JP2019131371A - 基板搬送装置および基板吸着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板に皺を生じさせることなく基板を円滑に搬送することが可能な基板搬送装置および基板吸着装置を提供する。【解決手段】基板を吸着して搬送する基板搬送装置であって、基板Ｆに接近および離間する方向に変形可能な吸着部１０と、吸着部１０を中央部から両端部にかけて順に基板Ｆに接近させるように吸着部１０を変形させる駆動機構２０と、を備える。また、吸着部１０は、中央部から両端部に向かう方向に複数の領域に区分され、駆動機構２０は、吸着部１０の各領域を個別に駆動する複数の駆動部２００を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、基板を搬送する基板搬送装置および基板を吸着する基板吸着装置に関する。

脆性材料基板を搬送する装置として、たとえば、特許文献１に記載の基板搬送装置が知られている。この装置では、テーブル表面と吸着部との間の距離を調節するための距離調節手段が、吸着部の複数箇所に設けられている。距離調節手段により吸着部の複数箇所において吸着部とテーブル表面との距離を調節することにより、テーブル表面に対する吸着部の傾きが補正される。これにより、テーブルに載置された基板の表面を全面に亘って吸着部で吸着させることができる。

国際公開第２００３／０４９９０９号

特許文献１の構成では、吸着部が基板の表面に重なる際に、吸着部と基板との間に空気が入り込み、基板に皺が生じる虞がある。このような皺が生じると、基板の品質が低下してしまう。また、基板と吸着部との間に空気が入り込むと、吸着部は基板の表面を均一に吸着することができず、基板の搬送が困難となる場合がある。

かかる課題に鑑み、本発明は、基板に皺を生じさせることなく基板を円滑に搬送することが可能な基板搬送装置および基板吸着装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、基板を吸着して搬送する基板搬送装置に関する。この態様に係る基板搬送装置は、基板に接近および離間する方向に変形可能な吸着部と、前記吸着部を中央部から両端部にかけて順に前記基板に接近させるように前記吸着部を変形させる駆動機構と、を備えるよう構成される。

この構成によれば、吸着部が基板に中央部から両端部にかけて順に接近するため、吸着部が基板に重なる際に、吸着部と基板との間に介在する空気は、吸着部が当接した部分から基板の両端部へ追い出される。よって、基板と吸着部との間に、空気溜まりが生じない。その結果、基板に皺が生じず、基板を良好な状態で円滑に搬送することができる。

また、基板が搬送先で受け渡される際、基板は基板載置部に中央部から両端部にかけて順に接近し、基板と基板載置部とが重なる。上記したように、吸着部が基板に重なるときと同様に、基板と基板載置部との間に空気を介在させることなく、基板を基板載置部に載置することができる。よって、基板と基板載置部との間に、空気溜まりが生じない。その結果、基板に皺が生じず、基板を良好な状態で搬送先の基板載置部に載置することができ、基板の搬送を完了することができる。

本態様に係る基板搬送装置において、前記吸着部は、前記中央部から前記両端部に向かう方向に複数の領域に区分され、前記駆動機構は、前記吸着部の前記各領域を個別に駆動する複数の駆動部を有するよう構成され得る。

この構成によれば、各駆動部により各領域を駆動することにより、吸着部を中央部から両端部に向かう方向に変形させることができる。よって、吸着部を基板の中央部から両端部にかけて順に接近させる動作が円滑に行われ得る。

この構成において、前記駆動部は、エアーシリンダであり得る。

この構成によれば、エアーシリンダの圧力によって、吸着部の各領域を基板に適切に押しつけることができる。

この場合、前記駆動機構は、前記基板から離れる方向において前記領域の移動を規制する第１のストッパを前記領域ごとに備え、前記領域を前記基板から離す方向に前記エアーシリンダが駆動された場合に、前記中央部から前記両端部にかけて前記領域と前記基板との距離が大きくなるように、前記各領域に対応する前記第１のストッパが調整されるよう構成され得る。

この構成によれば、各エアーシリンダに基板から離れる方向の圧力を付与すると、第１のストッパによる規制によって、基板の中央部から両端部にかけて基板との距離が大きくなるように、各領域を変位させることができる。これにより、両端部から中央部に向かって基板側に膨らむ略円弧状に、吸着部を変形させることができる。よって、基板を吸着する際に、吸着部を中央部から両端部へと順番に基板に当接させ易くなる。また、この構成によれば、各エアーシリンダに基板から離れる方向の圧力を付与するだけで、吸着部を所定の形状に変形させることができる。また、第１のストッパの規制位置を調整することにより、吸着部を所望の形状に適切に変形させることができる。

本態様に係る基板搬送装置において、前記駆動機構は、前記中央部から前記両端部に向かう方向に垂直、且つ、前記基板に対して平行な支持軸により前記各駆動部を回動可能に支持するよう構成され得る。

この構成によれば、各駆動部が各領域を基板から離す方向に移動させると、各駆動部が回動しつつ、各領域が端部に向かう方向に傾く。これにより、吸着部を両端部から中央部に向かって基板側に膨れる滑らかな円弧状に変形させることができる。よって、各領域を基板に接近させる場合に、各領域を中央部から両端部にかけて滑らかに基板に当接することができ、吸着部と基板との間に介在する空気を適切に追い出すことができる。

この場合、前記駆動機構は、前記駆動部の回動を所定範囲に規制する第２のストッパを備えるよう構成され得る。

この構成によれば、各領域を基板から離す場合に、第２のストッパにより、吸着部の各領域の傾きを調節できる。よって、吸着部の形状を所定の曲率の円弧状に設定することができる。

