JP4543794B2 - 平板状部材の搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウエハ等の水分の付着を嫌う平板状部材の枚葉搬送に用いて好適な平板状部材の搬送装置に関するものである。

一般に、半導体用ウエハやＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、ＰＤＰ（プラズマディスプレイ）、ＥＬ（電界発光ディスプレイ）等の平板ディスプレイ用ガラス基板の製造工程においては、例えばプロセス工程における処理装置間や当該処理装置と洗浄装置との間に、これら平板状部材を枚葉搬送するための搬送装置が設置されている。

図５は、従来のこの種の搬送装置を示すもので、図中符号３０がこの装置の筐体である。この筐体３０は、図中表裏方向に図示されない導入口と送出口とが形成されており、その内部には、上部にファンフィルターユニット３１が配設され、その下方にローラコンベア３２が配設されている。このローラコンベア３２は、そのガイド付き搬送ローラ３２ａによって、導入口から搬入されたガラス基板等の平板状部材３３の両端部を支承しつつ上記送出口へと搬送するものである。

そして、これら搬送ローラ３２ａ間に、平板状部材３３を裏面側から非接触で支承する２組の浮上ユニット３４が配置されている。この浮上ユニット３４は、金属製の筐体からなるチャンバー３５の上面に、多孔質セラミック板３６が取り付けられるとともに、上記チャンバー３５の下面に圧縮空気の供給管３７が接続されたものである。

上記構成からなる従来の平板状部材の搬送装置によれば、ファンフィルターユニット３１から供給される清浄な空気によって筐体３０内の搬送路を所定のクリーン度を保持することができる。また、平板状部材３３の両端を搬送ローラ３２ａによって支承するとともに、供給管３７からチャンバー３５内に供給した圧縮空気を多孔質セラミック板３６から噴出させて片板状部材３３を非接触で支持することにより、平板状部材３３の裏面側に搬送痕が付くことを防止しつつ、搬送中の撓みも防ぐことができる。

なお、上記搬送装置と同様の構成は、例えば下記特許文献１にも開示されている。
特開２００２−２８９６７０公報

上記従来の平板状部材の搬送装置にあっては、ファンフィルターユニット３１によって、筐体３０内の搬送路を所望のクリーン度に保持することはできるものの、浮上ユニット３４の多孔質セラミック板３６から噴出される圧縮空気には、水分や分子レベルの微細な有機物等の汚染物質が含まれており、これらが平板状部材３３に付着するという問題点がある。

他方、上記半導体用ウエハや各種の平板ディスプレイ用ガラス基板にあっては、上記水分が吸着すると、自然酸化膜成長を促進したり、その内部に金属や有機物が溶け込んで新たな汚染源となり得る。また特に、水分が付着した表面にプロセスチャンバ内において腐食性ガスが接触すると、水分層にガス分子が溶け込み、活性なイオンとなって金属表面を腐食することも知られている。

また、上記圧縮空気中に含まれる微細な有機物等の汚染物質が、上記ウエハやガラス基板に付着すると、後工程において金属膜を形成した際に、絶縁抵抗が得られなくなったり、あるいは当該金属膜の剥離を招くおそれがある。

このため、近年における上記半導体用ウエハや平板ディスプレイ用ガラス基板の大型化および細密化に伴って、搬送装置におけるこの種の水分や汚染物質の付着を防止し得る、新規な搬送装置の開発が望まれている。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、搬送時における平板状部材への水分等の有害物質の付着を防止することができ、よって当該平板状部材の製造歩留まりや品質の向上を図ることができる平板状部材の搬送装置を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、平板状部材の導入口と送出口とを有する筐体と、この筐体内に配設され、上記導入口から送出口に向けて上記平板状部材の両側部を支承しつつ搬送する搬送手段と、上記平板状部材の裏面側に上記搬送手段と並列的に配設され、噴出する気体によって上記平板状部材を浮上させる浮上ユニットとを備えた平板状部材の搬送装置において、上記筐体に、その内部を分子状汚染物質が１０ｐｐｂ以下に除去された大気圧露点−１００℃以下のクリーンドライエア（以下、超低露点空気と称す。）によって充満させる第１の超低露点空気の供給管を設けるとともに、上記浮上ユニットに、上記平板状部材の浮上用気体として上記超低露点空気を供給する第２の超低露点空気の供給管を設け、かつ上記筐体の内部に、加熱した上記クリーンドライエアを、当該筺体の内部から上記送出口側に向けて、上記平板状部材の表裏面に吹き付けることにより当該平板状部材の表面に付着した水分を除去する水分除去装置を設けたことを特徴とするものである。
なお、上記平板状部材が、極度に分子状汚染物質を嫌うものである場合には、上記超低露点空気として、５ｐｐｂ以下の分子状汚染物質が除去されたものを用いることが一層好ましい。

