JP2909944B2 - 処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、容器内をパージングし
ながら被処理体に対して所定の処理を行う処理装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、半導体デバイス製造のフォト
リソグラフィー工程においては、フォトレジストの塗布
後に、レジスト中の溶媒を除去しレジストを重合させて
フォトレジスト膜を固化させるために加熱処理（プリベ
ーク）が行われ、露光後に感光反応を促進するために、
あるいは現像後にフォトレジスト膜に残留する現像液を
蒸発させるために加熱処理（ポストベーク）が行われ
る。

【０００３】図８に、このようなプリベークやポストベ
ークの加熱処理に使用されている従来の加熱処理装置の
構成を示す。有底筒状の容器本体１００と円盤状の蓋体
１０２とで装置容器が構成され、容器本体１００内に載
置台として熱板１０４が収容される。熱板１０４の上面
には、被処理体として半導体ウエハＷが載置される。熱
板１０４には被処理体を加熱するためのヒータ、たとえ
ば発熱抵抗体が内蔵され、ヒータ加熱温度を制御するた
めの温度制御機構等も備えられている。蓋体１０２の中
央部には排気口１０６が設けられ、この排気口１０６に
排気管１０８が接続されている。蓋体１０２と容器本体
１００との間には、空気取り入れ用の隙間１１０が設け
られている。

【０００４】かかる構成の加熱処理装置においては、熱
板１０４上の半導体ウエハＷが加熱されると、ウエハ表
面のフォトレジストあるいは樹脂等から溶媒蒸気が発生
し、このウエハ表面から発生した溶媒蒸気は容器側壁上
部の隙間１１０から流入してきた空気と一緒に排気口１
０６から排気管１０８を通って排気ガス除去装置（図示
せず）側へ排気される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
この種処理装置では、処理中に容器側面に設けた隙間１
１０から空気（外気）を容器内に吸入し、被処理体表面
から発生したガスあるいは被処理体表面付近に漂う塵芥
を吸入空気で巻き込むようにして排気していた。しか
し、このようなパージング方式においては、容器内に流
入する空気の流量・流速が各時点での容器内の圧力、容
器外部の空気流等に応じて変動しやすく、容器内におけ
る空気の流れを一定かつ均一に制御するのが難しかっ
た。このため、熱板１０４による加熱を一定かつ均一に
制御しても、パージング空気流の変動・不均一性によっ
て被処理体Ｗの温度が影響を受けることになり、被処理
体Ｗの表面を全面にわたって一定・均一に加熱処理する
のが難しかった。特に、露光後に化学増幅型レジストを
用いてポストベークを行う処理装置では、厳密な温度管
理が要求されるため、パージング空気流の乱れによって
処理品質が大きく劣化するおそれがあった。

【０００６】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、被処理体を載置した載置台の回りから一定かつ
均一な気流でパージングガスを流して処理品質の向上を
はかる処理装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決すたるための手段】上記の目的を達成する
ために、本発明の第１の処理装置は、被処理体を載置し
て処理するための載置台と、前記載置台を収容する密閉
可能な容器と、パージング用のガスを供給するガス供給
手段と、前記ガス供給手段からのパージングガスを導入
し、前記載置台の回りにパージングガスをほぼ均一に分
散させるガス分散手段と、前記ガス分散手段によって分
散されたパージングガスを前記容器内で前記載置台の回
りから所定の流速でほぼ均一に噴射するガス噴射手段
と、前記容器内のガスを排気する排気手段とを具備する
構成とした。

【０００８】本発明の第２の処理装置は、被処理体を載
置して処理するための載置台と、パージングガスを供給
するガス供給手段と、前記ガス供給手段からのパージン
グガスを導入し、前記載置台の回りに配置された通気口
よりほぼ均一にパージングガスを吐き出すガス分散手段
と、前記ガス分散手段の通気口より吐き出されたパージ
ングガスを導入し、前記載置台の回りに前記通気口とは
位置をずらして配置された噴出口よりほぼ均一にパージ
ングガスを噴射するガス噴射手段と、前記載置台、前記
ガス分散手段および前記ガス噴射手段を収容する密閉可
能な容器と、前記容器内のガスを排気する排気手段とを
具備する構成とした。

【０００９】

【作用】本発明の処理装置では、密閉可能な容器内に載
置台が収容されるとともに、載置台の周囲にガス分散手
段とガス噴射手段とが配設される。ガス供給手段よりガ
ス分散手段に導入されたパージングガスは、そこで周回
方向にほぼ均一に分散される。ガス分散手段より周回方
向均一に吐き出されたパージングガスは、ガス噴射手段
に導入され、そこのガス噴出口より周回方向均一に所定
の流速で噴射される。ガス噴射手段より噴射されたパー
ジングガスは、密閉な容器内で所定の流路を流れてから
排気手段により排気される。その際、被処理体より発生
したガスあるいはその付近に漂っている塵芥は、パージ
ングガスに巻き込まれるようにして排気される。

