JP2010254453A

JP2010254453A - 浮上装置

Info

Publication number: JP2010254453A
Application number: JP2009108225A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Koo; 明博小尾
Original assignee: Myotoku Ltd
Current assignee: Convum Ltd
Priority date: 2009-04-27
Filing date: 2009-04-27
Publication date: 2010-11-11

Abstract

【課題】ワーク中央領域に搬送方向への空気流が当たることを回避しつつ、ワークの浮上と搬送の両者を良好に行うことができる浮上装置を提供する。
【解決手段】浮上装置１１は、浮上ユニット１０Ｍと、その両側にそれぞれ配置された浮上ユニット１０Ａ、１０Ｂと、を有する。浮上ユニット１０Ａは、正圧室を形成するチャンバー３６と、チャンバー３６の天井壁に固定されワーク搬送面を上面に形成する多孔質板７６と、チャンバー３６のサイド側であって浮上装置１１のサイド側に設けられたサイド搬送部８０Ａと、を備えている。チャンバー３６の天井壁には、溝部と、溝部の溝底を貫通し正圧室と連通する通気孔と、が形成されている。サイド搬送部８０Ａには、ワーク搬送方向斜め上方に気体を噴き出す気体噴出ノズル９０が配置されている。浮上ユニット１０Ｂも同様の構成である。
【選択図】図２

Description

本発明は、ワークを浮上させて非接触で搬送する浮上装置に関する。

フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）に用いられるガラス基板をローラで搬送すると、ガラス基板とローラとの間の摩擦、ガラス基板に与えるストレスなどにより、ガラス基板を圧縮空気で浮上させて搬送することが知られている（例えば特許文献１、２参照）。

ここで、特許文献１では、ワークに対して所定方向に流れるエアを噴出することにより、ワークを所定方向へ搬送するとともにワークの位置ずれを検出し、噴出エアの圧力や方向を調整することによりワーク移送速度を調節することが提案されている。

特開２００５−７５４９７号公報特開２００８−７３１９号公報

しかし、特許文献１では、搬送方向に移送する力がワークに与えられるように空気の噴き出し方向を斜め上方に向けた推進用ユニットを搬送路の中央領域に配置している。このため、回路等の重要部が形成されたワーク中央領域が搬送方向への強い空気流によってダメージを被るなどの悪影響が考えられる。

本発明は、上記事実を考慮して、ワーク中央領域に搬送方向への空気流が当たることを回避しつつ、ワークの浮上と搬送の両者を良好に行うことができる浮上装置を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、ワーク搬送面に気体を噴出してエアベアリング面にしてワークを浮上させる浮上ユニットと、前記浮上ユニットの側方に設けられ、ワーク搬送方向斜め上方に気体を噴き出す気体噴出部と、を備えている。

請求項１に記載の発明では、浮上ユニットのワーク搬送面から気体を噴出することにより、ワーク搬送面でワークが浮上する。

これと併せて、気体噴出部から気体を噴出する。ここで、気体噴出部は、ワーク搬送方向斜め上方（ワーク搬送方向に傾いた斜め上方向）に気体を噴き出すので、ワークに浮上力を付与するとともにワークに搬送方向への移動力を付与することができる。

そして、この気体噴出部は、チャンバーのサイド側に設けられている。これにより、気体噴出部からの気体がワーク中央領域に吹き付けられることが回避される。このことは、電気回路などの重要部品がワーク中央領域に配置されている場合、ワークの重要部品にダメージが与えられることを回避する上で、特に有効である。

また、気体噴出ノズルがチャンバーのサイド側に設けられていることにより、チャンバーの天井壁の形状を新たに変更することなくこの気体噴出ノズルを設けることができる。従って、装置構成が簡単である。

請求項２に記載の発明は、前記ワーク搬送方向斜め上方の鉛直方向に対する傾き角度、及び、前記気体噴出部からの噴き出し流量が可変であり、前記浮上ユニットのサイド側に設けられたワーク検出センサと、前記ワーク検出センサからの検出信号に基づいて、前記傾き角度と前記噴き出し流量とを制御する制御手段と、を備えている。

