JP2001189250A - 加熱処理装置および加熱処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱プレートの載置面の温度をその全面にわ
たって略均一に維持しながら、加熱プレートを迅速に降
温することができる加熱処理装置を提供すること。 【解決手段】 基板Ｗを所定温度に加熱処理する加熱処
理装置（ＣＨＰ）は、その表面に基板Ｗを近接または載
置させて加熱処理する加熱プレート（５１）と、加熱プ
レート（５１）の裏面に冷却ガスを供給して、加熱プレ
ートを降温する冷却ガス供給手段（７４，７８）とを具
備し、冷却ガス供給手段（７４，７８）は、前記加熱プ
レートの冷却速度の遅い部位から冷却速度の速い部位に
向けて冷却ガスが流れるように冷却ガスを供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等の
基板に対して加熱処理を行う加熱処理装置および加熱処
理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスのフォトリソグラフィー
工程においては、半導体ウエハにレジストを塗布し、こ
れにより形成されたレジスト膜を所定の回路パターンに
応じて露光し、この露光パターンを現像処理することに
よりレジスト膜に回路パターンが形成されている。

【０００３】このようなフォトリソグラフィー工程にお
いては、レジスト塗布後の加熱処理（プリベーク）、露
光後の加熱処理（ポストエクスポージャーベーク）、現
像後の加熱処理（ポストベーク）等、種々の加熱処理が
行われている。

【０００４】これらの加熱処理は、通常、ヒーターによ
って加熱される加熱プレート（ホットプレート）を筐体
内に配置してなるホットプレートユニットにより行われ
る。加熱処理に際しては、加熱プレートの表面に半導体
ウエハが近接あるいは載置されるが、その際に、ウエハ
の全面にわたって均一な温度で加熱処理できるように、
加熱プレートは、その載置面の全面にわたって温度が均
一であること（面内均一性）が要求されている。

【０００５】このため、加熱プレートの上の処理空間を
蓋体で覆って外気の影響を少なくするとともに、処理空
間に加熱プレート外側から中央に向かうガスの流れを形
成している。

【０００６】一方、半導体デバイスの種類やレジスト液
の種類等を変更する際には、このようなホットプレート
ユニットにおける加熱プレートの温度を変更する必要が
あり、例えば加熱プレートの温度を高い設定温度から低
い設定温度に変更する際には、従来、なんらコントロー
ルすることなく自然放冷により加熱プレートを降温して
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、自然放
冷により加熱プレートを降温する場合には、極めて長時
間を要し、スループット向上の観点から好ましくない。
これを解消するために、加熱プレートの裏面に空気等を
供給して強制急冷を実施することが考えられる。しかし
ながら、加熱プレートの載置面には、冷却されやすい部
位とされにくい部位とが存在し、加熱プレート面が不均
一に冷却されてしまう。したがって、イニシャル動作ま
でに時間がかかり、結局十分なスループットの向上を図
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、加熱プレートの載置面の温度をその全面にわ
たって略均一に維持しながら、加熱プレートを迅速に降
温することができる加熱処理装置および加熱処理方法を
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
に、本発明の第１の観点によれば、基板を所定温度に加
熱処理する加熱処理装置であって、その表面に基板を近
接または載置させて加熱処理する加熱プレートと、前記
加熱プレートの裏面に冷却ガスを供給して、前記加熱プ
レートを降温する冷却ガス供給手段とを具備し、前記冷
却ガス供給手段は、前記加熱プレートの冷却速度の遅い
部位から冷却速度の速い部位に向けて冷却ガスが流れる
ように冷却ガスを供給することを特徴とする加熱処理装
置が提供される。

【００１０】また、本発明の第２の観点によれば、基板
を所定温度に加熱処理するとともに基板を冷却可能な加
熱処理装置であって、その表面に基板を近接または載置
させて加熱処理する加熱プレートと、この加熱プレート
とは別個に設けられ、その表面に基板を近接または載置
させて冷却処理する冷却プレートと、前記加熱プレート
と前記冷却プレートとの間で基板を搬送する搬送手段
と、前記加熱プレートの裏面に冷却ガスを供給して、前
記加熱プレートを降温する冷却ガス供給手段とを具備
し、前記冷却ガス供給手段は、前記加熱プレートの冷却
速度の遅い部位から冷却速度の速い部位に向けて冷却ガ
スが流れるように冷却ガスを供給することを特徴とする
加熱処理装置が提供される。

