JP3374743B2 - 基板熱処理装置及び同装置からの基板の分離方法 - Google Patents
基板熱処理装置及び同装置からの基板の分離方法Info
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Description
LCD用ガラス基板等の基板熱処理装置及び同装置から
の基板の分離方法に関する。
LCD用ガラス基板を載置台の上に載置して所定に処理
を施すことが広く行われている。例えば、基板を加熱す
る装置では、ホットプレートと称される基板熱処理装置
が利用され、特開平7−201718号公報、特開平6
−97269号公報等にその例が示されている。
の例を示す。この装置は、基板Gを載置する載置台60
と、この載置台60を介して基板Gに熱を供給する発熱
体62と、基板Gを持ち上げるリフトピン70と、基板
Gの上方に処理空間64を形成すべく配置されると共に
加熱処理時に発生するガスを排気するカバー部材66と
を備えている。載置台60及び発熱体62には複数の貫
通孔68が形成されており、各貫通孔68に上記リフト
ピン70が上下動自在に挿入されている。そして、シリ
ンダ機構76のピストン78によりリフトピン70を昇
降することにより、装置外の手段と載置台60との間で
基板Gの受け渡しを行うようになっている。
な矩形状のアルミニウム合金製の板により形成されてお
り、酸化アルミニウム被膜によるタフラム処理が施され
ている。また、載置台60の表面は、図8に示すよう
に、同心円状の溝71が設けられることにより粗面に形
成されている。一方、発熱体62は、載置台60と大体
同じ平面寸法のアルミニウム合金製の板により構成さ
れ、内部にヒータを内蔵している。
周部には筒状のシャッタ80が昇降可能に配されてい
る。このシャッタ80は、シャッタ昇降用シリンダ82
のピストン84に連結され、昇降移動によって処理空間
64の容積を調整できるようになっている。また、図8
に示すように、載置台60の上面には、基板Gと載置台
60との接触をさけるためのスペーサ85が、基板Gの
載置位置の周縁に沿って設けられている。このスペーサ
85は扁平小判形のセラミックス製の板片からなり、そ
の一端部に形成した貫通孔に取付ネジ86を挿通し、こ
れを載置台60の上面に刻設されたネジ孔87にねじ込
むことによって、載置台60上に装着されている。
て説明する。まず、載置台60の上方に搬送された基板
Gは、上昇したリフトピン70に受け渡され、リフトピ
ン70の下降によって載置台60の上面のスペーサ85
上に載置される。次に、シャッタが駆動されて処理部と
外部が区画される。処理部内では、発熱体62から熱が
載置台60に伝達され、載置台60の上面から基板Gに
伝達される。この場合、発熱体62から載置台60への
熱伝達は、載置台60の下面と発熱体62の上面の接触
面全体を通してなされるので、載置台60全体が均一に
加熱される。従って、発熱体62から載置台60を介し
て基板Gに伝達される熱の温度分布は均一となり、基板
Gが均一に加熱処理される。
0の上昇によって載置台60より離間させるが、このと
き、帯電しやすい基板Gは、静電気により載置台60の
表面に吸着されて、簡単に離間されずに位置ズレを起こ
したり、落下して破損する場合がある。また、帯電によ
り微細塵埃が付着したり、放電により素子の破壊を起こ
したりする場合もある。この点、上記装置では、載置台
60の表面に温度の均一性を保つ範囲内で溝71を設け
ているので、静電気の発生をある程度抑えることがで
き、上記の不具合の発生を低減することができる。
60の表面に溝71を設ける程度では、十分に静電気の
発生を抑制することはできず、依然として上記の不具合
を解消するには至らなかった。
もので、基板の剥離帯電現象を確実に防止することので
きる基板熱処理装置及び及び同装置からの基板の分離方
法を提供することを目的としている。
に、請求項1記載の発明は、基板を載せる載置台と、こ
の載置台上の基板に載置台を介して熱を供給する発熱体