請求項２に記載の発明では、ワーク検出センサでワークの通過を検出して、上記傾き角度、及び、上記噴き出し流量を調整することにより、ワークの姿勢や搬送速度を高精度に制御することができる。

請求項３に記載の発明は、ワーク搬送面に気体を噴出してエアベアリング面にしてワークを浮上させる浮上ユニットを並列に複数配列してなる浮上装置本体と、前記浮上装置本体のサイド側に設けられ、ワーク搬送方向上方に気体を噴き出す気体噴出部と、を備えている。

請求項３に記載の発明では、請求項１と同様、浮上ユニットのワーク搬送面から気体を噴出することにより、ワーク搬送面でワークが浮上する。これと併せて、気体噴出部から気体を噴出すると、ワークに浮上力を付与するとともにワークに搬送方向への移動力を付与することができる。

そして、この気体噴出部は、浮上装置本体のサイド側に設けられている。従って、浮上装置本体を構成する各浮上ユニットを新たに変更することなくこの気体噴出部を設けることで、ワークを浮上させるとともに搬送方向への移動力をワークに与えることができる。更に、浮上ユニットの幅寸法や並列数を調整することで、ワーク幅に合わせた搬送面幅とすることができる。

本発明によれば、ワーク中央領域に搬送方向への空気流が当たることを回避しつつ、ワークの浮上と搬送の両者を良好に行うことができる浮上装置とすることができる。

第１実施形態に係る浮上装置を備えた露光装置を示す斜視図である。図１の構成を説明する部分拡大図である。第１実施形態に係る浮上装置の部分側面図である。第１実施形態に係る浮上装置を構成する浮上ユニット及びサイド搬送部の短手方向断面図である。第１実施形態に係る浮上装置の変形例を示す部分斜視図である。第１実施形態に係る浮上装置の変形例を示す部分斜視図である。第２実施形態に係る浮上装置を構成する浮上ユニットのチャンバーの天井壁を示す平面図である。第２実施形態に係る浮上装置を構成する浮上ユニットの多孔質板を示す平面図である。

以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、気体として空気を用いる例で説明する。
まず、第１実施形態について説明する。図１〜図３には、第１実施形態に係る浮上装置１１を有する露光装置１２が示されている。

この露光装置１２は、レール１４と横材１６で長枠状に構成された組付けフレーム１８を備えている。組付けフレーム１８は、ポスト２０で枠状のベースフレーム２２の上方に支持されている。

また、レール１４の間には梁材２８が架け渡されている。梁材２８の上には、レール１４に沿って３列に並列に配置された浮上ユニット１０Ｍ、１０Ａ、１０Ｂを備えている。浮上ユニット１０Ｍは中央に配置され、浮上ユニット１０Ａ、１０Ｂは浮上ユニット１０Ｍの両サイド側に配置されている。浮上ユニット１０Ｍ、１０Ａ、１０Ｂの底板には、負圧の空気が供給される負圧供給口（図示省略）と、正圧の空気が供給される正圧供給口（図示省略）が形成されている。正圧供給口には、図示しない第１コンプレッサーからチューブ３４ａを介して、正圧の空気が供給される。また負圧供給口には、図示しない真空エジェクタ等の負圧発生手段からチューブ３４ｂを介して、負圧の空気が供給される。

更に図１で示すレール１４の右方には、レール１４の間へ支持プレート３８が架け渡されている。この支持プレート３８には、高さ調整部材４２を介して浮上ユニット４０が幅方向に並列に、長手方向に直列に複数配置された、後述の第２実施形態に係る浮上装置４１が設けられている。高さ調整部材４２には、図示しない第２コンプレッサーからチューブ４６Ａを介して正圧の空気が供給されると共に、図示しない真空エジェクタ等の負圧発生手段からチューブ４６Ｂを介して負圧の空気が供給される。
なお、コンプレッサーから供給するものは空気に限らず、窒素やアルゴン、ヘリウム等の不活性ガス、二酸化炭素等の気体でもよい。また、水等の液体でもよい。

