JP6619905B1

JP6619905B1 - 基板処理装置及び方法

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Publication number: JP6619905B1
Application number: JP2019124369A
Authority: JP
Inventors: 山口　臣治; 臣治山口; 圭悟天本
Original assignee: Kowa Co Ltd
Current assignee: Kowa Co Ltd
Priority date: 2019-07-03
Filing date: 2019-07-03
Publication date: 2019-12-11
Anticipated expiration: 2039-07-03
Also published as: JP2021009977A

Abstract

【目的】被処理基板の加熱処理時において、ホットプレートの内部空間内で発生した塵またはパーティクルが、当該ホットプレートの外部に漏れ出てしまうことを防止することができる、基板処理装置における真空機能付きホットプレート及びホットプレートからの発塵防止方法を提供する。【構成】基板処理装置用のホットプレート内に配置された内部空間であって、被処理基板を加熱するヒーターが収容され前記チャンバーの内部空間に対して密閉されているホットプレート内部空間を備えておき、被処理基板を加熱処理するとき、前記チャンバー内部空間と前記ホットプレート内部空間とを排気する排気部を備えた、基板処理装置用真空機能付きホットプレート及び基板処理装置におけるホットプレートからの発塵防止方法である。【選択図】図１

Description

本発明は液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置、又は半導体製造装置などに使用されるガラス製又は樹脂製等の被処理基板を加熱処理等する場合に使用される基板処理装置及び方法に関する。

従来より、レジスト塗布後のガラス基板等の被処理基板に対して加熱処理（ベーク処理）が行われている。このような被処理基板の加熱処理には、例えば図５に示すような基板処理装置が用いられている。図５は、特許文献１から一部修正して引用した図である。

図５において、１０１は底部１１１と蓋体１１２とから成り被処理基板の加熱処理時には密閉されて排気される真空チャンバー、１１４は前記真空チャンバー１０１の内部空間に収容又は配置されたホットプレートであってヒーター１１３を内蔵したホットプレート、１１５は前記蓋体１１２から前記真空チャンバー１０１内に窒素ガス等のパージガスを供給するガス供給管、１１６は前記真空チャンバー１０１からの排気を行う排気管である。

前記真空チャンバー１０１内では、被処理基板Ｗが前記ホットプレート１１４の上に配置された後、前記ガス供給管１１５から前記真空チャンバー１０１内に例えば室温のパージガスが供給されると共に前記排気管１１６から排気が行われる。そして、この状態で被処理基板Ｗの加熱処理が行われる。前記真空チャンバー１０１内に供給されたパージガスは、図中の矢印で示すように被処理基板Ｗの表面近傍を外縁から中心へと流れて前記蓋体１１２の天井部側の排気管１１６から排出される。また、図５に示す基板処理装置においては、前記ヒーター１１３は前記ホットプレート１１４の内部に形成された所定の内部空間（図示省略）内に収容又は配置されている。

特開２００３−３４７１９８号公報

次に、図６は従来のホットプレートの一例を示す概略的な断面図である。この図６に示すように、従来のホットプレート１１４においては、上側プレート１１４ａの下面側に形成された凹部１１４ｃにより形成される内部空間内に、前記ヒーター１１３が収容又は配置されている。また、前記上側プレート１１４ａとその下方に配置された下側プレート１１４ｂとは、ボルト１１８で締結、固定されている。

この図６に示すように、前記ボルト１１８で互いに締結された前記上側プレート１１４ａと下側プレート１１４ｂとの間には、前記ヒーター１１３が収容又は配置された内部空間内において発生した塵またはパーティクルが前記ホットプレート１１４の外部（前記真空チャンバー１０１の内部空間）に漏れ出る隙間１１９が、存在していた。

