JP2011058740A - 減圧乾燥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】塗布膜に乾燥ムラが形成されるのを抑えることができる減圧乾燥装置を提供する。
【解決手段】基板１を収容するチャンバ部１０と、前記チャンバ部１０に基板１を収容した状態で基板１の裏面に当接して基板１を支持する基板支持部２０と、前記基板支持部２０を駆動制御する制御装置と、を備える減圧乾燥装置であって、前記制御装置は、チャンバ部１０が減圧乾燥環境下で、前記基板支持部２０を駆動制御することにより、基板支持部２０が基板１裏面に当接する当接位置を変更させる構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板上に形成された塗布膜を減圧環境下で乾燥させる減圧乾燥装置に関するものである。

液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイには、基板上にレジスト液が塗布されたもの（塗布基板と称す）が使用されている。この塗布基板は、塗布装置により基板上にレジスト液が均一に塗布されることによって塗布膜が形成され、その後、減圧乾燥装置により塗布膜を乾燥させることにより生産される。

この減圧乾燥装置は、例えば、下記特許文献１に示されるように、チャンバ部に基板が収容された状態で、チャンバ部を減圧させることにより基板上の塗布膜を乾燥させるようになっている。具体的には、基板がチャンバ部に供給されると、基板の裏面に複数のピンを当接させることによって支持される。そして、この支持された状態でチャンバ部の大気を排気させると、チャンバ部が減圧環境下になることにより、基板上の塗布膜の溶剤が蒸発し塗布膜が乾燥する。

特開２００５−３２９３０３号公報

しかし、上記特許文献１に記載された減圧乾燥装置では、塗布膜表面に乾燥ムラが発生する虞があるという問題があった。すなわち、チャンバ部が減圧されるに伴ってチャンバ部の温度が低下するため、複数のピンによって支持される基板には、部分的な温度差が発生することになる。具体的には、減圧乾燥中、基板は、常に複数のピンによって支持されているため、基板の裏面にピンが当接する部分は、ピンが当接していない部分に比べて温度が下がりにくく、温度が高くなる。そのため、温度差による溶剤の蒸発速度に差が生じ、ピンが接する部分と接しない部分とに含まれる溶剤の濃度に差が生じることになる。したがって、この状態で完全に乾燥させると、ピンが当接する部分に乾燥ムラ（ピンムラ）が形成されてしまうという問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、塗布膜に乾燥ムラが形成されるのを抑えることができる減圧乾燥装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために本発明の減圧乾燥装置は、基板を収容するチャンバ部と、前記チャンバ部に基板を収容した状態で基板の裏面に当接して基板を支持する基板支持部と、前記基板支持部を駆動制御する制御装置と、を備える減圧乾燥装置であって、前記制御部は、チャンバ部が減圧乾燥環境下で、前記基板支持部を駆動制御することにより、基板支持部が基板裏面に当接する当接位置を変更させることを特徴としている。

上記減圧乾燥装置によれば、減圧乾燥環境下で、基板支持部と基板裏面とが当接する当接位置が変更されるため、塗布膜に乾燥ムラが形成されるのを抑えることができる。すなわち、基板支持部により基板を保持した状態で、チャンバ部の排気が開始された後、基板支持部を駆動制御することにより、基板支持部と基板裏面との当接位置を変えることにより、減圧乾燥中、基板支持部と基板裏面とが常に同じ位置に当接するのを避けることができる。

具体的には、前記基板支持部は、軸部材に複数のローラが取付けられたローラユニットを一方向に複数配列されたローラコンベアであって、前記制御装置は、前記ローラの回転を駆動制御することにより、ローラ上に載置された基板をローラユニットの配列方向に変位させて、ローラが基板裏面に当接する当接位置を変更させる構成とすることができる。

