JP2005159377A - Heat treatment apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat treatment apparatus wherein a substrate can be heat-treated by improving the in-plane temperature uniformity of the substrate. <P>SOLUTION: The heat treatment apparatus comprises a heating plate 51' wherein the substrate W is arranged adjacently or mounted and heat-treated; a ceiling plate 63' which is arranged facing the substrate arranging surface of the heating plate 51' and having a temperature control mechanism 80; a surrounding member 62' for surrounding a space between the heating plate 51' and the ceiling plate 63'; a gas supply nozzle 102 which is arranged at one side of the heating plate 51' and for introducing gas into the space; and an exhaust nozzle 107 which is arranged at the other side of the heating plate 51' and for exhausting the gas from the space S'. The gas is supplied from one side of the heating plate 51' to the other side by the gas supply nozzle 102, the gas is exhausted by the exhaust nozzle 107, and an air stream of one direction is formed. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば半導体ウエハ等の基板にレジスト塗布・現像処理を施す際等に基板を加熱処理する加熱処理装置に関する。   The present invention relates to a heat treatment apparatus that heat-treats a substrate when a resist coating / development treatment is performed on a substrate such as a semiconductor wafer.

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(以下、単にウエハという)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。   In a photolithography process of a semiconductor device, a resist is applied to a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as a wafer), a resist film formed thereby is exposed according to a predetermined circuit pattern, and the exposure pattern is developed. Thus, a circuit pattern is formed on the resist film.

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。   In such a photolithography process, various heat treatments such as heat treatment after resist application (pre-baking), heat treatment after exposure (post-exposure baking), heat treatment after development (post-baking), and the like are performed. .

これらの加熱処理は、通常、筐体内に加熱プレートを配置して構成された加熱処理装置によって行われており、この加熱プレートの表面にウエハを近接または載置して、加熱プレートをヒーターにより加熱することによってウエハを加熱処理する。   These heat treatments are usually performed by a heat treatment apparatus configured by disposing a heating plate in a housing. A wafer is brought close to or placed on the surface of the heating plate, and the heating plate is heated by a heater. Thus, the wafer is heated.

この種の加熱処理装置としては、加熱プレートの外周を囲繞するカバーを配置し、その上にウエハ配置面と対向するように天板を設けて加熱プレートと天板との間に処理空間を形成し、処理空間に気流を形成しながらウエハの加熱処理を行うものが一般的に用いられている。そして、このような加熱処理装置では加熱処理の際にウエハが均一に加熱されることが求められ、そのために加熱プレートの温度分布を極力均一にしようとしている。   In this type of heat treatment device, a cover that surrounds the outer periphery of the heating plate is disposed, and a top plate is provided on the cover so as to face the wafer placement surface to form a processing space between the heating plate and the top plate. In general, an apparatus that heats a wafer while forming an air flow in the processing space is used. In such a heat treatment apparatus, the wafer is required to be uniformly heated during the heat treatment, and for this purpose, the temperature distribution of the heating plate is to be made as uniform as possible.

しかしながら、加熱プレートの一方側に気体供給ノズルを設け、他端側に排気ノズルを設けて、気体供給ノズルにより気体を加熱プレートの一方から他方に向けて供給するとともに、排気ノズルにより気体を排気して一方向の気流を形成するようにした加熱処理装置の場合、加熱プレートが均一に加熱されていたとしても、実際には気流の影響でウエハの排気ノズル近傍部分の温度が他の部分の温度よりも高くなってしまう。   However, a gas supply nozzle is provided on one side of the heating plate, an exhaust nozzle is provided on the other end side, gas is supplied from one side of the heating plate to the other by the gas supply nozzle, and gas is exhausted by the exhaust nozzle. In the case of a heat treatment apparatus that forms a unidirectional airflow, even if the heating plate is heated uniformly, the temperature in the vicinity of the exhaust nozzle of the wafer is actually affected by the airflow. It will be higher than.

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、基板の面内温度均一性を高くして基板を加熱処理することができる加熱処理装置を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of this situation, Comprising: It aims at providing the heat processing apparatus which can make the in-plane temperature uniformity of a board | substrate high, and can heat-process a board | substrate.

上記課題を解決するため、本発明の第1の観点では、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して加熱処理する加熱プレートと、
前記加熱プレートの基板配置面に対向して設けられ、温度制御機構を有する天板と、
前記加熱プレートと前記天板との間の空間を囲繞する囲繞部材と、
前記加熱プレートの一方側に設けられ、前記空間に気体を導入するための気体供給ノズルと、
前記加熱プレートの他端側に設けられ、前記空間から気体を排出するための排気ノズルと、
を備え、
前記気体供給ノズルにより、気体を前記加熱プレートの一方から他方に向けて供給するとともに、前記排気ノズルにより、前記気体を排気して一方向の気流を形成するようにしたことを特徴とする加熱処理装置が提供される。
In order to solve the above problems, according to a first aspect of the present invention, there is provided a heat treatment apparatus for heat-treating a substrate to a predetermined temperature,
A heating plate that heats the substrate close to or on its surface; and
A top plate provided facing the substrate arrangement surface of the heating plate and having a temperature control mechanism;
A surrounding member that surrounds a space between the heating plate and the top plate;
A gas supply nozzle provided on one side of the heating plate for introducing gas into the space;
An exhaust nozzle provided on the other end of the heating plate for exhausting gas from the space;
With
The gas supply nozzle supplies gas from one side of the heating plate to the other, and the exhaust nozzle exhausts the gas to form a one-way airflow. An apparatus is provided.

前記天板は、前記加熱プレートと面する部分が少なくとも第1の領域と第2の領域を有し、前記第1の領域は、前記排気ノズル側に設けられ、前記温度制御機構は、前記第1の領域および前記第2の領域の少なくとも一方の温度を制御するものであってもよい。この場合、前記温度制御機構は、前記加熱プレートの加熱温度の設定値または前記加熱プレートの加熱によって基板に生じる温度分布に応じて、前記天板の第1の領域の温度を前記第2の領域よりも低くするように制御することもできる。   The top plate has at least a first region and a second region at a portion facing the heating plate, the first region is provided on the exhaust nozzle side, and the temperature control mechanism The temperature of at least one of the first region and the second region may be controlled. In this case, the temperature control mechanism sets the temperature of the first area of the top plate to the second area according to a set value of the heating temperature of the heating plate or a temperature distribution generated in the substrate by heating of the heating plate. It can also be controlled to be lower.

また、前記第1の領域の熱吸収率を第2の領域の熱吸収率よりも大きくすることができる。また、前記第1の領域は黒体であり、前記第2の領域はミラーであってもよい。   Further, the heat absorption rate of the first region can be made larger than the heat absorption rate of the second region. Further, the first area may be a black body, and the second area may be a mirror.

また、前記第1の領域は第1のヒートパイプで構成され、前記第2の領域は、第2のヒートパイプで構成されていてもよい。また、前記温度制御機構は、前記第1のヒートパイプから熱を放出させるための放熱機構と、前記第1のヒートパイプに熱を注入するための加熱機構と、前記加熱機構および/または放熱機構を制御するコントローラとを有することができる。また、前記第1のヒートパイプと第2のヒートパイプとは隣接して設けられ、これらの間は断熱されていてもよい。   The first area may be constituted by a first heat pipe, and the second area may be constituted by a second heat pipe. The temperature control mechanism includes a heat dissipation mechanism for releasing heat from the first heat pipe, a heating mechanism for injecting heat into the first heat pipe, the heating mechanism and / or the heat dissipation mechanism. And a controller for controlling. The first heat pipe and the second heat pipe may be provided adjacent to each other, and the space between them may be insulated.

また、前記加熱プレートは、矩形状であってもよい。また、前記気体供給ノズルは、前記加熱プレートの幅方向に複数のガス吐出孔を有していてもよい。また、前記排気ノズルは、前記加熱プレートの幅方向に複数の気体排出孔を有していてもよい。   The heating plate may be rectangular. The gas supply nozzle may have a plurality of gas discharge holes in the width direction of the heating plate. The exhaust nozzle may have a plurality of gas discharge holes in the width direction of the heating plate.

本発明によれば、温度制御機構を有する天板を備えたので、気体供給ノズルにより、気体を前記加熱プレートの一方から他方に向けて供給するとともに、排気ノズルにより、気体を排気して一方向の気流を形成するようにした加熱処理装置において、基板の面内温度の均一性を高くしつつ基板を加熱処理することができる。   According to the present invention, since the top plate having the temperature control mechanism is provided, the gas is supplied from one side of the heating plate to the other by the gas supply nozzle, and the gas is exhausted in one direction by the exhaust nozzle. In the heat treatment apparatus configured to form the air current, the substrate can be heat-treated while increasing the uniformity of the in-plane temperature of the substrate.

