(57)【要約】【課題】基板を割れ無く搬送でき、且つ、搬送経路中の不要基板を容易に搬送経路から除去できる搬送方法・搬送装置を提供する。【解決手段】ローラー１ごとの加熱・冷却手段を具備し、搬送時には、基板２の表面最高温度をＴｍａｘ、表面最低温度をＴｍｉｎとし、基板２と基板２が到達する直前のローラー１の表面最高温度をＴｒｍａｘ、表面最低温度をＴｒｍｉｎとした場合、｜Ｔｒｍａｘ−Ｔｍｉｎ｜＜１００℃および｜Ｔｍａｘ−Ｔｒｍｉｎ｜＜１００℃となるようローラー表面温度を制御する。また、搬送経路中に不要な基板がある場合は、｜Ｔｒｍａｘ−Ｔｍｉｎ｜≧１００℃および｜Ｔｍａｘ−Ｔｒｍｉｎ｜≧１００℃となるようローラー表面温度を制御し、炉内搬送中の不要基板を破砕し搬送経路から除去する。【選択図】図１
2008116072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のローラー上に載置された基板が、前記ローラーの回転により搬送される基板の搬送方法において、
前記ローラーごとに前記ローラーの表面温度を制御し、前記基板を搬送することを特徴とする基板の搬送方法。
【請求項２】
前記ローラーごとに行う前記ローラーの表面温度制御は、
前記基板が到達する直前のローラーの表面温度を測定するとともに、
前記基板の表面温度を測定し、
前記ローラーの表面温度と前記基板の表面温度との温度差を検出し、
前記温度差が所定の範囲になるまで前記ローラーを加熱または冷却して行うことを
特徴とする請求項１に記載の基板の搬送方法。
【請求項３】
前記温度差を、
前記基板の表面最高温度をＴｍａｘ、表面最低温度をＴｍｉｎとし、
前記基板が到達する直前のローラーの表面最高温度をＴｒｍａｘ  、表面最低温度をＴｒｍｉｎとし、
Ｔｍａｘ≠Ｔｍｉｎとしたとき、｜Ｔｒｍａｘ−Ｔｍｉｎ｜＜１００℃  および｜Ｔｍａｘ−Ｔｒｍｉｎ｜＜１００℃として、搬送中の前記基板を加熱することを特徴とする請求項２に記載の基板の搬送方法。
【請求項４】
搬送中の基板に不要基板がある場合、
前記温度差を、
前記基板の表面最高温度をＴｍａｘ、表面最低温度をＴｍｉｎとし、
前記基板が到達する直前のローラーの表面最高温度をＴｒｍａｘ  、表面最低温度をＴｒｍｉｎとしたとき、
｜Ｔｒｍａｘ−Ｔｍｉｎ｜≧１００℃  および｜Ｔｍａｘ−Ｔｒｍｉｎ｜≧１００℃として、
搬送中の前記不要基板を破砕し、搬送経路から除去することを特徴とする請求項２に記載の基板の搬送方法。
【請求項５】
前記ローラーごとに行う前記ローラーの表面温度制御は、
前記基板が到達する直前のローラーの表面温度を測定するとともに、
前記基板の表面温度を測定し、
測定された前記ローラーの表面温度と前記基板の表面温度の中で、
最高温度と最低温度との温度差を検出し、
前記温度差が１００℃より小さくなるまで前記ローラーを加熱または冷却して行うことを
特徴とする請求項１に記載の基板の搬送方法。
【請求項６】
基板の搬送面に沿って平行に並べた複数のローラーと、
前記ローラーの上部または下部に設けた前記ローラーの表面温度を検出するローラー温度検出手段と、
前記基板の表面温度を検出する基板温度検出手段と、
前記ローラーごとに配置され、前記ローラーを加熱・冷却する加熱冷却手段と、
検出された前記ローラーの表面温度と前記基板の表面温度との差に基づいて前記加熱冷却手段により前記ローラーを加熱冷却せしめてその表面温度を制御する制御手段とを備えた基板の搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜形成素材を含むガラス基板に熱処理を施すための基板の搬送方法および搬送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ソーダライムガラス（通常の板ガラス）に代表されるガラス製基板に、所定の機能を生じる膜が固着される膜形成素材を含む基板が知られている。このような基板には、金属あるいは無機材料を固着させる際に、５００℃〜６５０℃程度の熱処理が施される。
【０００３】
そのような中、例えば液晶ディスプレイパネル用基板や、プラズマディスプレイパネル用基板などから構成されるフラットパネルディスプレイの分野などでは、ディスプレイの大画面化に伴い、扱うガラス基板の大型化・薄型化が急速に進んでいる。そのため１００インチサイズを超える大型ガラス基板を基板割れ・振動・蛇行などすることなく精密に搬送する搬送方法についての要求が急速に高まってきている。
【０００４】
従来の基板の搬送方法は、従来の基板の搬送方法に用いた搬送装置の断面図である図１６にも示すように、搬送経路に複数設置し、ローラー１上に載置されたガラス基板２（以後、基板２と略す）をローラー１の回転による駆動力を利用して搬送することが広く行われてきた。また搬送経路中に、天井部などに基板加熱用ヒーター４を設けたいくつかの加熱室５を設けることで、基板２の熱処理を行うことができる。この場合、ローラー１はその端部を加熱室５の外に位置して設置される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２５１４８４号公報（第１０頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の基板の搬送方法は、次のような解決すべき課題を有していた。
