JP4224235B2 - Substrate dryer - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は基板の上面に塗布された溶液を加熱乾燥して機能性薄膜を形成する基板乾燥装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、半導体装置や液晶表示装置などの製造工程においては、基板としての半導体ウエハや液晶用ガラス基板に回路パターンを形成するための成膜プロセスやフォトプロセスがある。これらプロセスでは基板の上面に、例えば配向膜、レジスト、カラーフィルタ、有機エレクトロルミネッセンスなどの機能性薄膜が形成される。
【0003】
基板の上面に機能性薄膜を形成する場合、基板の上面に溶液を塗布し、この基板をホットプレートによって加熱することで、その上面の溶液を乾燥することがある。基板をホットプレートで加熱するとき、加熱の均一化を図るために、ホットプレートの上面に複数の支持ピンを設け、これら支持ピンによって基板を支持するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、基板の下面を支持ピンで支持すると、ホットプレートからの熱は支持ピンで支持された部分に伝わりやすくなる。そのため、基板の支持ピンで支持された部分と支持されていない部分とで乾燥速度に差が生じ、その結果、基板の上面に形成される膜厚が均一にならないことがある。
【0005】
この発明は、基板の上面に凹凸のないほぼ均等な厚さの機能性薄膜を形成することができる基板乾燥装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、基板の上面に塗布された溶液を加熱乾燥して機能性薄膜を形成する基板乾燥装置において、
ホットプレートと、
このホットプレートの上面に設けられ、上記ホットプレートによって加熱される上記基板の下面の複数個所を支持する支持手段と、
上記基板の上面側に設けられ、上記基板の上方から上記基板の上面に向けて供給される気体が上記基板の上面に沿って同一の方向に流れるように、上記気体の流れ方向を上記基板の上面に対し傾斜させる整流手段と、
を具備したことを特徴としている。
【0008】
この発明によれば、基板の上面に発生する溶液の凹凸を整流手段からの気体の流れによって平滑化することができ、基板の上面に凹凸のないほぼ均一な厚さの機能性薄膜を形成することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1および図2は、この発明の第1の参考例を示す。図1に示す基板乾燥装置は装置本体1を有する。この装置本体1は、矩形板状のベース板2と、このベース板2の上面に設けられ、上記ベース板2と平面ほぼ同形状の分配部材3からなる。
【0011】
上記分配部材3の下面には、ほぼ矩形状の凹部4が形成されており、上記ベース板2との間に空間部6を形成している。上記分配部材3は、上記凹部4と上記分配部材3の上面とを連通する複数の通風孔5を有している。
【0012】
上記分配部材3の上面の周縁部には、支持手段としての支持枠部材7が全周にわたって設けられている。この支持枠部材7は、上端が内方に向かって低くなる傾斜面7aに形成されており、この傾斜面7aに基板Wの周縁部を係合させることによって基板Wを水平に支持できるようになっている。
【0013】
なお、上記分配部材3の上面で、かつ上記支持枠部材7の内側には複数の緊急用支持ピン7Aが立設されており、上記支持枠部材7に支持された基板Wが大きく撓んだ場合に下面を支持できるようになっている。
【0014】
上記空間部6には熱風供給手段8によって熱風が供給されるようになっている。この熱風供給手段8は、上記ベース板2のほぼ中心部に一端が接続された供給管9と、この供給管9の他端に接続された送風機10と、上記供給管9の中途部に設けられ上記送風機10から送風される空気を加熱するヒータ11とを備えている。それによって、上記空間部6に所定の温度に加熱された熱風を供給できるようになっている。上記空間部6に供給された熱風は、上記分配部材3の通風孔5を通じて上記支持枠部材7に支持された基板Wの下面側にほぼ均等に流入する。
【0015】
上記支持枠部材7には排出手段12が設けられている。この排出手段12は上記支持枠部材7の所定位置、例えば上記支持枠部材7の各辺の中途部にそれぞれ穿設された排出口13を有しており、これら排出口13にはそれぞれ排出管14が接続されている。これら排出管14は吸引ポンプ15に接続されており、この吸引ポンプ15を作動することによって、上記熱風供給手段8から供給され基板Wの下面側に流入した所定温度の気体を基板Wの下面側から排出できるようになっている。なお、排出手段12としては、支持枠部材7に排出口13を形成するだけで、吸引ポンプ15によって強制的に排出しない構成であってもよい。
【0016】
上記構成の基板乾燥装置を使用する際の作用について説明する。
【0017】
上面に機能性薄膜を形成する溶液が塗布された基板Wを支持枠部材7の傾斜面7aに水平に支持したならば、供給管9から空間部6に所定の温度、例えば120度〜150度程度に加熱された熱風を供給する。上記空間部6に供給された熱風は、上記通風孔5を通じて上記支持枠部材7に支持された基板Wの下面側にほぼ均等に流入したのち、吸引ポンプ15によって排出口13から排出される。そのため、基板Wはその下面側を流れる気体によってほぼ均一に加熱されるから、基板Wの上面に塗布された溶液も基板Wを介してほぼ均一に加熱乾燥されて機能性薄膜が形成されることになる。
【0018】
このように、基板Wの下面側に所定温度に加熱された気体を供給するようにしたため、基板Wの板面全体を均一に加熱することができる。そのため、基板Wの上面に塗布された溶液を均一に加熱することができるから、基板Wの上面に均一な厚さの機能性薄膜を形成することができる。さらに、基板Wの下面から熱風が供給されるため、熱風の圧力により、基板Wが自重によって撓むのを緩和することができる。
【0019】