さらに、手前側のレール１４には、リニア式の搬送装置５０が搭載されている。この搬送装置５０には、バキューム式の吸盤５２を複数備えており、浮上したワーク（例えばガラス基板）Ｐをチャックして、矢印方向（Ｑ方向）に搬送する構成である。

浮上ユニット１０の上方で浮上されたワークＰは、搬送装置５０により浮上ユニット４０方向へ浮上搬送される。浮上搬送されたワークＰは、浮上ユニット４０の上方で浮上状態が維持されたまま、図示しない露光手段により露光され、所定の回路パターンが形成される。

次に、本実施形態に係る浮上装置１１の具体的な構成を説明する。なお、浮上ユニット１０Ｍ、１０Ａ、１０Ｂの基本構成は同じであるので、以下の説明では、浮上ユニット１０Ａを詳細に説明し、浮上ユニット１０Ｂ、１０Ｍについては異なる点以外の説明を省略する。

図４に示すように、浮上ユニット１０Ａのチャンバー３６は、断面が長方形状の長い筒体であり、内側に設けられた２枚の隔壁５４で内部空間が、中央の略三角断面の負圧室５６、台形断面の正圧室５８、６０に区画されている。そして、チャンバー３６の端面に側板６２を接合することで、チャンバー３６の負圧室５６、正圧室５８、６０は気密空間となる。

チャンバー３６の天井壁６１には溝部６６が形成されており、溝部６６の溝底には通気孔７２、７４が形成されている。この通気孔７２、７４は、それぞれ、正圧室５８、６０に連通しており、正圧室５８、６０から溝部６６に空気が供給されるようになっている。
また、天井壁６１には吸気孔７０が形成されており、この吸気孔７０は負圧室５６に連通している。

このように溝部が形成されたチャンバー３６の天井壁６１には、互いに連通する複数の微細な空隙が形成された板状の多孔質板７６が接合される。この多孔質板７６は、例えば多孔質カーボン、焼結金属、多孔質セラミックス、多孔質樹脂などを使用することが出来るが、多孔質カーボンを使用すると、軽量化の向上、機械的強度の向上、製造費の低廉化、表面の平坦度向上を図れるとともに、ワークＰと接触してしまった場合に、ワークＰの損傷を少なくすることができる。

図１、図４に示すように、多孔質板７６の表面には、チャンバー３６の天井壁６１と重ね合わせたときに吸気孔７０の真上となる位置に吸引孔７８が形成されている。また、多孔質板７６の長手方向両側には、多孔質板７６を貫通するビス止め用孔が形成されており、チャンバー３６に形成された取付穴へビスを挿入して、多孔質板７６をチャンバー３６の天井壁６１に固定できるようになっている。

また、図２〜図４に示すように、浮上ユニット１０Ａの浮上ユニット１０Ｍとは反対側のサイド側ＳＡは、浮上装置１１の一方のサイド側を構成する。浮上ユニット１０Ａのこのサイド側ＳＡでは、搬送方向から見てＬ字状のサイド搬送部８０Ａがチャンバー３６の側壁６４に取付けられている。浮上ユニット１０Ａは、溝部６６、通気孔７２、７４、吸気孔７０が天井壁６１に形成されたチャンバー３６と、天井壁６１に固定されワーク搬送面を上面に形成する多孔質板７６と、を備えている。そして、浮上装置１１では、浮上ユニット１０Ａのサイド側ＳＡにサイド搬送部８０Ａが取付けられている。

