KR20190106672A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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고지 니시
유키히코 이나가키
류이치 요시다
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판에 대해 열처리를 실시하는 기판 처리 장치로서, 상기 장치는, 이하의 요소를 포함한다. 열처리 플레이트, 열처리 플레이트에 의한 열처리 분위기를 형성하는 하우징, 상기 하우징의 천장면과 상기 열처리 플레이트 사이에 있어서 승강 가능한 가동 천판, 기판을 반입출할 때에는, 상승 위치로 상기 가동 천판을 이동시키고, 열처리를 실시할 때에는, 하강 위치로 상기 가동 천판을 이동시키고, 상기 하강 위치를 기판마다 조정하는 제어부.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 반도체 웨이퍼, 액정 디스플레이용 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, 유기 EL용 기판, FED(Field Emission Display)용 기판, 광 디스플레이용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 태양 전지용 기판 등의 각종 기판(이하, 간단히 기판이라고 칭한다)에 대해, 열처리를 실시하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
종래, 이 종류의 장치로서, 재치(載置)된 기판을 가열하는 열처리 플레이트와, 열처리 플레이트의 상부를 둘러싸고, 열처리 플레이트에 대해 승강 가능하게 구성되고, 열처리 플레이트에 의한 열처리 분위기를 형성하는 커버 부재와, 열처리 플레이트와 커버 부재를 둘러싼 하우징과, 커버 부재의 천장면과 열처리 플레이트의 상면 사이에 형성된 천판(天板)과, 천판의 하면과 열처리 플레이트의 상면의 간격을 조정하는 위치 조정 부재를 구비한 것이 있다(예를 들어, 일본 공개특허공보 2000-3843호 참조).
이와 같이 구성된 기판 처리 장치에서는, 위치 조정 부재에 의해 기판과 천판의 간격을 미리 소정의 상태로 조정하여 기판에 대한 열처리를 실시한다. 이로써, 기판에 있어서의 온도 분포의 면내 균일성을 향상시키고, 기판에 있어서의 처리의 면내 균일성을 향상시키고 있다.
그러나, 이와 같은 구성을 갖는 종래예의 경우에는, 다음과 같은 문제가 있다.
즉, 종래의 장치는, 기판과 천판의 간격이 미리 위치 조정 부재에 의해 조정되어 있으므로, 기판에 있어서의 온도 분포의 면내 균일성을 기판마다 제어하는 것이 곤란하다는 문제가 있다.
구체적으로는, 종래예에서는, 볼트와 너트로 이루어지는 위치 조정 부재에 의해, 열처리 플레이트에 대한 천판의 높이 위치가 고정되어 있다. 따라서, 어느 기판을 처리할 때에는, 기판과 천판의 간격을 좁게 하여 기판의 열이 비교적 잘 빠져나가지 않게 하거나, 다른 기판을 처리할 때에는, 기판과 천판의 간격을 넓게 하여 기판의 열이 비교적 빠져나가기 쉽게 하거나 하여, 기판에 있어서의 열분포의 면내 균일성을 나타내는 균열(均熱) 성능을 적극적으로 제어할 수 없다.
본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 천판을 연구함으로써, 기판의 균열 성능을 제어할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 이와 같은 목적을 달성하기 위해, 다음과 같은 구성을 취한다.
본 발명은, 기판에 대해 열처리를 실시하는 기판 처리 장치로서, 상기 장치는, 이하의 요소를 포함한다: 기판을 재치하고, 기판을 가열하는 열처리 플레이트; 상기 열처리 플레이트의 상방을 덮고, 열처리 플레이트에 의한 열처리 분위기를 형성하는 하우징; 상기 하우징의 천장면과 상기 열처리 플레이트 사이에 있어서 승강 가능한 가동 천판; 상기 열처리 플레이트와의 사이에서 기판을 반입출할 때에는, 상기 하우징의 천장면에 가까운 상승 위치로 상기 가동 천판을 이동시키고, 상기 열처리 플레이트에 기판을 재치하고 기판에 대해 열처리를 실시할 때에는, 상기 상승 위치보다 낮고, 상기 열처리 플레이트 상의 기판면으로부터 소정 높이의 하강 위치로 상기 가동 천판을 이동시키고, 상기 하강 위치를 기판마다 조정하는 제어부.
