JP2541902B2 - 基板搬送装置 - Google Patents

基板搬送装置

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JP2541902B2
JP2541902B2 JP5082041A JP8204193A JP2541902B2 JP 2541902 B2 JP2541902 B2 JP 2541902B2 JP 5082041 A JP5082041 A JP 5082041A JP 8204193 A JP8204193 A JP 8204193A JP 2541902 B2 JP2541902 B2 JP 2541902B2
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浩二 池田
智昭 阿部
敦 小川
昇 諸田
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NIPPON DENKI ROBOTSUTO ENJINIARINGU KK
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NICHIDEN ANERUBA KK
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えばスパッタリン
グなどの表面処理が施される、或いは施された、基板を
基板支持具と、複数の基板を保持するパレットの間で搬
送する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、基板の表面処理をする場合、複数
の未処理基板を収納した基板収納カセットから、基板支
持具を介して基板を1枚ずつ取り出して、パレットに複
数枚(例えば8枚)の基板を装着し、このパレットを表
面処理装置へセットする。また、表面処理を完了した際
には、パレットから基板を1枚ずつ脱着して、前記と同
様の基板支持具を介して順次基板収納カセットへ収納
し、次工程へ運搬している。
【0003】前記基板支持具とパレット間の基板の搬送
は多関節型のロボットに基板把持具を設けた基板搬送装
置で行うことが知られている。また、多関節型のロボッ
トは装置が複雑で、かつ大型化する不利がある為、特開
平3−141022号に開示されたような、構造を簡易
化した基板搬送装置が提案されるに至っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】近年、スパッタリング
装置その他の表面処理装置の高スループット化が図られ
ており、これに伴なって、基板搬送装置も高速化が要請
されるに至っている。
【0005】従って、多関節型のロボットによる基板搬
送装置では大型である為、基板把持具の移動範囲が大き
くなり、高速化に対応することが難しかった。
【0006】また、特開平3−141022号で開示さ
れた簡易型の基板搬送装置は、基板把持具の移動範囲を
小さくして搬送の高速化に有効であったが、パレット側
の基板装着部との受渡しが考慮されておらず、この点の
改良が必要であった。
【0007】前記パレットは、通常、基板の外径より大
きな径の開口部内周に、複数(3〜4個)のバネ製押え
爪を設けて、基板の外縁をバネ製押え爪で弾持するよう
にしており、このような基板装着部への受渡しが高速で
行なえるようにすることが必要であった。
【0008】
【課題を解決する為の手段】この発明は前記のような問
題点に鑑みてなされたもので、複数の基板を保持するパ
レットと、基板収納カセットへ基板を出入れする基板支
持具との間で、基板の搬送を高速にできる基板搬送装置
を提供することを目的としている。
【0009】斯る目的を達成するこの発明の基板搬送装
置は、基板支持具と、複数の基板を保持するパレットの
間で、基板を搬送する装置において、前記基板支持具の
受渡し位置とパレットの間に設置した回動テーブルに、
基板把持具が搭載してあり、該基板把持具が回動テーブ
ル上で昇降可能としてあると共に、回動テーブルの内外
方向に進退可能としてあることを特徴としている。
【0010】前記基板把持具は、複数位置で停止可能と
した昇降機構で昇降可能とすることが望ましい。
【0011】また、基板把持具は、回動テーブル上に、
複数、搭載し、夫々独立して昇降および進退可能に構成
することもできる。
【0012】
【作用】この発明の基板搬送装置によれば、基板把持具
の移動範囲が小さいので、高速の基板搬送ができるのに
