JP4020260B2 - 熱処理装置、および異物検出方法並びに異物除去方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板を加熱プレート上に載置して、前記加熱プレートの熱により基板を熱処理する熱処理装置における、加熱プレート上の異物を検出、また検出除去することのできる熱処理装置、および異物検出方法並びに異物除去方法に関する。

半導体デバイスの製造工程のうちフォトリソグラフィ工程においては、半導体ウエハにレジストを塗布後、これにより形成されたレジスト膜を所定の回路パターンに応じて露光し、この露光パターンを現像処理することによりレジスト膜に回路パターンを形成している。
このように、レジスト液の塗布および現像処理に用いられる半導体ウエハ塗布・現像処理システムにおいては、ウエハに対して熱処理を行う熱処理装置が具備されている。この熱処理装置によって、レジスト塗布後の加熱処理（プリベーク）、露光後の加熱処理（ポストエクスポージャベーク）、現像後の加熱処理（ポストベーク）等、種々の熱処理が行われる。前記熱処理装置においては、通常、筐体内に加熱プレートを配置して構成された加熱処理ユニットによって熱処理が行われ、この加熱プレートの表面にウエハを近接または載置して、加熱プレートをヒータにより加熱することによってウエハを加熱するようにしている。

ところで近年、半導体デバイスの高集積化・高速化を図るため、その製造工程においてはプロセスの微細化が求められている。これに伴い、前記加熱処理工程においては、従来問題とならなかった微小なごみが加熱プレート上に存在してもウエハにプロセス不良が生じるため、より高清浄化した状態でウエハを加熱することが必要とされている。

このような課題に対し、加熱処理の際に加熱プレート上のごみ（以下、異物と呼ぶ）を検出して除去する異物除去システムが特許文献１に開示されている。
図８に、特許文献１に係る異物除去システムの形態に示される加熱処理ユニット（熱処理装置）の断面図を示す。図８に示すように、加熱処理ユニットＨＰは、ケーシング９０内に円盤状の加熱プレート９１を有している。この加熱プレート９１の表面には、プロキシミティピン９２が設けられ、その上に加熱プレート９１に近接した状態でウエハＷが載置されている。

また、加熱プレート９１は、その裏面に設けられた発熱体９３により加熱され、所定温度に設定される。この温度制御は、加熱プレート９１の表面近傍に設けられた複数の温度センサ９４と、それらの検出温度に基づき発熱体電源９３ａを制御する発熱体コントローラ９５により行なわれる。

さらに、この加熱処理ユニットＨＰには、異物検出機構９６が具備されている。この異物検出機構９６は、温度センサ９４の測定結果に基づいて、所定温度Ｔｏの加熱プレート９１にウエハＷが載置されてから、一旦下がった加熱プレートの温度が再び前記温度Ｔｏに戻るまでの時間における温度曲線に基づき温度積算面積Ｉを求める機能を有する。
そして予め、加熱プレート９１上に異物がない場合の前記温度積算面積Ｒを記憶しておき、前記面積Ｉと面積Ｒとを比較することにより加熱プレート上の異物の有無を検出するようになされている。

また、前記加熱処理ユニットＨＰの異物検出機構９６によって、異物が検出された場合には、この加熱処理ユニットＨＰの外部に設けられた、異物除去部材（図示せず）が前記ケーシング９０内に搬入され、加熱プレート９１上の異物を吸着または吸引するように構成されている。

特開２００３−１３３３９９号公報（第５頁左欄第１６行乃至第７頁右欄第４４行、第１１図）

前記したように、特許文献１には、異物検出機構として加熱プレート上にウエハを載置した際の、加熱プレートの温度変化を検出して異物を検出する形態が開示されている。このように加熱プレート上の温度変化を検出して異物を検出しているため、検出精度に欠けるという課題があった。また、ウエハの加熱プレート上への載置後に異物の有無を判別するため、ウエハの載置前に異物の有無を直接的に検出する方法よりもスループットが低下するという課題があった。また、加熱プレート５１上に異物があった場合には、そのウエハはプロセス不良となるため、前記異物の有無を直接的に検査する方式よりも歩留まりが悪くなるという課題もあった。

なお、前記特許文献１には、異物検出機構として、例えば、加熱プレート表面に光を照射してその反射光を検出するもの（反射型光学センサ）等、直接的に加熱プレートに作用させるものでもよい旨が示される。前記直接的な検出方法としては、前記反射型光学センサや、ＣＣＤカメラによる検出等があるが、高温のケーシング内での使用を考慮すると、誤動作、故障の発生等、不具合が予想される。しかしながら前記特許文献１には、その具体的な解決策は示されていない。

