JPWO2004100254A1 - 基板吸着装置 - Google Patents

Abstract

ハウジング１の開口部１ｂ内のチューブ部材１５上に、吸着部１６ａと少なくとも３点でハウジング１の開口部内壁の点接触する半球面状に湾曲した接触面部１６ｃとを設けた吸着パッド１６を載置し、この吸着パッド１６と摺動部材９との間に細い糸２４を張架した。

Description

本発明は、例えばフラットパネルディスプレイ（以下、ＦＰＤと省略する）に用いるガラス基板又は半導体ウエハなどの薄板基板を吸着保持する基板吸着装置に関する。

大型で薄い板状のガラス基板を吸着保持するには、ガラス基板に反りや撓みが生じていても、確実に吸着する必要がある。このため吸着部は、ガラス基板の反りや撓みに倣って自由度高く動くことが要求される。特開平１０−８６０８６号公報に開示されている吸着装置では、吸着パッドと押え枠体との間に隙間を開けている。この隙間により吸着パッドが傾くことができる。この吸着パッドの傾きを大きくすると、吸着パッドと押え枠体との隙間によりガラス基板を吸着したときに水平方向に移動してしまう。吸着パッドが水平移動してしまうと、ガラス基板が位置ずれてしまう。このため、ガラス基板を高精度に位置決めすることが出来なくなると共に、搬送中にガラス基板が揺れて安定した搬送ができなくなる。
ガラス基板を高精度に位置決めしたり、搬送中にガラス基板が揺動しないようにするために、吸着具と収納孔との隙間を小さくすると、吸着具の傾き方向の動きが規制される。このため、ガラス基板の反りや撓みに倣って吸着パッドが傾き難くなる。

本発明の主要な観点によれば、中空状に形成され、先端部に開口部を有するハウジングと、ハウジングの中空形状内に設けられ、かつエアーを吸引するエアー引き通路が設けられた吸着パッド支持部材と、ハウジングの開口部から突出した状態で吸着パッド支持部材上に載置され、ハウジングの開口部に少なくとも３点で点接触して首振り可能で、エアー引き通路と気密に連通するエアー吸引孔が設けられた吸着パッドと、吸着パッドをハウジングの開口部に保持する吸着パッド保持手段とを具備した基板吸着装置が提供される。

図１は本発明に係わる基板吸着装置の第１の実施の形態を示す構成図。
図２は同装置における吸着パッドの吸着部の別の一例を示す構成図。
図３は同装置における第１及び第２の支持板の構成図。
図４Ａは同装置における吸着パッドの撓んだガラス基板への倣い開始状態を示す図。
図４Ｂは同装置における吸着パッドの撓んだガラス基板への吸着状態を示す図。
図４Ｃは同装置における吸着パッドによりガラス基板の矯正動作を示す図。
図５は同装置を適用したエアー浮上搬送装置の上面構成図。
図６は同装置の側面構成図。
図７は同装置を適用した大型基板検査装置の検査ステージの構成図。
図８は本発明に係わる基板吸着装置の第２の実施の形態の特徴部分を示す構成図。
図９Ａは同装置にワイヤーを用いた変形列を示す構成図。
図９Ｂは同装置にワイヤーを用いた変形列を示す構成図。
図１０は同装置における吸着パッドの変形例を示す構成図。
図１１は本発明に係わる基板吸着装置の第３の実施の形態を示す構成図。
図１２Ａは同装置における吸着パッドのガラス基板への吸着動作の開始状態示す図。
図１２Ｂは同装置における吸着パッドのガラス基板への当接状態を示す図。
図１２Ｃは同装置における吸着パッドのガラス基板への吸着状態を示す図。
図１３は本発明に係わる基板吸着装置の第４の実施の形態を示す構成図。
図１４は同装置を適用した大型基板搬送用ロボットのアーム部の構成図。
図１５は本発明に係わる第１及び第２の基板吸着装置をエアー浮上搬送装置に適用した第５の実施の形態を示す構成図。
図１６は同基板吸着装置に用いるエアー真空引き系統を示す図。
図１７は本発明に係わる基板吸着装置をエアー浮上搬送装置に適用した第６の実施の形態を示す構成図。
図１８は本発明に係わる基板吸着装置をエアー浮上搬送装置に適用した第６の実施の形態を示す構成図。
図１９は本発明に係わる基板吸着装置におけるエアー真空引き系統の変形例を示す図。
図２０Ａは吸着パッドの接触面部の形状の変形例を示す図。
図２０Ｂは吸着パッドの接触面部の形状の変形例を示す図。
図２０Ｃは吸着パッドの接触面部の形状の変形例を示す図。
図２０Ｄは吸着パッドの接触面部の形状の変形例を示す図。
図２０Ｅは吸着パッドの接触面部の形状の変形例を示す図。

以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は基板吸着装置Ｅ_１の構成図である。ハウジング１は、金属により中空形状である円筒状に形成され、その内部には中空部２が形成されている。このハウジング１の一端である先端側には、円形の端部１ａを有する開口部１ｂが形成されている。このハウジング１の他端である元部の開口部内壁には、ネジ部１ｃが設けられている。このハウジング１の元部は、基板吸着装置Ｅ_１用の取付台３に取付けられたユニット本体４に取り付けられている。
ユニット本体４は、ハウジング１の内径に略一致する外径を有し、かつ内部にエアー引き通路５を設けた中空形状に形成されている。このユニット本体４の外周面には、ネジ部４ａが設けられている。これにより、ハウジング１は、ネジ部１ｃとネジ部４ａとの螺合によりユニット本体４に対して取り付け、取り外し可能である。ユニット本体４の下部には、基板吸着装置Ｅ_１用の取付台３に対して取り付けるためのネジ部４ｂが突出して設けられている。このユニット本体４は、ネジ部４ｂを基板吸着装置Ｅ_１用の取付台３のネジ部と螺合することにより取付台３に対して取り付け、取り外し可能である。
このユニット本体４の中空形状内部には、ネジ部４ｃが設けられている。又、ユニット本体４の外周面には、ネジ部４ｄが設けられている。このネジ部４ｄには、ナット６が螺合している。このナット６は、ネジ部４ｄに締め付けることによりハウジング１に対するユニット本体４の取り付け位置を固定する。
ハウジング１の下部の内壁面の周方向には、溝７が設けられている。この溝７の位置は、ユニット本体３の先端部に対応する。この溝７内とユニット本体３の先端部との間には、エアー漏れ防止用のＯリング８が挟持されている。
ハウジング１の中空部２内でかつユニット本体３の先端部側には、摺動部材９が設けられている。この摺動部材９は、ハウジング１の中空部２内を中空部２の方向に沿って摺動可能である。この摺動部材９は、肉厚円筒部１０と薄肉円筒部１１とを一体に形成している。
肉厚円筒部１０は、ハウジング１の中空部２の内径に略一致する径に形成され、その外周面がハウジング１の中空部２の内面に密着している。この肉厚円筒部１０の外周面には、溝１２が設けられ、この溝１２内にＶ字パッキン１３が設けられている。このＶ字パッキン１３は、ユニット本体４のエアー引き通路５から真空引きを行ったときにＶ字に開き、ハウジング１の中空部２と摺動部材９との間のエアー漏れを防止して気密を保つ。
薄肉円筒部１１は、ユニット本体４のエアー引き通路５の内径に略一致する径に形成され、その外周面がユニット本体４のエアー引き通路５内に密着している。この薄肉円筒部１１は、エアー引き通路５内に対して挿脱可能に設けられている。
肉厚円筒部１０及び薄肉円筒部１１の内部には、エアー引き通路１４が設けられている。このエアー引き通路１４は、ユニット本体４のエアー引き通路５に連通する。
摺動部材９の上部には、吸着パッド支持部材であるチューブ部材１５が設けられている。このチューブ部材１５は、弾性部材により円筒状に形成され、かつ上部に吸着パッド１６に対して密着するジャバラ状の屈曲部１７が形成されている。このチューブ部材１５は、摺動部材９におけるエアー引き通路１４内に対してネジ部１８により螺合して取り付けられている。このチューブ部材１５の内部には、エアー引き通路１９が形成されている。このエアー引き通路１９は、摺動部材９のエアー引き通路１４と気密に連通する。
