(57)【要約】【課題】板状のワーク１０を搬送するウォーキングビーム式の搬送装置において、板状のワーク１０の搬送過程におけるワーク１０の破損を防止する。【解決手段】移動ビーム３上におけるワーク１０の搬送方向所定間隔おきにワーク受け部４が設けられており、このワーク受け部４の受け面が、凸凹形状に形成されている。これにより、ワーク受け部４上に異物がのった場合、この異物が凹部４ｂに入りこむ確率が高くなるので、ワーク受け部４上にワーク１０が当接したときに、ワーク受け部４の凸部４ａとワーク１０との間に異物が挟まりにくくなり、異物が原因となってワーク１０が損傷することが回避される。【選択図】図１
2006321610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状のワークを搬送するウォーキングビーム式の搬送装置であって、
移動ビーム上におけるワーク搬送方向所定間隔おきにワーク受け部が設けられており、このワーク受け部の受け面が、凸凹形状に形成されていることを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
前記凸部は直線状または曲線状に延びる突条部とされ、また、前記凹部は前記突条部と併設される溝とされ、それらを一組として、ワーク受け部の受け面全域に複数組互いに隣り合わせに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】
前記ワークに対する突条部の接触部分において当該突条部の短手方向の幅が、溝の短手方向の開口幅より小さく設定されていることを特徴とする請求項２に記載の搬送装置。
【請求項４】
前記突条部は、その短手方向の幅が突出側へ向けて幅狭となるような形状とされていて、ワークに線接触する形態とされることを特徴とする請求項２または３に記載の搬送装置。
【請求項５】
前記突条部および溝の各両端は、ワーク受け部の端縁に到達されていて、前記溝の両端が外側へ向けて開放されていることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の搬送装置。
【請求項６】
前記ワーク受け部は、搬送対象となるワークに対し、ワーク搬送方向と略平行な方向のサイズが小さく設定されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の搬送装置。
【請求項７】
前記ワーク受け部は、硬度６０未満の弾性材で形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の搬送装置。
【請求項８】
前記ワーク受け部は、反発弾性が４０％未満の弾性材で形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の搬送装置。
【請求項９】
前記ワーク受け部は、ブチルゴムからなることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体基板、ガラス基板等のような板状のワークを搬送する搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、地球環境問題に対する関心の高まりに伴い、太陽電池が注目されている。現在、太陽電池としては、結晶系シリコン太陽電池が、最も多く生産され普及している。
【０００３】
太陽電池を普及させるには、製造コストの削減が重要となっている。そのため、生産ラインでは、自動化が進められており、各工程で用いる処理装置や、これら各処理装置間に、太陽電池基板（ウエハ）等を搬送するための搬送装置が導入されるようになっている。
【０００４】
この搬送装置としては、搬送の駆動系が単純であり、多量のワークを処理できる点で優れていることから、いわゆるウォーキングビーム式の搬送装置が多く用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
ここで、太陽電池基板等を搬送するのに用いるウォーキングビーム式の搬送装置を図１１に示して説明する。図例の搬送装置は、平行に並んで配置される一対の固定ビーム１１，１２と、この固定ビーム１１，１２間でかつ固定ビーム１１，１２より低い位置に配置される移動ビーム１３と、図示していないが移動ビーム１３を昇降駆動する昇降機構および移動ビーム１３を進退変位させる変位機構を少なくとも有している。
【０００６】