加えて、昇降機構を介して基板を昇降させることによ
り、パレットのバネ片で弾持する構造の基板装着部への
装着動作も高速化することができる。
【0013】回動テーブル上に基板把持具を複数搭載し
た場合には、基板支持具とパレットの間の基板搬送を、
各基板把持具毎に並行して行うことができる。
【0014】
【実施例】以下、この発明の実施例を図を参照して説明
する。図1が実施例の基板搬送装置の構成を示した図で
あって、回動テーブル1に2台の基板把持具2が互いに
背中合わせの状態で搭載され、回動テーブル1を180
度の角度で回動させることによって、各基板把持具2の
位置が入れ替わるようになっている。図中3は環状の基
板、4は基板収納カセット、5は基板収納カセット4か
ら基板3を1枚ずつ取り出したり、或いは基板3を1枚
ずつ基板収納カセット4へ装入する基板支持具、6はパ
レットである。また、Aは基板支持具5の基板把持具2
に対する受渡し位置、Bはパレット6の基板装着部であ
る。
【0015】パレット6は円盤状であって、その周縁部
に基板装着部Bが複数、等間隔で形成されているもの
で、各基板装着部Bは図2のように構成されている。
【0016】即ち円盤の周縁部に形成した開口部7の内
縁に、L字状に屈曲させた2個の固定バネ8a、8b
と、固定バネ8a、8bと対向させた1個の開閉バネ8
cが、夫々端縁を内向きにして設けて構成されている。
基板3を装着又は脱着する際には、開閉バネ8cと基板
3の間に開閉ピン9を挿入し、該開閉ピン9を介して開
閉バネ8cを鎖線図示の位置に移動させて、基板3と各
バネ8a、8b、8cの係合を解くようにする。各バネ
8a、8b、8cの端縁は図2(b)に示したような直
線縁10aの場合と、図2(c)に示したようなV字状
の切欠縁10bの場合とがある。
【0017】図1において11は前記開閉ピン9の駆動
装置で、基板装着部Bに離接する方向の水平移動機構1
2(例えば移動シリンダ)にブラケット13を介して昇
降機構14(例えばシリンダ)が搭載され、昇降機構1
4に開閉ピン9が連結されている。
【0018】また、15はパレット6の回転機構(例え
ばサーボモータ)で、円盤状のパレット6を間欠回転
し、複数、等間隔で形成した開口部7の基板装着部Bを
順次、開閉ピン9と対向する位置に移動できるようにな
っている。回転機構15は水平移動機構16(例えば移
動シリンダ)で、パレット6に対して離接して係脱でき
るようになっている。
【0019】前記回動テーブル1に搭載した基板把持具
2は、ヘッド17と該ヘッド17で拡開・縮小の姿勢制
御される把持爪18を備えているもので、夫々、回動テ
ーブル1に設置した水平移動機構19(例えば移動シリ
ンダ)にL形ブラケット20を介して設けた昇降機構2
1(例えば多位置形シリンダ)のロッド22に逆L字形
のブラケット23を介して連絡されて、回動テーブル1
の内外方向へ進退可能とされていると共に、回動テーブ
ル1上で昇降可能とされている。
【0020】実施例の昇降機構21の場合、多位置形シ
リンダによって基板把持具2は、上、中、下段の3つの
位置に停止できるようになっている。
【0021】次に上記実施例の基板搬送装置の、基板支
持具5からパレット6へ基板3を搬送する動作を説明す
る。尚、基板支持具5は図示しない昇降機構と水平移動
機構によって、基板収納カセット4の長手方向(図1の
左右方向)に水平移動すると共に、基板収納カセット4
の下方位置と上方位置の間で昇降し、基板収納カセット
4内に支持された複数枚(例えば25枚)の基板3を1
枚ずつ支持ブロック5aに支承して、受渡し位置Aへ移
送ができるものであり、また、この逆の移送も可能のも
のである。
【0022】2台の基板把持具2の初期状態は、夫々、
中段位置で、かつ回動テーブル1の内側へ退避した状態
とする。また、把持爪18は縮小した状態とする。
【0023】先ず基板支持具5を介して基板収納カセッ
ト4内の基板3を基板受渡し位置Aへ移送する。この位
置で基板3の中心と基板把持具2の把持爪18の中心が
一致するようになっている。
【0024】次に、基板受渡し位置Aに対向した基板把
持具2を回動テーブル1の外側に進出させると共に、把
持爪18をヘッド17を介して拡開させて、基板支持具
5に支承された基板3を把持する。これで、基板支持具
5から基板把持具2への受渡しが完了するので、基板支
持具5は、次の基板移送動作を行なわせる一方、基板把
持具2は回動テーブル1を180度回動させて、把持し