【００１１】これら加熱処理装置において、前記冷却ガ
ス供給手段は、前記加熱プレートの裏面側で、放冷速度
の遅い部位に向けて、冷却ガスを吐出する冷却ガス吐出
ノズルと、放冷速度の遅い部位に供給された冷却ガスを
放冷速度の速い部位に導く冷却ガス案内手段とを有する
構成とすることができる。また、前記加熱プレートの裏
面に冷却ガスの流路を規定する冷却ガス流路規定部材が
設けられている構成とすることができる。

【００１２】さらに、本発明の第３の観点によれば、基
板を所定温度に加熱処理する加熱処理方法であって、表
面に基板を近接または載置させて加熱処理する加熱プレ
ートの裏面に冷却ガスを供給して降温する際に、前記加
熱プレートの冷却速度の遅い部位から冷却速度の速い部
位に向けて冷却ガスが流れるように冷却ガスを供給する
ことを特徴とする加熱処理方法が提供される。

【００１３】本発明によれば、加熱プレートの裏面に冷
却ガスを供給して加熱プレートを降温する冷却ガス供給
手段が、前記加熱プレートの冷却速度の遅い部位から冷
却速度の速い部位に向けて冷却ガスが流れるように冷却
ガスを供給するので、まず冷却速度の遅い部位に冷却ガ
スが供給されてより迅速に冷却され、その後ある程度温
められた冷却ガスが冷却速度の速い部位に供給される。
したがって、加熱プレートの載置面の温度をその全面に
わたって略均一に維持しながら、加熱プレートを迅速に
降温することができる。また、基板を冷却処理する冷却
プレートと、加熱プレートと冷却プレートとの間で基板
を搬送する搬送手段とをさらに備えることで、加熱後の
冷却処理を迅速に行うことができる。

【００１４】

【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
の加熱処理装置の一実施形態である急冷機能を有しかつ
冷却プレートを有するホットプレートユニット（ＣＨ
Ｐ）を備えたレジスト塗布・現像処理システムを示す概
略平面図、図２はその正面図、図３はその背面図であ
る。

【００１５】この処理システムは、搬送ステーションで
あるカセットステーション１０と、複数の処理ユニット
を有する処理ステーション１１と、処理ステーション１
１と隣接して設けられる露光装置（図示せず）との間で
ウエハＷを受け渡すためのインターフェイス部１２とを
具備している。

【００１６】上記カセットステーション１０は、被処理
体としての半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す）Ｗ
を複数枚例えば２５枚単位でウエハカセットＣＲに搭載
された状態で他のシステムからこのシステムへ搬入また
はこのシステムから他のシステムへ搬出したり、ウエハ
カセットＣＲと処理ステーション１１との間でウエハＷ
の搬送を行うためのものである。

【００１７】このカセットステーション１０において
は、図１に示すように、カセット載置台２０上に図中Ｘ
方向に沿って複数（図では４個）の位置決め突起２０ａ
が形成されており、この突起２０ａの位置にウエハカセ
ットＣＲがそれぞれのウエハ出入口を処理ステーション
１１側に向けて一列に載置可能となっている。ウエハカ
セットＣＲにおいてはウエハＷが垂直方向（Ｚ方向）に
配列されている。また、カセットステーション１０は、
ウエハカセット載置台２０と処理ステーション１１との
間に位置するウエハ搬送機構２１を有している。このウ
エハ搬送機構２１は、カセット配列方向（Ｘ方向）およ
びその中のウエハＷのウエハ配列方向（Ｚ方向）に移動
可能なウエハ搬送用アーム２１ａを有しており、この搬
送アーム２１ａによりいずれかのウエハカセットＣＲに
対して選択的にアクセス可能となっている。また、ウエ
ハ搬送用アーム２１ａは、θ方向に回転可能に構成され
ており、後述する処理ステーション１１側の第３の処理
部Ｇ_３に属するアライメントユニット（ＡＬＩＭ）およ
びエクステンションユニット（ＥＸＴ）にもアクセスで
きるようになっている。

【００１８】上記処理ステーション１１は、半導体ウエ
ハＷへ対して塗布・現象を行う際の一連の工程を実施す
るための複数の処理ユニットを備え、これらが所定位置
に多段に配置されており、これらにより半導体ウエハＷ
が一枚ずつ処理される。この処理ステーション１１は、
図１に示すように、中心部に搬送路２２ａを有し、この
中に主ウエハ搬送機構２２が設けられ、ウエハ搬送路２
２ａの周りに全ての処理ユニットが配置されている。こ
れら複数の処理ユニットは、複数の処理部に分かれてお
り、各処理部は複数の処理ユニットが鉛直方向に沿って
多段に配置されている。

【００１９】主ウエハ搬送機構２２は、図３に示すよう
に、筒状支持体４９の内側に、ウエハ搬送装置４６を上
下方向（Ｚ方向）に昇降自在に装備している。筒状支持
体４９はモータ（図示せず）の回転駆動力によって回転
可能となっており、それにともなってウエハ搬送装置４
６も一体的に回転可能となっている。

