JP4519036B2 - Heating device, coating, developing device and heating method - Google Patents
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Description
本発明は、例えば塗布膜が形成された基板を加熱処理する加熱装置、この加熱装置を含んだ塗布、現像装置及び加熱方法に関する。 The present invention relates to a heating device that heats a substrate on which a coating film is formed, for example, a coating and developing device including the heating device, and a heating method.
半導体ウエハ(以下、ウエハという。)やLCD(液晶ディスプレイ)用のガラス基板などの基板に対してレジストパターンを形成する装置として、基板に対してレジストを塗布し、また露光後のウエハを現像する塗布、現像装置が用いられている。この装置内には、ベーク装置などと呼ばれている加熱装置が組み込まれており、例えばレジスト液を塗布した基板を加熱する装置にあっては、レジスト液中の溶剤を乾燥させる役割を果たし、また露光後、現像前の基板を加熱する装置にあっては、例えば化学増幅型のレジストであれば酸触媒を拡散させる役割を果たしている。 As a device for forming a resist pattern on a substrate such as a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) or a glass substrate for an LCD (liquid crystal display), the resist is applied to the substrate and the exposed wafer is developed. A coating and developing device is used. In this apparatus, a heating apparatus called a baking apparatus is incorporated. For example, in an apparatus for heating a substrate coated with a resist solution, it plays a role of drying a solvent in the resist solution, Further, in an apparatus for heating a substrate before exposure and before development, for example, a chemically amplified resist plays a role of diffusing an acid catalyst.
この種の加熱装置は例えば図12に示すように、抵抗発熱体からなるヒータ10を内蔵した例えばセラミックスからなる加熱プレート11を備えており、ヒータ10は通常中央部から外縁部の間で複数に分割されてゾーン毎に温度制御が行われている。加熱プレート11の上側には蓋体12が設けられ、この蓋体12により加熱プレート11の上方側領域を閉じた空間としている。そして蓋体12の全周に亘って形成されたガス供給口13からガスを供給しながら蓋体12の中央部から吸引排気し、こうして矢印で示すような気流を形成しながら基板Gを加熱処理している。
For example, as shown in FIG. 12, this type of heating device includes a
ところで半導体デバイスの多品種少量化に伴い、塗布、現像装置内におけるプロセスパラメータの変更頻度が従来に比べて高くなってきており、加熱装置においても基板のプロセス温度(加熱処理温度)をロットの切り替わりで変更する場合がある。しかしながら加熱プレート11のヒータ10への供給電力を変更すると、加熱プレート11の表面の温度が安定するまでに時間遅れがあり、特にプロセス温度を低くする場合には温度が安定するまでに長い時間がかかるという課題がある。また基板の外縁に近い領域と中央側の領域とでは放熱の程度が異なり、そしてその放熱の程度は加熱プレート11の温度によっても変わってくることから、種々のプロセス温度に対応する電力供給制御の最適ポイントを見つけにくいという課題もある。
By the way, with the reduction in the number of semiconductor devices, the frequency of changing process parameters in the coating and developing apparatus is higher than in the past, and even in the heating apparatus, the substrate process temperature (heat treatment temperature) is switched between lots. There is a case to change in. However, when the power supplied to the
一方特許文献1には、加熱プレートに載置されたウエハの上方に加熱プレートを設け、これら加熱プレートが垂直駆動機構により夫々上下動する構成にある加熱装置が記載されている。また特許文献2には、加熱プレートに載置されたウエハの上方に、ヒータが内設された上蓋を設け、前記加熱プレート内を貫通するウエハ支持ピンを伸長させることで、ウエハを上蓋に近接させる構成が記載されている。しかしいずれの装置もウエハをその上方側に設けられた発熱源(この例では加熱プレート又は上蓋に相当する。)に近接させることでウエハ昇温時間を短くすることを目的としており、上述した問題を解決することを目的としたものではないし、基板の周囲が開放された空間であるため、基板を高い面内均一性をもって加熱することはできない。
On the other hand,
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板の加熱処理温度を変更するにあたり、その変更を速やかに行うことができる加熱装置及び加熱方法を提供することにある。また本発明の他の目的は、基板の加熱処理温度を速やかに変更することができ、スループットの低下を抑えることのできる塗布、現像装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a heating apparatus and a heating method capable of promptly changing the heat treatment temperature of the substrate. is there. Another object of the present invention is to provide a coating / developing apparatus capable of quickly changing the substrate heat treatment temperature and suppressing a decrease in throughput.
本発明は基板を加熱処理し、加熱処理温度が複数用意されている加熱装置であって、
基板を水平に保持する基板保持部と、
この基板保持部の上方側に基板と対向するように設けられた上部加熱手段と、
前記基板保持部に保持された基板の側方から上部加熱手段の周囲に至るまでの領域を囲んで加熱雰囲気を形成する囲い部材と、
前記基板保持部を、基板の受け取り位置と基板が前記囲い部材により囲まれて加熱処理される処理位置との間で、上部加熱手段に対して相対的に昇降させる昇降手段と、
基板の加熱処理温度に応じた、上部加熱手段に対する基板の相対高さ位置となるように前記昇降手段を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。
The present invention is a heating apparatus in which a substrate is heat-treated, and a plurality of heat treatment temperatures are prepared,
A substrate holder for horizontally holding the substrate;
Upper heating means provided on the upper side of the substrate holding portion so as to face the substrate;
An enclosing member that forms a heating atmosphere surrounding a region from the side of the substrate held by the substrate holding unit to the periphery of the upper heating means;
Elevating means for elevating and lowering the substrate holding portion relative to the upper heating means between a substrate receiving position and a processing position where the substrate is surrounded by the enclosure member and heat-treated;
And a controller for controlling the elevating means so as to be at a relative height position of the substrate with respect to the upper heating means in accordance with the heat treatment temperature of the substrate.
