JP2015128117A - 天板開閉機構及び検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 容器の天板を容易に開閉できる天板開閉機構を提供する。【解決手段】 容器本体１１と天板１２とからなる容器１０の天板１２を開閉させるための天板開閉機構は、天板１２に回転可能に設けられ、平面視で容器本体１１の外側に位置する転動体１０３と、レール１０２と、レール１０２を上昇させるジャッキ１０１と、容器１０に隣接して配置された、天板１２を載置するための天板載置台１０４とを備える。天板１２を開ける際には、ジャッキ１０１でレール１０２を上昇させることで、レール１０２が転動体１０３を下方から持ち上げて、それによって天板１２を容器本体１１から持ち上げる。その後に、転動体１０３がレール１０２の上及び天板載置台１０４の上を転動することで、天板１２が容器本体１１の上方から天板載置台１０４に移動する。【選択図】 図５

Description

本発明は、対象物に対して加工を行う半導体製造装置や対象物に対して検査を行なう検査装置等で使用される容器の天板（上板）の開閉機構に関するものである。

従来より、加工対象物に対して微細加工を行う半導体製造装置や微細加工品等を対象とした検査を実施する検査装置では、その対象物を保持して任意の位置に移動できるステージが使用される。この半導体の加工や検査では、真空を必要とする場合があり、その場合、このステージは、真空を保持できる容器（チャンバ）内に配置される。

ステージの故障時及び修理や保守の際には、容器内に配置されるステージにアクセスする必要がある。従来の容器では、容器の側面部に開閉扉を設け、ステージへのアクセスを可能としている。また、容器の一部分に開口部を設け、通常時は蓋をし、必要時のみ蓋等を外し運用する容器もある。さらに、容器の天板（上板）部全体を開口し（天板開け）、ステージに対するアクセスを最大限可能とする容器もある。

なお、本発明に関連する先行技術として、以下の先行技術文献がある。特許文献１には、検査装置の一部を機械的な手段によって移動させることが記載されている。

特開平７−１６５０６６号公報

しかしながら、容器の側面部に開閉扉を設けた容器や、容器の一部分に開口部を設け、通常時は蓋等をし、必要時のみ蓋等を外して運用する容器においては、ステージにアクセスできる範囲は扉や蓋が取り付けられる開口部に制限され、修理や保守の作業性や能率を著しく低下させる。また、その作業の確実性も低くなり、装置としての信頼性も低くなってしまう。一方、容器の天板全体を開口し（天板開け）、ステージにアクセスする形態においても、次のような問題がある。

容器の大きさは、加工や検査の対象物やそれに応じたステージの大きさによって様々であるが、一辺が１ｍ程度の方体になる場合が多い。また、容器内は真空にされるため、容器には、容器外の大気との差圧に耐えうる剛性が必要となり、必然的に容器は肉厚となる。さらに、天板上には加工や検査を行うための機器であるコラムが配置されるところ、天板とコラムを合わせると１トン以上の重量物になる場合もある。

そのため、容器の天板全体を開口して（天板開け）ステージに対するアクセスを最大限可能とする形態では、天板を開ける作業が容易ではない。その結果、修理や保守のための時間や人工を多く必要とするとともに、装置のダウンタイム（非稼働時間）を多くとってしまう。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、容器の天板を容易に開閉できる天板開閉機構を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、容器本体と天板とからなる容器の前記天板を開閉させるための天板開閉機構であって、前記天板に回転可能に設けられ、平面視で前記容器本体の外側に位置する転動体と、レールと、前記レールを上昇させる上昇手段と、前記容器に隣接して配置された、前記天板を載置するための天板載置台とを備え、前記天板を開ける際に、前記上昇手段で前記レールを上昇させることで、前記レールが転動体を下方から持ち上げて、それによって前記天板を前記容器本体から持ち上げ、その後に、前記転動体が前記レールの上及び前記天板載置台の上を転動することで、前記天板が前記容器本体の上方から前記天板載置台に移動する構成を有している。

この構成により、転動体が容器本体の外側に位置して天板に設けられているので、天板を開ける際に、転動体を下から持ち上げることで天板を容器本体から持ち上げることができる。これにより、天板を容器本体から持ち上げる動作と持ち上げた天板を横方向に移動させる動作とを連続して行うことができ、容器の天板を容易に開くことができる。

上記の天板開閉機構において、前記天板を閉める際に、前記転動体が前記天板載置台の上及び前記レールの上を転動することで、前記天板が前記天板載置台から前記容器本体の上方に移動し、その後に、前記上昇手段で前記レールを下降させることで、前記天板を下降させて、それによって前記天板を前記容器本体の上に載置してよい。

この構成により、天板を閉める際には、天板を開ける動作とは逆の動作によって、天板を容器本体に戻すことができ、容器の天板を容易に閉じることができる。

上記の天板開閉機構において、前記上昇手段は、前記天板を開ける際に、前記天板載置台と同じ高さまで前記レールを上昇させてよい。

この構成により、天板を開ける際に、転動体をレールから天板載置台に連続して転動させて、天板を天板載置台に移動させることができる。

上記の天板開閉機構は、前記天板を前記レールから前記天板載置台に移動させるための横方向の駆動力を与える横移動機構をさらに備えていてよい。

この構成により、転動体によってレールに支持された天板をスムーズに横方向に移動させることができる。なお、横移動機構は、例えば、天板側に設けられた平歯車と、レール側に設けられたラックギアとを含み、転動体がレールに支持されたときに平歯車がラックギアに噛み合うように構成されていてよい。この場合には、平歯車を回転させることで天板がレールに対して横方向に移動する。

