JP2010206037A - 基板搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板搬送装置において、安定した平流し搬送を行うことができ、且つ、基板処理を効率的に行う。
【解決手段】被処理基板Ｇを平流し搬送する基板搬送装置１であって、水平方向に軸架され、且つ平行に配置された一対の回転軸２，３と、前記一の回転軸において所定間隔を空けて軸周りに回動自在に設けられた一対の第一滑車部材４と、前記他の回転軸において所定間隔を空けて軸周りに回動自在に設けられた一対の第二滑車部材５と、基板搬送方向に相対向する前記第一滑車部材と第二滑車部材との間に掛け回され、前記第一滑車部材及び第二滑車部材の回転により基板搬送路の左右両側において周回軌道に沿って移動自在に設けられた一対の第一無端駆動部材６，７と、前記一対の第一無端駆動部材間に、上方に弓形に曲がった状態で並列して架設され、弾性を有する複数の線状部材８と、前記回転軸を軸周りに回転させる駆動部１４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、被処理基板を平流し方式で水平方向に搬送する基板搬送装置に関し、特に被処理基板としてＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）等に用いる被処理基板を搬送する基板搬送装置に関する。

近年、ＦＰＤ製造におけるレジスト塗布現像処理システムでは、ＦＰＤ用基板（たとえばガラス基板）の大型化に有利に対応できる現像方式として、コロを水平方向に敷設した搬送路上で基板を搬送しながら現像、リンス、乾燥等の一連の現像処理工程を行うようにした、いわゆる平流し方式が普及している。このような平流し方式は、基板を回転運動させるスピンナ方式と較べて、大型基板の取扱いが簡単であり、ミストの発生ないし基板への再付着が少ない等の利点がある。

前記平流しの搬送方式においては、従来、例えば図１０の平面図に示すように丸棒状の搬送コロ２０１を搬送方向に一定間隔で敷設してなる。各コロ２０１は、それぞれ一定の太さ（径）を有する剛体（例えばＳＵＳ製）のシャフトを有している。各コロ２０１の両端は、フレーム２０３に固定された左右一対の軸受２０４に水平姿勢で回転可能に支持されている。
各コロ２０１をそれぞれ駆動するための搬送駆動部は、駆動源の電気モータ２０２と、この電気モータ２０２の回転駆動力を各コロ２０１に伝えるための伝動機構とを有する。この伝動機構は、電気モータ２０２の回転軸に無端ベルト２０５を介して接続された搬送方向に延びる回転駆動シャフト２０６と、各コロ２０１とを作動結合する交差軸型のギア２０７とで構成されている。

この構成において、電気モータ２０２が駆動すると、前記伝動機構により各コロ２０１が一方向に回転し、コロ２０１上の基板Ｇが搬送されるようになされている。
しかしながら、そのように複数の搬送コロ２０１を敷設した構成の場合、搬送される基板Ｇの下面が複数の搬送コロ２０１によって隠れるため、基板Ｇを搬送しながら、その下面に対し所定の処理（例えば洗浄、熱処理等）を施すことができず、処理効率が低下するという課題があった。また、使用する搬送コロ２０１の本数が多いために、コストが嵩むという課題があった。

前記課題を解決するものとして、本願出願人が特許文献１に開示した加熱モジュールの基板搬送構造がある。図１１に、特許文献１に開示された加熱モジュールの構成を斜視図により示す。図１１に示す加熱モジュール２５０おいては、被処理基板であるウエハＷを平流し搬送するための搬送路部２５１を備える。

前記搬送路部２５１は、水平軸周りに回動し、回動軸が互いに平行となるように前後に配置された一対のプーリ２５２、２５３を有し、これら相対向するプーリ２５２、２５３の間には、一対のタイミングベルト２５４、２５５が掛け回されている。前記一対のタイミングベルト２５４、２５５の間には、多数のワイヤ２５６が並列に設けられている。
前記プーリ２５２は、モータ２５７により回転駆動され、それに掛け回されたタイミングベルト２５４、２５５が周回軌道に沿って移動し、ワイヤ２５６上に載置されたウエハＷが搬送される構成となされている。

