JP2006140380A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板を水平搬送手段から基板回転処理ユニットへ移載する機構を有する装置において、発塵の心配が無く、湿式処理が行われても不都合を生じることがなく、構造が簡単で、フットプリントも比較的小さい装置を提供する。
【解決手段】 基板回転処理ユニット１０およびローラコンベア１６を備え、ローラコンベアの搬送路終端部と対向するようにかつ基板Ｗを支持するフリーローラ２８の基板支持面とローラコンベアの基板搬送面とが同一高さとなるように配置されるキャリア板２０と、ローラコンベアの搬送路終端部からキャリア板上へ基板を水平移動させる移載アーム３２と、基板を支持したキャリア板を、基板受け渡し位置Ａから基板回転処理ユニットの回転保持円板１２上へ移動させる支持・移動機構とを備え、回転保持円板が、キャリア板の載置面および基板を保持する支持ピン４４、４６を有する。
【選択図】 図２

Description

この発明は、液晶表示装置（ＬＣＤ）用ガラス基板、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）用ガラス基板、半導体ウエハ、プリント基板、電子デバイス基板等の基板を回転させつつ、基板の洗浄、エッチング、現像、成膜等の処理を行う基板回転処理ユニットを備えた基板処理装置に関する。

例えば、ＬＣＤ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用基板のライトエッチング工程においては、基板を水平姿勢に保持して鉛直軸回りに回転させつつ、フッ酸を用いたライトエッチング、純水によるリンスおよび乾燥の各基板処理をそれぞれ行うようにしていた。ところが、近年におけるように基板のサイズが大きくなるのに伴い、上記したようなスピン方式により全ての処理を行うことが困難となってきている。そこで、ライトエッチング処理およびリンス処理については、薬液による処理効率の高いスピン方式でそれぞれの処理を行い、基板の乾燥処理については、スピン方式に比べて基板に対するダメージが少ない平流し方式で、すなわち基板を支持して水平方向へ搬送しつつエアーナイフにより基板を水切り・乾燥させる方式でその処理を行う、といった方法が提案されている。このような方法においては、基板を水平搬送手段、例えばローラコンベアから基板回転処理ユニットへ移載し、また、基板回転処理ユニットからローラコンベアへ基板を移載する必要がある。

上記したような基板移載動作を行う機構として、従来、ローラコンベアの端部に隣接するように平面視でローラコンベアの延長線上に基板回転処理ユニットを配置し、ローラコンベアおよび基板回転処理ユニットの両側に互いに平行な一対のスライダレールを配設し、スライダレールに係合しスライダレールに案内されてローラコンベアの端部と基板回転処理ユニットとの間を往復移動するシャトルを設け、そのシャトルにより、基板の４辺を着脱自在に支持して基板をローラコンベア端部と基板回転処理ユニットとの間で移動させる、といったものが使用されている。また、基板を保持するハンドおよびハンドに連結されたアームを有する搬送ロボットを設置し、その搬送ロボットによりローラコンベア端部と基板回転処理ユニットとの間で基板を受け渡しすることも行われている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１０−１５６２９５号公報（第４−５頁、図１および図２）

基板を着脱自在に支持するシャトルをスライダレールにより案内してローラコンベアの端部と基板回転処理ユニットとの間で往復移動させる機構を備えた装置は、シャトルがスライダレールに摺接して移動するので、シャトルの移動時に発塵する恐れあり、また、薬液や純水を使用して湿式処理を行う処理ユニットを備えた装置には不向きである。また、ローラコンベア上から基板、特に大形の基板を押し上げたりローラコンベア上へ基板を戻したりする機構や大形基板の４辺を支持する機構などが複雑になる、といった問題点がある。一方、搬送ロボットによりローラコンベアの端部と基板回転処理ユニットとの間で基板を受け渡しする装置は、やはり湿式処理には不向きであり、また、搬送ロボットのアームを旋回させるスペースが必要であるため、フットプリント大きくなる、といった問題点がある。

