JP6226641B2 - エッジ搬送機能を有する基板処理装置 - Google Patents
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Description
すなわち、その請求項1に記載された発明は、液晶等の基板を移動させながら、前記基板の上面と下面の両方又は上面のみに、少なくとも薬液による化学的処理、水によるリンス処理、基板上下より吹き付けられる空気又は窒素ガスといった気体による乾燥処理を行う、薬液処理部、リンス処理部、乾燥処理部からなる複数の処理部を備えるとともに、これら複数の処理部の前後に、ローダー部及びアンローダー部をそれぞれ備えてなる基板処理装置において、前記複数の処理部には、前記基板の搬送方向から見て、前記基板の左右両側のエッジ部に水平方向から接触して前記基板を移動させる、ローラー表面円周にV字形の切れ込みが入れられた、前記基板の上面と下面に接触しない搬送ローラーが、複数配置され、前記ローダー部及び前記アンローダー部には、前記基板の搬送方向から見て、前記基板の左右両側のエッジ部に水平方向から接触して前記基板を移動させる、2段にテーパーの付いた、上方に向って先細りの円錐台形状の搬送ローラーが、複数配置され、前記円錐台形状の搬送ローラーは、前記2段のテーパーが交わる角部が、前記基板の左右両側のエッジ部に水平方向から接触することにより、前記基板の上面と下面に接触しない構造とされている、ことを特徴とするエッジ搬送機能を有する基板処理装置である。
薬液処理部、リンス処理部、乾燥処理部からなる複数の処理部では、薬液による化学的処理や水によるリンス処理をされる基板は、最初の化学的処理工程から最後の乾燥処理工程までの全ての処理工程において、基板の左右両側のエッジ部が、基板を水平方向から挟むように複数配置された、ローラー表面円周にV字形の切れ込みが入れられた搬送ローラー(V字溝付き搬送ローラー)のV字の谷底部にのみ接触して保持され、該V字の谷底部の下側のテーパー面は、基板の下面に対し、ある角度を持って開いており、該V字の谷底部の上側のテーパー面は、基板の上面に対し、ある角度を持って開いているため、基板の上下面共に、前記V字溝付き搬送ローラーに接触することはなく、基板の上面も下面も、搬送ローラーとの接触による汚染を防ぐことができる。
また、基板の左右両側のエッジ部にのみ、水平方向から接触して回転するV字溝付き搬送ローラーによる機械的な力により、基板を高速かつ安定的に移動させることができる。
また、基板の左右両側のエッジ部にのみ、水平方向から接触して回転する2段テーパー付き搬送ローラーの回転による機械的な力により、基板を高速かつ安定的に移動させることができる。
2段テーパー付き搬送ローラーは、2段にテーパーの付いた、上方に向って先細りの円錐台形状をしているため、ローダー部で、装置上方より基板を装置内にセットする時に、前記搬送ローラーを退避させるために、搬送ローラーを基板に対し水平方向外側に移動させる機構が不要で、シンプルかつ安価に製作することができる。
さらに、アンローダー部においても、ローダー部と同様に、2段テーパー付き搬送ローラーの退避機構が不要で、処理の終了した基板を、装置の上方に容易に取り出すことができる。
また、基板の左右両側のエッジ部にのみ、水平方向から接触して回転するフラット搬送ローラーの回転による機械的な力により、基板を高速かつ安定的に移動させることができる。さらに、その搬送ローラーは、他の搬送ローラーに比べて、構造がシンプルであるので、安価に製作することができる。
基板の上方及び下方に配置された超音波照射器から発する超音波により、基板の上下両面に付着した汚染物質に、振動といった機械的な力を付加して、基板表面からこれを剥離除去することができ、前段の薬液による化学的処理との相乗効果により、基板表面の洗浄効果を更に向上させることができる。