この加熱モジュール２５０にあっては、平流し搬送しながら加熱処理を行うモジュールであるため、搬送路部２５１における搬送経路に沿って、ウエハＷを冷却する第一の冷却プレート２５８、ウエハＷを加熱する熱板２５９、熱板２５９によって加熱されたウエハＷを冷却する第二の冷却プレート２６０が順に設けられている。
したがって、被処理基板でありウエハＷを搬送しながら、その下面に対しても熱処理を施すことができ、ウエハＷに対する処理を効率的に行うことができる。

特開２００８−２７７５５１号公報

しかしながら、特許文献１に開示された加熱モジュール２５０の搬送路部２５１にあっては、被処理基板として硬質な半導体ウエハＷを想定したものであり、被処理基板として大型のガラス基板を平流し搬送する場合には、不具合が生じる虞があった。
即ち、大型のガラス基板をワイヤ２５６上に載置すると、その自重によりガラス基板と共にワイヤ２５６が下方に撓み、被処理面を水平に維持することができないという課題があった。
また、ガラス基板と共にワイヤ２５６も下方に撓み、それによって基板載置位置におけるタイミングベルト２５４、２５５間の距離幅が変化するため、基板が振動し、基板処理に悪影響が及ぶという課題があった。

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、被処理基板に所定の処理を施すために被処理基板を平流し搬送する基板搬送装置において、安定した平流し搬送を行うことができ、且つ、基板処理を効率的に行うことができる基板搬送装置を提供することを目的とする。

前記した課題を解決するために、本発明に係る基板搬送装置は、被処理基板を平流し搬送する基板搬送装置であって、水平方向に軸架され、且つ平行に配置された一対の回転軸と、前記一の回転軸において所定間隔を空けて軸周りに回動自在に設けられた一対の第一滑車部材と、前記他の回転軸において所定間隔を空けて軸周りに回動自在に設けられた一対の第二滑車部材と、基板搬送方向に相対向する前記第一滑車部材と第二滑車部材との間に掛け回され、前記第一滑車部材及び第二滑車部材の回転により基板搬送路の左右両側において周回軌道に沿って移動自在に設けられた一対の第一無端駆動部材と、前記一対の第一無端駆動部材間に、上方に弓形に曲がった状態で並列して架設され、弾性を有する複数の線状部材と、前記回転軸を軸周りに回転させる駆動部とを備え、前記一対の無端駆動部材上に前記被処理基板の左右両縁部が載置され、前記被処理基板の中央部は前記線状部材により支持されることに特徴を有する。

このように構成することにより、搬送する基板の高さ位置を無端駆動部材により確保し、上方に弓形の線状部材によって基板の荷重を支えて撓みを防止し、被処理面を水平に維持することができる。
したがって、従来のコロ搬送よりも低コストの構成で、被処理基板が大型のガラス基板であっても安定した状態で平流し搬送することができる。
また、洗浄部材は、基板の撓みを防止するためのものであるから、その間隔を空けて設けることができ、基板の下面に対する所定の処理（洗浄、熱処理等）を効率的に行うことができる。

また、前記線状部材は、その両端部が前記一対の第一無端駆動部材の内側面に形成された孔に挿入されて設けられ、前記線状部材における軸方向の伸びは前記孔に吸収されることが望ましい。
このように構成することにより、上方に弓形の線状部材が基板の荷重によって軸方向に伸びても、その伸びを前記孔が吸収するため、第一無端駆動部材間の幅寸法に変化はなく、基板の振動や位置ずれを防止することができる。

