JP2012201437A

JP2012201437A - 基板搬送装置及び基板搬送方法

Info

Publication number: JP2012201437A
Application number: JP2011065748A
Authority: JP
Inventors: Fumihiko Ikeda; 文彦池田
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2011-03-24
Publication date: 2012-10-22
Also published as: KR20120109395A

Abstract

【課題】基板面積、或いは基板の厚さ寸法に拘わらず、基板面の平坦性を維持しながら搬送する。
【解決手段】上面に複数のガス噴射孔２ａと複数のガス吸引孔２ｂとが形成された下部ステージ２Ａと、前記下部ステージの上方において、該下部ステージに対向配置されると共に、下面に複数のガス噴射孔２ａとガス吸引孔２ｂとが形成された上部ステージ２Ｂと、前記下部ステージと上部ステージとに挟まれた空間に形成された基板搬送路２Ｃと、前記基板搬送路において基板Ｇの幅方向両端を保持し、基板搬送方向に搬送する基板搬送手段１０とを備え、前記下部ステージと上部ステージとにそれぞれ形成された前記ガス噴射孔同士が対向すると共に、前記ガス吸引孔同士が対向する。
【選択図】図３

Description

本発明は、被処理基板を浮上させた状態で平流し搬送する基板搬送装置及び基板搬送方法に関する。

例えば、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）の製造においては、いわゆるフォトリソグラフィ工程により回路パターンを形成することが行われている。
具体的には、ガラス基板等の被処理基板に所定の膜を成膜した後、処理液であるフォトレジスト（以下、レジストと呼ぶ）を塗布してレジスト膜を形成し、回路パターンに対応してレジスト膜を露光し、これを現像処理するものである。

ところで近年、このフォトリソグラフィ工程では、スループット向上の目的により、被処理基板を略水平姿勢の状態で搬送しながら、その被処理面に対しレジストの塗布、乾燥、加熱、冷却処理等の各処理を施す構成が多く採用されている。
前記基板搬送の構成としては、基板支持部材のレジスト塗布面への転写を防止するため、基板を略水平姿勢の状態で所定の高さに浮上させ、基板搬送方向に搬送する浮上搬送が注目されている。

この浮上搬送を用いた基板搬送装置について図７に基づいて説明する。
図７の基板搬送装置２００は、被処理基板であるＬＣＤ基板（液晶ディスプレイ基板）Ｇを浮上搬送するための浮上ステージ２０１と、浮上ステージ２０１の左右両側に敷設された一対のレール２０２と、基板Ｇの左右両側を保持する基板保持部２０３と、基板保持部２０３を支持すると共にレール２０２上をスライド移動するスライダ２０４とを備えている。

浮上ステージ２０１の上面には、上方（Ｚ方向）に向かって不活性ガスを噴射するための多数のガス噴射孔２０１ａと、吸気を行うための多数の吸引孔２０１ｂとが夫々、Ｘ方向とＹ方向に一定間隔で交互に設けられている。そして、ガス噴射孔２０１ａから噴射されるガス噴射量と吸引孔２０１ｂからの吸気量との圧力負荷を一定とすることによって、基板Ｇを浮上ステージ２０１の表面から一定の高さに浮上させるように構成されている。

この構成により、浮上ステージ２０１上に浮上された基板Ｇは、基板保持部２０３により左右両端が保持され、スライダ２０４がレール２０２上をＸ軸方向に移動することによって、基板Ｇが平流し搬送される。
そして、浮上ステージ２０１上を浮上搬送される基板Ｇに対し、所定の基板処理（レジストの塗布、乾燥、加熱、冷却処理等）が施されるようになっている。
尚、被処理基板を浮上搬送しながら塗布処理を行う装置については特許文献１に開示されている。

