JP2005285823A - 基板搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は大型のガラス基板に適用して好適な基板搬送装置に関し、大型化及び薄型化した基板であっても基板収納容器の大型化を伴わず基板収納容器に対して確実に基板の装着脱を行なうことを課題とする。
【解決手段】 カセット２２に対してアーム３０を用いてガラス基板２５を装着脱する基板搬送装置であって、前記アーム３０を、ガラス基板２５の両端部分を支持する側部支持アーム３１Ａ，３１Ｂと、この一対の側部支持アーム３１Ａ，３１Ｂ間に位置すると共にガラス基板２５の略中央部分を支持する中央支持アーム３２とを有した構成とし、かつ、側部支持アーム３１Ａ，３１Ｂと中央支持アーム３２とが、カセット２２に収納されたガラス基板２５に発生する撓みの形状に対応した段差を有する構成とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は基板搬送装置に係り、特に大型のガラス基板に適用して好適な基板搬送装置に関する。

一般に、基板搬送装置を用いて搬送処理が行われる基板は種々存在するが、その一つとして液晶表示装置に用いるガラス基板がある。図１は、液晶表示装置用のガラス基板５をカセット２に収納或は取り出す基板搬送装置１を示している。この基板搬送装置１は、大略すると搬送ロボット６とアーム１０とにより構成されており、カセット２に対してガラス基板５を装着或は取り出し処理を行なう機能を奏する。

カセット２は、その両側壁７の内側に複数の基板支持部８が形成されている（特許文献１）。ガラス基板５は、左右一対の基板支持部８に支持されることにより、カセット２内に収納される（図３参照）。通常、ガラス基板５はこのカセット２に対し、１０枚から２０枚単位で収納される。

このカセット２は、図１に示す例ではコンベア装置３に搭載されており、搬送ロボット６によるガラス基板５の装着及び取りだし処理が終了すると、カセット２はコンベア装置３により搬送される構成とされている。コンベア装置３の搬送先においても、図１に示したと同様の基板搬送装置１が設けられており、搬送されたカセット２からガラス基板５の装着脱処理が行われる。

ここで、カセット２に収納されたガラス基板５を取り出すには、基板搬送装置１のアーム１０を基板支持部８により支持されているガラス基板５の下部に差し込んで取り出すことが一般的である（特許文献２）。図２は、従来において一般的に用いられていたアーム１０を拡大して示している。同図に示すように、アーム１０は側部支持アーム１１Ａ，１１Ｂ、及び中央支持アーム１２とを有した三叉状の構成とされている。

この各支持アーム１１Ａ，１１Ｂ，１２は、全て同じ高さ（ガラス基板５をアーム１０に搭載する方向に対する高さであり、図中の上下方向）とされていた。即ち、各支持アーム１１Ａ，１１Ｂ，１２は、同一面にあるよう形成されていた。

上記構成のアーム１０においてガラス基板５をカセット２から取り出す際、図１に示すように、アーム１０の側部支持アーム１１Ａ，１１Ｂはガラス基板５の両側部を支持し、中央支持アーム１２はガラス基板５の中央部を支持する。よって、従来の基板搬送装置１では、ガラス基板５をアーム１０により確実に支持することができた。
特開２０００−００７１４８号公報 特開２００２−２３１８０１号公報

ところで、液晶表示装置は年々大型化しており、それに伴いガラス基板５も大型化する傾向にある。また、液晶表示装置の軽量化に対する市場からの要求が強く、その対応策としてガラス基板５の薄型化も進んでいる。よって、液晶用のガラス基板５は、大型化，薄型化の方向に動いている（具体例としては、縦1500mm×横1800mm、厚さ0.７mm）。

図３はカセット２を正面から見た図であり、上記のように大型化，薄型化したガラス基板５をカセット２に装着した状態を示している。従来のように小型で厚いガラス基板５の場合には、ガラス基板５は撓むようなことはなかった。しかしながら、大型化及び薄型化したガラス基板５では、図示されるようにガラス基板５は大きく撓んでしまう。

