JP2010056217A - 基板昇降装置および基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 タクトタイムのロスや基板の破損を防止しつつ、基板搬送装置のハンドリング機構とリフトピンとの干渉を回避し、かつ基板の実用領域へのピン跡の出現を低減させた基板昇降装置を提供する。
【解決手段】 共通の支持枠１２０を介して単一のモータで昇降するリフトピンとして、基板２０の外周縁などに配置される第１リフトピン１１０ａと、基板２０の実用領域に配置される第２リフトピン１１０ｂとを設ける。多数のリフトピンで基板２０を支持するため、基板２０の高速昇降が可能になり、破損も防止される。第２リフトピン１１０ｂの上昇はストッパ１４１により途中で規制され、基板２０を押し上げた最高位置では、第２リフトピン１１０ｂと基板２０との間に、搬送アーム６１が進入可能な空間が形成される。また、基板２０と第２リフトピン１１０ｂとの接触時間は比較的短いため、基板２０にピン跡が出にくい。
【選択図】 図４

Description

本発明は、基板が載置される載置面を貫いて昇降するリフトピンによって、載置面に対する基板の昇降を行う基板昇降装置に関する。

フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造において、処理装置の載置ステージに載置された基板は、感光液の塗布など各種処理を施された後、載置ステージから持ち上げられて引き剥がされ、ロボットなどの搬送機構により次工程に引き渡される。

上記のように基板を持ち上げるために載置ステージの厚み方向に複数の貫通孔を形成し、これら貫通孔にリフトピンを挿通させて、駆動源によりリフトピン群を昇降させる装置が知られている。

そして、基板を確実に支持するために、リフトピンを基板の外周縁だけでなく、基板の裁断予定線にも配置した基板載置ステージが特許文献１で提示されている。

特開２００６−１０８２６５号公報

ところが、近年のフラットパネルディスプレイの大型化に伴い、基板裁断後の利用面の大きさが大きくなったため、基板の外周縁と裁断予定線だけでは、基板を載置ステージから持ち上げて、引き剥がすだけの十分なリフトピンを配置することができなくなっている。そのため基板の引き剥がしの際に時間がかかる、また、基板が破損するといった問題が発生する。

このような問題に対処するためには、基板の外周縁や裁断予定線など、製造される基板の本来の機能（たとえばＦＰＤの場合は画像表示）を達成するためには使用されない領域（以下「付随領域」）のほかに、製造される基板の本来の機能を達成するために使用される領域（以下「実用領域」）にもリフトピンを配置することが有効ではある。しかしながら、基板を載置ステージ上に搬入し、あるいは載置ステージ上から搬出するために搬送手段としてロボットなどを用いる場合には、このような追加のリフトピンが基板搬送の障害となる。すなわち、この場合、ロボットの基板搬送アームのようなハンドリング機構は、基板を支持するために、載置ステージ上で持ち上がった基板の下面に進入させる必要があるが、ハンドリング機構が一部のリフトピンと干渉してしまうことがあるので、必ずしも任意の位置にリフトピンを設けることができるとは限らない。

また、実用領域に対応する位置にもリフトピンを配置すると、基板の実用領域（正確にはその裏側）にピン跡が残るため、製造される基板の性能に不良が生じやすいという問題もある。

このような理由により、リフトピンの追加箇所が制限されて前記問題点に十分に対応できない状況にあり、これらを改善する技術が望まれていた。

本発明は、上記課題を鑑みなされたものであり、載置面に基板を下降させて載置し、あるいは載置面から基板を上昇させて離間させるプロセス（以下「基板の昇降プロセス」と総称）において、タクトタイムのロスや基板の破損を防止しつつ、基板搬送装置のハンドリング機構とリフトピンとの干渉を回避し、かつ基板のピン跡の出現を抑制させることができる装置を、比較的簡単な構成で実現することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、基板が載置される載置面を貫いて昇降するリフトピンによって、前記載置面に対する基板の昇降を行う基板昇降装置であって、前記載置面の第１領域に配置され、前記載置面を貫いて昇降可能な第１リフトピンと、前記載置面の第２領域に配置され、前記載置面を貫いて昇降可能な第２リフトピンと、共通の駆動源からの駆動力を受けて、前記第１および第２リフトピンをそれぞれ昇降させる第１リフトピン昇降機構および第２リフトピン昇降機構と、を備え、前記第２リフトピン昇降機構が、前記第２リフトピンの上昇限界高さを前記第１リフトピンの上昇限界高さよりも低く規制する規制手段、を備え、前記第２リフトピンの上昇限界高さ以下では、前記第１リフトピンと前記第２リフトピンとが、前記基板の下面に当接することを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る基板昇降装置であって、前記第２リフトピンの上昇限界高さ以下では、前記第１リフトピンと前記第２リフトピンとは、互いに同じ先端高さを維持して昇降駆動されることを特徴とする。

