JP2021011383A - 基板搬送装置および基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】上載せローラによって基板表面に与える衝撃を最小限に抑えながら、基板搬送が可能な基板搬送装置を提供する。【解決手段】複数の搬送軸４と、搬送軸４に設けられる基板の下面を支持する複数の搬送ローラ５および基板の幅方向両端部の下面を支持する端部支持ローラ６と、搬送軸４の少なくとも一端部と他端部の上方に搬送軸と平行に対向させて回転可能に支持された上載せローラ軸７と、上載せローラ軸７の端部支持ローラ６と対向する部分に設けられる一対の上載せローラ８とを有し、上載せローラ８は上載せローラ軸７に対して上下動可能なように、弾性体を介して取り付けられていることを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、基板搬送装置および基板処理装置に関する。

例えば液晶表示装置用のガラス基板を処理する装置においては、基板を搬送しながら、その途中に設けたノズルから、処理液あるいは処理気体等（以下、総称して「処理流体」という。）が供給される。

基板は、回転する搬送ローラによって搬送されることが多いが、基板が大型化すると、基板の搬送力を増すため、搬送ローラと対向させて上載せローラが設けられることがある。上載せローラを設けることで、搬送ローラと基板との間の摩擦力が高められ、基板の搬送力が増加する。

特開平１１−１００９６号公報

従来装置において、上載せローラを支持するローラ軸の重量を、上載せローラによる基板への押し付け力とする構成では、上載せローラによる必要とする押し付け力を高めようとする程、長いローラ軸を設ける必要がある。ローラ軸が長くなると、このローラ軸が障壁となり、供給部から基板に供給される処理流体の供給状態にむらが生じる。よって、品質の良い基板処理が難しくなる。

本発明は、処理流体を用いる基板処理において、品質の良い基板処理を行なうことが可能な、基板搬送装置および基板処理装置を提供することを目的とする。

本発明の基板搬送装置は、軸方向の両端部が回転可能に支持され基板の搬送方向に対して、軸線を交差させて所定間隔で平行に配置された複数の搬送軸と、前記搬送軸にそれぞれ設けられ、前記基板の幅方向両端部を除く部分の下面を支持する複数の搬送ローラと、前記搬送軸にそれぞれ設けられ、前記基板の幅方向両端部の下面を支持する一対の端部支持ローラと、前記搬送軸の少なくとも一端部と他端部の上方に軸線を前記搬送軸と平行に対向させて回転可能に支持された上載せローラ軸と、前記上載せローラ軸における前記一対の端部支持ローラと対向する部分に設けられ、前記端部支持ローラによって幅方向の端部下面が支持された前記基板の幅方向の端部上面を押圧する一対の上載せローラと、を有し、前記上載せローラは、前記上載せローラ軸に対して上下動可能なように、弾性体を介して取り付けられていることを特徴とする。

本発明によれば、処理流体を用いる基板処理において、品質の良い基板処理を行なうことが可能となる。

本発明の第１の実施形態である搬送装置の全体構成図を示す縦断面図。 図１におけるＡ−Ａ矢示図。 図２における、上載せローラ軸が設けられた搬送軸の一端部を示す拡大図。 上載せローラの動作説明図。 上載せローラの変形例を説明する図。

（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら実施形態について説明する。

図１、図２に示すように、本実施形態にかかる基板処理装置１００は、処理室１を備えている。この処理室１は、長手方向一端に搬入口２、他端に搬出口３が形成され、内部に、基板Ｗを水平状態で搬送するための搬送装置Ｃが設けられる。搬送装置Ｃは、処理室１の長手方向に対して所定間隔で互いに平行に回転可能に設けられた複数の搬送軸４を有する。各搬送軸４には複数の搬送ローラ５が軸方向に所定間隔で設けられていて、基板Ｗの搬送路を形成する。搬送ローラ５は、搬送軸４に固定されて搬送軸４とともに回転し、基板Ｗを矢印ａ方向に搬送する。搬送ローラ５の外周面には取り付け溝５ｂが形成されており、この取り付け溝５ｂには、耐薬品性を有する弾性材料、たとえばフッ素樹脂などによって形成されたＯリング５ａが装着されている（図３参照）。搬送軸４における、搬送される基板Ｗの幅方向両端部に対向する位置には、搬送ローラ５と同じ材料によって同じ形状に形成された端部支持ローラ６が設けられる。なお、本明細書でいう「端部」は、基板Ｗの厳密な端部のみならず、端部付近を含む意味とする。各搬送ローラ５は、基板Ｗの幅方向両端部を除く部分の下面を支持し、各端部支持ローラ６は、基板Ｗの幅方向両端部の下面を支持する。

