JP2002083859A - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 割れの発生が少ない、耐久性が向上したプレ
ートが配置された基板処理装置を提供すること。 【解決手段】 複数に分割されて形成され、ウエハＷを
保持するプレート３４３と、このプレート３４３に保持
されたウエハＷを加熱処理するヒータとを具備する。こ
のプレート３４３を、互いに分離された複数の分割プレ
ート３４３ａ〜３４３ｉから形成することにより、プレ
ート３４３は激しい温度変化を経ても割れにくく、プレ
ート３４３の耐久性を向上させることができる。

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
基板を加熱処理や冷却処理する基板処理装置の技術分野
に属する。

【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、ウエハ上に塗布膜をスピンコート
し、化学的処理または加熱処理等を施して層間絶縁膜を
形成している。

【０００３】例えばゾル−ゲル方法により層間絶縁膜を
形成する場合には、まず半導体ウエハ（以下、「ウエ
ハ」と呼ぶ。）上に絶縁膜材料、例えばＴＥＯＳ（テト
ラエトキシシラン）のコロイドを有機溶媒に分散させた
溶液を供給する。次に、溶液が供給されたウエハをゲル
化処理し、次いで溶媒の置換を行う。そして、溶媒の置
換されたウエハを加熱処理している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】プレートが配置される
処理室内は、処理室内へのウエハの搬出入の際、外気が
処理室内へ入り込むことにより、１００℃前後温度が変
化する。このため、セラミックスからなるプレートは、
膨張、収縮を繰り返すことにより、プレートの老朽化が
激しく、プレートが割れたりしていた。

【０００５】本発明の目的は、割れの発生が少ない、耐
久性が向上したプレートが配置された基板処理装置を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明の基板処理装置は、複数に分割されて形成さ
れ、基板を保持するプレートと、前記プレートに保持さ
れた基板を加熱処理するヒータとを具備する。

【０００７】本発明のこのような構成によれば、プレー
トが複数の分割プレートから形成されているため、激し
い温度変化を経てもプレートが割れにくく、耐久性が向
上する。

【０００８】また、本発明の他の基板処理装置は、水平
に配置された基板に対して所定の間隙をおいて配置さ
れ、互いに間隙をおいて複数の分割プレートに分割、分
離されて形成されたプレートと、前記プレートに保持さ
れた基板を加熱処理するヒータと、隣り合う前記分割プ
レート間の間隙を通って基板に対しガスを供給する供給
機構とを具備する。

【０００９】本発明のこのような構成によれば、間隙は
プレート内に複数設けられるので、これら間隙を介して
ガスが基板に対して供給されることとなり、ウエハＷに
対しガスを面内均一に満遍なく供給される。

【００１０】本発明の一の形態によれば、隣り合う前記
分割プレート間の間隙に挿通されて配置され、前記所定
の間隙をおいて基板を保持する複数の支持部材を具備す
る。

【００１１】このような構成によれば、支持部材により
基板を支持する構成としたことにより、プレートに基板
の荷重がかからないので、プレートの厚さを極限まで薄
く形成できる。これにより、プレートを薄く形成できる
ことにより、プレートの昇温時間を短縮でき、しかも熱
容量を小さくでき省エネルギー化に寄与する。

【００１２】また、例えば、上記ガスを供給し基板を冷
却する際、ガスは、薄い分割プレートのそれぞれの間隙
を通って基板に供給されることから、厚いプレートより
も薄いプレートの方が当該間隙を通る距離を小さくでき
るので、ガスの流量を削減することができ省エネルギー
化に寄与する。

【００１３】本発明の一の形態によれば、前記プレート
の厚さは、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍである。

【００１４】本発明の一の形態によれば、隣り合う前記
分割プレート間の間隙は、前記ガスが供給される上流側
から下流側にかけて序々に大きく形成されている。これ
により、ウエハＷ全面に対して均一な冷却処理が可能と
なる。

【００１５】本発明の一の形態によれば、前記分割プレ
ートの表面積は、前記ガスが供給される上流側から下流
側にかけて序々に小さくなるように形成されている。こ
れにより、ウエハＷ全面に対して均一な冷却処理が可能
となる。

【００１６】本発明の一の形態によれば、隣り合う前記
分割プレートの間隙に着脱自在に配置され、複数の孔を
有する膜部材を更に具備する。これにより、例えば、複
数の孔の径が異なる膜部材を２以上用意することによ
り、適宜それらを交換して、基板に対するガスの供給量
をコントロールすることができる。

【００１７】本発明の一の形態によれば、前記プレート
の裏面側に配置され、前記供給されるガスを隣り合う前
記分割プレートの間隙に案内するための案内部材を更に
具備する。これにより、基板に効率良くガスを供給でき
る。

【００１８】本発明の一の形態によれば、前記案内部材
は、前記ガスが供給される上流側から下流側にかけて序
々に前記プレートに接近するように傾斜して形成されて
いる。これにより、例えば、ガスの供給上流側から下流
側に向かうにつれて、ガスの温度がプレートからの熱に
より多少上昇するが、基板に供給されるガスの流量を下
流側に向かうにつれて大きくできる。従って、基板全面
に対して均一な冷却処理が可能となる。

【００１９】本発明の基板処理方法は、（ａ）基板を、
複数の分割プレートが互いに間隙をおいて配設されてな
る第１プレート上に保持する工程と、（ｂ）前記第1プ
レートを加熱することにより、前記基板を加熱処理する
工程と、（ｃ）前記基板を前記第１プレートから離間
し、前記基板に対し、前記間隙を通って冷却用ガスを供
給する工程とを具備する。

【００２０】このような構成によれば、同一装置内で、
加熱処理と冷却処理とを行うことができる。

【００２１】本発明の更なる特徴と利点は、添付した図
面及び発明の実施の形態の説明を参酌することにより一
層明らかになる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。