また、従来のホットプレート１１４においては、図６に示すように、前記ヒーター１１３に電源を供給するための端子部１１３ａ又はその配線を挿通させるための開口部１１４ｄを、前記上側プレート１１４ａ（又は下側プレート１１４ｂ）の一部に形成するようにしていた。そして、従来は、前記開口部１１４ｄは封止されていなかった。そのため、前記端子部１１３ａ又はその配線を挿通させるために前記上側プレート１１４ａ（又は下側プレート１１４ｂ）の一部に形成された開口部１１４ｄが、前記ヒーター１１３が収容又は配置される内部空間（前記凹部１１４ｃで形成される空間）内において発生した塵またはパーティクルが前記ホットプレート１１４の外部（前記真空チャンバー１０１の内部空間）に漏れ出る隙間となっていた。

従来より、例えば図６で示すような被処理基板Ｗを加熱処理するときは、前記ホットプレート１１４の内部空間に収容又は配置された前記ヒーター１１３からの熱により、前記ホットプレート１１４上の被処理基板Ｗが加熱処理される。図６で示すような従来のホットプレート１１４を用いて加熱処理を行うときは、前記ホットプレート１１４の内部空間内において、前記ヒーター１１３が熱で膨張する過程で（及びその後に収縮する過程で）周囲と擦れて塵またはパーティクルが発生してしまう。そして、従来のホットプレート１１４を用いて加熱処理を行うときは、前述のようにして発生した塵またはパーティクルが、前記ホットプレート１１４の内部空間の隙間（図６の前記隙間１１９、又は前記開口部１１４ｄから成る隙間）から前記ホットプレート１１４の外部（前記真空チャンバー１０１の内部空間）に漏れ出てしまい、その結果、前記塵またはパーティクルが前記真空チャンバー１０１内を浮遊して被処理基板Ｗの表面に付着し、被処理基板Ｗに不良が生じてしまうという不都合が、しばしば生じていた。

本発明はこのような従来技術の問題点に着目して為されたものであって、被処理基板の加熱処理時において、ホットプレートの内部空間内でヒーターが熱膨張等で周囲と擦れることなどにより発生した塵またはパーティクルが、ホットプレートの内部空間の隙間からホットプレートの外部に漏れ出て、真空チャンバー内を浮遊して被処理基板に付着してしまう不都合を、有効に防止することができる、基板処理装置及び方法を提供することを目的とする。

以上のような課題を解決するための本発明による基板処理装置は、処理対象となる基板が配置される基板処理空間を、その内部に有するチャンバーと、前記チャンバーの基板処理空間内に配置されるホットプレートであって、前記基板を加熱するためのヒーターが収容又は配置されるホットプレート内部空間が、その内部に形成されている、ホットプレートと、前記基板を加熱処理するとき、前記チャンバー内の基板処理空間と前記ホットプレート内部空間とを同時に排気する排気部であって、一方の端部が真空ポンプ側に接続されており他方の端部が前記ホットプレートの外表面側の排気ポートから挿通されて前記ホットプレート内部空間側へ接続されている排気管を備えた排気部とを含むことを特徴とするものである。

また、本発明による基板処理装置において、前記のホットプレート内部空間側へ接続された排気管は、その真空ポンプ側に接続される端部が、前記チャンバー内の基板処理空間を排気する排気管の一部に接続されていてもよい。

また、本発明による基板処理装置において、前記排気部は、前記チャンバー内の基板処理空間を排気する第１の真空ポンプと、前記基板処理空間の排気とは独立に前記ホットプレート内部空間を排気する第２の真空ポンプとを備えていてもよい。

また、本発明による基板処理装置において、前記排気部は、前記ホットプレート内部空間の真空度を、前記チャンバー内の基板処理空間の真空度よりも高い真空度にするものであってもよい。

また、本発明による基板処理方法は、処理対象となる基板が配置される基板処理空間をその内部に有するチャンバーと、前記チャンバーの基板処理空間内に配置されるホットプレートであって前記基板を加熱するためのヒーターが収容又は配置されるホットプレート内部空間がその内部に形成されているホットプレートとを有する基板処理装置を使用する基板処理方法であって、前記基板を加熱処理するとき、一方の端部が真空ポンプ側に接続されており他方の端部が前記ホットプレートの外表面側の排気ポートから挿通されて前記ホットプレート内部空間側へ接続されている排気管を備えた排気部が、前記チャンバー内の基板処理空間と前記ホットプレート内部空間とを同時に排気するようにしたことを特徴とするものである。

