JP4171477B2 - 基板搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板搬送装置に関し、特に大寸法のガラス基板の基板搬送装置に関する。

従来、液晶表示器の製造過程では、ガラス基板を基板の置き場からプロセス基台までは、図６Ａに示すような、従来の支持フォークやロボットの搬送システムを使用して搬送する。だが、近年では、液晶表示器の生産コストを抑えるため、大型ガラス基板の採用が主流になっている。目下、ガラス基板の寸法は既に２メートルを越えている。そして、ガラス基板の大型化に合わせて、ガラス基板をプロセス基台に搬入する方法にも変化が生じている。従来の方法において、ガラス基板は殆ど水平方式で基台に搬入されるが、基台が占めるスペースを節約するため、大型化されたガラス基板は殆ど縦方向に傾斜した方式でプロセス基台の中に搬入される。

この場合、従来の支持フォークとロボットによる方法は、以下に述べるような技術上の問題点に直面する。

（１）ガラス基板の縁部の欠陥を検出できない。詳しくは、図６Ｂに示すように、支持フォーク１００の面積がより小さいため、大型ガラス基板２００の縁部までいきわたることができず、ガラス基板のひび割れ欠陥２１０を有効に検出できない。更に、このような欠陥は特にガラス基板の縁部に生じやすく、このような欠陥を持つガラス基板をプロセス基台に搬入して基板が割れると、大量のガラス破片によって基台が停止し、生産の遅延や、最悪の場合、修復不可能な損傷を基台に与えかねない。

（２）ガラス基板を傾斜式ローダに搬入するのは困難であり、基板割れを生じやすい。詳しくは、従来の支持フォークはガラス基板に対して位置決めや位置修正の機能を持たないため、基台のローダに補助修正装置を設置する必要がある。この問題は、小型基板や水平式ローダでは容易に解決できるが、大型ガラス基板では、本来の小さなずれによって、他所で大きなずれを生じる可能性がある。又、傾斜式基台のローダでは、搬入口のスペースが小さいため、たとえ基台修正装置を設置していても、その効果は限られており、非常に基板の破損を生じやすい。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、確実に基板の欠陥を検出して基板の位置を修正する基板搬送装置を提供することにある。本発明の基板搬送装置によれば、基板の破損を防ぎ、且つ、傾斜方式で基板を搬送できるので、基板の搬送に必要なスペースを節約することができる。

上述の目的を達成するために、本発明は、基板に合わせた基板搬送装置であって、ベースと、支持軸およびソケット支持部材を有し、支持軸の一端がソケット支持部材に枢着され、ソケット支持部材がベースに固定され、支持軸の回転を支持・制御する、スピン軸ユニットと、支持軸の他端に固定されて支持軸に支持され、かつ、支持軸と接続する下保持部材、下保持部材の表面にある複数の載置部材、載置部材の上方に位置する上保持部材、および上保持部材と下保持部材との間に挟装された少なくとも一の伸縮部材、を有する基板載置ユニットと、を備える。上保持部材の上面には、基板を吸着・検査するための複数の真空吸着孔が設けられる。伸縮部材は、上保持部材と下保持部材との間隔を調整して載置部材を下保持部材と上保持部材との間に位置させ、または載置部材を上保持部材の上面から突出させて、基板を載置する。ソケット支持部材は支持軸の回転を制御することによって、間接的に基板載置ユニットの傾斜角度を制御できる。

本発明の基板搬送装置において、ベースはあらゆる従来の載置ベースでよく、好ましくは、基板搬送装置全体を移動できる可動式ベースである。また、載置部材の種類は制限されず、基板を安全に載置できる従来のあらゆる載置部材でよく、好ましくは同時に基板を載置・搬送できるピン、またはローラである。載置部材の位置と取付方式は、上保持部材の両側面の間で移動できれば良く、下保持部材の表面に位置し、上保持部材と下保持部材との間に挟装された伸縮部材によってその位置を調整するか、または上保持部材の内部に浮動式で取り付けられ、バネによってその位置を制御するのが好ましい。なお、伸縮部材は伸縮シリンダであることが望ましい。さらに、真空吸着孔には不活性ガスを流して、吸着孔内部の圧力を制御する。不活性ガスは窒素ガスが望ましい。さらに、上保持部材の周囲に位置し、基板の位置を修正するための複数の位置決め部材を有することが好ましい。なお、上保持部材上にある真空吸着孔の分布範囲は特に制限されないが、基板上、特に縁部にある欠陥を確実に検出できるように、分布範囲が基板の外縁に近いのが望ましい。最後に、下保持部材の片側に基板の受取りや搬出を補助するための、あらゆる従来のロボットが設置されるのが望ましい。

