JP2662982B2

JP2662982B2 - 加熱装置

Info

Publication number: JP2662982B2
Application number: JP63152009A
Authority: JP
Inventors: 満牛島; 修平河; 幸二松高
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1988-06-20
Filing date: 1988-06-20
Publication date: 1997-10-15
Anticipated expiration: 2012-10-15
Also published as: JPH023909A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、加熱装置に関する。

（従来の技術）半導体製造工程、例えばフォトリソグラフィー工程に
おいて、被処理体例えば半導体ウエハへのレジスト塗布
後あるいはレジスト現像処理の前後において、上記レジ
ストの安定化等の目的で上記半導体ウエハを加熱するこ
とが一般に行われている。この加熱を行う装置例とし
て、第４図に示すような装置がある。

基台（１）上に半導体ウエハ（２）を載置して加熱す
るための発熱体、例えば２個の発熱板Ａ（３）Ｂ（４）
を並置し、この発熱板Ａ（３）Ｂ（４）の両端側には半
導体ウエハ（２）を載置して搬送するベルト（５）
（５）を備えた搬送機構Ａ（６）Ｂ（７）が配置されて
いる。

また、上記搬送機構Ａ（６）→発熱板Ａ（３）Ｂ
（４）→搬送機構Ｂ（７）に向って順次半導体ウエハ
（２）を移送するための、一般にウォーキングビーム方
式と呼称される耐熱性材料で構成された搬送機構Ｃ
（８）が基台（１）上に設けられている。この搬送機構
Ｃ（８）の半導体ウエハ（２）を載置する部分である搬
送ビーム（９）は、通常、発熱板Ａ（３）Ｂ（４）の上
面に設けられた溝（10）内に収納されている。そして、
エアシリンダ（図示せず）等により昇降前進後退可能に
構成されており、搬送ビーム（９）に半導体ウエハ
（２）を載置して所定距離、例えば上記発熱板Ａ（３）
Ｂ（４）中心間の距離Ｐだけ搬送可能な如く設けられて
いる。

そして、搬送アーム（図示せず）等により半導体ウエ
ハ（２）を搬送機構Ａ（６）に載置した後必要に応じて
駆動して上記半導体ウエハ（２）を位置決めする。次
に、搬送機構Ｃ（８）を上昇して半導体ウエハ（２）を
搬送ビーム（９）で持ち上げ、図の右方向に向って所定
の距離Ｐだけ前進させた後、下降させて半導体ウエハ
（２）を発熱板Ａ（３）に載置する。そして、上記搬送
機構Ｃ（８）は左方向に向って上記所定の距離Ｐだけ後
退して最初の位置状態に戻り待機する。

一方、発熱板Ａ（３）Ｂ（４）は、加熱制御機構（図
示せず）により予め所定の温度に設定しておき、上記半
導体ウエハ（２）を加熱する。この加熱が終了すると、
再び搬送機構Ｃ（８）を動作させ次に加熱すべき半導体
ウエハ（２）を発熱板Ａ（３）に搬送すると同時に、発
熱板Ａ（３）で加熱を終了した半導体ウエハ（２）を発
熱板Ｂ（４）に搬送する。

上記動作を繰り返すことにより、加熱前の半導体ウエ
ハ（２）を搬送機構Ａ（６）で熱板Ａ（３）に搬入し、
加熱を終了した半導体ウエハ（２）を発熱板Ｂ（４）か
ら搬出し搬送機構Ｂ（７）に移す。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上述の従来装置は、発熱板Ａ（３）Ｂ
（４）上に搬送ビーム（９）が存在するため、この搬送
ビーム（９）を収納する溝（10）が必要であり、この溝
（10）部分で半導体ウエハ（２）の加熱温度が低下する
という問題がある。

また、半導体ウエハ（２）を搬送する搬送ビーム
（９）は搬送機構Ａ（６）〜搬送機構Ｂ（７）にわたり
上記半導体ウエハ（２）を載置搬送する必要があるの
で、移動スペースとして上記搬送ビーム（９）の長さに
加えて、例えば移送距離すなわち発熱板Ａ（３）Ｂ
（４）の中心間の距離Ｐに相当するスペースを要するの
で、装置の搬送方向の長さが長くなる。

