JP4565648B2 - 基板加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板を加熱するための基板加熱装置に関し、より特定的には、ステージ上に載置された基板を真空吸着によって固定して当該基板を加熱する基板加熱装置に関する。

従来より、基板処理装置において、処理対象である基板をステージ上に固定する方法として、真空吸着によって基板を固定する方法がある。例えば、特許文献１には、真空チャック用の溝がホットプレート（ステージ）上に設けられた基板処理装置が記載されている。この基板処理装置では、真空ポンプを作動させて真空排気を行うことにより、ステージ上に載置されたガラス基板を吸着保持している。

なお、上記基板処理装置においては、サイズの異なる複数種類の基板に対応すべく、ステージ上には複数種類のサイズの溝が設けられる。図８は、従来の基板処理装置のステージを上方から見た図である。図８に示すように、ステージ９１の上面には、同心状に３種類の溝９２〜９４が設けられる。基板処理装置は、ステージ上に載置される基板のサイズに応じて異なるサイズの溝を用いることによって、サイズの異なる複数種類の基板を吸着保持することが可能である。例えば図８に示すように、溝９２よりも小さく溝９３よりも大きい基板Ｓがステージ上に載置される場合、基板処理装置は溝９３を用いて吸着保持する。
特開平６−９７２６９号公報

ステージ上の基板を加熱する基板処理装置においては、基板が均等に加熱されるように均熱性が要求される。ここで、上記の基板処理装置のようにステージ上に複数種類の溝を有する構成では、吸着保持のために用いる溝以外の溝のために、基板を均熱に保てないことがある。例えば、図８に示す場合、基板Ｓの下側に溝９４が存在するため、溝９４の上側の基板部分では他の部分よりも温度が低くなり、均熱に保つことができない。このように、１つのステージに複数種類の吸着保持用の溝を設けた構成では、基板の均熱性を維持することができない。

それ故、本発明の目的は、サイズの異なる複数種類の基板に対して、均熱性を維持することができる基板加熱装置を提供することである。

本発明は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明は、基板を加熱するための基板加熱装置である。基板加熱装置は、ステージと、アタッチメントと、吸引手段と、加熱手段とを備えている。ステージには、所定サイズの第１基板の周縁部分に対応する位置にのみ第１溝が設けられる。アタッチメントは、ステージ上に取り外し可能に載置される。吸引手段は、第１溝を覆うようにステージ上に載置される第１基板またはアタッチメントを真空吸着によって吸引するための手段である。加熱手段は、ステージを加熱する。アタッチメントは、所定サイズと異なるサイズの第２基板に対応する位置に第２溝が設けられた基板載置面と、アタッチメントがステージ上に載置されたときに第１溝と第２溝とを連絡する通気路とを有する。また、ステージには第１基板又はアタッチメントが載置される。
さらに、基板加熱装置は、ステージの上方においてステージの載置面と平行な所定方向であって、第１基板の幅より広い範囲を移動するノズルを有し、ノズルから下方に向かって処理液を吐出する塗布手段を備えている。さらに、アタッチメントは、所定方向に関してステージの幅よりも長い幅を有し、第１基板と等しい大きさの板状部材である。

また、第２の発明においては、アタッチメントは、厚さが一定の板状部材であってもよい。

また、第３の発明においては、基板加熱装置は、第１基板またはアタッチメントのステージ上における載置位置を決めるための位置決め手段をさらに備えていてもよい。
また、第４の発明においては、アタッチメントがステージに載置された状態で、当該アタッチメント下面に設けられた溝と当該ステージ上面とで通路が構成されてもよい。

第１の発明によれば、第１基板をステージ上に直接載置して加熱することが可能であるとともに、ステージ上に載置されたアタッチメント上に第２基板を載置して加熱することが可能である。ここで、第２基板を加熱する際には、アタッチメントをステージ上に載置すればよいので、第２基板を吸着固定するための溝をステージ上に形成する必要がない。すなわち、ステージ上には第１基板を吸着固定するための第１溝のみが形成され、第１溝の内側には他の溝が形成されない。そのため、第１基板の有効領域を均熱に加熱することが可能となる。また、第１基板と第２基板という異なるサイズの基板に対応することが可能となる。このように、第１の発明によれば、複数種類のサイズの基板に対応することが可能となるとともに、各基板を均熱に加熱することが可能となる。

さらに、第１の発明によれば、基板に処理液（例えば、有機ＥＬ材料や正孔輸送材料）を塗布するための塗布装置として基板加熱装置を用いることができる。塗布装置においては基板を均熱に加熱することが必要となることが多いので、塗布装置に本発明を適用することは特に有効である。

