JPH03266417A - 半導体製造装置および液処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は半導体製造装置に関する。

【従来の技術】

半導体製造装置において、モータ等の発熱部に連結され
た基板処理部例えばウェーハチャックやウェーハ搬送ア
ームは、熱伝導によってモータ等の発熱部からの熱によ
り目的温度よりも高温になってしまう傾向にあるため、
何等かの冷却手段によって温調するようにするのが通例
である。 例えば、半導体ウェーハにフォトレジスト膜を塗布する
コーティング工程においては、回転塗布の方法が用いら
れる。この場合に、ウェーハは、通常はいわゆるダウン
フローの状態て空気が流れている部屋内に置かれた処理
室（以下スピンナカップという）内に設けられたスピン
チャックに真空吸着する。スピンチャックはモータによ
って回転させられる。そして、ウェーハの上方に設置さ
れ、移動するノスルからフォトレジスト液をウェーハ表
面に滴下し、スピンナカップ内を排気しながら、スピン
チャックを回転させることによりウェーハを回転し、そ
の回転数及び回転時間を調節することにより所望の厚さ
のフォトレジスト膜をウェーハ表面上に形成している。 このレジストコーティング工程において、つ工−ハ表面
の温度およびウェーハ近傍のエアーの温度と湿度がコー
ティング塗膜の性能に影響を与えることが分かっている
。そこで、従来から、高精度の塗膜性能が要求される場
合には、ダウンフローのエアーではなく、コーティング
ユニットに対して外置きの温湿度調節装置で温度及び湿
度を調節したエアーを、ダクトを介してコーティングユ
ニットのスピンナカップ内に導いて、被処理ウェーハ近
傍のエアーの温度及び湿度を所定の値に保つようにして
いる。 ところが、モータの発熱による熱が駆動軸を介してスピ
ンチャックに伝導され、スピンチャックが加熱される傾
向にあり、ウェーハ面内の温度が目的温度からずれてし
まうおそれがあった。そこで、従来からスピンチャック
の温度を設定させるために、例えば、モータ部の温調に
よって間接的にスピンチャックの温度を温調したり、ス
ピンチャックを断熱材で製作してスピンチャックへの熱
伝導を低減したり、スピンチャックの裏面に冷却ガスを
パージしたりする等、何等かの冷却もしくは温調手段を
付設するようにしている。 以上のような技術に関する公知例を挙げると、例えば特
開昭６１−４０６４号、特開昭６１−２１４５２０号、
特開昭６１−２５１１３４号、特開昭６２−５３７７３
号、特開昭６２−１１７３２３号、特開昭６１−２０５
６２６号、特開昭６２−２８５４２１号、特開昭６２−
２２６６１号などがある。

【発明が解決しようとする課題】

ところで、前記のレジスト塗布装置においては、スピン
チャックを断熱材で構成しても、その温度は管理されて
いないため、所望の温度下でスピンコーティングができ
るとは限らない。また、冷却ガスを用いる方法は、温度
設定までに時間が掛かる。 その他にチャック等の処理部に対する簡便な冷却手段と
して、クーリングプレート、クーリングコイル、電子冷
却などがあるが、これらの冷却手段は特にスペースの問
題、温度の制約（電子冷却）、冷却水のリーク対策など
から制約が大きく、実際的ではない。 この発明は、以上の点に鑑み、被処理体の処理部が発熱
部に連結されている場合であっても、常に安定した温度
管理下で処理が可能であるようにした半導体製造装置を
提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

この発明は、発熱部に連結された被処理体の処理部を備
えた半導体製造装置において、前記発熱部の温度が上記
処理部での目的温度以下になるよう冷却する手段を設け
ると共に、前記処理部には所定温度に加熱する手段を設
けたことを特徴とする。

【作用】

この発明による半導体製造装置においては、発熱部を冷
却手段により処理部で要求される所定温度よりも低い温
度に冷却する。このため処理部は目的とする温度より低
温になるおそれがあるが、加熱手段により不足分の加熱
が行なわれ、所定の温度に常になるようにされる。した
がって、常に安定した温度管理下で被処理体の処理が可
能になる。

