JP4049504B2 - Heat treatment device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえばレジスト膜が表面に形成された液晶表示装置(LCD)基板や半導体基板の熱処理に用いられる加熱処理装置に関する。
【0002】
液晶ディスプレイ(LCD)の製造における、たとえば、電極パターンの形成等の工程においては、ガラス製の矩形のLCD基板にフォトレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、各種パターンに対応してレジスト膜を露光し、これを現像処理するという、いわゆるフォトリソグラフィ技術により所定のパターンが形成される。
【0003】
フォトリソグラフィ技術を用いたこれら一連の処理工程においては、レジスト塗布後にレジスト膜と基板との密着性を向上させるための加熱処理(プリベーク)や、現像後の加熱処理(ポストベーク)等の加熱処理が行われている。このような加熱処理を行う装置としては、通常、ヒータによって加熱される加熱プレート(ホットプレート)を備えてなるホットプレートユニットが用いられる。
【0004】
ホットプレートユニットを用いた基板等の加熱処理においては、一般的に、図10に示すように、まず機械搬送された基板61が加熱プレート62から突出するように設けられた昇降ピン63上に載置される。次に、基板61が加熱プレート62の載置面に設けられたプロキシミティピン64上に支持されるように、昇降ピン63を降下させる。基板61には、こうして加熱プレート62上に載置された状態で、所定時間、所定温度の熱処理が施される。終了後には、再び昇降ピン63を上昇させることにより基板61は持ち上げられ、次工程へと搬送される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、基板をプロキシミティピン上に配設する1つの大きな理由は、基板を加熱プレートの載置面に直接に接するように載置(以下、「直接載置」と記す。)した場合には、加熱処理が終了した後に基板を持ち上げる際に、基板と加熱プレートとの間に発生している静電気によって基板が損傷を受けることを回避するというものである。
【0006】
しかしながら、通常は平面を定めるように3本ほど設けられているプロキシミティピン上に基板を載置した場合には、基板の自重によって基板に反りが生ずる問題があり、この反りは、基板が大型化するにつれて顕著となり易く、歩留まりの低下を引き起こす等の極めて大きな問題となる。
【0007】
また、プロキシミティピン上に基板を載置した場合の基板の温度均一性は、加熱プレートに直接載置した場合よりも劣るものであり、今後、基板の大型化や基板に形成されるパターンの細密化が進行した場合には、基板により均一な温度分布を実現する必要が生ずるものと考えられる。
【0008】
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、現状のみならず、将来的な基板の大型化や基板に形成するパターンの細密化に対応できるように、また、基板の静電気による破損を回避して生産歩留まりを低下させることなく、基板の加熱プレートへの直接載置を実現することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明によれば、基板を載置面に載置して前記基板を加熱処理する加熱プレートと、静電気を除去する性質を有する蒸気を前記基板と前記加熱プレートとの接触面間に供給するための機構とを備え、前記加熱プレートが、ヒータが埋設された下段部と、前記蒸気または前記蒸気を発生させる溶媒が供給される流路が形成された中段部と、前記基板と直接に接する上段部とから構成され、前記流路に連通して形成された流出孔から、前記上段部において前記流出孔に連通して形成された吐出孔を経て、前記蒸気が吐出され、前記中段部が保水体からなり、前記保水体に前記蒸気を発生させる溶媒を浸透させて蒸発させることにより、前記上段部から前記蒸気を吐出させることを特徴とする加熱処理装置、が提供される。
上記構成により、加熱プレートに直接載置された基板を持ち上げる際には、吐出される蒸気によって、基板と加熱プレートとの間の静電気が除去されるため、基板の破損が回避されるとともに、基板は加熱プレートに直接載置されて熱処理されることから、自重による反りの発生が防止され、また、基板温度の均一性をより高めた処理が可能となる。
さらに、上記加熱処理装置では、加熱プレートが、ヒータが埋設された下段部と、蒸気または蒸気を発生させる溶媒(以下、「溶媒」という。)が供給される流路が形成された中段部と、基板と直接に接する上段部から構成され、流路に連通して形成された流出孔から、上段部において流出孔(中段部に形成されたもの)に連通して形成された吐出孔を経て、蒸気を吐出させる構造のものが挙げられる。なお、下段部、中段部、上段部は、その構成上の要件を示すものであり、実体において必ずしも明確に区別されるものではなくともよい。つまり、各部は一体的に形成されていても構わない。
さらに、中段部を保水体で形成し、この保水体に溶媒を浸透させて、下段部から供給される熱によって溶媒を蒸発させることにより、上段部から蒸気を吐出させることも可能である。中段部を保水体から形成した場合には、保水体の有する気孔を利用して、毛細管現象によって溶媒を保水体へ浸透供給する方法を用いることが可能となる。この場合には、流路の形成を必要としない点で、部材の製造上有利であり、また中段部から上段部への溶媒または蒸気の供給を均一に行うことが可能となる。保水体としては、多孔質セラミックスもしくは多孔質金属が好適に用いられる。
【0011】
このような加熱処理装置においては、上段部に形成された吐出孔および/または流路に連通するように形成された流出孔を所定のタイミングで開閉する弁機構を設けることも好ましい。つまり、静電気の除去を行うことが必要なとき、すなわち基板を加熱プレートから離すときだけに、蒸気を吐出させることができるように、構成することも好ましい。こうして、加熱処理雰囲気を不要に多湿とすることなく、また、使用する蒸気または溶媒の量も低減することができ、ヒータの電力消費を低減することにも寄与する。
