(57)【要約】【課題】大型の基板で製膜処理等を行うにあたり、調整が容易で高速に基板搬送が可能な真空処理装置を提供する。【解決手段】真空処理装置は、搬送室１０、第１処理室１２−１〜２、第２処理室１２−３〜４、第１基板搬送台車２０−１〜２、第２基板搬送台車２０−３〜４を備える。搬送室１０は、Ｘ方向に伸び、第１搬送領域１０−１と第２搬送領域１０−２を含む。第１処理室１２−１〜２は、第１搬送領域１０−１側に接続される。第２処理室１２−３〜４は、第２搬送領域１０−２側に接続される。第１基板搬送台車２０−１〜２は、第１搬送領域１０−１内を移動する。第２基板搬送台車２０−３〜４は、第２搬送領域１０−２内を移動する。第１基板搬送台車２０−１〜２は第２処理室１２−３〜４の少なくとも一つと第１処理室１２−１〜２とに対し基板２を搬入、搬出する。第２基板搬送台車２０−３〜４は第２処理室１２−３〜４に対し基板２を搬入、搬出する。【選択図】図３
2011233938.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に伸び互いに隣接する第１搬送領域及び第２搬送領域を含む搬送室と、
前記搬送室の前記第１搬送領域側に、前記第１方向に沿って接続されて、基板を真空処理する複数の第１処理室と、
前記搬送室の前記第２搬送領域側に、前記第１方向に沿って接続されて、前記基板を真空処理する複数の第２処理室と、
前記搬送室の前記第１搬送領域内を前記第１方向に沿って移動する第１基板搬送台車と、
前記搬送室の前記第２搬送領域内を前記第１方向に沿って移動する第２基板搬送台車と、を具備し、
前記複数の第１処理室及び前記複数の第２処理室は、前記搬送室から第２方向に伸びるように接続され、
前記第１基板搬送台車は、前記複数の第２処理室の少なくとも一つと前記複数の第１処理室とに対して前記基板を搬入又は搬出し、
前記第２基板搬送台車は、前記複数の第２処理室に対して前記基板を搬入又は搬出し、
前記第１基板搬送台車及び前記第２基板搬送台車の各々は、
前記第１方向へ移動可能な台車ベースと、
前記台車ベースを前記第１方向に互いに干渉せずに移動するための第１方向駆動機構と、
前記台車ベース上に設けられ、第２方向へ独立に移動可能であり前記基板を載置可能な上部台車ベースと、
前記上部台車ベースを前記第２方向に移動するための第２方向駆動機構とを備え、
前記第１方向駆動機構は、
前記搬送室に固定されるとともに、前記搬送室の一端側の外側の大気側に設置に設置された第１回転駆動部と、
前記台車ベースの移動を補助する下部支持体と、
複数の回転可能なネジ軸が前記第１方向へ伸びた、複数段ボールネジ機構を備え、
前記複数段ボールネジ機構は、
前記第１回転駆動部により回転され、前記下部支持体に第１ナットを介して結合される第１ボールネジと、
第１スプライン軸が前記第１方向へ伸び、前記第１ボールネジの回転が、第１スライド外筒に伝達され、前記第１スプライン軸が回転可能に前記下部支持体に固定される第１ボールスプラインと、
第２ネジ軸が前記第１方向へ伸び、
前記第１ボールスプラインの回転が、伝達され前記台車ベースに第２ナットを介して結合され、回転可能に前記下部支持体に固定される第２ボールネジを備え、
前記第１ナットの移動量と前記第２ナットの移動量との和が前記台車ベースの移動量とされ、
前記第２方向駆動機構は、
前記搬送室に固定されるとともに前記搬送室の一端側の前記第１回転駆動部と一組にして外側の大気側に設置に設置された第２回転駆動部と、
第３スプライン軸が前記第１方向へ伸び、前記第２回転駆動部により回転され、第３スライド外筒を介して前記第３スプライン軸が回転可能に前記下部支持体に結合される第３ボールスプラインと、
第４スプライン軸が前記第１方向へ伸び、前記第３ボールスプラインの前記第３スライド外筒の回転が伝達され、回転可能に前記下部支持体に固定される第４ボールスプラインと、
前記第４ボールスプラインの第４スライド外筒の回転が一方の端部に伝達され、前記台車ベースに回転可能に結合された前記第１方向へ伸びる第１回転軸と、前記第１回転軸における他方の端部の回転が、前記第３方向へ伸びて、前記上部台車ベースに回転を伝達する第２回転軸とを備え、
前記台車ベースと前記下部支持体の第１方向の移動に関わらず、前記上部台車ベースの第２方向への移動を可能とする
ことを特徴とする真空処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の真空処理装置において、
前記第１方向駆動機構は、
前記搬送室に固定された第１回転駆動部と、
前記台車ベースの移動を補助する下部支持体及び補助下部支持体と、
第１ネジ軸が前記第１方向へ伸び、一端側から第１回転駆動部により回転され、前記下部支持体に第１ナットを介して結合される第１ボールネジと、
第１スプライン軸が前記第１方向へ伸び、前記第１ボールネジの他端側の回転が、第１スライド外筒に伝達されるとともに、前記第１スプライン軸が回転可能に前記下部支持体に固定される第１ボールスプラインと、
第２ネジ軸が前記第１方向へ伸び、前記第１ボールスプラインの端部の回転が、端部に伝達されるとともに、前記補助下部支持体に第２ナットを介して結合され、前記第２ネジ軸が回転可能に前記下部支持体に固定される第２ボールネジと、
第２スプライン軸が前記第１方向へ伸び、前記第２ボールネジの端部の回転が、前記下部支持体に回転可能に結合された第２スライド外筒に伝達されるとともに、前記第２スプライン軸が回転可能に前記補助下部支持体に固定される第２ボールスプラインと、
第３ネジ軸が前記第１方向へ伸び、前記第２ボールスプラインの端部の回転が、端部に伝達されるとともに、前記台車ベースに第３ナットを介して結合され、前記第３ネジ軸が回転可能に前記補助下部支持体に固定される第３ボールネジと
を備え、
前記第１ナットの移動量と前記第２ナットの移動量と前記第３ナットの移動量との和が前記台車ベースの移動量とされる
ことを特徴とする真空処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の真空処理装置において、
前記第１方向駆動機構は、前記台車ベースを前記第１方向に移動し、前記第２方向駆動機構は、前記上部台車ベースを前記第２方向へ移動する
ことを特徴とする真空処理装置。
【請求項４】
請求項１に記載の真空処理装置において、
前記複数の第１処理室と前記複数の第２処理室とは、前記搬送室に対して互いに第３方向の異なる位置に接続され、
前記第１基板搬送台車及び前記第２基板搬送台車の少なくとも一つは、
前記台車ベースが、前記上部台車ベースの下方に設けられ、前記第３方向へ移動可能な昇降台車ベースを含み、
前記昇降台車ベースを前記第３方向に移動するための第３方向駆動機構を更に備え、
前記第１方向駆動機構は、前記台車ベースを前記第１方向に移動し、前記第３方向駆動機構は、前記昇降台車ベースを前記第３方向に移動し、前記第２方向駆動機構は、前記上部台車ベースを前記第２方向へ移動する
ことを特徴とする真空処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の真空処理装置において、
前記第３方向駆動機構は、
前記搬送室に固定された第３回転駆動部と、
前記台車ベースの移動を補助する下部支持体と、
第５スプライン軸が前記第１方向へ伸び、一端側から第３回転駆動部により回転され、前記第５スプライン軸が回転可能に前記下部支持体に第５スライド外筒を介して結合される第５ボールスプラインと、
第６スプライン軸が前記第１方向へ伸び、前記第５ボールスプラインの前記第５スライド外筒の回転が、端部に伝達されるとともに、前記第６スプライン軸が回転可能に前記下部支持体に固定される第６ボールスプラインと、
一方の端部の回転が、前記第６ボールスプラインの第６スライド外筒の回転により伝達され、前記台車ベースに回転可能に結合された前記第１方向へ伸びる第３回転軸と、
第４ネジ軸が前記第３方向へ伸び、前記第３回転軸における他方の端部の回転が、前記第４ネジ軸の端部の回転に伝達され、前記昇降台車ベースに第４ナットを介して結合され第４ボールネジと
を備える
ことを特徴とする真空処理装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の真空処理装置において、
前記第１基板搬送台車及び前記第２基板搬送台車は、いずれも複数あり、
前記搬送室は、前記複数の第１処理室及び前記複数の第２処理室が接続されず、前記第１基板搬送台車及び前記第２基板搬送台車の少なくとも一つが待機可能な退避領域を備える
ことを特徴とする真空処理装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の真空処理装置において、
前記複数の第１処理室及び前記複数の第２処理室は、前記基板を水平状態又は水平状態から所定の角度以内で処理し、
前記第１基板搬送台車及び前記第２基板搬送台車は、前記基板を水平状態又は水平状態から前記所定の角度以内で保持する
ことを特徴とする真空処理装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の真空処理装置において、
第１方向に伸び互いに隣接する第１搬送領域及び第２搬送領域を含む搬送室と、
前記搬送室の前記第１搬送領域側に設けられたロード室と、
前記搬送室の前記第２搬送領域側に設けられたアンロード室と
を更に具備し、
前記第１基板搬送台車による前記ロード室からの前記基板の搬出と、前記第２基板搬送台車による前記アンロード室への前記基板搬入とは同時に実行可能である
ことを特徴とする真空処理装置。
【請求項９】
請求項１または２に記載の真空処理装置を用いて基板を搬送することを特徴とする基板搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空処理装置およびこれを用いた基板搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板への製膜処理や製膜された膜のエッチング処理等を真空又は減圧雰囲気の下で行う真空処理装置が知られている。真空処理装置は、複数の処理を並行して行うために、複数の処理室を有する場合がある。例えば、薄膜太陽電池を形成する場合、基板に光電変換層としてｐ層、ｉ層、ｎ層の半導体層を積層する。この場合、真空処理装置は、各半導体層に専用の処理室（製膜室）を設け、各層の製膜を同時並行的に実施する。それにより、真空処理装置を効率的に用いることができ、光電変換層の形成にかかる時間を短縮することが出来る。
【０００３】
このような真空処理装置の例として、特開２００１−１２７１３３号公報にクラスタ型真空処理システムが開示されている。図１は、このクラスタ型真空処理システムを示す模式図である。このクラスタ型真空処理システムは、複数の処理室に基板を次々に搬送して処理する。クラスタ型真空処理システムは、中央に位置する共通搬送室（３３０）と、この共通搬送室（３３０）の周囲に配置され、共通搬送室（３３０）に対してゲート弁（３４０Ａ〜３４０Ｅ、３４０Ｈ）を介してそれぞれ連通可能に設けられ基板（Ｇ）を真空雰囲気下でそれぞれ処理する複数の真空処理室（３７０Ａ〜３７０Ｅ、３８０）と、共通搬送室（３３０）に対してゲート弁（３４０Ｆ）を介して連通可能に設けられ基板（Ｇ）が搬入されるロード室（３１０）と、共通搬送室（３３０）に対してゲート弁（３４０Ｇ）を介して連通可能に設けられ基板が搬出されるアンロード室（３２０）と、真空処理室（３７０Ａ〜３７０Ｅ、８０）、共通搬送室（３３０）、ロード室（３１０）、アンロード室（３２０）の相互間で基板（Ｇ）を搬送するための少なくとも３つの搬送台車（３０６Ａ／３０６Ｂ、３０６Ｃ／３０６Ｄ、３０６Ｅ／３０６Ｆ）とを具備する。このクラスタ型真空処理システムは、真空処理装置内で複数の基板搬送台車を用いている。そして、複数の基板搬送台車間の干渉を抑制する台車待機室を有している。
【０００４】
また、特開２００６−２６４８２６号公報に真空処理装置が開示されている。図２は、この真空処理装置を示す模式図である。この真空処理装置は、搬送室（４０２）と、搬送室（４０２）に接続されて基板を鉛直方向より傾斜させて支持して真空処理する複数の処理室（４０３−１〜４０３−６）と、搬送室（４０２）の内を移動する基板搬送装置（４０６）とを具備する。基板搬送装置（４０６）は、複数の処理室（４０３−１〜４０３−６）のうちの１つの処理室から搬送室（４０２）に基板を傾斜させて支持して搬出し、複数の処理室（４０３−１〜４０３−６）のうちの他の処理室に搬送室（４０２）から基板を傾斜させて支持して搬入する。基板搬送装置（４０６）は、基板を支持する第１架台と、第１架台を搬送室の内部から処理室の内部に向かう搬出入方向に移動可能に支持する第２架台と、第２架台を搬出入方向に移動可能に支持する第３架台と、第３架台を搬出入方向に移動可能に支持するスライドベースとを備える。スライドベースは、搬出入方向と平行でない移動方向に移動し、第１架台は、棒状の部材から形成される。この真空処理装置はパラレル配置の中央搬送室内で基板を搬送する基板搬送機構を有している。なお、ロード室（４０４）、アンロード室（４０５）及び複数の処理室（４０３−１〜４０３−６）と搬送室（４０２）との間にゲート弁（４１１、４１５、４０７−１〜４０７−６）が設けられている。
【０００５】
また、特開平６−５６８７号公報に真空処理装置が開示されている。この真空処理装置は、半導体基板を複数枚を収納するロードロック室と、この半導体基板を一枚ずつ処理する複数真空処理室を周囲に囲むように配置する搬送室を上下に分割し、これら分割される搬送室に収容されるとともに各真空処理室及びロードロック室間における半導体基板の搬入・載置及び搬出を行う基板ハンドリングアームと、各真空処理室内にあって、これら基板ハンドリングアームと協動し上下動することで半導体基板の移載を行う基板リフターとを備える。この真空処理装置は、基板搬送台車を使用していないが、搬送室を上下に分割して上下二系統の搬送を基板搬送ハンドリングアームにより同時に行う。
【０００６】
