JP7474600B2 - 基板加熱装置および基板処理システム - Google Patents
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Description
この構成によれば、検知部において収容空間に配置された部分を少なくとも保護する保護部を含むことで、検知部に向かう赤外線を保護部で遮ることができる。検知部に向かう赤外線は保護部で吸収されるため、赤外線は検知部に直接照射されない。したがって、検知部の劣化を抑制するとともに、検知部の変色や劣化に伴う応答性の変化を抑制することができる。
この構成によれば、保護部で赤外線が効果的に吸収されるため、検知部の応答性を向上することができる。例えば、検知部で基板の温度を検知する場合には、検知温度よりも実際の基板温度が高くなること(基板温度のオーバーシュート)を抑制することができる。
この構成によれば、検知部の外周全体が保護部によって囲まれるため、検知部の劣化をより効果的に抑制するとともに、検知部の変色や劣化に伴う応答性の変化をより効果的に抑制することができる。
この構成によれば、保護部の先端が閉じている場合と比較して、保護部の内部空間の圧力上昇による検知部の抜けを抑制することができる。
この構成によれば、保護部から検知部が抜けることを抑制することができる。
この構成によれば、熱電対の先端が赤外線の照射方向に対して平行に配置されている場合と比較して、検知部において赤外線が照射される面積が大きくなるため、検知部の応答性をより効果的に向上することができる。
この構成によれば、検知部が接触方式の場合と比較して、基板との接触による摩耗はしないため、検知部の耐久性を向上することができる。加えて、検知部が基板に接触していることを監視する必要がないため、簡便である。
この構成によれば、基板加熱部から基板に向かう赤外線が第一検知部に照射されるため、第一検知部の応答性を向上することができる。
この構成によれば、横架部材によって第一検知部を安定して支持することができる。
この構成によれば、チャンバの底部と基板との間を通る赤外線が第二検知部に照射されるため、第二検知部の応答性を向上することができる。
この構成によれば、支持部材によって第二検知部を安定して支持することができる。加えて、基板を支持するための支持部材が第二検知部の支持を兼ねるため、第二検知部を支持するための部材を別に設ける場合と比較して、部品点数を削減することができる。
この構成によれば、複数の検知部によって基板の面内の複数地点の温度をリアルタイムで把握することができる。
この構成によれば、ポリイミドの形成時において、検知部の劣化を抑制するとともに、検知部の変色や劣化に伴う応答性の変化を抑制することができる。
この構成によれば、基板処理システムにおいて、検知部の劣化を抑制するとともに、検知部の変色や劣化に伴う応答性の変化を抑制することができる。
図1は、実施形態に係る基板加熱装置1の斜視図である。
図1に示すように、基板加熱装置1は、チャンバ2、圧力調整部3、ガス供給部4、ヒータユニット6(基板加熱部)、ベースプレート7、温度検知部9(検知部)、保護筒体60(保護部)、圧力検知部14、気体液化回収部11、冷却部17(図2参照)、遮熱部30、遮蔽部40、遮蔽支持部50及び制御部15を備える。制御部15は、基板加熱装置1の構成要素を統括制御する。
なお、図1においては、チャンバ2を二点鎖線で示している。
チャンバ2の内部には、基板10を収容可能な収容空間2Sが形成されている。基板10及びヒータユニット6は、共通のチャンバ2に収容されている。チャンバ2は、直方体の箱状に形成されている。
下部構造体22は、天板25と対向する矩形板状の底板27と、底板27の外周縁に繋がる矩形枠状の下部周壁28と、を備える。下部周壁28には、不活性ガスをチャンバ2内に供給するためのゲート29が設けられている。
圧力調整部3は、チャンバ2内の圧力を調整可能である。図1に示すように、圧力調整部3は、チャンバ2に接続された真空配管3aを含む。真空配管3aは、Z方向に延在する円筒状の配管である。例えば、真空配管3aは、X方向に間隔をあけて複数配置されている。図1においては、1つの真空配管3aのみを示している。なお、真空配管3aの設置数は限定されない。真空配管3aはチャンバ2に接続されていればよく、真空配管3aの接続部位は限定されない。図2の例では、真空引きのラインがチャンバ2の底板27に設けられている(図2中矢印Vacuum)。
なお、基板10への塗布物(被処理物)は、ポリイミド形成用液に限定されず、基板10に所定の膜を形成するためのものであればよい。
