(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を加熱するための加熱処理部と、
所定の温度の冷却液が流通されて冷却される被冷却体と、
この被冷却体に対して所定の温度の冷却液を循環させるための第１冷却液循環路と、
この第１冷却液循環路の途中部に分岐接続され、この第１冷却液循環路の途中部と上記加熱処理部の構成部材との間で冷却液を循環させるための第２冷却液循環路とを含み、
上記第２冷却液循環路は、上記第１冷却液循環路のうちの上記被冷却体から冷却液を排出するための循環路の途中部に分岐接続されていることを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】
上記被冷却体は、基板を近接させて冷却するための基板冷却体を含むことを特徴とする請求項１記載の熱処理装置。
【請求項３】
上記被冷却体は、上記冷却液とは異なる液体を所定の温度に温度調整するための温度調節機に設けられて、上記冷却液と上記液体との間で熱交換を行うための熱交換器を含むことを特徴とする請求項１記載の熱処理装置。
【請求項４】
基板を加熱するための加熱処理部と、
所定の温度の冷却液が流通されて冷却される被冷却体と、
この被冷却体に対して所定の温度の冷却液を循環させるための第１冷却液循環路と、
この第１冷却液循環路の途中部に分岐接続され、この第１冷却液循環路の途中部と上記加熱処理部の構成部材との間で冷却液を循環させるための第２冷却液循環路とを含み、
上記被冷却体は、上記冷却液とは異なる液体を所定の温度に温度調整するための温度調節機に設けられて、上記冷却液と上記液体との間で熱交換を行うための熱交換器を含むことを特徴とする熱処理装置。
【請求項５】
上記第１冷却液循環路と上記第２冷却液循環路とが分岐接続される部分に設けられ、上記第１冷却液循環路と上記第２冷却液循環路との接続を切り換える切換え手段と、
上記加熱処理部の構成部材の温度を検出する温度検出手段と、
この温度検出手段で検出された温度に基づいて上記切換え手段の切換え動作を制御する制御部とをさらに含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板およびＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）用ガラス基板などの各被処理基板に対して熱処理を施すための熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、液晶表示装置の製造工程には、水分を有する基板やフォトレジストを塗布した後の基板を乾燥させる工程や、フォトレジスト膜に対して露光または現像処理を施した後の基板にベーキング処理を施す工程が含まれる。そこで、液晶表示装置の製造工程においては、基板に加熱処理を施すための加熱処理部と加熱処理後の基板を冷却するための冷却処理部とを有する熱処理装置が用いられる場合がある。
【０００３】
加熱処理部には、面状ヒータなどの発熱体を内蔵したホットプレートが備えられている。このホットプレートは、略直方体状に形成されたチャンバ内に収容されており、処理すべき基板は、チャンバ内に搬入されてホットプレート上に載置され、その状態でホットプレートからの発熱による加熱処理を受ける。
【０００４】
そのため、基板に対する加熱処理を実施した後は、ホットプレートやチャンバなどが高温になっている。それゆえ、この加熱処理部のメンテナンスを行う際には、作業者が火傷しないように、高温のホットプレートやチャンバなどを自然放熱させて、その降温を待たなければならなかった。したがって、従来の熱処理装置は、加熱処理を終了してからメンテナンス作業を開始するまでに長時間を要し、メンテナンス作業の効率がとても悪かった。
【０００５】
また、従来の熱処理装置においては、ホットプレートからの発熱でチャンバを外装する外装カバーが高温になり、この高温の外装カバーからの放熱が、冷却処理部や基板を搬送するための搬送ロボットに悪影響を及ぼすおそれがあった。
【０００６】
