JP2006036471A - 基板の受渡し方法、及びその装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】
送り側装置から受け側装置に撓み状態で移送される基板の前後端部と、相手方装置とが接触しないようにすることである。
【解決手段】
基板Gの受渡し開始直後においては、受け側の基板処理装置Bに対して送り側の基板受渡し装置A1 の基板支持部5を、基板受渡し装置A1 から離脱して撓み状態となった基板Gの前端部24の最大撓み量δ1 に対応する高さH1 だけ上方に配置させて基板Gを移送させることにより、基板Gの前端部24と基板処理装置Bの基板支持部21とが干渉しないようにすると共に、基板Gの受渡し終了直前においては、基板受渡し装置A1 から離脱して撓み状態となった基板Gの後端部25の最大撓み量δ2 に対応する下降量H2 だけ下方に配置させて基板Gを移送させることにより、基板Gの後端部25が基板受渡し装置A1 の基板支持部5に接触しないようにする。
【選択図】 図3

Description

本発明は、所定の隙間をおいて配置された送り側装置と受け側装置との間で基板を移送して受け渡す方法、及び基板の受渡し装置に関するものである。
半導体を製造するための薄板状の基板(ガラス基板)は、複数台の基板処理装置によって処理される。基板は、平面視において方形状であり、その大きさは500mm×600mmのものから、近時の技術の発展に伴い、2000mm×1800mmのものも存している。また、その厚さは0.5〜1mm程度である。該基板は、基板カセットに多段に収容されていて、基板受渡し装置によって基板カセットから搬出され、基板処理装置に受け渡される。前記基板受渡し装置には、各種の技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
従来の基板受渡し装置A’について、本発明の図面を援用しながら説明する。図1及び図2に示されるように、基板受渡し装置A’を移動させる一対のガイドレール6の一方の側に基板カセットCが配設されていて、他方の側に基板処理装置Bが配設されている。基板カセットCに収容された基板Gは、基板受渡し装置A’によって引き出された後、基板処理装置Bに移送される。このときの作用を、簡単に説明する。多数枚の基板Gが収容された基板カセットCから、基板Gが基板受渡し装置A’に移送される。基板受渡し装置A’に移送された基板Gは、空気浮上装置(図示せず)から噴出された空気Sにより基板支持部51の上面から少し持ち上げられた状態で支持されている。また、基板処理装置Bに移送された基板Gも、空気Sにより基板支持部52の上面から少し持ち上げられた状態で支持される。基板受渡し装置A’の基板支持部51は、基板カセットC及び基板処理装置Bと干渉しない位置において水平面内で180°回転した後、基板Gの前端部53を基板処理装置Bの側に向けた状態で移動し、基板処理装置Bとほぼ同一高さとなって相対向する。ここで、基板受渡し装置A’の基板支持部51と基板処理装置Bとの間には、不測の理由により異物等が挟まって装置に不良が発生することを防止するため、所定の隙間Vが設けられている。なお、両装置A',Bの間に前記「所定隙間V」を設けるのは、基本設計項目の一つである。
基板受渡し装置A'(送り側装置)に配置されている基板Gが、受け側装置(基板処理装置B)に受け渡される場合の作用を説明する。基板受渡し装置A’の基板支持部51が、基板処理装置Bの基板支持部52とほぼ同一の高さ位置に配置される。図7の(イ)に示されるように、基板受渡し装置A’と基板処理装置Bの各基板支持部51,52どうしの間には、所定の隙間Vが設けられているため、基板受渡し装置A’の基板支持部51に配置されている基板Gが、該基板支持部51から離脱すると基板Gの前端部53が自重により撓み、基板処理装置Bと干渉するおそれがある。また、図7の(ロ)に示されるように、基板Gの大部分が基板受渡し装置A’の基板支持部51から離脱したときにも、該基板Gの後端部54が撓み、基板受渡し装置A’の基板支持部51と接触するおそれがある。これにより、基板Gが損傷されてしまう。
