JP4842746B2 - 基板搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス基板のようなシート状の基板を搬送する基板搬送装置に関するものである。

従来、ガラス基板の搬送装置として、例えば、特許文献１に開示されている浮上搬送装置がある。
この浮上搬送装置は、ステージ表面上に多数のエアー吹き出し孔を備える複数の浮上エアーステージと、各浮上エアーステージの両端に配置された吸着搬送部とを備えている。浮上エアーステージによりガラス基板を浮上させた状態で、吸着搬送部により吸着保持して搬送方向に移動させることでガラス基板が、順次、次の浮上エアーステージに送られ搬送されていくようになっている。

この場合において、各浮上エアーステージの高さのばらつきや、振動を抑えるための除振台による上下動によって、隣接する浮上エアーステージの表面に高低差が生ずるのを防止するために、隣接する２つの浮上エアーステージの間に相互に嵌合する凹部と凸部とからなるジョイント機構を備えている。ガラス基板が、浮上エアーステージを越えて搬送される際にジョイント機構が連結されることにより、浮上エアーステージ間の高低差を低減し、ガラス基板をスムーズに搬送することができる。
特開２００４−３３１３１９号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている浮上搬送装置では、ガラス基板が１つの浮上エアーステージ上に配置されているとき、各浮上エアーステージに備えられた除振台を機能させるために、ジョイント機構による連結を解除する必要がある。したがって、特許文献１の浮上搬送装置では、浮上エアーステージを越えてガラス基板を搬送する都度に、ジョイント機構の連結および解除を繰り返さなければならないという不都合がある。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、搬送の都度にジョイント機構の着脱を行うことを必要とせず、搬送機構の高低差に関わらず、基板をスムーズに搬送することができる基板搬送装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、可撓性のあるシート状の基板を浮上させて搬送する２以上の浮上ステージと、該浮上ステージにより浮上させられた状態の基板を把持して搬送方向に移動させる送り機構と、前記浮上ステージを連結する連結部とを備え、該連結部が、各浮上ステージに取り付けられた固定ローラと、該固定ローラ間に、該固定ローラの回転軸に平行な軸線回りに揺動可能に取り付けられたリンクと、該リンクに取り付けられた１以上の可動ローラとを備える基板搬送装置を提供する。

本発明によれば、浮上ステージの作動によりシート状の基板が浮上された状態で、送り機構の作動により、基板が把持されて搬送方向に移動させられる。基板が浮上ステージ間を通過するときには、まず、基板の搬送方向前縁近傍が、送り元の浮上ステージに固定された固定ローラによって支持されつつ移動する。次いで、固定ローラ間に設けられたリンクに取り付けられた可動ローラに受け渡されて支持される。最後に、送り先の浮上ステージに固定された固定ローラに支持されつつ移動し、浮上ステージにより浮上された支持状態となるまで搬送される。

この場合において、隣接する浮上ステージ間に高低差が存在する場合には、各浮上ステージに取り付けられた固定ローラの高さ位置が変化することとなるが、本発明においては、高低差が発生する固定ローラ間に揺動可能なリンクが設けられ、該リンクに可動ローラが取り付けられているので、２つの固定ローラの間の高さ位置に可動ローラが配置される。その結果、ローラ間の高低差が低減され、基板がスムーズに搬送されることになる。

上記発明においては、前記各ローラは、前記基板の搬送方向前縁との接触点における前記基板の搬送方向前縁における接線と各ローラの接線とのなす角が、所定値以下となるように配置されていることとしてもよい。
このようにすることで、基板の搬送方向前縁がローラに接触する際の衝撃が低減され、基板の前縁の破損を防止するとともに、搬送中における基板の振動を低減することができる。

また、上記発明においては、前記リンクが、複数のリンク部材を揺動可能に連結し、各リンク部材間に揺動を制限する方向に付勢する付勢手段を備えることとしてもよい。
このようにすることで、基板の変形に合わせてリンク部材を揺動させ、リンク部材に取り付けられた可動ローラを基板に接触させて確実に支持することが可能となる。リンク部材間の揺動は付勢手段によって制限されるので、各リンク部材に作用するモーメントをバランスさせて、固定ローラ間に滑らかな曲線を描くように可動ローラを配置することができる。その結果、さらにスムーズに基板を搬送することが可能となる。

