JPH10321637A

JPH10321637A - 熱処理装置

Info

Publication number: JPH10321637A
Application number: JP9127141A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Nishimura; 和浩西村; Tetsuya Hamada; 哲也濱田
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-05-16
Filing date: 1997-05-16
Publication date: 1998-12-04

Abstract

(57)【要約】【課題】シャッタの開閉動作に要する時間を変動させ
る原因が極めて少なく、基板ごとの熱履歴のばらつきを
防止すること。【解決手段】モータ３１には、ボールネジ１５が接続
されており、モータ３１が回転することによってボール
ネジ１５も回転するように構成されている。さらに、モ
ータ３１には、ロータリエンコーダ３２が設けられてい
る。ボールネジ１５に設けられたナット部１６は、ボー
ルネジ１５の回転に応じて上下方向に移動するように構
成されている。そして、ナット部１６にはシャッタ１０
が固着されているため、シャッタ１０を上昇させたり、
下降させたりすることが可能となる。モータ３１は、環
境変化や特性変化などによっては動作時間が変化しない
ため、シャッタの動作時間のばらつきによる熱履歴のば
らつきを防止することができる。

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
液晶パネル等の薄板状基板（以下、「基板」という）に
対して熱処理を施す熱処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より基板を製造する際には、種々の
熱処理が施されている。このような熱処理を施す装置の
一つとして、ホットプレートオーブンがある。「ホット
プレートオーブン」とは、表面処理を施した平坦な金属
プレートの上で基板に対して加熱処理を施す装置であ
る。

【０００３】図４は、ホットプレートオーブン２０を示
す斜視図である。図４に示すように基板Ｗは、ホットプ
レートオーブン２０の処理室内に収容された状態で熱処
理を受ける。そして、ホットプレートオーブン２０に
は、基板Ｗを処理室内に搬入したり、処理室外に搬出し
たりするための開口部２１が設けられている。そして、
この開口部２１から図示しない搬送アームが基板Ｗを搬
送する。

【０００４】基板Ｗに熱処理を施す際には、基板Ｗの表
面温度を厳密に管理する必要があるため、基板Ｗを搬出
入するための開口部２１を塞ぐ必要がある。そこで、従
来より図５に示すようなシリンダ駆動によるシャッタの
開閉機構が使用されている。なお、図５は、ホットプレ
ートオーブン等の従来の熱処理装置におけるシリンダ方
式によるシャッタ駆動装置を示す正面図である。

【０００５】図５に示すようにシリンダ５２には、エア
を供給したり排出したりするための供給管５３，５４が
設けられている。そして、供給管５４からシリンダ５２
内にエアを供給するとともに、供給管５３からはシリン
ダ５２内のエアを抜くようにすればシリンダロッド５５
は上方向に押し出されるようになる。逆に、供給管５３
からシリンダ５２内にエアを供給するとともに、供給管
５４からはシリンダ５２内のエアを抜くようにすればシ
リンダロッド５５は下方向に押し戻されるようになる。

【０００６】そしてシリンダロッド５５の上端部５６に
はシャッタ５１が固着されている。従って、シャッタ５
１はシリンダ５２の駆動によって上下方向に移動可能と
なっている。そして、供給管５３からエアが供給されシ
リンダロッド５５を押し下げると、シャッタ５１は下降
して、ホットプレートオーブン２０の開口部２１を塞ぐ
ようになる。そして、基板に熱処理を施す際は、シャッ
タ５１によって開口部２１を塞いだ状態にし、基板を搬
入／搬出する際には、シャッタ５１を押し上げて開口部
２１を開放する。

【０００７】このように従来の熱処理装置におけるシャ
ッタ駆動装置では、シリンダ５２による駆動方式を採用
している。なお、一般的にシリンダ５２には、エアの漏
れなどを防止するためにシール部５７，５８が設けられ
ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、近年の基板
の製造工程においては、化学増幅型レジストの採用等に
より、従来よりもさらに基板ごとの熱履歴の管理を厳密
に行わなければならない状況となっている。従って、ホ
ットプレートオーブンなどの熱処理装置におけるシャッ
タ駆動装置においても常に一定の時間でシャッタの開閉
動作を行うことが要求される。