본 발명에 의하면, 제어부는, 열처리 플레이트와의 사이에서 기판을 반입출할 때에는, 상승 위치로 가동 천판을 이동시키고, 열처리 플레이트에 기판을 재치하고 기판에 대해 열처리를 실시할 때에는, 하강 위치로 가동 천판을 이동시키고, 이 하강 위치를 기판마다 조정한다. 따라서, 하강 위치의 높이를 기판마다 상이한 것으로 함으로써, 기판에 있어서의 온도 분포의 면내 균일성을 기판마다 제어할 수 있다. 또, 가동 천판을 하강 위치에 위치시켜도, 기판의 반입출시에는, 상승 위치로 가동 천판을 상승시키므로, 기판의 반입출시에 가동 천판이 간섭하는 일이 없어, 기판의 반입출을 원활하게 실시할 수 있다.
또, 본 발명에 있어서, 상기 가동 천판은, 평면에서 보았을 때의 중앙부에, 기판의 직경보다 소경의 원형상의 개구가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
기판의 둘레 가장자리부는 중앙부와 비교하여 온도가 저하되기 쉽지만, 가동 천판으로부터의 복사에 의해, 기판의 둘레 가장자리부의 온도 저하를 억제할 수 있다. 또, 최근에는, 미세 가공 프로세스를 위해, 도포 탄소막이라고 하는 하층막을 형성하는 경우가 있다. 이 하층막의 생성을 위해서는, 고온에서 기판을 열처리하지만, 그 때에 승화물을 포함하는 기체가 발생한다. 그 기체를 가동 천판의 개구를 통하여 원활하게 배기로 유도할 수 있으므로, 가동 천판에 승화물이 부착되는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 승화물이 가동 천판으로부터 낙하하여 기판이 오염되는 것을 억제할 수 있다.
또, 본 발명에 있어서, 상기 가동 천판은, 평면에서 보았을 때의 직경이, 기판의 직경보다 작게 형성되어 있는 것이 바람직하다.
기판의 중앙부에 있어서의 온도 저하가 더욱 잘 되지 않게 되므로, 의도적으로 기판의 중앙부의 온도와 둘레 가장자리부의 처리차를 크게 한 상태에서 열처리를 실시할 수 있다.
또, 본 발명에 있어서, 상기 가동 천판을 승강하는 승강 기구를 추가로 구비하고, 상기 승강 기구는, 상기 열처리 플레이트보다 하방에 배치되어, 상기 열처리 플레이트에 대해 열적으로 분리되어 있는 것이 바람직하다.
최근에는, 미세 가공 프로세스를 위해, 도포 탄소막이라고 하는 하층막을 형성하는 경우가 있다. 이 하층막의 생성을 위해서는, 지금까지의 100∼150℃ 정도의 열처리와 비교하여 300∼500℃ 정도의 고온에서 열처리가 실시된다. 이와 같은 고온이 되면, 승강 기구가 열의 영향에 의해 고장날 우려가 있다. 그래서, 승강 기구를 열처리 플레이트보다 하방에 배치하여, 열적으로 분리함으로써, 그러한 문제를 회피하여 가동률을 향상시킬 수 있다.
또, 본 발명에 있어서, 상기 열처리 플레이트는, 평면에서 보았을 때 원형상을 나타내고, 상기 가동 천판은, 평면에서 보았을 때 상기 열처리 플레이트의 직경보다 큰 대각 길이를 갖는 직사각형 형상을 나타내고, 상기 승강 기구는, 상기 가동 천판의 네 귀퉁이에 연결되어 있는 것이 바람직하다.
열처리 플레이트의 열이 가동 천판의 네 귀퉁이에는 열이 잘 전달되지 않기 때문에, 승강 기구에 열이 잘 전달되지 않는다. 따라서, 승강 기구가 열의 영향을 잘 받지 않아, 고장의 발생을 억제할 수 있다.
또, 본 발명에 있어서, 상기 가동 천판은, 세라믹 또는 금속과 세라믹의 합금으로 이루어지는 것이 바람직하다.
세라믹 또는 금속과 세라믹의 합금으로 이루어지는 가동 천판은, 하층막의 생성을 위해서 고온의 열처리를 실시해도, 열에 의한 변형을 방지할 수 있다.
※ 발명을 설명하기 위해 현재의 바람직하다고 생각되는 몇 가지 형태가 도시되어 있지만, 발명이 도시된 바와 같은 구성 및 방책에 한정되는 것은 아닌 것을 이해하기 바란다.
도 1은, 실시예에 관련된 기판 처리 장치의 전체 구성을 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는, 가동 천판의 평면도이다.
도 3은, 승강핀의 선단부 부근을 나타내는 종단면도이다.
도 4는, 기판을 반입출하는 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 5는, 기판을 가열하는 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 6은, 가동 천판의 변형예를 나타내는 종단면도이다.