この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、基板回転処理ユニットを備えその処理ユニットへ水平搬送手段から基板を移載する機構を有する装置において、発塵の心配が無く、湿式処理を行う処理ユニットを備えた装置においても不都合を生じることがなく、構造が簡単で、フットプリントも比較的小さくすることができる基板処理装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、鉛直軸回りに回転自在に支持され基板を水平姿勢に保持する回転保持部材を有し基板を回転させて処理する基板回転処理ユニットを備えた基板処理装置において、基板を水平方向へ直線的に搬送する水平搬送手段と、基板を水平姿勢に支持する支持部を有し、前記水平搬送手段の搬送路終端部と対向するようにかつ前記支持部の基板支持面と水平搬送手段の基板搬送面とが同一高さとなるように配置される可動支持部材と、前記水平搬送手段の搬送路終端部から前記可動支持部材上へ基板を水平移動させる移載手段と、基板を支持した前記可動支持部材を、前記水平搬送手段の搬送路終端部と対向する位置から前記基板回転処理ユニットの回転保持部材上へ移動させる移動手段とを備え、前記回転保持部材が、前記可動支持部材が載置される載置面、および、この載置面に載置された前記可動支持部材から上方に離間して基板を保持する基板保持部を有することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記水平搬送手段の搬送路終端部と対向するように配置される前記可動支持部材が、前記基板回転処理ユニットの回転保持部材の直上に位置し、前記移動手段は、前記可動支持部材を昇降させる昇降機構を有することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の基板処理装置において、前記可動支持部材に、前記回転保持部材の基板保持部が挿通する複数個の貫通孔が形設されたことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板処理装置において、前記可動支持部材の支持部が、可動支持部材の上面側にそれぞれ回転自在に取着された複数のフリーローラであることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の基板処理装置において、前記移動手段は、前記可動支持部材に係脱自在に係合して可動支持部材を支持する係合支持部を有することを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の基板処理装置において、前記水平搬送手段が、互いに平行に配列された複数の搬送ローラから構成されたことを特徴とする。

請求項１に係る発明の基板処理装置においては、水平搬送手段によってその搬送路終端部まで基板が搬送されると、基板は、移載手段によって水平搬送手段の搬送路終端部から水平移動させられ、支持部の基板支持面が水平搬送手段の基板搬送面と同一高さとなるように配置された可動支持部材上へ移載される。基板が可動支持部材の支持部に支持されると、移動手段により、基板を支持した可動支持部材が基板回転処理ユニットの回転保持部材上へ移動させられ、可動支持部材が回転保持部材の載置面上に載置されるとともに、基板が、可動支持部材から上方に離間して回転保持部材の基板保持部に保持される。そして、可動支持部材を載置した状態のままで回転保持部材が回転することにより、基板が回転させられ、基板の処理が行われる。
したがって、請求項１に係る発明の基板処理装置を使用すると、構成部材同士が摺接する部分がほとんど無いので、水平搬送手段から基板回転処理ユニットへ基板を移載する際に発塵する心配が無く、また、湿式処理を行う処理ユニットを備えた装置においても不都合を生じることがない。そして、この基板処理装置は、水平搬送手段上から基板を押し上げる機構や基板の４辺を支持する機構などを有していないので、構造が簡単となり、また、搬送ロボットも設置しないので、フットプリントも比較的小さくなる。

請求項２に係る発明の基板処理装置では、可動支持部材が、基板回転処理ユニットの回転保持部材の直上に位置し、昇降機構によって回転保持部材に対し下降および上昇させられるだけであるので、フットプリントがより小さくなる。

請求項３に係る発明の基板処理装置では、可動支持部材が基板回転処理ユニットの回転保持部材に対し下降したときに、回転保持部材の基板保持部が可動支持部材の貫通孔に挿通することにより、可動支持部材が基板保持部と干渉することなく回転保持部材の載置面上に載置されるとともに、基板が可動支持部材から離脱して回転保持部材の基板保持部に保持される。このように簡単な構造により、回転保持部材の載置面上への可動支持部材の載置動作と回転保持部材の基板保持部による基板の保持動作とが実現される。

請求項４に係る発明の基板処理装置では、移載手段によって基板が水平搬送手段の搬送路終端部から水平移動させられたときに、基板は、可動支持部材のフリーローラと転接しつつ支持される。したがって、基板を損傷させることなく水平搬送手段上から可動支持部材上へ確実に移載することができる。

請求項５に係る発明の基板処理装置では、可動支持部材は、移動手段の係合支持部と係合して係合支持部に支持された状態で、移動手段によって基板回転処理ユニットの回転保持部材上へ移動させられ、その後に、可動支持部材から係合支持部が離脱することにより、回転保持部材が可動支持部材を保持したままで回転することが可能になる。このように比較的簡単な機構により、基板回転処理ユニットの回転保持部材上への可動支持部材の移動を実行することができる。

