(57)【要約】【課題】Ｗｅｔ処理装置（洗浄装置あるいは現像装置等液体を用いるプロセス処理機）内の基板搬送にも適用可能で、配管系の不要なコンパクトな基板吸着装置の提供を目的とした。【解決手段】少なくとも、基板を気密に吸着するためのラッパ状の吸着口を備えるゴムパッド８と、前記ゴムパッドの基部を膜保持ハウジング３０を介して気密に被覆するダイアフラム膜７と、前記ダイアフラム膜７を変形させるための圧力制御ブロック３と、を有することを特徴とする基板吸着装置である。【選択図】図１
2011061014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、
基板を気密に吸着するためのラッパ状の吸着口を備えるゴムパッドと、
前記ゴムパッドの基部を膜保持ハウジングを介して気密に被覆するダイアフラム膜と、
前記ダイアフラム膜を変形させるための圧力制御ブロックと、を有することを特徴とする基板吸着装置。
【請求項２】
前記圧力制御ブロックの圧力制御は、加圧用治具とダイアフラム膜の間に低弾性液体を液密に充填し、加圧用治具で低弾性液体を加圧することでなされることを特徴とする請求項１に記載の基板吸着装置。
【請求項３】
前記圧力制御ブロックは、加圧用治具として加圧板と該加圧版を変位させるための電動シリンダを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板吸着装置。
【請求項４】
前記圧力制御ブロックは、加圧用治具として旋回プレートと該旋回プレートを回転させるための小型モータを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板吸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板等を搬送用支持台に固定して長距離搬送する際に、ガラス基板を支持台に固定するために使用する基板吸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
搬送されるワーク（以下、基板と記す。）を加工処理単位ごとに枚葉処理する生産ラインにおいては、基板を搬送する速度は生産ラインのスループットを規定する。基板（特に、破損しやすいガラスが母材となるカラーフィルタ用基板）を搬送する方法として、一次配管接続された基板吸着パッドを用いて搬送用支持体に基板裏面を固定する方法、あるいは回転するローラー（基板の裏面や端面を利用した摩擦接触駆動）が使用されてきた。特に、発塵を嫌う生産ラインにおいては、基板と支持体、支持面の界面における相対擦れが発生しない吸着パッド方式が多用されてきた。
【０００３】
吸着パッドは、基板裏面形状に対してフレキシブルに追従し、吸着パッド上に基板が搭載された状態で、別途用意される1次側用力（真空）により吸着パッドと基板間の雰囲気を減圧し大気圧で押し付けあうことで基板保持力を得るものである。安定した保持力を容易に得ることができるので多方面で利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−９４３７０号公報
【特許文献２】特開２００３−１９１１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、吸着パッドは、真空吸着という機構であるので、Ｗｅｔ処理装置（本明細書では、具体的には洗浄装置あるいは現像装置等液体を用いるプロセス処理機を指す。）、すなわち何かしらの液体が基板へ付着する可能性のある装置へ適用するのが困難という問題がある。これは、吸着外れなどが生じると、真空配管内に液体が吸引されることにより、1次側用力系統にダメージを与えるためである。
また、基板を幅方向に傾斜させてＷｅｔ処理装置を通した後、排出されたＷｅｔ状態の基板を水平に戻して次装置へ投入するような場合、吸着パッドもローラー方式も適用が難しいという問題がある（Ｗｅｔ処理装置内での基板搬送はローラー方式で実施し、該装置から排出する際には、必ず乾燥させて排出する。）。基板支持面の傾斜により、吸着パッドへの印圧が不均一になり基板が安定して保持できなくからである。
また、吸着した状態で長距離搬送、例えば階間を搬送するような場合、あるいはロボットのハンドに吸着固定するような場合には、配管を引き回す必要性、配管接続先ごとの圧力伝達速度のズレ、配管からの撥塵などの問題が生じる。
【０００６】
そこで本発明はＷｅｔ処理装置に適用可能で、配管系の不要なコンパクトな基板吸着装置の提供を目的とした。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するための請求項１に係る発明は、少なくとも、基板を気密に吸着するためのラッパ状の吸着口を備えるゴムパッドと、前記ゴムパッドの基部を膜保持ハウジングを介して気密に被覆するダイアフラム膜と、前記ダイアフラム膜を変形させるための圧力制御ブロックと、を有することを特徴とする基板吸着装置としたものである。