特開２００２−１８４７０６号公報に真空処理装置が開示されている。この真空処理装置は、主真空槽と、主真空槽内に配置されたハンドと、ハンドを真空槽内で水平方向に往復移動させる搬送機構と、主真空槽の上部であって、各ハンドの移動軌跡の上方位置に配置された複数の処理室と、主真空槽内の各処理室の下方位置に配置され、上下移動可能に構成された昇降装置とを有する。真空処理装置は、基板搬送台車を使用していないが、基板を主真空槽の上部で水平搬送し、その下を処理済基板をリターン搬送する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１２７１３３号公報
【特許文献２】特開２００６−２６４８２６号公報
【特許文献３】特開平０６−０５６８７号公報
【特許文献４】特開２００２−１８４７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
真空処理装置内で大型基板を搬送する場合、特許文献１や特許文献２に記載されているように、大型基板を傾斜支持して自重で安定化させながら搬送台車で搬送する技術が開発されている。ここで、複数の処理室へ大型基板を搬送する場合、クラスタ型の真空処理装置（特許文献１）において複数の搬送台車を使用するときには（図１）、搬送台車の駆動用のピニオン軸が多数発生し、ピニオン軸の同期調整と搬送台車の位置調整も含めて調整に時間を要する。一方、パラレル型の真空処理装置（特許文献２）において１台の搬送台車を使用するときには（図２）、基板の搬送と基板の受け渡し速度を向上させても、複数の製膜室の基板を同時に搬送処理できないので、タクトタイムの短縮には限界がある。より大型の基板で製膜処理等を行うにあたり、調整が容易で高速に基板搬送が可能な真空処理装置が望まれる。
【０００９】
本発明の目的は、大型の基板で製膜処理等を行うにあたり、高速に基板搬送が可能な真空処理装置およびこれを用いた基板搬送方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、大型の基板で製膜処理等を行うにあたり、調整が容易で高速に基板搬送が可能な真空処理装置を提供することにある。
【００１１】
この発明のこれらの目的とそれ以外の目的と利益とは以下の説明と添付図面とによって容易に確認することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以下に、課題を解決するための手段を説明する。
本発明の真空処理装置は、第１方向に伸び互いに隣接する第１搬送領域及び第２搬送領域を含む搬送室と、前記搬送室の前記第１搬送領域側に、前記第１方向に沿って接続されて、基板を真空処理する複数の第１処理室と、前記搬送室の前記第２搬送領域側に、前記第１方向に沿って接続されて、前記基板を真空処理する複数の第２処理室と、前記搬送室の前記第１搬送領域内を前記第１方向に沿って移動する第１基板搬送台車と、前記搬送室の前記第２搬送領域内を前記第１方向に沿って移動する第２基板搬送台車と、を具備し、前記複数の第１処理室及び前記複数の第２処理室は、前記搬送室から第２方向に伸びるように接続され、前記第１基板搬送台車は、前記複数の第２処理室の少なくとも一つと前記複数の第１処理室とに対して前記基板を搬入又は搬出し、前記第２基板搬送台車は、前記複数の第２処理室に対して前記基板を搬入又は搬出し、前記第１基板搬送台車及び前記第２基板搬送台車の各々は、前記第１方向へ移動可能な台車ベースと、前記台車ベースを前記第１方向に互いに干渉せずに移動するための第１方向駆動機構と、前記台車ベース上に設けられ、第２方向へ独立に移動可能であり前記基板を載置可能な上部台車ベースと、前記上部台車ベースを前記第２方向に移動するための第２方向駆動機構とを備え、前記第１方向駆動機構は、前記搬送室に固定されるとともに、前記搬送室の一端側の外側の大気側に設置に設置された第１回転駆動部と、前記台車ベースの移動を補助する下部支持体と、複数の回転可能なネジ軸が前記第１方向へ伸びた、複数段ボールネジ機構を備え、前記複数段ボールネジ機構は、前記第１回転駆動部により回転され、前記下部支持体に第１ナットを介して結合される第１ボールネジと、第１スプライン軸が前記第１方向へ伸び、前記第１ボールネジの回転が、第１スライド外筒に伝達され、前記第１スプライン軸が回転可能に前記下部支持体に固定される第１ボールスプラインと、第２ネジ軸が前記第１方向へ伸び、前記第１ボールスプラインの回転が、伝達され前記台車ベースに第２ナットを介して結合され、回転可能に前記下部支持体に固定される第２ボールネジを備え、前記第１ナットの移動量と前記第２ナットの移動量との和が前記台車ベースの移動量とされ、前記第２方向駆動機構は、前記搬送室に固定されるとともに前記搬送室の一端側の前記第１回転駆動部と一組にして外側の大気側に設置に設置された第２回転駆動部と、第３スプライン軸が前記第１方向へ伸び、前記第２回転駆動部により回転され、第３スライド外筒を介して前記第３スプライン軸が回転可能に前記下部支持体に結合される第３ボールスプラインと、第４スプライン軸が前記第１方向へ伸び、前記第３ボールスプラインの前記第３スライド外筒の回転が伝達され、回転可能に前記下部支持体に固定される第４ボールスプラインと、前記第４ボールスプラインの第４スライド外筒の回転が一方の端部に伝達され、前記台車ベースに回転可能に結合された前記第１方向へ伸びる第１回転軸と、前記第１回転軸における他方の端部の回転が、前記第３方向へ伸びて、前記上部台車ベースに回転を伝達する第２回転軸とを備え、前記台車ベースと前記下部支持体の第１方向の移動に関わらず、前記上部台車ベースの第２方向への移動を可能とする、ことを特徴とする。
本発明では、搬送室において、第１基板搬送台車は第１搬送領域を移動し、第２基板搬送台車は第２搬送領域を移動する。したがって、搬送室において、基板搬送台車を２台以上同時に使用することが可能となる。それにより、基板受け渡し時間や台車移動時間や台車待ち時間等による無駄な時間を発生させることなく、各処理室に対して基板を搬入又は搬出することができる。すなわち、基板搬送台車や製膜室の待機時間を著しく低減することができる。その結果、基板搬送の高速化を図ることができる。
【００１３】
特許文献１のクラスタ型真空処理システムでは、複数の基板搬送台車を用いているが、搬送室において基板搬送台車を移動させることが出来る領域は一つで共通であり、その領域内で同時に複数の基板搬送台車を動作させることは出来ない。すなわち、搬送室において基板搬送台車を移動させることが出来る複数の領域を設け、複数の領域の各々において基板搬送台車を用いることは記載されていない。
【００１４】
特許文献２の真空処理装置では、搬送室において基板搬送台車を移動させることが出来る領域は一つであり、一台の基板搬送台車を用いて基板搬送を行うことを前提としている。すなわち、搬送室において基板搬送台車を移動させることが出来る複数の領域を設け、複数の領域の各々において基板搬送台車を用いることは記載されていない。
【００１５】
特許文献３の真空処理装置では、搬送室において基板を搬送することが出来る上部の搬送室及び下部の搬送室を設けているが、基板搬送台車を用いずハンドリングアームを用いている他、処理室の配置構成もパラレル型ではなくクラスタ型を用いており、本発明の真空処理装置とは異なっている。
【００１６】
特許文献４の真空処理装置では、搬送室において基板を搬送する二つのハンドが異なる軌道で移動することが開示されているが、その基板を搬送する対象の処理室は全く共通であり、一方のハンドが処理室との間で基板の搬入／搬出を行っていた場合、他方のハンドの移動に与える影響が大きい（制約が多い）。これは、一方のハンドと処理室との間の基板の搬入／搬出に係る領域が、常に他のハンドの軌道上を横切るからである。すなわち、処理室の配置構成が本発明の真空処理装置とは異なっている。
【００１７】
上記の真空処理装置において、前記第１方向駆動機構は、前記搬送室に固定された第１回転駆動部と、前記台車ベースの移動を補助する下部支持体及び補助下部支持体と、第１ネジ軸が前記第１方向へ伸び、一端側から第１回転駆動部により回転され、前記下部支持体に第１ナットを介して結合される第１ボールネジと、第１スプライン軸が前記第１方向へ伸び、前記第１ボールネジの他端側の回転が、第１スライド外筒に伝達されるとともに、前記第１スプライン軸が回転可能に前記下部支持体に固定される第１ボールスプラインと、第２ネジ軸が前記第１方向へ伸び、前記第１ボールスプラインの端部の回転が、端部に伝達されるとともに、前記補助下部支持体に第２ナットを介して結合され、前記第２ネジ軸が回転可能に前記下部支持体に固定される第２ボールネジと、第２スプライン軸が前記第１方向へ伸び、前記第２ボールネジの端部の回転が、前記下部支持体に回転可能に結合された第２スライド外筒に伝達されるとともに、前記第２スプライン軸が回転可能に前記補助下部支持体に固定される第２ボールスプラインと、第３ネジ軸が前記第１方向へ伸び、前記第２ボールスプラインの端部の回転が、端部に伝達されるとともに、前記台車ベースに第３ナットを介して結合され、前記第３ネジ軸が回転可能に前記補助下部支持体に固定される第３ボールネジとを備え、前記第１ナットの移動量と前記第２ナットの移動量と前記第３ナットの移動量との和が前記台車ベースの移動量とされる、ことを特徴とする。
【００１８】
本発明では、第１方向へ基板搬送台車を駆動させるための第１方向駆動機構は、超長尺のボールネジを使用する方式ではなく、比較的に入手が簡便な長さのボールネジを三段で駆動させる方式としている。これにより、入手が容易で剛性と信頼性が高い長さのボールネジを用いて長い距離を移動させることが可能となり、本駆動機構の信頼性を高めることが出来る。加えて、超長尺のボールネジを使用するときに必要となっていたボールネジの振動を抑制のための非常に高い剛性を駆動機構に付与することが不要になる。したがって、ボールネジの振動による影響を少なく保持しながら、早い速度で基板搬送台車を駆動させることができ、タクトタイムを短縮できるとともに、極めて大きくコストを低減することが出来る。
【００１９】
上記の真空処理装置において、前記第１方向駆動機構は、前記台車ベースを前記第１方向に移動し、前記第２方向駆動機構は、前記上部台車ベースを前記第２方向へ移動することを特徴とする。
【００２０】
本発明では、第１基板搬送台車及び第２基板搬送台車の各々は、第１方向駆動機構により、台車ベースを第１方向に移動させて所望の処理室の前まで到達させ、第２方向駆動機構により、その上に設置された上部台車ベースを第２方向へ移動させて所望の処理室への基板の搬入／搬出を行うことが出来る。
【００２１】
上記の真空処理装置において、前記複数の第１処理室と前記複数の第２処理室とは、前記搬送室に対して互いに第３方向の異なる位置に接続され、前記第１基板搬送台車及び前記第２基板搬送台車の少なくとも一つは、前記台車ベースが、前記上部台車ベースの下方に設けられ、前記第３方向へ移動可能な昇降台車ベースを含み、前記昇降台車ベースを前記第３方向に移動するための第３方向駆動機構を更に備え、前記第１方向駆動機構は、前記台車ベースを前記第１方向に移動し、前記第３方向駆動機構は、前記昇降台車ベースを前記第３方向に移動し、前記第２方向駆動機構は、前記上部台車ベースを前記第２方向へ移動することを特徴とする。
【００２２】
本発明では、第１基板搬送台車及び第２基板搬送台車の各々は、第１方向駆動機構により、台車ベースを第１方向に移動させ、且つ、第３方向駆動機構により、その上に設置された昇降台車ベースを第３方向に移動させることにより所望の処理室の前まで到達させ、第２方向駆動機構により、その上に配置された上部台車ベースを第２方向へ移動させて所望の処理室への基板の搬入／搬出を行うことが出来る。
【００２３】
上記の真空処理装置において、前記第３方向駆動機構は、前記搬送室に固定された第３回転駆動部と、前記台車ベースの移動を補助する下部支持体と、第５スプライン軸が前記第１方向へ伸び、一端側から第３回転駆動部により回転され、前記第５スプライン軸が回転可能に前記下部支持体に第５スライド外筒を介して結合される第５ボールスプラインと、第６スプライン軸が前記第１方向へ伸び、前記第５ボールスプラインの前記第５スライド外筒の回転が、端部に伝達されるとともに、前記第６スプライン軸が回転可能に前記下部支持体に固定される第６ボールスプラインと、一方の端部の回転が、前記第６ボールスプラインの第６スライド外筒の回転により伝達され、前記台車ベースに回転可能に結合された前記第１方向へ伸びる第３回転軸と、第４ネジ軸が前記第３方向へ伸び、前記第３回転軸における他方の端部の回転が、前記第４ネジ軸の端部の回転に伝達され、前記昇降台車ベースに第４ナットを介して結合され第４ボールネジとを備えることを特徴とする。
【００２４】
本発明では、第３方向へ昇降台車ベースを上昇下降させる回転駆動力は、２本の第５・第６ボールスプラインを利用して第３回転軸に伝達される。そして、第４ボールネジにより昇降台車ベースをＺ方向に上昇下降させることができる。この場合にも、特殊な超長尺ボールスプラインを用いる必要がなく、入手が容易な長さで剛性と信頼性が高いボールスプライン等を用いることが可能となる。したがって、本駆動機構の信頼性を高めることが出来る。加えて、超長尺のボールスプラインを使用するときに必要となるボールスプラインの振動を抑制のための非常に高い剛性を駆動機構に付与することが不要になる。したがって、ボールスプラインの振動による影響を少なく保持しながら、早い速度で基板搬送台車を駆動させることができ、タクトタイムを短縮できるとともに、極めて大きくコストを低減することが出来る。
【００２５】
上記の真空処理装置において、前記第１基板搬送台車及び前記第２基板搬送台車は、いずれも複数あり、前記搬送室は、前記複数の第１処理室及び前記複数の第２処理室が接続されず、前記第１基板搬送台車及び前記第２基板搬送台車の少なくとも一つが待機可能な退避領域を備えることを特徴とする。
【００２６】
本発明では、第１基板搬送台車及び第２基板搬送台車いずれも複数あっても、それぞれ第１搬送領域及び第２搬送領域を移動することで、基板の搬送を同時並行的に行うことができる。
【００２７】
上記の真空処理装置において、前記複数の第１処理室及び前記複数の第２処理室は、前記基板を水平状態又は水平状態から所定の角度以内で処理し、前記第１基板搬送台車及び前記第２基板搬送台車は、前記基板を水平状態又は水平状態から前記所定の角度以内で保持することを特徴とする。
【００２８】
