JPH0786375A - 基板搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 気流の影響を排して、高速度で基板を搬送す
ることを可能にする。 【構成】 基板Ｗがハウジング１３１内に収納された状
態で搬送される。ハウジング１３１の外形断面はほぼ矩
形であって、その各角部が曲線形状であるとともに、そ
の側方には、上部がハウジング１３１上面より突出し、
下面がハウジング１３１下面の角部に回り込むように形
成された整流板１３５が配設される。 【効果】 基板がハウジング内に収納されて搬送される
ので、外部の気流の影響を受けず、高速搬送が可能にな
る。また、整流板の作用により上方からの気流が円滑に
ハウジング側方に導かれ、確実にガイドされてハウジン
グ下方角部の曲線に沿って円滑に排出されるため、気流
の回り込みが生じにくい。これによりパーティクルの再
浮上を防止して、効率よく高品質の基板を処理できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体製造装置や液
晶基板製造装置などの基板処理装置において、半導体ウ
エハや液晶用ガラス角型基板などの基板（以下、単に
「基板」という）を搬送する基板搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より周知のように、液晶表示基板や
半導体ウエハなどの精密電子基板の製造プロセスにおい
ては、例えば洗浄処理部や熱処理部，レジスト塗布部等
の複数の単位処理部を一定に配置して基板処理部を形成
するとともに、基板搬送ロボットなどの基板搬送装置に
よって基板をそれらの単位処理部間に所定の搬送順序で
搬送しつつ、当該処理部に出し入れして一連の処理が行
われるようになっている。

【０００３】このような基板搬送を行う基板搬送装置と
しては、ハンド（基板載置手段）の上に基板を載置し、
このハンドを別の駆動手段により移動させて所定の基板
処理部内に進出・後退動作させて当該基板を基板処理部
内に設置し、当該処理終了後に再びハンドを進出・後退
動作させて当該基板処理部から取り出して他の基板処理
部に搬送するように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近時、
被処理基板、とりわけ液晶基板の大型化が進み、製造プ
ロセスにおいてこれを搬送する際における周囲の気流の
変化を無視することができなくなってきた。特に、レジ
スト塗布直後の基板を水平もしくは垂直に移動させて次
段の基板処理部に搬送する際に、周囲の気流の乱れによ
りレジスト面に風紋が生じ、基板の品質を著しく劣化さ
せることになる。これを避けるために搬送速度を低下す
ることが考えられるが、その場合でも完全に気流の影響
を回避するのは困難である上、搬送に要するタクトタイ
ムが長くなって基板処理の効率化に反してしまう。

【０００５】また、通常、基板処理の現場では、パーテ
ィクルが浮上して基板に再付着するのを防止するため、
上方から下方に向けて清浄な気体をダウンフローし、下
方から排気するようにしているが、基板上面にダウンフ
ローの気流が当たると、その気流が基板の縁から下方に
回り込み、当該基板の下部で気流の逆戻りが生じてパー
ティクルを上方に巻き上げ、基板に付着してしまうとい
う不都合があった。また、たとえダウンフローがない場
合であっても、基板を上方に搬送する場合には同様な不
都合が生じる。

【０００６】この発明は、上述のような問題を解消する
ためになされたもので、簡易な構造により、搬送される
基板に対し周囲の気流の影響が及ばないようにすること
ができる基板搬送装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１にかかる基板搬送装置は、基板処理部に基
板を搬送する基板搬送装置において、前記基板が載置さ
れる基板載置手段と、前記基板処理部方向に進出した第
１の位置と、前記基板処理部から後退した第２の位置と
の間で前記基板載置手段を移動させる駆動手段と、前記
第２の位置において前記基板載置手段および前記基板を
収納するハウジングと、を備えている。

