JPH11274151A - 基板加熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】カバー内の排気量を強めなくても、カバー内壁
への溶剤成分の結露を有効に防止することができる基板
加熱処理装置を提供する。 【解決手段】 基板Ｗを載置する加熱プレート１０に筒
状体２０を取り付ける。この筒状体２０に鍔部２１を形
成する。基板Ｗの加熱処理時には、カバー３０の下端の
金属露出面３０ａを鍔部２１に接触させる。これにより
カバー３０が昇温するので、基板Ｗから蒸発した溶剤成
分がカバー３０の内壁で冷却されて結露するということ
がない。また、カバー３０の金属露出面３０ａと鍔部２
１とが接触することにより、仮にパーティクルが発生し
ても、加熱プレート１０の基板載置面１０ａは筒状体２
０で囲われているので、パーティクルが基板載置面１０
ａ側に侵入して基板Ｗを汚染することもない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板、液晶
表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光
ディスク用の基板などの各種の基板にポリイミド樹脂液
やフォトレジスト液などを塗布した後に、その基板を加
熱して溶剤成分を蒸発させるための基板加熱処理装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の基板加熱処理装置を図５
を参照して説明する。この基板加熱処理装置は、半導体
基板などの基板Ｗを載置する加熱プレート１と、加熱プ
レート１上の基板Ｗを覆う昇降可能なカバー２とを備え
ている。カバー２を開放した状態で、ポリイミド樹脂な
どが塗布された基板Ｗが加熱プレート１上に配置され、
続いて、カバー２が下降してカバー２内に処理空間Ｓが
形成される。加熱プレート１で基板Ｗが加熱されると、
基板Ｗから溶剤成分が蒸発する。具体的には基板Ｗにポ
リイミド樹脂液が塗布されている場合、ポリイミド樹脂
の溶剤であるＮＭＰ（Ｎメチル２ピロリドン）が蒸発す
る。この溶剤成分はカバー２の上部に連通接続された排
気管４を介して強制排気される。カバー２の下端にはフ
ッ素樹脂などで形成されたリング状の部材５が嵌め付け
られており、金属製のカバー２が加熱プレート１に直接
に接触することによるパーティルの発生を防止してい
る。

【０００３】しかし、この基板加熱処理装置によると、
カバー２が樹脂製の部材５によって加熱プレート１から
熱的に分離されているので、カバー２が比較的に低温で
あり、基板Ｗから蒸発した溶剤成分がカバー２の内壁に
接触して冷却される。その結果、カバー２の内壁に溶剤
成分が結露し、この結露した溶剤成分が基板Ｗ上に落下
して基板Ｗを汚染することがある。

【０００４】そこで、本出願人は、溶剤成分が結露して
カバー２の内壁に付着するのを防止するようにした基板
加熱処理装置を先に提案している（実開平６−４５３３
５号公報参照）。以下、図６を参照して説明する。この
基板加熱処理装置は、短筒状の第１のカバー部材６と、
この第１のカバー部材６にネジ部材７を介して取付けら
れた第２のカバー部材８とからなるカバー９を備えてい
る。第１のカバー部材６と第２のカバー部材８との間に
は環状流路１０が形成されている。基板Ｗの熱処理時に
環状流路１０から外気をカバー９内に取り込み、この外
気をカバー９の内壁に沿って強制排気している。このよ
うな排気構造によれば、基板Ｗから蒸発した溶剤成分は
カバー９の内壁に接触することなく、カバー９内に取り
込んだ外気とともに排気されるので、溶剤成分が結露し
てカバー９の内壁に付着するのを防止することができ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように実開平
６−４５３３５号公報に開示された基板加熱処理装置
は、蒸発した溶剤成分がカバー９の内壁に結露するのを
有効に防止することができるが、排気管９に連通接続さ
れる図示しない排気手段の排気能力が充分であることが
必要とされる。しかし、排気手段の排気能力を確保する
ことが困難な場合もある。以下に具体的に説明する。

