JP2007245004A - 基板処理装置、基板搬送装置、基板処理方法、基板搬送方法、カラーフィルタ製造装置、カラーフィルタ製造方法、表示装置の製造装置、表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】保守点検スペースを確保すると共に、装置全体の小型化及び軽量化を実現する基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板処理装置１は、吸着テーブル１６に支持固定する基板１７を、移動機構７−１〜７−３に沿って直線移動させてプロセスユニット１３に備えるインクジェットヘッド等からインクを吐出させて基板１７に加工処理を行う。移動機構７−１〜７−３はそれぞれベース３−１、可動ベース５、ベース３−２に支持される。可動ベース５と移動機構７−２は、ベース９の移動機構８に沿ってＹ軸方向に移動可能に構成される。プロセスユニット１３の保守点検時に、可動ベース５と移動機構７−２をＹ軸方向に所定距離だけ移動して、プロセスユニット１３の下部に保守点検用の空間を確保する。可動ベース５を移動するため、装置全体の安定性を維持し装置の小型化及び軽量化を実現する。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板等を搬送しつつ基板検査又は基板加工等の処理を行う基板処理装置に関する。

従来、カラーフィルタは、液晶ディスプレイやＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）や有機ＥＬ（ｏｒｇａｎｉｃ ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等の表示装置に用いられる。また、表示装置の画面の大型化や、コストダウンを目的とした多面付けの必要性から、カラーフィルタの基板サイズが大型化（Ｇ６世代（１５００ｍｍ×１８００ｍｍ）、Ｇ７世代（１８７０ｍｍ×２２００ｍｍ）等）してきている。そのため、基板加工や検査を行うためのステージ構成を用いた基板処理装置の装置サイズも大型化する傾向にある。

基板上にカラーフィルタのパターンを形成する方法として、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色のインクをインクジェット方式により基板上に吐出して着色層パターンを形成するパターン形成装置がある（［特許文献１］参照。）。また、スピンコート法やダイコート法により各色を塗布した後にフォトリソグラフィ法によるパターニング工程を経て着色層パターンを形成することもできる。

そして、インクジェットヘッド等の部品交換やメンテナンスの際には、インクジェットヘッド等を備えるプロセスユニットを基板搬送位置からオフセットした位置に移動させ、当該プロセスユニットの下部に空間を設けてメンテナンスを行っている。

特開２００２−３６１８５２号公報

しかしながら、インクジェットヘッド等を備えるプロセスユニットの保守用空間を確保するために当該プロセスユニットの退避機構を設けると、基板の大型化に伴い、更にパターン形成装置（以降、基板処理装置と記す。）全体のサイズと重量が増大する問題点が生じる。重量増となるため、基板処理装置を設置する建屋の補強や搬送などの費用のコストも増大する。

また、大型基板に対応する基板処理装置は、その装置幅が可搬サイズ（幅：約３０００ｍｍ）を超えると、分割して搬送する必要がある。分割搬送された装置を組み立てる際、ディスプレイ分野等の工場では殆どがクリーン環境下であるためクレーン等を用いることが困難であり、組立作業及び調整作業に労力を要するという問題点がある。

また、インクジェットヘッド等を備えるプロセスユニットを保守点検のために移動退避するためには、当該プロセスユニットに供給する薬液や材料の配管長を長くして可動化できる構成にする必要があり、配管長の長尺化によりプロセスの安定性が悪化する。またプロセスユニットに必要な配線等も、プロセスユニットの移動に対応できる構成とする必要があり、信号の減衰やノイズに対する安定性が悪化する問題がある。

また、インクジェットヘッドの他、各ヘッドを制御するモータ、アライメントカメラ、各配線、及び配管等の複雑な機構を備えるプロセスユニットを一旦移動退避した後、元の位置に戻す場合に、戻り位置を高精度に再現する必要があり、装置の機械剛性を高くする必要がある。また、プロセスユニットの移動退避後に元の位置に戻した際、インクジェットヘッドの位置調整、アライメントカメラの位置調整等の労力的負担が生じる場合もある。

