JP7432354B2 - 熱処理装置 - Google Patents
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Description
しかし、反りの大きさや反りの態様によっては、吸引力を強くしても反りを矯正しきれないことがあり、また、反りを矯正することによる応力によってウェハが破損してしまうおそれがある。
例えば加熱装置1は、図1に示すように、筐体10を有している。筐体10の側面にはウェハWの搬入出口(図示せず)が形成されている。
筐体10内には、上側に位置して上下動自在な蓋体20と、下側に位置して蓋体20と一体となって処理室Kを形成する熱板収容部21が設けられている。
熱伝導部材50は、少なくともその外周面が、熱板30の上面の周辺の雰囲気すなわち処理室K内の雰囲気より熱伝導率が高く、変形自在な部材である。熱伝導部材50は、熱板30の上面を覆い当該熱板30の上面とウェハWの下面(裏面)との間に介在するように設けられている。つまり、熱伝導部材50を介して、ウェハWが熱板30の上面に載置される。また、熱伝導部材50を介して、熱板30の熱がウェハWに伝導する。
(a) 300<R<320
容器51は、例えば、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属で形成された袋状の密閉容器である。容器51は、例えば、上記熱伝導率の高い金属の薄いフィルムから形成される。また、容器51に封入される媒体すなわち液体としては、例えば熱板30の設定温度が100℃~200℃の場合、水銀等が用いられる。
なお、容器51の表面であって貫通孔30aに対応する位置に管状の凸部材を設け、凸部材の外周面と貫通孔30aの内周面とが係合するようにしてもよい。このときの管状の凸部材の内径は、昇降ピン40の昇降を阻害しない程度の大きさとされる。上述のように凸部材を設けることにより、容器51すなわち熱伝導部材50は、熱板30に載置した状態において、垂直方向への固定はされないものの、水平方向に関しては固定状態となる。熱板30の周縁部にウェハWを載置する際のガイド部材が設けられている場合は、容器51の周縁の形状を上記ガイド部材の位置や形状に対応するように形成して、容器51すなわち熱伝導部材50を水平方向に関して固定状態としてもよい。
さらに、熱伝導部材50は、例えば、当該熱伝導部材50の変形の態様によらず、その下面全体が熱板30に接触するように固定される。なお、熱伝導部材50の下面の剛性は高くしてもよい。
まず、筐体10の側面に設けられた搬入出口(図示せず)を介して、ウェハWを保持したウェハ搬送機構(図示せず)が筐体10内に挿入される。そして、ウェハWが、熱板30の上方に搬送される。次いで、昇降ピン40が上昇され、熱板30上の熱伝導部材50の上面から予め定められた距離突出し、当該昇降ピン40の上にウェハWが受け渡される。なお、ウェハWの筐体10への搬入前において、熱板30は設定温度に予め加熱されている。
また、ウェハWが上方に突出するように反っている場合、図4に示すように、熱伝導部材50は、ウェハWの重さにより、その周縁部が潰れ且つその中央部が盛り上がるように変形する。つまり、熱伝導部材50は、その上面がウェハWの裏面に沿うように変形する。
一方、ウェハWが下方に突出するように反っている場合、図5に示すように、熱伝導部材50は、ウェハWの重さにより、その中央部が潰れ且つその周縁部が盛り上がるように変形する。つまり、熱伝導部材50は、この場合も、その上面がウェハWの裏面に沿うように変形する。
図示は省略するが、ウェハWが複雑な形状を成すように沿っている場合でも(例えば、ウェハWが馬鞍形状である場合でも)、熱伝導部材50はその上面がウェハWの裏面に沿うように変形する。
さらに、本実施形態にかかる技術は、熱板30の上面に熱伝導部材50を設けるものであり、熱板の改良等が不要であるため、既存の加熱装置にも適用することができる。
さらにまた、本実施形態にかかる技術は、ウェハWの反りの矯正が不要である。そのため、ウェハWの反りの矯正によって当該ウェハWが破損するようなことがない。
ウェハWの形状は、同じロット内では大きく変わらない。そのため、例えば、同一ロット内の1枚目のウェハWが載置されたときの熱伝導部材50の形状が維持されれば、2枚目以降のウェハWが載置された直後から、当該ウェハWの裏面と熱伝導部材50の上面との距離が面内で均一になるため、当該ウェハWに対する加熱処理をウェハ面内でより均一に行うことができる。
例えば、熱伝導部材50の容器51内に充填される媒体として、上述の粒体を用いることで、熱伝導部材50に形状記憶機能を付与することができる。
図7の熱伝導部材100は、容器101の上面すなわちウェハ側の面から上方に突出する突起102を複数有する。この構成により、熱伝導部材100とウェハWの裏面との接触面積を減らすことができる。したがって、熱伝導部材100とウェハWとの接触により傷が生じるのを抑制することができる。
