JPH10229114A

JPH10229114A - 基板加熱装置

Info

Publication number: JPH10229114A
Application number: JP4984497A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Hisai; 章博久井
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-02-17
Filing date: 1997-02-17
Publication date: 1998-08-25
Anticipated expiration: 2017-02-17
Also published as: JP3811247B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ホットプレート上における基板の横滑りを防
止した上で、加熱処理による基板の面内温度分布を均一
として、基板の変形を防止する。【解決手段】ホットプレート４０のプレート４２に
は、その外縁部分の全周囲に上方に張り出したフランジ
部４２ａを備える。このフランジ部４２ａの内周壁面の
３箇所（内周に内接する正三角形の各頂点の位置）に
は、三角柱の形の凸状部４５、４６、４７が固着されて
いる。フランジ４２ａに囲まれた凹部内に基板Ｗが落と
し込まれて、基板Ｗがホットプレート上に載置されたと
きには、凸状部４５、４６、４７が基板Ｗの外縁部に当
接する。このため、凸状部４５、４６、４７により、基
板Ｗの横滑りを規制することができる。また、フランジ
部４２ａはプレート４２と同様に昇温して、基板Ｗの外
周部周辺を加熱していることから、基板Ｗの外周部の温
度を中心部より高めることができる。

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、半導体ウエハや
液晶用ガラス基板などの基板を加熱する基板加熱装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】上記基板加熱装置としては、基板加熱用
に昇温されるホットプレートを備え、このホットプレー
トの上面にスペーサとしての複数のボールを配設し、こ
れらボールの上端に基板をホットプレートの上面から所
定の間隔（プロキシミティギャップと呼ぶ）だけ浮かせ
た状態で支持する構成のものが知られている。この構成
によれば、基板裏面の汚染を防止した上で、基板を加熱
することができる。

【０００３】ところで、上記プロキシミティギャップは
小さいほど基板を加熱するための熱効率が良いが、プロ
キシミティギャップを小さくすると、基板をホットプレ
ート上に載置する際に基板の下面とホットプレート上面
間に挟み込まれた空気が外方向に流れる現象により基板
が横滑る不具合が生じた。この不具合を解消するため、
従来、プレート上にガイドピンを立てて基板がホットプ
レート上で横滑りしないよう構成したものが提案されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置では、基板の横滑りを防ぐことができるが、次
のような問題を解決するに至っていなかった。というの
は、基板加熱処理により加熱される基板の面内温度は、
基板外周部からの放熱により、中央部より外周部の方が
低くなるといった問題があり、従来の装置では、基板の
面内温度が不均一となるといった問題が生じた。

【０００５】この発明の基板加熱装置は、ホットプレー
ト上における基板の横滑りを防止した上で、加熱処理に
よる基板の面内温度分布を均一とすることを目的として
いる。

【０００６】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】前
述した課題を解決するための手段として、以下に示す構
成をとった。

【０００７】第１の発明の基板加熱装置は、ホットプレ
ート上に基板を支持して加熱する基板加熱装置におい
て、前記ホットプレートに、前記基板の外縁と隙間を形
成した状態で前記基板の外縁をほぼ周方向全体にわたっ
て取り囲む壁部を形成し、前記壁部には、前記基板の外
縁と対面する内周壁面の複数箇所に、前記基板の外縁と
当接する凸状部を備えるようにしたことを特徴としてい
る。

【０００８】この構成の発明によれば、基板をホットプ
レート上に支持する際に、基板の下面とホットプレート
上面との間の空気は、基板の外縁とホットプレートに形
成された壁部との間の隙間から逃がされるとともに、ホ
ットプレートに形成された壁部の、その内周壁面の複数
箇所に備えた凸状部が、基板の外縁と当接して基板の横
滑りを規制する。また、ホットプレートに形成された壁
部は、基板の外周部周辺を加熱する。このため、基板の
外周部周辺は、ホットプレートの基板の外周部下部に当
たる部分と上記壁部との双方から熱を受けることにな
り、ホットプレートの外周部周辺の放熱が多くても基板
の面内温度分布は均一なものとなる。

