(57)【要約】【課題】ガラス基板をリフトアップ、リフトダウンする際にガラス基板に作用する局所的な応力を発生させず、その結果、ガラス基板表面に形成した薄膜の損傷やガラス基板自体の割れを防ぐことを可能とする基板保持装置を提供する。【解決手段】処理対象である基板を基板搬送アームで基板保持面の上方に搬送した後に基板保持面に載置し、基板を吸着保持する基板保持装置であって、平坦な基板保持面を形成するための複数の基板保持部と、基板保持面下で昇降する櫛歯状の基板保持面昇降部と、平坦な基板保持面に基板を吸着保持する基板吸着保持手段と、基板を基板保持面から浮上する基板浮上手段と、を備えたことを特徴とする基板保持装置。【選択図】図７
2011029565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象である基板を基板搬送アームで基板保持面の上方に搬送した後に基板保持面に載置し、基板を吸着保持する基板保持装置であって、平坦な基板保持面を形成するための複数の基板保持部と、基板保持面下で昇降する櫛歯状の基板保持面昇降部と、平坦な基板保持面に基板を吸着保持する基板吸着保持手段と、基板を基板保持面から浮上する基板浮上手段と、を備えたことを特徴とする基板保持装置。
【請求項２】
基板保持部と基板保持面昇降部が相対する辺は非直線な形状とすることを特徴とする請求項１記載の基板保持装置。
【請求項３】
基板保持部と基板保持面昇降部の両方、あるいは基板保持部または基板保持面昇降部のいずれかに基板吸着孔及び基板吸着保持手段を有し、基板保持面昇降部が上昇し基板保持面が平坦になった状態で基板吸着孔からエアーを吸引し基板を吸着保持することを特徴とする請求項１または２に記載の基板保持装置。
【請求項４】
基板保持部と基板保持面昇降部の両方、あるいは基板保持部または基板保持面昇降部に基板浮上孔及び基板浮上手段を有し、基板を上昇させる直前に基板浮上孔からエアーを噴出し基板を浮上させることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の基板保持装置。
【請求項５】
複数の基板保持部と櫛歯状の昇降部の全ての基板吸着の駆動は同時に開始されるか、あるいは時刻をずらして開始され、また複数の基板保持部と櫛歯状の基板保持面昇降部の全ての基板浮上の駆動は同時に開始されるか、あるいは時刻をずらして開始されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の基板保持装置。
【請求項６】
基板保持面における基板保持部と基板保持面昇降部の端部は、角部が面取りされていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の基板保持装置
【請求項７】
基板吸着孔と基板浮上孔はサラモミ構造またはポケット状の静圧軸受け構造であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の基板保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置等に用いられるガラス基板を処理する際に、処理対象のガラス基板を保持する基板保持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
処理対象のガラス基板として液晶表示装置に用いられるカラーフィルタを例として説明する。図１はカラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を断面で示した図である。カラーフィルタ１は、ガラス基板２上にブラックマトリックス（以下、ＢＭ）３、レッドＲの着色画素（以下、Ｒ画素）４−１、グリーンＧの着色画素（以下、Ｇ画素）４−２、ブルーＢの着色画素（以下、Ｂ画素）４−３、透明電極５、及びフォトスペーサー（Ｐｈｏｔｏ  Ｓｐａｃｅｒ）（以下、ＰＳ）６、バーテイカルアライメント（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）（以下、ＶＡ）７が順次形成されたものである。