【００２３】図１〜図３は、ＳＯＤシステムの全体構成
を示す図であって、図１は平面図、図２は正面図および
図３は背面図である。本発明の第１実施形態としての基
板処理装置は、ＳＯＤシステムの一部であるＤＣＣの加
熱処理室として用いられている。

【００２４】ＳＯＤシステム１は、基板としての半導体
ウエハ（以下、ウエハと呼ぶ。）ＷをウエハカセットＣ
Ｒで複数枚たとえば２５枚単位で外部からシステムに搬
入しまたはシステムから搬出したり、ウエハカセットＣ
Ｒに対してウエハＷを搬入・搬出したりするためのカセ
ットブロック１０と、ＳＯＤ塗布工程の中で１枚ずつウ
エハＷに所定の処理を施す枚葉式の各種処理ステーショ
ンを所定位置に多段配置してなる処理ブロック１１と、
エージング工程にて必要とされるアンモニア水のボト
ル、バブラー、ドレインボトル等が設置されたキャビネ
ット１２とを一体に接続した構成を有している。

【００２５】カセットブロック１０では、図１に示すよ
うに、カセット載置台２０上の突起２０ａの位置に複数
個たとえば４個までのウエハカセットＣＲがそれぞれの
ウエハ出入口を処理ブロック１１側に向けてＸ方向一列
に載置され、カセット配列方向（Ｘ方向）およびウエハ
カセットＣＲ内に収納されたウエハのウエハ配列方向
（Ｚ垂直方向）に移動可能なウエハ搬送体２１が各ウエ
ハカセットＣＲに選択的にアクセスするようになってい
る。さらに、このウエハ搬送体２１は、θ方向に回転可
能に構成されており、後述するように処理ブロック１１
側の第３の組Ｇ3の多段ステーション部に属する受け渡
し・冷却プレート（ＴＣＰ）にもアクセスできるように
なっている。

【００２６】処理ブロック１１では、図１に示すよう
に、中心部に垂直搬送型の主ウエハ搬送機構２２が設け
られ、その周りに全ての処理ステーションが１組または
複数の組に亙って多段に配置されている。この例では、
４組Ｇ1,Ｇ2,Ｇ3,Ｇ4 の多段配置構成であり、第１およ
び第２の組Ｇ1,Ｇ2の多段ステーションはシステム正面
（図１において手前）側に並置され、第３の組Ｇ3 の多
段ステーションはカセットブロック１０に隣接して配置
され、第４の組Ｇ4 の多段ステーションはキャビネット
１２に隣接して配置されている。

【００２７】図２に示すように、第１の組Ｇ1 では、カ
ップＣＰ内でウエハＷをスピンチャックに載せて絶縁膜
材料を供給し、ウエハを回転させることによりウエハ上
に均一な絶縁膜を塗布するＳＯＤ塗布処理ステーション
（ＳＣＴ）と、カップＣＰ内でウエハＷをスピンチャッ
クに載せてＨＭＤＳ及びヘプタン等のエクスチェンジ用
薬液を供給し、ウエハ上に塗布された絶縁膜中の溶媒を
乾燥工程前に他の溶媒に置き換える処理を行うソルベン
トエクスチェンジ処理ステーション（ＤＳＥ）とが下か
ら順に２段に重ねられている。

【００２８】第２の組Ｇ2 では、ＳＯＤ塗布処理ステー
ション（ＳＣＴ）が上段に配置されている。なお、必要
に応じて第２の組Ｇ2 の下段にＳＯＤ塗布処理ステーシ
ョン（ＳＣＴ）やソルベントエクスチェンジ処理ステー
ション（ＤＳＥ）等を配置することも可能である。

【００２９】図３に示すように、第３の組Ｇ3 では、２
個の低酸素高温加熱処理ステーション（ＯＨＰ）と、低
温加熱処理ステーション（ＬＨＰ）と、２個の冷却処理
ステーション（ＣＰＬ）と、受け渡し・冷却プレート
（ＴＣＰ）と、冷却処理ステーション（ＣＰＬ）とが上
から順に多段に配置されている。ここで、低酸素高温加
熱処理ステーション（ＯＨＰ）は密閉化可能な処理室内
にウエハＷが載置される熱板を有し、熱板の外周の穴か
ら均一にＮ2 を吐出しつつ処理室上部中央より排気し、
低酸素化雰囲気中でウエハＷを高温加熱処理する。低温
加熱処理ステーション（ＬＨＰ）はウエハＷが載置され
る熱板を有し、ウエハＷを低温加熱処理する。冷却処理
ステーション（ＣＰＬ）はウエハＷが載置される冷却板
を有し、ウエハＷを冷却処理する。受け渡し・冷却プレ
ート（ＴＣＰ）は下段にウエハＷを冷却する冷却板、上
段に受け渡し台を有する２段構造とされ、カセットブロ
ック１０と処理ブロック１１との間でウエハＷの受け渡
しを行う。

【００３０】第４の組Ｇ4 では、低温加熱処理ステーシ
ョン（ＬＨＰ）、２個の低酸素キュア・冷却処理ステー
ション（ＤＣＣ）と、エージング処理ステーション（Ｄ
ＡＣ）とが上から順に多段に配置されている。ここで、
エージング処理ステーション（ＤＡＣ）は密閉化可能な
処理室内にＮＨ_３＋Ｈ₂Ｏを導入してウエハＷをエージ
ング処理し、ウエハＷ上の絶縁膜材料膜をウェットゲル
化する。

