JP2515325Y2

JP2515325Y2 - 基板の搬出・搬入装置

Info

Publication number: JP2515325Y2
Application number: JP8106790U
Authority: JP
Inventors: 正美大谷; 義二岡; 健男岡本; 義光福冨
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1990-07-30
Filing date: 1990-07-30
Publication date: 1996-10-30
Anticipated expiration: 2005-07-30
Also published as: JPH0438050U

Description

【考案の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本考案は、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板
等の各種基板（以下、基板と称する）を保持する機構を
備えたアームを使って、基板を収納したカセットから基
板を取り出したり、あるいはカセットへ基板を収納する
ための基板の搬出・搬入装置に関する。

〈従来の技術〉従来、この種の基板の搬出・搬入装置は、基板を保持
する機構を備えたアームと、このアームをカセットに対
して進退駆動する駆動機構と、前記駆動機構を制御する
制御部などから構成されており、一般には複数のカセッ
トをカセットテーブル上に基板出入れ方向と直交する方
向に直線状に並列して搭載支持する構成がとられてい
る。

〈考案が解決しようとする課題〉カセットを直線状に並列搭載する従来手段では多くの
カセットを装填したい場合、カセットを並列距離が長く
なり、カセット間にわたるアーム水平移動量も多く必要
となり、アーム駆動機構の平面的な大型化を招く。

そこで、カセットを上下２段に搭載することでアーム
駆動機構の平面的な小型化を図ることも考えられた。一
般に、アームの昇降手段には精度が要求されるので、螺
軸を用いた螺進昇降手段が用いられており、カセット２
段搭載形態においても同様の構造を採用すると、従来の
螺進昇降手段の２倍の長さの螺子軸を必要とすることと
なり、縦方向でのアーム駆動機構の大型化を招くことに
なる。また、螺進昇降手段は、その構造上、塵埃を発生
することがあるので、上記のようにアーム駆動機構が大
きくなって、螺進昇降手段の一部が基板搬送経路よりも
上方に突出すると、螺進昇降手段から発生した塵埃が基
板搬送経路上に落下して、基板を汚染するおそれがある
という問題点もある。

本考案は、このような事情に鑑みてなされたものであ
って、上下２段に設置したカセットから基板搬出・搬入
を塵埃発生の問題なく良好に行うことができる基板の搬
出・搬入装置を提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉本考案は、このような目的を達成するために、次のよ
うな構成をとる。

即ち、本考案は、基板をそれぞれ収納する上下２段の
カセットに対して基板の出し入れを行う基板の搬出・搬
入装置であって、基板を保持する機構を備えたアームと、前記アームをカセットに向けて前進あるいは後進させ
るアーム前後進駆動手段と、前記アームを１つのカセットの基板収容高さに相当す
る範囲内で昇降させるとともに、その取り付け位置が下
段カセットよりも下方にある螺進昇降手段と、前記螺進昇降手段に付設され、前記アームをカセット
の高さ相当量のストロークで昇進させるアーム基準高さ
切り換え用のシリンダと、を備えたものである。

〈作用〉本考案の作用は次のとおりである。

下段のカセットからの基板出入れ時にはシリンダを用
いてアーム基準高さを低くし、カセット高さ範囲でアー
ムを螺進昇降させる。また上段のカセットからの基板出
入れ時にはシリンダを作動させてアームの基準高さを高
くセットした上で、カセット高さ範囲でアームを螺進昇
降させる。

この場合、いずれの作用状態でも螺進昇降手段は、下
段カセットよりも下方、すなわち基板の搬出・搬入経路
より低い箇所で作動し、螺進作動部や摺接ガイド部で塵
埃が発生しても基板経路に及ぶことがない。

〈実施例〉以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本実施例に係る基板搬出・搬入装置の概略全
体側面図であり、第２図にはその平面図である。

この装置は、略円形の半導体基板（以下、基板と略称
する）Ｗを多段に収納する４個のカセットＣ（以下、上
段のカセットに対してはC₁，下段のカセットに対しては
C₂，上下両方のカセットを総称する場合にはＣと符号を
付ける）を装置キャビネット１の右半部上に搭載装填
し、キャビネット１内に装備した基板搬出・搬入ユニッ
ト２によって各カセットＣから取り出した基板Ｗを左右
中央部の特定位置（第２図中におけるＰ位置）で位置決
めして、図示しない基板処理装置の基板移送機構に受渡
したり、処理済みの基板Ｗをここで受け取ってカセット
Ｃに戻すように構成されている。

