JP2005289562A - 基板搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ローラ式の基板搬送装置において、駆動ローラの使用を最小限に抑えつつ、高速発進時・再発進時のスリップを確実に防止する。
【解決手段】 基板をローラ搬送する基板搬送ライン中に、基板を搬送方向後方から搬送方向前方へ押し出す基板プッシャ４０を設ける。基板プッシャ４０は、モータ駆動による回転式であり、基板搬送ラインの横幅方向に間隔をあけて設置され、それぞれが基板搬送面に交差する１組の回転軸４２，４２と、１組の回転軸４２，４２の回転中心から外周側へ対称的に延出し、各先端部が基板の後端縁に同時に当接するように構成された１組の旋回アーム４３，４３と、１組の旋回アーム４３，４３が同期して対称的な旋回動作を行なうように前記１組の回転軸４２，４２をサーボモータ４６により同期駆動する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、液晶用ガラス基板の製造などに使用される基板搬送装置に関し、更に詳しくはローラ式の基板搬送装置に関する。

液晶用ガラス基板の製造では、素材であるガラス基板の表面に対してレジスト塗布、現像、エッチング、レジスト剥離などの一連の処理が繰り返されることにより、基板表面に所定の積層回路が形成される。一連の基板処理に使用される基板処理設備の一つとして搬送式がある。これは、ガラス基板を搬送しながら基板の表面に所定の薬液（エッチング処理ではエッチング液）をシャワーなどにより供給し、引続き洗浄液の大量散布によりその薬液を除去する構成となっている。

このような搬送式の基板処理設備では、基板を搬送する基板搬送装置が必要であり、代表的な基板搬送装置が特許文献１などに記載されているローラ搬送装置である。これは基板搬送方向に多数の搬送ローラを並べて基板搬送ラインを構成し、その搬送ローラの回転により基板を搬送する。

特開平１１−１１６３１号公報

基板搬送ラインを構成する多数の搬送ローラは、従来は全てが同期駆動されていた。しかし、全ての搬送ローラを同期駆動するとなると、駆動機構が複雑化し、また大型化することにより、高コストとなる。そこで、所定数に１つの割合で駆動ローラを配置し、他のローラをフリーの支持ローラとすることが考えられている。駆動ローラは、確実な搬送のために基板の全長より短い間隔で配置され、押さえローラと組み合わされてダブルローラを構成することもある。

駆動ローラを間欠配置したローラ式基板搬送装置では、駆動ローラとの摩擦を十分に確保できないために、発進時にスリップが生じるおそれが高い。基板の発進は、搬送ラインの出発点だけでなく、基板搬送ラインのコーナー部に配置されて基板の搬送方向を変更する直角移載装置などの一時停止を伴う箇所でも避けられない。

基板の移載に伴う発進、再発進のときに生じるスリップを防ぐためには、押さえローラと組み合わせたダブルローラの採用が有効である。しかし、搬送ラインの出発点にしろ、直角移載装置にしろ、基板の昇降操作が伴う。即ち、基板搬送ラインの出発点ではロボットハンドによるラインへの基板移載操作が必要となり、直角移載装置でも基板の昇降によるラインの載せ変え操作が必要となる。このような基板の昇降を伴うところでは、ダブルローラは、押さえローラが邪魔になるために使用できない。このため、ダブルローラを使用するにしても、移載位置から離れたところにこれを設置する必要があり、その結果として移載位置からダブルローラに噛み込まれるまでの間にスリップが発生するのを避け得ない。

移載位置におけるローラを全て駆動ローラとすればスリップは抑制されるが、近時のようにライン速度が高速化され、駆動ローラの回転速度が上がると、全ローラを駆動ローラとしたとしても発進時のスリップを完全に抑えることは困難であり、スリップの完全防止を図ろうとすると、ライン速度の低速化を余儀なくされる。

