JP2013172015A - 成膜装置、及び成膜装置用基板搬送機構 - Google Patents

Abstract

【課題】受渡室の高さ及びプロセスチャンバの高さが小さく、ゲート弁の開口の上下方向の大きさを小さくすることが可能なロングストローク搬送機構を提供する。
【解決手段】下から２段目の直動軸受けは、上下２つの転動体保持部がベースに背中合わせに固定取り付けされ（第１の移動子）、次の段の直動軸受けは、上下２つの軌道軸がベースに背中合わせに固定取り付けされ（第２の移動子）、第１の移動子と第２の移動子を交互に組み合わせてクロスローラガイドを形成し、プレート上に載置した基板を真空中で所定の距離を搬送する。
【選択図】図５

Description

本発明は、処理チャンバ内で基板上に膜を形成する成膜装置、及び成膜装置用基板搬送機構に係わり、特に真空中で基板上に成膜する成膜装置、成膜装置用基板搬送機構に関する。

本発明の成膜装置に関し、有機ＥＬデバイス製造装置を例にして説明する。有機ＥＬデバイス製造装置は、単に発光材料層(ＥＬ層)を形成し電極で挟むだけの構造ではなく、陽極の上に正孔注入層や輸送層、陰極の上に電子注入層や輸送層をなど様々な材料が薄膜としてなる多層構造を形成したり、基板を洗浄したりするため、複数の製造装置に渡って、処理する製品である有機ＥＬデバイスを真空に保持したまま後の工程に受け渡す。また例えば、複数の製造装置は、複数回の異なる蒸着を行う蒸着装置である。

図１は、基板搬送機構の有機ＥＬデバイス製造ラインの一例で、前後ロングストロークフィード機構により処理対象の基板を搬送する製造ラインを示した図である。１００は有機ＥＬデバイス製造ライン、９は有機ＥＬデバイス製造ライン１００全体を統括制御する制御部、３は処理対象の基板、１は基板３を処理するプロセスチャンバ、２はロングストローク直動軸受機構を使ったロングストローク搬送機構によって基板３を搬入及び搬出する受渡室である。プロセスチャンバ１及び受渡室２の第１の添え字のａ〜ｄは、プロセスチャンバ及び後工程に関連して付けられ、プロセスチャンバ１及び受渡室２の第２の添え字、並びに基板３の第１の添え字のｕとｄは、上側のレーン（ｕ）と下側のレーン（ｄ）を示している。基板３は、上流から下流に（図中左から右に向かって）順番にプロセスチャンバ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと処理され、後工程に続く。なお、本書では、上流から下流へ向かう方向をＸ方向とし、平面上Ｘ方向に直交する方向をＹ方向と称する。また、高さ方向（Ｚ方向）は、Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向である。

図１における有機ＥＬデバイス製造装置１００の基板３が搬入、処理及び搬出される室内は、全て、真空に維持され、大別して、処理対象の基板３を搬入する受渡室２ａｕ及び２ａｄ、基板３を処理する３つのプロセスチャンバ１（１ａ、１ｂ、１ｃ）、各プロセスチャンバ１間で基板を搬出及び搬入（受渡し）する直動式ロングストローク搬送機構を設置した受渡室２（２ｂｕ、２ｂｄ、２ｃｕ、２ｃｄ）、及び、プロセスチャンバ１と次工程（封止工程）との間の設置された受渡室２ｄｕ及び２ｄｄから構成されている。本実施形態では、基板の蒸着面を上面にして水平に搬送し、蒸着するときにも基板を水平に維持して蒸着する。

図１の有機ＥＬデバイス製造装置１００において、同一のプロセスチャンバにおいて、第２の基板３ｄの処理中には、処理が終了した第１の基板３ｕの搬出、及び次に処理しようとする第１の基板３ｕの搬入を行う。また逆に、同一のプロセスチャンバにおいて、第１の基板３ｕの処理中には、処理が終了した第２の基板３ｄの搬出、及び次に処理しようとする第２の基板３ｄの搬入を行う。このように、交互に処理と搬出・搬入を行うことによって、スループットを短縮している。
例えば、プロセスチャンバ１ｂにおいて、第２の基板３ｄの処理中には、受渡室２ｃｕは、プロセスチャンバ１ｂから処理が終了した第１の基板３ｕを搬出する。また、受渡室２ｂｕは、プロセスチャンバ１ｂにこれから処理しようとする第１の基板３ｕを搬入する。
また逆に、プロセスチャンバ１ｂにおいて、第１の基板３ｕの処理中には、受渡室２ｃｄは、プロセスチャンバ１ｂから処理が終了した第２の基板３ｄを搬出する。また、受渡室２ｂｄは、プロセスチャンバ１ｂにこれから処理しようとする第２の基板３ｄを搬入する。
図１において、制御部９は、製造ライン全体の各装置に図示しない制御線（無線手段も含む）で接続し、各装置に制御信号を送信し、かつ、各装置から装置の状態情報を受信して、各装置全体を統括制御している。例えば、基板３の搬入及び搬出するロングストローク搬送機構（後述）を動作させる場合には、ロングストローク搬送機構の各直動軸受け機構をスライド移動させる駆動系を操作制御すると共に、対応するゲート弁の開閉制御を行う。駆動系は、例えば、ボールネジ機構等である。

