CN101656220A - 用于传送玻璃的盒和机械手、以及具有该盒和机械手的盒系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于传送玻璃衬底的盒和机械手及具有该盒和机械手的盒系统。所述用于传送衬底的盒系统包括：衬底传送盒，其包括盒外壳和多个衬底悬浮装载板；以及衬底传送机械手，所述衬底传送机械手包括：机械手主体；多个手指，所述手指具有端部，所述端部选择性地泊靠至所述衬底悬浮装载板的一个侧壁和从所述衬底悬浮装载板的一个侧壁上释放；以及至少一个载具，可相对移动地抓握所述衬底以将所述衬底装载到所述衬底传送盒中或从所述衬底传送盒抽出所述衬底。由此，可以在将衬底装载到盒中和从盒中抽出衬底时采用基于空气悬浮的无接触方式，从而比传统盒系统更有效地减少衬底上的划伤缺陷。

Description

用于传送玻璃的盒和机械手、以及具有该盒和机械手的盒系统

技术领域

本发明涉及一种用于传送玻璃衬底的盒和机械手及具有该盒和机械手的盒系统，更具体而言，涉及一种用于传送玻璃衬底的盒和机械手及具有该盒和机械手的盒系统，其不仅能够轻易地将比传统盒系统的衬底更多的衬底装载到标准单元尺寸的盒中从而提高传送衬底的效率，并且在将衬底装载到盒中和从盒中抽出衬底时采用基于空气悬浮的无接触方式，从而比传统盒系统更有效地减少衬底上的划伤缺陷。

背景技术

随着半导体工业中的电子显示器工业的快速发展，近来已出现一种平板显示器(flat panel display；FPD)。

平板显示器是比一直用作电视机(TV)显示器、计算机监视器等的阴极射线管(cathode ray tube；CRT)更薄且更轻的图像显示装置，并存在各种各样的平板显示器(FPD)，诸如液晶显示器(1iquid crystal display；LCD)、等离子显示屏(plasma display panel；PDP)、有机发光二极管(organic light emitting diode；OLED)等。

作为其中一种平板显示器，薄膜晶体管(thin film transistor；TFT)-LCD是基于一种光学开关现象的装置，其中在上下两个薄玻璃衬底之间注入同时充当固体和液体的液晶，且液晶分子阵列通过上下玻璃衬底的电极之间的电压差而改变，使得其变得透明和不透明以显示数字或图像。TFT-LCD已迅速取代了现有的CRT，这是因为其薄且轻并且消耗的功率低。目前，LCD被广泛应用于汽车、飞机的速度计和操作系统等、以及包括电子表、移动电话、电子计算器、TV、笔记本计算机等的电子产品。

同时，由于用于诸如LCD等平板显示器的衬底一般由玻璃制成，所以其极易受到外部冲击的损伤，因此需要在搬运时特别注意。

例如，特别地，长度/宽度为2米或以上的第7～8代衬底或长度/宽度为3米或以上的第11代衬底不是小，而是非常大，并因此需要在传送时特别注意。

因此，此类衬底被装载到单独的装载箱即通常所说的盒中，随后被传送到下一道工艺。也就是说，在衬底的制造过程期间，将已经历某种工艺的衬底以几片至几十片计装载到盒中。如果完全装满衬底，则盒本身被传送到后续工艺，然后，在盒到达相应工艺时由机械手从盒中抽出衬底，从而使衬底经历相应的工艺。

由于将衬底装载在盒中而在工艺之间传送，所以较佳是在标准单元尺寸的盒中装载更多的衬底以便提高传送效率并改善衬底的生产率，因此，正在对此进行研究。

参考已被广泛使用的早期盒的传统结构，所述早期盒包括形成外观的盒外壳和多个搁板(shelves)，所述多个搁板放置于盒外壳的相对内壁上并局部支撑衬底的相对侧面，从而沿高度方向将衬底装载到盒外壳中。

具有此结构的盒已被用于装载和抽出小型衬底，这是因为所述搁板支撑衬底的相对侧面，但难以将此传统盒用于装载和抽出例如第6代或以后的衬底等大尺寸衬底。所述大尺寸衬底的重量重且面积大，因而如果仅由搁板在相对侧面处局部支撑大尺寸的衬底，则在衬底的中部不得不下垂。下垂会导致频繁的碰撞，即衬底与用于装载和抽出衬底的机械手的手指之间相互干扰，从而损坏衬底。

因此，为了装载和抽出大尺寸衬底，已经使用一种不同于具有一般结构的传统盒的新型盒，其中在盒外壳中按层设置有支撑板，并将多个销(pin)另外安装到支撑板上以防止衬底下垂。

