JP4440032B2 - 順次式基板カセット用基板搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は液晶ディスプレイ用ガラス基板の搬送装置及び搬送方法に関し、さらに詳しくは順次式基板カセットで使用する液晶ディスプレイ用ガラス基板の搬送装置及び搬送方法に関する。

電子技術の進歩にともない、特に日常生活における携帯電子製品の使用が盛んになるにつれ、軽薄短小型で電力消費の少ないディスプレイへのニーズが日増しに高まっている。液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、電力消費が少ない、発熱量が少ない、軽い、非発光型のディスプレイであるなどの利点を有することから電子製品によく使用され、しだいに従来のブラウン管ディスプレイに取って代わるようになっている。

液晶ディスプレイ装置は通常、互いに平行で且つ一定の空隙で隔てられた一対の基板を備えている。２枚の基板の間の空隙は一般にセルギャップとよばれ、セルギャップには液晶材が注入される。液晶材は、与えられた電気信号によってその光学特性が変化する。薄膜トランジスタ液晶ディスプレイを例に挙げると、複数の画素電極が１枚の基板上に配置されており、これによって所定の電気信号を前記液晶材に印加する。またもう１枚の基板上にはカラーフィルターが配置されており、これによって前記液晶ディスプレイに画像を表示させる。前記基板は高品質の透明材料、例えばガラス、アクリル（ＰＭＭＡ）などを用いて製造される。

液晶ディスプレイを製造する工程では、ガラス基板を１つの作業台から別の作業台へ移動または搬送する必要がある。通常、ガラス基板カセットを使用してガラス基板を受載して搬送し、配置されているロボットアーム等によってガラス基板カセットからガラス基板を１枚ずつ積み下ろしたりしている。

液晶ディスプレイメーカー等で一般に使用されているガラス基板カセットは、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すようなランダム式基板カセット３０と、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すような順次式またはワイヤー支持式基板カセット（sequential or wire cassette)４０とに大別することができる。ランダム式基板カセット３０は、フレーム３２と、前記フレーム上に配置された複数の支持ピン３４を有し、ガラス基板２６を支持する。順次式基板カセット４０は、フレーム４２と、複数の支持ワイヤー４４を有し、ガラス基板２６を支持する。
図３に示すように、製造工程等においてランダム式基板カセット３０を用いる場合では、ロボットアーム３６をランダム式基板カセット３０内に挿入し、順序なくガラス基板２６を取り出してプロセス装置３８へと移動させる。図４に示すように、順次式基板カセット４０を用いる場合、ホイール４６群により、ガラス基板２６を下方より順番に取り出してプロセス装置４８の中へ移動させる。従って、ランダム式基板カセット３０では、ロボットアーム３６の動作が行いやすいように、隣接したガラス基板２６間に間隔を大きく設ける必要がある。一方、順次式基板カセット４０では、ロボットアーム３６によって基板を出し入れするための間隔を確保する必要がない。順次式基板カセット４０では、隣接する基板２６の間の間隔を、ランダム式基板カセット３０に比べて小さく設けることができ、通常約２倍の量のガラス基板を収納することができる。

図５に示すように、一部の既存の真空プロセス装置１０（破線部分）はロードロック室１２を有し、ロボットアーム２０によってワーク、即ち基板１枚ごとの搬入が行われる。この場合、一列に配置された複数の順次式基板カセット台２２群と、またそのそれぞれに対する受載移送装置２４群を備え、バッファゾーンやトランジットゾーンが画定されている。順次式基板カセットは、順次式基板カセット台２２上に載置される。基板カセット内の基板は、順次式基板カセット台２２によって受載移送装置２４上へと搬送される。ロボットアーム２０は、順次式基板カセット台２２の配列方向に沿って移動できるようになっており、あるいは十分な長さのあるロボットアームを有しており、受載移送装置２４上の基板を真空プロセス装置１０のロードロック室１２内へと搬入する。しかしながらこの配置では、真空プロセス装置１０に、順次式基板カセット台２２や、受載移送装置２４や、ロボットアーム２０等を合わせると大きなスペースを占めることになってしまう。例えばクリーンルームのスペース効率等が低下する。
順次式基板カセット内の基板を取り出してプロセス装置へと搬入する基板搬送装置において、必要とするスペースの小さい基板搬送装置が必要とされている。

