JPH0936201A

JPH0936201A - 基板移載方法および基板移載装置

Info

Publication number: JPH0936201A
Application number: JP8116390A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Hirata; 教行平田; Seiji Komatsu; 省二小松
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Engineering Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Development and Engineering Corp
Priority date: 1995-05-18
Filing date: 1996-05-10
Publication date: 1997-02-07

Abstract

(57)【要約】【課題】基板を損傷することなく、取出位置から移載位
置へ移載可能な基板移載方法および基板移載装置を提供
することにある。【解決手段】取出位置１６の基板１を移載位置１８に移
載する際、基板１の一辺の２箇所を非接触式の第１およ
び第２のセンサ３０ａ，３０ｂで検知し、移載機構２１
のハンド２８に対する基板の一辺の傾きおよび一辺と直
交する方向の位置を含む一辺位置情報を割り出す。一辺
位置情報に基づいて基板に対するハンドの位置を制御
し、ハンドにより取出位置から基板を取り出す。ハンド
により取り出された基板の一辺と直交する他辺の１箇所
を第２のセンサ３０ｃで検知し、移載位置に対する基板
１の他辺の位置を含む他辺位置情報を割り出す。他辺位
置情報に基づき、移載機構２１により基板を移載位置に
位置決め移載する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板を取出位置か
ら取り出し所定の移載位置に位置決めして移載する基板
移載方法および基板移載装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、たとえば、液晶表示器の製造工程
においては、液晶表示器作成用のガラス基板は、カセッ
ト内に多段に収納され、このカセットによって複数の製
造ユニットの間を移動されている。

【０００３】各製造ユニットは、カセットから基板を１
枚ずつ取り出して製造ユニット側に取り込むための基板
移載装置を備えている。この基板移載装置は、移動され
てくるカセットを所定の取出位置に配置するカセット載
置部を有し、移載手段によって取出位置のカセット内か
ら１枚ずつ基板を取り出すとともに製造ユニット側に取
り込むための所定の移載位置に移載する。

【０００４】一般に、カセットの内側壁とカセット内に
収納される基板の縁部との間には、基板をカセットの側
壁にこすることなく挿脱するためと、移載時の移載手段
の横ぶれなども考慮して、適度な隙間が設けられる。そ
のため、カセット内に収納される基板の位置は、カセッ
トが製造ユニット間を移動する際の振動や傾きの影響を
受けて、位置ずれが生じることがある。

【０００５】これに対して、移載手段は、カセット内の
基板の位置ずれに関係なく、常に一定動作によって取出
位置から移載位置に基板を単純に移載するだけなので、
取出位置で位置ずれしている基板は、位置ずれしたまま
移載位置に移載されてしまう問題がある。

【０００６】そこで、従来の基板移載装置では、カセッ
トを配置する取出位置に基板位置決め機構を設けてい
る。この基板位置決め機構は、取出位置に配置されたカ
セットの四方から中心方向に向けて各一対の位置決め板
を移動させ、各位置決め板を基板の縁部に押し当てて、
カセット内に支持されている基板を強制的に移動させて
所定の取出位置に位置決めする。このように、取出位置
で基板を位置決めすることにより、基板が所定の移載位
置に移載される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
基板移載装置では、基板位置決め機構によりカセット内
に支持された状態のままの基板の縁部を機械的に押圧す
るので、基板に衝撃が加わり、基板にマイクロクラック
やチッピングが発生するという問題がある。特に、この
マイクロクラックは、基板厚が１ｍｍよりも小さい場合
に顕著に発生する。

【０００８】この基板に発生するマイクロクラックやチ
ッピングは、発塵を引き起こし、液晶表示装置の製造工
程での歩留りを低下させる。更に、製造ユニットにおい
て基板の加熱・冷却工程を実施する場合、基板に熱応力
が働くが、基板にマイクロクラックやチッピングがある
と、そこに応力集中が発生し基板が破損する問題があ
る。しかも、各製造ユニットの基板移載装置の位置にお
いて、繰り返し同一基板に衝撃が加わると、基板が破損
する問題がある。

【０００９】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、その目的は、基板にマイクロクラックやチ
ッピングを発生させることなく、取出位置の基板を移載
位置に位置決め移載できる基板移載方法および基板移載
装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、移載手段により矩形状の基板を取出位置から移載位
置に移載する請求項１に係るこの発明の基板移載方法
は、上記取出位置にある基板の一辺の少なくとも２箇所
を非接触で検知し、上記検知結果に応じて、上記移載手
段に対する上記一辺の傾きおよび上記一辺と直交する方
向に沿った上記一辺の位置を含む一辺位置情報を割り出
し、and 上記割り出された一辺位置情報に基づいて、
上記移載手段により上記取出位置から基板を取出し上記
移載位置に位置決めし移載することを特徴としている。

【００１１】また、移載手段により基板を取出位置から
移載位置に移載する請求項６に記載のこの発明に係る基
板移載方法は、上記基板の所定の測定部位の位置を非接
触で検知し、上記検知された測定部位の位置と所定の基
準位置との間の相対位置情報を割り出し、上記相対位置
情報に基づいて上記基板を移載位置に位置決めし移載す
ることを特徴としている。

【００１２】移載手段により基板を取出位置から移載位
置に移載する請求項７に記載の発明に係る基板移載方法
は、上記取出位置における基板の所定の測定部位の位置
を非接触で検知し、上記検知された測定部位の位置と所
定の基準位置との間の相対位置情報を割り出し、上記基
板と移載手段との相対位置関係を維持しながら、上記移
載手段により上記取出位置にある基板を、上記検知され
た所定部位の位置情報に基づいて、移載位置に位置決め
し移載することを特徴としている。