また、或いは、前記一の回転軸において、前記一対の第一滑車部材間に設けられた複数の第三滑車部材と、前記他の回転軸において、前記一対の第二滑車部材間に設けられた複数の第四滑車部材と、基板搬送方向に相対向する前記第三滑車部材と前記第四滑車部材との間にそれぞれ掛け回され、周回軌道に沿って移動自在に設けられた複数の第二無端駆動部材とを備え、前記線状部材は、その両端部が隣り合う前記第二無端駆動部材の内側面に形成された孔に挿入されて設けられている構成であってもよい。
その場合、前記線状部材における軸方向の伸びは前記孔に吸収されることが望ましく、前記回転軸において前記第二滑車部材は軸に沿って所定距離を摺動自在に設けられている構成であってもよい。
このように基板両側縁部を保持する第一無端駆動部材と、基板中央部を支持する線状部材とを分離した構造とすることにより、特に基板の幅が大きい場合に、基板からの荷重負荷を分散することができ、より安定した平流し搬送を行うことができる。

また、基板搬送方向に沿って複数設けられ、前記被処理基板が載置される前記一対の第一無端駆動部材の裏側を支持する回転自在な支持滑車を備えることが望ましい。
このように支持滑車を設けることにより、基板が載置される第一無端駆動部材の撓みを防止することができる。

また、隣り合う前記支持滑車の間に配置され、前記第一無端駆動部材の周回軌道を変換する変換滑車を備え、前記変換滑車により、前記隣り合う支持滑車の間に前記第一無端駆動部材が下方に凹状に屈曲する区間が形成されるようにしてもよい。
そのように構成することにより、基板の裏面に対する処理の自由度を向上することができる。

本発明によれば、被処理基板に所定の処理を施すために被処理基板を平流し搬送する基板搬送装置において、安定した平流し搬送を行うことができ、且つ、基板処理を効率的に行うことができる基板搬送装置を得ることができる。

図１は、本発明に係る基板搬送装置の全体構成を模式的に示す斜視図である。 図２は、図１のＡ−Ａ矢視断面図である。 図３は、タイミングベルトの内側面に形成された凹部形状を示す図である。 図４は、タイミングベルトにロッド部材の端部が係合する状態を示す図である。 図５は、本発明の基板搬送装置において搬送される基板の上下のスペース領域を模式的に示す図である。 図６は、本発明の基板搬送装置を基板洗浄装置に適用する場合において、タイミングベルトの迂回路を形成した状態を示す図である。 図７は、基板洗浄後の乾燥処理における装置構成例を示す図である。 図８は、本発明の基板搬送装置において、他の実施形態を示す正面図である。 図８は、本発明の基板搬送装置において、他の実施形態を示す斜視図である。 図１０は、従来のコロ搬送装置を説明するための図である。 図１１は、タイミングベルトとワイヤを用いた従来の搬送装置を説明するための斜視図である。

以下、本発明の基板搬送装置にかかる実施の形態につき、図に基づいて説明する。本発明の基板搬送装置は、たとえばＦＰＤ用のガラス基板を被処理基板（以下、基板と呼ぶ）とし、ＦＰＤ製造プロセスにおいてフォトリソグラフィ工程の中の洗浄、レジスト塗布、プリベーク、現像およびポストベーク等の各処理を行う塗布現像処理システムの一部構成に適用することができる。即ち、塗布現像処理システムにおいて、従来、平流し搬送を例えばコロ搬送により行っていた基板搬送装置に適用することができる。

以下、図を参照して本発明の実施形態を説明する。図１の斜視図に、この実施形態における基板搬送装置１の全体構成を模式的に示す。また、図２に図１のＡ−Ａ矢視断面図を示す。
基板搬送装置１は、基板搬送方向（Ｘ軸方向）に直交するＹ軸方向に沿って平行に対配置された２本の回転軸２，３を備え、これら回転軸２、３は、この基板搬送装置１の前端及び後端位置において、それぞれ軸受台１０、１１に軸架されている。
各回転軸２，３には基板Ｇの幅程の間隔を空けて一対のタイミングプーリ４，５（第一滑車部材、第二滑車部材）がそれぞれ軸周りに回動自在に設けられている。