【０００６】最近の半導体デバイスの微細化に伴い、保
護膜として用いられるポリイミド樹脂膜は厚くなる傾向
にある。基板上にポリイミド樹脂を厚く塗布すると、基
板加熱処理装置のカバー内での溶剤成分の蒸発量が増え
るので、この溶剤成分の結露を防止するためにカバー内
の排気量を増やす必要がある。しかし、この種の基板加
熱処理装置が設置される半導体製造工場に備えられてい
る排気ラインは、有機溶剤を使用する他の装置にも共通
使用されている関係で、排気能力を高くすることができ
ない場合もある。このような場合、実開平６−４５３３
５号公報に開示された基板加熱処理装置によっても、溶
剤成分の結露を有効に防止することができなくなる。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、カバー内の排気量を強めなくても、カ
バー内壁への溶剤成分の結露を有効に防止することがで
きる基板加熱処理装置を提供することを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、請求項１に記載の発明は、加熱処理される基板を載
置する加熱プレートと、下端が開口し、上方が閉塞した
形状を呈し、前記加熱プレートに載置された基板を覆っ
て、その内部に処理空間を形成するとともに、前記処理
空間に連通する排気孔を備えたカバーと、基板の加熱処
理時に前記カバーの下端の金属露出面と接触してカバー
を支持するとともに、前記加熱プレートに熱的に結合し
ているカバー受け部と、前記加熱プレートの基板載置面
と前記カバー受け部とを隔てる隔壁部とを備えたことを
特徴とする。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の基板加熱処理装置において、前記隔壁部が、加熱プレ
ートの基板載置面を囲うように加熱プレートに取付けら
れた金属製の筒状体であり、前記カバー受け部が、前記
筒状体の外周面に取付けられた金属製の鍔部である。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の基板加熱処理装置において、前記隔壁部は、加熱プレ
ートの基板載置面を囲うように加熱プレートに取付けら
れた筒状体であり、前記カバー受け部は、前記筒状体の
外側に位置する、前記加熱プレートの上面部位である。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の基板加熱処理装置において、前記加熱プレートは、基
板載置面を囲うように形成された、基板載置面よりも低
くなっている段差部を備え、前記カバー受け部は、前記
段差部の平坦面であり、前記隔壁部は、前記段差部の立
ち上がり壁面である。

【００１２】請求項５に記載の発明は、請求項２に記載
の基板加熱処理装置において、前記筒状体には、前記鍔
部が取付けられた位置よりも低い位置に、前記処理空間
に外気を取り入れるための孔が形成されている。

【００１３】請求項６に記載の発明は、請求項３または
４に記載の基板加熱処理装置において、前記カバーに
は、前記処理空間内に外気を取り入れるための孔が形成
されている。

【００１４】

【作用】請求項１に記載の発明の作用は次のとおりであ
る。基板の加熱処理時に、加熱プレートに熱的に結合し
ているカバー受け部にカバーの下端の金属露出面が接触
する。その結果、加熱プレートからカバーへ熱が伝導し
てカバーの温度が上昇する。したがって、加熱プレート
に載置された基板から溶剤成分が蒸発しても、この溶剤
成分はカバーの内壁で冷却されないので、カバーに結露
することがなく、カバーの排気孔を介して排出される。
また、カバー受け部にカバーの下端の金属露出面が接触
することにより、仮にパーティクルが発生しても、加熱
プレートの基板載置面とカバー受け部とは隔壁部によっ
て隔てられているので、パーティクルが加熱プレートの
基板載置面側に侵入して基板を汚染することもない。

【００１５】請求項２に記載の発明によれば、加熱プレ
ートの熱が筒状体および鍔部を介してカバーに伝達され
て、カバーの温度が上昇するので、基板から蒸発した溶
剤成分がカバーの内壁に結露することがない。また、カ
バーの下端の金属露出面と鍔部とが接触して、仮にパー
ティクルが発生しても、加熱プレートの基板載置面が筒
状体で囲われているので、パーティクルが加熱プレート
の基板載置面側に侵入して基板を汚染することもない。

【００１６】請求項３に記載の発明によれば、加熱プレ
ートの熱がカバーに直接に伝達されて、カバーの温度が
上昇するので、基板から蒸発した溶剤成分がカバーの内
壁に結露することがない。また、カバーの下端の金属露
出面と加熱プレートの上面部位とが接触して、仮にパー
ティクルが発生しても、加熱プレートの基板載置面が筒
状体で囲われているので、パーティクルが加熱プレート
の基板載置面側に侵入して基板を汚染することもない。

【００１７】請求項４に記載の発明によれば、カバーの
下端が加熱プレートの段差部の平坦面と接触することに
より、カバーの温度が上昇するので、基板から蒸発した
溶剤成分がカバーの内壁に結露することがない。また、
カバーの下端の金属露出面と加熱プレートの段差部の平
面面とが接触して、仮にパーティクルが発生しても、加
熱プレートの基板載置面と加熱プレートの段差部の平坦
面とは、その段差部の立ち上がり壁面で隔たっているの
で、パーティクルが加熱プレートの基板載置面側に侵入
して基板を汚染することもない。

