JP2010222103A - 搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】上下流工程への基板受け渡し時間を短縮することによる生産性向上と従来のプリベーク装置に起因する昇降ピンムラや吸着穴ムラなどの品質不良を生じることなく、プリベーク処理と同時に搬送可能なプリベーク搬送装置を提供する。
【解決手段】前工程ロボット１からガラス基板２を受け取る直前に加熱されたエアが浮上用加熱エアブローブロック５から吹き出され、ガラス基板２は浮上用の加熱エアブローブロック５上で浮いた状態となっている。投入部基板アライメント１６を用いてガラス基板のアライメントを実施する。加熱部チャックスライダー３の加熱部チャック４によりガラス基板２の搬送方向辺の片側を把持して、ガラス基板を固定する。次に後工程ロボット１０側へ浮上搬送する。ポジションＢでは、ポジションＡの浮上用加熱エアブローブロック５の搬送垂直方向配列と異なり、シフトさせて浮上用加熱エアブローブロック６を配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、カラーフィルタの着色インクを塗工した後にプリベーク処理を実施する際に使用するプリベーク用の搬送装置に関する。

基板の搬送装置をカラーフィルタを例にとって説明する。
液晶ディスプレイなどに用いられるカラーフィルタ（以下ＣＦ）の製造方法は従来からフォトリソグラフィーによる方法（以下、フォトリソ方式）が一般的であった。この方式では感光性レジストを角型のガラス基板に塗工し、露光、現像、乾燥の工程を複数回繰返すことで、一定の格子状カラーパターンを得ることができるものである。
一方で、近年基板の大型化が進むと共に、パネル価格の下落に伴ってＣＦのコストダウン要求も更に厳しくなってきており、フォトリソ方式に代わる新しいＣＦ製造方法の一つとしてインクジェット方式が採用されている。この方法では、インクジェットヘッドを用いてＢＭパターンに直接カラーパターンを複数色同時塗工していくため、フォトリソ方式で必要であった露光、現像等の工程を削減できるため、フットプリントを大幅に削減することが可能となる。塗工材料も必要最小量であり、更にフォトリソ方式で必要であった現像液等が不要となるため、ランニングコストも削減することが可能である。
いずれの方式の場合においても、ガラス基板とレジストまたはインクとの密着性を上げる為には本焼成（ポストベーク）する前に仮焼成（以下プリベーク）処理が必要となる。
従来のプリベーク装置は基板全面を裏面から熱処理するための加熱プレートと熱処理後の基板を常温に戻す為の冷却プレートを備えている。タクトアップに伴い、熱プレートと冷却プレートは複数段必要で、装置高さが高くなる。この為メンテナンスは高所作業となり、また熱プレートまたは冷却プレートのメンテナンスは引き出しが必要で、プリベーク装置周辺は広いメンテナンススペースを必要とした。また自装置内の処理で高さ方向のアクセスが必要な為、ロボットの設置が必須となる。
さらにプリベーク装置と前後装置の受け渡しするためには熱処理の他、プレートとの基板密着／開放のためのエアブロー、真空の切り替えや受け渡しピンの昇降動作が必要で、基板の大型化に伴い、真空吸着時の目標真空圧への到達や基板剥離時の大気開放に時間を要し、時間短縮にも限界があった。またガラス基板のプレート吸着状態から剥離時に基板が帯電し、パーティクルの吸着やガラス割れを起こしてしまう恐れもあった。品質面ではレジストやインキによっては前後工程との基板の受け渡しに用いる昇降ピン、熱プレートや冷却プレートに基板を密着固定するための吸着穴部の跡が製品に残ってしまいムラになってしまうという問題があった。これはピンによる支持部や吸着穴部とそれ以外の部分との間に温度差が生じ、跡が残ってしまう為である。前記問題に関しては昇降ピンの材質変更やプロセス条件の変更によりある程度、問題を低減できるが、限界があった。

特開２００２−１４８７９４号公報

本発明はかかる従来技術の問題点を解決するものであり、その課題とするところは、上下流工程への基板受け渡し時間を短縮することによる生産性向上と従来のプリベーク装置に起因する昇降ピンムラや吸着穴ムラなどの品質不良を生じることなく、プリベーク処理と同時に搬送可能なプリベーク搬送装置を提供することにある。

