(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌条に沿って所定の間隔をおいて配置された複数のピニオンを搬送台車のラックに噛み込ませて駆動力を伝達し、該搬送台車に保持された基板を複数の真空処理室に搬送する搬送台車の真空室内走行制御方法において、
（ａ）真空処理室内で搬送台車から他の部材に基板が受け渡される目標停止位置から搬送台車が先に進めないところに当て止めブロックを配置し、
（ｂ）搬送台車が前記当て止めブロックに突き当たるまでに該搬送台車の推進力を低下させるのに余裕をもたせた距離を設定し、
（ｃ）前記ピニオンの回転数又はピニオン駆動源の回転数を検出し、この検出回転数に基づいて搬送台車の位置を算出し、
（ｄ）前記算出位置から前記目標停止位置までの距離が前記工程（ｂ）で設定した距離と同じか又はそれよりも小さくなったときに、前記ピニオンの駆動トルクを減少させて搬送台車の推進力を低下させ、
（ｅ）通常搬送時よりも小さい推進力で搬送台車を前記当て止めブロックに突き当たらせ、所定の時間だけ前記ピニオンを低トルクで駆動させ続けて、前記当て止めブロックに突き当てた状態で搬送台車を前進させ続けながら、搬送台車から他の部材に基板を受け渡す搬送台車の真空室内走行制御方法。
【請求項２】
前記工程（ｂ）の設定距離を９０〜１１０ｍｍとする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記工程（ｅ）において搬送台車が当て止めブロックに突き当たっている間に、該当て止めブロックが無いものとして搬送台車が前進したであろう仮想走行距離を１００〜３００ｍｍとする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記工程（ｄ）では、前記ピニオン駆動源の回転速度を小さくし、搬送台車を減速させる請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記工程（ｅ）の所定の時間を、搬送台車から他の部材への基板の受け渡しが完了するまでの時間とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記工程（ｅ）において基板の受け渡しを完了した後に、前記ピニオンを逆回転させ、搬送台車を真空処理室から退出させる請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記ピニオン駆動源としてＡＣサーボモータを用いる請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記真空処理室は、基板にプラズマＣＶＤ製膜するための製膜室である請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記真空処理室は、搬送台車を回転させて基板の搬送方向を変える台車回転室である請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記真空処理室は、搬送台車が大気側から真空側へ入るロード室、又は搬送台車が真空側から大気側へ出ていくアンロード室である請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＶＤ製膜等を行う真空処理室においてガラス基板を搬送する搬送台車の真空室内走行制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７を参照して従来の台車走行制御方法について説明する。真空処理システムはゲート弁１１２を介して直列につながれた真空処理室１０１、台車回転室１０２、真空処理室１０３を備えている。搬送台車６は、側面に形成されたラック６４にピニオン１７２が噛み合い、ピニオン１７２から伝達される駆動力によってレール８上を走行するようになっている。ピニオン１７２はレール８に沿って所定の間隔で配置され、各々がコントローラ１８０に制御されるステッピングモータ１７０Ａ〜１７０Ｄにより独立に駆動されるようになっている。
