JP2009032984A - 浮上搬送ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス基板等のワークに反りを発生させずに浮上させて搬送できる浮上搬送ユニットを提供することを課題とする。
【解決手段】本発明に係る浮上搬送ユニットはチャンバー３６を備えている。チャンバー３６の天井壁にはチャンバー内の気密空間に連通する通気孔が形成されている。また、本発明に係る浮上搬送ユニットは、下側がこの天井壁に固定され、上側には保護膜７７が形成されて搬送路面Ｆを形成している多孔質板７６を備えている。そして、浮上搬送ユニットは、上記気密空間に気体を供給し、通気孔と多孔質板７６の空隙とを通じて搬送路側から気体を噴出させる。
【選択図】図６

Description

本発明は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、カラーフィルタ等のワークを浮上させ、非接触で搬送する浮上搬送ユニットに関する。

ＬＣＤやＰＤＰといったフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）に用いられるガラス基板は、画面の大型化の要望に応じ、サイズが大型化する傾向にある。

従来のＦＰＤ製造工程では、ガラス基板をローラで搬送していたが、ガラス基板とローラとの間の摩擦、ガラス基板に与えるストレスの問題等により、ガラス基板を圧縮空気で浮上させて搬送することが考えられている。

しかし、特許文献１のような浮上ユニットは、図１２に示すように、浮上ブロック２００の天井壁２０２に形成したエア吹上げ孔２０４からエアを吹上げて、ガラス基板２０６を浮上させる方式を採用しているため、エア吹上げ孔２０４の間でガラス基板２０６に反りが発生する。
特開２００４−３３１２６５号公報

本発明は係る事実を考慮し、ガラス基板等のワークに反りを発生させずに浮上させて搬送できる浮上搬送ユニットを提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、気密空間を形成し、天井壁には前記気密空間に連通する通気孔が形成されているチャンバーと、下側が前記天井壁に固定され、上側には保護膜が形成されて搬送路を形成している多孔質体と、前記気密空間に気体を供給し、前記通気孔と前記多孔質体の空隙とを通じて前記搬送路側から気体を噴出させる気体供給手段と、を有することを特徴とする。

保護膜を形成する手法としては特に限定しない。例えば塗装、電解メッキ、無電解メッキ、物理気相成長法（ＰＶＤ。真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法など）、化学気相成長法（ＣＶＤ）、イオンプランテーション法等の公知の方法を行うことによって保護膜を形成する。

請求項１に記載の発明では、気体供給手段でチャンバーの気密空間に気体を供給すると、天井壁に形成された通気孔から気体が噴出する。天井壁には多孔質体が固定されているので多孔質体の空隙から気体が噴出する。

つまり、多孔質体の上側、すなわち保護膜が形成されている搬送路側では、全面から気体が噴出して、全面がエアベアリング面となるため、ワークに反りを発生させずに浮上させて、搬送することが可能となる。

また、多孔質体の上側には保護膜が形成されており、この保護膜によって多孔質体の剥離防止、強度向上が図られている。

請求項２に記載の発明は、前記多孔質体がグラファイトを含んで構成されていることを特徴とする。
これにより、多孔質体の軽量化を図ることができる。また、多孔質体の導電性による静電気アースの機能も付加することができる。

請求項３に記載の発明は、前記保護膜が樹脂で構成されていることを特徴とする。
これにより、保護膜の軽量化を図ることができるとともに、保護膜の形成が容易になる。

請求項４に記載の発明は、前記樹脂が、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フラン樹脂、フッ素樹脂、ナイロンから選ばれる少なくとも１種の樹脂で構成されることを特徴とする。
これにより、使用条件に応じ、保護膜へ適切な機能を与えることが可能となる。

請求項５に記載の発明は、前記保護膜が金属又は金属化合物で構成されることを特徴とする。
これにより、保護膜の強度向上を図ることができる。また、保護膜の導電性による静電気アースの機能も付加することができる。

請求項６に記載の発明は、前記金属又は前記金属化合物が、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｆｅ、Ｓｎ、Ｍｇから選ばれる少なくとも１種の元素を含むことを特徴とする。
これにより、使用条件に応じ、保護膜へ適切な機能を与えることが可能となる。