さらに、本発明による基板処理方法は、処理対象となる基板が配置される基板処理空間をその内部に有するチャンバーと、前記チャンバーの基板処理空間内に配置されるホットプレートであって前記基板を加熱するためのヒーターが収容又は配置されるホットプレート内部空間がその内部に形成されているホットプレートとを有する基板処理装置を使用する基板処理方法であって、前記基板を加熱処理するとき、一方の端部が真空ポンプ側に接続されており他方の端部が前記ホットプレートの外表面側の排気ポートから挿通されて前記ホットプレート内部空間側へ接続されている排気管を備えた排気部が、前記チャンバー内の基板処理空間と前記ホットプレート内部空間とを同時に排気するようにし、さらに、前記ホットプレート内部空間の真空度が前記チャンバー内の基板処理空間の真空度よりも高い真空度となるように排気するようにしたことを特徴とするものである。

以上のように、本発明による基板処理装置においては、被処理基板を加熱処理するとき、前記排気部により、前記チャンバー内部空間と前記ホットプレート内部空間とを、一緒にほぼ同時に排気するようにした。よって、本発明によれば、被処理基板の加熱処理時において、前記ホットプレートの内部空間内において前記ヒーターが熱膨張等で周囲と擦れることなどにより発生した塵またはパーティクルが、前記ホットプレート内部空間と前記チャンバー内部空間との間の圧力差により、前記ホットプレート内部空間の隙間から前記ホットプレートの外部（前記チャンバー内部空間）に漏れ出て前記チャンバー内を浮遊して被処理基板の表面に付着してしまうことを、有効に防止することができる。

また、本発明において、前記のホットプレート内部空間側へ接続された排気管の真空ポンプ側に接続された端部を、前記チャンバー内の基板処理空間を排気する排気管の一部に接続するようにしたときは、単一の真空ポンプを設置して駆動させるだけで、極めて低コストに、前記真空チャンバー内部空間と前記ホットプレート内部空間との両者の排気を、一緒にかつ同時に行うことができるようになる。

また、本願の他の発明による基板処理装置用真空機能付きホットプレートにおいては、前記排気部を、前記チャンバー内の基板処理空間を排気する第１の真空ポンプと、前記基板処理空間の排気とは独立に前記ホットプレート内部空間を排気する第２の真空ポンプとを備えるようにし、前記チャンバー内部空間と前記ホットプレート内部空間とを互いに独立に排気できるようにした。よって、本発明によれば、被処理基板の加熱処理時において、前記ホットプレートの内部空間内において前記ヒーターが熱膨張等で周囲と擦れることなどにより発生した塵またはパーティクルが、前記ホットプレート内部空間と前記チャンバー内部空間との間の圧力差により、前記ホットプレート内部空間の隙間から前記ホットプレートの外部（前記チャンバー内部空間）に漏れ出て前記チャンバー内を浮遊して被処理基板に付着してしまうことを、有効に防止することができる。

また、本発明において、前記排気部が、前記ホットプレート内部空間の真空度を、前記チャンバー内の基板処理空間の真空度よりも高い真空度となるように排気するようにしたときは、前記ホットプレート内部空間内で発生した塵またはパーティクルが、前記ホットプレート内部空間から外部の前記チャンバーの内部空間に漏れ出てしまうことを、より確実に防止することができる。

また、本発明による基板処理方法においては、前記基板を加熱処理するとき、一方の端部が真空ポンプ側に接続されており他方の端部が前記ホットプレートの外表面側の排気ポートから挿通されて前記ホットプレート内部空間側へ接続されている排気管を備えた排気部が、前記チャンバー内の基板処理空間と前記ホットプレート内部空間とを同時に排気するようにした。よって、本発明によれば、被処理基板の加熱処理時において、前記ホットプレートの内部空間内において前記ヒーターが熱膨張等で周囲と擦れることなどにより発生した塵またはパーティクルが、前記ホットプレート内部空間と前記チャンバー内部空間との間の圧力差により、前記ホットプレートの内部空間の隙間から前記ホットプレートの外部（前記チャンバー内部空間）に漏れ出て前記チャンバー内を浮遊して被処理基板に付着してしまうことを、有効に防止することができる。

