JPH11272342A - 基板熱処理装置および基板熱処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】熱処理プレート１は、基板Ｓを加熱または
冷却するためのホットプレートまたはクールプレートで
ある。ホットプレートの場合、熱処理プレート１は、基
板Ｓの目標温度よりも高い温度に制御され、クールプレ
ートの場合、熱処理プレート１は、基板Ｓの目標温度よ
りも低い温度に制御される。基板Ｓは、昇降駆動機構６
によって昇降されるリフトピン４によって支持される。
リフトピン４には、基板Ｓに接触するように熱電対７が
仕込まれている。この熱電対７によって検出される基板
Ｓの温度に基づき、制御装置８は、リフトピン４の高さ
を調整する。 【効果】熱処理プレート１の温度が目標温度よりも高い
ので、基板温度をすみやかに目標温度に到達させること
ができる。基板Ｓと熱処理プレート１との間の距離を変
化させることにより、基板Ｓの温度を正確に目標温度に
保持できる。

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、
液晶表示装置用ガラス基板およびＰＤＰ（プラズマディ
プレイパネル）用ガラス基板などの各種の被処理基板に
対して、加熱または冷却等の熱処理を施すための装置お
よび方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、液晶表示装置の製造工程にお
いては、フォトリソグラフィ技術により微細な回路パタ
ーンがガラス基板の表面に形成されていく。このフォト
リソグラフィ工程においては、水分を有する基板やフォ
トレジストを塗布した後の基板を乾燥させたり、フォト
レジスト膜に対して露光または現像処理を施した後の基
板を所定温度に加温したりするベーキング処理のため
に、ホットプレートが用いられる。また、加温後の基板
を、たとえば常温にまで冷却したりする目的で、クール
プレートが用いられる場合もある。

【０００３】ホットプレートやクールプレートなどの熱
処理プレートを有する基板熱処理装置においては、熱処
理プレートに熱電対のような温度センサが埋設されてお
り、熱処理プレートの温度を所望の目標温度に制御する
ようになっている。熱処理プレートに関連して、この熱
処理プレートの上方の基板授受位置で基板搬送ロボット
との間で基板の授受を行うとともに、基板授受位置と熱
処理プレートの表面の処理位置との間で基板を昇降する
ためのリフトピンが備えられている。そして、熱処理プ
レート上に基板を載置し、基板温度が目標温度に達する
のに十分な（または、さらに基板に十分な熱処理を施す
ことができるだけの）所定時間だけ経過した後に、リフ
トピンを上昇させて基板を熱処理プレートから離間させ
て熱処理を終了している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の従来
技術では、熱処理プレートを基板処理の目標温度に制御
しているから、基板が熱処理プレート上に載置された後
にすみやかに基板温度を目標温度に導くことができな
い。つまり、基板温度は、目標温度に近づくにつれて変
化が緩慢になるから、基板温度が目標温度に到達するま
でに長い時間を要することになる。そのため、基板処理
の効率が悪いという問題があった。

【０００５】さらに、処理対象の基板自体の温度ではな
く、熱処理プレートの温度の検出により、間接的に基板
温度を検出しているので、基板温度が実際に所望の目標
温度になっているかどうかが不明であり、所望の熱処理
を正確に基板に施すことができないおそれがあった。そ
こで、この発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、
基板に対する熱処理を、効率良く、かつ、良好に行うこ
とができる基板熱処理装置および基板熱処理方法を提供
することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板を加
熱または冷却するための熱源と、この熱源によって加熱
または冷却される基板を保持する基板保持部材と、この
基板保持部材に保持されている基板と上記熱源との相対
的な位置関係を変化させるための移動手段と、上記基板
保持部材に保持されている基板の温度を検出する温度検
出手段と、基板が加熱又は冷却されている期間中、上記
温度検出手段による基板温度検出値が所定の時間変化を
示すように、上記温度検出手段の出力に基づいて上記移
動手段を制御する移動制御手段とを含むことを特徴とす
る基板熱処理装置である。

【０００７】この構成によれば、熱処理期間中におい
て、基板と熱源との相対的な位置関係が制御されること
により、基板温度が所定の時間変化を示すように基板の
温度制御がなされる。すなわち、基板と熱源との間隔や
熱源に対する基板の姿勢を変化させることにより、時間
経過に従って基板の温度を所望の態様で推移させること
ができる。

【０００８】したがって、熱源の温度は、基板を加熱す
る場合には、基板の目標温度よりも高めに設定しても差
し支えなく、また、基板を冷却する場合には、基板の目
標温度よりも低めに設定しても差し支えない。したがっ
て、基板を加熱する際に、目標温度よりも高い熱源に近
接させることにより、基板をすみやかに目標温度まで加
熱できる。同様に、基板を冷却する場合に、目標温度よ
りも低い熱源に基板を近接させることにより、基板を目
標温度まですみやかに冷却することができる。目標温度
に達した後は、基板を熱源から離間させればよいので、
基板の加熱または冷却が過剰になることはない。こうし
て、基板に対する熱処理を効率的にかつ良好に行える。

