JP2009004404A - 熱処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理部を構成する筐体内に供給される気体による被処理基板の表面温度への悪影響を抑制すると共に、被処理基板表面の温度分布の均一化を図れるようにした熱処理装置を提供すること。
【解決手段】被処理基板であるウエハＷを載置して所定温度に加熱する熱板７０と、ウエハを熱板に載置又は該熱板から離間すべく熱板に対して相対移動する支持ピン７２ａと、熱板と支持ピンを収容する筐体６０と、この筐体の側壁に設けられた給気口６１を介して筐体内に気体を供給する気体供給ユニットと、を具備する熱処理装置において、加熱処理後、少なくとも熱板から上方にウエハが移動した際に、気体供給ユニットから供給される気体の熱板側への流れを制御する気流制御手段２００を設ける。
【選択図】 図５

Description

この発明は、例えば塗布・現像処理された半導体ウエハやＬＣＤガラス基板等の被処理基板を熱処理する熱処理装置に関するものである。

一般に、半導体デバイスの製造においては、半導体ウエハやＬＣＤガラス基板等（以下にウエハ等という）の上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）の薄膜や電極パターンを形成するために、フォトリソグラフィ技術が利用されている。このフォトリソグラフィ技術においては、ウエハ等にフォトレジストを塗布し、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。

このようなフォトリソグラフィ工程においては、レジスト塗布前又は塗布後の加熱処理（プリベーク），冷却処理（クーリング）、露光後の加熱処理（ポストエクスポージャーベーク）、現像処理後の加熱処理（ポストベーク），冷却処理（クーリング）等の種々の加熱・冷却処理が施されている。

上記したように、例えば、露光後のウエハ等は、熱処理装置に搬送され、所定時間、所定温度で加熱処理（ポストエクスポージャーベーク）が施されるが、熱処理を利用する化学増幅型レジストにあっては、面内温度が不均一になると、増幅反応の進み具合がウエハ表面において不均一となり、パターン形成された線幅等に悪影響を及ぼすという問題が生じる。また、加熱後の冷却が迅速に行なわれないと、増幅反応が進みウエハ表面にパターン形成された線幅等に悪影響を及ぼすという問題が生じる。更に、上記加熱処理を行った後、冷却処理までの時間が一定でないと、ウエハ毎に線幅が変動するという問題も生じる。

上記問題が生じる最も大きな起因として、熱処理装置を構成する筐体に設けられたウエハ搬入出口のシャッタを開放すると、外気の流入によって、特にウエハの外周部の温度が低下し、ウエハの面内温度分布が不均一になることがある。

そこで、出願人は、上記問題を解決する手段として、ウエハ等の被処理基板を載置して加熱する載置板と、この載置板の上方を覆う蓋体とからなる処理室が開放される際、被処理基板が支持部材によって蓋体の内部に収容することで、筐体内に外気が流入しても、外気との直接の接触を抑制し、被処理基板の温度の低下を抑制することができる熱処理方法（装置）を開発した（例えば、特許文献１参照）。

ところで、従来のこの種の熱処理装置においては、筐体の側壁に設けられた給気口を介して連通する給気ダクトから筐体内に気体を常時供給し、筐体内の気体を排気ダクトから排気することによって、筐体内に気流を形成して、筐体内の雰囲気を定常に維持すると共に、熱処理により発生する熱やパーティクルを排出している（例えば、特許文献２参照）。
特開２００５−１５０６９９号公報（特許請求の範囲、図２） 特開２００５−６４２４２号公報（特許請求の範囲、図４〜図６）

上記特許文献１に記載の技術によれば、熱処理後に処理室が開放される際に、被処理基板を支持部材によって蓋体の内部に収容することで、被処理基板と外気との直接の接触を抑制することができる。

しかしながら、給気ダクトから筐体内に常時気体を供給する構造においては、処理室が開放されると、気流が蓋体内に入り込んで被処理基板に接触する虞があり、被処理基板の温度分布が不均一になり、パターン形成された線幅等への悪影響を与える虞がある。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、筐体内に供給される気体による被処理基板の表面温度への悪影響を抑制すると共に、被処理基板表面の温度分布の均一化を図れるようにした熱処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、被処理基板を載置して所定温度に加熱する載置板と、被処理基板を上記載置板に載置又は該載置板から離間すべく載置板に対して相対移動する支持部材と、上記載置板と支持部材を収容する筐体と、この筐体の側壁に設けられた給気口を介して筐体内に気体を供給する気体供給手段と、を具備する熱処理装置において、少なくとも上記載置板から上方に被処理基板が移動した際に、上記気体供給手段から供給される気体の上記載置板側への流れを制御する気流制御手段を具備する、ことを特徴とする。

このように構成することにより、加熱処理後に支持部材によって載置板から被処理基板が離間される際に、気流制御手段によって気体供給手段から供給される気体の載置板側への流れを制御することができ、被処理基板への気体の接触を抑制することができる。

この発明において、上記気流制御手段を、気体供給手段から供給される気体の一部を載置板側に流す複数の通気孔を有する気流制御部材にて形成することができる（請求項２）。

このように構成することにより、気体供給手段から筐体内に供給される気体の一部のみを載置板側に流し、その他の気体を、載置板から上方に移動された被処理基板に接触させずに熱処理により発生した熱やパーティクルの排出に寄与させることができる。

また、上記気流制御手段は、気体供給手段から供給される気体を載置板側に流す位置と、上記載置板側への気体の流れを阻止する位置に切換可能に形成される可変気流制御部材と、上記支持部材の移動を検出し、その検出信号に基づいて上記可変気流制御部材を切り換える切換制御手段と、を具備するようにしてもよい（請求項３）。

