CN104941830A - 超声波振动加热干燥装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超声波振动加热干燥装置，其可以保持振动板部整体的温度均匀，并可以抑制基板上的涂布膜形成干燥不匀。该超声波振动加热干燥装置具有：振动板部，其使基板超声波振动悬浮；加热器部，其对振动板部进行加热；支撑部件，其穿过支撑贯穿孔来支撑振动板部，使得振动板部与加热器部相对，其中，所述支撑贯穿孔形成于加热器部，支撑部件的结构为，贯插于支撑贯穿孔中的部分的至少与支撑贯穿孔的内周面相对的部分被比支撑部件的放射率高的高放射率部件覆盖。

Description

超声波振动加热干燥装置

技术领域

本发明涉及超声波振动加热干燥装置，其通过在使基板悬浮在进行超声波振动的振动板上的状态下进行加热，从而在非接触状态下使形成在基板上的涂布膜加热干燥。

背景技术

在液晶显示器或等离子显示器等平板显示器上，使用在基板上涂布了抗蚀剂的基板(称为涂布基板)。这种涂布基板通过如下方式生产：通过涂布装置在基板上均匀地涂布抗蚀剂从而形成涂布膜，之后通过干燥装置使涂布膜干燥。

最近，关于涂布膜的干燥，为了避免干燥时对基板的背面(涂布面的相反侧)造成损伤而使用超声波加热干燥装置，该超声波加热干燥装置可以不接触基板的背面而使涂布膜干燥(例如参照下述专利文献1)。这种超声波加热干燥装置例如如图4所示，具有使基板W进行超声波悬浮的振动板部100、和与该振动板部100的背面整体相对的平板形状的加热器部101，通过对加热器部101进行加热从而可以使悬浮在振动板部100上的基板W的涂布膜干燥。

振动板部100和加热器部101设置成具有微小的空隙，将来自加热器部101的热均匀地传递到振动板部100整体。通过由设置于加热器部101侧的支撑部件102支撑振动板部100而形成该空隙。即，在加热器部101中设有多个支撑贯穿孔103，在该支撑贯穿孔103中贯插支撑部件102。而且，支撑部件102穿过该支撑贯穿孔103而支撑振动板部100的背面，从而可以相对于加热器部101以具有规定的空隙的方式支撑振动板部100。

专利文献1：日本特开2006-205064号公报

但是，在上述的超声波振动加热干燥装置中，存在振动板部100的局部温度比周围低、难以均匀地保持振动板部100整体的温度的问题。即，振动板部100被支撑部件102支撑，为了设置该支撑部件102而在加热器部101中形成有支撑贯穿孔103，所以在该支撑贯穿孔103部分没有热源。因此，振动板部100的与支撑贯穿孔103相对的部分与周围相比温度低。其结果为，振动板部100整体难以均匀地保持温度而存在产生温度不匀的问题。而且，由于产生这种温度不匀，难以对悬浮在振动板部100上的基板W均匀地加热，还存在在基板W上的涂布膜上产生干燥不匀的情况。

发明内容

本发明就是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于提供一种超声波振动加热干燥装置，可以均匀地保持振动板部整体的温度，并可以抑制基板上的涂布膜形成干燥不匀。

为了解决上述课题，本发明的超声波振动加热干燥装置的特征在于，具有：振动板部，其使基板超声波振动悬浮；加热器部，其对所述振动板部进行加热；以及支撑部件，其穿过支撑贯穿孔来支撑所述振动板部，使得所述振动板部与所述加热器部相对，其中，所述支撑贯穿孔形成于所述加热器部，所述支撑部件的贯插于所述支撑贯穿孔中的部分的至少与所述支撑贯穿孔的内周面相对的部分被比所述支撑部件的放射率高的高放射率部件覆盖。

根据上述超声波振动加热干燥装置，因为支撑部件的贯插于支撑贯穿孔中的部分的至少与支撑贯通孔的内周面相对的部分被比该支撑部件的放射率高的高放射率部件覆盖，所以可以抑制振动板部的与支撑贯穿孔相对的部分温度降低。即，因为高放射率部件的热放射性优良、热吸收率高，所以对加热器部所产生的热的吸热量及放射热量均比支撑部件本身大，从而可以利用来自高放射率部件的辐射热有效地对振动板部的与支撑贯穿孔相对的部分进行加热。其结果，因为与当前这样只通过支撑部件进行热吸收及热放射的情况相比，可以以更高的辐射热进行导热，所以可以抑制振动板部的与支撑贯穿孔相对的部分的温度比其周围低。因此，因为可以保持振动板部整体的温度大致均匀，所以可以抑制基板上所形成的涂布膜形成干燥不匀。