搬送路を介して、搬送軸４の上方には、上載せローラ軸７が設けられる。本実施形態では、図１に示すように、隣接する３本の搬送軸４と対向して、上載せローラ軸７が設けられる。対応する搬送軸４と上載せローラ軸７との軸芯（軸線）は互いに平行で、基板Ｗの搬送方向ａに対して直交する方向に延びるように配置される。

図３に示すように、上載せローラ軸７には、上載せローラ８が支持される。上載せローラ８は、上載せローラ軸７に対応する搬送軸４に設けられる端部支持ローラ６と対向するように設けられる。この上載せローラ８は、端部支持ローラ６によって幅方向の端部下面が支持された基板Ｗの幅方向の端部上面を押圧する。

図４に示すように、上載せローラ８は、内輪９、外輪１０、ばね１１を有して構成される。内輪９は、上載せローラ軸７に固定支持される。ばね１１は圧縮コイルばねで、内輪９と外輪１０との間に圧縮した状態で、かつ内輪９の外周に沿って同じばね１１が等間隔に複数本介在される。各ばね１１は、内輪９の中心軸に対して放射状に延びる向きで配置され、各ばね１１における内輪側の一端は内輪９の外周面に、他端は外輪１０の内周面に、それぞれ接触するように配置される。外輪１０は、フッ素樹脂などの耐薬品性を有する材料によって形成される。外輪１０は、回転に関しては内輪９と一体で回転可能であるが、径方向に関しては、ばね１１を介し内輪９に対して移動可能とされる（図４（ｂ）参照。）。これは、ばね１１の各端部のそれぞれが内輪９と外輪１０とに固定支持され、内輪９の回転動がばね１１を介して外輪１０に伝達されることで実施できる。なお、内輪９の外周面と外輪１０の内周面とにばね１１の装着位置に対応するように複数の凹部（図示しない。）を形成し、ばね１１をこの凹部に圧縮状態で嵌め込む構成としても良い。つまりこの場合は、内輪９の外周面と外輪１０の内周面とにばね１１を固定支持させない。さらに、ばね１１が嵌め込まれた凹部に図示しないカバーを設けることで、ばね１１が外へ飛び出すことを確実に防止することもできる。なお、ばね１１の支持構造としては、他の周知技術を採用することも可能であり、詳細は省略する。要は、内輪に対し外輪が径方向に移動できる構成（少なくとも上下動できる構成）とされる。

外輪１０の外周面には取付け溝１０ｂが形成されており、この取付け溝１０ｂには耐薬品性を有する弾性材料、たとえばフッ素樹脂などによって形成されたＯリング１０ａが装着される。

図３に示すように、各搬送軸４の両端部は、処理室１の側壁１０１に設けた軸受１０２によって回転可能に支持される。また上載せローラ軸７は、側壁１０１に軸受１０３によって片持ち状態で、回転可能に支持される。各搬送軸４は、処理室１の外部に設けられた、不図示のモータを駆動源とする駆動装置により、同じ方向、図１においては時計方向に回転させられる。また上載せローラ軸７と、この上載せローラ軸７に対応する搬送軸４とは、不図示の歯車どうしを介して動力的に連動されていて、搬送軸４が回転すると、上載せローラ軸７は、図１において反時計方向に回転させられる。