【００２０】ウエハ搬送装置４６は、搬送基台４７の前
後方向に移動自在な複数本の保持部材４８を備え、これ
らの保持部材４８によって各処理ユニット間でのウエハ
Ｗの受け渡しを実現している。

【００２１】また、図１に示すように、この実施の形態
においては、４個の処理部Ｇ_１，Ｇ _２，Ｇ_３，Ｇ_４がウ
エハ搬送路２２ａの周囲に実際に配置されており、処理
部Ｇ _５は必要に応じて配置可能となっている。

【００２２】これらのうち、第１および第２の処理部Ｇ
_１，Ｇ_２はシステム正面（図１において手前）側に並列
に配置され、第３の処理部Ｇ_３はカセットステーション
１０に隣接して配置され、第４の処理部Ｇ_４はインター
フェイス部１２に隣接して配置されている。また、第５
の処理部Ｇ_５は背面部に配置可能となっている。

【００２３】第１の処理部Ｇ_１および第２の処理部Ｇ_２
は、いずれもウエハＷにレジストを塗布するレジスト塗
布ユニット（ＣＯＴ）およびレジストのパターンを現像
する現像ユニット（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ねら
れている。

【００２４】第３の処理部Ｇ_３においては、図３に示す
ように、ウエハＷを載置台ＳＰに載せて所定の処理を行
うオーブン型の処理ユニットが多段に重ねられている。
すなわち冷却処理を行うクーリングユニット（ＣＯ
Ｌ）、レジストの定着性を高めるためのいわゆる疎水化
処理を行うアドヒージョンユニット（ＡＤ）、位置合わ
せを行うアライメントユニット（ＡＬＩＭ）、ウエハＷ
の搬入出を行うエクステンションユニット（ＥＸＴ）、
露光処理前や露光処理後、さらには現像処理後にウエハ
Ｗに対して加熱処理を行う４つのホットプレートユニッ
ト（ＨＰ）が下から順に８段に重ねられている。なお、
アライメントユニット（ＡＬＩＭ）の代わりにクーリン
グユニット（ＣＯＬ）を設け、クーリングユニット（Ｃ
ＯＬ）にアライメント機能を持たせてもよい。

【００２５】第４の処理部Ｇ_４も、オーブン型の処理ユ
ニットが多段に重ねられている。すなわち、クーリング
ユニット（ＣＯＬ）、クーリングプレートを備えたウエ
ハ搬入出部であるエクステンション・クーリングユニッ
ト（ＥＸＴＣＯＬ）、エクステンションユニット（ＥＸ
Ｔ）、クーリングユニット（ＣＯＬ）、２つの急冷機能
を有しかつ冷却プレートを有するホットプレート（ＣＨ
Ｐ）および２つのホットプレートユニット（ＨＰ）が下
から順に８段に重ねられている。

【００２６】主ウエハ搬送機構２２の背部側に第５の処
理部Ｇ_５を設ける場合には、案内レール２５に沿って主
ウエハ搬送機構２１から見て側方へ移動できるようにな
っている。したがって、第５の処理部Ｇ_５を設けた場合
でも、これを案内レール２５に沿ってスライドすること
により空間部が確保されるので、主ウエハ搬送機構２１
に対して背後からメンテナンス作業を容易に行うことが
できる。

【００２７】上記インターフェイス部１２は、奥行方向
（Ｘ方向）については、処理ステーション１１と同じ長
さを有している。図１、図２に示すように、このインタ
ーフェイス部１２の正面部には、可搬性のピックアップ
カセットＣＲと定置型のバッファカセットＢＲが２段に
配置され、背面部には周辺露光装置２３が配設され、中
央部には、ウエハ搬送機構２４が配設されている。この
ウエハ搬送機構２４は、ウエハ搬送用アーム２４ａを有
しており、このウエハ搬送用アーム２４ａは、Ｘ方向、
Ｚ方向に移動して両カセットＣＲ，ＢＲおよび周辺露光
装置２３にアクセス可能となっている。また、このウエ
ハ搬送用アーム２４ａは、θ方向に回転可能であり、処
理ステーション１１の第４の処理部Ｇ_４に属するエクス
テンションユニット（ＥＸＴ）や、さらには隣接する露
光装置側のウエハ受け渡し台（図示せず）にもアクセス
可能となっている。