また、請求項３の発明は、請求項２の発明に係る基板昇降装置であって、前記第１および第２リフトピン昇降機構は、共通の変位伝達部材を介して前記駆動源に結合され、前記規制手段が、前記第２リフトピンの上昇中に、前記第２リフトピンに固定された部材に当接して前記第２リフトピンの上昇限界高さを規制する当接部材、を備えるとともに、前記第２リフトピン昇降機構が、前記変位伝達部材と前記第２リフトピンとの結合状態を、前記第２リフトピン側に加わる外力に応じて変化させる可変カップリング手段、を備えることを特徴とする。

また、請求項４の発明は、請求項３の発明に係る基板昇降装置であって、前記当接部材は、前記第２リフトピンに対する前記当接部材の当接高さが調整可能に設置されていることを特徴とする。

また、請求項５の発明は、請求項３または請求項４の発明に係る基板昇降装置であって、前記可変カップリング手段が弾性体を有することを特徴とする。

また、請求項６の発明は、請求項３または請求項４の発明に係る基板昇降装置であって、前記可変カップリング手段が磁性体を有することを特徴とする。

また、請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６のいずれかの発明に係る基板昇降装置であって、前記第１領域は、前記基板が有する実用領域と付随領域とのうち、前記付随領域に対向する領域であり、前記第２領域は、前記基板の前記実用領域に対向する領域であることを特徴とする。

また、請求項８の発明は、請求項１の発明に係る基板昇降装置であって、前記第１リフトピンと前記第２リフトピンとは、それぞれ複数設置されており、複数の第１リフトピンのそれぞれの上昇限界高さにおいて前記複数の第１リフトピンの頂部をつなぐ仮想面を第１基準面とし、複数の第２リフトピンのそれぞれの上昇限界高さにおいて前記複数の第２リフトピンの頂部をつなぐ仮想面を第２基準面としたとき、前記第２基準面が前記第１基準面よりも下に存在し、前記第２リフトピンの上昇限界高さ以下では、前記第１リフトピンと前記第２リフトピンとが、前記基板の下面に当接しつつ前記基板を凹状に撓ませながら、前記基板を上昇させることを特徴とする。

また、請求項９の発明は、請求項１ないし請求項８のいずれかの発明に係る基板昇降装置であって、前記基板はフラットパネルディスプレイ用の基板であり、前記実用領域は、前記フラットパネルディスプレイの画像表示領域であり、前記付随領域は、前記基板のうち前記画像表示領域を除いた部分であることを特徴とする。

また、請求項１０の発明は、基板処理装置であって、請求項１ないし請求項９のいずれかの発明に係る基板昇降装置を備えることを特徴とする。

請求項１ないし請求項１０の発明では、第１リフトピンのほかに、上昇高さが規制された第２リフトピンが設けられることによって、基板のハンドリング機構の進入位置の自由度を阻害することなく、基板をより多くの箇所で支持可能である。すなわち、基板を載置面の上の最高位まで押し上げるのは第１リフトピンだけであるから、第２リフトピンと載置面との間にも基板のハンドリング機構を進入させることができる。そして、比較的多数のリフトピンで基板を支持できることから比較的高速に基板の昇降が可能となり、タクトタイムのロスや基板の破損も防止できる。また、第２リフトピンは基板と接触する時間が相対的に短いため、基板にピン跡を残すことが少ない。第１リフトピンと第２リフトピンとは共通の駆動源によって駆動されつつ、第２リフトピンの上昇高さを規制するようにしているため、第１リフトピンと第２リフトピンとで別系統の駆動源を設ける必要がなく、簡単な構成で装置を実現できる。

請求項３の発明では、第２リフトピンの上昇を規制部材によって規制しつつ、変位伝達部材がさらに上昇する際には、可変カップリング手段の作用によって、変位伝達部材と第２リフトピンとの結合状態が変化するため、変位伝達部材と第１リフトピンとのさらなる上昇を阻害しないことが可能である。

請求項４の発明では、第２リフトピンに対する当接部材の当接高さが調整可能であるため、基板の種類やハンドリング機構の種類などに応じて、第２リフトピンの上昇限界高さを適切に調整できる。

請求項７の発明では、第２リフトピンが基板の実用領域に対向して配置されているため、製造後の基板の実用性能を阻害することが少なくできる。

請求項８の発明では、基板を凹状に撓ませながら、基板を上昇させることが可能であるため、周囲から基板の下面に空気を引き込むことができ、載置面Ｓからの基板２０の剥離を容易にすることができる。

以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

＜１．１ 基板昇降装置の構成＞
図１は、本発明に係る第１の実施の形態の基板昇降装置１００を組み込んだ基板処理装置１の全体概略を示す斜視図である。この図１において、図示および説明の都合上、Ｚ軸方向が鉛直方向を表し、ＸＹ平面が水平面を表すものと定義するが、それらは位置関係を把握するために便宜上定義するものであって、以下に説明する各方向を限定するものではない。以下の各図においても同様である。

図１の基板処理装置１は、矩形の基板２０（たとえば液晶表示パネルのガラス基板）の上面に感光剤を塗布するためのリニアコータである。基板処理装置１は、本体１０、基板２０を保持可能な搬送アーム６１を持つロボット搬送機構６０、およびノズル機構５０、制御機構８０などから成っており、基板昇降装置１００については基板２０の下面に相当する本体の内部に設置されている。この基板昇降装置１００の詳細については後に説明する。基板載置ステージ３０にはステージ厚み方向に複数の貫通孔３２が分散配置して形成されており、それぞれの貫通孔３２にリフトピン１１０が１本ずつ挿通されている。図１では説明の便宜上、２本のリフトピン１１０のみが貫通孔３２から突出しているように描かれているが、実際の動作時には各貫通孔３２のリフトピン１１０が同期して貫通孔３２から出没するようになっている。