図１に示すように２本の回転軸２，３の間で基板搬送方向（Ｘ軸方向）に相対向するタイミングプーリ４、５間には、タイミングベルト６、７（第一無端駆動部材）が掛け回されている。即ち、基板搬送路の左右両側において、タイミングベルト６，７は、タイミングプーリ４，５の回転によって周回軌道に沿って移動するように設けられている。尚、タイミングプーリ４，５の回転方向は、タイミングベルト６，７の上面部が基板搬送方向に移動する方向となされている。
また、基板搬送方向に沿って平行に設けられた一対のタイミングベルト６，７間には、線状部材である多数のロッド部材８がＹ軸方向に並列に架設されている。尚、このロッド部材８は、弾性を有する部材、例えばカーボンファイバーにより形成され、その直径は例えば１０ｍｍとなされている。

基板Ｇは、搬送方向に移動する前記タイミングベルト６，７及びロッド部材８上で搬送されるが、タイミングベルト６、７上に基板Ｇの左右両側縁部が載置され、基板Ｇの中央部は前記ロッド部材８によって支持されるようになされている。
また、タイミングベルト６，７の表面には基板搬送方向に沿って複数のガイド部材９が凸設され、基板Ｇの左右両側縁部に当接して基板Ｇの位置ずれを抑えるようになされている。

また、タイミングプーリ４，５の間に張架されたタイミングベルト６，７において、基板Ｇが載置される部分の裏側には、図１に示すように複数のアイドラプーリ１２（支持滑車）が回転自在に設けられ、下方に撓むことのないようになされている。
また、一方の回転軸３は駆動軸となるため、図２に示すようにカップリング１３を介して駆動部であるモータ１４が連結されている。即ち、モータ１４により回転軸３が回転駆動され、タイミングプーリ５が回転することによってタイミングベルト６，７が一方向に移動するようになされている。

この基板搬送装置１にあっては、特にタイミングベルト６，７に取り付けられるロッド部材８の形状、及びその取り付け構造に特徴を有する。各ロッド部材８は、図３、図４に示すようにタイミングベルト７（６）の内側面に形成された孔である凹部２０に対し、ロッド部材８の両端部からより細い径で突起する凸部８ａが挿入されることによって取り付けられている。この凸部８ａの断面形状及びそれに挿入される凹部２０の形状は、例えば図３に示すように方形状となされ、それによりロッド部材８の回転を防止し、支持する基板Ｇの位置ずれを抑制するようになされている。

各ロッド部材８は、上方に弓形に曲がった状態となされており、基板Ｇが載置されていないときには、図４（ａ）に示すようにロッド部材８の前記凸部８ａは凹部２０に完全に挿入されておらず、遊びとなる距離寸法Ｌが設けられている。
このようにロッド部材８が上方に弓形に曲がった形状となされることにより、基板Ｇの荷重を支えることができ、基板Ｇの撓みを防止することができる。
ここで基板Ｇの荷重が大きい場合、ロッド部材８は基板Ｇの荷重によって軸方向に伸びるが、前記距離寸法Ｌの遊びがあるため、両端の凸部８ａがさらに凹部２０の奥側に進入する。そして、ロッド部材８が軸方向に伸びきった状態にあっては、図４（ｂ）に示すようにロッド部材８の前記凸部８ａは凹部２０に完全に挿入され、凸部８ａの先端部は凹部２０の最奥部に位置している（即ち、軸方向の伸びが凹部２０に吸収される）。
このように、ロッド部材８が軸方向に伸びるため、基板載置位置におけるタイミングベルト６，７間の距離幅は変化せず、基板Ｇの振動などの発生を防止することができる。

また、この基板搬送装置１にあっては、従来のように基板搬送のためのコロ部材等を多数敷設する必要がないため、ロッド部材８間に所定の間隔を空けて配置することができる。その結果、図５に示すように搬送される基板Ｇの上下方向に基板処理に必要なスペースＳを確保することができる。
例えば、この基板搬送装置１を基板洗浄装置に適用する場合、図６に示すように基板Ｇが載置されるタイミングベルト６（７）の裏側を支持するアイドラプーリ１５ａ（支持滑車）の間に、タイミングベルト６（７）の周回軌道を変換するアイドラプーリ１５ｂ（変換滑車）が配置される。このアイドラプーリ１５ｂによりタイミングベルト６（７）が下方に凹状に屈曲する迂回路（区間）が形成され、基板洗浄のためのクリーニングローラ１６を基板上下に対配置した構造とすることができる。
したがって、基板Ｇを安定して搬送しながら、その上下面に対し効率的に処理を施すことができる。