特開２００８−１３２４２２号公報

ところで、近年、被処理基板の大型化、及び薄型化が要求されている。
しかしながら、従来の装置構成を、単に大型化した基板面積、或いは薄くなされた基板厚さに合わせても、浮上ステージ２０１での基板搬送において不具合が生じる虞があった。
具体的には、基板面積に対する厚さが所定値よりも薄い基板Ｇを浮上ステージ２０１において浮上させた場合、図８に示すようにガス噴射孔２０１ａからのガス噴射とガス吸引孔２０１ｂからのガス吸引とによって、基板面が波打つように凹凸状の撓みが生じ、塗布処理等の基板処理に悪影響を及ぼすという課題があった。

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、被処理基板を浮上させた状態で平流し搬送する基板搬送装置において、基板面積、或いは基板の厚さ寸法に拘わらず、基板面の平坦性を維持しながら搬送することができる基板搬送装置及び基板搬送方法を提供する。

前記した課題を解決するために、本発明に係る基板搬送装置は、基板搬送路において被処理基板を浮上させると共に、前記基板を基板搬送方向に平流し搬送する基板搬送装置であって、上面に複数のガス噴射孔と複数のガス吸引孔とが形成された下部ステージと、前記下部ステージの上方において、該下部ステージに対向配置されると共に、下面に複数のガス噴射孔とガス吸引孔とが形成された上部ステージと、前記下部ステージと上部ステージとに挟まれた空間に形成された前記基板搬送路と、前記基板搬送路において前記基板の幅方向両端を保持し、基板搬送方向に搬送する基板搬送手段とを備え、前記下部ステージと上部ステージとにそれぞれ形成された前記ガス噴射孔同士が対向すると共に、前記ガス吸引孔同士が対向することに特徴を有する。
尚、前記下部ステージと上部ステージとの間で対向する前記ガス噴射孔は、それぞれ孔の中心線が一致するように配置され、前記下部ステージと上部ステージとの間で対向する前記ガス吸引孔は、それぞれ孔の中心線が一致するように配置されていることが望ましい。
また、前記下部ステージと上部ステージとの間で対向する前記ガス噴射孔からそれぞれ噴射されるガスの圧力または流量は、同一であることが望ましく、前記下部ステージと上部ステージとの間で対向する前記ガス吸引孔からそれぞれ吸引されるガスの圧力または流量は、同一であることが望ましい。

このように構成することにより、前記下部ステージと上部ステージとに挟まれた空間に形成された基板搬送路において、上下方向からのガス噴射の圧力または流量が均衡すると共に、上下方向からの吸引圧力または吸引流量が均衡する気流を形成することができる。
これにより、前記基板搬送路に搬入された被処理基板においては、上下から加わる圧力負荷が相殺されるため、撓みを抑制することができる。
したがって、この構成によれば、基板面積、或いは基板の厚さ寸法に拘わらず、基板面の平坦性を維持しながら搬送することができる。

また、前記した課題を解決するために、本発明に係る基板搬送方法は、上面に複数のガス噴射孔と複数のガス吸引孔とが形成された下部ステージの上方に、下面に複数のガス噴射孔とガス吸引孔とが形成された上部ステージが対向配置され、前記下部ステージと上部ステージとに挟まれた空間に形成された基板搬送路において、被処理基板を浮上させると共に基板搬送方向に平流し搬送する基板搬送方法であって、前記下部ステージと前記上部ステージとにそれぞれ形成されたガス噴射孔からガス噴射を行うと共に、前記下部ステージと前記上部ステージとにそれぞれ形成されたガス吸引孔から吸引し、前記基板搬送路に所定の気流を形成するステップと、前記基板搬送路に被処理基板を搬入するステップと、前記基板搬送路に搬入された前記基板の幅方向両端を保持するステップと、前記基板の幅方向両端を保持した状態で該基板を基板搬送方向に搬送するステップとを含むことに特徴を有する。
尚、基板の熱処理を行う場合には、前記基板搬送路に被処理基板を搬入するステップの前に、前記下部ステージと前記上部ステージとにそれぞれ形成されたガス噴射孔から噴射されるガスを加熱するステップを含むことが望ましい。
このような方法によれば、前記下部ステージと上部ステージとに挟まれた空間に形成された基板搬送路において、上下方向からのガス噴射の圧力（または流量）が均衡すると共に、上下方向からの吸引圧力（または吸引流量）が均衡する気流を形成することができる。
これにより、前記基板搬送路に搬入された被処理基板においては、上下から加わる圧力負荷が相殺されるため、撓みを抑制することができる。
したがって、この方法によれば、基板面積、或いは基板の厚さ寸法に拘わらず、基板面の平坦性を維持しながら搬送することができる。

