(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔で設けられ、かつ表面に方形状の被処理基板を受ける当接部が設けられた一対の支持片により被処理基板の対向する端縁部を支持することにより前記被処理基板をその自重により撓ませた状態で搬送する基板保持装置であって、
上記当接部は、上記被処理基板をその自重により撓ませた状態で、さらにこの自重による撓み方向と直交する方向に上記被処理基板を山型に撓ませるように構成されていることを特徴とする基板保持装置。
【請求項２】
上記支持片が互いに平行な杆状に形成されて方形状の基板を支持するとともに、上記当接部が各支持片の長手方向に所定の間隔で設けられる複数の突起からなるものであって、これらの突起が被処理基板の非支持状態で略同一高さを有する一方、被処理基板の支持状態で、被処理基板を上記支持片の長手方向に亘って山型に撓ませるように上下方向に弾性進退可能に構成されてなることを特徴とする請求項１記載の基板保持装置。
【請求項３】
被処理基板の両端縁部を支持する前記一対の支持片をもつＵ字型に構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板保持装置。
【請求項４】
移動可能な搬送ユニットに搭載されるとともに、この搬送ユニットのユニット本体から進出する受け渡し位置とユニット本体側に退避する退避位置とに変位可能に設けられるものであって、前記支持片により基板を支持させた状態で前記受け渡し位置に配置し、所定の基板載置箇所に対して下降させた後、前記退避位置に退避させることにより前記所定の基板載置箇所に基板を受け渡すように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の基板保持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置や液晶板製造装置等の基板処理装置において、半導体ウエハや液晶用ガラス基板等の基板の搬送時に基板を保持する基板保持装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶表示基板や半導体ウエハなどの精密電子基板の製造プロセスにおいては、例えば、洗浄処理部や熱処理部といった複数の処理部が配置され、基板搬送装置により被処理基板が各処理部の間で搬送されつつ各処理部に対して出し入れされることによって基板に所定の処理が施されるようになっている。
【０００３】
上述のような基板搬送装置としては、例えば、各処理部に亘って移動可能な搬送ユニットに可動式のハンド部材（基板保持装置）が搭載され、このハンド部材によって基板を保持して搬送するようになっている。
【０００４】
上記ハンド部材は、一般に互いに平行な一対の支持片を具備したＵ字状に形成されており、液晶用角型ガラス基板であれば、上記支持片で基板の両端縁部を支持した状態で基板を保持するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のようにハンド部材により基板の両端部を支持して搬送する装置では、支持した基板が自重、あるいは搬送ユニットの加減速動作によって撓む傾向にあり、特に、大型、かつ薄型の基板の場合には、そのような基板の撓みが適切な処理動作を阻害する原因となっている。また、このような基板の撓みに起因して搬送動作に制限が課せられる場合があり、これが処理効率を高める上でのマイナス要素となっている。
【０００６】
すなわち、大型、かつ薄型の基板では、搬送ユニットによる搬送中や、停止時等に振動が生じ易く、この振動により基板とそれを受ける部分とが互いに衝突して基板を損傷する虞がある。また、この振動が収束するまで次の動作に移ることができない場合がある。そのため、このような事態を回避すべく、搬送ユニットの加減速度や移動速度を低く設定して振動の発生を抑えたり、あるいは基板に生じた振動の減衰時間を考慮して搬送後一時的に待機状態を設けることが要求される等、これがタクトタイム短縮化の妨げとなっている。
【０００７】
また、通常の基板搬送装置では、搬送中に、搬送ユニット内に収納された基板の位置補正を行うべく、例えば、基板端部と位置決め部材等とを当接させることが行われるが、ハンド部材上に撓んだ状態で支持されている基板に対しては、位置決め方向の力が単に基板を撓ませる力として作用するだけで適切な位置決めが行われ難い。そのため、位置補正が適切に行われず、各処理部に対する基板の受渡しに支障が生じる等、適切な処理動作が阻害される場合がある。
