JP5950457B2

JP5950457B2 - ガラス基板搬送台車

Info

Publication number: JP5950457B2
Application number: JP2012265972A
Authority: JP
Inventors: 洋影山
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2012-12-05
Filing date: 2012-12-05
Publication date: 2016-07-13
Anticipated expiration: 2032-12-05
Also published as: CN103848116A; JP2014112126A; KR20140073403A; TW201433537A

Description

本発明は、液晶ディスプレイ等を製造する際のゴミ除けとして供されるリソグラフィー用ペリクルの製造に使用される、特に大型のガラス基板を搬送するための搬送台車に関するものである。

LSI、超LSIなどの半導体製造或いは液晶ディスプレイ等の製造においては、半導体ウエハー或いは液晶用原板に光を照射してパターンを作製するが、この時に用いるフォトマスク或いはレチクル（以下、単に「フォトマスク」という）にゴミが付着していると、このゴミが光を吸収したり光を曲げてしまうために、転写したパターンが変形したり、エッジががさついたものとなるほか、下地が黒く汚れたりするなど、寸法、品質、外観などが損なわれるという問題がある。

そのため、これらの作業は、通常、クリーンルームで行われているが、それでもフォトマスクを常に清浄に保つことが難しいので、フォトマスク表面にゴミよけとしてペリクルを貼り付けた後に露光を行っている。この場合、ゴミ等の異物はフォトマスクの表面には直接付着せず、ペリクル上に付着することになるが、リソグラフィー時に焦点をフォトマスクのパターン上に合わせておけば、ペリクル上の異物は転写に無関係となる。

そして、このようなペリクルは、一般に、光を良く透過させるニトロセルロース、酢酸セルロース或いはフッ素樹脂などからなる透明なペリクル膜を、アルミニウム合金、ステンレス、ポリエチレンなどからなるペリクルフレームの上端面に貼り付けないし接着して作製される。また、ペリクルフレームの下端にはフォトマスクに装着するためのポリブデン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂等からなる粘着層および粘着層の保護を目的とした離型層（セパレータ）が設けられる。

ところで、このようなペリクルは、マスクに貼り付けた後ではそれらが形成する閉空間の外部から内部への異物の侵入を防止する効果はあるが、このペリクル自体に異物が付着し、しかも、この異物が閉空間の内部にあるような場合には、異物がフォトマスクへ付着するのを防ぐことは困難である。そのために、ペリクル自体はもちろんのこと、このペリクルを構成するペリクル膜の製造に使用されるガラス基板に対しても高い清浄性が求められている。

最近では、大型大画面の液晶ディスプレイパネル等の出現によって、ガラス基板の表面に遮光膜およびレジスト膜が積層されたマスクブランクやパターニングされている遮光膜が形成されている転写マスクなど、一辺が７００ｍｍ以上の大型サイズの基板を、その表面に塵、垢などが付かずにかつ損傷も無いように搬送するための基板搬送ケースが知られている。

例えば、特許文献１には、キャスタを備えた基板保持具を密閉型の収納箱に側方から出し入れ可能とした基板搬送ケースが記載されている。この基板搬送ケースでは、収納箱内部の底面にゴム素材などから成る可撓性のエアーチューブが配置され、このエアーチューブが搬送中の振動を吸収することができるとされている。しかし、可撓性のエアーチューブでは、床や道路の凹凸から受ける衝撃を緩和するには十分ではなく、また、ゴム素材の経年変化により徐々に衝撃緩和効果が減少するという問題もある。

一方で、大型のガラス基板の輸送するガラス基板搬送台車として、輸送時に床や道路の凹凸から受ける衝撃を緩和するために、その台車とガラス基板収納ケースの間に直方体の発泡ウレタンを衝撃緩和材として複数挟んだ搬送台車も知られている。

しかし、この発泡ウレタンの衝撃緩和材を使用した搬送台車でも、輸送時にケース蓋に使用してあるネジ部などから発塵し、それがガラス基板上に異物として多く付着するために、ペリクル膜の製造に使用できるガラス基板はごく稀であった。
また、発泡ウレタンも、時間の経過と共に経年変化が起こって潰れが発生し、徐々に衝撃緩和効果が減少するために、座屈によってガラス基板収納ケースが横ズレ等を起こしてガラス基板を損傷させるという問題も発生した。

特開２００７−２５０６８８号公報

そこで、本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、大型ガラス基板の搬送時にガラス基板収納ケースおよびガラス基板に生じる衝撃を緩和すると共に、異物の付着を低減させ、かつ横ズレ等によるガラス基板の損傷も無く搬送するためのガラス基板搬送台車を提供することにある。

