JP2005243896A - 処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 清掃等のメンテナンスが容易にでき、突起部分の補修・交換が可能で、さらに塗布むらができず、剥離帯電等による基板の破損を起こすことのないステージを有する処理装置を提供する。
【解決手段】 基板を載置するステージ上に、先端に金属球をかしめた基板支持ピンを複数配置し、これを可撓性シートで覆い、ステージに設けたシート吸引孔で真空吸引することによりシートをステージ上に密着させ、基板支持ピンをステージ上に固定する。また、基板支持ピン上に載置された基板は、基板支持ピンとの点接触で支持され、これを、ステージに設けた基板吸引孔およびシートの基板吸引穴を介してブロア吸引することにより位置を固定し、この状態で塗布処理等の処理を施す。
【選択図】 図１

Description

本発明は、枚葉基板への塗布処理等の処理装置に関するものである。

液晶表示装置等のカラーフィルタの製造工程において、矩形のガラス基板の表面にブラックマトリクスやＲ、Ｇ、Ｂ（Red、Green、Blue）の着色パターンなどを形成する際に、基板上に所定の塗布液を塗布して塗布膜を形成する塗布処理が行われる。

上述の塗布処理は、通常、基板を載置するステージと、塗布液を吐出するダイヘッドとを有する塗布装置を用いて行われる。ダイヘッドは、ガラス基板の一辺程度の長さの略直方体形状で、下面にスリット状の吐出口を備えている。このダイヘッドを、所定の塗布液を吐出口から吐出させながら、ガラス基板の一端部から他端部までステージに沿って移動させることによって塗布処理が行なわれる。

塗布処理時には、ステージ上に載置したガラス基板の表面の平坦性を維持し、また、ガラス基板の位置ずれを防ぐために、ガラス基板をステージに密着させた状態で塗布を行う。このため、塗布処理前に、真空ポンプ等によりガラス基板をステージ上の規定の位置に吸着させて固定する。塗布処理の完了後、ガラス基板の吸着を解除し、ガラス基板を搬出する。このとき、ステージに設けたリフトピンを上昇させ、ステージに密着したガラス基板をステージから持ち上げた上で、ガラス基板とステージの隙間にアームを挿入し、ガラス基板をステージ上から搬出する。

このような塗布装置として、ステージ上に複数の突起を設けることにより、ガラス基板のステージへの吸着と剥離に要する時間を短縮可能な塗布装置が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００３−０１７５５０号公報

しかしながら、この塗布装置は、ステージ上の突起がガラス基板と面接触するため、突起部分と突起以外の部分でガラス基板上に塗布した塗布液の蒸発度が異なり、塗布膜にむらができるという問題がある。また、ステージ上に突起を設けることによりガラス基板とステージの接触面積はガラス基板の全体の面積に比較すれば小さくなってはいるが、それでも、リフトピンを上昇して密着を解除する際に、接触面に起こる剥離帯電等によるガラス基板の破損に注意しなければならないという問題がある。

さらに、突起のあるステージが塗布液の付着等により汚染されてしまった場合には、突起があることによりその清掃が容易でないという問題がある。また、突起が破損してしまうと、ステージが使用できなくなるという問題もある。

本発明は、このような問題を鑑みてなされたもので、その目的は、清掃等のメンテナンスが容易にでき、突起部分の補修・交換が可能で、さらに塗布むらができず、剥離帯電等によるガラス基板の破損を起こすことのないステージを有する処理装置を提供することである。

前述の課題を解決するための本発明は、基板を載置するステージと、基板を載置するステージと、ステージの表面に配置された複数の支持ピンとを具備し、基板を複数の支持ピンにより複数の点接触で支持することを特徴とする処理装置である。これら複数の支持ピンは、先端部に金属球を接合したものであることが好ましい。また、支持ピンは、ステージに対して別構造体であり、交換が可能である。

ステージの表面はシートで覆われ、複数の支持ピンは、シートの貫通穴を貫通する。また、ステージは、シートをステージ面に吸着するためのシート吸引孔を備えており、シート吸引孔を介して真空ポンプでシートを吸引することにより、支持ピンをステージ上に固定する。

真空ポンプによる吸引を解除すれば、シートをステージから剥がすことができるので、シートが汚染された場合には、シートをステージから取り外してから清掃することができる。また、支持ピンが汚れたり、破損した場合には、シートを取り去り、その支持ピンを取り外し、清掃、補修したり、その支持ピンを他のものと交換することもできる。

また、ステージは、支持ピン上に載置された基板を固定するための基板吸引孔を備え、この基板吸引孔を介してポンプで基板を吸引することにより、基板を支持ピン上に固定する。ステージ面に基板を真空密着する必要がないので、剥離帯電による基板の破損が起こらず、また、基板が支持ピンとの点接触で支持されるので、塗布むら等ができず、高品質の処理が可能である。