【０００８】また、請求項２に係る基板搬送装置は、請
求項１におけるハウジングの外形の断面形状がほぼ矩形
であって、各角部が曲線形状である。

【０００９】請求項３に係る基板搬送装置は、請求項２
におけるハウジングが、その側方に、当該ハウジングに
対して相対的に上方から下方に流れる気流の流れを調整
する気流調整板を備え、前記気流調整板は、その上部が
前記ハウジングの上面より上方に突出するとともに、そ
の下部は、前記ハウジングの下面の辺部に回り込むよう
にして形成される。

【００１０】

【作用】請求項１の発明では、基板載置手段が基板処理
部から後退した位置（第２の位置）において、当該基板
載置手段および基板がハウジング内に収納される。基板
搬送時には当該基板載置手段及び基板はこの第２の位置
に維持されて当該ハウジング内に収納されているので、
外部に気流の乱れが生じてもハウジング内部の基板には
影響しない。

【００１１】請求項２の発明では、前記ハウジングの外
形の断面形状がほぼ矩形であって、各角部が曲線形状で
あるので、ハウジングの上面に気流が当たっても、円滑
に側方に向かい、やがてハウジング側面に沿って下方に
流れ、下方角部の曲線形状に沿って穏やかに流れ出る。
そのため、ハウジング下部での気流の回り込みが少なく
なる。

【００１２】請求項３の発明では、さらに気流調整板を
ハウジングの側方に設けているので、ハウジング上面に
当接した気流が当該気流調整板により集められてハウジ
ング側面を流れる。当該気流調整板の下部はハウジング
下面の辺部に回り込むように形成されており、これによ
りハウジング側面を流れてきた気流が確実にガイドさ
れ、ハウジング下方角部の曲線形状に沿って円滑に排出
される。そのためハウジング下方での回り込みによる気
流の回り込みがさらに少なくなる。

【００１３】

【実施例】Ａ．基板搬送装置を備えた基板処理装置の構
成

【００１４】図１は、この発明にかかる基板搬送装置の
一実施例が組み込まれた基板処理装置の一例を示す側面
図であり、また図２は図１を上方より見た平面配置図で
ある。この基板処理装置１は、基板に一連の処理を施す
ための装置である。

【００１５】なお、この図１および以下の各図において
は、床面に平行な水平面をＸ−Ｙ面とし、鉛直方向をＺ
方向とする３次元直角座標系Ｘ−Ｙ−Ｚが定義されてい
る。また、（＋Ｘ）方向と（−Ｘ）方向とを区別しない
場合には単に「Ｘ方向」と呼ぶ（ＹおよびＺについても
同様）。

【００１６】この装置１には、基板に一連の処理を行う
処理ユニット部Ａ１が設けられるとともに、実施例にか
かる基板搬送装置１００が搬送部Ａ２に設けられ、この
処理ユニット部Ａ１に沿ってＸ方向に基板を搬送するよ
うに構成されている（図２参照）。

【００１７】処理ユニット部Ａ１は、上下２段に分けて
平行配列されており（図１）、下段Ｃ1 には、紫外線照
射ユニットＵＶからなる紫外線照射部３０と、２つのス
ピンスクラバＳＳ1 ，ＳＳ2 からなる洗浄処理部４０が
Ｘ方向に配列される一方、上段Ｃ2 には、加熱処理部５
０，密着強化処理部７０を構成する一方の密着強化ユニ
ットＡＰ1 ，冷却処理部６０，８０およびもう一方の密
着強化ユニットＡＰ2がＸ方向に配列されている。な
お、加熱処理部５０では２つのホットプレートＨＰ1 ，
ＨＰ2 が積層配置されている。また、２つのクールプレ
ートＣＰ1 ，ＣＰ2 が積層配置され、上側のクールプレ
ートＣＰ1 が第１の冷却処理部６０として機能する一
方、下側のクールプレートＣＰ2 が第２の冷却処理部８
０として機能する。

【００１８】搬送部Ａ２の側端部（図２の左手側）に
は、基板の搬入および搬出を行う基板搬入・搬出処理部
９０が設けられており、次に詳説する構成を有する基板
搬送装置１００により、基板が各処理部３０，４０，５
０，６０，７０，８０に順次搬送され、一連の処理を受
けるようになっている。