また、基板を加熱するための加熱プレートの基板配置面に対向して、その加熱プレートに面する部分が少なくとも第1の領域と第2の領域を有する天板を設け、温度制御機構により、加熱プレートの加熱によって基板に生じる温度分布に応じて、前記天板の第1の領域および第2の領域の少なくとも一方の温度を制御するので、基板面内に温度分布が生じるような場合に、天板の第1および第2の領域のうち、基板の温度が高くなる部分に対応するほうの温度を低くしてその領域の熱吸収を大きくすることができ、結果として基板における加熱が過剰で温度が高くなる傾向がある部分の放熱を促進してその部分の温度を低下させることができるので、基板の面内温度均一性を高めることができる。しかもその温度の低下の度合いを温度制御機構により制御することができるので、基板の面内温度均一性の程度が極めて高い。   In addition, a top plate having a first region and a second region at least at a portion facing the heating plate facing the substrate arrangement surface of the heating plate for heating the substrate is provided. The temperature of at least one of the first region and the second region of the top plate is controlled according to the temperature distribution generated in the substrate by heating the plate. Of the first and second regions of the plate, the temperature corresponding to the portion where the temperature of the substrate is high can be lowered to increase the heat absorption of that region, resulting in excessive heating in the substrate and temperature. Since the heat radiation of the portion that tends to increase can be promoted and the temperature of the portion can be lowered, the in-plane temperature uniformity of the substrate can be improved. In addition, since the degree of temperature decrease can be controlled by the temperature control mechanism, the degree of in-plane temperature uniformity of the substrate is extremely high.

また、天板が、その加熱プレートに面する部分が少なくとも第1の領域と第2の領域を有し、かつこれら第1の領域および第2の領域をそれぞれ含む第1のヒートパイプおよび第2のヒートパイプを有する構成とすることにより、ヒートパイプの温度均一化作用により各領域内で温度を均一にすることができるとともに、大量の熱を容易に輸送する作用によりこれら領域の少なくとも一方を温度制御する際に速やかに所定の温度にすることができる。したがって、基板の面内温度均一性を一層高くすることができる。   In addition, the top plate includes a first heat pipe and a second portion, each of which has at least a first region and a second region at a portion facing the heating plate, and each includes the first region and the second region. With the structure having the heat pipes, the temperature can be made uniform in each region by the temperature equalizing action of the heat pipe, and at least one of these regions is heated by the action of easily transporting a large amount of heat. It is possible to quickly reach a predetermined temperature when controlling. Therefore, the in-plane temperature uniformity of the substrate can be further increased.

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は本発明の一実施形態に係る加熱処理ユニットが搭載された半導体ウエハのレジスト塗布・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。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
1 is a schematic plan view showing a resist coating / development processing system for a semiconductor wafer on which a heat treatment unit according to an embodiment of the present invention is mounted, FIG. 2 is a front view thereof, and FIG. 3 is a rear view thereof.

このレジスト塗布・現像処理システム1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11と隣接して設けられる露光装置(図示せず)との間で半導体ウエハ(以下単にウエハと記す)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。   The resist coating / development processing system 1 includes a cassette station 10 as a transfer station, a processing station 11 having a plurality of processing units, and an exposure apparatus (not shown) provided adjacent to the processing station 11. An interface unit 12 for delivering a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as a wafer) W is provided.

上記カセットステーション10は、被処理体としてのウエハ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。   The cassette station 10 carries a plurality of, for example, 25 wafers W as an object to be processed into a wafer cassette CR in a state of being loaded on the wafer cassette CR, or carries it out from this system to another system. This is for carrying the wafer W between the wafer cassette CR and the processing station 11.

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Cを載置する載置台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、このウエハ搬送用アーム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の処理ユニット群G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。 In this cassette station 10, as shown in FIG. 1, a plurality of (four in the figure) positioning projections 20a are formed on the mounting table 20 on which the cassette C is placed along the X direction in the figure. At the position of the protrusion 20a, the wafer cassette CR can be placed in a row with each wafer inlet / outlet facing the processing station 11 side. In the wafer cassette CR, the wafers W are arranged in the vertical direction (Z direction). The cassette station 10 has a wafer transfer mechanism 21 located between the wafer cassette mounting table 20 and the processing station 11. The wafer transfer mechanism 21 has a wafer transfer arm 21a that can move in the cassette arrangement direction (X direction) and the wafer arrangement direction (Z direction) of the wafer W in the cassette arrangement direction. Any one of the wafer cassettes CR can be selectively accessed. Further, the wafer transfer arm 21a is configured to be rotatable in the θ direction, and is also used for an alignment unit (ALIM) and an extension unit (EXT) belonging to a third processing unit group G3 on the processing station 11 side described later. It can be accessed.

上記処理ステーション11は、ウエハWへ対して塗布・現像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、搬送路22a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、複数の処理ユニット群に分かれており、各処理ユニット群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。   The processing station 11 includes a plurality of processing units for performing a series of steps when coating / developing on the wafer W, and these are arranged in multiple stages at predetermined positions. Processed one by one. As shown in FIG. 1, the processing station 11 has a transfer path 22a at the center thereof, in which a main wafer transfer mechanism 22 is provided, and all the processing units are arranged around the transfer path 22a. . The plurality of processing units are divided into a plurality of processing unit groups, and each processing unit group includes a plurality of processing units arranged in multiple stages along the vertical direction.

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46も一体的に回転可能となっている。   As shown in FIG. 3, the main wafer transfer mechanism 22 is equipped with a wafer transfer device 46 that can move up and down in the vertical direction (Z direction) inside a cylindrical support 49. The cylindrical support 49 can be rotated by a rotational driving force of a motor (not shown), and the wafer transfer device 46 can also be rotated integrally with the cylindrical support 49.

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。   The wafer transfer device 46 includes a plurality of holding members 48 that are movable in the front-rear direction of the transfer base 47, and the transfer of the wafers W between the processing units is realized by these holding members 48.

また、図1に示すように、この実施の形態においては、4個の処理ユニット群G,G,G,Gが搬送路22aの周囲に実際に配置されており、処理ユニット群Gは必要に応じて配置可能となっている。 As shown in FIG. 1, in this embodiment, four processing unit groups G 1 , G 2 , G 3 , G 4 are actually arranged around the transport path 22a, and the processing unit group G 5 is adapted to be positioned as required.

これらのうち、第1および第2の処理ユニット群G,G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の処理ユニット群Gはカセットステーション10に隣接して配置され、第4の処理ユニット群G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の処理ユニット群Gは背面部に配置可能となっている。 Among these, the first and second processing unit groups G 1 and G 2 are arranged in parallel on the front side of the system (front side in FIG. 1), and the third processing unit group G 3 is adjacent to the cassette station 10. The fourth processing unit group G 4 is disposed adjacent to the interface unit 12. The processing unit group G 5 of the fifth is adapted to be disposed on the rear portion.

第1の処理ユニット群Gでは、カップCP内でウエハWをスピンチャック(図示せず)に載置してウエハWにレジストを塗布するレジスト塗布処理ユニット(COT)および同様にカップCP内でレジストのパターンを現像する現像処理ユニット(DEV)が下から順に2段に重ねられている。第2の処理ユニット群Gも同様に、2台のスピナ型処理ユニットとしてレジスト塗布処理ユニット(COT)および現像処理ユニット(DEV)が下から順に2段に重ねられている。 In the first processing unit group G 1, in a cup CP wafers W spin chuck resist coating unit is placed (not shown) for applying a resist on the wafer W (COT) and likewise the cup CP Development processing units (DEV) for developing the resist pattern are stacked in two stages from the bottom. Similarly, the second processing unit group G 2, the resist coating unit (COT) and developing unit (DEV) are two-tiered in order from the bottom as two spinner-type processing units.

第3の処理ユニット群G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、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)、冷却処理を行うクーリングユニット(COL)、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つの加熱処理ユニット(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(COL)にアライメント機能を持たせてもよい。 In the third processing unit group G 3, as shown in FIG. 3, the oven-type processing units of the wafer W is placed on a mounting table SP performs predetermined processing are multi-tiered. That is, an adhesion unit (AD) that performs so-called hydrophobic treatment for improving the fixability of the resist, an alignment unit (ALIM) that performs alignment, an extension unit (EXT) that carries in and out the wafer W, and cooling processing Cooling units (COL) to be performed, and four heat treatment units (HP) for performing heat treatment on the wafer W before and after the exposure process and after the development process are stacked in eight stages in order from the bottom. A cooling unit (COL) may be provided instead of the alignment unit (ALIM), and the cooling unit (COL) may have an alignment function.

第4の処理ユニット群G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(EXT)、クーリングユニット(COL)、および4つの加熱処理ユニット(HP)が下から順に8段に重ねられている。 Fourth processing unit group G 4 may, oven-type processing units are multi-tiered. That is, there are a cooling unit (COL), an extension / cooling unit (EXTCOL), an extension unit (EXT), a cooling unit (COL), and four heat treatment units (HP), which are wafer loading / unloading units provided with a cooling plate. Are stacked in 8 steps in order.

主ウエハ搬送機構22の背部側に第5の処理ユニット群G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22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の処理ユニット群G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22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。 When the fifth processing unit group G 5 is provided on the back side of the main wafer transfer mechanism 22, it can move sideways along the guide rail 25 as viewed from the main wafer transfer mechanism 22. Therefore, even in the case where the processing unit group G 5 of the fifth, the space portion is secured by sliding along the guide rail 25 to this maintenance work from behind the main wafer transfer mechanism 22 easily Can be done.

