JP6407629B2 - 搬送装置および基板処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、基板を搬送する技術に関する。

液晶表示基板や半導体ウエハなどの精密電子基板（以下、単に「基板」と称する。）の製造プロセスにおいては、洗浄処理部や熱処理部，レジスト塗布部などの各処理部を所定位置に配置し、さらに、基板搬送装置をそれらの各処理部間に配置される場合がある。そして、基板搬送装置によって、基板を所定の搬送順序で搬送しつつ、各処理部に出し入れして一連の処理が行われる。

このような基板搬送装置としては、ハンド（基板支持部）の上に基板を載置し、このハンドを別の駆動機構によって処理部内に進入および退出させる。これによって、基板を処理部内に設置する。また、処理が完了した際にも、再びハンドを処理部内に進入および退出させることによって、基板を処理部から取り出し、他の処理部に基板を搬送する。

本願に関連する技術としては、例えば特許文献１のようなものがある。なお、特許文献１では、前方が開放されたハウジングの内部に基板支持部を収納している。例えば、レジスト塗布直後の基板を鉛直方向または水平方向に移動させると、周囲の気流の影響を受けて、レジスト面に風紋が発生し、基板の品質が劣化する虞がある。そこで、搬送時に基板をハウジングの内部を収納することによって、気流の影響を低減している。

特開平７−８６３７５号公報

特許文献１では、前方が開放されたハウジングの内部に基板載置部を収納することによって、基板を鉛直方向および水平方向移動させる際、気流が基板に影響することが抑制される。しかしながら、基板載置部を回転させることによって、基板を回転させた場合には、ハウジングの開口を介した内部への気流が発生する。特に近年は、基板の薄型化が進んでおり、基板搬送時において基板周囲に気流が発生すると、基板の一部が基板載置部から浮き上がり、これによって、基板が破損するおそれがあった。このように、従来技術には、改善の余地があった。

そこで、本発明は、基板搬送時に基板が周囲から受ける気流の影響を低減する技術を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、第１の態様は、基板を搬送する搬送装置であって、水平方向に延びており、基板を下方から支持する複数の支持部と、前記複数の支持部の基端部が接続される基部とを有する基板保持部と、前記基板保持部を、鉛直方向に昇降させる昇降機構と、前記基板保持部を、前記鉛直方向に沿う回転軸周りに回転させる回転機構と、前記基板保持部を前記水平方向に移動させる水平移動機構と、前記支持部における、前記基板の支持位置よりも前記水平方向の先端側の位置に設けられ、かつ、前記支持部のそれぞれにおける前記基板の支持位置よりも上方に延びるように起立する先端側起立部と、隣り合う２つの前記支持部のそれぞれに設けられた２つの前記先端側起立部の間を移動することによって、前記２つの先端側起立部間の隙間間隔を変更する間隔変更部材とを備える。

また、第２の態様は、第１の態様に係る搬送装置であって、前記支持部における、前記基板の支持位置よりも基端側の位置に設けられて、前記支持部における前記基板の支持位置よりも上方に起立し、かつ、前記複数の支持部が並ぶ方向に延びる基端側起立部、をさらに備える。
また、第３の態様は、第１または第２の態様に係る搬送装置であって、前記間隔変更部材は、水平方向に移動することによって、前記２つの先端側起立部間の隙間間隔を変更する。

また、第４の態様は、基板処理装置であって、基板を処理する基板処理部と、前記基板処理部に前記基板を搬入または搬出する、第１から第３の態様のいずれか１態様に係る搬送装置とを備える。

また、第１および第２の態様に係る搬送装置によると、隣り合う先端側起立部の間隔を狭めることによって、基板を回転させた際に、基板が先端側から受ける気流の影響を低減できる。このため、基板の浮き上がりを低減でき、基板が破損することを低減できる。

また、第２の態様に係る搬送装置によると、基板を回転させたり、あるいは、基板を基端側へ後退させたりした際に、基端側から受ける気流の影響を低減できる。このため、基板の浮き上がりを低減でき、基板が破損することを低減できる。

