JP2007142239A - 基板保持装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体製造工程や液晶パネル製造工程における各装置間の基板の受け取り時に生じる位置ずれ等を容易に修正でき、かつ確実に保持できる基板保持装置を提供する。
【解決手段】 搬送アームの旋回動作により、旋回アームの先端のハンド・フォーク11上に載置された基板Pを所定の受け渡し位置に搬送する基板搬送装置のハンド・フォーク11に組み込まれるようにした基板保持装置であって、ハンド・フォーク11に載置される基板Pの両縁端に、その縁端部がほぼ内接するように規制ローラ20A,20B設けるとともに、規制ローラ20A、20Bの近傍のハンド・フォーク11上に、水平移動可能な樹脂製パッド30が組み込まれた基板支持手段10を設け、樹脂製パッド30上に基板Pを載置保持させるようにした。
【選択図】 図1
【解決手段】 搬送アームの旋回動作により、旋回アームの先端のハンド・フォーク11上に載置された基板Pを所定の受け渡し位置に搬送する基板搬送装置のハンド・フォーク11に組み込まれるようにした基板保持装置であって、ハンド・フォーク11に載置される基板Pの両縁端に、その縁端部がほぼ内接するように規制ローラ20A,20B設けるとともに、規制ローラ20A、20Bの近傍のハンド・フォーク11上に、水平移動可能な樹脂製パッド30が組み込まれた基板支持手段10を設け、樹脂製パッド30上に基板Pを載置保持させるようにした。
【選択図】 図1
Description
本発明は基板保持装置に係り、処理装置や基板収容装置間の基板の受け取り時に生じる位置ずれ等を容易に修正するとともに、搬送装置のハンド等の搬送時保持部に確実に保持させることができるようにした基板保持装置に関する。
半導体製造装置においては、対応する処理プロセスにおいて、処理装置や基板収容装置間での基板の出し入れ、搬送を繰り返す間に、基板搬送装置のハンドあるいはフォーク上に載置された基板がずれることがあり、この位置ずれによる位置誤差の累積によって基板が装置と接触したりするおそれがある。このため、搬送中の基板をハンド等に確実に保持するとともに、移し替えの際に、位置ずれが生じないような種々の機構、装置が開発されている。
たとえば、駆動モータの駆動、電磁石、永久磁石の極性変換によって動作する可動駒によって基板の縁端を固定駒に押し付けて基板の把持と位置ずれの修正を行う装置等が種々提案されている(特許文献1参照)。
また、基板の載置面の端部にレバー等の修正機構を設けて、基板を載置したときに基板の自重とのバランスでレバーを支点回りに回動させて仮置きされた基板の縁端を定位置に修正するとともに、定位置に位置決めされた基板をレバー端で押圧して把持して位置保持させる装置も提案されている(特許文献2)。
基板を支持するハンド等の支持部位の一部に傾斜面を形成し、この傾斜面に沿って基板の縁端を滑らせるようにして、基板を定位置に落として位置決めする部材を有する基板保持装置も提案されている(特許文献3)。
さらに、基板がハンド等の載置面に載置された際に、位置微調整を行い、基板を水平方向にわずかに移動させる機構を備える必要がある。このような位置微調整機構を備えた基板搬送装置として、特許文献4等がある。
ところで、特許文献1に開示された基板保持装置では、可動部である搬送アーム上にアクチュエータを備えるために、旋回、伸長動作を連続的に繰り返すアームに沿って通電コードを配線しなければならず、また基板の載置時、保持時に応じた通電切り替えタイミングの正確な制御を必要とする。このため、装置の複雑化に伴うコストアップが生じるとともに、電磁石の可動磁心、制御部、アーム内の配線等の定期的なメインテナンスも欠かせない。
また、特許文献2に記載された上述の基板搬送装置では、簡易な構造の回動点で支持されたレバー状の基板ストッパ構造を提供できるが、一方から基板を押さえることしかできないため、この基板ストッパ構造では、基板の自重のみでレバーを回動させて基板を水平にスライドさせて固定駒等に押圧させる力を発生させることは難しい。
さらに、特許文献3では、支持部材は板バネで水平位置が保持されており、フレーム内に挿通されたワイヤの操作で全体が軸止部回りに回動し、ウェハが滑り落ちるようにして溝部に嵌って保持される。このため、各支持部材を回動させるタイミングを調整しないと、ウェハがフレームから落下してしまうおそれがある。また、ワイヤによるタイミング調整の機構も複雑となり、トラブルが生じやすい。また、通常の材質では基板が傷ついたり、パーティクルが発生し易い。接触部位に潤滑性のある材質やコーティングにすれば、これらの問題は改善できるが、部材のコストアップにつながる。
