JP4418051B2

JP4418051B2 - Heat treatment equipment

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Publication number: JP4418051B2
Application number: JP16953699A
Authority: JP
Inventors: 利久本多
Original assignee: Hirata Corp
Current assignee: Hirata Corp
Priority date: 1999-06-16
Filing date: 1999-06-16
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2019-06-16
Also published as: JP2001001224A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱処理装置に関する。特に、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等に用いられる基板（例えば、ガラス基板など）の表面に各種処理を施す際の加熱処理後の粗熱を除いたり（冷却用）、該基板の表面にレジスト液等を塗布した後に乾燥のために加熱したり（加熱用）するための熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（第１の従来例）
従来より用いられているガラス基板冷却装置１の構造を図１（ａ）（ｂ）に示す。このガラス基板冷却装置１にあっては、冷却水が通過する冷却水循環通路３が、冷却プレート２のほぼ全面を通過するようにして冷却プレート２内に配設されている。冷却水循環通路３は、外部配管４を介して循環ポンプのような循環装置５と冷却水を一定温度に冷却するための冷却源６（例えば、冷媒との熱交換によって冷却するもの）に接続されている。コントローラ７は、循環装置５による冷却水の循環流量や冷却水の温度を制御するものである。ここで、冷却プレート２の材質としては、熱伝導性の高い金属が望ましく、例えばアルミニウムを使用する場合が多い。熱伝導性が高いことにより、冷却スピードが向上する。
【０００３】
しかして、このガラス基板冷却装置１にあっては、ガラス基板８を冷却する際には、加熱処理を伴う工程を経たガラス基板８を冷却プレート２の上に置いて吸引孔１０（図３参照）で吸着し、冷却水循環通路３に冷却水を循環させることにより、ガラス基板８を急速に冷却させることができる。
【０００４】
しかし、このようなガラス基板冷却装置１にあっては、冷却プレート２の表面は平滑に仕上げられているが、それでもガラス基板８が擦れると、ガラス基板８に傷がつき、液晶ディスプレイ等に用いる場合では不良品となる。
【０００５】
また、冷却プレート２はアルミニウム等の導体であるから、冷却プレート２の表面が露出していると、ガラス基板８を冷却プレート２から剥離するとき、ガラス基板８と冷却プレート２間にスパーク（放電）が発生し易くなる。これは、絶縁体であるガラス基板８側に溜まった静電気が、ガラス基板８と冷却プレート２間の放電を通じて冷却プレート２に流れるためである。
【０００６】
（第２の従来例）
このため一般に、冷却プレート２の表面は、図２に示すように、保護膜９によって覆われている。この保護膜９は、ガラス基板８の傷を防ぐためにガラス基板８よりも柔らかな材質が用いられており、またスパークを防止するため絶縁被膜が用いられる。
【０００７】
しかし、冷却プレート２の表面を保護膜９によって覆っていると、ガラス基板８と保護膜９の間に発生する静電気の帯電が問題となる。すなわち、冷却プレート２上にガラス基板８を置いただけで、負圧吸引する前の状態では、図３（ａ）に示すように、一般に冷却プレート２上のガラス基板８は波打ったようになっており（目視ではほとんど確認できない）、ガラス基板８と冷却プレート２の表面との間には非常に小さな隙間が存在しているのが普通である。このような状況で、冷却プレート２に設けられている多数の吸引孔１０から同時に一括して負圧吸引を行なえば、波打っているガラス基板８が冷却プレート２に吸引されて平らに延ばされる結果、ガラス基板８と冷却プレート２の表面との間にはガラス基板８の凹凸歪を矯正するための機械的ずれが発生する。
【０００８】
この機械的ずれ量は、図３（ｂ）に示すように、ガラス基板８の中心部ではまだ小さいが、周辺部では機械的ずれ量が加え合わされるので、かなり大きなものとなる。このため、ガラス基板８が吸着されながらずれ動く際に摩擦が起こり、特に周辺部では大きな摩擦が起こる。ガラス基板８の剥離時にも同様な現象が起きる。
【０００９】
保護膜９には一般に絶縁被膜が用いられているので、上記のようにしてガラス基板８の吸引時や剥離時に摩擦が起きると、保護膜９とガラス基板８との間に帯電が起こり、ガラス基板８や保護膜９が帯電して静電気を帯びることになる。こうしてガラス基板８や保護膜９が帯電すると、ガラス基板８を冷却プレート２から押し上げる際にガラス基板８と冷却プレート２との間に静電引力が働き、例えばリフトピン等でガラス基板８を押し上げてガラス基板８を冷却プレート２から剥離させようとすると、静電引力に抗して押上げられたガラス基板８は、ガラス基板８と保護膜９の間に働く静電引力によって湾曲し、ついには破損に至る。
【００１０】
（第３の従来例）
そこで、ガラス基板８を吸引する際、その吸引動作を複数領域に分けて行なうことにより、ガラス基板８と冷却プレート２との間の摩擦による帯電を小さくする方法が提案されている（特開平９−２９５２３６号公報）。この方法を図４（ａ）〜（ｄ）に示す。
【００１１】
この方法では、図４（ａ）に示すように冷却プレート２の上にガラス基板８を載置した後、図４（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すように、中心部から周辺部までの多数の吸引孔１０を３つの領域に区画し（図４では、３つの領域を示すために７つの吸引孔１０だけを示しているが、これらの吸引孔１０の間にも適宜吸引孔が設けられている。）、中心部から中間部、周辺部へと３段階に分け、時間的な遅れを持たせて順次負圧吸引を行なっている。この方法によれば、ガラス基板８は中央部から周辺部へと順次接触しながら吸引されてゆくので、吸着された状態で位置ずれする量が少なくなる。詳しくいうと、図４(a)のようにガラス基板８が中心部の吸引孔１０で吸引された時には、ガラス基板８は冷却プレート２に吸着されて中心部の波打ちを延ばされる。ガラス基板８の中心部が平らに延ばされると、それに伴ってガラス基板８の中間部及び周辺部はそのままの形状で平行移動するが、冷却プレート２に吸着されていないので、その摩擦は小さい。同じく、図４(b)のようにガラス基板８が中間部の吸引孔１０で吸引された時には、ガラス基板８は周辺部以外を冷却プレート２に吸着されて中間部の波打ちを延ばされる。ガラス基板８の中間部が平らに延ばされると、それに伴ってガラス基板８の周辺部はそのままの形状で平行移動するが、冷却プレート２に吸着されていないので、その摩擦は小さい。従って、ガラス基板８の周辺部で大きな摩擦を生じるのは、図４(c)のようにガラス基板８が周辺部の吸引孔１０で吸着され、周辺部の波打ちが延ばされながら吸着された状態で冷却プレート２に対してずれ動くときだけである。これに対し、図３の場合のように吸引孔１０全体で同時に吸引する方式であると、ガラス基板の周辺部では、ガラス基板８の中心部及び中間部の波打ちが延ばされることによる位置ずれまでも吸着状態で行われるため、冷却プレート２に吸着されていて摩擦の大きな状態で比較的長い距離位置ずれすることになる。従って、図４に説明する方法によれば、ガラス基板８の摩擦を小さくでき、ガラス基板８の帯電を軽減することができる。
