JP3962799B2

JP3962799B2 - カラー液晶製造用ベーク炉

Info

Publication number: JP3962799B2
Application number: JP2000141926A
Authority: JP
Inventors: 淳二西本
Original assignee: NEC LCD Technologies Ltd
Current assignee: Tianma Japan Ltd
Priority date: 2000-05-15
Filing date: 2000-05-15
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2020-05-15
Also published as: JP2001326158A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー液晶表示装置の製造工程に使用するベーク炉に関し、特に、レジストを塗布したガラス基板をベーク炉内に載置し加熱するためのホットプレートの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カラー液晶表示装置の製造工程において、感光性樹脂に着色材料を混合した感光性着色レジストをガラス基板（以下、単に基板と称する）上に塗布した後、この基板をベーク炉に入れてホットプレート上で加熱し、レジスト中に含まれる溶剤を揮発させるベーク工程がある。
【０００３】
このとき、基板上へのレジスト塗布はコーターにより行われ、レジスト塗布後の基板裏面にはレジストやゴミ等が付着して汚れている場合がある。なかでも基板周辺部は比較的汚れ易く、レジスト塗布後の基板をベークする際には、基板裏面に付着したゴミが基板表面に再付着し、基板不良となることがある。
【０００４】
この基板周辺部が汚れ易い理由として、基板をベーク炉に搬送する際、基板中央部の表示面となる部分に搬送傷が発生するのを防ぐために、基板搬送装置のコロが基板裏面周辺部を支持して搬送するようになっている。そのため、コロにゴミが付着しているとこのゴミが基板に付着してしまう。また、レジスト塗布後に基板のエッジリンスを行なう際、基板の表面及び側面のレジストが一部裏面に回り込み、裏面周辺部を汚染してしまう。
【０００５】
一方、従来のベーク炉における基板加熱方式は、例えば、特開昭６１−２０３３１号公報に示されているように、平らなホットプレート上に基板裏面を全面接触させて載置するコンタクト方式と、あるいは、特開平６−１３３０７号公報に示されているように、ホットプレート上にピンを立て、基板とホットプレートを非接触状態にしてピン上に基板を載置するプロキシミティー方式とがある。
【０００６】
このコンタクト方式では、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ベーク炉において基板１をホットプレート２上に載置して加熱する際、ホットプレート２のサイズが基板１のサイズより大きく形成されているため基板１の裏面がホットプレート２に全面接触することになり、そのため、レジスト塗布後の基板１の裏面周辺部に付着していたゴミがホットプレート２上に移り、さらに、このゴミが基板１の表面に再付着して基板不良を発生させている。
【０００７】
また、プロキシミティー方式では、図６に示すように、ホットプレート２に設けられたピン３で基板１を支持するようになっており、基板１とホットプレート２とが非接触であるためホットプレート２上にゴミが付着するという問題はないものの、基板１のピン３と接触する部分が局部的に昇温されるため、この部分における基板パターンの電気容量が変化し、駆動時に基板表示部にピン跡むらが発生するという問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記したような従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、レジストを塗布した基板をベーク炉で加熱し溶剤を揮発させる際に、基板裏面に付着したゴミが基板表面に再付着することによって、基板不良が発生することを防止し、また、プロキシミティー方式に見られるようなピン跡むらの発生をなくし、基板の表示不良の発生を防止しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、レジスト塗布後のガラス基板をベーク炉内に搬送し、ホットプレート上に載置してガラス基板の加熱処理を行なうカラー液晶製造用ベーク炉において、前記ホットプレートは２個のホットプレートが上下２段重ねに構成されていることを特徴とするカラー液晶製造用ベーク炉である。
