JPH11227943A

JPH11227943A - 基板移載装置

Info

Publication number: JPH11227943A
Application number: JP2751098A
Authority: JP
Inventors: Takahisa Suzuki; 孝久鈴木; Hikari Ueno; 光上野; Hiroki Murakami; 弘記村上; Shuji Hoshino; 修二星野
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1998-02-09
Filing date: 1998-02-09
Publication date: 1999-08-24

Abstract

(57)【要約】【課題】可動部分が小さいシンプルな構造で大型の基
板を高速で移載でき、必要設置スペースが小さく、移載
距離が大きい場合でも高精度で移載でき、かつ必要動力
が小さい基板移載装置を提供する。【解決手段】水平に支持された平板状の基板１を、搬
入位置から搬出位置まで、基板の下面を支持して移載す
る基板移載装置。搬入位置の基板を支持して中間位置ま
で移動させる搬入ハンド１０と、中間位置で基板を支持
して搬出位置まで移動させる搬出ハンド１２とを備え
る。搬入ハンド及び搬出ハンドは、搬入位置の基板の取
出方向Ｘにそれぞれ水平移動可能かつ上下動可能であ
り、かつ前記中間位置で互いに上下に交叉可能であり、
更にその一方が下降している際に、他方が上昇してＸ方
向に水平移動可能に構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄い液晶基板又は
ガラス基板を移載する基板移載装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＴＦＴ型(Thin Film Transistor Type)
の液晶ディスプレイ等の製造プロセスにおいて、液晶基
板（又はガラス基板、以下単に基板という）にリンやボ
ロンをドーピングする工程に図６に例示するようなイオ
ンドーピング装置が用いられる。このイオンドーピング
装置は、イオン源２を備えた真空ドーピング室３と、そ
の前後にそれぞれ設けられた真空室４、真空ロック室
５、及び基板移載装置６等からなり、複数の基板１を収
納するカセット７から基板を１枚づつ取り出し、真空ロ
ック室５を介して前後の真空室４内に搬入／搬出し、真
空ドーピング室３において、基板１の表面にイオンビー
ムを照射してドーピングを行うようになっている。

【０００３】カセット７は、図７に模式的に示すよう
に、取出し側を除く外縁部で基板１を水平に支持し、上
下方向に間隔を隔てて複数（例えば１５〜２０枚）を収
納するようになっている。基板１の表面はドーピングそ
の他の処理を行うため、異物との接触を完全に回避する
必要がある。そのため、従来は、図８に示すような間接
アームロボットを基板移載装置として用い、薄いハンド
６ａを基板の間に水平に挿入し、裏面から支持して基板
を僅かに持ち上げてカセットから取り出し、自動移載し
ていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の基板移載装置には、以下の問題点があった。近年の液晶ディスプレイの大型化に伴い、基板寸法も
大型化（例えば１０００ｍｍ×１４００ｍｍ）し、その
重量も倍加している。そのため、従来の間接アームロボ
ットでは、この大型基板のハンドリングは出来ない。ま
た、従来の間接アームロボットを大型化した場合でも、
アームが長くなり、アームの揺動等に要するスペースが
大きくなり、クリーンルームを大型化する必要が生じ、
設備費及び運転費が大幅に増大する。また、間接アームロボットで基板を移載する場合に
は、アーム先端部のハンドで基板を抜き出し、ハンドを
水平に旋回又は反転させて所望の位置まで移動させる必
要がある。そのため、アームの作動が複雑化するばかり
でなく、アーム等の重量が大きいため高速作動が困難と
なり、動作速度が遅くなりかつ位置決め精度が低下す
る。また、これを無理に高速化・高精度化しようとする
と、装置動力が大幅に増大する。更に、従来の間接アームロボットでは、直接搬送はで
きない。そのため搬送距離が大きい場合には、ロボット
装置のみでは対応できず、台車等を別に設け、基板の置
き換えを繰り返して搬送する必要がある。そのため基板
の位置決め精度が更に悪化するおそれがある。