移動ビーム１３の上面には、ワーク受け部１４が設置されている。このワーク受け部１４は、平面視略長方形で、扁平な板状の部材からなり、その上面つまり受け面は平坦に形成されている。
【０００７】
さらに、ワーク受け部１４は、厚み方向に貫通する貫通孔１５が複数ヶ所に設けられていて、この貫通孔１５から図示していない真空ポンプによってワーク１０をワーク受け部１４に吸着させることによって、ワーク１０の搬送中にワーク１０の位置ずれを防止するようにしている。このワーク受け部１４は、硬度６０、反発弾性４０％のニトリルゴム（ＮＢＲ）で形成されている。
【０００８】
このような搬送装置によるワーク１０の搬送動作を説明する。なお、搬送対象となるワーク１０として、例えば太陽電池や半導体装置を製造するためのシリコン基板等のような薄肉基板を例に挙げる。
【０００９】
まず、図１１および図１２に示すように、固定ビーム１１，１２上に例えば三つのワーク１０を搭載してから、移動ビーム１３を固定ビーム１１，１２より上に上昇させることにより、図１３に示すように、ワーク１０を移動ビーム１３で持ち上げて固定ビーム１１，１２から引き離す。このとき、ワーク１０はワーク受け部１４の上面に載せられた状態になる。
【００１０】
この状態で、移動ビーム１３を前方に所定距離移動させてから、移動ビーム１３を固定ビーム１１，１２より下に下降させることにより、ワーク１０を移動ビーム１３から引き離して固定ビーム１１，１２上に載せる。このとき、ワーク１０はワーク受け部１４から離隔された状態になる。この後、移動ビーム１３を元の位置に後退させる。
【００１１】
このような一連の動作を繰り返すことにより、ワーク１０を順次前方へ搬送するようになっている。
【特許文献１】特開昭５７−１３６３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、現在、太陽電池は、結晶系シリコン太陽電池が主流となっているが、シリコン基板の原料となる多結晶シリコンの生産量が需要に追いつかない状態となっている。その対策の一つとして、太陽電池に用いられるシリコン基板の厚さを薄くする試みがなされている。
【００１３】
シリコン基板が薄くなるに伴い、太陽電池製造工程中において、ワーク１０となるシリコン基板の割れが発生しやすくなり、これが太陽電池製造工程における不良要因の一つとなってきた。
【００１４】
そこで、本発明者らは、太陽電池製造工程中の割れ要因を鋭意研究したところ、その割れ要因の一つが、各処理装置間に設置されているウォーキングビーム式の搬送装置で発生していることを知見した。
【００１５】
つまり、太陽電池製造工程において発生する異物が、ワーク１０としてのシリコン基板とワーク受け部１４との間に挟まると、シリコン基板の吸着時にシリコン基板へ曲げ応力等のダメージが付与されることになりやすく、シリコン基板の割れにつながるおそれがある。
【００１６】
また、太陽電池製造工程において発生する粉状の異物が、シリコン基板とワーク受け部１４との間に入り込むと、シリコン基板の吸着不良を引き起こして搬送中にシリコン基板がワーク受け部１４から位置ずれしやすくなって、シリコン基板が移動ビーム１３から落ちたり、あるいは他のシリコン基板と重なったりすることによって、破損するおそれがある。
【００１７】
本発明は、ウォーキングビーム式の搬送装置において、板状のワークの搬送過程におけるワークの破損を防止することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、板状のワークを搬送するウォーキングビーム式の搬送装置であって、移動ビーム上におけるワーク搬送方向所定間隔おきにワーク受け部が設けられており、このワーク受け部の受け面が、凸凹形状に形成されていることを特徴としている。
【００１９】
上記搬送装置において、前記凸部は直線状または曲線状に延びる突条部とされ、また、前記凹部は前記突条部と併設される溝とされ、それらを一組として、ワーク受け部の受け面全域に複数組互いに隣り合わせに設けたものが好ましい。
【００２０】
上記搬送装置において、前記ワークに対する突条部の接触部分において当該突条部の短手方向の幅が、溝の短手方向の開口幅より小さく設定されたものが好ましい。
【００２１】
上記搬送装置において、前記突条部は、その短手方向の幅が突出側へ向けて幅狭となるような形状とされていて、ワークに線接触する形態とされたものが好ましい。
【００２２】
上記搬送装置において、前記突条部および溝の各両端は、ワーク受け部の端縁に到達されていて、前記溝の両端が外側へ向けて開放されたものが好ましい。
