JP2000124207A - 塗布膜形成装置および硬化処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塗布膜を形成した基板に、硬化処理を施す際
に、塗布膜の酸化の問題を有効に解消しつつ、ホットプ
レートを用いた枚葉処理により制御性良く基板の加熱を
行うことができる塗布膜形成装置および硬化処理装置を
提供すること。 【解決手段】 温度センサー６２により計測されたホッ
トプレート４３の温度が第１の規定温度を越えた場合
に、ホットプレート４３への電流の供給が停止されると
ともに、この計測された温度が第１の規定温度より低下
した場合には、ホットプレート４３への電流の供給が再
開される。また、熱電対６４により計測された温度が第
１の規定温度を越え、第２の規定温度を越えた場合に
は、過昇温検知部６５によりホットプレートへの電流の
供給が停止されて、その状態が維持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスの
製造工程等において、基板上に塗布液を塗布して絶縁膜
を形成する塗布膜形成装置、および、塗布膜の硬化処理
を行う硬化処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造工程においては、
例えば、ＳＯＤ（Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉ
ｃ）システムにより層間絶縁膜を形成している。このＳ
ＯＤシステムでは、ゾル−ゲル法、シルク法、スピード
フィルム法、およびフォックス法等により、半導体ウエ
ハ上に塗布膜をスピンコートして層間絶縁膜を形成して
いるが、ゾル−ゲル法以外の上記方法では、この塗布膜
をスピンコートしたウエハにアニール処理を施して塗布
膜を硬化（キュア）させる必要がある。

【０００３】このようなアニール処理は、従来、塗布膜
をスピンコートした複数枚のウエハをロット毎に、加熱
炉内に搬入し、高温で所定時間加熱した後、ウエハをロ
ット毎に搬出し、搬送路を介して冷却ユニットに搬送し
て所定温度まで冷却することにより行われており、この
ような処理により層間絶縁膜が硬化される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た加熱炉を用いるアニール処理では、複数枚のウエハを
ロット毎に高温の加熱炉内で加熱するバッチ処理である
ため、ウエハごとに精密な温度管理を行うことができな
いという不都合がある。

【０００５】また、加熱処理は不活性ガス雰囲気で行わ
れるが、加熱処理終了後、半導体ウエハを冷却ユニット
に搬送する際に、不活性ガス雰囲気の厳密な管理が困難
であり、低酸素濃度化が困難であるため、層間絶縁膜の
酸化を生じるおそれがある。

【０００６】このようなことから、層間絶縁膜の酸化を
防止しつつ、ホットプレートを用いた枚葉処理により加
熱処理を行うことが要望されている。

【０００７】しかしながら、このような層間絶縁膜の加
熱温度は高温であるため、従来ホットプレートに用いら
れている温度センサーおよび過昇温を防止するためのイ
ンターロックセンサーは用いることができず、したがっ
て、この加熱処理をホットプレートで行おうとすると温
度制御が困難であるという問題点がある。また、単に加
熱処理を枚葉式にするのみでは、層間絶縁膜の酸化の問
題を解消することができない。

【０００８】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、塗布膜を形成した基板に、硬化処理を施す際
に、塗布膜の酸化の問題を有効に解消しつつ、ホットプ
レートを用いた枚葉処理により制御性良く基板の加熱を
行うことができる塗布膜形成装置および硬化処理装置を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第１の観点によれば、基板に塗布液を塗布
して基板に塗布膜を形成するための塗布膜形成装置であ
って、基板に塗布液を塗布するための塗布処理ユニット
と、基板に加熱処理および冷却処理を施して塗布膜を硬
化させる硬化処理ユニットとを具備し、前記硬化処理ユ
ニットは、塗布液が塗布された基板をホットプレートに
より加熱する加熱処理室と、この加熱処理室と連通さ
れ、加熱処理された基板を冷却する冷却処理室と、加熱
処理室および冷却処理室に不活性ガスを供給する不活性
ガス供給手段と、加熱処理室および冷却処理室を排気す
る排気手段と、前記ホットプレートの温度を計測するた
めの温度センサーと、前記温度センサーにより計測され
た温度が第１の規定温度を越えた場合に、前記ホットプ
レートへの電流の供給を停止し、計測された温度が第１
の規定温度より低下した場合には、前記ホットプレート
への電流の供給を再開するように制御する制御手段と、
前記ホットプレートの温度を計測する一対の熱電対と、
この熱電対により計測された温度が第１の規定温度より
も高い第２の規定温度を越えた場合に、ホットプレート
への電流の供給を停止し、その状態を維持させる過昇温
検知部とを具備することを特徴とする塗布膜形成装置が
提供される。

