JP5028919B2 - 基板搬送装置及び基板搬送方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば半導体ウエハやフラットパネルディスプレイ用ガラスプレート等の基板を枚葉搬送するための基板搬送装置及び基板搬送方法に関する。

半導体装置を製造する工場や、液晶装置、ＰＤＰ、ＥＬ装置等のフラットパネルディスプレイを製造する工場等に設置される基板搬送装置においては、半導体ウエハやガラスプレート等の基板を搬送し、ローダやロボットアーム等を用いて、薄膜形成装置、エッチング装置、試験装置等の各種処理装置と、搬送経路との間で基板の受け渡しが行われている。このような基板搬送装置では、基板は、基板を複数枚収容可能なカセットに収容された状態で搬送されるのが一般的である。

さて、近年は、液晶テレビ等のフラットパネルディスプレイの大画面化等に伴って、基板が大型化している。例えば、ガラスプレートに関しては、１８７０ｍｍ×２２００ｍｍ（第７世代）から、更に大きなサイズへと大型化が進展している。このため、基板を収容するカセット等も大型化・重量化し、搬送速度が低下することで、例えば仕掛在庫の増大を招く等、効率的な搬送が困難になりつつある。
このため、基板を一枚ずつ高速に搬送する枚葉搬送が注目されている（特許文献１参照。
特開平９−５８８４４号公報

しかしながら、基板が枚葉搬送される場合には、カセットによって搬送する場合と比較して搬送する個体数が増加する。このため、従来と同等もしくはそれ以上の処理速度を実現するためには、より基板を高速搬送する必要がある。
特に、メインコンベヤと、このメインコンベヤと水平分岐する分岐コンベヤとの間における基板の受け渡し速度は、基板の高速搬送を実現させるにあたって非常に重要となってくる。このため、メインコンベヤと分岐コンベヤ間における基板の受け渡し速度を向上させる技術が望まれている。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、メインコンベヤと分岐コンベヤ間における基板の受け渡し速度を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の基板搬送装置は、基板を枚葉搬送するメインコンベヤと、上記メインコンベヤに対して水平分岐する分岐コンベヤと、上記メインコンベヤ上及び上記分岐コンベヤ上において上記基板を浮上支持する支持手段と、該支持手段によって浮上支持された上記基板を、姿勢を変化させることなく上記メインコンベヤと上記分岐コンベヤとの間で受け渡しする基板受渡部と、を備えることを特徴とする。

このような本発明の基板搬送装置によれば、基板が、支持手段によってメインコンベヤ上及び分岐コンベヤ上において浮上支持され、この状態において姿勢を変化させることなく受け渡される。
したがって、基板は、摩擦抵抗が無いに等しい状態でメインコンベヤと分岐コンベヤとの間において受け渡される。

また、本発明の基板搬送装置においては、上記基板受渡部が、上記基板の外縁を把持するとともに上記分岐コンベヤにおける上記基板の搬送方向に移動可能な把持部材を有するという構成を採用することができる。

また、本発明の基板搬送装置においては、上記支持手段が、圧縮空気を用いて上記基板を浮上支持するという構成を採用することができる。

次に、本発明の基板搬送方法は、基板をメインコンベヤにより枚葉搬送し、上記基板を上記メインコンベヤ上において浮上支持し、上記メインコンベヤ上において浮上支持状態の上記基板を、上記メインコンベヤに対して水平分岐する分岐コンベヤに浮上支持状態を維持しつつかつ姿勢を変化させることなく受け渡すことを特徴とする。

このような特徴を有する本発明の基板搬送方法によれば、基板がメインコンベヤ上において浮上支持され、この状態を維持しつつかつ姿勢を変化させることなく分岐コンベヤに受け渡される。
したがって、基板は、摩擦抵抗が無いに等しい状態でメインコンベヤから分岐コンベヤに受け渡される。

次に、本発明の基板搬送方法は、メインコンベヤに対して水平分岐する分岐コンベヤ上において基板を浮上支持し、上記分岐コンベヤ上において浮上状態の上記基板を、浮上支持状態を維持しつつかつ姿勢を変化させることなく上記メインコンベヤに受け渡すことを特徴とする。

