JP2007258439A - 熱処理プレート - Google Patents

Abstract

【課題】熱処理工程の全般にわたって高い精度にて基板面内温度分布の均一性が得られる熱処理プレートを提供する。
【解決手段】加熱処理後のガラス基板Ｗを冷却するコールドプレートにおいて、ガラス基板Ｗの受け取りに使用される受け取りピン２０は常にプレート本体部１０と非接触とされている。一方、ガラス基板Ｗの突き上げに使用される突き上げピン４０が下降したときには、プレート本体部１０と面接触して熱的に接続される。また、プレート本体部１０に接触している突き上げピン４０は熱処理中のガラス基板Ｗの裏面とも接触する。比較的高温となっている受け取りピン２０によって高温のガラス基板Ｗを受け取り、プレート本体部１０と同一温度の突き上げピン４０によって冷却処理後の低温のガラス基板Ｗを突き上げる。
【選択図】図６

Description

本発明は、液晶表示装置用ガラス基板や半導体ウェハー等の薄板状電子部品用基板（以下、単に「基板」と称する）をプレート面に載置して熱処理を行う熱処理プレートに関する。

一般に、フラットパネルディスプレイやカラーフィルタを製造する工程にはガラス基板の熱処理工程が含まれている。また、半導体デバイスを製造する工程にも半導体ウェハーの熱処理工程が多数含まれている。基板に熱処理を行う手法としては種々の公知のものが知られているが、そのうちの一つに冷却手段やヒータを内蔵した熱処理プレート上に基板を載置して熱処理を行うものがある。

比較的大型のガラス基板を熱処理する熱処理プレートは、通常プレート面上に出没する多数のリフトピンとプレート面上に負圧を作用させる真空吸着機構とを備える。すなわち、プレート面から突出したリフトピンに処理対象となるガラス基板が載せられ、リフトピンがプレート内に没入することによってプレート面上にガラス基板が載置される。この状態で、ガラス基板をプレート面に密着させて均一な熱処理が行えるように、真空吸引機構を用いてプレート面にガラス基板を吸着する。そして、プレート内の熱処理機構によってガラス基板の熱処理が進行する。熱処理終了後は、真空吸着を解除するとともに、再びリフトピンを上昇させてガラス基板をプレート面から離間させる。

このような熱処理プレートにおいては、リフトピンの直上近傍や真空吸着機構の吸着孔直上近傍においてはガラス基板の温度が周辺と異なりやすく、その結果均一な処理結果が得られないおそれがある。このため、例えば特許文献１にはリフトピンに温調機構を設け、リフトピンの温度を周辺のプレート温度とほぼ等しくする技術が開示されている。また、特許文献２には、リフトピンの上端を逆円錐形状にするとともに、ピン穴の形状をリフトピンと合致するように形成し、リフトピンをプレートに密着させることによってリフトピンの温度とプレート温度とを等しくする技術が開示されている。

特開平２−７３６１９号公報 特開２００４−３１１９３４号公報

しかしながら、温度変化を伴う熱処理の場合、処理前の基板温度と処理後の基板温度とは当然異なる。そうすると、リフトピンをプレート温度に等しくしても、処理前の基板を受け取るときには基板温度とリフトピンの温度とが大きく相違することとなる。例えば、熱処理プレートが冷却処理を行うコールドプレートである場合、加熱処理直後の高温のガラス基板が搬入されることとなるが、リフトピンがコールドプレートと等しい温度となっていると、受け取るガラス基板の温度とリフトピンの温度とが大きく異なることとなる。そのような低温のリフトピンにて高温のガラス基板を保持するとリフトピンの近傍のみが急激に温度が低下し、その結果ガラス基板の初期面内温度分布が不均一となって続く冷却処理にも影響を与えたり、リフトピンとの接触部を起点とするスリップなどの欠陥が発生するという問題が生じる。なお、リフトピンに温調機構を備える場合は、ガラス基板の搬出時と搬入時とでピン温度を異ならせることも理論上は可能であるが、現実の基板熱処理サイクルの中でそのような多数のリフトピンの昇温・降温を行うことは実質的に不可能である。

また、特許文献２のように、リフトピンの上端を逆円錐形状とした場合には、真空吸着のための吸着孔をピン穴とは必ず別に設ける必要があり、当該上端部がピン穴と接触することによってパーティクルが発生してガラス基板を汚染するという問題が発生する。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、熱処理工程の全般にわたって高い精度にて基板面内温度分布の均一性が得られる熱処理プレートを提供することを目的とする。

