JPH10223516A - 基板の熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱処理中に熱処理プレート上に載置された基
板の上部をカバーで覆ったときに、カバーと熱処理プレ
ートとの間隔が常に各位置で一定となり、基板の加熱温
度を均一にして熱処理品質を向上させることができる装
置を提供する。 【解決手段】 上面に基板が載置される熱処理プレート
１０の上方を覆うように配置されて熱処理プレートとの
間で熱処理空間を形成し昇降自在に支持されたカバー１
２の外周部の下端面の複数個所に、下方に突出して熱処
理プレートの上面に当接する突出部２６を形設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウエハ、
液晶表示装置（ＬＣＤ）用あるいはフォトマスク用のガ
ラス基板などの基板の表面にフォトレジスト、ＳＯＧ材
などの塗布液を塗布した後や、露光後現像までの間、あ
るいは現像後において、基板を熱処理プレート上に載置
して熱処理する基板の熱処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、基板の表面にフォトレジストを
塗布した後に基板をベーク処理するには、ホットプレー
トを備えた熱処理装置が使用される。この場合、ホット
プレート上に基板をホットプレート上面から僅かに浮か
せた状態で載置し、あるいは、ホットプレートの上面に
基板を直接に載置し、基板を均一に加熱するために、基
板の表面から所定間隔をあけて基板表面と平行にベーク
カバーを配置して、基板の上部をベークカバーで覆うよ
うにしている。また、ベークカバーは、基板をホットプ
レート上へ搬入しまたホットプレート上から搬出する際
には、基板の搬出入に対して支障とならないようにホッ
トプレートから上方へ離間させる必要があり、このた
め、ベークカバーは、上下方向に移動可能に支持されて
おり、その昇降機構が設けられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、重量の大き
なベークカバーを片持ち式に支持して上下動させる構造
であったりすると、また、装置の取付け構造上の問題か
ら、熱処理中に基板の上部をベークカバーで覆った状態
において、ベークカバーとホットプレートとの間隔が１
〜２ｍｍ程度のオーダーで位置によって僅かに差を生じ
ることがある。この結果、基板の加熱温度が不均一とな
り、例えば熱処理時における基板の面内温度差が０．６
_oＣの範囲内である、といったような加熱温度の所望の
均一性が得られないで、熱処理品質に影響を及ぼすこと
がある。

【０００４】この発明は、以上のような事情に鑑みてな
されたものであり、熱処理中に熱処理プレート上に載置
された基板の上部をカバーで覆った状態において、カバ
ーと熱処理プレートとの間隔が常に基板の各位置で一定
となり、基板の加熱温度を均一にして、熱処理品質を向
上させることができる基板の熱処理装置を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
上面に基板を直接にもしくは間隔を設けて載置する熱処
理プレートと、この熱処理プレートの上方を覆うように
配置されて熱処理プレートとの間で熱処理空間を形成す
るカバーと、このカバーを支持するカバー支持手段と、
このカバー支持手段を上下方向へ移動させて、前記カバ
ーを、前記熱処理プレートから上方に離間した待機位置
へ上昇させるとともに、前記カバーを、前記熱処理プレ
ートの上方を覆う処理位置へ下降させるカバー昇降手段
とを備えた基板の熱処理装置において、前記カバーの外
周部の下端面の複数個所に、下方に突出して前記熱処理
プレートの上面に当接する突出部を形設し、または、前
記熱処理プレートの上面の複数個所に、上方に突出して
前記カバーの外周部の下端面に当接する突出部を形設し
たことを特徴とする。

【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１記載の熱
処理装置において、カバーの外周部の下端部に形設され
た突出部を、下方に向けて先細状に形成し、または、熱
処理プレートの上面に形設された突出部を、上方に向け
て先細状に形成したことを特徴とする。

【０００７】請求項３に係る発明は、請求項１記載の熱
処理装置において、カバーの外周部の下端部に形設され
た突出部の下端部を球面状に形成し、または、熱処理プ
レートの上面に形設された突出部の上端部を球面状に形
成したことを特徴する。