なお、突起102の熱伝導率は、容器101より低くてもよく、具体的には、処理室Kの雰囲気と同等であってもよい。これにより、ウェハWにおける突起102との接触点のみ高温となるのを防ぐことができる。
図8の例の構成は、熱伝導部材50の容器51に充填する媒体として、液体や気体を用いる場合、すなわち、流体を用いる場合に、適用することができるものである。
補助容器110は、熱伝導部材50の容器51よりも高い柔軟性を有する材料で形成され容易に変形する中空の部材である。補助容器110は例えば樹脂材料から形成される。なお、図の例では、補助容器110は2つ設けられているが、補助容器110の数は1つであっても3以上であってもよい。また、補助容器110は、熱板30より下側に設けられている。
なお、ウェハWが熱板30から取り除かれると、ウェハWの重力が補助容器110に作用しなくなるため当該補助容器110はその弾性力により元の形状に戻り、これに伴い、補助容器110内の媒体は、熱伝導部材50の容器51に戻される。
なお、上述のように熱膨張分の流体の吸収及び熱収縮分の流体の補充を補助容器110で行う場合、熱板30の使用温度帯における最低温度より低い温度環境で、熱伝導部材50、連通管111及び補助容器110への流体の充填が行われる。上記吸収及び補充が熱板30の使用温度帯で適切に行われるようにするため、である。
例えば前述の図8のような構成において補助容器110の形成材料の弾性力が高いとき等に、ウェハWに作用する重力のみでは、熱板30の上面へウェハWを押し付ける力で、熱伝導部材50を所望の形状に変形させることができない場合がある。
このような場合は、図9に示すように、熱板120の上面へウェハWを押し付ける力が増大するようウェハWを吸引する吸引口121aを熱板120に設けるとよい。これによって、確実に熱伝導部材50を所望の形状に変形させることができる。
また、吸引口121aを一端に有する吸引路121の他端には、排気管122の一端が接続され、排気管122の他端には、排気ポンプ等からなる排気装置123が接続されている。
前述の図8のように、補助容器110を設ける場合、図10に示すように、補助容器110を外部から圧縮する圧縮機構130を設けてもよい。圧縮機構130により、補助容器110から熱伝導部材50の容器51へ流体を供給することができる。
圧縮機構130は、補助容器110を覆う圧縮容器131と、圧縮容器131に一端が接続されたガス供給管132と、ガス供給管132の他端に接続され当該ガス供給管132を介して不活性ガス等のガスを圧縮容器131に供給するガス供給源133とを有する。
熱板120の上面へウェハWを押し付ける力だけでは、熱伝導部材50が十分に変形せず、熱伝導部材50の上面とウェハWの裏面との間に空気層が生じ、熱伝導部材50の上面とウェハWの裏面との距離が面内均一とならない場合がある。この場合に、圧縮機構130を用いて、補助容器110から熱伝導部材50に流体を供給し熱伝導部材50を変形させることで、熱伝導部材50の上面とウェハWの裏面との距離をより確実に面内均一にすることができる。
図8の例では、補助容器110は、熱板30より下側、すなわち熱伝導部材50より下側に設けられていたが、補助容器110の配設位置はこれに限られない。例えば、図11に示すように、補助容器110は、熱伝導部材50の側方における熱板30の上面上に設けられていてもよい。
図12に示すように、熱板30は、複数の領域R1~R5に区画され、領域R1~R5それぞれに給電により発熱するヒータ33が個別に内蔵され、領域R1~R5毎に加熱でき、領域R1~R5毎に温度設定される場合がある。
この場合、熱伝導部材140が、熱板30の複数の領域R1~R5に対応して分割され、領域R1~R5毎に分割体141を有することで、ウェハWの反りの大きさによらず、当該ウェハに対する加熱処理を面内で均一に行うことができる。
(1)基板に対し熱処理を行う熱処理装置であって、
その上面に基板が載置され、載置された当該基板を加熱または冷却する熱処理板と、
少なくともその外周面が前記熱処理板の上面の周辺の雰囲気より熱伝導率が高く、且つ、当該熱処理板の上面を覆い当該上面とウェハWとの間に介在するように設けられる、変形自在な熱伝導部材と、を有し、
前記熱伝導部材は、前記熱処理板の上面へ基板を押し付ける力によって、当該基板の形状に対応した形状に変形する、熱処理装置。
前記(1)によれば、基板の反りの大きさや態様によらず、当該基板に対する熱処理を面内で均一に行うことができる。
前記熱処理板の使用温度帯において液体であり前記雰囲気より熱伝導率が高い媒体と、
前記雰囲気より熱伝導率が高い材料から形成された、変形自在且つ中空の容器と、を有し、
前記容器の内部は、前記媒体で充填されている、前記(1)または(2)に記載の熱処理装置。
前記熱処理板の使用温度帯において気体であり前記雰囲気より熱伝導率が高い媒体と、
前記雰囲気より熱伝導率が高い材料から形成された、変形自在且つ中空の容器と、を有し、
