JP5561664B2 - リフトピン機構 - Google Patents

Description

本発明は、処理対象基板を処理するに際して、当該処理対象基板をその下側から支持するリフトピン機構に関し、特に液晶ディスプレイ用ガラス基板や半導体ウエハ等の熱処理に用いて好適なリフトピン機構に関する。

液晶ディスプレイ用ガラス基板、フィルム基板、半導体ウエハ等の処理対象基板にあっては、その表面に塗布膜が形成されて乾燥処理が施される。この場合において、処理対象基板は、その熱処理等に際して、下側からリフトピンで支持される。

例えば、液晶ディスプレイの製造においては、この液晶ディスプレイを構成するガラス基板に塗布膜が施されて乾燥されるが、この塗布膜の乾燥の際に、リフトピン機構を備えた塗布膜用乾燥炉が用いられる。この塗布膜用乾燥炉内でリフトピンによってガラス基板を支持して高温に加熱することで塗布膜を乾燥させるが、この際に、過熱されたリフトピンが、新たに処理される、冷えたガラス基板の裏面に当接して局部的に加熱することで塗布膜に悪影響を及ぼすことがある。

このリフトピンの接触で起きる局部的な加熱による塗布膜への悪影響を除くための改良が種々提案されている。この例として、引用文献１がある。

この引用文献１に記載の従来の塗布膜用乾燥炉は、図２に示すように、塗布膜用乾燥炉１は、ホットプレートヒータ２と乾燥室３を順次配置して、５段の乾燥室３，３，・・・を形成している。そして、前記乾燥室３の側面には搬送口４が設けられて、この搬送口４を開閉する搬送扉５が設けられている。

前記乾燥室３へのガラス基板６の出し入れは、前工程から送られてくるガラス基板６を受け取った搬送ロボット７により行われる。この搬送ロボット７は各乾燥室３の搬送口４に合わせて上下に移動するとともに、搬送口４より乾燥室３内へ延びるアーム８を備えており、アーム８上にガラス基板６が裁置されて乾燥室３へ搬入される。

前記ガラス基板６は、矩形状に形成されており、その上面６ａに塗布膜９が印刷されている。

送り手段１０は、図３に示すように、乾燥室３の底面である、ホットプレートヒータ２の上面に設けられている。送り手段１０は、前記搬送口４から搬入されたガラス基板６の下面と当接して支持する支持ピン１１と、移動ピン１２とを備えている。この移動ピン１２は、移動ピン１２の先端１２ａを支持ピン１１の先端１１ａよりも低い位置と高い位置とに垂直方向へ移動する垂直エアーシリンダー１３に取り付けている。また、垂直エアーシリンダー１３は水平方向へ移動する水平伸縮機構である水平エアーシリンダー１４に取り付けている。

これにより、ガラス基板６の乾燥作業は次のようにして行われる。

搬送ロボット７のアーム８上にガラス基板６が裁置されて乾燥室３へ搬入される。乾燥室３の搬送口４では搬入扉５が開放されている。アーム８上に支持されたガラス基板６は、搬送口４から乾燥室３内へ搬入され、アーム８が下降されてガラス基板６が支持ピン１１上に載置される。次いで、搬入扉５が閉じられる（図３（ａ）の状態）。乾燥室３内は、ホットプレートヒータ２で設定温度に制御されている。

次いで、垂直エアーシリンダー１３によって移動ピン１２が上昇されることになり、支持ピン１１から移動ピン１２（図３（ｂ）の状態）へとガラス基板６の底面の当接が切り替わる。

次いで、水平エアーシリンダー１４によって垂直エアーシリンダー１３及び移動ピン１２を移動（図３（ｃ）の右へ移動した状態）させてガラス基板６を移動させ、垂直エアーシリンダー１３で移動ピン１２を下降させて（図３（ｄ）の状態）、ガラス基板６を支持ピン１１上に載置させる。次いで、移動ピン１２を元の位置（図３（ｅ）の状態）へ戻す。

この一連の動きを１サイクルとして乾燥時間中何回もこのサイクルを繰り返す。この１サイクルは移動ピン１２の移動速度が早い程、ピン痕残りが発生し難いが、塗布膜の厚みにもよるがおおよそ４〜８秒で行われる。

このサイクル又は逆サイクル（図３（ｅ）→図３（ｄ）→図３（ｃ）→図３（ｂ）→図３（ａ））を行って、ピンの痕跡が生じ難くなるようにしている。

また、リフトピンと固定ピンとで交互にガラス基板を支持してピン跡等が生じないようにしたものもある。このような例としては引用文献２に記載のものがある。具体的には、基板を処理室に搬入する際に、リフトピンを所定の位置まで上昇させて、基板をこのリフトピンに載置させ、このリフトピンを下降させる。リフトピンが下降していくと、固定ピンの上端部が基板の下面に当接する位置でリフトピンから固定ピンに基板が受け渡しされる。そして、リフトピンの上端部が基板の下面に接触しない位置で停止する。処理室の減圧が開始し、処理が終了すると、再びリフトピンが上昇して、固定ピンから基板を受け取り、所定の位置まで上昇させる。このように、基板の同じ位置をピンで保持し続けないようにして、ピン跡等が生じないようにしている。
特開２００６−６１７５５号公報 特開平１０−７６２１１号公報