【００１０】本発明の第２の観点によれば、塗布膜が形
成された基板に対して加熱処理および冷却処理を施して
塗布膜を硬化させる硬化処理装置であって、塗布液が塗
布された基板をホットプレートにより加熱する加熱処理
室と、この加熱処理室と連通され、加熱処理された基板
を冷却する冷却処理室と、加熱処理室および冷却処理室
に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、加熱処
理室および冷却処理室を排気する排気手段と、前記ホッ
トプレートの温度を計測するための温度センサーと、前
記温度センサーにより計測された温度が第１の規定温度
を越えた場合に、前記ホットプレートへの電流の供給を
停止し、この計測された温度が第１の規定温度より低下
した場合には、前記ホットプレートへの電流の供給を再
開するように制御する制御手段と、前記ホットプレート
の温度を計測する一対の熱電対と、この熱電対により計
測された温度が第１の規定温度よりも高い第２の規定温
度を越えた場合に、前記ホットプレートへの電流の供給
を停止して、その状態を維持する過昇温検知部とを具備
することを特徴とする硬化処理装置が提供される。

【００１１】本発明によれば、硬化処理ユニットまたは
硬化処理装置が、基板をホットプレートにより加熱する
加熱処理室と、加熱後の基板を冷却する冷却処理室とが
連通した構造を有しており、かつこれら加熱処理室と冷
却処理室とに不活性ガスを供給する手段および排気する
手段を設けたので、低酸素濃度の不活性雰囲気で加熱処
理および冷却処理を連続して行うことができ、塗布膜の
酸化を十分に防止することができる。

【００１２】また、温度センサーにより計測されたホッ
トプレートの温度が第１の規定温度を越えた場合に、ホ
ットプレートへの電流の供給を停止し、この計測された
温度が第１の規定温度より低下した場合には、ホットプ
レートへの電流の供給を再開するように制御手段が制御
するので、加熱処理室のホットプレートが第１の規定温
度以上に昇温された場合であっても、ソフトウエア上で
ホットプレートの温度を適切に制御することができる。
また、熱電対により計測された温度が第１の規定温度よ
りも高い第２の規定温度を越えた場合に、過昇温検知部
がホットプレートへの電流の供給を停止して、その状態
を維持するように構成されているので、従来対応できな
い高温であっても熱電対で対応することができるととも
に過昇温検知部によりハード的にホットプレートへの電
流供給を停止してホットプレートの過昇温を有効に防止
することができる。

【００１３】このように、ホットプレートの温度を第１
の規定温度以上になることを制御手段でソフトウエア的
に防止するともに、第１の規定温度より高い第２の規定
温度を超えて過昇温されることを過昇温検知部によりハ
ードウエア的に防止する二重のインターロック機構を備
えているので、比較的高温に加熱されるホットプレート
の温度を適切に制御しつつその過熱を有効に防止するこ
とができる。

【００１４】この場合に、さらに、前記ホットプレート
への給電路を開閉するリレーを有し、前記制御手段が前
記ホットプレートへの電流の供給を停止する際に、前記
制御手段からリレーに開信号を出力し、前記過昇温検知
部が前記ホットプレートへの電流の供給を停止する際
に、前記過昇温検知部からリレーに開信号を出力するこ
とが好ましい。このようにリレーを用いることによりホ
ットプレートへの給電を完全に遮断することができる。

【００１５】また、前記制御手段は、前記ホットプレー
トへの給電を停止する際に警報を発することが好まし
い。これにより、オペレータがホットプレートの温度が
高すぎることを速やかに把握することができ、その後の
適切な処置を迅速に行うことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ、本
発明の実施の形態に係る塗布膜形成装置（ＳＯＤシステ
ム）およびそれに用いられるＤＣＣ（Dielectric Oxyge
n Density Controlled Cure and Cooling-off）処理装
置について説明する。

【００１７】図１（ａ）は、本発明の実施の形態に係る
ＳＯＤシステムの上段の平面図であり、図１（ｂ）は、
そのＳＯＤシステムの下段の平面図であり、図２は、図
１に示したＳＯＤシステムの側面図であり、図３は、図
１に示したＳＯＤシステム内に装着された２個のユニッ
ト積層体の側面図である。

【００１８】このＳＯＤシステムは、大略的に、処理部
１と、サイドキャビネット２と、キャリアステーション
（ＣＳＢ）３とを有している。

【００１９】処理部１は、図１（ａ）および図２に示す
ように、その手前側の上段に設けられた、ソルベントイ
クスチェンジユニット（ＤＳＥ）１１と、高粘度用の塗
布処理ユニット（ＳＣＴ）１２とを有し、さらに、図１
（ｂ）および図２に示すように、その手前側の下段に設
けられた、低粘度用の塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１３
と、薬品等を内蔵したケミカル室１４とを有している。