図２は、図１の受渡室２の中央部に設置され、基板３を搬出または搬入するためのロングストローク搬送機構を説明するための側面図である。２００は基板搬送機構（以下、ロングストローク搬送機構と称する）、２０２は受渡室２の基底部に固定された固定、２０４は第１のベース、２０６は第２のベース、２０８は基板３を載せるプレート、２０３は固定ベース２０２の上部に固定された固定軌道軸、２４１と２４２は第１のベース２０４の下部に固定された固定軌道軸２０３の軌道（レール）上をＸ軸方向に移動する第１の転動体保持部、２０５は第１のベース２０４の上部に固定された第１の軌道軸、２６１と２６２は第２のベース２０６の下部に固定されて第１の軌道軸２０５の軌道（レール）上をＸ軸方向に移動する第２の転動体保持部、２０７は第２のベース２０６の上部に固定された第２の軌道軸、２８１と２８２はプレート２０８の下部に固定され、第２の軌道軸２０７の軌道（レール）上をＸ軸方向移動する第３の転動体保持部である。

図２（ａ）は、ロングストローク搬送機構２００のプレート２０８が、ロングストローク搬送機構２００の中心部（Ｘ＝０）に位置する状態を示す側断面図である。また、図２（ｂ）は、ロングストローク搬送機構２００のプレート２０８が、Ｘ軸方向右に最大に移動した状態を示す側断面図である。さらに、図２（ｃ）は、図２（ａ）を上から見た図である。なお、図２（ｃ）において、第１の転動体保持部２４１、２４２、及び、第２の転動体保持部２６１、２６２は省略している。また、図２（ｂ）と図２（ｃ）では、Ｘ軸上の右方向への移動だけを示しているが、左方向へも同様に移動可能である。
図２（ｃ）から分かるように、ロングストローク搬送機構２００は、固定軌道軸２０３、第１の転動体保持部２４１及び２４２、第１のベース２０４、第１の軌道軸２０５、第２のベース２０６、第２の軌道軸２０７、並びに、第２の転動体保持部２６１及び２６２を、それぞれ、Ｙ軸方向に１対設けている。
なお、図２の高さ方向の説明は、後述する。

図２において、固定ベース２０２は、受渡室２に固定されて取り付けられているのでＸ軸方向（左右方向）には移動できない。また、固定軌道軸２０３は、固定ベース２０２に固定されて取り付けられているので、Ｘ軸方向には移動できない。
第１の転動体保持部２４１及び２４２は、図示しない駆動系（例えば、送りねじ駆動、シリンダ駆動、ベルト駆動、等）によって、固定軌道軸２０３に沿ってＸ軸方向に移動可能である。この移動にリンクして、第１の転動体保持部２４１及び２４２に固定された第１のベース２０４が移動し、それより上部の構成物も一緒に移動する（なお、リンク機構は省略して図示していない）。
また、第２の転動体保持部２６１及び２６２は、図示しない駆動系によって、第１のガイド軌道軸に沿ってＸ軸方向に移動可能である。この移動に従って、第２の転動体保持部２６１及び２６２に固定された第２のベース２０６が移動し、それより上部の構成物も一緒に移動する。
さらに、第３の転動体保持部２８１及び２８２は、図示しない駆動系によって、第２の軌道軸２０７に沿ってＸ軸方向に移動可能である。この移動に従って、第３の転動体保持部２８１及び２８２に固定されたプレート２０８が移動し、それより上部の構成物も一緒に移動する。従って、プレート２０８に載置された基板３が、それらの移動に従って移動する。

第１の転動体保持部２４１及び２４２が固定軌道軸２０３上を移動可能な距離（ストロークＳｘ）、第２の転動体保持部２６１及び２６２が第１の軌道軸２０５上を移動可能な距離、及び、第３の転動体保持部２８１及び２８２が第２の軌道軸２０７上を移動可能な距離は、各軌道軸の長さを２Ｌｘ、対をなす転動体保持部の両端の距離をＬｘとすると、Ｓｘ＝Ｌｘ／２となり、各軌道軸の長さの４分の１となる。
そして、図２では、軌道軸と転動体保持部の組み合わせは３段あるので、合計で３Ｌｘ／２の距離を、中心位置（Ｘ＝０）から移動可能である。

図３は、従来のロングストローク搬送機構を使った有機ＥＬデバイス製造ラインの一部の概略を示す側断面図である。図３では、従来のプロセスチャンバ１ｂとその前後の受渡室２ｂｄと２ｃｄを示す。３９０はプロセスチャンバ１ｂの設置面、３００は従来のロングストローク直動軸受機構、３５１は受渡室２ｂｄ及びプロセスチャンバ１ｂのそれぞれの室内同士を開閉するゲート弁、３５１ｇはゲート弁３５１の開口部、３５２はプロセスチャンバ１ｂ及び受渡室２ｃｄそれぞれの真空室内同士を開閉するゲート弁、３５２ｇはゲート弁３５２の開口部、３０１ｒはプロセスチャンバ１ｂ内の基板を搬入または搬出するための受渡部、３２０は受渡室１ｂｄからロングストローク搬送機構３００によって搬入される処理前の基板３を所定の位置で受け取るステージ、３２１はステージ３２０をＺ軸に沿って上下動する駆動部、３２２はステージ３２０をＺ軸に正確に上下に導くためのガイドである。
図３において、ステージ３２０は、受渡室２ｂｄから、ゲート弁３５１の開口部３５１ｇを通過してロングストローク搬送機構３００によってプロセスチャンバ１ｂに搬入された基板３を受渡部３０１ｒで載置後、駆動部３２１及びガイド３２２によってプロセスチャンバ１ｂの処理部３０１ｐまで下降して、蒸着等の処理がなされる。基板３の処理後、ステージ３２０は、再び上昇して、受渡部３０１ｒの上記所定の位置に戻る。そして、処理後の基板３は、上記所定の位置で、ロングストローク搬送機構３００によって、プロセスチャンバ１ｂの受渡部３０１ｒからゲート弁３５２の開口部３５２ｇを通過して受渡室２ｃｄに搬出される。