通常、上記搬送ビーム（９）は一定の時間間隔にて搬
送を繰り返すように動作するので、半導体ウエハ（２）
の搬入側にある搬送機構Ａ（６）に上記半導体ウエハ
（２）を取り込み、次に搬送ビーム（９）で搬送するま
での期間待機させることは、装置全体の加熱処理上好ま
しいことである。しかし、搬出側にある搬送機構Ｂ
（７）側に移送距離Ｐ分のスペースが存在するのはスペ
ースの無駄となる。

本発明は上述の従来事情に対処してなされたもので、
被処理体の均一な加熱を可能にした加熱装置を提供する
ものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は、搬入部と、搬出部と、前記搬入部と搬出部
との間に直列に配列され、被処理体を加熱する１又は２
以上の発熱体とを有する加熱装置であって、前記搬入部、発熱体及び搬出部の配列方向に沿って被
処理体を搬送する搬送機構と、前記各発熱体からその上方に突出及びその中に退避可
能に各々の発熱体に少なくとも３本設けられ、被加熱体
の加熱前及び加熱後に前記発熱体の上方の搬送位置で前
記被処理体を支持する第１の支持部材とを備え、前記搬送機構は、前記搬入部、発熱体及び搬出部の配
列方向に沿ってこれらの両側に設けられ、これらの配列
方向に沿って移動可能な一対の取付部材と、これら各取
付部材から内側へ突出するように設けられ、被処理体を
支持して搬送するための複数対の第２の支持部材とを有
し、前記第１の支持部材により前記被処理体が前記搬送位
置で支持されている際に、前記取付部材の移動により前
記複数対の第２の支持部材のうち一対がその被処理体を
受け取り、次の発熱体又は搬出部に搬送し、前記第２の
支持部材は被処理体を加熱中は、搬入部と発熱体との
間、発熱体と発熱体との間、又は発熱体と搬出部との間
に待機していることを特徴とする加熱装置を提供する。

（作用）本発明においては、搬入部と搬出部との間にこれらと
直列に被加熱体を加熱する発熱体を配列し、発熱体にそ
の上方で被処理体を支持する第１の支持部材を設け、搬
入部、発熱体及び搬出部の配列方向に沿ってこれらの両
側に、これらの配列方向に沿って移動可能な一対の取付
部材を設け、これら各取付部材から内側へ突出するよう
に複数対の第２の支持部材を設け、第１の支持部材によ
り被処理体が搬送位置で支持されている際に、取付部材
の移動により複数対の第２の支持部材のうち一対がその
被処理体を受け取り、次の発熱体又は搬出部に搬送し、
前記第２の支持部材は被処理体を加熱中は、搬入部と発
熱体との間、発熱体同士の間、又は発熱体と搬出部との
間に待機している。したがって、発熱体には従来のよう
にビームを収納する溝が不要であり、発熱体の温度を均
一にすることができる。また、取付部材から内側へ突出
し第２の支持部材により支持して被処理体を搬送するの
で、装置の搬送方向の長さを従来よりも短くすることが
できる。さらに、第２の支持部材の待機位置と搬送位置
との間の移動は装置の配列方向のみであるので搬送動作
が単純であり、省スペース化をも図ることができる。

（実施例）以下、本発明加熱装置を半導体製造における被処理体
のレジスト塗布後の加熱装置に適用した一実施例を図面
を参照して説明する。

第１図〜第３図に示すように、基台（11）には、温度
制御機（図示せず）によって制御されるヒータ（図示せ
ず）等を内蔵し、被処理体例えば表面にレジストが塗布
された半導体ウエハ（12）を載置して加熱することによ
り熱処理する発熱体例えば円板状に形成された発熱板Ａ
（13）Ｂ（14）が直列に配置されている。この発熱板Ａ
（13）Ｂ（14）それぞれには、この発熱板Ａ（13）Ｂ
（14）に半導体ウエハ（12）を載置又は取上げる際上記
発熱板Ａ（13）Ｂ（14）から予め定められた間隔持ち上
げる如く３点支持位置に、上下に貫通する穴（15）およ
び支持棒（第１の支持部材）例えばピン（16）が上下動
可能に設けられている。

