TWI415210B - Substrate transfer apparatus and method, and a substrate manufacturing apparatus having the same - Google Patents

Description

基板搬送裝置及方法、與具有該裝置之基板製造設備

本發明係有關用於基板處理之裝置，更詳言之，係有關用於平板顯示器(flat panel display)之搬送的裝置以及具有該裝置之基板製造設備。

近年來，資訊處理機器以種種形態之功能並以極高資訊處理速度急速地發展。此資訊處理裝置具有用以顯示所處理資訊之顯示裝置。現在，就顯示裝置而言，受到矚目者有諸如液晶顯示裝置、有機EL(電致發光)顯示裝置、電漿顯示裝置之平板顯示裝置。

為製造此種平板顯示器(FDP：Flat Panel Display)裝置，進行種種步驟，基本上係使用平板玻璃作為基板。於基板表面上形成絕緣層、彩色層、偏光層等多數薄膜層，該基板係一面由搬送裝置裝載並移動，一面透過藥液塗佈步驟、洗淨步驟、乾燥步驟等種種處理步驟而製造。因此，基板係對平板顯示裝置之品質影響最大的零件之一。

由於這一系列基板處理步驟通常與移送基板之基板搬送裝置有關而進行，因此，於基板搬送裝置中，最重要的是以可維持基板之一定移送速度及精密位置控制的方式操作。

特別是，由於隨著平板顯示裝置之大型化(橫/縱寬度1870~2200mm之第七代、2160~2460mm以上之第八、十代)，基板亦大型化，因此，要求格外注意基板的保管，特別是移送。

支持及移送基板之基板搬送裝置中的搬送用軸的長度亦隨著基板之大型化而變長。一旦軸長度加長，即有因軸本身重量、大型化基板之負載以及步驟進行中供至基板上之處理液之噴射壓力及流量等，而導致軸發生下垂變形，造成基板破損或變形的可能性。又，若因軸下垂變形而降低直線前進性，即有因軸本身旋轉時之振動等而損傷軸承等相關零件的可能性。如此一來，步驟的精密度顯著減少，基板的劣品率增加。

本發明之目的在於提供適於大型基板搬送之基板搬送裝置和方法、以及具有該裝置之基板處理設備。

本發明之另一目的在於提供可防止軸下垂變形之基板搬送裝置和方法、以及具有該裝置之基板處理設備。

本發明之另一目的在於提供可防止一組軸之直線前進性及同心度的降低，而適於大型基板搬送之基板搬送裝置和方法。

本發明欲解決之問題不限於此。在本技術領域中具有通常知識者由以下記載可明確理解未提及之其他目的。

本發明提供搬送大型基板之基板搬送裝置。根據本發明之一實施形態，基板搬送裝置包含：一組軸；以及驅動部，係用以使前述一組軸旋轉。前述一組軸包含：至少一第一軸，其具有第一長度；第二軸，係與前述第一軸位於同一平面上，具有較前述第一長度短的第二長度；以及第三軸，係與前述第一軸位於同一平面上，具有較前述第一長度短的第三長度，前述第二軸位在相較於前述第一軸之另一端更接近一端處，前述第三軸位在相較於前述第一軸之一端更接近另一端處。

根據本發明之實施形態，前述驅動部包含：第一動力傳輸部，係連結前述第一軸與前述第二軸以傳輸旋轉力至前述第一軸與前述第二軸之間；第二動力傳輸部，係連結前述第一軸與前述第三軸以傳輸旋轉力於前述第一軸與前述第三軸之間；以及動力源，係提供旋轉力至前述第一動力傳輸部。

根據本發明之實施形態，前述第一軸之兩端在脫離基板搬送路徑之位置藉軸承支持；前述第二軸與前述第三軸之一端在脫離基板搬送路徑之位置藉軸承支持，另一端在相當於基板搬送路徑之位置藉軸承支持。

根據本發明之實施形態，前述第二軸與前述第三軸配置在同一直線上。又，前述第二軸與前述第三軸交互配置，前述第二軸與前述第三軸隔離配置。

根據本發明之實施形態，前述第一長度較基板之寬度長，前述第二長度與前述第三長度相等。

本發明提供用以製造平板顯示器之設備。基板製造設備之特徵在於包含：腔室，係提供搬送基板之空間；第一、二支持架，係平行於基板搬送方向而設在前述腔室之搬送空間兩側；第三、四支持架，係設在前述第一支持架與前述第二支持架之間；至少一第一軸，係可旋轉地設於前述第一支持架及前述第二支持架；第二軸，係可旋轉地設於前述第一支持架及前述第三支持架；第三軸，係可旋轉地設於前述第二支持架及前述第四支持架；以及驅動部，係設於前述第一、二支持架之外側，具有用以使前述第一軸、前述第二軸及前述第三軸旋轉之一動力源。

