JP5290465B1 - 基板支持ピン頭部の温度調整装置 - Google Patents

Abstract

【目的】被処理基板中の支持ピン頭部が接触する部分のピン跡の発生を低コストで効率的に防止できる、基板支持ピン頭部の温度調整装置を提供する。
【構成】被処理基板を支持する支持ピン中の被処理基板と接触する頭部の温度を調整するための装置であって、前記支持ピンは、その頭部と側壁部とが閉塞され且つその下端部が開口されるように、その内部に空洞部が形成されており又はその内部が空洞部となっている筒状体により構成されており、前記支持ピンの下端部の開口から前記空洞部内に挿入され、少なくともその一部が前記支持ピンの空洞部内の前記頭部と接触又は近接する位置に配置されることにより、前記支持ピンの頭部を直接に冷却又は加熱する温度調整部が備えられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置などに使用されるガラス製又は樹脂製の被処理基板を熱処理等する場合において被処理基板を載置・支持するために使用される支持ピンの頭部（先端部）の温度調整装置に関する。

従来より、例えばレジスト液が塗布された基板などの被処理基板Ｗを熱処理するときは、例えば図３（ａ）に示すように、被処理基板Ｗを複数の基板支持ピン２（被処理基板Ｗの下方に配置されたホットプレート１に形成された複数の貫通孔１ａの中に昇降可能に設けられた複数の基板支持ピン２）により支持しながら（被処理基板Ｗとその下方のホットプレート１との間を所望の間隔に保持した状態で載置・支持しながら）、被処理基板Ｗをその下方のホットプレート１により加熱することが行われている。また、被処理基板Ｗを熱処理するときは、例えば図３（ｂ）に示すように、被処理基板Ｗを複数の基板支持ピン２（被処理基板Ｗの下方に配置された基板支持部３から突出する複数の基板支持ピン２）により支持しながら（被処理基板Ｗとその上方のホットプレート４との間を所望の間隔に保持した状態で載置・支持しながら）、被処理基板Ｗをその上方のホットプレート４により加熱する場合もある。

特開２００４−２５３７９５号公報 特開２００２−３３３５１５号公報

ところで、前述のように基板支持ピン２で被処理基板Ｗを支持しながらその下方又は上方からホットプレート１又は４で加熱する場合においては、支持ピン２が被処理基板Ｗに接触する部分（箇所）にピン跡（ピン転写）が生じてしまうことがある。このようなピン跡（ピン転写）は、例えば、被処理基板Ｗをその下方のホットプレート１で加熱する場合（図３（ａ）参照）、特に、外部から熱処理装置内に順次搬入されてくる常温の被処理基板Ｗを支持ピン２上に載置・支持しながら加熱する場合に、被処理基板Ｗ（常温）と比較して支持ピン２が既にホットプレート１により高温となっているため、被処理基板Ｗ中の前記支持ピン２が接触する部分だけが他の部分よりも高温になってしまうことから生じてしまう。また、例えば、被処理基板Ｗをその上方のホットプレート４で加熱する場合（図３（ｂ）参照）に、被処理基板Ｗをその下方から支持する支持ピン２が前記上方のホットプレート４で加熱される被処理基板Ｗよりも低温になってしまう場合があり、その場合は、被処理基板Ｗ中の前記支持ピン２が接触する部分だけが他の部分よりも低温になってしまうことからピン跡（ピン転写）が生じてしまう。

従来は、このようなピン跡（ピン転写）の問題に対しては、主として、支持ピンの被処理基板への接触位置を被処理基板（例えば液晶表示パネル用基板）の有効画素領域外に変更・配置することで対処するようにしていた（有効画素領域外ならばピン跡が生じても問題ないため。例えば、特許文献２参照）。しかしながら、このような支持ピンの接触位置を被処理基板の有効画素領域外に変更・配置する方法によるときは、被処理基板の有効画素領域が変更される毎にホットプレートに対する支持ピンの位置を変更する必要があること等から製造コストが増大化してしまい効率も悪いという問題があった。

