JP5343954B2 - 基板搬送用ハンド、それを備えた基板搬送装置および基板搬送方法 - Google Patents
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Description
一方、生産性向上を目的として、カセットにおける基板の収納率を上げるために、カセット内の基板間ピッチ(基板どうしの間隔)は小さくなってきている。また、同じく生産性向上を目的として、基板は大きくなってきており、それに伴って基板は撓んで変形しやすくなっている。また、基板が大きくなることに伴って、フォークも長い棒状に形成される必要があるため、基板搬送装置が基板搬送用ハンドを動作させると、特にフォークの先端が大きく振動するようになってきている。従って、基板搬送用ハンドのフォークがカセット内に進入しづらくなってきており、フォークの厚みを薄くしながらも、フォークの剛性を向上させて振動を抑制する、などの様々な工夫がなされている。
そこで、本発明は、カセットにおける基板間ピッチが狭くとも、基板を問題なく吸着可能な基板搬送用ハンド、それを備えた基板搬送装置および基板搬送方法を提供する。
すなわち、フォークと、前記フォークに設けられて基板を吸着する吸着部と、を備え、前記吸着部によって前記基板を吸着保持して搬送する基板搬送用ハンドにおいて、前記吸着部は、前記基板と接触して前記基板を吸着するパッドと、前記フォークおよび前記パッドの間に設けられ、吸着用流体を前記フォークおよび前記パッドの間で連通させる吸着流路を備えた弾性部材と、を備え、前記弾性部材は、前記パッドを支持するとともに前記吸着流路が形成されたパッド支持部と、前記パッド支持部に形成され、前記パッド支持部および前記フォークの間に、前記吸着流路へ連通する吸着流路空間を形成する第1環状脚部と、前記パッド支持部に形成され、前記パッド支持部および前記フォークの間に、前記吸着流路空間とは前記フォークの平面方向に沿って独立した空間である突出量調整空間を形成する第2環状脚部と、を備え、前記フォークは、前記吸着用流体の流路である第1流路および第2流路、を備え、前記第1流路および前記第2流路は、各々別々に前記吸着用流体を吸引可能であるよう構成されるとともに、前記第1流路および前記第2流路のいずれか一方が前記吸着流路空間に連通され、他方が前記突出量調整空間に連通され、前記突出量調整空間に連通された前記第1流路あるいは前記第2流路を介して前記突出量調整空間の前記吸着用流体を吸引し、前記第1環状脚部および前記第2環状脚部を変形させることによって、前記吸着流路空間および前記突出量調整空間を減少させることで、前記パッドの前記フォークからの突出量を任意に変更可能に構成された、基板搬送用ハンドとするものである。
パッド支持部13において、第1環状脚部16の外側には、第1環状脚部16を取り囲むように、第2環状脚部17が第1環状脚部16と同心となる位置に形成されている。第2環状脚部17は、第1環状脚部16と同様に、傾斜面31を有するようにパッド支持部13から垂れ下がって環状に形成されている。第2環状脚部17も、第1環状脚部16と同様に、薄い弾性体によって形成されている。第2環状脚部17の端部は、第1環状脚部16の端部と同様に、フォーク1の面と接触している。
第1環状脚部16と第2環状脚部17は、上述したように、フォーク1に対して傾斜面31を有するように形成されている。これは、後述するように、第1環状脚部16と第2環状脚部17と変形しやすいように作用する。しかし、傾斜面31のような形状ではなく、例えば、蛇腹状に形成されているなど、少なくとも第1環状脚部16と第2環状脚部17は、突出量調整空間10と吸着流路空間20を形成でき、変形しやすいものであればよい。以上のように、パッド5は、弾性部材8の第1環状脚部16と第2環状脚部17とによってフォーク1に対して弾性的に支持された状態にある。
さらに、パッド5の最外周部には、係止部33が、パッド5の全周または一部に設けられている。この係止部33をフォーク1に対して押さえ込むようにしてパッド押さえ32が設けられている。パッド押さえ32はリング状に形成されていて、フォーク1の段差面に収まるようにフォーク1に対して固定される。パッド押さえ32は、そのリングの内周部によってパッド5の係止部33を押さえ込む。パッド押さえ32は、パッド5が弾性部材8によって弾性的に支持されている状態から、若干量だけパッド5の係止部33を押さえ込み、第1環状脚部16や第2環状脚部17の端部がフォーク1と確実に接触できるようにしている。また、パッド押さえ32は、係止部33とフォーク1との間に一定量の隙間を有する状態となるようにパッド5を押さえ込んでいる。この隙間によって、係止部33がフォーク1に接触するまでの範囲で、パッド5がフォーク1に対して傾くこと、後述する図4(b)のようにパッド5がフォーク1に接近して下降すること、を許容している。