すなわち、後述する駆動源の駆動力によって、これらのリフトピン１１０が、基板２０が搬入される際には上昇し、基板２０の搬送機構から基板２０を受け取る。そしてリフトピン１１０は下降し、基板載置ステージ３０の上面（載置面Ｓ）に基板２０を載置した後、基板２０の上面への感光剤の塗布が行われる。それから搬出のためにリフトピン１１０が上昇して基板２０を押し上げ、上記搬送機構がそれを払い出すという形を繰り返す。

図５に示すように、これらのリフトピン１１０は、複数の第１リフトピン１１０ａからなる第１リフトピン群と、複数の第２リフトピン１１０ｂからなる第２リフトピン群との２種類に区別されて配置されている。図５および図６では、理解を容易にするため、第１リフトピン１１０ａの位置は白丸で、第２リフトピン１１０ｂの位置は黒丸で模式的に示されている。図６に示すように、第１リフトピン１１０ａは、基板２０の外周縁Ｌａや裁断予定線Ｌｂに沿った領域、すなわち画像表示のためには直接使用されない付随領域Ｒａ、Ｒｂに配列されている。これに対して第２リフトピン１１０ｂは、画像表示のために直接使用する実用領域Ｒｍ（付随領域Ｒａ、Ｒｂに囲まれた領域）に対向するように配置されている。

図２は基板昇降装置１００の要部ＸＺ断面略図を示している。

基板載置ステージ３０に対して相対的に固定された位置に基板昇降装置１００が設けられ、この基板昇降装置１００は、図５に示すように、略水平に配置された面格子状の支持枠１２０が設けられている。支持枠１２０は矩形の外枠部１２１で囲まれた範囲に梯子状または格子状に組まれた内枠部１２２が固定されて形成されており、外枠部１２１の一辺にはナット部材１０３が固定されている。

ナット部材１０３には、略鉛直方向に伸びたボールねじ１０２が螺合している。ボールねじ１０２の下端部は単一の駆動源であるモータ１０１に接続されている。モータ１０１の回転によってボールねじ１０２が鉛直軸まわりに回転すると、ボールねじ１０２の上端から下端までの区間で、ナット部材１０３とともに支持枠１２０が略鉛直方向に昇降する。

この面格子状の支持枠１２０は、モータ１０１によって昇降駆動されて、第１リフトピン１１０ａと第２リフトピン１１０ｂと、に変位を伝達する「変位伝達部材」として機能するものであり、この支持枠１２０には複数のリフトピン昇降機構ＰＤが分散して結合されている。これらのリフトピン昇降機構ＰＤには、第１リフトピン昇降機構ＰＤａと第２リフトピン昇降機構ＰＤｂとの２種類がある。第１リフトピン昇降機構ＰＤａは、基板載置ステージ３０のうち第１リフトピン１１０ａが設けられる位置に対向して配置されているが、第２リフトピン昇降機構ＰＤｂは、基板載置ステージ３０のうち第２リフトピン１１０ｂが設けられる位置に対向して配置されている。変位伝達部材としての支持枠１２０は、第１リフトピン昇降機構ＰＤａおよび第２リフトピン昇降機構ＰＤｂの双方に、モータ１０１で生成した共通の駆動変位を伝達する。

第１リフトピン昇降機構ＰＤａは、支持枠１２０に固定された第１リフトピン押し上げ部材１３０ａを有する。第１リフトピン押し上げ部材１３０ａは、支持枠１２０の側面に固定された縦板部１３１ａと、その縦板部１３１ａの上端から一体的に伸びて約９０度に折れ曲がり、略水平方向に伸びる横板部１３２ａとを有する。横板部１３２ａの上面には、第１リフトピン１１０ａの下端が当接している。第１リフトピン１１０ａは昇降自在であって、基板載置ステージ３０の下面に固定された軸受け３３と基板載置ステージ３０の本体とを貫通して、基板載置ステージ３０の上面から出没可能となっている。

第２リフトピン昇降機構ＰＤｂが備える第２リフトピン押し上げ部材１３０ｂもまた、支持枠１２０の側面に固定された縦板部１３１ｂと、その縦板部１３１ｂの上端から一体的に伸びて約９０度に折れ曲がり、略水平方向に伸びる横板部１３２ｂとを有する。ただし、第１リフトピン押し上げ部材１３０ａの縦板部１３１ａと比較すると、第２リフトピン押し上げ部材１３０ｂの縦板部１３１ｂは長くなっており、より高い位置に縦板部１３１ｂが存在する。