また、後述するガス供給部4のように、圧力調整部3とは別に不活性ガス供給機構が設けられていてもよい。
ガス供給部4は、チャンバ2の内部雰囲気の状態を調整可能である。ガス供給部4は、チャンバ2に接続されたガス供給配管4aを含む。ガス供給配管4aは、Z方向に延在する円筒状の配管である。例えば、ガス供給配管4aは、X方向に間隔をあけて複数配置されている。図1においては、1つのガス供給配管4aのみを示している。なお、ガス供給配管4aの設置数は限定されない。真空配管3aは、チャンバ2に接続されていればよく、ガス供給配管4aの接続部位は限定されない。
例えば、基板10に塗布されたポリイミド形成用液を硬化するときの雰囲気において、このように酸素濃度を好ましい上限以下とすることにより、ポリイミド形成用液の硬化を進行しやすくすることができる。
なお、図2中矢印EXHは、チャンバ2内の気体をチャンバ2外に排出するために下部周壁28に設けられた排気ラインを示す。
図1に示すように、ヒータユニット6は、チャンバ2内の上方に配置されている。図2に示すように、ヒータユニット6は、天板25に支持されている。ヒータユニット6と天板25との間には、ヒータユニット6を支持する支持部材19が設けられている。ヒータユニット6は、チャンバ2内の天板25寄りで定位置に固定されている。ヒータユニット6の赤外線ヒータ140は、支持部材19によって天板25に吊り下げられている。
図3に示すように、ヒータユニット6は、複数(例えば本実施形態では20台)の赤外線ヒータ140を備える。複数の赤外線ヒータ140は、個別に制御可能とされている。制御部15(図1参照)は、複数の赤外線ヒータ140を個別に制御可能である。
第一カバー部143は、4つのベンド部142b,142d,142f,142hを第一方向V1の一方側から覆っている。
第二カバー部144は、4つのベンド部142a,142c,142e,142gを第一方向V1の他方側から覆っている。
ヒータユニット6は、一対の第一赤外線ヒータ群140Aと、一対の第二赤外線ヒータ群140Bと、を備える。第一赤外線ヒータ群140Aと第二赤外線ヒータ群140Bとは、第二方向V2に交互に敷き詰めて配置されている。
図1に示すように、ベースプレート7は、チャンバ2内の下方に配置されている。ベースプレート7は、基板10の第一面10aとは反対側の第二面10b(下面)の側に配置されている。図2に示すように、ベースプレート7は、チャンバ2の底板27の側に配置されている。ベースプレート7は、矩形板状をなしている。ベースプレート7には、基板10を下方から支持する支持ピン8(支持部材)が設けられている。
温度検知部9は、少なくとも一部が収容空間2Sに配置されている。温度検知部9は、基板10の温度を検知可能である。温度検知部9は、少なくとも先端が赤外線の照射方向に対して交差するように配置されたシース熱電対(熱電対)である。図2においては、赤外線の照射方向J1を鉛直下方として図示している。
図5に示すように、保護筒体60は、温度検知部9において収容空間2Sに配置された部分を少なくとも保護している。保護筒体60は、赤外線ヒータ140(図2参照)からの赤外線を吸収可能である。保護筒体60は、赤外線ヒータ140のピーク波長範囲(例えば1.5μm以上4μm以下の範囲)の赤外線を吸収可能である。
圧力検知部14(図1参照)は、収容空間2Sの圧力(以下「チャンバ内圧力」ともいう。)を検知可能である。例えば、圧力検知部14の本体部(センサ)は、チャンバ2内に配置されている。例えば、圧力検知部14の表示部(圧力表示器)は、チャンバ2外に配置されている。例えば、圧力検知部14は、デジタル圧力センサである。なお、図1では圧力検知部14を1つのみ図示しているが、圧力検知部14の数は1つに限らず、複数であってもよい。
図1に示すように、気体液化回収部11は、圧力調整部3(真空ポンプ13)のラインに接続されている。気体液化回収部11は、圧力調整部3のラインにおいて真空ポンプ13よりも下流側に配置されている。気体液化回収部11は、真空配管3aを通る気体を液化するとともに、基板10に塗布されたポリイミド形成用液から揮発した溶媒を回収可能である。
冷却部17は、チャンバ2を冷却可能である。図2に示すように、冷却部17は、チャンバ2の構成部材の内部に配置されるとともに、冷媒を通過可能とする冷媒通過部18を備える。例えば、冷媒は、水等の液体である。冷媒通過部18には、不図示のポンプによって冷媒が流れるようになっている。図示はしないが、冷媒通過部18には冷媒の供給口及び排出口が設けられている。なお、冷媒は、水等の液体に限定されない。例えば、冷媒は、空気等の気体であってもよい。
