JP2018152441A - 基板搬送装置、基板搬送方法および塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の下面を部分的に吸着保持しながらステージ上面から噴出される気体によってステージから浮上させた状態で搬送する基板搬送技術において吸着保持を確実に行い、基板搬送を良好に安定して行う。
【解決手段】ステージ上面から基板の下面に向けて気体を噴出することによって基板に浮力を付与する浮上ステージと、浮上ステージの上方に位置する基板の下面を部分的に吸着して保持する吸着パッドと、吸着パッドを浮上ステージに沿って走行させる走行機構とを有する搬送部と、ステージ上面から単位時間当たりに噴出される気体の流量である、噴出流量を制御する流量制御機構とを備え、流量制御機構は、吸着パッドで基板を吸着する際の噴出流量を、吸着前の噴出流量よりも低減させる。
【選択図】図７

Description

この発明は、基板の下面に向けて気体を噴出して前記基板に浮力を与える浮上ステージに沿って前記基板の下面を部分的に吸着して保持する吸着パッドを走行させて前記基板を搬送する基板搬送装置および基板搬送方法、ならびに上記基板搬送装置を装備する塗布装置に関するものである。なお、上記基板には、半導体基板、フォトマスク用基板、液晶表示用基板、有機ＥＬ表示用基板、プラズマ表示用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などが含まれる。

半導体装置や液晶表示装置などの電子部品等の製造工程では、基板の上面に塗布液を吐出して基板の上面を塗布する塗布装置が用いられている。例えば特許文献１に記載の塗布装置は、基板の下面に気体を吹き付けて基板をステージから浮上させた状態で当該基板を搬送しながらポンプによって塗布液をスリットノズルに送液してスリットノズルの吐出口から基板の表面に吐出して基板のほぼ全体に塗布液を塗布する。

特許第５３４６６４３号 特開２０１１−２１３４３５号公報

この特許文献１に記載の装置では、基板を浮上させるためにステージの上面から気体が上方に向けて噴出されるとともに、当該ステージから浮上した状態で基板を搬送するために基板搬送チャックが設けられている。基板搬送チャックは、基板を吸着保持するチャック部と、チャック部をステージに沿って移動させるリニアモータとを有しており、下面がステージから非接触状態にある基板の両側端を吸着保持しながら基板を搬送方向に搬送する。なお、特許文献１にチャック部の具体的な構成は記載されていないが、例えば特許文献２に記載された吸着パッドをチャック部の本体に埋設したものを用いるのが一般的である。この吸着パッドは吸引ポンプによって空気を吸引する筒状のノズルであり、基板のエッジの下面を吸着して保持することが可能となっている。

しかしながら、浮上状態の基板の下面を吸着パッドにより吸着保持しようとした際に、吸着不良が生じることがある。というのも、基板の下面に対してステージ上面から気体が吹き付けられ、基板に対して上方に持ち上げる力が作用しているからである。また、基板の下面に吹き付けられた気体は下面に沿ってエッジ方向に流れ、基板の側端から基板外部にパージされる。このようにパージされる気体が吸着パッドに流れ込むため、吸着パッドにより基板のエッジの下面を効果的に吸着するのが難しくなることがあった。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板の下面を部分的に吸着保持しながらステージ上面から噴出される気体によってステージから浮上させた状態で搬送する基板搬送技術において吸着保持を確実に行い、基板搬送を良好に安定して行うことを目的とする。

この発明の第１態様は、基板搬送装置であって、ステージ上面から基板の下面に向けて気体を噴出することによって基板に浮力を付与する浮上ステージと、浮上ステージの上方に位置する基板の下面を部分的に吸着して保持する吸着パッドと、吸着パッドを浮上ステージに沿って走行させる走行機構とを有する搬送部と、ステージ上面から単位時間当たりに噴出される気体の流量である、噴出流量を制御する流量制御機構とを備え、流量制御機構は、吸着パッドで基板を吸着する際の噴出流量を、吸着前の噴出流量よりも低減させることを特徴としている。

また、この発明の第２態様は、基板の下面に向けて気体を噴出して基板に浮力を与える浮上ステージに沿って基板の下面を部分的に吸着して保持する吸着パッドを走行させて基板を搬送する基板搬送方法であって、浮上ステージのステージ上面から気体を単位時間当たりに第１噴出流量で噴出して浮上ステージから基板を浮上させる第１工程と、浮上ステージから浮上している基板の下面と部分的に対向するように吸着パッドを基板の下方位置に位置決めする第２工程と、ステージ上面から気体を単位時間当たりに噴出する噴出流量を第１噴出流量よりも低い第２噴出流量に設定した状態で基板の下方位置に位置決めされた吸着パッドで基板の下面を部分的に吸着して保持する第３工程と、を備えることを特徴としている。

さらに、この発明の第３態様は、塗布装置であって、上記基板搬送装置と、基板搬送装置により搬送される基板の上面に塗布液を吐出して塗布するノズルとを備えることを特徴としている。

このように構成された発明では、吸着パッドが基板の下面を部分的に吸着して保持する際に、ステージ上面から単位時間当たりに噴出される気体の流量、つまり噴出流量が吸着前よりも低減される。このため、ステージ上面から噴出される気体により基板が持ち上げられる力が弱くなる。また、基板の側端から基板外部にパージされる気体の量が少なくなる。その結果、吸着パッドにより基板の下面が確実に吸着される。

以上のように、吸着パッドで基板を吸着する際の噴出流量（単位時間当たりにステージ上面から噴出される気体の流量）を吸着前よりも低減させているため、吸着パッドによる基板の吸着保持が確実なものとなり、基板搬送を良好に安定して行うことができる。

本発明にかかる基板搬送装置の一実施形態を装備する塗布装置の全体構成を模式的に示す図である。 塗布装置を鉛直上方から見た平面図である。 図２から塗布機構を取り外した平面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 基板搬送部の構成を示す図である。 浮上ステージ部および浮上制御機構の構成を示す図である。 処理過程における各部の位置関係を模式的に示す図である。