本発明の第２の態様は、基板を吸着する基板吸着装置に関する。この態様に係る基板吸着装置は、基板に接近および離間する方向に変形可能な吸着部と、前記吸着部を中央部から両端部にかけて順に前記基板に接近させるように前記吸着部を変形させる駆動機構と、を備えるよう構成される。

この構成によれば、たとえば、皺が生じた状態で基板を載置するための台等、つまり、基板載置部に載置されている基板であっても、皺のない状態で載置し直すことができる。具体的には、吸着部が基板に中央部から両端部にかけて順に接近して吸着し、一旦持ち上げる。そして、基板吸着装置が基板を中央部から両端部にかけて順に、基板載置部に載置することにより、基板と基板載置部との間に空気を介在させることなく、基板を載置することができる。よって、基板と基板載置部との間に、空気溜まりが生じない。その結果、基板に皺が生じない状態で、基板載置部に載置し直すことができる。

以上のとおり、本発明によれば、基板に皺を生じさせることなく基板を良好な状態で円滑に搬送することが可能な基板搬送装置および基板吸着装置を提供できる。

本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。

図１は、実施形態に係る基板搬送装置の外観構成を示す斜視図である。 図２は、実施形態に係る基板搬送装置の吸着部を説明するための分解斜視図である。 図３は、図１の一部拡大図であり、実施形態に係る基板搬送装置の駆動機構を説明するための斜視図である。 図４（ａ）および（ｂ）は、実施形態に係る基板搬送装置の動作を説明するための模式図である。 図５（ａ）〜（ｃ）は、実施形態に係る基板搬送装置の動作を説明するための模式図である。 図６（ａ）〜（ｃ）は、実施形態に係る基板搬送装置の動作を説明するための模式図である。 図７（ａ）〜（ｃ）は、実施形態に係る基板搬送装置の動作を説明するための模式図である。 図８は、実施形態に係る基板搬送装置の構成を示すブロック図である。 図９は、実施形態に係る基板搬送装置の動作のフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、各図には、便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が付記されている。Ｘ−Ｙ平面は水平面に平行で、Ｚ軸方向は鉛直方向である。Ｚ軸正側が上方であり、Ｚ軸負側が下方である。

＜実施形態＞
ガラス基板およびセラミックス基板等の脆性材料基板や、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート樹脂）基板およびポリイミド樹脂基板等の樹脂基板等（以降、単に「基板」と称する。）は、種々の処理を経て最終製品となる。このような処理として、たとえば、基板を所定数の分割要素に切断する処理や、基板を切断した場合に生じる端材を除去する処理、基板の表面をクリーニングする処理等がある。基板は、処理ごとに所定のステージに搬送され、処理が終了すると次の処理のために別のステージへと搬送される。実施形態に係る基板搬送装置１は、所定のステージから次のステージへと基板Ｆを搬送するときに使用する装置である。

基板の種類には、たとえば、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ＰＥＴ等のポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等のポリビニル樹脂等の樹脂基板等の有機質基板（フィルムやシートも含む。以下同様）、ガラス基板やセラミックス基板等の脆性材料基板等の無機質基板があるが、実施形態に係る基板搬送装置１によって搬送される基板Ｆは、樹脂基板である。樹脂基板は、異なる基板が積層されていてもよく、たとえば、ＰＥＴ、ポリイミド樹脂、ＰＥＴを下層からこの順に積層した基板としてもよい。

基板搬送装置１によって搬送される基板Ｆは、ブレイク工程を経て所定方向に複数に分割された状態であってもよい。このような基板Ｆは、所定方向に分割され、さらに所定方向に対して垂直に分割されてもよく、分割された基板Ｆは、マス目状となっている。このように分割された状態の基板Ｆにおいて「所定方向」とは、Ｘ軸正方向であって、基板搬送装置１が基板Ｆを搬送する方向と一致する。

［基板搬送装置の全体構成］
図１は、実施形態に係る基板搬送装置１の外観構成を示す斜視図である。図１に示すように、基板搬送装置１は、基板載置部２と、圧力付与部３と、フレーム４と、フレーム５と、吸着部１０と、駆動機構２０と、搬送機構３０と、を備える。

基板載置部２は、基板Ｆを載置するための平坦面、つまり、載置面を有する部材であり、たとえば、テーブルやベルトコンベア等が含まれる。基板載置部２には、多数の細孔が形成されており、次に説明する圧力付与部３は、この細孔を通じて基板Ｆに圧力を付与する。

圧力付与部３は、空圧源を含み、基板載置部２の下面に設けられ、基板Ｆの下面に圧力を付与する。圧力付与部３は、基板載置部２の下面に形成されている多数の微小な孔を通じて、基板Ｆの下面に圧力を付与する。圧力付与部３が基板Ｆに対して負圧を付与した場合、基板Ｆは基板載置部２に吸着され、基板Ｆは基板載置部２に密着した状態となる。これに対して、圧力付与部３が基板Ｆに対して負圧を付与しない場合、および正圧を付与した場合は、基板Ｆと基板載置部２とは吸着状態にないため、基板Ｆを基板載置部２から容易に離すことができる。