도 7은, 가동 천판의 변형예를 나타내는 평면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대해 설명한다.
도 1은, 실시예에 관련된 기판 처리 장치의 전체 구성을 나타내는 개략 구성도이고, 도 2는, 가동 천판의 평면도이고, 도 3은, 승강핀의 선단부 부근을 나타내는 종단면도이다.
실시예에 관련된 기판 처리 장치(1)는, 기판(W)에 대해 열처리를 실시하는 것이다. 구체적으로는, 미세 가공 프로세스를 위해, 예를 들어, 도포 탄소막이라고 하는 하층막을 형성할 때의 열처리를 실시한다. 이 하층막의 생성을 위해서는, 300∼500℃ 정도의 고온에서 열처리가 실시된다.
기판 처리 장치(1)는, 하부 베이스 플레이트(3)과, 수랭식 베이스 플레이트(5)와, 열처리 플레이트(7)와, 가동 천판 유닛(9)과, 승강핀 유닛(11)과, 하우징(13)과, 셔터 유닛(15)을 구비하고 있다.
이 기판 처리 장치(1)는, 인접하여 배치된 반송 아암(17)으로부터 기판(W)을 반입하고, 열처리를 실시한 후, 처리가 완료한 기판(W)을 반송 아암(17)에 의해 반출한다.
하부 베이스 플레이트(3)는, 상면에 지주(19)를 수직 형성하고, 그 상부에 수랭식 베이스 플레이트(5)가 배치되어 있다. 수랭식 베이스 플레이트(5)는, 열처리 플레이트(7)의 열이 하방으로 전달하는 것을 억제한다. 구체적으로는, 수랭식 베이스 플레이트(5)는, 예를 들어, 내부에 냉매가 유통 가능한 냉매 유로(21)가 전체에 걸쳐 형성되어 있다. 이 냉매 유로(21)에는, 예를 들어, 냉매로서 냉각수가 유통된다. 이 냉각수는, 예를 들어, 20℃로 온조되어 있다.
열처리 플레이트(7)는, 평면에서 보았을 때 원형상을 나타낸다. 그 직경은, 기판(W)의 직경보다 약간 크다. 열처리 플레이트(7)는, 도시되지 않은 히터 등의 가열 수단을 내장하고 있고, 예를 들어, 표면 온도가 400℃가 되도록 가열된다. 열처리 플레이트(7)는, 그 하면과 수랭식 베이스 플레이트(5)의 상면 사이에 형성된 지주(23)에 의해, 수랭식 베이스 플레이트(5)로부터 상방으로 이간된 상태로 배치되어 있다. 열처리 플레이트(7)는, 평면에서 보았을 때 정삼각형의 각 정점에 대응하는 위치에 관통구(25)가 형성되어 있다.
열처리 플레이트(7)에는, 가동 천판 유닛(9)이 부설되어 있다. 가동 천판 유닛(9)은, 승강 베이스 플레이트(27)와, 승강 기구(29)와, 지주(31)와, 가동 천판(33)을 구비하고 있다.
승강 베이스 플레이트(27)는, 지주(23)나, 후술하는 승강핀(41)의 간섭을 회피하는 개구를 구비하고 있다. 승강 기구(29)는, 예를 들어, 에어 실린더로 구성되어 있다. 승강 기구(29)는, 작동축을 갖는 부분을 상방을 향한 자세로 수랭식 베이스 플레이트(5)에 밀착하여 장착되어 있다. 이 승강 기구(29)는, 작동축의 선단부의 높이가 임의의 위치에서 고정시킬 수 있다. 승강 기구(29)는, 그 작동축이 승강 베이스 플레이트(27)의 저면에 연결되어 있다. 승강 기구(29)의 작동축을 승강시키면, 승강 베이스 플레이트(27)의 높이 위치를 가변할 수 있다. 승강 베이스 플레이트(27)는, 그 상면에, 예를 들어, 4개의 지주(31)가 수직 형성되어 있다. 4개의 지주(31)의 상단에는, 가동 천판(33)이 장착되어 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 가동 천판(33)은, 평면에서 보았을 때 중앙부에 개구(35)가 형성되어 있다. 개구(35)는, 평면에서 보았을 때 기판(W)의 직경보다 작게 형성되어 있다. 이 가동 천판(33)은, 승강 기구(29)가 작동함으로써, 승강 베이스 플레이트(27)와 함께 승강한다. 가동 천판(33)의 승강 위치는, 기판(W)에 열처리를 실시할 때의 하강 위치와, 기판(W)을 반입할 때의 상승 위치에 걸쳐 이동된다. 또한, 하강 위치는, 기판(W)의 상면과 가동 천판(33)의 하면의 거리가 약 10㎜인 것이 바람직하다. 이것은, 발명자 등의 실험에 의해, 기판(W)의 표면에 있어서의 온도 분포의 면내 균일성을 향상시키기 위해서는, 이 거리가 바람직한 것을 알았기 때문이다.