【０００６】
まず、加熱室５内のローラー表面温度分布図を図１７に、ローラー表面等温線図を図１８に示す。ここで、ローラー表面温度の最高温度をＴｒｍａｘ、最低温度をＴｒｍｉｎとする。ローラー１では、基板２の搬送方向に直交するローラー１の巾方向で、巾方向中央部に対して両端部の温度が低下する状態となる。これは、ローラー１では、ローラー１の回転軸方向に沿う各位置の温度を制御していないことから、加熱室内に比べて温度の低い加熱室外に通じるローラー両端部は温度が低下してしまうのである。このような状態で基板２を搬送すると、その接触部の熱伝導によりローラー１の表面温度バラツキが基板２の表面温度分布に影響を与え、均質な熱処理が行えなくなってしまうという問題があった。
【０００７】
次に、基板２の搬送経路における基板表面温度とローラー表面温度との関係について述べる。一例である基板等温線図を図１９に示す。ここで、基板表面における最高温度をＴｍａｘ、最低温度をＴｍｉｎとする。
【０００８】
また、図２０（ａ）に基板搬送経路におけるローラー表面温度の分布を示し、図２０（ｂ）に基板と表面温度を検出するローラーの位置関係を示し、図２１に搬送される基板の時間経過に伴って変化する温度プロファイル図を示す。通常、熱処理は図２０（ａ）に示すように、昇温部、トップキープ部、降温部などの各加熱室５を経て行われる。この場合、ローラー１は、それぞれの加熱室５の基板加熱用ヒーター４により、それぞれのヒーター設定温度に応じた一定の温度まで温められることになる。この状態で基板２の搬送を行うと、昇温部ではまだ温められていない基板２が加熱室５内に搬送されてくるため、基板温度がローラー表面温度よりも低い状況が発生し、基板２とローラー１との間の温度差が特に大きくなる。また、トップキープ部以降の降温部では、基板温度を低下させるため、トップキープ部に比べ基板加熱用ヒーター温度が低く設定されており、その結果、トップキープ部に比べてローラー表面温度も低くなっている。そこへトップキープ部から基板２が搬送されてくると、基板温度がローラー表面温度よりも高い状況が発生し、基板２とローラー１との間の温度差が特に大きくなる。これらの基板温度とローラー表面温度との差は、前記のように基板搬送方向に対して直交するローラー１の両端部の温度が低下した状態となっていることで、更に大きくなる。
【０００９】
ところで基板には、通常、マイクロクラックと呼ばれる微小な欠陥が含まれ、基板の強度はこのマイクロクラックの存在に大きく左右されることが一般的に知られている。ところが、このマイクロクラックは、基板の製造工程や搬送工程など様々なプロセスで発生する可能性があると共に、微小であり且つ基板内にランダムに存在するため、その検出は非常に困難となっている。このようなことから、電子デバイス用基板などにおいても、マイクロクラックを含んだ非常に割れ易い状態で基板を搬送し、熱処理を施しているのが現状となっている。
【００１０】
次に、このような基板を熱処理する場合の基板に発生する熱応力について考える。熱処理の際に、基板の表面で温度較差がある場合、高温部で熱膨張が生じるのに対して、低温部では膨張は生じず高温部の熱膨張を拘束することになり、低温部に引張応力が生じる。このようにして発生する熱応力（低温部の引張応力）が大きくなると、基板割れが発生することが一般的に知られている。ここで上記のような、マイクロクラックを含んだ基板では、熱応力に対する強度低下が生じるため、表面温度較差で基板割れが発生してしまうことになる。
【００１１】
このことから、前記のように搬送経路内で基板とローラー表面温度との差が大きい従来の基板の搬送方法では、その接触部の熱伝導により基板の表面温度較差を生じさせ、基板割れが発生するという問題があった。また、基板の表面温度較差が基板割れに至らない程度の大きさであっても、基板のそり・変形を引起し、搬送中の振動やローラーとの衝突などを生じさせる原因となるという問題があった。尚、上記には、昇温部、降温部での事例を示したが、その他、トップキープ部などでも、搬送方向に直交するローラーの巾方向のローラー表面温度較差の影響により、同様の現象が生じることがある。
【００１２】