吸着部１０は、基板Ｆを吸着する。駆動機構２０は、吸着部１０を基板Ｆに対して接近および離間させるよう駆動する。搬送機構３０は、基板Ｆを所定の位置へ搬送する。搬送機構３０は、昇降部材３１と、レール３２と、を備えている。昇降部材３１は、フレーム４に連結されており、図示しないスライダを介してレール３２に接続される。基板Ｆが搬送される際、後で説明するモータ３３の駆動により、昇降部材３１は駆動機構２０を昇降させて、基板Ｆを受け取り、所定の位置に基板Ｆを搬送する。

図２は、実施形態に係る基板搬送装置１の吸着部１０を説明するための分解斜視図である。図２に示すように、吸着部１０は、プレート１００と、ベース１１０と、吸着部材１２０と、を備えており、上からこの順に積層される。プレート１００は、上面に駆動機構２０が設けられる。プレート１００は、所定の強度および柔軟性を有するような材質であればとくに限定されないが、実施形態では、アルミニウムである。プレート１００は、Ｘ軸方向を長辺とする矩形状である。プレート１００は、複数の小さな孔１０１が形成されており、これらの孔１０１に図示しない配管が接続される。

ベース１１０は、多数の微小な孔が形成されており、厚さ１ｍｍ程度のステンレス鋼である。吸着部材１２０は、基板Ｆに当接する。吸着部材１２０は、基板Ｆの表面に損傷を与えないような材質であり、且つ、多孔質性の部材であればとくに限定されない。そのような材質として、たとえば、連続気泡を有する発泡プラスチックおよび発泡ゴム等の発泡材料、スポンジ等が挙げられる。実施形態では、吸着部材１２０は、スポンジである。

吸着部１０が基板Ｆを吸着する場合、図示しない空圧源から送られてきた空気が上記の配管を通り、ベース１１０に形成されている多数の孔を通じて、吸着部材１２０に空気圧が付与される。

吸着部１０は、基板Ｆの上面の全面に対して吸着する。よって、吸着部１０を構成するプレート１００、ベース１１０、および吸着部材１２０は、少なくとも基板Ｆの上面より大きなサイズである。また、プレート１００は、Ｙ軸方向を長辺とする矩形状のプレート１０２をＸ軸方向に並べて形成される。実施形態では、プレート１００は、２７枚のプレート１０２から形成され、すのこ状に配列される。そして、そして、吸着部１０は、プレート１０２を適当な枚数を１組として、複数の領域に区分される。吸着部１０は、プレート１０２を３枚で１組とし、Ｘ軸負側から順に領域１０Ａ〜１０Ｉの９つに区分されている。領域１０Ｅを除く領域には、駆動機構２０を構成する駆動部２００等が設けられる。領域１０Ｅには、中央軸２５０が設けられる。

駆動機構２０は、複数の駆動部２００を備え、吸着部１０を基板Ｆに対して接近および離間するよう駆動する。複数の駆動部２００のそれぞれには、第１のストッパ２１０と、第２のストッパ２２０と、移動部材２３０と、支持部２４０と、が設けられる。つまり、駆動機構２０は、駆動部２００、第１のストッパ２１０、第２のストッパ２２０、移動部材２３０、および支持部２４０を１組とする駆動体であり、このような駆動体が複数備えられて構成される。そこで、駆動部２００を中心とする上記のような組を、「駆動体」と称する。次に、この駆動体について、図３に基づいて説明する。また、駆動部２００は、具体的には、エアーシリンダである。以降、「駆動部２００」は、「エアーシリンダ２００」と表記する。

図３は、図１の一部拡大図であり、実施形態に係る基板搬送装置１の駆動機構２０を説明するための斜視図である。具体的には、図３は、吸着部１０の領域１０Ａ〜１０Ｅにおいて、Ｘ軸負側且つＹ軸正側に位置する４つの駆動体が図示されている。図３では、フレーム４およびフレーム５は省略する。

駆動機構２０について、代表して、領域１０Ａに設けられている駆動体について説明する。エアーシリンダ２００は、本体２０１と、本体２０１に収容されているピストンロッド２０２と、ピストンロッド２０２をガイドする外筒２０３と、本体２０１の下部に設けられる連結部材２０４と、本体２０１に設けられる接続部２０５と、を備えている。連結部材２０４は、Ｙ軸方向に孔２０４ａが形成されている。

支持部２４０は、支持軸２４１と、４つの軸２４２と、２つの支持部材２４３と、下側板２４４と、上側板２４５と、２つの柱２４６と、を備える。４つの軸２４２は、Ｙ軸負側と正側とにそれぞれ２つずつ設けられ、各軸２４２の下端面がプレート１０２に固定される。２つの支持部材２４３は、それぞれ、Ｚ軸方向に２つの孔２４３ａが形成されており、各孔２４３ａに各軸２４２が通される。２つの支持部材２４３は、Ｙ軸方向に孔２４３ｂが形成されている。

支持軸２４１は、エアーシリンダ２００を回動可能に支持する軸であり、吸着部１０すなわちプレート１００のＹ軸方向に平行であり、且つ、プレート１００に対して垂直方向に設けられる。支持軸２４１は、Ｙ軸負側の支持部材２４３の孔２４３ｂ、連結部材２０４の孔２０４ａ、Ｙ軸正側の支持部材２４３の孔２４３ｂという順に通される。また、２つの移動部材２３０は、それぞれ、Ｙ軸方向に孔２３０ａが形成されている。上記した支持軸２４１において、Ｙ軸正側から移動部材２３０の孔２３０ａが支持軸２４１に通され、Ｙ軸負側から移動部材２３０の孔２３０ａが支持軸２４１に通される。上記のとおり、連結部材２０４はエアーシリンダ２００の本体２０１の下部に設けられているため、支持軸２４１は、回動可能なようにエアーシリンダ２００および支持部２４０に接続される。