本発明はこのような従来技術の問題点に着目してなされたものであって、支持ピンの接触位置を被処理基板の有効画素領域外に変更・配置する必要がなく、極めて低コストで且つ効率的に被処理基板中の支持ピン頭部が接触する部分（箇所）にピン跡（ピン転写）が発生してしまうことを防止することができる、基板支持ピン頭部の温度調整装置を提供することを目的とする。

以上のような課題を解決するための本発明による基板支持ピン頭部の温度調整装置は、被処理基板を支持する支持ピン中の被処理基板と接触する頭部の温度を調整するための装置であって、前記頭部と反対側の下端部が開口されており、内部に前記下端部の開口から前記頭部又はその近傍部分まで延びる空洞部が形成されており、前記下端部の開口以外の部分が閉塞されている支持ピンと、前記支持ピンの前記下端部の開口から前記空洞部内に挿入され、少なくともその一部が前記支持ピンの空洞部内の前記頭部と接触又は近接する位置に配置されることにより、前記支持ピンの頭部を直接に冷却又は加熱する温度調整部と、を備えたことを特徴とするものである。また、本発明による基板支持ピン頭部の温度調整装置は、被処理基板を支持する支持ピン中の被処理基板と接触する頭部の温度を調整するための装置であって、前記頭部と反対側の下端部が開口されており、内部に前記下端部の開口から前記頭部又はその近傍部分まで延びる空洞部が形成されている支持ピンと、前記支持ピンの前記下端部の開口から前記空洞部内に挿入され、少なくともその一部が前記支持ピンの空洞部内の前記頭部と接触又は近接する位置に配置されることにより、被処理基板を直接にガスなどにより冷却又は直接にヒーターなどにより加熱することなく、前記支持ピンの頭部を前記空洞部側から直接に冷却又は加熱する温度調整部と、を備えたことを特徴とするものである。

また、本発明による基板支持ピン頭部の温度調整装置においては、前記温度調整部は、その先端のガス放出口が前記支持ピンの空洞部内の前記頭部と近接する位置に配置され、前記先端のガス放出口から冷却用又は加熱用ガスを放出するガス供給管を含んでおり、前記ガス供給管は、その先端のガス放出口から前記ガスを前記支持ピンの頭部に向けて直接に吹き付けるものであってもよい。

また、本発明による基板支持ピン頭部の温度調整装置においては、前記温度調整部は、少なくともその一部が前記支持ピンの空洞部内の前記頭部と接触する位置に配置される棒状ヒーターを含んでおり、前記棒状ヒーターは前記支持ピンの頭部を直接に加熱するものであってもよい。

また、本発明による基板支持ピン頭部の温度調整装置においては、前記支持ピン中の前記頭部を除く部分は金属材料、前記頭部は樹脂材料により形成されており、前記樹脂製頭部の前記空洞部側の底部は凹状に形成されており、前記ガス供給管の先端のガス放出口が前記支持ピンの樹脂製頭部の凹状部分の内部又はその近傍に配置されて、前記ガス供給管の先端のガス放出口からの前記ガスが前記支持ピンの樹脂製頭部の凹状内壁面に直接に吹き付けられるようになっているものでもよい。

さらに、本発明による基板支持ピン頭部の温度調整装置においては、前記支持ピン中の前記頭部を除く部分は金属材料、前記頭部は樹脂材料により形成されており、前記樹脂製の頭部の前記空洞部側の底部は凹状に形成されており、前記棒状ヒーターの少なくとも一部が前記樹脂製頭部の凹状内壁面に接触するように配置されて、前記樹脂製頭部の凹状内壁面が直接に前記棒状ヒーターにより加熱されるようになっているものでもよい。

