基板保持装置及び基板の保持方法
【課題】 浮上させたガラス基板の移動を規制して、所定の位置に確実に保持できるようにすることである。
【解決手段】 ガラス基板Ｗを吸着して保持しつつ搬送する吸着搬送ユニット１７のユニット本体２０には貫通孔２６が設けられており、この貫通孔２６に吸着保持機構２５が設けられている。吸着保持機構２５は、圧搾エアー供給部３０に接続された筒状の弾性部材３１を有し、弾性部材３１の上端部３２には、吸着パッド３３が装着されている。吸着パッド３３には弾性部材３１に連通する吸引孔３６が形成されている。
【解決手段】 ガラス基板Ｗを吸着して保持しつつ搬送する吸着搬送ユニット１７のユニット本体２０には貫通孔２６が設けられており、この貫通孔２６に吸着保持機構２５が設けられている。吸着保持機構２５は、圧搾エアー供給部３０に接続された筒状の弾性部材３１を有し、弾性部材３１の上端部３２には、吸着パッド３３が装着されている。吸着パッド３３には弾性部材３１に連通する吸引孔３６が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浮上している基板の移動を規制し、保持する基板保持装置及び、基板の保持方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレィ（ＬＣＤ）や、プラズマディスプレィ（ＰＤＰ）などのフラットパネルディスプレィ（ＦＰＤ）の製造過程でガラス基板の検査を行う際には、ガラス基板を基準位置に位置決めして保持する位置決め保持装置が用いられている。
ここで、従来の位置決め保持装置としては、ＸＹステージの最上層のＸステージ上にボールキャスタを介して保持ステージを移動自在に設け、この保持ステージにガラス基板を吸着保持させ、突き当てシリンダで保持ステージを移動させて、Ｘステージに固定されている基準ピンにガラス基板を直接押し当てて位置決めするものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところが、特許文献１に開示されているような位置決め保持装置では、ＸＹステージがＸＹ方向に移動するためにガラス基板の面積の４倍の移動スペースが必要となり、ガラス基板の大型化に伴って装置全体が大型化してしまうという問題があった。さらに、ガラス基板の大型化に伴って、ＸＹステージの重量が増すために、ＸＹステージ上のガラス基板の側面を基準ピンに直接押し当てる際に、ＸＹステージの慣性モーメントが非常に大きくなり、ガラス基板が基準ピンに当接した際に破損するおそれがあり、これを防止するための複雑な機構が必要になる。
この大型化したガラス基板を複数のころが回転自在に設けられたころ搬送部上に載置させ、このガラス基板にシリンダを突き当てて、ガラス基板の側面を位置決めピンに当接させて位置決めをする装置が開発されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−３１３８１５号公報
【特許文献２】特開２０００−９６６１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２に開示されている装置では、多数のころでガラス基板を支えるために、ガラス基板がころの回転方向と直交する方向に押されると、ガラス基板はころ上を摺りながら移動することになるので、ころとガラス基板との間の摩擦抵抗によりガラス基板の裏面にころの摩擦痕が生じるおそれがあった。
ここで、ガラス基板の移動時の摩擦抵抗を低減させるために、浮上ステージを用いてガラス基板をエアーで浮上させつつガラス基板の位置決めを行う方法が考えられる。このようにガラス基板をエアー浮上させた場合には、浮上ステージとガラス基板との間の摩擦抵抗が非常に小さくなるため、わずかな外力が加わった場合でも大きく移動してしまうと共に、ガラス基板が基準ピンに当たって跳ね返るなど、位置決めの安定性に欠けるという問題が生じる。また、浮上したガラス基板の端部を保持して強制的に搬送する搬送機構を備えることが考えられるが、このガラス基板を搬送途中で、一方の搬送機構から他方の搬送機構に受け渡す際に、ガラス基板が小さな外力や、ガラス基板自身の慣性力によって移動してしまう問題が生じる。
この発明は、これらの事情を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、浮上させたガラス基板の移動を規制して、所定の位置に確実に保持できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決する本発明は、浮上ステージから基板を浮上させつつ、前記基板を位置決めして保持する基板保持装置であって、前記基板の裏面に当接可能な接触部材と、浮上している前記基板の裏面に前記接触部材を当接させて前記基板の移動を規制した状態で、前記基板を所定位置に位置決めする位置決め機構と、前記位置決め機構により位置決めされた前記基板を吸着保持させる吸引機構と、を具備したことを特徴とする基板保持装置とした。
この基板保持装置では、ガラス等からなる基板を自由に移動可能な状態に浮上させ、接触部材を基板の裏面に当接させてから、位置決め機構で基板の位置決めを行う。基板と接触部材との間の小さな摩擦力により浮上した基板は、基板と接触部材との間の小さな摩擦力により基板の移動が規制される。このようにして、基板の移動を規制しつつ位置決めを行ったら、基板を吸着保持する。なお、接触部材と基板との接触面積は、基板の面積に比べて十分に小さくなるように設定される。
【０００６】
また、本発明は、基板を浮上させる工程と、浮上した前記基板の裏面に接触部材を当接させて前記基板の移動を規制する工程と、前記接触部材と前記基板との当接状態を維持しつつ前記基板を移動させて、前記基板の位置決めをする工程と、位置決め後に前記基板を吸着保持する工程と、と備えることを特徴とする基板の保持方法とした。
この基板の保持方法では、接触部材と基板裏面との間の小さな摩擦力によって基板の移動を規制しつつ位置決めを行い、吸着保持するので、基板の位置決めを確実に、かつ速やかに行える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、基板を浮上させた状態で、その裏面に接触部材を押し当ててから位置決め機構で基板を基準位置に移動させ、その後に吸着保持するようにしたので、基板と接触部材との間の小さな摩擦力によって、基板の移動を規制しつつ基板の位置決めを行うことができる。したがって、自由に移動可能な状態に浮上させた基板の裏面に基板が移動しない程度の小さな摩擦力を発生させることにより、基板の移動を規制することができ、基板の位置決めを安定して確実に、かつ効率良く行える。このようにして基板の移動を規制することで、小さな押圧力で基板を移動させることが可能になり、位置決め時における基板の破損が防止される。また、このとき接触部材との間に発生する摩擦力は、基板の全面を接触支持させた場合に比べて十分に小さいので、位置決め機構が基板を押圧する力が小さくて済み、位置決め機構の簡略化、小型化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
発明を実施するための第１の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、第１の実施の形態における基板保持装置は、ＦＰＤ用のガラス基板を浮上させて搬送する浮上搬送装置に適用されており、図１及び図２には浮上搬送装置の概略構成図が示されている。