具有此结构的盒可防止大尺寸衬底下垂并干扰机械手的手指，因为该大尺寸衬底受到设置在支撑板上的所述多个销的支撑。

然而，具有销的传统盒存在结构限制，即不仅需要与销的高度一样大的空间来承放和安装销，而且需要供用于抓握衬底的机械手的手指向上和向下移动的空间。因此，可装载到标准单元尺寸的盒中的衬底的数目也受到限制，使得传送衬底的效率不得不降低。在长度/宽度为3米或以上的第11代衬底的情况下，更加需要在盒中装载更多的衬底。

而且，具有销的传统盒具有以下问题：在将衬底装载到盒中或从盒中抽出衬底时，销可能划伤衬底。

发明内容

为了解决上述和/或其它问题，本发明提供一种用于传送玻璃衬底的盒和机械手及具有该盒和机械手的盒系统，其不仅能够轻易地将比传统盒系统的衬底更多的衬底装载到标准单元尺寸的盒中从而提高传送衬底的效率，并且在将衬底装载到盒中和从盒中抽出衬底时采用基于空气悬浮的无接触方式，从而比传统盒系统更有效地减少衬底上的划伤缺陷。

根据本发明的一个方面，提供一种用于传送衬底(substrate)的盒系统，所述盒系统包括：衬底传送盒，其包括形成外观的盒外壳和多个衬底悬浮装载板(substrate levitation loading plate)，所述多个衬底悬浮装载板被布置成在所述盒外壳中沿高度方向相互间隔开并形成有多个第一空气喷射孔以使所述衬底悬浮；以及衬底传送机械手，用于将所述衬底装载到所述衬底传送盒中或从所述衬底传送盒抽出所述衬底，所述衬底传送机械手包括：机械手主体；多个手指，所述手指在其表面上形成有多个第二空气喷射孔以使所述衬底悬浮，并具有端部，所述端部选择性地泊靠至连接到所述机械手主体的所述衬底悬浮装载板的一个侧壁和从所述衬底悬浮装载板的一个侧壁上释放；以及至少一个载具，沿所述多个手指中的至少一个手指的长度方向可相对移动地耦合到所述至少一个手指，并抓握所述衬底以将所述衬底装载到所述衬底传送盒中或从所述衬底传送盒抽出所述衬底。

所述多个衬底悬浮装载板中的每一个均可包括多个单元装载板，所述多个单元装载板被布置成在所述盒外壳的宽度方向上相互间隔开，并且所述载具可抓握通过经所述第一空气喷射孔和所述第二空气喷射孔喷射的空气而悬浮的所述衬底，并将所述衬底装载至所述衬底悬浮装载板中或从所述衬底悬浮装载板中抽出。

所述盒系统还可包括：空气供应和排出泵(air supply and exhaust pump)；第一空气管线，用于连接所述空气供应和排放泵与所述手指，并向所述手指的第二空气喷射孔中供应空气或从所述手指的内部排出空气；第二空气管线，用于连接所述空气供应和排放泵与所述手指，同时形成不同于所述第一空气管线的一条管线，并在所述单元装载板的端部与所述手指的端部相互泊靠在一起时，向所述单元装载板的第一空气喷射孔供应空气或从所述单元装载板的内部排出空气。

所述第一空气管线与所述第二空气管线中的至少一者可被分离成空气供应管线与空气排出管线。

所述盒系统还可包括：传感器，用于感测所述单元装载板的端部与所述手指的端部之间的泊靠状态；以及控制器，用于根据来自所述传感器的信号控制所述空气供应和排出泵工作。

选择性地相互泊靠在一起的所述单元装载板的端部与所述手指的端部其中之一可形成有突出部，并且所述单元装载板的端部与所述手指的端部其中之另一可形成有与所述突出部啮合的凹槽。

所述突出部与所述凹槽可被局部成型为梯形。

所述突出部可以锥形形状突出，并且所述凹槽可以锥形形状凹陷以接纳所述突出部。

所述突出部与所述凹槽至少其中之一设置有密封填料，以防止泊靠表面上出现空气泄漏。

所述载具可包括：移动单元，连接至所述手指，以沿所述手指的长度方向相对移动；以及至少一个吸持构件(sucking member)，耦合到所述移动单元并通过空气吸持而吸持和抓握所述衬底。

所述载具可包括驱动单元，所述驱动单元设置在所述移动单元中并驱动至少一个吸持构件在所述移动单元上向上和向下移动。

所述吸持构件可耦合到所述移动单元，使得所述吸持构件的上部高于所述手指的顶面。

所述盒系统还可包括多个支撑板，所述多个支撑板耦合到所述盒外壳并支撑所述多个单元装载板。

所述多个支撑板可放置于所述多个单元装载板的底部上。

所述盒外壳可包括：底板(base plate)，其形成底部；以及多个骨架(bonyframe)，设置于除供所述衬底进出的侧外的其它侧上，并相互接合以与所述底板一起形成外观。