また、上記発明においては、前記各ローラが、前記基板の搬送速度に一致する周速度で回転駆動されることとしてもよい。
このようにすることで、送り機構により搬送される基板の搬送速度に一致する周速度で、ローラが回転駆動されるので、各ローラと基板との摩擦を低減し、基板の摩耗を抑制することができる。

また、上記発明においては、前記各ローラが、前記送り機構の駆動源により駆動されることとしてもよい。このようにすることで、各ローラの複雑な回転制御を行うことなく、送り機構による基板の搬送に同期させて各ローラを回転駆動させることができる。

搬送の都度にジョイント機構の着脱を行うことを必要とせず、搬送機構の高低差に関わらず、基板をスムーズに搬送することができるという効果を奏する。

本発明の第１の実施形態に係る基板搬送装置１について、図１〜図５を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る基板搬送装置１は、図１に示されるように、基板Ａの搬送方向Ｂに沿って隣接配置された２つの搬送機構２Ａ，２Ｂと、両者を連結する連結装置（連結部）３とを備えている。

各搬送機構２Ａ，２Ｂには、可撓性のあるシート状の基板Ａ、例えば、ウェハやＦＰＤガラス基板を浮上させて搬送する浮上ステージ４Ａ，４Ｂと、該浮上ステージ４Ａ，４Ｂにより浮上させられた状態の基板Ａを把持して搬送方向に移動させる送り機構５Ａ，５Ｂがそれぞれ設けられている。
少なくとも一方の搬送機構２Ａ（２Ｂ）は、例えば、基板検査装置に備えられている。基板検査装置は、図示しない検査ユニットを備え、該検査ユニットにより、送られてきた基板Ａを検査するようになっている。したがって、検査時における外部からの振動を抑制するために、図示しない制振装置が備えられ、搬送機構２Ａ（２Ｂ）を上下動させて振動を抑制するようになっている。

各浮上ステージ４Ａ，４Ｂは、基板Ａを載置する載置面に設けられた複数の空気孔（図示略）から空気を吐出させることにより、基板Ａを平坦な状態に維持しつつ浮上させることができるようになっている。
送り機構５Ａ，５Ｂは、例えば、搬送方向に沿って設けられたレール６Ａ，６Ｂ上を移動可能なスライダ７Ａ，７Ｂと、該スライダ７Ａ，７Ｂに搭載され、前記基板Ａの端部を把持あるいは解放することにより着脱する着脱機構８Ａ，８Ｂとを備えている。ここでは、着脱機構８Ａ，８Ｂは、例えば、基板Ａを吸着して把持するようになっている。

浮上ステージ４Ａ，４Ｂ上に浮上状態に維持された基板Ａの端部を着脱機構８Ａ，８Ｂによって把持し、スライダ７Ａ，７Ｂをレール６Ａ，６Ｂ上に搬送方向Ｂに沿って移動させることで、基板Ａを平坦な状態に維持したまま搬送方向Ｂに搬送することができるようになっている。

前記連結装置３は、図２に示されるように、各浮上ステージ４Ａ，４Ｂの端面に取り付けられた固定ローラ９Ａ，９Ｂと、該固定ローラ９Ａ，９Ｂ間に、該固定ローラ９Ａ，９Ｂの回転軸に揺動可能に取り付けられたリンク１０と、該リンク１０に取り付けられた複数の可動ローラ１１とを備えている。
固定ローラ９Ａ，９Ｂ、リンク１０および可動ローラ１１は、図１に示されるように、２つの浮上ステージ４Ａ，４Ｂ間に間隔をあけて複数並列に配置されている。また、固定ローラ９Ａ，９Ｂおよび可動ローラ１１はそれぞれの回転軸回りに回転自在に設けられている。

前記固定ローラ９Ａ，９Ｂはその周面を、前記浮上ステージ４Ａ，４Ｂにより浮上させられた状態の基板Ａの下面位置に概略一致させた状態で配置されている。したがって、送り機構５Ａ，５Ｂの作動により、基板Ａが一方の浮上ステージ４Ａから他方の浮上ステージ４Ｂに向けて送り出される際には、まず、固定ローラ９Ａが基板Ａの下面を支持するようになっている。

