JP2009290207A - フラットパネルディスプレイの製造に使用される基板処理装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フラットパネルディスプレイ（ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄｉｓｐｌａｙ）の製造に使用される基板処理装置及び方法を提供する。
【解決手段】本発明によるフラットパネルディスプレイの製造ための基板処理装置は、基板搬送のための複数の搬送シャフトを有するコンベヤー部材と、前記コンベヤー部材によって搬送される基板を非接触方式で冷却する冷却部材と、基板が前記冷却部材と接触しないように前記基板と前記冷却部材との間の間隔を維持する間隔維持部材と、を含む。
【選択図】図５

Description

本発明は、基板処理のための装置に関し、さらに詳細には、フラットパネルディスプレイ（ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄｉｓｐｌａｙ）の製造に使用される基板処理装置及び方法に関する。

近年、情報処理機器は、いろいろな形態の機能やもっと早い情報処理速度を持つよう急速に発展している。かかる情報処理装置は、処理された情報を表示するためにディスプレイ装置を有する。現在、ディスプレイ装置として、液晶ディスプレイ装置、有機ＥＬ表示装置、プラズマディスプレイ装置のようなフラットパネルディスプレイ装置が注目を浴びている。

このようなフラットパネルディスプレイ装置は、基板上に多層の薄膜及び配線パターンを含む。薄膜及び配線の形成には主にフォトリソグラフィ工程が利用される。フォトリソグラフィ工程において、加熱ステップ及び冷却ステップを含むベーク工程は、一般的に少なくとも２回以上行われる。ところが、基板のサイズが大型化するにつれ、基板の迅速な加熱及び冷却が難しくなるだけでなく、大型化した基板の取り扱い性が著しく低くなる問題がある。

本発明は、基板の冷却効率を極大化することができるフラットパネルディスプレイの製造に使用される基板処理装置及び方法を提供する。

本発明は、基板を間接冷却する冷却プレートと基板との間の間隔を精密に維持しながら基板を冷却することができるフラットパネルディスプレイの製造に使用される基板処理装置及び方法を提供する。

本発明が解決しようとする課題はこれに限定されず、言及されなかったまた他の課題は下の記載から当業者に明確に理解できるであろう。

本発明は、フラットパネルディスプレイ製造に使用される基板処理装置を提供する。本発明の一実施形態によると、基板処理装置は、基板搬送のための複数の搬送シャフトを有するコンベヤー部材と、前記コンベヤー部材によって搬送される基板を非接触方式で冷却する冷却部材と、基板が前記冷却部材と接触しないように前記基板と前記冷却部材との間の間隔を維持する間隔維持部材と、を含む。

本発明の実施形態によると、前記間隔維持部材は、高さ調節が可能であるように設備フレームに設けられる支持台と、前記支持台の上端に設けられ、前記搬送シャフトの間で前記基板の底面を支持するボールキャスタ（Ｂａｌｌ‐ｃａｓｔｅｒ）と、を含む。

本発明の実施形態によると、前記冷却部材は、冷却流体供給源と、前記搬送シャフトの間に位置し、前記冷却流体供給源から提供された冷却流体によって冷却される冷却プレートと、を含む。

本発明の実施形態によると、前記冷却部材は、前記冷却プレートに形成され、前記ボールキャスタが位置する装着ホールをさらに含む。

本発明の実施形態によると、前記冷却部材は、前記搬送シャフトの間に位置し、前記ボールキャスタが位置する装着ホールが形成された冷却プレートと、前記装着ホールを中心に前記冷却プレートの底面両側に密着して設けられ、冷却流体供給源から提供された冷却流体が流れる複数の冷却パイプと、を含む。

本発明の実施形態によると、前記ボールキャスタは、前記冷却プレートの装着ホール上部から突出して、前記コンベヤー部材によって搬送される基板の底面を支持する。

本発明の実施形態によると、前記間隔維持部材は、基板と前記冷却プレートとの間を０．６〜０．２ｍｍ離隔するように維持する。

本発明の実施形態によると、前記搬送シャフトは、搬送軸と、前記搬送軸に設けられ、基板と接触するローラーと、を含み、前記ローラーは、冷却流体供給源から提供された冷却流体が流れる流路を具備する。

