JP2885502B2 - 熱処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は基板処理装置に関する。

［従来の技術］ 従来から、半導体製造工程のパターン形成工程では、
半導体基板の処理として例えば、半導体基板（半導体ウ
ェハ）にレジスト塗布を行なう前にレジストとウェハと
の密着性を向上させるためアドヒージョン処理を行った
り、レジスト塗布して露光後、現像を行う前にフォトレ
ジストパターンの変形を軽減するため定在波除去ベーク
を行ったり、あるいは現像後フォトレジスト膜中又は表
面に残留した現像液、リンス液を蒸発除去し、フォトレ
ジストの硬化及びウェハとの密着強化を行うためポスト
ベーク等を行っている。これらの処理を行なう装置とし
て例えば、内部に抵抗発熱体を設置されたホットプレー
トと呼ばれる熱板上にウェハを載置して加熱するベーキ
ング装置がある。このベーキング装置にはウェハとホッ
トプレートとを密着させて行うコンタクトベークと、ウ
ェハとホットプレート間に熱効率が低下しない程度の僅
かな間隙を持たせて行うプロキシミティベークとがあ
る。プロキシミティベークはウェハの裏面にゴミ等の付
着するのを防止できるため多用されている。これらのベ
ーキング装置のホットプレートにはウェハとホットプレ
ート間に僅かな間隙を保持してウェハを支持できるよう
にホットプレート表面から僅かに突出するように例えば
小球が埋設されている。また、ホットプレート上にウェ
ハを搬送するため、ホットプレートに例えば３ケ所貫通
孔を設け、この貫通孔にそれぞれ支持ピンを挿入し、支
持ピンとホットプレートとを相対的に移動してホットプ
レート上からウェハを上昇させホットプレート上面とウ
ェハ下面との間に間隙を設ける。そして、この間隙に自
動搬送装置の搬送アーム等を挿入させウェハの搬送を行
っている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このようなベーキング装置において
は、搬送アームで支持ピン上に搬送されたウェハをホッ
トプレート上に載置する際、ホットプレート上にウェハ
が載置される瞬間に位置ずれが生じやすかった。また、
熱処理後支持ピンでウェハを支持し持上げる際、ウェハ
とホットプレートの間隙が0.1〜0.2mmと殆ど接触するか
しないかのような状態から持上げるため、ウェハがホッ
トプレートに密着した状態になって取りにくくなってい
たり、また、ホットプレートに設けられた支持ピンの貫
通孔から上方に気体流が生じるため、ウェハが支持ピン
に支持される瞬間に反動により横方向に位置ずれが生じ
やすかった。特に処理後の搬出時に位置ずれが生じる
と、搬送アームがウェハを保持し損ねたり、また正規位
置からずれた状態で保持したりする。そのため搬送中に
ウェハが他の構造物と接触して破壊したり、次工程にお
いてウェハの位置決めが行えなくなる等の問題があっ
た。そのため、本出願人によりホットプレートにガイド
ピンを設け、ガイドピンに導かれる位置にウェハを載置
するようにしたものも開発された。しかし、ガイドピン
を設けるためにはウェハの外径に相応した位置に、ガイ
ドを起立させるための孔をホットプレートに穿孔しなけ
ればならなかった。ホットプレートに穿孔を設けるのは
加工が困難であり、また加工精度は満足のいくものでは
なく、ガイドの位置精度によるウェハの位置決め精度は
高精度に行なえなかった。しかも外径の異なるウェハに
対応できるようにするためには、ホットプレート上に多
数の穿孔を設ける必要があるため、熱分布が不均一とな
り均一な熱処理を行うためには好ましいものではなかっ
た。

本発明は上記の欠点を解消するためになされたもので
あつて、正規の定位置で均一な処理条件で基板処理を行
い、しかも基板搬送時にも位置ずれが生じないため、搬
送中に他の構造物に接触して基板が破損したりせず、従
って歩留りのよい製造を行うことができる熱処理装置を
提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 被処理基板を載置して加熱する基板載置台と、基板載
置台を貫通して設けられる複数の支持ピンとを備え、基
板載置台と支持ピンとを相対的に垂直方向に移動させる
ことにより被処理基板を支持可能に構成された熱処理装
置において、基板載置台に設けられ被処理基板の外径に
対応した内径を有する環状体と、環状体の内径面に突出
して設けられ被処理基板を被処理基板載置面へ導入する
テーパ部を有する複数のガイドとを備えたものであり、
好ましくは、基板載置台に設けられるフランジに密着
し、被処理基板が配置される空間を気密に保持可能な蓋
体を備え、フランジに空間から排気を行う排気路を設け
たものである。