スポンジローラー洗浄処理部では、複数のスポンジローラーが、基板を上下から挟むようにして配置されており、回転するスポンジローラーの機械的な力で、基板上下面の汚染物質を払い落すことができ、基板上下面の洗浄効果を更に向上させることができる。
半導体基板、液晶基板等の基板を処理するプロセスとしては、パーティクル等の汚染物質を除去する洗浄プロセス、回路パターンを形成するためのエッチングプロセス、フォトレジストを除去する剥離プロセス等があるが、本願の発明のエッジ搬送機能を有する基板処理装置は、パーティクル等の汚染物質を除去する洗浄プロセスで使用されるものである。
本実施例のエッジ搬送機能を有する基板処理装置1は、図1に示すように、基板11を装置に投入するローダー部2、水素水にアルカリ(炭酸カリウム K2CO3)を添加した機能水を噴霧して汚染物質を除去する薬液処理部3、基板11の上下から超音波を照射して汚染物質を除去する超音波洗浄処理部4、スポンジ状のスポンジローラー26aで基板11表面を機械的に擦って汚染物質を除去するスポンジローラー洗浄処理部5、基板11の上下から、水のシャワーで前段のリンスを行うリンス処理部6、水のシャワーで仕上げのリンスを行うファイナルリンス処理部7、エアーナイフ27を用いて基板11を乾燥させる乾燥処理部8、基板11を装置から取り出すアンローダー部9とにより、概略構成されている。
以下に、前記各部について、それぞれ詳細に説明する。
先ず、基板11を装置に投入するローダー部2を図2と図3で説明する。
基板11は、図2に示すように、装置の上部から、手又は図示しない基板投入装置にて装置内にセットされる。
装置上部から下りてきた基板11は、ローダー部2内に、基板11の進行方向の左右に複数配置された、2段にテーパーの付いた、上方に向って先細りの円錐台形状をした搬送ローラー(2段テーパー付き搬送ローラー)12の、該2段のテーパーが交わる角部15に、基板11の左右両側のエッジ部(端面又は角部)のみが接触するようにして、載せられる。
基板11が次の処理部へ移動しても、装置の電源が入っている限り、2段テーパー付き搬送ローラー12は回転を続けるが、後述のアンローダー部9で、基板11が装置から取り出されず、2枚渋滞すると、該2段テーパー付き搬送ローラー12を含めた、全ての搬送ローラーの回転が停止する。
また、2段テーパー付き搬送ローラー12は、2段にテーパーの付いた、上方に向って先細りの円錐台形状をしているため、ローダー部2で、装置上方より基板11を装置内にセットする時に、搬送ローラー12が退避動作をする必要はなく、搬送ローラー12を基板11に対し水平方向外側に移動させる機構が不要である。
次に、薬液処理部3を図1、図4と図5で説明する。
図5で示すように、薬液処理部3には、液切りエアーナイフ17と、基板11の進行方向の左右に複数配置された、ローラー表面円周にV字形の切れ込みが入れられた搬送ローラー(V字溝付き搬送ローラー)13と、基板11の搬送路の上方に、薬液を基板11上に噴霧する2流体ノズル18とが配置されている。2流体ノズル18は、本実施例では、基板11の搬送路の上方にのみ配置されているが、必要に応じて、基板11の搬送路の下方にも追加配置されて良い。薬液は、図1に示す、機能水貯蔵タンク101に貯蔵されている。
基板11は、前記ローダー部2から、薬液処理部3に移動すると、V字溝付き搬送ローラー13によって搬送される。基板11は、該V字溝付き搬送ローラー13のV字形の切れ込みの谷底部16に、基板11の左右両側のエッジ部のみが接触するようにして、載せられる。
ただし、後述のアンローダー部9で、基板11が装置から取り出されず、2枚渋滞すると、該V字溝付き搬送ローラー13を含めた、全ての搬送ローラーの回転が停止する。
次に、超音波洗浄処理部4を図6と図7で説明する。
図6で示すように、超音波洗浄処理部4には、基板11の搬送路の上方と下方に、基板11の上面と下面に向って超音波を照射する超音波照射器19が、それぞれ1組又は2組(本実施例では2組)ずつ配置されている。上下の超音波照射器19は、基板11を挟んで、互いに対向するようにして配置されている。
