JP2007165654A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板１０を上乗せローラにより保持しつつ、基板１０の処理を基板全体に亘って可及的に均一にする。
【解決手段】基板１０を傾斜させた状態で搬送する搬送機構１３，１４と、基板１０の表側面に処理液を供給する処理液供給部とを備え、搬送機構１３，１４は、基板１０の傾斜方向に延びる第１の軸１５に回転可能に設けられて基板１０の裏側面を支持する下受けローラ１３と、第１の軸１５と平行に延びる第２の軸１６に回転可能に設けられて基板１０の表側面を支持する上乗せローラ１４とを有し、上乗せローラ１４は、第２の軸１６の方向に貫通形成された開口２２を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板を傾斜した状態で処理を行う基板処理装置に関するものである。

例えばエッチング等の処理を基板に施す基板処理装置は、一般に、基板を処理する複数の処理槽と、基板を各処理槽に搬送するための搬送手段とを備えている。典型的には、これらの処理槽及び搬送手段によってインラインシステムが構成される。上記処理槽には、例えば、基板に処理液を供給して液処理を施す液処理槽、液処理された基板を水洗する水洗槽、及び水洗された基板を乾燥させる乾燥槽等が含まれている。また、上記搬送手段には、搬送ローラ等が用いられる。

基板処理装置は、通常、基板を水平状態で保持して搬送するが、近年、基板を傾斜状態で搬送しつつ処理を施す装置が主流になりつつある（例えば、特許文献１等参照）。基板を傾斜させた状態で処理すると、処理液が基板の傾斜に沿って速やかに流下するため、基板が比較的大きい場合であっても、基板の処理効率を向上させることができる。例えば液晶表示装置は、近年表示画面の大型化が進められているため、その表示画面を構成するガラス基板には、上記傾斜状態で処理を行う基板搬送装置は好適である。

上記搬送ローラは、基板の下面を支持する下受けローラと、基板の上面を支持する上乗せローラと、基板の下側の側端を支持するサイドガイドローラとにより構成されている。拡大斜視図である図１０に示すように、下受けローラ１０１及び上乗せローラ１０２は、それぞれ略円板状に形成され、基板１００の傾斜方向に延びる軸１０３，１０４にそれぞれ回転可能に設けられている。図示を省略するが、下受けローラ１０１は基板１００の全体を均等に支持するように所定の間隔で複数配置されている。そうして、基板１００は、回転駆動される下受けローラ１０１と、その下受けローラ１０１に対向配置された上乗せローラ１０２とによって、挟まれた状態で搬送される。
特開２０００−１７４０９５号公報

ところが、上乗せローラを設けると、図１０に矢印で示すように、基板の表面に沿って流下してきた処理液が上乗せローラによって遮られて、この上乗せローラの近傍において滞留し易い。その結果、上乗せローラの近傍では、上乗せローラが設けられていない他の領域に対して処理の度合いが大きく異なってしまい、全体として基板処理が不均一になってしまうという問題がある。また、基板表面への処理液の供給が上乗せローラによって遮られる虞れもある。一方、仮に、上乗せローラを設けないとすれば、傾斜状態の基板を確実に保持できず、基板が下受けローラからずれ易くなってしまう。

本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、基板を上乗せローラにより保持しつつ、基板の処理を基板全体に亘って可及的に均一にすることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、上乗せローラに開口を形成するようにした。

具体的に、本発明に係る基板処理装置は、基板を傾斜させた状態で搬送する搬送機構と、前記基板の表側面に処理液を供給する処理液供給部とを備えた基板処理装置であって、前記搬送機構は、前記基板の傾斜方向に延びる第１の軸に回転可能に設けられて前記基板の裏側面を支持する下受けローラと、前記第１の軸と平行に延びる第２の軸に回転可能に設けられて前記基板の表側面を支持する上乗せローラとを有し、前記上乗せローラは、前記第２の軸の方向に貫通形成された開口を有している。

