(57)【要約】【課題】  堆積物から目的とする任意の段を利用可能にし、２方向ないし４方向からの搬入・搬出が可能であり、高温環境・清浄度維持環境でも稼動可能で、かつ設置面積が小さい堆積物選択分離装置を実現する。【解決手段】  チャンバー内に載置された堆積物中の目的とする段の上部に位置する堆積物を、昇降枠体で保持して上方に移動させ、マニピュレータが進入する空間を作ることにより任意の各段を取入れ取出し可能にする。かつ、雰囲気気体を濾過して循環させ、清浄度を維持し均等に加熱あるいは冷却すると共に熱量の損失を防止する。気体封止機構によりチャンバーの機密性を高め、加圧条件・減圧条件での環境試験と生産に対応する。さらに、堆積物をチャンバー外へ移動可能とする手段を備え、生産ラインでの効率的運用を計る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
堆積した平板状物体あるいは平板状容器に収納された物体をチャンバー内に収容して雰囲気処理を行う装置において、任意の段の物体を選択して取入れあるいは取出しを行うため、堆積物を４辺から取り囲む昇降枠体の２辺ないし４辺からジョウを突出させ、目的とする段の直上の段と係合し、ジョウを保持する昇降枠体を上昇させて堆積物を分離することにより、目的とする段が取入れあるいは取出し可能となる間隔を設定することを特徴とする堆積物雰囲気処理装置。
【請求項２】
請求項１において、チャンバーを断熱素材で構成し、送風ファンによりフィルタで濾過した温度調節された気体を堆積物に送入して均熱化し、さらに温度調節された気体を循環ダクトによりグレーチング板及び温度調節器を経て送風ファンへ循環させることを特徴とする堆積物雰囲気処理装置。
【請求項３】
請求項１において、昇降枠体を可撓体による吊上げ操作により昇降させ、ジャッキねじの座屈を防止し、チャンバーの開口部を微少にして熱移動を抑制することを特徴とする堆積物雰囲気処理装置。
【請求項４】
請求項１において、チャンバーに堆積物の段差に等しい高さを持つ多段積ゲートを装備し、昇降枠体に設置した可動部材によりチャンバーの多段積ゲートと係合し、昇降枠体の上昇移動に伴って多段積ゲートの開口操作をして堆積物を出し入れ可能とすることを特徴とする堆積物雰囲気処理装置。
【請求項５】
請求項１において、チャンバーの前後両面に全開扉あるいは多段積扉を設け、チャンバー内に設けたスライド上に堆積物を載置して前扉外部、チャンバー内部、後扉外部の３位置に堆積物を移動させることを特徴とする堆積物雰囲気処理装置。
【請求項６】
請求項１において、昇降枠体を吊上げる可撓体の表面に平滑な被覆を施し、可撓体のチャンバー通過部にリップシールを備えて気密性を高め、扉とチャンバーとの接触部に弾性体を周回して設けて、扉とチャンバーの間を封止することにより外環境との気体の流通を断ち、チャンバーを加圧もしくは減圧が可能な圧力容器とすることを特徴とする堆積物雰囲気処理装置。
【請求項７】
請求項１において、堆積物の各段を平板状ワークと平板状効果器およびワーク支持機能と堆積機能を持つ枠体により構成し、平板状ワークを取入れる段の上に位置する堆積物を昇降枠体により上昇させて取入れ、堆積状態に戻して各段で処理または加工の効果を加えたのち平板状ワークを取出すことを特徴とする堆積物雰囲気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、積み重ねられた平板状の物体を環境試験・熱処理・エージング処理・化学反応処理・清浄環境保管・低温保管・菌類成長過程・加圧処理・減圧処理等の雰囲気処理を一段毎に連続的にあるいはバッチ処理として一括で行う目的で、チャンバー内に堆積物と昇降枠体を設置し、目的とする平板状物体の上部に位置する平板状物体の堆積物を昇降枠体に取付けたジョウのチャッキング動作により係合し昇降枠体の上昇操作により上昇させて、目的とする平板状物体をマニピュレータにより操作するのに必要な間隔を設定する機能を持つ堆積物雰囲気処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来の堆積物雰囲気処理装置には、基板の対向する２辺を支持して繰り上げ・繰り下げ動作を繰り返す連続処理炉とゴンドラ状のマガジンを昇降させて基板を出し入れする熱処理装置が存在するが、基板の両端を支持する搬送方式は大型基板においては撓みが大きくなり利用できず、昇降ゴンドラによる方法は収納枚数が限られ堆積物の全量を懸垂して移動させているのでエネルギー消費が大きい。