さらに、本発明よる基板処理方法においては、前記基板を加熱処理するとき、一方の端部が真空ポンプ側に接続されており他方の端部が前記ホットプレートの外表面側の排気ポートから挿通されて前記ホットプレート内部空間側へ接続されている排気管を備えた排気部が、前記チャンバー内の基板処理空間と前記ホットプレート内部空間とを同時に排気するようにし、さらに、前記ホットプレート内部空間の真空度が前記チャンバー内の基板処理空間の真空度よりも高い真空度となるように排気するようにしたので、前記ホットプレート内部空間内で発生した塵またはパーティクルが、前記ホットプレート内部空間から外部の前記チャンバーの内部空間に漏れ出てしまうことを、より確実に防止できるようになる。

本発明の実施形態１に係る基板処理装置に用いられる真空機能付きホットプレートの概略を示す側断面図である。本実施形態１による基板処理装置の構成を示す概略図である。本実施形態１の基板処理装置に使用されるホットプレートの下面側を示す斜視図である。本実施形態２による基板処理装置の構成を示す概略図である。従来の基板処理装置の構成を示す概略図である。従来の基板処理装置に用いられるホットプレートを示す側断面図である。

〔第１の実施形態〕
以下、本発明の実施形態１を図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る基板処理装置用の真空機能付きホットプレートの概略を示す側断面図、図２は図１のホットプレートを含む基板処理装置の構成を示す概略図、図３は図１のホットプレートの下面側を示す斜視図である。

図１において、１は基板処理装置の真空チャンバー（図１では図示省略）の内部空間内に収容又は配置されるホットプレート、１ａは前記ホットプレート１の図示上側部分を構成する、アルミニウム又はステンレス製の上側プレート、１ｂは前記ホットプレート１の図示下側部分を構成する、アルミニウム又はステンレス製の下側プレート、１ｃは前記上側プレート１ａの下面側（前記下側プレート１ｂと対向する側）に形成された凹部であってヒーター３を収容又は配置するホットプレート内部空間を形成する凹部、１ｄは前記上側プレート１ａの一部に形成された開口部であって前記ヒーター３に電源を供給する端子部３ａ又は配線を挿通させるための開口部、４は前記上側プレート１ａ及び前記下側プレート１ｂを互いに締結し固定するボルト、５は前記ボルト４により締結された場合に生じる前記上側プレート１ａと前記下側プレート１ｂとの間の隙間１ｅ（図６の符号１１９に対応する隙間）を塞いで前記ホットプレート内部空間（前記凹部１ｃにより形成される空間）を前記ホットプレート１の外部（真空チャンバー内部空間）に対して密閉するためのシール材（例えば、Ｏリング）、６は前記開口部１ｄを封止して前記ホットプレート内部空間を外部（真空チャンバー内部空間）に対して密閉するための封止材（例えば、樹脂、絶縁碍子、自己融着テープによるモールドなど）である。

なお、図１に示すように、前記シール材（例えばＯリング）５は、前記ホットプレート１の外周側面中の、前記上側プレート１ａと前記下側プレート１ｂとが対向する部分に、前記隙間１ｅを塞ぐように配置されている。なお、前記上側プレート１ａの下面側の外周縁部の内側（近傍）には、前記外周縁部に沿う形状（略四角形状、又は略環状)の凹部が形成されている。そして、前記シール材５は、図１に示すように、前記上側プレート１ａと前記下側プレート１ｂとの間の隙間１ｅを塞ぐように、前記上側プレート１ａの下面側の外周縁部の内側（近傍）に形成された略四角形状（又は略環状)の凹部内に、挿入され圧入されている。