実施形態に係る基板処理装置を示す概略平面図である。 実施形態に係る搬送装置を示す概略側面図である。 搬送装置における上アーム部を示す図である。 ハウジング部の横断面を示す概略断面図である。 扉部が閉じられた状態のハウジング部を示す概略側面図である。 変形例に係る搬送装置の概略側面図である。 変形例に係る搬送装置のハンド部を示す概略平面図である。 変形例に係る搬送装置のハンド部を示す概略正面図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。

＜基板処理装置＞
図１は、実施形態に係る基板処理装置１を示す概略平面図である。基板処理装置１は、液晶表示装置の画面パネルを製造するための角形ガラス基板（以下、単に「基板」と称する。）９０を各処理部で処理する。なお、図１に示す基板処理装置１の各処理部の配置は一例であり、各処理部の配置はこのようなものに限定されない。

基板処理装置１は、搬入部１０、洗浄部１１、デハイドベーク部１２、塗布部１３、減圧乾燥部１４およびプリベーク部１５を備えている。また、基板処理装置１は、バッファ部１６、露光部１７、現像部１８、リンス部１９、ポストベーク部２０および搬出部２１を備えている。さらに、基板処理装置１は、搬送装置３０ａ〜３０ｈを備えている。

搬入部１０は、基板処理装置１において処理される基板９０を外部から受け入れる部分である。洗浄部１１は、搬入された基板９０を洗浄して清浄化する。デハイドベーク部１２は、洗浄部１１にて洗浄液が付着した基板９０を乾燥する。

塗布部１３は、デハイドベーク部１２で乾燥した基板９０の表面に処理液（ここでは、レジスト液）を塗布する。減圧乾燥部１４は、塗布部１３で基板９０に塗布された処理液を減圧乾燥する。プリベーク部１５は、減圧乾燥した基板９０を加熱することによって、その表面の処理液を固化させ、処理液の薄膜を形成する。プリベーク部１５で処理された基板９０は、搬送装置３０ｅによって、バッファ部１６へ搬送される。

図１に示すように、搬入部１０、洗浄部１１、デハイドベーク部１２、塗布部１３、減圧乾燥部１４およびプリベーク部１５は、この順で第一方向Ｄ１に沿って直線上に配置されている。そして、これら各処理部の間に、搬送装置３０ａ〜３０ｄがそれぞれ配置されている。

バッファ部１６は、プリベーク部１５によって処理液の薄膜が形成された基板９０を一時的に載置する場所を提供する部分である。露光部１７は、処理液の薄膜が形成された基板９０の表面を、所要の回路パターン状に露光する。露光部１７で処理された基板９０は、搬送装置３０ｇによって、現像部１８へ搬送される。

図１に示すように、バッファ部１６および露光部１７は、第一方向Ｄ１に直交する第二方向Ｄ２に延びるように配置されている。そして、バッファ部１６と露光部１７との間に、搬送装置３０ｆが配置されている。

現像部１８は、露光部１７において露光された基板９０を現像液に浸して、現像処理する。リンス部１９は、現像部１８にて現像処理した基板９０をリンス液ですすぐことによって、現像処理の進行を停止させる。

ポストベーク部２０は、基板９０を加熱することによって、基板９０に付着したリンス液を除去する。搬出部２１は、基板処理装置１において処理が完了した基板９０を外部に搬出する部分である。現像部１８、リンス部１９、ポストベーク部２０および搬出部２１は、この順で第一方向Ｄ１とは反対側の第三方向Ｄ３に向けて直線状に配置されている。また、リンス部１９とポストベーク部２０との間に、搬送装置３０ｈが配置されている。

以上のように、基板処理装置１においては、基板９０の進行方向が、バッファ部１６および露光部１７でＵターンするように、第一方向Ｄ１から第三方向Ｄ３に変更される。

＜搬送装置＞
次に、搬送装置３０ａ〜３０ｈの構成について説明する。なお、搬送装置３０ａ〜３０ｈは、搬送装置３０ａとほぼ同様の構成を備えているため、ここでは主に搬送装置３０ａについて説明する。

図２は、実施形態に係る搬送装置３０ａを示す概略側面図である。搬送装置３０ａは、上アーム部３１ａ、下アーム部３１ｂ、昇降機構３２、回転機構３３、ハウジング部３４（筐体部）を備えている。