第２リフトピン１１０ｂの長さは、第１リフトピン１１０ａとほぼ同一であるが、その下端には略水平方向に広がる「つば部材４１」が固定されている。つば部材４１と横板部１３２ｂとの間には弾性体１４０が略鉛直方向に掛け渡されている。弾性体１４０としては、好ましくは伸縮バネ（たとえば、つる巻バネ）が使用される。そして、第２リフトピン１１０ｂもまた、基板載置ステージ３０の下面に固定された軸受け３３と基板載置ステージ３０の本体とを貫通して、基板載置ステージ３０の上面から出没可能となっている。

第２リフトピン昇降機構ＰＤｂが設けられた箇所においては、基板載置ステージ３０の下面のうち、つば部材４１と当接する位置に、下方に向かって伸びる棒状のストッパ１４１が設けられている。このストッパ１４１は第２リフトピン１１０ｂとともにつば部材４１が上昇してきたとき、所定の上昇距離に相当する高さでつば部材４１と当接することによって、第２リフトピン１１０ｂが基板載置ステージ３０の上面に突出する長さ（リフトピンの突出長）を規制するためのものである。つまり、このストッパ１４１は、第２リフトピン１１０ｂの上昇限界高さを第1リフトピン１１０ａの上昇限界高さよりも低く規制する規制手段として機能する。支持枠１２０が最下点にあるときのつば部材４１とストッパ１４１との距離は、支持枠１２０の昇降ストロークよりも小さい。ストッパ１４１は、その根本（図中では上側）が雄ネジ状となっており、基板載置ステージ３０の下面に設けた雌ネジ穴に螺合している。したがって、雄ネジ部分を回転させることによって基板載置ステージ３０の下面からのストッパ１４１の突出長を変更することができる。これによって、基板２０の種類やハンドリング機構の種類など種々の条件にあわせて、第２リフトピン１１０ｂの上昇限界高さを調整できるようになっている。

また、第２リフトピン昇降機構ＰＤｂにおいては、第２リフトピン押し上げ部材１３０ｂの横板部１３２ｂと、第２リフトピン１１０ｂの下端に取り付けられたつば部材４１とが弾性体１４０を介して弾性的に接続されている。この弾性体１４０は、変位伝達部材としての支持枠１２０と第２リフトピン１１０ｂとを結合するとともに、支持枠１２０と第２リフトピン１１０ｂとの結合状態（この実施形態の場合には結合距離）を、第２リフトピン１１０ｂ側に加わる外力に応じて変化させる「可変カップリング手段」として機能する。この可変カップリング手段の作用の詳細は、以下の動作説明の中で述べる。

＜１．２ 基板昇降装置の動作＞
以下、基板昇降装置１００の動作について説明するが、説明の便宜上、基板処理装置１の基板載置ステージ３０上での感光液の塗布が完了した基板２０を基板載置ステージ３０から上昇させて離間させるプロセス（基板上昇プロセス）を先に説明する。その後に、外部から基板載置ステージ３０の上方に搬入された未処理の基板２０を受け取って下降させ、当該基板を基板載置ステージ３０に載置する動作（基板下降プロセス）について説明する。

＜Ａ．基板上昇プロセス（搬出動作）＞
図３および図４はそれぞれ、基板載置ステージ３０からの基板２０の上昇プロセスでの中間状態および最終状態での基板昇降装置１００の要部を示す断面図である。この動作の場合の初期状態は図２になる。ただし、後述するように、逆の動作すなわち基板下降プロセスでは、図４の状態が初期状態となり、図３の状態が中間状態となり、そして図２の状態が最終状態となる。図３および図４に示された太矢印Ｕ、Ｄのうち、白矢印Ｕは基板上昇プロセスでの駆動変位の方向を示しており、ハッチングを付した矢印Ｄは基板下降プロセスでの駆動変位の方向を示している。

基板上昇プロセスにおいては、まず図２の状態を初期状態として、モータ１０１を駆動することにより、モータ１０１の回転に伴ってボールねじ１０２がナット部材１０３を上昇させる。ナット部材１０３には面格子状の支持枠１２０が接続されているため、支持枠１２０に取り付けられたリフトピン押し上げ部材１３０ａ、１３０ｂのすべてがナット部材１０３の上昇に伴って上昇する。

第１リフトピン昇降機構ＰＤａにおいては、第１リフトピン押し上げ部材１３０ａの横板部１３２ａが、第１リフトピン１１０ａの下端と当接しているため、ナット部材１０３の上昇動作に伴って、第１リフトピン１１０ａは上昇動作を行い、ナット部材１０３が最高位置に達するまでこの上昇が継続する。最終的に最高位置（上昇限界高さ）に第１リフトピン１１０ａが達した状態が図４である。

他方、第２リフトピン昇降機構ＰＤｂにおいては、第２リフトピン押し上げ部材１３０ｂの横板部１３２ｂと、第２リフトピン１１０ｂの下端に取り付けられたつば部材４１とが弾性体１４０を介して弾性的に接続されている。したがって、上昇する第２リフトピン押し上げ部材１３０ｂの引上げ作用により、弾性体１４０がその弾性によって若干は伸びつつも、ナット部材１０３の上昇動作に伴って、つば部材４１と第２リフトピン１１０ｂとの結合体が第２リフトピン１１０ｂとともに上昇する。