吸着パッド１６がチューブ部材１５の上部に載置されている。この吸着パッド１６は、ハウジング１の開口端１ａから突出している。この吸着パッド１６は、例えばエンジニアリングプラスチック等の樹脂により形成されている。この吸着パッド１６は、チューブ部材１５上に載置されることによりチューブ部材１５上で首振り可能である。この吸着パッド１６は、表面に平面状の吸着面１６ａを有する吸着部１６ｂと、この吸着部１６ｂの裏面に垂下して一体的に形成された曲面を有する接触面部１６ｃとからなる。この吸着部１６ｂの中央部には、エアー吸引孔１６ｄが設けられている。吸着部１６ｂは、外径をハウジング１の外径と同一に形成している。この吸着部１６ｂは、吸着パッド１６がハウジング１内に下降すると、裏面の外周縁１６ｅがハウジング１の開口端１ａに面接触して下降を停止する。従って、ハウジング１の開口端１ａは、吸着パッド１６の下降のストッパとなると共に、吸着パッド１６の吸着面１６ａの傾きを水平に維持するため基準平面となる。
吸着部１６ｂは、ハウジング１の外径と略同一に形成しても十分であるが、図２に示すようにハウジング１の外周面かち外周側に長さＤだけ長く形成してもよい。このような吸着部１６ｂであれば、吸着面１６ａの面積が大きくなり、この吸着面１６ａのいずれかの部分にガラス基板が接触しても、この接触したときに加わる力の作用点と吸着部１６ｂの中心位置Ｐとの距離が長くなり、これにより僅かな力により吸着パッド１６は、チューブ部材１５上で首振り動作する。
接触面部１６ｃは、円筒状で、その外周面が上下方向の中間部に最大径を有する半球面状に湾曲して形成されている。この接触面部１６ｃは、最大外径寸法がハウジング１の中空部２（開口端１ａ）の内径寸法より若干小さく形成され、ハウジング１の開口部１ｂ内に上下方向に移動可能に挿入されている。この接触面部１６ｃは、ハウジング１の中空部２の内壁２ａに対して少なくとも３点で点接触して支持される。接触面部１６ｃとハウジング１の中空部２の内壁２ａとの間の接触は、必ずしも少なくとも３点だけで点接触するとは限らず、吸着パッド１６の首振りによって接触面部１６ｃにおける同一周方向の線上の複数の点で接触したり、同周方向の線上で線接触する。このような接触面部１６ｃとハウジング１の中空部２の内壁２ａとの間の接触により接触面部１６ｃとハウジング１の内壁２ａとの間の摩擦抵抗は小さく、吸着パッド１６は、スムーズな首振り動作が可能となる。
吸着パッド１６のエアー吸引孔１６ｄ内には、環状の段差２０が設けられている。この段差２０には、図３に示す第１の支持板２１が設けられている。この第１の支持板２１は、円板状に形成され、エアーを流通するための２つの孔２１ａ、２１ｂが設けられている。
摺動部材９のエアー引き通路１４内には、環状の段差２２が設けられている。この段差２２には、第１の支持板２１と同様な形状の第２の支持板２３が設けられている。
これら第１の支持板２１と第２の支持板２３との間は、連結部材である線材としての例えば細い糸２４で連結されている。細い糸２４は、張力に対して伸びず、かつ断線に対する強度が強い、軟らかい線材として例えばナイロン樹脂により形成されている。この細い糸２４は、チューブ部材１５を介して第１と第２の支持板２１、２３との間隔が常に一定になり、かつ吸着パッド１６の首振り状態を解いて水平な姿勢に復帰可能とする付勢力をチューブ部材１５に与える張力で張られている。又、この細い糸２４の張力では、チューブ部材１５の屈曲部１７が吸着部１６ａから離れることなく、かつ吸着部１６ａの傾きに追従して首振り動作を可能としている。この細い糸２４の張力は、第１と第２の支持板２１、２３との間に張るときに調整可能で、例えば細い糸２４を第１又は第２の支持板２１、２３に縛り付けるときの縛り具合で調整できる。第１の支持板２１、第２の支持板２３及び細い糸２４は、吸着パッド保持手段を構成する。
摺動部材９における薄肉円筒部１１内のエアー引き通路１４及びユニット本体４のエアー引き通路５の内部には、弾性部材であるスプリング２５が設けられている。このスプリング２５は、吸着パッド１６、チューブ部材１５及び摺動部材９の一体をハウジング１の中空部２内において摺動部材９からハウジング１の開口端１ａ側に向って付勢力を与える。このスプリング２５の下側は、スプリング調節部材２６に係止されている。
スプリング調節部材２６の外周面には、ネジ部２６ａが設けられている。このスプリング調節部材２６は、ネジ部２６ａをユニット本体４のエアー引き通路５のネジ部４ｃに螺合させてエアー引き通路５に内装されている。このスプリング調節部材２６は、環状に形成され、その中空部にエアー引き通路２６ｂが設けられている。このスプリング調節部材２６は、ネジ部２６ａとネジ部４ｃとの螺合により回転することによりエアー引き通路５内を上下移動してスプリング２５の付勢力を調整する。
ハウジング１の中空部２内には、吸着パッド高さ調整機構２７が設けられている。この吸着パッド高さ調整機構２７は、ハウジング１の中空部２内に形成されたネジ部２８に螺合する調整用環状部材２９を有する。この調整用環状部材２９は、ネジ部２８に対して回転することによりハウジング１の中空部２内に上下移動する。この調整用環状部材２９の上下移動に応動して吸着パッド１６、チューブ部材１５及び摺動部材９が一体となってハウジング１の中空部２内に上下移動する。これにより、ハウジング１の開口端１ａに対する吸着パッド１６の高さ位置Ａが調整される。
次に、上記の如く構成された装置Ｅ_１のガラス基板Ｓへの吸着動作について図４Ａ〜図４Ｃを参照して説明する。
基板吸着装置Ｅ_１の上方にガラス基板Ｓが搬送されると、この基板吸着装置Ｅ_１は、昇降機構により上昇する。ガラス基板Ｓは、例えば反りや撓みが生じて傾いている。基板吸着装置の上昇により吸着パッド１６の吸着面１６ａの一部が図４Ａに示すように反りや撓みが生じているガラス基板４０の裏面に当接する。
吸着パッド１６は、チューブ部材１５上に載置され、かつ細い糸２４によりハウジング１の下方側に引っ張られている。これにより、吸着パッド１６には、チューブ部材１５上で首振り可能で、かつ外力が加わらない限り首振り動作せずに静止した元の姿勢、すなわち吸着面１６ａが水平方向になる姿勢に復帰する付勢力が加わっている。
従って、吸着パッド１６は、ガラス基板Ｓの下方から僅かな当て付け力でガラス基板Ｓの裏面に接触するので、図４Ｂに示すようにガラス基板Ｓの反りや撓みによる傾きに倣うように首振り状態になる。すなわち、吸着パッド１６は、接触面部１６ｃをハウジング１の開口部１ｂ内に挿入しながら首振りするので、最大で吸着部１６ｂの裏面の外周縁１６ｅがハウジング１の端部１ａに当接する首振り角度まで傾くことが可能である。
吸着パッド１６は、接触面部１６ｃがハウジング１の開口部１ｂの内壁に少なくとも３点で点接触しながら首振り動作するので、接触面部１６ｃとハウジング１の開口部１ｂの内壁との間の摩擦抵抗は小さい。この結果、ガラス基板Ｓの反りや撓みが大きくても、吸着パッド１６の吸着面１６ａは、ガラス基板Ｓの反りや撓みによる傾きに倣ってガラス基板Ｓの裏面に密着する。
吸着部１６ａの外径は、ハウジング１の外径と同一に形成されているので、ガラス基板Ｓが吸着部１６ａの外周縁に接触したときに加わる力の作用点と吸着部１６ａの中心位置との距離は長くなる。これにより、ガラス基板Ｓとの接触により僅かな接触力が吸着部１６ａの外周縁に加わると、当該接触の力が梃子の作用により吸着パッド１６を首振りさせる大きな回転力となる。
この状態で、ユニット本体４のエアー引き通路５から摺動部材９のエアー引き通路１４、チューブ部材１５のエアー引き通路１９及び吸着パッド１６のエアー吸引孔１６ｄを通してエアーを真空吸引すると、これらエアー引き通路５、１４、１９及びエアー吸引孔１６内は、密閉されて真空引きにより負圧になる。これにより、吸着パッド１６の吸着面１６ａは、ガラス基板Ｓの裏面に吸着する。このとき吸着パッド１６の吸着面１６ａは、ガラス基板Ｓに反りや撓みが生じても、この吸着面１６ａがガラス基板Ｓの裏面に倣って密着しているので、エアー漏れなく確実にガラス基板Ｓを真空吸引する。