本発明では、基板を水平状態又は水平状態から所定の角度以内で保持することで、装置断面積を小さく抑制することができる。装置断面積を小さく抑制することで、真空処理装置の設置面積（占有面積）を小さくすることが可能となる。所定の角度は、０°（水平）以上１５°以下、又は、７５°以上９０°（鉛直）が好ましい。
【００２９】
上記の真空処理装置において、第１方向に伸び互いに隣接する第１搬送領域及び第２搬送領域を含む搬送室と、前記搬送室の前記第１搬送領域側に設けられたロード室と、前記搬送室の前記第２搬送領域側に設けられたアンロード室とを更に具備し、前記第１基板搬送台車による前記ロード室からの前記基板の搬出と、前記第２基板搬送台車による前記アンロード室への前記基板搬入とは同時に実行可能であることを特徴とする。
【００３０】
本発明では、時間のかかるロード室からの基板の搬出、及び、アンロード室への基板の搬入を同時に行うことで、真空処理装置への基板の出し入れにかかる時間を大幅に短縮することが出来る。
【００３１】
また、本発明に係る基板搬送方法は、請求項１または２に記載の真空処理装置を用いて基板を搬送することを特徴とする。
【００３２】
本発明では、基板受け渡し時間や台車移動時間や台車待ち時間等による無駄な時間を発生させることなく、各処理室に対して基板を搬入又は搬出することができる。すなわち、基板搬送台車や製膜室の待機時間を著しく低減することができる。その結果、基板搬送の高速化を図ることができる。
しかも、入手が容易で剛性と信頼性が高い長さのボールネジを用いて長い距離を移動させるため、信頼性が高い。加えて、ボールネジの振動による影響を少なく保持しながら、早い速度で基板搬送台車を駆動させることができ、タクトタイムを短縮できるとともに、極めて大きくコストを低減することが出来る。
【発明の効果】
【００３３】
本発明により、大型の基板で製膜処理等を行うにあたり、調整が容易で高速に基板搬送が可能な真空処理装置および基板搬送方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、従来技術のクラスタ型真空処理システムを示す模式図である。
【図２】図２は、従来技術の真空処理装置を示す模式図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る真空処理装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係る真空処理装置の構成を示す概略断面図である。
【図５】図５は、本実施の形態に係る各基板搬送台車の動作を示す模式図である。
【図６】図６は、本実施の形態に係る各基板搬送台車の他の動作を示す模式図である。
【図７】図７は、本実施の形態に係る基板の傾き及び真空処理装置の装置断面積の定義を示す模式図である。
【図８】図８は、本実施の形態に係る基板の傾きと真空処理装置における装置断面積との関係を示すグラフである。
【図９】図９は、本実施の形態に係るＸ方向の駆動機構を示す構成図である。
【図１０】図１０は、本実施の形態に係るＸ方向の駆動機構の動作を示す構成図である。
【図１１】図１１は、本実施の形態に係るＸ方向の駆動機構を示す他の構成図である。
【図１２】図１２は、本実施の形態に係るＹ方向及びＺ方向の駆動機構を示す構成図である。
【図１３】図１３は、本実施の形態に係るＹ方向の駆動機構のうち複数段ラック・ピニオン駆動機構を示す構成図である。
【図１４】図１４は、本実施の形態におけるＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の駆動機構の関係を示す構成図である。
【図１５】図１５は、本実施の形態に係る各製膜室の構成を示す概略図である。
【図１６】図１６は、本実施の形態に係る基板搬送台車と製膜室との間の基板の搬入及び搬出の方法を示す概略図である。
【図１７】図１７は、本実施の形態に係る真空処理装置の他の応用例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の真空処理装置の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。
【００３６】
図３は、本発明の実施の形態に係る真空処理装置の構成を示すブロック図である。真空処理装置１は、複数の基板２に対して、製膜処理や製膜された膜のエッチング処理のような複数の処理を並行して行う。空処理装置１は、中央搬送室１０と、ロード室１１と、複数の製膜室１２−１〜１２−２と、複数の製膜室１２−３〜１２−４と、アンロード室１３と、複数の第１基板搬送台車２０−１〜２０−２と、複数の第２基板搬送台車２０−３〜２０−４とを具備する。
【００３７】
中央搬送室１０は、Ｘ方向に伸びる略直方体形状の室であり、複数の第１基板搬送台車２０−１〜２０−２及び複数の第２基板搬送台車２０−３〜２０−４を移動可能に格納している。中央搬送室１０は、Ｚ方向下部の下部中央搬送室（第１搬送領域）１０−１と、Ｚ方向上部の上部中央搬送室（第２搬送領域）１０−２とを備えている。すなわち、下部中央搬送室１０−１と上部中央搬送室１０−２とは、Ｘ方向に伸び互いに隣接する二つの搬送領域を形成している。ただし、両搬送領域の境界には境界壁を有していない。なお、二つの搬送領域は、一方がＺ方向の下部（第１搬送領域）で、他方がＺ方向上部（第２搬送領域）を示しているが、上部と下部という位置関係を限定したものではない。同様に、複数の製膜室１２−１〜１２−２及び複数の製膜室１２−３〜１２−４は、一方がＺ方向の下部（第１搬送領域）に、他方がＺ方向上部（第２搬送領域）に連通することを示しているが、上部と下部という位置関係を限定したものではない。更に、ロード室１１及びアンロード室１３は、一方がＺ方向の下部（第１搬送領域）に、他方がＺ方向上部（第２搬送領域）に連通することを示しているが、上部と下部という位置関係を限定したものではない。
【００３８】
ロード室１１は、ゲート弁１６−１を介して下部中央搬送室１０−１と連通可能に設けられている。ロード室１１は、Ｙ方向に伸びるよう下部中央搬送室１０−１に接続されている。基板２は、ゲート弁１６−２を介して基板搬入装置（図示されず）により外部からロード室１１に搬入され、第１基板搬送台車２０−１によりロード室１１から下部中央搬送室１０−１に搬入される。ロード室１１は、ゲート弁１６−１とゲート弁１６−２の開閉のタイミングとロード室の真空・大気圧ベントのタイミングを調整して、ゲート弁１６−１を介して下部中央搬送室１０−１と連通時には、ロード室１１は真空状態にあり、下部中央搬送室１０−１の真空状態を阻害することがないよう、工夫されている。
【００３９】
複数の製膜室（第１処理室）１２−１〜１２−２は、それぞれゲート弁１７−１〜１７−２を介して下部中央搬送室１０−１と連通可能に、Ｘ方向に沿って並んで設けられている。複数の製膜室１２−１〜１２−２は、Ｙ方向に伸びるよう下部中央搬送室１０−１に接続されている。複数の製膜室１２−１〜１２−２は、基板２に対して各対応するゲート弁１７−１〜１７−２を閉じて真空（減圧）雰囲気で所定の処理を実行する。例えば、基板２に薄膜太陽電池用の光電変換層としてｐ層、ｉ層、ｎ層のいずれかの半導体層を製膜する。なお、この複数の製膜室の数は、２個に限定されない。製膜室の数は、製膜処理工程の必要に合わせて増減が可能である。
【００４０】
複数の製膜室（第２処理室）１２−４〜１２−３は、それぞれゲート弁１７−４〜１７−３を介して上部中央搬送室１０−２と連通可能に、Ｘ方向に沿って並んで設けられている。複数の製膜室１２−４〜１２−３は、Ｙ方向に伸びるよう上部中央搬送室１０−２に接続されている。すなわち、複数の製膜室１２−１〜１２−２と複数の製膜室１２−３〜１２−４とは、中央搬送室１０に対して互いにＺ方向の異なる位置に接続されている。複数の製膜室１２−４〜１２−３は、基板２に対して各対応するゲート弁１７−４〜１７−３を閉じて真空（減圧）雰囲気で所定の処理を実行する。例えば、基板２に薄膜太陽電池用の光電変換層としてｐ層、ｉ層、ｎ層のいずれかの半導体層を製膜する。なお、この複数の製膜室の数は、２個に限定されない。製膜室の数は、製膜処理工程の必要に合わせて増減が可能である。
【００４１】
このように、本真空処理装置１は、中央搬送室１０の両側に複数の製膜室１２が並列したパラレル型の真空処理装置である。
【００４２】
アンロード室１３は、ゲート弁１８−１を介して上部中央搬送室１０−２と連通可能に設けられている。アンロード室１３は、Ｙ方向に伸びるよう上部中央搬送室１０−２に接続されている。基板２は、第２基板搬送台車２０−４により上部中央搬送室１０−２からアンロード室１１に搬出され、ゲート弁１８−２を介して基板搬出装置（図示されず）によりアンロード室１３から外部に搬出される。アンロード室１３は、ロード室１１と同様に、ゲート弁１８−１とゲート弁１８−２の開閉のタイミングとアンロード室の真空・大気圧ベントのタイミングを調整して、上部部中央搬送室１０−２の真空状態を阻害することがないよう、工夫されている。
【００４３】
また、ゲート弁１６−１とゲート弁１８−１は、インターロック制御が設けられている。すなわち、ロード室１１が真空雰囲気の時にゲート弁１６−１を開放可能とし、アンロード室１３が真空雰囲気の時にゲート弁１８−１を開放可能とするように制御し、中央搬送室１０を常に真空状態に維持することで、他室間とのコンタミを抑制している。
【００４４】
これら中央搬送室１０、ロード室１１、複数の製膜室１２−１〜１２−４、及びアンロード室１３はステンレス系材料により形成されることが、耐食性と部材強度を満足する点で好ましい。複数の製膜室１２−１〜１２−４は、更に、プラズマ発生を阻害しないように非磁性または弱磁性材料であるステンレス系材料（例えばＳＵＳ３０４）により形成される。なお、複数の製膜室１２−１〜１２−４と中央搬送室１０とロード室１１とアンロード室１３は、真空雰囲気での処理内容や設計的考慮により他材質（例えばアルミニウム合金や表面をメッキ処理した鉄系材料など）も使用可能である。
【００４５】
第１基板搬送台車２０−１は、下部中央搬送室１０−１内をＸ方向に伸びる軌道１４に沿って移動する。第１基板搬送台車２０−１は、ロード室１１及び複数の製膜室１２−１〜１２−２、アンロード室１３及び複数の製膜室１２−４〜１２−３に対して基板２を搬入又は搬出する。
【００４６】
第１基板搬送台車２０−１は、台車ベース２０−１ｂと上部台車ベース２０−１ａと第１−１・第２−１・第３−１駆動機構（図示されず）とを備える。台車ベース２０−１ｂは、Ｘ方向へ移動可能に設けられ、昇降台車ベース２０−１ｃを含んでいる。昇降台車ベース２０−１ｃは、上部台車ベース２０−１ａの下方に設けられ、上部台車ベース２０−１ａをＺ方向へ移動可能である。上部台車ベース２０−１ａは、Ｙ方向へ移動可能に台車ベース２０−１ｂの昇降台車ベース２０−１ｃ上に設けられ、基板２を載置可能である。第１−１駆動機構は、台車ベース２０−１ｂをＸ方向に、第３−１駆動機構は昇降台車ベース２０−１ｃをＺ方向に、第２−１駆動機構は上部台車ベース２０−１ａをＹ方向にそれぞれ移動する。
第１−１駆動機構での台車ベース２０−１ｂのＸ方向移動及び第２−１駆動機構での上部台車ベース２０−１ａのＹ方向移動により、複数の製膜室１２−１〜１２−２及びロード室１１に対して基板２が搬入又は搬出される。
更に、第１−１駆動機構での台車ベース２０−１ｂのＸ方向移動、第３−１駆動機構での昇降台車ベース２０−１ｃのＺ方向移動及び第２−１駆動機構での上部台車ベース２０−１ａのＹ方向移動により、複数の製膜室１２−４〜１２−３及びアンロード室１３に対して基板２が搬入又は搬出される。
【００４７】
第１基板搬送台車２０−２は、下部中央搬送室１０−１内をＸ方向に伸びる軌道１４に沿って移動する。第１基板搬送台車２０−２は、複数の製膜室１２−１〜１２−２及び複数の製膜室１２−４〜１２−３に対して基板２を搬入又は搬出する。ただし、ロード室１１及びアンロード室１３に対して基板２を搬入又は搬出することはない。第１基板搬送台車２０−１があるため、ロード室１１及びアンロード室１３に対応する位置に移動できないからである。
【００４８】
第１基板搬送台車２０−２は、台車ベース２０−２ｂと上部台車ベース２０−２ａと、第１基板搬送台車２０−１とは別に設けた第１−２・第２−２・第３−２駆動機構（図示されず）とを備える。台車ベース２０−２ｂは、Ｘ方向へ移動可能に設けられ、昇降台車ベース２０−２ｃを含んでいる。昇降台車ベース２０−２ｃは、上部台車ベース２０−２ａの下方に設けられ、上部台車ベース２０−２ａをＺ方向へ移動可能である。上部台車ベース２０−２ａは、Ｙ方向へ移動可能に台車ベース２０−２ｂの昇降台車ベース２０−２ｃ上に設けられ、基板２を載置可能である。第１−２駆動機構は、台車ベース２０−２ｂをＸ方向に、第３−２駆動機構は昇降台車ベース２０−２ｃをＺ方向に、第２−２駆動機構は上部台車ベース２０−２ａをＹ方向にそれぞれ移動する。
第１−２駆動機構での台車ベース２０−２ｂのＸ方向移動及び第２−２駆動機構での上部台車ベース２０−２ａのＹ方向移動により、複数の製膜室１２−１〜１２−２に対して基板２が搬入又は搬出される。
更に、第１−２駆動機構での台車ベース２０−２ｂのＸ方向移動、第３−２駆動機構での昇降台車ベース２０−２ｃのＺ方向移動及び第２−２駆動機構での上部台車ベース２０−２ａのＹ方向移動により、複数の製膜室１２−４〜１２−３に対して基板２が搬入又は搬出される。
【００４９】
このように、第１基板搬送台車２０−１、２０−２は、三つのブロックに分けて構成されている。すなわち、台車ベース２０−１ｂ、２０−２ｂ（ベース１）はＸ方向に移動可能である。台車ベース上に設けられた昇降台車ベース２０−１ｃ、２０−２ｃ（ベース２）はＺ方向に移動可能である。昇降台車ベース上に設けられた上部台車ベース２０−１ａ、２０−２ａ（ベース３）はＹ方向移動に移動可能である。そして、ベース１／ベース２／ベース３の各駆動機構（移動機構）により、基板２を製膜室１２に搬入及び搬出することができる。
【００５０】
第２基板搬送台車２０−４は、上部中央搬送室１０−２内をＸ方向に伸びる軌道１５に吊り下げられ、それに沿って移動する。第２基板搬送台車２０−４は、アンロード室１３及び複数の製膜室１２−４〜１２−３に対して基板２を搬入又は搬出する。