この構成によれば、基板支持部が複数のローラユニットが配列されたローラコンベアであって、ローラコンベアのローラ上に基板が載置される。そして、減圧乾燥中にローラコンベアを駆動制御することにより、ローラユニットの配列方向に基板を繰り返し変位させる。すなわち、ローラを正転、逆転を繰り返すことにより、ローラと基板の裏面との当接位置を変化させることができるため、減圧乾燥中、ローラと基板裏面とが常に同じ位置に当接するのを避けることができる。

また、前記ローラユニットのローラは、基板の裏面との当接を避ける切欠部を有しており、前記ローラのうち、少なくとも一つのローラの切欠部の位置が他のローラの切欠部の位置と異なる状態で複数のローラが軸部材に固定されている構成としてもよい。

この構成によれば、ローラの切欠部により、ローラと基板の裏面とが当接する部分と、当接を避ける部分とが形成されるため、ローラと基板の裏面との当接を軸部材の軸方向において分散させることができる。

本発明の減圧乾燥装置によれば、塗布膜に乾燥ムラが形成されるのを抑えることができる。

本発明の一実施形態における減圧乾燥装置のチャンバ部が開状態を示す斜視図である。 上記減圧乾燥装置のチャンバ本体の上面図である。 減圧乾燥装置を正面から見た一部断面図である。 基板支持部に基板が支持された状態を示す図であり、（ａ）は基板を所定位置に支持された状態を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の状態から基板を基板搬送方向に変位させた状態を示す図である。 図４の状態を上方から見た場合の当接位置を示す図であり、（ａ）は基板が下流側に位置した状態（図４（ａ））の当接位置を示す図であり、（ｂ）は基板が上流側に位置した状態（図４（ｂ））の当接位置を示す図である。 減圧乾燥装置の動作を示すフローチャートである。 切欠部を有するローラを示す図である。 図７のローラを用いた場合の当接位置を示す図であり、（ａ）は基板が下流側に位置した状態を示す図であり、（ｂ）は上流側に位置した状態を示す図である。 他の実施形態における減圧乾燥装置のチャンバ部を示す概略図である。

本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。

図１〜図３は、本発明の一実施形態における減圧乾燥装置を概略的に示す図であり、図１は、減圧乾燥装置のチャンバ部が開の状態を示す斜視図であり、図２はチャンバ本体の上面図、図３は減圧乾燥装置を正面から見た一部断面図である。

図１〜図３に示すように、減圧乾燥装置は、基板１上に形成されたレジスト液等の塗布膜を減圧環境下で乾燥させるものである。この減圧乾燥装置は、基板１を収容するためのチャンバ部１０を有している。具体的には、このチャンバ部１０は、チャンバ本体１２とこれに接離可能なチャンバ蓋部１１とを有しており、チャンバ蓋部１１がチャンバ本体１２に当接することにより基板１を収容する基板収容部１０ａ（図３参照）が形成される。そして、この基板収容部１０ａに基板１を保持した状態で、基板収容部１０ａを減圧環境に維持することによって基板１を乾燥できるようになっている。

なお、以下の説明では、図１における紙面上側を減圧乾燥装置の上方、図１における紙面下側を減圧乾燥装置の下方とし、さらに、図１の紙面左側を上流側、紙面右側を下流側として説明を進めることとする。

チャンバ蓋部１１は、図示しない昇降機構を駆動制御することにより昇降動作可能に構成されており、チャンバ本体１２に対して接離可能になっている。具体的には、チャンバ蓋１０は、チャンバ本体１２の上方位置と、チャンバ本体１２に当接する位置とに昇降動作可能に設定されており、チャンバ蓋１０がチャンバ本体１２の上方に位置する状態ではチャンバ部１０が開状態となり、チャンバ蓋１０がチャンバ本体１２に当接する位置ではチャンバ部１０が閉状態となる。すなわち、基板収容部１０ａは、チャンバ部１０が閉状態で形成される。