さらに、第１の発明によれば、第１基板およびアタッチメントはノズルの移動方向に関してステージよりも長いので、第１基板およびアタッチメントがステージに載置された場合に処理液がステージに塗布されることはない。したがって、第１基板および第２基板に対して塗布を行う場合においてステージが処理液によって汚されることがない。

第２の発明によれば、第２基板を加熱する場合においても基板を均熱に加熱することができる。

第３の発明によれば、アタッチメントを第１基板と同じ大きさにすることによって、位置決め手段によって第１基板およびアタッチメントの両方の載置位置を決めることができる。すなわち、第１基板の載置位置を決めるための構成とアタッチメントの載置位置を決めるための構成とを１つの構成によって実現することができるので、基板加熱装置の構成を簡易化することができる。
また、第４の発明によれば、タッチメントがステージに載置された状態で、当該アタッチメント下面に設けられた溝と当該ステージ上面とで通路が構成されているため、ステージ上にアタッチメントが載置された状態では、第２溝から吸気を行うことができる。

以下、本発明に係る基板加熱装置の一例として、基板を加熱する機能を備えた塗布装置の構成および動作について説明する。具体的には、有機ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置を製造するために用いられる塗布装置を例として説明する。本塗布装置は、ステージ上に載置された基板に対して有機ＥＬ材料や正孔輸送材料の処理液を塗布するためのものである。また、塗布装置は、基板に塗布された処理液を乾燥させる目的でステージ上の基板を加熱する。このとき、基板に塗布された有機ＥＬ材料の膜厚を均一にするために、基板を均熱にすることが要求される。以下、本実施形態に係る塗布装置について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る塗布装置の概観を示す図である。図１（ａ）は、塗布装置を上側から見た図であり、図１（ｂ）は、塗布装置を側面からＹ軸正方向の向きに見た図である。また、図２は、塗布装置の各部と制御部との接続関係を示す図である。図１に示すように、塗布装置は、ガイド部材１、ノズルユニット２、液受け部３、ステージ４、およびステージ移動機構部５を備えている。また、図２に示すように、塗布装置は、制御部７、ポンプ８、配管９を備えている。制御部７は、ノズルユニット２、ステージ移動機構部５、およびポンプ８と電気的に接続されている。塗布装置は、有機ＥＬ材料等の処理液を基板上に塗布することによって有機ＥＬ表示装置を製造するものである。また、塗布装置は、相対的に大きいサイズの基板（図１に示す基板Ｓ１）と、相対的に小さいサイズの基板（図７に示す基板Ｓ２）という、２種類のサイズの基板に対応するものである。

図１に示すように、ステージ４には塗布処理の対象となる基板Ｓ１、または、後述するアタッチメント２０が載置される。ステージ４の上面には、位置決めピン６ａ〜６ｃが取り付けられる。ステージ４は、上側から見た場合に略四角形の形状を有する板状部材であって、四角形の板状部材に加えて突起部４ａを有している。位置決めピン６ａは、この突起部４ａに取り付けられ、位置決めピン６ｂおよび６ｃは、突起部４ａ以外の場所にＹ軸方向に平行に取り付けられる。詳細は後述するが、位置決めピン６ａ〜６ｃは、ステージ４上における基板Ｓ１またはアタッチメント２０の載置位置を決めるためのものである（図６参照）。また、塗布時に基板上を移動するノズルユニット２が各位置決めピン６ａ〜６ｃに衝突しないように、位置決めピン６ａ〜６ｃの高さは基板Ｓ１の厚さよりも低く構成される。なお、基板Ｓ１およびアタッチメント２０は、ともに四角形の板状の形状を有しており、本実施形態では、基板Ｓ１の平面形状とアタッチメント２０の平面形状は、同じ形状（同じ大きさ）であるとする。また、基板Ｓ１およびアタッチメント２０は、Ｘ軸方向（基板Ｓ１に塗布が行われる方向）に関して、突起部４ａを除くステージ４よりもやや大きいサイズである。換言すれば、ステージ４は、突起部４ａを除いて、Ｘ軸方向に関する長さが基板Ｓ１よりも短くなるように設計される。

また、ステージ４は、基板Ｓ１またはアタッチメント２０をステージ４上に固定する機構を有する。具体的には、ステージ４の上面には断面が凹型の第１溝１５が設けられる。第１溝１５をステージ４の上側から見た場合、第１溝１５は四角形の環状に形成される。第１溝１５は、基板Ｓ１がステージ４上に載置された場合における基板Ｓ１の周縁部分に対応する位置に設けられる。ここで、基板Ｓ１の周縁部分とは、基板Ｓ１の有効領域の外側の部分である。有効領域とは、基板Ｓ１において有機ＥＬ材料が塗布されて有機ＥＬ表示装置が形成される領域である。したがって、基板Ｓ１がステージ４上に載置されたときに基板Ｓ１の有効領域の外側に位置するように第１溝１５が設けられる。第１溝１５は配管９を介してポンプ８に接続される。ポンプ８は、第１溝１５上に載置された基板Ｓ１またはアタッチメント２０を真空吸着によってステージ４上に固定する。ポンプ８の動作は制御部７によって制御される。