【0012】
また、上段部を多孔質金属もしくは多孔質セラミックスから構成すると、多孔質金属もしくは多孔質セラミックスの気孔が吐出孔を兼ねることから、吐出孔を設けた場合よりも表面からの均一な蒸気の吐出が可能となり、また、別途、吐出孔を設けなくともよいことから、加工コストの低減もまた図られる。
【0015】
静電気を除去する機能を有する蒸気としては、たとえば、水蒸気、またはエタノールと水の混合蒸気が挙げられる。この他、蒸気源となる溶媒として、電気伝導性を有し、かつ沸点が低いものを用いると、蒸気の発生に要するエネルギを抑えることが可能となり、好ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の加熱処理装置が好適に適用されるLCD基板(以下、「基板」と記す。)のレジスト塗布・現像処理システム(以下、「処理システム」と記す。)を示す平面図であり、まず、この処理システムについて概説することとする。
【0018】
この処理システムは、複数の基板Gを収容するカセットCを載置するカセットステーション1と、基板Gにレジスト塗布および現像を含む一連の処理を施すための複数の処理ユニットを備えた処理部2と、露光装置(図示せず。)との間で基板Gの受け渡しを行うためのインターフェイス部3とを備えており、処理部2の両端にそれぞれカセットステーション1およびインターフェイス部3が配置されている。
【0019】
カセットステーション1は、カセットCと処理部2との間で基板Gの搬送を行うための搬送機構10を備えている。そして、カセットステーション1においてカセットCの搬入出が行われる。また、搬送機構10はカセットの配列方向に沿って設けられた搬送路10a上を移動可能な搬送アーム11を備え、この搬送アーム11によりカセットCと処理部2との間で基板Gの搬送が行われる。
【0020】
処理部2は、前段部2aと中段部2bと後段部2cとに分かれており、それぞれ中央に搬送路12・13・14を有し、これら搬送路の両側に各処理ユニットが配設されている。そして、これらの間には中継部15・16が設けられている。
【0021】
前段部2aは、搬送路12に沿って移動可能な主搬送装置17を備えており、搬送路12の一方側には、2つの洗浄ユニット(SCR)21a・21bが配置されており、搬送路12の他方側には紫外線照射ユニット(UV)と冷却ユニット(COL)とが2段に重ねられた処理ブロック25、加熱処理ユニット(HP)が2段に重ねられてなる処理ブロック26および冷却ユニット(COL)が2段に重ねられてなる処理ブロック27が配置されている。
【0022】
また、中段部2bは、搬送路13に沿って移動可能な主搬送装置18を備えており、搬送路13の一方側には、レジスト塗布処理ユニット(CT)22および基板Gの周縁部のレジストを除去する周縁レジスト除去ユニット(ER)23が一体的に設けられており、搬送路13の他方側には、加熱処理ユニット(HP)が2段に重ねられてなる処理ブロック28、加熱処理ユニット(HP)と冷却処理ユニット(COL)が上下に重ねられてなる処理ブロック29、およびアドヒージョン処理ユニット(AD)と冷却ユニット(COL)とが上下に重ねられてなる処理ブロック30が配置されている。
【0023】
さらに、後段部2cは、搬送路14に沿って移動可能な主搬送装置19を備えており、搬送路14の一方側には、3つの現像処理ユニット(DEV)24a・24b・24cが配置されており、搬送路14の他方側には加熱処理ユニット(HP)が2段に重ねられてなる処理ブロック31、およびともに加熱処理ユニット(HP)と冷却処理ユニット(COL)が上下に重ねられてなる処理ブロック32・33が配置されている。
【0024】
なお、処理部2は、搬送路を挟んで一方の側に洗浄処理ユニット21a、レジスト処理ユニット22、現像処理ユニット24aのようなスピナー系ユニットのみを配置しており、他方の側に加熱処理ユニットや冷却処理ユニット等の熱系処理ユニットのみを配置する構造となっている。
【0025】
また、中継部15・16のスピナー系ユニット配置側の部分には、薬液供給ユニット34が配置されており、さらに主搬送装置のメンテナンスを行うためのスペース35が設けられている。
【0026】
主搬送装置17・18・19は、それぞれ水平面内の2方向のX軸駆動機構、Y軸駆動機構、および垂直方向のZ軸駆動機構を備えており、さらにZ軸を中心に回転する回転駆動機構を備えており、それぞれ基板Gを支持するアーム(図示せず。)を有している。
【0027】
主搬送装置17は、搬送機構10のアーム11との間で基板Gの受け渡しを行うとともに、前段部2aの各処理ユニットに対する基板Gの搬入・搬出、さらには中継部15との間で基板Gの受け渡しを行う機能を有している。また、主搬送装置18は中継部15との間で基板Gの受け渡しを行うとともに、中段部2bの各処理ユニットに対する基板Gの搬入・搬出、さらには中継部16との間の基板Gの受け渡しを行う機能を有している。さらに、主搬送装置19は中継部16との間で基板Gの受け渡しを行うとともに、後段部2cの各処理ユニットに対する基板Gの搬入・搬出、さらにはインターフェイス部3との間の基板Gの受け渡しを行う機能を有している。なお、中継部15・16は冷却プレートとしても機能する。
【0028】
インターフェイス部3は、処理部2との間で基板を受け渡しする際に一時的に基板を保持するエクステンション36と、さらにその両側に設けられた、バッファーカセットを配置する2つのバッファステージ37と、これらと露光装置(図示せず。)との間の基板Gの搬入出を行う搬送機構38とを備えている。搬送機構38はエクステンション36およびバッファステージ37の配列方向に沿って設けられた搬送路38a上を移動可能な搬送アーム39を備え、この搬送アーム39により処理部2と露光装置との間で基板Gの搬送が行われる。
