JP2008010606A - 基板用カセット保持装置、その保持方法およびその保管方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板をカセットに入れて、長時間保管してもゴミの付着がないように保管出来るようにする。
【解決手段】基板１を収納するカセット１０と、このカセット１０を底面で支える支柱ベース２１と、前記カセット１０を側面で支える支柱ベース２２と、これらベースを前記カセット１０と共に回転させるカセット回転手段（２３）とを備え、前記カセット回転手段が前記基板１の成膜またはパターン面が、水平面に対して９０°を超える範囲で傾斜した状態にして保持する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基板用カセット保持装置、その保持方法およびその保管方法に関し、特に基板表面へのゴミ付着を少なくした基板用カセット保持装置、その保持方法およびその保管方法に関する。

一般に、カラー液晶表示装置の製造工程においては、ガラス基板等の表示パネル用基板を製造する前工程で、カセットと呼ばれる保管用のケースにガラス基板を複数枚収納して保管ならびに搬送している。このカセットを使用するのは、次の理由による。すなわち、ガラス基板は、一枚毎に製造装置で処理を行っていると、ガラス基板の搬送能力がないため設備に必要なだけ搬送できなくなり、設備能力が低下する。これを防止するために、ガラス基板を数枚毎にカセットにてまとめて搬送し、装置の処理能力を落とさないようにしている。特に、アレイ処理工程においては、各種設備を定期的に清掃する必要があり、そのためカセットの保管数量が多くなる傾向にある。

通常、この種のガラス基板製造ラインでは、この保管に伴うゴミ付着低減のため、ガラス基板の保管場所のクリーン度の向上、もしくは製造装置側でのゴミ除去の検討を行っている。また、平面表示パネルの製造設備は、大型化が進む一方でＧ１（ジェネレーション１：ガラス基板サイズ３００×３５０ｍｍ）等の小型基板サイズも生産を継続しているが、生産設備が古いため、ゴミの発生ならびにゴミの除去率が低いなどの問題を抱えている。

さらに、ガラス基板を保管しておくことで、ガラス基板表面の変質も起こり、ゴミ自体の除去率が低下することも確認されており、ゴミを如何にガラス基板につけないで保管するかが重要な課題であった。

一般に、ガラス基板は、図９の断面図に示すように構成される。すなわち、ガラス基板１は、ガラス基材３の表面に、画素電極等の成膜もしくはパターン２が形成されたものである。このガラス基板１は、図１０に示すように、カセット１０に収納される。

このカセット１０は、図１１に示すような構成になっている。すなわち、底板１１と、天板１２とが、側面に設けた支柱１３により支持された枠形の間に、背面部の支柱となるストッパ１４が設けられて箱形になっている。支柱１３は、ガラス基板１を側面で支持するためのものであり、ストッパ１４は、ガラス基板１をカセット１０に収納する際に、収納と同時に逆側に飛び出さないための支柱となっている。

また、センター支柱１５は、ストッパ１４に取り付けられ、ガラス基板１を支えるように設けられている。このセンター支柱１５は、ガラス基板１の反り防止のための支柱ともなっている。ガラス基板１のサイズが大きくなると、ガラス基板１を水平に置いたとき、基板の中央部でたわみが大きくなるため、ガラス基板１の間で干渉を生じるので、ガラス基板１の間隔を大きく取る必要が生じ、ガラス基板１の収納枚数が減ることになる。このようなことを避けるため、ガラス基板１を中央部で支えるセンター支柱１５が設けられている。このセンター支柱１５により、取り付け干渉しないようになり、また、ガラス基板１の搬送時にガラス基板１がおどって基板割れが発生するのを防止している。

なお、側面の支柱１３にもガラス基板１の端部を抑えてガラス基板１の落下を防止する支持板１６が設けられている。この支持板１６は、支柱１３に取付けられたり、また、支柱１３自体にスロットのように設けられたものである。

なお、従来例１（特開２００３−１５２０６９号公報）には、液晶表示装置のガラス基板を水平に複数個収納するカセットとして、図１０と類似したカセットが示されている。このカセットは、ガラス基板を水平に置いたとき、基板の中央部でのたわみを支えるセンター支柱の位置を調整できるように、ストッパ１４の位置を左右に可動出来るようにしたものである。