請求項６に係る発明の基板処理装置では、基板が複数の搬送ローラによって可動支持部材と対向する位置まで水平搬送される。

以下、この発明の最良の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１ないし図４は、この発明の実施形態の１例を示し、図１は、基板処理装置の要部の構成を示す平面図であり、図２は、その側面断面図であり、図３は、この基板処理装置の構成要素である可動支持部材（キャリア板）の平面図であり、図４の（ａ）は、図３のＡ−Ａ断面図であり、図４の（ｂ）は、図３のＢ−Ｂ断面図であり、図４の（ｃ）は、図３のＣ−Ｃ断面図である。

この基板処理装置は、ＬＣＤ用ガラス基板等の角形の基板Ｗを回転させつつ処理する基板回転処理ユニット１０を備えている。この処理ユニット１０では、例えばフッ酸を用いたライトエッチング処理、純水によるリンス処理などが行われる。処理ユニット１０は、回転支軸１４により水平姿勢に支持され基板Ｗを水平姿勢に保持する回転保持円板１２を有し、この回転保持円板１２は、図示しないスピンモータによって回転支軸１４を回転させることにより、水平面内において鉛直軸回りに回転させられる。この他、処理ユニット１０には、回転保持円板１２上に保持された基板Ｗの表面へフッ酸や純水などを吐出するノズルなどが配設されているが、それらについての説明は省略する。

この基板処理装置には、基板回転処理ユニット１０に隣接して、基板Ｗを水平方向へ直線的に搬送するローラコンベア１６が配設されている。ローラコンベア１６は、互いに平行に配列された複数の搬送ローラ１８から構成されている。このローラコンベア１６の搬送路終端部と対向するように、かつ、処理ユニット１０の回転保持円板１２の直上位置に、平面形状が基板Ｗより大きい角形であるキャリア板２０が配置されている。

キャリア板２０には、図３に示すように、４隅に一対ずつ、合計８個のコーナー貫通孔２２が形設されているとともに、全面に分散して複数個の小径貫通孔２４が形設されている。また、キャリア板２０の上面の中央部に直線状の浅い溝２６が形成されている。さらに、キャリア板２０の上面側には、それぞれ回転軸が溝２６の長手方向と直交するように回転自在に取着された複数のフリーローラ２８が配設されている。各フリーローラ２８は、図４の（ｃ）に示すように、キャリア板２０の上面からそれぞれ一部が露出するように、かつ、全てのフリーローラ２８の上端が同一水平面内に位置するように取り付けられている。このキャリア板２０は、複数のフリーローラ２８の上端が基板Ｗの下面にそれぞれ当接することにより基板Ｗを水平姿勢に支持する。そして、キャリア板２０は、図２に示したようにローラコンベア１６の搬送路終端部と対向する基板受け渡し位置Ａにあるとき、複数のフリーローラ２８の上端によって形成される基板支持面とローラコンベア１６の基板搬送面とが同一高さとなるように配置される。また、キャリア板２０の一側面の中央部に横孔３０が形成されている。

ローラコンベア１６側には、搬送ローラ１８の回転軸の上方側に細長板状の移載アーム３２が配設されている。移載アーム３２の前端部および後端部の上面には、基板Ｗの各端辺と係合する係合凸部３４ａ、３４ｂがそれぞれ設けられている。移載アーム３２は、図示しない支持・移動機構により、水平姿勢に支持されて、水平方向へ直線的に往復移動させられるとともに、上下方向へ僅かな距離だけ往復移動させられる。そして、移載アーム３２は、水平方向への移動動作により、ローラコンベア１６の搬送路終端部位置とキャリア板２０が配置された基板受け渡し位置Ａとの間を往復移動し、上下方向への移動動作により、係合凸部３４ａ、３４ｂが基板Ｗの各端辺と係合する上部位置と係合凸部３４ａ、３４ｂが基板Ｗの各端辺から離脱する下部位置との間を往復移動するように構成されている。

また、キャリア板２０を挟んでローラコンベア１６の反対側には、図６ないし図１０に示すように、キャリア板２０の支持・移動機構３６が配設されている。支持・移動機構３６は、ねじ部を有し先端部がキャリア板２０の横孔３０に係脱自在に係合してキャリア板２０を支持する係合支持桿３８、構造についての説明を省略するが、係合支持桿３８のねじ部に螺合するナット部を有し係合支持桿３８を共回りすることなく回転させてキャリア板２０の横孔３０に対し係合支持桿３８の先端部を進入および退出させる水平駆動部４０、ならびに、この水平駆動部４０を支持して上下方向へ往復移動させる昇降駆動部４２を備えて構成されている。この支持・移動機構３６によってキャリア板２０は、ローラコンベア１６の搬送路終端部と対向する上方の基板受け渡し位置Ａと、基板回転処理ユニット１０の回転保持円板１２上に載置される下方の回転処理位置Ｂとの間で往復移動させられる。