本発明は、このような問題を鑑みてなされたもので、保守点検スペースを確保すると共に、装置全体の小型化及び軽量化を実現する基板処理装置を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するための第１の発明は、基板に対して所定の処理を行う処理部と前記基板が載置される載置部とベースと前記ベース上で前記載置部を移動させる移動部とを備え、前記基板を搬送して前記所定の処理を行う基板処理装置であって、前記ベースは複数の分割ベースから構成され、前記分割ベースの少なくとも１つを移動させる分割ベース移動部を具備することを特徴とする基板処理装置である。

基板処理装置は、ガラス基板等にカラーフィルタ等のパターンを形成する装置である。カラーフィルタは、ＬＣＤ（液晶ディスプレイパネル）、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）等の表示装置に用いられる。
また、基板処理装置は、ガラス基板等に形成されたカラーフィルタ等のパターン等の検査を行う検査装置であっても良い。

所定の処理とは、基板の加工処理、或いは基板の検査を行う検査処理等である。例えば基板の加工処理とは、基板にインクジェット方式等によりカラーフィルタなどのパターンを形成する処理等である。
処理部は、加工処理を行う場合はインクジェットヘッドやレーザ照射ヘッド等を備えるプロセスユニットである。また、検査処理を行う場合は、処理部はカメラや検査装置等を備える。

載置部は、基板を支持固定する吸着テーブルである。
ベースは、複数の分割ベースから構成され、当該分割ベースの少なくとも１つを移動させる分割ベース移動部を備える。複数の分割ベースは、基板の搬送方向に配列される。
移動部は、分割ベース上に敷設されるスライド機構（スライドレール、スライダ等）と駆動部（ステップモータ、サーボモータ、リニアモータ等の制御可能なモータ）を備え、載置部(吸着テーブル等)を搭載して載置部に固定された基板を搬送方向に移動させる。
分割ベース移動部は、移動可能に構成される分割ベースを搭載して、当該分割ベースを基板の搬送方向とは異なる方向に移動させる。分割ベース移動部は、分割ベースを移動させるスライド機構と駆動部とを備える。

分割ベース移動部は、基板の搬送方向と異なる方向に分割ベースを移動退避させることが望ましい。分割ベース移動部は、分割ベースを基板の搬送方向に対して垂直な方向に移動させるようにしても良いし、基板の搬送方向に対して斜め方向に移動させるようにしても良い。分割ベースの移動退避方向と基板の搬送方向との成す角度は限定されない。尚、両端部分の分割ベースに関しては、基板の搬送方向に移動可能とすることもできる。
また、分割ベース移動部は、処理部の近傍に位置する分割ベースを移動させることが望ましい。処理部の近傍とは、例えば処理部の下部であり、処理部の下部に位置する分割ベースを基板の搬送方向と異なる方向に移動退避させることにより、処理部の下部に保守用の空間を形成することが望ましい。

第１の発明による基板処理装置は、ベースが複数の分割ベースから構成され、少なくとも１つの分割ベースを処理部の下部から移動させるので、簡単に処理部を保守する為の空間を確保することが可能である。処理部側（プロセスユニット側）でなく分割ベースを移動させることで、基板処理装置の小型化及び軽量化を実現し、基板処理装置の安定性を維持する効果がある。
また、分割ベースを移動させることにより基板の投入及び排出を行うこともできる。すなわち、分割ベースを移動させることにより、分割ベースに載置された基板の搬送を行うことができる。

第２の発明は、前記基板が載置される載置部とベースと前記ベース上で前記載置部を移動させる移動部とを備え、前記基板を搬送する基板搬送装置であって、前記ベースは複数の分割ベースから構成され、前記分割ベースの少なくとも１つを移動させる分割ベース移動部を具備することを特徴とする基板搬送装置である。
第２の発明は、基板を搬送する基板搬送装置に関する発明である。