サイド搬送部８０Ａは、図４に示すように、正圧室５８に連通するサイド連通室８２と、ビス６３Ｂが挿通する挿通孔８４とが形成されている。側壁６４には、外側にビス６３Ｂが突出している取付具６３と、サイド連通室８２と正圧室５８とに連通する連通孔６５とが形成されている。ビス６３Ｂを挿通孔８４に挿通させてナットなどの止め具８６でサイド搬送部８０Ａを側壁６４に取付けると、サイド連通室８２が連通孔６５を通じて正圧室５８に繋がるようになっている。

そして、サイド搬送部８０Ａの上側には、サイド連通室８２に連通する気体噴出ノズル９０がワーク搬送方向に沿って一定間隔Ｄ１（図２参照）で配設されている。気体噴出ノズル９０は、係止部９２によって、ワーク搬送方向斜め上方に向けられた状態で、すなわちワーク搬送方向側に傾いた斜め上方向の状態で、係止されている。本実施形態では、気体噴出ノズル９０の鉛直方向に対する傾き角度θ（図３参照）、ノズル開口径、及び、ノズル先端９０Ｔ（図３参照）の高さ位置が可変となっている。

また、図２に示すように、隣り合う気体噴出ノズル９０同士の間の領域は、ワーク検出センサ９４が設けられた領域Ｒ１と設けられていない領域Ｒ２とが交互に設けられており、ワーク検出センサ９４が搬送方向に沿って一定間隔Ｄ２で配置されている。そして、サイド搬送部８０Ａには、ワーク検出センサ９４からの検出信号に基づいて、上記の傾き角度θ、ノズル開口径、及び、ノズル先端９０Ｔの高さ位置を制御する制御部９６（図３、図４参照）が設けられている。

浮上ユニット１０Ｂでは、図２に示すように、浮上ユニット１０Ｍとは反対側のサイド側ＳＢは、浮上装置１１の他方のサイド側を構成する。このサイド側ＳＢに、サイド搬送部８０Ａと同様のサイド搬送部８０Ｂが設けられている。

次に、本実施形態に係る浮上ユニット１０Ａ、１０Ｂ、及び、本実施形態に係る浮上装置１１の作用、効果を説明する。なお、なお、浮上装置１１を構成する浮上装置本体１１Ｈは、浮上ユニット１０Ｍと、浮上ユニット１０Ａと、浮上ユニット１０Ｂと、で構成される。

第１コンプレッサーから、正圧の空気（例えば１０〜５００ｋＰａ）を正圧室５６へ供給し、負圧の空気（例えば０〜-５０ｋＰａ）を負圧室５６へ供給（負圧室５６から空気を吸引）する。

正圧室５６へ供給された空気は、通気孔７２から噴出し、天井壁６１と多孔質板７６の下面とで形成された空気通路（溝部）を伝わりながら多孔質板７６の空隙を通過し、多孔質板７６から外部へ向けて噴出する。このとき、微細な空隙は互いに連通していることから、空気通路の上方だけでなく、多孔質板７６の全面から噴出する。
つまり、多孔質板７６の全面がエアベアリング面となってワーク搬送面７６Ｆになるため、ワークＰに反りを発生させずに浮上させて、多孔質板７６と非接触で搬送することが可能となる。この浮上したワークＰを吸盤５２がチャックして矢印方向に搬送装置５０が搬送する。

また、吸引室５６に供給された負圧の空気は吸気孔７０を介して多孔質板７６に形成された吸引孔７８にワークＰを吸引する力を発生させる。この吸気孔７０によって発生した吸引力は、多孔質板７６から噴出した空気によって浮上したワークＰの浮上量を規制するとともに、ワークＰの浮上時の剛性を向上させることができる。従って、この吸引力を制御することによって、ワークＰの浮上量を制御することが可能となる。

これと併せて、浮上ユニット１０Ａ、１０Ｂに設けられた気体噴出ノズル９０から空気が噴き出す。この結果、ワークＰの両サイド部ＰＥには、ワーク搬送方向斜め上方に空気が吹き付けられて、搬送方向への移送力が与えられる。従って、ワーク中央領域に搬送方向への空気流が当たることを回避しつつ、ワークＰの浮上と搬送とを良好に行うことができる。

