JP2002353291A - 基板搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板が反りを有している場合にも基板を安定
に保持して搬送し得るハンド部を備えた基板搬送装置を
提供すること。 【解決手段】 基板Ｗの下側へ挿入され掬い上げられて
基板Ｗに当接し支持する基板搬送装置のハンド部１１の
支持板１３の上面にそれぞれコイルスプリング１５を介
して複数のパッド１４を取り付ける。反りを生じている
基板Ｗにもコイルスプリング１５が圧縮され変形するこ
とにより、パッド１４は基板Ｗの傾斜面に応じて傾き、
面接触状態を維持して基板Ｗを安定に保持することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は基板搬送装置に関す
るものであり、更に詳しくは、搬送する基板が反りを生
じていても、これを確実に保持して搬送し得る基板搬送
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えばＬＳＩ用の半導体基板（ウェー
ハ）やディスプレイ用のガラス基板は真空中や大気中に
おいて例えば搬送ロボットの旋回するアームの先端部に
取り付けられたハンド部に乗せて各プロセス間を搬送さ
れている。以降、半導体基板およびガラス基板をまとめ
て単に基板と称する。図４は基板搬送装置２０が設置さ
れる装置の一例の真空処理装置１００の平面図であり、
図５は図４に示した基板搬送装置２０の斜視図である。
なお、図４、図５においては、第３アーム３３の先端部
に取り付けられるハンド部は図示を省略している。

【０００３】図４を参照して、真空処理装置１００の中
央部に搬送室２が設けられ、その内部には中心点０の回
りに矢印ｒで示すように旋回し、かつ中心点０’、０”
の回りにも旋回可能で、中心点０を基準にしての直動、
すなわち、矢印ｐで示すように屈伸する第１アーム３
１、第２アーム３２、第３アーム３３を備えた基板搬送
装置２０が設置されている。そして搬送室２の外周に
は、成膜前の基板を収容するローディング室３、基板に
機能膜を成膜する成膜室４、成膜の完了した基板を収容
するアンローディング室５がそれぞれゲート弁６、７、
８を介して設けられており、それぞれ独立して真空排気
が可能とされている。すなわち、基板は基板搬送装置２
０によってローディング室３、成膜室４、アンローディ
ング室５へ出し入れされる。

【０００４】そして、図６は第３アーム３３の先端のハ
ンド部の一例を示す斜視図であり、図７は図６における
［７］−［７］線方向の断面図である。図６、図７に示
すように、ハンド部２１はその根本部１２に細長い２本
の支持板１３が片持ちで取り付けられており、各支持板
１３の上面には基板Ｗを面で受けて支持するゴム製の複
数のパッド１４が所定の位置に取り付けられている。そ
して、ハンド部２１はその２本の支持板１３が基板Ｗを
下側から掬うように持ち上げて、あるプロセスから次の
プロセスへ搬送する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】基板はその一方の面で
ある主面（表面であることが多い）に各種の機能膜が成
膜され、また熱処理されるが、成膜や熱処理の温度は高
い場合には１０００℃を超える場合もあること、成膜材
料は無機物が主体であるが基板の材料とは異なり熱膨張
係数が異なることから、主面に成膜が施された基板は冷
却されると「反り」を生ずることが多い。従って、反り
を生じた基板Ｗはハンド部２１のパッド１４との当接が
不完全になって、搬送中に横滑りを起こすようになる。

【０００６】図８はその状態を示す図であり、図７と同
様なハンド部２１の断面図であるが、図８のＡは基板Ｗ
が上反りしている場合を示し、図８のＢは基板Ｗが下反
りしている場合を示す。すなわち、何れの場合も、パッ
ド１４は基板Ｗを面で支持することができず、点で支持
するようになることから、基板Ｗとパッド１４との間の
摩擦抵抗が低下し、搬送中の振動によって基板Ｗが横滑
りしてハンド部２１上の位置を変える。すなわち、基板
搬送装置２０が基板Ｗを次のプロセスへ搬送しても、基
板Ｗを所定の位置に載置し得ないような状態を生ずるの
である。勿論、同様な図９に示すように、基板Ｗとの当
接面を基板Ｗの反りに合わせた曲面としたパッド１４’
を採用することも対策の一つであり得るが、成膜する前
の基板Ｗは反りがなくフラットであること、上反りや下
反り、ないしは反りの度合い（曲率半径）は成膜材料の
種類や成膜の厚さによっても異なるので、パッド１４の
当接面を一つの曲面に設定しても全てのケースに対応さ
せることはできない。