このチャンバ蓋部１１は、チャンバ本体１２に保持された基板１を覆う形状を有しており、チャンバ本体１２と対面する平板状の平板部１１ａと、この平板部１１ａの外周縁からチャンバ本体１２側に突出し、保持された基板１を囲む形状を有する側壁部１１ｂとを有している。この側壁部１１ｂは、チャンバ本体１２と対向する面が平滑な平坦状に形成されている。そして、チャンバ部１０が閉状態では、側壁部１１ｂの平坦部分が、後述するチャンバ本体１２に設けられたシール部材１２ａに圧接することにより、基板収容部１０ａが密封されるようになっている。

チャンバ本体１２は、塗布膜が形成された基板１を保持するものである。このチャンバ本体１２は、基板１を支持するための基板支持部２０が設けられており、この基板支持部２０により基板１が支持されることにより、基板収容部１０ａで基板１が保持されるようになっている。

本実施形態における基板支持部２０は、一方向に配列されたローラユニット２１を複数有するローラコンベア２０ａであって、このローラコンベア２０ａにより、基板１を支持することができるとともに、ローラユニット２１の配列方向に基板を搬送できるようになっている。

ローラユニット２１は、一方向に延びる軸部材２１ａと、この軸部材２１ａの軸方向に略等間隔で固定される複数のローラ２１ｂとを有しており、軸部材２１ａの長手方向が基板５の搬送方向と直交する状態で所定間隔で配列されている。そして、各軸部材２１ａが同一の高さ位置に設けられており、軸部材２１ａの各ローラ２１ｂすべてが、円盤状でほぼ同径に形成されている。これにより、各ローラ２１ｂの最上位置がほぼ同一高さとなり、このローラ２１ｂの最上位置部分が基板１の裏面に当接することにより、基板１がローラユニット２１のローラ２１ｂ上に支持されるようになっている。ここで、本発明では、このローラ２１ｂの最上位置が基板１の裏面に当接する位置を当接位置αと呼ぶ。

また、軸部材２１ａの端部には、プーリ２２ａが取付けられており、全ての軸部材２１ａのプーリ２２ａ（図３参照）がベルト２２ｂで連結されている。したがって、ベルト２２ｂを駆動させるモータを作動させると、ベルト２２ｂが回転することにより、各軸部材２１ａが軸心回りに回転し、ローラ２１ｂが軸心回りに回転する。これにより、ローラコンベア２０ａに支持された基板５がローラユニット２１の配列方向（基板搬送方向）に搬送できるようになっている。すなわち、ローラユニット２１のローラ２１ｂに基板１の一部が載置されると、チャンバ本体１２の下流側所定位置まで基板１を搬送することができ、また、減圧乾燥処理終了後には、基板１をさらに下流側に搬送することにより、基板１を搬出することができるようになっている。

また、ベルト２２ｂを駆動させるモータを制御することにより、ローラ２１ｂを正転、逆転させることができる。これにより、ローラ２１ｂ上の基板１を基板搬送方向に沿って変位させることができる。ここで、図４は、基板支持部２０により基板１が支持された状態を示す図であり、（ａ）は基板１を所定位置に支持された状態を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の状態から基板１を基板搬送方向上流側に変位させた状態を示す図である。また、図５は、図４の状態を上方から見た場合の当接位置αを示す図であり、図５（ａ）が図４（ａ）に対応し、図５（ｂ）が図４（ｂ）にそれぞれ対応している。なお、図４と図５において、ローラ２１ｂの数は必ずしも一致していない。

図４、図５に示すように、基板１がチャンバ本体１２に搬入されると、ローラ２１ｂを正転させることにより、基板１が基板支持部２０の所定位置に支持される（図４（ａ））。すなわち、基板１の裏面に一部のローラ２１ｂの最上位置が当接することにより支持される（図５（ａ））。そして、ローラ２１ｂを逆転させることにより、基板１が基板搬送方向に変位され、その位置で基板１が支持される（図４（ｂ）、図５（ｂ））。したがって、ローラ２１ｂを正転及び逆転させることにより、ローラ２１ｂの最上位置と基板１の裏面とが当接する位置、すなわち当接位置αを変更させることができる。