下側板２４４は、中央部分に矩形状の孔２４４ａが形成されており、孔２４４ａが本体２０１を囲むように、下側板２４４は４つの軸２４２の上端面に載置され、接続される。下側板２４４は、孔２４４ａを介してＹ軸負側および正側にそれぞれ柱２４６が設置され、それぞれの柱２４６の上端面に上側板２４５が接続される。ここで、上側板２４５には、中央部に孔２４５ａが形成されており、孔２４５ａには外筒２０３が通される。

２つの移動部材２３０は、それぞれ、上部にスライダ２３１が設けられる。スライダ２３１は、フレーム４の下面に形成されている溝部に嵌まり込み、移動部材２３０がＸ軸方向にスライド移動可能とする。移動部材２３０は、支持軸２４１を介して支持部２４０およびエアーシリンダ２００に接続することになる。よって、移動部材２３０がＸ軸方向にスライド移動すると、エアーシリンダ２００および支持部２３０もＸ軸方向にスライド移動する。

第１のストッパ２１０は、１つの駆動体につき２つ設けられており、２つの支持部材２４３の下部であって、支持部材２４３をＺ軸方向に通る軸２４２と接しないように設けられる。第２のストッパ２２０は、Ｙ軸正側に設けられる移動部材２３０に対して吸着部１０の中央部に近い方、つまり、中央軸２５０に近い方に位置するようフレーム４に連結される。第２のストッパ２２０がフレーム４に連結される際、移動部材２３０と第２のストッパ２２０との距離が調整可能であるように、たとえば、ネジで連結することができる。

上記のように構成される駆動部２００を中心とする駆動体は、次のように駆動する。エアーシリンダ２００に、図示しない空圧源から正圧が付与された場合、ピストンロッド２０２は、外筒２０３に案内されながら上方に移動する。このとき４つの軸２４２もピストンロッド２０２の移動に合わせて、孔２４３ａを摺接しながら上方に移動する。４つの軸２４２は吸着部１０つまり領域１０Ａと接続しているため、軸２４２が上方に移動すると領域１０Ａも上昇する。このようにして領域１０Ａは上方に移動するが、第１のストッパ２１０によって移動距離が規制される。

上記の構成は、図３で示されている各駆動体において同様である。ただし、各駆動体に含まれている第１のストッパ２１０のサイズが異なっている。図３に示すように、領域１０Ａ〜１０Ｄに設けられている各第１のストッパ２１０は、吸着部１０が上昇した場合、領域１０Ｄから領域１０Ａにかけて順に移動距離が長くなるよう、各支持部材２４３に設けられている。よって、図３に示されている４つのエアーシリンダ２００のそれぞれに正圧が付与されて領域１０Ａ〜１０Ｄが上昇すると、基板載置部２側に膨らむ略円弧状に領域１０Ａ〜１０Ｄが変形する。

さらに、領域１０Ａ〜１０Ｄが上方に移動すると、各エアーシリンダ２００が回動しつつ、領域１０Ａ〜１０ＤがＸ軸負側の方に傾く。これにより、領域１０Ａ〜１０Ｄは、基板載置部２側に膨らむ滑らかな円弧状に変形する。このとき各第２のストッパ２２０により、領域１０Ａ〜１０Ｄの傾きがそれぞれ規制される。これにより、領域１０Ａ〜１０Ｄの形状を所定の曲率の円弧状に設定することができる。

ここで、図３に基づいて説明した４つの駆動体を、「駆動ユニット」と称する。実施形態に係る基板搬送装置１は、図１に示すように、図３にて説明した駆動ユニットと同一の駆動ユニットが、領域１０Ａ〜１０ＤにおいてＹ軸負側に設けられている。また、駆動ユニットは、Ｘ−Ｙ平面において、中央軸２５０が設けられている領域１０Ｅを中心として、Ｘ軸方向に対称的な位置に設けられている。よって、上記のように、領域１０Ａ〜１０Ｄが所定の曲率の円弧状に変形すると、領域１０Ｆ〜１０Ｉも同様に変形し、領域１０Ａ〜１０Ｉは、半円状に変形する。

なお、実施形態では、吸着部１０は、領域１０Ａ〜１０Ｉに区分されているが、このような区分に限られない。基板Ｆのサイズに応じて、吸着部１０を構成するプレート１００、ベース１１０、および吸着部材１２０のサイズは適宜調整される。プレート１００は、複数のプレート１０２から形成されるが、使用するプレート１０２のサイズおよび枚数も適宜調整される。また、吸着部１０に設けられる駆動部２００の数も、基板Ｆのサイズに応じて調整すればよい。

また、各領域に設けられる第１のストッパ２１０のＺ軸方向の長さは、両端部から中央部にかけて順に基板Ｆとの距離が離れるように設定される。つまり、吸着部１０が変形するとき、所定の曲率の円弧状に変形するよう適切に調整される。また、第２のストッパ２２０が設けられる位置は、吸着部１０が変形するとき、所定の曲率の滑らかな円弧状に変形するように、第２のストッパ２２０の位置を調整すればよい。