これと共に各エアー引き通路５、１４、１９及びエアー吸引孔１６内が真空引きにより負圧になるので、この負圧によって吸着パッド１６、チューブ部材１５及び摺動部材９は、スプリング２５のばね力に抗して自ずとハウジング１の中空部２内を下降する。これにより、吸着パッド１６の裏面の外周縁１６ｅの全面が図４Ｃに示すようにハウジング１の開口端１ａ上に面接触する。ハウジング１の開口端１ａは、基準平面であるので、吸着パッド２２の吸着面１６ａは、水平方向に配置される。この結果、ガラス基板Ｓは、水平方向に保持される。
接触面部１６ｃとハウジング１の開口部内壁とが接触しているので、吸着パッド１６は、横方向への移動が規制される。この規制により吸着パッド１６がガラス基板Ｓの裏面に吸着した状態でも、ガラス基板Ｓは位置ずれすることなく、高精度に位置決め状態を保持できる。
このように上記第１の実施の形態によれば、ハウジング１の開口部１ｂ内におけるチューブ部材１５上に、吸着部１６ａと半球面状に湾曲して少なくとも３点でハウジング１の開口部内壁の点接触する接触面部１６ｃとを形成した吸着パッド１６を載置し、この吸着パッド１６と摺動部材９との間に細い糸２４を張架したので、吸着パッド１６は、大きな傾き角度で傾くことができ、かつ傾いたときでも接触面部１６ｃとハウジング１の開口部内壁とが接触しているので、吸着パッド１６が横方向に位置ずれすることがない。
吸着パッド１６は、首振り角度が大きく、かつ僅かな外力の加わりにより首振り動作が小さな摩擦抵抗で円滑かつスムーズに行うことができ、ガラス基板Ｓの大きな反りや撓みによる傾きに倣ってガラス基板Ｓの裏面に密着でき、エアー漏れなく確実にガラス基板Ｓを吸着できる。
ガラス基板Ｓが接触したときの吸着部１６ｂ上の接触力の作用点と吸着部１６ｂの中心位置との距離を長くしたので、僅かな接触力で吸着パッド１６を首振り動作することができ、ガラス基板Ｓの大きな反りや撓みに直ちに倣うことができる。
吸着パッド１６がガラス基板Ｓを吸着すると、各エアー引き通路５、１４、１９及びエアー吸引孔１６ｄ内の負圧がスプリング２５のばね力に打ち勝って吸着パッド１６が下降し、ハウジング１の開口端１ａに面接触して吸着面１６ａを水平に規制する。この規制により吸着パッド１６により吸着されるガラス基板Ｓの反りや撓みは水平に矯正され、かつ基準平面に高精度に保持できる。
吸着パッド１６は、細い糸２４により連結されているので、ハウジング１の開口端１ａから外れることがない。
吸着パッド高さ調整機構２７を設けているので、吸着パッド１６のハウジング１の端部１ａからの高さ位置Ａを、ガラス基板Ｓの保持されている高さ位置に応じて調整できる。
次に、上記第１の実施の形態で説明した基板吸着装置Ｅ_１をエアー浮上搬送装置に適用した場合の実施例について図５及び図６に示すエアー浮上搬送装置の構成図を参照して説明する。なお、図５は上面図、図６は側面図である。
浮上搬送ステージ３０の上面には、複数のエアー吹出孔３１が設けられている。これらエアー吹出孔３１からは、均一なエアー圧力でエアーを吹き出す。このエアーの吹き出しにより浮上搬送ステージ３０とガラス基板Ｓとの間にエアー層が形成されて、ガラス基板Ｓは浮上搬送ステージ３０上に浮上する。浮上搬送ステージ３０の両側面には、それぞれ直線状の各ガイドレール３２、３３が設けられている。これらガイドレール３２、３３上には、それぞれ各搬送部３４、３５が同期して移動可能に設けられている。これら搬送部３４、３５には、各昇降支持部材３６を介して吸着載置台３７が設けられている。各昇降支持部材３６は、吸着載置台３７を上下方向（Ｚ方向）に昇降させる。
この吸着載置台３７上には、上記基板吸着装置Ｅ_１がガラス基板Ｓの搬送方向Ｔと同一方向に複数、例えば５つ並設されている。なお、基板吸着装置Ｅ_１の個数は、５つに限らず、任意の個数設けてもよい。これら基板吸着装置Ｅ_１は、それぞれ各吸着パット１６を高さ位置調整して同一高さ位置に合わせられている。
このようなエアー浮上搬送装置では、浮上搬送ステージ３０上にガラス基板Ｓがエアー浮上又は載置される。この状態で、ガラス基板Ｓの先端部の両端に各搬送部３４、３５を移動させる。これら搬送部３４、３５の各昇降支持部材３６は、それぞれ各吸着載置台３７を上昇させる。これにより各基板吸着装置Ｅ_１の各吸着パット１６は、ガラス基板Ｓの裏面に接触する。これら吸着パット１６がガラス基板Ｓの裏面に当接すると、上記第１の実施の形態と同様に、ガラス基板Ｓに対する当て付け力により各吸着パット１６は、首振りして吸着面１６ａをガラス基板Ｓの裏面の傾きに倣う。これと共にエアーの真空吸引により吸着面１６ａは、ガラス基板Ｓの裏面に密着して吸着保持する。
この後、各搬送部３４、３５が各ガイドレール３２、３３上をそれぞれ同期して移動すると、エアー浮上しているガラス基板Ｓは、各搬送部３４、３５の移動に引っ張られて浮上搬送ステージ３０上を搬送方向Ｔに高速でエアー搬送される。
このように基板吸着装置Ｅ_１をエアー浮上搬送装置に適用すれば、反りや撓みを生じたガラス基板Ｓをエアー浮上により搬送する場合でも、ガラス基板Ｓの反りや撓みに倣って各基板吸着装置Ｅ_１の吸着パッド１６をガラス基板Ｓの裏面に確実に吸着できる。吸着パッド１６は、位置ずれしないので、ガラス基板Ｓの裏面を吸着保持したときにガラス基板Ｓを位置ずれさせることがない。従って、エアー浮上搬送装置を例えば液晶ディスプレイの製造ラインに設置し、液晶ディスプレイのガラス基板Ｓをエアー搬送する場合、製造ラインにおけるアライメント部及び検査部において、アライメントしたガラス基板Ｓの位置をずらさずに高精度に吸着保持できる。
複数の吸着パット１６の高さ位置にばらつきがあっても、各吸着パッド高さ調整機構２７により各吸着パット１６の高さ位置を同一高さ位置に調整できる。
次に、上記第１の実施の形態で説明した基板吸着装置Ｅ_１を大型基板検査装置の検査ステージに適用した場合の実施例について図７に示す検査ステージの構成図を参照して説明する。
検査ステージ４０は、中抜き構造である枠型で長方形状に形成されたステージ本体４１と、このステージ本体４１の中空部４２内に所定の間隔をおいて互いに平行に設けられた複数の撓み防止桟４３とからなる。ステージ本体４１における中空部４２の内周縁部には、複数の基板吸着装置Ｅ_１が所定間隔毎に埋設されている。各撓み防止桟４３上には、複数の支持ピン４４が立設されている。
このような検査ステージ４０上に反りの生じたガラス基板Ｓを載置すると、各基板吸着装置Ｅ_１の各吸着パッド１６がガラス基板Ｓの裏面に接触する。これら吸着パッド１６は、上記第１の実施の形態と同様に、首振り動作して吸着面１６ａがガラス基板Ｓの裏面に倣い、エアーの真空吸引によりガラス基板Ｓの裏面に密着し、ガラス基板Ｓを確実に吸着保持する。従って、反りや撓みのあるガラス基板Ｓを検査ステージ４０上に載置しても、ガラス基板Ｓを確実に吸着保持できる。各吸着パッド高さ調整機構２７により各吸着面１６ａの高さ位置を調整できると共に、吸着パッド１６の高さ位置Ａを高くすることにより、ガラス基板Ｓに大きな反りや撓みがあっても、これら反りや撓みを矯正してガラス基板Ｓを検査ステージ４０上に平面度を高く吸着保持できる。
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