(1)まず、図4(a)の状態において、つまり、基板2が吸着部3に吸着されていない状態で、第2流路12に吸着用流体6を供給する。すると、突出量調整空間10内の気体が第2流路12へ吸引される。すると、第1環状脚部16と第2環状脚部17が弾性変形し、それぞれの傾斜面31がフォーク1に接触して図4(b)の状態になる。つまり、突出量調整空間10と吸着流路空間20とが減少し、弾性部材8がフォーク1に近づいてフォーク1に張り付くように動作する。すると、パッド支持部13に固定支持されているパッド5もフォーク1に近づくように動作する。このとき、パッド5のフォーク1からの突出量9は、第2流路12に吸着用流体6を供給する前よりも減少する。
(2)この状態において、その後、図3で説明したように、基板搬送用ハンド4は、基板間ピッチが狭い状態に置かれている基板2に対して、吸着部3を基板2に近づける。つまり、基板搬送用ハンド4は、例えば、図1のカセット27のように基板間ピッチが狭い状態に置かれている基板2の直下の隙間に侵入する。ここで、パッド5のフォーク1からの突出量9が減少しているので、この侵入動作は問題なく行なわれる。
(3)その後、つまり吸着部3と基板2が接近した状態で、第2流路12に対する吸着用流体6の供給を停止する。すると、第1環状脚部16と第2環状脚部17の弾性体の復元力によって、再び図4(a)の状態へと戻る。この状態では、パッド5は弾性部材8によって弾性的に支持されているので、係止部33がパッド押さえ32と接触するまでの範囲において、フォーク1に対して傾斜と接近が可能な状態にある。
(4)この状態において、その後、図3で説明したように、基板搬送用ハンド4を動作させて基板2をパッド5に載置させると、例えば、基板2が、図2(b)のように撓んでいても、パッド5は、基板2の面に倣って傾斜しながら、基板2と接触する。
(5)その状態で、その後、第1流路11に吸着用流体6を供給すると、パッド5は確実に基板2を吸着する。このとき、吸着流路空間20の内部の気体が吸引されることになるので、パッド5および弾性部材8は、再び図4(b)の状態になる。また、このとき、基板2は、パッド5および弾性部材8に倣って、フォーク1の面に対してほぼ平行になってパッド5に吸着される。
(6)その後、基板搬送用ハンド4は、基板2を吸着したまま、これを所定の位置へと搬送する。
なお、例えば、基板2が図2(b)のように撓んでいない場合など、パッド5を基板2に倣わせる必要が無ければ、上記(3)において、第2流路12に対する吸着用流体6の供給を停止する前に、あるいは第2流路12に対する吸着用流体6の供給を行ないながら、第1流路11への吸着用流体6の供給を開始し、基板搬送用ハンド4を動作させて基板2をパッド5に吸着させてもよい。
第2実施形態は、共通のパッド支持部13に対して第1環状脚部16と第2環状脚部17が形成されている点では第1実施形態と同じであるが、第2環状脚部17の形状が異なる。つまり、第2環状脚部17について、第1実施形態では突出量調整空間10を形成するのに第1環状脚部16を利用していたが、第2実施形態では第1環状脚部16と第2環状脚部17との間に、さらに別の第2環状脚部17aをさらに備えている。つまり、第2環状脚部17が2重になるよう備えられている。そして、突出量調整空間10を形成する2重の第2環状脚部17と第2環状脚部17aとが、第1環状脚部16と同心円上に設けられている。すなわち、第1実施形態と比較すると、弾性部材8の一部に突出量調整空間10と吸着流路空間20が形成されている点は同じであるが、吸着流路空間20を形成するにあたって第1環状脚部16を利用していない構成になっている。第2実施形態によれば、第1実施形態よりも突出量調整空間10の空間容積が大きくできるので、突出量調整空間10を吸引したときのパッド5の突出量9の減少を確実なものにできる。また、第1実施形態よりも、より確実な弾性部材8の復元力が期待できる。
