JP5446462B2 - 枚葉基板搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示パネルなどの製造に用いられるカラーフィルタ基板等のガラス基板、半導体ウエハ、半導体製造装置用のマスク基板、プリント基板等の各種板状枚葉基板を搬送する枚葉基板搬送装置に関する。

半導体や液晶等の塵埃を嫌う業界で用いられる枚葉搬送ユニットとして、従来、コロ搬送コンベアによる接触搬送が一般的に用いられてきた。図1に示す通り、単純にコロの上部にガラス等の基板を置き、上記コロをモーター等の駆動手段で回転させることで搬送させることができる。

例えば、液晶表示パネルの製造に用いられるカラーフィルタ基板は、透明ガラス基板を構造的支持体として備え、その画面観察者側の反対側（背面側）は多数の画素領域に区分され、画素領域と画素領域の境界に位置する画素間部位には遮光層（ブラックマトリクス：以下ＢＭと略称する）のパターンが設けられ、画素領域のそれぞれには着色画素が配置されている。着色画素は、画素ごとに透過光を着色するもので、一般に、光の三原色に相当する赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の三色の着色画素を配列している。なお、前記ＢＭは、これら各色に着色された透過光の混色を防止するもので、従来は金属クロムの皮膜が使われていたが、近年ではカーボンブラック等の黒色顔料を分散した感光性樹脂が主流になっている。

そして、カラーフィルタ基板には、着色画素による段差を埋めるオーバーコート層を設けるか、または、表面を研磨・平坦化した後、ＩＴＯ透明電極を設け、更に、必要に応じてＰＳ（Ｐｈｏｔｏ Ｓｐａｃｅｒ）／ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ：広視野角用突起）を設けて、液晶パネル製作工程に送られる。

カラーフィルタ基板の代表的な製造方法として、感光性樹脂に顔料を分散した色材を用いたフォトリソグラフィー技術が用いられている。一般的な製造工程としては、ガラス基板の投入からはじまり、ＢＭの形成、Ｒ，Ｇ，Ｂ各着色画素の形成へと進むが、それぞれの工程において、ガラス基板の事前洗浄、感光性樹脂液の塗布、溶剤の乾燥、プレベーク、パターン露光、現像、ポストベーク、検査が繰り返され、コロ搬送コンベアによる接触搬送が一般的に用いられている。更に、スパッタリング法によるＩＴＯ透明電極の形成、フォトリソグラフィー技術によるＰＳ／ＶＡの形成と、非常に長い製造工程となる。カラーフィルタ基板には高い信頼性が求められるが、上記したように非常に長い製造工程の長いラインを連続的に長期間稼動させた際、コロ接触により、基板裏面へ汚れが転写するような不良が経時で発生する場合がある。

例えば、上記した現像工程では、カラーフィルタ基板の裏面に不要なパターンが形成され不良品を発生させることがある。カラーフィルタ基板は、前工程から搬送され、搬送ローラで搬送されながら現像部において現像液により現像され、その後水洗部において水洗水により水洗され、乾燥部において水切りエアナイフからのドライエアにより乾燥され、後工程へと搬送される。ここで、現像部で現像されるカラーフィルタ基板の裏面には、微量ではあるが現像・除去された着色レジストの滓が付着し、この裏面に付着した微量の滓は、カラーフィルタ基板の裏面から搬送ロールの表面に転移される。このローラ表面に転移した微量の滓は、多数のカラーフィルタ基板を連続して現像処理していると、次第に搬送ロ−ラの表面に堆積し、搬送ローラの表面で着色フォトレジストの滓の塊となる。この塊は、ある時期に、搬送ロ−ラの表面から剥がれ、後続するカラーフィルタ基板の裏面に転移・付着する。

この後続するカラーフィルタ基板の裏面に転移・付着した着色フォトレジストの滓の塊は、水洗部において洗浄・除去されずに現像装置から搬出されると、あと工程にあるベーキング処理において硬化され、裏面に固着してしまうことになる。このようにして、裏面に固着した着色フォトレジストの滓は、カラーフィルタとしては不要なパターンが裏面に形成されていることになり、不良品となる。

