JP2018098377A - 基板搬送装置用のキャリア - Google Patents

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【課題】矩形の輪郭を持つ被処理基板を鉛直方向に起立させた姿勢で保持し、搬送する場合に、その板厚が薄い場合でも自重で変形しないように被処理基板を保持できる基板搬送装置用のキャリアを提供する。
【解決手段】本発明のキャリアCaは板状の枠体2を有し、枠体が、起立姿勢の被処理基板の下辺が当接する基板受け部4と、被処理基板の周縁部がその全周に亘って当接して当該被処理基板に対する処理範囲を区画するマスク部3と、マスク部に対して被処理基板の縁部を局所的に押圧する複数個のクランプ5とを備える。クランプが、被処理基板に対し線状に圧接するブレード部57と、ブレード部が被処理基板に圧接する圧接位置とブレード部が被処理基板から離間した退避位置との間でブレード部を移動自在とする操作部54とを有する。
【選択図】図2

Description

本発明は、矩形の輪郭を持つ被処理基板を鉛直方向に起立させた姿勢で保持する基板搬送装置用のキャリアに関する。
例えば、フラットパネルディスプレイの製造工程においては、被処理基板としてのガラス基板の表面に各種の薄膜を成膜する工程があり、このような成膜工程にはインライン式のスパッタリング装置が従来から用いられている。この場合、ガラス基板の大型化に伴うスパッタリング装置の設置面積の拡大化の影響を可及的に小さくするため、ガラス基板を鉛直方向に起立させた姿勢にし、この姿勢でガラス基板を基板搬送装置によってスパッタリング装置内のターゲットに対向する位置に搬送し、成膜処理を施すことがある。
このような基板搬送装置は例えば特許文献1で知られている。このものは、ガラス基板を鉛直方向に起立させた姿勢で保持するキャリアと、スパッタリング装置内でキャリアを水平方向に搬送するキャリア搬送手段とを備える。キャリアは、板状の枠体(フレーム)を有し、この枠体には、起立姿勢のガラス基板の下辺が当接する基板受け部と、ガラス基板の縁部がその全周に亘って当接して当該ガラス基板に対する処理範囲を区画するマスク部と、鉛直方向及び水平方向に所定の間隔を置いて枠体の所定位置に設けられ、マスク部に対してガラス基板の縁部を局所的に押圧する複数個のクランプとを備える。クランプとしては、例えば、枠体に支軸を介して揺動自在に連結されるアーム部とアーム部を押圧方向に付勢する付勢手段とを備え、アームの先端に設けた押圧部をガラス基板に点接触させることでガラス基板の縁部を局所的に押圧するものが知られている。
ガラス基板をキャリアにセットするのに際しては、例えば、基板受け部やマスク部が存する枠体の一方の面の背面側に水平な姿勢で設置されているガラス基板を、吸着パッドを有する多関節ロボットのロボットアームでピックアップする。次に、ロボットアームにより、枠体の上辺側を跨ぐようにガラス基板を回転させ、枠体の一方の面側にてガラス基板を起立姿勢にしながら、ガラス基板の下辺が枠体の基板受け部に当接する位置まで移動させ、ガラス基板を枠体の一方の面側に立て掛けた状態とする。そして、各クランプを操作してマスク部に対してガラス基板の縁部を局所的に押圧し、その後、多関節ロボットを退避させることで、キャリアに対するガラス基板のセットが完了する。
ここで、近年では、ガラス基板としてその板厚が0.5mm以下の薄いガラス基板も用いられるようになっている。この場合、上記従来例のように、点接触するクランプの各々でガラス基板をマスク部に対して押圧しているだけでは、下辺が基板受け部に当接した状態のガラス基板がその自重で変形する場合がある。ガラス基板が変形すると、ガラス基板の成膜面が歪んだり、ガラス基板の縁部とマスク部との間に隙間が生じたりして正常の成膜が阻害されるという問題がある。
特開2010−103226号公報
本発明は、以上の点に鑑み、被処理基板の板厚が薄い場合でも、自重で変形することなく、マスク部との間で隙間が生じないように被処理基板を保持できる基板搬送装置用のキャリアを提供することをその課題とするものである。
