JPH06236844A

JPH06236844A - 処理装置

Info

Publication number: JPH06236844A
Application number: JP4327893A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Kimura; 義雄木村
Original assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Kyushu Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Kyushu Ltd
Priority date: 1993-02-08
Filing date: 1993-02-08
Publication date: 1994-08-23
Anticipated expiration: 2014-02-10
Also published as: JP2855308B2

Abstract

(57)【要約】【目的】被処理体の処理熱の温度分布の均一化が図れ
ると共に、排気流による熱影響の解消を可能にする処理
装置を提供する。【構成】ウエハＷを載置する載置台２と、この載置台
２を介してウエハＷに熱を供給する発熱体３とをエアギ
ャップ４を介して平行に配置する。載置台２の下面に装
着されて発熱体３の上面を転動する転動ローラ５と、載
置台２の外周面に接触する伝達ローラ７及び案内ローラ
６によって載置台２を平行面上に回転可能に支持する。
伝達機構８を介してパルスモータ９と伝達ローラ７とを
連結し、パルスモータ９からの回転駆動を載置台２に伝
達する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、載置台上に載置され
る被処理体に熱を供給して処理を行う処理装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体デバイスの製造工程にお
いて、フォトリソグラフィー技術を用いて回路パターン
を縮小してフォトレジストに転写し、これを現像処理す
ると共に、適宜熱処理を施している。

【０００３】このような処理を行う場合、図１０に示す
処理システムが使用されている。この処理システムは、
被処理体としての半導体ウエハＷ（以下にウエハとい
う）を搬入・搬出するローダ部４０と、ウエハＷをブラ
シ洗浄するブラシ洗浄装置４２と、ウエハＷを高圧ジェ
ット水で洗浄するジェット水洗浄装置４４と、ウエハＷ
の表面を疎水化処理するアドヒージョン処理装置４６
と、ウエハＷを所定温度に冷却する冷却処理装置４８
と、ウエハＷの表面にレジストを塗布するレジスト塗布
装置５０と、レジスト塗布の前後でウエハＷを加熱して
プリベーク又はポストベークを行う加熱処理装置５２及
びウエハＷの周縁部のレジストを除去するレジスト除去
装置５４等を一体的に集合化して作業効率の向上を図っ
ている。

【０００４】上記のように構成される処理システムの中
央部には、長手方向に沿ってウエハ搬送路５６が設けら
れ、このウエハ搬送路５６に各装置４０〜５４が正面を
向けて配設され、ウエハ搬送体５８が各装置４０〜５４
とウエハＷの受け渡しを行うためにウエハ搬送路５６上
を移動し得るようになっている。

【０００５】上記加熱処理装置５２は、ウエハ搬送路５
６側に向く開口部５２Ａを有する多数の加熱処理装置５
２が多段に積み重なった１つのブロック体として設けら
れ、かつ複数のブロック体が並設されている。そして、
各加熱処理装置５２は、例えば図１１及び図１２に示す
ように、ウエハＷを載置する載置台である熱板６０と、
熱板６０を介してウエハＷに熱を供給する発熱体６２
と、熱板６０の上方に処理空間６４を形成すべく配置さ
れると共に、加熱処理時に発生するガスを排気するカバ
ー部材６６及び熱板６０及び発熱体６２に穿設された貫
通孔６８を挿通してウエハＷを熱板６０上で受け渡しす
る支持ピン７０とで主要部が構成されている。この場
合、図１１に示す加熱処理装置５２においては、支持ピ
ン７０を固定し、熱板６０と発熱体６２を昇降シリンダ
７２のピストン７４にて昇降可能にして、支持ピン７０
を熱板６０上に出没可能に形成している。一方、図１２
に示す加熱処理装置５２においては、熱板６０及び発熱
体６２を固定し、支持ピン７０を支持ピン昇降用シリン
ダ７６のピストン７８に連結して熱板６０上に出没可能
に形成されている。なお、図１２において、熱板６０の
外周部には筒状のシャッタ８０が昇降可能に配設されて
おり、このシャッタ８０はシャッタ昇降用シリンダ８２
のピストン８４に連結されて、処理空間６４を外部から
区画し得るようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
この種の加熱処理装置においては、熱板６０と発熱体６
２とが接触した一体構造であるため、発熱体６２近傍の
温度が高くなり熱板６０表面の温度分布精度が十分でな
く、ウエハＷの面内膜厚精度が低下するという問題があ
った。また、図１２に示す加熱処理装置においてはシャ
ッタ８０によってある程度の排気流による影響を解消す
ることができるが、排気流の分布状態が偏り固定化する
と、この排気流によるウエハＷへの熱影響によってウエ
ハＷ表面の膜厚精度が低下するという問題がある。更に
は、熱板６０と発熱体６２とが一体であるため、熱板６
０のクリーニングやメンテナンス性が悪いという問題も
あった。

