专利名称：基板搬运装置、基板搬运方法以及基板处理系统的制作方法
基板搬运装置、基板搬运方法 以及基板处理系统
技术领城
本发明有关用于液晶显示(LCD)板的玻璃基板等基板搬运的基 板搬运装置、基板搬运方法以及利用这种基板搬运的基板处理系统。
背景技术：
现在，在一般的半导体基板及LCD玻璃基板的处理系统中，相 对搬运系并列设置了涂布和显像处理装置及蚀刻装置等多个处理装 置。这种LCD玻璃基板处理系统中的搬运系中，有一种具有为了把 基板搬入和搬出真空系处理装置内，而在真空下(或者减压下)搬运 基板的功能。
这种搬运装置，在真空腔内使用传送带(材质金属及合成橡胶) 及齿轮进行动力传递，利用辊、机械臂及移动板之类的机构搬运基板。 为了在真空腔内驱动这些机构，需要把驱动力从配置在大气侧的驱动 源传递到配置在腔内真空侧的搬运装置，隔壁上开孔，转轴插入其中 以把动力传递到真空内。
可是，现有的驱动力传递方法，在把旋转驱动力传递到真空内时， 转轴上使用密封填料及磁性流体，存在着来自这些构件的微粒及气体 排出的问题.
对此，在以下专利文献l中，介绍了使用由大气侧外环磁铁和真 空侧内环磁铁组成的磁偶合，以把驱动力传递到真空中的机械臂上的 基板搬运用真空机器人。
特开2002-66976号公报(JP-A-2002-66976 )
发明内容需要解决的课题
然而，近年，为了降低搬运装置所占的面积，同时更有效地搬运 基板，开始要求在真空腔内对搬运机构的一部分进行驱动力传递脱离 并且使整个搬运机构进行上下运动等高度化动作控制。为了进行这种 高度化动作控制，需要可介于齿轮自由地对驱动轴和从动轴进行脱离 和结合的同步机构。机械式同步机构结构较复杂，齿轮等还会引起物 理性接触和摩擦，是微粒产生根源。此外，使用传送带等的情况也一 样，由于金属及合成橡胶摩擦而产生微粒。另外，还担心物理性接触 和摩擦部位所使用的润滑剂有气体排出以及出现真空污染问题。解决课题的手段
因此，本发明的特征在于，在真空装置内的基板搬运中，(l)介
于真空腔隔壁通过磁结合(磁偶合)把驱动力从大气侧传递到真空侧； (2)还在真空腔内利用磁偶合进行驱动力的传递；(3)在真空腔内， 由于使用对驱动力的传递进行脱离和结合的磁偶合，故不需要齿轮之 类的机械式同步机构。发明效果
利用本发明，可在真空装置内进行高度化动作控制的基板搬运装 置，可以极力地排除机械式接触和摩擦，最大限度地减少微粒和气体 排放的发生，并可以使结构简化。
附图简单说明
困l是基板处理系统的概略图。
困2是表示垂直传输带机构的困。
围3是利用垂直传输带进行基板搬运的说明图。
图4是表示真空系处理装置概略的图。
困5是困4所示的基板搬运装置(32 )的俯视图。
困6是用困4所示的基板搬运装置(32)搬运基板过程中的剖面图。
困7是困4所示的基板搬运装置(32)停止搬运基板后的剖面图。 图8是驱动磁铁(330)和第一从动磁铁(331)的放大图。 图9是困8所示的虛线A—A'的剖面图。
具体实施例方式
以下，使用附困，就本发明的实施例进行说明。 [实施例一]
参照
图1，就本发明基板处理系统的一例进行说明。图1所示的 LCD玻璘基板处理系统1，由把LCD玻璃基板(以下简称为"基板") L搬入该处理系统及在处理结束后搬出的搬入搬出装置10、在大气压 下对基板进行处理的大气系处理装置20 '21、在减压下对基板L进行 处理的真空系处理装置30、在搬入搬出装置10和大气系处理装置 20 21及真空系处理装置30之间进行连接并对基板L进行搬运的搬 运系统40构成。大气系处理装置，例如有清洗装置、涂布和显像装置、 膝光装置等，真空系处理装置有蚀刻装置、成膜装置和离子注入装置 等。
在图1的LCD玻璃基板处理系统1中，搬入搬出装置10具有搬 入部130和搬出部140，它们与使基板L进行升降移动的搬入搬出传 输带150连结。
此外， 一端部与搬入搬出装置10连结的搬运系统40，具有与搬 入部130接续的上侧传输带410和与搬出部140接续的下侧传输带 420。进而，在搬运路径的各处，在上侧传输带410和下侧传输带420 之间配设了对基板L进行搬运的垂直传输带461 '462 '463 '464 '465。
