JPH0927503A

JPH0927503A - 基板加熱装置

Info

Publication number: JPH0927503A
Application number: JP17309395A
Authority: JP
Inventors: Masanao Matsushita; 正直松下; Shigeru Sasada; 滋笹田; Yoshimitsu Fukutomi; 義光福冨
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1995-07-10
Filing date: 1995-07-10
Publication date: 1997-01-28
Anticipated expiration: 2015-07-10
Also published as: JP3609156B2

Abstract

(57)【要約】【目的】基板加熱装置内への基板の搬入に際して基板
の熱処理に不均一が生じにくい基板加熱装置を提供する
こと。【構成】未処理のウェハＷを筐体２０中のプレート４
０及びカバー６０間に搬入させ、プレート４０上に載置
させる。その後、カバー６０を降下させて、ウェハＷを
半密閉空間で所望時間だけ加熱処理する。この際、カバ
ー６０の内面６０ａに熱吸収層が形成されているので、
ウェハＷの搬入及び搬出時にシャッタ２０ａから進入し
た外気によってカバー６０下の高温雰囲気が奥側に押込
まれても、プレート４０からの放射熱をカバー６０で効
率的に受けることができるので、カバー６０のシャッタ
２０ａ側における温度低下を抑制できる。よって、ウェ
ハＷの温度をその面内で均一なものとして、ウェハＷ面
内の各部で加熱処理の開始当初から等しくし、ウェハＷ
の加熱処理を均一なものとすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体ウェハや液晶
表示器用ガラス基板に加熱処理を行う基板加熱装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウェハなどに、レジスト塗布、加
熱処理、冷却処理、現像処理などの各種処理を所望の手
順で実行する基板処理装置は広く知られている。

【０００３】図４は、この種の基板処理装置の一部に組
込まれる基板加熱装置であるベークユニットの一般的な
構造を説明する図である。図示のように、外側を覆う筐
体２の内部には、ウェハを加熱処理するためのホットプ
レート４と、ウェハの熱処理時にホットプレート４上に
降下して半密閉空間を形成し、その空間内部にウェハを
収容するホットプレートカバー６とが設けられている。

【０００４】ウェハの搬入時には、筐体２に設けたシャ
ッタ２ａを開放してホットプレートカバー６を上昇させ
る。処理済みのウェハが内部に存在する場合には、ま
ず、搬送ロボットを用いて処理済みのウェハを筐体２外
に搬出する。次いで、未処理のウェハを筐体２中に搬入
し、ホットプレート４上に載置する。その後、ホットプ
レートカバー６を降下させて、ホットプレート４上に載
置されたウェハをホットプレート４及びホットプレート
カバー６によって形成される半密閉空間中に保持し、こ
の空間中のウェハに所望の温度及び時間条件で加熱処理
を施す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図４の装置で
は、ウェハの搬入時にシャッタ２ａから進入する外気Ｏ
Ａに起因して、ウェハの均一な加熱処理が困難となる場
合が生じる。

【０００６】すなわち、ウェハの搬入時にシャッタ２ａ
を開放してホットプレートカバー６を上昇位置に移動さ
せたとき、シャッタ２ａ側からホットプレートカバー６
下方に外気ＯＡが進入してホットプレートカバー６下の
高温雰囲気ＨＡはその奥側に押込まれる。この結果、ホ
ットプレートカバー６内面の温度がシャッタ２ａのある
受渡位置側で相対的に降下し、この受渡位置側から奥側
にかけてホットプレートカバー６内面に温度勾配が生じ
る。このような温度勾配は、加熱処理開始直後のウェハ
面内に温度不均一を生じさせることとなるので、結果と
してウェハの加熱処理がその面内で不均一なものとなっ
てしまう場合が生じてしまう。

【０００７】そこで、この発明は、基板加熱装置内への
基板の搬入に際して受渡位置から装置内に外気が流入し
ても、基板の熱処理に不均一が生じにくい基板加熱装置
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の基板加熱装置は、基板をプレート上に支
持して基板に所定の加熱処理を行う基板処理装置におい
て、プレートを覆うカバーの少なくとも内面に、放射熱
に対する吸収性材料からなる熱吸収層が形成されている
ことを特徴とする。

