JPH0870007A - 基板の熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 接着剤を使用することなく球体状スペーサ６
が凹入部１７から抜け出るのを防止すること、熱処理に
際してパーティクルの発生を防止すること、球体状スペ
ーサ６の着脱・交換が容易で、安価に実施できる熱処理
装置を提供する。 【構成】 この熱処理装置は、プレート２と、プレート
２上に所要の間隔を介して基板１を支持する球体状スペ
ーサ６とを備える。プレート２の上面に球体状スペーサ
６の直径より小さい深さを有するスペーサ収納用凹部１
７を設け、当該凹入部１７の上面開口寸法Ｓは、球体状
スペーサ６の直径より小さく形成する。球体状スペーサ
６をスペーサ収納用凹部１７に挿入し、スペーサの頂部
を当該開口を通してプレートの上面から上方に突出させ
て基板１を支持することにより、プレート２と基板１と
の間に微小間隔ｄを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は半導体ウエハや液晶用
ガラス基板等の製造工程において用いられる熱処理装
置、殊にホットプレートやクールプレートで半導体ウエ
ハやガラス基板等（以下単に基板と称する）を加熱又は
冷却するのに用いられる熱処理装置に関する。

【０００２】

【従来技術】この種の熱処理装置は、従来より多種多様
なものが提案されており、例えば実開昭６３−１９３８
３３号公報には、図７及び図８(Ａ)に示すような熱処理
装置が開示されている。ここで、図７は当該熱処理装置
の平面図、図８(Ａ)は図７中のＡ−Ａ線矢視拡大断面
図、図８(Ｂ)はその作用説明図である。

【０００３】この熱処理装置は、放熱板２と、放熱板２
の下面に密着させて設けられた加熱手段３と、放熱板２
の上面の３ケ所に配置された基板支持用の球体状スペー
サ６と、放熱板２の上方に設けられた一対の基板搬送用
ワイヤ８・８と、放熱板１を貫通して昇降可能に設けら
れた３本のピンから成る基板受渡し用ピン１０とを具備
して成る。放熱板２の上面には球体状スペーサ６の直径
より小さい深さを有する凹入部７が３ケ所形成されてい
る。そして、この３つの凹入部７にそれぞれ球体状スペ
ーサ６を挿入すると、球体状スペーサ６の頂部は放熱板
２の上面から突出する。従って、この３つの球体状スペ
ーサ６によって基板１を支持することにより、基板１の
下面と放熱板２の上面との間に微小間隔ｄが形成され
る。このような構成により、３つの球体状スペーサ６に
よって支持された基板１を放熱板２からの輻射熱及び熱
伝達によって熱処理することができる。なお、図８(Ａ)
中の符号４は加熱手段４を構成する伝熱部材、５は伝熱
部材４に埋設したヒータ部材を示す。