大气系处理装置20 21，沿着搬运系统40的搬运路径，分别与 垂直传输带462 464对应配置。此外，搬运系统40的另一端侧，与 垂直传输带465相接并配设了真空系处理装置30。
关于垂直传输带的机构，这里以垂直传输带462为例，参照图2 进行说明。如图2所示，垂直传输带462，在上侧传输带410和下侧 传输带420之间在垂直方向搬运基板L。在图2所示的一例中，搬运 台480设置了四段，对应各搬运台480都配设了电机4卯及滚珠丝杠
495,各搬运台480介于接续部486与对应的滚珠丝杠495接续，通过 电机490的駔动而上下运动。利用这种构成的话，则可以使各搬运台 480独立地上下运动。此外，通过在各搬运台上各设置一个共用的电 机及滚珠丝杠，可以采用与各搬运台连动以进行上下运动的构成。
接着，关于垂直传输带462的緩冲功能，这里参照图3进行说明。 如图3所示，垂直传输带462，具备从下方支持基板L并与之连动进 行升降移动的多个搬运台480。在图3中，只表示了搬运台 480a 4柳b 480h。垂直传输带462的搬运台数，可以根据系统规 模等条件相应地进行设计。此外，各搬运台480a 480b 480h实际 上具有同样的构成，所以在对各搬运台480a '480b '.'480h共同的构 成和功能进行说明时，总称为搬运台480,而省略重复部分。
多个搬运台480中， 一个搬运台构成上侧传输带410的一部分， 其他一个搬运台构成下侧传输带420的一部分。在图3所示的例子中， 搬运台480c构成上侧传输带410的一部分，搬运台480f构成下侧传 输带420的一部分。其他的搬运台480a、 480b、 480d、 480e、 480g、 480h，构成基板L的等待避让部(緩沖)。也就是说，为了对应加工 处理时间的偏差，有时需要临时使基板L等待避让上侧传输带410或 者下侧传榆带420。搬运台480a、 480b、 480d、 480e、 480g和480h 作为这种基板L的等待避让部(緩沖)发挥作用。
关于两片基板的緩冲处理，这里参照图3进行说明。在一个基板 装栽在搬运台480f上的状态下，使上侧传输带410及下侧传输带420 停止。接着，使垂直传输带462只上升一段，那么搬运台480d和480g 分别构成上側传输带410和下侧传输带420的一部分。接着，使上侧 传输带410及下侧传输带420动作的话，则其他LCD玻璃基板装栽 在搬运台480g上。接下来使垂直传输带462只上升一段，那么搬运台 480e和4糾h分别构成上侧传输带410和下侧传输带420的一部分。 在这个状态下，搬运台480f和480g发挥緩沖作用。
其后，搬运台480f和480g上的基板，通过后迷的搬运臂依次取 出，在处理装置中进行处理。处理后的基板重新回到搬运台480f和
480g上。接下来，通过与上述相反的动作，垂直传输带462上的基板 下降移动，并利用下侧传输带420被搬运到返回方向。这样，垂直传 输带462起到緩沖作用，所以上侧传输带410和下侧传输带420,在 两片基板处理过程中也可以搬运其他基板。
以上就下侧传输带420搬运的基板的緩冲处理情况进行了说明， 上侧传输带410搬运的基板也可以同样进行緩冲处理。此外，这里虽 然是以垂直传输带462为例进行说明，但是其他垂直传输带也是一样 的。
在本实施形态的搬运系统40中，被配设在各处的垂直传输带各自 发挥着以下的功能。
垂直传输带461，被配设在距搬入部130 (搬出部140)最近的位 置上，它发挥着基板L输入緩冲或者输出緩冲的功能，或者对上侧传 输带410和下侧传输带420的搬运路径进行切换的功能。
垂直传输带462，被配设在与处理装置20对应的位置上，它发挥 着基板L的緩冲功能，或者与处理装置20之间进行基板L交接的作 用。垂直传榆带462和处理装置20之间的基板L的交接，由搬运臂 471进行。关于大气系处理装置20.21的构成和功能，由于与现有的 处理系统相同，故省略其详细说明。