本発明の目的は、順次式基板カセット内の基板を取り出してプロセス装置内に搬入する基板搬送装置であって、必要とするスペースが小さい基板搬送装置を提供することである。

本発明は、複数の基板カセットからプロセス装置へ基板を搬送するための基板搬送装置を提供する。ここで、各々の基板カセットは、収容する複数の基板が下方のものから順番に搬出される順次式基板カセットである。この基板搬送装置は、複数の基板カセット台と、移動レールと、移送装置と、ロボットアームを有している。各々の基板カセット台は、基板カセットを収納するとともに、基板カセット内の複数の基板を下方のものから順番に搬出することができる。移動レールは、複数の基板カセット台に沿って配置されている。移送装置は、移動レールに沿って移動可能であって、基板カセット台が搬出した基板を受載する。ロボットアームは、移動レールに沿って移動可能であって、第１移送装置上の基板をプロセス装置へ搬送する。

本発明による基板搬送装置は、必要とするスペースが小さいことから、クリーンルームのスペース効率をより高めることができる。

本発明の前述の及びその他の目的、特徴、利点をさらに明らかにして理解しやすくするために、本発明の好適な実施形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１実施形態）
図６は、本発明の第１の実施形態による基板搬送装置５０を示している。基板搬送装置５０は、複数の順次式基板カセット内の基板をプロセス装置６０のロードロック室６２に搬入するためのものである。基板搬送装置５０は、複数の順次式基板カセットを収納するための複数の順次式基板カセット台７２を有している。順次式基板カセット台７２は、順次式基板カセット内の基板を順番に搬出するための駆動ホイール（図示せず）を有している。基板搬送装置５０は、複数の順次式基板カセット台７２に沿って配置された移動レール７６と、移動レール７６に沿って移動することのできる受載移送装置７４（reception conveyor）と、前記移動レール７６の一端に配置されたロボットアーム７０とを有している。
受載移送装置７４は、順次式基板カセット台７２が搬出する基板を受け取るとともに、受け取った基板を自身の所定の載置位置まで案内する案内機構を有している。受載移送装置７４の載置位置は、ロボットアーム７０が載置されている基板を取り出すことができるように構成されている。

作業時には、複数の基板を収納する順次式基板カセットが、順次式基板カセット台７２上に１個ずつ置かれる。受載移送装置７４は、自動制御装置（図示せず）により制御され、移動レール７６上を移動する。順次式基板カセット台７２のうちの１つが基板を搬出しようとするとき、受載移送装置７４がその場所まで移動し、搬出された基板を受け取る。ロボットアーム７０は、受載移送装置７４上の基板を、処理装置６０のロードロック室６２へと搬送する。順次式基板カセット台７２群は、順番に、あるいはランダムに基板を受載移送装置７４上へ搬出し、搬出された基板はロボットアーム７０によってロードロック室６２内へと搬送される。

当業者には明らかなことであるが、受載移送装置７４は旋回可能であり、基板の搬入や搬出を様々な角度で行うことができるとともに、ロボットアーム７０が受載移送装置７４から基板を取り出すのに都合がよい。

従来の搬送装置と比べ、本発明を実施する基板搬送装置５０は占有するスペースが小さく、それによりクリーンルームのスペース効率をより高めることができる。

（第２実施形態）
図７は、本発明を実施する第２の実施形態による基板搬送装置５１を示している。基板搬送装置５１は、前述の基板搬送装置５０と類似しており、類似する部分は同一の符号を付して表示する。基板搬送装置５１は、移動レール７６上に配置されて、移動レール７６に沿って移動可能なロボットアーム７０を有している。