【０００７】上記問題を解決する手段として、例えば図
１３に示すように、熱板６０と発熱体６２との間に熱伝
導の大きな金属球８６を介在させて熱板６０を回転軸８
８によって回転することにより排気流の均一化を図れる
ようにしたものが考えられているが（実開昭５７−８４
７３８号公報参照）、この構造のものは金属球８６の部
分が高温になり、温度分布が不均一になり易いという問
題があり、また熱板６０のクリーニングやメンテナンス
性が悪い。また、図１４に示すように、熱板６０と発熱
体６２との間にスペーサ９０を介在させて空間９２を設
けて熱板６０の温度分布の向上を図れるようにしたもの
が考えられているが（実開平３−１２００２８号公報参
照）、この構造のものは熱板６０が回転しないため、熱
板６０の上方の排気流の熱影響を受け易いという問題が
ある。

【０００８】したがって、この種の加熱処理装置におい
て、熱板表面の温度分布の均一化、排気流による熱影響
の解消、かつ熱板のクリーニング及びメンテナンス性の
向上が望まれているのが現状である。

【０００９】この発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、被処理体の処理熱の温度分布の均一化が図れると共
に、排気流による熱影響の解消を可能にすることを第１
の目的とし、また、熱板のクリーニング及びメンテナン
ス性の向上を図れるようにすることを第２の目的とする
処理装置を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の処理装置は、被処理体を載置する載置台
と、この載置台を介して上記被処理体に熱を供給する発
熱体とを具備する処理装置を前提とし、上記載置台と発
熱体とを適宜間隔をおいて平行に配置し、上記載置台を
平行面上に回転可能に形成すると共に、回転駆動手段に
連結してなるものである。

【００１１】この発明において、上記載置台と発熱体と
は間隔をおいて平行に配置されていれば、間隔は任意で
よいが、好ましくは間隔は可及的に狭い方がよい。ま
た、上記載置台は発熱体との平行面上を回転するもので
あれば、回転駆動手段との連結形態は任意でよいが、好
ましくは載置台と回転駆動手段とを着脱可能に形成する
と共に、載置台を発熱体側から取り外し可能に形成する
方がよい。また、上記回転駆動手段は、例えば駆動源で
あるモータからの駆動をギア、ローラあるいはベルトや
チェーン等の伝達機構を介して載置台の外周に係合する
ローラやギアを回転するもの、あるいは、モータの駆動
軸を直接載置台に係合させて回転させるものなどを使用
することができる。

【００１２】

【作用】上記のように構成されるこの発明の処理装置に
よれば、被処理体を載置する載置台と発熱体とを適宜間
隔をおいて平行に配置すると共に、回転駆動手段によっ
て載置台を平行面上に回転することにより、載置台は回
転しながら発熱体からの熱をエアギャップを介して伝達
されるため、温度分布が均一となり、被処理体の面内温
度分布精度を向上することができる。また、載置台上に
載置される被処理体も載置台と同時に回転するため、被
処理体上方の気流による熱的影響が均一となり、処理精
度の向上を図ることができる。

【００１３】また、載置台と回転駆動手段とを着脱可能
に形成すると共に、載置台を発熱体側から取り外し可能
に形成することにより、載置台を回転駆動手段及び発熱
体から取外してクリーニングすることができると共に、
保守・点検等を行うことができる。

【００１４】

【実施例】以下にこの発明の実施例を図面に基いて詳細
に説明する。ここでは、この発明の処理装置を図１０に
示した半導体ウエハの塗布現像装置に使用される加熱処
理装置に適用した場合について説明する。

【００１５】◎第一実施例図１はこの発明の第一実施例の加熱処理装置の概略斜視
図、図２は加熱処理装置の要部平面図、図３は図２のＡ
−Ａ断面図が示されている。

【００１６】実施例の加熱処理装置は、ほぼ矩形状に形
成される筐体１内に、被処理体であるウエハＷを載置す
る載置台２と、載置台２を介してウエハＷに熱を供給す
る発熱体３とを微小間隔４（具体的には約０．５mmのエ
アギャップ）を設けて互いに平行に配置してなる。この
場合、載置台２は円盤状の熱伝導性の良好なアルミニウ
ム合金にて形成されており、その同心円上の４箇所の下
面に設けた凹部内に回転可能な転動ローラ５が装着され
ており、これら転動ローラ５が発熱体３の上面を転動し
得るようになっている。また、載置台２の外周面には２
つの案内ローラ６と、回転駆動伝達用の伝達ローラ７が
それぞれ円周方向に１２０°の等間隔で接触して、載置
台２を発熱体３と平行面上で回転可能に支持している。
したがって、載置台２は転動ローラ５によって垂直方向
が支持され、案内ローラ６と伝達ローラ７によって水平
方向が回転可能に支持されている。