【００１０】

【実施例】以下、図１〜図７を参照して本発明の実施例
を説明する。図１〜図４は本発明の一実施例による加熱
処理装置の構成を示す図であって、図１および図２は本
加熱処理装置の全体構成を示す一部切欠斜視図および断
面図であり、図３および図４は本加熱処理装置における
要部の構成を示す部分斜視図および部分断面図である。

【００１１】この加熱処理装置は、たとえば半導体リソ
グラフィー工程におけるプリベークやポストベーク等の
加熱処理に使用可能なものである。この加熱処理装置で
は、有底筒状の容器本体１０と円盤状の蓋体１２とで装
置容器が構成される。容器本体１０の中央には、載置台
として円板状の熱板１４が配設される。熱板１４は、熱
伝導率の高い金属たとえばアルミニウムからなり、その
上面には被処理体として、たとえば半導体ウエハＷが載
置される。熱板１４の内側には被処理体を加熱処理する
ためのヒータたとえば発熱抵抗体および温度センサ等が
内蔵され、熱板１４の外にはヒータの発熱温度を制御す
るための温度制御機構（図示せず）等も設けられてい
る。また、図１に示すように、熱板１４には複数箇所た
とえば３箇所に貫通孔１４ａが設けられ、これらの貫通
孔１４ａにはウエハ受け渡し用の上下移動可能な支持ピ
ン１６が遊嵌状態で挿通されている。ウエハＷの搬入・
搬出時には、これらの支持ピン１６が熱板１４の上面よ
りも上に突出（上昇）してウエハＷを担持し、搬送アー
ム（図示せず）等との間でウエハＷの受け渡しを行うよ
うになっている。

【００１２】容器本体１０において、熱板１４の回りに
は、熱板１４の側面に沿って環状に延在するパージング
ガス噴射装置１８が設置されている。このパージングガ
ス噴射装置１８は、容器本体１０の底面に配設されて熱
板１４の回りに一定のピッチで多数の通気口２０ａを配
列してなる環状のガス分散部２０と、このガス分散部２
０の上に重なって配設されて熱板１４の回りに一定のピ
ッチで多数の噴出口２２ａを配列してなるガス噴射部２
２とから構成されている。ガス分散部２０と対向した容
器本体１０の底板にはガス導入口２４が１箇所または数
箇所設けられ、これらのガス導入口２４にそれぞれガス
供給管２６の一端が取付されている。このガス供給管２
６は流量制御装置（図示せず）等を介してパージングガ
ス供給源（図示せず）に接続されており、パージングガ
ス供給源からのパージングガスたとえばＮ2 ガスがガス
供給管２６を経由してガス導入口２４よりパージングガ
ス噴射装置１８のガス分散部２０に導入されるようにな
っている。

【００１３】蓋体１２は、半導体ウエハＷの搬入・搬出
時は容器本体１０から取り外されるが、処理時には容器
を密閉するように容器本体１０に密着して被せられる。
蓋体１２の中央部には排気口２８が設けられ、この排気
口２８に排気管３０の一端が接続されている。排気管３
０の他端は排気用の真空ポンプ（図示せず）に接続され
ている。

【００１４】図１、図３および図４に示すように、ガス
分散部２０の通気口２０ａとガス噴射部２２の噴出口２
２ａとは周回方向に１／２ピッチずつ位置をずらしてい
わゆる千鳥足状に配置されている。これにより、ガス分
散部２０の各通気口２０ａより上方に吐出したガスはガ
ス噴射部２２内の天井部に当たり図３および図４の矢印
Ｂで示すように流路をいったん周回方向に曲げられてか
ら斜向かいの噴出口２２ａより上方に噴射されるように
なっている。また、ガス分散部２０の各通気口２０ａの
口径は小さく、たとえば約０．７ｍｍに選ばれ、ガス噴
射部２２の各噴出口２２ａの口径は大きく、たとえば約
３ｍｍに選ばれている。通気口２０ａおよび噴出口２２
ａのピッチＰは共に約１０ｍｍに選ばれている。また、
ガス分散部２０およびガス噴射部２２の内部流路の寸法
は、たとえば幅５ｍｍ、高さ５ｍｍに形成されている。