搬运臂471,具备为装栽基板L并进行搬运的掘子(叉子)，以使 装载在垂直传输带462搬运台480上的基板L搬入处理装置20。搬运 臂471具有朝向垂直方向的驱动机构，还可以把基板L从图3所示的 搬运台4柳c、 480d、 480e、 480f的任何一个搬运台取出。此外，搬运 臂471从构成上侧传输带410 —部分的搬运台480c取出基板L时， 搬运台480c的各搬运辊R将停止旋转驱动。同样，搬运臂471从构 成下侧传输带420 —部分的搬运台480f取出基板L时，搬运台480f 的各搬运辊R将停止旋转驱动。
垂直传榆带463，被配设在处理装置20和处理装置21之间，发 挥着基板L的緩冲功能，或者对上侧传输带410和下侧传输带420的 搬运路径进行切换的功能。
垂直传输带464，被配设在与处理装置21对应的位置上，发挥着 基板L的緩冲功能，或者与处理装置21之间进行基板L交接的作用。 垂直传输带464和处理装置21之间的基板L的交接，由搬运臂472 进行。搬运臂472发挥的作用与上述搬运臂471相同。
垂直传输带465，接续上侧传输带410的最下游和下侧传输带420 的最上游，发挥着基板L的緩沖功能，或者连结上侧传输带410和下 侧传输带420的功能。此外，垂直传输带465与处理装置30相邻配设， 具有在与设置在后述的处理装置30的装入固定腔31内的基板搬运装 置32之间进行基板L交接的作用。 [实施例二]
下面，参照图4，就真空系处理装置30进行详细说明。图4是相 对基板L进行成膜处理的处理装置30的概略图。该处理装置由装入 固定腔31、转移腔33和加工腔35三个室构成。
在图4中，装入固定腔31具有反复进行减压和常压恢复的功能， 以便能够介于第一门阀G1从大气中搬入基板L。该装入固定腔31和 转移腔33介于第二门阀G2进行接续，转移腔33和加工腔35介于第 三门阀G3进行接续。转移腔33具有在保持加工腔35压力的同时， 利用搬运臂34对基板L进行搬入及搬出的功能。加工腔35，处于规 定的减压环境下，具有在基板上形成CVD膜和氧氮化膜的功能以及 防水功能。
基板L，从搬运系统40的垂直传输带465侧，介于设有第一门阀 Gl的开口被搬运到装入固定腔31内，利用泵进行排气，以使装入固 定腔31内压力从常压变成规定的减压环境，然后经过转移腔33,被 送至处于规定减压环境下的加工腔35，形成CVD膜和氧氮化膜，或 者进行防水处理。
装入固定腔31内，设有本发明相关的基板搬运装置32，从垂直 传输带465倒沿着箭头X轴向搬运的基板L搬入装入固定腔31内， 处理结束后的基板L搬出到垂直传输带465侧。此外，也可以夸装入 固定腔31的、与垂直传输带465或转移腔33相接的面不同的面(例
如箭头Y所指一侧)上，介于门阀设置第二搬入搬出装置(图中未显 示)。当不需要在大气系处理装置21 22中进行处理，而只在真空系 处理装置30中进行处理时，在该第二搬入搬出装置和装入固定腔31 之间，可以直接对基板L进行搬入搬出，而且效率很好。
图5是困4所示的基板搬运装置32的俯视图。图5中的虛线A 的剖面图表示在图6 U)中，虛线B—B'的剖面图表示在图6 (b)中。
在图5中，装入固定腔31内的基板搬运装置32，由固定栽物台 310和可动栽物台320组成，在该可动载物台320上，多个搬运辊321 的转轴由轴承部322保持。各搬运辊321安装了辊磁铁323,此外， 一部分搬运辊321，介于辊转轴324安装了辊32r 。
此外，如图5上部所示，在可动栽物台320上，第一、第二和第 三从动磁铁331 332 333由轴承部322保持，这些从动磁铁分别进 行了磁偶合，同时第三从动磁铁333和辊磁铁323也进行了磁偶合。 进而，第一从动磁铁331与驱动磁铁330进行了磁偶合。此外，也可 以只用一个从动磁铁，例如第三从动磁铁333构成第一、第二和第三 从动磁铁331 332 333。
驱动磁铁330,被收入装入固定腔31的隔壁在内侧形成凸状的空 心隔壁340内的大气中。来自大气中驱动磁铁330的旋转驱动力介于 隔壁传递到第一从动磁铁331。该驱动力与转轴平行传递到第二和第 三从动磁铁332 '333。与笫三从动磁铁333进行磁偶合的辊磁铁323, 作为与来自笫三从动磁铁333的驱动力垂直的驱动力进行传递。