【００２０】処理部１の中央部には、図１の（ａ）およ
び（ｂ）に示すように、複数の処理ユニットを多段に積
層してなる処理ユニット群１６，１７が設けられ、これ
らの間に、昇降してウエハＷを搬送するための搬送機構
１８が設けられている。左側の処理ユニット群１６は、
図３に示すように、その上側から順に、低温用のホット
プレート（ＬＨＰ）１９と、２個のＤＣＣ処理ユニット
２０と、２個のエージングユニット（ＤＡＣ）２１とが
積層されて構成されている。また、右側の処理ユニット
群１７は、その上側から順に、２個の高温用のホットプ
レート（ＯＨＰ）２２と、低温用のホットプレート（Ｌ
ＨＰ）２３と、２個のクーリングプレート（ＣＰＬ）２
４と、受け渡し部（ＴＲＳ）２５と、クーリングプレー
ト（ＣＰＬ）２６とが積層されて構成されている。な
お、受け渡し部（ＴＲＳ）２５はクーリングプレートの
機能を兼ね備えることも可能である。

【００２１】また、サイドキャビネット２は、その上段
に、薬液を供給するためのバブラー２７と、排気ガスの
洗浄のためのトラップ（ＴＲＡＰ）２８とを有し、その
下段に、電力供給源２９と、ＨＭＤＳやアンモニア等の
薬液を貯留するための薬液室３０と、廃液を排出するた
めのドレイン３１とを有している。

【００２２】このように構成されたＳＯＤシステムにお
いて、例えば、ゾル−ゲル法により層間絶縁膜を形成す
る場合には、キャリアステーション（ＣＳＢ）３から受
け渡し部（ＴＲＳ）２５に搬送されたウエハＷは、搬送
機構１８によりクーリングプレート（ＣＰＬ）２４，２
６に搬送されてそこで温度管理され、次いで、塗布処理
ユニット（ＳＣＴ）１２，１３に搬送されて、ＴＥＯＳ
のコロイドをエタノール溶液等の有機溶媒に分散させた
塗布液がウエハＷに塗布される。 その後、ウエハＷ
は、エージングユニット（ＤＡＣ）２１に搬送されて、
ゲル化処理され、次いで、ソルベントイクスチェンジ
（ＤＳＥ）１１に搬送されて、溶媒の置換が行われる。
その後、ウエハＷは、低温用のホットプレート（ＬＨ
Ｐ）１９，２３、高温用のホットプレート（ＯＨＰ）２
２により適宜加熱処理され、搬送機構（ＴＣＰ）２５に
よりキャリアステーション（ＣＳＢ）３に戻される。こ
の場合には、ＤＣＣ処理ユニット２０における硬化処理
は不要である。

【００２３】上記ＳＯＤシステムにおいて、例えば、シ
ルク法、スピードフィルム法、またはフォックス法によ
り層間絶縁膜を形成する場合には、キャリアステーショ
ン（ＣＳＢ）３から受け渡し部（ＴＲＳ）２５に搬送さ
れたウエハＷは、搬送機構１８によりクーリングプレー
ト（ＣＰＬ）２４，２６に搬送されて冷却され、次い
で、低粘度用の塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１３に搬送
されて、塗布液がウエハＷに塗布される。 その後、ウ
エハＷは、低温用のホットプレート（ＬＨＰ）１９，２
３で加熱処理され、クーリングプレート（ＣＰＬ）２
４，２６に搬送されて冷却され、次いで、高粘度用の塗
布処理ユニット（ＳＣＴ）１２に搬送されて、塗布液が
ウエハＷに塗布される。その後、ウエハＷは、低温用の
ホットプレート（ＬＨＰ）１９，２３で加熱処理され、
高温用のホットプレート（ＯＨＰ）２２で加熱処理さ
れ、ＤＣＣ処理ユニット２０に搬入され、そこで低酸素
濃度雰囲気において加熱処理および冷却処理され、塗布
された層間絶縁膜が硬化される。その後、ウエハＷは、
受け渡し部（ＴＲＳ）２５を介してキャリアステーショ
ン（ＣＳＢ）３に戻される。

【００２４】次に、図４ないし図６を参照して、本実施
の形態に係るＤＣＣ処理ユニット２０について説明す
る。図４は、本実施の形態に係るＤＣＣ処理ユニットの
模式的平面図であり、図５は、図４に示したＤＣＣ処理
ユニットの模式的断面図であり、図６は、ＤＣＣ処理ユ
ニットの処理のフローチャートである。

【００２５】図４および図５に示すように、ＤＣＣ処理
ユニット２０は、加熱処理室４１と、これに隣接して設
けられた冷却処理室４２とを有しており、この加熱処理
室４１は、設定温度が２００〜４７０℃とすることが可
能なホットプレート４３を有している。また、このＤＣ
Ｃ処理ユニット２０は、さらに、メインの搬送機構１８
（図１および図３）との間でウエハＷを受け渡しする際
に開閉される第１のゲートシャッター４４と、加熱処理
室４１と冷却処理室４２との間を開閉するための第２の
ゲートシャッター４５と、ホットプレート４３の周囲で
ウエハＷを包囲しながら第２のゲートシャッター４５と
共に昇降されるリングシャッター４６とを有している。
さらに、ホットプレート４３には、ウエハＷを載置して
昇降するための３個のリフトピン４７が昇降自在に設け
られている。なお、ホットプレート４３とリングシャッ
ター４６との間に遮蔽板スクリーンを設けてもよい。