【００１２】
また、この方法では、吸引孔１０からガラス基板８と冷却プレート２との間にエアを排出して負圧を解放すると共にリフトピンによって冷却プレート２上に吸着されているガラス基板８を剥離する際も、エアー排出とリフトピンの動作を一度に行なうのでなく、吸着の場合とは逆に、周辺部から中心部へと向かって３段階に分けて行なっている。従って、ガラス基板８の剥離時においても、ガラス基板８に生じる摩擦を小さくし、ガラス基板８の帯電を軽減することができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ガラス基板８には、冷却プレート２への吸着時や剥離時以外にも、摩擦が起き易い状況が存在する。すなわち、ガラス基板８を冷却する場合でも、冷却プレート２にほとんど温度変化がないから、冷却プレート２には温度変化による伸縮は起きないが（あるいは、冷却プレート２はガラス基板８に暖められて伸びる。）、冷却プレート２の上に吸着されたガラス基板８は、冷却されるにつれて熱収縮する。このためガラス基板８と冷却プレート２の間には微小な位置ずれによって摩擦が起こり、ガラス基板８や保護膜９が帯電する。
【００１４】
また、冷却プレート２の上にガラス基板８を置いてから冷却水を循環させ、ガラス基板８と冷却プレート２とを同時に冷却する場合でも、ガラス基板８と冷却プレート２との熱膨張係数の違いにより、ガラス基板８と冷却プレート２の間には微小な位置ずれによって摩擦が起こり、ガラス基板８や保護膜９が帯電する。
【００１５】
上記のようにしてガラス基板８の冷却時に起きるガラス基板８と冷却プレート２との間の位置ずれは微量であるが、たとえ数ミクロン単位であるとしても、負圧吸引によってかなり大きな接触圧が働いている場合には、その摩擦力も大きなものとなり、これによるガラス基板８や保護膜９における静電気の発生も無視することができない。また、冷却効率をある程度向上させるためには、ガラス基板８を吸引してガラス基板８と冷却プレート２を密着させることはどうしても必要である。
【００１６】
特開平９−２９５２３６号公報に記載された上記方法（以下、従来方法という）にあっては、ガラス基板８の吸着時および剥離時における摩擦を軽減しているが、冷却中における位置ずれの問題は解決されていない。すなわち、従来方法では、冷却プレート２の中心部から周辺部まで全体的に多数の吸引孔１０が配置されており、ガラス基板８を負圧吸引した状態では、ガラス基板８の凹凸歪が矯正され、ガラス基板８と冷却プレート２の間の接触はかなり緊密なものとなっている。この状況で冷却動作を行うと、図５に示すように、温度変化によるガラス基板８の収縮による機械的位置ずれが生じる。この機械的な位置ずれは、ガラス基板８の重心が移動しないとすれば、中心部から周辺部にいくに従って大きなものとなる。そして機械的位置ずれに伴い摩擦帯電による静電気が発生することになる。
【００１７】
図６に示すように、冷却プレート２内にはリフトピン１１が配設されており、冷却済みのガラス基板８は、リフトピン１１によって冷却プレート２から剥離される。従来方法では、リフトピン１１を吸引孔１０の近くに、かつ吸引孔１０と交互に配置している。吸引孔１０が冷却プレート２全面にまんべんなく配設され、ガラス基板８は全体を一様に吸着されるようになっているので、リフトピン１１も冷却プレート２全面に吸引孔１０と交互に、かつまんべんなく配設しなければならない。吸引孔１０の近くにリフトピン１１がないと、ガラス基板８が破損する可能性があるためである。このため、図６に示すように、ＴＦＴ等の液晶ディスプレイ回路やカラーフィルタ等が形成される基板有効領域（破線でハッチングを施した領域）にもリフトピン１１が当ることになり、不良率をいたずらに悪くする原因になっていた。
【００１８】
本発明は上述の技術的問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、基板を熱処理プレートに吸着させる際、剥離する際、あるいは基板を熱処理する際における基板の帯電を抑制し、基板の損傷を防止することにある。本発明の別な目的は、ピンによって基板を熱処理プレートから強制的に剥離する際の、ピンの接触による基板の損傷を防止することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段とその作用】
請求項１に記載の熱処理装置は、熱処理プレートの基板載置面に吸引孔を備え、該吸引孔に供給した負圧の吸引力により基板を吸着する熱処理装置において、前記吸引孔は、前記基板載置面のうち、基板の非有効領域に対応する領域及びその近傍である一部領域にのみ設けられていることを特徴としている。ここで、熱処理は、加熱と冷却とを問わない。また、基板の非有効領域とは、有効領域以外の領域をいい、基板の有効領域とは、基板全体のうち最終的に切り出されて製品となる領域、あるいは製品品質の要求される部分（例えば、液晶ディスプレイなどに用いられる基板では、画像表示面となる領域）である。
【００２０】
請求項１に記載の熱処理装置にあっては、基板載置面のうち、基板の非有効領域に対応する領域及びその近傍である一部領域にのみ吸引孔を設けているので、熱処理プレートの基板載置面に基板を置き、吸引孔に負圧吸引力を与えて基板を吸着させると、基板は吸引孔と対向する基板の非有効領域及びその近傍だけが基板載置面に強く吸着される。しかし、基板は吸引孔から離れた部分、すなわち、有効領域のうち吸引孔から離れた領域では、強く吸引されていないので、基板の一部吸引に伴って吸引孔から離れた部分でも基板の有効領域に傷がついたり、静電気が発生して帯電したりしにくくなる。
【００２１】
また、熱処理に伴って基板が伸張したり収縮したりしても、基板が強く吸着されている位置では基板の位置ずれは小さく、吸引孔から離れていて基板と熱処理プレートとの間に大きな位置ずれの起きる部分では、基板は強く吸着されていないので、基板に傷がついたり、静電気が発生して帯電しにくくなる。
【００２２】
従って、請求項１に記載の熱処理装置によれば、基板吸着時や解放時、あるいは熱処理中における基板の傷や帯電を防止することができ、基板の不良品率を小さくすることができる。また、基板を熱処理プレートから剥離させるためのピンを基板の有効領域外に設け易くなる。
【００２５】
請求項２に記載の熱処理装置は、請求項１に記載された熱処理装置における前記吸引孔は、前記熱処理プレートの基板載置面の中心部にのみ設けられていることを特徴としている。
【００２６】
吸引孔を熱処理プレートの基板載置面の中心部にのみ設ければ、基板吸引に伴う基板と基板載置面との間の位置ずれが一方に片寄ることが無くなるので、請求項２に記載の熱処理装置によれば、基板の傷や摩擦による帯電を抑制する効果をより向上させることができる。
【００２７】
請求項３に記載の熱処理装置は、請求項１に記載の熱処理装置において、前記熱処理プレートの基板載置面から突出して基板載置面に吸着されていた基板を剥離させるためのピンが、前記基板載置面のうち、基板の非有効領域に対応する領域にのみ設けられていることを特徴としている。
【００２８】
請求項３に記載の熱処理装置にあっては、基板剥離用のピンを前記基板載置面のうち基板の非有効領域に対応する領域にのみ設けているから、基板を熱処理プレートから剥離させる際、該ピンによって基板の有効領域を傷つけることがない。よって、基板の不良率をより低減させることができる。
【００２９】
請求項４に記載の熱処理装置は、請求項１、２又は３に記載の熱処理装置における前記基板載置面を導電率が１０ ^-10 〜１０ ³ （Ωｃｍ） ^-1 の半導電性被膜によって覆ったことを特徴としている。
