(57)【要約】      （修正有）【課題】  クリーンルームの高さに余裕がない場合でも能率的な基板処理に資する基板搬出入装置を提供する。【解決手段】  複数段に段積みされたトレイに対する基板の搬出入を行う基板搬出入装置であって、第１のパレット２０１上に載置された複数段のトレイ２０２を作業対象トレイとして供給する作業対象トレイ供給手段２０３と、前記複数段のトレイのうち、最下段のトレイ２０２ａ以外のトレイを持ち上げるトレイ持上げ手段２０５と、前記最下段のトレイを前記第１のパレットから分離して取り出して移動させるトレイ切出移動手段と、前記取り出されたトレイに対して基板の取り出し又は格納動作を実行する基板挿抜手段と、前記基板の取り出し又は格納動作が完了したトレイを、第２のパレットの上に載置するトレイ段積み手段と、前記トレイ段積み手段によって前記第２のパレット上に積まれた所定数のトレイを排出するトレイ排出手段とを備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数段に段積みされたトレイに対する基板の搬出入を行う基板搬出入装置であって、
第１のパレット上に載置された複数段のトレイを作業対象トレイとして供給する作業対象トレイ供給手段と、
前記複数段のトレイのうち、最下段のトレイ以外のトレイを持ち上げるトレイ持上げ手段と、
前記最下段のトレイを前記第１のパレットから分離して取り出して移動させるトレイ切出移動手段と、
前記取り出されたトレイに対して基板の取り出し又は格納動作を実行する基板挿抜手段と、
前記基板の取り出し又は格納動作が完了したトレイを、第２のパレットの上に載置するトレイ段積み手段と、
前記トレイ段積み手段によって前記第２のパレット上に積まれた所定数のトレイを排出するトレイ排出手段と、
を備えることを特徴とする基板搬出入装置。  
【請求項２】
さらに、前記第２のパレットを何も載置されていない空パレットとして、前記第１のパレットとは別に供給する空パレット供給手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の基板搬出入装置。
【請求項３】
前記作業対象トレイ供給手段によって供給されるトレイの段数と前記トレイ排出手段によって排出されるトレイの段とが同じ場合には、前記空パレット供給手段は、基板搬出入動作開始時の一回のみ前記空パレットを供給することを特徴とする請求項２に記載の基板搬出入装置。
【請求項４】
前記作業対象トレイ供給手段によって供給されるトレイの段数が前記トレイ排出手段によって排出されるトレイの段数よりも多い場合には、前記空パレット供給手段は、前記トレイ段積み手段によって載置されたトレイの数に基づいて、適宜前記空パレットを供給することを特徴とする請求項２に記載の基板搬出入装置。
【請求項５】
さらに、前記第１のパレット上に載置された複数段のトレイの全てが取り出された場合、残された前記第１のパレットを前記トレイ段積み手段まで移動させるパレット移動手段を備え、
前記トレイ段積み手段は、前記パレット移動手段によって移動されてきた前記第１のパレット上に、前記基板の取り出し又は格納動作が完了したトレイを載置することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の基板搬出入装置。
【請求項６】
前記基板挿抜手段は、
前記基板を昇降させる基板昇降手段と、
前記基板を、前記トレイから持ち上げた状態で平行移動させる基板移動手段と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の基板搬出入装置。
【請求項７】
前記トレイのそれぞれには、複数個の開口部が設けられ、
前記基板昇降手段は、前記トレイの開口部を貫通する昇降シャフトを有し、