図８は基板吸着装置Ｅ_１の特徴部分を示す構成図である。ワイヤー４５が第１の支持板２１と第２の支持板２３との間に係止されている。このワイヤー４５は、捩れ剛性を有し、例えば金属材料等により形成されている。このワイヤー４５は、棒状のワイヤー本体４６と、このワイヤー本体４６の一端部に設けられた鉤型の第１の係止部４７と、ワイヤー本体４７の他端部に設けられたＪ字形状の第２の係止部４８とを有する。第１の係止部４７は、第１の支持板２１の各孔２１ａ、２１ｂを通して例えば糸等の線材４９により結ばれている。第２の係止部４８は、第２の支持板２３の各孔２１ａ、２１ｂに係止されている。
例えばガラス基板Ｓをエアー浮上搬送する際、反りや撓みが生じているガラス基板Ｓを基板吸着装置Ｅ_１により吸着するとき、基板吸着装置Ｅ_１はガラス基板Ｓを迎えるように吸着する。このとき、基板吸着装置Ｅ_１の吸着パッド１６は、僅かに回転することがある。吸着パッド１６の回転が累積されると、吸着パッド１６を保持する機構が第１の支持板２１と第２の支持板２３との間に張られた細い糸２４の捩れ量が次第に大きくなる。そうすると、細い糸２４の張力が大きくなり、吸着パッド１６が次第に下降し、ハウジング１の端部１ａからの吸着パッド１６の突出量が小さくなる。このため、反りや撓みが生じているガラス基板Ｓを吸着するとき、吸着パッド１６がガラス基板Ｓの裏面の傾きに倣って傾いて吸着する本来の吸着動作が出来にくくなる。
上記第２の実施の形態であれば、吸着パッド１６に回転力が加わっても、この吸着パッド１６の回転をワイヤー４５により規制することができる。従って、吸着パッド１６は、経時的に回転が累積されることはなく、ハウジング１の端部１ａからの高さ位置Ａに維持される。
なお、上記第１及び第２の実施の形態は、次の通り形成してもよい。
図９Ａはワイヤー４５の変形列を示す構成図である。このワイヤー４５は、ワイヤー本体４６の例えば第１の係止部４７側に細径部４９ａを設けている。この細径部４９ａは、ワイヤー本体４６の径よりも細く形成され、この細径部４９ａより上部は、小さな外力で自由に傾くが、吸着パッド１６の回転力を抑止する。
図９Ｂもワイヤー４５の変形列を示す構成図であり、このワイヤー４５は、第１の係止部４７をワイヤー本体４６と分離し、この第１の係止部４７の下端にボール４９ｂを設ける。ワイヤー本体４６は、第１の係止部４７と分離した端部にボール４９ｂの受け部４９ｃを設ける。この受け部４９ｃは、ボール４９ｂを回転可能に保持する。従って、ワイヤー４５に捩れる力が加わっても、ボール４９ｂが受け部４９ｃ内で回転する。これにより、吸着パッド１６が回転しても、ワイヤー４５は、捩れることはない。
チューブ部材１５は、例えば図１０に示すようにジャバラに形成されたチューブ部材１５ａを用いてもよい。
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
図１１は基板吸着装置Ｅ_２の構成図である。ハウジング５０は、例えばアルミニウムなどの剛性を有する材料により円筒状に形成されている。このハウジング５０の先端部には、円筒状のパット用の保持穴５１が設けられている。この保持穴５１内には、当該保持穴５１の開口端５１ａから僅かに突出した状態で吸着パッド５２が回転可能に保持されている。
この吸着パッド５２は、樹脂を用いて円筒状に形成され、そのパッド側面である接触面部５２ａは、球面状に形成されている。吸着パッド５２の内部には、下方を開放した円筒状の中空部５３が設けられている。この吸着パッド５２の上部には、平面状の吸着面５４が設けられている。この吸着面５４には、僅かな深さを有するパット凹部５４ａが設けられると共に、中央部に中空部５３に連通する真空吸引用のエアー吸引孔５４ｂが設けられている。
ハウジング５０の保持穴５１は、吸着パッド５２の接触面部５２ａの寸法より僅かに小さな内径に形成されている。保持穴５１の開口部には、吸着パッド５２の接触面部５２ａの球面形状の曲率に倣って絞られた絞り形状部５５が設けられている。この絞り形状部５５は、吸着パッド５２を保持穴５１内に保持する吸着パッド保持手段を構成する。
ハウジング５０の保持穴５１と吸着パッド５２の接触面部５２ａとは、ハウジング５０の保持穴５１内でに吸着パッド５２が回転可能となる精密すきまばめの構造になっている。従って、保持穴５１内に吸着パッド５２を収納すると、吸着パッド５２の接触面部５２ａと保持穴５１の内壁面に少なくとも３点で点接触する。吸着パッド５２の接触面部５２ａと保持穴５１の内壁面との間の接触は、必ずしも少なくとも３点だけで点接触するとは限らず、吸着パッド５２の首振りによって接触面部５２ａにおける同一周方向の線上の複数の点で接触したり、同周方向の線上で線接触する。このような接触面部５２ａと保持穴５１の内壁面との間の接触により接触面部５２ａと保持穴５１の内壁面との間の摩擦抵抗は極めて小さくなり、吸着パッド５２は、保持穴５１内において僅かな外力で全周方向に亘って例えば矢印Ｆ方向に回転可能に保持され、スムーズな首振り動作が可能となる。
ハウジング５０の保持穴５１内の底部には、吸着パッド５２を受ける受け面５６が設けられている。この受け面５６は、平面部５７とこの平面部５７の外周縁に設けられたテーパ部５８とにより形成されている。平面部５７は、吸着パッド５２の底部が当接することにより吸着パッド５２の矢印Ｆ方向に対する傾き角を規制する。吸着パッド５２の傾き角は、吸着パッド５２が傾いたとき、吸着面５４が保持穴５１内に隠れない範囲である。テーパ部５８は、吸着パッド５２の接触面部５２ａの球面形状の曲率に倣った角度に形成されている。このテーパ部５８は、保持穴５１内で下降する吸着パッド５２と当接して吸着パッド５２の下方への移動を規制する。
ハウジング５０には、中空穴５９が設けられている。この中空穴５９は、保持穴５１の内径よりも小さい内径に形成されている。この中空孔５９内及び吸着パッド５２の中空部５３内には、吸着パット支持部材６０が設けられている。
この吸着パット支持部材６０は、ゴムなどの弾性部材により中空形状に形成され、その内部にエアー引き通路６１が設けられている。この吸着パット支持部材６０の先端部には、小さな弾性力を得るベローズ６０ａが形成されている。このベローズ６０ａの先端部は、厚みを元部よりも薄く形成し、かつジャバラ状に形成して伸縮可能である。このベローズ６０は、吸着パッド５２のエアー吸引孔５４ｂに気密に密着されている。吸着パット支持部材６０の元部は、ユニット本体６２の先端面に気密に連結されている。
ハウジング５０は、ユニット本体６２に対してねじ部６３を介して螺合している。ハウジング５０は、ユニット本体６２に対して回転させてベローズ６０ａの伸縮量を変え、吸着パッド５２の回転力を調整する。この調整は、吸着パッド５２がガラス基板Ｓに当接したときに作用する外力を受けて吸着パッド５２が回転可能な範囲内での微調整となる。
ハウジング５０は、ユニット本体６２に対して回転することにより吸着パッド５２の高さ位置を調整可能である。このようにベローズ６０ａの伸縮量（弾性力）又は吸着パッド５２の高さ位置を調整したときのハウジング５０は、ねじ部６３に螺合するロックナット６４の締め付けによってユニット本体６２に固定される。
ユニット本体６２には、エアー引き通路６５が設けられている。このエアー引き通路６５は、吸着パット支持部材６０のエアー引き通路６１に連通している。エアー吸引孔５４ｂ、各エアー引き通路６１、６５は、真空吸引流路が形成される。
次に、上記の如く構成された基板吸着装置Ｅ_２のガラス基板Ｓに対する吸着動作について図１２Ａ〜図１２Ｃを参照して説明する。
図１２Ａは基板吸着装置Ｅ_２の上方にガラス基板Ｓが搬送された状態を示す。吸着パッド５２は、例えばハウジング５０の保持穴５１内で傾き、吸着面５４がガラス基板Ｓの裏面に対して平行状態からずれている。この状態で基板吸着装置Ｅ_２が昇降機構により上昇すると、傾いている吸着パッド５２の吸着面５４における頂点となっている一部がガラス基板Ｓの裏面に当接する。
吸着パッド５２は、ハウジング５０の保持穴５１内に点接触で保持されているので、保持穴５１の内壁面との間の摩擦抵抗が極めて小さく、ガラス基板Ｓの裏面に対する僅かな当て付け力で保持穴５１内で矢印Ｆ方向に回転する。
