JPH0522405U - 基板搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 搬送する際に、基板の表面を傷付けないコン
パクトな基板搬送装置を提供することを目的とする。 【構成】 基板を保持して所定方向に移動するチャック
２０と、このチャック２０を移動可能に保持する可動ア
ーム１１と、この可動アーム１１をさらに移動可能に保
持するアーム基体１２と、このアーム基体１２を少なく
とも上下方向に駆動するための基台１３とからなり、前
記チャック２０は、その移動過程において、前記基板の
所要面が上方に向くように傾けて当該基板を保持すると
共に当該基板の離着の際には該基板が垂直の状態になる
ような揺動機構２３、２４を備え、さらにチャック２０
は、可動アーム１１に設けられたタイミングベルト１７
により前記アーム基体１２に機械的に連結されたことを
特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、基板の搬送装置、特に半導体基板や、液晶用またはフォトマスク用 ガラス基板などの薄板状基板（以下、単に「基板」という。）を所定位置に搬送 するための基板搬送装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】

図５は従来の基板搬送装置の概要を示す図である。

【０００３】 基板搬送装置１は、キャリア保持部２とこれを水平方向に移動可能に保持する アーム３と、このアーム３を上下方向に移動可能に保持する基台４とからなる。 このキャリア保持部２は、把持爪５ａを有する把持部５とこれを水平に支持する ヘッド６からなっており、図示しない駆動手段によって水平方向に移動させられ る。

【０００４】 アーム３は、基台４に設けられた駆動手段により上下方向に移動されるように なっており、さらに基台４は、車輪４ａを介してレール７の上に載置されており 、図示しない駆動装置により図面と垂直な方向に駆動されるよういなっている。

【０００５】 また、８は基板収納棚であり、各収納棚８ａには、内部に２５枚程度の基板９ を垂直に整列させて収納しているキャリア（基板搬送用容器）１０が収納されて いる。

【０００６】 このキャリア１０内部は、図６に示すようにガイド溝１０ａが一定のピッチで 複数平行に設けられており、基板９の外縁がこのガイド溝１０ａに挿入されて、 一定の間隔をおいて垂直に整列したまま収納されるようになっている。

【０００７】 なお、１０ｂは、保持部２の把持爪５ａを矢印方向に移動させてキャリア１０ を把持するための鍔である。

【０００８】 このような従来の搬送装置１において、基板収納棚８に収納されたキャリア９ を取り出す場合には、まず、基台４をレール７に沿って所定位置に移動し、それ からアーム３を目的の収納棚８ａの位置まで上昇させ、その後ヘッド６を収納棚 ８ａ方向へ前進させてから、把持爪５ａで２個のキャリア１０を同時に把持する 。

【０００９】 その後、アーム３を少し上昇させて、キャリア１０の底を収納棚８ａから浮か し、ヘッド６をもとの位置に後退させてから、所望の位置に搬送する。

【００１０】 また、キャリア１０を収納棚８ａに収納する場合は、上述と逆の動作をするよ うになっている。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来の基板搬送装置１においては、次のような問題点があった 。

【００１２】 （１）保持部２がキャリア１０を保持して前進・後退移動をする際に、キャリ ア１０内に収納されている基板９の処理面が傷付くおそれがある。

【００１３】 詳しく述べれば上述のように、基板９は、その外縁が、キャリア１０内部のガ イド溝１０ａ（図６）に挿入され、相互に一定の隙間をもって整列収納されてい るが、当該ガイド溝１０ａは基板９を挿入しやすいようにある程度の余裕をもっ て形成されており、急激にキャリア１０を移動させると、その反動で基板９の外 縁が該ガイド溝内側面にぶつかって、その部分を痛め、最悪の場合には、基板９ 同士がぶつかり、大切な基板の処理面を傷付けるおそれがあった。

【００１４】 また、キャリアを用いずに、複数のガイド溝を有する把持爪で直接基板を把持 して移動する場合にも同様な問題が生じていた。

【００１５】 （２）今後、基板の径はさらに大型化する傾向にあり、収納スペースの拡大が 要求されているが、従来の基板搬送装置は図５に示すように大変場所をとるため 、収納スペースを大きくすることが困難であった。

