JP2534431Y2 - 基板搬送装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、基板の搬送装置、特に
半導体基板や、液晶用またはフォトマスク用ガラス基板
などの薄板状基板（以下、単に「基板」という。）を所
定位置に搬送するための基板搬送装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来技術】図５は従来の基板搬送装置の概要を示す図
である。

【０００３】基板搬送装置１は、キャリア保持部２とこ
れを水平方向に移動可能に保持するアーム３と、このア
ーム３を上下方向に移動可能に保持する基台４とからな
る。このキャリア保持部２は、把持爪５ａを有する把持
部５とこれを水平に支持するヘッド６からなっており、
図示しない駆動手段によって水平方向に移動させられ
る。

【０００４】アーム３は、基台４に設けられた駆動手段
により上下方向に移動されるようになっており、さらに
基台４は、車輪４ａを介してレール７の上に載置されて
おり、図示しない駆動装置により図面と垂直な方向に駆
動されるようになっている。

【０００５】また、８は基板収納棚であり、各収納棚８
ａには、内部に２５枚程度の基板９を垂直に整列させて
収納しているキャリア（基板搬送用容器）１０が収納さ
れている。

【０００６】このキャリア１０内部は、図６に示すよう
にガイド溝１０ａが一定のピッチで複数平行に設けられ
ており、基板９の外縁がこのガイド溝１０ａに挿入され
て、一定の間隔をおいて垂直に整列したまま収納される
ようになっている。

【０００７】なお、１０ｂは、保持部２の把持爪５ａを
矢印方向に移動させてキャリア１０を把持するための鍔
である。

【０００８】このような従来の搬送装置１において、基
板収納棚８に収納されたキャリア１０を取り出す場合に
は、まず、基台４をレール７に沿って所定位置に移動
し、それからアーム３を目的の収納棚８ａの位置まで上
昇させ、その後ヘッド６を収納棚８ａ方向へ前進させて
から、把持爪５ａで２個のキャリア１０を同時に把持す
る。

【０００９】その後、アーム３を少し上昇させて、キャ
リア１０の底を収納棚８ａから浮かし、ヘッド６をもと
の位置に後退させてから、所望の位置に搬送する。

【００１０】また、キャリア１０を収納棚８ａに収納す
る場合は、上述と逆の動作をするようになっている。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
基板搬送装置１においては、次のような問題点があっ
た。

【００１２】（１）保持部２がキャリア１０を保持して
前進・後退移動をする際に、キャリア１０内に収納され
ている基板９の処理面が傷付くおそれがある。

【００１３】詳しく述べれば上述のように、基板９は、
その外縁が、キャリア１０内部のガイド溝１０ａ（図
６）に挿入され、相互に一定の隙間をもって整列収納さ
れているが、当該ガイド溝１０ａは基板９を挿入しやす
いようにある程度の余裕をもって形成されており、急激
にキャリア１０を移動させると、その反動で基板９の外
縁が該ガイド溝内側面にぶつかって、その部分を痛め、
最悪の場合には、基板９同士がぶつかり、大切な基板の
処理面を傷付けるおそれがあった。

【００１４】また、キャリアを用いずに、複数のガイド
溝を有する把持爪で直接基板を把持して移動する場合に
も同様な問題が生じていた。

【００１５】（２）今後、基板の径はさらに大型化する
傾向にあり、収納スペースの拡大が要求されているが、
従来の基板搬送装置は図５に示すように大変場所をとる
ため、収納スペースを大きくすることが困難であった。

【００１６】すなわち、従来の基板搬送装置１の奥行き
は、保持部２の移動に要する距離ｄ1 とヘッド６の幅ｄ
2 および基台の幅ｄ3 が直列に並ぶため、かなりのスペ
ースを要するものであった。

【００１７】また、基板搬送装置１の後方にも基板収納
棚を設けたい場合には、基台４の垂直部１ａを、別途設
けた回転駆動手段により１８０度回転させるか、もしく
はアーム部３と同様なアーム部をもう一つ設けて、基台
４の垂直部１ａの後方に突出させて付設しなければなら
なかった。どちらにしても余分なコストがかかるだけで
なく、従来の倍のスペースをとるため、ますます省スペ
ース化に反するものとなる。