本発明によれば、被処理基板を浮上させた状態で平流し搬送する基板搬送装置において、基板面積、或いは基板の厚さ寸法に拘わらず、基板面の平坦性を維持しながら搬送することができる基板搬送装置及び基板搬送方法を得ることができる。

図１は、本発明にかかる第一の実施形態の全体概略構成を示す平面図である。図２は、図１の熱処理ユニット（基板搬送装置）の側面図である。図３は、図１の熱処理ユニット（基板搬送装置）のＡ−Ａ矢視断面図である。図４（ａ）〜図４（ｃ）は、図１の熱処理ユニット（基板搬送装置）が備える浮上ステージに形成されたガス噴射孔とガス吸引孔の配置関係を示す平面図である。図５は、図３の断面図の一部拡大図である。図６は、図１の熱処理ユニット（基板搬送装置）の動作を説明するためのフローである。図７は、従来の基板搬送装置の概略構成を示す平面図である。図８は、従来の基板搬送装置における課題を説明するための断面図である。

以下、本発明の基板搬送装置にかかる一実施形態を、図面に基づき説明する。尚、この実施形態にあっては、本発明に係る基板搬送装置が、被処理基板であるガラス基板を浮上搬送しながら、前記基板に対し加熱処理を行う熱処理ユニットにおいて適用される場合を例にとって説明する。
図１は、本発明の基板搬送装置が適用される熱処理ユニットの平面図であり、図２は、図１の側面図である。また、図３は、図１のＡ−Ａ矢視断面図である。

図１乃至図３に示すように、この熱処理ユニット１は、ガラス基板Ｇを枚様式に一枚ずつ浮上搬送するための浮上ステージ２を備え、基板Ｇが所謂平流し搬送されるように構成されている。この浮上ステージ２は、図２、図３に示すように下部ステージ２Ａ上に所定の間隔を空けて上部ステージ２Ｂが配置され、それらステージ間に挟まれた空間が基板搬送路２Ｃとなされる。

下部ステージ２Ａの上面、及び上部ステージ２Ｂの下面には、図４（ａ）に示すように多数のガス噴射孔２ａとガス吸引孔２ｂとがＸ方向とＹ方向に一定間隔で交互に設けられている。
尚、複数のガス噴射孔２ａとガス吸引孔２ｂの配置（レイアウト）は、図４（ａ）のように千鳥状に配置してもよいし、或いは、図４（ｂ）、図４（ｃ）に示すようにＸ軸方向またはＹ軸方向に交互に配列してもよい。

下部ステージ２Ａと上部ステージ２Ｂの内部には、図３に示すように、それぞれ正圧マニホールド３が形成され、各ステージにおいて、この正圧マニホールド３に全てのガス噴射孔２ａが連通している。正圧マニホールド３には、同一の圧縮ガス供給源４から圧縮された不活性ガスが供給され、全てのガス噴射孔２ａから同一圧力（または同一流量）で噴射されるようになっている。

さらに下部ステージ２Ａと上部ステージ２Ｂの内部においては、図示するように負圧マニホールド５が形成され、各ステージにおいて、この負圧マニホールド５に全てのガス吸引孔２ｂが連通している。負圧マニホールド５には、同一の真空源６が接続され、全てのガス吸引孔２ｂから同一圧力（または同一流量）でガス吸引を行うようになっている。
また、前記圧縮ガス供給源４と前記真空源６とは、それぞれコンピュータからなる制御部２０（制御手段）によって、その駆動制御がなされる。

