JP4084293B2 - Ｆｐｄ製造装置 - Google Patents

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Description

本発明は、平板ディスプレイ(Flat Panel Display、以下 'ＦＰＤ'という。)製造装置に関し、特に、基板搬送に寄与するロードロックチャンバーと搬送チャンバーとを纏めて１つの搬送チャンバーを備え、基板の曲げ現象が生じなく、かつ、大型基板を搬送することのできるＦＰＤ製造装置に関する。
ドライエッチング装置(Dry Etcher)、化学気相蒸着装置(Chemical Vapor Deposition Apparatus)、及びスパッタ(Sputter)などのようなＦＰＤ製造装置は、通常、３つの真空チャンバーを含む。工程が進行される基板を外部から受け入れるか工程が終わった基板を外部に送り出すのに用いられるロードロックチャンバー(Loadlock Chamber)と、プラズマや熱エネルギーを用いて膜を蒸着するかエッチングなどを行うのに用いられる工程チャンバー(Process Chamber)と、基板をロードロックチャンバーから工程チャンバーに又はその反対に搬送するのに用いられる搬送チャンバー(Transfer Chamber)がそれである。
図１は、従来のＦＰＤ製造装置を説明するための平面図である。
図１を参照すると、搬送チャンバー２０内にはロボット(robot)２２が設けられる。ロボットアーム２２ａは、ＦＰＤ基板４０を持ち上げ、これをロードロックチャンバー１０から工程チャンバー３０に又はその反対に搬送させる。
工程チャンバー３０では、基板４０が基板支持台(substrate supporting plate)３６上に載せられた状態で工程が進行される。基板４０は、昇降ピン３２又は昇降バー３４の助けを受けて基板支持台３６から持ち上げられるか基板支持台３６に下ろされる。
昇降ピン３２は、基板支持台３６のうち、前記基板４０が置かれる部分に位置するが、前記昇降バー３４は、基板４０が置かれる部分の外側に位置される。前記昇降バー３４は、その上端が水平方向に折り曲げられているため、その折り曲げ部位を基板４０の方向に回転させると、前記昇降バー３４が前記基板４０を支持することができるようになる。
図２ａ乃至図２ｆは、図１に示された従来のＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。
工程チャンバー３０で所定の工程が終わると、工程済みの基板４０ｂは基板支持台３６上に載せられた状態で暫く待機し、この際に、搬送チャンバー２０と工程チャンバー３０との間のゲートバルブが開き、ロボットアーム２２ａが工程待機中の基板４０ａを持って工程チャンバー３０に入る。すると、昇降バー３４が上昇して、基板４０ａを持ち上げ、ロボットアーム２２ａは工程チャンバー３０から抜け出て搬送チャンバー２０に戻る(図２ａ、図２ｂ)。
ロボットアーム２２ａが搬送チャンバー２０に戻ると、昇降ピン３２が上昇して、基板支持台３６上に載せられている工程済みの基板４０ｂを持ち上げる。すると、搬送チャンバー２０にあったロボットアーム２２ａが再度工程チャンバー３０に入る。この際に、昇降ピン３２が下降して、基板４０ｂがロボットアーム２２ａ上に載せられ、ロボットアーム２２ａは工程済みの基板４０ｂを持って搬送チャンバー２０に戻る(図２ｃ、図２ｄ)。
すると、工程チャンバー３０と搬送チャンバー２０との間のゲートバルブが閉じられると同時に、昇降ピン３２と昇降バー３４とが降りて、待機中の基板４０ａを基板支持台３６上に載せて、所定の工程を進行する(図２ｅ)。
搬送チャンバー２０にあったロボットアーム２２ａは、ロードロックチャンバー１０にある基板保管場所(未図示)に工程済みの基板４０ｂを下ろし、ロードロックチャンバー１０の別の基板保管場所(未図示)に保管中であった待機基板４０ｃを取り出して、１８０度回転した後に、工程チャンバー３０での工程が終わるまでに搬送チャンバー２０で待機する(図２ｆ)。
この間、ロードロックチャンバー１０と搬送チャンバー２０との間のゲートバルブが閉じられ、工程済みの基板４０ｂがロードロックチャンバー１０外に排出され、新たに処理する基板(未図示)がロードロックチャンバー１０に搬入される基板の交換が起こる。この際に、工程チャンバー３０で工程が進行される間に、前記基板の交換が終わるようにするのが好ましいので、ロードロックチャンバー１０のベンティング(venting)及びポンピング(pumping)が迅速になされるべきである。
前述の従来のＦＰＤ製造装置は、基板の搬送のために２つのチャンバー、即ち、ロードロックチャンバー１０及び搬送チャンバー２０が用いられる。従って、その設置空間が多く要求され、空間効率が極めて低い。なお、これを維持するための真空パンぷ、バルブ、各種制御装置などが別途に設けられなければならないので、ＦＰＤ製造装置の価格が高価となり、ＦＰＤの製造コストも増加することになる。
なお、近来、ＦＰＤ 製造のためのＦＰＤ 基板の大きさがほぼ２ｍ×２ｍ程度と既存に比べて４倍近くに大型化された状態であり、このような趨勢は継続されると考えられる。従って、基板搬送のために２つのチャンバーを備えると、クリーンルーム(Clean Room)空間が極めて多く所要されるという深刻な問題点が生じる。
そして、前述の従来のＦＰＤ製造装置は、図３ａに示されたように、昇降ピン３２が基板４０の縁からほぼ１５ｍｍ以内に設けられる。即ち、基板４０の中央部分には昇降ピン３２が配置されない。
昇降ピン３２を基板４０の中央部分に配置できず、このように縁部分のみに配置する理由は、図３ｂに示されたように、基板４０が基板支持台３６に載せられた時、昇降ピン３２のある部位(Ａ)とそうでない部位において温度や電位差が生じて、エッチングなどの工程進行後に、基板４０の表面にムラ４５が生じるためである。
しかし、最近、ＦＰＤ 基板の大きさがほぼ２ｍ×２ｍまで大型化することにより、従来のように基板４０の縁のみを持ち上げるようになると、基板４０の真中部分に曲げ現象が発生し過ぎて基板４０が割れるかロボットが基板４０の下方に進入できず、搬送が不可能であるという深刻な問題点がある。
従って、本発明がなすようとする技術的な課題は、基板の搬送に寄与するロードロックチャンバーと搬送チャンバーとを１つのチャンバーに纏めて、大型基板の搬送時に基板の曲げを防止することのできるＦＰＤ製造装置を提供することである。
前記の技術的な課題を達成するための本発明の一つの観点によるＦＰＤ製造装置は、工程が進行される工程チャンバーと;前記工程チャンバー内に設けられ、工程を受ける基板が載せられる基板支持台と;基板を外部から前記工程チャンバーに搬入させるか、あるいは前記工程チャンバー内にある基板を外部に搬出させる搬送チャンバーと;基板が載せられ、前記搬送チャンバーから前記工程チャンバー側に先が向かうフォーク状の第１の搬送板及び第２の搬送板と;前記搬送チャンバー内に設けられ、前記搬送チャンバーから前記工程チャンバー側に先が向かうフォーク状のアームを有し、前記アームは前記工程チャンバーと前記搬送チャンバーとの間を往復し、前記第１の搬送板/第２の搬送板を搬送させるロボットと;前記ロボットアームのフォーク刃を避けて昇降して、前記ロボットアーム上の前記第１の搬送板/第２の搬送板を持ち上げるか下ろすように前記工程チャンバーと前記搬送チャンバー内にそれぞれ設けられる搬送板昇降ピンと;前記ロボットアーム及び第１の搬送板/第２の搬送板のフォーク刃を全て避けて昇降して、前記搬送板に載せられた基板を持ち上げるか下ろすように前記工程チャンバーと前記搬送チャンバー内にそれぞれ設けられる基板昇降ピンと;を備えることを特徴とする。
本発明の他の観点によるＦＰＤ製造装置は、工程が進行される工程チャンバーと;前記工程チャンバー内に設けられ、工程を受ける基板が載せられる基板支持台と;基板を外部から前記工程チャンバーに搬入させるか、あるいは前記工程チャンバー内にある基板を外部に搬出させる搬送チャンバーと;前記搬送チャンバー内に設けられ、基板がそれぞれ載せられる上層と下層の２層からなるダブルブレードを備え、前記ダブルブレードは、前記搬送チャンバーと前記工程チャンバーとの間を往復し、前記上層と下層のブレードの各々は、前記搬送チャンバーから前記工程チャンバー側に先が向かうフォーク状を有するロボットと;前記ダブルブレード上に載せられる基板の下空間に位置し、前記ダブルブレードの刃を避けて昇降できるように前記搬送チャンバー及び工程チャンバーにそれぞれ設けられる内部昇降ピンと;前記ダブルブレード上に載せられる基板の下空間をずれた外側に位置し、その端が水平方向に折り曲げられ、垂直軸を中心に回転可能に前記搬送チャンバー及び工程チャンバーにそれぞれ設けられる外部昇降ピンと;を備えることを特徴とする。