本発明は、前記したような事情の下になされたものであり、加熱プレート上の異物を効果的に検出できる熱処理装置、および異物検出方法を提供することを目的とする。また、本発明は、前記異物検出方法に基づいて加熱プレート上の異物を効果的に除去できる熱処理装置、および異物除去方法を提供することを目的とする。

前記した課題を解決するために、本発明に係る熱処理装置は、基板を加熱プレート上に載置して、前記加熱プレートの熱により前記基板を熱処理する熱処理装置であって、垂直方向に進退可能に設けられ、前記加熱プレートの熱により熱処理された前記基板を支持し、上方に移動することにより前記基板を前記加熱プレートに対して離間する支持手段と、前記基板を支持する支持手段との干渉を避けるスリットが形成され、前記加熱プレートの上方位置に進退移動可能に設けられると共に、前記加熱プレートの上方位置に移動して、前記支持手段が退くことにより前記基板を載置し、前記基板を所定の温度に冷却する冷却プレートと、前記冷却プレートに設けられ、前記加熱プレート上の異物を検出する異物検出手段とを備えたことに特徴を有する。

このように構成することにより、加熱プレート上の異物を検出する作業工程と基板を受け取り、冷却プレート上に載置する工程を同時に行うことができるため、スループットを低下させることなく、効果的に異物検出を行うことができる。
また、冷却プレートに異物検出手段を設けることにより、加熱プレートからの熱による誤動作、故障等の悪影響を防ぐことができる。さらに、次の基板処理前に異物検出を行うため、事前に異物の有無を把握でき、その結果プロセス不良が生じる虞がなく、歩留まりを向上することができる。

また、前記冷却プレートに設けられ、前記加熱プレート上の異物を除去する異物除去手段をさらに備え、前記冷却プレートが前記加熱プレートの上方位置を移動する際に、前記異物検出手段が前記加熱プレート上の異物を検出し、その検出に基づいて前記異物除去手段が検出された異物を除去することが望ましい。
このように異物除去手段を設けることにより、異物が検出されたときには、その異物を除去することができるため、次の処理基板の載置前においては、加熱プレートを常に清浄化した状態とすることができる。

また、前記異物検出手段は、ラインセンサ、反射式光学センサ、ＣＣＤカメラのいずれかであることが好ましい。
前記したように冷却プレートに異物検出手段を設けるため、加熱プレートの熱による異物検出手段への悪影響を防ぐことができる。このため、異物検出手段には、前記のような高精度な検出手段を用いることができる。
また、前記異物除去手段は、異物拭き取り手段と異物吸引手段とから構成されることが望ましい。
このように拭き取り手段と吸引手段を用いることで、効果的に異物除去処理を行うことができる。

また、前記異物検出手段が、前記加熱プレート上の異物の大きさを検出し、検出した異物の大きさに基づき、前記異物拭き取り手段と前記異物吸引手段のいずれかを選択することが望ましい。
このように構成すれば、異物の大きさに応じた除去手段が選択できるため、より効果的に異物除去作業を行うことができる。

また、前記した課題を解決するため、本発明に係る異物検出方法は、基板を加熱プレートに載置して熱処理し、熱処理された基板を冷却プレートに載置して所定の温度に調整する熱処理における加熱プレート上の異物検出方法であって、前記加熱プレートにより熱処理された基板を、垂直方向に進退可能に設けられた支持手段により支持し、前記支持手段を上方に移動させることにより前記加熱プレートから離間させる工程と、前記基板を支持する支持手段との干渉を避けるスリットが形成されると共に、前記加熱プレートの上方位置に進退移動可能に設けられ、更に異物検出手段を有する冷却プレートを前記加熱プレートの上方位置に移動している間に、前記異物検出手段によって加熱プレート上の異物を検出する工程と、前記冷却プレートを前記基板の下面に近接させ、前記支持手段が退くことにより前記基板を冷却プレート上に載置する工程とを含むことに特徴を有する。
このようにすることにより、加熱プレート上の異物を検出する作業工程と基板を受け取り、冷却プレート上に載置する工程を同時に行うことができるため、スループットを低下させることなく、効果的に異物検出を行うことができる。
また、冷却プレートが異物検出手段を有するため、加熱プレートからの熱による誤動作、故障等の悪影響を防ぐことができる。さらに、次の基板処理前に異物検出を行うため、事前に異物の有無を把握でき、その結果プロセス不良が生じる虞がなく、歩留まりを向上することができる。

