JP2005142480A - カセット装置とこれを用いた薄型基板移載システム - Google Patents

Abstract

【課題】 低い高さで多数の液晶ガラス基板などの薄型基板を収納することができるカセット装置および薄型基板移載システムを提供する。
【解決手段】 固定座と、固定座に、昇降装置を用いて上下方向に駆動可能に支持された可動座と、可動座に、垂直方向に取り付けられた複数の支柱と、各支柱に重置された、前方が開口したコ字状のスライド可能な複数段の基板受け座と、各基板受け座の側部の内側に、幅方向に相対向する部分を、前後方向に所定の間隔をあけてワイヤで繋いで形成した複数本の基板受けとを有する基板支持部と、薄型基板を搬入、搬出時に仮に載置する基板仮受け座と、基板仮受け座の上下に、基板の搬入、搬出時のスペースを作り出す支持機構とを備えて構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶用のガラス基板やウェハなどの薄型基板を上下方向に多数枚収容するカセット装置、および前記カセット装置と薄型基板をカセット装置に搬入または搬出する基板搬送ロボットとを備える薄型基板移載システムに関するものである。

液晶ディスプレイの大形化、量産化に伴い、液晶用のガラス基板は年々大形化され、その大きさは一辺が１５００ｍｍを越えるものが出てきている。このような次世代の大型液晶ガラス基板を搬送する基板搬送システムでは、液晶ガラス基板を多段収納するカセット装置や、液晶ガラス基板をカセット装置とプロセス装置との間で搬送する基板搬送ロボットの省スペース化が強く望まれている。
このような状況において、クリーンルーム内に設置され、液晶ガラス基板を上下方向に多数枚収容する液晶ガラス基板用の従来のカセット装置は、図３（ａ），（ｂ）および図４に示すように構成されている。すなわち、カセット装置１０１の側面の両枠体１０２，１０２の内側に多数の受け座１０３を等間隔に設け、前記受け座１０３に液晶ガラス基板１０４を載置するように構成されている（例えば特許文献１参照）。液晶ガラス基板１０４は、昇降装置１０６を有する基板搬送用ロボット１０５のアーム１０７の先端に取り付けられた例えばフォーク状のロボットハンド（以下、単にフォークという）１０８上に載置されて搬送され、カセット装置１０１内に収納されたり、カセット装置１０１内から搬出されたりする。
特開２００２−３７３９３４号公報（図１）

しかしながら、このような従来のカセット装置においては、次のような問題があった。
(1) 前記カセット装置は、両枠体の内側に多数の受け座を等間隔に固定して設けているが、液晶ガラス基板間には、前記フォークが入り込むスペースが必要である。そのため、液晶ガラス基板カセットは、必然的に高さが高くなり大形化してしまう。
(2) 前記(1) に伴って、基板搬送用ロボットの上下ストロークが長くなり、昇降装置が大形化する。
(3) 前記液晶ガラス基板用カセットと基板搬送用ロボットを収容するクリーンルームの高さが高くなる。
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、低い高さで多数の液晶ガラス基板などの薄型基板を収納することができるカセット装置および薄型基板移載システムを提供することを目的とするものである。