本発明の更に他の観点によるＦＰＤ製造装置は、工程が進行される工程チャンバーと;前記工程チャンバー内に設けられ、工程を受ける基板が載せられる基板支持台と;基板を外部から前記工程チャンバーに搬入させるか、あるいは前記工程チャンバー内にある基板を外部に搬出させる搬送チャンバーと;前記搬送チャンバー内に設けられ、基板を支えるアームが前記工程チャンバーと前記搬送チャンバーとの間を往復し、基板を搬送させるロボットと;前記アーム上に載せられる基板の下空間をずれた外側に位置し、その端が水平方向に折り曲げられ、垂直軸を中心に回転可能に前記工程チャンバーに設けられる下部昇降バーと;前記アーム上に載せられる基板の下空間をずれた外側に位置し、その端が水平方向に折り曲げられ、垂直軸を中心に回転可能に前記工程チャンバーに設けられ、前記下部昇降バーよりも高いところまで上昇する上部昇降バーと;前記アーム上に載せられる基板の下空間に位置し、前記アームを避けて昇降できるように前記工程チャンバーに設けられる内部昇降ピンと;前記アーム上に載せられる基板の下空間をずれた外側に位置し、その端が水平方向に折り曲げられ、垂直軸を中心に回転可能に前記搬送チャンバーに設けられる待機用の昇降バーと;を備えることを特徴とする。
本発明の更に他の観点によるＦＰＤ製造装置は、工程が進行される工程チャンバーと;基板を外部から前記工程チャンバーに搬入させるか、あるいは前記工程チャンバー内にある基板を外部に搬出させる通路となる搬送チャンバーと;前記搬送チャンバーと前記工程チャンバーとの間を往復直線運動しながら基板を搬送するように前記搬送チャンバー内に設けられる搬送スライダーと;基板を持ち上げるか下ろすのに寄与するように、前記工程チャンバー及び前記搬送チャンバーに設けられる複数個の昇降ピンと;を備えることを特徴とする。
本発明の更に他の観点によるＦＰＤ製造装置は、工程が進行される工程チャンバーと;前記工程チャンバー内に設けられ、基板が置かれる基板支持台と;前記工程チャンバーと連結されるように設けられ、基板を外部から前記工程チャンバーに搬入させるか、あるいは前記工程チャンバー内にある基板を外部に搬出させる経由先として用いられる搬送チャンバーと;前記搬送チャンバー内に設けられ、前記工程チャンバーと前記搬送チャンバーとの間を往復して基板を運搬するロボットと;前記基板支持台のうちの搬入された基板が置かれる部分に位置され、上下運動可能に設けられて基板を持ち上げるか下ろす複数個の内部昇降ピンと;前記基板支持台のうちの搬入された基板が置かれる部分の外側に位置され、上下運動可能に設けられる垂直軸と、前記垂直軸の上端に備えられる第１の関節により前記垂直軸と垂直に連結される外側支持バーと、前記外側支持バーの末端に備えられる第２の関節により前記外側支持バーと連結される内側支持バーとを含み、前記水平支持部材が前記第２の関節を中心に折られる構造である折り式の外部昇降バーと;を含むことを特徴とする。
上述のように、本発明によれば、基板の搬送に寄与するロードロックチャンバーと搬送チャンバーとを一つのチャンバー１２０に纏めることにより、装置が占める空間を画期的に減らすことができ、装置コストを低減することができる。
また、搬送板１５０ａ、１５０ｂを用いて基板を持ち上げるか 下ろすことにより、基板が大型化されても、基板の曲げや割れがなく、かつ、振動することなく安定的に高速搬送をすることができる。
また、本発明によれば、基板２枚を同時に持ち上げることができるダブルブレード２７０を採択して基板を搬送することにより、搬送時間を減らすことができ、平板表示素子の製造効率が向上するというメリットがある。
また、内部昇降ピン１５０のみを使用すると、基板を持ち上げるか下ろす時、基板が曲がることがあるため、上部昇降バー１６０ａと下部昇降バー１６０ｂの助けを受けるようにすることにより、このような基板の曲げを防止することができるようになる。
また、上下運動、回転運動、及び前後進運動をする従来の関節ロボットの代わりに、前後進のみをする２段スライダーを基板の搬送に用いることにより、狭い空間でも効率よく基板の搬送を可能とする。従って、装置全体が占める空間を画期的に減らすことができ、装置コストを低減することができる。
また、折り式の外部昇降バー１３４を採択することにより、内部昇降ピン１３２の間隔が狭くても、これらの干渉なく、基板１４０の真中の奥の部分を支持することができる。従って、基板の曲げを防止することができる。また、基板支持羽１７０の助けで基板の垂れを最小化しながら基板を搬送することができるというメリットがある。
以下で、本発明の好ましい実施例を添付の図面を参照して詳細に説明する。
[実施例１]
図４は、本発明の実施例 １に係るＦＰＤ製造装置を説明するための図面である。
図４を参照すると、本発明に係るＦＰＤ製造装置は従来と異なり、３つではなく２つのチャンバー、即ち、搬送チャンバー１２０と工程チャンバー１３０とから構成される。搬送チャンバー１２０には、基板の搬送のための１つのロボット１２２と真空ポンプシステム(未図示)とが設けられる。
搬送チャンバー１２０は、ロボット１２２とゲートバルブ１２５ａ、１２５ｂの操作を通じて、工程を受ける基板を外部から工程チャンバー１３０に搬入させるか、若しくは工程チャンバー１３０内にある工程済みの基板を外部に搬出させる。
工程チャンバー１３０内には、工程を受ける基板が載せられる基板支持台１３６が設けられる。基板１４０は、搬送板(subtrate carrier plate)１５０ａ、１５０ｂ上に載せられて移動され、搬送板１５０ａ、１５０ｂは２つが要求される。搬送板１５０ａ、１５０ｂは、基板１４０の曲げを防止することが主目的であるので、基板１４０よりも曲げによく耐え、軽く、化学的反応がよく起こらない材質からなるのが好ましい。
搬送板１５０ａ、１５０ｂとロボットアーム１２２ａとは搬送チャンバー１２０から工程チャンバー１３０側に先が向かうフォーク状を取る。これは、基板昇降ピン１６０ａや搬送板昇降ピン１６０ｂに掛からないようにするためである。
搬送板１５０ａ、１５０ｂは、ロボットアーム１２２ａに載せられて移動され、ロボットアーム１２２ａは、上下運動や回転運動をすることなく、工程チャンバー１３０と搬送チャンバー１２０との間を往復する直線運動のみをする。
搬送板昇降ピン１６０ｂは、ロボットアーム１２２ａのフォーク刃を避けて昇降して、ロボットアーム１２２ａ上に載せられた搬送板１５０ａ、１５０ｂを持ち上げるか下ろすように搬送チャンバー１２０と工程チャンバー１３０にそれぞれ設けられる。
基板昇降ピン１６０ａは、ロボットアーム１２２ａ及び搬送板１６０ａ、１６０ｂのフォーク刃を避けて昇降して、搬送板１５０ａ、１５０ｂに載せられた基板１４０のみを持ち上げるか下ろすように搬送チャンバー１２０と工程チャンバー１３０にそれぞれ設けられる。基板昇降ピン１６０ａは、基板１４０の全面を均一に支持するように配置されるのが好ましい。
図５ａ乃至図５kは、実施例１に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。
基板支持台１３６上には、工程済みの基板１４０ａが位置され、第１の搬送板１５０ａは、基板が搭載されていない状態でロボットアーム１２２ａ上に置かれて搬送チャンバー１２０内に待機しており、第２の搬送板１５０ｂは、工程を受ける基板１４０ｂを搭載した状態で搬送チャンバー１２０内の搬送板昇降ピン１６０ｂにより持ち上げられた状態でロボットアーム１２２ａの上空間に位置される(図５ａ)。
工程済みの基板１４０ａは、工程チャンバー１３０の基板昇降ピン１６０ａにより基板支持台１３６の上部空間に持ち上げられ、第１の搬送板１５０ａが搭載されたロボットアーム１２２ａが工程チャンバー１３０に移動して入り込む(図５ｂ)。
次に、工程チャンバー１３０の搬送板昇降ピン１６０ｂが第１の搬送板１５０ａと工程済みの基板１４０ａとを共に持ち上げて更に上に昇って基板の交替を待機する。そして、何等も搭載されていないロボットアーム１２２ａを搬送チャンバー１２０に戻した後に、搬送チャンバー１２０の搬送板昇降ピン１６０ｂを下降させて、第２の搬送板１５０ｂをロボットアーム１２２ａ上に載せる(図５ｃ)。続いて、第２の搬送板１５０ｂが載せられたロボットアーム１２２ａを工程チャンバー１３０に移動させる(図５ｄ)。