前記上乗せローラは、基板の傾斜方向下側及び傾斜方向上側の少なくとも一方における側端領域に配置されていることが好ましい。

前記開口は、前記上乗せローラにおける軸心と外縁との間の中間位置よりも、前記外縁側に偏って配置されていてもよい。

前記上乗せローラは、前記第２の軸が挿通される軸受部と、前記軸受部から放射状に延びる複数のスポーク部と、前記スポーク部の先端を連結するリム部とを有し、前記開口は、前記複数のスポーク部及び前記リム部の各側面によって区画形成されていることが好ましい。

−作用−
次に、本発明の作用について説明する。

基板の下側面は搬送機構である下受けローラにより支持される一方、基板の上側面は搬送機構である上乗せローラにより支持される。そうして、基板の傾斜方向に延びる第１の軸を回転軸として下受けローラが回転すると共に、第１の軸と平行に延びる第２の軸を回転軸として上乗せローラが回転することにより、基板は傾斜した状態で搬送される。

前記基板の表面には、処理液供給部から処理液が供給される。基板の表面に供給された処理液は、傾斜した基板の表面に沿って流下する。そのことにより、基板表面は処理液によって処理されることとなる。ここで、処理液とは、例えばエッチング処理や洗浄処理を行うための液を含む概念である。

本発明では、上乗せローラに対し、開口を第２の軸の方向（つまり基板の傾斜方向）に貫通形成するようにしたので、上乗せローラの近傍に流下してきた処理液は、上記開口を介して下流側へ流下する。すなわち、上乗せローラの近傍において処理液の滞留を抑制し、上乗せローラの近傍であっても処理液を下流側へスムーズに流下させることが可能となる。また、処理液供給部から上乗せローラの近傍へ処理液が供給される場合には、上乗せローラに開口が形成されているために、処理液の供給が上乗せローラによって完全に遮断されることなく、開口を通じて処理液を基板表面に供給することが可能になる。その結果、基板全体に亘って処理の均一化を図ることが可能となる。

上乗せローラを基板の傾斜方向下側及び傾斜方向上側の少なくとも一方における側端領域に配置することにより、基板を保持しながらも、基板処理に対する上乗せローラの影響が低減される。

前記開口は、上乗せローラにおける軸心と外縁との間の中間位置よりも、外縁側に偏って配置することにより、開口が基板表面に近付くために、処理液が開口を通過し易くなる。また、開口以外の部分（特に軸心側の部分）によって上乗せローラの強度が維持される。

また、上乗せローラが軸受部と、複数のスポーク部と、リム部とを有することにより、複数のスポーク部の側面とリム部の側面とによって開口を区画形成することが可能となる。この構成によると、上乗せローラの強度を効率よく維持しながらも、比較的大きな開口を形成でき、処理液がより効率よく開口を通過する。

本発明によれば、上乗せローラに開口を形成するようにしたので、上乗せローラの近傍の処理液を、上記開口を介して下流側へ流下させることができ、処理液の上乗せローラの近傍における滞留を抑制できる。また、処理液供給部から上乗せローラの近傍へ処理液が供給される場合には、処理液の供給を上乗せローラによって完全に遮断させることなく、開口を通じて基板表面に処理液を供給することができる。その結果、処理液を基板全体に均一に供給して流下させ、基板全体に亘って均一な処理を行うことができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

《発明の実施形態１》
図１〜図６は、本発明の実施形態１を示している。図２は基板処理装置１の全体構成を模式的に示す平面図である。

図２に示すように、基板処理装置１は、例えば、液晶表示装置を構成するガラス基板１０の表面に形成された薄膜にエッチング処理を施す装置であって、カセットポート２と、搬送ロボット３と、基板姿勢変更室である第１及び第２ニュートラル室４，９と、基板に処理を行う複数の処理槽５〜８とを備えている。尚、基板処理装置１が処理する基板は、上記ガラス基板１０に限定されるものではない。

処理槽５〜８には、ガラス基板１０にエッチング処理を行うエッチング槽５と、エッチング処理されたガラス基板１０に予備水洗処理を行う予備水洗槽６と、ガラス基板１０に本水洗処理を行う本水洗槽７と、本水洗処理されたガラス基板１０を乾燥させる乾燥槽８とが含まれる。そして、第１及び第２ニュートラル室４，９及び各処理槽５〜８は、第１ニュートラル室４、エッチング槽５、予備水洗槽６、本水洗槽７、乾燥槽８、及び第２ニュートラル室９の順に並んでＵ字状に配置されている。