図３は、搬送装置３０ａにおける上アーム部３１ａを示す図である。上アーム部３１ａおよび下アーム部３１ｂは、それぞれ、第一アーム部３１１，第二アーム部３１２、ハンド部３１３（基板保持部）を備えている。ハンド部３１３は、４本の支持部３１４および各支持部３１４が接続する基部３１５を備えている。

各支持部３１４の上面には、複数の支持ピン３１６が設けられている。ハンド部３１３は、複数の支持ピン３１６の先端を基板９０の裏面に当接させつつ、基板９０を下方から支持する。

第一アーム部３１１の基端部は昇降機構３２に対して、回動軸３１７ａを介して接続されている。第二アーム部３１２の基端部は、第一アーム部３１１の先端部に回動軸３１７ｂを介して接続されている。また、第二アーム部３１２の先端部は、回動軸３１７ｃを介して基部３１５に接続されている。

回動軸３１７ａは、第一アーム部３１１を回転させる。回動軸３１７ｂは、第一アーム部３１１に対して、第二アーム部３１２を回転させる。このように回動軸３１７ａ，３１７ｂの回転駆動によって、第一アーム部３１１および第二アーム部３１２が伸縮することとなる。

また、回動軸３１７ｃは、回転する第二アーム部３１２に対して、ハンド部３１３を回転させる。なお、回動軸３１７ｃは、ハンド部３１３の支持部３１４の向きが、常にＸ軸方向に沿うように、ハンド部３１３を回転させる。

第一アーム部３１１および第二アーム部３１２が伸縮することによって、ハンド部３１３が水平方向であるＸ軸方向に沿って移動することとなる。例えば、第一アーム部３１１および第二アーム部３１２が縮むことによって、ハンド部３１３が、ハウジング部３４の外部から内部に移動する。このときのハンド部３１３が進む方向を、−Ｘ方向とする。また、第一アーム部３１１および第二アーム部３１２が伸びることによって、ハンド部３１３がハウジング部３４の内部から外部に移動する。このときのハンド部３１３が進む方向を、＋Ｘ方向とする。第一アーム部３１１および第二アーム部３１２は、ハンド部３１３を水平方向に移動させる水平方向移動機構の一例である。

昇降機構３２は、油圧式、空圧式または電磁式などのアクチュエータを備えており、ハンド部３１３を鉛直方向に沿って昇降させる。以下の説明では、ハンド部３１３が上昇する方向を＋Ｚ方向とし、下降する方向を−Ｚ方向とする。また、回転機構３３は、モータを備えており、ハンド部３１３を鉛直方向に沿って延びる回転軸Ｑ周りに、水平回転させる。

ハウジング部３４は、＋Ｘ側に開口ＯＰを有する本体部３４１と、該開口ＯＰを塞ぐための扉部３４２を備えている。扉部３４２は、図示を省略する駆動機構によって、鉛直方向に沿って移動し、開口ＯＰの開閉を行う。図示の例では、扉部３４２は、上方に移動することによって、開口ＯＰを開放しているが、扉部３４２の構成はこのようなものに限定されるものではない。例えば、扉部３４２が下方または左右方向に移動することによって、開口ＯＰを開放するように構成してもよい。また、扉部３４２が上下または左右に分割されており、それぞれの部分が上下または左右に移動することによって、開口ＯＰが開閉されるようにしてもよい。扉部３４２は、開口ＯＰの開口率を変更する開口率変更機構の一例である。

扉部３４２の開閉制御は、図示を省略する制御部によって行われる。該制御部は、例えば１台または複数台のコンピュータ等で構成されており、該制御部においては、ＣＰＵがプログラムに従って動作することによって、扉部３４２の開閉制御が行われる。例えば、該制御部が扉部３４２を開閉させるための制御信号を適宜のタイミングで搬送装置３０ａに送信すると、それを受信した搬送装置３０ａが扉部３４２を開閉させる。