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の処理ユニット群G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。 The interface unit 12 has the same length as the processing station 11 in the depth direction (X direction). As shown in FIGS. 1 and 2, a portable pickup cassette CR and a stationary buffer cassette BR are arranged in two stages on the front part of the interface part 12, and a peripheral exposure device 23 is arranged on the rear part. A wafer transfer mechanism 24 is disposed at the center. The wafer transfer mechanism 24 has a wafer transfer arm 24a. The wafer transfer arm 24a moves in the X direction and the Z direction so that both cassettes CR and BR and the peripheral exposure device 23 can be accessed. ing. Further, the wafer transfer arm 24a is rotatable in θ direction, the fourth processing unit group G 4 belonging extension unit and (EXT), more wafer delivery of the adjacent exposure device side stand of the process station 11 (Not shown) is also accessible.

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CRから一枚のウエハWを取り出し、第3の処理ユニット群Gのエクステンションユニット(EXT)に搬送する。 In such a resist coating and developing system, first, in the cassette station 10, the wafer transfer arm 21a of the wafer transfer mechanism 21 accesses the wafer cassette CR containing the unprocessed wafers W on the cassette mounting table 20. to retrieve the one wafer W from the cassette CR, transported to the third processing unit group G 3 of the extension unit (EXT).

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の処理ユニット群Gのアライメントユニット(ALIM)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(COL)に搬送されて冷却される。 The wafer W is transferred from the extension unit (EXT) to the processing station 11 by the wafer transfer device 46 of the main wafer transfer mechanism 22. Then, after being aligned by the third processing unit group G 3 of the alignment unit (ALIM), it is conveyed to the adhesion process unit (AD), where the resist hydrophobic treatment for enhancing adhesion of (HMDS treatment) facilities Is done. Since this process involves heating, the wafer W is then transferred to the cooling unit (COL) by the wafer transfer device 46 and cooled.

アドヒージョン処理が終了し、クーリングユニット(COL)で所定の温度に冷却されたウエハ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(COT)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は処理ユニット群G,Gのいずれかの加熱処理ユニット(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)にて所定の温度に冷却される。 After completion of the adhesion process, the wafer W cooled to a predetermined temperature by the cooling unit (COL) is subsequently transferred to the resist coating unit (COT) by the wafer transfer device 46, where a coating film is formed. After the coating process is completed, the wafer W is pre-baked in one of the processing units (G 3 , G 4 ) and then cooled to a predetermined temperature in one of the cooling units (COL). .

冷却されたウエハWは、第3の処理ユニット群G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の処理ユニット群G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。 The cooled wafer W, the third is the transport to the processing unit group G 3 of the alignment unit (ALIM), where it is aligned, the interface unit via the fourth processing unit group G 4 of the extension unit (EXT) 12 is conveyed.

インターフェイス部12では、余分なレジストを除去するために周辺露光装置23によりウエハの周縁例えば1mmを露光し、次いで、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。   In the interface unit 12, the peripheral edge of the wafer, for example, 1 mm is exposed by the peripheral exposure device 23 in order to remove excess resist, and then a predetermined pattern is formed by an exposure device (not shown) provided adjacent to the interface unit 12. Accordingly, the resist film on the wafer W is subjected to an exposure process.

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の処理ユニット群Gに属するエクステンションユニット(EXT)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、いずれかの加熱処理ユニット(HP)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、次いで、クーリングユニット(COL)により所定の温度に冷却される。 Exposed wafer W is returned again to the interface section 12 by the wafer transfer mechanism 24, it is carried to the extension unit (EXT) belonging to the fourth processing unit group G 4. Then, the wafer W is transferred to one of the heat treatment units (HP) by the wafer transfer device 46 and subjected to post-exposure baking, and then cooled to a predetermined temperature by the cooling unit (COL).

その後、ウエハWは現像処理ユニット(DEV)に搬送され、そこで露光パターンの現像が行われる。現像処理終了後、ウエハWはいずれかの加熱処理ユニット(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)により所定温度に冷却される。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。 Thereafter, the wafer W is transferred to a development processing unit (DEV) where the exposure pattern is developed. After completion of the development processing, the wafer W is transferred to one of the heat processing units (HP), subjected to post-baking processing, and then cooled to a predetermined temperature by the cooling unit (COL). After such a series of processing is completed, and returned to the cassette station 10 through the third processing unit group G 3 of the extension unit (EXT), is inserted into one of the wafer cassettes CR.

次に、図4から図7を参照して、本発明の第1の実施形態に係る加熱処理ユニット(HP)について説明する。図4は本発明の第1の実施形態に係る加熱処理ユニットを模式的に示す断面図、図5は図4の加熱処理ユニットの天板および囲繞部材を一部切り欠いて示す斜視図、図6は図4の加熱処理ユニットの天板に形成された第1および第2のヒートパイプを示す断面図、図7は図4の加熱処理ユニットの制御系を示すブロック図である。   Next, a heat treatment unit (HP) according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the heat treatment unit according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a perspective view showing the heat treatment unit of FIG. 6 is a cross-sectional view showing first and second heat pipes formed on the top plate of the heat treatment unit of FIG. 4, and FIG. 7 is a block diagram showing a control system of the heat treatment unit of FIG.

本実施形態の加熱処理ユニット(HP)は、図4に示すように、ケーシング50を有し、その内部には円盤状をなす加熱プレート51が配置されている。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。そして、このプロキシミティピン52上に加熱プレート51に近接した状態でウエハWが載置されるようになっている。加熱プレート51の裏面には複数のリング状発熱体53が同心円状に配設されている。そして、これら発熱体53は通電されることにより発熱し、加熱プレート51を加熱してウエハWに対して加熱処理を施すようになっている。この場合に、各リング状発熱体53への通電量はそれぞれ独立に制御可能であることが好ましい。   As shown in FIG. 4, the heat treatment unit (HP) of the present embodiment includes a casing 50, and a heating plate 51 having a disk shape is disposed therein. The heating plate 51 is made of, for example, aluminum, and a proximity pin 52 is provided on the surface thereof. Then, the wafer W is placed on the proximity pin 52 in a state of being close to the heating plate 51. A plurality of ring-shaped heating elements 53 are arranged concentrically on the back surface of the heating plate 51. These heating elements 53 generate heat when energized, and heat the heating plate 51 to heat the wafer W. In this case, it is preferable that the energization amount to each ring-shaped heating element 53 can be controlled independently.

加熱プレート51は支持部材54に支持されており、支持部材54内は空洞となっている。加熱プレート51には、その中央部に3つ(2つのみ図示)の貫通孔55が形成されており、これら貫通孔55にはウエハWを昇降させるための3本(2本のみ図示)の昇降ピン56が昇降自在に設けられている。そして、加熱プレート51と支持部材54の底板54aとの間には貫通孔55に連続する筒状のガイド部材57が設けられている。これらガイド部材57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56を移動させることが可能となる。これら昇降ピン56は支持板58に支持されており、この支持板58を介して支持部材54の側方に設けられたシリンダー59により昇降されるようになっている。   The heating plate 51 is supported by a support member 54, and the support member 54 is hollow. The heating plate 51 has three (two only shown) through-holes 55 formed in the center thereof, and three (two only shown) through which the wafer W is raised and lowered are formed in these through-holes 55. Elevating pins 56 are provided so as to be movable up and down. A cylindrical guide member 57 continuous with the through hole 55 is provided between the heating plate 51 and the bottom plate 54 a of the support member 54. These guide members 57 can move the raising / lowering pins 56 without being obstructed by heater wiring or the like under the heating plate 51. These elevating pins 56 are supported by a support plate 58, and are moved up and down by a cylinder 59 provided on the side of the support member 54 via the support plate 58.

加熱プレート51および支持部材54の周囲にはそれらを包囲支持するサポートリング61が設けられており、このサポートリング61の上には昇降自在の囲繞部材62が設けられている。この囲繞部材62の上には天板63が設けられている。そして、この囲繞部材62がサポートリング61の上面まで降下した状態で、加熱プレート51と天板63との間にウエハWの処理空間Sが形成され、この処理空間Sが囲繞部材62により囲繞された状態となる。その際に、サポートリング61と囲繞部材62との間には微小な隙間64が形成され、この隙間64から処理空間Sへの空気の侵入が許容される。また、ウエハWを加熱プレート51に対して搬入出する場合には、図示しないシリンダーにより囲繞部材62および天板63が上方に退避される。   A support ring 61 that surrounds and supports the heating plate 51 and the support member 54 is provided, and a surrounding member 62 that can be raised and lowered is provided on the support ring 61. A top plate 63 is provided on the surrounding member 62. Then, the processing space S of the wafer W is formed between the heating plate 51 and the top plate 63 with the surrounding member 62 lowered to the upper surface of the support ring 61, and the processing space S is surrounded by the surrounding member 62. It becomes a state. At that time, a minute gap 64 is formed between the support ring 61 and the surrounding member 62, and entry of air from the gap 64 into the processing space S is allowed. Further, when the wafer W is carried into and out of the heating plate 51, the surrounding member 62 and the top plate 63 are retracted upward by a cylinder (not shown).