このように従来の基板の搬送方法では、基板表面温度とローラー表面温度との差から基板に表面温度較差が生じ、基板割れが発生するという問題があった。  図２２に、搬送経路内にて基板割れが生じた場合の状態について示す。搬送経路内で割れが発生すると、図２２のように破損した基板１９（以後、破損基板１９と呼ぶ）がローラー１上に乗りかかる状態で残留し、搬送を正常に再開するためには、これら破損基板１９を搬送経路内から取り除く必要が生じる。しかしながら、従来の基板の搬送方法では、一旦加熱室内の温度を低下させた後、加熱室を開放し、破損基板１９を搬送経路から除去した後に、もう一度加熱室内温度を上昇させ所望の温度に安定させた後に、再開する必要があった。このように、搬送経路内でガラス基板割れが生じると、正常な搬送を再開するまでに多大な時間と労力を要することから、大幅な生産性の低下やロスコストの増大が生じるという問題があった。また、加熱室を開放した際にダストが加熱室内に混入しクリーン度を低下させたり、加熱室内温度の低下・再上昇の際に温度プロファイルの再現がとれず、調整を含めたプロセスの安定化に時間を要することなどから、一定期間、歩留りが低下するといった問題があった。特に近年の基板の大型化・薄型化に伴い、基板はより割れやすく、且つ、割れが発生した場合の搬送経路からの除去は、ますます困難となっていた。
【００１３】
そこで、本発明は、かかる問題点に鑑み、搬送経路内において基板表面温度較差の増大による基板割れが発生することなく搬送でき、また、基板納入時に既に発生していたキズなどが原因となり搬送経路内で割れが発生した場合においても、容易に搬送経路内から破損した基板片を除去できる搬送方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明の基板の搬送方法は、複数のローラー上に載置された基板が、前記ローラーの回転により搬送される基板の搬送方法において、前記ローラーごとに前記ローラーの表面温度を制御し、前記基板を搬送することを特徴とする。これによれば、ローラーごとに表面温度を制御でき、個々のローラーの表面温度を均一にできる搬送が可能となる。
【００１５】
また、前記ローラーごとに行う前記ローラーの表面温度制御は、前記基板が到達する直前のローラーの表面温度を測定するとともに、前記基板の表面温度を測定し、前記ローラーの表面温度と前記基板の表面温度との温度差を検出し、前記温度差が所定の範囲になるまで前記ローラーを加熱または冷却して行うことを特徴とする。これによれば、搬送経路内での、基板表面温度と基板が到達する直前のローラー表面温度との差を所定の範囲になるまでローラーを加熱または冷却し温度制御することが可能となる。そのため温度差を小さくでき、それらが接触したときの熱伝導により基板の表面温度較差を大きくさせるようなことはないため、基板割れを発生させずに搬送が可能となる。また、基板表面の温度較差を小さくできるため、均質な熱処理が可能となると共に、基板のそり・変形などを生じさせず、搬送中の振動やローラーとの衝突を抑制した精密な搬送が可能となる。
【００１６】
好ましくは、前記温度差を、前記基板の表面最高温度をＴｍａｘ、表面最低温度をＴｍｉｎとし、
前記基板が到達する直前のローラーの表面最高温度をＴｒｍａｘ  、表面最低温度をＴｒｍｉｎとし、
Ｔｍａｘ≠Ｔｍｉｎとしたとき、｜Ｔｒｍａｘ−Ｔｍｉｎ｜＜１００℃  および｜Ｔｍａｘ−Ｔｒｍｉｎ｜＜１００℃として、搬送中の前記基板を加熱する。
【００１７】
これによれば、搬送経路内で基板とローラー表面温度との差を小さくでき、それらが接触したときの熱伝導により基板の表面温度較差を大きく生じさせるようなことはないため、基板割れを発生させずに搬送が可能となる。また、基板表面の温度較差を小さくできるため、均質な熱処理が可能となると共に、基板のそり・変形などを生じさせず、搬送中の振動やローラーとの衝突を抑制した精密な搬送が可能となる。
【００１８】
また、好ましくは、搬送中の基板に不要基板がある場合、前記温度差を、前記基板の表面最高温度をＴｍａｘ、表面最低温度をＴｍｉｎとし、前記基板が到達する直前のローラーの表面最高温度をＴｒｍａｘ  、表面最低温度をＴｒｍｉｎとしたとき、｜Ｔｒｍａｘ−Ｔｍｉｎ｜≧１００℃  および｜Ｔｍａｘ−Ｔｒｍｉｎ｜≧１００℃として、搬送中の前記不要基板を破砕し、搬送経路から除去する。
【００１９】
これによれば、搬送経路内に残留した不要基板片を容易に搬送経路から除去でき、生産性の低下やロスコストの増大を伴わず、また、加熱室の温度低下や開放を伴うことなく、早期に正常な搬送を再開することが可能となる。これにより、復帰に伴う歩留りの低下なども防ぐことが可能となる。特に大型の基板を搬送する場合には、除去作業が非常に困難となるため、本発明の効果は大きくなる。
【００２０】
また、前記ローラーごとに行う前記ローラーの表面温度制御は、前記基板が到達する直前のローラーの表面温度を測定するとともに、前記基板の表面温度を測定し、測定された前記ローラーの表面温度と前記基板の表面温度の中で、最高温度と最低温度との温度差を検出し、前記温度差が１００℃より小さくなるまで前記ローラーを加熱または冷却して行うことを特徴とする。これによれば、搬送経路内での、基板表面温度と基板が到達する直前のローラー表面温度の中で、最高温度と最低温度との温度差を１００℃より小さくなるまでローラーを加熱または冷却し温度制御することが可能となる。そのため温度差を小さくでき、それらが接触したときの熱伝導により基板の表面温度較差を大きくさせるようなことはないため、基板割れを発生させずに搬送が可能となる。