【００１８】請求項５に記載の発明によれば、基板から
蒸発した溶剤成分は、筒状体に形成された孔から処理空
間内に取り入れられた外気の気流に乗ってカバーの排気
孔から排出される。

【００１９】請求項６に記載の発明によれば、基板から
蒸発した溶剤成分は、カバーに形成された孔から処理空
間内に取り入れられた外気の気流に乗ってカバーの排気
孔から排出される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明する。 ＜第１実施例＞図１は、本発明に係る基板加熱処理装置
の第１実施例の概略構成を示した断面図である。

【００２１】この基板加熱処理装置は、加熱処理される
基板Ｗを載置する加熱プレート１０を備えている。加熱
処理される基板Ｗは、例えばポリイミド樹脂液が塗布さ
れた半導体ウエハである。この加熱プレート１０の上面
の中央領域が基板載置面１０ａになっている。加熱プレ
ート１０の上面には基板載置面１０ａを囲うように短い
筒状体２０がネジ止め固定されて、加熱プレート１０と
熱的に結合している。筒状体２０はステンレス鋼などの
金属で形成されている。なお、筒状体２０を加熱プレー
ト１０に熱的に結合するための取付け手法は、ネジ止め
固定に限らず、加熱プレート１０に環状の溝を形成し、
この溝に筒状体２０を圧入してもよいし、あるいは筒状
体２０を加熱プレート１０に溶接接続してよい。

【００２２】筒状体２０の外周面の略中程の高さのとこ
ろに鍔部２１が取付けられている。この鍔部２１も筒状
体２０と同様に、ステンレス鋼などの金属で形成されて
いる。また筒状体２０には、鍔部２１が取付けられた位
置よりも低い位置に外気を取り入れための孔２２が形成
されている。なお、後述する説明から明らかになるよう
に、上記の筒状体２０は本発明における隔壁部に、鍔部
２１はカバー受け部に相当する。

【００２３】さらに、基板加熱処理装置は、下端が開口
し、上方が閉塞した釣鐘形状のカバー３０を備えてい
る。カバー３０はステンレス鋼などの金属で形成されて
いる。基板Ｗの加熱処理時には、カバー３０の下端の金
属露出面３０ａが鍔部２１に接触し、カバー３０の内部
に処理空間Ｓが形成される。カバー３０の上端部に排気
孔３１が形成され、この排気孔３１に排気管３２が連通
接続されている。排気管３２は図示しない排気手段に接
続されている。

【００２４】加熱プレート１０には基板載置面１０ａか
ら出没する昇降自在の複数本の基板支持ピン４０が設け
られている。この基板支持ピン４０は、取付けアーム４
１を介してエアーシリンダ４２のロッドに連結されてい
る。また、カバー３０も支持アーム４３を介してエアー
シリンダ４２のロッドに連結されている。エアーシリン
ダ４２のロッドが伸縮すると、これに同期して基板支持
ピン４０およびカバー３０が昇降するようになってい
る。

【００２５】次に、上述した構成を備えた第１実施例装
置の動作を説明する。基板Ｗの搬入のために、エアーシ
リンダ４２のロッドが伸びると、図２に示すように、カ
バー３０が上昇するとともに、基板支持ピン４０が基板
載置面１０ａから突出する。図示しない基板搬送ロボッ
トが基板Ｗを搬送してきて、基板支持ピン４０の上に基
板Ｗを受け渡す。続いて、エアーシリンダ４２のロッド
が収縮して、基板支持ピン４０が下降することにより、
基板Ｗが基板載置面１０ａの上に載置される。基板支持
ピン４０の下降と同時に、カバー３０が下降し、カバー
３０の下端の金属露出面３０ａが筒状体２０の鍔部２１
に接触することにより、カバー３０が支持される（図１
の状態）。

【００２６】基板載置１０ａに載置された基板Ｗは、加
熱プレート１０で加熱処理される。基板Ｗに例えばポリ
イミンド樹脂が塗布されている場合、その溶剤成分（Ｎ
メチル２ピロリドン）が蒸発する。処理空間Ｓに放出さ
れた溶剤成分は、筒状体２０の孔２２から処理空間Ｓ内
に取り込まれた外気とともに、排気孔３１を介して排出
される。このとき、筒状体２０は加熱プレート１０に熱
的に結合しているので、筒状体２０の鍔部２１は加熱プ
レート１０とほぼ同じ温度になっている。この鍔部２１
がカバー３０の下端の金属露出面３０ａと接触している
ので、カバー３０の温度も高くなっている。したがっ
て、基板Ｗから蒸発した溶剤成分がカバー３０の内壁に
接触しても冷却されないので、溶剤成分がカバー３０の
内壁に結露することがなく、円滑に排気される。ちなみ
に、カバー３０の温度が６０〜７０°Ｃ以上であれば、
溶剤成分がカバー３０の内壁に結露することがない。ま
た、カバー３０の下端の金属露出面３０ａが鍔部２１に
直接に接触することにより、仮にパーティクルが発生し
ても、基板載置面１０ａと鍔部２１との間に筒状体２０
が介在して両者が隔たっているので、パーティクルが基
板載置面１０ａ側に侵入して基板Ｗを汚染することもな
い。