【０００８】
近年では、小型液晶モニター等の需要増大に伴い、小型基板を効率良く生産すべく小型基板を複数枚採り得る大型、かつ薄型の基板を処理することが要求されており、上述のような課題の早期解決が望まれる。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、精密電子基板の生産において、適切な処理動作を確保しながら処理効率を高めることができる基板保持装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る基板保持装置は、所定の間隔で設けられ、かつ表面に方形状の被処理基板を受ける当接部が設けられた一対の支持片により被処理基板の対向する端縁部を支持することにより前記被処理基板をその自重により撓ませた状態で搬送する基板保持装置であって、上記当接部は、上記被処理基板をその自重により撓ませた状態で、さらにこの自重による撓み方向と直交する方向に上記被処理基板を山型に撓ませるように構成されているものである。
【００１１】
この基板保持装置によれば、各支持片に亘って被処理基板が支持されると、被処理基板がその自重により撓むとともに、被処理基板の端縁部が当接部に沿って自重による撓みの方向と直交する方向にも山型に撓む。これによって自重により被処理基板を撓ませる力に反する内部応力が生じて、被処理基板の自重による撓みの方向の曲げ剛性が高められる。そのため、搬送時等の被処理基板の振動が効果的に抑えられ、また、被処理基板の基板の位置補正においては、位置決め方向の力が基板に有効に作用するようになる。
【００１２】
請求項２に係る基板保持装置は、請求項１記載の基板保持装置において、上記支持片が互いに平行な杆状に形成されて方形状の基板を支持するとともに、上記当接部が各支持片の長手方向に所定の間隔で設けられる複数の突起からなるものであって、これらの突起が被処理基板の非支持状態で略同一高さを有する一方、被処理基板の支持状態で、被処理基板を上記支持片の長手方向に亘って山型に撓ませるように上下方向に弾性進退可能に構成されてなるものである。
【００１３】
この基板保持装置によれば、被処理基板の端部位が確実に突起によって支持されるため、被処理基板の端部位に反りが生じ、これによって被処理基板と突起が非接触状態となって振動が生じるといった事態の発生を防止することが可能となる。また、被処理基板が弾性的に支持されるため、被処理基板の受渡し時の衝撃が効果的に緩和される。
【００１４】
請求項３に係る基板保持装置は、請求項１又は２記載の基板保持装置において、被処理基板の両端縁部を支持する前記一対の支持片をもつＵ字型に構成されているものである。
【００１５】
請求項４に係る基板保持装置は、請求項３に記載の基板保持装置において、移動可能な搬送ユニットに搭載されるとともに、この搬送ユニットのユニット本体から進出する受け渡し位置とユニット本体側に退避する退避位置とに変位可能に設けられるものであって、前記支持片により基板を支持させた状態で前記受け渡し位置に配置し、所定の基板載置箇所に対して下降させた後、前記退避位置に退避させることにより前記所定の基板載置箇所に基板を受け渡すように構成されているものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１７】
図１及び図２は、本発明にかかる基板保持装置の一例が適用される基板処理装置を概略的に示し、図１は正面図で、図２は平面図である。同図に示す基板処理装置１０は、比較的大型の角型ガラス基板（以下、基板と略す）に所定の処理を施す装置であって、基板の搬入出部１２と、一連の処理を基板に施すための処理ユニット部２０と、搬入出部１２と処理ユニット部２０との間で基板を搬送する基板搬送部２２とを備えている。
【００１８】
上記搬入出部１２には、カセット載置台１６が設けられ、このカセット載置台１６上に多数の基板Ｂを収納した２つのカセット１４ａ，１４ｂが設置されるとともに、カセット１４ａ，１４ｂと基板搬送部２２の所定の基板受渡し位置との間で基板Ｂを搬送するインデクサロボット１８が設けられ、これが上記カセット載置台１６に対向して配置されている。
【００１９】
上記インデクサロボット１８は、詳しく図示していないが、一軸方向（Ｙ軸方向）に延びるレール１７上に移動可能に装着される本体と、この本体の上部に装備される基板保持用のヘッドとを備えている。ヘッドは、本体に対してＸ軸方向（上記一軸方向と水平面上で直交する方向）及びＺ軸方向（上下方向）の移動が可能であるとともにＲ軸周り（鉛直軸周りの）の回転が可能となっている。
