JP2001093794A - 熱処理装置及びそれを備えた基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】熱処理装置のハウジングの伝熱性を高めること
で、熱処理雰囲気への悪影響を防止し基板に対する熱処
理を均一に施す。また、そのホットプレートＨＰを有す
る基板処理装置を提供する。 【解決手段】ホットプレートＨＰ６は基板Ｗを熱プレー
ト７０に載置して加熱処理を施す。熱プレート７０を含
む装置構造の主要部は底板７１上でハウジング５１によ
り覆われ、そのハウジング５１内周面側にヒートパイプ
５３を配置した。ヒートパイプ５３はその両端が熱プレ
ート７０の外周面に当接される。よって、熱プレート７
０の昇降温に応じてハウジング５１も昇降温し基板Ｗへ
の熱処理を均一に施すことができる。そして、基板処理
装置１００はこのような構成のホットプレートを含む処
理ユニットを多段に積層配置され構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハや液
晶表示用基板、光ディスク用等の各種基板（以下、単に
基板と称する）を熱プレートに載置して加熱処理を施す
熱処理装置に関し、詳しくは熱処理装置をユニット化し
た所定数の熱処理ユニットを有する基板処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の基板処理装置としては、
平面視で薬液処理部（薬液処理としてのレジスト塗布や
現像を施すスピンコーターやスピンデベロッパー等の回
転処理ユニットを備えて構成されている）、基板搬送ロ
ボット（の基板搬送路）、熱処理部がその順で配列され
た、いわゆる３列構成の基板処理装置や、平面視で薬液
処理部、第１の基板搬送ロボット（の基板搬送路）、熱
処理部、第２の基板搬送ロボット（の基板搬送路）がそ
の順で配列された、いわゆる４列構成の基板処理装置な
どがある。

【０００３】また、この種の基板処理装置は、基板加熱
処理部（基板を上面で支持して加熱するホットプレート
を有する）で加熱された基板を常温付近の所定温度に冷
却するための基板冷却処理部（基板を上面に支持して冷
却するクールプレートを有する）を備えており、この基
板冷却処理部と基板加熱処理部とは積層されて熱処理部
を形成している。

【０００４】このような構成の基板処理装置では、フォ
トリソグラフィ工程のうちの露光処理前後のレジスト塗
布前ベークやレジスト塗布、プリベーク、露光後ベー
ク、現像、ポストベークなどの各種の基板処理を基板に
施す。レジスト塗布前ベークやプリベーク、露光後ベー
ク、ポストベークなどのベーク処理は、基板を所定温度
に加熱する処理であって基板加熱処理部で行われ、この
ベーク処理の後、加熱された基板は基板冷却処理部で常
温付近の所定温度に冷却される。レジスト塗布は回転さ
せた基板にレジストを供給してレジスト膜を形成するス
ピンコーター（回転式レジスト塗布装置）で行われ、現
像は同じく回転させた基板に現像液を供給してこれを現
像するスピンデベロッパー（回転式現像装置）で行われ
る。なお、露光処理自体は基板処理装置に付設された露
光処理専用の露光ユニットで行われる。

【０００５】例えば、一連のある基板処理を行なう装置
では、図８の従来の基板処理装置における処理ユニット
配置を模式的に示す概念的平面配置図に示すような処理
ユニットレイアウトを採り、薬液処理部としての薬液処
理ユニット群１２０には１台のスピンコーターＳＣと２
台のスピンデベロッパーＳＤ１，ＳＤ２を並べて配置さ
せ、熱処理部としての熱処理ユニット群１１０には加熱
処理を行なう６台のホットプレートＨＰ１〜６（基板加
熱処理部）と冷却処理を行なう４台のクールプレートＣ
Ｐ１〜４（基板冷却処理部）を多列に積層配置させてい
た。

【０００６】つまり、この図８に示すように、複数枚の
基板Ｗを収容したカセット１０を載置するためのインデ
クサＩＤと、基板Ｗをステッパ（露光ユニット）等の外
部装置と受け渡しするためのインタフェイス部（基板載
置台）ＩＦＢとの間には、熱処理ユニット群１１０と薬
液処理ユニット群１２０とが搬送ロボットＴＣを挟んで
平行に配置されている。そして、薬液処理ユニット群１
２０ではスピンコータＳＣ，スピンデベロッパーＳＤ
１，ＳＤ２がその順にインデクサＩＤの側から並んで配
置されている。

【０００７】また、熱処理ユニット群１１０では、第１
列にはホットプレートＨＰ１，ＨＰ２とクールプレート
ＣＰ１，ＣＰ２が積層され、第２列にはホットプレート
ＨＰ３〜ＨＰ５とクールプレートＣＰ３が積層され、第
３列にはホットプレートＨＰ６とクールプレートＣＰ５
が積層され、これらは、第４列のクールプレートＣＰ４
と並んで多列に配置されている。

【０００８】そして、上記装置において現像を適正に行
うためには、常温付近の所定温度（２３℃付近）の雰囲
気内で、基板Ｗ全体が上記雰囲気温度に保持された状態
で処理される必要がある。また、レジスト塗布を適正に
行うためには、常温付近の所定温度の雰囲気内で、基板
全体が上記雰囲気温度に保持された状態で処理される必
要がある。レジスト塗布を行うためのスピンコーターＳ
Ｃが配設された処理室内は、特別に雰囲気管理してい
る。

