JP2005019914A - 基板の授受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｘ−Ｙ駆動装置によつて移動させるステージを含む可動部分の重量が重くなると共に重心位置が高くなり、可動部分の正確な移動が困難になり、基板に処理を与えるとき、基板を載せた可動部分の送り精度の低下を生じ、不良品の発生原因となる。
【解決手段】ロボットのハンド３によつて搬送する基板２を受け取り、ステージ１上に載置し、Ｘ−Ｙ駆動装置２０により、ステージ１を直交するＸ，Ｙ方向に移動させながら基板２に処理を与えるための基板の授受装置であつて、基板２の周縁部下面を支持できる複数の爪部材７と、支持部材９と、支持部材９と各爪部材７との間に設けられ、複数の爪部材７の間を開閉方向に駆動し、爪部材７に閉じ作動を与えて爪部材７に基板２を支持し、爪部材７に開き作動を与えて爪部材７から基板２を解放する爪部材駆動装置８と、支持部材９をステージ１に対して昇降する昇降駆動装置１１とを備える。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板の授受装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
従来の基板の授受装置として、例えば液晶パネルを製造するためのガラス基板の授受装置が知られている。この種の基板の授受装置は、ロボットのハンドに載せて搬送する矩形平板状の基板を、ステージ上の載置面に位置決めして載置するものである。
【０００３】
一般的な基板の授受装置を図４に示す。ロボットのハンド３０に載せて搬送してきた矩形状の基板２は、ステージ３１上面から突出作動させたプッシャピン３２の上に支持して水平に受け取り、その後、プッシャピン３２に没入作動を与え、ステージ３１の上の四隅に固定された位置決め用のガイド３３によつて区画される載置面３１ａに基板２を載置する。
【０００４】
このような従来の一般的な基板の授受装置にあつては、プッシャピン３２を昇降させる駆動装置は、ステージ３１を下方で支持するテーブルの内部に組み込まれている。また、ステージ３１の上に載置した基板２には、図外のＸ−Ｙ駆動装置により、ステージ３１を直交するＸ，Ｙ方向に移動させながらレーザアニール等の処理が与えられるため、このＸ−Ｙ駆動装置についてもステージ３１の下方のテーブルに組み込まれている。更に、ステージ３１上の矩形状の基板２に対する処理方向を基板２の長短辺方向で変更をする場合には、ステージ３１を垂直なＺ軸回りに回転させる回転機構（θ機構）が必要になるが、この回転機構についてもステージ３１の下方のテーブルに組み込まれる。
【０００５】
しかしながら、このような従来の基板の授受装置にあつては、Ｘ−Ｙ駆動装置に加えて、プッシャピン３２の駆動装置及びステージ３１の回転機構についてもステージ３１の下方のテーブルに組み込む必要があり、プッシャピン３２を昇降させる駆動装置及びステージ３１の回転機構は、ステージ３１をＸ，Ｙ方向に大きく移動させるＸ−Ｙ駆動装置の上方に配置するようになつているため、Ｘ−Ｙ駆動装置によつて移動させるステージ３１を含む可動部分の重量が重くなると共に重心位置が高くなる。これに起因して、ステージ３１を含むＸ−Ｙ駆動装置による可動部分の加減速時にピッチングを生ずるなどして基板２を載せた可動部分の正確な移動が困難になる。その結果、ステージ３１上の基板２にレーザを照射するなどして処理を与えるとき、基板２を載せたステージ３１を含む可動部分の送り精度の低下を生じ、不良品の発生原因となる。
【０００６】