また上記加熱装置において、前記基板保持部の上方側に、下面が開口すると共に基板を囲むように構成された上部筒状体を設け、上部加熱手段はこの上部筒状体内に設けられ、この上部筒状体の側壁は、少なくとも前記囲い部材の一部をなすように構成してもよい。 Further, in the above heating apparatus, an upper cylindrical body having a lower surface opened and surrounding the substrate is provided above the substrate holding portion, and the upper heating means is provided in the upper cylindrical body, You may comprise the side wall of a cylindrical body so that it may make a part of at least said enclosure member.
また上記加熱装置において、上面が開口し、基板の加熱処理時に前記上部筒状体の側周壁とその側周壁とが互いに重なり合って閉じられた空間を形成するための下部筒状体を備え、
前記基板保持部はこの下部筒状体に設けられ、
前記昇降手段は、この下部筒状体を、基板保持部に対して基板の受け渡しが行われるときに位置する低位置と基板の加熱処理時に位置する高位置との間で上部筒状体に対して相対的に昇降させる構成を採用してもよい。
Further, in the above heating apparatus, the upper surface is opened, and a lower cylindrical body for forming a closed space where the side peripheral wall of the upper cylindrical body and the side peripheral wall overlap each other during the heat treatment of the substrate is provided,
The substrate holding part is provided in the lower cylindrical body,
The elevating means moves the lower cylindrical body with respect to the upper cylindrical body between a low position where the substrate is transferred to the substrate holding portion and a high position where the substrate is heated. The structure which raises / lowers relatively may be employ | adopted .
さらに上記加熱装置において、上部筒状体の開口端面及び下部筒状体の開口端面の少なくとも一方には、上下方向に伸びる溝が周方向に沿って形成され、上部筒状体及び下部筒状体の他方の側周壁が前記溝に入り込むことにより、側壁同士が互いに重なり合うように構成することが好ましい。 Furthermore, in the above heating apparatus, a groove extending in the vertical direction is formed along the circumferential direction on at least one of the opening end surface of the upper cylindrical body and the opening end surface of the lower cylindrical body, and the upper cylindrical body and the lower cylindrical body It is preferable that the other side peripheral wall of the first and second side walls enter the groove so that the side walls overlap each other.
さらに上記加熱装置において、基板の加熱雰囲気をパージするためのパージガスを供給するガス供給手段とを備え、このガス供給手段により供給されたパージガスを整流するために基板と上部加熱手段との間に設けられた整流板と、を備えた構成であってもよい。 The heating apparatus further includes a gas supply means for supplying a purge gas for purging the heating atmosphere of the substrate, and is provided between the substrate and the upper heating means for rectifying the purge gas supplied by the gas supply means. It is also possible to have a configuration provided with a straightened current plate.
また上記加熱装置において、上部加熱手段に対する基板の相対高さ位置と基板の加熱処理温度とを対応付けたデータを格納する記憶部と、前記制御部は基板の加熱処理温度に応じた基板の高さ位置を前記記憶部から読み出して、前記第1の昇降手段を制御する構成とすることもできる。 In the above heating apparatus, the storage unit stores data in which the relative height position of the substrate with respect to the upper heating unit and the substrate heat treatment temperature are associated with each other, and the control unit has a substrate height corresponding to the substrate heat treatment temperature. It is also possible to read the position from the storage unit and control the first lifting / lowering means.
また上記加熱装置において、前記囲い部材に、基板を囲むように側部加熱手段を設けてもよい。この場合、前記側部加熱手段は、上下方向に設けられた複数段のヒータを含み、下段側のヒータほど設定温度が低いように構成してもよいし、あるいは上下方向に設けられた複数段のヒータを含み、前記上部筒状体の側周壁は、末広がりの形状に成形されていて、下段側のヒータほど基板から離れているように構成してもよい。 In the heating apparatus, a side heating means may be provided on the enclosure member so as to surround the substrate. In this case, the side portion heating means may include a plurality of heaters provided in the vertical direction, and may be configured such that the set temperature is lower as the heater on the lower side, or a plurality of stages provided in the vertical direction. The side peripheral wall of the upper cylindrical body may be formed in a divergent shape, and the heater on the lower side may be separated from the substrate.
また本発明は、複数枚の基板を収納したキャリアが搬入されるキャリアブロックと、前記キャリアから取り出された基板の表面にレジストを塗布する塗布部と、露光後の基板を現像する現像処理部と、を含む処理ブロックと、この処理ブロックと露光装置との間で基板の受け渡しを行うインターフェイス部と、を備えた塗布、現像装置において、前記処理ブロックに、既述の加熱装置を設けたことを特徴とする。 The present invention also includes a carrier block into which a carrier containing a plurality of substrates is carried, a coating unit that applies a resist to the surface of the substrate taken out of the carrier, and a development processing unit that develops the exposed substrate. In the coating / developing apparatus provided with a processing block including a processing block and an interface unit for transferring the substrate between the processing block and the exposure apparatus, the heating block described above is provided in the processing block. Features.
