JP2004231331A

JP2004231331A - 基板の搬送方法及び基板の搬送装置

Info

Publication number: JP2004231331A
Application number: JP2003020172A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Watanabe; 一生渡辺
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2003-01-29
Filing date: 2003-01-29
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】短時間で基板を複数のステージ間において移し替えることが可能な搬送装置を提供する。
【解決手段】基板１００の搬送装置１に、上面２ａに多数の孔部６ｃ…６ｃが設けられた複数のステージ２Ａ〜２Ｅと、孔部６ｃ…６ｃに気体を送るための気体供給装置３と、複数のステージ２Ａ〜２Ｅの上面２ａに対向して基板１００を保持可能であり、かつ、複数のステージ２Ａ〜２Ｅの配列方向に沿って複数のステージ２Ａ〜２Ｅ間を移動可能な保持具４とを備える。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板の搬送方法及び基板の搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カラーフィルタ等の基板を複数のステージ間で移し替える場合、基板を支持可能なロボットハンドと、ステージ上に突き出す位置とステージ内に収まる位置との間で上下動可能なピンとを備える搬送装置を利用していた。この搬送装置では、基板が載置されているステージのピンを突き上げて基板を持ち上げ、その基板の下方へロボットハンドを挿入して基板をすくい上げる。そして、他のステージ上に突き出しているピン上へ基板を載置した後、ロボットハンドを基板の下方から引っ込め、当該他のステージのピンを下方へ駆動して基板を他のステージへ載置していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の搬送装置では、ピンやロボットハンドの複数種類の動作を組み合わせているので基板の搬送に長い時間を要していた。
【０００４】
そこで、本発明は、短時間で基板を複数のステージ間において移し替えることが可能な搬送装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【０００６】
本発明の基板の搬送方法は、複数のステージ（２Ａ〜２Ｅ）のそれぞれの上面（２ａ）から気体を噴出させてステージ上の基板（１００）を浮上させた状態で、前記基板を前記複数のステージの配列方向に移動させて、前記基板を前記複数のステージ間において移し替えることにより、上述した課題を解決する。
【０００７】
本発明の搬送方法によれば、ステージから噴出される気体により基板を浮上させ、その浮上させたたままで基板を移動させることから、基板に対して水平方向の力を与えるだけで基板をステージ間おいて移し替えることができる。このため、ピンやロボットハンドの複数種類の動作を組み合わせる必要がない。従って、従来に比較して基板の搬送時間が短縮される。また、多数のステージ間を搬送する場合、従来のように基板を各ステージに載置する必要が無いことから、多数のステージ間を連続的に搬送することもできる。
【０００８】
本発明の基板の搬送装置（１）は、上面に多数の噴出孔（６ｃ…６ｃ）が設けられた複数のステージ（２Ａ〜２Ｅ）と、前記多数の噴出孔に気体を送るための気体供給手段（３）と、前記複数のステージの上面に対向して基板（１００）を保持可能であり、かつ、前記複数のステージの配列方向に沿って前記複数のステージ間を移動可能な保持具（４）とを備えることにより、上述した課題を解決する。
【０００９】
本発明の基板の搬送装置によれば、上述した搬送方法を実現可能である。なお、保持具は、基板の水平方向の移動を制限できるものであればよい。例えば、基板を把持するものでもよいし、基板を吸着保持するものでもよい。基板に爪部を設けておき、その爪部を引っ掛けるだけのものでもよい。
【００１０】
本発明の搬送装置において、前記気体供給手段から前記噴出孔へ送られる気体の圧力及び温度を制御する制御手段（１２）を備えていてもよい。この場合、気体の圧力変化に伴う温度変化の影響も含めて、噴出孔へ送られる気体の温度が制御される。従って、基板の熱変形を防止することが可能である。なお、圧力の調整は、例えば、気体供給手段の送る気体の圧力（元圧）を調整することによって行えばよく、元圧をゲージ圧で１気圧以下とすることが望ましい。