本発明の基板搬送装置は、基板の欠陥、特に縁部の欠陥を確実に検出することができ、かつ、同時に基板の位置を修正して、例えば縁部が亀裂している等の割れやすい基板や欠陥のある基板がプロセス基台に搬入されるのを回避し、プロセス基台内で基板が割れて基台が汚染されることを防止できる。また、本発明の基板搬送装置は精確に基板の位置を修正でき、傾斜した方式で大型の基板をプロセス基台に安全に搬入でき、基板の搬送に必要なスペースを節約することもできる。

本発明の技術内容をより詳しく説明するために、本発明の基板搬送装置の実施形態を以下に述べる。

（実施形態１）
図１は、本発明の基板搬送装置の実施形態1を示す斜視図である。本発明の基板搬送装置は、ベース１０と、基板載置ユニット２０と、スピン軸ユニット３０と、を備える。本実施形態１において、ベース１０は可動式ベースであり、基板搬送装置を望ましい位置まで移動して、あるいはさらに基板を搬送するために用いられる。スピン軸ユニット３０は、支持軸３１およびソケット支持部材３２を有し、支持軸３１の下端部はソケット支持部材３２に枢着され、基板載置ユニット２０を支持して基板載置ユニット２０の傾斜方向と角度を調整する。ソケット支持部材３２はベース１０に固定され、支持軸３１の回転を支持・制御して、間接的に基板載置ユニット２０の傾斜方向と角度を制御する。基板載置ユニット２０は支持軸３１の上端部に固定され、支持軸３１によって支持される。実施形態１の分解斜視図である図２を参照すると、基板載置ユニット２０は、支持軸３１と接続する下保持部材２１と、下保持部材２１の表面にある複数の載置部材２１１と、載置部材２１１の上方に位置する上保持部材２２と、上保持部材２２と下保持部材２１との間に挟装された少なくとも一つの伸縮部材２３と、を有する。本実施形態１において、載置部材２１１はローラであり、基板を弾性的に支持できると共に、回転して基板を搬送できる。また、上保持部材２２の上面には、基板４０を吸着・検査するための複数の真空吸着孔２２１が設けられる。本実施形態１において、真空吸着孔２２１は、基板４０の縁部によく見られる亀裂や欠陥を確実に検出するため、基板４０の外縁に近い場所に設置されている。真空吸着孔２２１内には、不活性ガス、好ましくは窒素ガスが通され、真空吸着孔２２１内部の圧力を制御し、その圧力の変化によって、載置された基板４０に異常が無いか判別する。伸縮部材２３は、上保持部材２２と下保持部材２１との間隔を調整することによって、載置部材２１１の位置を調整し、載置部材２１１を下保持部材２１と上保持部材２２との間に位置させ、または載置部材２１１を上保持部材２２の上面から突出させることによって基板４０を載置することができる。実施形態１において、伸縮部材２３は、下保持部材２１と載置部材２１１の上下移動を制御できる伸縮シリンダである。

実施形態１の基板搬送装置は、さらに、上保持部材２２の周囲に位置する複数の位置決め部材５０を有し、基板４０の位置を修正するために用いられる。基板４０が本発明の基板搬送装置に搬入されると、まず、伸縮部材２３は載置部材２１１を上保持部材２２の上面から突出させるように調整し、よって載置部材２１１に基板４０が載置される。さらに、位置決め部材５０によって基板４０の位置を修正する。次に、伸縮部材２３によって載置部材２１１を降下させ、基板４０を上保持部材２２上に位置させ、そして、真空吸着孔２２１によって基板４０を検査する。基板４０に、例えば、縁部の亀裂などの異常が検出された場合は、次のステップに入らずに、基板４０が割れて基台を汚染することを防止する。基板４０に異常がなければ、真空吸着孔２２１で基板４０を吸着し、次のステップのローディング方式に従って、例えば、基板載置ユニット２０とその上にある基板４０を傾斜させてプロセス基台に搬入する。実施形態１において、載置部材２１１はローラであるため、基板４０をプロセスチャンバ内に搬入する際に、プロセス基台の外部からローラの回転により基板４０をプロセスチャンバ内に搬送でき、基板載置ユニット２０と基板４０を一緒にチャンバ内に搬入する必要がない。また、実施形態１では、基板の受け取りや搬出を補助するために、基板搬送装置に従来の支持フォークまたはロボットを設置してもよい。