【０００４】上記基板搬送用ワイヤ８・８は、基板１を
その上に載置して矢印Ａ方向より放熱板２上に搬入し、
その状態で基板受渡し用ピン１０を上昇させて基板１を
３本のピン１０で受け取り、その後ワイヤ８・８の間隔
を矢印Ｂ方向に広げて搬送位置から待避位置へ移動させ
るように構成されている。上記基板受渡し用ピン１０
は、基板１を受け取ってワイヤ８・８が待避した後に下
降して、当該基板１を球体状スペーサ６へ移載するよう
に構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、基板１は、
搬送中の空気摩擦や放熱板２と当該基板１との受け渡し
等により静電気を帯び易く、図８（Ｂ）に示すように、
熱処理後に当該基板１を搬出する際に、基板１に蓄積さ
れている静電気により球体状スペーサ６が基板１に吸着
されて、上記凹入部７から抜け出てしまうことがある。
これを防止するために、耐熱性のセラミック系接着剤で
球体状スペーサ６を凹入部７内に固着することが考えら
れるが、当該接着剤の使用により新たにパーティクルが
発生する可能性がある。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、スペーサが凹入部から抜け出
てしまわないように接着剤を使用することによるパーテ
ィクルの発生を防止することができるとともに、簡単な
構成でスペーサが凹入部から抜け出ることを防止するこ
とができ、かつ、基板の下面を傷つけることもない基板
の熱処理装置を提供することにある。さらに、本発明の
別の目的は、スペーサの着脱・交換が容易な上記基板の
熱処理装置を提供することにある。さらに、本発明の別
の目的は、熱処理されるべき基板とスペーサが支持され
たプレートとの間隔を簡単に調整することか可能な上記
基板の熱処理装置を提供することにある。さらに、本発
明の別の目的は、上記基板の熱処理装置を安価な構成で
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、加熱手段もしくは冷却手段を有するプレートから所
定の間隔をおいた位置に基板をプレートと平行に支持し
て基板の熱処理を行う基板の熱処理装置において、熱処
理されるべき基板をその頂部において下方から支持する
球体状のスペーサと、プレートに形成されて上面にスペ
ーサの直径よりも小さい開口を有し、スペーサの頂部が
開口を通してプレートの上面から上方に突出するように
スペーサを収納するスペーサ収納用凹部とを有すること
を特徴とする。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の基板の熱処理装置において、さらに、スペーサを下方
から支持するようにプレートに固定されたスペーサ支持
部材を備えたものである。

【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の基板の熱処理装置において、さらに、プレートに対す
るスペーサ支持部材の上下方向の固定位置を調節する調
節機構を備えたものである。

【００１０】請求項４に記載の発明は、請求項２又は請
求項４に記載の基板の熱処理装置において、プレート
が、加熱手段もしくは冷却手段に接せられたメインプレ
ートと、その上面に載置されてスペーサ収納用凹部が形
成されたサブプレートとから成るものである。

【００１１】請求項５に記載の発明は、請求項１に記載
の基板の熱処理装置において、プレートが、スペーサの
直径よりも大きい直径を有するとともにスペーサの直径
よりも小さい深さを有するスペーサ収納部が形成された
プレート本体と、プレート本体の上面を覆うとともにス
ペーサ収納部の位置に対応した位置にスペーサの直径よ
りも小さい開口を有するカバーとからなるものである。

【００１２】

【作用】請求項１に記載の発明では、プレートに形成さ
れたスペーサ収納用凹部に球体状のスペーサが挿入され
ると、スペーサの頂部はプレート上面からわずかに上方
に突出するので、この球体状のスペーサの頂部によって
基板を支持することによりプレートと基板との間に微小
間隔を形成することができ、この間隔を介して基板が熱
処理される。さらに、プレートに形成されたスペーサの
収納用凹部の上面に形成された開口はスペーサの直径よ
りも小さいので、熱処理後に基板を搬出する際に基板に
静電気が蓄積されていて球体状のスペーサが基板に引き
つけられても、スペーサがプレートに形成されたスペー
サ収納用凹部から抜け出ることはない。さらに、球体状
のスペーサは、スペーサ収納用凹部に挿入されているだ
けで固定されておらず回転可能であるので、基板搬出時
に基板が直上に搬出されずに斜め上方へ持ち上げられて
も、その基板の水平方向移動に追随して球体状のスペー
サが回転させられるので、搬出される基板の下面（裏
面）をスペーサが擦って傷をつけることもない。

【００１３】請求項２に記載の発明では、さらに、スペ
ーサを下方から支持するようにプレートに固定されたス
ペーサ支持部材を備えるので、このスペーサ支持部材を
プレートから外すことにより、スペーサの着脱・交換を
簡単に行うことができる。

【００１４】請求項３に記載の発明では、さらに、プレ
ートに対するスペーサ支持部材の上下方向の固定位置を
調節する調節機構を備えるので、この調節機構によって
プレートの上面とスペーサに支持された基板の下面との
間隔を微妙に調節することができる。

