JPH10264071A - 基板搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】搬送ロボット上に大型の基板をチャック可能な
メカチャックヘッドを備え、基板を任意の位置に表裏反
転して搬送することが可能な基板搬送装置を提供する。 【解決手段】基板４の４個の側面をチャックする２段の
チャック部を設けた８個のチャックコマ９ａ、９ｂを有
し、該チャックコマ９ａ、９ｂによるチャック動作を、
エアシリンダを駆動源とする直接駆動によりスライド動
作するスライドシャフトを介して行い、該スライドシャ
フトとその支持体とがボールブッシュを介してスライド
自在に支持されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置、ある
いは液晶表示素子等のフラット パネル ディスプレイ
（ＦＰＤ(Flat Panel Display)）等の製造設備における
基板搬送装置に係り、特に、大型の基板を搬送するのに
好適な基板搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下、液晶表示装置（すなわち、液晶表
示モジュール）の液晶表示素子（すなわち、液晶表示パ
ネル、ＬＣＤ：リキッド クリスタル ディスプレイ(Liq
uid Crystal Display)）作製用のガラス等からなる基板
を搬送する基板搬送メカチャックロボットと称される基
板搬送装置、特に、基板面上に形成した種々の膜のパタ
ーニングを行うために、ホトリソグラフィー工程におけ
る塗布液塗布工程において、基板を搬送する基板搬送装
置を例に挙げて説明する。

【０００３】従来の第１の基板搬送装置では、基板の塗
布液を塗布した面と反対の面を、吸着アームに備えられ
た吸着パッドにより真空吸着して基板をチャック（保
持）し、該吸着アームを用いて基板を搬送する装置があ
る。

【０００４】また、従来の第２の基板搬送装置では、基
板の４個の側面を、複数のチャックアームに備えられた
複数のチャックコマ（あるいはコロ）と称されるチャッ
ク部により押圧してチャックし、基板の向きを回転して
搬送する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の第１の基板
搬送装置では、静電気等に起因して、塗布膜の膜厚の偏
りを生じる問題があった。

【０００６】また、前記従来の第２の基板搬送装置で
は、基板の表裏を反転して搬送することができなかっ
た。

【０００７】また、該第２の装置では、チャックコマが
基板の側面に付着した塗布液により汚れ、このため、塗
布液洗浄処理後の基板の側面を汚し、塗布膜の品質に悪
影響を与える問題があった。

【０００８】また、該第２の装置では、基板の４個の側
面をチャックするのに、一方向につき一駆動機構を使用
するため、メカチャックヘッドの駆動機構が大きくな
り、搬送ロボット上にメカチャックヘッドを設置するこ
とが困難であった。

【０００９】さらに、該第２の装置では、メカチャック
ヘッドの駆動シャフトを駆動するのに、駆動ローラおよ
びばねを介して間接的に駆動していたので、駆動が不確
実であり、また、駆動部からゴミが発生して、塗布膜を
塗布した基板に悪影響を与える問題があった。

【００１０】本発明の目的は、搬送ロボット上に大型の
基板をチャック可能なメカチャックヘッドを備え、基板
を任意の位置に表裏反転して搬送することが可能な基板
搬送装置を提供することにある。

【００１１】また、本発明の他の目的は、基板のチャッ
ク機構を、一駆動かつ直接駆動により行うことにより、
駆動が確実で、かつ、ゴミが発生しにくい基板搬送装置
を提供することにある。

【００１２】また、本発明の他の目的は、基板の側面が
塗布された塗布液により汚れるのを防止できる基板搬送
装置を提供することにある。

【００１３】また、本発明の他の目的は、基板の搬送時
に、塗布膜の膜厚の偏りが生じにくい基板搬送装置を提
供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明では、基板の複数個の側面をチャックする複
数個のチャック手段を有する基板搬送装置において、前
記チャック手段のチャック動作をスライドシャフトを介
して行い、かつ、前記スライドシャフトは直接駆動によ
りスライド動作することを特徴とする。

【００１５】また、前記スライド動作の駆動源がエアシ
リンダであることを特徴とする。

【００１６】また、前記スライドシャフトと、該スライ
ドシャフトの支持体とがボールブッシュを介してスライ
ド自在に支持されていることを特徴とする。

【００１７】さらに、前記チャック手段が複数段のチャ
ック部を有することを特徴とする。

【００１８】本発明では、前記構成により、搬送ロボッ
ト上に大型の基板をチャック可能なメカチャックヘッド
を備え、基板を任意の位置に表裏反転して搬送すること
が可能な基板搬送装置を実現できる。

