JP4418428B2

JP4418428B2 - 基板浮上装置

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Publication number: JP4418428B2
Application number: JP2005504478A
Authority: JP
Inventors: 裕幸岡平
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2003-04-30
Filing date: 2004-04-26
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2024-04-26
Also published as: TWI368757B; KR101053770B1; KR20060015414A; WO2004096679A1; TW200500635A; CN102152966A; JPWO2004096679A1; CN102152966B; CN1697768A; CN1697768B

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）などに用いられるガラス基板を浮上させる基板浮上装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＬＣＤのガラス基板の検査を行う場合は、ガラス基板を基準位置にアライメントする必要がある。例えば特開平８−３１３８１５号公報は、ガラス基板の位置決め装置を開示する。この位置決め装置は、ＸＹステージ上にボールキャスタを介してガラス基板を吸着保持する保持ステージを載置し、この保持ステージを押付シリンダの付勢により移動し、ガラス基板の側縁を各基準ピンに直接押し当ててアライメントする。
【０００３】
ガラス基板の大型化に伴ないガラス基板を吸着保持する保持ステージとＸＹステージも大型化する。特に、ＸＹステージは、ガラス基板をＸＹ方向に移動してガラス基板全面を顕微鏡で観察するためガラス基板の４倍の設置スペースが必要になり、装置全体が大型化する。又、保持ステージの大型化に伴ない重量が重くなり、保持ステージを移動してガラス基板の側縁を各基準ピンに直接押し当てると、その衝撃によりガラス基板が破損するおそれがある。又、特開２０００−９６６１号公報には、ころ搬送部の多数のころ上にガラス基板を載置した状態で、シリンダの動作によりガラス基板を位置決めピンに押し当ててアライメントする技術が開示されている。このようなアライメントでは、ガラス基板の大型化に伴ないガラス基板と多数のころとの間の摩擦抵抗が大きくなり、シリンダを用いてガラス基板を位置決めピンに押し付けることが困難になる。又、ガラス基板が多数のころの回転方向と直交する方向に押されると、ガラス基板は多数のころ上を摺って移動してしまう。このため、ガラス基板の裏面にころの摩擦痕が生じるおそれがある。
【０００４】
これらの問題を解決するためにガラス基板をエアーの吹き上げにより浮上させてガラス基板の位置決めを行うことが考えられている。ガラス基板は、僅かな外力が加わるだけで移動して基準ピンに衝突して跳ね返るために、直ぐに停止できないことからアライメントの安定性に欠ける。又、エアー浮上ステージ面とガラス基板面との間の摩擦力が極めて小さいために、ガラス基板の大型化に伴なうガラス基板自体の重量が重くなることにより基準ピンに衝突する衝撃力が大きくなり、ガラス基板が破損するおそれがある。又、ガラス基板をエアーや静電等により浮上させることにより、浮上ステージ面とガラス基板面との間の摩擦力が極めて小さくなるために、アライメント又はガラス基板の受け渡しの際にガラス基板が小さな外力や自体の慣性力により移動してしまう問題が生じる。
【発明の開示】
本発明の主要な観点によれば、ガラス基板と浮上ステージとの間にエアー層を形成してガラス基板を水平に浮上させる基板浮上装置において、浮上ステージ上にエアー層により浮上したガラス基板の裏面に接触部材を接触させ、ガラス基板と接触部材との摩擦力によりガラス基板の移動を規制する基板保持機構を有し、基板保持機構は、更に接触部材をガラス基板の裏面に当て付ける方向に付勢する弾性部材を有し、この弾性部材の弾性力により接触部材をガラス基板の裏面に当て付けて浮上ステージ上に浮上したガラス基板の裏面に摩擦力を与えて移動を規制する基板浮上装置が提供される。
【０００５】