天板63の中央部には排気管66が接続された排気口65を有しており、加熱プレート51の外周側のサポートリング61および囲繞部材62の間の隙間64から空気が導入され、排気口65および排気管66を介して図示しない排気機構により処理空間Sが排気される。したがって、処理空間S内には加熱プレート51の外周側から天板63の中央に向かう気流が形成される。この気流の制御は、排気管66に設けられた電磁弁67により行われる。   A central portion of the top plate 63 has an exhaust port 65 to which an exhaust pipe 66 is connected. Air is introduced from a gap 64 between the support ring 61 and the surrounding member 62 on the outer peripheral side of the heating plate 51, and exhausted. The processing space S is exhausted by an exhaust mechanism (not shown) through the port 65 and the exhaust pipe 66. Therefore, an air flow from the outer peripheral side of the heating plate 51 toward the center of the top plate 63 is formed in the processing space S. This airflow control is performed by an electromagnetic valve 67 provided in the exhaust pipe 66.

図4および図5に示すように、天板63の加熱プレート51に対向する面は、排気口65を囲むように設けられた円環状の第1の領域71とその外側に設けられた円環状の第2の領域72とを有している。また、天板63は、第1の領域71を下面とする第1のヒートパイプ73と、第2の領域72を下面とする第2のヒートパイプ74と、第1および第2のヒートパイプ73および74の間に設けられた断熱部材75とを有している。断熱部材75は、第1のヒートパイプ71と第2のヒートパイプ72との間で熱的な干渉を生じることを防止する作用を有している。断熱部材75を設ける代わりに、第1および第2のヒートパイプ71および72を離隔して設け、これらの間に空間が生じるようにしてもよい。   As shown in FIGS. 4 and 5, the surface of the top plate 63 that faces the heating plate 51 has an annular first region 71 that is provided so as to surround the exhaust port 65 and an annular shape that is provided outside the first region 71. Second region 72. The top plate 63 includes a first heat pipe 73 having the first region 71 as a lower surface, a second heat pipe 74 having the second region 72 as a lower surface, and first and second heat pipes 73. And a heat insulating member 75 provided between 74 and 74. The heat insulating member 75 has a function of preventing thermal interference between the first heat pipe 71 and the second heat pipe 72. Instead of providing the heat insulating member 75, the first and second heat pipes 71 and 72 may be provided apart from each other so that a space is generated between them.

第1のヒートパイプ73および第2のヒートパイプ74は、図6に示すように、それぞれ銅または銅合金等の金属材料からなる外殻部材としてのコンテナ77および78を有し、これらコンテナ77および78内の空間には作動液Lが封入されている。このような第1および第2のヒートパイプ73および74は、内部に充填された作動液の蒸発現象と凝縮現象を利用して、大量の熱を容易に輸送する作用、およびその中に温度の高低がある場合に速やかに熱を輸送して温度を均一化する作用を有する。具体的には、図6に示すように、第1および第2のヒートパイプ73および74は、加熱プレート51によりその下部が加熱されると作動液Lが蒸発し、蒸気流となって低温部である上部へ高速移動し、上下方向に温度が均一化される。この際に、上部で低温のコンテナ77および78の上壁に接触して冷却され凝縮し、凝縮液は重力により元の位置へ戻る。また、周方向および径方向に温度の高低がある場合にも蒸気流の移動により温度が均一化される。第1および第2のヒートパイプ73および74の内部空間は、囲繞部材62の周方向に略一定の断面厚さを有している。なお、作動液Lは、コンテナ77,78の材質に悪影響を及ぼさないものが選択され、例えば、水、アンモニア、メタノール、アセトン、フロン等を用いることができる。   As shown in FIG. 6, the first heat pipe 73 and the second heat pipe 74 have containers 77 and 78 as outer shell members made of a metal material such as copper or a copper alloy, respectively. A working liquid L is sealed in the space in 78. Such first and second heat pipes 73 and 74 use the evaporation phenomenon and the condensation phenomenon of the working fluid filled therein to easily transport a large amount of heat, and the temperature therein. When there is high or low, it has the effect of transporting heat quickly and making the temperature uniform. Specifically, as shown in FIG. 6, when the lower part of the first and second heat pipes 73 and 74 is heated by the heating plate 51, the working liquid L evaporates and becomes a steam flow to form a low temperature part. It moves at high speed to the upper part, and the temperature is made uniform in the vertical direction. At this time, it cools and condenses by contacting the upper walls of the low-temperature containers 77 and 78 at the upper part, and the condensed liquid returns to its original position by gravity. Further, even when the temperature is high or low in the circumferential direction and the radial direction, the temperature is made uniform by the movement of the steam flow. The internal spaces of the first and second heat pipes 73 and 74 have a substantially constant cross-sectional thickness in the circumferential direction of the surrounding member 62. The hydraulic fluid L is selected from those that do not adversely affect the materials of the containers 77 and 78. For example, water, ammonia, methanol, acetone, chlorofluorocarbon, etc. can be used.

上記第1のヒートパイプ73には、その温度を制御して結果的に第1の領域71の温度を制御する温度制御機構80が設けられている。この温度制御機構80は、第1の領域に熱を伝達するための棒状をなす金属製の熱伝達部材81と、この熱伝達部材81の先端に設けられ、放熱面積可変のフィン82aを有する放熱部材82およびフィン82aの放熱面積を変化させるためのアクチュエータ83からなる放熱機構84と、上記熱伝達部材81の一部分に巻回された誘導コイル85および誘導コイル85に高周波電力を供給する高周波電源86からなる加熱機構87と、放熱機構84のアクチュエータ83および加熱機構87の高周波電源86を制御するコントローラ88とを有している。この温度制御機構80は、後述するように、第1の領域71を第2の領域72よりも所定温度低くなるように制御する。   The first heat pipe 73 is provided with a temperature control mechanism 80 for controlling the temperature and consequently controlling the temperature of the first region 71. The temperature control mechanism 80 has a rod-shaped metal heat transfer member 81 for transferring heat to the first region, and a heat dissipating member provided at the tip of the heat transfer member 81 and having a fin 82a having a variable heat dissipating area. A heat radiation mechanism 84 including an actuator 83 for changing the heat radiation area of the member 82 and the fin 82a, an induction coil 85 wound around a part of the heat transfer member 81, and a high frequency power supply 86 for supplying high frequency power to the induction coil 85 And a controller 88 that controls the actuator 83 of the heat dissipation mechanism 84 and the high-frequency power source 86 of the heating mechanism 87. As will be described later, the temperature control mechanism 80 controls the first region 71 to be lower than the second region 72 by a predetermined temperature.

これら加熱処理ユニット(HP)は、図7に示すように、ユニットコントローラ90により制御される。具体的には、加熱プレート51内の適宜箇所には、加熱プレート51の温度を計測する熱電対等の複数の温度センサー70が設けられ、この温度センサー70からの検出信号はユニットコントローラ90に送信され、その検出情報に基づいてユニットコントローラ90から温調器91に制御信号が送信され、その制御信号に基づいて温調器91から発熱体電源92に出力調整信号が送信される。さらに、このユニットコントローラ90は、加熱処理に際して、シリンダー59に制御信号を送って昇降ピン56の昇降を制御するとともに、排気管66に設けられた電磁弁67の開度を制御して排気量を制御する。また、上述のコントローラ88に対して、適宜の基準値、例えば温度センサー70の検出信号または設定値に基づいて第1のヒートパイプ73の制御を行うように指令を発する。なお、ユニットコントローラ90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。   These heat treatment units (HP) are controlled by a unit controller 90 as shown in FIG. Specifically, a plurality of temperature sensors 70 such as thermocouples for measuring the temperature of the heating plate 51 are provided at appropriate locations in the heating plate 51, and detection signals from the temperature sensors 70 are transmitted to the unit controller 90. The control signal is transmitted from the unit controller 90 to the temperature controller 91 based on the detection information, and the output adjustment signal is transmitted from the temperature controller 91 to the heating element power source 92 based on the control signal. Further, the unit controller 90 sends a control signal to the cylinder 59 during the heat treatment to control the raising and lowering of the raising and lowering pins 56 and also controls the opening degree of the electromagnetic valve 67 provided in the exhaust pipe 66 to reduce the exhaust amount. Control. Further, the controller 88 is instructed to control the first heat pipe 73 based on an appropriate reference value, for example, a detection signal or set value of the temperature sensor 70. The unit controller 90 outputs a control signal based on a command from a system controller (not shown) of the coating / developing system.

以上のように構成された加熱処理ユニット(HP)では、以下のようにして、ウエハWの加熱処理が行われる。   In the heat treatment unit (HP) configured as described above, the heat treatment of the wafer W is performed as follows.

まず、ウエハ搬送装置46により、ウエハWを加熱処理ユニット(HP)のケーシング50内に搬入し、昇降ピン56に受け渡し、この昇降ピン56を降下させることにより、ウエハWが所定温度に加熱された状態にある加熱プレート51の表面に設けられたプロミキシティピン52に載置される。   First, the wafer W is carried into the casing 50 of the heat treatment unit (HP) by the wafer transfer device 46, transferred to the lift pins 56, and the lift pins 56 are lowered to heat the wafer W to a predetermined temperature. It is placed on a proximity pin 52 provided on the surface of the heating plate 51 in a state.