【０００９】したがって、この第１の発明は、ホットプ
レート上における基板の横滑りを防止することができる
とともに、加熱処理による基板の面内温度分布を均一に
することができる。

【００１０】第２の発明の基板加熱装置は、ホットプレ
ート上に基板を支持して加熱する基板加熱装置におい
て、前記ホットプレートに、前記基板の外縁をほぼ周方
向全体にわたって取り囲む壁部を形成し、前記壁部に
は、その内側から外側に向けて空気が通り抜けるための
切り欠きを形成したことを特徴としている。

【００１１】この構成の発明によれば、基板をホットプ
レート上に支持する際に、基板の下面とホットプレート
上面との間の空気は、ホットプレートに形成された壁部
の切り欠きにより、壁部の内側から外側に向けて逃がさ
れる。そのため基板は横滑りすることなくホットプレー
ト上に支持される。また、ホットプレートに形成された
壁部は、基板の外周部周辺を加熱する。このため、基板
の外周部周辺は、ホットプレートの基板の外周部下部に
あたる部分と、上記壁部との双方から熱を受けることに
なり、ホットプレートの外周部周辺の放熱が大きくても
基板の面内温度分布は均一なものとなる。

【００１２】したがって、この第２の発明は、ホットプ
レート上における基板の横滑りを防止することができる
とともに、加熱処理による基板の面内温度分布を均一す
ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例に基づき説明する。

【００１４】Ａ．全体の構成：図１は、この発明の第１
実施例に係わる基板加熱装置が配設された基板処理装置
の全体構成を示す斜視図である。

【００１５】図示するように、この基板処理装置は、半
導体ウエハ（以下、基板と呼ぶ）Ｗに対して、塗布処
理、現像処理、加熱処理および冷却処理を行なうための
装置であり、未処理基板や処理済み基板を保管するイン
デクサ部１と、基板Ｗに対して前記一連の処理を行なう
基板処理部２とを有している。

【００１６】インデクサ部１は、基台３の水平な上面に
一列に配置される４個のカセットＣと、カセットＣの配
列方向に沿って移動可能な移載ロボット４とを有してい
る。カセットＣは、それぞれ基板Ｗを上下方向に多段で
収納できるようになっている。また、移載ロボット４
は、カセットＣに対して基板Ｗを出し入れし、基板処理
部２との間で基板Ｗの受け渡しを行なう。

【００１７】基板処理部２は、カセットＣの配列方向に
対して直交する方向に配列されたスピンコータ１０およ
びそれぞれ現像処理を行なう２つのスピンデベロッパ１
１、１２と、スピンコータ１０および２つのスピンデベ
ロッパ１１、１２のそれぞれに対向するように配置され
たクーリングユニット１５およびホットユニット１６と
を有している。そして、スピンコータ１０およびスピン
デベロッパ１１、１２とクーリングユニット１５および
ホットユニット１６との間には、これらが配列された方
向に移動可能な搬送ロボット１７が設けられている。

【００１８】スピンコータ１０は、基板Ｗの表面にフォ
トレジスト液等を塗布処理するためのものであり、スピ
ンデベロッパ１１、１２は現像処理を行なうためのもの
である。また、クーリングユニット１５およびホットユ
ニット１６は互いに積層されており、それぞれ基板Ｗの
冷却、加熱を行なうためのものである。搬送ロボット１
７は、水平方向および上下方向に移動可能な移動台２０
と、基板Ｗを支持可能なアーム２１とを有している。ア
ーム２１は、移動台２０に対して進退可能に設けられる
とともに、その進退は、移動台２０が水平面内で旋回す
ることによりいずれの方向にも可能となっている。この
ような搬送ロボット１７により、スピンコータ１０およ
びスピンデベロッパ１１、１２とクーリングユニット１
５およびホットユニット１６との間で、またクーリング
ユニット１５とホットユニット１６との間で、さらにイ
ンデクサ部１の移載ロボット４との間で基板Ｗの受け渡
しが可能である。