【００１１】
本発明の搬送装置において、前記噴出孔から気体を排気する排気手段（８）を備えていてもよい。この場合、噴出孔から気体を排気して、基板をステージに吸着保持することができる。これにより、例えば各ステージにおいて露光等の所定の処理を実行することが可能である。さらに、噴出孔と、基板吸着用の孔部とが共用化されるから、ステージの構成が簡素化される。なお、吸着する際には、気体の圧力変化に伴う温度変化によって基板が熱変形することを防止する等の観点から、排気手段により作られる真空をゲージ圧で−０．５気圧以上とすることが望ましい。
【００１２】
本発明の搬送装置において、前記複数のステージには、前記基板が載置される載置用ステージ（２Ｃ）が含まれ、前記保持具は、複数の前記基板を前記複数のステージの配列方向に沿って保持可能に複数設けられ、前記載置用ステージ上の基板を前記複数の基板の搬送方向下流側のステージ（２Ｄ）へ移し替えながら、前記複数の基板の搬送方向上流側のステージ（２Ｂ）の基板を前記載置用ステージへ移し替えるように前記複数の保持具を駆動する駆動手段を備えてもよい。この場合、載置用ステージにおいて基板に対して露光等の所定の処理を行うときに、処理済の基板の排出と次の基板の供給とが同時に（一動作で）行なわれるから、作業時間が短縮される。
【００１３】
本発明の搬送装置において、前記複数のステージのうち少なくともいずれか一つのステージ（２Ｃ）に設けられ、前記基板をステージ上に載置された状態で保持するステージ用保持手段（６）と、前記ステージ用保持手段が設けられたステージにおける前記基板の位置を特定する特定手段（１２）と、を備え、前記ステージ用保持手段は、前記基板の保持を前記基板が前記保持具により保持されたままの状態で開始し、前記特定手段は、前記基板が前記ステージ用保持手段よりも前記基板の搬送方向上流側のステージにおいて前記保持具により保持されていたときの位置に基づいて、前記ステージ用保持手段が設けられたステージにおける前記基板の位置を特定してもよい。この場合、基板は、保持具により保持されたままの状態でステージに保持され始めるから、基板は上流側のステージから搬送されてステージ用保持手段に保持されるまでの間、常に保持具又はステージ用保持手段の少なくともいずれか一方に保持される。このため、従来のロボットハンドとピンとの間で基板を受け渡す搬送装置のように、基板をステージ間で移し替える際に基板の位置が不定となることがない。さらに、基板は浮上していることから、搬送に際して基板に抵抗が生じず、保持具と基板とがずれるおそれもない。従って、上流側のステージにおける基板位置に基づいて、基板を保持するステージにおける基板位置が正確に特定され、当該ステージにおいて露光等の種々の処理が適正に行われる。さらに、基板を保持するステージで基板の位置を特定する必要がなくなるから、タクトが短縮される。なお、基板を保持するステージにおける基板の位置の特定は、当該ステージにおける基板の位置決めであってもよいし、基板がステージに保持された後に基板の位置を認識するものであってもよい。上流側のステージにおける基板位置は、カメラ等によって検出してもよいし、特定の位置に基板を位置決めすることにより特定してもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の搬送装置１の構成を示す側面図、図２は搬送装置１の上面図である。搬送装置１は、基板１００を搬送する装置として構成されている。基板１００は、例えばカラーフィルタやＴＦＴ基板等のガラス基板として形成され、例えば４ｍ^２程度の面積を有している。
【００１５】
搬送装置１は、基板１００の搬送方向に沿って配列された複数のステージ２Ａ〜２Ｅ（但し、図１には２Ｂ〜２Ｄのみ示す。また、ステージ２Ａ〜２Ｅを区別する必要が無いときは、単に「ステージ２」という。）と、ステージ２…２上に気体を噴出するための気体供給装置３と、基板１００をステージ２の上面に対向させて保持する保持具４、４と、保持具４、４をステージ２…２の配列方向に沿って駆動可能な駆動装置５とを備えている。
【００１６】
ステージ２…２は、例えば図２に示すように、基板１００の幅よりも小さい間隔で、コの字状に並べられている。また、ステージ２…２は、それぞれの上面２ａが同一の高さになるように配置されている。なお、ステージ２…２の高さを調整する調整装置を搬送装置１に設けてもよい。