図２に示すように、ステージ４の内部にはヒーター１６が設けられる。ヒーター１６は、ステージ４上に載置される基板Ｓ１またはアタッチメント２０を加熱する加熱手段として用いられる。ヒーター１６の温度は、制御部７によって制御される。ステージ４の載置面は例えばアルミニウムを材質とした均熱プレートで構成され、ヒーター１６は載置面の裏側に配置される。なお、図示していないが、均熱プレートにはその温度を検出するための温度センサが取り付けられ、温度センサの検出結果はヒーター１６の温度制御に用いられる。なお、ステージ４を移動させるステージ移動機構部５とヒーター１６との間には、ヒーター１６の熱によるステージ移動機構部５への悪影響を低減する目的で断熱材が配置されてもよい。

図１に示すステージ移動機構部５は、ステージ４の下側に接続される。ステージ移動機構部５は内部にモータを有し、ステージ４を移動させる。具体的には、ステージ移動機構部５は、ステージ４をＹ軸方向に平行移動させる（図１に示す矢印参照）。ステージ移動機構部５の動作は制御部７によって制御される。

また、ステージ４の上方にはガイド部材１が配置される。ガイド部材１はＸ軸方向（ステージ４の載置面と平行な方向）に延びるレール１１を有し、レール１１に沿って移動可能なようにノズルユニット２がガイド部材１に接続される。ノズルユニット２は、例えば赤色の有機ＥＬ材料の処理液を吐出する３本のノズル１２〜１４を有する。ノズルユニット２の各ノズル１２〜１４は、処理液を吐出する向きが鉛直下向きとなるようにノズルユニット２の下側に配置される。なお、各ノズル１２〜１４は、Ｙ軸方向に関して少しずれた位置に配置される（詳細は後述する）。ここで、ガイド部材１は、Ｘ軸方向について基板Ｓ１よりも長く構成され、ノズルユニット２は、Ｘ軸方向に関して基板Ｓ１の幅よりも広い範囲を移動することが可能である。したがって、ノズルユニット２がレール１１の一端から他端まで移動することによって、Ｘ軸方向に関して基板Ｓ１の一端から他端まで有機ＥＬ材料を塗布することができる。ただし、ノズルユニット２がレール１１の一端から他端まで移動する間に各ノズル１２〜１４から有機ＥＬ材料が吐出されると、基板Ｓ１に有機ＥＬ材料が塗布されるだけでなく、基板Ｓ１の外側においても有機ＥＬ材料が吐出されることとなる。そこで、基板Ｓ１の外側で吐出された有機ＥＬ材料を受ける目的で液受け部３が設置されている。なお、液受け部３で受けた有機ＥＬ材料は、液受け部３の排出口（図示していない）から排出される。また、ノズルユニット２は、図示しない高さ調整機構を有する。高さ調整機構は、各ノズル１２〜１４のＺ軸方向に関する位置を調整するものである。つまり、各ノズル１２〜１４は、高さ方向（Ｚ軸方向）に関する位置が可動である。ただし、塗布処理時には各ノズル１２〜１４の高さ方向の位置は固定される。この高さ調整機構により、基板の表面と各ノズル１２〜１４との間隔を調整することができる。

また、塗布装置は、取り外し可能なアタッチメント２０を有する。アタッチメント２０は、厚さが一定の板状部材であり、ステージ４に直接載置される基板Ｓ１よりも小さい基板Ｓ２を載置するために用いられる。すなわち、基板Ｓ２を処理対象とする場合、アタッチメント２０がステージ４上に載置され、アタッチメント２０上に基板Ｓ２が載置される。以下、アタッチメント２０について図３〜図５を用いて説明する。図３はアタッチメント２０の三面図である。図４は、図３に示すＡＢ断面でアタッチメント２０を切断したときの部分斜視図である。図５は、アタッチメント２０内における第２溝２１および通気路２２の配置を模式的に示す図である。