また、上記発熱板Ａ（13）Ｂ（14）の下方には、上記
ピン（16）の下端部が取着されこのピン（16）を昇降す
るピン取付部材（17）を備えエアシリンダ（図示せず）
等を駆動源とする昇降機構（18）が設けられている。そ
して上記ピン（16）が最下降時にはピン（16）の先端部
が発熱板Ａ（13）Ｂ（14）上面よりも下にあり、ピン
（16）が最上昇時にはピン（16）の先端部が発熱板Ａ
（13）Ｂ（14）上面より突出し半導体ウエハ（12）を上
記発熱板Ａ（13）Ｂ（14）より所定位置まで上方に持ち
上げ離間する如く構成されている。

次に図の上記発熱板Ａ（13）の左側、発熱板Ｂ（14）
の右側には、それぞれゴムベルト（19）等を使用した搬
送機構Ａ（20）、搬送機構Ｂ（21）が配置されており、
半導体ウエハ（12）を図の右方向に搬送可能に構成され
ている。

また、上記搬送機構Ａ（20）Ｂ（21）には、半導体ウ
エハ（12）を持ち上げるためのピン（22）が例えば３本
づつ上記ピン取付部材（17）に取着されており、上記ピ
ン（22）が最下降時にはピン（22）の先端部が上記ゴム
ベルト（19）の搬送面よりも下にあり、最上昇時には上
記ゴムベルト（19）の搬送面より突出し、上記半導体ウ
エハ（12）をゴムベルト（19）上方の所定位置まで持ち
上げるように構成されている。なお、半導体ウエハ（1
2）は搬送機構Ａ（20）→発熱板Ａ（13）Ｂ（14）→搬
送機構Ｂ（21）と図の右方向に移動搬送される。なお、
図からも明らかなように、搬送機構Ａ（20）のピン（2
2）が加熱装置へのウエハの搬入部として機能し、搬送
機構Ｂ（21）のピン（22）が加熱装置からのウエハの搬
出部として機能する。

一方、発熱板Ａ（13）Ｂ（14）の周辺上方には、半導
体ウエハ（12）の移動方向（23）の側方から突出、例え
ば両側から中心に向って突出して設けられ半導体ウエハ
（12）を支持する支持腕例えば耐熱性のあるテフロンや
セラミック製で爪状に形成された支持板（24a）（24b）
（24c）（第２の支持部材）を片側３枚づつ合計６枚備
えた搬送機構（25）が配置されている。そして、この支
持板（24a）（24b）（24c）は、図の基台（11）の外側
の一端部を支持板取付部材（26）に取着されており、内
側の端部間は発熱板Ａ（13）Ｂ（14）より突出するピン
（16）が支障なく通過する程度の間隔が設けられてい
る。また、上記支持板（24）の高さは、昇降機構（18）
によりピン（16）（22）が半導体ウエハ（12）を持ち上
げて最上昇した際に、この半導体ウエハ（12）の下面と
搬送機構Ａ（20）Ｂ（21）、発熱板Ａ（13）Ｂ（14）の
上面との空間を支障なく通過可能なようにエアシリンダ
（図示せず）等により設定される。

さらに、上記搬送機構（25）は、支持板（24a）（24
b）（24c）が支持板取付部材（26）に所定の距離例えば
発熱板Ａ（13）と発熱板Ｂ（14）の中心間の距離Ｐの間
隔で取着されている。そして、通常は例えば発熱体Ａ
（13）Ｂ（14）の中間位置（27）に支持板（24a）（24
b）（24c）の中央部が位置する如く待機しており、半導
体ウエハ（12）を搬送する際、エアシリンダ（図示せ
ず）等の駆動手段により上記中間位置（27）を中心に左
右方向にそれぞれ上記中心間の距離Ｐの1/2づつ移動す
るように設けられる。

そして、上記搬送機構（25）の支持板（24a）（24b）
（24c）上に半導体ウエハ（12）を載置して搬送し、半
導体ウエハ（12）を搬送機構Ａ（20）発熱板Ａ（13）発
熱板Ｂ（14）搬送機構Ｂ（19）へと順に所定距離づつ移
動させて加熱後搬出する如く構成されている。