このような特徴を有する本発明の基板搬送方法によれば、基板が分岐コンベヤ上において浮上支持され、この状態を維持しつつかつ姿勢を変化させることなくメインコンベヤに受け渡される。
したがって、基板は、摩擦抵抗が無いに等しい状態で分岐コンベヤからメインコンベヤに受け渡される。

本発明によれば、基板が、摩擦抵抗が無いに等しい状態で、メインコンベヤと分岐コンベヤとの間において受け渡される。このため、受け渡し速度を高速化した場合であっても、衝撃が加わることによる基板の損傷が生じない。
したがって、本発明によれば、メインコンベヤと分岐コンベヤ間における基板の受け渡し速度を向上させることが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明に係る基板搬送装置及び基板搬送方法の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

図１は、本実施形態に係る基板搬送装置１を示す模式図である。
基板搬送装置１は、液晶装置、ＰＤＰ、ＥＬ装置等のフラットパネルディスプレイを製造する工場において、ガラスプレートＰを一枚づつ枚葉搬送する装置であって、メインコンベヤ１０と、メインコンベヤ１０に対して水平分岐する複数の分岐コンベヤ２０と、これらを統括的に制御する不図示の制御部等を備えている。

メインコンベヤ１０は、ガラスプレートＰを水平に載置しつつ、その表面に沿った方向に、一定速度で搬送する装置であって、ガラスプレートＰを空気により浮上させて非接触支持するエア浮上ユニット１２（支持手段）とコンベヤ部１５等から構成される（図２及び図３参照）。すなわち、本実施形態においては、本発明における支持手段の機能がメインコンベヤ１０の一部に組み込まれている。
メインコンベヤ１０は、工場のクリーンルーム内の床面に略直線状に配置される。そして、メインコンベヤ１０の複数箇所には、分岐コンベヤ２０の一端がメインコンベヤ１０に対して略直交かつ水平に連結される。

分岐コンベヤ２０は、メインコンベヤ１０と同様に、ガラスプレートＰを水平に載置しつつ、その表面沿った方向に一定速度で搬送する装置であって、エア浮上ユニット１２と、コンベヤ部１５等から構成される。すなわち、本実施形態においては、本発明における支持手段の機能が分岐コンベヤ１０の一部にも組み込まれている。
更に、分岐コンベヤ２０は、メインコンベヤ１０上を搬送されるガラスプレートＰを分岐コンベヤ２０に受け入れたり、逆に分岐コンベヤ２０上を搬送されるガラスプレートＰをメインコンベヤ１０に受け渡したりするために、メインコンベヤ１０と分岐コンベヤ２０との間でガラスプレートＰの受け渡しを行うプレート受渡部４０（基板受渡部）を備えている。

分岐コンベヤ２０の他端側には、薄膜形成装置５、エッチング装置６、試験装置７等の各種処理装置が配置・連結されている。薄膜形成装置５、エッチング装置６、試験装置７等の各種処理装置には、それぞれ２つの分岐コンベヤ２０が平行配置されている。
例えば、薄膜形成装置５に連結する分岐コンベヤ２１，２２（分岐コンベヤ２０）のうち、分岐コンベヤ２１は、ガラスプレートＰを薄膜形成装置５に搬入するためのコンベヤであり、分岐コンベヤ２２は、ガラスプレートＰを薄膜形成装置５から搬出するためのコンベヤである。
同様に、分岐コンベヤ２３，２５（分岐コンベヤ２０）は、エッチング装置６、試験装置７にガラスプレートＰを搬入するためのコンベヤであり、分岐コンベヤ２４，２６（分岐コンベヤ２０）は、エッチング装置６、試験装置７からガラスプレートＰを搬出するためのコンベヤである。
なお、各種処理装置にガラスプレートＰを搬入する分岐コンベヤ２１，２３，２５は、
ガラスプレートＰを搬出する分岐コンベヤ２２，２４，２６に対して、メインコンベヤ１０の上流側に配置される。