【０００７】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、基板
がフラットである場合は勿論、基板が成膜後に上反りま
たは下反りとなった場合にも、基板を安定に保持して搬
送し得る基板搬送装置を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題は請求項１の
構成によって解決されるが、その解決手段を説明すれ
ば、次の如くである。

【０００９】請求項１の基板搬送装置は、基板の下側へ
挿入され掬い上げられて基板の裏面に当接し支持するハ
ンド部を先端側に備えた基板搬送装置において、ハンド
部の上面に複数のパッドがバネ部材を介して取り付けら
れている搬送装置である。このような基板搬送装置は、
パッドを取り付けているバネ部材が基板の重量によって
圧縮され変形することによって、パッドが基板と面で当
接し支持することから、基板の横滑りは発生しない。請
求項１に従属する請求項２の基板搬送装置は、前記パッ
ドが前記基板の裏面と３箇所以上の対称位置で当接する
ように前記ハンド部に配置されている搬送装置である。
このような基板搬送装置は、基板を水平な状態で支持す
ると共に、基板を傾かせない。

【００１０】請求項１に従属する請求項３の基板搬送装
置は、基板を複数のパッドで受けた時に、バネ部材のそ
れぞれが、基板の重量によって若干圧縮されるバネ定数
を有すると共に、パッドとハンド部との間で荷重を受け
る方向を曲げ得る程度の柔軟さを有している搬送装置で
ある。このような基板搬送装置は、基板面がフラットな
場合は勿論のこと、基板面が反りを生じたものであって
もパッドが反りに応じて面の向きを変え、常に基板を面
で支持して基板の横滑りを防止する。

【００１１】請求項１に従属する請求項４の基板搬送装
置は、バネ部材が径または幅に対して比較的長めのコイ
ルバネまたは屈曲した薄板バネである搬送装置である。
このような基板搬送装置は、基板の荷重を受けた時に、
バネ部材が比較的容易に圧縮されると共に、荷重を受け
る方向を比較的容易に曲げ得る。請求項１に従属する請
求項５の基板搬送装置は、ハンド部の挿入部分が基板へ
の挿入方向と平行に、かつ基板の幅より狭い幅内に設け
られた２枚の支持板からなり、２枚の支持板の上面にパ
ッドがバネ部材と共に取り付けられている搬送装置であ
る。このような基板搬送装置は、支持している基板を２
枚の支持板の中間位置で下方から別部材によって押し上
げたり、また逆に上方にある基板を別部材で底面側の中
央部で支持して下降させ、２枚の支持板上に載置するこ
とを可能にする。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の基板搬送装置は、上述し
たように、基板の下側へ挿入され掬い上げられて基板の
裏面に当接し支持するハンド部を先端側に備えた基板搬
送装置において、ハンド部の上面に複数のパッドがバネ
部材を介して取り付けられている搬送装置である。

【００１３】本発明の基板搬送装置はタイプを特に限定
されず、基板をハンド部で下支えして搬送する全ての搬
送装置を含む。そして、一般的に搬送ロボットと称され
ているものも含む。また、基板搬送装置は真空中で使用
されるもののほか、大気中で使用されるものも含む。大
気中ではパッドと基板との間に薄い空気層が抱き込ま
れ、真空中よりはパッド上での基板の横滑りが発生し易
いので、本発明は効果的に適用され得る。

【００１４】そして本発明の基板搬送装置は、ハンド部
の複数のパッドで基板を下支えするものであるから、基
板を安定に支えるためには、複数のパッドが、基板の裏
面と３箇所以上の対称位置で当接するように、ハンド部
の上面に配置されていることが必要である。そして、パ
ッドの数は多い程、パッドと基板との接触面積が大にな
り、摩擦抵抗が増大して基板の横滑りを生じなくなるの
で好ましいが、必要以上に数を増やすことは無駄である
から、搬送する基板の種類、搬送が行われる雰囲気等に
応じて適宜設定することが望まれる。