基板Gを、空気Sで浮上させて移送させるという方法は、コンベア装置等により基板Gを移送させる方法と比較して、基板Gとの接触部位が存しないため、該基板Gを損傷させるおそれは全くない。しかしながら、コンベア装置等のように、基板Gを直接支持することができないため、基板Gの前端部53の撓み量δ’は、図7の(イ)に示されるように、最前部の空気噴出孔55から基板Gの前端部53までの撓み部分の長さLが長くなることに起因して大きくなる。しかも、前記撓み量δ’は、前記撓み部分の長さLの三乗に比例して大きくなる。これにより、特に、空気浮上方式で基板Gを受け渡す場合に、基板Gの前後端部53,54と相手方の装置A',Bとの接触が問題となる。
特開2002−181714号公報
本発明は、上記した不具合に鑑み、送り側装置と受け側装置との間で基板が移送されるとき、撓み状態の基板の前後端部と相手方の装置とが接触しないようにすることを課題としている。
上記課題を解決するための請求項1の発明は、所定の隙間をおいて配置された送り側装置と受け側装置との間で基板を移送して受け渡す方法であって、基板の受渡し開始直後において前記隙間で基板の前端部が片持ち状に撓む際には、受け側装置が送り側装置よりも相対的に低くなるように設定すると共に、基板の受渡し終了直前において前記隙間で基板の後端部が片持ち状に撓む際には、受け側装置が送り側装置よりも相対的に高くなるように設定して、基板の前後端部が受け側及び送り側の各装置に接触するのを回避して基板を移送することを特徴としている。
基板を送り側装置から受け側装置に移送させる際に、送り側と受け側の各装置の間に形成された隙間に基板の前端部が配置されると、該前端部が片持ち状に撓む。同様に、前記隙間に基板の後端部が配置されると、該後端部が片持ち状に撓む。これにより、基板の前後端部が相手方の装置に接触するおそれがある。しかし、本発明によれば、基板の前後端部が相手方の装置に接触することを防止すべく、基板の受渡し開始直後においては、受け側装置が送り側装置よりも相対的に低くなるように、また、基板の受渡し終了直前においては、受け側装置が送り側装置よりも相対的に高くなるように設定されている。これにより、基板の前後端部と相手方の装置とが接触することなく、該基板が移送される。
同じく請求項2の発明は、請求項1の発明を前提として、送り側及び受け側の各装置は、基板を空気浮上させて移送する構成であることを特徴としている。空気浮上方式で基板を浮上させ、非接触で移送させる方法は、基板を損傷しないという利点がある反面、本発明のように、送り側と受け側の各装置の間で基板を受け渡して移送する際の基板の受渡し当初、及び受渡し終了直前において、両装置の間の隙間で基板の前端部又は後端部の撓みにより発生する「撓み量」は、コンベア装置等のように直接支持して移送する方式に比較して「撓み部分」の長さが長くなることに起因して大きくなって、基板の大部分が支持されている装置を基準にして相手方の装置に接触し易くなる。しかし、本発明によって簡単に前記接触を回避できるので、「空気浮上方式で基板を移送する方法」においては、特に顕著な効果が奏される。
請求項3の発明は、請求項1の発明を実施するための装置であって、所定の隙間をおいて配置された基板の送り側装置と受け側装置の少なくとも一方には、装置を上下動させる手段を備えていることを特徴としている。本発明は、請求項1の発明を装置の観点から表現したものであり、請求項1と同様の作用効果が奏される。
