(57)【要約】      （修正有）【課題】液晶基板を吸着装置で固定して熱加工する際に生じる液晶基板のうねりなどの平坦度の低下を防止するワ−ク支持装置を提供する。【解決手段】板状のワークを支持するワーク支持台（液晶基板ステージ２０）と、該ワーク支持台で支持されたワークを保持するとともに、該ワークを保持したままで、前記ワーク支持台に対しワークの面方向に沿って移動可能な可動ワーク保持装置（可動吸着装置１）とを有する。可動ワーク保持装置１と、ワーク支持台に対し相対的に移動不可とされた固定ワーク保持装置を備えるのが望ましい。ワークが熱加工などによって位置変動をする際に可動ワーク保持装置が追随でき、ワーク拘束に起因する熱加工時のうねりを効果的に防止する。ワークの平坦度が維持され、加工のばらつきなどが防止される。【選択図】図１
2007331031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状のワークを支持するワーク支持台と、該ワーク支持台で支持されたワークを保持するとともに、該ワークを保持したままで、前記ワーク支持台に対しワークの面方向に沿って移動可能な可動ワーク保持装置とを有することを特徴とするワーク支持装置。
【請求項２】
前記可動ワーク保持装置は、ワークを保持する保持部が前記ワーク支持台で支持されたワークの下面側に位置して、ワーク支持台に設けられた設置穴内に設置されていることを特徴とする請求項１記載のワーク支持装置。
【請求項３】
前記可動ワーク保持装置と、前記ワーク支持台に支持されたワークを保持し、かつ前記ワーク支持台に対し相対的に移動不可とされた固定ワーク保持装置とを備えることを請求項１または２に記載の特徴とするワーク支持装置。
【請求項４】
前記ワーク保持装置が真空吸着装置であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のワーク支持装置。
【請求項５】
前記可動ワーク保持装置は、前記面方向以外の方向での移動が規制されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のワーク支持装置。
【請求項６】
前記ワークは、前記ワーク支持台で支持され、かつ前記保持装置で保持された状態で熱加工されるものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のワーク支持装置。
【請求項７】
前記ワークであるガラス基板にレーザを照射して加熱するレーザアニール装置に備えられるものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のワーク支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板などの板状ワークを支持して熱加工などに供するワーク支持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶を製造する工程には、液晶基板を液晶基板ステージに載置して熱加工を行う工程が含まれている。この熱加工工程では、液晶基板を位置決めして、熱加工中、位置ずれを起こさないように液晶基板を固定しておくことが必要になる。従来、該固定方法としては、液晶基板ステージのステージ面下方側に吸着装置を設置しておき、該液晶基板ステージに載置した液晶基板を下方側からこの吸着装置により真空吸着して固定する方法が実用化されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この吸着装置の一例を図４に基づいて説明する。吸着装置３０は、液晶基板ステージ２０を縦に貫通するように形成された吸引孔２２を備えており、該吸引孔２２は、外部に設置された吸引装置（図示しない）などによって連結されている。該吸引孔２２の上部側では、液晶基板ステージ２０上面に円形の凹部が形成されてステージ面２１に略面一となる吸着面を有する吸着部３１が設けられている。該吸着部３１は、ステージ面２１に沿った扇形の吸着面３２が９０度間隔で互いに間隔を有し、かつ中心部に空隙を有するように配置されている。また、吸着面３２の外周と液晶基板ステージ２０のステージ面２１との間にはリング状の吸着用溝３３が形成されており、さらに吸着用溝３３の内側には、上記吸着面３２…３２間に十字状に形成された吸着用溝３４が設けられている。前記、吸着用溝３３と吸着用溝３４とは連通しており、吸着用溝３４の中心部は前記吸引孔２２に連通している。