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は第１の基板浮上装置の全体構成図である。浮上ステージ１の表面１ａには、例えば一定のエアー圧力でエアーを吹き出す複数のエアー吹き出し孔１ｈが規則的に設けられている。この浮上ステージ１は、表面１ａ上にガラス基板２を載置し、各エアー吹き出し孔１ｈからエアーを吹き出すことにより、浮上ステージ１の表面１ａとガラス基板２との間にエアー層を形成し、ガラス基板２を浮上ステージ１の表面１ａ上に浮上させる。なお、浮上ステージ１は、エアー浮上に限らず、静電浮上又は超音波浮上などのガラス基板２をステージ面から浮上させるものであればよい。
【０００６】
浮上ステージ１には、第１の基板保持機構３Ａが設けられている。この第１の基板保持機構３Ａは、浮上ステージ１を上下方向に貫通する円筒状の孔４内に設けられている。この孔４を設けた浮上ステージ１の下面１ｂには、Ｕ字状支持部材５がＵ字底板５ａを下方に配置して設けられている。このＵ字状支持部材５のＵ字底板５ａの下面には、アクチュエータである例えば空気圧シリンダ６が設けられている。この空気圧シリンダ６の伸縮ロッド７は、Ｕ字底板５ａに設けられた孔を通してＵ字底板５ａの上方に突出している。この空気圧シリンダ６の伸縮ロッド７の先端部には、ねじ部８及びナット９からなる連結部を介して基板保持部材１０が接続されている。この基板保持部材１０は、伸縮ロッド７と同軸上に支持台１１及び支持棒１２を設けてなる。支持台１１は、円柱状に形成され、伸縮ロッド７の先端部にねじ部８及びナット９を介して連結されている。支持棒１２は、支持台１１上に設けられ、支持台１１の外径よりも小さい外径を有する円柱状に形成されている。
【０００７】
支持棒１２の先端部には、耐摩耗性の樹脂により形成された円筒状の接触部材１３が取り付けられている。この接触部材１３は、下部面１５に支持棒１２の外径よりも僅かに大きい孔１３ａが設けられている。この接触部材１３の中空部内には、孔１３ａを通して支持棒１２が挿入されている。
【０００８】
支持棒１２には、円筒状のボール支持体１６、ボールベアリング１７を介して接触部材１３が矢印Ａ方向に回転自在に設けられている。接触部材１３の下部面１５と支持台１１の上部面１１ａとの問における支持棒１２の外周には、弾性部材として例えばコイルばね１８が設けられ、接触部材１３を上方向に付勢している。このコイルばね１８の付勢力（弾性力〉は、浮上しているガラス基板２の裏面に対する接触部材１３の当て付け力を最適値、すなわち浮上しているガラス基板２が後述する押付けピン４３の押付け圧又は各搬送部３２〜３５の非吸着時のガラス基板２に対する接触圧よりも小さな外力又は自重による慣性により移動しない程度の小さな摩擦力で、かつガラス基板２に摩擦痕及び変形等の影響を与えない僅かな当て付け力で接触部材１３をガラス基板２の裏面に接触させるように設定されている。この接触部材１３は、コイルばね１８を介して支持棒１２の先端部に支持されて矢印Ｂ方向に上下移動する。
【０００９】
空気圧シリンダ６による伸縮ロッド７の伸縮ストロークは、伸縮ロッド７を縮めたときの接触部材１３の上部面１４から浮上ステージ１上に浮上したガラス基板２の下面までの距離に、接触部材１３を浮上したガラス基板２の下面に接触しガラス基板２を移動させない程度の接触抵抗を生じさせる程度の微小距離を合わせた長さに予め設定されている。
【００１０】
図２は第２の基板浮上装置の全体構成図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。浮上ステージ１には、第２の基板保持機構３Ｂが設けられている。この第２の基板保持機構３Ｂの空気圧シリンダ６の伸縮ロッド７の先端部には、ねじ部８及びナット９を介して支持筐体２０が接続されている。この支持筐体２０は、例えば円筒状に形成され、内部に吸着パッド取付け穴２１が設けられている。この吸着パッド取付け穴２１内には、吸着パッド２２の上下動を規制する環状の横溝部２３が設けられている。この横溝部２３は、吸着パッド取付け穴２１の内径よりも大きい内径を有する。
【００１１】
吸着パッド取付け穴２１の底面には、上下方向に伸縮するゴム、樹脂、金属などの弾性部材からなる吸着パッド支持部材であるベローズ２５を介して吸着パッド２２が設けられている。
【００１２】
吸着パッド２２は、耐摩擦性の樹脂を例えば円板状に形成した接触部材を兼ねる。この吸着パッド２２は、上部に例えば円形のパット溝２６が形成され、下部に上下動を規制する係止環２７が形成されている。この係止環２７は、横溝部２３内に取り付けられている。