そこで、本発明者らは上記課題を解決するため、以下のような構成について発明を行った。
［請求項１］
少なくともエア源と、前記ヒータで加熱されたエアを吹き出す複数のエアーブローからなる基板を水平に浮上させるためのエアーブローブロックと、基板の上下位置を固定するチャックと、基板を前記チャックごと水平方向に可動させることができるチャックスライダーとを備えた搬送装置。
［請求項２］
基板の搬送方向にその長手方向が一致するように長尺の前記加熱エアブローブロックを複数並行して配したことを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
［請求項３］
前記エア源から供給されたエアを加熱するヒータを備え、このヒータにより加熱されたエアを加熱用の前記エアーブローブロックから吹き出すことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の搬送装置。
［請求項４］
冷却用のエアーを前記エアーブローブロックから吹き出すことを特徴とする請求項１又は２のいれかに記載の搬送装置。
［請求項５］
前記エアーブローブロックに用いられる材質の熱膨張係数が（２〜１０）×１０−６／℃であることを特徴とする請求項３のいずれかに記載の搬送装置。
［請求項６］
前記チャックは基板の片側をクランプすることにより、基板を固定することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の搬送装置。
［請求項７］
基板の塗工面上部方向に設けられた吸引ダクトを備えた請求項１〜６のいずれかに記載の搬送装置。

本発明によれば、長尺のエア浮上用ブロックは吹き出し面の平面精度及び吹き出し面と対面する固定面との平行度が保証されているので浮上量にバラツキ無く、ガラス基板を安定して搬送することができた。
また、ガラス基板搬送方向に長尺のエア浮上用ブロックを配し、搬送垂直方向に複数列の前記ブロックを配列することにより裏面から一定のピッチでエアの吹き出し口を設けることができる。これにより基板裏面よりエアを吹き出し、基板浮上を行うことができた。
本発明では、複数列並べた前記エア浮上用ブロックに対して分配直前に高温吹き出し可能なヒータとエアを供給することにより高温なエアを基板裏面にエア浮上用ブロックを通してエアの吹き出しを行う。
また、本発明では、前記エア浮上用ブロック材質に熱膨張係数が低いものを使用することにより、吹き出し口から高温のエアが吹き出されてもブロックの変形がない為、浮上量にバラツキが無く、安定した搬送が出来た。
また、本発明では、基板搬送方向辺の片側をクランプし、搬送する機構とエア浮上用ブロックから基板裏面に向かってエアを吹き出すことによりエア浮上搬送をすることができる。また吹き出し口から高温のエアを基板裏面に吹き出すことによってエア浮上搬送と同時にプリベーク処理を行うことができた。
本発明では、エア浮上用ブロックから基板裏面に向かってエアを吹き出すことにより基板のプリベーク処理を行うが、溶剤が蒸発する為、強制排気による溶剤分の回収を行う。
インクジェット塗工方式の場合、セル内に打込まれた凸型の液滴が温度分布の不均一部が形状不良となって乾燥し、その部分がムラとなるため、本発明のような温度が均一で非接触な処理が有効である。
以上説明したように、本発明は非接触処理搬送が可能な為、従来のプリベーク装置で発生しうる昇降ピンムラ、吸着穴ムラ、剥離帯電、パーティクル、基板たわみによるストレス、傷等もなく、生産性の高い装置を提供することができた。

本発明に係るプリベーク搬送装置の上面図を示す。 本発明に係る浮上部基板搬送方向断面図を示す。

本発明の搬送装置の実施形態の一例を着色インク塗工後のカラーフィルタ基板を搬送する場合を例について説明する。
まず、搬送装置に基板が送られてくる前段階では、カラーフィルタ用着色インクの基板への塗工工程が完了している。カラーフィルタ基板は本発明の搬送装置に導入される。
前工程ロボット１とプリベーク後の後工程ロボット１０との間に本発明のプリベーク搬送装置が設置される。本発明のプリベーク搬送装置はエアを用いて基板を浮上させて搬送する。同時に基板の加熱し、次に冷却を行う。つまり搬送と同時に着色インク塗工後のカラーフィルタ基板（ガラス基板２）のプリベークを行っている。
図１のＡ、Ｂは加熱エリアでＣ、Ｄは冷却エリアである。本発明の搬送装置の動作については以下に説明する。
前工程ロボット１からガラス基板２を受け取る直前に加熱されたエアが吹き出されている。ここで、エア源１５から供給されたエアは、フィルタ１４、減圧弁１３、バルブ１２、ヒータ１１をこの淳で通り、浮上用加熱エアブローブロック５から高温エアとして吹き出される。この際の加熱されたエアの吹出口温度は１００〜２００℃程度が望ましい。基板とインクの密着性ＵＰには１００℃以上必要で、恒温層ではない為、空気層による冷却を考慮すると上記温度範囲となる。