【００２８】このようなレジスト塗布現像処理システム
においては、まず、カセットステーション１０におい
て、ウエハ搬送機構２１のウエハ搬送用アーム２１ａが
カセット載置台２０上の未処理のウエハＷを収容してい
るウエハカセットＣＲにアクセスして、そのカセットＣ
Ｒから一枚のウエハＷを取り出し、第３の処理部Ｇ_３の
エクステンションユニット（ＥＸＴ）に搬送する。

【００２９】ウエハＷは、このエクステンションユニッ
ト（ＥＸＴ）から、主ウエハ搬送機構２２のウエハ搬送
装置４６により、処理ステーション１１に搬入される。
そして、第３の処理部Ｇ_３のアライメントユニット（Ａ
ＬＩＭ）によりアライメントされた後、アドヒージョン
処理ユニット（ＡＤ）に搬送され、そこでレジストの定
着性を高めるための疎水化処理（ＨＭＤＳ処理）が施さ
れる。この処理は加熱を伴うため、その後ウエハＷは、
ウエハ搬送装置４６により、クーリングユニット（ＣＯ
Ｌ）に搬送されて冷却される。

【００３０】アドヒージョン処理が終了し、クーリング
ユニット（ＣＯＬ）で冷却さたウエハＷは、引き続き、
ウエハ搬送装置４６によりレジスト塗布ユニット（ＣＯ
Ｔ）に搬送され、そこで塗布膜が形成される。塗布処理
終了後、ウエハＷは処理部Ｇ _３，Ｇ_４のいずれかのホッ
トプレートユニット（ＨＰ）内でプリベーク処理され、
その後いずれかのクーリングユニット（ＣＯＬ）にて冷
却される。

【００３１】冷却されたウエハＷは、第３の処理部Ｇ_３
のアライメントユニット（ＡＬＩＭ）に搬送され、そこ
でアライメントされた後、第４の処理部群Ｇ_４のエクス
テンションユニット（ＥＸＴ）を介してインターフェイ
ス部１２に搬送される。

【００３２】インターフェイス部１２では、周辺露光装
置２３により周辺露光されて余分なレジストが除去され
た後、インターフェイス部１２に隣接して設けられた露
光装置（図示せず）により所定のパターンに従ってウエ
ハＷのレジスト膜に露光処理が施される。

【００３３】露光後のウエハＷは、再びインターフェイ
ス部１２に戻され、ウエハ搬送機構２４により、第４の
処理部Ｇ_４に属するエクステンションユニット（ＥＸ
Ｔ）に搬送される。そして、ウエハＷは、ウエハ搬送装
置４６により、後述する急冷機能を有しかつ冷却プレー
トを有するホットプレート（ＣＨＰ）に搬送されてポス
トエクスポージャーベーク処理が施される。

【００３４】その後、ウエハＷは現像ユニット（ＤＥ
Ｖ）に搬送され、そこで露光パターンの現像が行われ
る。現像終了後、ウエハＷはいずれかのホットプレート
ユニット（ＨＰ）に搬送されてポストベーク処理が施さ
れ、次いで、クーリングユニット（ＣＯＬ）により冷却
される。このような一連の処理が終了した後、第３処理
ユニット群Ｇ_３のエクステンションユニット（ＥＸＴ）
を介してカセットステーション１０に戻され、いずれか
のウエハカセットＣＲに収容される。

【００３５】次に、図４および図５を参照して、本発明
の実施の形態に係る急冷機能を有しかつ冷却プレートを
有するホットプレートユニット（ＣＨＰ）について説明
する。図４は本発明の実施の形態に係る急冷機能を有し
かつ冷却プレートを有するホットプレート（ＣＨＰ）を
示す断面図であり、図５はその概略平面図である。

【００３６】この急冷機能を有しかつ冷却プレートを有
するホットプレートユニット（ＣＨＰ）は、ケーシング
５０を有し、その内部の一方側には円盤状をなす加熱プ
レート５１を有しており、他方側には冷却プレート８１
を有している。

【００３７】加熱プレート５１は例えばアルミニウムで
構成されており、その表面にはプロキシミティピン５２
が設けられている。このプロミキシティピン５２上に、
加熱プレート５１に近接した状態（例えば０．１ｍｍ）
でウエハＷが載置されるようになっている。加熱プレー
ト５１の裏面には所定パターンを有する電気ヒーター５
３が配置されている。

【００３８】加熱プレート５１の周囲には、断熱リング
５４が設けられており、この断熱リング５４は、支持部
材５５により支持されており、支持部材５５内は、空洞
となっている。この支持部材５５の底板５６は、例え
ば、パンチングメタルのように、多数の通気部が形成さ
れた孔空きのプレートから構成されている。

