WO2011027546A1 - 基板移載装置、および基板移載方法 - Google Patents

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WO2011027546A1
WO2011027546A1 PCT/JP2010/005373 JP2010005373W WO2011027546A1 WO 2011027546 A1 WO2011027546 A1 WO 2011027546A1 JP 2010005373 W JP2010005373 W JP 2010005373W WO 2011027546 A1 WO2011027546 A1 WO 2011027546A1
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WO
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substrate
chuck
bernoulli chuck
guide body
bernoulli
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Application number
PCT/JP2010/005373
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English (en)
French (fr)
Inventor
秀明 中西
前田　晃
村山　貴彦
Original Assignee
村田機械株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00—Joints
    • B25J17/02—Wrist joints
    • B25J17/0258—Two-dimensional joints
    • B25J17/0266—Two-dimensional joints comprising more than two actuating or connecting rods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/003—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics
    • B25J9/0045—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics with kinematics chains having a rotary joint at the base
    • B25J9/0051—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics with kinematics chains having a rotary joint at the base with kinematics chains of the type rotary-universal-universal or rotary-spherical-spherical, e.g. Delta type manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H3/00—Separating articles from piles
    • B65H3/08—Separating articles from piles using pneumatic force
    • B65H3/14—Air blasts producing partial vacuum
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6838—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping with gripping and holding devices using a vacuum; Bernoulli devices

Definitions

  • the present invention relates to a substrate transfer apparatus and a substrate transfer method for transferring a substrate by holding the substrate in a non-contact state with a Bernoulli chuck.
  • Patent Document 1 discloses that a substrate for a solar cell is transferred by suction-holding with a Bernoulli chuck.
  • one Bernoulli chuck is disposed at the center of the lower surface of the rectangular hand portion, and suction pads are disposed at diagonal corners of the hand portion.
  • a brush-like sliding contact body is provided in the vicinity of the suction pad.
  • the suction corners of the substrate are suctioned by suction pads, and at the same time the central portion of the substrate is suctioned and held by Bernoulli chuck.
  • the substrate suctioned and held by the Bernoulli chuck is transferred while being positioned in a predetermined posture by the guide body, and a transfer device equipped with this type of guide body is disclosed in Patent Document 2.
  • a transfer device equipped with this type of guide body is disclosed in Patent Document 2.
  • seven Bernoulli chucks are disposed on the lower surface of the rectangular support plate, and two guide bodies for positioning are disposed on the adjacent side portions of the support plate.
  • the Bernoulli chuck in a state where the substrate (glass substrate) is held by suction is inclined at an angle with respect to the horizontal surface and the vertical surface to slide the substrate by its own weight along the adsorption surface, and the adjacent sides Position the parts in the vertical and horizontal directions by receiving them with two sets of guides.
  • the main part of the transfer device is configured by a parallel mechanism, but the basic structure of the parallel mechanism is known from Patent Document 3 related to the applicant's application.
  • the parallel mechanism is configured by a pivoting drive shaft or the like that transmits power.
  • the suction pad can reliably prevent the substrate from moving and shifting along the suction surface of the Bernoulli chuck at the time of transfer.
  • the surface corners of the substrate are fixed by suction with a suction pad, it is not suitable for transfer of a substrate that does not like contact with other objects.
  • the transfer device of Patent Document 2 since the peripheral edge of the substrate suction-held by the Bernoulli chuck is positioned by the two sets of guide members, it is possible to transfer the substrate in a non-contact state, of course. It can be transferred to the transfer destination with position accuracy. Further, since the positioning operation is performed independently after the substrate is suctioned and held by the Bernoulli chuck, the positional accuracy of the Bernoulli chuck when suctioning and holding the substrate at the suction start position can be made gentle. However, since it is necessary to position the Bernoulli chuck separately in different directions for each guide body provided on each side, it takes a lot of time to position, and it is necessary to transfer the substrate. Can not be done efficiently.
  • An object of the present invention is to provide a substrate transfer apparatus and method capable of efficiently transferring a substrate at a high speed while making the positional accuracy of the hand portion when holding the substrate loose. .
  • the transfer apparatus is an apparatus for transferring a square substrate, and includes a hand unit, a moving mechanism, a Bernoulli chuck, and a plurality of guide bodies.
  • the moving mechanism moves the hand unit.
  • the Bernoulli chuck has a suction surface including a chuck recess which is provided in the hand portion and holds the substrate in a noncontact manner.
  • the plurality of guide bodies are provided in the hand unit and position the substrate held by the Bernoulli chuck.
  • the Bernoulli chuck is provided with a plurality of nozzle holes that blow compressed air into the interior of the chuck recess to generate a negative pressure.
  • the guide bodies are dispersedly disposed so as to surround the periphery of the suction surface. Before the Bernoulli chuck starts holding the substrate, the guide body is moved by the hand so as to be located outside the contour of the substrate. Then, the substrate held by the Bernoulli chuck is rotated in one direction by compressed air blown out from the nozzle hole, whereby the side portion of the substrate is received by the guide body and positioned.
  • the substrate when the Bernoulli chuck holds the substrate in a state where the guide body is positioned outside the outline of the substrate, the substrate can be held in a state where a sufficient clearance is secured between the substrate and each guide body. That is, it is possible to prevent the substrate from coming in contact with the guide body and being rubbed while the guide body is lowered, or from being broken in contact with the tip. Furthermore, since the substrate after holding is rotated in one direction by the air flow blown out from the nozzle hole and positioned by the guide body, it is not necessary to strictly position the hand portion when holding the substrate as a whole. .
  • the positional accuracy of the hand portion when holding the substrate can be made gentle, and the positioning of the hand portion can be performed more quickly by that amount, and the moving mechanism can be operated at a higher speed. Substrate transfer efficiency can be improved.
  • It may further comprise a pivot provided on the hand for rotating the Bernoulli chuck and the guide body about a vertical axis.
  • a pivot provided on the hand for rotating the Bernoulli chuck and the guide body about a vertical axis.
  • the guide body By rotating the guide body about the rotation axis, the guide body is positioned outside the outline of the substrate.
  • the guide body at the holding start position about the pivot axis the guide body is positioned outside the outline of the substrate, so even if the posture of the substrate at the holding start position is not constant, precisely.
  • the substrate can be held and positioned. For example, even if the substrate is transported to the holding start position in a random attitude, the substrate can be reliably held and properly positioned.
  • the substrate is arranged such that the contour of the substrate avoids the planned placement position of the guide body before the Bernoulli chuck holds the substrate.
  • the posture of the guide body is constant, for example, when transported by a conveyor after uniformly aligning the posture of the substrate.
  • the transfer operation can be simplified because the substrate can be held in the state described above. That is, the hand portion may simply reciprocate between the holding start position and the transfer destination, and the substrate can be transferred efficiently because the transfer operation can be simplified.
  • the transfer structure can be simplified by omitting the structure for adjusting the attitude of the guide body.
  • the Bernoulli chuck may have a chuck base fixed to the lower surface side of the hand portion and a plurality of chuck units fixed to the lower surface of the chuck base. In each chuck unit, nozzle holes are formed so that air moves in the same direction in the chuck recess. In this case, since a Bernoulli chuck having a plurality of chuck units as suction elements is used, the number and arrangement of chuck units can be changed according to the shape, size, etc. of a substrate to be transferred. You can configure Bernoulli Chuck without waste. Also, by causing air movement in the same direction in the chuck recesses of the individual chuck units, the held substrate can be forcibly rotated in one direction and positioned by the guide body.
  • the Bernoulli chuck may further have a shielding plate fixed to the upper surface of the chuck base and covering at least a part of the upper surface of the substrate held by the Bernoulli chuck.
  • the shielding plate is fixed to the upper surface of the chuck base, and at least a part of the upper surface of the substrate held by the Bernoulli chuck is covered with the shielding plate, thus shielding the air flow when the hand moves upward
  • the blocking by the plate can significantly reduce the downward air resistance acting on the substrate. Therefore, due to the air resistance acting on the substrate, the holding state of the substrate becomes unstable and it can be prevented from swinging or dropping from the Bernoulli chuck, and the substrate can be transferred at a high speed under a stable condition.
  • Each guide body may have a round shaft shape and may have a downwardly tapered tapered introduction shaft portion provided at the lower end and a restriction shaft portion that receives the side portion of the substrate.
  • the guide body having the introduction shaft portion and the restriction shaft portion since the guide body having the introduction shaft portion and the restriction shaft portion is used, the state when receiving the side portion of the substrate on the circumferential surface of the restriction shaft portion can be made point contact. Therefore, the substrate can be accurately positioned in a stable state while preventing the substrate from coming in contact with other objects and being damaged. Further, the substrate can be positioned more smoothly by minimizing the contact resistance when the posture of the substrate is corrected by the guide body.
  • a downwardly tapered tapered introduction shaft portion is provided at the lower end, a dimension corresponding to the horizontal component of the introduction shaft portion can be considered as a margin with respect to position coordinates when positioning the guide body with respect to the substrate. As a result, for example, it is possible to cope with the cause of the unexpected positional accuracy deterioration such as vibration of the device due to the disturbance.
  • the guide body may be arranged to receive the substrate at a position offset from the midpoint of each side of the substrate.
  • the guide body since the guide body is disposed to receive the substrate at a position shifted from the middle point of each side of the substrate, it is possible to position each side at a position further away from the center of the substrate. Become. Therefore, the substrate can be positioned with higher accuracy.
  • each guide body when each guide body is positioned outside the outline of the substrate, each guide body can be positioned as far as possible from the side portion of the substrate before holding, and a large clearance can be secured between the two. The positional accuracy of the hand can be made more gradual.
  • each guide body receiving the opposite side of the substrate is the center of the substrate It may be arranged in a state of point symmetry with the point of symmetry as the center of symmetry.
  • the first contact side portion is the guide body Even if the displacement amount of the substrate is made approximately constant, the posture of the substrate can be quickly made appropriate.
  • the amount of displacement of the substrate may differ depending on which guide body the first side portion abuts, so it may take time for positioning.