【００１５】そして、パッドはバネ部材を介してハンド
部の上面に取り付けられるが、基板を複数のパッドで受
けた時に、バネ部材のそれぞれは、基板の重量によって
若干圧縮されるバネ定数を有すると共に、パッドとハン
ド部との間で荷重を受ける方向を曲げ得る程度の柔軟さ
有しているものであることが望ましい。すなわち、この
ようなバネ部材を使用することによって、基板がフラッ
トな場合は勿論のこと、基板が上反りしている場合や下
反りしている場合にも、全てのパッドが基板の裏面に面
接触し、基板裏面の傾斜角度に応じてバネ部材が荷重を
受ける方向を曲げて基板を支持することができるからで
ある。すなわち、基板の反りの度合いに関係なく全ての
パッドが基板の裏面と面接触して支持するので、パッド
と基板との摩擦抵抗は基板がフラットな場合と同等にな
り、基板が反りを有していてもパッド上で横滑りを生ず
るような事態を回避することができる。

【００１６】そして、バネ部材が上記のように荷重を受
ける方向を容易に曲げ得るものであるためには、バネ部
材はその径または幅に対して比較的長めのコイルバネま
たは屈曲した薄板バネであることが望ましい。勿論、こ
れら以外のバネ部材の使用を排除するものではない。

【００１７】更には、ハンド部の平面形状は、基板の下
側へ挿入し基板を下支えして搬送し得るものである限り
において、如何なる形状であってもよく、平面形状は限
定されない。しかし、基板の下側へのハンド部の挿入方
向に平行に、かつ基板の幅より狭い幅内に設けられた２
枚の支持板とすることにより、挿入方向にある障害物を
避けての挿入が可能になる。また、基板を支持板で支持
している状態で、別部材を２枚の支持板の中間の下方か
ら上昇させて、基板を持ち上げるような操作が可能にな
る。勿論、その逆も可能である。

【００１８】

【実施例】次に本発明の基板搬送装置を実施例により図
面を参照して具体的に説明する。

【００１９】（実施例）実施例の基板搬送装置１０は図
４に示した基板処理装置１００に使用されるものであ
る。そして、基板搬送装置１０の基本的な構成は図５に
示した従来の基板搬送装置２０と同様であり、第３アー
ム３３の先端に取り付けられるハンド部のみが異なる。
従って、以降は異なるハンド部について説明する。

【００２０】図１は基板搬送装置１０のハンド部１１の
断面を示す断面図であり、先に示した図７に対応する図
である。すなわち、実施例の基板搬送装置１０のハンド
部１１はそれぞれのパッド１４がコイルバネ１５を介し
て支持板１３に取り付けられいるものであり、パッド１
４が面で基板Ｗを支持することは従来の場合と同様であ
る。そして、基板Ｗを複数のパッド１４で受けた時に、
それぞれのコイルバネ１５は僅かに圧縮される程度のバ
ネ定数を有しており、更に、パッド１４の面が傾いた時
には、それに応じて、コイルバネ１５は荷重を受ける方
向を曲げ得る柔軟さを備えている。

【００２１】そして、図２のＡは実施例の基板搬送装置
１０のハンド部１１が上反りした基板Ｗを支持している
状態を示し、図２のＢは下反りした基板Ｗを支持してい
る状態を示す断面図である。すなわち、ハンド部１１の
支持板１３に固定されているコイルスプリング１５は荷
重を受ける方向を容易に曲げ得るので、基板Ｗが反りを
生じており、パッド１４が接触する基板Ｗの面が水平で
ない場合にも、パッド１４と基板Ｗとは面接触した状態
で当接し、大きい摩擦抵抗が発現する。従って、反りを
生じている基板Ｗを搬送しても振動によって基板Ｗが横
滑りするようなことを防ぎ得る。

【００２２】以上、本発明の基板搬送装置を実施例によ
って説明したが、勿論、本発明はこれに限られることな
く、本発明の技術的思想に基いて種々の変形が可能であ
る。

【００２３】例えば本実施例においては、パッド１４を
支持するバネ部材としてコイルバネを例示したが、コイ
ルバネ以外のバネであってもよい。図３はコイルバネ以
外のバネを例示する図であり、図３のＡは屈曲状に連結
した薄板バネ１６、図３のＢは曲面で屈曲させた一枚の
薄板バネ１７である。これらのバネもコイルスプリング
１５に変えてパッド１４の支持に使用し得る。

【００２４】また実施例においては、ハンド部１１が平
行な２枚の支持板１３からなるものを例示したが、外側
方へ凸の円弧形状の２枚の支持板としてもよい。また実
施例においては、パッド１４としてゴム製のものを採用
したが、基板搬送装置が高温の雰囲気で使用されるもの
である場合にはフッ素ゴム、ないしは耐熱性合成樹脂と
してもよい。勿論、金属製やセラミック製のパッドとし
てもよい。