ここで、上記超低露点空気は、例えばシリカゲル等の高い吸水性を有する円板状部材を複数段に設け、これら円板状部材を回転させつつ、外気をブロアーから上記複数段の円板状部材の一区画に通過させて、順次その露点を下げるとともに、水分を吸収した上記円板状部材を上記回転方向の他の区画において、ヒータ等により乾燥する周知の超低露点空気の供給装置によって得ることができる。

なお、上記超低露点空気の供給装置によれば、複数段に配されたシリカゲル等の円板状部材を通過する際に、空気中に含まれる有機物等の汚染物質も捕集・除去されるが、さらに最終段に所定のＵＬＰＡフィルタを設置することにより、分子状汚染物質が１０ｐｐｂ以下に除去された清浄な上記超低露点空気を得ることができる。

次いで、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記平板状部材の裏面側に、上記搬送方向と直交する方向に１組の上記浮上ユニットを有する場合には、上記搬送手段と当該浮上ユニットとの間に、上記搬送方向と直交する方向に複数組の上記浮上ユニットを有する場合には、上記搬送手段と当該浮上ユニットとの間および当該浮上ユニット間に、それぞれ上記搬送方向に延在して上記気体による浮上効果を向上させる塞ぎ部材が介装されていることを特徴とするものである。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、上記筐体の下部に、内部を陽圧に保持しつつ上記超低露点空気を排気する排気口が形成されていることを特徴とするものである。

さらに、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、上記筐体の内部には、上記平板状部材に向けて軟Ｘ線を照射することにより当該平板状部材の除電を行う軟Ｘ線除電装置が設置されていることを特徴とするものである。

請求項１〜４のいずれかに記載の平板状部材の搬送装置によれば、第１のクリーンドライエアの供給管から供給される超低露点空気によって筐体の内部を当該超低露点空気の雰囲気下に保持するとともに、第２のクリーンドライエアの供給管から浮上ユニットに供給される超低露点空気によって、平板状部材を非接触で支承しつつ搬送手段により搬送することができる。この際に、上記超低露点空気は、大気圧露点が−１００℃以下であって、かつ分子状汚染物質が１０ｐｐｂ以下に除去されているために、搬送中、上記平板状部材に有害となる水分や有機物等の汚染物質が付着するおそれがない。この結果、平板状部材の製造歩留まりや品質の向上を図ることができる。

また、筐体内および浮上ユニットに供給される超低露点空気は、分子状汚染物質が１０ｐｐｂ以下に除去されているために、１基の超低露点空気の供給装置から得られた超低露点空気を上記第１および第２の超低露点空気の供給管に供給することにより、搬送装置毎に従来のもののようなファンフィルターユニットを設ける必要が無く、全体としての装置の簡易化を図ることもできる。

この際に、請求項２に記載の発明によれば、搬送手段と浮上ユニットとの間および浮上ユニット間に塞ぎ部材を設けているために、平板状部材の裏面と上記塞ぎ板との間に、チャンバー状の空間が形成される。これにより、浮上ユニットから噴出した超低露点空気が上記空間に滞留するために、上記超低露点空気による浮上効果を向上させることができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、上記筐体の下部に、内部を陽圧に保持しつつ上記超低露点空気を排気する排気口を形成しているので、筐体内の部材から発生する分子または分子レベルの汚染物質についても、上記排気口から排気される超低露点空気とともに、外部に排出することができる。よって、常時筐体内を上記超低露点空気の雰囲気下に保持することができるとともに、筐体の内部が常に陽圧に保持されているために、外部の空気が上記排気口から逆流することも防止することができる。