［作用］ 本発明の熱処理装置では、被処理基板を載置して加熱
する基板載置台に被処理基板の位置ずれを修正するよう
にガイドが設けられる。従って、基板載置台に設けられ
た貫通孔に挿入され、被処理基板を支持して基板載置台
と相対的に垂直方向に移動する支持ピンが移動する際、
基板が水平方向に位置ずれを起こした場合でも、ガイド
により自動的に所定位置になるように位置が修正され
る。ガイドにより被処理基板は所定の位置に位置決めさ
れて載置台上に載置され、また載置台上から支持ピンに
支持される際も位置がずれることなく支持される。その
ため、均一な熱処理を行い、正規の位置で搬送できるた
め、搬送中に破損等が生じることがなく歩留りのよい製
造を行うことができる。

［実施例］ 本発明の基板処理装置を半導体製造工程のアドヒージ
ョン処理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図に示すように、アドヒージョン処理装置１には
被処理基板であるウェハ５を載置する基板載置台として
抵抗発熱体（図示せず）を内蔵したホットプレート２が
備えられている。ホットプレート２は垂直駆動機構３に
接続されて上下動可能になっている。尚、第１図ではホ
ットプレート２は最下位置に設定されている。このホッ
トプレート２には複数例えば３ケ所に直径5mmの貫通孔
４が設けられ、この貫通孔４にはウェハ５を支持する例
えばセラミック製の支持ピン６が挿入されている。ホッ
トプレート２の周縁部には上面に０リング７を配設され
たフランジ８が設けられ、またホットプレート２が最上
位に上昇された時、このフランジ８に０リング７を介し
て押圧されるホットプレート２の蓋体９がホットプレー
ト２上方に設けられる。この蓋体９にフランジ８のＯリ
ング７が押圧され、ウェハ５の気密な処理空間が形成さ
れるようになっている。ホットプレート２の下部には図
示しない真空ポンプ等に接続された伸縮自在のベローズ
10が気密に設けられ、またフランジ８の上面及びベロー
ズ10内に開口を有する排気路11が設けられ、ウェハ５が
所望の程度の真空下で処理されるよう減圧可能となって
いる。また、図示はしないが処理空間にウェハのアドヒ
ージョン処理を行うHMDS蒸気を供給する気体供給手段で
あるHMDS供給系が設けられる。

このようなアドヒージョン処理装置１のホットプレー
ト２には第２図に示すように、ウェハ５の周縁部を取囲
むように例えばテフロン製またはSUS製で表面をタフラ
ム処理した環状体13が設けられる。環状体13はウェハ５
の外径に対応した内径ａを有し、内径面14にはウェハ５
の位置ずれを修正するための導入部材である突起15が複
数ケ所例えば６ケ所設けられる。突起15は例えばテフロ
ンあるいはセラミックから構成され、ウェハ５の外周と
の間隙が0.1〜0.2mmとなるように一部を環状体13から突
出して環状体13に埋設される。突起15の一部を環状体13
から突出して設けるには、例えば環状体13に突起15の形
状に対応した凹部を形成し、この凹部に突起15を埋設す
る。環状体13と、環状体13に埋設された突起15でガイド
12が構成される。突起15は第３図に示すように底面の直
径は例えば6mm、上面の直径は例えば4mm、高さ1.1mの円
錐台形で45゜の斜面を有するテーパ部16及び概略垂直な
垂直部16aを備えて形成される。このテーパ部16及び垂
直部16aによりウェハ５は支持ピン６によりホットプレ
ート２上に定位置に導入、導出されるようになる。環状
体13はホットプレート２に例えば複数のねじ17により固
定される。環状体13はウェハ５の外径に応じて内径ａの
所望のものを選択し、ねじ17により簡単に交換可能であ
り、従来のようにホットプレート２のウェハ５の外径に
対応した位置に穿孔を設けなくてもよい。

上記のような構成のアドヒージョン処理装置は、例え
ばフォトレジストを塗布するためのコーティング装置、
フォトレジストに所望の回路パターンから成るマスクを
介して露光する露光装置、露光済みのフォトレジストを
現像するための現像装置等にウェハを順次搬送してパタ
ーン形成を行うレジスト処理システム等に配置され、ア
ドヒージョン処理を行う。

即ち、ホットプレート２にウェハ５の外径に応じた内
径を有する環状体13をネジ17により固定する。そして、
ホットプレート２を下降させて支持ピン６をホットプレ
ート２上面から突出させ、搬送アーム等からなる搬送機
構により支持ピン６上にウェハ５を載置する。その後、
垂直駆動機構３を作動させホットプレート２を上昇させ
る。ウェハ５はホットプレート２上に密着あるいは僅か
な間隙を保持して載置されると共にフランジ８のＯリン
グ７と蓋体９が押圧されて気密な処理空間が形成され
る。この時、ウェハ５は環状体13の突起15に誘導されて
正規の位置に自動的に搬送される。この後真空ポンプに
よりベローズ10及び真空排気路11を介してベローズ10に
接続される処理室が所望の圧力に減圧され、HMDS蒸気を
処理室に供給してホットプレート２によりウェハ５を加
熱してアドヒージョン処理を行なう。