図２は、メインコンベヤ１０の詳細構成を示す図である。
メインコンベヤ１０は、上述したように、ガラスプレートＰを空気により浮上させつつ、水平方向の一方向に搬送する装置であり、エア浮上ユニット１２とコンベヤ部１５等を複数備えている。

エア浮上ユニット１２は、平面状の上面を備えた部材であって、この上面（載置面）には圧縮空気を噴出する複数の流体噴出孔１３が略均等な配置密度で形成されている。エア浮上ユニット１２は、平面視矩形状に形成され、その長手方向がガラスプレートＰの搬送方向に一致するように設けられている。また、エア浮上ユニット１２の短手方向（幅方向）は、ガラスプレートＰの幅方向（搬送方向に直交する方向）よりもやや狭く形成されている。

そして、不図示の圧縮空気供給装置からエア浮上ユニット１２に圧縮空気が供給されることにより、圧縮空気が各流体噴出孔１３から噴出するようになっている。これにより、エア浮上ユニット１２上に載置されたガラスプレートＰを各流体噴出孔１３から噴出する圧縮空気により浮上させて、非接触に支持可能となっている。

コンベヤ部１５は、複数のローラ１６と、この複数のローラ１６の周りに取り付けられたベルト１７を備えている。また、ベルト１７の表面には、複数の突起１８がベルト１７の長手方向（メインコンベヤ１０の搬送方向）に均等な間隔で設けられている。
コンベヤ部１５は、エア浮上ユニット１２の両側に、ガラスプレートＰの搬送方向に沿って配置されている。そして、一対のコンベヤ部１５の配置間隔（距離）は、ガラスプレートＰの幅方向と略同一となっている。

コンベヤ部１５の各ローラ１６の上端は同一水平面に位置するように配置され、これによりベルト１７の表面に設けられた突起１８がエア浮上ユニット１２の上面よりも僅かに上方に位置するように配置される。そして、突起１８がエア浮上ユニット１２上に載置されたガラスプレートＰの下面の外縁（幅方向の両端側）に当接するようになっている。
コンベヤ部１５の各ローラ１６は、不図示のモータ等によって同一の回転速度で同一方向に回転するようになっている。これにより、ガラスプレートＰをエア浮上ユニット１２により非接触に支持しつつ、コンベヤ部１５によってエア浮上ユニット１２に沿って搬送することが可能となっている。

また、コンベヤ部１５は、不図示の昇降装置により、上下方向に移動可能に構成されている。
コンベヤ部１５を昇降装置により上昇させた場合には、各突起１８がエア浮上ユニット１２の上面よりも僅かに上方に位置するようになる。この場合には、コンベヤ部１５の突起１８がガラスプレートＰの下面に当接し、ガラスプレートＰを搬送できる。
一方、コンベヤ部１５を下降させた場合には、各突起１８がエア浮上ユニット１２の上面よりも下方に位置するようになる。この場合には、コンベヤ部１５（各突起１８）がガラスプレートＰから離間して、ガラスプレートＰはエア浮上ユニット１２上で完全に非接触支持された状態となる。したがって、ガラスプレートＰ外力が加わらない限り、ガラスプレートＰはエア浮上ユニット１２上で停止した状態で保持される。

そして、メインコンベヤ１０は、エア浮上ユニット１２とコンベヤ部１５とを、複数連結して構成されている。すなわち、各エア浮上ユニット１２と各コンベヤ部１５が互いに近接して、水平方向に並べて配置される。この際、各エア浮上ユニット１２の上面（載置面）は、同一水平面に位置するように調整される。