  • the transfer mechanism may include a parallel mechanism.
  • the moving mechanism since the moving mechanism includes a parallel mechanism, there is no motor or reduction gear in the movable part compared to, for example, an articulated robot, and the weight reduction of the moving mechanism can be realized. it can. Therefore, the transfer operation of the substrate can be performed efficiently.
  • An imaging device for capturing an image of the substrate while transporting the substrate toward the position held by the Bernoulli chuck, and identifying from the image the position and orientation of the substrate before the substrate is held by the Bernoulli chuck;
  • the apparatus may further include a control unit that acquires the position and orientation information of the substrate and controls the movement of the moving mechanism. In that case, based on the command signal output from the control unit, the moving mechanism moves the hand unit and rotates the rotation axis to position the guide body outside the outline of the substrate before the Bernoulli chuck holds the substrate.
  • an image of the substrate conveyed toward the holding start position is captured by the imaging device, the position and posture of the substrate are specified from the image, and the control unit controls the posture of the guide body at the holding start position. Therefore, it is possible to reliably hold the substrate transported in a random posture. In addition, since it is not necessary to strictly define the posture of the substrate at the time of transfer, a device for aligning the direction of the substrate before transferring the substrate to the holding start position becomes unnecessary.
  • the Bernoulli chuck holds the square substrate in a noncontact state, Transfer with the substrate positioned by the individual guide bodies.
  • the method comprises the following steps.
  • the substrate held by the Bernoulli chuck is blown out from the Bernoulli chuck Step of rotating the substrate in one direction by air flow and receiving and positioning the side of the substrate by the guide body
  • the substrate can be held in a state where a sufficient clearance is secured between the substrate before holding and each guide body, and the substrate can be prevented from being in contact with the guide body and being rubbed therebetween.
  • the transfer method of the present invention since the substrate after holding is rotated in one direction by the air flow blown out from the Bernoulli chuck and positioned by the guide body, it is not necessary to strictly position the hand portion when holding the substrate as a whole. . Therefore, according to the transfer method of the present invention, the positional accuracy of the hand when holding the substrate can be made gentle, and the positioning of the hand can be performed more quickly by that amount, and the transfer mechanism can be performed at a higher speed. It can be operated to improve the transfer efficiency of the substrate.
  • the method may further include the step of positioning the guide body out of the outline of the substrate by rotating the Bernoulli chuck and the guide body before the Bernoulli chuck holds the substrate.
  • the substrate can be properly held even when the posture of the substrate at the holding start position is not constant. Can be positioned. For example, even if the substrate is transported to the holding start position in a random attitude, the substrate can be reliably held and properly positioned.
  • the method may further include the step of disposing the substrate such that the contour of the substrate avoids the planned placement position of the guide body before the Bernoulli chuck holds the substrate.
  • the substrate at the holding start position is arranged in a state in which the outline of the substrate avoids the planned arrangement position of the guide body, the substrate can be held in a state in which the posture of the guide body is constant, so the transfer operation can be simplified.
  • the hand unit may simply reciprocate between the holding start position and the transfer destination, and the substrate can be transferred efficiently because the transfer operation can be simplified.
  • the method may further include the step of changing the posture of the substrate to the transfer posture by rotating the guide body while the hand unit is moved while the Bernoulli chuck holds the substrate.
  • the posture of the substrate is changed to the transfer posture, so that the cycle time required to transfer the substrate is shortened. Can be transferred more efficiently.
  • FIGS. 1 to 12 show an embodiment of a substrate transfer device according to the present invention.
  • the transfer device is configured with a transfer mechanism having a parallel mechanism configured by using a highly rigid gantry 1 straddling a conveyor as a base.
  • the substrate W to be transferred is made of a square silicon wafer constituting a solar cell, and the vertical and horizontal dimensions thereof are 125 mm ⁇ 125 mm or 156 mm ⁇ 156 mm, and the thickness dimension is 0.1 to 0.2 mm.
  • the parallel mechanism includes a base 2 fixed to the gantry 1, three drive motors 3 disposed on the lower surface of the base 2, and three sets of arm units 4 driven by the respective motors 3.
  • the hand unit 5 supported by each arm unit 4 and the like.
  • the hand unit 5 is provided with a pivot 7 which is rotationally driven via a pivot drive shaft 6.
  • a joint body 8, a Bernoulli chuck 9, and a plurality of guide bodies 10 are provided on the lower surface side of the hand portion 5.
  • the drive motor 3 is assembled to the base 2 via a motor bracket, and the upper end of the arm unit 4 is connected to the output shaft thereof.
  • the drive motor 3 integrally includes a servomotor and a reduction gear, and outputs to the arm unit 4 the reciprocating turning power decelerated by the reduction gear.
  • the arm unit 4 includes a drive arm 13 and a pair of parallel rods 14 for transmitting the pivoting operation of the drive arm 13 to the hand unit 5.
  • the upper end and the lower end of the rod 14 are connected to the drive arm 13 and the hand 5 via a ball joint 15 respectively. Both rods 14 are biased towards each other by a spring 16.
  • the pivoting drive shaft 6 is composed of a telescopic ball spline shaft 18 and a universal joint 19 connected to the upper and lower ends thereof.
  • the upper universal joint 19 is connected to the output shaft of the motor 20, and the lower universal joint 19 is connected to the pivot shaft 7.
  • the motor 20 for driving the turning drive shaft 6 is composed of a servomotor and a reduction gear as in the case of the drive motor 3 described above, and is disposed on the upper surface of the base 2.
  • the hand portion 5 is formed of a forked plate-like block, and the pivot shaft 7 is rotatably supported at its central portion by a cross roller bearing 21 (see FIG. 4).
  • the joint body 8 is fixed to the lower surface of the pivot shaft 7, and the Bernoulli chuck 9 is fixed to the lower surface of the joint body 8.
  • the joint body 8 is formed in a shallow bottomed cylindrical shape that opens downward, and a fastening seat 23 for fastening the Bernoulli chuck 9 overhangs at four places on the lower end circumferential surface of the cylindrical wall. It is formed.
  • the entire joint body 8 is formed of, for example, an engineering plastic material such as aluminum alloy or polyetheretherketone (PEEK) or a high strength material such as fiber reinforced plastic (FRP). Furthermore, in order to reduce the weight, a large number of reduced-thickness holes are formed in the upper end wall of the joint body 8 so as to penetrate vertically.
  • PEEK polyetheretherketone
  • FRP fiber reinforced plastic
  • the Bernoulli chuck 9 has a flat chuck base 26 fixed to the lower surface of the joint body 8, four chuck units 27 fixed to the lower surface of the chuck base 26, and an upper surface of the chuck base 26. It comprises the shielding board 28 etc. which are fixed.
  • the basic shape of the chuck base 26 is formed into a square which is larger than the substrate W by one turn.
  • ring-shaped chuck fastening seats 31 for fastening the chuck unit 27 are provided at four places of the plate surface of the chuck base 26. Between these chuck fastening seats 31, a partially arcuate joint fastening seat 32 for fastening the joint body 8 is formed. Further, a guide fastening seat 33 for fastening the guide body 10 is formed in a straight line on each side of the chuck base 26.
  • the chuck base 26 is made of a material that is light in weight and at the same time has a small warpage and deflection and a high bending strength so that the lower surface of the chuck unit 27 facing the substrate W is substantially flush.
  • a material of this type for example, a commercially available material (trade name Unilate) obtained by heating and laminating a plate made of polyethylene terephthalate (PET) filled with glass fiber and an inorganic filler may be applied.
  • PET polyethylene terephthalate
  • a weight reduction space is formed around the above-described chuck fastening seat 31, joint fastening seat 32, and guide fastening seat 33 to achieve weight reduction. As described above, by removing portions other than the fastening seats 31, 32 and 33 to provide a wall thinning space, the weight of the chuck base 26 can be reduced and the kinetic inertia force can be reduced.
  • the chuck unit 27 is configured by a bottomed round cylindrical upper chuck body 40 opening downward, and a bottomed round cylindrical lower chuck body 41 opening upward.
  • the lower chuck body 41 is formed of the following materials in consideration of the possibility of contact with the silicon wafer for solar cells.
  • the upper chuck body 40 is fastened and fixed to the lower surface of the chuck base 26, and the lower chuck body 41 is fastened and fixed to the lower surface opening side of the upper chuck body 40 in a sealed state.
  • a substantially cylindrical air chamber 42 is formed between the upper and lower chuck bodies 40 and 41.
  • the air chamber 42 is connected to a compressed air supply source (not shown) via an air passage (rubber hose) 43 connected to the circumferential surface of the upper chuck body 40.
  • a shallow chuck recess 45 opened downward is formed on the lower surface of the lower chuck body 41, and a flat surface 46 is formed continuously with the opening periphery of the chuck recess 45.
  • the air chamber 42 and the chuck recess 45 communicate with each other through eight nozzle holes 47.
  • the nozzle hole 47 is inclined downward from the air chamber 42 toward the peripheral corner of the chuck recess 45, and the central axis of the nozzle hole 47 is chuck recess 45. It is formed to intersect with the opening edge of at a predetermined angle.
  • the central axis of the air flow blown out from the nozzle hole 47 is directed downward of the opening edge of the chuck recess 45.
  • FIG. 1 the central axis of the air flow blown out from the nozzle hole 47 is directed downward of the opening edge of the chuck recess 45.
  • the pressure on the central portion side of the chuck recess 45 can be made negative.
  • the substrate W to be transferred is suctioned and held by this negative pressure action.
  • the opening surface of the chuck recessed portion 45 including the flat surface 46 is used as the suction surface of the Bernoulli chuck 9
  • the substrate W held by suction and the suction surface are vertically moved through a slight gap E as shown in FIG. It is opposite to.
  • the air flow blown out from the nozzle hole 47 is discharged to the atmosphere through the gap E.
  • the shielding plate 28 is made of a plastic plate having a basic shape the same square as the chuck base 26. At the center of the plate surface of the shielding plate 28, a relief hole 49 is formed along the outer outline of the joint body 8 and the chuck unit 27 to reduce the weight.
