TWI631995B - Substrate suspension device - Google Patents

Abstract

本發明提供一種可使基板始終以固定之懸浮高度懸浮之基板懸浮裝置。

本發明之基板懸浮裝置1包括：懸浮板10，其具有複數個噴出口11及抽吸口12；正壓供給源20，其對噴出口11供給氣體；正壓配管21，其連接噴出口11與正壓供給源20；負壓供給源30，其對抽吸口12供給抽吸力；及負壓配管31，其連接抽吸口12與負壓供給源30；且於正壓配管21及負壓配管31設置有緩衝槽24及緩衝槽34。

Description

基板懸浮裝置

本發明係關於一種噴出壓縮空氣等氣體而使基板懸浮之基板懸浮裝置。

於液晶顯示器或電漿顯示器等平板顯示器中，使用有於基板上塗佈有抗蝕液者(稱為塗佈基板)。該塗佈基板係藉由塗佈裝置而形成，該塗佈裝置於基板上均勻地塗佈抗蝕液或藥液等塗佈液。

針對塗佈裝置之一例，於圖5中表示概略圖。塗佈裝置80包含：搬送部81，其搬送基板W；及塗佈部82，其將塗佈液塗佈於基板。塗佈部82包括具有狹縫之噴嘴，且一面以特定速度搬送基板W一面自該狹縫噴出塗佈液，而於基板W上形成塗佈膜，該狹縫沿與利用搬送部81之基板W之搬送方向垂直之方向延伸。

尤其是，近年來，存在對搬送部81使用如專利文獻1所示之噴出氣體而藉由該壓力使基板W懸浮之基板懸浮裝置之情況，藉由利用基板懸浮裝置將基板W設為非接觸狀態而搬送，可防止異物附著於基板W。

於圖5中，示出自基板W之搬送方向之上游依序設置有基板懸浮裝置83、基板懸浮裝置84、基板懸浮裝置85之形態，尤其是，位於塗佈部82之正下方之基板懸浮裝置84不僅使基板W懸浮，亦被要求懸浮高度之精度。即，基板懸浮裝置84使基板W始終以固定之懸浮高度懸浮，而將基板W與塗佈部82之間隔維持為固定，藉此可於基板W上形 成均勻之膜厚之塗佈膜。

於圖6表示該基板懸浮裝置之一例。該基板懸浮裝置84包括具有複數個噴出口及複數個抽吸口之懸浮板91，該等複數個噴出口通過正壓配管93而與壓縮機等正壓供給源92連接，又，該等複數個抽吸口通過負壓配管95而與鼓風機等負壓供給源94連接。而且，藉由在基板W位於懸浮板91之上方之狀態下自噴出口噴出氣體，使基板W懸浮。又，藉由自抽吸口抽吸與來自噴出口之氣體之噴出量保持平衡之量的氣體，與僅進行氣體之噴出而使基板W懸浮之情形相比，可抑制懸浮之基板W之撓曲而維持平面度，又，可精密地控制基板W之懸浮高度。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]

日本專利特開2009-59823號公報

然而，於上述專利文獻1及圖6所記載之基板懸浮裝置中，即便如此亦存在有基板之懸浮高度變得不穩定之虞之問題。具體而言，於在正壓供給源92及負壓供給源94之動作中於動作原理上產生脈動之情形時，如圖7所示般通過正壓配管93及負壓配管94自噴出口噴出之氣體及自抽吸口抽吸之氣體亦產生脈動，而氣體之噴出量及抽吸量隨時間產生變動。其結果，基板W之懸浮高度不固定，而變得不穩定。

本發明係鑒於如上所述之先前技術之問題點而完成者，其目的在於提供一種可使基板始終以固定之懸浮高度懸浮之基板懸浮裝置。

為了解決上述問題，本發明之基板懸浮裝置之特徵在於包括： 懸浮板，其具有複數個噴出口及抽吸口；正壓供給源，其對上述噴出口供給氣體；正壓配管，其連接上述噴出口與上述正壓供給源；負壓供給源，其對上述抽吸口供給抽吸力；及負壓配管，其連接上述抽吸口與上述負壓供給源；並且於上述正壓配管及上述負壓配管設置有緩衝槽。

