(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上面に塗布された溶液を加熱乾燥して機能性薄膜を形成する基板乾燥装置において、
ホットプレートと、
このホットプレートの上面に設けられ、上記ホットプレートによって加熱される上記基板の下面の複数個所を支持する支持手段と、
上記基板の上面側に設けられ、上記基板の上方から上記基板の上面に向けて供給される気体が上記基板の上面に沿って同一の方向に流れるように、上記気体の流れ方向を上記基板の上面に対し傾斜させる整流手段と、
を具備したことを特徴とする基板乾燥装置。
【請求項２】
請求項１の記載において、上記整流手段は、互いに間隔を存して並設された複数の整流板を有し、これら整流板は、その長手方向が上記基板の幅方向全長に沿うとともに、上記支持手段によって支持される上記基板に対し傾斜されていることを特徴とする基板乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は基板の上面に塗布された溶液を加熱乾燥して機能性薄膜を形成する基板乾燥装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体装置や液晶表示装置などの製造工程においては、基板としての半導体ウエハや液晶用ガラス基板に回路パターンを形成するための成膜プロセスやフォトプロセスがある。これらプロセスでは基板の上面に、例えば配向膜、レジスト、カラーフィルタ、有機エレクトロルミネッセンスなどの機能性薄膜が形成される。
【０００３】
基板の上面に機能性薄膜を形成する場合、基板の上面に溶液を塗布し、この基板をホットプレートによって加熱することで、その上面の溶液を乾燥することがある。基板をホットプレートで加熱するとき、加熱の均一化を図るために、ホットプレートの上面に複数の支持ピンを設け、これら支持ピンによって基板を支持するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、基板の下面を支持ピンで支持すると、ホットプレートからの熱は支持ピンで支持された部分に伝わりやすくなる。そのため、基板の支持ピンで支持された部分と支持されていない部分とで乾燥速度に差が生じ、その結果、基板の上面に形成される膜厚が均一にならないことがある。
【０００５】
この発明は、基板の上面に凹凸のないほぼ均等な厚さの機能性薄膜を形成することができる基板乾燥装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、基板の上面に塗布された溶液を加熱乾燥して機能性薄膜を形成する基板乾燥装置において、
ホットプレートと、
このホットプレートの上面に設けられ、上記ホットプレートによって加熱される上記基板の下面の複数個所を支持する支持手段と、
上記基板の上面側に設けられ、上記基板の上方から上記基板の上面に向けて供給される気体が上記基板の上面に沿って同一の方向に流れるように、上記気体の流れ方向を上記基板の上面に対し傾斜させる整流手段と、
を具備したことを特徴としている。
【０００８】
この発明によれば、基板の上面に発生する溶液の凹凸を整流手段からの気体の流れによって平滑化することができ、基板の上面に凹凸のないほぼ均一な厚さの機能性薄膜を形成することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１および図２は、この発明の第１の参考例を示す。図１に示す基板乾燥装置は装置本体１を有する。この装置本体１は、矩形板状のベース板２と、このベース板２の上面に設けられ、上記ベース板２と平面ほぼ同形状の分配部材３からなる。
【００１１】
上記分配部材３の下面には、ほぼ矩形状の凹部４が形成されており、上記ベース板２との間に空間部６を形成している。上記分配部材３は、上記凹部４と上記分配部材３の上面とを連通する複数の通風孔５を有している。
【００１２】
上記分配部材３の上面の周縁部には、支持手段としての支持枠部材７が全周にわたって設けられている。この支持枠部材７は、上端が内方に向かって低くなる傾斜面７ａに形成されており、この傾斜面７ａに基板Ｗの周縁部を係合させることによって基板Ｗを水平に支持できるようになっている。
【００１３】
なお、上記分配部材３の上面で、かつ上記支持枠部材７の内側には複数の緊急用支持ピン７Ａが立設されており、上記支持枠部材７に支持された基板Ｗが大きく撓んだ場合に下面を支持できるようになっている。
【００１４】