（実施形態２）
図３は本発明の実施形態２の基板載置ユニット６０の分解斜視図である。同図に示すように、基板載置ユニット６０は、支持軸３１と接続する下保持部材６１と、下保持部材６１の表面にある複数の載置部材６１１と、載置部材６１１の上方に位置する上保持部材６２と、上保持部材６２と下保持部材６１の間に挟装された少なくとも一つの伸縮部材６３と、複数の位置決め部材６４とを有する。実施形態２の構造は実施形態１とほぼ同じであり、実施形態１と異なる点は、実施形態２の載置部材６１１がピンであり、伸縮部材６３の調整によって上保持部材６２から突出して基板を支持する。実施形態１と同じく、上保持部材６２の上面には、基板を吸着・検査するための複数の真空吸着孔６２１が設けられる。真空吸着孔６２１は、基板の縁部によく見られる亀裂や欠陥を確実に検出するため、基板の外縁に近い場所に設置されている。真空吸着孔６２１内は、不活性ガス、好ましくは窒素ガスが通され、真空吸着孔６２１内部の圧力を制御し、その圧力の変化によって、載置された基板に異常がないか判別する。伸縮部材６３は、上保持部材６２と下保持部材６１との間隔を調整することによって、載置部材６１１の位置を調整し、載置部材６１１を下保持部材６１と上保持部材６２との間に位置させ、または載置部材６１１を上保持部材６２の上面から突出させることによって、基板を載置する。実施形態２における伸縮部材６３は、下保持部材６１と載置部材６１１の上下移動を制御する伸縮シリンダである。また、位置決め部材６４によって基板の位置を修正できる。

基板が実施形態２の基板搬送装置に搬入されると、まず、伸縮部材６３は載置部材６１１を上保持部材６２の上面から突出するように調整し、よって載置部材６１１に基板を搭載でき、かつ位置決め部材６４によって基板の位置を修正する。次に、再度、伸縮部材６３によって載置部材６１１を降下させ、基板を上保持部材６２上に載せ、そして、真空吸着孔６２１によって基板が検査される。基板に、例えば、縁部の亀裂などの異常が検出された場合は、次のステップに入らず、基板が割れて基台を汚染することを避ける。基板に異常がなければ、真空吸着孔６２１で基板を吸着し、次のローディング方式に従って、例えば基板載置ユニット６０とその上にある基板を傾斜させてプロセス基台に搬入する。実施形態２でも、基板の受取りや搬出を補助するために、基板搬送装置に従来の支持フォークまたはロボットを設置してもよい。

（実施形態３）
図４は本発明の実施形態３の基板載置ユニット７０の分解斜視図である。実施形態３の構造は実施形態２とほぼ同じであり、基板載置ユニット７０は、支持軸３１と接続する下保持部材７１と、下保持部材７１の上方に位置する上保持部材７２と、下保持部材７１の表面にある複数の載置部材７１１と、上保持部材７２の内部に浮動式で取り付けられた少なくとも一つの浮動式の載置部材７２１と、上保持部材７２と下保持部材７１の間に挟装された少なくとも一つの伸縮部材７３と、複数の位置決め部材７４とを有する。実施形態２と異なる点は、実施形態３の載置部材７１１は突出しているポストであり、伸縮部材７３の調整によって上下移動して浮動式の載置部材７２１を押し動かし、図５Ａと図５Ｂに示すように、ばねにより付勢された浮動式の載置部材７２１を、上保持部材７２より突出させて基板を載置する。実施形態２と同じく、上保持部材７２の上面には、基板を吸着・検査するための複数の真空吸着孔７２２が設けられる。実施形態３の真空吸着孔７２２は、基板の縁部によく見られる亀裂や欠陥を確実に検出するため、基板の外縁に近い場所に設置されている。真空吸着孔７２２内にも、不活性ガス、好ましくは窒素ガスが通され、真空吸着孔７２２内部の圧力を制御し、その圧力の変化によって、載置された基板に異常がないかを判別する。伸縮部材７３は、上保持部材７２と下保持部材７１との間隔を調整することによって、載置部材７１１の位置を調整して載置部材７１１と浮動式の載置部材７２１が接触しないようにし、または載置部材７１１で浮動式の載置部材７２１を上保持部材７２の上面から突出させることによって、浮動式の載置部材７２１に基板を載置させる。実施形態３において、伸縮部材７３は下保持部材７１と載置部材７１１の上下移動を制御できる伸縮シリンダである。また、位置決め部材７４によって基板の位置を修正できる。