ここで、本考案においてはカセットＣの搭載形態をひ
な段状の搭載形態としている。

つまり、キャビネット１の右端上面は２個のカセット
C₂を並列に搭載する下段カセットテーブル3aが設けられ
るとともに、これより基板取出し側（図では左方側）に
偏位して、２個のカセットC₁を並列搭載する上段カセッ
トテーブル3bが設けられ、上下段の各カセットＣを自由
に上方から装填および取出しできるようになっている。

次に、基板搬出・搬入ユニット２の詳細な構成につい
て説明する。

第１図（ａ）において基板搬出・搬入ユニット２は下
段カセットC₂への基板出入れ位置にあり、第１図（ｂ）
においては基板搬出・搬入ユニット２は上段カセットC₁
への基板出入れ位置にあり、第２図においては基板受け
渡し用位置にある状態を示している。また、第３図は基
板搬出・搬入ユニットの平面図、第４図はその正面図を
示している。尚、以下の説明での前後方向は第１図ない
し第３図上では左右方向に該当し、左右方向は第２図お
よび第３図では上下方向に該当する。

図中、符号10は可動ベース部材であり、この可動ベー
ス部材10は、キャビネット１の底部に並設された左右一
対のガイドレール11に摺動自在に嵌め付けられている。
可動ベース部材10は、ガイドレール11と同方向に配設さ
れた螺軸12に螺合されている。この螺軸12の一端にベル
ト18を介して連動連結されたモータ19で螺軸12が正逆方
向に回転駆動されることにより、可動ベース部材10が前
後に水平移動するようになっている。

第４図に示すように、可動ベース部材10の上面には門
形フレーム13が立設されており、この門形フレーム13の
梁部材13aと可動ベース部材10との間に垂直に架設され
た一対のガイド軸14に、昇降部材15が摺動自在に嵌入さ
れている。この昇降部材15はガイド軸14に並設された螺
軸16に螺合されている。この螺軸16を梁部材13aに取り
付けられたモータ17（第３図参照）で正逆方向にベルト
駆動することにより、昇降部材15を昇降するようになっ
ている。

昇降部材15にはアームユニット20が装備されている。
第５図は、このアームユニット20の平面図、第６図はそ
の側面図を示している。アームユニット20のベース板21
には、左右方向に、つまり、可動ベース部材10の移動方
向と直交する方向に一対のガイドレール22が設けられて
おり、このガイドレール22にアーム基台23が摺動自在に
嵌め付けられている。このアーム基台23上にはガイドレ
ール24とロッドレスシリンダ25が立設されており、ガイ
ドレール24に嵌合支持されて、ロッドレスシリンダ25で
昇降される昇降板26が装備されている。そしてこの昇降
板26に下端を連結された支持棒27の上部に、基板Ｗを載
置して吸着保持するための薄板状の吸着アーム28が水平
状態に片持ち支持されている。この吸着アーム28の先端
部にウエハを真空吸着するための吸着孔28aが設けられ
ている。

第７図はアームユニットベース板21の駆動機構の正面
図、第８図はその一部を示し側面図である。アームユニ
ット20のベース板21には、ガイドレール22に平行して、
無端状のベルト29が一対のプーリ30,31間に張設されて
おり、このベルト29の一部が連結金具32によってアーム
基台23と連結されている（第６図参照）。また、前記主
動プーリ30をモータ33で正逆方向に駆動することによ
り、アーム基台23をガイドレール22に沿って往復動する
ようになっている。

第６図に示すように、ベース板21には、アーム基台23
のエンド位置を検出するために光センサ34が取り付けら
れており、この光センサ34がアーム基台23から水平に延
び出たＬ型の遮光板35を検出することにより、エンド検
出が行われる。