なお、冷媒通過部18は、上部周壁26には設けられていない。上部周壁26には、チャンバ固定用のボルト(不図示)が設けられるためである。
遮熱部30は、ヒータユニット6とチャンバ2との間に配置されている。これにより、ヒータユニット6からの赤外線がチャンバ2に直に照射されることを防ぐことができる。遮熱部30は、複数の遮熱板31を備える。遮熱部30は、複数の遮熱板31をその厚み方向に間隔をあけて配置した構造体である。本実施形態では、遮熱部30は、3枚の遮熱板31を備える。例えば、遮熱板31は、ステンレス鋼(SUS)等の金属で形成されている。なお、遮熱板31は、金属に限らず、要求仕様に応じて種々の材料で形成することができる。
遮蔽部40は、基板10とヒータユニット6との間に設けられている。遮蔽部40は、基板10を上方から覆うように配置されている。遮蔽部40は、赤外線を透過し、かつ、基板加熱時の昇華物を遮る矩形板状の遮蔽板である。遮蔽部40は、赤外線の照射方向J1に対して略直交するように水平に配置されている。例えば、遮蔽部40は、石英ガラスで形成されている。なお、遮蔽部40は、石英ガラスに限らず、要求仕様に応じて種々の材料で形成することができる。
遮蔽支持部50は、基板10とヒータユニット6との間に設けられている。遮蔽支持部50は、遮蔽部40を支持する複数の遮蔽支持体51,52を備える。複数の遮蔽支持体51,52は、それぞれ共通である。
図8は、実施形態に係るヒータユニット6のゾーン制御の説明図である。
図8に示すように、平面視で、ヒータユニット6は、基板10の外形よりも大きい加熱ゾーンBを有する。加熱ゾーンBは、複数(例えは本実施形態では9つ)のゾーンB1~B9(第一ゾーンB1~第九ゾーンB9)を有する。なお、ゾーンの数は、9つに限定されず、適宜変更することができる。
以上のように、本実施形態によれば、基板加熱装置1は、基板10を収容可能な収容空間2Sが内部に形成されたチャンバ2と、基板10の第一面10a側に配置されるとともに、基板10を赤外線によって加熱可能なヒータユニット6と、少なくとも一部が収容空間2Sに配置された温度検知部9と、温度検知部9において収容空間2Sに配置された部分を少なくとも保護するとともに、赤外線を吸収する保護筒体60と、を含む。
この構成によれば、温度検知部9において収容空間2Sに配置された部分を少なくとも保護する保護筒体60を含むことで、温度検知部9に向かう赤外線を保護筒体60で遮ることができる。温度検知部9に向かう赤外線は保護筒体60で吸収されるため、赤外線は温度検知部9に直接照射されない。したがって、温度検知部9の劣化を抑制するとともに、温度検知部9の変色や劣化に伴う応答性の変化を抑制することができる。
保護筒体60で赤外線が効果的に吸収されるため、温度検知部9の応答性を向上することができる。例えば、温度検知部9で基板10の温度を検知する場合には、検知温度よりも実際の基板温度が高くなること(基板温度のオーバーシュート)を抑制することができる。
温度検知部9の外周全体が保護筒体60によって囲まれるため、温度検知部9の劣化をより効果的に抑制するとともに、温度検知部9の変色や劣化に伴う応答性の変化をより効果的に抑制することができる。
保護筒体60の先端が閉じている場合と比較して、保護筒体60の内部空間の圧力上昇による温度検知部9の抜けを抑制することができる。
熱電対の先端が赤外線の照射方向J1に対して平行に配置されている場合と比較して、温度検知部9において赤外線が照射される面積が大きくなるため、温度検知部9の応答性をより効果的に向上することができる。
温度検知部9が接触方式の場合と比較して、基板10との接触による摩耗はしないため、温度検知部9の耐久性を向上することができる。加えて、温度検知部9が基板10に接触していることを監視する必要がないため、簡便である。
チャンバ2の底板27と基板10との間を通る赤外線が温度検知部9に照射されるため、温度検知部9の応答性を向上することができる。
支持ピン8によって温度検知部9を安定して支持することができる。加えて、基板10を支持するための支持ピン8が温度検知部9の支持を兼ねるため、温度検知部9を支持するための部材を別に設ける場合と比較して、部品点数を削減することができる。
複数の温度検知部9によって基板10の面内の複数地点の温度をリアルタイムで把握することができる。
ポリイミドの形成時において、温度検知部9の劣化を抑制するとともに、温度検知部9の変色や劣化に伴う応答性の変化を抑制することができる。