図４は、ハウジング部３４の横断面を示す概略断面図である。ハウジング部３４は、その横断面（物体をその中心線に対し直角に切断したときの切り口の平面）の外形が角丸長方形となる部分を有している。このため、ハンド部３１３とともにハウジング部３４を水平回転させた際、ハウジング部３４の回転方向前方側の面に当たる気流を、回転方向後方に逃がし易くなる。したがって、ハウジング部３４にかかる抗力を低減でき、良好に回転させることができる。

搬送装置３０ａは、ハウジング部３４の内部に収納した基板９０を処理部（ここでは、デハイドベーク部１２）に載置する場合、扉部３４２を移動させることによって、開口ＯＰを開放する。そして、基板９０を保持した上アーム部３１ａまたは下アーム部３１ｂのハンド部３１３を＋Ｘ方向に移動させることによって、基板９０をハウジング部３４の外部へ移動させる。

各処理部においては、図２または図３に示すように、複数のリフトピンＬＰが、複数の列をなすように並べられている。ハンド部３１３に保持された基板９０を各処理部に搬入する場合、リフトピンＬＰの上端よりも上方の位置で、ハンド部３１３を＋Ｘ方向に水平移動させる。これによって、複数のリフトピンＬＰの上方に、基板９０が配置される（図３参照）。そして、昇降機構３２を駆動してハンド部３１３を下方に移動させる。これによって、基板９０が各リフトピンＬＰの上端に載置される。なお、ハンド部３１３の高さ位置を固定したまま、各リフトピンＬＰを上昇させることによって、各リフトピンＬＰの上端に基板９０を載置してもよい。ハンド部３１３は、基板９０を各リフトピンＬＰに渡した後、ハウジング部３４の内部に戻される。このようにして、搬送装置３０ａによって、基板９０が処理部に搬入される。

処理部から基板９０を搬出する場合、各リフトピンＬＰに保持されている基板９０を、ハンド部３１３に受け取る。具体的には、リフトピンＬＰによって上方に突き上げられている基板９０の下方に、ハンド部３１３の各支持部３１４が進入する。そして、各リフトピンＬＰを下降させることによって、基板９０をハンド部３１３の各支持部３１４に基板９０が載置される。なお、ハンド部３１３を上昇させて、基板９０を各支持部３１４ですくい上げるようにしてもよい。その後、ハンド部３１３は、−Ｘ方向に水平移動してハウジング部３４に戻る。これによって、基板９０がハウジング部３４の内部に収納される。そして、基板９０は、次の処理部へ搬送される。

例えば搬送装置３０ａが洗浄部１１から搬出した基板９０をデハイドベーク部１２に搬入する場合、搬送装置３０ａは、扉部３４２を閉じてから、回転機構３３を駆動させ、基板９０を１８０度回転させる。そして、搬送装置３０ａは、扉部３４２を開けて、ハウジング部３４の内部から外部へ基板９０を移動させる。

図５は、扉部３４２が閉じられた状態のハウジング部３４を示す概略側面図である。上アーム部３１ａまたは下アーム部３１ｂによって基板９０を保持しつつ、ハウジング部３４内に収納されると、図示のように開口ＯＰが扉部３４２によって塞がれる。これによって、搬送装置３０ａが回転軸Ｑ周りにハンド部３１３とともにハウジング部３４を回転させた際、ハウジング部３４の内部への外気の流入を抑制できる。このため、搬送装置３０ａが回転した際に、基板９０が浮き上がることを低減でき、基板９０が破損することを低減できる。

なお、開口ＯＰを扉部３４２によって完全に塞がなくてもよい。単に開口ＯＰの面積を小さくすることによっても、ハウジング部３４内の基板９０に対する気流の影響を低減することが可能である。ただし、扉部３４２を下げた状態においては、上アーム部３１ａおよび下アーム部３１ｂのそれぞれに支持される基板９０の＋Ｘ側に、扉部３４２が配置されることが好ましい。これによって、ハウジング部３４を回転させた際に、基板９０に触れる気流を弱めることができる。したがって、基板９０が浮き上がることを低減でき、基板９０が破損することを低減できる。