前記基板移動手段は、前記昇降シャフト先端に設けられた回転ローラを有する、ことを特徴とする請求項６に記載の基板搬出入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数段に段積みされたトレイから基板を取り出し、及び／又は、そのトレイに基板を収納するための基板搬出入装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の基板搬出入装置においても、複数段に段積みされたトレイから基板を取り出すことのできるものがある。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示された基板搬出入装置では、複数段の各トレイには複数の開口部が設けられており、下から複数の昇降ピンが突き抜けられるようになっている。そして、最下段から順に、基板取り出し対象のトレイ以外をトレイ保持ユニットによって適当な高さまで上昇させる。その後、下から昇降ピンが上昇してきてトレイに格納されている基板を持ち上げ、それをロボットハンドによって外に取り出し、所定の工程に移行される。
【特許文献１】特開２００４−１８６２４９号公報
【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、特許文献１に記載された基板搬出入装置では、段積みされたトレイの全てを相当程度の高さまで上昇させなければならないため、クリーンルームの高さに余裕がない場合には使用できない。
【０００５】
よって、特許文献１の基板搬出入装置を用いるためにはクリーンルーム自体を大きく設計しなければならず、コストアップにつながるという問題がある。
【０００６】
一方、クリーンルームの大きさを抑えれば、段積みできるトレイの数に限界があるため、一度に処理できる基板の数も制限されることになり、基板処理の能率化を量ることができないという問題もある。
【０００７】
本発明は上記問題点を鑑みて為されたものであり、クリーンルームの高さに余裕がない場合でも能率的な基板処理に資することのできる基板搬出入装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の問題を解決するために、本発明による基板搬出入装置は、複数段に段積みされたトレイに対する基板の搬出入を行う基板搬出入装置であって、第１のパレット上に載置された複数段のトレイを作業対象トレイとして供給する作業対象トレイ供給手段と、前記複数段のトレイのうち、最下段のトレイ以外のトレイを持ち上げるトレイ持上げ手段と、前記最下段のトレイを前記第１のパレットから分離して取り出して移動させるトレイ切出移動手段と、前記取り出されたトレイに対して基板の取り出し又は格納動作を実行する基板挿抜手段と、前記基板の取り出し又は格納動作が完了したトレイを、第２のパレットの上に載置するトレイ段積み手段と、前記トレイ段積み手段によって前記第２のパレット上に積まれた所定数のトレイを排出するトレイ排出手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明による基板搬出入装置は、第２のパレットを何も載置されていない空パレットとして、前記第１のパレットとは別に供給する空パレット供給手段を備える。
【００１０】
そして、前記作業対象トレイ供給手段によって供給されるトレイの段数と前記トレイ排出手段によって排出されるトレイの段とが同じ場合には、前記空パレット供給手段は、基板搬出入動作開始時の一回のみ前記空パレットを供給する。
【００１１】
また、前記作業対象トレイ供給手段によって供給されるトレイの段数が前記トレイ排出手段によって排出されるトレイの段数よりも多い場合には、前記空パレット供給手段は、前記トレイ段積み手段によって載置されたトレイの数に基づいて、適宜前記空パレットを供給する。
【００１２】
さらに、本発明による基板搬出入装置は、前記第１のパレット上に載置された複数段のトレイの全てが取り出された場合、残された前記第１のパレットを前記トレイ段積み手段まで移動させるパレット移動手段を備え、前記トレイ段積み手段は、前記パレット移動手段によって移動されてきた前記第１のパレット上に、前記基板の取り出し又は格納動作が完了したトレイを載置する。
【００１３】
また、前記基板挿抜手段は、前記基板を昇降させる基板昇降手段と、前記基板を前記トレイから持ち上げた状態で平行移動させる基板移動手段と、を備える。そして、前記トレイのそれぞれには、複数個の開口部が設けられ、前記基板昇降手段は、前記トレイの開口部を貫通する昇降シャフトを有し、前記基板移動手段は、前記昇降シャフト先端に設けられた回転ローラを有する。