【０００９】一方、上記装置におけるホットプレートＨ
Ｐ１〜ＨＰ６は、アルミニウムなどの伝熱性の良い金属
材料で形成された熱プレートの下部に、マイカヒータな
どの発熱体を埋設し、チャンバーカバーで熱プレートの
上部空間を半密閉状態となるように覆って熱処理雰囲気
を形成するように構成されたものが挙げられる。そし
て、熱処理を施す際には、発熱体により熱プレートを熱
処理のための処理温度に加熱し、熱プレートの上面に基
板を載置して熱処理を施すようになっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。すなわち、チャンバーカバーは熱処理雰囲気を形
成するとともに熱プレートに載置されている基板に対し
て外乱が及ぶことを防止している一方、それ自体の温度
が熱プレートほど考慮されていないため、一般的に熱処
理中であってもハウジングより３０〜５０℃ほど温度が
低くなる。そのため熱プレートとチャンバーカバーとの
間に形成されている熱処理雰囲気がこの影響を受けて、
その結果として基板に対する熱処理が不均一になること
がある。また、その逆に熱処理を終えて温度を低下させ
た場合であっても、熱プレートの温度低下にチャンバー
カバーの温度が追従しないことからやはり悪影響があ
る。

【００１１】一方、最近ではエキシマレーザを光源とす
るステッパと呼ばれる露光装置の普及により、フォトレ
ジストとして化学増幅型レジストが多く用いられるよう
になっている。周知のように、化学増幅型レジストは、
露光で発生した酸により、続く熱処理（ＰＥＢ）におい
て触媒反応が誘起され、現像液に対して不溶化（ネガ
型）または可溶化（ポジ型）が促進されるレジストであ
る。このような化学増幅型レジストを用いた場合、使用
レジスト毎に最適熱処理温度が多様になり１台のホット
プレートで複数の処理温度が必要になっている為、熱プ
レートの設定温度を短時間で変更できることが要求され
ている。

【００１２】しかしながら、熱プレートの設定温度を短
時間で変更しても熱処理雰囲気はなかなか安定しない。
その結果、熱処理雰囲気が安定するまでは雰囲気温度が
熱プレート設定温度よりも高い場合や低い場合があるた
め基板が熱処理雰囲気温度の影響を受ける。

【００１３】上記の現象は、ホットプレートＨＰ１〜Ｈ
Ｐ６を積層すると、熱処理ユニット群１１０の外装カバ
ー内にユニット形態で配置されるホットプレートが、そ
の高温処理時にユニットから放射される放射熱により、
外装カバー内で他のホットプレートを熱したり、ユニッ
ト間の熱的干渉によっても発生していた。すなわち、チ
ャンバーカバーが外部からの熱的干渉によっても影響を
受けてさらに安定しない現象が生じていた。

【００１４】本発明は、このような事情に鑑みて上記問
題点を解決するためになされたものであって、熱処理雰
囲気に対する悪影響を防止して基板に対する熱処理を均
一に施すことができる熱処理装置を提供することを第一
の目的とする。そして、その熱処理装置を含む処理ユニ
ットを多段に積層配置した基板処理装置においても基板
に対する熱処理を均一に施すことができる装置を提供す
ることを第二の目的とする。

【００１５】

【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。すわな
ち、請求項１に係る発明は、基板を熱プレートに載置し
て加熱処理を施す熱処理装置において、前記熱プレート
が配置される装置内部を形成するハウジングと、前記ハ
ウジングの内周面側に配設したヒートパイプを具備した
ことを特徴とする。

【００１６】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
熱処理装置において、前記ハウジングの外周面側に断熱
手段を備えたことを特徴とする。

【００１７】請求項３に係る発明は、請求項１または請
求項２に記載の熱処理装置において、前記ヒートパイプ
に前記熱プレートの熱を伝達するための伝熱部材をさら
に備えたことを特徴とする。

【００１８】請求項４に係る発明は、前記請求項１ない
し請求項３の熱処理装置をユニットとして備えた基板処
理装置であって、前記熱処理ユニットを含む各種の基板
処理を基板に施す処理ユニットを多段に積層配置したこ
とを特徴とする。

【００１９】本発明の作用は次のとおりである。請求項
１に係る発明の熱処理装置によれば、ハウジング内周面
側に配置されたヒートパイプによりハウジングの温度分
布を熱処理雰囲気とほぼ同じ温度に調整され、基板に所
望温度で処理を施すことができる。すなわち、熱プレー
トへの熱的干渉が防止される。これは、伝熱性が極めて
高く周囲の温度分布を均一にするという均熱性にも優れ
たヒートパイプを配置することによりそのハウジングの
伝熱性を高め、ハウジングの温度分布を熱処理雰囲気と
ほぼ同じ温度で均一にすることで達成できる。

【００２０】言い換えると、熱容量が小さなヒートパイ
プを配置してハウジングへの伝熱性を高めたので、熱プ
レートの昇降温に応じた熱処理雰囲気の温度変化に対し
てレスポンス良くハウジングの昇降温を向上させること
ができる。更に、装置内部を覆うハウジングを均一加熱
しているので、熱プレート及び処理空間に対する外的熱
影響を極めて少なくできる。

【００２１】また、請求項２に記載の発明によれば、ハ
ウジング外周面には断熱手段を備えたので、ハウジング
からの熱の放射やハウジング外からの熱的影響を防止で
きる。すなわち、ハウジングの昇降温のレスポンスが外
的影響で悪くなることを防止でき、ハウジングは熱プレ
ートを含む熱処理雰囲気に追従して昇降温できる。

【００２２】また、請求項３に記載の発明によれば、ハ
ウジングの温度が熱処理雰囲気からの熱伝導でなく伝熱
部材による熱伝導により昇降温することになるので、熱
プレートの温度変化に対するハウジングのレスポンスが
大きく向上する。

【００２３】なお、この伝熱部材としては、熱容量の小
さなヒートパイプが好適であり、例えば、ヒートパイプ
の一端部が突出した状態で、熱プレートに対してその一
端部が当接あるいは近接するような構成を採ることが考
えられる。