【００１３】
吸着パッド２２とベローズ２５と支持筐体２０との間には、各エアー流通路２８ａ〜２８ｃが連通して設けられている。エアー流通路２８ｃは、支持筐体２０内で屈曲して支持筐体２０の外壁面に到達し、この外壁面にエアー吸引口２９を形成している。このエアー吸引口２９には、吸引チューブ２４等を介して吸引ポンプが接続されている。
【００１４】
各エアー流通路２８ａ〜２８ｃを通して吸引ポンプによりエアーを吸引することにより、ガラス基板２の裏面が吸着パッド２２に吸着固定される。吸引ポンプによる吸引圧力は、浮上しているガラス基板２の裏面に対する吸着パッド２２（接触部材）との間の摩擦力がガラス基板２に対する小さな外力又は自重の慣性により移動しない程度の吸引圧力に設定することも可能である。
【００１５】
ベローズ２５の付勢力（弾性力）は、浮上しているガラス基板２の裏面に対する吸着パッド２２の当て付け力を最適値、すなわち浮上しているガラス基板２が後述する押付けピン４３の押付け圧又は各搬送部３２〜３５の非吸着時のガラス基板２に対する接触圧よりも小さな外力又は自重による慣性により移動しない程度の小さな摩擦力で、かつガラス基板２に摩擦痕及び変形等の影響を与えない僅かな当て付け力で吸着パッド２２をガラス基板２の裏面に接触させるように設定されている。
【００１６】
空気圧シリンダ６による伸縮ロッド７の伸縮ストロークは、伸縮ロッド７を縮めたときの吸着パッド２２の上部面から浮上ステージ１上に浮上したガラス基板２の下面までの距離に、吸着パッド２２を浮上したガラス基板２の下面に接触しガラス基板２を移動させない程度の接触抵抗を生じさせる程度の微小距離を合わせた長さに予め設定されている。
【００１７】
次に、上記の如く構成された各基板保持機構の動作をＬＣＤ製造ラインの基板検査工程に適用した場合について説明する。
図３は第１及び第２の基板保持機構３Ａ、３Ｂを適用したＬＣＤ製造ラインの基板浮上装置を示す構成図である。搬送用の浮上ステージ１の表面１ａには、複数のエアー吹き出し孔１ｈが縦横方向に規則的に設けられている。
浮上ステージ１の両側面には、それぞれ直線状の各ガイドレール３０、３１が設けられている。これらガイドレール３０、３１には、例えばリニアモータで駆動する各２組の各搬送部３２、３３と３４、３５が移動可能に設けられている。一方の組の各搬送部３２、３３は、互いに同期して各ガイドレール３０、３１上を矢印Ｃ方向に往復移動し、他方の組の各搬送部３４、３５も互いに同期して各ガイドレール３０、３１上を矢印Ｄ方向に往復移動する。
【００１８】
図４は各搬送部３２〜３５の構成図である。これら搬送部３２〜３５は、同一構成を有するので、搬送部３２についてのみ構成を説明する。搬送部３２上には、各昇降支持部材３６、３７を介して吸着載置台３８が設けられている。各昇降支持部材３６、３７は、吸着載置台３８を同期して上下方向（Z方向）に昇降させる。この吸着載置台３８上には、複数、例えば5つ基板吸着装置３９がガラス基板２の搬送方向Ｅと同一方向に設けられている。なお、基板吸着装置３９の設置数は、５つに限らず、任意の個数設けてもよい。各基板吸着装置３９は、エアーの吸引によりガラス基板２の裏面を吸着保持する。
【００１９】
ＬＣＤ製造ラインの浮上ステージ１には、上流側から搬送されてくるガラス基板２を下流側の検査部Ｓ２に受け渡しする基板受け渡し部Ｓ１と、この基板受け渡し部Ｓ１の下流側に設けられた検査部Ｓ２とを有する。基板受け渡し部Ｓ１における浮上ステージ１には、複数の円筒状の孔４が設けられ、これら孔４内にそれぞれ基板保持機構として図１に示す第１の基板保持機構３Ａが設けられている。これら第１の基板保持機構３Ａは、例えばＬＣＤ製造ライン方向に長手方向を有する長方形の各コーナ位置に対応する４箇所に設けられている。第１の基板保持機構３Ａは、浮上ステージ１上にエアーによりガラス基板２をほぼ水平に浮上させることができるので、例えばガラス基板２のほぼ中央位置に対応する１箇所に設けることも可能である。
【００２０】
検査部Ｓ２には、固定して設けられた各基準ピン４２と、ガラス基板２の縁を押し付ける方向（矢印Ｇ方向）に移動可能な各押付けピン４３とが設けられている。この検査部Ｓ２には、門型アーム４４が浮上ステージ１を跨いで設けられている。この門型アーム４４は、ガラス基板２の搬送方向Ｅと同一方向（矢印Ｆ方向）に移動可能である。この門型アーム４４には、顕微鏡ヘッド４５が搬送方向Ｅに対して垂直方向（矢印J方向〉に移動可能に設けられている。門型アーム４４は、ガラス基板２を浮上ステージ１上に浮上させた状態で各搬送部３４、３５により矢印Ｅ方向に所定のピッチで移動するようにすれば、固定設置してもよい。
