JP5293718B2 - 熱処理装置、熱処理方法及び記憶媒体 - Google Patents
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Description
しかし、エアーパージによる加熱板の冷却手法では熱交換率が低いことから温度整定を行うために長い時間がかかり、スループットの向上の妨げの一因となっている。また、パージ用のエアーが加熱板の表面側に回り込んで、パーティクル汚染を起こす虞もある。
基板を加熱板に載置して熱処理を行うための熱処理装置において、
前記加熱板に下方側から接触あるいは近接することにより当該加熱板を冷却するための冷却部材と、
この冷却部材を冷却するための冷却部と、
前記冷却部材を、待機位置と前記加熱板を冷却するための冷却位置との間で相対的に昇降させるための昇降機構と、
熱処理された前記基板が前記加熱板から搬出された後、当該加熱板を降温させるために前記冷却部材を前記冷却位置に設定するように前記昇降機構を制御する制御部と、を備え、
前記加熱板は、下面に抵抗発熱体のパターンが形成され、前記冷却部材における加熱板側の冷却面には、前記パターンとの接触を避けるために当該パターンに対応した形状の凹部が形成されていることを特徴とする。
本発明の別の熱処理装置は、
基板を加熱板に載置して熱処理を行うための熱処理装置において、
前記加熱板に接触あるいは近接することにより当該加熱板を冷却するための冷却部材と、
前記加熱板の上方位置と当該上方位置から横方向に離れた位置との間で移動し、熱処理後の基板を冷却すると共に、前記冷却部材を冷却するための冷却部を兼用する基板冷却プレートと、
前記冷却部材を、前記基板冷却プレートに接触する待機位置と前記加熱板を冷却するための冷却位置との間で相対的に昇降させるための昇降機構と、
熱処理された前記基板が前記加熱板から搬出された後、当該加熱板を降温させるために前記冷却部材を前記冷却位置に設定するように前記昇降機構を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。
基板を、下面に抵抗発熱体のパターンが形成された加熱板に載置して熱処理を行う熱処理方法において、
冷却部により冷却部材を冷却する工程と、
次いで、熱処理された前記基板が前記加熱板から搬出された後、前記冷却部材を昇降機構により加熱板に下方側から接触あるいは近接する冷却位置まで移動させることにより当該加熱板を冷却する工程と、
前記加熱板の温度が降温した後、前記冷却部材を前記昇降機構により冷却位置から移動させる工程と、を含み、
前記冷却部材における加熱板側の冷却面には、前記パターンとの接触を避けるために当該パターンに対応した形状の凹部が形成されていることを特徴とする。
本発明の別の熱処理方法は、
基板を加熱板に載置して熱処理を行う熱処理方法において、
前記加熱板の上方位置と当該上方位置から横方向に離れた位置との間で移動する基板冷却プレートにより基板を冷却する工程と、
前記基板冷却プレートに接触する待機位置と前記加熱板を冷却するための冷却位置との間で相対的に昇降自在な冷却部材を、前記待機位置に設定して当該冷却部材を冷却する工程と、
次いで、熱処理された前記基板が前記加熱板から搬出された後、前記冷却部材を昇降機構により前記冷却位置まで移動させることにより当該加熱板を冷却する工程と、
前記加熱板の温度が降温した後、前記冷却部材を前記昇降機構により冷却位置から移動させる工程と、
を含むことを特徴とする。
基板を加熱板に載置して熱処理を行うための熱処理装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、上述の熱処理方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする。
熱処理装置は、例えばアルミニウムよりなる筐体1によって囲まれており、この筐体1内は、区画板7によってウエハWに対して熱処理が行われる上方領域3aと、ウエハWを昇降させる駆動機構が収納された下方領域3bと、に区画されている。
下方領域3bには、図2に示すように、既述の開口部45の側方位置と後述の加熱板84の上方位置とにおいて、冷却アーム5上のウエハWを昇降させるために、それぞれ昇降機構49a、49bに接続された支持ピン47a、47bが設けられている。冷却アーム5には、これら支持ピン47a、47bが貫通するスリット53が形成されている。区画板7には、支持ピン47aが突没するための孔部48が形成されている。尚、支持ピン47bは、区画板7に形成された後述の第1のガス排出口72を介して突没する。