図１は本発明にかかる基板搬送装置の一実施形態を装備する塗布装置の全体構成を模式的に示す図である。この塗布装置１は、図１の左手側から右手側に向けて水平姿勢で搬送される基板Ｗの上面Ｗｆに塗布液を塗布するスリットコータである。なお、以下の各図において装置各部の配置関係を明確にするために、基板Ｗの搬送方向を「Ｘ方向」とし、図１の左手側から右手側に向かう水平方向を「＋Ｘ方向」と称し、逆方向を「−Ｘ方向」と称する。また、Ｘ方向と直交する水平方向Ｙのうち、装置の正面側を「−Ｙ方向」と称するとともに、装置の背面側を「＋Ｙ方向」と称する。さらに、鉛直方向Ｚにおける上方向および下方向をそれぞれ「＋Ｚ方向」および「−Ｚ方向」と称する。

まず図１を用いてこの塗布装置１の構成および動作の概要を説明し、その後で各部のより詳細な構造について説明する。なお、塗布装置１の基本的な構成や動作原理は、本願出願人が先に開示した特許第５３４６６４３号（特許文献１）に記載されたものと共通している。そこで、本明細書では、塗布装置１の各構成のうちこれらの公知文献に記載のものと同様の構成を適用可能なもの、およびこれらの文献の記載から構造を容易に理解することのできるものについては詳しい説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を主に説明することとする。

塗布装置１では、基板Ｗの搬送方向Ｄｔ（＋Ｘ方向）に沿って、入力コンベア１００、入力移載部２、浮上ステージ部３、出力移載部４、出力コンベア１１０がこの順に近接して配置されており、以下に詳述するように、これらにより略水平方向に延びる基板Ｗの搬送経路が形成されている。なお、以下の説明において基板Ｗの搬送方向Ｄｔと関連付けて位置関係を示すとき、「基板Ｗの搬送方向Ｄｔにおける上流側」を単に「上流側」と、また「基板Ｗの搬送方向Ｄｔにおける下流側」を単に「下流側」と略することがある。この例では、ある基準位置から見て相対的に（−Ｘ）側が「上流側」、（＋Ｘ）側が「下流側」に相当する。

処理対象である基板Ｗは図１の左手側から入力コンベア１００に搬入される。入力コンベア１００は、コロコンベア１０１と、これを回転駆動する回転駆動機構１０２とを備えており、コロコンベア１０１の回転により基板Ｗは水平姿勢で下流側、つまり（＋Ｘ）方向に搬送される。入力移載部２は、コロコンベア２１と、これを回転駆動する機能および昇降させる機能を有する回転・昇降駆動機構２２とを備えている。コロコンベア２１が回転することで、基板Ｗはさらに（＋Ｘ）方向に搬送される。また、コロコンベア２１が昇降することで基板Ｗの鉛直方向位置が変更される。このように構成された入力移載部２により、基板Ｗは入力コンベア１００から浮上ステージ部３に移載される。

浮上ステージ部３は、基板の搬送方向Ｄｔに沿って３分割された平板状のステージを備える。すなわち、浮上ステージ部３は入口浮上ステージ３１、塗布ステージ３２および出口浮上ステージ３３を備えており、これらの各ステージの上面は互いに同一平面の一部をなしている。入口浮上ステージ３１および出口浮上ステージ３３のそれぞれの上面には浮上制御機構３５から供給される圧縮空気を噴出する噴出孔がマトリクス状に多数設けられており、噴出される気流から付与される浮力により基板Ｗが浮上する。こうして基板Ｗの下面Ｗｂがステージ上面から離間した状態で水平姿勢に支持される。基板Ｗの下面Ｗｂとステージ上面との距離、つまり浮上量は、例えば１０マイクロメートルないし５００マイクロメートルとすることができる。

一方、塗布ステージ３２の上面では、圧縮空気を噴出する噴出孔と、基板Ｗの下面Ｗｂとステージ上面との間の空気を吸引する吸引孔とが交互に配置されている。浮上制御機構３５が噴出孔からの圧縮空気の噴出量と吸引孔からの吸引量とを制御することにより、基板Ｗの下面Ｗｂと塗布ステージ３２の上面との距離が精密に制御される。これにより、塗布ステージ３２の上方を通過する基板Ｗの上面Ｗｆの鉛直方向位置が規定値に制御される。浮上ステージ部３の具体的構成としては、例えば特許第５３４６６４３号（特許文献１）に記載のものを適用可能である。

塗布ステージ３２に対して出口浮上ステージ３３が図１に示すように搬送方向（＋Ｘ）に離間して並設され、両者の間には隙間領域ＣＬが生じている。この隙間領域ＣＬの鉛直下方に気体供給管６が配置され、浮上制御機構３５からの圧縮空気の供給を受けて隙間領域ＣＬに圧縮空気を噴出する。これによって、塗布ムラの発生を抑制している。この点については、浮上制御機構３５の構成説明と併せて後で詳述する。

なお、入口浮上ステージ３１には、図には現れていないリフトピンが配設されており、浮上ステージ部３にはこのリフトピンを昇降させるリフトピン駆動機構３４が設けられている。

入力移載部２を介して浮上ステージ部３に搬入される基板Ｗは、コロコンベア２１の回転により（＋Ｘ）方向への推進力を付与されて、入口浮上ステージ３１上に搬送される。入口浮上ステージ３１、塗布ステージ３２および出口浮上ステージ３３は基板Ｗを浮上状態に支持するが、基板Ｗを水平方向に移動させる機能を有していない。浮上ステージ部３における基板Ｗの搬送は、入口浮上ステージ３１、塗布ステージ３２および出口浮上ステージ３３の下方に配置された基板搬送部５により行われる。

基板搬送部５は、基板Ｗの下面周縁部に部分的に当接することで基板Ｗを下方から支持するチャック機構５１と、チャック機構５１上端の吸着部材（後の図３、図４、図５中の符号５１３）に設けられた吸着パッドおよび吸着溝（後の図５中の符号５１４、５１５）に負圧を与えて基板Ｗを吸着保持させる機能およびチャック機構５１をＸ方向に往復走行させる機能を有する吸着・走行制御機構５２とを備えている。チャック機構５１が基板Ｗを保持した状態では、基板Ｗの下面Ｗｂは浮上ステージ部３の各ステージの上面よりも高い位置に位置している。したがって、基板Ｗは、チャック機構５１により周縁部を吸着保持されつつ、浮上ステージ部３から付与される浮力により全体として水平姿勢を維持する。なお、基板搬送部５の構成および動作については後で詳述する。