また本発明の加熱方法は、基板を基板保持部に水平に保持する工程と、
基板と対向するように設けられた上部加熱手段に対する基板の相対高さ位置と基板の加熱処理温度とを対応付けた記憶部内のデータから、基板の加熱処理温度に対応する基板の相対高さ位置を読み出す工程と、
読み出した基板の相対高さ位置となるように前記基板保持部を、上部加熱手段に対して相対的に上昇させ、基板を囲い部材により囲まれて加熱処理される位置に置く工程と、を含むことを特徴とする。なお、前記上部加熱手段は、例えば下面が開口すると共に基板を囲むように構成された上部筒状体内に設けられており、この上部筒状体の側壁は、少なくとも前記囲い部材の一部をなしている。
The heating method of the present invention includes a step of holding the substrate horizontally on the substrate holding portion,
The relative height position of the substrate corresponding to the heat treatment temperature of the substrate from the data in the storage unit in which the relative height position of the substrate with respect to the upper heating means provided so as to face the substrate is associated with the heat treatment temperature of the substrate A process of reading
And a step of raising the substrate holding portion relative to the upper heating means so as to be a relative height position of the read substrate, and placing the substrate at a position where it is surrounded by the surrounding member and subjected to heat treatment. It is characterized by that. The upper heating means is provided, for example, in an upper cylindrical body configured to surround the substrate with the lower surface opened, and the side wall of the upper cylindrical body forms at least a part of the surrounding member. ing.
また上記加熱方法は、上面が開口すると共に基板保持部が設けられた下部筒状体を、基板の加熱処理時に、基板保持部に対して基板の受け渡しが行われるときに位置する低位置から、上部筒状体の側周壁とその側周壁とが互いに重なり合って閉じられた空間を形成する高位置まで上昇させる工程を含むようにしてもよい。 In addition, the heating method is such that the lower cylindrical body having the upper surface opened and the substrate holding portion is provided from a low position where the substrate is transferred to the substrate holding portion during the substrate heat treatment. You may make it include the process which raises to the high position which forms the space which the side surrounding wall of the upper cylindrical body and the side surrounding wall overlap and mutually closed.
さらに上記加熱方法において、基板と上部加熱手段との間に設けられた整流板の上側にパージガスを供給し、このガスを整流板を介して下降させて基板の加熱雰囲気をパージする工程を含んでもよい。その場合は、例えば上部筒状体の開口端面及び下部筒状体の開口端面の少なくとも一方には、上下方向に伸びる溝が周方向に沿って形成され、上部筒状体及び下部筒状体の他方の側周壁が前記溝に入り込むことにより、側壁同士が互いに重なり合っている。また基板は、例えば前記上部加熱手段と、前記囲い部材に基板を囲むように設けられた側部加熱手段とにより、加熱される。 Further, the above heating method may include a step of supplying a purge gas to an upper side of a rectifying plate provided between the substrate and the upper heating means and purging the heating atmosphere of the substrate by lowering the gas through the rectifying plate. Good. In that case, for example, at least one of the opening end surface of the upper cylindrical body and the opening end surface of the lower cylindrical body is formed with a groove extending in the vertical direction along the circumferential direction, and the upper cylindrical body and the lower cylindrical body Since the other side peripheral wall enters the groove, the side walls overlap each other. Further, the substrate is heated by, for example, the upper heating unit and a side heating unit provided in the surrounding member so as to surround the substrate.
本発明は、基板保持部の上方側に上部加熱手段を設け、基板の側方から上部加熱手段の周囲に至るまでの領域を囲んで加熱雰囲気を形成することにより、基板に対して面内均一性の高い加熱処理を行うと共に、上部加熱手段に対する基板の相対高さ位置を基板の加熱処理温度に応じた位置に制御することで、加熱処理温度の変更に対応するようにしている。従って基板の加熱処理温度を速やかに変更することができる。 In the present invention, the upper heating means is provided above the substrate holding portion, and a heating atmosphere is formed surrounding the area from the side of the substrate to the periphery of the upper heating means, so that the in-plane uniformity with respect to the substrate In addition to performing highly heat treatment, the relative height position of the substrate with respect to the upper heating means is controlled to a position corresponding to the heat treatment temperature of the substrate to cope with the change in the heat treatment temperature. Therefore, the heat treatment temperature of the substrate can be changed quickly.
そして基板保持部の上方側に、下面が開口すると共にその側壁が囲い部材の少なくとも一部をなす上部筒状体を設け、更に上面が開口し、前記上部筒状体の側周壁とその側周壁とが互いに重なり合って閉じられた空間を形成するための下部筒状体を設けることにより、基板が上下の筒状体により囲まれた閉空間内に置かれてこの空間が加熱雰囲気となるため、より面内均一性の高い加熱処理を基板に対して行うことができる。更にまた囲い部材の側周壁に、基板を囲むように側部加熱手段を設けることにより、基板を更により一層均一に加熱することができる。 An upper cylindrical body having a lower surface opened and a side wall forming at least a part of the enclosing member is provided above the substrate holding portion, and an upper surface is opened. The side peripheral wall of the upper cylindrical body and the side peripheral wall thereof By providing a lower cylindrical body for forming a closed space overlapping each other, the substrate is placed in a closed space surrounded by upper and lower cylindrical bodies, and this space becomes a heating atmosphere. Heat treatment with higher in-plane uniformity can be performed on the substrate. Furthermore, by providing the side heating means on the side peripheral wall of the enclosing member so as to surround the substrate, the substrate can be heated even more uniformly.