【0029】
このように各処理ユニットを集約して一体化することにより、省スペース化および処理の効率化を図ることができる。
【0030】
このように構成された処理システムにおいては、カセットC内の基板Gが、処理部2に搬送され、処理部2では、まず、前段部2aの処理ブロック25の紫外線照射ユニット(UV)で表面改質・洗浄処理が行われ、冷却処理ユニット(COL)で冷却された後、洗浄ユニット(SCR)21a・21bでスクラバー洗浄が施され、処理ブロック26のいずれかの加熱処理ユニット(HP)で加熱乾燥された後、処理ブロック27のいずれかの冷却ユニット(COL)で冷却される。
【0031】
その後、基板Gは中段部2bに搬送され、レジストの定着性を高めるために、処理ブロック30の上段のアドヒージョン処理ユニット(AD)にて疎水化処理(HMDS処理)され、下段の冷却処理ユニット(COL)で冷却後、レジスト塗布処理ユニット(CT)22でレジストが塗布され、周縁レジスト除去ユニット(ER)23で基板Gの周縁の余分なレジストが除去される。その後、基板Gは、中段部2bの中の加熱処理ユニット(HP)の1つでプリベーク処理され、処理ブロック29または30の下段の冷却ユニット(COL)で冷却される。
【0032】
その後、基板Gは中継部16から主搬送装置19にてインターフェイス部3を介して露光装置に搬送されてそこで所定のパターンが露光される。そして、基板Gは再びインターフェイス部3を介して搬入され、必要に応じて後段部2cの処理ブロック31・32・33のいずれかの加熱処理ユニット(HP)でポストエクスポージャーベーク処理を施した後、現像処理ユニット(DEV)24a・24b・24cのいずれかで現像処理され、所定の回路パターンが形成される。現像処理された基板Gは、後段部2cのいずれかの加熱処理ユニット(HP)にてポストベーク処理が施された後、いずれかの冷却ユニット(COL)にて冷却され、主搬送装置19・18・17および搬送機構10によってカセットステーション1上の所定のカセットに収容される。
【0033】
次に、上述した処理システムに適用される本発明の加熱処理装置(前述の加熱処理ユニット(HP)と同義であり、以下、「HPユニット」と記す。)の実施の形態について、図面を参照しながら詳述する。図2は本発明のHPユニットの一実施形態を示す断面図であるが、ここで図2はHPユニットの概略構成を示すものであって、HPユニットを構成する種々の部材については、適宜、構成や形状等の変更が可能であることはいうまでもない。
【0034】
HPユニット52には、主搬送装置17・18・19の搬送アームにより搬入された基板Gを加熱処理する処理室40が形成されており、処理室40には、基板Gを加熱する発熱体(図示せず。)を内蔵した加熱プレート42が備えられている。そして、加熱プレート42の外周側には、加熱プレート42の周辺部を包囲するシャッタ43が備えられている。
【0035】
シャッタ43は、昇降シリンダ44の作動により上下動自在であり、シャッタ43が上昇した際には、シャッタ43と上部中央に排気口45を有するカバー46から垂下したストッパ47とが接触して、処理室40内が気密に維持されるように構成されている。また、ストッパ47には、給気口が設けられており、この給気口から処理室40に内に流入した空気は排気口45から排気されるように構成されている。なお、この給気口から流入された空気は処理室40内の基板Gに直接に触れないために、基板Gを所定の処理温度で加熱処理することができるように構成されている。
【0036】
処理室40内には、基板Gを支持可能な昇降ピン48が備えられている。昇降ピン48は、一般的には基板Gを安定した平面で保持して昇降できるように3本ほど設けられ、また、モータ49等の駆動で上下動自在に形成されており、基板Gを2点鎖線で示す位置で支持することができる構造となっている。
【0037】
二点鎖線で示される昇降ピン48が上昇した状態から下降させると、基板Gは実線で示される位置において、加熱プレート42上に直接に載置されることとなる。この点、先に図10に示したような、プロキシミティピン上に載置される場合と異なる。
【0038】
本発明においては、基板Gを加熱プレート42に直接載置しても、基板Gと加熱プレート42の載置面の間、すなわち接触面間に、静電気を除去する性質を有する蒸気を供給する機構が備えられる。これにより、基板の静電気による破損を招くことなく、基板の加熱プレートへの直接載置と昇降が可能となる。このような蒸気の供給機構は、好適には加熱プレートに配設される。以下、この具体的な形態について説明する。
【0039】
図3は蒸気供給機構を備えた加熱プレート70の一実施形態を示す断面図である。ここで、図3(b)は図3(a)中のAA線を通り紙面に垂直な面での断面図であり、逆に、図3(b)のBB線を通り紙面に垂直な面を示す断面図が図3(a)である。加熱プレート70は、ヒータ74が埋設された下段部71と、溶媒が供給される流路75が形成された中段部72と、基板Gと直接に接する上段部73から構成されている。なお、図3の各図では、昇降ピン及び昇降ピンの配設の為に加熱プレートに形成される貫通孔は省略されているが、中段の流路を貫通しない位置において、昇降ピンを配設することができる。
【0040】
下段部71は、従来から使用されている加熱プレートと同様の構成とすることができ、アルミニウムや窒化アルミ等の熱伝導性に優れた材料に、ヒータ74を埋設して構成することができる。また、中段部72や上段部73も、熱伝導性に優れた材料、すなわち温度均一性の確保が容易である材料を用いて形成することが好ましい。従って、下段部71と同じ材料が好適に用いられる。つまり、下段部71、中段部72、上段部73は、その構成・構造により区別される概念であり、加熱プレート70において、その境界は必ずしも明確である必要はない。
【0041】