【００１３】一方、請求項１１に記載のこの発明に係る
基板移載装置は、取出位置から基板を取出して上記移載
位置に移載する移載手段と、上記取出位置にある基板の
一辺の少なくとも２箇所の位置を非接触で検知する検知
手段と、上記検知手段による検知結果に応じて、上記移
載手段に対する上記一辺の傾きおよび上記一辺と直交す
る方向に沿った上記一辺の位置を含む一辺位置情報を割
り出し、上記割り出された一辺位置情報に基づいて上記
移載手段を制御し、上記取出位置から基板を取出し上記
移載位置に位置決め移載する制御手段と、を備えたこと
を特徴としている。

【００１４】上記構成の基板移載方法および基板移載装
置によれば、検知手段により取出位置における基板の一
辺の少なくとも２箇所の位置を非接触で検知し、その検
知結果に応じて、上記移載手段に対する上記一辺の傾き
および上記一辺と直交する方向に沿った上記一辺の位置
を含む一辺位置情報を割り出す。そして、この一辺位置
情報に基づいて移載手段の動作を制御し、上記取出位置
から基板を取出し上記移載位置に位置決め移載する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態に係る基板移載方法および基板移載装置
について詳細に説明する。図１および図２に示すよう
に、本実施の形態に係る基板移載装置１０は本体１２を
備え、この本体の一端部には取出台部１３、他端側には
移載台部１４、中央には凹部１５が設けられている。取
出台部１３の上面は、多数の基板を収納した後述のカセ
ット２が載置される水平な載置面１３ａを形成し、ま
た、移載台部１４の上面は、カセットから取り出された
基板を載置する水平な載置面１４ａを形成している。そ
して、凹所１５内には、カセット２内から基板を取出し
載置面１４ａ上に移載する移載機構２１が配設されてい
る。

【００１６】図２および図３に示すように、移載装置１
０によって移載される基板１は、例えば、液晶表示器の
製造に使用されるガラス基板であり、無アルカリケイ酸
塩ガラスにより、縦５００ｍｍ、横４００ｍｍ、厚さ
０．７ｍｍの矩形状に形成されている。

【００１７】カセット２は、天板３、底板４、両側面の
複数の側板５、背面の図示しない複数の背板とから箱状
に形成され、その前面に基板１を出し入れする開口部６
が形成されている。両側板５の内面には、図３に示すよ
うに、上下方向に沿って所定距離、例えば１８ｍｍ、離
間した複数の棚７が突設されている。そして、基板１
は、両側の対向する棚７上に両側縁部を載置することに
より、カセット２内に水平に支持されている。カセット
２内には、多数の基板１が上下方向に多段に収納され
る。

【００１８】なお、各段における両側の側板５の内面８
は、カセット２に出し入れされる基板１が内面８に接触
するのを防止するため、基板１の側縁に対して所定のク
リアランスを有するように、棚７の上面に近い部分の対
向間隔Ｌ１が基板の幅Ｌ２に対して、Ｌ１＞Ｌ２となる
ように構成されている。たとえば、基板１の横幅が４０
０ｍｍの場合には、側板５の内面８の間隔は４１０ｍｍ
とし、基板１の両側縁に対して±５ｍｍの余裕が設けら
れる。この場合のカセット２内の基板１の位置精度は最
大±５ｍｍとなる。

【００１９】また、各段において、両側の側板５の内面
８の対向間隔は、棚７の上面に近い部分から上方にいく
に従って広がり、基板１をカセット２に対して出し入れ
する機構の横ぶれなどによって基板１が内面８に接触す
るのを防止する。

【００２０】一方、図１および図２に示すように、基板
移載装置１０の取出台部１３の載置面１３ａには、複
数、例えば３つの取出位置１６がＸ軸方向に並んで規定
されている。各取出位置１６は、載置面１３ａに固定さ
れた４つのＬ字状の位置決め部材１７によって規定され
ている。カセット２は、その下部四隅が位置決め部材１
７に嵌合されて取出位置１６に位置決め保持される。

【００２１】なお、取出台部１３の側方には、各取出位
置１６に対してカセット２を自動的に装填および回収す
る搬送ロボット５２が設けられている。移載台部１４の
載置面１４ａには、取出位置１６の配列方向、つまりＸ
軸方向と平行に並んで３つの移載位置１８が規定されて
いる。載置面１４ａの各移載位置１８には、基板１の下
面四隅が載置される４つの載置部材１９が取り付けられ
ている。各載置部材１９には、基板１の四隅縁部に沿っ
て延びるほぼＬ字状の基板移載面２０が形成されてい
る。そして、基板１は、所定の移載位置１８に位置決め
された状態で、載置部材１９の移載面２０上に載置され
る。

【００２２】また、互いに向い合う取出位置１６および
移載位置１８は、これらの中心を通る線がＸ軸と直交す
る方向、つまり、Ｙ軸方向に延びるように規定されてい
る。なお、各移載位置１８の側方には、移載位置１８に
移載された基板１を取り込んで処理するＣＶＤ（化学蒸
着）装置、洗浄装置等の処理装置５０が配設されてい
る。

【００２３】凹所１５内に設けられた移載機構２１は、
基板１を支持する支持部材として機能するハンド２８を
備え、このハンド２８は、図１、図２および図４に示す
ように、水平面内で中心点Ｏを通る２方向、つまり、Ｘ
軸方向、および対向する取出位置１６と移載位置１８と
の間を直線的に延びる任意の移動軸Ｍ方向に沿って移動
可能であるとともに、中心点Ｏを通る垂直なＺ軸方向に
沿って昇降可能に構成されている。更に、ハンド２８
は、Ｚ軸の回りで回動可能となっている。

【００２４】詳細に述べると、移載手段として機能する
移載機構２１は、凹部１５の底壁に形成された溝２２に
沿ってＸ軸方向に移動自在な駆動部２３を備えている。
駆動手段としての駆動部２３は回転軸２５を有し、この
回転軸はＺ軸に沿って昇降可能であるとともに、Ｚ軸の
回りでθ方向に回転可能となっている。基準シャフトと
して機能する回転軸２５は、中心点Ｏに一致している。
更に、駆動部２３は、自身がＺ軸の回りで回動可能に凹
所１５に設けられている。