図３（ａ）はアタッチメント２０の上面図であり、図３（ｂ）はアタッチメント２０の側面図であり、図３（ｃ）はアタッチメント２０の下面図である。図３（ａ）に示すように、アタッチメント２０は平板状の外形を有している。アタッチメント２０の平面形状は四角形であり、上述したように基板Ｓ１の平面形状と同一である。アタッチメント２０の一方の面には、断面が凹型の第２溝２１が設けられる。ここでは、第２溝２１の断面の大きさは、第１溝１５と同じである。第２溝２１をアタッチメント２０の上側から見た場合、第２溝２１は四角形の環状に形成される。第２溝２１は、基板Ｓ２がアタッチメント２０上に載置された場合における基板Ｓ２の周縁部分に対応する位置に設けられる。ここで、基板Ｓ２の周縁部分とは、基板Ｓ２の有効領域の外側の部分である。したがって、基板Ｓ２がアタッチメント２０上に載置されたときに基板Ｓ２の有効領域の外側に位置するように、第２溝２１が設けられる。また、第２溝２１が設けられる面には位置決めピン２３ａ〜２３ｃが取り付けられる。位置決めピン２３ａ〜２３ｃは、アタッチメント２０上における基板Ｓ２の載置位置を決めるためのものである。また、塗布時に基板上を移動するノズルユニット２が各位置決めピン２３ａ〜２３ｃに衝突しないように、位置決めピン２３ａ〜２３ｃの高さは基板Ｓ２の厚さよりも低く構成される。なお、第２溝２１が設けられる側の面を表面とし、他方の面を裏面とすると、アタッチメント２０は、裏面がステージ４に接するようにステージ４に載置される。

アタッチメント２０の内部には通気路２２が設けられる。本実施形態では４本の通気路２２が設けられる。各通気路２２は、アタッチメント２０の裏面と第２溝２１とを接続する（図４および図５参照）。具体的には、通気路２２は、アタッチメント２０の裏面に設けられる溝部２２ｂと、当該溝部２２ｂと第２溝２１とを接続する接続部２２ｃとによって構成される。また、裏面における通気路２２の端部２２ａは、アタッチメント２０がステージ４に載置されたときに、ステージ４の第１溝１５に接続される位置となる。したがって、アタッチメント２０がステージ４に載置された場合、第１溝１５と第２溝２１とは、通気路２２によって接続されることとなる。

なお、通気路２２は、第１溝１５と第２溝２１とを接続することができればどのように構成されてもよい。例えば、本実施形態では上側から見て四角形に形成された第１溝１５および第２溝２１の各辺の中点同士を接続するように通気路２２が設けられたが、他の実施形態においては、第１溝１５および第２溝２１の各頂点同士を接続するように通気路２２が設けられてもよい。

次に、以上のように構成された塗布装置の動作、および、アタッチメント２０の使用方法について説明する。まず、基板Ｓ１に対して有機ＥＬ材料を塗布する場合の動作を説明する。塗布装置における塗布処理の対象となる基板Ｓ１は、図示しない搬送ロボット等によって塗布装置に搬入されてステージ４上に載置される。なお、塗布装置に搬入されてくる基板Ｓ１には、陽極および正孔輸送層がすでに形成されているものとする。また、基板Ｓ１にはＸ軸方向に平行に複数本の溝が形成されており、塗布装置において各溝に有機ＥＬ材料が塗布されるものとする。

図６は、基板Ｓ１がステージ４上に載置された様子を示す図である。ステージ４上に載置された基板Ｓ１は、位置決めピン６ａ〜６ｃによって位置決めされる。すなわち、基板Ｓ１は、その一辺が位置決めピン６ｂおよび６ｃに当接し、かつ、当該一辺の隣の辺が位置決めピン６ａに当接するようにステージ４上に載置される（図６参照）。このとき、基板Ｓ１は、基板Ｓ１によって第１溝１５が覆われる位置に載置される。ここで、基板Ｓ１のうち、第１溝１５上の領域であってステージ４と接触していない領域を、基板Ｓ１の非接触領域と呼ぶ。非接触領域は、基板Ｓ１の有効領域の少なくとも外側に存在する領域である。つまり、第１溝１５は、非接触領域が基板Ｓ１の有効領域よりも外側になるようにステージ４に形成される。塗布時においては基板Ｓ１はヒーター１６によって加熱されるが、非接触領域では第１溝１５のために均熱性が維持できないことから、非接触領域に塗布された有機ＥＬ材料の膜厚が他の領域と異なってしまい、有機ＥＬ表示装置の性能が低下する。そのため、非接触領域は基板Ｓ１の有効領域より外側となるように設定される。

ステージ４上に基板Ｓ１が載置されると、制御部７はポンプ８の動作を開始させる。すなわち、ポンプ８は、ステージ４上に載置された基板Ｓ１を真空排気を行うことによって吸着保持する。これによって基板Ｓ１はステージ４上に固定される。