このように構成された基板搬出・搬入ユニット２は、
可動ベース部材10が水平駆動されることにより、カセッ
トテーブル3a,3b上の所望のカセットＣに対応する位置
にまで移動する。そして、第３図に示したモータ17で昇
降部材15を昇降駆動することにより、吸着アーム28を前
記カセットＣの所望の収納溝位置にセッティングする。
次に、モータ19を正転駆動して可動ベース部材10を前進
させることにより、吸着アーム28を所定量だけ原点位置
から前方向に進めてカセットＣ内に進入させ、カセット
Ｃ内の基板Ｗの受け取り、あるいは吸着保持していた基
板Ｗの受渡しを行った後、モータ19を逆転駆動して、吸
着アーム28を原点位置にまで戻す。この際、アーム28の
進退位置の捻出は螺軸12に連結したロータリエンコーダ
36によって行われる。

上記の作動において、基板出入れの対象となるカセッ
トＣが下段の場合は、第１図（ａ）、および第６図中の
実線で示すように、支持棒27を下限まで下降させた状態
でアームユニット20の螺進昇降、およびベルト送りによ
るアーム基台23の左右移動を行い、基板出入れの対象と
なるカセットＣが上段の場合には、第１図（ｂ）、およ
び第６図中の仮想線で示すように、ロッドレスシリンダ
25を用いて支持棒27を上限まで上昇させた状態にセット
して、アーム28の基準高さをカセット設置高さの差だけ
高くした上で、アームユニット20の螺進昇降、およびベ
ルト送りによるアーム基台23の左右移動を行う。尚、支
持棒27の上下限での位置決めは、第６図に示すように、
シリンダーのロッドエンドで行い、ガイドレール24に取
付けた上下の光センサ37で昇降板26に取付けた遮光板38
を検出することによって上下限の位置を確認する。ま
た、第６図中の39は吸着アーム28と真空装置とをつなぐ
チューブである。

基板搬出・搬入ユニット２には、第12図に示すよう
に、アーム28で取出した基板Ｗを載置するための昇降自
在な３本の支持ピン40や、これらの支持ピン40に載置さ
れた基板Ｗの位置合わせをするための基板整合機構など
が搭載されている。基板整合機構は、後に詳しく説明す
るが、支持ピン40の両側にそれぞれ摺動自在に配設され
た左右一対の整合板41に、ピン状の複数個の当接片41a
を基板Ｗと略同じ曲率になるように円弧状に配置してお
り、前記当接片41aが支持ピン40上の基板Ｗの外縁に当
接離間するように左右の整合板41を往復駆動することに
より、支持ピン40に対して基板Ｗの位置合わせを行う。

第11図に示すように、前記門形フレーム13の上面に
は、整合板41を摺動可能に支持するためのベース板42が
取り付けられている。このベース板42には、左右方向に
向かう前後一対づつのガイドレール43が左右２組設けら
れ、各組のガイドレール43に左右一対の摺動板44がそれ
ぞれ左右摺動自在に架設されている。この両摺動板44に
各整合板41が支持板45を介してそれぞれ支持されてい
る。

第12図に示すように、各摺動板44の下方には、支軸46
を介してベース板42に揺動自在に取り付けられたリンク
部材47がそれぞれ設けられている。各リンク部材47は、
連結ピン48を介して摺動板44にそれぞれ緩く連結されて
いる。また、各リンク部材47の下方には、ベース板42上
に設けられたガイドレール49（第９図参照）に前後摺動
自在に嵌め付けられたプッシャー板50があり、このプッ
シャー板50が連結ピン51を介して、各リンク部材47に緩
く結合されている。第13図に示すように、前記プッシャ
ー板50が、後述するカム機構によって同図の矢印方向に
押し出されると、その作用力が連結ピン51を介して各リ
ンク部材47に伝えられ、各リンク部材47は支軸46を中心
にして矢印方向に揺動する。その結果、各リンク部材47
の連結ピン48に連結された左右の整合板41が互いに近づ
く方向に動き、整合板41に設けられた各当接片41aが基
板Ｗの外縁に当接する。

第11図および第12図に示すように、両整合板41の間に
ある３本の支持ピン40は、Ｕの字状の支持板52に支持さ
れている。支持板52の基部は昇降部材53に連結さてお
り、この昇降部材53が門形フレーム13に上下方向に取り
付けられたガイドレール54に摺動自在に嵌め付けられて
いる。第９図および第11図に示すように、昇降部材53は
コイルバネ55によって下方向に付勢されており、アーム
28がカセットＣに対して基板Ｗの出し入れを行っている
ときには、同図に示したような下限位置にある。