【００１６】 すなわち、従来の基板搬送装置１の奥行きは、保持部２の移動に要する距離ｄ 1 とヘッド６の幅ｄ2 および基台の幅ｄ3 が直列に並ぶため、かなりのスペース を要するものであった。

【００１７】 また、基板搬送装置１の後方にも基板収納棚を設けたい場合には、基台４の垂 直部１ａを、別途設けた回転駆動手段により１８０度回転させるか、もしくはア ーム部３と同様なアーム部をもう一つ設けて、基台４の垂直部１ａの後方に突出 させて付設しなければならなかった。どちらにしても余分なコストがかかるだけ でなく、従来の倍のスペースととるため、ますます省スペース化に反するものと なる。

【００１８】 本願考案は、上述のような従来の基板搬送装置における問題点を解消し、移動 時に基板の処理面を傷付けないで、しかもコンパクトな基板搬送装置を提供する ことを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案にかかる基板搬送装置は、 基板を保持して所定方向に移動する保持部と、 この保持部を支持するアーム部と、このアーム部を少なくとも上下方向に駆動 するための基台とからなり、 前記保持部は、その移動過程において、前記基板の所要面が上方に向くように 傾けて当該基板を保持すると共に当該基板を所定位置に離着させる際に該基板が 垂直の状態になるような揺動機構を備えることを特徴とし、 さらに、前記アーム部の構造は、 前記保持部を移動可能に保持する可動アームと、 前記可動アームを移動可能に保持すると共にその側部で前記基台に上下方向に 駆動可能に保持されたアーム基体と、 前記アーム基体に対し前記可動アームを移動させるための駆動手段と、 可動アームに設けられ、一方の側が前記保持部に係合し、他方の側が前記アー ム基体に係合するベルト機構と、 を備え、 前記揺動機構は、前記保持部と可動アームの間に設けられたカム機構であるこ とを特徴とする。

【００２０】 なお、本明細書において「基板を保持する」という表現は、従来例で示したよ うに、基板を、その収納したキャリアを介して間接的に保持する場合と、キャリ アを介せず保持部に設けられた、内面にガイド溝を有する把持手段で直接基板を 保持する場合との両者を含むものとする。

【００２１】

【作用】

第１の考案によれば、保持部で保持して基板を移動させる際に、基板の所要の 面が上方に向くように傾けて保持し、所定位置に基板を載置もしくは受け取ると きにのみ水平になるように保持部の傾きを制御する揺動機構を設けているので、 保持部が急激に移動したり、または、搬送途中に振動が加わっても、当該基板は 傾いて寝かされた状態になっており、その状態のまま安定に保持される。

【００２２】 また、基板を所定位置に載置し、もしくは所定位置から離脱させて保持すると いうような、基板の所定位置への離着の動作の際には、当該基板が垂直な状態に なるので、所定位置への設置および取り出しが円滑に行える。

【００２３】 また、第２の考案によれば、前記アーム部は、保持部と可動アーム、可動アー ムとアーム基体の２段階の移動部分を備え、該保持部とアーム基体は、前記第１ のアームに設けられたベルト機構の相対する部分において機械的に連結されてい るので、可動アームをｘだけ移動すると２ｘだけ、保持部が前方に移動するので 、スペースをあまりとらなくて済む。また、アーム基体がその側部で基台の垂直 部に保持されるので、従来の基板搬送装置におけるｄ3 （図５）がｄ1 と重なる ことになって短縮される共に可動アームの移動方向に制限がなくなり、これを後 方に移動することにより、把持部がこれに追従して後方に送られ、スペースをコ ンパクトにしながら後方への搬送も実現できる。

【００２４】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案にかかる基板搬送装置の一実施例を詳細に説明す るが、本考案の技術的範囲がこれによって限定されるものではないことはもちろ んである。