以下に本発明に係る加熱方法を実施する加熱装置の実施の形態の一例として、例えば塗布液としてレジスト液が表面に塗布された基板である半導体ウエハ(以下、ウエハという。)Wを加熱処理して、当該ウエハW表面にレジスト膜を形成する加熱装置2について説明する。加熱装置2は筐体20を備えており、筐体20の側壁にはウエハWが搬入出するための搬送口21が形成されている。また前記筐体20内には下部が空洞となっている基台30が設けられており、搬送口21に向かう側を手前側とすると、この基台30の中央部分には手前側から奥側(図中のX方向)へ向けて移動可能なウエハWを搬送するための搬送プレート31が移動するための開口部32が形成されている。
As an example of an embodiment of a heating apparatus that performs the heating method according to the present invention, for example, a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) W that is a substrate coated with a resist solution as a coating solution is heated. The heating apparatus 2 for forming a resist film on the surface of the wafer W will be described. The heating device 2 includes a
また前記搬送プレート31の一端側(搬送口21側)は連結部材33に接続されている。この連結部材33は図3に示すように前記開口部32に間挿され、その下端がガイドレール35に嵌合され、駆動部36によって前記ガイドレール35に沿ってX軸方向に移動自在に構成されている。
One end side (conveying
前記搬送プレート31は内部に例えば冷却媒体の流路が形成されている冷却プレートの役割を持っている。この搬送プレート3の中央部には3つの孔22が周方向に穿設されている。この孔22からは前記搬送プレート31の下方側に設けられた支持ピン23が通過するようになっている。前記支持ピン23は保持部材24を介して昇降部25に連結され、これにより支持ピン23の先端が搬送プレート31の表面に対して出没できるように昇降自在に構成されている。なお、図2中37a,37bは後述する支持ピン62a,62b,62cが通過するためのスリットである。
The
図1に示すように基台30において前記搬送プレート31の奥側には、例えばアルミニウムからなる処理容器(チャンバ)4が設けられており、この処理容器4は下面が開口すると共にウエハWを囲むように構成された上部筒状体41と、当該上部筒状体41よりも小径で上面が開口すると共にウエハWを囲むように構成された下部筒状体42とからなる。図1及び図4に示すように筐体20の下面には基台5が敷設されており、この基台5の一端側には支柱51が設けられている。前記支柱51の上端側には上部支持アーム52が水平に設けられており、この上部支持アーム52の先端部には上述した上部筒状体41が固定されている。また前記支柱51には、当該支柱51に沿って図示しないアクチュエータ例えばモータによる昇降やエアシリンダーによる昇降可能な昇降部53が設けられており、この昇降部53には下部支持アーム54が水平に設けられている。前記下部支持アーム54の先端部には上述した下部筒状体42が固定されており、前記下部筒状体42は昇降部53によって昇降できるように構成されている。
As shown in FIG. 1, a processing container (chamber) 4 made of, for example, aluminum is provided on the back side of the
また前記上部筒状体41の開口端面には、上下方向に伸びる溝43が周方向に沿って形成されており、下部筒状体42の側周端が前記溝43に入り込むことで上部筒状体41の側壁と下部筒状体42の側壁とが互いに重なるように構成されている。なお、この例では下部筒状体42よりも大径な上部筒状体41の開口端面に上下方向に伸びる溝43を周方向に沿って形成することで、下部筒状体42の側周端が前記溝43に入り込むように構成されているが、上部筒状体41よりも大径な下部筒状体42の開口端に上下方向に伸びる溝を周方向に沿って形成し、上部筒状体41の側周端が前記溝に入り込むように構成してもよい。
Further, a
また上部筒状体41の上面部にはガス供給管44が設けられており、このガス供給管44は筐体20の上面部を貫通してウエハWの加熱雰囲気をパージするためのパージガス例えばN2ガスやエアー等を供給するためのガス供給部45に接続されている。この例では上部筒状体41の上面部に設けられたガス供給管44と、ガス供給管44の基端側に接続されたガス供給部45とにより、ガス供給手段が構成されている。
A
また上部筒状体41の上部には上部加熱手段である抵抗発熱体であるヒータ40を内蔵した円形状のセラミックスからなる加熱プレート46が設けられている。この加熱プレート46の直径は、後述する載置台の上に載置されるウエハWの直径よりも大きい。前記加熱プレート46の外縁と上部筒状体41との間には隙間47が形成されており、この隙間47を介して下方側にパージガスが供給されるようになっている。また図1に示すように加熱プレート46のヒータ40には、電源部70が接続されており、この電源部70は後述する制御部8によってヒータ40に供給する電力を制御するようになっている。
A
前記加熱プレート46の下方側には、図1、図4及び図5に示すように前記隙間47を通過したパージガスの流れを整えるために多数の孔49が穿設された円形状の整流板48が設けられている。
Below the
前記下部筒状体42内にはウエハWを水平に保持するためのウエハWよりも一回り大きい基板保持部である円形状の載置台6が上部筒状体41の上部に形成された整流板48と対向するように設けられており、前記載置台6の中央部には3つの孔6a,6b,6cが周方向に穿設されている。また前記下部筒状体42の下面部には前記3つの孔6a,6b,6cの投影領域に夫々孔61a,61b,61cが穿設されている。また前記孔6a、6b、6c及び孔61a,61b,61cを貫通するように支持ピン62a,62b,62cが夫々設けられており、これら支持ピン62a,62b,62cは支持部材63を介して基台5の上面に設けられた昇降部64により、先端が載置台6の上方側に位置するウエハWの受け渡し位置と、先端が載置台6の下方側に位置する待機位置との間で昇降自在に構成されている。
In the lower