次に、上述した当接片41aや支持ピン40を駆動するた
めの機構について説明する。

第９図および第10図に示すように、門形フレーム13に
ガイドレール60が上下方向に設けられており、このガイ
ドレール60に、部材61が摺動自在に嵌め付けられてお
り、この部材６が部材62を介してカム部材63に連結され
ている。また、門形フレーム13にはエアーシリンダ64が
取り付けられており、このエアーシリンダ64のロッド64
aと前記カム部材63とが、部材61を介して連結されてい
る。カム部材63に形成されたカム溝63aの作動曲面は、
第10図に示すように、その上方がプッシャー板50のスラ
イド方向に凸状態になるような湾曲部分63bをもち、湾
曲部分63bの下方は鉛直に延びている。このカム部材63
に、Ｌの字状の従動部材65の下方に取り付けられたカム
ホロア66が嵌入されており、この従動部材65の他端がプ
ッシャー板50に連結されている。

カム部材63を連結した部材61下方には、押し上げ部材
67が、昇降部材53に形成したリブ53aの下端53bと離間し
た状態で取り付けられており、カム部材63が上昇駆動さ
れている途中で、この押し上げ部材67が前記リブ53aの
下端53bに当接することにより、その後のカム部材63の
上昇に伴って押し上げ部材67がコイルバネ55の付勢力に
抗して昇降部材53を押し上げて支持ピン40が上昇するよ
うに構成されている。なお、第９図に示した符号68は押
し上げ部材67の下端に取付た部材69に当接して、カム部
材63の下方への動きを規制するストッパであり、バネ受
け部材を兼ねている。

次に、上述した構成を備えた基板搬出・搬入ユニット
２の動作を説明する。

カセットＣから所定の基板Ｗを取り出す場合の動作
は、次のとおりである。

まず、アームユニット20のモータ33が回転駆動するこ
とによって、アーム基台23が水平移動して、所定のカセ
ットＣに対向する位置にまでくる。上述の移動途中、あ
るいは移動後にアーム昇降用のモータ17が駆動して、ベ
ース板21を昇降させることにより、アーム28を前記カセ
ットＣの取り出し対象となっている基板Ｗの収納溝位置
に対応する高さにセッティングする。このとき、基板取
り出しの対象とするカセットＣが上段カセットC₁である
場合には、ロッドレスシリンダ25を駆動して支持棒27を
ロッドレスシリンダ昇降ストロークの上限まで上昇させ
た状態にする。次に、モータ19によって螺軸12を正転駆
動することにより、アーム28をカセットＣ内の取り出し
対象となる基板Ｗの下方に進入させる。そして、アーム
28を少し上昇させることにより、基板Ｗをアーム28上に
移載し、アーム28が基板Ｗを吸着保持する。基板Ｗの吸
着後、モータ19が逆転駆動して、アーム28を原点位置に
まで後退させる。このような基板取り出し動作のとき、
支持ピン40は下限位置にまで下降している。

基板Ｗを吸着保持した状態でアーム28が原点位置に戻
ると、ベース板10が水平移動して、基板Ｗを第２図に示
した基板受渡し位置Ｐまで搬送する。この水平移動の間
に、あるいは、その後に、モータ17を駆動して、アーム
28を下限位置にまで下降させる。このとき、基板取り出
し対象としたカセットＣが上段カセットC₁である場合に
は、ロードレスシリンダ25を駆動して支持棒27をロッド
レスシリンダ昇降ストロークの下限まで下降させた状態
とする。

アーム28の下限位置は退避位置にある支持ピン40の上
端よりも下方に設定されているので、アーム28の下降の
際に吸着が解除されることにより、アーム28上の基板Ｗ
が、待機位置にある支持ピン40の上に受渡される。この
とき、エアーシリンダ64のロッド64aは縮退している
（第９図示の状態）ので、カム部材63は下限位置にあ
る。したがって、第10図に示すように、従動部材65に設
けられたカムホロア66はカム溝63aの上限位置にあるの
で、整合板41は開いた状態になっている。