この外装カバーからの放熱による不都合を防止するために、従来の熱処理装置の中には、専用の温度調節機で生成した低温の冷却水を外装カバーに流通させて、外装カバーの温度を一定に保つようにしたものがある。しかしながら、外装カバー専用の温度調節機を設けると、装置の構成が複雑になるうえに、装置のイニシャルコストおよびランニングコストが高くついてしまう。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、加熱処理部の構成部材を冷却するのに要する時間を短縮することができる熱処理装置を提供することである。
【０００８】
また、この発明の他の目的は、構成を複雑にしたり、コストを大幅に上昇させることなく、加熱処理部の構成部材を冷却することができる熱処理装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板を加熱するための加熱処理部と、所定の温度の冷却液が流通されて冷却される被冷却体と、この被冷却体に対して所定の温度の冷却液を循環させるための第１冷却液循環路と、この第１冷却液循環路の途中部に分岐接続され、この第１冷却液循環路の途中部と上記加熱処理部の構成部材との間で冷却液を循環させるための第２冷却液循環路とを含み、上記第２冷却液循環路は、上記第１冷却液循環路のうちの上記被冷却体から冷却液を排出するための循環路の途中部に分岐接続されていることを特徴とする熱処理装置である。
【００１０】
この構成によれば、第１冷却液循環路を流通する冷却液を第２冷却液循環路に流通させて、加熱処理部の構成部材を冷却することができる。これにより、加熱処理部のメンテナンスを行う際に、高温の構成部材を急速に冷却することができる。ゆえに、加熱処理を終了してから、加熱処理部の構成部材が火傷しないような温度まで低下するのに要する時間を短縮することができ、メンテナンス作業の効率を向上させることができる。
【００１１】
また、第２冷却液循環路に冷却液を常時または間欠的に供給することにより、加熱処理部の構成部材が高温になるのを防止することができる。これにより、加熱処理部の構成部材からの放熱が他の処理部などに悪影響を及ぼすといったことがない。
【００１２】
さらに、被冷却体を冷却するための冷却液を用いて加熱処理部の構成部材を冷却しているから、この構成部材を冷却するため専用の冷却液を用いる構成とは異なり、新たに温度調節機を追加する必要がない。よって、装置の構成が複雑になったり、装置のイニシャルコストおよびランニングコストが増大したりすることがない。
そのうえ、被冷却体の冷却に使用した後の冷却液を用いて加熱処理部の構成部材が冷却されるので、被冷却体を冷却する能力を損なうことなく、加熱処理部の構成部材を十分に冷却することができる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、上記被冷却体は、基板を近接させて冷却するための基板冷却体を含むことを特徴とする請求項１記載の熱処理装置である。
【００１４】
この構成によれば、基板冷却体を冷却するための冷却液を使用して、加熱処理部の構成部材の冷却を行うことができる。
【００１５】
請求項３記載の発明は、上記被冷却体は、上記冷却液とは異なる液体を所定の温度に温度調整するための温度調節機に設けられて、上記冷却液と上記液体との間で熱交換を行うための熱交換器を含むことを特徴とする請求項１記載の熱処理装置である。
【００１６】
この構成によれば、温度調節機に設けられた熱交換器を冷却するための冷却液を使用して、加熱処理部の構成部材の冷却を行うことができる。
請求項４記載の発明は、基板を加熱するための加熱処理部と、所定の温度の冷却液が流通されて冷却される被冷却体と、この被冷却体に対して所定の温度の冷却液を循環させるための第１冷却液循環路と、この第１冷却液循環路の途中部に分岐接続され、この第１冷却液循環路の途中部と上記加熱処理部の構成部材との間で冷却液を循環させるための第２冷却液循環路とを含み、上記被冷却体は、上記冷却液とは異なる液体を所定の温度に温度調整するための温度調節機に設けられて、上記冷却液と上記液体との間で熱交換を行うための熱交換器を含むことを特徴とする熱処理装置である。
この構成によれば、第１冷却液循環路を流通する冷却液を第２冷却液循環路に流通させて、加熱処理部の構成部材を冷却することができる。これにより、加熱処理部のメンテナンスを行う際に、高温の構成部材を急速に冷却することができる。ゆえに、加熱処理を終了してから、加熱処理部の構成部材が火傷しないような温度まで低下するのに要する時間を短縮することができ、メンテナンス作業の効率を向上させることができる。