【０００９】しかも、熱源の温度ではなく基板の温度が
直接検出され、この検出結果に基づいて基板と熱源との
相対的な位置関係が制御されるようになっているので、
熱処理中の基板の温度管理を正確に行うことができる。
なお、基板と熱源との距離を調整することにより、基板
と熱源との熱結合の度合いを調整できるので、熱源が基
板に与える熱量または熱源が基板から奪う熱量を調整で
きる。また、基板と熱源との距離は変えずに、基板を含
む平面内で基板を変位させたり、基板と平行な平面内で
熱源を変位させたりすることにより、基板の全域に対し
て均一な熱処理を施すことができる。この場合、熱源の
各部に温度不均一が生じていても、これを熱源と基板と
の相対移動により補償できる。

【００１０】請求項２記載の発明は、上記移動手段は、
上記熱源と上記基板保持部材に保持されている基板との
距離を変化させることができるものであり、上記移動制
御手段は、基板温度がほぼ一定値（目標温度）で推移す
るように上記熱源と基板と距離を調整するための平衡モ
ードで上記移動手段を制御することができるものである
ことを特徴とする請求項１記載の基板熱処理装置であ
る。

【００１１】この発明によれば、熱源と基板との間隔が
調整されることによって、基板の温度を一定温度で平衡
させることができる。これにより、熱源の温度制御を厳
密に行うことなく、基板温度を正確に一定値で推移させ
ることができる。請求項３記載の発明は、上記移動手段
は、上記熱源と上記基板保持部材に保持されている基板
との距離を変化させることができるものであり、上記移
動制御手段は、基板に対して熱処理を開始する当初にお
いて、上記温度検出手段による基板温度の検出値が所定
の時間変化を示しながら目標温度に近づくように上記熱
源に基板を近接させる初期モードで上記移動手段を制御
することができるものであることを特徴とする請求項１
または２記載の基板熱処理装置である。

【００１２】この発明によれば、基板に対して熱処理を
施す当初の期間には、基板温度が所定の時間変化を示し
つつ目標温度に近づいていくように、基板と熱源との間
の距離が制御されることになる。これにより、所望の態
様で基板を昇温または降温させることができる。請求項
４記載の発明は、上記初期モードにおける所定の時間変
化は、上記基板保持部材に保持されている基板の温度
を、この基板に反りを生じさせることなく変化させるこ
とができるほど緩慢な変化とされていることを特徴とす
る請求項３記載の基板熱処理装置である。

【００１３】この発明によれば、基板と熱源との間の距
離の制御によって、基板の昇温または降温の際に、基板
の表裏面での熱膨張量の差によって基板に反りが生じる
ことを防止できる。請求項５記載の発明は、上記移動手
段は、上記熱源と上記基板保持部材に保持されている基
板との距離を変化させることができるものであり、上記
移動制御手段は、上記熱源と上記基板保持部材に保持さ
れている基板とが最も近接した状態において、上記温度
検出手段による基板温度の検出値がほぼ目標温度に保持
されるように上記基板保持部材に保持されている基板と
上記熱源との間の距離を漸増させる平衡離隔モードで上
記移動手段を制御することができるものであることを特
徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板熱処
理装置である。

【００１４】この発明によれば、基板と熱源とを最近接
させて基板をすみやかに目標温度に向かって昇温または
降温させている状態において、基板が目標温度に達する
か、またはそれよりもわずかに早く、基板と熱源とが徐
々に離隔させられていく。これにより、基板が目標温度
を超えて加熱または冷却されることがなく、昇温または
降温状態から、目標温度での平衡状態へとスムーズに移
行させることができる。

【００１５】なお、移動制御手段は、基板に対する熱処
理の開始後、当初は上記初期モードによって移動手段を
制御し、基板が熱源に最近接した状態となった後は、上
記平衡離隔モードにより移動手段を制御し、さらにその
後、上記平衡モードにより移動手段を制御するものであ
ることが最も好ましい。ただし、基板と熱源とが最近接
状態となった後に平衡モードに移行することとすれば、
基板温度が目標温度に近づくに従って基板と熱源とが徐
々に離隔されていくことになるから、上記平衡離隔モー
ドを特別に設ける必要はない。つまり、この場合、平衡
モードによる移動制御手段の一部の制御態様が平衡離隔
モードとして把握される。