가동 천판(33)은, 그 대각 길이가, 열처리 플레이트(7)의 직경보다 길게 형성된 직사각형 형상을 나타낸다. 4개의 지주(31)는, 각각의 상단이 가동 천판(33)의 하면에 있어서의 네 귀퉁이에 연결되어 있다. 가동 천판(33)의 네 귀퉁이는, 열원인 평면에서 보았을 때 원형상의 열처리 플레이트(7)로부터 먼 위치에 해당한다. 따라서, 열처리 플레이트(7)의 복사열에 의해 가동 천판(33)이 가열되어도, 지주(31)에는 열이 잘 전달되지 않게 할 수 있다. 따라서, 승강 기구(29)가 열의 영향을 잘 받지 않아, 고장의 발생을 억제할 수 있다.
상기 서술한 가동 천판(33)은, 세라믹 또는 금속과 세라믹의 합금으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이로써 고온의 열처리를 실시해도, 열에 의한 변형을 방지할 수 있다.
승강핀 유닛(11)은, 구동 기구(37)와, 승강링(39)과, 3개의 승강핀(41)을 구비하고 있다. 또한, 승강핀(41)은, 도시의 관계상, 2개만을 그리고 있다.
구동 기구(37)는, 예를 들어, 에어 실린더로 구성되어 있다. 구동 기구(37)는, 그 작동축을 갖는 부분을 하방을 향하고, 반대측을 수랭식 베이스 플레이트(5)의 하면에 밀착시킨 상태로 장착되어 있다. 작동축의 하부에는, 승강링(39)이 연결되어 있다. 승강링(39)의 상면에는, 3개의 승강핀(41)이 수직 형성되어 있다. 구동 기구(39)는, 그 작동축의 높이 위치를, 3개의 승강핀(41)이 열처리 플레이트(7)의 상면으로부터 상방으로 돌출된 수도 위치(도 1 중의 2점 쇄선)와, 3개의 승강핀(41)이 열처리 플레이트(7)의 상면으로부터 하방으로 몰입한 처리 위치(도 1 중의 실선)의 2개소에 걸쳐 조절 가능하다. 3개의 승강핀(41)은, 열처리 플레이트(7)에 형성되어 있는 3개소의 관통구(25)에 삽입 통과되어 있다.
승강핀(41)은, 도 3에 나타내는 바와 같이 구성되어 있는 것이 바람직하다. 승강핀(41)은, 심부(芯部)(41a)와, 외통(41b)과, 석영볼(41c)을 구비하고 있다. 심부(41a)는, 동부(胴部)(41d)의 상부에 닿는 선단부(41e)가, 동부(41d)보다 소경으로 형성되어 있다. 외통(41b)은, 선단부 이외가 석영볼(41c)의 외경보다 약간 큰 내경으로 형성되어 있다. 외통(41b)의 선단부는, 석영볼(41c)의 직경보다 작은 내경으로 형성되어 있다. 석영볼(41c)은, 그 직경이 선단부(41e)보다 약간 작게 형성되어 있다. 따라서, 석영볼(41c)을 선단부(41e)의 상면에 재치한 상태에서, 외통(41b)을 씌우면, 석영볼(41c)의 1/3 정도가 외통(41b)으로부터 돌출된 상태가 된다. 이 상태에서, 심부(41d)와 외통(41b)을 관통하는 관통구(41f)에 걸어맞춤 핀(41g)을 압입(壓入)함으로써, 외통(41b)을 석영볼(41c)과 함께 심부(41a)에 고정시켜 승강핀(41)이 구성된다. 또한, 석영볼(41c) 이외의 부재는 금속제이다.
고온 환경에 견딜 수 있는 재료로는 석영이 바람직하지만, 강도나 비용을 고려하면 승강핀(41)의 전체를 석영제로 하는 것은 곤란하다. 그래서, 상기 서술한 바와 같이 선단부의 석영볼(41c)만을 석영제로 함으로써 비용을 억제할 수 있다. 또, 석영은, 기판(W)의 재료인 단결정 실리콘보다 고도가 약간 낮기 때문에, 기판(W)의 하면을 손상시킬 우려가 낮고, 게다가, 구상이므로 접촉 면적을 최소한으로 할 수 있다.
