CN103959454A - 基板保持装置 - Google Patents

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Abstract

具备：改变多个基板保持体（10）的间距的支持机构（12）；设置于各基板保持体（10），并以使可动保持构件（24）推压把持基板的形式对可动体（16）施力的施力机构（18）；以及解除由可动保持构件（24）进行的基板的推压把持的推回机构（20）；形成为可以使推回机构（20）的推回部（60）位于与可动体（16）不接触的待机位置的结构。

Description

基板保持装置
技术领域
本发明涉及保持硅片等的基板的基板保持装置。
背景技术
以往，已知一种在半导体等的处理工序中可以将硅片等的基板从以按规定间距在该基板的厚度方向上排列的形式将其收纳的卡匣盒一次多块地移送至其他卡匣盒的基板保持装置。特别是已知一种从前后的处理工序中的必要性考虑在移送基板时可以改变间距地移送基板的基板保持装置（例如参照对比文件1）。
该基板保持装置具备：具有把持基板的边缘的3个以上的爪部的多个基板保持部、变换基板保持部的间距的间距变换机构部、中间部弯曲且一端与爪部连接的钢条（steel tape）、以及与钢条的另一端连接且在从基板的边缘朝向中心部的方向上往复移动的驱动单元。而且，根据间距变换机构部改变基板保持部的间隔而使钢条的两端间的直线距离发生变化，其结果是，即使是钢条发生弯曲的情况，也可以通过由钢条的弯曲后的部分产生的弹性力吸收钢条的弯曲并使把持力保持一定。
现有技术文献：
专利文献：
专利文献1：日本特开2006-313865号公报。
发明内容
发明要解决的问题：
可是，在像较大地改变基板保持部的间距这样的基板保持装置或增加基板保持部的数量的基板保持装置中，伴随间距的改变，在一部分的基板保持部中改变前与改变后的钢条的两端间的直线距离发生较大变化，其结果是存在像钢条较大地弯曲这样的情况。在像这样的情况中，难以通过钢条的弯曲部分的弹力吸收钢条的弯曲，并将基板的把持力保持一定。
本发明是为了解决像这样的问题而做的发明，其目的在于提供一种即使在较大地改变基板保持部的间距或增加基板保持部的数量的情况下，也可以将把持力保持一定并确实地保持基板的基板保持装置。
解决问题的手段：
为解决上述问题，根据本发明的组合秤的基板保持装置，具备：多个基板保持体；以使多个所述基板保持体在第一方向上排列的形式支持多个所述基板保持体，并改变多个所述基板保持体的所述第一方向上的间距的支持机构；设置于各个所述基板保持体，并含有相对于所述基板保持体可移动的一个以上的可动保持构件，且通过所述可动保持构件以对应于多个所述基板保持体的多个基板在所述第一方向上排列的形式把持该基板而构成的保持部；在与所述第一方向交叉的第二方向及第二方向的相反方向的第三方向上可移动，并以伴随该移动使一个以上的所述可动保持构件移动的形式设置于各个所述基板保持体的可动体；以在所述第二方向上对所述可动体施力，并使所述可动保持构件与所述基板接触而推压把持该基板的形式设置于各个所述基板保持体的施力机构；以及含有推回部，且该推回部使分别设置于多个所述基板保持体的所述可动体对抗所述施力并向所述第三方向移动，从而解除由所述可动保持构件进行的所述基板的推压保持的推回机构；所述推回机构形成为能够使所述推回部位于与所述可动体不接触的待机位置的结构。
根据该结构，施力机构分别设置于多个基板保持体，在间距变更时，可以使其与所对应的基板之间的位置关系不发生变化。借助于此，在间距变更时，可以使把持力保持一定，可以确实地保持基板。
又，可以在推回部位于与可动体不接触的待机位置时进行间距变更，借助于此，在间距变更时可以使推回部与可动体不互相摩擦。借助于此，可以防止间距变更时产生碎粒，进而可以提高利用基板制造的被制造物的成品率。
也可以是在根据上述发明的组合秤的基板保持装置中，所述待机位置比所述可动保持构件与所述基板接触并推压把持该基板的把持位置靠近所述第二方向侧。