しかしながら、前記特許文献１の塗布膜用乾燥炉では、移動ピン１２でガラス基板６を持ち上げてずらして支持ピン１１に載置するが、その一連の動作によって、加熱された支持ピン１１及び移動ピン１２が数秒間ガラス基板６の裏面に接触してガラス基板６を過熱することになる。

このとき、ガラス基板６の厚さや材質等のために熱伝導率が悪くて、ガラス基板６の上側面の塗布膜９まで熱が伝わりづらい場合は問題ないが、ガラス基板６が薄かったり熱伝導率が良かったりすると、塗布膜９まで熱が伝わってしまい、乾燥ムラやピン痕等が生じてしまう。

また、特許文献２の減圧乾燥装置では、ガラス基板の下面の異なる位置を固定ピンとリフトピンとで交互に支持して乾燥するという構成であるが、二点で交互に支持しているだけなので、ガラス基板が薄かったり熱伝導率が良かったりすると、塗布膜まで熱が伝わってしまい、乾燥ムラやピン痕等の悪影響を及ぼしてしまう。

本発明は、上述の問題点に考慮してなされたもので、接触して支持するピンによる処理対象基板への影響を最小限に抑えたリフトピン機構を提供することを目的とする。

かかる課題を解決するために、本発明は、処理対象基板をその下側から当接して支持する昇降ピンを備えたリフトピン機構であって、（１）前記処理対象基板に対する支持領域を異なるように前記処理対象基板の下方に配設された複数の昇降ピンユニットを備え、（２）前記各昇降ピンユニットが、（２−１）上下動可能に支持された複数の昇降ピンと、（２−２）前記各昇降ピンに対応してそれぞれ設けられ、対応する前記昇降ピンの下端部に当接して当該昇降ピンを昇降させるカム機構を備えて、上方に最も突出している昇降ピンが順々にかつ繰返し代わるように前記各昇降ピンの上下動を連動して行い、上方に最も突出している昇降ピンによって、前記処理対象基板を設定高さに支持する昇降手段と、（２−３）前記各カム機構を駆動して、前記昇降手段による前記各昇降ピンの上下動を駆動させる駆動部とを備え、（３）複数の前記昇降ピンユニットを間隔をおいて一列に配設すると共に、このような列を、列の直交方向に間隔をおいて複数列設け、（４）同一列の複数の前記昇降ピンユニットにおける駆動部がそれぞれ、共通する駆動源の運動を受けて、対応する昇降手段のカム機構を駆動することを特徴とする。

前記構成により、前記処理対象基板の下側に複数配設された昇降ピンユニットが、複数の昇降ピンを１ずつ又は２以上を同時に、かつ順々に昇降させて、各昇降ピンの上端を前記処理対象基板の下側面に当接させることで、この昇降ピンによって前記処理対象基板を支持する。

前記処理対象基板が熱処理される場合には、加熱された昇降ピンによる熱が前記処理対象基板に伝わりにくくなり、前記処理対象基板の表面にムラやピン痕等が生じるのを確実に防止することができる。

本発明の第１実施形態にかかるリフトピン機構を示す斜視図である。 従来の塗布膜用乾燥炉を示す概略側面図である。 従来の塗布膜用乾燥炉の移動ピンの動作を示す模式図である。 本発明の第１実施形態にかかるリフトピン機構を示す要部拡大図である。 図４のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ矢視断面を便宜的に各昇降ピンの間隔で並べて動作を示す模式図である。 本発明の第１実施形態にかかるリフトピン機構をホットプレートの上側から見た平面図である。 本発明の第１実施形態にかかるリフトピン機構を示す正面図である。 本発明の第２実施形態にかかるリフトピン機構のカム機構を示す要部拡大図である。 本発明の第２実施形態にかかるリフトピン機構の熱膨張吸収手段を示す概略構成図である。 本発明の第２実施形態の変形例を示す概略構成図である。 本発明の第３実施形態にかかるリフトピン機構を示す概略構成図である。 本発明の第３実施形態にかかるリフトピン機構を示す概略構成図である。 本発明の変形例に係る偏芯カムを示す側面図である。 本発明の変形例に係る直動カムを示す側面図である。 本発明の変形例に係るリフトピン機構を示す正面図である。 本発明の実施形態にかかるリフトピン機構のカム機構及び真空室を示す側面図である。

符号の説明

２１ リフトピン機構、２２ 昇降ピンユニット、２３ 昇降ピン、２４ 昇降手段、２５ 駆動部、２６ ガラス基板、２７ 軸部、２８ 頭部、２９ スプリング、３０ カム機構、３１ 連結軸、３２ カップリング、３４ 容器、３５ カムシャフト、３６ 偏芯カム、３８ 駆動モータ、３９ モータ連結軸、４０ 制御部、４３ ホットプレート、４４ 挿入穴、４５ ベース板。

