(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱処理される基板を載置する加熱プレートと、
下端が開口し、上方が閉塞した形状を呈し、前記加熱プレートに載置された基板を覆って、その内部に処理空間を形成するとともに、前記処理空間に連通する排気孔を備えたカバーと、
基板の加熱処理時に前記カバーの下端の金属露出面と接触してカバーを支持するとともに、前記加熱プレートに熱的に結合しているカバー受け部と、
前記加熱プレートの基板載置面と前記カバー受け部とを隔てる隔壁部と
を備えたことを特徴とする基板加熱処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板加熱処理装置において、
前記隔壁部は、加熱プレートの基板載置面を囲うように加熱プレートに取付けられた金属製の筒状体であり、
前記カバー受け部は、前記筒状体の外周面に取付けられた金属製の鍔部である基板加熱処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の基板加熱処理装置において、
前記隔壁部は、加熱プレートの基板載置面を囲うように加熱プレートに取付けられた筒状体であり、
前記カバー受け部は、前記筒状体の外側に位置する、前記加熱プレートの上面部位である基板加熱処理装置。
【請求項４】
請求項１に記載の基板加熱処理装置において、
前記加熱プレートは、基板載置面を囲うように形成された、基板載置面よりも低くなっている段差部を備え、
前記カバー受け部は、前記段差部の平坦面であり、
前記隔壁部は、前記段差部の立ち上がり壁面である基板加熱処理装置。
【請求項５】
請求項２に記載の基板加熱処理装置において、
前記筒状体には、前記鍔部が取付けられた位置よりも低い位置に、前記処理空間に外気を取り入れるための孔が形成されている基板加熱処理装置。
【請求項６】
請求項３または４に記載の基板加熱処理装置において、
前記カバーには、前記処理空間内に外気を取り入れるための孔が形成されている基板加熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用の基板などの各種の基板にポリイミド樹脂液やフォトレジスト液などを塗布した後に、その基板を加熱して溶剤成分を蒸発させるための基板加熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の基板加熱処理装置を図５を参照して説明する。
この基板加熱処理装置は、半導体基板などの基板Ｗを載置する加熱プレート１と、加熱プレート１上の基板Ｗを覆う昇降可能なカバー２とを備えている。カバー２を開放した状態で、ポリイミド樹脂などが塗布された基板Ｗが加熱プレート１上に配置され、続いて、カバー２が下降してカバー２内に処理空間Ｓが形成される。加熱プレート１で基板Ｗが加熱されると、基板Ｗから溶剤成分が蒸発する。具体的には基板Ｗにポリイミド樹脂液が塗布されている場合、ポリイミド樹脂の溶剤であるＮＭＰ（Ｎメチル２ピロリドン）が蒸発する。この溶剤成分はカバー２の上部に連通接続された排気管４を介して強制排気される。カバー２の下端にはフッ素樹脂などで形成されたリング状の部材５が嵌め付けられており、金属製のカバー２が加熱プレート１に直接に接触することによるパーティルの発生を防止している。
【０００３】
しかし、この基板加熱処理装置によると、カバー２が樹脂製の部材５によって加熱プレート１から熱的に分離されているので、カバー２が比較的に低温であり、基板Ｗから蒸発した溶剤成分がカバー２の内壁に接触して冷却される。その結果、カバー２の内壁に溶剤成分が結露し、この結露した溶剤成分が基板Ｗ上に落下して基板Ｗを汚染することがある。
【０００４】
