JP7198039B2 - 基板搬送装置およびこの基板搬送装置を備えた基板処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、複数のローラにより基板を搬送する基板搬送装置、および、この基板搬送装置を備えた基板処理装置に関する。

基板を複数のローラにより搬送する搬送装置において、被搬送基板の厚みが０．３ｍｍ～０．７ｍｍと薄型の場合には、基板は自重で複数のローラに沿う形状となり、基板の搬送に必要なグリップ力を得ることができる。また、より確実にグリップ力を得る必要がある場合においては、基板を上下から挟持して搬送する搬送機構が採用されている。特許文献１においては、基板を端部支持ローラと上載せローラとにより挟持して搬送する基板の搬送装置が開示されている。また、特許文献２には、基板を一対の挟みローラにより挟持して薬液中を搬送する薬液処理装置が開示されている。

特開２０１１－１１６５２３号公報 特開２００８－８５１１９号公報

最新のパッケージ技術を適用した半導体パッケージ（Ｐａｎｅｌ Ｌｅｖｅｌ Ｐａｃｋａｇｅ）で使用される基板は、その厚みが２ｍｍ程度であり、最大の反り量は１５ｍｍ程度となっている。このため、このような基板を上下から挟持した場合には、基板が損傷してしまう。また、このような基板は、反りそのものを矯正することが困難であり、このような基板を複数のローラ上に載置して搬送した場合には、ローラによるグリップ力が不足して適正な搬送を実行することが不可能となる。

図１３は、反りの大きな基板１００を、複数のローラ９１を有する搬送装置により搬送する状態を示す正面図である。なお、この図においては、基板１００等を、その正面側から見た状態を示している。

この搬送装置は、駆動軸９０に一定のピッチで連結された複数のローラ９１と、これらのローラ９１により搬送される基板１００の搬送方向と直交する方向（図１３における左右方向）の両端より外側の位置に配設され、ローラ９１より大きな外形を有する鍔型ローラ９２とを備える。ここで、鍔型ローラ９２は、基板１００の搬送方向と直交する方向の基板１００の両側の端縁と当接することにより、基板１００における搬送方向と直交する方向の位置を規制するためのものである。

この図に示すように、下側が凸となる大きな反りが発生した基板１００をローラ９１上に載置して搬送したときには、基板１００とローラ９１との接触面積が小さくなることから、ローラによるグリップ力が不足し、基板１００を適正に搬送することが困難となる。また、このように反りの大きい基板１００をローラ９１上に載置して搬送したときには、基板１００は図１３において矢印に示すように移動し、図１３において破線で示すように、基板１００の傾動により基板１００の搬送方向と直交する方向の端縁が鍔型ローラ９２の上端より上部に配置されることがある。このような場合には、基板１００における搬送方向と直交する方向の位置を規制することが不可能となる。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、反りの大きな基板を搬送する場合においても、基板を適正に搬送する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。

請求項１に記載の発明は、矩形状の基板を水平方向に搬送する基板搬送装置において、下側駆動軸に連結され、前記基板の下面に当接した状態で回転することにより前記基板を搬送する複数の下側ローラと、前記下側ローラにより搬送される基板の搬送方向と直交する方向の両端より外側の位置において前記下側駆動軸に連結され、前記下側ローラより大きな外径を有する一対の鍔型ローラと、前記下側ローラにより搬送される基板の搬送方向と直交する方向の両端付近の上方において上側駆動軸に連結され、前記下側ローラと同期して回転する一対の上側ローラと、前記一対の上側ローラを、前記上側駆動軸に対して、互いに独立して昇降可能に連結する可動機構と、を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記下側ローラは、前記基板の搬送方向と直交する方向の両端付近の下方の領域に配設される。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記一対の上側ローラは、当該上側ローラの下端部が前記一対の鍔型ローラの上端部より下方となる位置において互いに独立して昇降する。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明において、前記上側ローラは、前記下側ローラより大きな直径を有する。

請求項５に記載の発明は、処理液を貯留する処理液槽と、請求項１から請求項３のいずれかに記載の基板搬送装置と、を備え、前記基板搬送装置は、前記処理液槽に貯留された処理液中に前記基板を浸漬した状態で搬送することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記基板搬送装置における前記上側ローラは、前記下側ローラより大きな直径を有し、その下方の一部の領域が前記処理液槽に貯留された処理液中に浸漬される。

請求項１から請求項６に記載の発明によれば、上側ローラの作用によって、基板を下側ローラと確実に当接させるとともに、基板における搬送方向と直交する方向の位置を鍔型ローラにより規制することによって、基板を適正に搬送することが可能となる。このとき、一対の上側ローラが上側駆動軸に対して互いに独立して昇降することから、基板における搬送方向と直交する方向の端部における反りに差違があった場合においても、基板を適正に搬送することが可能となる