【０００９】しかし、図５に示したようなシリンダによ
る駆動方式を採用している従来の熱処理装置では、シャ
ッタ５１の開閉動作を何回も繰り返していると、シール
部５７，５８が摩耗する等という事態が起こり、当該シ
ール部５７，５８からエアが漏れるようになる。さら
に、シリンダの駆動を繰り返すとエアの漏れる量は次第
に変化する。このようにシール部５７，５８からエアが
漏れると、供給管５３，５４から常に一定の圧力でエア
を供給していたとしても、シリンダロッド５５の上昇や
下降に要する時間はエアの漏れる量に応じて変化する。

【００１０】また、従来の熱処理装置におけるシャッタ
駆動装置のシール部５７，５８には、滑りを良くするた
めにグリスを付けているが、このグリスの状態によりシ
リンダロッド５５の摩擦力が異なるため、常に一定の圧
力で供給管５３，５４からエアが供給されていてもシリ
ンダロッド５５の上昇や下降に要する時間はグリスの状
態に応じて変化する。例えば、シャッタの駆動を長時間
行わなかった場合は、グリスが固まってしまうこともあ
り、このような場合にはシリンダロッド５５の滑りは悪
くなり、シャッタの開閉動作に要する時間は長くなる。

【００１１】さらに、シリンダによる駆動方式であるた
め、周辺の気圧や温度によっても動作時間が異なること
となる。

【００１２】シャッタが動作する時間が異なるというこ
とは、外気と隔離された内気が外気と混ざり合っていく
時間が異なるということである。内気と外気の成分・温
度・湿度・気流などが全く同一であればシャッタの動作
時間が異なっても問題はないが、ホットプレートオーブ
ン等の熱処理装置においてはシャッタの動作時間が異な
ると熱履歴が基板ごとに異なることとなり、結果的に品
質の異なる基板となり問題が生じる。

【００１３】このように従来の熱処理装置には、周辺環
境の変化、動作時間が一定しないという再現性の不均
一、さらには使用しているうちに滑りが悪くなる等の特
性変化等の原因によりシャッタの開閉動作に要する時間
が一定でなく、基板ごとの熱履歴にばらつきが生じてい
る。また、２つの熱処理装置による並行処理の場合は、
本来どちらの装置で処理されても全く同じ熱履歴となる
べきであるが、シャッタ駆動装置の個体差により、どの
熱処理装置で処理したかによって熱履歴が異なる問題が
生じている。

【００１４】この発明は、上記課題に鑑みてなされたも
のであって、シャッタの開閉動作に要する時間を変動さ
せる原因が極めて少なく、基板ごとの熱履歴のばらつき
を防ぐことができる熱処理装置を提供することを目的と
する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、基板に対して熱処理を施
す熱処理装置であって、(a)基板を搬入および搬出する
ための開口部を有する熱処理室と、(b)開口部に対して
開閉するように移動可能なシャッタと、(c)シャッタを
移動可能に装着したボールネジと、(d)ボールネジに沿
ってシャッタを移動させて開口部の開閉を行うようにボ
ールネジを回転させるモータと、(e)前記モータを制御
する制御手段を備えている。

【００１６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の装置において、さらに、(f)シャッタの移動可能範囲
の両端に設けられ、シャッタの位置を検知するセンサを
備えている。

【００１７】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の装置において、さらに、(g)シャッタ
の移動動作に要する移動時間を設定する入力手段を備
え、制御手段は、入力手段により設定された移動時間が
予め設定された許容時間の範囲内である場合はモータを
駆動してボールネジを回転させ、入力手段により設定さ
れた移動時間が予め設定された許容時間の範囲外である
場合はモータの停止状態を維持する。