【０００３】
上記構造のカラーフィルタの製造方法は、フォトリソグラフィー法、印刷法、インクジェット法が知られているが、図２は一般的に用いられているフォトリソグラフィー法の工程を示すフロー図である。カラーフィルタは、先ず、ガラス基板上にＢＭを形成処理する工程（Ｃ−１）、ガラス基板を洗浄処理する工程（Ｃ−２）、着色フォトレジストを塗布および予備乾燥処理する工程（Ｃ−３）、着色フォトレジストを乾燥、硬化処理するプリベーク工程（Ｃ−４）、露光処理する工程（Ｃ−５）、現像処理する工程（Ｃ−６）、着色フォトレジストを硬化処理する工程（Ｃ−７）が行われる。例えば、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の順に画素が形成される場合には、カラーフィルタ用ガラス基板を洗浄処理する工程（Ｃ−２）から、着色フォトレジストを硬化処理する工程間（Ｃ−７）ではレッドＲ、グリーンＧ、ブルーＢの順に着色レジストを変更して３回繰り返されてＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素が形成される。更に研磨する工程（Ｃ−８）、透明電極を成膜処理する工程（Ｃ−９）、ＰＳ、ＶＡを形成処理する工程（Ｃ−１０）がこの順に行われ製造される。更に図示していないが検査、修正が適宜、工程間に挿入される。
【０００４】
上記のカラーフィルタ製造工程における各処理は、図３に示す基板保持装置に処理対象のガラス基板を載置、保持して行われる。基板保持装置１１にガラス基板１０を載置するためには、基板保持装置１１の昇降ピン１２を突出させておき（図３（ａ））、ガラス基板１０を搬送アーム１３に載せたまま矢印１４の方向に挿入する（図３（ｂ）。その後、ガラス基板１０を昇降ピン１２に載置させた後、搬送アーム１３を基板保持装置１１の外に矢印１４で示す方向に退避させ、その後、昇降ピン１２を基板保持装置１１の中に没入させ、ガラス基板１０を基板保持装置１１に載置し、真空吸着（真空吸着部は図示せず）して保持する（図３（ｃ））。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２４６４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
昇降ピン１２にガラス基板１０を載置してリフトアップ、リフトダウンする際には、ガラス基板と昇降ピンの接触面積が小さいため、ガラス基板が受ける局所的な応力が大きく、ガラス基板表面に形成したＲＧＢ画素等の薄膜の損傷やガラス基板自体の割れの原因となる。
【０００７】
そこで本発明では、ガラス基板をリフトアップ、リフトダウンする際にガラス基板に作用する局所的な応力を発生させず、その結果、ガラス基板表面に形成した薄膜の損傷やガラス基板自体の割れを防ぐことを可能とする基板保持装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、処理対象である基板を基板搬送アームで基板保持面の上方に搬送した後に基板保持面に載置し、基板を吸着保持する基板保持装置であって、平坦な基板保持面を形成するための複数の基板保持部と、基板保持面下で昇降する櫛歯状の基板保持面昇降部と、平坦な基板保持面に基板を吸着保持する基板吸着保持手段と、基板を基板保持面から浮上する基板浮上手段と、を備えたことを特徴とする基板保持装置である。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、基板保持部と基板保持面昇降部が相対する辺は非直線な形状とすることを特徴とする請求項１記載の基板保持装置である。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、基板保持部と基板保持面昇降部の両方、あるいは基板保持部または基板保持面昇降部のいずれかに基板吸着孔及び基板吸着保持手段を有し、基板保持面昇降部が上昇し基板保持面が平坦になった状態で基板吸着孔からエアーを吸引し基板を吸着保持することを特徴とする請求項１または２に記載の基板保持装置である。