以下に、本発明の実施形態について説明する。本発明のリフトピン機構は、処理対象基板に接触して当該処理対象基板を支持するピンによって当該処理対象基板に及ぶ影響を最小限に抑えるように改良した装置である。この影響としては、熱や静電気等が考えられる。ここでは、熱による影響を解消した例を説明する。具体的には、前記従来技術と同様の塗布膜用乾燥炉を例に説明する。このため、処理対象基板は、上側面に塗布膜が施されたガラス基板となる。なお、塗布膜用乾燥炉の全体構成は従来技術と同様であるため、ここでは、リフトピン機構を中心に説明する。

［第１実施形態］
図１に示すように、リフトピン機構２１は、ガラス基板２６(図４参照)をその下側から支持するための機構である。このリフトピン機構２１は、ガラス基板２６の下側に、このガラス基板２６の全域に亘って複数個配設された昇降ピンユニット２２を備えて構成されている。

この昇降ピンユニット２２は、４本の昇降ピン２３を一組として当該一組の昇降ピン２３のうちの１ずつ又は２以上を同時に、かつ順々に昇降させて各昇降ピン２３の上端を前記ガラス基板２６の下側面に当接させて支持するための装置である。

昇降ピンユニット２２は具体的には、昇降ピン２３と、昇降手段２４と、駆動部２５とから構成されている。

昇降ピン２３は、上下動可能に支持されると共に、ガラス基板２６をその下側から支持するための材料である。この昇降ピン２３は、軸部２７と、頭部２８とから構成されている。軸部２７は、上下動可能に支持され、昇降手段２４によって上下動する部分である。頭部２８は、軸部２７の下端部に一体的に設けられ、後述する昇降手段２４の偏芯カム３６に当接して、カム面に追従する部分である。頭部２８が偏芯カム３６のカム面に当接して追従することで、昇降ピン２３がカム面の形状に沿って上下動する。昇降ピン２３には、必要に応じてスプリング２９（図４参照）が設けられる。このスプリング２９は、偏芯カム３６で押し上げられる昇降ピン２３が、偏芯カム３６のカム面に追従して上下動するように、昇降ピン２３を下方へ付勢している。

昇降手段２４は、昇降ピン２３を上下動させるための装置である。この昇降手段２４は、カム機構３０と、連結軸３１と、カップリング３２とから構成されている。

カム機構３０は、昇降ピン２３の下端部の頭部２８に当接してこの昇降ピン２３を昇降させるための装置である。このカム機構３０は、図１，４，５に示すように、容器３４内に回転可能に支持されたカムシャフト３５と、このカムシャフト３５に４つ設けられた偏芯カム３６とから構成されている。４つの偏芯カム３６は、全て外周のカム面が円形で、その一端のカムから順々に９０度ずつ偏芯方向を変えて配設されている。これにより、４本の昇降ピン２３は、その一端から順々に１つずつ押し上げてガラス基板２６の裏面に当接して支持するようになっている。

連結軸３１は、カムシャフト３５に連結されて、駆動部２５からのトルクを伝達するための軸である。

カップリング３２は、連結軸３１同士や、後述する駆動モータ３８のモータ連結軸３９と連結軸３１とを連結するための部材である。カップリング３２は、円柱状の本体の中央に、前記モータ連結軸３９や連結軸３１が嵌合する連結穴３２Ａを備え、この連結穴３２Ａに連結軸３１等を挿入してそれらの先端をネジ３２Ｂで固定して連結する。

駆動部２５は、駆動モータ３８と、モータ連結軸３９とから構成されている。駆動モータ３８は、前記カム機構３０のカムシャフト３５を駆動するモータである。駆動モータ３８は、この駆動モータ３８を制御する制御部４０に接続されている。この制御部４０は、昇降手段２４を駆動する速度を調整するための装置である。制御部４０は、駆動モータ３８のみを制御する独立した装置として構成されたり、塗布膜用乾燥炉の全体を制御する制御部(図示せず)の一部として組み込まれたりする。この制御部４０は、駆動モータ３８を制御して、カムシャフト３５の偏芯カム３６の回転数を調整できるようになっている。具体的には、制御部４０で、偏芯カム３６の回転数を、０．２秒／回〜数秒／回まで設定できるようになっている。この制御部４０は、モータに印加する電圧や周波数等を細かく制御して回転数を調整するインバーター等のコントローラーを備えた構成されている。

モータ連結軸３９は、駆動モータ３８とカムシャフト３５とを連結するための軸である。モータ連結軸３９は後述するベース板４５の支持板４６に回転可能に支持されている。駆動モータ３８とカムシャフト３５とは、モータ連結軸３９とカップリング３２と連結軸３１を介して連結されている。