入力移載部２から浮上ステージ部３に搬入された基板Ｗをチャック機構５１が保持し、この状態でチャック機構５１が（＋Ｘ）方向に移動することで、基板Ｗが入口浮上ステージ３１の上方から塗布ステージ３２の上方を経由して出口浮上ステージ３３の上方へ搬送される。搬送された基板Ｗは、出口浮上ステージ３３の（＋Ｘ）側に配置された出力移載部４に受け渡される。

出力移載部４は、コロコンベア４１と、これを回転駆動する機能および昇降させる機能を有する回転・昇降駆動機構４２とを備えている。コロコンベア４１が回転することで、基板Ｗに（＋Ｘ）方向への推進力が付与され、基板Ｗは搬送方向Ｄｔに沿ってさらに搬送される。また、コロコンベア４１が昇降することで基板Ｗの鉛直方向位置が変更される。そして、出力移載部４により、基板Ｗは出口浮上ステージ３３の上方から出力コンベア１１０に移載される。

出力コンベア１１０は、コロコンベア１１１と、これを回転駆動する回転駆動機構１１２とを備えており、コロコンベア１１１の回転により基板Ｗはさらに（＋Ｘ）方向に搬送され、最終的に塗布装置１外へと払い出される。なお、入力コンベア１００および出力コンベア１１０は塗布装置１の構成の一部として設けられてもよいが、塗布装置１とは別体のものであってもよい。また例えば、塗布装置１の上流側に設けられる別ユニットの基板払い出し機構が入力コンベア１００として用いられてもよい。また、塗布装置１の下流側に設けられる別ユニットの基板受け入れ機構が出力コンベア１１０として用いられてもよい。

このようにして搬送される基板Ｗの搬送経路上に、基板Ｗの上面Ｗｆに塗布液を塗布するための塗布機構７が配置される。塗布機構７は、スリットノズルであるノズル７１と、ノズル７１に対しメンテナンスを行うためのメンテナンスユニット７５とを備えている。ノズル７１には、図示しない塗布液供給部から塗布液が供給され、ノズル下部に下向きに開口する吐出口から塗布液が吐出される。

ノズル７１は、位置決め機構７３によりＸ方向およびＺ方向に移動位置決め可能となっている。位置決め機構７３により、ノズル７１が塗布ステージ３２の上方の塗布位置（点線で示される位置）に位置決めされる。塗布位置に位置決めされたノズルから塗布液が吐出されて、塗布ステージ３２との間を搬送されてくる基板Ｗに塗布される。こうして基板Ｗへの塗布液の塗布が行われる。

メンテナンスユニット７５は、ノズル７１を洗浄するための洗浄液を貯留するバット７５１と、予備吐出ローラ７５２と、ノズルクリーナ７５３と、予備吐出ローラ７５２およびノズルクリーナ７５３の動作を制御するメンテナンス制御機構７５４とを備えている。メンテナンスユニット７５の具体的構成としては、例えば特開２０１０−２４０５５０号公報に記載された構成を適用することが可能である。

ノズル７１が予備吐出ローラ７５２の上方で吐出口が予備吐出ローラ７５２の上面に対向する位置（予備吐出位置）では、ノズル７１の吐出口から予備吐出ローラ７５２の上面に対して塗布液が吐出される。ノズル７１は、塗布位置へ位置決めされるのに先立って予備吐出位置に位置決めされ、吐出口から所定量の塗布液を吐出して予備吐出処理を実行する。このように塗布位置へ移動させる前のノズル７１に予備吐出処理を行わせることにより、塗布位置での塗布液の吐出をその初期段階から安定させることができる。

メンテナンス制御機構７５４が予備吐出ローラ７５２を回転させることで、吐出された塗布液はバット７５１に貯留された洗浄液に混合されて回収される。また、ノズル７１がノズルクリーナ７５３の上方位置（第１洗浄位置）にある状態では、ノズルクリーナ７５３が洗浄液を吐出しながらＹ方向に移動することにより、ノズル７１の吐出口およびその周囲に付着した塗布液が洗い流される。

また、位置決め機構７３は、ノズル７１を第１洗浄位置よりも下方でノズル下端がバット７５１内に収容される位置（待機位置）に位置決めすることが可能である。ノズル７１を用いた塗布処理が実行されないときには、ノズル７１はこの待機位置に位置決めされる。なお、図示を省略しているが、待機位置に位置決めされたノズル７１に対し吐出口における塗布液の乾燥を防止するための待機ポッドが配置されてもよい。

この他、塗布装置１には、装置各部の動作を制御するための制御ユニット９が設けられている。制御ユニット９は所定の制御プログラムや各種データを記憶する記憶手段、この制御プログラムを実行することで装置各部に所定の動作を実行させるＣＰＵなどの演算手段、ユーザーや外部装置との情報交換を担うインターフェース手段などを備えている。

図２は塗布装置を鉛直上方から見た平面図である。また、図３は図２から塗布機構を取り外した平面図である。また、図４は図２のＡ−Ａ線断面図である。さらに、図５は基板搬送部の構成を示す図である。以下、これらの図を参照しながら塗布装置１の具体的な機械的構成を説明する。幾つかの機構については特許第５３４６６４３号（特許文献１）の記載を参照することでより詳細な構造を理解することが可能である。なお、図２および図３においては入力コンベア１００等が有するコロの記載が省略されている。また、図５の（ｂ）および（ｃ）欄は吸着部材の近傍領域Ｒの拡大斜視図である。