このように構成することにより、加熱処理後に被処理基板が載置板から上方に移動される以外は、気体供給手段から供給される気体の全部を載置板側に流し、加熱処理後に被処理基板が載置板から上方に移動される際は、被処理基板に気体が接触するのを抑制することができる。

また、上記気流制御手段を、気体供給手段から供給される気体を筐体内の上部領域と下部領域に分岐する気流分岐部材にて形成することができる（請求項４）。

このように構成することにより、気流分岐部材によって気体供給手段から供給される気体を筐体内の上部領域と下部領域に分岐するので、加熱処理後に被処理基板が載置板から上方に移動される際は、被処理基板に気体が接触するのを抑制することができる。

また、上記気流制御手段は、気体供給手段から供給される気体を筐体内の上部領域と下部領域に分岐する気流分岐部材と、上記載置板の上方を覆う上部カバー部材と、この上部カバー部材に設けられ、上記気流分岐部材によって上記筐体内の上部領域に誘導された気体を上記載置板上の被処理基板の外部周囲に均等に分散案内する複数の案内孔と、を具備するようにしてもよい（請求項５）。

このように構成することにより、加熱処理後に被処理基板が載置板から上方に移動される際は、気流分岐部材によって被処理基板に気体が接触するのを抑制することができ、また、気流分岐部材によって筐体内の上部領域に誘導された気体を、上部カバー部材に設けられた複数の案内孔を介して載置板上の被処理基板の外部周囲に均等に分散案内することができる。

また、請求項１ないし５のいずれかに記載の熱処理装置において、上記載置板と共働して処理室を形成する蓋体と、この蓋体に設けられ、上記載置板上に載置される被処理基板の中心部から放射状に不活性ガスを吐出する不活性ガスノズルと、この不活性ガスノズルに供給する不活性ガスの供給量を調整可能なガス量調整器と、上記支持部材及び蓋体の移動を検出し、その検出信号に基づいて上記ガス量調整器を操作し、被処理基板と不活性ガスノズルとの離間量に応じてガス量を増減する制御手段と、を更に具備する方が好ましい（請求項６）。

このように構成することにより、加熱処理中に不活性ガスノズルから吐出される不活性ガス量に対して、加熱処理後に蓋体が開放する際の不活性ガス量を増大させて、被処理基板表面の温度変化を抑制すると共に、加熱により発生した触媒等の拡散による被処理基板への付着を防止することができる。

加えて、請求項１ないし６のいずれかに記載の熱処理装置において、上記筐体内に、上記載置板の上方に進退可能に移動し、上記支持部材との間で被処理基板を受け渡しする冷却板を更に具備する方が好ましい（請求項７）。

このように構成することにより、載置板によって加熱処理された被処理基板を冷却板が受け取ると同時に、被処理基板を冷却することができる。

この発明によれば、上記のように構成されているので、以下のような効果を奏する。

（１）請求項１〜５記載の発明によれば、加熱処理後に支持部材によって載置板から被処理基板が離間される際に、気流制御手段によって気体供給手段から供給される気体の載置板側への流れを制御して、被処理基板への気体の接触を抑制することができるので、被処理基板表面の温度分布の均一化を図ることができ、製品歩留まりを向上させることができる。

（２）請求項６記載の発明によれば、被処理基板表面の温度変化を抑制すると共に、加熱により発生した触媒等の拡散による被処理基板への付着を防止することができるので、上記（１）に加えて、更に被処理基板表面の温度分布の均一化を図ることができると共に、製品歩留まりを向上させることができる。

（３）請求項７記載の発明によれば、載置板によって加熱処理された被処理基板を冷却板が受け取ると同時に、被処理基板を冷却することができるので、上記（１），（２）に加えて、更に熱処理の精度の向上を図ることができる。

以下に、この発明の最良の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、この発明に係る熱処理装置を半導体ウエハのレジスト塗布・現像処理システムにおける加熱処理装置に適用した場合について説明する。

図１は、この発明に係る熱処理装置を具備する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、レジスト塗布・現像処理システムの概略正面図、図３は、レジスト塗布・現像処理システムの概略背面図である。

上記レジスト塗布・現像処理システム１は、図１に示すように、例えば２５枚のウエハＷをカセット単位で外部からレジスト塗布・現像処理システム１に対して搬入出すると共に、カセットＣに対してウエハＷを搬入出するカセットステーション２と、このカセットステーション２に隣接して設けられ、塗布現像工程の中で枚葉式に所定の処理を施す各種処理ユニットを多段配置してなる処理ステーション３と、この処理ステーション３に隣接して設けられている露光装置（図示せず）との間でウエハＷの受け渡しをするインターフェース部４とを一体に接続した構成を有している。

カセットステーション２は、カセット載置台５上の所定の位置に、複数のカセットＣを水平のＸ方向に一列に載置可能となっている。また、カセットステーション２には、搬送路６上をＸ方向に沿って移動可能なウエハ搬送アーム７が設けられている。ウエハ搬送アーム７は、カセットＣに収容されたウエハＷのウエハ配列方向（Ｚ方向；鉛直方向）にも移動自在であり、Ｘ方向に配列された各カセットＣ内のウエハＷに対して選択的にアクセスできるように構成されている。

また、ウエハ搬送アーム７は、Ｚ軸を中心として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ステーション３側の第３の処理ユニット群Ｇ３に属するトランジション装置（ＴＲＳ）３１に対してもアクセスできるように構成されている。