【００１９】Ｂ．基板搬送装置の構成

【００２０】次に、基板搬送装置１００の構成について
説明する。この基板搬送装置１００は、水平移動機構１
１０と垂直アーム機構１２０、水平アーム機構１４０、
上面に基板を載置するハンド１５０ａ，１５０ｂ、及び
上記水平アーム機構１４０、ハンド１５０ａ，１５０ｂ
を収納可能なハウジング１３１とを備えている。

【００２１】Ｂ−１．各移動機構およびハンド

【００２２】図３は、図１のＩ−Ｉ位置から（−Ｘ）方
向に見た側面構造図であり、図４は基板搬送装置１００
のみの斜視図である。処理ユニット部Ａ１の基台部に
は、Ｘ方向に伸びるレール１１１が配設され、このレー
ル１１１の上に移動基台１１２が内蔵の車輪を介して載
置される。この移動基台１１２は、図示しない駆動手段
によりＸ方向に移動されるようになっており、これによ
り水平移動機構１１０が形成される。この移動基台１１
２に垂直に支持された支柱１１３の上部には、垂直アー
ム機構１２０が取り付けられる。

【００２３】この垂直アーム機構１２０によってハウジ
ング１３１が上下移動されるべく支持される。ハウジン
グ１３１はＹ方向の両端が開口した中空のボックス（図
４参照）であり、その内部には水平Ｙ方向に屈伸可能な
水平アーム機構１４０が収容されている。そして、その
先端には、基板載置手段としての上下２段にハンド１５
０ａ，１５０ｂが連結されている。

【００２４】垂直アーム機構１２０は実質的に等長の２
本のアーム１２１，１２２を備えており、このうちの第
１のアーム１２１の端部がモータ１２３に連結されてい
る。また，第２のアーム１２２の端部１２４はハウジン
グ１３１に連結されている。

【００２５】垂直アーム機構１２０はいわゆるスカラロ
ボット機構とされており。このため、モータ１２３が回
転するとそれぞれのアーム１２１，１２２が図５の拡大
側面図に示すようにそれぞれ矢印θ１、θ２方向に回転
し、ハウジング１３１がその姿勢を維持しつつをＺ方向
に並進する（矢印Ｅ１）。モータ１２３の回転方向を切
り換えることにより、ハウジング１３１のＺ方向におけ
る並進の向きが（＋Ｚ）方向から（−Ｚ）方向に、また
は（−Ｚ）方向から（＋Ｚ）方向に逆転する。

【００２６】なお、図示が省略されているが、垂直アー
ム機構１２０と同じ構造を有する別の垂直アーム機構が
ハウジング１３１の反対側に設けられ、水平Ｘ方向に延
びる連結材（図示省略）によって垂直アーム機構１２０
と連結されている。このため、モータ１２３の駆動力は
連結材を介して反対側の垂直アーム機構にも伝達され、
ハウジング１３１は両端で支持されつつ、姿勢を変えず
にＺ方向に変位する。

【００２７】ハウジング１３１の中には水平アーム機構
１４０が設けられている。図６は、図４において、水平
アーム機構１４０を収縮してハンド１５０ａ，１５０ｂ
をハウジング１３１内に収納したときの内部の様子示す
平面図である。同図に示すように、水平アーム機構１４
０は、実質的に長さの等しい２本のアーム１４１，１４
２を備えており、第１のアーム１４１は連結位置１４３
においてモータ１３３に連結されている。また、第２の
アーム１４２の先端はハンド間隔駆動ユニット１６０を
介してハンド１５０ａ，１５０ｂに連結されている。

【００２８】この水平アーム機構１４０もまた、スカラ
ロボット機構として構成されており、モータ１３３を回
転させるとアーム１４１，１４２は矢印α１，α２方向
にそれぞれ旋回し、ハンド１５０ａ，１５０ｂはその姿
勢を維持しつつＹ方向に並進する（矢印Ｅ２）。ハンド
１５０ａ，１５０ｂが（＋Ｙ）方向に並進するとハンド
１５０ａ，１５０ｂはハウジング１３１から外部に露出
して基板処理部内に到達する。また、（−Ｙ）方向に並
進するとハンド１５０ａ，１５０ｂはハウジング１３１
内に収容される。