【００１８】請求項４に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の装置において、さらに、(h)シャッタ
の移動動作に要する移動距離を設定する入力手段を備
え、制御手段は、入力手段により設定された移動距離が
予め設定された許容距離の範囲内である場合はモータを
駆動してボールネジを回転させ、入力手段により設定さ
れた移動距離が予め設定された許容距離の範囲外である
場合はモータの停止状態を維持する。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の実施の形態で
ある熱処理装置におけるシャッタ駆動装置を示す正面図
である。なお、図１には、熱処理装置の一例としてホッ
トプレートオーブン２０を示している。そして、この実
施の形態においては、シャッタを駆動するためにモータ
３１を使用している。

【００２０】図１に示すようにモータ３１には、ボール
ネジ１５が接続されており、モータ３１が回転すること
によってボールネジ１５も回転するように構成されてい
る。さらに、モータ３１には、ロータリエンコーダ３２
が設けられている。ロータリエンコーダ３２は、モータ
３１の回転に応じてパルス信号等を出力するものであ
る。従って、このロータリエンコーダ３２の出力を監視
していれば、モータ３１がどれだけ回転したかを知るこ
とが可能となる。

【００２１】そして、ボールネジ１５には、ナット部１
６が設けられている。そして、ナット部１６は、ボール
ネジ１５の回転に応じて上下方向に移動するように構成
されている。従って、ナット部１６を上昇させたり下降
させるときには、モータ３１を所定の方向に回転駆動さ
せれば良い。そして、ナット部１６にはシャッタ１０が
固着されているため、シャッタ１０を上昇させたり、下
降させたりすることが可能となる。さらに、シャッタ１
０には、リニアガイド１７が挿設されたガイド部１８が
設けられているため、シャッタ１０が上昇したり下降し
たりする際には、リニアガイド１７に沿って移動するよ
うに構成されている。

【００２２】また、この実施の形態のシャッタ駆動装置
には、リミットセンサＬＳ１，ＬＳ２が設けられてお
り、シャッタ１０が上限位置又は下限位置に達したこと
を検出することが可能となっている。このリミットセン
サＬＳ１，ＬＳ２は、接触式のセンサであっても良い
し、非接触式のセンサであっても良い。

【００２３】一方、ホットプレートオーブン２０には、
所定の位置に固設されており、開口部２１より図示しな
い搬送アームが進入したり退出したりして基板Ｗを搬出
入する。ホットプレートオーブン２０の内部において、
搬送アームとの基板Ｗの受け渡しは、ピン２２によって
行われる。搬送アームはピン２２に基板Ｗを載置する
と、ホットプレートオーブン２０の外部に退出する。そ
して、ピン２２は、基板Ｗに対して熱処理を施す所定の
位置まで下降する。そして、ホットプレート２３が図示
しないヒータによって加熱されて、基板Ｗに熱処理を施
す。基板Ｗに対する熱処理が終了するとピン２２は、搬
送アームと基板Ｗを受け渡すための所定の位置まで上昇
する。

【００２４】そして、この実施の形態では、搬送アーム
がピン２２に処理対象の基板Ｗを載置してホットプレー
トオーブン２０から退出した後に、モータ３１が駆動し
てボールネジ１５を回転させる。そして、シャッタ１０
がホットプレートオーブン２０の開口部２１を塞ぐよう
に下降して、ホットプレートオーブン２０の処理室が密
閉される。この状態を、図２に示す。図２に示すよう
に、シャッタ１０はホットプレートオーブン２０の開口
部２１を塞いでいる。

【００２５】そして、基板Ｗに対する所定の熱処理が終
了すると、再びモータ３１が回転駆動されてシャッタ１
０が上昇し、開口部２１を開放する。なお、シャッタ１
０を下降させるときと上昇させるときは、モータ３１の
回転駆動方向は互いに逆方向となる。