処理ステーション３は、複数の処理ユニットが多段に配置された、例えば５つの処理ユニット群Ｇ１〜Ｇ５を備えている。図１に示すように、処理ステーション３の正面側には、カセットステーション２側から第１の処理ユニット群Ｇ１，第２の処理ユニット群Ｇ２が順に配置されている。また、処理ステーション３の背面側には、カセットステーション２側から第３の処理ユニット群Ｇ３，第４の処理ユニット群Ｇ４及び第５の処理ユニット群Ｇ５が順に配置されている。第３の処理ユニット群Ｇ３と第４の処理ユニット群Ｇ４との間には、第１の搬送機構１１０が設けられている。第１の搬送機構１１０は、第１の処理ユニット群Ｇ１，第３の処理ユニット群Ｇ３及び第４の処理ユニット群Ｇ４に選択的にアクセスしてウエハＷを搬送するように構成されている。第４の処理ユニット群Ｇ４と第５の処理ユニット群Ｇ５との間には、第２の搬送機構１２０が設けられている。第２の搬送機構１２０は、第２の処理ユニット群Ｇ２，第４の処理ユニット群Ｇ４及び第５の処理ユニット群Ｇ５に選択的にアクセスしてウエハＷを搬送するように構成されている。

第１の処理ユニット群Ｇ１には、図２に示すように、ウエハＷに所定の処理液を供給して処理を行う液処理ユニット、例えばウエハＷにレジスト液を塗布するレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）１０，１１，１２、露光時の光の反射を防止するための反射防止膜を形成するボトムコーティングユニット（ＢＡＲＣ）１３，１４が下から順に５段に重ねられている。第２の処理ユニット群Ｇ２には、液処理ユニット、例えばウエハＷに現像処理を施す現像処理ユニット（ＤＥＶ）２０〜２４が下から順に５段に重ねられている。また、第１の処理ユニット群Ｇ１及び第２の処理ユニット群Ｇ２の最下段には、各処理ユニット群Ｇ１及びＧ２内の前記液処理ユニットに各種処理液を供給するためのケミカル室（ＣＨＭ）２５，２６がそれぞれ設けられている。

一方、第３の処理ユニット群Ｇ３には、図３に示すように、下から順に、温調ユニット（ＴＣＰ）３０、ウエハＷの受け渡しを行うためのトランジション装置（ＴＲＳ）３１及び精度の高い温度管理下でウエハＷを加熱処理する熱処理ユニット（ＵＬＨＰ）３２〜３８が９段に重ねられている。

第４の処理ユニット群Ｇ４では、例えば高精度温調ユニット（ＣＰＬ）４０、レジスト塗布処理後のウエハＷを加熱処理するプリベーキングユニット（ＰＡＢ）４１〜４４及び現像処理後のウエハＷを加熱処理するポストベーキングユニット（ＰＯＳＴ）４５〜４９が下から順に１０段に重ねられている。

第５の処理ユニット群Ｇ５では、ウエハＷを熱処理する複数の熱処理ユニット、例えば高精度温調ユニット（ＣＰＬ）５０〜５３、露光後のウエハＷを加熱処理するポストエクスポージャーベーキングユニット（ＰＥＢ）５４〜５９が下から順に１０段に重ねられている。

また、第１の搬送機構１１０のＸ方向正方向側には、図１に示すように、複数の処理ユニットが配置されており、例えば図３に示すように、ウエハＷを疎水化処理するためのアドヒージョンユニット（ＡＤ）８０，８１、ウエハＷを加熱する加熱ユニット（ＨＰ）８２，８３が下から順に４段に重ねられている。また、第２の搬送機構１２０の背面側には、図１に示すように、例えばウエハＷのエッジ部のみを選択的に露光する周辺露光ユニット（ＷＥＥ）８４が配置されている。

また、図２に示すように、カセットステーション２、処理ステーション３及びインターフェース部４の各ブロックの上部には、各ブロック内を空調するための空調ユニット９０が備えられている。この空調ユニット９０により、カセットステーション２，処理ステーション３及びインターフェース部４内は、所定の温度及び湿度に調整できる。また、図３に示すように、例えば処理ステーション３の上部には、第３の処理ユニット群Ｇ３、第４の処理ユニット群Ｇ４及び第５の処理ユニット群Ｇ５内の各装置に所定の気体を供給する、例えばＦＦＵ（ファンフィルタユニット）などの気体供給手段である気体供給ユニット９１がそれぞれ設けられている。気体供給ユニット９１は、所定の温度、湿度に調整された気体から不純物を除去した後、当該気体を所定の流量で送風できる。

インターフェース部４は、図１に示すように、処理ステーション３側から順に第１のインターフェース部１００と、第２のインターフェース部１０１とを備えている。第１のインターフェース部１００には、ウエハ搬送アーム１０２が第５の処理ユニット群Ｇ５に対応する位置に配設されている。ウエハ搬送アーム１０２のＸ方向の両側には、例えばバッファカセット１０３（図１の背面側），１０４（図１の正面側）が各々設置されている。ウエハ搬送アーム１０２は、第５の処理ユニット群Ｇ５内の熱処理装置とバッファカセット１０３，１０４に対してアクセスできる。第２のインターフェース部１０１には、Ｘ方向に向けて設けられた搬送路１０５上を移動するウエハ搬送アーム１０６が設けられている。ウエハ搬送アーム１０６は、Ｚ方向に移動可能で、かつθ方向に回転可能であり、バッファカセット１０４と、第２のインターフェース部１０１に隣接した図示しない露光装置に対してアクセスできるようになっている。したがって、処理ステーション３内のウエハＷは、ウエハ搬送アーム１０２，バッファカセット１０４，ウエハ搬送アーム１０６を介して露光装置に搬送でき、また、露光処理の終了したウエハＷは、ウエハ搬送アーム１０６，バッファカセット１０４，ウエハ搬送アーム１０２を介して処理ステーション３内に搬送できる。