従って、基板吸着装置Ｅ_２がガラス基板Ｓの下方から僅かな当て付け力でガラス基板Ｓの裏面に接触すると、吸着パッド５２は回転し、図２Ｂに示すように吸着面５４がガラス基板Ｓの裏面の方向と同一になるように倣う。このとき、吸着パッド５２が傾いていても又はガラス基板Ｓに反りや撓みが合っても、吸着パッド５２は回転し、吸着面５４がガラス基板Ｓの裏面に密着する。
この状態で、各エアー引き通路６１、６５及びエアー吸引孔５４ｂを通してエアーを真空吸引すると、吸着パッド５２のパット凹部５４ａ、エアー吸引孔５４ｂ及び各エアー引き通路６１、６５内は、気密状態で真空引きにより負圧になる。これにより、吸着パッド５２の吸着面５４は、ガラス基板Ｓの裏面に吸着する。この吸着面５４は、ガラス基板Ｓに反りや撓みが生じても、吸着パッド５２がガラス基板Ｓの裏面に倣って密着するので、エアー漏れなく確実にガラス基板Ｓを真空吸引する。
これと共にパット凹部５４ａ、エアー吸引孔５４ｂ及び各エアー引き通路６１、６５内が負圧になると、弾性部材で形成される吸着パット支持部材６０の主にベローズ６０ａが縮む。吸着パッド５２は、ベローズ６０ａの縮みにより保持穴５１内を下降し、図１２Ｃに示すようにその底部がテーパ部５８に当接して停止する。これにより、吸着パッド５２は、保持穴５１内で固定される。
このように上記第３の実施の形態によれば、球面状に形成した接触面部５２ａを有する吸着パッド５２を、ハウジング５０の保持穴５１内に精密すきまばめ構造による点接触で保持し、吸着パッド５２を保持穴５１内において全周方向に亘って回転可能にしたので、吸着パッド５２は、保持穴５１内において摩擦抵抗が極めて小さく、僅かな外力で全周方向に亘って回転できる。従って、ガラス基板Ｓの下方から僅かな当て付け力でガラス基板Ｓの裏面に接触することにより、吸着パッド５２は、ガラス基板Ｓの裏面の傾き方向に倣ってエアー漏れなく真空吸引して確実にガラス基板Ｓの裏面に吸着できる。これにより、ガラス基板Ｓに反りや撓みがあっても、これらに倣って吸着パッド５２が傾いて確実に吸着できる。
吸着パッド５２は、ハウジング５０の保持穴５１内に精密すきまばめの構造により保持するので、吸着パッド５２が保持穴５１内での位置ずれは極めて小さい。これにより、ガラス基板Ｓを吸着保持したときに高精度な位置決めが可能になる。
ガラス基板Ｓの裏面に吸着パッド５２が吸着するとき、吸着パット支持部材６０内の負圧によりベローズ６０ａが縮み、吸着パッド５２がテーパ部５８に当接して下方への移動を規制するので、ガラス基板Ｓを吸着した状態で正確な高さに固定できる。
ハウジング５０をユニット本体６２に対して回転させることによりベローズ６０ａの伸縮量を調整するので、吸着パッド５２をガラス基板Ｓに対する当て付け力を最適値に調整できると共に、吸着パッド５２の高さ位置を調整できる。
ハウジング５０に絞り形状部５５を設けたので、球状の吸着パッド５２が保持穴５１から飛び出して脱落することがない。
上記基板吸着装置Ｅ_２は、上記図５及び図６に示すエアー浮上搬送装置の基板吸着装置Ｅ_１に代えることが可能である。基板吸着装置Ｅ_２をエアー浮上搬送装置に適用すれば、上記第１の実施の形態と同様に、ガラス基板Ｓの反りや撓みに倣って各基板吸着装置Ｅ_２の吸着パット５２をガラス基板Ｓの裏面に確実に吸着でき、かつガラス基板Ｓを位置ずれさせることがない。
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、図１１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
図１３は基板吸着装置Ｅ_３の構成図を示す。この基板吸着装置Ｅ_３は、図７に示す大型基板検査装置の検査ステージ上の基板吸着装置Ｅ_１に変わって設けることが可能である。ハウジング５０は、各凹部７０の底部に形成されたねじ部７１に対して螺合し、ロックナット７２のねじ部７１に対する締め付けにより固定される。これにより、ハウジング５０をねじ部７１に対して回転させれば、ベローズ６０の伸縮量が調整できる。この調整された状態は、ロックナット７２を締め付けることにより固定される。ステージ本体４１と各撓み防止桟４３の各ベース７３には、吸着パット支持部材６０内のエアー引き通路６１に連通するエアー吸引通路７４が設けられている。
このような基板吸着装置Ｅ_３を設けた検査ステージであれば、反りや撓みのあるガラス基板Ｓを確実に吸着保持でき、かつ吸着パット５２の高さ位置を調整することにより、反りや撓みを矯正してガラス基板Ｓを平面度を高く吸着保持できる。
基板吸着装置Ｅ_３は、図１４に示す大型基板搬送用ロボットのアーム部Ｒにも適用可能である。このアーム部Ｒは、アーム支持部８０に複数、例えば４本のアーム８１が所定の間隔をおいて互いに平行に設けられている。これらアーム８１上には、基板吸着装置Ｅ_３が複数設けられている。
この大型基板搬送用ロボットは、アーム支持部８０を収納部に挿入し、大型のガラス基板Ｓを取り出し、検査部のステージや搬送ライン上に搬送する。各アーム８１上にガラス基板Ｓが載置されると、ガラス基板Ｓに撓みが生じる。このとき吸着パット５２は、吸着面５４がガラス基板Ｓの裏面の傾きに倣い、エアーの真空吸引によりガラス基板Ｓの裏面に密着し、ガラス基板Ｓを確実に吸着保持する。
このように上記第４の実施の形態によれば、ハウジング５０の高さを低くして小型化が可能であり、大型基板検査装置の検査ステージや大型基板搬送用ロボットのアーム部などに適用して、ガラス基板Ｓを位置ずれさせずに、ガラス基板Ｓに生じる反りや撓みに倣って確実に吸着保持できる。
次に、本発明の第５の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１、図１１、図５及び図６と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
この第５の実施の形態は、図５及び図６に示すエアー浮上搬送装置に、上記第１の実施の形態の基板吸着装置（以下、第１の基板吸着装置と称する）Ｅ_１と上記第３の実施の形態の基板吸着装置（以下、第２の基板吸着装置と称する）Ｅ_２とを適用した。
図１５は各吸着載置台５７上に設けられた第１の基板吸着装置Ｅ_１と第２の基板吸着装置Ｅ_２とを示す。なお、同図では符号を付すと煩雑になるために必要部分の符号のみを付す。第１と第２の基板吸着装置Ｅ_１、Ｅ_２とは、ガラス基板Ｓの搬送方向Ｔと同一方向に複数並設されている。第１の基板吸着装置Ｅ_１は、ガラス基板Ｓの搬送方向Ｔに沿ってガラス基板Ｓの先端部側に複数個、例えば２個設けられている。第２の基板吸着装置Ｅ_２は、第１の基板吸着装置Ｅ_１よりも後端側に複数個、例えば６個設けられている。これら第１及び第２の基板吸着装置Ｅ_１、Ｅ_２は、ガラス基板Ｓを吸着した状態において、各吸着パッド１６、５２の各吸着面１６ａ、５４の高さ位置が基準平面Ｈに一致するように高さ調整されている。各第１の基板吸着装置Ｅ_１は、吸着パッド１６がハウジング１内に下降して端部１ａに面接触したときの吸着面１６ａの高さ位置が基準平面Ｈに一致するように高さ調整されている。第１と第２の基板吸着装置Ｅ_１、Ｅ_２は、それぞれ高さが異なるので、吸着載置台５７には、段差Ｇが設けられている。
図１６はエアー真空引き系統を示す図である。ガラス基板Ｓの搬送方向Ｔに対して左側の各第１の基板吸着装置Ｅ_１には、それぞれ別系統の各エアー吸引路を通して各レギュレータ９０、９１が接続され、かつ右側の各第１の基板吸着装置Ｅ_１には、それぞれ各レギュレータ９２、９３が接続されている。これらレギュレータ９０、９１、…、９３は、それぞれ各第１の基板吸着装置Ｅ_１に対して予め設定された各エアー吸引力に個別に制御する。