次に、工程チャンバー１３０の基板昇降ピン１６０ａにより第２の搬送板１５０ｂ上の工程を受ける基板１４０ｂを持ち上げる。そして、第２の搬送板１５０ｂが搭載されたロボットアーム１２２ａを搬送チャンバー１２０に戻した後に、工程チャンバー１３０の基板昇降ピン１６０ａを下降させて、工程を受ける基板１４０ｂを基板支持台１３６上に安着させる(図５ｅ)。続いて、搬送チャンバー１２０の搬送板昇降ピン１６０ｂによりロボットアーム１２２ａ上の第２の搬送板１５０ｂを持ち上げる(図５f)。
続いて、何等も搭載されていないロボットアーム１２２ａを工程チャンバー１３０に移動させ、工程チャンバー１３０の搬送板昇降ピン１６０ｂを下降させて、第１の搬送板１５０ａをロボットアーム１２２ａ上に載せる(図５ｇ)。
次に、第１の搬送板１５０ａが載せられたロボットアーム１２２ａを搬送チャンバー１２０に戻す。そして、搬送チャンバーと工程チャンバーとの間のゲートバルブ１２５ａを閉じ、工程チャンバー１３０で所定の工程を独立に進行する。工程進行中には、基板昇降ピン１６０ａと搬送板昇降ピン１６０ｂとは全て降りてカバー(未図示)により覆われ、プラズマなどに露出されないように保護される(図５ｈ)。
次に、搬送チャンバー１２０をベンティング(venting)させながら搬送チャンバー１２０の基板昇降ピン１６０ａにより第１の搬送板１５０ａ上の工程済みの基板１４０ａを持ち上げ、搬送チャンバー１２０が待機圧状態に至ると、外部と搬送チャンバーとの間のゲートバルブ１２５ｂを開けて、工程済みの基板１４０ａを搬送チャンバー外に搬出させる(図５ｉ)。
次に、搬送チャンバー１２０の搬送板昇降ピン１６０ｂを下降させ、工程を受ける新たな基板１４０ｃを外部から搬入され、第２の搬送板１５０ｂ上に載せる(図５ｊ)。すると、搬送チャンバーのゲートバルブ１２５ｂを閉じ、搬送チャンバー１２０が真空状態となるようにポンピングする。そして、再び搬送板昇降ピン１６０ｂを上昇させて第２の搬送板１５０ｂを持ち上げ、図５ａの状態に戻って、工程チャンバー１３０での工程が終わることを待機する(図５ｋ)。
[実施例２]
図６は、本発明の実施例２に係るＦＰＤ製造装置を説明するための図面である。
図６を参照すると、本発明に係るＦＰＤ製造装置は従来と異なり、３つではなく２つのチャンバー、即ち、搬送チャンバー２２０と工程チャンバー２３０とから構成される。搬送チャンバー２２０には、基板搬送のための１つのロボット２７２と真空ポンプシステム(未図示)とが設けられる。
搬送チャンバー２２０は、ロボット２７２とゲートバルブ２２５ａ、２２５ｂの操作を通じて、工程を受ける基板を外部から工程チャンバー２３０に搬入させるか、工程チャンバー２３０内にある工程済みの基板を外部に搬出させる。工程チャンバー２３０内には工程を受ける基板が載せられる基板支持台２３６が設けられる。
ロボット２７２は、上層２７０ｂと下層２７０ａの２層からなるダブルブレード(double blade)２７０を有する。基板２４０は、上層ブレード２７０ｂや下層ブレード２７０ａに載せられる。
ダブルブレード２７０は、上下運動や回転運動をすることなく、搬送チャンバー２２０と工程チャンバー２３０との間を往復する直線運動のみをする。上層と下層ブレード２７０ａ、２７０ｂの各々は、搬送チャンバー２２０から工程チャンバー２３０側に先が向かうフォーク状を取る。これは、ブレード刃が内部昇降ピン２６０ａや外部昇降ピン２６０ｂに掛からないようにするためである。
内部昇降ピン２６０ａは、ダブルブレード２７０上に載せられる基板２４０の下空間に位置し、ダブルブレード２７０の刃を避けて昇降できるように搬送チャンバー２２０及び工程チャンバー２３０にそれぞれ設けられる。内部昇降ピン２６０ａは、基板２４０を持ち上げた際に曲げ現象の発生を防止するため、基板２４０の全面を均一に支持するように配置されるのが好ましい。
そして、外部昇降ピン２６０ｂは、ダブルブレード２７０上に載せられる基板２４０の下空間をずれた外側に位置し、その上端が水平方向に折り曲げられ、垂直軸を中心に回転可能に搬送チャンバー２２０及び工程チャンバー２３０にそれぞれ設けられる。外部昇降ピン２６０ｂが回転して折り曲げされた端部が基板２４０の下に入るように位置すると、外部昇降ピン２６０ｂにより基板２４０を持ち上げるか下ろすことができるようになる。
図７ａ乃至図７ｇは、本実施例２に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。
基板支持台２３６上には工程済みの基板２４０ａが置かれており、上層ブレード２７０ｂ上には基板が搭載されなく、下層ブレード２７０ａ上のみに工程を受ける基板２４０ｂが搭載された状態で、ダブルブレード２７０が搬送チャンバー２２０内において待機している(図７ａ)。
工程チャンバー２３０の内部昇降ピン２６０ａにより工程済みの基板２４０ａを基板支持台２３６上に持ち上げ、工程チャンバー２３０の外部昇降ピン２６０ｂが回転しながら工程済みの基板２４０ａの下に入って、前記工程済みの基板２４０ａを更に上に持ち上げる。すると、工程チャンバー２３０の内部昇降ピン２６０ａは、下降して元の状態に戻り、ダブルブレード２７０は、工程チャンバー２３０に移動する(図７ｂ)。
次に、工程チャンバー２３０の内部昇降ピン２６０ａが上昇して下層ブレード２７０ａ上から工程を受ける基板２４０ｂを持ち上げ、外部昇降ピン２６０ｂは、回転しながら下降して工程済みの基板２４０ａを上層ブレード２７０ｂ上に載せる(図７ｃ)。
次に、ダブルブレード２７０を搬送チャンバー２２０に戻した後に、工程チャンバー２３０の内部昇降ピン２６０ａが下降して工程を受ける基板２４０ｂを基板支持台２３６上に安着させる。そして、搬送チャンバーと工程チャンバーとの間のゲートバルブ２２５ａを閉じ、工程チャンバー２３０で所定の工程を独立に進行する。工程進行中には、外部昇降ピン２６０ｂと内部昇降ピン２６０ａとは全て降りてカバー(未図示)により覆われ、プラズマなどに露出されないように保護される(図７ｄ)。
次に、搬送チャンバー２２０をベンティング(venting)させながら搬送チャンバー２２０の内部昇降ピン２６０ａを上昇させて工程済みの基板２４０ａを上層ブレード２７０ｂから持ち上げ、搬送チャンバー２２０が待機圧状態に至ると、外部と搬送チャンバーとの間のゲートバルブ２２５ｂを開けて、外部でロボット(未図示)を用いて工程済みの基板２４０ａを外に搬出させる(図７e)。
次に、搬送チャンバー２２０に新たな基板２４０ｃが搬入されると、内部昇降ピン２６０ａがこれを受ける(図７ｆ)。そして、内部昇降ピン２６０ａが下降しながら下層ブレード２７０ａ上に新たな基板２４０ｃを載せて、図７ａの状態になるようにした後に、工程チャンバー２３０での工程が終わることを待機する(図７ｇ)。
上述のように、本実施例２に係るダブルブレード２７０は、１つのロボットアームによって同時に動作する構造を有するため、１回の動作により工程済みの基板２４０ａを工程チャンバー２３０から排出すると共に、工程が進行される基板２４０ｂを工程チャンバー２３０に装入させることができる。従って、従来のように、２回の繰り返し動作が不要となり、基板の搬送時間が短縮される。
[実施例３]
図８は、本発明の実施例３に係るＦＰＤ製造装置を説明するための図面である。
図８を参照すると、本発明に係るＦＰＤ製造装置は従来と異なり、３つではなく２つのチャンバー、即ち、搬送チャンバー３２０と工程チャンバー３３０とから構成される。搬送チャンバー３２０には、基板搬送のための１つのロボット３２２と真空ポンプシステム(未図示)とが設けられる。
搬送チャンバー３２０は、ロボット３２２とゲートバルブ３２５ａ、３２５ｂの操作を通じて、工程を受ける基板を外部から工程チャンバー３３０に搬入させるか、あるいは工程チャンバー３３０内にある工程済みの基板を外部に搬出させる。
工程チャンバー３３０内には、工程を受ける基板が載せられる基板支持台３３６が設けられる。基板３４０は、ロボットアーム３２２ａに載せられて移動され、ロボットアーム３２２ａは、上下運動や回転運動をすることなく、工程チャンバー３３０と搬送チャンバー３２０との間を往復する往復直線運動のみをする。ロボットアーム３２２ａは、搬送チャンバー３２０から工程チャンバー３３０側に長く伸びた形態をして基板３４０の真中部分を支えるように設けられる。
上部昇降バー３６０ａ、下部昇降バー３６０ｂ及び待機用の昇降バー３７０は、基板３４０の下空間をずれた外側に位置し、その上端が水平方向に折り曲げられて、垂直軸を中心に回転可能に設けられる。従って、垂直軸を中心に回転して折り曲げられた上端が基板３４０の下に入るように位置されると、上部昇降バー３６０ａ、下部昇降バー３６０ｂ及び待機用の昇降バー３７０により基板３４０を持ち上げるか下ろすことができる。上部昇降バー３６０ａ、下部昇降バー３６０ｂ及び待機用の昇降バー３７０の折り曲げ部位は、基板４４０の中心まで至る。