根据本发明的另一方面，提供一种用于传送衬底的盒，所述盒包括：盒外壳，其形成外观；以及多个衬底悬浮装载板，其被布置成在所述盒外壳中沿高度方向相互间隔开，按层装载有衬底，并在其表面上形成有多个第一空气喷射孔以使所述衬底悬浮。

所述多个衬底悬浮装载板中的每一个均可包括多个单元装载板，所述多个单元装载板被布置成在所述盒外壳的宽度方向上相互间隔开。

所述盒还可包括多个支撑板，所述多个支撑板耦合到所述盒外壳并支撑所述多个单元装载板，所述多个支撑板放置于所述多个单元装载板的底部上。

所述盒外壳可包括：底板，其形成底部；以及多个骨架，设置于除供所述衬底进出的侧外的其它侧上，并相互接合以与所述底板一起形成外观。

根据本发明的再一方面，提供一种用于传送衬底的机械手(robot)，所述机械手包括：机械手主体；多个手指，所述手指在其表面上形成有多个第二空气喷射孔以使所述衬底悬浮，并具有端部，所述端部选择性地泊靠至连接到所述机械手主体的所述衬底悬浮装载板的一个侧壁和从所述衬底悬浮装载板的一个侧壁上释放；以及至少一个载具，沿所述多个手指中的至少一个手指的长度方向可相对移动地耦合到所述至少一个手指，并抓握所述衬底以将所述衬底装载到所述衬底传送盒中或从所述衬底传送盒抽出所述衬底。

所述多个衬底悬浮装载板中的每一个均可包括多个单元装载板，所述多个单元装载板被布置成在所述盒外壳的宽度方向上相互间隔开，并且所述载具可抓握通过经所述第一空气喷射孔和所述第二空气喷射孔喷射的空气而悬浮的所述衬底，并将所述衬底装载至所述衬底悬浮装载板中或从所述衬底悬浮装载板中抽出。

所述机械手还可包括：空气供应和排出泵；第一空气管线，用于连接所述空气供应和排放泵与所述手指，并向所述手指的第二空气喷射孔中供应空气或从所述手指的内部排出空气；第二空气管线，用于连接所述空气供应和排放泵与所述手指，同时形成不同于所述第一空气管线的一条管线，并在所述单元装载板的端部与所述手指的端部相互泊靠在一起时，向所述单元装载板的第一空气喷射孔中供应空气或从所述单元装载板的内部排出空气。

所述载具可包括：移动单元，连接至所述手指，以沿所述手指的长度方向相对移动；以及至少一个吸持构件，耦合到所述移动单元并通过空气吸持而吸持和抓握所述衬底。

所述载具可包括驱动单元，所述驱动单元设置在所述移动单元中并驱动至少一个吸持构件在所述移动单元上向上和向下移动，并且所述吸持构件可耦合到所述移动单元，使得所述吸持构件的上部高于所述手指的顶面。

附图说明

通过参照附图来详细描述本发明的优选实施例，本发明的上述及其它特征和优点将变得更加显而易见，在附图中：

图1为根据本发明第一实施例的用于传送衬底的盒系统的分解透视图；

图2和3为示出图1中的盒系统的工作状态的透视图；

图4为图1的示意性平面图；

图5A为图4的局部放大图；

图5B为图5A的耦合图；

图6为图1的示意性侧视图；

图7为根据本发明第二实施例的用于传送衬底的盒系统的局部放大平面图；以及

图8为根据本发明第三实施例的用于传送衬底的盒系统中的被布置为在其间进行泊靠的单元装载板和手指的局部透视图。

主要元件标记说明

110：衬底传送盒            120：盒外壳

121：底板                  122：骨架

123：骨架                  130：衬底悬浮装载板

131：单元装载板            131a：凹槽

132：第一空气喷射孔        140：支撑板

150：机械手                160：机械手主体

170：手指                  170a：突出部

172：第二空气喷射孔        180：载具

181：移动单元              182：吸持构件

190：空气供应和排出泵      192：控制器

193：第一空气管线          193a：空气供应管线

193b：空气排出管线         194：第二空气管线

231：单元装载板            231a：凹槽

270：手指                  270a：突出部

300：衬底

具体实施方式

根据35U.S.C.§119，本申请案主张基于2008年8月22日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请案第10-2008-0082303号的优先权，该韩国专利申请案的揭露内容以引用方式并入本文中。

参考用于说明本发明的优选实施例的附图，以便获得对本发明、其优点、以及通过实施本发明而达到的目的的充分理解。

在下文中，将通过参照附图解释本发明的优选实施例来详细描述本发明。图中相同的附图标记自始至终指示相同的元件。

图1是根据本发明第一实施例的用于传送衬底的盒系统的分解透视图；图2和3是示出图1中的盒系统的工作状态的透视图；图4是图1的示意性平面图；图5A是图4的局部放大图；图5B是图5A的耦合图；以及图6是图1的示意性侧视图。