【００３９】加熱プレート５１には、その中央部に３つ
の貫通孔５７が形成されており、これら貫通孔５７には
ウエハＷを昇降させるための３本の昇降ピン５８が昇降
自在に設けられている。加熱プレート５１と底板５６と
の間には、貫通孔５７に連通する筒状のガイド部材５９
が設けられている。これらガイド部材５９によって加熱
プレート５１の下のヒーター配線等に妨げられることな
く昇降ピン５８を移動させることが可能となる。これら
昇降ピン５８は、支持板６１に支持されており、この支
持板６１を介してシリンダー６２により昇降されるよう
になっている。

【００４０】断熱リング５４および支持部材５５の周囲
には、それらを包囲するサポートリング６３が設けられ
ており、このサポートリング６３の上には、蓋体６４が
上下動自在に設けられている。この蓋体６４がサポート
リング６３の上面まで降下した状態でウエハＷの加熱処
理室Ｓが形成される。また、蓋体６４の下端には、シー
ル部材６５が設けられ、蓋体６４の下端がシールされ
る。さらに、蓋体６４は、外側から中心部に向かって次
第に高くなるような円錐状をなし、中央の頂上部には排
気管６７に接続された排気口６６を有している。

【００４１】サポートリング６３の上端には加熱プレー
ト５１に沿って、加熱処理室ＳにＮ _２ガス、アルゴン等
の不活性ガスからなるパージガスを供給するための供給
口７１が設けられている。供給口は加熱プレート５１の
外周に沿って多数設けられていてもよく、リング状であ
ってもよい。供給口７１には、パージガスを供給するた
めの供給管７２が接続され、この供給管７２には、パー
ジガスの流量を調整するため、弁例えば電磁弁７３が介
装されている。

【００４２】底板５６の冷却プレート８１側には、加熱
プレート５１の裏面に空気、窒素ガス等の冷却ガスを供
給するための複数のノズル７４が設けられている。これ
らのノズル７４は、加熱プレートの外側から内側に向け
て斜めに配置されており、冷却ガスが斜め上方に向けて
噴出される。これらノズル７４には、冷却ガスを供給す
るための供給管７５が接続され、この供給管７５には、
冷却ガスの流量を調整するため、弁例えば電磁弁７６が
介装されている。この冷却ガスは、例えば、６０リット
ル／分の流量で供給される。また、支持部材５５および
サポートリング６３には、ノズル７４から噴出された冷
却ガスを側方に排出するための複数の排出孔７７が形成
されている。

【００４３】加熱プレート５１の裏面側には、冷却ガス
案内部材７８が設けられており、この案内部材７８に
は、冷却プレート８１側にノズル７４から噴出された冷
却ガスが導入される複数の冷却ガス導入口７８ａが設け
られ、冷却プレート８１とは反対の側には冷却ガスが排
出される冷却ガス排出口７８ｂが設けられている。冷却
ガス導入口７８ａは、各ノズル７４に対応して設けら
れ、冷却ガスの噴出方向に沿って斜めに設けられてい
る。また、冷却ガス排出口７８ｂは内側から外側へ向け
て斜め下方に向けて設けられている。これにより、ノズ
ル７４から噴出された冷却ガスが冷却ガス導入口７８ａ
から冷却ガス案内部材７８内に導入され、加熱プレート
５１の裏面に沿って流れ、冷却ガス排出口７８ｂから冷
却ガス案内部材７８の外へ排出され、さらに排出孔７７
から排出される。

【００４４】冷却プレート８１上にはプロキシミティピ
ン８２が設けられており、ウエハＷはこのプロキシミテ
ィピン８２の上に冷却プレート８１に近接した状態で載
置され、冷却処理される。この冷却プレート８１は、駆
動機構８３により例えばベルト駆動によって加熱プレー
ト５１側に移動可能に構成されており、冷却プレートに
は図５に示すようにこの移動の際に昇降ピン５８との干
渉を避けるための溝８４が形成されている。このように
冷却プレート８１を移動可能に設けることにより、加熱
プレート５１から昇降ピン５８を突出させた状態で冷却
プレート８１との間でウエハＷの受け渡しを行うことが
できる。そして、ウエハＷを受け取って冷却処理する
際、およびウエハＷを加熱プレート５１に受け渡した後
はいずれも、図示の位置に戻るようになっている。

【００４５】冷却プレート８１内には、冷却水を流通す
るための冷却水路８５が形成され、この冷却水路８５に
は、冷却水を供給するための供給管８６と、冷却水を排
出するための排出管８７とが接続されている。供給管８
６には、冷却水の流量を制御するため、弁例えば電磁弁
８８が介装されている。