基板Wは周辺部が支持枠部材7の傾斜面7aによって支持されているため、周辺部が他の部分よも温度上昇し易いことがある。しかしながら、基板Wの上面には、通常、周辺部を除く部分に溶液が塗布されているから、基板Wの周辺部が支持枠部材7に支持されることで温度上昇しやすくても、それによって、基板Wの上面に形成される機能性薄膜の厚さが不均一になる虞はない。
【0020】
図3は、この発明の第2の参考例を示す。
【0021】
第1の参考例では、支持枠部材7によって基板Wの外周縁全体を支持するようにしたが、第2の参考例では図3に示すように、たとえば上記装置本体1の四隅部に支持部材16をそれぞれ設け、基板Wの四隅部を支持する。
この場合、装置本体1の上面の各側辺には支持部材16の間に開口部17が形成されるから、基板Wの下面側に供給された気体は、上記開口部17から自然排出されることになる。したがって、装置本体1の上面に供給された気体を排出する排出手段12は、上記開口部17だけによっても形成される。つまり、排出手段12としては、上記第1の参考例に示した吸引ポンプ15や排出管14を用いなくてもよい。
【0022】
図4は、この発明の第3の参考例を示す。
【0023】
この第3の参考例は、上記熱風供給手段8の変形例であって、図4に示すように、空間部6にヒータ18を設け、供給管9から上記空間部6に供給された常温の気体を上記ヒータ18によって加熱する構成となっている。それによって、基板Wの下面側に所定温度の気体を供給できるようになっている。
【0024】
図5は、この発明の実施の形態を示す。
【0025】
図5に示す基板乾燥装置は図示しないクリーンルームに設けられている。このクリーンルーム内には同図に矢印で示すダウンフローが発生している。
【0026】
上記基板乾燥装置はホットプレート20を有する。このホットプレート20には図示しない制御装置が接続されており、この制御装置を作動することによりこのホットプレート20の上面を所定の温度に加熱できるようになっている。
【0027】
上記ホットプレート20の上面には、支持手段としての複数の支持ピン21が立設されており、上記ホットプレート20を加熱することによってこれら支持ピン21の上端に支持された基板Wの下面を加熱できるようになっている。なお、上記支持ピン21は所定の熱伝導率を有する材質で形成されている。
【0028】
上記基板Wの上方には例えばHEPAフィルタなどのフィルタ22が設けられている。このフィルタ22は上記ダウンフローによって基板Wの上面に向かって吹き下ろされる気体を濾過し、この気体に含まれるパーティクルが基板Wの上面に付着するのを防止している。
【0029】
上記フィルタ22と基板Wとの間には、整流手段として複数の整流板23が所定の間隔、かつ長手方向が基板Wの幅方向全長に沿うように並設されている。各整流板23は上記支持ピン21に支持された基板Wの板面に対して所定角度θ、例えばほぼ45度で傾斜しており、上記フィルタ22を通過しほぼ垂直に吹き下ろされる気体を基板Wに傾斜して供給するようになっている。
【0030】
次に上記構成の基板乾燥装置を使用する際の作用について説明する。
【0031】
上記構成の基板乾燥装置を使用する場合、予めクリーンルーム内にダウンフローを発生させておく。このダウンフローにより基板Wの上面に向かって吹き下ろされる気体は、フィルタ22によって濾過され、パーティクルなどの微細粒子が除去されることになる。
【0032】
このフィルタ22を通過した気体は整流板23により、基板Wに対してほぼ45度に傾斜して基板Wの上面に供給される。この傾斜した気体は基板Wに到達すると、その上面を傾斜方向に沿って流れ、基板Wの上面に塗布された溶液を乾燥することになる。
【0033】
一方、上面に機能性薄膜を形成する溶液が塗布された基板Wはホットプレート20によって所定の温度に加熱される。
【0034】
上記ホットプレート20からの熱の一部は、このホットプレート20の上面側の気体を介して基板Wのほぼ全体に供給される。それによって、基板Wの上面に塗布された溶液は加熱される。
【0035】
また、上記ホットプレート20からの熱の一部は、このホットプレート20の上面に設けられた支持ピン21からも基板Wに伝達する。そのため、基板Wの上記支持ピン21に支持された部分は、支持されない部分よりも温度が高くなるから、基板Wの上面に塗布された溶液には温度差が生じることになる。つまり、基板Wの上記支持ピン21に支持されている部分は、支持されてない部分よりも高い温度となる。
【0036】
一般に、液体は高温部から低温部に流動する性質がある。そのため、上記基板Wに塗布された溶液は、上記支持ピン21に支持されて高い温度となった部分からその周辺の低い温度の部分に向かって流動する。それによって、基板Wの上面に塗布された溶液は、その加熱工程において凹凸状をなす。
【0037】
しかしながら、この発明においては、基板Wの上方から整流板23によりこの上面に沿って流れるよう所定の角度で傾斜させて気体を供給している。そのため、加熱工程において基板Wの上面に発生する溶液の凹凸は、上記各整流板23からの気体の流れによって平滑化されるから、基板Wの上面には凹凸のないほぼ均一な厚さの機能性薄膜が形成されることになる。
【0038】
つまり、気体を基板Wの上面に沿って流すことによって、基板Wの上面に塗布された溶液が強制的に平滑化されるから、均一な厚さの機能性薄膜を形成することができる。また、気体を整流板23を介して基板Wの上方向から供給するため、基板Wが大型化しても、この基板Wの板面全体にほぼ均一な気流を供給することができる。そのため、基板Wが大型化した場合でも、均一な厚さの機能性薄膜を形成することができる。
【0039】
なお、上記第4の実施の形態ではクリーンルームのダウンフローを利用して整流板23により所定方向の気流を供給するようにしたが、ダウンフローがない場合には送風機などによって気体を供給するようにしてもよい。
【0040】
【発明の効果】