【００１６】請求項６記載の発明は、上記温度検出手段
は、上記基板保持部材に保持される基板との当接部にお
いて、その基板の温度を検出するものであることを特徴
とする請求項１ないし５のいずれかに記載の基板熱処理
装置である。この発明によれば、温度検出手段は基板に
直接当接して基板温度を検出する構成であるので、温度
の検出を正確に行うことができ、それに応じて、基板に
対する熱処理を適切に行える。

【００１７】請求項７記載の発明は、上記基板保持部材
は、互いに異なる位置で基板に当接してその基板を保持
する複数の基板保持ピンを含み、上記移動手段は、これ
らの複数の基板保持ピンを互いに独立に移動させるもの
であることを特徴とする請求項１または２に記載の基板
熱処理装置である。この発明によれば、複数の基板保持
ピンを独立駆動することにより、基板の各部と熱源との
相対的な位置関係を変化させることができるので、基板
の全域に渡って均一な熱処理を施すことができる。

【００１８】請求項８記載の発明は、上記移動手段は、
上記複数の基板保持ピンの各基板当接位置と熱源との間
の距離を個別に変化させることができるものであり、上
記移動制御手段は、基板の各部における温度が均一にな
るように上記複数の基板保持ピンの各基板当接位置と熱
源との間の距離を個別に変化させる温度均一化モードで
上記移動手段を制御することができるものであることを
特徴とする請求項７記載の基板熱処理装置である。

【００１９】この発明によれば、基板の各部の熱源との
間の距離が個別に制御されることにより、基板の全域に
対して均一な熱処理を施すことができる。なお、この場
合、温度検出手段は、基板の異なる位置の温度を検出し
て、その検出結果を出力するものであることが好まし
い。請求項９記載の発明は、基板を熱源によって加熱ま
たは冷却する基板熱処理方法であって、基板の温度検出
結果に基づいて、基板温度が所定の時間変化に従うよう
に上記熱源と基板との相対的な位置関係を変更すること
を特徴とする基板熱処理方法である。

【００２０】この発明によれば、請求項１の発明と同様
な効果を達成できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下では、この発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、この
発明の一実施形態にかかる基板熱処理装置の構成を示す
図解的な断面図である。この基板熱処理装置は、液晶表
示装置用ガラス基板などの基板Ｓに対して加熱または冷
却処理を施すためのものであり、基板Ｓを上面に載置す
ることができる熱処理プレート１（熱源）を有してい
る。

【００２２】この熱処理プレート１は、基板Ｓよりも若
干大きめに形成されており、基板Ｓが載置される表面で
ある主面１ａには、複数のプロキシミティボール２が所
定高さだけ突出して埋設されている。このプロキシミテ
ィボール２によって、基板Ｓは、熱処理プレート１の主
面１ａに対して所定の間隙を保持した状態で支持され
る。この熱処理プレート１は、ベースプレート１１と、
熱プレート１３（加熱処理の場合には放熱プレートであ
り、冷却処理の場合には吸熱プレートである。）との間
に、熱モジュール１２を挟持して板状に一体化したもの
である。熱モジュール１２は、加熱処理の場合には面ヒ
ータなどの発熱モジュールであり、冷却処理の場合には
冷却水配管や電子冷熱素子（たとえばペルチェ素子）な
どの吸熱モジュールである。この熱モジュール１２の発
熱量または吸熱量は、制御装置８によってほぼ一定に制
御される。

【００２３】熱処理プレート１には、複数（この実施形
態では、矩形の基板Ｓの四隅および中央に対応した位置
に５個）の貫通穴３が主面１ａに垂直に形成されてお
り、各貫通穴３には、主面１ａに垂直な方向に沿って、
リフトピン４（基板保持部材、基板保持ピン）が挿通さ
れている。この複数のリフトピン４は、各上端が、基板
Ｓを支持する基板支持端４ａ（基板当接位置）をなして
おり、各下端は、昇降フレーム５に共通に固定されてい
る。この昇降フレーム５は、昇降駆動機構６（移動手
段）によって昇降されるようになっていて、これに伴
い、リフトピン４は、貫通穴３を通って上下動する。

【００２４】これにより、リフトピン４は、基板Ｓを基
板搬送ロボット（図示せず）との間で授受するための基
板授受高さ（最も高い位置）と、基板支持端４ａを貫通
穴３内に埋没させた待機高さとの間で上下動する。そし
て、基板Ｓに対する熱処理期間中には、熱処理プレート
１に対する基板Ｓの高さを調整することによって、熱処
理プレート１から受ける熱量（加熱処理の場合）、また
は熱処理プレート１によって吸収される熱量（冷却処理
の場合）を調整できるようになっている。