【００１８】本願考案は、上述のような従来の基板搬送
装置における問題点を解消し、移動時に基板の処理面を
傷付けないで、しかもコンパクトな基板搬送装置を提供
することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本考案にかかる基板搬送装置は、基板を保持して水
平方向に移動する保持部と、この保持部を支持するアー
ム部と、このアーム部を少なくとも上下方向に駆動する
ための基台とからなり、前記アーム部は前記基台に対し
て水平方向に移動し、前記保持部は、その移動過程にお
いて、前記基板の所要面が上方に向くように傾けて当該
基板を保持すると共に当該基板を所定位置に離着させる
際に該基板が垂直の状態になるような、保持部と共に上
下方向に移動する揺動機構を備えることを特徴とし、さ
らに、前記アーム部の構造は、前記保持部を移動可能に
保持する可動アームと、前記可動アームを水平方向に移
動可能に保持すると共にその側部で前記基台に上下方向
に駆動可能に保持されたアーム基体と、前記アーム基体
に対し前記可動アームを水平方向に移動させるための駆
動手段と、可動アームに設けられ、一方の側が前記保持
部に係合し、他方の側が前記アーム基体に係合するベル
ト機構と、を備え、前記揺動機構は、前記保持部と可動
アームの間に設けられたカム機構であることを特徴とす
る。

【００２０】なお、本明細書において「基板を保持す
る」という表現は、従来例で示したように、基板を、そ
の収納したキャリアを介して間接的に保持する場合と、
キャリアを介せず保持部に設けられた、内面にガイド溝
を有する把持手段で直接基板を保持する場合との両者を
含むものとする。

【００２１】

【作用】第１の考案によれば、保持部で保持して基板を
移動させる際に、基板の所要の面が上方に向くように傾
けて保持し、所定位置に基板を載置もしくは受け取ると
きにのみ水平になるように保持部の傾きを制御する揺動
機構を設けているので、保持部が急激に移動したり、ま
たは、搬送途中に振動が加わっても、当該基板は傾いて
寝かされた状態になっており、その状態のまま安定に保
持される。

【００２２】また、基板を所定位置に載置し、もしくは
所定位置から離脱させて保持するというような、基板の
所定位置への離着の動作の際には、当該基板が垂直な状
態になるので、所定位置への設置および取り出しが円滑
に行える。

【００２３】また、第２の考案によれば、前記アーム部
は、保持部と可動アーム、可動アームとアーム基体の２
段階の移動部分を備え、該保持部とアーム基体は、前記
可動アームに設けられたベルト機構の相対する部分にお
いて機械的に連結されているので、可動アームをｘだけ
移動すると２ｘだけ、保持部が前方に移動するので、ス
ペースをあまりとらなくて済む。また、アーム基体がそ
の側部で基台の垂直部に保持されるので、従来の基板搬
送装置におけるｄ3 （図５）がｄ1 と重なることになっ
て短縮されると共に可動アームの移動方向に制限がなく
なり、これを後方に移動することにより、把持部がこれ
に追従して後方に送られ、スペースをコンパクトにしな
がら後方への搬送も実現できる。

【００２４】

【実施例】以下、図面を参照して本考案にかかる基板搬
送装置の一実施例を詳細に説明するが、本考案の技術的
範囲がこれによって限定されるものではないことはもち
ろんである。

【００２５】図１は本実施例の基板搬送装置の主要部で
あるアーム部を側面から見た図であり、図２は図１のＡ
−Ａ線における断面をより詳細に示した図である。

【００２６】なお、図１においては、説明の都合上、図
２におけるレール保持板１１ｃなどは省略されると共に
基台１３は一点鎖線で示されている。

【００２７】図１において、１１は、可動アームであ
り、フレーム状に形成されており、アーム基体１２と共
にアーム部を形成している。

【００２８】この可動アーム１１に直接付設されたレー
ル１１ａ、およびレール保持板１１ｃを介して付設され
たレール１１ｂが、アーム基体１２に設けられたガイド
溝１２ａ、１２ｂ（図２）のそれぞれに係合しており、
これにより可動アーム１１がアーム基体１２に対して、
水平方向に摺動可能に保持される。