次に、この発明に係る熱処理装置について、第５の処理ユニット群Ｇ５内の各熱処理ユニット５４〜５９を参照して説明する。

上記気体供給ユニット９１の下方には，気体供給ユニット９１からの気体が導入される気体導入室９２が形成されており、この気体導入室９２の下面に設けられた連通口９３を介して給気ダクト９４が接続されている。給気ダクト９４は，第５の処理ユニット群Ｇ５の正面側の側面に沿って第５の処理ユニット群Ｇ５の上方から下端部まで延在されている。給気ダクト９４は、第５の処理ユニット群Ｇ５の高精度温調ユニット（ＣＰL）５０〜５３及びこの発明に係る熱処理装置である熱処理ユニット（ＰＥＢ）５４〜５９（以下に、熱処理装置５４〜５９という）に連通している。

各熱処理装置５４〜５９は、閉鎖可能な筐体６０をそれぞれ有し、筐体６０の給気ダクト９４側、すなわち正面側の側壁には、各筐体６０の高さにおいて給気ダクト９４の側面に連通する給気口６１がそれぞれ設けられている。したがって、気体供給ユニット９１からの気体は、共通の給気ダクト９４を通って各給気口６１から各熱処理装置５４〜５９内に分配供給される。

また、図４に示すように、第５の処理ユニット群Ｇ５の背面側の端部付近、例えば筐体６０の背面側寄りのＹ方向（図１の左右方向）側の側面には、主排気口６２がそれぞれ設けられている。主排気口６２は、例えば図１に示すように、各筐体６０のＹ方向の両側面に設けられている。Ｙ方向の各側面の主排気口６２は、図４に示すように、例えば工場排気に接続された排気ダクト６３にそれぞれ連通している。排気ダクト６３は、第５の処理ユニット群Ｇ５の各筐体６０のＹ方向の側面に沿って熱処理装置５４〜５９の最上部から下方向に向けて形成されている。したがって、各熱処理装置５４〜５９内の気体は、主排気口６２から２本の共通の排気ダクト６３を介して排気される。

また、各筐体６０には、ウエハＷを搬入出するためのウエハ搬入出口６４と、このウエハ搬入出口６４を開閉するためのシャッタ６５がそれぞれ設けられている（図６参照）。

上記気体供給ユニット９１の気体供給動作と、各シャッタ６５の開閉動作は、例えば制御部６６からの制御信号に基づいてシャッタ６５の駆動部６５ａが制御されるように形成されている。制御部６６は、各筐体６０内が外部に対して常に陽圧になり、かつ各筐体６０内の気流の流量が一定になるように気体供給ユニット９１の給気量を制御できる。かかる機能を果たすため、制御部６６は、例えばシャッタ６５の開閉動作に基づいて気体供給ユニット９１の給気量を調整する。例えば制御部６６は、開放されたウエハ搬入出口６４の数に応じて気体供給ユニット９１の給気量を段階的に変更できるように形成されている。

以下に、熱処理装置５４〜５９（符号５４で代表する）について、図５〜図８を参照して詳細に説明する。

熱処理装置５４は、上述した閉鎖可能な筐体６０内に、ウエハＷを載置して所定温度例えば１３０℃に加熱する載置板７０（以下に熱板７０という）と、ウエハＷを載置すると共に、所定温度例えば２３℃に冷却し、かつ熱板７０に対して相対移動可能な載置板である冷却板７１を収容している。また、筐体６０の給気ダクト側の側壁には上述した給気口６１が設けられている。この給気口６１は、冷却板７１の上面より上方位置に設けられている。

熱板７０は、図５に示すように、例えば上下動自在な蓋体７０ａと、蓋体７０ａの下方に位置し当該蓋体７０ａと一体となって熱板７０と共働して加熱処理室７０ｂを形成するサポートリング７０ｃが設けられている。

サポートリング７０ｃは、例えば上下面が開口した略円筒状の形態を有しており、サポートリング７０ｃの内側に熱板７０が収容されている。熱板７０は、例えば厚みのある円盤形状を有し、熱板７０内には、例えばヒータ７０ｄが内蔵されている。このヒータ７０ｄによって熱板７０は、所定の加熱温度例えば１３０℃に昇温できる。

熱板７０の中央付近には、複数例えば３個の貫通孔７０ｅが設けられている。各貫通孔７０ｅには、昇降駆動機構７２により昇降する支持ピン７２ａがそれぞれ貫挿可能に形成されている。この支持ピン７２ａによって、熱板７０上でウエハＷを昇降し、熱板７０と冷却板７１との間でウエハＷの受け渡しを行うことができる。

サポートリング７０ｃの上面には、加熱処理室７０ｂに開口する排出口７０ｆが設けられている。排出口７０ｆは、例えば工場排気に連通する排出管（図示せず）に接続されており、この排出口から加熱処理室７０ｂ内の雰囲気を排気できるようになっている。

蓋体７０ａは、上面が閉塞し下面が開口した略円筒形状の形態を有している。蓋体７０ａの中央部には、気体供給口７０ｇと、この気体供給口７０ｇに連通する不活性ガスノズル７３（以下にガスノズル７３という）が設けられており、不活性ガス例えば窒素（Ｎ２）ガスの供給源７０ｊからのＮ２ガスが気体供給管７０ｋを通じて気体供給口７０ｇから導入され、ガスノズル７３から熱板７０上にウエハＷに向かってＮ２ガスが放射状に吐出される。このように放射状に吐出されるＮ２ガスによって加熱により発生した触媒等の拡散によるウエハＷへの付着を防止することができる。