一方、ガラス基板Ｓの搬送方向Ｔに対して左側の第２の基板吸着装置Ｅ_２には、それぞれ各レギュレータ９４−１、９４−２、…、９４−ｎが接続され、かつ右側の第２の基板吸着装置Ｅ_２にも各レギュレータ９５−１、９５−２、…、９５−ｎが接続されている。これらレギュレータ９４−１、９４−２、…、９４−ｎ、９５−１、９５−２、…、９５−ｎは、それぞれ各第２の基板吸着装置Ｅ_２に対して予め設定された各エアー吸引力に個別に制御する。
ガラス基板Ｓの搬送方向Ｔに対して左側の各レギュレータ９０、９１には真空バルブ９６が共通接続され、同じく左側の各レギュレータ９４−１、９４−２、…、９４−ｎには真空バルブ９７が共通接続されている。なお、各真空バルブ９６、９７の各レギュレータ９０、９１、９４−１、…、９４−ｎ側には、それぞれ各エアー圧力計９８、９９が設けられている。
エアー圧力計９８は、各レギュレータ９０、９１から吸引するエアー吸引力を測定し、このエアー吸引力が設定吸引力より低くならないときにエラー信号を真空バルブ９６に送出し、この真空バルブ９６を遮断させる。エアー圧力計９９は、各レギュレータ９４−１、…、９４−ｎから吸引するエアー圧力を測定し、このエアー吸引力が設定吸引力よりも低くならないときにエラー信号を真空バルブ９７に送出し、この真空バルブ９７を遮断させる。同様に、ガラス基板Ｓの搬送方向Ｔに対して右側の各レギュレータ９２、９３には真空バルブ１００が共通接続され、同じく右側の各レギュレータ９５−１、…、９５−ｎには真空バルブ１０１が共通接続されている。これら真空バルブ１００、１０１の各レギュレータ９２、９３、９５−１、…、９５−ｎ側には、それぞれ各エアー圧力計１０２、１０３が設けられている。これらエアー圧力計１０２、１０３は、それぞれ各レギュレータ９２、９３、９５−１、…、９５−ｎから吸引する各エアー吸引力を測定し、このエアー吸引力が設定吸引力よりも低くならないときにエラー信号を真空バルブ９６に送出して遮断させる。
各第１の基板吸着装置Ｅ_１側の各真空バルブ９６、１００は、主レギュレータ１０４ａに共通接続され、さらに主レギュレータ１０４にエアー吸引源１０５が接続されている。同様に、各第２の基板吸着装置Ｅ_２側の各真空バルブ９７、１０１は、主レギュレータ１０４ｂに共通接続され、さらに主レギュレータ１０４ｂにエアー吸引源１０５が接続されている。なお、各主レギュレータ１０４ａ、１０４ｂの各真空バルブ９６、９７、１００、１０１側には、エアー圧力計１０６ａ、１０６ｂが接続されている。
次に、上記の如く構成された装置のガラス基板Ｓへの吸着動作について説明する。
浮上搬送ステージ３０上にガラス基板Ｓが浮上又は載置されている状態で、各吸着載置台５７を上昇させると、第１及び第２の各基板吸着装置Ｅ_１、Ｅ_２の各吸着パット１６、５２が図１５に示すようにガラス基板Ｓの裏面に向って上昇する。ガラス基板Ｓの搬送方向Ｔに対して先端部側に反りや撓みが生じていると、先ず、第１の基板吸着装置Ｅ_１における吸着パッド１６の一端がガラス基板Ｓの裏面に接触する。ガラス基板Ｓは、搬送方向Ｔに対して先端側になる程反りや撓み量が大きくなるが、搬送方向Ｔに対して先端部側に各吸着パッド１６を高さ調整可能な第１の基板吸着装置Ｅ_１を配置することによって、反りや撓みを生じているガラス基板Ｓの裏面に各吸着パッド１６を接触することが可能である。これら吸着パッド１６は、ガラス基板Ｓの下方から僅かな当て付け力でガラス基板Ｓの裏面に接触し、ガラス基板Ｓの反りや撓みによる傾きに倣って首振りし、吸着面３６がガラス基板Ｓの裏面に密着する。
この状態で、エアー吸引源１０５がエアー吸引動作を開始すると、各第１及び第２の基板吸着装置Ｅ_１、Ｅ_２に対して各レギュレータ９０、９１、…、９３、及び各レギュレータ９４−１、９４−２、…、９４−ｎ、９５−１、９５−２、…、９５−ｎから各真空バルブ９６、９７、１００、１０１、主レギュレータ１０４を通してエアー吸引が行なわれる。これにより、第１の基板吸引装置Ｅ_１は、上記第１の実施の形態と同様に、吸着パッド１６の吸着面１６ａが反りや撓みが生じているガラス基板Ｓの裏面に倣って密着し、エアー漏れなく確実にガラス基板Ｓを真空吸引する。これと共に吸着パッド１６の裏面の外周縁１６ｅがハウジング１の端部１ａに面接触して停止し、ガラス基板Ｓの反りや撓みを平面状に矯正する。
このとき、ガラス基板Ｓの裏面は、複数の第２の基板吸着装置Ｅ_２の各吸着パッド５２に接近する。これら第２の基板吸着装置Ｅ_２は、ガラス基板Ｓの下方から僅かな当て付け力でガラス基板Ｓの裏面に接触することにより、各吸着パッド５２は回転し、吸着面５４の面方向がガラス基板Ｓの裏面の方向と同一になるように倣う。
この状態で、パット凹部５４ａ、エアー吸引孔５４ｂ及び各エアー引き通路６１、６５を通してエアーを真空吸引すると、吸着パッド５２の吸着面５４は、ガラス基板Ｓの裏面に吸着する。これと共に、エアー真空吸引によりベローズ６０が縮むので、吸着パッド５２は、保持穴５１内を下降してテーパ部５８に当て付いて停止する。この結果、第１及び第２の基板吸着装置Ｅ_１、Ｅ_２によりガラス基板Ｓの裏面が吸着保持されると、ガラス基板Ｓは、反りや撓みが矯正されて基準平面Ｈ上に水平に保持される。
この後、各搬送部３４、３５が各ガイドレール３２、３３上をそれぞれ同期して移動すると、エアー浮上しているガラス基板Ｓは、各搬送部３４、３５の移動に引っ張られて浮上搬送ステージ３０上を搬送方向Ｔに高速でエアー搬送される。
このように上記第５の実施の形態によれば、ガラス基板Ｓの搬送方向Ｔの先端側において反りや撓み量が大きくても、このガラス基板Ｓの裏面を吸着パッド１６で確実に吸着保持できる。反りや撓み量の大きなガラス基板Ｓの先端側を各第１の基板吸着装置Ｅ_１により吸着保持して基準平面Ｈに向けて降ろすので、ガラス基板Ｓの裏面が各第２の基板吸着装置Ｅ_２に次第に接近させることができ、各第２の基板吸着装置Ｅ_２によりガラス基板Ｓの裏面を確実に吸着保持できる。
第１及び第２の基板吸着装置Ｅ_１、Ｅ_２は、それぞれ別系統の各レギュレータ９０、９１、…９５−ｎを通してエアーの吸引を行うので、たとえ１箇所の吸着パッド１６又は５２がガラス基板Ｓの裏面に吸着せずにエアー漏れしても、このエアー漏れした吸着パッド１６又は５２に対する第１の基板吸着装置Ｅ_１又は第２の基板吸着装置Ｅ_２へのエアー供給が停止されるだけで、ＬＣＤの製造ラインを緊急停止させる必要がなく、処理が終了するまで他の第１の基板吸着装置Ｅ_１と第２の基板吸着装置Ｅ_２とは各吸着パッド１６又は５２での吸着動作を維持することができる。これにより、ガラス基板Ｓの吸着保持が途中で停止することなく安全性を向上でき、かつエアー漏れした吸着パッド１６又は５２の第１又は第２の基板吸着装置Ｅ_１、Ｅ_２の系統のみを修理すればよく、メンテナンスの面でも有利となる。なお、各第１の基板吸着装置Ｅ_１と各第２の基板吸着装置Ｅ_２へのエアー供給を２つの系統にすることにより、一方の主レギュレータ１０４ａ又は１０４ｂが故障しても、他方の主レギュレータ１０４ｂ又は１０４ａが作動しているので、全ての各第１の基板吸着装置Ａ及び各第２の基板吸着装置Ｂでのエアー吸引ができなくなるという問題を解消できる。
上記第５の実施の形態では、第１及び第２の基板吸着装置Ｅ_１、Ｅ_２とを用いているが、全てを第１の基板吸着装置Ｅ_１にしてもよい。この場合、各第１の基板吸着装置Ｅ_１の吸着パッド１６の高さがガラス基板Ｓの搬送方向Ｔに向けて順次高くなるように吸着パッド１６の高さを調整機構２７により調整する。
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。なお、図５及び図６と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