上記吸引装置３０は、図５に示すように、水平方向に拡がる液晶基板４０を吸着・固定するために、上記液晶基板ステージ２０の適所の複数箇所に設けられている。なお、液晶基板ステージ２０上には、液晶基板４０の外寸法に合わせて四方にコーナ押さえ部２３が設置されている。
【０００４】
次に、上記吸引装置３０の動作について説明をすると、先ず、液晶基板４０は、上記液晶基板ステージ２０上に載置され、前記コーナ押さえ部２３…２３で位置決めされて４方のコーナ押さえ部２３内に納められる。そして液晶基板４０は、ステージ面２１と吸着面３２の間で前記吸着用溝３３、３４を覆う。
次いで、図示しない吸引装置によって吸引孔２２を通して吸引を行うと、液晶基板４０の下方側から前記吸着用溝３３、３４を通して真空吸引され、吸着面３２およびステージ面２１とともに該吸着用溝３３、３４を覆っている液晶基板４０の一部が真空吸引される。この吸引状態を維持することで各吸着装置３０によって液晶基板４０が吸着・固定される。
熱加工工程では、上記によって液晶基板ステージ２０上に固定された液晶基板４０に対し、例えばレーザ照射によって加熱を行う。該加熱では、図５に示すように熱加工ライン４１を平行移動させて液晶基板４０の略全面を熱加工する。
【特許文献１】特開２００６−３１０５１号公報（段落０００９等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記熱加工では、当然に液晶基板は昇温して熱膨張する。しかしながら、従来の吸着装置では、液晶基板は初期状態（熱加工が行われていない状態）で完全に液晶基板ステージへ固定されて水平方向に拘束されているため、加熱がなされると、図６に示すように液晶基板４０は水平方向ではなく上方向へと膨張を起こし、液晶基板４０の表面にうねりが生じて平坦度を低下させてしまう。このような平坦度の低下は、熱加工ライン４１を平行移動させて液晶基板を加熱する場合、液晶基板４０への加熱加工ムラを招き、熱加工不良が発生するといった問題がある。
【０００６】
この発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、液晶基板などのワークが熱膨張を起こすことで発生するワークのうねりなどを解決するため、液晶基板ステージなどへのワークの吸着手法を改良することでワークの平坦度を十分に保ちつつ確実に吸着を行うことを可能にするワーク支持装置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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明のワーク支持装置のうち、請求項１記載の発明は、板状のワークを支持するワーク支持台と、該ワーク支持台で支持されたワークを保持するとともに、該ワークを保持したままで、前記ワーク支持台に対しワークの面方向に沿って移動可能な可動ワーク保持装置とを有することを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、ワーク支持台で支持されているワークを面方向に沿って移動可能な可動ワーク保持装置に保持するので、熱加工などによってワークの位置が変動する状況が発生してもワークの位置変動に可動ワーク保持装置が追随することができる。これにより、従来、ワークが保持装置で完全に水平方向で拘束されることで熱加工時などに発生するうねりなどを防止して良好な平坦度を維持することができる。
【０００９】
なお、ワーク支持台は、ワークを面方向において支持するものであればよく、通常は、ワークをワーク支持台に載置することで支持が行われる。該ワーク支持台による支持では、少なくともワークは、面方向における移動は可能になっている。なお、ワークの面方向での移動範囲が規制されるものであってもよい。
【００１０】
可動ワーク保持装置は、適宜の方法によってワークを保持するものであり、保持方法は本発明としては特に限定されない。例えば、真空吸着、静電吸着、磁気吸着、機械的チャックなどの方法が採択可能である。可動ワーク保持装置は、少なくともワークの面方向に沿って移動することができる。したがって、面方向以外の方向への移動が可能となっているものであってもよい。移動は、適宜の案内手段によって案内されながら行われるのが望ましい。該移動は、ワークの熱加工などによる位置変更に追随するためのものであり、少量の移動が可能となっていればよい。なお、可動ワーク保持装置は、全くフリーに移動可能にしておくと、位置が不安定になりやすいので、弾性力を利用するなどした初期位置復帰手段を備えるのが望ましい。該初期位置復帰手段により、可動ワーク保持装置を初期位置に復帰させる作用が働くので、ワークに熱加工などによって位置が変動する力が加わったときにのみ可動ワーク保持装置が移動することができ、位置変動力が失われた際には確実に初期位置に復帰させることができる。