本発明の実施形態によると、前記ローラーは、基板移送方向と直交する基板の一辺の長さより長い。

本発明のフラットパネルディスプレイ製造のための基板処理装置は、基板に感光液を塗布する塗布ユニットと、基板にパターンを照射して露光する露光ユニットと、基板を現像する現像ユニットと、基板を加熱処理し冷却処理するベークユニットと、を含み、前記ベークユニットは、基板搬送のための複数の搬送シャフトを有するコンベヤー部材と、前記コンベヤー部材によって搬送される基板を加熱する加熱部材と、前記加熱部材によって加熱された基板を非接触方式で冷却する冷却部材と、基板が前記冷却部材と接触しないように前記基板と前記冷却部材との間の間隔を維持する間隔維持部材と、を含む。

本発明の実施形態によると、前記間隔維持部材は、高さ調節が可能であるように設備フレームに設けられる支持台と、前記支持台の上端に設けられ、前記搬送シャフトの間で前記基板の底面を支持するボールキャスタ（Ｂａｌｌ‐ｃａｓｔｅｒ）と、を含む。

本発明の実施形態によると、前記冷却部材は、冷却流体供給源と、前記搬送シャフトの間に設けられ、前記冷却流体供給源から提供された冷却流体によって冷却される冷却プレートと、を含み、前記冷却プレートは、上面から前記ボールキャスタの一部が突出するように形成される装着ホールを含む。

本発明のフラットパネルディスプレイ製造のための基板処理方法において、基板は、コンベヤー部材の搬送シャフトによって移送されながら、前記搬送シャフトの間に位置する冷却部材によって冷却され、基板は前記搬送シャフトの間に位置する間隔維持部材によって前記冷却部材から一定の間隔を維持する状態で移送されながら冷却される。

本発明の実施形態によると、基板と前記冷却部材との間隔の維持はボールキャスタによって行なわれる。

本発明の実施形態によると、前記間隔維持部材は、基板と前記冷却部材との間を０．６〜０．２ｍｍ離隔するように維持する。

本発明によると、基板の冷却効率を極大化することができる。

また、本発明によると、基板を間接冷却する冷却プレートと基板との間の間隔を精密に維持しながら基板を冷却することができる。

本発明の実施形態によるベーク装置のブロック図である。 図１に図示された加熱ゾーンの概略的な構造を示す側面図である。 図１に図示された冷却ゾーンの概略的な構造を示す側面図である。 メイン冷却部に設けられた冷却部材の構造を説明するための平面図である。 メイン冷却部に設けられた冷却部材の構造を説明するための側断面図である。 搬送シャフトの間に設けられた冷却プレートと間隔維持部材を示す斜視図である。 冷却プレートの変形例を示す図面である。 フォトリソグラフィ工程のための設備の構成図である。

以下、本発明の実施形態を添付の図１乃至図８を参照してさらに詳しく説明する。本発明の実施形態は、さまざまな形態に変形されることができ、本発明の範囲が下記の実施形態に限定されると解釈されてはならない。本実施形態は、当業界における平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供される。従って、図面における要素の形状は、より明確な説明を強調するために誇張されている。

また、本発明の実施形態ではフォトリソグラフィ設備に使用されるベーク装置を例に取り上げて説明する。

本実施形態において、基板はフラットパネルディスプレイ（ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄｉｓｐｌａｙ、以下「ＦＰＤ」）素子を製造するためのもので、ＦＰＤはＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＶＦＤ（Ｖａｃｕｕｍ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＥＬＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ）でありうる。

本発明による基板処理装置（ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ ｔｒｅａｔｉｎｇ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）は、フォトリソグラフィ工程において基板を加熱冷却するために使用されるベーク装置である。