（第３実施形態）
図８は、本発明を実施する第３の実施形態による基板搬送装置５２を示している。基板搬送装置５２は、前述の基板搬送装置５０と類似しており、類似する部分は同一の符号を付して表示する。基板搬送装置５２は、複数の順次式基板カセット台７２に沿って配置された第１移動レール７６と、第１移動レール７６と平行な第２移動レール７６’とを有している。受載移送装置７４は、第１移動レール７６上に配置され、第１移動レール７６に沿って移動する。ロボットアーム７０は、第２移動レール７６’上に配置され、第２移動レール７６’に沿って移動することができる。このような配置によって、受載移送装置７４はロボットアーム７０と協働して、順次式基板カセット内の基板をプロセス装置６０のロードロック室６２内へと搬送することができる。

（第４実施形態）
図９は、本発明を実施する第４の実施形態による基板搬送装置５３を示している。基板搬送装置５３は、前述の基板搬送装置５１と類似しており、類似する部分は同一の符号を付して表示する。基板搬送装置５３は、ロボットアーム７０の両側に１つずつ配置された２つの受載移送装置７４を有している。それにより、順次式基板カセット内の基板をプロセス装置６０のロードロック室６２内まで速やかに搬送することができる。

（第５実施形態）
図１０は、本発明を実施する第５の実施形態による多段式受載移送装置１００を示している。多段式受載移送装置１００は、台座１１０と、台座１１０上に配置された油圧昇降装置１１２と、油圧昇降装置１１２上に配置された第１段受載装置１１４と、複数の支柱１１８によって第１段受載装置１１４上に強固に固定されている第２段受載装置１１６とを有している。第１段受載装置１１４と第２段受載装置１１６は、それぞれ２本の溝１２０を有している。ロボットアーム７０の支持アーム（図示せず）は、溝１２０内に挿入可能であり、それによって基板を取り出すことができる。また第１段受載装置１１４と第２段受載装置１１６は、複数のホイール１２２を有しており、順次式基板カセットから搬出された基板を受載する。
なお、図１０に示す第１段受載装置１１４や第２段受載装置１１６のそれぞれの構成は、他の実施形態の基板搬送装置で用いる受載移送装置の構成に用いることができる。

作業時には、多段式受載移送装置１００は、順次式基板カセット台７２と相対向し、順次式基板カセット台７２が、１枚の基板を第１段受載装置１１４へと搬出する。次いで、油圧昇降装置１１２が第１段受載装置１１４と前記第２段受載装置１１６を下降させる。それにより、順次式基板カセット台７２はもう１枚の基板を第２段受載装置１１６上に搬出することが可能になる。

当業者には明らかなことであるが、多段式受載移送装置１００は、受載移送装置７４に代わるものとして使用することができる。また必要であれば、多段式受載移送装置１００は、さらに多段の受載装置を備えることも可能である。例を挙げれば、プロセス装置６０が１バッチ当たり１０枚の基板を加工するような場合、多段式受載移送装置１００は１０段の受載装置を備えることもできる。

（第６実施形態）
図１１は、本発明を実施する第６の実施形態による２基の基板搬送装置２５０を示している。基板搬送装置２５０は、複数の順次式基板カセット内の基板を、プロセス装置２６０内に搬入するために、また複数の基板をプロセス装置２６０から搬出して複数の順次式基板カセット内まで搬送するために用いられる。

