JP2007109703A

JP2007109703A - 基板ステージ装置

Info

Publication number: JP2007109703A
Application number: JP2005296228A
Authority: JP
Inventors: Heiji Tomotsugi; 平次友次; Yoshihiko Isotani; 嘉彦磯谷
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2005-10-11
Filing date: 2005-10-11
Publication date: 2007-04-26

Abstract

【課題】プッシャ部材が基板又は搬送ロボットのハンドが衝突したときに、部品、機構又は周辺部品にダメージが波及することを防止することが出来るステージ装置を提供する。
【解決手段】プッシャ部材２が基板ステージ１に対して昇降可能に設けられ、プッシャ部材２が基板ステージ１の通孔１ａから没入して基板４を基板ステージ１に載置すると共に、プッシャ部材２が基板ステージ１の通孔１ａから突出し、基板４をプッシャ部材２によつて支持して搬送ロボットのハンド３との間で基板４の授受を行う基板ステージ装置において、プッシャ部材２が、基板４又は搬送ロボットのハンド３との衝突によつて傾倒する傾倒可能部２０を備え、基板４又は搬送ロボットのハンド３との所定の衝撃力を超える衝突によつて傾倒する。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板ステージ装置に関するものであり、特に液晶表示装置用等のガラス基板を基板ステージに載置する基板ステージ装置に関するものである。

従来の基板ステージ装置として、例えば液晶パネルを製造するためのガラス基板の処理装置に使用されるものが知られている（例えば特許文献１）。先ず、ガラス基板の処理装置について説明する。ガラス基板の処理装置では、図７に示すように、未処理の液晶基板を回転駆動ステージ６５を備えたロードロック室６０に搬入し、回転駆動ステージ６５によつて液晶基板を処理する方向に合わせて回転すると共に、プロセス室６４のプロセス雰囲気に合わせてロードロック室６０内を真空雰囲気等にコントロールした後、同様に雰囲気コントロールされた搬送室６２内に配備された搬送ロボット６３にて液晶基板を真空雰囲気等のプロセス室６４内のプロセスステージ６１に搬入し、レーザ照射部６６からのレーザ光を基板へ照射させてプロセス処理を行う。各室６０，６２，６４の液晶基板の出入口には、基板の搬入搬出時に開くゲート７２，７３，７４が配設されている。

なお、ロードロック室６０の手前には、未処理の基板及び処理済みの基板を収容するカセット６７及び基板搬送ロボット６８を備えるカセットステーション７０が配置されている。カセット６７は、長方形をなす未処理の基板及び処理済みの基板を縦横方向の内のいずれかの方向として収容している。

液晶基板をカセット６７とロードロック室６０との間で搬送する基板搬送ロボット６８及び、液晶基板をロードロック室６０とプロセスステージ６１との間で搬送する搬送ロボット６３は、いずれも２枚の基板を同時に搬送可能な２つのハンドを備える。基板搬送ロボット６８の各ハンドは、カセット６７とロードロック室６０の回転駆動ステージ６５との間で、カセット６７に収容された方向のままで基板の受渡しを行う。真空雰囲気等に配備される搬送ロボット６３の各ハンドは、基板を縦横両方向として載置可能である。

そして、プロセス室６４内のプロセスステージ６１には、長短辺つまり縦横を有して長方形をなす基板を長短両方向に送り可能とするＸ，Ｙ駆動機構及び回動させるθ軸機構が組み込まれている。

しかして、カセット６７の基板を基板搬送ロボット６８によつてロードロック室６０の回転駆動ステージ６５に載置し、基板を縦横のいずれかの方向とした後、搬送ロボット６３によつて受け取り、プロセスステージ６１に載置し、Ｘ，Ｙ駆動機構によつて液晶基板に送りを与えながら、処理を与える。ここで、基板の載置方向ひいては基板に施すプロセス処理の方向をカセット６７内の基板投入方向を基準として９０°異なる方向に変更する必要性は、基板上に形成させる半導体等の薄膜の種類や用途によつて生ずる。

プロセスステージ６１上で処理の終了した基板は、搬送ロボット６３によつて受け取り、回転駆動ステージ６５に載置し、基板を縦横のいずれかの方向とした後、基板搬送ロボット６８によつてカセット６７に戻す。かくして、多数の基板に対する処理が次々に行われる。