この処理装置は、ステージ上に載置した基板に塗布処理を施す塗布装置等である。

本発明の処理装置は、シートで支持ピンを固定することにより、ステージ面の清掃や、突起部分の補修・交換等のメンテナンスを容易に行うことができ、さらに、基板を点接触で支持することにより、塗布むらや、剥離帯電等によるガラス基板の破損を起こさない、高品質の処理が可能である。

以下、図面に基づいて本発明の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる塗布装置１の構成を示す斜視図、図２は、ステージ２の構成を示す斜視図、図３は、基板支持ピン１１の形状を示す図、図４は、シート１３を示す図、図５は、ステージ２の断面図である。

図１に示すように、塗布装置１は、ステージ２、およびダイヘッド９、スライドレール３aおよび３b等から成る。ステージ２上に載置されたガラス基板に、ダイヘッド９から塗布液を吐出することにより、塗布処理が行われる。

ダイヘッド９は、Ｘ方向を長手方向とする略直方体形状を成し、支持部７aおよび７bによりダイヘッド９の長手方向の両端が支持されている。支持部７aおよび７bの下部にはスライド部５aおよび５bが設けられており、ステージ２のＸ方向の両側に設置されたスライドレール３aおよび３b上をＹ方向にスライドする。スライドレール３aおよび３bはエアスライダー機構を備え、スライド部５aおよび５bは、図示していない例えばリニアモータ等の駆動部により駆動されて、スライドレール３aおよび３bをスライドする。

略直方体形状のダイヘッド９は、ステージ２面に対向する下面に塗布液を吐出するためのスリットが設けられている。ダイヘッド９をスライドレール３aおよび３bに沿ってＹ方向に移動させることにより、ステージ２上に載置したガラス基板上に塗布液を吐出し、塗布処理を行う。

次にガラス基板を載置するステージ２の表面の構成を説明する。
ステージ２の本体はグラナイト等の石材からなる。ステージ２上には、図３に示してある形状の金属製の基板支持ピン１１が複数個置かれている。そして、基板支持ピン１１の上からシート１３をかけ、ステージ２上を覆うことで、基板支持ピン１１を固定する。

図３（ａ）は基板支持ピン１１の斜視図、同図（ｂ）は基板支持ピンの断面図である。基板支持ピン１１は、ステンレス等の金属製であり、円形の台座３１と、先端が水平に切られた円錐形の支柱３３、および、金属球３５からなる。支柱３３は台座３１に接着あるいは溶接により固定されており、金属球３５は、円錐形の支柱３３の先端にかしめてある。先端の金属球の半径は１mm以下であることが望ましい。台座３１は、内部を中空にし、ステージ２と基板支持ピン１１の接触面に異物が挟まりにくいようする。このような基板支持ピン１１をステージ２上に10mm〜60mm間隔に配置する。

基板支持ピン１１を固定するためのシート１３はビニール等の可撓性のシートを素材とし、図４に示すように、前もって、基板支持ピン１１が突き抜ける支持ピン貫通穴３７が10mm〜60mmの前もって定めた間隔に開けてある。支持ピン貫通穴３７の直径は、基板支持ピン１１の支柱３３の最下部の直径より大きく、台座３１の直径よりも小さい。また、シート１３には、ステージ２上に載置するガラス基板を吸引固定するための基板吸引穴３９が前もって開けられている。これについては後述する。

図５は、図２のステージ２をＸ−Ｘに沿って切断した断面図である。図２および図５に示すように、ステージ２上に基板支持ピン１１が複数個配置され、その上に、シート１３の支持ピン貫通穴３７を合わせてかぶせ、ステージ２上を覆う。

ステージ２には、シート１３をステージ２上に吸引吸着するためのシート吸引孔１７が複数個設けられている。これらのシート吸引孔１７は、ステージ２の内部に設けられたシート吸引管２５を介してシート吸引ポンプ２７に接続されている。シート吸引ポンプ２７は、真空ポンプであり、例えば60〜100kPaで吸引することにより、シート１３をステージ２上に密着させる。シート１３がステージ２上に密着することにより、基板支持ピン１１はステージ２上に固定される。

ステージ２には、シート吸引孔１７の他に、基板１９を吸引固定するための基板吸引孔１５が複数個設けられている。一方、シート１３には、基板吸引孔１５と位置、大きさが等しい基板吸引穴３９が前もって開けられており、基板吸引孔１５とシート１３の基板吸引穴３９の位置が合うように、シート１３をステージ２上にかぶせる。また、基板吸引孔１５は、ステージ２の内部に設けられた基板吸引管２１を介して基板吸引ポンプ２３に接続されている。基板吸引ポンプ２３はブロアポンプ等で構成され、例えば200〜500Paで吸引することにより、基板支持ピン１１上に置かれた基板１９が固定される。