プロセス装置２６０は、ベルトコンベア式のプロセス装置であり、ベルトコンベア２６２を有している。基板搬送装置２５０は、順次式基板カセットを収納するための複数の順次式基板カセット台２７２を備える。順次式基板カセット台２７２は、順次式基板カセット内の基板を順番に搬出したり、基板を順次式基板カセット内に搬入するために用いられる。基板搬送装置２５０は、複数の順次式基板カセット台２７２に沿って配置された移動レール２７６と、移動レール２７６に沿って移動可能であって、基板をプロセス装置２６０のベルトコンベア２６２まで搬出したり、プロセス装置２６０のベルトコンベア２６２から基板を順次式基板カセットへと搬送するための受載移送装置２７４とを有している。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

従来のランダム式基板カセットの立体図と断面概略図。 従来の順次式基板カセットの立体図と断面概略図。 従来のランダム式基板カセットの基板の搬送作業を示す概略図。 従来の順次式基板カセットの基板の搬送作業を示す概略図。 従来の基板搬送装置の概略図。 本発明の第１の実施形態による基板搬送装置の概略図。 本発明の第２の実施形態による基板搬送装置の概略図。 本発明の第３の実施形態による基板搬送装置の概略図。 本発明の第４の実施形態による基板搬送装置の概略図。 本発明の第５の実施形態による多段式受載移送装置の斜視概略図。 本発明の第６の実施形態による基板搬送装置の概略図。

符号の説明

１０：プロセス装置
１２：ロードロック室
２０：ロボットアーム
２２：順次式基板カセット台
２４：受載移送装置
２６：ガラス基板
３０：ランダム式基板カセット
３２：フレーム
３４：支持ピン
３６：ロボットアーム
３８：プロセス装置
４０：順次式基板カセット
４２：フレーム
４４：支持ワイヤー
４６：ホイール
４８：プロセス装置
５０：基板搬送装置
５１：基板搬送装置
５２：基板搬送装置
５３：基板搬送装置
６０：プロセス装置
６２：ロードロック室
７０：ロボットアーム
７２：順次式基板カセット台
７４：受載移送装置
７６：移動レール
７６’：移動レール
１００：多段式受載移送装置
１１０：台座
１１２：油圧昇降装置
１１４：第１段受載装置
１１６：第２段受載装置
１１８：支柱
１２０：溝
１２２：ホイール
２５０：基板搬送装置
２６０：プロセス装置
２６２：プロセス・ベルトコンベア
２７２：順次式基板カセット台
２７４：受載移送装置
２７６：移動レール

Claims (6)

1. 複数の基板カセットからプロセス装置へ基板を搬送するための基板搬送装置であって、各々の基板カセットは、収容する複数の基板が下方のものから順番に搬出される順次式基板カセットであり、基板搬送装置は、
   各々が基板カセットを収納するとともに基板カセット内の複数の基板を下方のものから順番に搬出する複数の基板カセット台と、
   前記複数の基板カセット台に沿って配置された少なくとも一つの移動レールと、
   前記移動レールの一つに沿って移動可能であり、前記基板カセット台が搬出する基板を受載する第１移送装置と、
   前記移動レールの一つに沿って移動可能であり、第１移送装置上の基板をプロセス装置へ搬送するロボットアームと、
   を有する基板搬送装置。
2. 前記少なくとも一つの移動レールは、基板カセット台に沿って配置された第１移動レールを有し、
   前記第１移送装置と前記ロボットアームは、第１移動レールに沿って移動することを特徴する請求項１に記載の基板搬送装置。
3. 前記少なくとも一つの移動レールは、前記複数の基板カセット台に沿って配置された第１移動レールと、第１移動レールと平行である第２移動レールを有し、
   前記第１移送装置は第１移動レールに沿って移動し、前記ロボットアームは第２移動レールに沿って移動することを特徴する請求項１に記載の基板搬送装置。
4. 前記移動レールの一つに沿って移動可能であって、前記基板カセット台が搬出する基板を受載する第２移送装置をさらに有する請求項１に記載の基板搬送装置。
5. 前記第１移送装置は、前記基板カセット台が搬出する基板を受載する移送装置が複数段に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の基板搬送装置。
6. 前記第１移送装置は、旋回可能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。

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