塗布機構７のノズルユニット７０は、図２および図４に示すように架橋構造を有している。具体的には、ノズルユニット７０は、浮上ステージ部３の上方でＹ方向に延びる梁部材７３１のＹ方向両端部を、基台１０から上方に立設された１対の柱部材７３２，７３３で支持した構造を有している。柱部材７３２には例えばボールねじ機構により構成された昇降機構７３４が取り付けられており、昇降機構７３４により梁部材７３１の（＋Ｙ）側端部が昇降自在に支持されている。また、柱部材７３３には例えばボールねじ機構により構成された昇降機構７３５が取り付けられており、昇降機構７３５により梁部材７３１の（−Ｙ）側端部が昇降自在に支持されている。制御ユニット９からの制御指令に応じて昇降機構７３４，７３５が連動することにより、梁部材７３１が水平姿勢のまま鉛直方向（Ｚ方向）に移動する。

梁部材７３１の中央下部には、ノズル７１が吐出口７１１を下向きにして取り付けられている。したがって、昇降機構７３４，７３５が作動することで、ノズル７１のＺ方向への移動が実現される。

柱部材７３２，７３３は基台１０上においてＸ方向に移動可能に構成されている。具体的には、基台１０の（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側端部上面のそれぞれに、Ｘ方向に延設された１対の走行ガイド８１Ｌ，８１Ｒが取り付けられており、柱部材７３２はその下部に取り付けられたスライダ７３６を介して（＋Ｙ）側の走行ガイド８１Ｌに係合される。スライダ７３６は走行ガイド８１Ｌに沿ってＸ方向に移動自在となっている。同様に、柱部材７３３はその下部に取り付けられたスライダ７３７を介して（−Ｙ）側の走行ガイド８１Ｒに係合され、Ｘ方向に移動自在となっている。

また、柱部材７３２，７３３はリニアモータ８２Ｌ，８２ＲによりＸ方向に移動される。具体的には、リニアモータ８２Ｌ，８２Ｒのマグネットモジュールが固定子として基台１０にＸ方向に沿って延設され、コイルモジュールが移動子として柱部材７３２，７３３それぞれの下部に取り付けられている。制御ユニット９からの制御指令に応じてリニアモータ８２Ｌ，８２Ｒが作動することで、ノズルユニット７０全体がＸ方向に沿って移動する。これにより、ノズル７１のＸ方向への移動が実現される。柱部材７３２，７３３のＸ方向位置については、スライダ７３６，７３７の近傍に設けられたリニアスケール８３Ｌ，８３Ｒにより検出可能である。

このように、昇降機構７３４，７３５が動作することによりノズル７１がＺ方向に移動し、リニアモータ８２Ｌ，８２Ｒが動作することによりノズル７１がＸ方向に移動する。すなわち、制御ユニット９がこれらの機構を制御することにより、ノズル７１の各停止位置（塗布位置、予備吐出位置等）への位置決めが実現される。したがって、昇降機構７３４，７３５、リニアモータ８２Ｌ，８２Ｒおよびこれらを制御する制御ユニット９等が一体として、図１の位置決め機構７３として機能している。

メンテナンスユニット７５は、バット７５１に予備吐出ローラ７５２およびノズルクリーナ７５３が収容された構造を有している。また、図示を省略しているが、メンテナンスユニット７５には予備吐出ローラ７５２およびノズルクリーナ７５３を駆動するためのメンテナンス制御機構７５４が設けられている。バット７５１はＹ方向に延設された梁部材７６１により支持され、梁部材７６１の両端部が１対の柱部材７６２，７６３により支持されている。１対の柱部材７６２，７６３はＹ方向に延びるプレート７６４のＹ方向両端部に取り付けられている。

プレート７６４のＹ方向両端部の下方には、基台１０上に１対の走行ガイド８４Ｌ，８４ＲがＸ方向に延設されている。プレート７６４のＹ方向両端部は、スライダ７６６，７６７を介して走行ガイド８４Ｌ，８４Ｒに係合されている。このため、メンテナンスユニット７５が走行ガイド８４Ｌ，８４Ｒに沿ってＸ方向に移動可能となっている。プレート７６４の（−Ｙ）方向端部の下方には、リニアモータ８５が設けられている。リニアモータ８５はプレート７６４の（＋Ｙ）方向端部の下方に設けられてもよく、Ｙ方向両端部の下方にそれぞれ設けられてもよい。

リニアモータ８５では、マグネットモジュールが固定子として基台１０にＸ方向に沿って延設され、コイルモジュールが移動子としてメンテナンスユニット７５に取り付けられている。制御ユニット９からの制御指令に応じてリニアモータ８５が作動することで、メンテナンスユニット７５全体がＸ方向に沿って移動する。メンテナンスユニット７５のＸ方向位置については、スライダ７６６，７６７の近傍に設けられたリニアスケール８６により検出可能である。

次に基板搬送部５の構成および動作について図３、図４および図５を参照して説明する。基板搬送部５のチャック機構５１は、ＸＺ平面に関して互いに対称な形状を有しＹ方向に離隔配置された１対のチャック５１Ｌ，５１Ｒを備える。これらのうち（＋Ｙ）側に配置されたチャック５１Ｌは、基台１０にＸ方向に延設された走行ガイド８７ＬによりＸ方向に走行可能に支持されている。具体的には、チャック５１Ｌは、Ｘ方向に位置を異ならせて設けられた２つの水平なプレート部位と、これらのプレート部位を接続する接続部位とを有するベース部５１２を備えている。ベース部５１２の２つのプレート部位の下部にはそれぞれスライダ５１１が設けられ、スライダ５１１が走行ガイド８７Ｌに係合されることで、ベース部５１２は走行ガイド８７Ｌに沿ってＸ方向に走行可能になっている。

ベース部５１２の２つのプレート部位の上部には、上方に延びてその上端部に吸着部材５１３，５１３が設けられている。ベース部５１２が走行ガイド８７Ｌに沿ってＸ方向に移動すると、これと一体的に２つの吸着部材５１３，５１３がＸ方向に移動する。なお、ベース部５１２の２つのプレート部位は互いに分離され、これらのプレート部位がＸ方向に一定の距離を保ちながら移動することで見かけ上一体のベース部として機能する構造であってもよい。この距離を基板の長さに応じて設定すれば、種々の長さの基板に対応することが可能となる。