【００２３】
上記搬送装置のワーク受け部は、搬送対象となるワークに対し、ワーク搬送方向と略平行な方向のサイズが小さく設定されたものが好ましい。
【００２４】
上記搬送装置のワーク受け部は、硬度６０未満の弾性材で形成されたものが好ましい。
【００２５】
上記搬送装置のワーク受け部は、反発弾性が４０％未満の弾性材で形成されたものが好ましい。このワーク受け部は、ブチルゴムとすることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る搬送装置によれば、板状のワークがその搬送過程で破損することを防止することが可能になる。
【００２７】
これにより、本発明に係る搬送装置を例えば太陽電池や半導体装置等の製造ラインに用いれば、ワークとなる薄いシリコン基板の歩留まりを向上するうえで有利となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
図１および図２に示すように、ウォーキングビーム式の搬送装置は、平行に並んで配置される一対の固定ビーム１，２と、この固定ビーム１，２間でかつ固定ビーム１，２より低い位置に配置される移動ビーム３と、図示していないが移動ビーム３を昇降駆動する昇降機構および移動ビーム３を進退変位させる変位機構とを少なくとも有している。
【００３０】
固定ビーム１，２は、断面が縦長の長方形とされた棒状部材からなり、移動ビーム３は、扁平な帯状板からなる。これら固定ビーム１，２の上面には、弾性材等からなる緩衝部５が設けられており、ワーク１０を傷つきにくくしている。
【００３１】
移動ビーム３の上面には、複数（図では二つ）のワーク受け部４が長手方向所定間隔おきに設置されている。ワーク受け部４は、平面視略長方形で、扁平な板状の部材からなる。
【００３２】
本発明の特徴説明に先立ち、上記搬送装置によるワーク１０の搬送動作を説明する。なお、搬送対象となるワーク１０として、例えば太陽電池や半導体装置を製造するためのシリコン基板等のような薄肉基板を例に挙げる。
【００３３】
まず、図１および図２に示すように、固定ビーム１，２上にワーク１０を搭載してから、図３および図４の矢印Ａで示すように、不図示の昇降機構で移動ビーム３を固定ビーム１，２より上に上昇させることにより、ワーク１０を移動ビーム３で持ち上げて固定ビーム１，２から引き離す。このとき、ワーク１０はワーク受け部４の上面に載せられた状態になる。
【００３４】
この状態で、図４の矢印Ｂで示すように、不図示の変位機構で移動ビーム３を前方に所定距離移動させてから、図４の矢印Ｃで示すように、不図示の昇降機構で移動ビーム３を固定ビーム１，２より下に下降させることにより、ワーク１０を移動ビーム３から引き離して固定ビーム１，２上に載せる。このとき、ワーク１０はワーク受け部４から離隔された状態になる。この後、不図示の変位機構で移動ビーム３を元の位置に後退させる。
【００３５】
なお、多数のワーク１０が固定ビーム１，２上の所定位置に、一つずつ順番に搭載されるので、上述した一連の動作を繰り返すことにより、ワーク１０を順次前方へ搬送するようになっている。
【００３６】
この実施形態での搬送装置は、ワーク１０をワーク受け部４上に従来例のように真空ポンプを使って吸着させるようにせずに、単に載せるだけとしている。
【００３７】
このように、ワーク１０をワーク受け部４に単に載せる形態とするにあたって、以下のような工夫をしているので、説明する。
【００３８】
まず、ワーク受け部４は、ワーク搬送方向と略平行な方向のサイズおよび直交する方向のサイズが、搬送対象となるワーク１０より小さく設定されている。
【００３９】
例えばワーク１０として、例えば１２５ｍｍ角の厚さ１８０μｍ〜２００μｍの単結晶シリコン基板（単結晶シリコンウエハ）からなる太陽電池基板を例とする場合、ワーク受け部４は１２４ｍｍ×６０ｍｍとすることができる。
【００４０】
また、ワーク受け部４の上面つまり受け面は、それとワーク１０との間に異物を挟みにくくするために、凸凹形状とされている。
【００４１】
さらに、ワーク受け部４は、ワーク１０をワーク受け部４上に載せた状態でワーク１０を搬送する際に、ワーク１０の位置ずれを防止するために、粘性、柔軟性、反発弾性の優れた材料、好ましくは、硬度６０未満で、反発弾性４０％未満の弾性材、より好ましくはブチルゴム等で形成されている。ブチルゴムは、硬度３０、反発弾性２１％である。
【００４２】