［基板搬送装置による基板の吸着］
上記のような構成の基板搬送装置１による基板Ｆの搬送について、図４（ａ）〜図７（ｃ）に基づいて説明する。図４（ａ）〜図７（ｃ）は、実施形態に係る基板搬送装置１の動作を説明するための模式図である。また、図４（ａ）〜図７（ｃ）は、Ｙ軸正側から見た場合を示している。

基板搬送装置１は、図１に示すように、基板Ｆを搬送しないときは、吸着部１０が基板載置部２に水平に載置されている。図示しない空圧源から各エアーシリンダ２００に正圧が一斉に付与されると、各ピストンロッド２０２は上方に伸び、これに伴って吸着部１０つまり領域１０Ａ〜１０Ｉは上方に移動する。ただし、領域１０Ｅは、エアーシリンダ２００が設けられていないため、除く。そして、各領域の移動距離は、各第１のストッパ２１０によって規制される。このとき、各エアーシリンダ２００は、各支持軸２４１を中心に中央軸２５０とは反対の方に傾く。このため、各移動部材２３０は、中央軸２５０の方にスライド移動する。また、各移動部材２３０の移動距離は、第２のストッパ２２０によって規制される。これにより、図４（ａ）に示すように、吸着部１０つまり領域１０Ａ〜１０Ｉは、所定の曲率を有する滑らかな円弧状に変形する。このとき、各領域と基板Ｆとの距離は、中央軸２５０から両端部、すなわち、領域１０Ｅから領域１０Ａおよび領域１０Ｅから領域１０Ｉにかけて順に離れている。基板搬送装置１は、モータ３３による昇降部材３１に対する駆動により、吸着部１０が円弧状に変形した状態で上昇する。このようにして、基板搬送装置１に基板Ｆを搬入することが可能な準備が整い、基板載置部２に基板Ｆが搬入され、載置される。

図４（ｂ）に示すように、モータ３３の駆動により、吸着部１０は変形した状態を維持したまま徐々に基板Ｆに向かって下降する。そして、中央軸２５０が設けられている領域１０Ｅが最初に基板Ｆに当接する。

基板搬送装置１は、吸着部１０を基板Ｆに重ねるため、各エアーシリンダ２００に一斉に負圧を付与し、ピストンロッド２０２を下方に移動させる。これにより、図５（ａ）に示すように、各領域も下方に移動するため、基板Ｆに徐々に接近する。このとき、各領域に設けられている各第１のストッパ２１０と基板Ｆと距離は、吸着部１０の中央部から両端部にかけて順に離れている。よって、領域１０Ｅ〜領域１０Ａにかけて順に、基板Ｆに接近し当接する。領域１０Ｅ〜領域１０Ｉにかけても同様である。これにより、基板Ｆと吸着部１０との間に介在していた空気は、基板Ｆの中央部から両端部へと追い出される。

図５（ｂ）に示すように、基板Ｆと吸着部１０との間には空気が介在しない状態で、吸着部１０は基板Ｆに重なることができる。この状態で、吸着部１０に空気圧が付与され、基板Ｆの吸着が開始される。

図５（ｃ）に示すように、基板搬送装置１において、吸着部１０が基板Ｆを吸着した状態で、各エアーシリンダ２００に一斉に正圧が付与されて、図４（ａ）と同様に、吸着部１０が滑らかな円弧状に変形する。そして、モータ３３の駆動により、基板Ｆを所定の位置まで搬送する。

図６（ａ）に示すように、所定の位置まで基板Ｆが搬送されると、図４（ｂ）と同様に、吸着部１０は、基板載置部２に向かって下降する。そして、基板Ｆは、吸着部１０の中央部である領域１０Ｅに吸着されている部分が基板載置部２に最初に当接するよう載置される。

図６（ｂ）に示すように、図５（ａ）の場合と同様に、各エアーシリンダ２００に負圧が一斉に付与され、ピストンロッド２０２が下方に移動し、基板Ｆは、中央部から両端部にかけて順に基板載置部２に接近する。そして、図６（ｃ）に示すように、基板Ｆは、基板載置部２に載置される。

図７（ａ）に示すように、吸着部１０は、基板Ｆから離れるため、図５（ｃ）の場合と同様に、各エアーシリンダ２００に一斉に正圧が付与される。吸着部１０は、領域１０Ａから領域１０Ｅおよび領域１０Ｉから領域１０Ｅに向かって順に基板Ｆから離れる。図７（ｂ）では、図４（ａ）および図５（ｃ）の場合と同様に、各領域の移動距離は、各第１のストッパ２１０に規制される。そして、図７（ｃ）では、モータ３３の駆動により、吸着部１０が上昇し、元の位置に戻る。このようにして、基板搬送装置１による基板Ｆの搬送が終了する。

［基板搬送装置の動作］
次に、基板搬送装置１の動作について説明する。図８は、基板搬送装置１の構成を示すブロック図である。図８に示すように、基板搬送装置１は、基板載置部２と、圧力付与部３と、吸着部１０と、駆動機構２０の駆動部であるエアーシリンダ２００と、搬送機構３０と、モータ３３と、を備え、さらに、駆動用流量調整弁４０と、吸着用流量調整弁５０と、入力部６０と、検出部７０と、制御部８０と、を備える。

入力部６０は、基板搬送装置１が搬送する基板Ｆの数を受け付ける。検出部７０は、基板搬送装置１の吸着部１０が基板Ｆに対して接近および離間したときの位置を検出する。また、搬送機構３０によって基板Ｆを搬送している最中の基板Ｆの位置を検出するように構成してもよい。検出部７０は、たとえば、センサや、撮像装置等を使用することができる。