【００２４】請求項４に係る発明の基板処理装置では、
上記請求項１から請求項３に記載の熱処理装置が熱処理
ユニットとして、他の処理ユニットとともに多段に積層
される。このような基板処理装置においては、熱処理ユ
ニットで所望の熱処理を施すことができるとともに、他
の処理ユニットとの熱的干渉を抑えることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る基板処理装置
の第一の実施の形態を実施例に基づき説明する。図１
は、実施例の基板処理装置１００の外観斜視図であり、
図２はその概念的平面配置図である。なお、図１と図２
には、方向を明確にするためにＸＹＺ直角座標系の座標
軸が示されている。また、以下の説明に当たっては、従
来の基板処理装置と同じ構成部材については同一の符号
を付し、その詳細な説明は省略することとする。

【００２６】図１，図２に示すように、この基板処理装
置１００の概略構成は、図９に示した従来の３列構成の
基板処理装置の構成と概ね同一である。つまり、この第
一の実施例に係る基板処理装置１００は、その両端にイ
ンデクサＩＤとインタフェイス部ＩＦＢとを備え、この
間に、熱処理部としての熱処理ユニット群１１０と薬液
処理部としての薬液処理ユニット群１２０とを平行に備
える。そのほか、熱処理ユニット群１１０と薬液処理ユ
ニット群１２０との間には装置１００内で基板Ｗの搬送
を行う搬送ロボットＴＣを有する。

【００２７】熱処理ユニット群１１０には熱処理ユニッ
トとして６台のホットプレートＨＰ１〜ＨＰ６と４台の
クールプレートＣＰ１〜ＣＰ４とを備え、薬液処理ユニ
ット群１２０には１台のレジスト塗布用のスピンコータ
ーＳＣと２台の現像用のスピンデベロッパーＳＤ１，Ｓ
Ｄ２を有する。

【００２８】そして、後述するように基板搬送を行ない
つつ一連の基板処理を実行する。この場合、搬送ロボッ
トＴＣによる基板Ｗの搬送順序や搬送された各処理ユニ
ットでの処理内容は予め処理レシピに設定されており、
当該レシピに従って各処理ユニットが基板Ｗの処理を実
行する。なお、インデクサＩＤの正面には装置１００の
操作に必要なキー等を有する操作部４２と、プロセスの
進行状況や異常の発生などを表示して使用者に伝達する
表示部４３とが設けられている。

【００２９】熱処理ユニット群１１０は、上記した台数
のホットプレートＨＰおよびクールプレートＣＰを有す
るユニット列をインデクサＩＤとインタフェイス部ＩＦ
Ｂとの間において５列に配置可能である。しかし、ホッ
トプレートＨＰ，クールプレートＣＰは、スピンコータ
ーＳＣ，スピンデベロッパーＳＤの処理の流れの都合か
ら、従来と同様に４列に積層配置されている。

【００３０】このため、図示するように、第１ユニット
列Ｓ１，第２ユニット列Ｓ２には、他のホットプレート
ＨＰ，クールプレートＣＰを組み込む余地はないが、第
３ユニット列Ｓ３，第４ユニット列Ｓ４および第５ユニ
ット列Ｓ５には、それぞれ２台，３台，４台の他のホッ
トプレートＨＰ，クールプレートＣＰを配置可能であ
る。なお、一連の基板処理によっては実際にホットプレ
ートＨＰ，クールプレートＣＰが５列に配置されること
もある。

【００３１】スピンコーターＳＣおよびスピンデベロッ
パーＳＤ１，ＳＤ２は、搬送ロボットＴＣにより運び込
まれた基板Ｗを回転させる回転テーブルＴ１，Ｔ２，Ｔ
３を共に備える。また、スピンコーターＳＣは、回転さ
れている基板Ｗにレジストを供給して基板上面にレジス
ト膜を形成するためのレジスト供給機構Ｒを、スピンデ
ベロッパーＳＤ１，ＳＤ２は、図示しない露光装置にて
焼き付け・露光された基板Ｗに現像液を供給して例えば
露光領域のレジストを除去するための現像液供給機構Ｇ
１，Ｇ２を備える。

【００３２】スピンデベロッパーＳＤ１，ＳＤ２は、境
界領域Ｋ１（図２参照）を介在させて隣り合わされてお
り、スピンデベロッパーＳＤ１では、回転テーブルＴ２
が境界領域Ｋ１から左側に離れて設置されている。その
一方、スピンデベロッパーＳＤ２では、回転テーブルＴ
３が境界領域Ｋ１から右側に離れて設置されている。し
かも、この回転テーブルＴ２，Ｔ３は、境界領域Ｋ１を
中心に左右対象の位置に設置されている。このため、現
像液供給機構Ｇ１，Ｇ２は、境界領域Ｋ１の側にそれぞ
れ設置されており、境界領域Ｋ１を挟んでその左右に並
んでいる。

【００３３】スピンコーターＳＣは、スピンデベロッパ
ーＳＤ１左方の境界領域Ｋ２を隔てて、スピンデベロッ
パーＳＤ１の左隣に位置し、回転テーブルＴ１を境界領
域Ｋ２から左側に離して、レジスト供給機構Ｒを境界領
域Ｋ２の側に有する。

【００３４】ここで、上記したホットプレートＨＰ，ク
ールプレートＣＰについて、第３ユニット列Ｓ３を例に
採り説明する。第３ユニット列Ｓ３は、クールプレート
ＣＰ５を下段にしてホットプレートＨＰ６をＺ軸方向に
積層して構成されている。