図８に示すように、フォトリソグラフィ工程のための設備１は、フォトリソグラフィ技術を利用して基板にフォトレジスト膜を塗布する塗布ユニット２、これを乾燥熱処理した後に露光処理するユニット３、現像処理するユニット４を順次に経て基板に所定の回路パターンを形成する。このようなフォトリソグラフィ工程では、基板にフォトレジスト膜を塗布する前に基板の温度均一性を高める熱的処理が行なわれるベーク装置１０、フォトレジスト膜を塗布した後にフォトレジスト膜を加熱して不必要な溶剤を取り除く熱的処理（プリベーク）が行なわれるベーク装置１０、露光処理の後に露光によるフォトレジスト膜の化学的変化を促進するためのポスト露光ベーク処理が行なわれるベーク装置１０、現像処理の後には現像パターンの固定と基板の乾燥を兼ねた熱的処理（ポストベーク）が行なわれるベーク装置１０が必須に要求され、本発明のベーク装置はこのような熱的処理に適用されることができる。

図１は、本発明の実施形態によるベーク装置のブロック図である。図２は、図１に図示された加熱ゾーンの概略的な構造を示す側面図であり、図３は、図１に図示された冷却ゾーンの概略的な構造を示す側面図である。

図１を参照すると、本発明の実施形態によるベーク装置１０は、基板を加熱処理する加熱ゾーンＡと、冷却処理する冷却ゾーンＢとに区分される。

図１及び図２を参照すると、加熱ゾーンＡはプリ加熱部１００とメイン加熱部２００からなり、プリ加熱部１００とメイン加熱部２００には、基板を略水平状態で水平方向に搬送する第１コンベヤー部材３００が設けられる。プリ加熱部１００には、基板を加熱するための加熱手段が提供されるが、この加熱手段は、第１コンベヤー部材３００による基板搬送経路上の上部と下部にそれぞれ設けられる上部ヒーター１１０と下部ヒーター１２０で構成される。そして、メイン加熱部２００にも基板を加熱する加熱手段が提供されるが、メイン加熱部２００に提供される加熱手段は、第１コンベヤー部材３００による基板搬送経路上の下部にだけ設けられる下部ヒーター２２０で構成される。上部ヒーター１１０と下部ヒーター１２０、２２０は平板形態のヒーターであって、Ｍ．Ｉ Ｃａｂｌｅ（Ｍｉｎｅｒａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｃａｂｌｅ）を活用したＩＲヒーターが使用される。一方、プリ加熱部１００とメイン加熱部２００の下部ヒーター１２０、２２０は、基板の底面と近く位置するように第１コンベヤー部材３００の搬送シャフト３１０の間に配置される。

図１及び図３を参照すると、冷却ゾーンＢは加熱ゾーンＡと類似するようにプリ冷却部４００とメイン冷却部５００からなり、プリ冷却部４００とメイン冷却部５００には、基板を略水平状態で水平方向に搬送する第２コンベヤー部材６００が設けられる。

図３及び図４に示すように、冷却ゾーンＢに設けられる第２コンベヤー部材６００には、複数の搬送シャフト６１０が一定の間隔を置いて具備される。搬送シャフト６１０は、モータなどの駆動源（図示せず）に直接的または間接的に連結され駆動源の駆動によって回転する。これによって、基板が搬送シャフト６１０上の基板搬送方向に向って搬送される。搬送シャフト６１０は、基板の一辺より大きい一辺を有するローラー６２０を含み、基板を冷却する冷却媒体として機能する。さらに具体的に説明すると、搬送シャフト６１０のローラー６２０は、第１冷却流体供給源６３０から提供される冷却流体が流れる流路６２２を有し、搬送シャフト６１０の一端には第１冷却流体供給源６３０の供給ライン６３２と連結されるポートが設けられる。これによって、搬送シャフト６１０のローラー６２０は、冷却流体により一定温度以下に冷却されながら基板に直接接触して冷却する冷却手段として機能する。このように、基板Ｓは搬送シャフト６１０によって搬送される過程でローラー６２０と接触することで冷却処理される。搬送シャフト６１０を通過した冷却流体は、回収ライン６３４を介して第１冷却流体供給源６３０に回収され、チラー（Ｃｈｉｌｌｅｒ）によって冷却された後、また供給ライン６３２を介して搬送シャフト６１０に供給される。