また、第２冷却液循環路に冷却液を常時または間欠的に供給することにより、加熱処理部の構成部材が高温になるのを防止することができる。これにより、加熱処理部の構成部材からの放熱が他の処理部などに悪影響を及ぼすといったことがない。
さらに、被冷却体を冷却するための冷却液を用いて加熱処理部の構成部材を冷却しているから、この構成部材を冷却するため専用の冷却液を用いる構成とは異なり、新たに温度調節機を追加する必要がない。よって、装置の構成が複雑になったり、装置のイニシャルコストおよびランニングコストが増大したりすることがない。
そのうえ、温度調節機に設けられた熱交換器を冷却するための冷却液を使用して、加熱処理部の構成部材の冷却を行うことができる。
【００１９】
請求項５記載の発明は、上記第１冷却液循環路と上記第２冷却液循環路とが分岐接続される部分に設けられ、上記第１冷却液循環路と上記第２冷却液循環路との接続を切り換える切換え手段と、上記加熱処理部の構成部材の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段で検出された温度に基づいて上記切換え手段の切換え動作を制御する制御部とをさらに含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の熱処理装置である。
【００２０】
この構成によれば、温度検出手段の出力に基づいて切換え手段の切換えを制御することにより、たとえば、加熱処理部の構成部材の温度を所定温度以下に保つことができる。これにより、加熱処理部の構成部材が高温になるのを防止することができるから、加熱処理部の構成部材からの放熱が他の処理部などに悪影響を及ぼすといったことがない。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
図１は、この発明の第１の実施形態に係る熱処理装置の構成を簡略化して示す断面図である。この熱処理装置は、液晶表示装置用ガラス基板などの基板Ｓに対して加熱処理および冷却処理を施すための装置であり、外装カバー１内において上下に積層された４つの処理部２，３，４，５と、これらの処理部２，３，４，５に対して基板Ｓを搬入／搬出するための搬送ロボット６とを有している。
【００２５】
処理部２，３，４は、いずれも基板Ｓに加熱処理を施すための加熱処理部であり、略直方体形状のチャンバ２１とこのチャンバ２１内に配置されたホットプレート２２とを備えている。チャンバ２１の図１における右側面には、スロット状の基板通過口２３が形成されており、この基板通過口２３から基板Ｓがチャンバ２１内に対して搬入／搬出されるようになっている。ホットプレート２２は、面状ヒータなどの加熱手段を内蔵しており、チャンバ２１内に搬入された基板Ｓは、このホットプレート２２上に載置されて加熱処理を受ける。
【００２６】
最下方に設けられた処理部５は、基板Ｓに冷却処理を施すための冷却処理部であり、略直方体形状のチャンバ５１とこのチャンバ５１内に配置された被冷却体としてのクールプレート５２とを備えている。チャンバ５１の図１における右側面には、スロット状の基板通過口５３が形成されており、この基板通過口５３から基板Ｓがチャンバ５１内に対して搬入／搬出されるようになっている。チャンバ５１内に搬入された基板Ｓは、クールプレート５２上に載置されて冷却処理を受ける。
【００２７】
クールプレート５２の内部には、クールプレート５２を冷却するための冷却水配管５４が配設されている。この冷却水配管５４には、温度調節機７で作成された一定温度の冷却水が冷却水供給路７１を介して供給されるようになっている。一方、冷却水配管５４を流通した冷却水は、冷却水帰還路７２を介して温度調節機７に戻されるようになっており、冷却水供給路７１、冷却水配管５４および冷却水帰還路７２によって第１冷却液循環路が構成されている。
【００２８】
この熱処理装置が設置された工場には、工場内の種々の設備を冷却するために、室温程度に冷却された工場冷却水を供給する工場冷却水装置８が備えられている。温度調節機７は、クールプレート５２から冷却水帰還路７２を介して戻されてくる冷却水と工場冷却水装置８から工場冷却水供給路８１を介して供給される工場冷却水との間で熱交換を行うことにより、クールプレート５２から戻されてくる冷却水を一定の温度に冷却し、その冷却水を冷却水供給路７１に送り出す。これにより、クールプレート５２には、常に一定温度の冷却水が供給され、この温度調整された冷却水によって、基板Ｓが載置されたクールプレート５２が冷却される。なお、温度調節機７に供給される工場冷却水は、工場冷却水帰還路８２を通って工場冷却水装置８に戻されるようになっている。