また、前記した課題を解決するため、本発明に係る異物除去方法は、基板を加熱プレートに載置して熱処理し、熱処理された基板を冷却プレートに載置して所定の温度に調整する熱処理における加熱プレート上の異物除去方法であって、前記加熱プレートにより熱処理された基板を、垂直方向に進退可能に設けられた支持手段により支持し、前記支持手段を上方に移動させることにより前記加熱プレートから離間させる工程と、前記基板を支持する支持手段との干渉を避けるスリットが形成されると共に、前記加熱プレートの上方位置に進退移動可能に設けられ、更に異物検出手段を有する冷却プレートを前記加熱プレートの上方位置に移動している間に、前記異物検出手段によって加熱プレート上の異物を検出する工程と、前記冷却プレートを前記基板の下面に近接させ、前記支持手段が退くことにより前記基板を冷却プレート上に載置する工程と、前記基板を冷却プレート上に載置する工程の後、加熱プレート上の異物を除去する異物除去手段を有する冷却プレートが前記加熱プレートの上方位置から離れる方向に移動する際、前記異物検出手段の検出に基づいて、前記加熱プレート上の異物を除去する工程とを含むことに特徴を有する。
このようにすることにより、加熱プレート上の異物を検出除去する作業工程と基板を受け取り、冷却プレート上に載置する工程を同時に行うことができるため、スループットを低下させることなく、効果的に異物検出除去を行うことができる。
また、冷却プレートが異物検出手段並びに異物除去手段を有するため、加熱プレートからの熱による誤動作、故障等の悪影響を防ぐことができる。さらに、次の基板処理前に異物検出除去を行うため、事前に異物の有無を把握でき、異物がある場合には除去することができる。これにより、プロセス不良が生じる虞がなく、歩留まりを向上させることができる。

前記異物除去工程は、前記加熱プレート上の異物を拭き取る工程と、異物を吸引する工程とを含むことが好ましい。
このように、異物を除去する工程を複数の工程とすることにより、より確実に異物の除去作業を行うことができる。
また、前記異物検出手段が、前記加熱プレート上の異物の大きさを検出し、前記異物検出手段が検出した異物の大きさにしたがって、前記異物を拭き取る工程と前記異物を吸引する工程のいずれかが選択されることが望ましい。
このようにすれば、異物の大きさに応じた除去工程が選択できるため、より効果的に異物除去作業を行うことができる。

また、前記異物除去工程の後、前記異物検出手段によって前記加熱プレート上の同一位置に異物が再び検出された場合には、警告音を発する工程あるいは装置の動作を停止させる工程を含むことが望ましい。
このようにすることによって、異物が残った加熱プレート上への基板の載置を防ぐことができるため、歩留まりを向上させることができる。

本発明によれば、加熱プレートの熱により基板を熱処理する熱処理装置において、加熱プレート上の異物を効果的に検出すると共に除去し、基板の熱処理を効率的に行うことのできる熱処理装置および熱処理方法を提供することができる。

以下、本発明にかかる実施の形態につき、図に基づいて説明する。ここでは、この発明に係る熱処理装置を半導体ウエハ（基板）の塗布・現像処理システムに組み込んだ場合について図１乃至図７に基づき説明する。
図１は、本発明に係る熱処理装置を備える半導体ウエハ塗布・現像処理システムの全体を示す斜視図である。図２は、この発明に係る熱処理装置の一形態を示す概略断面図である。図３は、この発明に係る熱処理装置の他の形態を示す概略断面図である。図４は、図２、図３の熱処理装置が備える冷却温度調整体および加熱プレートの斜視図である。図５は、図２、図３の熱処理装置が備える冷却温度調整体の下面図である。図６は、図２、図３の熱処理装置の別の状態を示す断面図である。そして図７は、図２、図３の熱処理装置が備える冷却温度調整体が有する異物検出手段および異物除去手段の断面図である。

図１に示すように、半導体ウエハの塗布・現像処理システム１は、その一端側に被処理体（基板）として例えば多数枚の半導体ウエハＷ（以下にウエハＷという）を収容する複数のカセット２を例えば４個載置可能に構成したカセットブロック３を有している。そして、このカセットブロック３の中央部にはウエハＷの搬入・搬出及びウエハＷの位置決めを行う補助アーム４が設けられている。