【００１７】そして、伝達ローラ７は、伝達機構８を介
して回転駆動源であるパルスモータ９と連結されて、パ
ルスモータ９からの回転駆動を載置台２に伝達し得るよ
うになっている。この場合、伝達機構８は、伝達ローラ
７を装着してベアリング８ａによって回転可能に支承さ
れる伝達軸８ｂに装着される従動側プーリ８ｃと、パル
スモータ９の駆動軸９ａに装着される駆動側プーリ８ｄ
と、これらプーリ８ｃ，８ｄを連結する伝達ベルト８ｅ
とで構成されている。なお、案内ローラ６、伝達ローラ
７及び伝達機構８を構成する各部材は、断熱性を有する
合成ゴムや合成樹脂等にて形成されている。

【００１８】上記発熱体３は、熱伝導性の良好なアルミ
ニウム合金にて形成される一対の円盤状の上板３ａと下
板３ｂとの間に面状ヒータ３ｃを介在したサンドイッチ
構造となっている。なお、発熱体３は必ずしもこのよう
なサンドイッチ構造である必要はなく、例えば発熱体本
体内にヒータをドーナツ状に埋設した構造のもの、ある
いは遠赤外線ヒータを用いたものなどにて形成すること
ができる。

【００１９】上記のように構成される載置台２と発熱体
３の共通の同心円上の３箇所にはそれぞれ貫通孔１０が
穿設されており、これら貫通孔１０内にウエハ受け渡し
用の支持ピン１１が挿通し得るようになっている。この
場合、支持ピン１１は支持ピン昇降用シリンダ１２のピ
ストン１２ａに連結されて発熱体３及び載置台２の貫通
孔１０を貫通してウエハＷの支持・受け渡しを行うよう
になっている。

【００２０】なお、載置台２の上面にはウエハＷと載置
台２との接触を避けるためのスペーサ１３が円周方向に
６つ設けられている。このスペーサ１３は、図４に示す
ように、扁平小判形のセラミックス製の板部材にて形成
されており、このスペーサ１３の一端側に穿設された取
付孔１３ａにカラー１４を介して貫通する取付ねじ１５
を載置台２の上面に刻設されたねじ孔１６にねじ込むこ
とによって載置台２上に装着される。

【００２１】また、載置台２の外周側の下端には、載置
台２と発熱体３の貫通孔１０を合致させるための断面逆
Ｌ字状の検出片１７が垂下されており、この検出片１７
の有無を原点位置検出センサ１８によって検出し得るよ
うになっている。したがって、原点位置検出用センサ１
８によって検出片１７の存在を検出し、その信号をパル
スモータ９に伝達して、パルスモータ９を停止すること
によって載置台２と発熱体３の貫通孔１０が合致し、支
持ピン１１の昇降が可能となる。なお、載置台２の外周
には接触式の温度センサ１９が配置されており、この温
度センサ１９によって載置台２の加熱温度を測定及び制
御することができるようになっている。あるいは、発熱
体上板３ａと載置台表面の温度差が予め判明していれ
ば、上板３ａに温度センサーを埋込み、上板３ａの温度
測定により間接的な制御も可能である。また、載置台２
の外周側には、回転駆動機構部を覆うと共に、エアギャ
ップ４内の空気が外部に漏れるのを防止するためのカバ
ー１ｂが設けられている。

【００２２】一方、上記筐体１の上部には、筐体１の上
部に設けられた凹状部１ａと共働して処理室２０を形成
するカバー部材２１が配置されている。このカバー部材
２１には排気通路２２が設けられると共に、側部には排
気孔２３が設けられており、熱処理時に発生する処理室
２０内のガスを排気通路２２及び排気孔２３を介して吸
引排気し得るようになってる。また、筐体１の側部にも
同様の目的で排気通路２２ａと排気孔２３ａが設けられ
ている。

【００２３】また、筐体の一側の上部には、係合片２４
が突設されると共に、この係合片２４から水平に水平係
合ピン２５が突設され、他側の上部には係合溝２６が設
けられている。これら水平係合ピン２５と係合溝２６
は、それぞれ上段に位置する加熱処理装置の筐体１の底
部端部に設けられた係合段部２７又は垂直係合ピン２８
と係合し得るようになっている。