【００２６】このように、この実施の形態においては、
シャッタ１０の開閉動作をモータ３１によって行ってい
るため、シリンダにおけるシール部の摩耗やシール部の
グリスの変化等のような動作時間を変動させる原因が極
めて少なく、動作時間の再現性がシリンダに比べて非常
に高いものとなっている。また、モータによる駆動であ
るため、シリンダに比べて周辺気圧の影響を受けにくく
なり動作時間の再現性を高めている。

【００２７】次に、この実施の形態である熱処理装置に
おけるシャッタ駆動装置の制御機構について説明する。
図３は、この実施の形態である熱処理装置におけるシャ
ッタ駆動装置の制御機構を示すブロック図である。図３
に示すように、この実施の形態における制御機構は、メ
インコンピュータ４１，操作画面４２，入力部４３が設
けられた統括制御部と、負荷部制御ＣＰＵ３３，パルス
発振器３４，メモリ３５，モータドライバ３６，モータ
３１，ロータリエンコーダ３２を備えたシャッタ駆動制
御部とによって構成されている。そして、メインコンピ
ュータ４１と負荷部制御ＣＰＵ３３とは、互いに通信可
能なように接続されている。また、入力部４３，操作画
面４２は、それぞれメインコンピュータ４１に接続され
ている。なお、操作画面４２がタッチパネル等のような
表示機構と入力機構とを備える場合には、入力部４３を
独立して設けなくても良い。

【００２８】また、負荷部制御ＣＰＵ３３には、さらに
メモリ３５とパルス発振器３４とロータリエンコーダ３
２とに接続されている。そして負荷部制御ＣＰＵ３３
は、メモリ３５に対してはデータを書き込んだり、又は
読み出したりできるように構成されており、パルス発振
器３４には、モータ３１を駆動させるためのデータを送
信する。また、ロータリエンコーダ３２からは、モータ
３１の回転に伴って信号を受信することができる。な
お、パルス発振器３４は、負荷部制御ＣＰＵ３３から送
信されてくるデータに基づいてパルス信号を発生させ、
モータドライバ３６に送信するものであり、モータドラ
イバ３６は、パルス発振器３４から得られるパルスに応
じてモータを駆動するものである。また、上記したリミ
ットセンサＬＳ１，ＬＳ２についても負荷部制御ＣＰＵ
３３に接続されている。

【００２９】このようなブロック図における各部の動作
について説明する。まず、オペレータはシャッタの開閉
動作についてのパラメータを決定する。ここで決定され
るパラメータは、シャッタの移動する移動距離と移動に
要する所要時間であり、必要に応じて移動の際の加速度
等もある。そして、オペレータは、決定した各パラメー
タを操作画面４２を参照しながら入力部４３より入力す
る。入力された各パラメータはメインコンピュータ４１
に記憶される。

【００３０】ここで、メインコンピュータ４１には、イ
ンターロック機能が設けられている。従って、シャッタ
の移動距離や所要時間などを入力する際に、所定の範囲
内の値が入力されない場合は、その入力を受け付けない
ため、次の処理に進むことができないように構成されて
いる。例えば、シャッタの移動距離について、シャッタ
が閉じた状態を「０」の位置とし、シャッタが全開した
状態を「１００」の位置とするとき、シャッタを「１５
０」の位置へ移動させる入力はインターロック機能によ
って拒否されるため、再入力を行うことが必要となる。
また、シャッタの移動に要する所要時間についても、シ
ャッタが「０」の位置から「１００」の位置まで移動す
る際に要する最短の所要時間が「１秒」であるとき、同
じ距離を「０．５秒」で移動させる入力はインターロッ
ク機能によって拒否されるため、再入力を行うことが必
要となる。また、所要時間については、シャッタの閉じ
る動作（開口部を閉塞ための動作）と開ける動作（開口
部を開放するための動作）のそれぞれについて異なる所
要時間を設定することも可能である。そして、入力され
るシャッタの移動距離と所要時間とを基にシャッタの動
作速度を導くことができる。