【０００３】
コントローラ１８０は、同一ラインに並ぶレール８上の全てのピニオン１７２が同期がとれた状態で回転されるように、ステッピングモータ１７０Ａ〜１７０Ｄを制御する。搬送台車６は、開閉されるゲート弁１１２を通って真空処理室１０１から台車回転室１０２へ、次いで台車回転室１０２から真空処理室１０３へとガラス基板Ｇを搬送し、製膜処理のために真空処理室内の製膜ユニット（図示せず）に基板Ｇを受け渡す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プラズマＣＶＤ、スパッタリング、ドライエッチング等の処理を基板に施す真空処理室は周囲をチャンバ外壁で取り囲まれているために、オペレータが目視により確認しながら搬送台車を目標位置に停止させることができない環境にある。このため、従来の台車走行制御方法においては次の（１）〜（３）の問題点がある。
【０００５】
（１）コントローラ／ステッピングモータ／ピニオン間の制御系では電気的に位置決めが完了していたとしても、基板受け渡し場所での台車停止位置に機械的なガタが発生した場合に適切に対応することができないため、基板の受け渡し動作が不確実になり、他部材との衝突や落下により基板を損傷するおそれがある。
【０００６】
（２）同じ動作を繰り返し行った場合に同一の結果が得られる受け渡し再現性を保証するために、台車の停止位置を目標停止位置（受け渡し位置）に対して±１ｍｍ以内とする高い位置精度が要求される。
【０００７】
（３）装置をメンテナンスするごとに搬送台車の目標停止位置を確認することが必要になり、その分だけメンテナンスに要する時間が増加する。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、目視確認が不可能な特殊環境下において基板を安全確実に受け渡すことができる搬送台車の真空室内走行制御方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る搬送台車の真空室内走行制御方法は、軌条に沿って所定の間隔をおいて配置された複数のピニオンを搬送台車のラックに噛み込ませて駆動力を伝達し、該搬送台車に保持された基板を複数の真空処理室に搬送する搬送台車の真空室内走行制御方法において、
（ａ）真空処理室内で搬送台車から他の部材に基板が受け渡される目標停止位置から搬送台車が先に進めないところに当て止めブロックを配置し、
（ｂ）搬送台車が前記当て止めブロックに突き当たるまでに該搬送台車の推進力を低下させるのに余裕をもたせた距離を設定し、
（ｃ）前記ピニオンの回転数又はピニオン駆動源の回転数を検出し、この検出回転数に基づいて搬送台車の位置を算出し、
（ｄ）前記算出位置から前記目標停止位置までの距離が前記工程（ｂ）で設定した距離と同じか又はそれよりも小さくなったときに、前記ピニオンの駆動トルクを減少させて搬送台車の推進力を低下させ、
（ｅ）通常搬送時よりも小さい推進力で搬送台車を前記当て止めブロックに突き当たらせ、所定の時間だけ前記ピニオンを低トルクで駆動させ続けて、前記当て止めブロックに突き当てた状態で搬送台車を前進させ続けることを特徴とする。
【００１０】
この場合に、上記工程（ｂ）の設定距離を９０〜１１０ｍｍとすることが好ましい。搬送台車の定常速度は２００〜５００ｍｍ／秒であるので、この設定距離を走行して搬送台車が当て止めブロックに突き当たるまでに０．２〜０．５秒間の時間的余裕があることになり、この間にピニオン駆動源（サーボモータ）の駆動を高トルクから低トルクに切り替える制御動作を完了させる。
【００１１】
また、上記工程（ｅ）では、搬送台車が当て止めブロックに突き当たっている間において、該当て止めブロックが無いものとして搬送台車が前進したであろう仮想走行距離を１００〜３００ｍｍとすることが好ましい。
【００１２】
さらに、工程（ｄ）では、ピニオン駆動源の回転速度を小さくし、搬送台車を減速させることが好ましい。搬送台車は基板を積載したときの合計重量が１０ｋｇを超える重量物であるため慣性力が大きい。このため、ピニオンから台車に伝達する推進力（駆動トルク）を低下させた場合であっても、搬送台車が当て止めブロックに衝突したときに生じる衝撃が大きく、それが振動となって基板に伝わるのを可能な限り低減する必要があるからである。
