(57)【要約】【課題】  基板の処理を迅速に開始することができ、かつ、基板を均一に熱処理することが可能な基板処理装置を提供する。【解決手段】  基板処理装置１０は、加熱プレート１１と、チャンバーの上蓋を構成する断熱材１２と、均熱プレート１３とを有する。基板１００は、駆動ローラ２３および従動ローラ２４を備えた搬送機構により、この加熱プレート１１の上部を、加熱プレート１１の表面から離隔した状態で水平方向に搬送される。そして、この基板１００は、加熱プレート１１により加熱され、熱処理される。【選択図】        図２
2011216572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対して、その下面から熱処理を行う熱処理部材と、
前記熱処理部材の上方に配設された断熱材と、
基板を前記熱処理部材の表面から離隔した状態で前記熱処理部材の表面に沿って搬送する搬送機構と、
前記熱処理部材と前記断熱材との間に配設された、前記断熱材よりも熱伝導率が高い均熱プレートと、
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記均熱プレートは、アルミニウム部材を含む基板処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理装置において、
前記均熱プレートは、その厚さが１０ｍｍ乃至２０ｍｍのアルミニウム板である基板処理装置。
【請求項４】
請求項２に記載の基板処理装置において、
前記均熱プレートは、板材に対して多数のフィンが、前記搬送機構により搬送される基板に向けて付設された放熱構造を有する基板処理装置。
【請求項５】
請求項２に記載の基板処理装置において、
前記均熱プレートは、アルミニウム板とアルミニウム以外の金属板とを貼り合わせた積層構造を有するとともに、前記アルミニウム板を前記搬送機構により搬送される基板側に配置した構成を有する基板処理装置。
【請求項６】
請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記断熱材は、前記熱処理部材を囲うチャンバーを構成する基板処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載の基板処理装置において、
前記断熱材はＳＵＳ板である基板処理装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記熱処理部材は、ヒータを備えた加熱プレートである基板処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載の基板処理装置において、
前記搬送機構により搬送される基板に対して熱風を吹き付ける熱風供給機構をさらに備える基板処理装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記搬送機構は、基板の下面に当接した状態で回転することにより基板を搬送する複数のローラを備える基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板に対して熱処理を行う基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ用ガラス基板、太陽電池用基板、電子ペーパー用基板、記録ディスク用基板等の基板の製造工程では、基板に対する加熱処理が行われる。例えば、基板のフォトリソグラフィ工程では、基板の表面にレジスト液が塗布された後、基板の表面とレジストとの密着性を向上させるために、基板に対して加熱処理が行われる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、チャンバー内に熱処理プレートを配設し、この熱処理プレートに形成された複数の吐出孔から気体を吐出することにより、プレート上に基板を非接触で保持した状態で、基板をプレートの上面に沿って基板を搬送するとともに、この基板を加熱する構成を採用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１６５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような基板処理装置においては、熱効率を向上させ、また、装置外部への熱の影響を防止するために、熱処理を行うチャンバーの上部は、ＳＵＳ板等の熱伝導率の低い断熱材により構成されている。
【０００６】
図８は、このような従来の基板処理装置１０の要部を模式的に示す側断面図である。
【０００７】