また図３を参照すると、プリ冷却部４００では、冷却エア噴射によるエア冷却と、前述した第２コンベヤー部材６００の搬送シャフト６１０を冷却媒体としたシャフト接触冷却方式によって基板が冷却される。そして、メイン冷却部５００では、第２コンベヤー部材６００の搬送シャフト６１０を冷却媒体とした搬送シャフト６１０接触冷却方式と、冷却部材７００による間接冷却方式によって基板が冷却される。
プリ冷却部４００では、基板の急速冷却のために基板に冷却エアを噴射するエア冷却部材４１０が基板搬送経路の上部に設けられる。エア冷却部材４１０は、基板の表面に冷却エアを噴射するために基板の搬送方向と直交する方向に並列に設けられる多数のノズル４１２と、ノズル４１２に冷却エアを供給する冷却エア供給源４１４とを含む。図示していないが、プリ冷却部とメイン冷却部のチャンバ全長にはフィルタファンユニット（ＦＦＵ）が設けられる。

メイン冷却部５００は、第２コンベヤー部材６００によって搬送される基板を非接触方式で冷却する冷却部材７００と、基板が冷却部材７００と接触しないように基板と冷却部材７００との間の間隔を維持する間隔維持部材８００とを含む。

図４及び図５は、メイン冷却部に設けられた冷却部材の構造を説明するための平面図及び側断面図である。図６は、搬送シャフトの間に設けられた冷却プレートと、間隔維持部材とを示す斜視図である。

図４乃至図６を参照すると、冷却部材７００は搬送シャフト６１０の間に位置する冷却プレート７１０と、冷却プレート７１０の底面に設けられる冷却パイプ７２０と、冷却パイプ７２０に冷却流体を供給する第２冷却流体供給源７３０とを含む。

冷却プレート７１０は搬送シャフト６１０の間に位置する。冷却プレート７１０の長さは基板Ｓの長さより長いのが好ましい。冷却プレート７１０は、上面７１２と、上面７１２の両端から下方向に折り曲がった両側面７１４とを持ち、上面７１２には間隔維持部材８００のボールキャスタ８１０が位置する装着ホール７１６が一定間隔で形成される。冷却プレート７１０の上面の下には、装着ホール７１６を間に置いて２個の冷却パイプ７２０が並列に設けられる。冷却パイプ７２０は、冷却プレート７１０との接触面積を広くするように、直方体からなる。冷却パイプ７２０の一端には、第２冷却流体供給源７３０から冷却流体が供給される供給ライン７３２が連結され、その他端には、回収ライン７３４が連結される。回収ライン７３４は第２冷却流体供給源７３０と連結され、回収ライン７３４を介して第２冷却流体供給源７３０に回収される冷却流体は、チラー（Ｃｈｉｌｌｅｒ）によって冷却処理された後、また供給ライン７３２を介して冷却パイプ７２０に提供される。図６には冷却プレート７１０と冷却パイプ７２０を別個の構成として図示及び説明したが、図７のように冷却プレート７１０ａに冷却流体が通過できる流路７１８を形成し、冷却流体を直接冷却プレート７１０ａの流路７１８に供給する方式も適用可能である。

