JP4237017B2 - 基板搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、半導体基板や液晶基板の製造工程において使用されて好適な基板搬送装置に関する。

従来、半導体基板や液晶基板の製造工程において、この基板をプロセス部等へ搬入出することは、一般にロボットアームにより行われてきた。しかしながら、ロボットアームでは、ロボット用の広い設置スペースが必要であり、また、高温環境下においては特殊ロボットが要求されるため、ロボットの製造コストが高価になるという問題がある。さらに、基板の単純な水平移動等に使用するためだけには、機能が多すぎ、消費電力、メンテナンス等の運転費用が高価になるという問題がある。

一方、基板を搬送するための専用装置として、水平往復動コンベアを利用した基板搬送装置がある（例えば、特許文献１参照）。この基板搬送装置は、水平往復動コンベアのコンベア部を櫛状に間隔を設けて複数配列し、この配列ピッチに合わせて格子状に孔部を穿設した運動車と、この運動車を枠組みして中空な支持部で受払いし、かつ上下動せしめる昇降手段と、支持部の下部で昇降自在に孔部のピッチに合わせて植設した押し上げ棒を挿着してなる受け取り台とから成るものである。

また、一対のアーム部材からなる搬送ユニットが、ガイドに設けたリニアモータにより、水平方向に独立して移動し、これにより基板を搬送するものがある（例えば、特許文献２参照）。この基板搬送装置においては、一対のアーム部材が、基板の外周部と略同一形状に形成され、支持ピンに支持された基板をこのアーム部材によって両側からすくい上げ、水平移動するものである。また、一対のアーム部材に吸着部を設け、この吸着部により基板を吸着しながら水平移動するものも開示されている（例えば、特許文献２参照）。
実開平３−８２３１８号公報（第４−１０頁、第１−２図） 特開平１１−１６５８６４号公報（第４−６頁、第１−７図）

しかしながら、上述の水平往復動コンベアを利用した基板搬送装置は、コンベアを駆動し水平移動するための機構や、運搬車を昇降させるための昇降手段等、複雑な機構が必要であり、また、基板をコンベアにより移動させるため、板ガラス等の重量基板には適しても、半導体基板や液晶基板等の軽量基板を搬送した場合、振動により基板がコンベア上で踊る等の問題がある。

また、上述の一対のアーム部材による基板搬送装置は、２つのアーム部材を水平方向に独立して移動させるための機構や、基板の形状に合わせたアーム部材や基板を吸着するための装置等が必要であり、装置が複雑化するという問題がある。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、基板を極めて安定した状態で搬送することができ、単純な機構の組み合わせにより安価に製造でき、かつ、運転費用の低コスト化と省設置スペース化を図ることができる、基板搬送装置を提供することを課題とする。

上述の課題を解決するために、本発明が採用する手段は、搬送方向に延びるレールにより走行可能に支持されると共に水平断面がレールの直角方向に蛇腹状になるように形成された搬送台と、搬送方向に相互に離隔して配設されて昇降する第１昇降台及び第２昇降台とを備えた基板搬送装置において、第１昇降台及び第２昇降台は、搬送方向に複数の列をなしかつ一体に昇降可能にかつ上部に基板が支持可能に配設された複数の鉛直ピンを有し、第１昇降台のピン列と第２昇降台のピン列は、相互に直角方向に間隔を設けて配設され、搬送台の蛇腹形状は、第１昇降台のピン列と第２昇降台のピン列との間に進入可能に凹凸部が形成されたことにある。

このような構成を採ることにより、搬送台は、第１昇降台のピン列の間に進入移動し、第１昇降台が支持する基板を第１昇降台の相対下降により第１昇降台から受け取ると共に、第２昇降台のピン列の間に進入移動し、第１昇降台から受け取った基板を第２昇降台の相対上昇により第２昇降台へ受け渡すことができる。

このように、本基板搬送装置においては、基板がレールを走行する搬送台に乗せられて移動するから、極めて安定した状態で搬送される。また、本基板搬送装置は、昇降する２つの昇降台と、レール上を走行する搬送台とにより構成されるから、極めて単純な機構の組み合わせからなり、高温環境下でも使用できるものであり、しかも小型化が可能である。したがって、安価に製造でき、かつ、運転費用の低コスト化と省設置スペース化を図ることができる。

好ましくは、レールは、第１昇降台及び第２昇降台の両側に配設され、搬送台は、両端部がレールに支持される。したがって、搬送台は安定した状態でレール上を走行することができる。