すなわち、図４（ａ）の状態における当接位置は、図５（ａ）において水平線で示す当接位置αで示される部分である。また、基板１を上流側に変位させた図４（ｂ）の状態における当接位置は、図５（ｂ）において縦線部で示す当接位置αで示される部分である。そして、図５（ａ）において形成された当接位置αを図５（ｂ）に仮想的に表した場合、図５（ｂ）において破線で示す部分が図５（ａ）で形成された当接位置αである。このように、基板１が図５（ａ）で示す下流側にある場合と、図５（ｂ）で示す上流側にある場合とでは、当接位置αが変更されている。したがって、ローラ２１ｂを正転及び逆転させて基板１を搬送方向に変位させることにより、当接位置αが変更され、ローラ２１ｂと基板１の裏面とが常に同じ位置で当接するのを避けることができる。

また、チャンバ本体１２は、排気口２４を有しており、この排気口２４から基板収容部１０ａの大気を排気することにより、基板収容部１０ａが減圧されるようになっている。この排気口２４には、図示しない真空ポンプと配管を通じて接続されており、真空ポンプを作動させることにより、排気口２４に吸引力が作用し、基板収容部１０ａの大気が吸引される。そして、チャンバ本体１２には、チャンバ蓋１０の側壁部１１ｂに対向する位置に、基板１を囲うように環状のシール部材１２ａが設けられており、チャンバ蓋１０を下降させて側壁部１１ｂの平坦部分がシール部材１２ａに圧接されることにより、基板収容部１０ａが密封される。したがって、チャンバ部１０が閉状態で真空ポンプを作動させることにより、基板収容部１０ａが大気圧よりも小さい圧力に減圧されるようになっている。

また、チャンバ本体１２には、図示しないガス供給口が設けられており、このガス供給口からＮ_２ガスを供給することにより、基板収容部１０ａ内の減圧状態を大気圧に戻すことができるようになっている。

また、減圧乾燥装置には、制御装置が設けられている。この制御装置は、各種モータ等を駆動制御するものであり、チャンバ蓋１０の昇降動作や、基板支持部２０であるローラコンベア２０ａのローラユニット２１の動作を駆動制御することができる。

次に、減圧乾燥装置の動作について図６に示すフローチャートに基づいて説明する。

まず、基板１の供給が行われる（ステップＳ１）。具体的には、チャンバ部１０を開状態、すなわちチャンバ蓋部１１を上昇させた状態で、基板１の一部が基板支持部２０であるローラコンベア２０ａに載置されると、ローラユニット２１を駆動制御することによりローラ２１ｂを正転させる。そして、基板１を所定の位置まで搬送させた後、ローラ２１ｂを停止させて、基板１を所定位置に停止させる。例えば、図４（ａ）に示されるように、基板収容部１０ａの下流側（図４（ａ）において右側）に基板１を停止させる。

次に、基板１上の塗布膜を乾燥させる乾燥処理が開始される（ステップＳ２）。具体的には、チャンバ蓋部１１を下降させて基板収容部１０ａを密閉した後、真空ポンプを作動させて基板収容部１０ａを減圧させることにより、基板１上の塗布液を乾燥させる。具体的には、真空ポンプを作動させると、排気口２４に吸引力が発生し、基板収容部１０ａの大気が一様に排気口２４から排気される。これにより、基板収容部１０ａが大気圧より低い所定の圧力まで減圧されることによって基板収容部１０ａが減圧乾燥環境になり、塗布膜の溶剤が基板収容部１０ａに蒸発する。