【００１９】このような基板処理装置では、インデクサ
部１にカセットＣが搬入されてくると、そのカセットＣ
内の基板Ｗが移載ロボット４によって基板処理部２の搬
送ロボット１７に引き渡される。搬送ロボット１７は、
予めプログラムされた搬送順序に従ってスピンコータ１
０、スピンデベロッパ１１、１２、クーリングユニット
１５およびホットユニット１６の間で基板Ｗを搬送す
る。各処理部で処理された基板Ｗは、搬送ロボット１７
によってインデクサ部１の移載ロボット４に引き渡さ
れ、カセットＣ内に収納される。

【００２０】Ｂ．基板加熱装置の構成：次に、基板加熱
装置としてのホットユニット１６の構成を説明する。図
２は、ホットユニット１６の主要部であるホットプレー
ト４０の平面図であり、図３は、ホットプレート４０を
図２のＡ−Ａ′線で破断した断面図である。

【００２１】これら図に示すように、ホットユニット１
６は、基板Ｗを所望の温度で加熱するためのホットプレ
ート４０を備える。また、ホットユニット１６は、基板
Ｗの熱処理時にホットプレート４０上に降下して熱処理
雰囲気を保つための半密閉空間を形成する図示しないホ
ットプレートカバーを備えている。

【００２２】ホットプレート４０は、図３に示すよう
に、基台４１と、基台４１の上方に配置されアルミニウ
ムなどの金属材料で形成された放熱板としてのプレート
４２と、基台４１とプレート４２との間に挟持される面
ヒータ４３とから構成される。基台４１、プレート４２
および面ヒータ４３は、それぞれ円盤状の形状をしてい
るが、プレート４２に限っては、その外縁部分の全周囲
に上方に張り出した壁部としてのフランジ４２ａが設け
られている。なお、このフランジ４２ａはプレート４２
と同じ金属材料で形成されている。

【００２３】さらに、図２に示すように、そのフランジ
４２ａの基板外縁に対面する内周壁面の３箇所（内周に
内接する正三角形の各頂点の位置）には、プレート４２
の中心方向に向けて下る傾斜面ＴＰ１が形成された三角
柱の形の凸状部４５、４６、４７が固着されている。凸
状部４５、４６、４７は、例えばフッ素樹脂等の熱伝導
率の低い耐熱性樹脂により形成されており、ホットプレ
ートのフランジ４２ａに囲まれた凹部内に基板Ｗが落と
し込まれた際に、これら凸状部４５、４６、４７の先端
が基板Ｗの外縁部に接するようなサイズとなっている。
このとき、前記ホットプレート４０のフランジ４２аの
内周壁面と基板の外縁との間には、５［ｍｍ］程度の隙
間が形成されるようになっている。

【００２４】なお、凸状部４５、４６、４７に傾斜面Ｔ
Ｐ１を形成しているので、もし搬送ロボットによる搬送
に多少ズレがあったような場合にも、この傾斜面ＴＰ１
によって確実にフランジ４２ａに囲まれた凹部内に基板
Ｗを落とし込むことができる。

【００２５】図３に示す面ヒータ４３には図示しない電
力供給装置が電気的に接続されており、電力供給装置か
ら面ヒータ４３に電力が供給されてプレート４２の上面
温度が昇温される。なお、面ヒータ４３は、内部にヒー
タ線を等密度に配置したもので、その表面において一様
に熱を発するようになされている。

