JP4148388B2 - 熱処理装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
この発明は、例えば半導体ウエハやLCD基板等の被処理体を載置台で熱処理する熱処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体ウエハの製造工程においては、半導体ウエハやLCD基板等(以下にウエハ等という)の表面に、レジストのパターンを形成するために、フォトリソグラフィ技術が用いられている。このフォトリソグラフィ工程においては、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ーベーク(PEB))、現像後の加熱処理(ポストベーク)等の種々の加熱処理が行われており、また、これら加熱処理後には、一定温度まで冷却する冷却処理が行われるのが一般的である。
【0003】
上記熱処理は、レジストパターンの形成に影響するため重要であるが、近年、高感度、高解像性、高ドライエッチング耐性を実現できることで、注目されている化学増幅型レジスト(CAR:chemically amplified resist)を用いる場合には、ポストエクスポージャーベーク(PEB)処理時にレジスト膜の各部に与えられる熱量の差が最終的な製品における回路パターン形成に極めて大きな影響を与えるため、加熱処理の条件のみならず、その後の冷却処理の条件も厳しく管理する必要がある。
【0004】
従来、ポストエクスポージャーベーク(PEB)処理を行う熱処理装置としては、チリングホットプレートユニット(CHP)が知られており、図10に示すように、ウエハWを所定温度に加熱処理する加熱処理部50と、加熱処理後のウエハWを加熱処理部50内で受け取ると共に、所定温度まで冷却処理するクールアーム90とで構成されている。
【0005】
加熱処理部50は、図11に示すように、ヒータ26を有する載置台25と、ウエハWを載置台25上に隙間を空けて支持するギャップピン70と、載置台25を貫通し、ウエハWをギャップピン70上に載置すると共に、ギャップピン70上方に移動する昇降可能な支持ピン80とを具備し、ヒータ26から発せられる熱量を載置台25表面から輻射してウエハWに熱処理を施すものである。
【0006】
また、クールアーム90は、図10に示すように、加熱処理部50の載置台25上に配置された加熱処理済みのウエハWを受け取るアーム本体92に、載置台25上にウエハWを押し上げる支持ピン80との干渉を回避する開口溝94と、ウエハWをアーム本体92と隙間を空けて支持するギャップピン93と、アーム本体92に埋設される冷却流路91とを設け、載置台25から受け取ったウエハWに冷却流路91から発せられる熱量をアーム本体92から輻射してウエハWに冷却処理を施すものである。
【0007】
このように構成された熱処理装置においては、まず、加熱処理部50の載置台25上に配置された加熱処理後のウエハWを支持ピン80が上昇して持ち上げる。次に、アーム本体92が前進して載置台25とウエハWとの間に移動する。その後、支持ピン80が下降してアーム本体92の上にウエハWを載置すると共に、ウエハWの冷却処理を行う。したがって、加熱処理から冷却処理までの時間を最短かつ一定にすることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のクールアーム90は、アーム本体92に、支持ピン80との干渉を回避する開口溝94を設けているため、開口溝94上のウエハWの冷却速度が遅くなり、均一な熱処理を行うことができないという問題があった。
【0009】
この問題は、冷却処理部で冷却された被処理体を冷却処理部の載置台から受け取るアームにて加熱処理する場合においても同様である。
【0010】
この発明は上記事情に鑑みなされたもので、半導体ウエハやLCD基板等に対する均一な熱処理が可能な熱処理装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、被処理体に熱処理を施す熱処理装置であって、上記被処理基板を載置して加熱する載置台に配置された被処理体を受け取るアーム本体と、上記アーム本体に設けられ、上記被処理体を上記載置台の上方に押し上げる支持ピンとの干渉を回避する開口溝と、上記アーム本体に設けられ、上記被処理体を熱処理するための熱源と、を備え、上記アーム本体は、上記載置台から受け取った上記被処理体を載置し、上記熱源から発せられる熱量をアーム本体から輻射して、アーム本体の表面における上記開口溝を含む先端及び中間部とからなる開口溝部領域と、その他の部分からなるアーム本体基部領域とに区画されると共に、上記開口溝部領域における輻射熱の反射率と、上記アーム本体基部領域における輻射熱の反射率とを異なる反射率にして、両領域の上方におかれる上記被処理体の熱処理の温度差が小さくなるように形成したことを特徴とする。