  • the shielding plate 28 is disposed to cover the thinning opening 35 and the thinning cutout 37 of the chuck base 26. Ventilation holes 50 for passing air passages 43 are formed in a round hole shape at four places facing the wall thinning space of the chuck base 26 among the peripheral walls of the relief holes 49.
  • the downward air resistance acts on the substrate W by blocking the flow of air when the hand unit 5 moves upward by the shielding plate 28.
  • the substrate W can be prevented from falling from the Bernoulli chuck 9.
  • eight holes are opened in the upper wall of the joint body 8 in the vertical projection plane of the chuck portion, since the hand portion 5 is disposed immediately above and close to that, the air flow is at the end. It does not pass through the hole and strike the substrate W directly.
  • the substrate W in a state of being suctioned and held by the Bernoulli chuck 9 is easy to slide along the suction surface of the Bernoulli chuck 9.
  • four guide bodies 10 are fixed to each side of the chuck base 26 so as to protrude downward.
  • the guide body 10 is disposed at a total of four locations near the right corner of the upper side of the chuck base 26 and the lower left of the lower side and closer to the upper corner of the left side and the lower corner of the right side. doing.
  • Each guide body 10 is fastened and fixed to the lower surface of the guide fastening seat 33 of the chuck base 26 by a bolt 54.
  • the guide body 10 receives the position offset from the center point of each side of the substrate W to the corner side.
  • the offset distance from the middle point of each side of the substrate W to the contact position of each side received by the guide body 10 is set equal at the opposing side. Therefore, the straight line connecting the guide bodies 10 and 10 on the upper and lower sides and the straight line connecting the guide bodies 10 and 10 on the left and right sides intersect at the center of the Bernoulli chuck 9. Further, the guide bodies 10 for receiving the opposite side portions of the substrate W have a point-symmetrical relationship with the center of gravity of the substrate W as the symmetry center.
  • the guide body 10 is continuous with a round shaft portion 51, a downwardly tapered tapered introduction shaft portion 52 formed at the lower end of the shaft portion 51, and an upper side of the introduction shaft portion 52.
  • the whole is formed in the shape of a bullet with the restricting shaft 53.
  • the restricting shaft portion 53 is a round shaft having a diameter smaller than that of the shaft portion 51.
  • the guide body 10 is formed of a highly durable plastic material. Specifically, as a plastic material when the substrate W is a silicon wafer for solar cells, ultra high molecular weight polyethylene (UHPE), polyetheretherketone (PEEK), polyacetal (POM), polytetrafluoroethylene (PTFE) It is preferable to use a plastic material such as polyimide (PI) or ABS. However, since ultrahigh molecular weight polyethylene and polyimide are difficult to injection-mold, forming a rod-like material by turning can form the guide body 10 with excellent dimensional accuracy easily at low cost.
  • UHPE ultra high molecular weight polyethylene
  • PEEK polyetheretherketone
  • POM polyacetal
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PI polyimide
  • ABS polyimide
  • the transfer device configured as described above is configured such that each substrate W transferred by the first conveyer 60 is adjacent to the conveyer 60. 2 Used when transferring to the tray 62 on the conveyor 61.
  • the driving states of the motors M for driving the conveyors 60 and 61 are fed back to the control unit 64 via the encoders 63 respectively.
  • the position signal and the posture information of the substrate W transported by the first conveyor 60 are obtained from the photographed image by the imaging device 65 including the camera unit and the image processing unit, and are output to the control unit 64. Further, positional information of the trays 62 transported by the first conveyor 60 is output to the control unit 64 via the optical sensor 66.
  • the transfer operation of the substrate W is performed in the following procedure. First, before the substrate W reaches a predetermined suction start position, an image of the substrate W is captured by the imaging device 65, and the position of the center of gravity of the substrate W and the transport posture are specified from the image information. Specifically, based on the image information captured by the camera unit of the imaging device 65, the position and inclination of the substrate W in the coordinate system (X1, Y1, Z1) of the imaging device 65 is detected.
  • the coordinate system of the imaging device 65 can define, for example, an imaging plane of the camera unit as an X1-Y1 plane and an optical axis as a Z1 direction. The position of the center of gravity of the substrate W in this coordinate system and the inclination of the substrate W ( ⁇ 1 in FIG.
  • the control unit 64 detects the encoder signal of the first conveyor 60 in real time, the feed amount from the time of imaging the substrate W can be calculated to specify the current center of gravity of the substrate W.
  • the target position of the hand unit 5 is sequentially updated following the transport operation of the first conveyor 60, and the position of the hand unit 5 is controlled until the substrate W is sucked.
  • the inclination angle ⁇ 1 of the substrate W is different for each substrate W, and may be a negative value.
  • the pivot shaft 7 While displacing the hand unit 5 and Bernoulli chuck 9 just above the substrate W in accordance with the timing at which the substrate W reaches a predetermined suction start position, the pivot shaft 7 is rotationally driven by an angle ⁇ between them, The attitude of the chuck 9 is adapted to the attitude of the substrate W.
  • each guide body 10 at the suction start position is positioned outside the outline of the substrate W. .
  • the hand portion 5 and the Bernoulli chuck 9 are operated to lower the substrate W to a predetermined height at which the substrate W can be absorbed without bringing the lower end of the guide body 10 into contact with the upper surface of the first conveyor 60.
  • the substrate W receives a rotational moment by the swirling flow of the Bernoulli chuck 9 and a suction force by the generated negative pressure.
  • the suction force is sufficiently large, the substrate W first separates from the surface of the first conveyor 60.
  • Each chuck unit 27 receives a swirling airflow in the clockwise direction as indicated by an arrow in FIG. 11 by the chuck units 27. Therefore, the whole substrate W in the position shown by the imaginary line in FIG. 11 in the initial stage of suction holding is slidingly moved in the clockwise direction, and the restriction shaft portion of the guide body 10 as the side portion is indicated by the solid line. It is received by 53. That is, the substrate W pivots by itself, contacts the guide body 10, and is positioned in a self-contained manner.
  • the belt of the first conveyor 60 is a single flat belt, but may be a plurality of flat belts with a smaller width or may be configured by a plurality of round belts.
  • the position of the Bernoulli chuck 9 may be controlled so as to lower the guide body 10 to the lower side by aiming at the gap.
  • the tip position of the tray 62 is detected by the optical sensor 66.
  • the control unit 64 can calculate the tray position for an arbitrary time. That is, the target position when the hand unit 5 transfers the substrate W is successively updated, and the position of the hand unit 5 is controlled until the substrate W is placed on the tray 62.
  • the pivot shaft 7 is pivoted by an angle ⁇ in the direction opposite to the previous pivoting direction (in the negative direction).
  • the horizontal central axis 71 of the Bernoulli chuck 9 is made to coincide with the position reference 69 and returned to the transfer posture adapted to the tray 62.
  • a state before the Bernoulli chuck 9 is pivoted is shown by an imaginary line
  • a state after the Bernoulli chuck 9 is pivoted is shown by a solid line.
  • the substrate W is dropped onto the tray 62 by lowering the hand unit 5 and Bernoulli chuck 9 to the transfer position of the tray 62 in the state of returning to the transfer posture and stopping the supply of the compressed air to the air chamber 42. Complete the transfer.
  • the substrate W on the first conveyor 60 is subsequently transferred to the second conveyor 61 by repeating the above operation. It can be properly transferred to the upper tray 62.
  • the substrates W are orderly transferred onto the tray 62 in the form of a linear array in the vertical and horizontal directions.
  • the positioning of the hand portion 5 and Bernoulli chuck 9 can be performed more quickly because the positional accuracy with respect to the substrate W is gentle, and the parallel mechanism can be operated at a higher speed to improve the transfer efficiency of the substrate W. .
  • the substrate W in a state where the substrate W is suctioned and held by the Bernoulli chuck 9, the substrate W can be automatically positioned by itself so that the center of the substrate W and the center of the Bernoulli chuck 9 can be precisely aligned.
  • the substrate W can be transferred to the transfer destination with high positional accuracy.
  • the substrate W is conveyed by conveyor to the suction start position, and the movement amount of the substrate W is determined by the output signal from the encoder 63 provided on the first conveyor 61. At that time, even if an error occurs between the actual position of the substrate W and the position obtained by calculation based on the output signal due to the meandering or elongation of the conveyor belt, the substrate W is a guide body Suction is held without contact with 10.
  • the guide body 10 receives the position offset from the center of each side of the substrate W to the corner side by the guide body 10 to position the substrate W, thereby receiving the vicinity of the center of each side of the substrate W by the guide body 10
  • the positioning accuracy of the substrate W can be improved as compared to the case of positioning W.
  • a large extra clearance is secured between the substrate W before suction and each guide body 10, and the positional accuracy of the hand portion 5 is further relaxed.
  • the first side to be contacted is the guide 10 Even in this case, the displacement amount of the substrate W can be made substantially constant, and the posture of the substrate W can be promptly made appropriate.
  • the amount of displacement of the substrate W differs depending on which guide body 10 the first side portion abuts, so it may take time for positioning. is there.
  • W is held by suction in a non-contact state, and the substrate W is transferred to the transfer position in a state where the substrate W is positioned by the plurality of guide bodies 10.
  • the Bernoulli chuck 9 at the suction start position is held in position by the hand unit 5 so that the substrate W can be held by suction with the guide body 10 positioned outside the outline of the substrate W.
  • the suctioned and held substrate W is pivoted in one direction by the air flow blown out from the nozzle hole 47 of the Bernoulli chuck, and the side portion of the pivoted substrate W is positioned by receiving by the guide body 10.
  • the guide body 10 can be positioned outside the outline of the substrate W by turning the Bernoulli chuck 9 and the guide body 10 at the suction start position with the turning shaft 7 provided in the hand unit 5. it can.
  • the guide body 10 is pivoted by the pivot shaft 7 to change the attitude of the substrate W to the transfer attitude.
