JP4626205B2

JP4626205B2 - 基板の受渡し方法、及びその装置

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Publication number: JP4626205B2
Application number: JP2004219480A
Authority: JP
Inventors: 健介鈴木
Original assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Current assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Priority date: 2004-07-28
Filing date: 2004-07-28
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2024-07-28
Also published as: JP2006036471A

Description

本発明は、所定の隙間をおいて配置された送り側装置と受け側装置との間で基板を移送して受け渡す方法、及びその装置に関するものである。

半導体を製造するための薄板状の基板（ガラス基板）は、複数台の基板処理装置によって処理される。基板は、平面視において方形状であり、その大きさは５００mm×６００mmのものから、近時の技術の発展に伴い、２０００mm×１８００mmのものも存している。また、その厚さは０．５〜１mm程度である。該基板は、基板カセットに多段に収容されていて、基板受渡し装置によって基板カセットから搬出され、基板処理装置に受け渡される。前記基板受渡し装置には、各種の技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

従来の基板受渡し装置Ａ’について、本発明の図面を援用しながら説明する。図１及び図２に示されるように、基板受渡し装置Ａ’を移動させる一対のガイドレール６の一方の側に基板カセットＣが配設されていて、他方の側に基板処理装置Ｂが配設されている。基板カセットＣに収容された基板Ｇは、基板受渡し装置Ａ’によって引き出された後、基板処理装置Ｂに移送される。このときの作用を、簡単に説明する。多数枚の基板Ｇが収容された基板カセットＣから、基板Ｇが基板受渡し装置Ａ’に移送される。基板受渡し装置Ａ’に移送された基板Ｇは、空気浮上装置（図示せず）から噴出された空気Ｓにより基板支持部５１の上面から少し持ち上げられた状態で支持されている。また、基板処理装置Ｂに移送された基板Ｇも、空気Ｓにより基板支持部５２の上面から少し持ち上げられた状態で支持される。基板受渡し装置Ａ’の基板支持部５１は、基板カセットＣ及び基板処理装置Ｂと干渉しない位置において水平面内で１８０°回転した後、基板Ｇの前端部５３を基板処理装置Ｂの側に向けた状態で移動し、基板処理装置Ｂとほぼ同一高さとなって相対向する。ここで、基板受渡し装置Ａ’の基板支持部５１と基板処理装置Ｂとの間には、不測の理由により異物等が挟まって装置に不良が発生することを防止するため、所定の隙間Ｖが設けられている。なお、両装置Ａ',Ｂの間に前記「所定隙間Ｖ」を設けるのは、基本設計項目の一つである。

基板受渡し装置Ａ'(送り側装置）に配置されている基板Ｇが、受け側装置（基板処理装置Ｂ）に受け渡される場合の作用を説明する。基板受渡し装置Ａ’の基板支持部５１が、基板処理装置Ｂの基板支持部５２とほぼ同一の高さ位置に配置される。図６の（イ）に示されるように、基板受渡し装置Ａ’と基板処理装置Ｂの各基板支持部５１，５２どうしの間には、所定の隙間Ｖが設けられているため、基板受渡し装置Ａ’の基板支持部５１に配置されている基板Ｇが、該基板支持部５１から離脱すると基板Ｇの前端部５３が自重により撓み、基板処理装置Ｂと干渉するおそれがある。また、図６の（ロ）に示されるように、基板Ｇの大部分が基板受渡し装置Ａ’の基板支持部５１から離脱したときにも、該基板Ｇの後端部５４が撓み、基板受渡し装置Ａ’の基板支持部５１と接触するおそれがある。これにより、基板Ｇが損傷されてしまう。