根据该结构，通过将推回部移至比把持位置靠近第二方向侧的位置，可以使推回部与可动体不接触。
也可以是在根据上述发明的组合秤的基板保持装置中，所述保持部形成为含有固定于所述基板保持体的一个以上的固定保持构件，通过该固定保持构件与所述可动保持构件把持对应于多个所述基板保持体的多个基板的结构。
根据该结构，可以通过一个以上的固定保持构件与一个以上的可动保持构件把持所对应的基板。
也可以是在根据上述发明的组合秤的基板保持装置中，所述可动保持构件在各个所述基板保持体上设置两个以上。
根据该结构，可以通过两个以上的可动保持构件把持所对应的基板。
也可以是在根据上述发明的组合秤的基板保持装置中，所述施力机构比所述把持位置靠近所述第二方向侧，并含有解除对所述可动体的向所述第二方向的施力的可施力限度位置，所述待机位置形成为位于比所述可施力限度位置靠近所述第二方向侧的位置的结构。
根据该结构，可以使推回机构移至比可施力限度位置靠近第二方向侧的位置，以此不论保持部是否保持着基板，都可以使推回部与可动体不接触。
也可以是在根据上述发明的组合秤的基板保持装置中，具备限制所述可动体的向所述第二方向侧的移动的止动器，通过该止动器规定所述可施力限度位置。
根据该结构，通过止动器使推回机构向第二方向侧移动，以此不论保持部是否保持基板，都可以使推回部与可动体不接触。
也可以是在根据上述发明的组合秤的基板保持装置中，所述支持机构形成为在所述推回机构的所述推回部位于所述待机位置时改变多个所述基板保持体的所述第一方向上的间距的结构。
根据该结构，可以使推回部与可动体不互相摩擦。
发明效果：
本发明形成为以上说明的结构，起到可以使把持力保持一定并确实地保持基板的效果。又，本发明起到可以提高使用基板制造的被制造物的成品率的效果。
附图说明
图1是示出含有根据本发明的实施形态的基板保持装置的基板搬运系统的结构例的图；
图2是示出图1的基板保持装置的结构例的外观图；
图3是示出图1的基板保持装置的结构例的要件放大立体图；
图4是示出图1的基板保持装置的结构例的侧视图；
图5A是示出图1的基板保持装置的支持机构的结构例的图；
图5B是示出图1的基板保持装置的支持机构的结构例的图；
图6是示出图1的基板保持装置的动作例的流程图；
图7是示出图1的基板保持装置的动作例的图；
图8是示出图1的基板保持装置的动作例的图；
图9是示出图1的基板保持装置的动作例的图；
图10是示出根据本发明的实施形态的基板保持装置的变形例的图。
具体实施方式
以下，参考附图对本发明的实施形态进行说明。另外，以下对所有附图中相同或相当的要素标记相同的参照符号，并省略其重复的说明。
[整体结构]
图1是示出含有基板保持装置100的基板搬运系统1的结构例的图。
作为基板，可以例举半导体晶片、通过半导体工艺处理的薄型显示器（液晶显示器，有机EL显示器等）用的玻璃基板。作为半导体晶片，可以例举硅片、碳化硅晶片、蓝宝石晶片等。
基板搬运系统1只要是搬运基板的系统，就不特别限定。基板搬运系统1例如是在半导体生产线中将硅片基板从一个卡匣向另一个卡匣搬运的系统。根据本实施形态的基板搬运系统1搬出收纳于第一卡匣2的圆形基板，并将该基板搬入至第二卡匣3。第一卡匣2及第二卡匣3分别形成为箱状，其侧面形成有用于进行收纳于各卡匣的基板的搬入搬出的开口部2a、3a。第一卡匣2及第二卡匣3以这些开口部2a、3a互相对向的形式配置。而且，第一卡匣2中未图示的支持部以将基板以间距P1在例如铅直方向上排列的形式支持着基板。又，第二卡匣3中未图示的支持部以将基板以比第一间距P1小的间距P2在铅直方向上排列的形式支持着基板。
基板搬运系统1具备：梢端安装有基板保持装置100，并利用基板保持装置100将收纳于第一卡匣2的基板搬运至第二卡匣3的机械手4；升降机械手4的升降台5；以及控制含有基板保持装置100的机械手4及升降台5的未图示的控制部。
机械手4例如是工业用机械手。其手臂的梢端上装有基板保持装置100。在本实施形态中机械手4是所谓的水平多关节式机械手，在水平面内动作其手臂。机械手4可以由众所周知的水平多关节式机械手构成，因此省略更多的说明。