ステージ２上を１枚のシート１３で覆うこともできるが、複数枚のシートでステージ２上を分割して覆うことも可能である。例えば、図２のように、２枚のシート１３aおよび１３bで覆えば、ステージ２の一部分が塗布液等で汚れた場合には、その部分のシート１３のみを取り除いてメンテナンスすることが可能である。ステージ２の大きさによって、適切な枚数のシート１３を用いればよい。

次に、塗布処理の流れを説明する。
本実施形態の塗布装置１で基板１９の塗布処理を開始する前に、塗布装置１の設営を行う。すなわち、ステージ２上に基板支持ピン１１を配置し、その上をシート１３で覆い、シート吸引ポンプ２７で吸引し、ステージ２上にシート１３を密着させることにより基板支持ピン１１を固定する。これにより、塗布処理が可能になる。

次に、基板１９をステージ２上に載置する。例えば、基板搬送用のアーム、あるいは、コロ、ウォーキングビーム等により基板１９をステージ２上に搬入する。基板１９がステージ２上の規定の位置に到達したら、基板吸引ポンプ２３で基板１９を吸引する。これにより、基板１９はステージ２の基板支持ピン１１上に固定される。

基板１９がステージ２上に固定されると、ダイヘッド９がステージ２上をＹ方向に移動しながら塗布液を吐出し、塗布処理が実行される。ダイヘッド９が基板１９の一端から他端までを移動し、塗布処理が終了すると、基板吸引ポンプ２３の吸引を停止し、基板１９の固定が開放される。この基板１９を基板搬送用アームあるいはコロ、ウォーキングビーム等により移動させ、塗布装置１から搬出する。これにより、１枚の基板１９の塗布処理が完了する。

以上のような基板１９の搬入、固定、塗布、固定の開放、搬出の工程を繰り返すことにより、次々に基板の塗布処理を行う。以上の塗布処理の最中に、ステージ２や基板支持ピン１１が塗布液等によって汚れたり、基板支持ピン１１が破損する場合がある。このような場合には、汚れた部分のシート１３をステージ２上から取り外し、汚れを拭いて清掃することができ、また、基板支持ピン１１が汚れたり、破損した場合には、その基板支持ピン１１のみを取って清掃したり、必要に応じて交換することができる。さらに、汚れた部分のシート１３を交換することも可能である。

また、本実施形態の基板支持ピン１１を使用することにより、基板１９はステージ２上で、基板支持ピン１１先端の金属球３５の頂点との複数の点接触で支持され、塗布処理中も基板１９の全面が空気層で覆われ、熱伝導度が一定である。これにより、塗布液の蒸発に場所による差が生じず、塗布膜に跡が出ることがなく、膜厚が均一な安定した塗布が可能である。

さらに、基板１９を、真空密着ではなく、200〜500Paの吸引によりステージ２に固定するので、剥離帯電等による基板破損の心配がなく、また、吸引固定および吸引解除にかかる時間が真空吸引よりも短く、時間処理効率が良い。

尚、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の改変が可能であり、それらも、本発明の技術範囲に含まれる。例えば、塗布装置に限らず、露光装置等の他の処理装置にも本発明を適用することが可能である。

本発明によれば、メンテナンスがしやすく、高品質の安定した塗布が可能で、さらに、時間処理効率の良い処理装置が実現できる。この処理装置は、液晶用カラーフィルタや有機ＥＬ（エレクトロ・ルミネサンス）等の製造ラインに用いることが可能である。

本発明の実施の形態にかかる塗布装置１の構成を示す斜視図 ステージ２の構成を示す斜視図 基板支持ピン１１の形状を示す図 シート１３の構造を示す図 ステージ２の断面図

符号の説明

１………塗布装置
２………ステージ
３………スライドレール
９………ダイヘッド
１１………基板支持ピン
１３………シート
１５………基板吸引孔
１７………シート吸引孔

Claims (7)

1. 基板を載置するステージと、
   前記ステージの表面に配置された複数の支持ピンと、
   を具備し、
   前記基板を前記複数の支持ピンにより複数の点接触で支持することを特徴とする処理装置。
2. 前記支持ピンは、先端部に金属球を接合したものであることを特徴とする請求項１記載の処理装置。
3. 前記ステージの表面はシートで覆われ、前記複数の支持ピンは、前記シートの貫通穴を貫通することを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
4. 前記ステージは、前記シートをステージ面に吸着するためのシート吸引孔を備え、
   シート吸引孔を介して真空ポンプで前記シートを吸引することにより、前記支持ピンをステージ上に固定することを特徴とする請求項３記載の処理装置。
5. 前記ステージは、支持ピン上に載置された基板を固定するための基板吸引孔を備え、
   基板吸引孔を介してポンプで基板を吸引することにより、基板を支持ピン上に固定することを特徴とする請求項１記載の処理装置。
6. 前記支持ピンは、前記ステージに対して別構造体であり、交換が可能であることを特徴とする請求項１記載の処理装置。
7. 前記処理装置は、ステージ上に載置した基板に塗布処理を施す塗布装置であることを特徴とする請求項１記載の処理装置。

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