基板Ｇを、空気Ｓで浮上させて移送させるという方法は、コンベア装置等により基板Ｇを移送させる方法と比較して、基板Ｇとの接触部位が存しないため、該基板Ｇを損傷させるおそれは全くない。しかしながら、コンベア装置等のように、基板Ｇを直接支持することができないため、基板Ｇの前端部５３の撓み量δ’は、図６の（イ）に示されるように、最前部の空気噴出孔５５から基板Ｇの前端部５３までの撓み部分の長さＬが長くなることに起因して大きくなる。しかも、前記撓み量δ’は、前記撓み部分の長さＬの三乗に比例して大きくなる。これにより、特に、空気浮上方式で基板Ｇを受け渡す場合に、基板Ｇの前後端部５３，５４と相手方の装置Ａ',Ｂとの接触が問題となる。
特開２００２−１８１７１４号公報

本発明は、上記した不具合に鑑み、送り側装置と受け側装置との間で基板が移送されるとき、撓み状態の基板の前後端部と相手方の装置とが接触しないようにすることを課題としている。

上記課題を解決するための請求項１の発明は、送り側装置と受け側装置とが所定の隙間をおいて配置されて、基板の受渡し開始直後において前記隙間で基板の前端部が片持ち状に撓む際には、受け側装置が送り側装置よりも相対的に低くなるように設定すると共に、基板の受渡し終了直前において前記隙間で基板の後端部が片持ち状に撓む際には、受け側装置が送り側装置よりも相対的に高くなるように設定して、基板の前後端部が受け側及び送り側の各装置に接触するのを回避して、空気浮上により基板を移送して受け渡す方法であって、前記送り側装置の基板は、空気浮上された当該基板の後端部を基板把持装置により把持した状態で、当該基板把持装置を送り方向に移動させることにより、当該基板を移送することを特徴としている。

請求項１の発明では、空気浮上された基板を送り側装置から受け側装置に移送させる際に、送り側と受け側の各装置の間に形成された隙間に基板の前端部が配置されると、該前端部が片持ち状に撓む。同様に、前記隙間に基板の後端部が配置されると、該後端部が片持ち状に撓む。これにより、基板の前後端部が相手方の装置に接触するおそれがあるが、基板の前後端部が相手方の装置に接触することを防止すべく、基板の受渡し開始直後においては、受け側装置が送り側装置よりも相対的に低くなるように、また、基板の受渡し終了直前においては、受け側装置が送り側装置よりも相対的に高くなるように設定されている。これにより、空気浮上された基板の前後端部と相手方の装置とが接触することなく、送り側装置の基板は、その後端部が基板把持装置により把持された状態で、当該基板把持装置を送り方向に移動させることにより、当該基板は受け側装置に移送される。

また、請求項２の発明は、送り側装置と受け側装置とが所定の隙間をおいて配置されて、基板の受渡し開始直後において前記隙間で基板の前端部が片持ち状に撓む際には、受け側装置が送り側装置よりも相対的に低くなるように設定すると共に、基板の受渡し終了直前において前記隙間で基板の後端部が片持ち状に撓む際には、受け側装置が送り側装置よりも相対的に高くなるように設定して、基板の前後端部が受け側及び送り側の各装置に接触するのを回避して、空気浮上により基板を移送して受け渡す装置であって、所定間隔をおいて配置された基板の送り側装置と受け側装置の少なくとも一方には、装置を上下動させる手段を備え、前記送り側装置には、空気浮上された前記基板の後端部を把持して、この状態で当該基板を送り方向に移動可能な基板把持装置が設けられていることを特徴としている。

請求項２の発明は、「方法の発明」に係る請求項１の発明を実施するための「装置の発明」であって、実質的な作用効果は、請求項１の発明の作用効果と同一である。

本発明によれば、空気浮上された基板の前後端部と相手方の装置とが接触することなく、送り側装置の基板は、その後端部が基板把持装置により把持された状態で、当該基板把持装置を送り方向に移動させることにより、当該基板は受け側装置に移送される。

以下、本発明の最良実施例を挙げて、本発明を更に詳細に説明する。図１は基板受渡し装置Ａ₁、基板処理装置Ｂ及び基板カセットＣの正面図、図２は、図１の状態の平面図である。