請求項２に記載の発明によれば、下側ローラが基板の搬送方向と直交する方向の両端付近の下方の領域に配設されることから、下が凸となる反りが生じた基板の中央付近を下側に逃がすことにより、基板における搬送方向と直交する方向の端部で基板が大きく上方向に配置されることを防止することが可能となる。

請求項４および請求項６に記載の発明によれば、上側ローラの昇降量を必要な値とすることが可能となる。

この発明に係る基板搬送装置を適用した基板処理装置の部分側面概要図である。 この発明に係る基板搬送装置を適用した基板処理装置の部分正面概要図である。 下側ローラ１１および鍔型ローラ１２等を示す平面図である。 下側ローラ１１、鍔型ローラ１２および上側ローラ２１の配置を示す斜視図である。 可動機構２２を上側駆動軸２０とともに示す、それらの正面から見た断面図である。 可動機構２２を上側ローラ２１とともに示す、それらの側面から見た断面図である。 可動機構２２を上側駆動軸２０とともに示す、それらの正面から見た断面図である。 可動機構２２を上側ローラ２１とともに示す、それらの側面から見た断面図である。 この発明に係る基板搬送装置により反りのない基板１００を搬送する状態を示す正面図である。 この発明に係る基板搬送装置により下が凸となる反りが生じた基板１００を搬送する状態を示す正面図である。 この発明に係る基板搬送装置により下が凸となる反りが生じた基板１００を搬送する状態を示す正面図である。 この発明に係る基板搬送装置により上が凸となる反りが生じた基板１００を搬送する状態を示す正面図である。 反りの大きな基板１００を、複数のローラ９１を有する搬送装置により搬送する状態を示す正面図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る基板搬送装置を適用した基板処理装置の部分側面概要図であり、図２は、その部分正面概要図である。図３は、下側ローラ１１および鍔型ローラ１２等を示す平面図である。図４は、下側ローラ１１、鍔型ローラ１２および上側ローラ２１の配置を示す斜視図である。なお、図１から図３においては、駆動ギア１３、２３の図示を省略している。

この基板搬送装置は、処理槽４１内に貯留された処理液４２内において、矩形状の基板１００を水平方向に搬送することにより、この基板１００を処理するための基板処理装置に適用されるものである。

この基板搬送装置は、基板１００の搬送方向（図１における左右方向であり、図２における紙面に垂直な方向であり、図３における上下方向）に沿って一定ピッチで配設され、図示を省略した側板に軸支された状態で互いに同期して回転する複数の下側駆動軸１０と、これらの複数の下側駆動軸１０に対して基板１００の搬送方向と直交する方向（図１における紙面に垂直な方向であり、図２および図３における左右方向）の両端付近の位置に連結され、基板１００の下面に当接した状態で回転することにより基板１００を搬送する複数の下側ローラ１１と、下側駆動軸１０に対して、基板１００の搬送方向と直交する方向の両端より外側の位置に各々連結された一対の鍔型ローラ１２と、各下側駆動軸１０における左右両端の位置に配設された駆動ギア１３とを備える。

また、この基板搬送装置は、下側駆動軸１０の上方に配設され、図示を省略した側板に軸支された状態で複数の下側駆動軸１０と同期して回転する複数の上側駆動軸２０と、これらの複数の上側駆動軸２０における基板１００の搬送方向と直交する方向の両端付近の上方であり、一部の下側ローラ１１の上方となる位置に可動機構２２を介して連結された複数の上側ローラ２１と、各上側駆動軸２０における左右両端の位置に配設された駆動ギア２３とを備える。

駆動ギア１３および駆動ギア２３は、図示しない駆動モータを備えた歯車駆動機構と連結されており、駆動モータの駆動により回転する。駆動ギア１３および駆動ギア２３に回転に伴って、下側駆動軸１０と上側駆動軸２０とが回転し、下側ローラ１１と上側ローラ２１とは互いに同期して回転する。

各下側駆動軸１０は、各下側ローラ１１が基板１００の搬送方向に対して互いに近接する位置となるように千鳥状に配置されている。これにより、基板１００に対して間隔をあけることなく下方から支持することが可能となり、基板１００を好適に搬送することができる。そして、図２から図４に示すように、下側ローラ１１は、基板１００の搬送方向と直交する方向の両端付近の下方の領域にのみ配設されており、基板１００の搬送方向と直交する方向の中央付近には配設されていない。