【００３１】メインコンピュータ４１に記憶された各パ
ラメータは、メインコンピュータ４１と負荷部制御ＣＰ
Ｕ３３との通信によって負荷部制御ＣＰＵ３３に送られ
る。そして、負荷部制御ＣＰＵ３３は、メインコンピュ
ータ４１から得られたパラメータをメモリ３５に書き込
む。

【００３２】メインコンピュータ４１は、ホットプレー
トオーブン等の熱処理装置以外の処理部をも統括的に制
御管理する機能を有している。従って、メインコンピュ
ータ４１は、この実施の形態のシャッタを駆動させる必
要がある場合には、負荷部制御ＣＰＵ３３に対して動作
命令の送信を行う。そして、負荷部制御ＣＰＵ３３は、
メインコンピュータ４１から動作命令を受け取ると、メ
モリ３５からモータ３１の動作のためのパラメータを読
み出し、パルス発振器３４に対して発振パルス数とパル
スのタイミング等のレートとを送信する。パルス発振器
３４は、負荷部制御ＣＰＵ３３から指示されたパルス信
号を発生させ、そのパルス信号をモータドライバ３６に
対して出力する。モータドライバ３６は、パルス発振器
３４から得られるパルス信号に従ってモータ３１を駆動
させる。このようにしてモータ３１が駆動され、シャッ
タが開閉動作を行う。

【００３３】そして、モータ３１がモータドライバ３６
によって駆動されて回転動作を開始すると、ロータリエ
ンコーダ３２はモータ３１の回転を検出し、負荷部制御
ＣＰＵ３３に対して動作信号を送出する。負荷部制御Ｃ
ＰＵ３３は、ロータリエンコーダ３２から得られる動作
信号を、メモリ３５から読み出した各パラメータ又は各
パラメータから導き出した情報と比較し、モータ３１が
正常に動作したか否かを判断する。そして、負荷部制御
ＣＰＵ３３は、モータ３１の動作を判断した結果をメイ
ンコンピュータ４１に送信する。メインコンピュータ４
１は、負荷部制御ＣＰＵ３３から得られるモータ３１の
動作を判断した結果が正常であれば処理を続行させ、正
常でないならば操作画面４２にシャッタの動作不良を示
す警報を表示してオペレータへのコールを行う。

【００３４】また、各リミットセンサＬＳ１，ＬＳ２に
おいてシャッタが上限位置又は下限位置に達したことを
検出されたときは、負荷部制御ＣＰＵ３３はパルス発振
器３４に対して停止命令を送信する。

【００３５】以上説明したように、この実施の形態にお
いては、シャッタの開閉動作に要する所要時間を設定す
ることが可能であるので、ホットプレートオーブン等の
熱処理装置における全ての動作時間を管理することがで
き、基板製造工程におけるタクトの管理を正確に行うこ
とが可能となる。また、パラメータを入力する際にはイ
ンターロック機能が作用するため、不適切なパラメータ
が入力された場合に動作不良や異常動作を招くことがな
い。また、リミットセンサＬＳ１，ＬＳ２が設けられて
いるので、シャッタを移動可能範囲外に移動させて装置
を故障させることもない。さらに、ロータリエンコーダ
３２によって検出されるモータ３１の動作信号が異常を
示す場合にはメインコンピュータ４１が警報を表示する
処理を行うため、それ以後に処理される基板を不良から
回避することができる。

【００３６】なお、ロータリエンコーダ３２から得られ
るモータ３１の動作信号がメモリ３５から読み出したパ
ラメータ等と比較して正常でない場合は、動作信号とパ
ラメータ等との差分量に応じてパルス発振器３４に信号
を送出するようにしたフィードバック制御を実現しても
良い。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、モータを回転駆動することによってボー
ルネジに装着されたシャッタをボールネジに沿って移動
させて開口部の開閉を行うため、シリンダにおけるシー
ル部の摩耗やシール部のグリスの変化等のような動作時
間を変動させる原因が極めて少なく、何度動作させても
動作時間が一定となり、動作時間の再現性が非常に高い
ものとなる。また、モータによる駆動であるため、周辺
気圧の影響を受けない。従って、基板に対して常に一定
の熱履歴とすることが可能となる。