なお、本発明に係る先行技術文献は、発見できなかった。

ロングストローク搬送機構は、クラスタタイプの真空ロボットによる搬送方式に比べ、後の工程に受け渡す際に、搬送方向に対する基板の前後関係が逆転することがないため、回転機構が必要なく、また、安価で、効率良く、確実に搬送でき、パーティクルの発生も少ない搬送機構である。
しかし、上述の従来のロングストローク搬送機構は、移動距離に対して高さが大である。単純に直動軸受けを重ねることでは、ゲート弁の大型化を招く。即ち、従来のロングストローク搬送機構では、高さ方向が大きくなる。さらに、そのロングストローク搬送機構を収容する受渡室の高さも大となる。またさらに、基板は、水平に搬入または搬送されるため、基板は搬送されるプロセスチャンバの高さ、及び、ゲート弁の開口の上下方向の大きさも大きくなる。この結果、製品コストが高くなることと、真空状態に維持する費用（ランニングコスト）も高くなっていた。
基板を直接ころ搬送する機構は、安価であるが、基板に悪影響を及ぼすパーティクル発生が多いので問題となる。さらに、ころ搬送では、基板表面を傷付けずに搬送することが難しい。またさらに、ころ搬送では、基板表面を傷付けずに、確実に停止及び位置決めすることが難しい。
本発明の目的は、上記のような問題に鑑み、受渡室の高さ及びプロセスチャンバの高さが小さく、ゲート弁の開口の上下方向の大きさを小さくすることが可能なロングストローク搬送機構を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の構成は以下の通りである。
基板上に膜を形成する成膜機構を内部に備えた成膜チャンバと、複数の該成膜チャンバ間で基板を搬送するための受渡室と、該成膜チャンバと該受渡室を仕切るゲート弁と、を備えた成膜装置において、基板を載置して移動させることにより基板を搬送する搬送機構を、積層した複数の移動単位から構成し、かつ該移動単位と移動単位の間を、一対のレールと、該レールに沿って移動する転動体からなる直動ガイドが直接、あるいは間接的に接続し、更に、前記移動単位の少なくとも１つは、上下面にレールのみ、あるいは転動体のいずれか一方のみを備えた成膜装置。
上記成膜装置は、前記搬送機構の最下段の移動単位を所定の方向に駆動する駆動機構を備え、かつ該最下段の移動単位の動きをリンク機構により、他の移動単位に伝達することにより、該搬送機構上の基板を所定の位置に移動させても良い。

本発明によれば、受渡室の高さ及びプロセスチャンバの高さが小さく、ゲート弁の開口の上下方向の大きさを小さくすることが可能なロングストローク搬送機構を提供することができる。この結果、真空中の処理を多数の処理チャンバを受渡室で接続する製造ラインにおいて、製造コストが安い製造装置及び製造ラインを提供可能である。さらに、真空チャンバの容積が小さいので、真空の維持、真空の切替え等が高速にでき、低ランニングコスト、処理スピードの短縮化が期待できる。

有機ＥＬデバイス製造装置の一例を示した図である。 従来のロングストローク搬送機構を説明するための図である。 従来のロングストローク搬送機構を使った有機ＥＬデバイス製造ラインの一部を示す略側断面図である。 本発明の一実施例のロングストローク搬送機構を使った有機ＥＬデバイス製造ラインの一部を示す略側断面図である。 本発明のロングストローク搬送機構の一実施例を説明するための図である。 従来のロングストローク搬送機構の一例を説明するための側断面図である。 本発明のロングストローク搬送機構の一実施例を説明するための側断面図である。 本発明のロングストローク搬送機構の一実施例を上から見た平面図である。

本発明のロングストローク搬送機構は、下から２段目の直動軸受けは、上下２つの転動体保持部が同一ベースに上下背中合わせに固定取り付けされ（第１の移動子）、次の段の直動軸受けは、上下２つの軌道軸がベースに固定取り付けされ（第２の移動子）、第１の移動子と第２の移動子を交互に組み合わせて多段直動ガイドを形成し、プレート上に載置した基板を真空中で所定の距離を搬送するものである。
以下に本発明の一実施形態について、図面等を用いて説明する。なお、以下の説明は、本発明の一実施形態を説明するためのものであり、本願発明の範囲を制限するものではない。従って、当業者であればこれらの各要素若しくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であり、これらの実施形態も本願発明の範囲に含まれる。
また、各図の説明において、従来の説明で使用した図面を含め、共通な機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、できるだけ説明の重複を避ける。

図４を用いて、本発明の一実施例を説明する。図４は、本発明の一実施例のロングストローク搬送機構を使った例えば、図１の有機ＥＬデバイス製造ラインの一部を示す略側断面図である。４００はロングストローク直動軸受機構、４０１ｂはプロセスチャンバ、４０２ｂｄと４０２ｃｄは受渡室、４５１は受渡室４０２ｂｄ及びプロセスチャンバ４０１ｂのそれぞれの室内同士を開閉するゲート弁、４５１ｇはゲート弁４５１の開口部、４５２はプロセスチャンバ４０１ｂ及び受渡室４０２ｃｄそれぞれの真空室内同士を開閉するゲート弁、４５２ｇはゲート弁４５２の開口部、４０１ｒはプロセスチャンバ４０１ｂ内の基板を搬入または搬送するための受渡部である。図４では、プロセスチャンバ４０１ｂとその前後の受渡室４０２ｂｄと４０２ｃｄを示す。
図４においても、図３と同様に、ステージ３２０は、受渡室４０２ｂｄから、ゲート弁４５１の開口部４５１ｇを通過してロングストローク搬送機構４００によってプロセスチャンバ４０１ｂに搬入された基板３を受渡部４０１ｒで載置後、駆動部３２１及びガイド３２２によってプロセスチャンバ４０１ｂの処理部３０１ｐまで下降して、蒸着等の処理がなされる。基板３の処理後、ステージ３２０は、再び上昇して、受渡部４０１ｒの上記所定の位置に戻る。そして、処理後の基板３は、上記所定の位置で、ロングストローク搬送機構４００によって、プロセスチャンバ４０１ｂの受渡部４０１ｒからゲート弁４５２の開口部４５２ｇを通過して受渡室４０２ｃｄに搬出される。
なお、有機ＥＬデバイス製造ラインは、例えば、図１の製造ライン１００において、上記図４のように、構成要素を変更したラインである。

