JP2009302290A - 載置台搬送装置及び搬送処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高速・高加速度で載置台を動作させた場合であっても、ガイドレールにかじりの生じない載置台搬送技術を提供する。
【解決手段】本発明においては、基板７を載置する載置台４０を、第１及び第２のガイドレール１１、１２上を支持しリニアモータで駆動して搬送させる。第１のガイドレール１１を、載置台４０の移動方向と直交する横方向に付勢して載置台４０を拘束された状態で案内する拘束エアベアリング２３と、第１のガイドレール１１を、載置台４０の移動方向と直交する横方向に付勢して載置台４０を弾性的な緩衝状態で案内する緩衝用エアベアリング２４とを有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば、ＸＹステージ等に用いられる搬送装置に関し、特にグラナイトを用いた載置台を有する基板搬送装置に関する。

従来より、印刷ヘッド等の処理手段と、基板とを相対的に移動させて、基板処理を行う場合に、移動ステージ等の基板搬送装置が用いられている。
近年、この種の基板搬送装置として、グラナイトのような硬度が高い材料を研磨して基板の載置台を構成したものが知られている。
このような基板搬送装置においては、搬送精度を向上させるため、一対の平行なガイドレールによって載置台を案内保持し、各ガイドレール上においてリニアモータによって載置台を駆動させるようにしている。

しかし、このような従来技術では、各ガイドレールにおいて載置台を保持しているため、特に高速・高加速度の基板搬送装置では、各リニアモータからの動力伝達のバランスが崩れた場合に、ガイドレールにかじりが生ずるおそれがある。
特開平７−３１１３７５号公報 特開２００５−１１４８８２号公報

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、高速・高加速度で載置台を動作させた場合であっても、ガイドレールにかじりの生じない載置台搬送技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明は、搬送対象物を載置する載置台を、複数のガイドレールを有する案内部上を支持しリニアモータで駆動して搬送させる載置台搬送装置であって、前記案内部を、前記載置台の移動方向と交差する横方向に付勢して前記載置台を拘束された状態で案内する拘束案内機構と、前記案内部を、前記載置台の移動方向と交差する横方向に付勢して前記載置台を弾性的な緩衝状態で案内する緩衝案内機構とを有する載置台搬送装置である。
本発明では、前記緩衝案内機構が、前記拘束案内機構の付勢方向と対向する方向に前記ガイドレールを付勢するように構成されている緩衝案内手段を有することもできる。
本発明では、前記緩衝案内機構が、前記拘束案内機構の付勢方向と同一方向に前記ガイドレールを付勢するように構成されている場合にも効果がある。
本発明では、前記案内部が、第１のガイドレールと第２のガイドレールとを有し、前記第１のガイドレール側に前記拘束案内機構及び前記緩衝案内手段を有するとともに、前記第２のガイドレール側は前記載置台の移動方向と交差する横方向に関して非拘束状態となるように構成されている場合にも効果がある。
本発明では、前記拘束案内機構が、空気を噴出して前記ガイドレールとの間隔を保つ第１のエアベアリングを有し、前記緩衝案内機構が、空気を噴出して前記ガイドレールとの間隔を保つ第２のエアベアリングと、前記第２のエアベアリングを当該付勢方向に移動可能とする弾性部材を有することもできる。
本発明では、前記案内部が、第１のガイドレールと第２のガイドレールとを有し、前記第１のガイドレール側の前記載置台の移動方向と交差する横方向に関する拘束力が、前記第２のガイドレール側の前記載置台の移動方向と交差する横方向に関する拘束力より大きくなるように構成されている場合にも効果がある。
本発明は、前記載置台搬送装置と、前記案内部と直交する方向に延びる複数のガイドレールを有する他の案内部と、前記他の案内部上に支持して搬送され、前記載置台上に載置された搬送対象物に対して所定の処理を行う処理手段とを有する搬送処理装置である。

本発明の場合、搬送対象物を載置する載置台を、複数のガイドレールを有する案内部上を支持しリニアモータで駆動して搬送させる載置台搬送装置において、案内部を、載置台の移動方向と交差する横方向に付勢して載置台を拘束された状態で案内する拘束案内機構と、案内部を、載置台の移動方向と交差する横方向に付勢して載置台を弾性的な緩衝状態で案内する緩衝案内機構とを有することから、高速・高加速度で載置台を動作させた場合において、複数のリニアモータ間からの動力伝達のバランスが崩れて振れが多少生じた場合であっても、緩衝案内機構によってこの振れが吸収され、ガイドレールにかじりが生じない。