以上の構成のリフトピン機構２１は、図６及び図７に示すように、前記昇降ピンユニット２２が１つのリフトピンを構成し、当該リフトピンとしての昇降ピンユニット２２が塗布膜用乾燥炉の乾燥室内に設けられた処理対象基板としてのホットプレート４３の下側に複数個配設されている。ホットプレート４３は、その上側に設置されるガラス基板２６を加熱するための加熱装置である。リフトピン機構２１は、ホットプレート４３の下側に設けられている。具体的には、リフトピン機構２１のカム機構３０が縦に５個ずつ、横に４個ずつ、合計で２０個ほぼ等間隔に配設されている。ホットプレート４３の各カム機構３０に対応する位置には、４つの挿入穴４４が設けられ、各挿入穴４４に昇降ピンユニット２２の昇降ピン２３がそれぞれ挿入されるようになっている。

各カム機構３０は、カップリング３２で連結されている。ここでは、ガラス基板２６の大きさに対応して４個のカム機構３０がカップリング３２で連結されて、１つの駆動モータ３８で駆動されるようになっている。そして、この４個連結されたカム機構３０がガラス基板２６の大きさに対応して並行に５列配設されて、ホットプレート４３の下側面の全面に互いにほぼ均等間隔で配設されている。ホットプレート４３の大きさに応じた個数のカム機構３０をカップリング３２で接続して、任意の大きさに自由に構成する。

ホットプレート４３の上側面には、複数の固定ピン４３Ａが設けられている。この固定ピン４３Ａは、ガラス基板２６をホットプレート４３の近くに配置して加熱するために用いられるピンである。

リフトピン機構２１は、ベース板４５に取り付けられている。このベース板４５は、昇降機構(図示せず)によって上下に移動可能に支持されている。この昇降機構でリフトピン機構２１が昇降することで、塗布膜用乾燥炉の乾燥室内に挿入されて昇降ピン２３で支持されたガラス基板２６を、上下に移動させるようになっている。これにより、各乾燥工程に応じてガラス基板２６とホットプレート４３との距離を調整する。ベース板４５上には、モータ連結軸３９を回転可能に支持する支持板４６が設けられている。

［動作］
以上のように構成されたリフトピン機構２１は次のように動作する。

まず、塗布膜用乾燥炉の乾燥室内のホットプレート４３を設定温度に加熱する。これに伴って、ホットプレート４３の挿入穴４４に挿入された昇降ピン２３も加熱される。

この状態で、ガラス基板２６が乾燥室内に挿入されて、ホットプレート４３の上側面に延出している昇降ピン２３上に載置される。

このとき、駆動部２５の駆動モータ３８で昇降手段２４の偏芯カム３６が設定回転数で回転されている。この偏芯カム３６の回転によって４本の昇降ピン２３は、１つずつ、かつ順々に昇降する。４つの偏芯カム３６は９０度ずつずらされているため、カムシャフト３５が９０度回転する毎に、各昇降ピン２３が順々に昇降して、昇降ピン２３の先端がガラス基板２６の裏面に当接してこのガラス基板２６を支持する。

ここでは、カムシャフト３５が０．２秒／回の速度回転されている。これにより、４本の昇降ピン２３が順々に、かつ０．０５秒毎にガラス基板２６の裏面に当接して支持している。このカムシャフト３５の回転数は、昇降ピン２３の温度、昇降ピン２３の本数、ガラス基板２６の寸法等の諸条件に応じて、最適な値を選択する。

この動作は、ホットプレート４３の下側に配設された２０個のカム機構３０すべてで行われ、ガラス基板２６がその裏面の２０箇所の位置で、０．０５秒毎にガラス基板２６との接触位置が変わる昇降ピン２３で支持される。

これにより、冷えた状態で塗布膜用乾燥炉の乾燥室内に挿入されたガラス基板２６は、過熱された昇降ピン２３に直接接触してこの昇降ピン２３で加熱されるが、１つの昇降ピン２３とガラス基板２６とは、１周０．２秒の中で０．０５秒以内の一瞬だけ接触するため、昇降ピン２３の熱がガラス基板２６に伝わりづらく、ガラス基板２６の上側面の塗布膜を局部的に加熱することが無くなる。

ガラス基板２６が加熱されて温度が上昇して昇降ピン２３と同じ又は同じ程度になったら、カムシャフト３５の回転数を遅くし、又は停止する。

リフトピン機構２１は、ベース板４５の昇降機構で、各工程での設定高さに適宜調整される。例えば、乾燥工程の後半に、図５（ａ）の状態から図５（ｂ）の固定ピン４３Ａに支持された状態にして、ガラス基板２６をホットプレート４３に近づけて加熱する。また、ガラス基板２６をホットプレート４３の上側面に直接置いて加熱する場合もある。

塗布膜用乾燥炉での乾燥処理が終了すると、ガラス基板２６は外部に搬出され、次のガラス基板２６が搬入されて、乾燥処理が繰り返される。

メンテナンス時には、任意の位置のカム機構３０に対して、選択的に修理、交換等を行う。この場合は、メンテナンス対象のカム機構３０の前後のカップリング３２を外して、そのカム機構３０の修理、交換等を行う。