【００１４】
さらなる本発明の特徴は、以下本発明を実施するための最良の形態および添付図面によって明らかになるものである。
【発明の効果】
【００１５】
本願発明の基板搬出入装置によれば、クリーンルームの高さに余裕がない場合でも能率的な基板処理に資することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００１７】
＜基板搬出入装置の構成＞
図１は、本実施形態に係る基板搬出入装置１００の構成を示す図である。図１において、１０１はパレット投入部であり、この投入されるパレット上には、基板搬出（トレイからの取り出し）時は基板が収納された複数段のトレイが段積みされており、基板搬入（トレイに基板を収納する）時は空の複数段のトレイが段積みされている。
【００１８】
１０２、１１１及び１１４はパレット移動部、１０３はパレット移載部である。パレット移動部１０２、１１１及び１１４はパレット１つ分の移動を実行するが、パレット移載部１０３は最大パレット３つ分の移動を実行するものである。パレット移載部１０３は２つのユニット１０３ａ乃至１０３ｂで構成されている。
【００１９】
１０４はトレイ段ばらし部であり、最下段にあるトレイをその上のトレイから切り離し、順次にトレイを１つずつ基板挿抜部１０５に送り出す。なお、トレイ段ばらし部１０４の構成及び動作については後に詳述する。
【００２０】
基板挿抜部１０５は、トレイ抜取り部１０５ａ、基板挿抜部１０５ｂ及びトレイ挿入部１０５ｃで構成される。トレイ抜取り部１０５ａは、トレイ段ばらし部１０４から最下段のトレイのみを受け取り、基板挿抜部１０５ｂにトレイを受け渡す。基板挿抜部１０５ｂはトレイ抜取り部１０５ｃからトレイを受け取り、基板のみの受け渡しをバッファコンベヤ１０６との間で行う。また、基板挿抜部１０５ｂは、空のトレイ若しくは基板が収納されたトレイをトレイ挿入部１０５ｃに受け渡す。トレイ挿入部１０５ｃはトレイ段積み部１１０にトレイを受け渡す。なお、基板挿抜部１０５ｂの構成及び動作については後に詳述する。
【００２１】
１０７は旋回コンベヤであり、処理前基板を払い出しコンベヤ１０８を介して基板処理部（図示せず）に送り出したり、処理後基板を受入コンベヤ１０９を介して基板処理部（図示せず）より受け取る。
【００２２】
トレイ段積み部１１０は、パレットの上に順次トレイ（空若しくは基板収納済トレイ）を積み上げる。そして、一定段数のトレイを積み上げたら、その複数段のトレイを載置したパレットは、パレット移載部１０３及びパレット移動部１１１を介して、パレット取出し部１１２に搬送される。
【００２３】
１１３は空パレット受渡し部であり、トレイが載置されていない空パレットを投入したり、引き上げたりするためのものである。
【００２４】
＜基板搬出入装置の全体動作＞
例えば、基板を収納した６０段のトレイを投入し、基板を取り出して、空となった６０段のトレイを引き上げるまでの動作の概要を説明する。
【００２５】
まず、パレットに載置された６０段のトレイが、パレット投入部１０１から投入され、パレット移動部１０２及びパレット移載部１０３ａを介してトレイ段ばらし部１０４に搬入され、位置決めされる。
【００２６】
一方、空パレット受渡し部１１３から投入された空パレットは、パレット移動部１１４、パレット移載部１０３ｂ及び１０３ｃを介してトレイ段積み１１０に移動され、そこで待機する。
【００２７】
トレイ段ばらし部１０４において、６０段のうち下から２段目以上のトレイ（５９段分）が持ち上げられる。そして、最下段のトレイがパレットから切り離されて、適当な高さまで持ち上げられ、そのまま基板挿抜部１０５のトレイ抜取り部１０５ａを経由して基板挿抜部１０５ｂに搬送される。
【００２８】
基板挿抜部１０５ｂでは、後述のような方法（図５参照）でトレイから基板を取り出し、バッファコンベヤ１０６を介して旋回コンベヤ１０７まで搬送される。
【００２９】
送られてきた基板は処理前基板であるので、旋回コンベヤ１０７は、その基板を図示しない基板処理部に送り出すために払い出しコンベヤ１０８に基板を受け渡す。
【００３０】