次いで、囲繞部材62および天板63を降下させて処理空間Sを形成し、図示しない排気機構により排気口65および排気管66を介して排気することにより、隙間64から空気が流入し、加熱プレート51の外周側から天板63の中央に向かう気流が形成された状態でウエハWに加熱処理が施される。   Next, the surrounding member 62 and the top plate 63 are lowered to form the processing space S, and exhausted through the exhaust port 65 and the exhaust pipe 66 by an exhaust mechanism (not shown), so that air flows in from the gap 64 and the heating plate Heat treatment is performed on the wafer W in a state where an airflow from the outer peripheral side of the head 51 toward the center of the top plate 63 is formed.

この場合に、このような気流はウエハWの周縁部からウエハの中央部に向かって流れることとなり、高温のウエハ上を通過することによって加熱された気体がウエハW中央部に集まってから処理空間Sの外へ排出されるため、従来の加熱処理装置の場合には、加熱プレート51が発熱体53により均一に加熱されていたとしても、実際にはこのような気流の影響でウエハWの中央部の温度が周縁部の温度よりも高くなってしまう。   In this case, such an air flow flows from the peripheral edge of the wafer W toward the center of the wafer, and after the gas heated by passing over the high-temperature wafer gathers in the center of the wafer W, the processing space. In the case of the conventional heat treatment apparatus, even if the heating plate 51 is uniformly heated by the heating element 53, the center of the wafer W is actually affected by such an air flow. The temperature of the part becomes higher than the temperature of the peripheral part.

このため、本実施形態では、天板63において、ウエハWの中央部に対応する第1の領域71の温度を、その周囲の第2の領域72よりも所定温度低くなるように温度制御機構80により制御する。ウエハWの温度は、加熱プレート51のみならず加熱プレートに対向した天板63によっても影響を受け、天板63の熱吸収が大きいほどかつ天板63の熱放射度が小さいほどウエハWの温度が低下する度合いが大きいから、このようにウエハWの中央部の温度が高くなるといった、ウエハW面内に温度分布が生じるような場合に、天板63のウエハW中央部に対応する第1の領域71の温度を第2の領域72の温度よりも低くすれば、第1の領域71の熱吸収を大きくすることができ、結果的にウエハWの中央部の熱放出を大きくしてその部分の温度を低下させることができ、ウエハWの面内温度均一性を高くすることができる。しかも、温度制御機構80によりその温度の低下の度合いを制御することができるので、ウエハWの面内温度均一性は極めて高いものとなる。   For this reason, in the present embodiment, in the top plate 63, the temperature control mechanism 80 is set so that the temperature of the first region 71 corresponding to the central portion of the wafer W is lower than the second region 72 around it. Control by. The temperature of the wafer W is influenced not only by the heating plate 51 but also by the top plate 63 facing the heating plate. The greater the heat absorption of the top plate 63 and the smaller the heat radiation of the top plate 63, the higher the temperature of the wafer W. Therefore, when the temperature distribution occurs in the wafer W surface such that the temperature of the central portion of the wafer W increases as described above, the first plate corresponding to the central portion of the wafer W of the top plate 63 is used. If the temperature of the region 71 is lower than the temperature of the second region 72, the heat absorption of the first region 71 can be increased. The temperature of the portion can be lowered, and the in-plane temperature uniformity of the wafer W can be increased. In addition, since the temperature control mechanism 80 can control the degree of temperature decrease, the in-plane temperature uniformity of the wafer W becomes extremely high.

以下、このようにしてウエハWの温度を均一化する原理について簡単に説明する。
上記のように加熱プレート51と天板63とが対向して設けられている場合、加熱プレート51によって加熱されたウエハWから放出された熱放射エネルギーは、天板63に達してその一部が吸収され残部が反射されてウエハWに戻り、ウエハW上で同様に一部が吸収され残部が反射されるといった作用が繰り返される。したがって、ウエハWから放出される単位面積当たりの総エネルギーをQとすると、QはウエハWの放射度Eと反射エネルギとの和に等しい。この際の反射エネルギーは、天板63から放出される単位面積当たりの総エネルギーQにウエハWの反射率rを乗じたものとなる。すなわち、以下の(1)式で表す関係が成り立つ。
=E+r ……(1)
Hereinafter, the principle of making the temperature of the wafer W uniform in this way will be briefly described.
When the heating plate 51 and the top plate 63 are provided so as to face each other as described above, the thermal radiation energy released from the wafer W heated by the heating plate 51 reaches the top plate 63 and a part of the energy is emitted. The remaining part is reflected and returned to the wafer W, and a part of the wafer W is similarly absorbed and the remaining part is reflected. Therefore, the total energy per unit area emitted from the wafer W and Q 1, Q 1 is equal to the sum of the irradiance E 1 and reflected energy of the wafer W. The reflected energy at this time is obtained by multiplying the total energy Q 2 per unit area emitted from the top plate 63 by the reflectance r 1 of the wafer W. That is, the relationship expressed by the following formula (1) is established.
Q 1 = E 1 + r 1 Q 2 (1)

同様に天板63についても、天板63から放出される単位面積当たりの総エネルギーQは、天板63の放射度Eと反射エネルギとの和に等しく、この反射エネルギーは、上記Qに天板の反射率rを乗じたものとなり、以下の(2)式で表す関係が成り立つ。
=E+r ……(2)
Similarly, for the top plate 63, the total energy Q 2 per unit area emitted from the top plate 63 is equal to the sum of the irradiance E 2 of the top plate 63 and the reflected energy, and this reflected energy is the above Q 1. Is multiplied by the reflectance r 2 of the top plate, and the relationship expressed by the following equation (2) is established.
Q 2 = E 2 + r 2 Q 1 (2)

ここで、ウエハWの放射率をε、天板63の放射率をεとすると、以下の(3)および(4)式の関係があるため、これをそれぞれ(1)および(2)に代入すると、(5)および(6)式の関係が導かれる。
=1−ε ……(3)
=1−ε ……(4)
=E+(1−ε)Q ……(5)
=E+(1−ε)Q ……(6)
Here, assuming that the emissivity of the wafer W is ε 1 and the emissivity of the top plate 63 is ε 2 , the following equations (3) and (4) are satisfied, and these are represented by (1) and (2), respectively. Substituting into, the relationship of equations (5) and (6) is derived.
r 1 = 1−ε 1 (3)
r 2 = 1−ε 2 (4)
Q 1 = E 1 + (1−ε 1 ) Q 2 (5)
Q 2 = E 2 + (1−ε 2 ) Q 1 (6)

ウエハWは加熱されているため、ウエハWの温度Tは天板63の温度Tよりも高くなっており、その分の熱がウエハWから天板63へ放射により供給されることとなり、その際の単位面積当たりの熱量Qは以下の(7)式で表すことができる。
Q=Q−Q ……(7)
Since the wafer W is heated, the temperature T 1 of the wafer W is higher than the temperature T 2 of the top plate 63, it becomes possible to correspondingly heat is supplied by radiation from the wafer W to the top plate 63, The amount of heat Q per unit area at that time can be expressed by the following equation (7).
Q = Q 1 −Q 2 (7)

ここで、この熱量Qすなわちウエハから放出する熱量が大きいほどウエハWの温度を低下させることができる。したがって、従来、温度が高くなる傾向にあるウエハWの中央部において放出する熱量Qを大きくすることができればよい。そのためには、天板63のその部分に対応する領域、すなわち第1の領域71の熱吸収を大きくすればよく、本実施形態では第1の領域71の熱吸収を大きくするために第1の領域71の温度を第2の領域72の温度よりも低くなるようにした。   Here, as the amount of heat Q, that is, the amount of heat released from the wafer, increases, the temperature of the wafer W can be lowered. Therefore, conventionally, it is only necessary to increase the amount of heat Q released at the central portion of the wafer W that tends to increase in temperature. For that purpose, it is only necessary to increase the heat absorption of the region corresponding to that portion of the top plate 63, that is, the first region 71. In the present embodiment, the first region 71 is used to increase the heat absorption. The temperature of the region 71 was made lower than the temperature of the second region 72.

また、天板63が、第1の領域71および第2の領域72をそれぞれ含む第1のヒートパイプ73および第2のヒートパイプ74を有するので、ヒートパイプの温度均一化作用により各領域内で温度を均一にすることができるとともに、大量の熱を容易に輸送する作用により温度制御機構80により第1のヒートパイプ73を温度制御する際に速やかに所定の温度にすることができる。したがって、この点からもウエハWの面内温度均一性を極めて高くすることができる。   Moreover, since the top plate 63 includes the first heat pipe 73 and the second heat pipe 74 including the first region 71 and the second region 72, respectively, the temperature equalizing action of the heat pipe causes each region to The temperature can be made uniform, and the temperature of the first heat pipe 73 can be quickly controlled to a predetermined temperature by the temperature control mechanism 80 by the action of easily transporting a large amount of heat. Therefore, also from this point, the in-plane temperature uniformity of the wafer W can be made extremely high.

