JP2009010239A - 基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板Wを所定温度に加熱するホットプレート57と、ホットプレート57上に設けられ、基板Wを支持する支持ピン58と、支持ピン58に支持された基板Wの被処理面に対しUV光を照射するUV光照射手段52とを備え、支持ピン58は、少なくとも所定の熱伝導率を有することにより、基板Wの熱をホットプレート57に伝導し、ホットプレート57は、支持ピン58を介して伝導される熱を吸収する所定の熱容量を有する。
【選択図】図3
Description
このEBキュア装置においては、所定の真空雰囲気となされた処理室内にウエハが載置され、電子線発生装置によりウエハの被処理面に電子線を照射し、キュア処理が行われる。このように、ウエハ上に形成された塗布膜(処理膜)にEBキュア処理を行うことにより、絶縁膜を硬化させることができる。
そこで、EBキュアに換えて、UV光(紫外線)を塗布膜に照射し、Low−k膜にダメージを与えることなく膜硬化を行なうUVキュア処理が好んで用いられている。
しかしながら、このUVキュア処理にあっては、処理速度を速めるためUV光照度を高める必要があり、これに伴い被照射物の温度が必要以上に上昇するという別の課題があった。
また、この被照射物の温度上昇を制御するためには、冷却機能を追加する必要が生じ、装置の複雑化、及びコスト増大といった課題があった。
また、この効果は、支持ピンの熱伝導率と、ホットプレートの熱容量を調整することによって得られるため、複雑な冷却機構を追加する必要がなく、コスト増大を抑制することができる。
このようにすることにより、基板からホットプレートへの熱移動量を、支持ピンを介して調整することができる。
このようにすることにより、ホットプレートにおいて所望の熱容量を得ることができる。
このSODシステム100Aは、ウエハWに所定の処理を行う処理ブロック8、9と、所定枚数のウエハWが収納されたキャリアC1〜C3が搬入出され、キャリアC1〜C3と処理ブロック8との間でウエハWを搬送するキャリアブロック7とを備えている。
受け渡し手段12は、キャリアC1〜C3からウエハWを取り出して処理ブロック8へ受け渡し、逆に処理ブロック8からウエハWを取り出してキャリアC1〜C3に収容することができるように、X方向およびY方向に進退自在な搬送ピック12aを備え、この搬送ピック12aはさらにXY面(水平面)内で回転自在であり、Z方向に昇降自在であり、ガイドレール12bに沿ってY方向に移動自在である。
また、筐体101の上部には、ファンフィルタユニット(FFU)14が設けられており、筐体101内に清浄な空気がダウンフローされるようになっている。これによりウエハWへのパーティクルの付着が抑制される。
また、筐体103の上部には、図示しないファンフィルタユニット(FFU)が設けられており、筐体103内に清浄な空気がダウンフローされるようになっている。
また、処理タワーT1〜T3は夫々、SOD法でウエハWに絶縁膜を形成するための一連の処理を行う複数の処理ユニットが上下方向に多段に積層して配列された構成を有している。
このように処理タワーT1〜T3は、膜厚測定ユニット34が熱処理エリアから塗布処理エリアへの熱拡散を抑制する構造を有しているために、塗布ユニット(SCT)31では、温度変化による塗布膜の膜質のばらつきが抑えられ、安定した膜質の塗布膜を形成することができる。なお、ベークユニット(DLB)33の上側は、例えばモータや電気系統等の用力系の装置を収納するスペースや、排気管などを収納する排気エリアとして利用されている。
UVキュアブロック(UV)20でのキュア処理が終了すると、ウエハWは基板搬送手段23により受渡ユニット(TRS)21に搬送され、さらに処理ブロック8の基板搬送手段15により受渡ユニット(TRS)16に搬送され、受け渡し手段12によってキャリアC1内に戻される。
図3に示すように、このUVキュアブロック(UV)20は、被処理基板である半導体ウエハWを収容するチャンバ53等からなるキュア処理ユニット51と、キュア処理ユニット51内に載置されたウエハWに対しUV光(紫外線)照射を行なうUV照射ユニット52とで構成される。
また、チャンバ内において、ウエハWを支持するための基礎部となるベースプレート55と、ベースプレート55の上方に複数の支柱56を介して設けられ、ウエハWを加熱するホットプレート57と、ホットプレート57に設けられ、ウエハWを支持する複数のプロキシミティピン58(支持ピン)とを備えている。
前記熱伝導率を実現するために、プロキシミティピン58を形成する材料は、硬度、耐熱性等に優れ、高い熱伝導率を有する材質が好ましく、例えば炭化ケイ素(SiC)が挙げられる。
例えば図4の平面図に示すように、ホットプレート57の上面において、例えば、ウエハ中心からの半径が40mmの円周上に3つのピン58が均等配置され、ウエハ中心からの半径が160mmの円周上に4つのピン58が配置され、ウエハ中心からの半径が285mmの円周上に8個のピン58が配置される。
このように多数のプロキシミティピン58を配置する場合、ホットプレート57上において、UV光の照度が高いエリアにより多くのピン配置を行い、これらのピン58上にウエハWを支持することによって、ウエハWの熱をピン58からホットプレート57に効率的に逃がし、ウエハWの過度の加熱を抑制することができる。
尚、さらにプロキシミティピン58の高さ寸法を調整することによって、ウエハWからホットプレート57への熱移動量を調整するようにしてもよい。
このホットプレート57は、ウエハWを支持するプロキシミティピン58から伝導されるウエハWからの熱を吸収可能な所定の熱容量(例えば1300J/K)を有する。
この必要とされる熱容量を有するために、その形成材料としては、例えば炭化ケイ素(SiC)或いは窒化アルミニウム等が好ましく、さらに、熱容量を増加させるために、その容積を形成時に調整することが望ましい。
