(57)【要約】【課題】基板が熱膨張・熱収縮しても、基板を吸着したまま確実に追従することができる基板吸着装置を提供する。【解決手段】中央部に設けた凹部２１ａと凹部２１ａの底部中央から外部に通じる吸気通路２１ｂと凹部の周囲に設けたボール収納凹部２１ｃとを有するパッド座２１と、大口径円筒部２２ａと大口径円筒部２２ａに連接する小口径円筒部２２ｂから成る弾性体のパッド支持体２２と、つば２３ｂを有する円筒部２３ａから成る帽子状をした、上部周囲に周縁凸部２３ｃと中央に吸気孔２３ｄを設けた吸引パッド２３と、を有する基板吸着装置であって、ボール収納凹部２１ｃにボール２４を収納し、パッド座２１の吸気通路２１ｂ上にパッド支持体２２を立設し、大口径円筒部２２ａの上面に吸引パッド２３を載置し、吸引パッド２３の垂直方向および水平方向の移動を許容するパッド押さえ２５を設けた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央部に設けた凹部２１ａと該凹部２１ａの底部中央から外部に通じる吸気通路２１ｂと該凹部の周囲複数箇所に設けたボール収納凹部２１ｃとを有するパッド座２１と、
大口径円筒部２２ａと該大口径円筒部２２ａに連接する小口径円筒部２２ｂから成る漏斗状をした弾性体のパッド支持体２２と、
下部周囲につば２３ｂを有する有底円筒部２３ａから成る帽子状をしており、上部周囲に３６０度に亘る周縁凸部２３ｃを設けると共に、上部中央に吸気孔２３ｄを設けた吸引パッド２３と、
を有する基板吸着装置であって、
前記ボール収納凹部２１ｃにボール２４を収納し、
前記パッド座２１の前記吸気通路２１ｂ上に前記パッド支持体２２の前記小口径円筒部２２ｂ側を向けて立設し、立設された前記パッド支持体２２の前記大口径円筒部２２ａの上面に前記吸引パッド２３を載置し、この状態で前記吸引パッド２３のつば部２３ｂが前記ボール２４に接触し、
かつ、前記吸引パッド２３の垂直方向および水平方向のある程度の移動を許容するパッド押さえ２５を前記パッド座２１に設けたことを特徴とする基板吸着装置。
【請求項２】
前記パッド支持体２２がゴムで構成されたことを特徴とする請求項１記載の基板吸着装置。
【請求項３】
開口１４ａを設けかつ該開口１４ａまで延びる吸気管２８を備えた基板支持体であって、請求項１又は２記載の基板吸着装置を前記吸引パッド２３が前記開口１４ａから突出するように取付け、かつ前記吸気管２８と前記吸気通路２１ｂとを接続したことを特徴とする基板支持体。
【請求項４】
可動体を備えた基板搬送装置であって、請求項３記載の基板支持体を前記可動体の先端に設けたことを特徴とする基板搬送装置。
【請求項５】
前記可動体がロボットアームであることを特徴とする請求項４記載の基板搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を上面に載置する基板支持体に設けられる基板吸着装置、およびそれを用いた基板搬送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルやガラス基板（以下、これらを総じて基板という）は年々大型化し、基板を搬送する搬送装置も対応を余儀なくされている。つまり、基板は大きさの割に対して厚さがきわめて薄く撓みやすいが、基板を搬送する搬送装置は、その大きな基板を的確に固定する技術が求められている。
そのため、従来は、基板を真空吸着する方式の基板搬送装置においては、上下方向に移動可能な弾性体を介して、基板とパッドを接触させ、弾性体内を負圧にすることによって基板面をパッド面に吸着する基盤吸着装置を基板支持体に設けていた。
さらに、基板に反りがあるような場合の対策が講じられた基板吸着装置も知られている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平１０−８６０８６号公報
【０００３】
図４は特許文献１記載の発明に係る基板検査の縦断面図である。
特許文献１記載の発明によれば、載置台への基板を確実に吸着でき、精度の高い安定した基板検査を実現できるようにと、基板吸着部１４１を有する中空の吸着パッド１４０の中空部に間隙１６０を介して弾性部材からなるパッド支持部材１５０を挿入して、吸着パッド１４０を弾性的に支持するとともに、吸着パッド１４０の所定範囲での動きを可能にするように、これら吸着パッド１４０およびパッド支持部材１５０を載置台１１０の吸着パッド取付け部１１１に、押え枠体１８０を用いて保持して成るものである。
そして、この基板吸着装置の動作は次のようになる。