本発明のガラス基板搬送台車は、ガラス基板収納ケースに収納された１辺の長さが少なくとも１０００ｍｍ、厚さが１０ｍｍを超える大型の方形ガラス基板を搬送する台車であって、フォーク状搬送手段で取り扱い可能な枠体と、該枠体の下部に設けた車輪部と、前記ガラス基板収納ケースを固定し保持すると共に、搬送時に前記ガラス基板収納ケースおよび前記方形ガラス基板に生じる衝撃を緩和させることができるバネ定数の異なる少なくとも２種類の弾性体と一方の端部がケース載置部に固定され、他方の端部に抜け止めが取り付けられたスライドシャフトとで構成される衝撃緩和機構と、を有し、前記少なくとも２種類の弾性体のうち少なくとも１つの弾性体は、前記ガラス基板収納ケースを搭載した時の自重沈み量が１０〜１５ｍｍの範囲で、２Ｇの衝撃がかかった時のストローク量が２０〜３０ｍｍとなるような金属ばねであり、該金属ばねの中には、前記スライドシャフトが前記枠体側に設けられたシャフト保持部を介して挿通されており、他の１つの弾性体は、２Ｇ以上の衝撃を緩和することが可能な弾性体であることを特徴とする。

また、本発明は、金属ばねと組合せる弾性体は、金属ばね、空気ばねまたは防振ゴムからなる群より選択されることが好ましい。

本発明によれば、ガラス基板搬送台車の緩衝緩和機構が搬送時の衝撃を緩和すると共に、ガラス基板収納ケース内に収納された大型ガラス基板上の異物を低減させ、かつガラス基板を損傷無く保管および輸送することができる。

図１は、基板収納ケースを搭載した状態のガラス基板搬送台車の正面図である。図２は、本発明の一実施形態で、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、本発明の衝撃緩和機構の詳細図である。図４は、比較例の衝撃緩和機構の詳細図である。

以下、本発明のガラス基板搬送台車の一実施の形態を添付図面に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１は、搬送台車１１にガラス基板収納ケース４１を搭載した状態の正面図であり、図２は、図１に示すＡ−Ａ断面平面図である。
図１において、ガラス基板搬送台車１１は、搬送時にガラス基板収納ケース４１を固定保持するためのケース載置部１２、フォーク状搬送手段で取り扱い可能な枠体１３、車輪部１４および前記ケース載置部１２と前記枠体１３との間に設置された衝撃緩和機構１５で構成されている。
また、ガラス基板収納ケース４１とケース載置部１２とは、パチン錠と称される締め付け金具１６やノブ付ネジなど（図示しない）で固定されている。

図２は、衝撃緩和機構１５の配置を示す平面図である。衝撃緩和機構１５の配置や個数および弾性体の組合せは、ガラス基板収納ケース４１とガラス基板の形状および重量に応じて適宜設計すれば良く、図２の形態に何ら限定されるものではない。
また、輸送中は、異物の付着を低減させるために、ガラス基板収納ケース４１を帯電防止シートなどで覆うことが好ましい。枠体１３は、その内側にフォークリフトでの積み下ろしが可能なように梁（図示しない）を入れた構成とするのが好ましく、また、車輪部１４からの異物の進入を防止するための塞ぎ板１７を取付けることが好ましい。

図３は、本発明の衝撃緩和機構１５の詳細図である。本発明の衝撃緩和機構１５は、ケース載置部１２と枠体１３の間に設置され、輸送中に発生する概ね２Ｇ程度の衝撃を緩和することが可能な弾性体Ａ２１と、２Ｇ以上の衝撃を緩和することが可能な弾性体Ｂ２２とで構成されている。

輸送中に発生する全ての衝撃を一つの弾性体で緩和することは可能であるが、この場合、弾性体のストロークを大きく取ることになり、衝撃緩和機構１５の寸法が大きくなるし、重心も高くなるために、搬送台車が不安定になって好ましくない。

弾性体としては、金属ばね、空気ばね、防振ゴム等から適宜選択することができるが、弾性体Ａ２１には経年変化が少なく安価な金属ばねを使用し、弾性体Ｂ２２には防振ゴムを使用することが好ましい。金属ばねの選定に際して、バネ定数2.61kgf/mmと4.06 kgf/mmの金属ばねをそれぞれ取付け、搬送台車に基板ケースを載せて上下動作の実験を行ったところ、2.61kgf/mmの金属ばねは軟らか過ぎるし、一方4.06kgf/mmの金属ばねは硬過ぎるために、衝撃緩和の効果が好ましくなかったが、バネ定数3.38kgf/mmの金属ばねの場合は、好ましい結果が得られた。これらバネ定数の自重沈み量を調べてみると、バネ定数2.61kgf/mmの場合で自重沈み量15.2mmであり、バネ定数4.06kgf/mmの場合で9.7mmであるから、本発明の搬送台車では、ガラス基板収納ケース４１に収納されたガラス基板をケース載置部１２に搭載した時の自重沈み量が10〜15mmの範囲の金属ばねを選定するのが好ましい。