ハウジング部３４には、配管部３５１を介して、エア供給部３５が接続されている。エア供給部３５は、清浄な空気もしくは不活性ガス（例えば、Ｎ２、Ａｒ、Ｈｅ、Ｋｒ、またはＸｅガス、もしくはこれらのうち２以上の混合ガス）をポンプまたはファンなどを用いて供給する。扉部３４２が開いている際に、エア供給部３５がハウジング部３４内にエアを供給することで、ハウジング部３４の開口ＯＰを介して供給されたエアが排出される。これによって、開口ＯＰを通じてハウジング部３４内にパーティクルなどが侵入することを抑制できる。

ハウジング部３４の全面に扉部３４２を設けることは、基板９０の品質均一化という点においても極めて有効である。例えば、塗布部１３で塗布される処理液によっては、塗布処理直後の基板９０の液面が不安定となる場合が多い。この場合、搬送時に気流の影響を受けて液面に風紋が発生してしまい、品質面で深刻な問題となる場合がある。これに対して、本実施形態では、搬送時に扉部３４２を閉じておくことによって、基板９０が受ける気流の影響を効果的に低減できる。

＜搬送装置の変形例＞
次に、搬送装置の変形例について説明する。なお、以降の説明において、既に説明した要素と同様の機能を有する要素については、同一の符号またはアルファベットを追加した符号を付して、詳細な説明を省略する場合がある。

図６は、変形例に係る搬送装置３０ｐの概略側面図である。図７は、変形例に係る搬送装置３０ｐのハンド部３１３Ａを示す概略平面図である。図８は、変形例に係る搬送装置３０ｐのハンド部３１３Ａを示す概略正面図である。搬送装置３０ｐは、先端側起立部４１と、基端側起立部４３とを備えている。

先端側起立部４１は、ハンド部３１３Ａにおける各支持部３１４の先端部に設けられている。各先端側起立部４１は、各支持部３１４における基板９０を支持する高さ位置（支持ピン３１６の上端の位置）よりも上方に延びるように起立している。また、ハンド部３１３Ａは、隣り合う２つの先端側起立部４１，４１の間を移動することによって、当該２つの先端側起立部４１，４１の隙間間隔（Ｇ１〜Ｇ３、図８参照）を変更する間隔変更部４５を備えている。

より具体的には、図６〜図８に示すように、間隔変更部４５は、先端側起立部４１の＋Ｘ側に取り付けられている。また間隔変更部４５は、Ｘ軸方向に垂直な水平方向に往復移動可能に設けられている。間隔変更部４５は、略矩形状の板状部材で構成されており、当該間隔変更部４５が取り付けられている先端側起立部４１と、その隣にある先端側起立部４１との間隔と同一か、もしくはそれよりも長い幅を有している。

間隔変更部４５の駆動機構は、特に限定されるものではないが、例えばエアシリンダーなどを利用することが考えられる。例えば搬送装置３０ｐが、支持ピン３１６において基板９０を吸着・解除するためにエアを吸引・噴出する機構を備えている場合、当該機構によって供給されるエアを、エアシリンダーの駆動源として利用してもよい。

図７または図８に示すように、間隔変更部４５を閉位置（図７および図８中、二点鎖線で示す位置）に移動させて、先端側起立部４１，４１の隙間間隔を小さくすることによって、ハンド部３１３を回転させた際に、基板９０が前方側（＋Ｘ側）から受ける気流の影響を低減できる。これによって、基板９０が浮き上がることを低減でき、基板９０が破損することを低減できる。なお、先端側起立部４１，４１の隙間間隔は、間隔変更部４５によってゼロにすることが好ましいが、所定間隔の隙間が形成されていてもよい。

また、ハンド部３１３を処理部内に進入または処理部内から退出させる際には、間隔変更部４５を開位置（図８中、実線で示す位置）に移動させる。これによって、間隔変更部４５が処理部に設けられている各リフトピンＬＰに干渉することなく、支持部３１４を進入または退出させることができる。

基板９０を保持したハンド部３１３を処理部に進入させる際には、ハンド部３１３を処理部に接近させるまで、より詳細には、間隔変更部４５がリフトピンＬＰの設置されている領域に近接するまでは、間隔変更部４５を開位置に配置しておくことがより好ましい。これによって、間隔変更部４５がリフトピンＬＰに接触することを抑制しつつ、かつ、ハンド部３１３の移動によって発生する気流が、基板９０に直接影響することをできるだけ抑制できる。これによって、基板９０の浮きを低減できる。