また、請求項５に記載の熱処理装置は、請求項４に記載の熱処理装置において、前記熱処理プレートのプレート本体を熱伝導性の良好な金属によって形成し、そのプレート本体の表面に絶縁性被膜を設け、その絶縁性被膜の表面を前記半導電性被膜によって覆い、前記基板載置面としたことを特徴としている。
【００３０】
請求項４及び５に記載の熱処理装置にあっては、熱処理プレートの基板載置面を導電率が１０ ^-10 〜１０ ³ （Ωｃｍ） ^-1 の半導電性被膜によって覆っているから、摩擦等による静電気の発生をより低減させることができ、基板を熱処理プレートから剥離する際の破損をより低減することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
本発明の熱処理装置は、基板を加熱する加熱プレートを備えたものであってもよいが、以下においては、冷却プレートを備えた実施形態を説明する。図７は本発明の一実施形態による熱処理装置２１を示す概略図であって、吸引孔２２から吸排気するための構成を表わしている。図８は冷却プレート２３の平面図である。図９は冷却プレート２３を冷却するための構成を示す概略図である。図１０は冷却プレート２３の一部破断した側面図である。
【００３２】
図１０に示すように、冷却プレート２３は、アルミニウムやステンレス等の熱伝導性の良好な金属によって形成されたプレート本体２４の上に絶縁性被膜２５が形成されており、絶縁性被膜２５の表面は半導電性被膜２６によって覆われている。半導電性被膜２６としては、導電率が１０^-10〜１０³（Ωｃｍ）^-1の物質が好ましく、例えばＳｉ、Ｇｅ等の真性半導体、不純物半導体、テフロン複合樹脂やセラミックを主成分とする半導電性塗料を塗布して被膜を形成している。また、絶縁性被膜２５は、プレート本体２４の表面の絶縁を図ると共に、半導電性被膜２６と付着の相性のよい生地を用いることにより、半導電性被膜２６としてＳｉ，Ｇｅといった真性半導体や不純物半導体以外にも、テフロン複合樹脂や、セラミック等の材料も使用できるようにしている。半導電性被膜２６は、直接グランドに接続され、グランドへ静電気が逃がされる。
【００３３】
図８に示すように、冷却プレート２３の上面には、ガラス基板２７の外周縁に当接してガラス基板２７を所定位置に位置決めするための位置決めピン２９が突設されている。この実施形態では、ガラス基板２７は、最終的に縦横各２列の４枚の製品基板を得ることを想定しており、図８では、ガラス基板２７の有効領域２８を２点鎖線で囲むことによって示している。ここで、ガラス基板２７の有効領域２８とは、基板全体のうち最終的に切り出されて製品となる領域、あるいは製品品質の要求される部分である。例えば、図８に示すガラス基板２７において、２点鎖線で示す位置でガラス基板２７をカットして（その外周部分を捨てて）４枚の製品基板を得る場合である。あるいは、図８の１点鎖線３０でカットして４枚の製品基板を得るが、液晶表示パネルとして用いられる場合には、２点鎖線の外側の領域はケースに覆われ、液晶画面となるのは、２点鎖線で囲まれた領域となるような場合である。
【００３４】
この熱処理装置２１にあっては、図８に示すように、冷却プレート２３の基板載置面３１の中央部にのみ吸引孔２２を設けている。すなわち、基板載置面３１のガラス基板２７を載置する領域の縁に達しないように吸引孔２２を設けている。例えば、図８では、吸引孔２２の設けられている領域の直径は、ガラス基板２７の辺の長さの１／３以下となっている。
【００３５】
冷却プレート２３の内部には、図７に示すように、吸引孔２２と連通した負圧室３２が設けられており、冷却プレート２３には、負圧室３２を減圧したり常圧に戻したりするための圧力コントロールシステムが接続されている。すなわち、ガスオペレートバルブ（電磁バルブ）３３をオフ側にセットしたままで、エアオペレートバルブ（電磁バルブ）３４をオン側にセットすると、真空ポンプ等によって構成された真空源３５が排気通路３６を介して負圧室３２まで導通し、基板載置面３１の吸引孔２２からガラス基板２７が吸引される。また、エアオペレートバルブ３４をオフ側にセットし、ガスオペレートバルブ３３をオン側にセットすると、吸気通路３７、フィルタ３８及びスピードコントローラ３９を経てＮ₂ガス等のガス供給源４０から負圧室３２にガスが供給され、基板載置面３１のガラス基板２７が負圧から解放される。
【００３６】
また、ガラス基板２７の有効領域２８外の領域には、ガラス基板２７を押し上げて基板載置面３１から剥離させるためのリフトピン４１が配置されている。特に、基板載置面３１の中央部に設けられている吸引孔２２の中心にもリフトピン４１が配置されており、吸引孔２２に吸着されたガラス基板２７を効率よく剥離させられるようにしている。リフトピン４１は、後述の昇降駆動装置によって昇降される昇降板４２の上面に立設されており、冷却プレート２３に上下に貫通させられたピン貫通孔４３内に、冷却プレート２３の下面から挿入されており、昇降板４２を昇降させると、リフトピン４１が冷却プレート２３の上面から突出したり、ピン貫通孔４３内へ後退したりするようになっている。
【００３７】
図９に示すように、冷却プレート２３内には、基板載置面３１のほぼ全面を通過するようにして、冷却水が通過する冷却水循環通路４４が配設されている。例えば、この冷却水循環通路４４は、図１０に示すように、負圧室３２よりも下面側に設けることができる。冷却水循環通路４４は、外部配管４５を介して循環ポンプのような循環装置４６と冷却水を一定温度に冷却するための冷却源４７に接続されている。コントローラ４８は、循環装置４６による冷却水の循環流量や冷却水の温度を制御する。内部を冷却源４７で冷却された冷却水（冷媒）を冷却水循環通路４４を介して冷却プレート２３内を流すことによって、冷却プレート２３上に置かれたガラス基板２７を冷却する。
【００３８】
次に、上記熱処理装置２１の使用状態を説明する。例えば、液晶ディスプレイ等に用いるガラス基板２７の処理工程において、ガラス基板２７の表面にレジストを塗布した後、レジストを加熱乾燥させる。ついで、露光や現像工程へガラス基板２７を送る前に、加熱乾燥後の粗熱を取り除くため、ガラス基板２７は冷却用の熱処理装置２１へ送られる。熱処理装置２１へガラス基板２７が供給されると、冷却プレート２３の表面からリフトピン４１が突出してガラス基板２７を受け取り、ガラス基板２７を支持しながらリフトピン４１が冷却プレート２３内に引っ込む。こうして冷却プレート２３上にガラス基板２７が置かれると、エアオペレートバルブ３４がオンとなり、吸引孔２２からの吸引によって基板載置面３１の中央部が負圧となり、ガラス基板２７が冷却プレート２３に吸着される。
【００３９】
ガラス基板２７が冷却プレート２３上に載置されただけの状態では、図１１（ａ）に示すように、ガラス基板２７は波打っていたり、凹凸があったりして（目視ではほとんど確認できない）、ガラス基板２７と冷却プレート２３の間には数１０ミクロン程度の隙間αが存在している。このガラス基板２７を、中心部の吸引孔２２から吸引して基板載置面３１に吸着させると、図１１（ｂ）に示すように、ガラス基板２７の中心部は基板載置面３１に強く吸着され、基板載置面３１との隙間が周辺部よりも小さくなる。また、このときガラス基板２７の周辺部は吸引孔２２に直接吸着されないが、吸引孔２２による負圧の漏れがある場合には、ガラス基板２７の周辺部も弱く吸着される。また、吸引孔２２がガラス基板２７によって完全に塞がれ、負圧の漏れが生じない場合であっても、ガラス基板２７の中央部が平らに延ばされることにより、ガラス基板２７の周辺部も多少は平らに矯正される。
