JP3907889B2 - 基板搬送装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面型表示装置（フラットパネルディスプレイ）や半導体デバイス等の製造過程で用いられる基板搬送技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
平面型表示装置や半導体デバイス等を製造する製造工場においては、クリーンルーム内にＣＶＤ装置やＰＶＤ装置、エッチング装置等の基板処理装置を同種毎に集めて所謂ジョブショップ（「ベイ」ともいう）を作り、処理すべき基板を各ジョブショップ内の装置間で搬送（工程内搬送）したり、ジョブショップ間で搬送（工程間搬送）したりすることが一般的である。
【０００３】
また、従来においては、オープンカセットと呼ばれる一方向又は多方向が開口した容器に基板を複数枚（２０〜２５枚程度）収納した状態で基板の搬送を行っていた。このカセット単位での基板搬送は人力によって行っていたが、近年の基板の大型化、大口径化に伴って人力による基板搬送は困難となりつつあるため、工程内搬送では自動搬送台車を利用し、工程間搬送では天井搬送台車を利用するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来の基板搬送方式はカセット単位でのバッチ式である。バッチ式搬送は製造工程が少なければ有効な方式であるが、近年の製品の多様化に起因する多品種少量生産においては、基板は同一の基板処理装置に送られることは希となるため、カセット単位でのバッチ式搬送では、工程毎に待ち状態の基板が生じてしまう。これは、製造工程全体をみた場合、非常に多くの仕掛りの基板を生じさせることになる。仕掛り在庫は製品価格を押し上げる原因となり、また同時に、製造工程全体の時間を長引かせる原因となる。
【０００５】
このような弊害を除去するために、枚葉式の搬送方式が従来から考えられているが、自動搬送台車や天井搬送台車を用いて枚葉式搬送を行うこととすると、台車の走行経路が複雑化するため、コントロールが難しく、クリーンルームを大型化する必要も生じる。クリーンルームの大型化も製品のコストアップにつながるものである。加えて、自動搬送台車は低速であるため、枚葉式の搬送には不適であり、天井搬送台車では基板処理装置に対する基板のロード・アンロードを行うために他の搬送装置を設置しなければならず、技術的に困難である。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、平面型表示装置や半導体デバイスの製造における基板の工程内搬送或いは工程間搬送を効率よく枚葉式で行うことができ、且つ、クリーンルームを不要とすることのできる新規な基板搬送装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、１つ以上の基板供給元から複数の基板供給先のいずれかに基板を搬送する基板搬送装置において、（Ａ）基板が載置されこれを保持する面を有する基板保持手段と、この基板保持手段を囲み、複数の開口が形成された第１のハウジングと、第１のハウジングに設けられ該第１のハウジングの内部空間の清浄度を調整する空気清浄化手段とを有する第１の搬送モジュールと、（Ｂ）複数の開口が形成され、これらの開口のうちの任意の開口を前記第１の搬送モジュールにおける開口のいずれかに接続することで第１のハウジングに接続可能となっている第２のハウジングと、第２のハウジング内に設けられ、且つ、第２のハウジングに接続された第１のハウジング内の基板保持手段に基板を移送する伸縮機構を含む移送手段と、前記第２のハウジングに設けられ該第２のハウジングの内部空間の清浄度を調整する空気清浄化手段とを有する第２の搬送モジュールと、の組合せを備えてなることを特徴としている。また、基板保持手段は方向転換可能であるか、或いは、移送手段が回転可能となっている。更に、第１の搬送モジュールにおける前記空気清浄手段は、第１のハウジングの空気を取り出して再度該第１のハウジング内に戻すための第１の空気路と、第１のハウジングと第１の空気路との間で空気を循環させる第１の循環用ファンと、第１のハウジングと第１の空気路との間で循環される空気を清浄化する第１のエアフィルタとを有する第１の循環型エアフィルタ装置である。第２の搬送モジュールにおける空気清浄手段も同様に循環型エアフィルタ装置である。すなわち、この第２のエアフィルタ装置は、第２のハウジングの空気を取り出して再度該第２のハウジング内に戻すための第２の空気路と、第２のハウジングと第２の空気路との間で空気を循環させる第２の循環用ファンと、第２のハウジングと第２の空気路との間で循環される空気を清浄化する第２のエアフィルタとから構成されている。
【０００８】
かかる構成においては、基板搬送装置を第１及び第２の搬送モジュールを適宜組み合わせることで、多数に分岐した搬送経路を作ることができる。すなわち、第１の搬送モジュールの開口のいずれかと第２の搬送モジュールの開口のいずれかとを適宜選択して接続することで、第１の搬送モジュールと第２の搬送モジュールとを種々の向きで組み合せることができ、搬送経路の分岐、合流、バイパスを自在に構成することができる。また、搬送経路の分岐部では、基板保持手段が方向転換可能であり又は移送手段が回転可能であるので、方向転換することができ、基板の移動方向を自由に変更することができる。
【０００９】
また、本発明による基板搬送装置は、空気の存在する環境で基板を搬送するものであるが、第１のハウジングの内部空間及び第２のハウジングの内部空間の清浄度は、各ハウジングに設けられた空気清浄化手段によって調整可能であるので、清浄度の低い環境下であっても、基板の搬送空間に関しては清浄度を高く保つことができる。特に、第１と第２の搬送モジュールにおける空気清浄手段は共に循環型のエアフィルタ装置であり、空気の循環によりハウジング内の清浄度は高く維持される。
【００１０】
更に、基板保持手段は、基板が載置される前記面に対して基板を上下させる上下動可能なリフトピンを有することが、基板保持手段と移送手段との間での基板の受渡しの容易化のために好適である。
【００１１】
第１の搬送モジュール及び第２の搬送モジュールのそれぞれに基板の有無を検出する基板検出手段を設けた場合には、搬送中の基板の位置を把握することができ、搬送状態を把握するのに役立つ。
【００１２】
この基板検出手段からの信号に応じて移送手段の駆動を遠隔的に制御することも可能となり、ひいては搬送全体の管理を行うことが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、全図を通して同一又は相当部分には同一符号を付することとする。
【００１４】
図１は、本発明による基板搬送装置の一実施形態を示している。図示の基板搬送装置１０は、複数台のＣＶＤ装置やエッチング装置等の基板処理装置１２により構成されたジョブショップ内で枚葉式基板搬送を行うためのものである。また、この実施形態では、最終的には平面型表示装置となる矩形のガラス基板を扱うものとする。
【００１５】
図１に示す基板搬送装置１０は、基本的には、３種類の搬送モジュール１４，１６，１８から構成されている。第１の搬送モジュール１４は主として基板の方向転換を行うよう機能し、第２の搬送モジュール１６はガラス基板を第１の搬送モジュール１４に対して受け渡すよう機能するものであり、両搬送モジュール１４，１６は互いに隣合った状態でモザイク状或いは市松模様状に配置される。また、第３の搬送モジュール１８は、第１の搬送モジュール１４と基板処理装置１２との間でのガラス基板の受け渡しを行うためのものである。各搬送モジュール１４，１６，１８の構造について、次に詳細に説明する。
【００１６】
図２は第１の搬送モジュール１４を示す水平断面図であり、図３は図２のIII−III線に沿っての断面図である。図２及び図３に示すように、第１の搬送モジュール１４はハウジング２０を備えている。図示実施形態では、このハウジング２０は水平断面形状が略正方形の略直方体形状となっており、各側面に、後述する第２及び第３の搬送モジュール１６，１８のハウジングと結合させて内部を連通させるための開口２２が形成されている。開口２２は、ガラス基板Ｓをモジュール間で移動させるために必要な大きさと形状を有しており、図示のものは長円形ないしは略矩形形状となっている。また、各開口２２には、当該開口２２を開閉するためのゲートバルブ機構２４（図３のみに示す）が取り付けられていることが好適であり、これにより必要に応じて、例えば基板処理装置１０のなんらかの異常によりガスが当該モジュール１４に漏洩した場合等、ハウジング２０内部を密閉空間とすることが可能となる。更に、開口２２を囲むハウジング外面には、隣接のモジュールとの結合を容易化するためのフランジ形継手２６が設けられている。対向する１対の開口２２の中心を結ぶ線ＣＬ１と、他の対の開口２２の中心を結ぶ線ＣＬ２とは直交し、その交差点ＣＰは互いにハウジング２０の垂直方向に延びる中心軸線上に位置する。なお、ハウジング２０の垂直方向の中心軸線と開口２２との位置関係がこの状態にあれば、特にハウジング２０の形状は図示のものに限定されない。また、ハウジング２０は、上部に当該モジュール１４の空気圧源や駆動制御ユニット２８、歩行用のステップ３０等の付属物が設置されたり、内部が減圧されたりすることがあるので、鋼製等の強度の高いものから構成されることが好ましい。