上記した不良発生への対策として、例えば、特許文献１では、カラーフィルタ基板用現像装置の現像部と水洗部との間のスペース部に位置する現像直後の搬送ローラが、搬送ローラのコロの下部を水洗水に浸漬するように、水洗水を満たしたコロ洗浄槽を具備した搬送ローラが開示されている。また、特許文献２では、乾燥した基板を搬送ローラで搬送する際に、基板と搬送ローラの接触、離反や摩擦によって静電気によって基板とコロ部材が帯電し、空中の汚染物質が付着して基板の品質低下を防ぐ目的で、搬送ローラに帯電防止液を供給する液供給部を有する基板搬送装置が開示されている。

近年、大型薄型テレビ市場の拡大につれて、カラー液晶表示装置に用いるガラス基板は年々大型化し、最近では第６世代（Ｇ６：１５００ｍｍ×１８００ｍｍ）、あるいは第８世代（Ｇ８：２１６０ｍｍ×２４００ｍｍ）と呼ばれる大型ガラス基板が使われており、更には、第１０世代（Ｇ１０：２８５０ｍｍ×３０５０ｍｍ）の生産が準備されている。それに伴い、コストダウンやカラーフィルタの高品質化への要求はますます強くなっている。搬送ローラを用いた基板搬送装置では、上記した特許文献で提案されている方法も含めて、対策として、定期的にコロを清掃する運用が必要となる。しかし、装置の大型化によって、業務負荷が大きい。さらに全コロを自動清掃するためには、多大な費用を要する。

特開２００２−１６２５１６号公報 特開２００４−１２７９９８号公報

本発明は上記した事情と問題点に鑑みてなされたもので、基板接触部材を定期的に自動清掃可能な構成を安価に構築し得る枚葉搬送ユニットを適用することで、現像装置のようなウェット搬送設備だけでなく、プロセス装置、検査装置等のドライ搬送設備へも適用可能な枚葉基板搬送装置を提供することを課題としている。

本発明の請求項１に係る発明は、複数本のワイヤーを、ループ状に回転駆動可能な軸間に、お互いに平行に張架して形成された搬送部を有し、ループ状ワイヤーの上方側に基板を担持して、ループ状にワイヤーを回転駆動させ基板を搬送する枚葉基板搬送装置において、前記搬送部の下方側の前記ループ状ワイヤーが基板とは接触しない位置で、ループ状に回転駆動中にワイヤーを洗浄する自動洗浄機構を具備している枚葉基板搬送装置であって、
前記自動洗浄機構が、各々のワイヤーを挟み込む形で押し付け合うように配置された回転清掃用具で該ワイヤーを洗浄液で湿らせた状態で洗浄する手段と、洗浄後該ワイヤーを乾燥する手段とを備えているとともに、
前記ワイヤーを洗浄する回転清掃用具が、各々のワイヤーを挟み込む形で押し付け合うワイヤー洗浄位置と、回転清掃用具同士が押し付け合う待機位置に移動できる駆動手段を有していることを特徴とする枚葉基板搬送装置である。

また、本発明の請求項２に係る発明は、複数本のワイヤーを、ループ状に回転駆動可能な軸間に、お互いに平行に張架して形成された搬送部を有し、ループ状ワイヤーの上方側に基板を担持して、ループ状にワイヤーを回転駆動させ基板を搬送する枚葉基板搬送装置において、前記搬送部の下方側の前記ループ状ワイヤーが基板とは接触しない位置で、ループ状に回転駆動中にワイヤーを洗浄する自動洗浄機構を具備している枚葉基板搬送装置であって、
前記自動洗浄機構が、各々のワイヤーを挟み込む形で押し付け合うように配置された回転清掃用具の前後に、現像液もしくは洗浄液が満たされた該ワイヤーが浸漬して湿潤状態とするディップ槽を備えているとともに、
前記ワイヤーを洗浄する回転清掃用具が、各々のワイヤーを挟み込む形で押し付け合う
ワイヤー洗浄位置と、回転清掃用具同士が押し付け合う待機位置に移動できる駆動手段を有していることを特徴とする枚葉基板搬送装置である。

本発明の枚葉基板搬送装置は、ガラス等の基板と接触するワイヤーに設置された自動清掃機能により、基板搬送中に常時、ワイヤーを洗浄することが可能となる。多数のコロ部材を多量に用い連動して駆動させる従来のロール搬送装置に比較して、安価に構成可能なループ状ワイヤーを駆動させて基板を保持搬送し、基板とは接触しないループ状ワイヤーの下側の位置で、ワイヤーを回転駆動中に洗浄する構造のため、汚れ不良を手軽に軽減することができる。また、定期的に清掃を行っているため、大規模な清掃を行うことも無く、無駄な時間ならびに費用を抑えられることができる。