하우징(13)은, 열처리 플레이트(7)의 상방을 덮고, 열처리 플레이트(7)에 의한 열처리 분위기를 형성한다. 하우징(13)은, 그 일방면에 반입출구(43)가 형성되어 있다. 반입출구(43)는, 열처리 플레이트(7)의 상면 부근의 높이 위치에서 위로 개구되어 있다. 반송 아암(17)은, 이 반입출구(43)를 통하여 기판(W)의 반입출을 실시한다.
반입출구(43)에는, 셔터 유닛(15)이 부설되어 있다. 셔터 유닛(15)은, 구동 기구(45)와, 셔터 본체(47)를 구비하고 있다. 구동 기구(45)는, 그 작동축의 부분이 상방을 향해진 자세이고, 일부가 수랭식 베이스 플레이트(5)에 밀착되어 장착되어 있다. 작동축의 상부에는, 셔터 본체(47)가 연결되어 있다. 구동 기구(45)가 작동축을 신장시키면, 셔터 본체(47)가 상승되어 반입출구(43)이 폐색되고(도 1에 나타내는 실선), 구동 기구(45)가 작동축을 수축시키면, 셔터 본체(47)가 하강되어 반입출구(43)가 개방된다(도 1에 나타내는 2점 쇄선).
하우징(13)은, 그 천장면에 배기구(49)가 형성되어 있다. 배기구(49)는, 배기관(51)에 연통 접속되어 있다. 하우징(13)의 배기구(49)와, 열처리 플레이트(7)의 상면의 간격은, 예를 들어, 30㎜ 정도이다. 배기관(51)은, 도시되지 않은 배기 설비에 연통 접속되어 있다. 배기관(51)의 일부에는, 압력 센서(53)가 배치되어 있다. 이 압력 센서(53)는, 배기관(51) 내의 배기 압력을 검출한다.
하우징(13)은, 배기관(51)의 상면을 따라 시즈 히터(55)가 형성되어 있다. 이 시즈 히터(55)는, 하우징(13)이나 배기관(51)을 가열하여, 승화물을 포함하는 기체가 하우징(13)에 접촉했을 때, 기체가 냉각되어 승화물이 하우징(13)의 내벽에 부착되는 것을 방지한다.
제어부(61)는, 도시되지 않은 CPU나 메모리로 구성되어 있다. 제어부(61)는, 열처리 플레이트(7)의 온도 제어, 가동 천판 유닛(9)의 승강 제어, 승강핀 유닛(11)의 구동 제어, 셔터 유닛(15)의 개폐 제어, 시즈 히터(55)의 온도 제어, 압력 센서(53)에 기초하는 배기 제어 등을 실시한다. 또, 제어부(61)는, 가동 천판 유닛(9)의 승강 제어에 있어서의 하강 위치를 기판(W)에 따라 다양하게 조작할 수 있다. 예를 들어, 기판(W)마다의 처리 조건이나 순서를 규정한 레시피에 가동 천판(33)의 하강 위치를 규정하도록 해 두고, 도시되지 않은 지시부를 조작하여, 기판(W)의 표면으로부터의 가동 천판(33)의 거리에 상당하는 파라미터를 미리 레시피에 지시해 둔다. 제어부(61)는, 예를 들어, 기판(W)을 처리함에 있어서, 장치 오퍼레이터에 의해 지시된 기판(W)에 따른 레시피를 참조하고, 그 파라미터에 따라 승강 기구(29)를 조작한다. 이로써, 기판(W)마다 가동 천판(33)의 하강 위치를 조정할 수 있다.
다음으로, 도 4및 도 5를 참조하여, 상기 서술한 구성의 기판 처리 장치에 의한 기판(W)의 처리에 대해 설명한다. 또한, 도 4는, 기판을 반입출하는 상태를 나타내는 종단면도이고, 도 5는, 기판을 가열하는 상태를 나타내는 종단면도이다.
먼저, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제어부(61)는, 가동 천판 유닛(9)을 조작하여, 가동 천판(33)을 상승 위치로 이동시킨다. 또한 제어부(61)는, 승강핀 유닛(11)을 조작하여, 3개의 승강핀(41)을 수도 위치로 상승시킨다. 이들 조작과 함께, 제어부(61)는, 셔터 유닛(15)을 조작하여, 반입출구(43)를 개방시킨다.