また、本発明は、熱処理中の基板の汚染を低減することができる熱処理プレートを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板をプレート面に載置して熱処理する熱処理プレートにおいて、熱処理機構を内蔵するプレート本体部と、プレート外より搬入された熱処理前の基板を受け取って前記プレート面に載せる受け取りピンと、熱処理後の基板を前記プレート面から突き上げる突き上げピンと、前記プレート本体部に穿設され、前記受け取りピンが上下移動可能に遊挿される受け取りピン穴と、前記プレート本体部に穿設され、前記突き上げピンが上下移動可能に遊挿される突き上げピン穴と、基板を受け取るための受け取り位置とそれよりも下方の待避位置との間で前記受け取りピンを昇降させる受け取りピン昇降機構と、基板を突き上げた突き上げ位置とそれよりも下方の待機位置との間で前記突き上げピンを昇降させる突き上げピン昇降機構と、を備え、前記待機位置に下降しているときの前記突き上げピンのみの温度を前記プレート本体部と略同一としている。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る熱処理プレートにおいて、前記突き上げピンを前記待機位置に下降しているときに前記プレート本体部と接触させ、前記受け取りピンを前記受け取り位置から前記待避位置までのいずれの高さ位置に位置するときにも前記プレート本体部と非接触としている。

また、請求項３の発明は、請求項２の発明に係る熱処理プレートにおいて、前記突き上げピンの上端部を、下部にテーパ面を有する円筒形状に形成し、前記突き上げピンが前記待機位置に下降しているときに、前記テーパ面が面接触にて当接する受け部を前記突き上げピン穴に形成している。

また、請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかの発明に係る熱処理プレートにおいて、前記待機位置に下降しているときの前記突き上げピンの上端面の高さ位置を前記プレート面と略同一高さとしている。

また、請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明に係る熱処理プレートにおいて、前記待避位置に下降しているときの前記受け取りピンの上端面の高さ位置を前記プレート面よりも低くしている。

また、請求項６の発明は、請求項１から請求項５のいずれかの発明に係る熱処理プレートにおいて、前記受け取りピン穴および前記突き上げピン穴を介して真空吸引を行う真空吸引手段をさらに備える。

また、請求項７の発明は、請求項１から請求項６のいずれかの発明に係る熱処理プレートにおいて、前記受け取りピン穴および前記突き上げピン穴の穴径を５ｍｍ以下としている。

請求項１の発明によれば、待機位置に下降しているときの突き上げピンのみの温度をプレート本体部と略同一としているため、熱処理前の基板をプレート本体部とは温度の異なる受け取りピンにて受け取るとともに、熱処理後の基板をプレート本体部と略同一温度の突き上げピンにて突き上げることができ、熱処理工程の全般にわたって高い精度にて基板面内温度分布の均一性を得ることができる。

また、請求項２の発明によれば、突き上げピンは待機位置に下降しているときにプレート本体部と接触し、受け取りピンは受け取り位置から待避位置までのいずれの高さ位置に位置するときにもプレート本体部と非接触であるため、受け取りピンをプレート本体部から熱的に分離できるとともに、待機位置の突き上げピンをプレート本体部に熱的に接続してプレート本体部と確実に同一温度にすることができる。

また、請求項３の発明によれば、突き上げピンの上端部が下部にテーパ面を有する円筒形状に形成され、突き上げピンが待機位置に下降しているときにテーパ面が面接触にて当接する受け部が突き上げピン穴に形成されているため、待機位置に下降している突き上げピンをプレート本体部に確実に熱的に接続することができる。

また、請求項４の発明によれば、待機位置に下降しているときの突き上げピンの上端面の高さ位置をプレート面と略同一高さとしているため、待機位置の突き上げピンがプレート面に載置された熱処理中の基板と接触することとなり、突き上げピン穴の熱的影響を緩和するとともに、突き上げ時に突き上げピンが基板に与える熱的衝撃を解消することができる。

また、請求項５の発明によれば、待避位置に下降しているときの受け取りピンの上端面の高さ位置をプレート面よりも低くしているため、熱処理中の基板への受け取りピンの熱影響を低減するとともに、受け取りピンの温度が熱処理温度に近づくのを抑制して受け取り時に受け取りピンが基板に与える熱的衝撃を低減することができる。

また、請求項６の発明によれば、受け取りピン穴および突き上げピン穴を介して真空吸引を行う真空吸引手段を備えるため、受け取りピンおよび突き上げピンの上下移動動作や突き上げピンの突き上げピン穴への接触によって発塵したとしても、それが基板に付着するのを抑制し、熱処理中の基板の汚染を低減することができる。

また、請求項７の発明によれば、受け取りピン穴および突き上げピン穴の穴径を５ｍｍ以下としているため、受け取りピン穴および突き上げピン穴が基板の面内温度分布の均一性に与える影響を抑制することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。本明細書において使用する用語である「熱処理」とは「加熱処理」および「冷却処理」の双方を含み、「熱処理プレート」とは加熱処理を行うホットプレートおよび冷却処理を行うコールドプレートの双方を含む。

