JP2014175636A - 基板搬送システム - Google Patents

Abstract

【課題】ワークホルダに搬送する球状基板の個数の調整が容易な、且つ球状基板の破損が抑制された基板搬送システムを提供する。
【解決手段】複数の球形状の基板が格納され、底面に基板が通過可能な面積の開口部を有する供給トレイと、供給トレイの下方に配置され、供給トレイの底面に密着させることで開口部を閉鎖する形状を有する弁と、供給トレイの底面に密着する位置と底面から離間した位置との間で弁を上下方向に移動させ、弁による開口部の開閉を制御する開閉制御装置とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワークホルダに球形状の基板を搬送する基板搬送システムに関する。

各種の半導体製造装置を用いて球形又は球形に類する球形状の基板（以下において「球状基板」という。）に成膜などのプロセス処理を施す場合には、ワークホルダに搭載した状態の基板が半導体製造装置に格納される（例えば、特許文献１参照。）。

ワークホルダに球状基板を搭載するためには、例えば球状基板が格納される供給トレイに傾斜路を設け、この傾斜路を転がして球状基板をワークホルダに搬送する。このとき、傾斜路に開閉弁を設置し、この開閉弁の開閉によって球状基板の搬送を制御することができる。

特開平９−２２８０２７号公報

しかしながら、上記の方法では、開閉弁に挟まれて球状基板が破損する問題がある。また、ワークホルダに搬送する球状基板の個数は、傾斜路の傾斜角度や開閉弁の開口面積によってコントロールすることになる。このため、搬送される球状基板の個数の調整が困難である。

上記問題点に鑑み、本発明は、ワークホルダに搬送する球状基板の個数の調整が容易な、且つ球状基板の破損が抑制された基板搬送システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、（イ）複数の球状基板が格納され、底面に基板が通過可能な面積の開口部を有する供給トレイと、（ロ）供給トレイの下方に配置され、供給トレイの底面に密着させることで開口部を閉鎖する形状を有する弁と、（ハ）供給トレイの底面に密着する位置と底面から離間した位置との間で弁を上下方向に移動させ、弁による開口部の開閉を制御する開閉制御装置とを備える基板搬送システムが提供される。

本発明によれば、ワークホルダに搬送する球状基板の個数の調整が容易な、且つ球状基板の破損が抑制された基板搬送システムを提供できる。

本発明の実施形態に係る基板搬送システムの構成を示す模式的な側面図である。 本発明の実施形態に係る基板搬送システムの構成を示す模式的な底面図である。 本発明の実施形態に係る基板搬送システムにおいて基板の供給を停止した状態を示す模式図である。 比較例の基板搬送システムの構成を示す模式的な側面図である。 本発明の実施形態に係る基板搬送システムの開閉制御装置の構成例を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る基板搬送システムの他の構成を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る基板搬送システムにより搬送される基板の例を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る基板搬送システムに採用可能な弁の他の構造を示す模式図であり、図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のVIII−VIII方向に沿った断面図である。 本発明の実施形態に係る基板搬送システムに採用可能な弁の他の構造を示す模式図であり、図９（ａ）は平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のIX−IX方向に沿った断面図である。

図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであることに留意すべきである。又、以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施形態は、構成部品の構造、配置などを下記のものに特定するものでない。この発明の実施形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

本発明の実施形態に係る図１に示す基板搬送システム１は、処理対象の球状基板１００を各種の製造装置に格納するために、ワークホルダ５０に球状基板１００を搬送する。球状基板１００はワークホルダ５０に搭載された状態で、成膜装置などの製造装置に格納される。球状基板１００は、例えば太陽電池シリコン（Ｓｉ）基板であり、粒径は１ｍｍ〜数ｍｍ程度である。

基板搬送システム１は、図１及び図２に示すように、複数の球状基板１００が格納され、底面１１に球状基板１００が通過可能な面積の開口部１５を有する供給トレイ１０と、供給トレイ１０の下方に配置され、供給トレイ１０の底面１１に密着させることで開口部１５を閉鎖する形状を有する弁２０と、供給トレイ１０の底面１１に密着する位置と底面１１から離間した位置との間で弁２０を上下方向に移動させ、弁２０による開口部１５の開閉を制御する開閉制御装置３０とを備える。図１は図２のＩ−Ｉ方向に沿った断面図である。なお、図２では球状基板１００の図示を省略している。