以上のように、本発明においては、前記支持ピンの内部を頭部（支持ピン中の被処理基板に接触する上端部）が閉塞した中空に形成し、その中空の部分（空洞部）の前記頭部と接触又は近接する位置に温度調整部（温度調整部の少なくとも一部）を配置するようにしている。よって、本発明によれば、前記支持ピンの空洞部内の前記頭部と接触又は近接する位置から、前記温度調整部により、前記頭部を直接に冷却又は加熱することができるので、前記支持ピンの頭部を極めて効率的に短時間内に冷却又は加熱して、前記被処理基板中の前記支持ピン頭部が接触する部分だけが他の部分よりも高温又は低温となる事態を回避できるようになり、その結果、極めて低コストで且つ効率的に前記接触部分にピン跡が発生してしまうことを防止できるようになる。

特に、本発明において、前記支持ピンの空洞部内の前記頭部と近接する位置に、冷却用又は加熱用ガスを放出するガス供給管を配置し、このガス供給管から前記頭部に向けて冷却又は加熱用ガスを直接に吹き付けるようにしたときは、前記支持ピンの頭部を極めて効率的に短時間内に冷却又は加熱して、前記被処理基板中の前記支持ピン頭部が接触する部分だけが他の部分よりも高温又は低温となる事態を回避できるようになり、その結果、極めて低コストで且つ効率的に前記接触部分にピン跡が発生してしまうことを防止できるようになる。

また、特に、本発明において、前記支持ピンの空洞部内の前記頭部と接触する位置に、前記空洞部（前記支持ピン内部の上下方向に細長く形成されている空洞部）内でも挿入可能な棒状ヒーターの少なくとも一部を挿入・配置し、この棒状ヒーターにより前記頭部を直接に加熱するようにしたときは、前記支持ピンの頭部を極めて効率的に短時間内に加熱して、前記被処理基板中の前記支持ピン頭部が接触する部分だけが他の部分よりも高温又は低温となる事態を回避できるようになり、その結果、極めて低コストで且つ効率的に前記接触部分にピン跡が発生してしまうことを防止できるようになる。

また、特に、本発明において、前記樹脂製の頭部の前記空洞部側部分を凹状（前記空洞部側に対して凹状）に形成し、この凹状部分の内部又はその近傍に、冷却用又は加熱用ガスを放出するガス供給管を配置し、このガス供給管から前記頭部の凹状部分の内壁面（凹状内壁面）に向けて冷却又は加熱用ガスを直接に吹き付けるようにしたときは、前記支持ピンの頭部を極めて効率的に短時間内に冷却又は加熱して、前記被処理基板中の前記支持ピン頭部が接触する部分だけが他の部分よりも高温又は低温となる事態を回避できるようになり、その結果、極めて低コストで且つ効率的に前記接触部分にピン跡が発生してしまうことを防止できるようになる。

さらに、特に、本発明において、前記樹脂製の頭部の前記空洞部側部分を凹状（前記空洞部側に対して凹状）に形成し、この凹状部分の内壁面（凹状内壁面）と接触する位置に、前記空洞部（前記支持ピン内部の上下方向に細長く形成されている空洞部）内でも挿入可能な棒状ヒーターの少なくとも一部を挿入・配置し、この棒状ヒーターにより前記頭部の凹状内壁面を直接に加熱するようにしたときは、前記支持ピンの頭部を極めて効率的に短時間内に加熱して、前記被処理基板中の前記支持ピン頭部が接触する部分だけが他の部分よりも高温又は低温となる事態を回避できるようになり、その結果、極めて低コストで且つ効率的に前記接触部分にピン跡が発生してしまうことを防止できるようになる。

本発明の実施形態１による基板支持ピン頭部の温度調整装置を説明するための側断面図である。 本発明の実施形態２による基板支持ピン頭部の温度調整装置を説明するための側断面図である。 従来の被処理基板の熱処理装置を示す図である。

〔第１の実施形態〕
以下、本発明の実施形態１を図面を用いて説明する。図１は、本実施形態１に係る基板支持ピン頭部の温度調整装置を説明するための側断面図である。図１において、１１は、被処理基板の熱処理工程において被処理基板の下面が載置される支持ピン（被処理基板をその下方から加熱するホットプレート（図示せず。図３（ａ）の符号１参照）中の複数の貫通孔にそれぞれ昇降可能に設けられている支持ピン）である。前記支持ピン１１は、被処理基板をホットプレートと所望の間隔を介した状態で支持するために、図示しない公知の昇降機構により図示上下方向に昇降されるようになっている。