【００１１】
請求項２記載のワーク支持装置の発明は、請求項１記載の発明において、前記可動ワーク保持装置は、ワークを保持する保持部が前記ワーク支持台で支持されたワークの下面側に位置して、ワーク支持台に設けられた設置穴内に設置されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、ワークの上面側が可動ワーク保持装置によって干渉などを受けることがなく、熱加工などを円滑に行うことができる。可動ワーク保持装置は、前記設置穴内において移動させることができる。
【００１３】
請求項３記載のワーク支持装置の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記可動ワーク保持装置と、前記ワーク支持台に支持されたワークを保持し、かつ前記ワーク支持台に対し相対的に移動不可とされた固定ワーク保持装置とを備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、可動ワーク保持装置の他に、少なくとも一つの固定ワーク保持装置を備えることで、ワークの固定基準点が設定され、この基準点を基にして熱加工などによるワークの位置変動が生じるので、位置変動を容易に予測することができ、ワークの位置管理も容易に行うことができる。また、固定基準点を有することにより、位置変動時の位置精度が高くなる。
【００１５】
請求項４記載のワーク支持装置の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記ワーク保持装置が真空吸着装置であることを特徴とする。
【００１６】
請求項４記載の発明によれば、真空吸着によってワークを確実かつ容易に保持することができ、保持解除も真空吸引を解除することによって容易に行うことができる。
【００１７】
請求項５記載のワーク支持装置の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記可動ワーク保持装置が前記面方向以外の方向での移動が規制されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項５記載の発明によれば、可動ワーク保持装置がワーク面方向以外での移動が規制されることで、ワークが面方向に位置移動する際に、この移動にのみ追随することで、他の方向でのワークの位置精度が低下するのを回避する。面方向以外の移動規制がなされた案内手段などを用いて上記構成をなすことができる。
【００１９】
請求項６記載のワーク支持装置の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、前記ワークが、前記ワーク支持台で支持され、かつ前記保持装置で保持された状態で熱加工されるものであることを特徴とする。
【００２０】
請求項６記載の発明によれば、熱加工によってワークの位置変動が生じる場合に、うねりなどを発生させることなく良好な平坦度を維持してワークを確実に保持しておくことができる。これにより熱加工も精度良く行うことができる。
【００２１】
請求項７記載のワーク支持装置の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、前記ワークであるガラス基板にレーザを照射して加熱するレーザアニール装置に備えられるものであることを特徴とする。
【００２２】
請求項７記載の発明によれば、ガラス基板をレーザアニール装置する装置において、ガラス基板を良好に熱加工することが可能になる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明のワーク支持装置によれば、板状のワークを支持するワーク支持台と、該ワーク支持台で支持されたワークを保持するとともに、該ワークを保持したままで、前記ワーク支持台に対しワークの面方向に沿って移動可能な可動ワーク保持装置とを有するので、ワーク支持台で支持したワークが熱加工などによって位置変動をする際にも、該ワークを保持している可動ワーク保持装置がワークの面方向で上記位置移動に追随することができ、ワークの拘束に起因する熱加工時のうねりなどの発生を効果的に防止することができる。また、ワークの平坦度を維持することができ、加工のばらつきなどの品質不良の発生を回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、本発明の一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。なお、従来技術で説明した装置と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