【００１７】
ハウジング２０の内部には、取り扱うガラス基板Ｓを載置するための略矩形の平板からなるプラットホーム（基板保持手段）３２が水平に配置されている。このプラットホーム３２の上面はガラス基板Ｓよりも僅かに大きく、その上面には基板Ｓと実質的に同形の凹部３４が形成されている。凹部３４の側壁面は上方ほど外方に傾斜しており、ガラス基板Ｓの受入れを容易化すると共に、プラットホーム３２に対して基板Ｓを自動的に位置合わせできるようにしている。ガラス基板Ｓは電気的絶縁材であり、帯電しやすいので、プラットホーム３２は静電気除去可能なように接地する等、静電気除去手段（図示しない）が施されるとよい。また、プラットホーム３２上にガラス基板Ｓが載置されたか否かを検出する適当な検出器（基板検出手段：図示しない）を設けておくことも、搬送の自動制御のために有効である。
【００１８】
プラットホーム３２は、凹部３４の所定箇所には、複数（図示実施形態では６つ）の貫通孔３６が形成されている。この貫通孔３６には、ガラス基板Ｓを凹部３４から持ち上げ、逆にガラス基板Ｓを凹部３４の底面に下降させるためのリフトピン３８が下方から通される。リフトピン３８は、プラットホーム３２の下面に固定されたリフトピン駆動装置４０により上下動されるようになっている。
【００１９】
リフトピン駆動装置４０のケーシングの下面は回転支持機構４２を介してハウジング２０の底部に支持されている。また、ハウジング２０の底部には、空気圧式回転モータ又は電動モータ４４が固定され、モータ４４の駆動軸はリフトピン駆動装置４０のケーシングの下面に接続されている。回転支持機構４２としては、例えばラジアル・スラスト・ベアリングを用いることができるが、駆動装置４０のケーシングとハウジング２０の底部との間を気密に保つためのシールを有することが好ましい。回転支持機構４２の回転中心軸線及びモータ４４の駆動軸は、ハウジング２０の垂直軸線と一致し、この回転中心軸線上にプラットホーム３２（より詳細には、凹部３４の底面）の中心点（ＣＰ）が配置されている。
【００２０】
かかる構成では、モータ４４を制御することで、リフトピン駆動装置４０、ひいてはプラットホーム３２を回転駆動することができる。この実施形態では、回転は図２の実線の位置と二点鎖線の位置との間（９０度の範囲）で正逆両方向に行われる。これにより、いずれかの対の開口２２にプラットホーム３２の短辺側を選択的に向けることができる。この際、プラットホーム３２の凹部３４内に配置されたガラス基板Ｓの中心とプラットホーム３２の回転中心とは実質的に一致しているため、回転モーメントは小さく、回転運動は円滑に行われ、回転支持機構４２に過度の負荷が加わらない。これは摩耗を防止し、パーティクルの発生の抑制にもつながるものである。特に、近年、平面型表示装置は大型化の傾向があり、ガラス基板Ｓの重量も相当にあるため、この効果は極めて有用である。なお、ハウジング２０は、このプラットホーム３２の回転を妨げない寸法ないしは形状であって、可能な限り最小の容積となるようなものであることが必要となる。
【００２１】
図４は第２の搬送モジュール１６を示す水平断面図であり、図５は図４のＶ−Ｖ線に沿っての矢視図である。図４及び図５から理解される通り、この第２の搬送モジュール１６も、基本時には第１の搬送モジュール１４と同様なハウジング５０を有している。但し、開口５２は、１対の対向側面にのみ設けられ、他の対の側面には開口は形成されていない。従って、側面にのみフランジ形継手が設けられている。なお、図４において破線で示すように、他の対の側面にも開口を形成し、そこを通してガスラ基板Ｓの移送を行うようにしてもよい。この点については、後述する。また、このハウジング５０の開口５２にはゲートバルブは設けられていない。第１の搬送モジュール１４のゲートバルブ機構２４を共用することができるからである。勿論、第２の搬送モジュール１６にゲートバルブ機構を設けて、第１の搬送モジュール１４のゲートバルブ機構を省略することも可能である。
【００２２】
ハウジング５０の内部には、第１の搬送モジュール１４からガラス基板Ｓを受け取り、別の第１の搬送モジュール１４に基板Ｓを渡すための移送装置（移送手段）５６が配置されている。この移送装置５６は、ガラス基板Ｓを支持するサポートバー５８を水平に直動させ、開口５２を通して隣接の第１の搬送モジュール１４内に運び、リフトピン３８を利用してプラットホーム３２にガラス基板Ｓを移載するよう機能する。
【００２３】
上記機能を有する移送装置５６としては種々考えられるが、図示実施形態の移送装置５６は伸縮機構を利用したものである。より詳細には、図示の移送装置５６は、図４のVI−VI線に沿っての断面図である図６からも理解されるように、ハウジング５０の内部の中央に設置された矩形のベースプレート６０を有しており、このベースプレート６０における互いに対向する１対の縁部は、対向する開口５２の中心を結ぶ直線ＣＬ３と平行に配置されている。これらの縁部に沿って少なくとも１段、図示実施形態では２段のガイドレール６２，６４が配置され、その上に前記のサポートバー５８が配置されている。ベースプレート６０とガイドレール６２との間、ガイドレール６２，６４間、ガイドレール６４とサポートバー５８との間は、前記中心線ＣＬ３と平行な方向に互いに摺動可能に接続されている。これらの部材５８〜６４間には、摺動を円滑に行い摩耗粉が生じないよう、テフロン等で防塵処理されたベアリングボール（図示しない）が介在されていることが有効である。このような配置構成においてガイドレール６２，６４及びサポートバー５８を初期位置から水平方向に移動させると、図６に示すようにサポートバー５８をベースプレート６０から水平方向に大きくオフセットした位置に配置することができる。また、図示しないが、反対方向にも同様にサポートバー５８をオフセットさせることができる。
【００２４】
ガイドレール６２，６４及びサポートバー５８を動作させる駆動機構としてはラック・ピニオンを利用したもの等が考えられるが、防塵性に優れた機構としては滑車とワイヤを利用したものがある。この滑車・ワイヤによる機構を概念的に示したものが図７である。滑車６６は、ベースプレート６０と各ガイドレール６２，６４の外側面の端部近くに取り付けられている。また、ガイドレール６２，６４に取り付けられた滑車６６は、図８に明示するように２個の滑車６６ａ，６６ｂを同軸に且つ別個独立に回転可能に接続したものである。このように配列された滑車６６と、ベースプレート６０の下部に配置されたモータ６８の回転軸の滑車７０とに、ワイヤ７２が図示のように巻き掛けられ、ワイヤ７２の端部はサポートバー５８の各端部に接続されている。なお、図７及び図８では、紙面の手前側の滑車６６ａを通るワイヤ７２の部分を実線で、奥側を通るワイヤ７２の部分を点線で示してある。また、滑車７４はワイヤ７２の転向用であり、滑車７６はテンションをワイヤ７２にかけるためのものである。ワイヤ７２は表面が防塵加工されたスチールワイヤが好ましく、滑車６６，７０，７４，７６も同様に防塵加工されていることが好ましい。
【００２５】
この構成において、例えばモータ６８の回転軸を図７の矢印方向に回転させると、ガイドレール６２，６４及びサポートバー５８は図７の（Ａ）で示す初期位置から図７の（Ｂ）に示すように右方向に移動し、モータ６８を逆転させれば、図示しないが、サポートバー５８は左方向に移動する。サポートバー５８を最も突き出した位置に移動させると、サポートバー５８は開口５２を通って第２の搬送モジュール１６から出る。そして、第２の搬送モジュール１６の当該開口５２に第１の搬送モジュール１４が接続されている場合、サポートバー５８はプラットホーム３２の上方に配置されることになる（図６参照）。
【００２６】
サポートバー５８は２本あり、互いに平行配置されている。また、サポートバー５８の内側の縁部には複数の爪７８が形成されており、両サポートバー５８の爪７８上にガラス基板Ｓが載置され支持されるようになっている。従って、サポートバー５８をスライドさせて第１の搬送モジュール１４内の奥まで挿入すると、サポートバー５８により支持されたガラス基板Ｓはプラットホーム３２の上方に配置され、且つ、ガラス基板Ｓの中心はプラットホーム３２の垂直中心軸線（ＣＰ）上に配置される。なお、サポートバー５８には、ガラス基板Ｓの有無を検出する検出器（図示しない）を設けておくことが好ましい。
【００２７】