請求項4の発明は、請求項3の発明を前提として、前記送り側装置と受け側装置の一方は、上下動手段を備えていない基板処理装置であり、他方は、上下動手段を備えた基板移送ロボットであることを特徴としている。送り側装置と受け側装置の一方側の装置である基板処理装置が上下動手段を備えていなくても、他方側の装置である基板移送ロボットが上下動手段を備えることにより、基板処理装置と基板移送ロボットのいずれが送り側装置又は受け側装置になっても、基板の前後端部と相手方の装置との接触を回避させて移送させることができる。
本発明は、所定の隙間をおいて配置された送り側装置と受け側装置との間で基板を移送して受け渡す方法であって、基板の受渡し開始直後において前記隙間で基板の前端部が片持ち状に撓む際には、受け側装置が送り側装置よりも相対的に低くなるように設定すると共に、基板の受渡し終了直前において前記隙間で基板の後端部が片持ち状に撓む際には、受け側装置が送り側装置よりも相対的に高くなるように設定して、基板の前後端部が受け側及び送り側の各装置に接触するのを回避して基板を移送することを特徴としている。これにより、送り側装置又は受け側装置から離脱した基板の前後端部が撓んでも、相手方の装置と接触するおそれがなくなり、該基板の損傷が防止される。
以下、本発明の最良実施例を挙げて、本発明を更に詳細に説明する。図1は基板受渡し装置A1 、基板処理装置B及び基板カセットCの正面図、図2は、図1の状態の平面図である。
第1実施例の基板受渡し装置A1 について説明する。図1及び図2に示されるように、液晶表示装置等に使用される基板Gは、基板カセットCに多段にして収容される。前記基板Gは、基板受渡し装置A1(基板移送ロボット)により基板カセットCから搬出されて、基板処理装置B(例えば、フォト装置、CVD装置等)に移送される。また、基板処理装置Bにより所定の処理がなされた基板Gは、基板受渡し装置A1 によって該基板処理装置Bから搬出され、次工程の基板処理装置Bに移送されたり、基板カセットCに搬入されたりする。なお、図2において、基板カセットCから移送された基板Gが配置された状態の基板受渡し装置A1 を二点鎖線で示す。
最初に、基板カセットCについて簡単に説明する。本実施例の基板カセットCは、基板Gの搬入出方向Pと直交する水平方向に沿って複数本(本実施例の場合、5本)の支持ワイヤ1が、奥行方向と高さ方向に所定間隔をおいて取付けられている。これにより、各段の支持ワイヤ1の直上に、基板Gを収容するための収容棚Dが多段に形成されている。基板Gは、各段の支持ワイヤ1に支持されることによって基板カセットCの各収容棚Dに収容される。基板カセットCは、カセット載置台2に載置されている。該カセット載置台2には、上面部に3個の送りローラ3が取付けられた4本の昇降ブロック体4が、各支持ワイヤ1と干渉することなく昇降可能に配置されている。
前記基板カセットCに収容された基板Gを搬出する場合、最下段の基板Gから順に搬出される。即ち、各昇降ブロック体4が上昇し、各送りローラ3によって最下段の基板Gが、対応する各支持ワイヤ1から僅かに持ち上げられる。各送りローラ3を駆動回転させることにより、基板カセットCから基板Gが搬出される。そして、予め、最下段の基板Gと対応する高さ位置に待機されていた基板受渡し装置Aの基板支持部5に移送されて搬出される。また、基板カセットCに基板Gを搬入する場合、基板受渡し装置A1 の基板支持部5に支持されている基板Gが、基板カセットCに収容されている最下段の基板Gの直下の収容棚Dに移送されて搬入される。
次に、第1実施例の基板受渡し装置A1 について説明する。基板受渡し装置A1 は、床面に敷設された一対のガイドレール6にガイドされ、走行方向Qに沿って自走可能である。前記一対のガイドレール6の両側に、基板処理装置Bと基板カセットCが設置されている。そして、基板受渡し装置A1 と基板処理装置B及び基板カセットCとの間には、所定の隙間Vが形成されている。