このロードロック室６０の回転駆動ステージ６５及びプロセス室６４内のプロセスステージ６１が基板ステージを構成し、基板４を複数のプッシャ部材２によつて支持して搬送ロボットのハンド３との間で基板４の授受を行う。

この種の基板ステージ装置の内、プロセスステージ６１の基板ステージ装置５１では、図５，図６に示すように、昇降装置５によつて昇降駆動されるプッシャ部材２が基板ステージ１に設けられ、基板４をプッシャ部材２に載置・支持して搬送ロボット６３のハンド３との間で基板４の授受を行う。昇降装置５によつて昇降駆動されるアーム部材１５には、複数のプッシャ部材２が基板ステージ１の通孔１ａを挿通可能に設けられているため、アーム部材１５の上昇によつてプッシャ部材２が基板ステージ１上面から突出し、基板４を図６に仮想線にて示すように上昇させ、また、下降させて基板４を基板ステージ１上に載置させることができる。基板ステージ１の上方の隙間に搬送ロボットのハンド３を図５に示す矢印Ａ方向に挿入し、基板４を上昇させた状態で、基板４の授受がなされる。具体的には、プッシャ部材２に基板４を載置させるときは、基板４を載せたハンド３を矢印Ａ方向に進入させ、プッシャ部材２とハンド３とに相対移動を与えて基板４を相対的に昇降させてプッシャ部材２に基板４を載置させる。また、基板４を載せたプッシャ部材２からハンド３に基板４を受け取るときは、基板４を載せたプッシャ部材２を上昇させた状態で、ハンド３を矢印Ａ方向に進入させ、プッシャ部材２とハンド３とに相対移動を与えて基板４を相対的に昇降させてハンド３に基板４を受け取る。

プロセスステージ６１の基板ステージ装置５１の１例について図６を参照して更に説明する。基板ステージ装置５１は、Ｘ，Ｙ駆動機構及びθ軸機構が組み込まれ、基板の処理のために、Ｘ軸ステージ１２０、Ｙ軸ステージ１２１、θ軸機構１２２及びθ軸ステージ１２３を備えると共に、基板を昇降させるためにプッシャピン昇降駆動機構１２４を備えている。Ｘ軸ステージ１２０及びＹ軸ステージ１２１は、基板４を載せた基板ステージ１をθ軸ステージ１２３を介して、図６に示すように基板４を半導体面上で直交する方向に移動させる機能を有し、また、θ軸機構１２２は、θ軸ステージ１２３及び基板ステージ１を中心軸線回りに回動させ、ひいては基板ステージ１に載せた基板４を回動させる機能を有する。

図６に示すプッシャピン昇降駆動機構１２４（リンク方式）は、昇降装置５により、基板ステージ１に対して基板４を昇降させ、搬送ロボット６３にて基板４を授受させる機能を有する。この昇降装置５は、θ軸ステージ１２３上に水平配置したモータ１３０によつて正逆に駆動されるボールスクリュ機構１３１により、リンク部材１３２の下端を図６上で左右に移動させ、リンク部材１３２の上端により、θ軸ステージ１２３に固設した案内部材１３３に沿つてアーム部材１５を昇降させる。アーム部材１５には、それぞれブラケット１６を介して複数のプッシャピン２が基板ステージ１の通孔１ａに挿通可能に固着して設けられているため、アーム部材１５の上昇によつて一組をなすプッシャピン２が基板ステージ１上面から突出し、基板４を仮想線にて示すように上昇させ、また、下降させて基板４を基板ステージ１上に載置させることができる。プッシャピン２は、四隅のプッシャピン２と中央部の１本のプッシャピン２とを備えて５本又はそれ以上が設けられている。

なお、ロードロック室６０の基板ステージ装置である回転駆動ステージ６５は、基板の向きを変える機能を有すればよく、Ｘ，Ｙ駆動機構を備える必要はない。
特開２００５−５４９５公報

しかしながら、このような従来の基板ステージ装置にあつては、プッシャ部材が昇降装置に堅牢に取付けられているため、図５に示すように突出するプッシャ部材に基板又は搬送ロボットのハンドが衝突したときにプッシャ部材の先端部に強い衝撃力が作用し、その影響で昇降装置の位置ずれ、或いは部品取付部の破損が起こり、基板及び基板ステージの制御が困難になる恐れがある。また、プッシャ部材が貫通している基板ステージの通孔の上端縁部に衝突することによるダメージが起こり、基板ステージの重要な機能である平坦度が悪化するという不具合を発生する。昇降装置又は周辺部品が損傷すると、その補修及び調整に長時間を要することになる。このような基板又は搬送ロボットのハンドがプッシャ部材に衝突する現象は、誤操作、誤動作、誤ティーチング等に起因して生ずる。