また、塗布・現像処理システム１のカセットブロック３の側方にはプロセスブロック６が配置されている。更に、その中央部にて、その垂直方向に移動可能に設けられると共に、補助アーム４からウエハＷを受け渡される搬送手段としてのメインアーム５が設けられている。このメインアーム５は、ウエハＷの周辺部を保持するように略馬蹄状に形成されている。
なお、メインアーム５の周囲には、略円周状に各種処理機構が配置されている。具体的には、これらの処理機構として、例えば、フォトレジストを塗布処理するレジスト塗布機構７と、露光されたウエハＷのフォトレジストを現像処理する現像機構８とが前方に積み重ねられている。また、メインアーム５の側方および後方には、処理装置群９が配置されている。

処理装置群９では、ウエハＷを冷却処理するクーリング装置（図示せず）、レジスト液とウエハＷとの定着性を高めるためのアドヒージョン装置（図示せず）、ウエハＷを待機させるエクステンション装置（図示せず）、レジスト膜中に残存している溶剤揮発のための加熱処理、露光後の加熱処理、現像後の加熱処理等を目的とした熱処理装置１０等が下から順に、例えば８段に積み重ねられている。
なお、プロセスブロック６の側方には、インターフェースブロック１１を介して、レジスト膜に所定の微細パターンを露光する露光装置１２等が設けられている。

次に、熱処理装置について詳細に説明する。図２に示すように、前記熱処理装置１０は、前記メインアーム５によって搬送されるウエハＷを所定の温度に加熱処理する加熱処理部２１と、この加熱処理部２１にて加熱処理された後のウエハＷを加熱処理部２１から受け取ると共に、所定の温度例えば室温（２３℃程度）まで冷却（冷却温調）する冷却温度調整体４０の待機部２２とを具備している。

前記加熱処理部２１には、ウエハＷを載置して所定温度に加熱する発熱体２３（ヒータ）を埋設して有する加熱プレート２４が保持部材２５にて保持されている。この加熱プレート２４の外周側には、加熱プレート２４の周辺部を包囲する円筒状のシャッタ２６が昇降シリンダ２７によって上下移動可能に配設されており、また、加熱プレート２４の上方には、上部中央に、図示しない排気装置に接続する排気口２８ａを有するカバー２８が配設されている。

この場合、シャッタ２６の下端部には内向きフランジ２６ａが設けられており、昇降シリンダ２７の駆動によってシャッタ２６が上昇した際、内向きフランジ２６ａが保持部材２５の下面に装着されたシールパッキング２９に密接した状態でシャッタ２６が加熱プレート２４を包囲してカバー２８と共に処理室３０を形成し、シャッタ２６が下降することにより、シャッタ２６上端部とカバー２８下側部との隙間を通して待機部２２以外の箇所から加熱プレート２４上へのウエハＷの搬入及び搬出が可能に構成されている。

なお、処理室３０を形成する際、シャッタ２６の上端とカバー２８との間には約１ｍｍ程度の隙間３１が設けられ、この隙間３１から処理室３０内に流入する空気が排気口２８ａから排気されるようになっている。このように、ウエハＷの上方の周囲から処理室３０内に流入される空気を上方の排気口２８ａから排出することにより、流入した空気が直接ウエハＷに触れることを防止できるため、ウエハＷの加熱処理の加熱温度を均一にすることができ、ウエハＷの加熱処理を均一にすることができる。

また、加熱プレート２４の下方には、ウエハＷを支持して加熱プレート２４の上方位置に移動、すなわちウエハＷを、ヒータ２３が埋設された加熱プレート２４上に離間すべく加熱プレート２４に対して相対移動する支持手段としての３本の支持ピン３２が昇降板３３上に同心円状に起立して設けられている。これら支持ピン３２は、例えばセラミックス、フッ素樹脂あるいは合成ゴム等の断熱性部材にて形成されており、昇降板３３に連結するボールねじ機構からなる昇降機構３４の駆動によって加熱プレート２４に設けられた貫通孔２４ａを介して加熱プレート２４の上方に出没移動し得るように構成されている。