如图中所示，根据本实施例的用于传送衬底300的盒系统包括衬底传送盒110、以及衬底传送机械手150，该衬底传送机械手150与衬底传送盒110相互作用以将多个衬底300装载到衬底传送盒110中或从衬底传送盒110中抽出所述多个装载的衬底300。

首先，衬底传送盒110包括形成外观的盒外壳120、以及在盒外壳120内部沿着高度方向相互间隔开并按层装载有衬底300的多个衬底悬浮装载板130。

盒外壳120包括形成底部的底板121、以及多个骨架122、123，所述多个骨架122、123设置于除供衬底300进出的侧外的其它侧上并相互接合以与底板121一起形成衬底传送盒110的外观。

底板121的形状像板，以覆盖盒外壳120的底侧，这是因为须通过堆料机或叉车将盒外壳120提起。另一方面，在侧面或顶面处形成的骨架122、123不完全覆盖盒外壳120的侧面或顶面。

当然，骨架122、123可完全覆盖盒外壳120的侧面或顶面，但本实施例中的前述结构有利于在保持期望坚固性的同时降低材料成本和重量。此外，在侧面处形成的骨架122被用于支撑稍后将描述的单元装载板131。

所述多个衬底悬浮装载板130实质装载有衬底300。参照图1至3，所述多个衬底悬浮装载板130被设置为沿高度方向相互间隔开，使得可在衬底传送盒110内沿着高度方向装载所述多片衬底300、特别是多片前述第6代或以后的衬底300。

在图中，为方便起见而代表性地示出一些衬底悬浮装载板130。例如，如果在衬底传送盒110中准备装载六十个衬底300，则需要有六十个衬底悬浮装载板130以在衬底传送盒110中沿着高度方向分别装载六十个衬底300。作为参照，图6示出比图1至图3所示的那些更多的衬底300悬浮装载板130。

根据本实施例，即使设置六十个衬底悬浮装载板130，衬底传送盒110的总容积也不改变。换言之，带有销的传统盒(未示出)具有结构限制，即需要具有对应于销的高度以承放和安装销的空间和供机械手的手指向上和向下移动的空间。因此，可装载到标准单元尺寸盒中的衬底300的数目也受到限制。相反，根据本实施例的以下改善的结构允许在不改变衬底传送盒110的容积的情况下装载更多衬底300。实际上，可以将十五个衬底300装载到具有销的传统盒中，但是可以将六十个衬底300装载到本实施例的衬底传送盒110中，即使传统盒和本发明的盒具有相同的容积。

如上所述，多个衬底悬浮装载板130是供实质安放和支撑衬底300的部分。因此，所述多个衬底悬浮装载板130可被成型为集成的大板以取代所示的形状。此集成的大板形状不会影响本发明的效果。

在本实施例中，使用相互间隔开并被布置为相互平行的多个单元装载板131。参照附图，五个单元装载板131在一层上相互间隔开以装载衬底300。

当在盒外壳120中安装单元装载板131时，还设置多个支撑板140。所述多个支撑板140与所述多个单元装载板131接合并支撑所述多个单元装载板131。

参照图1的放大部分，支撑板140在单元装载板131的下面支撑单元装载板131的底部，但其不限于此。或者，支撑板140和单元装载板131可被形成为一个整体。此外，支撑板140可在其顶部上具有向下凹陷的凹槽(未示出)，且单元装载板131可被局部装配至凹槽。以这种构造，可以在相同条件下装载更多衬底300，因为在一层上支撑板140和单元装载板131的高度被进一步减小。

同时，在单元装载板131的表面上设置用于使衬底300悬浮的多个第一空气喷射孔132。因此，当通过稍后将描述的操作而从第一空气喷射孔132喷射空气时，衬底300从单元装载板131的表面稍微向上悬浮，随后在停止从第一空气喷射孔132喷射空气时被安放并装载到单元装载板131的表面上。

接下来，衬底传送机械手150包括机械手主体160；多个手指170，连接到机械手主体160，在其表面上形成有多个第二空气喷射孔172，并具有选择性地泊靠至(参照图5B)单元装载板131的端部和从单元装载板131的端部释放(参照图5A)的端部；以及载具180，耦合到选自所述多个手指170的两个手指170，可沿着手指170的长度方向移动，并抓握衬底300，使得衬底300可被装载到多个单元板131中或从多个单元板131中抽出衬底300。

机械手主体160是形成衬底传送机械手150的基本框架的部分，与衬底传送部件150及外围部件的工作有关的各种部件或连接导线被安装至该部分上。在图中，为方便起见，用矩形虚线方框来示意性地表示机械手主体160，但其不限于此。机械手主体160可以是堆料机的主体。