第3実施形態では、パッド支持部13が、第1パッド支持部14と第2パッド支持部15とに分割されている点が、第1や第2実施形態と大きく異なる。つまり、第1や第2実施形態では、第1環状脚部16と第2環状脚部17が、共通のパッド支持部13に形成されていたが、第3実施形態では、第1パッド支持部14に第1環状脚部16が形成され、第1パッド支持部14とは独立した第2パッド支持部15に第2環状脚部17が形成されている。さらに、図6(c)がよく示すように、第3実施形態では、第2パッド支持部15が複数備えられていて、第1環状脚部16を備える第1パッド支持部14を取り囲むように周囲に配置されている。第2パッド支持部15および第2環状脚部17は、第2流路12に吸着用流体6を供給したときに、パッド5が傾くことなく均一にフォーク1に対して近づくようにすることができれば、第1パッド支持部14および第1環状脚部16の数は本質的には制限などない。第3実施形態では、複数の突出量調整空間10が各々独立して存在することになるので、例えば、いずれかの突出量調整空間10を形成する第2環状脚部17が破損し、第2流路12からの吸着用流体6によって吸引できなくなった場合であっても、その他の突出量調整空間10によって吸引できる可能性が高くなる。
第4実施形態では、パッド支持部13が、第1パッド支持部14と第2パッド支持部15とに分割されている点は第3実施形態と同じであるが、第2パッド支持部15の形状が第3実施形態と異なる。つまり、第3実施形態では、第2パッド支持部15および第2環状脚部17を複数備えていたが、第4実施形態では、第2パッド支持部15および第2環状脚部17をドーナツ型に形成し、第1パッド支持部14および第1環状脚部16に対して同心上で、その周囲を取り巻くように配置している。この第4実施形態は、図5で説明した第2実施形態において、そのパッド支持部13を第1パッド支持部14と第2パッド支持部15とに分割したものに相当する。第4実施形態によれば、第3実施形態よりも第2パッド支持部15および第2環状脚部17の部品数が削減できる。さらに、第2パッド支持部15および第2環状脚部17、あるいは、第1パッド支持部14および第1環状脚部16のいずれかが損傷を受けた場合、そのいずれかのみを交換できる。
このようにすれば、第1〜第4実施形態において、突出量調整空間10として使用していた空間を吸着流路空間20として使い、吸着流路空間20として使用していた空間を突出量調整空間10として使うことができる。つまり、このことは、第1〜第4実施形態において、必ずしも上述した実施形態どおりに突出量調整空間10と吸着流路空間20を使う必要が無いことを示している。
このようにすれば、第1〜第4実施形態において、第1補助環状脚部18と第2補助環状脚部19の作用によって、パッド5の突出量9の変更量が増大する。つまり、突出量調整空間10を吸引すると突出量調整補助空間29も吸引されて空間容積が減少することによって、突出量9の変更量が増大する。
2 基板
2a 直上基板
2b 搬送基板
2c 直下基板
3 吸着部
4 基板搬送用ハンド
5 パッド
6 吸着用流体
7 吸着流路
8 弾性部材
9 突出量
10 突出量調整空間
11 第1流路
12 第2流路
13 パッド支持部
14 第1パッド支持部
15 第2パッド支持部
16 第1環状脚部
17 第2環状脚部
18 第1補助環状脚部
19 第2補助環状脚部
20 吸着流路空間
21 コントローラ
22 基板搬送装置
23 支持部材
24 昇降機構
25 旋回機構
26 伸縮機構
27 カセット
28 吸着流路補助空間
29 突出量調整補助空間
31 傾斜面
32 パッド押さえ
33 係止部
34 基板受け
35 予備吸着流路
36 連通路
37 チューブ
38 吸着穴
Claims (9)
- フォークと、前記フォークに設けられて基板を吸着する吸着部と、を備え、前記吸着部によって前記基板を吸着保持して搬送する基板搬送用ハンドにおいて、
前記吸着部は、
前記基板と接触して前記基板を吸着するパッドと、
前記フォークおよび前記パッドの間に設けられ、吸着用流体を前記フォークおよび前記パッドの間で連通させる吸着流路を備えた弾性部材と、を備え、
前記弾性部材は、
前記パッドを支持するとともに前記吸着流路が形成されたパッド支持部と、
前記パッド支持部に形成され、前記パッド支持部および前記フォークの間に、前記吸着流路へ連通する吸着流路空間を形成する第1環状脚部と、
前記パッド支持部に形成され、前記パッド支持部および前記フォークの間に、前記吸着流路空間とは前記フォークの平面方向に沿って独立した空間である突出量調整空間を形成する第2環状脚部と、を備え、
前記フォークは、