【００４０】
このように基板吸着時には、ガラス基板２７の中央部のみが冷却プレート２３に強く吸着され、この部分ではガラス基板２７の位置ずれが極くわずかであるので、静電気が発生しにくい。ガラス基板２７の周辺部では、位置ずれが大きくても冷却プレート２３に強く吸着されていないので、やはり静電気は発生しにくい。
【００４１】
また、ガラス基板２７を冷却プレート２３に吸着させた状態で、冷却水循環通路４４に冷却液を通して冷却すると、ガラス基板２７の温度低下によりガラス基板２７が収縮する。冷却プレート２３も温度低下に伴って収縮するが、ガラス基板２７と冷却プレート２３とは熱膨張率が異なるので、ガラス基板２７と冷却プレート２３との接触面においては相互の機械的位置ずれが生じ、これが摩擦帯電による静電気を発生させる。冷却に伴う機械的位置ずれは、ガラス基板２７の周辺部へいくに従って大きくなるが、図１１（ｃ）に示すように、周辺部でガラス基板が強く吸着されて充分に延ばされていない分だけガラス基板の位置ずれ量は小さくなる。しかも、ガラス基板２７の中央部から離れた箇所では基板載置面３１に強く吸着されていないので、ガラス基板２７の周辺部においては摩擦による帯電を抑えることができる。
【００４２】
ガラス基板２７の冷却が終わり、ガラス基板２７を冷却プレート２３から剥がすときには、エアオペレートバルブ３４をオフ側に切り換え、ガスオペレートバルブ３３をオン側にして真空破壊用のガス供給源４０によってＮ₂ガス等を吸引孔２２から送り出しながら、昇降板４２を上昇させてリフトピン４１を突出させ、リフトピン４１によってガラス基板２７を基板載置面３１から押し上げる。このときガラス基板２７は、中心部分のみしか基板載置面３１に吸着されておらず、中心部分しか帯電していないため、容易にガラス基板２７を基板載置面３１から剥離できる。特に、図１２に示すように、ガラス基板２７の外周部と中心とにリフトピン４１を配置しているので、ガラス基板２７の非有効領域にリフトピン４１が位置しており、ガラス基板２７の有効領域２８がリフトピン４１の先端で傷つけられることがない。
【００４３】
なお、上記冷却プレート２３は、図１３に示すように、基台４９の下面側に納め、冷却プレート２３の上面周囲を保護枠５０で囲み、さらに保護枠５０の上面を天蓋５７によって覆うようにすることが好ましい。このように冷却プレート２３の上面の空間を保護枠５０及び天蓋５７で包むようにすることにより、外部との熱の出入りを遮断し、ガラス基板２７の冷却効率を向上させることができる。この場合、保護枠５０には、ガラス基板２７を出し入れするための開口５１を設けておき、この開口５１をシャッター５２で閉じられるようにする。シャッター５２は、スライド式で開閉するものでもよく、回転式で開閉するものでもよいが、図１３ではエアシリンダ（図示せず）を動力として回転させる方式のものを示している。また、リフトピン４１を立設された昇降板４２は、支持ロッド５３によって基台４９の下面に支持されている。そして、サーボモータ５４によってシャフト５５を回転させ、シャフト５５に連結された昇降レバー５６を動かすことで昇降板４２を昇降させ、リフトピン４１を上下させられるようになっている。
【００４４】
また、上記のように冷却プレート２３は、導電率が１０^-10〜１０³（Ωｃｍ）^-1の半導電性被膜２６によって覆われている。このような半導電性被膜２６では、導体に比べれば電気伝導に寄与する自由電子はかなり少なくなっているが、それでも絶縁体に比べれば比較にならないくらい多い。この半導電性被膜２６の働きにより、ガラス基板２７の摩擦によりもたらされた静電気をグランドに逃がし、絶縁性被膜２５の帯電を抑制することができる。これにより、絶縁性被膜２５だけの場合に比べて帯電量を抑えることができ、静電気の帯電によるガラス基板２７の不良を少なくできる。一方、半導電性被膜２６を用いることにより、導電性被膜２５のみを用いた場合のようにガラス基板２７の剥離時にスパークが発生するのを避けることができる。
【００４５】
図１４は冷却プレート２３の上面に絶縁性被膜、半導体被膜（半導電性被膜）、導体被膜を形成し、ガラス基板の載置と剥離を繰り返し、各被膜について基板載置回数と帯電量（Coulomb）との関係を調べたものである。この実験結果によれば、絶縁性被膜の場合には、基板載置回数と共に急激に帯電量が増加するが、半導体被膜の場合には、導体被膜ほどではないにしても、グランドへ電荷が逃がされることによって帯電量が抑えられる様子が分かる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は従来の熱処理装置を示す概略構成図、（ｂ）は該熱処理装置の冷却プレートの側面図である。
【図２】従来例による別な冷却プレートを示す側面図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は図２の冷却プレートによりガラス基板を吸着する際、ガラス基板の変形する様子を示す断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は別な従来例であって、ガラス基板を吸着する別な方法を説明する断面図である。
【図５】同上の従来例における冷却時のガラス基板の熱収縮を説明するための断面図である。
【図６】同上の従来例において、吸着されたガラス基板を押上げて剥離させるためのリフトピンの配置を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態による熱処理装置を示す概略構成図である。
【図８】同上の熱処理装置に用いられている冷却プレートを示す平面図である。
【図９】同上の冷却プレートを冷却するための構成を示す概略図である。
【図１０】同上の冷却プレートの一部破断した側面図である。
【図１１】（ａ）は冷却プレート上に置かれたガラス基板を誇張して示す概略断面図、（ｂ）は吸引孔でガラス基板を吸着している様子を示す概略断面図、（ｃ）は冷却時におけるガラス基板の様子を示す概略断面図である。
【図１２】リフトピンによりガラス基板を押上げている状態を模式的に表わした概略断面図である。
【図１３】上記熱処理装置のより具体的な実施形態を示す一部分解した斜視図である。
【図１４】絶縁体被膜、半導電性被膜、導体被膜を形成された冷却パネル上でガラス基板の載置と剥離を繰り返したときの、基板載置回数と帯電量との関係を示す図である。
【符号の説明】
２２吸引孔
２３冷却プレート
２６半導電性被膜
２７ガラス基板
２８ガラス基板の有効領域
３１基板載置面
４１リフトピン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat treatment apparatus. In particular, the rough heat after the heat treatment when performing various treatments on the surface of a substrate (for example, a glass substrate) used for a liquid crystal display or a plasma display is removed (for cooling), or a resist solution or the like is applied to the surface of the substrate. It is related with the heat processing apparatus for heating for drying after apply | coating (for heating).