制御部８０は、ＣＰＵ等の演算処理回路や、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等のメモリを含んでいる。制御部８０は、メモリに記憶されたプログラムに従って各部を制御する。

また、基板搬送装置１は、駆動用流量調整弁４０および吸着用流量調整弁５０を備えている。駆動用流量調整弁４０は、エアーシリンダ２００に対して、負圧および正圧の切り替えを行う弁である。駆動用流量調整弁４０は、エアーシリンダ２００の本体２０１に設けられている接続部２０５に設けられており、いわゆる、スピードコントローラである。吸着用流量調整弁５０は、吸着部１０に対して、負圧および正圧の切り替えを行う弁である。吸着用流量調整弁５０は、プレート１００に形成されている複数の小さな孔１０１に接続される図示しない配管に設けられる。

図９は、実施形態に係る基板搬送装置１の動作を示すフローチャートである。この制御は、図８に示した制御部８０が実行する。また、図９のフローチャートにおいて、「スタート」時の基板搬送装置１の状態は、基板搬送装置１の吸着部１０が基板載置部２側に向かって膨らむ所定の曲率の円弧状に変形した状態であり、上空で基板Ｆの搬入を待機している状態である。この状態は、図４（ａ）に示されている。基板搬送装置１がこのような状態であるとき、基板載置部２に基板Ｆが搬入される。そして、制御部８０がモータ３３を駆動させ、基板Ｆと吸着部１０とが向き合うように、基板搬送装置１を所定の位置に配置した状態である。また、制御部８０が圧力付与部３に、基板載置部２に対して負圧を付与させてもよい。この場合、基板Ｆは、基板載置部２に吸着されるため、基板搬送装置１に搬送されるまでの間、載置された場所からずれることはない。

ステップＳ１１では、制御部８０は、空圧源による正圧を各エアーシリンダ２００に付与させるため、駆動用流量調整弁４０を切り替えさせる。これにより、各エアーシリンダ２００の各ピストンロッド２０２が下方に移動し、これに伴い、吸着部１０の各領域は、中央部の領域１０Ｅから両端部の領域１０Ａおよび領域１０Ｉにかけて順に接近し、基板Ｆに重なっていく。ステップＳ１１における基板搬送装置１の動作は、図４（ｂ）、および図５（ａ）に示されている。

ステップＳ１２では、制御部８０は、圧力付与部３に、基板載置部２に対して正圧を付与させる。あるいは、制御部８０が圧力付与部３に、基板載置部２に対して負圧を付与させていた場合、圧力付与部３に負圧を解除させるだけの制御でもよい。これにより、基板Ｆは、基板載置部２と吸着した状態ではないため、基板載置部２から離れ易い。

ステップＳ１３では、制御部８０は、空圧源による負圧を吸着部１０に付与させるため、吸着用流量調整弁５０を切り替えさせる。これにより、吸着部１０は、基板Ｆを吸着する。ステップＳ１３における基板搬送装置１の動作は、図５（ｂ）に示されている。

ステップＳ１４では、制御部８０は、空圧源による正圧を各エアーシリンダ２００に付与させるため、駆動用流量調整弁４０を切り替えさせる。これにより、各エアーシリンダ２００の各ピストンロッド２０２は上方に移動し、これに伴い、吸着部１０は基板Ｆを吸着した状態で、領域１０Ａから領域１０Ｅおよび領域１０Ｉから領域１０Ｅにかけて順に基板載置部２から離れる。そして、制御部８０は、モータ３３を駆動させ、基板Ｆを目的の位置まで搬送させる。ステップＳ１４における基板搬送装置１の動作は、図５（ｃ）に示されている。

ステップＳ１５では、制御部８０は、空圧源による負圧を各エアーシリンダ２００に付与させるため、駆動用流量調整弁４０を切り替えさせる。これにより、各エアーシリンダ２００の各ピストンロッド２０２が下方に移動し、これに伴い、吸着部１０は、領域１０Ｅから領域１０Ａおよび領域１０Ｅから領域１０Ｉにかけて順に基板載置部２に接近し、基板Ｆが基板載置部２に載置される。ステップＳ１５における基板搬送装置１の動作は、図６（ａ）〜（ｃ）に示されている。

ステップＳ１６では、基板Ｆの搬送を続行するか否か判定する。搬送すべき基板Ｆがない場合、すなわち、ステップＳ１６がＮＯの場合、駆動部８０は、モータ３３を駆動させ、吸着部１０を元の位置に移動させる。このとき、吸着部１０は、円弧状に変形させる必要はないため、各エアーシリンダ２００を駆動させなくてもよい。

これに対し、ステップＳ１６がＹＥＳ、つまり、基板Ｆの搬送を続行する場合、ステップＳ１７で、制御部８０は、空圧源による正圧を各エアーシリンダ２００に付与させるため、駆動用流量調整弁４０を切り替えさせる。これにより、吸着部１０は、基板Ｆ側に膨らむ円弧状に変形する。そして、ステップＳ１８で、制御部８０は、モータ３３を駆動させ、吸着部１０を基板Ｆから離す。ステップＳ１７およびＳ１８における基板搬送装置１の動作は、図７（ａ）〜（ｃ）に示されている。

ステップＳ１８の後、基板搬送装置１に次の基板Ｆが搬入され、基板搬送装置１は、ステップＳ１１〜Ｓ１７を繰り返す。このようにして、基板搬送装置１は、基板Ｆを搬送する。