図１に示すように弁２０が供給トレイ１０の下方に底面１１から離間して位置する状態では、開口部１５が開放されている。このため、開口部１５を介して供給トレイ１０からワークホルダ５０に球状基板１００が供給される。一方、弁２０を供給トレイ１０の底面１１に下方から密着させることにより、図３に示したように、開口部１５が弁２０によって塞がれる。このように弁２０を開口部１５にはめ合わせることにより、供給トレイ１０からワークホルダ５０への球状基板１００の供給が停止される。そして、弁２０を下方に移動させて供給トレイ１０の底面１１から離間させることにより、供給トレイ１０からワークホルダ５０への球状基板１００の供給が再開される。したがって、開口部１５に弁２０をはめ合わせた状態において開口部１５と弁２０との隙間を球状基板１００が通過できないように、開口部１５の形状に合わせて弁２０の形状が設定される。

図１〜図３に示した例では、供給トレイ１０の開口部１５が、球状基板１００よりも直径が大きい円形状である。そして、弁２０は、その直径が開口部１５の直径よりも大きい球形状である。このため、弁２０を供給トレイ１０の底面１１に下方から密着させることにより、開口部１５が弁２０によって塞がれる。その結果、供給トレイ１０からワークホルダ５０への球状基板１００の供給が停止される。

図１に示した例では、中心軸が開口部１５の内側に延伸するシャフト２１の一方の端部に弁２０が取り付けられている。シャフト２１の他方の端部に接続する開閉制御装置３０は、シャフト２１を上下方向に駆動することによって、弁２０による開口部１５の開閉を制御する。例えば、シリンダやモータなどを用いてシャフト２１を駆動可能である。

開閉制御装置３０は、弁２０を供給トレイ１０の底面１１に密着させた状態と供給トレイ１０から離間させた状態とのいずれかに保持すればよい。したがって、上記ではシャフト２１の先端に弁２０が配置された例を示したが、先端以外の場所、例えばシャフト２１の途中に弁２０を配置してもよい。或いは、棒状のシャフト２１の代わりに、らせん状のシャフト２１を採用してもよい。また、シャフト２１以外の他の方法で弁２０を支持することもできる。例えば、弁２０を帯ひも状の支持体によって支持してもよい。

なお、供給トレイ１０内の球状基板１００が開口部１５から吐出されやすいように、供給トレイ１０の内部の底面に傾斜を設け、供給トレイ１０内部の最も低い位置に開口部１５を配置することが好ましい。

基板搬送システム１に対し、例えば図４に示すように、供給トレイ１０Ａの底面に設けた開閉弁１２Ａの開閉によって球状基板１００をワークホルダ５０に搬送する方法も考えられる。しかし、図４に示した比較例の基板搬送システム１Ａでは、開閉弁１２Ａの開口面積などにより球状基板１００の供給量をコントロールすることになる。このため、搬送される球状基板１００の個数の調整が困難である。更に、供給停止時に開閉弁１２Ａを閉じる際などに、球状基板１００が開閉弁１２Ａに挟まれて破損するおそれがある。

これに対し、基板搬送システム１では、開閉制御装置３０に制御された弁２０の上下方向の移動によって開口部１５の開閉が行われるため、開口部１５の面積に応じた数量の球状基板１００が供給トレイ１０からワークホルダ５０に供給される。したがって、ワークホルダ５０に搬送される球状基板１００の個数を容易に調整できる。また、開口部１５を塞ぐために弁２０を開口部１５に接近させた場合に、球状基板１００が弁２０の表面に沿って落下する。このため、球状基板１００が供給トレイ１０と弁２０とに挟まれ難く、球状基板１００の破損が抑制される。

更に、基板搬送システム１では、弁２０による開口部１５の開閉をバネの弾性を利用して行う方法を採用することにより、球状基板１００にダメージを与えない弁２０の駆動力を選定できる。例えば図５に示すように、一方の端部が固定され、他方の端部がシャフト２１に接続されたコイル状のバネ３１を有する構造を開閉制御装置３０に採用してもよい。即ち、一方の端部に弁２０が設置されたシャフト２１の他方の端部にバネ３１が取り付けられている。バネ３１が伸びたときに開口部１５が開放され、バネ３１が縮んだときに開口部１５が閉鎖される。そして、バネ３１の弾性力の大きさを、供給トレイ１０と弁２０との間に挟まれても球状基板１００が破損しない程度に調整する。このように、弁２０を上昇させて開口部１５を閉じる機構としてバネ３１を使用することにより、供給トレイ１０と弁２０との間に球状基板１００が挟み込まれた場合にも、球状基板１００の破損を軽減することができる。なお、コイルバネ以外にも、例えば板バネなどの他の形状のバネを用いて、弁２０による開口部１５の開閉を行ってもよい。