そこで、本出願人は、溶剤成分が結露してカバー２の内壁に付着するのを防止するようにした基板加熱処理装置を先に提案している（実開平６−４５３３５号公報参照）。以下、図６を参照して説明する。この基板加熱処理装置は、短筒状の第１のカバー部材６と、この第１のカバー部材６にネジ部材７を介して取付けられた第２のカバー部材８とからなるカバー９を備えている。第１のカバー部材６と第２のカバー部材８との間には環状流路１０が形成されている。基板Ｗの熱処理時に環状流路１０から外気をカバー９内に取り込み、この外気をカバー９の内壁に沿って強制排気している。このような排気構造によれば、基板Ｗから蒸発した溶剤成分はカバー９の内壁に接触することなく、カバー９内に取り込んだ外気とともに排気されるので、溶剤成分が結露してカバー９の内壁に付着するのを防止することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように実開平６−４５３３５号公報に開示された基板加熱処理装置は、蒸発した溶剤成分がカバー９の内壁に結露するのを有効に防止することができるが、排気管９に連通接続される図示しない排気手段の排気能力が充分であることが必要とされる。しかし、排気手段の排気能力を確保することが困難な場合もある。以下に具体的に説明する。
【０００６】
最近の半導体デバイスの微細化に伴い、保護膜として用いられるポリイミド樹脂膜は厚くなる傾向にある。基板上にポリイミド樹脂を厚く塗布すると、基板加熱処理装置のカバー内での溶剤成分の蒸発量が増えるので、この溶剤成分の結露を防止するためにカバー内の排気量を増やす必要がある。しかし、この種の基板加熱処理装置が設置される半導体製造工場に備えられている排気ラインは、有機溶剤を使用する他の装置にも共通使用されている関係で、排気能力を高くすることができない場合もある。このような場合、実開平６−４５３３５号公報に開示された基板加熱処理装置によっても、溶剤成分の結露を有効に防止することができなくなる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、カバー内の排気量を強めなくても、カバー内壁への溶剤成分の結露を有効に防止することができる基板加熱処理装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、加熱処理される基板を載置する加熱プレートと、下端が開口し、上方が閉塞した形状を呈し、前記加熱プレートに載置された基板を覆って、その内部に処理空間を形成するとともに、前記処理空間に連通する排気孔を備えたカバーと、基板の加熱処理時に前記カバーの下端の金属露出面と接触してカバーを支持するとともに、前記加熱プレートに熱的に結合しているカバー受け部と、前記加熱プレートの基板載置面と前記カバー受け部とを隔てる隔壁部とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板加熱処理装置において、前記隔壁部が、加熱プレートの基板載置面を囲うように加熱プレートに取付けられた金属製の筒状体であり、前記カバー受け部が、前記筒状体の外周面に取付けられた金属製の鍔部である。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の基板加熱処理装置において、前記隔壁部は、加熱プレートの基板載置面を囲うように加熱プレートに取付けられた筒状体であり、前記カバー受け部は、前記筒状体の外側に位置する、前記加熱プレートの上面部位である。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の基板加熱処理装置において、前記加熱プレートは、基板載置面を囲うように形成された、基板載置面よりも低くなっている段差部を備え、前記カバー受け部は、前記段差部の平坦面であり、前記隔壁部は、前記段差部の立ち上がり壁面である。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の基板加熱処理装置において、前記筒状体には、前記鍔部が取付けられた位置よりも低い位置に、前記処理空間に外気を取り入れるための孔が形成されている。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項３または４に記載の基板加熱処理装置において、前記カバーには、前記処理空間内に外気を取り入れるための孔が形成されている。
【００１４】
【作用】
請求項１に記載の発明の作用は次のとおりである。
