(57)【要約】【課題】加熱部の降温に要するタクトタイムを短縮化する。【解決手段】実施形態の基板加熱装置は、溶液を塗布した基板の収容空間の雰囲気を減圧する減圧部と、前記基板の一方側に配置されるとともに、前記基板を加熱可能な加熱部と、前記基板の他方側に配置されるとともに、前記基板を赤外線によって加熱可能な赤外線ヒータと、前記加熱部と前記赤外線ヒータとの間に配置されるとともに、前記加熱部に向かう前記赤外線を反射する反射面と、を含む。【選択図】図１
2018037482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶液を塗布した基板の収容空間の雰囲気を減圧する減圧部と、
前記基板の一方側に配置されるとともに、前記基板を加熱可能な加熱部と、
前記基板の他方側に配置されるとともに、前記基板を赤外線によって加熱可能な赤外線ヒータと、
前記加熱部と前記赤外線ヒータとの間に配置されるとともに、前記加熱部に向かう前記赤外線を反射する反射面と、を含む
基板加熱装置。
【請求項２】
前記反射面を有する赤外線反射部を更に含み、
前記加熱部は、前記赤外線反射部を載置可能な載置面を含む
請求項１に記載の基板加熱装置。
【請求項３】
前記加熱部と前記赤外線反射部との間には、前記赤外線反射部を前記加熱部に着脱可能とする着脱構造が設けられている
請求項２に記載の基板加熱装置。
【請求項４】
前記着脱構造は、
前記載置面から突出する突出部と、
前記赤外線反射部に形成されるとともに、前記突出部が挿し込まれる挿込部と、を含む
請求項３に記載の基板加熱装置。
【請求項５】
前記突出部は、第一凸部と、前記載置面の面内で前記第一凸部から離反する第二凸部と、を含み、
前記挿込部は、前記第一凸部が挿し込まれる第一凹部と、少なくとも第一凸部と前記第二凸部との離反方向への前記赤外線反射部の膨張又は収縮を許容するように前記第二凸部が挿し込まれる第二凹部と、を含む
請求項４に記載の基板加熱装置。
【請求項６】
前記載置面は、前記載置面の面内で区画された複数の載置領域を含み、
前記赤外線反射部は、前記複数の載置領域ごとに分割された複数の赤外線反射板を含む
請求項２から５の何れか一項に記載の基板加熱装置。
【請求項７】
隣り合う２つの前記赤外線反射板は、間隔をあけて配置されている
請求項６に記載の基板加熱装置。
【請求項８】
前記反射面には、前記基板を支持可能な複数の基板支持凸部が設けられている
請求項１から７の何れか一項に記載の基板加熱装置。
【請求項９】
前記加熱部を冷却可能な冷却機構を更に含む
請求項１から８の何れか一項に記載の基板加熱装置。
【請求項１０】
前記冷却機構は、前記加熱部の内部に配置されるとともに、冷媒を通過可能とする冷媒通過部を含む
請求項９に記載の基板加熱装置。
【請求項１１】
前記冷媒通過部は、前記反射面を有する赤外線反射部を載置可能な載置面と平行な一方向に延びるとともに、前記載置面と平行でかつ前記一方向と交差する方向に並ぶ複数の冷却通路を含む
請求項１０に記載の基板加熱装置。
【請求項１２】
前記複数の冷却通路は、前記冷媒を前記加熱部の一端側から他端側に通過させる第一冷却通路と、前記冷媒を前記加熱部の他端側から一端側に通過させる第二冷却通路と、を含む
請求項１１に記載の基板加熱装置。
【請求項１３】
前記第一冷却通路と前記第二冷却通路とは、前記載置面と平行でかつ前記一方向と交差する方向に交互に配置されている
請求項１２に記載の基板加熱装置。
【請求項１４】
前記冷媒通過部は、前記加熱部の一端側と他端側とにおいて前記複数の冷却通路に連結される冷却マニホールドを更に含み、
前記冷却マニホールドを選択的に加熱可能な補助加熱部を更に含む
請求項１１から１３の何れか一項に記載の基板加熱装置。
【請求項１５】
前記基板、前記加熱部及び前記赤外線ヒータを収容可能なチャンバを更に含む
請求項１から１４の何れか一項に記載の基板加熱装置。
【請求項１６】
前記基板、前記加熱部及び前記赤外線ヒータは、共通の前記チャンバに収容されている
請求項１５に記載の基板加熱装置。
【請求項１７】
前記溶液は、前記基板の第一面にのみ塗布されており、
前記加熱部は、前記基板の第一面とは反対側の第二面の側に配置されている
請求項１から１６の何れか一項に記載の基板加熱装置。
【請求項１８】
前記加熱部及び前記赤外線ヒータの少なくとも一方は、前記基板を段階的に加熱可能である
請求項１から１７の何れか一項に記載の基板加熱装置。
【請求項１９】
前記加熱部及び前記赤外線ヒータの少なくとも一方と前記基板との相対位置を調整可能な位置調整部を更に含む
請求項１から１８の何れか一項に記載の基板加熱装置。
【請求項２０】
前記位置調整部は、前記基板を前記加熱部と前記赤外線ヒータとの間で移動可能とする移動部を更に含む
請求項１９に記載の基板加熱装置。
【請求項２１】
前記加熱部と前記赤外線ヒータとの間には、前記基板を搬送可能とする搬送部が設けられており、
前記搬送部には、前記移動部を通過可能とする通過部が形成されている
請求項２０に記載の基板加熱装置。
【請求項２２】
前記移動部は、前記基板の第一面とは反対側の第二面を支持可能かつ前記第二面の法線方向に移動可能な複数のピンを含み、
前記複数のピンの先端は、前記第二面と平行な面内に配置されている
請求項２０又は２１に記載の基板加熱装置。
【請求項２３】
前記加熱部には、前記加熱部を前記第二面の法線方向に開口する複数の挿通孔が形成されており、
前記複数のピンの先端は、前記複数の挿通孔を介して前記第二面に当接可能とされている
請求項２２に記載の基板加熱装置。
【請求項２４】
前記加熱部は、ホットプレートである
請求項１から２３の何れか一項に記載の基板加熱装置。
【請求項２５】
前記基板の温度を検知可能な温度検知部を更に含む
請求項１から２４の何れか一項に記載の基板加熱装置。
【請求項２６】
前記基板に塗布された前記溶液から揮発した溶媒を回収可能な回収部を更に含む
請求項１から２５の何れか一項に記載の基板加熱装置。
【請求項２７】
溶液を塗布した基板の収容空間の雰囲気を減圧する減圧工程と、
前記基板の一方側に配置されている加熱部を用いて前記基板を加熱する第一加熱工程と、
前記基板の他方側に配置されている赤外線ヒータを用いて前記基板を赤外線によって加熱する第二加熱工程と、を含み、
前記第二加熱工程では、前記加熱部と前記赤外線ヒータとの間に配置されている反射面を用いて前記加熱部に向かう前記赤外線を反射する
基板加熱方法。
【請求項２８】
前記第二加熱工程では、前記加熱部を冷却する
請求項２７に記載の基板加熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板加熱装置及び基板加熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子デバイス用の基板として、ガラス基板に代わりフレキシブル性を有した樹脂基板の市場ニーズがある。例えば、このような樹脂基板は、ポリイミド膜を用いる。例えば、ポリイミド膜は、基板にポリイミドの前駆体の溶液を塗布した後、前記基板を加熱する工程（加熱工程）を経て形成される。例えば、ポリイミドの前駆体の溶液としては、ポリアミック酸と溶媒からなるポリアミック酸ワニスがある（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２１０６３２号公報
【特許文献２】国際公開第２００９／１０４３７１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の加熱工程は、比較的低温で溶媒を蒸発させる第一工程と、比較的高温でポリアミック酸を硬化させる第二工程とを含む。そのため、基板の加熱温度を第一工程の温度から第二工程の温度まで高める間に長時間を要する。一方、第二工程の後に比較的低温で処理を行ったり基板を降温したりする場合には、基板を加熱する加熱部を降温させることがある。しかし、加熱部の降温時間は基板の加熱温度に比例して長時間を要するため、加熱部の降温に要するタクトタイムを短縮化する上で課題があった。
【０００５】
以上のような事情に鑑み、本発明は、加熱部の降温に要するタクトタイムを短縮化することが可能な基板加熱装置及び基板加熱方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る基板加熱装置は、溶液を塗布した基板の収容空間の雰囲気を減圧する減圧部と、前記基板の一方側に配置されるとともに、前記基板を加熱可能な加熱部と、前記基板の他方側に配置されるとともに、前記基板を赤外線によって加熱可能な赤外線ヒータと、前記加熱部と前記赤外線ヒータとの間に配置されるとともに、前記加熱部に向かう前記赤外線を反射する反射面と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、加熱部と赤外線ヒータとの間に配置されるとともに加熱部に向かう赤外線を反射する反射面を含むことで、加熱部に赤外線が吸収されることを回避することができるため、赤外線による加熱部の昇温を抑制することができる。そのため、赤外線による加熱部の昇温に伴う加熱部の降温時間を考慮する必要がない。したがって、加熱部の降温に要するタクトタイムを短縮化することができる。加えて、反射面によって反射された赤外線の少なくとも一部は基板に吸収されるため、基板の加熱を促進することができる。一方、反射面によって反射された赤外線による基板の温度上昇分を踏まえて、赤外線ヒータの出力を低減することができる。ところで、オーブンで熱風を循環させて基板を加熱する方式であると、熱風の循環によって基板の収容空間に異物が巻き上げられる可能性がある。これに対し、この構成によれば、基板の収容空間の雰囲気を減圧した状態で基板を加熱することができるため、基板の収容空間に異物が巻き上げられることはなく、好適である。
【０００８】
上記の基板加熱装置において、前記反射面を有する赤外線反射部を更に含み、前記加熱部は、前記赤外線反射部を載置可能な載置面を含んでいてもよい。
この構成によれば、基板の収容空間の雰囲気を減圧して真空状態とした場合、加熱部における載置面と赤外線反射部との間を真空断熱することができる。すなわち、載置面と赤外線反射部との界面における隙間を断熱層として機能させることができる。そのため、赤外線による加熱部の昇温を抑制することができる。一方、基板の収容空間に窒素を供給（Ｎ２パージ）した場合、載置面と赤外線反射部との間の真空断熱を解除することができる。そのため、加熱部が降温しているときは赤外線反射部も降温していると推定することができる。
【０００９】
上記の基板加熱装置において、前記加熱部と前記赤外線反射部との間には、前記赤外線反射部を前記加熱部に着脱可能とする着脱構造が設けられていてもよい。
この構成によれば、赤外線反射部が加熱部から着脱可能とされるため、赤外線反射部のメンテナンス性を向上することができる。例えば、反射面に傷がついた場合であっても、赤外線反射部のみを交換すれば済むため、メンテナンス性に優れる。
【００１０】
上記の基板加熱装置において、前記着脱構造は、前記載置面から突出する突出部と、前記赤外線反射部に形成されるとともに、前記突出部が挿し込まれる挿込部と、を含んでいてもよい。