【０００５】本発明は、かかる問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち本発明の目的は、可動
部分が小さくシンプルな構造で大型の基板を高速で移載
でき、必要設置スペースが小さく、移載距離が大きい場
合でも高精度で移載でき、かつ必要動力が小さい基板移
載装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、水平に
支持された平板状の基板（１）を、搬入位置から搬出位
置まで、基板の下面を支持して移載する基板移載装置で
あって、搬入位置の基板を支持して中間位置まで移動さ
せる搬入ハンド（１０）と、中間位置で基板を支持して
搬出位置まで移動させる搬出ハンド（１２）とを備え、
前記搬入ハンド及び搬出ハンドは、搬入位置の基板の取
出方向Ｘにそれぞれ水平移動可能かつ上下動可能であ
り、かつ前記中間位置で互いに上下に交叉可能であり、
更にその一方が下降している際に、他方が上昇してＸ方
向に水平移動可能に構成されている、ことを特徴とする
基板移載装置が提供される。

【０００７】本発明のこの構成によれば、搬出ハンド
（１２）を中間位置で下降させた状態で、搬入ハンド
（１０）を上昇して搬入位置までＸ方向に水平移動させ
て搬入ハンドの一部（フィンガー部１０ａ）を基板
（１）の下部に挿入し、搬入ハンドを更に上昇させるこ
とにより基板をフィンガー部に載せることができる。
次いで、搬入ハンド（１０）を中間位置まで戻し、中間
位置で搬入ハンド（１０）を下降させ同時に搬出ハンド
（１２）を上昇させることにより、基板を搬出ハンドの
一部（フィンガー部１２ａ）に載せ代えることができ
る。次に、搬入ハンド（１０）を中間位置で下降させ
た状態で、搬出ハンド（１２）を上昇したまま搬出位置
までＸ方向に水平移動させ、搬出位置で搬入ハンドを下
降させることにより基板（１）を搬出位置の支持台上に
載せ代えることができる。

【０００８】本発明の基板移載装置は、搬入ハンド（１
０）と搬出ハンド（１２）を水平移動及び上下動させる
だけのシンプルな構造であり、ロボットアームのような
大型の可動部分がなく、ハンド１０，１２を直線運動さ
せる直動システムで構成されている。そのため、可動部
分が小さいシンプルな構造であり、かつ可動部分の重量
が小さいことから小動力で大型の基板を高速で移載でき
る。更に、全体が直動システムのため、必要設置スペー
スが小さくでき、クリーンルームの必要面積を低減する
ことができる。また、ハンド１０，１２をＸ方向に水平
移動させることにより、移載距離が大きい場合でも高精
度で移載できる。

【０００９】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
搬入ハンド及び搬出ハンドはそれぞれ、中間位置で互い
に上下に交叉可能でありかつＸ方向に水平に延びたフィ
ンガー部（１０ａ，１２ａ）と、該フィンガー部をＸ方
向外方端部で片持ち支持する支持部（１０ｂ，１２ｂ）
とからなる。この構成により、フィンガー部で基板を支
持してＸ方向に自由に水平移動させることができ、かつ
中間位置でハンドの一方を下降させ同時に他方のハンド
を上昇させることにより、基板をハンド間で容易に載せ
代えることができる。

【００１０】前記各支持部を上下動させる１対の上下動
装置と、該各上下動装置をＸ方向に水平移動させる１対
の水平移動装置と、を備え、１対の上下動装置及び水平
移動装置は、Ｘ方向に直交するＹ方向に互いにオフセッ
トしている、ことが好ましい。この構成により、ハンド
の一方が下降している際に、他方を上昇してＸ方向に互
いに干渉することなく水平移動することができる。

【００１１】前記水平移動装置を昇降させる昇降装置を
備え、該昇降装置は、搬入位置及び／又は搬出位置に位
置決めされ複数の基板を上下方向に間隔を隔てて収納す
るカセット（１４）に対応して昇降する、ことが好まし
い。この昇降装置は、前記１対の水平移動装置の両方を
昇降させてもよく、或いは一方のみを独立して昇降させ
てもよい。この構成により、カセットを精度よく固定し
たままで、カセット内の各基板に対応して水平移動装置
を昇降させて、基板を１枚づつ移載することができる。

【００１２】Ｙ方向に走行可能な台車（１６）を備え、
該台車上に少なくとも前記搬入ハンド、搬出ハンド、１
対の上下動装置、及び１対の水平移動装置が設置されて
いる、ことが好ましい。この構成により、Ｙ方向に移載
距離が離れてきる場合でも高精度で移載することができ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通
する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略す
る。図１は、本発明の基板移載装置の全体構成を示す正
面図であり、図２は、図１の平面図である。図１及び図
２に示すように、本発明の基板移載装置は、水平に支持
された平板状の基板１を、搬入位置から搬出位置まで、
基板１の下面を支持して移載する装置である。