このようにガラス基板５が撓んだ場合、同一高さの支持アーム１１Ａ，１１Ｂ，１２を有したアーム１０でガラス基板５をカセット２から取り出すためには、アーム１０を撓んだガラス基板５の最も低い位置（図３に矢印Ａで示す位置）よりも更に低い位置に差し込む必要がある。また、指し込んだ状態で、取り出そうとするガラス基板５の下に装着されているガラス基板５とアーム１０とが干渉しないようにする必要がある。

このため、従来の基板搬送装置１を用い、大型化及び薄型化して撓みやすくなったガラス基板５を搬送しようとした場合、カセット２に収納された時の隣接するガラス基板５の間のピッチ（図３に矢印Ｈ１で示す。以下、棚板ピッチという）が広くする必要がある。このように、カセット２の棚ピッチＨ１を広げるということは、必然的にカセット２のサイズが大きくなり、カセット２を運搬するコンベア装置３、カセット２を収納するクリーンストッカ（図示せず）の大型化につながり、投資の面、建屋面積の面で問題となる。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、大型化及び薄型化した基板であっても基板収納容器の大型化を伴わず基板収納容器に対して確実に基板の装着脱を行ないうる基板搬送装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。

請求項１記載の発明は、
基板収納容器に対してアームを用いて基板を装着脱する基板搬送装置であって、
前記アームを、前記基板の両端部分を支持する複数の側部支持アームと、前記複数の側部支持アームの間に位置すると共に前記基板の略中央部分を支持する中央部支持アームとを有した構成とし、
かつ、前記側部支持アームと前記中央部支持アームとが、前記基板収納容器に収納された前記基板に発生する撓みの形状に対応した段差を有する構成としたことを特徴とするものである。

上記発明によれば、基板が基板収納容器に撓みが生じた状態で収納されていたとしても、基板の両端部分を支持する複数の側部支持アームと、基板の中央部分を支持する中央部支持アームとが、基板収納容器に収納された基板に発生する撓みの形状に対応した段差を有しているため、確実に基板を基板収納容器に対して着脱することができる。

また、請求項２記載の発明は、
請求項１記載の基板搬送装置において、
前記側部支持アームと前記中央部支持アームとを、前記基板の撓みを是正する方向に相対的に移動可能な構成としたことを特徴とするものである。

上記発明によれば、側部支持アームと中央部支持アームとを基板の撓みを是正する方向に相対的に移動可能な構成としたため、撓みの生じた基板をアーム上で撓みのない状態に変形させることができる。

また、請求項３記載の発明は、
請求項２記載の基板搬送装置において、
前記側部支持アームを固定し、前記中央部支持アームが前記側部支持アームに対して移動するよう構成したことを特徴とするものである。

上記発明によれば、中央部支持アームが固定した側部支持アームに対して移動する構成としたため、中央部支持アームを側部支持アームと面一となるよう移動させることにより基板の撓みを是正することが可能となる。

また、請求項４記載の発明は、
請求項２または３記載の基板搬送装置において、
前記側部支持アームに、前記基板の変位に伴い回転するローラを設けたことを特徴とするものである。

上記発明によれば、側部支持アームに基板の変位に伴い回転するローラを設けたことにより、撓みを是正するために基板が変位する際、基板と側部支持アームとが擦れる（摺動する）ことを防止でき、基板に摺動に伴い傷が発生することを防止できる。

また、請求項５記載の発明は、
請求項４記載の基板搬送装置において、
前記回転ローラを駆動する駆動部を設けたことを特徴とするものである。

上記発明によれば、回転ローラを駆動する駆動部を設けたことにより、より確実に基板と側部支持アームとが擦れる（摺動する）ことを防止できる。

上述の如く本発明によれば、基板が基板収納容器に撓みが生じた状態で収納されていたとしても、確実に基板を基板収納容器に対して着脱することができると共に、基板の撓みを是正することも可能となる。

次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。

図４は、本発明の第１実施例である基板搬送装置２０を示している。本発明に係る基板搬送装置２０は、種々の基板に対して適用することが可能であるが、以下説明する実施例では液晶表示装置に用いるガラス基板５を搬送する基板搬送装置２０を例に挙げて説明するものとする。