また、請求項2記載の発明は、被処理体に熱処理を施す熱処理装置であって、上記被処理基板を載置して加熱する載置台に配置された被処理体を受け取るアーム本体と、上記アーム本体に設けられ、上記被処理体を上記載置台の上方に押し上げる支持ピンとの干渉を回避する開口溝と、上記アーム本体に設けられ、上記被処理体を熱処理するための熱源と、を備え、上記アーム本体は、上記載置台から受け取った上記被処理体を載置し、上記熱源から発せられる熱量をアーム本体から輻射して、アーム本体の表面における上記開口溝を含む先端及び中間部とからなる開口溝部領域と、その他の部分からなるアーム本体基部領域とに区画されると共に、上記被処理体の単位面積当たりに対向する上記開口溝部領域の表面積と上記アーム本体基部領域の表面積とに、差をもたせて、両領域の上方におかれる上記被処理体の熱処理の温度差が小さくなるように形成したことを特徴とする。
【0012】
この場合、上記開口溝部領域と被処理体との距離と、上記アーム本体基部領域と被処理体との距離とに、差をもたせる方が好ましい(請求項3)。また、上記異なる反射率は、上記開口溝部領域と上記アーム本体基部領域との境界線上の色を、色の明度が開口溝部領域からアーム本体基部領域に向けて徐々に大きくなるように形成することができる(請求項6)。また、上記アーム本体の被処理体を載置する面は、上記アーム本体基部領域が上記開口溝部領域よりも低い段状に形成してもよい(請求項4)。また、上記熱源は、冷却媒体を流通させる冷却流路にて構成することができる(請求項5)。加えて、上記アーム本体は、被処理体を載置する面の上方及び側方から熱源を更に有していてもよい(請求項7)。
【0013】
請求項1,5,7記載の発明によれば、アーム本体は、アーム本体の表面における開口溝を含む先端及び中間部とからなる開口溝部領域と、その他の部分からなるアーム本体基部領域とに区画されると共に、両領域の上方におかれる被処理体の熱処理の温度差が小さくなるよう形成されるので、熱処理を均一にすることができ、歩留まりの向上を図ることができる。
【0014】
請求項3,4記載の発明によれば、開口溝部領域と被処理体との距離と、アーム本体基部領域と被処理体との距離とに、差をもたせるので、開口溝部領域上の被処理体に供給される熱量と、アーム本体基部領域上の被処理体に供給される熱量とを調整することができ、熱処理を均一にすることができる。
【0015】
請求項1,6記載の発明によれば、開口溝部領域における輻射熱の反射率と、アーム本体基部領域における輻射熱の反射率とを異なる反射率にするので、開口溝部領域上の被処理体に供給される熱量と、アーム本体基部領域上の被処理体に供給される熱量とを調整することができ、熱処理を均一にすることができる。
【0016】
請求項2記載の発明によれば、被処理体の単位面積当たりに対向する開口溝部領域の表面積とアーム本体基部領域の表面積とに、差をもたせるので、開口溝部領域上の被処理体に供給される熱量と、アーム本体基部領域上の被処理体に供給される熱量とを調整することができ、熱処理を均一にすることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。この実施形態では、この発明に係る熱処理装置を、半導体ウエハの塗布・現像処理システムに適用した場合について説明する。
【0018】
図1はレジスト液塗布・現像処理システムの一実施形態の概略平面図、図2は図1の正面図、図3は図2の背面図である。
【0019】
上記処理システムは、被処理体として半導体ウエハW(以下にウエハWという)をウエハカセット1で複数枚例えば25枚単位で外部からシステムに搬入又はシステムから搬出したり、ウエハカセット1に対してウエハWを搬出・搬入したりするためのカセットステーション10(搬送部)と、塗布現像工程の中で1枚ずつウエハWに所定の処理を施す枚葉式の各種処理ユニットを所定位置に多段配置してなるこの発明の処理装置を具備する処理ステーション20と、この処理ステーション20と隣接して設けられる露光装置(図示せず)との間でウエハWを受け渡すためのインター・フェース部30とで主要部が構成されている。
【0020】
上記カセットステーション10は、図1に示すように、カセット載置台2上の突起3の位置に複数個例えば4個までのウエハカセット1がそれぞれのウエハ出入口を処理ステーション20側に向けて水平のX方向に沿って一列に載置され、カセット配列方向(X方向)及びウエハカセット1内に垂直方向に沿って収容されたウエハWのウエハ配列方向(Z方向)に移動可能なウエハ搬送用ピンセット4が各ウエハカセット1に選択的に搬送するように構成されている。また、ウエハ搬送用ピンセット4は、θ方向に回転可能に構成されており、後述する処理ステーション20側の第3の組G3の多段ユニット部に属するアライメントユニット(ALIM)及びエクステンションユニット(EXT)にも搬送できるようになっている。