この発明によれば、基板の上面に凹凸のないほぼ均一な厚さの機能性薄膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の参考例に係る基板乾燥装置を示す断面図。
【図2】 第1の参考例の基板乾燥装置を示す平面図。
【図3】 第2の参考例の支持手段を示す平面図。
【図4】 第3の参考例の熱風供給手段を示す断面図。
【図5】 この発明の実施の形態に係る基板乾燥装置を示す正面図。
【符号の説明】
20…ホットプレート、21…支持手段(支持ピン)、23…整流手段(整流板)、W…基板。 [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate drying apparatus that forms a functional thin film by heating and drying a solution applied to an upper surface of a substrate.
[0002]
[Prior art]
For example, in a manufacturing process of a semiconductor device, a liquid crystal display device, and the like, there are a film forming process and a photo process for forming a circuit pattern on a semiconductor wafer as a substrate or a glass substrate for liquid crystal. In these processes, functional thin films such as alignment films, resists, color filters, and organic electroluminescence are formed on the upper surface of the substrate.
[0003]
When a functional thin film is formed on the upper surface of a substrate, the solution on the upper surface of the substrate may be dried by applying the solution to the upper surface of the substrate and heating the substrate with a hot plate. When the substrate is heated by a hot plate, a plurality of support pins are provided on the upper surface of the hot plate in order to make the heating uniform, and the substrate is supported by these support pins.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the lower surface of the substrate is supported by the support pins, the heat from the hot plate is easily transmitted to the portion supported by the support pins. Therefore, a difference occurs in the drying speed between the portion supported by the support pins of the substrate and the portion not supported, and as a result, the film thickness formed on the upper surface of the substrate may not be uniform.
[0005]
It is an object of the present invention to provide a substrate drying apparatus capable of forming a functional thin film having a substantially uniform thickness without unevenness on the upper surface of a substrate.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The invention of
A hot plate,
A support means provided on the upper surface of the hot plate and supporting a plurality of locations on the lower surface of the substrate heated by the hot plate;
Provided on the upper surface side of the substrate, the gas supplied toward the upper surface of the substrate from above the substrate to flow in the same direction along the upper surface of the substrate, the flow direction of the gas of said substrate Rectifying means for inclining with respect to the upper surface;
It is characterized by comprising.