【００２５】 図１は本実施例の基板搬送装置の主要部であるアーム部を側面から見た図であ り、図２は図１のＡ−Ａ線における断面をより詳細に示した図である。

【００２６】 なお、図１においては、説明の都合上、図２におけるレール保持板１１ｃなど は省略されると共に基台１３は一点鎖線で示されている。

【００２７】 図１において、１１は、可動アームであり、フレーム状に形成されており、ア ーム基体１２と共にアーム部を形成している。

【００２８】 この可動アーム１１に直接付設されたレール１１ａ、およびレール保持板１１ ｃを介して付設されたレール１１ｂが、アーム基体１２に設けられたガイド溝１ ２ａ、１２ｂ（図２）のそれぞれに係合しており、これにより可動アーム１１が アーム基体１２に対して、水平方向に摺動可能に保持される。

【００２９】 アーム基体１２には、その直交する方向に取付部材１２ｃが付設されており、 この取付部材１２ｃは、基台１３に上下方向に摺動可能に保持されると共に、基 台１３内部に懸架された駆動ベルト１３ａにピン１２ｄにより連結されている。 該駆動ベルト１３ａは図示しない駆動手段により上下方向に駆動され、これによ りアーム基体１２が上下方向に駆動される。 アーム基体１２には、駆動モータ１４が取り付けられ、この駆動モータ１４の 回転軸には、ピニオン１４ａが取り付けられている。

【００３０】 一方、可動アーム１１の内部底面には、ラック１５が、該可動アーム１１の長 手方向に付設されており、前記ピニオン１４ａがこのラック１５に噛合し、駆動 モータ１４の回転により、可動アーム１１が、水平方向に自在に駆動されるよう になっている。

【００３１】 可動アーム１１内部上方には、取付金具１６ａを介してプーリ１６が回転可能 に取り付けられ、このプーリ１６には、タイミングベルト１７が掛けられており 、後述のベルト機構を実現する。

【００３２】 なお、このタイミングベルト１７は、通常のベルトを使用することも可能であ るが、駆動精度を保つため、伸縮性の少ないものを使用することが望ましい。

【００３３】 可動アーム１１の上面には、ガイドレール１８（図２）が該可動アーム１１の 長手方向に沿って設けられており、このガイドレール１８に係合金具１９が摺動 可能に噛み合っている。該金具１９上部には、基板保持部であるチャック２０の 揺動軸２１を回転可能に保持する支持部材２２が固着されている。

【００３４】 チャック２０は、図３に示すような形状をしており、揺動軸２１にはＬ字型金 具２０ａ，２０ｂがキャリア１０の幅より少し広い間隔をおいて向かいあって付 設され、Ｌ字部２０ｃ，２０ｄをキャリア１０の鍔１０ｂに引っ掛けて持ち上げ て保持するようになっている。それぞれのＬ字部２０ｃ，２０ｄの端には、チャ ック２０が後述のカム機構により揺動したときにキャリア１０が、ずれたり、滑 り落ちたりしないようにするため滑止め２０ｅが設けられている。

【００３５】 上記揺動軸２１のＬ字型金具２０ａ，２０ｂからなるチャック部と反対の方向 には、揺動アーム２３が所定の角度で固定されており（図１）、この揺動アーム ２３は、引っ張りバネ２３ａにより左回転方向に付勢されている。また揺動アー ム２３の先端には、車輪２３ｂが回転可能に支持されている。

【００３６】 一方、可動アーム１１上面には、前記ガイドレール１８と平行にカム用レール ２４が設けられており、前記揺動アーム２３の車輪２３ｂがその上面に当接して 回転する。

【００３７】 該カム用レール２４は、中央部に高部２４ａ、左右両端部にスロープ２４ｂ、 ２４ｄ、および底部２４ｃ、２４ｅを備えており、一方、揺動アーム２３は上述 のように引っ張りバネ２３ａにより左回転方向に付勢されているので、これによ り揺動アーム２３が上記カム用レール２４の形状に常に追随して揺動し、カム機 構が形成される。