上記の天板開閉機構は、前記天板を持ち上げる際に、前記天板を水平に維持するための水平維持機構をさらに備えていてよい。

この構成により、天板は水平を維持したまま容器本体から持ち上げられるので、上昇手段として、駆動源が同一である複数の油圧ジャッキを用いた場合に、いずれかの油圧ジャッキに負荷が集中するという不都合を軽減ないし回避できる。なお、水平維持機構は、例えば、レールに対して位置が固定された複数のガイドブロックと、容器本体に対して位置が固定された複数のガイドレールとを備え、ガイドブロックをガイドレールに沿って上下に駆動することで、天板の傾きを補正するものであってよい。水平維持機構は、また、レールに対して位置が固定された複数のラックギアと、複数のラックギアの各々に噛み合うとともに、容器本体に対して位置が固定された回転可能な１つの軸に固定された複数のギアとを備え、レールの上昇に伴って複数のラックギアの各々がそれに噛み合うギアを回転させることで天板の傾きを補正するものであってもよい。

上記の天板開閉機構において、前記天板の上には構造物が載置されていてよく、前記天板の移動に伴う前記構造物の移動をサポートする構造物移動サポート機構をさらに備えていてよい。

この構成により、天板上に載置された構造物を天板とともにスムーズに移動させることができる。なお、構造物は、例えば、検査装置や半導体製造装置のコラムであってよい。

上記の天板開閉機構において、前記構造物には、前記構造物に付帯する付帯装置が接続されていてよく、前記構造物の移動に同期して前記付帯装置を移動させる付帯装置移動機構をさらに備えていてよい。

この構成により、構造物が天板とともに横方向に移動する際に、それに追従して付帯装置も横方向に移動させることができる。

上記の天板開閉機構において、前記構造物と前記付帯装置とは、配線及び／又は配管によって接続されていてよく、前記配線及び／又は配管を収納し、前記構造物及び前記付帯装置が移動する際にも移動しない収納ボックスをさらに備えていてよく、前記配線及び／又は配管は、可撓性を有するケーブルベア（登録商標）に収納されていてよい。

この構成により、構造物や付帯装置が横方向に移動する際にも、それらの間を接続する配線や配管が移動の障害となることなく、スムーズな移動が可能となる。

上記の天板開閉機構において、前記配線及び／又は配管は、接続収容体を介して前記構造物に接続されてよい。

この構成により、配線や配管は、接続収容体を介して構造物に接続されるので、構造物との接続箇所付近で配線や配管が複雑に絡み合って構造物の横方向への移動の妨げとなるという不都合を軽減ないし回避でき、天板とともに構造物を横方向に移動させる場合に、配線や配管を構造物から切断する必要がなくなる。

上記の天板開閉機構において、前記天板の上には構造物が載置されていてよく、前記構造物の一部を前記天板の移動とは独立して移動させる構造物移動機構をさらに備えていてよい。

この構成によれば、天板上に載置される構造物の天板からの着脱、保守等が容易となる。

本発明の第２の態様は、被検査物を検査するための検査装置であって、この検査装置は、前記被検査物を収容するための容器本体と天板とからなる容器と、前記天板上に設けられ、前記容器に収容された前記被検査物にビームを照射するためのコラムと、前記の前記天板を開閉させるための天板開閉機構とを備え、前記天板開閉機構は、前記天板に回転可能に設けられ、平面視で前記容器本体の外側に位置する転動体と、レールと、前記レールを上昇させる上昇手段と、前記容器に隣接して配置された、前記天板を載置するための天板載置台とを備え、前記天板を開ける際に、前記上昇手段で前記レールを上昇させることで、前記レールが転動体を下方から持ち上げて、それによって前記天板を前記容器本体から持ち上げ、その後に、前記転動体が前記レールの上及び前記天板載置台の上を転動することで、前記天板が前記容器本体の上方から前記天板載置台に移動する構成を有している。

この構成により、転動体が容器本体の外側に位置して天板に設けられているので、天板を開ける際に、転動体を下から持ち上げることで天板を容器本体から持ち上げることができる。これにより、天板を容器本体から持ち上げる動作と持ち上げた天板を横方向に移動させる動作とを連続して行うことができ、容器の天板を容易に開くことができる。

本発明によれば、天板を開ける際に、天板に設けられた転動体を下から持ち上げることで天板を容器本体から持ち上げるので、天板を容器本体から持ち上げる動作と持ち上げた天板を横方向に移動させる動作とを連続して行うことができ、容器の天板を容易に開くことができる。

