JP2015218063A - 浮上搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水平面上で基板の浮上高さを一定に維持することができる浮上搬送装置を提供する。
【解決手段】基板を浮上させて搬送する浮上搬送装置であって、気体の噴出及び吸引により基板を浮上させる浮上ステージを備え、浮上ステージには、気体を吸引する吸引口と、気体を噴出する噴出口と、が形成され、噴出口は、吸引口の周囲に環状に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、浮上搬送装置に関する。

従来、基板を浮上させて搬送する浮上搬送装置が知られている。例えば、特許文献１には、浮上搬送装置として、気体を噴出する噴出口と気体を吸引する吸引口とが基板の搬送方向に複数個ずつ配列された表面を有する浮上ステージを備えた構成が開示されている。この構成によれば、基板を浮上させるにあたり噴出口から気体を噴出すると同時に各吸引孔から基板を吸引することで、気体の噴出のみを行って基板を浮上させた場合と比較して、基板の浮上高さを精密に制御することができる。

特開２０１３−９１５４０号公報

しかし、特許文献１に記載された浮上搬送装置では、噴出口及び吸引口が基板の搬送方向（Ｘ軸方向）に配列されているため、基板の搬送方向と交差する方向（例えば、水平面上でＸ軸方向と直交するＹ軸方向）で吸引力が変化した場合に、水平面上で基板の浮上高さを一定に保つことができないという課題があった。

以上のような事情に鑑み、本発明は、水平面上で基板の浮上高さを一定に維持することができる浮上搬送装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る浮上搬送装置は、基板を浮上させて搬送する浮上搬送装置であって、気体の噴出及び吸引により前記基板を浮上させる浮上ステージを備え、前記浮上ステージには、気体を吸引する吸引口と、気体を噴出する噴出口と、が形成され、前記噴出口は、前記吸引口の周囲に環状に形成されている。

この構成によれば、環状の噴出口から噴出された気体が噴出口の内側の吸引口で吸引されることで、吸引口の周囲に気体の流れが形成されるため、吸引口の周囲で一定の吸引力を維持することができる。よって、水平面上で基板の浮上高さを一定に維持することができる。

上記の浮上搬送装置において、前記吸引口の平面形状は円形で、且つ、前記噴出口の平面形状は円環であり、前記吸引口と前記噴出口とは同心円状に配置されていてもよい。
この構成によれば、吸引口及び噴出口により形成される形状が平面視で二重丸となるため、吸引口の周囲に均一な気体の流れを形成することができる。これにより、吸引口の周囲で吸引力が不安定になることを抑制できる。よって、水平面上で基板の浮上高さを安定して一定に維持することができる。

上記の浮上搬送装置において、前記浮上ステージには、前記吸引口と前記噴出口とを有する開口部が複数形成され、複数の前記開口部は、平面視でマトリクス状に配置されていてもよい。
この構成によれば、複数の開口部が平面視でマトリクス状に配置されることで、浮上ステージの基板と対向する面全体で均一に各吸引口の周囲に気体の流れが形成されるため、水平面上で基板の浮上高さを安定して一定に維持することが容易となる。

上記の浮上搬送装置において、前記吸引口と連通する第一配管と、前記第一配管を介して前記吸引口から気体を吸引する気体吸引手段と、前記吸引口及び前記噴出口を前記基板と対向する面で露出させた状態で前記第一配管を収容する収容部と、前記収容部に接続され且つ前記収容部の内部空間を介して前記噴出口と連通する第二配管と、前記第二配管を介して前記噴出口に気体を供給する気体供給手段と、を更に備えてもよい。
この構成によれば、収容部が吸引口及び噴出口を基板と対向する面で露出させた状態で第一配管を収容すると共に、第二配管が収容部に接続され且つ収容部の内部空間を介して噴出口と連通する構成であるため、気体の供給路の気密性を確保し且つ装置のコンパクト化を図ることができる。