また、第１昇降台と第２昇降台は、相互に独立に昇降する。これにより、装置の一層の小型化が可能となり、基板の受け渡しに関与していない昇降台の無駄な作動が排除され、運転費用の更なる低コスト化が図られる。

さらに、第１昇降台及び又は第２昇降台は、搬送方向に移動可能である。このようにすれば、搬送台と昇降台との間の基板の受け渡し場所を移動させることができるようになり、搬送台や昇降台の設置台数を減らすことも可能となる。

また、搬送台とレールは、一体に昇降可能である。このようにすれば、搬送地点間に高低差がある場合にも、基板の搬送をスムーズに行なうことができる。

以上詳細に説明したように、本発明の基板搬送装置は、搬送方向に延びるレールにより走行可能に支持されると共に水平断面がレールの直角方向に蛇腹状になるように形成された搬送台と、搬送方向に相互に離隔して配設されて昇降する第１昇降台及び第２昇降台とを備えた基板搬送装置において、第１昇降台及び第２昇降台は、搬送方向に複数の列をなしかつ一体に昇降可能にかつ上部に基板が支持可能に配設された複数の鉛直ピンを有し、第１昇降台のピン列と第２昇降台のピン列は、相互に直角方向に間隔を設けて配設され、搬送台の蛇腹形状は、第１昇降台のピン列と第２昇降台のピン列との間に進入可能に凹凸部が形成される。

したがって、本発明の基板搬送装置は、基板を極めて安定した状態で搬送することができ、単純な機構の組み合わせにより安価に製造でき、かつ、運転費用の低コスト化と省設置スペース化を図ることができるという優れた効果を奏する。

本発明に係る基板搬送装置の発明を実施するための最良の形態を、図１ないし図３を参照して詳細に説明する。

図１は、本基板搬送装置の発明を実施するための最良の形態を示す平面図であり、図２は、図１の矢線II−IIにおける断面図であり、図３は、図１の基板搬送装置の作動を示す部分断面図である。

図１に示すように、本基板搬送装置は、搬送台５と、第１昇降台１０及び第２昇降台２０とから形成される。搬送台５は、搬送方向に延びる２本のレール７により、その両端部が走行可能に支持される。搬送台５は、例えば、レール７に配設された電動ベルト８、あるいは図示しないリニアモータ等により駆動され、レール７上を走行する。

第１昇降台１０及び第２昇降台２０は、２本のレール７の間に搬送方向に相互に離隔して配設され、それぞれが独立して昇降する。第１昇降台１０及び第２昇降台２０は、複数の鉛直ピン１１，２１を有し、この複数の鉛直ピン１１，２１は、搬送方向に複数の列をなし、かつ一体に昇降可能に、かつ上部に基板が支持可能に配設される。

第１昇降台１０のピン１１の列と第２昇降台２０のピン２１の列は、相互にレール７の直角方向に間隔を設けて配設され、相互に干渉しない幾何学的配列がなされる。一方、搬送台５は、水平断面がレール７の直角方向に蛇腹状に連なるように形成され、かつ、第１昇降台１０のピン１１の列と第２昇降台のピン２１の列の間に進入可能に、その凹凸部６が形成される。したがって、搬送台５は、第１昇降台１０のピン１１及び第２昇降台２０のピン２１に衝突することなく、ピン１１，２１の列の奥まで進入移動することができる。

図２に示すように、搬送台５が支持されるレール７は、基台１に水平に支持され、第１昇降台１０及び第２昇降台２０は、基台１に対して油圧シリンダ、空気シリンダ、電動シリンダ等の往復シリンダ２，３により、昇降可能にそれぞれ支持される。

次に、本基板搬送装置の作動について説明する。

図３に示すように、搬送台５を第１昇降台１０まで移動させる。リフトアームＬにより、基板Ｗを第１昇降台１０の上まで移動させる。第１昇降台１０を上昇させて、ピン１１により基板Ｗを支持する。リフトアームＬを元の位置に戻す。第１昇降台１０を下降させて、基板Ｗを搬送台５上に乗せる。搬送台５を、図２に示す第２昇降台２０がある位置まで移動させる。第２昇降台２０を上昇させ、ピン２１により基板Ｗを支持する。必要により、搬送台５を再び第１昇降台１０がある位置まで移動させる。