冷却部材７００は、冷却プレート７１０を冷却して基板を間接冷却（対流冷却）する方式を利用するので、冷却プレート７１０が搬送シャフト６１０によって搬送される基板Ｓから最大限近く位置することが冷却効率の側面から有利である。しかし、冷却プレート７１０が基板Ｓにあまりにも近く位置する場合、基板Ｓが自重により垂れて、冷却プレート７１０と接触する可能性がある。もし搬送される基板が冷却プレート７１０と接触する場合基板Ｓの底面にスクラッチが発生しうるため、冷却効率が低いとしても基板スクラッチを意識して基板から十分な間隔を維持するように冷却プレート７１０の高さを高く設定して設置する。ところが、本発明では、冷却プレート７１０を基板から０．６〜０．２ｍｍ離隔するように設置し、間隔維持部材８００を用いて基板Ｓと冷却プレート７１０との接触を予め遮断するように構成した。

冷却部材７００の冷却効率を高めるために非常に重要な構成である間隔維持部材８００は、高さの調節が可能であるように、設備フレーム１２に設けられる支持台８２０と、支持台８２０の上端に設けられ、搬送シャフト６１０の間で基板Ｓの底面を支持するボールキャスタ（Ｂａｌｌ‐ｃａｓｔｅｒ）８１０とを含む。支持台８２０は設備フレーム１２に垂直に設けられ、支持台８２０の上端にはボールキャスタ８１０が回転自在に設けられる。支持台８２０は設備フレーム１２にボルト８３０締結方式で設けられ、ボルト８３０を緩めたり締めたりすることで支持台８２０の高さを調節することができる。即ち、間隔維持部材８００は、支持台８２０のボルト８３０を緩めたり締めたりしてボールキャスタ８１０の高さを調節することができ、これは、搬送シャフト６１０によって搬送される基板を支持する高さを調節できることを意味する。

ボールキャスタ８１０は、その一部が冷却プレート７１０の上面から突出するように冷却プレート７１０の装着ホール７１６に位置する。ボールキャスタ８１０は、冷却プレート７１０の上面７１２から０．６〜０．２ｍｍ突出するように装着ホール７１６に位置することが好ましい。即ち、基板Ｓは搬送シャフト６１０の間を通過する過程で自重によって垂れ得るが、ボールキャスタ８１０が搬送シャフト６１０の間に位置し基板の底面を支持することで、基板と冷却プレート７１０との接触を防止することができる。このように、間隔維持部材８００は、基板Ｓと冷却プレート７１０の間を０．６〜０．２ｍｍ離隔するように維持することができる。

本発明の実施形態において、間隔維持部材８００のボールキャスタ８１０を基板に直接接触させて支持する方式を適用しているが、エアを基板の底面に噴射して基板が垂れることを防止する間接支持方式が適用されることもできる。

１００ プリ加熱部
２００ メイン加熱部
３００ 第１コンベヤー部材
４００ プリ冷却部
５００ メイン冷却部
６００ 第２コンベヤー部材
７００ 冷却部材
８００ 間隔維持部材

Claims (15)