【００２６】加熱処理室４１の下方には、上記３個のリ
フトピン４７を昇降するための昇降機構４８と、リング
シャッター４６を第２のゲートシャッター４５と共に昇
降するための昇降機構４９と、第１のゲートシャッター
４４を昇降して開閉するための昇降機構５０とが設けら
れている。

【００２７】また、加熱処理室４１は、図示しない供給
源から、その中にＮ_２等の不活性ガスが供給されるよう
に構成され、さらに、その中が排気管５１を介して排気
されるように構成されている。そして、このように不活
性ガスを供給しながら排気することにより、加熱処理室
４１内が低酸素濃度（例えば５０ｐｐｍ以下）雰囲気に
維持されるようになっている。

【００２８】この加熱処理室４１と冷却処理室４２と
は、連通口５２を介して連通されており、ウエハＷを載
置して冷却するためのクーリングプレート５３がガイド
プレート５４に沿って移動機構５５により水平方向に移
動自在に構成されている。これにより、クーリングプレ
ート５２は、連通口５２を介して加熱処理室４１内に進
入することができ、加熱処理室４１内のホットプレート
４３により加熱された後のウエハＷをリフトピン４７か
ら受け取って冷却処理室４２内に搬入し、ウエハＷの冷
却後、ウエハＷをリフトピン４７に戻すようになってい
る。

【００２９】なお、クーリングプレート５３の設定温度
は、例えば１５〜２５℃であり、冷却されるウエハＷの
適用温度範囲は、例えば２００〜４７０℃である。

【００３０】さらに、冷却処理室４２は、供給管５６を
介してその中にＮ_２等の不活性ガスが供給されるように
構成され、さらに、その中が排気管５７を介して外部に
排気されるように構成されている。これにより、加熱処
理室４１同様に、冷却処理室４２内が低酸素濃度（例え
ば５０ｐｐｍ以下）雰囲気に維持されるようになってい
る。

【００３１】このように構成されたＤＣＣ処理ユニット
２０では、図６に示す手順にしたがって、以下のように
して加熱処理および冷却処理が行われる。

【００３２】まず、第１のゲートシャッター４４が開か
れ、メインの搬送機構１８（図１および図３）からウエ
ハＷが加熱処理室４１内の３個のリフトピン４７上に搬
入される（ステップ１）。この際、ウエハＷの同時入れ
替えは行われない。

【００３３】次いで、第１のゲートシャッター４４が閉
じられ、リングシャッター４６および第２のゲートシャ
ッター４５が上昇され、ウエハＷがリングシャッター４
６により包囲される（ステップ２）。この時、加熱処理
室４１内へのＮ_２等の不活性ガスの供給が開始され（ス
テップ３）、不活性ガスが加熱処理室４１に充填される
ことにより、加熱処理室４１内が低酸素濃度（例えば５
０ｐｐｍ以下）雰囲気に維持される。

【００３４】その後、リフトピン４７が降下されて、ウ
エハＷがホットプレート４３に近接され、低酸素濃度
（例えば５０ｐｐｍ以下）雰囲気において加熱処理され
る（ステップ４）。この加熱温度は、例えば、２００〜
４７０℃である。この際に、加熱処理室４１における加
熱は、加熱炉による加熱ではなく、ホットプレート４３
による加熱であり、しかもリングシャッター４６でホッ
トプレート４３が包囲されているため、面内均一性が良
好である。また、第２のゲートシャッター４５により加
熱処理室４１と冷却処理室４２とが遮断されているた
め、冷却処理室４２への熱的影響を防止することができ
る。

【００３５】加熱処理の終了後、リングシャッター４６
および第２のゲートシャッター４５が降下され、リフト
ピン４７が上昇される（ステップ５）。この時、加熱処
理室４１内へのＮ_２等の不活性ガスの充填が停止される
一方、冷却処理室４２内へのＮ_２等の不活性ガスの供給
が開始され、不活性ガスが冷却処理室４２に充填される
ことにより、冷却処理室４２内が低酸素濃度（例えば５
０ｐｐｍ以下）雰囲気に維持される。

【００３６】その後、クーリングプレート５３が加熱処
理室４１内に進入して、リフトピン４７からウエハＷを
受け取り（ステップ６）、リフトピン４７が降下される
（ステップ７）。

【００３７】そして、クーリングプレート５３が冷却処
理室４２内に戻され、第２のゲートシャッター４５が上
昇され、ウエハＷが低酸素濃度（例えば５０ｐｐｍ以
下）雰囲気において冷却される（ステップ８）。この時
の冷却温度は、例えば、２００〜４００℃である。この
際には、低酸素濃度雰囲気で冷却されているため、膜の
酸化が効果的に防止される。冷却処理の終了後、冷却処
理室４２内へのＮ_２等の不活性ガスの供給が停止され
る。

【００３８】その後、第２のゲートシャッター４５が降
下され、クーリングプレート５３が加熱処理室４１に進
入し（ステップ９）、次いで、リフトピン４７が上昇さ
れ、ウエハＷがクーリングプレート５３からリフトピン
４７に戻される（ステップ１０）。