また、基板洗浄を行った後に乾燥処理を行う場合、例えば図７の平面図に示すように後段に他の基板搬送装置１を設け、それら基板搬送装置１間に、基板幅方向に延びるカーテン状のガス流を噴出するエアナイフ１７を配置することによって、基板裏面全体に対して乾燥処理を行うことができる。
尚、図示するように平面視で基板Ｇの幅方向に対し傾斜したエアナイフ１７の配置である場合、前後方向のタイミングベルト６，７間の距離が空く位置に、補助的にコロ部材１８を設けることが望ましい。

以上のように、本発明に係る実施の形態によれば、基板Ｇの左右両側に位置するタイミングベルト６，７に基板Ｇの左右両側縁部が載置され、さらに上方に弓形に曲がったロッド部材８により基板Ｇの中央部付近が支持される。
即ち、搬送する基板Ｇの高さ位置をタイミングベルト６、７により確保し、上方に弓形のロッド部材８によって基板Ｇの荷重を支えて撓みを防止し、被処理面を水平に維持することができる。
また、上方に弓形のロッド部材８が基板Ｇの荷重によって軸方向に伸びても、その伸びをタイミングベルト６、７の凹部２０により吸収されるため、タイミングベルト６，７間の幅寸法に変化はなく、基板Ｇの振動や位置ずれを防止することができる。
したがって、従来のコロ搬送よりも低コストの構成で、大型のガラス基板Ｇを安定した状態で平流し搬送することができる。
また、ロッド部材８は、基板Ｇの撓みを防止するためのものであるから、その間隔を空けて設けることができ、基板Ｇの下面に対する所定の処理（洗浄、熱処理等）を効率的に行うことができる。

尚、前記実施の形態においては、タイミングベルト６，７間に直接的に複数のロッド部材８を架設した例を示したが、本発明に係る基板搬送装置にあっては、それに限定されるものではない。
例えば、図８に示すように回転軸２（３）において、基板縁部が載置されるタイミングベルト６，７とロッド部材８とを分離した構造としてもよい。

即ち、図８に示す構成例では、回転軸２（３）のそれぞれにおいて、前記タイミングベルト６，７を周回軌道に沿って移動させるためのタイミングプーリ４（５）の間に、さらに少なくとも２つ以上（図では４つ）のタイミングプーリ１９（第三滑車部材、第四滑車部材）が所定間隔を空けて設けられる。
ここで、回転軸２（３）に対し、タイミングプーリ１９は軸に沿って摺動自在に設けられており、軸方向に沿った各プーリの左右には、プーリの位置ずれを防止するためのストッパ部材２２が設けられている。

また、回転軸２と回転軸３との間で相対向するタイミングプーリ１９間には、図９に示すようにタイミングベルト２１（第二無端駆動部材）が掛け回され、隣り合うタイミングベルト２１間には、上方に弓形に曲がったロッド部材８が所定間隔毎に並列して架設されている。
尚、図９に示すようにタイミングベルト２１のテンション調整用にアイドラプーリ２３を設けることが望ましい。

このような構成によれば、図８に示すように基板Ｇの両側縁部はタイミングベルト６，７に載置され、基板Ｇの中央部は隣り合うタイミングベルト２１間に架設されたロッド部材８によって支持される。このため基板Ｇを撓ませることなく支持することができる。
また、基板Ｇの荷重によってロッド部材８が軸方向に伸びた場合、その伸びをロッド部材８の両端部が挿入されたタイミングベルト２１の凹部により吸収するようにしてもよいし、或いは、タイミングプーリ１９とストッパ部材２２との距離（遊び）によって吸収する構造としてもよい。
また、このように基板両側縁部を保持するタイミングベルト６、７と、基板中央部を支持するロッド部材８とを分離した構造とすることにより、特に基板Ｇの幅が大きい場合に、基板Ｇからの荷重負荷を分散することができ、より安定した平流し搬送を行うことができる。