基端側起立部４３は、各支持部３１４における、基板９０の支持位置よりも基端側の位置に設けられている。より詳細には、基端側起立部４３は、基部３１５の上面に取り付けられている。各基端側起立部４３は、各支持部３１４における基板９０を支持する高さ位置（支持ピン３１６の上端の位置）よりも上方に延びるように起立している。また、基端側起立部４３は、複数の支持部３１４が並ぶ方向に延びている。本実施形態では、基端側起立部４３の長手方向は、基部３１５が延びる方向と平行（すなわち、Ｘ軸方向に垂直な水平方向）とされている。

基端側起立部４３を設けることによって、ハンド部３１３を回転させる場合において、基板９０が後方側（−Ｘ側）から受ける気流の影響を低減できる。このため、基板９０が浮き上がることを低減でき、基板９０が破損することを低減できる。また、処理部から基板９０を受け取ったハンド部３１３を、後方側へ後退させる場合においても、基板９０が後方側から受ける気流の影響を低減できる。

上記実施形態では、基板処理装置１の処理対象が液晶表示装置用のガラス基板である場合を説明した。しかしながら、処理対象となる基板は、半導体ウエハ、プラズマディスプレイ用ガラス基板、磁気・光ディスク用のガラスまたはセラミック基板、有機ＥＬ用ガラス基板、太陽電池用ガラス基板またはシリコン基板、その他フレキシブル基板およびプリント基板などの電子機器向けの各種被処理基板であってもよい。

この発明は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。また、上記各実施形態および各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。

１ 基板処理装置
１１ 洗浄部（基板処理部）
１２ デハイドベーク部（基板処理部）
３０ａ〜３０ｈ，３０ｐ 搬送装置
３１ａ 上アーム部
３１ｂ 下アーム部
３１１ 第一アーム部
３１２ 第二アーム部
３１３，３１３Ａ ハンド部（基板保持部）
３１４ 支持部
３１５ 基部
３１６ 支持ピン
３２ 昇降機構
３２ａ アーム部
３３ 回転機構
３４ ハウジング部
３４２ 扉部
３５ エア供給部
３５１ 配管部
４１ 先端側起立部
４３ 基端側起立部
４５ 間隔変更部
９０ 基板
ＬＰ リフトピン
ＯＰ 開口

Claims (4)

1. 基板を搬送する搬送装置であって、
   水平方向に延びており、基板を下方から支持する複数の支持部と、前記複数の支持部の基端部が接続される基部とを有する基板保持部と、
   前記基板保持部を、鉛直方向に昇降させる昇降機構と、
   前記基板保持部を、前記鉛直方向に沿う回転軸周りに回転させる回転機構と、
   前記基板保持部を前記水平方向に移動させる水平移動機構と、
   前記支持部における、前記基板の支持位置よりも前記水平方向の先端側の位置に設けられ、かつ、前記支持部のそれぞれにおける前記基板の支持位置よりも上方に延びるように起立する先端側起立部と、
   隣り合う２つの前記支持部のそれぞれに設けられた２つの前記先端側起立部の間を移動することによって、前記２つの先端側起立部間の隙間間隔を変更する間隔変更部材と、
   を備える、搬送装置。
2. 請求項１に記載の搬送装置であって、
   前記支持部における、前記基板の支持位置よりも基端側の位置に設けられて、前記支持部における前記基板の支持位置よりも上方に起立し、かつ、前記複数の支持部が並ぶ方向に延びる基端側起立部、
   をさらに備える、搬送装置。
3. 請求項１または２に記載の搬送装置であって、
   前記間隔変更部材は、水平方向に移動することによって、前記２つの先端側起立部間の隙間間隔を変更する、搬送装置。
4. 基板処理装置であって、
   基板を処理する基板処理部と、
   前記基板処理部に前記基板を搬入または搬出する、請求項１から３のいずれか１項に記載の搬送装置と、
   を備える、基板処理装置。

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