中段部72に形成された流路75は、たとえば、中段部72がアルミニウムからなる場合には、成形型にアルミニウムよりも高融点である金属パイプを配置して、溶融したアルミニウムを成形型に流し込んで固化させる方法等を用いて形成することができる。また、その他材料を問わず、板状体等の表面に溝加工を施した材料を貼り合わせる方法によって、溝そのものを流路とすることも可能である。さらに、溝形状にあったパイプをその溝に埋設する形で、材料を貼り合わせてもよい。
【0042】
中段部72には、流路75と連通する流出孔76が形成されており、流出孔76は、上段部73において形成されている吐出孔77と連通している。従って、流路75に供給された蒸気を発生させる溶媒(以下、「溶媒」と記す。)は、少なくとも中段部72で温められて、少なくとも一部は蒸気となり、流出孔76を経て吐出孔77から吐出される。ここで、溶媒が流路75を流れるときの圧力を利用して、液体の状態で所定量を流出孔76から流出させ、中段部72および上段部73の熱によって、蒸気を発生させてもよい。
【0043】
なお、供給される溶媒が中段部72における流路75の入り口側での温度を低下させることのないように、溶媒は、中段部72の入り口前で所定の温度に温められていることが好ましい。流路75から排出された溶媒は、再供給に利用することができる。
【0044】
使用される溶媒は、中段部72の温度、すなわち加熱プレート70の温度よりも沸点の低いものを用いると、自然蒸発により蒸気が発生することから好ましい。逆に、加熱プレート70の温度よりも沸点の高い溶媒を用いる場合には、蒸気が発生するように別途ヒータを設け、また、加熱プレート70全体の温度が上昇しないように適所に断熱材を配し、さらに蒸気が吐出孔77から結露することなく吐出される構造とする必要がある。
【0045】
蒸気はまた静電気を除去できる性質を有していなければならない。そこで、本発明においては、溶媒として水、つまり蒸気として水蒸気が好適に用いられるが、水にエタノールを混合させた混合溶媒を用いることもできる。
【0046】
図3に示される加熱プレート70においては複数の流出孔76および吐出孔77が形成されているが、各吐出孔77から吐出される蒸気の量は、基板Gの温度均一性が確保される限りにおいて、必ずしも同じである必要はない。その一方で、流出孔76および吐出孔77の径を、流路75の圧損を考慮して異ならしめることにより、ほぼ同等の吐出量を確保することも可能である。また、流出孔76および吐出孔77の数は1カ所ずつでも足りる。さらに、図3に示されるように、加熱プレート70においては、中段部72に形成された流路は1本のみであるが、図4の断面図(図3(b)と同様。)に示すように、多数本の流路75から構成してもよい。
【0047】
上述した加熱プレート70では、その構造上、常時蒸気を発生させていることとなるが、上段部73に形成された吐出孔77を所定のタイミングで開閉する弁機構を設け、蒸気の吐出量を制御すること好ましい。たとえば、図5の断面図に示す加熱プレート80のように、上段部73にスライド機構78を設けて、通常の状態では吐出孔77を閉塞した状態としておき、基板Gを取り外す際に吐出孔77を連通させて、蒸気を基板Gと上段部73との接触面へ吐出させることも好ましい。この場合には、加熱処理雰囲気を不要に多湿とすることなく、また、使用する溶媒量も低減することができ、ヒータの電力消費を低減も図られる。
【0048】
次に、図6は、蒸気の供給機構を有する加熱プレート81の別の実施形態を示した断面図である。加熱プレート81の下段部71および中段部72の構成は、前述した図3記載の加熱プレート70の場合と同じであるが、加熱プレート81においては、上段部79が多孔質金属もしくは多孔質セラミックスから構成されている。
【0049】
このように、上段部79を多孔質体から構成すると、多孔質体の気孔が吐出孔を兼ねることから、緻密体に吐出孔を設けた場合よりも表面からの均一な蒸気の吐出が可能となる。また、別途、吐出孔を設けなくともよいことから、加工コストの低減も図られる。このような多孔体を用いてもその気孔径は大きなものではないことから、基板Gの温度均一性に悪影響を与えることはない。多孔質金属としては、多孔質アルミニウム等が好適に用いられ、多孔質セラミックスとしては、多孔質窒化アルミ等が好適に用いられる。
【0050】
図7の断面図は、本発明のさらに別の実施形態である加熱プレート82を示す断面図である。加熱プレート82の下段部71は前述した加熱プレート70・80・81と同じであり、上段部としては、前述した加熱プレート70・80・81の上段部73・79のいずれの形態をも用いることができる。図7においては、上段部として多孔質体からなる上段部79が記載されている。
【0051】
加熱プレート82の中段部83は、保水体で形成されており、この保水体に溶媒を浸透させて、下段部71から供給される熱によって浸透した溶媒を蒸発させることにより、上段部79から蒸気を吐出させることが可能となっている。保水体への溶媒の供給は、適所に孔が形成されている配管を保水体内に埋設して、この孔から流出させる方法や、保水体の有する気孔を利用して、毛細管現象によって溶媒を浸透させる方法を用いることが可能である。
【0052】
これらの溶媒供給方法のうち、特に後者の方法は、配管の埋設等の流路の形成を必要としない点で、部材の製造上有利である。また、保水体への溶媒供給箇所を複数設けることも容易である。さらに、上段部79が多孔質体からなる場合には、中段部83から上段部79への溶媒または蒸気の供給を均一に行うことも可能となる。保水体としては、多孔質窒化アルミ等の多孔質セラミックスや、多孔質アルミニウム等の多孔質金属が好適に用いられる。
【0053】
さて、図8の断面図は、本発明のさらに別の実施形態である加熱プレート84を示す断面図である。加熱プレート84は、たとえば、アルミニウムや窒化アルミ等の緻密体が用いられ、その内部にはヒータ85が埋設されている。そして、このヒータ85が露出することがないように、加熱プレート84の上下面に貫通する孔部86が形成されており、孔部86の下部には、供給管87が配設されている。