【００２５】各リフトピン４は、中空の筒状体で構成さ
れており、その内部には、線型のシース熱電対７（温度
検出手段）が仕込まれている。そして、この熱電対７の
先端（当接部）がリフトピン４の上端から露出して基板
Ｓの下面と接触するようになっている。シース熱電対７
は、金属保護管（シース）に熱電対素線を収納し、両者
の空隙に酸化マグネシウムを充填した構造となってい
る。

【００２６】この各熱電対７の出力信号は、制御装置８
に入力されている。この制御装置８は、各熱電対７の出
力信号の平均値に基づいて昇降駆動機構６の動作を制御
し、熱処理プレート１と基板Ｓとの間隔を調整する。な
お、熱電対７は複数のリフトピン４のうちの1 本のリフ
トピン４のみに仕込まれていてもよく、この場合、たと
えば、基板の中央部に対応する位置のリフトピン４（後
述のリフトピン４Ｅ）に仕込まれた１つの熱電対７の出
力信号に基づいて昇降駆動機構６の動作を制御するのが
好ましい。なお、制御装置８は、各熱電対７の出力信号
の平均値の他、最大値、最小値、または中間値などの任
意の出力信号に基づいて昇降駆動機構６の動作を制御す
ることができる。

【００２７】図２は、リフトピン４を昇降するための構
成を説明するための斜視図である。昇降フレーム５は、
互いに平行な一対の連結杆５１，５２と、これらの各両
端にそれぞれ直交して固定された支持杆５３，５４と、
連結杆５１，５２の間において、支持杆５３，５４の間
に架け渡されて固定された支持杆５５とを有している。
支持杆５３の両端には、リフトピン４Ａ，４Ｂの下端部
を保持する保持部材５６，５７がそれぞれ固定されてお
り、同様に、支持杆５４の両端には、リフトピン４Ｃ，
４Ｄの下端部を保持する保持部材５８，５９がそれぞれ
固定されている。さらに、支持杆５５の中間部付近に
は、リフトピン４Ｅの下端部を保持する保持部材６０が
固定されている。リフトピン４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ
は、基板Ｓの四隅に相当する位置に配置されており、リ
フトピン４Ｅは基板Ｓの中央に相当する位置に配置され
ている。なお、図１においては、これら５本のリフトピ
ンを総括して参照符号「４」で表している。

【００２８】上記の構成の昇降フレーム５に対して、昇
降駆動機構６が結合されている。具体的には、連結杆５
１，５２の中間部付近の側面には、摺動ブロック６１，
６２が固定されており、この摺動ブロック６１，６２
は、上下方向に沿って（すなわち、熱処理プレート１に
垂直な方向に沿って）装置のフレーム（図示せず）に固
定されたリニアガイド６３，６４に、それぞれ摺動自在
に係合している。また、摺動ブロック６１，６２の両側
には、リニアガイド６３，６４と平行にラック６５，６
６；６７，６８がそれぞれ取り付けられている。これら
のラック６５，６６，６７，６８には、それぞれ、中間
ギア６９，７０，７１，７２が噛合していて、これらの
中間ギア６９，７０，７１，７２には、それぞれ、ピニ
オンギア７３，７４，７５，７６が噛合している。

【００２９】一対のピニオンギア７３，７５は、回転軸
７７に共通に固定されており、他の一対のピニオンギア
７４，７６も同様に、回転軸７８に共通に固定されてい
る。回転軸７７，７８の基端部は、カップリング７９，
８０により、ウォーム歯車機構８１，８２に結合されて
おり、このウォーム歯車機構８１，８２には、サーボモ
ータ８５からの回転力が、平歯車８３，８４および回転
伝達軸８６を介して与えられるようになっている。

【００３０】この構成により、制御装置８（図１参照）
がサーボモータ８５を正転／逆転駆動することにより、
この回転がラック６５，６６，６７，６８の上下動に変
換され、これに伴って、昇降フレーム５は、リニアガイ
ド６３，６４に案内されて、上下動することになる。こ
うして、リフトピン４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅが同
時に昇降する。

【００３１】図３は、上述の基板熱処理装置による基板
Ｓの熱処理時の処理シーケンスを示す図解図である。基
板搬送ロボットから基板Ｓを受け取るとき、図３(a) に
示すように、リフトピン４は、基板授受高さにあり、こ
のとき、基板Ｓは、熱処理プレート１からの熱影響をほ
とんど受けることがない。熱処理プレート１は、基板Ｓ
を加熱する場合には、基板Ｓの温度の目標値（以下「目
標温度」という。）よりも高い温度となるように発熱量
が制御される。また、基板Ｓを冷却する場合には、目標
温度よりも低い温度となるように吸熱量が制御される。