【００２１】
前記従来の課題を解決するために、本発明の基板の搬送装置は、基板の搬送面に沿って平行に並べた複数のローラーと、前記ローラーの上部または下部に設けた前記ローラーの表面温度を検出するローラー温度検出手段と、前記基板の表面温度を検出する基板温度検出手段と、前記ローラーごとに配置され、前記ローラーを加熱・冷却する加熱冷却手段と、検出された前記ローラーの表面温度と前記基板の表面温度との差に基づいて前記加熱冷却手段により前記ローラーを加熱冷却せしめてその表面温度を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。この構成により基板との接触時に適切な温度で搬送が可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明の基板の搬送方法によれば、搬送経路内において基板表面温度較差を増大することがないため基板割れが発生することなく搬送でき、また、搬送経路内に不要な基板が存在する場合に、容易に搬送経路内から不要基板片を除去できる。
【００２３】
また、基板の搬送装置によれば、基板の搬送時に適切な温度制御を可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態における基板の搬送方法について、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
図１は、本発明の実施の形態１における基板の搬送方法に用いる搬送装置（基板搬送方向に直交する）の断面図である。
【００２６】
本発明の搬送装置では、搬送経路にローラー状の回転物（ここではローラー１と呼ぶ）を複数配置し、搬送経路中を囲むように、天井部などに基板加熱用ヒーター４を設けたいくつかの加熱室５を設ける。その際、ローラー１はその端部を加熱室５の外つまりは加熱室壁６の外に位置し、ローラー１が回転するための駆動部７に接続するように設置する。
【００２７】
これに加え、ローラー１の加熱冷却手段３ａ、３ｂをローラー１に近接させて設け、ローラー表面温度の制御を行った。ここで、図２（ａ）及び図２（ｂ）に加熱冷却手段３ａの斜視図、図３に加熱冷却手段３ａの断面図、図４に加熱室部分断面図、図５に加熱冷却手段３ｂの断面図を示す。
【００２８】
図２〜図４に示すように、加熱冷却手段３ａを、加熱室壁部からローラー表面の曲面に沿って設けた。また、ローラー１と対向する曲面上の加熱冷却手段３ａの表面には、ＩＲヒーター８を設け、ローラー表面の加熱を可能とした。更に、図３及び図４に示すように、ローラー１と加熱冷却手段３ａ間のギャップにローラー１を冷却するための冷却用エアー１０を供給できる冷却用エアー供給配管９を設け、ローラー表面の冷却を可能とした。
【００２９】
また、図５に示すように、加熱冷却手段３ｂを、加熱室底面からローラー表面へ近接するように設けた。ここで、加熱冷却手段３ｂのローラー１と対向する面は、加熱冷却手段３ａと同様に、ローラー表面に沿うように曲面状の形状とし、その表面にはＩＲヒーター８を設け、ローラー表面の加熱を可能とした。また、加熱室底面からローラー１へ向かう加熱冷却手段３ｂ内部に冷却用エアー供給配管９を設け、ローラー１と加熱冷却手段３ｂ間のギャップに冷却用エアー１０を供給することによるローラー表面の冷却を可能とした。
【００３０】
このような加熱室内の基板搬送方向に対する巾方向のローラー表面温度分布図を図６に、ローラー表面等温線図を図７に示す。図６、図７より、ローラー表面温度制御が可能となった本発明の基板の搬送方法では、図１７、図１８に示した従来の基板の搬送方法におけるローラー表面温度分布と比べて、ローラー表面温度を均一にすることが可能となった。その結果、基板を搬送する際に、従来の基板の搬送方法の場合のような、その接触部の熱伝導によりローラーの回転軸方向に沿う各位置の温度バラツキが基板の表面温度分布に悪影響を与えるようなことはなくなり、均質な熱処理が行えるようになった。
【００３１】
（実施の形態１）
次に、本発明の基板の搬送方法における、基板の搬送経路における基板温度および基板が到達する直前のローラー表面温度との関係について述べる。ここでは、搬送される基板の時間経過に伴って変化する温度プロファイルを図２１と同様としつつ、それぞれのローラー表面温度は、接触する直前の基板の表面最高温度：Ｔｍａｘ、表面最低温度：Ｔｍｉｎの範囲に可能な限り近い温度となる様、温度制御を行って搬送を行った。このようにして搬送を行った場合の基板搬送経路におけるローラー表面温度分布図を図８（ａ）に示し、基板を表面温度を検出するローラーの位置関係を示した図を図８（ｂ）に示す。
【００３２】
