JP3445243B2 - 基板を操作するための装置および方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、内穴を有する基板を操作するた
めの装置であって、内側グリッパと外側グリッパとが設
けられている形式のものに関する。また、本発明は、内
穴を有する基板を操作するための方法であって、第１の
基板を内穴グリッパによって把持する形式のものに関す
る。

【０００２】このような形式の方法および装置は、たと
えば同一出願人による未公開のドイツ連邦共和国特許出
願公開第１９７１８４７１号明細書中に記載されてい
る。ただし、繰り返しを避けるために、前記ドイツ連邦
共和国特許出願公開第１９７１８４７１号明細書は本発
明の対象である。前記ドイツ連邦共和国特許出願公開第
１９７１８４７１号明細書に記載されている、２つの基
板を接着するための装置においては、基板を操作するた
めの複数の装置（以下、ハンドリング装置と呼ぶ）が周
知である。基板を回転式切換テーブル（Ｒｕｎｄｓｃｈ
ａｌｔｔｉｓｃｈ）から接着ステーションへ搬送するた
めに働く１つのハンドリング装置は、内側グリッパと外
側グリッパとを有している。両グリッパはそれぞれ真空
グリッパとして形成されている。規定されたこのハンド
リング装置の機能形式では、回転式切換テーブルからま
ず第１の基板を内穴グリッパによって持ち上げ、接着ス
テーションへ移動させ、そこに載置する。その後、ハン
ドリング装置が回転式切換テーブルへ戻し運動させられ
る。この回転式切換テーブルでハンドリング装置は、内
穴グリッパによって第２の基板を持ち上げる。この第２
の基板は、外側グリッパと接触させられる。この場合、
内穴グリッパと外側グリッパとの協働によって、第２の
基板に湾曲が生ぜしめられる。その後、第２の基板は接
着ステーションへ移動させられ、そこで接着剤が塗布さ
れた第１の基板上に載置される。

【０００３】説明したハンドリング装置では、ただ１つ
の基板だけしかそれぞれ持ち上げることができずかつ搬
送することができない。さらに、真空グリッパの解除を
加速させるために、グリッパの解除時に、負圧が排除さ
れるだけでなく、ポジティブな空気ブラストも基板へ当
て付けられる。しかし、この場合、特に内側グリッパの
解除時に、空気が、接着したい両基板間へ吹き込まれる
という危険が生じる。このことは好ましくない。なぜな
らば、これによって、両基板間に存在する接着剤内での
空気封入が生ぜしめられるからである。

【０００４】前記ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９
７１８４７１号明細書中に記載されている装置では、内
穴グリッパが別の箇所でも使用される。この内穴グリッ
パは、後続の搬送のために、１つの基板もしくは互いに
接着したい基板をそれぞれ内穴内で把持する。しかし、
内穴グリッパは、ただ１つの基板もしくは、１つのユニ
ットを形成する互いに接着された基板だけしかそれぞれ
持ち上げることができずかつ搬送することができない。

【０００５】さらに、ドイツ連邦共和国特許出願公開第
１９５２９５３７号明細書に基づき、平坦な基板を内穴
で把持しかつ保持するための装置が公知である。この公
知の装置では、ケーシング内に傾倒可能に支承されたフ
ィンガ状の複数のグリッパが基板の内穴内へ導入され、
次いで、基板を内穴で保持するために外方へ旋回させら
れる。さらに、定期刊行物「オー プラス ぺー −
エルヒドラウリークウント プノイマティーク（ｏ＋ｐ
− ｏｅｌｈｙｄｒａｕｌｉｋ ｕｎｄｐｎｅｕｍａ
ｔｉｋ）」 第２２版 １９７８年 第１号 第１０頁
中には、空気圧式に操作可能な種々異なるグリッパが記
載されている。この場合、特に１つの内穴グリッパが説
明されている。前記ドイツ連邦共和国特許出願公開第１
９５２９５３７号明細書および前記定期刊行物に基づき
公知の内穴グリッパでは、ただ１つの個々の基板だけし
かそれぞれ処理することができないという問題が生じて
しまう。ヨーロッパ特許出願公開第０７９３２２４号明
細書に基づき、ＣＤ（コンパクトディスク）の製造に関
連して基板を操作するための装置が公知である。この公
知の装置では、内側グリッパが内穴グリッパの形で、ま
た、外側グリッパが真空サッカの形で設けられている。
両グリッパは、互いに独立して基板を把持し、基板を互
いに接着するために接触させられる。「Ｐａｔｅｎｔ
Ａｂｓｔｒａｃｔｓ ｏｆ Ｊａｐａｎ Ｖｏｌ．０１
６Ｎｏ．２０１ （Ｐ−１３５２） １９９２年５月１
４日」および特開平４−０３２０４５号公報に基づき、
光学的な記憶媒体を製造するために基板を接着する方法
が公知である。この公知の方法では、一方の基板が凸面
状に湾曲させられ、その後、解放と基板の固有の剛性と
によって、接着され得る他方の基板上へ被着される。こ
れによって、空気ブラストの侵入が阻止されている。国
際公開第９７４３７６０号パンフレットに基づき、ＤＶ
Ｄ（デジタルビデオディスク）のためのディスクを接着
するための接着剤ノズルが公知である。この接着剤ノズ
ルによって接着剤が、接着したい２つの基板の間に挿入
される。国際公開第９８５７８０６号パンフレットに基
づき、ＣＤのための基板を接着する装置が公知である。
この公知の装置では、ディスク半部を分離して保持する
ために分離保持装置が使用される。さらに、ディスク変
形防止装置が設けられている。このディスク変形防止装
置は、最終的な接着中に、接着工程中のディスク半部が
変形することを阻止するために使用される。