基板の加熱処理時に、加熱プレートに熱的に結合しているカバー受け部にカバーの下端の金属露出面が接触する。その結果、加熱プレートからカバーへ熱が伝導してカバーの温度が上昇する。したがって、加熱プレートに載置された基板から溶剤成分が蒸発しても、この溶剤成分はカバーの内壁で冷却されないので、カバーに結露することがなく、カバーの排気孔を介して排出される。また、カバー受け部にカバーの下端の金属露出面が接触することにより、仮にパーティクルが発生しても、加熱プレートの基板載置面とカバー受け部とは隔壁部によって隔てられているので、パーティクルが加熱プレートの基板載置面側に侵入して基板を汚染することもない。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、加熱プレートの熱が筒状体および鍔部を介してカバーに伝達されて、カバーの温度が上昇するので、基板から蒸発した溶剤成分がカバーの内壁に結露することがない。また、カバーの下端の金属露出面と鍔部とが接触して、仮にパーティクルが発生しても、加熱プレートの基板載置面が筒状体で囲われているので、パーティクルが加熱プレートの基板載置面側に侵入して基板を汚染することもない。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、加熱プレートの熱がカバーに直接に伝達されて、カバーの温度が上昇するので、基板から蒸発した溶剤成分がカバーの内壁に結露することがない。また、カバーの下端の金属露出面と加熱プレートの上面部位とが接触して、仮にパーティクルが発生しても、加熱プレートの基板載置面が筒状体で囲われているので、パーティクルが加熱プレートの基板載置面側に侵入して基板を汚染することもない。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、カバーの下端が加熱プレートの段差部の平坦面と接触することにより、カバーの温度が上昇するので、基板から蒸発した溶剤成分がカバーの内壁に結露することがない。また、カバーの下端の金属露出面と加熱プレートの段差部の平面面とが接触して、仮にパーティクルが発生しても、加熱プレートの基板載置面と加熱プレートの段差部の平坦面とは、その段差部の立ち上がり壁面で隔たっているので、パーティクルが加熱プレートの基板載置面側に侵入して基板を汚染することもない。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、基板から蒸発した溶剤成分は、筒状体に形成された孔から処理空間内に取り入れられた外気の気流に乗ってカバーの排気孔から排出される。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、基板から蒸発した溶剤成分は、カバーに形成された孔から処理空間内に取り入れられた外気の気流に乗ってカバーの排気孔から排出される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
＜第１実施例＞
図１は、本発明に係る基板加熱処理装置の第１実施例の概略構成を示した断面図である。
【００２１】
この基板加熱処理装置は、加熱処理される基板Ｗを載置する加熱プレート１０を備えている。加熱処理される基板Ｗは、例えばポリイミド樹脂液が塗布された半導体ウエハである。この加熱プレート１０の上面の中央領域が基板載置面１０ａになっている。加熱プレート１０の上面には基板載置面１０ａを囲うように短い筒状体２０がネジ止め固定されて、加熱プレート１０と熱的に結合している。筒状体２０はステンレス鋼などの金属で形成されている。なお、筒状体２０を加熱プレート１０に熱的に結合するための取付け手法は、ネジ止め固定に限らず、加熱プレート１０に環状の溝を形成し、この溝に筒状体２０を圧入してもよいし、あるいは筒状体２０を加熱プレート１０に溶接接続してよい。
【００２２】
筒状体２０の外周面の略中程の高さのところに鍔部２１が取付けられている。この鍔部２１も筒状体２０と同様に、ステンレス鋼などの金属で形成されている。また筒状体２０には、鍔部２１が取付けられた位置よりも低い位置に外気を取り入れための孔２２が形成されている。なお、後述する説明から明らかになるように、上記の筒状体２０は本発明における隔壁部に、鍔部２１はカバー受け部に相当する。
【００２３】
さらに、基板加熱処理装置は、下端が開口し、上方が閉塞した釣鐘形状のカバー３０を備えている。カバー３０はステンレス鋼などの金属で形成されている。基板Ｗの加熱処理時には、カバー３０の下端の金属露出面３０ａが鍔部２１に接触し、カバー３０の内部に処理空間Ｓが形成される。カバー３０の上端部に排気孔３１が形成され、この排気孔３１に排気管３２が連通接続されている。排気管３２は図示しない排気手段に接続されている。
【００２４】