本発明によれば、水平面上で基板の浮上高さを一定に維持することができる浮上搬送装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る浮上搬送装置を示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った断面を基板と共に示す図である。 本実施形態に係る浮上搬送装置の分解斜視図である。 比較例に係る浮上ステージの平面図である。 本実施形態に係る浮上ステージの平面図である。 本実施形態の変形例に係る開口部を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。
図１は、本実施形態に係る浮上搬送装置１を示す斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面を基板Ｓと共に示す図である。図３は、本実施形態に係る浮上搬送装置１の分解斜視図である。

図１〜図３に示すように、浮上搬送装置１は、基板Ｓを浮上させて搬送するものである。浮上搬送装置１は、気体の噴出及び吸引により基板Ｓを浮上させる浮上ステージ２を備える。浮上ステージ２には、気体を吸引する吸引口２１と、気体を噴出する噴出口２２と、が形成される。噴出口２２は、吸引口２１の周囲に環状に形成されている。

吸引口２１の平面形状は円形である。噴出口２２の平面形状は円環である。吸引口２１と噴出口２２とは同心円状に配置されている。
尚、吸引口２１の平面形状は円形に限らず、楕円形であってもよい。また、噴出口２２の平面形状も円環に限らず、楕円環であってもよい。

浮上ステージ２には、吸引口２１と噴出口２２とを有する開口部２０が複数形成されている。複数の開口部２０は、平面視でマトリクス状に配置されている。浮上搬送装置１は、例えば工場等の床面に載置されて用いられる。
尚、図１において、複数の開口部２０は、便宜上、３行３列の計９つ配置されているが、実際の配置行列は、基板Ｓのサイズによって異なる。また、開口部２０の数は、これに限らず、必要に応じて、適宜種々の数を配置することができる。

複数の開口部２０は、例えば、行方向及び列方向のそれぞれにおいて開口部２０の間隔が３ｍｍ以上１５ｍｍ以下となるように配置されていればよい。本実施形態において、複数の開口部２０は、行方向及び列方向のそれぞれにおいて開口部２０の間隔が１０ｍｍ程度となるように配置されている。ここで、「開口部２０の間隔」は、隣り合う二つの開口部２０（噴出口２２）の間の距離を意味する。

以下の各図において、本実施形態に係る浮上搬送装置１の構成を説明するにあたり、表記の簡単のため、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。当該ＸＹＺ座標系においては、床面に平行な平面をＸＹ平面とする。このＸＹ平面において浮上搬送装置１の開口部２０が並べられた一方向（行方向）をＸ方向と表記し、ＸＹ平面上でＸ方向に直交する方向をＹ方向と表記する。ＸＹ平面に垂直な方向はＺ方向と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。

本実施形態では、基板Ｓとして、例えばガラスや樹脂などからなる薄膜フィルムを用いている。基板Ｓとして、数十μｍの厚みを有する薄膜フィルムを例に挙げて説明する。
尚、基板Ｓの寸法は、様々なサイズを適用可能である。例えば、基板Ｓとしては、平面視において各辺の長さが１００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下の基板や各辺の長さが１０００ｍｍよりも大きい基板、又は各辺の長さが１００ｍｍよりも小さい基板を適宜用いることができる。

浮上搬送装置１は、収容部３０、第一配管（第一吸引配管４１、第二吸引配管４５）、第二配管４２、気体吸引手段４３、気体供給手段４４及び制御装置４０を更に備える。尚、図３では、便宜上、気体吸引手段４３、気体供給手段４４及び制御装置４０の図示を省略する。

収容部３０は、四角柱状の外形を有する。収容部３０は、天板部３１、第一収容部３２及び第二収容部３３を備える。収容部３０は、例えば鉄、アルミニウム等の金属からなり、天板部３１、第一収容部３２及び第二収容部３３がそれぞれ着脱可能に接続されることにより、一体に形成されている。収容部３０は、吸引口２１及び噴出口２２を基板Ｓと対向する面３１ｆで露出させた状態で第一吸引配管４１を収容する。

天板部３１は、矩形板状の外形を有する。天板部３１には、複数の開口３１ｈが形成されている。複数の開口３１ｈは、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれにおいて等間隔に配置されている。開口３１ｈは、吸引口２１及び噴出口２２の開口を構成する。天板部３１の上面は、基板Ｓと対向する面３１ｆを構成する。

