JP2007080935A - 基板熱処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板の中央部と周辺部との間で精度良く温度勾配をつけつつ、熱処理を行うことができる基板熱処理装置を提供する。
【解決手段】 熱処理プレート１上の基板Ｗが中央支持部材５、周辺支持部材７、およびリップ部１９に当接することで、基板Ｗと熱処理プレート１との間に形成される微小空間は気密になる。この状態で微小空間の気体を排出することにより、基板Ｗを熱処理プレート１の上面側に吸引する。このとき、圧電素子１１を下方向に微小変位させて、中央支持部材５を下降させる。これにより、基板Ｗの中央部は熱処理プレート１の上面側に近づくように湾曲させることができる。この結果、基板Ｗの中央部のギャップは周辺部に比べて小さくなる。したがって、基板Ｗを加熱処理する際に、このギャップ差に応じた温度勾配を付けることができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、半導体ウエハや液晶表示装置用のガラス基板（以下、単に基板と称する）等の基板に対して熱処理を行う基板熱処理装置に係り、特に、基板を熱処理プレートに密着させずに微小空間を隔てて熱処理する技術に関する。

基板熱処理装置としては、基板面全体にわたって均一な温度に加熱または冷却することが望ましいことが多い。しかしながら、熱処理工程において故意に基板面に温度勾配をつけることが要求されることもある。温度勾配が付けられた基板の方が、その後の工程（エッチング処理工程等）でより好適に処理を行うことができる場合があるからである。

温度勾配を付けることができる従来の装置は、熱処理プレートを複数のゾーンに分割して、ゾーンごとに温度制御を行う方式のものが挙げられる（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２０４４０２号公報

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、加熱処理では複数ゾーンのヒータの各発熱量、また冷却処理では複数のゾーンの各吸熱量の差異によって、温度勾配を形成する。このため、基板に温度勾配を形成するために、比較的多くの時間を要し、その精度も比較的低く、温度制御が困難であるという不都合がある。

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、基板の中央部と周辺部との間で精度良く温度勾配をつけつつ、熱処理を行うことができる基板熱処理装置を提供することを目的とする。

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、基板に対して熱処理を行う基板熱処理装置において、熱処理プレートと、前記熱処理プレートの上面に突出して設けられ、基板下面の中央部および周辺部を当接支持する支持手段と、前記熱処理プレートの上面にリング状に設けられ、基板の周縁側と当接することで基板と熱処理プレートとの間に形成される空間を気密にする密閉手段と、前記空間内の気体を排出する排出手段と、を備え、前記排出手段により前記空間内の気体を排出して基板を吸引している時、前記支持手段は中央部と周辺部との間で高さが異なることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、基板と熱処理プレートとの間に形成される空間は密閉手段によって気密になるので、排出手段によりこの空間内の気体を排出することで空間は負圧の状態になる。よって、基板は熱処理プレート側に吸引されている。このとき、支持手段の高さを基板の中央部と周辺部との間で異ならせているので、基板はその周縁側が密閉手段に固定的に当接しつつ、中央部および周辺部は支持手段に沿うように湾曲させることができる。ここで、支持手段の高さとは支持手段の熱処理プレート面に対する突出高さであり、中央部と周辺部との間で高さを異ならせるとは、中央部が周辺部に比べて高くなるようにしてもよいし、その逆であってもよい。また、基板を吸引している時に高さが異なっていればよく、その他のタイミングで高さが同じであっても構わない。このように構成することで基板の中央部と周辺部との間で、基板と熱処理プレートとの間の離隔（以下、単に「ギャップ」という）に一義的な差を付けることができる。よって、基板の中央部と周辺部との間で温度勾配を精度よく付けつつ熱処理をすることができる。

なお、加熱処理の場合は、基板の中央部のギャップを周辺部に対して小さくしたときは、基板の中央部を周辺部に比べて高温にすることができ、基板の中央部のギャップを周辺部に対して大きくしたときは、基板の中央部を周辺部に比べて低温にすることができる。このように温度勾配の向きをいずれの方向にも付けることができる。また、冷却処理の場合は、この逆向きに温度勾配を付けることができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板熱処理装置において、前記支持手段のうち、基板下面の中央部を当接支持する中央支持手段は、熱処理プレートの上面から突出する高さが可変であることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項２に記載の発明によれば、中央支持手段の高さを可変することで、基板の中央部と周辺部との間でギャップを変えることができる。これに応じて、基板の中央部と周辺部との間に付ける温度勾配の大きさを変えることができる。