上記課題を解決するために、矩形の輪郭を持つ被処理基板を鉛直方向に起立させた姿勢で保持する本発明の基板搬送装置用のキャリアは、板状の枠体を有し、この枠体が、起立姿勢の被処理基板の下辺が当接する基板受け部と、被処理基板の周縁部がその全周に亘って当接して当該被処理基板に対する処理範囲を区画するマスク部と、マスク部に対して被処理基板の縁部を局所的に押圧する複数個のクランプとを備え、クランプが、被処理基板に対し線状に圧接するブレード部と、ブレード部が被処理基板に圧接する圧接位置とブレード部が被処理基板から離間した退避位置との間でブレード部を移動自在とする操作部とを有することを特徴とする。
本発明によれば、枠体の基板受け部に被処理基板の下辺を当接させて被処理基板を枠体の一方の面側に立て掛けた状態で、操作部によりクランプを操作してブレード部を圧接位置に移動すると、被処理基板の縁部の所定範囲に亘って各ブレード部が線状に圧接する。このように本発明では、線状に圧接する各クランプのブレード部で基板を押圧する構成を採用したため、上記従来例のものと比較して、自重で変形することなく、マスク部との間で隙間が生じないように被処理基板を確実に保持できる。
本発明においては、前記被処理基板の鉛直方向の両縁部にて、前記ブレード部の各々が鉛直方向の同一線上に位置するように前記クランプの複数個が設けられ、各ブレード部によって被処理基板の鉛直方向の両縁部がその全長に亘ってマスク部に対して押圧されるように構成しておけば、被処理基板としてその板厚が0.5mm以下のガラス基板を用いるような場合にも、自重で変形することなく、マスク部との間で隙間が生じないように被処理基板を保持できる構成が確実に実現できる。しかも、例えば、多関節ロボットを用い、枠体の上辺側を跨ぐように被処理基板を回転させながら枠体の一方の面側にセットする場合に、クランプが干渉して多関節ロボットの動作が阻害されるといった不具合も生じない。なお、被処理基板の水平方向の両縁部にて、多関節ロボットの動作が阻害されない位置に、被処理基板の縁部の所定範囲に亘って線状に圧接するブレード部を備えるクランプを複数個設けることもでき、また、枠体に対する基板のセット方法によっては、ブレード部の各々が水平方向の同一線上に位置するようにクランプの複数個を設け、各ブレード部によって被処理基板の水平方向の両縁部がその全長に亘ってマスク部に対して押圧されるように構成することもできる。
ところで、クランプが枠体に支軸を介して揺動自在に連結されるアーム部と、アーム部を押圧方向に付勢する付勢手段(コイルバネや板バネ等)とを備え、アーム部の先端にブレード部がその長手方向の中央にて固定されていると、操作部を操作して退避位置から圧接位置に移動させたとき、ブレード部がアーム部への固定箇所を支点に押圧方向前後に傾動する虞がある。この場合、ブレード部が傾いた状態で被処理基板に接触して押圧することになり、これでは、ブレード部が、その全長に亘って同等の押圧力で被処理基板の縁部に対して線状に圧接せず、これに起因して、被処理基板のその自重での変形を防止したり、マスク部との間での隙間の発生を防止したりできない虞がある。そこで、前記ブレード部がその長手方向の中央で押圧方向に貫通する取付孔を有し、この取付孔に遊挿された軸体を介してアーム部にブレード部が取り付けられることが好ましい。この場合、ブレード部が当該ブレード部の長手方向に対して傾動する虞があり、これでは、複数のクランプの各ブレード部を同一線状に位置させることができないため、前記クランプは、前記ブレード部の長手方向に対する当該ブレード部の傾動を規制する規制部材を更に備えることが好ましい。これにより、付勢手段の付勢力をブレード部の全長に亘って確実に作用させることができ、常時、ブレード部を被処理基板の縁部に線状に圧接させることができる。