本発明の実施の形態の天板開閉機構を含む検査装置の主要な構成を模式的に表した側面図 本発明の実施の形態の天板開閉機構の主要な構成を模式的に表した平面図 本発明の実施の形態のコラム移動サポート機構の構成を模式的に表した平面図 本発明の実施の形態の天板の開動作を説明する図 本発明の実施の形態の天板の開動作を説明する図 本発明の実施の形態の天板の開動作を説明する図 本発明の実施の形態の水平維持機構の動作を説明する図 本発明の実施の形態の水平維持機構の動作を説明する図 本発明の実施の形態のコラム移動サポート機構及び付帯装置移動機構の動作を説明する図 本発明の実施の形態のコラム移動サポート機構及び付帯装置移動機構の動作を説明する図 本発明の実施の形態の変形例の検査装置の主要な構成を示した側面図 本発明の実施の形態の変形例の検査装置の主要な構成を示した側面図 （ａ）本発明の実施の形態の変形例の天板の構成を模式的に表した平面図（ｂ） 本発明の実施の形態の変形例の天板の転動体の側面図

以下、本発明の実施の形態の天板開閉機構について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。以下では、本発明の実施の形態の天板開閉機構が検査装置のステージを収容する真空容器に採用される例を説明するが、本発明の実施の形態の天板開閉機構は半導体製造装置等の他の装置の真空容器の天板を開閉する機構としても応用可能である。

図１は、本発明の実施の形態の天板開閉機構を含む検査装置の主要な構成を模式的に表した側面図である。検査装置１００は、真空容器（以下単に「容器」という。）１０と、コラム２０と、付帯装置３０と、筐体４０と、天板開閉機構とを備えている。容器１０とコラム２０は筐体４０の内部に設置される。なお、以下では、検査装置１００について、図１の左右方向を左右方向、横方向、又は水平方向とし、図１の上下方向を上下方向、縦方向、又は鉛直方向とし、図１の紙面に垂直な方向を奥行き方向（奥、手前）とする。

容器１０は、概略直方体形状を有し、底面板と、右側面板と、左側面板と、前面板と、背面板と、上面板、即ち天板とで構成される。底面板と、右側面板と、左側面板と、前面板と、背面板とは一体的に構成され（以下これを「容器本体１１」という。）、天板１２は容器本体１１に対して取り外し可能である。容器１０の内部には、試料を載置するためのステージが配置される。

コラム２０は略円筒状の形状を有する。コラム２０は、容器１０の天板１２上に設置される。コラム２０は、容器１０の内部の試料に照射するためのビームを形成する。容器１０の天板１２は、その略中央位置にコラム２０を載置するための凹部を有する。この凹部はコラム２０で形成されたビームを透過させる。コラム２０で形成されたビームは、この凹部を介して容器１０内部のステージに載置された試料に照射される。また、試料からのビームも天板１２の凹部を介してコラム２０に入射する。なお、コラム２０は、本発明の構造物に相当する。

容器１０は、高剛性の定盤５０上に設置される。定盤５０は、図示しない除振装置の上に設置される。コラム２０と付帯装置３０とは、筐体４０に固定された収納ボックス６０を介して配線及び配管で接続される。配線及び配管は可撓性を有するケーブルベア７０に収納される。

筐体４０内には、さらに、容器１０の天板１２を開閉するための天板開閉機構が備えられる。図２は、本実施の形態の天板開閉機構の主要な構成を模式的に表した平面図である。以下、図１とともに図２を参照して天板開閉機構を説明する。検査装置１００は、天板開閉機構として、ジャッキ１０１、レール１０２、転動体１０３、天板載置台１０４、横移動機構、水平維持機構、コラム移動サポート機構、及び付帯装置移動機構を備えている。

ジャッキ１０１は、油圧ジャッキである。ジャッキ１０１は、容器１０の４つの角の外側にそれぞれ設けられている。４つのジャッキ１０１は、同一の駆動源（油圧源）によって駆動される。手前側の２つのジャッキ１０１の先端には手前側のレール１０２が架けられており、奥側の２つのジャッキ１０１の先端には奥側のレール１０２が架けられている。手前側の２つのジャッキ１０１は、手前側のレール１０２を鉛直方向に上昇又は下降させ、奥側の２つのジャッキ１０１は、奥側のレール１０２を鉛直方向に上昇又は下降させる。即ち、２本のレール１０２の各々は、両持ち梁として２本のジャッキ１０１に両端を支持される。なお、ジャッキ１０１は、本発明の上昇手段に相当する。

転動体１０３は、天板１２の手前側及び奥側の側面（即ち、前面及び背面）に回転可能に設けられるコロである。天板１２の手前側及び奥側の側面には、それぞれ３つの転動体１０３が略等間隔で設けられる。図２に示すように、転動体１０３は、平面視で容器本体１１及び天板１２の外側（手前側及び奥側）に位置している。また、手前側の転動体１０３と奥側の転動体１０３との間の間隔は、２本のレール１０２の間隔と同じであり、手前側の転動体１０３と手前側のレール１０２とは平面視で重なっており、奥側の転動体１０３と手前側のレール１０２とは平面視で重なっている。

容器１０の横には天板１２を載置するための載置台１０４が設けられる。天板載置台１０４の上面には、天板１２の転動体１０３を支持するためのレール１０４１が形成されている。天板載置台１０４のレール１０４１の上面（転動体支持面）は、天板１２が容器本体１１に被せられたときの転動体１０３の下端よりも高い位置に位置している。また、天板載置台１０４のレール１０４１は、その高さまで上昇したレール１０２と連続しており、転動体１０３は、回転による移動によってレール１０２からレール１０４１に移ることができる。このとき、レール１０２とレール１０４１は、接触していてもよいし、転動体１０３が落ち込まない程度の間隔を空けていてもよい。

