(57)【要約】【課題】  板状のワークを極短時間に設定温度に調整できる板状のワークの温度制御方法及びその装置を提供する。【解決手段】  露光装置１１等に移送する精密加工が施される板状のワークとしてのガラス基板１３を設定温度にするための板状のワークの温度制御方法において、ガラス基板１３の表面に前後左右に間隔を置いて多数のノズル２７を設け、その各ノズル２７からワークの設定温度±０．１℃以内に温度調整された温調空気を、風速数ｍ／ｓｅｃ〜十ｍ／ｓで、ガラス基板１３に向けて吹き出してガラス基板１３を設定温度に１分以内に調整するようにしたものである。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光装置等に移送する精密加工が施される板状のワークを設定温度にするための板状のワークの温度制御方法において、板状のワークの表面に前後左右に間隔を置いて多数のノズルを設け、その各ノズルからワークの設定温度±０．１℃以内に温度調整された温調空気を、風速数ｍ／ｓｅｃ〜数１０ｍ／ｓｅｃでワークに向けて吹き出してワークを１分以内に設定温度に調整することを特徴とする板状のワークの温度制御方法。
【請求項２】
板状のワークの表面と裏面に、それぞれ前後左右に間隔を置いて多数のノズルを設け、その表裏の各ノズルから温度調整された温調空気をワークに向けて吹き出してワークを設定温度に調整する請求項１記載の板状のワークの温度制御方法。
【請求項３】
ノズルの近傍に空気吸込口を設け、ノズルから板状のワークに吹き付けた温調空気を上記空気吸込口から吸引する請求項１又は２記載の板状のワークの温度制御方法。
【請求項４】
露光装置等に移送する精密加工が施される板状のワークを、１分以内に設定温度±０．１℃以内にするための板状のワークの温度制御装置において、板状のワークの表面に前後左右に間隔を置いて多数のノズルを設け、その各ノズルに、ワークの設定温度±０．１℃以内に温度調整された温調空気を供給する精密温調機を接続してノズルから吹き出す温調空気の噴流を風速数ｍ／ｓｅｃ〜数１０ｍ／ｓｅｃでワークに垂直に吹き付けることを特徴とする板状のワークの温度制御装置。
【請求項５】
露光装置等に移送する精密加工が施される板状のワークを、１分以内に設定温度±０．１℃以内にするための板状のワークの温度制御装置において、板状のワークの表面に向けて垂直に、前後左右に間隔を置いて多数のノズルを設けると共に各ノズルの近傍に空気吸込口を設け、そのノズルと空気吸込口に、その空気吸込口からの空気を吸引すると共にこれをワークの設定温度±０．１℃以内の温度に調整し、その温度調整された温調空気をノズルに供給する精密温調機を接続してノズルから吹き出す温調空気の噴流を風速数ｍ／ｓｅｃ〜数１０ｍ／ｓｅｃでワークに垂直に吹き付けることを特徴とする板状のワークの温度制御装置。
【請求項６】
ノズルと吸込口がワークの裏面に設けられる請求項５記載の板状のワークの温度制御装置。
【請求項７】
ノズルは、その前後左右の間隔が１０〜５０ｍｍの間隔で配置される請求項４〜６いずれかに記載の板状のワークの温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイなどに用いられるガラス基板に代表される精密加工を要する板状のワークの温度制御方法及びその装置に係り、特に、板状のワークの温度を短時間に設定度にすることができる板状のワークの温度制御方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶ディスプレイの製造は、クリーンルーム内で、ガラス基板上に、スパッタリング、プラズマＣＶＤなどで成膜し、フォトプロセス、エッチングプロセスを数回繰り返して画素ごとのＴＦＴを製造し、他方、貼り合わせる他のガラス基板に顔料レジスト塗布、露光・現像、レジスト除去などを行ってカラーフィルタを製造し、これらガラス基板に液晶のセルを形成した後、貼り合わせ、その後、各セルに液晶を注入封止した後、ＴＣＰやプリント基板等を実装して製造される。
【０００３】
この液晶ディスプレイの製造装置におけるガラス基板の流れを図６により説明する。
【０００４】
図６において、６０は、ガラス基板にレジスト膜などを塗布するコータデベロッパー、６１は露光装置、６２は、コータデベロッパー６０と露光装置６１間に接続され、コータデベロッパー６０からのガラス基板６３を露光装置６１に、また露光装置６１からの露光済みガラス基板６３をコータデベロッパー６０に移動する搬送装置である。また、露光装置６１内の温度を一定に保つために空調装置６４が設けられている。
【０００５】
ガラス基板６３は、コータデベロッパー６０で成膜され、矢印で示したように搬送装置６２のマニピュレータ６７で露光装置６１に移動されて露光され、再度マニピュレータ６７で、矢印方向と反対に移動されてコータデベロッパー６０に戻され、エッチング処理がなされ、再度成膜されて露光装置６１に移動され、これを順次繰り返してガラス基板６３上に、ＴＦＴ等が形成される。