【００１７】
各ステージ２は、複数の噴出部６…６を備えている。各噴出部６は、ステージ２に凹状に形成された溝部６ａと、溝部６ａの上方開口部を塞ぐ蓋部６ｂとを備えている。溝部６ａは、気体通路７を介して気体供給装置３と接続されている。蓋部６ｂは、例えば多孔質セラミックにより形成され、上下に貫通する多数の孔部６ｃ…６ｃを有している。孔部６ｃは例えば直径数ｍｍに設定される。蓋部６ｂの上面はステージ２の上面２ａを形成している。ステージ２Ｂは、図２に示すように、ピン２０、２０を備えている。ピン２０、２０は、ステージ２Ｂの外周側にそれぞれ設けられ、ステージ上に突出している。
【００１８】
気体供給装置３は、例えば、エアーコンプレッサーを含んで構成され、所望の圧力（元圧）で気体通路７に空気を送り込むことが可能である。気体通路７は、気体供給装置３から延び、途中で分岐通路７ａ…７ａに分岐して各ステージ２へ向かっている。さらに各分岐通路７ａは、途中で分岐通路７ｂ…７ｂに分岐して各噴出部６まで延びている。また、気体供給装置３は、送り込む気体から異物を除去するためのフィルター（不図示）を備えている。
【００１９】
保持具４は、図２に示すように、基板１００の１辺に沿って延びる本体部４ａと、本体部４ａの両端付近に取り付けられた把持部４ｂ、４ｂとを備えている。各把持部４ｂは、基板１００を上下に挟み込んで把持可能に構成されている。駆動装置５は、例えば電動式のモータ（不図示）と、そのモータに駆動されるアーム（不図示）とを含んで構成され、アームに取り付けられた保持具４をステージ２…２の配列方向に沿って駆動可能である。
【００２０】
搬送装置１はさらに、所望の圧力の真空を作り出す真空ポンプ８と、真空ポンプ８と気体通路７とを接続する気体通路９とを備えている。気体通路９は、ステージ２Ｃに対応する分岐通路７ａに接続されている。その分岐通路７ａの気体供給装置３側には、分岐通路７ａを開閉するバルブ１０が設けられている。気体通路９にも気体通路９を開閉するバルブ１１が設けられている。また、搬送装置１は、気体供給装置３、駆動装置５、真空ポンプ８、バルブ１０、１１の動作を制御する制御装置１２を備えている。
【００２１】
以上の構成を有する搬送装置１の動作を説明する。搬送装置１は保持具４を２つ備えているが、いずれの保持具４であっても搬送方法は同様であるので、一方のみについて説明する。搬送装置１が起動されると、制御装置１２は気体供給装置３を駆動して気体通路７に空気を送り込む。このとき気体供給装置３から送り込む空気の圧力はゲージ圧で１気圧以下になるように制御される。次に、制御装置１２は、保持具４によって把持された基板１００をステージ２Ａ上に搬送する。ステージ２Ａ上に搬送された基板１００は、孔部６ｃ…６ｃから噴出される空気によって浮上させられる。そして、制御装置１２は、駆動装置５を駆動して保持具４を移動させ、図２に示すように、基板１００をステージ２Ａからステージ２Ｂへ移動させる。
【００２２】
ステージ２Ｂでは、制御装置１２は、基板１００をピン２０、２０へ押し当てるように駆動装置５を制御する。そして、ステージ２Ｃへの搬送時期が来るまで基板１００を浮上させたまま待機させる。
【００２３】
ステージ２Ｃへの搬送時期が来ると、制御装置１２は、基板１００をステージ２Ｂからステージ２Ｃへ搬送するように駆動装置５を制御する。このとき、制御装置１２は、基板１００をピン２０、２０に押し当てた位置から予め設定された移動量だけ移動させることにより、ステージ２Ｃにおける基板１００の位置決めを行う。次に、制御装置１２はバルブ１０を閉じるとともにバルブ１１を開き、真空ポンプ８を駆動する。真空ポンプ８はステージ２Ｃの孔部６ｃ…６ｃを介して基板１００とステージ２Ｃとの間の空気を吸引し、基板１００をステージ２Ｃに吸着保持する。このとき真空ポンプ８はゲージ圧で−０．５気圧以上の真空を作り出すように制御される。なお、基板１００を吸着保持した後、保持具４による基板１００の把持を一旦解除してもよい。基板１００がステージ２Ｃに載置されている間、基板１００には露光等の所定の処理が実行される。なお、ステージ２Ｃ上の基板１００に対して所定の処理を実行している間も、他のステージ２…２の孔部６ｃからは空気を噴出しつづけ、他のステージ２上で待機している基板１００は浮き上がらせておく。
【００２４】