加熱プレート１０には基板載置面１０ａから出没する昇降自在の複数本の基板支持ピン４０が設けられている。この基板支持ピン４０は、取付けアーム４１を介してエアーシリンダ４２のロッドに連結されている。また、カバー３０も支持アーム４３を介してエアーシリンダ４２のロッドに連結されている。エアーシリンダ４２のロッドが伸縮すると、これに同期して基板支持ピン４０およびカバー３０が昇降するようになっている。
【００２５】
次に、上述した構成を備えた第１実施例装置の動作を説明する。
基板Ｗの搬入のために、エアーシリンダ４２のロッドが伸びると、図２に示すように、カバー３０が上昇するとともに、基板支持ピン４０が基板載置面１０ａから突出する。図示しない基板搬送ロボットが基板Ｗを搬送してきて、基板支持ピン４０の上に基板Ｗを受け渡す。続いて、エアーシリンダ４２のロッドが収縮して、基板支持ピン４０が下降することにより、基板Ｗが基板載置面１０ａの上に載置される。基板支持ピン４０の下降と同時に、カバー３０が下降し、カバー３０の下端の金属露出面３０ａが筒状体２０の鍔部２１に接触することにより、カバー３０が支持される（図１の状態）。
【００２６】
基板載置１０ａに載置された基板Ｗは、加熱プレート１０で加熱処理される。基板Ｗに例えばポリイミンド樹脂が塗布されている場合、その溶剤成分（Ｎメチル２ピロリドン）が蒸発する。処理空間Ｓに放出された溶剤成分は、筒状体２０の孔２２から処理空間Ｓ内に取り込まれた外気とともに、排気孔３１を介して排出される。このとき、筒状体２０は加熱プレート１０に熱的に結合しているので、筒状体２０の鍔部２１は加熱プレート１０とほぼ同じ温度になっている。この鍔部２１がカバー３０の下端の金属露出面３０ａと接触しているので、カバー３０の温度も高くなっている。したがって、基板Ｗから蒸発した溶剤成分がカバー３０の内壁に接触しても冷却されないので、溶剤成分がカバー３０の内壁に結露することがなく、円滑に排気される。ちなみに、カバー３０の温度が６０〜７０°Ｃ以上であれば、溶剤成分がカバー３０の内壁に結露することがない。また、カバー３０の下端の金属露出面３０ａが鍔部２１に直接に接触することにより、仮にパーティクルが発生しても、基板載置面１０ａと鍔部２１との間に筒状体２０が介在して両者が隔たっているので、パーティクルが基板載置面１０ａ側に侵入して基板Ｗを汚染することもない。
【００２７】
基板Ｗの加熱処理が終わると、エアーシリンダ４２のロッドが伸びて、基板支持ピン４０が上昇して基板Ｗが持ち上げられるとともに、カバー３０が上昇する。続いて、図示しない基板搬送ロボットが処理済みの基板Ｗを搬出した後、新たな基板Ｗを搬入する。以後、同様の加熱処理が繰り返し行われる。
【００２８】
＜第２実施例＞
図３は、本発明に係る基板加熱処理装置の第２実施例の概略構成を示した断面図である。図３において、図１中の各符号と同一の符号で示した構成部分は、第１実施例と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００２９】
第２実施例に係る基板加熱処理装置の特徴は次のとおりである。
加熱プレート１０の基板載置面１０ａを囲うように、隔壁部としての筒状体２３が加熱プレート１０上に設けられている。そして、この筒状体２３の外側に位置する、加熱プレート１０の上面部位１０ｂが、カバー３３の下端の金属露出面３０ａと接触してカバー３３を支持するカバー受け部として用いられている。また、カバー３３には、外気を処理空間Ｓ内に取り込むための孔３４が設けられている。
【００３０】
本実施例によれば、カバー３３の下端の金属露出面３０ａが加熱プレート１０の上面部位１０ｂに直接に接触しているので、カバー３３の温度が一層効果的に上昇する。したがって、加熱処理によって基板Ｗから溶剤成分が蒸発しても、カバー３３の内壁に結露することがない。蒸発した溶剤成分は、カバー３３の孔３４から取り込まれた外気とともに、排気孔３１から排出される。基板載置面１０ａは筒状体２３で囲われているので、カバー３３の下端の金属露出面３０ａが加熱プレート１０の上面部位１０ｂに接触して仮にパーティクルが発生しても、基板載置面１０ａ側に侵入して基板Ｗを汚染することもない。
【００３１】
＜第３実施例＞
図４は、本発明に係る基板加熱処理装置の第３実施例の概略構成を示した断面図である。図４において、図１中の各符号と同一の符号で示した構成部分は、第１実施例と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００３２】
