JP3909597B2 - 基板搬入出装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体基板、液晶基板等の板状の基板を収納容器から搬出又は収納容器に搬
入するための基板搬入出装置及び基板搬入出方法に関する。

従来、半導体等の基板の製造工程において、該基板は、収納容器に複数枚収納されており、基板搬入出装置により該収納容器から搬出されて基板搬送装置に受け渡され、該基板搬送装置によって基板処理装置に搬送されて所定処理がなされている。また、所定処理が終了した基板は、基板処理装置から基板搬送装置により搬送されて基板搬入出装置に受け渡され、該基板搬入出装置により再度収納容器に搬入されている。
このように基板を収納容器から搬入出する基板搬入出装置は、様々なものが提供されているが、その１つとして駆動ローラを利用して基板を収納容器から搬入出するものが知られている。

例えば、図１１に示すように、基板搬入出装置５０は、基板を水平に複数枚収納している収納容器を下降させたときに、該収納容器の下部に形成されている開口部から該収納容器に挿入され、収納容器の基板支持部上に載置されている基板を該基板支持部から持ち上げて乖離させる基板支持台５１と、収納容器の外部において該収納容器の搬入出口に隣接するように配置される載置台５２とを備えている。
また、上記基板支持台５１及び上記載置台５２の上部には、搬入出方向に回転するローラ５３、５４が設けられている。なお、この両ローラ５３、５４は、互いに図示しないモータ等の駆動源によって回転方向及び回転速度が同期するように駆動されるようになっている。

この基板搬入出装置５０により基板を収納容器から搬出する場合には、まず収納容器を図示しない昇降手段によって基板支持台５１に向けて下降させる。収納容器が下降されると、基板支持台５１が、開口部から収納容器内に挿入され、上部のローラ５３が収納容器の最下位の基板に当接する。そして、更なる収納容器の下降に伴って、ローラ５３が、基板を基板支持部から持ち上げて乖離させる。
基板が乖離されると、両ローラ５３、５４が駆動し始める。両ローラ５３、５４が駆動すると、ローラ５３、５４と基板との摩擦力によって基板がローラ５３、５４の回転方向に移動する。即ち、基板は、収納容器内から搬入出口を通って載置台５２に搬出される。これにより、基板を収納容器から搬出することができる。なお、上述した逆の作動を行なうことで、基板を収納容器内に搬入させることも可能である。

また、上記基板搬入出装置５０は、ローラを駆動させることにより基板を収納容器から搬入出させたが、例えば、基板を保持して収納容器から引き出したり、押し込んだりして搬入出させる基板搬入出装置も知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
特開平８−３７２２０号公報（段落番号０００６−００９、第１−３図） 特許第２５７５７１７号公報（第２頁右段上から３３段落−第４頁右段上から２２段落、第１−３図）

ところで、上述した基板搬入出装置５０では、ローラ５３、５４と基板との摩擦力を利用して基板を搬入出させているので、ローラ５３、５４の速度を急減速した場合には、ローラ５３、５４の回転速度と摩擦力とのバランスが崩れ、基板がローラ５３、５４上で滑ってしまう不都合があった。そのため、一定の速度でしか基板を搬入出できず、基板の搬入出に時間を要していた。
また、基板支持台５１及び載置部５２の両方に駆動するローラ５３、５４が必要であり、また両ローラ５３、５４の回転速度を同期させる必要があるので、基板搬入出装置５０の構成が複雑なものとなっていた。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、構成が容易で、迅速な基板の搬入出を行なうことができる基板搬入出装置を提供することである。

上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
請求項１に係る発明は、上下方向に間隔をあけて設けられそれぞれ基板を水平に載置する複数の基板支持部と、側部に設けられ前記基板を水平方向に搬入出させる搬入出口とを有する収納容器に対し前記基板を出し入れする基板搬入出装置であって、前記収納容器の外部に前記搬入出口に隣接して配置される載置台と、該載置台上を前記基板の搬入出方向に移動可能に設けられ、前記基板支持部により支持された前記基板の端部を保持する保持部材と、前記載置台を回転部を介して水平方向に回転可能に支持する基礎台とを備える基板保持機構とを備え、前記載置台の上部に、前記搬入出方向に前記基板を移動可能に支持する基板支持手段が設けられ、前記基板保持機構に隣接して移動レールが設けられ、前記移動レールには前記載置台に載置された基板を搬送する基板搬送装置が移動可能に取り付けられている基板搬入出装置を提供する。