また、蓋体７０ａは、駆動部７０ｈによって昇降するアーム７０ｉに支持されており、所定のタイミングで上下動し、サポートリング７０ｃと一体となって加熱処理室７０ｂを形成したり、その加熱処理室７０ｂを開放したりできるように構成されている。

また、気体供給管７０ｋには、開閉弁Ｖが介設されると共に、Ｎ２ガスの供給量を調整可能なガス量調整器７４が介設されている。このガス量調整器７４は、制御手段であるコントローラ７５に電気的に接続されており、コントローラ７５によってガス量が調整可能に形成されている。コントローラ７５は、支持ピン７２ａの昇降駆動機構７２及び蓋体７０ａの駆動部７０ｈに電気的に接続され、支持ピン７２ａ及び蓋体７０ａの昇降を検出して、その検出信号に基づいてガス量調整器７４を制御するように構成されている。すなわち、加熱処理中にガスノズル７３から吐出されるＮ２ガス量に対して、加熱処理後に蓋体７０ａが開放する際のＮ２ガス量を増大させて、ウエハ表面の温度変化を抑制すると共に、加熱により発生した触媒等の拡散によるウエハＷへの付着を防止することができる。

また、筐体６０における給気口６１の近傍位置には、少なくとも熱板７０から上方にウエハＷが移動した際に、気体供給ユニット９１から給気ダクト９４を介して供給される気体の熱板７０側への流れを制御する気流制御手段２００が配設されている。この場合、気流制御手段２００は、図５ないし図７に示すように、気体供給ユニット９１から給気ダクト９４を介して供給される気体の一部を熱板７０側に流す複数の通気孔２０１を有する気流制御部材２００Ａにて形成されている。したがって、給気口６１から筐体６０内に供給される気体の一部のみを熱板７０側に流し、その他の多くの気体を、熱板７０から上方に移動されたウエハＷに接触させないようにすることができる。

なお、気流制御部材２００Ａは、図５及び図６に示すように、給気口６１の上方側から下方側に向かって給気口６１から離れる方向に傾斜して設けられており、通気孔２０１を通過しない気体の多くは筐体６０の下部側に流れるようになっている。このように筐体６０の下部側に流れる気体によって筐体６０の下部側に配設される駆動部例えば支持ピン７２ａの昇降駆動機構７２や蓋体７０ａの駆動部７０ｈ等から発生するパーティクルを排出口７０ｆから排出することができる。

また、冷却板７１における筐体６０の他方の側壁側の対峙する左右位置、すなわち冷却板７１における熱板側の左右の対峙する位置に、排気口７６が設けられている。このように、冷却板７１における熱板側の左右の対峙する位置に、排気口７６を設けることにより、給気口６１を介して筐体６０内に流入する気体をウエハＷの給気口側の一端側縁部から他端側縁部に流すことができるので、ウエハＷの上面に均一に気体を流すことができる。

冷却板７１は、例えば図６に示すように、熱板７０側が円弧状に湾曲した略方形形状に形成されている。冷却板７１内には、例えば冷媒が通流する図示しない冷却管が内蔵されており、この冷却管によって冷却板７１は、所定の冷却温度例えば２３℃に維持される。冷却板７１の側方には、例えば図５に示すように、Ｘ方向に沿ったレール７７が設けられている。冷却板７１は、駆動手段７８によってレール７７上を移動し、熱板７０上に対して相対的に移動するように構成されている。

また、冷却板７１には、図６に示すように２本のスリット７１ａが形成されている。スリット７１ａは、冷却板７１が熱板７０上に移動した時に後述する支持ピン７２ａに衝突しないように、冷却板７１における熱板７０側の端部から中央部付近に渡って形成されている。スリット７１ａの下方には、図５に示すように昇降駆動機構（図示せず）によって昇降する昇降ピン７９が設けられており、この昇降ピン７９によって、ウエハＷを冷却板７１上で昇降し、冷却板７１と第２の搬送機構１２０又はウエハ搬送アーム１０２との間でウエハＷの受け渡しを行うことができるようになっている。

次に、以上のように構成されたレジスト塗布・現像処理システム１で行われるウエハＷの処理プロセスについて説明する。まず、未処理のウエハＷが複数枚収容されたカセットＣが載置台６上に載置されると、カセットＣからウエハＷが１枚取り出され、ウエハ搬送アーム７によって第３の処理装置群Ｇ３の温調ユニット（ＴＣＰ）３０に搬送される。温調ユニット（ＴＣＰ）３０に搬送されたウエハＷは、所定温度に温度調節され、その後第１の搬送機構１１０によってボトムコーティングユニット（ＢＡＲＣ）１３に搬送されて、表面に反射防止膜が形成される。反射防止膜が形成されたウエハＷは、第１の搬送機構１１０によって熱処理装置３２〜３８（以下に熱処理装置３２で代表する）内に搬送される。

熱処理装置３２によって熱処理されたウエハＷは、第１のウエハ搬送機構１１０によって熱処理装置３２内から取り出された後、レジスト塗布ユニット１０に搬送されて、レジスト塗布処理が施される。レジスト処理が施されたウエハＷは、プリベーキングユニット（ＰＡＢ）４１に搬送されて、加熱処理される。