上部昇降バー３６０ａと下部昇降バー３６０ａとは工程チャンバー３３０に設けられ、待機用の昇降バー３７０は搬送チャンバー３２０に設けられる。この際に、上部昇降バー３６０ａは、下部昇降バー３６０ｂよりも高いところまで上昇できるように備えられる。
内部昇降ピン３５０は、基板３４０の下空間に位置し、ロボットアーム３２２ａを避けて昇降できるように工程チャンバー３３０に設けられる。ロボットアーム３２２ａが主に基板３４０の真中部分を支えるために、内部昇降ピン３５０は、基板３４０の縁部分を支えるようになる。従って、内部昇降ピン３５０のみで基板３４０を持ち上げるか下ろすと、基板３４０が曲がる恐れがあるので、基盤３４０の中心付近も支持することのできる昇降バー３６０ａ、３６０ｂの助けを受ける。
図９ａ乃至図９ｎは、本実施例３のＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。
工程チャンバー３３０において基板支持台３３６上には工程済みの基板３４０ｂが置かれており、搬送チャンバー３２０においてロボットアーム３２２ａは搬送チャンバー３２０内に位置し、待機用の昇降バー３７０は、上昇して工程を受ける基板３４０ａをロボットアーム３２２ａの上空間において支持する(図９ａ)。すると、待機用の昇降バー３７０が降りながら工程を受ける基板３４０ａをロボットアーム３２２ａに載せる(図９ｂ)。
次に、ロボットアーム３２２ａを工程チャンバー３３０に移動させると、上部昇降バー３６０ａが上昇して、工程を受ける基板３４０ａをロボットアーム３２２ａから持ち上げる(図９ｃ、図９ｄ)。すると、空いたロボットアーム３２２ａは搬送チャンバー３２０に戻る(図９ｅ)。
そして、内部昇降ピン３５０により工程済みの基板３４０ｂをある程度持ち上げると、下部昇降バー３６０ｂが回転しながら工程済みの基板３４０ｂの下に入って、基板自体の重さのために曲がった基板３４０ｂを追加に持ち上げ、内部昇降ピン３５０は下降する(図９ｆ乃至図９ｈ)。
次に、何等も搭載されていないロボットアーム３２２ａを工程チャンバー３３０に移動させて、工程済みの基板３４０ｂの下空間に位置させる(図９ｉ)。そして、下部昇降バー３６０ｂを下降させて工程済みの基板３４０ｂをロボットアーム３２２ａに載せた後、ロボットアーム３２２ａを搬送チャンバー３２０に戻す。そして、搬送チャンバーと工程チャンバーとの間のゲートバルブ３２５ａを閉じる(図９ｊ、図９ｋ)。
次に、上部昇降バー３６０ａを下降させると、下部昇降バー３６０ａ及び内部昇降ピン３５０が上昇して工程を受ける基板３４０ａを引き受け、この際に、下部昇降バー３６０ａがまず前記工程を受ける基板３４０ａを引き受け、内部昇降ピン３５０が後に工程を受ける基板３４０ａを基板支持台３３６上に安着させる。
そして、工程済みの基板３４０ｂを待機用の昇降バー３７０が上昇しながら持ち上げ、工程済みの基板３４０ｂを外部に搬出させるために搬送チャンバー３２０のベンティングがなされる。搬送チャンバー３２０の内部が待機圧状態に至ると、搬送チャンバーと外部との間のゲートバルブ３２５ｂが開きながら、外部ロボットアーム３８０が入って、工程済みの基板３４０ｂを取り出し、新たに工程を受ける基板３４０ｃを持って来て搬送チャンバー３２０の待機用の昇降バー３７０上に載せる。この後、ゲートバルブ３２５ｂが閉じると、搬送チャンバー３２０のポンピングが始まり、その間に、待機用の昇降バー３７０が下降して、工程を受ける基板３４０ｃをロボットアーム３２２ａに載せ、工程チャンバー３３０内の工程が終わるまで待機することになる(図９ｌ乃至図９ｎ)。これにより、再び図９ａの状態に戻って、継続的に基板に対する工程処理がなされる。
工程は、基板３４０ａが基板支持台３３６上に安着されてから初めて進行されるか、工程進行中には、内部昇降ピン３５０及び昇降バー３６０ａ、３６０ｂが全て基板支持台３３６の下に降りて、カバー(未図示)により覆われ、プラズマなどに露出されないように保護される。
[実施例４]
図１０は、本発明の実施例４に係るＦＰＤ製造装置を説明するための図面である。
図１０を参照すると、本実施例に係るＦＰＤ製造装置は従来と異なり、３つではなく２つのチャンバー、即ち、搬送チャンバー４２０と工程チャンバー４３０とから構成される。即ち、従来と異なり、１つの搬送チャンバー４２０のみが基板を外部から工程チャンバー４３０に搬入させるか、あるいは工程チャンバー４３０内にある基板を外部に搬出させる通路となる。搬送チャンバー４２０には、搬送チャンバー４２０と工程チャンバー４３０との間を直線往復運動しながら、基板を搬送する搬送スライダー４９０と真空システム(未図示)とが設けられる。
搬送スライダー４９０は、狭い空間で効率よく基板を搬送できるように、下部スライダー４９０ａと上部スライダー４９０ｂの２つが１組からなる２段型スライダーであることが好ましい。搬送スライダー４９０が１つのスライダーのみからなると、フォーク状のブレード４９２の長さのために、搬送チャンバー４２０が長く過ぎて空間効率が劣化し、ポンピングとベンティング時間も長くなるためである。
工程チャンバー４３０内には、工程を受ける基板が載せられる基板支持台４３６が設けられる。基板４４０は、ブレード(blade)４９２に載せられて移動され、ブレード４９２は、上下運動や回転運動をすることなく、搬送スライダーに沿って直線往復運動のみをする。
外部第１の昇降ピン４６０ａ、外部第２の昇降ピン４６０ｂ、及び待機用の外部昇降ピン４７０は、基板４４０の下空間をずれた外側に位置し、その上端が水平方向に折り曲げられ、垂直軸を中心に水平回転可能に設けられる。従って、垂直軸を中心に水平回転して折り曲げられた部分が基板４４０の下に入るようにすると、外部第１の昇降ピン４６０ａ、外部第２の昇降ピン４６０ｂ、及び待機用の外部昇降ピン４７０が基板４４０を持ち上げるか下ろすことができるようになる。
外部第１の昇降ピン４６０ａと外部第２の昇降ピン４６０ｂとは、工程チャンバー４３０に設けられ、待機用の外部昇降ピン４７０は搬送チャンバー４２０に設けられる。外部第１の昇降ピン４６０ａは、外部第２の昇降ピン４６０ｂよりも高いところまで上昇する。内部昇降ピン４５０は、基板４４０の下空間に位置し、ブレード４９２を避けて昇降できるように工程チャンバー４３０に設けられる。
図１１は、搬送スライダー４９０の一例であるボールスクリュー型スライダーを説明するための図面であって、(ａ)は平面図であり、(ｂ)は正面図であり、(ｃ)は側面図である。
搬送スライダー４９０は、下部スライダー４９０ａと上部スライダー４９０ｂとの２段から構成され、これらの各々は、基準ファネル５００と、基準ファネル５００上に設けられるリニアガイド５１０と、リニアガイド５１０上に載せられてリニアガイド５１０に沿って直線往復運動するキャリア５３０と、キャリア５３０を直線往復運動させるようにリニアガイド５１０と並んで設けられるボールスクリュー(ball screw)５２０と、ボールスクリュー５２０を回転させる駆動モータ５４０とを含む。
下部スライド４９０ａのキャリア５３０上には、上部スライダー４９０ｂの基準ファネル５００が載せられ、上部スライダー４９０ｂのキャリア５３０には、基板を支えるブレード４９２が設けられる。
キャリア５３０の下には、ボールスクリュー５２０と噛み合う孔が設けられ、ボールスクリュー５２０が回転すると、キャリア５３０はキャリアスロット(carrier slot)５３２に挟まれたままに安定してリニアガイド５１０に沿って直線運動する。円滑な運動のために、真空中において粉塵が小さく生じる真空用のグリースなどを用いて、ボールスクリュー５２０とリニアガイド５１０とを潤滑させるのが良い。
図１２は、搬送スライダー４９０の他の例であるリニアモータ型スライダーを説明するための図面であって、(ａ)は平面図であり、(ｂ)は正面図であり、(ｃ)は側面図である。
搬送スライダー４９０は、下部スライダー４９０ａと上部スライダー４９０ｂとの２段から構成され、これらの各々は、基準ファネル５００と、基準ファネル５００上に設けられるリニアガイド５１０と、リニアガイド５１０上に載せられてリニアガイド５１０に沿って直線往復運動するキャリア５３０と、キャリア５３０の下に付着設置される鉄心コイル５７０と、鉄心コイル５７０に対向し、リニアガイド５１０と並んで設けられる永久磁石５５０とを含む。キャリア５３０は、鉄心コイル５７０と永久磁石５５０との相互作用によって、一般回転モータと同一の原理でストッパー(stopper)５６０間を往復直線運動する。