上記空間部６には熱風供給手段８によって熱風が供給されるようになっている。この熱風供給手段８は、上記ベース板２のほぼ中心部に一端が接続された供給管９と、この供給管９の他端に接続された送風機１０と、上記供給管９の中途部に設けられ上記送風機１０から送風される空気を加熱するヒータ１１とを備えている。それによって、上記空間部６に所定の温度に加熱された熱風を供給できるようになっている。上記空間部６に供給された熱風は、上記分配部材３の通風孔５を通じて上記支持枠部材７に支持された基板Ｗの下面側にほぼ均等に流入する。
【００１５】
上記支持枠部材７には排出手段１２が設けられている。この排出手段１２は上記支持枠部材７の所定位置、例えば上記支持枠部材７の各辺の中途部にそれぞれ穿設された排出口１３を有しており、これら排出口１３にはそれぞれ排出管１４が接続されている。これら排出管１４は吸引ポンプ１５に接続されており、この吸引ポンプ１５を作動することによって、上記熱風供給手段８から供給され基板Ｗの下面側に流入した所定温度の気体を基板Ｗの下面側から排出できるようになっている。なお、排出手段１２としては、支持枠部材７に排出口１３を形成するだけで、吸引ポンプ１５によって強制的に排出しない構成であってもよい。
【００１６】
上記構成の基板乾燥装置を使用する際の作用について説明する。
【００１７】
上面に機能性薄膜を形成する溶液が塗布された基板Ｗを支持枠部材７の傾斜面７ａに水平に支持したならば、供給管９から空間部６に所定の温度、例えば１２０度〜１５０度程度に加熱された熱風を供給する。上記空間部６に供給された熱風は、上記通風孔５を通じて上記支持枠部材７に支持された基板Ｗの下面側にほぼ均等に流入したのち、吸引ポンプ１５によって排出口１３から排出される。そのため、基板Ｗはその下面側を流れる気体によってほぼ均一に加熱されるから、基板Ｗの上面に塗布された溶液も基板Ｗを介してほぼ均一に加熱乾燥されて機能性薄膜が形成されることになる。
【００１８】
このように、基板Ｗの下面側に所定温度に加熱された気体を供給するようにしたため、基板Ｗの板面全体を均一に加熱することができる。そのため、基板Ｗの上面に塗布された溶液を均一に加熱することができるから、基板Ｗの上面に均一な厚さの機能性薄膜を形成することができる。さらに、基板Ｗの下面から熱風が供給されるため、熱風の圧力により、基板Ｗが自重によって撓むのを緩和することができる。
【００１９】
基板Ｗは周辺部が支持枠部材７の傾斜面７ａによって支持されているため、周辺部が他の部分よも温度上昇し易いことがある。しかしながら、基板Ｗの上面には、通常、周辺部を除く部分に溶液が塗布されているから、基板Ｗの周辺部が支持枠部材７に支持されることで温度上昇しやすくても、それによって、基板Ｗの上面に形成される機能性薄膜の厚さが不均一になる虞はない。
【００２０】
図３は、この発明の第２の参考例を示す。
【００２１】
第１の参考例では、支持枠部材７によって基板Ｗの外周縁全体を支持するようにしたが、第２の参考例では図３に示すように、たとえば上記装置本体１の四隅部に支持部材１６をそれぞれ設け、基板Ｗの四隅部を支持する。
この場合、装置本体１の上面の各側辺には支持部材１６の間に開口部１７が形成されるから、基板Ｗの下面側に供給された気体は、上記開口部１７から自然排出されることになる。したがって、装置本体１の上面に供給された気体を排出する排出手段１２は、上記開口部１７だけによっても形成される。つまり、排出手段１２としては、上記第１の参考例に示した吸引ポンプ１５や排出管１４を用いなくてもよい。
【００２２】
図４は、この発明の第３の参考例を示す。
【００２３】
この第３の参考例は、上記熱風供給手段８の変形例であって、図４に示すように、空間部６にヒータ１８を設け、供給管９から上記空間部６に供給された常温の気体を上記ヒータ１８によって加熱する構成となっている。それによって、基板Ｗの下面側に所定温度の気体を供給できるようになっている。
【００２４】
図５は、この発明の実施の形態を示す。
【００２５】
図５に示す基板乾燥装置は図示しないクリーンルームに設けられている。このクリーンルーム内には同図に矢印で示すダウンフローが発生している。
【００２６】
上記基板乾燥装置はホットプレート２０を有する。このホットプレート２０には図示しない制御装置が接続されており、この制御装置を作動することによりこのホットプレート２０の上面を所定の温度に加熱できるようになっている。
【００２７】
上記ホットプレート２０の上面には、支持手段としての複数の支持ピン２１が立設されており、上記ホットプレート２０を加熱することによってこれら支持ピン２１の上端に支持された基板Ｗの下面を加熱できるようになっている。なお、上記支持ピン２１は所定の熱伝導率を有する材質で形成されている。