図１に示すように、下側ローラ１１は、処理槽４１内に貯留された処理液４２中にその全体が浸漬されている。このため、下側ローラ１１の上端は、処理液４２の液面より下方に配置される。一方、上側ローラ２１は、その下方の一部の領域が処理液４２中に浸漬される。このため、下側ローラ１１の下端は、処理液４２の液面より下方に配置される。上側ローラ２１は、下側ローラ１１より大きな直径を有する。このような構成を採用することにより、後述する可動機構２２による上側ローラ２１の昇降量を必要な値とすることが可能となる。そして、上側ローラ２１の一部のみが処理液４２中に浸漬する構成を採用することにより、処理槽４１に貯留される処理液４２を必要最小限の量として、基板１００の処理を可能としている。

図５および図７は、可動機構２２を上側駆動軸２０とともに示す、それらの正面から見た断面図である。また、図６および図８は、可動機構２２を上側ローラ２１とともに示す、それらの側面から見た断面図である。図５および図６は、上側駆動軸２０および内側部材３２に対して外側部材３１が下降した状態を示し、図７および図８は、上側駆動軸２０および内側部材３２に対して外側部材３１が上昇した状態を示している。なお、図６および図８においては、上側駆動軸２０の図示を省略している。

可動機構２２は、上側駆動軸２０に支持された内側部材３２と、上側ローラ２１と接続された外側部材３１とを備える。内側部材３２の外周面と、外側部材３１の内周面は、各々、凹凸形状となっており、それらの凹部と凸部とが互いに噛合する構成となっている。
また、内側部材３２の外形は、外側部材３１の内径より小さくなっている。このため、内側部材３２と外側部材３１とは、その回転位置関係を一定に維持したままの状態で、上下方向に相対的に移動可能となっている。なお、図６および図８において符号３３を付した部材は、内側部材３２と外側部材３１および上側ローラ２１の止め部材である。

このような構成を有する可動機構２２においては、内側部材３２を支持する上側駆動軸２０が一定の高さ位置において回転したときに、外側部材３１に連結された上側ローラ２１が上側駆動軸２０の駆動により回転しながら、その高さ位置を変更することが可能となる。そして、その高さ方向の位置は、上側ローラ２１の下端部が鍔型ローラ１２の上端部より下方となるように予め設計されている。

この可動機構２２は、上側ローラ２１と上側駆動軸２０との接続関係を維持したままで、上側ローラ２１の軸心を上側駆動軸２０の軸心に対して変位させる変位機構として機能する。なお、このような可動機構２２は、例えば、台湾特許第Ｍ４１５８９６号に開示されている。

図９は、この発明に係る基板搬送装置により反りのない基板１００を搬送する状態を示す正面図である。

図９に示すように、基板１００に反りが生じていない場合においては、基板１００は、その下面全体を、複数の下側ローラ１１に支持され、かつ、基板１００の搬送方向と直交する方向の両端部が下側ローラ１１と上側ローラ２１とに挟持された状態で搬送される。そして、基板１００における搬送方向と直交する方向については、基板１００の端縁が鍔型ローラ１２と当接することにより、その位置が規制される。このため、基板１００に蛇行を生じることなく、基板１００を処理液４２中において搬送することが可能となる。

図１０は、この発明に係る基板搬送装置により下が凸となる反りが生じた基板１００を搬送する状態を示す正面図である。

図１０に示すように、基板１００に下が凸となる反りが生じている場合においては、基板１００は、搬送方向と直交する方向の両端部において下側ローラ１１から離隔する状態となる。このため、基板１００と下側ローラ１１との接触面積が小さくなることから、下側ローラ１１によるグリップ力が不足し、基板１００を適正に搬送することが困難となる。また、このように反りの大きい基板１００を下側ローラ１１上に載置して搬送したときには、図１３に示す従来技術において破線で示したように、基板１００の傾動により基板１００の搬送方向と直交する方向の端縁が鍔型ローラ１２の上端より上部に配置されることになることから、基板１００における搬送方向と直交する方向の位置を規制することが不可能となる。

しかしながら、この発明に係る基板搬送装置においては、基板１００の端縁の位置となる鍔型ローラ１２の内側の位置で、かつ、下側ローラ１１の上方となる位置には、上側ローラ２１が配置されていることから、基板１００の端縁が上側ローラ２１と当接する。これにより、基板１００全体が下側ローラ１１に向けて押しつけられ、下側ローラ１１によるグリップ力が増加し、基板１００を適正に搬送することが可能となる。そして、上側ローラ２１の高さ位置は、基板１００の反り量に対応して変更されることから、基板１００が損傷することを防止することが可能となる。このとき、図１に示すように、上側ローラ２１の下端部は処理液４２中に浸漬していることから、基板１００の全体を処理液４２中浸漬した状態で搬送することが可能となる。

また、図１３において破線で示したように、基板１００の傾動により基板１００の搬送方向と直交する方向の端縁が鍔型ローラ１２の上端より上部に移動しようとしても、この基板１００の移動が上側ローラ２１により規制される。このため、基板１００における搬送方向と直交する方向の位置が適正に規制されることになる。