下部スライド４９０ａのキャリア５３０上には、上部スライダー４９０ｂの基準ファネル５００が載せられ、上部スライダー４９０ｂのキャリア５３０には基板を支えるブレード４９２が設けられる。
工程チャンバー４３０から出る化学物質などによって磁石及びコイルなどが汚染されないように、永久磁石５５０を薄いステンレス又はアルミニウム薄板５５２により覆い、鉄心コイル５７０はエポキシなどによりモールディングするのが良い。特に、磁石などから生じた粉塵や汚染物質が外に漏れ出さないように、磁石を覆う薄板５５２をオーリングなどによってシーリングするのが良い。鉄心コイル５７０と永久磁石５５０とを含むリニアモータに電源を供給するケーブル(未図示)は、キャリア５３０の移動による摩擦と反復的な曲げの影響により粉塵を生じるため、清浄室用に特殊に製作されたケーブルを用いるのが好ましい。
図１３ａ乃至１３ｎは、実施例４のＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。
まず、工程チャンバー(４３０)において基板支持台４３６上には、工程済みの基板４４０ｂが載せられており、ブレード４９２は、搬送チャンバー４２０内に位置し、待機用の外部昇降ピン４７０は、上昇して工程を受ける基板４４０ａをブレード４９２の上空間において支持している(図１３ａ)。すると、待機用の外部昇降ピン４７０が降りると、工程を受ける基板４４０ａをブレード４９２に載せる(図１３ｂ)。この際に、ブレード４９２は上下運動をする必要がない。
次に、ブレード４９２を工程チャンバー４３０に移動させると、外部第１の昇降ピン４６０ａが上昇して工程を受ける基板４４０ａをブレード４９２から持ち上げる(図１３ｃ、図１３ｄ)。すると、空いたブレード４９２は搬送チャンバー４２０に戻る(図１３ｅ)。
次に、内部昇降ピン４５０により工程済みの基板４４０ｂをある程度持ち上げると、第２の外部昇降ピン４６０ｂが回転しながら工程済みの基板４４０ｂの下に入って、基板自体の重さのために曲がった基板３４０ｂを追加に持ち上げ、内部昇降ピン４５０は下降する(図１３ｆ乃至図１３ｈ)。
次に、何等も搭載されていないブレード４９２を工程チャンバー４３０に移動させて、工程済みの基板４４０ｂの下空間に位置させる(図１３ｉ)。そして、第２の外部昇降ピン４６０ｂを下降させて工程済みの基板４４０ｂをブレード４９２に載せた後に、ブレード４９２を搬送チャンバー４２０に戻す。そして、搬送チャンバーと工程チャンバーとの間のゲートバルブ４２５ａを閉じる(図１３ｊ、図１３ｋ)。
次に、外部第１の昇降ピン４６０ａを下降させると、外部第２の昇降ピン４６０ｂ及び内部昇降ピン４５０が上昇して工程を受ける基板４４０ａを引き受け、第２の外部昇降ピン４６０ｂが先ず前記工程を受ける基板４４０ａを引き受け、内部昇降ピン４５０が後に前記工程を受ける基板４４０ａを引き受けて支持する。そして、基板支持台４３６上に安着させる。
そして、工程済みの基板４４０ｂを待機用の外部昇降ピン４７０が上昇しながら持ち上げ、工程済みの基板４４０ｂを外部に搬出させるために搬送チャンバー４２０のベンティングがなされる。搬送チャンバー４２０の内部が待機圧状態に至ると、搬送チャンバーと外部との間のゲートバルブ４２５ｂが開きながら、外部ロボットアーム４８０が入って、工程済みの基板４４０ｂを取り出し、新たな基板４４０ｃを持って来て搬送チャンバー４２０の待機用の外部昇降ピン４７０上に載せる。この後、ゲートバルブ４２５ｂが閉じると、搬送チャンバー４２０のポンピングが始まり、その間に、待機用の外部昇降ピン４７０が下降して、新たな基板４４０ｃをブレード４９２に載せ、工程チャンバー４３０内の工程が終わるまで待機することになる(図１３ｌ乃至図１３ｎ)。これにより、再び図１３ａの状態に戻って、継続的な基板処理がなされる。
工程は、工程を受ける基板４４０ａが基板支持台４３６上に安着されてから初めて進行され、工程進行中には、内部昇降ピン４５０及び外部昇降ピン４６０ａ、４６０ｂが全て基板支持台４３６の下に降りて、カバー(未図示)により覆われ、プラズマなどに露出されないように保護される。
[実施例５]
図１４ａは、本実施例に係るＦＰＤ製造装置のロボットのうちロボットアームの所定部位に関節が形成されたロボットの作動方法を説明するための断面図であり、図１４ｂは、本実施例に係るＦＰＤ製造装置のロボットのうちスライディング方式により運動するロボットの作動方法を説明するための断面図である。
図１４ａを参照すると、本実施例のＦＰＤ製造装置は、工程が進行される工程チャンバー６３０と基板の搬送に用いられる搬送チャンバー６２０とから構成される。この際に、前記搬送チャンバー６２０は前記工程チャンバー６３０と連結されるように設けられ、基板を外部から工程チャンバー６３０に搬入させるか、あるいは工程チャンバー６３０内にある工程済みの基板を外部に搬出させる経由先として使用される。即ち、本発明の搬送チャンバー６２０は、従来のＦＰＤ製造装置のロードロックチャンバー１０と搬送チャンバー２０の役割を兼ねるものである。
まず、前記搬送チャンバー６２０には、基板６４０を自分のハンド上に載せて搬送するロボット６２２が設けられる。
ＦＰＤ製造工程の工程時間を短縮しようとすると、短時間内に搬送チャンバー６２０においてベンティング、ポンピング、及び、基板の交換が行われなければならない。搬送チャンバー６２０の体積が大きいと、ベンティング、ポンピングなどに多い時間が所要されるので、搬送チャンバー６２０の体積が基板の搬送時間を決定する最も大きい変数となるものである。従って、搬送チャンバー６２０の体積を減らすのが工程時間を短縮することであるが、従来のように、ロボット６２２のアームが回転する構造である場合、ロボットアームの回転半径によって搬送チャンバー６２０の体積が増加するしかない。従って、ロボット６２２の回転半径を小さくして搬送チャンバーの体積を減少させるためには、図１４ａに示されたように、ロボットアームに関節６２４を設けて、ロボットアームが回転しなくても搬送チャンバー６２０と工程チャンバー６３０との間を往復運動可能にするのが好ましい。
また、関節があるアームを使用するよりも、図１４ｂに示されたようにスライダー(slider)方式で直線往復運動するロボット６２２´を使用して搬送チャンバー６２０の体積を効果的に減らすのが更に好ましい。
一方、ロボット６２２が過度に多いフィンガーを有すると、ロボット６２２が重くなってロボット６２２自体の垂れ現象が発生し過ぎるか、フィンガー６２６自体の捻り現象などが発生する。従って、前記ロボット６２２の重さを最小とするために、２つのフィンガー６２６のみを有するようにするのが好ましい。前記ロボットによって運搬される基板６４０の垂れを防止するために、ロボット６２２のフィンガー６２６の数を増すのが良いが、本実施例において基板の垂れは、折り式の外部昇降バー６３４により最小化されることができるため、ロボットのフィンガー６２６は、基板６４０の均衡を取れる最小限の個数である２つにより形成するのが好ましい。
内部昇降ピン６３２や外部昇降バー６３４の助けを受けなく、ロボットフィンガー６２６のみが基板を支持する場合、例えば、ロボットフィンガー６２６により基板を搬送中の場合、ロボットフィンガー６２６があまり基板６４０の真中部分のみを支持すると、基板６４０の縁部分が下に垂れ下がり、あまり基板６４０の縁部分のみを支持すると、基板６４０の真中部分が下に垂れ下がるという問題点がある。
従って、図１５ａに示されたように、あまり真中部分のみを支持しないように、前記フィンガー６２６が基板の周辺部方向に分岐されて基板支持羽６７０を更に備えて、基板の垂れを防止するのが好ましい。この際に、図１５ａに示されたように、前記基板支持羽６７０は、外部昇降バーの水平支持部材６３４ｅが完全に広げられた時、外部昇降バーの水平支持部材６３４ｅの末端が支持する基板の位置よりも基板の縁側を更に支持できるように設けられるのが好ましい。勿論、この際に、水平支持部材６３４ｅの折り、広げに基板支持羽６７０が干渉しない範囲でなければならない。説明しない参照番号６６０は、工程チャンバー６３０内の気体を排気させるためのポンピングポートである。
次に、前記工程チャンバー６３０内には、基板６４０が載せられる基板支持台６３６が設けられ、基板の昇降のための内部昇降ピン６３２と折り式の外部昇降バー６３４とが更に設けられる。
前記内部昇降ピン６３２は、前記基板支持台のうちの搬入される基板６４０の下部に位置し、基板を持ち上げるか下ろすことができるように上下運動可能に複数個設けられる。
そして、図１５ａ乃至図１５ｃを参考すると、本実施例に適用された折り式の外部昇降バー６３４には、垂直軸６３４ｃと水平支持部材６３４ｅと含まれることが分かる。