この発明に係る基板搬入出装置においては、載置台に設けられた保持部材を、収納容器の搬入出口に向けて移動させる共に収納容器内で基板支持部によって支持されている基板の端部の保持が行なえる。該基板の保持後、該基板を保持した状態で搬入出口から離間する搬入出方向に向けて保持部材を移動させることで、基板を保持部材と共に搬入出方向に移動、即ち、収納容器内から搬入出口を通って載置台への搬出を行なえる。また、上述した逆の動作を行なうことで、載置台から収納容器内に基板の搬入が行なえる。

また、上記搬入出の際、載置台の上部には、基板支持手段が設けられているので、基板の全面が支持された状態で搬入出を行なえる。従って、保持部材により基板の端部のみを保持して移動させたとしても、基板を安定且つ円滑に移動することができる。また、保持部材により基板を保持した状態で移動させるので、基板を確実に搬入出できると共に保持部材の移動速度に応じて搬入出速度を変化でき、迅速な基板の搬入出を行なうことができる。更に、基板の搬入出を行なう際、基板支持台側に動力は必要なく、保持部材にのみ移動に必要な動力を供給すればよいので構成の容易化を図ることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板搬入出装置において、前記保持部材が前記基板を把持する把持手段を有している基板搬入出装置を提供する。
この発明に係る基板搬入出装置においては、保持部材が、把持手段により基板の端部を把持した状態で該基板の搬入出が行なえる。従って、収納容器からより確実に安定した状態で搬入出することができる。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載の基板搬入出装置において、前記保持部材が前記基板を吸着する吸着手段を有している基板搬入出装置を提供する。
この発明に係る基板搬入出装置においては、保持部材が、吸着手段により基板の端部を吸着した状態で該基板の搬入出が行なえる。従って、基板を傷つけることなく、確実に搬入出することができる。

請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の基板搬入出装置において、前記基板支持手段が、前記搬入出方向に直交する方向に沿って延びる回転軸回りに回転自在に支持されたローラである基板搬入出装置を提供する。
この発明に係る基板搬入出装置においては、基板が保持部材によって載置台に搬入出される間、ローラによって支持されている。従って、基板を常に安定した状態搬入出することができる。また、基板とローラとは、点接触なので摩擦力が低減されて円滑に搬入出が行なえるので、より基板を迅速に搬入出することができる。また、接触面積が小さいので、基板に傷を付けにくい。

請求項５に係る発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の基板搬入出装置において、前記基板支持手段が、前記基板を浮上させる浮上機構であることを特徴とするものである。
この発明に係る基板搬入出装置においては、基板が保持部材によって載置台に搬入出される間、浮上機構によって浮上させられる。このように、基板を浮上させた状態で搬入出が行なえるので、載置台の上面との接触等を防止でき、基板に与える衝撃等の負荷を低減することができる。また、基板へのゴミ等の付着を防止することができる。

この発明に係る基板搬入出装置及び基板搬入出方法によれば、載置台に設けられた保持部材の移動だけで、基板を搬入出することができる。この際、保持工程及び移動工程により、基板の端部を保持した状態で移動させるので、基板を確実に搬入出できると共に保持部材の移動速度に応じて搬入出速度を変化でき、迅速な基板の搬入出を行なうことができる。また、搬入出のための別個の手段を設ける必要はなく、保持部材にのみ移動に必要な動力を供給すればよいので、構成の容易化を図ることができる。
また、基板の搬入出の際、載置台の上部には、基板支持手段が設けられているので、基板の全面が支持された状態で搬入出を行なえる。従って、保持部材により基板の端部のみを保持して移動させたとしても、基板を安定且つ円滑に移動させることができる。

以下、本発明に係る基板搬入出装置の一実施形態について、図１から図１０を参照して説明する。
本実施形態の基板搬入出装置１は、図１に示すように、上下方向に間隔をあけて設けられそれぞれ薄板状の基板Ａを水平に載置する複数の基板支持部２と、側部に設けられ基板Ａを水平方向に搬入出させる搬入出口３と、下部に設けられた下部開口４とを有するワイヤケージ（収納容器）１０に対し、基板Ａを出し入れするものである。

上記ワイヤケージ１０は、図２から図５に示すように、アルミ等の金属のフレーム５で箱状に形成されており、上記搬入出口３以外の側部には、縦フレーム５ａが設けられ、上面及び下面には、搬入出口３の面に直交する方向に向けて配されたフレーム５ｂと、該フレーム５ｂに直交する方向に配された２本のフレーム５ｃとが設けられている。このフレーム５ｂとフレーム５ｃとに囲まれた開口が、上記下部開口４を構成している。即ち、本実施形態においては、６箇所の下部開口４が設けられている。
また、対向する縦フレーム５ａ間には、上記基板支持部２が設けられている。これにより、基板Ａが基板支持部２上で水平に載置できるようになっている。なお、基板支持部２は、例えば、径の細いワイヤ等の索状体であり、基板Ａを高さ方向に密接して収納できるようになっている。