【0054】
このような構成として、供給管87から所定量の溶媒を孔部86内に送り込むと、ヒータ85の動作に基づく加熱プレート84自体が有する熱によって、溶媒が蒸発し、蒸気が孔部86上端(基板載置面に形成された開口部)から吐出されることとなる。また、供給管87を所定の温度に保持して、蒸気を所定圧力で孔部86内に供給することにより、孔部86上端から蒸気を吐出させてもよい。さらに、孔部86または供給管87に弁機構を設けて、所定のタイミングで蒸気を孔部86上端から吐出させることも好ましい。
【0055】
なお、孔部の形状は、図8に示すような加熱プレート84を上限に貫通する形状に限定されるものではない。たとえば、図9の断面図に示される加熱プレート89のように、ヒータ74が埋設されている部分よりも上方に、L字型等の孔部88を形成してもよい。このような形状の孔部であれば、ドリル等を用いて、既存の加熱プレートへの形成も容易に行うことができる。
【0056】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態ではレジスト塗布・現像処理システムに本発明の加熱処理装置を適用した場合について説明したが、これに限るものではない。また、被処理基板としてLCD基板について説明してきたが、半導体ウエハ、CD基板等の他の基板についても用いることが可能である。
【0057】
【発明の効果】
以上の説明の通り、本発明によれば、基板を加熱プレートに直接載置して熱処理を行っても、基板を持ち上げる際には吐出される蒸気によって、基板と加熱プレートとの間の静電気が除去されるため、従来の蒸気供給機構を有しない加熱プレートを用いた場合のように基板が破損することはない。これにより、生産歩留まりが維持される。また、基板を加熱プレートに直接載置して熱処理することにより、基板の自重による反りの発生が防止され、より高品質な製品の提供が可能となり、同時に、基板の大型化にも容易に対処することが可能となる。さらに、基板の温度分布の均一性が高められることから、より細密化されたパターン等の形成も可能となるといった優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の対象となる加熱処理装置が適用されるレジスト塗布・現像システムを示す平面図。
【図2】本発明の加熱処理装置の一実施形態を示す断面図。
【図3】本発明の加熱処理装置に用いられる加熱プレートの一実施形態を示す断面図。
【図4】本発明の加熱処理装置に用いられる加熱プレートの別の実施形態を示す断面図。
【図5】本発明の加熱処理装置に用いられる加熱プレートのさらに別の実施形態を示す断面図。
【図6】本発明の加熱処理装置に用いられる加熱プレートのさらに別の形態を示す断面図。
【図7】本発明の加熱処理装置に用いられる加熱プレートのさらに別の形態を示す断面図。
【図8】本発明の加熱処理装置に用いられる加熱プレートのさらに別の形態を示す断面図。
【図9】本発明の加熱処理装置に用いられる加熱プレートのさらに別の形態を示す断面図。
【図10】加熱処理装置における基板等の移動経路を示す説明図。
【符号の説明】
40;処理室
42;加熱プレート
43;シャッタ
44;昇降シリンダ
45;排気口
46;カバー
47;ストッパ
48;昇降ピン
52;HPユニット
70・80・81・82・84・89;加熱プレート
71;下段部
72;中段部
73;上段部
75;流路
76;流出孔
77;吐出口
86;孔部
87;供給管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat treatment apparatus used for heat treatment of, for example, a liquid crystal display (LCD) substrate having a resist film formed thereon or a semiconductor substrate.In placeRelated.
[0002]
In the manufacture of liquid crystal displays (LCDs), for example, in the process of forming electrode patterns, etc., a photoresist film is applied to a glass LCD substrate to form a resist film. A predetermined pattern is formed by a so-called photolithographic technique in which the film is exposed and developed.
[0003]
In these series of processing steps using photolithography technology, heat treatment (pre-bake) for improving the adhesion between the resist film and the substrate after resist application, heat treatment after development (post-bake), etc. Has been done. As a device for performing such heat treatment, a hot plate unit including a heating plate (hot plate) heated by a heater is usually used.
[0004]