［効果］
以上のように、ガラス基板２６の下側に複数配設された昇降ピンユニット２２のカム機構３０が、４本の昇降ピン２３を１本ずつ、かつ順々に昇降させて、各昇降ピン２３の上端をガラス基板２６の下側面に当接させてガラス基板２６を支持するため、加熱された昇降ピン２３による熱がガラス基板２６に伝わりにくくなり、乾燥ムラやピン痕等が生じるのを確実に防止することができる。これにより、真空ベーク処理を省略できる。

制御部４０で駆動モータ３８の回転数を制御して、偏芯カム３６による昇降ピン２３の上下への昇降速度を制御するため、昇降ピン２３の上端とガラス基板２６の下側面との当接時間を自由に調整することができる。これにより、諸条件に応じた最適な偏芯カム３６の回転数に調整することができる。

リフトピン機構２１は、複数のカム機構３０をカップリング３２で連結して構成することで、大きさの異なるホットプレート４３に対して自由に大きさを調整することができる。カム機構３０の配設密度も自由に調整することができる。

さらに、昇降手段２４のカム機構３０が、ガラス基板２６の大きさに対応した数（ここでは４個）だけカップリング３２で連結され、かつガラス基板２６の大きさに対応した数（ここでは５列）だけ並列に配設されるため、種々の大きさのガラス基板２６に対して、カム機構３０が最適な位置に配設されたリフトピン機構２１を容易に構成することができる。カップリング３２で連結された４個のカム機構３０は１個の駆動モータ３８で駆動されるため、駆動モータ３８の数を減らせる。

また、メンテナンス時には、メンテナンス対象のカム機構３０の前後のカップリング３２を取り外すことで、そのカム機構３０を取り外してメンテナンスできるため、メンテナンス時の作業性が向上する。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。

本実施形態のリフトピン機構は、ホットプレート４３の熱膨張に伴うズレを吸収する熱膨張吸収手段を備えたものである。従来は、昇降ピン２３の挿入される穴を大きくして、ホットプレート４３の熱膨張分を吸収するようにしていた。これに対して、本実施形態のリフトピン機構は、熱膨張吸収手段で吸収するようにしたものである。本実施形態のリフトピン機構では、熱膨張吸収手段以外の構成は、前記第１実施形態のリフトピン機構２１と同様であるため、ここでは熱膨張吸収手段を中心に説明する。

図８，９に示すように、熱膨張吸収手段５１は、熱膨張に伴うズレを吸収する電磁石５２によって構成されている。電磁石５２は、上部駆動部５３に組み込まれたコイル５４と、電源５５と、スイッチ５６とから構成されている。昇降ピン２３は磁性体で構成され、その頭部２８が電磁石５２と電磁的に結合するようになっている。上部駆動部５３には連結棒５７を介して下部駆動部５８が設けられ、連結棒５７が上下動可能に支持されて、下部駆動部５８と共に上部駆動部５３が偏芯カム３６に追従して上下動するようになっている。

上部駆動部５３の上側面と、昇降ピン２３の頭部２８の下側面とは、互いに平坦面状に形成されている。これにより、上部駆動部５３と昇降ピン２３の頭部２８とが、互いに確実に、電磁的に結合することができると共に、互いの当接面に沿って容易にずらすことができるようになっている。

以上のように構成されたリフトピン機構の熱膨張吸収手段５１は、次のように動作する。

熱処理に先立って、ホットプレート４３が設定温度に加熱されるが、そのときホットプレート４３は温度の上昇と共に熱膨張する。この熱膨張は、その中心位置からの距離に比例して大きくなる。具体的には、ホットプレート４３の四隅のカム機構３０の部分が最も大きくずれてしまう。これに対して、ホットプレート４３の中心付近の昇降ピンユニット２２の部分のずれは小さい。

このため、ホットプレート４３の加熱に伴って、スイッチ５６をオフして、昇降ピン２３の頭部２８と電磁石５２との電磁的結合を解除する。これにより、昇降ピン２３の頭部２８と上部駆動部５３とが、図９のようにずれる。ホットプレート４３が設定温度になったら、それ以上の熱膨張はないので、スイッチ５６をオンして、昇降ピン２３の頭部２８と電磁石５２とを電磁的に結合する。これにより、ホットプレート４３の膨張を吸収する。

これ以外の動作は、前記第１実施形態のリフトピン機構２１と同様である。

以上のように、昇降ピン２３の頭部２８と電磁石５２との電磁的結合を、ホットプレート４３の加熱に伴って、このホットプレート４３が設定温度になるまで一時的に解除するので、熱膨張に伴う昇降ピン２３のずれを確実に吸収することができるようになる。

なお、ここでは、電磁石５２を用いて、昇降ピン２３の頭部２８と電磁石５２とを電磁的に結合するようにしたが、永久磁石を用いても良い。

この場合は、図１０に示すように、昇降ピン２３の頭部２８を、Ｎ極又はＳ極の永久磁石で構成する。さらに、前記上部駆動部５３の部分は、コイル５４の代わりに、Ｓ極又はＮ極の永久磁石で構成する。そして、互いの当接面は平坦面状になっている。

