JP2015064185A - 減圧乾燥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板の中央部付近を昇降ピンにより支持した場合においても、基板の全域においてムラを生ずることなく、基板上の薄膜を均一に乾燥することが可能な減圧乾燥装置を提供する。【解決手段】 昇降ピン１１は、プレート１３に形成された孔部４１を貫通する構成を有し、この昇降ピン１１には、円盤状のフランジ部材２１が付設されている。昇降ピン１１が下降した場合には、この昇降ピン１１に付設されたフランジ部材２１は、プレート１３に形成された孔部４１と近接する孔部４１の遮蔽位置に配置される。一方、昇降ピン１１が上昇した場合には、この昇降ピン１１に付設されたフランジ部材２１は、プレート１３に形成された孔部４１から離隔する離隔位置に配置される。【選択図】 図６

Description

この発明は、チャンバー内に収納された基板上の薄膜を減圧乾燥する減圧乾燥装置に関する。

有機ＥＬ表示装置用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、太陽電池用パネル基板、ＰＤＰ用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等の基板上に形成されたフォトレジスト等の薄膜を乾燥するときには、これらの基板をチャンバー内に収納し、チャンバー内を減圧することにより、フォトレジストの成分に含まれる溶剤の蒸発を促進して、フォトレジストを迅速に乾燥する構成を有する。

このような減圧乾燥装置においては、チャンバー内において基板を支持ピンにより支持してフォトレジストの乾燥を行った場合には、基板における支持ピンに接触している領域と、それ以外の領域とでは基板に温度差が生じ、フォトレジストに乾燥ムラが生ずる場合がある。このため、特許文献１には、基板を第１支持手段により支持する第１支持状態と、基板を第２支持手段により支持する第２支持状態とを交互に切り替え、基板に対してピン跡等を生じないようにした減圧乾燥装置が提案されている。

また、特許文献２には、基板が大型化した場合にも、基板の水平状態を精度よく維持しつつ昇降させるため、複数のピンを立設したリフトプレートにより基板を昇降させる基板処理装置が開示されている。

ところで、このような減圧乾燥装置においては、チャンバー内を排気するためにチャンバーの底部に形成された排気口より排気を行った場合に、排気口の直上の領域において乾燥ムラが発生するという問題がある。このため、従来の減圧乾燥装置においては、チャンバー内において支持ピンにより支持された基板と排気口との間に、排気口の上部を覆うプレートを配設している。

図１５は、このような従来の減圧乾燥装置の側面概要図である。また、図１６は、昇降ピン１１および支持ピン１２等の配置を示す平面図である。なお、図１５においては、理解を容易とするため、昇降ピン１１および支持ピン１２の配置と本数を図１６に示す正しい位置から変更して図示している。

この減圧乾燥装置は、蓋部材３１と、ステージ３２と、これらの蓋部材３１とステージ３２との間に配設されるシール部材としてのオーリング３３とを備える。これらの蓋部材３１、ステージ３２およびオーリング３３は、基板１００を減圧乾燥するためのチャンバーを構成する。ステージ３２には、図示しない真空ポンプ等の減圧機構に接続された排気口３４が形成されている。また、ステージ３２には、蓋部材３１、ステージ３２およびオーリング３３から構成されるチャンバー内を大気解放するときに、このチャンバー内に窒素ガスやドライエアを導入するための導入口３５が形成されている。

ステージ３２から上方に離隔した位置には、排気口３４を含むステージ３２のほぼ全域を覆うプレート１３が配設されている。このプレート１３には、減圧乾燥時に、蓋部材３１、ステージ３２およびオーリング３３から構成されるチャンバー内に収納された基板１００を支持するための複数の支持ピン１２が配設されている。また、プレート１３の外側の位置には、基板１００の下面を支持した状態で上下方向に移動することにより、基板１００を昇降させる昇降ピン１１が配設されている。この昇降ピン１１は、基板１００を図示しない搬送アームとの間で受け渡しするために使用されるものであり、図示しない昇降機構に連結する支持部材３６上に立設されている。

図１６に示すように、昇降ピン１１は、温度ムラ等に起因する基板１００により製造されるディバイスへの悪影響を防止するため、基板１００における有効エリア外となる基板１００の端縁付近において基板１００を支持している。また、支持ピン１２は、基板の端縁付近の他、基板１００より製造されるディバイスに悪影響を与えないように、面取りパターン等を考慮した位置にも配設されている。