【非特許文献】  １．  日経マイクロデバイス記事  １９９８年３月号Ｐ５６，５７  ２．  エスペック株式会社  製品；枚葉式クリーンオーブン＜ＨＳＣシリーズ＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  平板状の物体を収納するには密着して積み重ねるのが最も容積効率がよいので、この状態から目的とする段を利用可能にする装置が望ましい。【０００４】  平板状の物体は撓みやすく、堆積すれば重量が大きくなり、取扱い時に変形による摩擦と発塵さらには破壊を発生する。平板状の物体およびその堆積物では外周の２辺ないし４辺を取り囲んで多点支持により移動する必要がある。【０００５】  清浄度が管理されたチャンバーで堆積物を処理する際、また温度・湿度が制御されたチャンバーに堆積物が存在する場合には、遠隔操作・発塵部位排気・静電気除去等の発塵防止対策とチャンバー外部への気体漏洩防止を行うことが必要になる。【０００６】  電源断等の緊急停止時に、昇降枠体と昇降物の重量を保持して機体と堆積物の損壊を防止し作業者への危害を防止する機構を備えることは、安全上必要不可欠である。【０００７】  一段の平板状物体を取入れあるいは取出しするに際し、ゲートを全開せず必要な間隔のみを開口してロボットハンドによる操作を行い、気体の流通を最少に留める必要がある。【０００８】  生産ライン構成において効率的な稼動が要求される場合、堆積物を一括してチャンバーへ搬入しあるいは搬出するゲートとスライドを備える必要があり、生産ラインへのインライン適用を計るには、チャンバーの前後にゲートを備え、さらにチャンバー前方、チャンバー内部、チャンバー後方の３位置を移動する機能が望まれる。【０００９】  チャンバーを圧力容器として構成すれば、加圧状況あるいは減圧状況での環境試験や生産条件への対応が可能となる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  上記課題を解決するため、チャンバー内で昇降移動する昇降枠体に保持されたジョウを堆積物の積み重ね時の接触点である荷重支持部近傍に配置し、遠隔操作により四辺から堆積物側に移動して係合し、昇降枠体の上昇動作により利用目的の段より上に位置する堆積物を分離し上昇移動させる。【００１１】  緊急停止時には電源断により作動するブレーキをモータまたは減速機に装備して、昇降枠体とそれにより持ち上げられている上部堆積物の落下を防止し、機械の損壊と作業者への危害を無くす。【００１２】  オーブンとしての使用時あるいは清浄環境での稼動時において、チャンバー内の均等な温度分布と清浄度を長期にわたって維持するために、チャンバー内に気体の循環路を設け、ＨＥＰＡフィルタを通過した気体を循環させることにより熱量の保存と清浄度の維持を計る。【００１３】  インライン生産設備としての適用を考慮する場合、多段スライド上に堆積物を載置して、チャンバーの前方・内部・後方の３点を移動可能とする。【００１４】  チャンバーと全開扉が接する開口部の全周に弾性体の気体封止機構を設置し、さらに可撓体を気体封止が可能な被覆がなされた可撓体とすると共に、チャンバー通過部には滑動可能な気体封止機構を設置することによりチャンバーの気密性を高め、圧力容器を構成して加圧・減圧のチャンバー内条件を設定可能とする。
【発明の効果】
【００１５】  本発明によれば、平板状物体を目的とする堆積物のいずれの段へも自在に収納することが出来、いずれの段からも取出しが可能なので、高密度な被処理素材の堆積から能率的な利用が図れる。また、遠隔操作により発塵源を堆積物から隔離し熱移動を甚少にして、チャンバー内の清浄度を高く維持し環境温度を精度高く保つ。さらに、多段ゲートの開閉操作をチャンバー内部から昇降枠体により行い機構を簡略化する。堆積物のチャンバー外への移動手段を備えることにより、周辺装置との連携を容易にし能率の高い操作を行う。チャンバーの気密性維持機構を用いて、加圧・減圧の環境試験を行い、あるいは多様な生産条件に対応する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】  本発明はプラスチクストレイのような軽量ワークに適用でき、また大型ガラス基板とそれを保持するアンダーレイのような重量ワークにも適用できるので、最適な設計は対象とするワークにより異なっている。重量の大きい堆積物への清浄度が維持された環境での適用が最も装備が充実するので実施例として詳述する。