上記問題を解決し、目的を達成するため、本発明は次のように構成したものである。
請求項１にかかる発明は、基板搬送ロボットのアーム先端に取付けたフォーク上に薄型基板を載置して、複数の薄型基板を多段に収納するカセット内に前記フォークを挿入して、前記薄型基板をカセット内に搬入、あるいはカセット内から搬出するカセット装置において、固定座と、前記固定座に、昇降装置を用いて上下方向に駆動可能に支持された可動座と、前記可動座に、垂直方向に取り付けられた複数の支柱と、前記各支柱に重置された、前方が開口したコ字状のスライド可能な複数段の基板受け座と、各基板受け座の側部の内側に、幅方向に相対向する部分を、前後方向に所定の間隔をあけてワイヤで繋いで形成した複数本の基板受けとを有し、前記基板受けによって前記薄型基板を支持する基板支持部と、前記可動座が最上部まで上昇したときに最下段の基板受け座の基板受けよりも下に位置し、かつ、前記ワイヤ間のスペースに位置するように、前記固定座に、垂直方向に配置された複数の基板仮受け座と、前記可動座が最上部まで上昇したときに最下段の基板受け座の基板受けよりも下に位置し、かつ、前記ワイヤ間のスペースに位置するように、前記固定座に、垂直方向に配置された複数の基板仮受け座と、前記基板仮受け座上面の横の、薄型基板を搬入または搬出する段の基板受け座よりも１段上の上部基板受け座を支持可能な機構を有し、前記上部基板受け座を支持し、かつ、前記可動座を所定量下降させたときに、前記上部基板受け座の基板受けと前記基板仮受け座との間に、フォークの上面に載置した前記薄型基板を搬入または搬出する第１のスペースを形成し、かつ、前記基板仮受け座の上面と下降させた最上部の段の下部基板受け座の基板受けとの間に、フォークをカセット装置内に挿入する第２のスペースを形成する支持機構と、を備えたことを特徴とするものである。
請求項４にかかる発明は、複数の薄型基板を多段に収納するカセット装置と、前記カセット装置に薄型基板を搬入または搬出する基板搬送ロボットとを備える薄型基板移載システムにおいて、前記カセット装置は、固定座と、前記固定座に、昇降装置を用いて上下方向に駆動可能に支持された可動座と、前記可動座に、垂直方向に取り付けられた複数の支柱と、前記各支柱に重置された、前方が開口したコ字状のスライド可能な複数段の基板受け座をそれぞれ有し、各基板受け座の側部の内側に、幅方向に相対向する部分を、前後方向に所定の間隔をあけてワイヤで繋いで形成した複数本の基板受けを設け、前記基板受けによって前記薄型基板を支持する基板支持部と、前記可動座が最上部まで上昇したときに最下段の基板受け座の基板受けよりも下に位置し、かつ、前記ワイヤ間のスペースに位置するように、前記固定座に、垂直方向に配置された複数の基板仮受け座と、前記基板仮受け座上面の横の、薄型基板を搬入または搬出する段の基板受け座よりも１段上の上部基板受け座を支持可能な機構を有し、前記上部基板受け座を支持し、かつ、前記可動座を所定量下降させたときに、前記上部基板受け座の基板受けと前記基板仮受け座との間に、フォークの上面に載置した前記薄型基板を搬入または搬出する第１のスペースを形成し、かつ、前記基板仮受け座の上面と下降させた最上部の段の下部基板受け座の基板受けとの間に、フォークをカセット装置内に挿入する第２のスペースを形成する支持機構と、を備え、前記基板搬送用ロボットで、前記薄型基板を、前記カセット装置内に上段から下段に向かって搬入するとともに、カセット装置外に下段から上段に向かって搬出することを特徴とするものである。

本発明のカセット装置および薄型基板移載システムによれば、基板仮受け座を設け、かつ、薄型基板用のカセットの基板受け座が上下方向に移動し得るので、搬入あるいは搬出時に、カセット装置内にフォークの挿入スペースを作り出すことができる。これにより、それぞれの薄型基板間にあらかじめフォーク挿入用のスペースを形成しておく必要がなくなり、各段の薄型基板間の間隔を極めて小さくして収納することができ、カセット装置の高さを低くすることができる。
これに伴い、基板搬送ロボットを小形化することができるとともに、クリーンルームの高さを低くすることができる。