【００３８】請求項２に記載の発明によれば、シャッタ
の移動可能範囲の両端に設けられてシャッタの位置を検
知するセンサを備えるため、シャッタが移動可能範囲の
端に達したことを検出することができ、装置を故障させ
ることがない。

【００３９】請求項３に記載の発明によれば、入力手段
により設定された移動時間が予め設定された許容時間の
範囲内である場合はモータを駆動してボールネジを回転
させ、入力手段により設定された移動時間が予め設定さ
れた許容時間の範囲外である場合はモータの停止状態を
維持するようにしているので、入力手段から不適切な移
動時間が設定されたとき、動作不良や異常動作を招くこ
とがない。

【００４０】請求項４に記載の発明によれば、入力手段
により設定された移動距離が予め設定された許容距離の
範囲内である場合はモータを駆動してボールネジを回転
させ、入力手段により設定された移動距離が予め設定さ
れた許容距離の範囲外である場合はモータの停止状態を
維持するようにしているので、入力手段から不適切な移
動距離が設定されたとき、動作不良や異常動作を招くこ
とがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態である熱処理装置におけ
るシャッタ駆動装置を示す正面図である。

【図２】この発明の実施の形態である熱処理装置におけ
るシャッタ駆動装置を示す正面図である。

【図３】この発明の実施の形態である熱処理装置におけ
るシャッタ駆動装置の制御機構を示すブロック図であ
る。

【図４】ホットプレートオーブンを示す斜視図である。

【図５】従来の熱処理装置におけるシリンダ方式による
シャッタ駆動装置を示す正面図である。

【符号の説明】

１０シャッタ１５ボールネジ１６ナット部１７リニアガイド１８ガイド部２０ホットプレートオーブン２１開口部３１モータ３２ロータリエンコーダＬＳ１，ＬＳ２リミットセンサＷ基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に対して熱処理を施す熱処理装置で
あって、 (a) 基板を搬入および搬出するための開口部を有する熱
処理室と、 (b) 前記開口部に対して開閉するように移動可能なシャ
ッタと、 (c) 前記シャッタを移動可能に装着したボールネジと、 (d) 前記ボールネジに沿って前記シャッタを移動させて
前記開口部の開閉を行うように前記ボールネジを回転さ
せるモータと、 (e) 前記モータを制御する制御手段と、を備えることを
特徴とする熱処理装置。
【請求項２】請求項１に記載の装置において、さら
に、 (f) 前記シャッタの移動可能範囲の両端に設けられ、前
記シャッタの位置を検知するセンサを備えることを特徴
とする熱処理装置。
【請求項３】請求項１または２に記載の装置におい
て、さらに、 (g) 前記シャッタの移動動作に要する移動時間を設定す
る入力手段を備え、前記制御手段は、前記入力手段により設定された移動時
間が予め設定された許容時間の範囲内である場合は前記
モータを駆動して前記ボールネジを回転させ、前記入力
手段により設定された移動時間が予め設定された許容時
間の範囲外である場合は前記モータの停止状態を維持す
ることを特徴とする熱処理装置。
【請求項４】請求項１または２に記載の装置におい
て、さらに、 (h) 前記シャッタの移動動作に要する移動距離を設定す
る入力手段を備え、前記制御手段は、前記入力手段により設定された移動距
離が予め設定された許容距離の範囲内である場合は前記
モータを回転させ、前記入力手段により設定された移動
距離が予め設定された許容距離の範囲外である場合は前
記モータの停止状態を維持することを特徴とする熱処理
装置。