支持枠１２０の上昇ストロークの最大高さよりも低い中間高さまで支持枠１２０が上昇した段階で、第２リフトピン１１０ｂに結合したつば部材４１とストッパ１４１の下端とが当接する。それにより第２リフトピン１１０ｂはそれ以上上昇することができず、その位置において上昇動作を停止する。このようにつば部材４１とストッパ１４１の下端とが当接するまでの上昇動作においては、第１リフトピン１１０ａと第２リフトピン１１０ｂとは、互いに同じ先端高さを維持して上昇駆動され、第１リフトピン１１０ａと第２リフトピン１１０ｂとは、基板２０の下面に当接し、基板２０を支持する。それ以後は、第２リフトピン押し上げ部材１３０ｂが上昇しても弾性体１４０が伸長することによって、第２リフトピン押し上げ部材１３０ｂの上昇変位を吸収する。

このような動作によって理解できるように、支持枠１２０と第２リフトピン１１０ｂとの結合距離は第２リフトピン１１０ｂ側に加わる外力によって変化するものであり、ストッパ１４１による停止力が作用する前には上記結合距離はほぼ一定であるが、ストッパ１４１による停止力が作用していると上記結合距離は支持枠１２０の上昇に従って大きくなる。これがこの実施形態における可変カップリング手段の作用である。他方、第１リフトピン１１０ａは、ストッパ１４１のような上昇動作を制限する部材がないために上記中間高さを越えてそのまま支持枠１２０の上昇ストロークの最大高さまで上昇を続ける。

すなわち、モータ１０１は第１リフトピン昇降機構ＰＤａと第２リフトピン昇降機構ＰＤｂとに共通の駆動源として単一であり、全てのリフトピン１１０に共通の支持枠１２０を使用しているため、第１リフトピン昇降機構ＰＤａと第２リフトピン昇降機構ＰＤｂとの双方に対して同じ駆動変位が与えられるが、第１リフトピン１１０ａはその駆動変位をそのまま受けて上昇し、上昇変位の規制手段が付設された第２リフトピン１１０ｂは、中間変位までは駆動変位を反映して上昇するものの、中間変位以後は第２リフトピン１１０ｂの上昇が停止して弾性体１４０の伸長によって、駆動変位を代替吸収することになる。

したがって、上記中間変位までは第１リフトピン１１０ａと第２リフトピン１１０ｂとの双方が基板載置ステージ３０の上面から上方に進出して基板２０の下面（裏面）を支持しつつ基板２０を基板載置ステージ３０の上面から離間するように押し上げるが、中間変位以後では第１リフトピン１１０ａのみが基板２０の下面を支持しつつ基板２０をさらに押し上げる。このため、モータ１０１の駆動が停止した時点では、第１リフトピン１１０ａだけが、変位ストロークの最高位置で基板２０を持ち上げた状態になる。

そこで、図４に示すように、ロボット搬送機構６０の搬送アーム６１が基板２０と基板載置ステージ３０との間の隙間の空間に進入して基板２０をすくい上げる。

ここにおいて、図６に示すように、ロボット搬送機構６０の搬送アーム６１は基板２０の使用領域に進入するが、使用領域に対向して設けた第２リフトピン１１０ｂは途中高さ以上には上昇しておらず、基板２０と第２リフトピン１１０ｂとの間には隙間があるため、この隙間に搬送アーム６１を挿入可能である。そして、基板２０を下方から支持した搬送アーム６１が基板２０を基板載置ステージ３０の外部に引き出すことによって基板２０の搬出動作が完了する。

＜Ｂ．基板下降プロセス（搬入動作）＞
処理済の基板の搬出が完了した後、モータ１０１の逆回転によってリフトピン１１０は中間高さあるいは最低位置まで下降する。ロボット搬送機構６０の搬送アーム６１が未処理の基板２０を基板載置ステージ３０の上方に搬入してくると、モータ１０１の順回転によって支持枠１２０が最高高さまで上昇し、リフトピン１１０のうち第１リフトピン１１０ａのみが基板２０の下面に当接して基板２０を支持する状態になる（図４）。

この場合も、図６に示すように、使用領域に対向して設けた第２リフトピン１１０ｂは途中高さ以上には上昇していないため、基板２０と第２リフトピン１１０ｂとの間には隙間に搬送アーム６１を挿入可能である。そして、基板２０の下方に進入した搬送アーム６１を若干下降させることによって基板２０の下面の支持を解除した搬送アーム６１が、基板載置ステージ３０の外部に待避する。搬送アーム６１を若干下降させた段階で基板２０は第１リフトピン１１０ａによって支持された状態となる。

その後、モータ１０１の逆回転によって支持枠１２０が下降し始める。中間高さまでは第１リフトピン１１０ａのみで基板２０の下面を支持しつつ、第１リフトピン１１０ａが下降して基板２０を下降させる。この期間においては、第２リフトピン昇降機構ＰＤｂの第２リフトピン押し上げ部材１３０ｂも下降するが、この下降変位は弾性体１４０が縮小することによって吸収され、第２リフトピン１１０ｂは中間高さのままである。基板２０が中間高さになった状態（図３）で基板２０の下面が第２リフトピン１１０ｂにも接触するようになる。この高さからさらに支持枠１２０が若干下降すると、弾性体１４０を伸長させる方向の荷重すなわち、
(1) つば部材４１と第２リフトピン１１０ｂとの自重、および
(2) 基板２０から第２リフトピン１１０ｂに作用する重量、
の合計が、弾性体１４０の弾性力と釣り合うようになる。このため、それ以後は、支持枠１２０が下降に伴って第１リフトピン１１０ａと第２リフトピン１１０ｂとの双方で基板２０の重量を分担して負担しながら、基板２０とともに下降することになる。