第３の発明は、基板に所定の処理を行う基板処理方法であって、前記基板に対して所定の処理を行うステップと、ベースに対して前記基板が載置される載置部を移動させる移動ステップと、前記ベースを構成する複数の分割ベースの少なくとも１つを移動させる分割ベース移動ステップと、を具備することを特徴とする基板処理方法である。

第４の発明は、基板の搬送を行う基板搬送方法であって、ベースに対して前記基板が載置される載置部を移動させる移動ステップと、前記ベースを構成する複数の分割ベースの少なくとも１つを移動させる分割ベース移動ステップと、を具備することを特徴とする基板搬送方法である。

第５の発明は、カラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造装置であって、基板に前記カラーフィルタのパターン形成処理を行う処理部と前記基板が載置される載置部とベースと前記ベース上で前記載置部を移動させる移動部とを備え、前記ベースは複数の分割ベースから構成され、前記分割ベースの少なくとも１つを移動させる分割ベース移動部を具備することを特徴とするカラーフィルタ製造装置である。

第６の発明は、カラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造方法であって、前記基板に前記カラーフィルタのパターンを形成するステップと、ベースに対して前記基板が載置される載置部を移動させる移動ステップと、前記ベースを構成する複数の分割ベースの少なくとも１つを移動させる分割ベース移動ステップと、を具備することを特徴とするカラーフィルタ製造方法である。

第７の発明は、カラーフィルタを備える表示装置の製造装置であって、基板に前記カラーフィルタのパターン形成処理を行う処理部と前記基板が載置される載置部とベースと前記ベース上で前記載置部を移動させる移動部とを備え、前記ベースは複数の分割ベースから構成され、前記分割ベースの少なくとも１つを移動させる分割ベース移動部を具備することを特徴とする表示装置の製造装置である。

表示装置は、例えば、ＬＣＤ（液晶ディスプレイパネル）、ＬＣＤ（液晶ディスプレイパネル）、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）である。

第８の発明は、カラーフィルタを備える表示装置の製造方法であって、基板に前記カラーフィルタのパターンを形成するステップと、ベースに対して前記基板が載置される載置部を移動させる移動ステップと、前記ベースを構成する複数の分割ベースの少なくとも１つを移動させる分割ベース移動ステップと、を具備することを特徴とする表示装置の製造方法である。

本発明によれば、保守点検スペースを確保すると共に、装置全体の小型化及び軽量化を実現する基板処理装置を提供することができる。

以下に、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。尚、基板処理装置は、基板にインクジェット方式等を用いてパターンを形成する基板加工装置であるとして説明する。

（１．構成）
最初に、図１、図２を参照しながら、基板処理装置１の構成について説明する。
図１は、基板処理装置１の斜視図である。Ｚ軸は鉛直方向の回転軸を示し、θ方向はその回転方向を示す。Ｘ軸は基板１７の搬送方向を示し、Ｙ軸は基板１７の搬送方向と垂直な方向を示す。θ軸、Ｙ軸、Ｘ軸は互いに直角を成す。

（１−１．基板処理装置１）
基板処理装置１は、ベース３−１、３−２、可動ベース５、移動機構７−１〜７−３、移動機構８、ベース９、フレーム１１−１、１１−２、プロセスユニット１３、支持フレーム１５、吸着テーブル１７等から構成される。

基板処理装置１は、例えばインクジェット方式によりカラーフィルタを製造する装置である。基板処理装置１は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の色素を含有するインクをプロセスユニット１３からインクジェット方式で光透過性の基板１７上に吐出し、各インクを硬化させて着色画素部を形成し、当該基板１７上にカラーフィルタパターンを形成する。
基板処理装置１は、加工対象である基板１７を、装置内をＸ軸方向に移動させて加工処理（パターン形成処理）を行う。