図１は、本発明に係る熱処理プレートの一例を示す平面図である。本実施形態の熱処理プレート１は、ガラス基板Ｗを載置して冷却処理を行うコールドプレートである。熱処理プレート１は、平面視で矩形形状を有し、そのプレート本体部１０は熱伝導の良好な金属（例えばアルミニウム）にて形成されている。

熱処理プレート１のプレート本体部１０には多数の冷却管が配設されており、その冷却管に冷媒供給源５から所定の冷媒を供給することができる。本実施形態においては、多数の冷却管に冷媒を供給することによってプレート本体部１０を約１５℃に冷却している。プレート本体部１０が約１５℃に維持されると、そのプレート表面１０ａは所定時間後、例えば３０秒後の冷却終了時点では約２３℃となる。

熱処理プレート１には、一対の受け取りピン２０と突き上げピン４０とで構成されたセットが複数設けられている。受け取りピン２０は、プレート外より搬入された冷却処理前のガラス基板Ｗを受け取ってプレート表面１０ａに載置するためのピンである。突き上げピン４０は、冷却処理後のガラス基板Ｗをプレート表面１０ａから突き上げるためのピンである。熱処理プレート１に対するガラス基板Ｗの搬出入はこれら受け取りピン２０および突き上げピン４０を介して行われる。

受け取りピン２０および突き上げピン４０の動作については後に詳述するが、前工程の加熱処理が終了したガラス基板Ｗは搬送ロボットＴＲの複数の搬送アームＡＲに載置されて搬入され、プレート表面１０ａから突出した受け取りピン２０に渡される。次に、受け取りピン２０が下降してガラス基板Ｗはプレート表面１０ａに載置される。この状態で所定の冷却時間が経過することによってガラス基板Ｗは約２３℃に冷却される。その後、突き上げピン４０が上昇してガラス基板Ｗをプレート表面１０ａから離間させる。そして、搬送ロボットＴＲが冷却処理後のガラス基板Ｗを受け取って熱処理プレート１から搬出する。

一対の受け取りピン２０および突き上げピン４０のセットは、ガラス基板Ｗの撓みや局所的な応力集中を防ぐために、なるべくプレート表面１０ａの全面にわたって均一な密度にて分散配置するのが好ましい。もっとも、ガラス基板Ｗの搬出入時に搬送ロボットＴＲの搬送アームＡＲと干渉しない位置に受け取りピン２０および突き上げピン４０を配置しなければならない（図１参照）。なお、一対の受け取りピン２０および突き上げピン４０のセット数は熱処理プレート１が処理対象とするガラス基板Ｗの大きさに応じて決められるものであり、例えば第８世代のガラス基板（２２００ｍｍ×２４００ｍｍ）を処理する場合には、少なくとも受け取りピン２０および突き上げピン４０を２５セット程度設ける必要がある。

熱処理プレート１のプレート表面１０ａは、巨視的に見れば平坦な平面であるが、微視的にはエンボス加工によって微小な凹凸が形成されている。図２は、プレート表面１０ａを部分的に拡大した斜視図である。同図に示すように、プレート表面１０ａには多数のランド１１が突設されている。各ランド１１は直径２ｍｍ、厚さ３０μｍの薄い円板形状を有している。複数のランド１１は、プレート表面１０ａに真空吸着されたガラス基板Ｗを突き上げピン４０が上昇して突き上げるときに、プレート表面１０ａとガラス基板Ｗの裏面との間に外気を導入して容易にガラス基板Ｗを持ち上げられるように形成されているものである。なお、複数のランド１１はプレート表面１０ａへの機械加工によって形成されるものであり、その材質はプレート本体部１０と同じである（本実施形態ではアルミニウム）。

複数のランド１１はプレート表面１０ａに規則的に配列されているのであるが、図２に示すように、その配列位置の一部に置き換えて受け取りピン２０および突き上げピン４０が設けられている。図３は、受け取りピン２０の周辺構成を示す図である。各受け取りピン２０は、プレート本体部１０に鉛直方向に沿って穿設された受け取りピン穴２５の内側に上下移動可能（昇降可能）に遊挿されている。受け取りピン２０の上端部は円筒形状に形成されており、その径はランド１１とほぼ同じ２ｍｍとされている。プレート表面１０ａにおける受け取りピン穴２５の穴径は受け取りピン２０の外径よりも大きな３ｍｍとされている。