また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の基板熱処理装置において、前記中央支持手段を昇降させる昇降手段と、前記昇降手段を操作して前記中央支持手段の高さを制御する昇降制御手段と、を備えることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項３に記載の発明によれば、昇降制御手段によって昇降手段を操作して中央支持手段の高さを制御することで、基板の中央部と周辺部との間に付ける温度勾配の向き、大きさを好適に制御することができる。

また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の基板熱処理装置において、前記昇降手段は圧電素子を備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項４に記載の発明によれば、昇降手段は圧電素子を備えているので、中央支持手段の高さを微小な単位で制御することができる。すなわち、基板の中央部と周辺部との間でギャップを精度良く調節することができるので、基板に形成する温度勾配の大きさを精度良く制御できる。

また、請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の基板熱処理装置において、前記中央支持手段は弾性変形により高さが可変であり、さらに、前記基板熱処理装置は、排出手段による排出圧を操作して前記中央支持手段の高さを制御する圧力制御手段を備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項５に記載の発明によれば、圧力制御手段により排出圧を操作することで、排出圧に応じた荷重が基板から中央支持手段にかかる。中央支持手段はこの荷重に応じて弾性変形し、その高さが伸縮する。このように圧力制御手段は排出圧の操作により中央支持手段の高さを制御することで、基板の中央部と周辺部との間に付ける温度勾配の向きや大きさを好適に制御することができる。

また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の基板熱処理装置において、前記支持手段は基板下面の周辺部を当接支持する周辺支持手段を備え、前記中央支持手段は、基板を吸引していない時、前記周辺支持手段および前記密閉手段より高いことを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項６に記載の発明によれば、基板を吸引していない時、中央支持手段は周辺支持手段および密閉手段より高いので、基板を載置しただけでは基板と熱処理プレートとの間に形成される空間は気密ではない。しかしながら、圧力制御手段により基板と熱処理プレートとの間の空間の気体を排出することにより、基板の周縁側を熱処理プレート側に引き寄せ、基板の周縁側を密閉手段と当接させることができる。同時に、基板の中央部は中央支持手段によって熱処理プレートの上面とは反対側に湾曲させることができる。

さらに、排出圧を低下させる（真空度を増す）方向に操作するのみで、基板中央部におけるギャップを周辺部より大きな値から小さな値まで広範囲に調節することができる。なお、基板と熱処理プレートとの間に形成される空間が気密である限り、中央支持手段の高さをさらに高くすることもできる。

また、請求項７に記載の発明は、請求項５または請求項６に記載の基板熱処理装置において、さらに、前記中央支持手段の高さを検出する検出手段を備え、前記圧力制御手段は前記検出手段の検出結果に基づいて、前記中央支持手段の高さが所定の設定値となるように制御することを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項７に記載の発明によれば、検出手段の検出結果に基づいて圧力制御手段の操作量を可変するので、精度よく中央支持手段の高さを制御することができる。

なお、本明細書は、次のような基板熱処理方法に係る発明も開示している。

（１）基板に対して熱処理を行う基板熱処理方法において、熱処理プレートの上面に突出して設けられる支持手段により基板下面の中央部および周辺部を当接支持し、基板と前記熱処理プレートとの間に形成される空間を気密にしつつ前記空間内の気体を排出して基板を吸引している状態において、前記支持手段は中央部と周辺部との間で高さを異ならせることを特徴とするものである。

前記（１）に記載の発明によれば、基板と熱処理プレートとの間に形成される空間は、気密にしつつ気体を排出することで、負圧の状態になる。よって、基板は熱処理プレート側に吸引されている。このとき、基板を下面から当接支持する支持手段の高さを基板の中央部と周辺部との間で異ならせているので、中央部と周辺部との間でギャップを変えるができる。これにより、基板の中央部と周辺部との間で温度勾配を好適に付けつつ熱処理をすることができる。