【００３１】図４は主ウエハ搬送機構２２の外観を示し
た斜視図であり、この主ウエハ搬送機構２２は上端及び
下端で相互に接続され対向する一対の壁部２５、２６か
らなる筒状支持体２７の内側に、上下方向（Ｚ方向）に
昇降自在なウェハ搬送装置３０を装備している。筒状支
持体２７はモータ３１の回転軸に接続されており、この
モータ３１の回転駆動力によって、前記回転軸を中心と
してウェハ搬送装置３０と一体に回転する。従って、ウ
ェハ搬送装置３０はθ方向に回転自在となっている。こ
のウェハ搬送装置３０の搬送基台４０上にはピンセット
が例えば３本備えられている。これらのピンセット４
１、４２、４３は、いずれも筒状支持体２７の両壁部２
５、２６間の側面開口部４４を通過自在な形態及び大き
さを有しており、Ｘ方向に沿って前後移動が自在となる
ように構成されている。そして、主ウエハ搬送機構２２
はピンセット４１、４２、４３をその周囲に配置された
処理ステーションにアクセスしてこれら処理ステーショ
ンとの間でウエハＷの受け渡しを行う。

【００３２】次に、低酸素キュア・冷却処理ステーショ
ン（ＤＣＣ）について図５〜図７を用いて説明する。図
５は上述した低酸素キュア・冷却処理ステーション（Ｄ
ＣＣ）の平面図、図６はその断面図である。図７は、Ｄ
ＣＣの加熱処理室内に配置されたプレートの概略平面図
である。

【００３３】低酸素キュア・冷却処理ステーション（Ｄ
ＣＣ）は、加熱処理室３４１と、これに隣接して設けら
れた冷却処理室３４２とを有しており、この加熱処理室
３４１は、設定温度が２００〜４７０℃とすることが可
能なプレート３４３を有している。尚、本実施形態にお
いては、ＤＣＣの加熱処理室３４１内で、ウエハＷは例
えば４００℃に加熱される。この低酸素キュア・冷却処
理ステーション（ＤＣＣ）は、さらに主ウエハ搬送機構
２２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３４４と、加熱処理室３４１と冷却
処理室３４２との間を開閉するための第２のゲートシャ
ッタ３４５と、プレート３４３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３４５と共に昇降される
リングシャッタ３４６とを有している。さらに、プレー
ト３４３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３４７が昇降自在に設けられている。な
お、プレート３４３とリングシャッタ３４６との間に遮
蔽板スクリーンを設けてもよい。

【００３４】プレート３４３は、短冊状に、セラミック
スからなる複数の分割プレート３４３ａ〜３４３ｉに分
割、分離され、それぞれの分割プレート３４３ａ〜３４
３ｉは、支持板３１１ａ及び３１１ｂによってそれぞれ
の端部が支持されている。それぞれの分割プレート３４
３ａ〜３４３ｉには、ヒータ３６５が組み込まれてい
る。このようにプレート３４３を、分割プレート３４３
ａ〜３４３ｉを複数配置して形成することにより、プレ
ート３４３を1枚の板により形成する場合と比較して、
温度が急激に変化することによるプレートの膨張及び収
縮によるストレスを、個々の分割プレート３４３ａ〜３
４３ｉに分散することができる。更に、隣り合う分割プ
レート間に間隙を持たせることにより、間隙で分割プレ
ートの熱膨張を吸収することができる。従って、プレー
ト３４３の割れが発生しにくく、プレート３４３の耐久
性が向上する。また、互いに隣り合う分割プレートの間
隔は、５ｍｍ以下、ここでは２〜３ｍｍ以下となるよう
に、分割プレートは配置されている。このように、間隔
を５ｍｍ以下、好ましくは２〜３ｍｍ以下とすることに
より、分割プレートと対応しないウエハＷ部分、すなわ
ちヒータが直接あたらない部分についても加熱が充分に
行われ、ウエハＷ面内の加熱むらの発生を防止すること
ができる。

【００３５】加熱処理室３４１の下方には、上記３個の
リフトピン３４７を昇降するための昇降機構３４８と、
リングシャッタ３４６を第２のゲートシャッタ３４５と
共に昇降するための昇降機構３４９と、第１のゲートシ
ャッタ３４４を昇降して開閉するための昇降機構３５０
とが設けられている。本実施形態においては、リフトピ
ン３４７の一部は分割プレート３４３ｅを貫通し、他の
リフトピン３４７は、隣り合う分割プレート間の間隙に
位置している。

【００３６】加熱処理室３４１内には、ウエハＷの下部
付近からパージ用のガスとしてＮ_２ガスが供給され、供
給されたＮ_２ガスは、ウエハＷの周縁部からウエハの中
心部に向かって流れる。また、加熱処理室３４１の上部
には排気管３５１が接続され、加熱処理室３４１内はこ
の排気管３５１を介して排気されるように構成されてい
る。更に、加熱処理室３４１には、加熱処理室３４１内
の酸素濃度をモニタするための酸素濃度モニタ部３６１
が接続されている。そして、後述するようにＮ _２ガスを
供給しながら排気することにより、加熱処理室３４１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。酸素濃度モニタ部は排気管等の
排気経路上に置かれるように構成しても勿論構わない。

【００３７】この加熱処理室３４１と冷却処理室３４２
とは、連通口３５２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冷却板３５３がガイドプレー
ト３５４に沿って移動機構３５５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、冷却板３５３は、
連通口３５２を介して加熱処理室３４１内に進入するこ
とができ、加熱処理室３４１内のプレート３４３により
加熱された後のウエハＷをリフトピン３４７から受け取
って冷却処理室３４２内に搬入し、ウエハＷの冷却後、
ウエハＷをリフトピン３４７に戻すようになっている。

【００３８】なお、冷却板３５３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。

【００３９】さらに、冷却処理室３４２は、供給管３５
６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３５７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３４１同様に、冷却処理室３４２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。