また、従来例２（特開平１０−１８０３３号公報）には、液晶表示装置用のガラス基板を垂直に複数個配置するようにしたカセットが示されている。このカセットは、ガラス基板を水平に置いたときのたわみによるカセット構造の調整を容易にしたものである。

このようにカセットに収納されたガラスは、次の段階の製造設備に搬送され、または、一旦バッファと呼ばれるような一般空調とは異なる空間に保管される。一般に、クリーンルーム内にガラス基板を放置していても、次の理由によりゴミが付着する。すなわち、ガラス基板の表面に成膜、パターン形成を行うが、この時ガラス基板の裏面は製造装置のプレートなどに接触する。この接触時に、プレート上のゴミが、ガラス基板の裏面に転写される。このゴミが放置されることにより、カセットに収納された下側のガラス基板表面にゴミが落下する。

また、特許文献３（特開２００２−３４３８４６号公報）には、ガラス基板を収納したカセットなどを収納するストッカが示され、また、カセットを搬送する搬送ロボットも示されている。このストッカは、クリーンルーム内で、塵埃除去用の送風を各保管部に万遍なく行き渡らせることにより、各保管部の塵埃除去を図ったものである。

特開２００３−１５２０６９号公報（図１、段落番号［０００４］） 特開平１０−１８０３３号公報（図４、段落番号［００３０〜００３５］） 特開２００２−３４３８４６号公報（図１、段落番号［００１５〜００１９］）

上述のように従来技術では、ガラス基板保管時のゴミの発生、付着ならびにゴミの除去が問題となっており、ゴミを如何にガラス基板につけないで保管するかが重要な課題であった。そのため従来例１のように、ガラス基板を水平に保管したカセットは、ガラス基板表面を上側にして放置するので、外部、たとえば人や装置からのゴミがガラス表面に付着する。これらのゴミは、一般的には放置時間に比例して増加する。また、これらのゴミを除去するために、通常は洗浄、もしくはバキュームクリーナ等を用い除去するが、ガラス基板が放置されることで、ガラス基板表面に有機系の皮膜ができゴミの除去能力が低下し、問題となる。

また、従来例２のように、ガラス基板を垂直に保管するカセットは、ゴミの付着が少なくなると考えられるが、定常的に置かれた場合には、ガラス基板の被覆やパターン部にゴミの付着が考えられ、十分な対策とはなっていない。

また、従来例４のように、カセットを、ベイまたはバッファとよばれる大型の保管装置に保管する場合がある。このバッファは、クリーンルーム内でありながらバッファ内で更にクリーン化する構造となっているため、このようなバッファに入れると当然収納スペースが大きくなってしまうという問題がある。

本発明の主な目的は、基板をカセットに入れて、長時間保管してもゴミの付着が出ないように保管する基板用カセット保持装置、その保持管方法およびその保管方法を提供することにある。

本発明の基板用カセット保持装置の構成は、基板が収納されるカセットを支持するカセット支持手段と、このカセット支持手段を回転させ、前記基板の成膜またはパターン面が水平面に対して９０°を超える範囲で傾斜した状態にして保持するカセット回転手段とを有することを特徴とする。

本発明において、前記カセット支持手段が、前記カセットを底面で支える第１ベースと、前記カセットを側面で支える第２ベースと、これらベースの隅部で前記カセットをそれぞれ支える枠部とを備えることができ、また、前記カセットが、前記基板を囲みこむ機構または前記基板をコの字で挟み込む機構からなることができ、また、前記カセット回転手段は、前記カセット支持手段を載置し所定回転軸を中心に回転する回転台からなることができ、また、前記カセット回転手段は、手動またはアクチュエータにより回転でき、また、前記カセット回転手段は、前記基板が前記９０°を超える範囲で傾斜した状態で前記回転軸の回転を固定するロック機構を有することができる。

本発明の基板用カセットの保管方法の構成は、上述したカセット保持装置を直接クリーンルーム内に載置して保管することを特徴とする。

本発明の他の構成は、基板を収納するカセットの保持方法において、前記基板を収納した前記カセットを回転させ、前記基板の成膜またはパターン面が、水平面に対して９０°を超える範囲で傾斜した状態で前記カセットを保持することを特徴とする。