本発明に係る基板熱処理装置によれば、基板と熱処理プレートとの間に形成される空間は密閉手段によって気密になるので、排出手段によりこの空間内の気体を排出することで空間は負圧の状態になる。よって、基板は熱処理プレート側に吸引されている。このとき、支持手段の高さを基板の中央部と周辺部との間で異ならせているので、基板はその周縁側が密閉手段に固定的に当接しつつ、中央部および周辺部は支持手段に沿うように湾曲させることができる。このように構成することで基板の中央部と周辺部とにおけるギャップ間に一義的な差を付けることができる。よって、基板の中央部と周辺部との間で温度勾配を精度よく付けつつ熱処理をすることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例1を説明する。
図１は、実施例１に係る基板熱処理装置の概略構成を示す縦断面図であり、図２は、熱処理プレートの平面図である。

処理対象である基板を載置する熱処理プレート１は、図示省略の発熱体や、発熱体からの熱を熱処理プレート１の上面に伝達する伝熱部とを備えている。発熱体としては、マイカヒータなどが例示される。また伝熱部には、ヒートパイプ（図示省略）が複数本埋設されている構造が採用されている。また、図示しない複数本のヒートパイプの間には、図示しない冷却溝が形成され、冷却用の流体が流通される。

この熱処理プレート１の上面には、複数個（８個）の支持部材３が熱処理プレート１の上面から突出するように設けられている。本実施例では、熱処理プレート１の中心Ｃと同心で、かつ、径が異なる２つの円周上にそれぞれ４個づつ設けられている。径の比較的小さい円周上に設けられる支持部材３は基板Ｗ下面の中央部を当接支持するものであり、本明細書では特に「中央支持部材５」と呼ぶ。他方、径の比較的大きい円周上に設けられる支持部材３は基板Ｗ下面の周辺部を当接支持するものであり、本明細書では特に「周辺支持部材７」と呼んで、中央支持部材５と区別する。中央支持部材５および周辺支持部材７は、それぞれ等間隔に配置されており、また、各周辺支持部材７は、熱処理プレート１の中心Ｃと各中央支持部材５とを結んだ線の延長上に配置されている。なお、支持部材３は、この発明における支持手段に相当する。

中央支持部材５は棒状であって、基板Ｗと当接する上端部は球面形状を呈している。中央支持部材５の材質としてはセラミック等が例示される。そして、各中央支持部材５の下端部は、単一の支持プレート９に共通して接続されている。なお、中央支持部材５は、この発明における中央支持手段に相当する。

支持プレート９の下方には圧電素子１１が配置されている。圧電素子１１は、印加電圧に応じて上下方向に微小変位することで、支持プレート９を昇降駆動する。圧電素子１１および支持プレート９は、この発明における昇降手段に相当する。

なお、熱処理プレート１内部には、支持プレート９と圧電素子１１とを変位可能に収容する空洞１３が形成されるとともに、中央支持部材５を挿通するための貫通孔１５が、熱処理プレート１の上面と上述の空洞１３とを連通するように形成されている。

周辺支持部材７は球体であり、この材質としてもセラミック等が例示される。熱処理プレート１の上面には、周辺支持部材７の径より若干浅い４個の凹部（図示省略）が形成されている。周辺支持部材７はこれら各凹部にそれぞれ嵌め込まれている。なお、周辺支持部材７は、この発明における周辺支持手段に相当する。

熱処理プレート１に載置される基板Ｗは、基板Ｗの下面を、上述した中央支持部材５および周辺支持部材７によって当接支持される。このため、基板Ｗと熱処理プレート１の上面との間には、プロキシミティギャップと呼ばれる微小空間ｍｓが形成される。基板Ｗの加熱は、熱処理プレート１の上面からの輻射熱によって行われる。

また、熱処理プレート１の上面には、平面視、基板Ｗの外径よりやや小径の内径を有するリング形状のリップ部１９を設けている。リップ部１９の高さは、熱処理プレート１の上面から周辺支持部材７が突出している高さにほぼ等しい。基板Ｗの周縁側がこのリップ部１９に当接することで、上述した微小空間ｍｓを気密にする。このリップ部１９としては、例えば、耐熱性及び弾性を有するポリイミド樹脂が好ましい。また、その他に、例えば、テフロン樹脂が利用可能である。なお、リップ部１９は、この発明における密閉手段に相当する。