この減圧乾燥装置により基板を減圧乾燥するときには、蓋部材３１を上昇させた後、昇降ピン１１を支持部材３６とともに上昇させ、搬送アームにより搬送された基板１００を昇降ピン１１により支持する。しかる後、昇降ピン１１が支持部材３６とともに下降することにより、基板１００を昇降ピン１１から支持ピン１２に受け渡す。次に蓋部材３１がオーリング３３と当接する位置まで下降して密閉されたチャンバーを形成する。しかる後、排気口３４より排気を行うことにより、蓋部材３１、ステージ３２およびオーリング３３から構成されるチャンバー内を減圧することにより、チャンバー内に収納された基板１００上の薄膜を減圧乾燥する。このときには、排気口３４の上部はプレート１３により覆われていることから、チャンバー内を排気するために排気口３４より排気を行った場合においても、排気口３４の直上の領域において乾燥ムラが発生することはない。

特開平１０−７６２１１号公報 特開２００７−２３４７５８号公報

近年の基板の大型化、薄板化に伴い、基板１００を昇降するときに、図１６に示すように基板１００の端縁付近を昇降ピン１１により支持して昇降させた場合には、基板１００の中央部が大きく撓み、基板の受渡時に基板１００が搬送アームと干渉したり、基板１００に塗布された塗布液の液流れが発生したりするという問題が生ずる。このため、基板１００を昇降させるときに、基板１００の端縁のみではなく、中央部をも昇降ピンで支持する必要が生じてきた。

図１５および図１６に示す減圧乾燥装置で基板１００の中央部を支持するためには、プレート１３における基板１００の中央部と対向する領域に孔部を設け、この孔部を貫通した状態で、他の昇降ピン１１と同期して上下方向に移動する新たな昇降ピンを配設すればよい。

しかしながら、このような構成を採用した場合においては、プレート１３に孔部が形成されたことにより、基板１００におけるこの孔部と対向する位置に乾燥ムラが生ずることが、この発明の発明者により確認された。

これは、第１に、プレート１３に孔部が形成された場合には、減圧乾燥時の溶剤の蒸発に伴って基板１００とともにプレート１３が冷却されるときに、プレート１３が存在する部分と、プレート１３に形成された孔部とで温度差が生じ、孔部に相当する領域で乾燥ムラが生ずること、また、第２に、減圧乾燥時に、蓋部材３１、ステージ３２およびオーリング３３から構成されるチャンバー内の気体がプレート１３に形成された孔部を通過して排気口３４に移動することから、孔部に相当する領域で乾燥ムラが生ずることが、原因と考えられる。

なお、上述した特許文献２に記載の基板処理装置においては、リフトプレートには孔部は形成されないが、特許文献２に記載の構成を採用した場合には、リフトプレートと基板を搬送するための搬送アームとの干渉が生じやすいという問題が生ずる。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、基板の中央部付近を昇降ピンにより支持した場合においても、基板の全域においてムラを生ずることなく、基板上の薄膜を均一に乾燥することが可能な減圧乾燥装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、チャンバー内に収納された基板上の薄膜を減圧乾燥する減圧乾燥装置において、前記チャンバーの底部に形成され、前記チャンバー内を減圧するための排気口と、前記排気口から上方に離隔した位置に配置され、前記排気口の上部を覆うプレートと、前記プレートに配設され、減圧乾燥時に前記チャンバー内に収納された基板を支持する支持ピンと、基板の下面を支持した状態で、前記プレートに形成された孔部を貫通して上下方向に移動することにより、基板を昇降させる昇降ピンと、前記昇降ピンに付設されるとともに、前記プレートに形成された孔部を覆う形状を有し、前記昇降ピンの昇降に伴って、前記プレートに形成された孔部と近接する孔部の遮蔽位置と、前記プレートに形成された孔部から離隔する離隔位置との間を昇降するフランジ部材と、を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記プレートには、前記フランジ部材を収納する凹部が形成される。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記プレートには、前記フランジ部材を囲む凸部が形成される。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記フランジ部材の下面には凸部が形成され、前記プレートには、前記フランジ部材の凸部を収納する凹部が形成される。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記プレートと前記フランジ部材との間にシール部材を有する。

請求項１から請求項５に記載の発明によれば、孔部を覆うフランジ部材の作用により、基板の中央部付近を昇降ピンにより支持する構成を採用した場合においても、基板の全域においてムラを生ずることなく、基板上の薄膜を均一に乾燥することが可能となる。