図１７は検査ステージとしても使用可能なエアー浮上搬送装置の構成図である。複数、例えば３つの吸着載置台３７ａ、３７ｂ、３７ｃが設けられている。これら吸着載置台３７ａ、３７ｂ、３７ｃは、ガラス基板Ｓの搬送方向Ｔに対して先端部側と後端部側と中間部とにそれぞれ設けられている。これら吸着載置台３７ａ、３７ｂ、３７ｃ上には、それぞれ第１又は第２の基板吸着装置Ｅ_１、Ｅ_２が複数並設されている。これら第１又は第２の基板吸着装置Ｅ_１、Ｅ_２は、ガラス基板Ｓを吸着した状態で、各吸着パッド１６、５２の各吸着面１６ａ、５４の高さ位置が基準平面Ｈに一致するように高さ調整されている。これら第１又は第２の基板吸着装置Ｅ_１、Ｅ_２は、上記第５の実施の形態と同様にそれぞれ別系統の各エアー吸引路を通して各レギュレータが接続され、例えば１つの第１又は第２の基板吸着装置Ｅ_１、Ｅ_２でエアー漏れが生じても、他の第１又は第２の基板吸着装置Ｅ_１、Ｅ_２で吸着動作を維持でき、ガラス基板Ｓの吸着保持が途中で停止することなく安全性を向上できるものとなっている。
これら第１又は第２の基板吸着装置Ｅ_１、Ｅ_２に対する吸着制御方法は、先ず、中央部に設けられた吸着載置台３７ｃ上の各第１又は第２の基板吸着装置Ｅ_１又はＥ_２に対する吸着動作を開始する。次に先端部又は後端部に設けられた吸着載置台３７ａ又は３７ｂ上の各第１又は第２の基板吸着装置Ｅ_１又はＥ_２に対する吸着動作を開始する。
このような吸着制御方法であれば、浮上搬送ステージ３０上にエアー浮上しているガラス基板Ｓを吸着保持するとき、反りの小さな中間部に設けられた吸着載置台３７ｃ上の各第１又は第２の基板吸着装置Ｅ_１又はＥ_２から吸着動作を開始することにより、ガラス基板Ｓの中央部は、各第１又は第２の基板吸着装置Ｅ_１又はＥ_２により確実に吸着保持される。このとき、ガラス基板Ｓが中間部の各第１又は第２の基板吸着装置Ｅ_１又はＥ_２により吸着保持されることにより、ガラス基板Ｓの反りや撓みが低下する。
次に、先端部又は後端部に設けられた吸着載置台３７ａ又は３７ｂ上の各第１又は第２の基板吸着装置Ｅ_１又はＥ_２が吸着動作を開始する。これにより、先端部の各第１又は第２の基板吸着装置Ｅ_１又はＥ_２は、中央部側から先端部側に向って順次ガラス基板Ｓの裏面に接触し、吸着保持する。
このように反りの小さなガラス基板Ｓの中間部から反りの大きなガラス基板Ｓの先端部又は後端部に向けて順次吸着を開始することで、ガラス基板Ｓの反りや撓みを矯正しながら確実に吸着保持できる。なお、吸着載置台は、中央部、先端部、後端部の３箇所に限らず、ガラス基板Ｓのサイズに応じて増加することができ、かつ中央部以外の反りの小さな部分から反りの大きな領域に配置してもよい。
次に、本発明の第７の実施の形態について説明する。なお、図５及び図６と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
図１８はエアー浮上搬送装置の構成図である。浮上搬送ステージ１の両側面には、それぞれ１台の吸着載置台３７が設けられている。この吸着載置台３７上には、第１又は第２の基板吸着装置Ｅ_１又はＥ_２がガラス基板Ｓの搬送方向Ｔと同一方向に複数並設されている。これら第１又は第２の基板吸着装置Ｅ_１又はＥ_２は、上記第５の実施の形態と同様にそれぞれ別系統の各エアー吸引路を通して各レギュレータが接続されている。
これら第１又は第２の基板吸着装置Ｅ_１又はＥ_２に対する吸着制御方法は、各第１又は第２の基板吸着装置Ｅ_１又はＥ_２に対してガラス基板Ｓの反りの小さい中央部側から反りの大きな端部側に向けて順番に吸着動作を開始する。
このような吸着制御方法であれば、浮上搬送ステージ３０上にエアー浮上しているガラス基板Ｓを吸着保持するとき、各第１又は第２の基板吸着装置Ｅ_１又はＥ_２は、ガラス基板Ｓの中間部側から先端部側に向って順次ガラス基板Ｓの裏面に接触し、吸着保持する。この吸着保持により、ガラス基板Ｓの反りは、中間部側から端部側に順次矯正され、各第１又は第２の基板吸着装置Ｅ_１、又はＥ_２は、中間部側から端部側に向けて確実にガラス基板Ｓを吸着保持する。
又、各第１又は第２の基板吸着装置Ｅ_１又はＥ_２が同時に吸着動作しても、ガラス基板Ｓの反りの小さな部分から反りの大きな部分に向けて吸着が順次開始されることにより、ガラス基板Ｓの反りや撓みが基準平面Ｈ上に水平に矯正される。
上記第７の実施の形態によれば、吸着パッド５２の突き出し高さが小さい第２の基板吸着装置Ｅ_２や周知の基板吸着装置でも反りの大きなガラス基板Ｓを確実に吸着保持することが可能となる。
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、次の通り変形してもよい。
例えば、上記各実施の形態は、ガラス基板Ｓのエアー浮上搬送に用いているが、ガラス基板Ｓの検査部においてガラス基板Ｓを検査ステージ上に吸着保持する場合にも適用できる。
図１９に示すように複数個の基板吸着装置Ｅ_１又はＥ_２を１組とするブロックＨ_１〜Ｈ_４とすると共に、各ブロックＨ_１〜Ｈ_４毎にエアー真空引き系統にしてもよい。各第１の基板吸着装置群Ｈ_１〜Ｈ_４は、それぞれ複数の基板吸着装置群Ｅ_１をガラス基板Ｓの搬送方向Ｔに沿って配列している。このうち各第１の基板吸着装置群Ｈ_１、Ｈ_２が隣接して設けられ、各第１の基板吸着装置群Ｈ_３、Ｈ_４が隣接して設けられている。なお、これら第１の基板吸着装置群Ｈ_１〜Ｈ_４は、第２の基板吸着装置Ｅ_２を用いてもよい。
これら第１の基板吸着装置Ｈ_１〜Ｈ_４のおける各第１の基板吸着装置Ｅ_１は、各レギュレータ１１０に接続され、さらに各第１の基板吸着装置群Ｈ_１〜Ｈ_４別に共通接続されて各真空バルブ１１１〜１１４に接続されている。第１の基板吸着装置群Ｈ_１とＨ_３とに対応する各真空バルブ１１１、１１３とが共通接続されて主レギュレータ１１５ａに接続されている。又、第１の基板吸着装置群Ｈ_２とＨ_４とに対応する各真空バルブ１１２、１１４とが共通接続されて主レギュレータ１１５ｂに接続されている。
このようなエアー真空引き系統であれば、上記第５の実施の形態と同様に１つの第１又は第２の基板吸着装置Ｅ_１、Ｅ_２でエアー漏れが生じてもガラス基板Ｓに対する吸着動作を維持して安全性を向上できる。又、第１の基板吸着装置群Ｈ_１とＨ_２と、Ｈ_３とＨ_４とが隣接して設け、その一方の第１の基板吸着装置群Ｈ_１、Ｈ_３と他方の第１の基板吸着装置群Ｈ_２、Ｈ_４とをそれぞれ別のエアー真空引き系統に構成することにより、隣接する一方の第１の基板吸着装置群Ｈ_１、Ｈ_３が吸引不能になっても隣接する他の基板吸着装置Ｈ_２で確実にガラス基板Ｓを吸着保持することができる。例えば第１の基板吸着装置群Ｈ_１の全体がエアー漏れしても、隣接する第１の基板吸着装置群Ｈ_２でガラス基板Ｓに対する吸着動作を維持できる。
又、上記第１の実施の形態における吸着パッド１６の接触面部１６ｃの形状は、図２０Ａ乃至図２０Ｄに示す一部断面図及び図２０Ｅに示す上面図に示すように変形してもよい。図２０Ａに示す接触面部１６ｃは、各傾斜面１２０、１２１を交差させて例えば鈍角を有する頂点１２２を形成している。この頂点１２２は、接触面部１６ｃの全周方向に形成されている。このような吸着パッド１６の接触面部１６ｃであれば、接触面部１６ｃの頂点１２２がハウジング１の内壁２ａに対して全周方向で線接触する。
図２０Ｂに示す接触面部１６ｃは、例えば鈍角の頂点１２３を有する凸状体１２４を形成している。この接触面部１６ｃも凸状体１２４の頂点１２３がハウジング１の内壁２ａに対して全周方向で線接触する。
図２０Ｃに示す接触面部１６ｃは、筒状の曲面本体１２５に半球状の凸状体１２６を形成している。この接触面部１６ｃであれば、凸状体１２６がハウジング１の内壁２ａに対して全周方向で線接触する。
図２０Ｄに示す接触面部１６ｃは、筒状の曲面本体１２５に突起体１２７を形成している。この接触面部１６ｃであれば、突起帯体１２７がハウジング１の内壁２ａに対して全周方向で線接触する。