【００３２】次に、制御装置８は、熱電対７の出力信号
を参照しながら、昇降駆動機構６の動作（より具体的に
は、サーボモータ８５の動作）を制御し、図３(b) に示
すように、リフトピン４を段階的にまたは連続的に下げ
ていき、基板Ｓを熱処理プレート１の主面１ａに徐々に
近づける。すなわち、基板Ｓを熱処理プレート１の主面
１ａにすみやかに載置すると、急激な昇温または降温の
ために、基板Ｓに反りが生じるおそれがある。そこで、
熱電対７が検出する基板温度が、基板Ｓに反りを生じさ
せることなく昇温または降温できるほど緩慢な時間変化
を示すように、昇降駆動機構６の動作が制御される。こ
の場合の制御装置８の制御モードが初期モードである。

【００３３】こうして、基板Ｓが熱処理プレート１の主
面１ａに近づけられ、最終的に、主面１ａ上に載置され
る。この状態が図３(c) に示されている。その後は、制
御装置８の制御モードは、基板Ｓの温度が目標温度の近
傍の所望の精度範囲内（たとえば、±１℃）で推移する
ように基板Ｓと熱処理プレート１との間の距離ｄを制御
する平衡モードに移行する。すなわち、熱電対７の検出
温度が、目標温度近傍の上記所望の精度範囲からはずれ
ると、制御装置８は、そのはずれ方向に応じてリフトピ
ン４を上下動させ、基板Ｓと熱処理プレート１との距離
を、段階的にまたは連続的に変化させる。

【００３４】ただし、基板Ｓが熱処理プレート１上に載
置された当初は、基板Ｓの温度は目標温度の近傍の温度
には達していないので、制御装置８は、基板Ｓが熱処理
プレート１に載置された状態を保持すべく、リフトピン
４を待機高さ（熱処理プレート１内に埋没した状態）に
保つ。熱電対７によって検出される基板温度が、目標温
度またはその近傍の温度に達すると、制御装置８は、図
３(d) に示すように、リフトピン４を上昇させるべく昇
降駆動機構６を制御する。このとき、熱電対７によって
検出される基板温度がほぼ目標温度に保持されるように
基板Ｓと熱処理プレート１との間の距離が段階的にまた
は連続的に漸増させられる。この場合の制御装置８の制
御モードが平衡離隔モードとして把握される。

【００３５】そして、その後は、熱電対７による基板検
出温度がほぼ目標温度（目標温度の近傍の一定の精度範
囲内）で推移するように、リフトピン４を上下動させ
て、基板Ｓと熱処理プレート１との距離ｄの微調整が行
われることになる（図３(e) 参照）。すなわち、制御装
置８は、引き続き平衡モードにより動作する。基板Ｓの
温度がほぼ目標温度で推移している時間が所定時間に達
すると、制御装置８は、リフトピン４を基板授受高さま
で上昇させる（図３(f) ）。これにより、基板Ｓに対す
る熱処理が完了し、リフトピン４、基板授受高さにおい
て、基板搬送ロボットによる基板Ｓの搬出を待機する。
基板Ｓが搬出された後にも、リフトピン４は、基板授受
高さに保持され、次の未処理基板の搬入を待機すること
になる。

【００３６】より具体的には、たとえば、熱処理プレー
ト１が、熱モジュール１２として面状ヒータを採用した
ホットプレートである場合に、目標温度が１００℃であ
るとすると、熱処理プレート１の設定温度は、目標温度
よりも高く設定され、たとえば１５０℃とされる。この
高温の熱処理プレート１上に基板Ｓがゆっくりと載置さ
れる。その後、基板Ｓの温度が１００℃に達するか、ま
たは１００℃に達するよりもわずかに早く、リフトピン
４を段階的にまたは連続的に上昇させていき、熱処理プ
レート１から基板Ｓに与えられる熱量を徐々に減少させ
ていく。そして、基板温度が１００±１℃で平衡するよ
うに、リフトピン４の上下動が制御される。この平衡状
態が所望の時間だけ経過した後、リフトピン４は基板授
受高さまで上昇され、その基板Ｓに対する加熱処理を完
了する。

【００３７】また、たとえば、熱処理プレート１が、熱
モジュール１２として冷却水配管や電子冷熱素子などの
吸熱モジュールを採用したクールプレートである場合
に、目標温度が２３℃であるとすると、熱処理プレート
１の設定温度は、目標温度よりも低く設定され、たとえ
ば、１０℃とされる。この低温の熱処理プレート１上
に、冷却すべき高温の基板Ｓがゆっくりと近接させられ
て載置される。そして、基板温度が２３℃に達するか、
または２３℃に達するよりもわずかに早く、リフトピン
４が段階的にまたは連続的に上昇し、熱処理プレート１
が基板Ｓから奪い取る熱量が徐々に減少していく。そし
て、基板温度が２３±１℃で平衡するように、リフトピ
ン４が上下動させられる。この平衡状態が所望の時間だ
け経過すると、リフトピン４が基板授受高さまで上昇さ
せられ、その基板Ｓに対する加熱処理が終了する。