た基板3を基板装着部B側へ搬送する。
【0025】回動テーブル1の回動動作中、基板3を把
持した基板把持具2は、昇降機構21を介して下段位置
に移動させる一方、パレット6の基板装着部Bに対し
て、前記開閉ピン9をパレット6側へ移動させると共
に、下方へ降下させて、開閉バネ8cを図2(a)の鎖
線図示の位置に移動させる。
【0026】次に、基板把持具2を進出させて、基板3
を基板装着部B内へ装入した後、昇降機構21を介して
下段位置にある基板把持具2を上段位置まで上昇させ
て、基板3の外縁を固定バネ8a、8bへ押し当てる。
続いて、前記開閉ピン9を上昇させて、開閉バネ8cを
基板3の外縁に係合させた後、開閉ピン9はパレット6
外へ退避させると共に、基板把持具2は、把持爪18を
縮小させ、かつ回動テーブル1の内側に退避させて、基
板3の基板装着部Bへの装着を完了する。
【0027】基板3の装着に際し、基板把持具2が中段
位置において、基板3の外縁と固定バネ8a、8bの端
縁が係合する位置関係としてあるが、固定バネ8a、8
bには、形状のバラツキおよび取付状態のバラツキが避
けられないので、基板把持具2は上段位置へ移動させ
て、固定バネ8a、8bと基板3の外縁を確実に係合さ
せて、確実な装着ができるようにしたものである。尚、
中段位置と上段位置の距離は0.5〜1mm程度で十分で
ある。
【0028】前記のようにして基板3を基板装着部Bへ
装着している間に、基板の受渡し位置Aでは次の基板3
の受渡し動作を完了しているので、以下回動テーブル1
を180度回動させて、同様の基板搬送、装着を繰り返
すことができる。回動テーブル1の回動に際して、基板
の装着を完了した基板把持具2は、中断位置へ移動させ
る一方、パレット6は回転機構15を介して、次の基板
装着部Bを回動テーブル1および開閉ピン9に対向する
位置へ移動させる。
【0029】パレット6に装着されている基板3を基板
収納カセット4へ搬送する動作は、前記の動作と略逆の
動作を行うことで可能である。
【0030】次に図3は、この発明の実施例の基板搬送
装置を用いて構成した基板処理システムの構成図であ
る。前記基板収納カセット4と別の多数の基板収納カセ
ット24を矢示25の方向に順次移送するカセット移送
ライン26に沿って、ロードステージ27とアンロード
ステージ28が設置してあり、各ステーション27、2
8に、夫々、前記実施例の基板搬送装置29が2組ずつ
設置してある。基板搬送装置29に付随させた基板収納
カセット4と移送ライン26の間には、複数枚の基板を
一括して移す基板移載装置30が設置してあり、基板収
納カセット4、24間の基板の移し替えが可能になって
いる。
【0031】また、ロードステージ27およびアンロー
ドステージ28の後方には、パレット6を矢示31の方
向に移送するパレット移送ライン32が設置してあり、
ロードステージ27およびアンロードステージ28と対
応する位置に、パレット6の回転機構15と開閉ピン9
の駆動装置11が設置してある。ロードステージ27を
経て矢示31の方向に移送されるパレット6は、図示し
ていない処理装置(例えばスパッタリング装置等)へ送
られて表面処理が行なわれた後、アンロードステージ2
8の上流側からアンロードステージ28へと移送される
ようになっている。
【0032】未処理基板を収納した基板収納カセット2
4をカセット投入位置34へセットすると、カセット移
送ライン26でロードステージ27へ移送され、基板移
載装置30によって未処理基板がロードステージ27に
設けた基板収納カセット4側に移載された後、前記に説
明した動作によって、基板が1枚ずつパレット6の基板
装着部Bへ搬送、装着される。2組の基板搬送装置29
が並行動作するので、例えば円盤の周縁に沿って8個の
基板装着部が形成されたパレットに対しては、4回の搬
送、装着動作で、装着動作が完了する。
【0033】ロードステージ27で空になった基板収納
カセット24は、カセット移送ライン26の待期位置3
5で処理済基板の回収に備える。
【0034】表面処理が終了してアンロードステージ2
8に移送されたパレット6に対しては、基板搬送装置2
9が前記と逆の動作により、基板の脱着、搬送を行う。
アンロードステージ28に設置した基板収納カセット4
に一定数(例えば25枚)の基板が溜ると、基板移載装
置30が動作して、基板収納カセット4内の基板を一括
して、カセット移送ライン26側の基板収納カセット2