と、基板の受け渡し時に載置台内に没した位置から上昇
することにより載置台上の基板を持ち上げるリフトピン
とを備えた基板熱処理装置に係り、上記載置台を、基板
の載置面の主な部分を構成する載置台本体と、基板の載
置面の残りの部分を構成する昇降プレートとに分割し、
該昇降プレートを載置台本体に対して昇降駆動機構によ
り昇降可能に組み合わせたことを特徴としている。
プレートの載置面とを面一にすることにより、基板を載
せる平面(載置台の載置面)を構成することができ、そ
の平面に基板を載置することにより、従来の載置台と同
様に基板を加熱処理することができる。処理後に基板を
載置台より分離する場合は、まず、昇降プレートを下降
させて、昇降プレートの載置面を基板より分離させる。
次に、リフトピンを上昇させて、載置台本体の載置面よ
り基板を分離させて持ち上げる。このように、基板と載
置面との分離を二段階に分けて行い、接触面積を段階的
に減らせるようにしたので、一回で基板の全面を載置面
から分離させる場合と比べて、分離時に起きる静電気
(剥離帯電)を減らすことができる。
載の基板熱処理装置に係り、上記昇降プレートにヒータ
を内蔵したことを特徴としている。この装置では、昇降
プレートにヒータを設けたことにより、基板加熱の均一
化を図ることができる。
載の基板熱処理装置に係り、上記載置台の載置面に、基
板との接触面積を減らすための微小凹凸を形成したこと
を特徴としている。この装置では、載置面に微小凹凸を
設けたので、基板と載置台の接触面積を減らすことがで
き、剥離帯電を軽減することができる。
2又は3記載の基板熱処理装置に係り、上記載置台本体
に収容溝を設け、該収容溝に昇降プレートを昇降可能に
収納したことを特徴としている。この装置では、収容溝
に昇降プレートを収容しているので、収容溝の側壁をガ
イドとして昇降プレートを安定的に昇降させることがで
きる。
板熱処理装置に係り、上記収容溝に、昇降プレートの載
置面が載置台本体の載置面と面一になる位置で昇降プレ
ートを止めるストッパを設けたことを特徴としている。
この装置では、収容溝にストッパを設けたので、上昇限
まで昇降プレートを持ち上げることで、昇降プレートの
載置面を載置台本体の載置面と面一にすることができ
る。
ずれか1に記載の基板熱処理装置に係り、上記昇降プレ
ートを、リング部とその外周に90度間隔で設けた4つ
の突部とからなる平面視丸十字型に構成したことを特徴
としている。この装置では、昇降プレートにリング部を
設けたので、このリング部に基板をバランスよく載せる
ことができ、加熱の均一化を図ることができる。また、
基板から昇降プレートを分離させる場合にも、バランス
よく接触面の剥離を促すことができ、剥離帯電の防止に
有効性を発揮できる。また、昇降プレートを丸十字型に
することでリング部の外周に4つの突部を設けているの
で、この突部に電気式のヒータを内蔵することにより電
線の引出し等を楽に行うことができる。
ずれか1の基板熱処理装置に係り、上記載置台本体と昇
降プレートのそれぞれに真空吸引孔とエアブロー孔を設
けたことを特徴としている。この場合の真空吸引孔とエ
アブロー孔は別々の孔として形成してもよいが、切換バ
ルブ等を接続することにより、同じ孔で兼ねることもで
きる。この装置では、真空吸引孔により基板を真空吸引
することにより、基板を載置台上に密着させることがで
き、加熱の均一化及び効率向上を図ることができる。ま
た、エアブロー孔よりエアを吹き出すことにより、基板
と載置台の分離を促すことができる。特に、載置台本体
と昇降プレートにそれぞれ真空吸引孔とエアブロー孔を
設けたので、載置台本体で吸引しながら、昇降プレート
でエアブローすることができ、基板から円滑に昇降プレ
ートを分離させることができる。
ずれか1に記載の基板熱処理装置から基板を持ち上げる
基板の分離方法に係り、上記載置台上に基板が載った状
態から、最初に、上記昇降プレートを下降させることに
より昇降プレートの載置面を基板から分離させ、次い