【００２７】基板Ｗの加熱処理が終わると、エアーシリ
ンダ４２のロッドが伸びて、基板支持ピン４０が上昇し
て基板Ｗが持ち上げられるとともに、カバー３０が上昇
する。続いて、図示しない基板搬送ロボットが処理済み
の基板Ｗを搬出した後、新たな基板Ｗを搬入する。以
後、同様の加熱処理が繰り返し行われる。

【００２８】＜第２実施例＞図３は、本発明に係る基板
加熱処理装置の第２実施例の概略構成を示した断面図で
ある。図３において、図１中の各符号と同一の符号で示
した構成部分は、第１実施例と同様であるので、ここで
の説明は省略する。

【００２９】第２実施例に係る基板加熱処理装置の特徴
は次のとおりである。加熱プレート１０の基板載置面１
０ａを囲うように、隔壁部としての筒状体２３が加熱プ
レート１０上に設けられている。そして、この筒状体２
３の外側に位置する、加熱プレート１０の上面部位１０
ｂが、カバー３３の下端の金属露出面３０ａと接触して
カバー３３を支持するカバー受け部として用いられてい
る。また、カバー３３には、外気を処理空間Ｓ内に取り
込むための孔３４が設けられている。

【００３０】本実施例によれば、カバー３３の下端の金
属露出面３０ａが加熱プレート１０の上面部位１０ｂに
直接に接触しているので、カバー３３の温度が一層効果
的に上昇する。したがって、加熱処理によって基板Ｗか
ら溶剤成分が蒸発しても、カバー３３の内壁に結露する
ことがない。蒸発した溶剤成分は、カバー３３の孔３４
から取り込まれた外気とともに、排気孔３１から排出さ
れる。基板載置面１０ａは筒状体２３で囲われているの
で、カバー３３の下端の金属露出面３０ａが加熱プレー
ト１０の上面部位１０ｂに接触して仮にパーティクルが
発生しても、基板載置面１０ａ側に侵入して基板Ｗを汚
染することもない。

【００３１】＜第３実施例＞図４は、本発明に係る基板
加熱処理装置の第３実施例の概略構成を示した断面図で
ある。図４において、図１中の各符号と同一の符号で示
した構成部分は、第１実施例と同様であるので、ここで
の説明は省略する。

【００３２】第３実施例に係る基板加熱処理装置の特徴
は次のとおりである。加熱プレート１０に、基板載置面
１０ａを囲うように、基板載置面１０ａよりも低くなっ
ている段差部１１がリング状に形成されている。この段
差部１１の平坦面１１ａが、カバー３５の下端の金属露
出面３０ａと接触してカバー３５を支持するカバー受け
部を構成している。また、段差部１１の立ち上がり壁面
１１ｂが、基板載置面１０ａとカバー受け部とを隔てる
隔壁部としての機能をもっている。また、カバー３５に
は、外気を処理空間Ｓ内に取り込むための孔３６が設け
られている。

【００３３】本実施例によれば、カバー３５の下端の金
属露出面３０ａが加熱プレート１０の段差部１１の平坦
面１１ａに接触しているので、カバー３５の温度が上昇
する。したがって、加熱処理によって基板Ｗから溶剤成
分が蒸発しても、カバー３５の内壁に結露することがな
い。蒸発した溶剤成分は、カバー３５の孔３６から取り
込まれた外気とともに、排気孔３１から排出される。基
板載置面１０ａは段差部１１の立ち上がり壁面１１ｂで
囲われているので、カバー３５の下端の金属露出面３０
ａが加熱プレート１０の段差部１１の平坦面１１ａに接
触して仮にパーティクルが発生しても、基板載置面１０
ａ側に侵入して基板Ｗを汚染することもない。