【0021】
上記処理ステーション20は、図1に示すように、中心部に垂直搬送型の主ウエハ搬送機構21が設けられ、この主ウエハ搬送機構21を収容する室22の周りに全ての処理ユニットが1組又は複数の組に渡って多段に配置されている。この例では、5組G1,G2,G3,G4及びG5の多段配置構成であり、第1及び第2の組G1,G2の多段ユニットはシステム正面(図1において手前)側に並列され、第3の組G3の多段ユニットはカセットステーション10に隣接して配置され、第4の組G4の多段ユニットはインター・フェース部30に隣接して配置され、第5の組G5の多段ユニットは背部側に配置されている。
【0022】
この場合、図2に示すように、第1の組G1では、カップ23内でウエハWをスピンチャック(図示せず)に載置して所定の処理を行う2台のスピナ型処理ユニット例えばレジスト塗布ユニット(COT)及びレジストパターンを現像する現像ユニット(DEV)が垂直方向の下から順に2段に重ねられている。第2の組G2も同様に、2台のスピナ型処理ユニット例えばレジスト塗布ユニット(COT)及び現像ユニット(DEV)が垂直方向の下から順に2段に重ねられている。このようにレジスト塗布ユニット(COT)を下段側に配置した理由は、レジスト液の排液が機構的にもメンテナンスの上でも面倒であるためである。しかし、必要に応じてレジスト塗布ユニット(COT)を上段に配置することも可能である。
【0023】
図3に示すように、第3の組G3では、ウエハWをウエハ載置台24に載置して所定の処理を行うオーブン型の処理ユニット例えばウエハWを冷却するクーリングユニット(COL)、ウエハWに疎水化処理を行うアドヒージョンユニット(AD)、ウエハWの位置合わせを行うアライメントユニット(ALIM)、ウエハWの搬入出を行うエクステンションユニット(EXT)、ウエハWをベークする4つのホットプレートユニット(HP)が垂直方向の下から順に例えば8段に重ねられている。第4の組G4も同様に、オーブン型処理ユニット例えばクーリングユニット(COL)、エクステンション・クーリングユニット(EXTCOL)、エクステンションユニット(EXT)、クーリングユニット(COL)、急冷機能を有する2つのチリングホットプレートユニット(CHP)及び2つのホットプレートユニット(HP)が垂直方向の下から順に例えば8段に重ねられている。
【0024】
上記のように処理温度の低いクーリングユニット(COL)、エクステンション・クーリングユニット(EXTCOL)を下段に配置し、処理温度の高いホットプレートユニット(HP)、チリングホットプレートユニット(CHP)及びアドヒージョンユニット(AD)を上段に配置することで、ユニット間の熱的な相互干渉を少なくすることができる。もちろん、ランダムな多段配置とすることも可能である。
【0025】
なお、図1に示すように、処理ステーション20において、第1及び第2の組G1,G2の多段ユニット(スピナ型処理ユニット)に隣接する第3及び第4の組G3,G4の多段ユニット(オーブン型処理ユニット)の側壁の中には、それぞれダクト65,66が垂直方向に縦断して設けられている。これらのダクト65,66には、ダウンフローの清浄空気又は特別に温度調整された空気が流されるようになっている。このダクト構造によって、第3及び第4の組G3,G4のオーブン型処理ユニットで発生した熱は遮断され、第1及び第2の組G1,G2のスピナ型処理ユニットへは及ばないようになっている。
【0026】
また、この処理システムでは、主ウエハ搬送機構21の背部側にも図1に点線で示すように第5の組G5の多段ユニットが配置できるようになっている。この第5の組G5の多段ユニットは、案内レール67に沿って主ウエハ搬送機構21から見て側方へ移動できるようになっている。したがって、第5の組G5の多段ユニットを設けた場合でも、ユニットをスライドすることにより空間部が確保されるので、主ウエハ搬送機構21に対して背後からメンテナンス作業を容易に行うことができる。
【0027】
上記インター・フェース部30は、奥行き方向では処理ステーション20と同じ寸法を有するが、幅方向では小さなサイズに作られている。このインター・フェース部30の正面部には可搬性のピックアップカセット31と定置型のバッファカセット32が2段に配置され、背面部には周辺露光装置33が配設され、中央部には、ウエハ搬送アーム34が配設されている。このウエハ搬送アーム34は、X,Z方向に移動して両カセット31,32及び周辺露光装置33に搬送するように構成されている。また、ウエハ搬送アーム34は、θ方向に回転可能に構成され、処理ステーション20側の第4の組G4の多段ユニットに属するエクステンションユニット(EXT)及び隣接する露光装置側のウエハ受渡し台(図示せず)にも搬送できるように構成されている。