基板搬送装置２０は、大略すると搬送ロボット２６とアーム３０とにより構成されている。搬送ロボット２６は、アーム３０を図中矢印Ｚ１，Ｚ２方向及びＸ１，Ｘ２方向に移動する。この搬送ロボット２６の動作により、アーム３０はガラス基板２５をカセット２２（基板収納容器）に対して装着或は取り出し処理を行なう。

カセット２２は、その両側壁２７の内側に複数の基板支持部２８が形成されている。ガラス基板２５は、左右一対の基板支持部２８に支持されることにより、カセット２２内に収納される。通常、ガラス基板２５はこのカセット２２に対し、１０枚から２０枚単位で収納される。

前記したように、液晶表示装置の大型化及び軽量化に伴い、これに用いるガラス基板２５も大型化及び薄型化する傾向にある（具体例としては、縦1500mm×横1800mm、厚さ0.７mm）。このようにガラス基板２５が大型化及び薄型化すると撓みやすくなり、よって両端を基板支持部２８により支持された状態でガラス基板２５がカセット２２に収納された場合、ガラス基板２５は図６に示されるように撓んでしまうことは前述した通りである。この際、ガラス基板２５は、下に凸となる湾曲形状に大きく撓んでしまう
カセット２２は、図４に示すようにコンベア装置２３に搭載されており、図中矢印Ｙ１，Ｙ２方向に搬送される構成とされている。搬送ロボット２６によるガラス基板２５の装着及び取りだし処理が終了すると、カセット２２はコンベア装置２３により次の処理装置に向け搬送される構成とされている。コンベア装置２３の搬送先においても、図４に示したと同様の基板搬送装置２０が設けられており、搬送されたカセット２２からガラス基板２５の装着脱処理が行われる。

図５は、アーム３０を拡大して示す図である。アーム３０は、図５における右側に位置する側部支持アーム３１Ａと、左側に位置する側部支持アーム３１Ｂと、そして一対の側部支持アーム３１Ａ，３１Ｂの中央に位置する中央支持アーム３２とにより構成されている。従って、アーム３０によりガラス基板２５を支持する際、側部支持アーム３１Ａはガラス基板２５の右側を支持し、側部支持アーム３１Ｂはガラス基板２５の左側を支持し、そして中央支持アーム３２はガラス基板２５の中央を支持する。

上記の構成において、本実施例に係るアーム３０は、更に側部支持アーム３１Ａ，３１Ｂと中央部支持アーム３２とが図中矢印Ｚ１，Ｚ２方向に段差を有するよう構成されている。具体的には、側部支持アーム３１Ａ，３１ＢはＺ１，Ｚ２方向の高さが等しく、よって同一平面にあるよう構成さているのに対し、中央支持アーム３２は側部支持アーム３１Ａ，３１Ｂに対して図中矢印ΔＨで示す寸法（以下、段差量という）だけＺ２方向、即ち下方向にずれた位置に配設されている。

この段差量ΔＨは、カセット２２に収納されたガラス基板２５に発生する撓みの形状に対応して設定されている。即ち、図６に示されるように、ガラス基板２５の取り出しのためにアーム３０をカセット２２に差し込んだ際、中央支持アーム３２はガラス基板２５の最下部位置（図６に矢印Ａで示す位置）と当接し、かつ、側部支持アーム３１Ａ，３１Ｂは、最下部位置Ａより左右離間した位置であり、ガラス基板２５が撓んでいるために最下部位置Ａよりも上方（Ｚ１方向）に位置したガラス基板２５の側部位置（図６に矢印Ｂで示す位置）と当接するよう構成されている。

上記構成とすることにより、ガラス基板２５が撓んでいても、アーム３０を構成する全ての支持アーム３１Ａ，３１Ｂ，３２によりガラス基板２５を支持することが可能となる。即ち、従来のように全ての支持アーム１１Ａ，１１Ｂ，１２が同一高さであったアーム１０では、図３に示すようにアーム１０をカセット２に差し込んだ場合、中央支持アーム１２のみがガラス基板５と当接してこれを支持するが、側部支持アーム１１Ａ，１１Ｂはガラス基板５から離間していた。