[0002]
[Prior art]
(First conventional example)
The structure of the glass substrate cooling device 1 conventionally used is shown in FIGS. In the glass substrate cooling apparatus 1, the cooling water circulation passage 3 through which the cooling water passes is disposed in the cooling plate 2 so as to pass almost the entire surface of the cooling plate 2. The cooling water circulation passage 3 is connected via an external pipe 4 to a circulation device 5 such as a circulation pump and a cooling source 6 for cooling the cooling water to a constant temperature (for example, cooling by heat exchange with the refrigerant). ing. The controller 7 controls the circulating flow rate of the cooling water and the temperature of the cooling water by the circulation device 5. Here, the material of the cooling plate 2 is preferably a metal having high thermal conductivity, and for example, aluminum is often used. Due to the high thermal conductivity, the cooling speed is improved.
[0003]
In the glass substrate cooling apparatus 1, when the glass substrate 8 is cooled, the glass substrate 8 that has undergone a process involving heat treatment is placed on the cooling plate 2 and the suction holes 10 (see FIG. 3). ), And the cooling water is circulated through the cooling water circulation passage 3, whereby the glass substrate 8 can be rapidly cooled.
[0004]
However, in such a glass substrate cooling apparatus 1, the surface of the cooling plate 2 is finished smooth, but if the glass substrate 8 still rubs, the glass substrate 8 is damaged and used for a liquid crystal display or the like. In some cases it will be defective.
[0005]
Further, since the cooling plate 2 is a conductor such as aluminum, when the surface of the cooling plate 2 is exposed, when the glass substrate 8 is peeled from the cooling plate 2, a spark (discharge) occurs between the glass substrate 8 and the cooling plate 2. ) Is likely to occur. This is because static electricity accumulated on the glass substrate 8 side which is an insulator flows to the cooling plate 2 through a discharge between the glass substrate 8 and the cooling plate 2.
[0006]
(Second conventional example)
Therefore, in general, the surface of the cooling plate 2 is covered with a protective film 9 as shown in FIG. The protective film 9 is made of a material softer than the glass substrate 8 in order to prevent scratches on the glass substrate 8, and an insulating film is used to prevent sparks.
[0007]
However, when the surface of the cooling plate 2 is covered with the protective film 9, static electricity generated between the glass substrate 8 and the protective film 9 becomes a problem. That is, the glass substrate 8 on the cooling plate 2 is generally waved as shown in FIG. 3A in the state before the negative pressure is sucked only by placing the glass substrate 8 on the cooling plate 2. In general, there is a very small gap between the glass substrate 8 and the surface of the cooling plate 2. In such a situation, if negative pressure suction is performed simultaneously from a number of suction holes 10 provided in the cooling plate 2, the undulating glass substrate 8 is sucked into the cooling plate 2 and flattened. As a result, a mechanical shift for correcting the uneven distortion of the glass substrate 8 occurs between the glass substrate 8 and the surface of the cooling plate 2.
[0008]
As shown in FIG. 3B, this mechanical shift amount is still small at the center portion of the glass substrate 8, but is considerably large because the mechanical shift amount is added at the peripheral portion. For this reason, friction occurs when the glass substrate 8 moves while being adsorbed, and large friction occurs particularly in the peripheral portion. A similar phenomenon occurs when the glass substrate 8 is peeled off.
[0009]
Since an insulating coating is generally used for the protective film 9, if friction occurs during suction or peeling of the glass substrate 8 as described above, charging occurs between the protective film 9 and the glass substrate 8, and the glass The substrate 8 and the protective film 9 are charged and charged with static electricity. When the glass substrate 8 and the protective film 9 are charged in this way, electrostatic attraction acts between the glass substrate 8 and the cooling plate 2 when the glass substrate 8 is pushed up from the cooling plate 2. For example, the glass substrate 8 is pushed up by lift pins or the like. When the glass substrate 8 is peeled off from the cooling plate 2, the glass substrate 8 pushed up against the electrostatic attractive force is bent by the electrostatic attractive force acting between the glass substrate 8 and the protective film 9. It leads to damage.
[0010]
(Third conventional example)
Therefore, a method has been proposed in which, when the glass substrate 8 is sucked, the suction operation is divided into a plurality of regions, thereby reducing the charging due to friction between the glass substrate 8 and the cooling plate 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 9). -295236). This method is shown in FIGS.
[0011]
In this method, after placing the glass substrate 8 on the cooling plate 2 as shown in FIG. 4 (a), as shown in FIGS. 4 (b), (c) and (d), from the center to the periphery. The suction holes 10 are divided into three regions (in FIG. 4, only seven suction holes 10 are shown to show the three regions. However, there are appropriate suction holes between these suction holes 10 as well. In this case, negative pressure suction is performed sequentially with a time delay in three stages, from the central part to the intermediate part and the peripheral part. According to this method, the glass substrate 8 is sucked while sequentially contacting from the central portion to the peripheral portion, so that the amount of displacement in the adsorbed state is reduced. More specifically, when the glass substrate 8 is sucked through the suction hole 10 at the center as shown in FIG. 4A, the glass substrate 8 is attracted to the cooling plate 2 and the undulation at the center is extended. When the central portion of the glass substrate 8 is flattened, the intermediate portion and the peripheral portion of the glass substrate 8 move in parallel with each other as it is, but the friction is small because they are not attracted to the cooling plate 2. Similarly, as shown in FIG. 4B, when the glass substrate 8 is sucked through the suction hole 10 in the intermediate part, the glass substrate 8 is adsorbed by the cooling plate 2 except for the peripheral part, and the waviness in the intermediate part is extended. When the intermediate portion of the glass substrate 8 is extended flat, the peripheral portion of the glass substrate 8 is translated in the same shape as it is, but the friction is small because it is not attracted to the cooling plate 2. Therefore, the reason why a large friction is generated in the peripheral portion of the glass substrate 8 is that the glass substrate 8 is adsorbed by the suction holes 10 in the peripheral portion as shown in FIG. 4 (c) and adsorbed while the undulation in the peripheral portion is extended. It is only when it moves with respect to the cooling plate 2 in a state. On the other hand, in the case of the method of simultaneously sucking the entire suction hole 10 as in the case of FIG. Since this is also performed in the suction state, it is attracted to the cooling plate 2 and is displaced by a relatively long distance in a state where the friction is large. Therefore, according to the method illustrated in FIG. 4, friction of the glass substrate 8 can be reduced, and charging of the glass substrate 8 can be reduced.
[0012]
In this method, air is discharged from the suction hole 10 between the glass substrate 8 and the cooling plate 2 to release the negative pressure, and the glass substrate 8 adsorbed on the cooling plate 2 by the lift pins is peeled off. However, air discharge and lift pin operations are not performed at once, but in three steps from the periphery to the center, contrary to the case of suction. Therefore, even when the glass substrate 8 is peeled off, friction generated on the glass substrate 8 can be reduced, and charging of the glass substrate 8 can be reduced.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, there is a situation where the glass substrate 8 is susceptible to friction other than at the time of adsorption to the cooling plate 2 or at the time of peeling. That is, even when the glass substrate 8 is cooled, the cooling plate 2 hardly changes in temperature, so that the cooling plate 2 does not expand or contract due to the temperature change (or the cooling plate 2 is heated and stretched by the glass substrate 8). .), The glass substrate 8 adsorbed on the cooling plate 2 is thermally contracted as it is cooled. For this reason, friction occurs between the glass substrate 8 and the cooling plate 2 due to a slight displacement, and the glass substrate 8 and the protective film 9 are charged.