【００４０】またプレート３４３上には、高さが０．２
ｍｍのプロキシミティシート２５１及びプロキシミティ
ピン２５２、更には案内ガイド２５３が設けられてい
る。これにより、Ｎ_２ガスで置換する際にウエハＷとプ
レート３４３との間のギャップに空気が残存しなくな
り、加熱処理室３４１内を所望の低酸素雰囲気とするた
めの時間を短くすることができ、低酸素下での加熱処理
を短時間で行うことができる。

【００４１】次にこのように構成されたＳＯＤシステム
１における動作について説明し、特にＤＣＣ内で行われ
る処理について詳細に説明する。

【００４２】まずカセットブロック１０において、処理
前のウエハＷはウエハカセットＣＲからウエハ搬送体２
１を介して処理ブロック１１側の第３の組Ｇ3に属する
受け渡し・冷却プレート（ＴＣＰ）における受け渡し台
へ搬送される。

【００４３】受け渡し・冷却プレート（ＴＣＰ）におけ
る受け渡し台に搬送されたウエハＷは主ウエハ搬送機構
２２を介して冷却処理ステーション（ＣＰＬ）へ搬送さ
れる。そして冷却処理ステーション（ＣＰＬ）におい
て、ウエハＷはＳＯＤ塗布処理ステーション（ＳＣＴ）
における処理に適合する温度まで冷却される。

【００４４】冷却処理ステーション（ＣＰＬ）で冷却処
理されたウエハＷは主ウエハ搬送機構２２を介してＳＯ
Ｄ塗布処理ステーション（ＳＣＴ）へ搬送される。そし
てＳＯＤ塗布処理ステーション（ＳＣＴ）において、ウ
エハＷには、絶縁膜材料、例えばＴＥＯＳ（テトラエト
キシシラン）のコロイドを有機溶媒に分散させた溶液が
塗布処理される。

【００４５】ＳＯＤ塗布処理ステーション（ＳＣＴ）で
絶縁膜材料塗布処理が行われたウエハＷは主ウエハ搬送
機構２２を介してエージング処理ステーション（ＤＡ
Ｃ）へ搬送される。そしてエージング処理ステーション
（ＤＡＣ）において、ウエハＷは処理室内にＮＨ_３＋Ｈ
_２Ｏを導入してウエハＷをエージング処理し、ウエハＷ
上の絶縁膜材料膜をゲル化する。

【００４６】エージング処理ステーション（ＤＡＣ）で
エージング処理されたウエハＷは主ウエハ搬送機構２２
を介してソルベントエクスチェンジ処理ステーション
（ＤＳＥ）へ搬送される。そしてソルベントエクスチェ
ンジ処理ステーション（ＤＳＥ）において、ウエハＷは
エクスチェンジ用薬液が供給され、ウエハ上に塗布され
た絶縁膜中の溶媒を他の溶媒に置き換える処理が行われ
る。

【００４７】ソルベントエクスチェンジ処理ステーショ
ン（ＤＳＥ）で置換処理が行われたウエハＷは主ウエハ
搬送機構２２を介して低温加熱処理ステーション（ＬＨ
Ｐ）へ搬送される。そして低温加熱処理ステーション
（ＬＨＰ）において、ウエハＷは低温加熱処理される。

【００４８】低温加熱処理ステーション（ＬＨＰ）で低
温加熱処理されたウエハＷは主ウエハ搬送機構２２を介
して低酸素高温加熱処理ステーション（ＯＨＰ）へ搬送
される。そして低酸素高温加熱処理ステーション（ＯＨ
Ｐ）において、ウエハＷは低酸素化雰囲気中での高温加
熱処理が行われる。或いは、低温加熱処理ステーション
（ＬＨＰ）で低温加熱処理されたウエハＷは主ウエハ搬
送機構２２を介して低酸素キュア・冷却処理ステーショ
ン（ＤＣＣ）へ搬送される。

【００４９】低酸素キュア・冷却処理ステーション（Ｄ
ＣＣ）において、第１のゲートシャッタ３４４及びリン
グシャッタ３４６が上昇し、リフトピン３４７が上昇し
た状態で、主ウエハ搬送機構２２から加熱処理室３４１
内のリフトピン３４７上にウエハＷが搬送される。この
際、加熱処理室３４１内には、外気が入り込むため、加
熱処理時における温度４００℃より１００〜２００℃近
く加熱処理室３４１内の温度が下がる。本実施形態にお
いては、プレート３４３は複数の分割プレート３４３ａ
〜３４３ｉが間隙をおいて配設されて構成されるため、
このような激しい温度変化によりプレート３４３が膨
張、収縮を繰り返しても割れにくい。この後、第１及び
第２のゲートシャッタ３４４、３４５、リングシャッタ
３４６が閉じられる。加熱処理室３４１内には、Ｎ_２ガ
ス供給源からＮ_２ガスが供給され、更に加熱処理室３４
１内が排気管３５１を介して排気される。この段階で
は、３０ｌ／分程度の大量のＮ_２ガスを供給する。これ
により、加熱処理室３４１内に残存する空気が排気管３
５１より押し出され、パージが迅速に進行する。

【００５０】そのような状態から、リフトピン３４７を
下降し、プロキシミティシート及びプロキシミティピン
を介してプレート３４３上にウエハＷを載置する。その
後、酸素濃度が一定値以下に安定すると、Ｎ_２ガスの供
給を１０ｌ／分程度の少量に絞り、その後Ｎ_２ガスがこ
の量だけ供給され続ける。このような低酸素雰囲気に
て、ウエハＷは４００℃にて高温加熱処理される。