第１実施例の基板受渡し装置Ａ₁について説明する。図１及び図２に示されるように、液晶表示装置等に使用される基板Ｇは、基板カセットＣに多段にして収容される。前記基板Ｇは、基板受渡し装置Ａ₁(基板移送ロボット）により基板カセットＣから搬出されて、基板処理装置Ｂ（例えば、フォト装置、ＣＶＤ装置等）に移送される。また、基板処理装置Ｂにより所定の処理がなされた基板Ｇは、基板受渡し装置Ａ₁によって該基板処理装置Ｂから搬出され、次工程の基板処理装置Ｂに移送されたり、基板カセットＣに搬入されたりする。なお、図２において、基板カセットＣから移送された基板Ｇが配置された状態の基板受渡し装置Ａ₁を二点鎖線で示す。

最初に、基板カセットＣについて簡単に説明する。本実施例の基板カセットＣは、基板Ｇの搬入出方向Ｐと直交する水平方向に沿って複数本（本実施例の場合、５本）の支持ワイヤ１が、奥行方向と高さ方向に所定間隔をおいて取付けられている。これにより、各段の支持ワイヤ１の直上に、基板Ｇを収容するための収容棚Ｄが多段に形成されている。基板Ｇは、各段の支持ワイヤ１に支持されることによって基板カセットＣの各収容棚Ｄに収容される。基板カセットＣは、カセット載置台２に載置されている。該カセット載置台２には、上面部に３個の送りローラ３が取付けられた４本の昇降ブロック体４が、各支持ワイヤ１と干渉することなく昇降可能に配置されている。

前記基板カセットＣに収容された基板Ｇを搬出する場合、最下段の基板Ｇから順に搬出される。即ち、各昇降ブロック体４が上昇し、各送りローラ３によって最下段の基板Ｇが、対応する各支持ワイヤ１から僅かに持ち上げられる。各送りローラ３を駆動回転させることにより、基板カセットＣから基板Ｇが搬出される。そして、予め、最下段の基板Ｇと対応する高さ位置に待機されていた基板受渡し装置Ａの基板支持部５に移送されて搬出される。また、基板カセットＣに基板Ｇを搬入する場合、基板受渡し装置Ａ₁の基板支持部５に支持されている基板Ｇが、基板カセットＣに収容されている最下段の基板Ｇの直下の収容棚Ｄに移送されて搬入される。

次に、第１実施例の基板受渡し装置Ａ₁について説明する。基板受渡し装置Ａ₁は、床面に敷設された一対のガイドレール６にガイドされ、走行方向Ｑに沿って自走可能である。前記一対のガイドレール６の両側に、基板処理装置Ｂと基板カセットＣが設置されている。そして、基板受渡し装置Ａ₁と基板処理装置Ｂ及び基板カセットＣとの間には、所定の隙間Ｖが形成されている。

基板受渡し装置Ａ₁を構成するベース板７の底面部には、一対のガイドレール６に装着される各ガイド体８が取付けられている。基板受渡し装置Ａ₁は、一対のガイドレール６にガイドされ、走行方向Ｑに沿って自走可能である。前記ベース板７の上面部で、平面視におけるほぼ中央部には回転支持部９が固着されていて、該回転支持部９に基板受渡し装置Ａの基板支持部５を支持するための装置支持部１１が軸心ＣＬを中心に回転自在に配設されている。前記装置支持部１１には、「く」の字状に取付けられた各リンク部材１２，１３を介して基板支持部５が連結されている。装置支持部１１と下側のリンク部材１２との連結部、及び、基板支持部５と上側のリンク部材１３との連結部には各制御モータ（図示せず）が内装されていて、各リンク部材を回動させることができる。各制御モータを作動させ、装置支持部１１に対して下側のリンク部材１２を所定方向に回動させると共に、基板支持部５に対して上側のリンク部材を、下側のリンク部材の回動に同期させながら反対方向に回動させることにより、基板支持部５を水平に保持したまま昇降させることができる。