そして、このような本発明によれば、ガイドレールの真直度を定めるガイドレールを使用することができ、これによりコストダウンを図ることができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係る搬送処理装置の実施の形態の概略構成を示す平面図、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。また、図３は、本実施の形態における拘束エアベアリング及び緩衝用エアベアリングの配置構成例を示す平面図である。

図１及び図２に示すように、本実施の形態の搬送処理装置１は、台座１０と、台座１０上に配設された第１及び第２のガイドレール（案内部）１１、１２と、第１及び第２のガイドレール１１、１２の上方に配設された矩形板状の載置台４０とを備えている。

この載置台４０は、後述する第１及び第２の支持エアベアリング２１、２２によって支持された状態で第１及び第２の駆動手段３１、３２により駆動され、これにより第１及び第２のガイドレール１１、１２上を走行するように構成されている。

ここで、第１及び第２のガイドレール１１、１２は、例えば断面矩形で直線形状に形成され、台座１０上に所定の間隔をおいて平行に設けられている。なお、第１及び第２のガイドレール１１、１２の上面１１ａ、１２ａは水平で同一高さとなるように形成されている。

載置台４０の上面、すなわち、載置面４１は平坦に形成され、この載置面４１上に基板（搬送対象物）７が載置される。
本発明に用いる載置台４０の材料は、平坦に加工できる固い石であれば特に限定されず、グラナイト（granite、花コウ岩）や大理石等を用いることができるが、研磨の容易さ等を考慮するとグラナイトが最も適している。

この理由は、金属は熱膨張率が高く変形しやすく、載置台４０を金属で構成すると、表面を研磨して平滑化しても、研磨中に起こる変形や残留応力により、表面にうねりを生じ、これを無くすことができない。また、セラミックは研磨により表面を平滑にすることが困難であるから、本発明には適していない。

その一方、グラナイトのような石（鉱物）は、金属よりも熱膨張率が小さく、セラミックよりも、研磨が容易であり、載置台４０の材料に最も適している。
なお、グラナイトの種類は特に限定されず、チャイナブラック、インディアンブラック、ラステンバーグ、クルヌール等種々のものを用いることができる。

なお、載置台４０の載置面４１の基板７が配置される領域には溝４２が形成されており、載置面４１上において溝４２の開口部が基板７で覆われるようになっている。この溝４２の内部空間は図示しない排気系に接続され、溝４２の内部空間を排気することによって基板７が載置台４０の載置面４１に吸着される。

載置台４０の下面４３には、第１及び第２の支持エアベアリング２１、２２が取り付けられている。
ここで、第１の支持エアベアリング２１は、鉛直下方に延びる支持軸２１ａを介して第１のガイドレール１１の上面１１ａの上方に配置されている。

一方、第２の支持エアベアリング２２は、鉛直下方に延びる支持軸２２ａを介して第２のガイドレール１２の上面１２ａの上方に配置されている。
第１及び第２の支持エアベアリング２１、２２は、例えばエアコンプレッサのようなガス供給系（図示せず）に接続され、このエア供給系から圧縮エアが供給されるように構成されている。

第１及び第２の支持エアベアリング２１、２２の第１及び第２のガイドレール側の面（下面）には図示しない噴出口が設けられている。各支持エアベアリング２１、２２に供給されたエアは、噴出口から各ガイドレール１１、１２の上面１１ａ、１２ａに向けてそれぞれ噴出され、これにより各支持エアベアリング２１、２２が第１及び第２のガイドレール１１、１２の上面１１ａ、１２ａからわずかに浮上し、載置台４０が各支持軸２１ａ、２２ａによって支持されて走行可能な状態になる。

なお、第１及び第２の支持エアベアリング２１、２２の下面は載置台４０の載置面４１から同一の距離に配置され、これにより載置台４０が水平に支持されるように構成されている。
第１の駆動手段３１は、載置台４０を水平に支持した状態で走行させるためのリニアモータで、例えば、固定磁石ユニット３３と、可動磁石ユニット３５とを有している。
ここで、固定磁石ユニット３３は第１のガイドレール１１の延びる方向に沿って並べられた複数の磁石（図示せず）を有しており、互いに隣接する磁石の表面には異なる極性の磁極が形成されている。

一方、可動磁石ユニット３５は、載置台４０の下面４３に取り付けられており、固定磁石ユニット３３と部分的に対面し、可動磁石ユニット３５に交流電圧を印加することによって載置台４０に対して第１のガイドレール１１の延びる方向（ここでは水平方向）に駆動力を与えるように構成されている。