これにより、熱膨張に伴うズレを前記平坦面状の当接面の互いのズレで吸収する。これは、永久磁石の特性を利用したものである。Ｎ極とＳ極の永久磁石が互いに結合すると、これらを引き離す方向へは非常に強い力を必要とするが、当接面に沿う方向には僅かな力でずらすことができる。この平坦面状の当接面で互いに当接した永久磁石によって、熱膨張に伴うズレを前記平坦面状の当接面の互いのズレで吸収して、上下方向を確実に結合する。

この場合も、前記第２実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

なお、前記永久磁石は、昇降ピン２３の頭部２８側又は上部駆動部５３側のいずれか一方のみに用いて、他方を磁性体にしても良い。

さらに、前記永久磁石の代わりに電磁石を用いても良い。この場合は、前記第２実施形態の場合と異なって、前記永久磁石と同様の態様で用いる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。

本実施形態のリフトピン機構は、第１実施形態のカム機構３０の偏芯カム３６の代わりに、直動カムを用いたものである。

図１１及び図１２に示すように、カム機構６１は、直動カム６２と、従動部６３とから構成されている。

直動カム６２は、水平方向に往復動する平板状の棒材で構成されている。この平板棒状の直動カム６２の上側面に、昇降ピン２３を上下動させるための山型のカム面が形成されている。この山型のカム面の形状を調整して、昇降ピン２３の上下動の速度、移動量等を設定する。直動カム６２は、連結棒６５で駆動部(図示せず)に接続されている。この駆動部は、往復運動をする機構で構成され、直動カム６２を往復動させる。

従動部６３は、ローラ部６６と、上下動片部６７とから構成されている。ローラ部６６は上下動片部６７の下端部に回転可能に支持されている。上下動片部６７は、上下動可能に支持されている。これにより、ローラ部６６が直動カム６２の山型のカム面に沿って回転することで、上下動片部６７が上下動して、昇降ピン２３を昇降させるようになっている。

従動部６３は、各昇降ピン２３にそれぞれ取り付けられている。４本の昇降ピン２３に合わせて、４個の従動部６３が配設されている。

以上のように構成されたリフトピン機構では、前記駆動部で直動カム６２が往復運動され、これに伴って従動部６３のローラ部６６が山型のカム面に沿って回転し、上下動片部６７が上下動して、昇降ピン２３を昇降させる。

さらに、直動カム６２は、往復動することで、４つの従動部６３を順々に上下動させて、４本の昇降ピン２３を順々に昇降させる。これにより、前記第１実施形態の昇降ピン２３と同様に、ガラス基板２６を支持する。

この場合も、前記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

前記各実施形態では、塗布膜用乾燥炉内での加熱による乾燥作業を例に説明して、熱による影響を抑えるためのリフトピン機構について説明したが、昇降ピン２３による影響としては、熱以外に、静電気等の他の要因も考えられる。静電気等の他の要因の場合も、前記各実施形態のリフトピン機構２１により処理対象基板への悪影響を解消することができる。静電気の場合は、各昇降ピン２３で電荷を分散させることができる。

前記各実施形態では、昇降ピン２３を４本設けた場合を例に説明したが、２本、３本又は５本以上でも良いことは言うまでもない。支持するガラス基板２６の大きさやリフトピン機構２１の設置数等の諸条件に応じて本数を決定する。この昇降ピン２３の本数に応じて偏芯カム３６の設置個数を調整する。

前記各実施形態では、昇降ピン２３として、先端の尖った細いピンを用いたが、この昇降ピン２３の形状としては、先端の尖った細いピンに限らず、昇降ピンユニット２２で上下動させることができる既存の全てのピンを用いることができる。

前記第１実施形態では、昇降ピン２３を昇降させる手段として回転カムを用い、第３実施形態では直動カムを用いたが、端面カム等の他のカム機構を用いてもよいことは言うまでもない。昇降ピン２３を上下動できる構成のカム機構であれば、前記各実施形態同様の作用、効果を奏することができる。

なお、端面カムの場合は、各昇降ピン２３は、前記各実施形態同様のように、直列に４本並ぶのではなく、円形に沿って配設されることになる。

また、前記第１実施形態では、偏芯カム３６の外周のカム面を円形にしたが、楕円形等の他の形状でもよいことは言うまでもない。この偏芯カム３６の形状を適宜調整して昇降ピン２３の上下への移動量や動き方、ガラス基板２６への接触時間等を適宜設定する。

また、前記第１実施形態では、４本の昇降ピン２３は、その一端から順々に１つずつガラス基板２６の裏面に当接して支持するようにしたが、各昇降ピン２３のうちの２以上を同時に、かつ順々に上下動させるようにしても良い。また、４本の昇降ピン２３をその一端から順番に昇降させたが、昇降させる順番はバラバラでもよい。例えば、１本目、４本目、２本目、３本目の順番に順々に昇降させる等の他の順番で昇降させてもよい。昇降ピン２３がガラス基板２６の裏面に当接している時間も、偏芯カム３６の形状を変えることで、容易に設定することができる。