基板受渡し装置A1 を構成するベース板7の底面部には、一対のガイドレール6に装着される各ガイド体8が取付けられている。基板受渡し装置A1 は、一対のガイドレール6にガイドされ、走行方向Qに沿って自走可能である。前記ベース板7の上面部で、平面視におけるほぼ中央部には回転支持部9が固着されていて、該回転支持部9に基板受渡し装置Aの基板支持部5を支持するための装置支持部11が軸心CLを中心に回転自在に配設されている。前記装置支持部11には、「く」の字状に取付けられた各リンク部材12,13を介して基板支持部5が連結されている。装置支持部11と下側のリンク部材12との連結部、及び、基板支持部5と上側のリンク部材13との連結部には各制御モータ(図示せず)が内装されていて、各リンク部材を回動させることができる。各制御モータを作動させ、装置支持部11に対して下側のリンク部材12を所定方向に回動させると共に、基板支持部5に対して上側のリンク部材を、下側のリンク部材の回動に同期させながら反対方向に回動させることにより、基板支持部5を水平に保持したまま昇降させることができる。
図2に示されるように、基板支持部5の上面には、一対のガイドレール14が敷設されていて、該ガイドレール14に、基板Gの端部を把持するための基板把持装置15が装着されている。また、基板支持部5のほぼ中央部分には、前記一対のガイドレール14と平行にして溝部16が設けられている。溝部16には、基板把持装置15を移動させるためのボールねじ装置17が配設されている。ボールねじ装置17は、ボールねじ18と、該ボールねじ18を駆動回転させるための制御モータMとから構成されている。基板把持装置15は、前記ボールねじ18に連結されていて、前記制御モータMを作動させてボールねじ18を所定方向に回転させることにより、基板把持装置15を水平移動させることができる。この結果、基板把持装置15に把持された基板Gが水平移動される。
前記基板支持部5における一対のガイドレール14と溝部16との間には、多数個の空気噴出孔19が設けられている。そして、図示しない空気供給装置から送られた空気Sが、前記各空気噴出孔19から噴出される。基板把持装置15に把持された基板Gは、各空気噴出孔19から噴出された空気Sによって持ち上げられる。これにより、基板Gの周縁部が基板支持部5に擦られて損傷することが防止される。
次に、基板処理装置Bについて簡単に説明する。基板処理装置Bの基板支持部21にも多数個の空気噴出孔22が設けられていて、基板受渡し装置A1 から基板処理装置Bの基板支持部21に移送された基板Gは、各空気噴出孔22から噴出される空気Sによって持ち上げられる。そして、図3の(ハ)に示されるように、基板把持装置23に基板Gの前端部24が把持されて基板処理装置B内に搬入される。
第1実施例の基板受渡し装置A1 の作用について、基板受渡し装置A1 の基板支持部5に支持されている基板Gを基板処理装置Bに移送する場合を説明する。なお、図3ないし図5においては、説明を容易にするため、基板Gの撓みを誇張して図示してある。基板Gの受渡し開始直後においては、図3の(イ)に示されるように、基板受渡し装置A1 の基板支持部5に支持された基板Gは、後端部25が基板把持装置15(図1参照)に把持されていて、それ以外の大部分は、各空気噴出孔19から噴出される空気Sにより、基板支持部5の上面から持上げ量Eだけ持ち上げられている。基板受渡し装置A1 の基板支持部5は、基板処理装置Bの基板支持部21よりも高さH1 だけ上方に配置されている。図3の(ロ)に示されるように、前記高さH1 は、基板Gの前端部24の最大撓み量δ1 から基板Gの持上げ量Eを引いたものよりも少し大きい(H1 >δ1 −E) 。これにより、最大撓み状態における基板Gの前端部24の最下端部と基板処理装置Bの基板支持部21との間には隙間e1 が形成され、基板Gが移送されても、該基板Gの前端部24が基板処理装置Bの基板支持部21と干渉するおそれはない。