このように、本基板搬送装置によれば、基板Ｗは、レール７上を走行する搬送台５に乗せられて移動するから、極めて安定した状態で搬送される。また、本基板搬送装置は、昇降する２つの昇降台１０，２０と、レール７上を走行する搬送台５とにより構成されるから、極めて単純な機構の組み合わせからなり、高温環境下でも使用できるものであり、しかも小型化が可能である。したがって、安価に製造でき、かつ、運転費用の低コスト化と省設置スペース化を図ることができる。

さらに、レール７は、２つの第１昇降台１０，２０の両側に配設され、搬送台５は、両端部がレール７に支持されるから、搬送台５は安定した状態でレール上を走行する。また、２つの第１昇降台１０，２０は、相互に独立に昇降するから、装置の一層の小型化が可能となり、基板Ｗの受け渡しに関与していない昇降台の無駄な作動が排除され、運転費用の更なる低コスト化が図られる。

なお、上述のレールは、必ずしも第１昇降台及び第２昇降台の両側に配設する必要はなく、また、搬送台もその両端部がレールにより支持される必要はない。第１昇降台と第２昇降台を必ずしも独立に昇降させる必要はなく、一体に昇降させるようにしてもよい。

また、上述の第１昇降台や第２昇降台を、下記実施例に示すように、搬送方向に移動可能とすることもできる。このようにすれば、搬送台と昇降台との間の基板の受け渡し場所を移動させることができ、搬送台や昇降台の設置台数を減らすことも可能となる。さらに、搬送台と２本のレールを、油圧シリンダ、空気シリンダ、電動シリンダ等の往復シリンダにより、基台に対して一体に昇降可能とすることもできる。このようにすれば、搬送地点間に高低差がある場合にも、基板の搬送をスムーズに行うことができる。

本発明の基板搬送装置を、常温プラズマＣＶＤ法による半導体基板製造装置に実施した例を、図４に示す。

図４に示すように、半導体基板製造装置３０は、予熱ゾーン３１、プロセスゾーン３２、冷却ゾーン３３に区画される。各区画は、シャッタ３４，３５，３６により遮蔽される。予熱ゾーン３１の入口に、移載ロボットＲのリフトアームＬが配設される。予熱ゾーン３１内に、加熱器（又は反射板）３７、予熱ホットプレート３８、昇降台３９が配設される。昇降台３９の鉛直ピン４０は、予熱ホットプレート３８を昇降可能に貫通する。搬送台４１を支持するレール４２を、シャッタ３５を通して、予熱ゾーン３１とプロセスゾーン３２との間に配設する。

プロセスゾーン３２内に、ホットプレート４３、昇降台４４、プラズマソース４６が配設される。昇降台４４の鉛直ピン４５は、ホットプレート４３を昇降可能に貫通する。ホットプレート４３と昇降台４４は、プラズマソース４６内を、その入口から出口まで一体に移動可能である。搬送台４７を支持するレール４８を、シャッタ３６を通して、プロセスゾーン３２と冷却ゾーン３３の間に配設する。冷却ゾーン３３内に、昇降台４９と、複数のローラベアリング５２からなる搬出部５１と、ファンユニット５３を配設する。昇降台４９の鉛直ピン５０は、ローラベアリング５２の間を通して昇降が可能である。

次に、上述の半導体基板製造装置の作動を説明する。

搬送台４１をプロセスゾーン３２内へ移動させて、シャッタ３５を閉じる。シャッタ３４を開け、基板Ｗが乗せられた移載ロボットＲのリフトアームＬを、予熱ゾーン３１内に挿入する。昇降台３９を上昇させて、ピン４０により基板Ｗを支持する。移載ロボットＲのリフトアームＬを元の位置に戻し、シャッタ３４を閉じる。昇降台３９を下降させて、基板Ｗを予熱ホットプレート３８上に移載する。基板Ｗを予熱する。

予熱完了後、昇降台３９を上昇させて、ピン４０により基板Ｗを支持する。シャッタ３５を開けて、搬送台４１を予熱ゾーン３１内へ移動する。昇降台３９を下降させて、基板Ｗを搬送台４１上に移載する。

搬送台４１をプロセスゾーン３２内へ移動させる。昇降台４４を上昇させて、ピン４５により基板Ｗを支持する。搬送台４１を予熱ゾーン３１内へ移動させる。シャッタ３５を閉じる。昇降台４４を下降させて、基板Ｗをホットプレート４３上に移載する。ホットプレート４３により基板Ｗを灼熱する。基板Ｗの灼熱後、ホットプレート４３を昇降台４４と一体に、プラズマソース４６内を通過させて、プロセス処理する。