請求項７に記載の発明は、前記金属又は前記金属化合物によって、前記保護膜として黒色メッキ膜又は針状メッキ膜が形成されていることを特徴とする。
これにより、光の反射率を低下させることができるので、露光プロセスで反射率の低い搬送路が要求されるラインに適した浮上搬送ユニットとすることができる。

請求項８に記載の発明は、前記保護膜が、ガラス状炭素又はダイヤモンドライクカーボンのうちの少なくとも１種で構成されていることを特徴とする。
これにより、保護膜の導電性による静電気アースの機能が付加される。また、光の反射率を低下させることができるので、露光プロセスで反射率の低い搬送路が要求されるラインに適した浮上搬送ユニットとすることができる。

請求項９に記載の発明は、前記多孔質体の通気率が０．２〜６．０ｃｍ^２／ｓの範囲内であることを特徴とする。
これにより、浮上搬送ユニットで搬送される被搬送体を効果的に浮上させることができる。

請求項１０に記載の発明は、前記多孔質体の気孔率が５〜２５ｖｏｌ％であることを特徴とする。
これにより、浮上搬送ユニットで搬送される被搬送体（ワーク）を更に効果的に浮上させることができる。

本発明は上記構成としたので、ガラス基板等のワークに反りを与えずに浮上させて搬送できる。

図１〜図３には、第１実施形態に係る浮上搬送ユニットが組み込まれた露光装置１２が示されている。

この露光装置１２は、レール１４と横材１６で長枠状に構成された組付けフレーム１８を備えている。組付けフレーム１８は、ポスト２０で枠状のベースフレーム２２の上方に支持されている。

また、レール１４の間には複数本の梁材２８が架け渡されている。チャンバー３６の一方の端部側の梁材２８の上には、第１コンプレッサー３２からチューブ３４を介して負圧と正圧の空気が供給されるエア供給ボックス２９が配置されている。このエア供給ボックス２９の上には、レール１４に沿って第１実施形態に係る浮上搬送ユニット１０が３列セットされている。なお、コンプレッサーから供給するものは空気に限らず、窒素やアルゴン、ヘリウム等の不活性ガス、二酸化炭素等の気体でもよい。また、水等の液体でもよい。

なお、エア供給ボックス２９は、第１コンプレッサー３２から供給された加圧空気によって負圧と正圧とを発生させるエジェクタであってもよい。なお、エア供給ボックス２９に代えて、高さ調整部材３０を配置してもよい。

また、エア供給ボックス２９が配置されていない梁材２８の上には、チャンバー３６の高さ調整をする高さ調整部材３０が配置されている。なお、エア供給ボックス２９に代えて、高さ調整部材３０を配置してもよい。

浮上搬送ユニット１０のチャンバー３６の底板には、エア供給ボックス２９と接続され、負圧と正圧の空気が供給される３つの供給口（図示省略）が形成されている。

さらに、図１で示すレール１４の右方には、レール１４の間へ支持プレート３８が架け渡されている。この支持プレート３８には、後述の第２実施形態に係る浮上搬送ユニット４０がセットされている。支持プレート３８の下面側からは、第２コンプレッサー４４からチューブ４６を介して負圧と正圧の空気が供給される。そして、浮上搬送ユニット４０のチャンバー８０の底板に形成された３つの供給口（図示省略）へ負圧と正圧の空気が供給される。

さらに、手前側のレール１４には、リニア式の搬送装置５０が搭載されている。この搬送装置５０には、バキューム式の吸盤５２を複数備えており、浮上したガラス基板Ｐの下面をチャックして、矢印方向に搬送する構成である。

浮上搬送ユニット１０の上方で浮上されたガラス基板Ｐは、搬送装置５０により浮上搬送ユニット４０方向へ浮上搬送される。浮上搬送されたガラス基板Ｐは、浮上搬送ユニット４０の上方で浮上状態が維持されたまま、図示しない露光手段により露光され、所定の回路パターンが形成される。