上述のように、第1の領域71の熱吸収を高くすればよいことから、第1の領域71の温度を低くすることに加えて第1の領域71の熱吸収自体を第2の領域72よりも高くすることも有効である。このためには、第1の領域71と第2の領域72とで色彩を変化させることが挙げられるが、最も効果的であるのは、第1の領域71を放射率が1の黒体とし、第2の領域72を反射率が1のミラーとすることである。第1の領域71を黒体とするためには、図8に示すように、コンテナ77の下面に黒色セラミックス95を設けることが好適である。第2の領域72をミラーとするには、コンテナ78の下面に金泊96を貼る等すればよい。   As described above, since heat absorption in the first region 71 may be increased, in addition to lowering the temperature of the first region 71, heat absorption itself in the first region 71 is changed to the second region 72. It is also effective to make it higher. For this purpose, it is possible to change the color between the first region 71 and the second region 72, but the most effective one is to make the first region 71 a black body with an emissivity of 1. The second region 72 is a mirror having a reflectance of 1. In order to make the first region 71 a black body, it is preferable to provide a black ceramic 95 on the lower surface of the container 77 as shown in FIG. In order to use the second region 72 as a mirror, a gold night 96 may be attached to the lower surface of the container 78.

以上のようにしてウエハWの加熱処理を行った後、囲繞部材62および天板63を上方に移動し、ウエハWを昇降ピン56により持ち上げる。その状態でウエハ搬送装置46をウエハWの下方に挿入してウエハ搬送装置46がウエハWを受け取り、加熱処理ユニット(HP)からウエハWを搬出して次工程のユニットに搬送する。   After the heat treatment of the wafer W is performed as described above, the surrounding member 62 and the top plate 63 are moved upward, and the wafer W is lifted by the lift pins 56. In this state, the wafer transfer device 46 is inserted below the wafer W, and the wafer transfer device 46 receives the wafer W. The wafer W is unloaded from the heat treatment unit (HP) and transferred to the next process unit.

なお、上記例ではウエハWの外方から空気を侵入させて処理空間Sに気流を形成したが、図9に示すように、不活性ガス等のガスを処理空間Sに導入するようにしてもよい。すなわち、上記サポートリング61の代わりにガス通流孔97が形成されたサポートリング61′を設け、ガス通流孔97にガス供給管98を接続して処理空間Sにガスを導入するようにし、囲繞部材62とサポートリング61′をシールリング99で密閉するようにすることもできる。なお、ガス通流孔97は円周状に形成されていてもよいし、円筒状をなすサポートリング61′の円周に沿って複数設けられていてもよい。   In the above example, air is introduced from the outside of the wafer W to form an air flow in the processing space S. However, a gas such as an inert gas may be introduced into the processing space S as shown in FIG. Good. That is, instead of the support ring 61, a support ring 61 ′ having a gas flow hole 97 is provided, and a gas supply pipe 98 is connected to the gas flow hole 97 to introduce gas into the processing space S. The surrounding member 62 and the support ring 61 ′ may be sealed with the seal ring 99. The gas flow holes 97 may be formed in a circumferential shape, or a plurality of gas flow holes 97 may be provided along the circumference of a cylindrical support ring 61 ′.

次に、図10および図11を参照して、本発明の第2の実施形態に係る加熱処理ユニットについて説明する。図10は本発明の第2の実施形態に係る加熱処理ユニットを模式的に示す断面図、図11はその内部および気流を模式的に示す水平断面図である。図10および図11において、第1の実施形態と同じものには同じ符号を付して説明を省略する。   Next, with reference to FIG. 10 and FIG. 11, the heat processing unit which concerns on the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a heat treatment unit according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a horizontal cross-sectional view schematically showing the interior and air flow. 10 and 11, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施形態では、ケーシング50の内部の下側には、矩形状をなす加熱プレート51′が配置されている。加熱プレート51′の表面にはプロキシミティピン52′が設けられており、このプロキシミティピン52′上に加熱プレート51′の表面に近接した状態でウエハWが載置されるようになっている。加熱プレート51′の裏面には複数の直線状の発熱体53′が略平行に配列されている。そして、これら発熱体53′は通電されることにより発熱し、加熱プレート51′を加熱してウエハWを昇温するようになっている。   In the present embodiment, a rectangular heating plate 51 ′ is disposed on the lower side of the casing 50. Proximity pins 52 ′ are provided on the surface of the heating plate 51 ′, and the wafer W is placed on the proximity pins 52 ′ in the state of being close to the surface of the heating plate 51 ′. . A plurality of linear heating elements 53 ′ are arranged substantially in parallel on the back surface of the heating plate 51 ′. These heating elements 53 'generate heat when energized, and heat the heating plate 51' to raise the temperature of the wafer W.

加熱プレート51′は支持部材54′に支持されており、支持部材54′内は空洞となっている。支持部材54′の周囲にはそれを包囲支持するサポートリング61′が設けられており、このサポートリング61′の上には昇降自在の囲繞部材62′が設けられている。この囲繞部材62′の上には天板63′が設けられている。そして、この囲繞部材62′がサポートリング61′の上面まで降下した状態で、加熱プレート51′と天板63′との間にシールリング101により外部から密閉された処理空間S′が形成され、この処理空間S′が囲繞部材62′により囲繞された状態となる。   The heating plate 51 'is supported by a support member 54', and the support member 54 'is hollow. A support ring 61 ′ is provided around the support member 54 ′ to surround and support the support member 54 ′, and an up and down encircling member 62 ′ is provided on the support ring 61 ′. A top plate 63 'is provided on the surrounding member 62'. Then, with the surrounding member 62 'lowered to the upper surface of the support ring 61', a processing space S 'sealed from the outside by the seal ring 101 is formed between the heating plate 51' and the top plate 63 '. The processing space S ′ is surrounded by the surrounding member 62 ′.

加熱プレート51′の一方側には、加熱プレート51′の略一辺の幅を有し、かつ複数のガス吐出孔103を有し、処理空間S′内に不活性ガス、空気等の気体を供給するための気体供給ノズル102が設けられ、この気体供給ノズル102には、サポートリング61′内に複数設けられた気体通流孔104に接続されており、さらにこれら気体通流孔104には、不活性ガス、空気等の気体を供給するための気体供給管105が接続されている。   One side of the heating plate 51 ′ has a width of approximately one side of the heating plate 51 ′ and a plurality of gas discharge holes 103, and supplies a gas such as an inert gas or air into the processing space S ′. A gas supply nozzle 102 is provided, and the gas supply nozzle 102 is connected to a plurality of gas flow holes 104 provided in the support ring 61 ′. A gas supply pipe 105 for supplying a gas such as an inert gas or air is connected.

一方、加熱プレート51′の他方側には、加熱プレート51′の略一辺の幅を有し、かつ複数の気体排出孔107を有し、処理空間S′内の気体を排出するための排気ノズル106が設けられ、この排気ノズル106には、サポートリング61′内に複数設けられた気体通流孔108に接続されており、さらにこれら気体通流孔108には排気管109が接続されている。   On the other hand, on the other side of the heating plate 51 ', there is an exhaust nozzle for discharging the gas in the processing space S' having a width of substantially one side of the heating plate 51 'and having a plurality of gas discharge holes 107. 106 is provided, and the exhaust nozzle 106 is connected to a plurality of gas flow holes 108 provided in the support ring 61 ′. Further, an exhaust pipe 109 is connected to the gas flow holes 108. .

そして、気体供給ノズル102から処理空間S′へ供給された気体は排気ノズル106から排気され、処理空間S′内には図10に示すような加熱プレート51′の一端側から他端側に向かう一方向の気流が形成される。   Then, the gas supplied from the gas supply nozzle 102 to the processing space S ′ is exhausted from the exhaust nozzle 106, and moves from one end side to the other end side of the heating plate 51 ′ as shown in FIG. 10 in the processing space S ′. A unidirectional airflow is formed.

天板63′の加熱プレート51′に対向する面は、排気ノズル106側の矩形状をなす第1の領域71′とその残余の矩形状をなす第2の領域72′とを有している。また、天板63′は、第1の領域71′を下面とする第1のヒートパイプ73′と、第2の領域72′を下面とする第2のヒートパイプ74′と、第1および第2のヒートパイプ73′および74′の間に設けられた断熱部材75′とを有している。断熱部材75′を設ける代わりに、第1および第2のヒートパイプ71′および72′を離隔して設け、これらの間に空間が生じるようにしてもよい。   The surface of the top plate 63 'facing the heating plate 51' has a first area 71 'having a rectangular shape on the exhaust nozzle 106 side and a second area 72' having a remaining rectangular shape. . The top plate 63 'includes a first heat pipe 73' having a first area 71 'as a lower surface, a second heat pipe 74' having a second area 72 'as a lower surface, and a first and a first heat pipe 73'. And a heat insulating member 75 'provided between the two heat pipes 73' and 74 '. Instead of providing the heat insulating member 75 ′, the first and second heat pipes 71 ′ and 72 ′ may be provided apart from each other so that a space is generated between them.