【０００６】
この液晶ディスプレイの製造装置は、温湿度制御されたクリーンルーム内に設置され、かつ、露光装置６１内は、空調装置６４で一定の温湿度に保たれ、その状態で、露光がなされるが、コータデベロッパー６０での成膜やクリーンルームの温度変化によりガラス基板６３の温度が変化するため、コータデベロッパー６０から受け取ったガラス基板６３を、搬送装置６２内に設けた温調チャック６８に移動し、その温調チャック６８でガラス基板６３の温度を設定温度（例えば２３±０．１℃）にした後、露光装置６１に移動している。
【０００７】
図７（ａ）、図７（ｂ）は、温調チャック６８を示したもので、温調チャック６８はチラーユニット７３が接続され、チラーユニット７３から供給される冷媒により温調チャック６８の表面が一定温度になるよう構成されている。この温調チャックにガラス基板６３を密着させ、ガラス基板６３が設定温度となるように制御されている。
【０００８】
【特許文献１】特開昭５９−１９５８２９号公報
【特許文献２】特開平１１−０２６３６４号公報
【特許文献３】特開平９−３１０１９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、最近の液晶ディスプレイは、大型でかつ高解像度のものが要求されており、このため、ガラス基板は、最大幅が１ｍを越える大型の基板が採用されてきており、今まで問題がなかったクリーンルームの温度変化に対してもガラス基板温度は変動し、これが露光装置６１での精度に影響を与えるようになって来ている。
【００１０】
図８、図９は、クリーンルームの温度変化に対するガラス基板の温度変化を表したものである。
【００１１】
先ず、クリーンルームの温度は、点線ｃで示すように設定温度２３℃に対して、一定の周期で変動があり、この場合のガラス基板の温度の経時変化を実線ｇで示している。図８は、クリーンルーム温度が最高温度の時に、温調チャック６８にセットされた時の経時変化を、図９は、クリーンルームの温度が最低温度の時に温調チャック６８にセットされた時の経時変化を示している。
【００１２】
図８，図９の測定結果から判るように、温調チャックで、ガラス基板の温度を設定の２３±０．１℃にするには、その時間ｔは数分もかかり、しかもその温調制御の間も、クリーンルームの温度変化に追従していることが判った。
【００１３】
このように、ガラス基板の温度が設定温度の２３±０．１℃の範囲に入るまでの数分の時間は、ガラス基板と音調チャック６８の表面の間の接触熱抵抗により生まれるもので、この時間を大幅に短縮させることは困難である。
【００１４】
通常、露光装置６１における露光工程に要するタクトタイムは、数十秒から１分以内であり、露光装置６１のタクトタイムを優先すると、ガラス基板の温度はクリーンルームの温度変化の影響をそのまま残したものとなり、この場合、温度変化を約１℃とすると、ガラスの線膨張率（０．５×１０-6［１／Ｋ］）より、１ｍのガラス基板で、０．５μｍの長さ変化となり、最大温度変化を３℃とすると、１．５μｍも変化してしまう問題があり、また温調チャックでの温調時間を待って露光を行うと、生産性が大幅に低下してしまう問題があることが判った。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、ガラス基板などの板状のワークを極短時間に設定温度に調整できる板状のワークの温度制御方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、露光装置等に移送する精密加工が施される板状のワークを設定温度にするための板状のワークの温度制御方法において、板状のワークの表面に前後左右に間隔を置いて多数のノズルを設け、その各ノズルからワークの設定温度±０．１℃以内に温度調整された温調空気を、風速数ｍ／ｓｅｃ〜数１０ｍ／ｓｅｃでワークに向けて吹き出してワークを１分以内に設定温度に調整するようにした板状のワークの温度制御方法である。
【００１７】
請求項２の発明は、板状のワークの表面と裏面に、それぞれ前後左右に間隔を置いて多数のノズルを設け、その表裏の各ノズルから温度調整された温調空気をワークに向けて吹き出してワークを設定温度に調整するようにした板状のワークの温度制御方法である。
【００１８】
請求項３の発明は、ノズルの近傍に空気吸込口を設け、ノズルから板状のワークに吹き付けた温調空気を上記空気吸込口から吸引する請求項１又は２記載の板状のワークの温度制御方法である。
【００１９】