この構成によれば、赤外線反射部の挿込部を載置面の突出部に挿し込むことによって、赤外線反射部を加熱部に容易に取り付けることができる。加えて、赤外線反射部を載置面に単に載置する場合と比較して、載置面の面内において赤外線反射部の位置ズレを抑制することができる。
【００１１】
上記の基板加熱装置において、前記突出部は、第一凸部と、前記載置面の面内で前記第一凸部から離反する第二凸部と、を含み、前記挿込部は、前記第一凸部が挿し込まれる第一凹部と、少なくとも第一凸部と前記第二凸部との離反方向への前記赤外線反射部の膨張又は収縮を許容するように前記第二凸部が挿し込まれる第二凹部と、を含んでいてもよい。
この構成によれば、赤外線反射部の第一凹部を第一凸部に挿し込むとともに、第二凹部を第二凸部に挿し込むことによって、第一凸部を基準として赤外線反射部の位置決めを行うことができる。加えて、赤外線反射部が熱膨張又は熱収縮したとしても、少なくとも第一凸部と第二凸部との離反方向への赤外線反射部の膨張又は収縮を第二凹部で許容することができる。
【００１２】
上記の基板加熱装置において、前記載置面は、前記載置面の面内で区画された複数の載置領域を含み、前記赤外線反射部は、前記複数の載置領域ごとに分割された複数の赤外線反射板を含んでいてもよい。
この構成によれば、複数の載置領域ごとに分割された赤外線反射板をそれぞれ載置することができるため、赤外線反射部を大サイズの１枚の板部材とした場合と比較して、赤外線反射部を載置面に容易に載置することができる。ところで、赤外線反射部をＧ６サイズ（縦１５０ｃｍ×横１８５ｃｍ）以上の１枚の板部材とした場合には、そのままのサイズでは反射面の鏡面処理が困難となる可能性がある。これに対し、この構成によれば、分割された赤外線反射板ごとに反射面の鏡面処理を容易に行うことができる。
【００１３】
上記の基板加熱装置において、隣り合う２つの前記赤外線反射板は、間隔をあけて配置されていてもよい。
この構成によれば、赤外線反射部が熱膨張したとしても、２つの赤外線反射板が隣り合う方向への赤外線反射部の膨張を間隔で許容することができる。
【００１４】
上記の基板加熱装置において、前記反射面には、前記基板を支持可能な複数の基板支持凸部が設けられていてもよい。
この構成によれば、基板が基板支持凸部で支持されることによって、反射面と基板との間に隙間が形成されるため、基板との接触により反射面に傷がつくことを回避することができる。
【００１５】
上記の基板加熱装置において、前記加熱部を冷却可能な冷却機構を更に含んでいてもよい。
この構成によれば、加熱部を自然空冷する場合と比較して、加熱部の降温レートを大きくすることができるため、加熱部を短時間で降温することができる。したがって、加熱部の降温に要するタクトタイムをより一層短縮化することができる。
【００１６】
上記の基板加熱装置において、前記冷却機構は、前記加熱部の内部に配置されるとともに、冷媒を通過可能とする冷媒通過部を含んでいてもよい。
この構成によれば、加熱部を外部から冷却する場合と比較して、加熱部を内部から効率的に冷却することができるため、加熱部を短時間で降温することができる。
【００１７】
上記の基板加熱装置において、前記冷媒通過部は、前記反射面を有する赤外線反射部を載置可能な載置面と平行な一方向に延びるとともに、前記載置面と平行でかつ前記一方向と交差する方向に並ぶ複数の冷却通路を含んでいてもよい。
この構成によれば、加熱部を万遍なく効率的に冷却することができるため、加熱部全体を短時間で降温することができる。
【００１８】
上記の基板加熱装置において、前記複数の冷却通路は、前記冷媒を前記加熱部の一端側から他端側に通過させる第一冷却通路と、前記冷媒を前記加熱部の他端側から一端側に通過させる第二冷却通路と、を含んでいてもよい。
この構成によれば、複数の冷却通路が冷媒を加熱部の一端側から他端側に向けてのみ通過させる場合と比較して、加熱部の一端側と他端側とで温度差が生じることを抑制することができる。すなわち、加熱部の一端側と他端側とで温度差が相殺されるため、温度分布のバランスを改善することができる。したがって、加熱部を効率的に均一に冷却することができる。
【００１９】
上記の基板加熱装置において、前記第一冷却通路と前記第二冷却通路とは、前記載置面と平行でかつ前記一方向と交差する方向に交互に配置されていてもよい。
この構成によれば、載置面と平行でかつ第一方向と交差する方向においても温度差が生じることを抑制することができる。すなわち、載置面と平行でかつ第一方向と交差する方向においても温度差が相殺されるため、面内の温度分布のバランスを改善することができる。したがって、加熱部を万遍なく効率的に均一に冷却することができる。
【００２０】
上記の基板加熱装置において、前記冷媒通過部は、前記加熱部の一端側と他端側とにおいて前記複数の冷却通路に連結される冷却マニホールドを更に含み、前記冷却マニホールドを選択的に加熱可能な補助加熱部を更に含んでいてもよい。
この構成によれば、冷却マニホールドを介して複数の冷却通路に冷媒を一括して流すことができるため、加熱部を効率的に冷却することができる。加えて、冷却マニホールド付近が降温しそうな場合であっても、補助加熱部によって冷却マニホールドを選択的に加熱することができるため、冷却マニホールド付近の領域と他の領域とで温度差が生じることを抑制することができる。したがって、加熱部を効率的に均一に冷却することができる。
【００２１】
上記の基板加熱装置において、前記基板、前記加熱部及び前記赤外線ヒータを収容可能なチャンバを更に含んでいてもよい。
この構成によれば、チャンバ内で基板の加熱温度を管理することができるため、基板を効果的に加熱することができる。加えて、チャンバ内で加熱部の温度を管理することができるため、加熱部を効果的に降温することができる。
【００２２】
上記の基板加熱装置において、前記基板、前記加熱部及び前記赤外線ヒータは、共通の前記チャンバに収容されていてもよい。
この構成によれば、共通のチャンバ内で基板への加熱部による加熱処理と赤外線ヒータによる加熱処理とを一括して行うことができる。すなわち、加熱部及び赤外線ヒータが互いに異なるチャンバに収容された場合のように、異なる２つのチャンバ間で基板を搬送させるための時間を要しない。したがって、基板の加熱処理をより一層効率良く行うことができる。加えて、異なる２つのチャンバを備えた場合と比較して、装置全体を小型化することができる。
【００２３】
上記の基板加熱装置において、前記溶液は、前記基板の第一面にのみ塗布されており、前記加熱部は、前記基板の第一面とは反対側の第二面の側に配置されていてもよい。
この構成によれば、加熱部から発せられた熱が、基板の第二面の側から第一面の側に向けて伝わるようになるため、基板を効果的に加熱することができる。加えて、加熱部で基板を加熱している間に、基板に塗布された溶液の揮発又はイミド化（例えば、成膜中のガス抜き）を効率良く行うことができる。
【００２４】
上記の基板加熱装置において、前記加熱部及び前記赤外線ヒータの少なくとも一方は、前記基板を段階的に加熱可能であってもよい。
この構成によれば、加熱部及び赤外線ヒータが基板を一定の温度でのみ加熱可能な場合と比較して、基板に塗布された溶液の成膜条件に適合するように、基板を効率良く加熱することができる。したがって、基板に塗布された溶液を段階的に乾燥させ、良好に硬化させることができる。
【００２５】
上記の基板加熱装置において、前記加熱部及び前記赤外線ヒータの少なくとも一方と前記基板との相対位置を調整可能な位置調整部を更に含んでいてもよい。
この構成によれば、前記位置調整部を備えない場合と比較して、基板の加熱温度を調整し易くなる。例えば、基板の加熱温度を高くする場合には加熱部及び赤外線ヒータと基板とを近接させ、基板の加熱温度を低くする場合には加熱部及び赤外線ヒータと基板とを離反させることができる。したがって、基板を段階的に加熱し易くなる。
【００２６】
上記の基板加熱装置において、前記位置調整部は、前記基板を前記加熱部と前記赤外線ヒータとの間で移動可能とする移動部を含んでいてもよい。
この構成によれば、基板を加熱部と赤外線ヒータとの間で移動させることによって、加熱部及び赤外線ヒータの少なくとも一方を定位置に配置した状態で、基板の加熱温度を調整することができる。したがって、加熱部及び赤外線ヒータの少なくとも一方を移動可能とする装置を別途設ける必要がないため、簡素な構成で基板の加熱温度を調整することができる。
【００２７】
上記の基板加熱装置において、前記加熱部と前記赤外線ヒータとの間には、前記基板を搬送可能とする搬送部が設けられており、前記搬送部には、前記移動部を通過可能とする通過部が形成されていてもよい。
この構成によれば、基板を加熱部と赤外線ヒータとの間で移動させる場合に、通過部を通過させることができるため、搬送部を迂回して基板を移動させる必要がない。したがって、搬送部を迂回して基板を移動させるための装置を別途設ける必要がないため、簡素な構成で基板の移動をスムーズに行うことができる。
【００２８】
上記の基板加熱装置において、前記移動部は、前記基板の第一面とは反対側の第二面を支持可能かつ前記第二面の法線方向に移動可能な複数のピンを含み、前記複数のピンの先端は、前記第二面と平行な面内に配置されていてもよい。
この構成によれば、基板を安定して支持した状態で、基板を加熱することができるため、基板に塗布された溶液を安定して成膜させることができる。
【００２９】
上記の基板加熱装置において、前記加熱部には、前記加熱部を前記第二面の法線方向に開口する複数の挿通孔が形成されており、前記複数のピンの先端は、前記複数の挿通孔を介して前記第二面に当接可能とされていてもよい。
この構成によれば、複数のピンと加熱部との間での基板の受け渡しを短時間で行うことができるため、基板の加熱温度を効率良く調整することができる。
【００３０】
上記の基板加熱装置において、前記加熱部は、ホットプレートであってもよい。
この構成によれば、基板の加熱温度を基板の面内で均一化させることができるため、膜特性を向上させることができる。例えば、ホットプレートの一面と基板の第二面とを当接させた状態で基板を加熱することによって、基板の加熱温度の面内均一性を高めることができる。
【００３１】
上記の基板加熱装置において、前記基板の温度を検知可能な温度検知部を更に含んでいてもよい。
この構成によれば、基板の温度をリアルタイムで把握することができる。例えば、温度検知部の検知結果に基づいて基板を加熱することによって、基板の温度が目標値からずれることを抑制することができる。
【００３２】
上記の基板加熱装置において、前記基板に塗布された前記溶液から揮発した溶媒を回収可能な回収部を更に含んでいてもよい。
この構成によれば、溶液から揮発した溶媒が工場側へ排出されることを防ぐことができる。また、回収部を減圧部（真空ポンプ）のラインに接続した場合には、溶液から揮発した溶媒が再び液化して真空ポンプ内に逆流することを防ぐことができる。さらに、溶液から揮発した溶媒を、洗浄液として再利用することができる。例えば、洗浄液は、ノズル先端の洗浄、ノズルに付着した液をかき取る部材に付着した液の洗浄等に用いることができる。
【００３３】