この発明に係る減圧乾燥装置の側面概要図である。 昇降ピン１１および支持ピン１２等の配置を示す平面図である。 昇降ピン１１および支持ピン１２等の配置を示す平面図である。 複数の昇降ピン１１のうち、プレート１３内部の基板１００と対向する位置に配置された昇降ピン１１のプレート１３との関係を示す側面概要図である。 プレート１３内部の基板１００と対向する位置に配置された昇降ピン１１のプレート１３との関係を示す斜視図である。 プレート１３内部の基板１００と対向する位置に配置された昇降ピン１１のプレート１３との関係を示す斜視図である。 この発明に係る減圧乾燥装置による減圧乾燥動作を示す説明図である。 この発明に係る減圧乾燥装置による減圧乾燥動作を示す説明図である。 この発明に係る減圧乾燥装置による減圧乾燥動作を示す説明図である。 この発明に係る減圧乾燥装置による減圧乾燥動作を示す説明図である。 この発明の第２実施形態にかかるフランジ部２１およびプレート１３の側面概要図である。 この発明の第３実施形態にかかるフランジ部２１およびプレート１３の側面概要図である。 この発明の第４実施形態にかかるフランジ部２１およびプレート１３の側面概要図である。 この発明の第５実施形態にかかるフランジ部２１およびプレート１３の側面概要図である。 従来の減圧乾燥装置の側面概要図である。 昇降ピン１１および支持ピン１２等の配置を示す平面図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る減圧乾燥装置の側面概要図である。また、図２および図３は、昇降ピン１１および支持ピン１２等の配置を示す平面図である。ここで、図２は、大型の基板１００を支持する状態を示しており、図３は、小型の基板１０１を支持する状態を示している。なお、図１においては、理解を容易とするため、昇降ピン１１および支持ピン１２の配置と本数を図２および図３に示す正しい位置から変更して図示している。以下の説明においては、大型の基板１００を減圧乾燥する場合について説明する。

この減圧乾燥装置は、蓋部材３１と、ステージ３２と、これらの蓋部材３１とステージ３２との間に配設されるシール部材としてのオーリング３３とを備える。これらの蓋部材３１、ステージ３２およびオーリング３３は、矩形状の基板１００を減圧乾燥するためのチャンバーを構成する。ステージ３２には、減圧機構として機能する真空ポンプ３９に接続された排気口３４が形成されている。また、ステージ３２には、蓋部材３１、ステージ３２およびオーリング３３から構成されるチャンバー内を大気解放するときに、このチャンバー内に窒素ガスやドライエアを導入するための導入口３５が形成されている。

ステージ３２から上方に離隔した位置には、排気口３４を含むステージ３２のほぼ全域を覆うプレート１３が配設されている。このプレート１３には、減圧乾燥時に、蓋部材３１、ステージ３２およびオーリング３３から構成されるチャンバー内に収納された基板１００を支持するための複数の支持ピン１２が配設されている。また、プレート１３の外側の位置とプレート１３の内部の基板１００と対向する位置とには、基板１００の下面を支持した状態で上下方向に移動することにより、基板１００を昇降させる昇降ピン１１が配設されている。この昇降ピン１１は、基板１００を後述する搬送アーム５０との間で受け渡しするために使用されるものであり、連結部材３７を介して昇降機構３８に連結する支持部材３６上に立設されている。

図４は、複数の昇降ピン１１のうち、プレート１３内部の基板１００と対向する位置に配置された昇降ピン１１のプレート１３との関係を示す側面概要図である。また、図５および図６は、プレート１３内部の基板１００と対向する位置に配置された昇降ピン１１のプレート１３との関係を示す斜視図である。ここで、図４および図５は、昇降ピン１１が下降位置に配置された状態を示し、図６は、昇降ピン１１が上昇位置に配置された状態を示している。

図１および図２に示す複数の昇降ピン１１のうちプレート１３内部の基板１００と対向する位置に配置された昇降ピン１１は、図４から図６に示すように、プレート１３に形成された孔部４１を貫通する構成を有する。そして、この昇降ピン１１には、円盤状のフランジ部材２１が付設されている。この昇降ピン１１は、プレート１３の外側の位置に配設された昇降ピン１１とともに、図１に示す支持部材３６上に立設されている。そして、これらの昇降ピン１１は、昇降機構３８の駆動により支持部材３６が上下方向に移動することにより、互いに同期して上下方向に移動する。