【００３８】以上のようにこの実施形態によれば、たと
えば、熱処理プレート１によって基板Ｓを加熱する場合
に、熱処理プレート１は、目標温度よりも高温に制御さ
れる。また、熱処理プレート１によって基板を冷却する
場合には、熱処理プレート１は、目標温度よりも低温に
制御される。そして、このような高温または低温の熱処
理プレート１と基板Ｓとの距離をリフトピン４の昇降に
よって制御することにより、基板Ｓの温度が所望の態様
で変化するようにしている。これにより、基板温度をす
みやかに目標温度に到達させることができ、かつ、その
後は、ほぼ目標温度で推移させることができる。よっ
て、基板Ｓに対する熱処理を効率的にかつ良好に施すこ
とができるので、基板熱処理装置の生産性を向上でき
る。

【００３９】そのうえ、熱モジュール１２の発熱量また
は吸熱量を厳密に制御しなくとも、リフトピン４を昇降
することによって、基板Ｓの温度を正確に目標温度の近
傍で推移させることができるので、熱モジュール１２の
コストを削減でき、また、熱モジュール１２の制御を簡
単にすることができる。しかも、この実施形態において
は、熱電対７を基板Ｓに接触させて、この基板Ｓの温度
を直接的に検出しているため、基板Ｓの温度管理を正確
に行うことができ、これによって、基板Ｓに対して良好
な熱処理を施すことができる。

【００４０】さらに、上記の実施形態においては、基板
Ｓを熱処理プレート１に載置する際に、基板Ｓの温度を
監視しながら、徐々に基板Ｓを熱処理プレート１に近接
させていくようにしているので、基板Ｓに反りが生じる
こともない。図４は、この発明の他の実施形態に係る基
板熱処理装置の構成を説明するための斜視図であり、リ
フトピン４を昇降するための昇降駆動機構６の他の構成
例が示されている。この図４の構成は、図２の昇降駆動
機構６の構成に代えて、図１の基板熱処理装置に組み込
まれて用いられるものである。この図４において、上述
の図２に示された各部に相当する部分には同一の参照符
号を付して示す。また、以下の説明では、図１を必要に
応じて参照することとする。

【００４１】この実施形態では、基板Ｓの四隅および中
央に対応する位置に配置される５本のリフトピン４Ａ，
４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅは、それぞれ独立に駆動され、
個別に昇降できるようになっている。すなわち、リフト
ピン４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅは、水平に片持ち支
持された支持杆２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１
Ｅの先端に固定された保持部材２２Ａ，２２Ｂ，２２
Ｃ，２２Ｄ，２２Ｅにそれぞれ保持されている。支持杆
２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅの基端部は、
摺動ブロック２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ，２３Ｅ
にそれぞれ固定されており、これらの摺動ブロック２３
Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ，２３Ｅは、装置のフレー
ム（図示せず）に鉛直方向に沿って（すなわち、熱処理
プレート１の主面に垂直な方向に沿って）立設されたリ
ニアガイド２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅに
それぞれ摺動自在に係合している。

【００４２】また、摺動ブロック２３Ａ，２３Ｂ，２３
Ｃ，２３Ｄ，２３Ｅには、リニアガイド２４Ａ，２４
Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅに平行にラック２５Ａ，２
５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄ，２５Ｅが固定されている。この
ラック２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄ，２５Ｅには、
中間ギア２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄ，２６Ｅがそ
れぞれ噛合しており、さらに、中間ギア２６Ａ，２６
Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄ，２６Ｅには、モータＭＡ，ＭＢ，
ＭＣ，ＭＤ，ＭＥによってそれぞれ駆動されるピニオン
ギア２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ，２７Ｅが噛合し
ている。

【００４３】そして、制御装置８（図１参照）は、各リ
フトピン４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅに設けられた熱
電対７の各々の出力信号に基づいて、モータＭＡ，Ｍ
Ｂ，ＭＣ，ＭＤ，ＭＥを個別に駆動制御し、これによ
り、基板Ｓと熱処理プレート１の主面との距離を制御す
る。この構成により、上記第１の実施形態の場合と同様
な処理を行うことができるほか、モータＭＡ，ＭＢ，Ｍ
Ｃ，ＭＤ，ＭＥの個別制御によって、基板Ｓの各部（正
確には、リフトピン４Ａ〜４Ｅの先端の基板当接位置）
と熱処理プレート１との間の距離を個別に調整できる。
つまり、基板Ｓの熱処理プレート１に対する姿勢を制御
できる。そのため、基板Ｓの各部の温度に不均一が生じ
ている場合には、これを是正することができ、結果とし
て、基板Ｓの全域に渡って均一な熱処理を施すことが可
能となる。また、熱処理プレート１の主面１ａの温度分
布が不均一である場合にも、これを補正することができ
る。このようにして基板Ｓの各部の温度分布を均一化す
る制御モードが、温度均一化モードである。

