(57)【要約】【課題】基板を搬送しながら、より安価な構成で基板面内に均一に冷却処理を施す。【解決手段】冷却処理部１Ｃは、加熱処理後の基板Ｓを搬送ローラ１４により搬送しながら冷却処理を施すものであり、基板Ｓを冷却するための冷気を生成する冷気発生器と、基板Ｓを冷却した後の冷気を排気する吸引口２５ａ等と含む排気手段と、を備えている。そして、搬送ローラ１４は、それぞれ軸方向に貫通する中空形状を有し、軸方向一端の開口に冷気を導入する導入用配管２８が挿入されている。また、搬送ローラ１４の軸方向他端の開口に対向するように前記吸引口２５ａ等を有する側壁部材２４等が設けられている。さらに、各搬送ローラ１４は、冷気の供給位置が隣接する搬送ローラの供給位置とは軸方向で逆側となるように構成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔で互いに平行に配置された複数の搬送ローラによって搬送される加熱処理後の基板に対して冷却処理を施す基板冷却装置であって、
基板を冷却するための冷気を生成する冷気生成手段と、
基板を冷却した後の冷気を排気する排気手段と、を備え、
前記搬送ローラは、それぞれ軸方向に貫通する中空形状を有し、軸方向一端の供給口に前記冷気生成手段で生成された冷気の供給部が接続される一方、軸方向他端の排気口に前記排気手段が接続され、さらに前記供給口が隣接する搬送ローラの供給口とは軸方向で逆側に設けられていることを特徴とする基板冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板冷却装置において、
前記冷気供給手段は、円筒体の軸方向一端側にその接線方向から圧縮気体を導入することにより当該気体を前記円筒体の内周面に沿って高速旋回させつつ軸方向に移動させ、この高速旋回に伴う熱分離作用により前記円筒体の軸心部分に導入温度よりも低温の冷気を生成して前記搬送ローラに吐出する冷気生成器を含むことを特徴とする基板冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱処理が施されたＬＣＤ、ＰＤＰ用ガラス基板等の基板に対して冷却処理を施す基板冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス基板等の製造におけるフォトリソグラフィのプロセスでは、フォトレジスト被膜を基板に形成する前段階の処理として、洗浄後の基板に加熱処理を施して水分を除去する処理（脱水ベーク処理）および加熱後の基板を冷却する冷却処理を順次基板に施すことが行われる。この種の処理は、従来、ホットプレート及びコールドプレートの順に基板をロボットハンドにより移し替えながら行われていたが、近年では、スループットを向上させるべく、特許文献１に記載の装置のように、基板をローラ搬送しながら、搬送ローラに沿って配置されたヒータにより基板を加熱した後、下流側で、所定温度に冷却した冷却ガスを吹き付けることにより基板を冷却することが行われている。
【特許文献１】特開２００７−１９３４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の装置のように、基板をローラ搬送しながら冷却処理を基板に施すものでは、基板と搬送ローラとが接触するため、最近ではこの点を利用し、搬送ローラを基板冷却用の媒体として用いて基板を冷却することが考えられている。例えば、搬送ローラの内部に、その軸方向に沿って冷却水を循環させ、これにより搬送ローラを冷却することにより、当該搬送ローラを介して基板を冷却することが考えられている。
【０００４】