天板開閉機構は、横移動機構として、レール１０２の外側に左右方向（即ち、天板１２の移動方向）に形成されたラックギア１０５、天板載置台１０４のレール１０４１の外側に左右方向（即ち、天板１２の移動方向）に形成されたラックギア１０４２、ラックギア１０５、１０４２に係合する平歯車１０６を有する。ラックギア１０５、ラックギア１０４２、平歯車１０６は、容器１０の手前側及び奥側の両方に設けられる。

２つの平歯車１０６は、互いに軸１０７で連結され、軸１０７は天板１２の側面に固定された軸ホルダ１０８によって回転可能に支持される。また、手前側の平歯車１０６には、ユーザが平歯車１０６を回転させてラックギア１０５、ラックギア１０４２上を移動させるための回転ハンドル１０６１を備えている。

ラックギア１０５及び平歯車１０６は、レール１０２が上昇してレール１０２上に転動体１０３が支持されたときに平歯車１０６とラックギア１０５とが噛み合うように配置される。また、天板載置台１０４のラックギア１０４２も、転動体１０３がレール１０４１に支持されたときに平歯車１０６がラックギア１０４２に噛み合うように配置される。

また、天板載置台１０４のラックギア１０４２は、レール１０２が天板載置台１０４のレール１０４１と同じ高さまで上昇したときに、ラックギア１０５と同じ高さになり、かつ、ラックギア１０５に連続するように配置される。これによって、平歯車１０６は、回転による移動によってラックギア１０５からラックギア１０４２に移ることができる。このとき、ラックギア１０５とラックギア１０４２とは、接触していてもよいし、平歯車１０６が落ち込まない程度の間隔を空けていてもよい。

なお、本実施の形態では、ハンドル１０６１を利用して手動で平歯車１０６を回転させるようにしているが、これを電動モータ等の他の駆動力によって回転させてもよい。また、天板荷重等の負荷に応じて、減速機等により操作力を低減させてもよい。更に、本実施の形態では横移動機構としてラックギアと平歯車からなる機構を採用しているが、ボールねじ等の他の機構を採用してもよい。

天板開閉機構は、水平維持機構として、リニアガイドレール１０９、ガイドブロック１１０、連結板１１１、軸ホルダ１１２、軸１１３、平歯車１１４、及びラックギア１１５を備えている。リニアガイドレール１０９、ガイドブロック１１０、及び連結板１１１からなる左右方向水平維持機構は、奥行き方向の軸を中心とする回転による天板１２の傾きを防止し、軸ホルダ１１２、軸１１３、平歯車１１４、ラックギア１１５からなる奥行き方向水平機構は、左右方向の軸を中心とする回転による天板１２の傾きを防止する。

左右方向水平維持機構は、容器１０の手前側にのみ設けられる。左右方向水平維持機構は容器１０の手前側のみに設けられているが、奥側のみ、又は、手前側及び奥側の両方に設けられてもよい。奥行き方向水平維持機構は、容器１０の左右両側に設けられているが、片側のみに設けられてもよい。

リニアガイドレール１０９は、容器本体１１に固定される。リニアガイドレール１０９は、左右方向に間隔を空けて２本設けられる。リニアガイドレール１０９は、棒状の形状を有し、長手方向が鉛直方向を向くように設けられる。なお、リニアガイドレール１０９は、定盤５０に固定されてもよい。

ガイドブロック１１０は、リニアガイドレール１０９上をリニアガイドレール１０９の長手方向に沿って移動する。ガイドブロック１１０は、１本のリニアガイドレールに対して上下方向に２つ設けられ、合計４つ設けられる。４つのガイドブロック１１０は、連結板１１１に固定される。

連結板１１１は、レール１０２の下方に固定される。即ち、連結板１１１は、レール１０２と４つのガイドブロック１１０とを連結し、それらの位置関係を一定に保つ。よって、この複数個の左右のガイドブロック１１０が上下移動時の姿勢を相互に制約して、維持することにより、奥行き方向の軸周りの回転によるレール１０２の傾きが生じないようにレール１０２の姿勢を維持することが可能となる。なお、図１では、４個のガイドブロック１１０を図示したが、１個のガイドブロック１１０のみでも連結板１１１の姿勢の制約及び維持の作用は発生する。よって、天板１２の偏荷重量等、水平姿勢を阻害する程度に応じて作用力を増加させるようにガイドブロック１１０の個数を決定すればよい。

軸ホルダ１１２は、定盤５０に固定されている。軸ホルダ１１２は、柱状の形状を有する。軸ホルダ１１２は、奥行き方向に間隔を空けて２本設けられている。軸１１３は、水平な姿勢で、２つの軸ホルダ１１２に回転可能に支持される。軸１１３の両端には、平歯車１１４が固定される。即ち、２つの平歯車１１４は、高さが同じ位置で回転可能に支持される。

ラックギア１１５は、レール１０２に固定される。ラックギア１１５のギアは鉛直方向に形成されている。ラックギア１１５は、２つの平歯車１１４にそれぞれ係合するように、奥行き方向に間隔を空けて２本設けられる。ラックギア１１５は、レール１０２が上下方向に駆動される範囲内において平歯車１１４に常に係合する長さ及び位置に設置されている。