基板が実施形態３の基板搬送装置に搬入されると、まず、伸縮部材７３は載置部材７１１を調整して、浮動式の載置部材７２１を上保持部材７２の上面から突出させ、よって浮動式の載置部材７２１に基板を載置でき、かつ位置決め部材７４によって基板の位置を修正する。次に、再度、伸縮部材７３によって載置部材７１１を降下させ、浮動式の載置部材７２１を上保持部材７２内に戻し、基板を上保持部材７２上に載せ、そして、真空吸着孔７２２によって基板が検査される。基板に、例えば、縁部の亀裂などの異常が検出された場合は、次のステップに入らず、基板が割れて基台を汚染することを避ける。基板に異常がなければ、真空吸着孔７２２で基板を吸着して、次のステップのローディング方式に従って、例えば、基板載置ユニット７０とその上にある基板を傾斜させてプロセス基台に搬入する。実施形態３でも、基板の受取りや搬出を補助するために、基板搬送装置に従来の支持フォークまたはロボットを設置してもよい。

以上、本発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、この実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。

本発明の実施形態１の斜視図。 本発明の実施形態１の基板載置ユニットを示す分解斜視図。 本発明の実施形態２の基板載置ユニットを示す分解斜視図。 本発明の実施形態３の基板載置ユニットを示す分解斜視図。 本発明の実施形態３の浮動式載置部材の作動図。 本発明の実施形態３の浮動式載置部材の作動図。 従来のロボットを示す図。 基板を載置している従来の支持フォークを示す図。

符号の説明

１０ ベース
２０，６０，７０ 基板載置ユニット
２１，６１，７１ 下保持部材
２２，６２，７２ 上保持部材
２３，６３，７３ 伸縮部材
３０ スピン軸ユニット
３１ 支持軸
３２ ソケット支持部材
４０ 基板
５０，６４，７４ 位置決め部材
２００ 大型ガラス基板
２１１，６１１，７１１，７２１ 載置部材
２２１，６２１，７２２ 真空吸着孔

Claims (10)

1. 基板に合わせた基板搬送装置であって、
   ベースと、
   支持軸およびソケット支持部材を有し、前記支持軸の一端が前記ソケット支持部材に枢着され、前記ソケット支持部材が前記ベースに固定され、前記支持軸の回転を支持・制御する、スピン軸ユニットと、
   前記支持軸の他端に固定されて前記支持軸に支持され、かつ、前記支持軸と接続する下保持部材、前記下保持部材の表面にある複数の載置部材、前記載置部材の上方に位置する上保持部材、および前記上保持部材と前記下保持部材との間に挟装された少なくとも一の伸縮部材、を有する基板載置ユニットであって、前記上保持部材の上面には、基板を吸着・検査するための複数の真空吸着孔が設けられ、前記伸縮部材は、前記上保持部材と前記下保持部材との間隔を調整して前記載置部材を前記下保持部材と前記上保持部材との間に位置させ、または前記載置部材を前記上保持部材の上面から突出させて、基板を載置する、基板載置ユニットと、
   を備え、
   前記ソケット支持部材は前記支持軸の回転を制御することによって、間接的に前記基板載置ユニットの傾斜角度を制御することを特徴とする基板搬送装置。
2. 前記ベースが可動式ベースであることを特徴とする、請求項１に記載の基板搬送装置。
3. 前記載置部材がピンであることを特徴とする、請求項１に記載の基板搬送装置。
4. 前記載置部材が、前記基板を載置もしくは搬送するローラであることを特徴とする、請求項１に記載の基板搬送装置。
5. 前記上保持部材の内部に浮動式で取付けられた少なくとも一つの載置部材をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の基板搬送装置。
6. 前記伸縮部材が伸縮シリンダであることを特徴とする、請求項１に記載の基板搬送装置。
7. 前記真空吸着孔内に窒素ガスが通され、前記真空吸着孔内部の圧力を制御することを特徴とする、請求項１に記載の基板搬送装置。
8. 前記上保持部材の周囲に位置した、基板の位置を修正するための複数の位置決め部材、をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の基板搬送装置。
9. 前記上保持部材上にある前記真空吸着孔は、確実に基板上の欠陥を検出するため、基板の外縁に近い場所に設置されることを特徴とする、請求項１に記載の基板搬送装置。
10. 前記下保持部材の片側に、基板の受取りや搬出を補助するためのロボット、をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の基板搬送装置。
    
    

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