詳しく説明する。ワーク受け部４の受け面には、直線形状の突条部４ａと直線形状の溝４ｂとが、それらを一組として複数組隣り合わせに設けられることによって、ワーク受け部４の受け面が凸凹形状とされている。
【００４３】
なお、図では、説明の都合上、突条部４ａの短手方向の幅を極端に大きく記載しているが、例えばワーク受け部４が１２４ｍｍ×６０ｍｍの場合、突条部４ａの短手方向の幅が０．５ｍｍ程度とされ、突条部４ａの高さが０．２ｍｍ程度とされる。
【００４４】
この突条部４ａおよび溝４ｂの各両端は、ワーク受け部４の端縁に到達されていて、溝４ｂの両端が外側へ向けて開放されるようになっている。
【００４５】
また、突条部４ａは、その短手方向の幅が突出側へ向けて漸減するような形状、つまり突条部４ａの突出側表面形状は、所定曲率の部分円弧形状とされている。このような形状の突条部４ａでは、その突出端がワーク１０に対して線接触する形態になる。
【００４６】
なお、溝４ｂは、その底へ向けて漸次幅狭となる形状である。この溝４ｂの短手方向での開口幅は、ワーク１０に対する突条部４ａの接触部分における当該突条部４ａの短手方向での幅より大きく設定されている。
【００４７】
このように、突条部４ａを突出側へ向けて短手方向で幅狭とすると、この突条部４ａに粉状の異物が乗りにくくなって溝４ｂへ落ちやすくなる。
【００４８】
そして、ワーク受け部４をブチルゴムとした理由について説明する。
【００４９】
まず、ブチルゴムは粘性が高いので、ワーク受け部４をワーク１０に当接させた状態でワーク１０が位置ずれしにくくなる。このように滑り止め作用を発揮する。
【００５０】
また、ブチルゴムは柔軟性が高いので、ワーク受け部４上に異物が載っても、ワーク受け部４上にワーク１０が載ることによって異物がワーク受け部４内に埋まりこむようになる。このように異物排除作用を発揮する。
【００５１】
さらに、ブチルゴムは反発弾性が低いので、ワーク受け部４がワーク１０に当接する際の衝撃が小さくなる。このように衝撃緩和作用を発揮する。
【００５２】
但し、ワーク受け部４をブチルゴムで形成すると、ワーク受け部４の受け面が従来例のように平坦であったり、梨地状（ザラザラにした状態）であったりすると、ワーク受け部４の粘着力が強くなりすぎるので、ワーク１０が位置ずれ防止に効果的であるものの、ワーク受け部４からワーク１０が離れにくくなる。
【００５３】
しかし、上述したように、ワーク受け部４の上面に突条部４ａと溝４ｂとを設けて凸凹形状としてやれば、ワーク受け部４からワーク１０を位置ずれしにくくしたうえで離れやすくすることが可能になる。
【００５４】
但し、ワーク１０を位置ずれしにくくしたうえで離れやすくするように、隣り合う突条部４ａのピッチを適宜設定するのが好ましい。
【００５５】
そして、ワーク受け部４は、図１に示すように、その突条部４ａおよび溝４ｂの長手方向がワーク搬送方向と直交するように移動ビーム３上に設置されている。なお、図示していないが、ワーク受け部４は、その突条部４ａおよび溝４ｂの長手方向をワーク搬送方向と略平行に移動ビーム３上に設置してもよい。
【００５６】
以上説明したように、ワーク受け部４にワーク１０を真空吸着させない形態としているので、ワーク受け部４とワーク１０との間に仮に異物が挟まれたとしても、ワーク１０に曲げ応力等のダメージが付与されなくなる。
【００５７】
また、ワーク受け部４をワーク１０と線接触させる形態としているので、仮に、突条部４ａ上に異物が載ったときでも、この異物が溝４ｂへ落ちやすくなってワーク受け部４とワーク１０との間に異物が挟まれにくくなる。このことに加えて、ワーク受け部４をワーク１０の滑り止め作用を発揮する材料で形成しているので、それらの相乗によって、ワーク１０の搬送中におけるワーク１０の位置ずれを防止することが可能になる。
【００５８】
これらのことによって、薄肉板状のワーク１０であっても、搬送過程でワーク１０の位置ずれや、割れ等といった破損の発生を抑制または防止できるようになる。しかも、従来例のような真空ポンプの設備が不要となるので、搬送装置の構成簡素化とメンテナンス頻度を少なくできる等、設備コストならびにランニングコストの低減に貢献できる。
【００５９】
さらに、上記実施形態では、溝４ｂの両端を外側へ向けて開放しているので、メンテナンス時に溝４ｂ内に溜まった異物を取り除きやすくなる。
【００６０】
以上説明したウォーキングビーム式の搬送装置は、例えば図５に示すような太陽電池製造工程フローにおける各工程の間に配置することができる。この場合、ワーク１０となる薄いシリコン基板の歩留まりを向上するうえで有利となる。