カセットポート２は、基板処理装置１に対し、処理前のガラス基板１０を供給すると共に、処理後のガラス基板１０を排出するためのポートである。カセットポート２は、ガラス基板１０が水平状態で収納されるようになっている。

搬送ロボット３は、カセットポート２と第１及び第２ニュートラル室４，９との間に配置され、ガラス基板１０を水平状態で搬送するためのフォーク３ａを有している。そして、カセットポート２から供給されるガラス基板１０を、水平状態を維持しながら第１ニュートラル室４へ搬送する。一方、第２ニュートラル室９のガラス基板１０を、水平状態を維持しながらカセットポート２へ搬送するようになっている。

第１ニュートラル室４は、水平状態のガラス基板１０を傾斜状態に変更して保持し、傾斜状態のガラス基板１０をエッチング槽５へ搬出する基板傾斜機構（図示省略）を有している。一方、第２ニュートラル室９は、傾斜状態のガラス基板１０を水平状態に変更して保持し、水平状態のガラス基板１０を第２ニュートラル室９へ搬出する基板傾斜機構（図示省略）を有している。

エッチング槽５、予備水洗槽６、本水洗槽７、及び乾燥槽８には、ガラス基板１０を傾斜させた状態で搬送する搬送機構１１が設けられている。すなわち、基板処理装置１は、ガラス基板１０を、搬送機構１１により傾斜させた状態で、エッチング槽５、予備水洗槽６、本水洗槽７、及び乾燥槽８をこの順に通過させて、所定の処理を施すように構成されている。

図３はエッチング槽５の要部の構成を示す平面図である。図４は図３におけるIV−IV線断面図である。搬送機構１１は、図３及び図４に示すように、ガラス基板１０の裏側面を支持する下受けローラ１３と、ガラス基板１０の表側面を支持する上乗せローラ１４とを有している。

エッチング槽５には、図３に示すように、ガラス基板１０の傾斜方向に沿って延びる第１の軸１５が複数設けられている。各第１の軸１５は、互いに平行に所定の間隔で配置されている。そして、各第１の軸１５には、それぞれ、複数の下受けローラ１３が所定の間隔で配置されると共に、第１の軸１５と一体に回転可能に設けられている。そうして、下受けローラ１３は、第１の軸１５を軸心として回転しながら、傾斜状態のガラス基板１０の裏側面を支持するようになっている。

ここで、ガラス基板１０の傾斜角度（つまり、第１の軸１５の傾斜角度）は、水平面に対して約１０°に規定されている。ガラス基板１０の傾斜角度は、エッチングの効率等の観点から、例えば５°以上且つ１０°以下であることが好ましい。

また、エッチング槽５には、ガラス基板１０の傾斜方向下側において、第１の軸１５と平行に延びる第２の軸１６が複数設けられている。各第２の軸１６には、上乗せローラ１４が第２の軸１６と一体に回転可能に設けられている。そして、上乗せローラ１４は、第２の軸１６を軸心として回転しながら、傾斜状態のガラス基板１０の表側面を支持するようになっている。

また、第２の軸１６の数は、図３に示すように、第１の軸１５よりも少なくなっている。これは、ガラス基板１０の表面に接触する上乗せローラ１４の数をなるべく少なくするためである。また、上乗せローラ１４は、ガラス基板１０の表面の法線方向から見て、下受けローラ１３に重なるように配置されている。このことにより、ガラス基板１０は、上乗せローラ１４と下受けローラ１３とによって狭持されている。また、上乗せローラ１４はガラス基板１０の傾斜方向下側における側端領域３０に配置されている。そのことにより、ガラス基板１０を保持しながらも、基板処理に対する上乗せローラ１４の影響を低減するようにしている。

さらに、エッチング槽５には、ガラス基板１０の側面を支持する複数のサイドガイドローラ１９が所定の間隔で配置されている。サイドガイドローラ１９は、第１の軸１５に直交する方向に延びる第３の軸１７に回転可能に設けられている。そして、サイドガイドローラ１９は、ガラス基板１０の傾斜方向下側の側面と傾斜方向上側の側面との双方を、第３の軸１７を軸心として回転しながら支持するようになっている。

