JPH0679140U - 基板熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成の付加により、基板を下降して熱
板上に支持させる際の横方向への滑りを防止して処理効
率を向上する。 【構成】 加熱プレート１５に形成した貫通孔７…に基
板Ｗを載置する基板支持ピン８を設け、その基板支持ピ
ン８…を加熱プレート１５より上方の位置と下方の位置
とにエアシリンダ１０で昇降するように構成し、かつ、
加熱プレート１５の下面と基板支持ピン８…を設けたピ
ン取付部材９との間に、貫通孔７…に連なる閉空間Ｓを
形成する伸縮部材１７を設け、その伸縮部材１７に、閉
空間Ｓに連なるように、閉空間Ｓ内から外部への排気の
みを許容する逆止弁１８を設けて構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、半導体ウエハ、フォトマスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガ ラス基板、光ディスク用の基板等の基板を加熱または冷却するために、加熱手段 または冷却手段のうちの少なくとも一方を備えた熱板と、その熱板に形成した貫 通孔に設けられて熱板よりも上方位置で基板を載置する基板支持ピンと、その基 板支持ピンを熱板の上面より上方の位置と下方の位置とに昇降するピン昇降手段 とを備えた基板熱処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種の基板熱処理装置としては、従来、実開昭６３−１９３８３３号公報に 開示されるものが知られている。 この従来例によれば、加熱手段または冷却手段を有する熱板に、その板面より 微小高さ突出するようにセラミック製の球体（ボール）を設け、熱板の上に、い わゆるプロキシミティギャップと称される微小な隙間を保って基板を支持するこ とにより、均一に基板を加熱あるいは冷却できるように構成されている。

【０００３】 この構成により、基板を熱板上に搬入するときに、基板の外周縁を載置支持し た基板搬送アームによって基板を熱板上に移動し、その状態で基板支持ピンを上 昇させて基板を基板支持ピンに載置支持させ、基板搬送アームを他所へ移動させ た後、基板支持ピンを下降させることにより基板を球体上に支持するようになっ ている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

この種の基板熱処理装置においては、基板を所望の温度に均一に加熱ないし冷 却するように、熱板の上面は高精度に温度制御されており、所望の温度で所望の 均一性の処理結果を得るためには、基板を熱板の所定の位置に支持することが必 要である。

【０００５】 ところで、、従来例の場合においては、基板搬送アームから受け渡した基板を 熱板上に支持させるために、基板支持ピンを下降したときに、基板が球体に接触 して球体を介して熱板に支持される直前に横方向に滑りを生じ、所定の位置に正 しく下降できない欠点があった。

【０００６】 このような問題を防止するためには、基板支持ピン上に載置された基板の姿勢 や熱板の水平度が高くなるように位置調整を行う必要があるが、高精度を要求さ れるために位置調整に手間を要する欠点があった。

【０００７】 このような問題点は、主として基板支持ピン上に支持されている基板の姿勢や 熱板の上面が水平でない場合に起こり、基板支持ピンの下降速度が速いときには 特に顕著に発生していた。そのため、従来では、基板支持ピンや熱板等の組み付 けを高精度に調整して基板の姿勢や熱板の上面を厳密に水平に保つようにすると ともに、やむを得ず低速で基板支持ピンを下降させるようにして、この問題点の 発生頻度を軽減するようにしていた。

【０００８】 しかしながら、このような方法では、基板支持ピンや熱板等の組み付け調整に 手間と時間がかかるうえに、基板の昇降動作に時間を要するので処理効率が低い 欠点があり、しかも、このような対策では、基板が球体に支持される直前に横方 向に滑りを生じるという問題の発生を完全に防止することはできなかった。

【０００９】 本考案は、このような事情に鑑みてなされたものであって、簡単な構成の付加 により、基板を下降して熱板上に支持させる際の横方向への滑りを防止して処理 効率を向上できるようにすることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上述のような目的を達成するために、加熱手段または冷却手段のう ちの少なくとも一方を備えた熱板と、その熱板に形成した貫通孔に設けられて熱 板よりも上方位置で基板を載置する基板支持ピンと、その基板支持ピンを熱板の 上面より上方の位置と下方の位置とに昇降するピン昇降手段とを備えた基板熱処 理装置において、熱板の下面と基板支持ピンを設けたピン取付部材との間に、貫 通孔に連なる閉空間を形成する伸縮部材を設け、その閉空間に連ねて、閉空間内 から外部への排気のみを許容する排気弁を設けて構成する。