前記リンク１０は、一方の固定ローラ９Ａの回転軸を、一端に設けられた貫通穴１０ａに嵌合させることにより、揺動可能に取り付けられている。また、他方の固定ローラ９Ｂの回転軸を、他端に設けられた長孔１０ｂに嵌合させることにより、揺動可能かつ長手方向に相対移動可能に取り付けられている。

そして、リンク１０は、２つの浮上ステージ４Ａ，４Ｂの高さが一致しているときには、図２に示されるように水平に保持され、複数の可動ローラ１１の周面と、固定ローラ９Ａ，９Ｂの周面とが同一高さになるように構成されている。
一方、制振装置の作動により、浮上ステージ４Ａ（４Ｂ）が上下動された場合には、２つの浮上ステージ４Ａ，４Ｂの高さが一致しなくなる。この場合には、図３および図４に示されるように、固定ローラ９Ａ，９Ｂ間のリンク１０が揺動して連結状態が維持されるようになっている。このとき、固定ローラ９Ａ，９Ｂ間の距離が変化するので、リンク１０に設けられた長孔１０ｂ内で固定ローラ９Ｂの回転軸を移動させることにより、リンク１０を固定ローラ９Ｂに対して長手方向に移動させ、距離の変化を吸収するようになっている。

搬送方向Ｂの上流側に配されている浮上ステージ４Ａに固定された固定ローラ９Ａと、該固定ローラ９Ａに隣接して配置された可動ローラ１１との間隔寸法は、リンク１０の最大揺動角度を考慮して設定されている。すなわち、図５に示されるように、搬送方向Ｂに沿って下流側に配される浮上ステージ４Ｂが高くなる場合に、搬送される基板Ａの前縁が可動ローラ１１の周面に接触することとなるが、この場合に、可動ローラ１１との接触点における周面の接線方向と基板Ａとのなす角θが所定の値以下になるように、固定ローラ９Ａと可動ローラ１１との間隔寸法が設定されている。
このようにすることで、基板Ａの前縁が可動ローラ１１に接触しても大きな振動を与えられることなくスムーズに搬送されていくようになっている。

このように構成された本実施形態に係る基板搬送装置１の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る基板搬送装置１を用いて、ウェハやＦＰＤガラス基板のような可撓性のある基板Ａを搬送するには、搬送方向の上流側に配置されている搬送機構２Ａの浮上ステージ４Ａにより基板Ａを浮上させた状態で、該搬送機構２Ａの送り機構５Ａの着脱機構８Ａによって基板Ａを把持して搬送方向Ｂに直線移動させる。

そして、上流側の搬送機構２Ａの浮上ステージ４Ａの端部から下流側の搬送機構２Ｂに向けて基板Ａが送り出されると、その前縁が、まず、浮上ステージ４Ａに固定されている固定ローラ９Ａの周面に接触して支持される。固定ローラ９Ａの周面は、浮上ステージ４Ａにより浮上された状態の基板Ａの下面に接触する高さに設定されているので、基板Ａは平坦な状態を保ったまま、固定ローラ９Ａを回転させつつ直線搬送される。

そして、基板Ａの前縁は、さらに隣接する可動ローラ１１へと進行する。
この場合において、２つの搬送機構２Ａ，２Ｂが両方とも同一の高さに維持されている場合には、間に配置されるリンク１０が水平に維持されるので、搬送される基板Ａの前縁は、可動ローラ１１の周面に突き当たることなく受け渡される。これにより、基板Ａは水平な状態に維持されたまま、下流側の搬送機構２Ｂへ送り込まれ、下流側の浮上ステージ４Ｂにより浮上させられるとともに該下流側の搬送機構２Ｂの送り機構５Ｂによって把持されてスムーズに搬送される。