根據上述基板懸浮裝置，藉由在正壓配管及負壓配管設置有緩衝槽，自噴出口噴出之氣體之壓力及自抽吸口抽吸之氣體之壓力變得固定，而可使基板之懸浮高度固定。具體而言，即便在正壓供給源於動作原理上產生脈動，而自正壓供給源進入至緩衝槽之氣體產生脈動之情形時，亦藉由緩衝槽之作用使脈動衰減，而自緩衝槽流出至噴出口之氣體之壓力變得固定。又，即便在負壓供給源於動作原理上產生脈動，而自緩衝槽被吸入至負壓供給源之氣體具有脈動之情形時，亦藉由緩衝槽之作用使脈動衰減，而自抽吸口被吸入至緩衝槽之氣體之壓力變得固定。

又，較佳為，上述正壓配管包含：1根正壓主配管，其與上述正壓供給源連接；及複數根正壓分支配管，其等將上述正壓主配管與上述噴出口連接；且上述緩衝槽設置於所有上述正壓分支配管。

藉此，易於使自各緩衝槽連接至噴出口之各配管之長度相等，藉此可使自懸浮板之所有噴出口噴出之氣體之壓力變得均勻。

又，較佳為，上述負壓配管包含：1根負壓主配管，其與上述負壓供給源連接；及複數根負壓分支配管，其等將上述負壓主配管與上述抽吸口連接；且上述緩衝槽設置於所有上述負壓分支配管。