上記ワイヤケージ１０は、図２に示すように、昇降機構２０に保持されると共に、保持された状態で昇降されるようになっている。また、ワイヤケージ１０の下方には、昇降機構２０により下降させられたときに、下部開口４からワイヤケージ１０内に挿入されて最下位の基板Ａを押し上げ、該ワイヤケージ１０内において基板支持部２から基板Ａを乖離させる基板支持台２５が設けられている。
上記昇降機構２０は、ワイヤケージ１０の図示しない係止部に嵌合することにより、該ワイヤケージ１０を保持できるようになっている。また、図示しない制御部に制御されてワイヤケージ１０を昇降するようになっている。

上記基板支持台２５は、基礎台２６上に前後左右方向に所定間隔をあけた状態で隣接配置されている。つまり、基板支持台２５は、上記各下部開口４からワイヤケージ１０内に挿入されるように６つに分かれており、上記所定間隔は、上記フレーム５ｂ、５ｃに干渉しない間隔とされている。
また、基板支持台２５の上部には、基板Ａの搬入出方向に該基板Ａを移動自在に支持するローラ２７が設けられている。該ローラ２７は、基板Ａの搬入出方向に直交する方向に沿って延びる回転軸Ｂ回りに回転自在に支持されている。

また、本実施形態の基板搬入出装置１は、ワイヤケージ１０の外部に搬入出口３に隣接して配置される載置台３１と、該載置台３１上を基板Ａの搬入出方向に移動可能に設けられ、ワイヤケージ１０内で基板Ａを支持する上記基板支持部２により支持された基板Ａの端部を保持する保持部材３２とを備える基板保持機構３０を備えている。
また、上記基板保持機構３０は、上記基板支持台２５に隣接して配されている基礎台３３を有している。そして、該基礎台３３に、載置台３１を３６０°回転可能にする回転部３４を介して上記載置台３１が取り付けられている。なお、載置台３１は、上記基板支持台２５と高さが同一となるように設けられており、基板Ａを水平に載置できるようになっている。

また、載置台３１の上面には、基板Ａの搬入出方向に延びた３本の移動溝３５が、搬入出方向に直交する方向に所定間隔をあけて配されている。そして、こられ各移動溝３５には、該移動溝３５に沿って移動する上記保持部材３２が取り付けられている。また、各保持部材３２は、図示しない制御部によって移動速度が制御されていると共に、それぞれ同期して移動するようになっている。
また、保持部材３２は、図８から１０に示すように、基板Ａを下面から吸着する吸着口（吸着手段）３６が設けられている。該吸着口３６は、図示しない真空ポンプ等に接続されており、該真空ポンプを作動することで基板Ａを吸着して保持できるようになっている。

また、図２に示すように、載置台３１の上部には、基板Ａの搬入出方向に該基板Ａを移動自在に保持するローラ（基板支持手段）３７が設けられている。即ち、該ローラ３７は、基板Ａの搬入出方向に直交する方向に沿って延びる回転軸Ｂ回りに回転自在に支持されており、各移動溝３５間に搬入出方向に沿って複数配されている。また、ローラ３７は、図８から図１０に示すように、該ローラ３７の上部が保持部材３２のローラ２７の上部と同一の高さになるように調整されている。

更に、図１に示すように、基板保持機構３０に隣接して移動レール４０が配設されており、該移動レール４０上には、載置台３１に載置されている基板Ａを、該基板Ａを所定処理する基板処理装置４１に搬送する基板搬送装置４２が移動可能に取り付けられている。この基板搬送装置４２は、水平方向に移動自在な多関節アーム４３を備えており、該多関節アーム４３の先端には、複数の棒状部材４４が取り付けられている。また、棒状部材４４は、多関節アーム４３によって載置台３１の図示しない切り欠き溝に挿入できるようになっており、載置台３１上に載置された基板Ａを下方から持ち上げて複数の棒状部材４４上に載せることができるようになっている。こうすることで、載置台３１から基板Ａを受取とると共に基板処理装置４１に搬送して所定処理を行なわせたり、基板処理装置４１で所定処理された基板Ａを搬送して載置台３１に受け渡すことができるようになっている。