そして、図3の(ハ)に示されるように、基板Gの前端部24が、基板処理装置Bの基板支持部21に設けられた最前列の空気噴出孔22に到達すると、基板Gの前端部24は、前記空気噴出孔22から噴出する空気Sの浮上力によって、持上げ量Eだけ持ち上げられる。これにより、基板Gの前端部24と、基板処理装置Bの基板支持部21とが接触するおそれはない。基板受渡し装置A1 の基板支持部5を徐々に下降させ、基板処理装置Bの基板支持部21と同一高さに配置する。基板Gの前端部24は、基板処理装置Bの基板把持装置23に把持され、各空気噴出孔22から噴出される空気Sによって持ち上げられたまま移送される。
基板Gの受渡し終了直前においては、図3の(ニ)に示されるように、基板Gの後端部25が基板受渡し装置A1 の基板支持部5から離脱する。すると、基板Gの後端部25に空気Sの浮上力が及ばなくなって下方に撓み、基板受渡し装置A1 の基板支持部5と接触するおそれがある。これを防止するため、前記基板支持部5が下降される。このときの下降量H2 は、基板Gの後端部25の最大撓み量δ2 から、基板処理装置Bにおける基板Gの持上げ量Eを引いたもの(δ2 −E)よりも少し大きい(H2 >δ2 −E)。これにより、最大撓み状態における基板Gの後端部25の最下端部と基板受渡し装置A1 の基板支持部5との間には隙間e2 が形成され、基板Gが移送されても、該基板Gの後端部25が基板受渡し装置A1 の基板支持部5に接触するおそれはない。
上記したように、第1実施例の基板受渡し装置A1 の場合、空気浮上方式により持ち上げられ、前後端部24,25の各撓み量δ12 が大きな基板Gであっても、送り側装置(基板受渡し装置A1)と受け側装置(基板処理装置B)とを相対的に昇降させた状態で移送させているため、基板Gの前後端部24,25と基板処理装置Bの基板支持部21又は基板受渡し装置A1 の基板支持部5とが接触するおそれはない。これは、基板Gの底面部と前後端部24,25にいかなる損傷をも与えることなく、該基板Gを移送させることができるということを意味している。即ち、本発明に係る基板Gの受渡し方法により、特に、空気浮上方式で基板Gを移送させる場合に顕著な効果が奏される。
次に、第2実施例の基板受渡し装置A2 について説明する。第1実施例の基板受渡し装置A1 は、基板支持部5の上面にのみ各空気噴出孔19が設けられている。これに対して、第2実施例の基板受渡し装置A2 では、図4の(イ)に示されるように、基板受渡し装置A2 の基板支持部5の上面だけでなく、基板支持部5の前側面部26(基板処理装置Bの基板支持部21と対向する側面部)にも、空気噴出孔27が斜め上方に向けて設けられている。図4の(ロ)及び(ニ)に示されるように、基板受渡し装置A2 の基板支持部5を離脱した基板Gの前後端部24,25は、自重によって撓もうとする。しかし、前記空気噴出孔27から噴出される空気Sにより、基板Gの前後端部24,25が持ち上げられ、それらの最大撓み量δ34 は第1実施例の場合の最大撓み量δ12 よりも小さくなる。そして、各最大撓み量δ12 が基板Gの持上げ量Eよりも小さければ、予め基板受渡し装置A2 の基板支持部5を上方に配置させたり、前記基板支持部5を下降させなくても(換言すれば、基板受渡し装置A2 の基板支持部5と基板処理装置Bの基板支持部21とを同一高さに配置させたままであっても)、基板Gの前端部24が基板処理装置Bの基板支持部21と干渉したり、後端部25が基板受渡し装置A2 の基板支持部5と接触したりすることが防止される。即ち、第2実施例の基板受渡し装置A2 の場合、基板Gの撓みに応じて基板支持部5を昇降させることが不要となるため、基板受渡し装置A2 の制御が簡単になるという利点がある。また、空気Sによって持ち上げられる構成であるため、基板受渡し装置A2 と基板処理装置Bとの間の隙間Vを広くする必要はない。