プリベーキングユニット（ＰＡＢ）４１において加熱処理の終了したウエハＷは、第２の搬送機構１２０によって周辺露光装置８４に搬送され、周辺露光処理された後、高精度温調ユニット（ＣＰＬ）５３に搬送される。その後、ウエハＷは、第１のインターフェース部１００のウエハ搬送体１０２によってバッファカセット１０４に搬送され、次いで第２のインターフェース部１０１のウエハ搬送アーム１０６によって図示しない露光装置に搬送される。露光処理の終了したウエハＷは、ウエハ搬送アーム１０６及びウエハ搬送アーム１０２によってバッファカセット１０４を介してバッファカセット１０３に搬送される。その後ウエハＷは、ウエハ搬送アーム１０２によって例えば熱処理装置（ＰＥＢ）５４に搬送される。

熱処理装置５４の筐体６０内に搬送されたウエハＷは、ウエハ搬送アーム１０６から冷却板７１に受け渡される。その後、冷却板７１の駆動手段７８の駆動により冷却板７１が熱板７０の上方に移動し、熱板７０における支持ピン７２ａが上昇してウエハＷを受け取った後、冷却板７１が熱板７０から後退（離反）すると共に、支持ピン７２ａが下降して、ウエハＷが熱板７０上に載置される。そして、駆動部７０ｈの駆動によって蓋体７０ａが下降して、ウエハＷを加熱処理室７０ｂに置いた状態で、ヒータ７０ｄの熱によりウエハＷを例えば１３０℃に加熱処理する。この加熱処理中に、ガスノズル７３からウエハ表面にＮ２ガスが吐出される。このＮ２ガスはウエハＷの中心部から放射方向に向かって流れ、加熱により発生した触媒等の拡散によるウエハＷへの付着を防止する。

加熱処理後、駆動部７０ｈの駆動により蓋体７０ａが上昇し、続いて又は同時に昇降駆動機構７２の駆動により支持ピン７２ａが上昇して、熱板７０の上方にウエハＷを移動する。このとき、コントローラ７５からの検出信号に基づいてガス量調整器７４が操作されて、ウエハＷとガスノズル７３との離間量に応じてガス量が増大される。これにより、ウエハ表面の温度変化を抑制することができると共に、加熱により発生した触媒等の拡散によるウエハＷへの付着を防止することができる。

熱板７０の上方に移動された状態で、熱板７０の上方に再び移動してきた冷却板７１上にウエハＷを受け渡す。ウエハＷを受け取った冷却板７１は熱板７０の上方から後退移動する間、ウエハＷを冷却してウエハＷを例えば約２３℃まで冷却する。

上記のように、筐体６０内にウエハＷが搬送され、熱処理される間、常時気体供給ユニット９１から給気ダクト９４を介して筐体６０内に気体が供給されており、気体の一部は気流制御部材２００Ａに設けられた通気孔２０１を通って熱板７０側に流れ、残りの多くの気体は筐体６０の下部側に流れる。これにより、給気口６１から筐体６０内に供給される気体の一部のみを熱板７０側に流し、その他の多くの気体を、熱板７０から上方に移動されたウエハＷに接触させないようにすることができる。したがって、加熱処理後に熱板７０の上方に移動されたウエハＷが気体と接触することによる温度変化を抑制することができ、面内温度の不均一による線幅等への悪影響を防止することができる。また、通気孔２０１を通過しない気体の多くは筐体６０の下部側に流れるので、筐体６０の下部側に配設される駆動部例えば支持ピン７２ａの昇降駆動機構７２や蓋体７０ａの駆動部７０ｈ等から発生するパーティクルを排出口７０ｆから排出することができる。

熱処理装置（ＰＥＢ）５４における加熱処理の終了したウエハＷは、第２の搬送機構１２０によって高精度温調ユニット（ＣＰＬ）５１、現像処理ユニット（ＤＥＶ）２０、ポストベーキングユニット（ＰＥＢ）４５に順次搬送されて、各ユニットで所定の処理が施される。ポストベーキング処理の終了したウエハＷは、第１の搬送機構１１０によりトランジション装置３１に搬送され、その後ウエハ搬送アーム７によりカセットＣに戻される。このようにして、レジスト塗布・現像処理システム１における一連のウエハ処理が終了する。レジスト塗布・現像処理システム１では、複数枚のウエハＷに対し同時期に上述したようなウエハ処理が連続して行われている。

次に、この発明に係る熱処理装置の別の実施形態について、図９を参照して説明する。図９は、この発明に係る熱処理装置の第２実施形態の要部を示す概略断面図である。

第２実施形態の熱処理装置５４は、気流制御手段２００を、気体供給ユニット９１から給気ダクト９４を介して供給される気体を熱板７０側に流す位置と、熱板７０側への気体の流れを阻止する位置に切換可能に形成される可変気流制御部材２００Ｂと、熱板７０の支持ピン７２ａの移動を検出し、その検出信号に基づいて可変気流制御部材２００Ｂを切り換える切換制御手段であるコントローラ７５とで主に構成した場合である。この場合、可変気流制御部材２００Ｂは、筐体６０内における給気口６１と対峙する位置に横架される支持軸２０２に回動自在に装着されており、コントローラ７５と電気的に接続する切換駆動手段例えば支持軸２０２の端部側に配設されるモータ２０３の駆動によって、気体を熱板７０側に流す水平位置と、熱板７０側への気体の流れを阻止する鉛直軸に対して若干傾斜した位置に切り換えられるように構成されている。