本発明のロングストローク搬送機構の一実施例を、図２及び図５によって説明する。図５は、本発明のロングストローク搬送機構の一実施例を説明するための図である。５００はロングストローク搬送機構、５７１は第１の移動子、５０４は移動子５７１を構成する第１のベース、５４１と５４２は移動子５７１の下側の転動体保持部、５６１と５６２は移動子５７１の上側の転動体保持部、５８１は第２の移動子、５０６は第２の移動子５８１の第２のベース、５０５は第２のベース５０６の下側の軌道軸、５０７は第２のベース５０６の上側の軌道軸である。下側の転動体保持部５４１と５４２、第１のベース５０４、及び、上側の転動体保持部５６１と５６２で第１の移動子５７１を構成する。また、下側の軌道軸５０５、第２のベース５０６、及び上側の軌道軸で第２の移動子５８１を構成する。
第１の転動体保持部５４１及び５４２は、図示しない駆動系（例えば、送りねじ駆動、シリンダ駆動、ベルト駆動、等）によって、固定軌道軸２０３に沿ってＸ軸方向に移動可能である。この移動にリンクして、第１の転動体保持部５４１及び５４２に固定された第１のベース５０４が、第１の転動体保持部５４１及び５４２の移動と同時同方向に等速且つ等距離移動する。その結果、第１のベース５０４に固定された第２の転動体保持部５６１及び５６２が第１の転動体保持部５４１及び５４２の移動と同時同方向に等速且つ等距離移動する。さらに、第２の転動体保持部５６１及び５６２の移動にリンクして、軌道軸５０５が第１の転動体保持部５４１及び５４２の移動と同時同方向に等速且つ等距離移動する。その結果、軌道軸５０５上に固定された第２のベース５０６及び軌道軸５０７が第１の転動体保持部５４１及び５４２の移動と同時同方向に等速且つ等距離移動する。またさらに、軌道軸５０７の移動にリンクして、第３の転動体保持部２８１及び２８２が第１の転動体保持部５４１及び５４２の移動と同時同方向に等速且つ等距離移動する。その結果、軌道軸５０７上に固定されたプレート２０８及び基板３が第１の転動体保持部５４１及び５４２の移動と同時同方向に等速且つ等距離移動する。
このように、ロングストローク搬送機構では、第１の転動体保持部５４１及び５４２が、図示しない駆動系によって、固定軌道軸２０３に沿ってＸ軸方向に移動した場合に、それより上部の構成物も一緒に移動する（なお、リンク機構は省略して図示していない）。

図２及び図５では、簡略化するため、以下の条件下で説明する。
（条件０１）基板３は、座標系Ｘの座標０を中心とするＸ方向長さがＬｘ、厚さがｔｐである。
（条件０２）このロングストローク搬送機構２００及び５００は、基板３を［＋Ｘ］及び［−Ｘ］両方向に、距離Ｌｘ以上移動させるための直動ガイド機構である。
（条件０３）基板３の移動ストローク（最大移動距離）は、ベースの幅２Ｌｘから、基板３が完全にはみ出す距離とする。
（条件０４）直動軸受けの転動体（“球”または“ころ”）を保持する部分（転動体保持部２４１、２４２、２６１、２６２、２８１、２８２、５４１、５４２、５６１、及び５６２）は、長さＬｘの基板３を支持する。
（条件０５）レール（軌道軸２０３、２０５、２０７、５０５、及び５０７）の長さは、２Ｌｘとし、軌道軸（軌道軸２０３、２０５、２０７、５０５、及び５０７）を固定するベース２０２、２０４、２０６、及び５０６も同じ長さとする。なお、ベース２０２、２０４、２０６、及び５０６とプレート２０８は、例えば、ステンレス等の金属の平板である。
（条件０６）転動体保持部２４１、２４２、２６１、２６２、２８１、２８２、５４１、５４２、５６１、及び５６２は、軌道軸２０３、２０５、２０７、５０５、及び５０７からはみ出すことはできない（実際には、端部に機械的または電気的に作用するストッパが設けられる。）。
（条件０７）最上部のプレート２０８は、基板３と同じ長さを有する。
（条件０８）必要な移動距離（移動ストローク）を得るため、直動軸受け（ベース、軌道軸、及び転動体保持部を構成要素とする）を重ねて１つの移動単位として使用する。

上記の条件から、次の諸元が決定される。即ち、
（諸元０１）基板３の移動ストロークは、±３Ｌｘ／２である。
（諸元０２）直動軸受け１ｓｅｔ（軌道軸＋転動体保持部）当たりの移動量は、±Ｌｘ／２である。
（諸元０３）上記２項から、必要な直動軸受けの数は、３ｓｅｔである。

図２の従来方式のロングストローク搬送機構２００では、
（０１ａ）１軸ガイド機構（軌道軸、２つの転動体保持部、及びベース）が単純に３段重ねになっている。
（０２ａ）最上部のプレート２０８を除き、転動体保持部２４１、２４２、２６１、及び２６２が接続する部分は、ベース２０２、２０４、または２０６となるため、それらの長さは、２Ｌｘとなる。
（０３ａ）Ｘ方向に移動時に、最下段のベース（固定ベース２０２）からはみ出す部分の高さは、Ｈａ’である。