まず、図８の第１昇温部でのローラーＲ１表面温度分布に注目してみる。図２０に示したように、従来の基板の搬送方法の場合、第１昇温部では、まだ温められていない基板２が加熱室内に搬送されてくるため、基板温度がローラー表面温度よりも低い状況が発生し、基板２とローラー１との間の温度差が特に大きくなる。これに対して、本発明の基板の搬送方法ではローラー１の表面温度の制御が可能となったため、ローラー表面温度を従来の基板の搬送方法の場合に比べて低温に制御することで基板温度とローラー表面温度との差を非常に小さくすることが可能となったことが分かる。
【００３３】
次に、図８のトップキープ部でのローラーＲ２表面温度分布に注目してみる。図２０に示したように、従来の基板の搬送方法の場合、トップキープ部では、ローラー１の巾方向中央部と両端部での温度差が大きいため、基板温度とローラー表面温度との差が生じてしまう。これに対して、本発明の基板の搬送方法ではローラー１の表面温度の制御が可能となったため、ローラー１の巾方向中央部と両端部での温度差を従来の基板の搬送方法の場合に比べて非常に小さくなるように温度制御することで、基板温度とローラー表面温度との差を非常に小さくすることが可能となったことが分かる。
【００３４】
また、図８の降温部でのローラーＲ３表面温度分布に注目してみる。図２０に示したように、従来の基板の搬送方法の場合、降温部では、トップキープ部で高温となった基板２が、低温のローラー表面温度上へ搬送されてくることで、基板温度がローラー表面温度よりも非常に高い状況が発生し、基板２とローラー１との間の温度差が特に大きくなる。これに対して、本発明の基板の搬送方法では基板２がローラー１の表面温度の制御が可能となったため、ローラー表面温度を従来の基板の搬送方法の場合に比べて高温に制御することで基板温度とローラー表面温度との差を非常に小さくすることが可能となったことが分かる。
【００３５】
このように本発明の基板の搬送方法では、個々のローラー１ごとに表面温度制御が可能となったため、図２０に示した従来の基板の搬送方法の場合に比べて、搬送経路内での基板温度と基板２が到達する直前のローラー表面温度との差を非常に小さくすることが可能となった。
【００３６】
その結果、本発明の基板の搬送方法では、個々のローラー１の軸方向の温度差を均一に向上させることと相まって、個々のローラー１ごとに表面温度制御が可能となったため、従来の基板の搬送方法のような搬送経路内で基板２と基板２が到達する直前のローラー表面温度との差が大きくなり、それらが基板２の表面温度較差を生じさせ基板割れが発生するということはなく、また、基板２の表面温度較差により基板２のそり・変形を引起し、搬送中の振動やローラー１との衝突などを生じさせることもなく、精密な搬送が可能となった。
【００３７】
次に、搬送経路内における「基板表面温度とローラー表面温度との温度差」と「基板割れ」の関係について調べた結果について述べる。ここでは、温度プロファイル図である図９に示すような複数の温度プロファイルにより基板の搬送を行った。具体的には、昇温部分については５〜４０℃／分の範囲で変化させ、降温部分については−５〜−４０℃／分の範囲で変化させた温度プロファイルで実施した。また、昇温部途中のＴｋ１で５〜２５分の範囲でキープ部分を設け、昇温後のＴｋ２で１０〜４０分の範囲でキープ部を設けた。また、Ｔｋ１は３５０〜４５０℃の範囲で変化させ、Ｔｋ２は５００〜６５０℃の範囲で変化させた。このような昇温速度や降温速度、およびキープ温度を変化させた温度プロファイルの作製は、各加熱室の基板加熱用ヒーター設定値をそれぞれの温度プロファイルに応じた設定値に調整して行う。このことから、従来の基板の搬送方法では、ローラー表面温度はそれぞれの加熱室のヒーター温度設定温度に応じた温度に温められ、それぞれの温度プロファイルにより、異なってくることになる。その結果、それぞれのプロファイルで基板を搬送すると、搬送経路内での「基板表面温度」と「基板が到達する直前のローラー表面温度」との温度差は様々な大きさとなりながら搬送されていくことになる。
【００３８】
そこで、「基板表面温度」と「基板が到達する直前のローラー表面温度」との温度差について注目し、搬送経路内での「基板表面温度」と「基板が到達する直前のローラー表面温度」との温度差の考え方として以下のように定義した。ある時点（時刻ｔ）での基板の表面最高温度をＴｍａｘｔ、表面最低温度をＴｍｉｎｔ、とし、その時基板が到達する直前のローラーをＲｘとし、ローラーＲｘの表面最高温度をＴｒｍａｘｔ、表面最低温度をＴｒｍｉｎｔとした場合の、数１、数２を計算し、その両者のうちの最大値を「時刻ｔにおける基板とローラーＲｘとの最大温度差γｔ」と考える。
【００３９】
【数１】
2008116072.tif 000003
【００４０】
【数２】
2008116072.tif 000004
【００４１】
また、温度プロファイルの最初から最後にわたり、各時点で基板が到達する直前のローラーについて数１、数２を計算し、その中で最大のものを「その温度プロファイルにおける基板とローラーとの最大温度差γｍａｘ」と考える。ここで、この「温度プロファイルにおける基板とローラーとの最大温度差γｍａｘ」がある一定以上となると、前述のように基板であるガラスに大きな熱応力（引張応力）が生じるため、そのプロファイルでは基板割れが発生してしまうということになる。