天板開閉機構は、天板１２の横方向の移動に伴う天板上構造物であるコラム２０の横方向の移動をサポートする機構、即ちコラム移動サポート機構として、ガイドブロック１１６及びレール１１７を備えている。図３は、コラム移動サポート機構の平面図である。レール１１７は、長手方向が左右方向（水平方向）に向くように、筐体４０の内部に固定されている。コラム２０に接続される配線及び配管は、上述のように、可撓性のケーブルベアに収納され、ケーブルベア７０に収納された配線及び配管は、ガイドブロック１１６に固定された接続収容体１１８を介してコラム２０や他の天板上構造物の必要な個所に接続されている。この接続収容体１１８はコラム２０又は天板上構造物と左右方向に隙間を空けて設置されており、よって、天板１２が横方向に移動すると隙間がなくなり接触して、天板１２及びコラム２０と一体となって横方向に移動する。即ち、ガイドブロック１１６は、レール１１７に沿って左右方向に移動する。

天板開閉機構は、コラム２０の横方向の移動に同期して付帯装置３０を横方向に移動させる付帯装置移動機構として、ガイドブロック１１９、及びレール１２０を備えている。ガイドブロック１１９は付帯装置３０の下方に固定されている。レール１２０は、長手方向が左右方向を向くように、筐体４０の上面に固定されている。ガイドブロック１１９は、付帯装置３０と一体となって、レール１２０に沿って左右方向に移動する。

以上のように構成された天板開閉機構の動作を説明する。以下では、天板１２を容器本体１１から取り外して天板載置台１０４に載置する開動作を説明するが、天板載置台１０４に載置された天板１２を容器保体１１に戻す閉動作は、開動作の逆の動作である。

まず、天板１２が容器本体１１上に配置され、容器１０が密閉されている状態について説明する。図１はこの状態を示しており、レール１０２は、天板１２及びその側面に設けられた転動体１０３より下方に位置しており、レール１０２は転動体１０３には触れていない。

図４〜６は、天板１２の開動作を説明する図である。図４〜６では、天板１２の移動を説明するための要素のみを示し、他の要素については図示を省略している。天板１２を取り外す場合には、まず、ジャッキ１０１でレール１０２を持ち上げる。そうすると、レール１０２が転動体１０３に対して下から接触し、さらにジャッキ１０１でレール１０２を上昇させると、図４に示すように、レール１０２に下から支持された転動体１０３が持ち上げられて、天板１２が容器本体１１の上方に持ち上げられる。レール１０２はジャッキ１０１によって、天板載置台１０４のレール１０４１と同じ高さになるまで持ち上げられ、そこで停止する（図５の状態）。

次に、ユーザが回転ハンドル１０６１を回すことで、平歯車１０６がラックギア１０５に噛み合いながら回転し、それによって転動体１０３がレール１０２上を転がって天板１２が天板載置台１０４に向けて横方向に移動する。天板１２が天板載置台１０４に差し掛かると、図６に示すように、その下の転動体１０３は、レール１０２から天板載置台１０４のレール１０４１に移り、レール１０４１の上を転がる。

ユーザがさらに回転ハンドル１０６１を回して天板１２を天板載置台１０４に向けて移動させると、天板１２のすべての転動体１０３は、完全にレール１０２から外れて天板載置台１０４のレール１０４１に支持される。なお、天板１２が天板載置台１０４上に移動した後には、平歯車１０６も天板載置台１０４のラックギア１０４２と噛み合って、ラックギア１０４２上を回転移動することになる。

このような天板１２の開動作によって、天板１２は、上方向に持ち上げられ、その後に横方向に移動させられる。これにより、容器本体１１の上面が開放されて、容器１０内にアクセスが可能となる。このとき、天板１２は、ジャッキ１０１によって持ち上げられるので、重量の重い天板１２を容易に持ち上げることができる。また、横方向への移動は、転動体１０３のレール１０２に対する転がり摩擦及び平歯車１０６とラックギア１０５との間の摩擦、及び天板１２の慣性力に抗する駆動力があれば足りる。操作力が過大な場合は、減速機等により操作力を低減させる機構を設ければよい。

次に、水平維持機構の動作について説明する。図７及び図８は、水平維持機構の動作を説明する図である。図７及び図８でも、水平維持機構を説明するのに必要な要素のみを示し、他の要素については図示を省略している。天板１２を支持するレール１０２を４つのジャッキ１０１によって持ち上げている際に、いずれかのジャッキ１０１の先端が高くなって天板１２が傾くと、そのジャッキ１０１以外のジャッキ１０１に大きな負荷がかかって、先端が高いそのジャッキ１０１にかかる負荷が軽くなる。上述のように、４つのジャッキ１０１は同一の油圧源によって駆動されるので、油圧は負荷の軽いジャッキ１０１に集中してしまい、そのジャッキ１０１がより高くなる。その結果、天板１２の傾きが助長される。このような天板１２の傾きを防止するために、左右方向水平維持機構及び奥行き方向水平維持機構が設けられている。