また、図５の本発明のロングストローク搬送機構５００では、
（０１ｂ）下から２つ目の直動軸受けは、転動体保持部５６１及び５６２と軌道軸５０５の上下関係が逆になり、転動体保持部５４１及び５４２並びに、転動体保持部５６１及び５６２の２ｓｅｔがベース５０４に固定され一体に移動する構造である。この部分が第１の移動子５７１である。
（０２ｂ）従来方式の図２の場合、最上部のプレート２０８を除き、転動体保持部２４１、２４２、２６１、及び２６２を固定するベースの長さは、２Ｌｘであった。しかし、本発明の図５の場合には、第１の移動子５７１に含まれるベース５０４の長さは、その半分で、長さＬｘである。
（０３ｃ）移動時に、最下段のベース（固定ベース２０２）からはみ出す部分の高さは、Ｈｂ’である。

図２と図５を比較する際に、単純化して、以下のような条件で比較する。
図２及び図５の奥行き方向（Ｙ方向）の長さＤは、一律Ｄ＝１とする。また、ベース２０２、２０４、２０６、２０８、５０４、５０６の厚さ、及び、軌道軸２０３、２０５、２０７、５０５、５０７と転動体保持部２４１、２４２、２６１、２６２、２８１、２８２、５４１、５４２、５６１、５６３を介したベース２０４、２０６、５０４、５０６、またはプレート２０８間の距離は、プレート２０８の厚さｔｍと同一とする。さらに、軌道軸２０３、２０５、２０７、５０５、５０７の高さも２ｔｍとする。またさらに、ベース２０２、２０４、２０６、２０８、５０４、５０６及びプレート２０８の密度ρは、ρ＝１とする。

上述の条件によれば、従来方式の図２のベース２０２、２０４、２０６とプレート２０８の質量の和Ｍａ’は、Ｍａ’＝ｔｍ（３×２×Ｌｘ＋Ｌｘ）＝７ｔｍ・Ｌｘとなる。また図５のベース２０２、５０４、５０６とプレート２０８の質量の和Ｍｂ’は、Ｍｂ’＝ｔｍ（３×２×Ｌｘ）＝６ｔｍ・Ｌｘとなる。
従って、従来方式の質量Ｍａ’より本発明による質量Ｍｂ’を小さくすることができる。即ち、Ｍａ’＞Ｍｂ’である。
次に、図２のはみ出し高さＨａ’は、９ｔｍ＋ｔｓとなる。また、図５のはみ出し高さＨｂ’は、７ｔｍ＋ｔｓとなる。
従って、従来方式のはみ出し高さＨａ’より本発明によるはみ出し高さＨｂ’を小さくすることができる。即ち、Ｈａ’＞Ｈｂ’である。

次に、本発明のロングストローク搬送機構の別の実施例を、図６及び図７によって説明する。図６は、従来のロングストローク搬送機構を説明するための側断面図である。また図７は、本発明のロングストローク搬送機構の一実施例を説明するための側断面図である。図６及び図７は、共にそのロングストローク搬送機構が右に最大に移動した場合を示す図である。
６００は従来のロングストローク搬送機構、６０２は受渡室２の基底部に固定された固定ベース、６０４は第１のベース、６０６は第２のベース、６０８は第３のベース、６１０は第４のベース、６１２は基板３を載せるプレート、６０３は固定ベース６０２の上部にされた固定軌道軸、６２１と６２２は第１のベース６０４の下部に固定された固定軌道軸６０３の軌道（レール）上をＸ軸方向に移動する第１の転動体保持部、６０５は第１のベース６０４の上部に固定された第１の軌道軸、６２３と６２４は第２のベース６０６の下部に固定された第１の軌道軸６０５の軌道（レール）上をＸ軸方向に移動する第２の転動体保持部、６０７は第２のベース６０６の上部に固定された第２の軌道軸、６２５と６２６は第３のベース６０８の下部に固定されて第２の軌道軸６０７の軌道（レール）上をＸ軸方向に移動する第３の転動体保持部、６０９は第３のベース６０８の上部に固定された第３の軌道軸、６２７と６２８は第４のベース６１０の下部に固定されて第３の軌道軸６０９の軌道（レール）上をＸ軸方向に移動する第４の転動体保持部、６１１は第４のベース６１０の上部に固定された第４の軌道軸、６２９と６３０はプレート６１２の下部に固定されて第４の軌道軸６１１の軌道（レール）上をＸ軸方向に移動する第５の転動体保持部、３はプレート６１２の上部に載置された基板である。
また、７００は本発明のロングストローク搬送機構、７０４は第１のベース、７０６は第２のベース、７０８は第３のベース、７１０は第４のベース、７２１と７２２は第１のベース７０４の下部に固定されて固定軌道軸６０３の軌道（レール）上をＸ軸方向に移動する第１の転動体保持部、７０５は第２のベース７０６の下部に固定された第１の軌道軸、７２３と７２４は第１のベース７０４の上部に固定されて第１の軌道軸７０５をその軌道（レール）上のＸ軸方向に移動させる第２の転動体保持部、７０７は第２のベース７０６の上部に固定された第２の軌道軸、７２５と７２６は第３のベース７０８の下部に固定されて第２の軌道軸７０７の軌道（レール）上をＸ軸方向に移動する第３の転動体保持部、７０９は第４のベース７１０の下部に固定された第３の軌道軸、７２７と７２８は第４のベース７０８の上部に固定されて第３の軌道軸７０９をその軌道（レール）上のＸ軸方向に移動させる第４の転動体保持部、７１１は第４のベース７１０の上部に固定された第４の軌道軸、６２９と６３０はプレート６１２の下部に固定されて第４の軌道軸７１１の軌道上をＸ軸方向に移動する第５の転動体保持部である。また、７７１は第１のベース７０４、第１の転動体保持部７２１、７２２、第２の転動体保持部７２３、７２４から構成された第１の移動子、７７２は第３のベース７０８、第３の転動体保持部７２５、７２６、第４の転動体保持部７２７、７２８から構成された第２の移動子である。
なお、図６及び図７においては、Ｘ軸上の＋方向（図中右方向）への移動だけを示しているが、−方向（図中左方向）へも同様に移動可能である。