図１に示すように、浮上搬送装置１は、床面に設置される図示しない除振台上にベース部２が設置され、このベース部２の上には、浮上ステージ３が固定されている。図２に示すように、浮上ステージ３の上面には、複数のエアー吹き出し孔４が規則的に配設されている。また、浮上ステージ３のガラス基板搬入側（基端部３ａ側）には、ワークであるガラス基板Ｗを機械的に昇降させる複数のリフター５が、浮上ステージ３に形成された貫通孔６内に突没自在に配設されている。ここで、リフター５の一例を図３に示す。リフター５は、貫通孔６の下面側に設けられたＵ字形状の支持部材７と、支持部材７の底部に固定された空気圧シリンダ８とを備え、空気圧シリンダ８の伸縮ロッド９の先端には、連結部材１０を介して棒状のリフトピン１１が取り付けられている。リフトピン１１は、空気圧シリンダ８によって、貫通孔６内に没入した待機位置から、図３に破線で示すような、浮上ステージ３の上面から突出した支持位置まで移動可能になっている。
【０００９】
図１及び図２に示すように、ベース部２の長手方向に沿った側面のそれぞれには、ガイドレール１５，１６が各側面に沿って設けられている。このガイドレール１５，１６には、吸着搬送ユニット１７，１８が往復移動自在に取り付けられている。両吸着搬送ユニット１７，１８は、不図示の制御装置によって同期して移動するように制御される。
【００１０】
図２に示すように、吸着搬送ユニット１７は、不図示のリニアモータなどの駆動源によってガイドレール１５に沿って移動するユニット本体２０を有し、ユニット本体２０の上面には、位置決め機構を構成する複数の基準ピン２１，２２，２３と、複数の押し付けピン２４とが配設されている。基準ピン２１と基準ピン２２とは、ガラス基板Ｗの一方の長辺Ｗａを位置決めするために、ガイドレール１５に平行に所定の間隔をおいてユニット本体２０上に固定されている。基準ピン２３は、ガラス基板Ｗの一方の短辺Ｗｂを位置決めするために、ユニット本体２０上で基準ピン２１，２２よりも搬送路側に寄った位置に固定されている。押し付けピン２４は、ガラス基板Ｗを挟んで基準ピン２３に対峙するようにユニット本体２０上に配置され、不図示のエアーシリンダなどに連結されており、対峙する基準ピン２３に向けて動可能になっている。さらに、押し付けピン２４から基準ピン２３に至るまでの間には、ガラス基板Ｗの一方の長辺Ｗａの側縁部をエアー吸着して保持する６つの吸着保持機構２５が等間隔に配設されている。
【００１１】
図４に示すように、吸着保持機構２５は、ユニット本体２０を上下に貫通する貫通孔２６内に設けられており、ユニット本体２０の下面の開口を覆う支持部材２７を介して固定される吸引機構を備えている。吸引機構は、配管２８を備え、配管２８には、バルブ２９が設けられており、配管２８の下端部には、圧搾エアー供給部３０が接続されている。また、配管２８の上端部には、略筒状の弾性部材３１が連結されている。弾性部材３１の上端部３２は、蛇腹状になっており、上下方向に伸縮自在になっている。弾性部材３１の先端には、接触部材である吸着パッド３３が気密に装着され、かつ首振り自在に貫通孔２６内に嵌め込まれている。弾性部材３１は、自然状態（吸引停止状態）で吸着パッド３３の上部（吸着面３４ａ）が所定位置にくるような長さに設定されている。ここで、所定位置とは、吸着パッド３３の上面が、浮上ステージ３の上面から浮上したガラス基板Ｗの浮上高さより若干高い位置である。
【００１２】
吸着パッド３３は、耐摩耗性を有する樹脂から製造されており、ガラス基板Ｗに当接する吸着面３４ａと、吸着部３４から下方に延設される湾曲部３５とが一体に形成されている。吸着部３４の外径は、ユニット本体２０の貫通孔２６の径に略等しく、その上面にはガラス基板Ｗに押し当てられる吸着面３４ａが形成されている。ここで、吸着部３４の中心には、吸着部３４を上下に貫通する吸引孔３６が形成されているので、吸着面３４ａは、環状になっている。吸引孔３６は、吸着面３４ａから吸着部３４の下面３４ｂに至る間に段差部３８を有し、この段差部３８によって下面３４ｂ側が縮径されている。さらに、吸引孔３６の縮径された部分３６ａは、下面３４ｂに向かって縮径するようなテーパ状に成形されており、ここに弾性部材３１の上端部３２の縮径部分が係止されている。このため、弾性部材３１の内部と、吸引孔３６とは、連通している。
【００１３】
また、図２に示すような吸着搬送ユニット１８は、吸着搬送ユニット１７と略対称な構成になっている。すなわち、ユニット本体４０に基準ピン４１と、押し付けピン４２，４３，４４と、吸着保持機構２５とが設けられ、不図示のリニアモータなどの駆動源によってガイドレール１６に沿って往復移動可能に構成されている。基準ピン４１と、これに対峙する押し付けピン４２とは、吸着搬送ユニット１７と同様の配置及び構成になっている。押し付けピン４３及び、押し付けピン４４は、吸着搬送ユニット１７の基準ピン２１及び、基準ピン２２にそれぞれ対峙して配置され、それぞれが、不図示のシリンダなどに接続されており、対峙する基準ピン２１，２２に向けて移動自在に構成されている。吸着保持機構２５の構成及び配置は、吸着搬送ユニット１７の吸着保持機構２５と同一である。
【００１４】
なお、この浮上搬送装置１は、浮上ステージ３の上方に、不図示の顕微鏡などが設けられており、ガラス基板Ｗの表面の欠陥検査などが可能になっている。
また、基準ピン２１，２２，２３，４１と押し付けピン２４，４２，４３は、ガラス基板Ｗを所定の基準位置に位置決めする位置決め機構として機能し、吸着保持機構２５は、位置決め機構により位置決めされたガラス基板Ｗを吸着保持する吸引機構として機能する。
【００１５】
次に、この実施の形態の作用について説明する。
まず、図１に示すように、吸着搬送ユニット１７，１８を浮上ステージ３の基端部３ａに配置し、リフトピン１１を、図３に破線で示すように、浮上ステージ３の上面から上向きに突出させる。また、エアー吹き出し孔４からは、エアーを吹き出させておく。このとき、吸着保持機構２５は、稼動しておらず、吸着面３４ａ（図４参照）は、浮上ステージ３の上面よりも高い位置にある。ガラス基板Ｗを搬入する際には、搬入ロボットがガラス基板Ｗをリフトピン１１に移載する。
【００１６】
ガラス基板Ｗを搬入したら、リフトピン１１を下げ、ガラス基板Ｗを吸着保持機構２５の吸着パッド３３に当接させる。吸着面３４ａは、ガラス基板Ｗの裏面に密着し、吸着パッド３３の吸引孔３６は、ガラス基板Ｗによって密閉される。ガラス基板Ｗが反ったり、傾斜していたりした場合には、吸着パッド３３の湾曲部３５と貫通孔２６との接触位置がずれて、吸着パッド３３が首振りすることにより、ガラス基板Ｗと吸着面３４ａとの密着状態が形成される。
図２に示すように、吸着保持機構２５は、搬送方向Ｆに平行に、ガラス基板Ｗの左右に６つずつ振り分けられて配置されており、各吸着面３４ａの面積は、ガラス基板Ｗの裏面全体の面積に比べて十分に小さい、したがって、ガラス基板Ｗを吸着パッド３３上に置くことにより、ガラス基板Ｗと吸着面３４ａとの間には小さな摩擦力が発生し、この小さな摩擦力によってガラス基板Ｗの移動が規制される。この状態で、押し付けピン２４，４２，４３，４４を移動させ、ガラス基板Ｗのそれぞれの側面に小さな摩擦力よりも大きな押圧力で押し付けさせると、ガラス基板Ｗは、各押し付けピン２４，４２，４３，４４からの押圧力を受けて、吸着パッド３３上を滑るようにして移動し、その側面が基準ピン２１，２２，２３，４１に当接させられ、これによって基準位置に位置決めされる。
【００１７】
ガラス基板Ｗの位置決めが終了したら、図４に示す吸着保持機構２５の圧搾エアー供給部３０を稼動させ、バルブ２９を開く。配管２８内及び、弾性部材３１内の圧力が次第に下がり、吸引孔３６を介してガラス基板Ｗが吸着パッド３３に吸着される。さらに、配管２８内及び、弾性部材３１内並びに、吸引孔３６の圧力が下がると、弾性部材３１が縮んで、ガラス基板Ｗがさらに確実に吸着保持される。これによって、ガラス基板Ｗは、位置決めされた状態で両側部が吸着保持され、浮上ステージ３上にエアー浮上させられる。