升降台5与机械手4的基台连接，在与机械手4的手臂的动作水平面相交叉的方向上升降。根据本实施形态的升降台5配置于第一卡匣2及第二卡匣3之间，并在收纳于这些卡匣的基板所排列的铅直方向上升降。升降台5的结构众所周知，因此省略更多的说明。
[基板保持装置的结构]
图2是示出基板保持装置100的结构例的外观图。图3是示出基板保持装置100的结构例的要件放大立体图，其示出了下述的基板保持体10的基端部附近。
如图2及图3所示，基板保持装置100具备有多个基板保持体10、支持多个基板保持体10的基端部的支持机构12、把持基板的保持部14、可动体16、施力机构18、以及推回机构20。本实施形态中，关于基板保持体10，设有5个基板保持体10a～10e。
图4是示出基板保持装置100的结构例的侧视图。另外，图4中，示出了使推回部60位于比下述待机位置靠近基板保持体10的梢端方向的位置的状态。
如图2所示，各基板保持体10a～10e在本实施形态中形成为从基端部向梢端部延伸的板状，设定有从其中间部到梢端部的保持圆形的硅片的基板保持位置A。如图2及图3所示，各基板保持体10a～10e的基端部的中间部从基端部向梢端部被切割而形成切口部11。另，以下，为了方便，将从基板保持体10a～10e的基端部侧朝向梢端侧的方向称为前、将其相反方向称为后。
如图3及图4所示，支持机构12以将各基板保持体10a～10e在其厚度方向上排列的形式支持各基板保持体10a～10e，并改变各基板保持体10a～10e的排列方向的间距。在本实施形态中各基板保持体10a～10e形成为沿着铅直方向（第一方向）排列的结构。另，以下，为了方便，将从基板保持体10a朝向10e的方向称为上、将其相反方向称为下。
图5A及图5B是示出基板保持装置100的支持机构12的结构例的图。
如图3、图5A及图5B所示，在本实施形态中，支持机构12具有与基板保持体10数量相同的即5个支持台（第一～第五支持台50a～50e）、一对导轨52、转动构件54、以及未图示的间距变更驱动部。
第一～第五支持台50a～50e分别形成为厚板状，具有表面（表侧主面）和含有从表面的周围向下方延伸的前表面、后表面及两侧面的周围面。而且，基板保持体10a～10e的后端以基板保持体10a～10e分别与第一～第五支持台50a～50e的表面延伸方向平行地延伸的形式安装于第一～第五支持台50a～50e的前表面。
而且，第一～第五支持台50a～50e如图3所示在表面形成有引导下述可动体16的主体部16a的引导槽57。引导槽57从各支持台的表面的内侧朝向前方并与基板保持体10的延伸方向平行地延伸，其梢端在第一～第五支持台50a～50e的前表面开口。
而且，如图5A及图5B所示，第二～第五支持台50b～50e分别在其后表面具有与表面延伸方向平行地延伸并与后述接合销55b～55e接合的长孔51b～51e。
又，在本实施形态中第一～第五支持台50a～50e如图3及图4所示具备限制下述可动体16的杆部16b的移动的止动器6。止动器6以从第一～第五支持台50a～50e的前表面向前方突出的形式形成为侧视时成L字状，且以与位于下述可待机限度位置的可动体16的杆部16b抵接的形式配设。
一对导轨52在上下方向上延伸，其下端分别固定于第一支持台50a的两侧面。又，导轨52与第二～第五支持台50b～50e的两侧面分别可滑动地接合。而且，该一对导轨52在保持第二～第五支持台50b～50e的姿势的同时在导轨52的延伸方向、即上下方向上引导第二～第五支持台50b～50e。
转动构件54例如是细长的板状体。转动构件54从其基端部到梢端部等间隔地设置有与基板保持体10相同数量的接合销55，本实施形态中，设有5个接合销55a～55e。其中，接合销55a与第一支持台50a可转动地接合。又，其他接合销55b～55e分别与长孔51b～51e接合，并在长孔51的延伸方向可滑动地构成。