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、基板保持部と基板保持面昇降部の両方、あるいは基板保持部または基板保持面昇降部に基板浮上孔及び基板浮上手段を有し、基板を上昇させる直前に基板浮上孔からエアーを噴出し基板を浮上させることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の基板保持装置である。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、複数の基板保持部と櫛歯状の基板保持面昇降部の全ての基板吸着の駆動は同時に開始されるか、あるいは時刻をずらして開始され、また複数の基板保持部と櫛歯状の基板保持面昇降部の全ての基板浮上の駆動は同時に開始されるか、あるいは時刻をずらして開始されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の基板保持装置である。
【００１３】
また、請求項６に記載の発明は、基板保持面における基板保持部と基板保持面昇降部の端部は、角部が面取りされていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の基板保持装置である。
【００１４】
また、請求項７に記載の発明は、基板吸着孔と基板浮上孔はサラモミ構造またはポケット状の静圧軸受け構造であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の基板保持装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の基板保持装置は、平坦な基板保持面の一部、即ち、基板保持部昇降部を沈下させることによって、基板搬送アームを基板保持面の上方に挿入するための空間を作ることが出来、その結果、基板の投入、払い出しを行うことが可能となる。
【００１６】
基板を吸着、浮上する吸着孔、浮上孔を基板保持部、基板保持面昇降部の両方、あるいは基板保持部、基板保持面昇降部のいずれかに備えることによって、基板を基板保持面より着脱することが出来る。
【００１７】
基板保持部と基板保持面昇降部によって形成された平坦な基板保持面に生ずる継ぎ目に起因する不良が発生すると懸念される。例えば基板保持面上で基板を加熱、冷却する場合、継ぎ目部分の熱伝達が不均一となり、基板の温度ムラが発生する可能性がある。このた
め基板保持部と基板保持面昇降部が相対する辺を非直線な形状とすることをすることで、基板保持部と基板保持面昇降部の継ぎ目部分の形状起因による不良を防ぐことが出来る。
【００１８】
基板保持面昇降部によって、従来の昇降ピンを使用する場合に比べて基板昇降部と基板の接触面積が非常に大となり、その結果、基板あるいは基板表面に形成した薄膜の損傷を防止することが出来る。
【００１９】
複数の基板保持部と櫛歯状の基板保持面昇降部の基板吸着の駆動は時刻をずらして開始され、また複数の基板保持部と櫛歯状の基板保持面昇降部の基板浮上の駆動は時刻をずらして開始されることによって、特に大型のガラス基板の場合は、ガラス基板に与える局所的な応力を小さくすることが出来、ガラス基板の破損発生を防ぐことが可能になると共に着脱の時間を短縮することが期待出来る。
【００２０】
基板吸着孔と基板浮上孔はサラモミ構造またはポケット状の静圧軸受け構造とすることによって、基板浮上の際はエアーの推力が基板に効率よく伝えることが出来る。
【００２１】
従来用いられている昇降ピンに比べてガラス基板と接触面積の大きい櫛歯状基板保持面昇降部を用いることで、ガラス基板およびガラス基板表面に形成した薄膜の破壊を防止することが期待出来る。
【００２２】