그리고, 제어부(61)는, 반송 아암(17)을, 수도 위치보다 높고, 또한 상승 위치의 가동 천판의 하면보다 낮은 위치로 한 상태에서, 반입출구(43)로부터 진입시키고, 열처리 플레이트(7)의 상방에서 반송 아암(17)을 하강시킨다. 이로써, 기판(W)이 수도 위치에 있는 승강핀(41)에 전달된다. 그리고, 반송 아암(17)을 반입출구(43)로부터 퇴출시킴과 함께, 셔터 유닛(15)을 조작하여, 반입출구(43)를 폐색시킨다.
이어서, 도 5에 나타내는 바와 같이, 제어부(61)는, 승강핀 유닛(11)을 조작하여, 3개의 승강핀(41)을 처리 위치로 하강시킨다. 이로써 기판(W)에 대해 400℃에 의한 가열 처리가 실시된다. 제어부(61)는, 레시피를 참조하여, 규정된 가열 시간에 걸쳐 가열 처리를 실시하게 한다.
제어부(61)는, 소정의 가열 시간이 경과하면, 가동 천판 유닛(9) 및 승강핀 유닛(11)을 조작하여, 가동 천판(33)을 상승 위치로 상승시킴과 함께, 승강핀(41)을 수도 위치로 상승시킨다. 이어서, 제어부(61)는, 셔터 유닛(15)을 조작하여, 반입출구(43)를 개방시킨다. 또한 제어부(61)는, 반송 아암(17)을, 수도 위치보다 하방, 또한 열처리 플레이트(7)의 상면보다 상방의 높이에서 반입출구(43)에 진입시킨다. 그리고, 반송 아암(17)을 수도 위치보다 높고, 또한 가동 천판(33)의 하면보다 낮은 위치로 상승시킴으로써, 처리가 완료한 기판(W)을 반송 아암(17)이 승강핀(41)으로부터 수취한다. 이어서, 반송 아암(17)을 반입출(43)로부터 퇴출시킴으로써, 처리가 완료한 기판(W)을 반출시킨다.
상기 일련의 동작에 의해 1장의 기판(W)에 대한 열처리가 완료하지만, 새로운 기판(W)을 처리할 때에는, 제어부(61)는, 예를 들어, 장치 오퍼레이터에 의해 지시된 레시피를 참조하여, 가동 천판 유닛(9)에 의한 가동 천판(33)의 상승 위치를 레시피에 지시된 것으로 할 수 있다.
본 실시예에 의하면, 제어부(61)는, 열처리 플레이트(7)와의 사이에서 기판(W)을 반입출할 때에는, 상승 위치로 가동 천판(33)을 이동시키고, 열처리 플레이트(7)에 기판(W)을 재치하고 기판(W)에 대해 열처리를 실시할 때에는, 하강 위치로 가동 천판(33)을 이동시키고, 이 하강 위치를 기판(W)마다 조정한다. 따라서, 하강 위치의 높이를 기판(W)마다 상이한 것으로 함으로써, 기판(W) 면내에 있어서의 온도 분포의 균일성을 기판(W)마다 제어할 수 있다. 또, 가동 천판(33)을 하강 위치에 위치시켜도, 기판(W)의 반입출시에는, 상승 위치로 가동 천판(33)을 상승시키므로, 기판(W)의 반입출시에 반송 아암(17)과 가동 천판(33)이 간섭하는 일이 없어, 기판(W)의 반입출을 원활하게 실시할 수 있다.
또한 기판(W)의 직경보다 소경의 원형상의 개구(35)가 형성되어 있는 가동 천판(33)에 의해, 다음의 효과가 얻어진다.
기판(W)의 둘레 가장자리부는 중앙부와 비교하여 온도가 저하되기 쉽지만, 가동 천판(33)으로부터의 복사에 의해, 기판(W)의 둘레 가장자리부의 온도 저하를 억제할 수 있다. 또, 도포 탄소막이라는 하층막을 형성할 때에는, 고온의 열처리에 의해 승화물을 포함하는 기체가 발생한다. 그 기체를 가동 천판(33)의 개구(35)를 통하여 원활하게 배기에 유도할 수 있으므로, 가동 천판(33)에 승화물이 부착되는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 승화물이 가동 천판(33)으로부터 낙하하여 기판이 오염되는 것을 억제할 수 있다. 또, 가동 천판(33)에 부착된 승화물의 제거를 위한 메인터넌스 횟수를 억제할 수 있으므로, 기판 처리 장치(1)의 가동률을 향상시킬 수 있다.