【0028】
上記のように構成される処理システムは、クリーンルーム40内に設置されるが、更にシステム内でも効率的な垂直層流方式によって各部の清浄度を高めている。
【0029】
次に、上記処理システムの動作について説明する。まず、カセットステーション10において、ウエハ搬送用ピンセット4がカセット載置台2上の未処理のウエハWを収容しているカセット1にアクセスして、そのカセット1から1枚のウエハWを取り出す。ウエハ搬送用ピンセット4は、カセット1よりウエハWを取り出すと、処理ステーション20側の第3の組G3の多段ユニット内に配置されているアライメントユニット(ALIM)まで移動し、ユニット(ALIM)内のウエハ載置台24上にウエハWを載せる。ウエハWは、ウエハ載置台24上でオリフラ合せ及びセンタリングを受ける。その後、主ウエハ搬送機構21がアライメントユニット(ALIM)に反対側からアクセスし、ウエハ載置台24からウエハWを受け取る。
【0030】
処理ステーション20において、主ウエハ搬送機構21はウエハWを最初に第3の組G3の多段ユニットに属するアドヒージョンユニット(AD)に搬入する。このアドヒージョンユニット(AD)内でウエハWは疎水化処理を受ける。疎水化処理が終了すると、主ウエハ搬送機構21は、ウエハWをアドヒージョンユニット(AD)から搬出して、次に第3の組G3又は第4の組G4の多段ユニットに属するクーリングユニット(COL)へ搬入する。このクーリングユニット(COL)内でウエハWはレジスト塗布処理前の設定温度例えば23℃まで冷却される。冷却処理が終了すると、主ウエハ搬送機構21は、ウエハWをクーリングユニット(COL)から搬出し、次に第1の組G1又は第2の組G2の多段ユニットに属するレジスト塗布ユニット(COT)へ搬入する。このレジスト塗布ユニット(COT)内でウエハWはスピンコート法によりウエハ表面に一様な膜厚でレジストを塗布する。
【0031】
レジスト塗布処理が終了すると、主ウエハ搬送機構21は、ウエハWをレジスト塗布ユニット(COT)から搬出し、次にホットプレートユニット(HP)内へ搬入する。ホットプレートユニット(HP)内でウエハWは載置台上に載置され、所定温度例えば100℃で所定時間プリベーク処理される。これによって、ウエハW上の塗布膜から残存溶剤を蒸発除去することができる。プリベークが終了すると、主ウエハ搬送機構21は、ウエハWをホットプレートユニット(HP)から搬出し、次に第4の組G4の多段ユニットに属するエクステンション・クーリングユニット(EXTCOL)へ搬送する。このユニット(COL)内でウエハWは次工程すなわち周辺露光装置33における周辺露光処理に適した温度例えば24℃まで冷却される。この冷却後、主ウエハ搬送機構21は、ウエハWを直ぐ上のエクステンションユニット(EXT)へ搬送し、このユニット(EXT)内の載置台(図示せず)の上にウエハWを載置する。このエクステンションユニット(EXT)の載置台上にウエハWが載置されると、インター・フェース部30のウエハ搬送アーム34が反対側からアクセスして、ウエハWを受け取る。そして、ウエハ搬送アーム34はウエハWをインター・フェース部30内の周辺露光装置33へ搬入する。ここで、ウエハWはエッジ部に露光を受ける。
【0032】
周辺露光が終了すると、ウエハ搬送アーム34は、ウエハWを周辺露光装置33から搬出し、隣接する露光装置側のウエハ受取り台(図示せず)へ移送する。この場合、ウエハWは、露光装置へ渡される前に、バッファカセット32に一時的に収納されることもある。
【0033】
露光装置で全面露光が済んで、ウエハWが露光装置側のウエハ受取り台に戻されると、インター・フェース部30のウエハ搬送アーム34はそのウエハ受取り台へアクセスしてウエハWを受け取り、受け取ったウエハWを処理ステーション20側の第4の組G4の多段ユニットに属するエクステンションユニット(EXT)へ搬入し、ウエハ受取り台上に載置する。この場合にも、ウエハWは、処理ステーション20側へ渡される前にインター・フェース部30内のバッファカセット32に一時的に収納されることもある。
【0034】