一方、前記待機部２２に配設される冷却温度調整体４０は、前記支持ピン３２によって加熱プレート２４の上方位置に移動されたウエハＷを受け取って載置することができるように形成された冷却プレート４１を有している。この冷却プレート４１には冷媒としてのペルチェ素子４４が埋設されており、図示しない電源からの通電によって冷却プレート４１が吸熱されて温度が低下しウエハＷを所定の温度例えば室温（２３℃程度）に冷却し得るように構成されている。
なお、図示しないが、ペルチェ素子４４の代りに、冷却プレート４１内に管状の流路を内蔵させ、所定温度に冷却された恒温水，ガス等を循環させて冷却するように構成してもよい。

次に熱処理装置１０の他の構成例について、図３を用いて説明する。なお、図２と同一の機能を有する部材については、同一の符号で示しており、その詳細な説明は省略する。
図３に示すように、前記熱処理装置１０は、前記メインアーム５によって搬送されるウエハＷを所定の温度に加熱処理する加熱処理部２１と、この加熱処理部２１にて加熱処理された後のウエハＷを加熱処理部２１から受け取ると共に、所定の温度、例えば室温（２３℃程度）まで冷却（冷却温調）する冷却温度調整体４０の待機部２２とを具備している。

前記加熱処理部２１には、ウエハＷを載置して所定温度に加熱する発熱体２３（例えばヒータ）を埋設して有する加熱プレート２４が、保持部材２５にて保持されている。この加熱プレート２４、保持部材２５の上方には、上部中央部において気体導入装置（図示せず）に接続する気体導入口２８ｂと、導入された気体（例えば空気）を分散させる分散プレート３６と、分散された気体をウエハＷ上に均一に導入するためのパンチングプレート（多孔処理を施したプレート）３７と、気体を排気する排気口２８ａを有するカバー２８とが配設されている。
前記カバー２８の下端縁部には、このカバー２８が下降した際、前記保持部２５とカバー２８との密着性を高めるため、弾力性および断熱性に優れる合成ゴムのＯ（オー）リング３５が埋め込まれている。

そして、この熱処理装置１０においては、前記メインアーム５によって搬送されたウエハＷは、３本の支持ピン３２上に載置され、昇降機構３４の駆動により３本の支持ピン３２が下降することで、ウエハＷが加熱プレート２４に載置され、加熱処理が開始される。
なお、３本の支持ピン３２の下降と同時に、シリンダ２７の駆動により、カバー２８が下降することで、カバー２８と保持部材２５とが密着し、処理室が形成されるよう構成されている。

続いて、前記冷却温度調整体４０について詳細に説明する。前記冷却温度調整体４０は、冷却プレート４１の下面に、加熱プレート２４上の異物を検出する異物検出手段５０と、異物検出手段５０により検出された異物を除去する異物除去手段６０とを有している。そして、前記異物除去手段６０は、加熱プレート２４上の異物を拭き取る異物拭き取り手段６１と、加熱プレート２４上の異物を吸引する異物吸引手段７０とで構成されている。なお、図４および図５に示すように、冷却プレート４１の下面（裏面）には、２つのスリット４７が設けられ、これにより冷却プレート４１には板片部４１ａ、４１ｂ、４１ｃが形成される。そして、これら板片部４１ａ、４１ｂ、４１ｃに、夫々前記異物検出手段５０と異物除去手段６０とが設けられている。

前記異物検出手段５０は、例えば図６に示すように加熱プレート２４の表面に向けて光照射する光照射部５１と、前記光照射による光の反射光を受光する受光センサ５２と、受光センサ５２の検出結果に基づき、異物の判定を行う異物判定部５３とで構成される。加熱プレート２４上に所定の大きさ以上の異物がある場合、この異物に光が当たると反射光は散乱光として受光センサ５２に入射される。また、受光センサ５２は、入射した散乱光を検出し、その情報を異物判定部５３に供給するように構成されている。そして、異物判定部５３は、受光センサ５２から受け取った情報を解析し、除去すべき異物の有無を判定すると共に、所定の大きさ以上あるいは以下の異物であるかを判定し、その判定結果を制御部８０に供給するように構成されている。

一方、異物除去手段６０は、図６に示すように異物拭き取り手段６１と異物吸引手段７０とで構成される。このうち異物拭き取り手段６１は、加熱プレート２４上の異物Ｄ１を拭き取る手段であって、テープ状のクリーニングクロス６７を巻き取るローラ６３と、このローラ６３を回転駆動するローラ駆動部６８と、前記クリーニングクロス６７を送り出すローラ６４とを備える。さらに、ローラ６３とローラ６４との間には、クリーニングクロス６７を加熱プレート２４の表面に圧着する圧着ローラ６５が設けられる。