本発明は、駆動ローラの使用を最小限に抑えつつ、高速発進時・再発進時のスリップを確実に防止できるローラ式の基板搬送装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の基板搬送装置は、基板をローラ搬送する基板搬送ラインと、該基板搬送ライン中に配設され、基板を搬送方向後方から搬送方向前方へ押し出す基板プッシャとを具備している。

本発明の基板搬送装置においては、基板プッシャの併用により、搬送ライン上に移載された基板を、駆動ローラを使うことなく、またスリップを伴うことなく高速で発進させることができ、ダブルローラへの噛み込み位置まで短時間で搬送することができる。

前記基板プッシャとしては、基板搬送ラインの横幅方向に間隔をあけて設置され、それぞれが基板搬送面に交差する１組の回転軸と、１組の回転軸の回転中心から外周側へ対称的に延出し、各先端部が基板の後端縁に同時に当接するように構成された１組の旋回アームと、１組の旋回アームが同期して対称的な旋回動作を行なうように前記１組の回転軸を同期駆動するモータとを有するモータ駆動による回転式が好ましい。

即ち、前記基板プッシャとしては、シリンダー駆動による直進式も可能であるが、基板処理設備における基板搬送装置はチャンバー内に配置されており、基板プッシャのヘッド部はチャンバー内に配置せざるを得ないとしても、駆動部についてはドライな環境であるチャンバー外へ配置することが望まれる。その場合、直進式はチャンバーをシャフトが貫通する貫通部でのシャフトの移動量が大きく、シールが難しくなることから、回転式が望まれる。しかし、回転式にしても、駆動源がシリンダーであると、速度調整が難しく、高速発進の場合はヘッダーが基板に当たるときの衝撃が大きくなり、基板の縁部が破損するおそれがある。これに対し、前述したモータ駆動による回転式の場合は、チャンバー貫通部のシールが容易となり、しかも、動作速度の制御が容易で、ソフトタッチ・高速発進が可能になり、高速発進の場合も基板の損傷防止が可能となる。

前記基板プッシャは又、前記基板搬送ライン上の基板と干渉しない下方の退避位置と、基板搬送ライン上の基板を押し出す上方の動作位置との間を移動させる昇降機構を装備する構成が好ましい。この構成により、ラインの途中への設置も可能となる。

本発明の基板搬送装置は、ローラ式の基板搬送ライン中に配設され、基板を搬送方向後方から搬送方向前方へ押し出す基板プッシャを併用することにより、基板の発進時やライン途中で一時停止した基板を再発進させるときに、その基板をスリップなく高速で発進させることができ、基板移載からピンチロール噛み込までの所要時間を短縮できる。しかも、発進位置や再発進位置から駆動ローラを排除できるので、経済性に優れる。

以下に本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の一実施形態を示す基板搬送装置の平面図、図２は同基板搬送装置に使用された基板プッシャの正面図、図３は同基板プッシャの側面図、図４は同基板プッシャの平面図である。

本実施形態の基板搬送装置は、液晶用ガラス基板の製造に使用される搬送式の基板処理設備に用いられている。ここにおける基板処理設備は例えばエッチング設備であり、３つの直線処理ラインをコ字形に組み合わせた構成になっている。この構成は基板のローディング部及びアンローディング部が同じ側を向き、且つ設備長を抑制できる利点がある。

この基板処理設備に使用される基板搬送装置は、図１に示されるように、処理すべき基板１０を直線的にローラ搬送する複数の基板搬送ライン２０，２０・・と、２つの基板搬送ライン２０，２０が直角に交わる交差部に配置された直角移載機構３０と、直角移載機構３０に組み合わされた２つの基板プッシャ４０Ａ，４０Ｂとを備えている。

基板搬送ライン２０，２０・・は、基板搬送方向に所定間隔で配列された多数の基板搬送ローラ２１，２１・・を有している。基板搬送ローラ２１，２１・・は、基板１０を幅方向の複数箇所で支持する構成になっており、基板１０の搬送方向においては、所定数のフリーローラ２１ａ・・に１個の割合で駆動ローラ２１ｂを組み合わせた構成になっている。