この基板処理装置１０は、加熱プレート１１と、チャンバーの上蓋を構成する断熱材１２とを有する。基板１００は、図示しない搬送機構により、この加熱プレート１１の上部を、加熱プレート１１の表面から離隔した状態で水平方向に搬送される。そして、この基板１００は、加熱プレート１１により加熱され、熱処理される。
【０００８】
断熱材１２は、加熱プレート１１による加熱時の熱効率を向上させるとともに、外部への熱の発散を防止する作用を有する。このとき、搬送機構により搬送される基板１００の表面と断熱材１２との距離Ｘは、断熱材１２による基板１００への影響を防止するため、比較的大きな値に設定されている。
【０００９】
この基板処理装置１０においては、基板１００の処理状況によって、断熱材１２の温度が低下する場合がある。このような状態で新たな基板１００が搬送され、加熱処理された場合には、断熱材１２と加熱プレートの温度差により、熱処理時に加熱ムラが生じるという問題が生ずる。一方、一旦低下した断熱材１２の温度を、所定の温度に均一化するためには、断熱材１２の熱伝導率の低さから長い時間を要し、基板１００の熱処理を開始するまでに長い時間が必要となるという問題がある。
【００１０】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、基板の処理を迅速に開始することができ、かつ、基板を均一に熱処理することが可能な基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、基板に対して、その下面から熱処理を行う熱処理部材と、前記熱処理部材の上方に配設された断熱材と、基板を前記熱処理部材の表面から離隔した状態で前記熱処理部材の表面に沿って搬送する搬送機構と、前記熱処理部材と前記断熱材との間に配設された、前記断熱材よりも熱伝導率が高い均熱プレートとを備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記均熱プレートは、アルミニウム部材を含む。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記均熱プレートは、その厚さが１０ｍｍ乃至２０ｍｍのアルミニウム板である。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記均熱プレートは、板材に対して多数のフィンが、前記搬送機構により搬送される基板に向けて付設された放熱構造を有する。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記均熱プレートは、アルミニウム板とアルミニウム以外の金属板とを貼り合わせた積層構造を有するとともに、前記アルミニウム板を前記搬送機構により搬送される基板側に配置した構成を有する。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の発明において、前記断熱材は、前記熱処理部材を囲うチャンバーを構成する。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記断熱材はＳＵＳ板である。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の発明において、前記熱処理部材は、ヒータを備えた加熱プレートである。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、前記搬送機構により搬送される基板に対して熱風を吹き付ける熱風供給機構をさらに備える。
【００２０】
請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の発明において、前記搬送機構は、基板の下面に当接した状態で回転することにより基板を搬送する複数のローラを備える。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１および請求項２に記載の発明によれば、断熱材よりも熱伝導率が高い均熱プレートの作用により、基板の処理を迅速に開始することができ、かつ、基板を均一に熱処理することが可能となる。
【００２２】
請求項３に記載の発明によれば、簡易な構成により、均熱プレートの温度分布の均一化と必要な熱容量の獲得を実現することができ、基板を均一に熱処理することが可能となる。
【００２３】
請求項４に記載の発明によれば、多数のフィンの作用により、熱処理される基板への熱の影響をより小さくして、基板を均一に熱処理することが可能となる。
【００２４】
請求項５に記載の発明によれば、均熱プレートを積層構造とし、その材質と厚みを適宜選択することにより、均熱プレートの温度分布の均一化と必要な熱容量の獲得を実現することができ、基板を均一に熱処理することが可能となる。
【００２５】