【００３４】なお、上述した各実施例において、カバー
３０，３３，３５や排気管３２の外周面に面状ヒータな
どを取り付けて、カバー３０，３３，３５や排気管３２
を加熱するようにすれば、基板Ｗから蒸発した溶剤成分
の結露防止の効果を一層高めることができる。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば次の効果を奏する。請求項１に記載の発明によ
れば、基板の加熱処理時にカバーの温度が上昇するの
で、基板から蒸発した溶剤成分がカバー内壁で結露する
ことがない。したがって、カバー内での溶剤成分の結露
防止のために、カバー内の排気量を強める必要がない。
また、加熱プレートの基板載置面とカバー受け部とは隔
壁部で隔たっているので、カバーの下端とカバー受け部
とが接触して仮にパーティクルが発生しても、このパー
ティクルが加熱プレート上の基板を汚染することもな
い。

【００３６】同様に請求項２〜請求項４の各発明によれ
ば、基板の加熱処理時にカバーが昇温するので、カバー
内壁に溶剤成分が結露することがない。また、請求項２
および請求項３に記載の発明によれば、加熱プレートの
基板載置面が筒状体で囲われており、また、請求項４に
記載の発明によれば、加熱プレートの基板載置面が段差
部の立ち上がり壁面で囲われているので、加熱プレート
の基板載置面側へ外部からパーティクルが侵入して基板
を汚染するということもない。

【００３７】さらに、請求項５に記載の発明によれば、
筒状体に形成された孔を介して、また、請求項６に記載
の発明によれば、カバーに形成された孔を介して、それ
ぞれ処理空間に外気が取り入れられるので、基板から蒸
発した溶剤成分を外気の気流に乗せてカバーの排気孔か
ら円滑に排出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る基板加熱処理装置の第１実施例の
概略構成を示した断面図である。

【図２】第１実施例装置の基板搬入・搬出時の状態を示
す断面図である。

【図３】第２実施例の概略構成を示した断面図である。

【図４】第３実施例の概略構成を示した断面図である。

【図５】従来装置の概略構成を示した断面図である。

【図６】従来装置の概略構成を示した断面図である。

【符号の説明】

１０…加熱プレート １０ａ…基板載置面 １０ｂ…上面部位（カバー受け部） １１…段差部 １１ａ…段差部の平坦面（カバー受け部） １１ｂ…段差部の立ち上がり壁面（隔壁部） ２０，２３…筒状態（隔壁部） ２１…鍔部（カバー受け部） ２２…外気取り入れ用の孔 ３０，３３，３５…カバー ３０ａ…金属露出面 ３１…排気孔 ３４，３６…外気取り入れ用の孔 Ｗ…基板 Ｓ…処理空間

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱処理される基板を載置する加熱プレ
   ートと、 下端が開口し、上方が閉塞した形状を呈し、前記加熱プ
   レートに載置された基板を覆って、その内部に処理空間
   を形成するとともに、前記処理空間に連通する排気孔を
   備えたカバーと、 基板の加熱処理時に前記カバーの下端の金属露出面と接
   触してカバーを支持するとともに、前記加熱プレートに
   熱的に結合しているカバー受け部と、 前記加熱プレートの基板載置面と前記カバー受け部とを
   隔てる隔壁部と を備えたことを特徴とする基板加熱処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の基板加熱処理装置にお
   いて、 前記隔壁部は、加熱プレートの基板載置面を囲うように
   加熱プレートに取付けられた金属製の筒状体であり、 前記カバー受け部は、前記筒状体の外周面に取付けられ
   た金属製の鍔部である基板加熱処理装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の基板加熱処理装置にお
   いて、 前記隔壁部は、加熱プレートの基板載置面を囲うように
   加熱プレートに取付けられた筒状体であり、 前記カバー受け部は、前記筒状体の外側に位置する、前
   記加熱プレートの上面部位である基板加熱処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の基板加熱処理装置にお
   いて、 前記加熱プレートは、基板載置面を囲うように形成され
   た、基板載置面よりも低くなっている段差部を備え、 前記カバー受け部は、前記段差部の平坦面であり、 前記隔壁部は、前記段差部の立ち上がり壁面である基板
   加熱処理装置。
5. 【請求項５】 請求項２に記載の基板加熱処理装置にお
   いて、 前記筒状体には、前記鍔部が取付けられた位置よりも低
   い位置に、前記処理空間に外気を取り入れるための孔が
   形成されている基板加熱処理装置。
6. 【請求項６】 請求項３または４に記載の基板加熱処理
   装置において、 前記カバーには、前記処理空間内に外気を取り入れるた
   めの孔が形成されている基板加熱処理装置。