【００１３】
また、付属のエンコーダでモータ回転数を検出することによりサーボモータ駆動軸の回転角をフィードバック制御し、同一ライン上に配列されたピニオンのギア歯を揃え、ピニオンとラックとを同期噛み合いさせる。このようにモータを同期駆動制御するので、ピニオンがラックと噛み合う瞬間の衝撃が低減され、台車に伝わる振動が減少する。とくに大型の基板を搬送する場合は、ピニオン／ラックの噛み合い時に台車が衝撃を受けて基板に振動が伝わるので、高トルク低速駆動することが好ましい。
【００１４】
なお、真空処理室は、基板にプラズマＣＶＤ製膜するための製膜室であってもよいし、搬送台車を回転させて基板の搬送方向を変える台車回転室であってもよいし、あるいは、搬送台車が大気側から真空側へ入るロード室、又は搬送台車が真空側から大気側へ出ていくアンロード室であってもよい。
【００１５】
真空処理室が製膜室である場合は、上記工程（ｅ）の所定の時間を、搬送台車から他の部材への基板の受け渡しが完了するまでの時間とし、さらに、工程（ｅ）において基板の受け渡しを完了した後に、ピニオンを逆回転させ、搬送台車を製膜室から退出させる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照しながら本発明の種々の好ましい実施の形態について説明する。
【００１７】
図１に示すように、クラスタ型真空処理システム１において、共通搬送室としての台車回転室１６が中央に配置され、その周囲に複数の真空処理室１０，１８，２０が放射状に配置され、さらに台車回転室１６同士は互いに連絡通路室（中間室）１９により連結されている。
【００１８】
真空処理室のうちロード室１０およびアンロード室２０は、前面側に大気雰囲気の外部搬送路との間の開口を遮断するゲート弁機構１２を、後面側に真空雰囲気の共通搬送室１６との間の開口を遮断するゲート弁機構１２をそれぞれ備えている。ゲート弁機構１２は、図２に示すように、左右一対の搬入出口１２ａ，１２ｂをそれぞれ独立に開放し遮断するゲート弁と、各ゲート弁を駆動するシリンダとを備えている。
【００１９】
真空処理室のうち複数の製膜室１８は、共通搬送室１６との間の開口を遮断するゲート弁機構１２をそれぞれ備えている。各製膜室１８の背面側には開閉可能な扉がそれぞれ取り付けられ、扉を開けて各製膜室１８の内部をメンテナンスできるようになっている。扉は手動または電動で開閉できるように各室に取り付けられ、各室を構成するフレーム壁と扉との間にシール部材が介装されている。なお、複数の製膜室１８のうちの一部を予備室として用いるようにしてもよい。予備室は、製膜室として使用されるのは勿論のことであるが、搬送台車６を一時待機（退避）させておく待機室として用いてもよいし、製膜処理前の基板Ｇを予備的に加熱する予備加熱室または冷却する冷却室として用いてもよい。
【００２０】
共通搬送室１６の床部はターンテーブル１７で構成されており、ターンテーブル１７によりレール８上の搬送台車６が水平面内で回転され、搬送台車６の向きが３６０°どの方位にも変えられるようになっている。
【００２１】
図２に示すように、一対の平行レール８が大気搬送路からロード室１０を通って台車回転室１６内の回転レール８に接続可能に敷設され、搬送台車６が各レール８上を１台ずつ走行するようになっている。大気搬送路のレール８の延長線上にロード室１０内のレール８がそれぞれ設けられ、搬送台車６はゲート弁機構１２の段差を通って大気搬送路のレール８から真空搬送路のレール８上に乗り移れるようになっている。
【００２２】
各搬送台車６はそれぞれ独立に基板Ｇを１枚ずつ保持し搬送するようになっている。すなわち、台車６は本体フレーム６１上に一対の支柱６２および複数の支持爪（図示せず）を備え、これにより１枚のガラス基板Ｇをやや傾斜した直立姿勢で保持している。ちなみに、ガラス基板Ｇのサイズは例えば１ｍ角である。１ｍ角サイズのガラス基板Ｇは、重量が１０ｋｇｆを上回り、かなりな重量物となる。