こうして、下受けローラ１３及び上乗せローラ１４が図示しない駆動モータによって回転駆動されることにより、ガラス基板１０は、傾斜した状態でサイドガイドローラ１９に案内されながら搬送される。

基板処理装置１は、さらに、ガラス基板１０の表側面に処理液を供給する処理液供給部２０を備えている。エッチング槽５には、処理液供給部２０であるスプレーノズル２０が複数設けられ、処理液であるエッチング溶液をガラス基板１０へ供給するようになっている。スプレーノズル２０は、例えば、１つおきの第１の軸１５に沿って所定の間隔で配置され、図４に示すように、第１の軸１５を含む平面内で揺動するように構成されている。そうして、スプレーノズル２０は、揺動しながらエッチング溶液を噴射するようになっている。

予備水洗槽６、本水洗槽７、及び乾燥槽８における各搬送機構は、上記搬送機構１１と同じ機構を有している。Ｕターン処理部分である予備水洗槽６は、例えば、上記スプレーノズル２０と同様の処理液供給部（図示省略）により処理水を供給して、エッチング処理されたガラス基板１０を予備的に水洗すると共に乾燥させないようにする。

本水洗槽７についても、上記スプレーノズル２０と同様の処理液供給部（図示省略）により洗浄水を供給して、傾斜状態のガラス基板１０に本洗浄処理を行うようになっている。また、乾燥槽８には、ガラス基板１０にエアーを吹き付ける乾燥手段が設けられている。そして、上記乾燥手段により、ガラス基板１０の表面の水滴を除去してガラス基板１０を乾燥させるようになっている。

そして、本発明の特徴として、上乗せローラ１４は、図５及び図６に示すように、第２の軸１６の方向に貫通形成された開口２２を有している。ここで、図５は上乗せローラ１４の外観を示す正面図である。また図６は、図５におけるVI−VI線断面図である。

上乗せローラ１４は、図５及び図６に示すように、第２の軸１６が挿通される軸受部２３と、軸受部２３から放射状に延びる複数のスポーク部２４と、スポーク部２４の先端を連結するリム部２５とを有している。そして、開口２２は、複数のスポーク部２４及びリム部２５の各側面によって区画形成されている。リム部２５の外縁には、その周方向に沿ってオーリング２６が装着されている。オーリング２６は例えばバイトン（Ｒ）等のゴムや合成樹脂等により構成されている。

一方、下受けローラ１３は、中央に軸受部３１を有する円板状のローラ本体３２により構成され、ローラ本体３２の外縁にはオーリング３３が装着されている。軸受部３１には、第１の軸１５が挿通される。そうして、下受けローラ１３は、上乗せローラ１４と同じ直径のローラに構成されている。

−基板処理方法−
次に、上記基板処理装置１を用いてガラス基板１０を処理する方法について説明する。まず、搬送ロボット３を駆動することによって、カセットポート２に収容されているガラス基板１０を第１ニュートラル室４へ搬送する。第１ニュートラル室４では、図示省略の基板傾斜機構によってガラス基板１０を例えば１０°傾斜させる。

続いて、搬送機構１１によって、ガラス基板１０を傾斜状態を維持しながらエッチング槽５へ搬送する。このとき、ガラス基板１０の裏側面は回転する下受けローラ１３によって支持されている。一方、ガラス基板１０の表側面の端部領域は回転する上乗せローラ１４によって支持されている。

エッチング槽５では、傾斜搬送されているガラス基板１０に対して、スプレーノズル２０からエッチング溶液を散布する。エッチング溶液は、ガラス基板１０の表側面に均一に供給され、その傾斜面に沿って流下する。このとき、上乗せローラ１４の近傍のエッチング溶液は、開口２２を通って下流側に流れる。そのことにより、ガラス基板１０の表側面の薄膜にエッチング処理が施される。

その後、エッチング処理が施されたガラス基板１０は、搬送機構１１によって予備水洗槽６へ搬送される。この予備水洗槽６では、エッチング処理されたガラス基板１０を予備的に水洗する。続いて、ガラス基板１０は、搬送機構１１によって本水洗槽７へ搬送され、本水洗される。本水洗槽７においても、洗浄水はガラス基板１０の傾斜面に沿って流下し、上乗せローラ１４の近傍において開口２２を通過して流れる。

