JP2965163B2 - 加熱装置 - Google Patents

加熱装置

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JP2965163B2
JP2965163B2 JP1266813A JP26681389A JP2965163B2 JP 2965163 B2 JP2965163 B2 JP 2965163B2 JP 1266813 A JP1266813 A JP 1266813A JP 26681389 A JP26681389 A JP 26681389A JP 2965163 B2 JP2965163 B2 JP 2965163B2
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修 平河
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  • Coating Apparatus (AREA)
  • Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

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) 一般に加熱装置は、被処理体の加熱処理工程、例えば
半導体デバイス製造における半導体ウエハ等の加熱処理
工程等において用いられている。例えば半導体ウエハに
微細な回路パターンを転写する場合、フォトリソグラフ
ィー技術が用いられるが、このフォトリソグラフィー工
程において、例えばフォトレジストを塗布した半導体ウ
エハの加熱等に加熱装置が用いられている。
このような加熱装置では、例えば熱源として抵抗加熱
ヒータを有する熱板等が用いられる。そして、処理室内
に配設された熱板上に半導体ウエハを直接載置あるいは
プロキシミティーギャップ等と称される微少間隔を設け
て近接して配置し、伝導あるいは輻射によりこの半導体
ウエハを加熱する。
また、上記熱板には、搬入・搬出時に熱板上に半導体
ウエハを支持し、搬送装置等との受け渡しを行うための
複数例えば3本のピンを備えたものが多い。さらに、加
熱処理後、高温となった半導体ウエハをこれらのピン上
に支持し、この状態で排気を実施することにより、処理
室内に半導体ウエハとほぼ平行する気流を形成し、この
気流により半導体ウエハを冷却するよう構成された加熱
装置がある。
(発明が解決しようとする課題) 上述したように従来の加熱装置では、所定の加熱処理
が終了した後、ピン上に被処理体例えば半導体ウエハを
載置し、この状態で排気を実施することにより、排気に
伴なう気流によって半導体ウエハを空冷する。
しかしながら、このような加熱装置では、半導体ウエ
ハを空冷するための気流により、熱板が冷却されてしま
い、熱板の温度降下が生じるとともに、この気流の流れ
方向に沿って熱板に温度勾配が生じる。
ところが、熱板はその温度均一性を高めるため、温度
変動し難いよう熱容量が大きく設定されているので、一
旦冷却されてしまうと、例えば0.5〜1.0℃程度の温度降
下を回復するために長時間例えば30〜60秒程度かかる。
このため、次の半導体ウエハの処理時に処理温度が不正
確あるいは不均一になる等の問題があった。
本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもの
で、被処理基板を効率良く冷却することのできる熱処理
装置を提供しようとするものである。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 請求項1の発明は、レジスト液が塗布された一枚の被
処理体を熱板上方に搬入して加熱処理する加熱装置にお
いて、 前記熱板及び前記被処理体の上方を覆う如く設けられ
た断熱部材と、 前記断熱部材の上方から取り入れた空気を、前記断熱
部材の周囲から回り込ませて前記被処理体と略水平な気
流を形成し、前記加熱処理の後、前記熱板の上方に前記
熱板から離間して保持された前記被処理体を前記気流に
よって冷却する機構と 前記被処理体の周囲に、当該被処理体と略同一高さに
設けられ、前記気流をガイドする部材と を具備したことを特徴とする。
(作用) 本発明の加熱装置では、断熱部材の上方から取り入れ
た空気を、断熱部材の周囲から回り込ませて被処理基板
と略水平な気流を形成し、この気流によって被処理基板
を冷却することにより、装置の周囲に熱が漏れることを
