JP5292799B2 - 基板用支持ピン - Google Patents

Description

本発明は、カラーフィルタ基板の製造工程において、レジスト塗布膜の溶剤乾燥時に使用される基板を支持するための基板用支持ピンに関し、特に、レジスト塗布膜を減圧乾燥にて乾燥する際に使用される基板を支持するための基板用支持ピンに関する。

近年、大型カラーテレビ、ノートパソコン、携帯用電子機器の増加に伴い、液晶ディスプレイ、特にカラー液晶ディスプレイの需要の増加はめざましいものがある。
これらカラーカラー液晶ディスプレイに使用されるカラーフィルタ基板は、パターン精度、分光特性、欠陥レベルに対しても高度のものが要求されており、カラーフィルタ基板に対する表示品位の要求が厳しくなっている。

カラー液晶ディスプレイパネルに用いられるカラーフィルタ基板のブラックマトリックス、赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタ、スペーサー等は、ガラス基板上にレジストを塗布してプレベークしてレジスト塗布基板を作製し、パターン露光、現像等のパターニング処理を行うフォトリソグラフィープロセスを経て形成されるのが一般的である。

上記カラーフィルタ基板の製造工程において、透明基板上にレジストを塗布したレジスト膜を乾燥させる際、一般的には支持部材上にレジスト膜が形成された透明基板を載置し、レジスト膜の乾燥を行っているが、透明基板上のレジスト膜に明確な乾燥ムラをなくすために、支持部材に支持ピンを設けて支持ピンにより基板を支持する基板の保持装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
これは、支持部材とレジスト膜が形成された透明基板との接触部分を支持ピンにより分散化しているため、レジスト膜を乾燥する際に乾燥ムラを防止できるとしている。

また、最近は、カラーフィルタ基板の製造工程において、レジスト塗布膜が形成されたガラス基板のレジスト膜を乾燥する乾燥工程において、減圧乾燥装置を用いたレジスト膜の乾燥が行われている。
減圧乾燥装置内では、ガラス基板は支持ピンにより支持されているが、溶剤乾燥時の蒸発潜熱により、ガラス基板と支持ピンの接触部で温度変化が発生し、支持ピン周辺で塗布膜の膜厚の急峻な変化が発生し、問題となっている。

現在減圧乾燥装置内で使用している複合型支持ピン２００は、図４に示すように、大きさ６ｍｍφ、長さ５０ｍｍの金属（ＳＵＳ製）からなる支柱部と、先端部径０．５ｍｍφ、長さ１１ｍｍの樹脂（ＰＥＥＫ製）からなる先端部とで構成される複合型である。
この複合型支持ピン２００を使用した場合、支持ピン周辺部での塗布膜厚の変化が大きく、塗布ムラとして顕在化していることが判明した。

ガラス基板にレジストをスピンコート等により塗布し、レジスト膜を形成し、上記複合型支持ピン２００を用いて減圧乾燥を行ってレジスト塗布基板を作製し、パターン露光、現像等のパターニング処理を行ってＰＳ（フォトスペーサー）を形成した。
複合型支持ピン２００周辺のフォトスペーサーの高さを測定した結果、図３に示すように、高さバラツキとして、０．０４μｍ〜０．０７μｍ発生し、問題である。

現在の複合型支持ピン２００を用いた支持ピン周辺の膜厚変動の要因として、支持ピン
による熱伝導の影響が考えられ、支持ピンによる熱伝導の影響を減少させる複合型の支持
ピンを検討するに至った。

本発明は、上記問題に鑑み考案されたもので、レジスト膜が塗布されたガラス基板を支持ピンにて支持して膜乾燥を行う乾燥工程において、膜乾燥後のガラス基板上の塗布膜厚の均一性を得るための基板用支持ピンを提供することを目的とする。

本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項１においては、レジスト膜が塗布されたガラス基板を支持ピンにて支持して膜乾燥を行うガラス基板を支持する基板用支持ピンであって、前記基板用支持ピンは全長４５ｍｍ以上であって、１．５〜４．０ｍｍφの支柱部と、０．１〜１．０ｍｍφの先端部とから構成されており、前記基板用支持ピンは、ポリエーテルエーテルケトンと樹脂の熱伝導率を変えるためグラファイト、銅、アルミニウム粉末を混合した樹脂の一体成型で作製されていることを特徴とする基板用支持ピンとしたものである。

レジスト膜が塗布されたガラス基板を本発明の基板用支持ピンにて支持して、減圧乾燥することにより、ガラス基板と基板用支持ピンとの接触部周辺での温度変化を抑えることで、均一な膜乾燥ができ、ガラス基板上の塗布膜厚の均一性を向上することができる。