しかし、この構成では、搬送ローラからの液漏れを防止するための特殊なシール構造等が必要となるため、装置コストが嵩むという問題がある。また、搬送ローラの軸方向に沿って冷却水を流動させるため当該軸方向に温度勾配が生じ易く、基板面内の処理の均一性を確保することが難しいという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、搬送ローラにより基板を搬送しながら、より安価な構成で基板面内に均一に冷却処理を施すことを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明に係る基板冷却装置は、所定間隔で互いに平行に配置された複数の搬送ローラによって搬送される加熱処理後の基板に対して冷却処理を施す基板冷却装置であって、基板を冷却するための冷気を生成する冷気生成手段と、基板を冷却した後の冷気を排気する排気手段と、を備え、前記搬送ローラは、それぞれ軸方向に貫通する中空形状を有し、軸方向一端の供給口に前記冷気生成手段で生成された冷気の供給部が接続される一方、軸方向他端の排気口に前記排気手段が接続され、さらに前記供給口が隣接する搬送ローラの供給口とは軸方向で逆側に設けられているものである。
【０００７】
この基板冷却装置では、搬送ローラの軸方向一端からその内部に冷気が供給され、この冷気が当該一端側から他端側に流動して他端側から排気される。これにより搬送ローラが冷却され、この冷却された搬送ローラに基板が接触して搬送されることにより基板が冷却される。このように冷媒として冷気を搬送ローラ内に供給する構成によれば、厳密なシール構造を設けることなく搬送ローラに対して冷媒を良好に流通させることが可能となる。そのため、簡単、かつ安価な構成で基板を冷却することができる。
【０００８】
しかも、各搬送ローラは、冷気の供給口が隣接する搬送ローラの供給口とは軸方向で逆側に設けられているので、基板面内での冷却処理の均一性も良好に確保される。すなわち、搬送ローラの一端側から冷気を導入して他端側から排気する構成では、その過程で冷熱が消費されて搬送ローラの軸方向に温度勾配が生じるが、上記構成によれば、隣接する搬送ローラ間で冷気の供給口が逆側となっているので、上記温度勾配が隣接する搬送ローラ間で逆勾配となる。従って、温度勾配が交互に異なる搬送ローラを基板が順次経由すると、当該温度勾配による影響が打ち消され、基板全体がほぼ均一に冷却されることとなる。
【０００９】
なお、この構成において、冷気供給手段は、例えば冷媒を使って常温の気体を冷却することにより上記冷気を生成し、これを搬送ローラに供給する構成であってもよいが、これ以外に、例えば冷気供給手段は、円筒体の軸方向一端側にその接線方向から圧縮気体を導入することにより当該気体を前記円筒体の内周面に沿って高速旋回させつつ軸方向に移動させ、この高速旋回に伴う熱分離作用により前記円筒体の軸心部分に導入温度よりも低温の冷気を生成して前記搬送ローラに吐出する冷気生成器を含むものであってもよい。
【００１０】
この構成によれば、冷媒を用いることなく比較的低温の冷気を生成して搬送ローラに供給できるため、より経済的に基板を冷却することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１，２に係る基板冷却装置によると、厳密なシール構造を設けることなく冷媒（搬送ローラ冷却用の冷媒）を搬送ローラに対して流通させることが可能なため、安価な構成で基板を冷却することができる。しかも、隣接する搬送ローラ間で冷気（上記冷媒）の供給口が軸方向において逆側となるように構成されているので、基板全体として見ると、搬送ローラに生じる温度勾配の影響を殆ど受けることなく良好に基板を冷却することができる。従って、搬送ローラにより基板を搬送しながら、より安価な構成で基板面内に均一に冷却処理を施すことが可能となる。特に、請求項２に係る装置構成によれば、冷気の生成に際して冷媒を一切使用しないため、より経済的に、基板に冷却処理を施すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る基板冷却装置が組み込まれた基板処理装置の要部を概略的に断面図で示している。
【００１４】
この基板処理装置は、ＬＣＤ、ＰＤＰ用のガラス基板Ｓ（以下、基板Ｓという）にフォトリソグラフィのプロセスに従って各種処理を施すもので、上流側から順に、基板Ｓを洗浄する洗浄処理部１Ａ、基板Ｓを所定温度まで加熱する加熱処理部１Ｂおよび加熱後の基板Ｓを所定温度まで冷却する冷却処理部１Ｃ（本発明に係る基板冷却装置に相当する）を有している。この冷却処理部１Ｃの下流側には、さらにレジスト被膜を基板Ｓ上に形成するレジスト塗布部等が設けられている。