で、上記リフトピンを上昇させることにより載置台本体
の載置面から基板を分離させて持ち上げることを特徴と
している。
させた後、リフトピンの上昇により載置台本体から基板
を持ち上げるので、基板と載置面との離脱を二段階で行
うことになり、接触面積を段階的に減らせる。従って、
一回で基板の全面を載置面から剥離させる場合と比べ
て、剥離時に起きる静電気を減らすことができる。
プレートの載置面とを面一にすることにより、基板を載
せる平面(載置台の載置面)を構成することができ、そ
の平面に基板を載置することにより、従来の載置台と同
様に基板を加熱処理することができる。処理後に基板を
載置台より分離する場合は、昇降プレートを上昇させる
ことにより、載置台本体から基板を持ち上げることがで
き、従来のリフトピンの役割を昇降プレートで果たすこ
とができる。この際、昇降プレートと載置台本体は載置
面を分け合う形となっているので、接触面の何割かを昇
降プレートの上昇時に剥離させ、昇降プレート上の基板
を別の手段で持ち上げるときに、残りの接触面を剥離さ
せることができる。従って、接触面積を段階的に減らす
ことができ、一回で基板の全面を載置面から剥離させる
場合と比べて、剥離時に起きる静電気を減らすことがで
きる。
をLCD基板のレジスト塗布現像システムに適用した実
施形態について説明する。図1(a)、(b)、(c)
は、基板熱処理装置の主要部の構成とその作用を示す斜
視図、図2は同部構成を示す分解斜視図、図3(a)、
(b)、(c)は、それぞれ図2のA−A矢視断面図、
B−B矢視断面図、C−C矢視断面図、図4(a)、
(b)、(c)は、図1の(a)、(b)、(c)に対
応したときの状態を示す要部の断面図、図5は、基板熱
処理装置の概略構成を示す側面図、また、図6は、レジ
スト塗布現像システムの概略構成を示す斜視図である。
て簡単に述べておく。このシステムは、被処理体として
の基板Gを搬入出するローダ部40と、基板Gのブラシ
洗浄装置42と、基板Gを高圧ジェット水で洗浄するジ
ェット水洗浄装置44と、基板Gの表面を疎水化処理す
るアドヒージョン処理装置46と、基板Gを所定温度に
冷却する冷却処理装置48と、基板Gの表面にレジスト
液を塗布するレジスト塗布装置50と、レジスト液塗布
の前後で基板Gを加熱してプリベーク又はポストベーク
を行う加熱処理装置52と、基板Gの周縁部のレジスト
を除去するレジスト除去装置54と、現像装置55とか
ら構成されている。システムの中央部には、長手方向に
沿って基板搬送路56が設けられ、この基板搬送路56
は中央のエクステンション部57で分割されている。基
板搬送路56に各装置40〜54が正面を向けて配置さ
れ、各装置40〜54との間で基板Gの受け渡しを行う
基板搬送機構58が基板搬送路56に沿って移動自在に
設けられている。この基板搬送機構58は、真空吸着な
どによって基板Gを保持するためのアーム59を備えて
いる。なお、基板熱処理装置52は、基板搬送部56側
に面して開口部52Aを有し、複数が多段に積み重なっ
て1つのブロック体を構成し、そのブロック体が横並び
に並設されている。
して適用される基板熱処理装置について、図1〜図5を
参照して詳しく説明する。この基板熱処理装置は、図
1、図5に示すように、基板Gを載置する載置台1と、
この載置台1上の基板Gに載置台1を介して熱を供給す
る発熱体2と、基板Gの受け渡し時に載置台1内に没し
た位置から上昇することにより載置台1上の基板Gを持
ち上げるリフトピン8とを備えている。載置台1は熱伝
導の良好なアルミニウム合金により製作され、発熱体2
の上面に下面を密着させた状態で装着されている。発熱
体2は、載置台1と同じアルミニウム合金製のもので、
内部にヒータ(図示略)を埋設した構成とされている。
なお、載置台1を発熱体2の上面に装着する際に、その
下面にシリコングリースなどの熱の良導体を塗布するこ
とも熱伝導に効果的である。
の載置面(上面)の主な部分(全載置面積の30〜70
%)を構成する載置台本体3と、基板Gの載置面(上