【００４２】
このような考え方を基に、従来の基板の搬送方法での「搬送経路中における基板とローラーとの最大温度差」と「基板厚み」と「基板割れの発生状況」との関係について調べた結果を表１に示す。また、本発明の基板の搬送方法について同様の内容を調べた結果を表２に示す。
【００４３】
【表１】
2008116072.tif 000005
【００４４】
【表２】
2008116072.tif 000006
【００４５】
表１より、従来の基板の搬送方法においては、基板表面温度に合わせてローラー表面温度を制御する手段がないため、「搬送経路中における基板とローラーとの最大温度差」を１００℃未満の状態は実現出来なかった。また、「搬送経路中における基板とローラーとの最大温度差」が１００℃〜１５０℃の領域では基板厚みが７ｍｍ以上、２００℃以上の領域では基板厚みが１０ｍｍ以上、２５０℃以上の領域では基板厚みが１２ｍｍ以上で基板割れが発生せず、また逆に基板が５ｍｍ以下の場合には、基板割れ無く搬送することが出来なかった。これは、基板とローラーの温度差が原因となり基板に熱応力（引張応力）が生じた場合でも、肉厚の厚い基板の場合は、発生した熱応力の基板厚み方向への影響力が肉厚の薄い場合に比べて相対的に小さくなるため、比較的基板割れを生じにくくなるからである。
【００４６】
このように、従来の基板の搬送方法では、基板とローラーとの温度差が大きくなるため、薄型の基板を基板割れが生じることなく搬送することはできない。
【００４７】
これに対して、本発明の基板の搬送方法ではローラー表面温度を個別に制御できるため、基板が到達する直前のローラー表面温度を基板とほぼ同等の温度となるよう設定し、各温度プロファイルでの搬送を行った。その結果、表２に示すように、「搬送経路中における基板とローラーとの最大温度差」を１００℃未満の状態を実現することが可能となり、肉厚が５ｍｍ以下の薄型基板においても基板割れを生じさせることなく搬送することが可能となった。
【００４８】
以上のことから、本発明の基板の搬送方法によれば、搬送経路内で基板と基板が到達する直前のローラー表面温度との差を小さくでき、それらの接触する際の熱伝導により基板の表面温度較差を生じさせるようなことはないため、基板割れを発生させずに搬送が可能となる。また、基板表面の温度較差を小さくできるため、均質な熱処理が可能となると共に、基板のそり・変形などを生じさせず、搬送中の振動やローラーとの衝突を抑制した精密な搬送が可能となる。
【００４９】
尚、本実施の形態では、ローラーの加熱・冷却手段として図２〜図５に示すような加熱冷却手段３ａ、３ｂを設けた場合の結果を示したが、加熱・冷却手段を備えつつローラーに近接して配置されるものであれば同様の結果が得られ、これに限るものではない。また、加熱・冷却手段に関しても、本実施の形態ではＩＲヒーター８及び冷却用エアーを用いたが、ローラーや炉内を汚染・劣化させずローラーを加熱冷却できるものであれば同様の結果が得られ、これに限るものではない。また、本実施の形態では、図９に示す温度プロファイルを用いたが、昇温時間・昇温速度・キープ温度・キープ時間・降温速度など、図９とは異なる場合においても同様の結果が得られており、これに限るものではない。
【００５０】
なお、本実施の形態では、「基板表面温度」と「基板が到達する直前のローラー表面温度」との温度差について注目した搬送方法であるが、測定された「基板表面温度」と「基板が到達する直前のローラー表面温度」の中で、最高温度と最低温度との温度差を検出し、その温度差が１００℃より小さくなるまでローラーを加熱または冷却することも可能である。この場合も、それらの接触する際の熱伝導により基板の表面温度較差を生じさせるようなことはないため、基板割れを発生させずに搬送が可能となる。
【００５１】
（実施の形態２）
実施の形態１に示した通り、従来の基板の搬送方法では基板と基板が到達する直前のローラーとの温度差が大きくなるため、薄型の基板を基板割れが生じることなく搬送することはできないのに対し、本発明の基板の搬送方法では、「搬送経路中における基板とローラーとの最大温度差」を１００℃とすることが可能となり、肉厚が５ｍｍ以下の薄型基板においても基板割れを生じさせることなく搬送することが可能となった。
【００５２】
ここで、搬入時に既に生じていたキズなどから搬送経路内で基板割れが発生した場合や、基板汚れなどにより、搬送経路内に不要な基板が存在するときの不要基板の搬送経路からの除去方法について述べる。
【００５３】
まず、搬送経路内に不要な基板が存在するかどうかを検知するために、各加熱炉内に耐熱性のカメラを設置する（図示なし）。そこから得られた塗布膜の画像を画像処理することにより、塗布膜の不良な状態を検知することが可能となり、搬送経路内に不要な基板が存在するかどうかを検知することが可能となる。