【実施例１】
【００１７】  図１（ａ）に４本のジャッキ支柱（１）による堆積物雰囲気処理装置の平面図を示す。昇降枠体に保持されたジョウ（７）が遠隔操作により旋回し、目的とする段の上部にある堆積物（Ｗ２）と係合した状態で昇降枠体（４）が上昇することにより、マニピュレータが動作する空間を作る。【００１８】  図１（ｂ）に側面図を示す。４本のジャッキ支柱（１）が堆積物外形より幅を広くして配置され、このことにより４方向からの挿入と取出しが可能である。昇降枠体（４）は４隅をジャッキナット（２７）で繋引されるロープ１（３）で引き上げられ、ジャッキ（４０）を駆動するブレーキ付モータ（３５）の正逆転により昇降動作を行う。【００１９】  図２にジャッキ系統の動力伝達機構を示す。ブレーキ付モータ（３５）の回転は連結軸１（３７）によりマイタギアボックス（３８）に伝達され、さらに連結軸２（３９）によりジャッキ（４０）に伝達される。この機械的同期駆動によりジャッキねじ（２）が回転し、ジャッキナット（２７）が昇降移動する。４個のナットハウジング（２６）にはそれぞれ２本のロープ１（３）が繋止されジャッキ支柱（１）の内面で回り止め作用を受けながら昇降し、ジャッキナット（２７）の下降動作により吊上げプーリ（２１）を介して昇降枠体（４）を引き上げる。この可撓体を用いた引張り力による駆動方式により、上部堆積物（Ｗ２）と昇降枠体（４）の重量によるジャッキねじ（２）の挫屈が回避される。モータには電源断により瞬時作動するブレーキを装備して安全を保持する。本実施例ではブレーキをモータに装備しているが、減速機に装備することもできる。【００２０】  図１及び図２により昇降枠体（４）と昇降枠体が保持するジョウ（７）の操作系統を説明する。堆積物を囲繞する四辺のジョウ（７）がターミナル板（１２）の移動操作によるロープ１（３）の移動に伴い、旋回して昇降枠体の内側へ突出し、堆積物（Ｗ）を支持する位置で停止する。次いで、昇降枠体（４）の上昇動作により、目的の段の上に位置する上部堆積物（Ｗ２）が上昇し、マニピュレータの動作に必要な間隔を作って停止する。これらの作用により撓みと発塵を抑制した分離が行え、遠隔操作による昇降枠体の軽量化と高温環境・清浄度維持環境での稼動が計れる。【００２１】  図１及び図３によりジョウ（７）の旋回動作を行う遠隔操作の機構について説明する。図１において、ロープ２（２３）はジョウの回転中心軸の軸端に取付けた各旋回プーリ（６）に一回巻いて組付けられ、両端をターミナル板（１２）に固定されて、テンショナー１（１８）により張力を加えられているので、ターミナル板（１２）の移動により各ジョウ（７，２０）が旋回する。【００２２】  図３において、ロープ３（２３）は両端を二本のジャッキ支柱（１）の上端にあるロープ端固定板（２２）に固定され、ターミナル板（１２）の横移動プーリ（４２）に巻き掛けられた後ジョウ駆動プーリ（４５）に一回巻き掛けられており、テンションプーリ２（４７）により張力を加えられている。ジョウ駆動モータ（４６）の正転・逆転によりターミナル板（１２）は右方向・左方向に移動する。昇降枠体（４）が昇降動作を行っても、横移動プーリ（４２）と枠体固定プーリ（４４）は空転するがターミナル板（１２）は移動せず、ジョウ駆動モータ（４６）は昇降枠体（４）の移動には影響を受けることなくジョウ（７，２０）の開閉操作を行う。これらの構成による遠隔操作によって、昇降枠体の軽量化と高温環境や清浄度維持環境での稼動が計れる。張力センサ（４３）によりロープ３（２３）の弛緩を検知すれば、運転を停止して異常信号を出す。【００２３】  チャンバー側壁（１７）に装着された開口部を周回する弾性シール（１６）により、全開扉（１３）との気密性を保ちチャンバー内部の気体の漏洩を防止する。全開扉（１３）は開閉シリンダ（１４）により上方に移動し、堆積物移動時もしくはメンテナンス作業時に必要な開口を作る。
【実施例２】