【００５１】
第２基板搬送台車２０−４は、台車ベース２０−４ｂと上部台車ベース２０−４ａと第１−４・第２−４駆動機構（図示されず）とを備える。台車ベース２０−４ｂは、Ｘ方向へ移動可能に設けられている。上部台車ベース２０−４ａは、Ｙ方向へ移動可能に台車ベース２０−４ｂ上に設けられている。上部台車ベース２０−４ａは、基板２を載置可能である。第１−４駆動機構は、台車ベース２０−４ｂをＸ方向に、第２−４駆動機構は上部台車ベース２０−４ａをＹ方向にそれぞれ移動する。
第１−４駆動機構での台車ベース２０−４ｂのＸ方向移動及び第２−４駆動機構での上部台車ベース２０−４ａのＹ方向移動により、複数の製膜室１２−４〜１２−３及びアンロード室１３に対して基板２が搬入又は搬出される。
【００５２】
第２基板搬送台車２０−３は、上部中央搬送室１０−２内をＸ方向に伸びる軌道１５に沿って移動する。第２基板搬送台車２０−３は、複数の製膜室１２−４〜１２−３に対して基板２を搬入又は搬出する。ただし、アンロード室１３に対して基板２を搬入又は搬出することはない。第２基板搬送台車２０−４があるため、アンロード室１３に対応する位置に移動できないからである。
【００５３】
第２基板搬送台車２０−３は、台車ベース２０−３ｂと上部台車ベース２０−３ａと第１−３・第２−３駆動機構（図示されず）とを備える。台車ベース２０−３ｂは、Ｘ方向へ移動可能に設けられている。上部台車ベース２０−３ａは、Ｙ方向へ移動可能に台車ベース２０−３ｂ上に設けられている。上部台車ベース２０−３ａは、基板２を載置可能である。第１−３駆動機構は、台車ベース２０−３ｂをＸ方向に、第２−３駆動機構は上部台車ベース２０−３ａをＹ方向にそれぞれ移動する。
第１−３駆動機構での台車ベース２０−３ｂのＸ方向移動及び第２−３駆動機構での上部台車ベース２０−３ａのＹ方向移動により、複数の製膜室１２−４〜１２−３に対して基板２が搬入又は搬出される。
【００５４】
このように、第２基板搬送台車２０−４、２０−３は、二つのブロックに分けて構成されている。すなわち、台車ベース２０−４ｂ、２０−３ｂ（ベース１）はＸ方向に移動可能である。台車ベース上に設けられた上部台車ベース２０−４ａ、２０−３ａ（ベース３）はＹ方向移動に移動可能である。そして、ベース１／ベース３の駆動機構（移動機構）により、基板２を製膜室１２に搬入及び搬出することができる。
【００５５】
図３では、以下の様子を一例として示している。すなわち、第１基板搬送台車２０−１は、上部載置台１０−１ａによりロード室１１との間で基板２の搬入又は搬出を行っている。第１基板搬送台車２０−２は、昇降台２０−２ｃ及び上部台車ベース２０−２ａにより製膜室１２−４との間で基板２の搬入又は搬出を行っている。第２基板搬送台車２０−３は、製膜室１２−３との間で基板２の搬入又は搬出を行っている。第２基板搬送台車２０−４は、アンロード室１３との間で基板２の搬入又は搬出を行っている。
【００５６】
図４は、本発明の実施の形態に係る真空処理装置の構成を示す概略断面図である。この図は、中央搬送室１０のＹ方向断面の模式図を示している。
【００５７】
中央搬送室１０は、Ｚ方向下部の下部中央搬送室１０−１と、Ｚ方向上部の上部中央搬送室１０−２とを備え、両搬送室（搬送領域）の境界には境界壁を有していない。下部中央搬送室１０−１には、ロード室１１及びゲート弁１６−１に対応する位置２３−１に開口部２６、製膜室１２−１及びゲート弁１７−１に対応する位置２３−２に開口部２７−１、製膜室１２−２及びゲート弁１７−２に対応する位置２３−３に開口部２７−２がそれぞれ設けられている。また、上部中央搬送室１０−２には、アンロード室１３及びゲート弁１８−１に対応する位置２３−１に開口部２８、製膜室１２−４及びゲート弁１７−４に対応する位置２３−２に開口部２７−４、製膜室１２−３及びゲート弁１７−３に対応する位置２３−３に開口部２７−３がそれぞれ設けられている。中央搬送室１０は、更に、ロード室１１やアンロード室１３が接続された端部と反対側の端部に退避領域１０ａを有する。退避領域１０ａには、第１基板搬送台車２０−２や第２基板搬送台車２０−３が一時的に退避可能で、第１基板搬送台車２０−１や第２基板搬送台車２０−４との干渉を避けることができるよう工夫してある。
【００５８】
第１基板搬送台車２０−１は、Ｘ方向に移動可能であり、下部中央搬送室１０−１における位置２３−１、２３−２、２３−３に移動可能である。それにより、ロード室１１、製膜室１２−１、製膜室１２−２に対して基板２を搬入又は搬出することが出来る。さらに、第１基板搬送台車２０−１は、その一部がＺ方向にも移動可能であり、上部中央搬送室１０−２における位置２３−１、２３−２、２３−３にその一部が移動可能である。それにより、アンロード室１３、製膜室１２−４、製膜室１２−３に対して基板２を搬入又は搬出することが出来る。
【００５９】
第１基板搬送台車２０−２は、Ｘ方向に移動可能であり、下部中央搬送室１０−１における２３−２、２３−３、及び退避領域１０ａの位置２２−１に移動可能である。それにより、製膜室１２−１、製膜室１２−２に対して基板２を搬入又は搬出することが出来る。さらに、第１基板搬送台車２０−２は、その一部がＺ方向にも移動可能であり、上部中央搬送室１０−２における位置２３−２、２３−３にその一部が移動可能である。それにより、製膜室１２−４、製膜室１２−３に対して基板２を搬入又は搬出することが出来る。
【００６０】
第２基板搬送台車２０−４は、Ｘ方向に移動可能であり、上部中央搬送室１０−２における位置２３−１、２３−２、２３−３に移動可能である。それにより、アンロード室１３、製膜室１２−４、製膜室１２−３に対して基板２を搬入又は搬出することが出来る。なお、第２基板搬送台車２０−４は、Ｚ方向に移動できない。
【００６１】
第２基板搬送台車２０−３は、Ｘ方向に移動可能であり、上部中央搬送室１０−２における２３−２、２３−３、及び退避領域１０ａの位置２２−２に移動可能である。それにより、製膜室１２−４、製膜室１２−３に対して基板２を搬入又は搬出することが出来る。なお、第２基板搬送台車２０−３は、Ｚ方向に移動できない。
【００６２】
図４では、図３の場合と同様に、以下の様子を一例として示している。すなわち、第１基板搬送台車２０−１は、上部載置台によりロード室１１との間で、開口部２６を介して基板２の搬入又は搬出を行っている。第１基板搬送台車２０−２は、昇降台２０−２ｃ及び上部台車ベース２０−２ａにより製膜室１２−４との間で、開口部２７−４を介して基板２の搬入又は搬出を行っている。第２基板搬送台車２０−３は、製膜室１２−３との間で、開口部２７−３を介して基板２の搬入又は搬出を行っている。第２基板搬送台車２０−４は、アンロード室１３との間で、開口部２８を介して基板２の搬入又は搬出を行っている。
【００６３】
図５は、本実施の形態に係る各基板搬送台車の動作を示す模式図である。図５（ａ）はＺ方向上面からの、図５（ｂ）はＹ方向側面（断面）からのそれぞれ模式図である。ここでは一例として、薄膜太陽電池の光電変換層としてｐ層、ｉ層、ｎ層の半導体膜を基板２上に積層する場合について説明する。
【００６４】
第１基板搬送台車（Ａ）２０−１は、下部中央搬送室１０−１をＸ方向に移動し、Ｚ方向（上部中央搬送装置１０−２）へその一部が移動し、Ｙ方向へその一部が移動する。主にロード室（Ｌ）１１、ｐ層が製膜される製膜室（Ｐ）１２−１、ｉ層が製膜される製膜室（Ｉ）１２−２、１２−３との間で基板２の搬入又は搬出を行う。第１基板搬送台車（Ｂ）２０−２は、下部中央搬送室１０−１をＸ方向に移動し、Ｚ方向（上部中央搬送装置１０−２）へその一部が移動し、Ｙ方向へその一部が移動する。主にｐ層が製膜される製膜室（Ｐ）１２−１、ｉ層が製膜される製膜室（Ｉ）１２−２、１２−３、及びｎ層が製膜される製膜室（Ｎ）１２−４との間で基板２の搬入又は搬出を行う。
【００６５】
第２基板搬送台車（Ｃ）２０−３は、上部中央搬送室１０−２をＸ方向に移動し、Ｙ方向へその一部が移動する。主にｉ層が製膜される製膜室（Ｉ）１２−３、及びｎ層が製膜される製膜室（Ｎ）１２−４との間で基板２の搬入又は搬出を行う。第２基板搬送台車（Ｄ）２０−４は、上部中央搬送室１０−２をＸ方向に移動し、Ｙ方向へその一部が移動する。主にｉ層が製膜される製膜室（Ｉ）１２−３、ｎ層が製膜される製膜室（Ｎ）１２−４、及びアンロード室（ＵＬ）１３との間で基板２の搬入又は搬出を行う。
【００６６】
図５において、光電変換層としてｐ層、ｉ層、ｎ層の半導体膜を基板２上に連続的に積層する場合、まず、第１基板搬送台車（Ａ）２０−１は、ロード室（Ｌ）１１から基板２を搬出し、製膜室（Ｐ）１２−１へ基板２を搬入する。次に、第１基板搬送台車（Ｂ）２０−２は、製膜室（Ｐ）１２−１から基板２を搬出し、製膜室（Ｉ）１２−３へ基板２を搬入する。第２基板搬送台車（Ｃ）２０−３は、製膜室（Ｉ）１２−３から基板２を搬出し、製膜室（Ｎ）１２−４へ基板２を搬入する。第２基板搬送台車（Ｄ）２０−４は、製膜室（Ｎ）１２−４から基板２を搬出し、アンロード室（ＵＬ）１３へ基板２を搬入する。
【００６７】
ただし、製膜室（Ｉ）１２−３が使用中の場合、製膜室（Ｉ）１２−２を用いる。その場合、第１基板搬送台車（Ｂ）２０−２が、製膜室（Ｉ）１２−２から基板２を搬出し、製膜室（Ｎ）１２−４へ基板２を搬入する。第１基板搬送台車（Ｂ）２０−２が製膜室（Ｎ）１２−４へ基板２を搬入する場合、例えば、第２基板搬送台車（Ｄ）２０−４はアンロード室１３の位置２３−１へ、第２基板搬送台車（Ｃ）２０−３は製膜室１２−３の位置２３−３へそれぞれ退避する。
【００６８】
このように、下部の第１基板搬送台車２０−１、２０−２と上部の第２基板搬送台車２０−４、２０−３とが移動時に干渉する場合、下部の第１基板搬送台車２０−１、２０−２の昇降台２０−１ｃ、２０−２ｃ（ベース２）をＺ方向に下方に移動させることで回避、又は、中央搬送室１０の端の位置に設置した退避領域１０ａを利用する。これにより、複数の基板搬送台車２０が干渉することなく、それぞれが自由に各製膜室１２で処理をするときの基板搬送に対応することができる。それにより、複数の基板２を同時並行的に搬送処理動作することが出来る。
【００６９】
また、複数の基板搬送台車２０を有しているので、下部の第１基板搬送台車２０−１によるロード室１１からの基板２の搬出と、上部の第２基板搬送台車２０−４によるアンロード室１３への基板２の搬入を同時に行うことができる。すなわち、真空排気時間と大気圧へのベント動作時間のかかる基板２のローディング及びアンローディングを同時に行うことができるので、真空処理装置１への基板２の出し入れにかかる時間を大幅に短縮することが出来る。
【００７０】
図６は、本実施の形態に係る各基板搬送台車の他の動作を示す模式図である。図６（ａ）はＺ方向上面からの、図６（ｂ）はＹ方向側面（断面）からのそれぞれ模式図である。ここでは、上記各層を製膜して積層するのではなく、単独の膜を形成したい場合について説明する。
【００７１】
図６において、ｐ層の半導体膜を基板２上に製膜する場合、第１基板搬送台車（Ａ）２０−１は、ロード室（Ｌ）１１から基板２を搬出し、製膜室（Ｐ）１２−１へ基板２を搬入する。その後、第１基板搬送台車（Ａ）２０−１は、製膜室（Ｐ）１２−１から基板２を搬出し、アンロード室（ＵＬ）１３へ基板２を搬入する。このとき、第１基板搬送台車（Ｂ）２０−２は下部中央搬送装置１０−１の適当な場所へ退避し、第２基板搬送台車（Ｃ）２０−３及び第２基板搬送台車（Ｄ）２０−４は上部中央搬送装置１０−２の適当な場所へ退避する。
【００７２】
同様に、ｉ層の半導体膜を基板２上に製膜する場合、第１基板搬送台車（Ａ）２０−１は、ロード室（Ｌ）１１から基板２を搬出し、製膜室（Ｉ）１２−２又は１２−３へ基板２を搬入する。その後、第１基板搬送台車（Ａ）２０−１は、製膜室（Ｉ）１２−２又は１２−３から基板２を搬出し、アンロード室（ＵＬ）１３へ基板２を搬入する。同様に、ｎ層の半導体膜を基板２上に製膜する場合、第１基板搬送台車（Ａ）２０−１は、ロード室（Ｌ）１１から基板２を搬出し、製膜室（Ｎ）１２−４へ基板２を搬入する。その後、第１基板搬送台車（Ａ）２０−１は、製膜室（Ｎ）１２−４から基板２を搬出し、アンロード室（ＵＬ）１３へ基板２を搬入する。これらのとき、第１基板搬送台車（Ｂ）２０−２は下部中央搬送装置１０−１の適当な場所へ退避し、第２基板搬送台車（Ｃ）２０−３及び第２基板搬送台車（Ｄ）２０−４は上部中央搬送装置１０−２の適当な場所へ退避する。
【００７３】
このように、パラレル型の真空処理装置において、基板搬送台車２０の基板受け渡し時間や基板搬送台車２０の移動時間等によりで限界があった基板搬送時間を、複数の台車を基板搬送台車２０使用することにより解決することが可能となる。すなわち、上記のように、中央搬送室１０において、基板搬送台車２０を２台以上使用可能な構造とすることで、各製膜室１２に対して無駄な時間を生ずることなく基板を搬入又は搬出することができる。これにより、基板搬送台車２０や製膜室１２の待機時間を著しく低減することができる。その結果、基板搬送の高速化を図ることができる。この構造は、中央搬送室１０は空間において上下（Ｚ方向）に基板搬送台車が昇降可能とし、製膜室１２の配置された方向（Ｘ方向）に基板搬送台車やその駆動機構により相互干渉することなく、基板搬送が可能とするものである。
【００７４】
中央搬送室を上下の搬送空間を設け、下空間を移動する第１基板搬送台車２０−１、２０−２と上空間を移動する第２基板搬送台車２０−４、２０−３を設けることで、基板搬送台車２０同士の干渉を出来るだけ低減し、基板搬送台車２０や製膜室１２の待機時間を著しく低減することができる。すなわち、上部の第２基板搬送台車２０−４、２０−３は、Ｘ，Ｙ方向に移動して基板搬送する。下部の第１基板搬送台車２０−１、２０−２はＸ，Ｙに加えてＺ方向に移動して基板搬送するので中央搬送室１０の全部の製膜処理室１２に基板移動が可能である。
【００７５】
この場合、真空処理装置は、各半導体層に専用の処理室（製膜室）を設け、各層の製膜を同時並行的に実施する。それにより、真空処理装置を効率的に用いることができ、光電変換層の形成にかかる時間を短縮することが出来る。
【００７６】