ウエハ受取り台上に載置されたウエハWは、主ウエハ搬送機構21により、チリングホットプレートユニット(CHP)の加熱処理部50に搬送され、載置台25上でフリンジの発生を防止するため、あるいは化学増幅型レジスト(CAR)における酸触媒反応を誘起するためポストエクスポージャーベーク(PEB)処理が施される。ポストエクスポージャーベーク(PEB)処理が終了すると、載置台25上のウエハWは、支持ピン80によって押し上げられると共に、後述するクールアーム90に載置され、熱反応を抑制するための冷却処理が施される。
【0035】
その後、ウエハWは、第1の組G1又は第2の組G2の多段ユニットに属する現像ユニット(DEV)に搬入される。この現像ユニット(DEV)内では、ウエハWはスピンチャックの上に載せられ、例えばスプレー方式により、ウエハW表面のレジストに現像液が満遍なくかけられる。現像が終了すると、ウエハW表面にリンス液がかけられて現像液が洗い落とされる。
【0036】
現像工程が終了すると、主ウエハ搬送機構21は、ウエハWを現像ユニット(DEV)から搬出して、次に第3の組G3又は第4の組G4の多段ユニットに属するホットプレートユニット(HP)へ搬入する。このユニット(HP)内でウエハWは例えば100℃で所定時間ポストベーク処理される。これによって、現像で膨潤したレジストが硬化し、耐薬品性が向上する。
【0037】
ポストベークが終了すると、主ウエハ搬送機構21は、ウエハWをホットプレートユニット(HP)から搬出し、次にいずれかのクーリングユニット(COL)へ搬入する。ここでウエハWが常温に戻った後、主ウエハ搬送機構21は、次にウエハWを第3の組G3に属するエクステンションユニット(EXT)へ移送する。このエクステンションユニット(EXT)の載置台(図示せず)上にウエハWが載置されると、カセットステーション10側のウエハ搬送用ピンセット4が反対側からアクセスして、ウエハWを受け取る。そして、ウエハ搬送用ピンセット4は、受け取ったウエハWをカセット載置台上の処理済みウエハ収容用のカセット1の所定のウエハ収容溝に入れて処理が完了する。
【0038】
次に、本発明に係る熱処理装置の一実施形態であるクールアーム90について説明する。
【0039】
クールアーム90は、従来の熱処理装置と同様、加熱処理部50の載置台25上に配置された加熱処理済みのウエハWを受渡しをすると共に、ウエハWを冷却可能なアーム本体92と、図示しないが、例えば空気シリンダの駆動によって、アーム本体92を加熱処理部50内と退避位置との間で進退移動可能な移動手段とで構成される冷却移動保持手段である。
【0040】
アーム本体92は、例えばアルミニウム合金製材料あるいはステンレス鋼製材料等の熱伝導率の良好な材料にて形成されており、図4に示すように、熱源例えば冷却媒体を流通する冷却流路91を有すると共に、載置台25上のウエハWの受け渡し時に、ウエハWを押し上げる支持ピン80との干渉を回避する開口溝94が形成されている。また、アーム本体92は、ウエハWをアーム本体92上に隙間を空けて支持するギャップピン93を有しており、ウエハWにパーティクル等が付着するのを防止して、効率よく冷却することができるように形成されている。
【0041】
開口溝94は、アーム本体92の先端部から基部に向かって平行に、長い開口溝94aと短い開口溝94bの2本からなり、載置台25上のウエハWを受け取る際に、3本の支持ピン80のうちの2本が長い開口溝94aに嵌挿され、残りの1本が短い開口溝94bに嵌挿されるように形成されている(図10参照)。
【0042】
冷却流路91は、管状の流路により形成されており、管内に冷却媒体例えば冷却水を循環させることにより、アーム本体92の熱を吸熱して、アーム本体92上に載置されるウエハWを冷却可能に形成されている。この場合、冷却流路91は、アーム本体92の基端部に開口する冷却水供給口91aからアーム本体92の一方の側辺と平行に延び、アーム本体92の先端部から迂回して長い開口溝94a及び短い開口溝94bに沿って蛇行状に屈曲し、他方の側辺と平行に延び、そして、アーム本体92の基端部における冷却水供給口91aと隣接する位置に冷却水吐出口91bが開口した形状でアーム本体92に埋設されている。なお、冷却水供給口91aには、冷却水供給源(図示せず)が接続され、冷却水吐出口91bには排出管(図示せず)が接続されている。なお、ウエハWを冷却するものであれば、管内を循環させるものは冷却水に限られず、例えば冷却用のガス等を用いることも可能である。また、冷却流路91の代わりにペルチェ素子等を用いて冷却することも勿論可能である。
【0043】
また、このように形成されるクールアーム90は、アーム本体92の表面における開口溝94を含む先端及び中間部とからなる開口溝部領域Aと、その他の部分からなるアーム本体基部領域Bとに区画されると共に、両領域の上方におかれるウエハWの熱処理の温度差が小さくなるように形成されている。
【0044】
具体的には、以下のように構成することができる。