ガラス基板２は、エアを吹き付けられているので、浮上用の加熱エアブローブロック５上で浮いた状態となっている。浮上量は１００〜３００μｍ程度とすることが望ましい。
これは吹出口と基板とのギャップをもうけることで加熱エアを局部的に与えることなく、
拡散させ、ガラス基板温度の均熱化をはかるねらいがある。
この時に投入部基板アライメント１６を用いてガラス基板２のアライメントを実施する。ガラス基板がアライメントされた状態で加熱部チャックスライダー３の加熱部チャック４によりガラス基板２の搬送方向辺の片側を把持して、ガラス基板を固定する。

次に加熱部チャック５を後工程ロボット１０側へ浮上搬送する。この際搬送と同時にガラス基板２の裏面が加熱され、ガラス基板２に塗工された膜が乾燥されて半乾燥膜となる。
浮上用加熱エアブローブロック５から吹き出した加熱エアは局部的ではなく拡散するため、吹き出し部近傍とそれ以外の箇所で乾燥状態に違いが出て基板にムラが出ることはない。
しかし、本実施例では様々なレジスト、インクが使用されることを考慮し、図１に示す受け渡しポジションＡと次のポジションＢではポジションＡの浮上用加熱エアブローブロック５の搬送垂直方向配列と異なり、シフトさせて浮上用加熱エアブローブロック６を配置すると、さらにムラを減少させる効果を奏する。

加熱エリアＡ、Ｂではガラス基板２に塗工されたレジストまたはインクの溶剤分が蒸発するため、排気ダクト１８を設けて溶剤を回収してもよい。加熱部チャック４は冷却エリアＣまで移動するようになっている。

ここで冷却部チャクスライダー７の冷却部チャック８でガラス基板２の持ち替えを行う。冷却部チャック８でガラス基板２を把持した後、加熱部チャック４が把持を止め、受渡しポジションＡに戻り、次の基板が来るまで待機する。
冷却エリアＣ、Ｄは浮上用冷却エアブローブロック９が配置されており、ガラス基板２の裏面に向かって冷却エアを吹き出し、冷却部チャック８にてＤまでエア浮上搬送させ、加熱されたガラス基板２の冷却を行う。この冷却の際のエアの温度は２２〜２４℃程度が望ましい。理由は加熱後のガラス基板をクリーンルーム内温度（２３±１℃）雰囲気に
基板をなじませるためである。

冷却部チャック８がガラス基板２を開放した後、排出部基板アラインメント１７で基板のアライメントを実施する。その後工程ロボット１０のハンドがガラス基板２を吸着した後、排出部基板アライメント１７を開放し、後工程との受け渡しは完了する。これにより一連のプリベーク処理は完了する。

１・・・前工程ロボット、２・・・ガラス基板、３・・・加熱部チャックスライダー、４・・・加熱部チャック、５・・・浮上用加熱エアブローブロック、６・・・浮上用加熱エアブローブロック、７・・・冷却部チャックスライダー、８・・・冷却部チャック、９・・・浮上用冷却エアブローブロック、１０・・・後工程ロボット、１１・・・ヒータ、１２・・・バルブ、１３・・・減圧弁、１４・・・フィルター、１５・・・エア源、１６・・・投入部基板アライメント、１７・・・排出部基板アライメント、１８・・・吸引ダクト

Claims (7)

1. 少なくともエア源と、前記ヒータで加熱されたエアを吹き出す複数のエアーブローからなる基板を水平に浮上させるためのエアーブローブロックと、基板の上下位置を固定するチャックと、基板を前記チャックごと水平方向に可動させることができるチャックスライダーとを備えた搬送装置。
2. 基板の搬送方向にその長手方向が一致するように長尺の前記加熱エアブローブロックを複数並行して配したことを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記エア源から供給されたエアを加熱するヒータを備え、このヒータにより加熱されたエアを加熱用の前記エアーブローブロックから吹き出すことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の搬送装置。
4. 冷却用のエアーを前記エアーブローブロックから吹き出すことを特徴とする請求項１又は２のいれかに記載の搬送装置。
5. 前記エアーブローブロックに用いられる材質の熱膨張係数が（２〜１０）×１０−６／℃であることを特徴とする請求項３のいずれかに記載の搬送装置。
6. 前記チャックは基板の片側をクランプすることにより、基板を固定することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の搬送装置。
7. 基板の塗工面上部方向に設けられた吸引ダクトを備えた請求項１〜６のいずれかに記載の搬送装置。

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