前記吸着用流体の流路である第1流路および第2流路、を備え、
前記第1流路および前記第2流路は、
各々別々に前記吸着用流体を吸引可能であるよう構成されるとともに、前記第1流路および前記第2流路のいずれか一方が前記吸着流路空間に連通され、他方が前記突出量調整空間に連通され、
前記突出量調整空間に連通された前記第1流路あるいは前記第2流路を介して前記突出量調整空間の前記吸着用流体を吸引し、前記第1環状脚部および前記第2環状脚部を変形させることによって、前記吸着流路空間および前記突出量調整空間を減少させることで、前記パッドの前記フォークからの突出量を任意に変更可能に構成された、基板搬送用ハンド。 - 前記第2環状脚部が、前記第1環状脚部と同心で、前記第1環状脚部の外側に形成され、前記第1環状脚部と前記第2環状脚部とで囲まれた空間を前記突出量調整空間として構成する、請求項1記載の基板搬送用ハンド。
- 前記第2環状脚部が、前記第1環状脚部と同心で、前記第1環状脚部の外側に2重に形
成された、請求項1記載の基板搬送用ハンド。 - 前記パッド支持部が、
前記第1環状脚部を備える第1パッド支持部と、
前記第2環状脚部を備える第2パッド支持部と、に分割されて構成された、請求項1記載の基板搬送用ハンド。 - 前記第2パッド支持部が、前記第1パッド支持部の周囲に複数形成された、請求項4記載の基板搬送用ハンド。
- 前記突出量調整空間と前記吸着流路空間を互いに代えて使えるよう、前記パッド支持部に、前記突出量調整空間に連通する予備吸着流路を備えた、請求項1記載の基板搬送用ハンド。
- 前記弾性部材が、前記パッド支持部と前記パッドとの間に、
前記吸着流路空間と連通する吸着流路補助空間を形成する第1補助環状脚部と、
前記突出量調整空間と連通する突出量調整補助空間を形成する第2補助環状脚部と、をさらに備えた、請求項1乃至5いずれかに記載の基板搬送用ハンド。 - 請求項1記載の基板搬送用ハンドと、
前記基板搬送用ハンドを動かす動作機構と、
前記基板搬送用ハンドを動かす位置を予め記憶するコントローラと、を備えた、基板搬送装置。 - 基板を多段に収容するカセットから前記基板を搬出する基板の搬送方法において、
フォークと、前記フォークに設けられて前記基板を吸着する吸着部と、を備え、
前記吸着部は、
前記基板と接触して前記基板を吸着するパッドと、
前記フォークおよび前記パッドの間に設けられ、吸着用流体を前記フォークおよび前記パッドの間で連通させる吸着流路を備えた弾性部材と、を備え、
前記弾性部材は、
前記パッドを支持するとともに前記吸着流路が形成されたパッド支持部と、
前記パッド支持部に形成され、前記パッド支持部および前記フォークの間に、前記吸着流路へ連通する吸着流路空間を形成する第1環状脚部と、
前記パッド支持部に形成され、前記パッド支持部および前記フォークの間に、前記吸着流路空間とは前記フォークの平面方向に沿って独立した空間である突出量調整空間を形成する第2環状脚部と、を備え、
前記フォークは、
前記吸着用流体の流路である第1流路および第2流路、を備え、
前記第1流路および前記第2流路は、
各々別々に前記吸着用流体を吸引可能であるよう構成されるとともに、前記第1流路および前記第2流路のいずれか一方が前記吸着流路空間に連通され、他方が前記突出量調整空間に連通され、
前記突出量調整空間に連通された前記第1流路あるいは前記第2流路を介して前記突出量調整空間の前記吸着用流体を吸引し、前記第1環状脚部および前記第2環状脚部を変形させることによって、前記吸着流路空間および前記突出量調整空間を減少させることで、前記パッドの前記フォークからの突出量を任意に変更可能に構成された基板搬送用ハンドによって、前記カセット内の前記基板を吸着保持して搬出する基板搬送方法であって、
前記突出量調整空間を吸引して前記弾性部材を変形させることによって、前記パッドの前記フォークからの突出量を減少させ、
前記突出量を減少させた状態のまま、前記カセット内における搬出したい前記基板と、前記搬出したい基板と隣接する基板と、の間に前記フォークを挿入させ、
前記挿入が完了後、前記突出量調整空間の吸引を停止させ、
前記フォークを前記搬出したい基板に近づけて前記パッドと前記搬出したい基板とを接触させ、
前記吸着流路に前記吸着用流体を供給して前記パッドに前記搬出したい基板を吸着させ、
前記フォークを前記カセットから引き出す、基板搬送方法。
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