また、前記第１実施形態では、制御部４０で、偏芯カム３６の回転数を、０．２秒／回〜数秒／回まで設定できるようにしたが、一般的には、カムシャフト３５の回転数は極力高くして、１本の昇降ピン２３のガラス基板２６への接触時間を短くした方が望ましい。このため、カムシャフト３５の回転を上げると共に、昇降ピン２３の本数を増やす方が望ましい。

前記実施形態では、偏芯カム３６を真円の回転板を用いて構成したが、真円に限らず他の形状でもよい。例えば、図１３に示すように、偏芯カム７０を、その外周形状の一部に、回転中心と同心円の円弧部７１を備えて構成しても良い。さらに、この円弧部７１は、隣り合う偏芯カム７０同士で一部重なるように設定される。

これにより、偏芯カム７０が回転されると、この偏芯カム７０の外周形状に沿って昇降ピン２３が昇降する。具体的には、昇降ピン２３は、偏芯カム７０の回転により上昇し、円弧部７１で上端位置となって止まり、円弧部７１を過ぎると降下する。

４つの偏芯カム７０が連結軸３１で回転されると、隣接する２つの昇降ピン２３の一方が、先行する偏芯カム７０で上昇されて円弧部７１の上端位置で止まり、円弧部７１を過ぎると降下する。この降下の直前に、隣接する２つ昇降ピン２３の他方が、後行する偏芯カム７０で上昇されて、偏芯カム７０の一部重なる部分で、２つの昇降ピン２３が同時に上端位置まで上昇してガラス基板２６を支持する。この直後、一方の昇降ピン２３は降下し、他方の昇降ピン２３は上端位置で止まり、円弧部７１を過ぎると降下する。

これを４つの昇降ピン２３が隣同士で連携して行う。端部の昇降ピン２３の場合は、一端部の昇降ピン２３と他端部の昇降ピン２３とが隣同士として連携し合う。これにより、隣り合う２つの昇降ピン２３のうちのいずれかが必ずガラス基板２６を支持することになる。この結果、複数の昇降ピン２３のうちいずれか１本は必ずガラス基板２６に接触して、ガラス基板２６を安定して支持することができる。

前記実施形態では、直動カム６２を山型にしてその頂点を設け、昇降ピン２３はこの頂点の手前で上昇して、頂点を過ぎると降下する構成にしたが、頂点部分を平坦にしても良い。具体的には、図１４に示すように、直動カム７２は、その山型形状の頂点部分に、平坦面部７３が形成されている。

さらに、平坦面部７３は、複数配設された昇降ピン２３のうち少なくとも隣接する２つの昇降ピン２３のローラ部６６に同時に接触し得る長さに設定されている。３つ以上の昇降ピン２３のローラ部６６が同時に接触し得る長さに設定しても良い。

これにより、直動カム７２を移動させると、各昇降ピン２３が、直動カム７２で昇降され、平坦面部７３で上端位置となって止まり、ガラス基板２６を支持する。各昇降ピン２３は、平坦面部７３を過ぎると再び降下する。このとき、隣り合う２つの昇降ピン２３のローラ部６６が平坦面部７３の両端付近で同時に上端位置となって、２つの昇降ピン２３が同時にガラス基板２６を支持する。この直後、一方の昇降ピン２３は降下し、他方の昇降ピン２３は上端位置で止まり、平坦面部７３を過ぎると降下する。

これを４つの昇降ピン２３が隣同士で連携して行う。これにより、隣り合う２つの昇降ピン２３のうちのいずれかが必ずガラス基板２６を支持することになる。この結果、複数の昇降ピン２３のうちいずれか１本は必ずガラス基板２６に接触して、ガラス基板２６を安定して支持することができる。

この場合も前記実施形態同様の作用、効果を奏することができる。

前記実施形態では、真空中での処理については考慮していないが、本願発明は真空中での処理にも適用できる。具体的には、図１５に示すように、ホットプレート４３のうち昇降ピン２３の軸部２７が通る穴の上下端部にＯリング７５をそれぞれ装着する。Ｏリング７５は、リング溝やワッシャ等の既存の技術で固定する。Ｏリング７５は、ホットプレート４３の穴に挿入できる大きさの環状シール材で構成されている。このＯリング７５でホットプレート４３の穴が密封されて、昇降ピン２３の軸部２７がＯリング７５の中央の孔に通される。

ホットプレート４３の上側には、側壁部７６が一体的に設けられ、側壁部７６の上端に天板７７で取り付けられている。側壁部７６と天板７７との間は、Ｏリング７８で密封されている。これにより、ホットプレート４３と側壁部７６と天板７７とで真空室７９が形成されている。この真空室７９内で真空ベーキングや真空乾燥等の処理が行われる。