【０００６】本発明の課題は、基板を操作するための装
置を改良すると同時に方法を改善して、複数の基板を同
時に操作することが可能であるにもかかわらず、前記装
置が構造的に簡単であるかもしくは前記方法を簡単に行
うことができ、しかも、高い生産性を達成することがで
きるようにすることである。本発明の別の課題は、内穴
を有する基板を操作するための装置を改良すると同時に
方法を改善して、互いに載着された基板間での空気の封
入が回避されるようにすることである。

【０００７】ヨーロッパ特許出願公開第０７９３２２４
号明細書に基づき公知の装置から出発して、この課題
は、本発明によれば、前記装置が制御装置を有してお
り、該制御装置が、内側グリッパと外側グリッパとを制
御し、両グリッパが、互いに相対的に運動させられる一
方で、両グリッパが、第１の基板を湾曲させるために該
基板を把持することによって解決される。これによっ
て、こうして把持されたもしくは受容された基板を他方
の基板上へ載置する場合にはまず、受容された基板の中
央領域が、下側に位置する基板に接触し、その後はじめ
て縁部領域が接触するということが可能となる。これに
よって、やはり基板間での空気封入が阻止される。前記
装置が、基板を搬送するために水平に運動可能であると
有利である。

【０００８】さらに、真空グリッパとは異なり、内穴グ
リッパとしての内側グリッパの構成の利点は、たとえ
ば、接着したい２つの基板間へ空気が吹き込まれるとい
う危険なしに、内穴グリッパを迅速にかつ効果的に解除
することができるという点にある。

【０００９】内穴グリッパの外径が、基板の内穴の内径
よりも小さく設定されていると有利である。これによっ
て、内穴グリッパは、第１の基板が外側グリッパによっ
て把持されるかもしくは保持される間に、第１の基板を
通過して延び、第２の基板を把持することができるよう
になっている。内穴グリッパの、簡単なかつ効果的な作
業のために、内穴グリッパが空気圧式に操作可能である
と有利である。

【００１０】本発明の有利な構成では、内側グリッパと
外側グリッパとが、互いに独立して操作可能である。こ
れによって、単数または複数の基板の把持時に、操作装
置のフレキシビリティ（Ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔａｅｔ）
を向上させることができる。本発明の有利な構成では、
外側グリッパが、リングに配置された多数のサッカを備
えた真空サッカである。前記サッカは、外側領域での基
板のより確実な把持を保証している。外側グリッパによ
って受容される基板を縁部領域で湾曲させるために、リ
ングが、凸面状に湾曲した形状を有していると有利であ
る。これによって、こうして受容された基板を他方の基
板上へ載置する場合にまず、受容された基板の中央領域
が、下側に位置する基板と接触させられ、その後はじめ
て縁部領域が接触させられる。これによって、やはり基
板間での空気封入を阻止することができる。操作装置
が、基板を搬送するために水平に運動可能であると有利
である。