そして、支持枠１２０が最低高さまで下降すると、図２のように基板２０が基板載置ステージ３０上に載置された状態となる。

この状態で、図１のノズル機構５０が感光液をカーテン状に吐出しつつ基板２０の上面を走査し、それによって基板２０の上面に感光液が塗布される。

＜１．３ 本実施の形態の効果＞
この実施形態の基板昇降装置１００では、基板２０の外周や裁断予定線などの位置に設けた第１リフトピン１１０ａのほかに、基板２０の使用領域に対応する位置にも第２リフトピン１１０ｂを設けている。そのため、基板２０の昇降プロセスのうち、特に、基板２０と基板載置ステージ３０との間の空間と、外部空間との間の気圧差が出やすく、それによって比較的大きな基板支持力が必要となる中間高さ以下では、多くの支持点で基板２０を支持することができる。このため、比較的高速で基板２０を昇降させても基板２０は破損せず、タクトタイムのロスが防止できる。

その一方で、第２リフトピン１１０ｂは中間高さよりも突出しないように規制されているため、ロボットのアームのような基板搬送ツールを基板２０と基板載置ステージ３０との隙間に挿入して基板を搬送することが可能である。

また、途中停止が可能な規制手段を備えた第２リフトピン１１０ｂを使用することによって、リフトピン１１０と基板２０の接触時間を、途中停止が不可能な第１リフトピン１１０ａと比べて短くすることができ、第２リフトピン１１０ｂが接触する位置でのピン跡が出にくい。

すなわち、裁断予定線Ｌｂや外周縁Ｌａに沿った付随領域Ｒａ、Ｒｂだけでなく基板２０の実用領域Ｒｍにもリフトピン１１０を配置することによる不利益としての、基板搬送ツールの出し入れへの障害や、基板２０の実用領域へピン跡が出ることによる悪影響を防止しつつ、基板２０の昇降プロセスにおけるタクトタイムのロスの減少や、基板２０の破損防止を達成可能である。

さらに、第１リフトピン１１０ａと第２リフトピン１１０ｂとのそれぞれを異なる駆動源で駆動し、後者については駆動ストロークを短くするような場合と比較して、この実施形態の装置では駆動源が少なくて済むため、簡易な構造で上記の利点を持つ装置となっている。

＜２. 変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。

上記実施の形態では、第１リフトピン押し上げ部材１３０ａの縦板部１３１ａと比較して、第２リフトピン押し上げ部材１３０ｂの縦板部１３１ｂは長く、また第２リフトピン１１０ｂと第１リフトピン１１０ａはほぼ同一の長さであるとしたがこの限りではない。支持枠１２０が最下点にあるときの、つば部材４１とストッパ１４１との距離が、支持枠１２０の昇降ストロークよりも小さくなるのであれば、第２リフトピン押し上げ部材１３０ｂの縦板部１３１ｂが第１リフトピン押し上げ部材１３０ａの縦板部１３１ａと同等もしくは小さくなっても構わない。また、第１リフトピン１１０ａと第２リフトピン１１０ｂの長さについても、上記条件を満たすのであれば、同一の長さでなくても構わない。

上記実施の形態では駆動手段としてモータ１０１にボールねじ１０２を接続して使用しているが、駆動手段についてはこれに限らない。例えば、ラック＆ピニオンを使用したものや、タイミングベルト、カムを利用したもの、リンク方式など、リフトピン１１０を昇降させる駆動手段であれば構わない。

また、第２リフトピン１１０ｂについても、上記実施の形態においてはリフトピン押し上げ部材１３０ｂとつば部材４１の間に弾性体１４０を介して接続されているが、これに限らない。例えば、図７に例示するように、リフトピン押し上げ部材１３０ｂの横板部１３２ｂのうちつば部材４１に対向する箇所に磁石１５１を固定する一方、鉄やステンレスなどの磁性金属を用いてつば部材４１を形成してもよい。すると、リフトピン押し上げ部材１３０ｂが上昇してつば部材４１とストッパ１４１とが当接するまでは、リフトピン押し上げ部材１３０ｂが第２リフトピン１１０ｂを上昇させる。つば部材４１とストッパ１４１とが当接した後は、つば部材４１の上昇がストッパ１４１によって阻止されて、磁石１５１とつば部材４１との磁性結合が解除される。その結果、第２リフトピン１１０ｂが初期位置（最下点）まで落下し、第１リフトピン１１０ａだけで基板２０を押し上げる。