また図２において、１はホットプレート、２０はこのホットプレート１が内部に収容又は配置される真空チャンバー、１１は前記真空チャンバー２０の内部空間を排気管１２を介して排気する真空ポンプである。また、１３は、前記ホットプレート１内に形成された、前記ヒーター３（図１参照）が収容又は配置されるホットプレート内部空間（前記凹部１ｃにより形成される空間）を排気するための排気管（図３の符合１３も参照）である。また１４は、前記排気管１３の端部を前記ホットプレート内部空間に接続するために前記ホットプレート１の下面側に形成された排気ポート（図３の符合１４も参照）である。

本実施形態１では、図２に示すように、前記ホットプレート内部空間（前記凹部１ｃにより形成される空間）を排気するための排気管１３の端部（真空ホンプ側の端部）が前記真空チャンバー２０と真空ポンプ１１とを繋ぐ排気管１２の一部（途中部分）に接続されている。これにより、本実施形態１においては、前記真空ポンプ１１を駆動させるだけで、前記真空チャンバー２０の内部空間と前記ホットプレート１の内部空間とが、一緒に、ほぼ同時に、及び、ほぼ同じ真空度となるように、排気される。

以上のように、本実施形態１においては、前記排気管１３を前記排気管１２に接続するようにしたので、被処理基板Ｗを加熱処理するとき、前記チャンバー２０の内部空間と、前記チャンバー内部空間に対して密閉された前記ホットプレート１の内部空間（前記ヒーター３が収容又は配置される空間）とを、一緒に、ほぼ同時に、排気できるようになった。よって、本実施形態１によれば、被処理基板Ｗの加熱処理時において、前記ホットプレート１の内部空間内において前記ヒーター３が熱膨張等で周囲と擦れることなどにより発生した塵またはパーティクルが、前記ホットプレート内部空間と前記チャンバー内部空間との間の圧力差により、前記ホットプレート１の内部空間の隙間１ｅから外部（前記真空チャンバー２０の内部空間）に漏れ出てしまい、前記塵またはパーティクルが前記真空チャンバー２０の内部空間を浮遊して被処理基板Ｗの表面に付着してしまうことを、有効に防止できるようになった。

また、特に、本実施形態１においては、前述のように、前記ホットプレート１内の前記ヒーター３が収容又は配置される内部空間を排気する排気管１３を、前記チャンバー２０の内部空間を排気する排気管１２の一部（途中部分）に接続するようにしたので、単一の真空ポンプ１１を駆動させるだけで、前記真空チャンバー２０の内部空間と前記ホットプレート１の内部空間とを同時に排気できるようになった。よって、本実施形態１では、単一の真空ポンプを設置して駆動させるだけで、極めて低コストに、前記真空チャンバー２０の内部空間と前記ホットプレート１の内部空間との両者の排気を一緒にかつ同時に行えるようになった。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の実施形態２を図４を参照して説明する。本実施形態２の基本的構成は前記実施形態１と同様であるため、以下では前記実施形態１と異なる部分を中心に説明する。

本実施形態２においては、図４に示すように、前記チャンバー２０の内部空間内を前記排気管１２を介して排気する真空ポンプ１１と、前記ホットプレート１内の前記ヒーター３が収容又は配置される内部空間内を前記排気管１３を介して排気する真空ポンプ１５とが、互いに独立に、備えられている。すなわち、本実施形態２においては、前記チャンバー２０の内部空間と、前記ホットプレート１の前記ヒーター３が収容又は配置される内部空間とが、それぞれ、前記２つの真空ポンプ１１，１５により互いに独立に、別々に、排気されるようになっている。

このように、本実施形態２においては、被処理基板Ｗを加熱処理するとき、前記チャンバー２０の内部空間と前記ホットプレート１の内部空間とを、前記２つの真空ポンプ１１，１５により、それぞれ、互いに独立に、別々に、排気するようにしている。よって、本実施形態２では、前記ホットプレート１の内部空間の真空度を前記チャンバー２０の内部空間の真空度よりも、より高い真空度とすることができる。したがって、本実施形態２によれば、前記ホットプレート１の内部空間内で発生した塵又はパーティクルが前記ホットプレート１の外部（すなわち、前記真空チャンバー２０の内部空間）に漏れ出てしまうことを、より確実に防止できるようになる。