また、本発明のように、ガラス基板収納ケースに収納された１辺の長さが少なくとも１０００ｍｍで、厚さが１０ｍｍを超える大型の方形ガラス基板の搬送台車の場合、輸送中にかかる衝撃を調べたところ、概ね２Ｇ程度であることが明らかになったので、２Ｇの衝撃がかかった時のストローク量が２０〜３０ｍｍの範囲となるような金属ばねを選定するのが好ましい。

さらに、輸送中にガラス基板搬送台車１１が凹凸部を通過した時の衝撃を効果的に緩和させるためには、スライドシャフト２３をケース載置部１２に固定して設置するのが好ましい。このスライドシャフト２３は、枠体１３側にシャフト保持部２４を設け、スライドシャフト２３の先端には抜け止め２５を取り付けて設置される。

このスライドシャフト２３を設置すると、輸送中にガラス基板搬送台車１１が凹凸部を通過した時にガラス基板収納ケース４１を円滑に上下動させ、この上下動を各弾性体Ａ２１およびＢ２２によって効果的に抑制することができる。

以下、本発明の実施例を説明する。
図１、図２に示すガラス基板搬送台車１１は、ケース載置部１２および枠体１３にアルミニウム合金製の押出材を組合せて製作される。このガラス基板搬送台車１１は、その寸法が幅２０５０ｍｍ、奥行き１９００ｍｍ、高さ４２０ｍｍ（キャスター含む）である。

この搬送台車１１に取り付ける衝撃緩和機構１５は、弾性体Ａ２１および弾性体Ｂ２２の２種類の弾性体とスライドシャフト２３で製作されている。弾性体Ａ２１には、バネ定数３．３８ｋｇｆ／ｍｍの金属ばねが、弾性体Ｂ２２には、高減衰ゴム（倉敷化工（株）製「商品名：ストッパー」、最大ストローク１４ｍｍ、最大衝撃力３．７ｋＮ）がそれぞれ採用されている。スライドシャフト２３には材質ＳＵＳ４４０Ｃの焼入れ品が採用され、スライド保持部２４にはリニアブッシュが使用されている。

また、この２種類の弾性体を組合せて成る衝撃緩和機構１５の場合、ガラス基板収納ケース４１を搭載した時の沈み量が１２ｍｍに設定され、２Ｇの衝撃がかかった時のストローク量が２５ｍｍに設定されると共に、弾性体Ｂ２２の高減衰ゴムの衝撃吸収力を４Ｇとして、全体の衝撃吸収力が合計６Ｇに設定されている。

このように製作された衝撃緩和機構１５は、図２に図示するように、ガラス基板搬送台車１１の長辺側に各２箇所、短辺側に各１箇所の計６箇所に配置されている。

一方、収納ケース４１を載置するケース載置部１２は、その重量が２０ｋｇに製作され、また載置されるガラス基板収納ケース４１は、その大きさが幅２０２０ｍｍ、奥行き１８８０ｍｍ、高さ１９５ｍｍ（突起部を除く）で、その重量が１３０ｋｇに製作されている。

次に、このように製作されたガラス基板収納ケース４１は、Ｃｌａｓｓ１０のクリーンルーム内にて界面活性剤と純水を用いて洗浄され、風乾により完全に乾燥させた後、暗室内にて４０万ルクスの集光ランプにてケースカバー４１a、ケーストレイ４１ｂの内側を念入りに異物検査し、目視で確認できる洗浄残りの異物は粘着テープにて転写除去して、全く異物がない状態とした。

この状態のガラス基板収納ケース４１のケーストレイ４１ｂに、寸法が１７８０ｍｍＸ１６２０ｍｍ、厚さが１７ｍｍ、重量が１０８ｋｇの異物検査済みのガラス基板（図示しない）を収納し、ケースカバー４１aを注意深く載せた後に、ケースカバー４１aとケーストレイ４１ｂの嵌合部を粘着テープ（図示しない）で隙間無くシールした。その後、さらにガラス基板収納ケース４１を帯電防止ポリエチレン袋（図示しない）で覆って搬送台車枠体１３にテープで固定し、クリーンルーム内から運び出した。