尚、本実施形態においては、下部ステージ２Ａと上部ステージ２Ｂとに対し同一の圧縮ガス供給源４と同一の真空源６によりガスの供給及び吸引を行うようにしているが、下部ステージ２Ａと上部ステージ２Ｂとに対しそれぞれ独立した圧縮ガス供給源４と真空源６とによりガスの供給及び吸引を行い、制御部２０により噴射圧（または噴射流量）及び吸引圧（または吸引流量）を個別に制御してもよい。

また、図３、図５（図３の一部拡大断面図）に示すように、下部ステージ２Ａと上部ステージ２Ｂにそれぞれ形成されたガス噴射孔２ａ同士が対向して対をなし、各対のガス噴射孔２ａの中心線が一致するように配置されている。
また、下部ステージ２Ａと上部ステージ２Ｂにそれぞれ形成されたガス吸引孔２ｂ同士が対向して対をなし、各対のガス吸引孔２ｂの中心線が一致するように配置されている。

このようにガス噴射孔２ａとガス吸気孔２ｂとが配置されることによって、基板搬送路２Ｃにおいて、上下方向からのガス噴射の圧力が均衡すると共に上下方向からの吸引圧力が均衡する気流を形成することができる。そのため、基板搬送路２Ｃに搬入された基板Ｇにあっては、上下から加わる圧力負荷が相殺され、撓みを抑制した状態で浮上させることができる。

また、図３に示すように、下部ステージ２Ａにおいては、正圧マニホールド３の底部に、上部ステージ２Ｂにおいては、正圧マニホールド３の天井部に、面状のヒータ７が設けられている。このヒータ７は、ヒータ駆動部８からの電力供給により発熱し、正圧マニホールド３内の温度、及び例えばＳＵＳからなるステージ２Ａ、２Ｂ自体の温度を昇温するようになっている。
これにより、ガス噴射孔２ａから噴射されるガスの温度は所定温度の熱風（温風）となり、これが基板Ｇに吹き付けられて、基板Ｇが加熱されるように構成されている。
尚、ヒータ駆動部８は、制御部２０により駆動制御される。

また、浮上ステージ２の幅方向（Ｙ軸方向）の左右側方には、Ｘ軸方向に平行に延びる一対のガイドレール９が設けられている。
各ガイドレール９には、基板搬送方向（Ｘ軸方向）に移動可能に取り付けられたスライダ１０（基板搬送手段）が２台ずつ設けられている。各スライダ１０には、ガラス基板Ｇの端部を下方から吸着保持する基板保持部１１が設けられ、４つの基板保持部１１により基板Ｇの角部が保持されている。

各基板保持部１１は、図３に示すように、基板Ｇの下面に対し吸引動作により吸着可能な吸着部材１１ａと、吸着部材１１ａをスライダ１０上に立設された支柱１１ｂに沿って昇降移動させる昇降部材１１ｃとを有する。
尚、吸着部材１１ａには、吸引ポンプ（図示せず）が接続され、基板Ｇとの接触領域の空気を吸引して真空状態に近づけることにより、基板Ｇに吸着するようになされている。
また、スライダ１０は、制御部２０によって、その駆動制御がなされる。

続いて、このように構成された熱処理ユニット１における基板搬送の一連の流れについて図６を用いて説明する。
熱処理ユニット１においては、ガラス基板Ｇが搬入される前に、先ず、制御部２０の制御によりヒータ駆動部８が駆動され、ヒータ７が所定の供給電力に応じて発熱される。これにより、正圧マニホールド３内の温度が昇温され、及び下部ステージ２Ａ、上部ステージ２Ｂが所定温度に加熱される（図６のステップＳ１）。

また、制御部２０は、圧縮ガス供給源４から正圧マニホールド３に圧縮された不活性ガスを供給させ、真空源６により負圧マニホールド５内の雰囲気を排気させる。これにより、下部ステージ２Ａと上部ステージ２Ｂとの間の空間、即ち基板搬送路２Ｃには、各ステージ２Ａ、２Ｂのガス噴射孔２ａから所定温度に熱せられたガスが噴射され、基板搬送路２Ｃに噴射されたガスはガス吸引孔２ｂから吸引される状態となされる（図６のステップＳ２）。

