JPH0733232A - 液晶用基板の位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】基板を液晶製造プロセス装置内の処理室に搬送
する際、基板の中心位置と回転方向のズレを全自動で、
かつ基板に外力を加えること無く補正する。 【構成】旋回およびＸＹ平面上を移動するターンテーブ
ル２と、基板２の吸着機構と、リフター１０と、Ｙ方向
に並べられたＸ方向に駆動される２個のセンサー７ａ，
７ｂと、前記２個のセンサーの移動量検出器と、前記２
個のセンサーが基板のエッヂ位置を検出するまでの移動
量の差から基板２の旋回方向ズレ量を演算する手段と、
Ｙ方向に駆動されるセンサー７ｄ，７ｅと、前記旋回方
向ズレ量を前記ターンテーブル２を回転させることによ
って修正した後前記Ｘ方向センサーとＹ方向センサーと
によって基板の中心位置のズレ量を検出・演算し前記リ
フター１０とターンテーブル２とによって基板の中心位
置を修正する制御回路とを備えた液晶用基板の位置決め
装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】液晶の製造プロセス装置の内部に
液晶用基板を搬送する際に、基板の中心位置と回転方向
にズレが生じたまま搬送すると、プロセス上の欠陥や基
板の破壊を生じることになる。本発明は、これらズレを
補正して、プロセス装置の適正な位置への基板の搬送を
実現し、プロセスの歩留まり向上に貢献するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】液晶画面用のガラス基板は、一般的に長
方形をしておりその大きさは年々増大傾向にあり、現在
５００ｍｍ×６００ｍｍ×０．７ｔが主流である。液晶
用基板は、このガラス板の表面に、各種プロセス装置で
薄膜を蒸着したり、エッチングをして必要なトランジス
タを形成し、基板表面に形成されたトランジスタで、基
板裏面からのライトの光の透過率を制御して、人間の目
に認知させる構造なので、基板の透明度を限りなく向上
させる必要がありまたその努力がなされている。これら
薄膜の蒸着とか、エッチング処理をプロセスと呼び、こ
れらは各プロセス毎に装置化されている。一方これら基
板は、一般的にカセットと呼ばれる基板収納ケースに１
０数枚単位で収納され、各種プロセス装置には、このカ
セット単位で搬送される。搬送された基板は、各種プロ
セス装置のロボット等の搬送機でカセットから取り出さ
れ、装置の内部に搬送されて必要な処理をされる。また
処理終了後、再度搬送機でカセットに戻され、次の装置
にと搬送される。

【０００３】図１は一般的な液晶用基板の製造プロセス
装置の概念図を示し、１はカセット、２は基板を示し、
１２はこの基板の処理室を示している。カセットに収納
された基板は、ロボットで３の処理室に搬送され、処理
完了後ロボットで再びカセット内部へと回収される。処
理室には基板と同じ形状大きさのテーブルがあり、搬送
された基板はこのテーブルからはみ出さないよう精度よ
く設置する必要がある。しかしながら図１の構成では、
搬送ロボットは、予め教示された位置間を動作するだけ
なので、カセット内部で生じた基板のズレを含んだまま
処理室のテーブルに基板が設置されてしまう。

【０００４】装置は、カセットの位置決め機構を有して
いるが、カセットは基板の出入のため、基板の外形より
若干大きめに作られており、カセット内の基板はカセッ
トに対し、中心位置と回転方向のズレをもつことがある
ため、カセットの位置決め機構だけでは不十分といえ
る。また、基板そのものの外形も若干誤差を含んでい
る。

【０００５】カセットが装置に搬送されたとき、内部の
基板はカセットの中心に位置せず、カセットのどちらか
のエッジに当たって止まっている場合がほとんどで、カ
セットの中心と基板の中心が合っていないかぎり、内部
の基板は位置がズレていることになり、プロセス装置の
搬送機で、そのままカセットから基板を取り出し、プロ
セス装置の処理室に搬送すると、基板の位置ズレで装置
内部の処理室にうまくセットされない場合がでてくる。