  • FIG. 13 shows another embodiment of the guide body 10.
  • a downwardly tapered tapered introduction shaft 52 is provided at the lower end of the shaft 51 so that the introduction shaft 52 doubles as the restriction shaft 53. Therefore, the vertical position of the guide body 10 is set so that the suction surface of the Bernoulli chuck 9 is located on the horizontal surface intersecting the middle portion in the vertical direction of the introduction shaft portion 52.
  • the taper angle of the introduction shaft 52 is 90 degrees.
  • the substrate W suctioned and held by the Bernoulli chuck 9 can be accurately positioned as in the above embodiment.
  • the substrate W subjected to external force due to air resistance, disturbance to the apparatus, or the like is pressed to the suction surface side of the Bernoulli chuck 9, the peripheral portion of the substrate W is received by the introduction shaft portion 52, and the substrate W Can be restricted from moving beyond the limit position. As a result, the substrate W can be prevented from being damaged by coming into contact with the flat surface 46 of the Bernoulli chuck 9.
  • the Bernoulli chuck 9 can be brought closer to the surface of the first conveyor 60 or the tray 62 as compared with the guide body 10 of the previous embodiment, the time from the start of suction to the holding can be shortened. Furthermore, the possibility of the substrate W colliding with the flat surface of the Bernoulli chuck 9 due to the suction force can be reduced.
  • the other parts are the same as in the previous embodiment, so the same reference numerals are given to the same members and the description thereof will be omitted.
  • the substrate W is placed at the suction start position in a state where the horizontal central axis 70 of the substrate W is deviated from the position reference 69 in the negative direction by the allowance turning angle ⁇ 2.
  • the substrate W in this state is held by suction by the Bernoulli chuck 9, the substrate W is pivotally moved along the suction surface of the Bernoulli chuck 9 and positioned by the guide body 10, and its horizontal central axis 70 coincides with the position reference 69. Thereafter, the substrate W is transferred to the tray 62 in the same manner as in the previous embodiment.
  • the Bernoulli chuck 9 is constituted by the four chuck units 27. However, this is not necessary, and the Bernoulli chuck 9 having one larger-diameter chuck unit 27 as a suction element of the substrate W is not necessary. Can be configured. In that case, the chuck unit 27 can be directly fixed to the joint body 8, and furthermore, the guide body 10 can be fixed using the chuck unit 27.
  • the joint body 8 and the chuck base 26 may be integrally formed.
  • the number and arrangement form of the guide body 10 can be changed according to the size and shape of the substrate W or the transfer direction of the substrate W, provided that at least three contact the sides of the substrate W Good. For example, if one guide body 10 is provided on each of three adjacent side portions of the chuck base 26 and the adjacent three side portions of the substrate W are received by each guide body 10, the position is uniquely determined. In the remaining one side, if the inertia force works in the direction and the substrate W jumps out, the guide body 10 is unnecessary. Alternatively, a predetermined gap may be provided between the substrate W and the guide body 10 so as to prevent the substrate W from jumping out in the event that the guide body 10 is disposed on the other side.
  • the offset distance from the middle point of each side of the substrate W to the contact position of each side received by the guide body 10 may be large or small, and the middle point of each side and any one corner It is sufficient if there is a front abutment position between them.
  • a parallel mechanism is preferable, but an articulated robot may be used.

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Abstract

　ベルヌーイチャック（９）は、ハンド部（５）に設けられ、基板（Ｗ）を非接触状態で保持するチャック凹部（４５）を含む吸着面を有する。複数個のガイド体（１０）は、ハンド部（５）に設けられ、ベルヌーイチャック（９）に保持された基板（Ｗ）を位置決めする。ベルヌーイチャック（９）には、圧縮空気をチャック凹部（４５）の内部に吹き出して負圧を生じさせる複数のノズル穴（４７）が設けられている。ガイド体（１０）は、吸着面の周囲を囲む状態で分散配置されている。ベルヌーイチャック（９）が基板（Ｗ）の保持を開始する前に、ガイド体（１０）は、基板（Ｗ）の輪郭線の外に位置するようにハンド部（５）によって移動されている。そして、ベルヌーイチャック（９）に保持された基板（Ｗ）を、ノズル穴（４７）から吹き出される圧縮空気で一方向へ回転させることで、基板（Ｗ）の辺部をガイド体（１０）で受け止めて位置決めする。

Description

基板移載装置、および基板移載方法
　本発明は、基板をベルヌーイチャックで非接触状態のまま保持して移載する基板移載装置と基板移載方法に関する。
　太陽電池用の基板をベルヌーイチャックで吸引保持して移載することは特許文献１に公知である。そこでは、四角形状のハンド部の下面中央に１個のベルヌーイチャックを配置し、ハンド部の対角隅部に吸着パッドを配置している。吸着パッドの近傍には、ブラシ状の摺接体が設けてある。移載時には、吸着パッドで基板の対角隅部を吸着し、同時にベルヌーイチャックで基板の中央部を吸引保持する。摺接体を基板の隅部に接触させた状態でハンド部を上昇させることにより、移載対象の基板の下面に密着していた基板を強制的に分離して、最上面の基板のみを取り出して移載できる。