【００２９】アーム基体１２には、その直交する方向に
取付部材１２ｃが付設されており、この取付部材１２ｃ
は、基台１３に上下方向に摺動可能に保持されると共
に、基台１３内部に懸架された駆動ベルト１３ａにピン
１２ｄにより連結されている。該駆動ベルト１３ａは図
示しない駆動手段により上下方向に駆動され、これによ
りアーム基体１２が上下方向に駆動される。アーム基体
１２には、駆動モータ１４が取り付けられ、この駆動モ
ータ１４の回転軸には、ピニオン１４ａが取り付けられ
ている。

【００３０】一方、可動アーム１１の内部底面には、ラ
ック１５が、該可動アーム１１の長手方向に付設されて
おり、前記ピニオン１４ａがこのラック１５に噛合し、
駆動モータ１４の回転により、可動アーム１１が、水平
方向に自在に駆動されるようになっている。

【００３１】可動アーム１１内部上方には、取付金具１
６ａを介してプーリ１６が回転可能に取り付けられ、こ
のプーリ１６には、タイミングベルト１７が掛けられて
おり、後述のベルト機構を実現する。

【００３２】なお、このタイミングベルト１７は、通常
のベルトを使用することも可能であるが、駆動精度を保
つため、伸縮性の少ないものを使用することが望まし
い。

【００３３】可動アーム１１の上面には、ガイドレール
１８（図２）が該可動アーム１１の長手方向に沿って設
けられており、このガイドレール１８に係合金具１９が
摺動可能に噛み合っている。該金具１９上部には、基板
保持部であるチャック２０の揺動軸２１を回転可能に保
持する支持部材２２が固着されている。

【００３４】チャック２０は、図３に示すような形状を
しており、揺動軸２１にはＬ字型金具２０ａ，２０ｂが
キャリア１０の幅より少し広い間隔をおいて向かいあっ
て付設され、Ｌ字部２０ｃ，２０ｄをキャリア１０の鍔
１０ｂに引っ掛けて持ち上げて保持するようになってい
る。それぞれのＬ字部２０ｃ，２０ｄの端には、チャッ
ク２０が後述のカム機構により揺動したときにキャリア
１０が、ずれたり、滑り落ちたりしないようにするため
滑止め２０ｅが設けられている。

【００３５】上記揺動軸２１のＬ字型金具２０ａ，２０
ｂからなるチャック部と反対の方向には、揺動アーム２
３が所定の角度で固定されており（図１）、この揺動ア
ーム２３は、引っ張りバネ２３ａにより左回転方向に付
勢されている。また揺動アーム２３の先端には、車輪２
３ｂが回転可能に支持されている。

【００３６】一方、可動アーム１１上面には、前記ガイ
ドレール１８と平行にカム用レール２４が設けられてお
り、前記揺動アーム２３の車輪２３ｂがその上面に当接
して回転する。

【００３７】該カム用レール２４は、中央部に高部２４
ａ、左右両端部にスロープ２４ｂ、２４ｄ、および底部
２４ｃ、２４ｅを備えており、一方、揺動アーム２３は
上述のように引っ張りバネ２３ａにより左回転方向に付
勢されているので、これにより揺動アーム２３が上記カ
ム用レール２４の形状に常に追随して揺動し、カム機構
が形成される。

【００３８】このカム機構は、車輪２３ｂがカム用レー
ル２４の高部２４ａに当接しているときは、図１に示す
ようにチャック２０が若干右方向に傾き、保持部が可動
アーム１１の端に移動し車輪２３ｂが底部２４ｃ、２４
ｅに当接すると、チャック２０が水平になるように調整
されている。

【００３９】また、前記支持部材２２は、金具１７ａに
より前述のタイミングベルト１７の上側に連結され、一
方、タイミングベルト１７の下側は、金具１７ｂにより
アーム基体１２に固定されて所定のベルト機構が形成さ
れている。