本発明の一態様に係る基板加熱方法は、溶液を塗布した基板の収容空間の雰囲気を減圧する減圧工程と、前記基板の一方側に配置されている加熱部を用いて前記基板を加熱する第一加熱工程と、前記基板の他方側に配置されている赤外線ヒータを用いて前記基板を赤外線によって加熱する第二加熱工程と、を含み、前記第二加熱工程では、前記加熱部と前記赤外線ヒータとの間に配置されている反射面を用いて前記加熱部に向かう前記赤外線を反射することを特徴とする。
【００３４】
この方法によれば、第二加熱工程において加熱部と赤外線ヒータとの間に配置されている反射面を用いて加熱部に向かう赤外線を反射することで、加熱部に赤外線が吸収されることを回避することができるため、赤外線による加熱部の昇温を抑制することができる。そのため、赤外線による加熱部の昇温に伴う加熱部の降温時間を考慮する必要がない。したがって、加熱部の降温に要するタクトタイムを短縮化することができる。加えて、反射面によって反射された赤外線の少なくとも一部は基板に吸収されるため、基板の加熱を促進することができる。一方、反射面によって反射された赤外線による基板の温度上昇分を踏まえて、赤外線ヒータの出力を低減することができる。
【００３５】
上記の基板加熱方法において、前記第二加熱工程では、前記加熱部を冷却してもよい。
この方法によれば、第二加熱工程の後に加熱部を冷却する場合と比較して、加熱部を短時間で降温することができる。したがって、加熱部の降温に要するタクトタイムをより一層短縮化することができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、加熱部の降温に要するタクトタイムを短縮化することができる基板加熱装置及び基板加熱方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第一実施形態に係る基板加熱装置の斜視図である。
【図２】加熱部及びその周辺構造を示す側面図である。
【図３】加熱部の上面図である。
【図４】搬送ローラ、基板及び加熱部の配置関係を説明するための図である。
【図５】赤外線反射部の上面図である。
【図６】加熱部と赤外線反射部との着脱構造を示す斜視図である。
【図７】図２において赤外線反射部を取り外した状態を示す側面図である。
【図８】冷却機構を示す上面図である。
【図９】加熱部における加熱制御の一例を説明するための図である。
【図１０】第一実施形態に係る基板加熱装置の動作の一例を説明するための図である。
【図１１】図１０に続く、第一実施形態に係る基板加熱装置の動作説明図である。
【図１２】図１１に続く、第一実施形態に係る基板加熱装置の動作説明図である。
【図１３】第二実施形態に係る基板加熱装置の動作の一例を説明するための図である。
【図１４】図１３に続く、第二実施形態に係る基板加熱装置の動作説明図である。
【図１５】図１４に続く、第二実施形態に係る基板加熱装置の動作説明図である。
【図１６】比較例及び実施例１におけるホットプレートの温度上昇の評価結果を示す図である。
【図１７】実施例１及び実施例２におけるホットプレートの温度上昇の評価結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をＸ方向、水平面内においてＸ方向と直交する方向をＹ方向、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ方向とする。
【００３９】
（第一実施形態）
＜基板加熱装置＞
図１は、第一実施形態に係る基板加熱装置１の斜視図である。
図１に示すように、基板加熱装置１は、チャンバ２、減圧部３、ガス供給部４、加熱部５、赤外線ヒータ６、位置調整部７、搬送部８、温度検知部９、回収部１１、揺動部１２、赤外線反射部３０及び制御部１５を備えている。制御部１５は、基板加熱装置１の構成要素を統括制御する。便宜上、図１においては、チャンバ２、減圧部３及びガス供給部４を二点鎖線で示している。
【００４０】
＜チャンバ＞
チャンバ２は、基板１０、加熱部５及び赤外線ヒータ６を収容可能である。基板１０、加熱部５及び赤外線ヒータ６は、共通のチャンバ２に収容されている。チャンバ２は、直方体の箱状に形成されている。具体的に、チャンバ２は、矩形板状の天板２１と、天板２１と対向する矩形板状の底板２２と、天板２１及び底板２２の外周縁に繋がる矩形枠状の周壁２３とによって形成されている。例えば、周壁２３の−Ｘ方向側には、チャンバ２に対して基板１０の搬入及び搬出をするための基板搬出入口２３ａが設けられている。
【００４１】
チャンバ２は、基板１０を密閉空間で収容可能に構成されている。例えば、天板２１、底板２２及び周壁２３の各接続部を溶接等で隙間なく結合することで、チャンバ２内の気密性を向上することができる。
【００４２】
＜減圧部＞
減圧部３は、底板２２の−Ｙ方向側の基板搬出入口２３ａ寄りの角部に接続されている。減圧部３は、チャンバ２内を減圧可能である。例えば、減圧部３は、ポンプ機構等の減圧機構を備えている。減圧機構は、真空ポンプ１３を備えている。なお、減圧部３の接続部位は、底板２２の−Ｙ方向側の基板搬出入口２３ａ寄りの角部に限定されない。減圧部３は、チャンバ２に接続されていればよい。
【００４３】
減圧部３は、ポリイミド膜（ポリイミド）を形成するための溶液（以下「ポリイミド形成用液」という。）が塗布された基板１０の収容空間の雰囲気を減圧可能である。例えば、ポリイミド形成用液は、ポリアミック酸又はポリイミドパウダーを含む。ポリイミド形成用液は、矩形板状をなす基板１０の第一面１０ａ（上面）にのみ塗布されている。なお、溶液は、ポリイミド形成用液に限定されない。溶液は、基板１０に所定の膜を形成するためのものであればよい。
【００４４】
＜ガス供給部＞
ガス供給部４は、周壁２３の＋Ｘ方向側の天板２１寄りの角部に接続されている。ガス供給部４は、チャンバ２の内部雰囲気の状態を調整可能である。ガス供給部４は、窒素（Ｎ２）、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスをチャンバ２内へ供給する。なお、ガス供給部４の接続部位は、周壁２３の＋Ｘ方向側の天板２１寄りの角部に限定されない。ガス供給部４は、チャンバ２に接続されていればよい。また、基板降温時にガスを供給することで基板冷却に使用してもよい。
【００４５】
ガス供給部４により、チャンバ２の内部雰囲気の酸素濃度を調整することができる。チャンバ２の内部雰囲気の酸素濃度（質量基準）は、低いほど好ましい。具体的には、チャンバ２の内部雰囲気の酸素濃度を、１００ｐｐｍ以下とすることが好ましく、２０ｐｐｍ以下とすることがより好ましい。
例えば、後述のように、基板１０に塗布されたポリイミド形成用液を硬化するときの雰囲気において、このように酸素濃度を好ましい上限以下とすることにより、ポリイミド形成用液の硬化を進行しやすくすることができる。
【００４６】
＜加熱部＞
加熱部５は、チャンバ２内の下方に配置されている。加熱部５は、基板１０を第一の温度で加熱可能である。加熱部５は、基板１０を段階的に加熱可能である。例えば、第一の温度を含む温度範囲は、２０℃以上かつ３００℃以下の範囲である。加熱部５は、基板１０の第一面１０ａとは反対側の第二面１０ｂ（下面）の側に配置されている。
【００４７】
加熱部５は、矩形板状をなしている。加熱部５は、赤外線反射部３０を下方から支持可能である。例えば、加熱部５は、ホットプレートである。
【００４８】
図２は、加熱部５及びその周辺構造を示す側面図である。
図２に示すように、加熱部５は、加熱源であるヒータ５ｂと、ヒータ５ｂを覆うベースプレート５ｃと、を備えている。
ヒータ５ｂは、ＸＹ平面に平行な面状発熱体である。
ベースプレート５ｃは、ヒータ５ｂを上方から覆うアッパープレート５ｄと、ヒータ５ｂを下方から覆うロアプレート５ｅと、を備えている。アッパープレート５ｄ及びロアプレート５ｅは、矩形板状をなしている。アッパープレート５ｄの厚みは、ロアプレート５ｅの厚みよりも厚くなっている。
【００４９】
なお、図２において、符号１８は加熱部５におけるヒータの温度を検知可能なヒータ温度検知部、符号１９は加熱部５におけるアッパープレート５ｄの温度を検知可能なプレート温度検知部をそれぞれ示す。例えば、ヒータ温度検知部１８及びプレート温度検知部１９は、熱電対等の接触式温度センサである。
【００５０】
図３は、加熱部５の上面図である。図３に示すように、加熱部５（すなわち、アッパープレート５ｄ）は、赤外線反射部３０を載置可能な載置面５ａ（上面）を備えている。載置面５ａは、赤外線反射部３０の裏面に沿う平坦面をなしている。載置面５ａは、アルマイト処理を施されている。載置面５ａは、載置面５ａの面内で区画された複数（例えば、本実施形態では４つ）の載置領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４を含んでいる。載置領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４は、平面視でＸ方向に長手を有する長方形形状をなしている。なお、載置領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の数は４つに限定されず、適宜変更することができる。
【００５１】
＜赤外線ヒータ＞
図１に示すように、赤外線ヒータ６は、チャンバ２内の上方に配置されている。赤外線ヒータ６は、第一の温度よりも高い第二の温度で基板１０を加熱可能である。赤外線ヒータ６は、加熱部５とは別個独立して設けられている。赤外線ヒータ６は、基板１０を段階的に加熱可能である。例えば、第二の温度を含む温度範囲は、２００℃以上かつ６００℃以下の範囲である。赤外線ヒータ６は、基板１０の第一面１０ａの側に配置されている。
【００５２】
赤外線ヒータ６は、天板２１に支持されている。赤外線ヒータ６は、チャンバ２内の天板２１寄りで定位置に固定されている。例えば、赤外線ヒータ６のピーク波長範囲は、１．５μｍ以上かつ４μｍ以下の範囲である。なお、赤外線ヒータ６のピーク波長範囲は、上記範囲に限らず、要求仕様に応じて種々の範囲に設定することができる。
【００５３】
＜位置調整部＞
位置調整部７は、チャンバ２の下方に配置されている。位置調整部７は、加熱部５及び赤外線ヒータ６と基板１０との相対位置を調整可能である。位置調整部７は、移動部７ａと駆動部７ｂとを備える。移動部７ａは、上下（Ｚ方向）に延びる柱状の部材である。移動部７ａの上端は、加熱部５の下面に固定されている。駆動部７ｂは、移動部７ａを上下に移動可能とする。移動部７ａは、基板１０を加熱部５と赤外線ヒータ６との間で移動可能とする。具体的に、移動部７ａは、基板１０が赤外線反射部３０に支持された状態で、駆動部７ｂの駆動によって、基板１０を上下に移動させる（図１１及び図１２参照）。
【００５４】
駆動部７ｂは、チャンバ２の外部に配置されている。そのため、仮に駆動部７ｂの駆動に伴いパーティクルが発生したとしても、チャンバ２内を密閉空間とすることによって、チャンバ２内へのパーティクルの侵入を回避することができる。
【００５５】
＜搬送部＞
搬送部８は、チャンバ２内において、加熱部５と赤外線ヒータ６との間に配置されている。搬送部８は、基板１０を搬送可能である。搬送部８には、移動部７ａを通過可能とする通過部８ｈが形成されている。搬送部８は、基板１０の搬送方向であるＸ方向に沿って配置された複数の搬送ローラ８ａを備えている。