請求項６に記載の発明によれば、断熱材からなるチャンバーの作用により、熱処理時の熱効率を向上させることができ、また、装置外部への熱の影響を防止することが可能となる。
【００２６】
請求項７に記載の発明によれば、安価で耐久性を有するＳＵＳ板によりチャンバーを構成して、熱処理時の熱効率を向上させるとともに、装置外部への熱の影響を防止することが可能となる。
【００２７】
請求項８に記載の発明によれば、基板を均一に加熱して均一な加熱処理を実行することが可能となる。
【００２８】
請求項９に記載の発明によれば、熱風供給機構の作用により、基板をより効率的に加熱処理することが可能となる。
【００２９】
請求項１０に記載の発明によれば、複数のローラの作用により、基板と熱処理部材との間隔を一定に保ったまま、基板を均一に熱処理することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明に係る基板処理装置１０の要部を模式的に示す側断面図である。
【図２】この発明に係る基板処理装置１０による基板１００の処理状態を示す模式図である。
【図３】加熱プレート１１を基板の搬送機構とともに示す斜視図である。
【図４】加熱プレート１１を基板の搬送機構とともに示す平面図である。
【図５】図４におけるＡ−Ａ断面を示す縦断面である。
【図６】加熱プレート１１の平面図である。
【図７】図６おけるＢ−Ｂ断面を示す縦断面図である。
【図８】従来の基板処理装置１０の要部を模式的に示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。この発明に係る基板処理装置は、液晶表示装置用の矩形のガラス基板１００（以下、単に「基板１００」という）の表面を選択的にエッチングするフォトリソグラフィ工程において、レジスト塗布後の基板１００に加熱処理を行うための装置である。基板１００の製造工程では、複数台の基板処理装置１０が、搬送方向に配列される。基板１００は、複数台の基板処理装置１０上において搬送されながら加熱処理される。
【００３２】
最初に、この発明に係る基板処理装置の基本的な考え方について説明する。図１は、この発明に係る基板処理装置１０の要部を模式的に示す側断面図である。
【００３３】
図１（ａ）に示す実施形態に係る基板処理装置１０は、加熱プレート１１と、チャンバーの上蓋を構成する断熱材１２と、均熱プレート１３ａ（他の実施形態に係る均熱プレートを含めて総称する場合には「均熱プレート１３」という）とを有する。基板１００は、後述する搬送機構により、この加熱プレート１１の上部を、加熱プレート１１の表面から離隔した状態で水平方向に搬送される。そして、この基板１００は、加熱プレート１１により加熱され、熱処理される。
【００３４】
この基板処理装置１０は、図８に示す従来の基板処理装置１０に対して、均熱プレート１３ａを追加した構成を有する。この均熱プレート１３ａは、その厚さが１０ｍｍ乃至２０ｍｍのアルミニウム板から構成されている。この均熱プレート１３ａと搬送機構により搬送される基板１００との距離は、基板１００が熱により変形したとしてもこの基板１００が均熱プレート１３ａと干渉しない範囲で、小さな値とすることが好ましい。この均熱プレート１３ａと搬送機構により搬送される基板１００との距離Ｙは、例えば、１０ｍｍ〜２０ｍｍとすることができる。
【００３５】
図２は、この発明に係る基板処理装置１０による基板１００の処理状態を示す模式図である。
【００３６】
上述した断熱材１２は、熱処理部材としての加熱プレート１１を囲うチャンバーを構成する。基板１００は断熱材１２により構成されたチャンバーの搬入口２１からチャンバー内に進入し、加熱プレート１１に付設された後述する駆動ローラ２３および従動ローラ２４により搬送され、加熱プレート１１と均熱プレート１３との間を通過した後、チャンバーの搬出口２２から搬出される。
【００３７】
チャンバーを構成する断熱材１２は、加熱プレート１１による加熱の熱効率を向上させ、また、チャンバー外部への熱の影響を防止するために、ステンレス鋼の一種であるＳＵＳ板により構成されている。このため、上述したように、基板１００の処理状況によって、断熱材１２の温度が低下する場合がある。このような状態で新たな基板１００が搬送され、加熱処理された場合には、断熱材１２と加熱プレート１１の温度差により基板１００表面の熱が断熱材１２により奪われることになり、熱処理時に加熱ムラが生じるという問題が生ずる。一方、断熱材１２の温度を、所定の温度に均一化するためには、断熱材１２の熱伝導率の低さから長い時間を要し、基板１００の熱処理を開始するまでに長い時間が必要となるという問題がある。
【００３８】