請求項１に係る発明は、プッシャ部材２が基板ステージ１に対して昇降可能に設けられ、プッシャ部材２が基板ステージ１の通孔１ａから没入して基板４を基板ステージ１に載置すると共に、プッシャ部材２が基板ステージ１の通孔１ａから突出し、基板４をプッシャ部材２によつて支持して搬送ロボットのハンド３との間で基板４の授受を行う基板ステージ装置において、前記プッシャ部材２が、基板４又は搬送ロボットのハンド３との衝突によつて傾倒する傾倒可能部２０を備え、基板４又は搬送ロボットのハンド３との所定の衝撃力を超える衝突によつて傾倒することを特徴とする基板ステージ装置である。
請求項２の発明は、前記傾倒可能部２０が、プッシャ部材２の中間部を小断面積に形成する小断面積部２１，２１Ａであり、基板４又は搬送ロボットのハンド３との所定の衝撃力を超える衝突によつて小断面積部２１，２１Ａで折損することを特徴とする請求項１の基板ステージ装置である。
請求項３の発明は、前記傾倒可能部２０が、プッシャ部材２の中間部に形成され、プッシャ部材２の上部と下部とを弾性的に保持する弾性的保持部（２２）によつて形成され、基板４又は搬送ロボットのハンド３との所定の衝撃力を超える衝突によつて弾性的保持部（２２）が変形することを特徴とする請求項１の基板ステージ装置である。
請求項４の発明は、前記プッシャ部材２が昇降装置５に固着されて昇降駆動されると共に、前記傾倒可能部２０が、昇降装置５にプッシャ部材２を固着させるカシメ部２３によつて形成され、基板４又は搬送ロボットのハンド３との所定の衝撃力を超える衝突によつてカシメ部２３が変形することを特徴とする請求項１の基板ステージ装置である。
請求項５の発明は、前記基板ステージ１の通孔１ａの上端縁部に、面取り部１ｂが形成されていることを特徴とする請求項１，２，３又は４の基板ステージ装置である。

搬送ロボットのハンドとプッシャ部材との間での基板の授受に際し、誤操作、誤動作、誤ティーチング等に起因してプッシャ部材に基板又はハンドが衝突すると、所定の衝撃力を超える衝突によつてプッシャ部材の傾倒可能部の作用で傾倒し、プッシャ部材に繋がる部品、機構又は周辺部品にまでダメージが波及することが防止される。その結果、簡単なプッシャ部材の修理のみで対応することが可能になり、プッシャ部材の衝突による損傷の修復に要する時間及び費用の発生が著しく軽減され、基板ステージ装置の再立ち上げをスムースにすることができると共に、基板ステージ装置のメンテナンス性も改善される。

本発明の１実施の形態に係る基板ステージ装置について、図１〜図４を参照し、従来例と同一機能部分には同一符号を付して説明する。基板ステージ装置５１は、基板４をピン状をなすプッシャ部材２に載せて昇降させるために、プッシャ部材２の昇降装置５を備えている。すなわち、プッシャ部材２が基板ステージ１に対して昇降可能に設けられ、プッシャ部材２が基板ステージ１の通孔１ａから没入して基板４を基板ステージ１に載置すると共に、プッシャ部材２が基板ステージ１の通孔１ａから突出し、基板４をプッシャ部材２によつて支持して、搬送ロボットのハンド３との間で基板４の授受を行う。図１〜図４は、いずれもプッシャ部材２が基板ステージ１の通孔１ａから十分に突出した状態を示している。

このプッシャ部材２は、基板４又は搬送ロボットのハンド３との衝突によつて傾倒する傾倒可能部２０を備え、基板４又は搬送ロボットのハンド３との所定の衝撃力を超える衝突によつて傾倒する。傾倒可能部２０は、プッシャ部材２が基板４の授受のために十分に突出した状態での基板４又は搬送ロボットのハンド３との衝突箇所よりも下方に備えられ、基板４又は搬送ロボットのハンド３との所定の衝撃力を超える衝突により、プッシャ部材２の傾倒可能部２０よりも上方の部分が傾倒する。

