JP2007086186A - 基板加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の所望の領域における加熱ムラを抑制すると共に、基板の支持部の配置変更を容易にして作業性を向上させる。
【解決手段】基板加熱装置１は、加熱板６に設けられ、加熱板６の表面から所定の高さ位置で基板の裏面における端部を支持する第１支持部７と、加熱板６の表面に沿って基板の一端部外側から他端部外側へ向かって延びると共に、所定の高さ位置で基板の裏面を支持する棒状のプロキシミティバー８とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば感光性樹脂膜等が設けられた基板を加熱する基板加熱装置に関するものである。

液晶表示装置等の表示装置や半導体集積回路装置を製造する場合には、フォトリソグラフィが広く用いられている。フォトリソグラフィは、基板上に形成した感光性樹脂膜に対し、微細パターンを有するマスクを介して選択的に露光し、その後に現像を行うことにより、所定のパターンを形成する技術である。このフォトリソグラフィでは、プリベークやポストベーク等のベーク工程（加熱工程）も行われる。
ベーク工程では、一般に、（1）ホットプレート上に突設された複数のプロキシミティピン（基板支持部材）を用いるプロキシミティベーク方法（例えば、特許文献１等参照）、及び（2）オーブン式（熱風循環式）のベーク方法が用いられるが、基板面内の加熱分布を均一化するためには、ホットプレート式が有効である。

ところで、ホットプレートに形成した吸着孔によって基板を吸着保持する場合には、レジスト材料の特性によっては上記吸着孔においてムラが顕著に発生する。したがって、上記プロキシミティベーク方法では、プロキシミティピンを採用し、基板の裏面と吸着孔とを非接触（所定の間隔を設ける）としている。また、プロキシミティピンを用いると、感光性樹脂膜が設けられた基板と、そのプロキシミティピンとの接触面積が小さくなるため、加熱ムラを少なくすることが可能となる。

こうして、ホットプレートの熱は間接的に基板に伝わるが、プロキシミティピンとの接触領域では、プロキシミティピンを介して基板に直接熱が伝わってしまう。すなわち、基板自体にはプロキシミティピンから最も熱が伝わり易く、感光性樹脂膜の表面に対し加熱ムラが生じて、パターンムラが発生し易いという問題がある。

特許文献１の基板加熱装置では、図１０に示すように、ホットプレート１０１にガイド１０２を設けると共に、ホットプレート１０１の表面に複数の吸着孔１０３を形成している。さらに、ホットプレート１０１に複数のプロキシミティピン１０５を突設する。そして、ホットプレート１０１の上部とガイド１０２の内側とを基板１０４により閉塞した状態で、下側のホットプレート１０１及び上側のホットプレート１０６の熱で、基板１０４のベーキングを行なう。基板１０４は、ガイド１０２及びプロキシミティピン１０５により支持されている。そのことにより、吸着孔１０３における吸着ムラを低減するようにしている。また、ホットプレート１０１には、プロキシミティピン１０５を差し込むための多数の差込み穴が加工されている。そのことにより、熱が伝導し易いプロキシミティピン１０５は、感光性樹脂膜のパターン配置に応じて差込み位置を切り替えることができるようになっている。

また、上記プロキシミティピンの材質に樹脂材料を適用することも知られている（例えば、特許文献２等参照）。そのことにより、プロキシミティピンに接触している基板の領域と他の接触していない領域とで、基板へ伝わる熱量の違いをなるべく低減しようとしている。
特開２００２−３３４８２４号公報 特開２００３−２１８００３号公報

ところが、上記特許文献２のように、プロキシミティピンを樹脂によって構成したとしても、その樹脂が特有の熱伝導性を有する以上、プロキシミティピンに接触している基板領域と、他の接触していない基板領域とで、熱伝導性の違いを無くして完全に加熱ムラを防止することは極めて困難である。特に、加熱処理の温度と、基板や感光性樹脂膜の材料との組み合わせによっては、加熱ムラが大きく生じる問題がある。加熱ムラが生じると、プロキシミティピンが接触していた跡がパターンのムラとなって現れてしまう。