梱包されたガラス基板収納ケース４１をガラス基板搬送台車１１に固定し、これを新潟県上越市―群馬県高崎市までの間をトラックにて輸送したが、このとき、枠体１３の内側には梁が入っているために、トラック車両への積み下ろしにフォークリフトが利用できたので、容易に作業することができた。

また、輸送後にガラス基板搬送台車１１を開梱清掃し、Ｃｌａｓｓ１０のクリーンルームに搬入して、ガラス基板収納ケース４１のケースカバー４１aを開け、ガラス基板上の異物を確認したところ、ガラス基板上に目視にて確認できた異物は１８個であり、全てがエアブローにて容易に除去することができた。これは、本発明では、金属ばね等のバネ定数の異なる少なくとも２種類の弾性体で構成される衝撃緩和機構を用いているために、輸送中の振動が効果的に抑制された結果、基板ケースの蓋に使用されるねじ部等からの発塵量を極力少なくすることができたためと考えられる。

比較例

図４に比較例の衝撃緩和機構を示す。この比較例の衝撃緩和機構の幅および奥行きの寸法は、上記実施例と同一である。比較のために製作されたガラス基板搬送台車１１は、図４の上記衝撃緩和機構を採用しその高さが３３０ｍｍである。

また、弾性体Ａ２１には、防振ゴム（倉敷化工（株）製「商品名：リングマウント」、標準荷重７４０Ｎ、荷重範囲２５０Ｎ〜９８０Ｎ、標準荷重時のたわみ１５ｍｍ）が採用され、ガラス基板ケース搭載時の沈み量が８ｍｍに、最衝撃吸収荷重が１．４Ｇに設定されている。さらに、弾性体Ｂ２２には、上記実施例と同じ高減衰ゴムが採用され、弾性体Ｂ２２の高減衰ゴムの衝撃吸収力を１．４Ｇとして、全体の衝撃吸収力が合計２．８Ｇに設定されている。これら衝撃緩和機構以外の構成は、上記実施例と全く同じに設定されている。

この比較例のガラス基板搬送台車１１について、上記実施例と全く同じ工程で輸送試験を行い、上記と同じ検査方法でガラス基板上の異物について確認したところ、ガラス基板上に無数の異物が載っており、その異物の多くはエアブローで除去できるものであったが、中には除去できないものもあり、比較例の台車で輸送されたガラス基板は、これを実際の製造に使用するには困難なレベルであった。これは、衝撃緩和機構が防振ゴムで構成されているために、実施例の場合と比べて、振動を十分に抑えることができなかった結果、基板ケースのねじ部等諸部位からの発塵量が多く、ガラス基板に載る異物の量も増加し、中には除去できない異物も発生したためと考えられる。

１１ガラス基板搬送台車
１２ケース載置部
１３枠体
１４車輪部
１５衝撃緩和機構
１６締め付け金具
１７塞ぎ板
２１弾性体Ａ
２２弾性体Ｂ
２３スライドシャフト
２４シャフト保持部
２５抜け止め
４１ａケースカバー
４１ｂケーストレイ

Claims

ガラス基板収納ケースに収納された１辺の長さが少なくとも１０００ｍｍ、厚さが１０ｍｍを超える大型の方形ガラス基板を搬送する台車であって、フォーク状搬送手段で取り扱い可能な枠体と、該枠体の下部に設けた車輪部と、前記ガラス基板収納ケースを固定し保持すると共に、搬送時に前記ガラス基板収納ケースおよび前記方形ガラス基板に生じる衝撃を緩和させることができるバネ定数の異なる少なくとも２種類の弾性体と一方の端部がケース載置部に固定され、他方の端部に抜け止めが取り付けられたスライドシャフトとで構成される衝撃緩和機構と、を有し、前記少なくとも２種類の弾性体のうち少なくとも１つの弾性体は、前記ガラス基板収納ケースを搭載した時の自重沈み量が１０〜１５ｍｍの範囲で、２Ｇの衝撃がかかった時のストローク量が２０〜３０ｍｍとなるような金属ばねであり、該金属ばねの中には、前記スライドシャフトが前記枠体側に設けられたシャフト保持部を介して挿通されており、他の１つの弾性体は、２Ｇ以上の衝撃を緩和することが可能な弾性体であることを特徴とするガラス基板搬送台車。
前記金属ばねと組合せる弾性体は、金属ばね、空気ばねまたは防振ゴムからなる群より選択されることを特徴とする請求項１に記載のガラス基板搬送台車。