第２の駆動手段３２は、第１の駆動手段３１と同様に構成され、例えば、固定磁石ユニット３４と、可動磁石ユニット３６とを有している。
ここで、固定磁石ユニット３４は第２のガイドレール１２の延びる方向に沿って並べられた複数の磁石（図示せず）を有しており、互いに隣接する磁石の表面には異なる極性の磁極が形成されている。

そして、載置台４０の下面４３に取り付けられた可動磁石ユニット３６は、固定磁石ユニット３４と部分的に対面し、可動磁石ユニット３６に交流電圧を印加することによって載置台４０に対して第２のガイドレール１２の延びる方向（ここでは水平方向）に駆動力を与えるように構成されている。

さらに、本実施の形態では、第１及び第２のガイドレール１１、１２のうち、第１のガイドレール１１側に、以下に説明する拘束エアベアリング（拘束案内機構）２３と、緩衝用エアベアリング（緩衝案内機構）２４が設けられている。
図２に示すように、拘束エアベアリング２３は、第１のガイドレール１１の第２のガイドレール１２側の内側側面１１ｂ近傍に設けられている。

この拘束エアベアリング２３は、載置台４０の下面４３に取り付けられた例えば断面Ｌ字形状の支持部材２５と、この支持部材２５の先端部（下方側端部）に取り付けられた、上述した構成のエアベアリング２６とから構成されている。
ここで、支持部材２５は、例えばＳＵＳ等の剛性の大きい材料からなる。そして、エアベアリング２６のエアー噴出面２６ａが第１のガイドレール１１の内側側面１１ｂと平行になるように近接配置されている。

一方、緩衝用エアベアリング２４は、載置台４０の下面４３に取り付けられた例えば鉛直下方に延びる直線状又は板状の支持部材２７を有し、この支持部材２７の下端部の第１のガイドレール１１側の部分に、弾性を有する緩衝部材２８を介してエアベアリング２９が取り付けられて構成されている。

ここで、支持部材２７は、例えばＳＵＳ等の剛性の大きい材料からなる。また、緩衝部材２８は、例えばスプリングワッシャー等の弾性を有する部材からなる。そして、エアベアリング２９のエアー噴出面２９ａが第１のガイドレールの外側側面１１ｃと平行になるように構成されている。

本発明の場合、特に限定されることはないが、バランス良く載置台４０を走行する観点からは、例えば図３に示すように、第１の支持エアベアリング２１、拘束エアベアリング２３、緩衝用エアベアリング２４及び第２の支持エアベアリング２２を、第１及び第２のガイドレール１１、１２と直交する方向に一列に配列することが好ましい。

一方、載置台４０の上方には、支持部２、３を介して第１及び第２の処理用ガイドレール５１、５２が配置されている。第１及び第２の処理用ガイドレール５１、５２は、例えば一対の平行な直線状のレールから構成され、上述した第１及び第２のガイドレール１１、１２と直交するように設けられている。

第１及び第２の処理用ガイドレール５１、５２上には、駆動手段６０によって駆動される処理手段５０（ここでは印刷ヘッド）が配設されている。
本実施の形態の処理手段５０は、矩形平板状のヘッド本体５３と、ヘッド本体５３の下面に設けられた複数の印刷ヘッド５４とを有している。印刷ヘッド５４の下面には、複数の吐出口５５が下方に向けて取り付けられている。

ここで、各印刷ヘッド５４は図示しない塗布液供給系に接続され、この塗布液供給系から供給された塗布液（インク、スペーサ分散液等）が各印刷ヘッド５４に供給され、吐出口５５から吐出されるようになっている。
処理手段５０のヘッド本体５３下面には、鉛直下方に延びる支持軸５６を介して上記同様のエアベアリング５７が取り付けられ、これによりエアベアリング５７が第１及び第２の処理用ガイドレール５１、５２上面からわずかに浮上した状態で支持され、ヘッド本体５３が走行可能な状態になっている。

そして、処理手段５０は、例えばリニアモータを用いた駆動手段６０からの駆動力によって第１及び第２の処理用ガイドレール５１、５２上を走行し、これにより第１及び第２の処理用ガイドレール５１、５２に沿って往復移動するように構成されている。

図４〜図７は、本実施の形態における拘束エアベアリング及び緩衝用エアベアリングの他の配置構成例を示す平面図であり、以下、共通する構成部材には同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
図４に示すように、本例では、第１のガイドレール１１上において、第１の支持エアベアリング２１として、二つの支持エアベアリング２１Ａ、２１Ｂが所定の間隔をおいて設けられている。