＜実施形態の効果＞
実施形態によれば、以下の効果が奏される。

図１および図２に示すように、吸着部１０に含まれるプレート１００は、複数のプレート１０２がＸ軸方向に並んでいる。このとき、複数のプレート１０２は、すのこ状に並んでおり、各プレート１０２を折り畳めることができる。このため、各プレート１０２を所定の位置に移動、つまり、基板Ｆに対して接近および離間させることにより、吸着部１０は、滑らかな円弧状に変形することができる。

図２に示すように、基板搬送装置１は、多数の微小な孔が形成されているベース１１０が設けられている。このため、吸着部材１２０に付与される空気圧は、これら多数の孔により吸着部材１２０に伝達され、吸着部材１２０の全面に拡散する。よって、吸着部材１２０つまり吸着部１０は、基板Ｆを均一な空気圧で吸着することができる。

図４（ａ）〜図７（ｃ）に示すように、吸着部１０は、中央部から両端部にかけて順に基板Ｆに接近する。これにより、吸着部１０が基板Ｆに重なる際に、吸着部１０と基板Ｆとの間に介在する空気は、吸着部１０が当接した部分から基板Ｆの両端部へ追い出される。よって、基板Ｆと吸着部１０との間に、空気溜まりが生じない。その結果、基板Ｆに皺が生じず、基板Ｆを良好な状態で円滑に搬送することができる。

また、基板Ｆが搬送されて、基板載置部２に載置される際、基板Ｆは基板載置部２に中央部から両端部にかけて順に接近し、基板Ｆと基板載置部２とが重なる。このとき、基板Ｆと基板載置部２との間に空気を介在させることなく、基板載置部２に基板Ｆを載置することができる。よって、基板Ｆと基板載置部２との間に、空気溜まりが生じない。これにより、基板Ｆに皺が生じず、基板Ｆを良好な状態で搬送先の基板載置部２に載置することができ、搬送先に受け渡すことができる。

さらに、基板搬送装置１に搬入されてきた基板Ｆに皺が生じていた場合であっても、基板Ｆを吸着して搬送し、搬送先の基板載置部２に載置するとき、基板Ｆに皺が生じていない状態で載置することができる。

図１に示すように、各エアーシリンダ２００に対して設けられる第１のストッパ２１０は、領域１０Ｅから領域１０Ａおよび領域１０Ｅから領域１０Ｉにかけて順に、第１のストッパ２１０と基板Ｆとの距離が離れるように設けられる。これにより、各エアーシリンダ２００に正圧が付与されると、第１のストッパ２１０による規制によって、基板Ｆの中央部から両端部にかけて基板Ｆとの距離が大きくなるように、各領域を変位させることができる。これにより、両端部から中央部に向かって基板Ｆ側に膨らむ略円弧状に、吸着部１０を変形させることができる。よって、基板Ｆを吸着する際、中央部から両端部へと順番に基板Ｆに重ねることができる。

また、各エアーシリンダ２００に対して、第２のストッパ２２０が設けられる。これにより、吸着部１０が基板Ｆに対して離間するとき、吸着部１０の各領域の傾きを調節できる。よって、吸着部１０の形状を所定の曲率の円弧状に設定することができる。その結果、基板Ｆに皺が生じないように、吸着部１０を基板Ｆに重ねることができる。搬送先においても、基板Ｆを良好な状態で基板載置部２に載置することができる。

＜実施形態の変更例＞
（１）切替バルブを備える場合
上記の実施形態に係る基板搬送装置１では、各エアーシリンダ２００を駆動させる際、駆動用流量調整弁４０により、各ピストンロッド２０２の移動を制御する。ここで、たとえば、何れかの領域のピストンロッド２０２の移動が所定よりも早くなり、その領域が隣接する領域よりも早く基板Ｆに到達した場合、吸着部１０は、基板Ｆ側に膨らむような円弧状ではなく、波打つような形状に変形する。このような場合、基板Ｆと吸着部１０との間に介在する空気を追い出すことができず、基板Ｆと吸着部１０との間に空気溜まりが生じ、基板Ｆに皺が生じる原因となり得る。

そこで、実施形態の変更例に係る基板搬送装置１は、図示しない切替バルブをさらに備える。切替バルブにより、隣のエアーシリンダ２００に空気圧が付与されると、切替バルブのスイッチが切り替えられ、次のエアーシリンダ２００に空気圧が付与される。

具体的には、吸着部１０が上方に移動する場合、各エアーシリンダ２００には正圧が付与される。このとき、各エアーシリンダ２００に一斉に正圧を付与するのではなく、吸着部１０の両端に位置する領域１０Ａおよび領域１０Ｉに設けられるエアーシリンダ２００から始まり、中央にかけて順に隣の領域のエアーシリンダ２００に正圧を付与する。吸着部１０を下方に移動させる場合は、吸着部１０の中央部から両端部にかけて順に隣の領域のエアーシリンダ２００に負圧を付与する。

このように、基板搬送装置１に切替バルブを設けることにより、エアーシリンダ２００に空気圧を付与するタイミングを制御することができる。したがって、吸着部１０の各領域が基板Ｆに対して接近および離間する順番に変更は生じず、所定の曲率の円弧状に変形する。よって、吸着部１０は、基板Ｆとの間に空気溜まりが生じないように重なり、基板Ｆを吸着することができる。これにより、基板Ｆには皺が生じない。