또, 가동 천판 유닛(9)의 승강 기구(29)는, 수랭식 베이스 플레이트(5)에 밀착해서 배치되어 있으므로, 열처리 유닛(7)에 의한 고온(300∼500℃)에 의해, 승강 기구(29)가 열의 영향에 의해 고장나는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 기판 처리 장치(1)의 가동률을 향상시킬 수 있다.
<변형예>
상기 서술한 기판 처리 장치(1) 대신에 기판 처리 장치(1A)와 같이 구성해도 된다. 여기서, 도 6 및 도 7을 참조한다. 또한, 도 6은, 가동 천판의 변형예를 나타내는 종단면도이고, 도 7은, 가동 천판의 변형예를 나타내는 평면도이다.
이 기판 처리 장치(1A)는, 상기 서술한 기판 처리 장치(1)와 가동 천판(33)의 구조가 상이하다. 구체적으로는, 가동 천판(33A)은, 천판부(71)와, 지지부(73)를 구비하고 있다.
천판부(71)는, 평면에서 보았을 때의 직경이 기판(W)의 직경보다 작게 형성되어 있다. 천판부(71)의 둘레 가장자리부에서는, 4방향을 향하여 지지부(73)가 연장되어 있다. 각 지지부(73)의 단부에는, 지주(31)가 연결되어 있다.
이와 같은 기판 처리 장치(1A) 에 의하면, 기판(W)의 중앙부에 있어서의 온도 저하가 더욱 잘 되지 않게 되므로, 의도적으로 기판(W)의 중앙부의 온도와 둘레 가장자리부의 처리차를 크게 한 상태에서 열처리를 실시할 수 있다.
본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 하기와 같이 변형 실시할 수 있다.
(1) 상기 서술한 실시예에서는, 가동 천판(33)이 개구(35)를 갖고, 가동 천판(33A)이 기판(W)의 직경보다 소경이었지만, 본 발명은 이와 같은 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 이들 가동 천판(33, 33A) 대신에, 펀칭 보드와 같이 복수개의 관통구가 균등하게 형성된 가동 천판(33B)을 채용해도 된다.
(2) 상기 서술한 실시예에서는, 가동 천판 유닛(9)의 승강 기구(29)와, 승강핀 유닛(11)의 구동 기구(37)와, 셔터 유닛(15)의 구동 기구(45)를 수랭식 베이스 플레이트(5)에 밀착시켜 장착하고 있지만, 본 발명은 이와 같은 배치에 한정되지 않는다. 예를 들어, 열처리 플레이트(7)로부터의 고온의 영향을 잘 받지 않도록, 수랭식 베이스 플레이트(5)로부터 하방으로 이간시켜 배치하도록 해도 된다.
(3) 상기 서술한 실시예에서는, 가동 천판(33)이 개구(35)를 갖는 평면상의 판재이지만, 본 발명은 이와 같은 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 가동 천판(33)이 기판(W)의 둘레 가장자리부측으로부터 개구(35)의 중심을 향함에 따라 서서히 높아지는 원추 형상의 산형의 입체적인 형상을 갖는 것이어도 된다. 이에 의하면, 기판(W)으로부터 발생한 승화물을 포함하는 기체를 효율적으로 배기구(49)에 유도할 수 있다.
(4) 상기 서술한 실시예에서는, 승강 기구(29)가 에어 실린더로 구성되어 있는 것으로 했지만, 본 발명은 이와 같은 구성에 한정되지 않는다. 승강 기구(29)로서, 에어 실린더 대신에 모터를 채용해도 된다. 또한, 이것은, 구동 기구(37, 45)에 대해서도 동일하다.
(5) 상기 서술한 실시예에서는, 가동 천판(33)이 세라믹 또는 금속과 세라믹의 합금인 것으로 했지만, 가동 천판(33)의 재료는 이들에 한정되지 않는다.
※ 본 발명은 그 사상과 핵심 특성에서 벗어나지 않는다면 다른 특정 형태로 구현될 수 도 있으며, 그에 따라 본 발명의 범위를 나타내는 것으로서 앞선 상세한 설명보다는 첨부한 청구범위를 참조해야 한다.