【００２４】なお、載置台２の周囲には多数の通気用の
小孔２９ａを穿設した筒状のシャッタ２９が図示しない
シャッタ昇降用シリンダによって昇降可能に配設されて
おり（図１参照）、このシャッタ２９によってウエハＷ
の熱処理時に処理部と外部とが区画されるようになって
いる。

【００２５】次に、上記のように構成された加熱処理装
置の動作について説明する。まず、図１に示すように、
ウエハ搬送体５８によって載置台２の上方に搬送された
ウエハＷは上昇した支持ピン１１に受け渡され、支持ピ
ン１１の下降によって載置台２の上面のスペーサ１３上
に載置される。次に、シャッタ２９が上昇して処理部と
外部が区画され、この状態でパルスモータ９が駆動して
伝達機構８を介して伝達ローラ７を回転すると共に、伝
達ローラ７に接触する載置台２を水平方向に回転する。
そして、発熱体３からの熱がエアギャップ４を介して載
置台２に伝達され、載置台２の上面からウエハＷに伝達
される。したがって、発熱体３自身に内面温度の不均一
があったとしても、エアギャップ４により鈍化され、ま
た、載置台２が回転しているために加熱が曲部的に集中
することなく分散されることになり、発熱体３から載置
台２を介してウエハＷに伝達される熱の温度分布は均一
となる。また、ウエハＷは載置台２と共に水平方向に回
転するので、排気流に偏りがあったとしても局部的に強
く影響を受け続けることはなく、ウエハＷ全体にわたっ
て時々刻々影響を受ける場所が移動するため、処理時に
発生するガスの排気流の偏った熱的影響を受けることな
く、均一に加熱処理され、ウエハＷ表面に塗布されるレ
ジストの膜厚を均一にすることができる。

【００２６】処理後に載置台２をクリーニングあるいは
交換や点検・修理する場合には、伝達ローラ７及び案内
ローラ６に沿わせて載置台２を上方に持ち上げて、載置
台２をパルスモータ９及び伝達機構８との連結を解除す
ると共に、発熱体３から取り外せばよい。なおこの場
合、伝達ローラ７及び案内ローラ６に常時載置台２側に
弾性力を付勢するばね（図示せず）を設け、載置台２の
取り外し時にはこのばねの弾性力に抗して載置台２を取
り外すようにすれば、処理時の載置台２の回転を確実に
することができる。また、伝達ローラ７及び案内ローラ
６を載置台２との接触位置と非接触位置に切換可能に形
成することにより、載置台２の取り外しを容易にするこ
とができる。

【００２７】◎第二実施例図５はこの発明の第二実施例における加熱処理装置の要
部平面図、図６は図５のＢ−Ｂ断面図、図７は図５のＣ
−Ｃ断面図が示されている。

【００２８】第二実施例における加熱処理装置は、載置
台２と発熱体３とを接触させることなくエアギャップ４
を介して平行に配置して、更に温度分布精度の向上と載
置台２の取り外しの容易化を図れるようにした場合であ
る。すなわち、発熱体３の側面に取付けられた断熱性を
有する軸受３１に回転軸３２を支承し、この回転軸３２
に装着される垂直・水平案内ローラ３０に９０°のＶ溝
３０ａを設け、このＶ溝３０ａ面に載置台２の下端隅角
部２ａを接触支持させることにより、上記第一実施例の
転動ローラ５を用いずに載置台２の垂直方向及び水平方
向を支持できるようにした場合である。

【００２９】したがって、第二実施例に示す加熱処理装
置においては、載置台２と発熱体３自身とは全く接触す
る部分がなく、発熱体３からの熱をエアギャップ４を介
して載置台２に伝達することができるので、熱の温度分
布精度の向上が図れ、ウエハＷ表面に塗布されるレジス
トの膜厚を更に均一にすることができる。また、載置台
２を取り外す場合には、載置台２と垂直・水平案内ロー
ラ３０との接触による垂直方向の抵抗が少ないので、大
きな力を要することなく、載置台２を上方に持ち上げる
だけで、載置台２を取り外すことができる。

【００３０】なお、第二実施例において、伝達機構８に
駆動ギア８ｆと従動ギア８ｇを用いた以外は上記第一実
施例と同様であるので、同一部分には同一符号を付し
て、その説明は省略する。また、第二実施例において、
垂直・水平案内ローラ３０の１つを伝達ローラとして使
用することができ、このように構成することにより、加
熱処理装置の構造を簡略化することができると共に、載
置台２の取り外しを更に容易にすることができる。

