JP5731808B2 - ワーク積載装置 - Google Patents
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Description
この発明は、半導体製造の熱処理装置等に用いられ、ガラス基板等の矩形の板状体のワークを所定の間隔を設けて多段に積載するワーク積載装置に関する。
半導体製造時には、矩形の板状体であるガラス基板等のワークに対する熱処理が含まれる。熱処理の作業効率を向上するためには、熱処理装置内に複数枚のワークを収納することが考えられ、複数枚のワークを所定の間隔を設けて多段に積載するワーク積載装置が用いられている。
このようなワーク積載装置では、通常はワークのたわみを抑えるために樹脂（ピーク（ＰＥＥＫ）材等）のピンにて多点に支持するが、高温（３００℃以上）では樹脂が溶けるため使用できない。高温でも溶けないＳＵＳ（ステンレス）や石英等のピンでワークを多点支持すると、ワークの底面の中央のプロセスパターン領域に傷が付く問題がある。そこで、高温処理の場合は、ワークの外周部でワークの底面を支持するのが一般的である。
例えば、特許文献１に開示されたワーク積載装置１００は、図７のように、前面開放の直方体形の焼成炉１０１の側壁および奥壁の内面に、焼成炉１０１の中央に向けて水平に突出する複数の支持ピン１０３を有する棚１０２を上下に多段に設け、全支持ピン１０３に跨って平面視で略コの字形の板状の支持部材１０４を架設し、この支持部材１０４上にワークＷを載置することが開示されている。図８に示すように、ワークＷは、その外周部で支持部材１０４により水平に支持される。焼成炉１０１の炉内温度はヒータ１０５により３００〜７００℃となり、高温の焼成炉１０１内でワークＷが熱処理される。
図７、図８に示された従来のワーク積層装置１００によると、ワークＷの底面と支持部材１０４とが面接触するので、安定してワークＷを支持することが可能である。しかしその一方で、このワーク積載装置１００では、ワークＷと支持部材１０４の接触面積が大きい分、ワークＷの温度が低くなりやすく、熱処理に長い時間を要する課題が生じる。また、図９、図１０に示すように、板状の支持板１０４に代えて、平面視で略コの字形の棒状の支持部材２０４を用いたワーク積載装置２００とすることも可能である。このように構成されたワーク積載装置２００では、ワークＷの底面と支持部材２０４とが線接触し、接触面積が少なくなるので、ワークＷが低温となる問題はない。
棒状の支持部材２０４は必要な長さにカットした複数本（この図の例では、５本。）の単一の棒体（例えば、石英パイプ）を同図に示される形状に平面上で並べ、棒体の端部同志を溶接して接合することにより作製される。したがって、ワークＷが大型化すると、支持部材２０４も大きいものが必要となるが、支持部材２０４が大きくなると、支持面の平面精度が出にくかったり、溶接箇所に応力が作用して支持部材２０４が折れやすかったりして、ワークの落下の危険がある。また、支持部材２０４が溶接工程を経て作製されるので単価も高くなる問題がある。
本発明は、安価な支持部材を使用して、ワークが大型化しても支持部材とワークの接触面積を増やすことなくワークの外周部でワークの底面を確実に支持することが可能なワーク積載装置を提供することを目的とする。
この発明のワーク積載装置は、複数の支柱、および支持部材を含む。複数の支柱は、矩形の板状体であるワークの底面に当接する複数の支持部材を、上下方向に沿って等間隔に配置された複数の支持位置の各々で保持するものであり、各々が水平面内でワークより大きい矩形状の領域の対向する１対の辺の各々の一端および他端にそれぞれ配置される２本の第１の支柱および２本の第２の支柱からなる。支持部材は、第１および第２の支持部材を備える。第１の支持部材は、第１の支柱から、平面視で２本の第１の支柱を結ぶ矩形状の領域の辺に平行に突設される棒状の部材である。第２の支持部材は、隣接する第１および第２の支柱に、矩形状の領域の内側、かつ、平面視で隣接する第１および第２の支柱を結ぶ矩形状の領域の辺に平行に保持される単一の棒体からなる。
この構成によれば、複数の支持位置の各々において、ワークの底面は、その対向する１対の辺に沿って単一の棒体の第２の支持部材によって略全長にわたって連続的に支持されるとともに、もう１対の辺の一方に沿って棒状の第１の支持部材によって支持される。つまり、複数の支持位置の各々において、ワークは、その底面の３つの辺に沿って第１および第２の支持部材の上端が線接触した状態で安定的に支持される。