このため、側部支持アーム１１Ａ，１１Ｂは、これから取り出そうとするガラス基板５の下に位置するガラス基板５と近接してしまい、下に位置するガラス基板５との干渉を防止するために棚板ピッチＨ１を大きく取る必要があった。

しかしながら本実施例のように側部支持アーム３１Ａ，３１Ｂと中央部支持アーム３２とが図中矢印Ｚ１，Ｚ２方向に段差を有するよう構成することにより、ガラス基板２５がカセット２２に撓みが生じた状態で収納されていたとしても、各支持アーム３１Ａ，３１Ｂ，３２は、全てガラス基板２５と当接してこれを指示するため、確実にガラス基板２５をカセット２２に対して着脱することができる。

また、側部支持アーム３１Ａ，３１Ｂは中央支持アーム３２に対して上方（Ｚ１方向）の位置にあるため、これから取り出そうとするガラス基板２５の下に位置するガラス基板２５に対し、側部支持アーム３１Ａ，３１Ｂを離間させることができる。即ち、これから取り出そうとするガラス基板２５の下に位置するガラス基板２５に対し、側部支持アーム３１Ａ，３１Ｂは離間した構成となる。

よって本実施例によれば、棚板ピッチ（図６に矢印Ｈ２で示す）を従来（図３参照）に比べて小さくすることができる。これにより、カセット２２のサイズを小さくすることが可能となり、これに伴いカセット２２を運搬するコンベア装置２３、及びカセット２２を収納するクリーンストッカ（図示せず）の小型化を図ることができ、投資の面、建屋面積の面で有利となる。

図７及び図８は、本発明の第２実施例である基板搬送装置に設けられるアーム４０を拡大して示している。本実施例及び後述する第３実施例においては、第１実施例に係る基板搬送装置２０に対してアーム４０，５０の構成が異なるのみであり、他の構成とは同一である。このため、第３実施例以降の説明に用いる図７乃至図１１ではアーム４０，５０のみを示し他の構成の図示及び説明は省略するものとする。

前記した第１実施例に係る基板搬送装置２０に設けられていたアーム３０は、側部支持アーム３１Ａ，３１Ｂ及び中央支持アーム３２が一体的に形成された状態で固定されおり、互いに移動する構成とはされていなかった。これに対して本実施例に係る基板搬送装置に設けられたアーム４０は、側部支持アーム４１Ａ，４１Ｂと中央部支持アーム４２とを相対的に移動可能な構成したことを特徴としている。

具体的には、本実施例では側部支持アーム４１Ａ，４１Ｂは固定されており、この固定された側部支持アーム４１Ａ，４１Ｂに対して中央支持アーム４２が移動可能な構成されている。また、中央支持アーム４２の移動方向は、カセット２２からガラス基板２５を撓んだ状態で取り出した後、このガラス基板２５の撓みを是正する方向（図中、矢印Ｚ１方向）に設定されている。

このため、アーム４０には昇降装置４３が設けられており、この昇降装置４３により中央支持アーム４２が側部支持アーム４１Ａ，４１Ｂに対してＺ１，Ｚ２方向に移動する構成とされている。この昇降装置４３としては、例えばエアシリンダ等を適用することが可能である。

続いて、上記構成のアーム４０の動作について説明する。

図７に示すように、カセット２２からガラス基板２５を取り出すときには、中央支持アーム４２は側部支持アーム４１Ａ，４１Ｂの位置に対してＺ２方向（下方）に移動した位置にあり、よって第１実施例で説明したアーム３０と同様に段差を有した構成とされている（図３参照）。本実施例においても、側部支持アーム４１Ａ，４１Ｂと中央支持アーム４２との間の段差量は、カセット２２に収納されたガラス基板２５に発生する撓みの形状に対応して設定されている。従って、本実施例においてもカセット２２の小型化を図ることができると共に、確実にカセット２２からガラス基板２５を取り出すことができる。

しかしながら、このように撓んだ状態でガラス基板２５をカセット２２から取り出しても、処理装置に装着する場合にはガラス基板２５を水平な状態（撓みのない状態）にする必要がある。このため、本実施例のアーム４０では、昇降装置４３を設けて中央支持アーム４２を側部支持アーム４１Ａ，４１Ｂに対してＺ１，Ｚ２方向に移動可能な構成としている。