【００１５】
各処理部１Ａ〜１Ｃは、基板搬送用の開口部を通じて互いに連通する箱形の処理槽１０〜１２を有している。これらの処理槽１０〜１２の内部には、所定の間隔で搬送ローラ１４が設けられており、基板Ｓを水平姿勢で搬送しながら、洗浄処理部１Ａから順次下流側の処理部１Ｂ，１Ｃに基板Ｓを搬送するようになっている。
【００１６】
洗浄処理部１Ａには、例えばブラッシング洗浄、ブロー洗浄及びリンス洗浄等を順次基板Ｓに施すための各洗浄手段（図示省略）が設けられ、その最下流側には、リンス処理後、基板Ｓに付着したリンス液を除去するための上下一対のエアナイフ１６ａ，１６ｂが配備されている。
【００１７】
加熱処理部１Ｂには、搬送ローラ１４を挟んだ上下両側の位置にパネルヒータ１７ａ，１７ｂが配置されている。また、図示を省略しているが、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）等、レジスト被膜の密着強化剤を加熱中の基板Ｓに噴霧するためのノズル等が配備されている。
【００１８】
冷却処理部１Ｃには、基板Ｓの冷却手段を兼ねる上記搬送ローラ１４が設けられている。つまり、冷却処理部１Ｃでは、基板Ｓから搬送ローラ１４への熱伝導を利用して基板Ｓを冷却するように構成されており、従って、冷却処理部１Ｃの搬送ローラ１４は、他の処理部１Ａ，１Ｂの搬送ローラ１４とは異なり、この熱伝導による基板Ｓの冷却が効果的に行われるように当該搬送ローラ１４が構成されている。この点については後に詳述する。
【００１９】
上記の構成により、この基板処理装置では、搬送ローラ１４の駆動により基板Ｓを搬送しながら、洗浄処理部１Ａにおいて、ブラッシング洗浄、ブロー洗浄及びリンス洗浄等を基板Ｓに施すことにより基板Ｓを洗浄し、加熱処理部１Ｂにおいて、基板Ｓを所定温度（１００°Ｃ〜１３０°Ｃ）まで加熱して基板Ｓの水分を除去し、冷却処理部１Ｃにおいて、所定温度（常温）まで基板Ｓを冷却する。そしてその後、フォトレジストの塗布等、フォトリソグラフィのプロセスに基づく残りの処理を順次基板Ｓに施すようになっている。
【００２０】
次に、冷却処理部１Ｃの構成について、さらに図２，図３を参照しつつ詳細に説明する。図２は、処理槽１２内の構成を概略的に示す平面図であり、図３は、搬送ローラ１４の構造を断面図で概略的に示している。
【００２１】
冷却処理部１Ｃの処理槽１２内には、当該基板Ｓを冷却しながら搬送する前記搬送ローラ１４が所定間隔で設けられている。
【００２２】
各搬送ローラ１４は、図３に示すように、その軸方向に貫通する中空形状のローラであって全体が熱伝導性に優れた金属材料（アルミニウム等）により構成されている。
【００２３】
搬送ローラ１４は、ベアリング２２を介して処理槽１２内に設けられた支持部材２０に回転可能に支持されている。詳しくは、搬送ローラ１４は、その前後両端（図３では左右両端）より軸方向中間側の位置であって、かつ基板Ｓの支持領域より外側の二箇所の位置で前記支持部材２０に支持されている。これにより両端を支持部材２０から前後両側に突出させた状態で各搬送ローラ１４が支持されている。
【００２４】
なお、便宜上、図示を省略するが、搬送ローラ１４の両端近傍であって支持部材２０よりも軸方向中間寄りの位置にはプーリが固定されており、このプーリに駆動ベルトが掛け渡されることにより、搬送ローラ１４が駆動されるようになっている。
【００２５】
処理槽１２の内であって各搬送ローラ１４の両端より外側の位置には、基板Ｓの搬送方向に互いに平行に延びる一対の側壁部材２４が設けられている。
【００２６】
これら側壁部材２４には、各搬送ローラ１４内に冷気を導入するための導入用配管２８（本発明に係る冷気の供給部に相当する）が固定されるとともに、搬送ローラ１４内の冷気を吸引排気するための吸引口２５ａ及び排気通路２５ｂ等が設けられている。
【００２７】