すなわち、この変形例では可変カップリング手段として磁性体結合が用いられている。ストッパ１４１による停止力が第２リフトピン１１０ｂ側に作用するまでは磁石１５１とつば部材４１との磁性結合によってその結合状態は密であり、ストッパ１４１による停止力が第２リフトピン１１０ｂ側に作用すると磁石１５１とつば部材４１との磁性結合が強制的に解除されてその結合力は実質的に失われ、結合状態が解除される。

この変形例では、基板下降プロセスは第１リフトピン１１０ａだけを使用して基板２０の支持が行われるが、一般に、基板下降プロセスよりも基板上昇プロセスの方が基板２０に作用する力が大きいため、基板上昇プロセスだけで上記のような第２リフトピン上昇規制がなされても技術的に有意である。

もっとも、ストッパ１４１の先端もしくはつば部材４１の当接箇所に磁石１５１を設けて停止後の第２リフトピン１１０ｂを中間位置で維持するように変形すれば、基板下降プロセスと基板上昇プロセスとの双方で第２リフトピン１１０ｂによる基板支持作用を利用可能である。

また、実施形態の装置におけるストッパ１４１を設けずにリフトピン１１０ｂの昇降を案内する軸受け３３ａ（図８）を下方に延長し、軸受け３３ａとつば部材４１が当接することで、第２リフトピン１１０ｂの上昇を規制させる機構も利用可能である。

また、図９に例示するように、リフトピン押し上げ部材１３０ｂを省略して、支持枠１２０のうち第２リフトピン昇降機構ＰＤｂに対応する部分を上部に延長して支持枠突出部１２０ａとし、これと弾性体１４０とを直接に連結させてもよい。

この基板載置ステージ３０は、リニアコータの載置ステージに限らず、減圧乾燥の基板処理ステージ、加熱処理を行うためのホットプレート、冷却処理を行うためのクールプレート、さらには複数のプロキシミティピンなどであってもよい。

複数のプロキシミティピンを用いる場合の基板の「載置面」は、プロキシミティピンの先端の高さの面となる。

また、基板２０を載置面Ｓから上昇させるときに、リフトピン１１０が基板２０の外側部分を内側部分よりも先に突き上げ、それ以後も基板２０の外側部分を内側部分よりも高く支持して、基板２０を凹状に撓ませながら上昇させる場合がある。このように基板２０を凹状に撓ませながら載置面Ｓから上昇させる昇降機構にも、本発明は適用できる。

この種の昇降機構に本発明を適用した場合には、図１１に示すように、複数の第１リフトピン１１０ａのそれぞれの上昇限界高さにおいてこれら複数の第１リフトピン１１０ａの頂部をつなぐ仮想面を第１基準面ＰＬ１（これは図示状態で基板２０が作る面とほぼ一致する）とし、複数の第２リフトピン１１０ｂのそれぞれの上昇限界高さにおいてこれら複数の第２リフトピン１１０ｂの頂部をつなぐ仮想面を第２基準面ＰＬ２としたときに、第２基準面ＰＬ２が第１基準面ＰＬ１よりも下に存在するように各第２リフトピン１１０ｂの上昇高さを個別に規制する。

すなわち、本発明は、個々の第２リフトピン１１０ｂの上昇限界高さが第１リフトピン１１０ａの上昇限界高さよりも低く規制される場合のみならず、複数の第１リフトピン１１０ａからなる集合と、複数の第２リフトピン１１０ｂからなる集合とを考えたときに、全体として、第２リフトピン１１０ｂの集合の頂部が第１リフトピン１１０ａの集合の頂部よりも低くなるようにそれぞれの上昇限界高さを規制する場合も含むものである。

第２リフトピン１１０ｂの上昇限界高さ以下においては、図１０のように、第１リフトピン１１０ａと第２リフトピン１１０ｂとが、基板２０の下面に当接する。基板２０は凹状に撓みつつ、第１リフトピン１１０ａと第２リフトピン１１０ｂとにより支持されて、基板２０は上昇する。また、第２リフトピン１１０ｂの上昇限界高さ以上、かつ第１リフトピン１１０ａの上昇限界高さ以下においては、図１１のように、第１リフトピン１１０ａが基板２０の下面に当接する。基板２０は凹状に撓んだ状態のままで、第１リフトピン１１０ａにより支持されながら、第１リフトピン１１０ａの上昇限界高さまで上昇する。

このような昇降機構は、基板２０を上昇させる際に基板２０の周囲から空気を基板２０の下面側に早期に引き込むことによって、載置面Ｓからの基板２０の剥離を容易にするという利点がある。ただし、この図１０、図１１では凹状の基板２０を誇張して描いている。

第１基準面ＰＬ１と第２基準面ＰＬ２とが平面である場合が、図１〜図９を参照して説明した実施形態に相当し、第１基準面ＰＬ１と第２基準面ＰＬ２が凹面の場合が、図１０および図１１に示した例となっている。

基板処理装置の全体斜視図である。 基板昇降装置の要部ＸＺ断面略図である。 リフトピンの動作状態についてのＸＺ断面図である。 リフトピンの他の動作状態についてのＸＺ断面図である。 リフトピン群を支持するための支持枠についての上面図である。 ロボット搬送機構のアームが基板下面に進入したときの上面図である。 磁石を使用した変形例のＸＺ断面図である。 ストッパを使用しない場合の変形例についてのＸＺ断面図である。 リフトピン押し上げ部材を使用しない場合の変形例についてのＸＺ断面図である。 第２リフトピン上昇限界高さ以下で、基板を支持した場合における変形例についてのＹＺ断面図である。 第１リフトピン上昇限界高さ以下で、基板を支持した場合における変形例についてのＹＺ断面図である。