【００１１】さらに、前記課題は、内穴グリッパによっ
て把持された第１の基板を外側グリッパと接触させ、第
１の基板を外側グリッパによって把持し、内穴グリッパ
を解除し、内穴グリッパを、第１の基板内に設けられた
穴を通して運動させ、これによって、まず第２の基板を
把持し、その後、再び解除し、内穴グリッパが第１の基
板を再び把持し、その後、第１の基板を湾曲させるため
に、内穴グリッパを外側グリッパに対して相対的に運動
させ、湾曲した第１の基板の中央領域を第２の基板と接
触させ、次いで、残りの領域を第２の基板と接触させる
という方法によって解決される。この方法では、同時に
２つの基板を処理することができ、場合によっては搬送
することができる。これによって、サイクル時間が減少
される。有利には、搬送距離が短縮される、なぜなら
ば、同時に２つの基板が搬送されるからである。これに
よって、使用される構成要素、特に駆動装置の耐用年数
が高められる。両基板は互いにセンタリングされる。な
ぜならば、内穴グリッパが基板を、この基板の内穴内で
の把持もしくは受容によってそれぞれセンタリングし、
このセンタリングが外側グリッパへの引渡し時にも維持
されるからである。さらに、すでに装置に関して説明し
たように、基板間での空気封入が阻止される。

【００１２】第１の基板と外側グリッパとの接触が鉛直
運動、特に内穴グリッパの持上げによって行われると有
利である。

【００１３】本発明の有利な構成では、内穴グリッパに
よる第１の基板および／または第２の基板の把持が空気
圧式に制御される。なぜならば、これによって、簡単な
かつ正確な制御と、内穴での基板の均一な把持とが可能
であるからである。

【００１４】第１の基板が、外側グリッパによって負圧
を用いて把持されると有利である。

【００１５】本発明の有利な構成では、第１の基板が縁
部領域で、第２の基板から離れる方向へ湾曲している。
これによって、後続の、第２の基板上への第１の基板の
載置時に、第１の基板がまず中央領域で第２の基板と接
触させられ、その後はじめて、第１の基板の転動によっ
て基板の外側領域が互いに接触させられ、これによっ
て、基板間での空気封入が阻止されるということが可能
となる。内穴グリッパと外側グリッパとが、受容された
基板の搬送のために水平に運動させられると有利であ
る。

【００１６】以下に、本発明の実施例を図面につき詳し
く説明する。

【００１７】図１には、操作装置もしくはハンドリング
装置の主要な部分が断面図で概略的に示してある。ハン
ドリング装置は、たとえば、上述した未公開のドイツ連
邦共和国特許出願公開第１９７１８４７１号明細書に記
載されている、２つの基板を接着するための装置で使用
することができる。

【００１８】本発明によるハンドリング装置１は主とし
て、内穴グリッパ２と、真空グリッパとして形成されて
いる外側グリッパ３とから成っている。この外側グリッ
パ３は適当な固定装置４を介して、概略的にしか図示さ
れていない行程装置５に固定されている。内穴グリッパ
２はその長手方向軸線Ａに沿って運動するために、行程
装置（図示せず）に結合されている。

【００１９】内穴グリッパ２は、長手方向に延びる上側
の軸部部材７を有している。この軸部部材７の下端部に
は、拡開可能な部材８が適当に固定されている。この拡
開可能な部材８はスリット１０を有しており、これによ
って、拡開可能な部材８の拡開が可能となっている。こ
の拡開可能な部材８の内部には、膨張可能なボディ１１
が位置している。このボディ１１は、拡開可能な部材８
に固定された接続エレメント１２を介して空気圧式にま
たは液圧式に操作される。この場合、以下でさらに説明
するように、基板の内穴と係合するために、膨張可能な
ボディ１１が膨張し、これによって、拡開可能な部材８
が拡開するようになっている。

【００２０】膨張可能なボディ１１が圧力で空気圧的に
または液圧的に負荷されていない場合には、拡開可能な
部材８は、拡開されていない静止状態にある。この静止
状態では、膨張可能なボディ１１は適当な手段（図示せ
ず）によって予荷重もしくはプレロードをかけられてい
る。

【００２１】真空グリッパとして形成された外側グリッ
パ３は金属製リング１５を有している。この金属製リン
グ１５の外側の縁部領域内には、吸盤１７を備えた複数
のサッカ１６が配置されている。このサッカ１６は、公
知の形式で負圧を用いて基板を把持するために、相応す
る負圧接続部を介して負圧源もしくは真空源（共に図示
せず）に接続可能である。