図２に示されるように、基板支持部５の上面には、一対のガイドレール１４が敷設されていて、該ガイドレール１４に、基板Ｇの端部を把持するための基板把持装置１５が装着されている。また、基板支持部５のほぼ中央部分には、前記一対のガイドレール１４と平行にして溝部１６が設けられている。溝部１６には、基板把持装置１５を移動させるためのボールねじ装置１７が配設されている。ボールねじ装置１７は、ボールねじ１８と、該ボールねじ１８を駆動回転させるための制御モータＭとから構成されている。基板把持装置１５は、前記ボールねじ１８に連結されていて、前記制御モータＭを作動させてボールねじ１８を所定方向に回転させることにより、基板把持装置１５を水平移動させることができる。この結果、基板把持装置１５に把持された基板Ｇが水平移動される。

前記基板支持部５における一対のガイドレール１４と溝部１６との間には、多数個の空気噴出孔１９が設けられている。そして、図示しない空気供給装置から送られた空気Ｓが、前記各空気噴出孔１９から噴出される。基板把持装置１５に把持された基板Ｇは、各空気噴出孔１９から噴出された空気Ｓによって持ち上げられる。これにより、基板Ｇの周縁部が基板支持部５に擦られて損傷することが防止される。

次に、基板処理装置Ｂについて簡単に説明する。基板処理装置Ｂの基板支持部２１にも多数個の空気噴出孔２２が設けられていて、基板受渡し装置Ａ₁から基板処理装置Ｂの基板支持部２１に移送された基板Ｇは、各空気噴出孔２２から噴出される空気Ｓによって持ち上げられる。そして、図３の（ハ）に示されるように、基板把持装置２３に基板Ｇの前端部２４が把持されて基板処理装置Ｂ内に搬入される。

第１実施例の基板受渡し装置Ａ₁の作用について、基板受渡し装置Ａ₁の基板支持部５に支持されている基板Ｇを基板処理装置Ｂに移送する場合を説明する。なお、図３ないし図５においては、説明を容易にするため、基板Ｇの撓みを誇張して図示してある。基板Ｇの受渡し開始直後においては、図３の（イ）に示されるように、基板受渡し装置Ａ₁の基板支持部５に支持された基板Ｇは、後端部２５が基板把持装置１５（図１参照）に把持されていて、それ以外の大部分は、各空気噴出孔１９から噴出される空気Ｓにより、基板支持部５の上面から持上げ量Ｅだけ持ち上げられている。基板受渡し装置Ａ₁の基板支持部５は、基板処理装置Ｂの基板支持部２１よりも高さＨ₁だけ上方に配置されている。図３の（ロ）に示されるように、前記高さＨ₁は、基板Ｇの前端部２４の最大撓み量δ₁から基板Ｇの持上げ量Ｅを引いたものよりも少し大きい（Ｈ₁＞δ₁−Ｅ) 。これにより、最大撓み状態における基板Ｇの前端部２４の最下端部と基板処理装置Ｂの基板支持部２１との間には隙間ｅ₁が形成され、基板Ｇが移送されても、該基板Ｇの前端部２４が基板処理装置Ｂの基板支持部２１と干渉するおそれはない。

そして、図３の（ハ）に示されるように、基板Ｇの前端部２４が、基板処理装置Ｂの基板支持部２１に設けられた最前列の空気噴出孔２２に到達すると、基板Ｇの前端部２４は、前記空気噴出孔２２から噴出する空気Ｓの浮上力によって、持上げ量Ｅだけ持ち上げられる。これにより、基板Ｇの前端部２４と、基板処理装置Ｂの基板支持部２１とが接触するおそれはない。基板受渡し装置Ａ₁の基板支持部５を徐々に下降させ、基板処理装置Ｂの基板支持部２１と同一高さに配置する。基板Ｇの前端部２４は、基板処理装置Ｂの基板把持装置２３に把持され、各空気噴出孔２２から噴出される空気Ｓによって持ち上げられたまま移送される。