【００２５】回転軸２５には、第１のアーム２４の一端
部が連結され回動軸２５と一体に回動可能となってい
る。第１のアーム２４の他端には、第２のアーム２６の
一端が回動軸２７を中心として回動可能に連結され、こ
の第２のアーム２６の他端には、基板１を搭載するため
のハンド２８が回転軸２９を中心に回動可能に連結され
ている。移動手段として機能する第１および第２のアー
ム２４、２６はリンクを構成し、第２のアーム２６は第
１のアーム２４の回動に連動して所定角度回動する。

【００２６】ハンド２８は水平に延びた薄板により形成
され、基端部が回動軸２９に連結され、先端部は左右二
股状に形成されている。そして、ハンド２８はその中心
線Ｃが、回転軸２９と中心点Ｏとを通って延びる方向、
つまり、移動軸Ｍ方向、と一致した状態で回転軸２９に
取り付けられている。

【００２７】そして、ハンド２８は、駆動部２３が溝部
２２に沿って移動した際にＸ軸方向に移動し、回転軸２
５と共にアーム２４，２５が昇降するとＺ軸方向に移動
する。また、ハンド２８は、回転軸２５により第１およ
び第２のアーム２４，２６が回動されると、その中心線
ｃが移動軸Ｍと常に一致した状態で、移動軸Ｍに沿って
移動する。更に、ハンド２８は、駆動部２３が中心点Ｏ
の回りで回動すると、第１および第２のアーム２４、２
６と共に中心点Ｏの回りで回動する。

【００２８】ハンド２８には、カセット２の開口部６側
に位置した基板１の一辺１ａの位置を２箇所で検知する
非接触式の第１および第２のセンサ３０ａ，３０ｂが設
けられている。位置検知手段および第１の検知手段とし
て機能する第１および第２のセンサ３０ａ，３０ｂは、
光学反射式センサであり、センサ光の波長としては透明
ガラス製の基板１を透過しないで検知できる光学的結像
点を有する赤外線が用いられている。そして、第１およ
び第２のセンサ３０ａ，３０ｂは、検知面を上面とし
て、ハンド２８の中心線ｃ（回転軸２９と中心点Ｏとを
通る線）に対して左右対称位置に、つまり、ハンドの中
心線と直交する線上に並んで配設され、かつ、例えば、
２００ｍｍの間隔ｘ１をおいて配置されている。

【００２９】なお、後述するように、第１および第２の
センサ３０ａ，３０ｂからハンド２８の基部側へ、例え
ば、１００ｍｍの距離ｙ１だけ離間した位置に基板搭載
基準線Ｒが設定されている。基板１を移載する際、この
基板１は、その一辺１ａが基板搭載基準線Ｒと一致した
状態で、ハンド２８上に支持される。

【００３０】図２に示すように、移載位置１８の近傍に
おいて本体１２には、基板１の一辺１ａと直交する辺１
ｂの１箇所を検知する非接触式の第３のセンサ３０ｃが
配設されている。第２の検知手段として機能する第３の
センサ３０ｃは、光学反射式センサであり、センサ光の
波長としては透明ガラス製の基板１を透過しない赤外線
が用いられている。そして、第３のセンサ３０ｃは、移
載台部１４に立設されたほぼＬ字状のアーム３１の先端
に取り付けられ、検知面を下向きとした状態に配置され
ている。

【００３１】なお、第１ないし第３のセンサ３０ａ〜３
０ｃは、検知精度を向上するため、基板１からの距離が
約８ｍｍの位置で、基板１に対する検知感度が最大とな
るように、図示しない光学集光レンズが付設されてい
る。また、その検知精度は、基板１からの距離が８ｍｍ
において、±０．２ｍｍ以内となるように調整されてい
る。

【００３２】本体１２の移載台部１４の側部には、入カ
キーや表示器などを有する操作パネル３２が取り付けら
れている。図５に示すように、第１ないし第３のセンサ
３０ａ〜３０ｃおよび操作パネル３２は制御手段および
調整手段として機能する制御部４１に接続されている。
また、制御部４１には、移載機構２１の駆動部２３を駆
動するドライバ４２が接続されている。制御部４１は、
移載機構２１の基本的な移載動作を制御する主制御部４
４、３個のセンサ３０ａ〜３０ｃの出力信号と移載機構
２１の動作状態との情報に基づいてハンド２８と基板１
との相対位置を割り出す演算部４６、割り出された位置
に基づいて移載機構２１による移載動作を補正するため
の補正信号を出力する補正部４８を有している。

【００３３】次に、以上のように構成された基板移載装
置１０の基板移載動作を、図６（ａ）ないし６（ｇ）、
７（ａ）ないし７（ｃ）、および図８を参照して説明す
る。なお、基板移載装置１０の取出位置１６には、搬送
ロボット５２によって搬送されてきたカセット２が位置
決め載置され、カセット２内には、基板１が多段に収納
されているものとする。また、移載機構２１のハンド２
８は待機位置に配置されているものとする。

【００３４】図６（ａ）および７（ａ）に示すように、
待機位置において、移載機構２１は、その中心点ＯがＸ
軸上で、かつ、互いに対向する取出位置１６の中心と移
載位置１８の中心とを通ってＹ軸方向に延びる基準軸Ｙ
Ｒ上に位置している。また、ハンド２８はその中心線ｃ
が基準軸ＲＹと一致した位置に配置され、ハンド２８の
移動軸Ｍも基準軸ＹＲに一致している。

【００３５】基板１の移載時には、制御部４１の制御下
において、移載機構２１が作動される。まず、移載機構
２１は、ハンド２８をＺ軸方向に移動し、カセット２内
の移載する基板１の下側となる高さ位置で、かつ、第１
および第２のセンサ３０ａ，３０ｂと基板１の下面との
対向間隔が所定距離、ここでは８ｍｍとなる高さ位置に
停止する（ステップ１）。