【００３８】 このカム機構は、車輪２３ｂがカム用レール２４の高部２４ａに当接している ときは、図１に示すようにチャック２０が若干右方向に傾き、保持部が可動アー ム１１の端に移動し車輪２３ｂが底部２４ｃ、２４ｅに当接すると、チャック２ ０が水平になるように調整されている。

【００３９】 また、前記支持部材２２は、金具１７ａにより前述のタイミングベルト１７の 上側に連結され、一方、タイミングベルト１７の下側は、金具１７ｂによりアー ム基体１２に固定されて所定のベルト機構が形成されている。

【００４０】 このような、ベルト機構による動作を図４の概略図によって次に説明する。

【００４１】 ピニオン１４ａが、可動アーム１１の中点Ｍの位置にある場合を初期位置とし た場合（図４ａ）を考えると、ピニオン１４ａをＰ方向に回転駆動することによ り、これに噛合したラック１５が左方向（前方）に送られ、これにより可動アー ム１１が左方向に移動する。一方、タイミングベルト１７の下側は、アーム基体 １２に固定されている（Ｅ点）ので、タイミングベルト１７自身は移動しないが 、可動アーム１１に取り付けられたプーリ１６が移動するので、該Ｅ点とチャッ ク２０の位置Ｃ点が、可動アームの移動量だけ相対的に変化し、結果的に図４ｂ に示すように可動アーム１１がｘだけ左方向に移動すれば、チャック２０は２ｘ 左方向に移動することになる。また、この際、上述したカム機構（図１）により 、図４ａで右方向に傾いていたチャック２０が、左端に来ると図４ｂに示すよう に水平になるので、保持されている基板９が垂直の状態になり、この状態で所定 位置に載置され、もしくは所定位置から離脱保持される。

【００４２】 これにより、基板の所定箇所への離着が自然に行え、基板にショックを与える ことがなくなる。

【００４３】 チャック２０を右方向（後方）に移動させる場合には、ピニオン１４ａをＱ方 向に回転駆動させ、以後上述と同じ原理によりチャック２０が後方に移動される （図４ｃ）。

【００４４】 本実施例においてはアーム部は基台１３の側部に取り付けられ、しかもチャッ ク２０は可動アーム１１と重なって平行に取り付けられているので、従来の基板 搬送装置におけるｄ2 、ｄ3 （図５）が、基板保持部の移動距離ｄ1 に重なるこ とになり、該搬送装置の奥行きは実質上可動アーム１１（＝基板保持部の移動距 離ｄ1 ）の長さだけでよいことになって、従来に比べ大変コンパクトになると共 に、図４ｃに示すように後方へチャック２０を移動させることもでき、基板９を 基台１３後方に搬送することを可能ならしめる。

【００４５】 なお、チャック２０を一方の方向しか移動する必要がない場合には、カム用レ ール２４の前記移動方向と反対側のスロープ、および底部は不要である。

【００４６】 また、移動中のチャック２０の向きを左方向に傾かせてもよく、この場合には カム用レール２４の中央部を低くして両端部を高くするか、あるいは、揺動アー ム２３の車輪２３ｂが、右上方向からカム用レール２４に当接するように形成す ればよい。

【００４７】 また、アーム基体１２を基台１３に対して上下方向に駆動する手段は、図２に 示したようなベルト駆動機構に限らず、公知のネジ送り機構やその他のアクチュ エータ機構でもよく、また、基台１３を水平方向に駆動する手段は、従来のよう りレール上の車輪を駆動するものや、その他の公知の直線方向駆動手段により随 時実施可能なものなので、本明細書では特に説明をしない。

【００４８】 次に、本実施例の基板搬送装置によって基板を保持し搬送する際の動作につい て説明する。

【００４９】 まず、基台１３を移動させて、可動アーム１１が目的の収納棚８ａ（図５）の 前に来るようにし、チャック２０のＬ字部２０ｃ、２０ｄの高さが、キャリア１ ０の鍔１０ｂ（図６）の下面より滑止め２０ｅの高さ以上に低くなるように、該 アーム基体１２を上下駆動する。次に可動アーム１１を駆動させて、チャック２ ０を前方に移動し、Ｌ字部２０ｃ，２０ｄをキャリア１０の両側の鍔１０ｂ下方 に挿入する。