基板11を搬送するために、基板11の進行方向の左右に複数配置された、前記薬液処理部3と同様のV字溝付き搬送ローラー13と、前記超音波照射器19の前後に配置された、複数のフラットな円筒形の搬送ローラー(フラット搬送ローラー)14とが備えられている。
同時に、搬送路の上側に配置された超音波照射器19の、基板11に対向した壁面に設けられた複数の穴23からも水が噴出し、基板11の上下から噴出した水が、基板11と上下の超音波照射器19との間を満たして、水の膜24を形成する。
基板11の表面の汚染物質は、超音波22により振動させられて、基板11の表面から剥離し、基板11の面に沿ってスムーズに流れる水の膜24を形成している水により、基板11の表面からスムーズに運び去られる。
ローダー部2で、最初の基板11を検知すると、超音波22の照射が開始され、前記V字溝付き搬送ローラー13、フラット搬送ローラー14の回転や、超音波照射器19への注水及び超音波22の照射は、装置の電源が切られるまで連続して動作を続ける。
ただし、後述のアンローダー部9で、基板11が装置から取り出されず、2枚渋滞すると、該V字溝付き搬送ローラー13、該フラット搬送ローラー14を含めた、全ての搬送ローラーの回転が停止し、超音波22の照射も停止する。
また、基板11は、上下の超音波照射器19の間を通過する部分では、基板搬送路の下側に配置された超音波照射器19から噴出する水で浮遊させられながら、基板11の左右両側のエッジ部にのみ水平方向から接触する、フラットな円筒形の、フラット搬送ローラー14の回転によって搬送されるため、基板11の上下面共に、搬送ローラー14に接触することはない。
次に、スポンジローラー洗浄処理部5を図8で説明する。
図8で示すように、スポンジローラー洗浄処理部5には、基板11の搬送路の上方と下方に、基板11の上面に接するようにスポンジローラーA26aが2本と、スポンジローラーB26bが3本と、基板11の下面に接するようにスポンジローラーA26aが2本と、スポンジローラーB26bが5本の、ベルクリンと呼ばれる、ポリビニールアルコール樹脂でできたスポンジ状のローラーが、それぞれ配置されている。
基板11を搬送するために、基板11の進行方向の左右に複数配置された、前記薬液処理部3と同様のV字溝付き搬送ローラー13と、前記超音波洗浄処理部4と同様のフラット搬送ローラー14とが、それぞれ配置されている。フラット搬送ローラー14は、スポンジローラーのローラーとローラーとの間に配置されている。
また、スポンジローラー洗浄処理部5の下部には、図1で示すように、シャワー水を貯める、スポンジローラーシャワー水循環タンク102と、シャワーノズル25へ水を圧送する、スポンジローラーシャワー用ポンプ104とが、それぞれ配置されている。
先頭と後尾のスポンジローラーB26bは、単独で基板11を垂直方向(重力方向)に支える機能も果たしている。
シャワーノズル25から噴射された水は、スポンジローラー洗浄処理部5の下部に設けられた、スポンジローラーシャワー水循環タンク102に戻り、スポンジローラーシャワー用ポンプ104で圧送されて、再びシャワーノズル25から噴射される。
ただし、後述のアンローダー部9で、基板11が装置から取り出されず、2枚渋滞すると、該V字溝付き搬送ローラー13、該フラット搬送ローラー14を含めた、全ての搬送ローラーの回転が停止し、スポンジローラーA26a及びスポンジローラーB26bの回転も停止する。
また、基板11は、スポンジローラーA26aによる機械的洗浄を受ける部分では、基板11の下面に接触するスポンジローラーA26a及びスポンジローラーB26bによって垂直方向(重力方向)に支えられながら、基板11の左右両側のエッジ部にのみ水平方向から接触する、フラットな円筒形の、フラット搬送ローラー14の回転によって搬送されるため、前記超音波洗浄処理部4と同様、基板11の上下面共に、搬送ローラー14に接触することはない。