藉此，易於使自各緩衝槽連接至抽吸口之各配管之長度相等，藉此可使自懸浮板之所有抽吸口抽吸之氣體之壓力變得均勻。

又，較佳為，於上述正壓配管設置有調整閥，該調整閥調整對上述噴出口之氣體之供給壓力，且上述緩衝槽設置於上述調整閥與上 述噴出口之間。

藉此，可防止氣體之脈動藉由緩衝槽之作用暫時衰減後因調整閥而放大。

根據本發明之基板懸浮裝置，可使基板始終以固定之懸浮高度懸浮。

1‧‧‧基板懸浮裝置

2‧‧‧塗佈部

3‧‧‧基板懸浮裝置

4‧‧‧基板懸浮裝置

5‧‧‧塗佈膜

6‧‧‧基板懸浮裝置

10‧‧‧懸浮板

11‧‧‧噴出口

12‧‧‧抽吸口

20‧‧‧正壓供給源

21‧‧‧正壓配管

21a‧‧‧正壓主配管

21b‧‧‧正壓分支配管

22‧‧‧歧管

23‧‧‧壓力計

24‧‧‧緩衝槽

25‧‧‧過濾器

26‧‧‧調節器

27‧‧‧調整閥

30‧‧‧負壓供給源

31‧‧‧負壓配管

31a‧‧‧負壓主配管

31b‧‧‧負壓分支配管

32‧‧‧歧管

33‧‧‧壓力計

34‧‧‧緩衝槽

35‧‧‧調整閥

80‧‧‧塗佈裝置

81‧‧‧搬送部

82‧‧‧塗佈部

83‧‧‧基板懸浮裝置

84‧‧‧基板懸浮裝置

85‧‧‧基板懸浮裝置

91‧‧‧懸浮板

92‧‧‧正壓供給源

93‧‧‧正壓配管

94‧‧‧負壓供給源

95‧‧‧負壓配管

W‧‧‧基板

圖1係本發明之一實施形態中之基板懸浮裝置之概略圖。

圖2(a)、(b)係懸浮板中之噴出口及抽吸口之配置例。

圖3係表示利用本實施形態中之基板懸浮裝置之基板之懸浮狀態的概略圖。

圖4係另一實施形態中之基板懸浮裝置之概略圖。

圖5係包含基板懸浮裝置之塗佈裝置之概略圖。

圖6係先前之基板懸浮裝置之概略圖。

圖7係表示利用先前之實施形態中之基板懸浮裝置之基板之懸浮狀態的概略圖。

利用圖式對本發明之實施形態進行說明。

將本發明之一實施形態中之基板懸浮裝置示於圖1。

基板懸浮裝置1係藉由噴出氣體而使基板W懸浮之懸浮台，且位於塗佈部2之正下方。該基板懸浮裝置1比在基板W之搬送方向(圖1中之X軸方向)上位於較塗佈部2更靠上游側及下游側之基板懸浮裝置3及基板懸浮裝置4更高精度地使基板W懸浮。藉由該基板懸浮裝置1，將基板W與塗佈部2之距離維持為固定，於該狀態下，一面使未圖示之基板搬送裝置沿搬送方向搬送基板W，一面自塗佈部2噴出塗佈液，藉此於基板W上形成膜厚均勻之塗佈膜5。

基板懸浮裝置1包含懸浮板10、正壓供給源20、及負壓供給源30，將自正壓供給源20供給之氣體自配置於懸浮板10之上表面之噴出口11(參照圖2)噴出而使基板W懸浮於懸浮板10之上方。又，與自噴出口11噴出氣體同時地，自負壓供給源30對懸浮板10供給負壓，藉此自抽吸口12(參照圖2)抽吸氣體，而保持氣體之噴出與抽吸之平衡。藉此，與僅進行氣體之噴出而使基板W懸浮之情形相比，抑制懸浮之基板W之撓曲而維持平面度。再者，於本實施形態中，自噴出口11噴出之氣體之壓力設為10kPa~20kPa左右，抽吸口12中之真空壓力設為-5kPa~-15kPa左右。

又，正壓供給源20及負壓供給源30分別藉由正壓配管21、負壓配管31而與懸浮板10連接，於正壓配管21及負壓配管31之中途分別設置有緩衝槽24、緩衝槽34。

懸浮板10係上表面平坦之塊體，且於其上表面具有複數個噴出口11及複數個抽吸口12。各噴出口11連接於正壓配管21，又，正壓配管21之另一端與正壓供給源20連接。藉此，正壓供給源20所供給之氣體經由正壓配管21而自各噴出口11噴出。又，各抽吸口12連接於負壓配管31，又，負壓配管31之另一端與負壓供給源30連接。藉此，負壓供給源30所供給之抽吸力經由負壓配管31而於各抽吸口12抽吸氣體。

圖2係懸浮板10之俯視圖，表示噴出口11及抽吸口12之配置例。為了使基板W於懸浮板10之上方以固定之懸浮高度懸浮，較理想為噴出口11及抽吸口12於懸浮板10之整面不偏倚地配置，具體而言，像如圖2(a)般噴出口11及抽吸口12交替地排列或者如圖2(b)般噴出口11及抽吸口12分別配置成鋸齒狀般，噴出口11與抽吸口12鄰接地配置於懸浮板10上。

於實施形態中，正壓供給源20係壓縮機或工廠壓縮空氣機(工廠所具有之壓縮機)，藉由該正壓供給源20動作，而供給乾燥空氣等氣 體。再者，於本實施形態中，正壓供給源20所供給之氣體之壓力為300kPa~500kPa左右。

然而，該等正壓供給源20具有因其動作原理而導致氣體之供給於短週期內減弱之現象，將該現象稱為脈動。

正壓配管21係連接於懸浮板10之噴出口11及正壓供給源20並將自正壓供給源20供給之氣體引導至噴出口11的配管，例如可列舉金屬配管、樹脂配管等。

又，於本實施形態中，正壓配管21包含正壓主配管21a及正壓分支配管21b，且以正壓供給源20為起點，正壓主配管21a於中途經由歧管22分支為複數根正壓分支配管21b，而於複數個部位與懸浮板10連接。以此方式複數根正壓分支配管21b於複數個部位與懸浮板10連接，可減少懸浮板10之各噴出口11之配管長度之差。藉此，可減少配管內之壓力損失之差，而可於懸浮板10之整面以均勻之壓力噴出氣體。尤其是，於懸浮板10之面積較大之情形時，以此方式設置正壓分支配管21b所產生之效果較大。