【００２６】また、図２に示すように、ホットプレート
４０には、外部から搬入された基板Ｗを３点支持によっ
て受け取るリフタピン５１、５２、５３と、このリフタ
ピン５１、５２、５３から基板Ｗを受け取ってホットプ
レート４０上に浮かせて支持する３個のプロキシミティ
ギャップ用ボール５４、５５、５６とを備える。各リフ
タピン５１、５２、５３は、図示を省略するアクチュエ
ータによって昇降自在となっており、アクチュエータを
動作させることにより基板Ｗを水平に保って昇降させる
ことが可能になる。各プロキシミティギャップ用ボール
５４、５５、５６は、プレート４２上に埋め込まれてお
り、このプロキシミティギャップ用ボール５４、５５、
５６の上端はプレート４２の上面から若干突出してい
る。なお、この突出量ｄ（図３）に比べてプレート４２
のフランジ４２ａの高さｈは高くなっている。

【００２７】リフタピン５１、５２、５３の下降に伴っ
て下降してきた基板Ｗを、ホットプレート４０のフラン
ジ４２ａに囲まれた凹部内に収容する。図４は、基板Ｗ
が載置された状態のホットプレート４０の一部破断図で
ある。図示するように、プロキシミティギャップ用ボー
ル５５（５３，５６）によって基板Ｗはホットプレート
４０上面と平行になるように浮かして支持される。この
基板Ｗの下降時には、基板Ｗの下降にともなって基板Ｗ
の下面とホットプレート４０上面との間の空気は、基板
Ｗの外縁部とホットプレート４０のフランジ４２ａの内
周壁面との間の隙間から逃がされるとともに、基板Ｗの
外縁部は、図４および図２に示すように、プレート４２
のフランジ４２ａの内周壁面に設けられた凸状部４５、
４６、４７の先端と当接し、これら凸状部４５、４６、
４７により基板Ｗの横滑り（水平方向の移動）が規制さ
れる。

【００２８】次にホットユニット１６の動作について、
ホットプレート４０を所定の設定温度、例えば、９０℃
で加熱する処理を例にとり説明する。まず、ホットプレ
ート４０の面ヒータ４３の出力を上げ、ホットプレート
４０自身の温度を９０℃まで昇温させて、ホットプレー
ト４０にて基板Ｗの加熱処理を行なえる状態となる。

【００２９】そこで、搬送ロボット１７により基板Ｗを
ホットユニット１６に搬入し、基板Ｗの加熱処理を行な
う。基板Ｗをホットユニット１６へ搬入するにあたって
は、予めホットプレートカバーおよびリフタピン５１、
５２、５３を上昇させておき、搬送ロボット１７のアー
ム２１に支持された未処理基板をリフタピン５１、５
２、５３に載せる。そして、リフタピン５１、５２、５
３を降下させてホットプレート４０のフランジ４２ａに
囲まれた凹部内に基板Ｗを収容して、プロキシミティギ
ャップ用ボール５４、５５、５６上に基板Ｗを載せ替え
る。こうして基板Ｗをホットプレート４０上に載置し
て、所定時間加熱する処理を行なう。加熱処理が終了す
ると、リフタピン５１、５２、５３を上昇させて再び基
板Ｗをリフタピン５１、５２、５３上に支持し、搬送ロ
ボット１７のアーム２１によりホットユニット１６から
基板Ｗの搬出を行なう。このようにして基板Ｗの加熱処
理が行なえるようになった以降は、順次基板がホットユ
ニット１６に搬入されて基板Ｗの加熱処理が行なわれて
いく。

【００３０】以上詳述したように、この第１実施例のホ
ットプレート４０では、プレート４２のフランジ４２ａ
の内周壁面に設けられた凸状部４５、４６、４７の先端
が基板Ｗの外縁部と当接して、基板Ｗの横滑りを規制し
ている。また、プレート４２の外縁部分に張り出したフ
ランジ４２ａは面ヒータ４３の発熱によりプレート４２
の上面と同様に昇温して、基板Ｗの外周部周辺を加熱し
ていることから、基板Ｗの外周部周辺は、プレート４２
の基板Ｗの外周部下部に当たる部分とフランジ４２ａと
の双方から熱を受けることになる。このため、放熱によ
り加熱される基板の面内温度は、中央部より外周部の方
が低くなっていたが、この実施例のホットプレート４０
では、基板の外周部周辺の放熱が多くても基板の面内温
度分布を均一なものにしている。