その後、制御装置１２は、バルブ１０を開くとともにバルブ１１を閉じ、再度基板１００を浮上させる。そして、駆動装置５を制御して、ステージ２Ｃからステージ２Ｅまで基板１００を搬送する。なお、ステージ２Ｃにおいて基板１００に対して露光等の処理が実行されている間、ステージ２Ｂ上で待機している他の基板１００がある場合には、制御装置１２は、ステージ２Ｃ上の基板１００をステージ２Ｄへ移動させるのと同時に、ステージ２Ｂ上の基板１００をステージ２Ｃへ移動させるように駆動装置５を制御する。
【００２５】
以上のように搬送装置１では、ステージ２…２から噴出される空気により基板１００を浮上させ、その浮上させたままで基板１００を移動させることから、基板１００に対して水平方向の力を与えるだけで基板１００をステージ２…２間で移し替えることができる。このため、従来のように、ピンやロボットハンドの複数種類の動作を組み合わせる必要がない。従って、基板１００の端部を把持する保持具４を設けて保持具４を移動させるだけで基板１００を移動させることができ、従来に比較して基板１００の搬送時間を短縮できる。また、従来のように基板１００を各ステージ２に載置する必要が無いから、多数のステージ２…２間を連続的に搬送することも可能である。
【００２６】
露光装置１では、基板１００をピン２０、２０に押し当てて位置決めすることにより、ステージ２Ｂにおける基板１００の位置を特定している。このため、カメラ等の基板１００の位置を検出する手段を設ける必要が無い。
【００２７】
さらに、気体供給装置３の送り出す空気の圧力をゲージ圧で１気圧以下、真空ポンプ８の作り出す真空の圧力をゲージ圧で−０．５気圧以上となるように空気の圧力を制御することにより、空気の圧力変化に伴う温度変化が抑えられ、基板１００の熱変形が防止される。
【００２８】
なお、圧力の制御は、例えば、以下のように行えばよい。気体供給装置３にコンプレッサーと、コンプレッサーの圧縮した空気を蓄積するリザーブタンクと、リザーブタンク内の圧力を検出する圧力センサと、リザーブタンク内の空気を大気へ放出する圧力調整弁とを設ける。制御装置１２は、圧力センサの検出した圧力に基づいて、リザーブタンク内の圧力がゲージ圧で１気圧以下となるように圧力調整弁をフィードバック制御する。このようにして、送り出す空気の制御を実現すればよい。その他、種々の方法を利用可能であり、例えば、リザーブタンク内の圧力が所定圧力以上になるとその圧力によって圧力調整弁が押し開かれるような構成とすることにより、制御装置１２や圧力センサを用いずにリザーブタンク内の圧力を所定圧力に保ち、送り込む空気の制御を行ってもよい。また、気体通路７に圧力センサと、気体通路７を開閉するバルブとを設け、制御装置１２が圧力センサに基づいてバルブを制御し、気体通路７内の圧力を制御することにより、送り込む空気の制御を実現してもよい。真空ポンプ８により真空を作り出す場合についても同様に、圧力センサや圧力調整弁を設け、制御装置１２が圧力センサの検出した圧力に基づいて圧力調整弁を制御することにより、真空ポンプ８の作り出す真空の圧力の制御を実現すればよい。
【００２９】
本発明は以上の実施形態に限定されず、本発明の技術的思想と実質的に同一である限り、種々の形態で実施してよい。
【００３０】
各ステージ２…２では、ステージ２Ｃのように基板１００に対する所定の処理を実行してもよい。逆に、いずれのステージ２…２においても基板１００に対して特定の処理を実行せず、搬送装置１を純粋に搬送のための手段として利用してもよい。また、ステージ２…２の配列方向の終端や途中の位置、例えばステージ２Ｃにおいて、アライナーやコーター等の各種の装置に基板１００を供給したり、各種の装置から基板１００を受取ってもよい。すなわち、アライナーやコーターの基板給排装置として利用してよい。ステージ２の台数、配列方向、ステージ間の間隔等のステージ２…２の配置に関する設定は適宜に決めてよい。
【００３１】
噴出部６は、一つのステージ２に複数設けるものに限られず、ステージ２の上面２ａに亘る広さを有する噴出部６を一つ設けてもよい。孔部６ｃを有する蓋部６ｂをステージ２に嵌め込まなくともよく、ステージ２の上面に直接孔部６ｃを設けてもよい。
【００３２】
気体供給装置３の送り込む気体は空気に限られない。例えば、窒素等の不活性ガスを送り込み、基板１００に塗布された感材等の質低下を防止してもよいし、イオン化したガスを送り込み、ステージ２から基板１００を剥離する際に生じる剥離帯電を防止してもよい。
【００３３】
気体供給装置３の送り込む空気の圧力は種々の目的に応じて適宜に設定してよい。各ステージや各噴出部６ごとに送り込む空気の圧力を互いに異なるように設定してもよい。基板が上面に配置されていないステージへの気体の供給を制限して気体供給装置３の負荷を軽減してもよい。