　本発明では、ベルヌーイチャックで吸引保持した基板を、ガイド体で所定姿勢に位置決めした状態で移載するが、この種のガイド体を備えた移載装置は特許文献２に開示してある。そこでは、四角形の支持プレートの下面に７個のベルヌーイチャックを配置し、支持プレートの隣接する辺部のそれぞれに、位置決め用の２個のガイド体を配置している。この移載装置では、基板（ガラス基板）を吸引保持した状態のベルヌーイチャックを、水平面、および垂直面に対して斜めに傾けて基板を吸着面に沿って自重で滑り移動させ、その隣接する辺部を２組のガイド体で受け止めて縦横方向に位置決めする。
　本発明では、移載装置の主要部をパラレルメカニズムで構成するが、パラレルメカニズムの基本構造は、本出願人の出願に係る特許文献３に公知である。そこでは、ベースに配置される３個の駆動モーターと、各駆動モーターで駆動操作される３組のアームユニットと、アームユニットで支持されるハンド部と、ハンド部に設けた旋回軸に回転動力を伝動する旋回駆動軸などでパラレルメカニズムを構成している。
特開２００３－１１８８５９号公報（段落番号００３３、図４） 特開２０００－１９１３３４号公報（段落番号００２２、図４、図５） 国際公開第２００８／０５９６５９号パンフレット（段落番号００１８、図１）
　特許文献１の移載装置では、ベルヌーイチャックと吸着パッドとで基板を吸着保持するので、移載時に基板がベルヌーイチャックの吸着面に沿ってずれ動くのを吸着パッドで確実に防止できる。しかし、吸着パッドで基板の表面隅部を吸着固定するので、他物との接触を嫌う基板の移載に適さない。
　その点、特許文献２の移載装置によれば、ベルヌーイチャックで吸引保持した基板の周縁を２組のガイド体で位置決めするので、非接触状態で基板を移載できるのはもちろん、基板を高い位置精度で移載先へ移載できる。また、基板をベルヌーイチャックで吸引保持したのちに位置決め動作を独立して行なうので、吸引開始位置において基板を吸引保持するときのベルヌーイチャックの位置精度を緩やかにできる。しかし、ベルヌーイチャックを各辺部に設けたガイド体ごとに、個別に、異なる方向へ傾斜させて位置決めを行なう必要があるので、位置決めに多くの時間が掛かるのを避けられず、基板の移載を能率よく行なうことができない。
　本発明の目的は、基板を保持するときのハンド部の位置精度を緩やかにしながら、さらに、基板の移載を高速度で能率よく行なえる基板の移載装置とその方法を提供することにある。
　以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
　本発明の一見地に係る移載装置は、四角形の基板を移載するための装置であって、ハンド部と、移動機構と、ベルヌーイチャックと、複数個のガイド体とを備えている。移動機構は、ハンド部を移動させる。ベルヌーイチャックは、ハンド部に設けられ、基板を非接触状態で保持するチャック凹部を含む吸着面を有する。複数個のガイド体は、ハンド部に設けられ、ベルヌーイチャックに保持された基板を位置決めする。ベルヌーイチャックには、圧縮空気をチャック凹部の内部に吹き出して負圧を生じさせる複数のノズル穴が設けられている。ガイド体は、吸着面の周囲を囲む状態で分散配置されている。ベルヌーイチャックが基板の保持を開始する前に、ガイド体は、基板の輪郭線の外に位置するようにハンド部によって移動されている。そして、ベルヌーイチャックに保持された基板を、ノズル穴から吹き出される圧縮空気で一方向へ回転させることで、基板の辺部をガイド体で受け止めて位置決めすることを特徴とする。
　上記のように、ガイド体が基板の輪郭線の外に位置する状態で、基板をベルヌーイチャックが保持すると、基板と各ガイド体の間に十分な余裕隙間を確保した状態で基板を保持できる。つまり、ガイド体の下降中に基板がガイド体に接触して擦られたり、先端と接触して破損されたりするのを解消できる。さらに、保持した後の基板をノズル穴から吹き出される空気流で一方向へ回転させてガイド体で位置決めするので、全体として、基板を保持する際のハンド部の位置決めを厳密に行なう必要がない。したがって、この移載装置によれば、基板を保持する際のハンド部の位置精度を緩やかにでき、その分だけハンド部の位置決めをより迅速に行なって、移動機構をより高速度で作動させて基板の移載能率を向上できる。
　ハンド部に設けられ、ベルヌーイチャック及びガイド体を垂直軸回りに回転する旋回軸をさらに備えてもよい。ガイド体を回転軸で回転させることで、ガイド体を基板の輪郭線の外に位置させている。
　この場合、保持開始位置におけるガイド体を旋回軸で回転させることで、ガイド体を基板の輪郭線の外に位置させるので、保持開始位置における基板の姿勢が一定しない状況であっても、的確に基板を保持して位置決めできる。例えば、ランダムな姿勢で保持開始位置へ搬送される基板であっても、確実に保持して、適正に位置決めできる。
　基板は、ベルヌーイチャックが基板を保持する前に基板の輪郭線がガイド体の配置予定位置を避ける状態となるように配置されている。
　この場合、基板を、基板の輪郭線がガイド体の配置予定位置を避ける状態で配置しているので、基板の姿勢を一律に揃えた後にコンベアで搬送する場合などに、ガイド体の姿勢を一定にした状態で基板を保持できるので移載動作を単純化できる。つまり、ハンド部は保持開始位置と移載先との間を単純に往復するだけでよく、移載動作を簡素化できる分だけ基板を能率よく移載できる。ガイド体の姿勢を調整するための構造を省いて、移載構造を簡素化できる利点もある。
　ベルヌーイチャックは、ハンド部の下面側に固定されるチャックベースと、チャックベースの下面に固定される複数個のチャックユニットとを有していてもよい。個々のチャックユニットにおいて、チャック凹部に同じ向きに空気が移動するようにノズル穴を形成する。
　この場合、複数個のチャックユニットを吸着要素とするベルヌーイチャックを用いているので、移載対象となる基板の形状や大きさ等に応じて、チャックユニットの配置個数や配置形態を変更することにより、無駄のないベルヌーイチャックを構成できる。また、個々のチャックユニットのチャック凹部に同じ向きの空気移動を生じさせることにより、保持された基板を一方向へ強制的に回転させてガイド体で位置決めできる。
　ベルヌーイチャックは、チャックベースの上面に固定され、ベルヌーイチャックで保持された基板の上面の少なくとも一部を覆う遮蔽板をさらに有していてもよい。
　この場合、チャックベースの上面に遮蔽板を固定し、ベルヌーイチャックで保持された基板の上面の少なくとも一部を遮蔽板で覆っているので、ハンド部が上方へ移動するときの空気の流れを遮蔽板で遮って、基板に下向きの空気抵抗が作用するのを大幅に削減できる。したがって、基板に作用する空気抵抗によって、基板の保持状態が不安定になって揺れ動き、あるいはベルヌーイチャックから落下するのを防止でき、基板を安定した状態のもとに高速度で移載できる。
　各ガイド体は、丸軸状であり、下端に設けられる下すぼまりテーパー状の導入軸部と、基板の辺部を受け止める規制軸部とを有していてもよい。
　この場合、導入軸部と規制軸部とを有するガイド体を用いているので、規制軸部の周面で基板の辺部を受け止めるときの状態を点接触にすることができる。したがって、基板が他の物と接触してダメージを受けるのを防止しながら、安定した状態で的確に位置決めできる。また、基板の姿勢がガイド体で矯正されるときの接触抵抗を極力小さなものとして、基板の位置決めをより円滑に行なえる。下端に下すぼまりテーパー状の導入軸部を設けるので、ガイド体を基板に対して位置決めするときの位置座標に関して、導入軸部の水平成分に相当する寸法も余裕分として見込むことができる。その結果、例えば、外乱による装置の振動など、想定外の位置精度の悪化要因にも対応できることとなる。
　ガイド体は、基板の各辺部の中点からずれた位置で基板を受け止めるように配置してもよい。
　この場合、基板の各辺部の中点からずれた位置で基板を受け止めるようにガイド体を配置しているので、基板の中心（中央）からより離れた位置で各辺部を位置決めすることになる。そのため、基板をより高い精度で位置決めできる。また、各ガイド体を基板の輪郭線の外に位置させる際に、各ガイド体を保持前の基板の辺部からできるだけ遠くに離れた位置に位置させて両者間に大きな余裕隙間を確保でき、ハンド部の位置精度をさらに緩やかにできる。
　基板の各辺部の中点から、ガイド体で受け止められる各辺部の当接位置までの距離を等距離に設定されており、基板の対向する辺部を受け止める各ガイド体が、基板の中心を対称中心にして点対称となる状態で配置してもよい。
　上記のように、中心からずれた位置で辺部をガイド体で受け止め、さらに、各辺部の当接位置までの距離を等距離に設定すると、最初に当接する辺部がどのガイド体であっても、基板の変位量を概ね一定にして、基板の姿勢を速やかに適正化できる。因みに、先の距離が個々のガイド体で大小に異なる場合には、最初の辺部がどのガイド体に当接するかで基板の変位量が異なるので、位置決めに時間が掛かる場合がある。
　移動機構はパラレルメカニズムを含んでいてもよい。
　この場合、移動機構がパラレルメカニズムを含んでいるので、例えば多関節型のロボットに比べて、可動部にモーターや減速機がなく、移動機構の軽量化を実現できるので、その動作速度を高速化できる。したがって、基板の移載作業を能率よく行なえる。
　基板がベルヌーイチャックで保持される位置へ向かって搬送される間に、基板の画像を取り込むとともに、その画像から基板がベルヌーイチャックにより保持される前の基板の位置および姿勢を特定する撮像装置と、基板の位置および姿勢情報を取得して移動機構の動きを制御する制御部とをさらに備えてもよい。その場合、制御部から出力される指令信号に基づき、移動機構によりハンド部を移動させるとともに回転軸を回転させて、ベルヌーイチャックが基板を保持する前にガイド体を基板の輪郭線の外に位置させる。
　この場合、保持開始位置へ向かって搬送される基板の画像を撮像装置で取り込み、その画像から基板の位置および姿勢を特定して、制御部で保持開始位置におけるガイド体の姿勢を制御しているので、ランダムな姿勢で搬送される基板の保持を確実に行なえる。また、搬送時の基板の姿勢を厳密に規定する必要がないので、基板を保持開始位置へ搬送する前の基板の向きを揃える装置が不要となる。
　本発明の他の見地に係る基板移載方法は、ベルヌーイチャックと複数個のガイド体がハンド部に設けられた移載装置において、ベルヌーイチャックで四角形の基板を非接触状態で保持し、さらに複数個のガイド体で基板を位置決めした状態で移載する。この方法は、以下のステップを備えている。
　◎ガイド体が基板の輪郭線の外に位置する状態で、ベルヌーイチャックが基板を保持できるよう、ベルヌーイチャック及びガイド体を移動させるステップ
　◎ベルヌーイチャックに保持された基板を、ベルヌーイチャックから吹き出される空気流で一方向へ回転させ、基板の辺部をガイド体で受け止めて位置決めするステップ