根據本發明之實施形態，前述驅動部包含：第一動力傳輸部，係連結前述第一軸與前述第二軸以傳輸前述動力源之旋轉力至前述第一軸及前述第二軸；第二動力傳輸部，係連結前述第一軸與前述第三軸以傳輸前述第一軸之旋轉力於前述第三軸。

根據本發明之實施形態，前述第一軸、前述第二軸及前述第三軸位於同一平面上。

根據本發明之實施形態，前述第二軸與前述第三軸配置在同一直線上。

根據本發明之實施形態，前述第二軸與前述第三軸交互配置。

根據本發明之實施形態，前述第二軸與前述第三軸隔離配置。

根據本發明之實施形態，前述第一支持架與前述第三支持架之間隔、以及前述第二支持架與前述第四支持架之間隔相等。

本發明提供利用前述基板搬送裝置之基板搬送方法。於基板搬送方法中，係自前述動力源提供旋轉力而驅動前述第一軸及前述第二軸，提供前述第一軸所提供之旋轉力而驅動前述第三軸，藉此搬送基板。

又，本發明可將軸下垂變形最小化。

又，本發明可防止軸之直線前進性及同心度的降低。

以下參考添附之第一圖至第七圖進一步詳細說明本發明之實施形態。本發明之實施形態可變形成各式各樣的形態，不得解釋為本發明之範圍限於後述實施形態。本實施形態係為對該技術領域中具有通常知識者更完整說明本發明而提供。因此，圖式中元件的形狀為強調更明確之說明而有一部分誇張。

於本實施形態中，基板係用以製造平板顯示器(flat panel display，以下稱「FDP」)元件者，FDP可為LCD(液晶顯示器)、PDP(電漿顯示器)、VFD(真空螢光顯示器)、FED(場致發射顯示器)、ELD(電致發光顯示器)。

根據本發明之一實施形態之基板處理設備1可適當用來進行對諸如玻璃基板之平板狀基板10之處理步驟，例如蝕刻、洗淨、剝離、顯影、沖洗等步驟。

參考第一圖至第三圖，基板處理設備1包含：處理腔室100，進行對基板10之處理步驟；以及基板搬送裝置200，用以移送基板10。

基板處理步驟可於處理腔室100或處理槽內進行。處理腔室100係例示性圖示者，可將與其類似之處理腔室配置成一列。例如，可於基板10通過處理腔室100移送期間依序進行諸如蝕刻、洗淨、剝離、顯影等處理步驟以及對所處理基板之洗淨步驟、沖洗步驟、乾燥步驟等。處理腔室100由四個側壁112a~112d構成，提供進行基板處理及基板搬送之空間。於處理腔室100之側壁112a、112c分別設置基板10出入之入口114a及出口114b。處理腔室100包含：第一、二支持架112、114，係以平行於基板10搬送方向而設於搬送空間兩側；以及第三、四支持架116、118，係設於第一支持架112與第二支持架114之間。前述第一、二、三、四支持架112、114、116、118係支持基板搬送裝置200之一組軸之構造物。

基板搬送裝置200設於處理腔室100。基板搬送裝置200可包括一組軸、安裝於軸之多數滾輪204以及用以旋轉一組軸之驅動部220。

一組軸包括第一軸212、第二軸214及第三軸216。一組軸係沿一方向例如沿基板10之移送方向平行排列，於各軸212、214、216上安裝有多數滾輪204。滾輪204之安裝數量可隨著欲處理或移送之基板10之大小進行變化。滾輪204固定於軸212、214、216上，滾輪204亦藉由軸212、214、216之旋轉一齊旋轉。因此，滾輪204上之基板10藉由滾輪204之旋轉沿一方向移送。

第一、二、三軸212、214、216之每一者藉配置於處理腔室100內之第一、二、三、四支持架112、114、116、118水平或略微傾斜地配置。第一、二、三、四支持架112、114、116、118可包含用以使第一、二、三軸212、214、216圓滑旋轉之種種形態之軸承120。