各導入用配管２８は、図３に示すように前記側壁部材２４に固定されており、その末端部分は、側壁部材２４の側面から搬送ローラ１４側に略水平に突出し、搬送ローラ１４の軸方向一端の開口（同図では左端の開口；本発明の供給口に相当する）からその内部に挿入（遊挿）されている。これにより導入用配管２８と搬送ローラ１４とが接続されている。なお、側壁部材２４の側面のうち導入用配管２８の周囲には円筒状のフード部材２６が設けられており、搬送ローラ１４の前記一端がこのフード部材２６内に挿入されている。
【００２８】
各導入用配管２８は、冷気生成器３２に接続されており、従って、この冷気発生器３２により生成される冷気が前記搬送ローラ１４に導入される。
【００２９】
冷気生成器３２は、冷媒を一切用いることなくいわゆるボルテックス効果を利用して冷気を生成するものである。概略を説明すると、図４に示すように、冷気生成器３２は渦流管３４（本発明に係る円筒体に相当する）を有しており、その一端側に設けられたポート３６ａから圧縮空気を管内部に導入することにより高速旋回空気流を管内部で生じさせ、この旋回空気流の形成に伴い圧縮空気を暖気と冷気とに分離し（熱分離作用）、前記ポート３６ａから離間する側に設けられる暖気排出口３６ｃから暖気を排気する一方で、これと逆側に設けられる冷気吐出口３６ｂから冷気を吐出させるようになっている。このように吐出口３６ｂから吐出される冷気を搬送ローラ１４に導入する。なお、図４において符号３８は暖気排出口３６ｃの開度調整を行うバルブであり暖気の排気量を調整することにより、吐出口３６ｂから吐出される冷気の温度を調整できるようになっている。
【００３０】
各側壁部材２４の対向面であって、搬送ローラ１４の軸方向他端の開口（図３では右端の開口；本発明の排出口に相当する）に対向する位置には、それぞれ吸引口２５ａが形成されている。これらの吸引口２５ａは、側壁部材２４内に形成される排気通路２５ｂにそれぞれ連通しており、さらにこの排気通路２５ｂに連通する排気管等を介して負圧ポンプに通じている。また、側壁部材２４の側面のうち吸引口２５ａの周囲には、導入用配管２８側と同様に円筒状のフード部材２６が設けられており、搬送ローラ１４の前記他端がこのフード部材２６内に挿入されている。これによって搬送ローラ１４と、前記吸引口２５ａ、排気通路２５ｂ、フード部材２６及び負圧ポンプ等から構成される排気手段とが接続され、搬送ローラ１４内に導入された冷気が、その導入側とは反対側から導出されつつ吸引口２５ａを通じて吸引排気されるように構成されている。
【００３１】
なお、図２に示すように、各搬送ローラ１４は、冷気の導入位置（冷気の供給口）が隣接する搬送ローラ１４の導入位置とは軸方向で逆側となるように構成されており、従って、前記排気口２５ａもこれに対応して前後の側壁部材２４にそれぞれ設けられている。
【００３２】
このような構成により、上記冷却処理部１Ｃでは、搬送ローラ１４による基板Ｓの搬送中に、当該搬送ローラ１４により基板Ｓに対して冷却処理が施される。すなわち、基板Ｓの搬送中は、ポンプ３０の作動により冷気発生器３２に圧縮空気が供給されて冷気が生成され、この冷気が搬送ローラ１４内に導入されることにより各搬送ローラ１４が冷却される。従って、このように冷却された搬送ローラ１４上を基板Ｓが移動することによって基板Ｓが冷却されることとなる。この際、搬送ローラ１４内に導入された冷気は、当該搬送ローラ１４内をその一端側から他端側に流れて前記吸引口２５ａから吸引排気される。従って、搬送ローラ１４内への新規冷気の供給が円滑に行われ、その結果、搬送ローラ１４の冷却が促進されて搬送中の基板Ｓの冷却が良好に行われることとなる。
【００３３】
なお、上記のように搬送ローラ１４の内部を一端側から他端側に冷気が流れると、これに伴う負圧吸引作用により搬送ローラ１４の両端とフード部材２６との隙間内に外気（処理槽１２内の雰囲気）が侵入し、処理槽１２内への冷気の漏洩が有効に防止される。従って、搬送ローラ１４に導入された冷気が基板Ｓの冷却に有効活用されることとなる。
【００３４】
以上のように、基板を冷却するための冷媒として冷気を搬送ローラ１４に供給する冷却処理部１Ｃの構成によれば、冷却水を循環させる場合のような厳密なシール構造を設けることなく搬送ローラに対して冷媒を流通させることができる。そのため、簡単、かつ安価な構成で基板Ｓを冷却することができる。