　上記のように、ガイド体が基板の輪郭線の外に位置する状態で、基板をベルヌーイチャックで保持するので、保持前の基板と各ガイド体の間に十分な余裕隙間を確保した状態で基板を保持でき、その間に基板がガイド体と接触して擦られるのを解消できる。さらに、保持した後の基板をベルヌーイチャックから吹き出される空気流で一方向へ回転させてガイド体で位置決めするので、全体として、基板を保持する際のハンド部の位置決めを厳密に行なう必要がない。したがって、本発明の移載方法によれば、基板を保持する際のハンド部の位置精度を緩やかにでき、その分だけハンド部の位置決めをより迅速に行なって、移載機構をより高速度で作動させて基板の移載能率を向上できる。
　ベルヌーイチャックが基板を保持する前に、ベルヌーイチャックおよびガイド体を回転させることで、ガイド体を基板の輪郭線の外に位置させるステップをさらに備えていてもよい。
　この場合、保持開始位置におけるガイド体を回転させることで、ガイド体を基板の輪郭線の外に位置させるので、保持開始位置における基板の姿勢が一定しない状況であっても、的確に基板を保持して位置決めできる。例えば、ランダムな姿勢で保持開始位置へ搬送される基板であっても、確実に保持して、適正に位置決めできる。
　基板を、ベルヌーイチャックが基板を保持する前に基板の輪郭線がガイド体の配置予定位置を避ける状態となるように配置するステップをさらに備えていてもよい。
　この場合、保持開始位置における基板を、基板の輪郭線がガイド体の配置予定位置を避ける状態で配置すると、ガイド体の姿勢を一定にした状態で基板を保持できるので移載動作を単純化できる。詳しくは、ハンド部は保持開始位置と移載先との間を単純に往復するだけでよく、移載動作を簡素化できる分だけ基板を能率よく移載できる。
　ベルヌーイチャックが基板を保持した状態でハンド部が移動させられる間に、ガイド体を回転させることで、基板の姿勢を移載姿勢に変更するステップをさらに備えていてもよい。
　この場合、ハンド部が移動機構で移動させられる間にガイド体を回転することで、基板の姿勢を移載姿勢に変更するので、基板を移載するのに要するサイクルタイムを短縮して、基板の移載をさらに能率よく行なえる。
本発明の移載装置のベルヌーイチャック、および規制ピンの縦断面図である。 パラレルメカニズムの正面図である。 パラレルメカニズムの平面図である。 ベルヌーイチャックの縦断面図である。 ジョイント体、チャックベース、および遮蔽体の分解斜視図である。 ベルヌーイチャックの分解斜視図である。 ベルヌーイチャックの底面図である。 チャックユニットの底面図である。 移載装置の使用例を示す平面図である。 吸着時のガイド体の位置関係を示す説明図である。 吸着後の基板の旋回動作を示す説明図である。 基板を移載姿勢に戻すときの旋回動作を示す説明図である。 規制ピンの別の実施例を示す断面図である。
（１）移載装置
　図１～図１２は本発明に係る基板移載装置の実施例を示す。図２において移載装置は、コンベアを跨ぐ高剛性の架台１を基体にして構成したパラレルメカニズムを移載構造にして構成する。移載対象の基板Ｗは、太陽電池を構成する四角形のシリコンウェハーからなり、その縦横寸法は１２５ｍｍ×１２５ｍｍ、もしくは１５６ｍｍ×１５６ｍｍ、厚み寸法は０．１～０．２ｍｍである。図２に示すように、パラレルメカニズムは、架台１に固定されるベース２と、ベース２の下面に配置される３個の駆動モーター３と、各モーター３で駆動される３組のアームユニット４と、各アームユニット４で支持されるハンド部５などで構成する。ハンド部５には旋回駆動軸６を介して旋回駆動される旋回軸７が設けられている。また、ハンド部５の下面側にはジョイント体８と、ベルヌーイチャック９と、複数個のガイド体１０とが設けられている。
　駆動モーター３はモーターブラケットを介してベース２に組み付けられており、その出力軸にアームユニット４の上端が連結されている。駆動モーター３は、サーボモーターと減速機とを一体に備えており、減速機で減速された往復旋回動力をアームユニット４に出力する。
　アームユニット４は、駆動アーム１３と、駆動アーム１３の旋回動作をハンド部５に伝える一対の平行なロッド１４とで構成する。ロッド１４の上端および下端は、それぞれボール継手１５を介して駆動アーム１３およびハンド部５に連結してある。両ロッド１４はばね１６で互いに接近する向きに付勢されている。各アームユニット４を駆動モーター３で駆動することにより、ハンド部５を所定の３次元空間内で自由に変位操作できる。
　ハンド部５の３次元変位に追随しながら旋回動力を伝動するために、伸縮自在なボールスプライン軸１８と、その上下端に連結したユニバーサルジョイント１９とで旋回駆動軸６を構成している。上側のユニバーサルジョイント１９はモーター２０の出力軸に、下側のユニバーサルジョイント１９は旋回軸７にそれぞれ連結されている。旋回駆動軸６を駆動するモーター２０は、先の駆動モーター３と同様にサーボモーターと減速機とで構成されており、ベース２の上面に配置されている。
　図３に示すようにハンド部５は、三又状の板状ブロックからなり、その中央部に先の旋回軸７がクロスローラーベアリング２１で回転自在に軸支されている（図４参照）。旋回軸７の下面にジョイント体８が固定され、さらにジョイント体８の下面にベルヌーイチャック９が固定されている。図５に示すように、ジョイント体８は下向きに開口する浅い有底筒状に形成してあり、その筒壁の下端周面の４個所にベルヌーイチャック９を締結するための締結座２３が張り出し形成されている。軽量化のために、ジョイント体８の全体を例えばアルミニウム合金やポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等のエンジニアリングプラスチック材、あるいは繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）などの高強度の材料で形成している。、さらに、軽量化のために、ジョイント体８の上端壁に多数個の減肉穴を上下貫通状に形成している。
（２）ベルヌーイチャック
　ベルヌーイチャック９は、ジョイント体８の下面に固定される平板状のチャックベース２６と、チャックベース２６の下面に固定される４個のチャックユニット２７と、チャックベース２６の上面に固定される遮蔽板２８などで構成する。チャックベース２６の基本形状は、基板Ｗよりひとまわり回り大きな正方形に形成されている。図５に示すように、チャックベース２６の板面の４個所には、チャックユニット２７を締結するためのリング状のチャック締結座３１が設けられている。これらのチャック締結座３１の間に、ジョイント体８を締結するための部分円弧状のジョイント締結座３２が形成されている。また、チャックベース２６の各辺部には、ガイド体１０を締結するためのガイド締結座３３が直線状に形成されている。
　チャックベース２６は、軽量であると同時に、基板Ｗに対向するチャックユニット２７の下面が略同一平面になるように、反りやたわみが小さく、曲げ強度が高い材料で形成する。この種の材料としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）にガラス繊維や無機フィラーを充填複合した板材を加熱積層した市販素材（商品名ユニレート）を適用できる。また、先のチャック締結座３１、ジョイント締結座３２、およびガイド締結座３３の周囲に減肉空間を形成して、軽量化を図っている。このように各締結座３１・３２・３３以外の部分を除去して減肉空間とすることにより、チャックベース２６の重量を削減して運動慣性力を小さくすることができる。
　図１においてチャックユニット２７は、下向きに開口する有底丸筒状の上チャック体４０と、上向きに開口する有底丸筒状の下チャック体４１とで構成する。上チャック体４０、および下チャック体４１のうち、少なくとも下チャック体４１は、太陽電池用シリコンウェーハーと接触する可能性を考慮して、以下の材料で形成する。超高分子量ポリエチレン（ＵＨＰＥ）、ＰＥＥＫ、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリイミド（ＰＩ）、ＡＢＳのひとつ、あるいはこれらのいくつかを組み合わせたポリマーアロイである。上チャック体４０は、チャックベース２６の下面に締結固定され、下チャック体４１は、上チャック体４０の下面開口側に密閉状態で締結固定されている。これにより、上下のチャック体４０・４１の間に略円柱状の空気チャンバー４２が形成される。図４に示すように、空気チャンバー４２は、上チャック体４０の周面に連結した空気通路（ゴムホース）４３を介して、図示していない圧縮空気供給源に接続されている。
　下チャック体４１の下面には、下向きに開口する浅いチャック凹部４５が形成され、チャック凹部４５の開口周縁に連続して平坦面４６が形成されている。空気チャンバー４２とチャック凹部４５とは、８個のノズル穴４７を介して連通されている。図１および図８に示すように、ノズル穴４７は、空気チャンバー４２の側からチャック凹部４５の周縁隅部の側へ向かって下り傾斜する状態で、しかもノズル穴４７の中心軸線がチャック凹部４５の開口縁と所定の角度で交差するように形成する。これにより、ノズル穴４７から吹き出される空気流の中心軸は、チャック凹部４５の開口縁の下方へ向かって指向される。図８に示すように、これらの噴出空気の全体の流れは、チャックユニット２７を底面から見る状態において、反時計回転方向へ旋回する旋回気流となり、平面視における噴出空気の全体の流れは時計回転方向の旋回気流となる（図１１参照）。
　上記のように、チャック凹部４５の開口縁の下方を指向する状態で、圧縮空気をノズル穴４７から吹き出すと、チャック凹部４５の中央部側の圧力を負圧にできる。この負圧作用によって移載対象の基板Ｗが吸引保持される。なお、平坦面４６を含むチャック凹部４５の開口面をベルヌーイチャック９の吸着面とするとき、吸引保持された基板Ｗと吸着面とは、図１に示すように僅かな隙間Ｅを介して上下に対向している。ノズル穴４７から吹き出された空気流は、先の隙間Ｅを介して大気中に排出される。
　上記のように、基板Ｗをベルヌーイチャック９で吸引保持して搬送する際には、基板Ｗの表面に空気抵抗が作用して、ベルヌーイチャックによる基板Ｗの吸引保持状態が不安定になるおそれがある。とくに、運動速度が速いパラレルメカニズムの場合には、大きな空気抵抗が基板Ｗの表面に作用し、基板Ｗがベルヌーイチャック９から落下するおそれがある。このような、空気抵抗による基板Ｗの揺れ動きや落下を防ぐために、チャックベース２６の上面に、基板Ｗの上面全体を覆う遮蔽板２８を締結固定している。
　図５に示すように遮蔽板２８は、チャックベース２６と同じ正方形を基本形状とするプラスチック板材からなる。遮蔽板２８の板面の中央には、ジョイント体８とチャックユニット２７の外郭線に沿う逃げ穴４９を形成して軽量化してある。遮蔽板２８は、チャックベース２６の減肉開口３５及び減肉切欠３７を覆うように配置される。逃げ穴４９の周囲壁のうち、チャックベース２６の減肉空間に臨む４個所には、空気通路４３を通すための通気穴５０が丸穴状に形成してある。