更具體加以說明，第一軸212藉軸承120可旋轉地設於第一支持架112及第二支持架114。第二軸214與第一軸212位於同一平面上，具有較第一軸212更短的長度。第二軸214藉軸承120可旋轉地設於第一支持架112及第三支持架116。第三軸216與第一軸212位於同一平面上，具有較第一軸212更短並與第二軸214相等的長度。第三軸216藉軸承120可旋轉地設於第四支持架118及第二支持架114。第二軸214位在相較於第一軸212之另一端更接近一端處，第三軸216位在相較於第一軸212之一端更接近另一端處。而且，第二軸214及第三軸216位於同一直線上。然而，如第四圖所示，第二軸214及第三軸216亦可交互配置。第二軸214及第三軸216雖然配置成相隔滾輪204之安裝間距的兩倍左右，第二軸214與第三軸216之間隔卻可依第三支持架116與第四支持架118之安裝間隔，位在更近或更遠處。

如第三圖所示，第一軸212係鄰接處理腔室100之基板入口114a而配置，第二、三軸214、216配置於其後方。然而，第一、二、三軸212、214、216之配置可作種種變更。第五A圖及第五B圖係顯示第一、二、三軸212、214、216之種種配置構造之圖式。如第五A圖所示，第一軸212可分別配置於配置在中央之第二、三軸214、216的前方及後方。或者，如第五B圖所示，第二、三軸214、216係鄰接處理腔室100之基板入口114a及基板出口114b側而配置，於其間配置第一軸212。如此，可進行第一、二、三軸212、214、216之種種配置。

驅動部220包含：動力源222，用以產生旋轉力；以及第一、二動力傳輸部230、240，係將動力源222之旋轉力傳輸至第一、二、三軸212、214、216。動力源222係產生旋轉力(動力)之部分，可使用以電力操作之電動機，或將化學能轉換成機械運動之引擎。

第一、二動力傳輸部230、240為了將藉動力源222所產生之旋轉力傳輸至第一、二、三軸212、214、216，可以多種形式構成。例如，第一、二動力傳輸部230、240可藉齒輪之組合、或定時皮帶與多數帶輪、或磁鐵之非接觸方式等具體實現。

第一動力傳輸部230包括：第一驅動軸232，連結於動力源222；第一齒輪234，設於第一驅動軸232；以及第二齒輪236，設在第一軸212及第二軸214之一端，俾與第一齒輪234嚙合。

第二動力傳輸部240包含：第三齒輪242，設於第一軸212之另一端及第三軸216之另一端；以及第二驅動軸246，其設有第四齒輪244以與第一軸212及第三軸216之第三齒輪242嚙合。可使用磁式齒輪作為用於第一、二動力傳輸部230、240之齒輪。雖然，一般而言，齒輪意指藉由輪齒嚙合將動力傳輸至另一軸的構造，不過，在使用磁式齒輪的情況下，可不直接接觸齒輪之輪齒即可傳輸動力。

茲說明具有如上述構成之驅動部之基板搬送裝置之動作，藉由動力源222，第一驅動軸232即旋轉，而設於第一驅動軸232之第一齒輪234旋轉，依此，與第一齒輪234嚙合之第二齒輪236一齊旋轉。第二齒輪236之旋轉使第一軸212及第二軸214同時旋轉。另一方面，第一軸212之旋轉經由與第一軸212之第三齒輪242嚙合之第四齒輪244而使第二驅動軸246旋轉，與此同時，經由與第四齒輪244嚙合之第三軸216之第三齒輪242，第三軸216即旋轉。

亦即，動力源222之旋轉力經由第一動力傳輸部230使第一、二軸212、214旋轉，第一軸212之旋轉力經由第二動力傳輸部240使第三軸216旋轉。

第六圖係顯示第一、二動力傳輸部由定時皮帶及帶輪方式構成之驅動部之圖式。

如第六圖所示，第一動力傳輸部230a包含：第一帶輪233，其係與第一軸212之一端結合；第二帶輪235，其係與第二軸214之一端結合；以及皮帶237，係與鄰接之諸帶輪連結而傳輸旋轉力。動力源222之旋轉軸與結合於第一軸212之一端之第一帶輪233連結，提供旋轉力。