【０００６】そこで、この位置ズレを修正するための手
段として図２に示す修正機構が設けられている。図２に
おいて１はカセットで２は基板、１３はプッシャーで２
の基板の左右両端を挟み付け基板の左右方向の位置合わ
せをするための機構で、たとえば左右のプッシャーはラ
ックピニオンで連結され一方はシリンダのような駆動源
につながっている。カセットの左右両端は、このプッシ
ャーが基板を挟み付けるために必要な空間が確保されて
いる。いまシリンダが働けば、左右のプッシャーは均等
に基板側に移動し、基板を押していく。プッシャーが停
止したときの間隔を基板の外径よりわずか大きめに取っ
ておけば、カセット内の全ての基板の左右方向の位置が
補正されたことになる。しかしこの機構を以てしても、
左右方向の位置補正だけなので、前後方向の位置補正の
ために、カセットを液晶製造プロセス装置に搬入すると
き、前後方向を揃えるために一旦カセットを作業者が人
力にて傾け端面の位置を揃えた後に装置のカセット台に
設置しなければならなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしこの方法では、
ガラス基板の両端に機械的に力が加わるため、基板のエ
ッジに欠け（チッピング）が発生し、基板の割れの原因
となり、歩留まりを悪くするばかりでなく、チッピング
はプロセスを重ねる毎に成長するのでこれが最終工程で
発生すれば、その付加価値の向上に比例して損失は膨大
となる。また接触式のためゴミを発生し、このゴミが致
命的な不良品を作ることになる。さらに、カセットの重
量は十数Ｋｇもあり、運ぶだけでも大変なものを人手で
さらに位置合わせの操作までも強要されているため、操
作ミスおよび操作忘れ等の危険性を含んでいた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来技術
の課題を解決するために、カセット内部で生じた基板の
中心位置と回転方向のズレをセンサーで検出し、センサ
ーの検出値からズレ量を演算して、演算結果に応じて基
板を乗せたテーブルを駆動してズレを修正するものであ
る。

【０００９】

【実施例】図３は本発明の全体図を示すもので、１はカ
セット、２は基板を示し、ロボットで基板２を処理室１
２に搬送する前に、本発明の位置決め装置１４でいった
ん位置決め後、処理室１２に搬送する。

【００１０】図４は本発明の液晶用基板の位置決め装置
の詳細を示す図である。同図において、３は基板２を吸
着し旋回させるターンテーブルで、４はその旋回駆動
源、５はターンテーブル３および旋回駆動源４を左右
（Ｙ方向）に、６は前後方向（Ｘ方向）に移動する駆動
源を示し、たとえばモータのようなものが使用できる。
１０はリフターであり、基板２をターンテーブル３から
浮かす機構、１１はリフター１０を上下方向に移動させ
る駆動源を示す。

【００１１】７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄおよび７ｅは、基
板２のエッジを検出するセンサーで各センサーはそれぞ
れを中心方向に駆動する駆動源８ａ、８ｂ、９ａおよび
９ｂによって進入、退避する。７ａ、７ｂは基板２の同
一辺に対応する位置に直線上に配置され、基板２の回転
方向のズレを計測する。７ａ、７ｃはＸ方向、７ｄ、７
ｅはＹ方向の基板のズレ量の計測用で、各々の駆動源で
同時に同量ずつ基板方向に移動される。本図は各々に駆
動源を準備したが、例えば左右逆ネジのボールネジ等を
使用すれば駆動源８ａ、８ｂまたは９ａ、９ｂをそれぞ
れ１つにできることは言うまでもない。

【００１２】図５は、基板２を本装置に置いたときの位
置関係の例を示す図である。ａは本装置の中心位置を示
し、ｂは基板２の中心位置で一般的にはそれらは合って
おらず、ＸＹおよびθの３方向のズレを有している。こ
れらズレの３成分をΔＸ、ΔＹ、Δθとする。ここで、
一意的にこの３成分を計測するのは困難なので、まずΔ
θを計測しこれを補正し、その後ΔＸΔＹを補正する。

【００１３】図６はΔθの補正の方法を示す図である。
図６(a) において、センサー７ａと７ｂはＹ方向の中心
から各々Ｙ方向に（１／２）×Ｌの等距離離れて配置さ
れている。またこのセンサーが同時にオンすれば、Δθ
＝０となるようにＹ軸に平行に設けられ、かつＸ軸方向
の駆動軸をもった単一のテーブルに設置されている。ま
ず、センサー７ａと７ｂが前進し、基板の１辺のエッジ
を探す。センサー７ａがオン後センサー７ｂがオンする
までの移動量をＨとする。センサー７ａとセンサー７ｂ
は、Ｌ離れて配置されているので、Δθを、 ｔａｎ（Δθ）＝Ｈ／Ｌ で求め、かつセンサー７ａとセンサー７ｂの２つのセン
サーのオンの順序により回転方向を判別する。