【００２１】
検査部Ｓ２における浮上ステージ１にも例えばＬＣＤ製造ライン方向に長手方向を有する長方形の各コーナ位置に対応する４箇所にそれぞれ各孔４が設けられ、これら孔４内にそれぞれ基板保持機構として図2に示す第２の基板保持機構３Ｂが設けられている。
【００２２】
次に、上記ＬＣＤ製造ラインにおけるガラス基板２の受け渡し及び基板検査の動作について説明する。
浮上ステージ１は、複数のエアー吹き出し孔１ｈから均一なエアー圧力でエアーを吹き出すと、浮上ステージ１の表面１ａとガラス基板２との間にエアー層が形成されて、ガラス基板２は浮上ステージ１の表面１ａ上に浮上する。各搬送部３２、３３の各基板吸着装置３９は、エアー浮上しているガラス基板２における搬送方向Ｅの先頭側の両縁を吸着保持する。これら搬送部３２、３３は、ガラス基板２を吸着保持した状態で、ＬＣＤ製造ラインの搬送方向Ｅに向って同期して各ガイドレール３０、３１上をそれぞれ移動する。これにより、エアーで浮上したガラス基板２は、各搬送部３２、３３の移動に引っ張られて搬送方向Ｅに高速で搬送される。
【００２３】
ガラス基板２が基板受け渡し部Ｓ１に到達すると、各搬送部３２、３３は、移動を停止する。ガラス基板２をエアー浮上させた状態で、各第１の基板保持機構３Ａは、互いに同期して各空気圧シリンダ６の各伸縮ロッド７を予め設定された伸縮ストロークだけ上方に伸ばす。これら伸縮ロッド７の伸びに伴なって各支持棒１２に沿って各接触部材１３が上昇する。各伸縮ロッド７の伸びによる上昇高さが予め設定された高さに達すると、各空気圧シリンダ６は各伸縮ロッド７の伸びをそれぞれ停止する。
【００２４】
この結果、各空気圧シリンダ６の各接触部材１３の上部面１４は、図５に示すようにエアー浮上しているガラス基板２の裏面に接触する。このときの各接触部材１３の上部面１４のガラス基板２の裏面に対する接触は、各コイルばね１８の付勢力によって、エアー浮上しているガラス基板２が各搬送部３２、３３の非吸着時のガラス基板２に対する接触圧より小さな外力又は自重による慣性により移動しない程度の小さな摩擦力で、かつガラス基板２に摩擦痕や変形等の影響を与えない僅かな当て付け力で接触する。
【００２５】
各接触部材１３は、樹脂により形成され、各支持棒１２に対してボールベアリング１７を介して回転可能で、かつ各コイルばね１８の付勢力によって上下方向に移動可能に設けられているので、ガラス基板２の裏面に接触するときのガラス基板２と各接触部材１３との互いの傾き等の姿勢に応じて回転したり、上下動してガラス基板２の裏面に接触する。
【００２６】
このようにガラス基板２をエアー浮上させた状態でガラス基板２の裏面に各接触部材１３を接触させるので、各接触部材１３に加わる重量が小さくなる。これによって、ガラス基板２と各接触部材１３の上面部１４との間の摩擦抵抗は、外力が加わらない限りガラス基板２を移動させない程度に小さくなる。又、各接触部材１３は、各空気圧シリンダ６の予め設定された高さへの各伸縮ロッド７の伸びにより同一高さ位置で停止する。これにより、ガラス基板２は、水平状態で移動せずに保持される。
この後、各搬送部３２、３３は、ガラス基板２に対する吸着保持を停止し、ガラス基板２の搬入側（上流側）に戻る。
【００２７】
各搬送部３２、３３が搬入側に戻ると同時に、各搬送部３４、３５が基板受け渡し部Ｓ１におけるガラス基板２の搬送方向Ｅの先頭側に移動し、これら搬送部３４、３５における各基板吸着装置３９が吸着動作を開始する。各搬送部３２、３３がガラス基板２に対して吸着を完了すると、各第１の基板保持機構３Ａは、互いに同期して各空気圧シリンダ６の各伸縮ロッド７を縮める。各第１の基板保持機構３Ａは、ガラス基板２の裏面から離れ、ガラス基板２が浮上ステージ１上に浮上する。
【００２８】
これら搬送部３４、３５は、ガラス基板２を吸着保持した状態で、ＬＣＤ製造ラインの下流側に同期して各ガイドレール３０、３１上をそれぞれ移動し、ガラス基板２を検査部Ｓ２まで高速搬送する。