In the heat treatment of a substrate or the like using a hot plate unit, generally, as shown in FIG. Placed. Next, the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Here, one major reason for disposing the substrate on the proximity pin is when the substrate is placed so as to be in direct contact with the placement surface of the heating plate (hereinafter referred to as “direct placement”). Is to prevent the substrate from being damaged by static electricity generated between the substrate and the heating plate when the substrate is lifted after the heat treatment is completed.
[0006]
However, when a substrate is placed on three proximity pins that are usually provided so as to define a plane, there is a problem that the substrate warps due to its own weight. It becomes prominent as it becomes more prominent, resulting in a very large problem such as a decrease in yield.
[0007]
In addition, the temperature uniformity of the substrate when the substrate is placed on the proximity pin is inferior to that when the substrate is directly placed on the heating plate. When densification progresses, it is considered necessary to realize a uniform temperature distribution on the substrate.
[0008]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and its purpose is not only to deal with the current situation but also to the future increase in the size of the substrate and the finer pattern to be formed on the substrate. Another object of the present invention is to realize the direct placement of the substrate on the heating plate without reducing the production yield by avoiding damage to the substrate due to static electricity.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, according to the present invention, a heating plate for placing a substrate on a placement surface and heat-treating the substrate, and a vapor having a property of removing static electricity, the substrate and the heating plate A mechanism for supplying between the contact surfaces ofThe heating plate is composed of a lower part in which a heater is embedded, a middle part in which a flow path for supplying the vapor or the solvent for generating the vapor is formed, and an upper part in direct contact with the substrate. The steam is discharged from the outflow hole formed in communication with the flow path, through the discharge hole formed in communication with the outflow hole in the upper stage part, and the middle stage part is formed of a water retaining body, The vapor is discharged from the upper stage by infiltrating the water retaining body with the solvent that generates the vapor and evaporating it.The heat processing apparatus characterized by this is provided.