[0008]
According to this invention, the unevenness of the solution generated on the upper surface of the substrate can be smoothed by the gas flow from the rectifying means, and a functional thin film having a substantially uniform thickness is formed on the upper surface of the substrate without unevenness. be able to.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 and 2 show a first reference example of the present invention. The substrate drying apparatus shown in FIG. The
[0011]
A substantially
[0012]
A
[0013]
A plurality of
[0014]
Hot air is supplied to the
[0015]
The
[0016]
The operation when using the substrate drying apparatus having the above configuration will be described.
[0017]
If the substrate W coated with the solution for forming the functional thin film on the upper surface is horizontally supported on the
[0018]
Thus, since the gas heated to the predetermined temperature is supplied to the lower surface side of the substrate W, the entire plate surface of the substrate W can be uniformly heated. Therefore, since the solution applied to the upper surface of the substrate W can be heated uniformly, a functional thin film having a uniform thickness can be formed on the upper surface of the substrate W. Furthermore, since hot air is supplied from the lower surface of the substrate W, it is possible to reduce the bending of the substrate W due to its own weight due to the pressure of the hot air.
[0019]
Since the periphery of the substrate W is supported by the
[0020]
FIG. 3 shows a second reference example of the present invention.
[0021]
In the first reference example, the entire outer peripheral edge of the substrate W is supported by the
In this case, since the
[0022]
FIG. 4 shows a third reference example of the present invention.
[0023]
This third reference example is a modification of the hot air supply means 8, and as shown in FIG. 4, a
[0024]
Figure 5 shows an embodiment of the present invention.
[0025]
The substrate drying apparatus shown in FIG. 5 is provided in a clean room (not shown). A downflow indicated by an arrow in the figure is generated in the clean room.
[0026]
The substrate drying apparatus has a
[0027]
A plurality of support pins 21 as support means are provided on the upper surface of the
[0028]
A
[0029]
Between the
[0030]
Next, an operation when the substrate drying apparatus having the above-described configuration is used will be described.
[0031]
When the substrate drying apparatus having the above configuration is used, a downflow is generated in advance in the clean room. The gas blown down toward the upper surface of the substrate W by this downflow is filtered by the
[0032]
The gas that has passed through the
[0033]
On the other hand, the substrate W coated with the solution for forming the functional thin film on the upper surface is heated to a predetermined temperature by the
[0034]
Part of the heat from the
[0035]
A part of the heat from the
[0036]
In general, a liquid has a property of flowing from a high temperature portion to a low temperature portion. Therefore, the solution coated on the substrate W to flow toward the lower temperature portion of the periphery thereof from the portion becomes higher temperature is supported by the support pins 21. Thereby, the solution applied to the upper surface of the substrate W becomes uneven in the heating process.
[0037]
However, in the present invention, the gas is supplied from above the substrate W at a predetermined angle so as to flow along the upper surface by the rectifying
[0038]
That is, by flowing the gas along the upper surface of the substrate W, the solution applied to the upper surface of the substrate W is forcibly smoothed, so that a functional thin film having a uniform thickness can be formed. Further, since the gas is supplied from above the substrate W via the rectifying
[0039]
In the fourth embodiment, the airflow in a predetermined direction is supplied by the rectifying
[0040]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to form a functional thin film having a substantially uniform thickness without unevenness on the upper surface of the substrate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a substrate drying apparatus according to a first reference example .
FIG. 2 is a plan view showing a substrate drying apparatus according to a first reference example .
FIG. 3 is a plan view showing support means of a second reference example .
FIG. 4 is a cross-sectional view showing hot air supply means of a third reference example .
FIG. 5 is a front view showing a substrate drying apparatus according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
ホットプレートと、
このホットプレートの上面に設けられ、上記ホットプレートによって加熱される上記基板の下面の複数個所を支持する支持手段と、
上記基板の上面側に設けられ、上記基板の上方から上記基板の上面に向けて供給される気体が上記基板の上面に沿って同一の方向に流れるように、上記気体の流れ方向を上記基板の上面に対し傾斜させる整流手段と、
を具備したことを特徴とする基板乾燥装置。In a substrate drying apparatus that forms a functional thin film by heating and drying the solution applied to the upper surface of the substrate,
A hot plate,
A support means provided on the upper surface of the hot plate and supporting a plurality of locations on the lower surface of the substrate heated by the hot plate;
Provided on the upper surface side of the substrate, the gas supplied toward the upper surface of the substrate from above the substrate to flow in the same direction along the upper surface of the substrate, the flow direction of the gas of said substrate Rectifying means for inclining relative to the upper surface;
A substrate drying apparatus comprising:
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