(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットハンドで真空吸着保持した基板を搬送手段を介して次工程に渡す基板搬送システムにおいて、
前記搬送手段は、前記基板をエア浮上しつつ載置し搬送路を構成する浮上プレートと、その両側端に搬送路に沿って設けられたガイドローラ及び基板の浮上を制限するピンチローラーを備え、
前記浮上プレートは、載置される前記基板の全面に対して略均一にエアーを吹き出すための複数のエア噴出口及び前記浮上プレートヘの加圧エア供給手段を有するとともに、受け渡し側における前記基板周辺に対応する位置に、前記基板を一時的に支持する複数の支持棒と、前記支持棒の出入りする穴及び前記支持棒の駆動手段が設けられ、
前記ピンチローラーは、前記基板の上面を真空吸着保持した前記ロボットハンドが前記基板の下面を前記浮上プレートから突出した前記複数の支持棒上に受け渡す際に上方に解除され、前記複数の支持棒が下降し前記基板の中央部を前記浮上プレートの複数のエア噴出口から吹き出すエアーで浮上させる状態において前記基板の両側端を保持する前記ガイドローラに対し前記基板の上方から挟持するようになされていることを特徴とする基板搬送システム。
【請求項２】
請求項１に記載の基板搬送システムにおいて、前記ロボットハンドは真空吸着を解除して前記基板を前記複数の支持棒上に受け渡すようになされていることを特徴とする基板搬送システム。
【請求項３】
搬送手段として、前記基板をエア浮上しつつ載置し搬送路を構成する浮上プレートと、その両側端に搬送路に沿って設けられたガイドローラ及び基板の浮上を制限するピンチローラーを備え、前記浮上プレートは、載置される前記基板の全面に対して略均一にエアーを吹き出すための複数のエア噴出口及び前記浮上プレートヘの加圧エア供給手段を有するとともに、受け渡し側における前記基板周辺に対応する位置に、前記基板を一時的に支持する複数の支持棒と、前記支持棒の出入りする穴及び前記支持棒の駆動手段が設けられたものを用いて、ロボットハンドで真空吸着保持した基板を前記搬送手段を介して次工程に渡す基板搬送方法において、
前記ピンチローラーは、前記基板の上面を真空吸着保持した前記ロボットハンドが前記基板の下面を前記浮上プレートから突出した前記複数の支持棒上に受け渡す際に上方に解除しておき、さらに前記ピンチローラーは、前記複数の支持棒が下降し前記基板の中央部を前記浮上プレートの複数のエア噴出口から吹き出すエアーで浮上させる状態において前記基板の両側端を保持する前記ガイドローラに対し前記基板の上方から挟持することを特徴とする基板搬送方法。
【請求項４】
請求項３に記載の基板搬送方法において、前記ロボットハンドが前記基板の上面を真空吸着保持して前記搬送手段から受け取るときに、前記ピンチローラーは前記基板の端面を押えて前記基板が前記浮上プレートの複数のエア噴出口から吹き出すエアーで浮遊しない状態としていることを特徴とする基板搬送方法。
【請求項５】
請求項４に記載の基板搬送方法において、前記ロボットハンドが前記基板を真空吸着した後、前記ピンチローラーは上方へ解除し、前記基板を真空吸着した前記ロボットハンドは水平方向に抜き出て前記基板の下面を接触させない状態で前記基板を受け取ることを特徴とする基板搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は基板搬送システム及びそれを用いた基板搬送方法に係わり、特に、半導体基板やプリント配線基板、ＬＣＤやＰＤＰのガラス基板などの基板表面にラミロールによりレジスト膜などを貼り付けるフィルム貼付装置や、この貼付装置により基板表面に貼付られたベースフィルムを剥離するフィルム剥離装置等に適した基板吸着搬送システム及びそれを用いた基板搬送方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種フィルム貼付方法としては、フィルムとしてベースフィルム、