搬送ローラ５による基板Ｗの搬送路の上方には、ノズル１２が設けられる。ノズル１２からは、基板Ｗを処理するための処理流体（洗浄液、乾燥気体等）が供給される。

基板処理装置１００において、搬送ローラ５の回転駆動、ノズル１２からの処理液の供給動作等は、制御装置１３により制御される。

次に、基板処理装置１００の動作について説明する。

処理室１の搬入口２から、液晶表示装置に用いられる、矩形状のガラス製の基板Ｗが搬入される。処理室１内に搬入された基板Ｗは、下面を、搬送軸４に設けられた搬送ローラ５に支持されて水平状態で搬送される。図４（ａ）は、基板Ｗの上に上載せローラ８が乗る前の状態を示している。このとき、上載せローラ８は、端部支持ローラ６と当接しており、上載せローラ８の外輪１０と内輪９とは、同芯状態である。

図４（ｂ）は、上載せローラ８が、搬送される基板Ｗに当接した状態を示す。内輪９は上載せローラ軸７に対し、上下方向においては固定されているので、外輪１０が内輪９に対し、上動する。この時、外輪１０における基板Ｗとの接触部分近辺に対応するばね１１は縮む。一方、ばね１１の端部が外輪１０に固定支持されている構成の場合には、外輪１０における基板Ｗとの接触部分と反対側近辺に対応するばね１１は伸びる。従って、外輪１０は、上載せローラ軸７に対して下方へ付勢力を受けることになり、この付勢力が、基板Ｗへの押し付け力の一部となる。搬送ローラ５と上載せローラ８のさらなる回転により、基板Ｗがさらに搬送されてノズル１２の下方に達すると、ノズル１２から処理流体が基板Ｗに供給される。基板Ｗが上載せローラ８を通過し、上載せローラ８が基板Ｗの上から離れると、外輪１０の位置は図４（ａ）の状態に戻る。そして、処理の終了した基板Ｗは、搬出口３から搬出される。

ここで、上載せローラ８と端部支持ローラ６との間に基板Ｗが入り込むときに、基板Ｗが受ける力について説明する。

搬送される基板Ｗによって、上載せローラ８の外輪１０が内輪９に対して上昇すると、基板Ｗの表面には、外輪１０の自重と、先に説明したばね１１の付勢力とが加わることになる。

このように、本実施の形態においては、ばね１１の付勢力を、上載せローラ８の基板Ｗに対する押し付け力として用いる構成とした。このため、上載せローラによる必要とする押し付け力を得るために、従来のような、長い上載せローラ軸７を設ける必要がない。上載せローラ軸７を短くできるので、基板Ｗに供給される処理流体の供給の障壁となることが防止できる。従って、処理流体の供給状態にむらを防止でき、品質の良い基板処理を行なうことができる。

また、上載せローラ８による基板Ｗへの押し付け力は、ばね１１のばね定数を変えれば容易に変更、調整できる。

また、上載せローラ８を、内輪９、外輪１０、その間に配置されたばね１１を有する構成としたので、基板Ｗが外輪１０に当接した時の衝撃を、ばね１１で吸収させることが可能で、衝撃による基板Ｗの割れ、欠け等を防止することも可能である。

なお、上記の実施形態においては、搬送軸４の一端部と他端部の上方にそれぞれ、片持ち状態の上載せローラ軸７を設けるようにした。ばね１１の付勢力を、上載せローラ８による、基板Ｗに対する押し付け力として用いるという点では、上載せローラ軸７を搬送軸４と同じ長さにして搬送軸４の上方に対向して配置し、その上載せローラ軸７の両端部付近において、搬送軸４に設けられた端部支持ローラ６と対向する位置にそれぞれ上載せローラ８を設けるようにしてもよい。この場合、その上載せローラ軸７は両持ち状態とされる。