【００２９】ハンド間隔駆動ユニット１６０は公知のア
クチュエータ機構や、カム機構などによって構成され、
ハンド１５０ａ，１５０ｂの水平間隔を調節する作用を
有する。このような１個の水平アーム機構１４０に対し
て、間隔の調節できる２つのハンド１５０ａ，１５０ｂ
を有することにより、基板処理部における基板Ｗの交換
動作を水平アーム機構１４０の一回の伸縮動作により同
時に行なうことができ、基板処理の効率化に大いに寄与
するものであるが、この詳細については、本願出願人に
より既に出願済みの特願平５−１５１１６０号において
提案済みであり、説明を省略する。

【００３０】なお、図３において搬送部Ａ２の上方から
下方に向けて、クリーンエアがダウンフローされてお
り、パーティクルの上方への巻き返し（再浮上）が生じ
て当該パーティクルが基板に付着するのを防止する。

【００３１】Ｂ−２．ハウジングの形状及び作用

【００３２】上述のようにハンド１５０ａ，１５０ｂお
よびこのハンド１５０ａ，１５０ｂの上に載置された被
処理基板Ｗは、水平アーム機構１４０の後退によりハウ
ジング１３１内に収納される。被処理基板Ｗは、このよ
うにハウジング１３１内に収納された状態で、水平移動
機構１１０もしくは垂直アーム機構１２０によりＸ方
向、およびＺ方向に搬送される。このような基板搬送に
応じ周囲に気流の変化が発生するが、基板Ｗはハウジン
グ１３１の壁により移動方向の気流の流れと遮断されて
いるので、当該気流の影響がハウジング１３１内部まで
およびにくく、基板Ｗを高速で搬送しても発生する気流
の影響をほとんど受けない。

【００３３】本実施例では、図４に示すようにハウジン
グ１３１は、Ｙ方向に開口した筒型であって、その外形
の断面はほぼ矩形であり、各角部が曲線形状になるよう
に形成している。図７は、この場合の気流の様子を示す
模式図であって、同図（ａ）は、ハウジング１３１を水
平右方向に移動した場合の気流の様子を示し、同図
（ｂ）は、ハウジング１３１が停止してダウンフローを
受けている状態、もしくはハウジング１３１を上方に移
動したときの気流の様子を示す。それぞれハウジング１
３１の移動方向について「風切り」がよくなり、気流は
上下面あるいは、両側面に沿って流れを形成し後方の角
部の曲線形状に沿って速やかに流れる。このような形状
にすることにより、搬送方向についてハウジング１３１
後部での気流の回り込みを減少させることができる。特
に、図７（ｂ）のように、ハウジング１３１に対して相
対的に上下方向に気流が生じる場合において、ハウジン
グ１３１下方における気流の回り込みを減少させること
は、それに伴うパーティクルの再浮上を阻止して基板へ
の付着を防止することになり、その効果は大きい。

【００３４】このハウジング１３１の下方における気流
の回り込みをさらに低減し、パーティクル浮上の問題を
解消するため、本願発明者らは、さらに図８、図９に示
す別の実施例を発明した。図８は、当該実施例に係る基
板搬送装置１００のハウジング１３１部分の斜視図であ
り、図９は図８を（−Ｙ）方向から見たときの正面図で
ある。なお、両図において便宜上、水平アーム機構１４
０及びハンド１５０ａ，１５０ｂは図示を省略してい
る。