さらに、熱処理プレート１の上面には、周辺支持部材７とリップ部１９との間の４箇所に、排出孔２１が形成されている。この排出孔２１には排出配管２３の一端側が連通接続され、その他端側に真空吸引源２５が連通接続されている。この真空吸引源２５は、例えば、クリーンルームに設けられたバキュームのユーティリティである。排出配管２３には、排気時における上流側から真空吸引源２５に向かって、真空破壊弁を備えた開閉弁２７と、流量調整弁２９と、排出圧を計測する圧力計３１とが順に取り付けられている。なお、流量調整弁２９は、開閉弁２７が開放されたときに排出される気体の流量を予め設定するためのものである。なお、排出孔２１と排出配管２３と真空吸引源２５とは、この発明における排出手段に相当する。

制御部３５は、上述した圧電素子１１による変位や開閉弁２７や流量調整弁２９の開閉のほか、図示省略の発熱体による加熱量等を統括的に操作する。これらの操作は、記憶部３７に予め記憶されているレシピに基づいて行われる。制御部３５は、各種処理を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）や、演算処理の作業領域となるＲＡＭ（Random-Access Memory）や、各種情報を記憶する固定ディスク等の記憶媒体等によって実現されている。また、記憶部３７は、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）に代表される記憶媒体等によって実現されている。なお、制御部３５は、この発明における昇降制御手段に相当する。

次に、図を参照して、基板熱処理装置の動作について説明する。なお、図３は、基板が熱処理プレートに載置されたときの様子を示す図であり、図４は、基板の中央部を熱処理プレートの上面側に湾曲させて処理する場合の動作説明図であり、図５は、基板の中央部を熱処理プレートの上面とは反対側に湾曲させて処理する場合の動作説明図である。なお、発熱体の温度制御等はレシピに応じて既に行われているものとし、以下の説明においては省略する。

基板Ｗを載置する前に、制御部３５は、圧電素子１１に所定の印加電圧を供給することにより、各中央支持部材５の突出高さを一様に周辺支持部材７およびリップ部１９の突出高さと等しくさせる。

この状態において、基板Ｗが図示省略の搬送手段から本基板熱処理装置に受け渡される。図３に示すように、基板Ｗの下面が中央支持部材５および周辺支持部材７に当接支持されるとともに、基板Ｗの周縁部がリップ部１９に当接する。これにより、微小空間ｍｓは気密になっている。

ここで、制御部３５は、開閉弁２７を開放動作させ、微小空間ｍｓ内の気体を排出孔２１および排出配管２３を介して一定の流量で排出する。これにより、微小空間ｍｓには負圧が生じ、基板Ｗは熱処理プレート１側に吸引される。圧力計３１により計測される排出圧がレシピで定められる所定値まで達すると、制御部３５はその所定値のまま維持するように定圧制御に切り替わる。

定圧制御のもとで、制御部３５は、再び、レシピに基づいて圧電素子１１に所定の印加電圧を供給することで、圧電素子１１とともに支持プレート９および中央支持部材５を上下方向に微小に変位させる。

図４は、中央支持部材５を下方向に微小変位させる場合を図示している。この場合、基板Ｗの中央部は、微小空間ｍｓの排出圧に応じた吸引力Ｆに屈するように、中央支持部材５の下降とともに熱処理プレート１の上面側に近づく方向に湾曲する。このとき、基板Ｗの周縁側はリップ部１９により固定的に保持されている。これにより、基板Ｗと熱処理プレート１との離隔（以下では、単に「ギャップ」という）を、基板Ｗの中央部において周辺部より小さくすることができる。

逆に、図５は、中央支持部材５を上方向に微小変位させる場合を示している。この場合、基板Ｗは微小空間ｍｓの排出圧によって吸引されつつ、その中央部は中央支持部材５の上昇とともに熱処理プレート１の上面側と反対方向に膨らむように湾曲する。これにより、基板Ｗ中央部のギャップを、周辺部より大きくすることができる。