本発明の実施形態のキャリアを有する基板搬送装置の構成を模式的に示す断面図。 本発明の実施形態のキャリアを説明する背面図。 図2の点線で囲う部分Aの拡大斜視図。 図2の点線で囲う部分Aの拡大図。 図2のV−V線に沿う断面図。 図4のVI−VI線に沿う断面図。 図5のVII−VII線に沿う断面図。 図5のVIII−VIII線に沿う断面図。 規制部材の変形例を説明する、図7に対応する断面図。 変形例に係るクランプの拡大斜視図。
以下、図面を参照して、被処理基板を、板厚が0.5mm以下で矩形の輪郭を持つガラス基板(以下、「基板S」という)とし、基板Sを鉛直方向に起立させた姿勢で保持する本発明の基板搬送装置用のキャリアの実施形態を説明する。以下においては、鉛直方向をZ軸方向、水平方向のうちマスク部に対する基板の縁部の押圧方向をX軸方向及びX軸に直交する方向をY軸方向とし、また、上、下等の方向を示す用語は図1を基準とする。
図1を参照して、TMは、インライン式のスパッタリング装置の真空チャンバVc内で基板Sを搬送する基板搬送装置であり、基板搬送装置TMは、基板Sを鉛直方向に起立させた姿勢で保持する本実施形態のキャリアCaと、真空チャンバVc内でキャリアCaをY軸方向に搬送するキャリア搬送手段Tpとを備える。キャリア搬送手段Tpは上部搬送機構11と下部搬送機構12とで構成され、下部搬送機構12は、真空チャンバVc内の下部に、Y軸方向に所定間隔で列設された複数個のローラ13と、ローラ13に摺動自在に係合するスライダ14とを有し、真空チャンバVcの外壁に設けられるモータ15により各ローラ13を回転駆動することでスライダ14がY軸方向に移動するようになっている。上部搬送機構11は、真空チャンバVcの上部に、X軸方向に所定間隔を置いて設けた一対のマグネットユニット16a,16bを有し、キャリアCaに設けたマグネットMgと反発させることで、キャリアCaが鉛直方向に起立した姿勢に保持されるようにしている。なお、キャリア搬送手段Tpとしては、公知のものが利用できるため、これ以上の詳細な説明は省略する。また、キャリア搬送手段Tpとしては上記のものに限定されるものではなく、他の形態のものを用いることができる。
図2〜図5を参照して、キャリアCaは、スライダ14の上面に固定される板状の第1枠体(枠体)2を有する。第1枠体2としては、例えば、所定の剛性及び耐熱性を持つ、アルミニウム、チタンやステンレス製のものが利用される。基板Sがセットされる第1枠体2のX軸方向の一方の面(図1中、右側)には、板状の第2枠体3が接合され、基板Sの周縁部Seがその全周に亘って当接して基板Sに対する処理範囲を区画するマスク部を構成する。以下においては、マスク部に面接触する基板Sの周縁部SeのうちZ軸方向上側の上縁部をS1、Z軸方向下側の下縁部をS2、Z軸方向に沿う両側縁部をS3,S3とする。第2枠体3としては、例えば、所定の剛性及び耐熱性を持つ、アルミニウム、チタンやステンレス製のものが利用される。第2枠体3の一方の面には、基板Sの輪郭に対応させて、X軸方向(板厚方向)にくぼむ凹部31が形成され、凹部31内に基板Sを嵌め込むことができるようにしている。また、第2枠体3の下辺部3aには、水平方向に所定間隔で矩形の輪郭を持つ突片4の複数個が設けられ、起立姿勢の基板Sの下辺が当接する基板受け部を構成する。この場合、突片4は、その水平な上面が第2枠体3の下辺部3a側に位置する凹部31の側壁面と面一になるように配置され、マスク部としての第2枠体3に対して基板Sを位置決めする役割を果たす。更に、第2枠体3には、矩形の切欠き部32の複数個が形成され、この切欠き部32を臨むようにしてクランプ5が第1枠体2に固定されている。この場合、切欠き部32は、Z軸方向またはY軸方向においてクランプ5を位置決めする役割を果たす。このように切欠き部32に第1枠体2とクランプ5との位置決めの役割を持たせれば、後述するように複数のクランプ5を設けるときに、各ブレード部が互いに干渉せずに同一線状に位置するように各クランプ5を第1枠体2に取り付けることが容易にでき、有利である。