【００２５】

【発明の効果】本発明の基板搬送装置は以上に説明した
ような形態で実施され、次に述べるような効果を奏す
る。

【００２６】請求項１の基板搬送装置によれば、パッド
を取り付けているバネ部材が基板を受けて圧縮され変形
して、パッドが基板に面で当接して支持するので、基板
が搬送中に横滑りすることを防ぎ得る。請求項２の基板
搬送装置によれば、複数のパッドが基板の裏面と３箇所
以上の対称位置で当接するように部に配置されているの
で、基板を水平な状態で支持し傾かせない。

【００２７】請求項３の基板搬送装置によれば、基板を
受けた時にバネ部材が若干圧縮され、パッドの傾きに応
じて荷重を受ける方向を曲げ得るので、基板がフラット
な場合は勿論、反りを有する基板であっても、パッドは
常に基板を面で支持し、基板の横滑りを防止する。

【００２８】請求項４の基板搬送装置によれば、バネ部
材が径または幅に対して比較的長めのコイルバネまたは
屈曲した薄板バネとされているので、基板の荷重を受け
た時に、圧縮されると共に荷重を受ける方向が曲げられ
易く、パッドと基板との面接触を得易い。請求項５の基
板搬送装置によれば、ハンド部の挿入部分が基板への挿
入方向と平行に、かつ基板の幅より狭い幅内に設けられ
た２枚の支持板とされているので、障害物を避けてハン
ド部を挿入することができるほか、基板を２枚の支持板
で支持している状態で、下方から別部材によって基板を
押し上げるような操作を可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の基板搬送装置のアームに取り付けられ
ているハンド部の断面図であり、反りの無い基板を支持
している状態を示す。

【図２】同ハンド部が反りのある基板を支持している状
態を示し、Ａは上反りの基板、Ｂは下反りの基板の場合
である。

【図３】同ハンド部のコイルスプリングリンに替わる変
形例を示す図であり、Ａは屈曲状に連結した薄板バネ１
６、Ｂは曲面で屈曲させた一枚の薄板バネを示す。

【図４】基板搬送装置が設置される装置の一例の真空処
理装置を示す平面図である。

【図５】基板搬送装置の一例の斜視図である。

【図６】従来の基板搬送装置のハンド部の斜視図であ
る。

【図７】図６における［７］−［７］線方向の断面図で
ある。

【図８】従来の基板搬送装置のハンド部のパッドと反り
を有する基板との関係を示す図であり、Ａは上反りの基
板、Ｂは下反りの基板の場合である。

【図９】パッドの受け面を曲面とした場合を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０ 基板搬送装置 １１ ハンド部 １３ 支持板 １４ パッド １５ コイルスプリング Ｗ 基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大空 弘樹 神奈川県茅ヶ崎市萩園2500番地 日本真空 技術株式会社内 Ｆターム(参考） 3C007 AS03 AS24 BS15 CV07 CW07 DS02 ES17 EV17 NS12 NS21 5F031 CA02 CA05 FA01 FA02 FA12 GA08 GA43 MA04 PA13 PA18

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の下側へ挿入され掬い上げられて前
   記基板の裏面に当接し支持するハンド部を先端側に備え
   た基板搬送装置において、 前記ハンド部の上面に複数のパッドがバネ部材を介して
   取り付けられていることを特徴とする基板搬送装置。
2. 【請求項２】 複数の前記パッドが前記基板の裏面と３
   箇所以上の対称位置で当接するように前記ハンド部に配
   置されていることを特徴とする請求項１に記載の基板搬
   送装置。
3. 【請求項３】 前記基板を複数の前記パッドで受けた時
   に、前記バネ部材のそれぞれが、前記基板の重量によっ
   て若干圧縮されるバネ定数を有すると共に、前記パッド
   と前記ハンド部との間で荷重を受ける方向を曲げ得る程
   度の柔軟さを有していることを特徴とする請求項１に記
   載の基板搬送装置。
4. 【請求項４】 前記バネ部材が径または幅に対して比較
   的長めのコイルバネまたは屈曲した薄板バネであること
   を特徴とする請求項１に記載の基板搬送装置。
5. 【請求項５】 前記ハンド部の挿入部分が、前記基板へ
   の挿入方向と平行に、かつ前記基板の幅より狭い幅内に
   設けられた２枚の支持板からなり、前記２枚の支持板の
   上面に前記パッドが前記バネ部材と共に取り付けられて
   いることを特徴とする請求項１に記載の基板搬送装置。