【００３４】
気体供給装置に空気の温度を調整する装置を設け、送り込む空気の温度を制御してもよい。この場合、より正確に基板の熱変形を防止することが可能である。
【００３５】
保持具４は、基板１００の水平方向の移動を制限できるものであればよい。例えば、基板１００の一方の面を吸着保持するものでもよいし、基板１００に爪部を設けておき、その爪部を引っ掛けるものでもよい。基板１００と保持具４との間に遊びがあってもよい。保持具４は、基板１００の１辺を保持するものに限られず、２辺以上を保持してもよい。保持具４の数は適宜に設定してよい。例えば、１台の搬送装置１に対して一つの保持具４が設けられてもよいし、ステージ２…２の台数と同数の保持具４…４が設けられてもよい。複数の保持具４…４が設けられる場合、保持具４…４の移動速度は互いに同じ速度でもよいし、異なる速度でもよい。
【００３６】
ステージ２Ｂにおける基板１００の位置の特定は、ピン２０に基板１００を押し当てる方法に限定されず、種々の方法が利用可能である。例えば、ステージ２Ｂの上方に撮像手段を設け、基板１００位置を検出してもよい。この場合、基板１００に対して既にパターニングが行われているときは、そのパターンを検出し、パターンの位置を基準として基板１００の位置合わせを行うことができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の搬送方法によれば、ステージから噴出される気体により基板を浮上させ、その浮上させたたままで基板を移動させることから、基板に対して水平方向の力を与えるだけで基板をステージ間おいて移し替えることができる。このため、ピンやロボットハンドの複数種類の動作を組み合わせる必要がない。従って、従来に比較して基板の搬送時間が短縮される。また、多数のステージ間を搬送する場合、従来のように基板を各ステージに載置する必要が無いことから、多数のステージ間を連続的に搬送することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の搬送装置の構成を示す側面図。
【図２】図１の搬送装置の上面図。
【符号の説明】
１搬送装置
２ステージ
３気体供給装置
４保持具
６ｃ孔部
１２制御装置
１００基板

Claims

複数のステージのそれぞれの上面から気体を噴出させてステージ上の基板を浮上させた状態で、前記基板を前記複数のステージの配列方向に移動させて、前記基板を前記複数のステージ間において移し替えることを特徴とする基板の搬送方法。
上面に多数の噴出孔が設けられた複数のステージと、
前記多数の噴出孔に気体を送るための気体供給手段と、
前記複数のステージの上面に対向して基板を保持可能であり、かつ、前記複数のステージの配列方向に沿って前記複数のステージ間を移動可能な保持具と、
を備えることを特徴とする基板の搬送装置。
前記気体供給手段から前記噴出孔へ送られる気体の圧力及び温度を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の基板の搬送装置。
前記噴出孔から気体を排気する排気手段を備えることを特徴とする請求項２又は３のいずれかに記載の基板の搬送装置。
前記複数のステージには、前記基板が載置される載置用ステージが含まれ、
前記保持具は、複数の前記基板を前記複数のステージの配列方向に沿って保持可能に複数設けられ、
前記載置用ステージ上の基板を前記複数の基板の搬送方向下流側のステージへ移し替えながら、前記複数の基板の搬送方向上流側のステージの基板を前記載置用ステージへ移し替えるように前記複数の保持具を駆動する駆動手段を備えることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の搬送装置。
前記複数のステージのうち少なくともいずれか一つのステージに設けられ、前記基板をステージ上に載置された状態で保持するステージ用保持手段と、
前記ステージ用保持手段が設けられたステージにおける前記基板の位置を特定する特定手段と、
を備え、
前記ステージ用保持手段は、前記基板の保持を前記基板が前記保持具により保持されたままの状態で開始し、
前記特定手段は、前記基板が前記ステージ用保持手段よりも前記基板の搬送方向上流側のステージにおいて前記保持具により保持されていたときの位置に基づいて、前記ステージ用保持手段が設けられたステージにおける前記基板の位置を特定することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の搬送装置。