【０００８】
本構成は、ゴムパッドのラッパ側を基板に密着させ、反対側の基部にダイアフラム膜をラッパ開口以外は気密になるように膜保持ハウジングを利用して接続したものである。基板とダイアフラム膜とゴムパッドで囲まれる密閉空間の容積が、ダイアフラム膜が該容積を増大する方向に変形すると内部圧力が低下するため、大気圧がゴムパッドと基板を密着するように作用する。ダイヤフラム膜を元の位置に戻せば、基板はゴムパッドから開放される。
【０００９】
請求項２に係る発明は、前記圧力制御ブロックの圧力制御は、加圧用治具とダイアフラム膜の間に低弾性液体を液密に充填し、加圧用治具で低弾性液体を加圧することでなされることを特徴とする請求項１に記載の基板吸着装置としたものである。
【００１０】
加圧用治具、例えばシリンダシャフトとダイアフラム膜を連結して直接にダイアフラム膜を変形させることも可能であるが、低弾性液体を介在させて間接的に加圧した方が、低弾性液体は容易に変形するので、ゴムパッドが接触する基板のうねりや傾きに柔軟に対応することができる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、前記圧力制御ブロックは、加圧用治具として加圧板と該加圧版を変位させるための電動シリンダを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板吸着装置としたものである。
【００１２】
請求項４に係る発明は、前記圧力制御ブロックは、加圧用治具として旋回プレートと該旋回プレートを回転させるための小型モータを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板吸着装置としたものである。
【００１３】
請求項３と請求項４はダイアフラム膜を変形させる手段を特定例示したものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明になる基板吸着装置によれば、
１、従来の真空吸着パッドに必要な1次配管系が不要で配管擦れによる撥塵がなくなる。
２、Ｗｅｔ処理装置内及びＷｅｔな雰囲気内においても基板固定が可能である。
３、大気圧以下の雰囲気においても十分な吸着力を発揮する。
４、傾斜した基板もそのまま吸着して搬送できる。
５、電量供給のみで、パッド⇔基板間の領域を減圧できるので真空発生装置が不要となる。
６、1次配管系の切り替え操作がないので、ガラス基板を安定して長距離搬送できる。
７、吸着パッドごとの真空圧や圧力伝達速度のバラツキがないので安定して吸着できる。８、１次真空配管がないため、配管用開口部設置による機械剛性の低下がない。
【００１５】
８、についてであるが、吸着ハ゜ット゛方式で基板を搬送する場合、吸着パッドを敷き詰めるためのフレーム等構造体が必要となる。フレーム上面に吸着ハ゜ット゛を配置し、また、全てのパッドを真空配管で連結するため、フレーム上面には 比較的大きな開口（吸着パッドを固定し、配管を通すためのもの）を多数設ける必要があった。このため、フレームの強度が低下し、フレーム撓みが増加する。しかし真空配管がなければ、開口によるフレーム強度低下が大幅に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明になる基板吸着装置の第１の構成例を模式的に説明する断面斜視図である。
【図２】本発明になる基板吸着装置の第２の構成例を模式的に説明する断面斜視図である。
【図３】基板を長距離搬送するための吸着装置の使用方法を模式的に説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明になる基板吸着装置の実施形態の例として二つの構成を挙げる。
【実施例１】
【００１８】
図１に基板吸着装置の概要の一例を示した。基板と接触するゴムパッド８は中空ラッパ状の形状であり、ラッパ状の吸着口３１で基板と接触する。ラッパ状開口と反対側の基部側開口部は、気密性を高めるためのハウジング３０を具備したダイアフラム膜７により、エアーが漏れないように気密に覆われている。ゴムパッド８は、低溶出性のゴムで成形され、ダイアフラム膜７のゴムパッド内への突出退避動作により基板、ゴムパッド、ダイアフラム、ハウジング部分により決まる容積が可変となるものである。
【００１９】
尚、ラッパ状とは象徴的な意味であって、円筒状、放射状に広がるような形態も含むものとして使用している。
【００２０】
内容積が増えると内部の圧力が下がるので大気圧により圧迫されることになる。内容積が増すと逆に内圧が上昇するのでゴムパッド８から基板が開放されることで基板の吸着開放動作が行われる。ゴムパッド８は内外部の圧力差で変形しない程度の剛性が必要である。
【００２１】