【００１８】
そして、図２に示す両吸着搬送ユニット１７，１８を、同期して浮上ステージ３の先端部３ｂ側に向かってスライド移動させ、両吸着搬送ユニット１７，１８に吸着保持されているガラス基板Ｗを搬送する。この間、浮上ステージ３の上方に設けられた顕微鏡で欠陥検査が行われる。
欠陥検査が終了したら、ガラス基板Ｗを浮上ステージ３の先端部３ｂから搬出する。搬出にあたっては、吸着保持機構２５による吸着を解除し、ガラス基板Ｗと吸着パッド３３との間に生じる小さな摩擦力でガラス基板Ｗを保持した状態で、不図示の搬出ロボットを用いて、ガラス基板Ｗを搬出させる。なお、吸着を解除する方法としては、圧搾エアーを弾性部材３１内に供給したり、弾性部材３１内を大気開放したりすることがあげられる。
【００１９】
この実施の形態によれば、エアー浮上するガラス基板Ｗの裏面に、吸着保持機構２５を設け、吸着保持機構２５を弾性部材３１などからなる吸引機構と、吸着パッド３３とから構成し、この吸着パッド３３を、エアー浮上させられているガラス基板Ｗの面積に比べて十分に小さい接触面積でガラス基板Ｗを支持させるようにしたので、ガラス基板Ｗと吸着パッド３３との間に発生する小さな摩擦力でガラス基板Ｗの移動を規制することができ、押し付けピン２４，４２，４３，４４で押し付けた際のガラス基板Ｗの移動を容易にコントロールすることができる。したがって、位置決め時の安定性が向上し、ガラス基板Ｗの損傷等を防止できる。さらに、位置決めに要する時間を短縮でき、作業効率が向上する。
【００２０】
また、吸着保持機構２５は、位置決めが終了した後のガラス基板Ｗをそのまま吸着保持することができるので、簡単な構成で、速やかに位置決めされた状態を保持することができる。この際に、吸着パッド３３は、弾性部材３１によって弾力性が付与されるので、ガラス基板Ｗに対して柔軟性を持たせつつ当接させることが可能で、ガラス基板Ｗの裏面に損傷等を与えることがない。
さらに、吸着保持機構２５を２つの吸着搬送ユニット１７，１８のそれぞれに設けたので、ガラス基板Ｗを位置決め及び、吸着保持した状態で浮上ステージ３に沿って搬送することが可能になる。ガラス基板Ｗは位置決めされた状態で搬送されるので、顕微鏡による欠陥観察などを行った際に、正しい検査結果を得ることができる。この際に、ガラス基板Ｗの他の部分は、エアー浮上させているので、ガラス基板Ｗの移動時に、ガラス基板Ｗの裏面を傷付けることはない。
【００２１】
また、浮上ステージ３でエアー浮上させつつ吸着保持機構２５による吸着を解除するようにしたので、ガラス基板Ｗと吸着パッド３３の吸着面３４ａとの間の小さな摩擦力により、ガラス基板Ｗの移動が規制されるため、ガラス基板Ｗを安定して搬出することができる。
さらに、ガラス基板Ｗの位置決め時に、ガラス基板Ｗを支持した状態で吸着保持機構２５でガラス基板Ｗを吸着保持するようにしたので、簡単な構成でガラス基板Ｗの位置決めと吸着保持とを連続して行うことができ、この間の位置ずれを防止することができる。
また、浮上ステージ３を挟むように２つの吸着搬送ユニット１７，１８を設けたので、ガラス基板Ｗの吸着保持を精度良く行うことができると共に、搬送時の位置ずれを防止できる。
【００２２】
ここで、浮上ステージ３は、リフトピン１１を備えずに、吸着保持機構２５を上昇させてガラス基板Ｗを浮上ステージ３から持ち上げた状態で搬入ロボットによりガラス基板Ｗの搬入出を行っても良い。この場合には、簡単な構成で、前記と同様の作用及び、効果が得られる。
【００２３】
さらに、リフトピン１１で浮上したガラス基板Ｗを保持した状態で位置決めを行うことも可能である。具体的には、ガラス基板Ｗを支持した状態でリフトピン１１を下降させ、ガラス基板Ｗがエアーによって浮上する高さより若干高い位置でリフトピン１１を停止させる。このとき、ガラス基板Ｗは、エアーにより上方に持ち上げられるため、リフトピン１１に加わるガラス基板Ｗの荷重が軽減され、リフトピン１１との間に生じる摩擦力が小さくなる。このようにリフトピン１１とガラス基板Ｗとの間に生じる摩擦力を小さくした状態で、ガラス基板Ｗを押し付けピン２４，４２，４３，４４により押し付けることで、ガラス基板Ｗがリフトピン１１上を滑るようにして移動して基準位置に位置決めされる。そして、位置決めの後には、吸着保持機構２５でガラス基板Ｗを吸着保持すると同時にリフトピン１１を下降させる。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構成要素には同一の符号を付してある。また、重複する説明は省略する。
図５及び図６に示すように、この実施の形態は、基板保持装置をＦＰＤ用のガラス基板Ｗを載置するステージに適用したものである。
ステージ５１の基板載置面には、ガラス基板Ｗを浮上させる不図示のエアー吹き出し孔が複数配設されており、ガラス基板Ｗの載置位置の下方の所定箇所には、基板保持機構５０が４つ配設されている。このステージ５１は、ガラス基板Ｗを位置決め保持するもので、位置決め機構を構成する基準ピン５２，５３，５４，５５及び、押し付けピン５６，５７，５８，５９がガラス基板Ｗを挟んでそれぞれ対峙するように複数配設されている。
【００２５】
図６に示すように、基板保持機構５０は、ステージ５１に形成された貫通孔６０の下面側の開口を覆う支持部材６１を有し、支持部材６１の中央に形成されている孔には、配管６２の上端部が挿入され、固定されている。配管６２には、エアー圧力調整弁６３が設けられており、さらに配管６２の下端部には、圧搾エアー供給部６４が接続されている。エアー圧力調整弁６３は、弁の開閉動作によって、貫通孔６０に供給されるエアーの流量を調整したり、エアー供給を断続させたりする。また、貫通孔６０の上面側の開口部には、耐摩耗性を有する樹脂製の接触部材６５が上下方向に摺動可能に挿入されている。接触部材６５は、その上面が閉塞された筒形状を有し、この上面がガラス基板Ｗに当接する当接部６６になる。接触部材６５の外周は、貫通孔６０の径に略等しく、接触部材６５を挿入することで貫通孔６０の気密が確保される。さらに、接触部材６５の下縁部には、ストッパ６７が径方向外側に向かって環状に延設されている。そして、このストッパ６７を収容するように、貫通孔６０の内周面に環状溝６８が形成されている。
【００２６】
環状溝６８は、貫通孔６０の高さ方向に平行に、かつ貫通孔６０の径を増大させるように形成されており、環状溝６８の上端はステージ５１の上面よりも下側で止まっており、環状溝６８の高さの分だけ接触部材６５を上下に移動させることができる。ここにおいて、ストッパ６７の他の形態としては、周方向の１箇所に突設されたストッパや、例えば、周方向に半周分ずらした位置に１つずつ設けるなど、複数突設されたストッパなどがあげられる。これらの場合には、ストッパの数及び、形成位置に応じて、ストッパ６７を遊嵌させる溝が形成される。
【００２７】
また、ステージ５１には、ガラス基板Ｗの周縁部に相当する位置に、位置決めされたガラス基板Ｗをステージ５１の載置面上に保持する吸引機構６９が配設されている。この吸引機構６９は、例えば、不図示の吸引ポンプに配管で接続された吸着パッドから構成されている。
【００２８】
この実施の形態の作用について説明する。
まず、エアー吹き出し孔からエアーを吹き出してガラス基板Ｗを浮上させた状態で、圧搾エアー供給部６４及びエアー圧力調整弁６３を駆動させ、所定圧力の圧搾エアーを配管６２を通して貫通孔６０に供給する。なお、このときのエアーの流量は、エアー圧力調整弁６３の弁開度によって調整される。