一方、２つの搬送機構２Ａ，２Ｂの内、下流側に配置される搬送機構２Ｂの浮上ステージ４Ｂのレベルが高い場合には、図４に示されるように、リンク１０が揺動させられる結果、上流側の浮上ステージ４Ａに固定されている固定ローラ９Ａよりもリンク１０に取り付けられている可動ローラ１１の方が高い位置に配されることになる。その結果、固定ローラ９Ａを転動させることによって支持された基板Ａの前縁は、可動ローラ１１の周面に突き当たることになる。

しかし、本実施形態に係る基板搬送装置１によれば、固定ローラ９Ａ，９Ｂ間に揺動可能なリンク１０が設けられ、該リンク１０に可動ローラ１１が設けられているので、固定ローラ９Ａ，９Ｂ間の高低差よりも固定ローラ９Ａと可動ローラ１１との間の高低差が低減されている。しかも、可動ローラ１１は、固定ローラ９Ａに対して最も高低差が生じた場合であっても、図５に示されるように、基板Ａの前縁が、可動ローラ１１に対して比較的浅い入射角θで当接するので、当接時に衝撃を生ずることがなく、スムーズに受け渡して搬送することができるという利点がある。

なお、２つの搬送機構２Ａ，２Ｂの内、下流側に配置される搬送機構２Ｂの浮上ステージ４Ｂのレベルの方が低い場合には、図３に示されるように、可動ローラ１１との当接による衝撃の問題を生ずることがない。しかし、基板Ａの可撓性が高い場合には、前縁が下向きになってしまうので、このような場合でも、固定ローラ９Ａ，９Ｂ間に複数配置された各可動ローラ１１で基板Ａを支持することで、スムーズな搬送を可能にすることができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る基板搬送装置１′について、図６および図７を参照して以下に説明する。
なお、本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係る基板搬送装置１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態に係る基板搬送装置１′は、リンク１０′の形態において第１の実施形態に係る基板搬送装置１と相違している。
本実施形態においては、リンク１０′は、複数のリンク部材１０ｃを相互に揺動可能に連結した多関節リンクにより構成されている。

各リンク部材１０ｃ間には、揺動角度を小さくする方向に付勢する付勢手段１０ｄが設けられている。付勢手段１０ｄは、図に示す例ではゴムであるが、スプリングあるいは同一磁極を対向させた磁石等でもよい。

このように構成された本実施形態に係る基板搬送装置１′によれば、２つの浮上ステージ４Ａ，４Ｂ間に高低差が生じていない場合には、図６に示されるように、リンク１０′は、付勢手段１０ｄの作動により各リンク部材１０ｃを一列に並べた直線状態に保持される。これにより、基板Ａをスムーズに受け渡すことが可能となる。

また、２つの浮上ステージ４Ａ，４Ｂ間に高低差が生ずると、図７に示されるように、リンク１０′には曲げモーメントが作用するので、各リンク部材１０ｃを相対的に揺動させるようになる。各リンク部材１０ｃ間には付勢手段１０ｄが設けられ、各リンク部材１０ｃの相対的な揺動を制限する方向に付勢しているので、リンク１０′の形態は、この付勢力がバランスした形態に形成される。その結果、リンク１０′は、２つの浮上ステージ４Ａ，４Ｂに固定された固定ローラ９Ａ，９Ｂ間を滑らかな略Ｓ字曲線で連結するような形態に形成される。

すなわち、上流側の固定ローラ９Ａと隣接する可動ローラ１１との高低差は最小限に抑えられ、浮上ステージ４Ａ，４Ｂ間の中央近傍に配される可動ローラ１１どうしが最も大きな高低差となり、下流側の固定ローラ９Ｂと隣接する可動ローラ１１との高低差も最小限に抑えられる。その結果、搬送される基板Ａは、この略Ｓ字曲線上に配列された固定ローラ９Ａ，９Ｂおよび可動ローラ１１に倣ってスムーズに湾曲させられつつ搬送される。そして、基板Ａは無理なく湾曲されるので、その前縁が可動ローラ１１の周面に突き当たって衝撃を生ずることも防止される。