ここで、駆動ローラ２１ｂは、下段の支持ローラに上段の押さえローラを組み合わせたダブルローラになっており、その配列間隔は、基板１０が常に１以上の駆動ローラ２１ｂと係合するように、基板１０の全長より短く設定されている。また、基板搬送ライン２０においてできるだけ長く基板１０を駆動できるように、基板搬送ライン２０における最初のローラ及び最終ローラは駆動ローラ２１ｂになっている。

直角移載機構３０は、上流側の基板搬送ライン２０に連続する上段の第１ローラ列と、下流側の基板搬送ライン２０に連続する下段の第２ローラ列とを有しており、上段の第１ローラ列は図示されない昇降機構により下段の第２ローラ列より下まで下降することにより、第１ローラ列上の基板１０を第２ローラ列上へ移載する構成になっている。この基板１０の移載のために、第１ローラ列及び第２ローラ列における各搬送ローラは、基本的に押さえローラを持たないフリーローラとされている。駆動ローラを用いないのは、仮に用いても、押さえローラなしではスリップを十分に防止できないからである。その代わり、本実施形態の基板搬送装置では、直角移載機構３０に２つの基板プッシャ４０Ａ，４０Ｂが組み合わされている。

第１の基板プッシャ４０Ａは、上流側の基板搬送ライン２０から排出された基板１０を直角移載機構３０における上段の第１ローラ列上の定位置へ押し込むためのものであって、上流側の基板搬送ライン２０における最終の基板搬送ローラ２１（押さえローラ付きの駆動ローラ２１ｂ）と、直角移載機構３０における上段の第１ローラ列との間に配置されており、より詳しくは、上流側の基板搬送ライン２０を収容するチャンバー２２の最後部に、最終ロールの下流側に位置して配置されている。

この基板プッシャ４０Ａは、図２〜図４に示すように、チャンバー２２の下方に配置された水平な昇降ベース４１と、昇降ベース４１に回転可能に取付けられた両側１対の垂直な回転軸４２，４２と、回転軸４２，４２の上端部に対称的に取付けられた両側１対の水平な旋回アーム４３，４３とを有している。

昇降ベース４１は、フレーム５０に取付けられたシリンダー式の昇降駆動機構４４により垂直方向に往復移動する。回転軸４２，４２は、チャンバー２２の底板部を貫通してチャンバー２２内に挿入されている。各貫通部では、回転軸４２は底板部に対して軸方向及び周方向に移動可能であり、この部分が伸縮式のブーツ４５，４５などによりシールされている。

回転軸４２，４２は、昇降ベース４１上に搭載された速度制御が可能なサーボモータ４６により同期的に回転駆動される。より詳しくは、サーボモータ４６の回転が、そのシャフトに取付けられた駆動ギヤ４７ａを介して一方の回転軸４２の下端部に取付けられた被駆動ギヤ４７ｂに伝達されると共に、前記駆動ギヤ４７ａの回転が昇降ベース４１に軸受４８により取付けられたアイドルギヤ４７ｃを介して他方の回転軸４２の下端部に取付けられた被駆動ギヤ４７ｄに伝達されることにより、回転軸４２，４２は逆方向へ対称的な回転動作を行なう。

旋回アーム４３，４３は、回転軸４２，４２の対称的な回転動作に伴い、対称的な旋回動作を行なう。旋回アーム４３，４３の各先端部には、基板１０の端縁部に当接して接触摩擦を軽減するフリーローラ４９，４９が取付けられている。そして、前述した昇降ベース４１の昇降に伴う回転軸４２，４２及び旋回アーム４３，４３の昇降により、旋回アーム４３，４３、より具体的には基板１０との当接部であるフリーローラ４９，４９が、上流側の基板搬送ライン２０における基板搬送レベルＬ（直角移載機構３０における上段の第１ローラ列による基板搬送レベル）と下方の退避位置との間を往復移動する。