间距变更驱动部与接合销55a连接，并使接合销55a转动以及使转动构件54与其一起转动。
如上述那样构成的支持机构12，间距变更驱动部使转动构件54摇动时，转动构件54位于与各长孔51b～51e的延伸方向交叉的位置，因此在一对导轨52的延伸的上下方向上引导第二～第五支持台50b～50e。又，5个结合销55a～55e等间隔地设置，因此，第一～第五支持台50a～50e在任意间距上都排列成等间隔。
如图2～图4所示，保持部14设置于各个基板保持体10a～10e，对于基板保持体10a～10e分别具备可移动的可动保持构件24。而且，本实施形态中，还具备两个固定保持构件22。
可动保持构件24以位于基板保持体10上的基板保持位置A的后侧的边缘的形式设置。两个固定保持构件22以位于基板保持体10a～10e上的基板保持位置A的前侧的周缘的形式设置。这些可动保持构件24及固定保持构件22把持与基板保持体10对应的基板。借助于此，各基板在上下方向上排列。
可动体16设置于各基板保持体10a～10e，在与上下方向交叉的方向上可移动，并伴随其移动而移动可动保持构件24。
在本实施形态中，可动体16具有与基板保持体10的延伸方向平行地延伸的棒状的主体部16a和在与主体部16a的延伸方向交叉的方向上的杆部16b。
主体部16a配置于第一～第五支持台50a～50e的引导槽57内，在该引导槽57内被引导并向着朝向基板保持位置A的方向、即前方（第二方向），以及从基板保持位置A离开的方向、即后方（第三方向）滑动。而且主体部16a的前端一体地安装于可动保持构件24的后端。因此，可动保持构件24与可动体16一起在前后方向上移动。
杆部16b是与下述推回部60接触的部分，在与基板保持体10的延伸方向平行的面内，在与主体部16a的延伸方向正交的方向上延伸。
施力机构18对可动体16施力，使可动保持构件24与位于基板保持位置A的基板接触而推压把持该基板。作为施力机构18，可以例举各种弹簧、马达、气压运转的执行机构等。
在本实施形态中，施力机构18为压缩螺旋弹簧，从后方向前方对可动体16的主体部16a的后端部施力。借助于此，基板位于基板保持位置A时，可动保持构件24通过可动体16被施力机构18施力，向前方移动，与基板接触，并推压把持基板。
另一方面，基板不位于基板保持位置A时，可动体16向前进一步移动，杆部16b与止动器6抵接而限制可动体16向前方的移动。借助于此，可对可动保持部24解除向前方的施力。该状态中的可动体16的位置形成为可施力限度位置（参考图9）。即，通过止动器6规定可施力限度位置。
推回机构20具有推回部60，推回部60使可动体16对抗施力机构18的施力而向后方移动，解除由可动保持构件24进行的推压保持。
在本实施形态中，推回机构20具备推回驱动部61及杆62，杆62的基端部与推回驱动部61连接。杆62使棒状体弯曲成L字状而形成，该弯曲部分的梢端侧的部分构成了推回部60。推回部60在上下方向上延伸而形成，并位于切口11的内侧。又，推回部60位于比杆部16b靠前的位置。推回驱动部61安装于第一支持台50a的底面。推回驱动部61为执行机构，在切口11内，使推回部60在前方的待机位置（参考图8）和后方的解放位置（参考图7）之间在引导槽57的延伸方向上进退移动。在待机位置和解放位置之间含有可动保持构件24与基板保持位置A接触状态下的杆部16b与推回部60接触的把持位置。
待机位置设定为比把持位置靠近前方（第二方向侧）。因此，使推回部60从把持位置移动至待机位置时，虽然可动保持构件24及可动体16被施力机构18向前方施力，但被基板限制向前方的移动。借助于此，可动保持构件24及可动体16不会伴随推回部60的移动而跟随移动。因此，推回部60与杆部16b相分离而变成不接触。
又，本实施形态中，待机位置设定为比推回部60与位于可施力限度位置的可动体16的杆部16b抵接的位置靠前（参考图9）。因此，即使基板不位于基板保持位置A时，可动保持构件24及可动体16被止动器6限制向前方的移动。借助于此，可动保持构件24及可动体16不会伴随推回部60的移动而跟随移动。因此，推回部60与杆部16b相分离而变成不接触。