【０００９】また、請求項２の基板加熱装置は、熱吸収
層が、カバーの内面に表面処理によって形成されている
ことを特徴とする。

【００１０】また、請求項３の基板加熱装置は、熱吸収
層が、可視及び赤外領域において灰色体である材料から
なることを特徴とする。

【００１１】また、請求項４の基板加熱装置は、熱吸収
層が、ほぼ黒色の材料からなることを特徴とする。

【００１２】

【作用】請求項１の装置では、プレートを覆うカバーの
少なくとも内面に放射熱に対する吸収性材料からなる熱
吸収層が形成されているので、基板の搬入及び搬出時に
受渡位置から進入した外気によってプレート及びカバー
間の高温雰囲気が奥側に押込まれても、プレートからの
放射熱をカバーで効率的に受けることができるので、カ
バーの受渡位置側における温度低下を抑制できる。した
がって、加熱処理のためにプレート及びカバー間に配置
される基板の受ける熱量を加熱処理開始当初から基板面
内でほぼ等しくして、基板の加熱処理を均一なものとす
ることができる。

【００１３】また、請求項２の装置では、熱吸収層がカ
バーの内面に表面処理によって形成されているので、プ
レート自体の材質を変更することなく、簡易にカバー内
面の熱吸収効率を高めてカバーの受渡位置側における温
度低下を抑制できる。

【００１４】また、請求項３の装置では、熱吸収層が可
視及び赤外領域において灰色体である材料からなるの
で、プレートからの放射熱をカバーで効率的に受けるこ
とができる。

【００１５】また、請求項４の装置では、熱吸収層がほ
ぼ黒色の材料からなるので、プレートからの放射熱をカ
バーで効率的に受けることができる。

【００１６】

【実施例】図１は、この発明に係る基板加熱装置の一実
施例であるベークユニット１０の構造を説明する図であ
る。

【００１７】ベークユニット１０の外側を構成する筐体
２０の一側面には、ウェハＷの受渡しのためのシャッタ
２０ａが設けられている。このシャッタ２０ａは、未処
理のウェハＷを加熱処理のために筐体２０内に搬入する
際や処理済みのウェハＷを筐体２０外に搬入する際には
開放され、ウェハＷの加熱処理中には閉止される。

【００１８】筐体２０の内部には、ウェハＷを支持して
所望の温度で加熱するためのホットプレート４０と、ウ
ェハＷの熱処理時にホットプレート４０上に降下して保
温のための半密閉空間を形成するホットプレートカバー
６０とが配置されている。

【００１９】ホットプレート４０は、その本体中にウェ
ハＷを加熱するためのヒータを備え、筐体２０外からシ
ャッタ２０ａを介して搬入されたウェハＷを受取るリフ
タピン４２と、このリフタピン４２からウェハＷを受取
ってホットプレート４０上に支持するプロキシミティギ
ャップ用ボール４４とを備える。リフタピン４２は、図
示を省略するアクチュエータによって昇降自在となって
おり、これらを同期して動作させることによりウェハＷ
を水平に保って昇降させることが可能になる。プロキシ
ミティギャップ用ボール４４は、ホットプレート４０上
に固設されており、リフタピン４２の下降に伴って下降
してきたウェハＷをホットプレート４０上にホットプレ
ート４０表面と平行になるように支持する。なお、ホッ
トプレート４０上のウェハＷにはホットプレート４０か
らの輻射熱が供給されるが、このときのホットプレート
４０の温度は、処理中のウェハＷの中心直下に対応させ
てホットプレート４０表面直下に埋込まれている温度セ
ンサ４６の出力をモニタすることによって制御される。

【００２０】ホットプレートカバー６０は、ウェハＷを
上方から覆う上板部６２と、この上板部６２の周縁から
下方に延びるスカート状の側板部６４とを備える。この
ホットプレートカバー６０は、図示を省略する昇降機構
によって上下動可能となっており、ウェハＷの搬入及び
搬出に際してシャッタ２０ａが開放されるとこれに伴っ
て図１に示す上昇位置まで上昇し、ウェハＷの処理に際
してシャッタ２０ａが閉止されるとこれに伴って降下す
る。ホットプレートカバー６０がホットプレート４０上
に降下すると、ホットプレートカバー６０の内面６０ａ
とホットプレート４０の上面４０ａとによって半密閉空
間が形成される。