【００１０】
また、前記ガラス基板と接蝕する上段のホットプレートの輪郭は、このガラス基板の輪郭よりも小さく形成されていることを特徴とし、また、前記ガラス基板は、その周辺部が上段のホットプレートから均等に張り出すように載置され、ガラス基板周辺部と上段のホットプレートとは非接触であることを特徴とする。
【００１１】
また、前記ガラス基板と接触しない下段のホットプレートの輪郭は、このガラス基板の輪郭よりも大きく形成されていることを特徴とし、また、前記ガラス基板を載置した際、上段のホットプレートから張り出したガラス基板周辺部に対応する下段のホットプレート位置に、ガラス基板周辺部を排気するための排気口を設けたことを特徴とする。
【００１２】
また、上下２段のホットプレートのうち、上段のホットプレートはガラス基板の受け渡しを行なうための上下駆動機構を備えたことを特徴とし、また、上下２段のホットプレートのうち、下段のホットプレートは上段のホットプレートが上下動する際に通り抜ける開口を有することを特徴とする。
【００１３】
また、前記ガラス基板を加熱処理する際に、上下２段のホットプレートの加熱温度に温度差を設けたことを特徴とし、また、前記ガラス基板を加熱処理する際に、下段のホットプレートの加熱温度を、上段のホットプレートの加熱温度より高くしたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明のカラー液晶製造用ベーク炉を含むレジスト塗布装置の全体構成図である。
【００１５】
図１に示すレジスト塗布装置は、基板を順次搬送し、レジスト塗布処理を行なうための複数の処理ユニットから構成されている。すなわち、基板をセットするローダーと、ローダーからの基板をＩＲ（赤外線）及びＵＶ（紫外線）で加熱するＩＲ／ＵＶユニットと、加熱処理された基板にレジスト塗布を行なうコーターユニットと、レジスト塗布された基板にエッジリンスを行なうエッジリンスユニットと、エッジリンス処理後のレジスト塗布基板をベークするベーク炉と、ベーク処理後の基板を冷却するＣＰ（クーリングプレート）ユニットと、冷却後の基板を収納するアンローダーとから構成されている。
【００１６】
このように構成されたレジスト塗布装置を使用し、基板にレジスト塗布を行なう方法について、図１を用いて説明する。まず、ローダーにセットされたガラス基板は、枚葉でＩＲ／ＵＶユニットに搬送される。ＩＲ部では基板は１４０℃前後に加熱され、次いでＵＶ部に送られてＵＶランプにより処理が行なわれる。この処理により、基板とレジストの濡れ性がよくなる。
【００１７】
次に、基板はコーターユニットに搬送され、レジスト塗布処理が行なわれる。レジスト塗布処理としては、基板中央部に約３０ｃｃのレジストを滴下後、１２００ｒｐｍ前後で基板を回転させてレジストを均一に塗り広げる。次に、基板はエッジリンスユニットに搬送され、基板の端面及び裏面に付着したレジスト及びゴミを除去する。エッジリンスの方法としては、基板裏面にシンナーを吐出した後、５００ｒｐｍ前後で基板を回転させ、シンナーを塗り広げることにより行われる。
【００１８】
次に、基板はベーク炉に搬送され、１１０〜１３０℃で加熱されてレジスト中の溶剤を揮発除去する。しかし、基板周辺部は比較的汚れやすく、レジスト塗布後の基板をベークする際、裏面に付着したゴミが基板表面に再付着し基板不良となることがある。基板周辺部が汚れやすい理由としては、▲１▼基板搬送コロに付着しているゴミが基板に付着する、▲２▼エッジリンスの際、基板の表面及び側面のレジストが一部裏面に回り込んで汚染する、などの理由が原因として考えられる。
【００１９】
そこで、本発明は、このベーク炉内のホットプレートの構造に工夫を凝らし、基板表面にゴミが再付着して不良となることを防ぐようにしたものである。ホットプレートの構造については、この後、図２を参照して詳細に説明する。
【００２０】
最後に、ベーク後の基板はＣＰユニットに搬送され、２５℃前後にまで冷却され、アンローダーに収納される。冷却処理後のレジスト膜厚は、１．５〜２．０μｍになるように設定されている。以上の各ユニットを経由することによって、一連のレジスト塗布処理工程が終了する。
【００２１】
ここで、図２を参照して本発明のベーク炉について説明する。図２は本発明の一実施の形態のベーク炉におけるホットプレートの構造を示す図で、図（ａ）は正面断面図、図（ｂ）は平面図である。また、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はホットプレートの動作順を示す説明図である。