チャック５１Ｌは、リニアモータ８８ＬによりＸ方向に移動可能となっている。すなわち、リニアモータ８８Ｌのマグネットモジュールが固定子として基台１０にＸ方向に延設され、コイルモジュールが移動子としてチャック５１Ｌの下部に取り付けられている。制御ユニット９からの制御指令に応じてリニアモータ８８Ｌが作動することで、チャック５１ＬがＸ方向に沿って移動する。チャック５１ＬのＸ方向位置についてはリニアスケール８９Ｌにより検出可能である。

（−Ｙ）側に設けられたチャック５１Ｒも同様に、２つのプレート部位および接続部位を有するベース部５１２と、吸着部材５１３，５１３とを備えている。ただし、その形状は、ＸＺ平面に関してチャック５１Ｌとは対称なものとなっている。各プレート部位はそれぞれスライダ５１１により走行ガイド８７Ｒに係合される。また、チャック５１Ｒは、リニアモータ８８ＲによりＸ方向に移動可能となっている。すなわち、リニアモータ８８Ｒのマグネットモジュールが固定子として基台１０にＸ方向に延設され、コイルモジュールが移動子としてチャック５１Ｒの下部に取り付けられている。制御ユニット９からの制御指令に応じてリニアモータ８８Ｒが作動することで、チャック５１ＲがＸ方向に沿って移動する。チャック５１ＲのＸ方向位置についてはリニアスケール８９Ｒにより検出可能である。

制御ユニット９は、チャック５１Ｌ，５１ＲがＸ方向において常に同一位置となるように、これらの位置制御を行う。これにより、１対のチャック５１Ｌ，５１Ｒが見かけ上一体のチャック機構５１として移動することになる。チャック５１Ｌ，５１Ｒを機械的に結合する場合に比べ、チャック機構５１と浮上ステージ部３との干渉を容易に回避することが可能となる。

図３に示すように、４つの吸着部材５１３はそれぞれ、保持される基板Ｗの四隅に対応して配置される。すなわち、チャック５１Ｌの２つの吸着部材５１３，５１３は、基板Ｗの（＋Ｙ）側周縁部であって搬送方向Ｄｔにおける上流側端部と下流側端部とをそれぞれ保持する。一方、チャック５１Ｒの２つの吸着部材５１３，５１３は、基板Ｗの（−Ｙ）側周縁部であって搬送方向Ｄｔにおける上流側端部と下流側端部とをそれぞれ保持する。具体的には、吸着部材５１３および吸着・走行制御機構５２は以下のように構成されている。

各吸着部材５１３の上面は基板Ｗの下面Ｗｂに対して部分的に当接する当接面５１３ａとして機能する。この当接面５１３ａの中央部には、図５の（ｂ）欄および（ｃ）欄に示すように、２つの開口が互いに離間して設けられている。各開口は吸着パッド５１４を埋設するための凹部５１３ｂの開口であり、当該開口を介して吸着パッド５１４の上端部が鉛直方向Ｚに進退自在となっている。すなわち、各吸着パッド５１４はゴム等の弾性素材で形成された筒状の部材であり、側部がいわゆる蛇腹状に仕上げられ、鉛直方向Ｚに伸縮自在となっている。また、当接面５１３ａのうち上記開口を除く領域に複数個（本実施形態では６個）の吸着溝５１５が設けられている。

これらの吸着パッド５１４および吸着溝５１５は吸着・走行制御機構５２に接続されており、制御ユニット９からの吸着指令に応じて基板Ｗを吸着して保持し、吸着解除指令に応じて基板Ｗの吸着を解除する。より詳しくは、図５に示すように、吸着・走行制御機構５２は、塗布装置１を設置する工場に装備された負圧供給源から提供される負圧を吸着パッド５１４および吸着溝５１５に供給する機能を有している。なお負圧供給源の代わりに、塗布装置１に吸引ポンプを設け、これにより負圧供給を行うように構成してもよい。

負圧供給源に対しては２つの負圧供給系統５２Ｌ、５２Ｒが接続されている。負圧供給系統５２Ｌは（＋Ｙ）側に配置されたチャック５１Ｌに設けられた吸着パッド５１４および吸着溝５１５に負圧を供給するためのものであり、負圧供給系統５２Ｒは（−Ｙ）側に配置されたチャック５１Ｒに設けられた吸着パッド５１４および吸着溝５１５に負圧を供給するためのものである。これらの負圧供給系統５２Ｌ、５２Ｒはいずれも手動レギュレータ５２１、エアオペレーションバルブ５２２および圧力計５２３を有している。各負圧供給系統５２Ｌ、５２Ｒでは、制御ユニット９からの吸着指令にしたがってエアオペレーションバルブ５２２が閉成されている間、吸着パッド５１４および吸着溝５１５を介した吸引は停止されており、吸着パッド５１４は、図５の（ｂ）欄に示すように上端部に吸着口が当接面５１３ａよりも上方に突出した状態となっている。また、同図の（ｃ）欄に示すように、基板Ｗの下面Ｗｂの一部が吸着パッド５１４の上端部に支持された状態で、制御ユニット９からの吸着指令にしたがってエアオペレーションバルブ５２２が開成されると、手動レギュレータ５２１で設定された圧力で吸着パッド５１４が吸引され、基板Ｗの下面Ｗｂが部分的に吸着されるとともに吸着パッド５１４が基板Ｗを吸着したまま鉛直方向Ｚに収縮して吸着パッド５１４の上端部が凹部５１３ｂ内に後退する。これによって、基板Ｗの下面Ｗｂは吸着パッド５１４に吸着されたまま当接面５１３ａに当接する。また、吸着パッド５１４の引き込みによって、吸着溝５１５の開口が確実に塞がれて吸着溝５１５による基板吸着が加わる。最終的には、２種類の吸着手段によって基板Ｗの四隅がチャック機構５１により下方から吸着保持される。