【００４６】加熱プレート５１の適宜箇所には、複数個
の温度センサー９０が設けられており、冷却プレート８
１の適宜箇所にも、複数個の温度センサー９１が設けら
れていて、これら温度センサー９０，９１によりそれぞ
れ加熱プレート５１および冷却プレート８１の温度が計
測されるようになっている。この温度センサー９０，９
１からの検出信号は、図６に示すように、このユニット
（ＣＨＰ）を制御するためのユニットコントローラ９３
に送信され、その検出情報に基づいてコントローラ９３
から温調器９４に制御信号が送信され、その制御信号に
基づいて温調器９４からヒーター電源９５および電磁弁
８８に信号が送信され、加熱プレート５１および冷却プ
レート８１の温度が制御される。さらに、このユニット
コントローラ９３は、加熱処理に際して、シリンダー６
２に制御信号を送って昇降ピン５８の昇降を制御すると
ともに、電磁弁７３に制御信号を送って、パージガスの
流量を制御する。一方、加熱プレート５１の降温時に
は、温度センサー９０により計測された温度情報に基づ
いて、電磁弁７６に制御信号を送って、冷却ガスの流量
を制御する。また、駆動機構８３に制御信号を送って、
冷却プレート８１の移動を制御する。なお、ユニットコ
ントローラ８１は、塗布・現像システムのシステムコン
トローラ（図示略）からの指令に基づいて制御信号を出
力するようになっている。

【００４７】以上のように構成された急冷機能を有しか
つ冷却プレートを有するホットプレートユニット（ＣＨ
Ｐ）においては、以下のようにしてウエハＷの加熱処理
が行われる。

【００４８】まず、露光処理後のウエハＷがウエハ搬送
装置４６により、所定の温度に加熱された状態にある急
冷機能を有しかつ冷却プレートを有するホットプレート
ユニット（ＣＨＰ）の筐体５０内に搬入されて、昇降ピ
ン５８に受け渡される。そして、この昇降ピン５８が降
下されて、ウエハＷが加熱プレート５１のプロキシミテ
ィピン５２に載置される。次いで、蓋体６４がサポート
リング６３の上面まで降下されてシール部材６５により
シールされ、ウエハＷの加熱処理室Ｓが形成される。

【００４９】この状態で、電磁弁７３により流量が調節
されたパージガスが供給口７１から加熱処理室Ｓ内に供
給され、かつ排気口６６から排気管６７を介して排気さ
れてウエハＷの外周から中央に向かうパージガスの流れ
が形成されるとともに、加熱プレート５１によりウエハ
Ｗが所定温度でポストエクスポージャー処理される。こ
の際に、ウエハＷが載置されることによりアンダーシュ
ートした加熱プレート５１の温度が電気ヒーター５３に
より補償される。

【００５０】ウエハＷを所定時間加熱処理した後、昇降
ピン５８によりウエハＷを突き上げ、次いで図７の
（ａ）に示すように冷却プレート８１を加熱プレート５
１の上に移動させ、さらに図７の（ｂ）に示すように昇
降ピン５８を下降させることにより、ウエハＷを冷却プ
レート８１上のプロキシミティピン８２上に載置する。
そして図７の（ｃ）に示すように冷却プレート８１を元
の位置に移動させ、冷却処理が行われる。

【００５１】ポストエクスポージャーベークは化学増幅
型レジストを用いた場合に特有な処理であるが、この際
の加熱処理時間を厳密に制御する必要があるため、加熱
処理後にクーリングユニットに搬送するタイミングに高
精度が要求されていたが、このように加熱プレート５１
に隣接して冷却プレート８１を設けることにより、所定
時間加熱処理した後に即座に冷却プレート８１にて冷却
処理することができ、加熱処理時間を厳密に制御するこ
とができる。

【００５２】このようにして所定の冷却が終了した後、
ウエハＷは昇降ピン５８に受け渡され、昇降ピン５８上
のウエハＷは主ウエハ搬送装置４６により筐体５０外に
搬出される。

【００５３】ところで、プロセスやレジストの種類によ
って露光後のポストエクスポージャーベークの温度も異
なり、例えば従前のプロセスでは１４０℃で加熱してい
たものを、次順のプロセスでは例えば９０℃で加熱処理
しなければならない場合がある。この場合に、加熱プレ
ート５１を迅速に冷却して加熱処理の準備を行う必要が
あるが、従来はなんらの冷却手段を有しておらず、自然
放冷により多大の時間がかかっていた。

【００５４】これに対して本実施形態では、このように
加熱処理温度を低下させる場合に、複数のノズル７４か
ら加熱プレート５１の裏面に向けて空気や窒素ガス等の
冷却ガスを噴出させ、加熱プレート５１の裏面に供給す
る。これにより、加熱プレート５１が急冷されて、極め
て短時間で所定の低い設定温度まで降温することができ
る。