【００３５】第３ユニット列Ｓ３は、第３ユニット列Ｓ
３をｘｚ平面で断面視した図３の縦断面図と、第３ユニ
ット列Ｓ３をｙｚ平面で断面視した図４の縦断面図に示
すように、これらの外周を覆うように外装カバー９０が
設けられている。この外装カバー９０は、基板処理装置
１００の背面側を外装カバー９０ａで覆い、搬送ロボッ
トＴＣ側を外装カバー９０ｂで覆っている。そして上面
に外装カバー９０ｃが配設されて構成されている。

【００３６】更に、薬液処理ユニット群１２０側の側面
に隣接する側面が仕切部材９５，９５で挟まれている。
仕切部材９５は、第３ユニット列Ｓ３を初めとする全て
のユニット列の対向する側面に備え付けられており、各
列の最下段のクールプレートＣＰからその列の高さ方向
（ｚ軸方向）全域に亘って配置されている。そして、こ
の仕切部材９５には、各熱処理ユニットをその底板７１
で支持するためのレール９６が設けられている。

【００３７】ホットプレートＨＰ６は、底板７１上に、
図示しないヒーターを内設した熱プレート７０や基板Ｗ
を昇降駆動する駆動部（図ではエアシリンダ）８０、区
画壁７２などが支持されて構成されている。そして、区
画壁７２により、その内部を熱プレート７０側の処理室
５０と機器室６０とに区画しており、機器室６０には駆
動部８０を備える。

【００３８】よって、処理室５０は、上記した底板７
１，区画壁７２，外装カバー９０ｂおよび仕切部材９
５，９５とこのホットプレートＨＰ６上方の底板７１と
をその周囲の壁面として熱プレート７０を取り囲み、機
器室６０と区画されることになる。そして後述するハウ
ジング５１が底板７１上に立設されている。

【００３９】図４に示すように、第３ユニット列Ｓ３に
は、２つの熱処理ユニットが配置されているので、クー
ルプレートＣＰ５をその底板７１で支持する最下段のレ
ール９６対とホットプレートＨＰ６をその底板７１で支
持するレール９６対、後述する収納ユニットＡＳ，ＡＳ
をその上方にて隔絶するための他の底板７１，７１を支
持する２つのレール９６対とが設けられている。そし
て、第１ユニット列Ｓ１や第２ユニット列Ｓ２，第４ユ
ニット列Ｓ４では、各ユニット列の熱処理ユニット個数
に応じてレール９６が設けられている。

【００４０】この状態で、クールプレートＣＰ５と上方
のホットプレートＨＰ６の底板７１との間の空間がクー
ルプレートＣＰ５の処理室５０ａになり、また、ホット
プレートＨＰ６と上方の収納ユニットＡＳの底板７１と
の間の空間がホットプレートＨＰ６の処理室５０にな
る。そして、外装カバー９０ｃとホットプレートＨＰ６
の間の空間が収納ユニットＡＳになる。

【００４１】この収納ユニットＡＳは、外装カバー９０
ｂに設けられた図示しない開閉蓋により塞がれている。
そして、内部には電装機器である、例えば処理レシピの
記憶機器や基板処理装置１００の制御機器等の電子部品
搭載基板、電気系統に必要な電源ボックス、ケーブル等
の電装品の組み合わせからなる電装品ユニット２００が
収納・設置されている。そして本実施例では収納ユニッ
トＡＳが上限に２段配置されている。

【００４２】尚、電装品ユニット２００に替えて、薬液
処理ユニット群１２０におけるスピンコーターＳＣやス
ピンデベロッパーＳＤ１，ＳＤ２で用いられる薬液（レ
ジストや現像液）を貯留してこれら機器に薬液を供給す
る薬液供給機器、例えば薬液タンク（図示省略）を収納
・設置してもよい。

【００４３】次に、ホットプレートＨＰ６とクールプレ
ートＣＰ５の構成について説明する。図５はホットプレ
ートＨＰ６をｘｙ平面で断面視した平面断面図と、図６
はｙｚ平面で断面視した縦断面図である。

【００４４】ホットプレートＨＰ６は、熱プレート７０
がその下部にマイカヒータなどの発熱体７０ａが埋設さ
れ、上面との間に伝熱部分７０ｂを配置して構成される
アルミプレートを底板７１の上面に支持して備え、この
熱プレート７０により基板Ｗを所定の温度（例えば、１
００℃）まで加熱する。

【００４５】熱プレート７０には、ｚ軸方向に複数の貫
通孔７３が設けられていて、各貫通孔７３それぞれに基
板支持ピン７４が昇降可能に挿通されている。各基板支
持ピン７４は、連結部材７５を介してエアシリンダ（駆
動部）８０のロッド８０ａに連結された支持板７６に立
設されていて、エアシリンダ８０のロッド８０ａの昇降
によって一体的に昇降されるようになっている。

【００４６】これら基板支持ピン７４は、加熱処理前の
基板ＷをホットプレートＨＰ６上方で搬送ロボットＴＣ
のアームから受け取り、降下して熱プレート７０上に基
板Ｗを支持させるとともに、加熱処理済の基板Ｗを熱プ
レート７０上方に持ち上げ搬送ロボットＴＣのアームに
引き渡す動作を行う。

【００４７】また、熱プレート７０の上面には、図示し
ていないが３個の凹部が穿たれており、各凹部のそれぞ
れに凹部の深さよりも若干大径の球体が嵌め込まれてい
る。熱プレート７０に基板Ｗが載置されると、これらの
３個の球体によって熱プレート７０の上面からプロキミ
ティギャップと呼ばれる微少な隙間が保たれた状態で支
持され、熱プレート７０の上面からの輻射熱によって均
一に加熱できるよう構成されている。なお、凹部および
球体を省略して、熱プレート７０の上面に基板Ｗを直接
的に載置して熱処理を施すように構成してもよい。