なお、この場合において、スポンジローラーB26bに基板11の搬送力も担わせ、フラット搬送ローラー14は、フリーの状態にしておくようにしても良い。
次に、基板11のリンスと乾燥の処理部を図1と図9で説明する。
図1に示すように、基板11のリンスのために、前段のリンス処理部6と後段のファイナルリンス処理部7の2つの処理室が設けられ、前段のリンス処理部6で一度洗浄した後、後段のファイナルリンス処理部7でもう一度仕上げの洗浄を行う。
前記ファイナルリンス処理部7の後に、乾燥処理部8が配置されている。
さらに、前段のリンス処理部6と後段のファイナルリンス処理部7とには、基板11をリンスするための複数のシャワーノズル25が、リンス処理部6には、基板搬送路の上方と下方に各3組、ファイナルリンス処理部7には、基板搬送路の上方と下方に各2組、上下のシャワーノズル25が互いの水の噴出口を対向させるようにして、それぞれ配置されている。
前段のリンス処理部6は、リンスのためのシャワーノズル25の本数が異なるほかは、図9に示されたファイナルリンス処理部7と同じ構造である。
乾燥は、基板11が、V字溝付き搬送ローラー13によって搬送されながら、上下エアーナイフ27の間を通過する時、エアーナイフ27から噴射される空気又は窒素ガスによって、基板11表面の水を吹き飛ばすことによって行われる。
乾燥した基板11は、アンローダー部9へ移動するが、乾燥時に基板11表面に吹き付けられた空気又は窒素ガスとの摩擦等によって発生した静電気が、乾燥処理部8の出口付近の基板搬送路の上方に設けられたイオナイザー29によって除去される。
シャワーノズル25から噴射された水は、リンス処理部の下部に設けられた、リンスシャワー水循環タンク103に戻り、リンスシャワー用ポンプ105で圧送されて、再びシャワーノズル25から噴射される。
ただし、後述のアンローダー部9で、基板11が装置から取り出されず、2枚渋滞すると、該V字溝付き搬送ローラー13を含めた、全ての搬送ローラーの回転が停止する。
該V字溝付き搬送ローラー13の回転や、エアーナイフ27からの空気又は窒素ガスの噴射や、イオナイザー29の放電は、装置の電源が切られるまで連続して動作を続ける。
ただし、後述のアンローダー部9で、基板11が装置から取り出されず、2枚渋滞すると、該V字溝付き搬送ローラー13を含めた、全ての搬送ローラーの回転が停止する。
図10は、基板処理装置1のリンス処理部の、水シャワー部分の斜視図であって、基板11と、シャワーノズル25と、V字溝付き搬送ローラー13との位置関係を立体的に示している。
次に、基板11を装置から取り出すアンローダー部9を図11で説明する。
アンローダー部9には、ローダー部2と同様に、2段テーパー付き搬送ローラー12が、基板11の進行方向の左右に複数配置され、さらに、基板11の停止位置を定めるための、基板11の先端が当たるストッパー28が配置されている。
該2段テーパー付き搬送ローラー12の回転は、装置の電源が切られるまで連続して動作を続ける。
ただし、アンローダー部9から基板11が取り出されず、1枚目の基板11のセンサーと2枚目の基板11のセンサーとが同時に各基板11を検知すると、基板が渋滞したと判断され、該2段テーパー付き搬送ローラー12を含めた、全ての搬送ローラーの回転が停止する。
2段テーパー付き搬送ローラー12の、2段のテーパーが交わる角部15の下側のテーパー面は、基板11の下面に対し、ある角度を持って開いており、角部15の上側のテーパー面も、基板11の上面に対し、ある角度を持って開いているため、基板11の上下面共に、2段テーパー付き搬送ローラー12に接触することはないし、基板11の取り出し時に、2段テーパー付き搬送ローラー12が退避動作をする必要もない。
本実施例のエッジ搬送機能を有する基板処理装置は、前記のように構成されていて、前記のように作動するので、次のような効果を奏することができる。