次に、ローラコンベア２０ａを作動させる（ステップＳ３）。すなわち、乾燥処理中にローラコンベア２０ａを駆動制御して、ローラ２１ｂを正転、逆転させる。具体的には、ステップＳ１において搬入した基板１を停止させた位置から（図４（ａ））、ローラ２１ｂを逆転させることにより、基板収容部１０ａの上流側に基板１を変位させる（図４（ｂ））。そして、基板１が基板収容部１０ａの上流側に到達すると、今度はローラ２１ｂを正転させて基板１を基板収容部１０ａの下流側に変位させる（図４（ａ））。そして、基板１が基板収容部１０ａの下流側に到達すると、再度ローラ２１ｂを逆転させて基板１を基板収容部１０ａの上流側に変位させる（図４（ｂ））。このようにして、減圧環境下にある基板１が基板収容部１０ａの基板搬送方向に沿って繰り返し搬送されることによって、基板１の位置が常に変化するように変位させる。すなわち、ローラ２１ｂと基板１の裏面との当接位置αを常に変更するようにローラコンベア２０ａを駆動制御する（図５（ａ）、図５（ｂ））。これにより、減圧乾燥中、基板支持部２０と基板裏面とが常に同じ位置に当接するのを避けることができる。

次に、乾燥処理が終了する（ステップＳ４）。具体的には、上記乾燥処理が所定時間行われた後、真空ポンプを停止させてガス供給口からＮ_２ガスを供給することにより、基板収容部１０ａを大気圧に戻すととともに、ローラコンベア２０ａのローラユニット２１の駆動を停止させることにより、基板搬送方向に変位させていた基板１を停止させる。

次に、基板１を搬出する（ステップＳ５）。具体的には、ローラコンベア２０ａを駆動制御することによりローラ２１ｂを正転させ、基板１を下流側に搬送することによって基板１を搬出する。

以上説明した通りの減圧乾燥装置によれば、減圧乾燥環境下で、ローラコンベア２０ａのローラ２１ｂと基板１の裏面とが当接する当接位置αが変更されるため、塗布膜に乾燥ムラが形成されるのを抑えることができる。すなわち、ローラコンベア２０ａによりチャンバ部１０の基板収容部１０ａに基板１を保持した状態で、基板収容部１０ａの排気が開始された後、ローラコンベア２０ａを駆動制御することにより、ローラ２１ｂと基板１の裏面との当接位置αを変えることにより、減圧乾燥中、ローラ２１ｂと基板１の裏面とが常に同じ位置に当接するのを避けることができる。これにより、乾燥処理中における基板１の温度が一様になるため、溶剤の蒸発速度を一様にすることができる。したがって、従来のように乾燥処理中、基板裏面とピンとが常に接する場合に比べて、基板に形成される乾燥ムラを抑えることができる。

また、上記実施形態では、ローラコンベア２０ａのローラ２１ｂの形状が円盤状である場合について説明したが、図７に示すように、ローラ２１ｂの円周部分の一部に切欠部２１ｃが形成されたものであってもよい。具体的には、軸部材２１ａの軸方向に複数取付られたローラ２１ｂの切欠部２１ｃがそれぞれ異なる位置になるようにローラユニット２１を構成する。そして、隣接するローラユニット２１のローラ２１ｂの切欠部２１ｃの位置がそれぞれ異なる位置になるようにローラユニット２１を基板搬送方向に配列する。例えば、鉛直上方向位置が切欠部２１ｃになるローラ２１ｂと、切欠部２１ｃ以外の部分になるローラ２１ｂとが交互に配列されるように固定すれば、図８（ａ）に示すように、複数のローラ２１ｂが、軸部材２１ａの軸方向及び、ローラユニット２１の配列方向に亘って、一つ置きにローラ２１ｂと基板１の裏面との当接位置αが配列される。すなわち、ローラ２１ｂの切欠部２１ｃでは、ローラ２１ｂと基板１の裏面との当接を避けることができるため、ローラ２１ｂと基板１の裏面との当接位置αを分散させることができ、ローラ２１ｂが密に配置されている場合に比べて、ローラ２１ｂと基板１の裏面とが当接することにより生じる局部的な温度変化を抑えることができる。

そして、ローラ２１ｂを正転逆転を繰り返して基板１を変位させることにより、ローラ２１ｂの切欠部２１ｃと切欠部２１ｃ以外の部分が交互に最上位置になるようにローラ２１ｂの切欠部２１ｃの位置を設定することにより、基板１が下流側に位置した場合（図８（ａ））と、上流側に位置した場合（図８（ｂ））とであっても、当接位置αを分散させた状態が維持されて乾燥処理を行うことができる。したがって、切欠部２１ｃを有するローラ２１ｂを用いることにより、基板１の局部的な温度変化を抑え、乾燥ムラの発生を抑えることができる。