また前記下部筒状体42が昇降部53によって昇降することで、前記支持ピン62a,62b,62cは前記孔6a,6b,6c及び孔61a,61b,61cを介して載置台6上に突没するように構成されている。つまり前記支持ピン62a,62b,62cがウエハWの裏面を支持した状態から昇降部53によって下部筒状体42を上昇させると載置台6の上にウエハWが受け渡されるようになっている。また、図1中60は前記昇降部53等を作動させるための電装部品が収納された電装エリアである。
Further, as the lower
また前記下部筒状体42の底部には上下方向に伸縮自在なフレキシブルチューブからなる排気管71,72が接続されており、この排気管71,72は上部筒状体40と下部筒状体41とで囲まれた空間内に供給されたパージガスを排気するために基台5及び筐体20の下面部を貫通して排気ポンプ73に接続されている。この例では昇降部53によって下部筒状体42が上昇するに伴って前記排気管71,72が伸長するように構成されている。
Further,
次に制御部8に関して図6を参照しながら詳述する。図6において、80はバスであり、このバス80には記憶部及びCPUなどが接続されているが、図6ではこれらを機能的にブロック化して表している。
Next, the
記憶部81には、上部筒状体41の上部に設けられた加熱プレート46に対するウエハWの相対高さ位置とウエハWの加熱処理温度とを対応付けたデータテーブルが格納されている。この例では、載置台6側が昇降するので載置台6の高さ位置と加熱処理温度とが対応付けられている。
The
制御プログラム82は、ウエハWの加熱処理温度に対応する載置台6の高さを記憶部82内のテーブルから読み出し、その高さ位置となるなるように昇降部54に動作指令を出力する。一方、加熱プレート46のヒータ40には電源部70から所定量の電力が供給される。
The
この制御プログラム82は、記憶媒体例えばフレキシブルディスク(FD)、メモリーカード、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルデスク(MO)などに格納され、制御部8であるコンピュータにインストールされ、プログラム格納部に格納されることになる。
The
データ処理部83はCPU(中央演算処理装置)からなり、前記制御プログラム82が前記記憶部81に格納されているデータシートを参照して昇降部54に動作指令を出力する一連の動作をコントロールする。
The
次に上述の実施の形態の作用について述べる。表面にレジスト液が塗布されたウエハWは図示しない搬送アームを有するウエハWの搬送機構により、搬送口21を介して筐体20内に搬入され、搬送アームと昇降ピン23との協働作用により搬送プレート31に受け渡される。次いでこの搬送アームは筐体20内から退去すると共に、ウエハWを保持した搬送プレート31が載置台6上に移動すると、支持ピン62a,62b,62cが上昇して搬送プレート31に載置されたウエハWの裏面を支持する。そして搬送プレート31がホーム位置(図1の左端位置)に後退する(図7(a))。
Next, the operation of the above embodiment will be described. The wafer W coated with the resist solution on its surface is loaded into the
続いて今回予定とするウエハWの加熱処理温度を例えばt3(図6参照)とすると、上述した記憶部82に格納されているデータテーブルからウエハWの加熱処理温度t3に対応する載置台6の高さ位置d3が制御部8のプログラムにより読み出される。そして制御部8は読み出した高さ位置d3となるように昇降部53の昇降動作を制御して載置台6を加熱プレート46に対して相対的に上昇させる。このとき載置台6の上昇の途中で図7(b)に示すように載置台6は支持ピン62a,62b,62cによって支持されているウエハWを受け取ることになる。そして更に下部筒状体42(載置台6)が上昇すると下部筒状体42の側壁が上部筒状体41の側壁における溝部43の中に入り込んで加熱雰囲気をなす閉空間が形成され、こうして図7(c)に示すようウエハWは上部筒状体41及び下部筒状体42により囲まれた閉空間内において前記高さ位置d3に応じた処理位置に置かれる。即ちこの例では上面が開口する下部筒状体42を載置台6に対してウエハWの受け渡しが行われるときに位置する低位置から、上部筒状体41の側周壁とその側周壁とが互いに重なりあって閉じられた空間を形成する高位置まで上昇することになる。
Subsequently, assuming that the heat treatment temperature of the wafer W scheduled this time is, for example, t3 (see FIG. 6), the temperature of the mounting table 6 corresponding to the heat treatment temperature t3 of the wafer W from the data table stored in the
一方、加熱プレート46は、ヒータ40に電源部70から所定量の電力が供給されて、例えば110℃まで加熱されており、ウエハWは既述の高さ位置d3に置かれると、加熱プレート46の発熱量と、加熱プレート46及びウエハWの離間距離とで決まる温度、即ち温度t3に加熱される。そしてガス供給部45からガス供給管44を介して前記空間内にパージガス例えばN2ガスを供給しながら、排気ポンプ73により下部筒状体42の底面に接続された排気管71,72から吸引排気を行う。さらに詳しく説明すると、上部筒状体41と加熱プレート46との間の空間に供給されたパージガスは加熱プレート46の外縁と上部チャンバ41との間に形成された隙間47を通過する間に加熱プレート46の放熱によって温められる。加熱プレート46と整流板48との間の空間に供給されたパージガスは、整流板48の表面に穿設された多数の孔49を通過することによって流れが整えられ、整流されたパージガスがウエハWの表面に供給されることになる。そしてパージガスはウエハWの表面を中央から外周に沿って流れ、下部筒状体42の底面に接続された排気管71,72から排気されることになる。こうして図8中の矢印で示すようなウエハWの中央から外周に向かう気流を形成しながら加熱処理が行われることになる。
On the other hand, the
このようにしてウエハWを加熱処理することで、この例ではレジスト液中の溶剤が乾燥し、当該ウエハWの表面にレジスト膜が形成されることになる。 By heat-treating the wafer W in this way, in this example, the solvent in the resist solution is dried, and a resist film is formed on the surface of the wafer W.