【００４０】このような、ベルト機構による動作を図４
の概略図によって次に説明する。

【００４１】ピニオン１４ａが、可動アーム１１の中点
Ｍの位置にある場合を初期位置とした場合（図４ａ）を
考えると、ピニオン１４ａをＰ方向に回転駆動すること
により、これに噛合したラック１５が左方向（前方）に
送られ、これにより可動アーム１１が左方向に移動す
る。一方、タイミングベルト１７の下側は、アーム基体
１２に固定されている（Ｅ点）ので、タイミングベルト
１７自身は移動しないが、可動アーム１１に取り付けら
れたプーリ１６が移動するので、該Ｅ点とチャック２０
の位置Ｃ点が、可動アームの移動量だけ相対的に変化
し、結果的に図４ｂに示すように可動アーム１１がｘだ
け左方向に移動すれば、チャック２０は２ｘ左方向に移
動することになる。また、この際、上述したカム機構
（図１）により、図４ａで右方向に傾いていたチャック
２０が、左端に来ると図４ｂに示すように水平になるの
で、保持されている基板９が垂直の状態になり、この状
態で所定位置に載置され、もしくは所定位置から離脱保
持される。

【００４２】これにより、基板の所定箇所への離着が自
然に行え、基板にショックを与えることがなくなる。

【００４３】チャック２０を右方向（後方）に移動させ
る場合には、ピニオン１４ａをＱ方向に回転駆動させ、
以後上述と同じ原理によりチャック２０が後方に移動さ
れる（図４ｃ）。

【００４４】本実施例においてはアーム部は基台１３の
側部に取り付けられ、しかもチャック２０は可動アーム
１１と重なって平行に取り付けられているので、従来の
基板搬送装置におけるｄ2 、ｄ3 （図５）が、基板保持
部の移動距離ｄ1 に重なることになり、該搬送装置の奥
行きは実質上可動アーム１１（＝基板保持部の移動距離
ｄ1 ）の長さだけでよいことになって、従来に比べ大変
コンパクトになると共に、図４ｃに示すように後方へチ
ャック２０を移動させることもでき、基板９を基台１３
後方に搬送することを可能ならしめる。

【００４５】なお、チャック２０を一方の方向しか移動
する必要がない場合には、カム用レール２４の前記移動
方向と反対側のスロープ、および底部は不要である。

【００４６】また、移動中のチャック２０の向きを左方
向に傾かせてもよく、この場合にはカム用レール２４の
中央部を低くして両端部を高くするか、あるいは、揺動
アーム２３の車輪２３ｂが、右上方向からカム用レール
２４に当接するように形成すればよい。

【００４７】また、アーム基体１２を基台１３に対して
上下方向に駆動する手段は、図２に示したようなベルト
駆動機構に限らず、公知のネジ送り機構やその他のアク
チュエータ機構でもよく、また、基台１３を水平方向に
駆動する手段は、従来のようにレール上の車輪を駆動す
るものや、その他の公知の直線方向駆動手段により随時
実施可能なものなので、本明細書では特に説明をしな
い。

【００４８】次に、本実施例の基板搬送装置によって基
板を保持し搬送する際の動作について説明する。

【００４９】まず、基台１３を移動させて、可動アーム
１１が目的の収納棚８ａ（図５）の前に来るようにし、
チャック２０のＬ字部２０ｃ、２０ｄの高さが、キャリ
ア１０の鍔１０ｂ（図６）の下面より滑止め２０ｅの高
さ以上に低くなるように、該アーム基体１２を上下駆動
する。次に可動アーム１１を駆動させて、チャック２０
を前方に移動し、Ｌ字部２０ｃ，２０ｄをキャリア１０
の両側の鍔１０ｂ下方に挿入する。