薬液処理部3、リンス処理部6、ファイナルリンス処理部7、乾燥処理部8からなる複数の処理部では、薬液による化学的処理や水によるリンス処理をされる基板は、最初の化学的処理工程から最後の乾燥処理工程までの全ての処理工程において、基板11の左右両側のエッジ部が、基板11を水平方向から挟むように複数配置された、ローラー表面円周にV字形の切れ込みが入れられた搬送ローラー(V字溝付き搬送ローラー)13のV字の谷底部にのみ接触して保持され、該V字の谷底部の下側のテーパー面は、基板11の下面に対し、ある角度を持って開いており、該V字の谷底部の上側のテーパー面は、基板11の上面に対し、ある角度を持って開いているため、基板11の上下面共に、該V字溝付き搬送ローラー13に接触することはなく、基板11の上面も下面も、搬送ローラー13との接触による汚染を防ぐことができる。
また、基板11の左右両側のエッジ部にのみ、水平方向から接触して回転するV字溝付き搬送ローラー13による機械的な力により、基板11を高速かつ安定的に移動させることができる。
また、基板11の左右両側のエッジ部にのみ、水平方向から接触して回転する2段テーパー付き搬送ローラー12の回転による機械的な力により、基板11を高速かつ安定的に移動させることができる。
2段テーパー付き搬送ローラー12は、2段にテーパーの付いた、上方に向って先細りの円錐台形状をしているため、ローダー部2で、装置上方より基板11を装置内にセットする時に、搬送ローラー12を退避させるために、該搬送ローラー12を基板11に対し水平方向外側に移動させる機構が不要で、シンプルかつ安価に製作することができる。
さらに、アンローダー部9においても、ローダー部2と同様に、2段テーパー付き搬送ローラー12の退避機構が不要で、処理の終了した基板11を、装置の上方に容易に取り出すことができる。
また、基板11の左右両側のエッジ部にのみ、水平方向から接触して回転するフラット搬送ローラー14の回転による機械的な力により、基板11を高速かつ安定的に移動させることができる。さらに、その搬送ローラー14は、他の搬送ローラーに比べて、構造がシンプルであるので、安価に製作することができる。
基板11の上方及び下方に配置された超音波照射器19から発する超音波により、基板11の上下両面に付着した汚染物質に、振動といった機械的な力を付加して、基板表面からこれを剥離除去することができ、前段の薬液による化学的処理との相乗効果により、基板表面の洗浄効果を更に向上させることができる。本発明者の実験によれば、Ph12.5のアルカリ水を用いて化学的処理を行った場合に、本超音波洗浄との相乗効果が、特に顕著であった。
また、ノズルから噴出する水の噴流を超音波の伝播媒体とする方法に対し、水の膜24を超音波の伝播媒体とする方法では、少ない水の使用量にも関わらず、超音波を伝播させる領域(面積)を大きくすることができ、超音波による洗浄効果を一層高めることができる。
また、基板11の左右両側のエッジ部にのみ、水平方向から接触して回転するフラット搬送ローラー14の回転による機械的な力により、基板11を高速かつ安定的に移動させることができる。さらに、その搬送ローラー14は、他の搬送ローラーに比べて、構造がシンプルであるので、安価に製作することができる。
水のシャワーによって濡れた、スポンジローラーA26aは、そのローラー表面が、基板11の表面の進行方向に対し、逆の方向に向うように回転し、基板11の上下両面を機械的に擦って、基板11の表面の汚染物質を除去することができ、基板11上下面の洗浄効果を更に向上させることができる。また、スポンジローラーB26bは、その周速が基板11の進行速度と同じ速度で、ローラー表面が、基板11の表面の進行方向に対し、同じ方向に向うように回転し、基板11のスポンジローラーA26a部への進行速度(送り込み速度)を制御することができる。