【００２３】
基板Ｇを保持した搬送台車６は、外部搬送路からロード室１０を通って台車回転室１６内に入り、ターンテーブル１７により回転されて製膜室１８に位置合せされ、製膜室１８に入って基板Ｇに製膜した後に、台車回転室１６およびアンロード室２０を通って外部搬送路に出ていくようになっている。
【００２４】
図３及び図４に示すように、複数のピニオン７２がレール８の側方の近傍に所定の間隔で設けられている。これらのピニオン７２は搬送台車６の側面に形成されたラック６４にそれぞれ噛み合い可能な位置に配置されている。
【００２５】
図３に示すように、各ピニオン７２は搬送路の下方に配置されたサーボモータ７０Ａ，７０Ｂの回転駆動軸にそれぞれ連結され、サーボモータ７０Ａ，７０Ｂによりピニオン７２はそれぞれ独立に駆動されるようになっている。各サーボモータ７０Ａ，７０Ｂにはエンコーダ７５がそれぞれ取り付けられ、モータ回転数を検出した信号がコントローラ８０にそれぞれ送られるようになっている。なお、本実施形態ではモータ回転数を検出するエンコーダ７５を採用しているが、本発明はこれのみに限定されることなく、他のエンコーダを用いてピニオン回転数を検出するようにしてもよい。
【００２６】
当止めブロック７７Ｂは、製膜室のメンテナンス扉側および台車回転室内の台車回転台にのみ取り付けられており、シリンダによる上下機構は持たず、製膜室の容器および台車回転台にボルトで固定されている。
【００２７】
製膜室１８はプラズマＣＶＤ製膜に必要な機器要素を２組ずつ備えるものであり、基板搬送路を両側から挟むように図示しない製膜ユニットとヒータユニットとが向き合って配置されている。
【００２８】
ヒータユニットは面状のヒータエレメントとこれを覆うヒータカバーとを備えている。ヒータカバーはヒータエレメントの発熱面を保護するためのものであり、押し付け機構により支持されている。押し付け機構は、ヒータカバーを製膜ユニットに向けて移動させる機構である。
【００２９】
製膜ユニットは、ガス供給機能付きラダー電極と、製膜ユニットカバーと、温調ヒータと、基板押え板と、排気通路とを備えている。ラダー電極には高周波電源およびガス供給源がそれぞれ接続されている。高周波電源は所定周波数の高周波を電極に印可し、電極と基板Ｇとの間にプラズマを生じさせるようになっている。ガス供給源には反応性ガスとして例えばシランを主成分とするプロセスガスが収容されている。
【００３０】
製膜室１８内の目標停止位置には第２の当て止めブロック７７Ｂがレール８のベース面上にボルト及びナットで固定されている。ボルト穴は長穴に形成され、第２の当て止めブロック７７Ｂの取り付け位置を微調整できるようになっている。搬送台車６は、台車回転室１６から製膜室１８内に進入し、第２の当て止めブロック７７Ｂに突き当たって目標停止位置（すなわち基板受け渡し位置）に停止されるようになっている。
【００３１】
コントローラ８０は、本システム各部における搬送路の長さ、真空処理室内での当て止めブロック７７Ａ，７７Ｂまでの距離、基板Ｇの処理レシピ、サーボモータ７０Ａ，７０Ｂにおける所定の駆動トルクＴ１，Ｔ２、および回転速度Ｖ１，Ｖ２などを初期データとして備え、この初期データと各エンコーダ７５から入力される検出信号とに基づいて各サーボモータ７０Ａ，７０Ｂの駆動をそれぞれ制御するようになっている。さらに、コントローラ８０は、同一ラインに直列に並ぶレール８に沿って設けられたピニオン駆動用モータ７０Ａ，７０Ｂを同期駆動制御するようになっている。さらに、コントローラ８０は、搬送台車６が当て止めブロック７７Ｂに当接し続けているときの時間の長さをも制御するようになっている。
【００３２】