特許文献4では、中空構造のハンド内部に磁石を利用したスライド部分を設けるため、ハンドの構造が複雑になる。そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、搬送装置のハンド等において、動力を必要とせず、基板を傷つけたり、パーティクルの発生を抑えて、基板の位置ずれを載置面で容易に修正でき、またその位置を確実に保持できるようにした基板保持装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は搬送アームの旋回動作により、該旋回アームの先端のハンド・フォーク上に載置された基板を所定の受け渡し位置に搬送する基板搬送装置の前記ハンド・フォークに組み込まれるようにした基板保持装置であって、前記ハンド・フォーク上に載置される前記基板に両縁端に、その縁端部がほぼ内接するように規制ローラを設けるとともに、該規制ローラの近傍の前記ハンド・フォーク上に、水平移動可能な座面部材が組み込まれた基板支持手段を設け、前記座面部材上に基板を載置保持するようにしたことを特徴とする。
また、前記基板搬送装置のハンド・フォークに組み込まれるようにした基板保持装置であって、前記ハンド・フォークに載置される前記基板の両縁端に、その縁端部が、前記基板にほぼ内接する規制ローラと水平移動可能な座面部材が組み込まれた基板支持手段とを一体に設け、前記座面部材上に基板を載置保持するようにしたことを特徴とする。
このとき、前記規制ローラの周面に前記基板の縁端が位置した際に、前記基板の自重により前記規制ローラが回動して、前記基板が前記ハンド・フォーク上に配設された前記座面部材上に移動して定位置に載置されるようにすることが好ましい。
前記座面部材は、樹脂製パッドとすることが好ましい。
また、前記座面部材は、前記基板支持手段内に収容された弾性部材により水平方向移動量が規制されたスライダに支持されるようにすることが好ましい。
以上に述べたように、本発明によれば、基板搬送装置のハンド・フォーク等で基板を受け取って保持する際に、特別な動力を必要としないで基板の位置ずれを、その載置面で容易に修正でき、基板の傷やパーティクルの発生させずに載置面上に保持させることができるいう効果を奏する。
以下、主要構成が共通である発明の基板保持装置を実施するための最良の形態として、以下の複数の実施例について添付図面を参照して説明する。
以下、本発明の基板保持装置10の一実施例について、添付図面を参照して説明する。図1には、本発明の基板保持装置10として、図示しない基板搬送装置の搬送アームの旋回動作により、ハンド・フォーク11上に載置された基板を所定の受け渡し位置に搬送する基板搬送装置(図示せず)に組み込まれ、大型の液晶基板P(以下、単に基板Pと記す。)を所定位置に保持するハンド・フォーク11の平面図が示されている。このハンド・フォーク11は、同図に示したように、図示しない回転駆動部に軸支されたベース部材12に、基板Pを確実に載置可能な寸法の2本の細長平板の一端が固定された片持構造からなり、図1(b)に示したように、基板Pが載置された際に先端が撓まない程度の曲げ剛性を保持しつつ、軽量化を図るために板厚が変化している。
なお、本実施例では矩形の液晶基板を例として示しているが、基板形状は矩形、多角形、円形等の種々のものが対応可能であり、当然、半導体基板等も含まれる。また、本明細書では、基板を載置、保持する腕状の部材をハンド・フォークと称しているが、機能的に同一のものであれば、単にハンド、チャック、把持アーム等、その他名称で呼ばれるものにも適用可能なことはいうまでもない。
なお、本実施例では矩形の液晶基板を例として示しているが、基板形状は矩形、多角形、円形等の種々のものが対応可能であり、当然、半導体基板等も含まれる。また、本明細書では、基板を載置、保持する腕状の部材をハンド・フォークと称しているが、機能的に同一のものであれば、単にハンド、チャック、把持アーム等、その他名称で呼ばれるものにも適用可能なことはいうまでもない。