また、基板挿抜部１０５ｂにおいて、基板を取り出した後の空トレイはトレイ挿入部１０５ｃに移行する。そして、トレイ段積み部１１０において、空トレイは空パレットの上に載置される。
【００３１】
続いて、最下段のトレイについて実行された工程が、下から２段目、３段目、・・・と順次実行される。そうすると、６０段の空トレイがトレイ段積み部１１０に載置され、その一方において、空パレットが段ばらし部１０４に残る。
【００３２】
この時点で、６０段の空トレイは、パレット移載部１０３ｃ及びパレット移動部１１１を経由して、パレット取出し部１１２に搬出される。一方、段ばらし部１０４にある空パレットは、６０段のトレイがトレイ段積み部１１０から引き上げられた後、適当なタイミングにおいて、パレット移載部１０３ａ→１０３ｂ→１０３ｃを経由してトレイ段積み部１１０に移動される。この空パレットは、次の６０段トレイから基板を取り出した後の空トレイを段積みするために用いられる。
【００３３】
もし、投入されるパレットが６０段トレイを載置しているが、引き上げるときには例えば２０段のトレイずつ行いたいときには、空パレット受渡し部１１３から２０段トレイの引き上げのタイミングで空パレットを投入し、それをトレイ段積み部１１０で待機させるようにすれば良い。
【００３４】
＜トレイ段ばらし部１０４の構成及び動作＞
図２乃至図４を用いてトレイ段ばらし部１０４の構成及び動作について説明する。
【００３５】
図２は、トレイ段ばらし部１０４の構成を示す外観図である。トレイ段ばらし部１０４は、パレット２０１に積載された複数のトレイ２０２の下から順番にトレイを取り出す機能を有するものである。
【００３６】
図２において、２０３は、積載されたトレイ２０２が載せられたパレット２０１を、ガラス基板２０６の取り出し位置に位置決め及び搬送するためのコンベアである。コンベア２０３は両端部に駆動用ローラを設け、搬送面中央にはフリーローラは設けられていない。
【００３７】
２０４はトレイチャック駆動部であり、トレイチャック２０５を備えている。最下段より上の段のトレイ２０２がそのＹ方向の両側よりトレイチャック２０５によって抑えられ、その状態でそのトレイチャック２０５がトレイチャック駆動部２０４によって上下動作するようになされている。トレイチャック２０５には、各段のトレイ２０２を係止する係止部（把持爪）２０５ａが設けられている。
【００３８】
続いて、パレット２０１の位置決め動作について説明する。
【００３９】
図３Ａ乃至図３Ｃは、パレット２０１に載せられたトレイ２０２がコンベア上を搬送され、ガラス基板取り出し動作の定位置に到着した場合の位置決め動作を説明するための概略図である。
【００４０】
まず、図３Ａにおいて、トレイ２０２が載ったパレット２０１はコンベアの川上方向（Ｘ軸の正方向）から川下方向（Ｘ軸の負方向）に搬送され、コンベア２０３の一端（川下側の端）に設けられた位置決めブロック２０７に当接した場合、コンベア２０３は停止するように制御される。なお、コンベア２０３の停止動作は、本実施形態ではパレット２０１の位置決めストッパ２０１ａが位置決めブロック１１１に当接したことを検知する図示しないセンサが設けられている。このセンサが、パレット２０１の位置決めブロック２０７への接触を検知すると、コンベア２０３のみを停止させる。また、このコンベア停止方法としては、センサを設けるほか、パレット２０１が位置決めブロック２０７に当接したことによって機械的なスイッチがＯＮになるような機構を採用するようにしてもよい。
【００４１】
コンベア２０３が停止すると、図３Ｂに示されるように、進行方向に対してパレット２０１の末尾方向から第１の位置決めユニット２０８がコンベア２０３の下面から突出し、パレット２０３を位置決めブロック２０７との間に挟み込み、進行方向（Ｘ軸方向）を位置決めしてパレットを固定する。
【００４２】
そして、コンベア２０３は駆動（例えば、チェーン駆動）ローラが両端に設けられ、搬送面中央が空いたものとなっているため、図３Ｄで示される昇降ユニット２１０がコンベア２０３の下面からパレット２０１を数センチ持ち上げる。このとき第１の位置決めユニット２０８も、昇降ユニット２１０のリフト動作に従って、パレット２０１との当接面２０８ａも数センチ持ち上がるような機構になっている。なお、昇降ユニット２１０は、上面がフリーローラ（回転方向がＹ軸方向）となっているため、パレット２０１は水平面内で移動しやすくなっている。