如此，不论基板保持位置A有无基板，推回部60都可以形成为在待机位置与杆部16b不接触的结构。
又，解放位置设置为与比把持位置靠近后方（第三方向）。因此，使推回部60从把持位置移动至解放位置时，可动保持构件24及可动体16跟随推回部60的移动。借助于此，可动保持构件24及可动体16对抗施力机构18的施力而向后方被推回。因此，解除基板的推压保持；
[动作例]
然后，对含有基板保持装置100的基板搬运系统1的动作例进行说明。
图6是示出基板保持装置100的动作例的流程图。图7～图9是示出基板保持装置100的动作例的图。
首先，基板保持装置100的控制部以将5个基板保持体10的间距变为与收纳于第一卡匣2的基板的间距相同的第一间距P1的形式决定基板保持体10的位置，如图7所示，使推回部60位于解放位置（步骤S1）。
然后，基板搬运系统1的控制部驱动升降台5，使基板保持装置100的各基板保持体10位于能够插入收纳于第一卡匣2的基板的间隙的高度位置。然后，基板搬运系统1的控制部驱动机械手4，通过第一卡匣2的开口部2a，将基板保持装置100的各基板保持体10插入收纳于第一卡匣2的基板的间隙，使基板位于基板保持体10的各基板保持位置A。
然后，基板搬运系统1的控制部如图8所示使推回部60位于待机位置（步骤S2）。在该过程中，可动保持构件24受到施力机构18的施力而与位于基板保持位置A的基板抵接并推压把持基板。
另外，第一卡匣2中没有收纳基板时，如图9所示，可动体16位于可施力限度位置。
然后，基板搬运系统1的控制部驱动升降台5及机械手4，将基板保持装置100从第一卡匣2向外抽出，从第一卡匣2搬出基板。而且，如本实施形态那样，第一卡匣2的第一间距P1与第二卡匣3的第二间距P2不同时，基板搬运系统1的控制部判定为进行间距变更（步骤S3中为“是”）。然后，基板搬运系统1的控制部驱动间距变更部，进行以将5个基板保持体10的间距变为与第二卡匣3的基板间距相同的第二间距P2的形式决定基板保持体10的位置的间距变更（步骤S4）。
伴随该间距变更，杆部16b与推回部60的延伸方向平行地移动，但推回部60为与杆部16b不接触的状态，因此推回部60与杆部16b不互相摩擦。因此，可以防止产生碎粒。
另一方面，第一卡匣2的第一间距P1与第二卡匣3的第二间距P2相同时判定为不进行间距变更（步骤S3中为“否”），从而不进行间距变更。
然后，基板搬运系统1的控制部驱动升降台5，将基板保持装置100的各基板保持体10位于能够插入收纳于第二卡匣3的基板的间隙的高度位置。然后，基板搬运系统1的控制部驱动机械手4，通过第二卡匣3的开口部3a，将基板保持装置100的各基板保持体10插入第一卡匣2，将基板搬入第二卡匣3。然后，使推回部60位于解放位置，解除基板的推压保持，使基板支持于第二卡匣3的支持部，完成对第二卡匣3的基板的搬入。
如上所述，本实施形态的基板保持装置100中，设置于各基板保持体10的施力机构18分别推压位于所对应的基板保持体10的基板保持位置A的基板。借助于此，即使进行间距变更也可以将基板的把持力保持一定。
又，可以使推回部60位于与杆部16b不接触的待机位置，因此可以防止改变间距时因推回部60与杆部16b互相摩擦而产生碎粒。借助于此，可以提高利用该基板制作的被制造物的成品率。
又，基板保持装置100根据推回部60的位置的切换，一次全部地进行多个基板的推压把持及其解除。借助于此，可以简化基板保持装置100的结构，有利于制造，且制造费用也便宜；
＜变形例＞
在上述实施形态中，示出了基板保持装置100通过可动保持构件24及两个固定保持构件22把持圆形的基板的结构，但不限于此。与之替换的也可以是例如如图10所示把持矩形的基板的结构。而且也可以通过相对的可动保持构件124及固定保持构件122对该矩形的基板进行把持。