この圧着ローラ６５は、支軸６６の先端に回転自在に取り付けられ、支軸６６は伸縮駆動部６２によって垂直方向に伸縮可能に構成されている。すなわち、拭き取り時には、支軸６６が下方に伸びて圧着ローラ６５が下降し、ローラ６３により巻き取られるクリーニングクロス６７を加熱プレート２４の表面に圧着する。これにより、拭き取り時には、汚れのないクロス面が常に加熱プレート２４の表面に接触するようになされている。なお、異物拭き取り手段６１のローラ６３、クリーニングクロス６７、ローラ６４の部分は、カートリッジとして交換可能に形成されており、クリーニングクロス６７がすべてローラ６３により巻き取られると、新たなカートリッジと交換される。

また、異物吸引手段７０は、吸引口７２および吸引路７３を有する略パイプ状に形成された吸引部７４と、前記吸引口７２から加熱プレート２４上の異物Ｄ２を吸引するよう負圧吸引力により空気流を生成する負圧発生部７１とで構成される。なお、加熱プレート２４上の異物Ｄ２をより確実に吸引できるように、異物除去手段６０に気体吹出口を設け、加熱プレート２４の表面に気体（例えば窒素）を吹き付けて異物Ｄ２を加熱プレート２４より離脱させ、前記吸引口７２から異物Ｄ２を吸引する構成としてもよい。
また、前記異物拭き取り手段６１および異物吸引手段７０は、前記異物検出手段５０の検出結果にしたがって、制御部８０により動作制御される。

前記のように構成される冷却温度調整体４０は、図２に示しようにロッド４６ａを介して水平移動用の空気シリンダ４６に連結されている。そして、この空気シリンダ４６の駆動によって冷却温度調整体４０が加熱プレート２４の上方位置のウエハＷに向かって進退移動し得るように構成されている。
なお、空気シリンダ４６は、図示しない昇降機構によって垂直方向に移動可能に形成されてもよい。

また、冷却温度調整体４０の冷却プレート４１は、図４に示すように、前記２つのスリット４７によって、３本の支持ピン３２との干渉を避け、支持ピン３２が垂直方向に進退できるようになされている。
そして、このようにスリット４７を設けることにより、支持ピン３２によって加熱プレート２４の上方位置に移動されたウエハＷに向けて、冷却温度調整体４０を移動させ、図７（ｂ）に示すようにウエハＷの下面に冷却プレート４１を近接させることができる。
この際、スリット４７以外の領域で加熱プレート２４とウエハＷとが遮断され、この状態でウエハＷを冷却温調することができる。そして、ウエハＷは冷却プレート４１によって加熱プレート２４と熱的に遮断されるので、加熱プレート２４からの熱の影響を受ける虞がない。

また、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、加熱プレート２４による加熱処理後に、冷却温度調整体４０がウエハＷを受け取って冷却プレート４１上に載置し、冷却する際に、異物検出手段５０が加熱プレート２４上の異物を検出し、異物除去手段６０により異物を除去するまでの状態を時系列に示した図である。
すなわち、異物検出手段５０による異物検出は、先ず、図７（ａ）に示す状態から図７（ｂ）に示す状態（ウエハＷを冷却プレート４１上に載置する状態）に至る範囲において、矢印Ａの方向に沿って加熱プレート２４の表面に対して行われる。次いで、加熱プレート２４の表面全体を検出するように、冷却温度調整体４０は矢印Ｂの方向にさらに移動し、図７（ｃ）に示す状態に至るまで異物検出手段５０による異物検出が行われる。
この異物検出においては、加熱プレート２４上における異物の位置情報および異物の大きさが検出され、それらの情報は制御部８０に一時的に保持される。

次いで、冷却温度調整体４０は矢印Ｃ方向に移動し、待機位置に戻る際、前記異物の位置情報および大きさ情報に基づいて、前記制御部８０の制御に基づき異物除去手段６０による異物除去が行われる。すなわち、制御部８０は、前記位置情報に基づき、冷却温度調整体４０の移動を一時停止させ、また、前記異物の大きさ情報に基づき、異物拭き取り手段６１または異物吸引手段７０の動作制御を行う。その際、例えば小さな異物については異物吸引手段７０により吸引して除去し、大きな異物、汚れ等については異物拭き取り手段６１により除去するというように制御部８０により選択的に動作制御される。