以上のように基板Ｗを湾曲させた状態で保持した後、予め決められた時間の間、基板Ｗに対して所定の熱処理を施す。この結果、基板Ｗには中央部と周辺部との間で温度勾配を形成しつつ、基板Ｗの温度を昇温させることができる。

具体的には、基板Ｗの中央部のギャップを周辺部に比べて小さくなるように基板Ｗを支持した場合（図４の場合）は、基板Ｗの中央部の温度が周辺部に比べて高くなるような温度勾配を形成することができる。逆に、中央部のギャップを周辺部に比べて大きくなるように基板Ｗを支持した場合（図５の場合）は、基板Ｗの中央部の温度が周辺部に比べて低くなるような温度勾配を形成することができる。

また、この温度勾配の大きさは、基板Ｗの中央部および周辺部のギャップ間の差が拡大するほど大きくなる。

所定時間の熱処理を終えると、制御部３５は、開閉弁２７を閉止して、微小空間ｍｓ内の気体の排気を停止するとともに、開閉弁２７の真空破壊弁を作動させる。これにより、微小空間ｍｓ内に気体が流入し、基板Ｗの吸引が解除される。その後、図示しない搬送手段により基板Ｗを搬出する。

このように、本基板熱処理装置によれば、中央支持部材５の高さに応じた一義的なギャップを、中央部と周辺部とで異なるように付けることができる。よって、基板Ｗに温度勾配を精度良く付けることができる。

また、基板Ｗを吸引している状態で中央支持部材５の高さを変えるので、基板Ｗを熱処理プレート１の上面側、またはこれと反対側のいずれにも湾曲させることができる。これにより、基板Ｗの中央部と周辺部との間でいずれの方向にも温度勾配を付けることができる。

また、圧電素子１１を操作することによって、中央支持部材５の高さを任意に変えることができる。これにより、基板Ｗに付ける温度勾配の大きさも制御することができる。

また、圧電素子１１を用いることで、中央支持部材５を微小変位させることができるので、基板Ｗに付ける温度勾配の大きさを精度良く制御することができる。

また、中央支持部材５および周辺支持部材７をそれぞれ同心円周上に配置することで、基板Ｗに中心から周縁側にかけて均一な温度勾配を付けることができる。

次に、図面を参照して本発明の実施例２を説明する。なお、図６は、実施例２に係る基板熱処理装置の概略構成を示す縦断面図である。以下の説明では、上述した実施例１と同じ構成について同符号を付すことにより詳細な説明を省略する。

実施例２における中央支持部材６は、上端部が球面形状であるともに、その下面には上下方向に弾性変形するスプリング４１が接続されている。このスプリング４１の他端は、熱処理プレート１に形成される穴部４３の底面に固定的に接続されている。

この中央支持部材６は、無荷重であるときに中央支持部材６の上端部が周辺支持部材７およびリップ部１９の高さより若干高く（たとえば、１００μｍ）なるように位置決めされている。また、スプリング４１の弾性量は、基板Ｗを吸引しているときに中央支持部材６にかかる荷重との関係において設定されている。なお、中央支持部材６は、この発明における中央支持手段に相当する。

中央支持部材６の側方には、中央支持部材６の高さ位置を検出する検出部４５が設けられている。本実施例では、この検出部４５として微小な変位量を検出することができるレーザー変位計を採用している。なお、検出部４５は、この発明における検出手段に相当する。

排出配管２３には、排気時における上流側から真空吸引源２５に向かって、真空破壊弁を備えた開閉弁２７と、上述した実施例１の流量調整弁２９に代えて、排出圧を調節する圧力調節弁４７と、排出圧を計測する圧力計３１とが順に取り付けられている。

制御部３５は、開閉弁２７や圧力調節弁４７の開閉操作を行うほか、図示省略の発熱体による加熱量等を操作する。これらの操作は、検出部４５からの検出結果と、記憶部３７に予め記憶されているレシピとに基づいて行われる。なお、制御部３５は、この発明における圧力制御手段に相当する。