防止しつつ、被処理基板を効率良く冷却することが可能
となる。
(実施例) 以下、本発明の加熱装置をフォトレジストが塗布され
た半導体ウエハのベーキングに用いるベーキング装置に
適用した一実施例を、図面を参照して説明する。
第1図および第2図に示すように、筐体1内には、表
面が例えば硬質アルマイト処理されたほぼ円板状のアル
ミニウム板等から構成され、その上部に半導体ウエハ2
を載置可能に構成された熱板3が設けられている。
上記熱板3は、図示しない加熱手段例えば抵抗加熱ヒ
ータにより所定温度例えば200〜350℃程度の温度に設定
可能に構成されている。また、熱板3は、図示しない昇
降装置により昇降自在に構成されている。さらに、この
熱板3を貫通する如く複数例えば3本のピン4が設けら
れており、熱板3を下降させることにより、これらのピ
ン4を熱板3上に突出させ、これらのピン4によって半
導体ウエハ2を支持し、半導体ウエハ2と熱板3との間
に図示しない搬送用アーム等を挿入可能な間隔を設ける
如く構成されている。
また、上記熱板3の周囲には、この熱板3の周囲を囲
む如く形成されたシールドカバー5が設けられている。
このシールドカバー5は、熱板3を昇降させるための昇
降装置に接続されており、熱板3とともに昇降自在に構
成されている。さらに、このシールドカバー5と熱板3
との間には、これらの相対的な高さを変更し、後述する
ようにシールドカバー5を熱板3より高位置に配置可能
とする図示しない駆動機構例えばエアシリンダが設けら
れている。また、このシールドカバー5の上面には、多
数の通気口6が設けられており、熱板3の回りには、不
活性ガス例えば窒素ガスを供給するための複数の窒素ガ
ス供給口7が設けられている。
さらに、筐体1内には、筐体1の搬入・搬出口8側
(前方)と反対側(後方)とに位置する如く、上記シー
ルドカバー5の両側を挟んで2本の角パイプ状の排気ダ
クト9、10が設けられている。これらの排気ダクト9、
10は、図示しない排気装置に連結されており、これらの
排気ダクト9、10には、内側(熱板3側)に開口する下
部排気口11、12、および上側に開口するレジストミスト
用排気口13、14が設けられている。また、後方(搬入・
搬出口8側でない方)に設けられた排気ダクト9には、
上側に開口する上部排気口15が設けられている。
一方、熱板3の上方には、熱板3の上部を覆う如く断
熱カバー16が設けられている。この断熱カバー16は、内
部に断熱室17(断熱用の空間)を設ける如く中空構造と
されており、その下面には複数の通気口18が設けられて
いる。また、この断熱カバー16には、前述した排気ダク
ト9、10のレジストミスト用排気口13、14に接続され、
断熱室17内から排気を行うための図示しない排気管が設
けられている。
上記断熱カバー16は、筐体1の天井部に例えばセラミ
ックススペーサ19等の断熱部材を介して支持されてお
り、断熱カバー16と筐体1の天井部との間には、断熱カ
バー16からの対流熱を押えるためのシールドプレート20
が設けられている。また、筐体1の天井部には、複数の
通気口21が設けられている。
次に、上記構成のベーキング装置の動作について説明
する。
予め熱板3を所定の温度例えば200〜350℃程度の温度
に設定しておくとともに、第1図に示すように熱板3お
よびシールドカバー5を降下させてピン4を熱板3上に
突出させておく。そして、この状態で例えば搬送装置に
より半導体ウエハ2を搬入・搬出口8から搬入し、ピン
4上に載置する。
この後、第3図に示すように、熱板3およびシールド
カバー5を上昇させ、ピン4上から熱板3上に半導体ウ
エハ2を移すとともに、熱板3およびシールドカバー5
と、断熱カバー16との間に半気密的な処理空間を形成す
る。なお、この時熱板3上に微少高さのピンを設けてお
き、熱板3と半導体ウエハ2との間に微少間隔(プロキ
シミティーギャップ)を設けてもよい。
この状態で半導体ウエハ2は、所定時間加熱処理され
るが、処理中は、シールドカバー5に設けられた窒素ガ
ス供給口7から処理空間内に不活性ガスとして窒素ガス
を吹き込むことにより、半導体ウエハ2は不活性ガス雰
囲気におかれる。
また、この時、図示しない排気装置により、排気ダク
ト9、10を介して排気を行う。すなわち、この状態(熱
板3およびシールドカバー5が上昇した状態)では、排
気ダクト9、10に設けられた下部排気口11、12が開とな