ガラス基板２が検査部Ｓ２に到達すると、各搬送部３４、３５は、移動を停止する。ガラス基板２をエアー浮上させた状態で、検査部Ｓ２における図２に示す各第２の基板保持機構３Ｂは、互いに同期して各空気圧シリンダ６の各伸縮ロッド７を予め設定された伸縮ストロークだけ上方に伸ばす。この伸縮ロッド７の伸びに伴なって支持筐体２０に設けられている吸着パッド２２が上昇する。伸縮ロッド７の伸びが予め設定された伸縮ストロークに達すると、空気圧シリンダ６は伸縮ロッド７の伸びを停止する。これにより、各吸着パッド２２は、エアー浮上しているガラス基板２の裏面に接触する。このときの各吸着パッド２２とガラス基板２との接触圧は、ベローズ２５の付勢力によってエアー浮上しているガラス基板２が押付けピン４３の押付け圧又は自重により移動しない程度の小さな摩擦力でガラス基板２の裏面に接触し、エアー浮上しているガラス基板２の移動を規制する。すなわち、各吸着パッド２２は、各押付けピン４３の移動に追従してガラス基板２が移動できる程度の摩擦力がガラス基板２の裏面に作用する摩擦力でガラス基板２を仮止めする。
【００２９】
この状態で、ガラス基板２の縁に各押し付けピン４３が押し付けられると、ガラス基板２は、各押し付けピン４３に追従（ガラス基板２が各押し付けピン４３から離れない状態）して移動し、ガラス基板２の隣接する２辺が各基準ピン４２に当接し、基準位置にアライメントされる。このアライメントが開始される前に各搬送部３４、３５は、ガラス基板２に対する吸着保持を停止し、基板受け渡し部Ｓ１側に移動する。
【００３０】
次に、エアー流通路２８ａ〜２８ｃのエアー吸引口２９、吸引チューブを介して吸引ポンプによりエアー吸引が行われる。これにより、各吸着パッド２２からエアーが吸い込まれ、このエアーがベローズ２５、支持部材２４、支持筐体２０の間に連通するエアー流通路２８ａ〜２８ｃ内を通して吸引される。このエアー吸引により各吸着パッド２２とガラス基板２の裏面との間が塞がると、吸着パッド２２のパット溝２６からベローズ２５、支持部材２４、支持筐体２０の間に連通するエアー流通路２８ａ〜２８ｃ内は負圧になり、ベローズ２５が潰れて各吸着パッド２２がガラス基板２の裏面に吸着する。これにより、ガラス基板２は、固定保持される。
吸着パッド２２が下降する。吸着パッド２２は、環状の横溝部２３内の下端に吸着パッド２２の係止環２７が当接して下降が規制される。
【００３１】
このようにガラス基板２が各吸着パッド２２により浮上ステージ１上に固定保持された状態で、門型アーム４２をガラス基板２の搬送方向Ｅと同一方向（矢印Ｆ方向）に移動すると共に、顕微鏡ヘッド４３が門型アーム４２上を搬送方向Ｅに対して垂直方向（矢印J方向）に移動することによりガラス基板２に対する検査が行なわれる。ガラス基板２の検査が終了すると、下流側から別の各搬送部が検査部Ｓ２に移動し、ガラス基板２の先頭側を吸着保持して下流側に搬送する。
【００３２】
このようにガラス基板２をエアー搬送するＬＣＤ製造ラインの基板受け渡し部Ｓ１に第１の基板保持機構３Ａを設け、検査部Ｓ２に第２の基板保持機構３Ｂを設けた。基板受け渡し部Ｓ１においては、ガラス基板２に対する各搬送部３２、３３の吸着保持が停止されても、ガラス基板２は、第１の基板保持機構３Ａにより仮保持されて移動せずに停止できる。エアー浮上だけのフリーな状態であれば、ガラス基板２は、例えば僅かな傾きやダウンフロー等の外力により移動してしまうが、第１の基板保持機構３Ａとガラス基板２との摩擦力とによりガラス基板２の移動を規制できる。
【００３３】
基板受け渡し部Ｓ１において、エアー浮上しているガラス基板２を第１の基板保持機構３Ａの接触による摩擦抵抗によって移動を規制した状態で、下流側の各搬送部３４、３５にガラス基板２を安定して受け渡すことができる。
基板受け渡し部Ｓ１において、エアー浮上しているガラス基板２の裏面に第１の基板保持機構３Ａが接触したときも、コイルばね１８の付勢力が最適値に設定されているので、ガラス基板２が第１の基板保持機構３Ａ上を摺って移動してもガラス基板２の裏面に影響を与えない。
【００３４】
検査部Ｓ２においては、エアー浮上しているガラス基板２を各吸着パッド２２上に載置して第２の基板保持機構３Ｂとの摩擦力によりガラス基板２を仮止めし、この状態で各押付けピン４３の押付けによってガラス基板２を各基準ピン４２に押し当てることができるので、ガラス基板２を安定性よく基準位置にアライメントすることができる。又、アライメントしてから各吸着パッド２２によりガラス基板２を吸着固定することができるので、ガラス基板２に位置ずれを起こさずに、ガラス基板２の検査ができる。
【００３５】
第１の基板保持機構３Ａは接触部材１３を支持する基板保持部材１０を空気圧シリンダ６により昇降させる構成であり、第２の基板保持機構３Ｂは吸着パッド２２を空気圧シリンダ６により昇降させる構成なので、第１及び第２の基板保持機構３Ａ、３Ｂ共に小型化が可能で、それぞれＬＣＤ製造ラインの基板受け渡し部Ｓ１、検査部Ｓ２に組み込むことが容易である。