こうしてウエハWの加熱処理が終了した後、載置台6が昇降部53によって下降することで載置台6の上に載置されているウエハWは支持ピン62a,62b,62cの上に受け渡される。しかる後、搬送プレート31がホーム位置から再び載置台6上へ移動して、支持ピン62a,62b,62cによって支持されているウエハWは搬送プレート31(冷却プレート)上に受け渡され、ここで粗熱取りがなされて冷却される。その後、搬送プレート31上がホーム位置に戻った後、ウエハWは外部の搬送機構、図10及び図11の例では主搬送手段A2により搬出される。
After the heat treatment of the wafer W is completed in this manner, the mounting table 6 is lowered by the elevating
ここで例えばウエハWのロットが切り替わり、ウエハWの加熱処理温度が例えばt3からt2に変更になったとする(図6参照)。この場合、次のロットのウエハWが同様にして載置台6に載置されて上昇するが、制御部8はデータテーブルからt2に対応するd2を読み出して、載置台6の高さをd2となるように昇降部53を介して制御することになる。これによりウエハWはd2に対応する高さ位置に置かれ、加熱処理温度t2で加熱処理がされる。
Here, for example, the lot of the wafer W is switched, and the heat treatment temperature of the wafer W is changed from, for example, t3 to t2 (see FIG. 6). In this case, the wafer W of the next lot is similarly mounted on the mounting table 6 and raised, but the
上述の実施の形態によれば、載置台6の上方側に、下面が開口すると共にウエハWを囲むように構成された上部筒状体41を設け、更に上面が開口し、前記上部筒状体41の側周壁とその側周壁とが互いに重なり合って閉じられた空間を形成するための下部筒状体42を設けることにより、ウエハWが上部筒状体41と下部筒状体42とにより囲まれた閉空間内に置かれてこの空間が加熱雰囲気となるため、より面内均一性の高い加熱処理をウエハWに対して行うことができる。
According to the above-described embodiment, the upper
また上述の実施の形態によれば、上部筒状体41の上部に設けられた加熱プレート46に対するウエハWの相対高さ位置をウエハWの加熱処理温度に応じた位置に制御することで、ウエハWの加熱処理温度の変更に対応するようにしているので、ウエハWの加熱処理温度を速やかに変更することができる。
Further, according to the above-described embodiment, the relative height position of the wafer W with respect to the
上述の例では、レジスト液が塗布されたウエハWを加熱するようにしているが、本発明の加熱装置では、露光後、現像前のウエハWに対して加熱を行うものであってもよい。 In the above-described example, the wafer W coated with the resist solution is heated. However, in the heating apparatus of the present invention, the wafer W before exposure and before development may be heated.
なお、下部筒状体42を設けずに、ウエハWを上部筒状体41内に置いた状態で加熱処理を行ってもよいが、加熱処理雰囲気の温度安定性を考慮すると、ウエハWの下方側は閉じられていることが好ましい。またウエハWの周囲には囲い部材、この例では上部筒状体41の側壁が存在することが必要であるが、この囲い部材は、下部筒状体42の側壁により形成する構成であってもよい。
Note that the heat treatment may be performed in a state where the wafer W is placed in the upper
また囲い部材例えば上部筒状体41の側壁には、載置台6上のウエハWを囲むように加熱手段が設けられていることが好ましく、この場合ウエハWは側方からも加熱されるのでウエハWの面内温度均一性をより高くすることができるし、また上部加熱手段だけで面内均一性を高める場合に比べて調整が行い易い。このように側部加熱手段を設けるに当たっては、図9(a)に示すように上下方向に互いに独立して温度制御できる複数のヒータ90を配列し、下段側のヒータ90ほど設定温度を低くすることが好ましい。ウエハWと上部加熱手段との距離が離れる程ウエハWの温度が低くなることから、これに対応して側方からの加熱量も低くすることでウエハWの面内温度均一性をより一層向上させることができる。この場合、各段のヒータ90とウエハWの加熱処理温度に応じたウエハWの各高さ位置とを対応させてもよい。
In addition, it is preferable that a heating means is provided on the side wall of the surrounding member, for example, the upper
また図9(b)に示すように上部筒状体41の側壁を末広がりの形状として、各ヒータ91とウエハWとの距離が下方に行く程大きくなるようにし、こうしてウエハWへの側方からの加熱量を下へ行く程小さくするようにしてもよく、この場合、各段のヒータ91は同じ発熱量としてもよいし、下へ行く程小さくしてもよい。
Further, as shown in FIG. 9B, the side wall of the upper
また図1及び図9に示す処理容器4の下部筒状体42内に設けられた載置台6において、この載置台6の内部に加熱ヒータを埋設した構成であってもよい。この場合、載置台6の内部に設けられた加熱ヒータの加熱温度は、ウエハWのプロセス温度よりも低く設定されており、このようにするとウエハWの下方側への放熱を抑えることができると共に、上部筒状体41と下部筒状体42とにより囲まれた閉空間の雰囲気をより早く加熱することができて載置台6上のウエハWをプロセス温度に速やかに昇温することができる。
Moreover, in the mounting table 6 provided in the lower
続いて既述した加熱装置2を塗布、現像装置に適用した場合の一実施の形態について図10及び図11を参照しながら簡単に説明する。図中B1は基板であるウエハWが例えば13枚密閉収納されたカセットCを搬入出するためのカセット載置部であり、カセットCを複数個載置可能な載置部200aを備えたカセットステーション200と、このカセットステーション200から見て前方の壁面に設けられる開閉部210と、開閉部210を介してカセットCからウエハWを取り出すための受け渡し手段A1とが設けられている。
Next, an embodiment in which the heating device 2 described above is applied to a coating and developing device will be briefly described with reference to FIGS. In the figure, B1 is a cassette mounting section for carrying in / out a cassette C in which, for example, 13 wafers W serving as substrates are hermetically stored, and a cassette station provided with a mounting