面)の残りの部分(全載置面積70〜30%)を構成す
る昇降リングプレート4とに分割されており、昇降リン
グプレート4は、載置台本体3に形成した収容溝5の内
部に昇降可能に収容されている。
と、その外周に90度間隔で設けた4つの突部4bとか
らなる平面視丸十字型のものである。収容溝5も昇降リ
ングプレート4と同形状に形成されており、リング部4
aの嵌まるリング溝部5aと、突部4bの嵌まる直線溝
部5bとを有する。昇降リングプレート4は、それと同
形状の収容溝5の内部にほとんど隙間なく嵌まってい
る。そして、この状態で昇降リングプレート4が、収容
溝5の深さの範囲内で僅かに上下動できるようになって
いる。この場合、収容溝5の内側面と昇降リングプレー
ト4の外側面が摺動することにより、昇降リングプレー
ト4の上下動をガイドする。
直線溝部5bの左右上端部内側面には、昇降リングプレ
ート4の載置面が載置台本体3の載置面と面一になる位
置で昇降リングプレート4の上昇を止めるストッパ6が
突設されている。このように載置面全体が面一となるよ
うにするのは、基板Gに対する載置面からの熱伝導を良
好にするためである。昇降リングプレート4の突部4b
の断面は、ストッパ6に当てるために凸型になってい
る。この場合、ストッパ6を突設した収容溝5内に昇降
リングプレート4を入れる関係で、昇降リングプレート
4の突部4bは、下端部に後から別部材14を嵌めるこ
とで断面凸型に構成されている。
面から挿入されることでヒータ10が内蔵されている。
このヒータ10は、±2℃の範囲内で、昇降リングプレ
ート4を常に載置台本体3と同じ温度に保つ。また、昇
降リングプレート4の下部には昇降用支柱15が設けら
れており、この昇降用支柱15は、載置台本体3の収容
溝5の底部に設けた貫通孔25に挿通されて、載置台1
の下方に配置した昇降駆動機構34(図5参照)に連結
されている。また、リフトピン8も、載置台本体3に設
けた挿通孔7に挿通されて、載置台本体3の下方に配置
した昇降用駆動機構38に連結されている。これらの昇
降駆動機構34、38は、シリンダあるいは駆動モータ
とラックギヤ等を組み合わせた機構などにより構成する
ことができる。この場合、昇降リングプレート4とリフ
トピン8の駆動機構34、38の駆動源を一つにまとめ
ることも可能である。
3には、載置面に開口するエア孔11、12が複数個ず
つ設けられている。これらエア孔11、12は、真空吸
引孔又はエアブロー孔として利用されるもので、一つの
エア孔をバルブで切り換えることにより真空吸引孔とエ
アブロー孔の両方に兼用することもできる。各エア孔1
1、12にはパイプ21、22が連結され、昇降リング
プレート4のエア孔11に連結されたパイプ21は載置
台本体3の収容溝5の底部に設けた貫通孔23に通され
ている。
載置面と昇降リングプレート4の載置面には、基板Gと
の接触面積を減らすための微小凹凸(図示略)が形成さ
れている。ただし、この微小凹凸は、載置面から基板G
への熱伝導を妨げない範囲で設けられている。
Gを載置台1上に載せる場合は、リフトピン8を上昇さ
せて、その上に基板Gを載せる。そして、そのままリフ
トピン8を下降させ、リフトピン8を載置面より下げる
ことにより、載置台1の上面(載置面)に基板Gを受け
渡す。昇降リングプレート4は、この段階で上昇させて
もよいし、予め上昇させておいてもよい。基板Gを載置
台1上に載せたら、昇降リングプレート4のエア孔11
や載置台本体3のエア孔により基板Gを吸着し、基板G
全体を載置面に密着させる。そうすることで、載置面か
ら基板Gへの熱伝導の効果を上げることができ、それと
同時に基板Gの位置ずれ等による割れや欠けを防止する
ことができる。図1、図4の各(a)はこの段階を示し
ている。
昇降リングプレート4にヒータ10を内蔵しているの
で、基板Gを均一に加熱することができる。加熱処理後
に、基板Gを載置台1より分離する場合には、まず、図
1、図4の各(b)に示すように、昇降リングプレート