【００３６】次に、図６（ｂ）および７（ａ）に示すよ
うに、ハンド２８が基準軸ＲＹ方向に沿って取出位置１
６へ移動され、移載する基板１と、その下側の基板１あ
るいはカセット２の底板４と、の間に侵入する（ステッ
プ２）。ハンド２８が移載する基板１の下側に侵入して
いく途中で、第１および第２のセンサ３０ａ、３０ｂは
基板１の一辺１ａの下方を横切り、その際、それぞれこ
の一辺１ａ検知して検知信号を出力する（ステップ
３）。

【００３７】なお、ハンド２８を所定距離移動させたに
もかかわらず、第１および第２のセンサ３０ａ、３０ｂ
のいずれもが検知信号を出力しない場合、制御部４１は
カセット２に基板１が不在であると判断し移載動作を中
止する。また、第１および第２のセンサ３０ａ，３０ｂ
のいずれか一方しか検知信号を出力しない場合、制御部
４１は基板１が欠損していると判断する。このように、
センサ３０ａ，３０ｂは、基板有無検知手段および基板
欠損異常検知手段を兼ねることができる。そして、この
ような場合には、所定の処理が行われるが、この処理方
法については本発明とは直接関連しないので説明を省略
する。

【００３８】制御部４１は、第１および第２のセンサ３
０ａ、３０ｂからの検出信号の出力タイミングに応じ
て、待機位置から第１のセンサ３０ａが基板１の一辺１
ａを検出するまでのハンド２８のＹ軸方向の移動距離ｙ
２、および待機位置から第２のセンサ３０ｂが一辺１ａ
を検出するまでのハンド２８のＹ軸方向の移動距離ｙ３
を演算部４６により演算する。

【００３９】更に、制御部４１は、移動距離ｙ２、ｙ３
に基づいて、基板１の傾き、つまり、基準軸ＲＹに対す
る基板の中心線の傾きθ１と、基板１の基準軸ＲＹ方向
の位置と、を一辺位置情報として演算し、この演算結果
に応じて、基板１の傾きに対応したハンド２８の移動方
向と、ハンド２８の基板搭載基準線Ｒに基板１の一辺１
ａを合わせるために必要なハンド２８の移動距離を演算
する（ステップ４）。

【００４０】この演算処理において、例えば、ハンド２
８の基準軸ＲＹ方向の移動距離ｙ２が５００ｍｍの時に
第１のセンサ３０ａが検知信号を出力し、基準軸ＲＹ方
向の移動距離ｙ３が５０４ｍｍの時に第２のセンサ３０
ｂが検知信号を出力した場合、基準軸ＲＹに対する基板
１の傾きの角度θ１は、第１および第２のセンサ３０
ａ，３０ｂの間隔ｘ１が２００ｍｍであれば、ｔａｎθ
１＝（５０４−５００）／２００となり、θ１＝１．１
４６゜となる。

【００４１】続いて、制御部４１はハンド２８を待機位
置まで戻した後、ハンド２８が基板１に対して所定の相
対位置に配置されるように、移載機構２１を作動させ
る。つまり、図６（ｃ）および図７（ｂ）に示すよう
に、制御部４１は、第１および第２のセンサ３０ａ、３
０ｂを結ぶ線と基板１の一辺１ａとが平行になるよう
に、駆動部２３をＸ軸に沿って移動距離ｘ２に換算して
ｔａｎθ１×（５０４＋５００）／２＝１０．０４（ｍ
ｍ）だけ図中右方向に移動させるとともに、駆動部２３
をアーム２４、２６と共に中心点Ｏの回りで図中反時計
回り方向にθ１＝１．１４６゜だけ回転させる。これに
より、ハンド２８の移動軸Ｍ、および中心線ｃが基板１
の傾きと一致することになる。

【００４２】次に、制御部４１は移動軸Ｍ方向へのハン
ド２８の移動距離ｙ４を演算する。ハンド２８の基板搭
載基準線Ｒは、第１および第２のセンサ３０ａ，３０ｂ
を結ぶ線からの距離ｙ１、ここでは１００ｍｍだけ離間
している。。したがって、ハンド２８の移動距離ｙ４
は、ｙ４＝｛（５０４＋５００）／２｝／ｃｏｓθ１＋
１００＝６０２．１（ｍｍ）となる。

【００４３】そして、制御部４１は、演算結果に基づい
て、ハンド２８の移動軸Ｍ、および回動位置のデータを
補正し、以後、補正データに基づいて移載機構２１の動
作を制御する（ステップ５）。すなわち、移載機構２１
の中心点Ｏは、待機位置からＸ軸に沿って図中右方向に
１０．０４ｍｍ移動した位置にあり、ハンドの移動軸Ｍ
が基準軸ＲＹに対して反時計回りに１．１４６゜回転し
て位置し、移動軸Ｍ方向へのハンドの移動距離ｙ４が６
０２．１ｍｍであるものとして制御データを補正し、ハ
ンド２８の動作を制御する。

【００４４】上述した制御により、図６（ｄ）および図
７（ｂ）に示すように、ハンド２８は基板１の取出位置
に対応した所定の搭載位置に移動され、その搭載位置に
停止される（ステップ６、７）。これにより、基板１の
一辺１ａと直交する辺１ｂに対してハンド２８の中心線
ｃが平行になり、また、ハンド２８の基板搭載基準線Ｒ
が基板１の一辺ａと整列する。

【００４５】なお、ステップ３において、第１および第
２のセンサ３０ａ、３０ｂの検出信号に基づいて演算さ
れた移動距離ｙ２とｙ３とが等しい場合、つまり、移載
する基板１がその一辺１ａがハンド２８の中心軸ｃと直
交して延びる正しい位置にある場合、基板１の傾きの角
度は０゜と演算され、制御部４１はハンド２８の移動方
向を補正することなく、基準軸ＹＲに沿ってハンド２８
を所定の搭載位置まで移動させる。