【０００８】請求項４に係る発明は、請求項１ないし請
求項３のいずれかに記載の熱処理装置において、カバー
の外周部の下端部に形設されまたは熱処理プレートの上
面に形設された突出部を、低熱伝導度の材料で形成した
ことを特徴とする。

【０００９】請求項１に係る発明の基板の熱処理装置で
は、熱処理に際し、カバー昇降手段によりカバー支持手
段を下方へ移動させてカバーを、熱処理プレートの上面
に載置された基板の上部を覆う処理位置へ移動させたと
きに、カバーの外周部の下端面から下方に突出した複数
個の突出部が熱処理プレートの上面に当接し、または、
熱処理プレートの上面から上方に突出した複数個の突出
部がカバーの外周部の下端面に当接し、カバーが熱処理
プレートの上面に支持される。したがって、カバーの下
面の、熱処理プレートの上面と対向する面から各突出部
の下端までのそれぞれの高さ寸法が正確に同一となるよ
うに、カバーの外周部の下端面に複数個の突出部を形設
しておけば、または、熱処理プレートの上面に複数個の
突出部を、それぞれの高さ寸法が正確に同一となるよう
に形設しておけば、カバーと熱処理プレートとの間隔、
したがってカバーと熱処理プレートの上面に載置された
基板との間隔が常に基板の各位置で一定となり、基板の
加熱温度が均一になる。

【００１０】請求項２に係る発明の熱処理装置では、カ
バーの外周部の下端面の突出部が先細状に形成され、ま
たは、熱処理プレートの上面の突出部が先細状に形成さ
れているので、また、請求項３に係る発明の熱処理装置
では、カバーの外周部下端面の突出部の下端部が球面状
に形成され、または、熱処理プレートの上面の突出部の
上端部が球面状に形成されているので、それぞれ、カバ
ーの外周部の下端面と熱処理プレートの上面とは点接触
する。このため、熱処理プレートから突出部を通したカ
バーへの熱伝導が小さくなり、カバーに奪われる熱処理
プレートの熱が最小限に抑えられるので、熱処理プレー
ト表面の温度分布の局部的変化が少なくなり、基板の温
度分布の均一性に対する影響は、ほとんど無い。それに
加えて、カバーと熱処理プレートとの接触面積が少ない
ので、不良発生の原因となる発塵の点においても有利で
ある。

【００１１】請求項４に係る発明の熱処理装置では、カ
バーの外周部の下端面に形設されまたは熱処理プレート
の上面に形設された突出部が低熱伝導度の材料で形成さ
れているため、熱処理プレートから突出部を通したカバ
ーへの熱伝導が小さくなり、カバーに奪われる熱処理プ
レートの熱が最小限に抑えられるので、熱処理プレート
表面の温度分布の局部的変化が少なくなり、基板の温度
分布の均一性に対する影響は、ほとんど無い。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
について図面を参照しながら説明する。

【００１３】最初に、図２および図３は、この発明の１
実施形態を示し、図２は、基板の熱処理装置の概略構成
を示す模式的縦断面図であり、図３は、一部を断面で表
した模式的正面図である。これらの図においては、ベー
クカバーの内部へ不活性ガス、例えば窒素ガスを供給す
るガス供給系の図示を省略しており、また、図２につい
ては、ベークカバーの支持機構や昇降機構の図示を省略
し、図３については、ホットプレートやベークカバーの
周囲を囲うチャンバや排気系の図示を省略している。