第1のヒートパイプ73′および第2のヒートパイプ74′は、形状が異なるだけで基本的に第1の実施態様の第1のヒートパイプ73および第2のヒートパイプ74と同様、金属材料からなる外殻部材としてのコンテナと、コンテナ内の空間に封入された作動液Lとを有しており、作動液の蒸発現象と凝縮現象を利用して、大量の熱を容易に輸送する作用、およびその中に温度の高低がある場合に速やかに熱を輸送して温度を均一化する作用を有する。具体的には、加熱プレート51′によりその下部が加熱されると作動液Lが蒸発し、蒸気流となって低温部である上部へ高速移動し、上下方向に温度が均一化される。この際に、上部で低温のコンテナの上壁に接触して冷却され凝縮し、凝縮液は重力により元の位置へ戻る。また、水平方向に温度の高低がある場合にも蒸気流の移動により温度が均一化される。第1および第2のヒートパイプ73′および74′の内部空間は、水平方向に略一定の断面厚さを有している。   The first heat pipe 73 ′ and the second heat pipe 74 ′ are basically made of a metal material in the same manner as the first heat pipe 73 and the second heat pipe 74 of the first embodiment except for the shapes. A container as an outer shell member, and a working liquid L sealed in the space in the container, and an action of easily transporting a large amount of heat by utilizing evaporation and condensation phenomena of the working liquid, In addition, when the temperature is high or low, the heat is quickly transported and the temperature is made uniform. Specifically, when the lower part is heated by the heating plate 51 ′, the working liquid L evaporates and becomes a vapor stream, moves at a high speed to the upper part which is a low temperature part, and the temperature is made uniform in the vertical direction. At this time, the upper part contacts the upper wall of the low-temperature container and cools and condenses, and the condensed liquid returns to the original position by gravity. Even when the temperature is high or low in the horizontal direction, the temperature is made uniform by the movement of the steam flow. The internal spaces of the first and second heat pipes 73 'and 74' have a substantially constant cross-sectional thickness in the horizontal direction.

上記第1のヒートパイプ73′には、第1の実施形態の第1のヒートパイプ73と同様、その温度を制御して結果的に第1の領域71′の温度を制御する温度制御機構80が設けられている。この温度制御機構80は、第1の領域71′を第2の領域72′よりも所定温度低くなるように制御する。   Similar to the first heat pipe 73 of the first embodiment, the first heat pipe 73 ′ controls the temperature and consequently controls the temperature of the first region 71 ′. Is provided. The temperature control mechanism 80 controls the first region 71 ′ to be a predetermined temperature lower than the second region 72 ′.

以上のように構成された加熱処理ユニット(HP)により加熱処理を行う際には、まず、第1の実施形態の場合と同様、ウエハWをウエハ搬送装置46によりケーシング50内に搬入して、プロキシミティピン52′上に載置する。   When performing the heat treatment by the heat treatment unit (HP) configured as described above, first, similarly to the case of the first embodiment, the wafer W is carried into the casing 50 by the wafer transfer device 46, and It is placed on the proximity pin 52 '.

次いで、囲繞部材62′および天板63′を降下して処理空間S′を形成し、気体供給管105および気体通流孔104を介して気体供給ノズル102の複数のガス吐出孔103から処理空間S′内に気体を供給し、排気ノズル106の気体排出孔107から気体通流孔108および排気管109を介して排気することにより、処理空間S′に加熱プレート51′の一端側から他端側に向かう一方向の気流を形成する。   Next, the surrounding member 62 ′ and the top plate 63 ′ are lowered to form a processing space S ′, and the processing space is formed from the plurality of gas discharge holes 103 of the gas supply nozzle 102 through the gas supply pipe 105 and the gas flow hole 104. The gas is supplied into S ′ and exhausted from the gas exhaust hole 107 of the exhaust nozzle 106 through the gas flow hole 108 and the exhaust pipe 109, whereby the other end from the one end side of the heating plate 51 ′ to the processing space S ′. Creates a one-way airflow toward the side.

このような一方向の気流が形成された状態で、発熱体53′に給電することにより、加熱プレート51′上のウエハWを加熱処理する。このように加熱プレート51′の上面に一方向の気流を形成するので、第1の実施形態の天板63と異なり、天板63′の中央部には排気口が設けられておらず、滞留した気体から塵や埃がウエハ上面に落下するといったことがない。また、天板63′に排気構造が設けられる必要がないため装置自体の上下方向の寸法を小さくすることができる。   In a state where such a one-way airflow is formed, the wafer W on the heating plate 51 ′ is heated by supplying power to the heating element 53 ′. In this way, since a one-way air flow is formed on the upper surface of the heating plate 51 ′, unlike the top plate 63 of the first embodiment, the central portion of the top plate 63 ′ is not provided with an exhaust port and stays there. The dust does not fall on the upper surface of the wafer. Further, since there is no need to provide an exhaust structure on the top plate 63 ', the vertical dimension of the device itself can be reduced.

このように一方向気流が形成された場合には、高温のウエハ上を通過することによって加熱された気体が排気ノズル106から排出されるため、加熱プレート51′が発熱体53′により均一に加熱されていたとしても、天板が従来のような単なる金属板の場合には、このような気流の影響でウエハWの排気ノズル106近傍部分の温度が他の部分の温度よりも高くなる傾向にある。   When a unidirectional airflow is formed in this way, the gas heated by passing over the high-temperature wafer is discharged from the exhaust nozzle 106, so that the heating plate 51 'is uniformly heated by the heating element 53'. Even if the top plate is a simple metal plate as in the prior art, the temperature in the vicinity of the exhaust nozzle 106 of the wafer W tends to be higher than the temperature in the other portions due to the influence of such an air flow. is there.

このため、本実施形態では、天板63′を上述のように排気ノズル106近傍の第1の領域71′とその他の第2の領域72′とし、第1の領域71′の温度を、第2の領域72′よりも所定温度低くなるように温度制御機構80により制御する。したがって、第1の実施形態と同様、天板63′の第1の領域71′の温度を第2の領域72′の温度よりも低くすることによって、第1の領域71′の熱吸収を大きくすることができ、結果的にウエハWの排気ノズル106近傍の熱放出を大きくしてその部分の温度を低下させることができ、ウエハWの面内温度均一性を高くすることができる。しかも、温度制御機構80によりその温度の低下の度合いを制御することができるので、ウエハWの面内温度均一性は極めて高いものとなる。   For this reason, in the present embodiment, the top plate 63 ′ is used as the first region 71 ′ in the vicinity of the exhaust nozzle 106 and the other second region 72 ′ as described above, and the temperature of the first region 71 ′ is set to the first region 71 ′. The temperature control mechanism 80 controls the temperature to be lower than the second region 72 ′ by a predetermined temperature. Therefore, as in the first embodiment, the temperature of the first region 71 ′ of the top plate 63 ′ is made lower than the temperature of the second region 72 ′, thereby increasing the heat absorption of the first region 71 ′. As a result, the heat release in the vicinity of the exhaust nozzle 106 of the wafer W can be increased to lower the temperature of that portion, and the in-plane temperature uniformity of the wafer W can be increased. In addition, since the temperature control mechanism 80 can control the degree of temperature decrease, the in-plane temperature uniformity of the wafer W becomes extremely high.

また、天板63′が、第1の領域71′および第2の領域72′をそれぞれ含む第1のヒートパイプ73′および第2のヒートパイプ74′を有するので、ヒートパイプの温度均一化作用により各領域内で温度を均一にすることができるとともに、大量の熱を容易に輸送する作用により温度制御機構80により第1のヒートパイプ73′を温度制御する際に速やかに所定の温度にすることができる。したがって、この点からもウエハWの面内温度均一性を極めて高くすることができる。   Further, since the top plate 63 'has the first heat pipe 73' and the second heat pipe 74 'each including the first region 71' and the second region 72 ', the temperature equalizing action of the heat pipe is achieved. As a result, the temperature can be made uniform in each region, and when the first heat pipe 73 'is temperature-controlled by the temperature control mechanism 80 by the action of easily transporting a large amount of heat, the temperature is quickly brought to a predetermined temperature. be able to. Therefore, also from this point, the in-plane temperature uniformity of the wafer W can be made extremely high.

本実施形態においても第1の実施形態と同様、第1の領域71′の温度を低くすることに加えて第1の領域71′の熱吸収自体を第2の領域72′よりも高くすることも有効であり、そのために、第1の領域71′と第2の領域72′とで色彩を変化させることができ、最も効果的には、第1の領域71′を黒体とし、第2の領域72′をミラーとすることである。   Also in the present embodiment, as in the first embodiment, in addition to lowering the temperature of the first region 71 ′, the heat absorption itself of the first region 71 ′ is made higher than that of the second region 72 ′. Therefore, the color can be changed between the first region 71 'and the second region 72'. Most effectively, the first region 71 'is a black body and the second region 71' The region 72 'is a mirror.

このようにしてウエハWの加熱処理終了した後、囲繞部材62′および天板63′を上方に移動させ、ウエハWを昇降ピン56により持ち上げ、その状態でウエハ搬送装置46をウエハWの下方に挿入してウエハ搬送装置46がウエハWを受け取り、加熱処理ユニット(HP)からウエハを搬出して次工程のユニットに搬送する。   After the heat treatment of the wafer W is completed in this way, the surrounding member 62 ′ and the top plate 63 ′ are moved upward, the wafer W is lifted by the lift pins 56, and the wafer transfer device 46 is moved below the wafer W in this state. Inserted and the wafer transfer device 46 receives the wafer W, unloads the wafer from the heat treatment unit (HP), and transfers it to the next process unit.