この蓋体62は、加熱板84と冷却アーム5との間でウエハWの受け渡しを行う際の待機位置である上方位置と、ウエハWの熱処理時に加熱板84を蓋う下方位置と、の間で図示しない昇降機構により昇降できるように構成されている。
蓋体62の天井部には、給気管66を介してガス供給源65が接続されており、加熱板84上のウエハWに対して、例えば蓋体62の天井部中央の開口部67から、例えば空気や窒素ガスなどのパージガスを供給できるように構成されている。また、蓋体62の側壁の内側には、下方位置におけるウエハWの側面を臨む位置に、例えば全周に亘って多数の孔部68が形成されている。この孔部68は、排気路70を介して排気路2に接続されている。
この加熱板84の下面には、図5に示すように、ウエハWを加熱するためのリング状の加熱部である抵抗発熱線からなるヒータ841が同心円状にパターン印刷されている。また、この加熱板84内には、例えば中央部に加熱板84の上面の温度を検出するための例えば熱電対などの温度検出部842が設けられており、この温度検出部842の温度検出値により、後述の制御部10が接続されており、加熱板84の表面の温度を制御するように構成されている。
加熱板84は、その周縁部において例えば緩衝材などの図示しない受け部材を介して、断熱性の熱板支持部92により加熱板84の周方向に等間隔に例えば3ヶ所で下方から支持されている。そして、加熱板84は、ネジなどの図示しない固定部材によりこの熱板支持部92を介して第1の冷却プレート81の外周縁に固定されている。
また、加熱板84の下方には、例えばアルミニウムからなる第2の冷却プレート82がこの加熱板84に対向するように設けられている。
第2の冷却プレート82は、加熱板84を冷却していないときには第1の冷却プレート81上にて待機している。このとき加熱板84の下面と第2の冷却プレート82の上面との間に形成される薄い円板状の空間領域は、冷却ガス通流領域Gをなし、冷却ガスによる加熱板84の冷却の際に冷却ガスが通流する。
この第1の冷却プレート81における中央部には、図3、図4及び図6に示すように、複数の冷却ガス吹き付け用の冷却ガス供給管90が、第1の冷却プレート81の中心を囲むように配置されると共に、第1の冷却プレート81を貫通して冷却ガス通流領域G内に突き出して設けられている。第2の冷却プレート82には、図3及び図4に示すように、多数の開口部91が設けられており、この開口部91のうち一部は、第2の冷却プレート82が第1の冷却プレート81上に載置されている待機位置にある状態において、冷却ガス供給管90と第2の冷却プレート82とが接触しないように配置されている。一方、第1の冷却プレート81においても、この冷却ガス供給管90に対応していない残りの開口部91に対応して開口部96が設けられている。この第1の冷却プレート81の開口部96と第2の冷却プレート82の開口部91とで冷却ガス排出孔97を形成しており、ここから冷却ガスが排出される。
a. 温度検出部842からの温度検出値が前記しきい値T1以上のときには冷却用昇降機構83に対して第2の冷却プレート82を上昇させておくための制御信号、具体的にはコンプレッサー833が圧縮空気を送気するための制御信号を出力する。
b. 温度検出値が前記しきい値T1を下回ったときには、ガス供給源93をオンにして冷却ガスを冷却ガス通流領域Gに供給させるための制御信号を出力し、かつコンプレッサー833が圧縮空気を排出してダイヤフラム832に負圧を作用させ、第2の冷却プレート82を下降させるための制御信号を出力する。
c. 温度検出値が前記他のプロセス温度T2に達したときにガス供給源93をオフにして冷却ガスの通気を止めるための制御信号を出力する。
このプログラムは、記憶媒体例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスクまたはメモリーカードなどの記憶部11に格納されて、制御部10にインストールされる。