ここで、基板２が大型基板、例えば１．４ｍ（縦）×１．１ｍ（横）というサイズ、又はそれ以上のサイズの場合を考える。第１基板搬送台車２０−１〜２０−２、及び第２基板搬送台車２０−４〜２０−３は、真空処理装置１内の基板２を、水平からある角度だけ傾けて搬送することが好ましい。その基板２の搬送時の角度θは、０°（水平）以上、１５°以下、又は、７５°以上、９０°（鉛直）以下が好ましい。その理由を以下に説明する。
【００７７】
図７は、本実施の形態に係る基板の傾き及び真空処理装置の装置断面積の各々の定義を示す模式図である。ただし、図７（ａ）は角度θの定義を示し、図７（ｂ）は真空処理装置１の装置断面積（Ｘ方向断面）の定義を示す。基板２を搬送するとき、基板２を水平に近い状態で搬送すると、装置の床占有面積は増大するが、装置高さは低くなる。また、基板２を鉛直に近い状態で搬送すると、装置の床占有面積は減少するが、装置高さは高くなる。装置としては、設置場所の状況や基板サイズによる製膜への影響に応じてこのいずれかの状態を選定することになるが、装置サイズを評価できるものとして、真空処理装置１の装置断面積（Ｘ方向断面）を小さくすることが指針となる。
図７（ａ）を参照して、基板２の横方向の一辺の長さを、基板２の水平時に“ａ”ｍとする。その場合、角度θだけ傾けば、横方向の長さは（ａ・ｃｏｓθ）ｍとなる。図７（ｂ）を参照して、一辺の基板長が１ｍを超える基板２に対して、基板２の横方向長さが（ａ・ｃｏｓθ）ｍの場合、ロード室１１及び各製膜室１２の一辺の長さＷ１及び高ｈ１さは、それぞれ概ね（１ｍ＋（ａ・ｃｏｓθ）ｍ）及び（１ｍ＋（ａ・ｓｉｎθ）ｍ）となる。同様に、アンロード室１３及び各製膜室１２の一辺の長さＷ３及び高ｈ３さは、概ね（１ｍ＋（ａ・ｃｏｓθ）ｍ）及び（１ｍ＋（ａ・ｓｉｎθ）ｍ）となる。更に、中央搬送室１０の一辺の長さＷ２及び高さｈ２は、概ね（１ｍ＋（ａ・ｃｏｓθ）ｍ）及び２×（１ｍ＋（ａ・ｓｉｎθ）ｍ）となる。従って、真空処理装置の装置断面積は、（３ｍ＋３（ａ・ｃｏｓθ）ｍ）×（２ｍ＋２（ａ・ｓｉｎθ）ｍ）となる。
【００７８】
図８は、本実施の形態に係る基板の傾きと真空処理装置における装置断面積との関係を示すグラフである。縦軸は真空処理装置１の装置断面積を示し、横軸は水平からの角度θを示す。ただし、丸印、三角印、及び四角印は、それぞれ水平時の基板２の横方向の一辺の長さ：ａ＝１．５ｍ、３．０ｍ、及び５．０ｍをそれぞれ示している。水平時の基板２の横方向の一辺の長さ：ａが大きくなると、真空処理装置の装置断面積が、基板２の搬送時の角度θに大きく影響されるようになる。その基板２の搬送時の角度θを０°（水平）以上、１５°以下、又は、７５°以上、９０°（鉛直）以下にすることで、装置断面積を小さく抑制することがわかる。このように、装置断面積を小さく抑制することで、真空処理装置１の設置面積（占有面積）を小さくすることが可能となる。
【００７９】
また、基板２を搬送するときの基板安定性と基板たわみ量は重力方向積分（ｃｏｓθ）に比例する。したがって、基板中央領域の複数個所で支持して基板たわみ量を低減させた場合、水平面からθ＝０°以上、１５°以下で傾斜させる方式を用いることで、基板搬送台車が上下（Ｚ方向）の昇降機構とストロークが簡素化され、より好ましい。
【００８０】
次に、第１基板搬送台車２０−１〜２０−２、第２基板搬送台車２０−３〜２０−４における駆動機構について説明する。ただし、第１基板搬送台車２０−１〜２０−２は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の各方向へ駆動される。第２基板搬送台車２０−３〜２０−４はＸ方向、Ｙ方向の各方向へ駆動される。しかし、駆動方法は方向により決まっており、装置同士に相違は無いので、まとめて基板搬送台車２０として説明する。
【００８１】
図９は、本実施の形態に係るＸ方向の駆動機構を示す構成図である。
第１方向駆動機構（回転駆動伝達機構）は、基板搬送台車をＸ方向へ駆動する。これは、既述の第１−１、第１−２、第１−３、第１−４駆動機構に相当する。この第１方向駆動機構は、Ｘ軸用回転駆動部９１と、複数段ボールネジ駆動機構３１とを備える。Ｘ軸用回転駆動部９１は、中央搬送装置１０に直接又は間接に固定されている。通常、Ｘ軸用回転駆動部９１は大気雰囲気にあるので、真空シール機能のある軸受けを経由して複数段ボールネジ駆動機構３１の部材を回転駆動する。
【００８２】
複数段ボールネジ駆動機構３１は、複数のボールネジがボールスプラインを介して結合されて、複数のボールネジの長さに概ね等しい長さを有する一つの超長尺なボールネジと同じ機能を発揮する。以下では、二段のボールネジがボールスプラインを介して結合された複数段ボールネジ駆動機構３１について説明する。複数段ボールネジ駆動機構３１は、第１ボールネジ３２と、第１ボールスプライン３４と、第２ボールネジ３８とを備える。
【００８３】
第１ボールネジ３２は、その第１ネジ軸３２ｂがＸ方向へ伸びている。第１ネジ軸３２ｂの一端は、Ｘ軸用回転駆動部９１に接続され、Ｘ軸用回転駆動部９１により回転駆動される。第１ネジ軸３２ｂの他端には、歯車３３が同軸で設けられている。その第１ナット３２ａは、歯車３３とは反対側であってＸ軸用回転駆動部９１近傍で第１ネジ軸３２ｂに取り付けられている。第１ナット３２ａは下部支持体３０に固定されている。すなわち、第１ボールネジ３２は、下部台車ベース３０に第１ナット３２ａを介して結合されている。ただし、下部支持体３０は、各基板搬送台車２０−１〜２０−４における台車ベース２０−１ｂ〜２０−４ｂの各駆動に関わる部材である。
【００８４】
ボールスプラインは、そのスプライン軸に設けた軸方向溝に沿ってスライド外筒が自由に移動でき、スライド外筒の回転がスプライン軸の回転へと伝達されるものである。第１ボールスプライン３４は、その第１スプライン軸３４ｂがＸ方向へ伸びている。第１スプライン軸３４ｂの一端は、第１ボールネジ３２の第１ナット３２ａ近傍まで伸びている。第１スプライン軸３４ｂの他端には、歯車３６が同軸で設けられている。その第１スライド外筒３４ａは、歯車３６近傍で第１スプライン軸３４ｂに取り付けられ、歯車３６側に歯車３５を同軸で有している。第１ボールスプライン３４は、第１ボールネジ３２と、歯車３３及び歯車３５を介して結合されている。第１ボールスプライン３４の第１スプライン軸３４ｂは、下部支持体３０に回転可能に固定されている。
【００８５】
第２ボールネジ３８は、その第２ネジ軸３８ｂがＸ方向へ伸びている。第２ネジ軸３８ｂの一端は、第１ボールスプライン３４の第１スプライン軸３４ｂの一端の近傍まで伸びている。第２ネジ軸３８ｂの他端には、歯車３７が同軸で設けられている。その第２ナット３８ａは、歯車３７とは反対側であって第１スプライン軸３４ｂの一端の近傍で第２ネジ軸３８ｂに取り付けられている。第２ナット３８ａは、台車ベース５０に固定されている。すなわち、第２ボールネジ３８は、台車ベース５０に第２ナット３８ａを介して結合されている。第２ボールネジ３８は、第１ボールスプライン３４と、歯車３６及び歯車３７を介して結合されている。第２ボールネジ３８の第２ネジ軸３８ｂは、下部支持体３０に回転可能に固定されている。ただし、台車ベース５０は、各基板搬送台車２０−１〜２０−４における台車ベース２０−１ｂ〜２０−４ｂである。
【００８６】
図１０は、本実施の形態に係るＸ方向の駆動機構の動作を示す構成図である。図９の初期状態（ナット３２ａ：Ａ０、台車ベース５０の端部Ａ０’）から第１ナット３２ａが距離Ｄ０だけ、台車ベース５０の端部が距離Ｄ１だけＸ方向へ移動した状態（ナット３２ａ：Ａ１、台車ベース５０の端部Ａ１’）を示している。
Ｘ軸用回転駆動部９１により第１ボールネジ３２の第１ネジ軸３２ｂが回転すると、その回転により第１ボールネジ３２の第１ナット３２ａがＸ方向へ距離Ｄ０だけ移動する。それにより、第１ナット３２ａに固定された下部支持体３０がＸ方向へ距離Ｄ０だけ移動する。
【００８７】
このとき、第１ボールネジ３２の歯車３３は、第１ネジ軸３２ｂの回転により回転し、その回転を第１ボールスプライン３４の歯車３５へ伝達する。その歯車３５の回転により、第１ボールスプライン３４の第１スライド外筒３４ａが回転する。その結果、第１スライド外筒３４ａは、歯車３３に対する歯車３５のＸ方向位置を保ちながら第１ボールスプライン３４の第１スプライン軸３４ｂを回転させる。また、下部支持体３０がＸ方向へ距離Ｄ０だけ移動することにより、下部支持体３０に固定された第１スプライン軸３４ｂは第１スライド外筒３４ａに対してＸ方向へ距離Ｄ０だけ引き出される。
【００８８】
このとき、第１ボールスプライン３４の歯車３６は、第１スプライン軸３４ｂの回転により回転し、その回転を第２ボールネジ３８の歯車３７に伝達する。その歯車３７の回転により、第２ボールネジ３８の第２ネジ軸３８ｂが回転する。その第２ネジ軸３８ｂの回転により、第２ボールネジ３８の第２ナット３８ａが下部支持体３０に対してＸ方向へ距離Ｄ１だけ移動する。それと共に、下部支持体３０がＸ方向へ距離Ｄ０だけ移動することにより、下部支持体３０に固定された第２ネジ軸３８ｂはＸ方向へ距離Ｄ０だけ移動する。その結果、第２ナット３８ａに固定されていた台車ベース５０は、下部支持体３０上での第２ナット３８ａの移動分である距離Ｄ１と、下部支持体３０の移動分である距離Ｄ０とにより、台車ベース５０の移動距離Ｄ２＝Ｄ０＋Ｄ１という大きな移動量を確保できる。このとき、歯車３３、３５、３６、３７の歯数関係や、第１ネジ軸３２ｂと第２ネジ軸３８ｂのピッチを適宜選定することで、Ｄ０とＤ１の移動距離を調整することが出来る。各歯車を同じ歯数、各ネジ軸を同じピッチとする場合は、Ｄ０＝Ｄ１となり、台車ベース５０の移動距離Ｄ２＝２×Ｄ０となり、各ネジ軸部分の２倍の移動量を確保できる。
尚、台車ベース５０が移動するにあたり、第１ボールネジ３２の歯車３３や第１ボールスプライン３４の歯車３５他とはＺ方向の上下位置関係でお互いに干渉せずに所定の稼動ができて、移動可能になっている。
【００８９】
このように、本実施の形態における複数段ボールネジ駆動機構３１を用いることで、Ｘ軸用回転駆動部９１による移動対象である台車ベース５０の移動量は、第１ボールネジ３２の移動量と第２ボールネジ３８の移動量との和とすることが出来る。すなわち、移動量が２個分のボールネジの移動量の加算量とすることが出来る。
【００９０】
本実施の形態では、Ｘ方向へ基板搬送台車を駆動させるための駆動機構は、非常に長い超長尺のボールネジを使用する方式ではなく、比較的に入手が簡便な長さのボールネジを二段で駆動させる方式としている。これにより、Ｘ方向の非常に長く基板搬送台車を移動することが可能となる。具体的には、例えば３ｍ以下のボールネジを、第１軸（ボールねじ３２）の回転駆動を第３軸（ボールネジ３８）へ第２軸（ボールスプライン３４）を経由して歯車駆動で伝達させる二段段ボールネジ駆動機構により回転駆動させる。それにより、ボールネジの長さの２倍の行程に対応する６ｍまで基板搬送台車を可動とすることができる。これにより、特殊な超長尺ボールネジを用いる必要がなく、入手が容易で剛性と信頼性が高い長さのボールネジ等を用いることが可能となる。したがって、本駆動機構の信頼性を高めることが出来る。加えて、非常に長い超長尺のボールネジを使用するときのようにボールネジの振動を抑制のための非常に高い剛性を駆動機構に付与することが不要になる。したがって、極めて大きくコストを低減することが出来る。また、ボールネジの振動による影響を少なく保持しながら、早い速度で基板搬送台車を駆動させることができ、タクトタイムを短縮することに効果を発揮できる。
【００９１】
図９及び図１０は、ボールネジ二段分の例を示している。しかし、更に長いＸ方向の行程を動かすときは、補助台車、ボールスプライン、ボールネジを組み合わせていけば良い。以下にその一例を示す。
【００９２】
図１１は、本実施の形態に係るＸ方向の駆動機構を示す他の構成図である。
第１方向駆動機構（回転駆動伝達機構）は、図９や図１０の場合と同様である。ここでは、三段のボールネジがスプラインを介して結合された複数段ボールネジ駆動機構３１について説明する。複数段ボールネジ駆動機構３１は、第１ボールネジ３２と、第１ボールスプライン３４と、第２ボールネジ３８と、第２ボールスプライン４４と、第３ボールネジ４８とを備える。
【００９３】
第１ボールネジ３２は、その第１ネジ軸３２ｂがＸ方向へ伸びている。第１ネジ軸３２ｂの一端は、Ｘ軸用回転駆動部９１に接続され、Ｘ軸用回転駆動部９１により回転駆動される。第１ネジ軸３２ｂの他端には、歯車３３が同軸で設けられている。その第１ナット３２ａは、歯車３３とは反対側であってＸ軸用回転駆動部９１近傍で第１ネジ軸３２ｂに取り付けられている。第１ナット３２ａは下部支持体３０に固定されている。すなわち、第１ボールネジ３２は、下部支持体３０に第１ナット３２ａを介して結合されている。ただし、下部支持体３０は、各基板搬送台車２０−１〜２０−４における台車ベース２０−１ｂ〜２０−４ｂの駆動に関わる部材である。
【００９４】
第１ボールスプライン３４は、その第１スプライン軸３４ｂがＸ方向へ伸びている。第１スプライン軸３４ｂの一端は、第１ボールネジ３２の第１ナット３２ａ近傍まで伸びている。第１スプライン軸３４ｂの他端には、歯車３６が同軸で設けられている。その第１スライド外筒３４ａは、歯車３６近傍で第１スプライン軸３４ｂに取り付けられ、歯車３６側に歯車３５を同軸で有している。第１ボールスプライン３４は、第１ボールネジ３２と、歯車３３及び歯車３５を介して結合されている。第１ボールスプライン３４の第１スプライン軸３４ｂは、下部支持体３０に回転可能に固定されている。
【００９５】
第２ボールネジ３８は、その第２ネジ軸３８ｂがＸ方向へ伸びている。第２ネジ軸３８ｂの一端は、第１ボールスプライン３４の第１スプライン軸３４ｂの一端の近傍まで伸びている。第２ネジ軸３８ｂの他端には、歯車３７が同軸で設けられている。その第２ナット３８ａは、歯車３７とは反対側であって第１スプライン軸３４ｂの一端の近傍で第２ネジ軸３８ｂに取り付けられている。第２ナット３８ａは、補助下部支持体４０に固定されている。すなわち、第２ボールネジ３８は、補助下部支持体４０に第２ナット３８ａを介して結合されている。第２ボールネジ３８は、第１ボールスプライン３４と、歯車３６及び歯車３７を介して結合されている。第２ボールネジ３８の第２ネジ軸３８ｂは、下部支持体３０に回転可能に固定されている。