ところで、上述したように、筐体の内部を超低露点空気の雰囲気下に保持すると、露点が極めて低いために、被搬送物である平板状部材に静電気が発生し易くなる。この結果、平板状部材が他の部材と接触した際に、局所放電が発生してデバイス破壊を生じるおそれがある。

この点、請求項４に記載の発明によれば、上記筐体の内部に、上記平板状部材に向けて微弱なＸ線を照射することにより当該平板状部材の除電を行う軟Ｘ線除電装置を設置しているので、かかる弊害が生じることを未然に防止することが可能になる。

ここで、上記平板状部材の除電を行うに際して、一般的な電極間においてイオンを発生させるイオナイザーを使用すると、当該イオン発生時にオゾンが発生したり、あるいは電極の摩耗により汚染物質となるパーティクルが発生するといった不都合があるが、請求項４に記載の発明においては、敢えて微弱なＸ線を直接平板状部材に照射して、その周囲の雰囲気をイオン化させることにより、当該平板状部材の除電を行う軟Ｘ線除電装置を使用しているので、上記弊害が生じることも防ぐことができる。

さらに、請求項１〜４のいずれかに記載の発明によれば、筐体内部に水分除去装置を設け、加熱した超低露点空気を平板状部材に吹き付けることにより、前工程において平板状部材の表面および裏面に付着した分子レベルの水分を、上記超低露点空気の潜熱によって蒸発させて除去することが可能になる。

図１〜図４は、本発明に係る平板状部材の搬送装置の一実施形態を示すものである。この搬送装置は、半導体用ウエハ、あるいはＬＣＤ、ＰＤＰ、ＥＬ等の平板ディスプレイ用ガラス基板といった表面に水分や分子レベルの有機物等の汚染物質の付着を嫌う各種の平板状部材１の返送に適用可能なものであって、図中符号２が筐体である。

この筐体２は、例えば前工程の装置３等と後工程の装置４等との間に設けられたもので、長手方向の一端部にゲートバルブ５ａを介して上記装置３から平板状部材１を受け入れる導入口５が形成され、他端部にシャッター６ａを介して平板状部材１を上記装置４へと送り出す排出口６が形成されている。そして、この筐体２は、支柱７によって床上に支承されている。

この筐体２の内は、多数のパンチング穴が穿設された仕切板２ａによって、チャンバー２ｂと搬送路２ｃとに仕切られており、搬送路２ｃ内に、導入口５から送出口６に向けてローラコンベア８（搬送手段）が配設されている。このローラコンベア８は、ガイド付き搬送ローラ８ａによって、導入口５から搬入された平板状部材１の両端部を支承しつつ送出口６へと搬送するもので、駆動源となる図示されないモータは、筐体２の外部に設置されている。

そして、搬送ローラ８ａ間の所定間隔をおいた２箇所に、平板状部材１を裏面側から非接触で支承する浮上ユニット９が配置されている。ここで、各浮上ユニット９は、平面視長方形の金属製の筐体からなるチャンバー１０の上面に、多孔質セラミック板１１が取り付けられるとともに、上記チャンバー１０の下面に超低露点空気の供給管（第２のクリーンドライエアの供給管）１２が接続されたものである。そして、独立した複数の浮上ユニット９が、搬送ローラ８ａと並行に２列を形成するように配置されている。

他方、搬送ローラ８ａと浮上ユニット９との間および浮上ユニット９間には、それぞれ上記搬送方向に帯板状に延在して超低露点空気による浮上効果を向上させるための塞ぎ部材１３が介装されている。
なお、ローラコンベア８と浮上ユニット９とは、図示されない同一フレーム上に配置されている。そして、本実施形態においては、導入口５と送出口６との高さが異なっており、このためローラコンベア８と浮上ユニット９とは、筐体２と上記フレームとの間に設けられたパワーシリンダ等の昇降手段により、図中実線で示す位置から点線で示す位置まで昇降自在に設けられている。