そこで、ガラス基板２５をカセット２２から取り出した状態、即ちガラス基板２５に撓みが生じている状態でアーム４０に支持されている状態からガラス基板２５の撓みを是正する（水平状態とする）には、昇降装置４３を駆動して中央支持アーム４２をＺ１方向に移動させる。これにより、ガラス基板２５の中央部分は中央支持アーム４２のＺ１方向に移動に伴いＺ１方向に付勢され、中央支持アーム４２が側部支持アーム４１Ａ，４１Ｂと同じ高さ（同一面）となるまで移動することによりガラス基板２５の撓みは是正される（図７及び図９（Ａ）参照）。このように、基板搬送装置２０においてガラス基板２５に発生している撓みを是正できる構成とすることにより、基板搬送装置からガラス基板２５を受け渡される処理装置側に撓み是正のための機構を設ける必要を無くすることができる。

図１０は、本発明の第３実施例である基板搬送装置に設けられるアーム５０を拡大して示している。本実施例に係る基板搬送装置に設けられるアーム５０は、図７乃至図９を用いて説明した第２に対し、側部支持アーム５１Ａ，５１Ｂにローラ５６Ａ，５６Ｂを設けたことを特徴としている。但し、中央支持アーム５２は、図中矢印Ｚ１，Ｚ２方向に移動可能な構成とされており、よってガラス基板２５に発生している撓みを是正できる構成とされている。

ところで、第２実施例の構成によれば、上記のようにガラス基板２５に発生している撓みを是正できるものの、ガラス基板２５が中央支持アーム４２の上昇により変位する際、ガラス基板２５は側部支持アーム４１Ａ，４１Ｂ上を滑るため、ガラス基板２５の背面側に傷が付くおそれがある。そこで本実施例に係る基板搬送装置のアーム５０は、中央支持アーム５２の移動時にガラス基板２５に傷が発生するのを防止するため、側部支持アーム５１Ａ，５１Ｂにローラ５６Ａ，ローラ５６Ｂを設けた構成としている。以下、アーム５０の詳細構成について説明する。

中央支持アーム５２は、幅50mm，厚さ10mmのカーボン製である。この中央支持アーム５２は、第２実施例と同様に、昇降装置４３により図中矢印Ｚ１，Ｚ２方向に移動可能な構成とされている。また、両端の側部支持アーム５１Ａ，５１Ｂは焼き入れ鋼を用い、その形状は断面円形の棒形状とされている。本実施例では、この側部支持アーム５１Ａ，５１Ｂはアーム本体５５（アーム５０の搬送ロボット２６に取り付けられる部位）に対して固定された構成とされている。ガラス基板２５と直接接触するローラ５６Ａ，５６Ｂは、側部支持アーム５１Ａ，５１Ｂに設けられた回転玉軸受の外側にフッ素樹脂を付設した構成とされている。

よって、ローラ５６Ａ，５６Ｂは側部支持アーム５１Ａ，５１Ｂに対し回転自在な構成となり、よって中央支持アーム５２が上昇することによりガラス基板２５が変位した場合、ローラ５６Ａ，ローラ５６Ｂはこの変位に伴い回転する。このように、ローラ５６Ａ，ローラ５６Ｂがガラス基板２５の変位に伴い回転することにより、ローラ５６Ａ，ローラ５６Ｂとガラス基板２５との間に擦れ（摺動）が発生することがなくなり、ガラス基板２５に傷が付くことを防止することができる。

図１１は、図１０に示した第３実施例に係るアーム５０の変形例を示している。図１０に示した第３実施例に係るアーム５０は、側部支持アーム５１Ａ，５１Ｂをアーム本体５５に対して固定し、この側部支持アーム５１Ａ，５１Ｂに対してローラ５６Ａ，５６Ｂを回転自在な構成とし、これによりガラス基板２５に傷が付くことを防止する構成とした。

これに対して本変形例では、ローラ５６Ａ，５６Ｂを側部支持アーム５１Ａ，５１Ｂに固定すると共に、軸受５７を用いて側部支持アーム５１Ａ，５１Ｂをアーム本体５５に回転自在に軸承させた構成としている。