請求項４の発明は、露光装置等に移送する精密加工が施される板状のワークを、１分以内に設定温度±０．１℃以内にするための板状のワークの温度制御装置において、板状のワークの表面に前後左右に間隔を置いて多数のノズルを設け、その各ノズルに、ワークの設定温度±０．１℃以内に温度調整された温調空気を供給する精密温調機を接続してノズルから吹き出す温調空気の噴流を風速数ｍ／ｓｅｃ〜数１０ｍ／ｓｅｃでワークに垂直に吹き付けることを特徴とする板状のワークの温度制御装置である。
【００２０】
請求項５の発明は、露光装置等に移送する精密加工が施される板状のワークを、１分以内に設定温度±０．１℃以内にするための板状のワークの温度制御装置において、板状のワークの表面に向けて垂直に、前後左右に間隔を置いて多数のノズルを設けると共に各ノズルの近傍に空気吸込口を設け、そのノズルと空気吸込口に、その空気吸込口からの空気を吸引すると共にこれをワークの設定温度±０．１℃以内の温度に調整し、その温度調整された温調空気をノズルに供給する精密温調機を接続してノズルから吹き出す温調空気の噴流を風速数ｍ／ｓｅｃ〜数１０ｍ／ｓｅｃでワークに垂直に吹き付けるようにした板状のワークの温度制御装置である。
【００２１】
請求項６の発明は、ノズルと吸込口がガラス基板の裏面に設けられる請求項５記載の板状のワークの温度制御装置である。
【００２２】
請求項７の発明は、ノズルは、その前後左右の間隔が１０〜５０ｍｍの間隔で配置される請求項４〜６いずれかに記載の板状のワークの温度制御装置である。
【発明の効果】
【００２３】
以上要するに本発明によれば、板状のワークを１分以内で、設定温度±０．１℃以内に調整することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下本発明の実施形態を添付図面により説明する。
【００２５】
以下、本発明の好適実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２６】
先ず、精密加工が施される板状のワークとしてガラス基板を例に、図１により液晶ディスプレイの製造装置の概要を説明する。
【００２７】
図１において、１０は、ワークとしてのガラス基板１３にレジスト膜などを塗布するコータデベロッパー、１１は露光装置、１２は、コータデベロッパー１０と露光装置１１間に接続され、コータデベロッパー１０からのガラス基板１３を露光装置１１に、また露光装置１１からの露光済みガラス基板１３をコータデベロッパー１０に移動する搬送装置、１４は、露光装置１１内の温度を一定に保つための空調装置である。
【００２８】
ガラス基板１３は、コータデベロッパー１０で成膜され、搬送装置１２のマニピュレータ１７で露光装置１１に移動されて露光され、再度マニピュレータ１７で、矢印方向と反対に移動されてコータデベロッパー１０に戻され、エッチング処理がなされ、再度成膜されて露光装置１１に移動され、これを順次繰り返してガラス基板１３上に、ＴＦＴ等が形成される。
【００２９】
このコータデベロッパー１０からのガラス基板１３は、クリーンルームの温度変化（或いはコータ処理による温度変化）に追従してその温度が変化するため、本発明においては、マニピュレータ１７で、ガラス基板１３を温調制御室１８に移送してガラス基板１３の温度を、露光装置１１のタクトタイムより短い時間内で、設定温度（例えば、２３±０．１℃）に調整するようにしたものである。
【００３０】
図２は、この温調制御室１８に設けられた本発明の温度制御装置２０の詳細を示したものである。
【００３１】
図２は、図７で説明した温調チャック２２をそのまま用いて、ガラス基板１３の温度を制御する例を示したものである。
【００３２】
先ず、図２（ａ）に示すように、温調チャック２２は、温調チャックプレート２３にガラス基板１３をマニピュレータ１７から受け取ると共に受け渡すための４本の保持ピン２５が、温調チャックプレート２３を貫通すると共に温調チャックプレート２３に対して昇降動自在に設けられている。
【００３３】
次に図２（ｂ）に示すように、保持ピン２５を降下させてガラス基板１３を温調チャック２２にセットしたならば、温調装置２８のノズル２７からガラス基板１３の表面に向けて温調空気を吹き付ける。温調装置２８は、吹込ヘッダ２６の下面に、ガラス基板１３の前後左右に間隔を置いて対向する多数のノズル２７が対向するように設けられて構成され、ガラス基板１３上に固定して或いは温調チャック２２にセットされたガラス基板１３に対して近接離間するよう昇降動自在に設けられる。その吹込ヘッダ２６には、精密温調装置３０から温調された温調空気（２３±０．１℃）が、ＨＥＰＡフィルタなどの高性能フィルタ３２を通して供給され、ノズル２７から垂直に吹き出されるようになっている。
【００３４】
この吹込ヘッダ２６に設けるノズル２７は、前後左右で、１０〜５０ｍｍ間隔で配置し、かつ各ノズル２７から吹き出す温調空気の風速が数ｍ／ｓｅｃ〜数１０ｍ／ｓｅｃとなるようにする。
【００３５】
精密温調装置３２は、詳細は図示していないが、設定温度２３℃に冷却・加熱して２３±０．１℃またはこれ以上の精度（２３±０．０数℃）の温調空気として吹き出すようになっている。