そして、送出口６の近傍には、ローラコンベア８から平板状部材１を受けて送出口６へと送るローラコンベア（搬送手段）１４が設けられ、このローラコンベア１４の搬送ローラ１４ａ間にも、同様に浮上ユニット９が２列に配設されている。
そして、このローラコンベア１４に沿って、順次軟Ｘ線除電装置１５と、水分除去装置１６とが配設されている。この軟Ｘ線除電装置１５は、搬送される平板状部材１の表裏面に微弱なＸ線を照射するように、ローラコンベア１４の基端部の上部および下部にそれぞれ配置されている。

また、水分除去装置１６は、図３に示すように、ローラコンベア１４に沿って平板状部材１の表裏面近傍に対向配置された一対の整流板１７と、ローラコンベア１４の基端側から平板状部材１の表裏面と整流板１７との間に向けて約６０℃に加熱された超低露点空気を吹き付けるヒータ付エアナイフ１８とから構成されたものである。

そして、この搬送装置においては、筐体２の天井部に、内部を超低露点空気によって充満させる超低露点空気の供給管（第１のクリーンドライエアの供給管）１９が接続されている。他方、筐体２の底部には、筐体２の内部を陽圧に保持しつつ超低露点空気を排気するスリット状の排気口２０が形成されている。
なお、筐体２の内壁および内部の各装置の構成部材は、いずれも水枯れ性がよく、かつそれ自体から有機物をほとんど発生しない材料によって形成されている。

以上の構成からなる平板状部材１の搬送装置によれば、超低露点空気の供給管１９から供給される超低露点空気によって筐体２内のチャンバー２ｂに超低露点空気を導入する。すると、チャンバー２ｂ内の超低露点空気は、仕切板２ａに形成された多数のパンチング穴から搬送路２ｃ内に拡散して流入する。これにより、筐体２内は、超低露点空気の雰囲気下に保持される。

この状態で、導入口５のゲートバルブ５ａを開いて、前工程の装置３から平板状部材１を筐体２内に搬入する。また、これと並行して、超低露点空気の供給管１２から浮上ユニット９に供給される超低露点空気によって、平板状部材１との間に０．１〜０．２ｍｍの空気膜を形成することにより、当該平板状部材１を裏面側から非接触で支承しつつ、ローラコンベア８上に移送する。

次いで、ローラコンベア８および浮上ユニット９を一体的に図中点線で示すローラコンベア１４と同レベル位置まで上昇させて、さらにローラコンベア１４側へと搬送する。この際に、軟Ｘ線除電装置１５により、平板状部材１の表裏面に直接微弱なＸ線を照射して、その周囲の雰囲気をイオン化させることにより、平板状部材１の除電を行う。

次に、平板状部材１が整流板１７間を通過する際に、ヒータ付エアナイフ１８から、５５℃以上、好ましくは約６０℃に加熱された超低露点空気を平板状部材１の表裏面にそれぞれ吹き付ける。これにより、前工程の装置３等において平板状部材１の表裏面に付着した分子レベルの水分を、上記超低露点空気の潜熱によって蒸発させて除去する。
このようにして、除電および水分除去がなされた平板状部材１は、送出口６のシャッター６ａを開けることにより、後工程の装置４へと排出されて行く。

以上のように、上記平板状部材１の搬送装置によれば、超低露点空気の供給管１９から供給される超低露点空気によって筐体２の内部が超低露点空気の雰囲気下に保持されるとともに、超低露点空気の供給管１２から浮上ユニット９に供給される超低露点空気によって、平板状部材１を非接触で支承しつつ搬送手段により搬送することができるため、平板状部材１に有害となる水分や有機物等の汚染物質が付着するおそれがない。

また、搬送ローラ８ａ、１４ａと浮上ユニット９との間および浮上ユニット９間に、塞ぎ部材１３を設けているために、平板状部材１の裏面と塞ぎ板１３との間に、チャンバー状の空間が形成され、これにより浮上ユニット９から噴出した超低露点空気が上記空間に滞留するために、超低露点空気による平板状部材１の浮上効果を向上させることができる。