図１は、基板ステージ１の要部を示し、第１の構造例に係る傾倒可能部２０を有するプッシャ部材２を備える。このプッシャ部材２の傾倒可能部２０は、プッシャ部材２が基板ステージ１の通孔１ａから十分に突出した状態で、基板ステージ１より突出する箇所の下部に細い小断面積部２１を形成して構成される。すなわち、小断面積部２１は、基板ステージ１表面付近の突出部分を小断面積に形成し、プッシャ部材２の小断面積部２１よりも上方に基板４又は搬送ロボット６３のハンド３が衝突するようにしてある。

これにより、プッシャ部材２に基板４又は搬送ロボット６３のハンド３が衝突したときには、プッシャ部材２の先端部に強い衝撃を受けるが、仮想線で示すように小断面積部２１において折損・破断し、プッシャ部材２の下端部が固着する側の昇降装置５等の部品、機構又は周辺部品に与えるダメージが実用上問題とならない程度に軽減される。

図２は、基板ステージ１の要部を示し、第２の構造例に係る傾倒可能部２０を有するプッシャ部材２を備える。第２の構造例は、第１の構造例と比較して、プッシャ部材２の小断面積部２１Ａを形成する位置が異なる。すなわち、プッシャ部材２が結合されている昇降装置５のアーム部材１５の少し上方の部分、つまりプッシャ部材２が基板ステージ１の通孔１ａから十分に突出した状態で、基板ステージ１より下方部分に細い小断面積部２１Ａを形成してある。従つて、プッシャ部材２の小断面積部２１Ａよりも上部が、小断面積部２１Ａの折損によつて傾倒可能である。

これによれば、プッシャ部材２に基板４又は搬送ロボット６３のハンド３が衝突したときには、プッシャ部材２の先端部に強い衝撃を受けるが、小断面積部２１Ａにおいて折損・破断し、通孔１ａとの遊間の存在でプッシャ部材２が仮想線で示すように傾動するので、プッシャ部材２の下端部が固着する側の部品、機構又は周辺部品のダメージが実用上問題とならない程度に軽減される。

図３は、基板ステージ１の要部を示し、第３の構造例に係る傾倒可能部２０を有するプッシャ部材２を備える。第３の構造例は、プッシャ部材２が基板ステージ１の通孔１ａから十分に突出した状態で、プッシャ部材２の基板ステージ１から突出する部分の中間部に弾性体であるばね２２を組み込み、プッシャ部材２の上部と下部とを傾倒可能に弾性的に連結・保持する弾性的保持部を形成している。従つて、プッシャ部材２の上部が、ばね２２の弾性変形によつて傾倒可能である。

これによれば、プッシャ部材２に基板４又は搬送ロボット６３のハンド３が衝突したときには、プッシャ部材２の先端部に強い衝撃を受けるが、プッシャ部材２の先端部が弾性的保持部であるばね２２の弾性変形によつて仮想線で示すように曲がり、部品、機構又は周辺部品のダメージが実用上問題とならない程度に軽減される。

図４（イ），（ロ）は、基板ステージ１の要部を示し、第４の構造例に係る傾倒可能部２０を有するプッシャ部材２を備える。第４の構造例は、プッシャ部材２と昇降装置５のアーム部材１５との結合部をカシメ部２３によつて形成し、所定荷重以上の衝撃力が作用することで外れる構造にしてある。すなわち、図４（ロ）に示すようにプッシャ部材２の下端部には支持板２ｂが溶接等の手段によつて固着され、この支持板２ｂをアーム部材１５に固着したブラケット１６の上面に載置した状態で、支持板２ｂ及びブラケット１６に金属製の板状部材１７を巻き付け、カシメ部２３によつて固定してある。

これにより、基板４又は搬送ロボットのハンド３が衝突し、プッシャ部材２が支持板２ｂと共に傾倒したときに、カシメ部２３が変形してプッシャ部材２のブラケット１６への固着状態が解除され、プッシャ部材２がブラケット１６から外れて図４（イ）に仮想線で示すように傾倒するため、部品、機構又は周辺部品のダメージが実用上問題とならない程度に軽減される。なお、板状部材１７を省略し、プッシャ部材２と一体をなす金属製の支持板２ｂ自体を折り曲げてプッシャ部材２をブラケット１６に結合し、プッシャ部材２と昇降装置５のアーム部材１５との結合部をカシメ部２３によつて構成することも可能である。