Claims (20)

  1. 기판에 대해 열처리를 실시하는 기판 처리 장치로서, 상기 장치는 이하의 요소:
    기판을 재치(載置)하고, 기판을 가열하는 열처리 플레이트;
    상기 열처리 플레이트의 상방을 덮고, 열처리 플레이트에 의한 열처리 분위기를 형성하는 하우징;
    상기 하우징의 천장면과 상기 열처리 플레이트 사이에 있어서 승강 가능한 가동 천판; 및
    상기 열처리 플레이트와의 사이에서 기판을 반입출할 때에는, 상기 하우징의 천장면에 가까운 상승 위치로 상기 가동 천판을 이동시키고, 상기 열처리 플레이트에 기판을 재치하고 기판에 대해 열처리를 실시할 때에는, 상기 상승 위치보다 낮고, 상기 열처리 플레이트 상의 기판면으로부터 소정 높이의 하강 위치로 상기 가동 천판을 이동시키고, 상기 하강 위치를 기판마다 조정하는 제어부를 포함하는, 기판 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가동 천판은, 평면에서 보았을 때의 중앙부에, 기판의 직경보다 소경의 원형상의 개구가 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가동 천판은, 평면에서 보았을 때의 직경이, 기판의 직경보다 작게 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부에 의해 조작되고, 상기 가동 천판을 승강하는 승강 기구를 추가로 구비하고,
    상기 승강 기구는, 상기 열처리 플레이트보다 하방에 배치되고, 상기 열처리 플레이트에 대해 열적으로 분리되어 있는, 기판 처리 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부에 의해 조작되고, 상기 가동 천판을 승강하는 승강 기구를 추가로 구비하고,
    상기 승강 기구는, 상기 열처리 플레이트보다 하방에 배치되고, 상기 열처리 플레이트에 대해 열적으로 분리되어 있는, 기판 처리 장치.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어부에 의해 조작되고, 상기 가동 천판을 승강하는 승강 기구를 추가로 구비하고,
    상기 승강 기구는, 상기 열처리 플레이트보다 하방에 배치되고, 상기 열처리 플레이트에 대해 열적으로 분리되어 있는, 기판 처리 장치.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 열처리 플레이트는, 평면에서 보았을 때 원형상을 나타내고,
    상기 가동 천판은, 평면에서 보았을 때 상기 열처리 플레이트의 직경보다 큰 대각 길이를 갖는 직사각형 형상을 나타내고,
    상기 승강 기구는, 상기 가동 천판의 네 귀퉁이에 연결되어 있는, 기판 처리 장치.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 열처리 플레이트는, 평면에서 보았을 때 원형상을 나타내고,
    상기 가동 천판은, 평면에서 보았을 때 상기 열처리 플레이트의 직경보다 큰 대각 길이를 갖는 직사각형 형상을 나타내고,
    상기 승강 기구는, 상기 가동 천판의 네 귀퉁이에 연결되어 있는, 기판 처리 장치.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 열처리 플레이트는, 평면에서 보았을 때 원형상을 나타내고,
    상기 가동 천판은, 평면에서 보았을 때 상기 열처리 플레이트의 직경보다 큰 대각 길이를 갖는 직사각형 형상을 나타내고,
    상기 승강 기구는, 상기 가동 천판의 네 귀퉁이에 연결되어 있는, 기판 처리 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 가동 천판은, 세라믹 또는 금속과 세라믹의 합금으로 이루어지는, 기판 처리 장치.
  11. 청구항 2에 있어서,
    상기 가동 천판은, 세라믹 또는 금속과 세라믹의 합금으로 이루어지는, 기판 처리 장치.
  12. 청구항 3에 있어서,
    상기 가동 천판은, 세라믹 또는 금속과 세라믹의 합금으로 이루어지는, 기판 처리 장치.
  13. 청구항 4에 있어서,
    상기 가동 천판은, 세라믹 또는 금속과 세라믹의 합금으로 이루어지는, 기판 처리 장치.
  14. 청구항 5에 있어서,
    상기 가동 천판은, 세라믹 또는 금속과 세라믹의 합금으로 이루어지는, 기판 처리 장치.
  15. 청구항 6에 있어서,
    상기 가동 천판은, 세라믹 또는 금속과 세라믹의 합금으로 이루어지는, 기판 처리 장치.
  16. 청구항 7에 있어서,
    상기 가동 천판은, 세라믹 또는 금속과 세라믹의 합금으로 이루어지는, 기판 처리 장치.
  17. 청구항 8에 있어서,
    상기 가동 천판은, 세라믹 또는 금속과 세라믹의 합금으로 이루어지는, 기판 처리 장치.
  18. 청구항 9에 있어서,
    상기 가동 천판은, 세라믹 또는 금속과 세라믹의 합금으로 이루어지는, 기판 처리 장치.
  19. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 기판의 상면과 상기 가동 천판의 하면의 거리가 10㎜가 되는 위치를 상기 하강 위치로 하는, 기판 처리 장치.
  20. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 기판의 상면과 상기 가동 천판의 하면의 거리가 10㎜가 되는 위치를 상기 하강 위치로 하는, 기판 처리 장치.
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