このように構成された基板搬入出装置１により、基板Ａをワイヤケージ１０から搬出する場合について以下に説明する。
まず、図２に示すように、昇降機構２０によりワイヤケージ１０を保持する。この際、ワイヤケージ１０内には、複数の基板Ａが高さ方向に間隔をあけて水平に収納されている。即ち、基板Ａは、ワイヤケージ１０内の基板支持部２上に載置されている。ワイヤケージ１０を保持した後、制御部により昇降機構２０を作動させてワイヤケージ１０を下降させる。つまり、基板支持台２５に向けて下降させる。この際、基板支持台２５は、ワイヤケージ１０の底面に配されているフレーム５ｂ、５ｃに干渉しないように配置されているので、図６に示すように、基板支持台２５がワイヤケージ１０の各下部開口４より該ワイヤケージ１０内に挿入される。

基板支持台２５が、ワイヤケージ１０内に挿入されると、図７に示すように、基板支持台２５の上面に配された各ローラ２７が、相対的に上昇することになる。そして、ワイヤケージ１０を更に下降させると、図８に示すように、ローラ２７の上部が、ワイヤケージ１０の最下位に位置している基板Ａの下面に当接して基板Ａを持ち上げ、基板支持部２から乖離させる。基板Ａが乖離されると、制御部が昇降機構２０を制御して下降を一端停止させる。この際、基板支持台２５のローラ２７と載置台３１のローラ３７との高さが、同一高さとなっている。

基板Ａが乖離されると、図９に示すように、制御部が保持部材３２を移動溝３５に沿って搬入出口３に向かう方向に移動させて、基板Ａの端部の下面に位置させる。この状態で、真空ポンプを作動させて吸着口３６に基板Ａを吸着させる。これにより、基板Ａの端部が、保持部材３２に保持された状態となる。
上記保持工程により基板Ａを保持した後、図１０に示すように、保持部材３２を載置台３１の一端（元の位置）に向けて、即ち、搬入出口３から離間する搬入出方向に移動させる。
この移動工程により、基板Ａがワイヤケージ１０内から搬入出口３を通って載置台３１に搬出される。また、搬出の際、基板Ａは、ローラ２７、３７によって全面が支持されているので、保持部材３２によって端部のみを吸着して移動したとしても、安定且つ円滑に搬出することができる。また、制御部により保持部材３２の移動速度を変更することで、基板Ａを迅速に搬出することができる。特に、ローラ２７、３７と基板Ａとは、点接触なので、摩擦力が低減した状態で基板Ａの搬出が行なえることからも基板Ａを迅速に搬出することができる。

基板Ａをワイヤケージ１０から搬出して載置台３１上に載置した後、図１及び図２に示す回転部３４により載置台３１を１８０°回転させる。そして、図１に示す基板搬送装置４２を移動させて載置台３１に隣接させる。この状態で、多関節アーム４３を動かして棒状部材４４を載置台３１の切り欠き溝に挿入して基板Ａを下方から持ち上げ、棒状部材４４上に載置する。この際、真空ポンプが停止され、保持手段３２による基板Ａの吸引保持が解かれている。
基板Ａを載置後、基板搬送装置４２を移動レール４０に沿って基板処理装置４１まで移動させ該基板処理装置４１内に基板Ａを受け渡す。また、基板処理装置４１で所定処理された基板Ａは、再び基板搬送装置４２によって搬送され、所定処理終了後の基板Ａを収納する図示しない収納容器内に収納される。

一方、基板搬送装置４２に基板Ａを受け渡した載置台３１は、再び回転部３４により元の位置に回転して、搬入出口３に隣接配置される。そして、昇降機構２０を作動させてワイヤケージ１０を下降させ、上述した動作を繰り返して次の基板Ａの搬出を行なう。

なお、本実施形態において、基板搬入出装置１は、ワイヤケージ１０から基板Ａを搬出させたが、ワイヤケージ１０を基板処理装置４１により所定処理された基板Ａを収納する容器として使用し、基板搬送装置４１により搬送されてきた基板Ａを受取ってワイヤケージ１０内に搬入させるようにしても構わない。この場合には、搬出の逆の動作を行なうことで、基板Ａの搬入が行なえる。