レジストフィルムなどの貼り付けたいフィルム本体（以下、レジスト付フィルムで説明）、カバーフィルムの三層構造としたもの（以下、一体化フィルムと略記）をベースフィルムが外周側、カバーフィルムが内周側になるようにフィルム供給軸に巻回したフィルムロールを用い、フィルム供給軸から繰り出した一体化フィルムからカバーフィルムを剥離し、搬送路上を所望の一定間隔をもって搬送されて来る各基板の寸法に合わせて二層となったレジストフィルムとベースフィルムを幅方向に切断してレジストフィルムが基板表面側になるようにして１対の圧着ローラ間を通して基板毎に貼り付ける枚葉法がある。
【０００３】
一方、貼付装置の構成をより簡略化するものとして連続法が提案されている。その方法としては、枚葉法と同様にフィルムロールを用い、フィルム供給軸から繰り出した一体化フィルムからカバーフィルムを剥離した後に、搬送路上を所望の一定間隔をもって搬送されて来る複数の基板の基板間および基板とレジストフィルムとの貼り付けを望まない部分に相当する部位（以下、基板間相当部位と略記）のレジストフィルムに保護テープを設ける基板間処理をしてからベースフィルムを切断しないままレジストフィルムが基板表面側になるようにして、即ち保護テープが搬送されている各基板の前後端部に跨るようにして、１対の圧着ローラ間を通して各基板に貼り付る第一の連続法（特開平６−７３３４３号公報参照）、あるいはフィルム供給軸から繰り出した一体化フィルムについて搬送路上を所望の一定間隔をもって搬送されて来る複数の基板の基板間相当部位に対応する長さでカバーフィルムを幅方向に前後２ヶ所で切断して基板間相当部位のカバーフィルムは残し基板にレジストフィルムを貼り付けたい部位（以下、基板相当部位と略記）のカバーフィルムを剥離する基板間処理をしてからレジストフィルムが基板表面側になるようにして、即ち残したカバーフィルムが搬送されている各基板の前後端部に跨るようにして、１対の圧着ローラ間を通して各基板にレジストフィルムを貼り付ける第二の連続法（特開平９−１７４７９７号公報参照）などがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
最近のＬＣＤやＰＤＰに用いられるガラス基板等は、厚さが１ｍｍ〜１０ｍｍとかなり薄いものの、幅や長さが１ｍあるいはそれ以上と大型になっている。ラミネート用の基板は、搬送手段により一対のラミロール間へ搬送されてラミロール工程でレジストフィルムが基板に熱圧着され、さらに搬送手段によりフィルムの剥ぎ取り工程へ搬送し、基板相互を分離し、分離された各基板はロボットで次の工程に渡される。搬送によるゴミの付着や、キズ等が問題となる場合は、その面を上面にして搬送し、下面を支持して受け渡しを実施している。この場合、基板上面にゴミ等の落下による付着が問題となっていた。
【０００５】
そこで、下面にゴミの付着防止や、搬送に伴うキズを防止するための保護フィルム等を貼った状態で、ロボット等により基板上面から、吸着し受け渡しを行い、受け渡し終了後、保護フィルム等を剥離する方法も知られている。この方法は、搬送のための保護フィルム等の貼付、及び剥離という工程が必要になり、効率が悪い。
【０００６】
それゆえ、本発明の目的は、基板の搬送過程において、基板表面にゴミ等の落下による付着という問題が発生せず、しかも、保護フィルム等の貼付、及び剥離という工程も不要な、基板吸着搬送システム及びそれを用いた基板搬送方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の特徴とするところは、ロボットで真空吸着保持した基板を搬送手段を介して次工程に渡す基板吸着搬送システムにおいて、前記基板を前工程から、ロボットで受け取る際に、前記基板の下側の浮上プレートに設けた複数の穴から略均一にエアーを吹き出し、基板を浮上させた状態で、ロボットハンドで真空吸着し、基板を受け取ることにある。
【０００８】