なお、上記各実施形態においては、固定ローラ９Ａ，９Ｂおよび可動ローラ１１を回転自在に設けて、接触する基板Ａに倣って回転させることとしたが、これに代えて、固定ローラ９Ａ，９Ｂおよび可動ローラ１１を搬送速度に合わせた周速度で回転駆動することにしてもよい。このようにすることで、スループット向上のために、基板Aの搬送速度が高くなることによる、基板Ａと各ローラ９Ａ，９Ｂ，１１の周面との間に発生する摩擦の増大を抑制し、基板Ａの損傷を防止することができるという利点がある。

この場合の駆動源は電気モータ、エアアクチュエータ等任意の駆動源を使用することができる。また、各ローラ９Ａ，９Ｂ，１１に駆動源を設けることなく、ベルトやギヤ等の任意の動力伝達手段によって同期回転させることにしても良い。

次に、本発明の第３の実施形態に係る基板搬送装置１″について、図８を参照して以下に説明する。
なお、本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係る基板搬送装置１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態に係る基板搬送装置１″は、固定ローラ９Ａ，９Ｂおよび可動ローラ１１を回転駆動する駆動機構１２が備えられている点において第１の実施形態と相違している。
駆動機構１２は、搬送方向Ｂに延びる駆動用プレート１３と、該駆動用プレート１３の表面に接触して転動させられる駆動用ローラ１４と、該駆動用ローラ１４の回転を固定用ローラ９Ａおよび可動ローラ１１に伝達する回転伝達機構１５とを備えている。

前記駆動用プレート１３は、搬送方向Ｂの上流側に配される搬送機構２Ａの送り機構５Ａのスライダ７Ａに固定されている。該スライダ７Ａに搭載された着脱機構８Ａにより基板Ａが把持された状態で、スライダ７Ａが搬送方向Ｂに移動させられることにより、スライダ７Ａに固定された駆動用プレート１３も搬送方向Ｂに同時に移動するようになっている。

前記駆動用ローラ１４は、固定ローラ９Ａにベルト（あるいはギヤ）１６を介して連結された中間ギヤ１７に噛み合う遊動ギヤ１８に固定されている。遊動ギヤ１８は中間ギヤ１７にリンク１９を介して接続され、リンク１９を揺動させて中間ギヤ１７の周囲を回転することにより、駆動用ローラ１４の周面の高さ位置を変化させることができるようになっている。

また、このリンク１９には、該リンク１９を鉛直下方に延びるように付勢する図示しない付勢手段が設けられている。これにより、上流側の搬送機構２Ａに生ずる上下動を吸収し、駆動用プレート１３に駆動用ローラ１４の周面を接触させることができるようになっている。
また、各駆動用ローラ１４と遊動ギヤ１８との間には、逆方向回転に関して回転力を伝達させない図示しないラチェット機構が設けられている。

また、固定ローラ９Ａおよび可動ローラ１１の回転軸にはプーリ２０が設けられ、これらのプーリ２０にベルト２１が掛け渡されている。これにより、固定ローラ９Ａが回転駆動されると、全ての可動ローラ１１が同一速度で同一方向に回転駆動されるようになっている。

このように構成された本実施形態に係る基板搬送装置１″の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る基板搬送装置１″によれば、搬送方向Ｂの上流側に配置される搬送機構２Ａの送り機構５Ａが駆動されることにより、着脱機構８Ａにより基板Ａを把持した状態でスライダ７Ａが搬送方向Ｂに移動させられると、浮上ステージ４Ａにより浮上させられた基板Ａが搬送方向Ｂに送られるとともに、スライダ７Ａに設けられた駆動用プレート１３が基板Ａに先立って一体的に搬送方向Ｂに前進させられる。

そして、基板Ａの前縁が、上流側の固定ローラ９Ａに到達する直前に、駆動用プレート１３が駆動用ローラ１４の周面に接触し、駆動用プレート１３の搬送方向Ｂへの移動に伴って駆動用ローラ１４が回転駆動される。駆動用ローラ１４は、遊動ギヤ１８、中間ギヤ１７およびベルト１６を介して固定ローラ９Ａに連結されているので、駆動用ローラ１４の回転は固定ローラ９Ａにそのまま伝達され、固定ローラ９Ａが回転駆動される。このとき、固定ローラ９Ａの周速は、搬送速度に一致している。