符号の説明

１ 基板処理装置
１０ 基板処理装置の本体
２０ 基板
３０ 基板載置ステージ
３２ 貫通孔
３３，３３ａ 軸受け
４１ つば部材
５０ ノズル機構
６０ ロボット
６１ 搬送アーム
８０ 制御機構
１００ 基板昇降装置
１０１ モータ
１０２ ボールねじ
１０３ ナット部材
１１０ リフトピン
１１０ａ 第１リフトピン
１１０ｂ 第２リフトピン
１２０ 支持枠（変位伝達部材）
１３０ａ，１３０ｂ リフトピン押し上げ部材
１４０ 弾性体
１４１ ストッパ
１５１ 磁石
ＰＤ リフトピン昇降機構
ＰＤａ 第１リフトピン昇降機構
ＰＤｂ 第２リフトピン昇降機構
Ｌｂ 基板の裁断予定線
Ｌａ 基板の外周縁
Ｒａ、Ｒｂ 付随領域
Ｒｍ 基板の実用領域
Ｓ 載置面

Claims (10)

1. 基板が載置される載置面を貫いて昇降するリフトピンによって、前記載置面に対する基板の昇降を行う基板昇降装置において、
   前記載置面の第１領域に配置され、前記載置面を貫いて昇降可能な第１リフトピンと、
   前記載置面の第２領域に配置され、前記載置面を貫いて昇降可能な第２リフトピンと、
   共通の駆動源からの駆動力を受けて、前記第１および第２リフトピンをそれぞれ昇降させる第１リフトピン昇降機構および第２リフトピン昇降機構と、
   を備え、
   前記第２リフトピン昇降機構が、
   前記第２リフトピンの上昇限界高さを前記第１リフトピンの上昇限界高さよりも低く規制する規制手段を備え、
   前記第２リフトピンの上昇限界高さ以下では、前記第１リフトピンと前記第２リフトピンとが、前記基板の下面に当接することを特徴とする基板昇降装置。
2. 請求項１に記載の基板昇降装置において、
   前記第２リフトピンの上昇限界高さ以下では、前記第１リフトピンと前記第２リフトピンとは、互いに同じ先端高さを維持して昇降駆動されることを特徴とする基板昇降装置。
3. 請求項２に記載の基板昇降装置において、
   前記第１および第２リフトピン昇降機構は、共通の変位伝達部材を介して前記駆動源に結合され、
   前記規制手段が、
   前記第２リフトピンの上昇中に、前記第２リフトピンに固定された部材に当接して前記第２リフトピンの上昇限界高さを規制する当接部材、
   を備えるとともに、
   前記第２リフトピン昇降機構が、
   前記変位伝達部材と前記第２リフトピンとの結合状態を、前記第２リフトピン側に加わる外力に応じて変化させる可変カップリング手段、
   を備えることを特徴とする基板昇降装置。
4. 請求項３に記載の基板昇降装置において、
   前記当接部材は、前記第２リフトピンに対する前記当接部材の当接高さが調整可能に設置されていることを特徴とする基板昇降装置。
5. 請求項３または請求項４に記載の基板昇降装置において、
   前記可変カップリング手段が弾性体を有することを特徴とする基板昇降装置。
6. 請求項３または請求項４に記載の基板昇降装置において、
   前記可変カップリング手段が磁性体を有することを特徴とする基板昇降装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の基板昇降装置において、
   前記第１領域は、前記基板が有する実用領域と付随領域とのうち、前記付随領域に対向する領域であり、
   前記第２領域は、前記基板の前記実用領域に対向する領域であることを特徴とする基板昇降装置。
8. 請求項１に記載の基板昇降装置において、
   前記第１リフトピンと前記第２リフトピンとは、それぞれ複数設置されており、
   複数の第１リフトピンのそれぞれの上昇限界高さにおいて前記複数の第１リフトピンの頂部をつなぐ仮想面を第１基準面とし、
   複数の第２リフトピンのそれぞれの上昇限界高さにおいて前記複数の第２リフトピンの頂部をつなぐ仮想面を第２基準面としたとき、
   前記第２基準面が前記第１基準面よりも下に存在し、
   前記第２リフトピンの上昇限界高さ以下では、前記第１リフトピンと前記第２リフトピンとが、
   前記基板の下面に当接しつつ前記基板を凹状に撓ませながら、前記基板を上昇させることを特徴とする基板昇降装置。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の基板昇降装置において、
   前記基板はフラットパネルディスプレイ用の基板であり、
   前記実用領域は、前記フラットパネルディスプレイの画像表示領域であり、
   前記付随領域は、前記基板のうち前記画像表示領域を除いた部分であることを特徴とする基板昇降装置。
10. 請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の基板昇降装置を備えることを特徴とする基板処理装置。

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