【００３５】
しかも、各搬送ローラ１４は、冷気の導入位置（冷気の供給口）が隣接する搬送ローラ１４の導入位置とは軸方向で逆側となるように構成されているため、基板面内での冷却処理の均一性も良好に確保される。すなわち、搬送ローラ１４の一端側から冷気を導入して他端側から排気する上記の構成では、その過程で冷気の有する冷熱が消費されて搬送ローラ１４の軸方向に温度勾配が生じるが、上記構成によれば、隣接する搬送ローラ１４間で冷気の導入位置が逆側となっているので、上記温度勾配が隣接する搬送ローラ１４間では逆勾配となる。従って、このように温度勾配の向きが交互に異なる搬送ローラ１４と接触しつつ基板Ｓが搬送されることにより、上記温度勾配による影響が打ち消され、基板Ｓ全体がほぼ均一に冷却されることとなる。従って、全ての搬送ローラ１４に対して軸方向の同一側の端部から冷気を導入する構成と比べると、冷却処理の面内均一性を良好に確保することができる。
【００３６】
ところで、以上説明した基板冷却装置は、本発明に係る冷却装置の好ましい実施形態の一例であって、その具体的な構成は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００３７】
例えば、実施形態の冷却処理部１Ｃでは、前後の側壁部材２４の側面にフード部２６を設け、搬送ローラ１４の両端をこれらフード部２６に挿入することにより、搬送ローラ１４両端と側壁部材２４との隙間を見かけ上塞ぐように構成しているが、これらは搬送ローラ１４両端と側壁部材２４との隙間をラビリンス状に形成することにより処理槽１２内の雰囲気が搬送ローラ１４内や排気口２５ａ内に必要以上に侵入するのを防止するものであり、従って、フード部材２６を省略した構成とすることも可能である。但し、搬送ローラ１４の端部のうち冷気導入側の端部から多くの雰囲気が侵入すると、当該雰囲気により冷熱が奪われることも考えられるため、搬送ローラ１４の端部うち少なくとも冷気の導入側については、実施形態のようにフード部２６を設けておくのが好ましい。
【００３８】
また、実施形態の冷却処理部１Ｃでは、側壁部材２４に吸引口２５ａを形成し、搬送ローラ１４内の冷気を当該吸引口２５ａから吸引排気する構成としているが、例えば側壁部材２４に冷気導出用配管を設け、当該配管を搬送ローラ１４の開口からその内部に挿入（遊挿）することにより、この配管を通じて搬送ローラ１４内の冷気を吸引排気する構成としてもよい。
【００３９】
また、実施形態の冷却処理部１Ｃでは、搬送ローラ１４毎に冷気発生器３２を設けて冷気を搬送ローラ１４に供給する構成となっているが、勿論、共通の冷気発生器３２で生成した冷気を複数の搬送ローラ１４に供給するように構成してもよい。また、冷気発生器３２としては、上記のようにボルテックス効果を利用して冷熱を生成するものに限らず、例えば圧縮空気を冷媒との熱交換により冷却して冷気を生成するものであってもよい。また、搬送ローラ１４に供給する冷気は、空気以外の気体、例えば窒素等の不活性ガスであってもよい。
【００４０】
また、上記実施形態では、基板Ｓを水平姿勢で搬送しながら冷却するが、勿論、基板Ｓを傾斜姿勢（搬送方向と直交する方向にその一方側から他方側に傾斜する姿勢）で搬送しながら冷却するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る基板冷却装置が組み込まれる基板処理装置の要部を示す断面略図である。
【図２】冷却処理部（本発明に係る基板冷却装置）の槽内構成を示す平面略図である。
【図３】冷気の供給系統を含む搬送ローラの概略断面図（図２のＡ−Ａ線断面図）である。
【図４】冷気発生器を示す断面略図である。
【符号の説明】
【００４２】
１Ａ  洗浄処理部
１Ｂ  加熱処理部
１Ｃ  冷却処理部
１０〜１２  処理槽
２４  側壁部材
２５ａ  排気口
２６  フード部材
２８  導入用配管
３２  冷気発生器
Ｓ  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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