本発明において、前記カセットが、前記基板を囲みこむ機構または前記基板をコの字で挟み込む機構をもつことができ、また、前記カセットの回転は、前記カセットを載置した回転台の所定回転軸を中心に回転により行うことができ、また、前記カセットの回転は、前記基板が前記９０°を超える範囲の傾斜した状態で前記回転軸の回転をロック機構により固定することができる。

以上説明したように、本発明によれば、基板を収納したカセットを回転させ、基板の成膜またはパターン面が、水平面から９０°を超える角度で保持させることにより、基板を長時間保管しても基板面にゴミの付着が出ないように保管できるという効果がある。

また、保管時にカセットと基板とのこすれも生じ、それによるゴミも発生するが、カセットを回転させることにより、それらのゴミも基板表面にとどまること無く 下方に落下できるため、成膜面上にゴミの量が増加することはない。

次に図面により本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の一実施形態を説明するガラス基板用カセット保持装置の斜視図、図２（ａ）（ｂ）は図１の保持装置の正面図およびその側面図である。なお、本実施形態は、従来例（図９，１０）で説明したガラス基板１およびカセット１０を用いている。

本実施形態は、図１に示すように、カセット１０を底面に載せる支柱ベース２１と、カセット１０を側面で支える支柱ベース２２と、支柱ベース２１の底面中央に設けられ支柱ベース２１、２２を回転させる回転台２３から構成される。この回転台２３は回転軸２４を中心にして回転できるようになっている。また、各支柱ベース２１、２２のカセット１０を支える面の四隅に、枠部２５，２６がそれぞれ設けられ、カセット１０を支えることが出来る。ここでは、支柱ベース２１の枠部２５はＬ字型支持部材であり、支柱ベース２２の枠部２６は板状の部支持材である。

なお、支柱ベース２１，２２は、分離されている必要はなく、一体に形成されても良い。カセット１０を置く際の置き場として、カセット１０の下側を支える方が支柱ベース２１で、側壁側を支える方が支柱ベース２２となっている。

本実施形態においては、カセット１０が、支柱ベース２１，２２にセットされた後、カセット１０をのせた支柱ベース２１，２２が回転台２３の回転軸２４を中心に回転できるので、カセット１０が回転される。この回転は、支柱ベース２１の中央部を中心に。図３の正面図のように、回転台２３の回転軸２４を中心に回転が行われる。このカセット１０の回転角度は、ガラス基板面へのゴミに付着をなくすように、９０°を超えてガラス基板１の表面が必ず下側を向くことが好ましい。

本実施形態では、ガラス基板１を従来のようにカセット１０に収納し、ガラス基板１と製造装置との受け渡しも、従来と同様に行われるが、ゴミの付着が主にガラス基板１の保管時にあることから、ガラス基板１の保管時におけるゴミ付着をなくすようにしたものである。そのため本実施形態では、ガラス基板１をカセット１０に収納した後、このガラス基板１を水平面に対して９０°を超える範囲で傾斜した状態で保持、保管することを特徴とする。

通常は、保管装置からガラス基板が払い出される時、カセット１０はガラス基板１のパターン面を上にして受け取るが、本実施形態では、カセット１０を保持、保管する際、もしくは搬送時に、ガラス基板１のパターン面を必ず下向きになるようにするため、カセット１０を傾斜させておく必要がある。このようにカセット１０を傾斜させた場合、ベース２２でカセット１０を支えないと落ちないように、支柱ベース２１には枠部２５を設け、また、支柱ベース２２には枠部２６を設けて、カセット１０に対してコの字型で支えるベースとなっている。

また、本実施形態は、カセット１０を９０°を超え所定の角度回転させた後に、カセット１０の傾斜角度を保持、維持させるために、回転台２３の回転軸２４が動かないように、ロック（固定）する必要がある。この場合には、回転台２３の回転軸２４を回転させた後に、その回転軸２４にピンやネジなどの通常の固定手段で容易にロックすることが出来る。

また、回転台２３は、この回転台２３の回転軸２４を中心に回転させることにより、カセット１０の支柱ベース２1面を反転させることもできる。この場合、１８０°回転により、図４の正面図のように、ガラス基板１のパターン面を下向きにすることが出来る。