【００２４】  図４（ａ）に上下ダクト方式の循環炉の平面図、図４（ｂ）に側面から見る断面図を示す。昇降枠体（４）は上方に退避した状態を定位置とし、ファン（５５）により圧送される気体がＨＥＰＡフィルタ（５８）を通過して堆積物（Ｗ３）を加熱あるいは冷却し、グレーチング（６７）を通過後上還流ダクト（６５）と下還流ダクト（６６）に分かれ、熱交換器（６２）により再び加熱あるいは冷却されて循環する。熱交換器として利用できる装置は、冷凍サイクルエバポレータ・放熱器・ペルチェ素子装置等であり、加熱目的ではハニカムヒータが多用される。
【実施例３】
【００２５】  段積扉（７２）は堆積物の堆積ピッチ（ｐ）に等しい高さにゲートを分割したもので、図１（ａ）及び図５に示す凹所（Ｄ）が設けられている。扉操作ジョウ（２０）はターミナル板（１２）の移動によるロープ２（５）の移動に伴いジョウ（７）と同様に旋回して段積扉の凹所（Ｄ）に係合し、昇降枠体（４）の上昇動作により上部に位置する段積扉（５３）と上部扉（７１）を上昇させ、ロボットのハンドが出入りする間隔を作る。この作用により、必要最小限の間隔からワークの出し入れが行え、内部環境の変化を抑制する。図５は前後を全開扉（７６）と段積扉（７２）としているが、生産設備の効率的運用の観点から一方を固定パネルにする選択や両面を段積扉とする選択も可能である。
【実施例４】
【００２６】  図１（ｂ）及び図６示す組合せスライドレール（３２）は３段のスライドによって構成され、処理前堆積物（ＷＡ）と処理位置堆積物（ＷＢ）、さらに処理後堆積物（ＷＣ）に移動するので生産ラインの直線状の配置を可能にし自動化ラインの編成に対応する。
【実施例５】
【００２７】  図７にチャンバーを圧力容器に形成するための主要部位を図示する。可撓体（８１）に平滑で気体を通過させない弾性体被覆（８２）を施し、多重リップシール（８５）により段階的に圧力を変化させ目的の気密性を維持する。全開扉（９６）と側面パネル（９８）間のシールは、全開扉（９６）をオーリング（９７）あるいはガスケットを介してクランプ（９１）で押圧するのが一般的であるが、シール内部に加圧気体を導入して膨張させることによりシールを行う方式のインフラートシールを用いれば、構造が簡略になる。また、本実施例では垂直スライド方式の全開扉（９６）としたが、ヒンジを用いて回転横開きとすることもできる。
【実施例６】
【００２８】  図８に堆積物に収納されて多段積される効果器を図示する。熱交換器、遠赤外線ヒータ（１０４）、有機溶剤排気、紫外線ランプ（１３４）等をワーク支持機能を持つ支持ピン（１０３，１１３，１２３，１３３）と多段積機能を備えたスペーサ（１０２，１１２，１２２，１３２）を枠体（１０１，１１１，１２１，１３１）に装備し、可撓電線や可撓チューブにより電力供給や気体あるいは液体の供給と排出を行うことにより、多様な用途で実施可能である。また、加熱と冷却・加熱と有機溶剤排気等の組合せにより複合処理も行える。
【産業上の利用可能性】
【００２９】  本発明によれば、外側形状が同一の平板状物体を収容し搬出するので、多分野で多種類の物体がハンドリング可能となる。例をあげれば、トレイ・ケース・パレット・コンテナ・アンダーレイと呼ばれる容器の大半であり、基板・シート・パネル・壁体と呼ばれる素材の大半である。【００３０】  本発明の清浄度維持環境と高温環境での動作が可能であるいう特徴点を最も効果的に利用するのは、フラットパネルディスプレイのガラス基板処理工程である。平面度を維持して高密度にガラス基板を収納するマガジンやバッファの代替装置としてのみならず、カラーフィルタの熱処理装置や紫外線硬化装置・遠赤外線加熱装置・塗膜乾燥硬化装置としても使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の（ａ）正面図、（ｂ）平面図。
【図２】実施例１の駆動部平面図。
【図３】図１矢印Ｐから見るターミナル板操作部概要図。
【図４】実施例２の（ａ）平面図、（ｂ）側面図。
【図５】実施例３の側面図。
【図６】実施例４の側面図。
【図７】実施例５の（ａ）断面図１，（ｂ）断面図２。
【図８】実施例６の（ａ）側面図１，（ｂ）側面図２，（ｃ）側面図３，（ｄ）側面図４。
【符号の説明】