【００５０】 このとき車輪２３ｂは、ガイドレール２４の底部２４に当接しているので、チ ャック２０は上述のように水平の状態であり、この状態で、アーム基体１２を上 方に駆動すると、キャリア１０の両端の鍔１０ｂがＬ字部２０ｃ，２０ｄに係合 し、キャリア１０がチャック２０と共に上昇して、底面が収納棚８ａから離れた 状態になる。このとき、キャリア１０は水平に保たれているので、キャリア１０ に収納された基板９は垂直に保持され、上昇の際にガイド溝１０ａ内でガタつい て傷付くことなく、円滑に保持できる。

【００５１】 次に、可動アーム１１を後退するとチャック２０もタイミングベルト１７の働 きにより、該可動アーム１１上を後退してゆき、揺動アーム２３の車輪２３ｂが スロープ２４ｂを経て、高部２４ａに当接し、チャック２０が右方向に傾く、こ のためキャリア１０内に収納された基板は、その外縁が各ガイド溝１０ａの右内 側面に当接し寝かした状態になるので、可動アーム１１の移動速度が速くても、 基板が反対方向に倒れてその外縁が、ガイド溝１０ａの左内側面にぶつかって傷 付いたり、また、基板同士がぶつかりあって処理面を傷付けるようなことは起こ らない。なお、スロープ２４ｂは、チャック２０が水平状態から急激に右方向に 傾き、その反動で基板が傷付くのを割けるために設けられており、可動アーム１ １の移動速度が速ければ速いほど、上記スロープ２４ｂをなだらかに形成するこ とが望ましい。

【００５２】 チャック２０に保持されたキャリア１０を収納棚８ａに載置する場合は、上述 の逆の動作となるので説明は省略される。

【００５３】 なお、本実施例では、可動アーム１１の駆動手段として、ピニオン１４ａとラ ック１５の組み合わせを使用したが、この代わりにチェーンとプーリの組み合わ せによる直線駆動を利用しても、その他の公知の直線駆動を採用できるものであ る。

【００５４】 本実施例では、チャック２０の揺動機構として、ガイドレール２４と揺動アー ム２３によって形成された簡単なカム機構の例を示したが、該揺動機構の構成は 、これに限定されるものではなく、例えば、アーム部が、本願のように水平方向 でなく、任意の方向に移動できる搬送装置については、チャック２０に角度セン サを設置すると共に揺動軸２１に回転駆動手段を付設し、該角度センサにより回 転駆動手段をフィードバック制御して、チャック２０が移動中には、キャリア１ ０が水平方向に対して一定角度傾くように制御し、キャリア１０を収納棚８ａに 載置、もしくは引き出すときにキャリア１０が水平の状態になるように制御して 構成することも可能である。

【００５５】 また、本実施例では、チャック２０として、キャリア１０の鍔１０ａにＬ字部 ２０ｃ，２０ｄを係合させる簡易な方式を説明したが、もちろん従来技術のよう に把持爪を設けてこれを駆動して挟持するようにしてもよいし（実開平１−７９ ８３８号公報）、キャリア１０に取っ手を設けてこれに鉤状のチャックを引っ掛 けるようにしてもよく（特開昭６０−１３７７１８号公報）、本考案の趣旨に反 しない範囲でキャリアを把持することができる公知の全ての方式のチャックを採 用することができる。

【００５６】 また、キャリア１０を介さずに、直接基板をチャックで把持して搬送する方式 のもの（特開平２−７６２２７号公報）にも、採用することができる。

【００５７】 このようなチャックにもその内面にガイド溝が複数設けられており、基板の外 縁に傷を付けないようにして下方から該チャックで支持し、基板の自重により、 当該ガイド溝に保持されるようになっているのが通常であり、当該保持部分より 上方は、当該ガイド溝に余裕をもって挿入されているのみであって、上述のキャ リア１０に収納する場合と同様、当該チャック移動時にガイド溝内でぐらついて 傷付くという問題が生じるからである。