【００１１】

【作用】

本考案の基板熱処理装置の構成によれば、基板を載置支持した状態の基板支持 ピンを下降するときに、ピン取付部材の下降に伴って閉空間内の容積が増大し、 それに伴って閉空間内が負圧となり、貫通孔を通じて熱板上の空気を吸引する。 この熱板上の空気の吸引は、基板が横方向に滑る問題を解消するのに極めて有効 に作用する。

【００１２】 すなわち、かかる欠点が生じでいた原因を探究した結果、基板が下降して熱板 に支持される直前、基板と熱板との間の空気は、上下に狭く挟まれて逃げ難くな リ基板を支える状態となり、基板は基板支持ピンに同期して下降できずに一時的 に宙に浮き、基板支持ピンや熱板等の組み付け調整の極僅かな不備等による些細 な影響で、基板が横方向に滑っていたことが判明した。このため、前記したよう に本考案では、熱板上の空気を吸引するから、基板が浮く現象そのものを解消し 、基板が横方向に滑る欠点が解消される。 一方、基板支持ピンを上昇するときには、閉空間内の容積が減少して、その内圧 が高くなるが、排気弁が開いて排気し、貫通孔から基板側に排気圧を付与せずに 基板を上昇することができる。

【００１３】

【実施例】

次に、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

【００１４】 図１は、本考案の実施例を示す全体縦断面図であり、ハウジング２内の下方に 基板熱処理装置としての基板冷却装置３が設けられ、その上方に基板熱処理装置 としての基板加熱装置４が設けられている。

【００１５】 基板冷却装置３は、処理室５内に熱板としての冷却プレート６を設け、その冷 却プレート６に形成した貫通孔７を通じて基板支持ピン８を昇降可能に設けると ともに、その基板支持ピン８…を一体的に取り付けたピン取付部材９にピン昇降 手段としてのエアシリンダ１０を連動連結して構成され、エアシリンダ１０の伸 縮によって基板支持ピン８…を昇降し、基板支持ピン８を上昇させた状態で基板 搬送ロボット（図示せず）により基板Ｗの搬入・搬出を行い、そして、基板支持 ピン８を下降させることにより、基板Ｗを冷却プレート６上に支持できるように なっている。

【００１６】 冷却プレート６は、基板Ｗを支持するアルミ製の伝熱プレート１１と、アルミ 製の水冷式の水冷板１２と、伝熱プレート１１と水冷板１２との間に介在された 急冷用のペルチェ素子１３…とから構成されている。この水冷板１２とペルチェ 素子１３とが実用新案登録請求の範囲にいうところの冷却手段に相当する。

【００１７】 基板加熱装置４は、処理室１４内に、板状ヒータなどの加熱手段を備えた熱板 としての加熱プレート１５を備えて構成され、基板冷却装置３におけると同様に 、その加熱プレート１５に形成した貫通孔７を通じて基板支持ピン８が昇降可能 に設けられるとともに、基板支持ピン８…を一体的に取り付けたピン取付部材９ にピン昇降手段としてのエアシリンダ１０が連動連結され、基板支持ピン８…の 昇降と搬送ロボット（図示せず）とにより基板Ｗを搬入・搬出するとともに、搬 入した基板Ｗを加熱プレート１５に支持できるようになっている。

【００１８】 前記冷却プレート６を構成する伝熱プレート１１、および、加熱プレート１５ それぞれには、図２の要部の斜視図（ここでは加熱プレート１５で説明する）に 示すように、３個の凹部が正三角形の頂点の位置関係で形成され、それらの凹部 それぞれにはボール１６が置かれている。ボール１６…それぞれは、例えば、ア ルミナ、マテアタイト等の低伝熱部材によって製作され、ボール１６…の上部側 が加熱プレート１５の上面よりも微小量だけ突出され、いわゆるプロキシミティ ギャップと称される所定の隙間が有る状態で基板Ｗをボール１６…上に載置支持 し、均一に加熱または冷却できるように構成されている。

【００１９】 加熱プレート１５の下面とピン取付部材９との間に、貫通孔７…に連なる閉空 間Ｓを形成するように伸縮部材（ベローズ）１７が設けられ、かつ、ピン取付部 材９に、閉空間Ｓに連なるように、その閉空間Ｓ内の圧力が外部の圧力より高く なった時に開き、一方、閉空間Ｓ内の圧力が外部の圧力より低くなった時に閉じ る排気弁としての逆止弁１８が設けられ、閉空間Ｓ内から外部への排気のみを許 容するように構成されている。冷却プレート６を構成する水冷板１２とピン取付 部材９との間においても同じ構成が採用されている。