另外，上述加热器部的支撑贯穿孔也可以采用如下结构：其内周面被比所述支撑部件的放射率高的高放射率部件覆盖。

根据这种结构，因为支撑贯穿孔内的吸收热量及放射热量均增大，所以对于振动板部的与支撑贯穿孔相对的部分可以以更高的辐射热进行导热。

另外，上述支撑部件也可以采用如下结构：所述支撑部件中设有向与所述振动板部相对的部分喷出气体的气垫，所述支撑部件非接触式地支撑所述振动板部。

根据这种结构，因为利用从气垫中喷出的气体可以非接触式地支撑振动板部，所以可以不对振动板部的振动状态施加影响地支撑振动板部。而且，虽然通过向振动板部的背面(基板悬浮面背侧的面)喷附从气垫喷出的气体会促进与支撑贯穿孔相对的振动板部的低温化，但是因为支撑部件的贯插于支撑贯穿孔中的部分的至少与支撑贯穿孔的内周面相对部分被比支撑部件的放射率高的高放射率部件覆盖，所以可以抑制振动板部的与支撑贯穿孔相对的部分温度降低。

根据本发明的超声波振动加热干燥装置，可以保持振动板部整体的温度均匀，并可以抑制基板上的涂布膜形成干燥不匀。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式中的超声波振动加热干燥装置的侧视图。

图2是上述的超声波振动加热干燥装置的主要部位放大图。

图3是在上述的主要部位放大图中，表示被高放射率部件覆盖的结构的图。

图4是表示现有的超声波振动加热干燥装置的图。

标号说明

2：振动板单元；3：加热器部；4：支撑部件；4a：气垫；6：高放射率部件；20：振动板部；31：支撑贯穿孔；31a：(支撑贯穿孔的)内周面；41：气垫主体部。

具体实施方式

使用附图对本发明涉及的实施方式进行说明。

图1是本发明的一个实施方式中的超声波振动加热干燥装置的侧视图，图2是其主要部位放大图。超声波振动加热干燥装置具有底座1、和安装于该底座1上的振动板单元2，使基板W悬浮在振动板单元2上，并对形成在基板W上的涂布膜进行加热使其干燥。

底座1是用来支撑振动板单元2的，由杆状框架构成。即，由框体形成底面部分11，并安装有多根从该框体沿垂直方向延伸的支撑框架12，其中，该框体由金属制的框架形成为矩形状。而且，在这些沿垂直方向延伸的多个支持框架12各自的前端部分固定振动板单元2，大致呈平板形状的振动板单元2被支撑在规定的高度位置。即，振动板单元2的振动板部20被水平支撑。

振动板单元2通过进行超声波振动而使基板W振动悬浮，并通过加热使形成在基板W上的涂布膜干燥。该振动板单元2具有使基板W悬浮的振动板部20、对该振动板部20进行加热的加热器部3、载置该加热器部3的载置板21、以及支撑振动板部20的支撑部件4。即，在被上述的支撑框架12支撑的平板状的载置板21上按这一顺序设置加热器部3和振动板部20。

振动板部20是金属制的薄的平板，使基板W在其表面悬浮。具体地说，振动板部20由铝制(铝合金制)的形成为矩形状的一张平板状部件形成，为了使供基板W悬浮的基板悬浮面20a平滑，平板状部件的基板悬浮面20a整体被支撑为相同高度。而且，在振动板部20的大致中央部分，在基板悬浮面20a的背面安装有振子5，通过使该振子5工作而可以使振动板部20振动。即，通过由振子5输入规定的超声波振动，从而振动板部20以规定的振动频率(超声波)振动，在载置于振动板部20上的基板W与基板悬浮面20a之间形成有空气层，从而可以使基板W悬浮在振动板部20上。

加热器部3通过对振动板部20进行加热而使悬浮在振动板部20上的基板W上形成的涂布膜干燥。加热器部3形成为与振动板部20大致相同形状的矩形状，并配置在载置板21上，该载置板21位于振动板部20的基板悬浮面20a的背侧的面(称为振动板部20的背面)那一侧。该加热器部3由多个窄条形状的平板加热器呈平面状并列配置而形成，并与振动板部20的背面整体相对地配置。而且，加热器部3以与振动板部20的背面相对的姿态配置在距该背面离开规定的尺寸的位置上。通过该加热器部3，振动板部20上的基板W从振动板部20的背面侧被加热，从而形成在基板W上的涂布膜被加热并干燥。而且，通过使振动板部20和加热器部3离开规定的尺寸，由加热器部3所实现的对振动板部20的加热不是直接加热而是辐射加热，与直接加热相比可以使振动板部20整体的温度均匀。

在这里，平板加热器是加热器部3的热源，在本实施方式中，将筒式加热器、护套加热器插入到矩形的铝框架中而形成平板加热器。此外，作为加热器部3的热源，除了本实施方式的平板加热器以外还可以使用云母加热器。