【００３１】したがって、この第１の発明は、ホットプ
レート４０上における基板Ｗの横滑りを防止することが
できる。このため、加熱処理が終了後、リフタピン５
１、５２、５３により基板Ｗを上昇させて搬送ロボット
１７のアーム２１により基板Ｗをハンドリングしようと
する際に、基板Ｗが所定位置よりずれてハンドリングで
きなくなる等の不具合を解消することができる。さらに
は、加熱処理による基板Ｗの面内温度分布を均一とする
ことができる。

【００３２】なお、前記第１実施例では、プレート４２
のフランジ４２ａに設けられた凸状部４５、４６、４７
を熱伝導率の低い耐熱性樹脂により形成していたが、こ
れに換えて、凸状部４５、４６、４７をプレート４２と
同じ金属材料から形成して、基板Ｗの外縁部と当接する
凸状部４５、４６、４７の先端部分だけを上記樹脂によ
り形成する構成としてもよい。あるいは、凸状部４５、
４６、４７全体をプレート４２と同じ金属材料から形成
する構成とすることもできる。

【００３３】また、前記第１実施例では、フランジ４２
ａに設けられた凸状部４５、４６、４７は、３個とした
が、これに替えて３個より多い数としてもよい。なお、
基板の横滑りを規制するには、３個以上の凸状部を設け
るのが好ましい。さらに、横滑りの量を最小にするに
は、均等に凸状部を配置することが好ましい。

【００３４】次に、この発明の第２実施例について説明
する。この発明の第２実施例は、第１実施例と比較し
て、ホットプレートに備えられプレートの構成が相違
し、その他の構成、すなわち、基台、面ヒータ、リフタ
ピン、プロキシミティギャップ用ボール等は同一であ
る。

【００３５】図５は、この第２実施例のホットプレート
１４０の平面図であり、図６は、ホットプレート１４０
を図５のＢ−Ｂ′線で破断して基板Ｗを載置した状態の
断面図である。両図において、第１実施例と同一の構成
には第１実施例と同一の番号を付した。両図に示すよう
に、プレート１４２の外縁部分の全周囲には、上方にフ
ランジ１４２ａが張り出している。フランジ１４２ａに
は、第１実地例の凸状部４５、４６、４７に傾斜面ＴＰ
１を形成したのと同様の効果を期するためにプレート１
４２の中心方向に向けて下る傾斜面ＴＰ２を形成するよ
うにしている。このフランジ１４２ａはプレート１４２
と同じ金属材料で形成されており、その高さｈは、プロ
キシミティギャップ用ボール５４、５５、５６のプレー
ト４２の上面からの突出量ｄに比べて高くなっている
（図６参照）。なお、フランジ１４２ａが形成されてい
る点では第１実施例と同じであるが、このフランジ１４
２ａの幅ｗｄは第１実施例と比べて広いものとなってお
り、そのフランジ１４２ａのサイズは、そのフランジ１
４２ａの内周の大きさが基板Ｗの外周の大きさとほぼ同
じ、好ましくは、基板Ｗの外縁とフランジ１４２ａの内
周壁面との間の隙間が１［ｍｍ］程度となっている。

【００３６】なお、図５に示すように、そのフランジ１
４２ａの３箇所（内周に内接する正三角形の各頂点の位
置）には、その内側から外側に向けて溝状の切り欠き部
１４５、１４６、１４７が設けられている。この切り欠
き部１４５、１４６、１４７の深さは、プレート１４２
の上面に達する深さである。