【実施例】

以下、この発明による半導体製造装置の実施例を図を参
照しながら説明する。 第１図の例は、この発明を前述したレジスト塗布装置に
適用した場合の一実施例で、スピンナカップ１内には、
モータ２により回転されるスピンチャック３が設けられ
ている。そして、このスピンチャック３には半導体ウェ
ーハ４が真空吸着されて固定され、半導体ウェーハ４が
スピンチャック３の回転に伴って回転するようにされて
いる。 また、ウェーハ４の上方には、ノズル５が配置され、配
管６を通じて送られてきた、予め所定温度に温調された
フォトレジスト液が、このノズル５より所定量、ウェー
ハ４の表面上に滴下されるように構成されている。 そして、スピンナカップ１内には、ダクト７を通じて、
温湿度調節装置（図示せず）からの温度及び湿度が所定
の値、温度が例えば２０〜２５℃、湿度が２０〜５０％
好ましくは３０〜４０％に調節されたエアーが、送り込
まれる。また、スピンナカップ１の底面部の隅には環状
に排気口８が設けられ、この排気口８より排気管９が導
出され、ブロワ−（排風機）１０によりカップ１上方か
ら取り入れられた前記エアーがクリーンルーム外に強制
排気されるように構成されている。この場合、排気量は
図示しない排気量検出手段により検出し、例えば排気調
節ダンパーにより排気量調節が可能である。 スピンチャック３を回転駆動するモータ２は、冷却装置
１１内に設けられ、モータ２は駆動時であっても、コー
ティング処理温度よりも低い温度に冷却されている。 また、スピンチャック３の表面には、薄膜ヒータ１２が
被着形成されている。 この薄膜ヒータ１２は、第２図に示すように、例えば絶
縁物からなるスピンチャック３の表面に例えばクロムか
らなる導電性薄膜１４が、例えば蒸着により被着形成さ
れて構成される。スピンチャック３が絶縁物で構成され
ていないときは、このスピンチャック３の表面に絶縁層
が予め溶射等によって被着形成される。この場合、導電
性薄膜１４は、均一な厚さ例えば０．１　μｍ−１００
ｐｍ好ましくは０．５μｍで被着される。そして、この
導電性薄膜１４の一端及び他端には例えば銅製の電極１
５．１６が例えば溶射、爆射等によって被着形成される
。さらに、その上にセラミックス等の絶縁物からなる保
護膜１７が溶射、爆射、蒸着等により被着される。 そして、電極１５．１６は、給電及び温度調節回路２０
の一端及び他端に接続される。この給電及び温度調節回
路２０は、例えば商用交流電源２１とスイッチング素子
、この例では５ＳＲ（ソリッド・ステート・リレイ）２
２とからなる電源回路を備え、交流電源を薄膜ヒータ１
２の導電性薄膜１４に供給する。また、５ＳＲ２２をス
イッチング制御して薄膜ヒータ１２に供給する電源回路
からの電力量を制御する制御回路２３とを備える。 すなわち、制御回路２３は、ウェーハ４あるいはスピン
チャック３の周辺温度を検出する温度センサ（図示せず
）からの温度測定情報Ｔに基づいてパルス幅が定められ
るパルス幅変調信号ＳＭを５ＳＲ２２に供給する。５Ｓ
Ｒ２２は、このパルス幅変調信号ＳＭによってスイッチ
ング制御され、薄膜ヒータ１２には信号ＳＭのパルス幅
に応じた時間だけ交流電力が供給される。すると、薄膜
ヒータ１２は導電性薄１１１１４が発熱抵抗体として発
熱する。すなわち、薄膜ヒータ１２は供給電力量に応じ
て発熱する。 なお、電極１５．１６と給電及び温度制御回路２０との
接続は、電極１５．１６とそれぞれ接続された導体環を
モータ２の駆動軸２Ａに設けておき、この導体環に対し
てブラシを接続させるようにする等によって行なうこと
ができる。 次に、この例のレジスト塗布装置の動作について説明す
る。 この場合、ウェーハの回転数及びエアーの排気量は、図
示しないシステムコントローラにおいて、予め、プログ
ラムされている。このプログラムに従って、システムコ
ントローラによりモータ２が制御されてウェーハ回転数
が制御されるとともに、排気調節ダンパーが制御されて
、所定の排気量となるように制御される。 先ず、配管６を通じて温度が例えば２５℃に温調された
レジスト液がノズル５に供給され、レジスト液がウェー
ハ４上に滴下される。その後、前記プログラムにしたが
ってモータ２が制御されて、スピンチャック３が所定回
転数で回転され、ウェーハ４上にレジスト塗布が行われ
る。 このとき、モータ２は冷却装置１１によって積極的に冷
却されているので、モータ２の発熱のため、その熱が駆
動軸２人を介してスピンチャック３へ伝達され、スピン
チャック３延いてはウェーハ４が目的温度よりも高温に
なってしまうことはない。ところで、モータ２の冷却温
度は、前述したように、レジスト塗布処理時の目的温度
より低くされている。このままでは、この低温が駆動軸
２Ａを介してスピンチャック３に伝達されてしまい、今
度は温度が低くなってしまうところであるが、この発明
では、スピンチャック３の表面の薄膜ヒータ１２に給電
し、温度制御回路２０によりスピンチャック３の温度が