以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。

図1は本発明にかかるカセット装置の実施例１の構成を示す正面図で、図２は平断面図である。
このカセット装置は、液晶ガラス基板などの薄型基板を上下に多段に収納可能なものであり、薄型基板を搬入・搬出する基板搬送ロボット（図示せず）とともに、薄型基板移載システムを構成する。カセット装置および基板搬送ロボットは、クリーンルーム内に設置される。基板搬送ロボットは、クリーンルーム内において、カセット装置とプロセス装置との間で薄型基板を移載するものである。基板搬送ロボットは、例えば、平行四辺形リンク機構を用いた屈伸型などの昇降装置によって、アームおよびアーム先端に備えられたロボットハンドとしてのフォークを上下に移動可能なものであり、またアームを駆動する旋回軸によってフォークを任意の水平位置に移動させることができる。勿論、基板搬送ロボットとしては、水平多関節構造や垂直多関節構造等の任意の多軸ロボットを採用することができる。
図１および図２に示すカセット装置は、常に最上段から最下段へ向かって薄型基板を搬入し、最下段から最上段へ向かって薄型基板を搬出するようになっている。
以下、本発明にかかるカセット装置の構成を説明する。
図１および図２において、１はカセット装置、２は前記カセット装置内に収納される薄型基板、３は前記カセット装置１の底部に配置された固定座、４は前記固定座３に、昇降装置５を用いて上下方向に駆動可能に支持された可動座、６は前記可動座４に、垂直方向に取り付けられた複数の支柱、７は基板支持部で、前記各支柱６に重置された、前方が開口したコ字状のスライド可能な複数段の基板受け座８と、前記基板受け座８の側部の外側に設けた係合片９と、各基板受け座８の側部の内側に、幅方向に相対向する部分を、前後方向に所定の間隔をあけてワイヤで繋いで形成した複数本の基板受け１０とを有し、前記基板受け１０によって前記薄型基板２を支持する。
１１は基板仮受け座で、前記可動座４が最上部まで上昇したときに最下段の基板受け座８の基板受け１０よりも下に位置し、かつ、前記ワイヤ間のスペースに位置するように、前記固定座３に、垂直方向に複数配置されている。
１２は支持機構で、前記係合片９を下から支持する支持体１３と、前記支持体１３を水平方向に駆動する駆動機構１４とを備え、前記駆動機構１４によって、前記支持体１３を水平方向に移動させることにより支持体１３を前記係合片９に係合させ、前記基板受け座８を係合片９とともに支持するようにしている。前記駆動機構１４の駆動源は、例えばエアーシリンダーで構成している。
なお、前記支持体１３の高さは、前記可動座４が最上部まで上昇したときに最下段の基板受け座８よりも１段上の基板受け座８の係合片９と対応する位置に固定して設定されている。
本実施例においては、分かりやすくするために、カセット装置内１に収納された各薄型基板２の間隔を広く描き、それに合わせて固定座や可動座の高さも高くして描いているが、実際は、各薄型基板の間隔はきわめて狭く、固定座や可動座の高さも低いものである。
このような構成のカセット装置を用いた薄型基板移載システムについて、以下説明する。
まず、薄型基板のカセット装置への搬入は次のようにして行う。
(1)支持機構１２の支持体１３を駆動機構１４側に引き込ませた状態で、可動座４を最下 部まで下降させる。
(2)可動座４が最下部まで下降すると、基板仮受け座１１の上面が、最上部である１段目 の基板受け１０よりも上に突出し、基板仮受け座１１の上面の上部に、フォーク（図 示しない）の上面に載置した薄型基板２を搬入する第１のスペース１５を作り出し、 かつ、基板仮受け座１１の上面と、１段目の基板受け１０との間に、前記フォークを カセット装置１内に挿入する第２のスペース１６を作り出す。
(3)前記第１のスペース１５と第２のスペース１６内に、前記フォークと薄型基板２を搬 入して、薄型基板２を基板仮受け座１１の上面と間隙を介して対向させる。
(4)この状態で、フォークを垂直に下降させ、基板仮受け座１１の上面に薄型基板２を載 置する。
(5)基板仮受け座１１の上面に薄型基板２を載置すると、前記フォークを水平方向に移動 させてカセット装置１から引き出す。
(6)前記フォークをカセット装置１から引き出した後、前記可動座４を上昇させて、１段 目の基板受け１０で、基板仮受け座１１上の薄型基板２を持ち上げるようにして、薄 型基板２を１段目の基板受け１０上に載置する。
(7)２段目以降は、支持機構１２を利用して薄型基板を搬入する。まず、支持機構１２の 支持体１３を駆動機構１４側に引き込ませた状態のままで、昇降装置５を駆動して可 動座４を所定量上昇させ、前記支持体１３のすぐ上の位置まで１段目の基板受け座８ の係合片９が位置するように各段の基板支持部７を移動させる。
(8)前記支持体１３のすぐ上の位置まで１段目の基板受け座８の係合片９が上昇してくる と、駆動機構１４を駆動して、支持体１３を水平方向に引き出して、係合片９の真下 に位置させる。
(9)この状態で、可動座４を所定量下降させる。可動座４が下降しても１段目の基板受け 座８は前記支持体１３によって支えられているので下降はせず、１段目の基板受け１ ０と基板仮受け座１１との間に、第１のスペースが作り出される。また、基板仮受け 座１１と２段目の基板受け１０との間に第２のスペースが作り出される。
(10)この状態で、前記第１のスペース１５と第２のスペース１６内に、前記フォークと薄 型基板２を搬入して、薄型基板２を基板仮受け座１１の上面と間隙を介して対向させ る。
(11)この状態で、フォークを垂直に下降させ、基板仮受け座１１の上面に薄型基板２を載 置する。
(12)基板仮受け座１１の上面に薄型基板２を載置すると、前記フォークを水平方向に移動 させてカセット装置１から引き出す。
(13)前記フォークをカセット装置１から引き出した後、前記可動座４を上昇させて、２段 目の基板受け１０で、基板仮受け座１１上の薄型基板２を持ち上げるようにして、薄 型基板２を２段目の基板受け１０上に載置する。これにより、１段目の基板受け座８ と２段目の基板受け座８は再度密着する。
(14)以下、同様にして３段目から以降の基板受け１０上に薄型基板を搬入、載置していく 。
図１では、薄型基板２を７段目の基板受け１０に載置しようとしている状態を示している。