次に、洗浄されたガラス基板１０は、搬送機構１１によって乾燥槽８へ搬送される。乾燥槽８ではエアーを吹き付けることによって、ガラス基板１０の表面の水滴を吹き飛ばして除去する結果、ガラス基板１０を乾燥させる。その後、乾燥したガラス基板１０は搬送機構１１によって第２ニュートラル室９へ搬送される。第２ニュートラル室９では、ガラス基板１０は傾斜状態から水平状態へ変更される。続いて、水平状態のガラス基板１０を搬送ロボット３によってカセットポート２へ搬送する。以上の一連の作動によって、ガラス基板１０にエッチング処理が施される。

−実施形態１の効果−
ガラス基板１０の表側面には上乗せローラ１４が接触しているので、その上乗せローラ１４がエッチング溶液の流れを妨げることが問題となるが、本発明では、上乗せローラ１４に対し、第２の軸１６の方向（つまり傾斜方向）に貫通する開口２２を形成するようにしたので、拡大斜視図である図１に矢印で示すように、上乗せローラ１４の近傍へ流下してきたエッチング溶液を開口２２を通過させて下流側へ流すことができる。また、洗浄水等の他の処理液についても同様に、開口２２を介して下流側へ流通させることができる。すなわち、上乗せローラ１４の近傍においてエッチング溶液の滞留を抑制し、上乗せローラ１４の近傍であってもエッチング溶液を下流側へスムーズに流下させることができる。その結果、ガラス基板１０の全体に亘ってエッチングレートの均一化を図ることができる。

さらに、上乗せローラ１４を軸受部２３と、複数のスポーク部２４と、リム部２５とを有する構造としたので、複数のスポーク部２４の側面とリム部２５の側面とによって開口２２を区画形成でき、上乗せローラ１４の強度を効率よく維持しながらも、比較的大きな開口２２を形成でき、エッチング溶液をより効率よく開口２２に通過させることができる。

《発明の実施形態２》
図７及び図８は、本発明の実施形態２を示している。図７は上乗せローラ１４の外観を示す正面図である。また図８は、図７におけるVIII−VIII線断面図である。尚、以降の各実施形態では、図１〜図６と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

本実施形態の基板処理装置１は、上乗せローラ１４の形状以外の構成については、上記実施形態１と同じである。本実施形態における上乗せローラ１４は、円板状のローラ本体２７と、ローラ本体２７の中心に設けられた軸受部２３と、ローラ本体２７に貫通形成された開口２２とを有する構造となっている。ローラ本体２７の外周部にはオーリング２６が装着されている。

開口２２は、図７に示すように、円状に例えば４つ形成されると共に、上乗せローラ１４における軸心Ａと外縁Ｃとの間の中間位置Ｂよりも、外縁Ｃ側に偏ってそれぞれ配置されている。

このように上乗せローラ１４を形成することにより、開口２２を上乗せローラ１４の外縁側の基板表面に近付けることができるので、エッチング溶液を開口２２に通過させ易くなる。つまり、エッチング溶液の滞留を抑制する点で好ましい。そのことに加え、ローラ本体２７における開口２２以外の部分（特に軸受部２８側の部分）によって、上乗せローラ１４の強度を効率よく維持することができる。

《発明の実施形態３》
図９は、エッチング槽５の要部の断面を示す図であって、本発明の実施形態３を示している。本実施形態では、上記実施形態１において、ガラス基板１０の傾斜方向下側だけでなく、傾斜方向上側にも上乗せローラ１４を設けるようにしている。

すなわち、第２の軸１６は、ガラス基板１０の傾斜方向下側から傾斜方向上側へ第１の軸１５に沿って延びている。そして、第２の軸１６の上端には上乗せローラ１４が回転一体に設けられると共に、その上端の上乗せローラ１４は、ガラス基板１０の表面の法線方向から見て、下受けローラ１３に重なるように配置されている。傾斜方向上側の上乗せローラ１４は、開口２２を有する傾斜方向下側の上乗せローラ１４と同じ形状に形成されている。