【００３６】
次に本発明の作用を説明する。
【００３７】
ガラス基板１３が温調制御室１８の温調チャック２２にセットされた後、精密温調装置３０から温調された温調空気（２３±０．１℃）が、温調装置２８の吹込ヘッダ２６から各ノズル２７を通して、ガラス基板１３の表面に吹き出される。
【００３８】
このように温調空気をガラス基板１３に対して吹き出し、その噴流をガラス基板１３に垂直に吹き付けることにより、ガラス基板表面の熱伝達率は、１００〜１０００Ｗ／（ｍ2 ・Ｋ）と接触による熱伝達に比較すると、少なくとも従来の１０倍以上に上げることが可能となり、数十秒という時間で、ガラス基板１３の温度を設定温度（例えば、２３±０．１℃）にすることが可能となる。
【００３９】
従って、温調に必要なタクトタイム以内を十分に保つことが可能となり、これにより露光装置１１のタクトタイムに合わせた生産が可能となる。
【００４０】
図３は、本発明の温度制御装置２０の他の実施の形態を示したものである。
【００４１】
図においては、温調チャック２２の代わりに、ガラス基板１３の裏面側にも温調装置２８を設け、ガラス基板１３の表裏面に温調空気を吹き出してガラス基板１３を表裏から温調空気の噴流による強制熱伝達によりガラス基板１３の温度制御を行うようにしたものである。
【００４２】
この場合、裏面側の温調装置２８に、温調チャック２２と同様な保持ピン２５を設けてガラス基板１３を保持するようにする。
【００４３】
また、裏面側の温調装置２８のノズル２７から吹き出す噴流の風速を、表面側のノズル２７から吹き出す噴流の風速よりやや低くすることで、支持ピン２５上にガラス基板１３を押さえつつ強制熱伝達することができる。
【００４４】
図４は、本発明の温度制御装置２０の更に他の実施の形態を示したものである。
【００４５】
図２、図３の例では、温調空気をガラス基板１３に吹き付ける例で説明したが、ガラス基板１３自体の厚さが薄いため、風速を速くすると、その風圧による影響を受けやすい。
【００４６】
そこで、本形態では、温調空気を吹き出すノズル２７の吹込ヘッダ２６と、その各ノズル２７の近傍に空気吸込口３３が多数形成された吸引ヘッダ３４を設けて温調装置３６を形成し、この温調装置３６をガラス基板１３の表裏に配置して構成する。また、ガラス基板１３の保持は、図示していないが裏側の温調装置３６に保持ピン２５を設けて支持するように構成する。
【００４７】
この形態では、各ノズル２７の風速を速くしても、その近傍の空気吸込口３０からガラス基板１３にあたった温調空気を吸引するため、ガラス基板１３への風圧が高くならずに済み、その分、風量を大きく取れるため熱伝達率を大きくすることが可能となる。
【００４８】
また精密温調装置３２は、空気吸込口３３から吸引し、吸引ヘッダ３４を介して吸い込んだ温調後の空気であり、温度変化が少ないため、より温度制御の負荷が少なくて済む。
【００４９】
図５は、図３の変形した形態を示し、ガラス基板１３の周囲に吸引装置３８を配置し、ノズル２７からガラス基板１３に吹き出した温調空気を吸引装置３８で吸引すると共に吸引空気中に含まれる微粒子を除去するようにしたものである。この吸引装置３８で排気した空気は、図示していないが精密温調装置３２の吸込側に戻して循環するように構成してもよい。
【００５０】
上述の実施の形態では、板状のワークとしてガラス基板１３を例に説明したが、本発明は、ガラス基板の代わりに半導体ウェハの温度制御に適用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明のガラス基板の温度制御方法及びその装置が適用される液晶ディスプレイ製造装置の概略平面図である。
【図２】本発明の一実施の形態を示す図である。
【図３】本発明の他の実施の形態を示す図である。
【図４】本発明の更に他の実施の形態を示す図である。
【図５】図２の形態を変形した形態を示す図である。
【図６】従来の液晶ディスプレイ製造装置の概略平面図である。
【図７】図６における温調チャックの詳細を示す図である。
【図８】従来のガラス基板の温度制御におけるガラス基板の経時変化とクリーンルームの温度の経時変化を示す図である。
【図９】同じく従来のガラス基板の温度制御におけるガラス基板の経時変化とクリーンルームの温度の経時変化を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０  コータデベロッパー
１１  露光装置
１３  ガラス基板
２０  温調制御装置
２６  吹出ヘッド
２７  ノズル
３０  精密温調装置
【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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