まず、ガラス基板Ｇが載置台１１０上方から供給されると、ガラス基板Ｇの周縁部が載置台１１０の長手方向および幅方向のそれぞれ周縁に設けられた複数の（図では１個だけ示す）基板吸着部材１００の上に載置される。そしてこの状態から真空ポンプ１９０でエア引きが行われると、それぞれの基板吸着部材１００では、パッド支持部材１５０を介して吸着パッド１４０の吸着部１４１にエア吸着力が得られ、ガラス基板Ｇは、載置台１１０上に吸着状態になって固定される。
ここで、ガラス基板Ｇの面が全く平ならば、載置台１１０の面と平行が保たれるので何ら問題ないが、仮に、ガラス基板Ｇに反りがあるような場合、載置台１１０の面と平行でなくなることがあり、この場合、基板吸着部材１００では、吸着部１４１を有する吸着パッド１４０がその中空部に弾性部材のパッド支持部材１５０で支持されており、ガラス基板Ｇの反りによる傾きに対応してパッド支持部材１５０の変形により、吸着パッド１４０が載置台１１０の溝部１１２との間隙１７０および押え枠体１８０の穴部１８１と吸着パッド１４０の先端部との間隙１７１の範囲で自由に傾くようになっているので、ガラス基板Ｇの反り面に対して吸着パッド１４０の吸着部１４１がガラス基板Ｇに対してほぼ平行になり、ガラス基板Ｇが良好に吸着され、さらにパッド支持部材１５０の弾性力により吸着の外れにくい状態で保持されるというものである。
このようにして特許文献１記載の発明によれば、ガラス基板Ｇは多少の反りがあるような場合も、載置台１１０上の複数の基板吸着部材１００により確実に吸着して載置するようにできるので、反りによる焦点ズレや基板の振動ズレが防止でき、安定した状態でガラス基板Ｇの検査を実施することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の特許文献１記載の発明においては、垂直方向および若干の反りに対して追従できるものの、水平方向の追従性が不足しており、および自己復帰機能がないため、基板の熱膨張・熱収縮による影響により、パッド面と基板面間ですべりが生じ、吸着エラーが発生するという問題があった。
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、基板が熱膨張・熱収縮しても、基板を吸着したまま確実に追従することができる基板吸着装置と、それを用いた基板搬送装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１記載の発明は、基板吸着装置に係り、中央部に設けた凹部２１ａと該凹部２１ａの底部中央から外部に通じる吸気通路２１ｂと該凹部の周囲複数箇所に設けたボール収納凹部２１ｃとを有するパッド座２１と、大口径円筒部２２ａと該大口径円筒部２２ａに連接する小口径円筒部２２ｂから成る漏斗状をした弾性体のパッド支持体２２と、下部周囲につば２３ｂを有する有底円筒部２３ａから成る帽子状をしており、上部周囲に３６０度に亘る周縁凸部２３ｃを設けると共に、上部中央に吸気孔２３ｄを設けた吸引パッド２３と、を有する基板吸着装置であって、前記ボール収納凹部２１ｃにボール２４を収納し、前記パッド座２１の前記吸気通路２１ｂ上に前記パッド支持体２２の前記小口径円筒部２２ｂ側を向けて立設し、立設された前記パッド支持体２２の前記大小口径円筒部２２ａの上面に前記吸引パッド２３を載置し、この状態で前記吸引パッド２３のつば部２３ｂが前記ボール２４上に載置され、かつ、前記吸引パッド２３の垂直方向および水平方向のある程度の移動を許容するパッド押さえ２５を前記パッド座２１に設けたことを特徴としている。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の基板吸着装置において、前記パッド支持体２２がゴムで構成されたことを特徴としている。
請求項３記載の発明は、基板支持体に係り、開口１４ａを設けかつ該開口１４ａまで延びる吸気管２８を備えた基板支持体であって、請求項１又は２記載の基板吸着装置を前記吸引パッド２３が前記開口１４ａから突出するように取付け、かつ前記吸気管２８と前記吸気通路２１ｂとを接続したことを特徴としている。
請求項４記載の発明は、基板搬送装置に係り、可動体を備えた基板搬送装置であって、請求項３記載の基板支持体を前記可動体の先端に設けたことを特徴としている。
請求項５記載の発明は、請求項４記載の基板搬送装置において、前記可動体がロボットアームであることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、次のような効果がある。