また、ウエハＷの冷却後、冷却プレート４１上のウエハＷは再び加熱プレート２４の上方を移動して搬出されるが、その際にも異物検出手段６０により、異物の再検出を行うことが望ましい。
そこで、異物が検出された場合には、異物除去手段６０により再度、異物除去を行うようにしてもよい。あるいは、警告音の発生、または、装置動作の停止により、異物の存在を作業者に通知するようにしてもよい。このようにすれば、異物が残った加熱プレート２４上へのウエハＷの載置を未然に防ぐことができるため、歩留まりを向上させることができる。
さらにまた、図示しないが、冷却温度調整体４０の進退方向と直交する方向に前記異物検出手段５０および異物除去手段６０をスライドさせる機構を設けることが望ましい。このように構成すれば、加熱プレート２４の表面上をより全面的に検査し、異物を除去することができる。

なお、異物検出および異物除去する際、加熱プレート２４は高熱であり、その熱が異物検出手段５０および異物除去手段６０に加わる。しかしながら、異物検出手段５０および異物除去手段６０は、冷却プレート４１に設けられているため、その冷却効果により加熱プレート２４からの熱から保護され、誤動作、故障等を防ぐことができる。

以上のように本実施の形態にあっては、ウエハＷを所定の温度に冷却調整する冷却温度調整体４０がウエハＷを受け取るために移動中、異物検出手段５０により異物を検出することができる。そして、ウエハＷを受け取り待機位置に戻るために移動中、異物除去手段６０により、加熱プレート２４上の異物を除去することができる。
すなわち、加熱プレート２４上の異物を検出除去する作業工程とウエハＷを受け取り、冷却プレート４１上に載置して冷却する工程を同時に行うことができるため、スループットを低下させることなく、効率的に異物検出除去を行うことができる。
また、冷却プレート４１の下面に異物検出手段５０および異物除去手段６０を設けることにより、加熱プレート２４からの熱による悪影響を防ぐことができる。
さらに、次の基板処理前に異物検出除去処理を行うため、プロセス不良が生じる虞がなく、歩留まりを向上することができる。

なお、前記した実施の形態において、異物検出手段５０には反射型光学検センサを用いた検出方式を用いたが、これに限らず、例えばＣＣＤカメラによる撮影画像を基に異物検出する方式または、ラインセンサによる検出方式を用いてもよい。あるいは、例えば反射型光学センサとＣＣＤカメラ等の、複数の検出方式を合わせた複合型の検出方式を用いてもよい。
また、前記した実施の形態では、円筒状のシャッタ２６を上下動させて処理室３０の形成及び加熱プレート２４の外方の開放を行っているが、シャッタ２６の上下動に代えて、あるいは、シャッタ２６の上下動と共にカバー２８及び加熱プレート２４を上下動させて同様に処理室３０を形成するようにしてもよい。また、前記円筒状のシャッタ２６に代えて、加熱プレート２４を収容する容器の側壁にウエハ搬入・搬出用の開口を設け、この開口を開閉するシャッタとしてもよい。
また、本発明において、基板はウエハＷに限定されず、例えばマスク基板、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板等であってもよい。また、本発明において、塗布処理における処理液は、フォトレジスト液に限定されず、例えば絶縁膜用の処理液等であってもよい。

本発明は、半導体ウエハ等の基板を熱処理する熱処理装置に適用でき、半導体製造業界において好適に用いられるが、半導体ウエハ以外のマスク基板、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板等の被処理体の熱処理にも用いることができる。

図１は、本発明に係る熱処理装置を備える半導体ウエハ塗布・現像処理システムの全体を示す斜視図である。 図２は、この発明に係る熱処理装置の一実施形態を示す概略断面図である。 図３は、この発明に係る熱処理装置の他の実施形態を示す概略断面図である。 図４は、図２、図３の熱処理装置が備える冷却温度調整体および加熱プレートの斜視図である。 図５は、図２、図３の熱処理装置が備える冷却温度調整体の下面図である。 図６は、図２、図３の熱処理装置の別の状態を示す断面図である。 図７は、図２、図３の熱処理装置が備える冷却温度調整体が有する異物検出手段および異物除去手段の断面図である。 図８は、従来の加熱処理ユニット（熱処理装置）の断面図である。

符号の説明

１０ 熱処理装置
２４ 加熱プレート
４０ 冷却温度調整体
４１ 冷却プレート
５０ 異物検出手段
６０ 異物除去手段
６１ 異物拭き取り手段
７０ 異物吸引手段
Ｗ ウエハ