【００２０】 上記構成により、基板Ｗを載置支持した状態の基板支持ピン８…を下降すると きに、図３の（ａ）の下降動作を説明する断面図に示すように、逆止弁１８が閉 じたままで伸縮部材１７が伸長し、それに伴って閉空間Ｓ内が負圧となり、貫通 孔７…を通じて加熱プレート１５（または冷却プレート６）上の空気を吸引し、 基板Ｗと加熱プレート１５との間の空気を吸引除去するから、基板Ｗが浮くこと を解消でき、基板Ｗを横滑りを生じることなく鉛直方向に下降させることができ る。一方、基板支持ピン８…を上昇するときには、図３の（ｂ）の上昇動作を説 明する断面図に示すように、閉空間Ｓ内の容積が減少して、その内圧が高くなる が、それに伴って逆止弁１８が開いて排気され、貫通孔７…から基板Ｗ側に排気 圧を付与せずに基板Ｗを上昇することができる。

【００２１】 なお、ピン昇降手段としてエアシリンダを使用し、その作動を低速で行うと、 エアシリンダの特性として動作速度が安定性に欠けるものとなってしまう不都合 が避け難いものであるが、ところが、本考案では、基板支持ピン８…の下降速度 を速くしても基板が横方向に滑ることがないので、エアシリンダを高速で使用で きるから、ピン昇降手段にエアシリンダを使用した場合でも、昇降動作が不安定 になることを回避でき、好都合である。

【００２２】 上述実施例では、基板支持ピン８…を上昇するに伴って伸縮部材１７で形成し た閉空間Ｓ内の圧力が外部の圧力よりも高くなったときに、閉空間Ｓ内から外部 に排気するために、逆止弁１８を設けているが、本考案としては、例えば、逆止 弁１８に代えて排気弁としての電磁開閉弁を設け、一方、基板支持ピン８…の上 昇動作を検出するセンサを設けるとともに、そのセンサと電磁開閉弁とを連係し 、基板支持ピン８の上昇時にのみ電磁開閉弁を自動的に開くように構成するもの でも良い。

【００２３】 また、基板支持ピン８…を昇降するのに、上記実施例ではエアシリンダ１０を 用いているが、例えば、ピン取付部材９にロッドを突設するとともに、そのロッ ドにネジを形成し、一方、そのネジに噛み合う内ネジを形成した内ネジ部材を電 動モータで回転するように構成した、いわゆるボールネジの構成など各種のピン 昇降手段が適用できる。

【００２４】 本考案は、上述実施例のようなボール１６…を設けずに、冷却プレート６また は加熱プレート１５に密着させて基板Ｗを載置するタイプの基板熱処理装置にも 適用できる。

【００２５】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の基板熱処理装置によれば、基板を載置して基板 支持ピンを下降するときに、基板と熱板との間の空気を吸引除去するから、基板 の下降速度を高速にしても、基板支持ピンから基板が浮く状態になることを回避 できるとともに、熱板側への載せ替え時の横方向への滑りを防止できる。したが って、基板の処理効率を向上できる。

【００２６】 しかも、基板支持ピンを上昇するときには、排気弁により排気しているので、 熱板の上側方向に排気圧を付与することがなく、貫通孔の下方から上方に向けて の気流を発生させることが無い。したがって、下方から塵埃が混じった空気を熱 板上に送り込むことがなく、基板を汚染してしまうことが無い。

【００２７】 また、上述のように、基板と熱板との間の空気を吸引除去するために真空ポン プなどの強制的な吸気手段をせずに済み、全体として、貫通孔に連なる閉空間を 形成する伸縮部材と排気弁とを設けるだけの簡単な構成の付加でありながら、基 板を横滑りさせずに熱板上の所定の位置に正確に降下させて支持でき、良好な処 理が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す全体縦断面図である。

【図２】要部の斜視図である。

【図３】動作説明のための要部の断面図である。

【符号の説明】

６…熱板としての冷却プレート ７…貫通孔 ８…基板支持ピン ９…ピン取付部材 １０…ピン昇降手段としてのエアシリンダ １５…熱板としての加熱プレート １７…伸縮部材 １８…排気弁としての逆止弁 Ｓ…閉空間 Ｗ…基板

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱手段または冷却手段のうちの少なく
   とも一方を備えた熱板と、 前記熱板に形成した貫通孔に設けられて前記熱板よりも
   上方位置で基板を載置する基板支持ピンと、 前記基板支持ピンを前記熱板の上面より上方の位置と下
   方の位置とに昇降するピン昇降手段とを備えた基板熱処
   理装置において、 前記熱板の下面と前記基板支持ピンを設けたピン取付部
   材との間に、前記貫通孔に連なる閉空間を形成する伸縮
   部材を設け、前記閉空間に連ねて、前記閉空間内から外
   部への排気のみを許容する排気弁を設けてあることを特
   徴とする基板熱処理装置。