【００１４】以上で求めたΔθの１／２だけ、ターンテ
ーブルを逆方向に旋回して基板２の回転方向のズレを修
正して、図６(b) のように、基板２をＸＹ方向と平行に
位置させる。

【００１５】次に、ΔＸ、ΔＹのズレを修正する。図６
(c) および(d) に示されたセンサー７ａと７ｃ、および
７ｄと７ｅは，最初塗り潰した四角で示された位置にお
り、かつターンテーブルを中心に等間隔で配置され、相
対向するセンサー間の距離はＭおよびＮになっている。
さらにセンサー７ａと７ｃは駆動源により同時に同量ず
つ相互に接近離反するように反対方向に動作する。ま
た、センサー７ｄと７ｅも同じ機構になっている。

【００１６】いま、センサー７ａと７ｃが基板のエッジ
方向に移動し、図６の(c) のように実線の四角で示され
た位置でセンサー７ｃがオン後さらにΔＭ移動して点線
の四角の位置でセンサー７ａがオンしたとする。この結
果からＸ軸方向のズレ量ΔＸは ΔＸ＝１／２×ΔＭ から求め、ズレの方向は７ａと７ｃの各センサーのオン
の順序により判別する。

【００１７】次に、図６(d) のようにセンサー７ｄと７
ｅを基板２の方向に駆動して、実線の四角の位置でセン
サー７ｄがオンしその後ΔＮ移動して点線の四角の位置
でセンサー７ｅがオンするまで駆動してＹ方向のズレ量
ΔＹを、 ΔＹ＝１／２×ΔＮ から求め、また方向をセンサー７ｄと７ｅのオンの順序
で判別する。

【００１８】この後ターンテーブルを−ΔＸ、−ΔＹ移
動させた後、いったんリフター１０で基板２をターンテ
ーブル３から浮かし、ターンテーブル３を元の位置に戻
したのちリフター１０を下降すれば、基板２の中心位置
が本ユニットの中心位置に合い、センタリングが完了し
たことになる。上記の動作をフロー図で示すと図７のよ
うになる。

【００１９】上記は、Ｘ、Ｙ方向の２次元の駆動源を用
いたものであるが、Ｘ軸またはＹ軸のどちらか一方と既
にある旋回軸の２軸で、ΔＸ、ΔＹの修正を行なうこと
も可能である。図８はこの方法を説明するための図であ
り、旋回方向の補正およびＸ、Ｙ方向のズレ量ΔＸ、Δ
Ｙを求めるところまでは図６に示した方法と同じであ
る。図６の方法で求めたΔＸ、ΔＹより、図８(a) に示
すように、 ｔａｎ（Δα）＝ΔＸ／ΔＹ より中心位置からの偏位角Δαを求める。次に、修正軸
Ｘ方向にベクトル（ΔＸ，ΔＹ）をあわすため、図８の
(b) のように、基板２をΔα分旋回させる。次にターン
テーブル３を、Ｘ軸方向に図８の(c) のようにベクトル
の絶対値分、 −｜（ΔＸ，ΔＹ）｜ を移動させ、次にリフター１０で基板２を浮かしてお
き、ターンテーブル３を元位置に戻したのちリフター１
０を下降して基板をターンテーブル３に乗せる。最後
に、−Δα分旋回すれば、図８の(d) のように基板は期
待された中心位置に修正されたことになる。上記の制御
をフロー図で示すと図９のようになる。

【００２０】なお、位置検出に使用するセンサはその取
り付け誤差やセンサそのものの感度誤差によって検出結
果に相当量の誤差を生ずることが考えられる。そこで本
発明の第３の発明においては、このような機構上の誤差
を、予め中心位置に設置した液晶用基板をモデルとして
用いて、このモデル基板を各センサで位置検出し、その
ときに得られる位置データをセンサの固有の誤差として
記憶しておき、実際の基板の位置を検出したときには、
この固有誤差分をオフセット量としてデータから差し引
いてセンサの取り付け位置誤差や感度誤差を自動的に補
正する。この結果センサの取付け精度や検出感度をそれ
ほど厳密に規定しなくてもよくなり、装置のメンテナン
ス時や故障発生時にこれらを取外して点検したりまたは
新品と取替える時にも作業が極めて簡単になる。