また、この発明のワーク積載装置においては、複数の支持部材が、第３の支持部材をさらに備える。第３の支持部材は、２本の第２の支柱に、２本の第２の支柱を結ぶ前記矩形状の領域の辺に平行に保持される単一の棒体からなる。
この構成によると、複数の支持位置の各々において、ワークは、その底面の４つの辺（すべての辺）に沿って第１、第２および第３の支持部材の上端が線接触で当接した状態でより安定的に支持される。
また、この発明のワーク積載装置においては、第１および第２の支柱の複数の支持位置には、矩形状の領域内に水平方向に延出する複数の受け具が設けられる。そして、隣接する第１および第２の支柱の複数の受け具の各々の間に第２の支持部材が横架される。この構成によれば、第２の支持部材が受け具に着脱自在に保持される。
この場合、第１および第２の支柱の複数の受け具の各々に、第２の支持部材が嵌入される凹部を設けると、第２の支持部材の着脱が簡便となって好ましい。
あるいはまた、この発明のワーク積載装置においては、第１および第２の支柱の複数の支持位置には、矩形状の領域内に水平方向に延出する複数の受け具が設けられる。そして、隣接する第１および第２の支柱の複数の受け具の各々の間に第２の支持部材が横架され、２本の第２の支柱の複数の受け具の各々の間に第３の支持部材が横架される。この構成によれば、第２および第３の支持部材が受け具に着脱自在に保持される。
この場合、第１および第２の支柱の複数の受け具の各々に、第２の支持部材が嵌入される凹部を設けるとともに、第２の支柱の複数の受け具の各々に、第３の支持部材が嵌入される凹部を設けると、第２および第３の支持部材の着脱が簡便となって好ましい。
この発明によれば、安価な支持部材を使用して、ワークが大型化しても支持部材とワークの接触面積を増やすことなくワークの外周部でワークの底面を確実に支持できるワーク積載装置が提供される。
以下に、図面を参照して、この発明の実施形態に係るワーク積載装置１０について説明する。
図１に示すように、ワーク積載装置１０は、例えば、不図示の加熱装置内に配置され、液晶パネル等の材料となるガラス基板等の薄板状のワークＷを所定の間隔を設けて多段に積載する。
ワーク積載装置１０は、２つの第１の支柱２１Ａ，２１Ｂ、２つの第２の支柱２２Ａ，２２Ｂ、２つの第１の支持部材３１Ａ，３１Ｂ、２つの第２の支持部材３２Ａ，３２Ｂ、第３の支持部材３３、枠部材５１を備える。第１および第２の支柱２１Ａ，２１Ｂの長手方向である垂直方向に沿って、複数の支持位置を備えている。複数の支持位置のそれぞれには、２つの第１の支持部材３１Ａ，３１Ｂ、２つの第２の支持部材３２Ａ，３２Ｂ、第３の支持部材３３が設けられている。
図２に示すように、第１，第２の支柱２１Ａ，２２Ａおよび２１Ｂ，２２Ｂは、各々が水平面内でワークＷより大きい矩形状の領域Ｒの対向する１対の辺の各々の一端および他端にそれぞれ配置される。
第１の支持部材３１Ａ，３１Ｂは棒状であり、各々、第１の支柱２１Ａ，２１Ｂから、平面視で２本の第１の支柱２１Ａ，２１Ｂを結ぶ矩形状の領域Ｒの辺に平行に突設される。本例では、第１の支持部材３１Ａ，３１Ｂは第１の支柱２１Ａ，２１Ｂと一体に形成されているが、別部材としてネジなどの固定手段を用いて第１の支柱２１Ａ，２１Ｂに固定するようにしても良い。
第２の支持部材３２Ａ，３２Ｂおよび第３の支持部材３３は、例えば石英を材料として作製される、単一の棒体である。本例では、第２の支持部材３２Ａ，３２Ｂおよび第３の支持部材３３は断面円形の丸棒としているが、棒体であれば、その断面形状は楕円、三角形、四角形等の任意の形状を採用することが可能である。
一方の第２の支持部材３２Ａは、隣接する第１および第２の支柱２１Ａ，２２Ａに、矩形状の領域Ｒの内側、かつ、平面視で隣接する第１および第２の支柱２１Ａ，２２Ａを結ぶ矩形状の領域Ｒの辺に平行に保持される。
他方の第２の支持部材３２Ｂは、隣接する第１および第２の支柱２１Ｂ，２２Ｂに、矩形状の領域Ｒの内側、かつ、平面視で隣接する第１および第２の支柱２１Ｂ，２２Ｂを結ぶ矩形状の領域Ｒの辺に平行に保持される。
第３の支持部材３３は、２本の第２の支柱２２Ａ，２２Ｂに、２本の第２の支柱２２Ａ，２２Ｂを結ぶ矩形状の領域Ｒの辺に平行に保持される。