【００２１】図２は、ホットプレートカバー６０の断面
構造を説明する図である。ホットプレートカバー６０を
構成する上板部６２（図示を省略しているが、側板部６
４も同様である）の内面側には、熱吸収層６６が形成さ
れている。なお、ホットプレートカバー６０本体はアル
ミニウムで形成されており、特定の溶液（例えばしゅう
酸溶液）中での陽極電解によりホットプレートカバー６
０の内面に黒色酸化皮膜（通称：黒アルマイト皮膜）を
形成し、これを熱吸収層６６としている。このようにし
て形成された熱吸収層（黒色酸化皮膜）６６は、白色の
アルミニウム酸化皮膜などよりも大きな熱吸収率を有す
る材料（放射熱に対する吸収性材料）であり、ウェハＷ
からの輻射熱を効率良く吸収することができる。

【００２２】以下、図１のベークユニットの動作につい
て説明する。まず、ウェハＷ搬入のため筐体２０に設け
たシャッタ２０ａを開放してホットプレートカバー６０
を上昇させる。処理済みのウェハＷが内部に存在する場
合には、処理済みのウェハＷを、リフタピン４２の昇降
動作を利用して搬送ロボットのハンド（図示を省略）に
移載し筐体２０外に搬出させる。次いで、未処理のウェ
ハＷを筐体２０中のホットプレート４０及びホットプレ
ートカバー６０間に搬入させ、上昇したリフタピン４２
上に移載後、このリフタピン４２とともに降下させてホ
ットプレート４０上に載置させる。その後、ホットプレ
ートカバー６０を降下させて、ホットプレート４０上に
載置されたウェハＷをホットプレート４０及びホットプ
レートカバー６０によって形成される半密閉空間で所望
時間だけ加熱処理する。この際、ホットプレートカバー
６０の内面６０ａに熱吸収層が形成されているので、ウ
ェハＷの搬入及び搬出時にシャッタ２０ａから進入した
外気によってホットプレート４０及びホットプレートカ
バー６０間の高温雰囲気が奥側に押込まれても、ホット
プレート４０からの放射熱をホットプレートカバー６０
で効率的に受けることができる。したがって、ウェハＷ
の搬入に際し、ホットプレートカバー６０のシャッタ２
０ａ側における温度低下を抑制できる。しかも、このよ
うにホットプレートカバー６０の内面６０ａに熱吸収層
が形成されているため、加熱処理のためにホットプレー
ト４０上にウェハＷを配置した後は、ウェハＷ及びホッ
トプレートカバー６０の温度を元の状態に迅速に復帰さ
せることができ、ウェハＷの温度をその面内で均一なも
のとすることができる。よって、ウェハＷ面内の各部で
加熱処理の開始当初から等しくして、ウェハＷの加熱処
理を均一なものとすることができる。

【００２３】図３は、ホットプレートカバー６０の内面
６０ａに設けた熱吸収層によってホットプレートカバー
６０の上板部６２に生じる温度不均一が防止される様子
を説明するグラフである。縦軸は温度を示し、横軸はシ
ャッタ２０ａ開放後の時間経過を示す。

【００２４】グラフ中の一方の実線ａは、ホットプレー
トカバー６０の上板部６２のうち奥側端におけるシャッ
タ２０ａ開放直後からの温度変化を示す。

【００２５】また、グラフ中の他方の実線ｂは、ホット
プレートカバー６０の内面６０ａに熱吸収層を設けてい
ない従来型の装置であると仮定した場合に、上板部６２
のうちシャッタ２０ａ側端における温度変化を示す。図
からも明らかなように、ホットプレートカバー６０の上
板部６２のうちシャッタ２０ａ側端の温度が飽和する時
刻ｔ2は、その奥側端の温度が飽和する時刻ｔ1に比較し
て相当遅くなる。

【００２６】一方、グラフ中の点線ｃは、ホットプレー
トカバー６０の内面６０ａに熱吸収層を設けている実施
例の装置の場合に、上板部６２のうちシャッタ２０ａ側
端における温度変化を示す。図からも明らかなように、
シャッタ２０ａ側端の温度が飽和する時刻ｔ2’は、奥
側端の温度が飽和する時刻ｔ1とほぼ等しくなる。よっ
て、ウェハＷが周囲から受ける熱量を、ウェハＷ面内の
各部で加熱処理の開始当初から等しくして、ウェハＷの
加熱処理を均一なものとすることができる。

