专利名称：基板冷却方法以及基板冷却装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对已实施加热处理的LCD (Liquid Crystal Display:液晶 显示器)、PDP (Plasma Display Panel:等离子显示器)用玻璃基板等的基板 实施冷却处理的基板冷却方法以及基板冷却装置。
背景技术：
以往，在制造玻璃基板等的光刻工艺中，作为在基板上形成光致抗蚀剂
覆膜的前阶段的处理，依次对基板进行如下处理对清洗后的基板实施加热 处理而除去水分的处理(脱水烘培处理)以及对加热后的基板进行冷却的冷 却处理。以往这种处理是以加热板以及冷却板的顺序由机械手移动替换基板 而进行的，但是近年来，为了提高生产能力，如专利文献1所记载的装置那 样，在利用辊搬运基板，并且由沿着搬运辊配置的加热器对基板进行加热之 后，在下游一侧，通过喷射冷却至规定温度的冷却气体来冷却基板。此外， 在该文献1中，记载有如下的内容，S卩，将冷却气体喷射到搬运辊上而使辊 本身也被冷却，因此利用从基板至辊的热传导能够高效率地冷却基板，另外， 通过使冷却水在搬运辊内循环，也能够得到同样的效果。
专利文献1: JP特开2006-245110号公报。
如专利文献1所述，由搬运辊冷却基板这种方式作为基板的冷却手段很 有效。但是，在喷射冷却气体从而冷却搬运辊的情况下，因为需要大量的制 冷剂，所以存在运行成本增大的问题。而且，即使在使冷却水于搬运辊内循 环的情况下，也需要具有冷却功能的冷却水的循环设备，而且需要用于防止 液体从搬运辊泄漏的特殊的密封结构，因此存在装置成本以及运行成本增大 的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于提供一种通过搬运辊搬运 基板并以价格更低廉的结构冷却基板的基板冷却方法以及基板冷却装置。为了解决上述问题，本发明的基板冷却方法是对加热处理后的基板进行 冷却，该方法是在通过搬运辊搬运所述基板的同时向该搬运辊的内部导入冷 却用的液体，使该液体伴随所述搬运辊的旋转而汽化并将蒸汽排出到该搬运 辊的外部，由此通过所述搬运辊冷却所述基板。
艮P,通过向搬运辊的内部导入液体，伴随搬运辊的旋转使所述液体沿着 该辊内周面移动而使该液体成为液膜或者液滴，由此增大该液体的表面积(气 液界面的面积)从而促进液体的汽化，由此促进搬运辊所具有的汽化热的消 耗来冷却搬运辊。而且，因为通过如此冷却的搬运辊来搬运基板，所以通过 从基板至搬运辊的热传导来冷却基板。根据这样的方法，能够以较少的液体 的量有效地冷却搬运辊，而且，因为在搬运辊内使液体汽化并将其直接排出， 所以不需要用于防止从搬运辊泄漏液体的严密的密封结构等。因此，能够以 简单的结构冷却基板。
另外，能够使用各种各样的液体作为所述液体，但是考虑到处理的便利 性以及运行成本，优选向搬运辊内导入常温的水作为所述液体。
另一方面，本发明的基板冷却装置是对加热处理后的基板进行冷却，该 装置具有中空的搬运辊，其构成为在所述基板的整个宽度方向上连续地支 撑所述基板；液体供给装置，其向所述搬运辊的内部，在能够保持空间比率 大的状态的范围内供给冷却用的液体；换气装置，其至少使旋转中的所述搬 运辊内进行换气。