【００５６】
複数の搬送ローラ８ａは、周壁２３の＋Ｙ方向側と−Ｙ方向側とに離反して配置されている。すなわち、通過部８ｈは、周壁２３の＋Ｙ方向側の搬送ローラ８ａと、周壁２３の−Ｙ方向側の搬送ローラ８ａとの間の空間である。
【００５７】
例えば、周壁２３の＋Ｙ方向側及び−Ｙ方向側のそれぞれには、Ｙ方向に延びる複数のシャフト（不図示）がＸ方向に沿って配置されている。各搬送ローラ８ａは、駆動機構（不図示）によって、各シャフトの回りに回転駆動されるようになっている。
【００５８】
図４は、搬送ローラ８ａ、基板１０及び加熱部５の配置関係を説明するための図である。図４は、基板加熱装置１の上面図に相当する。便宜上、図４においては、チャンバ２を二点鎖線で示す。
図４において、符号Ｌ１は、周壁２３の＋Ｙ方向側の搬送ローラ８ａと、周壁２３の−Ｙ方向側の搬送ローラ８ａとが離反する間隔（以下「ローラ離反間隔」という。）である。また、符号Ｌ２は、基板１０のＹ方向の長さ（以下「基板長さ」という。）である。また、符号Ｌ３は、加熱部５のＹ方向の長さ（以下「加熱部長さ」という。）である。なお、加熱部長さＬ３は、赤外線反射部３０のＹ方向の長さと実質的に同じ長さである。
【００５９】
図４に示すように、ローラ離反間隔Ｌ１は、基板長さＬ２よりも小さくかつ加熱部長さＬ３よりも大きい（Ｌ３＜Ｌ１＜Ｌ２）。ローラ離反間隔Ｌ１が加熱部長さＬ３よりも大きいことによって、移動部７ａは、加熱部５及び赤外線反射部３０と共に通過部８ｈを通過できるようになっている（図１１及び図１２参照）。
【００６０】
＜温度検知部＞
図１に示すように、温度検知部９は、チャンバ２外に配置されている。温度検知部９は、基板１０の温度を検知可能である。具体的に、温度検知部９は、天板２１の上部に設置されている。天板２１には、不図示の窓が取り付けられている。温度検知部９は、天板２１の窓越しに基板１０の温度を検知する。例えば、温度検知部９は、放射温度計等の非接触温度センサである。なお、図１では温度検知部９を１つのみ図示しているが、温度検知部９の数は１つに限らず、複数であってもよい。例えば、複数の温度検知部９を天板２１の中央部及び四隅に配置することが好ましい。
【００６１】
＜回収部＞
回収部１１は、減圧部３（真空ポンプ１３）のラインに接続されている。回収部１１は、基板１０に塗布されたポリイミド形成用液から揮発した溶媒を回収可能である。
【００６２】
＜揺動部＞
揺動部１２は、チャンバ２内において、基板１０の−Ｘ方向側に配置されている。揺動部１２は、基板１０を揺動可能である。例えば、揺動部１２は、基板１０が加熱されている状態において、基板１０をＸＹ平面に沿う方向又はＺ方向に沿う方向に揺動させる。なお、揺動部１２の配置位置は、チャンバ２内における基板１０の−Ｘ方向側に限定されない。例えば、揺動部１２は、位置調整部７に設けられていてもよい。
【００６３】
＜赤外線反射部＞
赤外線反射部３０は、赤外線ヒータ６から加熱部５に向かう赤外線を反射する反射面３０ａを備えている。反射面３０ａは、加熱部５と赤外線ヒータ６との間に配置されている。
【００６４】
反射面３０ａは、鏡面仕上げを施されている。具体的に、反射面３０ａの表面粗さ（Ｒａ）は、０．０１μｍ程度、Ｒｍａｘ０．１μｍ程度とされている。なお、反射面３０ａの表面粗さ（Ｒａ）は、東京精密社製の測定機器（サーフコム１５００ＳＤ２）で測定している。
【００６５】
図５は、赤外線反射部３０の上面図である。
図５に示すように、反射面３０ａには、基板１０を支持可能な複数（例えば、本実施形態では８０個）の基板支持凸部３５（図１では図示略）が設けられている。なお、基板支持凸部３５の数は８０個に限定されず、適宜変更することができる。
【００６６】
基板支持凸部３５は、円柱状のピンである。なお、基板支持凸部３５は、円柱状に限定されない。例えば、基板支持凸部３５は、角柱状であってもよく、適宜変更することができる。
【００６７】
複数の基板支持凸部３５は、反射面３０ａの面内においてＸ方向及びＹ方向に一定の間隔をあけて配置されている。例えば、基板支持凸部３５の配置間隔は、５０ｍｍ程度とされている。例えば、基板支持凸部３５の高さは、１ｍｍ程度とされている。例えば、基板支持凸部３５の高さは、０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲で調整可能である。なお、基板支持凸部３５の配置間隔、基板支持凸部３５の高さは上記寸法に限定されず、反射面３０ａと基板１０との間に隙間を形成した状態で基板１０を支持可能な範囲において適宜変更することができる。
【００６８】
赤外線反射部３０は、複数（例えば、本実施形態では４つ）の載置領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４（図３参照）ごとに分割された複数（例えば、本実施形態では４つ）の赤外線反射板３１，３２，３３，３４を備えている。なお、赤外線反射板３１，３２，３３，３４の数は４つに限定されず、適宜変更することができる。
【００６９】
複数の赤外線反射板３１，３２，３３，３４は、互いに実質的に同じ大きさとされている。これにより、各載置領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４において載置する赤外線反射板３１，３２，３３，３４を共用することができる。なお、赤外線反射板３１，３２，３３，３４の大きさは、互いに異ならせてもよく、適宜変更することができる。
【００７０】
赤外線反射板３１，３２，３３，３４は、Ｘ方向に長手を有する長方形板状をなしている。１つの赤外線反射板３１，３２，３３，３４には、５行４列（すなわち、Ｘ方向に５個かつＹ方向に４個）の計２０個の基板支持凸部３５が配置されている。
【００７１】
隣り合う２つの赤外線反射板３１，３２，３３，３４は、間隔Ｓ１，Ｓ２をあけて配置されている。間隔Ｓ１，Ｓ２は、隣り合う２つの赤外線反射板３１，３２，３３，３４の熱膨張を許容しうる大きさとされている。具体的に、Ｘ方向に隣り合う２つの赤外線反射板３１，３２，３３，３４の間隔Ｓ１は、Ｘ方向への赤外線反射板３１，３２，３３，３４の膨張を吸収可能な大きさとされている。Ｙ方向に隣り合う２つの赤外線反射板３１，３２，３３，３４の間隔Ｓ２は、Ｙ方向への赤外線反射板３１，３２，３３，３４の膨張を吸収可能な大きさとされている。
なお、赤外線反射板３１，３２，３３，３４の配置構造は上記に限らない。例えば、赤外線反射板３１，３２，３３，３４を側面から付勢部材で押し付けて固定してもよい。例えば、付勢部材としては、赤外線反射板３１，３２，３３，３４の膨張を吸収可能に伸縮するバネを用いることができる。
また、赤外線反射部３０をＧ６サイズ（縦１５０ｃｍ×横１８５ｃｍ）以上の１枚の板部材とした場合には、前記板部材を側面からバネ等の付勢部材で押し付けて固定してもよい。ところで、前記板部材がＧ６サイズ以上であると、前記板部材１枚でもかなりの重量がある。しかし、前記板部材を側面からバネ等の付勢部材で押し付けて固定することによって、前記板部材を容易に固定することができる。
【００７２】
＜着脱構造＞
図６は、加熱部５と赤外線反射部３０との着脱構造４０を示す斜視図である。図７は、図２において赤外線反射部３０を取り外した状態を示す側面図である。なお、図６では、第一載置領域Ａ１及び第二載置領域Ａ２にそれぞれ第一赤外線反射板３１及び第二赤外線反射板３２が配置されており、第三載置領域Ａ３に第三赤外線反射板３３を載置しようとする状態を示している。
【００７３】
図６に示すように、加熱部５と赤外線反射部３０（図５参照）との間には、赤外線反射部３０を加熱部５に着脱可能とする着脱構造４０が設けられている。
着脱構造４０は、載置面５ａから突出する突出部４１と、赤外線反射部３０に形成されるとともに突出部４１が挿し込まれる挿込部４２と、を備えている。
【００７４】
突出部４１は、載置領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４におけるＹ方向中央に配置されている。突出部４１は、第一凸部４１ａと、載置面５ａの面内で第一凸部４１ａからＸ方向に離反する第二凸部４１ｂと、を備えている。
【００７５】
第一凸部４１ａ及び第二凸部４１ｂは、１つの載置領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４につき１つずつ配置されている。第一凸部４１ａは、載置領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４における−Ｘ方向側に配置されている。第二凸部４１ｂは、載置領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４における＋Ｘ方向側に配置されている。図７に示すように、第一凸部４１ａ及び第二凸部４１ｂは、実質的に同じ高さとなっている。
【００７６】
第一凸部４１ａ及び第二凸部４１ｂは、円柱状のピンである。なお、第一凸部４１ａ及び第二凸部４１ｂは、前記形状に限定されない。例えば、第一凸部４１ａ及び第二凸部４１ｂは、角柱状であってもよく、適宜変更することができる。
【００７７】
図６に示すように、挿込部４２は、赤外線反射板３１，３２，３３，３４における短手方向中央（すなわち、赤外線反射板３１，３２，３３，３４を載置面５ａへ載置したときのＹ方向中央）に配置されている。挿込部４２は、第一凸部４１ａが挿し込まれる第一凹部４２ａと、少なくとも第一凸部４１ａと第二凸部４１ｂとの離反方向（Ｘ方向）への赤外線反射部３０の膨張又は収縮を許容するように第二凸部４１ｂが挿し込まれる第二凹部４２ｂと、を備えている。
【００７８】
第一凹部４２ａ及び第二凹部４２ｂは、１つの赤外線反射板３１，３２，３３，３４につき１つずつ配置されている。第一凹部４２ａは、赤外線反射板３１，３２，３３，３４における長手方向一方側（すなわち、赤外線反射板を載置面５ａへ載置したときの−Ｘ方向側）に配置されている。第二凹部４２ｂは、赤外線反射板３１，３２，３３，３４における長手方向他方側（すなわち、赤外線反射板３１，３２，３３，３４を載置面５ａへ載置したときの＋Ｘ方向側）に配置されている。
【００７９】
第一凹部４２ａは、前記ピンが着脱可能に挿し込まれるように赤外線反射板３１，３２，３３，３４の厚み方向に窪む凹部である。第一凹部４２ａは、第一凸部４１ａの外形と実質的に同じ内形を有している。第一凹部４２ａは、平面視円形状をなしている。なお、第一凹部４２ａは、前記形状に限定されない。例えば、第一凹部４２ａは、平面視矩形状であってもよく、前記ピンの形状に合わせて適宜変更することができる。
【００８０】
第二凹部４２ｂは、前記ピンが着脱可能に挿し込まれるように赤外線反射板３１，３２，３３，３４の厚み方向に窪む凹部である。第二凹部４２ｂは、第二凸部４１ｂのＸ方向における外形よりも大きい内形を有し、かつ第二凸部４１ｂのＹ方向における外形と実質的に同じ内形を有している。第二凹部４２ｂは、平面視でＸ方向に長手を有する長円形状をなしている。なお、第二凹部４２ｂは、前記形状に限定されない。例えば、第二凹部４２ｂは、平面視でＸ方向に長手を有する長方形形状であってもよく、前記ピンの形状に合わせて適宜変更することができる。