次に、薄型基板のカセット装置からの搬出について説明する。薄型基板２の搬出は、次のようにして行う。
(1)薄型基板２の搬出の方向は、最下段の基板受け１０から最上段の基板受け１０に向か って行うので、搬入によって可動座４が最上部まで上昇した状態からスタートする。
(2)可動座４が最上部まで上昇した状態の場合、下から１段目の基板受け１０は、基板仮 受け座１１よりも上に位置している。また、下から１段目の基板受け座８よりも１段 上つまり下から２段目の基板受け座８の係合片９が、前記支持体１３のすぐ上の位置 に来て対応している。
(3)この状態で、駆動機構１４を駆動して、支持体１３を水平方向に引き出して、係合片 ９の真下に位置させる。
(4)次に、この状態で、可動座４を所定量下降させる。可動座４が下降しても下から２段 目の基板受け座８は前記支持体１３によって支えられているので下降はせず、１段目 の基板受け１０に載置されていた薄型基板２が基板仮受け座１１の上面に載置される 。また、このとき、基板仮受け座１１の上面に載置された薄型基板２の上部に前記第 １のスペース１５が作り出され、薄型基板２の下部ぬは前記第２のスペース１６が作 り出される。
(5)この状態で、前記第２のスペース１６内に、前記フォークを挿入し、挿入が終わった 時点でフォークを所定量上昇し、薄型基板２をフォークの上面に載置する。
(6)フォークの上面に薄型基板２を載置すると、前記フォークを水平方向に移動させてカ セット装置１から引き出す。
(7)次に可動座４を再度上昇させて最下段の基板受け座８を下から２段目の基板受け座８ の下部に当接させて、可動座４ですべての基板受け座８を支える。
(8)この状態で、前記駆動機構１４を駆動して支持体１３を水平方向に引き戻す。
(9)次に、可動座４を所定量下降させて、下から３段目の基板受け座８の係合片９を、前 記支持体１３のすぐ上の位置に来るように移動させる。
(10)この状態で、駆動機構１４を駆動して、支持体１３を水平方向に引き出して、係合片 ９の真下に位置させる。
(11)以下、上記(4)以降の手順を繰り返していく。
本発明のカセット装置および薄型基板移載システムはこのようにすることにより、搬入あるいは搬出時に、カセット装置内にフォークの挿入スペースを作り出すことができるので、それぞれの薄型基板間にあらかじめフォーク挿入用のスペースを形成しておく必要がなくなり、各段の薄型基板間の間隔を極めて小さくして収納することができ、カセット装置の高さを低くすることができる。また、これに伴い、基板搬送ロボットを小形化することができるとともに、クリーンルームの高さを低くすることができる。

前記実施例１においては、昇降装置５は可動座４の下側に配置しているが、可動座の両側部に配置するようにしてもよい。この場合は、可動座の支持が安定し、可動座を床近くまで下げることができ、カセット装置、基板搬送ロボット、およびクリーンルームの高さを低くすることができる。

本発明の実施例１におけるカセット装置を示す正面図である。 図1におけるカセット装置の平断面図である。 従来技術におけるカット装置を示す図で、(a)は平断面図、(b)は正面図である。 従来技術における基板搬送ロボットによる薄型基板の搬入あるいは搬送状態を示す側断面図で、一部を断面で示している。

符号の説明

１ カセット装置
２ 薄型基板
３ 固定座
４ 可動座
５ 昇降装置
６ 支柱
７ 基板支持部
８ 基板受け座
９ 係合片
１０ 基板受け
１１ 基板仮受け座
１２ 支持機構
１３ 支持体
１４ 駆動機構
１５ 第１のスペース
１６ 第２のスペース