以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明は前記の各実施形態として述べたものに限定されるものではなく、様々な修正及び変更が可能である。例えば、前記実施形態１においては、前記上側プレート１ａと下側プレート１ｂとが互いに対向している部分（前記ホットプレート１の外周側面側）にＯリングなどのシール材５（図１参照）を取り付けることにより、前記上側プレート１ａと下側プレート１ｂとの間の隙間１ｅをシールして、前記ホットプレート１の内部空間を外部（前記真空チャンバー２０の内部空間）から密閉するようにしたが、本発明では、例えば、前記上側プレート１ａと下側プレート１ｂとが互いに対向している部分（前記ホットプレート１の外周側面側）を溶接することにより、前記隙間１ｅをシールして前記ホットプレート内部空間を外部（前記真空チャンバー２０の内部空間）から密閉するようにしてもよい。

１ホットプレート
１ａ上側プレート
１ｂ下側プレート
１ｃ凹部
１ｄ開口部
１ｅ隙間
３ヒーター
３ａ電源接続用の端子部
４ボルト
５シール材（Ｏリングなど）
６封止材
１１，１５真空ポンプ
１２，１３排気管
１４排気ポート
２０真空チャンバー

Claims

処理対象となる基板が配置される基板処理空間を、その内部に有するチャンバーと、
前記チャンバーの基板処理空間内に配置されるホットプレートであって、前記基板を加熱するためのヒーターが収容又は配置されるホットプレート内部空間が、その内部に形成されている、ホットプレートと、
前記基板を加熱処理するとき、前記チャンバー内の基板処理空間と前記ホットプレート内部空間とを同時に排気する排気部であって、一方の端部が真空ポンプ側に接続されており他方の端部が前記ホットプレートの外表面側の排気ポートから挿通されて前記ホットプレート内部空間側へ接続されている排気管を備えた排気部と、
を含むことを特徴とする基板処理装置。
前記のホットプレート内部空間側へ接続されている排気管は、その真空ポンプ側に接続される端部が、前記チャンバー内の基板処理空間を排気する排気管の一部に接続されている、請求項１に記載の基板処理装置。
前記排気部は、前記チャンバー内の基板処理空間を排気する第１の真空ポンプと、前記基板処理空間の排気とは独立に前記ホットプレート内部空間を排気する第２の真空ポンプとを備えている、請求項１に記載の基板処理装置。
前記排気部は、前記ホットプレート内部空間の真空度を、前記チャンバー内の基板処理空間の真空度よりも高い真空度にするものである、請求項３に記載の基板処理装置。
処理対象となる基板が配置される基板処理空間をその内部に有するチャンバーと、前記チャンバーの基板処理空間内に配置されるホットプレートであって前記基板を加熱するためのヒーターが収容又は配置されるホットプレート内部空間がその内部に形成されているホットプレートとを有する基板処理装置を使用する基板処理方法であって、前記基板を加熱処理するとき、一方の端部が真空ポンプ側に接続されており他方の端部が前記ホットプレートの外表面側の排気ポートから挿通されて前記ホットプレート内部空間側へ接続されている排気管を備えた排気部が、前記チャンバー内の基板処理空間と前記ホットプレート内部空間とを同時に排気するようにしたことを特徴とする、基板処理方法。
処理対象となる基板が配置される基板処理空間をその内部に有するチャンバーと、前記チャンバーの基板処理空間内に配置されるホットプレートであって前記基板を加熱するためのヒーターが収容又は配置されるホットプレート内部空間がその内部に形成されているホットプレートとを有する基板処理装置を使用する基板処理方法であって、前記基板を加熱処理するとき、一方の端部が真空ポンプ側に接続されており他方の端部が前記ホットプレートの外表面側の排気ポートから挿通されて前記ホットプレート内部空間側へ接続されている排気管を備えた排気部が、前記チャンバー内の基板処理空間と前記ホットプレート内部空間とを同時に排気するようにし、さらに、前記ホットプレート内部空間の真空度が前記チャンバー内の基板処理空間の真空度よりも高い真空度となるように排気するようにした、ことを特徴とする基板処理方法。