【００１９】また、チャック手段による基板のチャック
動作を、直接駆動によるスライドシャフトのスライド動
作を介して行うことにより、基板のチャック機構を一駆
動かつ直接駆動により行うことができるので、駆動が確
実であり、ゴミが発生しにくい。

【００２０】また、チャック手段に複数段のチャック部
を設け、基板の側面の洗浄前と洗浄後とでチャック部を
使い分けることにより、基板の側面が塗布された塗布液
により汚れるのを防止できる。

【００２１】また、メカチャックヘッドの駆動部がチャ
ック部から離れているので、基板の搬送時に、塗布膜の
膜厚の偏りが生じにくい。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態について詳細に説明する。なお、以下で説明する
図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その
繰り返しの説明は省略する。

【００２３】実施の形態１ 図１は、本発明の一実施の形態を示す基板搬送メカチャ
ックロボットの全体概略斜視図である。

【００２４】図１において、１は基板搬送メカチャック
ロボット、４は液晶表示素子作製用のガラスからなる基
板、５は該基板４の表面、６は該基板４の裏面、Ｐ１、
Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４はそれぞれ基板４の搬送位置、７はロ
ボット本体、８はメカチャックヘッド、９ａ、９ｂは基
板４の４個の側面をチャックするチャックコマ（９ｃは
ここでは図示省略。図２参照）、１７は各先端部にそれ
ぞれチャックコマ９ａ、９ｂを備えたチャックアーム、
２はメカチャックヘッド８の駆動部である。

【００２５】図中の矢印→は基板４の流れを示し、白抜
きの太い矢印⇔はロボットの動きを示す（図２、図４に
おいても同様）。また、矢印１１はロボットのＺ軸（上
下）方向、矢印１２はＲ軸（水平）方向、矢印１３はθ
軸回転方向、矢印１４は回転（基板反転）方向を示す。

【００２６】図１に示すように、基板４は４つの搬送位
置Ｐ１〜Ｐ４に搬送される。搬送位置Ｐ１は塗布液塗布
後の位置、Ｐ２は基板側面洗浄処理位置、Ｐ３は待機位
置、Ｐ４は後工程位置である。搬送位置Ｐ１からＰ２へ
は、基板４の表裏が反転され、かつ、９０度回転され
る。搬送位置Ｐ２からＰ３へは、基板４が上方向に少し
移動されるのみである。搬送位置Ｐ３からＰ４へは、基
板４が９０度回転される。

【００２７】図５は、図１のチャックコマ９ａ、９ｂの
詳細を示す要部詳細図である。

【００２８】図５において、９１、９２はチャックコマ
９ａ、９ｂの２段構成となっている上側および下側チャ
ック部、９３はテーパ部、１６はスライドシャフト、４
１はスライドシャフト１６の支持体、４２はカバー、２
４はボールブッシュ（すなわち、スライドブッシュ）で
ある。

【００２９】図５に示すように、各チャックコマ９ａ、
９ｂは、２段構成の上側チャック部９１、下側チャック
部９２を有する。

【００３０】図２は、図１に示したメカチャックヘッド
８の詳細斜視図、図３は、該メカチャックヘッド８の詳
細平面図である。なお、図２では、一方のカバー４２
が、図３では、両方のカバー４２が外されている状態を
示す。

【００３１】図２、図３において、１６はスライド（摺
動）動作により、チャックコマ９ａ、９ｂを駆動してチ
ャック動作をさせるための２本のスライドシャフト、１
５はスライドシャフト１６が固定され、これらスライド
シャフト１６を駆動させるための駆動プレート、１８は
チャックアーム１７を駆動させるための４個のカム、２
５はカム１８の矢印２６方向のスライド動作により動か
されるチャックアーム１７の先端部の従節、２０はチャ
ックアーム１７の回転軸、１９はスライドシャフト１６
に直接接続しているチャックアームである。

【００３２】図２、図３に示すように、チャックコマ９
ａ〜９ｃは、メカチャックヘッド８の先端部側に２個
（９ａ）、横両側に２個ずつ計４個（９ｂ）、メカチャ
ックヘッド８の駆動部２側に２個（９ｃ）、合計８個設
けられている。

【００３３】駆動部２側に位置する２個のチャックコマ
９ｃは、メカチャックヘッド８の支持体４１に固定され
ており動かない。メカチャックヘッド８の先端部に、ス
ライドシャフト１６と一体的に設けたチャックアーム１
９の２個のチャックコマ９ａは、後で詳述する駆動部２
により駆動プレート１５を介してスライドシャフト１６
を図２の矢印２８方向に引くことにより、基板４の長手
方向、つまり、基板４の短い方の側面をチャックする。