【0045】
◎第一実施形態
この発明の第一実施形態は、ウエハWに対する開口溝部領域Aとアーム本体基部領域Bとの距離に差をもたせて、両領域A,B上のウエハWの温度差を小さくした場合である。すなわち、図4及び図5に示すように、アーム本体92を、アーム本体基部領域Bの高さが開口溝部領域Aの高さより低い段状に形成した場合である。
【0046】
このように、アーム本体基部領域BとウエハWとの距離を、開口溝部領域AとウエハWとの距離より大きくすることにより、アーム本体基部領域Bの冷却能力を抑えることができるので、アーム本体基部領域B上のウエハWと開口溝部領域A上のウエハWとの冷却速度を等しくすることができ、ウエハWの熱処理を均一にすることができる。
【0047】
なお、上記説明では、アーム本体を、アーム本体基部領域Bの高さが開口溝部領域Aの高さより低い段状に形成する場合について述べたが、アーム本体基部領域BとウエハWとの距離を、開口溝部領域AとウエハWとの距離より大きくするものであれば、他の形状にすることも可能である。例えば、アーム本体基部領域Bの高さが開口溝部領域Aの高さより低く形成すると共に、図6(a)に示すように、開口溝部領域Aとアーム本体基部領域Bの境界線上に、外周側に傾斜する断面テーパ状のテーパー部96aを設けるか、又は、図6(b)に示すように、開口溝部領域Aとアーム本体基部領域Bの境界線上に、外周側に傾斜する断面曲線状の曲線部96bを設ければ、更に均一な熱処理をすることができる。
【0048】
◎第二実施形態
この発明の第二実施形態は、開口溝部領域Aとアーム本体基部領域Bにおける輻射熱の反射率を変えて両領域A,B上のウエハWの温度差を小さくした場合である。すなわち、図7に示すように、例えば開口溝部領域Aを黒色に塗装し、アーム本体基部領域Bを灰色に塗装して、アーム本体基部領域Bにおける輻射熱の反射率を、開口溝部領域Aにおける輻射熱の反射率より大きくした場合である。
【0049】
このように、アーム本体基部領域Bにおける輻射熱の反射率を、開口溝部領域Aにおける輻射熱の反射率より大きくすることにより、アーム本体基部領域Bへの輻射熱は反射されて吸熱量が減少するため、アーム本体基部Bの冷却能力を抑えることができる。したがって、アーム本体基部領域B上のウエハWと開口溝部領域A上のウエハWとの冷却速度を等しくすることができ、ウエハWの熱処理を均一にすることができる。
【0050】
なお、開口溝部領域Aとアーム本体基部領域Bの色の組み合わせは、アーム本体基部領域Bの明度を、開口溝部領域Aの明度より大きくするものであれば任意でよく、例えば、開口溝部領域Aを黒色とし、アーム本体基部領域Bを茶色とすることもできる。また、開口溝部領域Aとアーム本体基部領域Bの境界線上の色を、色の明度が開口溝部領域Aからアーム本体基部領域Bに向けて少しずつ大きくなるように形成すれば、更に均一な熱処理をすることができる。
【0051】
また、アーム本体基部領域Bにおける輻射熱の反射率を、開口溝部領域Aにおける輻射熱の反射率より大きくするために施す表面処理の方法は、塗装に限らず、例えばメッキ等の他の方法を用いることも勿論可能である。
【0052】
なお、表面処理をする場合には、表面処理に用いる材料の剥離によるパーティクルの発生を防止するように形成する方が好ましい。
【0053】
◎第三実施形態
この発明の第三実施形態は、ウエハWの単位面積当たりに対向する開口溝部領域Aの表面積とアーム本体基部領域Bの表面積とに差をもたせて、両領域A,B上のウエハWの温度差を小さくした場合である。すなわち、図8に示すように、開口溝部領域Aの表面に凹凸例えば断面三角形状の細条95を設け、ウエハWの単位面積当たりに対向する開口溝部領域Aの表面積を大きくした場合である。
【0054】
このように、開口溝部領域Aに、断面三角形状の細条95等の凹凸を設けることにより、表面積を大きくして開口溝部領域Aにおける吸熱量を増加させることができる。したがって、アーム本体基部領域B上のウエハWと開口溝部領域A上のウエハWとの冷却速度を等しくして、ウエハWの熱処理を均一にすることができる。
【0055】
この場合、凹凸が大きすぎると、ウエハWに細条95の転写跡が残る等の恐れがあるため、凹凸は、熱処理時にウエハWに凹凸の影響による温度差が生じないか、又は無視できる大きさ、例えばギャップ幅に比較して十分小さい大きさに形成する方が好ましい。
【0056】
なお、上記説明では、開口溝部領域Aに断面三角形状の細条95を設ける場合について述べたが、表面積を大きくするものであれば凹凸は他の形状でもよく、例えば、凹凸を断面台形状の細条にすることができる。また、凹凸を碁盤目状に形成することも勿論可能である。
【0057】