【００１５】請求項４に記載の発明では、プレートが、
加熱手段もしくは冷却手段に接せられたメインプレート
と、その上面に載置されてスペーサ収納用凹部が形成さ
れたサブプレートとから成るので、加熱手段もしくは冷
却手段に接せられたメインプレートを装置のベースから
取り外さなくとも、メインプレートからサブプレートを
取り外すことによってスペーサ支持部材の上下方向位置
を調節することができるとともに、スペーサの着脱・交
換を簡単に行うことができる。

【００１６】請求項５に記載の発明では、プレートが、
スペーサの直径よりも大きい直径を有するとともにスペ
ーサの直径よりも小さい深さを有するスペーサ収納部が
形成されたプレート本体と、プレート本体の上面を覆う
とともにスペーサ収納部の位置に対応した位置にスペー
サの直径よりも小さい開口を有するカバーとからなるの
で、加熱手段もしくは冷却手段に接せられたメインプレ
ートを装置のベースから取り外さなくとも、カバーをプ
レート本体から外してスペーサの着脱・交換を簡単に行
うことができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図５は本発明に係る熱処理装置の平面図、図１は
図５中のＮ−Ｎ線矢視拡大断面図であり、図６は図５中
のＭ−Ｍ線矢視断面図である。この熱処理装置は、図５
及び図６に示すように、本発明のプレートを構成する放
熱板２と、放熱板２の下面に密着された加熱手段Ｈとか
ら成り、放熱板２はメインプレート２Ａと、メインプレ
ート２Ａの上面に着脱自在に載置されたサブプレート２
Ｂとから構成されており、上記サブプレート２Ｂは、基
板のサイズに応じて交換可能にメインプレート２Ａに固
定される。

【００１８】上記サブプレート２Ｂの上面には、後述す
るように、本発明のスペーサ収納用凹部を構成する多数
の凹入部１７が形成されており、各凹入部１７には球体
状スペーサ６がそれぞれ挿入されている。さらに、サプ
プレート２Ｂの上面には、加熱処理されるべき基板の温
度を測定する温度検知器１１が配設されている。そし
て、図５及び図６に示すように、サププレート２Ｂの左
右両側部にはそれぞれ３つずつの切欠２ｂが形成されて
いる。各切欠２ｂには、加熱処理が完了した基板を上方
に持ち上げて図示しない搬送ロボットに引き渡すととも
に、次に加熱処理すべき基板を搬送ロボットから受け取
って球体状スペーサ上に載置するために上下動させられ
る基板保持部材Ｓが収容されている。なお、符号Ｐは、
角型の基板１の水平方向のずれを規制するために、その
各角にそれぞれ１対ずつサププレート２Ｂ上に植設され
たピンである。

【００１９】上記球体状スペーサ６は、例えば、鋼球、
アルミナ、セラミック、サファイア、ルビー、ガラス等
の非伝熱部材によって球体状に構成される。そして図５
及び図６に示すように、サブプレート２Ｂの上面の３９
ケ所にそれぞれ球体状スペーサ６を受け入れる凹入部１
７が形成され、各凹入部１７にはそれぞれ球体状スペー
サ６が一つずつ挿入されている。そして、この３９個の
球体状スペーサ６によって基板１した場合、支持された
基板１の下面と放熱板２を構成するサププレート２Ｂの
上面との間には、所定の微小間隔ｄが形成される。ちな
みに、本実施例では球体状スペーサ６をサファイアボー
ルで構成し、直径約２.４mmφの凹入部１７にサファイ
アボール６を遊嵌状に嵌入したとき、微小間隔ｄが０.
１２ｍｍになるように設定されている。なお、この微小
間隔ｄは基板１に望まれる昇温特性、放熱板２の設定温
度等によって適宜設定される。