【００４８】また、連結部材７５に連結された上カバー
７７が熱プレート７０の上方に配置されていて、エアシ
リンダ８０のロッド８０ａの昇降によって基板支持ピン
７４の昇降と連動して昇降されるようになっている。基
板Ｗが熱プレート７０の上に支持された状態で上カバー
７７が基板Ｗの周囲を覆って基板Ｗへの加熱処理が行わ
れる。このとき、窒素（Ｎ₂ ）ガスが上カバー７７内に
供給されてＮ₂ 雰囲気で加熱処理が行われたり、ＨＭ
ＤＳ処理では、ＨＭＤＳとＮ₂ ガスとの混合蒸気が上
カバー７７内に供給される。このホットプレートＨＰ６
の構造においては、この上カバー７７と熱プレート７０
で形成される空間が熱処理雰囲気に設定される必要があ
る。

【００４９】区画壁７２には、連結部材７５の昇降を許
容する開口７８が設けられており、一方、連結部材７５
には、連結部材７５（基板昇降ピン７４や上カバー７
７）の昇降にかかわらず常に上記開口７８を塞ぐ板部材
７９が取り付けられている。

【００５０】処理室５０の一方の壁面となる搬送ロボッ
トＴＣ側の外装カバー９０ｂには、処理室５０に搬送ロ
ボットＴＣのアームが出入りするための開口９１が空け
られている。この開口９１を介して搬送ロボットＴＣの
アームが挿抜されてホットプレートＨＰ６の処理室５０
に基板Ｗを搬入／搬出し、基板Ｗの搬入／搬出時のみ開
口されるシャッター９４も設けられている。

【００５１】ハウジング５１は箱体が開放側で処理室５
０内の底板７１上に立設され、内部に熱プレート７０等
のホットプレートＨＰ６の装置主要部を収納する。そし
て、ハウジング５１には、その区画壁７２側には開口７
８に対向して同様の開口５４、５４が設けられており、
外装９０ｂ側には開口９１に対向して開口５５が設けら
れている。なお、ハウジング５１はアルミニウムや銅な
どの熱伝導率の良い部材でメッキ処理等の表面処理を施
してある。

【００５２】さらに、ハウジング５１はその内部に温度
分布を熱処理雰囲気とほぼ同じ温度で均一にするヒート
パイプ５３が配置されている。ヒートパイプ５３は棒状
で図３に示すように略逆Ｕ字状に形成され、３本ずつが
その両端を２個の支持部材５２によりハウジング５１内
周面に固定される。そして、その両端が屈曲し延長され
熱プレート７０の外周面に当接されている。

【００５３】次に、ヒートパイプ５３の構造を示す断面
図である図７に示すように、ヒートパイプ５３には螺旋
管５３１の内側で中心に空洞ＣＡが設けられ、それを覆
うように金属細線による細い網状のウィック５３２が設
けられている。そしてウィック５３２と螺旋管５３１の
間には内部を減圧してフレオンやアンモニア、水なでの
作動液Ｆが封入して浸透されている。

【００５４】この様なヒートパイプ５３による放熱の原
理の概略を説明する。熱プレート７０によりハウジング
５１の内部空間は、上カバー７７があったとしても熱処
理雰囲気に近い温度となり、このハウジング５１内部の
高温雰囲気により螺旋管５３１を介して作動液Ｆが熱せ
られる。熱せられた作動液Ｆは蒸発し潜熱を伴って、空
洞ＣＡを通って螺旋管５３１における低温部に至り、低
温部で熱を放出する。これにより低温部の表面から熱を
放出した作動液Ｆの蒸気は液化し、ウィック５３２内を
毛細管現象により再度高温部に向かって移動していく。
このような一連の工程を常時繰り返して高温部の位置す
る領域を冷却する。即ち、ヒートパイプ５３は伝熱性が
極めて高く、ヒートパイプ５３およびその周囲の温度分
布を均一にする均熱性にも優れているものである。

【００５５】なお、このヒートパイプ５３は螺旋管５３
１がテフロン（登録商標）樹脂製の樹脂、ウィック５３
２がガラス繊維や銅線などの金属細線による金属製であ
ることにより可撓性を備えており、さらに螺旋管５３１
を設けることにより折り曲げて配置しても、その作動液
Ｆはその移動を阻害されない。なお、螺旋管５３１に代
えて、アルミニウムやステンレス鋼、銅などの金属によ
る管の内部に溝を形成するとともに上記の構造を配置す
るようにしても良い。

【００５６】したがって、このように伝熱性が極めて高
く、周囲の温度分布を均一にする均熱性にも優れている
ヒートパイプ５３をハウジング５１内周面に配置するこ
とで、発熱体７０ａにより熱プレート７０を所定の処理
温度に加熱した時のハウジング５１の温度分布を均一に
することができる。

【００５７】なお、周囲の温度分布を均一にすることが
できるというヒートパイプ５３の特性上、各ヒートパイ
プ５３の間に隙間があったとしても各隙間における温度
分布をヒートパイプ５３とほぼ同じ温度分布にすること
ができる。

【００５８】さらに、ヒートパイプ５３がその一端で熱
プレート７０に当接していることで熱伝導によって熱プ
レート７０の温度変化に追従することになるので、熱処
理雰囲気及びハウジング５１内部雰囲気を介して熱伝導
するのに比較して熱プレート７０の温度変化に対するレ
スポンスが大きく向上する。よって、ハウジング５１の
温度変化が遅れることに起因して生じる基板Ｗへの悪影
響をより一層防止することができ、基板Ｗへの熱処理を
より均一に施すことができる。

【００５９】上記の実施例においては、熱プレート７０
からの熱伝導を行うためにヒートパイプ５３自身の一端
を延長して当接させる構造としており、この延長部分が
本願発明における伝熱部材に相当する。なお、この伝熱
部材は熱伝導性の良い別部材にて構成し、熱プレート７
０とヒートパイプ５３の間に介在させる構成としてもよ
い。