【００３４】また、基板４の長い方の側面は、２本のス
ライドシャフト１６に２個ずつ一体的に設けた４個のカ
ム１８が、図２の矢印２６方向にスライド動作すること
により、各チャックアーム１７が回転軸２０を中心に回
転して該チャックアーム１７の先端の各従節２５が動か
され、該各チャックアーム１７の他端のチャックコマ９
ｂが、矢印２９方向に移動し、基板４の２個の側面をチ
ャックするようになっている。

【００３５】図２、図３、図５に示すように、スライド
シャフト１６と、該スライドシャフト１６の支持体４１
とは、ボールブッシュ（すなわち、スライドブッシュ）
２４を介してスライド自在に支持されている。なお、ボ
ールブッシュ２４は、１本のスライドシャフト１６当り
３個ずつ、合計６個設けられている。

【００３６】図４は、メカチャックヘッド８の駆動部を
示す要部断面図である。すなわち、本図は、メカチャッ
クヘッド８の矢印１４（図１）方向の回転駆動部、およ
び駆動シャフト２２を介するスライドシャフト１６のス
ライド駆動部を示す。

【００３７】図４において、２１はエアシリンダ、２２
は駆動シャフト、２３はベアリング、３１はモータ、３
２は減速器、３３はエアシリンダ２１のピストンロッド
である。

【００３８】図４に示すように、メカチャックヘッド８
の回転軸の中心に、駆動シャフト２２が配置され、該駆
動シャフト２２の一端は、固定部３４を介して駆動源で
あるエアシリンダ２１に接続され、他端は、ベアリング
２３を介して駆動プレート１５に接続され、回転部３５
（梨地およびハッチングを付してある）の矢印１４方向
の回転動作に影響を与えない構造となっている。

【００３９】すなわち、スライドシャフト１６は、エア
シリンダ２１を駆動源として、該エアシリンダ２１のピ
ストンロッド３３の矢印２９方向の動きにより、固定部
３４で固定された駆動シャフト２２も矢印２９方向にス
ライド動作する。この動きにより、駆動プレート１５を
介して固定された２本のスライドシャフト１６も矢印２
９方向にスライド動作し、前述したように、チャックア
ーム１７、１９、チャックコマ９ａ、９ｂが動作し、基
板４のチャック動作が行われる。

【００４０】また、モータ３１を駆動源として、減速器
３２を介し、回転部３５が矢印１４方向に回転し、それ
と一体にメカチャックヘッド８が回転し（図１参照）、
チャックコマ９ａ〜９ｃでチャックした基板４の表裏反
転が行われる。

【００４１】なお、チャックコマ９ａ〜９ｃは、図１、
図２では、下方を向いているが、図４では、チャックコ
マ９ｃは上方を向いており、メカチャックヘッド８が図
１、図２に対して１８０度回転された状態を示してい
る。

【００４２】次に、図１〜図５に示した基板搬送メカチ
ャックロボットの一連の動作を説明する。

【００４３】まず、図１に示すように、塗布液を裏面６
に塗布した後の基板４の４個の側面を、８個の２段チャ
ックコマ９ａ〜９ｃ（９ｃは図３、図２参照）の下側チ
ャック部９１にてチャックし、搬送位置Ｐ１からＰ２
へ、Ｚ軸、Ｒ軸、θ軸、回転軸を有するロボット１によ
り表裏反転かつ９０度回転して搬送する。

【００４４】次に、搬送位置Ｐ２において、基板４の側
面が洗浄処理される。該洗浄処理後の基板４の塗布液が
付着していない清浄な側面を２段チャックコマ９の上側
チャック部９２にてチャックし、ロボットの動作を一時
待機する搬送位置３を経て、搬送位置Ｐ４へ９０度回転
して搬送する。なお、搬送位置Ｐ４は、塗布膜安定化の
ための加熱炉に入れる次工程へと搬送される位置であ
る。

【００４５】本実施の形態では、前記構成により、搬送
ロボットの本体７上に大型の基板４をチャック可能なメ
カチャックヘッド８を備え、基板４を任意の位置に表裏
反転して搬送することが可能な基板搬送装置を実現でき
る。