【００５５】ところで、このように加熱プレート５１に
冷却プレート８１が隣接した構造の場合、加熱プレート
５１の冷却プレート８１に隣接した部位（図５の部分
Ａ）は冷えにくく冷却速度が遅いが、冷却プレート８１
と反対側の部位（図５の部分Ｂ）は冷えやすく冷却速度
が速い。すなわち、筐体５０の加熱プレート５１と反対
側の端部にはユニット内の駆動系部分からの熱雰囲気や
発塵を排気するユニット排気口５０ａが形成されてお
り、そのためこのユニット排気口５０ａに近い側の部分
Ｂが冷えやすく、ユニット排気口５０ａから遠い側の部
分Ａが雰囲気の滞留により冷えにくい。したがって、加
熱プレート５１に均一に冷却ガスを供給した場合には加
熱プレート５１表面の温度が均一に冷却されないおそれ
がある。そのため、本実施形態では、ノズル７４から加
熱プレート５１の中で冷却速度の遅い冷却プレート８１
側の部位に冷却ガスを供給するとともに、案内部材７８
を設けることにより、冷却ガスがその部位から案内部材
７８に沿って冷却速度の速い冷却プレート８１と反対側
の部位に向けて流れるようにしているので、まず冷却速
度の遅い部位に冷却ガスが供給されてより迅速に冷却さ
れ、その後ある程度温められた冷却ガスが冷却速度の速
い部位に供給される。したがって、加熱プレート５１の
載置面の温度をその全面にわたって略均一に維持しなが
ら、加熱プレートを迅速に降温することが可能となる。

【００５６】以上のように案内部材７８を設ける他に、
図８のように加熱プレート５１の裏面に冷却ガス流路規
定部材７９を設けることにより、冷却ガスをより均一に
流すことができ、加熱プレートを一層均一に冷却するこ
とができる。図８は加熱プレート５１の裏面を示す図で
あるが、この図では例えばヒーターの配置パターンに略
対応するようにして例えば同心円状に冷却ガス流路規定
部材７９を設けて加熱プレート５１の裏面全体に均一に
冷却ガスが流れるようにしている。もちろん、加熱プレ
ートの状態に応じて冷却ガス流路規定部材を他のパター
ンで設けてもよい。

【００５７】また、各ノズル７４にバルブを設け、各ノ
ズル７４の流量を調節することによっても、加熱プレー
ト５１をより一層均一に冷却することが可能である。

【００５８】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、種々の変形が可能である。上記実施の形態では、冷
却プレートを有するホットプレートユニット（ＣＨＰ）
に本発明を適用した場合について説明したが、本発明
は、加熱プレートのみを備えたホットプレートユニット
にも適用することができる。また、加熱プレートの冷却
速度の遅い部位および冷却速度の速い部位は、加熱プレ
ートの配置状態等によってその位置が変化するから、そ
の位置に応じて冷却速度の遅い部位から冷却速度の速い
部位に向けて冷却ガスが流れるように冷却ガスを供給す
るノズルの位置や形状を適宜調整すればよい。例えば図
９の（ａ）に示すように、ノズル本体の軸に沿って形成
された孔９６ａと、そこから分岐して斜めに形成された
孔９６ｂとを有するノズル７４’を用いることができる
し、（ｂ）に示すように、ノズル本体の先端に二股状に
形成された孔９７ａ，９７ｂを有するノズル７４''を用
いることもできる。さらに、上記実施形態では、案内部
材７８を設けて冷却ガスを冷却速度の遅い部位から冷却
速度の遅い部位へ冷却ガスを流すようにしたが、案内部
材としてはこのような流れを形成することができればど
のようなものであってもよく、また、このような流れを
形成することができる限り必ずしも案内部材を設けなく
てもよい。さらにまた、上記実施形態では、本発明をレ
ジスト塗布現像処理システムにおけるポストエクスポー
ジャーベーク用のホットプレートユニットに適用した場
合について示したが、これに限らず、プリベークやポス
トベーク等の他の加熱処理にも適用することが可能であ
るし、レジスト塗布現像処理システム以外に用いられる
加熱処理に適用することも可能である。さらにまた、上
記実施形態ではウエハをプロキシミティピン上に載置し
て間接的に加熱を行った場合について示したが、ウエハ
を加熱プレート上に直接密着するように載置して加熱し
てもよい。さらにまた、上記実施形態では基板として半
導体ウエハを用いた場合について説明したが、半導体ウ
エハ以外の他の被処理基板、例えばＬＣＤ基板の加熱処
理を行う場合についても適用可能である。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
加熱プレートの裏面に冷却ガスを供給して加熱プレート
を降温する冷却ガス供給手段が、前記加熱プレートの冷
却速度の遅い部位から冷却速度の速い部位に向けて冷却
ガスが流れるように冷却ガスを供給するので、まず冷却
速度の遅い部位に冷却ガスが供給されてより迅速に冷却
され、その後ある程度温められた冷却ガスが冷却速度の
速い部位に供給される。したがって、加熱プレートの載
置面の温度をその全面にわたって略均一に維持しなが
ら、加熱プレートを迅速に降温することができる。ま
た、基板を冷却処理する冷却プレートと、加熱プレート
と冷却プレートとの間で基板を搬送する搬送手段とをさ
らに備えることで、加熱後の冷却処理を迅速に行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加熱処理装置の一実施形態である急冷
機能を有しかつ冷却プレートを有するホットプレートユ
ニットを備えたレジスト塗布・現像処理システムを示す
概略平面図。