【００１４】この熱処理装置は、表面に塗布液、例えば
フォトレジストが塗布された基板Ｗを直接にもしくは間
隔を設けて上面に載置するホットプレート１０を有し、
そのホットプレート１０の上方に、それを覆うようにベ
ークカバー１２が配設されていて、ベークカバー１２と
ホットプレート１０との間に熱処理空間が形成されるよ
うになっている。ベークカバー１２の内側には内部隔壁
板１４が固着されており、ベークカバー１２の内部が仕
切られてガス分配室１６となっている。ガス分配室１６
は、ベークカバー１２の上部中央に形設されたガス導入
路１８を通して図示しない窒素ガス供給系に流路接続さ
れている。内部隔壁板１４の、ホットプレート１０の上
面に対向する面は、平面状に形成されていて、ホットプ
レート１０の上面と平行に配置されている。内部隔壁板
１４には、複数個のガス吹出し孔２０が穿設されてい
る。また、ホットプレート１０およびベークカバー１２
の周囲は、チャンバ２２によって囲まれており、ホット
プレート１０の周囲の雰囲気は、図示しない排気系によ
り下方へ吸引され、排気通路２４を通して排気されてお
り、基板Ｗ（図２には図示せず）の加熱処理に伴って基
板表面の塗布液から発生する溶剤蒸気などを、ガス分配
室１６から内部隔壁板１４のガス吹出し孔２０を通して
基板Ｗの方向へ吹き出された窒素ガスと共に熱処理空間
から排出するようにしている。

【００１５】ベークカバー１２には、図１に示すよう
に、その外周部の下端面の複数個所、図示例では３個所
に、下方に突出した突出部２６が一体に形設されてい
る。突出部２６は、下方に向けて先細状に形成された逆
円錐形状を有しており、ホットプレート１０の上面と点
接触する。突出部２６の材質は、ベークカバー１２の材
質と同じにしてもよいが、ベークカバー１２の材質とは
違えて、ガラスやステンレス鋼などの熱伝導度の低い材
料で突出部２６を形成するようにしてもよい。なお、突
出部の形状は、図１に示したような逆円錐形状に限らず
種々の形状とすることができる。例えば、図４に示すよ
うに、ベークカバー４２の外周部の下端面に形設される
突出部４４を半球状としたり、三角錐状の突出部とした
りすることができる。また、突出部２６の個数は、図１
に示したような３個に限らず、それより多くてもよい。

【００１６】ベークカバー１２には、図３に示すよう
に、ブラケット２８が一体形成されており、ブラケット
２８には貫通孔３０が穿設されていて、ブラケット２８
の貫通孔３０に、エアーシリンダ３２の作動ロッド３４
の上端部に固着された係合部材３６の軸部３８が摺動自
在に係合している。係合部材３６は、軸部３８の下端部
に一体形成された鍔部４０を有しており、軸部３８がブ
ラケット２８の貫通孔３０に嵌挿した状態で鍔部４０が
ブラケット２８の下面の一部に当接することにより、ベ
ークカバー１２がブラケット２８および係合部材３６を
介してエアーシリンダ３２の作動ロッド３４に片持ち式
に支持されている。そして、エアーシリンダ３２が作動
することにより、作動ロッド３４の上端部に固着された
係合部材３６が上下方向に移動して、ベークカバー１２
が昇降するようになっている。なお、ベークカバー１２
の昇降機構としては、図３に示したようなエアーシリン
ダ３２に代えて、例えばリニヤアクチュエータとボール
ねじを組み合わせた機構などを用いるようにしてもよ
い。