また、前記支持ピン１１は、金属製（例えばステンレス製）の胴体部１２と、この胴体部１２の上側端面に固定された樹脂製の頭部（支持ピン上端部）１３とにより構成されている。前記胴体部１２は筒状体により構成され、その内部が空洞部１２ａ、その下端が開口部１２ｂとなっている。また前記頭部１３はその前記空洞部１２ａ側の部分（底部）１３ａが図示のように凹状に形成されている。

また、本実施形態１においては、前記支持ピン１１の胴体部１２内の空洞部１２ａに、ガス供給管１４が前記開口部１２ｂから挿入されている。前記ガス供給管１４のガスが噴出される先端部１４ａは、前記頭部１３の凹状部分１３ａの凹状内壁面１３ｂと近接・対向するように（例えば前記凹状内壁面１３ｂと数ｍｍ程度の距離、より望ましくは１〜３ｍｍ程度の距離を介して近接・対向するように）配置されている。

また、前記ガス供給管１４の他方の端部１４ｂには公知のコンプレッサなどから構成されるガス供給装置１５が接続されている。本実施形態１では、前記ガス供給装置１５からの冷却ガスが、前記ガス供給管１４の先端部１４ａから、前記頭部１３の凹状部分１３ａの凹状内壁面１３ｂに向けて直接に噴出可能となっている。なお、図１において符号１６は前記ガス供給管１４を支持する支持部である。

次に本実施形態１の動作を説明する。例えば常温の被処理基板をその下方に配置されたホットプレートから突出する支持ピン１１で支持しながら、前記ホットプレートにより加熱処理する場合、そのままでは支持ピン１１がホットプレートにより高温に加熱されているため、被処理基板中の前記支持ピン１１が接触する部分が他の部分よりも高温になって、前記支持ピン１１が接触する部分にピン跡が発生してしまう。

そこで、本実施形態１では、前記支持ピン１１が前記被処理基板の下面に接触する前に、前記ガス供給装置１５から所望の冷却用ガスを供給し、この冷却用ガスを、前記ガス供給管１４の先端部１４ａから前記支持ピン１１の頭部１３の凹状内壁面１３ｂに直接に強く吹き付けて（図１の矢印Ａ参照）、前記頭部１３（特に前記頭部１３中の被処理基板と接触する部分）を効率的に短時間内に所望の温度まで冷却させる（なお、前記凹状内壁面１３ｂに吹き付けられたガスは、凹状内壁面１３ｂに衝突した後に反転して下降し（矢印Ｂ参照）、前記空洞部１２ａ内（前記胴体部１２の内壁側面と前記ガス供給管１４の外壁側面との間の隙間内）を下降し、前記胴体部１２の下端の開口部１２ｂから外部に排出される（矢印Ｃ参照））。

以上のように、本実施形態１により被処理基板を熱処理する場合は、前述のようにして冷却した後の支持ピン頭部１３を被処理基板の下面に接触させて支持するようにしたので、ホットプレートによる加熱中に、被処理基板中の前記支持ピン１１の頭部１３が接触する部分だけが他の部分よりも高温となってピン跡が生じてしまうという不都合を有効に防止することができる。

〔第２の実施形態〕
次に本発明の実施形態２による基板支持ピン頭部の温度調整装置を図２の側断面図を参照して説明する。図２において、２１は被処理基板の下面が載置される支持ピン（被処理基板の下方に配置された基板支持部（図示せず。図３（ｂ）の符号３参照）の複数の貫通孔にそれぞれ昇降可能に設けられている支持ピン）である。前記支持ピン２１は、被処理基板を、その上方に配置されているホットプレート（図示せず。図３（ｂ）の符号４参照）に対して所望の間隔を介した状態で支持するために、図示しない公知の昇降装置により図示上下方向に昇降されるようになっている。