【００５０】このとき車輪２３ｂは、ガイドレール２４
の底部２４ｃに当接しているので、チャック２０は上述
のように水平の状態であり、この状態で、アーム基体１
２を上方に駆動すると、キャリア１０の両端の鍔１０ｂ
がＬ字部２０ｃ，２０ｄに係合し、キャリア１０がチャ
ック２０と共に上昇して、底面が収納棚８ａから離れた
状態になる。このとき、キャリア１０は水平に保たれて
いるので、キャリア１０に収納された基板９は垂直に保
持され、上昇の際にガイド溝１０ａ内でガタついて傷付
くことなく、円滑に保持できる。

【００５１】次に、可動アーム１１を後退するとチャッ
ク２０もタイミングベルト１７の働きにより、該可動ア
ーム１１上を後退してゆき、揺動アーム２３の車輪２３
ｂがスロープ２４ｂを経て、高部２４ａに当接し、チャ
ック２０が右方向に傾く、このためキャリア１０内に収
納された基板は、その外縁が各ガイド溝１０ａの右内側
面に当接し寝かした状態になるので、可動アーム１１の
移動速度が速くても、基板が反対方向に倒れてその外縁
が、ガイド溝１０ａの左内側面にぶつかって傷付いた
り、また、基板同士がぶつかりあって処理面を傷付ける
ようなことは起こらない。なお、スロープ２４ｂは、チ
ャック２０が水平状態から急激に右方向に傾き、その反
動で基板が傷付くのを避けるために設けられており、可
動アーム１１の移動速度が速ければ速いほど、上記スロ
ープ２４ｂをなだらかに形成することが望ましい。

【００５２】チャック２０に保持されたキャリア１０を
収納棚８ａに載置する場合は、上述の逆の動作となるの
で説明は省略される。

【００５３】なお、本実施例では、可動アーム１１の駆
動手段として、ピニオン１４ａとラック１５の組み合わ
せを使用したが、この代わりにチェーンとプーリの組み
合わせによる直線駆動を利用しても、その他の公知の直
線駆動を採用できるものである。

【００５４】本実施例では、チャック２０の揺動機構と
して、ガイドレール２４と揺動アーム２３によって形成
された簡単なカム機構の例を示したが、該揺動機構の構
成は、これに限定されるものではなく、例えば、アーム
部が、本願のように水平方向でなく、任意の方向に移動
できる搬送装置については、チャック２０に角度センサ
を設置すると共に揺動軸２１に回転駆動手段を付設し、
該角度センサにより回転駆動手段をフィードバック制御
して、チャック２０が移動中には、キャリア１０が水平
方向に対して一定角度傾くように制御し、キャリア１０
を収納棚８ａに載置、もしくは引き出すときにキャリア
１０が水平の状態になるように制御して構成することも
可能である。

【００５５】また、本実施例では、チャック２０とし
て、キャリア１０の鍔１０ｂにＬ字部２０ｃ，２０ｄを
係合させる簡易な方式を説明したが、もちろん従来技術
のように把持爪を設けてこれを駆動して挟持するように
してもよいし（実開平１−７９８３８号公報）、キャリ
ア１０に取っ手を設けてこれに鉤状のチャックを引っ掛
けるようにしてもよく（特開昭６０−１３７７１８号公
報）、本考案の趣旨に反しない範囲でキャリアを把持す
ることができる公知の全ての方式のチャックを採用する
ことができる。

【００５６】また、キャリア１０を介さずに、直接基板
をチャックで把持して搬送する方式のもの（特開平２−
７６２２７号公報）にも、採用することができる。

【００５７】このようなチャックにもその内面にガイド
溝が複数設けられており、基板の外縁に傷を付けないよ
うにして下方から該チャックで支持し、基板の自重によ
り、当該ガイド溝に保持されるようになっているのが通
常であり、当該保持部分より上方は、当該ガイド溝に余
裕をもって挿入されているのみであって、上述のキャリ
ア１０に収納する場合と同様、当該チャック移動時にガ
イド溝内でぐらついて傷付くという問題が生じるからで
ある。