また、ワイヤーを洗浄液で湿らせた状態で洗浄する手段と、洗浄後該ワイヤーを乾燥する手段とを備えているため、プロセス装置、検査装置等のドライ搬送設備に適用可能である。

また、請求項２に記載する本発明の枚葉基板搬送装置は、ワイヤー洗浄する回転清掃用具の前後に、現像液もしくは洗浄液が満たされたディップ槽を備えて、ワイヤーを常に湿潤状態とするため、現像装置のようなウェット搬送設備に適用可能である。

また、これらの本発明の枚葉基板搬送装置は、ワイヤーを洗浄する回転清掃用具を、ワイヤー洗浄位置と、待機位置に移動できる駆動手段を有している。これにより、清掃用ブラシ等の回転清掃用具の交換が容易に可能となる。また、押し付けあった状態でワイヤーを挟み込み、自動的にワイヤーの清掃を行うが、その状態だと前記駆動手段ブラシ部の上下又は前後駆動のみでブラシ自体の清掃も行うことができる。

従来のコロ搬送コンベアを斜視で示した模式図。 本発明の枚葉基板搬送装置に係る枚葉搬送ユニットの一例を斜視で示した模式図。 本発明に係る、ドライ搬送設備（ａ）とウェット搬送設備（ｂ）に適用したワイヤー自動洗浄機構の説明図。 本発明に係る、1例の自動洗浄機構の、回転清掃用具の駆動と回転清掃用具の清掃方法の説明図。

以下に本発明の枚葉基板搬送装置を、一実施形態に基づいて説明する。

本発明の枚葉基板搬送装置においては、ワイヤー自動清掃機能付き枚葉搬送ユニットにおいて、図２に示す通り、基板（１）に接触可能な樹脂を被覆したワイヤー（２）をループ状に、基板搬送方向に平行に必要本数テンションを掛けて駆動可能な軸（３）間に張り、軸（３）をモーター（表示せず）等で回転させることでル−プ状ワイヤーを駆動させ、基板を搬送する。

ここで、基板搬送用のワイヤー（２）としては、鋼線などの金属製ワイヤーやポリエステル等の高分子繊維からなるワイヤーに、たとえばポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂を表面が平滑になるように被覆したものが使用できる。表面に被覆される樹脂はガラス基板と直接接触するため、不活性で、洗浄・清掃しやすいものが好ましく、ＰＰ以外にもＨＤＰＥやＰＰ系のエラストマー等のポリオレフィン系樹脂、硬質塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアセタール樹脂、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ等のフッ素樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂等が好ましく使用できる。また、ベースのワイヤーとしては、その断面形状が円のもの以外にも、帯状や、多角形状、中空状であってもかまわない。

この際、乾燥したガラス等の基板を搬送するドライ搬送設備においては、図３（ａ）に示すように、ループ状ワイヤー搬送部の下方側の基板とは接触しない位置で、水等で湿らせたブラシ等の回転清掃用具（４）でワイヤー（２）を洗浄し、その後エアナイフ（５）等で乾燥させるようなワイヤー自動洗浄ユニットを付与することにより、ワーク搬送中においても、常時、ワイヤーを洗浄することが可能となる。

また逆に、現像機、洗浄機等で使用するウェット搬送設備においては、図３（ｂ）に示すように、前記した乾燥用エアナイフは取り除き、搬送されるガラス等の基板（１）の上部より噴射される現像液、洗浄液等（７）の他に、ワイヤー（２）を清掃する清掃用ブラシ等の回転清掃用具（４）の前後に現像液もしくは洗浄液（７）を満たしたディップ槽（６）を設置する。このウェット搬送設備内では、ガラス等の基板に現像液もしくは洗浄液を噴射することで、この溶液中にレジストや汚れが混ざってしまい、また、この混在した液が搬送用ワイヤーに付着する。それが半乾きもしくは完全に乾燥してしまった場合、今度は搬送用ワイヤーからガラス等の基板の裏面に異物が転写する恐れが出てくる。よって乾燥対策のため、ワイヤーを常に濡らした状態を保つ必要がある。図３（ｂ）のように清掃用ブラシ等の回転清掃用具（４）の前後に現像液もしくは洗浄液（７）を満たしたディップ槽（６）を設置することで、ワイヤー（２）が常に清掃された状態で現像液もしくは洗浄液で湿らすことができ、ガラス等の基板裏面への異物転写を防ぐことができる。