另外，在加热器部3中形成有支撑贯穿孔31。该支撑贯穿孔31是用于供后述的支撑部件4贯插的孔，在厚度方向上贯穿加热器部3而形成。具体地说，支撑贯穿孔31的截面大致形成为圆形，在平板加热器的厚度方向上延伸地形成。而且，为了抑制平板加热器的热损失，其直径尺寸形成为支撑部件4勉勉强强能够贯插的尺寸。另外，该支撑贯穿孔31以朝向振动板部20的背面开口的姿态配置在加热器部3的多处。具体地说，均匀配置在加热器部3的与振动板部20的背面相对的面上。即，配置在既可以抑制振动板部20弯曲又可以将基板悬浮面20a整体保持为一定高度的位置上。由此，在通过贯插到支撑贯穿孔31中的支撑部件4支撑振动板部20的情况下，可以高精度地维持振动板部20整体距加热器部3离开规定的尺寸的姿态。

支撑部件4用于支撑振动板部20。具体地说，支撑部件4配置在支撑贯穿孔31内，并穿过该支撑贯穿孔31而支撑振动板部20。在本实施方式中，支撑部件4是气垫4a，利用从气垫4a喷出的气体支撑振动板部20。在这里，图2是将图1中被虚线包围的部分进行了放大的图。如图2所示，该气垫4a具有喷出气体的气垫主体部41、和安装部42，该气垫4a被收纳在支撑贯穿孔31内。

气垫主体部41具有圆筒形状，具有喷出气体的喷出部41a、和覆盖该喷出部41a的壳体部件41b。而且，在气垫主体部41的壳体部件41b上连接有气体供给管43，当从气体供给管43供给气体时，从喷出部41a喷出气体。

另外，气垫4a通过将安装部42连结到载置板21上而被固定。具体地说，在载置板21上在与支撑贯穿孔31的位置相对应的位置上形成有安装孔，通过利用螺钉紧固安装部42而将其固定到该安装孔中。即，气垫4a以如下姿态固定：气垫主体部41的壳体部件41b的外周面41b1与支撑贯穿孔31的内周面31a相对，气垫主体部41的喷出部41a与振动板部20的背面相对。因此，当从气体供给管43供给气体时，从喷出部41a喷出气体，通过喷出的气体将振动板部20支撑为规定的高度。即，因为通过对该支撑部件4使用气垫4a而可以非接触式地支撑振动板部20，所以可以不妨碍超声波振动地支撑振动板部20。

另外，支撑部件4的贯插到支撑贯穿孔31中的部分被具有比支撑部件4的放射率高的放射率的高放射率部件6覆盖。在这里，图3是表示图2中被高放射率部件6覆盖的部分的图，图3中的虚线部分被高放射率部件6覆盖。即，在本实施方式中，气垫主体部41的壳体部件41b及安装部42被高放射率部件6覆盖。该高放射率部件6是吸热量及放射热量高的材质，具体地说，可以举出黑体涂料、黑体喷雾、橡胶、陶瓷等。即，比形成支撑部件4的材料的放射率大即可，优选放射率为0.9以上。在本实施方式中，使用黑体喷雾作为高放射率部件6，并覆盖在气垫主体部41的壳体部件41b的外周面41b1及底面上。这样，可以抑制振动板部20的与支撑贯穿孔31相对的部分温度降低。

即，在振动板部20的与支撑贯穿孔31相对的部分，因为支撑贯穿孔31在厚度方向上贯穿并开口，所以没有热源。因此，振动板部20的这部分温度比周围温度低。因为在振动板部20上均匀分布有多个支撑贯穿孔31，所以难以保持振动板部20整体的温度均匀，这成为产生温度不匀的主要原因，但通过利用高放射率部件6覆盖支撑贯穿孔31内的支撑部件4(在本实施方式中为气垫主体部41的壳体部件41b及安装部42)，从而可以通过高放射率部件6的放热所产生的辐射热对振动部件20的与支撑贯穿孔31相对的部分进行加热。因此，与只通过支撑部件4进行热吸收及热放射的情况相比，可以以更高的辐射热导热，所以可以抑制振动板部20的与支撑贯穿孔31相对的部分的温度比周围低。在本实施方式中，壳体部件41b由不锈钢形成，其放射率为0.3，而作为高放射部件的黑体喷雾的放射率为0.95，所以与只有支撑部件4的情况相比能够放射大约3倍左右的热量。