このような第１〜第４の構造例において、プッシャ部材２が斜めに倒れるとき、基板ステージ１の通孔１ａの周囲に衝当に伴う損傷を与え、基板ステージ１の平坦度が悪化することがあり得る。基板ステージ１の平坦度の悪化は、特にプロセスステージの基板ステージ装置５１において、載置する基板４の平坦度を悪化させ、ひいては基板４の正確な処理に悪影響を与える。このため、基板ステージ１の通孔１ａの上端縁部に円錐形をなす面取り部１ｂを形成し、プッシャ部材２の多少の傾倒を面取り部１ｂによつて吸収するようにし、基板ステージ１の平坦度に悪影響が生じないようにしてある。勿論、基板ステージ１の通孔１ａ自体の大径化も有効である。

以上、図７に示すプロセスステージ６１の基板ステージ装置５１のプッシャ部材２について説明したが、ロードロック室６０の基板ステージ装置である回転駆動ステージ６５のプッシャ部材に同様に適用が可能であることは勿論である。

本発明の１実施の形態の第１の構造例に係る基板ステージ装置の要部を一部切欠いて示す斜視図。同じく第２の構造例に係る基板ステージ装置の要部を一部切欠いて示す斜視図。同じく第３の構造例に係る基板ステージ装置の要部を一部切欠いて示す斜視図。同じく第４の構造例に係る基板ステージ装置を示し、図４（イ）は基板ステージ装置の要部を一部切欠いて示す斜視図、図４（ロ）はカシメ部を示す正面図。従来の基板ステージ装置の要部を一部切欠いて示す斜視図。同じく従来の基板の処理装置の基板ステージ装置を示す正面図。同じく従来の基板の処理装置の概略を示す平面図。

符号の説明

１：基板ステージ
１ａ：通孔
１ｂ：面取り部
２：プッシャ部材
３：ハンド
４：基板
５：昇降装置
１５：アーム部材
１６：ブラケット
２０：傾倒可能部
２１，２１Ａ：小断面積部
２２：ばね（弾性的保持部）
２３：カシメ部
５１：基板ステージ装置
６３：搬送ロボット
６８：基板搬送ロボット（搬送ロボット）

Claims

プッシャ部材（２）が基板ステージ（１）に対して昇降可能に設けられ、プッシャ部材（２）が基板ステージ（１）の通孔（１ａ）から没入して基板（４）を基板ステージ（１）に載置すると共に、プッシャ部材（２）が基板ステージ（１）の通孔（１ａ）から突出し、基板（４）をプッシャ部材（２）によつて支持して搬送ロボットのハンド（３）との間で基板（４）の授受を行う基板ステージ装置において、
前記プッシャ部材（２）が、基板（４）又は搬送ロボットのハンド（３）との衝突によつて傾倒する傾倒可能部（２０）を備え、基板（４）又は搬送ロボットのハンド（３）との所定の衝撃力を超える衝突によつて傾倒することを特徴とする基板ステージ装置。
前記傾倒可能部（２０）が、プッシャ部材（２）の中間部を小断面積に形成する小断面積部（２１，２１Ａ）であり、基板（４）又は搬送ロボットのハンド（３）との所定の衝撃力を超える衝突によつて小断面積部（２１，２１Ａ）で折損することを特徴とする請求項１の基板ステージ装置。
前記傾倒可能部（２０）が、プッシャ部材（２）の中間部に形成され、プッシャ部材（２）の上部と下部とを弾性的に保持する弾性的保持部（２２）によつて形成され、基板（４）又は搬送ロボットのハンド（３）との所定の衝撃力を超える衝突によつて弾性的保持部（２２）が変形することを特徴とする請求項１の基板ステージ装置。
前記プッシャ部材（２）が昇降装置（５）に固着されて昇降駆動されると共に、前記傾倒可能部（２０）が、昇降装置（５）にプッシャ部材（２）を固着させるカシメ部（２３によつて形成され、基板（４）又は搬送ロボットのハンド（３）との所定の衝撃力を超える衝突によつてカシメ部（２３）が変形することを特徴とする請求項１の基板ステージ装置。
前記基板ステージ（１）の通孔（１ａ）の上端縁部に、面取り部（１ｂ）が形成されていることを特徴とする請求項１，２，３又は４の基板ステージ装置。