り、一方排気ダクト9に設けられた上部排気口15は閉塞
される。したがって、筐体1の天井部に設けられた通気
口21から清浄空気が取り入れられ、この清浄空気がシー
ルドカバー5の通気口6、下部排気口11、12を通って排
気ダクト9、10内に流入する如く気流が形成され、この
気流により、筐体1内の蓄熱が防止される。なお、この
時、半導体ウエハ2から生じるレジストミストや余分な
窒素ガスは、断熱室17内から図示しない排気管およびレ
ジストミスト用排気口13、14、排気ダクト9、10を通っ
て排出される。
そして、所定時間の加熱処理が終了すると、第4図に
示すように、熱板3およびシールドカバー5を下降さ
せ、半導体ウエハ2をピン4上に移すとともに、シール
ドカバー5を熱板3に対して上昇させ、シールドカバー
5の上面が半導体ウエハ2とほぼ同一高さとなるよう設
定し、この状態で待機する。
この時、シールドカバー5の下降に伴って下部排気口
11、12が閉塞され、上部排気口15が開となる。このた
め、排気に伴なう清浄空気流は、第4図に矢印で示す如
く、筐体1の天井部に設けられた通気口21から、半導体
ウエハ2およびシールドカバー5と断熱カバー16との間
を通り、上部排気口15から排気ダクト9内に流入するよ
う変更される。したがって、この清浄空気流によって高
温となった半導体ウエハ2を速やかに冷却することがで
きる。また、シールドカバー5によって遮蔽されるた
め、この清浄空気流は熱板3には当たらない。このた
め、従来のように熱板3が冷却され、温度降下や温度勾
配が生じることを防止することができる。
しかる後、例えば処理済みの半導体ウエハ2を搬出す
るための搬送装置のアーム等が搬入・搬出口8の前方へ
移動してくると、シールドカバー5を下降させるととも
に、搬入・搬出口8を開とし、第1図に示した状態と同
様な状態とし、半導体ウエハ2を搬出して一枚の半導体
ウエハ2の処理を終了する。
すなわち、この実施例のベーキング装置では、処理済
みの半導体ウエハ2を空冷するための気流を、シールド
カバー5によって遮蔽し、熱板3が冷却されることを防
止して熱板3に温度降下や温度勾配が生じることを防止
する。したがって、常に所定の温度で均一な加熱処理を
行うことができる。
なお、上記実施例では本発明を半導体ウエハのベーキ
ング装置に適用した例について説明したが、本発明はか
かる実施例に限定されるものではなく、被処理体を加熱
処理する装置であれば何れにも適用可能である。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明の加熱装置によれば、被
処理基板を効率良く冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のベーキング装置の構成を示
す図、第2図は第1図のベーキング装置の熱板部分を示
す図、第3図は第1図のベーキング装置の処理時を示す
図、第4図は第1図のベーキング装置の冷却時を示す図
である。 1……筐体、2……半導体ウエハ、3……熱板、4……
ピン、5……シールドカバー、6……通気口、7……窒
素ガス供給口、8……搬入・搬出口、9、10……排気ダ
クト、11、12……下部排気口、13、14……レジストミス
ト用排気口、15……上部排気口、16……断熱カバー、17
……断熱室、18……通気口、19……セラミックススペー
サ、20……シールドプレート、21……通気口。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/30 G03F 7/40 B05C 9/14

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レジスト液が塗布された一枚の被処理体を
    熱板上方に搬入して加熱処理する加熱装置において、 前記熱板及び前記被処理体の上方を覆う如く設けられた
    断熱部材と、 前記断熱部材の上方から取り入れた空気を、前記断熱部
    材の周囲から回り込ませて前記被処理体と略水平な気流
    を形成し、前記加熱処理の後、前記熱板の上方に前記熱
    板から離間して保持された前記被処理体を前記気流によ
    って冷却する機構と 前記被処理体の周囲に、当該被処理体と略同一高さに設
    けられ、前記気流をガイドする部材と を具備したことを特徴とする加熱装置。
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