なお、第２実施形態において、その他の部分は第１実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。

上記のように構成される第２実施形態の熱処理装置５４によれば、熱板７０上にウエハＷを載置し、蓋体７０ａを閉じた状態で行う加熱処理時には、可変気流制御部材２００Ｂは、気体を熱板７０側に流す水平位置に切り換えられて、気体供給ユニット９１から給気ダクト９４を介して供給される気体の全部を熱板７０側に流し、この気流によって筐体６０内の温度上昇を抑制すると共に、駆動部例えば支持ピン７２ａの昇降駆動機構７２や蓋体７０ａの駆動部７０ｈ等から発生するパーティクルを排出口７０ｆから排出する。

また、加熱処理後、駆動部７０ｈの駆動により蓋体７０ａが上昇し、続いて又は同時に昇降駆動機構７２の駆動により支持ピン７２ａが上昇して、熱板７０の上方にウエハＷが移動すると、コントローラ７５からの検出信号がモータ２０３に伝達されて、可変気流制御部材２００Ｂは流れを阻止する鉛直軸に対して若干傾斜した位置に切り換えられ、気体の熱板７０側への流れは阻止される。これにより、加熱処理後に熱板７０の上方に移動されたウエハＷが気体と接触することによる温度変化を抑制することができ、面内温度の不均一による線幅等への悪影響を防止することができる。

なお、熱板７０の上方にウエハＷが移動した状態では、コントローラ７５からの検出信号に基づいてガス量調整器７４が操作されて、ウエハＷとガスノズル７３との離間量に応じてガス量が増大される。これにより、ウエハ表面の温度変化を抑制することができると共に、加熱により発生した触媒等の拡散によるウエハＷへの付着を防止することができる。

次に、この発明に係る熱処理装置の更に別の実施形態について、図１０を参照して説明する。図１０は、この発明に係る熱処理装置の第３実施形態を示す概略断面図である。

第３実施形態の熱処理装置５４は、気流制御手段２００を、気体供給ユニット９１から給気ダクト９４を介して供給される気体を筐体６０内の上部領域Ａと下部領域Ｂに分岐する気流分岐部材２００Ｃにて形成した場合である。この場合、気流分岐部材２００Ｃは、筐体６０内の給気口６１と対峙して配置され、給気口６１から筐体６０内に流れる気体を上下に分岐する上部傾斜片２０４と下部傾斜片２０５を有し、かつ、上部傾斜片２０４の上端から熱板７０側に向かって略水平に延在する上部案内片２０６を有している。

なお、第３実施形態において、その他の部分は第１実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。

上記のように構成される第３実施形態の熱処理装置５４によれば、気流分岐部材２００Ｃによって気体供給ユニット９１から給気ダクト９４を介して供給される気体を筐体６０内の上部領域Ａと下部領域Ｂに分岐するので、加熱処理後にウエハＷが熱板７０から上方に移動される際は、ウエハＷに気体が接触するのを抑制することができる。したがって、加熱処理後に熱板７０の上方に移動されたウエハＷが気体と接触することによる温度変化を抑制することができ、面内温度の不均一による線幅等への悪影響を防止することができる。また、気流分岐部材２００Ｃによって下部領域Ｂに流れた気体によって、駆動部例えば支持ピン７２ａの昇降駆動機構７２や蓋体７０ａの駆動部７０ｈ等から発生するパーティクルを排出口７０ｆから排出することができる。

次に、この発明に係る熱処理装置の更に別の実施形態について、図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は、この発明に係る熱処理装置の第４実施形態の要部を示す断面図である。

第４実施形態の熱処理装置５４は、気流制御手段２００を、気体供給ユニット９１から給気ダクト９４を介して供給される気体を筐体６０内の上部領域Ａと下部領域Ｂに分岐する第３実施形態と同様の気流分岐部材２００Ｃと、熱板７０の上方を覆う上部カバー部材２１０とからなる気流制御部材２００Ｄで構成し、上部カバー部材２１０に、気流分岐部材２００Ｃによって筐体６０内の上部領域Ａに誘導された気体を熱板７０上のウエハＷの外部周囲に均等に分散案内する複数の案内孔２１４を設けた場合である。この場合、上部カバー部材２１０は、気流分岐部材２００Ｃの上部案内片２０６の先端に延在する連結片２１１を介して上部案内片２０６に連結する天板２１２と、この天板２１２の両側辺及び先端辺に起立する起立片２１３とを具備しており、かつ、天板２１２には同心円上に等間隔をおいて複数例えば８個の案内孔２１４が設けられている（図１２参照）。

なお、第４実施形態において、その他の部分は第１実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。

上記のように構成される第４実施形態の熱処理装置５４によれば、第３実施形態と同様に、気流分岐部材２００Ｃによって気体供給ユニット９１から給気ダクト９４を介して供給される気体を筐体６０内の上部領域Ａと下部領域Ｂに分岐するので、加熱処理後にウエハＷが熱板７０から上方に移動される際は、ウエハＷに気体が接触するのを抑制することができる。また、気流分岐部材２００Ｃによって筐体６０内の上部領域Ａに誘導された気体を、上部カバー部材２１０の内方に取り込み、上部カバー部材２１０に設けられた複数の案内孔２１４を介して熱板７０上のウエハＷの外部周囲に均等に分散案内することができる。したがって、加熱により発生した触媒等の拡散によるウエハＷへの付着を防止することができると共に、熱板７０の周囲のパーティクルのウエハＷへの付着を防止することができる。また、気流分岐部材２００Ｃによって下部領域Ｂに流れた気体によって、駆動部例えば支持ピン７２ａの昇降駆動機構７２や蓋体７０ａの駆動部７０ｈ等から発生するパーティクルを排出口７０ｆから排出することができる。