【００３５】ハウジング１３１の両側面には、上方から
の気流の流れを調整して整流を形成するため、ハウジン
グ１３１の奥行とほぼ同じ大きさの幅を有する整流板１
３５（気流調整板）が配設される。図９に示すように、
この整流板１３５の形状は、上方がハウジング１３１の
上面より突出して、内側に向けて半径ｒ１の緩やかな曲
部１３５ａを形成し、中央部１３５ｂはハウジング１３
１の側面と間隔ｄをおいて平行に形成され、その下方
は、ほぼハウジング１３１の角部の曲線形状（曲率半径
ｒ０）に沿って回り込むようにして、半径ｒ２の曲部１
３５ｃを形成している。

【００３６】図１０は、図９の整流板１３５の効果を示
すための模式図である。同図で示すように上方から流れ
てきた気流は、ハウジング１３１の上面に当たると左右
に分かれ、やがて整流板１３１の上方曲部１３５ａに当
たって、ハウジング１３１の側面に沿って下方に流れ、
下方曲部１３５ｃによりガイドされてハウジング下方の
角部の曲線形状に沿って円滑に排出される。内側方向に
排出された左右の気流はやがて中央付近で衝突し、その
まま下方に流れるため、ハウジング１３１の下方で気流
の回り込みが図７（ｂ）の場合に比べさらに低減され
る。

【００３７】実験では、ハウジングの横幅Ｄ＝５００ｍ
ｍ，ハウジング１３１の各角部の曲率半径ｒ０＝５０ｍ
ｍ，ｒ１＝９０ｍｍ，ｄ＝２５ｍｍ，ｒ２＝８５とし
て、気流の回り込みが少ない良好な結果が得られた。

【００３８】これらの寸法についてはハウジング１３１
の形状などにより、必要に応じて調整されるべきもので
あるが、整流板１３５の作用は上述のように、ハウジ
ング１３１上面に当たって左右に流れた気流を受け止め
てハウジングの側方の隙間に集めさせ、当該ハウジン
グの側方を流れる気流がハウジング下方の角部の曲線に
沿って円滑に排出されるようにガイドすること、に意味
があり、この点から整流板１３５の上部がハウジング１
３１の上面より突出していること、その下部が、ハウジ
ング１３１の下方の角部に回り込むように形成されてい
ることが必須となる。

【００３９】なお、整流板１３５の上方曲部１３５ａ
は、気流のハウジング１３１側方への取り込みを円滑に
するためのものであって、必ずしも必要なものではな
く、ハウジング１３１上面より上方に突出さえしておれ
ば、平面を形成していても構わない。また、ハウジング
１３１側方の隙間の間隔ｄの値は大きすぎると内部で気
流が拡散して整流を形成しにくくなるので、適当に狭く
する方が望ましい。

【００４０】なお、図８においてハウジング１３１の入
口上部には、公知の除電バー１３７が付設されている。
この除電バー１３７は複数の電極１３７ａを有し、図示
しない電力供給装置から一定のパルス数で周期的に電力
の供給を受けて、電極１３７ａから放電させることによ
り、プラスもしくはマイナスのイオンを発生させるよう
になっており、これにより基板Ｗのハウジング１３１へ
の収納時もしくは搬出時にその静電気による帯電を消滅
させる効果を有する。これにより、基板Ｗの帯電による
基板剥離の問題や、パーティクルの付着の問題を解消す
るように構成される。

【００４１】さらに付け加えて、ハウジング１３１内部
に当該ハウジング１３１内を所定温度に調節する温調装
置を組み込むようにしておけば、搬送時における基板Ｗ
の急激な温度変化を回避することができ、基板処理の品
質向上に一層貢献する。このようにハウジング１３１を
設けることにより、気流の基板Ｗへの影響を防止するだ
けでなく、他の機能を付随的に備えさせることも容易に
なる。

【００４２】また、ハウジング１３１は、上述のような
形状に限定される必要はなく、気流対策の面から、外形
をさらに流線形に近付けるようにしてもよい。しかし、
本実施例のように断面を矩形にしてその角部を曲線形状
にすることにより、気流の回り込みを防止するとともに
ハウジングの締めるスペースをコンパクトにでき、また
製造コストを低減できるという利点がある。