【００４３】
Ｘ軸方向での位置決めが終わると続いて、図３Ｃで示されるように、コンベア２０３の川幅方向（Ｘ軸方向）から第２の位置決めユニット２０９が各々突出し、パレット２０１を（他方のユニットは図示されておらず、反対側の側面に突出している）コンベア２０３のＹ軸方向（川幅方向）の両側から挟み込むようにして、Ｙ軸方向の位置決めが行われる。なお、図３Ｃで示されるように、昇降ユニット２１０でパレット２０１が下から持ち上げられているので、第1の位置決めユニット２０８と同様の構造である位置決めブロック２０７の当接面（ローラ部）２０７ａも、数センチ追従し、上昇している。
【００４４】
そして、以上のような位置決め動作により、最下段のトレイの取り出しに適切な位置にパレット２０１が位置決めされると、まず、第２の位置決めユニット２０９がパレット２０１から離れる。また、昇降ユニット２１０が下降し、トレイの搬出動作が開始される。なお、昇降ユニット２１０に下限センサが設けられており、上昇後再度下降したことでセンサがＯＮとなるようになっており、それによって次の基板搬出入動作への開始のためのトリガー信号となる。
【００４５】
なお、位置決めブロック２０７と第１の位置決めユニット２０８とによるパレット挟持動作は、パレット２０１に載置されている全てのトレイ２０２が搬出されるまで継続される。
【００４６】
図４は、最下段のトレイ２０２ａをパレット２０１から切り出す動作を説明するための図である。
【００４７】
図４において、トレイチャック２０５によって最下段以外のトレイの耳部２１１が把持され（下から引っ掛けられ）、最下段以外のトレイがトレイチャック駆動部２０４によって持ち上げられる。この状態では、パレット２０１の上には最下段のトレイ２０２ａのみが残されている。
【００４８】
そして、トレイ切出し部３０１の切出しハンド３０１ａが、パレット２０１と最下段トレイ２０２ａとの間の隙間に進入する。次に、伸縮するシャフト３０１ｃが伸びることによって、切出しハンド３０１ａが上昇し、トレイ耳部２１１に当接する。
【００４９】
さらにシャフト３０１ｃが伸びて、切出しハンド３０１ａによりトレイ２０２ａをパレットから適当な高さ分浮かせる。そして、トレイ２０２ａを浮かせた状態でトレイ切出し部３０１が基板挿抜部１０５の方向に進行して、トレイ抜取り部１０５ａで待機しているトレイ移動ハンド（図示せず）に受け渡す。この受渡し動作が終了すると、切出しハンド３０１ａは、下降してトレイ耳部２１１から離れ、トレイ移動ハンドとの干渉を防止するため９０度旋回して後戻りをしてトレイ段ばらし部１０４の所定位置に配置される。
【００５０】
このように、本実施形態では、トレイ段ばらし部１０４で段積みされたトレイを下から１つずつ抜き出して搬出するだけであるので、抜き出すトレイ以外の残りのトレイを上昇させる高さをそれ程必要がなくなる。よって、クリーンルームで必要となる高さはこのトレイ段ばらし部でのトレイ上昇の高さによって規定されるので、クリーンルーム自体の高さ制限にも柔軟に対応できる基板搬出入装置を提供することができるようになる。
【００５１】
また、トレイに開口部２０２ｂが設けられている場合、直接トレイをコンベヤ上で移動させると、基板に塵が付着したり、傷がついたりするが、切出しハンド３０１ａによってトレイ２０２ａを浮かしながら移動させているので、そのような問題も生じる可能性が低くくなる利点がある。なお、パレットに載せた状態でトレイを移動させることも可能であるが、その場合、パレットを前進させたり、後退させたりしなければならず、処理の効率が良くない。また、トレイをパレットに載せて移動させると、基板取り出しの際に、本実施形態で説明する後述の昇降シャフト４０３及びその先端に設けられた回転ローラ４０２による機構を用いることができず、基板取り出し及び受け取りの機構がより複雑化する可能性が高く、コスト高につながり好ましくはないのである。
【００５２】
＜基板挿抜部１０５ｂの構成及び動作＞
図５を用いて基板挿抜部１０５ｂの構成及び動作について説明する。