[0014]
Even when the cooling water is circulated after placing the glass substrate 8 on the cooling plate 2 and the glass substrate 8 and the cooling plate 2 are simultaneously cooled, the difference in thermal expansion coefficient between the glass substrate 8 and the cooling plate 2 is different. As a result, friction occurs between the glass substrate 8 and the cooling plate 2 due to a slight displacement, and the glass substrate 8 and the protective film 9 are charged.
[0015]
Although the positional displacement between the glass substrate 8 and the cooling plate 2 that occurs when the glass substrate 8 is cooled as described above is very small, even if it is in the order of several microns, a considerably large contact pressure works due to negative pressure suction. If this occurs, the frictional force becomes large, and the generation of static electricity in the glass substrate 8 and the protective film 9 due to this can not be ignored. In order to improve the cooling efficiency to some extent, it is absolutely necessary to suck the glass substrate 8 and bring the glass substrate 8 and the cooling plate 2 into close contact.
[0016]
In the above method described in JP-A-9-295236 (hereinafter referred to as the conventional method), the friction at the time of adsorption and peeling of the glass substrate 8 is reduced, but the problem of misalignment during cooling. Is not solved. That is, according to the conventional method, a large number of suction holes 10 are arranged from the center to the periphery of the cooling plate 2, and the uneven distortion of the glass substrate 8 is corrected in a state where the glass substrate 8 is sucked with negative pressure. The contact between the glass substrate 8 and the cooling plate 2 is fairly close. When the cooling operation is performed in this situation, as shown in FIG. 5, mechanical displacement due to shrinkage of the glass substrate 8 due to temperature change occurs. If the center of gravity of the glass substrate 8 does not move, the mechanical positional deviation increases as it moves from the center to the periphery. Then, static electricity due to frictional charging is generated with the mechanical displacement.
[0017]
As shown in FIG. 6, lift pins 11 are disposed in the cooling plate 2, and the cooled glass substrate 8 is peeled off from the cooling plate 2 by the lift pins 11. In the conventional method, the lift pins 11 are arranged near the suction holes 10 and alternately with the suction holes 10. Since the suction holes 10 are evenly arranged on the entire surface of the cooling plate 2 and the glass substrate 8 is uniformly adsorbed on the entire surface, the lift pins 11 are also alternately and evenly disposed on the entire surface of the cooling plate 2. Must be installed. This is because if there is no lift pin 11 near the suction hole 10, the glass substrate 8 may be damaged. For this reason, as shown in FIG. 6, the lift pin 11 also hits the substrate effective area (area hatched with a broken line) where a liquid crystal display circuit such as a TFT, a color filter or the like is formed, and the defect rate is mischievous. It was a cause to make it worse.
[0018]
The present invention has been made to solve the above-described technical problems, and the object of the present invention is to charge the substrate when the substrate is adsorbed to the heat treatment plate, when peeled off, or when the substrate is heat treated. Is to prevent damage to the substrate. Another object of the present invention is to prevent the substrate from being damaged by the contact of the pins when the substrate is forcibly separated from the heat treatment plate by the pins.
[0019]
[Means for solving the problems and their functions]
  The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the substrate mounting surface of the heat treatment plate is provided with a suction hole, and the substrate is adsorbed by a negative pressure suction force supplied to the suction hole. Of the mounting surfaceOf these, the area corresponding to the ineffective area of the substrate and its vicinityIt is characterized by being provided only in some areas. Here, the heat treatment is not limited to heating and cooling.The non-effective area of the substrate means an area other than the effective area, and the effective area of the substrate means an area that is finally cut out to become a product, or a part that requires product quality (for example, a product quality) In a substrate used for a liquid crystal display or the like, it is a region that becomes an image display surface).
[0020]
  In the heat treatment apparatus according to claim 1, the substrate mounting surfaceOf these, the area corresponding to the ineffective area of the substrate and its vicinitySince the suction hole is provided only in a part of the area, when the substrate is placed on the substrate mounting surface of the heat treatment plate and the substrate is sucked by applying a negative pressure suction force to the suction hole, the substrate faces the suction hole.Ineffective area of substrate and its vicinityOnlyOn the substrate mounting surfaceStrongly adsorbed. However, the substrate is the part away from the suction holeIn other words, the area of the effective area away from the suction holeThen, since it is not sucked strongly, even the part away from the suction hole with part suction of the substrateEffective area ofIt becomes difficult to get scratched or to be charged by static electricity.
[0021]
Even if the substrate is stretched or contracted with the heat treatment, the position of the substrate is small at the position where the substrate is strongly adsorbed, and it is separated from the suction hole and is a large position between the substrate and the heat treatment plate. In the portion where the deviation occurs, the substrate is not strongly adsorbed, so that the substrate is scratched or static electricity is generated, which makes it difficult to be charged.
[0022]
  Therefore, according to the heat treatment apparatus of the first aspect, it is possible to prevent the substrate from being scratched or charged during the adsorption or release of the substrate or during the heat treatment, and to reduce the defective product rate of the substrate.Moreover, it becomes easy to provide pins for separating the substrate from the heat treatment plate outside the effective area of the substrate.
[0025]
  Claim2The heat treatment apparatus according to claim 1 is characterized in that the suction hole in the heat treatment apparatus described in claim 1 is provided only at the center of the substrate mounting surface of the heat treatment plate.
[0026]
  If the suction hole is provided only in the center portion of the substrate mounting surface of the heat treatment plate, the positional shift between the substrate and the substrate mounting surface due to the substrate suction is not shifted to one side.2According to the heat treatment apparatus described in 1), the effect of suppressing charging due to scratches or friction of the substrate can be further improved.
[0027]
  Claim3The heat treatment apparatus according to claim1In the heat treatment apparatus according to claim 1, a pin for separating the substrate that protrudes from the substrate placement surface of the heat treatment plate and is adsorbed to the substrate placement surface is located in an ineffective region of the substrate in the substrate placement surface. It is characterized by being provided only in the corresponding region.
[0028]
  Claim3In the heat treatment apparatus described in (1), since the substrate peeling pins are provided only in the region corresponding to the ineffective region of the substrate on the substrate mounting surface, the pins are peeled off when the substrate is peeled from the heat treatment plate. Does not damage the effective area of the substrate. Therefore, the defect rate of the substrate can be further reduced.
[0029]
  Claim4The heat treatment apparatus according to claim 1,Or 3The substrate mounting surface in the heat treatment apparatus according to claim 1,Conductivity is 10 ^-Ten -10 ^Three (Ωcm) ^-1 ofIt is characterized by being covered with a semiconductive film.
  The heat treatment apparatus according to claim 5 is the heat treatment apparatus according to claim 4, wherein the plate body of the heat treatment plate is formed of a metal having good thermal conductivity, and an insulating film is formed on the surface of the plate body. And the surface of the insulating coating is covered with the semiconductive coating to form the substrate mounting surface.