【００８１】
＜冷却機構＞
基板加熱装置１は、加熱部５を冷却可能な冷却機構５０を更に備えている。
図８は、冷却機構５０を示す上面図である。なお、図８においては、便宜上、突出部４１等の図示を省略している。
図８に示すように、冷却機構５０は、加熱部５の内部に配置されるとともに、冷媒を通過可能とする冷媒通過部５１を備えている。例えば、冷媒は、空気である。なお、冷媒は、空気等の気体に限定されない。例えば、冷媒は、水等の液体であってもよい。
【００８２】
冷媒通過部５１は、載置面５ａと平行な一方向に延びるとともに、載置面５ａと平行でかつ前記一方向と交差する方向に並ぶ複数（例えば、本実施形態では７本）の冷却通路５１ａ，５１ｂを備えている。すなわち、冷媒通過部５１は、Ｘ方向に延びるとともにＹ方向に並ぶ複数の冷却通路５１ａ，５１ｂを備えている。
【００８３】
複数の冷却通路５１ａ，５１ｂは、冷媒を加熱部５の一端側から他端側に通過させる複数（例えば、本実施形態では４本）の第一冷却通路５１ａと、冷媒を加熱部５の他端側から一端側に通過させる複数（例えば、本実施形態では３本）の第二冷却通路５１ｂと、を備えている。すなわち、第一冷却通路５１ａを通る冷媒は、加熱部５の−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側に向けて流れる。第二冷却通路５１ｂを通る冷媒は、加熱部５の＋Ｘ方向側から−Ｘ方向側に向けて流れる。
【００８４】
第一冷却通路５１ａと第二冷却通路５１ｂとは、載置面５ａと平行でかつ前記第一方向と交差する方向に１つずつ交互に配置されている。すなわち、第一冷却通路５１ａと第二冷却通路５１ｂとは、Ｙ方向に１つずつ交互に配置されている。
【００８５】
冷媒通過部５１は、加熱部５の一端側と他端側とにおいて複数の冷却通路５１ａ，５１ｂに連結される冷却マニホールド５２，５３を更に備えている。冷却マニホールド５２，５３は、加熱部５の−Ｘ方向側において複数の冷却通路５１ａ，５１ｂに連結される第一マニホールド５２と、加熱部の＋Ｘ方向側において複数の冷却通路５１ａ，５１ｂに連結される第二マニホールド５３と、を備えている。
【００８６】
第一マニホールド５２は、複数の第一冷却通路５１ａの上流端（−Ｘ方向端）を連結するようにＹ方向に延びる第一上流連結路５２ａと、複数の第二冷却通路５１ｂの下流端（−Ｘ方向端）を連結するようにＹ方向に延びる第二下流連結路５２ｂと、を備えている。第一マニホールド５２には、第一上流連結路５２ａに接続された第一上流配管５４ａと、第二下流連結路５２ｂに接続された第二下流配管５４ｂと、を備えた第一配管部５４が設けられている。
【００８７】
第二マニホールド５３は、複数の第一冷却通路５１ａの下流端を連結するようにＹ方向に延びる第一下流連結路５３ａと、複数の第二冷却通路５１ｂの上流端を連結するようにＹ方向に延びる第二上流連結路５３ｂと、を備えている。第二マニホールド５３には、第一下流連結路５３ａに接続された第一下流配管５５ａと、第二上流連結路５３ｂに接続された第二上流配管５５ｂと、を備えた第二配管部５５が設けられている。
【００８８】
例えば、第一上流配管５４ａの内部空間には、不図示の送風機によって空気が導入されるようになっている。これにより、送風機からの空気は、第一上流配管５４ａ、第一上流連結路５２ａを経て複数の第一冷却通路５１ａをそれぞれ＋Ｘ方向側に向けて流れた後、第一下流連結路５３ａ、第一下流配管５５ａを経て外部に排出されるようになっている。
一方、第二上流配管５５ｂの内部空間には、不図示の送風機によって空気が導入されるようになっている。これにより、送風機からの空気は、第二上流配管５５ｂ、第二上流連結路５３ｂを経て複数の第二冷却通路５１ｂをそれぞれ−Ｘ方向側に向けて流れた後、第二下流連結路５２ｂ、第二下流配管５４ｂを経て外部に排出されるようになっている。
なお、空気の導入は、送風機に限らず、ドライエアーによる圧縮空気で行ってもよい。
【００８９】
＜補助加熱部＞
基板加熱装置１は、冷却マニホールド５２，５３を選択的に加熱可能な補助加熱部を更に備えている。
図９は、加熱部５における加熱制御の一例を説明するための図である。
図９に示すように、加熱部５には、複数（例えは、本実施形態では３つ）の加熱領域Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３が配置されている。具体的に、加熱部５のＸ方向中央部には、平面視で正方形状をなす第一加熱領域Ｈ１が配置されている。加熱部５の−Ｘ方向側であって第一マニホールド５２寄りには、平面視でＹ方向に長手を有する長方形形状をなす第二加熱領域Ｈ２が配置されている。加熱部の＋Ｘ方向側であって第二マニホールド５３寄りには、第二加熱領域Ｈ２と実質的に同じ形状を有する第三加熱領域Ｈ３が配置されている。なお、加熱領域Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３の数は、３つに限定されず、適宜変更することができる。
【００９０】
加熱部５は、第一加熱領域Ｈ１、第二加熱領域Ｈ２及び第三加熱領域Ｈ３の少なくとも一つを選択的に加熱可能となっている。制御部１５（図１参照）は、加熱部５を制御して、第一加熱領域Ｈ１、第二加熱領域Ｈ２及び第三加熱領域Ｈ３の少なくとも一つを選択的に加熱させる。例えば、冷却マニホールド５２，５３付近が降温しそうな場合には、制御部１５は、加熱部５を制御して、第一マニホールド５２及び第二マニホールド５３の少なくとも一つの近傍（すなわち、加熱部５における第二加熱領域Ｈ２及び第三加熱領域Ｈ３の少なくとも一つ）を選択的に加熱させる。加熱部５における第二加熱領域Ｈ２及び第三加熱領域Ｈ３は、補助加熱部として機能する。
【００９１】
なお、補助加熱部は、前記領域Ｈ２，Ｈ３であることに限定されない。例えば、補助加熱部は、加熱部５とは別体のヒータであってもよいし、前記領域と前記ヒータとの組み合わせであってもよく、適宜変更することができる。
【００９２】
＜基板加熱方法＞
次に、本実施形態に係る基板加熱方法を説明する。本実施形態では、上記の基板加熱装置１を用いて基板１０を加熱する。基板加熱装置１の各部で行われる動作は、制御部１５によって制御される。
【００９３】
図１０は、第一実施形態に係る基板加熱装置１の動作の一例を説明するための図である。図１１は、図１０に続く、第一実施形態に係る基板加熱装置１の動作説明図である。図１２は、図１１に続く、第一実施形態に係る基板加熱装置１の動作説明図である。
【００９４】
便宜上、図１０〜図１２においては、基板加熱装置１の構成要素のうち、減圧部３、ガス供給部４、温度検知部９、回収部１１、揺動部１２、基板支持凸部３５、冷却機構５０及び制御部１５の図示を省略する。
【００９５】
本実施形態に係る基板加熱方法は、減圧工程、第一加熱工程及び第二加熱工程を含む。
減圧工程では、ポリイミド形成用液が塗布された基板１０の収容空間の雰囲気を減圧する。
図１０に示すように、減圧工程では、基板１０が搬送ローラ８ａに配置されている。また、減圧工程では、加熱部５は、底板２２寄りに位置している。減圧工程において、加熱部５及び基板１０は、加熱部５の熱が基板１０に伝わらない程度に離反している。減圧工程において、加熱部５の電源はオンになっている。例えば、加熱部５の温度は、２５０℃程度になっている。一方、減圧工程において、赤外線ヒータ６の電源はオフになっている。
【００９６】
減圧工程では、基板１０の収容空間の雰囲気を大気圧から５００Ｐａ以下まで減圧する。例えば、減圧工程では、チャンバ内圧力を、大気圧から２０Ｐａまで徐々に下降させる。
【００９７】
減圧工程では、チャンバ２の内部雰囲気の酸素濃度を可及的に低くする。例えば、減圧工程では、チャンバ２内の真空度を２０Ｐａ以下とする。これにより、チャンバ２内の酸素濃度を１００ｐｐｍ以下とすることができる。
【００９８】
減圧工程の後、第一加熱工程では、基板１０を第一の温度で加熱する。
図１１に示すように、第一加熱工程では、加熱部５を上方に移動させて、基板１０を赤外線反射部３０の反射面３０ａに載置させる。具体的に、基板１０を反射面３０ａに設けられた基板支持凸部３５（図５参照）に支持させる。これにより、反射面３０ａは基板１０の第二面１０ｂに近接するため、加熱部５の熱が赤外線反射部３０を介して基板１０に伝わるようになる。例えば、第一加熱工程において、加熱部５の温度は、２５０℃を維持している。そのため、基板温度は、２５０℃まで上昇可能とされている。一方、第一加熱工程において、赤外線ヒータ６の電源はオフのままとなっている。
【００９９】
なお、第一加熱工程において、加熱部５は、通過部８ｈ（図１参照）内に位置している。便宜上、図１１において、移動前（減圧工程時の位置）の加熱部５を二点鎖線、移動後（第一加熱工程時の位置）の加熱部５を実線で示す。
【０１００】
第一加熱工程では、減圧工程の雰囲気を保った状態で、基板温度が１５０℃から３００℃の範囲で、基板１０に塗布されたポリイミド形成用液が揮発又はイミド化するまで基板１０を加熱する。例えば、第一加熱工程では、基板１０を加熱する時間を１０ｍｉｎ以下とする。具体的には、第一加熱工程では、基板１０を加熱する時間を３ｍｉｎとする。例えば、第一加熱工程では、基板温度を２５℃から２５０℃まで緩やかに上昇させる。
【０１０１】
第一加熱工程の後、第二加熱工程では、第一の温度よりも高い第二の温度で基板１０を加熱する。第二加熱工程では、第一加熱工程で用いる加熱部５とは別個独立して設けられている赤外線ヒータ６を用いて基板１０を加熱する。
【０１０２】
図１２に示すように、第二加熱工程では、加熱部５を第一加熱工程時の位置よりも更に上方に移動させて、基板１０を赤外線ヒータ６に近接させる。例えば、第二加熱工程において、加熱部５の温度は、２５０℃を維持している。また、第二加熱工程において、赤外線ヒータ６の電源はオンとされる。例えば、赤外線ヒータ６は、４５０℃で基板１０を加熱可能である。そのため、基板温度は、４５０℃まで上昇可能とされている。第二加熱工程では、第一加熱工程時よりも基板１０が赤外線ヒータ６に近づくため、赤外線ヒータ６の熱が基板１０に十分に伝わるようになる。
【０１０３】
なお、第二工程において、加熱部５は、搬送ローラ８ａ（図１に示す通過部８ｈ）の上方かつ赤外線ヒータ６の下方に位置している。便宜上、図１２において、移動前（第一加熱工程時の位置）の加熱部５を二点鎖線、移動後（第二加熱工程時の位置）の加熱部５を実線で示す。
【０１０４】
第二加熱工程では、減圧工程の雰囲気を保った状態で、基板温度が第一加熱工程の温度から６００℃以下になるまで基板１０を加熱する。例えば、第二加熱工程では、基板温度を２５０℃から４５０℃まで急峻に上昇させる。また、第二加熱工程では、チャンバ内圧力を２０Ｐａ以下に維持する。
【０１０５】
第二加熱工程では、加熱部５と赤外線ヒータ６との間に配置されている反射面３０ａを用いて加熱部５に向かう赤外線を反射する。これにより、加熱部５に赤外線が吸収されることを回避することができる。なお、反射面３０ａによって反射された赤外線の少なくとも一部は基板１０に吸収される。
【０１０６】