このカセット１０の回転は、アクチュエータなどの駆動部品が支柱ベース２１に取り付けられており、その駆動手段を用いて回転を行い任意の角度で停止する。このカセット１０の回転後は、支柱ベース２２がカセット１０を保持することになる。この際、図３に示すように、カセット１０が９０°を超えて回転しても、支柱ベース２１、２２と、その枠部２５，２６とによりカセット１０が支持されており落下することはない。

また、カセット１０の回転スピードは、カセット１０の回転時に、ガラス基板１０ががたつかないようにできる限り低速が好ましい。なお、カセット１０の保管期限が終了した場合は、逆に回転して図１の状態に戻してカセット１０を取り出すことが出来る。

一方、本実施形態のカセット保持装置２０を保管する場合を考える。従来の構造では、クリーンルーム内でありながらカセットを保管するためには、ベイまたはバッファとよばれる大型の保管装置が必要であり、クリーンルーム内のクリーンエアをカセット１０に当ててクリーン状態を維持する必要があった。これに対し本実施形態のカセット保持装置２０は、カセット１０が回転台２３を中心に回転するため、カセット１０を収納するため相当広い場所（空間）を必要とすることになる。しかし、本実施形態のカセット保持装置を保管する場合は、ガラス基板１のパターン面にゴミがつくことはなくカセット１０を保持できので、本実施形態では、カセット保持装置２０をクリーンルーム内に保管するだけでガラス基板１を十分クリーンに保管することができ、ベイまたはバッファとよばれる大型の保管装置を必要としなくなり、結果的に収納スペースを小さくすることが出来る。

また、ガラス基板１が小さく、カセット１０の収納枚数が少なく、人手による搬送が可能な場合、人手で回転台２３を回転し、保管形態だけを、図３または図４のようにして、保持すれば良いので、回転台２３の駆動手段が必要なくなる。なお、カセット１０が大きい場合でも収納前に回転させて保管することもできる。

本実施形態では、カセット１０を支柱ベース２１に置いて、この置いたところでカセット１０を回転させているが、別機能のものとして、回転させる装置と保管する形態を分けてもかまわない。

また、本実施形態では、カセット１０を傾斜させ、ガラス基板１を傾斜して保管するため、上述したバッファも不要となる。すなわち、本実施形態では、パターン面を傾斜させ保管させるため、ゴミがつかず、そのためクリーンルーム内での保管で十分であり、バッファなどの保管装置は不要となる。

次に、図１の実施形態を、実施例１として、その動作を説明する。ガラス基板１が収納されたカセット１０は、前述のように、支柱ベース２１，２２に搭載される。このガラス基板１の搭載は、人手でもよいし、従来例４のような搬送ロボットでも構わない。このカセット１０が、ガラス基板１の搭載された信号を受けると、ロータリー型のアクチュエータにより、回転台２３を駆動してカセット１０を回転させる。この場合、ガラス基板１の搭載されたことを示す信号は、支柱ベース２１，２２にセンサーを設けてもよいし、従来例４のようなストッカであれば保管場所の在荷信号でもよい。

また、カセット１０の保管期限が終了すれば、上記アクチュエータを解除して元の状態にカセット１０を戻し、搭載した時の逆の動作でカセット１０を取り出せばよい。

なお、図５は、ガラス基板の表面に付着したゴミの個数を保管時間（Ｈ）に対して測定したグラフである。従来例の場合、ガラス基板の表面に付着したゴミの個数は、黒四角の点線ように２５０時間で１００個であった。この従来例のガラス基板を洗浄した後でも、ゴミの個数は２５０時間で５０個近く残っている。これに対して、本実施例の場合、ゴミの個数は２５０時間で１０個以下に減少しており、大幅に減少したことが判明した。このようにガラス基板を９０°を超えて傾けることにより、ゴミの付着をほぼゼロにできることが、確認できた。

図６は本発明の第２の実施例を説明するガラス基板保管用カセットの収納構造の斜視図であり、図７は図６の正面図である。本実施例は、図１のようなガラス基板をサイド横方向でなく、図６のように、ガラス基板を図の奥側に回転させたカセット保持装置２０ａの事例である。この実施例の場合は、カセット１０自体は、支柱ベース２１、２２ａで保持されるが、支柱ベース２２ａが、支柱ベース２１の背面側に設けられ、回転台２３ａも実施例１に対して９０°回転させ横向きに設けられている。これら支柱ベース２１、２２ａにも、カセット１０を支える面の四隅には、Ｌ字形の枠部２５，２６ａがそれぞれ設けられている。