また、従来用いられていた昇降ピンによるガラス基板の昇降に比較して、基板保持面昇降部を用いることによってガラス基板への局所的な応力が減少し、また、基板保持面昇降部を昇降ピンに比較して高速に昇降することが可能となるため、ガラス基板の投入、払い出しに要する時間を短縮することが期待出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】カラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を断面で示した図。
【図２】一般的に用いられているフォトリソグラフィー法の工程のフロー図。
【図３】ガラス基板を基板保持装置に載置する方法を説明するための図。（ａ）は基板保持装置の昇降ピンを突出させた状態を示す図。（ｂ）はガラス基板を搬送アームに載せたまま搬送アームを挿入させた状態を示す図。（ｃ）はガラス基板を基板保持装置に載置し、真空吸着して保持した状態を示す図。
【図４】本発明に係る基板保持装置の断面を示す図。（ａ）は基板保持面昇降部を基板保持面の下方に沈下させた状態で、ガラス基板を搭載した搬送アームが基板保持装置上方に挿入された状態を示す図。（ｂ）はガラス基板を搬送アームから基板保持面に受け渡した状態を示す図。（ｃ）は基板保持面昇降部が上昇し、基板保持面が平坦となった状態を示す図。
【図５】本発明に係る基板保持装置にガラス基板を載置し、基板搬送アームがガラス基板から離脱した状態を示す図。
【図６】本発明に係る基板保持装置の基板保持面昇降部が上昇し、基板保持面が平坦となった状態を示す図。
【図７】本発明に係る基板保持装置の概略構成を示す図。
【図８】本発明に係る基板保持装置を上面から見た模式図で、複数の基板保持部と櫛歯状の基板保持面昇降部を示す図。
【図９】本発明に係る基板保持装置の基板保持部と基板保持面昇降部の一部を断面で示した図。（ａ）は基板保持部と基板保持面昇降部の角部にテーパー形状か丸みのある形状を設けることを説明するための図。（ｂ）は基板吸着孔及び基板浮上孔の形状を詳細に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図４は本発明に係る基板保持装置の断面を示す図である。基板保持装置５０は平坦な基板保持面３３を形成する複数の基板保持部２０及び櫛歯状の基板保持面昇降部２１と、基板を吸着保持する基板吸着保持手段である真空吸引装置（図示せず）と、基板を基板保持面から浮上する基板浮上手段である圧空装置（図示せず）と、を備えている。基板保持部の基板吸着孔及び基板浮上孔２０−１と、基板保持面昇降部の基板吸着孔及び基板浮上孔２１−１は真空吸引装置及び圧空装置に配管されている。また、基板を設定された位置に載置するための基板ガイド２４やアライメントピン２５が設けられている。
【００２５】
基板保持装置５０にガラス基板６０を投入する場合には、図４（ａ）に示すように基板保持面昇降部２１を昇降駆動部（図示せず）によって基板保持面３３の下方に沈下させた状態で、ガラス基板６０を搭載した搬送装置４０に備えられた搬送アーム４１を矢印４２で示す方向に挿入する。次に、図４（ｂ）に示すようにガラス基板６０を搬送アーム４１から基板保持面３３にガラス基板６０を受け渡す。この状態では基板保持部２０の表面の基板浮上孔２０−１より圧空装置によってエアーを吹き出して、ガラス基板６０の載置をアシストしても良い。
【００２６】
図４（ｂ）及び図５はガラス基板６０を基板保持面３３に載置し、基板搬送アーム４１がガラス基板６０から離脱した状態を示している。この状態から基板搬送アーム４１は基板保持装置５０内より矢印４２で示す方向に退避する。
【００２７】
図４（ｃ）及び図６は基板保持面昇降部２１が矢印２６で示される方向に上昇し、基板保持面が平坦となった状態を示す。この時圧空装置からエアーを吹き出してガラス基板６０を浮上させ、基板ガイド２４によってガラス基板６０を移動させ、基板ガイド２４は浮上した基板の滑走を防止する。アライメント後に基板吸着孔２０−１、２１−１によりガラス基板６０を吸着して保持する。
【００２８】