【００４６】なお、本実施の形態においては、ハンド２
８を一旦待機位置に戻した後、基板１に対するハンド２
８の位置補正を行っているが、これに限らず、ハンド２
８を待機位置に戻すことなく位置補正を行うようにして
もよい。

【００４７】続いて、移載機構２１はハンド２８をＺ軸
方向に所定距離上昇させる。それにより、ハンド２８は
基板１を支持し、カセット２の棚７から所定の隙間だけ
離間する高さ位置まで、基板１を押し上げる（ステップ
８）。

【００４８】この状態で、移載機構２１は、図６（ｅ）
に示すように、ハンド２８を移動軸Ｍに沿って駆動部２
３上まで移動させ、ハンド２８に支持された基板１をカ
セット２内から取り出す（ステップ９）。このとき、カ
セット２の両側の側板５の内面８が棚７の上面に近い部
分から上方にいくにしたがって広がるように形成されて
いるため、基板１の取出時の横ぶれ量が±０．５ｍｍ以
内である場合には、基板１が側板５と接触することなく
取り出すことができる。

【００４９】続いて、図６（ｆ）および図７（ｃ）に示
すように、移載機構２１は、アーム２４、２６およびハ
ンド２８と共に駆動部２３を中心点Ｏの回りで反時計方
向に１８０゜−θ１回転させ、基板１を移載位置１８に
対向する方向に向ける（ステップ１０）。同時に、ハン
ド２８はＺ軸方向に移動され、第３のセンサ３０ｃと基
板１の上面との対向距離が所定距離、ここでは８ｍｍに
なる高さ位置で停止される（ステップ１１）。また、駆
動部２３はハンド２８と共にＸ軸に沿って左側へ距離ｘ
２だけ移動される（ステップ１２）。

【００５０】この状態において、ハンド２８は、その移
動軸Ｍおよび中心線ｃが基準軸ＲＹと一致し、かつ、第
３のセンサ３０ｃに対してハンド２８の中心線ｃが所定
の距離ｘ３、たとえば２１０ｍｍ、離間して位置してい
る。

【００５１】次に、制御部４１は、ハンド２８をＸ軸方
向に沿って第３のセンサ３０ｃへ向けて２０ｍｍ移動
し、第３のセンサ３０ｃにより基板１の一辺１ａと直交
する他の辺１ｂを検知する（ステップ１３、１４）。こ
こで、カセット２の側板内面に対する基板１の両側縁の
余裕は±５ｍｍであり、基板１の中心線がハンド２８の
中心線ｃから最大限（１０ｍｍ）ずれていたとしても、
ハンド２８を２０ｍｍ移動させれば、第３のセンサ３０
ｃが基板１の辺１ｂを必ず検知する。

【００５２】なお、ハンド２８を２０ｍｍ移動させて
も、第３のセンサ３０ｃが基板１を検知しない場合、基
板１が移動中に破損または脱落したことになり、この場
合、制御部４１は異常発生を判断し、適当な処理を指令
する。この処理は本発明とは直接関連しないのでその説
明を省略する。

【００５３】そして、制御部４１はその演算機能によ
り、第３のセンサ３０ｃが検知信号を出力するまでの間
におけるハンド２８のＸ軸方向の移動距離を演算し、こ
の移動距離に基づいて、ハンド２８の中心線に対する基
板１の中心軸のＸ軸方向への位置ずれ量を他辺位置情報
として演算する（ステップ１５）。

【００５４】すなわち、基板１の中心線とハンド２８の
中心線ｃとが一致している場合、ハンド２８のＸ軸方向
への移動距離ｘ４は２１０−２００＝１０（ｍｍ）であ
るはずなので、ハンド２８のＸ軸方向の移動距離ｘ４が
例えば５ｍｍで第３のセンサ３０ｃが検知信号を出力し
た場合には、１０−５＝５（ｍｍ）となり、基板１は図
７（ｃ）において右方向に５ｍｍずれていることがわか
る。

【００５５】よって、ハンド２８を図７（ｃ）中左方向
に５ｍｍ移動させることにより、基板１の中心線を基準
軸ＲＹに一致させることができる。従って、制御部４１
は、演算結果に基づいて、ハンド２８をＸ軸方向に沿っ
て左方向へ５ｍｍ移動させ、基板１のＸ軸方向の位置を
移載位置１８に対して所定の相対位置に位置決めする
（ステップ１６）。

【００５６】続いて、ハンド２８はＺ軸方向に移動さ
れ、基板１を移載位置１８の基板移載面２０に対して所
定のクリアランスを有する高さ位置に移動させる（ステ
ップ１７）。更に、図６（ｇ）に示すように、ハンド２
８は基準軸ＲＹ方向に沿って移載位置１８側へ所定距離
だけ移動され、移載位置１８に対して基板１の基準軸Ｒ
Ｙ方向の位置を位置決めする（ステップ１８）。このと
き、ハンド２８の基準軸ＲＹ方向への移動距離は、取出
位置１６から基板１を移動する際に基板１とハンド２８
とがすでに位置決めされているので、予め決められた移
動距離でよい。

【００５７】次に、ハンド２８はＺ軸に沿って所定距離
下降され、基板１を移載位置１８の移載面２０に移載し
た後、基板１の下面から離反する（ステップ１９）。そ
の後、移載機構２１は、ハンド２８を基準軸ＲＹ方向に
沿って移載位置１８から引き抜き、待機位置に復帰する
（ステップ２０）。続けて他の基板１の移載を行なう場
合には、同様の移載動作を行なう（ステップ２１）。