【００１４】この実施形態において、基板の搬入位置と
搬入位置は、中間位置を挟んでＸ方向（搬入位置の基板
の取出方向）に対峙して位置決めされている。また、搬
入位置には、複数（例えば１５〜２０枚）の基板１を上
下方向に間隔を隔てて収納するカセット１４が、精度よ
く固定されている。更に、搬出位置には、基板１枚を支
持する支持部材１５が設けられ、基板１の搬入／搬出側
を除く外周部の下面を支持して基板を浮かせた状態で保
持するようになっている。この搬出位置は、基板１の検
査やドーピング装置等のプロセス装置へ搬入／搬出する
ために用いられる。

【００１５】本発明の基板移載装置は、搬入位置の基板
１を支持して中間位置まで移動させる搬入ハンド１０
と、中間位置で基板１を支持して搬出位置まで移動させ
る搬出ハンド１２とを備える。搬入ハンド１０及び搬出
ハンド１２はそれぞれ、中間位置で互いに上下に交叉可
能でありかつＸ方向に水平に延びたフィンガー部１０
ａ，１２ａと、このフィンガー部をＸ方向外方端部で片
持ち支持する支持部１０ｂ，１２ｂとからなる。すなわ
ち、フィンガー部１０ａと１２ａは、図２に例示するよ
うに、支持部１０ｂ，１２ｂからそれぞれ櫛形に延びか
つＹ方向（Ｘ方向に直交する水平方向）に互いにオフセ
ットして構成されている。この構成により、図２に示す
中間位置において、互いに上下に交叉することができ
る。

【００１６】また、この実施例において、フィンガー部
１０ａと１２ａの表面には複数のバキュームチャック９
が設けられている。このバキュームチャック９は、テフ
ロン又はＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）製の
円筒状リングとそのリング中央部に連通したバキューム
ライン（図示せず）とからなり、バキュームラインから
内部を真空にすることにより、基板１を複数のバキュー
ムチャック９に吸着させ、基板１を安定に保持するよう
になっている。この構成により、ハンド１０，１２を高
速移動させても、基板１を正確に保持することができ
る。更に、フィンガー部１０ａと１２ａの表面には、反
射型光センサー１７が設けられている。この反射型光セ
ンサー１７は、例えばレーザー式であり、レーザー光の
反射により所定位置の基板を検出するようになってい
る。この構成により、基板１を確実に検出することがで
きる。

【００１７】本発明の基板移載装置は、更に、各支持部
１０ｂ，１２ｂを上下動させる１対の上下動装置１８
と、この各上下動装置１８をＸ方向に水平移動させる１
対の水平移動装置２０とを備える。水平移動装置２０
は、上下動装置１８の下部に取り付けられた直線ガイド
２０ａ、水平台２０ｂの上面にＸ方向に取り付けられた
ガイドレール２０ｃ、及び図示しない駆動装置（例えば
エアーシリンダ、電動モータ等）からなる。この例で
は、４つの直線ガイド２０ａと２本のガイドレール２０
ｃからなる。この構成により、水平台２０ｂ上におい
て、直線ガイド２０ａとガイドレール２０ｃで案内しな
がら、上下動装置２０及びこれに取り付けられたハンド
１０，１２をＸ方向に水平移動させることができる。

【００１８】図３は、図２のＡ部拡大図であり、図４
は、図３のＢ−Ｂ線における断面図である。図３及び図
４に示す実施形態では、支持部１２ｂと上下動装置１８
の上板１８ａとの間にシフト装置２２を備えている。こ
のシフト装置２２は、支持部１２ｂの下面に固定された
直線ガイド２２ａ、上板１８ａ上にＸ方向に固定された
ガイドレール２２ｂ、支持部１２ｂの下部に設置された
エアシリンダ２２ｃ、及びダンパー２２ｄ、タンパース
トッパー２２ｅからなり、エアシリンダ２２ｃの伸縮に
より、支持部１２ｂを一定の距離水平移動できるように
なっている。このシフト装置２２を設けることにより、
上述した水平移動装置２０のストロークエンドにおい
て、更にエアシリンダ２２ｃにより一定の距離だけ補助
的に水平移動させることができ、装置のＸ方向寸法を短
くすることができる。

【００１９】なお、このシフト装置２２は不可欠ではな
く、これを設けずに、支持部１２ｂを上下動装置１８の
上板１８ａに直接固定してもよい。この構成により、全
体の構造を更にシンプルにすることができる。