尚、図３の構成にあっては、下部ステージ２Ａと上部ステージ２Ｂのガス噴射孔２ａは同一の圧縮ガス供給源４に接続されており、上下全てのガス噴射孔２ａから同一圧力（または同一流量）でガス噴射がなされる。また、下部ステージ２Ａと上部ステージ２Ｂのガス吸引孔２ｂは同一の真空源６に接続されており、上下全てのガス吸引孔２ｂから同一圧力（または同一流量）でガス吸引がなされる。

基板搬送路２Ｃに所定の熱風気流が形成されると、浮上ステージ２の基板搬送路２Ｃにガラス基板Ｇが搬入される（図６のステップＳ３）。
また、基板搬送路２Ｃに搬入された基板Ｇは、その幅方向両端が基板保持部１１によって保持される（図６のステップＳ４）。

ここで、上下（Ｚ軸方向）に対向する各ガス噴射孔２ａ同士は、その中心線が一致するように配置され、同一圧力（または同一流量）でガス噴射しているため、上下方向からのガス噴射の圧力（または流量）が均衡する。また、上下（Ｚ軸方向）に対向する各ガス吸引孔２ｂ同士は、その中心線が一致するように配置され、同一圧力（または同一流量）でガス吸引しているため、上下方向からの吸引圧力（または吸引流量）が均衡する。
これにより、基板Ｇに対し上下から加わる圧力負荷が相殺され、基板Ｇが撓むことなく（撓みが抑制された状態で）基板保持部１１により保持される。

基板Ｇは、スライダ１０がレール９上を移動することにより、平坦性が維持された状態で、基板搬送路２Ｃを搬送される（図６のステップＳ５）。
そして、この基板搬送中において、基板Ｇの上下面には、所定温度の熱風気流が接することになり、基板Ｇは所定温度に加熱されて基板搬送路２Ｃから搬出され、加熱処理が完了する（図６のステップＳ６）。

以上のように、本発明に係る一実施形態によれば、それぞれ複数のガス噴射孔２ａとガス吸引孔２ｂとを有する下部ステージ２Ａと上部ステージ２Ｂとが対向配置され、その２つのステージに挟まれた空間に基板搬送路２Ｃが形成される。また、各ステージにそれぞれ形成されたガス噴射孔２ａ同士が対向して全て対をなすと共に同一圧力（または同一流量）でガス噴射を行い、ガス吸引孔２ｂ同士が対向して全て対をなすと共に同一圧力（または同一流量）でガス吸引を行うように構成されている。
これにより、基板搬送路２Ｃにおいて、上下方向からのガス噴射の圧力（または流量）が均衡すると共に、上下方向からの吸引圧力（または吸引流量）が均衡する気流を形成することができる。また、そのような基板搬送路２Ｃに搬入された基板Ｇにおいては、上下から加わる圧力負荷が相殺されるため、撓みを抑制することができる。
したがって、本実施形態によれば、基板面積、或いは基板の厚さ寸法に拘わらず、基板面の平坦性を維持しながら搬送することができる。

尚、前記実施の形態にあっては、熱処理ユニット１において、ヒータ７を正圧マニホールド３内に配置する構成としたが、ガス噴射孔２ａから熱風を噴射させる構成としては、それに限定されるものではない。
例えば、下部ステージ２Ａと上部ステージ２Ｂの外面にヒータを貼り付けるように設けてもよいし、圧縮ガス供給源４から熱風を供給してもよい。
また、下部ステージ２Ａと上部ステージ２Ｂのガス噴射孔２ａから同様に熱風を噴射するようにしたが、いずれか一方（例えば、被処理面側のみ）に熱風を噴射する構成としてもよい。