【００５１】加熱処理後、リフトピン３４７が上昇し、
第２ゲートシャッタ３４５及びリングシャッタ３４６が
上昇する。その後、冷却板３５３が、ガイドプレート３
５４に沿って移動機構３５５により、加熱処理室３４１
内へ連通口３５２を介して進入する。冷却板３５３は、
プレート３４３により加熱された後のウエハＷをリフト
ピン３４７から受け取って冷却処理室３４２内に搬入
し、ウエハＷの冷却後、ウエハＷをリフトピン３４７に
戻すようになっている。冷却板３５３は、例えば１５〜
２５℃の温度に設定されている。この加熱処理室３４１
と冷却処理室３４２との間でのウエハＷの搬出入の際に
も、第２ゲートシャッタ３４５及びリングシャッタ３４
６の上昇により、冷却処理室３４２内の低い温度の気体
が加熱処理室３４１へ流れ込み、加熱処理室３４１内の
温度が下がるが、本実施形態においては、このような激
しい温度変化によりプレート３４３が膨張、収縮を繰り
返しても割れにくい。

【００５２】低酸素キュア・冷却処理ステーション（Ｄ
ＣＣ）内で処理されたウエハＷは主ウエハ搬送機構２２
を介して受け渡し・冷却プレート（ＴＣＰ）における冷
却板へ搬送される。そして受け渡し・冷却プレート（Ｔ
ＣＰ）における冷却板において、ウエハＷは冷却処理さ
れる。

【００５３】受け渡し・冷却プレート（ＴＣＰ）におけ
る冷却板で冷却処理されたウエハＷはカセットブロック
１０においてウエハ搬送体２１を介してウエハカセット
ＣＲへ搬送される。

【００５４】このように本実施形態のＳＯＤシステム１
では、ウエハＷを加熱処理する加熱処理室内にて、プレ
ートを複数の分割プレートから形成しているため、激し
い温度変化を経てもプレートが割れにくく、耐久性が向
上した。尚、上述の実施形態においては、低酸素キュア
・冷却処理ステーション（ＤＣＣ）内の加熱処理室に適
用しているが、その他の加熱処理装置にも適用可能であ
ることは言うまでもない。

【００５５】次に第２実施形態における基板処理装置に
ついて説明する。上述の第１実施形態においては、低酸
素キュア・冷却処理ステーション（ＤＣＣ）は、加熱処
理室と冷却処理室とが連接した構造となっているが、第
２実施形態における基板処理装置では、１つの処理室内
で加熱処理と冷却処理との両方を行う構造となってい
る。以下、図８を用いて説明する。図８は、第２実施形
態における基板処理装置４４０の概略断面図であり、図
８（ａ）は加熱処理時における状態、図８（ｂ）は冷却
処理時における状態を示す。

【００５６】基板処理装置４４０は、ヒータを内蔵した
例えばセラミックスからなる第１プレート２３１と、第
１プレート２３１を支持する下部容器２１９と、この下
部容器２１９とともに処理室をなす空間を形成するよう
に、下部容器２１９の周縁部にシール部材２３３を介し
て密接するとともに接離する昇降可能な蓋２２０と、ウ
エハＷを介して第１プレート２３１と対向配置される第
２プレート２２１と、第１プレート２３１とその上方位
置との間でウエハＷを昇降する３本のリフトピン２３５
とを具備している。更に、蓋２２０の側面部には、第２
プレート２２１より上位にＮ_２ガスを処理室内に供給す
る供給口２４２、第２プレート２２１より下位にＮ_２ガ
スを処理室内に供給する供給口２４１が形成され、これ
ら供給口２４１及び２４２と対向した側面部には排気口
２４３が形成されている。下部容器２１９の側面部に
は、第１プレート２３１よりも下位にＮ_２ガスを処理室
内に供給する供給口２４０が形成されている。第１プレ
ート２３１及び第２プレート２２１は、それぞれ上述の
第１実施形態のプレートと同様に、短冊状の分割プレー
ト２２１ａ〜２２１ｇ、２３１ａ〜２３１ｇに分割、分
離されている。それぞれ隣り合う分割プレートは、２〜
３ｍｍの間隙２２２、２３２をあけて配置されている。

【００５７】また、この基板処理装置４４０では、例え
ば高さが０．１ｍｍ前後のギャップ形成部材としてのプ
ロキシミティシート２５１及びプロキシミティピン２５
２、更には案内ガイド２５３が設けられている。

【００５８】この基板処理装置４４０においては、ウエ
ハＷを加熱処理する場合、図８（ａ）に示すように、リ
フトピン２３５は下降し、第１プレート２３１上にプロ
キシミティシート２５１及びプロキシミティピン２５２
を介してウエハＷが配置される。この際、第１プレート
２３１に内蔵されているヒータはスイッチがオン状態と
なっており、第１プレート２３１は、例えば４００℃に
加熱されている。ウエハＷを加熱する際、処理室内を低
酸素雰囲気下とするため、供給口２４１からはＮ_２ガス
が供給され、処理室内の気体は排気口２４３から排気さ
れる。尚、加熱時、供給口２４２、２４０からのガスの
供給を停止しているが、供給を行っても良い。

【００５９】一方、ウエハＷを冷却処理する場合、図８
（ｂ）に示すように、ウエハＷは、リフトピン２３５の
上昇により、第１プレート２３１と第２プレート２２１
との間のほぼ中央部に位置するように配置される。そし
て、供給口２４０及び供給口２４２からＮ_２ガスが供給
され、このＮ_２ガスは、第１プレート２３１に設けられ
た間隙２３２、第２プレート２２１に設けられた間隙２
２２を通って、ウエハＷの表面及び裏面に対し供給さ
れ、ウエハＷは冷却される。間隙２２２、２３２を通っ
たＮ_２ガスは、第１プレート２３１とウエハＷとの間、
第２プレート２２１とウエハＷとの間を通って、排気口
２４３から排気される。また、冷却時、供給口２４１か
らのＮ_２ガスの供給を停止しているが、供給を行っても
良い。