【００１５】このように、通気口２０ａの口径が小さ
く、かつ通気口２０ａに対して噴出口２２ａが千鳥足状
の位置に配置されている。このため、通気口２０ａにお
ける流体抵抗は高くなっている。また、ガス分散部２０
では、周回方向における流体抵抗が通気口２０ａに比べ
て相対的に低く、ガス導入口２４よりガス分散部２０内
に導入されたパージングガスは、図３および図４の矢印
Ａで示すように、周回方向にほぼ均一に分散されるよう
になっている。一方、ガス噴射部２２では、噴出口２２
ａの口径が大きく、かつ噴出口２２ａの上方には特にガ
ス流を規制するものがないため、噴出口２２ａの流体抵
抗は低く、周回方向の流体抵抗が相対的に高くなってい
る。これにより、図３および図４の矢印Ｃで示すよう
に、各噴出口２２ａよりパージングガスが垂直上方にま
っすぐ噴射されるようになっている。

【００１６】また、流速に関してみると、各通気口２０
ａにおけるガス流量と各噴出口２２ａにおけるガス流量
とは等しいから、両者におけるガスの流速はそれぞれの
口径面積に反比例する関係にある。したがって、上記の
ように通気口２０ａの口径が約０．７ｍｍで、噴出口２
２ａの口径が約３ｍｍに選ばれている場合、各通気口２
０ａより吐出するガスの流速がたとえば約５ｍ／ｓｅｃ
程度に大きな値であっても、各噴出口２２ａより噴出す
るガスの流速は約３０ｃｍ／ｓｅｃ程度の値まで低下す
ることになる。

【００１７】このように、ガス分散部２０の上にガス噴
射部２２を配設することによって、パージングガス噴射
装置１８より噴射されるパージングガスの流速を任意の
速度に、とりわけ低い速度に制御できることは、密閉容
器内における気流の均一化をはかる上で極めて重要なポ
イントである。仮に、ガス噴射部２２を設けずに、ガス
分散部２０の通気口２０ａより吐き出されたパージング
ガスをそのままパージングガス噴射装置１８の噴射ガス
として送出したならば、パージングガスの流速が大きい
ために、密閉された容器内で気流が渦を巻いたり、乱流
が発生するおそれがあり、本加熱処理装置における密閉
方式のパージングが意味をなさなくなってしまう。ま
た、ガス分散部２０の通気口２０ａの口径を小さくして
周回方向の流体抵抗を低くすることは、同方向における
パージングガスの均一分散化をはかる上で効果的であ
り、ひいては容器本体１０に取付するガス供給管２６の
本数を少なくすることができる。

【００１８】上記のように、本加熱処理装置では、密閉
可能な容器内に熱板１４が収容されるとともに、熱板１
４の周囲にパージングガス噴射装置１８が設置され、加
熱処理時には熱板１４の上面つまりウエハ載置面よりも
低い位置からパージングガスが所定の流量かつ所定の流
速で周回方向均一に垂直上方へ噴射される。パージング
ガス噴射装置１８より垂直上方に噴射されたパージング
ガスは、熱板１４の周縁部付近で進路（流路）を容器中
心部側へ曲げ、蓋体１２の排気口２８を通って排気管３
０側へ排気される。この際、半導体ウエハＷより発生し
たガスあるいは半導体ウエハＷの上面に付着している塵
芥およびその付近に漂っている塵芥も、パージングガス
に巻き込まれるようにして排気管３０側へ排出される。
このように、密閉容器内に収容された熱板１４上で半導
体ウエハＷに対する加熱処理が行われ、そこに流量・流
速を一定かつ均一に制御されたパージングガスが安定に
流れるために、気流が渦を巻いたり乱流が発生するよう
なおそれはない。したがって、半導体ウエハＷは、厳格
な温度管理の下で、安定かつ均一に加熱処理されること
になる。

【００１９】以上、本発明の好適な一実施例について説
明したが、本発明の技術的思想の範囲内で種々の変形・
変更が可能である。たとえば、上述した実施例では、ガ
ス分散部２０の通気口２０ａおよびガス噴射部２２の噴
出口２２ａはそれぞれ円形の孔として形成されていた
が、円形に限るものではなく、四角形等でもよく、任意
の形状が可能である。また、通気口２０ａまたは噴射口
２２ａは、上記したような熱板１４の回りに一定のピッ
チで離散的に配列された孔に限られるものではない。た
とえば、図５に示すように、周回方向に連続したスリッ
ト２０ａ’，２２ａ’として構成されてもよい。この場
合、両スリット２０ａ’，２２ａ’は、図示のように半
径方向に位置をずらして配置されることになる。