そして、固定ローラ９Ａが回転駆動された後に、基板Ａの前縁が固定ローラ９Ａに到達し、回転している固定ローラ９Ａによって基板Ａが搬送方向Ｂに送られることになる。
また、プーリ２０、ベルト２１を介して可動ローラ１１も同じ回転速度で回転駆動されているので、基板Ａが可動ローラ１１に接触すると、該可動ローラ１１によっても送りをかけられて、順次搬送されていくことになる。

そして、基板Ａの前端部が、下流側の搬送機構２Ｂの送り機構５Ｂに設けられている着脱機構８Ａにより把持された後には、該送り機構５Ｂのスライダ７Ｂが搬送方向Ｂに移動させられることにより、基板Ａが、上流側の搬送機構２Ａから連結装置３を介して下流側の搬送機構２Ｂにスムーズに受け渡され、しかも、連結装置３を回転駆動することにより、固定ローラ９Ａ，９Ｂおよび可動ローラ１１と基板Ａとの間に発生する摩擦を低減して、基板Ａの損傷を防止することができる。

さらに、本実施形態に係る基板搬送装置１″によれば、固定ローラ９Ａ，９Ｂおよび可動ローラ１１を回転駆動するための駆動源としてモータ等の特別な駆動源を用意することなく、搬送機構２Ａに備えられた送り機構５Ａの駆動源を利用するので、部品点数の削減を図り、装置および制御の複雑化を防止し、製品コストを低減することができる。
特に、加減速される基板Ａの搬送速度に固定ローラ９Ａ，９Ｂおよび可動ローラ１１を完全に同期させることができ、複雑な制御が不要であるという利点がある。

本発明の第１の実施形態に係る基板搬送装置の要部を示す斜視図である。 図１の基板搬送装置の連結部を示す正面図である。 図１の基板搬送装置において、搬送方向の上流側の浮上ステージが下流側の浮上ステージよりも高く設定された場合の連結部の状態を示す正面図である。 図１の基板搬送装置において、搬送方向の上流側の浮上ステージが下流側の浮上ステージよりも低く設定された場合の連結部の状態を示す正面図である。 図１の基板搬送装置による固定ローラと可動ローラとの位置関係を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る基板搬送装置の連結部を示す正面図である。 図６の基板搬送装置において、搬送方向の上流側の浮上ステージが下流側の浮上ステージよりも低く設定された場合の連結部の状態を示す正面図である。 本発明の第３の実施形態に係る基板搬送装置の連結部を示す正面図である。

符号の説明

Ａ 基板
Ｂ 搬送方向
１，１′，１″ 基板搬送装置
３ 連結装置（連結部）
４Ａ，４Ｂ 浮上ステージ
５Ａ，５Ｂ 送り機構
９Ａ，９Ｂ 固定ローラ
１０，１０′ リンク
１０ｃ リンク部材
１０ｄ 付勢手段
１１ 可動ローラ

Claims (5)

1. 可撓性のあるシート状の基板を浮上させる２以上の浮上ステージと、
   該浮上ステージにより浮上させられた状態の基板を把持して搬送方向に移動させる送り機構と、
   前記浮上ステージを連結する連結部とを備え、
   該連結部が、各浮上ステージに取り付けられた固定ローラと、
   該固定ローラ間に、該固定ローラの回転軸に平行な軸線回りに揺動可能に取り付けられたリンクと、
   該リンクに取り付けられた１以上の可動ローラとを備える基板搬送装置。
2. 前記各ローラは、前記基板の搬送方向前縁との接触点における前記基板の搬送方向前縁における接線と各ローラの接線とのなす角が、所定値以下となるように配置されている請求項１に記載の基板搬送装置。
3. 前記リンクが、複数のリンク部材を揺動可能に連結し、各リンク部材間に揺動を制限する方向に付勢する付勢手段を備える請求項１に記載の基板搬送装置。
4. 前記各ローラが、前記基板の搬送速度に一致する周速度で回転駆動される請求項１に記載の基板搬送装置。
5. 前記各ローラが、前記送り機構の駆動源により駆動される請求項４に記載の基板搬送装置。

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