先ず、記憶部11に格納されているレシピから次ロットのウエハWに対する熱処理の設定温度T2を読み出し、この加熱板84の設定温度T2が次ロットのウエハWの加熱温度となるように、ヒータ841の出力制御を行う(ステップS3)。この場合、加熱板84を降温させるためヒータ841の出力はゼロとなるが、加熱板84はこのままではその熱容量により速やかには降温しない。そこで、エアー供給機構833から支持部材831の凹部835における気密空間836内に圧縮空気を送ってダイヤフラム832を上側に突出させ、これにより、既述のように、事前に冷却してある第2の冷却プレート82を上昇させて、加熱板84に接触させる(ステップS4及び図9)。こうすることで、加熱板84の温度(温度検出部842による温度検出値)は急速に低下(降温)する。加熱板84の温度が設定温度近傍であるしきい値T1に到達すると、冷却用昇降機構83の一部である支持部材831の凹部835における気密空間836内を負圧にしてダイヤフラム832を下方に突出するように反転させ、これにより、第2の冷却プレート82を下降させる。下降させた第2の冷却プレート82は、第1の冷却プレート81上に載置され、当該第1の冷却プレート81により、次の冷却工程に備えて冷却される(ステップS5及び図10)。なお、加熱板84を例えば120℃から100℃に降温する場合、103℃をしきい値T1とする。
そして、冷媒通流部88を備えた冷却部である第1のプレート81と冷却位置と待機位置の間を何度も移動する冷却部材である第2のプレート82とを別々に分けて設けることにより、冷媒通流部88が動くことがないため、冷媒通流部88に接続している配管の劣化や損傷が抑えられる。
また、本熱処理装置の加熱ユニット6における換気機構は、冷却アーム5と加熱ユニット6との間に送気機構が設けられて、この送気機構から加熱ユニット6に向けてエアが供給され、加熱ユニット6に対して送気機構と反対側にあり排気路2に接続された排気機構によりこのエアは排気される構成であってもよい。
更にまた、本発明の実施形態における冷却ガス供給は、冷却プレート82による冷却と並行して行ってもよい。
このような実施形態によれば、第1の実施形態の効果に加えて、支持ピン47bの昇降機構と第2の冷却プレート82の昇降機構とを兼用できるので、構成が簡素化できる利点がある。
本発明は、冷却アーム5を備えていない熱処理装置であってもよく、この場合、外部の基板搬送機構により加熱板84との間で基板Wの受け渡しが行われる。
1 熱処理装置の筐体
2 排気路
3a 熱処理装置の上方領域
3b 熱処理装置の下方領域
45 筐体側面の開口部
47a、47b
支持ピン
49a、49b
支持ピン昇降機構
5 冷却アーム
51 冷却アームの脚部
6 加熱ユニット
62 蓋体
7 区画板
72 第1のガス排出口
80 サポートリング
81 第1の冷却プレート
82 第2の冷却プレート
83 冷却用昇降機構
84 加熱板
85 第2のガス排出口
841 ヒータ
842 温度検出部
88 冷媒通流部
90 冷却ガス供給管
91 第2の冷却プレートにおける開口部
96 第1の冷却プレートにおける開口部
97 冷却ガス排出孔
10 制御部
11 記憶部
Claims (14)
- 基板を加熱板に載置して熱処理を行うための熱処理装置において、
前記加熱板に下方側から接触あるいは近接することにより当該加熱板を冷却するための冷却部材と、
この冷却部材を冷却するための冷却部と、
前記冷却部材を、待機位置と前記加熱板を冷却するための冷却位置との間で相対的に昇降させるための昇降機構と、
熱処理された前記基板が前記加熱板から搬出された後、当該加熱板を降温させるために前記冷却部材を前記冷却位置に設定するように前記昇降機構を制御する制御部と、を備え、
前記加熱板は、下面に抵抗発熱体のパターンが形成され、前記冷却部材における加熱板側の冷却面には、前記パターンとの接触を避けるために当該パターンに対応した形状の凹部が形成されていることを特徴とする熱処理装置。 - 前記加熱板の板面に冷却ガスを接触させるための冷却ガス供給部を備え、
前記制御部は、前記加熱板の温度が降温した後、前記冷却部材を冷却位置から離し、前記冷却ガスにより更に加熱板の温度を降温するように制御信号を出力することを特徴とする請求項1記載の熱処理装置。 - 前記冷却部は、前記冷却部材とは別個に設けられ、前記待機位置に位置している前記冷却部材に接触または近接して当該冷却部材を冷却す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に記載の熱処理装置。
- 前記冷却部材は、前記加熱板の下方側に設けられ、