【００３６】
ＬＣＤ製造ラインにエアー搬送されるガラス基板２は、基板受け渡し部Ｓ１においてガラス基板２をエアー浮上させた状態で各搬送部３２、３３と３４、３５との間で受け渡しを行うので、高速でエアー搬送でき、ガラス基板２の検査工程に要する時間を短縮し、検査タクトタイムを短くできる。
【００３７】
次に、基板保持機構を基板検査装置に用いられる浮上ステージに適用した場合について説明する。
図６は基板検査装置に用いられる浮上ステージの外観図である。矩形状の浮上ステージ１００上には、例えば４箇所に図１に示す各第１の基板保持機構３Ａが設けられている。これら第１の基板保持機構３Ａを設ける箇所は、浮上しているガラス基板２を裏面から支持可能な箇所で、例えば長方形の各コーナ位置に対応する４箇所に設けられている。
【００３８】
浮上ステージ１の外周部には、位置決め機構を構成する各基準ピン５０がＸＹの各辺上に固定して設けられると共に、これら辺に対向する辺上に各押し付けピン５１が移動可能に設けられている。
ガラス基板２を、浮上ステージ１上でエアー浮上させた状態で、各第１の基板保持機構３Ａの伸縮ロッド７を予め設定された伸縮ストロークだけ上方に伸ばすと、図５に示すように各空気圧シリンダ６の各接触部材１３の上部面１４がカラス基板2の裏面に接触する。接触部材１３は、各コイルばね１８の付勢力によって、エアー浮上しているガラス基板２が押し付けピン５１の押付け圧より小さな外力で移動させず、かつガラス基板２の裏面に影響を与えない小さな当て付け力でエアー浮上しているガラス基板２の裏面に接触し、エアー浮上しているガラス基板２を水平状態で移動せずに保持する。
【００３９】
このような状態で、各押し付けピン５１の押付けによってガラス基板２を各基準ピン５０に押し当てると、ガラス基板２は、安定性よく基準位置にアライメントされる。
ガラス基板２のアライメントが完了すると、各空気圧シリンダ６は、伸縮ロッド１４を縮める。伸縮ロッド１４が縮まると、ガラス基板２は、アライメントされた状態を保って浮上ステージ１００上にエアー浮上する。
この状態で、例えば図３に示す顕微鏡ヘッド４５等を搭載した門型アーム４４がX方向に移動すると共に、顕微鏡ヘッド４５がY方向に移動してガラス基板２の検査が行なわれる。
【００４０】
このように基板検査装置の浮上ステージ１００に適用しても、エアー浮上しているガラス基板２を各接触部材１３の接触による摩擦抵抗によって移動を規制し、各押し付けピン５１に追従して各基準ピン５０に押し当てることができるので、ガラス基板２を安定性よく基準位置に位置決めすることができるなど、ＬＣＤ製造ラインの基板検査工程に適用した場合と同様の効果を奏することができる。
【００４１】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。図７は基板保持機構の構成図である。
浮上ステージ１に設けられた円筒状の孔４の開口部には、リング状支持部材６０が設けられている。このリング状支持部材６０は、上下方向に一対のリング状の各挟持片６０ａ、６０ｂを有する。このリング状支持部材６０には、各挟持片６０ａ、６０ｂによって接触膜６１が張られた状態で挟持されている。この接触膜６１は、耐摩耗性の樹脂により均一な膜厚に形成され、伸縮可能である。なお、リング状支持部材６０による接触膜６１は、図８に示すように異なる外径の２枚のリング挟持片６０ａ、６０ｂを横方向に内外２重に設けて挟持してもよい。
【００４２】
孔４の下部には、連結部材６２を介して配管６３が設けられている。この配管６３の他端には、圧搾エアー供給部６４が接続されている。この圧搾エアー供給部６４は、圧搾エアーを配管６３を通して孔４内に供給する。
又、配管６３には、エアー圧力調節弁６５が設けられている。このエアー圧力調節弁６５は、開度の調整により孔４内に供給するエアーの流量を調節したり、開放動作と閉鎖動作とによりエアー供給のオン・オフを行う。このエアー圧力調節弁６５は、孔４内への圧搾エアーの供給量を、圧搾エアーの供給により孔４内の圧力が上昇し、接触膜６１が上方に膨らんだときの接触膜６１と浮上しているガラス基板２の裏面との摩擦抵抗がガラス基板２の移動を規制すると共に、ガラス基板２の裏面に損傷等の影響を与えないエアー供給量に調節する。
【００４３】
次に、上記の如く構成された基板保持機構によるガラス基板２の移動の規制の動作について説明する。