また、ベースプレート55とホットプレート57とを繋ぐ支柱56は、放熱効果を向上するために露出する表面積が広く形成され、その材質は例えばアルミニウムとなされている。
UVランプ71は筐体73に収容されており、この筐体73の底部にはUVランプ71から放出されるUV光をキュア処理ユニット51へ透過させて照射するために、照射窓74が設けられている。この照射窓74は、例えば石英ガラスにより形成されている。このようにUVランプ71から放出されるUV光が、照射窓74を介してキュア処理ユニット51に向けて放射され、さらにキュア処理ユニット51では、前記したように受光窓54を透過したUV光がウエハWに照射される。これにより、処理速度向上のためにUV光の照度が高くなされても、UVランプ71の発熱に起因する過度の加熱を抑制することができる。
次いで、昇降機構60により昇降ピン59がホットプレート57の上方に突出するよう上昇移動し、図示しない搬入出口からウエハWが搬入され、昇降ピン59上にウエハWが載置される。そして、昇降機構60により昇降ピン59が下降移動を開始し、昇降ピン59の先端位置がプロキシミティピン58よりも下方に移動することによって、ウエハWはプロキシミティピン58により支持される(図5のステップS2)。
この状態でウエハWはホットプレート57により加熱され、ウエハ温度が所定温度に安定するまでウエハWは保持される(図5のステップS3)。
また、このUV光照射により、ウエハWの温度がさらに上昇しようとするが、ウエハWの熱は、多数配置されたプロキシミティピン58に伝導し、ウエハWは所定温度に維持される。また、プロキシミティピン58に伝導した熱は、ホットプレート57に吸収される。
そして、所定時間のUV照射の後、照射停止され、これによりキュア処理が終了し、ウエハWはチャンバ53外に搬出される(図5のステップS5)。
このように構成することによって、UV光の照射により必要以上にウエハ温度が上昇しようとしても、ウエハWの熱を、プロキシミティピン58を介してホットプレート57に効率的に伝導させることができ、ウエハ温度が過度に上昇しないよう制御することができる。
また、この効果は、プロキシミティピン58の熱伝導率と、ホットプレート57の熱容量を調整することによって得られるため、複雑な冷却機構を追加する必要がなく、コスト増大を抑制することができる。
その場合、例えば、図6、図7に示すように、SODシステム100Bは、ウエハカセットCRに対するウエハWの搬入・搬出等を行なうカセットブロック80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ユニットを所定位置に多数配置してなる第1の処理ブロック81と、同じくウエハWに対し所定の処理を施す枚葉式の各種処理ユニットを所定位置に多数配置してなる第2の処理ブロック82とを一体に接続した構成を有している。
第1の処理ブロック81においては、中心部に垂直搬送型の主搬送体84が設けられ、その周りに全ての処理ユニットが多段に配置されている。この例では、5組G1、G2、G3、G4、G5の多段配置構成である。このうち、ユニット群G1、G2には例えばSOD塗布処理ユニット(SCT)等が配置される。また、ユニット群G3、G4、G5には、例えば加熱処理或いは冷却処理を行う熱処理ユニット等が配置される。
図7の側面図に示すように、この例ではユニット群G6に本発明に係る基板処理装置としてのUVキュアブロック(UV)20を多段配置(図では2段)することができる。或いは、ユニット群G7にUVキュアブロック(UV)20を多段配置してもよい。
51 キュア処理ユニット(基板処理装置)
52 UV照射ユニット(UV光照射手段)
53 チャンバ
54 受光窓
55 ベースプレート(冷却手段)
56 支柱
57 ホットプレート
58 プロキシミティピン(支持ピン)
61 冷却水供給装置
62 ヒータ
63 ヒータ駆動部
71 UVランプ
72 電源部
73 筐体
74 照射窓
W 半導体ウエハ(基板)
Claims (6)
- 基板の被処理面に形成された処理膜にUV光(紫外線)を照射し、該処理膜を硬化させる基板処理装置において、
前記基板を所定温度に加熱するホットプレートと、前記ホットプレート上に設けられ、前記基板を支持する支持ピンと、前記支持ピンに支持された前記基板の被処理面に対しUV光を照射するUV光照射手段とを備え、
前記支持ピンは、少なくとも所定の熱伝導率を有することにより、前記基板の熱を前記ホットプレートに伝導し、
前記ホットプレートは、前記支持ピンを介して伝導される熱を吸収する所定の熱容量を有することを特徴とする基板処理装置。 - 前記支持ピンの材料、高さ寸法及び/または設置数により前記基板から前記ホットプレートへの熱移動量が調整されることを特徴とする請求項1に記載された基板処理装置。
- 前記支持ピンは、前記ホットプレート上において、前記UV光照射手段によるUV光の照度が高いエリアにより多く配置されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載された基板処理装置。
- 前記ホットプレートは、当該ホットプレートの容積の調整により、前記支持ピンを介して伝導される熱を吸収する熱容量を有することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載されている基板処理装置。
- 前記ホットプレートは、当該ホットプレートを形成する材料により、前記支持ピンを介して伝導される熱を吸収する熱容量を有することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載されている基板処理装置。
- 前記ホットプレートを冷却することにより当該ホットプレートの熱容量を向上させる冷却手段を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載された基板処理装置。
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