【図２】本発明の加熱処理装置の一実施形態である急冷
機能を有しかつ冷却プレートを有するホットプレートユ
ニットを備えたレジスト塗布・現像処理システムを示す
概略正面図

【図３】本発明の加熱処理装置の一実施形態である急冷
機能を有しかつ冷却プレートを有するホットプレートユ
ニットを備えたレジスト塗布・現像処理システムを示す
概略背面図。

【図４】本発明の加熱処理装置の一実施形態である急冷
機能を有しかつ冷却プレートを有するホットプレートユ
ニットを示す断面図。

【図５】図４のホットプレートユニットを示す平面図。

【図６】図４のホットプレートユニットの制御系を示す
図。

【図７】図４のホットプレートにおいて、加熱プレート
から冷却プレートへウエハを移し替える工程を説明する
ための図。

【図８】冷却ガス流路規制部材が底面に設けられた加熱
プレートを示す底面図。

【図９】冷却ガスを供給するためのノズルの他の例を示
す断面図。

【符号の説明】

５０；筐体 ５１；加熱プレート ５３；電気ヒーター ７４；ノズル ７５；供給管 ７６；電磁弁 ７８；案内部材 ７９；冷却ガス流路規定部材 ８１；冷却プレート ＣＨＰ；冷却機能を有しかつ冷却プレートを有するホッ
トプレートユニット Ｗ；ウエハ（基板）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を所定温度に加熱処理する加熱処理
   装置であって、 その表面に基板を近接または載置させて加熱処理する加
   熱プレートと、 前記加熱プレートの裏面に冷却ガスを供給して、前記加
   熱プレートを降温する冷却ガス供給手段とを具備し、 前記冷却ガス供給手段は、前記加熱プレートの冷却速度
   の遅い部位から冷却速度の速い部位に向けて冷却ガスが
   流れるように冷却ガスを供給することを特徴とする加熱
   処理装置。
2. 【請求項２】 基板を所定温度に加熱処理するとともに
   基板を冷却可能な加熱処理装置であって、 その表面に基板を近接または載置させて加熱処理する加
   熱プレートと、 この加熱プレートとは別個に設けられ、その表面に基板
   を近接または載置させて冷却処理する冷却プレートと、 前記加熱プレートと前記冷却プレートとの間で基板を搬
   送する搬送手段と、 前記加熱プレートの裏面に冷却ガスを供給して、前記加
   熱プレートを降温する冷却ガス供給手段とを具備し、 前記冷却ガス供給手段は、前記加熱プレートの冷却速度
   の遅い部位から冷却速度の速い部位に向けて冷却ガスが
   流れるように冷却ガスを供給することを特徴とする加熱
   処理装置。
3. 【請求項３】 前記冷却ガス供給手段は、前記加熱プレ
   ートの裏面側で、放冷速度の遅い部位に向けて、冷却ガ
   スを吐出する冷却ガス吐出ノズルと、放冷速度の遅い部
   位に供給された冷却ガスを放冷速度の速い部位に導く冷
   却ガス案内手段とを有することを特徴とする請求項１ま
   たは請求項２に記載の加熱処理装置。
4. 【請求項４】 前記加熱プレートの裏面には、前記冷却
   ガスの流路を規定する冷却ガス流路規定部材が設けられ
   ていることを特徴とする請求項３に記載の加熱処理装
   置。
5. 【請求項５】 基板を所定温度に加熱処理する加熱処理
   方法であって、表面に基板を近接または載置させて加熱
   処理する加熱プレートの裏面に冷却ガスを供給して降温
   する際に、前記加熱プレートの冷却速度の遅い部位から
   冷却速度の速い部位に向けて冷却ガスが流れるように冷
   却ガスを供給することを特徴とする加熱処理方法。