また、上記実施形態では、チャンバ部１０についてチャンバ蓋１１が開閉するタイプの減圧乾燥装置について説明したが、図９に示すようなゲートバルブ方式の減圧乾燥装置であってもよい。この図９に示す減圧乾燥装置は、一体型のチャンバ部１０を有しており、チャンバ部１０内に基板収容部１０ａが形成されている。そして、基板搬送方向において互いに対向する位置に基板１を搬入させる搬入ゲート１３と、基板１を搬出させる搬出ゲート１４とを有しており、搬入ゲート１３及び搬出ゲート１４は、開閉動作できるようになっている。すなわち、基板１の搬入時には、搬入ゲート１３が開状態（図９において二点鎖線で示す）となり、基板収容部１０ａが減圧乾燥時には搬入ゲート１３及び搬出ゲート１４が閉状態となり、さらに、基板１の搬出時には、搬出ゲート１４が開状態（図９において二点鎖線で示す）となる。また、基板収容部１０ａには、ローラコンベア２０ａが設けられており、上記実施形態同様、基板１をローラ２１ｂで支持した状態でローラ２１ｂを正転逆転を繰り返すことで、基板１を上流側及び下流側に変位させて、基板１の裏面とローラ２１ｂとの当接位置を変更できるようになっている。そして、このローラ２１ｂに載置された基板１の高さ位置は、上流側及び下流側の基板搬送装置（不図示）と共通に設定されることにより、基板搬送装置からそのまま基板収容部１０ａに搬入し、さらに下流側の基板搬送装置にそのまま搬出することができる。したがって、基板収容部１０ａへの搬入、搬出動作をロボットハンドのような中継器が不要であるため、時間をかけることなく、スムーズに行うことができる。

また、上記実施形態では、基板支持部２０としてローラコンベア２０ａを用いる場合について説明したが、基板１を支持するピンの位置が変更できるものであってもよい。具体的には、複数ピンのうち、一部のピンにより基板１を支持しておき、所定時間経過することにより、残りの他のピンにより基板１を支持するように構成する。このような構成であっても、ピンと基板１の裏面との当接位置を変更することができるため、従来のように常にピンと基板１の裏面とが当接する場合に比べて、乾燥ムラの発生を抑えることができる。

１０ チャンバ部
１０ａ 基板収容部
１１ チャンバ蓋部
１２ チャンバ本体
２０ 基板支持部
２０ａ ローラコンベア
２１ ローラユニット
２１ａ 軸部材
２１ｂ ローラ
２１ｃ 切欠部

Claims (3)

1. 基板を収容するチャンバ部と、
   前記チャンバ部に基板を収容した状態で基板の裏面に当接して基板を支持する基板支持部と、
   前記基板支持部を駆動制御する制御装置と、
   を備える減圧乾燥装置であって、
   前記制御装置は、チャンバ部が減圧乾燥環境下で、前記基板支持部を駆動制御することにより、基板支持部が基板裏面に当接する当接位置を変更させることを特徴とする減圧乾燥装置。
2. 前記基板支持部は、軸部材に複数のローラが取付けられたローラユニットを一方向に複数配列されたローラコンベアであって、前記制御装置は、前記ローラの回転を駆動制御することにより、ローラ上に載置された基板をローラユニットの配列方向に変位させて、ローラが基板裏面に当接する当接位置を変更させることを特徴とする請求項１に記載の減圧乾燥装置。
3. 前記ローラユニットのローラは、基板の裏面との当接を避ける切欠部を有しており、前記ローラのうち、少なくとも一つのローラの切欠部の位置が他のローラの切欠部の位置と異なる状態で複数のローラが軸部材に固定されていることを特徴とする請求項２に記載の減圧乾燥装置。

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