また、前記実施の形態にあっては、下部ステージ２Ａと上部ステージ２Ｂとにそれぞれ形成されたガス噴射孔２ａから同一圧力（または同一流量）でガス噴射を行い、ガス吸引孔２ｂから同一圧力（または同一流量）でガス吸引を行うものとした。
しかしながら、本発明にあっては、その形態に限定されるものではなく、基板Ｇの自重を考慮して下部ステージ２Ａと上部ステージ２Ｂとにおけるガス噴射圧（または噴射流量）、及びガス吸引圧（または吸引流量）をそれぞれ決定してもよい。
具体的には、下部ステージ２Ａからの噴射ガスによる浮上圧（流量）に対しては、基板Ｇの自重が加わるため、例えば噴射圧を設定する場合、下部ステージ２Ａからの噴射ガスの圧力は、上部ステージ２Ｂからの噴射ガスの圧力と、基板Ｇの自重圧を加えた値としてもよい。また、例えば吸引圧を設定する場合、上部ステージ２Ｂからの吸引圧は、下部ステージ２Ａからの吸引圧と、基板Ｇの自重圧を加えた値としてもよい。

また、前記実施の形態において、熱処理ユニット１は、基板Ｇを加熱処理する装置として説明したが、ヒータ７に代えて、冷却手段としての冷却プレート等を配置することにより、基板Ｇを所定温度に冷却する熱処理ユニットとしても用いることができる。
また、本発明にかかる基板搬送装置は、熱処理ユニットに限定されることなく、レジスト塗布処理ユニット等の他の基板処理ユニットにおいても好適に用いることができる。

１熱処理ユニット（基板搬送装置）
２浮上ステージ
２Ａ下部ステージ
２Ｂ上部ステージ
２Ｃ基板搬送路
２ａガス噴出孔
２ｂガス吸引孔
１０スライダ（基板搬送手段）
Ｇガラス基板（被処理基板）

Claims

基板搬送路において被処理基板を浮上させると共に、前記基板を基板搬送方向に平流し搬送する基板搬送装置であって、
上面に複数のガス噴射孔と複数のガス吸引孔とが形成された下部ステージと、前記下部ステージの上方において、該下部ステージに対向配置されると共に、下面に複数のガス噴射孔とガス吸引孔とが形成された上部ステージと、前記下部ステージと上部ステージとに挟まれた空間に形成された前記基板搬送路と、前記基板搬送路において前記基板の幅方向両端を保持し、基板搬送方向に搬送する基板搬送手段とを備え、
前記下部ステージと上部ステージとにそれぞれ形成された前記ガス噴射孔同士が対向すると共に、前記ガス吸引孔同士が対向することを特徴とする基板搬送装置。
前記下部ステージと上部ステージとの間で対向する前記ガス噴射孔は、それぞれ孔の中心線が一致するように配置され、
前記下部ステージと上部ステージとの間で対向する前記ガス吸引孔は、それぞれ孔の中心線が一致するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載された基板搬送装置。
前記下部ステージと上部ステージとの間で対向する前記ガス噴射孔からそれぞれ噴射されるガスの圧力または流量は同一であり、
前記下部ステージと上部ステージとの間で対向する前記ガス吸引孔からそれぞれ吸引されるガスの圧力または流量は同一であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された基板搬送装置。
上面に複数のガス噴射孔と複数のガス吸引孔とが形成された下部ステージの上方に、下面に複数のガス噴射孔とガス吸引孔とが形成された上部ステージが対向配置され、前記下部ステージと上部ステージとに挟まれた空間に形成された基板搬送路において、被処理基板を浮上させると共に基板搬送方向に平流し搬送する基板搬送方法であって、
前記下部ステージと前記上部ステージとにそれぞれ形成されたガス噴射孔からガス噴射を行うと共に、前記下部ステージと前記上部ステージとにそれぞれ形成されたガス吸引孔から吸引し、前記基板搬送路に所定の気流を形成するステップと、
前記基板搬送路に被処理基板を搬入するステップと、
前記基板搬送路に搬入された前記基板の幅方向両端を保持するステップと、
前記基板の幅方向両端を保持した状態で該基板を基板搬送方向に搬送するステップとを含むことを特徴とする基板搬送方法。
前記基板搬送路に被処理基板を搬入するステップの前に、
前記下部ステージと前記上部ステージとにそれぞれ形成されたガス噴射孔から噴射されるガスを加熱するステップを含むことを特徴とする請求項４に記載された基板搬送方法。