さらに、ばね１１を内輪９と外輪１０とに固定支持した例を説明したが、ばね１１を内輪９と外輪１０との間に介在させるだけで、内輪９、外輪１０とに固定支持させない場合（つまり、ばね１１自身の応力によって保持される場合）には、外輪１０が内輪９（上載せローラ軸７）に対して上昇しても、基板Ｗに接していない側に位置するばね１１の応力が基板Ｗにかかることがなく、基板Ｗに接している部分のばね１１の応力のみが基板Ｗ表面にかかるようにすることも可能である。このように内輪９と外輪１０との間にばね１１を介在させるだけとした場合にも、上載せローラ８が、搬送される基板Ｗに当接した状態となるときに、外輪１０は内輪９に対して上昇するが、上載せローラ軸７と、この上載せローラ軸７に支持される内輪９は上昇しない。

このように構成された基板処理装置１００によれば、基板Ｗ表面に与える衝撃を最小限に抑えながら、基板Ｗを良好に搬送しつつ、品質の良い基板Ｗの処理を行うことができる。
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、上載せローラ軸７が駆動源を持たない例である。第１の実施形態では、搬送軸４と上載せローラ軸７とを歯車等で連動させた。これに対し、第２の実施形態は、上載せローラ軸７と搬送軸４とを連動させる歯車等を有していない点が、第１の実施形態と相違する。

本実施形態では、上載せローラ軸７は、図３に示した側壁１０１に、軸受１０３によって、回転自在に支持される。上載せローラ８は、内輪９が上載せローラ軸７に固定支持される。従って、基板Ｗが搬送されてきて、上載せローラ８の外輪１０が基板Ｗの上に乗ると、外輪１０は内輪９に対して上動するとともに、基板Ｗの移動に伴って、上載せローラ軸７と上載せローラ８は一体的に回転することになる。

本実施形態においては、第１の実施形態と同じ作用効果を有する。
（第３の実施形態）
第３の実施形態は、上載せローラ軸７を固定支持とし、この上載せローラ軸７に、上載せローラ８を回転支持した点が、第２の実施形態と相違する。

図３において、上載せローラ軸７は、側壁１０１に固定支持される。そして、図５に示すように、上載せローラ８は、回転軸受２０を介して上載せローラ軸７に支持される。図５では、回転軸受としてボールベアリングが用いられる。

このように構成することで、上載せローラ８は回転軸受２０によって、上載せローラ軸７に対して回転自在に支持される。そして基板Ｗが搬送されてきて、上載せローラ８の外輪１０が基板Ｗの上に乗ると、外輪１０は内輪９に対して上動するとともに、基板Ｗの移動に伴って、上載せローラ８は上載せローラ軸７に対して回転することになる。

本実施形態においては、第１、第２の実施形態と同じ作用効果を有する。

いくつかの実施形態を説明したが、上記の各実施形態においては、弾性体として、上載せローラの内輪と外輪との間に放射状にばねが設けられている例を示したが、これに限らない。たとえば、内輪と外輪との間に弾性を有するゴム素材を介在させるようにしてもよい。

また、上記の各実施形態においては、各搬送軸４が、基板Ｗの搬送方向ａに対して、軸線を直交させて所定間隔で平行に配置されている例を示したが、これに限らない。たとえば、各搬送軸４が、基板Ｗの搬送方向ａに対して、軸線を交差させて所定間隔で平行に配置されてもよい。

また、上記の各実施形態においては、上載せローラ軸７は、側壁１０１に支持されているものとして説明したが、搬送対象の基板Ｗを変更する場合などにおいて、搬送ローラ５と上載せローラ８との間隔を基板の厚さに応じて調整するために、搬送ローラ５と上載せローラ８との間隔を調整できる調整機構を有するようにして良い。すなわち、搬送対象の基板の厚みが厚くなる場合には、搬送軸４に対して上載せローラ軸７を離すように位置を調節し、基板の厚みが薄くなる場合には、搬送軸４に対して上載せローラ軸７を近づけるように調整する。

また、基板は液晶表示用の基板に限られず、処理流体を用いた処理する基板処理であれば本発明は適用できる。

また、隣接する３本の搬送軸４と対向して、上載せローラ軸７を設けた例を説明したが、本数は任意で構わず、１本以上であればよい。

また、基板Ｗが上載せローラ８と当接するまでの間において、上載せローラ８と端部支持ローラ６とが当接している例を説明したが、上載せローラ８と端部支持ローラ６とが離間しているように構成しても構わない。