例えば、天板部３１の平面視における各辺の長さは１００ｍｍ程度であり、開口３１ｈの直径は３ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。
複数の開口３１ｈは、例えば、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれにおいて開口３１ｈの間隔が３ｍｍ以上１５ｍｍ以下となるように配置されていればよい。本実施形態において、複数の開口３１ｈは、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれにおいて開口３１ｈの間隔が６ｍｍ程度となるように配置されている。ここで、「開口３１ｈの間隔」は、隣り合う二つの開口３１ｈの間の距離を意味する。

第一収容部３２は、上方を開口させた矩形箱状の外形を有する。具体的に、第一収容部３２は、矩形板状の外形を有する底板部３２ａと、矩形枠状の外形を有する側壁部３２ｂと、を備える。側壁部３２ｂの平面形状（外形形状）は、天板部３１の平面形状と略同じ大きさを有する。

第一収容部３２の内部には、第一空間３２ｓ（内部空間）が形成される。底板部３２ａには、複数の吸引孔３２ｈが形成されている。複数の吸引孔３２ｈは、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれにおいて等間隔に配置されている。例えば、吸引孔３２ｈの直径は、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下であり、本実施形態において、吸引孔３２ｈの直径は１．５ｍｍ程度である。底板部３２ａは、第一空間３２ｓと、後述する第二空間３３ｓとを区画する。例えば、側壁部３２ｂの上部には、天板部３１の外周部が着脱可能に接続される。

第二収容部３３は、上方を開口させた矩形箱状の外形を有する。具体的に、第二収容部３３は、矩形板状の外形を有する底板部３３ａと、矩形枠状の外形を有する側壁部３３ｂと、を備える。底板部３３ａ及び側壁部３３ｂの平面形状は、それぞれ底板部３２ａ及び側壁部３２ｂの平面形状と略同じ大きさを有する。第二収容部３３の内部には、第二空間３３ｓが形成される。底板部３３ａは、収容部３０の底部を構成する。例えば、側壁部３３ｂの上部には、側壁部３２ｂの下部が着脱可能に接続される。

第一吸引配管４１は、Ｚ方向に延びる直線状の管である。第一吸引配管４１の上端部は、天板部３１の開口３１ｈから外部に露出する。第一吸引配管４１の下端部は、第一吸引配管４１の内部通路が底板部３２ａの吸引孔３２ｈと連通するように底板部３２ａに接続される。これにより、第一吸引配管４１の内部通路は、第二空間３３ｓと連通する。

底板部３２ａには、複数の第一吸引配管４１が設けられる。本実施形態において、複数の第一吸引配管４１は、開口部２０の数と同じ数を有し、３行３列の計９つ配置されているが、これに限らない。第一吸引配管４１の数は、開口部２０の数に合わせた数を配置することができる。

第二吸引配管４５は、第二収容部３３の側壁部３３ｂに接続される。第二吸引配管４５の内部通路は、第二空間３３ｓと連通する。これにより、第二吸引配管４５は、第二空間３３ｓ及び第一吸引配管４１の内部通路を介して、吸引口２１と連通する。

側壁部３３ｂには、複数の第二吸引配管４５が設けられる。本実施形態において、第二吸引配管４５は、側壁部３３ｂの＋Ｘ方向側の面の−Ｙ方向側の端部寄り、側壁部３３ｂの−Ｘ方向側の面の＋Ｙ方向側の端部寄り、側壁部３３ｂの＋Ｙ方向側の面の＋Ｘ方向側の端部寄り、側壁部３３ｂの−Ｙ方向側の面の−Ｘ方向側の端部寄り、のそれぞれにおいて１つずつ計４つ設けられる。
尚、第二吸引配管４５の数、配置位置は、これに限らず、必要に応じて、適宜種々の数、配置位置を採用することができる。

第二配管４２は、第一収容部３２の側壁部３２ｂに接続される。第二配管４２の内部通路は、第一空間３２ｓと連通する。これにより、第二配管４２は、第一空間３２ｓを介して噴出口２２と連通する。