【００２０】
上記処理ユニット２０には、基板Ｂに所定の処理を施すための複数の処理部が本実施形態においては上下２段に配置されている。
【００２１】
具体的には、基板Ｂを洗浄するためのスピンスクラバーＳＳと、洗浄された基板Ｂにフォトレジスト液を塗布するスピンコーターＳＣとが処理ユニット２０の下段に配置される一方、スピンスクラバーＳＳで洗浄された基板Ｂを脱水ベークするホットプレートＨＰ１と、フォトレジスト液が塗布された基板ＢをプリベークするホットプレートＨＰ２と、各ホットプレートＨＰ１，ＨＰ２で加熱された基板Ｂを冷却するクールプレートＣＰ１，ＣＰ２とが処理ユニット２０の上段に配置されている。
【００２２】
上記基板搬送部２２には、基板搬送用の搬送ユニット２４が上記処理ユニット部２０の各処理部に亘って移動可能に設けられている。
【００２３】
すなわち、基板搬送部２２には、Ｘ軸方向に延びる固定レール２６と、モータ駆動によりこの固定レール２６に沿って移動する搬送ユニット支持部材２８（以下、支持部材２８と略す）とが設けられ、この支持部材２８に、モータ駆動により作動する垂直多関節型のアーム２９を介して搬送ユニット２４がＺ軸方向に移動可能に支持されている。そして、上記支持部材２８がＸ軸方向に移動されつつ、上記アーム２９が作動されることにより、上記搬送ユニット２４がＸ軸方向及びＺ軸方向に移動し、これによって搬送ユニット２４が各処理部に対向する基板受渡し可能な位置に移動させられるようになっている。
【００２４】
図３は、上記搬送ユニット２４の具体的な構造を示している。この図に示すように、搬送ユニット２４は、処理ユニット部２０に向かって開口する箱型のユニット本体３０を有しており、このユニット本体３０に、基板Ｂの搬送及び受渡しの一連の動作において基板Ｂを支持する基板支持機構３２を装備している。
【００２５】
基板支持機構３２は、基板Ｂを載置するためのハンド部材３４と、このハンド部材３４をユニット本体３０に対して進退させるためのアーム３８とから構成されており、上記ハンド部材３４はアーム３８の先端に水平面内で回動自在に連結されている。
【００２６】
上記アーム３８は、単位アーム３９ａ，３９ｂからなり、図外のモータ駆動により作動する水平関節型のアームで、上記ハンド部材３４をユニット本体３０前方の受渡し位置（同図の実線で示す位置）とユニット本体３０内部の収納位置とに亘ってＹ軸方向に進退させ得るように構成されている。そして、各処理部間での基板Ｂの搬送時には、ハンド部材３４が基板Ｂを支持した状態で上記収納位置に退避させられることによって基板Ｂをユニット本体３０内に収納するようになっている。
【００２７】
上記ハンド部材３４は、互いに平行で、かつ間隔が基板Ｂに対応する一対の支持片３５ａ，３５ｂを備えたＵ字形に形成されている。各支持片３５ａ，３５ｂには、その表面に複数の突起が設けられており、両端縁部を支持片３５ａ，３５ｂの各突起で受けた状態で基板Ｂを支持するようになっている。
【００２８】
上記突起は、各支持片３５ａ，３５ｂにそれぞれ三個所、各支持片３５ａ，３５ｂの長手方向に等間隔で一列に設けられている。各突起の突出寸法、つまり支持片３５ａ，３５ｂの表面から各突起の先端までの寸法は、各支持片３５ａ，３５ｂの長手方向において真中の突起３７がその両側の突起３６に比べて若干長く設定され、両側の突起３６は互いに同一寸法に設定されている。また、各支持片３５ａ，３５ｂ間では、互いに対応する突起３６，３７の寸法は同一寸法とされている。
【００２９】
以上のように構成された基板処理装置１０において、上記カセット載置台１６にカセット１４ａ，１４ｂがセットされて処理動作が開始されると、上記インデクサロボット１８によってカセット１４ａ，１４ｂから基板Ｂが一枚ずつ取出されて基板搬送部２２の搬送ユニット２４に渡される。
【００３０】
基板Ｂを受け取る際には、図３に示すように、ハンド部材３４がユニット本体３０前方の受渡し位置に保持されており、この状態で上記インデクサロボット１８によって基板Ｂがハンド部材３４の各支持片３５ａ，３５ｂ上に亘って載置される。そして、基板Ｂが載置されると、ハンド部材３４がユニット本体３０内部に退避させられ、これによって基板Ｂがユニット本体３０内に収納される。
【００３１】