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の思想の範囲内で種々変形が可能である。例えば上記実施の形態では、天板の加熱プレートの対向する面を第1の領域および第2の領域としたが、3つ以上の領域としてもよいことはもちろんである。また、天板の第1の領域の温度を制御するようにしたが、第2の領域の温度を制御してもよいし、両方の温度を制御するようにしてもよい。さらに、天板をヒートパイプで構成したが、これに限るものではない。また、加熱処理装置の構造としても上記実施形態において例示した加熱処理ユニットに限るものではなく種々の形態が可能である。さらに、レジスト塗布・現像処理システムの加熱処理について示したが、それ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、例えば液晶表示装置(LCD)用ガラス基板の加熱処理を行う場合についても適用可能である。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible within the range of the thought of this invention. For example, in the above-described embodiment, the opposing surfaces of the heating plate of the top plate are the first region and the second region, but it is needless to say that three or more regions may be used. Moreover, although the temperature of the 1st area | region of a top plate was controlled, the temperature of a 2nd area | region may be controlled and you may make it control both temperature. Furthermore, although the top plate is composed of a heat pipe, it is not limited to this. The structure of the heat treatment apparatus is not limited to the heat treatment unit exemplified in the above embodiment, and various forms are possible. Furthermore, although the heat treatment of the resist coating / development processing system has been described, the present invention can be applied to other heat treatments. Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the wafer is mounted on the proximity pin and heated indirectly is shown. However, the wafer may be directly mounted on the heating plate and heated. Furthermore, although the case where a semiconductor wafer is used as the substrate has been described in the above embodiment, the present invention can also be applied to a case where heat treatment is performed on a substrate other than the semiconductor wafer, for example, a glass substrate for a liquid crystal display device (LCD). It is.

本発明の加熱処理装置の一実施形態である加熱処理ユニットを備えた半導体ウエハのレジスト塗布・現像処理システムの全体構成を示す平面図。The top view which shows the whole structure of the resist application | coating / development processing system of the semiconductor wafer provided with the heat processing unit which is one Embodiment of the heat processing apparatus of this invention. 本発明の加熱処理装置の一実施形態である加熱処理ユニットを備えた半導体ウエハのレジスト塗布・現像処理システムの全体構成を示す正面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The front view which shows the whole structure of the resist application | coating and image development processing system of the semiconductor wafer provided with the heat processing unit which is one Embodiment of the heat processing apparatus of this invention. 本発明の加熱処理装置の一実施形態である加熱処理ユニットを備えた半導体ウエハのレジスト塗布・現像処理システムの全体構成を示す背面図。The rear view which shows the whole structure of the resist application | coating / development processing system of the semiconductor wafer provided with the heat processing unit which is one Embodiment of the heat processing apparatus of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る加熱処理ユニットを模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the heat processing unit which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図4の加熱処理ユニットの天板および囲繞部材を一部切り欠いて示す斜視図。FIG. 5 is a perspective view showing the top plate and the surrounding member of the heat treatment unit in FIG. 図4の加熱処理ユニットの天板に形成された第1および第2のヒートパイプを示す断面図。Sectional drawing which shows the 1st and 2nd heat pipe formed in the top plate of the heat processing unit of FIG. 図4の加熱処理ユニットの制御系を示すブロック図。The block diagram which shows the control system of the heat processing unit of FIG. 本発明の第1の実施形態に係る加熱処理ユニットの変形例の要部を示す断面図。Sectional drawing which shows the principal part of the modification of the heat processing unit which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る加熱処理ユニットの他の変形例を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the other modification of the heat processing unit which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る加熱処理ユニットを模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the heat processing unit which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図10の加熱処理ユニットの内部および気流を模式的に示す水平断面図。The horizontal sectional view which shows typically the inside of the heat processing unit of FIG. 10, and airflow.

符号の説明Explanation of symbols

51,51′;加熱プレート
52,52′;プロキシミティピン
56;昇降ピン
53,53′;発熱体
62,62′;囲繞部材
63,63′;天板
71,71′;第1の領域
72,72′;第2の領域
73,73′;第1のヒートパイプ
74,74′;第2のヒートパイプ
75,75′;断熱部材
80;温度制御機構
S,S′;処理空間
W;半導体ウエハ
51, 51 ′; heating plate 52, 52 ′; proximity pin 56; elevating pin 53, 53 ′; heating element 62, 62 ′; enclosing member 63, 63 ′; top plate 71, 71 ′; 72 '; second region 73, 73'; first heat pipe 74, 74 '; second heat pipe 75, 75'; heat insulating member 80; temperature control mechanism S, S '; Wafer

Claims (11)

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して加熱処理する加熱プレートと、
前記加熱プレートの基板配置面に対向して設けられ、温度制御機構を有する天板と、
前記加熱プレートと前記天板との間の空間を囲繞する囲繞部材と、
前記加熱プレートの一方側に設けられ、前記空間に気体を導入するための気体供給ノズルと、
前記加熱プレートの他端側に設けられ、前記空間から気体を排出するための排気ノズルと、
を備え、
前記気体供給ノズルにより、気体を前記加熱プレートの一方から他方に向けて供給するとともに、前記排気ノズルにより、前記気体を排気して一方向の気流を形成するようにしたことを特徴とする加熱処理装置。
A heat treatment apparatus for heat-treating a substrate to a predetermined temperature,
A heating plate that heats the substrate close to or on its surface; and
A top plate provided facing the substrate arrangement surface of the heating plate and having a temperature control mechanism;
A surrounding member that surrounds a space between the heating plate and the top plate;
A gas supply nozzle provided on one side of the heating plate for introducing gas into the space;
An exhaust nozzle provided on the other end of the heating plate for exhausting gas from the space;
With
The gas supply nozzle supplies gas from one side of the heating plate to the other, and the exhaust nozzle exhausts the gas to form a one-way airflow. apparatus.
前記天板は、前記加熱プレートと面する部分が少なくとも第1の領域と第2の領域を有し、前記第1の領域は、前記排気ノズル側に設けられ、前記温度制御機構は、前記第1の領域および前記第2の領域の少なくとも一方の温度を制御することを特徴とする請求項1に記載の加熱処理装置。   The top plate has at least a first region and a second region at a portion facing the heating plate, the first region is provided on the exhaust nozzle side, and the temperature control mechanism The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the temperature of at least one of the first region and the second region is controlled. 前記温度制御機構は、前記加熱プレートの加熱温度の設定値または前記加熱プレートの加熱によって基板に生じる温度分布に応じて、前記天板の第1の領域の温度を前記第2の領域よりも低くするように制御することを特徴とする請求項2に記載の加熱処理装置。   The temperature control mechanism lowers the temperature of the first region of the top plate from that of the second region according to a set value of the heating temperature of the heating plate or a temperature distribution generated in the substrate by heating of the heating plate. The heat treatment apparatus according to claim 2, wherein the heat treatment apparatus is controlled to perform. 前記第1の領域の熱吸収率を第2の領域の熱吸収率よりも大きくすることを特徴とする請求項3に記載の加熱処理装置。   The heat treatment apparatus according to claim 3, wherein the heat absorption rate of the first region is larger than the heat absorption rate of the second region. 前記第1の領域は黒体であり、前記第2の領域はミラーであることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の加熱処理装置。   The heat treatment apparatus according to claim 3 or 4, wherein the first region is a black body, and the second region is a mirror. 前記第1の領域は第1のヒートパイプで構成され、前記第2の領域は、第2のヒートパイプで構成されていることを特徴とする請求項2から請求項5のいずれか1項に記載の加熱処理装置。   The said 1st area | region is comprised by the 1st heat pipe, The said 2nd area | region is comprised by the 2nd heat pipe, The any one of Claims 2-5 characterized by the above-mentioned. The heat treatment apparatus as described. 前記温度制御機構は、前記第1のヒートパイプから熱を放出させるための放熱機構と、前記第1のヒートパイプに熱を注入するための加熱機構と、前記加熱機構および/または放熱機構を制御するコントローラとを有することを特徴とする請求項6に記載の加熱処理装置。   The temperature control mechanism controls a heat dissipation mechanism for releasing heat from the first heat pipe, a heating mechanism for injecting heat into the first heat pipe, and the heating mechanism and / or the heat dissipation mechanism. The heat processing apparatus according to claim 6, further comprising: 前記第1のヒートパイプと第2のヒートパイプとは隣接して設けられ、これらの間は断熱されていることを特徴とする請求項6または請求項7に記載の加熱処理装置。   The heat treatment apparatus according to claim 6 or 7, wherein the first heat pipe and the second heat pipe are provided adjacent to each other, and are insulated from each other. 前記加熱プレートは、矩形状であることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の加熱処理装置。   The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the heating plate has a rectangular shape. 前記気体供給ノズルは、前記加熱プレートの幅方向に複数のガス吐出孔を有していることを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の加熱処理装置。   The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the gas supply nozzle has a plurality of gas discharge holes in a width direction of the heating plate. 前記排気ノズルは、前記加熱プレートの幅方向に複数の気体排出孔を有していることを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の加熱処理装置。   The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the exhaust nozzle has a plurality of gas discharge holes in a width direction of the heating plate.
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