【００９６】
第２ボールスプライン４４は、その第２スプライン軸４４ｂがＸ方向へ伸びている。第２スプライン軸４４ｂの一端は、第２ボールネジ３８の歯車３７の近傍に伸びている。第２スプライン軸４４ｂの他端には、歯車４６が同軸で設けられている。その第２スライド外筒４４ａは、第２スプライン軸４４ｂの一端側で取り付けられ、歯車３７側に歯車４５を同軸で有している。第２ボールスプライン４４は、第２ボールネジ３８と、歯車３７及び歯車４５と両歯車間の歯車４３を介して結合されている。第２ボールスプライン４４の第２スプライン軸４４ｂは、補助下部支持体４０に回転可能に固定されている。
【００９７】
第３ボールネジ４８は、その第３ネジ軸４８ｂがＸ方向へ伸びている。第３ネジ軸４８ｂの一端は、第２ボールスプライン４４の第２スプライン軸４４ｂの一端の近傍まで伸びている。第３ネジ軸４８ｂの他端には、歯車４７が同軸で設けられている。その第３ナット４８ａは、歯車４７の近傍で第３ネジ軸４８ｂに取り付けられている。第３ナット４８ａは、台車ベース５０に固定されている。すなわち、第３ボールネジ４８は、台車ベース５０に第３ナット４８ａを介して結合されている。第３ボールネジ４８は、第２ボールスプライン４４と、歯車４６及び歯車４７を介して結合されている。第３ボールネジ４８の第３ネジ軸４８ｂは、補助下部支持体４０に回転可能に固定されている。ただし、台車ベース５０は、各基板搬送台車２０−１〜２０−４における台車ベース２０−１ｂ〜２０−４ｂである。
【００９８】
これらの動作は、図９の場合と同様であるのでその説明を省略する。図１１のように、３段ボールネジ駆動機構３１を用いることで、Ｘ軸用回転駆動部９１による移動対象である台車ベース５０の移動量は、第１ボールネジ３２の移動量と第２ボールネジ３８の移動量と第３ボールネジ４８の移動量との和とすることが出来る。すなわち、移動量が３個分のボールネジの移動量の加算量とすることが出来る。
【００９９】
このように、図９の場合よりも更に長いＸ方向の行程を移動させるときには、具体的には、例えば３ｍ以下のボールネジを、第１軸（ボールネジ３２）の回転駆動を第２軸（ボールスプライン３４）、第３軸（ボールネジ３８）へ歯車駆動で回転させ、更に第３軸（ボールネジ３８）の回転駆動を第４軸（ボールスプライン４４）、第５軸（ボールネジ４８）へ歯車駆動で回転させる三段ボールネジ駆動機構により回転駆動させる。それにより、ボールネジの長さの３倍の行程に対応する９ｍまで基板搬送台車を可動とすることができる。この場合にも、特殊な超長尺ボールネジを用いる必要がなく、入手が容易で剛性と信頼性が高い長さのボールネジ等を用いることが可能となる。したがって、本駆動機構の信頼性を高めることが出来る。加えて、非常に長い超長尺のボールネジを使用するときのようにボールネジの振動を抑制のための非常に高い剛性を駆動機構に付与することが不要になる。したがって、極めて大きくコストを低減することが出来る。また、ボールネジの振動による影響を少なく保持しながら、早い速度で基板搬送台車を駆動させることができ、タクトタイムを短縮することに効果を発揮できる。
【０１００】
また、図１１の場合よりも更に長いＸ方向の行程を移動させるときには、図９から図１１への拡張と同様に、例えば、補助台車、ボールスプライン、ボールネジの組合せを増やすようにする。それにより、ボールネジの長さの複数倍の行程に対応する距離まで基板搬送台車を可動とすることができる。
【０１０１】
図１２は、本実施の形態に係るＹ方向及びＺ方向の第２・第３方向駆動機構を示す構成図である。
Ｚ方向の第３方向駆動機構（回転駆動伝達機構）は、基板搬送台車をＺ方向へ駆動する。これは、既述の第３−１、第３−２駆動機構に相当する。Ｚ方向の第３方向駆動機構は、図３〜図６の例では、Ｚ方向に移動不可能な第２基板搬送台車２０−４、２０−３には設けられていない。この第３方向駆動機構は、Ｚ軸用回転駆動部９３と、複数段ボールスプライン駆動機構９６とを備える。Ｚ軸用回転駆動部９３は、中央搬送装置１０に直接又は間接に固定されている。通常、Ｚ軸用回転駆動部９３は大気雰囲気にあるので、真空シール機能のある軸受けを経由して回転駆動する複数段ボールスプライン駆動機構９６の部材を回転駆動する。
【０１０２】
複数段ボールスプライン駆動機構９６は、複数のボールスプラインとボールネジとがカサ歯車を介して結合されて、複数のボールスプラインの長さ以内での台車ベースの移動先で、Ｚ方向の駆動を可能にする。以下では、Ｘ方向二段の複数のボールスプラインとＺ方向一段のボールネジとがカサ歯車を介して結合された複数段ボールスプライン駆動機構９６について説明する。複数段ボールスプライン駆動機構９６は、第５ボールスプライン１０１と、第６ボールスプライン１０４と、第３・第４カサ歯車１０７、１２１と、第４ボールネジ１２３とを備える。
【０１０３】
第５ボールスプライン１０１は、その第５スプライン軸１０１ｂがＸ方向へ伸びている。第５スプライン軸１０１ｂの一端は、Ｚ軸用回転駆動部９３に接続され、Ｚ軸用回転駆動部９３により回転駆動される。その第５スライド外筒１０１ａは、Ｚ軸用回転駆動部９３の近傍で第５スプライン軸１０１ｂに取り付けられ、Ｚ軸用回転駆動部９３側に歯車１０２を同軸で有している。第５スライド外筒１０１ａは、下部支持体３０（本図では図示されず）に回転可能に固定されている。ただし、下部支持体３０は、各基板搬送台車２０−１〜２０−２における台車ベース２０−１ｂ〜２０−２ｂの駆動に関わる部材である。
【０１０４】
第６ボールスプライン１０４は、その第６スプライン軸１０４ｂがＸ方向へ伸びている。第６スプライン軸１０４ｂの一端は、第５ボールスプライン１０１の第５スプライン軸１０１ｂにおける一端の近傍まで伸びている。その一端には歯車１０３が同軸で設けられている。その第６スライド外筒１０４ａは、第６スプライン軸１０４ｂの途中に取り付けられ、歯車１０３と反対の側に歯車１０５を同軸で有していて、台車ベース５０に回転可能に固定されている（図示されず）。第６ボールスプライン１０４と第５ボールスプライン１０１とは、歯車１０３及び歯車１０２を介して結合されている。第６スプライン軸１０４ｂは、下部支持体３０に回転可能に固定されている。
【０１０５】
第３カサ歯車１０７は、一端に歯車１０６が設けられたＸ方向に伸びる第３回転軸１０８の他端に設けられている。第３カサ歯車１０７と第６ボールスプライン１０４とは、第３回転軸１０８及び歯車１０６と歯車１０５を介して結合されている。第３カサ歯車１０７は、台車ベース５０における昇降不可能な基礎台車ベース５０ｂに回転可能に固定されている。ただし、台車ベース５０は、各基板搬送台車２０−１〜２０−２における台車ベース２０−１ｂ、２０−２ｂである。
【０１０６】
第４ボールネジ１２３は、その第４ネジ軸１２３ｂがＺ方向へ伸びている。第４ネジ軸１２３ｂの一端は、第４カサ歯車１２１が同軸で設けられている。第４ナット１２３ａは、台車ベース５０における昇降可能な昇降台車ベース５０ａに固定されている。すなわち、第４ボールネジ１２３は、台車ベース５０ａに第４ナット１２３ａを介して結合されている。第４ボールネジ１２３は、第６ボールスプライン１０４と、歯車１０５、１０６及び第３カサ歯車１０７、第４カサ歯車１２１を介して結合されている。ただし、台車ベース５０ａは、各基板搬送台車２０−１〜２０−２における台車ベース２０−１ｃ、２０−２ｃである。
【０１０７】
Ｚ方向の第３方向駆動機構の動作について説明する。
まず、Ｘ軸用回転駆動部９１により下部支持体３０がＸ方向へ距離Ｄ０だけ移動し、更に台車ベース５０が下部支持体３０に対してＸ方向へ距離Ｄ１だけ移動すると、台車ベース５０は距離Ｄ２＝Ｄ０＋Ｄ１（通常は２×Ｄ０に計画）だけ移動する。このとき、第５ボールスプライン１０１では、その第５スライド外筒１０１ａが下部支持体３０に回転可能に固定されている。そのため、下部支持体３０の移動に伴い、第５スライド外筒１０１ａがその第５スプライン軸１０１ｂに沿ってＸ方向へ距離Ｄ０だけ移動する。一方、第３カサ歯車１０７（及び第３回転軸１０８と歯車１０６）と第６スライド外筒１０４ａは、台車ベース５０に回転可能に固定されている。そのため、台車ベース５０の移動に伴い、第３カサ歯車１０７、第３回転軸１０８及び歯車１０６と歯車１０５で結合している第６スライド外筒１０４ａは、その第６スプライン軸１０４ｂに沿って、Ｘ方向へ更に距離Ｄ１だけ移動する。このようにして、下部支持体３０及び台車ベース５０のＸ方向への移動に関わらず、Ｚ軸用回転駆動部９３から第３カサ歯車１０７までの駆動機構は維持される。
【０１０８】
そのような状態において、Ｚ軸用回転駆動部９３により、第５スプライン軸１０１ｂが回転されると、第５スライド外筒１０１ａの歯車１０２が回転する。歯車１０２の回転は、歯車１０３を介して第６スプライン軸１０４ｂへ伝達される。第６スプライン軸１０４ｂが回転されると、第６スライド外筒１０４ａの歯車１０５が回転する。歯車１０５の回転は、歯車１０６及び第３回転軸１０８を介して第３カサ歯車１０７へ伝達される。第３カサ歯車１０７が回転されると、第４カサ歯車１２１の回転は、第４ネジ軸１２３ｂへ伝達される。第４ネジ軸１２３ｂが回転されることで、第４ナット１２３ａがＺ軸方向に上昇又は下降する。台車ベース５０四隅にはガイドレール５１が設けられていて、昇降台車ベース５０ａが滑らかにＺ方向へ上下移動可能なように設置されている。それにより、第４ナット１２３ａに結合された台車ベース５０における昇降可能な昇降台車ベース５０ａが上昇又は下降することができる。
【０１０９】
なお、台車ベース５０の昇降台車ベース５０ａに設けた第４ボールネジ１２３は、図２２では１組である。しかし、昇降台車ベース５０ａの四隅の各々に合計４組設けて、第６ボールスプライン１０４からの回転駆動力をカサ歯車などで順次伝達させることで、１つの回転駆動で４組のボールネジを同期して回転させて、安定良く昇降台車ベース５０ａをＺ方向に上昇下降させるようにしても良い。
【０１１０】
このように、Ｚ方向の第３方向駆動機構（回転駆動伝達機構）において、台車ベース５０の昇降台車ベース５０ａをＺ方向に上昇下降させる回転駆動力は、２本の第５・第６ボールスプライン１０１、１０４を利用して第３・第４カサ歯車１０７、１２１に伝達される。その結果、昇降台車ベース５０ａに設けた第４ボールネジ１２３により昇降台車ベース５０ａをＺ方向に上昇下降させることができる。この場合にも、特殊な超長尺ボールスプラインを用いる必要がなく、入手が容易で剛性と信頼性が高い長さのボールスプライン等を用いることが可能となる。したがって、本駆動機構の信頼性を高めることが出来る。加えて、非常に長い超長尺のボールスプラインを使用するときのようにボールスプラインの振動を抑制のための非常に高い剛性を駆動機構に付与することが不要になる。したがって、極めて大きくコストを低減することが出来る。また、ボールスプラインの振動による影響を少なく保持しながら、早い速度で基板搬送台車をＺ方向へ駆動させることができ、タクトタイムを短縮することに効果を発揮できる。
【０１１１】
Ｙ方向の第２方向駆動機構（回転駆動伝達機構）は、基板搬送台車をＹ方向へ駆動する。これは、既述の第２−１、第２−２、第２−３、第２−４駆動機構に相当する。この第２方向駆動機構は、Ｙ軸用回転駆動部９２と、複数段スプライン駆動機構９５と、複数段ラック・ピニオン駆動機構９４とを備える。Ｙ軸用回転駆動部９２は、中央搬送装置１０に直接又は間接に固定されている。回転駆動する複数段ボールスプライン駆動機構９５の部材を回転駆動する。
【０１１２】
複数段ボールスプライン駆動機構９５は、複数のボールスプラインとボールネジとがカサ歯車を介して結合されて、複数のボールスプラインの長さ以内での台車ベースの移動先で、上部台車ベースの複数段ラック・ピニオン駆動機構９４用の回転駆動を可能にする。以下では、Ｘ方向二段の複数のボールスプラインとＺ方向一段のボールスプライン又はピニオンとがカサ歯車を介して結合された複数段ボールスプライン駆動機構９５について説明する。複数段ボールスプライン駆動機構９５は、第３ボールスプライン１１１と、第４ボールスプライン１１４と、第１カサ歯車１１７、第２カサ歯車１２４と、第２回転軸または第７ボールスプライン１２５の第７スライド外筒１２５ａと、これに直結した第１ピニオン１２６とを備える。
【０１１３】
第３ボールスプライン１１１は、その第３プライン軸１１１ｂがＸ方向へ伸びている。第３スプライン軸１１１ｂの一端は、Ｙ軸用回転駆動部９２に接続され、Ｙ軸用回転駆動部９２により回転駆動される。そのスライド外筒１１１ａは、Ｙ軸用回転駆動部９２の近傍で第３スプライン軸１１１ｂに取り付けられ、Ｙ軸用回転駆動部９２側に歯車１１２を同軸で有している。スライド外筒１１１ａは、下部支持体３０（本図では図示されず）に回転可能に固定されている。ただし、下部支持体３０は、各基板搬送台車２０−１〜２０−４における台車ベース２０−１ｂ〜２０−４ｂの駆動に関わる部材である。
【０１１４】
第４ボールスプライン１１４は、その第４スプライン軸１１４ｂがＸ方向へ伸びている。第４スプライン軸１１４ｂの一端は、第３ボールスプライン１１１の第３スプライン軸１１１ｂにおける一端の近傍まで伸びている。その一端には歯車１１３が同軸で設けられている。その第４スライド外筒１１４ａは、第４スプライン軸１１４ｂの途中に取り付けられ、歯車１１３と反対の側に歯車１１５を同軸で有していて、台車ベース５０に回転可能に固定されている（図示されず）。第４ボールスプライン１１４と第３ボールスプライン１１１とは、歯車１１３及び歯車１１２を介して結合されている。第４スプライン軸１１４ｂは、下部支持体３０に回転可能に固定されている。
【０１１５】
第１カサ歯車１１７は、一端に歯車１１６が設けられたＸ方向に伸びる第１回転軸１１８の他端に設けられている。第１カサ歯車１１７と第４ボールスプライン１１４とは、第１回転軸１１８及び歯車１１６と歯車１１５とを介して結合されている。第１カサ歯車１１７は、台車ベース５０における昇降不可能な基礎台車ベース５０ｂに回転可能に固定されている。ただし、台車ベース５０は、各基板搬送台車２０−１〜２０−４における台車ベース２０−１ｂ〜２０−４ｂである。
【０１１６】