本発明の可動ワーク保持装置に相当する可動吸着装置１は、ワーク支持装置である液晶基板ステージ２０に設けられるものであり、液晶基板ステージ２０に貫通形成した丸穴形状の設置穴２５内に設置されている。
【００２５】
該設置穴２５には、深さ方向内側に中央に貫通穴２６ａを形成した環状突部２６が形成されており、該環状突部２６の上方の設置穴２５内に吸着部２が設置されている。該吸着部２は、下面に回転可能なボール１２が設けられ、該ボール１２を介して上記環状突部２６上に支持されており、吸着部２の後述する吸着面の上面が液晶基板ステージ２０のステージ面２１と略面一となっている。この吸着部２には、下方側に吸引管３が連結されており、該吸引管３は、上記貫通穴２６ａおよび設置穴２５を下方に伸張して図示しない吸引装置に接続されている。
【００２６】
該吸着部２は、設置穴２５よりも小径な略円盤形状に形成されており、設置穴２５の内面と吸着部２外周面との間にはリング状に間隙が確保されている。該間隙内において吸着部２が移動することができる。したがって、可動吸着装置１の必要移動量を考慮して、設置穴２５と吸着部２との間の間隙量を設定することができる。なお、該間隙には、設置穴２６内面と吸着部２の外周面とにそれぞれ接続されたコイルスプリング１０…１０が９０度間隔で径方向に沿って配置されている。該コイルスプリング１０は、吸着部２がステージ面方向に移動する際に、弾性力によって初期位置すなわち吸着部２の中心が設置穴２５の中心に位置するように復帰させる初期位置復帰手段として機能する。
【００２７】
さらに吸着部２は、外周側に位置するリング状吸着面４とその内側にあってリング状吸着面４と間隙を有し、かつ９０度間隔で互いに間隙を有するように配された扇型吸着面５とを有している。リング状吸着面４と扇形吸着面５の間にはリング状の吸着用溝６が形成され、扇形パッド５間には、十字状に吸着用溝７が形成されており、吸着用溝６と吸着用溝７とは連通している。吸着用溝７の中心部は、前記した吸引管３の吸引通路３ａに連通している。
【００２８】
また、上記環状突部２６の下面側には、上面に回転可能なボール１３を配した挟持板１１が配置されており、該挟持板１１の下方側には、前記吸引管３に固定された押さえ板１４が配置されている。上記挟持板１１と押さえ板１４との間には、吸引管３に外挿した圧縮コイルスプリング１５が介装されている。これにより挟持板１１は、圧縮コイルスプリング１５の弾性力によって上方に付勢され、ボール１３が環状突部２６の下面に押しつけられる。また、この反力によって吸引管３が下方に引かれ、これに伴って吸着部２が引かれてその下面にあるボール１２が環状突部２６の上面に押しつけられる。上記により吸着部２は、ステージ面２１の面方向にスライド移動可能でその他の方向では移動が規制されている。上記環状突部２６、ボール１２、１３および挟持板１１、押さえ板１４、圧縮コイルスプリング１５によって面方向以外の移動が規制された案内手段が構成されている。上記吸着部２、案内手段、吸引管３によって可動吸着装置１が構成されている。
【００２９】
上記ボール１２、１３は、可動吸着装置１の移動に際しての摩擦を軽減させ、可動吸着装置１の可動性を高めることができる。特に、数十μｍの液晶基板の熱膨張にも反応ができるようにスムーズな動作が可能となる。
また、上記コイルスプリング１０による初期位置復帰手段は、液晶基板４０の位置変動前に可動吸着装置１が偏った位置にないようにするので、液晶基板４０の位置変動に追随して可動吸着装置１が円滑かつ確実に移動することを可能にする。これにより可動吸着装置１がステージ上面に突出したり、ステージ表面の平坦度を乱すの防ぐことができる。
【００３０】
上記可動吸着装置１は、図２に示すように液晶基板ステージ２０の中心および４隅のうち、一隅を除いた４カ所に設置される。一方、除外した一隅には、従来用いられているような、固定ワーク保持装置に相当する吸着装置３０が設置されている。また、これら吸着装置の外側四方には、従来装置と同様にコーナ押さえ部２３が配置されている。
【００３１】
上記により構成されるワーク支持装置すなわち液晶基板支持装置を用いて、従来方法と同様に、ワークである基板４０を液晶基板ステージ２０上に設置する。