【００４６】また、チャックコマ９ａ〜９ｃによる基板
４のチャック動作を、スライドシャフト１６を介して行
い、かつ、エアシリンダ２１を駆動源とする直接駆動に
よりスライドシャフト１６をスライド動作させることに
より、基板４のチャック機構を、一駆動かつ直接駆動に
より行うことができるので、駆動が確実であり、ゴミが
発生しにくい。

【００４７】また、チャックコマ９ａ〜９ｃに２段のチ
ャック部９１、９２を設け、基板４の側面の洗浄前と洗
浄後とでチャック部９１、９２使い分けることにより、
基板４の側面が塗布された塗布液により汚れるのを防止
できる。

【００４８】また、搬送位置Ｐ１から４までの搬送すべ
てについて、メカチャックヘッド８の駆動部２は、チャ
ックされる基板４からある程度の距離離して設けられて
いるので、基板４の搬送時に、基板４に塗布された塗布
膜の膜厚の偏りが生じにくい。

【００４９】なお、前後のチャックコマ９ａ、９ｃは、
図５に示すように、横のチャックコマ９ｂに比較して、
テーパ部９３が長く形成され、基板４のたわみを吸収し
てチャッキングしやすい構造となっている。

【００５０】また、図２に示すように、２本のスライド
シャフト１６がカバー４２により覆ってあるので、スラ
イド動作により発生するゴミによる塗布膜塗布基板４へ
の悪影響を防止することができ、製造する液晶表示素子
の歩留り向上を図ることができる。

【００５１】さらに、チャックアーム１７および１９の
チャック位置を変更することにより、基板４の寸法が大
きくなっても容易に対応可能である。

【００５２】以上本発明を実施の形態に基づいて具体的
に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変
更可能であることは勿論である。例えば、前記実施の形
態では、液晶表示装置の液晶表示素子作製用のガラス基
板を搬送する基板搬送メカチャックロボット、特に、基
板面上に形成した種々の膜のパターニングを行うため
に、ホトリソグラフィー工程における塗布液塗布工程に
おいて、基板を搬送する装置を例に挙げて説明したが、
これに限定されず、半導体装置、あるいは液晶表示素子
以外のフラットパネル ディスプレイ等、もしくはその
他種々の基板を搬送する装置にも適用可能なことは言う
までもない。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板を任意の位置に表裏反転して搬送することができ、
駆動が確実で、ゴミが発生しにくく、基板の側面が汚れ
るのを防止でき、さらに、塗布膜の膜厚の偏りが生じに
くい基板搬送装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す基板搬送メカチャ
ックロボットの全体概略斜視図である。

【図２】図１に示したメカチャックヘッド８の詳細斜視
図である。

【図３】メカチャックヘッド８の詳細平面図である。

【図４】メカチャックヘッド８の駆動部２を示す要部断
面図である。

【図５】図１のチャックコマ９ａ、９ｂの詳細を示す要
部詳細図である。

【符号の説明】

１…基板搬送メカチャックロボット、２…メカチャック
ヘッドの駆動部、４…基板、５…基板の表面、６…基板
の裏面、７…ロボット本体、８…メカチャックヘッド、
９ａ、９ｂ、９ｃ…チャックコマ、１１…Ｚ軸方向、１
２…Ｒ軸方向、１３…θ軸回転方向、１４…回転方向、
１５…駆動プレート、１６…スライドシャフト、１７、
１９…チャックアーム、１８…カム、２１…エアシリン
ダ、２２…駆動シャフト、２３…ベアリング、２４…ボ
ールブッシュ、２５…従節、３１…モータ、３２…減速
器、３３…ピストンロッド、４１…支持体、４２…カバ
ー、９１…上側チャック部、９２…下側チャック部、９
３…テーパ部、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４…基板の搬送位
置。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板の複数個の側面をチャックする複数個
   のチャック手段を有する基板搬送装置において、 前記チャック手段のチャック動作をスライドシャフトを
   介して行い、かつ、前記スライドシャフトは直接駆動に
   よりスライド動作することを特徴とする基板搬送装置。
2. 【請求項２】前記スライド動作の駆動源がエアシリンダ
   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】基板の複数個の側面をチャックする複数個
   のチャック手段を有する基板搬送装置において、 前記チャック手段のチャック動作をスライドシャフトを
   介して行い、かつ、該スライドシャフトと、該スライド
   シャフトの支持体とがボールブッシュを介してスライド
   自在に支持されていることを特徴とする基板搬送装置。
4. 【請求項４】基板の複数個の側面をチャックする複数個
   のチャック手段を有する基板搬送装置において、 前記チャック手段が複数段のチャック部を有することを
   特徴とする基板搬送装置。