以下、本発明の実施の形態につき説明する。
図1は、本発明の基板用支持ピンの一実施例を示す模式構成断面図である。
本発明の基板用支持ピン１００は、カラーフィルタ製造工程において、ガラス基板上に塗布されたレジスト塗布膜を減圧乾燥する際に、ガラス基板を乾燥台から支持するために使用され、１．５〜４．０ｍｍの支柱部１０と、先端部２０とから構成されており、樹脂の一体成型で作製されている。
樹脂としては、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド等が使用でき、樹脂にグラファイト、銅、アルミニウム粉末等を混合して、樹脂の熱伝導率が０．８４ＫＪ／ｍ・ｈｒ・℃以上になるようにしている。
樹脂の熱伝導率を０．８４ＫＪ／ｍ・ｈｒ・℃以上にするためには、グラファイト、銅、アルミニウム粉末等を２０〜８０％（重量比）の範囲で混合することにより得られ、適正配合率は基板用支持ピンに掛かる加重を考慮して適宜設定する。

基板用支持ピン１００の支柱部１０の直径は、細い方が好ましいが、支柱部１０からの分熱容量と輻射熱とを減少させ、かつ支柱部の強度を満足する支柱部１０の直径として、１．５〜４．０ｍｍを設定している。

また、基板用支持ピン１００の先端部２０の先端直径は、分熱容量と輻射熱の影響を減少させるためには細い径が好ましいが、支持するガラス基板の重量等で決定され、適正な先端直径は、０．１〜１．０ｍｍφの間で適宜設定できる。

基板用支持ピン１００の高さは、ガラス基板のサイズと、使用する減圧乾燥装置の大きさ等で変わってくるが、例えば、Ｇ８（２１６０×２４６０ｍｍ）のガラス基板サイズを使用した場合、分熱容量と輻射熱の影響等を考慮すると、４５ｍｍ以上あれば十分である。

以下実施例により本発明を詳細に説明する。

まず、Ｇ８（２１６０×２４６０ｍｍ）のガラス基板上にスピンレスコーターにてレジストを塗布し、レジスト塗布膜を形成した。
次に、レジスト塗布膜が形成されたガラス基板をロボットで搬送し、グラファイトを３０％（重量比）混合したポリエーテルエーテルケトンを一体成型して、直径が４ｍｍφの支柱部と、支柱部１０との接合部の径が１．５ｍｍφ、先端径が０．５ｍｍφの先端部２０とからなる全長４５ｍｍの基板用支持ピン１００にて支持し、減圧乾燥を行った。
基板用支持ピン１００の熱伝導度は、１０．０８ＫＪ／ｍ・ｈｒ・℃であった。

次に、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、ＰＳ（フォトスペーサー）を形成した。
基板用支持ピン１００周辺の膜厚分布を測定した結果を図２に示す。
図２からも分かるように、従来の複合型支持ピン２００の周辺で発生していた０．０４μｍ〜０．０７μｍのバラツキに対して、本発明の基板用支持ピン１００の周辺では、０．０１μｍ〜０．０４μｍのバラツキとなり、０．３μｍ低減できた。

上記の結果から、本発明の基板用支持ピンを使用してレジスト塗布膜が形成されたガラス基板を支持して、減圧乾燥することにより、基板用支持ピン周辺の乾燥ムラを低減できることが確認された。

本発明の基板用支持ピンの一実施例を示す模式構成断面図である。 本発明の基板用支持ピン１００を用いて得られたＰＳ（フォトスペーサー）形成基板の基板用支持ピン１００周辺のＰＳの高さ分布を示す説明図である。 従来の複合型支持ピン２００を用いて得られたＰＳ（フォトスペーサー）形成基板の複合型支持ピン２００周辺のＰＳの高さ分布を示す説明図である。 従来の複合型支持ピンの一例を示す模式構成断面図である。

符号の説明

１０……支柱部
２０……先端部
１００……基板用支持ピン
２００……複合型支持ピン

Claims (1)

1. レジスト膜が塗布されたガラス基板を支持ピンにて支持して膜乾燥を行うガラス基板を
   支持する基板用支持ピンであって、前記基板用支持ピンは全長４５ｍｍ以上であって、１．５〜４．０ｍｍφの支柱部と、０．１〜１．０ｍｍφの先端部とから構成されており、前記基板用支持ピンは、ポリエーテルエーテルケトンと樹脂の熱伝導率を変えるためグラファイト、銅、アルミニウム粉末を混合した樹脂の一体成型で作製されていることを特徴とする基板用支持ピン。