なお、上記実施形態では、この発明に係る熱処理装置が第５の処理ユニット群Ｇ５の熱処理装置（ＰＥＢ）５４〜５９に適用される場合について説明したが、この発明はこれに限定されるものではなく、例えば、第３の処理ユニット群Ｇ３の熱処理装置３２〜３８や、第４の処理ユニット群Ｇ４の高精度温調ユニット（ＣＰＬ）４０，プリベーキングユニット（ＰＡＢ）４１〜４４，ポストベーキングユニット（ＰＯＳＴ）４５〜４９及び第５の処理ユニット群Ｇ５の高精度温調ユニット（ＣＰＬ）５０〜５３にも適用できる。

また、上記実施形態では、この発明に係る熱処理装置は、筐体６０内に熱板７０と冷却板７１とを収容する場合について説明したが、この発明はこれに限定されるものではなく、筐体６０内に熱板７０のみを収容した構造のものにも適用できる。

また、上記実施形態では、この発明に係る熱処理装置を半導体ウエハのレジスト塗布・現像処理システムに適用する場合について説明したが、半導体ウエハ以外の被処理基板、例えばＬＣＤ（液晶ガラス）基板，マスク基板等にも適用できる。

この発明に係る熱処理装置を適用したレジスト塗布・現像処理システムの一例を示す概略平面図である。 上記レジスト塗布・現像処理システムの概略正面図である。 上記レジスト塗布・現像処理システムの概略背面図である。 この発明に係る熱処理装置の給気・排気機構を示す概略断面図である。 この発明に係る熱処理装置の第１実施形態を示す概略縦断面図である。 上記熱処理装置の概略横断面図である。 上記熱処理装置の気流制御手段を示す概略斜視図である。 この発明における加熱処理後の状態を示す概略断面図である。 この発明に係る熱処理装置の第２実施形態を示す概略断面図である。 この発明に係る熱処理装置の第３実施形態を示す概略断面図である。 この発明に係る熱処理装置の第４実施形態を示す概略断面図である。 第４実施形態における上部カバー部材を示す斜視図である。

符号の説明

Ｗ 半導体ウエハ（被処理基板）
６０ 筐体
６１ 給気口
７０ 熱板
７０ａ 蓋体
７０ｈ 駆動部
７０ｊ Ｎ２ガス供給源（不活性ガス供給源）
７１ 冷却板
７２ 昇降駆動機構
７２ａ 支持ピン
７３ ガスノズル（不活性ガスノズル）
７４ ガス量調整器
７５ コントローラ（制御手段、切換制御手段）
７８ 駆動手段
９１ 気体供給ユニット
２００ 気流制御手段
２００Ａ 気流制御部材
２００Ｂ 可変気流制御部材
２００Ｃ 気流分岐部材
２００Ｄ 気流制御部材
２０１ 通気孔
２０２ 支持軸
２０３ モータ（切換駆動手段）
２１４ 案内孔
Ａ 上部領域
Ｂ下部領域

Claims (7)

1. 被処理基板を載置して所定温度に加熱する載置板と、被処理基板を上記載置板に載置又は該載置板から離間すべく載置板に対して相対移動する支持部材と、上記載置板と支持部材を収容する筐体と、この筐体の側壁に設けられた給気口を介して筐体内に気体を供給する気体供給手段と、を具備する熱処理装置において、
   少なくとも上記載置板から上方に被処理基板が移動した際に、上記気体供給手段から供給される気体の上記載置板側への流れを制御する気流制御手段を具備する、ことを特徴とする熱処理装置。
2. 請求項１記載の熱処理装置において、
   上記気流制御手段は、気体供給手段から供給される気体の一部を載置板側に流す複数の通気孔を有する気流制御部材にて形成される、ことを特徴とする熱処理装置。
3. 請求項１記載の熱処理装置において、
   上記気流制御手段は、気体供給手段から供給される気体を載置板側に流す位置と、上記載置板側への気体の流れを阻止する位置に切換可能に形成される可変気流制御部材と、上記支持部材の移動を検出し、その検出信号に基づいて上記可変気流制御部材を切り換える切換制御手段と、を具備することを特徴とする熱処理装置。
4. 請求項１記載の熱処理装置において、
   上記気流制御手段は、気体供給手段から供給される気体を筐体内の上部領域と下部領域に分岐する気流分岐部材にて形成される、ことを特徴とする熱処理装置。
5. 請求項１記載の熱処理装置において、
   上記気流制御手段は、気体供給手段から供給される気体を筐体内の上部領域と下部領域に分岐する気流分岐部材と、上記載置板の上方を覆う上部カバー部材と、この上部カバー部材に設けられ、上記気流分岐部材によって上記筐体内の上部領域に誘導された気体を上記載置板上の被処理基板の外部周囲に均等に分散案内する複数の案内孔と、を具備することを特徴とする熱処理装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の熱処理装置において、
   上記載置板と共働して処理室を形成する蓋体と、この蓋体に設けられ、上記載置板上に載置される被処理基板の中心部から放射状に不活性ガスを吐出する不活性ガスノズルと、この不活性ガスノズルに供給する不活性ガスの供給量を調整可能なガス量調整器と、上記支持部材及び蓋体の移動を検出し、その検出信号に基づいて上記ガス量調整器を操作し、被処理基板と不活性ガスノズルとの離間量に応じてガス量を増減する制御手段と、を更に具備する、ことを特徴とする熱処理装置。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の熱処理装置において、
   上記筐体内に、上記載置板の上方に進退可能に移動し、上記支持部材との間で被処理基板を受け渡しする冷却板を更に具備する、ことを特徴とする熱処理装置。

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