次に、動作について説明する。

先ず、搬送アーム等を使用した搬送機構（図示せず）
により半導体ウエハ（12）を搬送機構Ａ（20）に載置す
る。そして、ゴムベルト（19）を駆動して、上記半導体
ウエハ（12）を図の右方向に搬送し、所定位置例えば搬
送機構（25）の支持板（24a）間の中央部と上記半導体
ウエハ（12）の中心分とが一致する位置に位置決めす
る。

次に、昇降機構（18）を動作させてピン（16）（22）
を上昇させ、搬送機構Ａ（20）に載置されている半導体
ウエハ（12）をピン（22）の先端部分で支持して上記搬
送機構Ａ（20）より持ち上げ、所定の高さに設定する。
この状態で、待機中の搬送機構（25）を駆動して図の矢
印（23）方向に向って移動、例えば発熱板Ａ（13）Ｂ
（14）の中心間の距離Ｐの1/2の距離だけ移動する。こ
の時、支持板（24a）の上面支持部は第３図に示すよう
に待機位置である中間位置（27）から半導体ウエハ（1
2）の裏面下方に挿入されて位置し両側からこの半導体
ウエハ（12）を支持可能な状態となる。

次に、昇降機構（18）を下降させてピン（22）に支持
されている半導体ウエハ（12）を上記支持板（24a）上
に載置し支持板（24a）で上記半導体ウエハ（12）を持
ち上げ支持する。この支持した状態で搬送機構（25）を
図の移動方向矢印（23）のように右に向って例えば発熱
板Ａ（13）Ｂ（14）の中心間の距離Ｐだけ移動する。こ
の時、上記半導体ウエハ（12）は発熱板Ａ（13）上方の
所定位置、例えばこの発熱板Ａ（13）の中心と上記半導
体ウエハ（12）の中心とが一致する位置に位置決めされ
ている。

そして、再び昇降機構（18）を上昇させて発熱板Ａ
（13）上面からピン（16）を突出させ、このピン（16）
の先端部分で半導体ウエハ（12）を支持し搬送機構（2
5）の支持板（24a）より持ち上げる。この後、搬送機構
（25）を図の左方向に距離Ｐの1/2の距離だけ移動させ
て待機位置である中間位置（27）に移動し、次に動作開
始の時まで待機させる。

次に、昇降機構（18）を下降させてピン（16）で支持
されている半導体ウエハ（12）を発熱板Ａ（13）に載置
し、所定時間半導体ウエハ（12）を加熱する。なお、上
記発熱板Ａ（13）は加熱制御機構（図示せず）により予
め所定の温度例えば80〜200±0.5℃程度の範囲内の所定
の温度に設定しておく。上記所時間加熱後、昇降機構
（18）を上昇させてピン（16）で加熱が終了した半導体
ウエハ（12）を支持して持ち上げることにより、発熱板
Ａ（13）と半導体ウエハ（12）とを離間する。そして、
搬送機構（25）を図の左方向に距離Ｐの1/2の距離だけ
を移動させた後、昇降機構（18）を下降させて上記加熱
が終了した半導体ウエハ（12）を支持板（24b）にて支
持する。なお、この時、搬送機構Ａ（20）に次に加熱す
べき半導体ウエハ（12）が有れば、同時にこの半導体ウ
エハ（12）は支持板（24a）にて支持される。

次に、搬送機構（25）を図の右方向に距離Ｐだけ移動
させ、上記した動作により次に加熱すべき半導体ウエハ
（12）を発熱板Ａ（13）に、発熱板Ａ（13）で加熱され
た半導体ウエハ（12）を発熱板Ｂ（14）に載置し、それ
ぞれ加熱する。なお、発熱板Ｂ（14）も発熱板Ａ（13）
と同様に予め所定温度に加熱しておく。そして半導体ウ
エハ（12）は図の右方向に順次移送されて、発熱板Ａ
（13）Ｂ（14）にて加熱処理され、第３図に２点鎖線で
示すように搬送機構Ｂ（21）に搬送された後、本体（1
1）から搬出される。

上述のように、発熱板Ａ（13）Ｂ（14）と半導体ウエ
ハ（12）との離間は、上記発熱板Ａ（13）Ｂ（14）から
ピン（16）を突出することにより行うので、この発熱板
Ａ（13）Ｂ（14）には上記ピン（16）が上下動可能な貫
通した穴（15）を設けるだけで良い。したがって、従来
のようなウォーキングビーム方式における搬送ビームを
収納する溝を設ける必要がないので、上記発熱板Ａ（1
3）Ｂ（14）の温度分布は均一となり半導体ウエハ（1
2）の加熱の均一性は優れている。