図６及び図７においても、簡略化するため、以下の条件下で説明する。
（条件１１）幅Ｌｘ／２のゲート弁３５２または４５２が直動ガイド機構を挟んで存在する。なお、−Ｘ方向のゲートバルブ３５１、４５１については、図示していない。
（条件１２）ゲート弁３５２及び４５２は、基板３がＸ＝０の位置にある時、Ｘ方向で、直動ガイド機構の端面からＬｘ／４離れた位置に設置する。
（条件１３）このロングストローク搬送機構６００及び７００は、基板３を［＋Ｘ］及び［−Ｘ］両方向に、ゲート弁３５２の開口部３５２ｇ（−Ｘ方向では、ゲート弁３５１の開口部３５１ｇ）またはゲート弁４５２の開口部４５２ｇ（−Ｘ方向では、ゲート弁４５１の開口部４５１ｇ）を通過して、距離Ｌｘ以上移動させるための直動ガイド機構である。
（条件１４）基板３の移動ストローク（最大移動距離）は、基板３がゲート弁３５２または４５２（−Ｘ方向では、ゲート弁３５１または４５１）を完全に通過し、ゲート弁３５２または４５２の端面から基板３の端面まで、Ｌｘ／４以上離れる位置まで移動する距離とする。
（条件１５）開口部３５２ｇまたは４５２ｇは、通過する直動ガイド機構及び基板３に対して、上下の方向（Ｚ方向）で、基板３の厚さｔｍ以上大きく開口する（−Ｘ方向でも同様。）。
その他は、図２と図５の比較条件と同様とする。例えば、
（条件０１）基板３は、座標系Ｘの座標０を中心とするＸ方向長さがＬｘ、厚さがｔｐである。
（条件０４）直動軸受けの転動体（“球”または“ころ”）を保持する部分（転動体保持部６２１〜６３０、７２１〜７３０は、基板３の長さＬｘを支持する。
（条件０５）レール（軌道軸６０３、６０５、６０７、６０９、６１１、７０５、７０７、７０９、及び７１１）の長さは、２Ｌｘとし、軌道軸（軌道軸６０３、６０５、６０７、６０９、６１１、７０５、７０７、７０９、及び７１１）を固定するベース６０２、６０４、６０６、６０８、６１０、７０６、及び７１０も同じ長さとする。
（条件０６）転動体保持部６２１〜６３０、７２１〜７２８は、軌道軸６０３、６０５、６０７、６０９、６１１、７０５、７０７、７０９、及び７１１からはみ出すことはできない（実際には、端部に機械的または電気的に作用するストッパが設けられる。）。
（条件０７）最上部のプレート６１２及び７１２は、基板３と同じ長さを有する。
（条件０８）必要な移動距離（移動ストローク）を得るため、直動軸受け（ベース、軌道軸、及び転動体保持部を構成要素とする）を重ねて使用する。

上記の条件から、次の諸元が決定される。即ち、
（諸元１１）基板３の移動ストロークは、±５Ｌｘ／２である。
（諸元１２）直動軸受け１ｓｅｔ（軌道軸＋転動体保持部）当たりの移動量は、±Ｌｘ／２である。
（諸元１３）上記２項から、必要な直動軸受けの数は、５ｓｅｔである。

図６の従来方式のロングストローク搬送機構６００では、
（１１ａ）１軸ガイド機構（軌道軸、２つの転動体保持部、及びベース）が単純に５段重ねになっている。
（１２ａ）最上部のプレート６１２を除き、転動体保持部６２１〜６２８が接続する部分は、ベース６０４、６０６、６０８、または６１０となるため、それらの長さは、２×Ｌｘとなる。
（１３ａ）Ｘ方向に移動時に、最下段のベース（固定ベース６０２）からはみ出す部分の高さは、Ｈａである。

また、図７の本発明のロングストローク搬送機構７００では、
（１１ｂ）下から２つ目及び４つ目の直動軸受けは、転動体保持部７２３及び７２４と軌道軸７０５の上下関係が逆になり、転動体保持部７２１及び７２２並びに転動体保持部７２３及び７２４の２ｓｅｔが第１のベース７０４に一体に移動する構造である。この部分が第１の移動子７７１である。
（１２ｂ）従来方式の図６の場合、最上部のプレート６１２を除き、転動体保持部６２１〜６２８を固定するベースの長さは、２Ｌｘであった。しかし、本発明の図７の場合には、第１の移動子７７１に含まれるベース７０４の長さは、その半分で、長さＬｘである。
（１３ｂ）移動時に、最下段のベース（固定ベース６０２）からはみ出す部分の高さは、Ｈｂである。