【００６０】このように第２実施形態の第１プレート
は、第１実施形態のプレートと同様に、複数の分割プレ
ートから形成されているため、激しい温度変化を経ても
プレートが割れにくく、耐久性が向上した。更に、本実
施形態においては、第１プレートに設けられた間隙は、
冷却用のＮ_２ガスを通す空隙部としても機能しており、
第１プレートに均一に設けられた間隙から、ウエハＷに
対しＮ_２ガスが供給されるので、ウエハＷを面内均一に
満遍なく冷却することができる。また、第１プレートに
加え第２プレートを設けることにより、冷却時に、所定
の間隙をおいて二枚のプレートがウエハＷを挟み込むよ
うに配置されるので、ウエハＷの両面に冷却用のガスが
供給され、第１プレートのみを配置した場合と比較し
て、冷却スピードを向上させることができる。

【００６１】また、本実施形態においては、第１プレー
ト２３１に設けられた間隙２３２の位置と第２プレート
２２１に設けられた間隙２２２との位置は、基板処理装
置４４０を上面から垂直に見たときに一致するように形
成されている。言い換えれば、第１プレート２３１に設
けられた間隙２３２をウエハＷに投影した投影図と、第
２プレート２２１に設けられた間隙２２２をウエハＷに
投影した投影図が一致した状態となっている。しかし、
図９に示す基板処理装置４４１のように、第１プレート
２３１に設けられた間隙２３２をウエハＷに投影した投
影図と、第２プレート２６１に設けられた間隙２６２を
ウエハＷに投影した投影図がずれた状態となるように、
それぞれのプレートの間隙の位置を調整しても良い。こ
れにより、Ｎ_２ガスは、ウエハＷの表面、裏面でややず
れた位置に供給されることとなり、図８の基板処理装置
と比較して、ウエハＷに対して更に面内均一に冷却処理
を施すことができる。尚、図９は、図８の変形例として
の基板処理装置４４１の概略断面図であり、図８の基板
処理装置４４１と同様の構造については同じ符号を付し
ている。

【００６２】このように第２実施形態においては、冷却
処理と加熱処理という異なる処理を同じ処理空間にて行
うことができるので、装置全体を小型化することがで
き、省スペース化が可能となる。尚、第２実施形態にお
いては、１つの処理室で加熱処理と冷却処理との両方が
行えるが、冷却処理だけを行っても構わない。

【００６３】また、上述の実施形態においては、プレー
ト、第１プレートまたは第２プレート（以下、これらを
プレートと称す）は、複数の短冊状の分割プレートから
形成されていたが、短冊状の形状に限定されるものでは
なく、例えば多角形状に形成しても良い。例えば、図１
０に示すように、プレート４４３を六角形状の複数の分
割プレートから形成しても良い。また、図１１に示すよ
うに、プレート５４３を三角形状の複数の分割プレート
から形成しても良い。また、図１２に示すように、四角
形状の複数の分割プレートから形成しても良い。このよ
うに、上述の実施形態と比較して、更に細かく分割する
ことにより、第２実施形態に示す冷却処理時などで、ウ
エハＷ全面にガスが供給されることになり、冷却速度を
向上させることができる。また、上述の実施形態では、
短冊状のため、分割プレート面内における長手方向にお
ける膨張、収縮によるストレスが大きく、分割プレート
面内のストレスのかかり方が不均一になりやすい。これ
に対し、図１０〜図１２に示す分割プレートの形状は、
個々の分割プレート面内における膨張、収縮の繰り返し
によるストレスがほぼ均一な状態となるため、より割れ
にくく、耐久性が向上する。特に、図１０〜図１２の中
でも、円形状に近い六角形状の分割プレートとした場
合、より耐久性が向上する。

【００６４】図１３及び図１４は、本発明の第３の実施
形態に係る基板処理装置の分割プレート部分の拡大した
平面図及び断面図である。本実施形態では、例えば、分
割プレートａ〜ｃの間隙に膜部材４６がプレートの凹部
４８に装着されて着脱自在に設けられている。この膜部
材４６には、プレート裏面側からのＮ_２ガスをプレート
表面側に供給するための複数の孔４６ａが形成されてい
る。この膜部材４６としては、例えばポリイミドフィル
ムを使用している。

【００６５】本実施形態によれば、例えば、この複数の
孔４６ａの径が異なる膜部材を２以上用意することによ
り、適宜それらを交換して、ウエハに対するＮ_２ガスの
供給量をコントロールすることができる。

【００６６】また、図１５に示すように、例えば図１２
に示す正方形のそれぞれの分割プレートの間隙にこの膜
部材４６を着脱自在に設けるようにしてもよい。

【００６７】図１６及び図１７は、第４の実施形態に係
る基板処理装置の平面図及び断面図である。本実施形態
の基板処理装置６０は上記各実施形態と同様に、短冊状
の分割プレート６１を有する。本実施形態では、上記各
実施形態におけるプロキシミティシート２５１の代わり
に、ウエハＷをプレート６１の表面から所定の間隙をあ
けて支持するための支持ピン６２が、例えばウエハＷの
周縁付近に８本設けられている。これら支持ピン６２
は、各分割プレート６１ａ〜６１ｉ同士の間隙に挿通さ
れて分割プレート６１を支持する下部容器２１９に立設
されている。また、案内ガイド２５３は直接プレート６
１上に固定されている。

【００６８】本実施形態によれば、支持ピン６２により
ウエハＷを支持する構成としたことにより、プレート６
１にウエハＷの荷重がかからないので、プレート６１の
厚さを上記各実施形態のプレートの厚さよりも薄く形成
できる。本実施形態では、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍまで
薄く形成できた。