第３の搬送モジュール１８は、第１の搬送モジュール１４と基板処理装置１２との間でのガラス基板Ｓの受け渡しを担うものである。この搬送モジュール１８は基板処理装置１２との関係で色々な構成をとることになるが、この実施形態では、第２の搬送モジュール１６と同様な構成とし、その詳細な説明は省略する。但し、第３の搬送モジュール１８は、基板処理装置１２を大気に開放することなくガラス基板Ｓのロード・アンロードを可能とするために、内部を減圧することができるよう真空ポンプ（図示しない）が接続され、また、第３の搬送モジュール１８と基板処理装置１２との間の開口にはゲートバルブが設けられている。第１の搬送モジュール１４との間の開口については、第１の搬送モジュール１４のゲートバルブ機構２４によって密閉されるので、ゲートバルブ機構は省略されている。
【００２８】
このような搬送モジュール１４，１６，１８は、図３に明示するように、基板処理装置１２間の工場床面に設置された架台８０の上に置かれて設置される。設置作業は、各搬送モジュールのハウジング上面に設けられたアイボルト３２を用い、クレーンでモジュールを吊り上げて行うことが便利である。搬送モジュール１４，１６，１８は熱膨張及び熱収縮するため、基板搬送装置１０全体が位置ずれを生ずる可能性があるので、架台８０は一方向に延びるレール８４を持つものとし、そのレール８４に溝８６を形成し、そこに各搬送モジュールのハウジングの底面に設けた突起８８と嵌合させて搬送モジュールを微小移動可能とすることが好適である。この溝８６と突起８８により、位置合わせも容易となる。
【００２９】
各搬送モジュール１４，１６，１８の位置は、第３の搬送モジュール１８については、そのハウジングの一方の開口が基板処理装置１２の開口と接続する位置となる。また、第３の搬送モジュール１８における他方の開口には、第１の搬送モジュール１４における開口２２の一つが接続される。第２の搬送モジュール１６は第１の搬送モジュール１４と接続され、従って、第１及び第２の搬送モジュール１４，１６は市松模様のように配列される。モジュール間の接続は、熱膨張及び熱収縮を考慮して、弾性材料からなるガスケット９０をフランジ形継手２６，５４間に介在させることが好ましいが、継手の蛇腹構造等の伸縮継手としてもよい。
【００３０】
なお、搬送モジュール１４，１６，１８を接続した後、連続したハウジング２０，５０内の空間の清浄度をクリーンルーム並、或いは、それ以上に保つために、適当な空調設備もしくは空気清浄化装置（図示しない）が搬送モジュールの適所に接続されている。また、清浄度をより高く維持するために、図３に示すように、HEPA(High Efficiency Particulate Air)フィルタや ULPA(Ultra Low Penetration Air)フィルタを主体にした循環型エアフィルタ装置９２を各搬送モジュール１４，１６，１８に取り付けることが好適である。図３に例示する循環型エアフィルタ装置９２は、ハウジング上面に配置された空気室９４と、ハウジング下面に配置された空気室９６と、これらの空気室９４，９６間を連通させる図示しない空気路とを備えており、空気室９４内に設けられた循環用ファン９８を駆動させることにより、エアフィルタ１００を通した清浄な空気をハウジング２０の上部から下部に流し、ハウジング下部の小孔１０２から空気室９６に流入した空気を空気路から空気室９４へと循環させるようになっている。
【００３１】
また、図１において符合１０４，１０６はそれそれ本基板搬送装置１０の入口部と出口部であり、具体的にはガラス基板Ｓを保管するストッカである。ストッカ１０４，１０６内では、図示しない搬送ロボットにより第２の搬送モジュール１６からストッカ１０４，１０６に挿入されたサポートバー５８とのガラス基板Ｓの受け渡しが可能となっている。
【００３２】
次に、上記構成の基板搬送装置１０の動作について説明する。
【００３３】
まず、基板搬送装置１０全体を起動する。本実施形態では、起動時、第１の搬送モジュール１４の開口２２はゲートバルブ２４により全て開いた状態となっており、基板処理装置１２の開口及びストッカ１０４，１０６の開口のゲートバルブ（図示しない）は閉じている。なお、ゲートバルブ２４は常時閉鎖し、基板通過時に限り開放するようにしてもよいが、本実施形態では、通常運転時は開放された常開型として説明する。
【００３４】
基板搬送装置１０が起動されると、各搬送モジュール１４，１６，１８に固有の空調設備（エアフィルタ装置）９２及び基板搬送装置共通の空調設備が稼働し、基板搬送装置１０の内部が所定の清浄度に高められる。基板搬送装置１０の内部空間は、従来の工場内クリーンルームよりも容積が大幅に小さくされているので、空調設備のパワーが低くても、十分に内部の清浄度は高く維持される。
【００３５】
次いで、ストッカ１０４の出口部のゲートバルブを開き、隣接の第２の搬送モジュール１６とストッカ１０４の内部を連通させる。そして、第２の搬送モジュール１６における移送装置５６の駆動モータ６８を制御して、サポートバー５８をストッカ１０４内まで移動させ、そこで搬送ロボットにより、処理すべきガラス基板Ｓをサポートバー５８の爪７８の上に載置させる。この後、駆動モータ６８を逆転させ、サポートバー５８及びガイドレール６２，６４を収縮させ、ガラス基板Ｓがベースプレート６０の中心位置となる初期位置に戻し、待機する。この位置においては、サポートバー５８及びガードレール６２，６４には曲げモーメントは作用しないので、移送装置５８の負担は大幅に軽減される。
【００３６】
次に、当該基板Ｓを処理する基板処理装置１２が、例えば図１の符号１２Ｘのものであるとすると、その基板処理装置１２Ｘへの基板搬送経路（図１において実線の矢印で示す）を決定し、その経路上の搬送モジュール１４，１６，１８の駆動系を順次制御していく。
【００３７】
すなわち、まず第２の搬送モジュール１６ａの移送装置５６を駆動して、サポートバー５８を第１の搬送モジュール１４ａ内に移動させる。この時、第１の搬送モジュール１４ａにおけるプラットホーム３２の短辺は第２の搬送モジュール１４ａに向けられており、また、リフトピン３８はプラットホーム３２の上面よりも下方に配置され、ガラス基板Ｓの挿入の妨げとはならないようにしてある。ガラス基板Ｓの中心がプラットホーム３２の垂直中心軸線上に達したならば、移送装置５８の駆動を停止すると共に、リフトピン３８を上昇させ、ガラス基板Ｓをリフトピン３８の先端に移し変える。そして、第２の搬送モジュール１６ａの移送装置５８を初期位置に戻し、リフトピン３８をプラットホーム３２の下方に下げると、ガラス基板Ｓはプラットホーム３２の凹部３４に嵌まり込んで、凹部３４の底面上にて支持される。前述したように、凹部３４の側壁面は傾斜しているので、ガラス基板Ｓの位置が横方向にずれていても、ガラス基板Ｓの縁部が、位置ずれした側の側壁面によって案内され、自動的に正規の位置に調整される。
【００３８】
この後、次の第２の搬送モジュール１６ｂにガラス基板Ｓを移動させるために、前記とは逆の手順で、リフトピン３８を上昇させ、次の第２の搬送モジュール１６ｂにおける移送装置５６のサポートバー５８を第１の搬送モジュール１４ａに差し入れ、リフトピン３８を下降させて、ガラス基板Ｓをサポートバー５８に移載する。サポートバー５８によりガラス基板Ｓが支持されたならば、移送装置５６のモータ６８を逆転させ、更に、前記と同様にして次の第１の搬送モジュール１４ｂのプラットホーム３２上にガラス基板Ｓを移動させる。
【００３９】
第１の搬送モジュール１４ｂにおけるプラットホーム３２にガラス基板Ｓが置かれたならば、モータ４４を駆動させ、プラットホーム３２を９０度回転させ、短辺側を第３の搬送モジュール１８ａに向ける。そして、リフトピン３８を上昇させ、第３の搬送モジュール１８ａにおける移送装置のサポートバーを第１の搬送モジュール１４ｂに差し入れ、リフトピン３８を下降させて、ガラス基板Ｓをサポートバーに移載する。サポートバーによりガラス基板Ｓが支持されたならば、第３の搬送モジュール１８ａにおける移送装置のモータを逆転させ、サポートバーを初期位置に戻す。更に、この第３の搬送モジュール１８ａと第１の搬送モジュール１４ｂとの間の開口を閉鎖すべく、第１の搬送モジュール１４ｂのゲートバルブ２４を閉じ、第３の搬送モジュール１８ａに接続されている真空ポンプを駆動して、第３の搬送モジュール１８ａの内部を減圧する。第３の搬送モジュール１８ａ内が所定の真空度に減圧されたならば、基板処理装置１２Ｘのゲートバルブを開放し、移送装置を駆動して基板処理装置１２Ｘ内の基板支持体（図示しない）上にガラス基板Ｓを載置する。
【００４０】
基板処理装置１２Ｘでの基板処理が終了したならば、当該ガラス基板Ｓを次の処理を行うために他の基板処理装置に移動させるか、或いは、他のジョブショップに移すためにストッカ１０６に移動させる。そのための各搬送モジュール１４，１６，１８の動作については説明を省略するが、当業者であれば上述から容易に理解されるであろう。また、上述した動作を適宜組み合わせることで、図１におい点線の矢印で示すように、ガラス基板Ｓを自由に所望の位置まで移動させることができることも理解されよう。なお、当該ジョブショップでの全ての処理が終了したガラス基板Ｓは、搬送の本流である中央のラインを通すことが好ましい。本流ではガラス基板Ｓの停滞は少なく、基板処理装置１２に隣接するラインでは未処理のガラス基板Ｓの待ちが生じ、両者を分けておくことが効率のよい搬送のために望ましいからである。