ベース３−１、３−２、可動ベース５、ベース９は、石製、鋳物製、セラミック製などの高平坦精度を要する盤である。可動ベース５は、移動可能に構成されるが詳細については後述する。ベース３−１、３−２、ベース９は、分離不能に一体として構成してもよいし、分離可能な各ベースを連結するようにしてもよい。

移動機構７−１、７−２、７−３は、それぞれベース３−１、可動ベース５、ベース３−２上に設置される直線移動機構であり、基板１７及び吸着テーブル１６を支持しＸ軸方向に直線移動させて位置決めする装置である。
移動機構８は、ベース９上に設置される直線移動機構であり、可動ベース５を支持し、基板１７の移動方向とは異なる方向（Ａ方向）に当該可動ベース５を移動させる装置である。

尚、移動機構７及び移動機構８としては、汎用のものを用いることができる。例えば、ガイド機構として、リニアガイド、エアースライド等を用い、移動用アクチュエータとして、ステップモータ、サーボモータ、リニアモータ等を用いることができる。

フレーム１１−１、１１−２は、ベース３−１、３−２等に固定される門型フレームであり、支持フレーム１５を支持する。支持フレーム１５は、基板１７に加工処理を行うプロセスユニット１３をＹ軸移動機構（図示しない）を介して支持する。Ｙ軸移動機構は、ガイド機構及び移動用アクチュエータから構成される。
尚、プロセスユニット１３を構成するインクジェットヘッドを個別に移動させたり、基板１７側をＸＹ平面上で移動させることにより加工処理を行う場合には、プロセスユニット１３を支持フレーム１５に固定するようにしてもよい。

プロセスユニット１３には、位置調整の行われた複数のインクジェットヘッド（図示しない）が配列されており、当該プロセスユニット１３は基板１７に対して相対的に移動しつつインクを吐出して加工処理（パターン形成）を行う。

吸着テーブル１６は、カラーフィルタパターンが形成される基板１７を吸着して固定する。基板１７の吸着は、例えば吸着テーブル１６と基板１７との間の空気を減圧、真空にすることにより実現される。この場合、吸着テーブル１６には空気を吸引するための小孔（図示しない）が設けられ、吸着の際には当該孔を通じて真空ポンプ（図示しない）等により空気の吸引が行われる。

尚、図示していないが、基板１７等の位置検出用のアライメントカメラや、各移動機構を制御する制御部等が、基板１７やプロセスユニット１３等の位置制御を行いつつ、インク吐出制御を行って基板１７の加工処理を行う。

（１−２．ベースの詳細構成）
図２は、基板処理装置１のベース３−１、３−２、可動ベース５等を上面から見た図である。
基板１７の加工処理時には、ベース３−１、可動ベース５、ベース３−２は、基板１７の搬送方向に配列される。
ベース３−１、可動ベース５、ベース３−２は、それぞれの上面に設置される移動機構７−１、７−２、７−３の位置を高精度に支持固定する。ベース３−１、可動ベース５、ベース３−２は、高平坦精度を要する盤であり高位置精度を維持することが可能であるので、それぞれの上面に設置される移動機構７−１、７−２、７−３の位置も高精度で維持することができる。また、Ａ方向に移動後の可動ベース５と移動機構７−２の戻り位置を高精度で再現することが可能である。

（１−３．加工処理）
基板処理装置１は、吸着テーブル１６に支持固定された基板１７を、順に移動機構７−１、７−２、７−３に沿ってＸ軸方向に移動させつつ、当該基板１７にプロセスユニット１３からインクジェット方式でインクを吐出し加工処理（パターン形成処理）を施す。尚、プロセスユニット１３は支持フレーム１５に沿ってＹ軸方向に移動しつつ基板１７に加工処理を行っても良い。

（２．プロセスユニット１３の保守点検）
次に、図３〜図５を参照しながら、基板処理装置１の維持管理について説明する。
図３は、プロセスユニット１３の保守点検を行う際の基板処理装置１を示す図である。
図４は、保守点検時のベース３−１、３−２、可動ベース５、ベース９等を上方から見た図である。