第１カサ歯車１１７と結合する相手としては、（１）Ｙ方向の第２方向駆動機構がＺ方向の第３方向へも駆動する第１基板搬送台車２０−１、２０−２用の場合には第７ボールスプライン１２５及び第１ピニオン１２６が用いられ、（２）Ｙ方向の第２方向駆動機構がＺ方向の第３方向へ駆動しない第２基板搬送台車２０−３、２０−４用の場合には第２回転軸１２５及び第１ピニオン１２６が用いられる。
【０１１７】
（１）第１基板搬送台車２０−１、２０−２用の場合（図１２の場合）
第７ボールスプライン１２５は、その第７スプライン軸１２５ｂがＺ方向へ伸びている。第７スプライン軸１２５ｂの一端は、第２カサ歯車１２４が同軸で設けられている。第７スライド外筒１２５ａは、第７スプライン軸１２５ｂに第２カサ歯車１２４から離れて設けられ、第１ピニオン１２６が第７スライド外筒１２５ａに結合して設けられている。第７スライド外筒１２５ａは、台車ベース５０における昇降可能な昇降台車ベース５０ａに回転可能に固定されている。すなわち、第７ボールスプライン１２５は、台車ベース５０ａに第７スライド外筒１２５ａを介して結合されている。第７ボールスプライン１２５は、第４ボールスプライン１１４と、歯車１１５、１１６及び第１・第２カサ歯車１１７、１２４を介して結合されている。
【０１１８】
（２）第２基板搬送台車２０−３、２０−４用の場合
第２回転軸１２５及び第１ピニオン１２６を用いる場合、図１２において、第７スプライン軸１２５ｂを通常の第２回転軸１２５とし、第７スライド外筒１２５ａを用いずに第２回転軸１２５に直接第１ピニオン１２６を結合した構成とすれば良い。すなわち、第２回転軸１２５がＺ方向へ伸びている。第２回転軸１２５の一端には第２カサ歯車１２４が同軸で設けられ、他端には第１ピニオン１２６が同軸で設けられている。第２回転軸は１２５、台車ベース５０（台車ベース５０における昇降可能な昇降台車ベース５０ａはない）に固定されている。すなわち、第１ピニオン１２６は、台車ベース５０に回転軸１２５を介して結合されている。第１ピニオン１２６は、第４ボールスプライン１１４と、歯車１１５、１１６及び第１・第２カサ歯車１１７、１２４を介して結合されている。
【０１１９】
Ｙ方向の第２方向駆動機構における複数段ボールスプライン駆動機構９５の動作について説明する。
まず、Ｘ軸用回転駆動部９１により下部支持体３０がＸ方向へ距離Ｄ０だけ移動し、更に台車ベース５０が下部支持体３０に対してＸ方向へ距離Ｄ１だけ移動すると、台車ベース５０は距離Ｄ２＝Ｄ０＋Ｄ１（通常は２×Ｄ０に計画）だけ移動する。このとき、第３ボールスプライン１１１では、そのスライド外筒１１１ａが下部支持体３０に回転可能に固定されている。そのため、下部支持体３０の移動に伴い、スライド外筒１１１ａがその第３スプライン軸１１１ｂに沿ってＸ方向へ距離Ｄ０だけ移動する。一方、第１カサ歯車１１７（及び第１回転軸１１８と歯車１１６）と第４スライド外筒１１４ａは、台車ベース５０に回転可能に固定されている。そのため、台車ベース５０の移動に伴い、第１カサ歯車１１７、第１回転軸１１８及び歯車１１６と歯車１１５で結合している第４スライド外筒１１４ａは、その第４スプライン軸１１４ｂに沿って、Ｘ方向へ更に距離Ｄ１だけ移動する。このようにして、下部支持体３０及び台車ベース５０のＸ方向への移動に関わらず、Ｙ軸用回転駆動部９２から第１カサ歯車１１７までの駆動機構は維持される。
【０１２０】
更に、台車ベース５０おける昇降可能な昇降台車ベース５０ａがＺ方向へ移動する場合、第１カサ歯車１１７と結合する相手として第２カサ歯車を結合する軸には、第７ボールスプライン１２５が用いられる。その場合、台車ベース５０における昇降可能な昇降台車ベース５０ａの移動により、昇降台車ベース５０ａに回転可能に固定された第７スライド外筒１２５ａが第７スプライン軸１２５ｂを移動する。しかし、第１カサ歯車１１７の回転は、第２カサ歯車１２４、第７スプライン軸１２５ｂ及び第７スライド外筒１２５ａを介して第１ピニオン１２６へ伝達される。このようにして、下部支持体３０及び台車ベース５０のＸ方向への移動、及び台車ベース５０における昇降台車ベース５０ａのＺ方向への移動に関わらず、Ｙ軸用回転駆動部９２から第１ピニオン１２６までの駆動機構は維持される。
【０１２１】
そのような状態において、Ｙ軸用回転駆動部９２により、第３スプライン軸１１１ｂが回転されると、スライド外筒１１１ａの歯車１１２が回転する。歯車１１２の回転は、歯車１１３を介して第４スプライン軸１１４ｂへ伝達される。第４スプライン軸１１４ｂが回転されると、第４スライド外筒１１４ａの歯車１１５が回転する。歯車１１５の回転は、歯車１１６及び第１回転軸１１８を介して第１カサ歯車１１７へ伝達される。ここで、（１）第１基板搬送台車２０−１、２０−２用の場合は、第７ボールスプライン１２５及び第２ピニオン１２６を用いている場合、第１カサ歯車１１７が回転されると、第２カサ歯車１２４の回転は、第７スプライン軸１２５ｂへ伝達される。第７スプライン軸１２５ｂが回転されることで、第７スライド外筒１２５ａが回転して、これに結合した第１ピニオン１２６を回転させる。一方、（２）第２基板搬送台車２０−３、２０−４用の場合は、第２回転軸１２５と及び第１ピニオン１２６を用いている場合、第１カサ歯車１１７が回転されると、第２カサ歯車１２４の回転は、第２回転軸１２５へ伝達される。第２回転軸が回転されることで、第１ピニオン１２６を回転させる。
【０１２２】
次に、上部台車ベースの複数段ラック・ピニオン駆動機構９４について説明する。図１３は、本実施の形態に係るＹ方向の第２方向駆動機構のうち複数段ラック・ピニオン駆動機構を示す構成図である。
【０１２３】
複数段ラック・ピニオン駆動機構９４は、各基板搬送台車２０−１〜２０−４における上部台車ベース２０−１ａ〜２０−４ａに対応する上部台車ベース（１）６０、上部台車ベース（２）７０、上部台車ベース（３）８０をＹ軸方向へ駆動する。複数段ラック・ピニオン駆動機構９４は、第２ラック１１９、第２ピニオン１２８、第１ラック１２７、第３ラック１３２、第３ピニオン１３３、第４ラック１３１、第４ピニオン１３０、第５ピニオン１３５、第５ラック１３６を備える。
【０１２４】
第２ラック１１９は、台車ベース５０又は昇降台車ベース５０ａ上に設けられ、Ｙ方向に伸びている。第１ラック１２７は、上部台車ベース（１）６０の下部に設けられ、Ｙ方向に伸びている。第３ラック１３２は、上部台車ベース（１）６０上に設けられ、Ｙ方向に伸びている。第２ピニオン１２８、第４ピニオン１３０は、上部台車ベース（１）６０に回転可能に取り付けられたＺ方向に伸びる第４回転軸１２９の下端と上端とにそれぞれ接続されている。第４ラック１３１は、上部台車ベース（２）７０の下部に設けられ、Ｙ方向へ伸びている。第３ピニオン１３３、第５ピニオン１３５は、上部台車ベース（２）７０に回転可能に取り付けられたＺ方向に伸びる第５回転軸１３４の下端と上端とにそれぞれ接続されている。第５ラック１３６は、上部台車ベース（３）８０の下部に設けられ、Ｙ方向へ伸びている。
【０１２５】
台車ベース５０、昇降台車ベース５０ａに回転可能に固定された第１ピニオン１２６は、第１ラック１２７と対偶をなす。第１ピニオン１２６の回転運動（例示：右回り）は、第１ラック１２７によりＹ方向（例示：＋Ｙ）の直進運動に変換される。それにより、上部台車ベース（１）６０がＹ方向（例示：＋Ｙ）へ移動する。
第２ラック１１９と第２ピニオン１２８とは対偶をなす。上部台車ベース（１）６０がＹ方向へ移動することにより、台車ベース５０、昇降台車ベース５０ａに固定された第２ラック１１９は、第２ピニオン１２８に対してＹ方向（例示：−Ｙ）へ移動することになる。それにより、第２ピニオン１２８は、第２ラック１１９の直進運動を回転運動（例示：右回り）に変換する。その結果、第２ピニオン１２８と第４回転軸１２９で結合された第４ピニオン１３０も同様の回転運動（例示：右回り）を行う。
第４ピニオン１３０は、第４ラック１３１と対偶をなす。第４ピニオン１３０の回転運動は、第４ラック１３１によりＹ方向（例示：＋Ｙ）の直進運動に変換される。それにより、上部台車ベース（２）７０がＹ方向（例示：＋Ｙ）へ移動する。
第３ラック１３２と第３ピニオン１３３とは対偶をなす。上部台車ベース（２）７０がＹ方向へ移動することにより、上部台車ベース（１）６０に固定された第３ラック１３２は、第３ピニオン１３３に対してＹ方向（例示：−Ｙ）へ移動することになる。それにより、第３ピニオン１３３は、第１ラック１１９の直進運動を回転運動（例示：左回り）に変換する。その結果、第３ピニオン１３３と第５回転軸１３４で結合された第５ピニオン１３５も同様の回転運動（例示：左回り）を行う。
第５ピニオン１３５は、第５ラック１３６と対偶をなす。第５ピニオン１３５の回転運動は、第５ラック１３６によりＹ方向（例示：＋Ｙ）の直進運動に変換される。それにより、上部台車ベース（３）８０がＹ方向（例示：＋Ｙ）へ移動する。尚、台車ベース５０、昇降台車ベース５０ａと、上部台車ベース（１）６０と、上部台車ベース（２）７０と、上部台車ベース（３）８０の間には、ガイドレール５３、６３、７３が設けられていて、お互いが滑らかに動くようになっている。
【０１２６】
以上のようにして、複数段スプライン駆動機構９５から伝達された回転駆動力が、複数段ラック・ピニオン駆動機構９４に伝達されて、Ｙ方向の駆動力となる。
【０１２７】
このように、Ｙ方向の第２方向駆動機構（回転駆動伝達機構）において、上部台車ベース（１）６０〜上部台車ベース（３）８０をＹ方向に展開移動させる回転駆動力は、２本の第３・第４ボールスプライン１１１、１１４を利用して第１カサ歯車１１７、第２カサ歯車１２４に伝達される。その結果、第１ピニオン１２６を回転させることで上部台車ベース（１）６０に設けた第１ラック１２７をＹ方向にスライド移動させる。さらに、Ｙ方向の第２方向駆動機構がＺ方向の第３方向へも駆動する第１基板搬送台車２０−１、２０−２用の場合には、さらに台車ベース５０の昇降台車ベース５０ａに設けた第７ボールスプライン１２５でＺ方向の上昇下降をも許容しながら、第１ピニオン１２６を回転させることで上部台車ベース（１）６０に設けた第１ラック１２７をＹ方向にスライド移動させる。一方、台車ベース５０、昇降台車ベース５０ａに設けた第２ラック１１９の上部台車ベース（１）６０に対する相対的な動きを第２ピニオン１２８、第４ピニオン１３０に伝え、この第４ピニオン１３０の回転が上部台車ベース（２）７０に設けた第４ラック１３１をＹ方向にスライド移動させる。更に、上部台車ベース（１）６０に設けた第３ラック１３２の上部台車ベース（２）７０に対する相対的な動きを第３ピニオン１３３、第５ピニオン１３５に伝え、この第５ピニオン１３５の回転が上部台車ベース（３）８０に設けた第５ラック１３６をＹ方向にスライド移動させる。この上部台車ベース（１）６０〜上部台車ベース（３）８０がラックとピニオン機構の伝達機構によりＹ方向にスライド展開移動され、上部台車ベース（３）８０を大きく移動させることができる。
【０１２８】
図１４は、本実施の形態におけるＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の駆動機構の関係を示す構成図である。この図では、図９のＸ方向の第１方向駆動機構と及び図１２及び図１３のＹ、Ｚ方向の第２・第３方向駆動機構とを一括して組み込んだ駆動機構について、下部支持体３０に係る部分を取り出して示している。Ｘ軸用回転駆動部９１、Ｙ軸用回転駆動部９２、Ｚ軸用回転駆動部９３は、中央搬送室１０の外側に設けられている。Ｘ軸用回転駆動部９１、Ｙ軸用回転駆動部９２、Ｚ軸用回転駆動部９３は、大気雰囲気にあるため磁性流体シールやＯリングシールのような回転真空シール機能のある軸受け９０を経由して回転力を真空状態の中央搬送室１０内の基板搬送台車２０へ導入する。
【０１２９】
Ｘ軸用回転駆動部９１、Ｙ軸用回転駆動部９２及びＺ軸用回転駆動部９３は三つで一組として、一台の第１基板搬送台車２０につき一組設けられる。Ｘ方向に二台の第１基板搬送台車２０がある場合、Ｙ方向やＺ方向の上下など相互に干渉しないようにずれた位置に一組ずつ設置される。同様に、Ｘ軸用回転駆動部９１及びＹ軸用回転駆動部９２は二つで一組として、一台の第２基板搬送台車２０につき一組設けられる。Ｘ方向に二台の第２基板搬送台車２０がある場合、Ｙ方向やＺ方向の上下など相互に干渉しないようにずれた位置に一組ずつ設置される。尚、下部支持体３０と台車ベース５０の移動にあたっては、中央搬送室１０内に設けた軌道１４、１５を利用し、これに沿って滑らかに移動できるようになっている。
【０１３０】
基板搬送台車２０は、中央搬送室１０に固定されたＸ軸用回転駆動部９１により、図９や図１０で示される動作でＸ方向の適当な位置に移動される。その後、必要に応じて、その上部台車ベースは、Ｚ軸用回転駆動部９３により、図１２で示される動作でＺ方向の適当な高さに移動される。そして、その上部台車ベース（上部台車ベース（１）６０〜上部台車ベース（３）８０）は、Ｙ軸用回転駆動部９２により、図１２や図１３で示される動作でＹ方向に移動して、ロード室１１、アンロード室１３、及び製膜室１２−１〜１２−４のいずれかに対して、基板２を搬入又は搬出する。
【０１３１】
以上の図９〜図１４における説明のように、中央搬送室１０としての真空容器の外側からＸ、Ｙ、Ｚ方向へ基板搬送台車２０に駆動力を伝達することが出来る。その際、Ｘ方向の駆動により、下部支持体３０、及び、その２倍の距離を中央搬送室１０で移動可能な台車ベース５０の移動を確保しながら、移動する台車ベース５０にＹ方向とＺ方向の駆動用回転を伝達するすることが出来る。ここで、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向への駆動回転力は、真空容器の外側から真空回転シール機能のある軸受け９０を経由して回転力を導入することが可能となる。したがって、中央搬送室１０内で真空モータなど特殊機構を使用することなく、真空容器中の駆動を信頼性よく簡易に実現できる。
【０１３２】
また、中央搬送室１０の片端において、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向ともに回転導入用の駆動軸（例示：ボールネジ３２、第５・第３ボールスプライン１０１、１１１を設けることができる。それにより、上記駆動が可能となるので、装置としての構成が統一されて、メンテナンス性が向上する。