基板Ｇの受渡し終了直前においては、図３の（ニ）に示されるように、基板Ｇの後端部２５が基板受渡し装置Ａ₁の基板支持部５から離脱する。すると、基板Ｇの後端部２５に空気Ｓの浮上力が及ばなくなって下方に撓み、基板受渡し装置Ａ₁の基板支持部５と接触するおそれがある。これを防止するため、前記基板支持部５が下降される。このときの下降量Ｈ₂は、基板Ｇの後端部２５の最大撓み量δ₂から、基板処理装置Ｂにおける基板Ｇの持上げ量Ｅを引いたもの（δ₂−Ｅ）よりも少し大きい（Ｈ₂＞δ₂−Ｅ）。これにより、最大撓み状態における基板Ｇの後端部２５の最下端部と基板受渡し装置Ａ₁の基板支持部５との間には隙間ｅ₂が形成され、基板Ｇが移送されても、該基板Ｇの後端部２５が基板受渡し装置Ａ₁の基板支持部５に接触するおそれはない。

上記したように、第１実施例の基板受渡し装置Ａ₁の場合、空気浮上方式により持ち上げられ、前後端部２４，２５の各撓み量δ₁,δ₂が大きな基板Ｇであっても、送り側装置（基板受渡し装置Ａ₁)と受け側装置（基板処理装置Ｂ）とを相対的に昇降させた状態で移送させているため、基板Ｇの前後端部２４，２５と基板処理装置Ｂの基板支持部２１又は基板受渡し装置Ａ₁の基板支持部５とが接触するおそれはない。これは、基板Ｇの底面部と前後端部２４，２５にいかなる損傷をも与えることなく、該基板Ｇを移送させることができるということを意味している。即ち、本発明に係る基板Ｇの受渡し方法により、特に、空気浮上方式で基板Ｇを移送させる場合に顕著な効果が奏される。

次に、第２実施例の基板受渡し装置Ａ₂について説明する。第１実施例の基板受渡し装置Ａ₁は、基板支持部５の上面にのみ各空気噴出孔１９が設けられている。これに対して、第２実施例の基板受渡し装置Ａ₂では、図４の（イ）に示されるように、基板受渡し装置Ａ₂の基板支持部５の上面だけでなく、基板支持部５の前側面部２６（基板処理装置Ｂの基板支持部２１と対向する側面部）にも、空気噴出孔２７が斜め上方に向けて設けられている。図４の（ロ）及び（ニ）に示されるように、基板受渡し装置Ａ₂の基板支持部５を離脱した基板Ｇの前後端部２４，２５は、自重によって撓もうとする。しかし、前記空気噴出孔２７から噴出される空気Ｓにより、基板Ｇの前後端部２４，２５が持ち上げられ、それらの最大撓み量δ₃,δ₄は第１実施例の場合の最大撓み量δ₁,δ₂よりも小さくなる。そして、各最大撓み量δ₁,δ₂が基板Ｇの持上げ量Ｅよりも小さければ、予め基板受渡し装置Ａ₂の基板支持部５を上方に配置させたり、前記基板支持部５を下降させなくても（換言すれば、基板受渡し装置Ａ₂の基板支持部５と基板処理装置Ｂの基板支持部２１とを同一高さに配置させたままであっても）、基板Ｇの前端部２４が基板処理装置Ｂの基板支持部２１と干渉したり、後端部２５が基板受渡し装置Ａ₂の基板支持部５と接触したりすることが防止される。即ち、第２実施例の基板受渡し装置Ａ₂の場合、基板Ｇの撓みに応じて基板支持部５を昇降させることが不要となるため、基板受渡し装置Ａ₂の制御が簡単になるという利点がある。また、空気Ｓによって持ち上げられる構成であるため、基板受渡し装置Ａ₂と基板処理装置Ｂとの間の隙間Ｖを広くする必要はない。