また、サイド搬送部８０Ａ、８０Ｂを、浮上装置本体１１Ｈの両サイド側にそれぞれ取付けることでこれを実現させることができる。従って、チャンバー３６の天井壁６１の形状を新たに変更することなくこの気体噴出ノズル９０を浮上ユニットの側壁に取付けた簡単な構成で、この効果を奏する浮上装置１１を組み立てることができる。そして、チャンバー３６の正圧室５８にサイド連通室８２を連通させて、正圧室５８からの空気で複数の気体噴出ノズル９０から空気を噴き出すことができるので、浮上装置１１に必要な空気供給配管長さを大幅に低減させることができる。

また、ワーク検出センサ９４のワーク位置検出信号に基づいて、気体噴出ノズル９０の傾き角度θ、ノズル開口径、及び、ノズル先端９０Ｔの高さ位置を制御部９６が制御する。従って、ワークＰの姿勢、搬送速度を高精度で制御することができる。例えば、ワークＰの重量や寸法に基づいて、傾き角度θ、ノズル開口径、ノズル先端９０Ｔなどを制御して、適切な速度で効率的に搬送することが可能である。また、気体噴出ノズル９０のうちワークＰが通過する領域の気体噴出ノズル９０のみから空気を噴き出して省エネ効果を図ることもできる。なお、図２に示すように、サイド搬送部８０Ａとサイド搬送部８０Ｂとで、ワーク検出センサ９４が設けられた領域Ｒ１が千鳥状に互い違いの配置になっていると、より高精度で検出してこれらのことを高精度で行うことができる。

また、ワークＰの両サイド部ＰＥに、搬送方向への送風成分を有する空気を吹き付けると、ワークＰに大きな回転モーメントを与え易いので、ワークＰの姿勢の制御を行い易い。従って、浮上装置１１の両サイド側に気体噴出ノズル９０がそれぞれ設けられ、各サイド側で気体噴出ノズル９０の噴出流量や傾き角度θを制御することで、ワークＰの姿勢を良好に制御して搬送することができる。

なお、以上の説明では、浮上ユニット１０Ａ、１０Ｂの片サイド側にサイド搬送部８０Ａ、８０Ｂをそれぞれ設けた浮上装置１１で説明したが、図５に示すように、浮上ユニット１０Ａ、１０Ｂの両サイド側にサイド搬送部８０Ａ、８０Ｂをそれぞれ設けた構成にした浮上装置１００を形成し、この浮上装置１００に合う幅寸法のワークＷを搬送してもよい。

また、浮上装置１１で浮上ユニット１０Ａ、１０Ｂに代えて、図６に示すように、浮上ユニット１０Ｍの両サイド側に上記の浮上装置１００をそれぞれ配置した浮上装置１１１としてもよい。これにより、隣り合う浮上ユニット同士の間で、搬送方向への移送力がワークＰに与えられる。また、浮上装置１１で、浮上ユニット１０Ｍに代えて浮上装置１００を設けても、同様に、隣り合う浮上ユニット同士の間で搬送方向への移送力がワークに与えられる。

また、図４では、側壁６４に形成された連通孔６５を通じてサイド連通室８２が正圧室５８に繋がるように構成し、正圧室５８に供給された正圧の空気をサイド連通室８２に連通する気体噴出ノズル９０から噴き出すことにより、ワークＰへ搬送方向への移送力を与えているが、本発明はこれに限られるものではない。
例えば、連通孔６５を形成せず、正圧室５８とサイド連通室８２とが連通しない互いに独立した気密空間として構成し、正圧室５８に供給される正圧の空気とは別にサイド連通室８２に正圧の搬送用空気を供給し、この搬送用空気でワークＰへ搬送方向への移送力を与える構造としても良い。