多个笫三从动磁铁333，它们每一个都介于从动转轴327，与各辊 磁铁323进行磁偶合。如图6所示，这些磁偶合的驱动力传递到搬运 辊321，以搬运基板L。
被搬运的基板L，如图5中的白箭头所示，通过具有两个支持销 的定位部328的移动，可以对应在加工腔中的位置进行定位。此外， 定位部328至少可以在对角线上设置两个。
困6是用图5所示的基板搬运装置32搬运基板过程中的剖面图， 该图(a)是图5所示的虚线A—A'的剖面图，该图(b)是图5所 示的虛线B—B'的剖面图。
在图6中，利用处在大气中的电机等，对驱动磁铁330进行驱动， 驱动磁铁330的驱动力与第一从动磁铁331结合，并传递到第二和第 三从动磁铁332 333以及辊磁铁323,使搬运辊321以及辊321'旋 转。由搬运辊321搬入的基板L，由图5所示的定位部328进行定位。 此外，固定栽物台310由固定支柱311固定，可动载物台320依靠可 动支柱312进行上下移动，基板L搬运过程中移动到上升位置，驱动 磁铁330和笫一从动磁铁331结合。
图7是困5所示的基板搬运装置32停止搬运基板后的剖面图，该 图(a)是困5所示的虚线A—A'的剖面图，该图(b)是图5所示 的虚线B—B'的剖面图。
在图7中，如困6所述，搬入基板L后，停止基板L的搬运，对 装入固定腔31内进行排气。真空中，如图7中白箭头所示，可动载物 台320移动到下降位置，以把基板L装载在固定载物台310上。这时， 驱动磁铁330和第 一从动磁铁331被脱离。
图8是駔动磁铁330和第一从动磁铁331的放大图。在图8中， 驱动磁铁330和第一从动磁铁331介于空心隔壁340的隔壁部351进 行脱离或結合。此外，352是驱动磁铁330的驱动转轴，353是第二和 第三从动磁铁332 . 333的转轴，其他符号与以上说明相同。
图9是困8所示的虚线A—A'的剖面图，该图(a)是驱动磁铁 330和第一从动磁铁331结合时的剖面图，该图(b)是驱动磁铁330 和第 一从动磁铁331脱离时的剖面图。
在图9(a)中，如白箭头所示，驱动磁铁330旋转驱动力介于半 圃形的空心隅壁340的隔壁部351,被传递到第 一从动磁铁331 。而且， 第一从动磁铁331的旋转驱动力，被传到第二和第三从动磁铁 332 333,笫三从动磁铁333的旋转驱动力被传到辊磁铁323，以使 轴承部322所保持的搬运辊321旋转。
在图9(b)中，由于从动磁《失331 . 332 . 333侧下降，所以驱动
磁铁330和第一从动磁铁331脱离了结合。
目前的机械式驱动力传递方法，需要复杂的同步机构以对这种驱 动力传递进行结合及脱离。此外，伴随机械式分离和连接，令人担心 产生微粒等污染。本发明的基板搬运装置，通过磁偶合进行驱动力传 递的结合和脱离，所以解决了这个问题。
在具有上述基板搬运装置32的真空系处理装置30中，在可动载 物台320上升的状态(图6)下，来自驱动磁铁330的驱动力传递到 从动磁铁331，它介于从动磁铁332 '333等使搬运辊321 *321'旋转。 搬运辊321 *321'从垂直传输带465把沿着图4箭头X轴线方向搬运 的基板L拉入装入固定腔31内，并使之在固定位置上停止。接着， 搬入基板L的开口部由第一门阀Gl关闭，同时如上所述，可动载物 台320下降(图7),基板L被装栽在固定栽物台310上。装入固定腔 310内减压至规定压力后，装入固定腔31和转移腔33之间的第二门 阀G2打开，搬运臂34沿着与箭头X轴线方向近似垂直的箭头Y的 轴线方向取出固定栽物台310上的基板L。这时，由于可动载物台320 处于下降的状态，所以把为装栽基板L进行搬运的掘子(叉子)插入 基板L之下变得很容易。
介于第三门阀G3从转移腔33送到加工腔35并进行规定的成膜 处理的基板L,循着与搬入时相反的路径回到基板搬运装置32的固定 载物台310上。而且，装入固定腔31内恢复至大气压，同时，可动载 物台320上升，变成了可以用搬运辊321 '321'把基板L搬出装入固 定腔31之外的状态.