さらに、下側ローラ１１は、基板１００の搬送方向と直交する方向の両端付近の下方の領域にのみ配設されており、基板１００の搬送方向と直交する方向の中央付近には配設されていないことから、下が凸となる反りが生じた基板１００の中央付近を下側に逃がすことにより、基板１００における搬送方向と直交する方向の端部で基板１００が大きく上方向に配置されることを防止することが可能となる。

図１１は、この発明に係る基板搬送装置により一方の端縁付近でのみ上が凸となる反りが生じた基板１００を搬送する状態を示す正面図である。

この実施形態においては、基板１００における図１１に示す左側の領域で反りが生じており、右側の領域においては反りが生じていない。このような基板１００を搬送する場合においても、この発明に係る基板搬送装置においては、一対の上側ローラ２１が上側駆動軸２０に対して互いに独立して昇降可能な構成であることから、基板１００を正確に搬送することが可能となる。図１１に示す状態においては、基板１００の左側端部においては、下側ローラ１１と上側ローラ２１とは図１０に示す状態で基板１００と接触し、基板１００の右側端部においては、下側ローラ１１と上側ローラ２１とは図９に示す状態で基板１００と接触している。

図１２は、この発明に係る基板搬送装置により上が凸となる反りが生じた基板１００を搬送する状態を示す正面図である。

図１２に示すように、基板１００に上が凸となる反りが生じている場合においては、基板１００の両端部が、下側ローラ１１と上側ローラ２１とにより挟持される。これにより、基板１００を適正に搬送することが可能となる。

なお、このように基板１００に上が凸となる反りが生じたときに対応するため、上側駆動軸２０に、基板１００の上面中央部と当接して基板１００を案内する案内ローラを配設してもよい。このとき、半導体パッケージで使用される基板１００を搬送する場合においては、基板１００の上方に形成されたデバイス領域が案内ローラと当接することになる。このため、案内ローラが基板１００の上面におけるデバイス部分の間の領域と当接するように、案内ローラを上側駆動軸２０の軸線方向に移動可能とすることが好ましい。

以上のように、この発明に係る基板搬送装置によれば、上側ローラ２１の作用によって、基板１００を下側ローラ１１と確実に当接させることにより、基板１００を適正に搬送することが可能となる。また、上側ローラ２１の作用により、基板１００の搬送方向と直交する方向の端縁が上昇することを防止することができ、基板１００における搬送方向と直交する方向の位置を鍔型ローラ１２により規制することによって、基板１００を適切に搬送することが可能となる。この時、一対の上側ローラ２１が互いに独立して昇降することから、基板１００の反りの状態に対応することができ、基板１００に損傷を与えることを防止することが可能となる。

１０ 下側駆動軸
１１ 下側ローラ
１２ 鍔型ローラ
１３ 駆動ギア
２０ 上側駆動軸
２１ 上側ローラ
２２ 可動機構
２３ 駆動ギア
３１ 外側部材
３２ 内側部材
４１ 処理槽
４２ 処理液
１００ 基板

Claims (6)

1. 矩形状の基板を水平方向に搬送する基板搬送装置において、
   下側駆動軸に連結され、前記基板の下面に当接した状態で回転することにより前記基板を搬送する複数の下側ローラと、
   前記下側ローラにより搬送される基板の搬送方向と直交する方向の両端より外側の位置において前記下側駆動軸に連結され、前記下側ローラより大きな外径を有する一対の鍔型ローラと、
   前記下側ローラにより搬送される基板の搬送方向と直交する方向の両端付近の上方において上側駆動軸に連結され、前記下側ローラと同期して回転する一対の上側ローラと、
   前記一対の上側ローラを、前記上側駆動軸に対して、互いに独立して昇降可能に連結する可動機構と、
   を備えたことを特徴とする基板搬送装置。
2. 請求項１に記載の基板搬送装置において、
   前記下側ローラは、前記基板の搬送方向と直交する方向の両端付近の下方の領域に配設される基板搬送装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の基板搬送装置において、
   前記一対の上側ローラは、当該上側ローラの下端部が前記一対の鍔型ローラの上端部より下方となる位置において互いに独立して昇降する基板搬送装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の基板搬送装置において、
   前記上側ローラは、前記下側ローラより大きな直径を有する基板搬送装置。
5. 処理液を貯留する処理液槽と、
   請求項１から請求項３のいずれかに記載の基板搬送装置と、
   を備え、
   前記基板搬送装置は、前記処理液槽に貯留された処理液中に前記基板を浸漬した状態で搬送することを特徴とする基板処理装置。
6. 請求項５に記載の基板処理装置において、
   前記基板搬送装置における前記上側ローラは、前記下側ローラより大きな直径を有し、その下方の一部の領域が前記処理液槽に貯留された処理液中に浸漬される基板処理装置。

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