そして、一方の支持エアベアリング２１Ａの両側の位置に、上述した配置構成を有する、拘束エアベアリング２３と、緩衝用エアベアリング２４Ａが設けられている。
すなわち、第１のガイドレール１１の内側側面１１ｂ近傍に、拘束エアベアリング２３が設けられ、第１のガイドレール１１の外側側面１１ｃ近傍に、緩衝用エアベアリング２４Ａが設けられている。

また、他方の支持エアベアリング２１Ｂの両側の位置には、緩衝用エアベアリング２４Ａと同様の構成を有する緩衝用エアベアリング２４Ｂ、２４Ｃがそれぞれ設けられている。
ここで、緩衝用エアベアリング２４Ｂは、拘束エアベアリング２３の付勢方向と対向する方向に第１のガイドレール１１を付勢するように構成されている。

一方、緩衝用エアベアリング２４Ｃは、拘束エアベアリング２３の付勢方向と同一方向に第１のガイドレール１１を付勢するように構成されている。
第２のガイドレール１２上には、第２の支持エアベアリング２２として、二つの支持エアベアリング２２Ａ、２２Ｂが所定の間隔をおいて設けられている。
なお、本例では、第２のガイドレール１２の側方には、拘束エアベアリング２３及び緩衝用エアベアリング２４のいずれも設けられていない。

本発明の場合、特に限定されることはないが、バランス良く載置台４０を走行する観点からは、支持エアベアリング２１Ａ、拘束エアベアリング２３、緩衝用エアベアリング２４Ａ、及び支持エアベアリング２２Ａを、第１及び第２のガイドレール１１、１２と直交する方向に一列に配列することが好ましい。

また、特に限定されることはないが、同様の観点から、支持エアベアリング２１Ｂ、緩衝用エアベアリング２４Ｂ，２４Ｃ、及び支持エアベアリング２２Ｂについても、第１及び第２のガイドレール１１、１２と直交する方向に一列に配列することが好ましい。

図５は、図４の配置構成例の変形例を示すものであり、緩衝用エアベアリングを一つ（２４Ｃ）省略したものである。
この場合、特に限定されることはないが、バランス良く載置台４０を走行する観点からは、拘束エアベアリング２３を、二つの支持エアベアリング２１Ａ、２１Ｂに対して中央領域に配置することが好ましい。

図６は、図５の配置構成例の変形例を示すものであり、二つの緩衝用エアベアリング２４Ｄ，２４Ｅを、第２のガイドレール１２側に配置したものである。
これら二つの緩衝用エアベアリング２４Ｄ，２４Ｅは、第２のガイドレール１２の内側側面１２ｂ近傍に設けられ、拘束エアベアリング２３の付勢方向と対向する方向に第２のガイドレール１２を付勢するように構成されている。

この場合、特に限定されることはないが、バランス良く載置台４０を走行する観点からは、支持エアベアリング２１Ａ，２２Ａ並びに緩衝用エアベアリング２４Ａを、第１及び第２のガイドレール１１、１２と直交する方向に一列に配列し、また、支持エアベアリング２１Ｂ，２２Ｂ並びに緩衝用エアベアリング２４Ｂを、第１及び第２のガイドレール１１、１２と直交する方向に一列に配列することが好ましい。

図７は、図５に示す構成と図６に示す構成を組み合わせた変形例を示すものである。
本例は、二つの緩衝用エアベアリング２４Ａ，２４Ｂを、第１のガイドレール１１の外側側面１１ｃ近傍に設けるとともに、二つの緩衝用エアベアリング２４Ｄ，２４Ｅを、第２のガイドレール１２の内側側面１２ｂ近傍に設けたものである。

本例では、第１のガイドレール１１側の載置台４０の横方向に関する拘束力が、第２のガイドレール１２側の載置台４０の横方向に関する拘束力より大きくなるように構成されている。
本例の場合、特に限定されることはないが、バランス良く載置台４０を走行する観点からは、支持エアベアリング２１Ａ，２２Ａ並びに緩衝用エアベアリング２４Ａ，２４Ｅを、第１及び第２のガイドレール１１、１２と直交する方向に一列に配列し、また、支持エアベアリング２１Ｂ，２２Ｂ並びに緩衝用エアベアリング２４Ｂ，２４Ｄを、第１及び第２のガイドレール１１、１２と直交する方向に一列に配列することが好ましい。