【００６１】
なお、上記実施形態において、ワーク受け部４を１１０ｍｍ×６０ｍｍとした場合についても上記実施形態と同様の効果が得られた。また、ワーク１０として多結晶シリコンウエハを用いた場合についても上記実施形態と同様の効果が得られた。
【００６２】
以下、本発明の他の実施形態を説明する。
【００６３】
まず、上述したワーク受け部４の突条部４ａの短手方向の断面形状や溝４ｂの断面形状については特に限定されない。
【００６４】
例えば図６から図８に示すように、突条部４ａの短手方向の断面形状を略直角三角形とし、溝４ｂの短手方向の断面形状を略逆さ直角三角形としてもよい。この図でも、突条部４ａの幅を極端に大きく記載しているが、その短手方向の幅は例えば０．５ｍｍ程度とされ、その高さは例えば０．２ｍｍ程度とされる。
【００６５】
この場合、ワーク受け部４上にワーク１０を載せたときに、ワーク１０に対する突条部４ａの接触形態が極細の線接触となり、ワーク１０に対する突条部４ａの短手方向での接触幅が極限に小さくなる。
【００６６】
また、図示していないが、突条部４ａの短手方向の断面形状を略二等辺三角形とし、溝４ｂの断面形状を略逆さ二等辺三角形としてもよい。
【００６７】
ところで、上記実施形態に対し、図９に示すように、ワーク受け部４Ａに上方へ向けて開口する窪み４Ａ１をドットマトリクス状に設けた場合や、図１０に示すように、ワーク受け部４Ｂの突条部４Ｂ１および溝４Ｂ２の断面形状を略矩形とした場合について検討したので、説明する。これらの図においても、窪み４Ａ１、突条部４Ｂ１および溝４Ｂ２を極端に大きく記載している。
【００６８】
図９の格子状凸部４Ａ２や突条部４Ｂ１の突出端が平坦面であるために、そのうえに、異物が溜まりやすくなる。また、ワーク１０に対して格子状凸部４Ａ２や突条部４Ｂ１が面接触となるために、その間に異物が挟まれやすくなる。これらのことから、図９や図１０に示す形状のワーク受け部４Ａ，４Ｂでは、ワーク１０が搬送中に位置ずれするおそれがあって、図１や図６に示す形状のワーク受け部４に比べて劣ると言える。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明に係る搬送装置の一実施形態の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１の（２）−（２）線断面の矢視図で、移動ビームを下げた状態を示している。
【図３】図２の状態から移動ビームを上げた状態を示している。
【図４】図１の搬送装置によるワークの搬送形態を模式的に示す説明図である。
【図５】本発明に係る搬送装置の搬送対象となるワークを太陽電池とする場合の製造処理手順の一例を示す説明図である。
【図６】本発明に係る搬送装置の他の実施形態の概略構成を示す斜視図である。
【図７】図６の（７）−（７）線断面の矢視図である。
【図８】図７の状態から移動ビームを上げた状態を示している。
【図９】本発明の比較例１となるワーク受け部の斜視図である。
【図１０】本発明の比較例２となるワーク受け部の斜視図である。
【図１１】従来例に係る搬送装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１２】図１１の（１２）−（１２）線断面の矢視図である。
【図１３】図１２の状態から移動ビームを上げた状態を示している。
【符号の説明】
【００７０】
１，２      固定ビーム
３      移動ビーム
４      ワーク受け部
４ａ    突条部
４ｂ    溝
１０      ワーク
【図１】
2006321610.tif 000003
【図２】
2006321610.tif 000004
【図３】
2006321610.tif 000005
【図４】
2006321610.tif 000006
【図５】
2006321610.tif 000007
【図６】
2006321610.tif 000008
【図７】
2006321610.tif 000009
【図８】
2006321610.tif 000010
【図９】
2006321610.tif 000011
【図１０】
2006321610.tif 000012
【図１１】
2006321610.tif 000013
【図１２】
2006321610.tif 000014
【図１３】
2006321610.tif 000015