ガラス基板６０を吸着する場合は、基板保持部２０の基板吸着孔２０−１と基板保持面昇降部２１の基板吸着孔２１−１の両方、あるいは基板保持部２０の基板吸着孔２０−１または基板保持面昇降部２１の基板吸着孔２１−１のいずれかによって基板を吸着する。両方あるいはいずれかは、ガラス基板６０が処理される間に位置ずれを起こさないことを条件に適宜選択すれば良い。
【００２９】
ガラス基板６０を基板保持装置５０より払い出す場合は、上記と逆の動作によって行われる。即ち、基板保持部２０及び基板保持面昇降部２１に吸着保持されているガラス基板６０を離脱するために、基板浮上孔２０−１及び２１−１より圧縮空気を吹き出すことにより真空を解除してガラス基板６０を浮上させ、基板保持面昇降部２１を沈下した後、基板搬送アーム４１を挿入し、ガラス基板６０の払い出しを行う。基板保持面昇降部２１は、沈下した状態で基板搬送アーム４０が基板保持面昇降部２１とガラス基板６０に干渉しない位置まで沈下する。
【００３０】
ガラス基板６０を浮上する場合は、基板保持部２０の基板浮上孔２０−１と基板保持面昇降部２１の基板浮上孔２１−１の両方、あるいは基板保持部２０の基板浮上孔２０−１または基板保持面昇降部２１の基板浮上孔２１−１のいずれかによって基板を浮上する。両方あるいはいずれかは、ガラス基板６０が浮上されることを条件に適宜選択すれば良い。
【００３１】
基板保持面上で基板を加熱、冷却する場合、基板保持部と基板保持面昇降部によって形
成された平坦な基板保持面に生ずる継ぎ目に起因する基板の温度ムラが発生する可能性がある。このため図５に示すように端部が咬合するような非直線な形状とすることによって上記問題が解決出来る。
【００３２】
図６に示すように、浮上開始時に基板保持部２０にはガラス基板６０が浮上滑走しないように基板ガイド２４や、基板の位置を補正するためのアライメントピン２５を設けることが望ましい。
【００３３】
図７は本発明の基板保持装置の概略構成を示した図である。基板保持面昇降部２１を上下させる昇降駆動部３２、ガラス基板を吸着保持する基板吸着保持手段、基板を浮上させる基板浮上手段を有する。昇降駆動部３２はモーター３２ａに連結されたカップリング３２ｂを介してボールネジ３２ｃによって台形カム３２ｄを回転することによってカム従動子３２ｅを上下し、基板保持面昇降部２１を昇降する。昇降駆動部３２の構造は、モーター３２ａと台形カム３２ｄを用いた一般的な構造の一例である。真空吸引装置３０及び圧空装置３１は、基板保持部２０及び基板保持面昇降部２１に設けられた吸着孔、浮上孔２０−１、２１−１に配管されている。
【００３４】
本発明の実施の形態では、真空吸引装置３０及び圧空装置３１に配管された基板保持部の吸着孔及び浮上孔２０−１は同一孔で、また基板保持面昇降部の吸着孔及び浮上孔２１−１は同一孔であって電磁弁３４によって吸引と浮上の切り替えを行うことを例としたが、吸着孔及び浮上孔を個別に設けて配管しても良い。
【００３５】
図８は本発明の基板保持装置の上面から見た模式図で、複数の基板保持部と櫛歯状の昇降部の基板を真空吸着する開始時刻と基板を真空解除する開始時刻を説明するための図である。ガラス基板を複数の基板保持部と櫛歯状の昇降部に真空吸着する際には、複数の基板保持部と櫛歯状の昇降部の基板を真空吸着する開始時刻を同一時刻とし、また、基板を真空解除する開始時刻を同一としても良いが、大型の基板の場合には、基板を浮上する際にはガラス基板の中心部から吸着することによってガラス基板と基板保持面の間にエアーを巻き込みことを防げ、また真空解除時にはガラス基板の周辺部から真空解除することによってガラス基板に与える応力を小さく出来、ガラス基板の破損発生を防ぐことが可能となる。
【００３６】
図８において、例えば基板保持部が２０ａ〜２０ｄ、基板保持面昇降部が２１ａ〜２１ｉあった場合、ガラス基板を真空吸着する際には、真空吸着の順序は、例えば、開始時間１（２０ｂ、２１ｅ、２０ｃ）→開始時間２（２１ｄ、２１ｂ、２１ｆ、２１ｈ）→開始時間３（２１ａ、２１ｃ、２１ｇ、２１ｉ）→開始時間４（２０ａ、２０ｄ）とし、一方、ガラス基板を真空解除する際には、上記真空吸着と逆に、開始時間１１（２０ａ、２０ｄ）→開始時間１２（２１ａ、２１ｃ、２１ｇ、２１ｉ）→開始時間１３（２１ｄ、２１ｂ、２１ｆ、２１ｈ）→開始時間１４（２０ｂ、２１ｅ、２０ｃ）の順序で行う。