再者，於圖1中，為了易於解釋圖式，而將正壓分支配管21b描繪在偏靠懸浮板10之左半部分，但於實際之實施形態中，在懸浮板10之下表面整面中均勻地設置有與正壓分支配管21b之連接部，而盡可能減少懸浮板10之各噴出口11之配管長度之差。

此處，於本實施形態中，在各正壓分支配管21b分別於中途設置有緩衝槽24。緩衝槽24係所謂暫時貯存槽，且係於配管路徑之中途形成容積較大之空間者。即便於流入至該緩衝槽24之氣體存在急遽之壓力變化或流量變化之情形時，藉由該流入之氣體暫時貯存於容積較大之緩衝槽24內並於其後流出，自緩衝槽24流出之氣體亦較少受到流入時之壓力變化及流量變化之影響。

又，於1根正壓分支配管21b之與懸浮板10連接之部位附近設置 有壓力計23，可計測自噴出口11噴出之氣體之壓力。

又，於本實施形態中，在正壓供給源20與歧管22之間(即正壓供給源20與緩衝槽24之間)之正壓主配管21a設置有過濾器25、調節器26、及調整閥27。

過濾器25係去除自正壓供給源20供給之氣體中所包含之水滴、微粒等而將氣體淨化的機器，防止當使基板W懸浮時因自下方吹送氣體而使得水滴或微粒等附著於基板W。

調節器26係相對於一次壓力(供給至調節器26之氣體之壓力)設定二次壓力(自調節器26供給至下游側之氣體之壓力)而使供給至下游側之壓力穩定的機器。若調節器26之二次側之壓力高於設定壓力，則將壓力自設置於調節器26內部之隔膜之泄放孔釋放至大氣而降低壓力，藉此可減少二次壓力之變動。

此處，可藉由調節器26設定之二次壓力雖為低於一次壓力之壓力，但設定值具有下限，即便利用調節器26使自包含壓縮機等之正壓供給源20供給之氣體減壓，作為自懸浮板10之噴出口11噴出之氣體之壓力亦過高，故而於本實施形態中設為如下構成，即，進而設置調整閥27使壓力進一步降低後自噴出口11噴出氣體。

調整閥27係所謂節流閥，且係如下機器，即，於調整閥27內將一次側流體(供給至調整閥27之氣體)所保有之壓力之能量藉由節流而轉換為高速流動之運動能量，使其作為因壁面摩擦或流體間摩擦而產生之熱消散，藉此相對於一次壓力(供給至調整閥27之氣體之壓力)降低二次壓力(自調整閥27供給至下游側之氣體之壓力)。通過調節器26及該調整閥27而壓力降低之氣體成為適於使基板W懸浮之壓力。

再者，將如上述般於將正壓供給源20與懸浮板10連接之正壓配管21設置調整閥27而調整壓力之形態稱為連續式(in-line)。

於本實施形態中，負壓供給源30係鼓風機，藉由使該負壓供給 源30動作，抽吸氣體而形成負壓。再者，該負壓供給源30所形成之負壓為-10kPa~-30kPa左右。

又，該負壓供給源30亦因其動作原理而產生脈動。

負壓配管31係連接於懸浮板10之抽吸口12及負壓供給源30並將自負壓供給源30供給之負壓引導至抽吸口12的配管，例如可列舉金屬配管、樹脂配管等。

又，於本實施形態中，與正壓配管21同樣地，負壓配管31包含負壓主配管31a及負壓分支配管31b，且以負壓供給源30為起點，負壓主配管31a於中途經由歧管32分支為複數根負壓分支配管31b，而於複數個部位與懸浮板10連接。藉由複數根負壓分支配管31b以此方式於複數個部位與懸浮板10連接，可減少懸浮板10之各抽吸口12中之配管長度之差。藉此，可減少配管內之壓力損失之差，而可於懸浮板10之整面以均勻之真空壓力抽吸氣體。尤其是，於懸浮板10之面積較大之情形時，以此方式設置複數根負壓分支配管31b所產生之效果較大。

再者，於圖1中，為了易於解釋圖式，而靠懸浮板10之右半部分描繪負壓分支配管31b，但於實際之實施形態中，在懸浮板10之下表面整面中均勻地設置有與負壓分支配管31b之連接部，而盡可能減少懸浮板10之各抽吸口12中之配管長度之差。