図２０Ｅに示す接触面部１６ｃは、筒状の曲面本体１２５の外周面上に少なくとも３個以上、例えば４個の突起１２８を形成している。この接触面部１６ｃであれば、各突起体１２８がハウジング１の内壁２ａに対して各点接触する。
これら吸着パッド１６の接触面部１６ｃの形状であれば、吸着パッド１６は、横方向に位置ずれすることなく、かつ小さな摩擦抵抗で円滑かつスムーズに首振り動作できる。
上記各実施の形態は、ガラス基板Ｓをエアー浮上搬送する場合について説明したが、エアー浮上に限らず、静電浮上、超音波浮上により浮上させたガラス基板Ｓの搬送にも適用できる。
以下、本発明の他の特徴とするところについて説明する。
第１の本発明は、基板の側縁部に沿って配列された複数の基板吸着装置により前記基板を吸着保持する基板吸着方法において、前記各基板吸着装置のうち前記基板の先端側を突出高さの大きな第１の基板吸着装置を用いて前記基板を吸着保持して前記基板を水平に矯正し、前記第１の基板吸着装置で前記ガラス基板を水平に矯正した状態で突出高さの小さな第２の基板吸着装置を用いて前記ガラス基板を吸着保持することを特徴とする基板吸着方法である。
第２の本発明は、第１の本発明において、前記第１の基板吸着装置の吸着動作を開始し、次に前記第２の基板吸着装置の吸着動作を開始することを特徴とする基板吸着方法である。
第３の本発明は、第１の本発明において、前記第１の基板吸着装置と前記第２の基板吸着装置とは、同時に吸着動作を開始することを特徴とする基板吸着方法である。
第４の本発明は、基板の側縁部に沿って配列された複数の基板吸着装置により前記基板を吸着保持する基板吸着方法において、前記基板の反りの小さな部分に対応する前記基板吸着装置から前記基板の反りの大きな部分に対応する前記基板吸着装置に向けて吸着動作を開始することを特徴とする基板吸着方法である。
第５の本発明は、基板の側縁部に沿って配列された複数の基板吸着装置により前記基板を吸着保持する基板吸着方法において、前記基板吸着装置の１つ又は複数のブロック毎に各エアー真空引き系統を設け、前記各エアー真空引き系統を同時に動作させ前記基板の反りの小さな部分から大きな部分に向けて前記各基板吸着装置を前記基板に対して順次吸着させて前記基板の反りを矯正することを特徴とする基板吸着方法である。

本発明は、例えばＬＣＤ製造ラインにおける液晶ディスプレイのガラス基板の搬送、半導体製造ラインにおける半導体ウエハや各種部材の搬送の分野にも適用できる。

Claims (25)

1. 中空状に形成され、一端側に開口部を有するハウジングと、
   前記ハウジングの前記中空形状内に設けられ、かつエアーを吸引するエアー引き通路が設けられた吸着パッド支持部材と、
   前記ハウジングの前記開口部から突出した状態で前記吸着パッド支持部材上に載置され、前記ハウジングの前記開口部に少なくとも３点で点接触して首振り可能で、前記エアー引き通路と気密に連通するエアー吸引孔が設けられた吸着パッドと、
   前記吸着パッドを前記ハウジングの前記開口部に保持する吸着パッド保持手段と、
   を具備したことを特徴とする基板吸着装置。
2. 前記吸着パッドは、平面状に形成された吸着面を有する吸着部と、前記吸着部に一体的に形成された接触面部とを有し、前記接触面部は、前記ハウジングの前記開口部の内壁面に対して前記少なくとも３点で点接触することを特徴とする請求項１記載の基板吸着装置。
3. 前記接触面部と前記内壁面との各点接触する箇所は、前記接触面部における同一周方向上であることを特徴とする請求項２記載の基板吸着装置。
4. 前記接触面部は、前記ハウジングの前記開口部の前記内壁面に対して線接触することを特徴とする請求項２記載の基板吸着装置。
5. 前記接触面部は、円筒状で、上下方向の中間部に最大径を有する半球面状に形成されたことを特徴とする請求項２記載の基板吸着装置。
6. 前記吸着部は、前記ハウジングの前記開口部の外径と同一径に形成されたことを特徴とする請求項２記載の基板吸着装置。
7. 前記吸着部は、前記ハウジングの前記開口部の外径よりも大きな外径に形成されたことを特徴とする請求項２記載の基板吸着装置。
8. 前記吸着パッドの前記吸着部及び前記接触面部は、弾性部材により形成されたことを特徴とする請求項２記載の基板吸着装置。
9. 前記ハウジングの前記開口部の端部は、前記吸着パッドの裏面と当接し、前記ハウジングの前記中空形状内への前記吸着パッドの下降を制限するストッパとなることを特徴とする請求項１記載の基板吸着装置。
10. 前記ハウジングの前記開口部の前記端部は、前記吸着パッドの前記裏面に当接し、前記吸着パッドの前記吸着部の傾きを基準平面に矯正することを特徴とする請求項８記載の基板吸着装置。
11. 前記吸着パッド支持部材は、弾性部材により形成されたチューブ部材によりなることを特徴とする請求項２記載の基板吸着装置。
12. 前記チューブ部材は、前記吸着パッドと密着するジャバラ状の屈曲部が上部に形成されたことを特徴とする請求項１１記載の基板吸着装置。
13. 前記吸着パッド保持手段は、前記吸着パッドに設けられた第１の支持板と、前記ハウジングの他端側に設けられた第２の支持板と、前記第１の支持板と前記第２の支持板との間を前記吸着パッド支持部材内を通して連結する連結部材とを有することを特徴とする請求項１記載の基板吸着装置。
14. 前記連結部材は、線材であることを特徴とする請求項１３記載の基板吸着装置。
15. 前記連結部材は、捩れ剛性を有するワイヤーであることを特徴とする請求項１３記載の基板吸着装置。
16. 前記ハウジングには、前記吸着パッド、前記吸着パッド支持部材及び前記吸着パッド保持手段を一体に前記ハウジングの前記中空形状内に移動させて、前記ハウジングの前記開口部の端部に対する前記吸着パッドの高さ位置を調整する吸着パッド高さ調整機構が設けられたことを特徴とする請求項１記載の基板吸着装置。
17. 前記吸着パッドは、前記ハウジングの前記開口部の前記内壁面に少なくとも３点で点接触する接触面部を有する球状のパッド本体と、前記パッド本体に形成された平面状の吸着面とを有し、前記吸着面には前記エアー吸引孔が設けられ、前記吸着パッド支持部材によって支持されることを特徴とする請求項１記載の基板吸着装置。
18. 前記吸着パッドは、前記ハウジングの前記開口部の端部から突出した状態で保持されることを特徴とする請求項１７記載の基板吸着装置。
19. 前記接触面部と前記内壁面との各点接触する箇所は、前記接触面部における同一周方向上であることを特徴とする請求項１７記載の基板吸着装置。
20. 前記接触面部と前記ハウジングの前記開口部の内壁面とは、線接触することを特徴とする請求項１７記載の基板吸着装置。
21. 前記接触面部と前記ハウジングの前記開口部の内壁面とは、精密すきまばめ構造を有することを特徴とする請求項１７記載の基板吸着装置。
22. 前記ハウジングの前記開口部は、前記吸着パットの前記接触面部の形状に倣って形成されたことを特徴とする請求項１７記載の基板吸着装置。
23. 前記ハウジングの前記開口部は、底部に設けられた平面部と、前記平面部の外周縁に設けられたテーパ部とを有し、前記平面部は、前記吸着パットの底部が当接して前記吸着パットの傾き角を規制することを特徴とする請求項１７記載の基板吸着装置。
24. 前記吸着パッド保持手段は、前記ハウジングの前記開口部の端部に設けられ、前記吸着パッドを前記ハウジングの前記開口部内に保持する係止部を有することを特徴とする請求項１７記載の基板吸着装置。
25. 前記係止部は、前記開口部の端部に設けられ、前記開口部を内側に絞った形状に形成されたことを特徴とする請求項２４記載の基板吸着装置。

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