次に、第３実施例の基板受渡し装置Ａ₃について説明する。図５の（イ）に示されるように、第３実施例の基板受渡し装置Ａ₃では、基板支持部５の前端部に補助ローラ２８が設けられている。補助ローラ２８の最上部の高さは、基板Ｇの持上げ量Ｅとほぼ同一である。図５の（ロ）に示されるように、各空気噴出孔１９から噴出される空気Ｓによって持ち上げられて移送される基板Ｇが、基板支持部５から離脱されようとするとき、該基板Ｇは補助ローラ２８に支持される。このため、基板Ｇの前端部２４の最大撓み量δ₅は、第１実施例の場合の最大撓み量δ₁と比較して小さくなる。同様に、基板Ｇの後端部２５の最大撓み量δ₆も小さくなる。この結果、基板受渡し装置Ａ₃の基板支持部５の昇降量が少なくて済む。

本明細書では、送り側装置（基板受渡し装置Ａ₁〜Ａ₃) の基板支持部５を、床面に対して垂直に昇降させる場合について説明したが、受け側装置（基板処理装置Ｂの基板支持部２１）を昇降させても、双方の装置を協調させて昇降させても構わない。また、床面に対して垂直に昇降させるのではなく、斜めに上下動させる場合であっても構わない。

本明細書の各実施例における受け側装置はいずれも基板処理装置Ｂであるが、それ以外の装置、例えば基板カセットＣであっても構わない。

基板受渡し装置Ａ₁、基板処理装置Ｂ及び基板カセットＣの正面図である。図１の状態の平面図である。（イ）〜（ニ）は、第１実施例の基板受渡し装置Ａ₁の基板支持部５に支持された基板Ｇを、基板処理装置Ｂに移送する場合の作用説明図である。同じく、第２実施例の基板受渡し装置Ａ₂の基板支持部５に支持された基板Ｇを、基板処理装置Ｂに移送する場合の作用説明図である。同じく、第３実施例の基板受渡し装置Ａ₃の基板支持部５に支持された基板Ｇを、基板処理装置Ｂに移送する場合の作用説明図である。（イ）は、従来の受渡し方法によって基板Ｇの前端部５３と基板処理装置Ｂとが干渉する状態を示す図であり、（ロ）は同じく、基板Ｇの後端部５４が基板受渡し装置Ａ’の基板支持部５１に接触する状態を示す図である。

Ａ₁〜Ａ₅：基板受渡し装置（送り側装置）
Ｂ：基板処理装置（受け側装置）
Ｇ：基板
Ｓ：空気
Ｖ：隙間
１２，１３：リンク部材（上下動手段）
２４：前端部
２５：後端部

Claims

送り側装置と受け側装置とが所定の隙間をおいて配置されて、
基板の受渡し開始直後において前記隙間で基板の前端部が片持ち状に撓む際には、受け側装置が送り側装置よりも相対的に低くなるように設定すると共に、
基板の受渡し終了直前において前記隙間で基板の後端部が片持ち状に撓む際には、受け側装置が送り側装置よりも相対的に高くなるように設定して、
基板の前後端部が受け側及び送り側の各装置に接触するのを回避して、空気浮上により基板を移送して受け渡す方法であって、
前記送り側装置の基板は、空気浮上された当該基板の後端部を基板把持装置により把持した状態で、当該基板把持装置を送り方向に移動させることにより、当該基板を移送することを特徴とする基板の受渡し方法。
送り側装置と受け側装置とが所定の隙間をおいて配置されて、
基板の受渡し開始直後において前記隙間で基板の前端部が片持ち状に撓む際には、受け側装置が送り側装置よりも相対的に低くなるように設定すると共に、
基板の受渡し終了直前において前記隙間で基板の後端部が片持ち状に撓む際には、受け側装置が送り側装置よりも相対的に高くなるように設定して、
基板の前後端部が受け側及び送り側の各装置に接触するのを回避して、空気浮上により基板を移送して受け渡す装置であって、
所定間隔をおいて配置された基板の送り側装置と受け側装置の少なくとも一方には、装置を上下動させる手段を備え、
前記送り側装置には、空気浮上された前記基板の後端部を把持して、この状態で当該基板を送り方向に移動可能な基板把持装置が設けられていることを特徴とする基板の受渡し装置。