第二動力傳輸部240a雖由大致類似於第一動力傳輸部230a之構造構成，惟包含：第三帶輪243，係與第一軸212之另一端結合；第四帶輪245，係與第三軸216之一端結合；以及皮帶247，係與鄰接之諸帶輪連結而傳輸旋轉力。

第七圖係用來說明以非接觸方式傳輸旋轉力之磁式驅動部之圖式。

參考第七圖，第一動力傳輸部260包括用以傳輸旋轉力至第一軸212及第二軸214之複數驅動軸262。驅動軸262之端部與第一軸212及第二軸214之一端之間係隔著處理腔室100之隔壁119對向配置，於端部安裝有以非接觸方式傳輸旋轉力之磁式動力傳輸構件264。各磁式動力傳輸構件264內裝有相對於其中心呈放射狀配置之多數永久磁鐵，永久磁鐵配置成極性沿磁式動力傳輸構件264之圓周方向變化。如上述，旋轉力自動力源222，經由齒輪265之組合(或定時皮帶及帶輪)、驅動軸262及磁式動力傳輸構件264傳輸至第一軸212及第二軸214。

第二動力傳輸部270包含：第一驅動軸272，係將經由第一軸212提供之旋轉力傳輸至旋轉軸274；第二驅動軸273，係自旋轉軸274將旋轉力傳輸至第三軸216；以及磁式動力傳輸構件275，係設於第一軸212之另一端和第三軸216之另一端以及第一、二驅動軸272、273之一端。旋轉軸274與第一、二驅動軸272、273間之旋轉力傳輸係藉由齒輪方式進行。

由於上述基板搬送裝置200係比基板10之寬度狹窄之第二、三軸214、216較比基板10之寬度寬之第一軸212更靠近中心而搬送基板10，因此，即使基板10大型化，仍可使基板10之下垂最小化，特別是可防止因第一、二、三軸212、214、216之下垂變化而發生之直線前進性、同心度的降低。又由於本發明之基板搬送裝置200係以單一驅動源所產生之旋轉力使第一軸212及第二軸214旋轉，又經由長軸之第一軸212使第三軸216旋轉，因此，在使用二個驅動源的情況下，可消除須精密控制驅動源俾第二、三軸214、216以相等旋轉力旋轉的困難。

以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，非因此侷限本發明之專利保護範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之等效技術變化，均包含於本發明之權利保護範圍內，合予陳明。

1．．．基板處理設備

10．．．基板

100．．．處理腔室

112a~112d．．．側壁

114a．．．入口

114b．．．出口

112．．．第一支持架

114．．．第二支持架

116．．．第三支持架

118．．．第四支持架

119．．．隔壁

120．．．軸承

200．．．基板搬送裝置

204．．．滾輪

212．．．第一軸

214．．．第二軸

216．．．第三軸

220．．．驅動部

222．．．動力源

230．．．第一動力傳輸部

232．．．第一驅動軸

234．．．第一齒輪

236．．．第二齒輪

230a．．．第一動力傳輸部

233．．．第一帶輪

235．．．第二帶輪

237．．．皮帶

240．．．第二動力傳輸部

242．．．第三齒輪

244．．．第四齒輪

246．．．第二驅動軸

240a．．．第二動力傳輸部

243．．．第三帶輪

245．．．第四帶輪

247．．．皮帶

260．．．第一動力傳輸部

262．．．複數驅動軸

264．．．磁式動力傳輸構件

265．．．齒輪

270．．．第二動力傳輸部

272‧‧‧第一驅動軸

273‧‧‧第二驅動軸

274‧‧‧旋轉軸

275‧‧‧磁式動力傳輸構件

第一圖係顯示本發明基板處理設備之俯視圖。

第二圖係第一圖所示基板處理設備之側剖視圖。

第三圖係第一圖所示基板處理設備之立體圖。

第四圖係顯示交互配置之第二軸及第三軸之圖式。

第五A圖係顯示第一、二、三軸之種種配置構造之圖式。

第五B圖係顯示第一、二、三軸之種種配置構造之圖式。

第六圖係顯示第一、二動力傳輸部由定時皮帶及帶輪方式構成之驅動部之圖式。

第七圖係用來說明以非接觸方式傳輸旋轉力之磁式驅動部之圖式。

1．．．基板處理設備

10．．．基板

100．．．處理腔室

112a~112d．．．側壁

114a．．．入口

114b．．．出口

112．．．第一支持架

114．．．第二支持架

116．．．第三支持架

118．．．第四支持架

120．．．軸承

200．．．基板搬送裝置

204．．．滾輪

212．．．第一軸

214．．．第二軸

216．．．第三軸

220．．．驅動部

222．．．動力源

230．．．第一動力傳輸部

232．．．第一驅動軸

234．．．第一齒輪

236．．．第二齒輪

240．．．第二動力傳輸部

242．．．第三齒輪

244．．．第四齒輪

246．．．第二驅動軸

Claims (15)