また、細条95の数を開口溝部領域Aからアーム本体基部領域Bに向けて少しずつ減らし、ウエハWの単位面積当たりに対向するアーム本体の表面積の大きさを開口溝部領域Aからアーム本体基部領域Bに向けて少しずつ小さくなるように形成すれば、更に均一な熱処理をすることができる。
【0058】
◎その他の実施形態
上記第一ないし第三実施形態では、クールアーム90を、アーム本体92によってウエハWの下面側から冷却するよう構成する場合について説明したが、クールアーム90の構造はこれに限らず、例えば図9(a)〜(c)に示すように、第一ないし第三実施形態のクールアーム90に、アーム本体92上に載置されたウエハWの上方及び側方を覆うと共に、熱源例えば冷却流路98を有するカバー体97を設け、ウエハWを両面から冷却するように構成することも可能である。このように構成すれば、アーム本体92の開口溝94上で冷却力が弱くなるのを、カバー体97で補うことができるので、ウエハWを両面から迅速に冷却することができると共に、ウエハWの熱処理を均一にすることができる。
【0059】
また、カバー体表面を複数に区画すると共に、各領域の下方におかれるウエハWの熱処理の温度差が小さくなるように形成することも勿論可能である。なお、図9(a)〜(c)において、その他の部分は、第一ないし第三実施形態と同じであるので、同じ部分には同一符号を付して説明は省略する。
【0060】
なお、上記第一ないし第三実施形態及びその他の実施形態は、複数を組み合わせてもよく、例えば、アーム本体基部領域Bの高さが開口溝部領域Aの高さより低い段状に形成すると共に、アーム本体基部領域Bの反射率を、開口溝部領域Aの反射率より大きくして、ウエハWの温度差が小さくなるように形成することも勿論可能である。このように構成すれば、両領域A,B上のウエハWの温度差を更に小さくして、均一な熱処理をすることができる。
【0061】
また、上記実施形態では、この発明の熱処理装置をウエハWを冷却処理するクールアーム90に適用する場合について説明したが、本発明の熱処理装置は冷却処理するものに限らず、ウエハWを加熱処理するものに適用することも可能である。具体的には、熱処理装置を、アーム本体92に熱源、例えばヒータを埋設し、ヒータから発せられる熱量をアーム本体92表面から輻射してウエハWに加熱処理を施すように形成し、アーム本体基部領域BとウエハWとの距離を、開口溝部領域AとウエハWとの距離より大きくするか、又は、開口溝部領域Aにおける輻射熱の反射率を、アーム本体基部領域Bにおける輻射熱の反射率より大きくするか、あるいは、ウエハWの単位面積当たりに対向する開口溝部領域Aの表面積をアーム本体基部領域の表面積より大きくする。このように構成することにより、開口溝94上のウエハWの昇温速度が遅くなるのを防止し、均一な熱処理を施すことができる。
【0062】
また、上記実施形態を組合わせても勿論良い。
【0063】
また、被処理体はウエハWに限らず、LCD基板や、CD基板、マスクレチクル基板等に適用することも勿論可能である。
【0064】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば、上記のように構成されているので、以下のような効果が得られる。
【0065】
1)請求項1,5記載の発明によれば、アーム本体は、アーム本体の表面における開口溝を含む先端及び中間部とからなる開口溝部領域と、その他の部分からなるアーム本体基部領域とに区画されると共に、両領域の上方におかれる被処理体の熱処理の温度差が小さくなるように形成されるので、熱処理を均一にすることができ、歩留まりの向上を図ることができる。この場合、アーム本体は、被処理体を載置する面の上方及び側方から熱源を更に有する構成とすることにより、被処理体を両面から迅速に熱処理することができると共に、被処理体の熱処理を均一にすることができる(請求項7)。
【0066】
2)請求項3,4記載の発明によれば、開口溝部領域と被処理体との距離と、アーム本体基部領域と被処理体との距離とに、差をもたせるので、開口溝部領域上の被処理体に供給される熱量と、アーム本体基部領域上の被処理体に供給される熱量とを調整することができ、熱処理を均一にすることができる。
【0067】
3)請求項1,6記載の発明によれば、開口溝部領域における輻射熱の反射率と、アーム本体基部領域における輻射熱の反射率とを異なる反射率にするので、開口溝部領域上の被処理体に供給される熱量と、アーム本体基部領域上の被処理体に供給される熱量とを調整することができ、熱処理を均一にすることができる。
【0068】