また、基板Ｗが搬送ローラ５によって水平状態で搬送されるように構成し、基板Ｗの幅方向の両端部の上面を上載せローラ８を用いて押圧するように構成したが、基板Ｗを所定の傾斜角度で支持して搬送するものであっても良い。つまり、基板Ｗを、基板Ｗの搬送方向と直交する方向に所定の角度で傾斜させた状態で搬送（以下「傾斜搬送」という。）するようにしてもよい。

基板Ｗを傾斜搬送する場合、上載せローラ８は、基板Ｗの傾斜方向における下端部側の上面を上載せローラ８を用いて押圧するようにしても良い。基板Ｗを傾斜搬送する場合には、基板Ｗの傾斜方向における基板Ｗの下端を支え、搬送力を与えるガイドローラを新たに設けることとなる。この場合、搬送ローラ５は、基板Ｗの背面を支持して搬送力の一部を担うものの、主な搬送力はガイドローラによって与えられることになる。基板Ｗが水平状態で搬送される場合には、基板Ｗが蛇行しないように、基板Ｗの幅方向の両端部の上面を上載せローラ８を用いて押圧すると好ましい。これに対し、傾斜搬送の場合には、基板の重量の一部がガイドローラに加わることから、蛇行の可能性が水平搬送に比べると少なくなる。そのため、基板Ｗの傾斜方向における下端部側の上面部分だけを上載せローラ８を用いて押圧することで、基板Ｗを蛇行させることなく搬送することができる。もちろん、傾斜搬送の場合においても、上載せローラ８を、基板Ｗの傾斜方向における下端部側と上端部側の両方に配置しても構わない。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１００ 基板処理装置
１ 処理室
１０１ 側壁
１０２ 軸受
１０３ 軸受
２ 搬入口
３ 搬出口
４ 搬送軸
５ 搬送ローラ
５ａ Ｏリング
６ 端部支持ローラ
７ 上載せローラ軸
８ 上載せローラ
９ 内輪
１０ 外輪
１０ａ Oリング
１１ ばね
１２ ノズル
１３ 制御装置
Ｗ 基板
Ｃ 搬送装置
ａ 基板搬送方向

Claims (5)

1. 軸方向の両端部が回転可能に支持され基板の搬送方向に対して、軸線を交差させて所定間隔で平行に配置された複数の搬送軸と、
   前記搬送軸にそれぞれ設けられ、前記基板の幅方向両端部を除く部分の下面を支持する複数の搬送ローラと、
   前記搬送軸にそれぞれ設けられ、前記基板の幅方向両端部の下面を支持する一対の端部支持ローラと、
   前記搬送軸の少なくとも一端部と他端部の上方に軸線を前記搬送軸と平行に対向させて回転可能に支持された上載せローラ軸と、
   前記上載せローラ軸における前記一対の端部支持ローラと対向する部分に設けられ、前記端部支持ローラによって幅方向の端部下面が支持された前記基板の幅方向の端部上面のうち少なくとも一方を押圧する上載せローラと、を有し、
   前記上載せローラは、前記上載せローラ軸に対して上下動可能なように、弾性体を介して取り付けられていることを特徴とする基板搬送装置。
2. 前記上載せローラは、外輪と内輪を含み、前記外輪と前記内輪との間に弾性体が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の基板搬送装置。
3. 前記弾性体は、前記外輪と前記内輪のいずれにも固定されることなく、前記外輪と前記内輪との間に自身の応力によって保持されることを特徴とする請求項２記載の基板搬送装置。
4. 前記弾性体は、前記外輪に設けられた溝に嵌め込まれていることを特徴とする請求項２または３記載の基板搬送装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかにかかる基板搬送装置によって搬送される基板に対して、処理流体を供給して処理する機構を有する基板処理装置。

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