ダイアフラム膜７と膜保持ハウジングからなる部分３０は、例えばテフロン（登録商標）製のダイアフラム膜と、これを支持固定するハウジングからなっている。ダイアフラム膜７の片面は圧力制御装置の低弾性液体６（例えば、シリコンオイル）と接液し、他方の面は、ゴムパッドの基部開口部を気密に塞ぎ且つ大気にさらされている。ダイアフラム膜７は、低弾性液体６の圧力に応じて変形するため、当該液体の圧力を制御することにより、間接的にダイアフラム膜７の形状を制御できる。低弾性液体６を介在させると該液体は容易に形を変えるので、液密状態を保ったままゴムパッド８のラッパ開口面と加圧板５のなす角度を変えることができる。こうすることにより凹凸の有る基板、傾きのある基板も吸着開放動作が可能となる。
しかしながら、低弾性液体６の存在が不可欠ということではなく、シリンダシャフト４とダイアフラム膜７を回転可能なジョイント等により直結することも考えられないことではない。
【００２２】
圧力制御ブロックは、液浸圧制御ブロック３と駆動ブロック１からなっている。駆動ブロック１は、液浸圧制御ブロック３に属する加圧板５とシリンダシャフト４で連結する小型電動シリンダ２を搭載し、圧力を制御するために伸縮動作をする。吸着時にはシリンダ引き動作、開放時にはシリンダ出し動作を行う。
【００２３】
加圧板５の外周（端面）には、リップパッキン等駆動部に用いることができるパッキンを取り付ける。これにより、低弾性液体６が駆動ブロック１へ回り込むことを防止し、また、低弾性液体６の圧力を保持し 結果としてゴムパッド８による基板保持力を安定させることが可能となる。
【実施例２】
【００２４】
図２に別の構成例を示した。実施例１とは液浸圧制御ブロックの圧力の制御方法が異なっている。
【００２５】
駆動ブロック９は小型モータ１０を搭載し、圧力制御時に正転／逆転する。図２の場合
では、吸着時＝左回転、開放時＝右回転となる。
【００２６】
液浸圧制御ブロック１１は、旋回軸に固定された旋回プレート１４と、旋回軸とは独立している底面プレート１２（図1では加圧板に相当）と、これに固定されて形成された開口部１５から構成される。液浸圧制御ブロックは稼動部を備えるが、内部には低弾性液体１６が液密に充填されている。旋回軸は駆動ブロックの小型モータ１０のシャフトに連結してあり、旋回プレート１４が回転すると、低弾性液体１６を加圧／減圧する。旋回プレート１４により力を受けた低弾性液体１６は、底面プレート１２の開口部１５を通じて、ダイアフラム側と行き来する。
【００２７】
実施例１，２に記載した構成の吸着装置をＷｅｔ処理装置内で用いても、Ｗｅｔ状態にある基板を吸着して安定して搬送できる。基板と接触するゴムパッドとダイアフラム膜の間の空間がＷｅｔ状態であっても、配管系が存在しないために配管系が汚染されることがないからである。
【００２８】
本発明では、パッド内の液体の有無に関わらず、内部を安定に減圧可能であり、復旧処置（配管交換など）も発生しない。当然、基板が傾斜している場合や、傾斜状態を変更するような場合においても、吸着状態を維持できる。また、パッドを配置した雰囲気（圧力場）を基準として、基板と吸着口に機密された領域を相対的に減圧する機構のため、大気圧以下の雰囲気においても強い吸着力を発揮することが可能である。
【００２９】
電力供給のみで負圧を発生させる（外部の真空源に頼らない）という本パッドの特徴により、当然 1次側の真空発生装置の容量を削減できるメリットが得られる。また同様に、真空配管が不要となるため、パッドをクリーン要求の高い装置へ適用する場合においては、パッド保持用のフレーム構造体の配管貫通のための開口が不要となる。このため、装置フレームの機械剛性低下を抑止できる効果も期待できる。
【００３０】
次に、本基板吸着装置を長距離搬送系に適用する場合には、図３に示すように搬送ベルト１９上に、所定数の基板吸着パッド２１を固定した基板吸着パッドホルダー２０を設置する。基板吸着パッド２１へは、非接触給電にて、電力供給を行うのが望ましい。真空配管系や電気配線が省略できるので、シームレスな高速安定搬送が実現できる。
すなわち、配管・配線があると、物理的なねじれの限界があるため、装置の挙動は往復運動（１方向連続運動でない）となる。この場合、パッドがホームポジションに移動するだけの、無駄な動作・時間が発生する。本発明では、１方向連続運動が可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１、駆動ブロック
２、小型電動シリンダ
３、液浸圧制御ブロック
４、シリンダシャフト
５、加圧板
６、低弾性液体
７、ダイアフラム膜
８、ゴムパッド
９、駆動ブロック
１０、小型モータ
１１、液浸圧制御ブロック
１２、底面プレート
１３、固定ブロック
１４、旋回プレート
１５、開口部
１６、低弾性液体
１７、ダイアフラム膜
１８、ゴムパッド
１９、搬送ベルト
２０、基板吸着パッドホルダー
２１、基板吸着パッド
３０、ハウシング部分
３１、吸着口
【図１】
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【図２】
2011061014.tif 000004
【図３】
2011061014.tif 000005