また、前記支持ピン２１は、金属製（例えばステンレス製）の胴体部２２と、この胴体部２２の上側端面に固定された樹脂製の頭部（支持ピン上端部）２３とにより構成されている。前記胴体部２２は筒状体により構成され、その内部が空洞部２２ａ、その下端が開口部２２ｂとなっている。また前記頭部２３はその前記空洞部２２ａ側の部分（底部）２３ａが図示のように凹状に形成されている。

また、本実施形態２においては、前記支持ピン２１内の前記胴体部２２内の空洞部２２ａと前記頭部２３の凹状部分２３ａに、棒状ヒーター２４が挿入・配置されている。すなわち、前記棒状ヒーター２４は、その上端部２４ａが前記頭部２３の凹状部分２３ａの凹状内壁面２３ｂに接触するように配置されている。これにより、前記棒状ヒーター２４は、前記頭部１３の凹状内壁面２３ｂに対して直接に加熱することが可能となっている。なお、図２において、２５は前記棒状ヒーター２４に電力を供給する商用電源、２６は前記棒状ヒーター２４と商用電源２５を接続する電線である。

次に本実施形態２の動作を説明する。被処理基板をその下方に配置された基板支持部から突出する支持ピン２１で支持しながら、被処理基板の上方に配置されたホットプレートにより加熱処理する場合、そのままでは支持ピン２１が前記上方のホットプレートにより加熱される被処理基板と比較して低温となっているため、被処理基板中の前記支持ピン２１が接触する部分だけが他の部分よりも低温となって、前記支持ピン２１が接触する部分にピン跡が発生してしまう。

そこで、本実施形態２では、前記支持ピン２１が前記被処理基板に接触する前に、前記棒状ヒーター２４により前記支持ピン２１の頭部２３の凹状内壁面２３ｂを直接に加熱して、前記頭部２３（特に前記頭部２３中の被処理基板と接触する部分）を効率的に短時間内に所望の温度まで加熱させるようにしている。

以上のように、本実施形態２により被処理基板を加熱処理する場合は、前述のようにして加熱した後の支持ピン頭部２３を被処理基板に接触させて支持するようにしたので、ホットプレートによる加熱中に、被処理基板中の前記支持ピン２１の頭部２３が接触する部分だけが他の部分よりも低温となってピン跡が生じてしまうという不都合を有効に防止することができる。

以上、本発明の各実施形態を説明してきたが、本発明はこれらに限定されるものではなく様々な変更が可能である。例えば、前記実施形態１においては、ガス供給装置１５からの冷却用ガスをガス供給管１４を介して支持ピン１１の頭部１３の凹状内壁面１３ｂに吹き付けて前記頭部１３を冷却するようにしているが、本発明においては、これに限られるものではなく、例えば、前記ガス供給装置１５から（冷却用ガスではなく）加熱用ガスをガス供給管１４を介して支持ピン１１の頭部１３の凹状内壁面１３ｂに吹き付けて前記頭部１３を加熱することも可能である。

また、前記実施形態１，２においては、前記支持ピン１１，２１の樹脂製頭部１３，２３の前記胴体部１２，２２の空洞部１２ａ，２２ａ側の部分を凹状に形成するようにしたが、本発明においては、これに限られるものではなく、例えば、前記支持ピン１１，２１の樹脂製頭部１３，２３に前述のような凹状部分を形成しないようにすることも可能である（この場合は、前記ガス供給管１４は、その先端部１４ａが前記樹脂製頭部１３の下面の近傍に位置するように配置し、前記棒状ヒーター２４は、その上端部２４ａが前記樹脂製頭部２３の下面に接触するように配置する）。

また、前記実施形態１，２においては、前記各支持ピン１１，２１の前記各胴体部１２，２２を金属材料により構成すると共に前記各頭部１３，２３を樹脂材料により構成するようにしたが、本発明においては、これに限られるものではなく、例えば、前記各頭部１３，２３を前記各胴体部１２，２２と同じ材料により一体成形するようにしてもよい。また、前記実施形態１，２においては、前記各支持ピン１１，２１を上下方向に昇降可能なものとしたが、本発明においては「基板支持ピン」はホットプレートや基板支持部に固定的に配置される固定ピンであってもよい。