各クランプ5は同一の形態を有し、Z軸方向に沿って設けられる一のクランプ5を例に説明すると、クランプ5は、第1枠体2の一方の面に図示省略のボルトを介して取り付けられる台枠51を有し、台枠51には、Z軸方向に間隔を存して一対のブラケット52,52が立設されている。両ブラケット52,52間には、支軸53が軸支され、支軸53には、操作部としての操作レバー54が一体に設けられている。支軸53にはまた、操作レバー54に付勢力を作用させる、線材を巻回してなるバネ材55が外挿されている。そして、常時は、バネ材55の付勢力で後述のブレード部が基板Sに圧接する圧接位置にあり、バネ材55の付勢力に抗して操作レバー54を支軸53回りに回動させると、ブレード部が基板Sから離間した退避位置に移動するようになっている。操作レバー54には、第2枠体3の内方にのびるように角棒状のアーム部56が設けられ、アーム部56の先端に、第2枠体3の凹部31に嵌め込まれた基板Sの周縁部Seに圧接するブレード部57が連結されている。
図6〜図8も参照して、ブレード部57は、断面L字状の取付枠57aと、取付枠57aの基板Sに対向する面に取り付けられた板状の圧接パッド57bとで構成される。圧接パッド57bとしては、バイトンゴムや工業用プラスチックが用いられる。また、取付枠57aと圧接パッド57bとのZ軸方向(ブレード部57の長手方向)の中央には、X軸方向(ブレード部57の押圧方向)に貫通する取付孔57cが開設されている。そして、取付孔57cに、その内径より小さい外径を持つボルトBの軸部Bsを遊挿し、軸体としての軸部Bsの端部にナットNtを締結することで、アーム部56に対するブレード部57のX軸平面における回転(即ち、押圧方向前後に傾動)が許容されるようにアーム部56にブレード部57が取り付けられている。更に、アーム部56には、2個の規制部材58,58が突設されている。規制部材58,58は、略三角形状の板材で構成されている。この場合、取付孔57cとブレード部57の端部との間の中点に位置する取付枠57aの部分には、規制部材58,58を部分的に収納する取付溝57dが設けられると共に、取付枠57aの所定位置にはZ軸方向に長手の長孔57eが形成されている(図8参照)。そして、規制部材58,58を部分的に各取付溝57dに収容した状態で、両規制部材58,58に垂直に夫々立設したピン部材Pを長孔57eに挿通することで、規制部材58,58がブレード部57に連結されている。この場合、取付溝57dと長孔57eによって、規制部材58,58がZ軸方向にのみ移動が許容され、言い換えると、ブレード部57の長手方向に対する当該ブレード部57の傾動が規制されて、アーム部56に対してブレード部57がX軸平面において回転しても、常時、ブレード部57がZ軸線上に位置するように保持される。
ここで、Z軸方向に位置する基板Sの両側縁部S3,S3においては、ブレード部57の各々がZ軸方向の同一線上に位置するようにクランプ5の複数個がZ軸方向に所定間隔を置いて列設され(図2参照)、各クランプ5のブレード部57によって基板SのZ軸方向の両側縁部S3,S3がその全長に亘ってマスク部としての第2枠体3に対して押圧されるようにしている。なお、本発明において、各ブレード部57によって基板Sの両側縁部S3がその全長に亘って第2枠体3に対して押圧されるといった場合、操作レバー54を操作してブレード部57を圧接位置と退避位置との間で移動させるときに、各ブレード部57が互いに干渉しないように、隣接するブレード部57相互の間に隙間を設けて配置している場合も含む。この場合、基板Sの両側縁部S3全長の80%以上に各クランプ5のブレード部57が圧接していれば、基板Sの板厚が0.5mm以下のものでも、自重で変形することなく、マスク部との間で隙間が生じないように保持できる。
各クランプ5のブレード部57の長さは、基板SのZ軸方向の長さやバネ材55の付勢力等を考慮して、ブレード部57がその全長に亘って略均等に基板Sに圧接するように適宜設定され、これに応じて、Z軸方向に列設すべきクランプ5の数が決定されている。なお、本実施形態では、両側縁部S3,S3に沿って列設される各クランプ5として、同一のものを用いた場合を例に説明しているが、ブレード部57の長さを変えたものや、バネ材55の付勢力を変えたものを適宜用いることができる。他方、基板Sの上縁部S1及び下縁部S2においては、ブレード部57の各々がY軸方向の同一線上に位置するようにクランプ5の複数個が所定間隔を置いて列設されている。この場合、多関節ロボットの動作を阻害しないように、ブレード部57の長さを、Z軸方向に所定間隔を置いて列設されるクランプ5のブレード部57より短くしている。