さらに、近年では、基板が薄型化される傾向にあること、また、例えば液晶表示素子の反射膜、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜及びＣＦ（color filter）膜等や、有機ＥＬ素子のバンク及び陰極隔壁膜等をパターニングする際に加熱ムラに敏感に反応する材料が多く適用されていることから、上記問題は非常に顕著になっている。

また、上記複数のプロキシミティピンは、ホットプレート表面の所定位置に配置されているが、基板に形成する感光性樹脂膜のパターン形状によっては、プロキシミティピンの位置を変更する必要がある。すなわち、例えば、基板上に複数の液晶表示素子等を形成する場合には、各液晶表示素子の表示領域にプロキシミティピンが接触させると、その表示領域にパターンムラが生じ易くなってしまうため、非表示領域にプロキシミティピンを接触させる必要がある。したがって、基板に形成するパターンに応じて、プロキシミティピンの配置を変更する必要がある。

しかし、加熱後のプロキシミティピンは高温になっており、形成するパターンの変更毎に複数のプロキシミティピンを一つ一つ手作業で正確に配置変更することは、非常に手間がかかるという問題がある。また、基板搬送時にプロキシミティピンが静電気によって基板裏面に付着してしまうという問題もある。

本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、基板の所望の領域における加熱ムラを抑制すると共に、基板を支持する支持部の配置変更を容易にして作業性を向上させることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、基板の一端部外側から他端部外側へ向かって延びる棒状の支持部によって、基板を支持するようにした。

具体的に、本発明に係る基板加熱装置は、加熱板を有し、前記加熱板に裏面が対向するように配置された基板を加熱する基板加熱装置であって、前記加熱板に設けられ、前記加熱板の表面から所定の高さ位置で前記基板の裏面における端部を支持する第１支持部と、前記加熱板の表面に沿って前記基板の一端部外側から他端部外側へ向かって延びると共に、前記所定の高さ位置で前記基板の裏面を支持する棒状の第２支持部とを備えている。そのことにより、上記課題が解決される。

前記第２支持部は、棒状の本体部と、前記本体部から突出して形成された突出部とを備え、前記突出部において前記基板の裏面を当接支持するように構成されていることが好ましい。

前記加熱板に設けられ、前記第２支持部の両端部を係止するためのピンを有する係止固定部を備えていてもよい。

前記第２支持部の両端部には、前記ピンが挿入される穴部が形成され、前記穴部の少なくとも一方は、前記第２支持部の長さ方向に内径が延びる長穴に形成されていることが好ましい。

前記係止固定部は、前記ピンが前記第２支持部の穴部と共に挿通される位置決め穴を有し、前記位置決め穴は、所定のピッチで複数設けられていてもよい。

また、本発明に係る基板加熱装置は、加熱板を有し、前記加熱板に裏面が対向するように配置された基板を加熱する基板加熱装置であって、前記加熱板の表面に沿って前記基板の一端部外側から他端部外側へ向かって延びると共に、前記加熱板の表面から所定の高さ位置で前記基板の裏面を支持する棒状の支持部を複数備えている。そのことにより、上記課題が解決される。

前記支持部は、棒状の本体部と、前記本体部から突出して形成された突出部とを備え、前記突出部において前記基板の裏面を当接支持するように構成されていることが好ましい。

前記加熱板に設けられ、前記支持部の両端部を係止するためのピンを有する係止固定部を備えていてもよい。

前記支持部の両端部には、前記ピンが挿入される穴部が形成され、前記穴部の少なくとも一方は、前記支持部の長さ方向に内径が延びる長穴に形成されていることが好ましい。

前記係止固定部は、前記ピンが前記支持部の穴部と共に挿通される位置決め穴を有し、前記位置決め穴は、所定のピッチで複数設けられていてもよい。

−作用−
次に、本発明の作用について説明する。

基板は、裏面が加熱板に対向した状態で支持部によって支持される。そのことにより、基板の裏面は、加熱板の表面から所定の高さ位置に保持される。支持部は、基板の裏面における端部を支持する第１支持部と、棒状の第２支持部とにより構成することが可能である。また、支持部は、複数の棒状の支持部によって構成することも可能である。