【００３１】◎第三実施例図８はこの発明の第三実施例の加熱処理の要部断面図、
図９は第三実施例における載置台２と発熱体３の分解斜
視図が示されている。

【００３２】第三実施例における加熱処理装置は、載置
台２の回転駆動手段の更に別の実施例を示した場合であ
る。すなわち、パルスモータ９の駆動軸９ａの上端部
に、例えば断面が四角形等の非円形の連結部３３を設
け、この連結部３３を載置台２の下面中心位置に設けら
れた四角孔３４に摺動可能に嵌合させるようにした場合
である。このように構成することにより、パルスモータ
９からの回転駆動を駆動軸９ａから直接載置台２に伝達
することができるので、伝達機構８を設ける必要がなく
なり、装置の小型化を図ることができる。また、載置台
２を取り外す場合は、載置台２を持ち上げて四角孔３４
と連結部３３との係合を解けばよい。なおこの場合、処
理時にパルスモータ９に生じる熱を載置台２側に伝達し
ないように、又は、載置台２の熱がパルスモータ９に伝
達しないように駆動軸９ａを断熱性部材にて形成してお
く方が望ましい。更に、長軸、ギヤ、耐熱ベルトを使用
してもよい。また、載置台２の支持を安定にするために
は、上記第二実施例で使用した垂直・水平案内ローラ３
０を用いればよい。なお、第三実施例において、その他
の部分は上記第一実施例及び第二実施例と同じであるの
で、同一部分には同一符号を付して、その説明は省略す
る。

【００３３】上記実施例では、この発明の処理装置を半
導体ウエハの塗布現像装置に適用した場合について説明
したが、被処理体は必ずしも半導体ウエハである必要は
なく、例えばガラス基板やＬＣＤ基板、セラミックス基
板、ＣＤ等であってもよく、また、塗布現像装置以外の
加熱処理装置にも適用できることは勿論である。更に、
載置台２の回転駆動手段の駆動源としてパルスモータ等
のモータの他に、渦電流を利用したもの、超音波モー
タ、リニアモータ等を利用してもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明の処理
装置は、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。

【００３５】１）請求項１に記載の処理装置によれば、
被処理体を載置する載置台と発熱体とを適宜間隔をおい
て平行に配置すると共に、回転駆動手段によって載置台
を平行面上に回転するので、載置台表面の熱の温度分布
が均一となり、被処理体の面内温度分布精度を向上する
ことができる。また、載置台上に載置される被処理体も
載置台と同時に回転するので、被処理体上方の気流によ
る熱的影響が均一となり、処理精度の向上を図ることが
できる。

【００３６】２）請求項２に記載の処理装置によれば、
載置台と回転駆動手段とを着脱可能に形成すると共に、
載置台を発熱体側から取り外し可能に形成するので、載
置台のクリーニングの容易化が図れると共に、メンテナ
ンス性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の処理装置の第一実施例の概略斜視図
である。

【図２】第一実施例の処理装置の要部平面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】この発明における案内ローラとスペーサを示す
分解斜視図である。

【図５】この発明の第二実施例の処理装置の要部平面図
である。

【図６】図５のＢ−Ｂ断面図である。

【図７】図５のＣ−Ｃ断面図である。

【図８】この発明の第三実施例の処理装置の要部断面図
である。

【図９】第三実施例における載置台と回転駆動手段との
連結構造を示す分解斜視図である。

【図１０】この発明の処理装置を適用する処理システム
を示す斜視図である。

【図１１】従来の処理装置の要部断面図である。

【図１２】従来の別の処理装置の要部断面図である。

【図１３】従来の更に別の処理装置の要部断面図であ
る。

【図１４】従来の更に別の処理装置の要部断面図であ
る。

【符号の説明】

Ｗ半導体ウエハ（被処理体）２載置台２ａ下端隅角部３発熱体４エアギャップ（間隔）５転動ローラ６案内ローラ７伝達ローラ８伝達機構９パルスモータ（回転駆動源）３０垂直・水平案内ローラ３３連結部３４四角孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理体を載置する載置台と、この載置
台を介して上記被処理体に熱を供給する発熱体とを具備
する処理装置において、上記載置台と発熱体とを適宜間隔をおいて平行に配置
し、上記載置台を平行面上に回転可能に形成すると共に、回
転駆動手段に連結してなることを特徴とする処理装置。
【請求項２】載置台と回転駆動手段とを着脱可能に形
成すると共に、載置台を発熱体側から取り外し可能に形
成してなることを特徴とする請求項１記載の処理装置。