第２の基板プッシャ４０Ｂは、直角移載機構３０における下段の第２ローラ列上の定位置から下流側の基板搬送ライン２０へ基板１０を押し出すものであって、直角移載機構３０を収容するチャンバー３１内に、第２ローラ列の上流側に位置して設けられている。

この基板プッシャ４０Ｂは、昇降機構を装備しないことを除き、第１の基板プッシャ４０Ａと同じ構成であり、対称動作を行なう両側の旋回アームの各先端部に取付けられたられた１組のフリーローラが、直角移載機構３０における下段の第２ローラ列による基板搬送レベル（下流側の基板搬送ライン２０における基板搬送レベル）と同一レベルとなる高さに固定されている。また、旋回アームの駆動部（サーボモータ及び各種歯車等）についても、第１の基板プッシャ４０Ａと同様にチャンバー３１の下方に配置されている。

次に、本実施形態の基板搬送装置の動作及び機能について説明する。

基板は１０は上流側の基板搬送ライン２０を搬送される。このとき、基板１０は常に１以上のダブルローラ式の駆動ローラ２１ｂに挟まれ、推進駆動される。この基板１０は引続き駆動ローラ２１ｂに駆動されて上流側の基板搬送ライン２０から直角移載機構３０における上段の第１ローラ列上に侵入する。基板１０の後端が上流側の搬送ライン２０における最後の駆動ローラ２１ｂを抜けると、基板１０は推進力を失い停止する。

このとき、直角移載機構３０における上段の第１ローラ列はフリーローラであるため、基板１０は第１ローラ列上の定位置まで到達しない。第１の基板プッシャ４０Ａは、上方を基板１０が通過するのを阻害しないために、基板搬送ラインより下方の退避位置にあり、両側の旋回アーム４３，４３は両側へ開いた初期位置にある。基板１０の後端が最後の駆動ローラ２１ｂを抜けて停止したとき、その後端は惰性で両側へ開いた旋回アーム４３，４３より前方まで移動する。

基板１０が直角移載機構３０に侵入して停止すると、旋回アーム４３，４３が回転軸２２，２２と共に基板搬送レベルまで上昇する。そして、旋回アーム４３，４３が同期して前方へ回転する。これにより基板１０の後端が旋回アーム４３，４３の先端部に取付けられたフリーローラ４９，４９により前方へ押され、これにより基板１０は直角移載機構３０における上段の第１ローラ列上の定位置まで搬送される。ここで、サーボモータ４６は最初低速で回転を始め、その後増速する。これにより、旋回アーム４３，４３は当初基板１０の後端にソフトタッチし、その後の増速により全体としては高速で直角移載機構３０における上段の第１ローラ列上の定位置まで押し込まれる。

第１の基板プッシャ４０Ａにより基板１０が直角移載機構３０における上段の第１ローラ列上の定位置まで押し込まれると、上段の第１ローラ列が下段の第２ローラ列の下まで下がり、これにより基板１０は第１ローラ列上から第２ローラ列上に移載される。

このとき、第２の基板プッシャ４０Ｂは、両側の旋回アームが両側へ開いた初期位置にあり、直角移載機構３０における上段の第１ローラ列に対しては側方に位置し、下段の第２ローラ列に対しては上流側に位置している。基板１０が第２ローラ列上に移載されると、第２の基板プッシャ４０Ｂにおける両側の旋回アームが同期して前方へ回転する。これにより基板１０の後端が旋回アームの先端部に取付けられた両側のフリーローラにより前方へ押され、これにより基板１０は、直角移載機構３０における下段の第２ローラ列上の定位置から下流側の基板搬送ライン２０へ押し出される。具体的には、少なくとも下流側の基板搬送ライン２０における最初の駆動ローラ２１ｂ（ダブルローラ）に先端部が噛み込まれるまで、基板１０は前方へ押し出される。