【００２２】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明のベーク炉は、レジスト塗布後の基板１を加熱するためのホットプレートＡ及びホットプレートＢの２個のホットプレートを上下２段重ねに備えている。上段のホットプレートＡは、搬送されてきた基板１を受け取り、基板１を直接載置して加熱するためのもので、その外形寸法（輪郭）は基板１のサイズよりも縦横２０ｍｍ程度小さい寸法となっている。そのため、ホットプレートＡに載置された基板１の周辺部は、ホットプレートＡから庇状に張り出した状態となり、基板１の裏面周辺部とホットプレートＡとは非接触状態となる。
【００２３】
また、ホットプレートＡは、搬送されてきた基板１の受け渡しを行なう構造となっているため、図示していない駆動機構により上下に駆動でき、基板１を受け取るときは上昇し、ベーク処理中は上昇したまま停止し、ベーク処理後基板１が排出された後下降する。
【００２４】
また、下段のホットプレートＢは、上段のホットプレートＡから張り出した基板１の周辺部を間接的に加熱するためのもので、その外形寸法（輪郭）は基板１のサイズよりも縦横２０ｍｍ程度大きく形成されている。そして、ホットプレートＢの中央部には、上下に可動するホットプレートＡが通り抜けられる大きさの開口５が明けられ、全体として額縁状の形状となっている。
【００２５】
また、ホットプレートＢには、ホットプレートＡから張り出した基板１の周辺部に対応する位置に沿って、排気口４が明けられている。この排気口４は幅５ｍｍ程度の長穴でもよいし、直径５ｍｍ程度の孔を１列に複数個設けてもよい。このように、ホットプレートＢに排気口を設けたことによって、基板１の裏面周辺部に付着していたゴミがベーク処理の際に剥離あるいは浮遊しても、排気口により吸引除去されるため基板１の表面側に再付着することを防ぐことができる。
【００２６】
なお、ホットプレートＡ，Ｂともに厚さは２５ｍｍ程度であり、外形寸法（輪郭）は基板１のサイズに応じて設定するものとする。また、ホットプレートＢの温度をホットプレートＡより２０℃程度高めに設定することによって、加熱の際の基板１の温度むらを避けることができることが確認されている。
【００２７】
次に、上記した一実施の形態の動作について、図面を用いて説明する。まず、図１に示したように、レジストが塗布されエッジリンスユニットまでの工程を経たガラス基板をベーク炉に搬送する。基板は図示していない搬送アームに保持されてベーク炉に搬入される。
【００２８】
ベーク炉内では、図３（ａ）に示すように、ホットプレートＡは下降した状態で基板待機状態にあり、基板１が搬入されると図３（ｂ）に示すようにホットプレートＡが上昇し、基板１を受け取って加熱を開始する。同時に排気口４から吸引を開始し、基板裏面周辺部に付着したゴミを排除する。ベーク処理終了後、図３（ｃ）に示すように図示していない搬送アームで基板１を保持し、ホットプレートＡを降下させて後、基板１を搬出する。なお、基板搬送の際、搬送アームを用いる理由は、従来の搬送コロに比べてゴミ付着が少ないためである。
【００２９】
また、ホットプレートＡを上下動させることでホットプレートＡ自体が昇降ピンの役割を果たすことになり、ホットプレートＡが基板中央部全面と均一に接触するため膜厚も均一性が維持でき、従来のプロキシミティピンによる局部的な温度上昇がなく、ピン跡むらが発生しない。
【００３０】
また、ホットプレートがＡ、Ｂの２段構造となっているため、基板周辺部ではベーク時の温度分布に多少の差が生じ、基板中央部と比較して多少レジスト膜厚が厚めになるが、これは、エッジリンスで基板周辺部のレジストを除去できること、さらに、パターンレイアウトによっては基板周辺部まで均一な膜厚を必要としないこと等によって、十分実用化が可能である。
【００３１】
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。図４は他の実施の形態におけるホットプレート構造を示す正面断面図である。図４に示すように、本実施の形態は、ホットプレートＣ及びホットプレートＤの２個のホットプレートを重ね合わせた構造となっている。
【００３２】
ホットプレートＣの外形寸法（輪郭）は、前記一実施の形態と同様、基板１のサイズよりも小さい外形寸法を有し、ホットプレートＣには上下駆動機構は備えられていない。また、ホットプレートＤの外形寸法は、前記一実施の形態と同様に、基板１のサイズよりも大きい外形寸法を有し、また、ホットプレートＣが上下動しないのでホットプレートＤにはホットプレートＣが通る開口は設けられていない。ただし、ゴミを吸引する排気口４は設けられており、前記一実施の形態と同様、長穴又は複数の小孔が明けられている。
【００３３】