【００５８】以上のように構成された基板移載装置およ
び基板移載方法によれば、基板１の一辺の２箇所を非接
触のセンサ３０ａ，３０ｂで検知し、移載機構２１に対
する基板１の一辺の傾きおよび一辺の位置を一辺位置情
報として割り出し、かつ、基板１の一辺と直交する他辺
の１箇所を非接触のセンサ３０ｃで検知し、移載機構２
１に対する基板１の他辺の位置を他辺位置情報として割
り出している。そして、基板１を移載する際、この一辺
位置情報および他辺位置情報に基いて移載機構２１の動
作を制御することにより、基板１を移載位置１８に正確
に位置決めして移載することができる。この移載位置１
８への位置決め精度は、±０．５ｍｍ以内と非常に高精
度にすることができる。

【００５９】したがって、従来の位置決め機構のように
基板端部との接触による機械的な基板の位置決めを行わ
ないため、基板１にマイクロクラックやチッピングが発
生することがを防止できる。そのため、製造工程中にお
ける機械的負荷による基板１の破損が低減するととも
に、加熱冷却工程での熱応力による基板１の破損も発生
しない。

【００６０】また、従来のような複雑な位置決め機構が
不要で、装置を安価にできるとともに、位置決め機構に
よる位置決め工程が必要なく、移載機構２１による移載
動作中に基板１の位置を割り出して移載位置１８に位置
決め移載するため、移載動作を高速で行うことが可能と
なる。

【００６１】しかも、異なる寸法の基板１を移載する場
合、従来では位置決め機構を取り替える必要があるが、
本実施の形態によれば、基板１の寸法に応じて制御部４
１による移載機構２１の制御を変更することによって容
易に対応できる。

【００６２】また、第１ないし第３のセンサ３０ａ〜３
０ｃとしてオンオフ式の光学反射式センサを用いること
により、装置の構成を簡単かつ安価にでき、そのセンサ
光として赤外線を用いることによって透明ガラス製の基
板１をも確実に検知することができる。

【００６３】更に、移載機構２１のハンド２８に第１お
よび第２のセンサ３０ａ，３０ｂを配設したため、移載
動作を行なうハンド２８の移動に伴って同時に基板の位
置検出を行うことができ、動作速度の向上を図ることが
可能となる。なお、第１ないし第３の全てのセンサ３０
ａ〜３０ｃを移載機構２１のハンド２８に設けるように
してもよい。

【００６４】この発明は、上述した実施の形態に限定さ
れることなく、この発明の範囲内で種々変形可能であ
る。例えば、上述した実施の形態では、基板１の測定部
位として基板の辺１ａ，１ｂを用いこれを検知する構成
としたが、これに限らず、基板１表面に設けた位置決め
マークを測定部位として使用し、基板の位置を検知する
ようにしてもよい。

【００６５】位置決めマークとしては、図９に示すよう
に、例えば、基板１の一端部の両角部表面にそれぞれ形
成された十字形状のマーク５４を用いることができる。
このマーク５４は、液晶表示器のゲート線の形成材料に
用いられるアルミニウム、アルミニウム合金、モリブデ
ン−タンタル合金等の不透明膜で形成されている。これ
らのマーク５４は、液晶表示器の他の製造工程において
も位置決めマークとして利用することができる。

【００６６】また、図１０に示すように、マーク５４
は、上記と同様の材料からなる矩形状の不透明膜に、十
字形状の抜き部を備えたものを用いてもよい。一方、第
１ないし第３のセンサ３０ａ〜３０ｃを、本体１２の取
出位置１６に配設し、カセット２内に収納された基板１
の位置を検知するようにしてもよい。この場合、センサ
３０ａ〜３０ｃをカセット２内に収納された基板１の収
納領域に対して外部から進退移動可能に設けるととも
に、センサ３０ａ〜３０ｃがカセット２内に多段に収納
された各基板１の高さ位置に順次移動して基板を１枚ず
つ検知するか、あるいは、各基板１に対応して多段に設
けた多数の組のセンサ３０ａ〜３０ｃで一度に多数の基
板１を検知するようにする。このようにセンサ３０ａ〜
３０ｃを取出位置１６に配設した場合、カセット２内の
基板１のＸ軸およびＹ軸方向の位置を同時に検知できる
とともに、移載機構２１が動作する前に予め基板位置を
検知してハンド２１の移動を最適に制御することができ
る。

【００６７】また、第１ないし第３のセンサ３０ａ〜３
０ｃを、取出位置１６と移載位置１８との間に配設し、
基板１を取出位置１６から移載位置１８に移動させる途
中で基板１の位置を検知するようにしてもよい。この場
合、カセット２内の基板１の位置にかかわらず、移載機
構２１によって基板１をカセットから取出し、取り出さ
れた基板１を第１ないし第３のセンサ３０ａ〜３０ｃで
検知して位置を割り出し、移載位置１８に位置決め移載
する。

【００６８】また、上述した実施の形態では３個の非接
触式のセンサ３０ａ〜３０ｃを用いたが、４個以上を用
いれば検知精度を向上させることができ、一層正確な位
置に基板を移載することができる。

【００６９】非接触式のセンサ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ
は、光学反射式のセンサにに限らず、距離センサを用い
て基板１の位置を座標として検知するようにしてもよ
く、また、光学式に限らず、例えば超音波や電磁的に検
知する非接触方式のセンサを用いてもよい。

【００７０】また、移載機構２１は基板１を取出位置１
６から移載位置１８へＹ軸方向に沿ってのみ移載する構
成とし、取出位置１６の基板１を移載機構２１に対して
位置決めするように構成してもよい。この場合、取出位
置１６には、カセット２内の基板１の位置を検知する非
接触式のセンサ３０ａ〜３０ｃを設けるとともに、取出
位置１６にあるカセット２ごと基板１をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ
軸およびθ方向に移動させる取出位置移動手段を設け
る。そして、センサ３０ａ〜３０ｃによってカセット２
内の移載する基板１を検知してその基板１の位置を割り
出し、制御部４１で取出位置移動手段を制御して移載機
構２１に対する所定の取出基準位置に基板１を位置決め
させる。それにより、取出位置１６で位置決めされた基
板１をそのまま移載手段２１によって移載位置１８に位
置決め移載することができる。