【００５８】 なお、本実施例においては、チャック２０は、可動アームの移動方向に対して 直交する軸の回りに揺動するように形成しているが、これは、該基板を基板処理 装置になどに搬送する場合、基板が該処理装置に対して平行になるように載置す る必要があり、従って、基板はチャック２０の移動方向に対して直交する方向に 保持したほうが設置しやすいからにほかならない。

【００５９】 要するに、本考案の趣旨は、基板の面と直交する方向に該基板を移動させる場 合に、基板保持部を揺動させて該基板の所要面が上方に向くように傾け、かつ、 所定位置に基板を離着させるときにのみ水平になるような揺動機構を設けた点に あるのであって、基板保持部の揺動方向は、その移動方向によって規制されるも のである。

【００６０】 また、アーム基体１２の駆動は、上下方向の直線駆動のみならず、これを回転 駆動するものであってもよく、また両者を組み合わせたものでもよい。

【００６１】

【考案の効果】

本考案にかかる基板搬送装置は、上述のように基板の外縁をガイド溝に挿入し て搬送する場合において、当該基板の面と直交する方向に該基板を移動させる場 合に、基板保持部を揺動させて該基板の所要面が上方に向くように傾け、所定位 置に基板を離着させるときにのみ水平になるような揺動機構を設けたので、保持 部が急激に移動したり、または、搬送途中に振動が加わっても、当該基板は傾い て寝かされた状態になっており、その状態のまま安定に保持され、相互にぶつか りあって傷が付くようなことがない。また、この場合に基板の処理面が上方にく るようにしておけば、当該処理面の外縁のガイド溝に当接する部分も少なくなり 、処理面を傷付けることなしに安全に保持搬送することが可能になる。

【００６２】 また、基板が所定位置に載置され、もしくは所定位置から離脱されて保持部に 保持される際には、当該基板が垂直な状態になっているので、所定位置への設置 および取り出しが円滑に行える。

【００６３】 また、さらに、本基板搬送装置のアーム部は、保持部と可動アーム、可動アー ムとアーム基体の２段階の移動部分を備え、該保持部とアーム基体は、前記第１ のアームに設けられたベルト機構の相対する部分において機械的に連結されてい るので、可動アームの移動量の２倍保持部が前方に移動し、アーム部に関するス ペースをあまりとらなくて済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例にかかる基板搬送装置のアー
ム部を側面から見た概要図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ断面詳細図である。

【図３】図１の実施例におけるチャックの構造を示す斜
視図である。

【図４】図１の実施例におけるチャックの移動の動作を
説明する図である。

【図５】従来の基板搬送装置を示す図である。

【図６】基板を収納して搬送するためのキャリアの斜視
図である。

【符号の説明】

１１ 可動アーム １２ アーム基体 １３ 基台 １４ 駆動モータ １４ａ ピニオン １５ ラック １６ プーリ １７ タイミングベルト ２０ チャック ２１ 揺動軸 ２２ 支持部 ２３ 揺動アーム ２４ カム用レール

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を保持して所定方向に移動する保持
   部と、 この保持部を支持するアーム部と、このアーム部を少な
   くとも上下方向に駆動するための基台とからなり、 前記保持部は、その移動過程において、前記基板の所要
   面が上方に向くように傾けて当該基板を保持すると共に
   当該基板を所定位置に離着させる際に該基板が垂直の状
   態になるような揺動機構を備えることを特徴とする基板
   搬送装置。
2. 【請求項２】 前記アーム部は、 前記保持部を移動可能に保持する可動アームと、 前記可動アームを移動可能に保持すると共にその側部で
   前記基台に上下方向に駆動可能に保持されたアーム基体
   と、 前記アーム基体に対し前記可動アームを移動させるため
   の駆動手段と、 可動アームに設けられ、一方の側が前記保持部に係合
   し、他方の側が前記アーム基体に係合するベルト機構
   と、 を備え、 前記揺動機構は、前記保持部と可動アームの間に設けら
   れたカム機構であることを特徴とする、請求項１記載の
   基板搬送装置。