昇降台４４を上昇させて、ピン４５により基板Ｗを支持する。シャッタ３６を開けて、搬送台４７をプロセスゾーン３２内へ移動させる。昇降台４４を下降させて、基板Ｗを搬送台４７上に移載する。搬送台４７を冷却ゾーン３３内へ移動させる。昇降台４９を上昇させて、ピン５０により基板Ｗを支持する。搬送台４７をプロセスゾーン３２内へ移動させる。シャッタ３６を閉じる。

昇降台４９を下降させて、基板Ｗをローラベアリング５２上に移載する。基板Ｗは、ローラベアリング５２により装置外へ搬出される。以上により、常温プラズマＣＶＤ法による半導体基板への薄膜形成が終了する。

本基板搬送装置は、極めて単純な機構の組み合わせからなり、高温環境下でも使用できるものであり、しかも小型化が可能であるから、一例としての常温プラズマＣＶＤ法による半導体基板製造装置内に用いられた場合にも、上述の発明の効果を最大限に奏する。

本発明の基板搬送装置は、基板を極めて安定した状態で搬送することができ、単純な機構の組み合わせにより安価に製造でき、かつ、運転費用の低コスト化と省設置スペース化を図ることができるから、半導体基板や液晶基板等の製造プロセス全般に利用可能なことは勿論のこと、その他、基板一般の搬送に広く利用することができる。

本発明の基板搬送装置の発明を実施するための最良の形態を示す平面図である。 図１の矢線II−IIにおける断面図である。 図２の基板搬送装置の作動を示す部分断面図である。 本発明の基板搬送装置の実施例を示す正面図である。

符号の説明

１ 基台
２，３ 往復シリンダ
５ 搬送台
６ 凹凸部
７ レール
８ 電動ベルト
１０ 第１昇降台
１１ ピン
２０ 第２昇降台
２１ ピン
３０ 半導体基板製造装置
３１ 予熱ゾーン
３２ プロセスゾーン
３３ 冷却ゾーン
３４，３５，３６ シャッタ
３７ 加熱器（又は反射板）
３８ 予熱ホットプレート
３９ 昇降台
４０ ピン
４１ 搬送台
４２ レール
４３ ホットプレート
４４ 昇降台
４５ ピン
４６ プラズマソース
４７ 搬送台
４８ レール
４９ 昇降台
５０ ピン
５１ 搬出部
５２ ローラベアリング
５３ ファンユニット
Ｌ リフトアーム
Ｒ 移載ロボット
Ｗ 基板

Claims (5)

1. 搬送方向に延びるレール（７，４２，４８）により走行可能に支持されると共に水平断面が前記レールの直角方向に蛇腹状になるように形成された搬送台（５，４１，４７）と、前記搬送方向に相互に離隔して配設されて昇降する第１昇降台（１０，３９，４４）及び第２昇降台（２０，４４，４９）とを備えた基板搬送装置において、前記第１昇降台及び前記第２昇降台は、前記搬送方向に複数の列をなしかつ一体に昇降可能にかつ上部に基板が支持可能に配設された複数の鉛直ピン（１１，２１，４０，４５，５０）を有し、前記第１昇降台のピン列と前記第２昇降台のピン列は、相互に前記直角方向に間隔を設けて配設され、前記搬送台の前記蛇腹形状は、前記第１昇降台の前記ピン列と前記第２昇降台の前記ピン列との間に進入可能に凹凸部（６）が形成されたことを特徴とする基板搬送装置。
2. 前記レール（７，４２，４８）は、前記第１昇降台（１０，３９，４４）及び前記第２昇降台（２０，４４，４９）の両側に配設され、前記搬送台（５，４１，４７）は、両端部が前記レールに支持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。
3. 前記第１昇降台（１０，３９，４４）と前記第２昇降台（２０，４４，４９）は、相互に独立に昇降す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。
4. 前記第１昇降台（４４）及び又は前記第２昇降台（４４）は、前記搬送方向に移動可能であることを特徴とする請求項１ないし３に記載の基板搬送装置。
5. 前記搬送台（５）と前記レール（７）は、一体に昇降可能であることを特徴とする請求項１ないし４に記載の基板搬送装置。

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