前記したように、貫通孔６０は、気密構造になっているので、貫通孔６０の内圧が徐々に高くなり、接触部材６５に作用する圧力も徐々に高くなる。これにより、接触部材６５は、上方に押し上げられて、ガラス基板Ｗの裏面に当接し、これによってガラス基板Ｗが接触部材に支持される。このとき、接触部材６５は、圧搾エアーの弾力性によってガラス基板Ｗに対して柔軟性を持って当接する。
【００２９】
ここで、圧搾エアーの供給量及び、圧力を制御することで、接触部材６５と、ガラス基板Ｗの裏面との間に生じる摩擦力が小さくなるように調整することができるので、そのような状態で押し付けピン５６，５７，５８，５９をガラス基板Ｗに押し付けると、ガラス基板Ｗが接触部材６５上を滑るようにして移動し、基準ピン５２，５３，５４，５５に当接し、基準位置に位置決めされる。
その後、エアー圧力調整弁６３を閉じ、貫通孔６０内の圧搾エアーを排気して接触部材６５を下降させると共に、ステージ５１のエアー吹き出し孔からのエアー吹き出しを停止させ、ガラス基板Ｗをステージ５１上に載置する。この状態でガラス基板Ｗの周縁部の裏面を吸引機構６９により吸着保持する。
【００３０】
この実施の形態によれば、ガラス基板Ｗをエアーでステージ５１上に浮上させると共に、接触部材６５を空気圧によって昇降させることで、ガラス基板Ｗとステージ５１との間の摩擦を小さくし、接触部材６５との間の摩擦力を利用してガラス基板Ｗの移動を規制しつつ押し付けピン５６，５７，５８，５９による移動が可能になる。これにより、ガラス基板Ｗの大きさに関係なく、簡単な構成でガラス基板Ｗを確実に、かつ安定して位置決めし、保持することが可能になる。特に、このように空気圧を利用した基板保持機構５０は、小型化が可能であるので、顕微鏡などを備えるＬＣＤ等の基板検査装置に容易に組み込むことが可能である。
また、圧搾エアーの供給量や圧力を制御したり、圧搾エアーの弾性力を利用したりすることで、接触部材６５からの力がガラス基板Ｗに過度に作用することを防止できるので、ガラス基板Ｗの裏面に損傷等が生じなくなる。
さらに、接触部材６５にストッパ６７を設けたので、接触部材６５が貫通孔６０から抜け出ることが防止され、基板保持機構５０を安定して駆動させることが可能になる。
【００３１】
なお、本発明は、上記の各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変形することが可能である。
例えば、図５において、基板保持機構５０は、方形の各頂点に相当する位置に４つ配設されているが、基板保持機構５０は、浮上しているガラス基板Ｗを裏面から支持でき、かつ摩擦力が不必要に増大しないものであれば、配置や、数は任意に設定することができる。同様に、図２に示す吸着保持機構２５の数及び、配置も実施の形態に限定されない。
また、図２において吸着搬送ユニット１７，１８は、浮上ステージ３の一方の側部のみに設けても良い。機構を簡略化することができる。
さらに、位置決めされて吸着保持される対象となるワークは、ガラス基板Ｗに限定されずに、種々の基板を適用することができる。また、ガラス基板Ｗの浮上に用いる気体は、エアーに限定されない。
【００３２】
また、基板保持装置は、図７に示すような吸着保持機構７０を用いることも可能である。吸着保持機構７０は、支持部材２７と、バルブ２９を備える配管２８と、エアー吸排気部７１と、吸着パッド７２とからなる吸引機構を備えている。エアー吸排気部７１は、エアーの吸気と排気とを行うことが可能な構成になっている。吸着パッド７２は、吸着部７３と、湾曲部３５とからなる接触部材である。吸着部７３は、中央に円形の凹部７４が設けられた環状の吸着面７３ａを有し、凹部７４の底部には、逆支弁７６が設けられている。逆支弁７６は、凹部７４から吸着部７３の下面７３ｂに貫通する孔７７と、この孔７７を下面７３ｂ側から覆う弁体７８とから構成されている。弁体７８は、孔７７の径よりも大きく、その一部が下面７３ｂに固着されている。さらに、弁体７８は、自然状態では孔７７を塞ぎ、エアー吸排気部７１によって貫通孔２６内の空気が吸引された場合には、変形して孔７７を開放するように、材質や、厚さが設定されている。このような吸着保持機構７０は、エアー吸排気部７１から貫通孔２６に圧搾エアーを供給すると、吸着パッド７２が貫通孔２６に沿って上昇し、ガラス基板Ｗに当接する。したがって、吸着パッド７２との間に発生する摩擦力を利用して、第１の実施の形態と同様にして位置決めをすることができる。その後、エアー吸排気部７１で貫通孔２６内のエアーを吸引すると、破線で示すように逆支弁７６が開いて、凹部７４が貫通孔２６と連通し、その結果、ガラス基板Ｗが吸着保持される。このように、吸着保持機構７０では、上下移動と、吸着保持と行うことが可能になる。なお、湾曲部３５の下端部に、図６に示すようなストッパ６７を設け、これに対応する環状溝６８を貫通孔２６に形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態における基板保持装置である浮上搬送装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】浮上搬送装置の概略構成を示す平面図である。
【図３】浮上搬送装置の断面図であって、リフトピンの構成を示す図である。
【図４】浮上搬送装置の断面図であって、基板保持装置である吸着保持機構の構成を示す図である。
【図５】浮上搬送装置の構成を示す図である。
【図６】浮上搬送装置の断面図であって、基板保持装置の構成を示す図である。
【図７】浮上搬送装置の断面図であって、基板保持装置である吸着保持機構の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１ 浮上搬送装置
３ 浮上ステージ
１１ リフトピン（接触部材）
１７，１８ 吸着搬送ユニット
２５ 吸着保持機構
２１，２２，２３，４１，５２，５３，５４，５５ 基準ピン（位置決め機構）
２４，４２，４３，４４，５６，５７，５８，５９ 押し付けピン（位置決め機構）
２８ 配管（吸引機構）
２９ バルブ（吸引機構）
３０ 圧搾エアー供給部（吸引機構）
３１ 弾性部材（吸引機構）
３３，７２ 吸着パッド（接触部材）
５０ 基板保持機構
５１ ステージ（基板保持装置）
６５ 接触部材
６９ 吸引機構
Ｗ ガラス基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浮上している基板の移動を規制し、保持する基板保持装置及び、基板の保持方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレィ（ＬＣＤ）や、プラズマディスプレィ（ＰＤＰ）などのフラットパネルディスプレィ（ＦＰＤ）の製造過程でガラス基板の検査を行う際には、ガラス基板を基準位置に位置決めして保持する位置決め保持装置が用いられている。
ここで、従来の位置決め保持装置としては、ＸＹステージの最上層のＸステージ上にボールキャスタを介して保持ステージを移動自在に設け、この保持ステージにガラス基板を吸着保持させ、突き当てシリンダで保持ステージを移動させて、Ｘステージに固定されている基準ピンにガラス基板を直接押し当てて位置決めするものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところが、特許文献１に開示されているような位置決め保持装置では、ＸＹステージがＸＹ方向に移動するためにガラス基板の面積の４倍の移動スペースが必要となり、ガラス基板の大型化に伴って装置全体が大型化してしまうという問題があった。さらに、ガラス基板の大型化に伴って、ＸＹステージの重量が増すために、ＸＹステージ上のガラス基板の側面を基準ピンに直接押し当てる際に、ＸＹステージの慣性モーメントが非常に大きくなり、ガラス基板が基準ピンに当接した際に破損するおそれがあり、これを防止するための複雑な機構が必要になる。