本発明の他の特徴は、ロボットハンドで保持した基板を、搬送手段を介して次工程に渡す基板搬送システムにおいて、前記搬送手段は、前記基板をエア浮上しつつ載置する浮上プレートと、その両側端に搬走路に沿って設けられたガイドローラ及び基板の浮上を制限するピンチローラーを備えており、前記浮上プレートは、載置される前記基板の全面に対して略均一にエアーを吹き出すための複数のエア噴出口、及び前記浮上プレートへの加圧エア供給手段を有していることにある。
【０００９】
本発明の他の特徴は、前記基板搬送システムにおいて、前記浮上プレートが前記基板周辺に対応する位置に設けられ前記基板を一時的に支持する複数の支持棒と、前記支持棒の出入りする穴及び前記支持棒の駆動手段を備えていることにある。
【００１０】
本発明方法によれば、基板をエアー浮上させた状態で、受け渡すことにより、下側の基板周辺部以外は、他との接触無しに基板の受け渡しが可能となり、基板下面へのゴミの付着、擦れ等によるキズが生じない状態で、受け渡すことが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図４に示す一実施形態に基いて、本発明を説明する。図１は、本発明方法の一実施形態を具現化する基板吸着搬送システムを備えたフィルム貼付剥離装置の全体構成の概略図である。この装置は、搬送手段によりラミネート用の基板６を一対のラミロール間へ搬送しラミロール工程でレジストフィルムを基板に熱圧着し、さらに搬送手段によりフィルムの剥ぎ取り工程へ搬送し、基板相互を分離し、分離した各基板をロボットで次の工程に渡すものである。
【００１２】
図１において、１はフィルム供給軸で、これにはベースフィルムが外側になるようにしてレジスト付フィルムＦが巻回されている。レジスト付フィルムＦは、ベースフィルム２、レジストフィルム３およびカバーフィルム４からなり、レジストフィルム３の上下両面にベースフィルム２とカバーフィルム４をレジストフィルム３の粘着性で貼り付けて3層構造の一体化フィルム（レジスト付フィルム）Ｆとしたものである。一方、基板６は、この実施例においてはＬＣＤ用のガラス基板であり、真空吸着ハンド１６Ａを有する多関節型のロボット１６により裏面を把持して搬送手段２０に渡され、搬送手段２０により一対のラミロール１５の間に向けて搬送される。
【００１３】
一体化フィルムＦは、フィルム供給軸１から繰出され、ハーフカット手段７、バックテンションコントローラー１４を経て、一対のラミロール１５の間に供給される。ハーフカット手段７は、フィルム供給軸１から繰出した一体化フィルムＦにハーフカットを形成する手段である。ハーフカット手段７は一体化フィルムＦの繰出方向（搬送方向）における前後に所定の距離をもって配置した１対の円盤カッタを備えており、カバーフィルム４およびレジストフィルム３に切れ目すなわちハーフカットを形成するものである。ハーフカット手段７の１対の円盤カッタ間の距離は、搬送されて来る複数の基板６の基板間に相当する部位および基板６とレジストフィルム３との貼り付けを望まない部分に相当するレジストフィルム３の部位の長さの合計の長さで、この領域を簡略的に基板間相当部あるいはレジスト除去部と呼ぶ。
【００１４】
１２はカバーフィルム４の剥取ロールであり、粘着テープロール９から繰り出される粘着テープ１０をハーフカットされた一体化フィルムＦに押し付け、一体化フィルムＦから基板部に相当するカバーフィルム４を剥離し、カバーフィルム巻取軸１３により巻き取り回収する。このようにして、一体化フィルムＦに基板６を貼付ける直前の時点で、一体化フィルムＦから基板部に相当する部分のカバーフィルム４のみが除去されている。
【００１５】