【００２０】上記凹入部１７は、図１に示すように、サ
ブプレート２Ｂの裏面よりスペーサ挿入孔１７ａと支持
部材１３の支持部材挿入孔１７ｂと固定部材１４のねじ
孔１７ｃとを一連に穴加工して穿設することにより形成
されている。そして凹入部１７の上面開口の寸法Ｓは、
球体状スペーサ６の直径Ｄより小さく形成されている。
熱処理後に基板１を搬出する際に、基板１に蓄積されて
いる静電気により球体状スペーサ６が基板１に吸引され
て凹入部１７から抜け出るのを防止するためである。

【００２１】上記球体状スペーサ６は、ねじ孔１７ｃ側
よりスペーサ挿入孔１７ａ内に挿入し、スペーサ挿入孔
１７ａと支持部材挿入孔１７ｂとの間に段差部Ｔを形成
し、この段差部Ｔに支持部材１３を押し当て、球体状ス
ペーサ６を当該支持部材１３で支持するとともに、スペ
ーサ挿入孔１７ａの裏面側開口を支持部材１３で閉止す
る。そして上記支持部材１３は固定手段１４であるロッ
クナット１４ａをねじ孔１７ｃにねじ込んで固定する。
なお、符号１５は６角レンチ穴である。

【００２２】上記実施例では、凹入部１７の深さｈは、
サブプレート２Ｂの上面と上記段差面Ｔに押し当てた支
持部材１３の支持面とによって規定され、この微小間隔
ｄは球体状スペーサ６の直径Ｄと凹入部１７の深さｈと
の差によって規定される。なお、微小間隔ｄが所定値に
満たない場合には、追加工により図１中の仮想線１３ａ
で示すように、支持部材１３の支持面を上向きに突設さ
せ、所定値を越える場合には、仮想線１３ｂで示すよう
に、支持部材１３の支持面を凹ませることによって、微
小間隔ｄを所定値に調整することができる。

【００２３】図２は支持部材１３を固定する固定手段１
４の変形例を示す要部縦断面図である。この実施例は、
１列に直列配置した複数の球体状スペーサ６の支持部材
１３を単一の固定板１４ｂによりネジ止めして固定した
ものである。この実施例によれば、各支持部材１３を個
別に固定する必要がないので組み付けが容易になる。

【００２４】図３は支持部材１３の変形例を示す要部縦
断面図である。この実施例は、球体状スペーサ６の支持
部材１３をスペーサ挿入孔１７ａ内に進退調節可能に構
成した点が図１の実施例と異なり、その他の点は図１の
実施例と同様に構成されている。即ち、サブプレート２
Ｂの裏面側より支持部材１３のスペーサ支持部１３Ａを
スペーサ挿入孔１７ａ内へ挿入し、支持部材１３のねじ
嵌合部１３Ｂをねじ孔１７ｃにねじ込んで進退調節する
ことにより、微小間隔ｄを所要の大きさに調節する。そ
の後ロックナット１４ａで支持部材１３をサププレート
２Ｂに固定する。

【００２５】この実施例においても、凹入部１７の深さ
ｈは、当該支持部材１３のスペーサ支持面により規定さ
れる。また、球体状スペーサ６の支持部材１３を取り外
すことにより、球体状スペーサ６を着脱可能に交換する
ことができる。なお、図３の実施例では、スペーサ挿入
孔１７ａとねじ孔１７ｃとの間に段差部Ｔを形成してい
るが、この段差部Ｔを無くしてスペーサ挿入孔１７ａと
ねじ孔１７ｃとを一連に形成してもよい。また、図３の
実施例では、支持部材１３をロックナット１４ａで固定
しているが、この支持部材１３のねじ嵌合部１３Ｂを、
ロックペイント等により固定してもよく、固定手段とし
て他にピンや固定ねじ等を用いることもできる。