この冷却部材には、加熱板の上方に基板を搬送する受け渡し機構との間で基板の受け渡しを行うために、加熱板を各々貫通し、当該加熱板の表面に対して突没する複数の支持部材が設けられ、
前記冷却部材は、前記支持部材が基板を支持するときには、加熱板から離れた位置に設定されることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一つに記載の熱処理装置。 - 前記冷却部は、前記冷却部材に設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の熱処理装置。
- 基板を加熱板に載置して熱処理を行うための熱処理装置において、
前記加熱板に接触あるいは近接することにより当該加熱板を冷却するための冷却部材と、
前記加熱板の上方位置と当該上方位置から横方向に離れた位置との間で移動し、熱処理後の基板を冷却すると共に、前記冷却部材を冷却するための冷却部を兼用する基板冷却プレートと、
前記冷却部材を、前記基板冷却プレートに接触する待機位置と前記加熱板を冷却するための冷却位置との間で相対的に昇降させるための昇降機構と、
熱処理された前記基板が前記加熱板から搬出された後、当該加熱板を降温させるために前記冷却部材を前記冷却位置に設定するように前記昇降機構を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする熱処理装置。 - 前記加熱板の板面に冷却ガスを接触させるための冷却ガス供給部を備え、
前記制御部は、前記加熱板の温度が降温した後、前記冷却部材を冷却位置から離し、前記冷却ガスにより更に加熱板の温度を降温するように制御信号を出力することを特徴とする請求項6記載の熱処理装置。 - 前記冷却部は、外部との間で循環する冷媒が通る冷媒通流部を備えていることを特徴とする請求項6または7に記載の熱処理装置。
- 基板を、下面に抵抗発熱体のパターンが形成された加熱板に載置して熱処理を行う熱処理方法において、
冷却部により冷却部材を冷却する工程と、
次いで、熱処理された前記基板が前記加熱板から搬出された後、前記冷却部材を昇降機構により加熱板に下方側から接触あるいは近接する冷却位置まで移動させることにより当該加熱板を冷却する工程と、
前記加熱板の温度が降温した後、前記冷却部材を前記昇降機構により冷却位置から移動させる工程と、を含み、
前記冷却部材における加熱板側の冷却面には、前記パターンとの接触を避けるために当該パターンに対応した形状の凹部が形成されていることを特徴とする熱処理方法。 - 前記加熱板の温度が降温した後、前記冷却部材を冷却位置から離し、前記冷却ガスを加熱板の板面に接触させて更に加熱板の温度を降温する工程を含むことを特徴とする請求項9記載の熱処理方法。
- 前記冷却部は、前記冷却部材とは別個に設けられ、前記待機位置に位置している前記冷却部材に接触または近接して当該冷却部材を冷却するように構成されていることを特徴とする請求項9または10に記載の熱処理方法。
- 基板を加熱板に載置して熱処理を行う熱処理方法において、
前記加熱板の上方位置と当該上方位置から横方向に離れた位置との間で移動する基板冷却プレートにより基板を冷却する工程と、
前記基板冷却プレートに接触する待機位置と前記加熱板を冷却するための冷却位置との間で相対的に昇降自在な冷却部材を、前記待機位置に設定して当該冷却部材を冷却する工程と、
次いで、熱処理された前記基板が前記加熱板から搬出された後、前記冷却部材を昇降機構により前記冷却位置まで移動させることにより当該加熱板を冷却する工程と、
前記加熱板の温度が降温した後、前記冷却部材を前記昇降機構により冷却位置から移動させる工程と、
を含むことを特徴とする熱処理方法。 - 前記加熱板の温度が降温した後、前記冷却部材を冷却位置から離し、前記冷却ガスを加熱板の板面に接触させて更に加熱板の温度を降温する工程を含むことを特徴とする請求項12記載の熱処理方法。
- 基板を加熱板に載置して熱処理を行うための熱処理装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項9ないし13のいずれか一つに記載された熱処理方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする記憶媒体。
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