With the above configuration, when the substrate placed directly on the heating plate is lifted, the discharged steam removes static electricity between the substrate and the heating plate, thereby preventing the substrate from being damaged and Since the substrate is placed directly on the heating plate and subjected to heat treatment, generation of warpage due to its own weight is prevented, and processing with higher uniformity of the substrate temperature becomes possible.
Furthermore, in the above heat treatment apparatus, the heating plate includes a lower stage portion in which the heater is embedded, and a middle stage portion in which a flow path for supplying vapor or a solvent that generates vapor (hereinafter referred to as “solvent”) is formed. The upper stage portion that is in direct contact with the substrate, and the discharge hole formed in communication with the flow path from the outflow hole formed in the upper stage portion to the outflow hole (formed in the middle stage portion). And a structure for discharging steam. In addition, the lower stage part, the middle stage part, and the upper stage part show the requirements on the structure, and do not necessarily need to be clearly distinguished in the substance. That is, each part may be formed integrally.
Furthermore, it is also possible to discharge steam from the upper stage part by forming the middle stage part from the water holding body, infiltrating the solvent into the water holding body, and evaporating the solvent by the heat supplied from the lower stage part. In the case where the middle stage portion is formed from a water retaining body, it is possible to use a method of permeating and supplying the solvent to the water retaining body by capillary action using pores of the water retaining body. In this case, the formation of the flow path is not necessary, which is advantageous in manufacturing the member, and it is possible to uniformly supply the solvent or vapor from the middle stage to the upper stage. As the water retaining body, porous ceramics or porous metals are preferably used.
[0011]
In such a heat treatment apparatus, it is also preferable to provide a valve mechanism that opens and closes the discharge hole formed in the upper stage and / or the outflow hole formed to communicate with the flow path at a predetermined timing. That is, it is also preferable to configure so that vapor can be discharged only when it is necessary to remove static electricity, that is, when the substrate is separated from the heating plate. Thus, the heat treatment atmosphere is not unnecessarily humid, and the amount of steam or solvent used can be reduced, which contributes to reducing the power consumption of the heater.
[0012]
In addition, when the upper portion is composed of porous metal or porous ceramic, the pores of the porous metal or porous ceramic also serve as discharge holes, so that more uniform vapor discharge from the surface than when the discharge holes are provided. Further, since it is not necessary to provide a separate discharge hole, the processing cost can be reduced.
[0015]
Examples of the steam having a function of removing static electricity include steam or a mixed steam of ethanol and water. In addition, it is preferable to use a solvent that has electrical conductivity and a low boiling point as the vapor source, since it is possible to suppress energy required for generating the vapor.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a plan view showing a resist coating / development processing system (hereinafter referred to as “processing system”) of an LCD substrate (hereinafter referred to as “substrate”) to which the heat treatment apparatus of the present invention is suitably applied. First, this processing system will be outlined.
[0018]
This processing system includes a cassette station 1 on which a cassette C that accommodates a plurality of substrates G is placed, and a
[0019]
The cassette station 1 includes a
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
Further, the
[0024]
In the
[0025]
Further, a chemical
[0026]
Each of the
[0027]
The main transfer device 17 transfers the substrate G to / from the arm 11 of the
[0028]
The
[0029]
By consolidating and integrating the processing units in this way, it is possible to save space and improve processing efficiency.
[0030]
In the processing system configured as described above, the substrate G in the cassette C is transferred to the
[0031]
Thereafter, the substrate G is transported to the
[0032]
Thereafter, the substrate G is transported from the
[0033]
Next, referring to the drawings, an embodiment of the heat treatment apparatus of the present invention (synonymous with the above-described heat treatment unit (HP) and hereinafter referred to as “HP unit”) applied to the above-described treatment system is referred to. Details will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the HP unit according to the present invention. Here, FIG. 2 shows a schematic configuration of the HP unit, and various members constituting the HP unit are appropriately selected. Needless to say, the configuration and shape can be changed.
[0034]
The
[0035]
The
[0036]
In the
[0037]
When the lifting pins 48 indicated by the two-dot chain line are lowered from the raised state, the substrate G is directly placed on the heating plate 42 at the position indicated by the solid line. This is different from the case of being placed on a proximity pin as shown in FIG.
[0038]
In the present invention, even when the substrate G is directly placed on the heating plate 42, a mechanism for supplying steam having a property of removing static electricity between the placement surface of the substrate G and the heating plate 42, that is, between the contact surfaces. Is provided. As a result, the substrate can be directly placed on the heating plate and moved up and down without causing damage to the substrate due to static electricity. Such a steam supply mechanism is preferably arranged on the heating plate. Hereinafter, this specific form will be described.