【００２２】ここで、ハンドリング装置１の機能形式を
図２ａ〜図２ｃにつき詳しく説明する。図２ａには、拡
開可能な部材８が第１のウェーハ２１の内穴２０内へ導
入されている状態が概略的に示してある。サッカ１６を
備えた外側グリッパ３は、第１のウェーハ２１の上方に
位置していて、このウェーハ２１から間隔を置いて配置
されている。

【００２３】この位置で、拡開可能な部材８は、図２ａ
には示していない膨張可能なボディ１１を介して拡開さ
れ、これによって、第１の基板２１の内穴２０の内周面
と係合するようになっている。この場合、内穴グリッパ
２に関連した第１の基板２１のセンタリングが達成され
る。なぜならば、内穴グリッパ２は内穴２０の内周面と
均一に係合するからである。

【００２４】この係合によって第１の基板２１が把持さ
れる。このような形式で第１の基板２１が把持されてい
る場合には、この基板２１は内穴グリッパ２によって持
ち上げられ、外側グリッパ３のサッカ１６と接触させら
れる。サッカ１６に形成された負圧によって、基板２１
はその外側領域でサッカ１６に吸い付けられかつ把持さ
れる。この時点で内穴グリッパ２は解除され、さらに
は、基板２１は外側グリッパ３によってしか保持されな
い。

【００２５】内穴グリッパ２の解除の後、この内穴グリ
ッパ２は、第１の基板２１の内穴２０を通過して下方
へ、しかも、第２の基板２５の内穴２４内へ運動させら
れる。この位置でも同様に、拡開可能な部材８が、膨張
可能なボディ１１を介して拡開され、これによって、第
２の基板２５の内穴２４の内周面と係合するようになっ
ている。この位置で、第１の基板２１と第２の基板２５
とを、たとえば接着ユニットのような別の位置へ搬送す
るために、ハンドリング装置１全体は持ち上げられ、水
平に運動させられる。

【００２６】接着ユニットでは、第２の基板２５が内穴
グリッパ２の解除によって降下され、第１の基板２１に
向けられた表面が接着剤で被覆される。この被覆中に、
内穴グリッパ２が再び上方へ移動し、これによって、拡
開可能な部材８が、第１の基板２１の内穴２０内に位置
する。拡開可能な部材８は、上述したように、再び拡開
され、第１の基板２１の内穴２０と係合する。内穴グリ
ッパ２の、下方への僅かな運動によって、第１の基板２
１の、外側グリッパ３のサッカ１６によって依然として
保持される外側領域は下側の基板２５から離れる方向へ
湾曲させられる。その後、第１の基板２１は下側の基板
２５と接触するように運動する。この場合、基板２１の
中央領域が最初に接触する。その後、外側グリッパ３の
解除によって、基板２１の残りの領域も互いに接触す
る。この場合、外側領域は最後に接触する。把持時に、
基板が内穴グリッパ２によって、この内穴グリッパ２に
関連してそれぞれセンタリングされることによって、基
板は、互いに正確にセンタリングされて載置されもす
る。このことは、基板の接着時に特に必要となる。

【００２７】本発明を有利な実施例につき予め説明し
た。しかし、当業者には、本発明の思想を逸脱すること
なしに多数の構成と変化形とが可能である。本発明によ
る方法は、基板の接着に関連して説明した。しかし、本
発明の原理は、２つの基板が操作されなければならない
別の方法でも使用可能である。

【００２８】さらに、本発明は、基板の内穴としか係合
しない内穴グリッパの正確な方式にも制限されていな
い。むしろ、内穴グリッパはショルダを有していてもよ
い。このショルダは、基板の内穴を通過して案内されか
つ内穴グリッパを拡開した後、基板を支持するために基
板の下面と係合する。外側グリッパとしての真空グリッ
パの代わりに、基板の外側領域に作用する別のグリッパ
が、内穴グリッパと組み合わされてもよい。 ［図面の簡単な説明］

【図１】本発明による操作装置の概略的な断面図であ
る。

【図２】本発明による方法の機能経過を概略的に示す図
であり、図２ａには、内穴グリッパが第１の基板の内穴
と係合した状態が示してあり、図２ｂには、第１の基板
と外側グリッパとが接触した状態が示してあり、図２ｃ
には、内穴グリッパが第２の基板の内穴と係合した状態
が示してある。