なお、本発明において第３の支持部材３３は必須の構成ではない。すなわち、第１および第２の支持部材のみでワークＷを安定的に支持できる場合は、第３の支持部材３３はなくてもよい。
図２および図４に示すように、第１の支柱２１Ａ，２１Ｂは、各支持位置に受け具４１を矩形状の領域Ｒ内へ水平方向に延出させて備えている。受け具４１は、上面が解放した凹部４１１を備えている。凹部４１１には、第２の支持部材３２Ａ，３２Ｂの一端が嵌入される。本例では、図４に示されるごとく、受け具４１が第１の支柱２１Ａ，２１Ｂと一体に形成されているが、別部材として作製しておき、ネジ等の固定手段を用いて第１の支柱２１Ａ，２１Ｂに固定するようにしても良い。
また、本例では、図４に示すように、第１の支持部材３１Ａ、３１Ｂの根本の部分を受け具４１と一体に形成し、両者の上面を面一に形成している。そして、凹部４１１の深さは第２の支持部材３２Ａ，３２Ｂの外径と略同じ寸法に設定されており、凹部４１１に嵌入した第２の支持部材３２Ａ，３２Ｂの上端は受け具４１の上面と面一となる。これにより、図３に示すように、第１および第２の支持部材に支持されるワークＷの底面が、受け具４１の上面とも当接するので、より安定してワークＷを支持することが出来るようになる。
図２および図５に示すように、第２の支柱２２Ａ，２２Ｂは、各支持位置に受け具４２を矩形状の領域Ｒ内へ水平方向に延出させて備えている。受け具４２は、上面が解放した凹部４２１，４２２を備えている。凹部４２１には、第２の支持部材３２Ａ，３２Ｂの他端が嵌入される。凹部４２２には、第３の支持部材３３の一端および他端が嵌入される。本例では、図５に示されるごとく、受け具４２が第２の支柱２２Ａ，２２Ｂと一体に形成されているが、別部材として作製しておき、ネジ等の固定手段を用いて第２の支柱２２Ａ，２２Ｂに固定するようにしても良い。
凹部４２１，４２２の深さは第２および第３の支持部材３２Ａ，３２Ｂおよび３３の外径よりも小さくされており、凹部４２１および４２２に嵌入した第２および第３の支持部材３２Ａ，３２Ｂおよび３３の上端は受け具４２の上面よりも上方に露出する。なお、本例では、受け具４２の厚みを薄くしている関係で、上述のように凹部４２１，４２２の深さを、第２および第３の支持部材３２Ａ，３２Ｂおよび３３の外径よりも小さくしたが、受け具４２の厚みを上方へ増やすことで、受け具４１の凹部４１１（図４参照）と同様に、凹部４２１，４２２の深さを、第２および第３の支持部材３２Ａ，３２Ｂおよび３３の外径と同一にすることが可能である。この場合は、凹部４２１および４２２に嵌入した第２および第３の支持部材３２Ａ，３２Ｂおよび３３の上端は受け具４２の上面と面一となる。
受け具４１，４２は、支柱の上下方向に沿って所定の間隔を設けて複数配置されている。したがって、複数の支持位置は、支柱の上下方向に沿って所定の間隔で配置されている。所定の間隔は、２枚のワーク間にロボットアームが搬出入方向Ｘに沿って進退し、ワークをロボットアームとワーク積載装置との間で移載するために十分な距離である。
以上より、第２の支持部材３２Ａ，３２Ｂは、受け具４１，４２間に水平に着脱自在に横架される。また、第３の支持部材３３は２つの受け具４２，４２間に水平に着脱自在に横架される。
図１に示すように、第１および第２の支柱２１Ａ，２１Ｂおよび２２Ａ，２２Ｂは、下端に備える足部２３で床面に垂直に自立する。しかし、この状態では不安定なので、矩形状の領域Ｒの４辺に渡す桁を一体に形成した矩形状の枠部材５１を用いて支柱の上端を結束することにより、第１および第２の支柱２１Ａ，２１Ｂおよび２２Ａ，２２Ｂを安定させている。なお、枠部材５１に代えて、第１の支柱２１Ａ，２１Ｂ間、第１，第２の支柱２１Ａ，２１Ｂ間、および第２の支柱２２Ａ，２２Ｂ間を、これらの支柱と一体に形成した桁で連結するようにしても良い。
第１の支柱２１Ａ，２１Ｂに固定された第１の支持部材３１Ａ，３１Ｂの上端、第１，第２の支柱２１Ａ，２２Ａおよび２１Ｂ，２２Ｂに保持された第２の支持部材３２Ａおよび３２Ｂの上端、および第２の支柱２２Ａおよび２２Ｂに保持された第３の支持部材３３の上端は、同一平面内に位置する。したがって、各支持位置においてワークＷは、底面を第１の支持部材３１Ａ，３１Ｂ、第２支持部材３２Ａ，３２Ｂおよび第３の支持部材３３の各々の上端に当接させて水平に保持される。なお、加熱装置内の熱風を効率よくワークに当てるために、意図的に水平から傾けてワークＷを支持するようにしても良い。