この大型化したガラス基板を複数のころが回転自在に設けられたころ搬送部上に載置させ、このガラス基板にシリンダを突き当てて、ガラス基板の側面を位置決めピンに当接させて位置決めをする装置が開発されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−３１３８１５号公報
【特許文献２】特開２０００−９６６１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２に開示されている装置では、多数のころでガラス基板を支えるために、ガラス基板がころの回転方向と直交する方向に押されると、ガラス基板はころ上を摺りながら移動することになるので、ころとガラス基板との間の摩擦抵抗によりガラス基板の裏面にころの摩擦痕が生じるおそれがあった。
ここで、ガラス基板の移動時の摩擦抵抗を低減させるために、浮上ステージを用いてガラス基板をエアーで浮上させつつガラス基板の位置決めを行う方法が考えられる。このようにガラス基板をエアー浮上させた場合には、浮上ステージとガラス基板との間の摩擦抵抗が非常に小さくなるため、わずかな外力が加わった場合でも大きく移動してしまうと共に、ガラス基板が基準ピンに当たって跳ね返るなど、位置決めの安定性に欠けるという問題が生じる。また、浮上したガラス基板の端部を保持して強制的に搬送する搬送機構を備えることが考えられるが、このガラス基板を搬送途中で、一方の搬送機構から他方の搬送機構に受け渡す際に、ガラス基板が小さな外力や、ガラス基板自身の慣性力によって移動してしまう問題が生じる。
この発明は、これらの事情を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、浮上させたガラス基板の移動を規制して、所定の位置に確実に保持できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決する本発明は、浮上ステージから基板を浮上させつつ、前記基板を位置決めして保持する基板保持装置であって、前記基板の裏面に当接可能な接触部材と、浮上している前記基板の裏面に前記接触部材を当接させて前記基板の移動を規制した状態で、前記基板を所定位置に位置決めする位置決め機構と、前記位置決め機構により位置決めされた前記基板を吸着保持させる吸引機構と、を具備したことを特徴とする基板保持装置とした。
この基板保持装置では、ガラス等からなる基板を自由に移動可能な状態に浮上させ、接触部材を基板の裏面に当接させてから、位置決め機構で基板の位置決めを行う。基板と接触部材との間の小さな摩擦力により浮上した基板は、基板と接触部材との間の小さな摩擦力により基板の移動が規制される。このようにして、基板の移動を規制しつつ位置決めを行ったら、基板を吸着保持する。なお、接触部材と基板との接触面積は、基板の面積に比べて十分に小さくなるように設定される。
【０００６】
また、本発明は、基板を浮上させる工程と、浮上した前記基板の裏面に接触部材を当接させて前記基板の移動を規制する工程と、前記接触部材と前記基板との当接状態を維持しつつ前記基板を移動させて、前記基板の位置決めをする工程と、位置決め後に前記基板を吸着保持する工程と、と備えることを特徴とする基板の保持方法とした。
この基板の保持方法では、接触部材と基板裏面との間の小さな摩擦力によって基板の移動を規制しつつ位置決めを行い、吸着保持するので、基板の位置決めを確実に、かつ速やかに行える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、基板を浮上させた状態で、その裏面に接触部材を押し当ててから位置決め機構で基板を基準位置に移動させ、その後に吸着保持するようにしたので、基板と接触部材との間の小さな摩擦力によって、基板の移動を規制しつつ基板の位置決めを行うことができる。したがって、自由に移動可能な状態に浮上させた基板の裏面に基板が移動しない程度の小さな摩擦力を発生させることにより、基板の移動を規制することができ、基板の位置決めを安定して確実に、かつ効率良く行える。このようにして基板の移動を規制することで、小さな押圧力で基板を移動させることが可能になり、位置決め時における基板の破損が防止される。また、このとき接触部材との間に発生する摩擦力は、基板の全面を接触支持させた場合に比べて十分に小さいので、位置決め機構が基板を押圧する力が小さくて済み、位置決め機構の簡略化、小型化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
発明を実施するための第１の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、第１の実施の形態における基板保持装置は、ＦＰＤ用のガラス基板を浮上させて搬送する浮上搬送装置に適用されており、図１及び図２には浮上搬送装置の概略構成図が示されている。
図１に示すように、浮上搬送装置１は、床面に設置される図示しない除振台上にベース部２が設置され、このベース部２の上には、浮上ステージ３が固定されている。図２に示すように、浮上ステージ３の上面には、複数のエアー吹き出し孔４が規則的に配設されている。また、浮上ステージ３のガラス基板搬入側（基端部３ａ側）には、ワークであるガラス基板Ｗを機械的に昇降させる複数のリフター５が、浮上ステージ３に形成された貫通孔６内に突没自在に配設されている。ここで、リフター５の一例を図３に示す。リフター５は、貫通孔６の下面側に設けられたＵ字形状の支持部材７と、支持部材７の底部に固定された空気圧シリンダ８とを備え、空気圧シリンダ８の伸縮ロッド９の先端には、連結部材１０を介して棒状のリフトピン１１が取り付けられている。リフトピン１１は、空気圧シリンダ８によって、貫通孔６内に没入した待機位置から、図３に破線で示すような、浮上ステージ３の上面から突出した支持位置まで移動可能になっている。
【０００９】
図１及び図２に示すように、ベース部２の長手方向に沿った側面のそれぞれには、ガイドレール１５，１６が各側面に沿って設けられている。このガイドレール１５，１６には、吸着搬送ユニット１７，１８が往復移動自在に取り付けられている。両吸着搬送ユニット１７，１８は、不図示の制御装置によって同期して移動するように制御される。
【００１０】
図２に示すように、吸着搬送ユニット１７は、不図示のリニアモータなどの駆動源によってガイドレール１５に沿って移動するユニット本体２０を有し、ユニット本体２０の上面には、位置決め機構を構成する複数の基準ピン２１，２２，２３と、複数の押し付けピン２４とが配設されている。基準ピン２１と基準ピン２２とは、ガラス基板Ｗの一方の長辺Ｗａを位置決めするために、ガイドレール１５に平行に所定の間隔をおいてユニット本体２０上に固定されている。基準ピン２３は、ガラス基板Ｗの一方の短辺Ｗｂを位置決めするために、ユニット本体２０上で基準ピン２１，２２よりも搬送路側に寄った位置に固定されている。押し付けピン２４は、ガラス基板Ｗを挟んで基準ピン２３に対峙するようにユニット本体２０上に配置され、不図示のエアーシリンダなどに連結されており、対峙する基準ピン２３に向けて動可能になっている。さらに、押し付けピン２４から基準ピン２３に至るまでの間には、ガラス基板Ｗの一方の長辺Ｗａの側縁部をエアー吸着して保持する６つの吸着保持機構２５が等間隔に配設されている。