【００２９】
また、この実施形態においては、外装カバー１の搬送ロボット６に対向する側の面１Ａに、カバー配管１１が配設されており、このカバー配管１１には、冷却水帰還路７２を流通する冷却水が供給されるようになっている。具体的に説明すれば、外装カバー１の搬送ロボット６に対向する面１Ａには、各処理部２，３，４，５に対して基板Ｓを搬入／搬出できるように開口が形成されており、カバー配管１１は、この開口を取り囲むように外装カバー１の端縁内部に配設されている。一方、冷却水帰還路７２の途中部には、制御装置９によって切換え制御される三方弁１２，１３が介装されている。冷却水の流通方向に関して上流側の三方弁１２には、冷却水帰還路７２を流通する冷却水をカバー配管１１に供給するためのカバー供給路１４が接続されており、下流側の三方弁１３には、カバー配管１１を流通した冷却水を冷却水帰還路７２に戻すためのカバー帰還路１５が接続されている。この実施形態においては、カバー供給路１４、カバー配管１１およびカバー帰還路１５によって第２冷却液循環路が構成されている。
【００３０】
この構成により、制御装置９によって三方弁１２，１３を切り換えて、冷却水帰還路７２を流通する冷却水を、カバー供給路１４、カバー配管１１およびカバー帰還路１５に通して冷却水帰還路７２に戻すことにより、外装カバー１を冷却することができる。
【００３１】
図２は、温度調節機７の構成を示す図解図である。温度調節機７は、冷却水を貯留することができる冷却水タンク７３と、冷却水を一定温度に冷却するための冷却器７４とを備えている。冷却水タンク７３には、冷却水供給路７１および冷却水帰還路７２が接続されており、冷却水タンク７３に貯留された冷却水は、ポンプＰ１によって冷却水タンク７３から冷却水供給路７１に送り出されるようになっている。
【００３２】
また、冷却水タンク７３に貯留された冷却水は、ポンプＰ２によって冷却水タンク７３から汲み出されて、冷却器７４に与えられるようになっている。一方、冷却器７４には、たとえばフロンが冷媒として用いられており、コンデンサ７５によって液化されたフロンが供給されるようになっている。冷却器７４では、ポンプＰ２によって送られてくる冷却水と液化フロンとの間で熱交換が行われ、冷却水が液化フロンによって冷却される。冷却された冷却水は、冷却器７４から冷却水タンク７３に戻される。
【００３３】
冷却器７４に供給される液化フロンは、冷却水との熱交換によって気化してフロンガスとなる。このフロンガスは、圧縮機７６によって加圧された後にコンデンサ７５に与えられる。コンデンサ７５には、工場冷却水供給路８１を介して工場冷却水が供給されるようになっており、コンデンサ７５に送られてくるフロンガスは、工場冷却水との間で熱交換を行うことにより冷却されて液化される。そして、この液化されたフロンが、コンデンサ７５から冷却器７４に向けて送り出される。
【００３４】
以上のようにこの実施形態に係る熱処理装置では、冷却水帰還路７２の途中部にカバー供給路１４とカバー帰還路１５とが分岐接続されており、クールプレート５２から温度調節機７に戻されてくる冷却水を、外装カバー１内に配設されたカバー配管１１に供給できるようになっている。これにより、処理部２，３，４，５のメンテナンスを行う際に、制御装置９によって三方弁１２，１３を制御して、外装カバー１に冷却水を供給することにより、加熱処理部２，３，４で発生する熱で高温になっている外装カバー１を急速に冷却することができる。ゆえに、処理部２，３，４，５の処理動作を停止してから、外装カバー１が火傷しないような温度まで低下するのに要する時間を短縮することができ、メンテナンス作業の効率を向上させることができる。
【００３５】
また、制御装置９によって三方弁１２，１３を制御して、外装カバー１に冷却水を常時または間欠的に供給することにより、加熱処理部２，３，４から発生する熱によって外装カバー１が高温になるのを防止することができる。これにより、外装カバ１ーからの放熱によって冷却処理部５や搬送ロボット６に悪影響を及ぼすといったことがない。なお、この場合には、外装カバー１の温度を検出するための温度センサを設け、この温度センサの出力に基づいて、外装カバー１の温度が所定温度以下に保たれるように三方弁１２，１３の切換えが制御されるのが好ましい。