ここで、回転清掃用具（４）としては、必要に応じて正逆回転可能な構造で、回転表面がブラシ、スポンジ、布等のワイヤー表面を傷つけず柔軟で圧縮可能な弾力性のあるものを用いる。これをワイヤー（２）を挟み込む形で押し付けあうように配置する。また、上記した自動洗浄機構において、ワイヤー清掃用のブラシ等の回転清掃用具（４）をエアシリンダ等（８）にて駆動できるようにし、さらにワイヤー（２）に対して進行方向に垂直に設置する。これにより、まず回転清掃用具の交換が可能となる。回転清掃用具の洗浄については自動的かつ定期的に行えるように構成するが、余りにも汚れが酷い場合あるいは長期の使用で磨耗した場合はブラシ自体等を交換する必要があり、その作業を容易に行えることができるためには、回転清掃用具を図４に示すように、上下方向に設置する。

ワイヤー清掃用の回転清掃用具自体の清掃方法としては、図４（ａ）に示すように、２つの回転清掃用具を押付け合うように設置する。その際、ワイヤーと接触する清掃部に用いる部材としてスポンジ等の収縮可能なものを選定し、上述した通り、押し付けあうことでブラシ部を変形させる。上記押し付けあった状態でその上部にあるワイヤーを挟み込み
、自動的にワイヤーの清掃を行うが、その状態だと図４（ｂ）と（ｃ）に示すように、ブラシ部の上下駆動のみでブラシ自体の清掃も行うことができる。

以上説明した通り、本発明の枚葉基板搬送装置は構造が簡単であり、従来の技術と比較しても安価に構築することができる。且つ、基板と接触するワイヤーの清掃が定期的に、また自動的に行われているため、大規模な清掃を行うことも無く、無駄な時間ならびに費用を抑えることができる。

１、１０・・・ガラス基板 ２・・・ワイヤー ２０・・・コロ部材
３・・・(駆動)軸 ３０・・・(駆動)軸部材 ４・・・回転清掃用具
５・・・乾燥用エアナイフ ６・・・ディップ槽 ７・・・現像液もしくは洗浄液
８・・・エアシリンダ

Claims (2)

1. 複数本のワイヤーを、ループ状に回転駆動可能な軸間に、お互いに平行に張架して形成された搬送部を有し、ループ状ワイヤーの上方側に基板を担持して、ループ状にワイヤーを回転駆動させ基板を搬送する枚葉基板搬送装置において、前記搬送部の下方側の前記ループ状ワイヤーが基板とは接触しない位置で、ループ状に回転駆動中にワイヤーを洗浄する自動洗浄機構を具備している枚葉基板搬送装置であって、
   前記自動洗浄機構が、各々のワイヤーを挟み込む形で押し付け合うように配置された回転清掃用具で該ワイヤーを洗浄液で湿らせた状態で洗浄する手段と、洗浄後該ワイヤーを乾燥する手段とを備えているとともに、
   前記ワイヤーを洗浄する回転清掃用具が、各々のワイヤーを挟み込む形で押し付け合うワイヤー洗浄位置と、回転清掃用具同士が押し付け合う待機位置に移動できる駆動手段を有していることを特徴とする枚葉基板搬送装置。
2. 複数本のワイヤーを、ループ状に回転駆動可能な軸間に、お互いに平行に張架して形成された搬送部を有し、ループ状ワイヤーの上方側に基板を担持して、ループ状にワイヤーを回転駆動させ基板を搬送する枚葉基板搬送装置において、前記搬送部の下方側の前記ループ状ワイヤーが基板とは接触しない位置で、ループ状に回転駆動中にワイヤーを洗浄する自動洗浄機構を具備している枚葉基板搬送装置であって、
   前記自動洗浄機構が、各々のワイヤーを挟み込む形で押し付け合うように配置された回転清掃用具の前後に、現像液もしくは洗浄液が満たされた該ワイヤーが浸漬して湿潤状態とするディップ槽を備えているとともに、
   前記ワイヤーを洗浄する回転清掃用具が、各々のワイヤーを挟み込む形で押し付け合うワイヤー洗浄位置と、回転清掃用具同士が押し付け合う待機位置に移動できる駆動手段を有していることを特徴とする枚葉基板搬送装置。