【００２７】以上、実施例に即してこの発明を説明した
が、この発明は上記実施例に限定されるものではない。
例えば、上記実施例では、黒色酸化皮膜により熱吸収層
６６を形成しているが、これ以外にホットプレートカバ
ー６０自体を黒鉛板材により構成したり、ホットプレー
トカバー６０をステンレス材で形成して黒色のメッキを
施したり、ホットプレートカバー６０内面を塗装する等
により、上記実施例と同様に、ホットプレート４０から
の輻射熱を赤外域ないし可視域で効率良く吸収させるこ
とができる。

【００２８】また、上記実施例では、熱吸収層６６を黒
色としているが、これを黒に近い灰色を有する材料、す
なわち放射熱に対する吸収性が比較的良好な材料で形成
することもできる。なお、放射熱に対する吸収性が比較
的良好な材料の中でも、いわゆる「灰色体」の使用によ
り、放射熱の効果的吸収を達成できる。ここで、灰色体
とは、放射熱の吸収率が１に近く、その放射率が黒体の
放射率よりも一定の割合で小さなエネルギー分布を有す
るもの（可視的には、黒ないし灰色として認識される）
とする。

【００２９】また、上記実施例では、ホットプレートカ
バー６０内面のみに熱吸収層６６を形成しているが、ホ
ットプレート４０表面に上記と同様の黒色の熱吸収層６
６を形成することもできる。

【００３０】また、上記実施例では、ホットプレートカ
バー６０を昇降させてウェハＷの搬入及び搬出を行うこ
ととしているが、ホットプレートカバー６０を昇降させ
ないでこの側部にシャッタを設けた構造とし、このシャ
ッタを介してウェハＷの搬入及び搬出を行うこともでき
る。

【００３１】

【発明の効果】以上説明のように、請求項１の基板加熱
装置によれば、プレートを覆うカバーの少なくとも内面
に放射熱に対する吸収性材料からなる熱吸収層が形成さ
れているので、基板の搬入及び搬出時に受渡位置から進
入した外気によってプレート及びカバー間の高温雰囲気
が奥側に押込まれても、プレートからの放射熱をカバー
で効率的に受けることができるので、カバーの受渡位置
側における温度低下を抑制できる。したがって、加熱処
理のためにプレート及びカバー間に配置される基板の受
ける熱量を加熱処理開始当初から基板面内でほぼ等しく
して、基板の加熱処理を均一なものとすることができ
る。

【００３２】また、請求項２の基板加熱装置によれば、
熱吸収層がカバーの内面に表面処理によって形成されて
いるので、プレート自体の材質を変更することなく、簡
易にカバー内面の熱吸収効率を高めてカバーの受渡位置
側における温度低下を抑制できる。

【００３３】また、請求項３の基板加熱装置によれば、
熱吸収層が可視及び赤外領域において灰色体である材料
からなるので、プレートからの放射熱をカバーで効率的
に受けることができる。

【００３４】また、請求項４の基板加熱装置によれば、
熱吸収層がほぼ黒色の材料からなるので、プレートから
の放射熱をカバーで効率的に受けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の熱処理装置の断面構造を
説明する側面図である。

【図２】図１の装置の要部を説明する平面図である。

【図３】図１の装置の動作を説明する図である。

【図４】従来の装置の構造を説明する図である。

【符号の説明】

２０筐体２０ａシャッタ４０ホットプレート４２リフタピン４４プロキシミティギャップ用ボール６０ホットプレートカバー６２上板部６４側板部６６熱吸収層Ｗウェハ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板をプレート上に支持して当該基板に
所定の加熱処理を行う基板処理装置において、前記プレートを覆うカバーの少なくとも内面に、放射熱
に対する吸収性材料からなる熱吸収層が形成されている
ことを特徴とする基板加熱装置。
【請求項２】前記熱吸収層は、前記カバーの内面に表
面処理によって形成されていることを特徴とする請求項
１記載の基板加熱装置。
【請求項３】前記熱吸収層は、可視及び赤外領域にお
いて灰色体である材料からなることを特徴とする請求項
１及び請求項２のいずれか記載の基板加熱装置。
【請求項４】前記熱吸収層は、ほぼ黒色の材料からな
ることを特徴とする請求項３記載の基板加熱装置。