【０１３３】
図１５は、本実施の形態に係る各製膜室の構成を示す概略図である。製膜室１２−１〜１２−４は、同じ構成なので、製膜室１２として以下に説明する。製膜室１２の側面から見た図である。製膜室１２は、製膜室本体１５６、対向電極１５２、均熱板１５５、均熱板保持機構１６１、放電電極１５３、防着板１５４、支持部１５７、高周波給電伝送路１６２、整合器１６３、高真空排気部１７４、低真空排気部１７２を具備する。なお、本図において、ガス供給に関する構成は省略している。基板２は水平方向に設置した状態を記載しているが、既述のように基板２の搬送時の角度に合致するように、０°（水平）以上、１５°以下、又は、７５°以上、９０°（鉛直）以下で設置することが好ましい。
【０１３４】
製膜室本体１５６は、真空容器であり、その内部で基板２に薄膜を製膜する。対向電極１５２は、基板２を保持可能な保持手段（図示されず）を有する非磁性材料の導電性の板である。セルフクリーニングを行う場合は耐フッ素ラジカル性からニッケル合金やアルミやアルミ合金の使用が望ましい。対向電極１５２は、放電電極１５３に対向する電極（例示：接地側）となる。対向電極１５２は、一方の面を均熱板１５５の表面に密接し、製膜時に他方の面を基板２の表面と密接する。均熱板１５５は、内部に温度制御された非導電性媒体の熱媒体を循環したり、または温度制御されたヒーターを組み込んだりすることで、自身の温度を制御して、全体が概ね均一な温度を有し、接触している対向電極１５２の温度を均一化する機能を有する。対応電極１５２は、基板２の搬入及び搬出のときに基板２を持ち上げる複数の基板リフトピン１５１を内蔵している。均熱板保持機構１６１は、均熱板１５５及び対向電極１５２を製膜室１５６の底面に対して略平行となるように保持する。製膜時は、均熱板１５５、対向電極１５２及び基板２を、放電電極１５３へ近づける。それにより、基板２と放電電極１５３との距離ｄは、例えば、３ｍｍ〜２０ｍｍとすることができる。
【０１３５】
放電電極１５３は、各棒状の電極を略平行に並べ、両端部分でこの棒状の電極に略直交する棒状の電極を組み合わせて構成され、更に複数の電極単位に分割構成しても良い。放電電極１５３を分割構成する場合は、好ましくは給電点の数に合わせて分割形成する。高周波給電伝送路１６２ａ、１６２ｂを接続する給電点１５８、１５９から、それぞれ高周波電力を供給して、放電電極１５３と対向電極１５２との間に原料ガスのプラズマを発生させ基板２に膜を製膜する。防着板１５４は、接地され、プラズマの広がる範囲を抑えて、膜が製膜される範囲を制限する。支持部１５７は、放電電極１５３を防着板１５４と製膜室本体１５６の上面に対して略平行となるように絶縁的に保持する。整合器１６３（１６３ａ、１６３ｂ）は、出力側のインピーダンスを整合し、図示されない高周波電源から高周波給電伝送路１６４（１６４ａ、１６４ｂ）を介して高周波給電伝送路１６２を介して高周波電力を放電電極１５３へ送電する。
【０１３６】
放電電極１５３の温度調節を行う場合、高周波給電伝送路１６２は、例えば、その円管の中心部分に設けた細管を用いて熱媒体を通し、その周辺部を用いて電力を給電することが可能である。放電電極１５３の給電点１５９側へ熱媒体を供給し、放電電極１５３の給電点１５８側から熱媒体供給装置へ熱媒体を送出する。熱媒体の温度を熱媒体供給装置で制御することで、放電電極１５３の温度を所望の温度に制御して製膜室本体１５６内のヒートバランスを適切に保つことができる。これにより、基板２の表裏温度差にともなうソリ変形を抑制することができ、製膜特性の均一化を図る効果がある。
【０１３７】
図１６は、本実施の形態に係る基板搬送台車と製膜室との間の基板の搬入及び搬出の方法を示す概略図である。
まず、製膜開始の基板２を搬入するにあたり、製膜室本体１５６を高真空排気部１７４から真空排気し、ゲート弁１７を開放する。基板搬送台車２０を所定位置に移動させた後の上部台車ベース（３）８０で製膜室１２へ基板２を搬入する方法について説明する。基板２は、基板搬送台車２０の上部台車ベース（３）８０上に載置されている。上部台車ベース（１）６０は台車ベース５０上のガイドレール５３にガイドされ、上部台車ベース（２）７０は上部台車ベース６０（１）上のガイドレール６３にガイドされ、上部台車ベース（３）８０は上部台車ベース（２）７０上のガイドレール７３にガイドされ、上記のＹ方向の第２方向駆動機構により、基板搬送台車２０に対してＹ方向にある製膜室１２内部へと伸び、基板２を製膜室本体１５６へ搬入する。ただし、図１２においては、図の分りやすさのために、ガイドレール５３、６３、７３に関する構成の記載を省略している。
【０１３８】
対向電極１５２には、複数の基板リフトピン１５１が途中まで上昇しており、基板２を受け取り可能な状態にある。上部台車ベース（１）６０、上部台車ベース（２）７０、上部台車ベース（３）８０が所定の長さに伸びたことを上部台車ベース（３）８０のセンサ（図示されず）が検知して、基板２が製膜室本体１５６へ挿入されたと判断すると、上部台車ベース（３）８０の基板支持具８１が外れる。又は、上部台車ベース（３）８０において、中央搬送室１０の外側からＯリングシールなどで真空シールした直進駆動力により、特定の箇所を押込むと、基板支持具８１に設けたリンク機構により基板支持具８１が開（押込みなしではバネの力を利用し閉状態で基板２を保持）とすることが出来て、基板２の保持と非保持（受渡し）を可能とする。それにより、基板２は上部台車ベース（３）８０上に置かれているだけで対向電極１５２の複数の基板リフトピン１５１へと移動可能な状態になる。
【０１３９】
製膜室本体１５６の対向電極１５２に設けた複数の基板リフトピン１５１を動作させる。基板２が所定の位置に達したことを製膜室本体１５６のセンサ（図示されず）が検知すると、複数の基板リフトピン１５１が上方へ追加上昇して、上部台車ベース（３）８０から基板２を上方へ持ち上げる。基板２が持ち上げられたことを上部台車ベース（３）８０のセンサ（図示されず）が検知して、Ｙ方向の第２方向駆動機構により上部台車ベース（１）６０〜上部台車ベース（３）８０が台車ベース５０、昇降台車ベース５０ａ上の位置へ戻される。上部台車ベース（１）６０〜上部台車ベース（３）８０が製膜室本体１５６から出たことを製膜室本体１５６のセンサ（図示されず）が検知すると、複数のリフトピン１５１は、対向電極１５２内に格納される。それにより、基板２は、対向電極１５２上に載置される。
基板搬送台車２０の上部台車ベース（３）８０で製膜室１２から基板２を搬出する方法は、製膜処理を終了後に、製膜室本体１５６を高真空排気部１７４から真空排気し、上記基板２を搬入する方法の逆に行えばよいのでその説明を省略する。
【０１４０】
このように、基板２の製膜室１２への搬入及び搬出では、上部台車ベース（１）６０〜上部台車ベース（３）８０がラックとピニオン機構の伝達機構によりＹ方向にスライド展開移動され、基板２を保持できる上部台車ベース（３）８０を大きく移動する。そして、基板支持具８１の開動作後に、対向電極１５１で基板リフトピン１５１を上げることにより、基板２を基板リフトピン１５１上に受け渡すことができる。その後、対向電極１５２で基板リフトピン１５１を下げることで、基板２は対向電極１５２に配設することができる。製膜後の基板２の搬出はこの逆動作で実施することができる。
【０１４１】
なお、図１２、図１３、図１６では、基板２を水平状態に保持した場合を記載している。しかし、本発明は基板２を水平に保持する場合にこだわるものではなく、例えば鉛直方向からθ（７〜１５°）傾斜させた場合でも、同様に対応し有効な効果を発揮することが出来る。
【０１４２】
本発明では、複数の基板搬送台車を利用することで、基板搬送台車や製膜室の待機時間を抑制し、基板搬送の高速化を図ることが出来、タクトタイムを短縮することができる。また、複数の基板搬送台車はＸＹＺ方向の単純な駆動方向のため、複数の基板搬送台車を用いるが、それらの間での調整は容易である。更に、パラレル型の真空処理装置に適用することで、中央搬送室２１０を追加延長させ、製膜室１２の増加に対する対応が容易になる。
【０１４３】
上記図９〜図１４に記載の駆動機構を実現するボールネジやボールスプラインや関連する歯車等は、本実施の形態を実現するための基本的な構成である。したがって、本実施の形態の駆動機構に示される技術思想の範囲内で、従来知られた歯車等の部材の付加、削除、転換は可能である。
【０１４４】
図１７は、本実施の形態に係る真空処理装置の他の応用例を示す構成図である。
この真空処理装置は、中央搬送室２１０と、複数の製膜室２１２−１〜２１２−３と、ロード室２１１と、複数の製膜室２１２−４〜２１２−６と、アンロード室２１３と、第１基板搬送台車２２０−１と、第２基板搬送台車２２０−２とを具備する。
【０１４５】
中央搬送室２１０は、Ｘ方向に伸び互いに隣接する第１搬送領域２１０−１及び第２搬送領域２１０−２を含んでいる。複数の製膜室２１２−１〜２１２−３は、中央搬送室２１０の第１搬送領域２１０−１側に、Ｘ方向に沿って接続されて、基板２を真空処理する。ロード室２１１は、基板ローダー２０７から基板を受け取り、中央搬送室２１０へ供給する。複数の製膜室２１２−１〜２１２−３に隣接して設けられている。複数の製膜室２１２−４〜２１２−６は、中央搬送室２１０の第２搬送領域２１０−１側に、Ｘ方向に沿って接続されて、基板２を真空処理する。アンロード室２１３は、中央搬送室２１０から基板を受け取り、基板アンローダー２２１へ供給する。複数の製膜室２１２−４〜２１２−６に隣接して設けられている。ロード室２１１、アンロード室２１３及び複数の製膜室２１２−１〜２１２−６と中央搬送室２１０との間には、ゲート弁２１６、２１８、２１７−１〜２１７−６が設けられている。
【０１４６】
第１基板搬送台車２２０−１は、中央搬送室２１０の第１搬送領域２１０−１内をＸ方向に沿って移動する。このとき、第１基板搬送台車２２０−１は、図９〜図１４で示されるＺ方向を除く駆動機構を用いることで、隣接の搬送領域をまたいでＹ方向へ上部台車ベース（１）６０〜上部台車ベース（３）８０を駆動させることにより、複数の製膜室２１２−１〜２１２−３と複数の製膜室２１２−４〜２１２−６、ならびにロード室２１１とアンロード室２１３に対して基板２を搬入又は搬出することができる。
【０１４７】
同様に、第２基板搬送台車２２０−２は、中央搬送室２１０の第２搬送領域２１０−２内をＸ方向に沿って移動する。第２基板搬送台車２２０−２は、図９〜図１４で示されるＺ方向を除く駆動機構を用いることで、隣接の搬送領域をまたいでＹ方向へ上部台車ベース（１）６０〜上部台車ベース（３）８０を駆動させることにより、複数の製膜室２１２−１〜２１２−３と複数の製膜室２１２−４〜２１２−６、ならびにロード室２１１とアンロード室２１３に対して基板２を搬入又は搬出することができる。
【０１４８】
この場合、中央搬送室１０を上下二段にしなくても、Ｙ方向に並列して駆動する２台の基板搬送措置を設けて、２台の基板搬送台車で搬送処理することにより、比較的簡素な構成のもと基板搬送速度を格段に向上することが可能となる。図２で示される従来技術の構成をもとに搬送速度を向上できるので、特に縦斜め製膜する装置においてメリットが大きい。
【０１４９】
本発明は上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変形又は変更され得ることは明らかである。
【符号の説明】
【０１５０】
１  真空処理装置
２  基板
１０  中央搬送室
１０−１  下部中央搬送室
１０−２  上部中央搬送室
１０ａ  退避領域
１１  ロード室
１２−１〜１２−４  製膜室
１３  アンロード室
１４、１５  軌道
１６−１、１６−２、１７−１〜１７−４、１８−１、１８−２  ゲート弁
２０  基板搬送台車
２０−１〜２０−２  第１基板搬送台車
２０−３〜２０−４  第２基板搬送台車
２０−１ａ〜２０−４ａ、６０、７０、８０  上部台車ベース
２０−１ｂ〜２０−４ｂ、５０  台車ベース
２０−１ｃ〜２０−２ｃ、５０ａ  昇降台車ベース
２２−１〜２２−２、２６、２７−１〜２７−４、２８  開口部
２３−１〜２３−３  位置
３０  下部支持体
３１  複数段ボールネジ駆動機構
３２、３８、４８、１２３  第１〜第４ボールネジ
３２ａ、３８ａ、４８ａ、１２３ａ  第１〜第４ナット
３２ｂ、３８ｂ、４８ｂ、１２３ｂ  第１〜第４ネジ軸
３３、３５、３６、３７、４３、４５、４６、４７、１０２、１０３、１０５、１０６、１１２、１１３、１１５、１１６  歯車
３４、４４、１０１、１０４、１１１、１１４、１２５  第１〜第７ボールスプライン
３４ａ、４４ａ、１０１ａ、１０４ａ、１１１ａ、１１４ａ、１２５ａ  第１〜第７スライド外筒
３４ｂ、４４ｂ、１０１ｂ、１０４ｂ、１１１ｂ、１１４ｂ、１２５ｂ  第１〜第７スプライン軸
４０  補助下部支持体
５１、５３、６３、７３  ガイドレール
９０  真空シール軸受け
９１  Ｘ軸用回転駆動部
９２  Ｙ軸用回転駆動部
９３  Ｚ軸用回転駆動部
９４  複数段ラック・ピニオン駆動機構
９５  複数段スプライン駆動機構
９６  複数段スプライン駆動機構
１０８、１１８、１２５、１２９、１３４  第１〜第５回転軸
１０７、１１７、１２１、１２４  第１〜第４カサ歯車
１２６、１２８、１３０、１３３、１３５  第１〜第５ピニオン
１２７、１１９、１３１、１３２、１３６  第１〜第５ラック
１５１  基板リフトピン
１５２  対向電極
１５３  放電電極
１５４  防着板
１５５  均熱板
１５６  製膜室本体
１５７  支持部
１５８、１５９  給電点
１６１  均熱板保持機構
１６２  高周波給電伝送路
１６３  整合器
１６４  高周波給電伝送路
１７２  低真空排気部
１７４  高真空排気部
２１０  中央搬送室
２１２−１〜２１２−６  製膜室
２１１  ロード室
２１３  アンロード室
２２０−１  第１基板搬送台車
２２０−２  第２基板搬送台車
２１６、２１８、２１７−１〜２１７−６  ゲート弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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