プロセスユニット１３の保守点検を行う際は、図１に示す位置にある可動ベース５を移動機構８に沿って方向Ａに所定距離だけ移動させ、プロセスユニット１３の下方に保守点検用の空間を確保する。

作業者は、可動ベース５を移動させてプロセスユニット１３の下方に保守点検のための空間を確保し、当該プロセスユニット１３の下方に確保された空間を利用してヘッドユニット等の交換、点検、修理等の作業を行う。

尚、図３、図４では、可動ベース５が完全にフレーム１１−２の外側の位置に移動退避する場合を示したが、可動ベース５全体でなく一部分が支持フレーム１１−２の外側に位置するように移動させてもよい。可動ベース５の退避距離は、プロセスユニット１３の下方に保守点検のための空間が確保できる最低限の距離であっても良い。

図５は、従来の基板処理装置１０１の斜視図である。
基板処理装置１０１のフレーム１０５−１〜１０５−３は、支持フレーム１０７−１、１０７−２とプロセスユニット１０９等を支持する。基板処理装置１０１では、プロセスユニット１０９の保守点検を行う際、当該プロセスユニット１０９をベース１０３の外側に退避移動させるため、支持フレーム１０７−２とフレーム１０５−３を設けている。尚、プロセスユニット１０９を方向Ａに移動させ、メンテナンス位置１１１（支持フレーム１０７−２の下部）で、当該プロセスユニット１０９の保守点検作業を行う。

図５に示す基板処理装置１０１では、プロセスユニット１０９を移動退避可能にするため、プロセスユニット１０９を構成するインクジェットヘッド等に供給する薬液や材料の配管長を延長する必要がある。また、プロセスユニット１０９を制御する配線等もプロセスユニット１０９の移動退避に対応できる構成とする必要がある。
一方、図１〜図４に示す基板処理装置１では、可動ベース５を移動させることによりメンテナンス空間を確保するので、プロセスユニット退避用の支持フレームや配管及び配線等を設ける必要がない。

（３．効果）
以上説明したように、基板処理装置１は、ベースを複数の分割ベース（ベース３−１、３−２、可動ベース５）に分割してその一部の分割ベース（可動ベース５）を移動退避させ、メンテナンス空間を形成する。
基板処理装置１は、プロセスユニット１３を保守点検作業のために移動退避させる必要がないので、当該プロセスユニット１３に接続される配管や配線等を移動可能な構成に設計する手間やコストを削減することができる。また、簡単な機能や機構を有する可動ベース５とガイドレール７−２を移動退避させる構成であるので、機械的安定性を維持する効果がある。また、高精度を維持することができる。

また、装置全体を小型化することができ、設置スペースを節約することができる。
また、装置全体の重量を抑制することができるので、装置を設置する設置場所の補強コストや搬送コスト等も削減する効果がある。
また、ベース３−１、３−２、ベース９をそれぞれ分離可能である場合には、これらを分離することにより、移送及び設置に係る作業負担を軽減することができる。

（４．その他）
図１乃至図４では、基板処理装置１として、インクジェット方式でカラーフィルタを製造する基板加工装置（パターン形成装置）について説明したが、基板検査装置にも適用することができる。基板検査装置の場合には、図１におけるプロセスユニット１３はカメラ等の検査装置等に相当し、当該検査装置を移動退避させて保守点検を行うことができる。

本実施の形態では、可動ベース５の移動方向を、基板１７の搬送方向と直角を成す方向として説明したが、可動ベース５の形状や移動方向は本実施の形態の例に限定されず、例えば可動ベース５を斜め方向に移動退避する形状及び機構にしても良い。また、両端部分の分割ベースに関しては、基板の搬送方向に移動可能とすることもできる。

尚、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に限られるものではない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