所述多个手指170是将选择性地泊靠至(参照图5B)所述多个单元装载板131和从所述多个单元装载板131释放(参照图5A)的部分，并形成用于在与所述多个单元装载板131泊靠在一起时传送衬底300的管线。此外，手指170在其表面上形成有多个第二空气喷射孔172以使衬底300悬浮。类似于第一空气喷射孔132，当通过稍后将描述的操作而从第二空气喷射孔1722喷射空气时，衬底300从手指170的表面稍微向上悬浮，随后在停止从第二空气喷射孔172喷射空气时被安放在手指170的表面上。

参照图5A和5B，为了通过第一空气喷射孔132和第二空气喷射孔170喷射空气，本实施例中的用于传送衬底300的盒系统包括空气供应和排出泵190、第一和第二空气管线193和194、用于感测单元装载板131的端部与手指170的端部之间的泊靠状态的传感器(未示出)和根据来自传感器的信号控制空气供应和排出泵190的工作的控制器192。

空气供应和排出泵190被配置为供应或排出空气。空气供应和排出泵190可设置在衬底传送机械手150中，或放置于与衬底传送机械手150分开的位置而只有其管线被连接至相应部分。在本实施例中，将空气供应和排出泵190描述为单一元件，但其不限于此。或者，可以分别设置空气供应泵和空气排出泵。

第一空气管线193连接空气供应和排出泵190与手指170，使得空气可被供应给手指170的第二空气喷射孔172或从手指170排出。如图所示，手指170具有矩形方框结构，该矩形方框结构具有一定的容积，是空心的。因此，如果空气供应和排出泵190通过第一空气管线193向手指170的内部供应空气，则通过在手指170的表面上形成的第二空气喷射孔172喷射所供应的空气，从而使衬底300悬浮于预定的高度。同时，在手指170吸持衬底300时可使用第一空气管线193，以便在手指170与单元装载板131泊靠在一起之前安全地移动衬底300。这时，手指170可被排空或抽真空。

与用于使衬底300悬浮在手指170上的第一空气管线193相反，第二空气管线194用于使衬底300悬浮在单元装载板131上。也就是说，第二空气管线194形成不同于第一空气管线193的管线并连接空气供应和排出泵190和手指170，从而在单元装载板131的端部与手指170的端部相互泊靠在一起时向单元装载板131的第一空气喷射孔132供应空气或从单元装载板131排出空气。这时，与第一空气管线193相反，第二空气管线194被设置为手指170内的管道的形状，以免被供应给第二空气管线194的空气在其穿过单元装载板131的内部并通过第一空气喷射孔132被喷射之前跑到手指170的第二空气喷射孔172的外面。

为了经由第二空气管线194向单元装载板131供应空气并通过在单元装载板131中形成的第一空气喷射孔132喷射空气，衬底传送机械手150接近衬底传送盒110，以便设置在衬底传送机械手150中的手指170的端部可被泊靠(耦合)至设置在衬底传送盒110中的单元装载板的端部，然后，控制器192控制空气供应和排出泵190。

如果单元装载板131和手指170的端部是平坦的直线形状，在单元装载板131与手指170之间的泊靠操作可能不会顺利执行。因此，在本实施例中，手指170的端部形成有突出部170a，且单元装载板131的端部形成有与突出部170a啮合的凹槽131a(参照图1和2的放大部分)，使得单元装载板131和手指170可被泊靠在正确位置。

因此，可通过突出部170a和凹槽131a容易且顺利地执行图1和2所示的泊靠操作。此外，单元装载板131的端部和手指170的端部形成有用于供通过第二空气管线194供应的空气从中流过的孔(未示出)，使得这些孔可以在泊靠状态中相互连通(参照图5B)。

突出部170a和凹槽131a可具有诸如韩语字符

等各种形状。在本实施例中，突出部170a和凹槽131a分别具有梯形形状，使得它们可容易且准确度相互泊靠。虽然未示出，但突出部170a和凹槽131a至少其中之一可具有密封填料(未示出)，以防止在泊靠表面上出现空气泄露并吸收震动，从而可以防止在泊靠表面上出现空气泄露、同时在泊靠操作之后供应或排出空气或者可以吸收泊靠操作时的震动。

如果单元装载板131与手指170如图2所示地相互泊靠在一起并通过第一空气喷射孔132和第二空气喷射孔172喷射空气，则来自手指170的衬底300必须如图3所示地被传送至衬底传送盒110的内部，并随后被传送到单元装载板131的顶部上。此操作由耦合到手指170的载具180来实现。

如图5A、5B和6所示，载具180包括耦合到手指170并可沿着手指170的长度方向移动的移动单元181、以及耦合到移动单元181并通过吸入空气来吸持和抓握衬底300的吸持构件182。