また、従来の基板の授受装置として、特許文献１（特開平１０−１６７４６０）に記載されるものも知られている。これは、基板を保持する一方の基板保持装置から他方の基板保持装置に基板を移送する装置であつて、両端部にそれぞれ基板を保持することができるハンド部材と、一方の基板保持装置から他方の基板保持装置にハンド部材を往復移動させるハンド部材移動機構と、ハンド部材の一端部に保持されている基板を受け取り、ハンド部材の他端部に受け渡すと共に、受け取つた基板を回転させる載置テーブルとを備える。また、２つの昇降装置、つまりハンド部材及び載置テーブルの両者を昇降駆動する昇降装置と、載置テーブルをハンド部材に対して昇降駆動する載置テーブル昇降装置とを有する。
【０００７】
しかしながら、このような特許文献１に係る基板の授受装置にあつては、載置テーブル（ステージ）を回転させる回転駆動装置、２つの昇降装置及びハンド部材移動機構の全てを一体的に備えるため、装置重量が重くなると共に、ハンド部材を往復移動させて基板の受渡しをするため、基板の長距離の搬送が困難になるという技術的課題を有している。
【０００８】
また、従来の基板の授受装置として、特許文献２（特開平１１−２２７９４２）に記載されるものも知られている。これは、基板の外周を爪で支えて搬送し、加熱冷却プレート（ステージ）上に載置するものであり、対向配置した爪の開閉動作及び昇降動作を行う機構を加熱冷却プレートとは分離して備える。
【０００９】
しかしながら、このような特許文献２に係る基板の授受装置にあつては、Ｘ−Ｙ駆動装置を備えるステージに基板を載置するためのものではなく、単に直線的に搬送するものにすぎない。このため、特許文献２に係る基板の授受装置を図４に示すステージ３１に適用した場合、上記した技術的課題、つまりステージ３１を回転させる回転駆動装置及びＸ−Ｙ駆動装置によつて移動させるステージ３１を含む可動部分の重量が重くなると共に重心位置が高くなることに起因する技術的課題を有することになる。加えて、複数の爪部材に閉じ作動を与えて爪部材に支持させた基板を、加熱冷却プレート（ステージ）上に回転を与えて載置するものでなく、適正位置に基板を載置することができない。
【００１０】
この発明は、上記のような従来の基板の授受装置における技術的課題を解決するためになされたもので、基板を載置するステージと基板の授受装置とを分離し、基板の授受装置に爪部材、昇降駆動装置及び回転駆動装置を装備させ、爪部材に支持された基板を基台に対して回転及び昇降させることにより、精緻な搬送を可能とする基板の授受装置を提供することを目的としている。また、ステージを直交するＸ，Ｙ方向に移動させながら基板に処理を与えるのに好適の基板の授受装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような従来の技術的課題に鑑みてなされたもので、その構成は、次の通りである。
請求項１の発明は、ロボットのハンド３によつて搬送する基板２を受け取り、ステージ１上に載置し、Ｘ−Ｙ駆動装置２０により、ステージ１を直交するＸ，Ｙ方向に移動させながら基板２に処理を与えるための基板の授受装置であつて、基板２の周縁部下面を支持できる複数の爪部材７と、支持部材９と、支持部材９と爪部材７との間に設けられ、複数の爪部材７の間を開閉方向に駆動し、複数の爪部材７に閉じ作動を与えて爪部材７に基板２を支持し、複数の爪部材７に開き作動を与えて爪部材７から基板２を解放する爪部材駆動装置８と、支持部材９をステージ１に対して昇降する昇降駆動装置１１とを備えることを特徴とする基板の授受装置である。
請求項２の発明は、前記支持部材９をステージ１に対して回転する回転駆動装置１３を備えることを特徴とする請求項１の基板の授受装置である。
請求項３の発明は、基台１７に配設するステージ１上に、基板２を載置する基板の授受装置であつて、基板２の周縁部下面を支持できる複数の爪部材７と、支持部材９と、支持部材９と各爪部材７との間に設けられ、複数の爪部材７の間を開閉方向に駆動し、複数の爪部材７に閉じ作動を与えて爪部材７に基板２を支持し、複数の爪部材７に開き作動を与えて爪部材７から基板２を解放する爪部材駆動装置８と、基台１７に支持され、支持部材９を昇降する昇降駆動装置１１及び支持部材９を回転させる回転駆動装置１３とを有する移動装置１９を備え、複数の爪部材７に閉じ作動を与えて爪部材７に支持された基板２が、ステージ１に対して昇降及び回転可能であることを特徴とする基板の授受装置である。