アーム28が下限位置に達すると、エアーシリンダ64が
駆動されて、ロッド64aが伸長し、カム部材63が上方に
移動する。カム部材63の上昇に伴い、カムホロア66がカ
ム溝63aの湾曲部分63bに沿って、同図における右方向に
変位するので、従動部材65が同方向に変位し、その結果
として、整合板41が互いに近づくように移動する。カム
ホロア66が湾曲部分63bの頂点にきたとき、すなわち、
両整合板41が相互に最も近づいたとき、各当接片41aに
対する内接円が基板径と同程度になるように整合板41の
位置関係が予め調整されているので、仮に基板Ｗが位置
ズレを起こした状態で支持ピン40に載置されていても、
上述の整合板41の移動途中に、当接片41aが基板Ｗの外
縁に接触して基板Ｗを水平変移させることで、基板Ｗは
支持ピン40に対して常に一定の位置関係になるように位
置合わせされる。

カム部材63がさらに上昇すると、カムホロア66は次第
に左方向に戻り、元の位置に戻る。これにより整合板41
は元の開放状態に復帰する。カム部材63が所定の高さま
で上昇したときに、カム部材63に連結された押し上げ部
材67が、昇降部材53のリブの下端53bに当接し、それ以
後、カム部材63の上昇に伴って、昇降部材53が上昇す
る。これにより、位置合わせ済みの基板Ｗを載置した状
態で支持ピン40が上昇し、基板処理装置の基板移送機構
へ基板Ｗの受渡しをするように予め設定しておいた高さ
まで基板Ｗが持ち上げられる。尚、基板処理装置での処
理を受けた基板Ｗの元のカセットＣへの搬入は、上記搬
出動作が逆の順序で行われる。

なお、実施例では、上下にそれぞれ２個のカセットＣ
を設置したが、各段に設置するカセットＣの個数は限定
されない。

〈考案の効果〉以上の説明から明らかなように、本考案によれば、カ
セット１台の高さ範囲内で駆動する螺進昇降手段と、ア
ームの基準高さを高低２段に切り換えるシリンダを用い
ることによって、アーム昇降機構の高さ方向の小型化を
図ることができるとともに、塵埃発生の原因の一つとな
る螺進昇降機構に最小限度の短い螺軸を用い、しかも下
段カセットの下方、すなわち、基板経路の下方に収める
ことで基板への塵埃の付着がなく、カセット２段搭載形
態での基板搬出・搬入を良好に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案に係る基板の搬出・搬入装置の一実施例を
示し、第１図は装置全体の概略側面図、第２図はその平
面図、第３図は基板搬出・搬入ユニットを示す平面図、
第４図は基板搬出・搬入ユニットを示す正面図、第５図
はアームユニットの平面図、第６図はアームユニットの
側面図、第７図はアームユニットのベース板移動機構を
示す正面図、第８図はその一部を示す側面図、第９図は
基板整合および載置昇降構造の正面図、第10図はプッシ
ャー板駆動用カム機構の側面図、第11図は基板整合およ
び載置昇降構造の側面図、第12図はその平面図、第13図
は基板整合作動を示す平面図である。Ｃ……カセット２……基板搬出・搬入用ユニット 3a……下段カセットテーブル 3b……上段カセットテーブル 16……螺軸（アムーム・螺進昇降用） 20……アームユニット 25……ロードレスシリンダ（アーム・スローク昇降用） 28……吸着アーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者岡本健男京都府京都市伏見区羽束師古川町322番地大日本スクリーン製造株式会社洛西工場内 (72)考案者福冨義光京都府京都市伏見区羽束師古川町322番地大日本スクリーン製造株式会社洛西工場内

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】基板をそれぞれ収納する上下２段のカセッ
トに対して基板の出し入れを行う基板の搬出・搬入装置
であって、基板を保持する機構を備えたアームと、前記アームをカセットに向けて前進あるいは後進させる
アーム前後進駆動手段と、前記アームを１つのカセットの基板収容高さに相当する
範囲内で昇降させるとともに、その取り付け位置が下段
カセットよりも下方にある螺進昇降手段と、前記螺進昇降手段に付設され、前記アームをカセットの
高さ相当量のストロークで昇降させるアーム基準高さ切
り換え用のシリンダと、を備えたことを特徴とする基板の搬出・搬入装置。