側壁部３２ｂには、複数の第二配管４２が設けられる。本実施形態において、第二配管４２は、側壁部３２ｂの＋Ｘ方向側の面の＋Ｙ方向側の端部寄り、側壁部３２ｂの−Ｘ方向側の面の−Ｙ方向側の端部寄り、側壁部３２ｂの＋Ｙ方向側の面の−Ｘ方向側の端部寄り、側壁部３２ｂの−Ｙ方向側の面の＋Ｘ方向側の端部寄り、のそれぞれにおいて１つずつ計４つ設けられる。
尚、第二配管４２の数、配置位置は、これに限らず、必要に応じて、適宜種々の数、配置位置を採用することができる。

気体吸引手段４３は、４つの第二吸引配管４５に接続される。尚、図１では、便宜上、気体吸引手段４３が＋Ｘ方向側の第二吸引配管４５のみに接続されているが、実際には４つの第二吸引配管４５のすべてに接続されている。気体吸引手段４３は、４つの第二吸引配管４５を介して吸引口２１から気体を吸引する。気体吸引手段４３としては、真空ポンプ等の吸気装置を用いることができる。

気体供給手段４４は、４つの第二配管４２に接続される。尚、図１では、便宜上、気体供給手段４４が＋Ｘ方向側の第二配管４２のみに接続されているが、実際には４つの第二配管４２のすべてに接続されている。気体供給手段４４は、４つの第二配管４２を介して噴出口２２に気体を供給する。気体供給手段４４としては、例えばブロワー等の送気装置を用いることができる。

制御装置４０は、気体吸引手段４３及び気体供給手段４４のそれぞれに電気的に接続される。制御装置４０は、気体吸引手段４３及び気体供給手段４４のそれぞれを統括制御する。

制御装置４０により、気体供給手段４４が作動すると、第二配管４２の内部通路及び第一空間３２ｓを介して噴出口２２から気体が噴出される。また、気体吸引手段４３が作動すると、第二吸引配管４５の内部通路、第二空間３３ｓ、吸引孔３２ｈ及び第一吸引配管４１の内部通路を介して、吸引口２１から気体が吸引される。気体吸引手段４３及び気体供給手段４４のそれぞれは、噴出口２２から噴出される気体の圧力が吸引口２１から吸引される気体の圧力よりも大きくなるように制御される。

図２に示すように、噴出口２２から噴出された気体が吸引口２１で吸引されることで、吸引口２１の周囲に気体の流れが形成される。噴出口２２から噴出された気体の圧力を吸引口２１から吸引される気体の圧力で調整することで、水平面上で基板Ｓを浮上させるための気体の圧力を調整することができる。

以上のように、本実施形態に係る浮上搬送装置１によれば、環状の噴出口２２から噴出された気体が噴出口２２の内側の吸引口２１で吸引されることで、吸引口２１の周囲に気体の流れが形成されるため、吸引口２１の周囲で一定の吸引力を維持することができる。よって、水平面上で基板Ｓの浮上高さを一定に維持することができる。

また、吸引口２１及び噴出口２２により形成される形状が平面視で二重丸となるため、吸引口２１の周囲に均一な気体の流れを形成することができる。これにより、吸引口２１の周囲で吸引力が不安定になることを抑制できる。よって、水平面上で基板Ｓの浮上高さを安定して一定に維持することができる。

また、収容部３０が吸引口２１及び噴出口２２を基板Ｓと対向する面で露出させた状態で第一吸引配管４１を収容すると共に、第二配管４２が収容部３０に接続され且つ収容部３０の第一空間３２ｓを介して噴出口２２と連通する構成であるため、気体の供給路の気密性を確保し且つ装置のコンパクト化を図ることができる。

また、複数の開口部２０が平面視でマトリクス状に配置されることで、浮上ステージ２の基板Ｓと対向する面３１ｆ全体で均一に各吸引口２１の周囲に気体の流れが形成されるため、水平面上で基板Ｓの浮上高さを安定して一定に維持することが容易となる。