此處，於本實施形態中，在各負壓分支配管31b，與各正壓分支配管21b同樣地，分別於中途設置有緩衝槽34。

又，於1根負壓分支配管31b之與懸浮板10之連接部位附近設置有壓力計33，可計測抽吸口12中之真空壓力。

又，負壓供給源30與歧管32之間之負壓主配管31a於中途分支，該分支所得之配管經由調整閥35釋放大氣。調整閥35與調整閥27同樣為節流閥，調整自上述分支後之配管之開放端洩漏之氣體之壓力。藉由以此方式調整洩漏之氣體之壓力，而調整抽吸口12中之真空壓力。

其次，將利用本實施形態中之基板懸浮裝置之基板之懸浮狀態示於圖3。

如上所述，於包含壓縮機或工廠壓縮空氣機之正壓供給源20產生脈動，因而自正壓供給源20供給之氣體之供給量隨時間產生變動。該具有脈動之氣體即便通過過濾器25、調節器26、及歧管22，脈動亦不會減弱。

進而，已通過調整閥27之氣體不僅脈動不會減弱，反而因脈動導致之供給量之變動幅度變大。認為此係由利用壁面摩擦或流體間摩擦使二次壓力相對於一次壓力降低之調整閥27之動作原理所致，因壁面摩擦等而產生之能量使得氣體之流動變得不穩定。

於如此般脈動未減弱之狀態下自懸浮板10之噴出口11噴出氣體之情形時，有使基板W之懸浮量變得不穩定之虞。

負壓供給源30供給負壓之情形亦相同，於包含鼓風機之負壓供給源30產生脈動，因而藉由負壓供給源30抽吸之氣體之量隨時間產生變動。該脈動即便通過歧管32亦不會減弱，於如此般脈動未減弱之狀態下自懸浮板10之抽吸口12抽吸氣體之情形時，有使基板W之懸浮量變得不穩定之虞。

因此，於本發明中，在各正壓配管21及各負壓配管31設置緩衝槽24及緩衝槽34，使自正壓供給源20流出之氣體通過容積較大之緩衝槽24之內部而自噴出口11噴出，又，藉由負壓供給源30抽吸之氣體自抽吸口12通過容積較大之緩衝槽34之內部而到達至負壓供給源30。

藉此，即便自正壓供給源20流出之氣體具有脈動，亦藉由緩衝槽24使脈動衰減，故而自噴出口11噴出之氣體之量變得大致固定。又，負壓供給源30所抽吸之氣體之量即便因脈動而有所變動，亦藉由緩衝槽34減輕其影響，故而自抽吸口12被抽吸之氣體之量變得大致固定。藉此，基板W之懸浮量變得固定。

尤其是，藉由將緩衝槽24設置於調整閥27與懸浮板10之間，而防止如下情況，即，氣體於通過緩衝槽24而脈動衰減後，因通過調整閥27而脈動被放大而後噴出口11噴出，從而使基板W之懸浮量變得不穩定。

其次，表示如本發明般設置緩衝槽24及緩衝槽34所產生之效果。

表1表示設置有緩衝槽24及緩衝槽34之情形與未設置緩衝槽24及緩衝槽34之情形時的懸浮板10中之氣體之噴出壓力及抽吸壓力之變動幅度、以及基板W之變動幅度。懸浮板10中之氣體之噴出壓力及抽吸壓力之變動幅度係基於利用圖1及圖3所示之壓力計23及壓力計33所得之計測資料者，又，基板W之懸浮量之變動幅度係基於利用未圖示之懸浮量感測器所得之計測資料者，該未圖示之懸浮量感測器設置於懸浮板10之位於塗佈部2之正下方之部位。而且，各變動幅度係藉由在沿X軸方向搬送之基板W之前端通過塗佈部2之正下方之時間點開始資料之採取，在基板W之後端通過塗佈部2之時間點結束資料之採取，算出其間之測定資料之最大值與最小值之差量而求出。