【００３９】ウエハＷを搬出した後のクーリングプレー
ト５３が冷却処理室４２内に戻されるとともに、第１の
ゲートシャッター４４が開かれる（ステップ１１）。そ
して、ウエハＷがメインの搬送機構１８（図１および図
３）に戻される（ステップ１２）。 以上により、加熱
処理および冷却処理が終了する。

【００４０】このように、ウエハＷに形成された層間絶
縁膜の硬化処理の際に、加熱処理および冷却処理を加熱
処理室および冷却処理室が連通した一つのユニットによ
り低酸素濃度雰囲気中で行うため、層間絶縁膜の酸化を
十分に防止することができる。また、加熱炉によるバッ
チ式の加熱でなく、枚葉処理であるためウエハごとに精
密な温度制御が可能であり、ウエハの加熱温度の面内均
一性をも良好に維持することができる。また、加熱処理
をホットプレート４３で行っており、しかもリングシャ
ッター４６を用いているので、加熱温度の面内均一性を
著しく高めることができる。さらに、上述のように枚葉
処理であることから、従来のロットごとの管理からウエ
ハごとの管理とすることができ、歩留まりを向上させる
ことができる。

【００４１】次に、上述のＤＣＣ処理ユニット２０の制
御について説明する。ＤＣＣ処理ユニットでは、加熱処
理室４１のホットプレート４３において例えば約２００
〜４７０℃の温度でウエハを加熱するが、これは従来の
ホットプレートの温度よりも高く、通常のホットプレー
トの温度制御では対応が困難である。つまり、ホットプ
レートの温度は、温度センサーにより計測しているが、
温度センサーに通常用いられる温調器の制御範囲が５０
０℃程度までであり、また、このような高温領域ではイ
ンターロックセンサーとして従来使用していた温度スイ
ッチは使用することができない。したがって、上記ＤＣ
Ｃ処理ユニット２０においては、ホットプレートが過昇
温した場合に、従来の方法でホットプレートの温度を制
御することは困難である。また、このように高温での処
理であることから、駆動系の動作の監視も必要となる。

【００４２】このようなことを考慮し、ＤＣＣ処理ユニ
ット２０では、図７および図８に示すようにホットプレ
ートの温度等を制御する。図７は、ＤＣＣ処理ユニット
のホットプレートの温度等の制御のためのブロック図で
あり、図８は、ＤＣＣ処理ユニットのホットプレートの
温度制御のためのフローチャートである。

【００４３】図７において、コントローラ６０はＤＣＣ
全体の制御を行うものであり、このコントローラ６０に
はＩ／Ｏボード６１が接続されている。Ｉ／Ｏボード６
１には、ホットプレート４３の温度を計測する温度セン
サー６２が温調器６５を介して接続されている。温調器
６６にはホットプレート４３に給電する交流電源（２０
０Ｖ）７０とホットプレート４３との間の給電路を開閉
するための固体リレー（ＳＳＲ）６７が接続されてい
る。

【００４４】また、ホットプレート４３の温度が温調器
６６の限界である５００℃付近を越えても温度測定可能
なように熱電対６４が設けられている。熱電対６４の出
力は過昇温検知部６５を介してＩ／Ｏボード６１に接続
されている。また、Ｉ／Ｏボード６１には、過昇温検知
部６５の信号に基づいてホットプレート４３に給電する
ための交流電源（２００Ｖ）７０とホットプレート４３
との間の給電路を開閉するためのリレー６３が接続され
ている。

【００４５】このような制御システムにおいて、通常時
には、温度センサー６２により計測されたホットプレー
ト４３の温度計測信号がＩ／Ｏボード６１を介してコン
トローラ６０に入力されるとともに、固体リレー（ＳＳ
Ｒ）６７およびリレー６３を閉にした状態で、電源７０
からホットプレート４３に給電され、ホットプレート４
３が加熱される。この際にコントローラ６０により電源
７０の出力が制御され、これによりホットプレート４３
の温度が制御される。

【００４６】一方、コントローラ６０に入力されたホッ
トプレート４３の温度計測信号が第１の規定温度である
約４９０℃以上である場合には、コントローラ６０から
Ｉ／Ｏボード６１を介して温調器６６に開信号が出力さ
れ、温調器６６からの信号により固体リレー（ＳＳＲ）
６７が開にされて電源７０からホットプレート４３への
給電が遮断される。

【００４７】さらに、電源７０からホットプレート４３
への給電が遮断された後、問題の解決によりホットプレ
ート４３の温度が低下して、第１の規定温度である約４
９０℃以下に静定した場合には、コントローラ６０から
Ｉ／Ｏボード６１および温調器６６を介して閉信号が固
体リレー（ＳＳＲ）６７に出力され、固体リレー（ＳＳ
Ｒ）６７が閉にされて電源７０からホットプレート４３
への給電が再開されるようになっている。