4を下降させて、昇降リングプレート4の載置面を基板
Gより分離させる。その際、載置台本体3のエア孔12
で基板Gを吸引し、昇降リングプレート4のエア孔11
からエアを吹き出す。そうすることにより、スムーズに
基板Gから、昇降リングプレート4の載置面を引き離す
ことができる。次に、基板Gの真空吸引を止め、図1、
図4の各(c)に示すように、リフトピン8を上昇させ
て、載置台本体3の載置面より基板Gを分離させて持ち
上げる。
段階に分けて行い、接触面積を段階的に減らすようにし
ているので、一回の操作で基板Gの全面を載置面から分
離させる従来の場合と比べて、分離時に起きる静電気
(剥離帯電)を減らすことができる。その結果、基板G
を、静電気を帯びさせることなく、載置台1よりスムー
ズに離間させることができる。特に、載置台本体3及び
昇降リングプレート4の載置面には、接触面積を減らす
微小凹凸を設けているので、剥離帯電を一層軽減するこ
とができる。
ト4がリング状になっているので、基板Gに対してバラ
ンスよく昇降リングプレート4が接触することになり、
加熱の均一化を図ることができるし、基板Gから昇降リ
ングプレート4を分離させる場合にも、バランスよく接
触面の剥離を促すことができ、剥離帯電の発生を有効に
防止し得る。また、昇降リングプレート4が丸十字型で
あることにより、4つの突部4bの端面からヒータ10
を内蔵することができるので、電線の引出し等も楽に行
える。
述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られる
ものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計
変更などがあっても、この発明に含まれる。例えば、昇
降リングプレート4の形状は、円形リング状でなくて
も、正方形型、二重円型等の形状であっても構わない。
また、エア孔11、12から吹き出すガスは、通常のエ
ア以外に、イオン化した空気や窒素ガス等の不活性ガス
であってもよい。そうした場合は、静電気発生を防止す
る上でもより効果が上がる。
ート4を下降させ、リフトピン8により基板Gを持ち上
げる構成にしていたが、昇降リングプレート4を載置台
本体3の載置面より上昇させることにより、昇降リング
プレート4自体で直接基板Gを持ち上げるようにするこ
とも可能である。そうした場合は、リフトピンを削除す
ることができる上、基板の裏面のピン跡の発生を防止す
る利点もある。また、以上では、基板熱処理装置をレジ
スト塗布現像システムに適用した場合について説明した
が、これ以外にも例えば配向仮焼き装置、エッチング液
塗布現像装置等にも適用できる。
明の構成によれば、載置台を載置台本体と昇降プレート
とに分割し、昇降プレートを載置台本体に対して昇降駆
動機構により昇降可能に組み合わせたので、基板を載置
台より分離する場合に最初に昇降プレートを下降させて
昇降プレートの載置面を基板より分離させた後、リフト
ピンを上昇させて載置台本体の載置面より基板を分離さ
せることができる。即ち、基板と載置面との分離を二段
階に分けて行い接触面積を段階的に減らすことができ
る。従って、一回で基板の全面を載置面から分離させる
場合と比べて、分離時に起きる静電気(剥離帯電)を減
らすことができ、剥離帯電を原因とする基板の破損や破
壊を起こさずに、均一に熱処理を行うことができる。ま
た、剥離帯電を軽減できることから、パーティクルの発
生や素子形成上の弊害を未然に回避することができ、製
品の歩留まりを向上させることができる。
トにヒータを内蔵したので、基板加熱の均一化を一層図
ることができる。請求項3記載の発明によれば、載置台
の載置面に微小凹凸を形成したので、基板と載置台の接
触面積を減らすことができ、基板分離時の剥離帯電を一
層軽減することができる。請求項4記載の発明によれ
ば、載置台本体に設けた収容溝に昇降プレートを収容し
ているので、収容溝の側壁をガイドとして昇降プレート
を安定的に昇降させることができる。請求項5記載の発