另外，在本实施方式中，支撑贯穿孔31的内周面31a也被高放射部件(黑体喷雾)覆盖。即，存在于支撑贯穿孔31内部的支撑贯穿孔31的内周面31a、及气垫主体部41的壳体部件41b被高放射率部件6覆盖。由此，用于通过辐射热对振动板部20的与支撑贯穿孔31相对部分加热的热量比只对壳体部件41b覆盖高放射率部件6的情况更大。即，从加热器部3产生的热被覆盖在支撑贯穿孔31的内周面31a的高放射率部件6吸收(直接导热)。在本实施方式中，加热器部3的平板加热器被收纳在铝框架内，因为该铝框架的放射率为0.12，所以通过高放射率部件6吸收的吸收量大约为8倍。即，来自支撑贯穿孔31的内周面31a的放射热量大约为8倍，来自该内周面31a的放射热(辐射热)也大约为8倍。借助来自该内周面31a的辐射热可以使向支撑部件4辐射的辐射热大幅度提高。即，通过在支撑部件4及内周面31a上设置高放射率部件6，可以使支撑部件4(气垫主体部41)的温度上升从而使从气垫喷出的气体的热量上升。而且，通过各个高放射率部件6的辐射热、及经由空气而实现的对流导热等，可以使向振动板部20传递的总热量上升。

因此，因为通过由覆盖该内周面31a的高放射率部件6、及覆盖气垫主体部41的壳体部件41b的高放射率部件6所实现的辐射热对与支撑贯穿孔31相对的振动板部20进行加热，所以可以抑制其温度比周围低，并可以保持振动板部20整体的温度大致均匀。

此外，在上述实施方式中，对气垫主体部41的壳体部件41b及安装部42被高放射率部件6覆盖的例子进行了说明，但即使仅仅与支撑贯穿孔31的内周面31a相对的部分、即壳体部件41b的外周面及安装部42的外周面被高放射率部件6覆盖，也可以期待本发明的效果。

这样，根据上述实施方式中的超声波振动加热干燥装置，因为支撑部件4的贯插于支撑贯穿孔31的部分的至少与支撑贯穿孔31的内周面相对的部分被比该支撑部件4放射率高的高放射率部件6覆盖，所以可以抑制振动板部20的与支撑贯穿孔31相对的部分温度降低。而且，因为可以保持振动板部20整体的温度大致均匀，所以可以抑制形成于基板W上的涂布膜形成干燥不匀。

另外，在上述实施方式中，对气垫主体部41的壳体部件41b及安装部42被高放射率部件6覆盖的例子进行了说明，但也可以采取利用高放射率部件6将存在于支撑贯穿孔31内的支撑部件4完全覆盖的结构。因为通过增大利用高放射率部件6覆盖的区域从而辐射热的热量增多，所以可以抑制振动板部20的与支撑贯穿孔31相对的部分温度降低。

另外，在上述实施方式中，对在支撑部件4中使用气垫4a而非接触式地支撑振动板部20的方式进行了说明，但也可以使用直接支撑振动板部20的支撑部件4。即，不采取穿过贯穿加热器部3的支撑贯穿孔31进行支撑的方式，而是通过将支撑部件4利用高放射率部件6覆盖，从而抑制因在加热器部3上形成支撑贯穿孔31而导致的振动板部20的温度降低。不过，通过使用气垫4a而非接触式地进行支撑从而与进行直接支撑的方式相比不会妨碍振动板部20的振动。而且，虽然通过使用气垫4a从而从气垫4a喷出的气体使振动板部20的温度降低的问题变得显著，但是通过来自对支撑部件4、支撑贯穿孔31的内周面31a进行覆盖的高放射率部件6的辐射热，可以抑制振动板部20的与支撑贯穿孔31相对的部分的温度降低。

另外，在上述实施方式中，对利用高放射率部件6对贯插于形成在加热器部3中的支撑贯穿孔31中的支撑部件4全部进行覆盖的方式进行了说明，但也可以采用如下结构：利用高放射率部件6仅仅对振动板部20上的载置基板W的区域、或贯插于与振动板部20上的被输送基板W的区域相对应的加热器部3所形成的支撑贯穿孔31中的支撑部件4进行覆盖。

Claims (3)

1.一种超声波振动加热干燥装置，其特征在于，

该超声波振动加热干燥装置具有：

振动板部，其使基板超声波振动悬浮；

加热器部，其对所述振动板部进行加热；以及

支撑部件，其穿过支撑贯穿孔来支撑所述振动板部，使得所述振动板部与所述加热器部相对，其中，所述支撑贯穿孔形成于所述加热器部，

所述支撑部件的贯插于所述支撑贯穿孔中的部分的至少与所述支撑贯穿孔的内周面相对的部分被比所述支撑部件的放射率高的高放射率部件覆盖。

2.根据权利要求1所述的超声波振动加热干燥装置，其特征在于，

所述加热器部的支撑贯穿孔的内周面被比所述支撑部件的放射率高的高放射率部件覆盖。

3.根据权利要求1或2所述的超声波振动加热干燥装置，其特征在于，

所述支撑部件中设有向与所述振动板部相对的部分喷出气体的气垫，所述支撑部件非接触式地支撑所述振动板部。