【００１７】上記したような構成の熱処理装置を使用し
て基板をベーク処理する場合、まず、ベークカバー１２
を、図３に二点鎖線で示すように、ホットプレート１０
から上方に離間した待機位置へ上昇させた状態におい
て、基板Ｗを装置内へ搬入してホットプレート１０の上
面に載置する。次に、エアーシリンダ３２を駆動させ
て、ベークカバー１２を処理位置へ下降させ、図３に実
線で示すように、ホットプレート１０の上面に載置され
た基板Ｗの上方をベークカバー１２で覆うようにする。
このベークカバー１２の下降過程において、まず、ベー
クカバー１２の外周部の下端面の３個の突出部２６がホ
ットプレート１０の上面に当接し、その後さらにエアー
シリンダ３２の作動ロッド３４が下方へ移動すると、作
動ロッド３４の係合部材３６の軸部３８がベークカバー
１２のブラケット２８の貫通孔３０に対して下向きに摺
動し、係合部材３６の鍔部４０がブラケット２８の下面
から離間して、ベークカバー１２は、エアーシリンダ３
２の作動ロッド３４による支持状態が解除されるととも
に、ホットプレート１０の上面に３個の突出部２６を介
して支持された状態となる。このため、ベークカバー１
２の内側の内部隔壁板１４の下面からベークカバー１２
の外周部下端面の各突出部２６の下端までのそれぞれの
高さ寸法を正確に同一となるように、３個の突出部２６
をベークカバー１２に形設しておけば、ベークカバー１
２の内部隔壁板１４の下面とホットプレート１０の上面
との間隔が常に基板Ｗの各位置で一定となり、ホットプ
レート１０上に載置された基板Ｗとベークカバー１２の
内部隔壁板１４との間隔が基板Ｗの各位置で一定とな
る。この結果、熱処理中における基板の加熱温度が基板
Ｗの各位置で均一となり、ベーク処理の品質が向上す
る。

【００１８】基板のベーク処理が終了すると、エアーシ
リンダ３２を駆動させて作動ロッド３４を上方へ移動さ
せる。これにより、作動ロッド３４の上端部の係合部材
３６の軸部３８がベークカバー１２のブラケット２８の
貫通孔３０に対して上向きに摺動し、係合部材３６の鍔
部４０がブラケット２８の下面の一部に当接して、エア
ーシリンダ３２の作動ロッド３４によってベークカバー
１２が再び支持され、ベークカバー１２がホットプレー
ト１０上から持ち上げられて、図３の二点鎖線で示す上
方の待機位置へ上昇する。そして、処理済みの基板Ｗ
が、ホットプレート１０上から排出されて装置外へ搬出
される。

【００１９】上記した実施形態では、ベークカバー１２
の外周部下端面に複数個の突出部２６を形設して、それ
らの突出部２６がホットプレート１０の上面に当接する
ようにしたが、図５に示すように、ホットプレート４６
の上面に複数個、例えば３個の突出部４８を形設し、ベ
ークカバー５０が、実線で示す上方の待機位置から二点
鎖線で示す下方の処理位置へ下降したときに、ホットプ
レート４６の上面の３個の突出部４８がベークカバー５
０の外周部下端面に当接して、ベークカバー５０がホッ
トプレート４６上に支持されるような構成としてもよ
い。この場合にも、上記実施形態と同等の効果が奏され
ることとなる。なお、図５では、ベークカバー５０の支
持機構や昇降機構、チャンバや排気系などの図示を省略
している。

【００２０】なお、上記した実施形態では、ベークカバ
ー１２の外周部の下端面の複数個所に下方へ突出するよ
うに形設した突出部２６とホットプレート１０とを当接
させ、または、ホットプレート４６の上面の複数個所に
上方ヘ突出するように形設した突出部４８とベークカバ
ー５０の外周部下端面とを当接させるようにして、ベー
クカバーとホットプレートとの間隔を常に基板の各位置
で一定になるようにしているので、ベークカバーの置き
台をホットプレート以外に別途設けてベークカバーと置
き台とを当接させることによりベークカバーとホットプ
レートとの間隔を基板の各位置で一定に保とうとする場
合と比較して、熱処理装置の構造を極めて簡単にでき、
また装置の小型化を図ることもできる。

【００２１】

【発明の効果】請求項１に係る発明の基板の熱処理装置
を使用すれば、熱処理に際して熱処理プレート上に載置
された基板の上部をカバーで覆ったときに、カバーと熱
処理プレートとの間隔が常に基板の各位置で一定となる
ので、熱処理中における基板の加熱温度が均一になっ
て、熱処理品質が向上することとなる。