【００４４】たとえば、液晶表示装置用ガラス基板や半
導体ウエハなどの特に大型の基板においては多少の撓み
は許容されるから、上記のように基板Ｓの各部と熱処理
プレート１との間の距離を異ならせても問題はない。た
だし、リフトピン４Ａ〜４Ｅの先端の高さに過度に大き
な差が生じることは好ましくないから、リフトピン４の
高さの差に一定の制限を課すようにして、制御装置８に
よるモータＭＡ，ＭＢ，ＭＣ，ＭＤ，ＭＥの制御が行わ
れることが好ましい。また、リフトピン４Ａ〜４Ｅのに
保持された基板Ｓを過度に傾斜させて、基板を脱落させ
るようなことも好ましくないから、この場合も上述と同
様に制御するのが好ましい。

【００４５】以上、この発明の２つの実施形態について
説明したが、この発明は、他の形態でも実施することが
可能である。たとえば、上述の２つの実施形態において
は、基板Ｓと熱処理プレート１との間の距離を制御する
構成について説明したが、基板Ｓを熱処理プレート１の
主面１ａに平行な方向に移動する平行移動機構を設けて
もよい。すなわち、熱処理プレート１は、たとえば中央
部の方が周縁部よりも高温になっているから、基板Ｓの
各部を熱処理プレート１の中央部に順次対向させるよう
にすれば、基板Ｓに対する熱処理を均一化することがで
きる。

【００４６】また、上述の実施形態では、熱処理プレー
ト１の主面１ａにプロキシミティボール２を設け、この
プロキシミティボール２上に基板Ｓを載置することによ
り、基板Ｓを初期加熱のための最近接位置（主面１ａに
最も近接した位置）に配置するようにしているが、プロ
キシミティボール２を設けずに、リフトピン４の高さ調
節により、基板Ｓを上記最近接位置に導くこともでき
る。また、初期加熱の際には、プロキシミティ方式では
なく、基板Ｓを熱処理プレート１の主面１ａに真空吸着
させて密着させる密着式加熱方式が採用されてもよい。

【００４７】さらに、上述の実施形態では、温度検出手
段として熱電対７を用いているが、サーミスタのような
他の温度センサが適用されてもよく、たとえば、熱処理
プレート１の上方に基板Ｓからの熱線を検知する放射温
度センサを配置し、これを上記熱電対７の代わりに用い
てもよい。また、上述の実施形態では、リフトピン４に
よって基板Ｓを水平に保持し、このリフトピン４によっ
て基板Ｓを昇降させることによって、熱処理プレート１
と基板Ｓとの距離を変化させる構成について説明した
が、基板Ｓを一定の高さに保持するとともに、熱処理プ
レート１を上下動させてもよいし、基板Ｓおよび熱処理
プレート１の両方を上下動させることによっても、基板
Ｓと熱処理プレート１との距離を変化させることができ
る。なおこの場合、図４の実施形態においては、熱処理
プレート１は、たとえば、各リフトピン４Ａ，４Ｂ，４
Ｃ，４Ｄ，４Ｅに対応する５つの領域に分割され、それ
ぞれ独立に昇降制御される。さらに、基板Ｓは水平に保
持される必要はなく、たとえば、適当な基板保持部材に
より基板Ｓを垂直に保持し、それに応じて熱処理プレー
ト１も垂直に保持するようにしてもよい。

【００４８】また、図４の実施形態においては、５本の
リフトピン４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅのすべてが個
別に昇降駆動可能とされているが、たとえば、基板Ｓの
四隅に対応した４本のリフトピン４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４
Ｄを共通の昇降フレームに取り付け、これら４本のリフ
トピン４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄについての昇降を連動さ
せるとともに、中央の１本のリフトピン４Ｅについての
み、別の昇降駆動機構を設けるようにしてもよい。これ
により、基板Ｓの中央部と周縁部とで熱処理プレート１
からの距離を異ならせることができる。

【００４９】一般に基板Ｓは、周囲からの放熱の関係
上、中央部の方が周縁部よりも温度が高いので、上記の
構成により、基板Ｓの均一な加熱または冷却が可能とな
る。具体的には、基板Ｓを加熱する場合は、中央のリフ
トピン４Ｅの基板当接部の高さは、他のリフトピン４
Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄの基板当接部高さよりも常に高い
位置に制御され、基板Ｓを冷却する場合は、逆に、常に
低い位置に制御されると予想される。