図６と図７を比較する際に、単純化して、図２と図５で比較した同一の比較を行う。即ち、以下のような条件で比較する。
図６及び図７の奥行き方向（Ｙ方向）の長さＤは、一律Ｄ＝１とする。また、ベース６０２、６０４、６０６、６０８、６１０、７０４、７０６、７０８、７１０の厚さ、及び、軌道軸６０３、６０５、６０７、６０９、６１１、７０５、７０７、７０９、７１１と転動体保持部６２１〜６３０、７２１〜７２８を介したベース６０２、６０４、６０６、６０８、６１０、７０４、７０６、７０８、７１０またはプレート６１２間の距離は、プレート６１２の厚さｔｍと同一とする。さらに、軌道軸６０３、６０５、６０７、６０９、６１１、７０５、７０７、７０９、７１１の高さも２ｔｍとする。またさらに、ベース６０２、６０４、６０６、６０８、６１０、７０４、７０６、７０８、７１０及びプレート６１２の密度ρは、ρ＝１とする。

上述の条件によれば、従来方式の図６のベース６０２、６０４、６０６、６０８、６１０とプレート６１２の質量の和Ｍａは、Ｍａ＝ｔｍ（１１Ｌｘ）となる。また図７のベース６０２、７０４、７０６、７０８、７１０とプレート６１２の質量の和Ｍｂは、Ｍｂ＝ｔｍ（９Ｌｘ）となる。
従って、従来方式の質量Ｍａより本発明による質量Ｍｂを小さくすることができる。即ち、Ｍａ＞Ｍｂである。
次に、図６のゲート弁の開口部３５２ｇの高さＨａｇは、１９ｔｍ＋ｔｓとなる。また、図７のゲート弁の開口部４５２ｇの高さＨｂｇは、１７ｔｍ＋ｔｓとなる。
従って、従来方式のゲート弁の開口高さＨａｇより本発明によるゲート弁の開口高さＨｂｇを小さくすることができる。即ち、Ｈａｇ＞Ｈｂｇである。

上述したように、図５や図７の実施例によれば、
ｉ）第１の移動子の転動体保持部が完全に背中合わせに固定されている場合、含まれるプレートには引張力及び圧縮力が作用する。しかし、曲げモーメントは殆ど受けないため、移動子を薄くすることができる。
ｉｉ）第１の移動子は、１つの転動体保持部とみなすことができるため、ロングストローク搬送機構の見掛け上の重ね段数が少なくなる。
ｉｉｉ）バランス良く曲げモーメントを受けるには、従来の方式も本発明のロングストローク搬送機構のどちらにおいても、下の段から上の段に向かって質量を下げる必要がある。そのためには、各段のベースの質量及び強度を変化させる必要がある。しかし、従来の方式に比べ本発明のロングストローク搬送機構は、ベース枚数が少ないため、質量及び強度が異なる部品の数を少なくすることができる。

上述の図５や図７の実施例のロングストローク搬送機構は、第１の移動子、第２の移動子等を垂直方向に重ねる構造であった。しかし、水平方向に重ねることもできる。図８によって、図５と同一段数の水平方向に重ねたロングストローク搬送機構の一実施例を示す。図８は、本発明のロングストローク搬送機構の一実施例を上から見た平面図である。また図８は、共にそのロングストローク搬送機構が右に最大に移動した場合を示す図である。
８００はロングストローク搬送機構、５７１’は第１の移動子、５８１’は第２の移動子、５０４’は移動子５７１’の第１のベース、５０６’は第２のベース、２０３’は固定ベース２０２（上からは見えない）のＺ方向上部に固定された固定軌道軸、５４１’と５４２’は第１のベース５０４’の一方の側面部に固定されて固定軌道軸２０３’の軌道上をＸ軸方向に移動する移動子５７１’の第１の転動体保持部、５０５’は第２のベース５０６’の一方の側面部に固定された第１の軌道軸、５６１’と５６２’は第１のベース５０４’の他方の側面部に固定されて第１の軌道軸５０５’の軌道上をＸ軸方向に移動する移動子５７１’の第２の転動体保持部、５０７’は第２のベース５０６’の他方の側面部に固定された第２の軌道軸、２８１’と２８２’はプレート２０８（基板３があるため、上からは見えない）の両側面部に固定され第２の軌道軸５０７’の軌道上をＸ軸方向移動する第３の転動体保持部である。ここで、転動体保持部５４１’と５４２’、第１のベース５０４’、及び、転動体保持部５６１’と５６２’で第１の移動子５７１’を構成する。また、軌道軸５０５’、第２のベース５０６’、及びの軌道軸５０７’で第２の移動子５８１’を構成する。

図８に示すように、固定ベース２０２の上に２本の固定軌道軸２０３’が固定され、この２本の固定軌道軸２０３’の内側面に、移動子５７１’、第１の軌道軸５０５’、第２のベース５０６’、第２の軌道軸５０７’、第３の転動体保持部２８１’及び２８２’が組み合わされ、かつ、第３の転動体保持部２８１’及び２８２’の上部にプレート２０８’が取り付けられ、固定されている。このプレート２０８’状に基板３が載置され、この載置された基板３がロングストローク搬送機構８００によって搬入及び搬出される。
ただし、図８の実施例のロングストローク搬送機構８００の場合には、移動子にモーメント荷重及びせん断荷重が作用する。