【００１１】
図４に示すように、吸着保持機構２５は、ユニット本体２０を上下に貫通する貫通孔２６内に設けられており、ユニット本体２０の下面の開口を覆う支持部材２７を介して固定される吸引機構を備えている。吸引機構は、配管２８を備え、配管２８には、バルブ２９が設けられており、配管２８の下端部には、圧搾エアー供給部３０が接続されている。また、配管２８の上端部には、略筒状の弾性部材３１が連結されている。弾性部材３１の上端部３２は、蛇腹状になっており、上下方向に伸縮自在になっている。弾性部材３１の先端には、接触部材である吸着パッド３３が気密に装着され、かつ首振り自在に貫通孔２６内に嵌め込まれている。弾性部材３１は、自然状態（吸引停止状態）で吸着パッド３３の上部（吸着面３４ａ）が所定位置にくるような長さに設定されている。ここで、所定位置とは、吸着パッド３３の上面が、浮上ステージ３の上面から浮上したガラス基板Ｗの浮上高さより若干高い位置である。
【００１２】
吸着パッド３３は、耐摩耗性を有する樹脂から製造されており、ガラス基板Ｗに当接する吸着面３４ａと、吸着部３４から下方に延設される湾曲部３５とが一体に形成されている。吸着部３４の外径は、ユニット本体２０の貫通孔２６の径に略等しく、その上面にはガラス基板Ｗに押し当てられる吸着面３４ａが形成されている。ここで、吸着部３４の中心には、吸着部３４を上下に貫通する吸引孔３６が形成されているので、吸着面３４ａは、環状になっている。吸引孔３６は、吸着面３４ａから吸着部３４の下面３４ｂに至る間に段差部３８を有し、この段差部３８によって下面３４ｂ側が縮径されている。さらに、吸引孔３６の縮径された部分３６ａは、下面３４ｂに向かって縮径するようなテーパ状に成形されており、ここに弾性部材３１の上端部３２の縮径部分が係止されている。このため、弾性部材３１の内部と、吸引孔３６とは、連通している。
【００１３】
また、図２に示すような吸着搬送ユニット１８は、吸着搬送ユニット１７と略対称な構成になっている。すなわち、ユニット本体４０に基準ピン４１と、押し付けピン４２，４３，４４と、吸着保持機構２５とが設けられ、不図示のリニアモータなどの駆動源によってガイドレール１６に沿って往復移動可能に構成されている。基準ピン４１と、これに対峙する押し付けピン４２とは、吸着搬送ユニット１７と同様の配置及び構成になっている。押し付けピン４３及び、押し付けピン４４は、吸着搬送ユニット１７の基準ピン２１及び、基準ピン２２にそれぞれ対峙して配置され、それぞれが、不図示のシリンダなどに接続されており、対峙する基準ピン２１，２２に向けて移動自在に構成されている。吸着保持機構２５の構成及び配置は、吸着搬送ユニット１７の吸着保持機構２５と同一である。
【００１４】
なお、この浮上搬送装置１は、浮上ステージ３の上方に、不図示の顕微鏡などが設けられており、ガラス基板Ｗの表面の欠陥検査などが可能になっている。
また、基準ピン２１，２２，２３，４１と押し付けピン２４，４２，４３は、ガラス基板Ｗを所定の基準位置に位置決めする位置決め機構として機能し、吸着保持機構２５は、位置決め機構により位置決めされたガラス基板Ｗを吸着保持する吸引機構として機能する。
【００１５】
次に、この実施の形態の作用について説明する。
まず、図１に示すように、吸着搬送ユニット１７，１８を浮上ステージ３の基端部３ａに配置し、リフトピン１１を、図３に破線で示すように、浮上ステージ３の上面から上向きに突出させる。また、エアー吹き出し孔４からは、エアーを吹き出させておく。このとき、吸着保持機構２５は、稼動しておらず、吸着面３４ａ（図４参照）は、浮上ステージ３の上面よりも高い位置にある。ガラス基板Ｗを搬入する際には、搬入ロボットがガラス基板Ｗをリフトピン１１に移載する。
【００１６】
ガラス基板Ｗを搬入したら、リフトピン１１を下げ、ガラス基板Ｗを吸着保持機構２５の吸着パッド３３に当接させる。吸着面３４ａは、ガラス基板Ｗの裏面に密着し、吸着パッド３３の吸引孔３６は、ガラス基板Ｗによって密閉される。ガラス基板Ｗが反ったり、傾斜していたりした場合には、吸着パッド３３の湾曲部３５と貫通孔２６との接触位置がずれて、吸着パッド３３が首振りすることにより、ガラス基板Ｗと吸着面３４ａとの密着状態が形成される。
図２に示すように、吸着保持機構２５は、搬送方向Ｆに平行に、ガラス基板Ｗの左右に６つずつ振り分けられて配置されており、各吸着面３４ａの面積は、ガラス基板Ｗの裏面全体の面積に比べて十分に小さい、したがって、ガラス基板Ｗを吸着パッド３３上に置くことにより、ガラス基板Ｗと吸着面３４ａとの間には小さな摩擦力が発生し、この小さな摩擦力によってガラス基板Ｗの移動が規制される。この状態で、押し付けピン２４，４２，４３，４４を移動させ、ガラス基板Ｗのそれぞれの側面に小さな摩擦力よりも大きな押圧力で押し付けさせると、ガラス基板Ｗは、各押し付けピン２４，４２，４３，４４からの押圧力を受けて、吸着パッド３３上を滑るようにして移動し、その側面が基準ピン２１，２２，２３，４１に当接させられ、これによって基準位置に位置決めされる。
【００１７】
ガラス基板Ｗの位置決めが終了したら、図４に示す吸着保持機構２５の圧搾エアー供給部３０を稼動させ、バルブ２９を開く。配管２８内及び、弾性部材３１内の圧力が次第に下がり、吸引孔３６を介してガラス基板Ｗが吸着パッド３３に吸着される。さらに、配管２８内及び、弾性部材３１内並びに、吸引孔３６の圧力が下がると、弾性部材３１が縮んで、ガラス基板Ｗがさらに確実に吸着保持される。これによって、ガラス基板Ｗは、位置決めされた状態で両側部が吸着保持され、浮上ステージ３上にエアー浮上させられる。
【００１８】
そして、図２に示す両吸着搬送ユニット１７，１８を、同期して浮上ステージ３の先端部３ｂ側に向かってスライド移動させ、両吸着搬送ユニット１７，１８に吸着保持されているガラス基板Ｗを搬送する。この間、浮上ステージ３の上方に設けられた顕微鏡で欠陥検査が行われる。
欠陥検査が終了したら、ガラス基板Ｗを浮上ステージ３の先端部３ｂから搬出する。搬出にあたっては、吸着保持機構２５による吸着を解除し、ガラス基板Ｗと吸着パッド３３との間に生じる小さな摩擦力でガラス基板Ｗを保持した状態で、不図示の搬出ロボットを用いて、ガラス基板Ｗを搬出させる。なお、吸着を解除する方法としては、圧搾エアーを弾性部材３１内に供給したり、弾性部材３１内を大気開放したりすることがあげられる。
【００１９】
この実施の形態によれば、エアー浮上するガラス基板Ｗの裏面に、吸着保持機構２５を設け、吸着保持機構２５を弾性部材３１などからなる吸引機構と、吸着パッド３３とから構成し、この吸着パッド３３を、エアー浮上させられているガラス基板Ｗの面積に比べて十分に小さい接触面積でガラス基板Ｗを支持させるようにしたので、ガラス基板Ｗと吸着パッド３３との間に発生する小さな摩擦力でガラス基板Ｗの移動を規制することができ、押し付けピン２４，４２，４３，４４で押し付けた際のガラス基板Ｗの移動を容易にコントロールすることができる。したがって、位置決め時の安定性が向上し、ガラス基板Ｗの損傷等を防止できる。さらに、位置決めに要する時間を短縮でき、作業効率が向上する。
【００２０】
また、吸着保持機構２５は、位置決めが終了した後のガラス基板Ｗをそのまま吸着保持することができるので、簡単な構成で、速やかに位置決めされた状態を保持することができる。この際に、吸着パッド３３は、弾性部材３１によって弾力性が付与されるので、ガラス基板Ｗに対して柔軟性を持たせつつ当接させることが可能で、ガラス基板Ｗの裏面に損傷等を与えることがない。