各受け取りピン２０は、プレート本体部１０に内蔵されたエアシリンダ３０によって、ガラス基板Ｗを受け取るための受け取り位置（図３の二点鎖線位置）とそれよりも下方の待避位置（図３の実線位置）との間で昇降可能とされている。受け取りピン２０がエアシリンダ３０によって受け取り位置にまで上昇されると、プレート表面１０ａから突出し、その上端面はランド１１の上面よりも高くなる。受け取りピン２０が受け取り位置に上昇しているときにおける受け取りピン２０の上端面とプレート表面１０ａのランド１１の上面との高低差は、少なくとも搬送ロボットＴＲの搬送アームＡＲの厚さよりも大きい。

一方、受け取りピン２０がエアシリンダ３０によって待避位置にまで下降されると、受け取りピン穴２５の内部に没入し、その上端面はプレート表面１０ａ（厳密にはプレート表面１０ａのうちランド１１が形成されている部分を除く領域）よりも低くなる。また、受け取りピン２０は、受け取り位置に上昇したときにも待避位置に下降したときにもプレート本体部１０と非接触である。すなわち、受け取りピン２０は、受け取り位置から待避位置までのいずれの高さ位置に位置しているときにもプレート本体部１０と非接触である。なお、エアシリンダ３０は、各受け取りピン２０に個別に設けるようにしても良いし、複数の受け取りピン２０について共通に１個設けるようにしても良い。また、エアシリンダ３０の代わりに、モータとボールネジとの組み合わせで受け取りピン２０を昇降しても良い。

受け取りピン穴２５の内側壁面の一部には吸引管６２の先端部が開口している。すなわち、吸引管６２は受け取りピン穴２５の内部空間と連通されている。吸引管６２の基端部は真空バルブ６１を介して真空ライン６０と連通接続されている。真空バルブ６１を開放することによって、受け取りピン穴２５を介してプレート表面１０ａに負圧を作用させることができる。なお、真空ライン６０としては、熱処理プレート１に真空ポンプを付設するようにしても良いし、熱処理プレート１が設置される工場のユーティリティを利用するようにしても良い。また、受け取りピン２０のテーパ部よりもさらに下部には、図示を省略する真空シールが設けられているが、該真空シールは吸引管６２の先端開口部よりも下方に設けられており、例えシールからパーティクルから発生したとしても吸引管６２から排出されるため、ガラス基板Ｗを汚染することはない。

図４は、突き上げピン４０の周辺構成を示す図である。各突き上げピン４０は、プレート本体部１０に鉛直方向に沿って穿設された突き上げピン穴４５の内側に上下移動可能（昇降可能）に遊挿されている。突き上げピン４０の上端部は円筒形状に形成されており、その径はランド１１とほぼ同じ２ｍｍとされている。また、突き上げピン４０の円筒形状上端部の下部は逆円錐台形状のテーパ面４１とされている。プレート表面１０ａにおける突き上げピン穴４５の穴径は、受け取りピン穴２５と同様に、突き上げピン４０の外径よりも大きな３ｍｍとされている。

各突き上げピン４０は、プレート本体部１０に内蔵されたエアシリンダ５０によって、ガラス基板Ｗを突き上げた突き上げ位置（図４の二点鎖線位置）とそれよりも下方の待機位置（図４の実線位置）との間で昇降可能とされている。突き上げピン４０がエアシリンダ５０によって突き上げ位置にまで上昇されると、プレート表面１０ａから突出し、その上端面はランド１１の上面よりも高くなる。突き上げピン４０が突き上げ位置に上昇しているときにおける突き上げピン４０の上端面とプレート表面１０ａのランド１１の上面との高低差は、少なくとも搬送ロボットＴＲの搬送アームＡＲの厚さよりも大きい。

一方、突き上げピン４０がエアシリンダ５０によって待機位置にまで下降されると、突き上げピン穴４５に嵌入し、その上端面の高さ位置はプレート表面１０ａ（厳密にはプレート表面１０ａのランド１１の上面）と同一高さとなる。また、突き上げピン穴４５の内壁面には、突き上げピン４０が待機位置に下降しているときにテーパ面４１が面接触にて当接する受け部４６が形成されている。受け部４６もテーパ面４１と合致するような逆円錐台形状のテーパ面である。従って、突き上げピン４０がエアシリンダ５０によって待機位置にまで下降されると、テーパ面４１が受け部４６と面接触にて当接し、突き上げピン４０がプレート本体部１０と接触することとなる。なお、突き上げピン４０は、待機位置以外の高さ位置に位置しているときにはプレート本体部１０と非接触である。エアシリンダ５０は、エアシリンダ３０と同様に、各突き上げピン４０に個別に設けるようにしても良いし、複数の突き上げピン４０について共通に１個設けるようにしても良い。また、受け取りピン２０と同様に、エアシリンダ５０の代わりに、モータとボールネジとの組み合わせで突き上げピン４０を昇降しても良い。