【００２０】また、上下動装置１８は、上板１８ａの下
面に固定された蓋部材１８ｂ、蓋部材１８ｂの内側に位
置する箱部材１８ｄ、箱部材内に水平に固定された支持
材１８ｃ、蓋部材１８ｂから箱部材１８ｄ内に張り出し
て固定された案内材１８ｅ、案内材１８ｅに固定された
複数（例えば４つ）の直線ガイド１９ａ（例えばリニア
ボールベアリング）、直線ガイド１９ａと嵌合し、支持
材１８ｃと箱部材１８ｄで垂直に支持された複数のガイ
ドシャフト１９ｂ、案内材１８ｅと箱部材１８ｄの間に
設置されその間隔を伸縮させるエアシリンダ１９ｃ、支
持材１８ｃから上下に突出して取り付けられエアシリン
ダ１９ｃの停止位置を調整する上下限ガンパー１９ｄ、
等からなる。この構成により、エアシリンダ１９ｃの伸
縮により、直線ガイド１９ａとガイドシャフト１９ｂで
垂直に案内しながら、上板１８ａ及びこれに取り付けら
れているハンド１０，１２を正確に上下動させることが
できる。

【００２１】更に、図２に示すように、１対の上下動装
置１８及び水平移動装置２０は、Ｘ方向に直交するＹ方
向に互いにオフセットしている。この構成により、図１
に示すように、搬入ハンド１０及び搬出ハンド１２の一
方（例えば搬入ハンド１０）が下降している際に、他方
（例えば搬出ハンド１２）が上昇してＸ方向に自由に水
平移動することができる。なお、この水平移動の際に、
ハンド１０，１２が互いに干渉しないように、それぞれ
薄い平板状に構成されている。

【００２２】図１に示すように、本発明の基板移載装置
は、更に水平移動装置２０を同時に昇降させる昇降装置
２４を備える。この昇降装置２４は台車１６上に設置さ
れ、搬入位置及び／又は搬出位置に位置決めされたカセ
ット１４に対応して昇降するようになっている。この構
成により、カセット１４を搬入位置及び／又は搬出位置
に精度よく固定したままで、カセット内の各基板に対応
して水平移動装置２０及びこれに取り付けられたハンド
１０，１２を昇降させて、基板１を１枚づつ移載するこ
とができる。

【００２３】なお、この昇降装置２４は不可欠ではな
く、この昇降装置を設けずに、水平移動装置２０を直接
台車１６に固定してもよい。この場合に、カセット１４
の支持台に同様の昇降装置を設けることが好ましい。

【００２４】また、この実施例において、台車１６は、
Ｙ方向ガイド装置２６（例えばレールと車輪）で案内さ
れ、図示しない駆動装置によりＹ方向に走行できるよう
になっている。この構成により、台車１６をＹ方向に走
行させて移動することにより、Ｙ方向に離れた位置に基
板１を搬出することができる。なお、この場合には、搬
出位置が図１の搬入位置側（右側）にある場合には、搬
入ハンド１０を搬出用に用いることができる。

【００２５】なお、この台車１６は不可欠ではなく、台
車の代わりに固定架台を設けてもよい。この場合に、基
板１を図２の搬入位置から搬出位置にＸ方向に移載する
ことができる。

【００２６】図５は、本発明の基板移載装置の作動説明
図である。上述した本発明のこの構成により、以下のス
テップで基板１を搬入位置から搬出位置に移載すること
ができる。まず、図５（Ａ）に示すように、搬出ハンド１２を中
間位置で下降させた状態で、搬入ハンド１０を上昇して
搬入位置までＸ方向に水平移動させて搬入ハンドのフィ
ンガー部１０ａを基板１の下部に挿入し、搬入ハンド１
０ａを更に上昇させる。これにより、基板１を搬入ハン
ド１０のフィンガー部１０ａに載せることができる。

【００２７】次いで、図５（Ｂ）に示すように、搬入
ハンド１０を中間位置まで戻し、中間位置で搬入ハンド
１０を下降させ同時に搬出ハンド１２を上昇させる。こ
れにより、基板１を搬出ハンド１２のフィンガー部１２
ａに載せ代えることができる。次に、図５（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、搬入ハン
ド１０を中間位置で下降させた状態で、搬出ハンド１２
を上昇したまま搬出位置までＸ方向に水平移動させ、搬
出位置で搬入ハンド１２を下降させる。これにより基板
１を搬出位置の支持台上に載せ代えることができる。基
板を搬出位置に載せ代えた後、搬入ハンド１２は中間位
置まで戻り、図５（Ｂ）の状態（初期状態）に戻る。