こうして、ガラス基板１０は、傾斜方向上側及び傾斜方向下側の双方において、上乗せローラ１４と下受けローラ１３とによって狭持される。そして、第２の軸１６が回転することにより、傾斜方向下側及び上側の双方において上乗せローラ１４が回転駆動され、ガラス基板１０が傾斜状態で搬送される。

ところで、傾斜方向上側に上乗せローラ１４を設けると、ガラス基板１０をより確実に保持できる反面、スプレーノズル２０によるエッチング溶液の供給が上乗せローラ１４によって遮断される虞れがある。これに対して、本実施形態では、傾斜方向上側に上乗せローラ１４にも開口２２を形成したので、その開口２２を通じてエッチング溶液をガラス基板１０の表面へ供給することが可能になる。その結果、エッチング溶液の供給が上乗せローラ１４によって完全に遮断されないようにして、ガラス基板１０全体に亘って処理の均一化を図ることができる。

《その他の実施形態》
上記実施形態１では上乗せローラ１４をガラス基板１０の傾斜方向下側のみに設けた例について説明し、上記実施形態３では上乗せローラ１４をガラス基板１０の傾斜方向下側及び傾斜方向上側の双方に設けた例について説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、上乗せローラ１４をガラス基板１０の傾斜方向上側のみに設けることも可能である。言い換えれば、上乗せローラ１４は、ガラス基板１０の傾斜方向下側及び傾斜方向上側の少なくとも一方における側端領域３０に配置されていればよい。

以上説明したように、本発明は、基板を傾斜した状態で処理を行う基板処理装置について有用であり、特に、基板を上乗せローラにより保持しつつ、基板の処理を基板全体に亘って可及的に均一にする場合に適している。

実施形態１における上乗せローラ及び下受けローラを示す斜視図である。 基板処理装置の全体構成を示す模式図である。 エッチング槽の要部の構成を示す平面図である。 図３におけるIV−IV線断面図である。 上乗せローラの外観を示す正面図である。 図５におけるVI−VI線断面図である。 実施形態２における上乗せローラの外観を示す正面図である。 図７におけるVIII−VIII線断面図である。 実施形態３のエッチング槽の要部を示す断面図である。 従来の上乗せローラ及び下受けローラを示す斜視図である。

符号の説明

Ａ 軸心
Ｂ 外縁
Ｃ 中間位置
１ 基板処理装置
１０ ガラス基板（基板）
１１ 搬送機構
１３ 下受けローラ
１４ 上乗せローラ
１５ 第１の軸
１６ 第２の軸
１７ 第３の軸
１９ サイドガイドローラ
２０ スプレーノズル（処理液供給部）
２２ 開口
２３ 軸受部
２４ スポーク部
２５ リム部
３０ 側端領域

Claims (4)

1. 基板を傾斜させた状態で搬送する搬送機構と、
   前記基板の表側面に処理液を供給する処理液供給部とを備えた基板処理装置であって、
   前記搬送機構は、前記基板の傾斜方向に延びる第１の軸に回転可能に設けられて前記基板の裏側面を支持する下受けローラと、前記第１の軸と平行に延びる第２の軸に回転可能に設けられて前記基板の表側面を支持する上乗せローラとを有し、
   前記上乗せローラは、前記第２の軸の方向に貫通形成された開口を有している
   ことを特徴とする基板処理装置。
2. 請求項１において、
   前記上乗せローラは、基板の傾斜方向下側及び傾斜方向上側の少なくとも一方における側端領域に配置されている
   ことを特徴とする基板処理装置。
3. 請求項１において、
   前記開口は、前記上乗せローラにおける軸心と外縁との間の中間位置よりも、前記外縁側に偏って配置されている
   ことを特徴とする基板処理装置。
4. 請求項１において、
   前記上乗せローラは、前記第２の軸が挿通される軸受部と、前記軸受部から放射状に延びる複数のスポーク部と、前記スポーク部の先端を連結するリム部とを有し、
   前記開口は、前記複数のスポーク部及び前記リム部の各側面によって区画形成されている
   ことを特徴とする基板処理装置。

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