基板回転処理ユニット１０の回転保持円板１２は、上面がキャリア板２０を支持する載置面をなし、上面側に、基板Ｗの各角部にそれぞれ係合して基板Ｗを支持する一対ずつ、合計８本のコーナー支持ピン４４が植設されるとともに、上端が基板Ｗの下面にそれぞれ当接して基板Ｗを支持する複数本の下面支持ピン４６が全面に分散して植設されている。これら各コーナー支持ピン４４および各下面支持ピン４６は、キャリア板２０に設けられた各コーナー貫通孔２２および各小径貫通孔２４の形成位置にそれぞれ対応する位置に配置されている。また、各コーナー支持ピン４４および各下面支持ピン４６は、図４の（ａ）および（ｂ）に示すように（支持ピン４４、４６を二点鎖線で示す）、キャリア板２０に設けられた各コーナー貫通孔２２および各小径貫通孔２４にそれぞれ挿通する大きさに形成されており、また、各コーナー支持ピン４４の基板支持部の高さおよび各下面支持ピン４６の上端の高さは、キャリア板２０の厚さより大きくされている。このような構造を有していることにより、キャリア板２０が下降したときに、キャリア板２０の各コーナー貫通孔２２および各小径貫通孔２４と回転保持円板１２の各コーナー支持ピン４４および各下面支持ピン４６とがそれぞれ互いに接触することがなく、キャリア板２０の下降動作が許容されて、キャリア板２０が回転保持円板１２上に載置されるようになっている。

次に、上記した構成を備えた基板処理装置における基板Ｗの移載動作を、図５ないし図１０に基づいて説明する。
図５の（ａ）に示すように、移載アーム３２が下部に位置している状態で、ローラコンベア１６によって基板Ｗが搬送路終端部位置に搬送されてきて停止すると、移載アーム３２が上部位置へ移動して、図５の（ｂ）に示すように、移載アーム３２の係合凸部３４ｂが基板Ｗの後部端辺と係合する。次に、図５の（ｃ）に示すように、キャリア板２０が配置された基板受け渡し位置Ａの方へ移載アーム３２が水平移動することにより、基板Ｗは、ローラコンベア１６の搬送ローラ１８上に支持されつつ、移載アーム３２の係合凸部３４ｂに後部端辺を押されて基板受け渡し位置Ａの方へ移動する。そして、基板Ｗは、ローラコンベア１６の搬送ローラ１８上に支持された状態からキャリア板２０のフリーローラ２８上に支持される状態へと徐々に移行しつつ、移載アーム３２によって基板受け渡し位置Ａまで移送される。

図６に示すように、基板Ｗが移載アーム３２によって基板受け渡し位置Ａまで移送され、支持・移動機構３６の係合支持桿３８によって支持されたキャリア板２０のフリーローラ２８上に基板Ｗが支持されて停止すると、図７に示すように、移載アーム３２がキャリア板２０の溝２６内において下部位置へ移動する。これにより、移載アーム３２の係合凸部３４ａ、３４ｂと基板Ｗの両端辺との係合状態が解除される。そして、移載アーム３２は、ローラコンベア１６の搬送路終端部位置の方へ水平移動して、基板受け渡し位置Ａから離脱する。

図８に示すように、移載アーム３２が基板受け渡し位置Ａから離脱すると、フリーローラ２８上に基板Ｗを支持したキャリア板２０は、支持・移動機構３６の昇降駆動部４２によって基板回転処理ユニット１０の方へ移動させられる。そして、基板受け渡し位置Ａから基板回転処理位置Ｂへのキャリア板２０の下降動作に伴い、図９に示すように、キャリア板２０のフリーローラ２８上から回転保持円板１２のコーナー支持ピン４４および下面支持ピン４６上へ基板Ｗが移し替えられ、基板Ｗが回転保持円板１２のコーナー支持ピン４４および下面支持ピン４６によって保持されるとともに、キャリア板２０が回転保持円板１２の上面に載置されて保持される。

回転保持円板１２の上面にキャリア板２０が保持され基板Ｗがコーナー支持ピン４４および下面支持ピン４６によって保持されると、支持・移動機構３６の水平駆動部４０によって係合支持桿３８がキャリア板２０から離間する方向へ移動させらる。これにより、図１０に示すように、係合支持桿３８の先端部がキャリア板２０の横孔３０から抜き出されて、係合支持桿３８とキャリア板２０との係合状態が解除される。そして、回転保持円板１２が回転可能な状態となり、基板回転処理ユニット１０において所定の基板処理が行われる。