【００４８】すなわち、第１の規定温度である約４９０
℃以上になった場合には、ソフトウエアに基づいたイン
ターロック機構によりホットプレート４３が保護される
とともに、問題の解決により約４９０℃以下に静定され
た場合には、速やかに加熱処理を再開可能となってい
る。

【００４９】一方、熱電対６４により、ホットプレート
４３の温度が第２の規定温度である約５００℃以上に昇
温されことが検出された場合、それを検知した過昇温検
知部６５は、その情報信号をコントローラ６０を介さず
に直接Ｉ／Ｏボード６１を介してリレー６３に送るよう
になっている。このように、ホットプレート４３が第２
の規定温度である約５００℃以上に昇温されたことを熱
電対６４の信号に基づいて過昇温検知部６５が検知した
場合には、Ｉ／Ｏボード６１を介してリレー６３に閉信
号が送られ、これにより電源７０からホットプレート４
３への給電が強制的に停止されるとともに、この状態が
電源遮断まで維持される。このように、ホットプレート
４３が第２の規定温度である約５００℃以上になった場
合には、ハードウエアに基づいたインターロック機構に
よりホットプレート４３の過昇温が防止されるようにな
っている。なお、過昇温検知部６５からは、Ｉ／Ｏボー
ド６１へ送られた過昇温検知信号に基づき、Ｉ／Ｏボー
ド６１からコントローラ６０へ過昇温を知らせる信号が
出力される。

【００５０】また、コントローラ６０には、アラーム機
構６８が接続されており、コントローラ６０が温度セン
サー６２からＩ／Ｏボード６１を介して第１の規定温度
である約４９０℃を越えた信号を受け取った場合、およ
び過昇温検知部６５からＩ／Ｏボード６１へ送られた第
２の規定温度である５００℃を越えたことを知らせる信
号を受け取った場合に、コントローラ６０からアラーム
機構６８へ信号が送られ、アラームが発せられるように
構成されている。

【００５１】図７に示すように、コントローラ６０は、
ＤＤＣ処理ユニット２０の駆動系６９をも制御するよう
になっているが、駆動系６９の各要素がコントローラ６
０の指令に従って動作しない場合にも、アラーム機構６
８からアラームが発せられるようになっている。例え
ば、コントローラ６０から、加熱処理室４１のリフトピ
ン４７、リングシャッター４６、またはゲートシャッタ
ー４４，４５へ動作開始信号が出力された際に、３秒間
経過しても動作が完了しなかったことをコントローラ６
０が認識した場合、コントローラ６０からアラーム機構
６８へ信号が送られ、アラームが発せられる。また、コ
ントローラ６０から冷却処理室４２のクーリングプレー
ト５３へ動作開始信号が出力された際に、４．５秒間経
過しても動作が完了しなかったことをコントローラ６０
が認識した場合、同様に、コントローラ６０からアラー
ム機構６８へ信号が送られ、アラームが発せられる。

【００５２】なお、チャンバープレートが取り外されて
いる場合や正確に設置されていない場合に、それを認識
するセンサー（図示せず）が設置されており、コントロ
ーラ６０がそのような信号を受け取った場合にもアラー
ム機構６８へ信号が送られ、アラームが発せられる。そ
して、このような場合には、チャンバープレートが正常
に設置されると自動的にアラームが解除されるようにな
っている。

【００５３】次に、図８のフローチャートに基づいて、
ホットプレート４３の温度異常が生じた場合の制御動作
について説明する。まず、温度センサー６２によりホッ
トプレート４３の温度が計測され、その信号が温調器６
６およびＩ／Ｏボード６１を介してコントローラ６０に
送られる（ステップ２１）。次いで、コントローラ６０
に受け取られたホットプレート４３の温度計測信号が第
１の規定温度である約４９０℃以上であるか否かが判断
される（ステップ２２）。第１の規定温度である約４９
０℃以上である場合には、コントローラ６０からＩ／Ｏ
ボード６１および温調器６６を介して固体リレー（ＳＳ
Ｒ）６７へ開信号が出力され、固体リレー（ＳＳＲ）６
７が開にされて電源７０からホットプレート４３への給
電が遮断され（ステップ２３）、それとともに、アラー
ム機構６８からアラームが発せられる。一方、第１の規
定温度である約４９０℃以上でないと判断された場合に
は、固体リレー（ＳＳＲ）６７が閉の状態を保ったまま
温度計測が継続される。

【００５４】上述のように第１の規定温度である約４９
０℃以上の過昇温を検出して、電源７０からホットプレ
ート４３への給電が遮断された後、さらに温度センサー
６２によりホットプレート４３の温度が計測され（ステ
ップ２４）、ホットプレート４３の温度低下にともな
い、その温度が第１の規定温度である約４９０℃以下に
静定されたか否かが判断される（ステップ２５）。約４
９０℃以下に静定している場合には、コントローラ６０
からＩ／Ｏボード６１および温調器６６を介して固体リ
レー（ＳＳＲ）６７へ閉信号が出力され、固体リレー
（ＳＳＲ）６７が閉にされ、電源７０からホットプレー
ト４３への給電が再開される（ステップ２６）。一方、
約４９０℃以下に静定していない場合には、固体リレー
（ＳＳＲ）６７の開の状態が維持される。