一方、制御部７は、基板Ｓ１が搬入される前にヒーター１６を加熱しておく。なお、制御部７は、基板Ｓ１が搬入された後にヒーター１６を加熱制御するようにしてもよいが、スループットを考慮すれば本実施形態のようにヒーター１６を予め加熱制御しておくことが好ましい。ヒーター１６は、均熱プレートの表面がほぼ均一な温度となるように加熱することが好ましく、均熱度が例えば±２度の範囲となるように加熱する。制御部７は、温度センサを用いてステージ４の載置面の温度を計測し、基板Ｓ１の温度が所定の目標温度となるようにヒーター１６の温度を制御する。なお、この目標温度は、均熱プレートに載置された基板Ｓ１の塗布処理後の搬送に適した温度である。換言すれば、目標温度は、均熱プレートに基板Ｓ１が載置された際、基板Ｓ１に塗布される有機ＥＬ材料が流動しない程度に硬化する温度である。目標温度は、例えば、塗布液の溶剤の沸点以上に設定されればよい。本実施形態においては、塗布装置は、ヒーター１６で基板Ｓ１を加熱することによって基板Ｓ１を塗布後の搬送に適した温度に加熱し、基板Ｓ１に塗布される塗布液を、流動しない程度に硬化させる。つまり、本実施形態においては、ヒーター１６を用いることによって塗布装置内において塗布液の溶剤の乾燥、蒸発を促進する処理を行う。

ステージ４上に基板Ｓ１が固定されると、制御部７は塗布処理を開始する。すなわち、塗布装置に搬入された基板Ｓ１がステージ４に固定されると、制御部７はまず、ステージ４およびノズルユニット２を初期位置に移動させる。具体的には、制御部７は、予め定められた初期位置にステージ４を基板Ｓ１ごと移動させるとともに、ガイド部材１の一端にノズルユニット２を移動させる。ステージ４の初期位置は、ノズルユニット２の各ノズル１２〜１４がＹ軸方向に関して基板Ｓ１の非接触領域の内側に位置するような位置である。以上のようにステージ４およびノズルユニット２が初期位置に配置されると、制御部７は塗布処理を開始する。なお、ヒーター１６によって加熱されたステージ４に基板Ｓ１が載置されて吸着されると、基板Ｓ１の温度は数秒程度で上記目標温度に到達する。したがって、制御部７は、基板Ｓ１がステージ４に載置されてすぐに、ステージ４およびノズルユニット２に対する移動制御を行っても問題ない。

塗布処理においては、制御部７は、ノズルユニット２およびステージ移動機構部５を制御し、ノズルユニット２およびステージ移動機構部５の動作を開始させる。すなわち、制御部７は、ノズルユニット２のＸ軸方向の移動とステージ４のＹ軸方向の移動とを制御するとともに、各ノズル１２〜１４による有機ＥＬ材料の吐出を制御する。これによって、以降、ノズルユニット２のＸ軸方向の移動動作（第１動作）とステージ４のＹ軸方向の移動動作（第２動作）とが繰り返される。具体的には、まず、第１動作として、ノズルユニット２の各ノズル１２〜１４から赤色の有機ＥＬ材料が吐出されるとともにノズルユニット２がガイド部材１の一端から他端へ移動する。これによって、基板Ｓ１に形成された溝に対する３列分の塗布が完了する。ここで、各ノズル１２〜１４はＹ軸方向に関して、基板Ｓ１に形成された溝の３列分の長さ（Ｙ軸方向の長さ）だけ間隔を空けて配置されている。そのため、１回の第１動作においては、互いに２列ずつ間隔を空けた３列分について塗布が行われる。次に、第２動作として、基板Ｓ１に形成された溝の９列分の長さだけＹ軸の正方向にステージ４がピッチ送りされる。以降、第１動作と第２動作とを繰り返すことによって、基板Ｓ１への塗布が３列分ずつ行われる。これによって、基板Ｓ１に有機ＥＬ材料がストライプ状に塗布されていく。なお、基板Ｓ１に対する塗布が行われる間、基板Ｓ１の温度は上記目標温度に保たれる。

第１動作および第２動作は、基板Ｓ１の有効領域に対して有機ＥＬ材料が塗布されるまで行われる。すなわち、有機ＥＬ材料の塗布は、図６に示す一点鎖線領域Ａ１に対して行われる。なお、この時点では、Ｘ軸方向に関しては基板Ｓ１の有効領域以外の部分についても有機ＥＬ材料が塗布されるが、有効領域以外の領域に塗布された有機ＥＬ材料は、後述する除去処理によって除去される。ここで、上述のように、突起部４ａ以外の部分についてはＸ軸方向に関する長さはステージ４よりも基板Ｓ１の方が長いので、ステージ４に有機ＥＬ材料が塗布されることはない。また、本実施形態では、突起部４ａおよび位置決めピン６ａは、Ｙ軸方向に関して基板Ｓ１の有効領域よりも外側の位置に設けられる。したがって、突起部４ａについても、ステージ４に有機ＥＬ材料が塗布されることはない。