図１および図４に示すように、チャック機構５１は、浮上ステージ部３の各ステージ、すなわち入口浮上ステージ３１、塗布ステージ３２および出口浮上ステージ３３の上面よりも上方に基板Ｗの下面Ｗｂを保持した状態で基板Ｗを搬送する。チャック機構５１は、基板Ｗのうち各ステージ３１，３２，３３と対向する中央部分よりもＹ方向において外側の周縁部の一部を保持するのみであるため、基板Ｗの中央部は周縁部に対し下方に撓むことになる。浮上ステージ部３は、このような基板Ｗの中央部に浮力を与えることで基板Ｗの鉛直方向位置を制御して水平姿勢に維持する機能を有する。

浮上ステージ部３の各ステージのうち出口浮上ステージ３３については、その上面位置がチャック機構５１の上面位置よりも低くなる下部位置と、上面位置がチャック機構５１の上面位置よりも高くなる上部位置との間で昇降可能となっている。この目的のために、出口浮上ステージ３３は昇降駆動機構３６によって支持されている。

次に、浮上制御機構３５の構成について図６を参照しつつ説明する。図６は浮上ステージ部および浮上制御機構の構成を示す図であり、同図では浮上ステージ部３については塗布ステージ３２の全部と、入口浮上ステージ３１および出口浮上ステージ３３の一部分とを模式的に示している。

浮上制御機構３５はコンプレッサなどの圧縮部３５１と温調ユニット３５２とを備え、圧縮部３５１により圧縮された空気を温調ユニット３５２で所定の温度に調整して浮上用の圧縮空気を生成する。この圧縮空気を流通させる配管３５３は３つに分岐され、それぞれ圧力制御部３５４を介して入口浮上ステージ３１、塗布ステージ３２および出口浮上ステージ３３に接続されている。３つの圧力制御部３５４はいずれも同一構成を有しており、制御ユニット９からの指令に応じた圧縮空気の圧力制御と圧縮空気の供給および停止の切替とを行う。

各圧力制御部３５４は、フィルタ３５４ａ、ニードル弁３５４ｂ、流量計３５４ｃ、圧力計３５４ｄおよびエアオペレーションバルブ３５４ｅを有している。例えば出口浮上ステージ３３に対応して設けられた圧力制御部３５４では、制御ユニット９からの指令にしたがってエアオペレーションバルブ３５４ｅが開成されると、フィルタ３５４ａを通って清浄化された圧縮空気がニードル弁３５４ｂにより圧力調節された後で流量計３５４ｃ、圧力計３５４ｄ、エアオペレーションバルブ３５４ｅを通過して出口浮上ステージ３３に設けられた噴出孔３３１に圧送される。これによって、噴出孔３３１から温調された圧縮空気が所定の噴出流量で噴出し、その気体圧力によって基板Ｗを浮上させる。この点については、入口浮上ステージ３１に対応して設けられた圧力制御部３５４においても同様である。なお、「噴出流量」とは、単位時間当たりに入口浮上ステージ３１や出口浮上ステージ３３から噴出される圧縮空気の流量を意味している。

塗布ステージ３２に対応して設けられた圧力制御部３５４も上記と同様に、エアオペレーションバルブ３５４ｅの開成に対応して圧縮空気が塗布ステージ３２に向けて圧送される。この塗布ステージ３２では、噴出孔３１２、３３１よりも狭いピッチで複数の孔がマトリックス状に分散して設けられており、そのうちの半分が噴出孔３２１として上記圧縮空気の供給を受け、基板Ｗの下面Ｗｂに向けて噴出する。

また、上記塗布雰囲気での圧力を安定させるために、残りの半分は吸引孔３２２として吸引配管３５５により吸引部３５６と接続されている。この吸引部３５６は、吸引手段としてのブロワ３５６ａと、圧力計３５６ｂと、リリーフ弁３５６ｃとを備え、ブロワ３５６ａによって得られる吸引圧力よりも吸引配管３５５を介して接続される吸引孔３２２内の圧力が高い場合に、リリーフ弁３５６ｃから吸引孔３２２および吸引配管３５５を介して空気を外部に放出することで、塗布雰囲気内の圧力を一定に保つための微調整を行うことができる。

次に、このように構成された塗布装置１による塗布処理について図７を参照しつつ説明する。本実施形態では、記憶手段に予め記憶されている制御プログラムにしたがって演算手段が装置各部を以下のように制御することで吸着部材５１３による基板Ｗの吸着保持の確実性を高めながら基板Ｗに対する塗布処理を実行する。

本実施形態では、塗布処理に使用されるノズル７１を予備吐出位置に移動させて予備吐出処理を実行する。また、エアオペレーションバルブ３５４ｅを開成して浮上ステージ部３における圧縮空気の噴出を開始して搬入される基板Ｗを浮上させることができるように準備する。なお、図７では、発明内容の理解のために、入口浮上ステージ３１のステージ上面３１ａから噴出される圧縮空気のみを点線矢印で示すとともに、その噴出流量を図示している。

次に、図７の（ａ）欄に示すように塗布装置１への基板Ｗの搬入を開始する。上流側の別の処理ユニット、搬送ロボット等により処理対象となる基板Ｗが入力コンベア１００に載せられ、コロコンベア１０１が回転することで基板Ｗが（＋Ｘ）方向に搬送される。このときノズル７１は予備吐出位置で予備吐出処理を実行している。また、チャック機構５１は入口浮上ステージ３１よりも下流側に退避して位置決めされている。さらに、入口浮上ステージ３１のステージ上面３１ａから圧縮空気が噴出流量ＦＲ１で噴出されている。

入力コンベア１００と、コロコンベア２１の上面が入力コンベア１００のコロコンベア１０１と同じ高さ位置に位置決めされた入力移載部２とが協働することにより、基板Ｗは圧縮空気の噴出により基板Ｗに浮力を与える入口浮上ステージ３１の上部まで搬送されてくる。このとき入口浮上ステージ３１の上面はコロコンベア２１の上面よりも下方にあり、基板Ｗは上流側端部（移動方向における後端部）がコロコンベア２１に乗り上げた状態となっている。したがって入口浮上ステージ３１上で基板Ｗが滑って移動することはない。