更に、側部支持アーム５１Ａ，５１Ｂは、モータ５８（駆動手段）によりガラス基板２５の変位に対応して回転する構成とされている。この際、ローラ５６Ａ，５６Ｂの回転速度は、ガラス基板２５の形状等により求められる撓み量に基づき予め演算されている。このように、モータ５８を用いて回転ローラ５６Ａ，５６Ｂを積極的に回転させる構成とすることにより、更に確実にガラス基板２５と側部支持アーム５１Ａ，５１Ｂとの間に擦れ（摺動）が発生することを防止できる。

尚、上記した各実施例では、ガラス基板２５の一方の側部に１本の側部支持アーム３１Ａ，４１Ａ，５１Ａを設け、ガラス基板２５の他方の側部に１本の側部支持アーム３１Ｂ，４１Ｂ，５１Ｂを設け、ガラス基板２５の中央部に１本の中央支持アーム３２，４２，５２を設けた構成とした。しかしながら、各支持アームの配設本数はこれに限定されものではなく、左右の両側部にそれぞれ複数の側部支持アームを設けた構成としても、また中央部に複数の中央支持アームを設けた構成としてもよい。

図１は、従来の一例である基板搬送装置を示す斜視図である。 図２は、従来の一例である基板搬送装置に設けられたアームを拡大して示す斜視図である。 図３は、従来の基板搬送装置で発生していた問題点を説明するための図である。 図４は、本発明の第１実施例である基板搬送装置を示す斜視図である。 図５は、本発明の第１実施例である基板搬送装置に設けられたアームを拡大して示す斜視図である。 図６は、本発明の第１実施例である基板搬送装置によりガラス基板が装着脱されるカセットを示す正面図である。 図７は、本発明の第２実施例である基板搬送装置に設けられたアームを拡大して示しており、中央支持アームが降下した状態を示す斜視図である。 図８は、本発明の第２実施例である基板搬送装置に設けられたアームを拡大して示しており、中央支持アームが上昇した状態を示す斜視図である。 図９は、本発明の第２実施例である基板搬送装置に設けられたアームの動作を説明するための斜視図である。 図１０は、本発明の第３実施例である基板搬送装置に設けられたアームを拡大して示す斜視図である。 図１１は、本発明の第３実施例である基板搬送装置の変形例を説明するための断面図である。

符号の説明

２０ 基板搬送装置
２２ カセット
２３ コンベア装置
２５ ガラス基板
２６ 搬送ロボット
２７ 側壁
２８ 基板支持部
３０，４０，５０ アーム
３１Ａ，３１Ｂ，４１Ａ，４１Ｂ，５１Ａ，５１Ｂ 側部支持アーム
３２，４２，５２ 中央支持アーム
４３ 昇降装置
５５ アーム本体
５６Ａ，５６Ｂ ローラ
５７ 軸受
５８ モータ

Claims (5)

1. 基板収納容器に対してアームを用いて基板を装着脱する基板搬送装置であって、
   前記アームを、前記基板の両端部分を支持する複数の側部支持アームと、前記複数の側部支持アームの間に位置すると共に前記基板の略中央部分を支持する中央部支持アームとを有した構成とし、
   かつ、前記側部支持アームと前記中央部支持アームとが、前記基板収納容器に収納された前記基板に発生する撓みの形状に対応した段差を有する構成としたことを特徴とする基板搬送装置。
2. 請求項１記載の基板搬送装置において、
   前記側部支持アームと前記中央部支持アームとを、前記基板の撓みを是正する方向に相対的に移動可能な構成としたことを特徴とする基板搬送装置。
3. 請求項２記載の基板搬送装置において、
   前記側部支持アームを固定し、前記中央部支持アームが前記側部支持アームに対して移動するよう構成したことを特徴とする基板搬送装置。
4. 請求項２または３記載の基板搬送装置において、
   前記側部支持アームに、前記基板の変位に伴い回転するローラを設けたことを特徴とする基板搬送装置。
5. 請求項４記載の基板搬送装置において、
   前記回転ローラを駆動する駆動部を設けたことを特徴とする基板搬送装置。
   

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