図５に示すように、搬送台車６は、本体フレーム６１、一対の支柱６２、複数のローラ車輪６３を備えている。本体フレーム６１の一方側面にはラック６４が形成され、これに上述のピニオン７２が噛み合うようになっている。一対の支柱６２は本体フレーム６１の長手直交軸に対して約１０°傾斜するように本体フレーム６１の上に直立して設けられている。支柱６２の相互間隔は基板Ｇの長辺より少し大きく、これら一対の支柱６２の間に基板Ｇがもたせ掛けられるようになっている。支柱６２は基板Ｇの重量に耐えられるように本体フレーム６１に強固に締結されている。支柱６２および本体フレーム６１は例えばステンレス鋼のような高強度で強靭な金属材料でつくられている。複数のローラ車輪６３は、断面Ｔ字状のレール８の各部に回転自由に転接し、台車の本体フレーム６１に伝わる振動や衝撃を吸収するための緩衝機構に支持されている。
【００３３】
次に、上記のクラスタ型真空処理システム１において搬送台車６によりガラス基板Ｇを搬送する場合について、図３及び図６を用いて説明する。
【００３４】
搬送台車６は、大気搬送路上にて図示しないローラフレーム機構から基板Ｇを受け渡され、大気搬送路からロード室１０内に入り、ロード室１０内の目標停止位置にて停止する。なお、停止方法としては、サーボモータに予め停止位置を設定しておき、その設定位置データに基づいて停止させる方法をとる。
【００３５】
コントローラ８０は、台車回転室１６からの搬入ＹＥＳの信号を受けると、ゲート弁機構１２、ピニオン駆動用サーボモータ７０の各電源にそれぞれ信号を送り、ゲート弁を開け、ピニオン７２を回転駆動させる。これにより搬送台車６はロード室１０から台車回転室１６内に入る。
【００３６】
さらに、コントローラ８０は、サーボモータに信号を送り、ピニオン７２の駆動を定常速度／定常トルクから低速／低トルクに切り替え、搬送台車６を当て止めブロック７７Ａに突き当て、台車回転室内の目標停止位置に停止させる。この目標停止位置はターンテーブル１７のほぼ中央である。次いで、搬送台車６は、ターンテーブル１７により回転され、製膜室１８に対して搬送方向を位置合せされ、製膜室１８に入っていく準備が整う。
【００３７】
台車回転室内での準備が整うと、コントローラ８０は、ゲート弁機構１２、サーボモータ７０Ａ，７０Ｂの各電源にそれぞれ信号を送り、ゲート弁を開け、さらにピニオン７２を回転駆動させる。これにより搬送台車６は台車回転室１６から製膜室１８内に入り、固定式の当て止めブロック７７Ｂに突き当たり、製膜室内の目標停止位置に停止する。
【００３８】
次に、搬送台車６が製膜室１８内に進入し、さらに製膜室１８から退出する場合について図６を参照しながら詳しく説明する。
【００３９】
図６の（ａ）に示すように、コントローラ８０は、タイミングｔ１にモータ７０Ｂを定常トルクＴ１で起動し、所定時間経過後のタイミングｔ２にモータ７０Ｂの駆動を低トルクＴ２に切り替えて、搬送台車６を低トルク走行させる。
【００４０】
また、コントローラ８０は、図６の（ｂ）に示すように、タイミングｔ１にモータ７０Ｂを定常速度Ｖ１で起動し、所定時間経過後のタイミングｔ２にモータ７０Ｂの駆動を低速度Ｖ２に切り替え、搬送台車６を低速走行させる。
【００４１】
搬送台車６は所定時間経過後のタイミングｔ３に当て止めブロック７７Ｂに突き当たる。コントローラ８０は、その後も所定時間（時間ｔ３〜ｔ６）が経過するまでの間はモータ７０Ｂに引き続き給電し、ピニオン７２を駆動させ続ける。しかし、搬送台車６は当て止めブロック７７Ｂによってそれ以上前進することを阻まれているので、ピニオン７２はラック６４に噛み込んだままの状態で回転できない。
【００４２】
なお、モータ７０Ｂの駆動トルクを切り替えるタイミングｔ２は、搬送台車６がモータ回転速度Ｖ２（平均速度）で走行されたとした場合に、駆動切り替え時の台車の現在位置から当て止めブロック７７Ｂまでの距離が１００ｍｍとなるように設定される。すなわち、コントローラ８０は、台車回転室内の停止位置（当て止めブロック７７Ａの位置）から製膜室内の目標停止位置（当て止めブロック７７Ｂの位置）までの距離、前半のモータ回転速度Ｖ１（平均速度）、後半のモータ回転速度Ｖ２（平均速度）、タイミングｔ１からｔ３までの時間、および当て止めブロック７７Ｂに到着するまでの１００ｍｍの仮想距離を、所定の数式に代入することによりタイミングｔ２を算出し、そのタイミングｔ２にモータ７０Ｂの駆動を低トルクＴ２／低速度Ｖ２に切り替える信号を送る。