請求項４の発明は、前記移動装置１９が、基台１７に沿つて移動可能であることを特徴とする請求項３の基板の授受装置である。
請求項５の発明は、前記ステージ１に、各爪部材７を受け入れる溝部１ｂが形成されていることを特徴とする請求項３又は４の基板の授受装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、従来例と同一機能部分には同一符号を付して説明する。図１，図２は、本発明の第１実施の形態に係る基板の授受装置を示し、符号１は液晶パネルの製造装置等のステージである。ステージ１は、例えばレーザアニール室内の基台１７に配置されている。ステージ１は、基板２を載置する状態でＸ−Ｙ駆動装置２０によつて直交するＸ，Ｙ方向に移動させ、基板２にアニール処理を施す。基板２は、例えばロードロック室で図４に示すロボットの二股状をなすハンド３０にほぼ水平に載せ、ステージ１の上方に搬送し、後記するように移動装置１９を介してステージ１の上に載置した後、ガラス製の正方形を含む矩形平板状の基板２を水平に載置した状態で、ステージ１及び基板２を直交するＸ，Ｙ方向に移動させながら、次々にアニール処理が施される。
【００１３】
ステージ１は、位置決め用の４つのガイド３３を有するが、ステージ１上面から突出及び没入作動が可能なプッシャピンは備えていない。従つて、プッシャピンを昇降させる駆動装置も備えていない。ガイド３３は、矩形をなすステージ１の上面の四隅に突出させて従来例と同様に設けられて載置面を区画し、この載置面に基板２が位置決めして載置される。また、ステージ１の上面には、図２に示すように後記する爪部材７を受け入れるための溝部１ｂが、各爪部材７に対応させて形成されている。なお、溝部１ｂは、後記する回転駆動装置１３によつて回動した各位置で、爪部材７を受け入れ可能に複数形成されている。
【００１４】
各溝部１ｂは、爪部材７を受け入れて、爪部材７とステージ１の上面との間での基板２の授受が可能な深さに形成されている。また、各溝部１ｂは、基板２と干渉せずに爪部材７に開閉作動を与えることが可能であると共に、爪部材７に開き作動を与えて基板２と干渉せずに上昇可能な位置を採らせることができる形状に形成されている。
【００１５】
ステージ１は、基台１７に支持されるＸ，Ｙ駆動装置２０の上側に装備され、Ｘ，Ｙ駆動装置２０は、直交するＸ，Ｙ方向の水平移動をステージ１に与える。なお、ステージ１とＸ，Ｙ駆動装置２０との間に、ステージ１にＸ，Ｙ方向と直交する垂直なＺ軸回りの回転を与えるＺθ駆動装置２２を備えさせ、ステージ１にＺ軸回りの９０°未満の微小な角度調節を行わせることは可能である。
【００１６】
そして、ステージ１の上方には、移動装置１９を装備させる。移動装置１９は、基板２の周縁部下面を支持可能な複数の爪部材７と、支持部材９と、支持部材９と各爪部材７との間に設けられ、複数の爪部材７の間を開閉方向（Ｘ方向）に駆動する爪部材駆動装置８と、基台１７に支持され、支持部材９をステージ１に対してＺ軸方向に昇降する昇降駆動装置１１と、基台１７に支持され、爪部材７に支持された基板２をステージ１に対して回転させる回転駆動装置１３とを有する。各爪部材駆動装置８は、例えばＡＣモータを用いる電動アクチュエータによつて構成することができる。回転駆動装置１３は、例えば電動式回転アクチュエータによつて構成することができる。昇降駆動装置１１は、例えば空気圧シリンダ装置によつて構成することができる。
【００１７】