次に、図を参照して、上記のように構成されている基板熱処理装置の動作について説明する。図７（ａ）、（ｂ）は、基板を熱処理プレートに載置した際の動作説明図であり、図８は、基板の中央部を熱処理プレートの上面側に湾曲させて処理する場合の動作説明図である。また、発熱体の温度制御等はレシピに応じて既に行われているものとし、以下の説明においては省略する。

基板Ｗが図示省略の搬送手段から基板熱処理装置に受け渡されると、基板Ｗの下面が中央支持部材６のみに当接支持される。このとき、中央支持部材６より若干低い周辺支持部材７およびリップ部１９には水平な基板Ｗは当接しないので、微小空間ｍｓは気密にはなっていない。

ここで、制御部３５は、開閉弁２７および圧力調節弁４７を開放動作させて、微小空間ｍｓ内の気体を、排出孔２１及び排出配管２３を介して排出する。これにより、図７（ａ）に示すように、基板Ｗの周縁部の外側から微小空間ｍｓへ気体が流入して、ベルヌーイ効果が生じ、基板Ｗの周縁部が下方に引き寄せられる。この結果、図７（ｂ）に示すように、基板Ｗの周縁部がリップ部１９に当接し、微小空間ｍｓは気密になる。このとき、基板Ｗの中央部は、当接する中央支持部材６の上向きの力を受けて、熱処理プレート１の上面と反対側に膨らむように湾曲する。

制御部３５は、検出部４５によって検出された中央支持部材６の高さ位置を受け取る。そして、中央支持部材６の高さ位置が、記憶部３７に予め記憶されている所定の設定値と等しくなるように、圧力調節弁４７の開度を操作する。

具体的には、中央支持部材６の高さ位置が所定の設定値よりも高いときは、圧力調節弁４７の操作により排出圧を低下させ（真空度を高め）、基板Ｗの吸引力Ｆを大きくする。これにより、基板Ｗが中央支持部材６を下向きに押し下げる力が増し、スプリング４１が収縮変形して中央支持部材６の高さ位置は低くなる。なお、中央支持部材６の高さ位置は、スプリング４１の弾性特性により、図７（ｂ）に示すように周辺支持部材７よりも低い高さ位置までも押し下げることが可能である。

他方、中央支持部材６の高さ位置が所定の設定値よりも低いときは、圧力調節弁４７の操作により排出圧を大きくして（真空度を低くして）、基板Ｗの吸引力Ｆを弱める。これにより、基板Ｗが中央支持部材６を下向きに押し下げる力が低減し、スプリング４１が伸張して中央支持部材６の高さ位置は高くなる。

このように、所定の設定値は、周辺支持部材７の高さより高い範囲はもとより、低い範囲においても設定することが可能である。言い換えれば、基板Ｗを、熱処理プレート１の上面と反対側へ膨らむように湾曲させることも、熱処理プレート１の上面側へ凹むように（近づくように）湾曲させることも可能である。

以上のようなフィードバック制御によって、制御部３５は、検出部４５の検出結果が所定の設定値と等しくなるように基板Ｗを保持した後、基板Ｗに対して所定の熱処理を施す。この結果、基板Ｗには中央部と周辺部との間で温度勾配を形成しつつ、基板Ｗの温度を昇温させる。

所定時間の熱処理を終えると、制御部３５は、開閉弁２７を閉止して微小空間ｍｓ内の気体の排気を停止するとともに、開閉弁２７の真空破壊弁を作動させる。これにより、微小空間ｍｓ内に気体が流入し、基板Ｗの吸引が解除される。その後、図示しない搬送手段により基板Ｗを搬出する。

このように、実施例２に係る基板熱処理装置によっても、基板Ｗを吸引する排出圧を操作することで中央支持部材６の高さ位置を上下させることにより、一義的なギャップを、中央部と周辺部とで異なるように付けることができる。よって、基板Ｗに温度勾配を精度良く付けることができる。また、基板Ｗを熱処理プレート１の上面側、またはこれと反対側のいずれにも湾曲させることができので、基板Ｗの中央部と周辺部との間でいずれの方向にも温度勾配を付けることができる。