【００４１】
以上の動作説明は、簡単のために、ガラス基板Ｓが１枚だけの場合としたが、ガラス基板Ｓをストッカ１０４から順次送り出し、同時に複数枚のガラス基板Ｓが基板搬送装置１０内に存在するような場合であっても、基本的には１枚の場合と制御方法は変わるところはない。しかしながら、複数枚の基板Ｓの搬送は、人間による管理では実際的ではないため、制御装置１１０による一括遠隔操作となる。
【００４２】
制御装置１１０による搬送制御では、各搬送モジュール１４，１６，１８に設けたガラス基板Ｓの有無を検出する検出器からの信号を受け、ガラス基板Ｓの位置を認識しながら行うことになる。また、ストッカ１０４から送り出すガラス基板Ｓのそれぞれに識別番号を付し、各搬送モジュール１４，１６，１８にアドレスを予め付しておくことで、搬送計画、生産計画を効率的に実行することが可能となる。かかる場合、タクトタイム（ｔａｃｔ ｔｉｍｅ）基準による同期送り方式や、基板Ｓのながれに優先度を付した非同期送り方式のいずれにも対応が可能である。
【００４３】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【００４４】
例えば、各搬送モジュールのハウジング内に加熱手段又は冷却手段を設けておき、基板処理のための熱的な前処理を施すことも可能である。各搬送モジュール内を減圧する手段を付加してもよい。
【００４５】
また、搬送できる基板も、平面型表示装置のためのガラス基板に限られず、例えば半導体デバイスのための半導体基板にも本発明の基板搬送装置は適用可能である。図９は、半導体基板のための基板搬送装置１０’の一例である。この図９の構成では、基板供給先である基板処理装置１１２はクラスタツール型（マルチチャンバ型）となっており、ロードロックチャンバ１１４を備えている。従って、第３の搬送モジュール１８は減圧手段を有する必要がなく、また、ロードロックチャンバ１１４との間の受け渡しのための機構も変更される。更に、半導体基板は円形であるので、プラットホーム３２や移送装置５６のサポートバー５８の形状や構成も若干変更されることとなろう。特に、第２の搬送モジュール１６における移送装置５６でのサポートバー５８は、フォーク形の所謂ブレードに置換されてもよい。
【００４６】
また、半導体基板はガラス基板に比して軽量であることから、移送装置５６を水平方向に回転可能として、４方向に基板を移動させることも可能である。この場合、図４において一点鎖線で示す位置に開口２２を形成することになる。図９の構成は、それを反映したものであり、３列構成で、図１に示す５列構成と同等の基板搬送を可能としている。勿論、この構成はガラス基板を搬送するためにも使用できる。更に、ハウジングの開口を９０度間隔で設ける必要もなく、例えば６方向に開口を形成して、蜂の巣状にモジュールを組み合わせることも考えられる。
【００４７】
更に、上記実施形態では工程内搬送としているが、工程間搬送にも本発明は適用可能である。
【００４８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明は、搬送経路を多岐化することができ、基板の搬送方向を自由に選択することができるという特徴を有するものである。従って、基板の合流、分流を容易に行うことができることは勿論、例えば或る搬送モジュールに不具合が生じた場合に、別の経路を通す等の対応も可能となる。
【００４９】
また、枚葉式の搬送であるので、前記の搬送経路の多岐化と相俟って、複数の基板処理装置に対する搬送の仕方も多様化し、仕掛り在庫の軽減に寄与し、少量多品種生産に適している。更に、基板搬送装置に接続される基板処理装置を同種に限る必要性もなくなるため、工程内搬送或いは工程間搬送という既成概念も取り払うことができ、工場施設のレイアウトの自由度も増す。
【００５０】
また、基板搬送装置のモジュール化により、装置自体の設置レイアウトの自由度が増し、設置作業も容易となる。
【００５１】
更に、各搬送モジュール内は密閉空間となり、基板処理工場にクリーンルームを形成する必要性を軽減、或いは除去するものである。また、狭い密閉空間の清浄度を高く維持することは容易であるので、パーティクルの問題が大幅に軽減され、製造される製品の品質や歩留まりが格段に向上するという利点もある。
【００５２】
以上から、製品のコストダウンにも寄与するという効果も奏するものである。
【００５３】
更にまた、本発明は、基板処理工場全体をクラスタツール化するものであり、基板処理のインテグレーション化を一層進めることとなる。しかも、本発明による基板搬送装置は大口径ないしは大型の基板であっても搬送が可能であるので、基板の大型化に伴って極大化が懸念されている現状のクラスタツール（中心に搬送ロボットを備え、その周囲に環状に基板処理装置を配している枚葉式マルチチャンバ基板処理装置）に取って代わる新たな装置、設備の開発にも寄与するものと期待されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による基板搬送装置の一実施形態を概略的に示す全体図である。
【図２】図１の基板搬送装置で用いられる第１の搬送モジュールの水平断面図である。
【図３】図２のIII−III線に沿っての垂直断面図である。
【図４】図１の基板搬送装置で用いられる第２の搬送モジュールの水平断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿っての矢視図である。
【図６】図４のVI−VI線に沿っての垂直断面図である。
【図７】第２の搬送モジュールにおける移送装置の駆動機構を概略的に示す側面図であり、（Ａ）は初期状態、（Ｂ）はサポートバーを移動させた状態を示す図である。
【図８】図７のVIIIの部分を示す平面図である。
【図９】本発明による基板搬送装置の第２実施形態を概略的に示す全体図である。
【符号の説明】
１０…基板搬送装置、１２…基板処理装置（供給先）、１４…第１の搬送モジュール、１６…第２の搬送モジュール、１８…第３の搬送モジュール、２０…ハウジング、２２…開口、３２…プラットホーム、４４…回転駆動モータ、５０…ハウジング、５２…開口、５６…移送装置、５８…サポートバー、６２，６４…ガイドレール、６８…モータ、８０…架台、９２…循環型エアフィルタ装置、１０４…スタッカ（供給元）、１０６…スタッカ（供給先）、１１０…制御装置。
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面型表示装置（フラットパネルディスプレイ）や半導体デバイス等の製造過程で用いられる基板搬送技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
平面型表示装置や半導体デバイス等を製造する製造工場においては、クリーンルーム内にＣＶＤ装置やＰＶＤ装置、エッチング装置等の基板処理装置を同種毎に集めて所謂ジョブショップ（「ベイ」ともいう）を作り、処理すべき基板を各ジョブショップ内の装置間で搬送（工程内搬送）したり、ジョブショップ間で搬送（工程間搬送）したりすることが一般的である。
【０００３】
また、従来においては、オープンカセットと呼ばれる一方向又は多方向が開口した容器に基板を複数枚（２０〜２５枚程度）収納した状態で基板の搬送を行っていた。このカセット単位での基板搬送は人力によって行っていたが、近年の基板の大型化、大口径化に伴って人力による基板搬送は困難となりつつあるため、工程内搬送では自動搬送台車を利用し、工程間搬送では天井搬送台車を利用するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来の基板搬送方式はカセット単位でのバッチ式である。バッチ式搬送は製造工程が少なければ有効な方式であるが、近年の製品の多様化に起因する多品種少量生産においては、基板は同一の基板処理装置に送られることは希となるため、カセット単位でのバッチ式搬送では、工程毎に待ち状態の基板が生じてしまう。これは、製造工程全体をみた場合、非常に多くの仕掛りの基板を生じさせることになる。仕掛り在庫は製品価格を押し上げる原因となり、また同時に、製造工程全体の時間を長引かせる原因となる。
【０００５】