（２）第１のストッパおよび第２のストッパを可変にする場合
実施形態に係る基板搬送装置１において、第１のストッパ２１０の基板Ｆとの距離は、可変であるように構成してもよい。たとえば、第１のストッパ２１０を支持部２４０にネジで嵌め込むようにし、このネジの嵌め込み量により、第１のストッパ２１０の基板Ｆとの距離を調整するようにしてもよい。また、第２のストッパ２２０と移動部材２３０との距離については、たとえば、フレーム４に複数のネジ孔を設けておき、適当なネジ孔を選択して、フレーム４に第２のストッパ２２０を取り付けるよう構成すれば、第２のストッパ２２０と移動部材２３０との距離を変更できる。

上記のように構成すれば、吸着部１０は所定の曲率の円弧状に変形するが、この曲率を変更させたい場合に有効である。このような場合、第１のストッパ２１０の基板Ｆとの距離、および第２のストッパ２２０の位置をネジで調整すればよく、第１のストッパ２１０および第２のストッパ２２０を取り替える必要はない。

（３）駆動部をモータとする場合
実施形態に係る基板搬送装置１は、吸着部１０を駆動する駆動部として、エアーシリンダ２００に代えてモータを採用することもできる。この場合、モータは、駆動力を維持した状態で止まることができない。よって、駆動部にモータを採用する場合、モータにバネ等の弾性部材を組み合わせて、圧力を生じさせる必要がある。

これに対し、実施形態に係るエアーシリンダ２００は、正圧が付与された状態で第１のストッパ２１０により移動が規制されたとしても、駆動力（圧力）を維持したまま止まる。また、エアーシリンダ２００に負圧が付与された場合も、吸着部１０の各領域が基板Ｆに当たると、駆動力（圧力）を維持したまま止まる。つまり、エアーシリンダ２００は、各領域を離間位置と当接位置とに円滑に位置付けることができ、当接位置すなわち第１のストッパ２１０に規制されている状態において、各領域を基板Ｆに所定の圧力で適切に押圧する。

したがって、エアーシリンダ２００の方がモータよりも各領域を離間位置と当接位置とに円滑に位置付けることができ、効果的に吸着部１０を基板Ｆに吸着することができる。

なお、実施形態に係る基板搬送装置１を構成する吸着部１０および駆動機構２０によって、基板Ｆを吸着する基板吸着装置を構成することもできる。このような基板吸着装置は、皺が生じた状態で基板Ｆが基板載置部２に載置されている場合であっても、皺のない状態に載置し直すことができる。具体的には、吸着部１０が基板Ｆに中央部から両端部にかけて順に接近して吸着し、一旦持ち上げる。そして、基板吸着装置が基板Ｆを中央部から両端部にかけて順に、基板載置部２に載置することにより、基板Ｆと基板載置部２との間に空気を介在させることなく、基板Ｆを載置することができる。よって、基板Ｆと基板載置部２との間に、空気溜まりが生じない。その結果、基板Ｆに皺が生じない状態で、基板載置部２に載置し直すことができる。

このような基板吸着装置は、基板Ｆを搬送するための搬送機構を備えることにより、基板Ｆの受け渡し動作も可能となる。

本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

１…基板搬送装置
１０…吸着部
１０Ａ〜１０Ｉ…吸着部の領域
２０…駆動機構
２００…駆動部（エアーシリンダ）
２１０…第１のストッパ
２２０…第２のストッパ
２４１…支持軸
Ｆ…基板

Claims (7)

1. 基板を吸着して搬送する基板搬送装置であって、
   前記基板に接近および離間する方向に変形可能な吸着部と、
   前記吸着部を中央部から両端部にかけて順に前記基板に接近させるように前記吸着部を変形させる駆動機構と、を備える、
   ことを特徴とする基板搬送装置。
2. 請求項１に記載の基板搬送装置において、
   前記吸着部は、前記中央部から前記両端部に向かう方向に複数の領域に区分され、
   前記駆動機構は、前記吸着部の前記各領域を個別に駆動する複数の駆動部を有する、
   ことを特徴とする基板搬送装置。
3. 請求項２に記載の基板搬送装置において、
   前記駆動部は、エアーシリンダである、
   ことを特徴とする基板搬送装置。
4. 請求項３に記載の基板搬送装置において、
   前記駆動機構は、前記基板から離れる方向において前記領域の移動を規制する第１のストッパを前記領域ごとに備え、
   前記領域を前記基板から離す方向に前記エアーシリンダが駆動された場合に、前記中央部から前記両端部にかけて前記領域と前記基板との距離が大きくなるように、前記各領域に対応する前記第１のストッパが調整されている、
   ことを特徴とする基板搬送装置。
5. 請求項２ないし４の何れか一項に記載の基板搬送装置であって、
   前記駆動機構は、前記中央部から前記両端部に向かう方向に垂直で且つ前記基板に対して平行な支持軸により前記各駆動部を回動可能に支持する、
   ことを特徴とする、基板搬送装置。
6. 請求項５に記載の基板搬送装置において、
   前記駆動機構は、前記駆動部の回動を所定範囲に規制する第２のストッパを備える、
   ことを特徴とする基板搬送装置。
7. 基板を吸着する基板吸着装置であって、
   前記基板に接近および離間する方向に変形可能な吸着部と、
   前記吸着部を中央部から両端部にかけて順に前記基板に接近させるように前記吸着部を変形させる駆動機構と、を備える、
   ことを特徴とする基板吸着装置。

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