本実施例のエッジ搬送機能を有する基板処理装置1を構成するローダー部2、薬液処理部3、超音波洗浄処理部4、スポンジローラー洗浄処理部5、前段リンス処理部6、ファイナルリンス処理部7、乾燥処理部8、アンローダー部9の各処理・操作部において、基板11を搬送するために使用される搬送ローラーは、処理・操作の内容に応じて、3種類の搬送ローラー、すなわち、2段テーパー付き搬送ローラー12、V字溝付き搬送ローラー13、フラット搬送ローラー14、が適宜使い分けられるが、いずれの搬送ローラーが使用される場合であっても、それらの搬送ローラーは、基板11を水平方向から挟むように複数配置され、基板11の左右両側のエッジ部にのみ、水平方向から接触して回転することによって、基板11を搬送するものであり、このため、基板11の上下面共に、これらの搬送ローラーに接触することはなく、基板11の上面も下面も、これらの搬送ローラーとの接触による汚染を防ぐことができる。
また、基板11の左右両側のエッジ部にのみ、水平方向から接触して回転する、これらの搬送ローラーによる機械的な力により、基板11を高速かつ安定的に移動させることができる。
Claims (3)
- 液晶等の基板を移動させながら、前記基板の上面と下面の両方又は上面のみに、少なくとも薬液による化学的処理、水によるリンス処理、基板上下より吹き付けられる空気又は窒素ガスといった気体による乾燥処理を行う、薬液処理部、リンス処理部、乾燥処理部からなる複数の処理部を備えるとともに、これら複数の処理部の前後に、ローダー部及びアンローダー部をそれぞれ備えてなる基板処理装置において、
前記複数の処理部には、前記基板の搬送方向から見て、前記基板の左右両側のエッジ部に水平方向から接触して前記基板を移動させる、ローラー表面円周にV字形の切れ込みが入れられた、前記基板の上面と下面に接触しない搬送ローラーが、複数配置され、
前記ローダー部及び前記アンローダー部には、前記基板の搬送方向から見て、前記基板の左右両側のエッジ部に水平方向から接触して前記基板を移動させる、2段にテーパーの付いた、上方に向って先細りの円錐台形状の搬送ローラーが、複数配置され、
前記円錐台形状の搬送ローラーは、前記2段のテーパーが交わる角部が、前記基板の左右両側のエッジ部に水平方向から接触することにより、前記基板の上面と下面に接触しない構造とされている、
ことを特徴とするエッジ搬送機能を有する基板処理装置。 - 前記薬液処理部と前記リンス処理部との間に、超音波洗浄処理部を更に備え、
前記超音波洗浄処理部には、
前記基板の搬送路の上方と下方に、前記基板の上面と下面に向って超音波を照射する超音波照射器が、前記基板を挟んで互いに対向するようにして、それぞれ配置され、
下方の前記超音波照射器は、前記基板と対向する壁面に設けられた複数の穴から噴出する水により、前記基板を浮遊した状態に保持するとともに、前記基板との間に水の膜を形成し、前記水の膜を通して、基板面に超音波を伝播させる構造とされ、
上方の前記超音波照射器は、前記基板と対向する壁面に設けられた複数の穴から噴出する水により、前記基板との間に水の膜を形成し、前記水の膜を通して、基板面に超音波を伝播させる構造とされるとともに、
前記基板の搬送方向から見て、前記基板の左右両側のエッジ部に水平方向から接触して前記基板を移動させる、フラットな円筒形の、前記基板の上面と下面に接触しない搬送ローラーが、複数配置されている、
ことを特徴とする請求項1に記載のエッジ搬送機能を有する基板処理装置。 - 前記薬液処理部と前記リンス処理部との間に、スポンジローラー洗浄処理部を更に備え、
前記スポンジローラー洗浄処理部には、
前記基板の搬送路の上方と下方に、前記基板の上面と下面に接するようにして、スポンジローラーが、それぞれ複数配置されるとともに、
前記基板の搬送方向から見て、前記基板の左右両側のエッジ部に水平方向から接触して前記基板を移動させる、フラットな円筒形の、前記基板の上面と下面に接触しない搬送ローラーが、複数配置されている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のエッジ搬送機能を有する基板処理装置。
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