[0030]
  Claim4 and 5In the heat treatment apparatus described in 1., the substrate mounting surface of the heat treatment plate isConductivity is 10 ^-Ten -10 ^Three (Ωcm) ^-1 ofSince it is covered with the semiconductive film, the generation of static electricity due to friction or the like can be further reduced, and breakage when the substrate is peeled from the heat treatment plate can be further reduced.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Although the heat processing apparatus of this invention may be provided with the heating plate which heats a board | substrate, below, embodiment provided with the cooling plate is described. FIG. 7 is a schematic view showing a heat treatment apparatus 21 according to an embodiment of the present invention, and shows a structure for sucking and exhausting air from the suction hole 22. FIG. 8 is a plan view of the cooling plate 23. FIG. 9 is a schematic view showing a configuration for cooling the cooling plate 23. FIG. 10 is a side view in which the cooling plate 23 is partially broken.
[0032]
As shown in FIG. 10, the cooling plate 23 has an insulating coating 25 formed on a plate body 24 formed of a metal having good thermal conductivity such as aluminum or stainless steel, and the surface of the insulating coating 25. Is covered with a semiconductive coating 26. The semiconductive film 26 has a conductivity of 10^-Ten-10^Three(Ωcm)^-1These materials are preferable. For example, an intrinsic semiconductor such as Si or Ge, an impurity semiconductor, a Teflon composite resin, or a semiconductive paint mainly composed of ceramic is applied to form a film. Further, the insulating film 25 is intended to insulate the surface of the plate body 24, and by using a material having good compatibility with the semiconductive film 26, an intrinsic semiconductor such as Si or Ge or impurities can be used as the semiconductive film 26. In addition to semiconductors, materials such as Teflon composite resin and ceramics can be used. The semiconductive film 26 is directly connected to the ground, and static electricity is released to the ground.
[0033]
As shown in FIG. 8, a positioning pin 29 is provided on the upper surface of the cooling plate 23 so as to contact the outer peripheral edge of the glass substrate 27 and position the glass substrate 27 at a predetermined position. In this embodiment, it is assumed that the glass substrate 27 finally obtains four product substrates in two rows each in vertical and horizontal directions. In FIG. 8, the effective area 28 of the glass substrate 27 is surrounded by a two-dot chain line. Shown by. Here, the effective area 28 of the glass substrate 27 is an area that is finally cut out from the entire substrate to become a product, or a part that requires product quality. For example, in the glass substrate 27 shown in FIG. 8, the glass substrate 27 is cut at a position indicated by a two-dot chain line (the outer peripheral portion is discarded) to obtain four product substrates. Alternatively, four product substrates are obtained by cutting along the one-dot chain line 30 in FIG. 8, but when used as a liquid crystal display panel, the area outside the two-dot chain line is covered with a case, resulting in a liquid crystal screen. Is a case where the region is surrounded by a two-dot chain line.
[0034]
In the heat treatment apparatus 21, as shown in FIG. 8, the suction hole 22 is provided only in the central portion of the substrate mounting surface 31 of the cooling plate 23. That is, the suction hole 22 is provided so as not to reach the edge of the region on which the glass substrate 27 is placed on the substrate placement surface 31. For example, in FIG. 8, the diameter of the region where the suction hole 22 is provided is 1/3 or less of the length of the side of the glass substrate 27.
[0035]
As shown in FIG. 7, a negative pressure chamber 32 communicating with the suction hole 22 is provided inside the cooling plate 23, and the negative pressure chamber 32 is reduced or returned to normal pressure on the cooling plate 23. A pressure control system is connected. That is, when the air operated valve (electromagnetic valve) 34 is set to the on side while the gas operated valve (electromagnetic valve) 33 is set to the off side, the vacuum source 35 constituted by a vacuum pump or the like is passed through the exhaust passage 36. Then, the glass substrate 27 is conducted to the negative pressure chamber 32, and the glass substrate 27 is sucked from the suction hole 22 of the substrate placement surface 31. Further, when the air operated valve 34 is set to the off side and the gas operated valve 33 is set to the on side, N is passed through the intake passage 37, the filter 38 and the speed controller 39.₂Gas is supplied from the gas supply source 40 such as gas to the negative pressure chamber 32, and the glass substrate 27 on the substrate placement surface 31 is released from the negative pressure.
[0036]
Further, lift pins 41 for pushing up the glass substrate 27 and peeling it from the substrate mounting surface 31 are disposed in an area outside the effective area 28 of the glass substrate 27. In particular, a lift pin 41 is also arranged at the center of the suction hole 22 provided at the center of the substrate placement surface 31 so that the glass substrate 27 adsorbed by the suction hole 22 can be efficiently peeled off. . The lift pins 41 are erected on the upper surface of an elevating plate 42 that is raised and lowered by an elevating drive device described later, and are inserted from the lower surface of the cooling plate 23 into pin through holes 43 that are vertically penetrated through the cooling plate 23. When the elevating plate 42 is raised and lowered, the lift pins 41 protrude from the upper surface of the cooling plate 23 or retreat into the pin through holes 43.
[0037]
As shown in FIG. 9, a cooling water circulation passage 44 through which the cooling water passes is disposed in the cooling plate 23 so as to pass almost the entire surface of the substrate placement surface 31. For example, the cooling water circulation passage 44 can be provided on the lower surface side of the negative pressure chamber 32 as shown in FIG. The cooling water circulation passage 44 is connected via an external pipe 45 to a circulation device 46 such as a circulation pump and a cooling source 47 for cooling the cooling water to a constant temperature. The controller 48 controls the cooling water circulation flow rate and the cooling water temperature by the circulation device 46. The glass substrate 27 placed on the cooling plate 23 is cooled by causing the cooling water (refrigerant) cooled inside by the cooling source 47 to flow through the cooling plate 23 via the cooling water circulation passage 44.
[0038]
Next, the use state of the heat treatment apparatus 21 will be described. For example, in the process of processing the glass substrate 27 used for a liquid crystal display or the like, after applying a resist on the surface of the glass substrate 27, the resist is heated and dried. Next, before the glass substrate 27 is sent to the exposure or development process, the glass substrate 27 is sent to the heat treatment apparatus 21 for cooling in order to remove the rough heat after drying by heating. When the glass substrate 27 is supplied to the heat treatment apparatus 21, the lift pins 41 protrude from the surface of the cooling plate 23 to receive the glass substrate 27, and the lift pins 41 retract into the cooling plate 23 while supporting the glass substrate 27. When the glass substrate 27 is thus placed on the cooling plate 23, the air operated valve 34 is turned on, and the central portion of the substrate mounting surface 31 becomes negative due to suction from the suction hole 22, so that the glass substrate 27 is placed on the cooling plate 23. Adsorbed.
[0039]
In a state in which the glass substrate 27 is merely placed on the cooling plate 23, the glass substrate 27 is wavy or uneven as shown in FIG. A gap α of about several tens of microns exists between the glass substrate 27 and the cooling plate 23. When the glass substrate 27 is sucked from the suction hole 22 at the center and is adsorbed to the substrate placement surface 31, the center of the glass substrate 27 is strongly against the substrate placement surface 31 as shown in FIG. As a result, the gap with the substrate placement surface 31 is smaller than the peripheral portion. At this time, the peripheral part of the glass substrate 27 is not directly adsorbed to the suction hole 22, but if there is a negative pressure leak through the suction hole 22, the peripheral part of the glass substrate 27 is also weakly adsorbed. Further, even when the suction hole 22 is completely blocked by the glass substrate 27 and no negative pressure leaks, the peripheral portion of the glass substrate 27 is also extended by the flat central portion of the glass substrate 27. Somewhat flattened.