根据该装置，通过由液体供给装置向搬运辊内导入液体来使搬送辊的热 量作为液体的汽化热消耗从而冷却搬运辊，并且通过这样冷却的搬运辊来搬 运基板，由此通过向搬运辊热传导来冷却基板。通过产生这种热传递来冷却 基板。尤其是，相对于搬运辊以保持空间比率大的状态的方式导入液体，并 且使搬运辊内进行换气，因此在搬运辊内，液体沿着辊内周面移动并成为液 膜或者液滴，由此表面积(气液界面的面积)增大。因此，通过液体表面积 的增大与上述换气之间的相互作用有效地促进液体的汽化。因此，顺利地进 行如上所述的热传递，由此有效地冷却搬运中的基板。
在该结构中，优选所述液体供给装置包括插入到搬运辊内并沿其轴向延 伸的喷嘴，该喷嘴向所述搬运辊中至少支撑基板的区域供给所述液体
通过该结构，因为在搬运辊中尤其能够集中地冷却与基板接触的部分，所以能够以少的液体量有效地冷却基板。
而且，优选所述喷嘴在所述搬运辊的长度方向上均匀地供给所述液体。 通过该结构，能够有效地防止沿着搬运辊的长度方向发生温度梯度，从
而能够均匀地冷却基板。
此外，作为上述液体能够适用各种各样的液体，但考虑到操作性以及运
行成本，采用水是很有效的。因此，优选所述液体供给装置供给水作为所述液体。
而且，在上述结构中，具有冷却装置，所述冷却装置在将所述液体向所 述搬运辊供给之前冷却所述液体。
通过该结构，能够用少量的液体从搬运辊吸收更多的汽化热，因此能够 更有效地冷却搬运辊，由此而提高了基板的冷却效果。
根据本发明的基板冷却方法以及本发明的基板冷却装置，在不设置具有 冷却机构的冷却水的循环设备等情况下，能够通过搬运辊有效地冷却搬运中 的基板。因此，与现有的这种基板冷却装置相比，能够用更价格低廉的结构 冷却基板。
图1是表示安装有本发明的基板冷却装置(使用本发明的基板冷却方法 的基板冷却装置)的基板处理装置的主要部分的截面示意图。
图2是表示冷却处理部(本发明的基板冷却装置)的结构的剖视图(图 1的A-A剖视图)。
图3是搬运辊的剖视图。
图4是表示搬运辊的其它结构的剖视图。
具体实施例方式
利用
本发明的优选实施方式。
图1是表示安装有本发明的基板冷却装置(使用本发明的基板冷却方法 的基板冷却装置)的基板处理装置的主要部分的截面示意图。
该基板处理装置按照光刻的工艺对LCD、 PDP用的玻璃基板S (下面称 作基板S)实施各种处理，由此从上流一侧依次具有用于清洗基板S的清洗处理部1A、将基板S加热至规定温度的加热处理部IB以及将加热后的基板 S冷却至规定温度的冷却处理部1C (相当于本发明的基板冷却装置)。在该 冷却处理部1C的下游一侧，还设置有用于在基板S上形成抗蚀剂覆膜的抗 蚀剂涂敷部等。
各处理部1A 1C具有经由基板搬运用的开口部相互连通的箱形的处理 槽10 12。在这些处理槽10 12的内部，以规定间隔设置有搬运辊14，在 将基板S以水平姿势搬运的同时从清洗处理部1A依次向下游一侧的处理部 1B、 1C搬运基板S。
在清洗处理部1A内，设置有用于依次对基板S进行例如刷洗、吹洗以 及冲洗等的各清洗装置(省略图示)，并且在清洗处理部1A的最下游一侧， 配备有用于在冲洗处理之后将附着在基板S上的冲洗液除去的上下一对气刀 (air knife) 16a、 16b。
在加热处理部IB内，在隔着搬运辊14的上下两侧的位置上配置有平板 式加热器(panel heater) 17a、 17b。而且，虽然省略图示，但是配备有用于 向加热中的基板S呈雾状喷射HMDS (Hexamethyldisilazane:六甲基二硅胺 垸)等抗蚀剂覆膜的粘接强化剂的喷嘴等。