前記第２支持部及び棒状の支持部は、加熱板の表面に沿って、基板の一端部外側から他端部外側へ向かって延びている。すなわち、前記第２支持部及び棒状の支持部は、その両端部がそれぞれ基板に重ならずに露出している。したがって、前記第２支持部及び棒状の支持部は、その両端部を把持することで容易に移動される。そして、前記第２支持部及び棒状の支持部を、基板における所望の領域の外側へ移動させることにより、前記所望の領域において加熱ムラが抑制される。

前記第２支持部及び棒状の支持部を、棒状の本体部と突出部とにより構成すると、基板の裏面は突出部において当接支持されるので、第２支持部と基板との接触面積が低減され、基板の加熱ムラはさらに抑制される。

また、前記第２支持部及び棒状の支持部の両端に形成される穴部の少なくとも一方を、当該支持部の長さ方向に延びる長穴に形成することにより、当該支持部が熱膨張したとしても、ピンが長穴の内部で相対移動するので、当該支持部の撓みが防止される。その結果、基板の裏面は所定の高さ位置に維持される。

また、係止固定部が所定のピッチで複数形成された位置決め穴を有することにより、所望の位置決め穴において、前記第２支持部及び棒状の支持部の位置は、容易且つ確実に変更して規定される。

本発明によれば、基板の一端部外側から他端部外側へ向かって延びる棒状の支持部によって、基板を支持するようにしたので、基板の所望の領域における加熱ムラを抑制すると共に、基板を支持する支持部の配置変更を容易にして作業性を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

《発明の実施形態１》
図１〜図８は、本発明の実施形態１を示している。図１は、本実施形態の基板加熱装置１の外観を示す斜視図である。また、図２は、図１において加熱対象である基板２が装着された状態を示す斜視図である。

基板加熱装置１は、プロキシミティベーク方式の加熱装置であって、例えば、液晶表示パネル等における反射膜や薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等をフォトリソグラフィによりパターン形成する製造工程に用いられ、特に、感光性樹脂膜等を加熱するプリベークやポストベーク等のベーク工程において用いられる。

基板加熱装置１は、図１に示すように、装置本体５と、装置本体５の上部に設けられた加熱板６と、加熱板６の上でガラス基板等の基板２を保持するための支持部７，８を備えている。基板２には、感光性樹脂膜が塗布されている。そして、加熱板６に裏面が対向するように配置された基板２を加熱するように構成されている。

加熱板６は、水平方向に延びる金属板によって構成され、その上面が矩形状の発熱面６ａになっている。また、支持部７，８は、第１支持部７と、第２支持部であるプロキシミティバー８とからなる。

第１支持部７は、加熱板６に複数設けられ、断面図である図４に示すように、加熱板６の表面（つまり、発熱面６ａ）から所定の高さ位置で基板２の裏面における端部を支持するように構成されている。すなわち、基板２は矩形状に形成されており、その端辺をそれぞれ２つの第１支持部７により支持するようになっている。したがって、第１支持部７は、合計で８つ設けられ、加熱板６の外周方向に所定の間隔で配置されている。

拡大斜視図である図５、及び拡大側面図である図６に示すように、第１支持部７は、支持本体１１と、位置合わせ部１２と、締結部１３とにより構成されている。

支持本体１１は、例えば四フッ化エチレン樹脂等の樹脂材料によって成形されている。支持本体１１は、加熱板６の発熱面６ａに沿って延びる略矩形板状の基部１４と、基部１４の一端側（以降、先端側と称する）に形成されたガイド部１５と、ガイド部１５の先端側に突出して形成された当接部１６とにより構成されている。これら基部１４、ガイド部１５及び当接部１６は一体に形成されている。そして、各支持本体１１は、当接部１６の先端側が発熱面６ａの内側を向くようにそれぞれ配置されている。

ガイド部１５は、基部１４の先端側の端辺に沿って延びる、例えば断面略三角形の凸条として形成されている。また、当接部１６は、基部１４よりも小さい略矩形板状に形成され、その上面が基板２との当接面１６ａになっている。このように、当接部１６を小さく形成することで、基板２との接触面積をなるべく低減するようにしている。