【００２６】図４は請求項５に記載の発明に対応するも
ので、スペーサ収納部である凹入部１７の上面開口の別
実施例を示す要部縦断面図である。この実施例では、凹
入部１７の上面開口をプレート本体を構成するサブプレ
ート２Ｂの表面を覆う放熱カバー２Ｃに形成している。
なお、凹入部１７はフライス加工にて、その底面の平坦
精度、および深さ精度を確保している。この実施例によ
れば、この放熱カバー２Ｃを外して球体状スペーサ６を
所要の球径のものに変更するだけで極めて容易、かつ、
高精度に微小間隔ｄを実現することができる。

【００２７】なお、上記実施例では、放熱板が加熱手段
に熱伝導可能に構成したものについて説明したが、これ
に限らず、加熱手段を冷却手段に代えたものについても
同様に実施しうる。また、上記実施例では、放熱板がメ
インプレートとサブプレートとから成るものについて例
示したが、これに限らず、１枚の放熱板から成り、メイ
ンプレートとサププレートとの２枚構成ではないものに
も本発明は適用可能である。さらに、上記実施例におい
ては凹入部１７の上面開口は球体状のスペーサ６に合わ
せて円形に形成されているが、本発明はこれに限らず、
スペーサの上方への移動を阻止するものであれば上面開
口の形状は例えば角型でもスリット型でも良い。さら
に、基板搬送手段についても上記実施例に限らず、例え
ば、放熱板の上面に平行なワイヤ待避溝を切設して、そ
の待避溝内にワイヤを下降待避させるように構成した
り、あるいは、搬送手段を多関節ロボット等にて構成し
てもよく、多様な変形が考えられる。

【００２８】

【発明の効果】請求項１に記載の発明は、加熱手段もし
くは冷却手段を有するプレートから所定の間隔をおいた
位置に基板をプレートと平行に支持して基板の熱処理を
行う基板の熱処理装置において、熱処理されるべき基板
をその頂部において下方から支持する球体状のスペーサ
と、プレートに形成されて上面にスペーサの直径よりも
小さい開口を有し、スペーサの頂部が開口を通してプレ
ートの上面から上方に突出するようにスペーサを収納す
るスペーサ収納用凹部とを有することを特徴とするもの
であり、プレートに形成されたスペーサ収納用凹部に球
体状のスペーサが挿入されるとスペーサの頂部はプレー
ト上面からわずかに上方に突出するので、この球体状の
スペーサの頂部によって基板を支持することによりプレ
ートと基板との間に微小間隔を形成することができ、プ
レートに形成されたスペーサの収納用凹部の上面に形成
された開口はスペーサの直径よりも小さいので、熱処理
後に基板を搬出する際に基板に静電気が蓄積されていて
球体状のスペーサが基板に引きつけられても、スペーサ
がプレートに形成されたスペーサ収納用凹部から抜け出
ることはない。

【００２９】さらに、球体状のスペーサは、スペーサ収
納用凹部に挿入されているだけで固定されておらず回転
可能であるので、接着剤を用いてスペーサをプレートに
固定しないので、接着剤によるパーティクルの発生も生
じないし、基板搬出時に基板が直上に搬出されずに斜め
上方へ持ち上げられても、その基板の水平方向移動に追
随して球体状のスペーサが回転されられるので、搬出さ
れる基板の下面（裏面）をスペーサが擦って傷をつける
こともない。

【００３０】請求項２に記載の発明は、さらに、スペー
サを下方から支持するようにプレートに固定されたスペ
ーサ支持部材を備えるので、このスペーサ支持部材をプ
レートから外すことにより、スペーサの着脱・交換を簡
単に行うことができる。

【００３１】請求項３に記載の発明は、さらに、プレー
トに対するスペーサ支持部材の上下方向の固定位置を調
節する調節機構を備えるので、この調節機構によってプ
レートの上面とスペーサに支持された基板の下面との間
隔を微妙に調節することができる。