上述の図１、４、５、７、または８の実施例では、基板を水平に搬送（搬入及び搬出）するロングストローク搬送機構であった。しかし、水平に基板を搬送するだけに限らず、垂直にまたは所定の角度をつけて搬送するようにしても良いことは勿論のことである。特に、図８の実施例のロングストローク搬送機構は、基板を垂直方向に搬送するのに向いている。この場合には、移動子にモーメント荷重及びせん断荷重が作用しない。
即ち、図８の実施例によれば、移動子を薄くすることができ、ロングストローク搬送機構の見掛け上の重ね段数が少なくなる。さらに、従来の方式に比べベース部品の質量が小さいため、機構を小型化することができる。
このように、上述の図１、４、５、７、または８の実施例によれば、受渡室の高さ及びプロセスチャンバの高さが小さく、ゲート弁の開口の上下方向の大きさを小さくすることが可能なロングストローク搬送機構を提供することができる。この結果、真空中の処理を多数の処理チャンバを受渡室で接続する製造ラインにおいて、製造コストが安い製造装置及び製造ラインを提供可能である。さらに、真空チャンバの容積が小さいので、真空の維持、真空の切替え等が高速にでき、低ランニングコスト、処理スピードの短縮化が期待できる。
なお、上述の図１、４、５、７、及び８の実施例のロングストローク搬送機構では、Ｘ軸方向の左右両方に移動可能であったが、右または左だけ移動可能で得あってもよいことは自明である。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ：プロセスチャンバ、 ２、２ａｕ、２ａｄ、２ｂｕ、２ｂｄ、２ｃｕ、２ｃｄ、２ｄｕ、２ｄｄ：受渡室、 ３、３ｕ、３ｄ：基板、 ６：基板、 ９：制御部、 １００：有機ＥＬデバイス製造ライン、 ２００：ロングストローク直動軸受機構、 ２０２：固定ベース、 ２０３、２０３’：固定軌道軸、 ２０４：第１のベース、 ２０５：第１の固定軌道軸、 ２０６：第２のベース、 ２０７：第２の固定軌道軸、 ２０８：プレート、 ２４１、２４２：第１の転動体保持部、 ２６１、２６２：第２の転動体保持部、 ２８１、２８１’、２８２、２８２’：第３の転動体保持部、 ３００：ロングストローク直動軸受機構、 ３０１ｒ：受渡部、 ３０１ｐ：処理部、 ３５１ｇ、３５２ｇ：開口部、 ３２０：ステージ、 ３２１：駆動部、 ３２２：ガイド、 ３５１、３５２：ゲート弁、 ３９０：設置面、 ４００：ロングストローク直動軸受機構、 ４０１ｂ：プロセスチャンバ、 ４０１ｒ：受渡部、 ４０２ｂｄ、４０２ｃｄ：受渡室、 ４５１、４５２：ゲート弁、 ４５１ｇ、４５２ｇ：開口部、 ５００：ロングストローク搬送機構、 ５０５、５０５’：固定軌道軸、 ５７１：移動子、 ５０４、５０４’：第１のベース、 ５０６、５０６’：第２のベース、 ５０７、５０７’：固定軌道軸、 ５４１、５４１’、５４２、５４２’：転動体保持部、 ５６１、５６１’、５６２、５６２’：転動体保持部、 ５７１、５７１’：第１の移動子、 ５８１、５８１’：第２の移動子、 ６００：ロングストローク搬送機構、 ６０２：固定ベース、 ６０３：固定軌道軸、 ６０４：第１のベース、 ６０５：第１の軌道軸、 ６０６：第２のベース、 ６０７：第２の軌道軸、 ６０８：第３のベース、 ６０９：第３の軌道軸、 ６１０：第４のベース、 ６１１：第４の軌道軸、 ６１２：プレート、 ６２１、６２２：第１の転動体保持部、 ６２３、６２４：第２の転動体保持部、 ６２５、６２６：第３の転動体保持部、 ６２７、６２８：第４の転動体保持部、 ６２９、６３０：第５の転動体保持部、 ７００：ロングストローク搬送機構、 ７０４：第１のベース、 ７０５：第１の軌道軸、 ７０６：第２のベース、 ７０７：第２の軌道軸、 ７０８：第３のベース、 ７０９：第３の軌道軸、 ７１０：第４のベース、 ７１１：第４の軌道軸、 ７２１、７２２：第１の転動体保持部、 ７２３、７２４：第２の転動体保持部、 ７２５、７２６：第３の転動体保持部、 ７２７、７２８：第４の転動体保持部、 ７７１、７７２：第１の移動子、 ７８１、７８２：第２の移動子、 ８００：ロングストローク搬送機構。

Claims (5)

1. 基板上に膜を形成する成膜機構を内部に備えた成膜チャンバと、複数の該成膜チャンバ間で基板を搬送するための受渡室と、該成膜チャンバと該受渡室を仕切るゲート弁と、
   を備えた成膜装置において、
   基板を載置して移動させることにより基板を搬送する搬送機構を、積層した複数の移動単位から構成し、かつ該移動単位と移動単位の間を、一対のレールと、該レールに沿って移動する転動体からなる直動ガイドが直接、あるいは間接的に接続し、
   更に、前記移動単位の少なくとも１つは、上下面にレールのみ、あるいは転動体のいずれか一方のみを備えたことを特徴とする成膜装置。
2. 請求項１記載の成膜装置において、
   前記搬送機構の最下段の移動単位を所定の方向に駆動する駆動機構を備え、かつ該最下段の移動単位の動きをリンク機構により、他の移動単位に伝達することにより、該搬送機構上の基板を所定の位置に移動させることを特徴とする成膜装置。
3. 請求項１または２に記載の成膜装置において、
   前記移動単位のベースは、金属平板であることを特徴とする成膜装置。
4. 基板を載置して移動させることにより基板を搬送する搬送機構を、積層した複数の移動単位から構成し、かつ該移動単位と移動単位の間を、一対のレールと、該レールに沿って移動する転動体からなる直動ガイドが直接、あるいは間接的に接続し、
   更に、前記移動単位の少なくとも１つは、上下面にレールのみ、あるいは転動体のいずれか一方のみを備えたことを特徴とする基板搬送装置。
5. 請求項４記載の基板搬送装置において、
   前記搬送機構の最下段の移動単位を所定の方向に駆動する駆動機構を備え、かつ該最下段の移動単位の動きをリンク機構により、他の移動単位に伝達することにより、該搬送機構上の基板を所定の位置に移動させることを特徴とする基板搬送装置。

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