また、制御部３５により排出圧を操作することで、中央支持部材６に基板Ｗから排出圧に応じた荷重をかけることができる。そして、この荷重に応じて伸縮自在に弾性変形するスプリング４１を備えることで、中央支持部材６の高さ位置を制御することができる。これにより、基板Ｗに付ける温度勾配の大きさを制御することができる。

また、中央支持部材６は、基板Ｗを吸引していない時、周辺支持部材７およびリップ部１９より高く設定しているので、微小空間ｍｓ内の気体を排出することにより、基板Ｗの周縁部をリップ部１９に当接させて基板Ｗを吸引すると同時に、基板Ｗを熱処理プレート１の上面と反対側に膨らむように湾曲させることができる。

制御部３５は、検出部４５の検出結果に基づいて排出圧を可変するので、精度よく中央支持部材６の高さ位置を制御することができる。

本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した各実施例では、中央支持部材５、６の高さを制御可能に構成していたが、これに限られない。たとえば、高さを固定的して中央支持部材を設けるように構成してもよい。

図９を参照する。図９は、この変形実施例に係る基板熱処理装置の概略構成を示す縦断面図である。図示するように、実施例１、２で説明した中央支持部材５、６に換えて、球体を呈する中央支持部材５１を備えている。この中央支持部材５１の径は、周辺支持部材７に比べて小径であり、それぞれ図示省略の凹部にはめ込まれている。したがって、中央支持部材５１は、周辺支持部材７より低い高さ位置において固定されている。なお、中央支持部材５１は、この発明における中央支持手段に相当する。

この状態で、基板Ｗを図示省略の搬送手段から受け取ったとき、基板Ｗの下面は周辺支持部材７およびリップ部１９のみに当接し、微小空間ｍｓは気密になっている。ただし、中央支持部材５１には当接していない。

ここで、制御部３５によって微小空間ｍｓ内の気体を排出すると、基板Ｗは熱処理プレート１側に吸引される。基板Ｗはこの力に屈するように、その中央部が熱処理プレート１の上面側に湾曲し始める。

やがて、基板Ｗの中央部が中央支持部材５１に当接すると、今度は基板Ｗの反りが中央支持部材５１によって規制される。

このように、変形実施例によっても、中央支持部材５１の高さに応じた一義的なギャップを、基板Ｗの中央部と周辺部とで異なるように付けることができる。よって、基板Ｗに温度勾配を精度良く付けることができる。

（２）上述した各実施例では、中央支持部材５（６）、周辺支持部材７の配置を同心円周上に配置する構成であったがこれに限られない。基板Ｗの中央部または周辺部を当接支持することができれば、適宜に配置の変更をしてもよい。また、これら中央支持部材５（６）、周辺支持部材７の個数も適宜に増減してもよい。同様に、排出孔２１の位置や個数も適宜に変更することができる。

（３）上述した第１実施例では、圧電素子１１によって中央支持部材５を昇降する構成であったが、これに限られない。圧電素子１１に換えて、各種のリニアアクチュエータに変更することができる。

（４）上述した第１実施例では、排出圧を一定に維持する定圧制御のもとで、制御部３５は圧電素子１１の操作により中央支持部材５の昇降制御を行ったが、これに限られない。すなわち、制御部３５は、排出圧についても適宜に可変するように制御してもよい。

（５）上述した第２実施例では、中央支持部材６は、その下端に設けられるスプリング４１によって弾性変形する構成であったが、これに限られない。スプリング４１に換えてバネなどの弾性材料を適用してもよい。また、中央支持部材６自体をシリコンや硬質ゴム等の弾性体で成形するように構成してもよい。

（６）上述した第２実施例では、中央支持部材６は、無荷重であるときに中央支持部材６の上端部が周辺支持部材７およびリップ部１９の高さより若干高く位置決めされていたが、これに限られない。たとえば、中央支持部材６を、周辺支持部材７等と等しい高さに位置決めしておいてもよいし、あるいは、周辺支持部材７等より低くなるように位置決めしておいてもよい。

（７）上述した第２実施例では、検出部４５としてレーザー変位計を用いていたが、中央支持部材６の高さ位置を検出することができるものであれば、適宜に変更することができる。