【００６９】また、プレート６１を薄く形成できること
により、プレートの昇温時間を短縮でき、しかも熱容量
を小さくでき省エネルギー化に寄与する。

【００７０】更に、供給口２４０から冷却用のＮ_２ガス
を供給しウエハＷを冷却する際、Ｎ _２ガスは、薄い分割
プレート６１ａ〜６１ｉのそれぞれの間隙を通ってウエ
ハＷに供給されることから、厚いプレートよりも本実施
形態による薄いプレート６１の方が当該間隙を通る距離
を小さくできるので、Ｎ_２ガスの流量を削減することが
でき省エネルギー化に寄与する。

【００７１】図１８は、本発明の第５の実施形態に係る
基板処理装置の平面図である。本実施形態の基板処理装
置７０では、上記各実施形態のように短冊状の分割プレ
ート７１ａ〜７１ｇを有する。これら各分割プレート７
１ａ〜７１ｇの各々の間隙ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ
５、ｔ６の関係は、ｔ１＜ｔ２＜ｔ３＜ｔ４＜ｔ５＜ｔ
６とされている。

【００７２】上記各実施形態のように、図１８中、右側
からＮ_２ガスをウエハＷに供給する場合、Ｎ_２ガスの供
給上流側から下流側に向かうにつれて、Ｎ_２ガスの温度
がプレート７１ａ〜７１ｇからの熱により多少上昇する
が、本実施形態によれば、上流側の分割プレート７１ａ
から下流側の分割プレート７１ｇに向かうにつれて序々
に各間隙を大きく形成しているため、ウエハＷに供給さ
れるガスの流量を下流側に向かうにつれて大きくでき
る。従って、ウエハＷ全面に対して均一な冷却処理が可
能となる。

【００７３】図１９は、本発明の第６の実施形態に係る
基板処理装置の平面図である。本実施形態の基板処理装
置８０では、短冊状の分割プレート８１ａ〜８１ｇを有
し、これら各分割プレート８１ａ〜８１ｇのそれぞれの
幅は、図示するようにｕ１＞ｕ２＞ｕ３＞ｕ４＞ｕ５＞
ｕ６＞ｕ７とされている。また、各分割プレート８１ａ
〜８１ｇのそれぞれの間隙は全て同一としている。

【００７４】このような構成によれば、Ｎ_２ガスの供給
上流側から下流側に向かうにつれて、Ｎ_２ガスの温度が
プレート８１ａ〜８１ｇからの熱により多少上昇する
が、本実施形態によれば、上流側の分割プレート８１ａ
から下流側の分割プレート８１ｇに向かうにつれて序々
に各間隙のピッチを小さくなるように形成しているた
め、ウエハＷに供給されるガスの流量を下流側に向かう
につれて大きくできる。従って上記第４の実施形態にお
ける効果と同様の効果を奏する。

【００７５】図２０は、第７の実施形態に係る基板処理
装置の断面図である。本実施形態の基板処理装置１００
では、蓋２２０及び下部容器２１９内部に、それぞれ供
給口２４２及び２４０からのＮ_２ガスが各分割プレート
６１の間隙に効率的に導かれるように案内部材としての
整流板９２が配置されている。この整流板は、Ｎ_２ガス
が供給される上流側から下流側に向かって図示するよう
に傾斜している。また、この整流板９２には、Ｎ_２ガス
の整流のため、更に案内羽根９５が設けられている。

【００７６】このように、整流板９２を下流側に向かう
につれて分割プレート６１に接近するように配置させる
ことにより、Ｎ_２ガスの供給上流側から下流側に向かう
につれて、Ｎ_２ガスの温度がプレートからの熱により多
少上昇するが、ウエハＷに供給されるＮ_２ガスの流量を
下流側に向かうにつれて大きくできる。従って、ウエハ
Ｗ全面に対して均一な冷却処理が可能となる。

【００７７】なお、以上各実施形態の加熱処理において
ウエハに加熱むらが生じないようにするため、隣り合う
分割プレートの間隙は、例えば０．５ｍｍ〜３ｍｍとす
ることが好ましい。ここで、当該間隙を０．５ｍｍより
小さく形成すると、各分割プレートの熱膨張によりプレ
ート同士が接触してしまい、プレートのひび割れや破損
を招くおそれがあるため、当該間隙を０．５ｍｍより大
きくすることが好ましい。

【００７８】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ない。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
急激な温度変化に対し耐久性が向上したプレートを得る
ことができる。また、基板に対し面内均一に冷却処理が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るＳＯＤシステムの平
面図である。