【００５３】
トレイ段ばらし部１０４から切り出された（抜き取られた）トレイ２０２は、切出し部３０１によってトレイ抜取り部１０５ａまで運ばれ、そこで切出し部３０１からトレイ搬送ハンド４０１に受け渡される。そして、トレイ２０２はトレイ運搬ハンド４０１によって基板挿抜部１０５ｂまで運ばれる。
【００５４】
図５Ａは、トレイ２０２がトレイ運搬ハンド４０１によって基板挿抜部１０５ｂまで運ばれ、そこで位置決めされた状態を示している。
【００５５】
トレイ２０２が基板挿抜部１０５ｂで位置決めされると、回転ローラ４０２が取り付けられたシャフト４０３が上昇する。
【００５６】
図５Ｂに示されるように、さらにシャフト４０３は上昇して、トレイに設けられた開口部２０１ａ（図２参照）を通過し、基板２０６のみを上昇させてトレイ２０２から分離する。なお、基板２０６は、回転ローラ４０２の高さがバッファコンベヤ１０６に設けられた回転ローラ４０４に合致するまで上昇するように制御される。
【００５７】
その高さまで基板が上昇すると、回転ローラ４０２が回転し、基板２０６が矢印方向に搬送され、バッファコンベヤに受け渡される。
【００５８】
基板２０６の受渡しが終了すると、シャフト４０３が下降し、図５Ａの状態に戻る（基板はトレイにない状態）。そして、再度トレイ運搬ハンド４０１が動作し始め、空トレイがトレイ挿入部１０５ｃを介してトレイ段積み部１１０に搬送される。
【００５９】
なお、トレイ段積み部１１０はトレイ段ばらし部１０４と同様の構成を有し、トレイ段ばらし部１０４とは逆の動作を実行して一段ずつ空トレイを積み上げていくのである。
【００６０】
＜実施形態の効果＞
以上のような構成を有する実施形態に記載の基板搬出入装置によれば、パレット上に載置された複数段のトレイのうち、最下段のトレイ以外のトレイを持ち上げ、最下段のトレイをパレットから分離して取り出して移動させ、そのトレイに対して基板の取り出し又は格納動作を実行し、この取り出し又は格納動作が完了したトレイを、別に用意されたパレットの上に段積みして、所定数のトレイが積み上げられたら排出するようにしているので、最下段のトレイ取り出しタウトと動作完了のトレイの段積みタクトを略同時に実行でき、全体のタクトタイムを短縮できる結果、能率の良い基板搬出入動作を実現できるようになる。そして、最下段から順次トレイを取り出しているので、残りの複数段トレイを持ち上げる高さは最小限で済み、それによってクリーンルームの高さ制限にも対応できるようになっている。
【００６１】
さらに、取り出し又は格納動作完了のトレイを段済みするために空パレットを別に供給するので、基板の搬出入動作が完了して直ぐにトレイ引き上げ動作に移行することができるため、これによっても全体のタクトタイムを短縮することが可能となっている。
【００６２】
処理されるトレイの段数と排出されるトレイの段とが同じ場合には、空パレットの供給は、基板搬出入動作開始時の最初の一回のみとしたり、処理されるトレイの段数が排出されるトレイの段数よりも多くする場合には、排出されるトレイの段数に応じて空パレットを適宜供給するようにするので、柔軟に色々な態様の基板搬出入動作に対応することができる。
【００６３】
また、処理対象の複数段のトレイがパレットから全て取り出された場合、残されたパレットをトレイ段積み部まで移動させ、そのパレットを空トレイ段積み用に使用しているので、装置内での無駄な動作工程の発生を抑えることができ、能率の良い基板搬出入動作を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明による基板搬出入装置の構成の概略を示す図である。
【図２】基板搬出入装置のトレイ段ばらし部１０４の構成を示す図である。
【図３】トレイ段ばらし部１０４の位置決め動作を説明するための図である。
【図４】トレイ段ばらし部１０４における最下段トレイの取り出し動作を説明するための図である。
【図５】基板挿抜部１０５ｂにおける動作を説明するための図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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