このような弊害を除去するために、枚葉式の搬送方式が従来から考えられているが、自動搬送台車や天井搬送台車を用いて枚葉式搬送を行うこととすると、台車の走行経路が複雑化するため、コントロールが難しく、クリーンルームを大型化する必要も生じる。クリーンルームの大型化も製品のコストアップにつながるものである。加えて、自動搬送台車は低速であるため、枚葉式の搬送には不適であり、天井搬送台車では基板処理装置に対する基板のロード・アンロードを行うために他の搬送装置を設置しなければならず、技術的に困難である。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、平面型表示装置や半導体デバイスの製造における基板の工程内搬送或いは工程間搬送を効率よく枚葉式で行うことができ、且つ、クリーンルームを不要とすることのできる新規な基板搬送装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、１つ以上の基板供給元から複数の基板供給先のいずれかに基板を搬送する基板搬送装置において、（Ａ）基板が載置されこれを保持する面を有する基板保持手段と、この基板保持手段を囲み、複数の開口が形成された第１のハウジングと、第１のハウジングに設けられ該第１のハウジングの内部空間の清浄度を調整する空気清浄化手段とを有する第１の搬送モジュールと、（Ｂ）複数の開口が形成され、これらの開口のうちの任意の開口を前記第１の搬送モジュールにおける開口のいずれかに接続することで第１のハウジングに接続可能となっている第２のハウジングと、第２のハウジング内に設けられ、且つ、第２のハウジングに接続された第１のハウジング内の基板保持手段に基板を移送する伸縮機構を含む移送手段と、前記第２のハウジングに設けられ該第２のハウジングの内部空間の清浄度を調整する空気清浄化手段とを有する第２の搬送モジュールと、の組合せを備えてなることを特徴としている。また、基板保持手段は方向転換可能であるか、或いは、移送手段が回転可能となっている。更に、第１の搬送モジュールにおける前記空気清浄手段は、第１のハウジングの空気を取り出して再度該第１のハウジング内に戻すための第１の空気路と、第１のハウジングと第１の空気路との間で空気を循環させる第１の循環用ファンと、第１のハウジングと第１の空気路との間で循環される空気を清浄化する第１のエアフィルタとを有する第１の循環型エアフィルタ装置である。第２の搬送モジュールにおける空気清浄手段も同様に循環型エアフィルタ装置である。すなわち、この第２のエアフィルタ装置は、第２のハウジングの空気を取り出して再度該第２のハウジング内に戻すための第２の空気路と、第２のハウジングと第２の空気路との間で空気を循環させる第２の循環用ファンと、第２のハウジングと第２の空気路との間で循環される空気を清浄化する第２のエアフィルタとから構成されている。
【０００８】
かかる構成においては、基板搬送装置を第１及び第２の搬送モジュールを適宜組み合わせることで、多数に分岐した搬送経路を作ることができる。すなわち、第１の搬送モジュールの開口のいずれかと第２の搬送モジュールの開口のいずれかとを適宜選択して接続することで、第１の搬送モジュールと第２の搬送モジュールとを種々の向きで組み合せることができ、搬送経路の分岐、合流、バイパスを自在に構成することができる。また、搬送経路の分岐部では、基板保持手段が方向転換可能であり又は移送手段が回転可能であるので、方向転換することができ、基板の移動方向を自由に変更することができる。
【０００９】
また、本発明による基板搬送装置は、空気の存在する環境で基板を搬送するものであるが、第１のハウジングの内部空間及び第２のハウジングの内部空間の清浄度は、各ハウジングに設けられた空気清浄化手段によって調整可能であるので、清浄度の低い環境下であっても、基板の搬送空間に関しては清浄度を高く保つことができる。特に、第１と第２の搬送モジュールにおける空気清浄手段は共に循環型のエアフィルタ装置であり、空気の循環によりハウジング内の清浄度は高く維持される。
【００１０】
更に、基板保持手段は、基板が載置される前記面に対して基板を上下させる上下動可能なリフトピンを有することが、基板保持手段と移送手段との間での基板の受渡しの容易化のために好適である。
【００１１】
第１の搬送モジュール及び第２の搬送モジュールのそれぞれに基板の有無を検出する基板検出手段を設けた場合には、搬送中の基板の位置を把握することができ、搬送状態を把握するのに役立つ。
【００１２】
この基板検出手段からの信号に応じて移送手段の駆動を遠隔的に制御することも可能となり、ひいては搬送全体の管理を行うことが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、全図を通して同一又は相当部分には同一符号を付することとする。
【００１４】
図１は、本発明による基板搬送装置の一実施形態を示している。図示の基板搬送装置１０は、複数台のＣＶＤ装置やエッチング装置等の基板処理装置１２により構成されたジョブショップ内で枚葉式基板搬送を行うためのものである。また、この実施形態では、最終的には平面型表示装置となる矩形のガラス基板を扱うものとする。
【００１５】
図１に示す基板搬送装置１０は、基本的には、３種類の搬送モジュール１４，１６，１８から構成されている。第１の搬送モジュール１４は主として基板の方向転換を行うよう機能し、第２の搬送モジュール１６はガラス基板を第１の搬送モジュール１４に対して受け渡すよう機能するものであり、両搬送モジュール１４，１６は互いに隣合った状態でモザイク状或いは市松模様状に配置される。また、第３の搬送モジュール１８は、第１の搬送モジュール１４と基板処理装置１２との間でのガラス基板の受け渡しを行うためのものである。各搬送モジュール１４，１６，１８の構造について、次に詳細に説明する。
【００１６】
図２は第１の搬送モジュール１４を示す水平断面図であり、図３は図２のIII−III線に沿っての断面図である。図２及び図３に示すように、第１の搬送モジュール１４はハウジング２０を備えている。図示実施形態では、このハウジング２０は水平断面形状が略正方形の略直方体形状となっており、各側面に、後述する第２及び第３の搬送モジュール１６，１８のハウジングと結合させて内部を連通させるための開口２２が形成されている。開口２２は、ガラス基板Ｓをモジュール間で移動させるために必要な大きさと形状を有しており、図示のものは長円形ないしは略矩形形状となっている。また、各開口２２には、当該開口２２を開閉するためのゲートバルブ機構２４（図３のみに示す）が取り付けられていることが好適であり、これにより必要に応じて、例えば基板処理装置１０のなんらかの異常によりガスが当該モジュール１４に漏洩した場合等、ハウジング２０内部を密閉空間とすることが可能となる。更に、開口２２を囲むハウジング外面には、隣接のモジュールとの結合を容易化するためのフランジ形継手２６が設けられている。対向する１対の開口２２の中心を結ぶ線ＣＬ１と、他の対の開口２２の中心を結ぶ線ＣＬ２とは直交し、その交差点ＣＰは互いにハウジング２０の垂直方向に延びる中心軸線上に位置する。なお、ハウジング２０の垂直方向の中心軸線と開口２２との位置関係がこの状態にあれば、特にハウジング２０の形状は図示のものに限定されない。また、ハウジング２０は、上部に当該モジュール１４の空気圧源や駆動制御ユニット２８、歩行用のステップ３０等の付属物が設置されたり、内部が減圧されたりすることがあるので、鋼製等の強度の高いものから構成されることが好ましい。
【００１７】
ハウジング２０の内部には、取り扱うガラス基板Ｓを載置するための略矩形の平板からなるプラットホーム（基板保持手段）３２が水平に配置されている。このプラットホーム３２の上面はガラス基板Ｓよりも僅かに大きく、その上面には基板Ｓと実質的に同形の凹部３４が形成されている。凹部３４の側壁面は上方ほど外方に傾斜しており、ガラス基板Ｓの受入れを容易化すると共に、プラットホーム３２に対して基板Ｓを自動的に位置合わせできるようにしている。ガラス基板Ｓは電気的絶縁材であり、帯電しやすいので、プラットホーム３２は静電気除去可能なように接地する等、静電気除去手段（図示しない）が施されるとよい。また、プラットホーム３２上にガラス基板Ｓが載置されたか否かを検出する適当な検出器（基板検出手段：図示しない）を設けておくことも、搬送の自動制御のために有効である。
【００１８】
プラットホーム３２は、凹部３４の所定箇所には、複数（図示実施形態では６つ）の貫通孔３６が形成されている。この貫通孔３６には、ガラス基板Ｓを凹部３４から持ち上げ、逆にガラス基板Ｓを凹部３４の底面に下降させるためのリフトピン３８が下方から通される。リフトピン３８は、プラットホーム３２の下面に固定されたリフトピン駆動装置４０により上下動されるようになっている。
【００１９】
リフトピン駆動装置４０のケーシングの下面は回転支持機構４２を介してハウジング２０の底部に支持されている。また、ハウジング２０の底部には、空気圧式回転モータ又は電動モータ４４が固定され、モータ４４の駆動軸はリフトピン駆動装置４０のケーシングの下面に接続されている。回転支持機構４２としては、例えばラジアル・スラスト・ベアリングを用いることができるが、駆動装置４０のケーシングとハウジング２０の底部との間を気密に保つためのシールを有することが好ましい。回転支持機構４２の回転中心軸線及びモータ４４の駆動軸は、ハウジング２０の垂直軸線と一致し、この回転中心軸線上にプラットホーム３２（より詳細には、凹部３４の底面）の中心点（ＣＰ）が配置されている。