【００５８】なお、本実施例においては、チャック２０
は、可動アームの移動方向に対して直交する軸の回りに
揺動するように形成しているが、これは、該基板を基板
処理装置になどに搬送する場合、基板が該処理装置に対
して平行になるように載置する必要があり、従って、基
板はチャック２０の移動方向に対して直交する方向に保
持したほうが設置しやすいからにほかならない。

【００５９】要するに、本考案の趣旨は、基板の面と直
交する方向に該基板を移動させる場合に、基板保持部を
揺動させて該基板の所要面が上方に向くように傾け、か
つ、所定位置に基板を離着させるときにのみ水平になる
ような揺動機構を設けた点にあるのであって、基板保持
部の揺動方向は、その移動方向によって規制されるもの
である。

【００６０】また、アーム基体１２の駆動は、上下方向
の直線駆動のみならず、これを回転駆動するものであっ
てもよく、また両者を組み合わせたものでもよい。

【００６１】

【考案の効果】本考案にかかる基板搬送装置は、上述の
ように基板の外縁をガイド溝に挿入して搬送する場合に
おいて、当該基板の面と直交する方向に該基板を移動さ
せる場合に、基板保持部を揺動させて該基板の所要面が
上方に向くように傾け、所定位置に基板を離着させると
きにのみ水平になるような揺動機構を設けたので、保持
部が急激に移動したり、または、搬送途中に振動が加わ
っても、当該基板は傾いて寝かされた状態になってお
り、その状態のまま安定に保持され、相互にぶつかりあ
って傷が付くようなことがない。また、この場合に基板
の処理面が上方にくるようにしておけば、当該処理面の
外縁のガイド溝に当接する部分も少なくなり、処理面を
傷付けることなしに安全に保持搬送することが可能にな
る。

【００６２】また、基板が所定位置に載置され、もしく
は所定位置から離脱されて保持部に保持される際には、
当該基板が垂直な状態になっているので、所定位置への
設置および取り出しが円滑に行える。

【００６３】また、さらに、本基板搬送装置のアーム部
は、保持部と可動アーム、可動アームとアーム基体の２
段階の移動部分を備え、該保持部とアーム基体は、前記
可動アームに設けられたベルト機構の相対する部分にお
いて機械的に連結されているので、可動アームの移動量
の２倍保持部が前方に移動し、アーム部に関するスペー
スをあまりとらなくて済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例にかかる基板搬送装置のアー
ム部を側面から見た概要図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ断面詳細図である。

【図３】図１の実施例におけるチャックの構造を示す斜
視図である。

【図４】図１の実施例におけるチャックの移動の動作を
説明する図である。

【図５】従来の基板搬送装置を示す図である。

【図６】基板を収納して搬送するためのキャリアの斜視
図である。

【符号の説明】

１１ 可動アーム １２ アーム基体 １３ 基台 １４ 駆動モータ １４ａ ピニオン １５ ラック １６ プーリ １７ タイミングベルト ２０ チャック ２１ 揺動軸 ２２ 支持部 ２３ 揺動アーム ２４ カム用レール

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を保持して水平方向に移動する保持
   部と、 この保持部を支持するアーム部と、このアーム部を少な
   くとも上下方向に駆動するための基台とからなり、前記アーム部は前記基台に対して水平方向に移動し、 前記保持部は、その移動過程において、前記基板の所要
   面が上方に向くように傾けて当該基板を保持すると共に
   当該基板を所定位置に離着させる際に該基板が垂直の状
   態になるような、保持部と共に上下方向に移動する揺動
   機構を備えることを特徴とする基板搬送装置。
2. 【請求項２】 前記アーム部は、 前記保持部を移動可能に保持する可動アームと、 前記可動アームを水平方向に移動可能に保持すると共に
   その側部で前記基台に上下方向に駆動可能に保持された
   アーム基体と、 前記アーム基体に対し前記可動アームを水平方向に移動
   させるための駆動手段と、 可動アームに設けられ、一方の側が前記保持部に係合
   し、他方の側が前記アーム基体に係合するベルト機構
   と、 を備え、 前記揺動機構は、前記保持部と可動アームの間に設けら
   れたカム機構であることを特徴とする、請求項１記載の
   基板搬送装置。