さらに、複数の開口部２０がＸ方向及びＹ方向のそれぞれにおいて等間隔に配置されることで、基板Ｓと対向する面３１ｆ全体において、水平面上で基板Ｓの浮上高さを安定して一定に維持することが容易となる。以下、図４及び図５を用いて説明する。

図４は、比較例に係る浮上ステージ２Ｘの平面図である。図５は、本実施形態に係る浮上ステージ２の平面図である。
図４に示すように、比較例に係る浮上ステージ２Ｘには、気体を吸引する吸引口２１Ｘと、気体を噴出する噴出口２２Ｘと、が形成されている。浮上ステージ２Ｘには、複数の吸引口２１Ｘ及び噴出口２２Ｘのそれぞれが平面視で千鳥状に配置されている。各吸引口２１Ｘは、４つの噴出口２２Ｘの間の中央に位置するように、配置されている。

ここで、浮上ステージ２Ｘにおいて、１つの吸引口２１Ｘと４つの噴出口２２Ｘとで１つの圧力作用部（基板を浮上させる気体に圧力を作用させるため部分）とする。そうすると、浮上ステージ２Ｘの外周部には、吸引口２１Ｘと噴出口２２Ｘとが交互に配置されており、圧力作用部が十分に形成されない。そのため、浮上ステージ２Ｘの外周部では、基板を浮上させる気体に圧力を十分に作用させることができず、浮上した基板にたわみが生じるおそれがある。

これに対し、図５に示すように、本実施形態に係る浮上ステージ２には、複数（図５では、便宜上、４行４列の計１６個）の開口部２０がＸ方向及びＹ方向のそれぞれにおいて等間隔に配置される。そのため、浮上ステージ２の中央部のみならず、浮上ステージ２の外周部においても、基板を浮上させる気体に圧力を作用させることができる。これにより、浮上ステージ２の表面全体で均一に基板を浮上させる気体の圧力を維持することができる。よって、浮上ステージ２の表面全体において、水平面上で基板の浮上高さを安定して一定に維持することが容易となる。

尚、本実施形態では、開口部２０が１つの吸引口２１と１つの噴出口２２を有する構成を例に挙げて説明したが、これに限らない。例えば、図６に示すように、開口部１２０が４つの吸引孔１２１と１つの噴出口２２を有する構成であってもよい。

尚、上記において実施形態として記載した各構成要素は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜組み合わせることができるし、また、組み合わされた複数の構成要素のうち一部の構成要素を適宜用いないようにすることもできる。

１…浮上搬送装置 ２…浮上ステージ ２０…開口部 ２１…吸引口 ２２…噴出口 ３０…収容部 ３２ｓ…第一空間（内部空間） ４１…第一吸引配管（第一配管） ４２…第二配管 ４３…気体吸引手段 ４４…気体供給手段 Ｓ…基板

Claims (4)

1. 基板を浮上させて搬送する浮上搬送装置であって、
   気体の噴出及び吸引により前記基板を浮上させる浮上ステージを備え、
   前記浮上ステージには、気体を吸引する吸引口と、気体を噴出する噴出口と、が形成され、
   前記噴出口は、前記吸引口の周囲に環状に形成されている浮上搬送装置。
2. 前記吸引口の平面形状は円形で、且つ、前記噴出口の平面形状は円環であり、
   前記吸引口と前記噴出口とは同心円状に配置されている請求項１に記載の浮上搬送装置。
3. 前記浮上ステージには、前記吸引口と前記噴出口とを有する開口部が複数形成され、
   複数の前記開口部は、平面視でマトリクス状に配置されている請求項１又は２に記載の浮上搬送装置。
4. 前記吸引口と連通する第一配管と、前記第一配管を介して前記吸引口から気体を吸引する気体吸引手段と、前記吸引口及び前記噴出口を前記基板と対向する面で露出させた状態で前記第一配管を収容する収容部と、前記収容部に接続され且つ前記収容部の内部空間を介して前記噴出口と連通する第二配管と、前記第二配管を介して前記噴出口に気体を供給する気体供給手段と、を更に備える請求項１から３のうちいずれか一項に記載の浮上搬送装置。

Images