１…ジャッキ支柱            ２…ジャッキねじ          ３…ロープ  １
４…昇降枠体                ５…ロープ２              ６…ジョウプーリ
７…ジョウ                  ８…リニアガイド          ９…リニアレール
１０…レール取付け枠体      １１…２段プーリ          １２…ターミナル板
１３…全開扉                １４…開閉シリンダ        １５…扉ガイドレール
１６…弾性シール            １７…チャンバー側壁      １８…テンションプーリ１
１９…扉操作プーリ          ２０…扉操作ジョウ        ２１…吊上げプーリ
２２…ロープ端固定板        ２３…ロープ３            ２４…ヨーク
２５…軸受                  ２６…ナットハウジング    ２７…ジャッキナット
２８…天井パネル            ２９…プーリカバー        ３０…ジョウシャフト
３１…堆積物台板            ３２…組合せスライド      ３３…床パネル
３４…架台                  Ｗ１…下側堆積物          Ｗ２…上側堆積物
３５…ブレーキ付モータ      ３６…ウォーム減速機      ３７…連結軸１
３８…マイタギアボックス    ３９…連結軸２            ４０…ジャッキ
４１…昇降枠体固定プーリ    ４２…横移動プーリ        ４３…張力センサ
４４…架台固定プーリ        ４５…ジョウ駆動プーリ    ４６…ジョウ駆動モータ
４７…テンションプーリ２    ４８…モータ取付け板      Ｗ…ワーク
５１…全開扉                ５２…扉ガイドレール      ５３…多段積扉
５４…天井パネル            ５５…ファン              ５６…延長軸
５７…ファンモータ          ５８…ＨＥＰＡフィルタ    ５９…ファンアレイパネル
６０…整流板                ６１…床パネル            ６２…熱交換器
６３…上仕切り板            ６４…下仕切り板          ６５…上環流ダクト
６６…下環流ダクト          ６７…グレーチング        ６８…側壁パネル
６９…堆積物台              Ｗ３…堆積物
７１…上部扉                ７２…段積扉              ７３…弾性体シール
７４…下側パネル            ７５…天井パネル          ７６…全開扉
ＷＡ…処理前堆積物          ＷＢ…処理位置堆積物      ＷＣ…処理後堆積物
８１…可撓体                ８２…弾性体被覆          ８３…ボルト
８４…凸リング              ８５…リップシール        ８６…シールハウジング
８７…パネル
９１…クランプ              ９２…プランジャー        ９３…ガイド
９４…扉レール              ９５…昇降シリンダ        ９６…全開扉
９７…弾性体シール          ９８…側面パネル
１０１…枠体                １０２…スペーサ          １０３…支持ピン
１０４…遠赤外線ヒータ      １０５…可撓電線          Ｗ…ワーク
１１１…排気ボックス型枠体  １１２…スペーサ          １１３…支持ピン
１１４…通気孔              １１５…可撓チューブ
１２１…枠体                １２２…スペーサ          １２３…支持ピン
１２４…エバポレータ        １２５…供給チューブ      １２６…排出チューブ
１３１…灯具取付け枠体      １３２…スペーサ          １３３…支持石英ピン
１３４…紫外線ランプ        １３５…可撓電線
【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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