【００４３】また、ハウジング１３１のＹ方向は開口し
ており基板Ｗの出し入れが容易なようになっているが、
場合により、当該開口部を開閉自在なカバーで覆うよう
にして、基板Ｗの出し入れに連動して当該カバーを開閉
するようにしておけば、気流の影響を完全に排除でき
る。

【００４４】また、上述の実施例では、基板処理装置に
おいて基板搬送装置１００を１台だけしか設置していな
いが、レール１１１と平行にもう１本のレールを設置し
て同様な基板搬送装置を設け、それぞれＸ方向における
搬送箇所を分担することにより一層効率的な基板処理が
可能になる。

【００４５】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、基板をハウジング内に収納した状態で搬送すること
が可能になり、外部に気流の乱れが生じてもハウジング
内部の基板には影響しない。これにより基板の搬送速度
を高速にすることができ、基板処理の効率が向上する。

【００４６】請求項２の発明では、前記ハウジングの外
形の断面形状がほぼ矩形であって、各角部が曲線形状で
あるので、ハウジングの上面に気流が当たっても、円滑
に側方に向かい、やがてハウジング側面の垂直部に沿っ
て下方に流れ、下方角部の曲線形状に沿って穏やかに流
れ出る。これにより、ハウジング下部での気流の回り込
みが少なくなって、パーティクルの再浮上による基板へ
の付着を回避でき、品質の高い基板処理が可能になる。

【００４７】請求項３の発明では、さらに気流調整板を
ハウジングの側方に設けているので、ハウジング上面に
当接した気流が当該気流調整板の上部で集められてハウ
ジング側面を流れる。当該気流調整板の下部はハウジン
グ下方の角部に回り込むように形成されており、これに
よりハウジング側面を流れてきた気流が確実にガイドさ
れ、ハウジング下方角部の曲線形状に沿って円滑に排出
される。そのためハウジング下方での回り込みによる気
流の戻りがさらに少なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる基板搬送装置が組み込まれた
基板処理装置の一例を示す側面図である。

【図２】図１を上方より見た平面配置図である。

【図３】図１のＩ−Ｉ位置から（−Ｘ）方向に見た側面
構造図である。

【図４】基板搬送装置の斜視図である。

【図５】基板搬送装置の拡大側面図である。

【図６】ハウジング内部の様子を示す平面図である。

【図７】ハウジングの周囲の気流の流れを示す模式図で
ある。

【図８】ハウジングの側方に整流板を設けた場合の実施
例を示す斜視図である。

【図９】図８を（−Ｙ）方向から見たときの正面図であ
る。

【図１０】図９において上方からの気流の流れを示す模
式図である。

【符号の説明】

１００ 基板搬送装置 １１０ 水平移動機構 １２０ 垂直アーム機構 １３１ ハウジング １３５ 整流板 １４０ 水平アーム機構 １５０ａ，１５０ｂ ハンド（基板載置手段） １６０ ハンド間隔駆動ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢彦 宏二 滋賀県彦根市高宮町480番地の１ 大日本 スクリーン製造株式会社彦根地区事業所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板処理部に基板を搬送する基板搬送装
   置において、 前記基板が載置される基板載置手段と、 前記基板処理部方向に進出した第１の位置と、前記基板
   処理部から後退した第２の位置との間で前記基板載置手
   段を移動させる駆動手段と、 前記第２の位置において、前記基板載置手段および前記
   基板を収納するハウジングと、を備えたことを特徴とす
   る基板搬送装置。
2. 【請求項２】 前記ハウジングは、その外形の断面形状
   がほぼ矩形であって、各角部が曲線形状であることを特
   徴とする請求項１記載の基板搬送装置。
3. 【請求項３】 前記ハウジングは、その側方に、当該ハ
   ウジングに対して相対的に上方から下方に流れる気流の
   流れを調整する気流調整板を備え、 前記気流調整板は、その上部が前記ハウジングの上面よ
   り上方に突出するとともに、その下部は、前記ハウジン
   グの下面の辺部に回り込むようにして形成されることを
   特徴とする請求項２記載の基板搬送装置。