また、ガイド部１５の先端側の傾斜面１５ａは、当接部１６の当接面１６ａに連続している。そのことにより、基板２が傾斜面１５ａの上方にずれて載置されたとしても、基板２を傾斜面１５ａによって斜め下方へガイドして、当接面１６ａで確実に基板２を当接支持するようになっている。

位置合わせ部１２は、先端側からみて断面略コ字状の金具によって構成されている。位置合わせ部１２は、加熱板６の表面にネジ等により取付固定されている。そして、位置合わせ部１２の先端側のエッジ１２ａが、ガイド部１５の基端側の傾斜面１５ｂに当接することにより、支持本体１１の位置を規定するようになっている。

締結部１３は、上記位置合わせ部１２により支持本体１１を位置合わせした状態で、その支持本体１１を位置合わせ部１２にネジ等により締結固定するようになっている。こうして、支持本体１１は加熱板６に固定されている。

次に、プロキシミティバー８について説明する。

プロキシミティバー８は、図２に示すように、加熱板６の表面に沿って基板２の一端部外側から他端部外側へ向かって延びる棒状に形成されると共に、図４に示すように、前記所定の高さ位置で基板２の裏面を支持するように構成されている。ここで、基板２の他端部とは、基板２の一端部を含む端辺以外の３つの端辺の何れかに含まれる部分であるが、一端部に対向する端辺に含まれる部分を他端部とすることが好ましい。

すなわち、プロキシミティバー８は、斜視図である図７に示すように、棒状の本体部２１と、その本体部２１から上方に突出して形成された突出部２２とを備えている。そして、図４に示すように、突出部２２において基板２の裏面を当接支持するように構成されている。本体部２１は発熱面６ａに沿って延びる断面略矩形状に形成されている。突出部２２は、本体部２１の長さ方向の略中央位置に設けられ、略直方体状の小さい突起として形成されている。

尚、突出部２２は、本体部２１に複数設けるようにしてもよいが、突出部２２から基板２への熱伝達の影響を低減する観点から、その数は少ない方が好ましい。また、突出部２２の形状は特に限定されるものではないが、同様の観点から、例えば四角錐等の上端が下端よりも細い形状としてもよい。

また、プロキシミティバー８の両端部には、穴部２３，２４がそれぞれ形成されている。拡大斜視図である図８に示すように、一方の穴部２３は断面が円形状であるのに対し、他方の穴部２４はプロキシミティバー８の長さ方向に内径が延びる長穴形状になっている。尚、穴部２３，２４は、少なくとも一方が長穴形状であればよい。

加熱板６には、所定の位置に移動されたプロキシミティバー８を固定するための係止固定部である移動調整機構２５が設けられている。移動調整機構２５は、図７に示すように、プロキシミティバー８の両端側において互いに平行に配置された略角材状のガイド部材２７と、プロキシミティバー８の両端部を係止するためのピンであるストッパーネジ２８とを有している。前記穴部２３，２４には、ストッパーネジ２８が挿入されるようになっている。

各ガイド部材２７は、基板２の端辺（発熱面６ａの端辺）に沿って配置されており、このガイド部材２７を上下に貫通して形成された複数の位置決め穴２６が、ガイド部材２７の長さ方向に所定のピッチで設けられている。位置決め穴２６には、ストッパーネジ２８がプロキシミティバー８の穴部２３，２４と共に挿通されるようになっている。また、ガイド部材２７は、両端下部に加熱板６にネジ等によって取付固定される一対の脚２９を有している。すなわち、各脚２９同士の間には、ガイド部材２７と加熱板６の発熱面６ａとの間に隙間が形成されている。

そして、プロキシミティバー８の両端部は、前記ガイド部材２７と発熱面６ａとの隙間にそれぞれ配置されると共に、ガイド部材２７の長さ方向に移動され、所定の位置決め穴２６と穴部２３，２４とにストッパーネジ２８を挿入することによって所望の位置に固定される。