このハンド・フォーク11上には基板Pの寸法にあわせて、基板Pが載置される定位置の両側端には、図1(a)に示したように、ローラ回転軸21方向が直交する関係にある2群の規制ローラ20A,20B(以下、方向を問わない場合、符号20を付す。)が取り付けられている。これら規制ローラ20A,20Bのうちの規制ローラ20Aはローラ回転軸21がX軸方向と平行をなすように軸受部22がハンド・フォーク11上に配設され、反対側に位置するローラ23の円周面が互いに対向するよう取付けられている。また、規制ローラ20Bは、ローラ回転軸21がY軸方向と平行をなすように軸受部22がハンド・フォーク11上に配設され、反対側に位置するローラ23の円周面が互いに対向するよう取付けられている。これら対向したローラ23の位置と間隔は、基板Pがハンド・フォーク11上の定位置に水平に載置された際に、対向するローラ23の円周面間に位置し、(図2(b)参照)基板Pの水平方向への移動がローラ23によって規制されるようになっている。
また、図1(a)に示したように、基板Pの四隅に配設された規制ローラ20とともに、規制ローラ20の内側近傍のハンド・フォーク11上面に基板保持手段としての基板支持パッドが取り付けられている。対向する規制ローラ20間に位置する基板Pは、この基板支持パッド30上に載置保持される。
この基板支持パッド30は、後述するような複数の部材の組立体からなり、上面には基板P下面と接触する面にリング状の座面パッドが形成されている。この座面パッド31は扁平円筒形状のパッド収容部材(後述する。)内にシリコーンゴム製のOリングが装着されたもので、このOリングからなる座面パッド31上に基板Pが載置された際に、座面パッド31がわずかに変形するクッション作用により基板Pへの衝撃が緩和される。また座面パッド31上に載置されると、樹脂製の座面パッド31は基板Pに密着して、基板Pの位置が確実に保持される。なお、使用するOリングの他の材質としては、各種フッ素樹脂等、摩擦係数が小さく、耐摩耗性が高く、接触時にパーティクルを発生させないような材質を選定することが好ましい。
また、基板支持パッド30はハンド・フォーク11に固定されたベースプレート33(後述する。)に対して、水平面内を任意の方向に移動可能な構造からなる。これにより、規制ローラ20によって基板Pの位置修正が行われ、基板Pが定位置まで水平移動する際、基板Pと座面パッド31とが擦れることなく位置決めが可能となる。
ここで、上述した規制ローラ20と基板支持パッド30とが設けられたハンド・フォーク11における基板載置時の動作について、図2各図を参照して簡単に説明する。なお、基板支持パッド30の構成の詳細については後述する。
たとえば、図2(a)に示したように、基板Pが位置ずれした状態でハンド・フォーク11上に受け渡された場合を想定する。基板Pの縁端の位置ずれ量が、同図(a)に示したように、ローラ23の天頂より内側となるようなローラ23の半径より小さい範囲であれば、ローラ23に乗上げた側(図中、右側ローラ)の基板Pは、その自重がローラ23を矢印方向に回動させる力としてローラ周面に作用する。これにより、ローラ23はわずかに矢印方向に回動し、基板Pはローラ23の回動に伴って、図中左側に向けて、基板支持パッド30の許容水平移動の範囲で移動し、同図(b)の状態のように規制ローラ20A間に嵌るようにずり落ち、最終的に基板支持パッド30上の定位置に載置される。同図(b)のように定位置に載置された基板Pは、基板Pの両側が規制ローラ20A、(20B(図示せず))で水平方向の移動が抑止され、樹脂製の座面パッド31上に保持されているため、ハンド・フォーク11が処理装置、基板収容装置間を移動する際にもその位置は確実に保持され、位置ずれが生じることはない。
以下、基板支持パッド30および規制ローラ20の構成について、説明する。
組立体からなる基板支持パッド30の部材構成について、図3を参照して説明する。基板支持パッド30は、各部材がベースプレート33に、一部図示しないネジ止めにより固定され組み立てられた部材から構成されている。ベースプレート33は、図3に示したように、ハンド・フォーク11上に固定するためのネジ孔34と凹所35とが形成され、皿ネジB(図の簡単化のため2本のみ図示)でハンド・フォーク11面に固定されるようになっている。さらに凹所35内には、スライダ36と、このスライダ36の移動量調整部材としてのOリング37とが収容されるようになっている。Oリング37は凹所35内に収容された状態で、スライダ36の下面に形成されたスライドガイド38がはまり込み、図3に示されたような、ほぼ等間隔に4個所がくびれた略十字形状に弾性変形し、所定範囲においてスライドガイド38との間に接触面が形成される。これにより、スライダ36を押さえるOリング37が弾性部材として機能して、スライダ36は、作用した外力の水平方向分力に相当した弾性抵抗を受けながら水平方向への規制された微小量のスライドが可能になる。なお、図3には、スライドガイド38部分がはまりこんだ状態を想定して、略十字形状に変形した状態のOリング37が示されている。