また、筐体２の下部に、内部を陽圧に保持しつつ超低露点空気を排気する排気口２０を形成しているので、筐体２内の部材から発生する分子または分子レベルの汚染物質についても、排気口２０から排気される超低露点空気とともに、外部に排出することができる。このため、常時筐体２内を超低露点空気の雰囲気下に保持することができるとともに、筐体２の内部が常に陽圧に保持されているために、外部の空気が排気口２０から逆流することも防止することができる。

さらに、筐体２の内部を超低露点空気の雰囲気下に保持している結果、平板状部材１に静電気が発生し易くなるが、ローラコンベア１４の基端部に、平板状部材１の表裏面に向けて軟Ｘ線を照射することにより平板状部材１の除電を行う軟Ｘ線除電装置１５を設置しているので、平板状部材１への帯電に起因する弊害が生じるおそれもない。

なお、上記実施の形態においては、搬送手段としてローラコンベア８、１４を用いた場合についてのみ説明したが、これに限定されるものではなく、平板状部材１の両側部を支承しつつ搬送することができるものであれば、他の搬送手段を適用することも可能である。また、筐体２の内部を超低露点空気によって充満させることができる限りにおいて、その供給管１９の位置も、筐体２の天井部に限るものではなく、側壁に設けてもよい。

本発明に係る平板状部材の搬送装置の一実施形態を示す横断面図である。 上記実施形態を示す縦断面図である。 図２の平面図である。 図２の水分除去装置の部分拡大図である。 従来の平板状部材の搬送装置を示す横断面図である。

符号の説明

１ 平板状部材
２ 筐体
５ 導入口
６ 送出口
８、１４ ローラコンベア（搬送手段）
９ 浮上ユニット
１２ 超低露点空気の供給管（第１のクリーンドライエアの供給管）
１３ 塞ぎ板
１５ 軟Ｘ線除電装置
１９ 超低露点空気の供給管（第２のクリーンドライエアの供給管）
２０ 排気口

Claims (4)

1. 平板状部材の導入口と送出口とを有する筐体と、この筐体内に配設され、上記導入口から送出口に向けて上記平板状部材の両側部を支承しつつ搬送する搬送手段と、上記平板状部材の裏面側に上記搬送手段と並列的に配設され、噴出する気体によって上記平板状部材を浮上させる浮上ユニットとを備えた平板状部材の搬送装置において、
   上記筐体に、その内部を分子状汚染物質が１０ｐｐｂ以下に除去された大気圧露点−１００℃以下のクリーンドライエアによって充満させる第１のクリーンドライエアの供給管を設けるとともに、上記浮上ユニットに、上記平板状部材の浮上用気体として上記クリーンドライエアを供給する第２のクリーンドライエアの供給管を設け、かつ上記筐体の内部に、加熱した上記クリーンドライエアを、当該筺体の内部から上記送出口側に向けて、上記平板状部材の表裏面に吹き付けることにより当該平板状部材の表面に付着した水分を除去する水分除去装置を設けたことを特徴とする平板状部材の搬送装置。
2. 上記平板状部材の裏面側には、上記搬送方向と直交する方向に１組の上記浮上ユニットを有する場合は、上記搬送手段と当該浮上ユニットとの間に、上記搬送方向と直交する方向に複数組の上記浮上ユニットを有する場合は、上記搬送手段と当該浮上ユニットとの間および当該浮上ユニット間に、それぞれ上記搬送方向に延在して上記気体による浮上効果を向上させる塞ぎ部材が介装されていることを特徴とする請求項１に記載の平板状部材の搬送装置。
3. 上記筐体の下部には、内部を陽圧に保持しつつ上記クリーンドライエアを排気する排気口が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の平板状部材の搬送装置。
4. 上記筐体の内部には、上記平板状部材に向けて軟Ｘ線を照射することにより当該平板状部材の除電を行う軟Ｘ線除電装置が設置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の平板状部材の搬送装置。

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