また、チャンバー３６には、長手方向に沿って、冷却媒体（例えば水）が流れる流路（図示せず）が形成されている。この流路は、浮上搬送ユニット１０のワーク搬送上流端側に配置されている調整部材３０よりもやや搬送方向下流側の位置で下方に向けられていて、下方端に給水口が形成されて給水管５５（図１参照）が接続されている。また、この流路は、浮上搬送ユニット１０のワーク搬送下流端側に配置されているエア供給ボックス２９よりもやや搬送方向上流側の位置で下方に向けられていて、下方端に排水口が形成されて排水管５７（図１参照）が接続されている。これにより、流路のワーク搬送方向上流側のほうがワーク搬送方向下流側よりも冷却効果が大きくなっている。

次に、第１実施形態に係る浮上搬送ユニット１０の具体的な構成を説明する。

図４〜図９に示すように、浮上搬送ユニット１０のチャンバー３６は、断面が長方形状の長い筒体であり、内側に設けられた２枚の隔壁５４で内部空間が、中央の長方形状断面の吸引室５６、長方形状断面の噴出室５８，６０に区画されている。そして、チャンバー３６の端面に側板６２を接合することで、チャンバー３６の吸引室５６、噴出室５８，６０は気密空間となる。

図６に示すように、チャンバー３６の端面には、ねじ穴１５０が形成された台座部１５２が設けられている。また、側板６２には、取付穴１５４が形成されている。このねじ穴１５０と取付穴１５４は、チャンバー３６の端面に側板６２を重ねたときに、ねじ穴１５０と取付穴１５４が対向する位置関係で形成されている。そして、ねじ穴１５０と取付穴１５４が対向した状態で、取付穴１５４とねじ穴１５０にねじ１５６が挿通されることにより、チャンバー３６と側板６２が螺号される。

なお、チャンバー３６と側板６２との接合には、ねじ１５６による螺合の他、接着剤などの他の手段によって行うことも可能である。

しかし、チャンバー３６と側板６２とを接着剤によって接合することとした場合には、接着剤の硬化時間が必要となるため製造効率の向上を図ることができないこと、および接合後に分解することが困難となるためメンテナンスや部品交換を行い難くなることから、チャンバー３６と側板６２との接合を前記のようにねじ１５６によって行うことが好ましい。

吸引室５６には、前述した供給口から負圧の空気が供給され、噴出室５８，６０には、正圧の空気が供給される。

また、チャンバー３６の側面には、軽量化を図るため長溝６４が長手方向に沿って形成されている。

一方、チャンバー３６の天井壁には、４つの区画に分けられ、それぞれ格子状の格子溝部６８が形成されている。なお、区画に分けて格子溝部６８をそれぞれ形成したのは、天井壁に接合される多孔質板７６へ、均一に空気を供給することが可能となるためである。ただし、本発明では、格子溝部６８が形成される区画の数が限定されるものではなく、１つの区画によってチャンバー３６を構成してもよい。

格子溝部６８の溝底には通気孔７４が貫通し、直線上に複数並んでいる。この通気孔７４は、噴出室６０と連通している。また、格子溝部６８の溝底には吸気孔７０が形成され、吸引室５６に連通している。そして、格子溝部６８の溝底には通気孔７２が形成されている。この通気孔７２は、噴出室５８に連通している。

このように溝部が形成されたチャンバー３６の天井壁には、板状に加工された多孔質板７６が接合される。この多孔質板７６は、例えば多孔質グラファイト、焼結金属、多孔質セラミックス、多孔質樹脂などで構成させることが出来る。

多孔質グラファイトで構成させると、軽量化の向上、機械的強度の向上、製造費の低廉化、表面の平坦度向上を図れるとともに、ガラス基板Ｐと接触してしまった場合に、ガラス基板Ｐの損傷を少なくすることができる。

また、多孔質板の軽量化を図ることができる。また、多孔質板７６の導電性による静電気アースの機能も付加することができる。

多孔質板７６の通気率が０．２〜６．０ｃｍ^２／ｓの範囲内であると、浮上搬送ユニット１０で搬送されるワークを効果的に浮上させることができる。また、多孔質板７６の気孔率が５〜２５ｖｏｌ％であると、ワークを更に効果的に浮上させることができる。