基板６は、真空吸着ハンド１６Ａを有する多関節型のロボット１６により表面即ちレジストフィルム３との貼り付け面が下側になるようにして把持され、搬送手段２０に渡される。搬送手段２０は、搬走路を構成するガイドローラ、浮上プレート２２及び加圧エア２３の供給手段を含むエア浮上式の搬送手段であり、基板６は図の左側から右側に、表面を下にしたまま一対のラミロール１５の間に向けて搬送される。基板６を挟んで搬送手段２０の反対側すなわち上側には、基板６を加熱するヒーター２１が設けられている．搬送手段２０から供給される加圧エア２３は加熱されており、ヒーター２１および搬送手段２０間を移動する過程で、基板６はラミロール工程に適した所定の温度に加熱される。
【００１６】
一対のラミロール１５には加圧力を調節するバックアップローラ２４が付設されている。ラミロール工程において、基板６が一対のラミロール１５間に侵入すると同時に、一対のラミロール１５によりレジストフィルム３を加圧し、レジストフィルム３を基板６に熱圧着する。そして、基板の後端位置までレジストフィルム３が熱圧着されると、一方のラミロールの圧力が解除され、ラミロールは基板の表面から離れる。
【００１７】
２８は冷風供給手段であり、ラミロール工程で高温になった基板６を急速に冷却するための冷風を供給する。３０は、ベースフィルム２及び基板間相当部のレジスト３及びカバーフィルム４を除去するためのベースフィルム除去手段であり、剥離ローラ３１及びベースフィルム巻取軸３２を有している。基板を吸着コンベア３３により裏面から吸着しつつベースフィルム除去手段３０の剥離ローラ３１により基板から連続したベースフィルム２を剥ぎ取ることにより、基板相互を分離し、かつ、剥ぎ取ったベースフィルム２及び基板間相当部のレジスト３及びカバーフィルム４を除去し、ベースフィルム巻取軸３２により巻き取り回収する。
【００１８】
レジストフィルム３は貼り付けられたままでベースフィルム２及び基板間相当部のレジスト３及びカバーフィルム４が除去され相互分離された基板６は、吸着コンベア３３により、図の右方向に搬送され、さらにアーム３４を有する搬送用ロボット３４により、吸着反転され、次の工程へ搬送される。なお、フィルム貼付装置は、クリーンルーム内に設置されていることは言うまでもない。
【００１９】
このように、図１の装置において、基板６は、ロボット１６のハンドにより把持され裏返して搬送手段２０に渡され、ヒーター２１および搬送手段２０間を移動する過程でラミロール工程に適した所定の温度に加熱され、ラミロール工程において、一対のラミロール１５によりレジストフィルム３を加圧し、レジストフィルム３が基板６に熱圧着される。そして、ラミロール工程で高温になった基板６を急速に冷却しながらベースフィルム除去手段３０へ搬送し、ここで、基板を吸着コンベア３３により裏面から吸着しつつ剥離ローラ３１により連続したベースフィルム２を剥ぎ取り、基板相互を分離し、剥ぎ取ったベースフィルム２及び基板間相当部のレジスト３及びカバーフィルム４をベースフィルム巻取軸３２により回収する。吸着コンベア３３で基板を上面吸着しながら搬送しつつ、ベースフィルム除去手段３０によりベースフィルム２を下側に剥離することが可能となり、クリーンルーム内のダウンフローと併用する事により、剥離する際のごみが、下に落下し、基板貼付面にゴミが付着しにくい。基板搬送経路上、吸着コンベア３３と反対の側、すなわち基板６の下面側には、ベースフィルム除去手段３０を構成する剥離ローラ３１が配置されており、連続して剥離されたベースフィルム３がベースフィルム巻取軸３２に巻き取られる。ベースフィルムを連続剥離する事により、剥離の為に連続するフィルムを切断する必要がなくなり、切断の際のフィルム屑が発生しない。
【００２０】
一方、分離された各基板６は搬送手段で搬送されロボット３４により吸着反転され、次の工程へ搬送される。
【００２１】
次に、ロボット１６（または３４）および搬送手段２０の詳細を図２〜図６で説明する。図２は搬送手段の詳細を示す外観斜視図であり、図３は搬送手段の動作状態を示している。また、図４は基板をロボットから受け取るあるいは受け渡す時の状態を示す搬送手段等の縦断面図、図５及び図６は基板をロボットから受け取るあるいは受け渡す時の外観斜視図である。
【００２２】