【００２０】
かかる構成では、モータ４４を制御することで、リフトピン駆動装置４０、ひいてはプラットホーム３２を回転駆動することができる。この実施形態では、回転は図２の実線の位置と二点鎖線の位置との間（９０度の範囲）で正逆両方向に行われる。これにより、いずれかの対の開口２２にプラットホーム３２の短辺側を選択的に向けることができる。この際、プラットホーム３２の凹部３４内に配置されたガラス基板Ｓの中心とプラットホーム３２の回転中心とは実質的に一致しているため、回転モーメントは小さく、回転運動は円滑に行われ、回転支持機構４２に過度の負荷が加わらない。これは摩耗を防止し、パーティクルの発生の抑制にもつながるものである。特に、近年、平面型表示装置は大型化の傾向があり、ガラス基板Ｓの重量も相当にあるため、この効果は極めて有用である。なお、ハウジング２０は、このプラットホーム３２の回転を妨げない寸法ないしは形状であって、可能な限り最小の容積となるようなものであることが必要となる。
【００２１】
図４は第２の搬送モジュール１６を示す水平断面図であり、図５は図４のＶ−Ｖ線に沿っての矢視図である。図４及び図５から理解される通り、この第２の搬送モジュール１６も、基本時には第１の搬送モジュール１４と同様なハウジング５０を有している。但し、開口５２は、１対の対向側面にのみ設けられ、他の対の側面には開口は形成されていない。従って、側面にのみフランジ形継手が設けられている。なお、図４において破線で示すように、他の対の側面にも開口を形成し、そこを通してガスラ基板Ｓの移送を行うようにしてもよい。この点については、後述する。また、このハウジング５０の開口５２にはゲートバルブは設けられていない。第１の搬送モジュール１４のゲートバルブ機構２４を共用することができるからである。勿論、第２の搬送モジュール１６にゲートバルブ機構を設けて、第１の搬送モジュール１４のゲートバルブ機構を省略することも可能である。
【００２２】
ハウジング５０の内部には、第１の搬送モジュール１４からガラス基板Ｓを受け取り、別の第１の搬送モジュール１４に基板Ｓを渡すための移送装置（移送手段）５６が配置されている。この移送装置５６は、ガラス基板Ｓを支持するサポートバー５８を水平に直動させ、開口５２を通して隣接の第１の搬送モジュール１４内に運び、リフトピン３８を利用してプラットホーム３２にガラス基板Ｓを移載するよう機能する。
【００２３】
上記機能を有する移送装置５６としては種々考えられるが、図示実施形態の移送装置５６は伸縮機構を利用したものである。より詳細には、図示の移送装置５６は、図４のVI−VI線に沿っての断面図である図６からも理解されるように、ハウジング５０の内部の中央に設置された矩形のベースプレート６０を有しており、このベースプレート６０における互いに対向する１対の縁部は、対向する開口５２の中心を結ぶ直線ＣＬ３と平行に配置されている。これらの縁部に沿って少なくとも１段、図示実施形態では２段のガイドレール６２，６４が配置され、その上に前記のサポートバー５８が配置されている。ベースプレート６０とガイドレール６２との間、ガイドレール６２，６４間、ガイドレール６４とサポートバー５８との間は、前記中心線ＣＬ３と平行な方向に互いに摺動可能に接続されている。これらの部材５８〜６４間には、摺動を円滑に行い摩耗粉が生じないよう、テフロン等で防塵処理されたベアリングボール（図示しない）が介在されていることが有効である。このような配置構成においてガイドレール６２，６４及びサポートバー５８を初期位置から水平方向に移動させると、図６に示すようにサポートバー５８をベースプレート６０から水平方向に大きくオフセットした位置に配置することができる。また、図示しないが、反対方向にも同様にサポートバー５８をオフセットさせることができる。
【００２４】
ガイドレール６２，６４及びサポートバー５８を動作させる駆動機構としてはラック・ピニオンを利用したもの等が考えられるが、防塵性に優れた機構としては滑車とワイヤを利用したものがある。この滑車・ワイヤによる機構を概念的に示したものが図７である。滑車６６は、ベースプレート６０と各ガイドレール６２，６４の外側面の端部近くに取り付けられている。また、ガイドレール６２，６４に取り付けられた滑車６６は、図８に明示するように２個の滑車６６ａ，６６ｂを同軸に且つ別個独立に回転可能に接続したものである。このように配列された滑車６６と、ベースプレート６０の下部に配置されたモータ６８の回転軸の滑車７０とに、ワイヤ７２が図示のように巻き掛けられ、ワイヤ７２の端部はサポートバー５８の各端部に接続されている。なお、図７及び図８では、紙面の手前側の滑車６６ａを通るワイヤ７２の部分を実線で、奥側を通るワイヤ７２の部分を点線で示してある。また、滑車７４はワイヤ７２の転向用であり、滑車７６はテンションをワイヤ７２にかけるためのものである。ワイヤ７２は表面が防塵加工されたスチールワイヤが好ましく、滑車６６，７０，７４，７６も同様に防塵加工されていることが好ましい。
【００２５】
この構成において、例えばモータ６８の回転軸を図７の矢印方向に回転させると、ガイドレール６２，６４及びサポートバー５８は図７の（Ａ）で示す初期位置から図７の（Ｂ）に示すように右方向に移動し、モータ６８を逆転させれば、図示しないが、サポートバー５８は左方向に移動する。サポートバー５８を最も突き出した位置に移動させると、サポートバー５８は開口５２を通って第２の搬送モジュール１６から出る。そして、第２の搬送モジュール１６の当該開口５２に第１の搬送モジュール１４が接続されている場合、サポートバー５８はプラットホーム３２の上方に配置されることになる（図６参照）。
【００２６】
サポートバー５８は２本あり、互いに平行配置されている。また、サポートバー５８の内側の縁部には複数の爪７８が形成されており、両サポートバー５８の爪７８上にガラス基板Ｓが載置され支持されるようになっている。従って、サポートバー５８をスライドさせて第１の搬送モジュール１４内の奥まで挿入すると、サポートバー５８により支持されたガラス基板Ｓはプラットホーム３２の上方に配置され、且つ、ガラス基板Ｓの中心はプラットホーム３２の垂直中心軸線（ＣＰ）上に配置される。なお、サポートバー５８には、ガラス基板Ｓの有無を検出する検出器（図示しない）を設けておくことが好ましい。
【００２７】
第３の搬送モジュール１８は、第１の搬送モジュール１４と基板処理装置１２との間でのガラス基板Ｓの受け渡しを担うものである。この搬送モジュール１８は基板処理装置１２との関係で色々な構成をとることになるが、この実施形態では、第２の搬送モジュール１６と同様な構成とし、その詳細な説明は省略する。但し、第３の搬送モジュール１８は、基板処理装置１２を大気に開放することなくガラス基板Ｓのロード・アンロードを可能とするために、内部を減圧することができるよう真空ポンプ（図示しない）が接続され、また、第３の搬送モジュール１８と基板処理装置１２との間の開口にはゲートバルブが設けられている。第１の搬送モジュール１４との間の開口については、第１の搬送モジュール１４のゲートバルブ機構２４によって密閉されるので、ゲートバルブ機構は省略されている。
【００２８】
このような搬送モジュール１４，１６，１８は、図３に明示するように、基板処理装置１２間の工場床面に設置された架台８０の上に置かれて設置される。設置作業は、各搬送モジュールのハウジング上面に設けられたアイボルト３２を用い、クレーンでモジュールを吊り上げて行うことが便利である。搬送モジュール１４，１６，１８は熱膨張及び熱収縮するため、基板搬送装置１０全体が位置ずれを生ずる可能性があるので、架台８０は一方向に延びるレール８４を持つものとし、そのレール８４に溝８６を形成し、そこに各搬送モジュールのハウジングの底面に設けた突起８８と嵌合させて搬送モジュールを微小移動可能とすることが好適である。この溝８６と突起８８により、位置合わせも容易となる。
【００２９】
各搬送モジュール１４，１６，１８の位置は、第３の搬送モジュール１８については、そのハウジングの一方の開口が基板処理装置１２の開口と接続する位置となる。また、第３の搬送モジュール１８における他方の開口には、第１の搬送モジュール１４における開口２２の一つが接続される。第２の搬送モジュール１６は第１の搬送モジュール１４と接続され、従って、第１及び第２の搬送モジュール１４，１６は市松模様のように配列される。モジュール間の接続は、熱膨張及び熱収縮を考慮して、弾性材料からなるガスケット９０をフランジ形継手２６，５４間に介在させることが好ましいが、継手の蛇腹構造等の伸縮継手としてもよい。
【００３０】