Claims (4)

1. 基板搬送ロボットのアーム先端に取付けたフォーク上に薄型基板を載置して、複数の薄型基板を多段に収納するカセット内に前記フォークを挿入して、前記薄型基板をカセット内に搬入、あるいはカセット内から搬出するカセット装置において、
   固定座と、
   前記固定座に、昇降装置を用いて上下方向に駆動可能に支持された可動座と、
   前記可動座に、垂直方向に取り付けられた複数の支柱と、
   前記各支柱に重置された、前方が開口したコ字状のスライド可能な複数段の基板受け座をそれぞれ有し、各基板受け座の側部の内側に、幅方向に相対向する部分を、前後方向に所定の間隔をあけてワイヤで繋いで形成した複数本の基板受けを設け、前記基板受けによって前記薄型基板を支持する基板支持部と、
   前記可動座が最上部まで上昇したときに最下段の基板受け座の基板受けよりも下に位置し、かつ、前記ワイヤ間のスペースに位置するように、前記固定座に、垂直方向に配置された複数の基板仮受け座と、
   前記基板仮受け座上面の横の、薄型基板を搬入または搬出する段の基板受け座よりも１段上の上部基板受け座を支持可能な機構を有し、前記上部基板受け座を支持し、かつ、前記可動座を所定量下降させたときに、前記上部基板受け座の基板受けと前記基板仮受け座との間に、フォークの上面に載置した前記薄型基板を搬入または搬出する第１のスペースを形成し、かつ、前記基板仮受け座の上面と下降させた最上部の段の下部基板受け座の基板受けとの間に、フォークをカセット装置内に挿入する第２のスペースを形成する支持機構と、
   を備えたことを特徴とするカセット装置。
2. 前記基板受け座に係合片を設け、
   前記支持機構は、
   前記係合片を支持する支持体と、
   前記支持体を水平方向に駆動する駆動機構と、
   を備え、前記駆動機構によって、前記支持体を水平方向に移動させることにより支持体を前記係合片に係合させ、前記基板受け座を係合片とともに支持することを特徴とする請求項１に記載のカセット装置。
3. 前記駆動機構の駆動源が、エアーシリンダーであることを特徴とする請求項２に記載のカセット装置。
4. 複数の薄型基板を多段に収納するカセット装置と、前記カセット装置に薄型基板を搬入または搬出する基板搬送ロボットとを備える薄型基板移載システムにおいて、
   前記カセット装置は、
   固定座と、
   前記固定座に、昇降装置を用いて上下方向に駆動可能に支持された可動座と、
   前記可動座に、垂直方向に取り付けられた複数の支柱と、
   前記各支柱に重置された、前方が開口したコ字状のスライド可能な複数段の基板受け座と、各基板受け座の側部の内側に、幅方向に相対向する部分を、前後方向に所定の間隔をあけてワイヤで繋いで形成した複数本の基板受けとを有し、前記基板受けによって前記薄型基板を支持する基板支持部と、
   前記可動座が最上部まで上昇したときに最下段の基板受け座の基板受けよりも下に位置し、かつ、前記ワイヤ間のスペースに位置するように、前記固定座に、垂直方向に配置された複数の基板仮受け座と、前記可動座が最上部まで上昇したときに最下段の基板受け座の基板受けよりも下に位置し、かつ、前記ワイヤ間のスペースに位置するように、前記固定座に、垂直方向に配置された複数の基板仮受け座と、
   前記基板仮受け座上面の横の、薄型基板を搬入または搬出する段の基板受け座よりも１段上の上部基板受け座を支持可能な機構を有し、前記上部基板受け座を支持し、かつ、前記可動座を所定量下降させたときに、前記上部基板受け座の基板受けと前記基板仮受け座との間に、フォークの上面に載置した前記薄型基板を搬入または搬出する第１のスペースを形成し、かつ、前記基板仮受け座の上面と下降させた最上部の段の下部基板受け座の基板受けとの間に、フォークをカセット装置内に挿入する第２のスペースを形成する支持機構と、
   を備え、
   前記基板搬送用ロボットで、前記薄型基板を、前記カセット装置内に上段から下段に向かって搬入するとともに、カセット装置外に下段から上段に向かって搬出することを特徴とする薄型基板移載システム。

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