加えて、第二加熱工程では、加熱部５を冷却する。例えば、第二加熱工程では、加熱部の内部に配置された冷媒通過部５１に冷媒（空気）を通過させる（図８参照）。
【０１０７】
第二加熱工程は、基板１０を冷却させる冷却工程を含む。例えば、冷却工程では、減圧工程の雰囲気、もしくは低酸素雰囲気を保った状態で、基板温度が第二加熱工程の温度から基板１０を搬送可能な温度になるまで基板１０を冷却する。冷却工程では、赤外線ヒータ６の電源をオフにする。
【０１０８】
以上の工程を経ることにより、基板１０に塗布されたポリイミド形成用液の揮発又はイミド化を行うとともに、基板１０に塗布されたポリイミド形成用液のイミド化時の分子鎖の再配列を行い、ポリイミド膜を形成することができる。
【０１０９】
以上のように、本実施形態によれば、加熱部５と赤外線ヒータ６との間に配置されるとともに加熱部５に向かう赤外線を反射する反射面３０ａを含むことで、加熱部５に赤外線が吸収されることを回避することができるため、赤外線による加熱部５の昇温を抑制することができる。そのため、赤外線による加熱部５の昇温に伴う加熱部５の降温時間を考慮する必要がない。したがって、加熱部５の降温に要するタクトタイムを短縮化することができる。加えて、反射面３０ａによって反射された赤外線の少なくとも一部は基板１０に吸収されるため、基板１０の加熱を促進することができる。一方、反射面３０ａによって反射された赤外線による基板１０の温度上昇分を踏まえて、赤外線ヒータ６の出力を低減することができる。ところで、オーブンで熱風を循環させて基板を加熱する方式であると、熱風の循環によって基板の収容空間に異物が巻き上げられる可能性がある。これに対し、本実施形態によれば、基板１０の収容空間の雰囲気を減圧した状態で基板１０を加熱することができるため、基板１０の収容空間に異物が巻き上げられることはなく、好適である。
【０１１０】
また、反射面３０ａを有する赤外線反射部３０を更に含み、加熱部５は、赤外線反射部３０を載置可能な載置面５ａを含んでいることで、基板１０の収容空間の雰囲気を減圧して真空状態とした場合、加熱部５における載置面５ａと赤外線反射部３０との間を真空断熱することができる。すなわち、載置面５ａと赤外線反射部３０との界面における隙間を断熱層として機能させることができる。そのため、赤外線による加熱部５の昇温を抑制することができる。一方、基板１０の収容空間に窒素を供給（Ｎ２パージ）した場合、載置面５ａと赤外線反射部３０との間の真空断熱を解除することができる。そのため、加熱部５が降温しているときは赤外線反射部３０も降温していると推定することができる。
【０１１１】
また、加熱部５と赤外線反射部３０との間には赤外線反射部３０を加熱部５に着脱可能とする着脱構造４０が設けられていることで、赤外線反射部３０が加熱部５から着脱可能とされるため、赤外線反射部３０のメンテナンス性を向上することができる。例えば、反射面３０ａに傷がついた場合であっても、赤外線反射部３０のみを交換すれば済むため、メンテナンス性に優れる。
【０１１２】
また、着脱構造４０は、載置面５ａから突出する突出部４１と、赤外線反射部３０に形成されるとともに突出部４１が挿し込まれる挿込部４２とを含んでいることで、赤外線反射部３０の挿込部４２を載置面５ａの突出部４１に挿し込むことによって、赤外線反射部３０を加熱部５に容易に取り付けることができる。加えて、赤外線反射部３０を載置面５ａに単に載置する場合と比較して、載置面５ａの面内において赤外線反射部３０の位置ズレを抑制することができる。
【０１１３】
また、突出部４１は、第一凸部４１ａと、載置面５ａの面内で前記第一凸部４１ａから離反する第二凸部４１ｂとを含み、挿込部４２は、第一凸部４１ａが挿し込まれる第一凹部４２ａと、少なくとも第一凸部４１ａと第二凸部４１ｂとの離反方向への赤外線反射部３０の膨張又は収縮を許容するように第二凸部４１ｂが挿し込まれる第二凹部４２ｂとを含んでいることで、以下の効果を奏する。赤外線反射部３０の第一凹部４２ａを第一凸部４１ａに挿し込むとともに、第二凹部４２ｂを第二凸部４１ｂに挿し込むことによって、第一凸部４１ａを基準として赤外線反射部３０の位置決めを行うことができる。加えて、赤外線反射部３０が熱膨張又は熱収縮したとしても、少なくとも第一凸部４１ａと第二凸部４１ｂとの離反方向への赤外線反射部３０の膨張又は収縮を第二凹部４２ｂで許容することができる。
【０１１４】
また、載置面５ａは、載置面５ａの面内で区画された複数の載置領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４を含み、赤外線反射部３０は、複数の載置領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４ごとに分割された複数の赤外線反射板３１，３２，３３，３４を含んでいることで、以下の効果を奏する。複数の載置領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４ごとに分割された赤外線反射板３１，３２，３３，３４をそれぞれ載置することができるため、赤外線反射部３０を大サイズの１枚の板部材とした場合と比較して、赤外線反射部３０を載置面５ａに容易に載置することができる。ところで、赤外線反射部３０をＧ６サイズ（縦１５０ｃｍ×横１８５ｃｍ）以上の１枚の板部材とした場合には、そのままのサイズでは反射面３０ａの鏡面処理が困難となる可能性がある。これに対し、この構成によれば、分割された赤外線反射板３１，３２，３３，３４ごとに反射面３０ａの鏡面処理を容易に行うことができる。
【０１１５】
また、隣り合う２つの赤外線反射板３１，３２，３３，３４は、間隔Ｓ１，Ｓ２をあけて配置されていることで、赤外線反射部３０が熱膨張したとしても、２つの赤外線反射板３１，３２，３３，３４が隣り合う方向への赤外線反射部３０の膨張を間隔Ｓ１，Ｓ２で許容することができる。
【０１１６】
また、反射面３０ａには、基板１０を支持可能な複数の基板支持凸部３５が設けられていることで、基板が基板支持凸部３５で支持されることによって、反射面３０ａと基板１０との間に隙間が形成されるため、基板１０との接触により反射面３０ａに傷がつくことを回避することができる。
【０１１７】
また、加熱部５を冷却可能な冷却機構５０を更に含んでいることで、加熱部５を自然空冷する場合と比較して、加熱部５の降温レートを大きくすることができるため、加熱部５を短時間で降温することができる。したがって、加熱部５の降温に要するタクトタイムをより一層短縮化することができる。
【０１１８】
また、冷却機構５０は、加熱部５の内部に配置されるとともに冷媒を通過可能とする冷媒通過部５１を含んでいることで、加熱部５を外部から冷却する場合と比較して、加熱部５を内部から効率的に冷却することができるため、加熱部５を短時間で降温することができる。
【０１１９】
また、冷媒通過部５１は、載置面５ａと平行な一方向に延びるとともに、載置面５ａと平行でかつ前記一方向と交差する方向に並ぶ複数の冷却通路５１ａ，５１ｂを含んでいることで、加熱部５を万遍なく効率的に冷却することができるため、加熱部５全体を短時間で降温することができる。
【０１２０】
また、複数の冷却通路５１ａ，５１ｂは、冷媒を加熱部５の一端側から他端側に通過させる第一冷却通路５１ａと、冷媒を加熱部５の他端側から一端側に通過させる第二冷却通路５１ｂとを含んでいることで、以下の効果を奏する。複数の冷却通路５１ａ，５１ｂが冷媒を加熱部５の一端側から他端側に向けてのみ通過させる場合と比較して、加熱部５の一端側と他端側とで温度差が生じることを抑制することができる。すなわち、加熱部５の一端側と他端側とで温度差が相殺されるため、温度分布のバランスを改善することができる。したがって、加熱部５を効率的に均一に冷却することができる。
【０１２１】
また、第一冷却通路５１ａと前記第二冷却通路５１ｂとは、載置面５ａと平行でかつ前記一方向と交差する方向に交互に配置されていることで、載置面５ａと平行でかつ第一方向と交差する方向においても温度差が生じることを抑制することができる。すなわち、載置面５ａと平行でかつ第一方向と交差する方向においても温度差が相殺されるため、面内の温度分布のバランスを改善することができる。したがって、加熱部５を万遍なく効率的に均一に冷却することができる。
【０１２２】
また、冷媒通過部５１は、加熱部５の一端側と他端側とにおいて複数の冷却通路５１ａ，５１ｂに連結される冷却マニホールド５２，５３を更に含み、冷却マニホールド５２，５３を選択的に加熱可能な補助加熱部Ｈ２，Ｈ３を更に含んでいることで、以下の効果を奏する。冷却マニホールド５２，５３を介して複数の冷却通路５１ａ，５１ｂに冷媒を一括して流すことができるため、加熱部５を効率的に冷却することができる。加えて、冷却マニホールド５２，５３付近が降温しそうな場合であっても、補助加熱部Ｈ２，Ｈ３によって冷却マニホールド５２，５３を選択的に加熱することができるため、冷却マニホールド５２，５３付近の領域と他の領域とで温度差が生じることを抑制することができる。したがって、加熱部５を効率的に均一に冷却することができる。
【０１２３】
また、基板１０、加熱部５及び赤外線ヒータ６を収容可能なチャンバ２を更に含むことで、チャンバ２内で基板１０の加熱温度を管理することができるため、基板１０を効果的に加熱することができる。加えて、チャンバ２内で加熱部５の温度を管理することができるため、加熱部５を効果的に降温することができる。
【０１２４】
また、基板１０、加熱部５及び赤外線ヒータ６が共通のチャンバ２に収容されていることで、共通のチャンバ２内で基板１０への加熱部５による加熱処理と赤外線ヒータ６による加熱処理とを一括して行うことができる。すなわち、加熱部５及び赤外線ヒータ６が互いに異なるチャンバ２に収容された場合のように、異なる２つのチャンバ２間で基板１０を搬送させるための時間を要しない。したがって、基板１０の加熱処理をより一層効率良く行うことができる。また、異なる２つのチャンバ２を備えた場合と比較して、装置全体を小型化することができる。
【０１２５】
また、ポリイミド形成用液が基板１０の第一面１０ａにのみ塗布されており、加熱部５が基板１０の第一面１０ａとは反対側の第二面１０ｂの側に配置されていることで、以下の効果を奏する。加熱部５から発せられた熱が、基板１０の第二面１０ｂの側から第一面１０ａの側に向けて伝わるようになるため、基板１０を効果的に加熱することができる。また、加熱部５で基板１０を加熱している間に、基板１０に塗布されたポリイミド形成用液の揮発又はイミド化（例えば、成膜中のガス抜き）を効率良く行うことができる。
【０１２６】
また、加熱部５及び赤外線ヒータ６の双方が基板１０を段階的に加熱可能であることで、以下の効果を奏する。加熱部５及び赤外線ヒータ６が基板１０を一定の温度でのみ加熱可能な場合と比較して、基板１０に塗布されたポリイミド形成用液の成膜条件に適合するように、基板１０を効率良く加熱することができる。したがって、基板１０に塗布されたポリイミド形成用液を段階的に乾燥させ、良好に硬化させることができる。
【０１２７】