【００６０】図６に戻って、ハウジング５１外周面側に
はその表面に沿って断熱部材５６が装着されている。断
熱部材５６はハウジング５１の開口５４，５４，５５に
対応して開口が形成されている以外はハウジング５１の
外周面全体を覆っている。この断熱部材５６はハウジン
グ５１からの放射熱、およびホットプレートＨＰ６の周
囲の構造からの放射熱を遮ることにより熱干渉を無くす
ことができる。

【００６１】なお、断熱部材５６とハウジング５１の表
面処理が本願発明の断熱手段に相当するが、この断熱手
段としては断熱部材５６のみで構成してもよく、ハウジ
ング５１の表面処理はなくても良い。

【００６２】機器室６０には、図５に示すようにその一
部領域を更に区画する区画体６１を有する。この区画体
６１は、ホットプレートＨＰ６の底板７１と収納ユニッ
トＡＳの底板７１との間に亘って立設されており、その
内部領域を第１室６２と第２室６３とに分割している。
この区画体６１の上下に位置することになる上記の両底
板７１，７１には、第１室６２と第２室６３とにそれぞ
れ連通する貫通孔（図示省略）が空けられている。この
ため、収納ユニットＡＳの内部は、区画壁７２に設けら
れた図示しない開孔と、この収納ユニットＡＳの底板７
１の貫通孔を介して第１室６２および第２室６３と連通
する。

【００６３】そして、収納ユニットＡＳに収納・配置さ
れた電装品ユニット２００からの電線は、区画壁７２の
図示しない開孔を介して第２室６３を経て制御対象機器
等（搬送ロボットＴＣや各種シリンダおよびセンサ等）
まで配線され、この場合には、第１室６２は収納ユニッ
トＡＳ内を排気冷却するための排気ダクトとされる。

【００６４】図５中、第３ユニット列Ｓ３両側面の仕切
部材９５，９５にそれぞれ排気ダクト９７，９７が設け
られる。図４に示すように排気ダクト９７は仕切部材９
５の高さ方向に亘って空けられており、この排気ダクト
９７と処理室５０，５０ａとは開口９８，９８ａにより
連通されている。そして、排気ダクト９７の上端は外装
カバー９０ｃによって塞がれており、下端は排気源９３
に連通接続された配管９７ａに連通接続されていて、排
気ダクト９７、配管９７ａを介して各処理室５０、５０
ａ内のシステム排気が行われる。そして配管９７ａは、
各クールプレートＣＰ１からＣＰ４の下方にＸ軸方向に
沿って各ユニット列の下方に配設されていて、各列の排
気ダクト９７と連通して接続されている。その一方、第
１ユニット列Ｓ１、第２ユニット列Ｓ２、第４ユニット
列Ｓ４では、その列に配置されたそれぞれのクールプレ
ートＣＰ，ホットプレートＨＰの処理室についてシステ
ム排気が行われる。

【００６５】なお、第３ユニット列Ｓ３では、開口９
８，９８ａは二個所しか空けられてないが、第１ユニッ
ト列Ｓ１や第２ユニット列Ｓ２，第４ユニット列Ｓ４で
は、各ホットプレートＨＰやクールプレートＣＰ等の処
理室と連通するよう、所定数の開口が空けられている。

【００６６】また、ホットプレートＨＰ６やクールプレ
ートＣＰ５の各エアシリンダ（駆動部）８０の上方の外
装カバー９０ｃには小孔（図示ぜず）が開けられてい
て、クリーンルーム内のダウンフローの気流（白抜きの
矢印で示す）が取り込まれており、エアシリンダ８０か
ら発生するパーティクルを下方に流下させて排除するよ
うにしている。

【００６７】図３と図４に戻って、クールプレートＣＰ
５は、ホットプレートＨＰ６の熱プレート７０の代わり
に、図示しない冷却板、ペルチェ素子、放熱板で構成さ
れた冷却プレート８１を備え、上カバー７７を省略した
以外は、ホットプレートＨＰ６とおおよそ同様の構成を
有するので、同一部品に同じ符号を付してその詳述は省
略する。具体的には、熱プレート７０に替り電子冷却に
よる水冷ジャケットを有するアルミプレートを底板７１
の上面に支持して備えた冷却プレート８１により基板Ｗ
を所定の温度（例えば、室温）まで冷却する。

【００６８】そして、ホットプレートＨＰ６と同様に、
基板支持ピン７４が冷却処理前の基板Ｗを冷却プレート
８１上方で搬送ロボットＴＣのアームから受け取り降下
して冷却プレート８１上に基板Ｗを載置させる。また、
冷却処理済の基板Ｗを冷却プレート８１の上方に持ち上
げ、搬送ロボットＴＣのアームに引き渡す動作を行う。

【００６９】図１および図２に戻って、搬送ロボットＴ
Ｃは基板Ｗをアームに載置支持し、基板ＷのＸ軸方向、
Ｚ軸方向への移動動作、鉛直軸回りに回転させ、任意の
ホットプレート、クールプレート、スピンコーターＳ
Ｃ、スピンデベロッパーＳＤなどの間で基板Ｗを搬送す
るようにしている。

【００７０】インデクサＩＤは、複数枚の基板Ｗが収納
される搬送用のカセットを載置するためのテーブルや、
このカセットと基板処理装置１００内の搬送ロボットＴ
Ｃとの間で基板Ｗの受渡しを行うための搬入出ロボット
ＩＲなどで構成される。