まず、左右方向水平維持機構の動作について説明する。上述のように、リニアガイドレール１０９、ガイドブロック１１０、及び連結板１１１からなる左右方向水平維持機構は、奥行き方向の軸を中心とする回転による天板１２の傾きを防止するために用いられる。ガイドブロック１１０は、奥行き方向の軸周りの回転による天板１２の傾きが生じないように、ガイドレール１０９に沿って上昇するように駆動される。即ち、天板１２を支持するレール１０２を支えて持ち上げるための駆動力はジャッキ１０１によって提供されるが、ガイドブロック１１０は、この天板１２の姿勢を調整するように、連結板１１１を介してレール１０２に上下方向移動時の水平姿勢維持力を提供する。

次に、奥行き方向水平維持機構の動作について説明する。上述のように、軸ホルダ１１２、軸１１３、平歯車１１４、及びラックギア１１５からなる奥行き方向水平維持機構は、左右方向の軸を中心とする回転による天板１２の傾きを防止するために用いられる。レール１０２がジャッキ１０１によって上昇すると、平歯車１１４が係合するラックギア１１５もレール１０２とともに上昇する。手前側と奥側の平歯車１１４はいずれも軸１１３に固定されているので、ラックギア１１５の上昇による２つの平歯車１１４の回転は同期し、よって、ラックギア１１５の上昇も同期する。この構成により、手前側のレール１０２と奥側のレール１０２の上昇が同期して、左右方向の軸周りの回転による天板１２の傾きが防止される。なお、軸１１３を外側に延長し、平歯車１１４と同様なベルト用歯付プーリを設け、左右のプーリにタイミングベルトを架設することにより、上述の左右方向水平維持機構とすることも可能である。

なお、理論的には、４つのジャッキ１０１をそれぞれ駆動するとともに、４つのジャッキ１０１を個別に制御することで、天板１２を水平に維持して持ち上げるようにすることも考えられるが、そうすると、油圧源をジャッキ１０１ごとに合計４つ用意するか、油圧源を集約した場合は、油圧ライン上のバルブの制御等により行わなければならない。また、油圧源でジャッキ１０１の高さを微調整するための構成を実現することは容易ではない。よって、本実施の形態のように、ジャッキ１０１とは別に設けられた左右方向水平機構及び奥行き方向水平維持機構によって天板１２の水平姿勢を維持することが有利である。

以上が天板１２を容器本体１１から取り外して天板載置台１０４に載置する開動作である。容器１０内の修理、保守等の作業が終了して天板１２を容器本体１１に戻す場合には、上記で説明した開動作の逆の閉動作を行う。すなわち、回転ハンドル１０６１を回転させることで、平歯車１０６を回転させることで、天板載置台１０４に載置された平板１２を容器１０に向けて駆動し、天板１２がレール１０２まで移動して天板１２が容器本体１１の直上まで来たら、ジャッキ１０１を下降させることでレール１０２を下降させ、それによって天板１２を容器本体１１に被せるようにする。なお、天板１２と容器本体１１との接触箇所に、ピンと穴、又はピンと上げ面の組み合わせ等による位置決め手段を設けて天板１２を容器本体１１に対して正確に位置決めするようにしてよい。

次に、コラム移動サポート機構及び付帯装置移動機構の動作について説明する。図９及び図１０は、コラム移動サポート機構及び付帯装置移動機構の動作を説明する図である。図９及び図１０においても、コラム移動サポート機構及び付帯装置移動機構の動作の説明に不要な要素については、図示を省略している。

天板１２上のコラム２０に配線及び配管を接続する接続収容体１１８は、図９に示すように天板１２を持ち上げてから、図１０に示すように天板１２を天板載置台１０４に移動させる際に、天板１２の横移動に伴って、ガイドブロック１１６がレール１１７をスライドすることにより、コラム２０及び天板１２とともに移動する。このとき、収容ボックス６０は筐体４０に固定されているので、コラム２０の横移動の際にも移動はしない。接続収容体１１８と収納ボックス６０とを接続する配線及び配管は、可撓性を有するケーブルベア７０に収容されるので、接続収容体１１８の移動に伴って、接続収容体１１８と収納ボックス６０とを接続するケーブルベア７０は変形して、配線及び配管は、接続収容体１１８の移動に追従する。なお、接続収容体１１８は、天板１２が横移動する前には、天板上構造物やコラムとは左右方向に微小な隙間をもって設置されており、天板移動時にはその隙間がなくなり接触することにより天板１２及びコラム２０と共に移動する。

このとき、付帯装置３０に固定されたガイドブロック１１９が、コラム２０及び天板１２の横移動と同期してレール１２０上をスライドし、これによって、付帯装置３０がコラム２０及び天板１２の横移動と同期して横移動をする。付帯装置３０と収納ボックス６０とを接続する配線及び配管は、可撓性を有するケーブルベア７０に収容されるので、付帯装置３０の移動に伴って、付帯装置３０と収納ボックス６０とを接続するケーブルベア７０は変形して、配線及び配管は、付帯装置３０の移動に追従する。

このようなコラム移動サポート機構及び付帯装置移動機構の動作により、コラム２０を載置した天板１２を容器本体１１から取り外して天板載置台１０４に移動させる場合にも、コラム２０と配線及び配管との接続を切る必要がなく、天板１２の開閉動作を円滑に行うことができる。また、配線及び配管が可撓性を有するケーブルベア７０によってまとめられるので、コラム２０や付帯装置３０が横方向に移動する際にも配線及び配管が煩雑になることはない。