【００５４】
そこで、実施の形態１に示した本発明の基板の搬送方法において、搬送経路内に基板が存在する状態で「搬送経路中における基板と基板が到達する直前のローラー表面温度との最大温度差」を１００℃以上となるようローラー表面温度を制御した。その結果を表２に合わせて示す。表２より、本発明の基板の搬送方法において、「搬送経路中における基板とローラーとの最大温度差」を１００℃以上とすると、表１に示した従来の基板の搬送方法の場合と同様に、肉厚が５ｍｍ以下の基板は全て割ることができた。また、「搬送経路中における基板とローラーとの最大温度差」が２００℃以上の領域では基板厚みが１０ｍｍ未満、２５０℃以上の領域では基板厚みが１２ｍｍ未満の基板を割ることが可能となった。
【００５５】
このように、本発明の基板の搬送方法において「搬送経路中における基板とローラーとの最大温度差」を１００℃以上となるようローラー表面温度を制御することで、搬送経路中に存在する不要基板を小さく破砕し、搬送経路であるローラー上から除去することが可能となる。この方法によれば、加熱室の開放や加熱室内の温度を低下・再上昇させる必要はなくなり、生産性の低下・ロスコスト増大・歩留り低下などを生じることなく、速やかに搬送を再開することが可能となる。
【００５６】
尚、本実施の形態では基板が正常搬送時と同様の状態で搬送経路内に存在する場合に、「搬送経路中における基板とローラーとの最大温度差」を１００℃以上となるようローラー表面温度を制御したが、図２２に示すような破損基板１９がローラー１上に乗りかかる状態で残留している場合など、基板２とローラー１が接触している場合であれば同様の結果が得られており、これに限るものではない。
【００５７】
また、本実施の形態では、ローラー１の加熱・冷却手段として図２〜図５に示すような加熱冷却手段３ａ、３ｂとした場合の結果を示したが、加熱・冷却手段を備えつつローラー１に近接して配置されるものであれば同様の結果が得られ、これに限るものではない。また、加熱・冷却手段に関しても、本実施の形態ではＩＲヒーター８及び冷却用エアーを用いたが、ローラーや炉内を汚染・劣化させずローラー１を加熱冷却できるものであれば同様の結果が得られ、これに限るものではない。また、本実施の形態では、図９に示す温度プロファイルを用いたが、昇温時間・昇温速度・キープ温度・キープ時間・降温速度など、図９とは異なる場合においても同様の結果が得られており、これに限るものではない。
【００５８】
（実施の形態３）
実施の形態１及び２では、ローラーの加熱・冷却手段として図２〜図５に示す加熱冷却手段３ａ、３ｂを設けた場合を示したが、ローラー１内部に加熱冷却手段を配置した場合においても同様の内容で実施した。ローラー内部に加熱冷却手段を配置した断面図を図１０に示し、棒状のＩＲヒーター８をローラー１内部に挿入した挿入型ＩＲヒーター斜視図を図１１に示す。ローラー１内部に棒状のＩＲヒーター８を挿入することで、ローラー１の所望の位置を部分的にローラー１内部から加熱することが可能となった。また、ローラー断面図である図１２に示すように、棒状のＩＲヒーター８表面に複数の冷却エアー吐出口１１を設け、棒状ＩＲヒーター８の内部から冷却エアーを供給する構造とした。これにより、ローラー１の所望の位置を冷却することが可能となった。また、図１０〜１２ではローラー１内部から非接触でローラー１を加熱冷却する方式を示したが、ブラス機構を利用したことを示した図である図１３に示すように、ローラー１内部に挿入したヒーター（発熱体）１２からブラシ機構１３を利用し、熱伝導によりローラー１を加熱しても良い。この場合、ヒーター温度をローラー表面温度よりも低下させることで、ブラシ機構による熱伝導により、逆にローラー１を冷却することが可能になる。また、ヒーター１２内部にローラー１を冷却するための冷却用エアー１０を供給できる冷却用エアー供給配管９を設け、冷却エアー吐出口１１から吐出することで、ローラー１を冷却してもよい。
【００５９】
その結果、ローラー１内部に加熱・冷却手段を配置した場合においても、実施の形態１及び２と同様の結果が得られた。
【００６０】
尚、本実施の形態では、ローラー１の加熱・冷却手段としてＩＲヒーター８及び冷却用エアーを用いたが、ローラー１や炉内を汚染・劣化させずローラー１を加熱冷却できるものであれば同様の結果が得られ、これに限るものではない。
【００６１】
以上のことから、ローラー表面温度を加熱・冷却する手段をローラー内部に配置し、ローラー表面温度を個別に制御できる本発明の基板の搬送方法によれば、搬送経路内で基板と基板が到達する直前のローラー表面温度との差を小さくでき、それらの接触による熱伝導により基板の大きな表面温度較差を生じさせるようなことはないため、基板割れを発生させずに搬送が可能となる。
【００６２】
（実施の形態４）