しかしながら、この発明に係る基板処理装置１０においては、加熱プレート１１と断熱材１２との間に、断熱材１２よりも熱伝導率が高いアルミニウム製の均熱プレート１３ａを配設している。このため、断熱材１２の温度が低下していた場合等においても、熱伝導率が高い均熱プレート１３ａの作用により、基板１００を均一に熱処理することが可能となる。また、基板１００の処理を一定期間停止した後に再開する場合においても、均熱プレート１３ａは熱容量が小さいことから、容易にその温度が上昇し、かつ、均熱化する。このため、基板１００の熱処理を速やかに再開でき、また、この場合においても基板１００を均一に熱処理することが可能となる。
【００３９】
なお、この均熱プレート１３ａの熱伝導率は、基板１００より高く、かつ、チャンバーを構成する断熱材１２の材質であるＳＵＳより高くなっている。
【００４０】
図１（ｂ）に示す実施形態に係る基板処理装置１０は、図１（ａ）に示す実施形態に係る基板処理装置１０におけるアルミニウム板よりなる均熱プレート１３ａにかえて、アルミニウム製の板材１４に対して多数のフィン１５が、駆動ローラ２３および従動ローラ２４により搬送される基板１００に向けて付設された放熱構造を有する均熱プレート１３ｂを使用している。
【００４１】
この実施形態に係る均熱プレート１３ｂを使用した場合にも、上述した均熱プレート１３ａの場合と同様、基板１００を均一に熱処理することが可能となる。また、多数のフィン１５の作用により、熱交換の効率をよくして、基板１００を均一に熱処理することが可能となる。
【００４２】
図１（ｃ）に示す実施形態に係る基板処理装置１０は、図１（ａ）に示す実施形態に係る基板処理装置１０におけるアルミニウム板よりなる均熱プレート１３ａにかえて、アルミニウム板とアルミニウム以外の金属板とを貼り合わせた積層構造を有する均熱プレート１３ｃを使用している。より具体的には、均熱プレート１３ｃとしては、ＳＵＳ板や鉄板等の熱伝導率が低い金属板１７の両面を、熱伝導率が高いアルミニウム板１６により挟み込んだ構成を有する。
【００４３】
この実施形態に係る均熱プレート１３ｃを使用した場合にも、上述した均熱プレート１３ａ、１３ｂの場合と同様、基板１００を均一に熱処理することが可能となる。また、金属板１７の材質と厚みを適宜選択することにより、均熱プレート１３ｃ全体の温度分布の均一化と必要な熱容量の獲得を実現することが可能となる。なお、この均熱プレート１３ｃにおいては、基板１００を均一に熱処理するために、アルミニウム板１６を基板１００側に配置する必要があり、また、アルミニウム板１６の厚みを金属板１７の厚みより大きくする必要がある。
【００４４】
次に、上述した加熱プレート１１や駆動ローラ２３および従動ローラ２４の具体的な構成について説明する。図３は、加熱プレート１１を基板の搬送機構とともに示す斜視図であり、図４は、その平面図である。さらに、図５は、図４におけるＡ−Ａ断面を示す縦断面図である。
【００４５】
これらの図に示すように、加熱プレート１１は、平面視において略矩形状を成す平板形状を有し、その上面に沿って搬送される基板１００を加熱する構成を有する。この加熱プレート１１は、図５においてその断面を拡大して示すように、上段プレート３１、下段プレート３２、ヒータ３３および押さえ板３４を、この順に互いに積層させた構造となっている。
【００４６】
上段プレート３１、下段プレート３２および押さえ板３４は、例えば、アルミニウム板等の金属板により構成されている。押さえ板３４は、下段プレート３２との間でヒータ３３を保持する役割を果たす。ヒータ３３は、薄板状の発熱体である。ヒータ３３は、例えば、ステンレスのエッチングにより形成される。また、ヒータ３３は、図示しない電源装置と接続されている。
【００４７】
電源装置からヒータ３３へ電流を付与すると、ヒータ３３は、その抵抗に応じて発熱する。ヒータ３３により発生した熱は、下段プレート３２および上段プレート３１へ伝導し、下段プレート３２および上段プレート３１を昇温させる。加熱プレート１１上において搬送される基板１００は、上段プレート３１の上面からの輻射熱を受けることにより加熱される。また、加熱プレート１１の上面には、基板１００の下面へ向けて加熱された気体を噴出するための複数の噴出口３５が形成されている。複数の噴出口３５は、加熱プレート１１の上面全域に等間隔に配置されている。
【００４８】
図６は、加熱プレート１１の平面図である。また、図７は、図６おけるＢ−Ｂ断面を示す縦断面図である。
【００４９】
これらの図に示すように、加熱プレート１１の内部には、複数の噴出口３５へ気体を送るための多数の内部流路３６が形成されている。すなわち、この内部流路３６は、上段プレート１１の下面に形成された溝と、下段プレート１２の上面とに囲まれた空間により形成される。この内部流路３６は、加熱プレート１１の下面側に形成された導入口３７から、各噴出口３５まで複数本に分岐しつつ、従動ローラ２４と重ならないように延設されている。