次いで、可動吸着装置１…１、吸着装置３０において真空吸引を行う。吸着装置３０による吸着は既に説明した通りでありその説明は省略する。可動吸着装置１では、吸引管３の吸引通路３ａを通して吸引が行われる。該吸引は、吸引通路３ａに連通した吸着用溝６、７に至る。この結果、吸着用溝６、７を吸着面４、５とともに覆う液晶基板４０の一部が真空吸着される。なお、この可動吸着装置１による吸着においては、ステージ面２１は吸着に寄与することはなく、液晶基板４０の相対的な移動が許容されている。また、上記各可動吸着装置１の吸着部２は、コイルスプリング１０からなる初期位置復帰手段によって初期時には設置穴２５の中央に位置しているので上記吸着に際してもその位置が保たれており、水平方向に移動可能な所定移動量が確実に確保されている。
【００３２】
上記吸着後、図５に示すようにレーザを用いた熱加工を行う。すると、従来と同様に液晶基板４０は昇温して熱膨張する。この際に、液晶基板４０は、吸着装置３０によって水平方向での移動が規制されているため、この吸着位置３０による吸着位置を原点として水平方向に位置移動する。この位置移動を受ける各可動吸着装置１では、吸着部２によって液晶基板４０を吸着するように保持しているため、液晶基板４０の位置移動力がそのまま吸着部２に伝えられる。この移動力を受ける吸着部２では、該移動力が吸引管３にも伝達され、吸引管３に伝達された移動力は、押さえ板１４、圧縮コイルスプリング１５を介して挟持板１１へと伝えられる。
【００３３】
上記移動力の伝達の結果、吸着部２および挟持板１１は、各コイルスプリング１０の弾性力に抗して、より大きな前記移動力によって、図３に示すように、ボール１２、１３が回転しつつ環状突部２６の上下面に沿って液晶基板４０の面方向に移動する。これにより液晶基板４０は、膨張による位置移動が水平方向に拘束されることなく可能になり、平坦度が保たれたままで熱加工がなされる。なお、液晶基板４０は、吸着装置３０によって水平方向の位置決めが一点で維持されており、したがって位置精度を損なうことなく熱加工を行うことができる。熱加工の推移によって液晶基板の温度が低下すると、膨張した状態から次第に収縮して位置移動が生じる。この位置移動に際しては、再度、吸着部２および挟持板１１が環状突部２６に沿って移動することで液晶基板の平坦性が保たれる。なお、吸着部２には、４つのコイルスプリング１０によって初期位置に復帰する弾性力が付与されており、熱加工による収縮が生じた際にも、速やかに初期位置に復帰して高い位置精度を維持することができる。
【００３４】
なお、上記実施形態では、液晶基板をレーザアニールする装置について説明をしたが、本発明は、該用途に限定をされるものではなく、板状のワークを保持する種々の用途に適用することが可能である。特に熱加工を受けてワークの膨張、収縮が生じる分野において好適である。
【００３５】
以上、本発明について、上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記で説明した内容に限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲で当然に適宜の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態における吸着装置を示す平面図および一部を断面した正面図である。
【図２】同じく、吸着装置を設置した液晶基板ステージを示す平面図および正面図である。
【図３】同じく、熱加工時の吸着装置の動作を示す一部を断面した正面図である。
【図４】従来の吸着装置を示す平面図および正面断面図である。
【図５】同じく、吸着装置を設置した液晶基板ステージを示す平面図および正面図である。
【図６】同じく、熱加工に際しての液晶基板のうねりを示す正面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    吸着装置
２    吸着部
３    吸引管
４    吸着面
５    吸着面
６    吸着用溝
７    吸着用溝
１０    コイルスプリング
１１    挟持板
１２    ボール
１３    ボール
１４    押さえ板
１５    圧縮コイルスプリング
２０    液晶基板ステージ
２１    ステージ面
２５    設置穴
２６    環状突部
３０    吸着装置
【図１】
2007331031.tif 000003
【図２】
2007331031.tif 000004
【図３】
2007331031.tif 000005
【図４】
2007331031.tif 000006
【図５】
2007331031.tif 000007
【図６】
2007331031.tif 000008