また、第２および第３の支持部材３２Ａ，３２Ｂおよび３３は受け具４１，４２から着脱自在であり、それらの装着は受け具４１，４２の凹部に嵌入するだけでよく、それらの取り外しも凹部から抜くだけなので、着脱が非常に容易である。
また、第２および第３の支持部材３２Ａ，３２Ｂおよび３３は、単一の棒体であるので、製造が容易で部品単価も安く出来る。
また、第２および第３の支持部材３２Ａ，３２Ｂおよび３３は、余分な突起がないので、複数の支持部材を束ねて効率よく搬送出来る。
また、第２および第３の支持部材３２Ａ，３２Ｂは、ワークＷの外周部でワークＷの底面に線接触で当接している。したがって、ワークＷと支持部材の接触面積が少なくてすみ、熱処理時の温度低下を抑制出来る。また、ワークＷの底面における支持位置はプロセスパターン領域の外側となり、プロセスパターン領域に傷や温度ムラを生じることがない。
図６は、本発明のワーク積載装置の他の実施形態における支持位置の平断面図である。図６に示すように、この実施形態のワーク積載装置１１は、第２の支柱２２Ａ、２２Ｂ（図２参照。）を第１の支柱２１Ｂ，２２Ａで代用したものである。この例のワーク積載装置１１では、第１および第２の支柱の共用化が実現される。
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１０−ワーク積載装置
２１Ａ，２１Ｂ−第１の支柱
２２Ａ，２２Ｂ−第２の支柱
３１Ａ，３１Ｂ−第１の支持部材
３２Ａ，３２Ｂ−第２の支持部材
３３−第３の支持部材
Ｗ−ワーク
２１Ａ，２１Ｂ−第１の支柱
２２Ａ，２２Ｂ−第２の支柱
３１Ａ，３１Ｂ−第１の支持部材
３２Ａ，３２Ｂ−第２の支持部材
３３−第３の支持部材
Ｗ−ワーク
Claims (6)
- 矩形の板状体であるワークの底面に当接する複数の支持部材を、上下方向に沿って等間隔に配置された複数の支持位置の各々で保持する複数の支柱を備えたワーク積載装置において、
前記複数の支柱は、各々が水平面内で前記ワークより大きい矩形状の領域の対向する１対の辺の各々の一端および他端にそれぞれ配置される２本の第１の支柱および２本の第２の支柱からなり、
前記複数の支持部材は、前記２本の第１の支柱のそれぞれから、平面視で前記２本の第１の支柱を結ぶ前記矩形状の領域の辺に平行に突設される棒状の第１の支持部材であって互いの間に間隙を設けて配置される第１の支持部材と、隣接する前記第１および第２の支柱に、前記矩形状の領域の内側、かつ、平面視で隣接する第１および第２の支柱を結ぶ前記矩形状の領域の辺に平行に保持される単一の棒体である第２の支持部材と、を含み、
前記第１及び第２の支柱の前記複数の支持位置には前記矩形状の領域内に水平方向に延出する複数の受け具が設けられ、
前記第１の支柱の前記複数の受け具の各々は、上面が前記第１の支持部材の上面と同一の水平面内に位置し、前記第２の支持部材の第１の端部が上方から嵌入する凹部であって前記第２の支持部材の外径に等しい深さの凹部を有し、
前記第２の支柱の前記複数の受け具の各々は、前記第２の支持部材の第２の端部が上方から嵌入する凹部を有するワーク積載装置。 - 前記複数の支持部材は、前記２本の第２の支柱に、前記２本の第２の支柱を結ぶ前記矩形状の領域の辺に平行に保持される単一の棒体からなる第３の支持部材をさらに備える請求項１に記載のワーク積載装置。
- 前記第２の支柱の前記複数の受け具は、前記第３の支持部材の端部が嵌入する凹部をさらに有する請求項２に記載のワーク積載装置。
- 前記第２の支柱の前記複数の支持位置のそれぞれに、前記第２の支持部材の第２の端部が上方から嵌入する凹部と、前記第３の支持部材の端部が上方から嵌入する凹部と、が形成された単一の受け具を設けた請求項３に記載のワーク積載装置。
- 前記第２の支柱の前記複数の受け具の各々の前記第２の支持部材の第２の端部が上方から嵌入する凹部は、前記第２の支持部材の外径より浅い請求項１乃至４の何れかに記載のワーク積載装置。
- 前記第２の支持部材及び／又は前記第３の支持部材は、石英を素材とする請求項２乃至５の何れかに記載のワーク積載装置。
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