【００７１】また、移載機構２１は基板１を取出位置１
６から移載位置１８にＹ軸方向に沿って移載するだけの
構成にするとともに、移載位置１８の基板移載面２０を
移載機構２１により移載される基板１に対して位置決め
するように構成してもよい。この場合、基板１の位置を
検知する非接触式のセンサ３０ａ〜３０ｃはいずれの位
置に設けてもよいとともに、移載位置１８には基板移載
面２０をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸およびθ方向に移動させる移
載位置移動手段を設ける。そして、センサ３０ａ〜３０
ｃによって移載する基板１を検知してその基板１の位置
を割り出し、制御部４１で移載位置移動手段を制御して
移載機構２１で移載される基板１に対して所定の移載基
準位置に基板移載面２０を位置決めすることにより、移
載機構２１によって移載されてくる基板１を所定の移載
位置１８に位置決め移載することができる。

【００７２】移載機構２１と取出位置移動手段との組み
合わせ、移載機構２１と移載位置移動手段との組み合わ
せ、移載機構２１と取出位置移動手段および移載位置移
動手段との組合せにより、全体としてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸
およびθ方向に移動可能な構成とし、基板１を移載位置
１８に位置決め移載できるようにしてもよい。

【００７３】また、本発明に係る基板移載装置は、基板
１がマイクロクラックやチッピングの発生しやすいガラ
ス製の場合に特に有効であるが、基板１としてプラスチ
ック製のものを移載する装置に本願を適用した場合で
も、上記実施の形態と同様の作用効果を奏することがで
きる。

【００７４】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、基板の位置を検知手段により非接触で検知し、その
検知結果に基づいて移載手段により基板を取出位置から
移載位置へ位置決めし移載することから、基板にマイク
ロクラックやチッピングを発生させることなく、基板を
取出位置から移載位置に高精度で位置決め移載可能な基
板移載方法および基板移載装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態に係る基板移載装置全体
を示す平面図。

【図２】上記基板移載装置の一部を示す斜視図。

【図３】上記基板移載装置に載置されるカセットの一部
を示す断面図。

【図４】上記基板移載装置の移載機構の一部を概略的に
示す平面図。

【図５】上記基板移載装置全体の構成を概略的に示すブ
ロック図。

【図６】図６（ａ）ないし６（ｇ）は、上記移載機構の
移載動作をそれぞれ概略的に示す平面図。

【図７】図７（ａ）ないし７（ｃ）は、上記移載機構の
ハンドの動作を概略的に示す平面図。

【図８】上記基板移載装置の移載動作を示すフローチャ
ート。

【図９】位置決めマークを備えた基板の例を示す平面
図。

【図１０】他の位置決めマークを備えた基板の例を示す
平面図。

【符号の説明】

１…基板２…カセット１０…基板移戴装置１２…本体１６…取出位置１８…移載位置２０…基板移載面２１…移載機構２３…駆動部２８…ハンド３０ａ…第１のセンサ３０ｂ…第２のセンサ３０ｃ…第３のセンサ４１…制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０２Ｆ 1/1333 ５００Ｇ０２Ｆ 1/1333 ５００