また、加熱部５及び赤外線ヒータ６と基板１０との相対位置を調整可能な位置調整部７を更に含むことで、前記位置調整部７を備えない場合と比較して、基板１０の加熱温度を調整し易くなる。例えば、基板１０の加熱温度を高くする場合には加熱部５及び赤外線ヒータ６と基板１０とを近接させ、基板１０の加熱温度を低くする場合には加熱部５及び赤外線ヒータ６と基板１０とを離反させることができる。したがって、基板１０を段階的に加熱し易くなる。
【０１２８】
また、位置調整部７は、基板１０を加熱部５と赤外線ヒータ６との間で移動可能とする移動部７ａを含むことで、以下の効果を奏する。基板１０を加熱部５と赤外線ヒータ６との間で移動させることによって、加熱部５及び赤外線ヒータ６の少なくとも一方を定位置に配置した状態で、基板１０の加熱温度を調整することができる。したがって、加熱部５及び赤外線ヒータ６の少なくとも一方を移動可能とする装置を別途設ける必要がないため、簡素な構成で基板１０の加熱温度を調整することができる。
【０１２９】
また、加熱部５と赤外線ヒータ６との間には、基板１０を搬送可能とする搬送部８が設けられており、搬送部８には、移動部７ａを通過可能とする通過部８ｈが形成されていることで、以下の効果を奏する。基板１０を加熱部５と赤外線ヒータ６との間で移動させる場合に、通過部８ｈを通過させることができるため、搬送部８を迂回して基板１０を移動させる必要がない。したがって、搬送部８を迂回して基板１０を移動させるための装置を別途設ける必要がないため、簡素な構成で基板１０の移動をスムーズに行うことができる。
【０１３０】
また、加熱部５がホットプレートであることで、基板１０の加熱温度を基板１０の面内で均一化させることができるため、膜特性を向上させることができる。例えば、ホットプレートの一面と基板１０の第二面１０ｂとを当接させた状態で基板１０を加熱することによって、基板１０の加熱温度の面内均一性を高めることができる。
【０１３１】
また、基板１０の温度を検知可能な温度検知部９を更に含むことで、基板１０の温度をリアルタイムで把握することができる。例えば、温度検知部９の検知結果に基づいて基板１０を加熱することによって、基板１０の温度が目標値からずれることを抑制することができる。
【０１３２】
また、基板１０に塗布されたポリイミド形成用液から揮発した溶媒を回収可能な回収部１１を更に含むことで、ポリイミド形成用液から揮発した溶媒が工場側へ排出されることを防ぐことができる。また、回収部１１を減圧部３（真空ポンプ１３）のラインに接続した場合には、ポリイミド形成用液から揮発した溶媒が再び液化して真空ポンプ１３内に逆流することを防ぐことができる。さらに、ポリイミド形成用液から揮発した溶媒を、洗浄液として再利用することができる。例えば、洗浄液は、ノズル先端の洗浄、ノズルに付着した液をかき取る部材に付着した液の洗浄等に用いることができる。
【０１３３】
また、赤外線ヒータ６が基板１０の第一面１０ａの側に配置されていることで、赤外線ヒータ６から発せられた熱が、基板１０の第一面１０ａの側から第二面１０ｂの側に向けて伝わるようになるため、加熱部５による加熱と赤外線ヒータ６による加熱とが相まって、基板１０をより一層効果的に加熱することができる。
【０１３４】
また、赤外線ヒータ６の赤外線加熱によって、基板１０を第二の温度まで短時間で昇温することができる。また、赤外線ヒータ６と基板１０とを離反させた状態で基板１０を加熱すること（いわゆる非接触加熱）ができるため、基板１０を清浄に保つ（いわゆるクリーン加熱を行う）ことができる。
【０１３５】
また、赤外線ヒータのピーク波長範囲が１．５μｍ以上かつ４μｍ以下の範囲であることで、１．５μｍ以上かつ４μｍ以下の範囲の波長は、ガラス及び水等の吸収波長と一致するため、基板１０及び基板１０に塗布されたポリイミド形成用液をより一層効果的に加熱することができる。
【０１３６】
また、基板１０を揺動可能な揺動部１２を更に含むことで、基板１０を揺動させつつ加熱することができるため、基板１０の温度均一性を高めることができる。
【０１３７】
また、第二加熱工程において加熱部５と赤外線ヒータ６との間に配置されている反射面３０ａを用いて加熱部５に向かう赤外線を反射することで、加熱部５に赤外線が吸収されることを回避することができるため、赤外線による加熱部５の昇温を抑制することができる。そのため、赤外線による加熱部５の昇温に伴う加熱部５の降温時間を考慮する必要がない。したがって、加熱部５の降温に要するタクトタイムを短縮化することができる。加えて、反射面３０ａによって反射された赤外線の少なくとも一部は基板１０に吸収されるため、基板１０の加熱を促進することができる。一方、反射面３０ａによって反射された赤外線による基板１０の温度上昇分を踏まえて、赤外線ヒータ６の出力を低減することができる。
【０１３８】
また、第二加熱工程において加熱部５を冷却することで、第二加熱工程の後に加熱部５を冷却する場合と比較して、加熱部５を短時間で降温することができる。したがって、加熱部５の降温に要するタクトタイムをより一層短縮化することができる。
【０１３９】
（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態について、図１３〜図１５を用いて説明する。
図１３は、第二実施形態に係る基板加熱装置２０１の動作の一例を説明するための図である。図１４は、図１３に続く、第二実施形態に係る基板加熱装置２０１の動作説明図である。図１５は、図１４に続く、第二実施形態に係る基板加熱装置２０１の動作説明図である。
便宜上、図１３〜図１５においては、基板加熱装置２０１の構成要素のうち、減圧部３、ガス供給部４、搬送部８、温度検知部９、回収部１１、揺動部１２、基板支持凸部３５、冷却機構５０及び制御部１５の図示を省略する。
【０１４０】
第二実施形態では、第一実施形態に対して、位置調整部２０７の構成が特に異なる。図１３〜図１５において、第一実施形態と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１４１】
＜位置調整部＞
図１３に示すように、位置調整部２０７は、収容部２７０、移動部２７５及び駆動部２７９を備えている。
収容部２７０は、チャンバ２の下側に配置されている。収容部２７０は、移動部２７５及び駆動部２７９を収容可能である。収容部２７０は、直方体の箱状に形成される。具体的に、収容部２７０は、矩形板状の第一支持板２７１と、第一支持板２７１と対向する矩形板状の第二支持板２７２と、第一支持板２７１及び第二支持板２７２の外周縁に繋がるとともに移動部２７５及び駆動部２７９の周囲を囲むように覆う囲い板２７３とによって形成されている。なお、囲い板２７３は設けられていなくてもよい。すなわち、位置調整部２０７は、少なくとも第一支持板２７１、移動部２７５及び駆動部２７９を備えていればよい。例えば、装置全体を覆う外装カバーが設けられていてもよい。
【０１４２】
第一支持板２７１の外周縁は、チャンバ２の周壁２３の下端に接続されている。第一支持板２７１は、チャンバ２の底板としても機能する。第一支持板２７１には、加熱部２０５が配置されている。具体的に、加熱部２０５は、チャンバ２内で第一支持板２７１に支持されている。
【０１４３】
囲い板２７３と周壁２３とは、上下に連続して連なっている。チャンバ２は、基板１０を密閉空間で収容可能に構成されている。例えば、天板２１、底板としての第一支持板２７１、及び周壁２３の各接続部を溶接等で隙間なく結合することで、チャンバ２内の気密性を向上することができる。
【０１４４】
移動部２７５は、ピン２７６、伸縮管２７７及び基台２７８を備える。
ピン２７６は、基板１０の第二面１０ｂを支持可能かつ第二面１０ｂの法線方向（Ｚ方向）に移動可能である。ピン２７６は、上下に延びる棒状の部材である。ピン２７６の先端（上端）は、基板１０の第二面１０ｂに当接可能かつ基板１０の第二面１０ｂから離反可能とされている。
【０１４５】
ピン２７６は、第二面１０ｂと平行な方向（Ｘ方向及びＹ方向）に間隔を空けて複数設けられている。複数のピン２７６は、それぞれ略同じ長さに形成されている。複数のピン２７６の先端は、第二面１０ｂと平行な面内（ＸＹ平面内）に配置されている。
【０１４６】
伸縮管２７７は、第一支持板２７１と基台２７８との間に設けられている。伸縮管２７７は、ピン２７６の周囲を囲むように覆うとともに、上下に延びる管状の部材である。伸縮管２７７は、第一支持板２７１と基台２７８との間で上下に伸縮自在とされている。例えば、伸縮管２７７は、真空ベローズである。
【０１４７】
伸縮管２７７は、複数のピン２７６と同じ数だけ複数設けられている。複数の伸縮管２７７の先端（上端）は、第一支持板２７１に固定されている。具体的に、第一支持板２７１には、第一支持板２７１を厚み方向に開口する複数の挿通孔２７１ｈが形成されている。各挿通孔２７１ｈの内径は、各伸縮管２７７の外径と略同じ大きさとされている。例えば、各伸縮管２７７の先端は、第一支持板２７１の各挿通孔２７１ｈに嵌合固定されている。
【０１４８】
基台２７８は、第一支持板２７１と対向する板状の部材である。基台２７８の上面は、基板１０の第二面１０ｂに沿う平坦面をなしている。基台２７８の上面には、複数のピン２７６の基端（下端）及び複数の伸縮管２７７の基端（下端）が固定されている。
【０１４９】
複数のピン２７６の先端は、加熱部２０５を挿通可能とされている。加熱部２０５には、第一支持板２７１の各挿通孔２７１ｈ（各伸縮管２７７の内部空間）に第二面１０ｂの法線方向で重なる位置で、加熱部２０５を第二面１０ｂの法線方向（ホットプレートの厚み方向）に開口する複数の挿通孔２０５ｈが形成されている。
【０１５０】
複数のピン２７６の先端は、赤外線反射部２３０を挿通可能とされている。赤外線反射部２３０には、第一支持板２７１の各挿通孔２７１ｈ（各伸縮管２７７の内部空間）に第二面１０ｂの法線方向で重なる位置で、赤外線反射部２３０を第二面１０ｂの法線方向（赤外線反射板の厚み方向）に開口する複数の挿通孔２３０ｈが形成されている。
【０１５１】
複数のピン２７６の先端は、各伸縮管２７７の内部空間、加熱部２０５の各挿通孔２０５ｈ及び赤外線反射部２３０の各挿通孔２３０ｈを介して、基板１０の第二面１０ｂに当接可能とされている。そのため、複数のピン２７６の先端によって、基板１０がＸＹ平面に平行に支持されるようになっている。複数のピン２７６は、チャンバ２内に収容される基板１０を支持しつつチャンバ２内のＺ方向に移動するようになっている（図１３〜図１５参照）。
【０１５２】
駆動部２７９は、チャンバ２の外部である収容部２７０内に配置されている。そのため、仮に駆動部２７９の駆動に伴いパーティクルが発生したとしても、チャンバ２内を密閉空間とすることによって、チャンバ２内へのパーティクルの侵入を回避することができる。
【０１５３】
＜基板加熱方法＞
次に、本実施形態に係る基板加熱方法を説明する。本実施形態では、上記の基板加熱装置２０１を用いて基板１０を加熱する。基板加熱装置２０１の各部で行われる動作は、制御部１５によって制御される。なお、第一実施形態と同様の工程については、その詳細な説明は省略する。
【０１５４】
本実施形態に係る基板加熱方法は、減圧工程、第一加熱工程及び第二加熱工程を含む。
減圧工程では、ポリイミド形成用液が塗布された基板１０を減圧する。