次に、実施の形態１〜３に示した本発明の基板の搬送方法に用いる搬送装置に、ローラーの温度を検出する手段１４と、基板表面温度を検出する手段１５ａと、基板の高さを検出する手段１５ｂを設けた。具体的には、ローラー表面温度と基板表面温度を検出する手段として放射温度計を用い、基板高さを検出する手段としては、レーザー変位形を用いた。
【００６３】
なお、実施の形態１〜４に示した本発明の基板の搬送方法で用いる「ローラー表面温度」と「基板表面温度」は、この放射温度計を用いて測定した結果を「ローラー表面温度」と「基板表面温度」と定義することにする。
【００６４】
一例として、図１４に搬送装置の概略説明図を示し、ローラー１内部に加熱・冷却手段としてＩＲヒーター８、冷却用エアーを通すバルブ１７を配置し、検出されたローラー表面温度と基板表面温度との差に基づいて加熱冷却手段によりローラーを加熱冷却せしめてその表面温度を制御する制御手段１６を設けた。これにより、基板毎の形状バラツキや温度ばらつきに応じた、よりきめ細かなローラー表面温度制御が可能となり、更に精密な搬送が可能となる。
【００６５】
尚、本実施の形態では、ローラー表面温度検出手段１４および基板温度検出手段１５ａとして放射温度計を用い、基板高さ検出手段１５ｂとしては、レーザー変位形を用いたが、ローラー１や基板２、および炉内を汚染・劣化させず測定できるものであれば、同様の結果が得られ、これに限るものではない。
【００６６】
以上のことから、基板の表面温度分布やローラーの表面温度分布、および搬送中の基板の反りや変形などの状態をより精密に把握することができ、これらの情報をフィードバックし、それぞれの状況に合わせたローラーの個別の温度制御を行うことで、基板割れや振動・蛇行・衝突などが生じない、より精密な基板搬送を実現できるようになり好ましい。
【００６７】
尚、ローラー表面温度検出手段と、基板温度検出手段と、基板高さ検出手段の全てを設けることが望ましいが、そのうちの少なくとも一つを設けてもよい。
【００６８】
尚、実施の形態１〜４では、太さの均一なローラーについて述べたが、ローラーは局部的に太さの異なるものであっても良い。ここで図１５は、局部的に太さの異なるローラーの等温線図を示す。その場合の基板とローラーとの温度差に関しては、基板が到達する直前に基板と接触する部分のローラー表面温度を考慮すればよく、この考え方によりローラー表面温度の制御を行った結果、太さの均一なローラーと同様の結果が得られている。また、局部的に太さの異なるローラー１８において、基板と接触しない部分も含めてローラー表面温度を均一に制御すると、ローラーの局部的な熱変形の発生を抑制でき、精密搬送の実現に効果があるので好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、基板の搬送装置に利用でき、特に熱処理を伴う肉厚の薄い大型基板の搬送方法・搬送装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の基板の搬送方法に用いる搬送装置の断面図
【図２】（ａ）加熱冷却手段３ａの斜視図、（ｂ）加熱冷却手段３ａの斜視図
【図３】加熱冷却手段３ａの断面図
【図４】加熱室部分断面図
【図５】加熱冷却手段３ｂの断面図
【図６】ローラー表面温度分布図
【図７】ローラー表面等温線図
【図８】（ａ）ローラー表面温度の分布図、（ｂ）基板と表面温度を検出するローラーの位置関係を示した図
【図９】温度プロファイル図
【図１０】ローラー内部に加熱冷却手段を配置した断面図
【図１１】挿入型ＩＲヒーター斜視図
【図１２】ローラー断面図
【図１３】ブラシ機構を利用したことを示した図
【図１４】本発明の搬送装置の概略説明図
【図１５】局部的に太さの異なるローラーの等温線図
【図１６】従来の基板の搬送方法に用いた搬送装置の断面図
【図１７】従来のローラー表面温度分布図
【図１８】従来のローラー表面等温線図
【図１９】基板等温線図
【図２０】（ａ）基板搬送経路におけるローラー表面温度の分布図、（ｂ）基板と表面温度を検出するローラーの位置関係を示した図
【図２１】温度プロファイル図
【図２２】搬送経路内にて基板割れが生じた場合の状態を示す図
【符号の説明】
【００７１】
１      ローラー
２      基板
３ａ    加熱冷却手段
３ｂ    加熱冷却手段
４      基板加熱用ヒーター
５      加熱室
６      加熱室壁
７      駆動部
８      ＩＲヒーター
９      冷却用エアー供給配管
１０    冷却用エアー
１１    冷却エアー吐出口
１２    ヒーター（発熱体）
１３    ブラシ機構
１４    ローラー表面温度検出手段
１５ａ  基板温度検出手段
１５ｂ  基板高さ検出手段
１６    制御手段
１７    バルブ
１８    局部的に太さの異なるローラー
１９    破損基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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