搬送手段２０は、基板６をエア浮上しつつ載置する薄い箱型の浮上プレート２２と、その両側端に搬走路に沿って設けられたガイドローラ５、及び加圧エア２３の供給手段を備えている。
【００２３】
図４の断面図に示すように、浮上プレート２２は、ブロワ−に連通する通路１６６及び、多数の細いエア噴出口１７０を有している。エア噴出口１７０は支持する基板の全面に対して略均一にエアーを吹き出すように、浮上プレート２２に設けられている。ブロワ−から供給されるエアの量は、例えば１０００Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｍ2程度である。基板６は浮上プレート２２上の上で浮上しつつ、その外縁がガイドローラ５及びピンチローラー１６５に挟持され、ガイドローラ５の回転により搬送される。ピンチローラー１６５は、基板がエアーで浮上しすぎないように基板の端面を押さえるものである。なお、ガイドローラ５の上端は、浮上プレート２２よりもＨ2（＝約１ｍｍ程度）だけ高い位置にある。エアー圧で基板の浮上がコントロール可能な場合は、ピンチローラ無しでも良い。
【００２４】
また、図３に示すように、基板の周辺に対応する浮上プレート２２の４隅には、基板をキズ付けない材質（例えばフッ素樹脂）製の支持棒１６３の出入りする穴１６９が設けられており、支持棒１６３はエアシリンダー１６７及び電磁弁１６８により、その浮上プレート２２の表面からの突出高さＨ１を調節される。図３に示した状態、すなわち基板の受け取り時のＨ1は、例えば５〜１０ｍｍとする。図２に示した状態、すなわち基板の搬送時は支持棒１６３が浮上プレート２２の表面よりも下にあり、基板６はエアで浮上プレート２２の上に保持される。
【００２５】
なお、支持棒あった方が安定するがなしでも良い。又、ハンドが基板を渡す、又は、受けとるとともに、インバーターブロアーを使用したり、高圧バッファタンクを応用したり等の方法で、浮上エアー圧を一時的にアップすることも考えられる。
【００２６】
図４、図５に示すように、搬送手段２０がロボット１６から基板６を受け取るとき、ロボットのハンド１６Ａに設けられた吸着パッド１６４で基板６の裏面が真空吸着された状態で、基板６が搬送され浮上プレート２２のエア上に置かれる。吸着パッド１６４は、負圧源との間に設けられた電磁弁（図示せず）に真空吸着または解除の信号をに送ることにより制御される。
【００２７】
また、図６に示すように、ロボット１６が搬送手段２０から基板６を受け取るときも、浮上プレート２２のエア上に置かれた基板６の裏面をロボットのハンド１６Ａに設けられた吸着パッド１６４で真空吸着し、次の工程へと搬送する。
【００２８】
図７〜図９で、搬送手段２０がロボット１６から基板６を受け取るときの状態をより詳細に説明する。ラミネート用の基板６をロボット１６で次工程に受け渡す際に、図７に示すように、まず、図７において、支持棒１６３はその突出高さH１を５〜１０mmに調節されている。そして、基板６の上面(裏面)の複数箇所をロボットの吸着パッド１６４で真空吸着しながら、ピンチローラー１６５を上方へ解除し、水平方向に基板をロボットハンド１６Aで真空吸着保持した状態で差込み、受け渡し側の浮上プレート２２の支持棒１６３及び両側の搬送ローラ５の上で、ロボットハンド１６Aの吸着を解除し、搬送手段２０に基板を受け渡す。基板を受け渡す前には、基板の下側にある浮上プレート２２に設けた複数の穴から、略均一に、エアーを吹き出す事により、基板６の中央部をエアーで浮上させた状態で、ロボットの真空吸着の解除の信号を電磁弁にいれ、エアー圧力により支持棒を下降させ、基板端面以外を接触させない状態で受け渡す。図８は、吸着パッド１６４による吸着を解除し、基板６の表面の隅を支持棒１６３及びガイドローラ５で保持している状態を示す。
【００２９】
さらに、図９は、浮上プレート２２にエアを供給しながら、基板を搬送する状態を示している。このようにして、基板６は、表面を下にしたまま一対のラミロール１５の間に向けて搬送される。