なお、図上では下側から順次に昇降駆動装置１１及び回転駆動装置１３を備えるが、下側から順次に回転駆動装置１３及び昇降駆動装置１１を備えさせることも可能である。また、移動装置１９の可動部、つまり爪部材駆動装置８、昇降駆動装置１１及び回転駆動装置１３には、適宜にカバーを設け、パーティクルなどの不純物が可動部から排出され、基板２に付着することを防止する。更に、パーティクルなどの不純物を排気するための排気ポートを適宜に設ける。
【００１８】
爪部材７は、高剛性を与えるために金属（例えばステンレス）にて製作され、対向位置となるように複数装備されて基板２を載置可能に備えられ、各爪部材７は、それぞれ爪部材駆動装置８を介して１つの支持部材９に水平方向（Ｘ方向）に開閉駆動されように装備されている。
【００１９】
すなわち、支持部材９の下面には、水平方向（Ｘ方向）に所定間隔を置いて対向させて爪部材駆動装置８が固設され、各爪部材駆動装置８によつて爪部材７が同期して図１上で左右の近接方向又は離間方向に駆動される。各爪部材駆動装置８によつて４つの爪部材７を同期して駆動することにより、各爪部材７に閉じ作動を与えて爪部材７に基板２を支持し、また、各爪部材７に開き作動を与えて爪部材７から基板２を解放することができる。爪部材７及び爪部材７に載置された基板２は、それらの中心が回転駆動装置１３のＺ軸方向に延在する回転中心軸線と一致している。
【００２０】
なお、各爪部材７の基板２と接する上面には、図２に示すように合成樹脂製（例えばテフロン（登録商標）製）の突起７ａを設け、基板２を突起７ａに支持させて傷付きを防止してある。また、複数の爪部材７に閉じ作動を与えた状態で、Ｌ字状の爪部材７の側面によつて基板２の周縁を挟み付け、基板２の中心を回転駆動装置１３の回転中心軸線と一致させる芯合わせを行うことも可能である。
【００２１】
従つて、支持部材９は、昇降駆動装置１１及び回転駆動装置１３を介して基台１７に支持されている。また、回転駆動装置１３は、爪部材７に載置された基板２を所定の載置位置を採らせたステージ１の中心軸線（Ｚ軸）回りに回動させて矩形状の基板２の方向、主として縦横方向を変更させる。ステージ１は、Ｘ，Ｙ駆動装置２０によつて大きく駆動されて所定の載置位置を採ることができ、Ｘ，Ｙ駆動装置２０によつて大きく駆動させてステージ１に載置位置を採らせたとき、ステージ１の中心軸線（Ｚ軸）を、回転駆動装置１３の回転中心軸線と一致させることができる。
【００２２】
次に、作用について説明する。
ステージ１上に基板２を載せるときは、基板２をロボットのハンド３０に載せて搬送し、図２に示すように閉じ作動を与えた状態の複数の爪部材７の上に基板２を載置させる。爪部材７は、各爪部材駆動装置８の制御により、搬送すべき基板２のサイズに合わせて開閉移動させる。ハンド３０に載せた基板２を閉じ作動を与えた爪部材７の上方に差し入れ、昇降駆動装置１１を作動させ、支持部材９、爪部材駆動装置８、爪部材７を一体として上昇させれば、爪部材７の上に基板２が受け取られる。爪部材７の上に基板２を載せたなら、回転駆動装置１３により、爪部材７に支持された基板２を任意の角度に回転させる。この基板２の回転は、通常、基板２に施す処理の方向を変更するために、ステージ１に対して９０°回転させる。
【００２３】
基板２を回転させて所定の向きを与えたなら、昇降駆動装置１１を作動させ、支持部材９、爪部材駆動装置８、爪部材７を一体として下降させる。各爪部材７は、各溝部１ｂに受入れられながら下降し、爪部材７に載つた基板２がステージ１の上面に置かれた後に、昇降駆動装置１１の作動を停止する。ステージ１は、予め、Ｘ，Ｙ駆動装置２０によつて駆動して所定の載置位置を採らせてある。
【００２４】
次いで、爪部材駆動装置８によつて爪部材７に開き作動を与え、爪部材７に基板２と干渉しない位置を採らせた後、昇降駆動装置１１を作動させ、爪部材７がステージ１及びガイド３３よりも高い図１に示す高さにまで、支持部材９、爪部材駆動装置８、爪部材７を一体として上昇させる。
【００２５】