また、スライダ36の上面には首部39が一体的に形成されている。この首部39は、スライダ36を凹所35内に収容して覆う蓋部材40に形成された円形孔41から所定高さ分だけ突出し、この上面に上述した座面パッド31が皿ネジ42により固定されている。さらにこの皿ネジ42は、詳細動作を後述するための図5各図に示したように、その頭部の直径がパッド収容部材32内に収容されたOリング31(以下、設置された状態では座面パッド31と記す。)の内径より大きく設定され、Oリング31をパッド収容部材32内に収容した状態でスライダ36上面に固定される(図5各図参照)。このとき、止めネジ42の頭部はねじ込んだ状態で、座面パッド31の上面より低くなり、基板載置時に基板Pは座面パッド31上に載り、ネジ頭部と基板P下面とは接触しない。
図4(a)は、図1(a)中のハンド・フォーク11の先端部分に位置する基板支持パッド30と、規制ローラ20との配置関係を示した部分拡大図である。同図に示したように、実施例1では、基板Pは、基板P端部に位置する規制ローラ20A,20Bにより載置時に位置調整がなされるとともに、基板支持パッド30の座面パッド31上に確実に保持される。2個の規制ローラ20A,20Bは、図4(a)に示したように、ハンド・フォーク11の上面に支持プレート24が皿ネジBで固定され、支持プレート24の端部には軸受部22が一体的に形成され、上述したようにこの軸受部22に軸支されたローラ回転軸21端にローラ23が設けられている。ローラ23は、本実施例では、直径が16mmのPEEK樹脂製からなり、上述したように、ハンド・フォーク11上に支持プレート24を介して軸受部22に回転可能に軸支された基板位置の規制部材としての機能を果たす。ハンド・フォーク11上での取り付け位置は、図1(a)に示したように、載置される基板Pの寸法に応じて適宜設定できる。
図4(b)は基板支持パッド30と規制ローラ20A,20Bとがハンド・フォーク11の端部において一体化され組み立てられた組立部品として用いられた変形例を示している。この変形例では、規制ローラ20A,20Bのそれぞれのローラ23の軸受部22を支持する各支持プレート24が、基板支持パッド30の一部に一体的に形成されており、基板支持パッド30と規制ローラ20A,20Bとが一体化された組立部品を皿ネジBにより直接ハンド・フォーク11上に取り付けることができ、組み立て工程の簡素化が図れる。
このとき、基板支持パッド30は、図5(a)に示したように、初期状態ではスライダ36(パッド収容部材32)がベースプレート33の凹所35の中央に位置しており、同図(b)、(c)に示したように、蓋部材40に形成された円形孔41とスライダ36の首部39との間のクリアランス分だけそれぞれ矢印方向に基板Pを載置した状態で水平移動することができる。
図6各図は、X軸方向の規制ローラ20Bを設けずに、基板載置時に図中、Y軸方向に機能する規制ローラ20Aのみでの位置調整を可能にしたハンド・フォーク11の実施例を示している。通常の場合、ハンド・フォーク11は、その旋回角が基板ストッカ等の基板収容装置(図示せず)に対して高精度に設定され、動作するため、図6(a)中に示したX軸方向の受け取り誤差はほとんど生じないようにできる。そこで、ハンド・フォーク11による載置の際、図2(a)に示したような位置ずれが生じた場合に、Y軸方向のみ効率的に位置調整を行うことが望まれる。そこで、実施例2のように、基板支持パッド30は規制ローラ20Aのみでの一方向の水平方向移動による調整が行えれば、基板Pを十分、高精度に位置決めすることができ、基板支持パッド30の構造を簡単にでき、配置個数も減らすことができる。
図7各図は、位置決め方向がX軸方向のみの位置調整が必要な場合の実施例を示している。実施例3の場合も、基板支持パッド30と一体化された規制ローラ20BのみでのX軸方向の水平方向移動による調整で基板Pを高精度に位置決めすることができるので、基板支持パッド30の構造を簡単にできる。
図8は、上述した矩形の基板Pを載置保持する2本のハンド・フォーク11に代えて、円板状の半導体基板(たとえばφ300mm程度)を保持するために平面形状が略U字形をなすハンド・フォーク11上において、載置される基板Pの中心方向を向くように各規制ローラ20Rを配設し、その内側に基板支持パッド30を設けた実施例を示している。この実施例では、例えば根元部に近いハンド・フォーク11上には上述と同一構造の基板支持パッド30を取り付け可能であるが、基板支持パッド30を取り付けるスペースが足りない場合には、規制ローラ20Rの内側位置に潤滑性樹脂としてのフッ素系樹脂等を成形した支持プレート30aを貼着したり、樹脂コーティングを施した駒状の支持部材を取り付けることも好ましい。これにより、コンパクトな支持構造によって基板Pをハンド・フォーク11の所定位置に載置保持させることができる。