図１３に示すように、減圧工程では、基板１０が加熱部２０５から離反している。具体的に、各伸縮管２７７の内部空間、加熱部２０５の各挿通孔２０５ｈ及び赤外線反射部２３０の各挿通孔２３０ｈを介して複数のピン２７６の先端を基板１０の第二面１０ｂに当接させるとともに、基板１０を上昇させることによって、基板１０を加熱部２０５から離反させている。減圧工程において、加熱部２０５及び基板１０は、加熱部２０５の熱が基板１０に伝わらない程度に離反している。減圧工程において、加熱部２０５の電源はオンになっている。例えば、加熱部２０５の温度は、２５０℃程度になっている。一方、減圧工程において、赤外線ヒータ６の電源はオフになっている。
【０１５５】
減圧工程の後、第一加熱工程では、基板１０を加熱部２０５の温度で加熱する。
図１４に示すように、第一加熱工程では、複数のピン２７６の先端を基板１０の第二面１０ｂから離反させることによって、基板１０を赤外線反射部２３０の反射面２３０ａに載置させる。具体的に、基板１０を反射面２３０ａに設けられた基板支持凸部（不図示）に支持させる。これにより、反射面２３０ａは基板１０の第二面１０ｂに近接するため、加熱部５の熱が赤外線反射部２３０を介して基板１０に伝わるようになる。例えば、第一加熱工程において、加熱部２０５の温度は、２５０℃を維持している。そのため、基板温度は、２５０℃まで上昇可能とされている。一方、第一加熱工程において、赤外線ヒータ６の電源はオフのままとなっている。
【０１５６】
第一加熱工程の後、第二加熱工程では、第二の温度で基板１０を加熱する。
図１５に示すように、第二加熱工程では、基板１０を第一加熱工程時の位置よりも更に上昇させることによって、基板１０を赤外線ヒータ６に近接させる。例えば、第二加熱工程において、加熱部２０５の温度は、２５０℃を維持している。また、第二加熱工程において、赤外線ヒータ６の電源はオンとされる。例えば、赤外線ヒータ６は、４５０℃で基板１０を加熱可能である。そのため、基板温度は、４５０℃まで上昇可能とされている。第二加熱工程では、第一加熱工程時よりも基板１０が赤外線ヒータ６に近づくため、赤外線ヒータ６の熱が基板１０に十分に伝わるようになる。
【０１５７】
その後、第一実施形態と同様の工程を経ることにより、基板１０に塗布されたポリイミド形成用液の揮発又はイミド化を行うとともに、基板１０に塗布されたポリイミド形成用液のイミド化時の分子鎖の再配列を行い、ポリイミド膜を形成することができる。
【０１５８】
以上のように、本実施形態によれば、移動部２７５が基板１０の第二面１０ｂを支持可能かつ第二面１０ｂの法線方向に移動可能な複数のピン２７６を含み、複数のピン２７６の先端が第二面１０ｂと平行な面内に配置されていることで、以下の効果を奏する。基板１０を安定して支持した状態で、基板１０を加熱することができるため、基板１０に塗布されたポリイミド形成用液を安定して成膜させることができる。
【０１５９】
また、加熱部２０５には、加熱部２０５を第二面１０ｂの法線方向に開口する複数の挿通孔２０５ｈが形成されており、各ピン２７６の先端が各挿通孔２０５ｈを介して第二面１０ｂに当接可能とされていることで、以下の効果を奏する。複数のピン２７６と加熱部２０５との間での基板１０の受け渡しを短時間で行うことができるため、基板１０の加熱温度を効率良く調整することができる。
【０１６０】
なお、上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可能である。
また、上記実施形態においては、反射面を有する赤外線反射部を備えているが、これに限らない。例えば、赤外線反射部を備えることなく、加熱部の上面が赤外線を反射する反射面とされていてもよい。
【０１６１】
また、上記実施形態においては、基板、加熱部及び赤外線ヒータが共通のチャンバに収容されているが、これに限らない。例えば、加熱部及び赤外線ヒータが互いに異なるチャンバに収容されていてもよい。
【０１６２】
また、上記実施形態においては、加熱部及び赤外線ヒータの双方が基板を段階的に加熱可能であるが、これに限らない。例えば、加熱部及び赤外線ヒータの少なくとも一方が、基板を段階的に加熱可能であってもよい。また、加熱部及び赤外線ヒータの双方が、基板を一定の温度でのみ加熱可能であってもよい。
【０１６３】
また、上記実施形態においては、チャンバの内壁が赤外線を反射可能とされていてもよい。例えば、チャンバの内壁が、アルミニウム等の金属による鏡面（反射面）とされていてもよい。これにより、チャンバの内壁が赤外線を吸収可能とされている場合と比較して、チャンバ内の温度均一性を高めることができる。
【０１６４】
また、上記実施形態においては、搬送部として複数の搬送ローラを用いたが、これに限らない。例えば、搬送部としてベルトコンベアを用いてもよいし、リニアモータアクチュエータを用いてもよい。例えば、ベルトコンベア及びリニアモータアクチュエータは、Ｘ方向に継ぎ足し可能とされてもよい。これにより、Ｘ方向における基板の搬送距離を調整することができる。
【０１６５】
また、搬送部として図４に示す構成（搬送部に通過部が形成されている構成）以外の構成を採用する場合には、加熱部の平面視サイズは、基板の平面視サイズと同等以上であってもよい。これにより、加熱部の平面視サイズが基板の平面視サイズよりも小さい場合と比較して、基板の加熱温度の面内均一性をより一層高めることができる。
【０１６６】
また、上記実施形態においては、減圧工程及び第一加熱工程において、加熱部の電源はオンになっており、赤外線ヒータの電源はオフになっているが、これに限らない。例えば、減圧工程及び第一加熱工程において、加熱部及び赤外線ヒータの電源がオンになっていてもよい。
【０１６７】
また、上記第二実施形態においては、複数のピンの先端が赤外線反射部を挿通可能とされている（すなわち、赤外線反射部には複数の挿通孔が形成されている）が、これに限らない。例えば、複数のピンの先端が赤外線反射部を挿通不能とされていてもよい。すなわち、赤外線反射部には挿通孔が形成されていなくてもよい。この場合、複数のピンの先端は、各伸縮管の内部空間及び加熱部の各挿通孔を介して、赤外線反射部の裏面に当接可能とされる。そのため、複数のピンの先端によって、赤外線反射部がＸＹ平面に平行に支持されるようになる。複数のピンは、赤外線反射部を介してチャンバ内に収容される基板を支持しつつチャンバ内のＺ方向に移動する。
【０１６８】
なお、上記において実施形態又はその変形例として記載した各構成要素は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜組み合わせることができるし、また、組み合わされた複数の構成要素のうち一部の構成要素を適宜用いないようにすることもできる。
【実施例】
【０１６９】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【０１７０】
本発明者は、ホットプレート（加熱部）と赤外線ヒータとの間に配置されるとともにホットプレートに向かう赤外線を反射する反射面を備えた基板加熱装置を用いてポリイミド膜を成膜することによって、赤外線によるホットプレートの昇温を抑制することができることを以下の評価により確認した。
【０１７１】
（基板）
基板は、ガラス基板を用いた。
【０１７２】
（比較例）
比較例の基板加熱装置は、減圧部、ホットプレート及び赤外線ヒータを備えたものを用いた。すなわち、比較例においては、ホットプレートと赤外線ヒータとの間に上記反射面を備えていない。
【０１７３】
（実施例１）
実施例１の基板加熱装置は、減圧部、ホットプレート、赤外線ヒータ及び反射面を備えたものを用いた。すなわち、実施例１の基板加熱装置は、比較例に対して更に反射面（図１に示す反射面３０ａ）を備えている。
【０１７４】
（実施例２）
実施例２の基板加熱装置は、減圧部、ホットプレート、赤外線ヒータ、反射面及び冷却機構を備えたものを用いた。すなわち、実施例２の基板加熱装置は、実施例１に対して更に冷却機構（図８に示す冷却機構５０）を備えている。
【０１７５】
（処理条件）
以下、比較例及び実施例１におけるホットプレートの温度上昇の評価の処理条件を説明する。
ホットプレートの温度は２５０℃とした。赤外線による基板の加熱時間（すなわち、赤外線の照射時間）は１０ｍｉｎとした。
【０１７６】
（ホットプレートの温度上昇評価結果）
図１６は、比較例及び実施例１におけるホットプレートの温度上昇の評価結果を示す図である。図１６において、横軸は時間［ｍｉｎ］、縦軸はホットプレートの温度［℃］を示す。
【０１７７】
図１６に示すように、比較例の場合、ホットプレートの温度上昇は２９．２℃、冷却にかかる時間は８ｍｉｎであった。
実施例１の場合、ホットプレートの温度上昇は０．１℃、冷却にかかる時間は０ｍｉｎであった。
以上により、ホットプレートの温度を２５０℃とし、かつ赤外線の照射時間を１０ｍｉｎとした場合には、冷却機構を備えていなくても、赤外線によるホットプレートの昇温を抑制することができることが分かった。
【０１７８】
（処理条件）
以下、実施例１及び実施例２におけるホットプレートの温度上昇の評価の処理条件を説明する。
ホットプレートの温度は２５０℃とした。赤外線による基板の加熱時間（すなわち、赤外線の照射時間）は２０ｍｉｎとした。
【０１７９】
（ホットプレートの温度上昇評価結果）
図１７は、実施例１及び実施例２におけるホットプレートの温度上昇の評価結果を示す図である。図１７において、横軸は時間［ｍｉｎ］、縦軸はホットプレートの温度［℃］を示す。
【０１８０】
図１７に示すように、実施例１の場合、ホットプレートの温度上昇は１０．３℃、冷却にかかる時間は９ｍｉｎであった。
実施例２の場合、ホットプレートの温度上昇は６℃、冷却にかかる時間は３ｍｉｎであった。
以上により、ホットプレートの温度を２５０℃とし、かつ赤外線の照射時間を２０ｍｉｎとした場合には、赤外線の照射後にホットプレートを冷却機構により空冷することによって、ホットプレートを短時間で降温することができることが分かった。
【符号の説明】
【０１８１】
１，２０１…基板加熱装置  ２…チャンバ  ３…減圧部  ５，２０５…加熱部  ５ａ…載置面  ６…赤外線ヒータ  ７，２０７…位置調整部  ７ａ，２７５…移動部  ８…搬送部  ８ｈ…通過部  ９…温度検知部  １０…基板  １０ａ…第一面  １０ｂ…第二面  １１…回収部  ３０，２３０…赤外線反射部  ３０ａ，２３０ａ…反射面  ３１，３２，３３，３４…赤外線反射板  ３５…基板支持凸部  ４０…着脱構造  ４１…突出部  ４１ａ…第一凸部  ４１ｂ…第二凸部  ４２…挿込部  ４２ａ…第一凹部  ４２ｂ…第二凹部  ５０…冷却機構  ５１…冷媒通過部  ５１ａ…第一冷却通路（冷却通路）  ５１ｂ…第二冷却通路（冷却通路）  ５２，５３…冷却マニホールド  ２０５ｈ…挿通孔  ２７６…ピン  Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４…載置領域  Ｈ２…第二加熱領域（補助加熱部）  Ｈ３…第三加熱領域（補助加熱部）  Ｓ１，Ｓ２…間隔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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