【００３７】こうした構成のホットプレート１４０にお
いては、第１実施例と同様に、リフタピン５１、５２、
５３を使ってプレート１４２のフランジ１４２ａに囲ま
れた凹部内に基板Ｗを落とし込ませて、プロキシミティ
ギャップ用ボール５４、５５、５６上に基板Ｗを載せ替
えて、基板Ｗをプレート１４２上に載置している。な
お、このとき、基板Ｗの外縁部は、プレート１４２のフ
ランジ１４２ａの内周壁面の一部と当接している。

【００３８】また、基板Ｗをプレート上に載置した際
に、プレート１４２の上面と基板Ｗの下面との間隙に溜
まった空気は、フランジ１４２ａに囲まれた凹部の内側
から切り欠き部１４５、１４６、１４７を介して外側に
排出される。このため、その空気によって基板Ｗが不安
定な載置状態になる不具合を解消することができる。

【００３９】なお、第２実施例における切欠き部１４
５、１４６、１４７を第１実施例のフランジ４２ａに設
けるように構成することもできる。この構成によれば、
フランジ４２ａの内周壁面とホットプレート４０上に載
置された基板の外縁との隙間が小さい場合にも、プレー
ト１４２の上面と基板Ｗの下面との間隙に溜まった空気
を充分に外側に逃がすことができる。

【００４０】また、第２実施例では、フランジ１４２ａ
に３つの切り欠き部１４５、１４６、１４７が設けられ
ているが、これに替えて、１つ、２つ、あるいは３より
大きい数だけ設ける構成としてもよい。

【００４１】前記第１および第２実施例では、支持部材
として、球状のプロキシミティギャップ用ボールを用い
ていたが、これに替えて、ピン状のものとしてもよい。
また、支持部材としてのプロキシミティギャップ用ボー
ルを３個備えていたが、これに替えて、４個、５個、６
個等、他の複数個としてもよい。さらには、プロキシミ
ティギャップ用ボールを用いてホットプレート上に基板
を浮かせて載置する構成に替えて、ホットプレートに基
板を直接接触させて載置する構成としてもよい。

【００４２】以上、この発明の一実施例を詳述してきた
が、この発明は、こうした実施例に何等限定されるもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲において種
々なる態様にて実施することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例に係わる基板加熱装置が
配設された基板処理装置の全体構成を示す斜視図であ
る。

【図２】ホットユニット１６の主要部であるホットプレ
ート４０の平面図である。

【図３】ホットプレート４０を図２のＡ−Ａ′線で破断
した断面図である。

【図４】基板Ｗが載置された状態のホットプレート４０
の一部破断図である。

【図５】第２実施例に係わるホットプレート１４０の平
面図である。

【図６】ホットプレート１４０を図５のＢ−Ｂ′線で破
断して基板Ｗを載置した状態の断面図である。

【符号の説明】

１…インデクサ部２…基板処理部３…基台４…移載ロボット１０…スピンコータ１１…スピンデベロッパ１５…クーリングユニット１６…ホットユニット１７…搬送ロボット２０…移動台２１…アーム４０…ホットプレート４１…基台４２…プレート４２ａ…フランジ部４３…面ヒータ４５…凸状部５１…リフタピン５４…プロキシミティギャップ用ボール１４０…ホットプレート１４２…プレート１４２ａ…フランジ１４５…切り欠き部Ｗ…基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ホットプレート上に基板を支持して加熱
する基板加熱装置において、前記ホットプレートに、前記基板の外縁と隙間を形成し
た状態で前記基板の外縁をほぼ周方向全体にわたって取
り囲む壁部を形成し、前記壁部には、前記基板の外縁と対面する内周壁面の複
数の箇所に、前記基板の外縁と当接する凸状部を備える
ようにしたことを特徴とする基板加熱装置。
【請求項２】ホットプレート上に基板を支持して加熱
する基板加熱装置において、前記ホットプレートに、前記基板の外縁をほぼ周方向全
体にわたって取り囲む壁部を形成し、前記壁部には、その内側から外側に向けて空気が通り抜
けるための切り欠きを形成したことを特徴とする基板の
加熱装置。