以上の実施形態によれば、操作レバー54により各クランプ5を夫々退避位置に移動させた状態で、基板受け部4に基板Sの下辺を当接させて当該基板Sを第2枠体3の一方の面側に立て掛ける。そして、操作レバー部54によりブレード部57を圧接位置に戻すと、基板Sの縁部S1,S2,S3に対して各クランプ5のブレード部57が線状に夫々圧接する。すると、凹部31内に基板Sが嵌め込まれて基板Sの周縁部S1がマスク部としての第2枠体3にその全周に亘って当接して基板Sに対する処理範囲が区画される。そして、基板SのZ軸方向の両側縁部S1が、各クランプ5のブレード部57によってその全長に亘って第2枠体3に対して押圧され、これに加えて、Y軸方向の上縁部S1及び下縁部S2も、線状に圧接するクランプ5のブレード部57で局所的に線状に押圧されていることで、基板Sとしてその板厚が0.5mm以下のガラス基板を用いるような場合にも、自重で変形せず、マスク部としての第2枠体3との間で隙間が生じないように基板SがキャリアCaで確実に保持される。また、例えば、公知の構造の多関節ロボットを用い、第1枠体2の上辺側を跨ぐように基板Sを回転させながら第2枠体3の一方の面側にセットする場合に、クランプ5が干渉して多関節ロボットの動作が阻害されるといった不具合も生じない。
ところで、仮にアーム部56の先端にブレード部57が固定されていると、操作レバー54を操作して退避位置から圧接位置に移動させたとき、ブレード部57がアーム部56への固定箇所を支点にX軸方向前後に傾動する虞がある。この場合、ブレード部57が傾いた状態で基板Sに接触して押圧することになり、これでは、ブレード部57が、その全長に亘って同等の押圧力で基板Sの縁部S1,S2,S3に対して線状に圧接せず、これに起因して、基板Sのその自重での変形を防止したり、マスク部との間での隙間の発生を防止したりできない虞がある。それに対して、本実施形態では、上記のようにしてアーム部56にブレード部57が取り付けられているため、退避位置から圧接位置への移動を繰り返しても、常時、コイルバネ55の付勢力をブレード部57の全長に亘って作用させて基板Sに圧接させることができ、しかも、常時、ブレード部57を基板Sの縁部S1に線状に圧接させることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上記実施形態では、キャリアCaは、基板を鉛直方向に起立した姿勢で保持するものであるが、鉛直方向に対して傾斜させた姿勢で被処理基板を保持するものにも本発明は適用できる。また、操作レバー54等を備える構成を例に操作部を説明したが、ブレード部57を退避位置と圧接位置との間で移動できるものであれば、これに限定されるものではない。更に、付勢手段としては、板バネを用いることもできる。また、上記実施形態では、マスク部としての第2枠体3を第1枠体2に接合したものを例に説明したが、第2枠体を省略して、第1枠体にマスク部を直接加工してもよい。更に、上記実施形態では、規制部材58として、取付溝57dに部分的に収容される略三角形状の板材で構成したものを例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図9に示すように、ブレード部57に平行に板状の規制板580をアーム部56に固定し、規制板580に長手方向に間隔を存して設けた2個クッション材581をブレード部57に当接させて規制部材を構成することもできる。