さらに、吸着保持機構２５を２つの吸着搬送ユニット１７，１８のそれぞれに設けたので、ガラス基板Ｗを位置決め及び、吸着保持した状態で浮上ステージ３に沿って搬送することが可能になる。ガラス基板Ｗは位置決めされた状態で搬送されるので、顕微鏡による欠陥観察などを行った際に、正しい検査結果を得ることができる。この際に、ガラス基板Ｗの他の部分は、エアー浮上させているので、ガラス基板Ｗの移動時に、ガラス基板Ｗの裏面を傷付けることはない。
【００２１】
また、浮上ステージ３でエアー浮上させつつ吸着保持機構２５による吸着を解除するようにしたので、ガラス基板Ｗと吸着パッド３３の吸着面３４ａとの間の小さな摩擦力により、ガラス基板Ｗの移動が規制されるため、ガラス基板Ｗを安定して搬出することができる。
さらに、ガラス基板Ｗの位置決め時に、ガラス基板Ｗを支持した状態で吸着保持機構２５でガラス基板Ｗを吸着保持するようにしたので、簡単な構成でガラス基板Ｗの位置決めと吸着保持とを連続して行うことができ、この間の位置ずれを防止することができる。
また、浮上ステージ３を挟むように２つの吸着搬送ユニット１７，１８を設けたので、ガラス基板Ｗの吸着保持を精度良く行うことができると共に、搬送時の位置ずれを防止できる。
【００２２】
ここで、浮上ステージ３は、リフトピン１１を備えずに、吸着保持機構２５を上昇させてガラス基板Ｗを浮上ステージ３から持ち上げた状態で搬入ロボットによりガラス基板Ｗの搬入出を行っても良い。この場合には、簡単な構成で、前記と同様の作用及び、効果が得られる。
【００２３】
さらに、リフトピン１１で浮上したガラス基板Ｗを保持した状態で位置決めを行うことも可能である。具体的には、ガラス基板Ｗを支持した状態でリフトピン１１を下降させ、ガラス基板Ｗがエアーによって浮上する高さより若干高い位置でリフトピン１１を停止させる。このとき、ガラス基板Ｗは、エアーにより上方に持ち上げられるため、リフトピン１１に加わるガラス基板Ｗの荷重が軽減され、リフトピン１１との間に生じる摩擦力が小さくなる。このようにリフトピン１１とガラス基板Ｗとの間に生じる摩擦力を小さくした状態で、ガラス基板Ｗを押し付けピン２４，４２，４３，４４により押し付けることで、ガラス基板Ｗがリフトピン１１上を滑るようにして移動して基準位置に位置決めされる。そして、位置決めの後には、吸着保持機構２５でガラス基板Ｗを吸着保持すると同時にリフトピン１１を下降させる。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構成要素には同一の符号を付してある。また、重複する説明は省略する。
図５及び図６に示すように、この実施の形態は、基板保持装置をＦＰＤ用のガラス基板Ｗを載置するステージに適用したものである。
ステージ５１の基板載置面には、ガラス基板Ｗを浮上させる不図示のエアー吹き出し孔が複数配設されており、ガラス基板Ｗの載置位置の下方の所定箇所には、基板保持機構５０が４つ配設されている。このステージ５１は、ガラス基板Ｗを位置決め保持するもので、位置決め機構を構成する基準ピン５２，５３，５４，５５及び、押し付けピン５６，５７，５８，５９がガラス基板Ｗを挟んでそれぞれ対峙するように複数配設されている。
【００２５】
図６に示すように、基板保持機構５０は、ステージ５１に形成された貫通孔６０の下面側の開口を覆う支持部材６１を有し、支持部材６１の中央に形成されている孔には、配管６２の上端部が挿入され、固定されている。配管６２には、エアー圧力調整弁６３が設けられており、さらに配管６２の下端部には、圧搾エアー供給部６４が接続されている。エアー圧力調整弁６３は、弁の開閉動作によって、貫通孔６０に供給されるエアーの流量を調整したり、エアー供給を断続させたりする。また、貫通孔６０の上面側の開口部には、耐摩耗性を有する樹脂製の接触部材６５が上下方向に摺動可能に挿入されている。接触部材６５は、その上面が閉塞された筒形状を有し、この上面がガラス基板Ｗに当接する当接部６６になる。接触部材６５の外周は、貫通孔６０の径に略等しく、接触部材６５を挿入することで貫通孔６０の気密が確保される。さらに、接触部材６５の下縁部には、ストッパ６７が径方向外側に向かって環状に延設されている。そして、このストッパ６７を収容するように、貫通孔６０の内周面に環状溝６８が形成されている。
【００２６】
環状溝６８は、貫通孔６０の高さ方向に平行に、かつ貫通孔６０の径を増大させるように形成されており、環状溝６８の上端はステージ５１の上面よりも下側で止まっており、環状溝６８の高さの分だけ接触部材６５を上下に移動させることができる。ここにおいて、ストッパ６７の他の形態としては、周方向の１箇所に突設されたストッパや、例えば、周方向に半周分ずらした位置に１つずつ設けるなど、複数突設されたストッパなどがあげられる。これらの場合には、ストッパの数及び、形成位置に応じて、ストッパ６７を遊嵌させる溝が形成される。
【００２７】
また、ステージ５１には、ガラス基板Ｗの周縁部に相当する位置に、位置決めされたガラス基板Ｗをステージ５１の載置面上に保持する吸引機構６９が配設されている。この吸引機構６９は、例えば、不図示の吸引ポンプに配管で接続された吸着パッドから構成されている。
【００２８】
この実施の形態の作用について説明する。
まず、エアー吹き出し孔からエアーを吹き出してガラス基板Ｗを浮上させた状態で、圧搾エアー供給部６４及びエアー圧力調整弁６３を駆動させ、所定圧力の圧搾エアーを配管６２を通して貫通孔６０に供給する。なお、このときのエアーの流量は、エアー圧力調整弁６３の弁開度によって調整される。
前記したように、貫通孔６０は、気密構造になっているので、貫通孔６０の内圧が徐々に高くなり、接触部材６５に作用する圧力も徐々に高くなる。これにより、接触部材６５は、上方に押し上げられて、ガラス基板Ｗの裏面に当接し、これによってガラス基板Ｗが接触部材に支持される。このとき、接触部材６５は、圧搾エアーの弾力性によってガラス基板Ｗに対して柔軟性を持って当接する。
【００２９】
ここで、圧搾エアーの供給量及び、圧力を制御することで、接触部材６５と、ガラス基板Ｗの裏面との間に生じる摩擦力が小さくなるように調整することができるので、そのような状態で押し付けピン５６，５７，５８，５９をガラス基板Ｗに押し付けると、ガラス基板Ｗが接触部材６５上を滑るようにして移動し、基準ピン５２，５３，５４，５５に当接し、基準位置に位置決めされる。
その後、エアー圧力調整弁６３を閉じ、貫通孔６０内の圧搾エアーを排気して接触部材６５を下降させると共に、ステージ５１のエアー吹き出し孔からのエアー吹き出しを停止させ、ガラス基板Ｗをステージ５１上に載置する。この状態でガラス基板Ｗの周縁部の裏面を吸引機構６９により吸着保持する。
【００３０】
この実施の形態によれば、ガラス基板Ｗをエアーでステージ５１上に浮上させると共に、接触部材６５を空気圧によって昇降させることで、ガラス基板Ｗとステージ５１との間の摩擦を小さくし、接触部材６５との間の摩擦力を利用してガラス基板Ｗの移動を規制しつつ押し付けピン５６，５７，５８，５９による移動が可能になる。これにより、ガラス基板Ｗの大きさに関係なく、簡単な構成でガラス基板Ｗを確実に、かつ安定して位置決めし、保持することが可能になる。特に、このように空気圧を利用した基板保持機構５０は、小型化が可能であるので、顕微鏡などを備えるＬＣＤ等の基板検査装置に容易に組み込むことが可能である。
また、圧搾エアーの供給量や圧力を制御したり、圧搾エアーの弾性力を利用したりすることで、接触部材６５からの力がガラス基板Ｗに過度に作用することを防止できるので、ガラス基板Ｗの裏面に損傷等が生じなくなる。