　このように、遮蔽板２８で基板Ｗの上方空間を覆うと、ハンド部５が上方へ移動するときの空気の流れを遮蔽板２８で遮ることで、基板Ｗに下向きの空気抵抗が作用するのを解消でき、したがって基板Ｗがベルヌーイチャック９から落下するのを防止できる。なお、チャック部の垂直投影面においては、ジョイント体８の上壁に８個の穴が開口しているが、その真上に近接してハンド部５が配置してあるので、気流が先の穴を通過して基板Ｗに直撃することはない。
（３）ガイド体
　ベルヌーイチャック９で吸引保持した状態の基板Ｗは、ベルヌーイチャック９の吸着面に沿って滑り移動しやすい。このような滑り移動を規制して基板Ｗを位置決めするために、チャックベース２６の各辺部に４個のガイド体１０を下向きに突出する状態で固定している。詳しくは、図７に向かって、チャックベース２６の上辺部の右隅寄りおよび下辺部の左隅寄りと、左辺部の上隅寄りおよび右辺部の下隅寄りの、合計４個所にガイド体１０を配置している。各ガイド体１０はボルト５４でチャックベース２６のガイド締結座３３の下面に締結固定する。
　上記のように、ガイド体１０をチャックベース２６の各隅部側へ片寄した位置に設けることにより、基板Ｗの各辺部の中点から隅部側へ片寄した位置をガイド体１０で受け止めることができる。基板Ｗの各辺部の中点から、ガイド体１０で受け止められる各辺部の当接位置までの片寄距離は、対向する辺部において等距離に設定してある。したがって、上下辺部のガイド体１０・１０を結ぶ直線と、左右辺部のガイド体１０・１０を結ぶ直線とは、ベルヌーイチャック９の中心で交差する。また、基板Ｗの対向する辺部を受け止める各ガイド体１０・１０は、基板Ｗの重心を対称中心にして点対称の関係となる。
　図１に示すように、ガイド体１０は、丸軸状の軸部５１と、軸部５１の下端に形成される下すぼまりテーパー状の導入軸部５２と、導入軸部５２の上側に連続する規制軸部５３とで、全体が銃弾状に形成してある。規制軸部５３は軸部５１より小径の丸軸からなり、その周面で基板Ｗの辺部を受け止めることにより滑り移動を規制し、吸引保持された状態の基板Ｗを位置決めする。そのために、ベルヌーイチャック９の吸着面が、規制軸部５３の上下方向中途部と交差する水平面上に位置するように、ガイド体１０の上下位置を設定する。軽量化のために、軸部５１と規制軸部５３とは下すぼまりテーパー状の軸部分を介して連続している。
　ガイド体１０は耐久性に優れたプラスチック材を素材にして形成してある。具体的には、基板Ｗが太陽電池用シリコンウェーハーである場合のプラスチック材としては、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＰＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）ポリイミド（ＰＩ）、ＡＢＳなどのプラスチック材を用いることが好ましい。しかし、超高分子量ポリエチレンやポリイミドは射出成形が困難であるので、棒状の素材に旋削加工を施して形成すると、寸法精度に優れたガイド体１０を低コストで簡単に形成できる。
（４）移載装置の使用例
　上記のように構成した移載装置は、例えば図９に示すように、第１コンベア６０で移送されてくる個々の基板Ｗを、同コンベア６０に隣接する第２コンベア６１上のトレー６２に移載する際に使用する。そこでは、各コンベア６０・６１を駆動するモーターＭの駆動状態を、それぞれエンコーダー６３を介して制御部６４へフィードバックする。また、第１コンベア６０で搬送される基板Ｗの位置信号と姿勢情報とが、カメラ部と画像処理部とからなる撮像装置６５によって撮影画像から求められ、制御部６４へ出力される。さらに、第１コンベア６０で搬送されるトレー６２の位置情報が光学センサー６６を介して制御部６４へ出力される。
　基板Ｗの移載動作は以下の手順で行なう。まず、基板Ｗが所定の吸引開始位置まで達する前に、基板Ｗの画像を撮像装置６５で取り込み、画像情報から基板Ｗの重心位置と搬送姿勢を特定する。具体的には、撮像装置６５のカメラ部で撮影された画像情報に基づき、撮像装置６５の持つ座標系（Ｘ１・Ｙ１・Ｚ１）における基板Ｗの位置と傾きを検出する。撮像装置６５の座標系は、例えばカメラ部の撮像面をＸ１－Ｙ１平面とし、光軸をＺ１方向として定義できる。この座標系における基板Ｗの重心位置と基板Ｗの傾き（図９のθ１）を撮像装置内のＣＰＵで座標変換し、パラレルメカニズムの座標系（Ｘ２・Ｙ２・Ｚ２）における基板Ｗの重心位置と傾きを算出する。これらの情報を撮像装置６５から制御部６４へ出力する。制御部６４では、第１コンベア６０のエンコーダー信号をリアルタイムで検出しているため、基板Ｗを撮像した時点からの送り量を算出して、基板Ｗの現在の重心位置を特定することができる。これにより、第１コンベア６０の搬送動作に追従して、ハンド部５の目標位置を逐次更新し、基板Ｗを吸引するまでハンド部５の位置を制御する。なお、基板Ｗの傾き角度θ１は個々の基板Ｗごとに異なっており、マイナスの値となることもある。
　基板Ｗが所定の吸引開始位置まで達するタイミングに合わせて、ハンド部５およびベルヌーイチャック９を基板Ｗの真上へと変位操作しながら、その間に旋回軸７を角度θだけ旋回駆動して、ベルヌーイチャック９の姿勢を基板Ｗの姿勢に適合させる。図１０に示すように、旋回軸７の旋回角度θは、ベルヌーイチャック９の水平中心軸７１が位置基準６９と一致している状態をゼロにして、先の基板Ｗの傾き角度θ１に、プラス方向の余裕旋回角度θ２を加えた値とする。つまり、（θ＝θ１＋θ２）として、旋回軸７を位置基準６９から旋回角度θ分だけ旋回操作する。
　上記のように、旋回軸７を旋回角度θ分だけ旋回操作することにより、図１０に示すように、吸引開始位置における各ガイド体１０は、基板Ｗの外郭線の外に位置することになる。この状態でハンド部５およびベルヌーイチャック９を操作して、ガイド体１０の下端を第１コンベア６０の上面に接触させることなく、基板Ｗを吸着可能な所定高さまで下降させる。このとき、基板Ｗはベルヌーイチャック９の旋回流による回転モーメントと、発生する負圧による吸引力とを受けるが、吸引力のほうが十分に大きいため、先に第１コンベア６０の表面から離間する。その結果、コンベア上にあった基板Ｗは、ベルヌーイチャック９により吸引保持される。吸引保持された基板Ｗは、各チャックユニット２７により、図１１に矢印で示すように時計回転方向の旋回気流を受ける。そのため、吸引保持された当初、図１１に想像線で示す位置にあった基板Ｗは、全体が時計回転方向へ滑り移動して、その辺部が実線で示すようにガイド体１０の規制軸部５３で受け止められる。つまり、基板Ｗは自らが旋回移動してガイド体１０に当接し、自己完結的に位置決めされる。ここで、第１コンベア６０のベルトは１本の平ベルトとしているが、より細い幅の複数の平ベルトとしてもよく、さらに、複数の丸ベルトで構成してもよい。個々のベルト幅を細くし、隙間を大きくとることで、万一の場合、ガイド体１０がベルトを突き破ることを回避できる。あるいは、間隙を狙ってより下方までガイド体１０を降下させるようにベルヌーイチャック９の位置を制御してもよい。一方、トレー６２は、第２コンベア６１上を搬送される途中で、光学センサー６６によりその先端位置が検出される。光学センサー６６と、第２コンベア６１のエンコーダー信号とは、リアルタイムで制御部６４に送信されているため、制御部６４では任意時間のトレー位置を算出可能である。即ち、ハンド部５が基板Ｗを移載する際の目標位置は、逐次更新され、基板Ｗをトレー６２上に載置するまで、ハンド部５の位置は制御される。
　吸引保持した基板Ｗをトレー６２側へ移送する間に、図１２に示すように旋回軸７を先の旋回方向とは逆向きに（マイナス方向へ）角度θだけ旋回駆動する。この旋回駆動によって、ベルヌーイチャック９の水平中心軸７１を先の位置基準６９に合致させ、トレー６２に適合した移載姿勢に戻す。図１２には、ベルヌーイチャック９が旋回操作される前の状態を想像線で示し、ベルヌーイチャック９が旋回操作された後の状態を実線で示している。移載姿勢に戻った状態でハンド部５およびベルヌーイチャック９をトレー６２の移載位置へ下降させ、空気チャンバー４２への圧縮空気の供給を停止することにより、基板Ｗをトレー６２上に落下させて移載を完了する。
　移載後のハンド部５およびベルヌーイチャック９は、依然として先の位置基準６９を向いているので、以後、上記の動作を繰り返し行なうことにより、第１コンベア６０上の基板Ｗを、第２コンベア６１上のトレー６２に適正に移載できる。基板Ｗは、トレー６２に対して縦横に直線列を構成する状態で整然と移載される。なお、トレー６２に対する移載姿勢が、先の位置基準６９と異なる場合には、移載姿勢に合致する状態で旋回軸７を所定角度だけ旋回操作するとよい。
（５）効果
　上記構成の移載装置においては、各ガイド体１０を基板Ｗの外郭線の外に位置させた状態で、基板Ｗの吸引保持を行なうので、図１０に示すように、吸着前の基板Ｗと各ガイド体１０の間には十分な余裕隙間が確保される。そのため、ハンド部５およびベルヌーイチャック９を基板Ｗに対して位置決めするときの目標値（Ｘ・Ｙ・Ｚ座標）に関して、先の余裕隙間を限界とするばらつきを見込むことができ、その分だけハンド部５の位置精度を緩やかにすることができる。コンベアの蛇行や伸びに起因する基板Ｗの位置ずれにも対応が可能となる。また、基板Ｗに対する位置精度が緩やかな分だけ、ハンド部５およびベルヌーイチャック９の位置決めをより迅速に行なうことができ、パラレルメカニズムをより高速度で作動させて基板Ｗの移載能率を向上できる。
　さらに、基板Ｗをベルヌーイチャック９で吸引保持した状態において、基板Ｗの位置決めを基板Ｗ自身で自動的に行なって、基板Ｗの中心とベルヌーイチャック９の中心とを精度よく一致させることができるので、基板Ｗを高い位置精度で移載先へ移載できる。
　なお、上記実施形態では、基板Ｗを吸引開始位置までコンベア搬送しており、基板Ｗの移動量を第１コンベア６１に設けたエンコーダー６３からの出力信号によって求めている。その際に、コンベアベルトの蛇行や伸びによって、基板Ｗの実際の位置と、先の出力信号を基に計算して得られた位置との間に誤差が生じたとしても、基板Ｗはガイド体１０と接触することなく吸引保持される。
　また、基板Ｗの各辺部の中央から隅部側へ片寄した位置をガイド体１０で受け止めて基板Ｗを位置決めすることにより、基板Ｗの各辺部の中央付近をガイド体１０で受け止めて基板Ｗを位置決めする場合に比べて、基板Ｗの位置決め精度を向上できる。さらに、各ガイド体１０を基板Ｗの外郭線の外に位置させる際に、吸着前の基板Ｗと各ガイド体１０の間に大きな余裕隙間を確保して、ハンド部５の位置精度をさらに緩やかにできる。