（１）請求項１〜３記載の発明によると、基板吸着装置のパッドが水平方向の移動に対して追従可能であるので、基板の熱膨張・熱収縮に対する影響を受けることがなく、吸着後のエラーの発生を生じることがない。
また、基板を吸着したままパッドが水平方向に移動できるので、万一、基板が周辺構造物に接触した場合でも、パッドの移動で衝撃を吸収することができ、基板の損傷を抑えることができる。
（２）請求項４および５に記載の発明によると、ロボット等の基板搬送装置に、基板の熱膨張・熱収縮に対する影響を受けることがなく、吸着後のエラーの発生を生じることがない基板吸着装置をそなえることにより、基板自身の温度変化のみでなく、温度の変化等がある環境の中でも、基板を確実に搬送することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
〈実施例１〉
図１は本発明の実施例１に係る基板吸着装置を示す側断面図である。
図において、基板吸着装置２０は、基板支持体１４，１７の上面に形成されるもので、パッド座２１とパッド支持体２２と吸引パッド２３とボール２４とパッド押さえ２５を次のように備えている。
パッド座２１は、中央部に設けた凹部２１ａと、凹部２１ａの底部中央から外部に通じる吸気通路２１ｂと、凹部２１ａの周囲複数箇所に設けたボール収納凹部２１ｃとを有している。吸気通路２１ｂは基板支持体１３，１７に設けられたチューブなどからなる吸気管２８と連通している。また、前記吸気管２８は真空ポンプ（図示せず）ろ連結されている。
パッド支持体２２は、弾性体で形成されており、上方に大口径円筒部２２ａと、大口径円筒部２２ａに連接する小口径円筒部２２ｂとで、漏斗状に形成され、したがって内部に大きな吸気孔２２ｃ、底部に底部開口２２ｄが形成されている。
吸引パッド２３は下部周囲につば２３ｂを有する有底円筒部２３ａから成る帽子（シルクハット）状の形状をしており、上部周囲に３６０度に亘る周縁凸部２３ｃを設けると共に、上部中央に吸気孔２３ｄを設け、上部の吸気孔２３ｄから円筒部２３ａ内に空気を吸引することで周縁凸部２３ｃの内側が負圧となり、ガラス基板等Ｋを確実に吸引・載置するようになる。
ボール２４はボール収納凹部２１ｃに収納されて、吸引パッド２３のつば２３ｂを載置している。
そして、パッド支持体２２の小口径円筒部２２ｂ側をパッド座２１の吸気通路２１ｂの上に向けて立設し、立設されたパッド支持体２２の大口径円筒部２２ａの上面に吸引パッド２３を載置し、この状態で吸引パッド２３のつば部２３ｂの下部がボール２４に軽く載置されている。
また、パッド押さえ２５は断面Ｌ字状をしており、パッド座２１の上面に設けられるもので、パッド２３のつば２３ｂの上面と隙間ｔ１を介して対向し、かつパッド２３の円筒部２３ａの外周面と隙間ｔ１よりも大きな隙間ｔ２を介して対向して置かれ、この隙間ｔ１、ｔ２によって吸引パッド２３の垂直方向および水平方向のある程度の移動を許容すると共に、それ以上の移動を阻止している。
なお、上述のように式ｔ１＜ｔ２を満たすようにするのが望ましいけれども、必ず式ｔ１＜ｔ２を満たさなければならないと言うことではなく、式ｔ１＝ｔ２や式ｔ１＞ｔ２を満たすものであっても勿論かまわない。
なお、２６はパッド支持体２２の底部を押えて支持するためのもので、断面Ｔ字状をし、かつ中央部にパッド支持体２２の底部開口２２ｄを共有するパッド支持体押えである。
また、２７は吸気管２８と吸気通路２１ｂとを結ぶ継手である。
【０００８】
〈実施例２〉
図２は本発明の実施例２に係る基板搬送装置を示す側面図、図３は図２における基板搬送装置の平面図である。
図２及び図３において、１はロボット等で構成される基板搬送装置、２は前記基板搬送装置１の固定ベース、３は前記固定ベースに上下方向に回動可能に連結された垂直アーム、３ａは前記垂直アーム３の横に並設されたリンク、４は前記垂直アーム３に上下方向に回動可能に連結された垂直アーム、４ａは前記垂直アーム４の横に並設されたリンク、前記垂直アーム３とリンク３ａは平行四辺形リンク機構を構成し、前記垂直アーム４とリンク４ａは平行四辺形リンク機構を構成している。５は前記垂直アーム４の先端部に上下方向に回動可能に連結された水平アーム支持部、６は前記水平アーム支持体５の上面に水平方向に回動可能に連結され、かつ、伸縮可能な右腕で、前記水平アーム支持体５の上面に水平方向に回動可能に連結された水平アーム７と、前記水平アーム７に水平方向に回動可能に連結された水平アーム８とで構成されている。