【００５５】このように、ホットプレート４３の温度が
第１の規定温度である約４９０℃以上に昇温された場合
であっても、ソフトウエアに基づいたインターロック機
構により、ホットプレート４３がそれ以上昇温すること
を防止することができ、問題解決により約４９０℃以上
の温度が解消された場合には、通常の温度制御に速やか
に復帰することができる。

【００５６】次に、何らかの原因により、第１の規定温
度である約４９０℃を越えてホットプレート４３が昇温
した場合には、以下のように制御される。まず、第１の
規定温度である約４９０℃以上となると、温調器６６の
制御範囲を越えるので、熱電対６４による温度計測に基
づいて制御がなされる（ステップ３１）。次いで、熱電
対６４により計測されたホットプレート４３の温度が第
２の規定温度である約５００℃以上に昇温されたか否か
が過昇温検知部６５により判断される（ステップ３
２）。約５００℃以上である場合には、熱電対６４の温
度計測信号が過昇温検知部６５からＩ／Ｏボード６１に
送られ、そこからコントローラ６０を介すことなく直接
リレー６３に開信号が送られる（ステップ３３）。そし
て、このようにホットプレート４３の温度が一旦第２の
規定温度である約５００℃以上に昇温された場合には、
電源７０からホットプレート４３への給電が強制的に停
止され、この状態が電源遮断まで維持されるとともに、
アラーム機構６８からアラームが発せられる。一方、約
５００℃以上となっていない場合には、熱電対による温
度計測が継続される。

【００５７】このように、ホットプレート４３の温度が
第２の規定温度である約５００℃以上になった場合に
は、ハードウエア上で強制的に電流の供給が停止されて
いるため、ホットプレート４３の過熱が有効に防止され
る。

【００５８】以上のように、ソフトウエア上およびハー
ドウエア上の二重のインターロック機構を備えているの
で、比較的高温に加熱されるホットプレート４３の温度
を適切に制御しつつその過熱を有効に防止することがで
きる。

【００５９】また、ホットプレート４３への給電路を固
体リレー（ＳＳＲ）６７またはリレー６３で開閉するの
で、ホットプレート４３が過熱した際に、ホットプレー
ト４３への給電を完全に遮断することができる。さら
に、ホットプレート４３への給電を停止する際に、アラ
ーム機構６８によりアラームを発するので、オペレータ
がホットプレートの温度が高すぎることを速やかに把握
することができ、その後の適切な処置を迅速に行うこと
ができる。

【００６０】なお、本発明は、上述した実施の形態に限
定されず、種々変形可能である。例えば、処理する基板
は半導体ウエハに限らず、ＬＣＤ基板等の他のものであ
ってもよい。また、膜の種類は層間絶縁膜に限らず、塗
布した後、低酸素濃度雰囲気での加熱による硬化処理が
必要なものであれば適用可能である。また、第１の規定
温度および第２の規定温度は上記のものに限らず、適宜
設定可能である。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
硬化処理ユニットまたは硬化処理装置が、基板をホット
プレートにより加熱する加熱処理室と、加熱後の基板を
冷却する冷却処理室とが連通した構造を有しており、か
つこれら加熱処理室と冷却処理室とに不活性ガスを供給
する手段および排気する手段を設けたので、低酸素濃度
の不活性雰囲気で加熱処理および冷却処理を連続して行
うことができ、塗布膜の酸化を十分に防止することがで
きる。

【００６２】また、温度センサーにより計測されたホッ
トプレートの温度が第１の規定温度を越えた場合に、ホ
ットプレートへの電流の供給を停止し、この計測された
温度が第１の規定温度より低下した場合には、ホットプ
レートへの電流の供給を再開するように制御手段が制御
するので、加熱処理室のホットプレートが第１の規定温
度以上に昇温された場合であっても、ソフトウエア上で
ホットプレートの温度を適切に制御することができる。
また、熱電対により計測された温度が第１の規定温度よ
りも高い第２の規定温度を越えた場合に、過昇温検知部
がホットプレートへの電流の供給を停止して、その状態
を維持するように構成されているので、従来対応できな
い高温であっても熱電対で対応することができるととも
に過昇温検知部によりハード的にホットプレートへの電
流供給を停止してホットプレートの過昇温を有効に防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る塗布膜形成装置（Ｓ
ＯＤシステム）の上段の平面図および下段の平面図。