[0039]
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an embodiment of a
[0040]
The
[0041]
For example, when the
[0042]
The
[0043]
In addition, it is preferable that the solvent is heated to a predetermined temperature before the entrance to the
[0044]
It is preferable to use a solvent having a boiling point lower than the temperature of the
[0045]
The vapor must also have the property of removing static electricity. Therefore, in the present invention, water is preferably used as the solvent, that is, water vapor is used as the vapor, but a mixed solvent obtained by mixing water with ethanol can also be used.
[0046]
In the
[0047]
In the
[0048]
Next, FIG. 6 is a cross-sectional view showing another embodiment of a
[0049]
In this way, when the
[0050]
The cross-sectional view of FIG. 7 is a cross-sectional view showing a
[0051]
The
[0052]
Of these solvent supply methods, the latter method is particularly advantageous in manufacturing the member in that it does not require the formation of a flow path such as embedding of piping. It is also easy to provide a plurality of solvent supply points to the water holding body. Further, when the
[0053]
Now, the sectional view of FIG. 8 is a sectional view showing a
[0054]
In such a configuration, when a predetermined amount of solvent is fed into the
[0055]
The shape of the hole is not limited to a shape that penetrates the
[0056]
As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to the said embodiment. For example, in the above embodiment, the case where the heat treatment apparatus of the present invention is applied to the resist coating / development processing system has been described. However, the present invention is not limited to this. Further, although the LCD substrate has been described as the substrate to be processed, other substrates such as a semiconductor wafer and a CD substrate can also be used.
[0057]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even when the substrate is directly placed on the heating plate and subjected to heat treatment, the static electricity between the substrate and the heating plate is generated by the discharged steam when the substrate is lifted. Since it is removed, the substrate is not damaged as in the case of using a heating plate having no conventional vapor supply mechanism. Thereby, the production yield is maintained. Also, by placing the substrate directly on the heating plate and performing heat treatment, it is possible to prevent warping due to the weight of the substrate and provide a higher quality product, and at the same time, easily deal with the increase in size of the substrate. It becomes possible to do. Furthermore, since the uniformity of the temperature distribution of the substrate is improved, it is possible to produce an excellent effect that a finer pattern or the like can be formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a resist coating / developing system to which a heat treatment apparatus as an object of the present invention is applied.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of a heat treatment apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an embodiment of a heating plate used in the heat treatment apparatus of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another embodiment of a heating plate used in the heat treatment apparatus of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing still another embodiment of a heating plate used in the heat treatment apparatus of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing still another form of a heating plate used in the heat treatment apparatus of the present invention.
FIG. 7 is a sectional view showing still another embodiment of a heating plate used in the heat treatment apparatus of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing still another embodiment of a heating plate used in the heat treatment apparatus of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing still another form of a heating plate used in the heat treatment apparatus of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a movement path of a substrate or the like in the heat treatment apparatus.
[Explanation of symbols]
40; processing chamber
42; heating plate
43; Shutter
44; lifting cylinder
45; exhaust port
46; Cover
47; Stopper
48; Lift pin
52; HP unit
70, 80, 81, 82, 84, 89; heating plate
71; lower part
72: Middle section
73; Upper part
75; flow path
76; Outflow hole
77; Discharge port
86; hole
87; supply pipe
Claims (6)
静電気を除去する性質を有する蒸気を前記基板と前記加熱プレートとの接触面間に供給するための機構とを備え、
前記加熱プレートが、ヒータが埋設された下段部と、前記蒸気または前記蒸気を発生させる溶媒が供給される流路が形成された中段部と、前記基板と直接に接する上段部とから構成され、
前記流路に連通して形成された流出孔から、前記上段部において前記流出孔に連通して形成された吐出孔を経て、前記蒸気が吐出され、
前記中段部が保水体からなり、前記保水体に前記蒸気を発生させる溶媒を浸透させて蒸発させることにより、前記上段部から前記蒸気を吐出させることを特徴とする加熱処理装置。A heating plate for placing the substrate on a placement surface and heat-treating the substrate;
A mechanism for supplying a vapor having a property of removing static electricity between contact surfaces of the substrate and the heating plate ;
The heating plate is composed of a lower step portion in which a heater is embedded, a middle step portion in which a flow path for supplying the vapor or the solvent that generates the vapor is formed, and an upper step portion in direct contact with the substrate,
The steam is discharged from the outflow hole formed in communication with the flow path, through the discharge hole formed in communication with the outflow hole in the upper stage portion,
The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the middle stage portion is formed of a water retaining body, and the steam is discharged from the upper stage portion by causing the water retaining body to permeate and evaporate a solvent that generates the steam .
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