第３実施例に係る基板加熱処理装置の特徴は次のとおりである。
加熱プレート１０に、基板載置面１０ａを囲うように、基板載置面１０ａよりも低くなっている段差部１１がリング状に形成されている。この段差部１１の平坦面１１ａが、カバー３５の下端の金属露出面３０ａと接触してカバー３５を支持するカバー受け部を構成している。また、段差部１１の立ち上がり壁面１１ｂが、基板載置面１０ａとカバー受け部とを隔てる隔壁部としての機能をもっている。また、カバー３５には、外気を処理空間Ｓ内に取り込むための孔３６が設けられている。
【００３３】
本実施例によれば、カバー３５の下端の金属露出面３０ａが加熱プレート１０の段差部１１の平坦面１１ａに接触しているので、カバー３５の温度が上昇する。したがって、加熱処理によって基板Ｗから溶剤成分が蒸発しても、カバー３５の内壁に結露することがない。蒸発した溶剤成分は、カバー３５の孔３６から取り込まれた外気とともに、排気孔３１から排出される。基板載置面１０ａは段差部１１の立ち上がり壁面１１ｂで囲われているので、カバー３５の下端の金属露出面３０ａが加熱プレート１０の段差部１１の平坦面１１ａに接触して仮にパーティクルが発生しても、基板載置面１０ａ側に侵入して基板Ｗを汚染することもない。
【００３４】
なお、上述した各実施例において、カバー３０，３３，３５や排気管３２の外周面に面状ヒータなどを取り付けて、カバー３０，３３，３５や排気管３２を加熱するようにすれば、基板Ｗから蒸発した溶剤成分の結露防止の効果を一層高めることができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば次の効果を奏する。
請求項１に記載の発明によれば、基板の加熱処理時にカバーの温度が上昇するので、基板から蒸発した溶剤成分がカバー内壁で結露することがない。したがって、カバー内での溶剤成分の結露防止のために、カバー内の排気量を強める必要がない。また、加熱プレートの基板載置面とカバー受け部とは隔壁部で隔たっているので、カバーの下端とカバー受け部とが接触して仮にパーティクルが発生しても、このパーティクルが加熱プレート上の基板を汚染することもない。
【００３６】
同様に請求項２〜請求項４の各発明によれば、基板の加熱処理時にカバーが昇温するので、カバー内壁に溶剤成分が結露することがない。また、請求項２および請求項３に記載の発明によれば、加熱プレートの基板載置面が筒状体で囲われており、また、請求項４に記載の発明によれば、加熱プレートの基板載置面が段差部の立ち上がり壁面で囲われているので、加熱プレートの基板載置面側へ外部からパーティクルが侵入して基板を汚染するということもない。
【００３７】
さらに、請求項５に記載の発明によれば、筒状体に形成された孔を介して、また、請求項６に記載の発明によれば、カバーに形成された孔を介して、それぞれ処理空間に外気が取り入れられるので、基板から蒸発した溶剤成分を外気の気流に乗せてカバーの排気孔から円滑に排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板加熱処理装置の第１実施例の概略構成を示した断面図である。
【図２】第１実施例装置の基板搬入・搬出時の状態を示す断面図である。
【図３】第２実施例の概略構成を示した断面図である。
【図４】第３実施例の概略構成を示した断面図である。
【図５】従来装置の概略構成を示した断面図である。
【図６】従来装置の概略構成を示した断面図である。
【符号の説明】
１０…加熱プレート
１０ａ…基板載置面
１０ｂ…上面部位（カバー受け部）
１１…段差部
１１ａ…段差部の平坦面（カバー受け部）
１１ｂ…段差部の立ち上がり壁面（隔壁部）
２０，２３…筒状態（隔壁部）
２１…鍔部（カバー受け部）
２２…外気取り入れ用の孔
３０，３３，３５…カバー
３０ａ…金属露出面
３１…排気孔
３４，３６…外気取り入れ用の孔
Ｗ…基板
Ｓ…処理空間
【図１】
0003555734.tif 000002
【図２】
0003555734.tif 000003
【図３】
0003555734.tif 000004
【図４】
0003555734.tif 000005
【図５】
0003555734.tif 000006
【図６】
0003555734.tif 000007