なお、上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可能である。
上記実施形態においては、基板加熱部は、複数の赤外線ヒータを備えるヒータユニットであるが、これに限らない。例えば、基板加熱部は、単一の赤外線ヒータであってもよい。
この構成によれば、保護筒体160は、温度検知部9に係合する係合部161を備えることで、保護筒体160から温度検知部9が抜けることを抑制することができる。
この構成によれば、温度検知部9は、支持ピン8以外の検知部用ピン308に支持されていることで、支持ピン8の位置に左右されずに温度検知部9を配置することができる。したがって、温度検知部9のレイアウトの自由度を向上することができる。
この構成によれば、ヒータユニット6から基板10に向かう赤外線が温度検知部9に照射されるため、温度検知部9の応答性を向上することができる。
この構成によれば、横架部材680によって温度検知部9を安定して支持することができる。
この構成によれば、遮蔽部740によって温度検知部9を安定して支持することができる。
この構成によれば、上記基板加熱装置を含むことで、基板処理システムにおいて、検知部の劣化を抑制するとともに、検知部の変色や劣化に伴う応答性の変化を抑制することができる。
Claims (15)
- 基板を収容可能な収容空間が内部に形成されたチャンバと、
前記基板の一方面側に配置されるとともに、前記基板を赤外線によって加熱可能な基板加熱部と、
少なくとも一部が前記収容空間に配置された検知部と、
前記検知部において前記収容空間に配置された部分を少なくとも保護するとともに、前記赤外線を吸収する保護部と、を含み、
前記検知部は、少なくとも先端が前記赤外線の照射方向に対して交差するように配置された熱電対であり、
前記検知部は、前記赤外線の照射方向に対して交差するように延びる横架部材に支持され、
前記検知部は、円筒状の前記横架部材に支持されている
基板加熱装置。 - 基板を収容可能な収容空間が内部に形成されたチャンバと、
前記基板の一方面側に配置されるとともに、前記基板を赤外線によって加熱可能な基板加熱部と、
少なくとも一部が前記収容空間に配置された検知部と、
前記検知部において前記収容空間に配置された部分を少なくとも保護するとともに、前記赤外線を吸収する保護部と、を含み、
前記検知部は、少なくとも先端が前記赤外線の照射方向に対して交差するように配置された熱電対であり、
前記検知部は、前記赤外線の照射方向に対して交差するように延びる横架部材に支持され、
前記検知部は、少なくとも先端が前記基板と前記基板加熱部との間に配置された第一検知部を含む
基板加熱装置。 - 前記検知部は、円筒状の前記横架部材に支持されている
請求項2に記載の基板加熱装置。 - 前記保護部は、黒色の筒体である
請求項1から3のいずれか一項に記載の基板加熱装置。 - 前記保護部は、断面視で閉じた環状を有する
請求項1から4のいずれか一項に記載の基板加熱装置。 - 前記保護部の先端は、開口している
請求項1から5のいずれか一項に記載の基板加熱装置。 - 前記保護部は、前記検知部に係合する係合部を備える
請求項1から6のいずれか一項に記載の基板加熱装置。 - 前記検知部は、前記基板から離れて配置されている
請求項1から7のいずれか一項に記載の基板加熱装置。 - 前記検知部は、少なくとも先端が前記基板と前記基板加熱部との間に配置された第一検知部を含む
請求項1、3から8のいずれか一項に記載の基板加熱装置。 - 前記基板と前記基板加熱部との間に設けられ、前記赤外線の照射方向に対して交差するように延びる前記横架部材を更に備え、
前記第一検知部は、前記横架部材に支持されている
請求項2または9に記載の基板加熱装置。 - 前記検知部は、少なくとも先端が前記基板と前記チャンバの底部との間に配置された第二検知部を含む
請求項10に記載の基板加熱装置。 - 前記基板を前記基板の他方面側から支持する支持部材を更に備え、
前記第二検知部は、前記支持部材に支持されている
請求項11に記載の基板加熱装置。 - 前記検知部は、前記基板の面内における複数地点の温度を検知可能に複数設けられている
請求項1から12のいずれか一項に記載の基板加熱装置。 - 前記基板の一方面には、ポリイミドを形成するための溶液が塗布されている
請求項1から13のいずれか一項に記載の基板加熱装置。 - 請求項1から14の何れか一項に記載の基板加熱装置を含む基板処理システム。
Priority Applications (3)
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