引続き、ステージ１に載置された基板２にレーザアニール等の処理を与える。基板２への処理は、Ｘ，Ｙ駆動装置２０を駆動してステージ１を所定の載置位置から処理位置に大きく移動させた後、Ｘ−Ｙ駆動装置２０によりステージ１及び基板２を直交するＸ，Ｙ方向に微小移動させながら行われる。必要に応じ、Ｚθ駆動装置２２によつてステージ１及び基板２にＺ軸回りの微小な角度調節を行わせる。
【００２６】
基板２への処理が終了したなら、Ｘ，Ｙ駆動装置２０を駆動してステージ１を所定の載置位置に大きく移動させた後、昇降駆動装置１１を作動させ、支持部材９、爪部材駆動装置８、開き状態の爪部材７を一体として下降させる。下降する各爪部材７が、各溝部１ｂに受入れられたなら昇降駆動装置１１の作動を停止する。
【００２７】
次いで、爪部材駆動装置８によつて爪部材７に閉じ作動を与え、爪部材７を基板２の下方へ差し入れる。爪部材７が基板２の下方に位置する状態で、昇降駆動装置１１を作動させ、支持部材９、爪部材駆動装置８、爪部材７を一体として上昇させる。各爪部材７は、各溝部１ｂから脱出しながら上昇し、ステージ１上の処理済みの基板２が複数の爪部材７に受け渡される。基板２が所定高さになつたなら、昇降駆動装置１１の作動を停止する。
【００２８】
その後、必要に応じて回転駆動装置１３により爪部材７に支持された基板２を任意の角度回転させ、処理前の方向に基板２を戻す。次いで、基板２をロボットのハンド３０に受渡して搬送し、図外のカセットなどに処理済みの基板２を収納させ、次の未処理の基板２をロボットのハンド３０に載せて、同様の作動を繰り返して行う。
【００２９】
なお、移動装置１９を基台１７に沿つて案内させて移動可能とし、移動装置１９を基台１７に対して図外の駆動装置によつて移動させれば、ロボットのハンド３０を移動させることなく、ハンド３０等の他所から基板２を爪部材７に受け取り、また、基板２を爪部材７から他所に受け渡すことができる。
【００３０】
図３を参照して、本発明の第２実施の形態について説明する。第２実施の形態にあつては、第１実施の形態と比較して、支持部材９の形状と昇降駆動装置１１及び回転駆動装置１３の配設位置のみが相違している。
【００３１】
すなわち、ステージ１及びＸ，Ｙ駆動装置２０を迂回させて、支持部材９Ａを下方に向けて延長すると共に、支持部材９Ａの下部中央に昇降駆動装置１１及び回転駆動装置１３を配設させ、回転駆動装置１３を基台１７に支持させてある。回転駆動装置１３は、爪部材７に載置された基板２を所定の載置位置を採るステージ１の中心軸線（Ｚ軸）回りに回転させ、基板２の中心を移動させることなく、方向変更を行う。なお、図上では下側から順次に回転駆動装置１３及び昇降駆動装置１１を備えるが、下側から順次に昇降駆動装置１１及び回転駆動装置１３を備えさせ、昇降駆動装置１１を基台１７に支持させることも可能である。
【００３２】
この基板の授受装置によれば、ステージ１及びＸ，Ｙ駆動装置２０の下方で昇降駆動装置１１及び回転駆動装置１３が作動しながら、第１実施の形態と同様の作用を得ることができる。但し、昇降駆動装置１１及び回転駆動装置１３をステージ１及びＸ，Ｙ駆動装置２０の下方に装備させたので、昇降駆動装置１１及び回転駆動装置１３の作動に伴い、パーティクル等の不純物が基板２上に付着することを抑制することができ、ステージ１上の基板２に高品質の処理を与えることが可能になる。
【００３３】
【発明の効果】
以上の説明によつて理解されるように、本発明に係る基板の授受装置によれば、次の効果を奏することができる。
【００３４】
請求項１に係る発明によれば、爪部材、支持部材、爪部材駆動装置及び昇降駆動装置を備える移動装置を分離し、これらを基台に配設するステージ側に一体的に組み込まないため、ステージの軽量化を図ることができる。その結果、Ｘ−Ｙ駆動装置によつてステージを直交するＸ，Ｙ方向に高速移動させながら基板に処理を与える場合であつても、慣性力を低く抑え、ステージ上の基板に位置ずれを生ずることを抑制でき、高精度の処理を基板に施すことが可能になる。