多孔質板７６の上面側は、多孔質板７６の剥離を防ぐとともに強度向上を図るために保護膜７７（図６参照）によって被覆されている。剥離によるパーティクル発生を抑制できる為、クリーンルーム内での使用に適する。保護膜７７は、多孔質板７６の上面に開口している空隙を塞がないように形成されている。そして、多孔質板７６と保護膜７７とによって搬送路面Ｆが形成されている。

保護膜７７は、例えば樹脂で構成されている。これにより、保護膜の軽量化を図ることができるとともに、保護膜の形成が容易になる。この場合、樹脂が、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フラン樹脂、フッ素樹脂、ナイロンから選ばれる少なくとも１種の樹脂で構成されていてもよい。

また、保護膜７７は、金属又は金属化合物で構成されている。これにより、保護膜７７の強度向上を図ることができる。また、保護膜７７が導電性となるので、静電気アースの機能を保護膜７７に付加することができる。この場合、金属又は金属化合物が、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｆｅ、Ｓｎ、Ｍｇから選ばれる少なくとも１種の元素を含んでいてもよい。また、この金属又は金属化合物によって、保護膜７７として黒色メッキ膜又は針状メッキ膜が形成されていてもよい。これにより、光の反射率を低下させることができるので、露光プロセスで反射率の低い搬送路が要求されるラインに適した浮上搬送ユニットとすることができる。

また、保護膜７７が、ガラス状炭素又はダイヤモンドライクカーボンのうちの少なくとも１種で構成されていてもよい。これにより、保護膜７７が導電性となることにより静電気アースの機能が付加される。また、光の反射率を低下させることができるので、露光プロセスで反射率の低い搬送路が要求されるラインに更に適した浮上搬送ユニットとすることができる。

チャンバー３６と多孔質板７６とが接合された状態で、チャンバー３６に形成された吸気孔７０と、多孔質板７６及び保護膜７７に形成された吸引孔７８とが互いに対向して連通する。

接合方法としては、定盤の上へ多孔質板７６のエアベアリング面となる面を下にして置き、チャンバー３６の天井壁に接着剤を塗布し多孔質板７６に重ね合わせ、錘を載せて固定する方法が一例として挙げられる。なお、接着剤は、格子溝部６８に食み出さないように塗布することが望ましい。

ここで、格子溝部６８を多孔質板７６の裏面に形成せずに、チャンバー３６の天井壁に形成したのは、多孔質板７６の裏面に溝部を形成する場合と比較して、チャンバーの天井部に溝部を形成した方が、精度良く、容易に溝部を形成することができるからである。

特に、ガラス基板Ｐの浮上量のばらつきを少なくして安定して浮上させるためには、多孔質板７６のベアリング面の平坦度を小さく（より平坦に）する必要があるが、多孔質板７６の裏面に溝部を形成すると、多孔質板７６のベアリング面の平坦度を小さくすることが困難になる。

これに対して、本発明では、多孔質板の裏面に溝部が形成されていないことから、多孔質板のベアリング面の平坦度を小さくすることが可能となるため、ガラス基板Ｐの浮上量にばらつきを少なくして安定して浮上させることができる。

ここで、多孔質板７６の空隙から空気が噴出して全面をエアベアリング面とするメカニズムについて簡単に説明する。

多孔質板７６には、互いに連通する複数の微細な空隙が形成されている。格子溝部６８から噴出された空気は、格子溝部６８と多孔質板７６の下面とで形成された空気通路を伝わりながら多孔質板７６の空隙を通過し、多孔質板７６のベアリング面から外部へ向けて噴出する。このとき、微細な空隙は互いに連通していることから、空気通路の上方だけでなく、ベアリング面の全面から噴出する。

次に、第１実施形態に係る浮上搬送ユニット１０の作用を説明する。

第１コンプレッサー３２から、正圧の空気（例えば５０〜４００ｋＰａ）を噴出室５８，６０へ供給し、負圧の空気（例えば０〜-５０ｋＰａ）を吸引室５６へ供給（吸引室５６から空気を吸引）する。