なお、搬送モジュール１４，１６，１８を接続した後、連続したハウジング２０，５０内の空間の清浄度をクリーンルーム並、或いは、それ以上に保つために、適当な空調設備もしくは空気清浄化装置（図示しない）が搬送モジュールの適所に接続されている。また、清浄度をより高く維持するために、図３に示すように、HEPA(High Efficiency Particulate Air)フィルタや ULPA(Ultra Low Penetration Air)フィルタを主体にした循環型エアフィルタ装置９２を各搬送モジュール１４，１６，１８に取り付けることが好適である。図３に例示する循環型エアフィルタ装置９２は、ハウジング上面に配置された空気室９４と、ハウジング下面に配置された空気室９６と、これらの空気室９４，９６間を連通させる図示しない空気路とを備えており、空気室９４内に設けられた循環用ファン９８を駆動させることにより、エアフィルタ１００を通した清浄な空気をハウジング２０の上部から下部に流し、ハウジング下部の小孔１０２から空気室９６に流入した空気を空気路から空気室９４へと循環させるようになっている。
【００３１】
また、図１において符合１０４，１０６はそれそれ本基板搬送装置１０の入口部と出口部であり、具体的にはガラス基板Ｓを保管するストッカである。ストッカ１０４，１０６内では、図示しない搬送ロボットにより第２の搬送モジュール１６からストッカ１０４，１０６に挿入されたサポートバー５８とのガラス基板Ｓの受け渡しが可能となっている。
【００３２】
次に、上記構成の基板搬送装置１０の動作について説明する。
【００３３】
まず、基板搬送装置１０全体を起動する。本実施形態では、起動時、第１の搬送モジュール１４の開口２２はゲートバルブ２４により全て開いた状態となっており、基板処理装置１２の開口及びストッカ１０４，１０６の開口のゲートバルブ（図示しない）は閉じている。なお、ゲートバルブ２４は常時閉鎖し、基板通過時に限り開放するようにしてもよいが、本実施形態では、通常運転時は開放された常開型として説明する。
【００３４】
基板搬送装置１０が起動されると、各搬送モジュール１４，１６，１８に固有の空調設備（エアフィルタ装置）９２及び基板搬送装置共通の空調設備が稼働し、基板搬送装置１０の内部が所定の清浄度に高められる。基板搬送装置１０の内部空間は、従来の工場内クリーンルームよりも容積が大幅に小さくされているので、空調設備のパワーが低くても、十分に内部の清浄度は高く維持される。
【００３５】
次いで、ストッカ１０４の出口部のゲートバルブを開き、隣接の第２の搬送モジュール１６とストッカ１０４の内部を連通させる。そして、第２の搬送モジュール１６における移送装置５６の駆動モータ６８を制御して、サポートバー５８をストッカ１０４内まで移動させ、そこで搬送ロボットにより、処理すべきガラス基板Ｓをサポートバー５８の爪７８の上に載置させる。この後、駆動モータ６８を逆転させ、サポートバー５８及びガイドレール６２，６４を収縮させ、ガラス基板Ｓがベースプレート６０の中心位置となる初期位置に戻し、待機する。この位置においては、サポートバー５８及びガードレール６２，６４には曲げモーメントは作用しないので、移送装置５８の負担は大幅に軽減される。
【００３６】
次に、当該基板Ｓを処理する基板処理装置１２が、例えば図１の符号１２Ｘのものであるとすると、その基板処理装置１２Ｘへの基板搬送経路（図１において実線の矢印で示す）を決定し、その経路上の搬送モジュール１４，１６，１８の駆動系を順次制御していく。
【００３７】
すなわち、まず第２の搬送モジュール１６ａの移送装置５６を駆動して、サポートバー５８を第１の搬送モジュール１４ａ内に移動させる。この時、第１の搬送モジュール１４ａにおけるプラットホーム３２の短辺は第２の搬送モジュール１４ａに向けられており、また、リフトピン３８はプラットホーム３２の上面よりも下方に配置され、ガラス基板Ｓの挿入の妨げとはならないようにしてある。ガラス基板Ｓの中心がプラットホーム３２の垂直中心軸線上に達したならば、移送装置５８の駆動を停止すると共に、リフトピン３８を上昇させ、ガラス基板Ｓをリフトピン３８の先端に移し変える。そして、第２の搬送モジュール１６ａの移送装置５８を初期位置に戻し、リフトピン３８をプラットホーム３２の下方に下げると、ガラス基板Ｓはプラットホーム３２の凹部３４に嵌まり込んで、凹部３４の底面上にて支持される。前述したように、凹部３４の側壁面は傾斜しているので、ガラス基板Ｓの位置が横方向にずれていても、ガラス基板Ｓの縁部が、位置ずれした側の側壁面によって案内され、自動的に正規の位置に調整される。
【００３８】
この後、次の第２の搬送モジュール１６ｂにガラス基板Ｓを移動させるために、前記とは逆の手順で、リフトピン３８を上昇させ、次の第２の搬送モジュール１６ｂにおける移送装置５６のサポートバー５８を第１の搬送モジュール１４ａに差し入れ、リフトピン３８を下降させて、ガラス基板Ｓをサポートバー５８に移載する。サポートバー５８によりガラス基板Ｓが支持されたならば、移送装置５６のモータ６８を逆転させ、更に、前記と同様にして次の第１の搬送モジュール１４ｂのプラットホーム３２上にガラス基板Ｓを移動させる。
【００３９】
第１の搬送モジュール１４ｂにおけるプラットホーム３２にガラス基板Ｓが置かれたならば、モータ４４を駆動させ、プラットホーム３２を９０度回転させ、短辺側を第３の搬送モジュール１８ａに向ける。そして、リフトピン３８を上昇させ、第３の搬送モジュール１８ａにおける移送装置のサポートバーを第１の搬送モジュール１４ｂに差し入れ、リフトピン３８を下降させて、ガラス基板Ｓをサポートバーに移載する。サポートバーによりガラス基板Ｓが支持されたならば、第３の搬送モジュール１８ａにおける移送装置のモータを逆転させ、サポートバーを初期位置に戻す。更に、この第３の搬送モジュール１８ａと第１の搬送モジュール１４ｂとの間の開口を閉鎖すべく、第１の搬送モジュール１４ｂのゲートバルブ２４を閉じ、第３の搬送モジュール１８ａに接続されている真空ポンプを駆動して、第３の搬送モジュール１８ａの内部を減圧する。第３の搬送モジュール１８ａ内が所定の真空度に減圧されたならば、基板処理装置１２Ｘのゲートバルブを開放し、移送装置を駆動して基板処理装置１２Ｘ内の基板支持体（図示しない）上にガラス基板Ｓを載置する。
【００４０】
基板処理装置１２Ｘでの基板処理が終了したならば、当該ガラス基板Ｓを次の処理を行うために他の基板処理装置に移動させるか、或いは、他のジョブショップに移すためにストッカ１０６に移動させる。そのための各搬送モジュール１４，１６，１８の動作については説明を省略するが、当業者であれば上述から容易に理解されるであろう。また、上述した動作を適宜組み合わせることで、図１におい点線の矢印で示すように、ガラス基板Ｓを自由に所望の位置まで移動させることができることも理解されよう。なお、当該ジョブショップでの全ての処理が終了したガラス基板Ｓは、搬送の本流である中央のラインを通すことが好ましい。本流ではガラス基板Ｓの停滞は少なく、基板処理装置１２に隣接するラインでは未処理のガラス基板Ｓの待ちが生じ、両者を分けておくことが効率のよい搬送のために望ましいからである。
【００４１】
以上の動作説明は、簡単のために、ガラス基板Ｓが１枚だけの場合としたが、ガラス基板Ｓをストッカ１０４から順次送り出し、同時に複数枚のガラス基板Ｓが基板搬送装置１０内に存在するような場合であっても、基本的には１枚の場合と制御方法は変わるところはない。しかしながら、複数枚の基板Ｓの搬送は、人間による管理では実際的ではないため、制御装置１１０による一括遠隔操作となる。
【００４２】
制御装置１１０による搬送制御では、各搬送モジュール１４，１６，１８に設けたガラス基板Ｓの有無を検出する検出器からの信号を受け、ガラス基板Ｓの位置を認識しながら行うことになる。また、ストッカ１０４から送り出すガラス基板Ｓのそれぞれに識別番号を付し、各搬送モジュール１４，１６，１８にアドレスを予め付しておくことで、搬送計画、生産計画を効率的に実行することが可能となる。かかる場合、タクトタイム（ｔａｃｔ ｔｉｍｅ）基準による同期送り方式や、基板Ｓのながれに優先度を付した非同期送り方式のいずれにも対応が可能である。
【００４３】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【００４４】
例えば、各搬送モジュールのハウジング内に加熱手段又は冷却手段を設けておき、基板処理のための熱的な前処理を施すことも可能である。各搬送モジュール内を減圧する手段を付加してもよい。
【００４５】
また、搬送できる基板も、平面型表示装置のためのガラス基板に限られず、例えば半導体デバイスのための半導体基板にも本発明の基板搬送装置は適用可能である。図９は、半導体基板のための基板搬送装置１０’の一例である。この図９の構成では、基板供給先である基板処理装置１１２はクラスタツール型（マルチチャンバ型）となっており、ロードロックチャンバ１１４を備えている。従って、第３の搬送モジュール１８は減圧手段を有する必要がなく、また、ロードロックチャンバ１１４との間の受け渡しのための機構も変更される。更に、半導体基板は円形であるので、プラットホーム３２や移送装置５６のサポートバー５８の形状や構成も若干変更されることとなろう。特に、第２の搬送モジュール１６における移送装置５６でのサポートバー５８は、フォーク形の所謂ブレードに置換されてもよい。