図１に示した基板搬送システム１によれば、弁２０によって開口部１５を開閉する時間や開放時の開口部１５と弁２０間の距離などにより、供給トレイ１０からワークホルダ５０に搬送される球状基板１００の供給量を制御できる。例えば、シャフト２１を下降させておく時間を設定することにより、球状基板１００の供給量を設定可能である。

このため、基板搬送システム１が、図６に示すように、開閉制御装置３０を制御して一定時間だけ開口部１５を開放させる供給量制御装置４０を更に備えてもよい。例えば、開口部１５の開放時間と供給トレイ１０からワークホルダ５０に搬送される球状基板１００の供給量との関係を予め調査しておく。そして、球状基板１００の供給量が所望の量になる時間だけ開口部１５が開放されるように、供給量制御装置４０によって開閉制御装置３０を制御する。これにより、所定の量の球状基板１００を供給トレイ１０からワークホルダ５０に自動搬送することができる。

なお、球状基板１００の形状は球形状だけでなく、例えば図７に示すようなＤカット形状である基板も、基板搬送システム１で搬送可能な球状基板１００に含まれる。「Ｄカット形状」は、全体として略球体であるが平坦な面を有する形状である。更に、球状基板１００が球形状やＤカット形状以外の、立方体形状などの多面体などであってもよい。

以上に説明したように、本発明の実施形態に係る基板搬送システム１によれば、弁２０を上下方向に移動させて開口部１５を開閉することによって球状基板１００の搬送を制御することにより、ワークホルダ５０に搬送される球状基板１００の個数の調整が容易である。このため、球状基板１００を用いる製品の生産管理能力が向上する。更に、ワークホルダ５０への搬送時における球状基板１００の破損が抑制されるため、球状基板１００の性能劣化を防止できる。

（その他の実施形態）
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

上記では、弁２０が球形状である場合を示したが、開口部１５との間に粒状基板が通過する隙間が生じない形状であれば、弁２０は他の形状でもよい。例えば図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、弁２０が、供給トレイ１０の底面１１と底面が平行な切頭円錐形状や円錐形状であってもよい。また、図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、開口部１５の形状が矩形状の場合には、弁２０が切頭四角錐形状或いは四角錐形状などであってもよい。

また、上下方向に延伸するシャフト２１ではなく、横方向に延伸するシャフト２１によって弁２０を支持してもよい。ただし、供給トレイ１０の下方に横方向に延伸するシャフト２１を配置した場合には、供給トレイ１０から吐出される球状基板１００がシャフトに衝突するなどの問題があるため、シャフト２１を上下方向に延伸するように配置することが好ましい。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

１…基板搬送システム
１０…供給トレイ
１１…底面
１５…開口部
２０…弁
２１…シャフト
３０…開閉制御装置
３１…バネ
４０…供給量制御装置
５０…ワークホルダ
１００…球状基板

Claims (7)

1. 複数の球状基板が格納され、底面に前記基板が通過可能な面積の開口部を有する供給トレイと、
   前記供給トレイの下方に配置され、前記供給トレイの前記底面に密着させることで前記開口部を閉鎖する形状を有する弁と、
   前記供給トレイの前記底面に密着する位置と前記底面から離間した位置との間で前記弁を上下方向に移動させ、前記弁による前記開口部の開閉を制御する開閉制御装置と
   を備えることを特徴とする基板搬送システム。
2. 前記開閉制御装置を制御して、一定時間だけ前記開口部を開放させる供給量制御装置を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の基板搬送システム。
3. 前記弁が取り付けられたシャフトを更に備え、
   前記開閉制御装置が前記シャフトを上下方向に駆動することにより前記弁による前記開口部の開閉を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の基板搬送システム。
4. 前記開閉制御装置が、バネの弾性を利用して前記シャフトを駆動することを特徴とする請求項３に記載の基板搬送システム。
5. 前記開閉制御装置が、一方の端部が固定され、他方の端部が前記シャフトに接続されたバネを有することを特徴とする請求項４に記載の基板搬送システム。
6. 前記開口部が円形状であり、
   前記弁が、直径が前記開口部の直径よりも大きい球形状である
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の基板搬送システム。
7. 前記基板が、太陽電池シリコン基板であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の基板搬送システム。

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