【００７１】図外の露光ユニットは露光処理を行うため
のもので、縮小投影露光機（ステッパー）などの露光機
や、露光機での露光の際の基板Ｗの位置合わせを行うア
ライメント機構、露光ユニット内での基板Ｗの搬送を行
う基板搬送ロボットなどを一体的にユニット化して構成
されている。

【００７２】インタフェイス部ＩＦＢは、基板処理装置
１００と図１中インタフェイス部ＩＦＢのＸ軸方向に配
置される露光ユニットとの間で基板Ｗの受渡しを行うた
めのユニットで、基板処理装置１００内の搬送ロボット
ＴＣから受け取った露光前の基板Ｗを露光ユニット内の
基板搬送ロボットに引き渡したり、露光ユニット内の基
板搬送ロボットから受け取った露光済の基板Ｗを基板処
理装置１００内の搬送ロボットＴＣに引き渡す基板受渡
しロボット（図示せず）などを備えている。

【００７３】これらインデクサＩＤ、基板処理装置１０
０、インタフェイス部ＩＦＢ、露光ユニットの動作を以
下に説明する。インデクサＩＤは搬入出ロボットＩＲに
よって基板Ｗを１枚ずつ取出して搬送ロボットＴＣに受
け渡す。そして、搬送ロボットＴＣは、受け渡された基
板Ｗを、熱処理ユニット群１１０の各処理ユニットに搬
送する。また、この熱処理ユニット群１１０の各処理ユ
ニットでは、予め定められた条件で基板Ｗが処理され、
この処理された基板Ｗは、搬送ロボットＴＣにより、薬
液処理ユニット群１２０の各処理ユニットに搬送され
る。

【００７４】ここでは、基板処理装置１００で、露光処
理前の基板処理として、例えば、レジスト塗布前ベー
ク、レジスト塗布、プリベークを行い、露光処理後の基
板処理として、例えば、露光後ベーク、現像、ポストベ
ークを行うものとする。

【００７５】搬送ロボットＴＣは、上記処理の順序に従
って基板Ｗを搬送する。すなわち、搬入出ロボットＩＲ
から基板Ｗを受け取ると、その基板Ｗを、ホットプレー
ト、クールプレート、スピンコーターＳＣの処理室、ホ
ットプレート、クールプレートの順に搬送し、レジスト
塗布前ベーク（ホットプレート）、レジスト塗布前ベー
ク後のレジスト塗布に適した温度への冷却処理（クール
プレート）、レジスト塗布（スピンコーターＳＣ）、プ
リベーク（ホットプレート）、プリベーク後の冷却処理
（クールプレート）を行わせる。

【００７６】プリベーク後の冷却処理が終了すると、搬
送ロボットＴＣはその基板Ｗをインタフェイス部ＩＦＢ
内の基板受渡しロボットに引き渡し、この基板受渡しロ
ボットが露光ユニット内の基板搬送ロボットにその基板
Ｗを引渡し、露光ユニット内で露光処理が行われる。

【００７７】露光ユニットでの露光処理が終了すると、
インタフェイス部ＩＦＢを介して露光済の基板Ｗが搬送
ロボットＴＣに渡される。その基板Ｗをホットプレー
ト、クールプレート、スピンデバロッパーＳＤの処理
室、ホットプレート、クールプレートの順に搬送し、露
光後ベーク（ホットプレート）、露光後ベークの後の現
像に適した温度への冷却処理（クールプレート）、現像
（スピンデベロッパーＳＤ）、ポストベーク（ホットプ
レート）、ポストベーク後の冷却処理（クールプレー
ト）を行わせる。

【００７８】ポストベーク後の冷却処理が終了すると、
その基板ＷをインデクサＩＤの搬入出ロボットＩＲに引
き渡す。搬入出ロボットＩＲはこのフォトリソグラフィ
工程の一連の基板処理が終了した基板Ｗを空のカセット
に順次収納していく。一連の基板処理の間、排気源９３
が作動して排気ダクト９７によるシステム排気が実施さ
れる。

【００７９】以上説明したように、上記の実施例では、
熱処理ユニット群１１０に所定のクールプレートＣＰ，
ホットプレートＨＰを積層配置した第１ユニット列Ｓ１
〜第５ユニット列Ｓ５のホットプレートＨＰ１〜６が底
板７１上で装置構造が配置されユニット形態としてレー
ル９６対により処理室５０に配置される。

【００８０】そして、装置構造の熱プレート７０を含む
主要部はハウジング５１内に配置ｓれる。そのハウジン
グ５１の内周面側にこのように伝熱性が極めて高く、周
囲の温度分布を均一にする均熱性にも優れているヒート
パイプ５３を設けたことにより、その温度分布を熱処理
雰囲気とほぼ同じ温度で均一にすることができる。即
ち、熱処理中の基板Ｗに対してその熱処理雰囲気が熱プ
レートＷの昇降温に追従させることで熱処理が安定す
る。

【００８１】更に、それぞれのホットプレートユニット
から放射熱が発生され、ホットプレートを多段に積層す
る場合は互いのホットプレートに対して、他のユニッ
ト、例えばクールプレートや電装品ユニットに対して熱
的干渉が発生する。しかしながら、ハウジング５１の周
囲には断熱部材５６を配置することでホットプレートか
らの熱的干渉が遮断され、前者の場合、熱処理雰囲気へ
の悪影響が防止される。また、後者の場合は、クールプ
レートや電装品ユニットへの熱的影響をより確実に抑え
ることができる。

【００８２】このように、ホットプレート自身はそのハ
ウジング５１内で熱処理雰囲気に追従して昇降温して
も、その外部への熱的影響を防止することができるの
で、例えば薬液処理ユニット群１２０側に高温雰囲気が
放射されるのが防止され、従来、熱処理ユニット群１１
０からの熱的影響で起こっていたレジスト塗布工程や現
像工程での不都合を解消することもできるようになっ
た。