塗布装置は、基板Ｓ１の有効領域に対して塗布が終了すると、第１動作および第２動作を停止する。すなわち、制御部７は、各ノズル１２〜１４からの有機ＥＬ材料の吐出をノズルユニット２に停止させ、Ｘ軸方向の移動をノズルユニット２に停止させ、ステージ４のＹ軸方向の移動をステージ移動機構部５に停止させる。第１動作および第２動作を停止した後、制御部７は所定時間待機する。この所定時間は、最後に塗布された有機ＥＬ材料が流動しない程度に硬化するまでの時間である。第１動作および第２動作を停止してから所定時間が経過した後、制御部７は、ヒーター１６の発熱を停止させる。以上で、１枚の基板Ｓ１に対する塗布装置の処理が終了する。なお、基板を連続処理する場合は、ヒーター１６を停止させなくてもよい。

塗布装置における塗布処理が完了した基板Ｓ１は、図示しない搬送ロボットにより塗布装置から搬出される。搬出された基板Ｓ１に対しては、基板Ｓ１の有効領域以外の領域に塗布された有機ＥＬ材料が除去される。除去処理は、基板Ｓ１上の有機ＥＬ材料を除去する方法であればどのような方法であってもよく、例えば、レーザアブレーションによって有機ＥＬ材料を除去する方法であってもよいし、除去領域に予めマスキングテープを貼付しておく方法であってもよい。除去処理が完了した後において有機ＥＬ材料が塗布されている領域（すなわち、有効領域）は、図６に示す斜線領域Ａ２のようになる。そして、除去処理が完了した基板Ｓ１に対して乾燥処理（ベーク処理）が行われる。以上によって、赤色の有機ＥＬ材料について塗布・乾燥処理が完了したことになる。この後、基板Ｓ１に対しては、赤色の場合と同様に、緑色および青色の有機ＥＬ材料について塗布・乾燥処理が行われる。すなわち、緑色の有機ＥＬ材料を塗布する処理、塗布された緑色の有機ＥＬ材料を乾燥させる処理、青色の有機ＥＬ材料を塗布する処理、および、塗布された青色の有機ＥＬ材料を乾燥させる処理が順に行われる。このように赤色、緑色および青色の有機ＥＬ材料について塗布・乾燥処理が行われることによって、有機ＥＬ表示装置の発光層が形成される。さらに、発光層が形成された基板に対して例えば真空蒸着法により陰極電極が発光層上に形成されることによって、有機ＥＬ表示装置が製造される。

次に、基板Ｓ１よりも小さいサイズの基板Ｓ２に対して有機ＥＬ材料を塗布する場合の動作を説明する。基板Ｓ２が処理対象となる場合、ステージ４上には上記アタッチメント２０が載置される。アタッチメント２０を載置する作業は、製造者の手によって行われてもよいし、ロボットによって自動的に行われてもよい。

図７は、アタッチメント２０がステージ４上に載置され、基板Ｓ２がアタッチメント２０上に載置された様子を示す図である。上述したように、アタッチメント２０の平面形状と基板Ｓ１の平面形状とは同一であるので、アタッチメント２０は基板Ｓ１と同様に位置決めピン６ａ〜６ｃによって位置決めされる。このように、本実施形態においては、アタッチメント２０の平面形状と基板Ｓ１の平面形状とを同一とすることによって、基板Ｓ１用の位置決めピンとアタッチメント２０用の位置決めピンとを共有することができる。つまり、位置決め手段の構成（位置決めピンの数）を簡略化することができる。

位置決めピン６ａ〜６ｃによって所定の位置にアタッチメント２０が載置された状態においては、ステージ４の第１溝１５とアタッチメント２０の第２溝２１とは、通気路２２によって接続される（図７参照）。具体的には、通気路２２の端部２２ａが第１溝１５の上部に位置するので、端部２２ａによって通気路２２と第１溝１５とが接続されることによって、第１溝１５は、当該端部２２ａから溝部２２ｂおよび接続部２２ｃを介して第２溝２１と接続される。これによって、ステージ４上にアタッチメント２０が載置された状態では、第２溝２１から吸気を行うことができる。

ステージ４上にアタッチメント２０が載置された後、基板Ｓ２がアタッチメント２０上に載置される。すなわち、塗布装置における塗布処理の対象となる基板Ｓ２は、図示しない搬送ロボット等によって塗布装置に搬入されてアタッチメント２０上に載置される。なお、塗布装置に搬入されてくる基板Ｓ２には、基板Ｓ１と同様、陽極および正孔輸送層がすでに形成されているものとする。また、基板Ｓ１と同様、基板Ｓ２にはＸ軸方向に平行に複数本の溝が形成されており、塗布装置において各溝に有機ＥＬ材料が塗布されるものとする。