【００２８】
上記基板Ｗの上方には例えばＨＥＰＡフィルタなどのフィルタ２２が設けられている。このフィルタ２２は上記ダウンフローによって基板Ｗの上面に向かって吹き下ろされる気体を濾過し、この気体に含まれるパーティクルが基板Ｗの上面に付着するのを防止している。
【００２９】
上記フィルタ２２と基板Ｗとの間には、整流手段として複数の整流板２３が所定の間隔、かつ長手方向が基板Ｗの幅方向全長に沿うように並設されている。各整流板２３は上記支持ピン２１に支持された基板Ｗの板面に対して所定角度θ、例えばほぼ４５度で傾斜しており、上記フィルタ２２を通過しほぼ垂直に吹き下ろされる気体を基板Ｗに傾斜して供給するようになっている。
【００３０】
次に上記構成の基板乾燥装置を使用する際の作用について説明する。
【００３１】
上記構成の基板乾燥装置を使用する場合、予めクリーンルーム内にダウンフローを発生させておく。このダウンフローにより基板Ｗの上面に向かって吹き下ろされる気体は、フィルタ２２によって濾過され、パーティクルなどの微細粒子が除去されることになる。
【００３２】
このフィルタ２２を通過した気体は整流板２３により、基板Ｗに対してほぼ４５度に傾斜して基板Ｗの上面に供給される。この傾斜した気体は基板Ｗに到達すると、その上面を傾斜方向に沿って流れ、基板Ｗの上面に塗布された溶液を乾燥することになる。
【００３３】
一方、上面に機能性薄膜を形成する溶液が塗布された基板Ｗはホットプレート２０によって所定の温度に加熱される。
【００３４】
上記ホットプレート２０からの熱の一部は、このホットプレート２０の上面側の気体を介して基板Ｗのほぼ全体に供給される。それによって、基板Ｗの上面に塗布された溶液は加熱される。
【００３５】
また、上記ホットプレート２０からの熱の一部は、このホットプレート２０の上面に設けられた支持ピン２１からも基板Ｗに伝達する。そのため、基板Ｗの上記支持ピン２１に支持された部分は、支持されない部分よりも温度が高くなるから、基板Ｗの上面に塗布された溶液には温度差が生じることになる。つまり、基板Ｗの上記支持ピン２１に支持されている部分は、支持されてない部分よりも高い温度となる。
【００３６】
一般に、液体は高温部から低温部に流動する性質がある。そのため、上記基板Ｗに塗布された溶液は、上記支持ピン２１に支持されて高い温度となった部分からその周辺の低い温度の部分に向かって流動する。それによって、基板Ｗの上面に塗布された溶液は、その加熱工程において凹凸状をなす。
【００３７】
しかしながら、この発明においては、基板Ｗの上方から整流板２３によりこの上面に沿って流れるよう所定の角度で傾斜させて気体を供給している。そのため、加熱工程において基板Ｗの上面に発生する溶液の凹凸は、上記各整流板２３からの気体の流れによって平滑化されるから、基板Ｗの上面には凹凸のないほぼ均一な厚さの機能性薄膜が形成されることになる。
【００３８】
つまり、気体を基板Ｗの上面に沿って流すことによって、基板Ｗの上面に塗布された溶液が強制的に平滑化されるから、均一な厚さの機能性薄膜を形成することができる。また、気体を整流板２３を介して基板Ｗの上方向から供給するため、基板Ｗが大型化しても、この基板Ｗの板面全体にほぼ均一な気流を供給することができる。そのため、基板Ｗが大型化した場合でも、均一な厚さの機能性薄膜を形成することができる。
【００３９】
なお、上記第４の実施の形態ではクリーンルームのダウンフローを利用して整流板２３により所定方向の気流を供給するようにしたが、ダウンフローがない場合には送風機などによって気体を供給するようにしてもよい。
【００４０】
【発明の効果】
この発明によれば、基板の上面に凹凸のないほぼ均一な厚さの機能性薄膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の参考例に係る基板乾燥装置を示す断面図。
【図２】  第１の参考例の基板乾燥装置を示す平面図。
【図３】  第２の参考例の支持手段を示す平面図。
【図４】  第３の参考例の熱風供給手段を示す断面図。
【図５】  この発明の実施の形態に係る基板乾燥装置を示す正面図。
【符号の説明】
２０…ホットプレート、２１…支持手段（支持ピン）、２３…整流手段（整流板）、Ｗ…基板。
【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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