4へ移す。処理済の基板を収納したカセット24は、カ
セット移送ライン26のカセット回収位置36で回収さ
れる。
【0035】アンロードステージ28で、基板が脱着さ
れたパレット6はパレット移送ライン32でロードステ
ージ27へ移送されて、前記と同様にして、基板の装着
が行なわれ、以下同様の動作が繰り返し行なわれる。
【0036】図3に示した基板処理システムでは、8枚
の基板の装着部を形成したパレット6に対して、1時間
当り800枚の基板を搬送、装着および脱着、搬送する
ことができた。
【0037】尚、以上の実施例では、パレット6は円盤
状でその周縁に沿って基板装着部Bを形成したものとし
たが、図4に示したように、方形盤体37内に、縦横に
基板装着部Bを形成したパレット38であっても、前記
回転機構15を、別の位置決め機構(例えば二次元又は
三次元移動機構)とすることで、この発明の基板搬送装
置と組合せることができる。
【0038】また、回動テーブル1の回動角度は180
度の場合について説明したが、基板把持具2を3台とし
て120度毎の回動としたり、基板把持具2を4台とし
て、90度毎の回動とするなどの変更が可能である。
【0039】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば、回動テーブルに搭載した基板把持具を回動テーブル
上で昇降および進退可能としたので、基板把持具と基板
支持具間の基板受渡しおよび基板把持具とパレットの基
板装着部間の基板の装脱着が、円滑、確実にでき、基板
支持具とパレット間の基板搬送を高速化し、高スループ
ット化した表面処理装置に対応する効果がある。
【0040】回動テーブルに基板把持具を複数搭載すれ
ば、基板の受渡しと、パレットへの装着又は脱着を並行
して行なうことができるので、一層の高速化が可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例の構成図である。
【図2】同じく実施例のパレットの図で、(a)は一部
正面図、(b)は(a)のD−D線における一部断面
図、(c)は固定バネを変更した場合の、(b)と同一
箇所の断面図である。
【図3】この発明の実施例を用いた基板処理システムの
一部構成図である。
【図4】パレットの別の実施例の正面図である。
【符号の説明】
1 回動テーブル 2 基板把持具 3 基板 4 基板収納カセット 5 基板支持具 6 パレット 7 開口部 8a、8b 固定バネ 8c 開閉バネ 9 開閉ピン 11 駆動装置 12 水平移動機構 14 昇降機構 15 回転機構 16 水平移動機構 17 ヘッド 18 把持爪 19 水平移動機構 21 昇降機構 22 ロッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 敦 神奈川県横浜市神奈川区新浦島町1丁目 1番地25 日本電気ロボットエンジニア リング株式会社内 (72)発明者 諸田 昇 神奈川県横浜市神奈川区新浦島町1丁目 1番地25 日本電気ロボットエンジニア リング株式会社内 (56)参考文献 実開 平2−132657(JP,U)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板支持具と、複数の基板を保持するパ
    レットの間で、基板を垂直方向に保持した状態で搬送す
    る装置において、前記基板支持具の受渡し位置とパレッ
    トの間に設置した回動テーブルに複数の基板把持具が
    板把持具が基板を保持する把持爪を夫々回動テーブルの
    外方向に向かうように搭載してあり、該基板把持具が回
    動テーブル上で夫々独立して昇降可能としてあると共
    に、回動テーブルの内外方向に夫々独立して進退可能と
    してあることを特徴とする基板搬送装置。
  2. 【請求項2】 基板把持具は、複数位置で停止可能とし
    た昇降機構で昇降可能としてある請求項1記載の基板搬
    送装置。
  3. 【請求項3】 前記基板把持具が、ヘッドと該ヘッドで
    拡開・縮小の姿勢制御される把持爪を備えると共に夫々
    回動テーブルに設置した水平移動機構にL形ブラケット
    を介して設けた昇降機構のロッドに逆L形のブラケット
    を介して連結されていることを特徴とする請求項1又は
    2に記載の基板搬送装置
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