【００２１】

【本発明の効果】本発明においては、基板を液晶製造プ
ロセス装置内の処理室に搬送する際、カセット内部で生
じた基板の中心位置と回転方向のズレを全自動で、かつ
基板に外力を加えること無く補正することができるの
で、従来問題であっった基板の割れの原因となるチッピ
ングとかゴミの発生を最小限におさえることができると
ともに、人手による位置合わせも不要となり、液晶基板
の生産の能率向上、歩留まり向上および信頼性の向上に
顕著な効果が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の装置の例を示す全体図である。

【図２】図１の装置に使用する従来の位置決め装置の例
を示す図である。

【図３】本発明の位置決め装置の実施例を示す全体図で
ある。

【図４】図３の実施例の構造を説明するための図であ
る。

【図５】基板を本装置に設置されたときの位置関係を示
す図である。

【図６】基板のズレの修正方法を説明するための図であ
る。

【図７】基板のズレの修正手順を示すフロー図である。

【図８】基板のズレの修正方法の別の例を説明するため
の図である。

【図９】基板のズレの修正方法の別の例の手順を示すフ
ロー図である。

【符号の説明】

１ カセット ２ 液晶基板 ３ ターンテーブル ４ 駆動源 ５ 駆動源 ６ 駆動源 ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ センサー ８ａ、８ｂ 駆動源 ９ａ、９ｂ 駆動源 １０ リフター １１ 駆動源 １２ 処理室 １３ プッシャー １４ 液晶位置決め装置 ａ 位置決め装置の中心 ｂ 基板の中心

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】旋回およびＸＹ平面上を移動するターンテ
   ーブルと、前記ターンテーブル上に液晶用基板を固定す
   るための吸着機構と、前記ターンテーブルから前記液晶
   用基板を浮かすためのリフターと、前記液晶用基板の４
   辺のうち１辺のエッジの位置を検出する同一駆動機構上
   のＹ方向に配置された第１および第２のＸ方向センサー
   と、前記第１および第２のセンサーをＸ方向に移動する
   ための第１の駆動源と、前記２個のセンサーを載置する
   前記駆動機構の移動量を計測するための検出器と、前記
   液晶用基板の他の辺のエッジの位置を検出するためのＹ
   方向センサーと、前記Ｙ方向センサーをＹ方向に移動す
   るための第２の駆動源と、前記Ｙ方向センサーの基準位
   置から前記液晶用基板の他の辺のエッジの検出位置まで
   の移動量を計測するための検出器と、前記２個のＸ方向
   センサーのうちの一方が前記前記液晶用基板のエッジの
   位置を検出してから他方のＸ方向センサーがエッジを検
   出するまでの移動量から前記液晶用基板の旋回方向の修
   正量を算出する演算手段と、前記演算手段の出力によっ
   て前記ターンテーブルを旋回させた後に前記Ｘ方向セン
   サーと前記Ｙ方向センサーとによって前記液晶用基板の
   Ｘ方向Ｙ方向の各エッジ位置を検出して検出結果から前
   記液晶用基板の中心位置のズレ量を演算し前記中心位置
   ズレ量演算結果によって前記リフターと前記ターンテー
   ブルとを駆動して前記液晶用基板を中心位置に移動させ
   る制御回路とを備えた液晶用基板の位置決め装置。
2. 【請求項２】前記ターンテーブルの移動方向をＸ方向ま
   たはＹ方向のいずれか一方とした請求項１に記載の液晶
   用基板の位置決め装置。
3. 【請求項３】前記各センサーの、取り付け上および部品
   のバラツキ等による位置検出誤差をあらかじめ旋回方向
   およびＸＹ方向のズレのない液晶用基板の位置を検出す
   ることにより得られた誤差をオフセットとして使用する
   ことにより前記誤差を自動補正する請求項１に記載の液
   晶用基板の位置決め装置。