こうして基板Ｗが入口浮上ステージ３１まで搬入された時点では、図７の（ｂ）欄に示すように、噴出流量ＦＲ１の圧縮空気が基板Ｗの下面Ｗｂに向けて吹き付けられて入口浮上ステージ３１から浮上している。そして、入口浮上ステージ３１に設けられたリフトピンがリフトピン駆動機構３４によりその上端が入口浮上ステージ３１の上面よりも上方に突出する上方位置に位置決めされる。これにより、基板Ｗ、より具体的にはリフトピンが当接する基板ＷのＹ方向両端部が持ち上げられる。

そして、チャック機構５１が（−Ｘ）方向に移動し、図７の（ｃ）欄に示すように、基板Ｗ直下の搬送開始位置まで移動してくる。基板ＷのＹ方向両端部がリフトピン３１１により持ち上げられているため、基板Ｗの下方に進入するチャック機構５１が基板Ｗと接触することは回避される。この状態から、コロコンベア２１およびリフトピン３１１がその上面がチャック機構５１の上面よりも下方まで下降することにより、基板Ｗはチャック機構５１に移載される。そして、チャック機構５１は基板Ｗの周縁部を吸着保持する。

この移載吸着時に、本実施形態では、入口浮上ステージ３１のステージ上面３１ａからの圧縮空気の噴出を一時的に停止して噴出流量ＦＲ２（＝０）に低減している。すなわち、コロコンベア２１およびリフトピン３１１の下降開始に同期して、浮上制御機構３５のエアオペレーションバルブ３５４ｅが閉成して噴出流量をゼロに設定するとともに吸着・走行制御機構５２のエアオペレーションバルブ５２２を開成して吸着パッド５１４および吸着溝５１５を介した吸引を開始する。これにより、圧縮空気が基板Ｗの下面Ｗｂに吹き付けられておらず、コロコンベア２１およびリフトピン３１１により支持された状態で基板Ｗが下降し、吸着パッド５１４による引き込み吸着および吸着溝５１５による吸着が開始される。このようにステージ上面３１ａから噴出される圧縮空気により基板Ｗが持ち上げられる力が作用せず、しかも基板Ｗの側端から基板外部にパージされる圧縮空気も存在しないため、吸着パッド５１４および吸着溝５１５により基板Ｗの下面Ｗｂが確実に吸着され、チャック機構５１に強固に保持される。

こうして基板吸着が完了すると、図７の（ｄ）欄に示すように吸着パッド５１４および吸着溝５１５による基板吸着は継続されたまま浮上制御機構３５のエアオペレーションバルブ３５４ｅが開成して圧縮空気の噴出流量ＦＲ３を元の噴出流量ＦＲ１に戻す。これ以後、基板Ｗはチャック機構５１により周縁部を保持され、浮上ステージ部３により中央部が水平姿勢に維持された状態で搬送される。それに続いて、チャック機構５１が（＋Ｘ）方向に移動することで基板Ｗが塗布開始位置まで搬送される。また、これと並行してノズル７１の予備吐出位置から塗布位置への移動位置決めが行われる。塗布開始位置は、基板Ｗの下流側（移動方向においては先頭側）の端部が塗布位置に位置決めされたノズル７１の直下位置に来るような基板Ｗの位置である。なお、基板Ｗの端部は余白領域として塗布液が塗布されない場合が多く、このような場合には、基板Ｗの下流側端部がノズル７１の直下位置から余白領域の長さだけ進んだ位置が塗布開始位置となる。

ノズル７１が塗布位置に位置決めされると、以下のように塗布処理を実行する。すなわち、ノズル７１の吐出口から吐出される塗布液が基板Ｗの上面Ｗｆに着液する。また、チャック機構５１が基板Ｗを定速で搬送することにより、ノズル７１が基板Ｗの上面Ｗｆに塗布液を塗布する塗布動作が実行され、基板上面Ｗｆには塗布液による一定厚さの塗布膜が形成される。

塗布動作は、塗布を終了させるべき終了位置に基板Ｗが搬送されるまで継続され、基板Ｗが終了位置に到達すると、基板Ｗの搬送を一時的に停止し、ノズル７１は塗布位置から離脱して予備吐出位置に戻される。その後で再び予備吐出処理が実行されるとともに、基板Ｗの搬送が再開される。このような基板搬送動作により塗布膜を担持する基板Ｗは塗布ステージ３２の上方から出口浮上ステージ３３の上方に搬送されていく。そして、基板Ｗの下流側端部が出力移載部４上に位置する搬送終了位置にチャック機構５１が到達する時点で、チャック機構５１の移動は停止され、吸着・走行制御機構５２のエアオペレーションバルブ５２２を閉成して吸着パッド５１４および吸着溝５１５を介した吸引を停止し、これによって吸着保持が解除される。そして、出力移載部４のコロコンベア４１の上昇および出口浮上ステージ３３の上昇が順次開始される。

そして、コロコンベア４１および出口浮上ステージ３３がチャック機構５１の上面よりも上方まで上昇することで、基板Ｗはチャック機構５１から離間する。この状態でコロコンベア４１が回転することで基板Ｗに対し（＋Ｘ）方向への推進力が付与される。これにより基板Ｗが（＋Ｘ）方向へ移動すると、コロコンベア４１と出力コンベア１１０のコロコンベア１１１との協働により、基板Ｗはさらに（＋Ｘ）方向に搬出され（ステップＳ２１）、最終的に下流側ユニットに払い出される。処理すべき次の基板がある場合には上記と同様の処理を繰り返し、なければ処理を終了する。この時ノズル７１は待機位置へ戻される。

以上のように、本実施形態では、吸着パッド５１４が基板Ｗの下面Ｗｂを部分的に吸着して保持する際に、ステージ上面３１ａからの圧縮空気の噴出流量が吸着前の噴出流量ＦＲ１よりも低い噴出流量ＦＲ２（本実施形態ではゼロ）に設定される。このため、ステージ上面３１ａから噴出される圧縮空気による基板Ｗの持ち上げ力がなくなるとともに、基板Ｗの側端から基板外部にパージされる圧縮空気もなくなる。その結果、吸着パッド５１４により基板Ｗの下面Ｗｂを確実に吸着し、さらに吸着パッド５１４の引き込み吸着が良好に行われることで基板Ｗの下面Ｗｂと当接面５１３ａとの隙間をなくして吸着溝５１５により基板Ｗをさらに強固に吸着保持することができる。その結果、基板搬送を良好に安定して行うことができる。