【符号の説明】

１ ハンドリング装置、 ２ 内穴グリッパ、 ３ 外
側グリッパ、 ４ 固定装置、 ５ 行程装置、 ７
軸部部材、 ８ 部材、 １０ スリット、１１ ボデ
ィ、 １２ 接続エレメント、 １５ 金属製リング、
１６ サッカ、 １７ 吸盤、 ２０ 内穴、 ２１
ウェーハまたは基板、 ２４ 内穴、 ２５ 基板、
Ａ 長手方向軸線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−215506（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B25J 15/06 B25J 15/00 B65G 47/91 B65G 49/05

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内穴（２０，２４）を有する基板（２
   １，２５）を操作するための装置（１）であって、内側
   グリッパ（２）と、該内側グリッパ（２）に対して半径
   方向外側に位置する外側グリッパ（３）とが設けられて
   おり、内側グリッパ（２）が、内穴グリッパ（２）とし
   て形成されており、外側グリッパ（３）が、真空サッカ
   （３）として形成されており、該真空サッカ（３）が、
   リング（１５）に配置された多数のサッカ（１６）を有
   している形式のものにおいて、当該装置（１）が、制御
   装置を有しており、該制御装置が、内側グリッパ（２）
   と外側グリッパ（３）とを制御するようになっており、
   基板（２１）を湾曲させるために、両グリッパ（２，
   ３）が、同一の基板（２１）を把持している間に互いに
   相対的に運動させられるようになっていることを特徴と
   する、基板を把持するための装置。
2. 【請求項２】 リング（１５）が、凸面状に湾曲した形
   状を有している、請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 内穴グリッパ（２）が鉛直に運動可能で
   ある、請求項１または２記載の装置。
4. 【請求項４】 内穴グリッパ（２）の外径が、内穴（２
   ０，２４）の内径よりも小さく設定されている、請求項
   １から３までのいずれか１項記載の装置。
5. 【請求項５】 内穴グリッパ（２）が空気圧式に操作可
   能である、請求項１から４までのいずれか１項記載の装
   置。
6. 【請求項６】 内側グリッパ（２）と外側グリッパ
   （３）とが、互いに独立して操作可能である、請求項１
   から５までのいずれか１項記載の装置。
7. 【請求項７】 前記装置（１）が、基板（２１，２５）
   を搬送するために水平に運動可能である、請求項１から
   ６までのいずれか１項記載の装置。
8. 【請求項８】 内穴（２０，２４）を有する基板（２
   １，２５）を操作するための方法において、以下の方法
   ステップ： 第１の基板（２１）を内穴グリッパ（２）によって把持
   し、 第１の基板（２１）を外側グリッパ（３）と接触させ、 第１の基板（２１）を外側グリッパ（３）によって把持
   し、 内穴グリッパ（２）を解除し、 内穴グリッパ（２）を、第１の基板（２１）内に設けら
   れた穴（２０）を通して運動させ、 第２の基板（２５）を内穴グリッパ（２）によって把持
   し、 第２の基板（２５）を解除し、 第１の基板（２１）を内穴グリッパ（２）によって新た
   に把持し、 第１の基板（２１）を湾曲させるために、内穴グリッパ
   （２）を外側グリッパ（３）に対して相対的に運動さ
   せ、 湾曲した第１の基板（２１）の中央領域と、第２の基板
   （２５）とを接触させ、 第１の基板（２１）の残りの領域と、第２の基板（２
   ５）とを接触させる を特徴とする、基板を操作するための方法。
9. 【請求項９】 第１の基板（２１）と外側グリッパ
   （３）との接触を鉛直運動によって行う、請求項８記載
   の方法。
10. 【請求項１０】 第１の基板（２１）と外側グリッパ
    （３）との接触を内穴グリッパ（２）の持上げによって
    行う、請求項８または９記載の方法。
11. 【請求項１１】 内穴グリッパ（２）による第１の基板
    （２１）および／または第２の基板（２５）の把持を空
    気圧式に制御する、請求項８から１０までのいずれか１
    項記載の方法。
12. 【請求項１２】 外側グリッパ（３）による第１の基板
    （２１）の把持を負圧を用いて行う、請求項８から１１
    までのいずれか１項記載の方法。
13. 【請求項１３】 第１の基板（２１）を縁部領域で、第
    ２の基板（２５）から離れる方向へ湾曲させる、請求項
    ８から１２までのいずれか１項記載の方法。
14. 【請求項１４】 内穴グリッパ（２）と外側グリッパ
    （３）とを水平に運動させる、請求項８から１３までの
    いずれか１項記載の方法。