（８）上述した第２実施例では、検出部４５を備える構成であったが、これに限られない。すなわち、記憶部３７に予め記憶されているレシピのみに基づいて圧力調節弁４７を操作して排出圧を調節する構成として、検出部４５を省略するようにしてもよい。

（９）上述した各実施例では、熱処理プレート１が備える伝熱部にヒートパイプを埋設した構成を例に採って説明したが、ヒートパイプを用いていない基板熱処理装置であっても適用することができる。

（１０）上述した各実施例では、平面視円形状の基板Ｗを例にとって説明したが、矩形状の基板を処理する基板熱処理装置であっても適用できる。

（１１）上述した各実施例では、開閉弁２７は真空破壊弁を備えていたが、通常の開閉弁に置換してもよい。

（１２）上述した各実施例では、加熱処理を行う装置として説明したが、基板Ｗを冷却処理するクールプレートであってもよい。

実施例１に係る基板熱処理装置の概略構成を示す縦断面図である。 熱処理プレートの平面図である。 基板が熱処理プレートに載置されたときの様子を示す図である。 基板の中央部を熱処理プレートの上面側に湾曲させて処理する場合の動作説明図である。 基板の中央部を熱処理プレートの上面とは反対側に湾曲させて処理する場合の動作説明図である。 実施例２に係る基板熱処理装置の概略構成を示す縦断面図である。 基板を熱処理プレートに載置した際の動作説明図である。 基板の中央部を熱処理プレートの上面側に湾曲させて処理する場合の動作説明図である。 変形実施例に係る基板熱処理装置の概略構成を示す縦断面図である。

符号の説明

Ｗ … 基板
１ … 熱処理プレート
３ … 支持部材
５、６ … 中央支持部材
７ … 周辺支持部材
１１ … 圧電素子
１９ … リップ部
２１ … 排出孔
２３ … 排出配管
２５ … 真空吸引源
２７ … 開閉弁
２９ … 流量調整弁
３１ … 圧力計
３５ … 制御部
３７ … 記憶部
４１ … スプリング
４５ … 検出部
４７ … 圧力調節弁

Claims (7)

1. 基板に対して熱処理を行う基板熱処理装置において、
   熱処理プレートと、
   前記熱処理プレートの上面に突出して設けられ、基板下面の中央部および周辺部を当接支持する支持手段と、
   前記熱処理プレートの上面にリング状に設けられ、基板の周縁側と当接することで基板と熱処理プレートとの間に形成される空間を気密にする密閉手段と、
   前記空間内の気体を排出する排出手段と、
   を備え、
   前記排出手段により前記空間内の気体を排出して基板を吸引している時、前記支持手段は中央部と周辺部との間で高さが異なることを特徴とする基板熱処理装置。
2. 請求項１に記載の基板熱処理装置において、
   前記支持手段のうち、基板下面の中央部を当接支持する中央支持手段は、熱処理プレートの上面から突出する高さが可変であることを特徴とする基板熱処理装置。
3. 請求項２に記載の基板熱処理装置において、
   前記中央支持手段を昇降させる昇降手段と、
   前記昇降手段を操作して前記中央支持手段の高さを制御する昇降制御手段と、
   を備えることを特徴とする基板熱処理装置。
4. 請求項３に記載の基板熱処理装置において、
   前記昇降手段は圧電素子を備えていることを特徴とする基板熱処理装置。
5. 請求項２に記載の基板熱処理装置において、
   前記中央支持手段は弾性変形により高さが可変であり、
   さらに、前記基板熱処理装置は、排出手段による排出圧を操作して前記中央支持手段の高さを制御する圧力制御手段を備えていることを特徴とする基板熱処理装置。
6. 請求項５に記載の基板熱処理装置において、
   前記支持手段は基板下面の周辺部を当接支持する周辺支持手段を備え、
   前記中央支持手段は、基板を吸引していない時、前記周辺支持手段および前記密閉手段より高いことを特徴とする基板熱処理装置。
7. 請求項５または請求項６に記載の基板熱処理装置において、
   さらに、前記中央支持手段の高さを検出する検出手段を備え、
   前記圧力制御手段は前記検出手段の検出結果に基づいて、前記中央支持手段の高さが所定の設定値となるように制御することを特徴とする基板熱処理装置。
   

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