[0040]
Thus, at the time of substrate adsorption, only the central portion of the glass substrate 27 is strongly adsorbed to the cooling plate 23, and the glass substrate 27 is very slightly displaced at this portion, so that static electricity is hardly generated. In the peripheral portion of the glass substrate 27, even if the positional deviation is large, it is not strongly adsorbed by the cooling plate 23, so that static electricity is hardly generated.
[0041]
Further, when the cooling liquid is passed through the cooling water circulation passage 44 in a state where the glass substrate 27 is adsorbed to the cooling plate 23, the glass substrate 27 contracts due to the temperature drop of the glass substrate 27. Although the cooling plate 23 also shrinks as the temperature decreases, the glass substrate 27 and the cooling plate 23 have different coefficients of thermal expansion, so that mutual mechanical displacement occurs between the contact surfaces of the glass substrate 27 and the cooling plate 23. This generates static electricity due to frictional charging. The mechanical displacement due to cooling increases as it goes to the peripheral part of the glass substrate 27. However, as shown in FIG. 11C, the glass substrate is strongly adsorbed at the peripheral part and is not sufficiently extended. Only the positional deviation amount of the glass substrate is reduced. In addition, since it is not strongly adsorbed to the substrate mounting surface 31 at a location away from the central portion of the glass substrate 27, charging due to friction can be suppressed in the peripheral portion of the glass substrate 27.
[0042]
When the cooling of the glass substrate 27 is finished and the glass substrate 27 is peeled off from the cooling plate 23, the air operated valve 34 is switched to the off side, the gas operated valve 33 is turned on, and the vacuum breaker gas supply source 40 is used for N₂While sending gas or the like from the suction hole 22, the lift plate 42 is raised to project the lift pins 41, and the glass substrate 27 is pushed up from the substrate placement surface 31 by the lift pins 41. At this time, only the central portion of the glass substrate 27 is adsorbed to the substrate mounting surface 31 and only the central portion is charged. Therefore, the glass substrate 27 can be easily peeled from the substrate mounting surface 31. In particular, as shown in FIG. 12, since the lift pins 41 are arranged at the outer periphery and the center of the glass substrate 27, the lift pins 41 are located in the ineffective area of the glass substrate 27, and the effective area of the glass substrate 27. 28 is not damaged at the tip of the lift pin 41.
[0043]
As shown in FIG. 13, the cooling plate 23 is housed on the lower surface side of the base 49, the periphery of the upper surface of the cooling plate 23 is surrounded by a protective frame 50, and the upper surface of the protective frame 50 is covered with a canopy 57. It is preferable to do. Thus, by enclosing the space on the upper surface of the cooling plate 23 with the protective frame 50 and the canopy 57, the heat input / output from the outside can be blocked and the cooling efficiency of the glass substrate 27 can be improved. In this case, the protective frame 50 is provided with an opening 51 for inserting and removing the glass substrate 27 so that the opening 51 can be closed by the shutter 52. The shutter 52 may be opened and closed by a sliding method or may be opened and closed by a rotating method, but FIG. 13 shows a method of rotating an air cylinder (not shown) as power. Further, the elevating plate 42 on which the lift pins 41 are erected is supported on the lower surface of the base 49 by a support rod 53. Then, the shaft 55 is rotated by the servo motor 54, and the lift lever 42 connected to the shaft 55 is moved to move the lift plate 42 up and down, so that the lift pins 41 can be moved up and down.
[0044]
Further, as described above, the cooling plate 23 has a conductivity of 10.^-Ten-10^Three(Ωcm)^-1The semiconductive film 26 is covered. In such a semiconductive film 26, the number of free electrons contributing to electrical conduction is considerably less than that of a conductor, but still not so much as that of an insulator. By the function of the semiconductive film 26, static electricity caused by the friction of the glass substrate 27 is released to the ground, and charging of the insulating film 25 can be suppressed. As a result, the amount of charge can be suppressed as compared with the case of only the insulating coating 25, and defects of the glass substrate 27 due to electrostatic charging can be reduced. On the other hand, by using the semiconductive film 26, it is possible to avoid the occurrence of sparks when the glass substrate 27 is peeled off as in the case where only the conductive film 25 is used.
[0045]
In FIG. 14, an insulating film, a semiconductor film (semiconductive film), and a conductor film are formed on the upper surface of the cooling plate 23, and the glass substrate is repeatedly placed and peeled. The number of times the substrate is placed and the charge amount (Coulomb) ). According to this experimental result, in the case of an insulating film, the amount of charge increases rapidly with the number of times the substrate is placed, but in the case of a semiconductor film, the charge is released to the ground even if not as much as the conductor film. As a result, it can be seen that the amount of charge is suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a schematic configuration diagram showing a conventional heat treatment apparatus, and FIG. 1B is a side view of a cooling plate of the heat treatment apparatus.
FIG. 2 is a side view showing another cooling plate according to a conventional example.
3A and 3B are cross-sectional views showing how the glass substrate is deformed when the glass substrate is adsorbed by the cooling plate of FIG.
FIGS. 4A to 4D are cross-sectional views illustrating another conventional example and another method for adsorbing a glass substrate.
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining thermal shrinkage of the glass substrate during cooling in the conventional example.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the arrangement of lift pins for pushing up and separating the adsorbed glass substrate in the conventional example.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a plan view showing a cooling plate used in the heat treatment apparatus same as above.
FIG. 9 is a schematic view showing a configuration for cooling the above cooling plate.
FIG. 10 is a partially broken side view of the same cooling plate.
11A is a schematic cross-sectional view exaggeratingly showing a glass substrate placed on a cooling plate, FIG. 11B is a schematic cross-sectional view showing a state in which the glass substrate is adsorbed by suction holes, and FIG. These are schematic sectional drawings which show the mode of the glass substrate at the time of cooling.
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view schematically showing a state where a glass substrate is pushed up by lift pins.
FIG. 13 is a partially exploded perspective view showing a more specific embodiment of the heat treatment apparatus.
FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the number of times the substrate is placed and the amount of charge when the glass substrate is repeatedly placed and peeled on the cooling panel on which the insulator coating, semiconductive coating, and conductor coating are formed. is there.
[Explanation of symbols]
22 Suction hole
23 Cooling plate
26 Semiconductive coating
27 Glass substrate
28 Effective area of glass substrate
31 Substrate mounting surface
41 Lift pin

Claims

In the heat treatment apparatus that includes a suction hole on the substrate mounting surface of the heat treatment plate and sucks the substrate by a negative pressure suction force supplied to the suction hole,
The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the suction hole is provided only in a region corresponding to an ineffective region of the substrate and a partial region in the vicinity of the substrate mounting surface.

2. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the suction hole is provided only in a central portion of a substrate placement surface of the heat treatment plate.

Pins for separating the substrate that protrudes from the substrate placement surface of the heat treatment plate and is attracted to the substrate placement surface are provided only in a region corresponding to the ineffective region of the substrate in the substrate placement surface. The heat treatment apparatus according to claim 1 , wherein:

Wherein the conductivity of the substrate mounting surface is covered with 10 ^-10 ~10 ³ (Ωcm) ^-1 of the semiconductive coating, heat treatment apparatus according to claim 1, 2 or 3.

A plate body of the heat treatment plate is formed of a metal having good thermal conductivity, an insulating coating is provided on the surface of the plate body, the surface of the insulating coating is covered with the semiconductive coating, and the substrate mounting surface The heat treatment apparatus according to claim 4, wherein