次に、第3実施例の基板受渡し装置A3 について説明する。図5の(イ)に示されるように、第3実施例の基板受渡し装置A3 では、基板支持部5の前端部に補助ローラ28が設けられている。補助ローラ28の最上部の高さは、基板Gの持上げ量Eとほぼ同一である。図5の(ロ)に示されるように、各空気噴出孔19から噴出される空気Sによって持ち上げられて移送される基板Gが、基板支持部5から離脱されようとするとき、該基板Gは補助ローラ28に支持される。このため、基板Gの前端部24の最大撓み量δ5 は、第1実施例の場合の最大撓み量δ1 と比較して小さくなる。同様に、基板Gの後端部25の最大撓み量δ6 も小さくなる。この結果、基板受渡し装置A3 の基板支持部5の昇降量が少なくて済む。
本明細書では、送り側装置(基板受渡し装置A1 〜A3 ) の基板支持部5を、床面に対して垂直に昇降させる場合について説明したが、受け側装置(基板処理装置Bの基板支持部21)を昇降させても、双方の装置を協調させて昇降させても構わない。また、床面に対して垂直に昇降させるのではなく、斜めに上下動させる場合であっても構わない。
本明細書の各実施例における受け側装置はいずれも基板処理装置Bであるが、それ以外の装置、例えば基板カセットCであっても構わない。
本明細書では、空気Sの噴出力で浮上された基板Gに対して、本発明に係る受渡し方法を使用して基板Gを移送させている。しかし、本発明に係る受渡し方法を、図6の(イ),(ロ)に示される実施例の基板受渡し装置A4,A5 のように、ローラコンベア装置、ベルトコンベア装置によって移送させる場合に使用しても構わない。
基板受渡し装置A1 、基板処理装置B及び基板カセットCの正面図である。 図1の状態の平面図である。 (イ)〜(ニ)は、第1実施例の基板受渡し装置A1 の基板支持部5に支持された基板Gを、基板処理装置Bに移送する場合の作用説明図である。 同じく、第2実施例の基板受渡し装置A2 の基板支持部5に支持された基板Gを、基板処理装置Bに移送する場合の作用説明図である。 同じく、第3実施例の基板受渡し装置A3 の基板支持部5に支持された基板Gを、基板処理装置Bに移送する場合の作用説明図である。 (イ)は、ローラコンベア装置29によって基板Gが移動される構成の基板受渡し装置A4 であり、(ロ)は、ベルトコンベア装置31によって基板Gが移動される構成の基板受渡し装置A5 である。 (イ)は、従来の受渡し方法によって基板Gの前端部53と基板処理装置Bとが干渉する状態を示す図であり、(ロ)は同じく、基板Gの後端部54が基板受渡し装置A’の基板支持部51に接触する状態を示す図である。
符号の説明
1 〜A5 :基板受渡し装置(送り側装置)
B:基板処理装置(受け側装置)
G:基板
S:空気
V:隙間
12,13:リンク部材(上下動手段)
24:前端部
25:後端部

Claims (4)

  1. 所定の隙間をおいて配置された送り側装置と受け側装置との間で基板を移送して受け渡す方法であって、
    基板の受渡し開始直後において前記隙間で基板の前端部が片持ち状に撓む際には、受け側装置が送り側装置よりも相対的に低くなるように設定すると共に、
    基板の受渡し終了直前において前記隙間で基板の後端部が片持ち状に撓む際には、受け側装置が送り側装置よりも相対的に高くなるように設定して、
    基板の前後端部が受け側及び送り側の各装置に接触するのを回避して基板を移送することを特徴とする基板の受渡し方法。
  2. 送り側及び受け側の各装置は、基板を空気浮上させて移送する構成であることを特徴とする請求項1に記載の基板の受渡し方法。
  3. 請求項1の発明を実施するための装置であって、所定の隙間をおいて配置された基板の送り側装置と受け側装置の少なくとも一方には、装置を上下動させる手段を備えていることを特徴とする基板の受渡し装置。
  4. 前記送り側装置と受け側装置の一方は、上下動手段を備えていない基板処理装置であり、他方は、上下動手段を備えた基板移送ロボットであることを特徴とする請求項3に記載の基板の受渡し装置。
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