常に所望の温度になるように電力が供給されている。し
たがって、スピンチャック３の温度は常に所望温度とさ
れ、ウェーハ４のレジスト塗布処理は、この安定した温
度管理下で行なわれ、高品質のレジスト膜の塗布を行な
うことができる。 ここで、特に注目に値するのは、比較的熱負荷の大きな
モータ２２の冷却に関しては、特に高い精度は要求され
ることはなく、かつ、熱負荷の非常に小さなスピンチャ
ック３の温調を薄膜ヒータ１２を使用した上述方法で行
えばよいため、高い精度の温度が容易に達成できること
である。 なお、以上の例はこの発明をレジスト塗布装置に適用し
た場合であるが、現像液の塗布処理装置においても、全
く同様にして適用可能である。 また、この発明は、これらの装置だけでなく、ウェーハ
等の半導体基板の搬送系にも適用可能である。例えば、
ベーキング工程の前工程のプリベーク工程で所定の温度
にされたウェーハをベーキング処理ユニットに搬送する
搬送装置の場合には、ウェーハの温度維持が重要である
ので、この発明は有効である。第３図は、搬送装置にこ
の発明を適用した場合の一例である。 すなわち、この例の搬送アーム３１は、半導体ウェーハ
４の載置部３２を有し、この載置部３２上において半導
体ウェーハ４を、例えば真空吸着等により保持する。こ
の搬送アーム３１は駆動機構３３により垂直方向に移動
可能とされると共に、水平方向に搬送路３４に沿って移
動可能とされている。このため、駆動機構３３には垂直
駆動及び水平駆動のためのモータがそれぞれ設けられて
いる。 そして、駆動機構３３は冷却装置３５内に設けられて、
搬送アームの載置部３２において目的とする温度以下に
冷却されている。 また、搬送アームのウェーハ載置部３２の表面には、前
述の例と同様の薄膜ヒータ３６が被着形成される。そし
て、薄膜ヒータ３６に、前述と同様にして給電及び温度
制御回路３７から電力が供給されると共に、この回路３
７において供給電力量が制御されて、搬送アームの載置
部３２の温度が所望の目的温度となるように制御される
。 したがって、この搬送アームによってウェーハ４をベー
キングユニットに搬送した場合に、ベーキングユニット
に搬入する際にウェーハ温度が変化してしまうことかな
く、即座にベーキング処理に移ることができる。 なお、この薄膜ヒータ１２及び３６の導電性薄膜の材質
は、クロムの他にも、ニッケル、白金、タンタル、タン
グステン、スズ、鉄、鉛、アルメル、ベリリウム、アン
チモン、インジウム、クロメル、コバルト、ストロンチ
ウム、ロジウム、パラジウム、マグネシウム、モリブデ
ン、リチウム、ルビジウム等の金属単体やカーボンブラ
ック、グラファイトなどに代表される炭素系材料の単体
、ニクロム、ステンレス、ステンレススチール、青銅、
黄銅等合金、ポリマーグラフトカーボン等のポリマー系
複合材料、ケイ化モリブデンなどの複合セラミック材料
のように、導電性を有するとともに、通電によって発熱
抵抗体として機能して熱源となり得るものであれば良い
。これらの材料のうちのいずれのものを選択するかは、
被処理体の熱処理温度に応じて適宜決定すれば良い。 また、導電性薄膜１４の被着は、蒸着以外に、例えばＣ
ＶＤ成膜、スパッタリング、溶射、爆射等によっても行
うことができる。 また、被処理体としてはウェーハの他、ＬＣＤ基板、ガ
ラス基板その他の半導体装置が対象となることはいうま
でもない。 さらに、この発明は、上述の実施例に限らず、被処理体
の処理部が発熱部に連結している半導体製造装置のすべ
てに適用可能である。

【発明の効果】

以上説明したように、この発明によれば被処理体の処理
部がモータ等の発熱部に連結されていても、発熱部は積
極的に冷却されると共に、処理部がこの冷却のため目的
温度よりも低くなる分、加熱手段により温度補償し、前
記目的温度となるように加熱され、処理部は常に所望温
度の状態が維持される。したがって、処理部では発熱部
からの熱的な影響を除去して安定した温度管理下で処理
が行なえる。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明による半導体製造装置の一実施例を示
す図、第２図はその要部の説明のための図、第３図はこ
の発明による半導体製造装置の他の実施例を示す図であ
る。 １；スピンナカップ ２；モータ ３；スピンチャック ４；半導体ウェーハ ５；ノズル １１．３４；冷却装置 １２．３６；薄膜ヒータ １４；導電体薄膜 １５．１６；電極 ２０．３７；給電及び温度制御回路 ３１；搬送アーム ３３；駆動機構

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 発熱部に連結された被処理体の処理部を備えた半導体製
   造装置において、 前記発熱部の温度が上記処理部での目的温度以下になる
   よう冷却する手段を設けると共に、前記処理部には所定
   温度に加熱する手段を設けたことを特徴とする半導体製
   造装置。