　基板Ｗの各辺部の中央からガイド体１０で受け止められる各辺部の当接位置までの片寄距離を、対向する辺部において等距離に設定すると、最初に当接する辺部がどのガイド体１０であっても、基板Ｗの変位量を概ね一定にして、基板Ｗの姿勢を速やかに適正化できる。因みに、先の片寄距離が個々のガイド体１０で大小に異なる場合には、最初の辺部がどのガイド体１０に当接するかで基板Ｗの変位量が異なるので、位置決めに時間が掛かる場合がある。
　以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態に係る基板移載方法においては、移載機構のハンド部５に設けたベルヌーイチャック９で、吸引開始位置に載置された四角形の基板Ｗを非接触状態で吸引保持し、複数個のガイド体１０で基板Ｗを位置決めした状態で移載位置へと移載する。吸引開始位置におけるベルヌーイチャック９は、ガイド体１０が基板Ｗの外郭線の外に位置する状態で基板Ｗを吸引保持できるよう、ハンド部５で位置保持されている。吸引保持された基板Ｗを、ベルヌーイチャックのノズル穴４７から吹き出される空気流で一方向へ旋回させ、旋回変位する基板Ｗの辺部をガイド体１０で受け止めることにより位置決めする。
　具体的には、吸引開始位置におけるベルヌーイチャック９およびガイド体１０を、ハンド部５に設けた旋回軸７で旋回操作することにより、ガイド体１０を基板Ｗの外郭線の外に位置させることができる。
　好ましくは、ハンド部５が移載機構で吸引開始位置から移載位置へ変位操作される間に、ガイド体１０を旋回軸７で旋回操作して、基板Ｗの姿勢を移載姿勢に姿勢変更する。
（６）他の実施形態
　以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態および変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。
　（Ａ）図１３はガイド体１０の別の実施例を示す。そこでは軸部５１の下端に下すぼまりテーパー状の導入軸部５２を設けて、導入軸部５２が規制軸部５３を兼ねるようにした。そのために、ベルヌーイチャック９の吸着面が、導入軸部５２の上下方向中途部と交差する水平面上に位置するように、ガイド体１０の上下位置を設定した。導入軸部５２のテーパー角度は９０度とした。
　このように下すぼまりテーパー状の導入軸部５２で基板Ｗを位置決めすると、上記の実施例と同様に、ベルヌーイチャック９で吸引保持した基板Ｗを的確に位置決めできる。また、空気抵抗や、装置への外乱等による外力を受けた基板Ｗが、ベルヌーイチャック９の吸着面側へ押し付けられるような場合に、基板Ｗの周縁を導入軸部５２で受け止めて、基板Ｗが限界位置を越えて移動するのを規制できる。この結果、基板Ｗがベルヌーイチャック９の平坦面４６に接触して傷つくのを防止できる。また、先の実施例のガイド体１０に比べて、第１コンべア６０やトレー６２の表面にベルヌーイチャック９をより近付けることが可能なため、吸引開始から保持するまでの時間を短縮できる。さらには、吸引力により基板Ｗがベルヌーイチャック９の平坦面に衝突する可能性を小さくできる。他は先の実施例と同じであるので、同じ部材に同じ符号を付してその説明を省略する。
　（Ｂ）上記の実施例では、ランダムな姿勢の基板Ｗをベルヌーイチャック９で吸引保持する場合について説明したが、基板Ｗが所定の姿勢に揃えてある場合には、ベルヌーイチャック９を旋回軸７で旋回操作する必要はなく、したがって旋回軸７を省略することができる。その場合には、吸引開始位置における基板Ｗを、その外郭線がガイド体１０の占有位置を避ける状態で載置して、ガイド体１０を基板Ｗの外郭線の外に位置させる。
　詳しくは、基板Ｗの水平中心軸７０が位置基準６９に対してマイナス方向へ余裕旋回角度θ２分だけずれた状態で、基板Ｗを吸引開始位置に載置しておく。この状態の基板Ｗをベルヌーイチャック９で吸引保持すると、基板Ｗがベルヌーイチャック９の吸着面に沿って旋回移動してガイド体１０で位置決めされ、その水平中心軸７０が位置基準６９と一致する。以後は、先の実施例と同様にして、基板Ｗをトレー６２に移載する。
　（Ｃ）上記の実施例では、４個のチャックユニット２７でベルヌーイチャック９を構成したが、その必要はなく、より大径の１個のチャックユニット２７を基板Ｗの吸着要素にしてベルヌーイチャック９を構成することができる。その場合には、チャックユニット２７をジョイント体８に直接固定することができ、さらに、チャックユニット２７を利用してガイド体１０を固定することができる。ジョイント体８とチャックベース２６は一体に形成してもよい。
　（Ｄ）ガイド体１０の配置個数および配置形態は、基板Ｗの大きさや形状、あるいは基板Ｗの移載方向に応じて変更することができ、少なくとも３個が基板Ｗの辺部に当接すればよい。例えば、チャックベース２６の隣接する３辺部にガイド体１０を１個ずつ設けて、基板Ｗの隣接する３辺部を各ガイド体１０で受け止めれば一意に位置が決まる。残る１辺には、その方向へ慣性力が働いて基板Ｗが飛び出すようなおそれがなければ、ガイド体１０は不要である。あるいは、万一の場合に基板Ｗが飛び出すことのないよう、基板Ｗとガイド体１０との間に所定の隙間を設けて、残る一辺にもガイド体１０を配置するようにしてもよい。基板Ｗの各辺部の中点からガイド体１０で受け止められる各辺部の当接位置までの片寄距離は大小に異なっていてもよく、各辺部の中点と、いずれか一方の隅部との間に先の当接位置があればよい。
　（Ｅ）移載構造としては、パラレルメカニズムが好適であるが、多関節型のロボットであってもよい。
５　移載構造のハンド部
７　旋回軸
９　ベルヌーイチャック
１０　ガイド体
２６　チャックベース
４５　チャック凹部
４７　ノズル穴

Claims (14)

  1. 　四角形の基板を移載するための装置であって、
    　ハンド部と、
    　前記ハンド部を移動させる移動機構と、
    　前記ハンド部に設けられ、前記基板を非接触状態で保持するチャック凹部を含む吸着面を有するベルヌーイチャックと、
    　前記ハンド部に設けられ、前記ベルヌーイチャックに保持された基板を位置決めする複数個のガイド体とを備えており
    　前記ベルヌーイチャックには、圧縮空気を前記チャック凹部の内部に吹き出して負圧を生じさせる複数のノズル穴が設けられており、
    　前記ガイド体は、前記吸着面の周囲を囲む状態で分散配置されており、
    　前記ベルヌーイチャックが前記基板の保持を開始する前に、前記ガイド体は、前記基板の輪郭線の外に位置するように前記ハンド部によって移動されており、
    　前記ベルヌーイチャックに保持された前記基板を、前記ノズル穴から吹き出される圧縮空気で一方向へ回転させることで、前記基板の辺部を前記ガイド体で受け止めて位置決めすることを特徴とする基板移載装置。
  2. 　前記ハンド部に設けられ、前記ベルヌーイチャック及び前記ガイド体を垂直軸回りに回転する回転軸をさらに備えており、
    　前記ガイド体を前記回転軸で回転させることで、前記ベルヌーイチャックが前記基板を保持する直前に、前記ガイド体を前記基板の輪郭線の外に位置させている、請求項１に記載の基板移載装置。
  3. 　前記基板は、前記ベルヌーイチャックが前記基板を保持する前に前記基板の輪郭線が前記ガイド体の配置予定位置を避ける状態となるように配置されている、請求項１に記載の基板移載装置。
  4. 　前記ベルヌーイチャックが、前記ハンド部の下面側に固定されるチャックベースと、前記チャックベースの下面に固定される複数個のチャックユニットとを有しており、
    　個々の前記チャックユニットにおいて、前記チャック凹部に同じ向きに空気が移動するように前記ノズル穴が形成してある、請求項１～３のいずれかに記載の基板移載装置。
  5. 　前記ベルヌーイチャックは、前記チャックベースの上面に固定され、前記ベルヌーイチャックで保持された前記基板の上面の少なくとも一部を覆う遮蔽板をさらに有している、請求項４に記載の基板移載装置。
  6. 　前記各ガイド体が、丸軸状であり、、下端に設けられる下すぼまりテーパー状の導入軸部と、前記基板の辺部を受け止める規制軸部とを有している、請求項１～５のいずれかに記載の基板移載装置。
  7. 　前記ガイド体が、前記基板の各辺部の中点からずれた位置で前記基板を受け止めるように配置してある、請求項６に記載の基板移載装置。
  8. 　前記基板の各辺部の中点から、前記ガイド体で受け止められる各辺部の当接位置までの距離が等距離に設定されており、前記基板の対向する辺部を受け止める前記各ガイド体が、前記基板の中心を対称中心にして点対称となる状態で配置してある、請求項7に記載の基板移載装置。
  9. 　前記移動機構がパラレルメカニズムを含んでいる、請求項１～8のいずれかに記載の基板移載装置。
  10. 　前記基板が前記ベルヌーイチャックで保持される位置へ向かって搬送される間に、前記基板の画像を取り込むとともに、前記画像から前記基板が前記ベルヌーイチャックにより保持される前の前記基板の位置および姿勢を特定する撮像装置と、
    　前記基板の前記位置および姿勢情報を取得して前記移動機構の動きを制御する制御部とをさらに備えており、
    　前記制御部から出力される指令信号に基づき、前記移動機構により前記ハンド部を移動させるとともに、前記回転軸を回転させて、前記ベルヌーイチャックが前記基板を保持する前に前記ガイド体を前記基板の輪郭線の外に位置させる請求項２、および４～９のいずれかに記載の基板移載装置。
  11. 　ベルヌーイチャックと複数個のガイド体がハンド部に設けられた移載装置において、前記ベルヌーイチャックで四角形の基板を非接触状態で保持し、さらに前記複数個のガイド体で前記基板を位置決めした状態で移載する、基板の移載方法であって、
    　前記ガイド体が前記基板の輪郭線の外に位置する状態で、前記ベルヌーイチャックが前記基板を保持できるよう、前記ベルヌーイチャック及び前記ガイド体を移動させるステップと、
    　前記ベルヌーイチャックに保持された前記基板を、前記ベルヌーイチャックから吹き出される空気流で一方向へ回転させ、前記基板の辺部を前記ガイド体で受け止めて位置決めするステップとを備えていることを特徴とする、基板移載方法。
  12. 　前記ベルヌーイチャックが前記基板を保持する前に、前記ベルヌーイチャックおよび前記ガイド体を回転させることで、前記ガイド体を前記基板の輪郭線の外に位置させるステップをさらに備えている、請求項１１に記載の基板移載方法。
  13. 　前記基板を、前記ベルヌーイチャックが前記基板を保持する前に、前記基板の輪郭線が前記ガイド体の配置予定位置を避ける状態となるように配置するステップをさらに備えている、請求項１１に記載の基板移載方法。
  14. 　前記ベルヌーイチャックが前記基板を保持した状態で前記ハンド部が移動させられる間に、前記ガイド体を回転させることで、前記基板の姿勢を移載姿勢に変更するステップをさらに備えている、請求項１１～１３のいずれかに記載の基板移載方法。
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