図３は、分岐コンベヤ２０の構成を示す図である。
この図に示すように、分岐コンベヤ２０は、メインコンベヤ１０と同様にエア浮上ユニット１２とコンベヤ部１５を備えるとともに、上述したように、ガラスプレートＰをメインコンベヤ１０と分岐コンベヤ２０との間で受け渡すプレート受渡部４０を備えている。
プレート受渡部４０は、一対のリニアアクチュエータ４２と、各リニアアクチュエータ４２に連結駆動されて往復移動する把持部材４４等から構成される。一対のリニアアクチュエータ４２は、分岐コンベヤ２０のエア浮上ユニット１２とコンベヤ部１５との間に、コンベヤ部１５に沿って平行に配置される。また、プレート受渡部４０は、各把持部材４４が、分岐コンベヤ２０のエア浮上ユニット１２の上面と略同一高さの水平面において、分岐コンベヤ２０の一端から他端側に向けて、ガラスプレートＰの幅方向と同一長さ分だけ、分岐コンベヤ２０におけるガラスプレートＰの搬送方向（ガラスプレートＰの幅方向）に移動可能となっている。
そして、一対の把持部材４４は、分岐コンベヤ２０のエア浮上ユニット１２の長手方向（ガラスプレートＰの搬送方向）において、常に同一位置にあるように制御される。

把持部材４４は、ガラスプレートＰの外縁部分、具体的には、ガラスプレートＰの幅方向の一辺付近を把持可能に構成されている。ガラスプレートＰの側面を吸着保持することによってガラスプレートＰを把持してもよいし、ガラスプレートＰの上面と下面を挟持することによってガラスプレートＰを把持してもよい。
このような構成により、プレート受渡部４０は、一対の把持部材４４によりガラスプレートＰの外縁を把持しつつ、分岐コンベヤ２０の一端付近で往復移動することにより、姿勢を変化させることなくガラスプレートＰをメインコンベヤ１０と分岐コンベヤ２０との間で受け渡すことが可能となっている。
このように、本実施形態においては、本発明の基板受渡部（プレート受渡部４０）が、分岐コンベヤ２０に組み込まれている。

次に、基板搬送装置１の動作（基板搬送方法）について説明する。
メインコンベヤ１０上を搬送されるガラスプレートＰを分岐コンベヤ２０に受け渡す場合（分岐コンベヤ２１，２３，２５の動作）について説明する。

まず、メインコンベヤ１０及び分岐コンベヤ２０の各エア浮上ユニット１２に圧縮空気を供給して、各流体噴出孔１３から圧縮空気を噴出させる。また、コンベヤ部１５を駆動して、各ローラ１６を一定の回転速度で回転させる。この際、各コンベヤ部１５を不図示の昇降装置により上昇させておく。
そして、メインコンベヤ１０の上流側において、ガラスプレートＰを一枚づつ載置することにより、ガラスプレートＰは枚葉搬送される。なお、ガラスプレートＰは、例えば、その長手方向が搬送方向に一致するように、メインコンベヤ１０上に載置される。

そして、メインコンベヤ１０上のガラスプレートＰが分岐コンベヤ２０との分岐部分まで移動すると、プレート受渡部４０の把持部材４４が分岐コンベヤ２０の一端まで移動して、メインコンベヤ１０上のガラスプレートＰの外縁を把持する。これと同時に、メインコンベヤ１０及び分岐コンベヤ２０のコンベヤ部１５は、不図示の昇降装置により下降する。
そして、把持部材４４を分岐コンベヤ２０に沿って移動させることで、ガラスプレートＰはメインコンベヤ１０上から分岐コンベヤ２０上に搬送される。

ガラスプレートＰが分岐コンベヤ２０上に搬送されると、再びメインコンベヤ１０及び分岐コンベヤ２０のコンベヤ部１５は、不図示の昇降装置により上昇する。これと同時に、プレート受渡部４０の把持部材４４によるガラスプレートＰの把持が解除されることで、ガラスプレートＰは分岐コンベヤ２０により、メインコンベヤ１０から離間する方向に搬送される。

そして、ガラスプレートＰは、分岐コンベヤ２０により搬送されて、薄膜形成装置５、エッチング装置６、試験装置７等の各種処理装置に受け渡される。
なお、各処理装置（薄膜形成装置５、エッチング装置６、試験装置７等）に受け渡されたガラスプレートＰは、各処理装置において所定の処理が施された後に、各処理装置の外部に搬出される。