基板回転処理ユニット１０における基板Ｗの処理が終了すると、上記した動作と逆の動作により、基板Ｗは、回転保持円板１２上からキャリア板２０上へ移載され、キャリア板２０上に支持されて基板回転処理位置Ｂから基板受け渡し位置Ａへ移動させられた後、移載アーム３２によってキャリア板２０上からローラコンベア１６上へ戻される。

この発明に係る基板処理装置は、上記したように構成され動作するが、基板の水平搬送手段、キャリア板、水平搬送手段からキャリア板への基板の移載手段、キャリア板の支持・移動手段などの構成は、上記実施形態の内容によって限定されるものではなく、種々の機構のものを採用し得る。

この発明の実施形態の１例を示し、基板処理装置の要部の構成を示す平面図である。 図１に示した基板処理装置の側面断面図である。 図１に示した基板処理装置の構成要素である可動支持部材（キャリア板）の平面図である。 （ａ）は、図３のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は、図３のＢ−Ｂ断面図であり、（ｃ）は、図３のＣ−Ｃ断面図である。 図１に示した基板処理装置における基板の移載動作を説明するための図であって、ローラコンベアの部分を示す側面断面図である。 同じく、キャリア板、キャリア板の支持・移動機構および基板回転処理ユニットの一部を示す側面図である。 同じく、キャリア板、キャリア板の支持・移動機構および基板回転処理ユニットの一部を示す側面図である。 同じく、キャリア板、キャリア板の支持・移動機構および基板回転処理ユニットの一部を示す側面図である。 同じく、キャリア板、キャリア板の支持・移動機構および基板回転処理ユニットの一部を示す側面図である。 同じく、キャリア板、キャリア板の支持・移動機構および基板回転処理ユニットの一部を示す側面図である。

符号の説明

１０ 基板回転処理ユニット
１２ 回転保持円板
１４ 回転支軸
１６ ローラコンベア
１８ 搬送ローラ
２０ キャリア板
２２ コーナー貫通孔
２４ 小径貫通孔
２６ 溝
２８ フリーローラ
３０ 横孔
３２ 移載アーム
３４ａ、３４ｂ 移載アームの係合凸部
３６ キャリア板の支持・移動機構
３８ 係合支持桿
４０ 水平駆動部
４２ 昇降駆動部
４４ コーナー支持ピン
４６ 下面支持ピン
Ｗ 基板
Ａ 基板受け渡し位置
Ｂ 基板回転処理位置

Claims (6)

1. 鉛直軸回りに回転自在に支持され基板を水平姿勢に保持する回転保持部材を有し基板を回転させて処理する基板回転処理ユニットを備えた基板処理装置において、
   基板を水平方向へ直線的に搬送する水平搬送手段と、
   基板を水平姿勢に支持する支持部を有し、前記水平搬送手段の搬送路終端部と対向するようにかつ前記支持部の基板支持面と水平搬送手段の基板搬送面とが同一高さとなるように配置される可動支持部材と、
   前記水平搬送手段の搬送路終端部から前記可動支持部材上へ基板を水平移動させる移載手段と、
   基板を支持した前記可動支持部材を、前記水平搬送手段の搬送路終端部と対向する位置から前記基板回転処理ユニットの回転保持部材上へ移動させる移動手段と、
   を備え、
   前記回転保持部材が、前記可動支持部材が載置される載置面、および、この載置面に載置された前記可動支持部材から上方に離間して基板を保持する基板保持部を有することを特徴とする基板処理装置。
2. 請求項１に記載の基板処理装置において、
   前記水平搬送手段の搬送路終端部と対向するように配置される前記可動支持部材が、前記基板回転処理ユニットの回転保持部材の直上に位置し、前記移動手段は、前記可動支持部材を昇降させる昇降機構を有することを特徴とする基板処理装置。
3. 請求項２に記載の基板処理装置において、
   前記可動支持部材に、前記回転保持部材の基板保持部が挿通する複数個の貫通孔が形設されたことを特徴とする基板処理装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板処理装置において、
   前記可動支持部材の支持部が、可動支持部材の上面側にそれぞれ回転自在に取着された複数のフリーローラであることを特徴とする基板処理装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の基板処理装置において、
   前記移動手段は、前記可動支持部材に係脱自在に係合して可動支持部材を支持する係合支持部を有することを特徴とする基板処理装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の基板処理装置において、
   前記水平搬送手段が、互いに平行に配列された複数の搬送ローラから構成されたことを特徴とする基板処理装置。

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