Claims (10)

1. 基板を加熱プレート上に載置して、前記加熱プレートの熱により前記基板を熱処理する熱処理装置であって、
   垂直方向に進退可能に設けられ、前記加熱プレートの熱により熱処理された前記基板を支持し、上方に移動することにより前記基板を前記加熱プレートに対して離間する支持手段と、
   前記基板を支持する支持手段との干渉を避けるスリットが形成され、前記加熱プレートの上方位置に進退移動可能に設けられると共に、前記加熱プレートの上方位置に移動して、前記支持手段が退くことにより前記基板を載置し、前記基板を所定の温度に冷却する冷却プレートと、
   前記冷却プレートに設けられ、前記加熱プレート上の異物を検出する異物検出手段とを備えたことを特徴とする熱処理装置。
2. 前記冷却プレートに設けられ、前記加熱プレート上の異物を除去する異物除去手段をさらに備え、
   前記冷却プレートが前記加熱プレートの上方位置を移動する際に、前記異物検出手段が前記加熱プレート上の異物を検出し、その検出に基づいて前記異物除去手段が検出された異物を除去することを特徴とする請求項１に記載された熱処理装置。
3. 前記異物検出手段は、ラインセンサ、反射式光学センサ、ＣＣＤカメラのいずれかであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された熱処理装置。
4. 前記異物除去手段は、異物拭き取り手段と異物吸引手段とから構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかの請求項に記載された熱処理装置。
5. 前記異物検出手段が、前記加熱プレート上の異物の大きさを検出し、検出した異物の大きさに基づき、前記異物拭き取り手段と前記異物吸引手段のいずれかを選択することを特徴とする請求項４に記載された熱処理装置。
6. 基板を加熱プレートに載置して熱処理し、熱処理された基板を冷却プレートに載置して所定の温度に調整する熱処理における加熱プレート上の異物検出方法であって、
   前記加熱プレートにより熱処理された基板を、垂直方向に進退可能に設けられた支持手段により支持し、前記支持手段を上方に移動させることにより前記加熱プレートから離間させる工程と、
   前記基板を支持する支持手段との干渉を避けるスリットが形成されると共に、前記加熱プレートの上方位置に進退移動可能に設けられ、更に異物検出手段を有する冷却プレートを前記加熱プレートの上方位置に移動している間に、前記異物検出手段によって加熱プレート上の異物を検出する工程と、
   前記冷却プレートを前記基板の下面に近接させ、前記支持手段が退くことにより前記基板を冷却プレート上に載置する工程とを含むことを特徴とする異物検出方法。
7. 基板を加熱プレートに載置して熱処理し、熱処理された基板を冷却プレートに載置して所定の温度に調整する熱処理における加熱プレート上の異物除去方法であって、
   前記加熱プレートにより熱処理された基板を、垂直方向に進退可能に設けられた支持手段により支持し、前記支持手段を上方に移動させることにより前記加熱プレートから離間させる工程と、
   前記基板を支持する支持手段との干渉を避けるスリットが形成されると共に、前記加熱プレートの上方位置に進退移動可能に設けられ、更に異物検出手段を有する冷却プレートを前記加熱プレートの上方位置に移動している間に、前記異物検出手段によって加熱プレート上の異物を検出する工程と、
   前記冷却プレートを前記基板の下面に近接させ、前記支持手段が退くことにより前記基板を冷却プレート上に載置する工程と、
   前記基板を冷却プレート上に載置する工程の後、加熱プレート上の異物を除去する異物除去手段を有する冷却プレートが前記加熱プレートの上方位置から離れる方向に移動する際、前記異物検出手段の検出に基づいて、前記加熱プレート上の異物を除去する工程とを含むことを特徴とする異物除去方法。
8. 前記異物除去工程は、前記加熱プレート上の異物を拭き取る工程と、異物を吸引する工程とを含むことを特徴とする請求項７に記載された異物除去方法。
9. 前記異物検出手段が、前記加熱プレート上の異物の大きさを検出し、前記異物検出手段が検出した異物の大きさにしたがって、前記異物を拭き取る工程と前記異物を吸引する工程のいずれかが選択されることを特徴とする請求項８ に記載された異物除去方法。
10. 前記異物除去工程の後、前記異物検出手段によって前記加熱プレート上の同一位置に異物が再び検出された場合には、警告音を発する工程あるいは装置の動作を停止させる工程を含むことを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれかの請求項に記載された異物除去方法。

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