このように、メインコンベヤ１０上を搬送されるガラスプレートＰを分岐コンベヤ２０に受け渡す場合には、ガラスプレートＰが、メインコンベヤ１０上において浮上支持され、この状態を維持しつつかつ姿勢を変化させることなく分岐コンベヤ２０に受け渡される。
したがって、ガラスプレートＰは、摩擦抵抗が無いに等しい状態でメインコンベヤ１０から分岐コンベヤ２０に受け渡される。

次に、ガラスプレートＰを分岐コンベヤ２０からメインコンベヤ１０に受け渡す場合（分岐コンベヤ２２，２４，２６の動作）について説明する。
ガラスプレートＰを分岐コンベヤ２０からメインコンベヤ１０に受け渡す動作は、ガラスプレートＰをメインコンベヤ１０から分岐コンベヤ２０に受け渡す動作を略反転させたものである。

まず、メインコンベヤ１０及び分岐コンベヤ２０の各エア浮上ユニット１２に圧縮空気を供給して、各流体噴出孔１３から圧縮空気を噴出させる。また、コンベヤ部１５を駆動して、各ローラ１６を一定の回転速度で回転させる。この際、コンベヤ部１５を不図示の昇降装置により上昇させておく。

次に、ガラスプレートＰが薄膜形成装置５、エッチング装置６、試験装置７等の各種処理装置から分岐コンベヤ２０に受け渡される。ガラスプレートＰは分岐コンベヤ２０により搬送されて、分岐コンベヤ２０の端部まで移動する。これと同時に、プレート受渡部４０の把持部材４４が分岐コンベヤ２０上のガラスプレートＰの外縁（搬送方向とは逆側の側面付近）を把持する。

次に、把持部材４４を分岐コンベヤ２０に沿って移動し、分岐コンベヤ２０の一端まで移動することで、ガラスプレートＰは分岐コンベヤ２０上からメインコンベヤ１０上に搬送される。
そして、把持部材４４によるガラスプレートＰの把持を解除する。これと同時に、メインコンベヤ１０及び分岐コンベヤ２０のコンベヤ部１５は、不図示の昇降装置により上昇する。
これにより、メインコンベヤ１０のコンベヤ部１５の突起１８がガラスプレートＰの下面の幅方向両端に当接して、ガラスプレートＰがメインコンベヤ１０に受け渡され、枚葉搬送される。

このように、ガラスプレートＰを分岐コンベヤ２０からメインコンベヤ１０に受け渡す場合には、ガラスプレートＰが、分岐コンベヤ２０上において浮上支持され、この状態を維持しつつかつ姿勢を変化させることなくメインコンベヤ１０に受け渡される。
したがって、ガラスプレートＰは、摩擦抵抗が無いに等しい状態で分岐コンベヤ２０からメインコンベヤ１０に受け渡される。

以上説明したように、本実施形態に係る基板搬送装置１は、ガラスプレートＰを枚葉搬送するメインコンベヤ１０と、該メインコンベヤ１０に対して水平分岐する分岐コンベヤ２０と、メインコンベヤ１０上及び分岐コンベヤ２０上においてガラスプレートＰを浮上支持するエア浮上ユニット１２と、該エア浮上ユニット１２によって浮上支持されたガラスプレートＰを、姿勢を変化させることなくメインコンベヤ１０と分岐コンベヤ２０との間で受け渡しするプレート受渡部４０と、を備える。
このような本実施形態に係る基板搬送装置１によれば、ガラスプレートＰが、摩擦抵抗が無いに等しい状態で、メインコンベヤ１０と分岐コンベヤ２０との間において受け渡される。このため、受け渡し速度を高速化した場合であっても、衝撃が加わることによるガラスプレートＰの損傷が生じない。
したがって、本実施形態の基板搬送装置１によれば、メインコンベヤ１０と分岐コンベヤ２０間におけるガラスプレートＰの受け渡し速度を向上させることが可能となる。

なお、上述した実施の形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ、又は動作手順等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態においては、圧縮空気を用いてガラスプレートＰを浮上支持する場合について説明したが、これに限らない。例えば、空間を伝播する振動波をガラスプレートＰに付与することによってガラスプレートＰを浮上支持させてもよい。