上述したように、この基板搬入出装置１及び基板搬入出方法によれば、保持部材３２により基板Ａの端部を吸着して保持する保持工程の後、該保持部材３２を搬入出口３から離間する搬入出方向に移動させる移動工程を行なうことで、基板Ａをワイヤケージ１０から搬出することができる。
この際、基板支持台２５及び載置台３１の上部には、ローラ２７、３７が設けられているので、基板Ａの全面が支持された状態で搬出を行なうことができ、基板Ａを安定且つ円滑に移動させることができる。また、保持部材３２により基板を吸着保持した状態で移動させるので、基板Ａを確実に搬出できると共に保持部材３２の移動速度に応じて搬出速度を変化でき、迅速な基板Ａの搬出を行なうことができる。特に、基板支持台２５側に動力は必要なく、保持部材３２にのみ移動のための動力を供給すればよいので、構成の容易化を図ることができる。
また、保持部材３２が、吸着口３６により基板Ａの端部を吸着した状態で該基板Ａの搬出が行なうので、基板Ａを傷つけることなく確実に搬入出させることができる。
更に、基板Ａとローラ２７、３７とは、点接触なので摩擦力が低減されることからも、より迅速に基板Ａの搬出を行なうことができる。また、接触面積が小さいので、基板Ａに傷を付けにくい。
また、基板Ａの下面に空気を吐出させることにより、該基板Ａを浮上させる浮上機構を用いれば基板Ａと基板支持台２５及び載置台３１の上部との接触を防止でき、基板Ａに与える衝撃等の負荷を低減することができると共に、ゴミ等の付着を防止することができる。

なお、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、保持部材が、真空ポンプの作動により吸着口で基板を吸着して保持させたが、これに限られず、基板の端部を保持できる構成であれば構わない。例えば、基板を上下方向から挟んで把持する把持手段を設けて、基板を保持しても良い。この場合には、より確実に基板を保持できるので、搬入出速度を変化させたとしても、安定して基板を搬入出させることができる。

本発明に係る基板搬入出装置を利用して基板を製造するための、装置全体を示した一例の斜視図である。 本発明に係る基板搬入出装置の一実施例を示す斜視図である。 図２に示すワイヤケージの正面図である。 図２に示すワイヤケージの側面図である。 図２に示すワイヤケージの上面図である。 ワイヤケージを下降させたときに、基板支持台がワイヤケージの下部開口より挿入された状態を示す斜視図である。 図６の状態を示す側方図である。 ワイヤケージを下降させることにより、基板支持台がワイヤケージ内の最下位に位置する基板を持ち上げて基板支持部から乖離させた状態を示す側方図である。 図８の状態において、載置台の保持部材を基板端部の下部に位置するように移動させた状態を示す側方図である。 保持部材の吸着口により基板を吸着保持しながら保持部材を移動させて、基板をワイヤケージから搬出させた状態を示す側方図である。 従来の基板搬入出装置の一例を示す側方図である。

符号の説明

Ａ 基板
１ 基板搬入出装置
２ 基板支持部
３ 搬入出口
１０ ワイヤケージ（収納容器）
３０ 基板保持機構
３１ 載置台
３２ 保持部材
３６ 吸着口（吸着手段）
３７ ローラ、基板支持手段

Claims (5)

1. 上下方向に間隔をあけて設けられそれぞれ基板を水平に載置する複数の基板支持部と、側部に設けられ前記基板を水平方向に搬入出させる搬入出口とを有する収納容器に対し前記基板を出し入れする基板搬入出装置であって、
   前記収納容器の外部に前記搬入出口に隣接して配置される載置台と、該載置台上を前記基板の搬入出方向に移動可能に設けられ、前記基板支持部により支持された前記基板の端部を保持する保持部材と、前記載置台を回転部を介して水平方向に回転可能に支持する基礎台とを備える基板保持機構とを備え、
   前記載置台の上部に、前記搬入出方向に前記基板を移動可能に支持する基板支持手段が設けられ、
   前記基板保持機構に隣接して移動レールが設けられ、前記移動レールには前記載置台に載置された基板を搬送する基板搬送装置が移動可能に取り付けられていることを特徴とする基板搬入出装置。
2. 請求項１に記載の基板搬入出装置において、
   前記保持部材が、前記基板を把持する把持手段を有していることを特徴とする基板搬入出装置。
3. 請求項１に記載の基板搬入出装置において、
   前記保持部材が、前記基板を吸着する吸着手段を有していることを特徴とする基板搬入出装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の基板搬入出装置において、
   前記基板支持手段が、前記搬入出方向に直交する方向に沿って延びる回転軸回りに回転自在に支持されたローラであることを特徴とする基板搬入出装置。
5. 請求項１から３のいずれか１項に記載の基板搬入出装置において、
   前記基板支持手段が、前記基板を浮上させる浮上機構であることを特徴とする基板搬入出装置。

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