また、上記実施形態では、規制部材58として略三角形状の板材を用い、規制部材58,58を部分的に各取付溝57dに収容した状態で、両規制部材58,58に垂直に夫々立設したピン部材Pを長孔57eに挿通することで、規制部材58,58がブレード部57に連結されるものを例に説明したが、これに限定されるものではない。同一の部材または要素については同一の符号で示す図10を参照して、変形例に係るクランプ50では、台枠51には間隔を存して2対のブラケット52,52が立設されている。各対のブラケット52,52間には支軸53が夫々軸支され、両支軸53で支承されるように操作部としての門型の操作レバー540が設けられている。そして、操作レバー540に、第2枠体3の内方にのびるように2本の角棒状のアーム部560,561を設け、両アーム部560,561の先端を夫々ブレード部57にボルトBtにより固定して構成することができる。
また、上記実施形態では、クランプ5の各々が、アーム部56の先端に夫々独立のブレード部57を有するものを例に説明したが、これに限定されるものではなく、各クランプ5のアーム部56の先端に例えば基板Sの側縁部S3の全長と同等の長さを持つ単一のブレード部を連結するようにしてもよい。更に、上記実施形態では、基板Sの上縁部と下縁部にて、多関節ロボットの動作が阻害されない位置に、クランプ5を設けたものを例に説明したが、これに限定されるものではなく、ブレード部57の各々が水平方向の同一線上に位置するようにクランプ5の複数個を設け、各ブレード部57によって基板Sの基板Sの上縁部S1と下縁部S2がその全長に亘ってマスク部に対して押圧されるように構成することもできる。
TM…基板搬送装置、Ca…キャリア、S…基板(被処理基板)、Vc…真空チャンバ(チャンバ)、2…第1枠体(枠体)、3…第2枠体(マスク部)、4…基板受け部、5…クランプ、53…支軸(操作部の構成要素)、54…操作レバー(操作部の構成要素)、55…バネ材(付勢手段)、56…アーム部、57…ブレード部、57c…取付孔、58…規制部材、B…ボルト(軸体)。

Claims (4)

  1. 矩形の輪郭を持つ被処理基板を鉛直方向に起立させた姿勢で保持する基板搬送装置用のキャリアであって、板状の枠体を有し、この枠体が、起立姿勢の被処理基板の下辺が当接する基板受け部と、被処理基板の周縁部がその全周に亘って当接して当該被処理基板に対する処理範囲を区画するマスク部と、マスク部に対して被処理基板の縁部を局所的に押圧する複数個のクランプとを備えるものにおいて、
    クランプが、被処理基板に対し線状に圧接するブレード部と、ブレード部が被処理基板に圧接する圧接位置とブレード部が被処理基板から離間した退避位置との間でブレード部を移動自在とする操作部とを有することを特徴とする基板搬送装置用のキャリア。
  2. 前記被処理基板の鉛直方向の両縁部にて、前記ブレード部の各々が鉛直方向の同一線上に位置するように前記クランプの複数個が設けられ、各ブレード部によって被処理基板の鉛直方向の両縁部がその全長に亘ってマスク部に対して押圧されるように構成したことを特徴とする請求項1記載の基板搬送装置用のキャリア。
  3. 請求項1または請求項2記載の基板搬送装置用のキャリアであって、前記クランプが枠体に支軸を介して揺動自在に連結されるアーム部と、アーム部を押圧方向に付勢する付勢手段とを更に備えるものにおいて、
    前記ブレード部がその長手方向の中央で押圧方向に貫通する取付孔を有し、この取付孔に遊挿された軸体を介してアーム部にブレード部が取り付けられることを特徴とする基板搬送装置用のキャリア。
  4. 前記クランプは、前記ブレード部の長手方向に対する当該ブレード部の傾動を規制する規制部材を更に備えることを特徴とする請求項3記載の基板搬送装置用のキャリア。
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CN108910247A (zh) * 2018-08-28 2018-11-30 安徽玻扬节能钢化玻璃有限公司 一种新型玻璃放置架
JP2020125815A (ja) * 2019-02-05 2020-08-20 株式会社アルバック 仕切弁

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