本実施の形態によれば、２個のホットプレートＣ、Ｄを設けているので両者の間で温度差を付けることができ、２個のホットプレートを同一温度で加熱した場合、基板の中央部と周辺部とでは約１０℃であった温度差が、例えば、ホットプレートＣの温度を１４０℃にし、ホットプレートＤの温度を１６０℃にした場合は、温度差は約５℃に押さえられ、基板の温度分布を改良することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上述べてきたように、従来、レジスト塗布後の基板をベークする際、レジスト塗布後の基板裏面はレジストやゴミ等が付着して汚れている場合があり、なかでも基板裏面周辺部は比較的汚れやすく、この裏面周辺部に付着したゴミがホットプレートを介して基板表面に再付着し基板不良となることがあったが、本発明によれば、ベーク炉のホットプレートの大きさを基板サイズより小さ目にしたことによって、基板裏面周辺部はホットプレートと非接触となるため、基板表面にゴミが回り込む現象を防ぐことが可能となる。
【００３５】
また、本発明は、発塵源である基板裏面周辺部近くのホットプレートに排気口を設けたので、基板裏面についたゴミが基板表面に回り込まずに排気口から排気され、ゴミ不良を低減できる。
【００３６】
また、昇降するプロキシミティーピンを設けることなくホットプレート全面で基板中央部を支持する構造としたので、基板は均一に加熱され、昇降ピンで支持したときのような局部的な温度上昇部分がなく、したがって、基板表示部におけるピン跡むらが発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のベーク炉を含むレジスト塗布装置の全体構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態のベーク炉に用いるホットプレートを示す図で、図（ａ）は正面断面図、図（ｂ）は平面図である。
【図３】本発明の一実施の形態の動作を説明する図で、図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はその動作順を示す。
【図４】本発明の他の実施の形態を示す正面断面図である。
【図５】従来のコンタクト方式のホットプレートを示す図で、図（ａ）は正面図、図（ｂ）は平面図である。
【図６】従来のプロキシミティー方式のホットプレートを示す正面図である。
【符号の説明】
１基板
２ホットプレート
３ピン
４排気口
５開口

Claims

レジスト塗布後のガラス基板をベーク炉内に搬送し、ホットプレート上に載置してガラス基板の加熱処理を行うカラー液晶製造用ベーク炉において、前記ホットプレートは２個のホットプレートが上下２段重ねに構成され、前記ガラス基板と接触する上段のホットプレートの輪郭は、このガラス基板の輪郭よりも小さく形成されていることを特徴とするカラー液晶製造用ベーク炉。
レジスト塗布後のガラス基板をベーク炉内に搬送し、ホットプレート上に載置してガラス基板の加熱処理を行うカラー液晶製造用ベーク炉において、前記ホットプレートは２個のホットプレートが上下２段重ねに構成され、前記ガラス基板と接触しない下段のホットプレートの輪郭は、このガラス基板の輪郭よりも大きく形成され、前記ガラス基板を載置した際、上段のホットプレートから張り出したガラス基板周辺部に対応する下段のホットプレート位置に、ガラス基板周辺部を排気するための排気口を設けたことを特徴とするカラー液晶製造用ベーク炉。
レジスト塗布後のガラス基板をベーク炉内に搬送し、ホットプレート上に載置してガラス基板の加熱処理を行うカラー液晶製造用ベーク炉において、前記ホットプレートは２個のホットプレートが上下２段重ねに構成され、上下２段のホットプレートのうち、上段のホットプレートはガラス基板の受け渡しを行うための上下駆動機構を備え、下段のホットプレートは上段のホットプレートが上下動する際に通り抜ける開口を有することを特徴とするカラー液晶製造用ベーク炉。
前記ガラス基板は、その周辺部が上段のホットプレートから均等に張り出すように載置され、ガラス基板周辺部と上段のホットプレートとは非接触であることを特徴とする請求項１記載のカラー液晶製造用ベーク炉。
上下２段のホットプレートのうち、上段のホットプレートはガラス基板の受け渡しを行うための上下駆動機構を備えたことを特徴とする請求項１、２または４記載のカラー液晶製造用ベーク炉。
前記ガラス基板を加熱処理する際に、上下２段のホットプレートの加熱温度に温度差を設けたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項記載のカラー液晶製造用ベーク炉。
前記ガラス基板を加熱処理する際に、下段のホットプレートの加熱温度を、上段のホットプレートの加熱温度より高くしたことを特徴とする請求項６記載のカラー液晶製造用ベーク炉。