【図２】図１に示したＳＯＤシステムの正面図である。

【図３】図１に示したＳＯＤシステムの背面図である。

【図４】図１に示したＳＯＤシステムにおける主ウエハ
搬送機構の斜視図である。

【図５】図５に示した低酸素キュア・冷却処理ステーシ
ョンの断面図である。

【図６】図５に示した低酸素キュア・冷却処理ステーシ
ョンの断面図である。

【図７】図５に示した低酸素キュア・冷却処理ステーシ
ョンの加熱処理室に配置されるプレートの概略平面図で
ある。

【図８】本発明の第２実施形態に係る基板処理装置の概
略断面図であり、図８（ａ）はウエハＷ加熱時における
状態、図８（ｂ）はウエハＷ冷却時における状態を示
す。

【図９】図８の基板処理装置の変形例である。

【図１０】他の実施形態におけるプレートの形状を示す
概略平面図である。

【図１１】更に他の実施形態におけるプレートの形状を
概略平面図である。

【図１２】更に他の実施形態におけるプレートの形状を
概略平面図である。

【図１３】分割プレート間の膜部材を示す平面図であ
る。

【図１４】図１３に示す膜部材の断面図である。

【図１５】他の実施形態に係る膜部材の平面図である。

【図１６】本発明の第４の実施形態に係る基板処理装置
の平面図である。

【図１７】図１６に示す基板処理装置の断面図である。

【図１８】本発明の第５の実施形態に係る基板処理装置
の平面図である。

【図１９】本発明の第６の実施形態に係る基板処理装置
の平面図である。

【図２０】本発明の第７の実施形態に係る基板処理装置
の断面図である。

【符号の説明】

４６…膜部材 ４６ａ…孔 ６１ａ〜６１ｉ、７１ａ〜７１ｇ、８１ａ〜８１ｇ…分
割プレート ６２…支持ピン ９２…整流板 ２２１、２６１…第２プレート ２３１…第１プレート ２２１ａ〜２２１ｉ、２３１ａ〜２３１ｉ、２６１ａ〜
２６１ｉ、３４３ａ〜３４３ｉ…分割プレート ２２２、２３２、２６２…間隙 ２４０、２４１、２４２…供給管 ３４１…加熱処理室 ３４３…熱板 ３６５…ヒータ ４４０、４４１…基板処理装置 Ｗ…ウエハ ＤＣＣ…低酸素キュア・冷却処理ステーション

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F031 CA02 DA01 FA07 FA11 FA12 FA15 GA03 GA06 GA48 GA49 HA08 HA33 HA37 HA38 JA45 KA03 MA02 MA03 MA04 MA26 NA04 NA07 NA11 PA11 5F046 KA04

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数に分割されて形成され、基板を保持
   するプレートと、 前記プレートに保持された基板を加熱処理するヒータと
   を具備することを特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の基板処理装置におい
   て、 前記複数の分割プレートは、それぞれ離間して配置され
   てなることを特徴とする基板処理装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の基板処理
   装置において、 隣り合う前記分割プレート間は、５ｍｍ以下であること
   を特徴とする基板処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１から請求項３のうちいずれか１
   項に記載の基板処理装置において、 隣り合う前記分割プレート間は、３ｍｍ以下であること
   を特徴とする基板処理装置。
5. 【請求項５】 水平に配置された基板に対して所定の間
   隙をおいて配置され、互いに間隙をおいて複数の分割プ
   レートに分割、分離されて形成されたプレートと、 前記プレートに保持された基板を加熱処理するヒータ
   と、 隣り合う前記分割プレート間の間隙を通って基板に対し
   ガスを供給する供給機構とを具備することを特徴とする
   基板処理装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の基板処理装置におい
   て、 前記プレートは、基板を挟むように配置された第１プレ
   ート及び第２プレートとからなることを特徴とする基板
   処理装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の基板処理装置におい
   て、 前記第１プレートにおける間隙を前記基板に対し投影し
   た像と、前記第２プレートにおける間隙を基板に対し投
   影した像とは、異なることを特徴とする基板処理装置。
8. 【請求項８】 請求項６又は請求項７に記載の基板処理
   装置において、 前記第１プレートは、基板を水平に保持し、該基板を加
   熱処理することを特徴とする基板処理装置。
9. 【請求項９】 請求項１から請求項８のうちいずれか１
   項に記載の基板処理装置において、 前記分割プレートは、短冊状を有していることを特徴と
   する基板処理装置。
10. 【請求項１０】 請求項１から請求項９のうちいずれか
    １項に記載の基板処理装置において、 前記分割プレートは、多角形状を有していることを特徴
    とする基板処理装置。
11. 【請求項１１】 請求項５から請求項１０のうちいずれ
    か１項に記載の基板処理装置において、 隣り合う前記分割プレート間の間隙に挿通されて配置さ
    れ、前記所定の間隙をおいて基板を保持する複数の支持
    部材を具備することを特徴とする基板処理装置。
12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の基板処理装置にお
    いて、 前記プレートの厚さは、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍである
    ことを特徴とする基板処理装置。
13. 【請求項１３】 請求項５から請求項１２のうちいずれ
    か１項に記載の基板処理装置において、 隣り合う前記分割プレート間の間隙は、前記ガスが供給
    される上流側から下流側にかけて序々に大きく形成され
    ていることを特徴とする基板処理装置。
14. 【請求項１４】 請求項５から請求項１２のうちいずれ
    か１項に記載の基板処理装置において、 前記分割プレートの表面積は、前記ガスが供給される上
    流側から下流側にかけて序々に小さくなるように形成さ
    れていることを特徴とする基板処理装置。
15. 【請求項１５】 請求項５から請求項１４のうちいずれ
    か１項に記載の基板処理装置において、 隣り合う前記分割プレートの間隙に着脱自在に配置さ
    れ、複数の孔を有する膜部材を更に具備することを特徴
    とする基板処理装置。
16. 【請求項１６】 請求項５から請求項１５のうちいずれ
    か１項に記載の基板処理装置において、 前記プレートの裏面側に配置され、前記供給されるガス
    を隣り合う前記分割プレートの間隙に案内するための案
    内部材を更に具備することを特徴とする基板処理装置。
17. 【請求項１７】 請求項１６に記載の基板処理装置にお
    いて、 前記案内部材は、前記ガスが供給される上流側から下流
    側にかけて序々に前記プレートに接近するように傾斜し
    て形成されていることを特徴とする基板処理装置。
18. 【請求項１８】 （ａ）基板を、複数の分割プレートが
    互いに間隙をおいて配設されてなる第１プレート上に保
    持する工程と、 （ｂ）前記第1プレートを加熱することにより、前記基
    板を加熱処理する工程と、 （ｃ）前記基板を前記第１プレートから離間し、前記基
    板に対し、前記間隙を通って冷却用ガスを供給する工程
    とを具備することを特徴とする基板処理方法。
19. 【請求項１９】 請求項１８に記載の基板処理方法にお
    いて、 複数の分割プレートが互いに間隙をおいて配設されてな
    る第２プレートが、前記第１プレートと前記基板を介し
    て対向配置され、 前記（ｃ）工程において、前記基板に対し、前記第２プ
    レートに設けられた前記間隙を通って冷却用ガスを供給
    することを特徴とする基板処理方法。