突き上げピン穴４５の内側壁面の一部には吸引管６４の先端部が開口している。すなわち、吸引管６４は突き上げピン穴４５の内部空間と連通されている。吸引管６４の基端部は真空バルブ６３を介して真空ライン６０と連通接続されている。この真空ライン６０は図３と同一のものである。真空バルブ６３を開放することによって、突き上げピン穴４５を介してプレート表面１０ａに負圧を作用させることができる。ここで、吸引管６４の先端開口部は受け部４６のテーパ面４１との接触部分よりも上方（つまり突き上げピン穴４５の開口側）に形成されており、突き上げピン４０が待機位置にまで下降していても、突き上げピン４０の上端部外周面と突き上げピン穴４５の内壁面との隙間からプレート表面１０ａに負圧を作用させることができる。なお、受け取りピン２０に関しては、いずれの高さ位置に位置しているときにもプレート本体部１０と非接触であり、真空バルブ６１を開放することによって受け取りピン２０の外周面と受け取りピン穴２５の内壁面との隙間からプレート表面１０ａに負圧を作用させることができる（図３参照）。

次に、上記構成を有する熱処理プレート１の動作について図５〜図７を参照しつつ説明する。図５は、ガラス基板Ｗの搬入時の熱処理プレート１を示す図である。図６は、ガラス基板Ｗの冷却処理時の熱処理プレート１を示す図である。また、図７は、ガラス基板Ｗの搬出時の熱処理プレート１を示す図である。

前工程としての加熱処理が終了したガラス基板Ｗが搬送ロボットＴＲによって熱処理プレート１に搬入される。加熱処理工程において、ガラス基板Ｗは３００℃にまで加熱されている。ガラス基板Ｗの厚さは薄く、搬送ロボットＴＲによって搬送される間に多少その温度が低下するものの、熱処理プレート１への搬入時においても少なくとも２００℃以上の高温である。

ガラス基板Ｗは搬送ロボットＴＲのフォーク状の搬送アームＡＲに載置されて熱処理プレート１に搬入され、プレート表面１０ａの直上近接位置に静止状態で保持される（図１参照）。この状態にて、複数の受け取りピン２０がエアシリンダ３０によって一斉に受け取り位置にまで上昇される。受け取りピン２０が受け取り位置にまで上昇する過程において、その上端面がガラス基板Ｗの裏面に当接し、搬送アームＡＲからガラス基板Ｗを受け取ってさらに若干上昇させる。ガラス基板Ｗが受け取りピン２０に渡されて搬送アームＡＲから離間した後、搬送ロボットＴＲは搬送アームＡＲを水平方向に後退させて熱処理プレート１から退出させる。図５は、搬送アームＡＲが退出した直後の受け取りピン２０によってガラス基板Ｗが支持されている状態を示す。図５の時点においては、受け取りピン２０のみが高温のガラス基板Ｗに接触しており、熱伝導によって受け取りピン２０もある程度昇温する。なお、ガラス基板Ｗの搬入工程の間、突き上げピン４０は待機位置に待機している。

次に、複数の受け取りピン２０がエアシリンダ３０によって一斉に待避位置にまで下降され、受け取りピン２０に支持されたガラス基板Ｗも下降する。上述したように、受け取りピン２０が待避位置にまで下降すると、その上端面はプレート表面１０ａよりも低くなる。一方、突き上げピン４０は待機位置に下降しているときであっても、その上端面の高さ位置はプレート表面１０ａと同一高さとなる。従って、受け取りピン２０が受け取り位置から待避位置まで下降する過程において、下降中のガラス基板Ｗの裏面がプレート表面１０ａおよび突き上げピン４０の上端面に当接し、受け取りピン２０からプレート表面１０ａおよび突き上げピン４０にガラス基板Ｗが渡されるとともに、受け取りピン２０はガラス基板Ｗの裏面から離間して受け取りピン穴２５の内部に没入する。これによって、ガラス基板Ｗはプレート表面１０ａに載置保持されることとなる。このときに、受け取りピン２０はガラス基板Ｗに非接触である一方、突き上げピン４０はプレート表面１０ａとともにガラス基板Ｗに当接して裏面からガラス基板Ｗを支持し、あたかも複数のランド１１の一部のように機能する。