【００３０】
本実施例によれば、基板をエアー浮上させた状態で、受け渡すことにより、下側の基板周辺部以外は、他との接触無しに基板の受け渡しが可能となり、基板下面へのゴミの付着、擦れ等によるキズが生じない状態で、受け渡すことが可能となる。また、ベースフィルム除去手段３０及びクリーンルーム内のダウンフローと併用する事により、剥離する際のごみも下に落下し、基板貼付面にゴミが付着しにくくなる。しかも、ごみ防止用の保護フィルム等の貼付を行い剥離するという工程も不要である。
【００３１】
また、本実施例によれば、基板をエアー浮上により受け渡し、搬送するため、基板、例えばガラスの厚さが１ｍｍ程度と薄く幅や長さが１ｍあるいはそれ以上の大型のものであっても、スムーズに搬送できる。
【００３２】
なお、搬送手段２０からロボット３４に基板６を渡すときは、図７〜図９と逆になる。基板６を前工程からロボット３４で受け取る際に、基板６の下側の浮上プレート２２に設けた複数のエア噴出口１７０から略均一にエアーを吹き出し、基板を浮上させた状態で、ロボットハンド３４Ａで基板６の上側を真空吸着し、基板６を受け渡す。すなわち、基板６を受け取る際には、基板の端面をピンチローラーで押さえ基板がエアーにより浮遊しない状態にして、ロボットハンドで基板上面を真空吸着し、吸着後、ピンチローラー１６５を上方へ解除し、水平方向にロボットハンド３４Ａを抜き出すことにより、基板下面を接触させない状態で基板の受け渡しが可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明方法によれば、基板をエアー浮上させた状態で、受け渡すことにより、下側の基板周辺部以外は、他との接触無しに基板の受け渡しが可能となり、基板下面へのゴミの付着、擦れ等によるキズが生じない状態で、受け渡すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法の一実施形態を具現化するフィルム貼付、剥離装置の全体構成の概略図である。
【図２】図１の搬送手段の詳細を示す外観斜視図である。
【図３】図１の搬送手段の動作状態を示す図である。
【図４】基板をロボットから受け取るあるいは受け渡す時の状態を示す搬送手段等の縦断面図である。
【図５】基板をロボットから受け取るあるいは受け渡す時の外観斜視図である。
【図６】基板をロボットから受け取るあるいは受け渡す時の外観斜視図である。
【図７】搬送手段がロボットから基板を受け取るときの状態をより詳細に説明する図である。
【図８】搬送手段がロボットから基板を受け取るときの状態をより詳細に説明する図である。
【図９】搬送手段がロボットから基板を受け取るときの状態をより詳細に説明する図である。
【符号の説明】
Ｆ…    一体化フィルム
１…    フィルム供給軸
２…    ベースフィルム
３…    レジストフィルム
４…    カバーフィルム
５…    ガイドローラ
６…    基板
７…    ハーフカット手段
１２…  カバーフィルム剥取ロール
１３…  カバーフィルム巻取軸
１５…  ラミロール
１６…  ロボット
２０…  搬送手段
２１…  ヒーター
２２…  浮上プレート
２３…  加圧エア
２８…  冷風供給手段
２９…  ベースフィルム除去手段
３０…  ベースフィルム除去手段
３１…  剥離ローラ
３２…  ベースフィルム巻取軸
３３…  吸着コンベア
１６３…支持棒
１６５…ピンチローラー
１７０…エア噴出口
【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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【図８】
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【図９】
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