昇降機構３８の駆動により支持部材３６が上下方向に移動して、プレート１３内部の基板１００と対向する位置に配置された昇降ピン１１が下降した場合には、この昇降ピン１１に付設されたフランジ部材２１は、図４および図５に示すように、プレート１３に形成された孔部４１と近接する孔部４１の遮蔽位置に配置される。一方、昇降機構３８の駆動により支持部材３６が上下方向に移動して、プレート１３内部の基板１００と対向する位置に配置された昇降ピン１１が上昇した場合には、この昇降ピン１１に付設されたフランジ部材２１は、図６に示すように、プレート１３に形成された孔部４１から離隔する離隔位置に配置される。

ここで、減圧処理時に蓋部材３１、ステージ３２およびオーリング３３から構成されるチャンバー内にパーティクルが発生することを防止するため、昇降ピン１１とプレート１３とは非接触状態を維持する必要がある。このため、プレート１３に形成された孔部４１の内径は、昇降ピン１１の外径より一定以上大きくなっている。このため、昇降ピン１１とプレート１３との間には、隙間が生じている。また、同様の理由により、孔部４１の遮蔽位置に配置されたフランジ部材２１の下面とプレート１３の上面との間にも、一定の隙間が形成されている。

なお、後述するように、孔部４１を気体が通過することをフランジ部材２１に作用により防止するためには、孔部４１の遮蔽位置に配置されたフランジ部材２１の下面とプレート１３の上面との間隔は、１ｍｍ以下とすることが好ましい。また、フランジ部材２１の外形は、孔部４１の内径より大きいことが好ましい。また、このフランジ部２１の材質は、プレート１３の材質と同様の材質とすることが好ましい。プレート１３が、例えば、アルミニウム製であれば、フランジ部２１もアルミニウムから構成することが好ましい。

次に、このような構成を有する減圧乾燥装置による減圧乾燥動作について説明する。図７から図１０は、この発明に係る減圧乾燥装置による減圧乾燥動作を示す説明図である。なお、図７から図１０においては、図１に示す減圧乾燥装置の一部の領域のみを図示している。

この減圧乾燥装置により基板１００に形成された薄膜の減圧乾燥を実行するときには、最初に、基板１００を、蓋部材３１、ステージ３２およびオーリング３３から構成されるチャンバー内に搬送する。この場合においては、図７に示すように、蓋部材３１を上昇させ、支持ピン５１により基板１００を支持した搬送アーム５０をチャンバー内に進入させる。このときには、昇降ピン１１は、支持部材３６とともに、図７に示す上昇位置に配置されている。

この状態において、図８に示すように、搬送アーム５０を下降させる。これにより、基板１００は、搬送アーム５０における支持ピン５１から、上昇位置に配置された昇降ピン１１に移載される。なお、昇降ピン１１が上昇位置にあるときには、図６に示すように、フランジ部材２１は、プレート１３に形成された孔部４１から離隔する離隔位置に配置されている。

次に、図９に示すように、搬送アーム５０を、蓋部材３１、ステージ３２およびオーリング３３から構成されるチャンバー内から退出させる。

そして、図１０に示すように、昇降ピン１１を、支持部材３６とともに、図１０に示す下降位置まで下降させる。これにより、昇降ピン１１により支持されていた基板１００は、支持ピン１２に移載される。そして、蓋部材３１を下降させて、蓋部材３１、ステージ３２およびオーリング３３により密閉されたチャンバーを構成する。しかる後、真空ポンプ３９の作用により排気口３４を介してチャンバー内を排気する。このときには、排気口３４の上部は、プレート１３により覆われていることから、チャンバー内を排気するために排気口３４より排気を行った場合においても、排気口３４の直上の領域において乾燥ムラが発生することはない。

また、このときには、昇降ピン１１が下降位置まで下降し、フランジ部材２１が図４および図５に示すプレート１３に形成された孔部４１と近接する孔部４１の遮蔽位置に配置されている。このフランジ部材２１は、プレート１３に形成された孔部４１の内径より大きく孔部４１全体を覆う形状を有する。また、このフランジ部２１の下面とプレート１３の上面との間隔は、１ｍｍ以下の小さな間隔となっている。このため、このフランジ部材２１とプレート１３とは、実質的にラビリンス構造を構成する。そして、上述したように、このフランジ部２１は、プレート１３と同じ材質となっている。