在本实施例中，设置了两个载具180，但其不限于此。载具180的数目、位置和形状不限制本发明的范围。因此，可以各种方式设计载具180的数目、位置和形状。

可由作为一般直线移动装置的直线电动机来实现移动单元181。此外，可以通过电动机与滚珠丝杠的组合或通过汽缸装置来实现移动单元181。

吸持构件182通过单独的空气吸持来吸持衬底300的底部。由于衬底300在被悬浮的情况下传送，所以吸持构件182局部吸持衬底300的端部并在由移动单元181移动的同时传送衬底300即足矣。

在本实施例中，在吸持构件182被耦合到移动单元181时(参照图6的放大部分)，吸持构件182的上部高于手指170的顶面。然而，如果吸持构件182具有可折叠的结构以便在空气被供应给吸持构件182时膨胀并在停止空气供应时收缩，则在吸持构件182被耦合到移动单元181时，吸持构件182的上部可以不高于手指170的顶面。

除前述构造之外，载具180还可包括设置在移动单元181中并使吸持构件182在移动单元181上向上和向下移动的驱动单元(未示出)，以实现操作的方便性。

通过用于传送衬底300的具有此构造的盒系统，将衬底300装载到衬底传送盒110中的操作如下。

在如图1所示的衬底传送机械手150与衬底传送盒110分开且衬底300被安放于手指170的表面上的状态下，衬底传送机械手150移动到衬底传送盒110，使得设置在衬底传送机械手150中的手指170的突出部170a与设置在衬底传送盒110中的单元装载板131的凹槽131a啮合，从而实现泊靠操作。

随着手指170与单元装载板131之间的泊靠操作的完成，控制器192控制空气供应和排出泵190通过第一和第二空气管线193和194供应空气。

经由第一空气管线193供应的空气沿着手指170的内部流动，并通过在手指170的表面上形成的第二空气喷射孔172被喷射，从而使衬底300悬浮于预定的高度。这时，载具180的吸持构件182吸持衬底300的后端部。

经由在手指170内部延伸并具有管道形状的第二空气管线194供应的空气在穿过泊靠表面的同时被供应给单元装载板131的内部，并通过在单元装载板131的表面上形成的第一空气喷射孔132喷射。

在通过第一空气喷射孔132和第二空气喷射孔172喷射空气的同时，载具180的移动单元181如图3所示地沿着手指170的长度方向移动并将悬浮的衬底300传送至衬底传送盒110的内部，从而将衬底300装载到单元装载板131上。与传统接触方式相反，本实施例采用无接触方式在使衬底300以某一高度悬浮的同时传送衬底300，使得可以减少衬底300上的划伤缺陷。

在通过载具180将衬底300传送到单元装载板131上之后，空气192停止空气供应或排出剩余空气。然后，悬浮在单元装载板131上方的衬底300向下移动并被装载到单元装载板131的表面上。

可在多层的每个单元装载板131处同样地执行用于装载衬底300的这种操作。如果期望数目的衬底300全部被装载到衬底传送盒110中，则将衬底传送盒110本身传送至下一道工艺，然后，在衬底传送盒110到达相应工艺时由放置于相应工艺处的机械手从衬底传送盒110中抽出衬底300。这里，按照与装载操作相反的顺序来抽出衬底300。

依照本实施例，不需要像传统盒系统一样安装销来支撑衬底300，且手指170不需要在衬底传送盒110中移动，使得可以保证具有并利用相应的空间。因此，不仅可以轻易地将比传统盒系统的衬底300更多的衬底300装载到标准单元尺寸的盒110中从而提高传送衬底300的效率，而且在将衬底300装载到盒110中和从盒110中抽出衬底300时采用基于空气悬浮的无接触方式，从而比传统盒系统更有效地减少衬底300上的划伤缺陷。

图7是根据本发明第二实施例的用于传送衬底300的盒系统的局部放大平面图。

在前述实施例中，在供应和排出空气时均使用第一空气管线193。然而，在第二实施例中，设置了空气供应管线193a和空气排出管线193b而不影响本发明的效果。

图8是根据本发明第三实施例的用于传送衬底300的盒系统中被布置成在其间进行泊靠单元装载板和手指的局部透视图。

如图中所示，相互泊靠在一起的手指270的端部与单元装载板231的端部分别形成有对应于锥形形状的突出部270a和凹槽231a。

这里，如图8所示，可以对锥形形状的尖端进行加尖或切削。

如果在手指270的端部中设置有锥形突出部270a且在单元装载板231的端部中设置有相应凹槽231a的情况下手指270泊靠至单元装载板231，则不仅通过锥形或截锥形的结构特征(即，即使手指270未与单元装载板231完美地对准，也可在上、下、左、右方向上自然地修正未对准的位置的特征)而轻易地执行手指270与单元装载板231之间的泊靠操作，而且单元装载板231和手指270的顶面实质上均匀地接合在一起。