【００５０】
導入口３７には、内部流路３６へ気体を供給するための給気管３８が接続されている。給気管３８の上流側の端部は、気体供給源３９に接続されている。また、給気管３８中には、開閉弁４１とヒータ４２とが配設されている。
【００５１】
開閉弁４１を開放すると、気体供給源３９から給気管３８へ、圧縮された気体が供給される。気体は、ヒータ４２により加熱された後、導入口３７を介して内部流路３６へ導入される。そして、内部流路３６を通って各噴出口３５へ送られた気体は、複数の噴出口３５から上方へ向けて噴出され、基板１００の下面に吹き付けられる。加熱プレート１１上において搬送される基板１００は、加熱された気体からの熱を受けて加熱される。
【００５２】
このように、この実施形態に係る基板処理装置は、加熱プレート１１の上面からの輻射熱と加熱プレート１１の上面から噴出される高温の気体との両方により基板１００を加熱する構成であることから、輻射熱のみで基板１００を加熱する場合よりも、均一に、かつ、効率よく、基板１００を加熱することが可能となる。
【００５３】
再度、図３乃至図５を参照して、加熱プレート１１の両側部（基板１００の搬送方向に向かって左右の側部）には、それぞれ、４つの駆動ローラ２３が、搬送方向に等間隔となるように配置されている。これらの駆動ローラ２３は、加熱プレート１１の端部に形成された凹部４８（図６参照）内に配置されている。これらの駆動ローラ２３の支軸４６は、加熱プレート１１の左右に配置された側板４４に軸支されている。各側板４４の外側には、一対の駆動モータ４５が配置されている。各駆動ローラ２３の支軸４６および駆動モータ４５の駆動軸４７は、複数のプーリおよび無端ベルトからなる駆動伝達機構５１により連結されている。このため、駆動モータ４５の駆動により、８個の駆動ローラ２３が互いに同期して回転する。
【００５４】
また、加熱プレート１１の中央部に穿設された孔部４９（図６参照）内には、複数の従動ローラ２４が配置されている。基板１００は、これらの従動ローラ２４と上述した駆動ローラ２３とにより支持される。そして、基板１００は、駆動モータ４５の駆動により駆動ローラ２３が回転することで、加熱プレート１１の表面に沿って搬送される。
【００５５】
以上の構成を有する基板処理装置においては、駆動ローラ２３および従動ローラ２４により、基板１００が加熱プレート１１の表面に沿って搬送される。そして、この基板１００は、加熱プレート１１の上面からの輻射熱と加熱プレート１１の上面から噴出される高温の気体との両方により加熱される。このときには、基板１００に近接する位置に均熱プレート１３が配置されていることから、基板１００を均一に熱処理することが可能となる。そして、均熱プレート１３のさらに上方には、断熱材１２により構成されたチャンバーが配設されていることから、加熱プレート１１による加熱の熱効率を向上させ、また、チャンバー外部への熱の影響を防止することが可能となる。なお、基板１００を加熱するための気体としては、エアや、窒素ガス等の不活性ガスを使用することができる。
【００５６】
なお、上述した実施形態においては、液晶表示装置用の矩形のガラス基板に対して加熱処理を行っているが、この発明に係る基板処理装置は、半導体ウエハ、ＰＤＰ用ガラス基板、記録ディスク用基板等の他の基板に対して、加熱処理を行うものであってもよい。また、この発明に係る基板処理装置は、基板１００を加熱処理するものに限らず、冷却処理するものについて適用することも可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１０    基板処理装置
１１    加熱プレート
１２    断熱材
１３    均熱プレート
１４    板材
１５    フィン
１６    アルミニウム板
１７    金属板
２１    搬入口
２２    搬出口
２３    駆動ローラ
２４    従動ローラ
３１    上段プレート
３２    下段プレート
３３    ヒータ
３４    押さえ板
３５    噴出口
３６    内部流路
３７    導入口
３８    給気管
３９    気体供給源
４５    駆動モータ
５１    駆動伝達機構
１００  基板
【図１】
2011216572.tif 000003
【図２】
2011216572.tif 000004
【図３】
2011216572.tif 000005
【図４】
2011216572.tif 000006
【図５】
2011216572.tif 000007
【図６】
2011216572.tif 000008
【図７】
2011216572.tif 000009
【図８】
2011216572.tif 000010