以上のように、上記の実施の形態の天板開閉機構によれば、天板１２が横方向に移動するので、容器１０の上面を完全に開放でき、修理や保守等のための容器１０内へのアクセスが容易となる。また、天板１２の側面に回転可能な転動体１０３を設けたので、天板１２の横方向への移動のために、転動体１０３を下から支持して天板１２を容器本体１１から持ち上げるようにレール１０２をジャッキアップするだけでよいので、複雑な動作を必要とせずに容器１０の上面を開放できる。

さらに、上記の実施の形態の検査装置１００は、レール１０２と共にジャッキアップされるラックギア１０５、天板載置台１０４に設けられレール１０４１に沿って設けられたラックギア１０４２、及び天板１２に回転可能に支持される平歯車１０６を含む横移動機構を備えており、天板１２を容器本体１１から持ち上げた際に平歯車１０６がラックギア１０５に噛み合うので、平歯車１０６を回転させることにより容易に天板１２を横方向に移動させることができる。

また、上記の実施の形態の検査装置１００は、リニアガイドレール１０９、ガイドブロック１１０、連結板１１１、軸ホルダ１１２、軸１１３、平歯車１１４、及びラックギア１１５を含む水平維持機構を備えているので、天板１２を水平に維持したまま容器本体１１の上方に持ち上げることができ、天板１２が傾くことにより４つのジャッキ１０１のうちのいずれかに圧力が集中するという不都合を回避できる。

以下、上記の実施の形態に対する変形例を説明する。図１１及び図１２は、変形例の検査装置の主要な構成を示した側面図である。本変形例では、コラム２０が吊り下げ部材１２１によって吊り下げられている。吊り下げ部材１２１は、下端がコラム２０に固定され、上端が付帯装置３０に固定されている。コラム２０は、付帯装置３０と共に横方向に移動可能である。このとき、図１２に示すように、コラム２０は、接続収容体１１８及びそれを支持するガイドブロック１１６とは独立して横方向に移動する。

このような構成によって、付帯装置３０及びコラム２０は、互いに同期し、かつ、天板１２とは独立して、横方向に移動することができる。上記の実施の形態で説明したように、天板１２上に載置されるコラム２０は重量物であり、天板１２と一体として移動すると、天板１２の移動に大きな駆動力が必要となるが、本変形例によれば、コラム２０を天板１２とは独立して移動させることができるので、コラム２０の修理や保守が容易になる。なお、本変形例において、天板１２を持ち上げて横方向に移動させる際に、接続収容体１１８及びガイドブロック１１６を天板１２とともに横方向に移動させることによって、天板１２が外されて解放された容器本体１１の上面にアクセスしやすいようにしてよい。

また、上記の実施の形態では、左右方向水平維持機構に、リニアガイドレール１０９、ガイドブロック１１０、及び連結板１１１からなる構成を採用したが、これと同様の構成を側面側に設けることで、奥行き方向水平維持機構としてもよい。この場合には、手前側と奥側のレール１０２を連結して、この連結部分に奥行き方向に延びる連結板１１１を固定する。そして、この連結板１１１に奥行き方向に間隔を空けてガイドブロックを固定して、容器本体１１の側面にガイドブロックを鉛直方向に案内するガイドレールを設ける。

また、上記の実施の形態では、奥行き方向水平維持機構として、軸ホルダ１１２、軸１１３、平歯車１１４、ラックギア１１５からなる構成を採用したが、これと同様の構成を前面側及び／又は背面側に設けることで、左右方向水平維持機構としてもよい。この場合は、天板１２の前面側及び／又は背面側に、軸ホルダ１１２を固定し、その軸ホルダ１１２で両端に平歯車１１４が固定された軸１１３を回転可能に支持し、さらに、レール１０２に、上下方向に延び、平歯車１１４に噛み合うラックギア１１５を設ける。

また、上記の実施の形態では、容器１０の左右両側、即ち天板１２が持ち上げられた後に移動する方向の前方及び後方の両方に奥行き方向水平維持機構を設けたが、奥行き方向水平維持機構をいずれか一方のみに設けてもよい。特に、天板１２が持ち上げられた後に移動する方向の前方側には天板載置台１０４が設けられるので、スペースの余裕がない場合には天板載置台１０４側の奥行き方向水平維持機構を省略してよい。

また、上記の実施の形態では、レール１０２を持ち上げるための構成として、油圧ジャッキ１０１を採用したが、これ以外の駆動装置ないし駆動機構を採用してもよい。さらに、上記の実施の形態では、天板開閉機構を検査装置のステージを収容する真空容器の天板の開閉をするための機構として応用する例を説明したが、本発明の天板開閉機構は、これ以外の容器の天板の開閉をするための機構としても応用可能である。

また、上記の実施の形態では、平面視で容器本体１１と天板１２とが同じ大きさであり、天板１２の外側（手前側及び奥側）に転動体１０３を設けることで、転動体１０３が容器本体１１の外側（手前側及び奥側）に位置するようにしたが、平面視で天板１２が容器本体１１より大きい場合には、転動体１０３は、平面視で容器本体１１の外側に位置していれば、必ずしも天板１２の外側に設ける必要はない。