在冷却处理部1C内设置有兼具基板S的冷却装置功能的上述搬运辊14。 即，冷却处理部1C利用从基板S至搬运辊14的热传导来冷却基板S，因此， 冷却处理部1C的搬运辊14与其它处理部1A、 IB的搬运辊14不同，而以通 过热传导有效地冷却基板S的方式构成该搬运辊14。关于这一点在后面再详 述。
通过上述的结构，在该基板处理装置中，通过驱动搬运辊14搬运基板S， 同时在清洗处理部1A中，通过对基板S进行刷洗、吹洗以及冲洗等来清洗 基板S，在加热处理部IB中，将基板S加热至规定温度(100°C 130°C)来 除去基板S的水分，在冷却处理部1C中，将基板S冷却至规定温度(常温)。 此后，依次对基板S进行光致抗蚀剂的涂敷等基于光刻工艺的剩余的处理。
图2是以剖视图概略地表示冷却处理部1C的搬运辊14的结构。如图所 示，搬运辊14是在其轴向贯通的中空形状的辊，并且整体由热传导性强的金 属材料(铝等)构成。
搬运辊14的前后两端(在图2中为左右两端)经由在处理槽12的前后侧板18、 19上形成的开口部18a、 19a导出至处理槽12的外部，而且插入到 与前后侧板18、 19的外侧分别连接的机械室20中。在各机械室20内，设置 有支撑构件22，并且所述搬运辊14的两端部经由轴承24支撑在这些支撑构 件22上，由此搬运辊14以可旋转的方式被支撑着。而且，在搬运辊14的后 端部分固定有带轮15,并且在该带轮15上架设驱动带2，由此旋转驱动搬运 辊14。
在搬运辊14的内部，插入有用于向该辊内供给冷却水的轴状的喷嘴26。 该喷嘴26贯穿搬运辊14，而且两端部支撑在各机械室20的侧壁上，由此配 置在搬运辊14的大致中心轴上。
在喷嘴26上，沿着其长度方向以规定间隔排列设置有多个喷嘴口 26a， 如图3所示，向搬运辊的内周面的圆周方向上的特定部位(在图示的例子中 为向下)喷洒从喷嘴26的一端侧导入的冷却水。喷嘴口 26a设置在搬运辊 14中包括处理槽12的前后侧壁之间的整个区域(至少是支撑基板S的区域) 上。
作为冷却水采用常温的水。该冷却水如图2所示，通过对泵28进行驱动 而从贮水罐30向喷嘴26供给。此外，在该冷却水的供给系统中，设置有包 括控制其流量的电磁阀等的流量控制装置，在搬运辊14内，控制向所述喷嘴 26供给的冷却水的供给量，以使在空间比率变大的范围内向搬运辊14内供 给冷却水。S卩，在本实施方式中，该供给系统以及所述喷嘴26等相当于本发 明的液体供给装置。
喷嘴26的喷嘴口 26a例如形成为越远离冷却水的导入侧(在图2中为左 侧)则口径越大，由此以在整个长度方向上使冷却水的喷出量大致均匀的方 式构成喷嘴26。
此外，机械室20的内部经由形成在其下部的排气口 20a以及排气通路， 由未图示的真空泵等真空吸引，由此防止颗粒等经由开口部18a、 19a从机械 室20侵入处理槽12，并且能够使搬运辊14内部换气。即，在本实施方式中， 机械室20以及真空泵等相当于本发明的换气装置。
通过上述的结构，在冷却处理部1C中，在搬运基板S的过程中通过搬 运辊14对基板S进行冷却处理。g卩，在搬运基板S的过程中，通过泵28的 动作来向喷嘴26供给冷却水，由此向搬运辊14的内周面喷洒冷却水。因此，若在此状态下基板S在搬运辊14上移动，则通过从基板S至搬运辊14的热 传导冷却基板S，搬运辊14的热量被冷却水吸收从而冷却搬运辊14。 g卩，进 行这样的热传递的结果是基板S被冷却。