【００３６】
さらに、クールプレート５２を冷却するための冷却水を用いて外装カバー１を冷却しているから、外装カバー専用の温度調節機で温度調整した冷却水で外装カバー１を冷却する構成と比較して、装置の構成を簡略化することができ、また、装置のイニシャルコストおよびランニングコストを低減させることができる。
【００３７】
また、クールプレート５２の冷却に使用された後の冷却水を用いて外装カバー１を冷却しているから、クールプレート５２の温度制御に支障を及ぼすことなく、外装カバー１を冷却することができる。
【００３８】
図３は、この発明の第２の実施形態に係る熱処理装置の構成を簡略化して示す断面図である。この図３において、図２に示す各部に相当する部分には、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３９】
上述の第１の実施形態に係る熱処理装置においては、冷却水帰還路７２を流通する冷却水がカバー配管１１に供給されるように構成されているのに対し、この第２の実施形態に係る熱処理装置では、工場冷却水帰還路８２を流通する工場冷却水がカバー配管１１に供給されるようになっている。
【００４０】
具体的に説明すれば、工場冷却水帰還路８２の途中部には、制御装置９によって切換え制御される三方弁１６，１７が介装されている。工場冷却水の流通方向に関して上流側の三方弁１６には、工場冷却水帰還路８２を流通する工場冷却水をカバー配管１１に供給するためのカバー供給路１８が接続されている。また、下流側の三方弁１７には、カバー配管１１を流通した工場冷却水を工場冷却水帰還路８２に戻すためのカバー帰還路１９が接続されており、この実施形態においては、カバー供給路１８、カバー配管１１およびカバー帰還路１９によって第２冷却液循環路が構成されている。これにより、制御装置９によって三方弁１６，１７を切り換えて、工場冷却水帰還路８２を流通する工場冷却水を、カバー供給路１８、カバー配管１１およびカバー帰還路１９に通して工場冷却水帰還路８２に戻すことにより、外装カバー１を冷却することができる。
【００４１】
したがって、この第２の実施形態に係る熱処理装置においても、上述した第１の実施形態と同様な効果を奏することができる。なお、この第２の実施形態においては、工場冷却水供給路８１および工場冷却水帰還路８２が第１冷却液循環路を構成し、温度調節機７に備えられている熱交換器としてのコンデンサ７５が被冷却体に相当している。
【００４２】
以上、この発明の２つの実施形態について説明したが、この発明は、上述の２つの実施形態以外の形態でも実施することができる。たとえば、上述の実施形態では、処理部２，３，４，５を外装する外装カバー１を冷却する構成を採っているが、図４および図５に示すように、チャンバ２１の内部にチャンバ配管１０１を配設しておき、冷却水帰還路７２を流通する冷却水または工場冷却水帰還路８２を流通する工場冷却水をチャンバ配管１０１に流通させることにより、チャンバ２１およびホットプレート２２が冷却されるように構成することもできる。
【００４３】
また、図４および図５に示す構成が採用された場合には、たとえば、チャンバ２１の上蓋２１Ａにチャンバ配管１０１を配設しておき、メンテナンスのためにチャンバ２１およびホットプレート２２を冷却する際に、上蓋２１Ａまたはホットプレート２２を互いに近接する方向に移動させて、ホットプレート２２が良好に冷却されるように構成されているのが好ましい。この場合、ホットプレート２２の温度をさらに急速に降下させることができ、メンテナンス作業の効率を一層向上することができる。
【００４４】
さらに、ホットプレート２２をより効果的に冷却するには、たとえば、図６に示すように、ホットプレート２２の内部にプレート配管１０２を配設しておき、このプレート配管１０２に冷却水帰還路７２を流通する冷却水または工場冷却水帰還路８２を流通する工場冷却水が流通されるように構成されてもよい。また、図７に示すように、ホットプレート２２の下面に接するようにプレート配管１０２を配設しておき、このプレート配管１０２に冷却水帰還路７２を流通する冷却水または工場冷却水帰還路８２を流通する工場冷却水が流通されるように構成されてもよい。
【００４５】