図１３（ａ）は、変形例の天板の構成を模式的に示す平面図であり、図１３（ｂ）は１つの転動体１０３の側面図である。天板１２は容器本体１１よりも大きく、天板１２の手前側及び奥側は、平面視で容器本体１１より外側にある。転動体１０３は、この天板１２が容器本体１１からはみ出した部分において形成された孔に設けられる。転動体１０３は、手前側と奥側の両方で天板１２に回転可能に支持される。このように、転動体１０３が平面視で容器本体１１の外側に位置していれば、そのような転動体１０３を下からレール１０２で掬うようにして天板１２を容器本体１１から持ち上げることができる。

本発明は、天板を開ける際に、天板に設けられた転動体を下から持ち上げることで天板を容器本体から持ち上げるので、天板を容器本体から持ち上げる動作と持ち上げた天板を横方向に移動させる動作とを連続して行うことができ、容器の天板を容易に開くことができるという効果を有し、対象物に対して加工を行う半導体製造装置や対象物に対して検査を行なう検査装置等で使用される容器の天板（上板）の開閉機構等として有用である。

１０ 容器
１１ 容器本体
１２ 天板
２０ コラム
３０ 付帯装置
４０ 筐体
５０ 定盤
６０ 収納ボックス
７０ ケーブルベア
１００ 検査装置
１０１ ジャッキ
１０２ レール
１０３ 転動体
１０４ 天板載置台
１０４１ レール
１０４２ ラックギア
１０５ ラックギア
１０６ 平歯車
１０６１ 回転ハンドル
１０７ 軸
１０８ 軸ホルダ
１０９ リニアガイドレール
１１０ ガイドブロック
１１１ 連結板
１１２ 軸ホルダ
１１３ 軸
１１４ 平歯車
１１５ ラックギア
１１６ ガイドブロック
１１７ レール
１１８ 接続収容体
１１９ ガイドブロック
１２０ レール
１２１ 吊り下げ部材

Claims (11)

1. 容器本体と天板とからなる容器の前記天板を開閉させるための天板開閉機構であって、
   前記天板に回転可能に設けられ、平面視で前記容器本体の外側に位置する転動体と、
   レールと、
   前記レールを上昇させる上昇手段と、
   前記容器に隣接して配置された、前記天板を載置するための天板載置台と、
   を備え、
   前記天板を開ける際に、前記上昇手段で前記レールを上昇させることで、前記レールが転動体を下方から持ち上げて、それによって前記天板を前記容器本体から持ち上げ、その後に、前記転動体が前記レールの上及び前記天板載置台の上を転動することで、前記天板が前記容器本体の上方から前記天板載置台に移動することを特徴とする天板開閉機構。
2. 前記天板を閉める際に、前記転動体が前記天板載置台の上及び前記レールの上を転動することで、前記天板が前記天板載置台から前記容器本体の上方に移動し、その後に、前記上昇手段で前記レールを下降させることで、前記天板を下降させて、それによって前記天板を前記容器本体の上に載置することを特徴とする請求項１に記載の天板開閉機構。
3. 前記上昇手段は、前記天板を開ける際に、前記天板載置台と同じ高さまで前記レールを上昇させることを特徴とする請求項１又は２に記載の天板開閉機構。
4. 前記天板を前記レールから前記天板載置台に移動させるための横方向の駆動力を与える横移動機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の天板開閉機構。
5. 前記天板を持ち上げる際に、前記天板を水平に維持するための水平維持機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の天板開閉機構。
6. 前記天板の上には構造物が載置されており、
   前記天板の移動に伴う前記構造物の移動をサポートする構造物移動サポート機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の天板開閉機構。
7. 前記構造物には、前記構造物に付帯する付帯装置が接続されており、
   前記構造物の移動に同期して前記付帯装置を移動させる付帯装置移動機構をさらに備えたことを特徴とする請求項６に記載の天板開閉機構。
8. 前記構造物と前記付帯装置とは、配線及び／又は配管によって接続されており、前記配線及び／又は配管を収納し、前記構造物及び前記付帯装置が移動する際にも移動しない収納ボックスをさらに備え、前記配線及び／又は配管は、可撓性を有するケーブルベアに収納されることを特徴とする請求項７に記載の天板開閉機構。
9. 前記配線及び／又は配管は、接続収容体を介して前記構造物に接続されることを特徴とする請求項８に記載の天板開閉機構。
10. 前記天板の上には構造物が載置されており、
    前記構造物の一部を前記天板の移動とは独立して移動させる構造物移動機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の天板開閉機構。
11. 被検査物を検査するための検査装置であって、
    前記被検査物を収容するための容器本体と天板とからなる容器と、
    前記天板上に設けられ、前記容器に収容された前記被検査物にビームを照射するためのコラムと、
    前記の前記天板を開閉させるための天板開閉機構とを備え、
    前記天板開閉機構は、
    前記天板に回転可能に設けられ、平面視で前記容器本体の外側に位置する転動体と、
    レールと、
    前記レールを上昇させる上昇手段と、
    前記容器に隣接して配置された、前記天板を載置するための天板載置台と、
    を備え、
    前記天板を開ける際に、前記上昇手段で前記レールを上昇させることで、前記レールが転動体を下方から持ち上げて、それによって前記天板を前記容器本体から持ち上げ、その後に、前記転動体が前記レールの上及び前記天板載置台の上を転動することで、前記天板が前記容器本体の上方から前記天板載置台に移動することを特徴とする検査装置。

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