【図２】図１に示した塗布膜形成装置（ＳＯＤシステ
ム）の側面図。

【図３】図１に示した塗布膜形成装置（ＳＯＤシステ
ム）内に装着された、複数の処理ユニットを多段に積層
してなる２つの処理ユニット群を示す側面図。

【図４】本実施の形態に係るＤＣＣ処理ユニットを模式
的に示す平面図。

【図５】図４に示したＤＣＣ処理ユニットを模式的に示
す断面図。

【図６】ＤＣＣ処理ユニットにおける処理のフローチャ
ート。

【図７】ＤＣＣ処理ユニットのホットプレートの温度等
の制御のためのブロック図。

【図８】ＤＣＣ処理ユニットのホットプレートの温度制
御のためのフローチャート。

【符号の説明】

１；処理部 ２；サイドキャビネット ３；キャリアステーション（ＣＳＢ） １２；高粘度用の塗布処理ユニット（ＳＣＴ） １３；低粘度用の塗布処理ユニット（ＳＣＴ） ２０；ＤＣＣ処理ユニット ４１；加熱処理室 ４２；冷却処理室 ４３；ホットプレート ６０；コントローラ（制御手段） ６１；Ｉ／Ｏボード ６２；温度センサー ６３；リレー ６４；熱電対 ６５；過昇温検知部 ６６；温調器 ６７；固体リレー（ＳＳＲ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/90 Ｑ (72)発明者 宮本 博之 熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地 東京 エレクトロン九州株式会社熊本事業所内 Ｆターム(参考） 5F033 SS22 5F045 EB19 5F046 KA04 KA07 KA10 5F058 BF46 BH01 BH02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に塗布液を塗布して基板に塗布膜を
   形成するための塗布膜形成装置であって、 基板に塗布液を塗布するための塗布処理ユニットと、 基板に加熱処理および冷却処理を施して塗布膜を硬化さ
   せる硬化処理ユニットとを具備し、 前記硬化処理ユニットは、 塗布液が塗布された基板をホットプレートにより加熱す
   る加熱処理室と、 この加熱処理室と連通され、加熱処理された基板を冷却
   する冷却処理室と、 加熱処理室および冷却処理室に不活性ガスを供給する不
   活性ガス供給手段と、 加熱処理室および冷却処理室を排気する排気手段と、 前記ホットプレートの温度を計測するための温度センサ
   ーと、 前記温度センサーにより計測された温度が第１の規定温
   度を越えた場合に、前記ホットプレートへの電流の供給
   を停止し、計測された温度が第１の規定温度より低下し
   た場合には、前記ホットプレートへの電流の供給を再開
   するように制御する制御手段と、 前記ホットプレートの温度を計測する一対の熱電対と、 この熱電対により計測された温度が第１の規定温度より
   も高い第２の規定温度を越えた場合に、ホットプレート
   への電流の供給を停止し、その状態を維持させる過昇温
   検知部とを具備することを特徴とする塗布膜形成装置。
2. 【請求項２】 さらに、前記ホットプレートへの給電路
   を開閉するリレーを有し、前記制御手段が前記ホットプ
   レートへの電流の供給を停止する際に、前記制御手段か
   らリレーに開信号を出力し、前記過昇温検知部が前記ホ
   ットプレートへの電流の供給を停止する際に、前記過昇
   温検知部からリレーに開信号を出力することを特徴とす
   る請求項１に記載の塗布膜形成装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記ホットプレートへ
   の電流の供給を停止する際に警報を発することを特徴と
   する請求項１または請求項２に記載の塗布膜形成装置。
4. 【請求項４】 塗布膜が形成された基板に対して加熱処
   理および冷却処理を施して塗布膜を硬化させる硬化処理
   装置であって、 塗布液が塗布された基板をホットプレートにより加熱す
   る加熱処理室と、 この加熱処理室と連通され、加熱処理された基板を冷却
   する冷却処理室と、 加熱処理室および冷却処理室に不活性ガスを供給する不
   活性ガス供給手段と、 加熱処理室および冷却処理室を排気する排気手段と、 前記ホットプレートの温度を計測するための温度センサ
   ーと、 前記温度センサーにより計測された温度が第１の規定温
   度を越えた場合に、前記ホットプレートへの電流の供給
   を停止し、この計測された温度が第１の規定温度より低
   下した場合には、前記ホットプレートへの電流の供給を
   再開するように制御する制御手段と、 前記ホットプレートの温度を計測する一対の熱電対と、 この熱電対により計測された温度が第１の規定温度より
   も高い第２の規定温度を越えた場合に、前記ホットプレ
   ートへの電流の供給を停止して、その状態を維持する過
   昇温検知部とを具備することを特徴とする硬化処理装
   置。
5. 【請求項５】 さらに、前記ホットプレートへの給電路
   を開閉する開閉手段を有し、前記制御手段が前記ホット
   プレートへの電流の供給を停止する際に、前記制御手段
   からこの開閉手段に開信号を出力し、前記過昇温検知部
   が前記ホットプレートへの電流の供給を停止する際に、
   前記過昇温検知部からこの開閉手段に開信号を出力する
   ことを特徴とする請求項４に記載の硬化処理装置。
6. 【請求項６】 前記制御手段は、前記ホットプレートへ
   の電流の供給を停止する際に警報を発することを特徴と
   する請求項４または請求項５に記載の硬化処理装置。