ガラス基板２が浮上ステージ１上にエアー浮上している状態で、圧搾エアーが配管３３を通して孔４内に供給される。このとき、エアー圧力調節弁６５は、弁を開放すると共に、弁の開度の調整により孔４内に供給するエアーの流量を、孔４内の圧力が上昇し、接触膜６１が上方に膨らんだときの接触膜６１と浮上しているガラス基板２の裏面との摩擦抵抗がガラス基板２の移動を規制すると共に、ガラス基板２の裏面に損傷等の影響を与えないエアー供給量に調節する。
【００４４】
孔４内に圧搾エアーが供給されると、孔４内は気密に形成されているので、孔４内部の圧力が次第に高くなり、これに伴なって接触膜６１に加わる圧力も次第に高くなる。これにより、接触膜６１は、図７の点線により示すように上方に向って膨らむ。この膨らみは、接触膜６１が均一な膜厚に形成されているので、接触膜６１の中央部の上昇高さが最も高くなり、中央部から離れるに従って順次高さが低くなる。
【００４５】
この接触膜６１の膨らみよりその中央部がガラス基板２の裏面に接触すると、ガラス基板２と接触膜６１との間の小さな摩擦抵抗でガラス基板２が移動せずに接触膜６１上に保持される。このとき接触膜６１は、圧搾エアーの供給により弾力性を持って膨らんでいるので、ガラス基板２に対して柔軟に当接し、ガラス基板２の裏面に損傷等の影響を与えない。
【００４６】
このような基板保持機構は、例えば図３に示すＬＣＤ製造ラインの浮上ステージ１における基板受け渡し部Ｓ１に設けられた第１の基板保持機構３Ａ、又は図６に示す基板検査装置の浮上ステージ１００に設けられた第１の基板保持機構３Ａに代って設けることによって、それぞれ上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。この基板保持機構によれば、接触膜６１を膨らませるだけの簡単な構成で、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００４７】
本発明は、上記第１乃至第３の実施の形態に限定されるものではなく、各種変形してもよい。例えば、上記各実施の形態では、ＬＣＤ製造ラインの浮上ステージ１又は基板検査装置の浮上ステージ１００に適用した場合について説明したが、これに限らず、基板検査装置や各種基板製造装置における搬入搬出側の各浮上ステージ１００に適用してもよい。
【００４８】
例えば、ＬＣＤ製造ラインにおける搬入側の浮上ステージ１上にリフト機能を備えた第１の基板保持機構３Ａを設けた場合について説明する。浮上ステージ１の搬入側には、搬入用ロボットが設けられている。各第１の基板保持機構３Ａは、各接触部材１３を空気圧シリンダ６の駆動により搬入側ロボットの吸着ハンドからガラス基板２を受け取る高さまで上昇する。この状態で、搬入用ロボットは、吸着ハンドを下降させ、ガラス基板２を浮上ステージ１上の各第１の基板保持機構３Ａの各接触部材１３上に載置する。
【００４９】
次に、浮上ステージ１は、複数のエアー吹き出し孔１ｈからエアーを吹き出す。この状態で、空気圧シリンダ６は、各第１の基板保持機構３Ａを下降させ、ガラス基板２がエアーで浮上する位置よりも若干高い位置で停止する。このとき、ガラス基板２は、エアー浮上した状態で各接触部材１３上に載置されるので、エアー浮上している状態でも移動することがない。この後、図3に示すのと同様に基準ピン４２と押付けピン４３とで構成されるアライメント機構によりアライメントされる。
【００５０】
ＬＣＤ製造ラインの基板受け渡し部Ｓ１又は検査部Ｓ２における第１、第２の基板保持機構３Ａ、３Ｂの各設置数は、それぞれ４箇所に限らず、例えば三角形の各頂点となる3箇所、又はガラス基板２を安定に保持し、かつガラス基板２と各接触部材１３との間の摩擦抵抗が増大しない複数箇所でもよい。
【００５１】
接触部材１３を弾性的に支持するのは、コイルばね１８に限らず、円筒状に形成されたゴムを用いてもよい。
接触部材１３及び吸着パッド２２は、ガラス基板２の裏面に対する接触面積の大きさを変化させて、ガラス基板２との間に生じる摩擦抵抗の大きさを調整してもよい。これにより、エアーの吹き上げ力が同一であっても、ガラス基板２のサイズが変更した場合、ガラス基板２の自重がサイズに応じて変わるので、このガラス基板２の自重に応じた対応が可能である。
ガラス基板２を浮上させるのは、エアー浮上に限らず、静電浮上、超音波浮上により浮上させたガラス基板の移動を規制する場合にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、例えば液晶ディスプレイの大型ガラス基板１の搬送に適用した場合について説明したが、半導体ウエハや各種部材の搬送にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係わる第１の基板浮上装置の第１の実施の形態を示す構成図。