10 基板保持装置
11 ハンド・フォーク
20,20A,20B,20R 規制ローラ
23 ローラ
30 基板支持パッド
31 座面パッド(Oリング)
36 スライダ
37 Oリング
11 ハンド・フォーク
20,20A,20B,20R 規制ローラ
23 ローラ
30 基板支持パッド
31 座面パッド(Oリング)
36 スライダ
37 Oリング
Claims (5)
- 搬送アームの旋回動作により、該旋回アームの先端のハンド・フォーク上に載置された基板を所定の受け渡し位置に搬送する基板搬送装置の前記ハンド・フォークに組み込まれるようにした基板保持装置であって、
前記ハンド・フォークに載置される前記基板の両縁端に、その縁端部がほぼ内接するように規制ローラを設けるとともに、該規制ローラの近傍の前記ハンド・フォーク上に、水平移動可能な座面部材が組み込まれた基板支持手段を設け、前記座面部材上に基板を載置保持させることを特徴とする基板保持装置。 - 搬送アームの旋回動作により、該旋回アームの先端のハンド・フォーク上に載置された基板を所定の受け渡し位置に搬送する基板搬送装置の前記ハンド・フォークに組み込まれるようにした基板保持装置であって、
前記ハンド・フォークに載置される前記基板の両縁端に、その縁端部が、前記基板にほぼ内接する規制ローラと水平移動可能な座面部材が組み込まれた基板支持手段とを一体に設け、前記座面部材上に基板を載置保持させることを特徴とする基板保持装置。 - 前記規制ローラの周面に前記基板の縁端が位置した際に、前記基板の自重により前記規制ローラが回動して、前記基板が前記ハンド・フォーク上に配設された前記座面部材上に移動して定位置に載置される請求項1または請求項2に記載の基板保持装置。
- 前記座面部材は、樹脂製パッドからなることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の基板保持装置。
- 前記座面部材は、前記基板支持手段内に収容された弾性部材により水平方向移動量が規制されたスライダに支持されたことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の基板保持装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005335354A JP2007142239A (ja) | 2005-11-21 | 2005-11-21 | 基板保持装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2000950A1 (en) | 2007-05-29 | 2008-12-10 | Denso Wave Incorporated | Method for producing two-dimensional code and reader for reading the two-dimensional code |
KR101495958B1 (ko) * | 2011-09-08 | 2015-02-25 | 가부시키가이샤 야스카와덴키 | 로봇 핸드 및 로봇 |
-
2005
- 2005-11-21 JP JP2005335354A patent/JP2007142239A/ja active Pending
Cited By (2)
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EP2000950A1 (en) | 2007-05-29 | 2008-12-10 | Denso Wave Incorporated | Method for producing two-dimensional code and reader for reading the two-dimensional code |
KR101495958B1 (ko) * | 2011-09-08 | 2015-02-25 | 가부시키가이샤 야스카와덴키 | 로봇 핸드 및 로봇 |
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