【００２２】請求項２に係る発明の熱処理装置では、先
細状に形成された突出部を介してカバーの外周部の下端
面と熱処理プレートの上面とが当接し、請求項３に係る
発明の熱処理装置では、端部が球面状に形成された突出
部を介してカバーの外周部の下端面と熱処理プレートの
上面とが当接して、それぞれ、カバーの外周部の下端面
と熱処理プレートの上面とが点接触し、このため、熱処
理プレートから突出部を通したカバーへの熱伝導が小さ
くなり、カバーに奪われる熱処理プレートの熱が最小限
に抑えられるので、熱処理プレート表面の温度分布の局
部的変化が少なくなり、基板の温度分布の均一性に対す
る影響はほとんど無く、熱処理中における基板の加熱温
度の均一性が損なわれることがない。それに加えて、カ
バーと熱処理プレートとの接触面積が少ないので、不良
発生の原因となる発塵の点においても有利である。

【００２３】請求項４に係る発明の熱処理装置では、低
熱伝導度の材料で形成された突出部を介してカバーの外
周部の下端面と熱処理プレートの上面とが接触している
ため、熱処理プレートから突出部を通したカバーへの熱
伝導が小さくなり、カバーに奪われる熱処理プレートの
熱が最小限に抑えられるので、熱処理プレート表面の温
度分布の局部的変化が少なくなり、基板の温度分布の均
一性に対する影響はほとんど無く、熱処理中における基
板の加熱温度の均一性が損なわれることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る基板の熱処理装置の構成要素の
１つであるベークカバーの構造の１例を示す斜視図であ
る。

【図２】この発明の１実施形態を示し、基板の熱処理装
置の概略構成を示す模式的縦断面図である。

【図３】同じく基板の熱処理装置の概略構成を示し、一
部を断面で表した模式的正面図である。

【図４】ベークカバーの外周部の下端面に形設される突
出部の形状の異なる例を示す模式的部分拡大正面図であ
る。

【図５】この発明の別の実施形態を示し、基板の熱処理
装置の概略構成を示す模式的正面図である。

【符号の説明】

１０、４６ ホットプレート １２、４２、５０ ベークカバー １４ ベークカバーの内部隔壁板 ２６、４４ ベークカバーの外周部下端面の突出部 ２８ ベークカバーのブラケット ３２ エアーシリンダ ３４ エアーシリンダの作動ロッド ３６ 係合部材 ４８ ホットプレートの突出部 Ｗ 基板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上面に基板を直接にもしくは間隔を設け
   て載置する熱処理プレートと、 この熱処理プレートの上方を覆うように配置されて熱処
   理プレートとの間で熱処理空間を形成するカバーと、 このカバーを支持するカバー支持手段と、 このカバー支持手段を上下方向へ移動させて、前記カバ
   ーを、前記熱処理プレートから上方に離間した待機位置
   へ上昇させるとともに、前記カバーを、前記熱処理プレ
   ートの上方を覆う処理位置へ下降させるカバー昇降手段
   とを備えた基板の熱処理装置において、 前記カバーの外周部の下端面の複数個所に、下方に突出
   して前記熱処理プレートの上面に当接する突出部を形設
   し、または、前記熱処理プレートの上面の複数個所に、
   上方に突出して前記カバーの外周部の下端面に当接する
   突出部を形設したことを特徴とする基板の熱処理装置。
2. 【請求項２】 カバーの外周部の下端部に形設された突
   出部が、下方に向けて先細状に形成され、または、熱処
   理プレートの上面に形設された突出部が、上方に向けて
   先細状に形成された請求項１記載の基板の熱処理装置。
3. 【請求項３】 カバーの外周部の下端部に形設された突
   出部は、その下端部が球面状に形成され、または、熱処
   理プレートの上面に形設された突出部は、その上端部が
   球面状に形成された請求項１記載の基板の熱処理装置。
4. 【請求項４】 カバーの外周部の下端部に形設されまた
   は熱処理プレートの上面に形設された突出部が、低熱伝
   導度の材料で形成された請求項１ないし請求項３のいず
   れかに記載の基板の熱処理装置。