此时，搬入到冷却处理部1C内的基板S处于10(TC 13(TC的高温，因 此搬运辊14也接近于此温度。因此，如上所述，若在空间比率变大的范围内 向搬运辊14供给常温的冷却水，则该冷却水迅速汽化，从而通过如此地将搬 运辊14的热量作为冷却水的汽化热量而消耗来有效地冷却搬运辊14。尤其 在此情况下，冷却水沿着搬运辊14的内周面向圆周方向移动从而成为液膜或 者液滴，由此冷却水的表面积(气液界面的面积)增大。因此，促进冷却水 的汽化(蒸发)，从而能够有效地冷却搬运辊14。
此外，这样在搬运辊14内产生的蒸汽伴随机械室20内部的真空吸引(搬 运辊14内的换气)而移动到搬运辊14的外部，并且经由所述排气口 20a排 出到外部。因此，防止搬运辊14内部因蒸汽而成为饱和状态，由此促进搬运 辊14内的冷却水的汽化。而且，这样促进冷却水的汽化的结果是上述的热传 递顺利地进行，由此良好地对搬送中的基板S进行冷却。
此外，在上述的冷却处理部1C中，即使是在搬入基板S之前，也驱动 搬运辊14并向其内部导入冷却水，还通过使搬运辊14内部换气来有效地冷 却搬运辊14。 SP，在此情况下，因为通过使冷却水沿着辊内周面移动而成为 液膜或者液滴来使冷却水的表面积增大，所以通过这种冷却水的表面积增大 与上述换气之间的相互作用来促进冷却水的汽化，结果，有效地冷却搬运辊 14。因此，能够有效地冷却搬运辊14。
根据如上所述地向搬运辊14内导入常温的冷却水并使其汽化，从而通过 吸收汽化热来冷却搬运辊14的如上所述的冷却处理部1C的结构，能够在不 使用制冷剂事先对冷却水进行冷却的情况下使用较少的水量有效地冷却搬运 辊14。而且，直接向外部排出在搬运辊14内汽化(蒸发)的蒸汽，因此不 需要相对搬运辊14使冷却水循环的设备，而且，虽然向搬运辊14内导入冷 却水，但是不需要用于防止从搬运辊漏水的严密的密封结构。
因此，虽然利用从基板S至搬运辊14的热传导有效地冷却基板S，但与 以往的这种装置，即，在搬运辊内以密封不漏液的状态使冷却水循环来冷却 该辊，或者向搬运辊喷射冷气来冷却该辊的以往的装置相比，具有能够以价格更低廉的结构高效率地冷却基板s的效果。
此外，上面所说明的冷却处理部1C是本发明的基板冷却装置(实行本
发明的基板冷却方法的基板冷却装置)的优选的实施方式的一个例子，其具 体结构在不脱离本发明的宗旨的范围内能够适当地变更。例如，也能够适用 以下的结构。
例如，在上述实施方式中，为了在喷嘴26的整个长度方向上使冷却水的 喷出量大致均匀，采用越远离冷却水的导入侧(在图2中为左侧)则喷嘴口 26a的口径越大的结构，但是除此之外，也能够采用例如喷嘴口 26a的口径 均匀，如图4所示，并且越远离冷却水的导入侧则直径尺寸越小的喷嘴结构。 在采用该结构的情况下，能够使冷却水的喷出量在喷嘴26的整个长度方向上 均匀。总之，只要能够在长度方向上使冷却水的喷出量均匀，喷嘴26的结构 采用什么样的结构都可以。另外，在上述实施方式中，对从喷嘴26的长度方 向一侧导入冷却水的例子进行了说明，但在从喷嘴26的两端导入冷却水的情 况下，只要以图2及图3的结构为标准，采用使冷却水的喷出量在喷嘴26 的整个长度方向上均匀的喷嘴结构即可。
而且，在上述实施方式中，向喷嘴26供给作为冷却水的常温的水，但只 要不妨碍事先对冷却水进行冷却的结构，也可以在冷却水的供给系统中，安 装对贮水罐30所供给的水进行冷却的冷却装置。即使是如此地事先冷却冷却 水的结构，如上所述，因为冷却处理部1C的结构是在空间比率变大的范围 内向搬运辊14内供给冷却水的结构，所以与使冷却水在搬运辊内循环的一般 的结构相比，SP，与使冷却水在搬运辊内以密封不漏液的状态循环来冷却该 辊的现有装置相比，向搬运辊14供给的冷却水的水量少，而且对冷却水进行 冷却所需的制冷剂的量也少。因此，与以往的装置相比用于冷却冷却水的运 行成本低，由此而能够以低成本冷却基板S。