この場合、カセット１０を奥側に回転させると、ガラス基板１は、ストッパ１４で支持され、カセット１０自体はベース支柱２２で保持されることになる。このカセット１０自体の回転方向は、できうるならばガラス基板１の長辺側を下側になるようにして回転させることが望ましい。これはガラス基板１が回転するとき安定するためである。

本発明は、上述したように表示パネル用基板保管用カセッ保持装置、そのお保持方法よびその保管方法に適用できるが、一般にガラス基板に限らず、プラスチック基板、セラミック基板、半導体ウェハーを用いる装置にも適用できることは明らかである。

本発明の第１の実施形態を説明するガラス基板用カセット保持装置の斜視図である。 （ａ）（ｂ）は図１の収納構造の正面図およびその側面図である。 図１の収納構造を９０°を超えて回転させた場合の断面図である。 図１の収納構造を１８０°回転させた場合の断面図である。 本発明の第１の実施例によるゴミ付着状況を説明する特性図である。 本発明の第２の実施例を説明するガラス基板用カセットの保管装置の斜視図である。 図６の収納構造の正面図である。 図６のカセットの収納構造の斜視図である。 一般のガラス基板の構造を説明する断面図である。 従来のガラス基板の収納構造（カセット）の斜視図である。 （ａ）（ｂ）は図１０のカセットの斜視図およびその断面図である。

符号の説明

１ ガラス基板
２ パターン
３ ガラス基材
１０ カセット
１１ 底板
１２ 天板
１３ 支柱
１４ ストッパ
１５ センター支柱
１６ 支持板
２０，２０ａ カセット保持装置
２１，２２，２２ａ 支柱ベース
２３，２３ａ 回転台
２４ 回転軸
２５，２６，２６ａ 枠部

Claims (11)

1. 基板が収納されるカセットを支持するカセット支持手段と、このカセット支持手段を回転させ、前記基板の成膜またはパターン面が水平面に対して９０°を超える範囲で傾斜した状態にして保持するカセット回転手段とを有することを特徴とする基板用カセット保持装置。
2. 前記カセット支持手段が、前記カセットを底面で支える第１ベースと、前記カセットを側面で支える第２ベースと、これらベースの隅部で前記カセットをそれぞれ支える枠部とを備える請求項１記載の基板用カセット保持装置。
3. 前記カセットが、前記基板を囲みこむ機構または前記ガラス基板をコの字で挟み込む機構からなる請求項１または２記載の基板用カセット保持装置。
4. 前記カセット回転手段は、前記カセット支持手段を載置し所定回転軸を中心に回転する回転台からなる請求項１，２または３記載の基板用カセット保持装置。
5. 前記カセット回転手段は、手動またはアクチュエータにより回転できる請求項１，２，３または４記載の基板用カセット保持装置。
6. 前記カセット回転手段は、前記基板が前記９０°を超える範囲で傾斜した状態で前記回転軸の回転を固定するロック機構を有する請求項４または５記載の基板用カセット保持装置。
7. 請求項１乃至６のうちの１項に記載のカセット保持装置を直接クリーンルーム内に載置して保管することを特徴とする基板用カセット保管方法。
8. 基板を収納するカセットの保持方法において、前記基板を収納した前記カセットを回転させ、前記基板の成膜またはパターン面が、水平面に対して９０°を超える範囲で傾斜した状態で前記カセットを保持することを特徴とする基板用カセットの保持方法。
9. 前記カセットが、前記基板を囲みこむ機構または前記基板をコの字で挟み込む機構をもつ請求項８記載の基板用カセット保持方法。
10. 前記カセットの回転は、前記カセットを載置した回転台の所定回転軸を中心とした回転により行う請求項８または９記載の基板用カセット保持方法。
11. 前記カセットの回転は、前記基板が前記９０°を超える範囲の傾斜した状態で前記回転軸の回転をロック機構により固定する請求項１０記載の基板用カセット保持方法。
    

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