【００５０】また、５本のリフトピン４Ａ，４Ｂ，４
Ｃ，４Ｄ，４Ｅを共通の昇降フレーム５に取り付ける図
２の構成の場合においても、中央のリフトピン４Ｅの基
板当接部の高さを、他のリフトピン４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，
４Ｄの基板当接部の高さよりも高く／低くしておくこと
により、熱処理プレート１による基板Ｓの各部の加熱／
冷却を均一化できる。

【００５１】その他、特許請求の範囲に記載された技術
的事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかる基板熱処理装置
の内部構成を示す図解的な断面図である。

【図２】リフトピンを昇降するための構成を説明するた
めの斜視図である。

【図３】基板熱処理装置による基板の熱処理時の処理シ
ーケンスを示す図解図である。

【図４】この発明の他の実施形態に係る基板熱処理装置
におけるリフトピンの昇降のための構成を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１ 熱処理プレート ４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ リフトピン Ｓ 基板 ６ 昇降駆動機構 ７ 熱電対 ８ 制御装置 ８５ サーボモータ ＭＡ，ＭＢ，ＭＣ，ＭＤ，ＭＥ モータ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板を加熱または冷却するための熱源と、 この熱源によって加熱または冷却される基板を保持する
   基板保持部材と、 この基板保持部材に保持されている基板と上記熱源との
   相対的な位置関係を変化させるための移動手段と、 上記基板保持部材に保持されている基板の温度を検出す
   る温度検出手段と、 基板が加熱または冷却されている期間中、上記温度検出
   手段による基板温度検出値が所定の時間変化を示すよう
   に、上記温度検出手段の出力に基づいて上記移動手段を
   制御する移動制御手段とを含むことを特徴とする基板熱
   処理装置。
2. 【請求項２】上記移動手段は、上記熱源と上記基板保持
   部材に保持されている基板との距離を変化させることが
   できるものであり、 上記移動制御手段は、基板温度がほぼ一定値で推移する
   ように上記熱源と基板と距離を調整するための平衡モー
   ドで上記移動手段を制御することができるものであるこ
   とを特徴とする請求項１記載の基板熱処理装置。
3. 【請求項３】上記移動手段は、上記熱源と上記基板保持
   部材に保持されている基板との距離を変化させることが
   できるものであり、 上記移動制御手段は、基板に対して熱処理を開始する当
   初において、上記温度検出手段による基板温度の検出値
   が所定の時間変化を示しながら目標温度に近づくように
   上記熱源に基板を近接させる初期モードで上記移動手段
   を制御することができるものであることを特徴とする請
   求項１または２記載の基板熱処理装置。
4. 【請求項４】上記初期モードにおける所定の時間変化
   は、上記基板保持部材に保持されている基板の温度を、
   この基板に反りを生じさせることなく変化させることが
   できるほど緩慢な変化とされていることを特徴とする請
   求項３記載の基板熱処理装置。
5. 【請求項５】上記移動手段は、上記熱源と上記基板保持
   部材に保持されている基板との距離を変化させることが
   できるものであり、 上記移動制御手段は、上記熱源と上記基板保持部材に保
   持されている基板とが最も近接した状態において、上記
   温度検出手段による基板温度の検出値がほぼ目標温度に
   保持されるように上記基板保持部材に保持されている基
   板と上記熱源との間の距離を漸増させる平衡離隔モード
   で上記移動手段を制御することができるものであること
   を特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板
   熱処理装置。
6. 【請求項６】上記温度検出手段は、上記基板保持部材に
   保持される基板との当接部において、その基板の温度を
   検出するものであることを特徴とする請求項１ないし５
   のいずれかに記載の基板熱処理装置。
7. 【請求項７】上記基板保持部材は、互いに異なる位置で
   基板に当接してその基板を保持する複数の基板保持ピン
   を含み、 上記移動手段は、これらの複数の基板保持ピンを互いに
   独立に移動させるものであることを特徴とする請求項１
   または２に記載の基板熱処理装置。
8. 【請求項８】上記移動手段は、上記複数の基板保持ピン
   の各基板当接位置と熱源との間の距離を個別に変化させ
   ることができるものであり、 上記移動制御手段は、基板の各部における温度が均一に
   なるように上記複数の基板保持ピンの各基板当接位置と
   熱源との間の距離を個別に変化させる温度均一化モード
   で上記移動手段を制御することができるものであること
   を特徴とする請求項７記載の基板熱処理装置。
9. 【請求項９】基板を熱源によって加熱または冷却する基
   板熱処理方法であって、 基板の温度検出結果に基づいて、基板温度が所定の時間
   変化に従うように上記熱源と基板との相対的な位置関係
   を変更することを特徴とする基板熱処理方法。