ここで、模式的な平面図である図３に示すように、基板２には複数のパネル３０がマトリクス状に配置されている。そして、これらパネル３０が互いに切断分離されることによって、１つの基板２から複数のパネル３０を製造するようになっている。パネル３０は、例えば液晶表示パネルを構成するＴＦＴ基板である。

図３に示されるように、基板２には、複数のパネル３０がまとまって配置される領域Ａが複数形成されると共に、領域Ａ同士の間にパネル３０が配置されない領域Ｂが形成されている。そこで、図３のような基板２に対しては、プロキシミティバー８を領域Ｂに沿って配置させ、移動調整機構２５によって固定する。このことにより、各パネル３０における加熱ムラを防止することができる。

尚、領域Ａにおいて隣接するパネル３０の表示領域同士の間隔が、プロキシミティバー８の突出部２２よりも大きい場合には、その表示領域同士の間に沿ってプロキシミティバー８を配置させることも可能である。

そうして、感光性樹脂膜が塗布された基板２を、第１支持部７及びプロキシミティバー８によって支持した状態で、加熱板６によって加熱する。その結果、感光性樹脂膜は加熱されてベーク処理が施される。

−実施形態１の効果−
したがって、この実施形態１によると、基板２の一端部外側から他端部外側へ向かって延びる棒状のプロキシミティバー８によって、基板２を支持することにより、プロキシミティバー８の両端部がそれぞれ基板２に重ならずに露出しているため、その両端部を把持することでプロキシミティバー８を容易に移動させることができる。そのとき、プロキシミティバー８を、基板２における所望の領域（例えばパネル３０の表示領域等）の外側へ移動させることにより、前記所望の領域において基板及び感光性樹脂膜の加熱ムラを抑制することができる。

さらに、基板２の裏面をプロキシミティバー８の突出部２２のみにおいて当接支持するようにしたので、プロキシミティバー８と基板２との接触面積を低減して、基板２及び感光性樹脂膜の加熱ムラをさらに抑制することができる。

さらにまた、プロキシミティバー８の両端部に形成される一方の穴部２４を、プロキシミティバー８の長さ方向に延びる長穴に形成するようにしたので、プロキシミティバー８が熱膨張したとしても、ストッパーネジ２８が長穴状の穴部２４における内部で相対移動させることができるため、プロキシミティバー８の撓みを防止することができる。その結果、基板２の裏面を所定の高さ位置に維持することができるので、上記加熱ムラを抑制できる。

さらに、移動調整機構２５のガイド部材２７に対し、複数の位置決め穴２６を所定のピッチで形成したので、所望の位置決め穴２６においてストッパーネジ２８を差し込むだけで、プロキシミティバー８位置を容易且つ確実に変更して規定することができる。つまり、作業性を向上させることができる。

また、プロキシミティバー８を移動調整機構２５によって固定するようにしたので、仮にプロキシミティバー８に静電気が帯電したとしても、プロキシミティバー８の基板２の裏面への付着を防止することができる。

《発明の実施形態２》
図９は、本発明の実施形態２を示している。尚、以降では、図１〜図８と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

本実施形態の基板加熱装置１には、上記実施形態１における第１支持部７が設けられておらず、複数のプロキシミティバー８のみが基板２の支持部として設けられている。プロキシミティバー８は、平面図である図９に示すように、例えば３つ設けられており、各プロキシミティバー８の両端部には、実施形態１と同様の移動調整機構２５が設けられている。そのことにより、各プロキシミティバー８の位置は、加熱される基板及び感光性樹脂膜のパターンに応じて移動調整される。

この場合、プロキシミティバー８の本体部２１には、複数の突出部２２を設けることが好ましい。本実施形態では、例えば３つの突出部２２が所定の間隔で設けられている。このことにより、基板２を安定して支持することが可能となる。

したがって、本実施形態によっても、上記実施形態１と同様の効果を得ることができる。そのことに加えて、第１支持部７を省略することができるので、装置の構成を比較的簡単にすることができる。

《その他の実施形態》
上記各実施形態では、ＴＦＴ液晶表示パネルの製造工程を想定して説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、ＳＴＮ液晶表示パネルの製造工程や、有機ＥＬ表示パネルのバンクや陰極隔壁膜の形成時等にも同様に適用することができる。