前記垂直軸６３４ｃは、前記基板支持台６３６のうち基板が置かれる部位の外側に設けられることもでき、工程チャンバー６３０の壁の内部空間６５０に設けられることもできる。本実施例では、前記垂直軸６３４ｃが工程チャンバー６３０の壁の内部空間６５０に設けられ、駆動モータ６９０により上下運動が可能に備えられる。
そして、前記水平支持部材６３４ｅは、再び内側支持バー６３４ａと外側支持バー６３４ｂとに分けられる。前記外側支持バー６３４ｂは、前記垂直軸６３４ｃの上端に前記垂直軸６３４ｃと垂直に折り曲げられて設けられる。この際に、前記垂直軸６３４ｃと前記外側支持バー６３４ｂとは、前記外側支持バー６３４ｂと垂直軸６３４ｃとの連結部位に形成される第１の関節(Ｅ１)によって連結される。即ち、前記外側支持バー６３４ｂは、前記第１の関節(Ｅ１)によって前記垂直軸６３４ｃを中心に回転運動することができるように設けられるものである。
また、前記内側支持バー６３４ａは、前記外側支持バー６３４ｂの末端に前記外側支持バーと平行に設けられ、前記外側支持バーと前記内側支持バーとの連結部位には第２の関節(Ｅ２)が設けられる。即ち、前記内側支持バー６３４ａは、前記第２の関節によって前記外側支持バー６３４ｂと連結され、前記第２の関節を中心に回転運動することができるように備えられるものである。勿論、前記水平支持部材６３４ｅには、第１、２の関節以外に複数の関節が更に設けられても差し支えないが、必要以上に関節を多く設けて装置を複雑にする必要はない。
工程チャンバー６３０の内側壁には、水平支持部材６３４ｅが工程チャンバー６３０の壁内の空間６５０に折り込まれた場合に、工程ガスやプラズマなどの環境から水平支持部材６３４ｅを保護するために遮断ドア６５０ａが設けられる。この際に、前記遮断ドア６５０ａは上下方向に開け、かつ閉じる構造が好ましい。
前述のように、外部昇降バーの水平支持部材６３４ｅを折り式に備えると、単純回転する従来の昇降バーに比べて、狭い空間でも基板６４０の中心部まで内部昇降ピン６３２の干渉なく進出して基板を支持することができるので、広い基板の工程時にも基板の真中部分が垂れ下がる現象が生じないように基板６４０を搬送することができる。
図１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ、１５ｇは、実施例５による前記折り式の外部昇降バー６３４の関節構造の例及び作動例を説明するための図面である。本実施例では、前記外部昇降バー６３４の関節構造としてベルト式と関節式の２つの方式を開示する。
まず、前記折り式の外部昇降バー６３４のベルト式構造と作動方式を説明する。
図１５ｄ及び１５ｅに示されたように、前記第１の関節(Ｅ１)には固定ベルトプリー６８０ａが設けられ、前記第２の関節(Ｅ２)には従動ベルトプリー６８０ｂが設けられる。そして、前記固定ベルトプリーと前記従動ベルトプリーとはスチールベルト(steel ｂelt)６８０ｃにより連結される。前記固定ベルトプリー６８０ａは、前記垂直軸６３４ｃの上端中心部に固定されて位置され、前記垂直軸の回転によって共に回転できるように備えられる。また、前記従動ベルトプリー６８０ｂは、前記スチールベルト６８０ｃにより前記固定ベルトプリー６８０ａの回転エネルギーを伝達されて回転するように備えられる。即ち、前記従動ベルトプリー６８０ｂは、前記固定ベルトプリー６８０ａにより回転し、その回転は、前記内側支持バー６３４ａを同時に回転させるものである。従って、前記固定ベルトプリー６８０ａが回転すると、それに連結された外側支持バー６３４ｂが同時に回転し、前記スチールベルト６８０cにより前記固定ベルトプリー６８０ａに連結された従動ベルトプリー６８０ｂが回転すると、前記内側支持バー６３４ａも共に回転する。結局、前記外側支持バー６３４ｂが図１５dに示されたように工程チャンバー内部に回転すると、前記内側支持バー６３４ａも共に回転して、前記水平支持部材６３４ｅが広げられる。この際に、固定ベルトプリー６８０ａと従動ベルトプリー６８０ｂとの回転比は２:１となるよにして、前記外側支持バー６３４ｂが９０°回転する間、前記内側支持バー６３４ａは１８０°回転するように備えられるのが好ましい。
次に、前記折り式の外部昇降バー６３４の関節式構造と作用を説明する。
前記関節式構造を有する外部昇降バーも垂直軸６３４ｃと水平支持部材６３４ｅとから構成される。但し、前記水平支持部材６３４ｅには、前記ベルト式構造と異なり、外側支持バー６３４ｂと内側支持バー６３４ａの他に補助支持台６８０ｆが更に備えられる。この際に、図１５ｆ及び１５ｇに示されたように、前記外側支持バー６３４ｂと前記垂直軸６３４ｃとは第３の関節(Ｅ３)によって連結され、前記外側支持バー６３４ｂは前記第３の関節(Ｅ３)により回転可能に設けられる。即ち、前記外側支持バー６３４ｂは前記垂直軸６３４ｃの回転によって共に回転するように備えられる。そして、前記内側支持バー６３４ａは前記外側支持バー６３４ｂの他の末端に第４の関節(Ｅ４)によって回転可能に固定設置される。また、前記垂直軸の工程チャンバーの内側壁側に隣接された所定部位に、第１の補助関節(Ｅ５)を固定設置し、前記第１の補助関節(Ｅ５)に前記補助支持台６８０ｆの一末端を回転可能に固定設置する。前記補助支持台６８０ｆの他の末端は、前記内側支持バー６３４ａの末端のうち前記第４の関節(Ｅ４)に連結された末端の延長部位に第２の補助関節(Ｅ６)によって回転可能に固定設置される。この際に、図１５ｆ及び１５ｇに示されたように、前記補助支持台６８０ｆはその両端が所定の長さ分だけ垂直に折り曲げれれた構造であるのが好ましい。従って、図１５ｇに示されたように、前記外側支持バー６３４ｂが前記工程チャンバーの内側壁の空間内部に折られた状態で位置される場合には、前記補助支持台６８０ｆによって前記第２の補助関節(Ｅ６)に固定された前記内側支持バー６３４ａの延長部分が前記第４の関節(Ｅ４)の反対方向に位置されるので、前記内側支持バー６３４ａが折られて前記内側壁の空間内に位置される。
その後、図１５ｆに示されたように、前記外側支持バー６３４ｂが前記垂直軸６３４ｃの回転によって前記内側壁面に垂直に回転される場合には、前記内側支持バー６３４ａの延長部分が前記補助支持台６８０ｆによって前記外側支持バー６３４ｂの方向に位置されるので、前記内側支持バー６３４ａは前記外側支持バー６３４ｂと分離されて広げられるようになる。
上述のように、前記折り式の外部昇降バーを構成することにより、前記内側支持バー６３４ａの末端が内部昇降ピン６３２の妨害を受けなく、基板の真中部分まで深く支持することができるものとなる。
本発明は、前記実施例のみに限定されなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者によって様々な変更が可能であることは言うまでもない。
従来のＦＰＤ製造装置を説明するための平面図である。 図１のＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 図１のＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 図１のＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 図１のＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 図１のＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 図１のＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 図１のＦＰＤ製造装置の問題点を説明するための図面である。 図１のＦＰＤ製造装置の問題点を説明するための図面である。 本発明の実施例１に係るＦＰＤ製造装置を説明するための平面図である。 