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移載手段により矩形状の基板を取出位置か
ら移載位置に移載する基板移載方法において、上記取出位置にある基板の一辺の少なくとも２箇所を非
接触で検知し、上記検知結果に応じて、上記移載手段に対する上記一辺
の傾きおよび上記一辺と直交する方向に沿った上記一辺
の位置を含む一辺位置情報を割り出し、上記割り出された一辺位置情報に基づいて、上記移載手
段により上記取出位置から基板を取出し上記移載位置に
位置決めして移載することを特徴とする基板移載方法。
【請求項２】上記基板の上記一辺と直交する他辺を非接
触で検知し、上記検知結果に応じて、上記一辺の延出方
向に沿った上記他辺の位置を含む他辺位置情報を割り出
し、上記一辺位置情報および他辺位置情報に基づいて、
上記移載手段により上記基板を移載位置に位置決め移載
することを特徴とする請求項１に記載の基板移載方法。
【請求項３】上記基板の一辺を検知する工程は、上記移
載手段に設けられた検出手段を、上記取出位置にある基
板の上記一辺に対して相対移動させるて検知することを
特徴とする請求項１に記載の基板移載方法。
【請求項４】上記基板を移載位置に位置決めし移載する
工程は、上記一辺位置情報に基づき、上記移載手段を上
記取出位置にある基板に対して所定の相対位置に補正す
る工程と、上記所定の相対位置に補正された移載手段に
より、上記取出位置から上記基板を取り出す工程と、を
含んでいることを特徴とする請求項２に記載の基板移載
方法。
【請求項５】上記基板を移載位置に位置決めし移載する
工程は、上記移載手段によって取り出された基板を、上
記移載手段と基板との相対位置を保持しながら、上記他
辺位置情報に基づき上記記移載手段により所定の基準位
置に位置決めした後、上記移載位置に移載する工程を含
んでいることを特徴とする請求項４に記載の基板移載方
法。
【請求項６】移載手段により基板を取出位置から移載位
置に移載する基板移載方法において、上記基板の所定の測定部位の位置を非接触で検知し、上記検知された測定部位の位置と所定の基準位置との間
の相対位置情報を割り出し、上記相対位置情報に基づいて上記基板を移載位置に位置
決めし移載することを特徴とする基板移載方法。
【請求項７】移載手段により基板を取出位置から移載位
置に移載する基板移載方法において、上記取出位置における基板の所定の測定部位の位置を非
接触で検知し、上記検知された測定部位の位置と所定の基準位置との間
の相対位置情報を割り出し、上記基板と移載手段との相対位置関係を維持しながら、
上記移載手段により上記取出位置にある基板を、上記検
知された所定部位の位置情報に基づいて、移載位置に位
置決めし移載することを特徴とする基板移載方法。
【請求項８】上記検知する工程は、所定の配列方向に沿
って互いに離間して設けられた２つの位置検知手段と上
記基板の上記測定部位とを、これら２つの位置検知手段
と上記測定部位とが互いに重なるように、上記配列方向
と交差する方向に沿って相対移動させることにより検知
することを特徴とする請求項７に記載の基板移載方法。
【請求項９】上記検知する工程は、矩形状の基板の一辺
を検知することを特徴とする請求項８に記載の基板移載
方法。
【請求項１０】上記検知する工程は、矩形状の基板の一
端の２つの角部に設けられた位置決めマークを検知する
ことを特徴とする請求項８に記載の基板移載方法。
【請求項１１】矩形状の基板を取出位置から移載位置に
移載する基板移載装置において、上記取出位置から基板を取出して上記移載位置に移載す
る移載手段と、上記取出位置にある基板の一辺の少なくとも２箇所の位
置を非接触で検知する検知手段と、上記検知手段による検知結果に応じて、上記移載手段に
対する上記一辺の傾きおよび上記一辺と直交する方向に
沿った上記一辺の位置を含む一辺位置情報を割り出し、
上記割り出された一辺位置情報に基づいて上記移載手段
を制御し、上記取出位置から基板を取出し上記移載位置
に位置決め移載する制御手段と、を備えたことを特徴とする基板移載装置。
【請求項１２】上記基板の上記一辺と直交する他辺の位
置を非接触で検知する第２の検知手段を備え、上記制御
手段は、上記第２の検知手段による検知結果に応じて、
上記一辺の延出方向に沿った上記他辺の位置を含む他辺
位置情報を割り出し、上記一辺位置情報および他辺位置
情報に基づいて、上記移載手段を制御して上記基板を移
載位置に位置決めし移載する主制御部を備えていること
を特徴とする請求項１１に記載の基板移載装置。
【請求項１３】上記移載手段は、上記取出位置にある基
板に対する相対位置を調整可能に、かつ、上記移載位置
に対する相対位置を調整可能に、設けられ上記基板を保
持する支持部材と、上記支持部材を、上記取出位置にあ
る基板を支持する第１の位置と、上記支持した基板を上
記移載位置に移載する第２の位置との間で移動させる駆
動手段と、を備えていることを特徴とする請求項１１に
記載の基板移載装置。
【請求項１４】上記制御手段は、上記一辺位置情報に基
づいて上記駆動手段により上記取出位置における上記基
板に対する上記支持部材の相対位置を調整するととも
に、上記上記他辺位置情報に基づいて上記駆動手段によ
り、基板を保持した上記支持部材の上記移載位置に対す
る相対位置を調整する調整手段を備えていることを特徴
とする請求項１３に記載の基板移載装置。
【請求項１５】上記検知手段は、上記支持部材に設けら
れ上記支持部材が上記取出位置方向へ移動する際に上記
一辺を検知する２つのセンサを備えていることを特徴と
する請求項１３に記載の基板移載装置。
【請求項１６】上記各センサは、光学センサを含んでい
ることを特徴とする請求項１５に記載の基板移載装置。
【請求項１７】所定の間隔をおいて積層された複数の基
板が収納されたカセットを、上記取出位置に保持するカ
セット載置部を備えていることを特徴とする請求項１２
に記載の基板移載装置。
【請求項１８】上記移載手段は、上記基板を支持するハ
ンドと、上記ハンドを、基準平面上を直線的に移動可能
に、かつ、上記基準平面と直交する基準シャフトに沿っ
て昇降自在に支持した支持手段と、上記支持手段を上記
基板の一辺とほぼ平行な移動方向に沿って移動させる移
動手段と、を備えていることを特徴とする請求項１１に
記載の基板移載装置。
【請求項１９】上記移動方向に沿って並んで複数の取出
位置を規定している基板載置部を備えていることを特徴
とする請求項１８に記載の基板移載装置。
【請求項２０】上記支持手段は、上記基準シャフトに連
結された第１のアームと、上記ハンドと第１のアームと
を連結した第２のアームと、を備えていることを特徴と
する請求項１８に記載の基板移載装置。
【請求項２１】上記移載手段は上記ハンドを基準シャフ
トの回りで回動させる手段を備えていることを特徴とす
る請求項１８に記載の基板移載装置。
【請求項２２】基板を取出位置から移載位置に移載する
基板移載装置において、上記取出位置から上記基板を取り出して上記移載位置に
移載する移載手段と、上記取出位置に載置された基板の所定の測定部位の位置
を非接触で検知する検知手段と、上記検知された測定部位の位置と所定の基準位置との間
の相対位置情報を割り出し、上記相対位置情報に基づい
て上記移載手段を制御し、上記基板を移載位置に位置決
め移載する制御手段と、を備えたことを特徴とする基板移載装置。
【請求項２３】基板を取出位置から移載位置に移載する
基板移載装置において、所定の間隔をおいて積層された複数の矩形状の基板を収
納したカセットが載置される取出位置と、上記取出位置
に対して所定の基準軸に沿って並んでかつ取出位置から
所定距離離間して規定された移載位置と、を有する本体
と、上記取出位置と移載位置との間で上記本体に設けられ、
上記取出位置に載置されたカセット内から基板を取り出
して上記移載位置へ移載する移載手段であって、上記基
板を保持する支持部材と、上記支持部材を移動軸に沿っ
て移動自在に支持した移動手段と、上記移動手段を介し
て上記支持部材を移動させるとともに上記移動軸を任意
の方向に設定する駆動手段と、を有する移載手段と、上記取出位置にある基板の上記支持部材に対する位置を
検出する検出手段と、上記検出手段によって検出された上記基板の位置に応じ
て、上記駆動手段により上記移動軸の方向を変更し、上
記支持部材により上記取出位置から移載位置へ基板を移
載する制御手段と、を備えたことを特徴とする基板移載装置。