続いて、真空バルブ６１，６３が開放され、受け取りピン穴２５および突き上げピン穴４５から真空吸引が開始される。これによって、ガラス基板Ｗがプレート表面１０ａに真空吸着される。なお、プレート表面１０ａにおいては、ランド１１および突き上げピン４０の突出部分によって凹凸が形成されているが、ランド１１は直径２ｍｍに対して厚さ３０μｍという非常に薄いものであり（突き上げピン４０の突出部分も同じ）、この程度の凹凸であれば受け取りピン穴２５および突き上げピン穴４５からガラス基板Ｗの真空吸着を行うことが十分に可能である。ガラス基板Ｗがプレート表面１０ａに真空吸着されることによってガラス基板Ｗの冷却処理が進行し、図６はこのときの状態を示している。プレート表面１０ａは所定の冷却時間後約２３℃になっており、ガラス基板Ｗも約２３℃にまで冷却され、その冷却温度に維持される。なお、ランド１１の厚さはガラス基板Ｗに温度分布を生じさせない範囲で例えば５０μｍ程度にまで厚くしても良い。

ここで、ガラス基板Ｗの熱処理中（本実施形態では冷却処理）においては、受け取りピン２０は待避位置に待避していてガラス基板Ｗに非接触であるとともに、プレート本体部１０とも非接触である。つまり、受け取りピン２０はプレート本体部１０から熱的に分離されている。なお、既述した通り、受け取りピン２０は、受け取り位置から待避位置までのいずれの高さ位置に位置しているときにもプレート本体部１０と非接触であり、プレート本体部１０から熱的に分離されている。受け取りピン２０は高温のガラス基板Ｗに接触することによってある程度昇温（本実施形態の場合１００℃近くまで昇温）する。このような昇温した受け取りピン２０が待避位置においてもプレート本体部１０と非接触であるため、ガラス基板Ｗの冷却処理中にも受け取りピン２０がプレート本体部１０によって強制的に冷却されることはない。すなわち、受け取りピン２０は、強制的に冷却されることなく常時ある程度昇温された状態とされており、新たな加熱処理後のガラス基板Ｗを受け取るときに、受け取りピン２０がガラス基板Ｗに与える熱的衝撃を緩和することができる。その結果、冷却処理前のガラス基板Ｗの初期面内温度分布が不均一になったり、スリップなどの欠陥が生じるのを抑制することが可能となる。

一方、ガラス基板Ｗの熱処理中において、突き上げピン４０は待機位置に待機しつつガラス基板Ｗに接触している。突き上げピン４０は、待機位置にまで下降すると、テーパ面４１が受け部４６と面接触にて当接することによってプレート本体部１０と接触する。すなわち、突き上げピン４０は、待機位置に位置しているときにはプレート本体部１０と熱的に接続されていることとなる。これにより、待機位置に下降しているときの突き上げピン４０の温度は熱伝導によってプレート本体部１０の温度と同一に温調され、突き上げピン４０の上端面の温度はプレート表面１０ａとほぼ同じ温度（冷却終了時約２３℃）となる。その結果、複数の突き上げピン４０がプレート表面１０ａのランド１１と同様に機能し、突き上げピン４０とプレート表面１０ａとが協働してガラス基板Ｗを冷却することとなる。このようにすれば、冷却処理中のガラス基板Ｗの面内温度分布に突き上げピン穴４５が与える影響を最小限に抑制することができ、冷却処理中のガラス基板Ｗの面内温度分布を均一に維持することができる。

所定時間の冷却処理時間が経過した後、真空バルブ６１，６３が閉じられ、ガラス基板Ｗの真空吸着が停止される。そして、複数の突き上げピン４０がエアシリンダ５０によって一斉に突き上げ位置にまで上昇され、それに伴って冷却処理後のガラス基板Ｗも突き上げピン４０に突き上げられる。プレート表面１０ａには多数のランド１１が設けられて微小な凹凸が形成されているため、真空吸着の停止直後であってもプレート表面１０ａとガラス基板Ｗの裏面との間に比較的容易に外気が流入し、複数の突き上げピン４０は容易にガラス基板Ｗをプレート表面１０ａから持ち上げることができる。図７は、突き上げピン４０によってガラス基板Ｗが突き上げられた状態を示している。

その後、ガラス基板Ｗの裏面とプレート表面１０ａとの間に形成された隙間に搬送ロボットＴＲの搬送アームＡＲが進入する。そして、複数の突き上げピン４０がエアシリンダ５０によって再び待機位置にまで下降され、その下降過程においてガラス基板Ｗが突き上げピン４０から搬送アームＡＲに渡される。ガラス基板Ｗを受け取った搬送アームＡＲが熱処理プレート１から退出することによって、熱処理プレート１における一連の冷却処理が完了する。なお、ガラス基板Ｗの搬出工程の間は、受け取りピン２０は待避位置に待避したままである。