噴出室５８，６０へ供給された空気は、通気孔７２，７４から噴出し、多孔質板７６の下面と格子溝部６８とで形成された空気通路を伝って、多孔質板７６の下面に均等に行き渡り、多孔質板７６の空隙から噴出する。

つまり、多孔質板７６の全面から空気が噴出して、多孔質板７６の全面がエアベアリング面となるため、ガラス基板Ｐに反りを発生させずに浮上させて、多孔質板７６と非接触で搬送することが可能となる。この浮上したガラス基板Ｐを吸盤５２がチャックして矢印方向に搬送装置５０が搬送する。

また、吸引室５６に供給された負圧の空気は吸気孔７０を介して多孔質板７６に形成された吸引孔７８にガラス基板Ｐを吸引する力を発生させる。この吸気孔７０によって発生した吸引力は、多孔質板７６から噴出した空気によって浮上したガラス基板Ｐの浮上量を規制するものである。従って、この吸引力を制御することによって、ガラス基板Ｐの浮上量を制御することが可能となる。

また、多孔質板７６の上側には保護膜７７が形成されており、この保護膜７７によって、多孔質板７６の剥離防止、強度向上が図られている。

通気孔７２から噴出する空気の圧力Ｐ１は通気孔７４から噴出する空気の圧力Ｐ２よりも大きいこと（Ｐ１＞Ｐ２）が好ましく、Ｐ１をＰ２の２倍（Ｐ１＝２Ｐ２）とすることが、さらに好ましい。

Ｐ１とＰ２との関係をこのように構成すると、ガラス基板Ｐへの撓み発生を効果的に抑制することができるとともに、ガラス基板Ｐを安定して浮上させることが可能となる。

また、この吸気孔７０及び吸引孔７８は、ガラス基板Ｐを浮上させる円状の噴出空気の中心に位置しているため、浮上力と吸引力のバランスを取り易く、ガラス基板Ｐの浮上高さを規制し易くすることができる。

次に、第２実施形態に係る浮上搬送ユニット４０を説明する。

浮上搬送ユニット４０の基本構成は、第１実施形態の浮上搬送ユニット１０と同一であるので、図１０及び図１１に示すチャンバー８０の溝部の構成と、多孔質板８２の構成、形状について説明する。

チャンバー８０の天井壁には、長手方向に４本の縦溝部９７と幅方向に複数の横溝部１０２が形成されており、縦溝部９７と横溝部１０２で複数の離島８６が所定の間隔で形成されている。横溝部１０２の溝底には通気孔９２が形成されている。この通気孔９２は、図示しない噴出室に連通している。また、離島８６には、吸引室と連通する吸気孔９０が形成されている。

一方、多孔質板８２には、チャンバー８０の天井壁と重ね合わせたとき、吸気孔９０と対応する位置に吸気孔９６が形成されている。また、多孔質板８２の両側には、貫通孔１０１が形成されており、チャンバー８０に形成された取付孔９４へビスを挿入して、多孔質板８２をチャンバー８０に固定できるようになっている。

更に、多孔質板８２の搬送路面側の表面には、第１実施形態と同様、保護膜８３が形成されている。

以上の構成の浮上搬送ユニット４０では、多孔質板８２の表面に貫通孔１０１を形成することでビス止めが可能となる。また、多孔質板８２に溝加工しないので、多孔質板８２の平坦度が維持できる。さらに、吸気孔を等間隔に配置することで、ガラス基板Ｐの浮上量をバランスよく規制することができる。

また、多孔質板８２に形成された保護膜８３により、多孔質板８２の剥離防止及び強度向上がなされている。この保護膜８３は、第１実施形態で説明した保護膜７７と同材質、同方法で形成可能である。特に黒色ニッケルメッキ膜、針状メッキ膜、ガラス状炭素、ダイヤモンドライクカーボンとすると、反射率低下の為、露光プロセスに適する。