尚、前記実施の形態においては、線状部材として、例えばカーボンファイバーからなるロッド部材８を示したが、本発明の基板搬送装置にあっては、それに限定されず、線状部材として弾性を有するワイヤ部材（ＳＵＳ等により形成）を用いてもよい。
また、無端駆動部材としてタイミングベルト６，７、２１を用いたが、それに限定されず、無端駆動部材としてチェーンを用いてもよい。

１ 基板搬送装置
２ 回転軸
３ 回転軸
４ タイミングプーリ（第一滑車部材）
５ タイミングプーリ（第二滑車部材）
６ タイミングベルト（第一無端駆動部材）
７ タイミングベルト（第一無端駆動部材）
８ ロッド部材（線状部材）
９ ガイド部材
１２ アイドラプーリ（支持滑車）
１３ カップリング
１４ モータ（駆動部）
１５ａ アイドラプーリ（支持滑車）
１５ｂ アイドラプーリ（変換滑車）
１６ クリーニングローラ
１７ エアナイフ
１９ タイミングプーリ（第三滑車部材、第四滑車部材）
２０ 凹部
２１ タイミングベルト（第二無端駆動部材）
２２ ストッパ部材
Ｇ ガラス基板（被処理基板）

Claims (7)

1. 被処理基板を平流し搬送する基板搬送装置であって、
   水平方向に軸架され、且つ平行に配置された一対の回転軸と、
   前記一の回転軸において所定間隔を空けて軸周りに回動自在に設けられた一対の第一滑車部材と、前記他の回転軸において所定間隔を空けて軸周りに回動自在に設けられた一対の第二滑車部材と、
   基板搬送方向に相対向する前記第一滑車部材と第二滑車部材との間に掛け回され、前記第一滑車部材及び第二滑車部材の回転により基板搬送路の左右両側において周回軌道に沿って移動自在に設けられた一対の第一無端駆動部材と、
   前記一対の第一無端駆動部材間に、上方に弓形に曲がった状態で並列して架設され、弾性を有する複数の線状部材と、
   前記回転軸を軸周りに回転させる駆動部とを備え、
   前記一対の無端駆動部材上に前記被処理基板の左右両縁部が載置され、前記被処理基板の中央部は前記線状部材により支持されることを特徴とする基板搬送装置。
2. 前記線状部材は、その両端部が前記一対の第一無端駆動部材の内側面に形成された孔に挿入されて設けられ、
   前記線状部材における軸方向の伸びは前記孔に吸収されることを特徴とする請求項１に記載された基板搬送装置。
3. 前記一の回転軸において、前記一対の第一滑車部材間に設けられた複数の第三滑車部材と、前記他の回転軸において、前記一対の第二滑車部材間に設けられた複数の第四滑車部材と、
   基板搬送方向に相対向する前記第三滑車部材と前記第四滑車部材との間にそれぞれ掛け回され、周回軌道に沿って移動自在に設けられた複数の第二無端駆動部材とを備え、
   前記線状部材は、その両端部が隣り合う前記第二無端駆動部材の内側面に形成された孔に挿入されて設けられていることを特徴とする請求項１に記載された基板搬送装置。
4. 前記線状部材における軸方向の伸びは前記孔に吸収されることを特徴とする請求項３に記載された基板搬送装置。
5. 前記回転軸において前記第三滑車部材及び第四滑車部材は軸に沿って所定距離を摺動自在に設けられていることを特徴とする請求項３に記載された基板搬送装置。
6. 基板搬送方向に沿って複数設けられ、前記被処理基板が載置される前記一対の第一無端駆動部材の裏側を支持する回転自在な支持滑車を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載された基板搬送装置。
7. 隣り合う前記支持滑車の間に配置され、前記第一無端駆動部材の周回軌道を変換する変換滑車を備え、
   前記変換滑車により、前記隣り合う支持滑車の間に前記第一無端駆動部材が下方に凹状に屈曲する区間が形成されることを特徴とする請求項６に記載された基板搬送装置。

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