前記容器の内部は、前記媒体で充填されている、前記(1)または(2)に記載の熱処理装置。
前記熱伝導部材の容器と、前記補助容器とを連通させる連通管と、を有し、
前記補助容器及び前記連通管の内部は、前記媒体で充填されている、前記(3)または(4)に記載の熱処理装置。
前記熱処理板の使用温度帯において粒状の固体であり前記雰囲気より熱伝導率が高い媒体と、
前記雰囲気より熱伝導率が高い材料から形成された、変形自在且つ中空の容器と、を有し、
前記容器の内部は、前記媒体で充填されている、前記(1)または(2)に記載の熱処理装置。
前記熱伝導部材は、前記熱処理板の前記複数の領域に対応して分割されている、前記(1)~(10)のいずれか1に記載の熱処理装置。
30、120 熱板
50、100、140 熱伝導部材
W ウェハ
Claims (11)
- 基板に対し熱処理を行う熱処理装置であって、
その上面に基板が載置され、載置された当該基板を加熱または冷却する熱処理板と、
少なくともその外周面が前記熱処理板の上面の周辺の雰囲気より熱伝導率が高く、且つ、当該熱処理板の上面を覆い当該上面とウェハWとの間に介在するように設けられる、変形自在な熱伝導部材と、を有し、
前記熱伝導部材は、
前記熱処理板の上面へ基板を押し付ける力によって、当該基板の形状に対応した形状に変形し、
前記熱処理板の使用温度帯において液体であり前記雰囲気より熱伝導率が高い媒体と、
前記雰囲気より熱伝導率が高い材料から形成された、変形自在且つ中空の容器と、を有し、
前記容器の内部は、前記媒体で充填され、
前記熱伝導部材の容器よりも高い柔軟性を有する材料で形成された中空の補助容器と、
前記熱伝導部材の容器と、前記補助容器とを連通させる連通管と、を有し、
前記補助容器及び前記連通管の内部は、前記媒体で充填されている、熱処理装置。 - 基板に対し熱処理を行う熱処理装置であって、
その上面に基板が載置され、載置された当該基板を加熱または冷却する熱処理板と、
少なくともその外周面が前記熱処理板の上面の周辺の雰囲気より熱伝導率が高く、且つ、当該熱処理板の上面を覆い当該上面とウェハWとの間に介在するように設けられる、変形自在な熱伝導部材と、を有し、
前記熱伝導部材は、
前記熱処理板の上面へ基板を押し付ける力によって、当該基板の形状に対応した形状に変形し、
前記熱処理板の使用温度帯において気体であり前記雰囲気より熱伝導率が高い媒体と、
前記雰囲気より熱伝導率が高い材料から形成された、変形自在且つ中空の容器と、を有し、
前記容器の内部は、前記媒体で充填され、
前記熱伝導部材の容器よりも高い柔軟性を有する材料で形成された中空の補助容器と、
前記熱伝導部材の容器と、前記補助容器とを連通させる連通管と、を有し、
前記補助容器及び前記連通管の内部は、前記媒体で充填されている、熱処理装置。 - 前記熱処理板は、複数の領域に区画され、当該領域毎に温度設定可能であり、
前記熱伝導部材は、前記熱処理板の前記複数の領域に対応して分割されている、請求項1または2に記載の熱処理装置。 - 基板に対し熱処理を行う熱処理装置であって、
その上面に基板が載置され、載置された当該基板を加熱または冷却する熱処理板と、
少なくともその外周面が前記熱処理板の上面の周辺の雰囲気より熱伝導率が高く、且つ、当該熱処理板の上面を覆い当該上面とウェハWとの間に介在するように設けられる、変形自在な熱伝導部材と、を有し、
前記熱伝導部材は、前記熱処理板の上面へ基板を押し付ける力によって、当該基板の形状に対応した形状に変形し、
前記熱処理板は、複数の領域に区画され、当該領域毎に温度設定可能であり、
前記熱伝導部材は、前記熱処理板の前記複数の領域に対応して分割されている、熱処理装置。 - 前記熱伝導部材は、
前記熱処理板の使用温度帯において粒状の固体であり前記雰囲気より熱伝導率が高い媒体と、
前記雰囲気より熱伝導率が高い材料から形成された、変形自在且つ中空の容器と、を有し、
前記容器の内部は、前記媒体で充填されている、請求項4に記載の熱処理装置。 - 前記容器は、アルミニウムから形成されている、請求項1~3、5のいずれか1項に記載の熱処理装置。
- 前記熱伝導部材は、変形後の形状を維持する形状記憶機能を有する、請求項1~6のいずれか1項に記載の熱処理装置。
- 前記熱伝導部材は、前記上面から上方に突出する突起を複数有する、請求項1~7のいずれか1項に記載の熱処理装置。
- 前記熱伝導部材は、前記熱処理板の上面に対し、着脱自在に設けられている、請求項1~8のいずれか1項に記載の熱処理装置。
- 前記熱伝導部材は、基板を支持する基板支持部材が挿通される貫通孔を有する、請求項1~9のいずれか1項に記載の熱処理装置。
- 前記熱処理板は、当該熱処理板の上面へ基板を押し付ける力が増大するよう当該基板を吸引する吸引口を有する、請求項1~10のいずれか1項に記載の熱処理装置。
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