上述したように、突き上げピン４０は、待機位置に位置しているときにはプレート本体部１０と熱的に接続されており、プレート本体部１０とほぼ同一温度に温調されている。つまり、冷却処理直後のガラス基板Ｗの温度と突き上げピン４０の上端面の温度とはほぼ同一である。特に、本実施形態では、冷却処理中から突き上げピン４０がガラス基板Ｗに接触しているので、冷却処理直後のガラス基板Ｗの温度は突き上げピン４０の上端面の温度と確実に同一になる。このため、突き上げピン４０が冷却処理後のガラス基板Ｗを突き上げるときに、ガラス基板Ｗに与える熱的衝撃は皆無であり、その結果冷却処理後のガラス基板Ｗの面内温度分布を均一に維持し、スリップなどの欠陥も回避することができる。

以上のように、本実施形態においては、待機位置に下降しているときの突き上げピン４０のみがプレート本体部１０と接触して（つまり、熱的に接続されて）同一温度とされ、受け取りピン２０については受け取り位置から待避位置までのいずれの高さ位置にあってもプレート本体部１０と非接触であり、プレート本体部１０から熱的に分離されている。このため、熱処理の前後いずれにおいてもガラス基板Ｗがピンから受ける熱的衝撃が最小限に抑制され、熱処理工程の全般にわたって高い精度にてガラス基板Ｗの面内温度分布の均一性を得ることができ、スリップなどの欠陥も回避できる。

特に、本実施形態においては、突き上げピン４０が待機位置に下降しているときであっても、その上端面の高さ位置はプレート表面１０ａと同一高さとなり、冷却処理中のガラス基板Ｗに接触している。待機位置にてプレート本体部１０と同一温度に温調された突き上げピン４０が冷却処理中のガラス基板Ｗに接触することにより、冷却処理中のガラス基板Ｗの面内温度分布をより均一にすることができる。また、突き上げピン４０が冷却処理中のガラス基板Ｗに接触しているため、突き上げピン４０の上端面の温度とガラス基板Ｗの温度とは必然的に同一となり、熱処理後にガラス基板Ｗを突き上げるときの熱的衝撃を皆無とすることができる。

また、受け取りピン２０が待避位置に下降しているときには、その上端面はプレート表面１０ａよりも低くなるため、冷却処理中は受け取りピン２０がガラス基板Ｗの裏面から離間しており、ある程度昇温した受け取りピン２０が冷却処理中のガラス基板Ｗに熱影響を与えて面内温度分布の均一性を損なうことを抑制できる。同時に、プレート本体部１０やガラス基板Ｗによって受け取りピン２０の温度が低下することも抑制され、ガラス基板Ｗの搬入時に受け取りピン２０がガラス基板Ｗに与える熱的衝撃を低減することができる。

また、ガラス基板Ｗを真空吸着するための吸引口をピン穴とは別途に設けるのではなく、受け取りピン穴２５および突き上げピン穴４５を介して真空吸引を行っている。これにより、受け取りピン２０および突き上げピン４０の昇降動作や突き上げピン４０と突き上げピン穴４５との接触によってパーティクルが発生したとしても、それが受け取りピン穴２５および突き上げピン穴４５から漏出してガラス基板Ｗを汚染することは防止される。

さらに、本実施形態においては、プレート表面１０ａに微小な凹凸を形成することによって、ガラス基板Ｗの真空吸着を容易に解除できるようにしている。このため、ガラス基板Ｗの真空吸着を解除するために吸引管６２，６４からのガス逆流を行う必要はなくなり、逆流にともなうガラス基板Ｗの汚染を防止することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態においては、熱処理プレート１をコールドプレートとしていたが、熱処理プレート１がガラス基板Ｗを載置して加熱処理を行うホットプレートであっても本発明に係る技術を適用することができる。このようなホットプレートは、上記のコールドプレートと同様の外形を有するものの、ヒータを内蔵するプレート本体部が高温に昇温しており、低温（常温）のガラス基板を該プレート本体部に載置して加熱する。

また、ホットプレートも上記実施形態と同様の受け取りピンおよび突き上げピンを備えている。熱処理プレート１がホットプレートである場合にも、待機位置に下降しているときの突き上げピンのみがプレート本体部と接触し、熱的に接続されて同一温度とされ、受け取りピンについては受け取り位置から待避位置までのいずれの高さ位置にあってもプレート本体部と非接触であり、プレート本体部から熱的に分離されている。つまり、ホットプレートでは、コールドプレートとは逆に、突き上げピンが高温に温調され、受け取りピンが常温に近くなるようにされている。そして、ホットプレートでガラス基板を加熱処理するときには、常温近傍の受け取りピンによって処理前の常温のガラス基板を受け取り、プレート本体部と同一温度の突き上げピンによって加熱処理後の高温のガラス基板を突き上げる。このようにしても、加熱処理の前後いずれにおいてもガラス基板Ｗがピンから受ける熱的衝撃が最小限に抑制され、熱処理工程の全般にわたって高い精度にてガラス基板の面内温度分布の均一性を得ることができる。