次に、第２実施形態に係る浮上装置４１を説明する。浮上装置４１には、上述したように、浮上ユニット４０が幅方向に並列に、長手方向に直列に複数配置されている。浮上ユニット４０は、浮上装置４１の両サイドを構成する浮上ユニット４０Ａ、４０Ｂと、浮上ユニット４０Ａ、４０Ｂの間に３列にわたって配置された浮上ユニット４０Ｍと、で構成される。

浮上ユニット４０（４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｍ）の基本構成は、第１実施形態の浮上ユニット１０と同一である。浮上ユニット４０Ａには、浮上ユニット１０Ａと同様にサイド搬送部１１２Ａが設けられ、浮上ユニット４０Ｂにも、浮上ユニット１０Ｂと同様にサイド搬送部１１２Ｂが設けられている。サイド搬送部１１２Ａ、１１２Ｂには、サイド搬送部８０Ａ、８０Ｂと同様に、気体噴出ノズル９０及びワーク検出センサ９４が配置されている。以下、図７、図８に示すチャンバー１２０の溝部の構成と、多孔質板１２１の形状について説明する。

チャンバー１２０の天井壁には、長手方向に４本の縦溝部１２７と、幅方向に複数本の横溝部１３２とが形成されており、縦溝部１２７と横溝部１３２で複数の離島１２６が所定の間隔で形成されている。横溝部１３２の溝底には通気孔１２２が形成されている。この通気孔１２２は、正圧の空気が供給される気体供給管（図示省略）に連通している。また、離島１２６には、吸引室と連通する吸気孔１３０が形成されている。

一方、多孔質板１２１の表面には、チャンバー１２０の天井壁と重ね合わせたとき、吸気孔１３０と対応する位置に吸気孔１３８が形成されている。また、多孔質板１２１の両側には、貫通孔１４０が形成されており、チャンバー１２０に形成された取付孔１４４へビスを挿入して、多孔質板１２１をチャンバー１２０に固定できるようになっている。

以上の構成の浮上ユニット４０では、多孔質板１２１の表面に貫通孔１４０を形成することでビス止めが可能となる。また、多孔質板１２１に溝加工しないので、多孔質板１２１の平坦度を維持できる。更に、吸気孔を等間隔に配置することで、ワークＰの浮上量をバランスよく規制することができる。

また、第１実施形態、第２実施形態では、浮上ユニットが並列に複数配置された浮上装置１１を有する露光装置で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、露光装置以外に、検査装置、測定装置、欠陥修復装置、コータ、ガラス基板等のワークを搬送する装置などに使用できるものである。

１０Ａ、Ｂ浮上ユニット
１１浮上装置
１１Ｈ浮上装置本体
４０Ａ、Ｂ浮上ユニット
４１浮上装置
７６Ｆワーク搬送面
９０気体噴出ノズル（気体噴出部）
９４ワーク検出センサ
９６制御部
１００浮上装置
１１１浮上装置
θ 傾き角度
Ｐワーク
Ｗワーク

Claims

ワーク搬送面に気体を噴出してエアベアリング面にしてワークを浮上させる浮上ユニットと、
前記浮上ユニットの側方に設けられ、ワーク搬送方向斜め上方に気体を噴き出す気体噴出部と、
を備えた、浮上装置。
前記ワーク搬送方向斜め上方の鉛直方向に対する傾き角度、及び、前記気体噴出部からの噴き出し流量が可変であり、
前記浮上ユニットのサイド側に設けられたワーク検出センサと、
前記ワーク検出センサからの検出信号に基づいて、前記傾き角度と前記噴き出し流量とを制御する制御手段と、
を備えた、請求項１に記載の浮上装置。
ワーク搬送面に気体を噴出してエアベアリング面にしてワークを浮上させる浮上ユニットを並列に複数配列してなる浮上装置本体と、
前記浮上装置本体のサイド側に設けられ、ワーク搬送方向上方に気体を噴き出す気体噴出部と、
を備えた、浮上装置。