【００３５】
請求項２に係る発明によれば、支持部材をステージに対して回転する回転駆動装置を備えるので、支持部材に載置される基板を回動させて、所望の方向に処理を施すことが可能になる。
【００３６】
請求項３に係る発明によれば、爪部材、支持部材、爪部材駆動装置、昇降駆動装置及び回転駆動装置を備える移動装置をステージと分離し、これらを基台に配設するステージ側に一体的に組み込まないため、ステージの軽量化を図ることができる。ステージの軽量化は、特に、ステージを直交するＸ，Ｙ方向に高速移動させながらステージに載置した基板に処理を与える場合に有効となる。
【００３７】
請求項４に係る発明によれば、移動装置が基台に対して移動可能であるので、比較的軽量な移動装置により、基板をステージと他所との間で搬送することができる。
【００３８】
請求項５に係る発明によれば、ステージに各爪部材を受け入れる溝部が形成されているので、基板に衝撃力を作用させることなく、ステージと爪部材との間での基板の授受を行うことができ、基板の損傷を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る基板の授受装置を示す側面図。
【図２】同じく要部を示す斜視図。
【図３】本発明の第２実施の形態に係る基板の授受装置を示す側面図。
【図４】従来の基板の授受装置を示す側面図。
【符号の説明】
１：ステージ、１ｂ：溝部、２：基板、７：爪部材、８：爪部材駆動装置、９：支持部材、１１：昇降駆動装置、１３：回転駆動装置、１７：基台、１９：移動装置、２０：Ｘ−Ｙ駆動装置、３０：ハンド。

Claims (5)

1. ロボットのハンド（３）によつて搬送する基板（２）を受け取り、ステージ（１）上に載置し、Ｘ−Ｙ駆動装置（２０）により、ステージ（１）を直交するＸ，Ｙ方向に移動させながら基板（２）に処理を与えるための基板の授受装置であつて、
   基板（２）の周縁部下面を支持できる複数の爪部材（７）と、支持部材（９）と、支持部材（９）と爪部材（７）との間に設けられ、複数の爪部材（７）の間を開閉方向に駆動し、複数の爪部材（７）に閉じ作動を与えて爪部材（７）に基板（２）を支持し、複数の爪部材（７）に開き作動を与えて爪部材（７）から基板（２）を解放する爪部材駆動装置（８）と、支持部材（９）をステージ（１）に対して昇降する昇降駆動装置（１１）とを備えることを特徴とする基板の授受装置。
2. 前記支持部材（９）をステージ（１）に対して回転する回転駆動装置（１３）を備えることを特徴とする請求項１の基板の授受装置。
3. 基台（１７）に配設するステージ（１）上に、基板（２）を載置する基板の授受装置であつて、
   基板（２）の周縁部下面を支持できる複数の爪部材（７）と、支持部材（９）と、支持部材（９）と各爪部材（７）との間に設けられ、複数の爪部材（７）の間を開閉方向に駆動し、複数の爪部材（７）に閉じ作動を与えて爪部材（７）に基板（２）を支持し、複数の爪部材（７）に開き作動を与えて爪部材（７）から基板（２）を解放する爪部材駆動装置（８）と、基台（１７）に支持され、支持部材（９）を昇降する昇降駆動装置（１１）及び支持部材（９）を回転させる回転駆動装置（１３）とを有する移動装置（１９）を備え、
   複数の爪部材（７）に閉じ作動を与えて爪部材（７）に支持された基板（２）が、ステージ（１）に対して昇降及び回転可能であることを特徴とする基板の授受装置。
4. 前記移動装置（１９）が、基台（１７）に沿つて移動可能であることを特徴とする請求項３の基板の授受装置。
5. 前記ステージ（１）に、各爪部材（７）を受け入れる溝部（１ｂ）が形成されていることを特徴とする請求項３又は４の基板の授受装置。

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