1. 一種基板搬送裝置，包含：一組軸；以及驅動部，用以使前述一組軸旋轉，又前述一組軸包含：至少一第一軸，其具有第一長度；第二軸，係與前述第一軸位於同一平面上，具有較前述第一長度短的第二長度；以及第三軸，係與前述第一軸位於同一平面上，具有較前述第一長度短的第三長度，又前述第二軸與第三軸分別配置於在中央之前述第一軸的前方及後方，且前述第二軸與第三軸位於同一直線上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之基板搬送裝置，其中前述驅動部包含：第一動力傳輸部，係連結前述第一軸與前述第二軸以傳輸旋轉力至前述第一軸與前述第二軸之間；第二動力傳輸部，係連結前述第一軸與前述第三軸以傳輸旋轉力於前述第一軸與前述第三軸之間；以及動力源，係提供旋轉力至前述第一動力傳輸部。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之基板搬送裝置，其中前述第一軸之兩端在脫離基板搬送路徑之位置藉軸承支持；前述第二軸與前述第三軸之一端在脫離基板搬送路徑之位置藉軸承支持，另一端在相當於基板搬送路徑之位置藉軸承支持。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述之基板搬送裝置，其中前述第二軸與前述第三軸係配置在同一直線上。
5. 如申請專利範圍第1或2項所述之基板搬送裝置，其中前述第二軸與前述第三軸係交互配置。
6. 如申請專利範圍第1或2項所述之基板搬送裝置，其中前述第二軸與前述第三軸係隔離配置。
7. 如申請專利範圍第1或2項所述之基板搬送裝置，其中前述第一長度較基板之寬度長。
8. 如申請專利範圍第1或2項所述之基板搬送裝置，其中前述第二長度與前述第三長度相等。
9. 一種用以製造平板顯示器之設備，其包含：腔室，係提供搬送基板之空間；第一、二支持架，係與基板搬送方向平行地設在前述腔室之搬送空間兩側；第三、四支持架，係設在前述第一支持架與第二支持架之間；至少一第一軸，係可旋轉地設於前述第一支持架及前述第二支持架；第二軸，係可旋轉地設於前述第一支持架及前述第三支持架之間；第三軸，係可旋轉地設於前述第二支持架及前述第四支持架；以及驅動部，係設於前述第一、二支持架之外側，具有用以使前述第一軸、前述第二軸及前述第三軸旋轉之一動力源； 其中，前述第一軸具有第一長度，前述第二軸係與前述第一軸位於同一平面上，且具有較前述第一長度短的第二長度；其中，前述第三軸係與前述第一軸位於同一平面上，且具有較前述第一長度短的第三長度；其中，前述第二軸與第三軸分別配置於在中央之前述第一軸的前方及後方，且前述第二軸與第三軸位於同一直線上。
10. 如申請專利範圍第9項所述之用以製造平板顯示器之設備，其中前述驅動部包括：第一動力傳輸部，係連結前述第一軸與前述第二軸以傳輸前述動力源之旋轉力至前述第一軸及前述第二軸；第二動力傳輸部，係連結前述第一軸與前述第三軸以傳輸前述第一軸之旋轉力於前述第三軸。
11. 如申請專利範圍第9或10項所述之用以製造平板顯示器之設備，其中前述第一軸、前述第二軸及前述第三軸係位於同一平面上。
12. 如申請專利範圍第9或10項所述之用以製造平板顯示器之設備，其中前述第二軸與前述第三軸係配置在同一直線上。
13. 如申請專利範圍第9或10項所述之用以製造平板顯示器之設備，其中前述第二軸與前述第三軸係交互配置。
14. 如申請專利範圍第9或10項所述之用以製造平板顯示器之設備，其中前述第二軸與前述第三軸係 隔離配置。
15. 如申請專利範圍第9或10項所述之用以製造平板顯示器之設備，其中前述第一支持架與前述第三支持架之間隔、以及前述第二支持架與前述第四支持架之間隔相等。