アタッチメント２０上に載置された基板Ｓ２は、位置決めピン２３ａ〜２３ｃによって位置決めされる。すなわち、基板Ｓ２は、その一辺が位置決めピン２３ｂおよび２３ｃに当接し、かつ、当該一辺の隣の辺が位置決めピン２３ａに当接するようにアタッチメント２０上に載置される（図７参照）。このとき、基板Ｓ２は、基板Ｓ２によって第２溝２１が覆われる位置に載置される。ここで、基板Ｓ２のうち、第２溝２１上の領域であってアタッチメント２０と接触していない領域を、基板Ｓ２の非接触領域と呼ぶ。このとき、基板Ｓ２の有効領域は非接触領域の内側の領域である。換言すれば、第２溝２１は、非接触領域が基板Ｓ２の有効領域よりも外側になるようにアタッチメント２０に形成される。

アタッチメント２０上に基板Ｓ２が載置されると、制御部７はポンプ８の動作を開始させる。このとき、ステージ４の第１溝１５とアタッチメント２０の第２溝２１とが接続されており、ポンプ８は第２溝２１から吸気を行うことが可能であるので、ポンプ８は、アタッチメント２０上に載置された基板Ｓ２を真空排気を行うことによって吸着保持することが可能となる。これによって基板Ｓ２はステージ４上に固定される。

一方、基板Ｓ１の場合と同様、制御部７は、基板Ｓ２が搬入される前にヒーター１６を加熱しておく。なお、アタッチメント２０をある程度薄くし、基板Ｓ１の均熱プレートと同じ材質で構成することによって、基板Ｓ２を基板Ｓ１とほぼ同様の温度で加熱することができる。なお、基板Ｓ２に対する加熱温度が基板Ｓ１に対する加熱温度よりも低くなってしまう場合には、必要に応じて、基板Ｓ１を載置する場合に比べてヒーター１６の温度を上げるようにしてもよい。また、基板Ｓ２は基板Ｓ１よりも小さく、ステージ４の中央付近にのみ載置されるので、基板Ｓ２については基板Ｓ１の場合よりも均熱性が向上することが期待される。

アタッチメント２０上に基板Ｓ２が固定されると、制御部７は塗布処理を開始する。塗布処理における塗布装置の動作は、基板Ｓ１に対する塗布処理の場合に比べて塗布を行う領域が小さいことを除いて、基板Ｓ１に対する塗布処理の場合とほぼ同様である。基板Ｓ２に対する塗布処理の場合、Ｙ軸方向に関して基板Ｓ２の非接触領域の内側の領域のみについて塗布が行われる。すなわち、図７に示す一点鎖線領域Ａ３に対して有機ＥＬ材料の塗布が行われる。なお、上述のように、アタッチメント２０は基板Ｓ１と同じ大きさであるので、ステージ４上にアタッチメント２０が載置される場合においても基板Ｓ１が載置される場合と同様、塗布処理においてステージ４に有機ＥＬ材料が塗布されることはない。つまり、本実施形態によれば、塗布処理においてステージ４に処理液が塗布されることはなく、基板に塗布処理を行う度にステージ４を洗浄する手間を省略することができる。

基板Ｓ２に対して塗布処理が行われた後の処理は、基板Ｓ１の場合と同様である。すなわち、塗布装置における塗布処理が完了した基板Ｓ２は、図示しない搬送ロボットにより塗布装置から搬出される。搬出された基板Ｓ１に対しては、除去処理および乾燥処理（ベーク処理）が行われる。図７に示す斜線領域Ａ４は、除去処理が完了した後において有機ＥＬ材料が塗布されている領域（すなわち、有効領域）である。さらに、基板Ｓ２に対して緑色および青色の有機ＥＬ材料について塗布・乾燥処理が行われることによって、有機ＥＬ表示装置の発光層が形成される。さらに、発光層が形成された基板Ｓ２に対して陰極電極が発光層上に形成されることによって、有機ＥＬ表示装置が製造される。

以上のように、本実施形態に係る塗布装置によれば、基板Ｓ１はステージ４上に直接載置されて加熱され、基板Ｓ２はステージ４上に載置されたアタッチメント２０上に載置されて加熱される。ここで、基板Ｓ２を加熱する際には、基板Ｓ２を吸着固定するための第２溝２１を有するアタッチメント２０をステージ４上に載置することによって、基板Ｓ２を吸着固定するための溝をステージ４上に形成する必要がない。すなわち、ステージ４上には基板Ｓ１を吸着固定するための第１溝１５のみが形成され、第１溝１５の内側には他の溝が形成されない。そのため、基板Ｓ１の有効領域を均熱に加熱することが可能となる。このように、塗布装置によれば、複数種類のサイズの基板に対応することが可能となるとともに、各基板を均熱に加熱することが可能となる。