而且，在上述实施方式中，本发明的换气装置的结构是通过从机械室20 内吸引排气来促进在搬运辊14内产生的蒸汽向外部排出，但换气装置的结构 并不限于此。例如，也可以通过进一步在搬运辊14的一端侧设置鼓风机等而 向搬运辊14内强制性吹入空气来促进蒸汽向外部排出。
而且，在上述实施方式中，将基板S以水平姿势搬运并进行冷却，当然， 也可以将基板S以倾斜姿势(在与搬运方向垂直的方向从其一侧向另一侧倾斜的姿势)搬运并进行冷却。在此情况下，可以设置在搬运辊14的上位一侧 的端部供给冷却水的喷嘴代替例如贯穿搬运辊14的实施方式那样的喷嘴26， 并且沿着搬运辊14的内底面从其上位侧流下冷却水。根据该结构，冷却水在 搬运辊14内部流下时从搬运辊14吸收汽化热从而汽化，因此能够与水平搬 运基板S的情况相同地冷却搬运辊14。另外，如上所述在使冷却水沿着搬运 辊14流下的情况下，也可以设置在搬运辊14的端部接受没有汽化而流下的 冷却水并向外部排出的排出装置。此结构也能够用于上述实施方式的结构中。
权利要求
1. 一种基板冷却方法，对加热处理后的基板进行冷却，其特征在于，在通过搬运辊搬运所述基板的同时向该搬运辊的内部导入冷却用的液体，使该液体伴随所述搬运辊的旋转而汽化并将蒸汽排出到该搬运辊的外部，由此通过所述搬运辊冷却所述基板。
2. 根据权利要求1所述的基板冷却方法，其特征在于，向所述搬运辊内 导入常温的水作为所述液体。
3. —种基板冷却装置，对加热处理后的基板进行冷却，其特征在于，具有中空的搬运辊，其构成为在所述基板的整个宽度方向上连续地支撑所述 基板；液体供给装置，其向所述搬运辊的内部，在空间比率变大的范围内供给 冷却用的液体；换气装置，其至少使旋转中的所述搬运辊内进行换气。
4. 根据权利要求3所述的基板冷却装置，其特征在于，所述液体供给装 置包括插入到搬运辊内并沿其轴向延伸的喷嘴，该喷嘴向所述搬运辊中至少 支撑基板的区域供给所述液体。
5. 根据权利要求4所述的基板冷却装置，其特征在于，所述喷嘴在所述 搬运辊的长度方向上均匀地供给所述液体。
6. 根据权利要求3至5中任一项所述的基板冷却装置，其特征在于，所 述液体供给装置供给水作为所述液体。
7. 根据权利要求3至5中任一项所述的基板冷却装置，其特征在于，具 有冷却装置，该冷却装置用于使向所述搬运辊供给之前的所述液体冷却。
全文摘要
本发明提供一种基板冷却方法以及基板冷却装置，通过搬运辊搬运基板的同时更价格低廉并高效地冷却基板。冷却处理部(1C)在通过搬运辊(14)对加热处理之后的基板(S)进行搬运的同时，通过该搬运辊(14)冷却基板(S)。即，在通过搬运辊(14)搬运基板(S)的同时，通过喷嘴(26)向搬运辊(14)的内部喷洒常温的冷却水，该冷却水因所述搬运辊(14)所具有的热量而汽化(蒸发)并向外部排出，从而冷却搬运辊(14)，由此冷却基板(S)。
文档编号H01L21/67GK101414546SQ200810149010
公开日2009年4月22日 申请日期2008年9月18日 优先权日2007年10月16日
发明者柿村崇 申请人:大日本网屏制造株式会社