以上説明したように、本発明は、例えば感光性樹脂膜等が設けられた基板を加熱する基板加熱装置について有用であり、特に、基板の所望の領域における加熱ムラを抑制すると共に、基板を支持する支持部の配置変更を容易にして作業性を向上させる場合に適している。

実施形態１の基板加熱装置の概観を示す斜視図である。 基板が装着された状態を示す基板加熱装置の斜視図である。 加熱板及びプロキシミティバーを模式的に示す平面図である。 基板加熱装置の側断面を示す断面図である。 第１支持部の外観を示す斜視図である。 第１支持部の外観を示す側面図である。 プロキシミティバー及び移動調整機構を示す斜視図である。 プロキシミティバーを拡大して示す斜視図である。 実施形態２の基板加熱装置の概観を示す平面図である。 従来のプロキシミティピンを用いた基板加熱装置を示す断面図である。

符号の説明

１ 基板加熱装置
２ 基板
６ 加熱板
７ 第１支持部
８ プロキシミティバー（第２支持部、支持部）
２１ 本体部
２２ 突出部
２３，２４ 穴部
２５ 移動調整機構（係止固定部）
２６ 位置決め穴
２８ ストッパーネジ（ピン）

Claims (10)

1. 加熱板を有し、前記加熱板に裏面が対向するように配置された基板を加熱する基板加熱装置であって、
   前記加熱板に設けられ、前記加熱板の表面から所定の高さ位置で前記基板の裏面における端部を支持する第１支持部と、
   前記加熱板の表面に沿って前記基板の一端部外側から他端部外側へ向かって延びると共に、前記所定の高さ位置で前記基板の裏面を支持する棒状の第２支持部とを備えている
   ことを特徴とする基板加熱装置。
2. 請求項１において、
   前記第２支持部は、棒状の本体部と、前記本体部から突出して形成された突出部とを備え、前記突出部において前記基板の裏面を当接支持するように構成されている
   ことを特徴とする基板加熱装置。
3. 請求項１において、
   前記加熱板に設けられ、前記第２支持部の両端部を係止するためのピンを有する係止固定部を備えている
   ことを特徴とする基板加熱装置。
4. 請求項３において、
   前記第２支持部の両端部には、前記ピンが挿入される穴部が形成され、
   前記穴部の少なくとも一方は、前記第２支持部の長さ方向に内径が延びる長穴に形成されている
   ことを特徴とする基板加熱装置。
5. 請求項３において、
   前記係止固定部は、前記ピンが前記第２支持部の穴部と共に挿通される位置決め穴を有し、
   前記位置決め穴は、所定のピッチで複数設けられている
   ことを特徴とする基板加熱装置。
6. 加熱板を有し、前記加熱板に裏面が対向するように配置された基板を加熱する基板加熱装置であって、
   前記加熱板の表面に沿って前記基板の一端部外側から他端部外側へ向かって延びると共に、前記加熱板の表面から所定の高さ位置で前記基板の裏面を支持する棒状の支持部を複数備えている
   ことを特徴とする基板加熱装置。
7. 請求項６において、
   前記支持部は、棒状の本体部と、前記本体部から突出して形成された突出部とを備え、前記突出部において前記基板の裏面を当接支持するように構成されている
   ことを特徴とする基板加熱装置。
8. 請求項６において、
   前記加熱板に設けられ、前記支持部の両端部を係止するためのピンを有する係止固定部を備えている
   ことを特徴とする基板加熱装置。
9. 請求項８において、
   前記支持部の両端部には、前記ピンが挿入される穴部が形成され、
   前記穴部の少なくとも一方は、前記支持部の長さ方向に内径が延びる長穴に形成されている
   ことを特徴とする基板加熱装置。
10. 請求項８において、
    前記係止固定部は、前記ピンが前記支持部の穴部と共に挿通される位置決め穴を有し、
    前記位置決め穴は、所定のピッチで複数設けられている
    ことを特徴とする基板加熱装置。

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