【００４３】
また、コントローラ８０は、図６の（ｃ）に示すように、台車６が当て止めブロック７７Ｂに突き当たった後のタイミングｔ４に、製膜ユニット側の受け渡し機構と台車側の受け渡し機構とに信号を送る。押し付け機構によりヒータカバーを台車６上の基板Ｇに前進近接させ、保持爪による基板Ｇの拘束を解除し、台車の支持アーム６２からヒータカバーの支持突起の上に基板Ｇを受け渡す。この基板Ｇの受け渡し時間ｔ４〜ｔ５の間において、台車６は低速・低トルクの状態で前進を続けるので、製膜室１８内での台車６の停止位置は正確に当て止めブロック７７Ｂの位置となる。このため、基板Ｇは台車側から製膜ユニット側へ再現性よく確実に受け渡される。
【００４４】
製膜室１８内で基板ＧにプラズマＣＶＤ製膜した後に、上記と逆の動作を行わせて基板Ｇを製膜ユニット側から台車側に受け渡す。このようにして基板Ｇの受け渡しはタイミングｔ５に完了する。
【００４５】
さらに、コントローラ８０は、製膜／基板受け渡し完了後のタイミングｔ６にゲート弁機構１２およびモータ７０Ｂにそれぞれ信号を送り、ゲート弁を開けるとともに、図６の（ａ），（ｂ）に示すようにモータ７０Ｂを定常トルク−Ｔ１／定常速度−Ｖ１で逆回転させ、台車６を製膜室１８から台車回転室１６に退出させる。
【００４６】
上記実施形態では製膜室内での搬送台車の走行制御について説明したが、真空処理室が製膜室以外の台車回転室、ロード室、アンロード室、中間室についても本発明を適用することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、基板受け渡し場所での台車停止位置に機械的なガタが発生した場合であっても適切に対処することができ、基板の受け渡し動作が安全かつ確実になり、他部材との衝突や落下により基板を損傷するおそれがなくなる。
【００４８】
また、本発明によれば、台車の停止位置を目標停止位置（受け渡し位置）に対して高い位置精度が要求される場合であっても、同じ動作を繰り返し行った場合に同一の結果が得られる受け渡し再現性を保証することができる。
【００４９】
さらに、本発明によれば、装置をメンテナンスするごとに搬送台車の目標停止位置を確認することが不要になり、その分だけメンテナンスに要する費用および時間が低減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】搬送台車を備えた真空処理システムを示す透視平面図。
【図２】真空処理システムに設けられたゲート弁および台車搬送路を示す斜視図。
【図３】真空処理室内の台車と駆動機構を示す透視側断面図。
【図４】真空処理室内の台車と駆動機構を示す透視平面図。
【図５】台車の駆動機構およびレールを示す部分拡大断面図。
【図６】（ａ）はサーボモータの駆動トルク（台車推進力）制御を示すタイミングチャート、（ｂ）はサーボモータの回転速度（台車走行速度）制御を示すタイミングチャート、（ｃ）は基板の受け渡しを示すタイミングチャート。
【図７】従来の台車走行制御に用いられる装置の概要を示す図。
【符号の説明】
６…搬送台車、
８…レール、
１０…ロード室、
１２…ゲート弁機構、
１６…台車回転室（共通搬送室）、
１８…製膜室、
１９…中間室（連通室）、
２０…アンロード室、
６１…本体フレーム、
６２…支柱、
６４…ラック、
７０Ａ，７０Ｂ…サーボモータ、
７２…ピニオン、
７５…エンコーダ、
７７Ａ，７７Ｂ…当て止めブロック、
７８…昇降シリンダ機構、
８０…コントローラ、
Ｇ…基板。
【図１】
0003970042.tif 000002
【図２】
0003970042.tif 000003
【図３】
0003970042.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003970042.tif 000006
【図６】
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【図７】
0003970042.tif 000008