1. フラットパネルディスプレイ製造のための基板処理装置であって、
   基板搬送のための複数の搬送シャフトを有するコンベヤー部材と、
   前記コンベヤー部材によって搬送される基板を非接触方式に冷却する冷却部材と、
   基板が前記冷却部材と接触しないように前記基板と前記冷却部材との間の間隔を維持する間隔維持部材と、を含むことを特徴とするフラットパネルディスプレイ製造のための基板処理装置。
2. 前記間隔維持部材は、
   高さ調節が可能であるように設備フレームに設けられる支持台と、
   前記支持台の上端に設けられ、前記搬送シャフトの間で前記基板の底面を支持するボールキャスタ（Ｂａｌｌ‐ｃａｓｔｅｒ）と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のフラットパネルディスプレイ製造のための基板処理装置。
3. 前記冷却部材は、
   冷却流体供給源と、
   前記搬送シャフトの間に位置し、前記冷却流体供給源から提供された冷却流体によって冷却される冷却プレートと、を含むことを特徴とする請求項２に記載のフラットパネルディスプレイ製造のための基板処理装置。
4. 前記冷却部材は、
   前記冷却プレートに形成され、前記ボールキャスタが位置する装着ホールをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載のフラットパネルディスプレイ製造のための基板処理装置。
5. 前記冷却部材は、
   前記搬送シャフトの間に位置し、前記ボールキャスタが位置する装着ホールが形成された冷却プレートと、
   前記装着ホールを中心に前記冷却プレートの底面両側に密着して設けられ、冷却流体供給源から提供された冷却流体が流れる複数の冷却パイプと、を含むことを特徴とする請求項２に記載のフラットパネルディスプレイ製造のための基板処理装置。
6. 前記ボールキャスタは、
   前記冷却プレートの装着ホール上部から突出して、前記コンベヤー部材によって搬送される基板の底面を支持することを特徴とする請求項４、又は請求項５に記載のフラットパネルディスプレイ製造のための基板処理装置。
7. 前記間隔維持部材は、
   基板と前記冷却プレートとの間を０．６〜０．２ｍｍ離隔されるように維持することを特徴とする請求項３、又は請求項４に記載のフラットパネルディスプレイ製造のための基板処理装置。
8. 前記搬送シャフトは、
   搬送軸と、
   前記搬送軸に設けられ、基板と接触するローラーと、を含み、
   前記ローラーは、冷却流体供給源から提供された冷却流体が流れる流路を具備することを特徴とする請求項３、又は請求項４に記載のフラットパネルディスプレイ製造のための基板処理装置。
9. 前記ローラーは、基板移送方向と直交する基板の一辺の長さより長いことを特徴とする請求項８に記載のフラットパネルディスプレイ製造のための基板処理装置。
10. フラットパネルディスプレイ製造のための基板処理装置であって、
    基板に感光液を塗布する塗布ユニットと、
    基板にパターンを照射して露光する露光ユニットと、
    基板を現像する現像ユニットと、
    基板を加熱処理して冷却処理するベークユニットと、を含み、
    前記ベークユニットは、
    基板搬送のための複数の搬送シャフトを有するコンベヤー部材と、
    前記コンベヤー部材によって搬送される基板を加熱する加熱部材と、
    前記加熱部材によって加熱された基板を非接触方式で冷却する冷却部材と、
    基板が前記冷却部材と接触しないように前記基板と前記冷却部材との間の間隔を維持する間隔維持部材と、を含むことを特徴とするフラットパネルディスプレイ製造のための基板処理装置。
11. 前記間隔維持部材は、
    高さ調節が可能であるように設備フレームに設けられる支持台と、
    前記支持台の上端に設けられ、前記搬送シャフトの間で前記基板の底面を支持するボールキャスタ（Ｂａｌｌ‐ｃａｓｔｅｒ）と、を含むことを特徴とする請求項１０に記載のフラットパネルディスプレイ製造のための基板処理装置。
12. 前記冷却部材は、
    冷却流体供給源と、
    前記搬送シャフトの間に設けられ、前記冷却流体供給源から提供された冷却流体によって冷却される冷却プレートと、を含み、
    前記冷却プレートは、上面から前記ボールキャスタの一部が突出するように形成される装着ホールを含むことを特徴とする請求項８に記載のフラットパネルディスプレイ製造のための基板処理装置。
13. フラットパネルディスプレイ製造のための基板処理方法であって、
    基板は、コンベヤー部材の搬送シャフトによって移送されながら、前記搬送シャフトの間に位置する冷却部材によって冷却され、
    基板は、前記搬送シャフトの間に位置する間隔維持部材によって前記冷却部材から一定の間隔を維持する状態で移送されながら冷却されることを特徴とするフラットパネルディスプレイ製造のための基板処理方法。
14. 基板と前記冷却部材との間隔の維持は、ボールキャスタによって行なわれることを特徴とする請求項１３に記載のフラットパネルディスプレイ製造のための基板処理方法。
15. 前記間隔維持部材は、
    基板と前記冷却部材との間を０．６〜０．２ｍｍ離隔されるように維持することを特徴とする請求項１３に記載のフラットパネルディスプレイ製造のための基板処理方法。
    

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