4)請求項2記載の発明によれば、被処理体の単位面積当たりに対向する開口溝部領域の表面積とアーム本体基部領域の表面積とに、差をもたせるので、開口溝部領域上の被処理体に供給される熱量と、アーム本体基部領域上の被処理体に供給される熱量とを調整することができ、熱処理を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の熱処理装置を適用したレジスト液塗布・現像処理システムの一例を示す概略平面図である。
【図2】上記レジスト液塗布・現像処理システムの概略正面図である。
【図3】上記レジスト液塗布・現像処理システムの概略背面図である。
【図4】この発明における熱処理装置を示す概略平面図である。
【図5】この発明の第一実施形態を示すもので、(a)は図4のI−I線に沿う断面図、(b)はII−II線に沿う断面図である。
【図6】この発明の第一実施形態の他の例を示す断面図である。
【図7】この発明の第二実施形態を示す概略平面図である。
【図8】この発明の第三実施形態を示す概略断面図である。
【図9】この発明のその他の実施形態を示すもので、(a)は第一実施形態の熱処理装置にカバー体を設けた場合の概略断面図、(b)は第二実施形態の熱処理装置にカバー体を設けた場合の概略断面図、(c)は第三実施形態の熱処理装置にカバー体を設けた場合の概略断面図である。
【図10】従来の熱処理装置の一例を示す概略平面図である。
【図11】従来の熱処理装置の一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
A 開口溝部領域
B アーム本体基部領域
W 半導体ウエハ(被処理体)
25 載置台
50 加熱処理部
80 支持ピン
90 クールアーム
91 冷却流路
92 アーム本体
94 開口溝
Claims (7)
- 被処理体に熱処理を施す熱処理装置であって、
上記被処理基板を載置して加熱する載置台に配置された被処理体を受け取るアーム本体と、
上記アーム本体に設けられ、上記被処理体を上記載置台の上方に押し上げる支持ピンとの干渉を回避する開口溝と、
上記アーム本体に設けられ、上記被処理体を熱処理するための熱源と、を備え、
上記アーム本体は、上記載置台から受け取った上記被処理体を載置し、上記熱源から発せられる熱量をアーム本体から輻射して、アーム本体の表面における上記開口溝を含む先端及び中間部とからなる開口溝部領域と、その他の部分からなるアーム本体基部領域とに区画されると共に、上記開口溝部領域における輻射熱の反射率と、上記アーム本体基部領域における輻射熱の反射率とを異なる反射率にして、両領域の上方におかれる上記被処理体の熱処理の温度差が小さくなるように形成したことを特徴とする熱処理装置。 - 被処理体に熱処理を施す熱処理装置であって、
上記被処理基板を載置して加熱する載置台に配置された被処理体を受け取るアーム本体と、
上記アーム本体に設けられ、上記被処理体を上記載置台の上方に押し上げる支持ピンとの干渉を回避する開口溝と、
上記アーム本体に設けられ、上記被処理体を熱処理するための熱源と、を備え、
上記アーム本体は、上記載置台から受け取った上記被処理体を載置し、上記熱源から発せられる熱量をアーム本体から輻射して、アーム本体の表面における上記開口溝を含む先端及び中間部とからなる開口溝部領域と、その他の部分からなるアーム本体基部領域とに区画されると共に、上記被処理体の単位面積当たりに対向する上記開口溝部領域の表面積と上記アーム本体基部領域の表面積とに、差をもたせて、両領域の上方におかれる上記被処理体の熱処理の温度差が小さくなるように形成したことを特徴とする熱処理装置。 - 請求項1又は2記載の熱処理装置において、
上記開口溝部領域と被処理体との距離と、上記アーム本体基部領域と被処理体との距離とに、差をもたせたことを特徴とする熱処理装置。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載の熱処理装置において、
上記アーム本体の被処理体を載置する面は、上記アーム本体基部領域が上記開口溝部領域よりも低い段状に形成されていることを特徴とする熱処理装置。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載の熱処理装置において、
上記熱源は、冷却媒体を流通させる冷却流路にて構成されていることを特徴とする熱処理装置。 - 請求項1記載の熱処理装置において、
上記異なる反射率は、上記開口溝部領域と上記アーム本体基部領域との境界線上の色を、色の明度が開口溝部領域からアーム本体基部領域に向けて徐々に大きくなるように形成されていることを特徴とする熱処理装置。 - 請求項1ないし6のいずれかに記載の熱処理装置において、
上記アーム本体は、被処理体を載置する面の上方及び側方から熱源を更に有していることを特徴とする熱処理装置。
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