また、上述の第１の実施形態においては、冷却水帰還路７２の途中部に２つの三方弁１２，１３が介装され、第２の実施形態においては、工場冷却水帰還路８２の途中部に２つの三方弁１６，１７が介装されているとした。しかしながら、カバー帰還路１５，１９が接続された下流側の三方弁１３，１７を省略しても、上述した作用を実現することができる。なお、下流側の三方弁１３，１７が省略された場合には、カバー帰還路１５，１９内をカバー配管１１に向けて冷却水が逆流するのを防止するために、カバー帰還路１５，１９の途中部に逆止弁が設けられるのが好ましい。
【００４６】
さらには、２つの三方弁１２，１３または１６，１７に代えて、カバー供給路１４およびカバー帰還路１５またはカバー供給路１８およびカバー帰還路１９に、それぞれ電磁弁などが介装されてもよい。
【００４７】
また、カバー配管１１、チャンバ配管１０１およびプレート配管１０２を流通する冷却水は、必ずしも冷却水帰還路７２から供給されて冷却水帰還路７２に戻される必要はなく、冷却水供給路７１から供給されて冷却水供給路７１に戻されてもよい。また、冷却水供給路７１から供給されて冷却水帰還路７２に戻されてもよい。ただし、クールプレート５２の温度を精密に制御するためには、冷却水帰還路７２から供給されて冷却水帰還路７２に戻されるのが好ましい。
【００４８】
これと同様に、カバー配管１１、チャンバ配管１０１およびプレート配管１０２を流通する工場冷却水は、工場冷却水供給路８１から供給されて工場冷却水供給路８１に戻されてもよいし、また、工場冷却水供給路８１から供給されて工場冷却水帰還路８２に戻されてもよい。
【００４９】
さらに、上述の実施形態においては、温度調節機７の構成として、コンデンサ７５で冷却水（フロン）と工場冷却水との熱交換が行われることにより、冷却水が冷却される構成を採っているが、この構成に代えて、電子冷熱素子（たとえばペルチエ素子）によって冷却水が冷却される構成が採用されてもよい。この構成が採用される場合には、工場冷却水によって電子冷熱素子の放熱面が冷却されるように構成されるとよい。
【００５０】
また、上述の実施形態においては、液晶表示装置用ガラス基板を処理するための装置を例にとったが、この発明は、フォトマスク用ガラス基板や半導体ウエハなど他の種類の基板を処理するための装置に適用することができる。
【００５１】
その他、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲内で、種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る熱処理装置の構成を簡略化して示す断面図である。
【図２】温度調節機の構成を示す図である。
【図３】この発明の第２の実施形態に係る熱処理装置の構成を簡略化して示す断面図である。
【図４】チャンバおよびホットプレートを冷却するための構成を説明するための図である。
【図５】チャンバおよびホットプレートを冷却するための他の構成を説明するための図である。
【図６】ホットプレートを冷却するための構成を説明するための図である。
【図７】ホットプレートを冷却するための他の構成を説明するための図である。
【符号の説明】
Ｓ    基板
１    外装カバー（加熱処理部の構成部材）
２，３，４  加熱処理部
７    温度調節機
９    制御装置
１１  カバー配管
１２，１３，１６，１７  三方弁（切換え手段）
１４，１８  カバー供給路
１５，１９  カバー帰還路
２１  チャンバ（加熱処理部の構成部材）
２２  ホットプレート（加熱処理部の構成部材）
５２  クールプレート（基板冷却体）
５４  冷却水配管
７１  冷却水供給路
７２  冷却水帰還路
７５  コンデンサ（熱交換器）
８１  工場冷却水供給路
８２  工場冷却水帰還路
１０１  チャンバ配管
１０２  プレート配管
【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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【図６】
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【図７】
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