このように基板Ｂがハンド部材３４上に載置されると、上述のように各突起３６，３７の突出寸法が各支持片３５ａ，３５ｂの長手方向に異なるため、図５に示すように基板ＢがＹ軸方向に亘って山型に撓められる。また、基板Ｂは支持片３５ａ，３５ｂにより両端縁部を支持されているため、図４に示すようにＸ軸方向に亘って自重で谷型に撓むことになる。
【００３２】
こうして基板Ｂの受渡しが完了すると、搬送ユニット２４がＸ軸及びＺ軸方向に移動させられて処理ユニット部２０の所定の処理部に対向した位置に配置されるとともに、ハンド部材３４がユニット本体３０の前方の受渡し位置に移動させられ、これにより基板Ｂが当該処理部内に挿入させられる。そして、搬送ユニット２４が若干下降させられ、次いでハンド部材３４がユニット本体３０内に退避することにより基板Ｂが処理部内の所定の基板載置個所に載置されて当該処理部に対する基板Ｂの受渡しが完了する。
【００３３】
そして、以後、各処理部の間で搬送ユニット２４による基板Ｂの搬送が同様に行われながら、基板Ｂに対する各処理部での処理が施され、全ての処理が完了すると、搬送ユニット２４から上記インデクサロボット１８に基板Ｂが渡される。そして、基板Ｂがカセット１４ａ，１４ｂに収納されることによって基板処理装置１０による当該基板Ｂの処理が完了する。
【００３４】
このような基板Ｂの一連の処理動作において、上記実施形態の装置によれば、上述のようにハンド部材３４上に支持された基板ＢがＹ軸方向に亘って山型に撓められて保持されるため、基板Ｂには、自重により基板Ｂを撓ませる応力に反する力が生じ、これにより基板Ｂの自重による撓み方向、すなわちＸ軸方向の曲げ剛性が高められる。そのため、搬送ユニットの加減速時や停止時、あるいは搬送中の装置の振動等によって生じ易い基板Ｂの振動を効果的に抑えることができる。
【００３５】
従って、基板に振動が生じて基板とそれを受ける部分とが激しく衝突して基板を損傷するといった事態を好適に回避し得るので、基板Ｂが大型、かつ薄型で比較的撓み易い基板であっても、搬送ユニットの加減速度や移動速度を比較的高く設定することが可能になる。また、上述のように振動の発生が抑えられるため、基板に生じた振動の減衰時間を考慮して搬送後一時的に搬送ユニット２４を待機させる必要がなくなる。そのため、基板Ｂの搬送時間の短縮化を効果的に図ることができ、その結果、基板処理装置１０による基板Ｂの処理効率を効果的に高めることができる。
【００３６】
しかも、基板Ｂの受渡し時には、先ず、ハンド部材３４において基板Ｂの両縁中央部分が突起３７によって受けられ、その後、基板Ｂのコーナ部分が突起３６により受けられるといった具合に、基板Ｂとこれを受ける突起３６，３７とが徐々に当接するため、基板Ｂの受渡し時の衝撃を効果的に緩和することができるという利点もある。
【００３７】
また、自重による基板Ｂの撓み方向の曲げ剛性が高められることで、搬送ユニット２４での基板Ｂの位置補正の際には、基板Ｂに対する位置決め部材による位置決め方向の力、具体的には、Ｘ軸方向の力が位置決めのために有効に作用する。そのため、搬送ユニット２４による基板Ｂの位置決めを適切に行うことができるという利点がある。特に、処理ユニット部２０の多数の処理部間で基板Ｂの受渡しが要求される上記基板処理装置１０では、各処理部での受渡し毎に基板Ｂの適切な位置補正が行われないと、このずれの蓄積により、いずれかの処理部で基板Ｂの受渡しが不能となったり、あるいは処理部での処理に支障がでる等の虞があるが、上記実施形態の装置によれば、そのような虞がない。また、本実施形態では、搬送ユニット２４に本発明を適用した例について説明したが、上記のインデクサロボット１８のハンド部材として適用することもできる。インデクサロボット１８に適用した場合は、基板裏面への接触を避けたい場合等に特に有利となる。
【００３８】
なお、上記実施形態の基板処理装置１０は、本発明の基板搬送装置が適用される基板処理装置の一例であって、基板処理装置１０や基板保持装置の具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００３９】
例えば、上記実施形態のハンド部材３４では、基板Ｂを受ける当接部としての突起３６，３７が各支持片３５ａ，３５ｂの長手方向に等間隔で一列に設けられているが、具体的な突起の数や形状、あるいは配置間隔等は基板Ｂの形状や材質等に応じて適切に基板Ｂを受けることができるように適宜設定するようにすればよい。例えば、基板ＢのＹ軸方向の寸法が比較的長いような場合には、支持片３５ａ，３５ｂに、より多くの突起を設けて基板Ｂを受けるようにしもよい。この場合、Ｙ軸方向の中央部分で最も基板Ｂの撓みが大きくなるように各突起の寸法を設定するのが望ましいが、例えば、突起の寸法を数個所間隔で長く設定する等して、Ｙ軸方向の複数個所で基板Ｂの撓みが大きくなるようにしてもよい。