このため、第１に、減圧乾燥時に、プレート１３が存在する部分と孔部４１に対応する領域とで温度差が生じることはない。また、第２に、減圧乾燥時に、蓋部材３１、ステージ３２およびオーリング３３から構成されるチャンバー内の気体がプレート１３に形成された孔部４１を通過して移動することを抑制することができる。従って、これらの作用が相俟って、孔部４１に相当する領域で乾燥ムラが発生することを効果的に防止することが可能となる。

基板１００に対する減圧乾燥が完了すれば、導入口３５から窒素ガスやドライエアを蓋部材３１、ステージ３２およびオーリング３３から構成されるチャンバー内に導入する。そして、基板１００を上述した搬入動作とは逆の動作により搬出する。

次に、この発明の他の実施形態について説明する。図１１は、この発明の第２実施形態にかかるフランジ部２１およびプレート１３の側面概要図である。

この第２実施形態においては、プレート１３に、フランジ部材２１を収納可能な凹部４２が形成されている。このような構成を採用した場合には、プレート１３とフランジ部材２１との間のラビリンス効果を高めることが可能となる。

図１２は、この発明の第３実施形態にかかるフランジ部２１およびプレート１３の側面概要図である。

この第３実施形態においては、プレート１３に、フランジ部材２１を囲む凸部４３が形成されている。この凸部４３は、フランジ部材２１の外周部に円周状に配置される。このような構成を採用した場合にも、プレート１３とフランジ部材２１との間のラビリンス効果を高めることが可能となる。

図１３は、この発明の第４実施形態にかかるフランジ部２１およびプレート１３の側面概要図である。

この第４実施形態においては、フランジ部材２１の下面に、フランジ部材２１と同心円状の円周形状の凸部２２が形成されるとともに、プレート１３の上面に、凸部２２を収納可能な凹部４４が形成されている。このような構成を採用した場合にも、プレート１３とフランジ部材２１との間のラビリンス効果を高めることが可能となる。

図１４は、この発明の第５実施形態にかかるフランジ部２１およびプレート１３の側面概要図である。

この第５実施形態においては、プレート１３とフランジ部材２１の間に、オーリングよりなるシール部材２３が配設されている。このような構成を採用した場合には、プレート１３とフランジ部材２１との間を、完全に遮断することが可能となる。

１１ 昇降ピン
１２ 支持ピン
１３ プレート
２１ フランジ部材
２２ 凸部
２３ シール部材
３１ 蓋部材
３２ ステージ
３３ オーリング
３４ 排気口
３５ 導入口
３６ 支持部材
３７ 連結部材
３８ 昇降機構
３９ 真空ポンプ
４１ 孔部
４２ 凹部
４３ 凸部
４４ 凹部
５０ 搬送アーム
５１ 支持ピン
１００ 基板
１０１ 基板

Claims (5)

1. チャンバー内に収納された基板上の薄膜を減圧乾燥する減圧乾燥装置において、
   前記チャンバーの底部に形成され、前記チャンバー内を減圧するための排気口と、
   前記排気口から上方に離隔した位置に配置され、前記排気口の上部を覆うプレートと、
   前記プレートに配設され、減圧乾燥時に前記チャンバー内に収納された基板を支持する支持ピンと、
   基板の下面を支持した状態で、前記プレートに形成された孔部を貫通して上下方向に移動することにより、基板を昇降させる昇降ピンと、
   前記昇降ピンに付設されるとともに、前記プレートに形成された孔部を覆う形状を有し、前記昇降ピンの昇降に伴って、前記プレートに生成された孔部と近接する孔部の遮蔽位置と、前記プレートに形成された孔部から離隔する離隔位置との間を昇降するフランジ部材と、
   を備えたことを特徴とする減圧乾燥装置。
2. 請求項１に記載の減圧乾燥装置において、
   前記プレートには、前記フランジ部材を収納する凹部が形成される減圧乾燥装置。
3. 請求項１に記載の減圧乾燥装置において、
   前記プレートには、前記フランジ部材を囲む凸部が形成される減圧乾燥装置。
4. 請求項１に記載の減圧乾燥装置において、
   前記フランジ部材の下面には凸部が形成され、前記プレートには、前記フランジ部材の凸部を収納する凹部が形成される減圧乾燥装置。
5. 請求項１に記載の減圧乾燥装置において、
   前記プレートと前記フランジ部材との間にシール部材を有する減圧乾燥装置。

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