アドヒージョン処理が終了すると、処理室内を通常圧
の状態に戻して垂直駆動機構３を作動させてホットプレ
ート２を下降させる。ウェハ５は支持ピン６上に載置さ
れ、ホットプレート２との間に生じた間隙に搬送アーム
を挿入し、次工程へ搬送する。搬送時、処理中にホット
プレート２と密着あるいは僅かな間隙を有してほぼ接触
状態であったウェハ５の裏面に、ホットプレート２が下
降するに伴ってベローズ10が収縮するため、ベローズ10
内の気体が支持ピン６の挿入されている貫通孔４から流
入する。またウェハ５がホットプレート２から離れる瞬
間にウェハ５裏面に気体が流入する。このため、ウェハ
５がホットプレート２から離れる瞬間に横方向に押力を
受けやすい。ウェハ５が押力を受けて位置ずれし、ウェ
ハ５の周縁部が突起15のテーパ部16に当接するとウェハ
５は中心方向に向って滑り落ち、垂直部16aにより正規
位置に自動的に位置ずれを修正されて位置決めされる。
従来生じていたウェハ５の横ずれは突起15により位置ず
れ修正され、確実に正規の位置で支持される。

従ってウェハ５は常に所定の位置で搬送され、他の構
造物と接触して破損したり、次工程で位置決めが行えな
くなることがない。

また、外径の異なるウェハに対しては環状体13を交換
するだけで簡単に対応できる。外径の小さいウェハの環
状体13の取り付けビス穴であっても、ホットプレート２
の外周部に設けウェハが載置される外部には設けないた
め、ホットプレート２上の温度分布を均一にすることが
できる。

上記の説明は本発明の一実施例であって、本発明は上
記実施例に限定されることなく基板を載置して処理を行
うものであれば何れのものにも採用できる。例えばレジ
ストが塗布されたウェハをホットプレートに載置しウェ
ハを加熱処理するホットプレートオーブンにも適用でき
る。この場合の装置の構成として、前記ベローズの他気
密な処理室を形成するための各構成部分は不要であり、
蓋体としては例えば断熱材、板材等を一重、二重に構成
したカバーをホットプレート上方に配置する。尚、前記
カバーには適宜、空気の流通口を設けてもよい。また、
ウェハの載置台に冷却手段を設けたウェハを冷却処理す
るためのクーリング装置にも適用できる。さらには、ウ
ェハの載置台に加熱手段及び冷却手段の両者を備え被処
理基板を任意の温度に温度調整して処理する装置にも適
用できる。また、突起の形状も上記のものに限定される
ことはない。

また、ガイドとして環状体に突起を設けたが、突起を
設けず環状体のホットプレートと接触する下面の内径を
ウェハとの間隙が0.1〜0.2mmとなるようにして突起に設
けたテーパ部と同様のテーパ部を介して上面の内径をウ
ェハの外径より大きくするようにしてもよい。

尚、上記実施例では半導体ウェハについて説明した
が、液晶基板にも適用できる。

［発明の効果］ 以上の説明からも明らかなように、本発明の熱処理装
置によれば、被処理基板の位置ずれを修正するガイドを
設けたため、精度よく簡単に基板の位置決めを行うこと
ができ、搬送位置ずれを発生することなく、従って搬送
中に基板の破損が生じない歩留りのよい半導体製造を行
うことができる。しかも基板載置台に余分な孔を設けず
に外径の異なる基板の処理に即対応できるため、熱分布
も均一となり品質のよい製品を製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の熱処理装置をアドヒージョン処理装置
に適用した一実施例の構成図、第２図及び第３図は第１
図に示す一実施例の要部を示す図である。 １……アドヒージョン装置（熱処理装置） ２……ホットプレート（基板載置台） ５……ウェハ（被処理体） ６……支持ピン 12……ガイド 13……環状体（ガイド） 15……突起（導入部材） 16……テーパ部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被処理基板を載置して加熱する基板載置台
   と、前記基板載置台を貫通して設けられる複数の支持ピ
   ンとを備え、前記基板載置台と前記支持ピンとを相対的
   に垂直方向に移動させることにより前記被処理基板を支
   持可能に構成された熱処理装置において、前記基板載置
   台に設けられ前記被処理基板の外径に対応した内径を有
   する環状体と、前記環状体の内径面に突出して設けられ
   前記被処理基板を前記被敷基板載置面へ導入するテーパ
   部を有する複数の突起とを備えたことを特徴とする熱処
   理装置。
2. 【請求項２】前記基板載置台に設けられるフランジに密
   着し、前記被処理基板が配置される空間を気密に保持可
   能な蓋体を備え、前記フランジに前記空間から排気を行
   う排気路を設けたことを特徴とする請求項１記載の熱処
   理装置。