作为参照，单元装载板231和手指270一般被制造为相对薄的板，并因此而可能变形，导致在衬底传送机械手150中出现位置误差等等。在这些不同条件下，如果单元装载板231与手指270相互泊靠在一起，则在泊靠操作之后在单元装载板231与手指270之间可能产生高度差。该高度差可能导致传送的衬底300与单元装载板231或手指270相碰撞。

在本实施例中，单元装载板231与手指270之间的泊靠结构采用对应于锥形或截锥形的突出部270a和凹槽231a。因此，单元装载板231与手指270的顶面可以通过锥形或截锥形的结构特征泊靠在一起而不会出现高度差，即使单元装载板231和手指270可能变形、衬底传送机械手150中可能出现位置误差、或可能出现其它情况。因此，可以解决高度差所引起的许多问题。

在前述实施例中，锥形突出部270a被设置在手指270的端部中，且相应凹槽231a被设置在单元装载板231的端部中，但其不限于此。或者，锥形凹槽(未示出)可被设置在手指270的端部中，且相应突出部(未示出)可被设置在单元装载板231的端部中。

此外，在前述实施例中，单元装载板231和手指270被制造为相对薄的板(例如矩形板)，但其不限于此。或者，可通过具有圆形截面的棒结构来实现所述单元装载板和所述手指。当然，还可以同样地将突出部270a和凹槽231的前述结构应用于棒结构。

如上所述，本发明提供一种用于传送玻璃衬底的盒和机械手及具有该盒和机械手的盒系统，其不仅能够轻易地将比传统盒系统的衬底更多的衬底装载到标准单元尺寸的盒中从而提高传送衬底的效率，并且在将衬底装载到盒中和从盒中抽出衬底时采用基于空气悬浮的无接触方式，从而比传统盒系统更有效地减少衬底上的划伤缺陷。

虽然已参照本发明的优选实施例具体地示出并描述了本发明，但本领域的技术人员应理解，在不脱离随附权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下，可进行形式和细节方面的各种修改。

Claims (24)

1.一种用于传送衬底的盒系统，所述盒系统包括：

衬底传送盒，其包括形成外观的盒外壳和多个衬底悬浮装载板，所述多个衬底悬浮装载板被布置成在所述盒外壳中沿高度方向相互间隔开并形成有多个第一空气喷射孔以使所述衬底悬浮；以及

衬底传送机械手，用于将所述衬底装载到所述衬底传送盒中或从所述衬底传送盒抽出所述衬底，

所述衬底传送机械手包括：

机械手主体；

多个手指，所述手指在其表面上形成有多个第二空气喷射孔以使所述衬底悬浮，并具有端部，所述端部选择性地泊靠至连接到所述机械手主体的所述衬底悬浮装载板的一个侧壁和从所述衬底悬浮装载板的一个侧壁上释放；以及

至少一个载具，沿所述多个手指中的至少一个手指的长度方向可相对移动地耦合到所述至少一个手指，并抓握所述衬底以将所述衬底装载到所述衬底传送盒中或从所述衬底传送盒抽出所述衬底。

2.如权利要求1所述的盒系统，其特征在于，所述多个衬底悬浮装载板中的每一个均包括多个单元装载板，所述多个单元装载板被布置成在所述盒外壳的宽度方向上相互间隔开，以及

所述载具抓握通过经所述第一空气喷射孔和所述第二空气喷射孔喷射的空气而悬浮的所述衬底，并将所述衬底装载至所述衬底悬浮装载板中或从所述衬底悬浮装载板中抽出。

3.如权利要求2所述的盒系统，还包括：

空气供应和排出泵；

第一空气管线，用于连接所述空气供应和排放泵与所述手指，并向所述手指的第二空气喷射孔中供应空气或从所述手指的内部排出空气；

第二空气管线，用于连接所述空气供应和排放泵与所述手指，同时形成不同于所述第一空气管线的一条管线，并在所述单元装载板的端部与所述手指的端部相互泊靠在一起时，向所述单元装载板的第一空气喷射孔供应空气或从所述单元装载板的内部排出空气。

4.如权利要求3所述的盒系统，其特征在于，所述第一空气管线与所述第二空气管线中的至少一者被分离成空气供应管线与空气排出管线。

5.如权利要求3所述的盒系统，还包括：

传感器，用于感测所述单元装载板的端部与所述手指的端部之间的泊靠状态；以及

控制器，用于根据来自所述传感器的信号控制所述空气供应和排出泵工作。

6.如权利要求2所述的盒系统，其特征在于，选择性地相互泊靠在一起的所述单元装载板的端部与所述手指的端部其中之一形成有突出部，并且所述单元装载板的端部与所述手指的端部其中之另一形成有与所述突出部啮合的凹槽。