这样，真空系处理装置30中所规定的处理结束，从装入固定腔 31搬出的基板L，由垂直传输带465及下侧传输带420运往搬出部140， 一系列的处理结束。
以上，参照附困，就本发明相关的适合LCD玻璃基板处理系统
的实施形态进行了说明，但是本发明并不限于本例。
例如，在上述实施形态中，搬运系统40做成了在暴露于净室内氛 围中的状态下搬运基板L的构成，但是它也可以用内部保持为很高清
洁度氛围的筐体復盖包含与处理装置30接触的接触部在内的整个搬 运系统棉，以更清洁的状态把基板L搬运到下一工序。进而，通过把 覆盖该搬运系统40的箧体的内部做成真空状态，可以在搬运中最大限 度地减少微粒及水分附在基板L表面，从而进行更高品质的基板处理。 这样，只要是本领域技术人员的话，显然在专利权利要求范围所 述的技术思想的范畴内，可以想到各种变更例或者修改例，对于这些 变化的亊例，当然也属于本发明的技术范围。
权利要求
1.一种基板搬运装置，其特征在于，在设于腔内，且具备装载基板的固定载物台和搬运基板的可动载物台的基板搬运装置中，上述可动载物台，配置了搬运基板的多个搬运辊、安装在该搬运辊上的辊磁铁、与该辊磁铁进行磁性结合的从动磁铁，上述可动载物台处于上升位置时，上述从动磁铁与设于上述腔之外的驱动磁铁进行磁性结合而被驱动，同时上述基板离开上述固定载物台而被上述搬运辊支持，上述可动载物台处于下降位置时，上述从动磁铁和驱动磁铁进行磁性脱离，同时上述基板被装载在上述固定载物台上。
2. 如权利要求1所述的基板搬运装置，其特征在于，上述从动磁 铁，由依次进行磁性结合的多个磁铁组成，这些磁铁中之一与上述辊 磁铁进行磁性结合，以使搬运辊旋转。
3. 如权利要求l所述的基板搬运装置，其特征在于，上迷驱动磁 铁，被配设于上述腔隔壁的一部分朝向腔内侧形成凸状的空心隔壁内。
4. 如权利要求3所述的基板搬运装置，其特征在于，上述空心隔 壁，其具有剖面近似半圃形的隔壁部，介于该隔壁部，把来自驱动磁 铁的驱动力传递到从动磁铁。
5. 如权利要求l所述的基板搬运装置，其特征在于，上述腔的内 侧压力可以减少到规定的压力。
6. —种使用如权利要求1~5中任何一项所述的基板搬运装置的 基板搬运方法，其特征在于，上述可动栽物台处于上升位置时，通过 上述搬运辊的旋转把基板沿着第一轴向搬入上述可动载物台上，或者 从上述可动栽物台上搬出，上述可动栽物台处于下降位置时，沿着与上述第一轴向近似垂直 的第二轴向把上述基板搬入上述固定载物台上，或者从上述固定载物台上搬出。
7. —种基板处理系统，其特征在于，具备介于第一门阀可与大气 侧进行连通的装入固定腔，在内部对基板进行规定处理的加工腔，在内部具有介于第二门阀可与上述装入固定腔进行连通，且介于 第三门阀可与上述加工腔进行连通，并且相对上述装入固定腔及上述 加工腔进行基板搬入及搬出的搬运臂的转移腔，上述装入固定腔，在内部具备权利要求5所述的基板搬运装置。
全文摘要
本发明所要解决的技术问题是，不使用齿轮之类的机械式同步机构，进行驱动力的脱离与结合。在本发明中，腔(31)内的基板搬运装置，由固定载物台(310)和可动载物台(320)组成。在可动载物台(320)上，第一、第二和第三从动磁铁(331·332·333)由轴承部(322)保持，这些从动磁铁，分别被磁偶合，同时第三从动磁铁(333)和辊磁铁(323)也被磁偶合。进而，第一从动磁铁(331)与驱动磁铁(330)进行磁偶合，对来自驱动磁铁(330)的驱动力进行脱离或结合。
文档编号B65G49/07GK101096245SQ200610173298
公开日2008年1月2日 申请日期2006年12月15日 优先权日2006年6月26日
发明者堀口贵弘 申请人:株式会社未来视野