さらに、接触部材６５にストッパ６７を設けたので、接触部材６５が貫通孔６０から抜け出ることが防止され、基板保持機構５０を安定して駆動させることが可能になる。
【００３１】
なお、本発明は、上記の各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変形することが可能である。
例えば、図５において、基板保持機構５０は、方形の各頂点に相当する位置に４つ配設されているが、基板保持機構５０は、浮上しているガラス基板Ｗを裏面から支持でき、かつ摩擦力が不必要に増大しないものであれば、配置や、数は任意に設定することができる。同様に、図２に示す吸着保持機構２５の数及び、配置も実施の形態に限定されない。
また、図２において吸着搬送ユニット１７，１８は、浮上ステージ３の一方の側部のみに設けても良い。機構を簡略化することができる。
さらに、位置決めされて吸着保持される対象となるワークは、ガラス基板Ｗに限定されずに、種々の基板を適用することができる。また、ガラス基板Ｗの浮上に用いる気体は、エアーに限定されない。
【００３２】
また、基板保持装置は、図７に示すような吸着保持機構７０を用いることも可能である。吸着保持機構７０は、支持部材２７と、バルブ２９を備える配管２８と、エアー吸排気部７１と、吸着パッド７２とからなる吸引機構を備えている。エアー吸排気部７１は、エアーの吸気と排気とを行うことが可能な構成になっている。吸着パッド７２は、吸着部７３と、湾曲部３５とからなる接触部材である。吸着部７３は、中央に円形の凹部７４が設けられた環状の吸着面７３ａを有し、凹部７４の底部には、逆支弁７６が設けられている。逆支弁７６は、凹部７４から吸着部７３の下面７３ｂに貫通する孔７７と、この孔７７を下面７３ｂ側から覆う弁体７８とから構成されている。弁体７８は、孔７７の径よりも大きく、その一部が下面７３ｂに固着されている。さらに、弁体７８は、自然状態では孔７７を塞ぎ、エアー吸排気部７１によって貫通孔２６内の空気が吸引された場合には、変形して孔７７を開放するように、材質や、厚さが設定されている。このような吸着保持機構７０は、エアー吸排気部７１から貫通孔２６に圧搾エアーを供給すると、吸着パッド７２が貫通孔２６に沿って上昇し、ガラス基板Ｗに当接する。したがって、吸着パッド７２との間に発生する摩擦力を利用して、第１の実施の形態と同様にして位置決めをすることができる。その後、エアー吸排気部７１で貫通孔２６内のエアーを吸引すると、破線で示すように逆支弁７６が開いて、凹部７４が貫通孔２６と連通し、その結果、ガラス基板Ｗが吸着保持される。このように、吸着保持機構７０では、上下移動と、吸着保持と行うことが可能になる。なお、湾曲部３５の下端部に、図６に示すようなストッパ６７を設け、これに対応する環状溝６８を貫通孔２６に形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態における基板保持装置である浮上搬送装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】浮上搬送装置の概略構成を示す平面図である。
【図３】浮上搬送装置の断面図であって、リフトピンの構成を示す図である。
【図４】浮上搬送装置の断面図であって、基板保持装置である吸着保持機構の構成を示す図である。
【図５】浮上搬送装置の構成を示す図である。
【図６】浮上搬送装置の断面図であって、基板保持装置の構成を示す図である。
【図７】浮上搬送装置の断面図であって、基板保持装置である吸着保持機構の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１ 浮上搬送装置
３ 浮上ステージ
１１ リフトピン（接触部材）
１７，１８ 吸着搬送ユニット
２５ 吸着保持機構
２１，２２，２３，４１，５２，５３，５４，５５ 基準ピン（位置決め機構）
２４，４２，４３，４４，５６，５７，５８，５９ 押し付けピン（位置決め機構）
２８ 配管（吸引機構）
２９ バルブ（吸引機構）
３０ 圧搾エアー供給部（吸引機構）
３１ 弾性部材（吸引機構）
３３，７２ 吸着パッド（接触部材）
５０ 基板保持機構
５１ ステージ（基板保持装置）
６５ 接触部材
６９ 吸引機構
Ｗ ガラス基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮上ステージから基板を浮上させつつ、前記基板を位置決めして保持する基板保持装置であって、
前記基板の裏面に当接可能な接触部材と、
浮上している前記基板の裏面に前記接触部材を当接させて前記基板の移動を規制した状態で、前記基板を所定位置に位置決めする位置決め機構と、
前記位置決め機構により位置決めされた前記基板を吸着保持させる吸引機構と、
を具備したことを特徴とする基板保持装置。
【請求項２】
前記接触部材は、前記吸引機構に接続された吸着パッドであることを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。
【請求項３】
前記接触部材と、前記吸引機構と、前記位置決め機構とを、前記浮上ステージに沿って往復移動自在な搬送ユニットに設けたことを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。
【請求項４】
基板を浮上させる工程と、
浮上した前記基板の裏面に接触部材を当接させて前記基板の移動を規制する工程と、
前記接触部材と前記基板との当接状態を維持しつつ前記基板を移動させて、前記基板の位置決めをする工程と、
位置決め後に前記基板を吸着保持する工程と、
を備えることを特徴とする基板の保持方法。
【請求項１】
浮上ステージから基板を浮上させつつ、前記基板を位置決めして保持する基板保持装置であって、
前記基板の裏面に当接可能な接触部材と、
浮上している前記基板の裏面に前記接触部材を当接させて前記基板の移動を規制した状態で、前記基板を所定位置に位置決めする位置決め機構と、
前記位置決め機構により位置決めされた前記基板を吸着保持させる吸引機構と、
を具備したことを特徴とする基板保持装置。
【請求項２】
前記接触部材は、前記吸引機構に接続された吸着パッドであることを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。
【請求項３】
前記接触部材と、前記吸引機構と、前記位置決め機構とを、前記浮上ステージに沿って往復移動自在な搬送ユニットに設けたことを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。
【請求項４】
基板を浮上させる工程と、
浮上した前記基板の裏面に接触部材を当接させて前記基板の移動を規制する工程と、
前記接触部材と前記基板との当接状態を維持しつつ前記基板を移動させて、前記基板の位置決めをする工程と、
位置決め後に前記基板を吸着保持する工程と、
を備えることを特徴とする基板の保持方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−２６９４９８（Ｐ２００６−２６９４９８Ａ）
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−８１６０８（Ｐ２００５−８１６０８）
【出願日】平成１７年３月２２日（２００５．３．２２）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２２日（２００５．３．２２）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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