また、上記半導体ウエハ（12）の搬送は、移動方向矢
印（23）の側方つまり半導体ウエハ（12）の両側から中
心に向って突出した爪状の支持板（24a）〜（24c）に支
持して搬送する構成のため、上記搬送機構（25）の移動
のために必要とされるスペースは、距離Ｐの他に上記支
持板の幅寸法長程度で済み、例えば距離Ｐ×（１＋発熱
板数）すなわち上記実施例の場合にはＰ×（１＋２）＝
3Pより少し長い程度となる。

これに対して従来のウォーキングビーム方式では、移
動方向（23）に平行に搬送ビームを設けて搬送する構成
のため、この搬送ビームが移動するために必要とされる
スペースは、上記実施例の場合と比べて長くなる。すな
わち、上記実施例のように半導体ウエハ（12）を両側か
ら中心に向って支持する如くした場合、距離Ｐの他に少
くとも半導体ウエハ（12）の1/2づつの寸法が必要であ
り、Ｐ×（２＋発熱板数）すなわちＰ×（２＋２）＝4P
程度弱が必要である。

上記のように、半導体ウエハの搬送による移動方向の
長さを短く構成することもできる。

なお、上記実施例では、半導体ウエハ（12）を支持し
て搬送する搬送機構（25）の支持腕を爪状に形成された
支持板（24a）〜（24c）を使用した例について説明した
が、上記支持部材は例えば線材の周囲に耐熱材を被覆し
たもので上記同等の機能を有する如く形成したものを使
用してもよい。

また、搬送機構（25）の待機位置を、支持板（24a）
（24b）（24c）が発熱板Ａ（13）Ｂ（14）の中間位置
（27）に設定した例について説明したが、この中間位置
（27）からずれた位置、例えば発熱板Ａ（13）Ｂ（14）
の中心位置を待機位置に設定し支持板（24a）（24b）
（24c）を待機時に上記半導体ウエハ（12）と干渉しな
いように後退させるように構成してもよい、しかしこの
場合、支持板（24a）（24b）（24c）を後退させる機構
が必要であり、且つ待機時、発熱板Ａ（13）Ｂ（14）上
にあるため加熱されるので、上記説明の実施例のように
構成するのが好ましい。

〔発明の効果〕

上述のように本発明加熱装置によれば、被処理体の均
一な加熱が可能となり、また装置長を短く構成すること
ができ、搬送動作も単純である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明加熱装置を半導体製造における
被処理体のレジスト塗布後の加熱装置に適用した一実施
例を示す構成図、第３図は第１図、第２図の動作説明
図、第４図は従来例を示す図である。 13……発熱板Ａ、14……発熱板Ｂ、 15……穴、16,22……ピン、 18……昇降機構、24a,24b,24c……支持板、 25……搬送機構。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】搬入部と、搬出部と、前記搬入部と搬出部
との間に直列に配列され、被処理体を加熱する１又は２
以上の発熱体とを有する加熱装置であって、前記搬入部、発熱体及び搬出部の配列方向に沿って被処
理体を搬送する搬送機構と、前記各発熱体からその上方に突出及びその中に退避可能
に各々の発熱体に少なくとも３本設けられ、被処理体の
加熱前及び加熱後に前記発熱体の上方の搬送位置で前記
被処理体を支持する第１の支持部材とを備え、前記搬送機構は、前記搬入部、発熱体及び搬出部の配列
方向に沿ってこれらの両側に設けられ、これらの配列方
向に沿って移動可能な一対の取付部材と、これら各取付
部材から内側へ突出するように設けられ、被処理体を支
持して搬送するための複数対の第２の支持部材とを有
し、前記第１の支持部材により前記被処理体が前記搬送位置
で支持されている際に、前記取付部材の移動により前記
複数対の第２の支持部材のうち一対がその被処理体を受
け取り、次の発熱体又は搬出部に搬送し、前記第２の支
持部材は被処理体を加熱中は、搬入部と発熱体との間、
発熱体と発熱体との間、又は発熱体と搬出部との間に待
機していることを特徴とする加熱装置。