なお、図１〜図９に示す実施形態では、浮上搬送ユニット１０がチャンバー３６の天井壁に４枚の多孔質板７６が接合されて構成されている。また、図１０及び図１１に示す実施形態では、浮上搬送ユニット４０が、チャンバー８０の天井壁に１枚の多孔質板８２が接合されている。しかし、本発明は、多孔質板の数が限定されるものではない。また、多孔質板に限らず、上面側に搬送路を形成することができる限り、一般的な多孔質体であってもよい。

また、図１〜図１１に示す実施形態では、本発明の浮上搬送ユニット１０、４０が露光装置に組み込まれたものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、露光装置以外に、ガラス基板を搬送するための装置に使用できるものである。

さらに、図１〜図１１に示す実施形態では、浮上搬送ユニット１０、４０により搬送される被搬送体としてガラス基板を例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、樹脂板や金属板等、ガラス基板以外の被搬送体を搬送するものであってもよい。

第１実施形態に係る浮上搬送ユニットと第２実施形態に係る浮上搬送ユニットが組付けられた露光装置を示す斜視図である。 第１実施形態に係る浮上搬送ユニットと第２実施形態に係る浮上搬送ユニットが組付けられた露光装置を示す側面図である。 第１実施形態に係る浮上搬送ユニットと第２実施形態に係る浮上搬送ユニットが組付けられた露光装置を示す平面図である。 第１実施形態に係る浮上搬送ユニットの斜視図である。 第１実施形態に係る浮上搬送ユニットの分解斜視図である。 第１実施形態に係る浮上搬送ユニットの側板の取付構造を示す斜視図である。 第１実施形態に係る浮上搬送ユニットの拡大平面図である。 第１実施形態に係る浮上搬送ユニットの側断面図である。 第１実施形態に係る浮上搬送ユニットの側断面図である。 第２実施形態に係る浮上搬送ユニットのチャンバーの平面図である。 第２実施形態に係る浮上搬送ユニットの多孔質板の平面図である。 従来の浮上搬送ユニットを示す斜視図である。

符号の説明

３２ 第１コンプレッサー（空気供給手段）
３６ チャンバー
７２ 通気孔
７４ 通気孔
７６ 多孔質板（多孔質体）
７７ 保護膜
Ｆ 搬送路面（搬送路）

Claims (10)

1. 気密空間を形成し、天井壁には前記気密空間に連通する通気孔が形成されているチャンバーと、
   下側が前記天井壁に固定され、上側には保護膜が形成されて搬送路を形成している多孔質体と、
   前記気密空間に気体を供給し、前記通気孔と前記多孔質体の空隙とを通じて前記搬送路側から気体を噴出させる気体供給手段と、
   を有することを特徴とする浮上搬送ユニット。
2. 前記多孔質体がグラファイトを含んで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の浮上搬送ユニット。
3. 前記保護膜が樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の浮上搬送ユニット。
4. 前記樹脂が、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フラン樹脂、フッ素樹脂、ナイロンから選ばれる少なくとも１種の樹脂で構成されることを特徴とする請求項３に記載の浮上搬送ユニット。
5. 前記保護膜が金属又は金属化合物で構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の浮上搬送ユニット。
6. 前記金属又は前記金属化合物が、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｆｅ、Ｓｎ、Ｍｇから選ばれる少なくとも１種の元素を含むことを特徴とする請求項５に記載の浮上搬送ユニット。
7. 前記金属又は前記金属化合物によって、前記保護膜として黒色メッキ膜又は針状メッキ膜が形成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の浮上搬送ユニット。
8. 前記保護膜が、ガラス状炭素又はダイヤモンドライクカーボンのうちの少なくとも１種で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の浮上搬送ユニット。
9. 前記多孔質体の通気率が０．２〜６．０ｃｍ^２／ｓの範囲内であることを特徴とする請求項１〜８のうち何れか１項に記載の浮上搬送ユニット。
10. 前記多孔質体の気孔率が５〜２５ｖｏｌ％であることを特徴とする請求項１〜９のうち何れか１項に記載の浮上搬送ユニット。

Images