【００３２】請求項４に記載の発明は、プレートが、加
熱手段もしくは冷却手段に接せられたメインプレート
と、その上面に載置されてスペーサ収納用凹部が形成さ
れたサブプレートとから成るので、加熱手段もしくは冷
却手段に接せられたメインプレートを装置のベースから
取り外さなくとも、メインプレートからサブプレートを
取り外すことによってスペーサ支持部材の上下方向位置
を調節することができるとともに、スペーサの着脱・交
換を簡単に行うことができる。

【００３３】請求項５に記載の発明は、プレートが、ス
ペーサの直径よりも大きい直径を有するとともにスペー
サの直径よりも小さい深さを有するスペーサ収納部が形
成されたプレート本体と、プレート本体の上面を覆うと
ともにスペーサ収納部の位置に対応した位置にスペーサ
の直径よりも小さい開口を有するカバーとからなるの
で、加熱手段もしくは冷却手段に接せられたメインプレ
ートを装置のベースから取り外さなくとも、カバーをプ
レート本体から外してスペーサの着脱・交換を簡単に行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図５中のＮ−Ｎ線矢視拡大断面図である。

【図２】固定手段の変形例を示す要部縦断面図である。

【図３】支持部材の変形例を示す要部縦断面図である。

【図４】凹入部１７の上面開口の別実施例を示す要部縦
断面図である。

【図５】本発明の一実施例に係る熱処理装置の平面図で
ある。

【図６】図５中のＭ−Ｍ線矢視断面図である。

【図７】従来例に係る熱処理装置の平面図である。

【図８】従来例に係る熱処理装置を示し、同図(Ａ)は図
７中のＡ−Ａ線矢視拡大断面図、同図(Ｂ)はその作用説
明図である。

【符号の説明】

１…基板、２…プレート（放熱板）、２Ａ…メインプレ
ート、２Ｂ…サブプレート（プレート本体）、２Ｃ…カ
バー（放熱カバー）、６…球体状スペーサ、１３…スペ
ーサ支持部材、１４…固定手段、１７…スペーサ収納用
凹部（凹入部）、Ｈ…加熱手段、ｄ…微小間隔、Ｓ…凹
入部の上面開口寸法、Ｄ…球体状スペーサの直径、ｈ…
凹入部の深さ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱手段もしくは冷却手段を有するプレ
   ートから所定の間隔をおいた位置に基板をプレートと平
   行に支持して基板の熱処理を行う基板の熱処理装置にお
   いて、 熱処理されるべき基板をその頂部において下方から支持
   する球体状のスペーサと、 プレートに形成されて上面にスペーサの直径よりも小さ
   い開口を有し、スペーサの頂部が開口を通してプレート
   の上面から上方に突出するようにスペーサを収納するス
   ペーサ収納用凹部と、を有することを特徴とする基板の
   熱処理装置。
2. 【請求項２】 さらに、スペーサを下方から支持するよ
   うにプレートに固定されたスペーサ支持部材を備えた請
   求項１に記載の基板の熱処理装置。
3. 【請求項３】 さらに、プレートに対するスペーサ支持
   部材の上下方向の固定位置を調節する調節機構を備えた
   請求項２に記載の基板の熱処理装置。
4. 【請求項４】 プレートは、加熱手段もしくは冷却手段
   に接せられたメインプレートと、その上面に載置されて
   スペーサ収納用凹部が形成されたサブプレートとから成
   る請求項２又は請求項３に記載の基板の熱処理装置。
5. 【請求項５】 プレートは、スペーサの直径よりも大き
   い直径を有するとともにスペーサの直径よりも小さい深
   さを有するスペーサ収納部が形成されたプレート本体
   と、プレート本体の上面を覆うとともにスペーサ収納部
   の位置に対応した位置にスペーサの直径よりも小さい開
   口を有するカバーとからなる請求項１に記載の基板の熱
   処理装置。