【００４６】
また、半導体基板はガラス基板に比して軽量であることから、移送装置５６を水平方向に回転可能として、４方向に基板を移動させることも可能である。この場合、図４において一点鎖線で示す位置に開口２２を形成することになる。図９の構成は、それを反映したものであり、３列構成で、図１に示す５列構成と同等の基板搬送を可能としている。勿論、この構成はガラス基板を搬送するためにも使用できる。更に、ハウジングの開口を９０度間隔で設ける必要もなく、例えば６方向に開口を形成して、蜂の巣状にモジュールを組み合わせることも考えられる。
【００４７】
更に、上記実施形態では工程内搬送としているが、工程間搬送にも本発明は適用可能である。
【００４８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明は、搬送経路を多岐化することができ、基板の搬送方向を自由に選択することができるという特徴を有するものである。従って、基板の合流、分流を容易に行うことができることは勿論、例えば或る搬送モジュールに不具合が生じた場合に、別の経路を通す等の対応も可能となる。
【００４９】
また、枚葉式の搬送であるので、前記の搬送経路の多岐化と相俟って、複数の基板処理装置に対する搬送の仕方も多様化し、仕掛り在庫の軽減に寄与し、少量多品種生産に適している。更に、基板搬送装置に接続される基板処理装置を同種に限る必要性もなくなるため、工程内搬送或いは工程間搬送という既成概念も取り払うことができ、工場施設のレイアウトの自由度も増す。
【００５０】
また、基板搬送装置のモジュール化により、装置自体の設置レイアウトの自由度が増し、設置作業も容易となる。
【００５１】
更に、各搬送モジュール内は密閉空間となり、基板処理工場にクリーンルームを形成する必要性を軽減、或いは除去するものである。また、狭い密閉空間の清浄度を高く維持することは容易であるので、パーティクルの問題が大幅に軽減され、製造される製品の品質や歩留まりが格段に向上するという利点もある。
【００５２】
以上から、製品のコストダウンにも寄与するという効果も奏するものである。
【００５３】
更にまた、本発明は、基板処理工場全体をクラスタツール化するものであり、基板処理のインテグレーション化を一層進めることとなる。しかも、本発明による基板搬送装置は大口径ないしは大型の基板であっても搬送が可能であるので、基板の大型化に伴って極大化が懸念されている現状のクラスタツール（中心に搬送ロボットを備え、その周囲に環状に基板処理装置を配している枚葉式マルチチャンバ基板処理装置）に取って代わる新たな装置、設備の開発にも寄与するものと期待されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による基板搬送装置の一実施形態を概略的に示す全体図である。
【図２】図１の基板搬送装置で用いられる第１の搬送モジュールの水平断面図である。
【図３】図２のIII−III線に沿っての垂直断面図である。
【図４】図１の基板搬送装置で用いられる第２の搬送モジュールの水平断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿っての矢視図である。
【図６】図４のVI−VI線に沿っての垂直断面図である。
【図７】第２の搬送モジュールにおける移送装置の駆動機構を概略的に示す側面図であり、（Ａ）は初期状態、（Ｂ）はサポートバーを移動させた状態を示す図である。
【図８】図７のVIIIの部分を示す平面図である。
【図９】本発明による基板搬送装置の第２実施形態を概略的に示す全体図である。
【符号の説明】
１０…基板搬送装置、１２…基板処理装置（供給先）、１４…第１の搬送モジュール、１６…第２の搬送モジュール、１８…第３の搬送モジュール、２０…ハウジング、２２…開口、３２…プラットホーム、４４…回転駆動モータ、５０…ハウジング、５２…開口、５６…移送装置、５８…サポートバー、６２，６４…ガイドレール、６８…モータ、８０…架台、９２…循環型エアフィルタ装置、１０４…スタッカ（供給元）、１０６…スタッカ（供給先）、１１０…制御装置。
Claims (5)
- １つ以上の基板供給元から複数の基板供給先のいずれかに基板を搬送する基板搬送装置であって、
（Ａ）基板が載置されこれを保持する面を有し且つ方向転換が可能である基板保持手段と、前記基板保持手段を囲み、複数の開口が形成された第１のハウジングと、前記第１のハウジングに設けられ該第１のハウジングの内部空間の清浄度を調整する空気清浄化手段とを有する第１の搬送モジュールと、
（Ｂ）複数の開口が形成され、これらの開口のうちの任意の開口を前記第１の搬送モジュールにおける開口のいずれかに接続することで前記第１のハウジングに接続可能となっている第２のハウジングと、前記第２のハウジング内に設けられ、且つ、前記第２のハウジングに接続された前記第１のハウジング内の前記基板保持手段に基板を移送する伸縮機構を含む移送手段と、前記第２のハウジングに設けられ該第２のハウジングの内部空間の清浄度を調整する空気清浄化手段とを有する第２の搬送モジュールと、
の組合せを備え、
前記第１の搬送モジュールにおける前記空気清浄手段が、前記第１のハウジングの空気を取り出して再度該第１のハウジング内に戻すための第１の空気路と、前記第１のハウジングと前記第１の空気路との間で空気を循環させる第１の循環用ファンと、前記第１のハウジングと前記第１の空気路との間で循環される空気を清浄化する第１のエアフィルタとを有する第１の循環型エアフィルタ装置であり、
前記第２の搬送モジュールにおける前記空気清浄手段が、前記第２のハウジングの空気を取り出して再度該第２のハウジング内に戻すための第２の空気路と、前記第２のハウジングと前記第２の空気路との間で空気を循環させる第２の循環用ファンと、前記第２のハウジングと前記第２の空気路との間で循環される空気を清浄化する第２のエアフィルタとを有する第２の循環型エアフィルタ装置であり、
前記第１のハウジング及び前記第２のハウジングの内部が空気の存在する状態で搬送が行われるようになっていることを特徴とする基板搬送装置。 - １つ以上の基板供給元から複数の基板供給先のいずれかに基板を搬送する基板搬送装置であって、
（Ａ）基板が載置されこれを保持する面を有する基板保持手段と、前記基板保持手段を囲み、複数の開口が形成された第１のハウジングと、前記第１のハウジングに設けられ該第１のハウジングの内部空間の清浄度を調整する空気清浄化手段とを有する第１の搬送モジュールと、
（Ｂ）複数の開口が形成され、これらの開口のうちの任意の開口を前記第１の搬送モジュールにおける開口のいずれかに接続することで前記第１のハウジングに接続可能となっている第２のハウジングと、前記第２のハウジング内に回転可能に設けられ、且つ、前記第２のハウジングに接続された前記第１のハウジング内の前記基板保持手段に基板を移送する伸縮機構を含む移送手段と、前記第２のハウジングに設けられ該第２のハウジングの内部空間の清浄度を調整する空気清浄化手段とを有する第２の搬送モジュールと
の組合せを備え、
前記第１の搬送モジュールにおける前記空気清浄手段が、前記第１のハウジングの空気を取り出して再度該第１のハウジング内に戻すための第１の空気路と、前記第１のハウジングと前記第１の空気路との間で空気を循環させる第１の循環用ファンと、前記第１のハウジングと前記第１の空気路との間で循環される空気を清浄化する第１のエアフィルタとを有する第１の循環型エアフィルタ装置であり、
前記第２の搬送モジュールにおける前記空気清浄手段が、前記第２のハウジングの空気を取り出して再度該第２のハウジング内に戻すための第２の空気路と、前記第２のハウジングと前記第２の空気路との間で空気を循環させる第２の循環用ファンと、前記第２のハウジングと前記第２の空気路との間で循環される空気を清浄化する第２のエアフィルタとを有する第２の循環型エアフィルタ装置であり、
前記第１のハウジング及び前記第２のハウジングの内部が空気の存在する状態で搬送が 行われるようになっていることを特徴とする基板搬送装置。 - 前記基板保持手段が、基板が載置される前記面に対して基板を上下させる上下動可能なリフトピンを有する請求項１又は２に記載の基板搬送装置。
- 前記第１の搬送モジュール及び前記第２の搬送モジュールのそれぞれに基板の有無を検出する基板検出手段を備える請求項１〜３のいずれか１項に記載の基板搬送装置。
- 前記基板検出手段からの信号に応じて前記移送手段の駆動を遠隔的に制御する制御手段を備える請求項４に記載の基板搬送装置。
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