【００２８】上述したように、本発明の基板移載装置
は、搬入ハンド１０と搬出ハンド１２を水平移動及び上
下動させるだけのシンプルな構造であり、ロボットアー
ムのような大型の可動部分がなく、ハンド１０，１２を
直線運動させる直動システムで構成されている。そのた
め、可動部分が小さいシンプルな構造であり、かつ可動
部分の重量が小さいことから小動力で大型の基板を高速
で移載できる。更に、全体が直動システムのため、必要
設置スペースが小さくでき、クリーンルームの必要面積
を低減することができる。また、ハンド１０，１２をＸ
方向に水平移動させることにより、移載距離が大きい場
合でも高精度で移載できる。

【００２９】なお、本発明は上述した実施形態及び実施
例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
変更できることは勿論である。

【００３０】

【発明の効果】上述したように、本発明の基板移載装置
は、可動部分が少ないシンプルな構造で大型の基板を高
速で移載でき、必要設置スペースが小さく、移載距離が
大きい場合でも高精度で移載でき、かつ必要動力が小さ
い、等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基板移載装置の全体構成を示す正面図
である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】図２のＡ部拡大図である。

【図４】図３のＢ−Ｂ線における断面図である。

【図５】本発明の基板移載装置の作動説明図である。

【図６】イオンドーピング装置の全体構成図である。

【図７】基板を収容するカセットの模式図である。

【図８】従来の基板移載装置の模式図である。

【符号の説明】

１基板（ガラス基板）２イオン源３真空ドーピング室４真空室５真空ロック室６搬送装置７カセット９バキュームチャック１０搬入ハンド１０ａフンガー部１０ｂ支持部１２搬出ハンド１２ａフンガー部１２ｂ支持部１４カセット１５支持部材１６台車１７反射型光センサー１８上下動装置２０水平移動装置２２シフト装置２４昇降装置２６Ｙ方向ガイド装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村上弘記東京都江東区豊洲三丁目１番15号石川島播磨重工業株式会社東二テクニカルセンター内 (72)発明者星野修二東京都江東区豊洲三丁目１番15号石川島播磨重工業株式会社東二テクニカルセンター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水平に支持された平板状の基板（１）
を、搬入位置から搬出位置まで、基板の下面を支持して
移載する基板移載装置であって、搬入位置の基板を支持して中間位置まで移動させる搬入
ハンド（１０）と、中間位置で基板を支持して搬出位置
まで移動させる搬出ハンド（１２）とを備え、前記搬入ハンド及び搬出ハンドは、搬入位置の基板の取
出方向Ｘにそれぞれ水平移動可能かつ上下動可能であ
り、かつ前記中間位置で互いに上下に交叉可能であり、
更にその一方が下降している際に、他方が上昇してＸ方
向に水平移動可能に構成されている、ことを特徴とする
基板移載装置。
【請求項２】前記搬入ハンド及び搬出ハンドはそれぞ
れ、中間位置で互いに上下に交叉可能でありかつＸ方向
に水平に延びたフィンガー部（１０ａ，１２ａ）と、該
フィンガー部をＸ方向外方端部で片持ち支持する支持部
（１０ｂ，１２ｂ）とからなる、ことを特徴とする請求
項１に記載の基板移載装置。
【請求項３】前記各支持部を上下動させる１対の上下
動装置と、該各上下動装置をＸ方向に水平移動させる１
対の水平移動装置と、を備え、１対の上下動装置及び水
平移動装置は、Ｘ方向に直交するＹ方向に互いにオフセ
ットしている、ことを特徴とする請求項２に記載の基板
移載装置。
【請求項４】前記水平移動装置を同時に昇降させる昇
降装置を備え、該昇降装置は、搬入位置及び／又は搬出
位置に位置決めされ複数の基板を上下方向に間隔を隔て
て収納するカセット（１４）に対応して昇降する、こと
を特徴とする請求項２又は３に記載の基板移載装置。
【請求項５】Ｙ方向に走行可能な台車（１６）を備
え、該台車上に少なくとも前記搬入ハンド、搬出ハン
ド、１対の上下動装置、及び１対の水平移動装置が設置
されている、ことを特徴とする請求項３又は４に記載の
基板移載装置。