【００４０】
また、上記実施形態の突起３６，３７に代え、図６に示すように、支持片３５ａ，３５ｂの長手方向の中央部分で最も高く、両側で低くなるような湾曲した受部を有する突起３８を設けるようにしてもよい。この場合には、基板Ｂへの接触部分が線接触となるように突起３８の受部を薄板状に形成する方が基板保護の点で望ましい。
【００４１】
さらに、上記突起３６に代え、図７に示すように、上下方向に伸縮可能で、かつ外力が働かない自然状態で、圧縮バネやゴム等の弾性部材による付勢力で突起３７と同じ高さに保持される突起４０を用いるようにしてもよい。これによれば、基板Ｂのコーナ部分が確実に各突起４０によって支持されるため、基板Ｂの受渡し位置のバラツキ等に起因した基板Ｂのコーナ部分での反り等により基板Ｂと突起とが非接触状態となって基板Ｂのコーナ部分に振動が生じるといった事態の発生を防止することができる。しかも、これによれば基板Ｂが弾性的に支持されるため、基板Ｂの受渡し時の衝撃が効果的に緩和されるという利点もある。
【００４２】
また、突起は必ずしも複数個所に設ける必要はなく、支持片３５ａ，３５ｂの長手方向中央部分にのみ設けるようにしてもよい。これによれば、支持片３５ａ，３５ｂを簡略化することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の基板保持装置は、被処理基板をその自重により撓ませるとともに、この自重による撓み方向と直交する方向に上記被処理基板を山型に撓ませるように構成し、これによって自重により被処理基板が撓む力に反する内部応力を生じさせて、被処理基板の自重による撓み方向の曲げ剛性を高るようにしたので、搬送時等の被処理基板の振動が効果的に抑えられる。従って、搬送ユニットの加減速度や移動速度を比較的高く設定することが可能となり、また、基板に生じた振動の減衰時間を考慮して搬送後一時的に搬送ユニットを待機させる必要がなくなる。そのため、被処理基板の搬送時間の短縮化を効果的に図ることができ、これによって被処理基板の処理効率を効果的に高めることができる。
【００４４】
また、基板の位置補正においては、位置決め方向の力を有効に被処理基板の位置決め方向の力として作用させることが可能となるので、これにより被処理基板の適切な位置決めを達成して適切な処理動作を確保することができる。
【００４５】
特に、杆状の支持片によって方形状の基板を支持する場合には、上記当接部として支持片の長手方向に複数の突起を設け、これらの突起が被処理基板の非支持状態で略同一高さを有する一方、被処理基板の支持状態で、被処理基板を山型に撓ませるように弾性進退可能に構成すれば、被処理基板の端部位を突起により確実に支持することができる。そのため、被処理基板の端部位に反りが生じ、これによって被処理基板と突起が非接触状態となって振動が生じるといった事態の発生を効果的に防止することができ、しかも被処理基板を弾性的に支持することができるため、被処理基板の受渡し時の衝撃を効果的に緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る基板保持装置の一例が適用される基板処理装置を示す正面概略図である。
【図２】  上記基板処理装置を示す平面概略図である。
【図３】  搬送ユニットの構成を示す斜視概略図である。
【図４】  ハンド部材上に載置された基板を示す図３のＡ矢視図である。
【図５】  ハンド部材上に載置された基板を示す図３のＣ矢視図である。
【図６】  ハンド部材の別の構成を示す図５に対応する図である。
【図７】  ハンド部材の別の構成を示す図５に対応する図である。
【符号の説明】
１０  基板処理装置
２４  搬送ユニット
３０  ユニット本体
３２  基板支持機構
３４  ハンド部材
３５ａ，３５ｂ  支持片
３６，３７  突起
３８  アーム
Ｂ  基板
【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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【図６】
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【図７】
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