【００２０】また、上述した実施例では、熱板１４は半
導体ウエハＷの形状に合わせて円形のものであった。し
かし、たとえば、図６に示すように矩形の形状を有する
ものであってもよい。この場合、パージングガス噴射装
置１８’も矩形の熱板１４’に対応してその回りを取り
囲むように矩形の枠型に構成される。また、ガス噴射口
２２ａ’の口径は、等角度間隔に配置され、中心部から
の距離が大きくなるほど大きな口径となるように選ばれ
る。

【００２１】また、蓋体１２の形状・構造および排気口
２８の形状・位置・個数等も任意に変形・変更すること
が可能である。たとえば、図７に示すように、蓋体１２
の内側面１２ａを中心部つまり排気口２８付近が高くな
るような傾斜面に形成して、排気効率を高めるようにし
てもよい。なお、図７に示すように、容器本体１０の内
壁面および熱板１４の外壁面をパージングガス噴出装置
１８の側壁に利用してパージングガス噴出装置１８の構
成を簡易化してもよい。また、ガス噴射部２２を着脱可
能に構成し、種々の口径のガス噴射口２２ａを任意に選
択・交換できるようにしてもよい。さらには、必要に応
じてガス分散部２０の通気口２０ａとガス噴射部２２の
ガス噴出口２２ａとを同径のものにしてもよい。

【００２２】また、上述した実施例では、パージングガ
ス噴射装置１８を容器本体１０の底部に設置したが、容
器本体１０の側面に設置することも可能である。また、
本発明は、プリベークやポストベーク以外の加熱処理装
置、たとえばフォトレジストと半導体ウエハとの密着性
を強化する目的で、加熱した半導体ウエハにベーパ状の
ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）を供給して表面処
理を行うアドヒージョン処理装置にも適用可能であり、
さらには加熱処理以外の処理を行う処理装置にも適用可
能である。したがって、本発明における載置台は熱板に
限るものではなく冷却板であってもよく、被処理体も半
導体ウエハに限るものではなくＬＣＤ基板であってもよ
い。

【００２３】

【発明の効果】上述したように、本発明の処理装置によ
れば、密閉可能な容器内に載置台を収容するとともに、
載置台の周囲にガス分散手段とガス噴射手段とを設け、
ガス分散手段によって均一に分散したパージングガスを
ガス噴射手段より所定の流速で噴射して密閉容器内を安
定に流すようにしたので、気流が渦を巻いたり乱流が発
生するようなおそれがなく、被処理体を安定かつ均一に
処理することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による加熱処理装置の全体の
構成を示す部分切欠斜視図である。

【図２】実施例による加熱処理装置の全体構成を示す断
面図である。

【図３】実施例による加熱処理装置の要部の構成を示す
斜視図である。

【図４】実施例による加熱処理装置の要部の構成を示す
断面図である。

【図５】実施例の一変形例による構成を示す斜視図であ
る。

【図６】実施例の別の変形例による構成を示す平面図で
ある。

【図７】実施例の他の変形例による構成を示す断面図で
ある。

【図８】従来の処理装置の構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ 容器本体 １２ 蓋体 １４ 熱板（載置台） １８ パージングガス噴射装置 ２０ ガス分散部 ２０ａ 通気口 ２２ ガス噴出部 ２２ａ 噴出口 ２４ ガス導入口 ２６ ガス供給管 ２８ ガス排気口 ３０ 排気管 Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/26

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理体を載置して処理するための載置
   台と、 前記載置台を収容する密閉可能な容器と、 パージング用のガスを供給するガス供給手段と、 前記ガス供給手段からのパージングガスを導入し、前記
   載置台の回りにパージングガスをほぼ均一に分散させる
   ガス分散手段と、 前記ガス分散手段によって分散されたパージングガスを
   前記容器内で前記載置台の回りから所定の流速でほぼ均
   一に噴射するガス噴射手段と、 前記容器内のガスを排気する排気手段と、 を具備したことを特徴とする処理装置。
2. 【請求項２】 被処理体を載置して処理するための載置
   台と、 パージング用のガスを供給するガス供給手段と、 前記ガス供給手段からのパージングガスを導入し、前記
   載置台の回りに配置された通気口よりほぼ均一にパージ
   ングガスを吐き出すガス分散手段と、 前記ガス分散手段の通気口より吐き出されたパージング
   ガスを導入し、前記載置台の回りに前記通気口とは位置
   をずらして配置された噴出口よりほぼ均一にパージング
   ガスを噴射するガス噴射手段と、 前記載置台、前記ガス分散手段および前記ガス噴射手段
   を収容する密閉可能な容器と、 前記容器内のガスを排気する排気手段と、 を具備したことを特徴とする処理装置。