7.如权利要求6所述的盒系统，其特征在于，所述突出部与所述凹槽被局部成型为梯形。

8.如权利要求6所述的盒系统，其特征在于，所述突出部以锥形形状突出，并且所述凹槽以锥形形状凹陷以接纳所述突出部。

9.如权利要求6所述的盒系统，其特征在于，所述突出部与所述凹槽至少其中之一设置有密封填料，以防止泊靠表面上出现空气泄漏。

10.如权利要求1所述的盒系统，其特征在于，所述载具包括：

移动单元，连接至所述手指，以沿所述手指的长度方向相对移动；以及

至少一个吸持构件，耦合到所述移动单元并通过空气吸持而吸持和抓握所述衬底。

11.如权利要求10所述的盒系统，其特征在于，所述载具包括驱动单元，所述驱动单元设置在所述移动单元中并驱动至少一个吸持构件在所述移动单元上向上和向下移动。

12.如权利要求10所述的盒系统，其特征在于，所述吸持构件耦合到所述移动单元，使得所述吸持构件的上部高于所述手指的顶面。

13.如权利要求2所述的盒系统，还包括多个支撑板，所述多个支撑板耦合到所述盒外壳并支撑所述多个单元装载板。

14.如权利要求13所述的盒系统，其特征在于，所述多个支撑板放置于所述多个单元装载板的底部上。

15.如权利要求1所述的盒系统，其特征在于，所述盒外壳包括：

底板，其形成底部；以及

多个骨架，设置于除供所述衬底进出的侧外的其它侧上，并相互接合以与所述底板一起形成外观。

16.一种用于传送衬底的盒，所述盒包括：

盒外壳，其形成外观；以及

多个衬底悬浮装载板，其被布置成在所述盒外壳中沿高度方向相互间隔开，按层装载有衬底，并在其表面上形成有多个第一空气喷射孔以使所述衬底悬浮。

17.如权利要求16所述的盒，其特征在于，所述多个衬底悬浮装载板中的每一个均包括多个单元装载板，所述多个单元装载板被布置成在所述盒外壳的宽度方向上相互间隔开。

18.如权利要求16所述的盒，还包括多个支撑板，所述多个支撑板耦合到所述盒外壳并支撑所述多个单元装载板，

所述多个支撑板放置于所述多个单元装载板的底部上。

19.如权利要求16所述的盒，其特征在于，所述盒外壳包括：

底板，其形成底部；以及

多个骨架，设置于除供所述衬底进出的侧外的其它侧上，并相互接合以与所述底板一起形成外观。

20.一种用于传送衬底的机械手，所述机械手包括：

机械手主体；

多个手指，所述手指在其表面上形成有多个第二空气喷射孔以使所述衬底悬浮，并具有端部，所述端部选择性地泊靠至连接到所述机械手主体的所述衬底悬浮装载板的一个侧壁和从所述衬底悬浮装载板的一个侧壁上释放；以及

至少一个载具，沿所述多个手指中的至少一个手指的长度方向可相对移动地耦合到所述至少一个手指，并抓握所述衬底以将所述衬底装载到所述衬底传送盒中或从所述衬底传送盒抽出所述衬底。

21.如权利要求20所述的机械手，其特征在于，所述多个衬底悬浮装载板中的每一个均包括多个单元装载板，所述多个单元装载板被布置成在所述盒外壳的宽度方向上相互间隔开，以及

所述载具抓握通过经所述第一空气喷射孔和所述第二空气喷射孔喷射的空气而悬浮的所述衬底，并将所述衬底装载至所述衬底悬浮装载板中或从所述衬底悬浮装载板中抽出。

22.如权利要求20所述的机械手，还包括：

空气供应和排出泵；

第一空气管线，用于连接所述空气供应和排放泵与所述手指，并向所述手指的第二空气喷射孔中供应空气或从所述手指的内部排出空气；

第二空气管线，用于连接所述空气供应和排放泵与所述手指，同时形成不同于所述第一空气管线的一条管线，并在所述单元装载板的端部与所述手指的端部相互泊靠在一起时，向所述单元装载板的第一空气喷射孔中供应空气或从所述单元装载板的内部排出空气。

23.如权利要求20所述的机械手，其特征在于，所述载具包括：

移动单元，连接至所述手指，以沿所述手指的长度方向相对移动；以及

至少一个吸持构件，耦合到所述移动单元并通过空气吸持而吸持和抓握所述衬底。

24.如权利要求20所述的机械手，其特征在于，所述载具包括驱动单元，所述驱动单元设置在所述移动单元中并驱动至少一个吸持构件在所述移动单元上向上和向下移动，以及

所述吸持构件耦合到所述移动单元，使得所述吸持构件的上部高于所述手指的顶面。

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