本発明の実施例１に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例１に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例１に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例１に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例１に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例１に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例１に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例１に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例１に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例１に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例１に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例２に係るＦＰＤ製造装置を説明するための平面図である。 本発明の実施例２に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例２に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例２に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例２に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例２に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例２に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例２に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例３に係るＦＰＤ製造装置を説明するための平面図である。 本発明の実施例３に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例３に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例３に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例３に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例３に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例３に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例３に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例３に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例３に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例３に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例３に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例３に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例３に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例３に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例４に係るＦＰＤ製造装置を説明するための図面である。 本発明の実施例４に係る搬送スライダーの一例であるボールスクリュー型スライダーを説明するための図である。 本発明の実施例４に係る搬送スライダーの他の例であるリニアモータ型スライダーを説明するための図である。 本発明の実施例４に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例４に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例４に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例４に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例４に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例４に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例４に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例４に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例４に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例４に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例４に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例４に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例４に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例４に係るＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例５に係るＦＰＤ製造装置のロボット中ロボットアームの所定の部位に関節が形成されたロボットの作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例５に係るＦＰＤ製造装置のロボット中スライディング方式により運動するロボットの作動方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例５に係るＦＰＤ製造装置の外部昇降バーとロボットフィンガーの構造を説明するための横断面図である。 本発明に係るＦＰＤ製造装置の外部昇降バーの構造と位置関係を説明するための縦断面図である。 図１５ｂの一部を拡大した図である。 本発明の実施例５に係る折り式の外部昇降バー中ベルト式構造を有する折り式の外部昇降バーの構造及び作動方法を説明するための図である。 本発明の実施例５に係る折り式の外部昇降バー中ベルト式構造を有する折り式の外部昇降バーの構造及び作動方法を説明するための図である。 本発明の実施例５に係る折り式の外部昇降バー中関節式構造を有する折り式の外部昇降バーの構造及び作動方法を説明するための図である。 本発明の実施例５に係る折り式の外部昇降バー中関節式構造を有する折り式の外部昇降バーの構造及び作動方法を説明するための図である。
符号の説明
１２０ 搬送チャンバー
１２２ａ ロボットアーム
１３０ 工程チャンバー
１４０ 基板
１５０ａ 第１の搬送板
１５０ｂ 第２の搬送板
１６０ａ 搬送板昇降ピン

Claims (24)

  1. 工程が進行される工程チャンバーと;
    前記工程チャンバー内に設けられ、工程を受ける基板が載せられる基板支持台と;
    基板を外部から前記工程チャンバーに搬入させるか、あるいは前記工程チャンバー内にある基板を外部に搬出させる搬送チャンバーと;
    基板が載せられ、前記搬送チャンバーから前記工程チャンバー側に先が向かうフォーク状の第１の搬送板及び第２の搬送板と;
    前記搬送チャンバー内に設けられ、前記搬送チャンバーから前記工程チャンバー側に先が向かうフォーク状のアームを有し、前記アームは前記工程チャンバーと前記搬送チャンバーとの間を往復し、前記第１の搬送板又は第２の搬送板を搬送させるロボットと;
    前記ロボットアームのフォーク刃を避けて昇降して、前記ロボットアーム上の前記第１の搬送板又は第２の搬送板を持ち上げるか下ろすように前記工程チャンバーと前記搬送チャンバー内にそれぞれ設けられる搬送板昇降ピンと;
    前記ロボットアームのフォーク刃と前記第１の搬送板のフォーク刃、又は、前記ロボットアームのフォーク刃と前記第２の搬送板のフォーク刃のいずれに対してもフォーク刃を全て避けて昇降して、前記搬送板に載せられた基板を持ち上げるか下ろすように前記工程チャンバーと前記搬送チャンバー内にそれぞれ設けられる基板昇降ピンと;
    を備えることを特徴とするＦＰＤ製造装置。