また、上記実施形態においては、受け取りピン穴２５および突き上げピン穴４５の穴径を３ｍｍとしていたが、穴径は３ｍｍに限定されるものではなく、受け取りピン２０および突き上げピン４０の外径等に応じたものとすることができる。但し、本発明者の鋭意調査によれば、受け取りピン穴２５および突き上げピン穴４５の穴径が５ｍｍを超えると、熱処理中におけるガラス基板の面内温度分布の均一性が急激に低下することが判明している。特に、受け取りピン穴２５の近傍においては、プレート温度と異なる温度の受け取りピン２０が存在しているため面内温度分布均一性への影響が大きい。このため、受け取りピン穴２５および突き上げピン穴４５の穴径については５ｍｍ以下とし、望ましくは２ｍｍ以下とする。

また、上記実施形態においては、突き上げピン４０の上端面のガラス基板Ｗに接触している部位を平面で形成しているが、処理中のガラス基板Ｗの面内温度分布を均一に維持できるのであれば、ピン上端面の形状は平面に限定されるものではなく、例えば、半球形状や断面台形の先細り形状であっても良い。さらに、受け取りピン２０の上端面のガラス基板Ｗに接触している部位もガラス基板Ｗに与える熱的衝撃に影響しない限り、平面形状に限定されるものではなく、突き上げピン４０と同様に種々の形状を採りうる。

また、本発明に係る熱処理プレート１によって熱処理の対象となる基板はガラス基板Ｗに限定されるものではなく、半導体ウェハであっても良い。

本発明に係る熱処理プレートの一例を示す平面図である。 プレート表面を部分的に拡大した斜視図である。 受け取りピンの周辺構成を示す図である。 突き上げピンの周辺構成を示す図である。 ガラス基板搬入時の熱処理プレートを示す図である。 ガラス基板の冷却処理時の熱処理プレートを示す図である。 ガラス基板搬出時の熱処理プレートを示す図である。

符号の説明

１ 熱処理プレート
１０ プレート本体部
１０ａ プレート表面
１１ ランド
２０ 受け取りピン
２５ 受け取りピン穴
３０，５０ エアシリンダ
４０ 突き上げピン
４１ テーパ面
４５ 突き上げピン穴
４６ 受け部
６０ 真空ライン
６１，６３ 真空バルブ
６２，６４ 吸引管
Ｗ ガラス基板

Claims (7)

1. 基板をプレート面に載置して熱処理する熱処理プレートであって、
   熱処理機構を内蔵するプレート本体部と、
   プレート外より搬入された熱処理前の基板を受け取って前記プレート面に載せる受け取りピンと、
   熱処理後の基板を前記プレート面から突き上げる突き上げピンと、
   前記プレート本体部に穿設され、前記受け取りピンが上下移動可能に遊挿される受け取りピン穴と、
   前記プレート本体部に穿設され、前記突き上げピンが上下移動可能に遊挿される突き上げピン穴と、
   基板を受け取るための受け取り位置とそれよりも下方の待避位置との間で前記受け取りピンを昇降させる受け取りピン昇降機構と、
   基板を突き上げた突き上げ位置とそれよりも下方の待機位置との間で前記突き上げピンを昇降させる突き上げピン昇降機構と、
   を備え、
   前記待機位置に下降しているときの前記突き上げピンのみの温度を前記プレート本体部と略同一とすることを特徴とする熱処理プレート。
2. 請求項１記載の熱処理プレートにおいて、
   前記突き上げピンは前記待機位置に下降しているときに前記プレート本体部と接触し、
   前記受け取りピンは前記受け取り位置から前記待避位置までのいずれの高さ位置に位置するときにも前記プレート本体部と非接触であることを特徴とする熱処理プレート。
3. 請求項２記載の熱処理プレートにおいて、
   前記突き上げピンの上端部は、下部にテーパ面を有する円筒形状に形成され、
   前記突き上げピンが前記待機位置に下降しているときに、前記テーパ面が面接触にて当接する受け部が前記突き上げピン穴に形成されていることを特徴とする熱処理プレート。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の熱処理プレートにおいて、
   前記待機位置に下降しているときの前記突き上げピンの上端面の高さ位置は前記プレート面と略同一高さであることを特徴とする熱処理プレート。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の熱処理プレートにおいて、
   前記待避位置に下降しているときの前記受け取りピンの上端面の高さ位置は前記プレート面よりも低いことを特徴とする熱処理プレート。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の熱処理プレートにおいて、
   前記受け取りピン穴および前記突き上げピン穴を介して真空吸引を行う真空吸引手段をさらに備えることを特徴とする熱処理プレート。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の熱処理プレートにおいて、
   前記受け取りピン穴および前記突き上げピン穴の穴径は５ｍｍ以下であることを特徴とする熱処理プレート。

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