１１，２１ 支持ピン
１２，２２ 胴体部
１２ａ，２２ａ 空洞部
１２ｂ，２２ｂ 開口部
１３，２３ 頭部（支持ピン上端部）
１３ａ，２３ａ 凹状部分
１３ｂ，２３ｂ 凹状内壁面
１４ ガス供給管
１４ａ ガス供給管の先端部
１５ ガス供給装置
２４ 棒状ヒーター
２４ａ 棒状ヒーターの上端部
２５ 電源
Ｗ 被処理基板

Claims (6)

1. 被処理基板を支持する支持ピン中の被処理基板と接触する頭部の温度を調整するための装置であって、
   前記頭部と反対側の下端部が開口されており、内部に前記下端部の開口から前記頭部又はその近傍部分まで延びる空洞部が形成されており、前記下端部の開口以外の部分が閉塞されている支持ピンと、
   前記支持ピンの前記下端部の開口から前記空洞部内に挿入され、少なくともその一部が前記支持ピンの空洞部内の前記頭部と接触又は近接する位置に配置されることにより、前記支持ピンの頭部を直接に冷却又は加熱する温度調整部と、
   を備えたことを特徴とする基板支持ピン頭部の温度調整装置。
2. 被処理基板を支持する支持ピン中の被処理基板と接触する頭部の温度を調整するための装置であって、
   前記頭部と反対側の下端部が開口されており、内部に前記下端部の開口から前記頭部又はその近傍部分まで延びる空洞部が形成されている支持ピンと、
   前記支持ピンの前記下端部の開口から前記空洞部内に挿入され、少なくともその一部が前記支持ピンの空洞部内の前記頭部と接触又は近接する位置に配置されることにより、被処理基板を直接にガスなどにより冷却又は直接にヒーターなどにより加熱することなく、前記支持ピンの頭部を前記空洞部側から直接に冷却又は加熱する温度調整部と、
   を備えたことを特徴とする基板支持ピン頭部の温度調整装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記温度調整部は、その先端のガス放出口が前記支持ピンの空洞部内の前記頭部と近接する位置に配置され、前記先端のガス放出口から冷却用又は加熱用ガスを放出するガス供給管を含んでおり、
   前記ガス供給管は、その先端のガス放出口から前記ガスを前記支持ピンの頭部に向けて直接に吹き付けるものである、ことを特徴とする基板支持ピン頭部の温度調整装置。
4. 請求項１又は２において、
   前記温度調整部は、少なくともその一部が前記支持ピンの空洞部内の前記頭部と接触する位置に配置される棒状ヒーターを含んでおり、
   前記棒状ヒーターは前記支持ピンの頭部を直接に加熱するものである、ことを特徴とする基板支持ピン頭部の温度調整装置。
5. 請求項３において、
   前記支持ピン中の前記頭部を除く部分は金属材料、前記頭部は樹脂材料により形成されており、
   前記樹脂製の頭部の前記空洞部側の底部は凹状に形成されており、
   前記ガス供給管の先端のガス放出口が前記支持ピンの樹脂製頭部の凹状部分の内部又はその近傍に配置されて、前記ガス供給管の先端のガス放出口からの前記ガスが前記支持ピンの樹脂製の頭部の凹状内壁面に直接に吹き付けられるようになっている、ことを特徴とする基板支持ピン頭部の温度調整装置。
6. 請求項４において、
   前記支持ピン中の前記頭部を除く部分は金属材料、前記頭部は樹脂材料により形成されており、
   前記樹脂製頭部の前記空洞部側の底部は凹状に形成されており、
   前記棒状ヒーターの少なくとも一部が前記樹脂製頭部の凹状内壁面に接触するように配置されて、前記樹脂製頭部の凹状内壁面が直接に前記棒状ヒーターにより加熱されるようになっている、ことを特徴とする基板支持ピン頭部の温度調整装置。
   

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