【００８３】なお、露光処理の場合も、露光処理に適し
た基板Ｗの温度があり、プリベークの後の冷却処理では
そのような温度に基板Ｗ全体を冷却し、そのように温調
された状態で基板Ｗが露光ユニットに搬送されることが
望まれる。本実施例では、クールプレートからインタフ
ェイス部ＩＦＢへの基板搬送においても熱的影響を受け
ることがない。従って、本実施例によれば、クールプレ
ートで露光に適した温度に温調された状態で、基板Ｗに
露光処理を行わせることができ、温度変動に起因する露
光処理時の露光ムラなどの不都合も防止することができ
る。

【００８４】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様にお
いて実施することが可能である。

【００８５】次に、上述した実施例に対するいくつかの
変形例を説明する。 〔変形例１〕ヒートパイプ５３の形状は先の実施の形態
の図６に示すような逆Ｕ字状に限られるものではなく、
蛇行して設けられていても良い。またヒートパイプ５３
の配置は、先の実施の形態の図５に示すようなものに限
らず、例えば図のＹ方向に沿って複数直線状に配置する
ようにしてもよい。

【００８６】〔変形例２〕ヒートパイプ５３はハウジン
グ５１の内周面側に配置されているが、ハウジング５１
内に埋設するようにしてもよい。こうすることでハウジ
ング５１の熱容量が小さくなりハウジング５１の昇降温
のレスポンスが向上する。

【００８７】〔変形例３〕全てクールプレートを下段に
してその上に複数個のホットプレートが積層されている
が、ホットプレートのみを複数個積層する場合や、空き
部分が設けられてホットプレートやクールプレートが積
層される場合などもあるが、このような構成のものに対
しても本願発明を適用でき、更なる効果が期待できるも
のである。

【００８８】〔変形例４〕上記各実施例では、薬液処理
ユニット群を１台のスピンコーターＳＣと２台のスピン
デベロッパーＳＤ（ＳＤ１、ＳＤ２）とで構成したが、
スピンコーターＳＣが複数台設けられた基板処理装置や
スピンデベロッパーＳＤが１台または３台以上設けられ
た基板処理装置であっても本発明は同様に適用できる。

【００８９】〔変形例５〕上記各実施例では、基板処理
装置を３列構成でとしたが、熱処理ユニット群と薬液処
理ユニット群との間に設けられ少なくとも薬液処理ユニ
ット群に対する基板Ｗの搬送を行う第１の搬送ロボット
と、熱処理ユニット群を挟んで第１の搬送ロボットと反
対側に設けられ、少なくとも熱処理ユニット群に対する
基板Ｗの搬送を行う第２の搬送ロボットとで構成された
４列構成の第２の基板処理装置のに適用してもよい。

【００９０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明によれば、基板を熱プレートに載置して
加熱処理を施す熱処理装置において、前記熱プレートが
配置される装置内部を形成するハウジングと、前記ハウ
ジングの内周面側に配設したヒートパイプを具備し、ヒ
ートパイプによりハウジングの温度分布が熱処理雰囲気
とほぼ同じ温度に調整され、基板に所望温度で処理を施
すことができる。

【００９１】また、請求項４に係る発明は、前記請求項
１または請求項３の熱処理装置をユニットとして備えた
基板処理装置であって、前記熱処ユニットを含む各種の
基板処理を基板に施す処理ユニットを多段に積層配置
し、このような基板処理装置においても熱処理ユニット
で所望の熱処理が施すことができるとともに、他の処理
ユニットとの相互の熱的影響を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例における基板処理装置の
外観斜視図である。

【図２】本発明の第一の実施例における基板処理装置の
処理ユニット配置を模式的に示す概念的平面図である。

【図３】第３ユニット列Ｓ３をｘｚ平面で断面視した概
略縦断面図である。

【図４】第３ユニット列Ｓ３をｙｚ平面で断面視した概
略縦断面図である。。

【図５】ホットプレートＨＰ６をｘｙ平面で断面視した
概略平面断面図である。

【図６】ホットプレートＨＰ６をｙｚ平面で断面視した
概略平面断面図である。

【図７】ヒートパイプの一部断面図である。

【図８】従来の基板処理装置の処理ユニット配置を模型
式的に示す概念的平面配置図である。

【符号の説明】

１００ 基板処理装置 １１０ 熱処理ユニット群 １２０ 薬液処理ユニット群 ５１ ハウジング ５３ ヒートパイプ ５３１ 螺旋管 ５３２ ウィック ５６ 断熱部材 ５０、５０ａ 処理室 ７０ 熱プレート ７１ 底板 ＨＰ１、ＨＰ２、ＨＰ３、ＨＰ４、ＨＰ５、ＨＰ６ ホ
ットプレート ９５ 仕切部材 ９０、９０ａ、９０ｂ、９０ｃ 外装カバー Ｗ 基板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板を熱プレートに載置して加熱処理を施
   す熱処理装置において、 前記熱プレートが配置される装置内部を形成するハウジ
   ングと、 前記ハウジングの内周面側に配設したヒートパイプを具
   備したことを特徴とする熱処理装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の熱処理装置において、 前記ハウジングの外周面側に断熱手段を備えたことを特
   徴とする熱処理装置。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の熱処理装
   置において、 前記ヒートパイプに前記熱プレートの熱を伝達するため
   の伝熱部材をさらに備えたことを特徴とする熱処理装
   置。
4. 【請求項４】前記請求項１ないし請求項３の熱処理装置
   をユニットとして備えた基板処理装置であって、 前記熱処理ユニットを含む各種の基板処理を基板に施す
   処理ユニットを多段に積層配置したことを特徴とする基
   板処理装置。