以上説明したように、この実施形態においては、入口浮上ステージ３１および浮上制御機構３５がそれぞれ本発明の「浮上ステージ」および「流量制御機構」の一例に相当している。また、圧縮空気が本発明の「気体」の一例に相当している。また、噴出流量ＦＲ１、ＦＲ２、ＦＲ３がそれぞれ本発明の「第１噴出流量」、「第２噴出流量」、「第３噴出流量」の一例に相当している。また、吸着・走行制御機構５２が本発明の「走行機構」として機能し、当該吸着・走行制御機構５２を含む基板搬送部５が本発明の「搬送部」の一例に相当し、さらに当該基板搬送部５および浮上ステージ部３の組み合わせが本発明の「基板搬送装置」の一例に相当している。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、吸着パッド５１４で基板Ｗを吸着する際に圧縮空気の噴出を停止させて噴出流量ＦＲ２をゼロに設定しているが、噴出流量ＦＲ２については、次の不等式
０＜（噴出流量ＦＲ２）＜（噴出流量ＦＲ１）
を満足するように設定してもよく、上記実施形態と同様の作用効果が得られる。

また、上記実施形態では、吸着パッド５１４および吸着溝５１５による基板Ｗの吸着が完了した後で噴出流量ＦＲ３を吸着前の噴出流量ＦＲ１に戻しているが、これに限定されるものではなく、吸着パッド５１４および吸着溝５１５により吸着保持された基板Ｗを浮上させることができる限りにおいて任意の値に設定することができる。

また、上記実施形態では、吸着パッド５１４以外に吸着溝５１５を設けているが、吸着パッド５１４のみにより基板Ｗを吸着保持するように構成してもよい。

本発明は、基板の下面に向けて気体を噴出して前記基板に浮力を与える浮上ステージに沿って前記基板の下面を部分的に吸着して保持する吸着パッドを走行させて前記基板を搬送する基板搬送技術全般に適用することができる。

１…塗布装置
３…浮上ステージ部（基板搬送装置）
５…基板搬送部（搬送部、基板搬送装置）
３１…（入口）浮上ステージ
３５…浮上制御機構（流量制御機構）
５２…吸着・走行制御機構（走行機構、搬送部）
７１…ノズル
Ｗ…基板
Ｗｆ…（基板の）上面
Ｗｂ…（基板の）下面
Ｘ…搬送方向

Claims (8)

1. ステージ上面から基板の下面に向けて気体を噴出することによって前記基板に浮力を付与する浮上ステージと、
   前記浮上ステージの上方に位置する前記基板の下面を部分的に吸着して保持する吸着パッドと、前記吸着パッドを前記浮上ステージに沿って走行させる走行機構とを有する搬送部と、
   前記ステージ上面から単位時間当たりに噴出される前記気体の流量である、噴出流量を制御する流量制御機構とを備え、
   前記流量制御機構は、前記吸着パッドで前記基板を吸着する際の前記噴出流量を、吸着前の前記噴出流量よりも低減させることを特徴とする基板搬送装置。
2. 請求項１に記載の基板搬送装置であって、
   前記搬送部は、前記基板の下面と部分的に当接する当接面と、前記吸着パッドを埋設可能な凹部とが設けられた吸着部材を有し、
   前記吸着パッドは前記凹部に埋設された状態で鉛直方向に伸縮自在に構成され、
   前記吸着パッドの吸着口は吸着前に前記当接面よりも上方に突出する一方、前記基板の吸着により前記凹部内に後退する基板搬送装置。
3. 請求項２に記載の基板搬送装置であって、
   前記当接面には吸着溝が設けられ、
   前記吸着溝は、前記吸着パッドの吸着口が前記凹部内に後退して前記当接面が前記基板の下面と当接したときに、前記基板の下面を吸着する基板搬送装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか一項に記載の基板搬送装置であって、
   前記流量制御機構は、前記吸着パッドで前記基板を吸着する際に前記気体の噴出を停止して前記噴出流量をゼロにする基板搬送装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか一項に記載の基板搬送装置であって、
   前記流量制御機構は、前記基板を吸着した前記吸着パッドを前記浮上ステージに沿って走行させる際の前記噴出流量を前記吸着パッドで前記基板を吸着する際の前記噴出流量よりも多くする基板搬送装置。
6. 基板の下面に向けて気体を噴出して前記基板に浮力を与える浮上ステージに沿って前記基板の下面を部分的に吸着して保持する吸着パッドを走行させて前記基板を搬送する基板搬送方法であって、
   前記浮上ステージのステージ上面から前記気体を単位時間当たりに第１噴出流量で噴出して前記浮上ステージから前記基板を浮上させる第１工程と、
   前記浮上ステージから浮上している前記基板の下面と部分的に対向するように前記吸着パッドを前記基板の下方位置に位置決めする第２工程と、
   前記ステージ上面から気体を単位時間当たりに噴出する噴出流量を前記第１噴出流量よりも低い第２噴出流量に設定した状態で前記基板の下方位置に位置決めされた前記吸着パッドで前記基板の下面を部分的に吸着して保持する第３工程と、
   を備えることを特徴とする基板搬送方法。
7. 請求項６に記載の基板搬送方法であって、
   前記基板の下面を保持した前記吸着パッドを前記浮上ステージに沿って走行させる第４工程をさらに備え、
   前記第４工程において前記ステージ上面からの前記気体の単位時間当たりの噴出流量は前記第２噴出流量よりも多い第３噴出流量である基板搬送方法。
8. 請求項１ないし５のいずれか一項に記載の基板搬送装置と、
   前記基板搬送装置により搬送される前記基板の上面に塗布液を吐出して塗布するノズルと
   を備えることを特徴とする塗布装置。

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