また、上記実施形態においては、コンベヤ部１５が、不図示の昇降装置により下降することによって、メインコンベヤ１０と分岐コンベヤ２０との間においてガラスプレートＰを受け渡す場合に、ガラスプレートＰがコンベヤ部１５と接触することを防止することができる構成とした。しかしながら、本発明はこれに限るものではなく、コンベヤ部１５が下降する替わりに、エア浮上ユニット１２が上昇することによって、ガラスプレートＰとコンベヤ部１５とが接触することを防止しても構わない。この場合には、受け渡し側のコンベヤのエア浮上ユニット１２上面は、上昇された後のエア浮上ユニット１２の上面と面一となるように位置されている。

上記実施形態においては、ガラスプレートＰを枚葉搬送する場合について説明したが、これに限らない。例えば、半導体ウエハ等の薄い板状部材であればよい。

上述した実施形態においては、分岐コンベヤ２０の他端側に、薄膜形成装置５、エッチング装置６、試験装置７等の各種処理装置を配置・連結する場合について説明したが、これに限らない。分岐コンベヤ２０の下流側（他端側）に、更に分岐コンベヤ２０が連結される場合であってもよい。
また、薄膜形成装置５、エッチング装置６、試験装置７等の各種処理装置の他、ガラスプレートＰ等の基板を複数一時的に保存するストッカを配置してもよい。

上述した実施形態においては、薄膜形成装置５、エッチング装置６、試験装置７等の各種処理装置に、ガラスプレートＰを搬入する分岐コンベヤ２１，２３，２５とガラスプレートＰを搬出する分岐コンベヤ２２，２４，２６を配置する場合について説明したが、これに限らない。一つの分岐コンベヤ２０が、ガラスプレートＰを搬入・搬出を行う場合であってもよい。

本発明の一実施形態に係る基板搬送装置１を示す模式図である。 メインコンベヤ１０の詳細構成を示す図である。 分岐コンベヤ２０のプレート引渡部４０の構成を示す図である。

符号の説明

Ｐ…ガラスプレート（基板）
１…基板搬送装置
１０…メインコンベヤ
１２…エア浮上ユニット（支持手段）
１５…コンベア部
２０…分岐コンベヤ
４０…プレート引渡部（基板受渡部）
４４…把持部材

Claims (4)

1. 基板を枚葉搬送するメインコンベヤと、
   前記メインコンベヤに対して水平分岐する分岐コンベヤと、
   前記メインコンベヤ上及び前記分岐コンベヤ上において前記基板を浮上支持する支持手段と、
   該支持手段によって浮上支持された前記基板を、姿勢を変化させることなく前記メインコンベヤと前記分岐コンベヤとの間で受け渡しする基板受渡部とを備え、
   前記基板受渡部は、前記基板の外縁を把持するとともに前記分岐コンベヤにおける前記基板の搬送方向に移動可能な把持部材を有する
   ことを特徴とする基板搬送装置。
2. 前記支持手段は、圧縮空気を用いて前記基板を浮上支持することを特徴とする請求項１記載の基板搬送装置。
3. 基板をメインコンベヤにより枚葉搬送し、
   前記基板を前記メインコンベヤ上において浮上支持し、
   前記メインコンベヤ上において浮上支持状態の前記基板を、前記基板の外縁を把持するとともに前記分岐コンベヤにおける前記基板の搬送方向に移動することによって、前記メインコンベヤに対して水平分岐する分岐コンベヤに浮上支持状態を維持しつつかつ姿勢を変化させることなく受け渡す
   ことを特徴とする基板搬送方法。
4. メインコンベヤに対して水平分岐する分岐コンベヤ上において基板を浮上支持し、
   前記分岐コンベヤ上において浮上状態の前記基板を、前記基板の外縁を把持するとともに前記分岐コンベヤにおける前記基板の搬送方向に移動することによって、浮上支持状態を維持しつつかつ姿勢を変化させることなく前記メインコンベヤに受け渡す
   ことを特徴とする基板搬送方法。

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