この場合も前記実施形態同様の作用、効果を奏することができる。

前記実施形態では、リフトピン機構２１を単独で備えた場合を例に説明したが、リフトピン機構２１と既存の送り手段とを組み合わせて構成しても良い。既存の送り手段でガラス基板２６を持ち上げて例えば１ｍｍずつ移動させる。そして、リフトピン機構２１の４本の昇降ピン２３で交互にガラス基板２６を支持する。これにより、ガラス基板２６の裏面に接触する昇降ピン２３の同じ場所への接触回数を減少させることができ、昇降ピン２３の接触によるガラス基板２６の裏面へのダメージを大幅に低減することができる。

特に、送り手段とリフトピン機構２１を交互に作動させると、各昇降ピン２３はガラス基板２６の裏面の同じ場所に２回接触することがなくなり、昇降ピン２３の接触によるガラス基板２６の裏面へのダメージを最小限に抑えることができる。

また、ガラス基板２６を移動させる際に、移動ピッチを変えて往復させてもよい。例えば、送り手段で一方へ１ｍｍピッチで移動させ、次いで他方へ０．８ｍｍピッチで移動させてもよい。また、送り手段でガラス基板２６を移動させる方向としては、前後方向だけでなく、左右方向も適宜組み合わせてガラス基板２６を移動させてもよい。

Claims (9)

1. 処理対象基板をその下側から当接して支持する昇降ピンを備えたリフトピン機構であって、
   前記処理対象基板に対する支持領域を異なるように前記処理対象基板の下方に配設された複数の昇降ピンユニットを備え、
   前記各昇降ピンユニットが、
   上下動可能に支持された複数の昇降ピンと、
   前記各昇降ピンに対応してそれぞれ設けられ、対応する前記昇降ピンの下端部に当接して当該昇降ピンを昇降させるカム機構を備えて、上方に最も突出している昇降ピンが順々にかつ繰返し代わるように前記各昇降ピンの上下動を連動して行い、上方に最も突出している昇降ピンによって、前記処理対象基板を設定高さに支持する昇降手段と、
   前記各カム機構を駆動して、前記昇降手段による前記各昇降ピンの上下動を駆動させる駆動部とを備え、
   複数の前記昇降ピンユニットを間隔をおいて一列に配設すると共に、このような列を、列の直交方向に間隔をおいて複数列設け、
   同一列の複数の前記昇降ピンユニットにおける駆動部がそれぞれ、共通する駆動源の運動を受けて、対応する昇降手段のカム機構を駆動する
   ことを特徴とするリフトピン機構。
2. 請求項１に記載のリフトピン機構において、
   前記昇降手段のカム機構が、回転板状の偏芯カムを備え、
   当該偏芯カムが、その外周形状の一部に、回転中心からの距離が等しく対応する前記昇降ピンの突出量を維持させる円弧部を有することを特徴とするリフトピン機構。
3. 請求項２に記載のリフトピン機構において、
   隣り合う偏芯カムの円弧部を一部重なるようにし、隣り合う前記昇降ピンの突出量を同じにしている期間を形成させることを特徴とするリフトピン機構。
4. 請求項１に記載のリフトピン機構において、
   前記昇降手段のカム機構が、直動カムを備え、
   当該直動カムが、その山型形状の頂点部分に、平坦面部を有することを特徴とするリフトピン機構。
5. 請求項４に記載のリフトピン機構において、
   隣り合う前記直動カムの平坦面部が、隣り合う前記昇降ピンに同時に接触し得る長さに設定され、隣り合う前記昇降ピンの突出量を同じにしている期間を形成させることを特徴とするリフトピン機構。
6. 請求項１に記載のリフトピン機構において、
   前記駆動部が、前記昇降手段を駆動する速度を調整する制御部を備えたことを特徴とするリフトピン機構。
7. 請求項１に記載のリフトピン機構において、
   前記各昇降ピンが、前記処理対象基板を加熱するホットプレートの熱膨張に伴う前記各昇降ピンの前記ホットプレートの面に沿う方向のズレを吸収する熱膨張吸収手段を備えたことを特徴とするリフトピン機構。
8. 請求項７に記載のリフトピン機構において、
   前記熱膨張吸収手段が、互いの当接面を平坦面状にして電磁的に結合し、熱膨張に伴って一時的に結合を解除して前記互いの当接面をずらすことで、前記処理対象基板を加熱するホットプレートの熱膨張に伴う対応する前記昇降ピンの前記ホットプレートの面に沿う方向のズレを吸収する電磁石を備えることを特徴とするリフトピン機構。
9. 請求項７に記載のリフトピン機構において、
   前記熱膨張吸収手段が、互いの当接面を平坦面状にしてその一方をＮ極、他方をＳ極として電磁的に結合し、前記処理対象基板を加熱するホットプレートの熱膨張に伴う対応する前記昇降ピンの前記ホットプレートの面に沿う方向のズレを前記平坦面状の当接面の互いのズレで吸収する永久磁石又は電磁石を備えて構成されたことを特徴とするリフトピン機構。

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