【００３７】
上記のように、真空吸着開始時間（開始時間１〜４）や真空解除開始時間（開始時間１１〜１４）をずらして行う場合は、電磁弁を複数個（上記の場合は４個）設け、それぞれの吸着孔、浮上孔と、真空装置及び圧空装置とを配管して、真空吸着、真空解除を行う。
【００３８】
図９（ａ）は基板保持部２０と基板保持面昇降部２１の一部を断面で示した図である。基板保持部２０及び基板保持面昇降部２１の角部２０−２、２１−２はガラス基板と直接接触するため、テーパー形状か丸みのある形状としてガラス基板に損傷を与えない形状となっている。
【００３９】
図９（ｂ）は基板保持部２０の基板吸着孔及び基板浮上孔２０−１、基板保持面昇降部
２１の基板吸着孔及び基板浮上孔２１−１の形状を詳細に示した図である。基板吸着孔と基板浮上孔２０−１、２１−１はサラモミ構造またはポケット状の静圧軸受け構造とする。その結果、基板の吸着を均一に行え、基板浮上の際はエアーの推力が基板に効率よく伝えることが出来る。
【００４０】
基板保持面２０及び基板保持面昇降部２１には、基板保持装置の加熱、冷却等の処理内容に応じて適切な特性（例えば、熱伝導率、電気伝導率、熱膨張率、表面粗さ等）を有する材料を適宜選択する。また基板保持面及びガラス基板に発生する静電気を防止する材質、表面処理を適宜選択することが望ましい。
【００４１】
以上のように本発明によれば、基板のリフトアップ、リフトダウンを基板保持面昇降部によって行うため、ガラス基板への局所的な応力を減少することが出来、その結果、ガラス基板表面に形成した薄膜の損傷及びガラス基板自体の割れを防止することが出来る。また、従来の昇降ピンに比較して基板保持面昇降部はガラス基板との接触部が非常に大きいために、高速に昇降することが可能となり、基板を基板保持装置への投入、払い出しに要する処理時間の短縮が期待出来る。
【００４２】
また、基板保持部と基板保持面昇降部によって形成された平坦な基板保持面に生ずる継ぎ目部分の熱伝達が不均一となり、基板の温度ムラが発生する可能性が新たに懸念されるが、基板保持部と基板保持面昇降部が相対する辺を非直線な形状とすることをすることで、基板保持部と基板保持面昇降部が咬合する形状とし、その結果、基板保持部と基板保持面昇降部の継ぎ目部分の形状起因による不良を防ぐことが出来る。
【符号の説明】
【００４３】
１・・・カラーフィルタ
２・・・ガラス基板
３・・・ＢＭ
４−１・・・Ｒ画素
４−２・・・Ｇ画素
４−３・・・Ｂ画素
５・・・透明電極
６・・・ＰＳ
７・・・ＶＡ
１０・・・ガラス基板
１１・・・基板保持装置
１２・・・昇降ピン
１３・・・搬送アーム
１４・・・搬送アームの挿入、退避の方向を示す矢印
２０・・・基板保持部
２０−１・・・基板保持部の基板吸着孔、基板浮上孔
２１・・・基板保持面昇降部
２１−１・・・基板保持面昇降部の基板吸着孔、基板浮上孔
２４・・・基板ガイド
２５・・・アライメントピン
２６・・・基板保持面昇降部の上昇方向を示す矢印
３０・・・真空吸引装置
３１・・・圧空導入装置
３２・・・昇降駆動部
３２ａ・・・モーター
３２ｂ・・・カップリング
３２ｃ・・・ボールねじ
３２ｄ・・・台形カム
３２ｅ・・・カム従動子
３３・・・基板保持面
３４・・・電磁弁
４０・・・基板搬送装置
４１・・・基板搬送アーム
４２・・・搬送アームの挿入、退避の方向を示す矢印
５０・・・基板保持装置
６０・・・ガラス基板
【図１】
2011029565.tif 000003
【図２】
2011029565.tif 000004
【図３】
2011029565.tif 000005
【図４】
2011029565.tif 000006
【図５】
2011029565.tif 000007
【図６】
2011029565.tif 000008
【図７】
2011029565.tif 000009
【図８】
2011029565.tif 000010
【図９】
2011029565.tif 000011