カセット載置部B1の奥側には筐体220にて周囲を囲まれる処理部B2が接続されており、この処理部B2には手前側から順に加熱・冷却系のユニットを多段化した棚ユニットU1,U2,U3と、後述する塗布・現像ユニットを含む各処理ユニット間のウエハWの受け渡しを行う主搬送手段A2,A3とが交互に配列して設けられている。即ち、棚ユニットU1,U2,U3及び主搬送手段A2、A3はカセット載置部B1側から見て前後一列に配列されると共に、各々の接続部位には図示しないウエハ搬送用の開口部が形成されており、ウエハWは処理部B1内を一端側の棚ユニットU1から他端側の棚ユニットU3まで自由に移動できるようになっている。また主搬送手段A2、A3は、カセット載置部B1から見て前後方向に配置される棚ユニットU1,U2,U3側の一面部と、後述する例えば右側の液処理ユニットU4,U5側の一面部と、左側の一面をなす背面部とで構成される区画壁230により囲まれる空間内に置かれている。また図中240、250は各ユニットで用いられる処理液の温度調節装置や温湿度調節用のダクト等を備えた温湿度調節ユニットである。
A processing unit B2 surrounded by a
液処理ユニットU4,U5は、例えば図11に示すように塗布液(レジスト液)や現像液といった薬液供給用のスペースをなす収納部260の上に、塗布ユニット(COT)300、現像ユニットDEV及び反射防止膜形成ユニットBARC等を複数段例えば5段に積層した構成とされている。また既述の棚ユニットU1,U2,U3は、液処理ユニットU4,U5にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための各種ユニットを複数段例えば10段に積層した構成とされており、その組み合わせは塗布ユニット3にて表面に塗布液が塗られたウエハWを減圧雰囲気下で乾燥し、当該塗布液中に含まれる溶剤を蒸発させるための減圧乾燥装置、ウエハWを加熱(ベーク)する本発明の加熱ユニット、ウエハWを冷却する冷却ユニット等が含まれる。 For example, as shown in FIG. 11, the liquid processing units U4 and U5 have a coating unit (COT) 300, a developing unit DEV, The antireflection film forming unit BARC and the like are stacked in a plurality of stages, for example, five stages. In addition, the above-described shelf units U1, U2, and U3 are configured such that various units for performing pre-processing and post-processing of the processing performed in the liquid processing units U4 and U5 are stacked in a plurality of stages, for example, 10 stages. In this combination, the wafer W whose surface is coated with the coating solution is dried in a reduced pressure atmosphere by the coating unit 3, and the reduced pressure drying apparatus for evaporating the solvent contained in the coating solution is heated (baked). The heating unit of the present invention, the cooling unit for cooling the wafer W, and the like are included.
処理部B2における棚ユニットU3の奥側には、例えば第1の搬送室270及び第2の搬送室280からなるインターフェイス部B3を介して露光部B4が接続されている。インターフェイス部B3の内部には処理部B2と露光部B4との間でウエハWの受け渡しを行うための2つの受け渡し手段A4、A5の他、棚ユニットU6及びバッファカセットC0が設けられている。
An exposure unit B4 is connected to an inner side of the shelf unit U3 in the processing unit B2 via an interface unit B3 including, for example, a
この装置におけるウエハの流れについて一例を示すと、先ず外部からウエハWの収納されたカセットCが載置台200に載置されると、開閉部210と共にカセットCの蓋体が外されて受け渡し手段A1によりウエハWが取り出される。そしてウエハWは棚ユニットU1の一段をなす受け渡しユニット(図示せず)を介して主搬送手段A2へと受け渡され、棚ユニットU1〜U3内の一の棚にて、塗布処理の前処理として例えば反射防止膜形成処理、冷却処理が行われ、しかる後塗布ユニット3にてレジスト液が塗布される。次いで減圧乾燥装置にて減圧乾燥がなされウエハW表面にレジスト膜が形成されると、ウエハWは棚ユニットU1〜U3の一の棚をなす本発明の加熱ユニットで加熱(ベーク処理)され、更に冷却された後棚ユニットU3の受け渡しユニットを経由してインターフェイス部B3へと搬入される。このインターフェイス部B3においてウエハWは例えば受け渡し手段A4→棚ユニットU6→受け渡し手段A5という経路で露光部B4へ搬送され、露光が行われる。露光後、ウエハWは逆の経路で主搬送手段A2まで搬送され、現像ユニットDEVにて現像されることでレジストマスクが形成される。しかる後ウエハWは載置台200上の元のカセットCへと戻される。
An example of the flow of wafers in this apparatus is as follows. First, when a cassette C in which wafers W are stored is mounted on the mounting table 200 from the outside, the lid of the cassette C is removed together with the opening /
このように本発明の加熱装置2を上述した塗布、現像装置に適用することで、この加熱装置においてはウエハWの加熱処理温度を速やかに変更することができるように構成されているため、塗布、現像装置のスループットの低下を抑えることのできる。 Thus, by applying the heating device 2 of the present invention to the above-described coating and developing device, the heating device is configured so that the heat treatment temperature of the wafer W can be quickly changed. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the throughput of the developing device.