なお、上記塗布装置は、赤色の有機ＥＬ材料を基板に塗布するものであったが、他の色の有機ＥＬ材料を塗布する装置や、正孔輸送層となる正孔輸送材料を塗布する装置として上記塗布装置を利用することもできる。また、上記実施形態においては、各ノズル１２〜１４から同色の有機ＥＬ材料を吐出するものとしたが、他の実施形態においては、赤色、緑色および青色の３色の有機ＥＬ材料を３本のノズル１２〜１４から１色ずつ吐出するようにしてもよい。このとき、各ノズル１２〜１４のＹ軸方向に関する間隔は、基板に設けられた溝の１本分の間隔となるように調整される。また、上記塗布装置は基板加熱装置の一例であり、本発明は、ステージ上に載置される基板を真空吸着によって固定する装置に適用可能である。

また、上記実施形態においては、２種類のサイズの基板に対応すべく１種類のアタッチメントを例として説明したが、３種類以上の基板に対応するためには、複数種類の基板のサイズに対応する複数種類のアタッチメントを用意すればよい。

また、上記実施形態においては、アタッチメント２０をステージ上に載置して第２基板Ｓ２に対して塗布を行う際、ノズルユニット２（各ノズル１２〜１４）の基板Ｓ２表面からの高さを調節してから塗布を開始するようにしてもよい。基板Ｓ２に対して塗布処理を行う場合、基板Ｓ１に対して塗布処理を行う場合に比べて、アタッチメント２０がステージ４上に載置される分だけ基板と各ノズル１２〜１４までの距離が短くなるからである。この距離が短くなると、各ノズル１２〜１４が基板Ｓ２に接触してしまうおそれがある。これを防止するため、ノズルユニット２の高さ調節機構によって、各ノズル１２〜１４から基板Ｓ２までの距離を適切な距離となるように調節してから、基板Ｓ２に対する塗布処理を行うようにしてもよい。また、他の実施形態においては、ノズルユニット２に高さ調節機構を備える代わりに、ステージ４に高さ調節機構を備えるようにしてもよい。この高さ調節機構は、ステージ４をＺ軸方向に移動可能とするものである。これによっても、基板と各ノズル１２〜１４との距離を調節することが可能となる。

以上のように、本発明は、サイズの異なる複数種類の基板に対して、均熱性を維持すること等を目的として、例えば基板に対して塗布処理を行う塗布装置に利用することが可能である。

本発明の一実施形態に係る塗布装置の概観を示す図 塗布装置の各部と制御部との接続関係を示す図 アタッチメント２０の三面図 図３に示すＡＢ断面でアタッチメント２０を切断したときの部分斜視図 アタッチメント２０内における第２溝２１および通気路２２の配置を模式的に示す図 基板Ｓ１がステージ４上に載置された様子を示す図 アタッチメント２０がステージ４上に載置され、基板Ｓ２がアタッチメント２０上に載置された様子を示す図 従来の基板処理装置のステージを上方から見た図

符号の説明

１ ガイド部材
２ ノズルユニット
３ 液受け部
４ ステージ
５ ステージ移動機構部
６ａ〜６ｃ，２３ａ〜２３ｃ 位置決めピン
７ 制御部
８ ポンプ
９ 配管
１５ 第１溝
１６ ヒーター
２０ アタッチメント
２１ 第２溝
２２ 通気路

Claims (4)

1. 基板を加熱するための基板加熱装置であって、
   所定サイズの第１基板の周縁部分に対応する位置にのみ設けられた第１溝を有するステージと、
   前記ステージ上に取り外し可能に載置されるアタッチメントと、
   前記第１溝を覆うように前記ステージ上に載置される前記第１基板または前記アタッチメントを真空吸着によって吸引するための吸引手段と、
   前記ステージを加熱する加熱手段とを備え、
   前記アタッチメントは、
   前記所定サイズと異なるサイズの第２基板に対応する位置に第２溝が設けられた基板載置面と、
   前記アタッチメントが前記ステージ上に載置されたときに前記第１溝と前記第２溝とを連絡する通気路とを有し、
   前記ステージには前記第１基板又は前記アタッチメントが載置され、
   前記ステージの上方において前記ステージの載置面と平行な所定方向であって、前記第１基板の幅より広い範囲を移動するノズルを有し、ノズルから下方に向かって処理液を吐出する塗布手段をさらに備え、
   前記アタッチメントは、前記所定方向に関して前記ステージの幅よりも長い幅を有し、前記第１基板と等しい大きさの板状部材であることを特徴とする、基板加熱装置。
2. 前記アタッチメントは、厚さが一定の板状部材であることを特徴とする、請求項１に記載の基板加熱装置。
3. 前記第１基板または前記アタッチメントの前記ステージ上における載置位置を決めるための位置決め手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の基板加熱装置。
4. 前記通路は、前記アタッチメントが前記ステージに載置された状態で、前記アタッチメント下面に設けられた溝と前記ステージ上面とで構成される、請求項１に記載の基板加熱装置。

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