９は同じく前記水平アーム支持体５の上面に水平方向に回動可能に連結され、かつ、伸縮可能な左腕で、前記水平アーム支持体５の上面に水平方向に回動可能に連結された水平アーム１０と、前記水平アーム１０に水平方向に回動可能に連結された水平アーム１１とで構成されている。前記右腕６と左腕９は、前記水平アーム支持体５の上面に、横に並べて配置されている。１２は前記右腕６の先端に水平方向に回動可能に連結されたハンドで、水平アーム８の先端に水平方向に回動可能に連結される基板支持体基部１３と、この基板支持体基部１３に取り付けられた基板支持体１４とで構成されている。１５は前記左腕９の先端に水平方向に回動可能に連結されたハンドで、水平アーム１１の先端に水平方向に回動可能に連結される基板支持体基部１６と、この基板支持体基部１６に取り付けられた基板支持体１７とで構成されている。前記２つの基板支持体基部１３，１６は、干渉しないように高さを違えている。なお、２０は基板支持体１４，１７の開口１４ａ（図１）に複数個設けられた基板吸着装置である。
【０００９】
このような構成において、基板搬送装置１による基板Ｋの搬送は、例えば次のようにして行なわれる。
まず、基板搬送装置１の基板支持体１４，１７の高さを、垂直アーム３と垂直アーム４を回動して上下方向に伸縮させることにより、調節する。前記垂直アーム３と垂直アーム４を回動して上下方向に伸縮させても、平行四辺形リンク機構により、水平アーム支持体５は傾くことはなく、常に水平を維持する。
次に、右腕６（もしくは左腕９、以下同じ）を伸ばして、基板支持体１４（もしくは基板支持体１７、以下同じ）を、例えば基板収納カセット（図示せず）内の基板Ｋの下面に空隙を介して対向させる。この状態で、前記垂直アーム３と垂直アーム４を回動して上方向に伸ばし、基板支持体１４を上昇させる。基板支持体１４を上昇させることにより、基板Ｋが基板支持体１４の基板吸着装置２０上に載置される。このとき基板Ｋは基板吸着装置２０のパッド２３の上部と接しており、図示しない真空ポンプを用いて吸気孔２３ｄから吸気することにより、基板Ｋを吸引吸着する。
基板Ｋが、基板支持体１４上に吸引吸着された後に熱膨張して水平方向にずれた場合は、基板Ｋと接するパッド２３がボール２４の上をボールを転がすようにして基板Ｋとともに移動していくので、パッド２３と基板Ｋの吸着がはずれることはない。また、基板の熱膨張が治まると、元の位置に復帰する。
基板支持体１４上に基板Ｋを載置すると、右腕６を縮めて、基板Ｋを基板収納カセットから引き出し後方へと移動させる。
右腕６が後方へと移動すると、今度は左腕９が先程の右腕６と同様にして、伸びて基板収納カセット内に入っていき、基板Ｋを基板支持体１７上に載置する。
なお、前記実施例においては、基板支持体１４，１７に配置する基板吸着装置２０をパッド２３が水平方向に移動可能な構成のもののみとしているが、例えば、基板Ｋの中央部にあたる部分の少なくとも１箇所の基板吸着装置には、パッドが水平方向に移動しない構成にして、基板Ｋが不用意に移動しないようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例における基板吸着装置を示す側断面図である。
【図２】本発明の実施例２における基板搬送装置を示す側面図である。
【図３】図２における基板搬送装置の平面図である。
【図４】図４は特許文献１記載の発明に係る基板検査の縦断面図である。
【符号の説明】
【００１１】
１  基板搬送装置
２  固定ベース
３  垂直アーム
３ａ  リンク
４  垂直アーム
４ａ  リンク
５  水平アーム支持体
６  右腕
７  水平アーム
８  水平アーム
９  左腕
１０  水平アーム
１１  水平アーム
１２  ハンド
１３  基板支持体基部
１４  基板支持体
１５  ハンド
１６  基板支持体基部
１７  基板支持体
２０  基板吸着装置
２１  パッド座
２１ａ  凹部
２１ｂ  吸気通路
２１ｃ  ボール収納凹部
２２  パッド支持体
２２ａ  大口径円筒部
２２ｂ  小口径円筒部
２２ｃ  吸気孔
２２ｄ  底部開口
２３  吸引パッド
２３ａ  有底円筒部
２３ｂ  つば
２３ｃ  周縁凸部
２３ｄ  吸気孔
２４  ボール
２５  パッド押さえ
２６  パッド支持体押え
２７  継手
２８  吸気管
Ｋ  ガラス基板等
ｔ１、ｔ２  隙間（ｔ１＜ｔ２）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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