W 半導体ウエハ
2 加熱装置
4 処理容器
41 上部筒状体
42 下部筒状体
44 ガス供給管
45 ガス供給部
46 加熱プレート
48 整流板
5 基台
53 駆動部
6 載置台
60 電装エリア
71,72 排気管
73 排気ポンプ
8 制御部
81 記憶部
82 制御プログラム
83 データ処理
W Semiconductor wafer 2
Claims (16)
基板を水平に保持する基板保持部と、
この基板保持部の上方側に基板と対向するように設けられた上部加熱手段と、
前記基板保持部に保持された基板の側方から上部加熱手段の周囲に至るまでの領域を囲んで加熱雰囲気を形成する囲い部材と、
前記基板保持部を、基板の受け取り位置と基板が前記囲い部材により囲まれて加熱処理される処理位置との間で、上部加熱手段に対して相対的に昇降させる昇降手段と、
基板の加熱処理温度に応じた、上部加熱手段に対する基板の相対高さ位置となるように前記昇降手段を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする加熱装置。 A heating device that heat-treats a substrate and has a plurality of heat-treatment temperatures,
A substrate holder for horizontally holding the substrate;
Upper heating means provided on the upper side of the substrate holding portion so as to face the substrate;
An enclosing member that forms a heating atmosphere surrounding a region from the side of the substrate held by the substrate holding unit to the periphery of the upper heating means;
Elevating means for elevating and lowering the substrate holding portion relative to the upper heating means between a substrate receiving position and a processing position where the substrate is surrounded by the enclosure member and heat-treated;
A heating apparatus comprising: a control unit that controls the elevating means so as to be in a relative height position of the substrate with respect to the upper heating means in accordance with a heat treatment temperature of the substrate.
上部加熱手段はこの上部筒状体内に設けられ、
この上部筒状体の側壁は、少なくとも前記囲い部材の一部をなすことを特徴とする請求項1記載の加熱装置。 Provided on the upper side of the substrate holding portion is an upper cylindrical body configured to surround the substrate with a lower surface opened,
The upper heating means is provided in the upper cylindrical body,
The heating apparatus according to claim 1, wherein a side wall of the upper cylindrical body forms at least a part of the enclosure member.
前記基板保持部はこの下部筒状体に設けられ、
前記昇降手段は、この下部筒状体を、基板保持部に対して基板の受け渡しが行われるときに位置する低位置と基板の加熱処理時に位置する高位置との間で上部筒状体に対して相対的に昇降させるように構成されていることを特徴とする請求項1または2記載の加熱装置。 An upper surface is opened, and includes a lower cylindrical body for forming a closed space in which the side peripheral wall of the upper cylindrical body and the side peripheral wall overlap each other during the heat treatment of the substrate ,
The substrate holding part is provided in the lower cylindrical body,
The elevating means moves the lower cylindrical body with respect to the upper cylindrical body between a low position where the substrate is transferred to the substrate holding portion and a high position where the substrate is heated. The heating device according to claim 1, wherein the heating device is configured to move up and down relatively.
ガス供給手段を備え、
このガス供給手段により供給されたパージガスを整流するために基板と上部加熱手段との間に設けられた整流板と、を備えたことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一に記載の加熱装置。 Comprising gas supply means for supplying a purge gas for purging the heating atmosphere of the substrate;
A rectifying plate disposed between the substrate and the top heating means to rectify the purge gas supplied by the gas supply means, claims 1, characterized in that it comprises a according to any one of the 4 Heating device.
前記制御部は、基板の加熱処理温度に応じた基板の高さ位置を前記記憶部から読み出して、前記第1の昇降手段を制御することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一に記載の加熱装置。 A storage unit for storing data in which the relative height position of the substrate with respect to the upper heating means and the heat treatment temperature of the substrate are associated with each other;
The said control part reads the height position of the board | substrate according to the heat processing temperature of a board | substrate from the said memory | storage part, and controls a said 1st raising / lowering means, It is any one of Claim 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned. The heating device described.
前記キャリアから取り出された基板の表面にレジストを塗布する塗布部と、露光後の基板を現像する現像処理部と、を含む処理ブロックと、
この処理ブロックと露光装置との間で基板の受け渡しを行うインターフェイス部と、を備えた塗布、現像装置において、
前記処理ブロックに、請求項1ないし9のいずれか一に記載の加熱装置を設けたことを特徴とする塗布、現像装置。 A carrier block into which a carrier containing a plurality of substrates is loaded;
A processing block including a coating unit that applies a resist to the surface of the substrate taken out of the carrier, and a development processing unit that develops the exposed substrate.
In a coating and developing apparatus comprising an interface unit that transfers a substrate between the processing block and the exposure apparatus,
Wherein the processing block, a coating, characterized in that a heating device according to any one of claims 1 to 9, the developing device.
基板と対向するように設けられた上部加熱手段に対する基板の相対高さ位置と基板の加熱処理温度とを対応付けた記憶部内のデータから、基板の加熱処理温度に対応する基板の相対高さ位置を読み出す工程と、
読み出した基板の相対高さ位置となるように前記基板保持部を、上部加熱手段に対して相対的に上昇させ、基板を囲い部材により囲まれて加熱処理される位置に置く工程と、を含むことを特徴とする加熱方法。 Holding the substrate horizontally on the substrate holder;
The relative height position of the substrate corresponding to the heat treatment temperature of the substrate from the data in the storage unit in which the relative height position of the substrate with respect to the upper heating means provided so as to face the substrate is associated with the heat treatment temperature of the substrate A process of reading
And a step of raising the substrate holding portion relative to the upper heating means so as to be a relative height position of the read substrate, and placing the substrate at a position where it is surrounded by the surrounding member and subjected to heat treatment. The heating method characterized by the above-mentioned.
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