以上述べた本実施の形態によれば、載置台４０を横方向に付勢して拘束された状態で案内する拘束エアベアリング２３と、載置台４０を横方向に付勢して弾性的な緩衝状態で案内する緩衝用エアベアリング２４とを有することから、高速・高加速度で載置台４０を動作させた場合において、第１及び第２のリニアモータからの動力伝達のバランスが崩れて振れが多少生じた場合であっても、緩衝用エアベアリング２４によってこの振れが吸収され、第１及び第２のガイドレール１１、１２にかじりが生じない。

そして、このような本実施の形態によれば、第２のガイドレール１２を高精度に加工する必要がないので、コストダウンを図ることができる。
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、上記実施の形態では、二つのガイドレールを設けた場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限られず、三つ以上のガイドレールを設けた場合にも適用することができる。

また、本発明では、拘束側のガイドレール側の横方向に関する拘束力が、緩衝側のガイドレール側の載置台の横方向に関する拘束力より大きくなるように構成されていれば、拘束案内機構と緩衝案内機構の配置を適宜変更することができる。
さらに、本発明では、処理手段は印刷手段に限定されず、顕微鏡やカメラ等の検査手段を用い、搬送対象物の被処理部を検査（観察）するものを用いることもできる。

本発明に係る搬送装置の実施の形態の概略構成を示す平面図 図１のＡ−Ａ線断面図 本実施の形態における拘束エアベアリング及び緩衝用エアベアリングの配置構成例を示す平面図 本実施の形態における拘束エアベアリング及び緩衝用エアベアリングの他の配置構成例を示す平面図 本実施の形態における拘束エアベアリング及び緩衝用エアベアリングの他の配置構成例を示す平面図 本実施の形態における拘束エアベアリング及び緩衝用エアベアリングの他の配置構成例を示す平面図 本実施の形態における拘束エアベアリング及び緩衝用エアベアリングの他の配置構成例を示す平面図

符号の説明

１……搬送処理装置 １０……台座 １１……第１のガイドレール １２……第２のガイドレール ２３……拘束エアベアリング（拘束案内機構） ２４……緩衝用エアベアリング（緩衝案内機構、緩衝案内手段） ４０……載置台 ４１……載置面 ５０……処理手段

Claims (7)

1. 搬送対象物を載置する載置台を、複数のガイドレールを有する案内部上を支持しリニアモータで駆動して搬送させる載置台搬送装置であって、
   前記案内部を、前記載置台の移動方向と交差する横方向に付勢して前記載置台を拘束された状態で案内する拘束案内機構と、
   前記案内部を、前記載置台の移動方向と交差する横方向に付勢して前記載置台を弾性的な緩衝状態で案内する緩衝案内機構とを有する載置台搬送装置。
2. 前記緩衝案内機構が、前記拘束案内機構の付勢方向と対向する方向に前記ガイドレールを付勢するように構成されている緩衝案内手段を有する請求項１記載の載置台搬送装置。
3. 前記緩衝案内機構が、前記拘束案内機構の付勢方向と同一方向に前記ガイドレールを付勢するように構成されている緩衝案内手段を有する請求項１又は２のいずれか１項記載の載置台搬送装置。
4. 前記拘束案内機構が、空気を噴出して前記ガイドレールとの間隔を保つ第１のエアベアリングを有し、
   前記緩衝案内機構が、空気を噴出して前記ガイドレールとの間隔を保つ第２のエアベアリングと、前記第２のエアベアリングを当該付勢方向に移動可能とする弾性部材を有する請求項１乃至３のいずれか１項記載の載置台搬送装置。
5. 前記案内部が、第１のガイドレールと第２のガイドレールとを有し、前記第１のガイドレール側に前記拘束案内機構及び前記緩衝案内手段を有するとともに、前記第２のガイドレール側は前記載置台の移動方向と交差する横方向に関して非拘束状態となるように構成されている請求項１乃至４のいずれか１項記載の載置台搬送装置。
6. 前記案内部が、第１のガイドレールと第２のガイドレールとを有し、前記第１のガイドレール側の前記載置台の移動方向と交差する横方向に関する拘束力が、前記第２のガイドレール側の前記載置台の移動方向と交差する横方向に関する拘束力より大きくなるように構成されている請求項１乃至５のいずれか１項記載の載置台搬送装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項記載の載置台搬送装置と、
   前記案内部と直交する方向に延びる複数のガイドレールを有する他の案内部と、
   前記他の案内部上に支持して搬送され、前記載置台上に載置された搬送対象物に対して所定の処理を行う処理手段とを有する搬送処理装置。

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