基板処理装置１の斜視図 基板処理装置１の上面図 基板処理装置１の保守点検時の斜視図 基板処理装置１の保守点検時の上面図 従来の基板処理装置１０１の斜視図

符号の説明

１………基板処理装置
３−１、３−２………ベース
５………可動ベース
７−１〜７−３………移動機構（吸着テーブル１６の移動用）
８………移動機構（可動ベース５の移動用）
９………ベース
１１−１、１１−２………フレーム
１３………プロセスユニット
１５………支持フレーム
１６………吸着テーブル
１７………基板

Claims (12)

1. 基板に対して所定の処理を行う処理部と前記基板が載置される載置部とベースと前記ベース上で前記載置部を移動させる移動部とを備え、前記基板を搬送して前記所定の処理を行う基板処理装置であって、
   前記ベースは複数の分割ベースから構成され、
   前記分割ベースの少なくとも１つを移動させる分割ベース移動部を具備することを特徴とする基板処理装置。
2. 前記分割ベース移動部は、前記基板の搬送方向と異なる方向に前記分割ベースを移動させることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記分割ベース移動部は、前記処理部の近傍に位置する前記分割ベースを移動させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置。
4. 前記基板が載置される載置部とベースと前記ベース上で前記載置部を移動させる移動部とを備え、前記基板を搬送する基板搬送装置であって、
   前記ベースは複数の分割ベースから構成され、
   前記分割ベースの少なくとも１つを移動させる分割ベース移動部を具備することを特徴とする基板搬送装置。
5. 前記分割ベース移動部は、前記基板の搬送方向と異なる方向に前記分割ベースを移動させることを特徴とする請求項４に記載の基板搬送装置。
6. 前記分割ベース移動部は、前記処理部の近傍に位置する前記分割ベースを移動させることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の基板搬送装置。
7. 基板に所定の処理を行う基板処理方法であって、
   前記基板に対して所定の処理を行うステップと、
   ベースに対して前記基板が載置される載置部を移動させる移動ステップと、
   前記ベースを構成する複数の分割ベースの少なくとも１つを移動させる分割ベース移動ステップと、
   を具備することを特徴とする基板処理方法。
8. 基板の搬送を行う基板搬送方法であって、
   ベースに対して前記基板が載置される載置部を移動させる移動ステップと、
   前記ベースを構成する複数の分割ベースの少なくとも１つを移動させる分割ベース移動ステップと、
   を具備することを特徴とする基板搬送方法。
9. カラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造装置であって、
   基板に前記カラーフィルタのパターン形成処理を行う処理部と前記基板が載置される載置部とベースと前記ベース上で前記載置部を移動させる移動部とを備え、
   前記ベースは複数の分割ベースから構成され、
   前記分割ベースの少なくとも１つを移動させる分割ベース移動部を具備することを特徴とするカラーフィルタ製造装置。
10. カラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造方法であって、
    前記基板に前記カラーフィルタのパターンを形成するステップと、
    ベースに対して前記基板が載置される載置部を移動させる移動ステップと、
    前記ベースを構成する複数の分割ベースの少なくとも１つを移動させる分割ベース移動ステップと、
    を具備することを特徴とするカラーフィルタ製造方法。
11. カラーフィルタを備える表示装置の製造装置であって、
    基板に前記カラーフィルタのパターン形成処理を行う処理部と前記基板が載置される載置部とベースと前記ベース上で前記載置部を移動させる移動部とを備え、
    前記ベースは複数の分割ベースから構成され、
    前記分割ベースの少なくとも１つを移動させる分割ベース移動部を具備することを特徴とする表示装置の製造装置。
12. カラーフィルタを備える表示装置の製造方法であって、
    基板に前記カラーフィルタのパターンを形成するステップと、
    ベースに対して前記基板が載置される載置部を移動させる移動ステップと、
    前記ベースを構成する複数の分割ベースの少なくとも１つを移動させる分割ベース移動ステップと、
    を具備することを特徴とする表示装置の製造方法。

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