又，在上述实施形态中，保持部14形成为具有可动保持构件24及固定保持构件22的结构，但不限于此。与之替换的也可以是例如仅由多个可动保持构件24形成的结构。
而且，在上述实施形态中，止动器6限制可动体16的可施力限度位置，但不限于此。与之替换的也可以是不设置止动器6而将在施力机构18的螺旋弹簧达到自由长度时的可动体16的位置作为可施力限度位置。
由上述说明，本领域技术人员明了本发明的较多的改良和其他实施形态等。因此，上述说明仅作为例示解释，是以向本领域技术人员教导实施本发明的最优选的形态为目的提供。在不脱离本发明的精神的范围内，可以实质上变更其结构和/或功能的具体内容。
工业应用性：
本发明的基板保持装置对在基板上形成微细电路的半导体、显示面板等的生产线的适用是有用的。
符号说明：
1 基板搬运系统；
2 第一卡匣；
2a 开口部；
3 第二卡匣；
3a 开口部；
4 机械手；
5 升降台；
6 止动器；
10 基板保持体；
11 切口；
12 支持机构；
14 保持部；
16 可动体；
16a 主体部；
16b杆部；
18 施力机构；
20 推回机构；
22 固定保持构件；
24 可动保持构件；
50 支持台；
51 长孔；
52 导轨；
54 转动构件；
55 接合销；
57 引导槽；
60 推回部；
61 推回驱动部；
62 杆；
100 基板保持装置。 

Claims (7)

1.一种基板保持装置，具备：
多个基板保持体；
以使多个所述基板保持体在第一方向上排列的形式支持多个所述基板保持体，并改变多个所述基板保持体的所述第一方向上的间距的支持机构；
设置于各个所述基板保持体，并含有相对于所述基板保持体可移动的一个以上的可动保持构件，且通过所述可动保持构件以对应于多个所述基板保持体的多个基板在所述第一方向上排列的形式把持该基板而构成的保持部；
在与所述第一方向交叉的第二方向及第二方向的相反方向的第三方向上可移动，并以伴随该移动使一个以上的所述可动保持构件移动的形式设置于各个所述基板保持体的可动体；
以在所述第二方向上对所述可动体施力，并使所述可动保持构件与所述基板接触并推压把持该基板的形式设置于各个所述基板保持体的施力机构；以及
含有推回部，且该推回部使分别设置于多个所述基板保持体的所述可动体对抗所述施力并向所述第三方向移动，从而解除由所述可动保持构件进行的所述基板的推压保持的推回机构；
所述推回机构形成为能够使所述推回部位于与所述可动体不接触的待机位置的结构。
2.根据权利要求1所述的基板保持装置，其特征在于，所述待机位置比所述可动保持构件与所述基板接触并推压把持该基板的把持位置靠近所述第二方向侧。
3.根据权利要求1或2所述的基板保持装置，其特征在于，所述保持部形成为含有固定于所述基板保持体的一个以上的固定保持构件，通过该固定保持构件与所述可动保持构件把持对应于多个所述基板保持体的多个基板的结构。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的基板保持装置，其特征在于，所述可动保持构件在各个所述基板保持体上设置两个以上。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的基板保持装置，其特征在于，所述施力机构比所述把持位置靠近所述第二方向侧，并含有解除对所述可动体的向所述第二方向的施力的可施力限度位置；
所述待机位置形成为位于比所述可施力限度位置靠近所述第二方向侧的位置的结构。
6.根据权利要求5所述的基板保持装置，其特征在于，具备限制所述可动体的向所述第二方向侧的移动的止动器，通过该止动器规定所述可施力限度位置。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的基板保持装置，其特征在于，所述支持机构形成为在所述推回机构的所述推回部位于所述待机位置时改变多个所述基板保持体的所述第一方向上的间距的结构。
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