  2. 前記ロボットアームは、上下運動や回転運動をすることなく往復直線運動のみをすることを特徴とする請求項１に記載のＦＰＤ製造装置。
  3. 前記基板昇降ピンは、前記基板の全面を均一に支持するように配置されることを特徴とする請求項１に記載のＦＰＤ製造装置。
  4. 工程が進行される工程チャンバーと;
    前記工程チャンバー内に設けられ、工程を受ける基板が載せられる基板支持台と;
    基板を外部から前記工程チャンバーに搬入させるか、あるいは前記工程チャンバー内にある基板を外部に搬出させる搬送チャンバーと;
    前記搬送チャンバー内に設けられ、基板を支持して前記工程チャンバーと前記搬送チャンバーとの間を往復し、基板を搬送させるアームが備えられたロボットと;
    前記アーム上に載せられる基板の下空間をずれた外側に位置し、その上端が水平方向に折り曲げられ、垂直軸を中心に回転可能に前記工程チャンバーに設けられる下部昇降バーと;
    前記アーム上に載せられる基板の下空間をずれた外側に位置し、その上端が水平方向に折り曲げられ、垂直軸を中心に回転可能に前記工程チャンバーに設けられ、前記下部昇降バーよりも高いところまで上昇する上部昇降バーと;
    前記アーム上に載せられる基板の下空間に位置し、前記アームを避けて昇降できるように前記工程チャンバーに設けられる内部昇降ピンと;
    前記アーム上に載せられる基板の下空間をずれた外側に位置し、その上端が水平方向に折り曲げられ、垂直軸を中心に回転可能に前記搬送チャンバーに設けられる待機用の昇降バーと;を備えることを特徴とするＦＰＤ製造装置。
  5. 前記アームは、前後方向に往復直線運動のみをすることを特徴とする請求項４に記載のＦＰＤ製造装置。
  6. 前記アームは、前記搬送チャンバーから前記工程チャンバー側に長く伸びた形態で形成され、前記基板の真中部分を支持することを特徴とする請求項４に記載のＦＰＤ製造装置。
  7. 前記上部昇降バーと、下部昇降バーと、待機用の昇降バーとは、その折り曲げ部位が基板の中心部まで至ることを特徴とする請求項４に記載のＦＰＤ製造装置。
  8. 工程が進行される工程チャンバーと;
    基板を外部から前記工程チャンバーに搬入させるか、あるいは前記工程チャンバー内にある基板を外部に搬出させる通路となる搬送チャンバーと;
    前記搬送チャンバーと前記工程チャンバーとの間を往復直線運動しながら基板を搬送するように前記搬送チャンバー内に設けられる搬送スライダーと;
    前記搬送スライダーに設けられて基板を支持するブレードと;
    前記ブレード上に載せられる基板の下空間をずれた外側に位置し、その上端が水平方向に折り曲げられ、垂直軸を中心に水平回転可能に前記工程チャンバーに設けられる第２の昇降ピンと;
    前記ブレード上に載せられる基板の下空間をずれた外側に位置し、その上端が水平方向に折り曲げられ、垂直軸を中心に水平回転可能に前記工程チャンバーに設けられ、前記第２の昇降ピンよりも高い所まで上昇する第１の昇降ピンと;
    前記ブレード上に載せられる基板の下空間に位置し、前記ブレードを避けて昇降できるように前記工程チャンバーに設けられる内部昇降ピンと;
    を備えることを特徴とするＦＰＤ製造装置。
  9. 前記搬送スライダーは、上部スライダーと下部スライダーとの２つが一組とからなる２段スライダーであることを特徴とする請求項８に記載のＦＰＤ製造装置。
  10. 前記上部スライダーと下部スライダーの各々は、
    基準ファネルと;
    前記基準ファネル上に設けられるリニアガイドと;
    前記リニアガイド上に載せられ、前記リニアガイドに沿って往復直線運動するキャリアと;
    ボールスクリューを回転させる駆動モータと;を含み、
    前記下部スライドのキャリア上には、上部スライダーの基準ファネルが載せられ、前記上部スライダーのキャリアには、前記ブレードが設けられることを特徴とする請求項９に記載のＦＰＤ製造装置。
  11. 前記上部スライダーと下部スライダーの各々は、
    基準ファネルと;
    前記基準ファネル上に設けられるリニアガイドと;
    前記リニアガイド上に載せられ、前記リニアガイドに沿って往復直線運動するキャリアと;
    前記キャリアの下に付着設置される鉄心コイルと;
    前記鉄心コイルに対向し、前記リニアガイドと並んで設けられる永久磁石と;
    を含み、
    前記下部スライドのキャリア上には、上部スライダーの基準ファネルが載せられ、
    前記上部スライダーのキャリアには、前記ブレードが設けられることを特徴とする請求項９に記載のＦＰＤ製造装置。
  12. 工程が進行される工程チャンバーと;
    前記工程チャンバー内に設けられ、基板が置かれる基板支持台と;
    前記工程チャンバーと連結されるように設けられ、基板を外部から前記工程チャンバーに搬入させるか、あるいは前記工程チャンバー内にある基板を外部に搬出させる経由先として用いられる搬送チャンバーと;
    前記搬送チャンバー内に設けられ、前記工程チャンバーと前記搬送チャンバーとの間を往復して基板を運搬するロボットと;
    前記基板支持台のうちの搬入された基板が置かれる部分に位置され、上下運動可能に設けられて基板を持ち上げるか下ろす複数個の内部昇降ピンと;
    前記基板支持台のうちの搬入された基板が置かれる部分の外側に位置され、上下運動可能に設けられる垂直軸と、前記垂直軸の上端に備えられる第１の関節により前記垂直軸と垂直に連結される外側支持バー、及び前記外側支持バーの末端に備えられる第２の関節により前記外側支持バーと連結される内側支持バーからなる水平支持部材と、から構成される外部昇降バーと;を含んでなり、
    前記水平支持部材は、前記第２の関節を中心に折られる構造であることを特徴とするＦＰＤ製造装置。
  13. 前記折り式の外部昇降バーは、前記内部昇降ピンの干渉なく完全に広げられ、広げ時に前記内部昇降ピンが支持する基板の部分よりも基板の真中部分を支持するように設けられることを特徴とする請求項１２に記載のＦＰＤ製造装置。
  14. 前記第１の関節と前記第２の関節とは、動力伝達手段によって連結され、
    前記第１の関節は、前記垂直軸の回転によって回転され、
    前記第２の関節は、前記第１の関節の回転運動エネルギーが前記動力伝達手段によって伝達され、前記第１の関節と連動、回転することを特徴とする請求項１２に記載のＦＰＤ製造装置。
  15. 前記動力伝達手段は、ベルトであることを特徴とする請求項１４に記載のＦＰＤ製造装置。
  16. 前記ベルトは、スチールベルト(steel ｂelt)であることを特徴とする請求項１５に記載のＦＰＤ製造装置。
  17. 前記外部昇降バーは、
    その一端が、前記垂直軸の前記工程チャンバーの壁側に隣り合うように設けられる第１の補助関節によって前記垂直軸と独立して回転可能に連結され、
    その他端が、前記内側支持バーの前記第２の関節に連結された末端の延長部位に第２の補助関節によって連結される補助支持台を更に備えることを特徴とする請求項１２に記載のＦＰＤ製造装置。
  18. 前記補助支持台は、その両端が所定の長さ分だけ垂直に折り曲げられた構造であることを特徴とする請求項１７に記載のＦＰＤ製造装置。
  19. 前記外部昇降バーの垂直軸は、前記工程チャンバーの壁の内部空間に設けられることを特徴とする請求項１２に記載のＦＰＤ製造装置。
  20. 前記工程チャンバーの内側壁には、前記工程チャンバーの壁に折り込まれた前記水平支持部材を前記工程チャンバーの工程ガスから遮断するための遮断ドアが更に設けられることを特徴とする請求項１９に記載のＦＰＤ製造装置。
  21. 前記ロボットは、前後運動が可能なスライディング方式により動く構造であることを特徴とする請求項１２に記載のＦＰＤ製造装置。
  22. 前記ロボットは、ロボットアームの所定の部位に関節が備えられ、回転しなくても前記搬送チャンバーと工程チャンバーとを往復できることを特徴とする請求項１２に記載のＦＰＤ製造装置。
  23. 前記ロボットは、２つのフィンガーを有することを特徴とする請求項１２に記載のＦＰＤ製造装置。
  24. 前記フィンガーは、各フィンガーの外側の所定の部分に基板支持羽が複数個分岐されて備えられ、
    前記基板支持羽の長さは、前記外部昇降バーの回転運動に干渉されない範囲内において最も長く形成されることを特徴とする請求項２３に記載のＦＰＤ製造装置。
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