【図２】本発明に係わる第２の基板浮上装置の構成図。
【図３】同装置を適用したＬＣＤ製造ラインの基板浮上装置を示す構成図。
【図４】ＬＣＤ製造ラインにおける各搬送部の構成図。
【図５】同装置によりガラス基板の移動を規制している状態を示す図。
【図６】同装置を適用した基板検査装置に用いられる浮上ステージの外観図。
【図７】本発明に係わる基板浮上装置の第２の実施の形態を示す構成図。
【図８】同装置における接触膜の別の保持機構を示す図。

Claims

ガラス基板と浮上ステージとの間にエアー層を形成して前記ガラス基板を水平に浮上させる基板浮上装置において、
前記浮上ステージ上に前記エアー層により浮上した前記ガラス基板の裏面に接触部材を接触させ、前記ガラス基板と前記接触部材との摩擦力により前記ガラス基板の移動を規制する基板保持機構を有し、
前記基板保持機構は、更に前記接触部材を前記ガラス基板の裏面に当て付ける方向に付勢する弾性部材を有し、この弾性部材の弾性力により前記接触部材を前記ガラス基板の裏面に当て付けて前記浮上ステージ上に浮上した前記ガラス基板の裏面に摩擦力を与えて移動を規制する、
ことを特徴とする基板浮上装置。
前記接触部材は、支持棒の先端部に前記弾性部材を介して上下方向に移動可能に設けられることを特徴とする請求項１記載の基板浮上装置。
前記接触部材は、前記ガラス基板の裏面に接触する吸着パッドからなり、
前記吸着パッドは、上下方向に伸縮する弾性部材に支持される、
ことを特徴とする請求項１記載の基板浮上装置。
前記弾性部材は、前記浮上ステージ上に非接触状態で浮上した前記ガラス基板の慣性により移動しない程度の小さな摩擦力で前記接触部材を前記ガラス基板の裏面に接触させる弾性力に設定されることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の基板浮上装置。
前記接触部材は、アクチュエータにより上下方向に移動する伸縮ロッドに取り付けられ、
前記伸縮ロッドの伸縮ストロークは、前記接触部材が前記浮上ステージ上に浮上した前記ガラス基板の裏面に接触する上昇高さに設定される、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の基板浮上装置。
前記接触部材は、圧搾エアーの供給により膨出する弾性部材からなる接触膜で形成され、
前記接触膜は、前記浮上ステージ面に形成された開口部に張られて設けられ、前記開口部に配管を介して接続された圧搾エアー供給部よりエアーを供給することにより前記接触膜を膨らませることにより前記ガラス基板の裏面に当て付けられる、
ことを特徴とする請求項１記載の基板浮上装置。
前記吸着パッドは、支持筐体内に上下方向に伸縮する前記弾性部材からなる吸着パッド支持部材により支持されると共に、前記吸着パッドの下部に上下動を規制する係止環が形成されることを特徴とする請求項３記載の基板浮上装置。
前記浮上ステージは、前記ガラス基板を基準位置に位置決めする複数の基準ピンと、前記ガラス基板を前記基準ピンに押し付ける複数の押付けピンとを有し、前記浮上ステージ上に浮上した前記ガラス基板のアライメントの際に、前記接触部材を前記ガラス基板の裏面に接触させた状態で前記複数の押付けピンにより前記ガラス基板を前記複数の基準ピンに押付けてアライメントすることを特徴とする請求項１記載の基板浮上装置。
前記浮上ステージは、前記エアー層により浮上した前記ガラス基板の裏面を吸着保持して搬送する複数の搬送部をそれぞれ移動可能に設け、一方の搬送部により搬送された前記ガラス基板を他方の搬送部に受け渡す際に、前記ガラス基板の受け渡し部において前記接触部材を前記ガラス基板の裏面に接触させて前記ガラス基板の移動を停止させた状態で前記他方の搬送部に受け渡すことを特徴とする請求項１記載の基板浮上装置。
前記基板保持機構は、アクチュエータの駆動により前記接触部材を上下方向に移動させて搬送ロボットとの間で前記ガラス基板の受け渡しを行うリフト機能を備え、前記接触部材を前記搬送ロボットの吸着ハンドから前記ガラス基板を受け取る高さに上昇させガラス基板を受け取った後、前記接触部材を前記ガラス基板が前記エアー層により浮上する位置よりも若干高い位置に下降して前記浮上ステージに前記ガラス基板を載置させることを特徴とする請求項１記載の基板浮上装置。