ここでも、サーボモータは最初低速で回転を始め、その後増速する。これにより、両側の旋回アームは当初基板１０の後端にソフトタッチし、その後の増速により全体としては高速で下流側の基板搬送ライン２０へ押し込まれる。

一旦、先端部が最初の駆動ローラ２１ｂ（ダブルローラ）に噛み込まれると、その基板１０はスムーズに下流側の基板搬送ライン２０を搬送される。

このように、本実施形態の基板搬送装置では、直角移載機構３０に対して第１の基板プッシャ４０Ａ及び第２の基板プッシャ４０Ｂを組み合わせたことにより、直角移載機構３０から駆動ローラが排除されているにもかかわらず、その直角移載機構３０でスリップなく基板１０の方向転換を高速で行なうことができる。

また、基板プッシャ４０Ａ，４０Ｂでは、駆動部がチャンバー２２，３１の外に配置さているため、駆動部がチャンバー２２，３１内の雰囲気から隔離され、保護される。この場合、シャフトがチャンバー２２，３１を貫通するが、旋回アーム４３，４３を用いた回転式が採用されているため、チャンバー２２，３１を回転軸４２，４２が貫通する貫通部でのシールが簡単である。具体的には、図示のような伸縮式のブーツ４５によるシールが可能である。直進式は貫通部でのシャフトの移動量が大きく、伸縮式のブーツ４５によるような簡単なシール機構の採用は困難である。

加えて、基板プッシャ４０Ａ，４０Ｂでは、旋回アーム４３，４３がサーボモータ４６により駆動される。サーボモータ４６は厳密・複雑な速度制御が可能である。この速度制御により、基板１０に対するソフトタッチを行いつつ、全体としては高速搬送が可能となり、搬送速度を低下させずととも、基板１０の破損を効果的に防止することができる。

基板プッシャ４０Ａ，４０Ｂでは又、旋回アーム４３，４３の回転角度を調整することにより、押出ストロークを広範囲に変更できることは言うまでもない。

上記実施形態では、基板プッシャ４０を直角移載機構３０に組み合わせたが、基板搬送ライン２０の始端部に設けることもできる。基板搬送ライン２０の始端部（ローディング部）では、ロボットハンドにより基板１０がライン上に載置されるので、ダブルローラを使えない。このため、載置された基板１０を基板プッシャ４０で最初のダブルローラに噛み込ませる操作が有効になる。ロボットハンドとの干渉を回避すれば、ここにおける基板プッシャ４０でも昇降機構は不要となる。

本発明の一実施形態を示す基板搬送装置の平面図である。 同基板搬送装置に使用された基板プッシャの正面図である。 同基板プッシャの側面図である。 同基板プッシャの平面図である。

符号の説明

１０ 基板
２０ 基板搬送ライン
２１ 搬送ローラ
２２ チャンバー
３０ 直角移載機構
３１ チャンバー
４０ 基板プッシャ
４１ 昇降ベース
４２ 回転軸
４３ 旋回アーム
４６ サーボモータ
４７ ギヤ

Claims (3)

1. 基板をローラ搬送する基板搬送ラインと、該基板搬送ライン中に配設され、基板を搬送方向後方から搬送方向前方へ押し出す基板プッシャとを具備することを特徴とする基板搬送装置。
2. 前記基板プッシャは、基板搬送ラインの横幅方向に間隔をあけて設置され、それぞれが基板搬送面に交差する１組の回転軸と、１組の回転軸の回転中心から外周側へ対称的に延出し、各先端部が基板の後端縁に同時に当接するように構成された１組の旋回アームと、１組の旋回アームが同期して対称的な旋回動作を行なうように前記１組の回転軸を同期駆動するモータとを有する請求項１に記載の基板搬送装置。
3. 前記基板プッシャは、前記基板搬送ライン上の基板と干渉しない下方の退避位置と、基板搬送ライン上の基板を押し出す上方の動作位置との間を移動させる昇降機構を装備する請求項１に記載の基板搬送装置。

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