明によれば、収容溝にストッパを設けたので、昇降プレ
ートの載置面を載置台本体の載置面と面一にすることが
でき、基板の全面を載置面に密着させることができる。
従って、載置台から基板への熱伝導を良好に行わせるこ
とができ、基板加熱の均一化が図れる。請求項6記載の
発明によれば、昇降プレートにリング部を設けたので、
リング部に基板をバランスよく載せることができて、加
熱の均一化を図ることができる。また、基板から昇降プ
レートを分離させる場合に、バランスよく接触面の剥離
を促すことができ、剥離帯電の防止に効果を発揮でき
る。さらに、昇降プレートにはリング部の外周に4つの
突部を設けているので、この突部に電気式のヒータを内
蔵することにより電線の引出し等を楽に行うことができ
る。
より基板を基板を載置台上に密着させることができ、加
熱の均一化及び効率向上を図ることができる。また、エ
アブローにより、基板と載置台の分離を促すことができ
る。特に、載置台本体で吸引しながら昇降プレートでエ
アブローすることにより、基板から円滑に昇降プレート
を分離させることができる。
面との離脱を二段階で行うことにより接触面積を段階的
に減らすことができる。従って、一回で基板の全面を載
置面から剥離させる場合と比べて、剥離時に起きる静電
気を減らすことができる。
構成及び作用説明図で、(a)は基板Gを載置台1上に
載せた状態、(b)は昇降プレート4を下降させた状
態、(c)はリフトピン8を上昇させて基板Gを載置台
1から持ち上げた状態を示す斜視図である。
る。
(b)、(c)は、それぞれ図2のA−A矢視断面図、
B−B矢視断面図、C−C矢視断面図である。
面図で、(a)、(b)、(c)は、図1の(a)、
(b)、(c)に対応したときの状態を示す図である。
である。
成を示す斜視図である。
る。
る。
Claims (8)
- 【請求項1】 基板を載せる載置台と、この載置台上の
基板に載置台を介して熱を供給する発熱体と、基板の受
け渡し時に載置台内に没した位置から上昇することによ
り載置台上の基板を持ち上げるリフトピンとを備えた基
板熱処理装置であって、 前記載置台を、基板の載置面の主な部分を構成する載置
台本体と、基板の載置面の残りの部分を構成する昇降プ
レートとに分割し、該昇降プレートを載置台本体に対し
て昇降駆動機構により昇降可能に組み合わせたことを特
徴とする基板熱処理装置。 - 【請求項2】 前記昇降プレートにヒータを内蔵したこ
とを特徴とする請求項1記載の基板熱処理装置。 - 【請求項3】 前記載置台の載置面に、基板との接触面
積を減らすための微小凹凸を形成したことを特徴とする
請求項1又は2記載の基板熱処理装置。 - 【請求項4】 前記載置台本体に収容溝を設け、該収容
溝に前記昇降プレートを昇降可能に収納したことを特徴
とする請求項1,2又は3のいずれか1に記載の基板熱
処理装置。 - 【請求項5】 前記収容溝に、昇降プレートの載置面が
載置台本体の載置面と面一になる位置で昇降プレートを
止めるストッパを設けたことを特徴とする請求項4記載
の基板熱処理装置。 - 【請求項6】 前記昇降プレートを、リング部とその外
周に90度間隔で設けた4つの突部とからなる平面視丸
十字型に構成したことを特徴とする請求項1〜5のいず
れか1に記載の基板熱処理装置。 - 【請求項7】 前記載置台本体と昇降プレートのそれぞ
れに真空吸引孔とエアブロー孔を設けたことを特徴とす
る請求項1〜6のいずれか1に記載の基板熱処理装置。 - 【請求項8】 請求項1〜7のいずれか1に記載の基板
熱処理装置から基板を持ち上げる基板の分離方法であっ
て、 前記載置台上に基板が載った状態から、最初に、前記昇
降プレートを下降させることにより昇降プレートの載置
面を基板から分離させ、次いで、前記リフトピンを上昇
させることにより載置台本体の載置面から基板を分離さ
せて持ち上げることを特徴とする基板熱処理装置からの
基板の分離方法。
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