只要確認表1，則設置有緩衝槽24及緩衝槽34之情形時之噴出壓力及抽吸壓力之變動幅度成為較未設置緩衝槽24及緩衝槽34之情形時之噴出壓力及抽吸壓力之變動幅度低20%左右之值，出現利用緩衝槽 24及緩衝槽34所得之脈動之影響衰減之效果。

又，藉由以此方式設置緩衝槽24及緩衝槽34，噴出壓力、抽吸壓力之變動變小，藉此基板W之懸浮量之變動幅度亦減少20%以上。藉此，可於懸浮量之偏差較少之狀態下搬送基板W，從而可於基板W上形成膜厚均勻之塗佈膜5。

其次，將另一實施形態中之基板懸浮裝置示於圖4。

於圖4所示之基板懸浮裝置6中，使正壓主配管21a如圖1中之負壓主配管31a般分支，而該分支所得之配管之端部釋放大氣，且於中途具有調整閥27。調節該調整閥27之節流而調整自上述分支所得之配管之開放端洩漏之氣體之壓力，藉此可調整自噴出口11噴出之氣體之壓力。與將圖1之形態稱為連續式相對地，將如此般不將調整閥27直接設置於正壓主配管21a而設置於分支所得之配管上的形態稱為溢流式(bleed-line)。

又，此時之正壓供給源20係鼓風機，該正壓供給源20所供給之氣體之壓力為20kPa~40kPa左右。

於如此般正壓供給源20所供給之氣體之壓力相對較低之情形時，即便不如圖1般以連續式之構成設置調節器26與調整閥27，亦可藉由如圖4般之溢流式之構成而於噴出口11使壓力下降至適於使基板W懸浮之壓力。

然而，於此情形時，正壓供給源20亦產生脈動，故而必須於正壓供給源20與懸浮板10之間之正壓配管21設置緩衝槽。

藉由以上所說明之基板懸浮裝置，可使基板始終以固定之懸浮高度懸浮。

再者，於上述說明中，示出於位於塗佈部2之正下方之基板懸浮裝置1之正壓配管21及負壓配管31設置緩衝槽24及緩衝槽34的實施形態，但於與基板懸浮裝置1鄰接之基板懸浮裝置3及基板懸浮裝置4，亦可與此同樣地設置緩衝槽。

基板懸浮裝置3及基板懸浮裝置4由於與基板懸浮裝置1相比不要求懸浮高度之精度，故而多數情況下採用於懸浮板中不進行氣體之抽吸而僅進行氣體之噴出而使基板W懸浮之形態，但藉由在與該氣體之噴出相關之配管路徑設置緩衝槽，於基板懸浮裝置3及基板懸浮裝置4中亦可使基板W之懸浮高度穩定。藉此，與基板懸浮裝置1之間之基板W之懸浮高度之差之值穩定，故而可防止基板W與懸浮板10等接觸，而進行穩定之基板W之交接。

Claims (3)

1. 一種基板懸浮裝置，其特徵在於包括：懸浮板，其具有複數個噴出口及抽吸口；正壓供給源，其對上述噴出口供給氣體；正壓配管，其連接上述噴出口與上述正壓供給源；負壓供給源，其對上述抽吸口供給抽吸力；及負壓配管，其連接上述抽吸口與上述負壓供給源；且於上述正壓配管及上述負壓配管設置有緩衝槽；上述正壓配管包含：1根正壓主配管，其與上述正壓供給源連接；及複數根正壓分支配管，其等從上述正壓主配管經由歧管分支而成，並且將上述正壓主配管與上述噴出口連接；且上述緩衝槽設置於所有上述正壓分支配管。
2. 如請求項1之基板懸浮裝置，其中上述負壓配管包含：1根負壓主配管，其與上述負壓供給源連接；及複數根負壓分支配管，其等將上述負壓主配管與上述抽吸口連接；且上述緩衝槽設置於所有上述負壓分支配管。
3. 如請求項1或2之基板懸浮裝置，其中於上述正壓配管設置有調整閥，該調整閥調整對上述噴出口之氣體之供給壓力，且上述緩衝槽設置於上述調整閥與上述噴出口之間。