KR20020020847A

KR20020020847A - 기판의 열처리 방법 및 기판의 열처리 장치

Info

Publication number: KR20020020847A
Application number: KR1020010055266A
Authority: KR
Inventors: 나가시마신지
Original assignee: 히가시 데쓰로; 동경 엘렉트론 주식회사
Priority date: 2000-09-11
Filing date: 2001-09-08
Publication date: 2002-03-16
Also published as: JP3535457B2; JP2002093799A; US6665952B2; US6564474B2; KR100848767B1; US20020031730A1; US20030165787A1

Abstract

본 발명은 도포막이 형성된 기판을 열처리하는 방법으로서, 기판을 소정의 고온으로 가열하는 공정과, 그 후 소정의 저온까지 기판의 온도를 하강시키는 공정을 가지며, 저온으로 온도를 하강시키는 공정에서는, 소정의 고온에서 소정의 중간온도로 기판의 온도를 하강시키는 제 1 공정과, 이 중간온도에서 소정의 저온까지 기판의 온도를 하강시키는 제 2 공정이 구별되어 행하여진다. 이렇게 본 발명에서는, 고온으로 가열한 후의 기판을 소정의 저온까지 온도를 하강시키는 공정을 2단계로 나뉘어지도록 하였기 때문에, 고온에서 단번에 저온까지 온도를 하강시키는 경우에 비해서, 기판의 온도의 하강속도가 감속되므로, 기판을 급냉했을 때에 생기는 균열이나 변형 등을 방지할 수 있다.

Description

기판의 열처리 방법 및 기판의 열처리 장치{METHOD AND APPARATUS FOR HEAT PROCESSING OF SUBSTRATE}

본 발명은 기판의 열처리 방법 및 기판의 열처리 장치에 관한 것이다.

반도체 디바이스의 제조공정에 있어서는, 예를 들면, 소위 SOD(Spin on Dielectric) 시스템에 의해 층간절연막을 형성하고 있다. 이 SOD 시스템에서는, 반도체 웨이퍼상에 도포액을 도포하는 도포처리, 도포액중의 용제를 증발시키는 가열처리, 도포막을 경화시키는 경화처리 등이 행하여지고 있다.

상기 도포막의 경화처리는, 웨이퍼상에 형성된 도포막이 산화하지 않도록 저산소 분위기로 유지된 처리장치내에서, 도포막이 형성된 웨이퍼를 예를 들면 450 ℃∼500 ℃ 정도의 고온으로 가열하고, 그 후 예를 들면 23 ℃ 정도의 상온으로 일시에 냉각함으로써 행하여지고 있었다.

그러나, 이렇게 450 ℃ 정도의 고온의 웨이퍼를 23 ℃ 정도의 상온에까지 급속히 냉각하면, 경화한 도포막에 균열, 변형 등이 생기는 경우가 있고, 그 결과, 제품의 질이 저하하여 생산수율의 저하가 우려된다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 도포막의 경화처리 등의 가열후의 냉각처리에 있어서, 웨이퍼 등의 기판의 급격한 온도하강을 방지하는 열처리 방법과, 이 열처리 방법을 실시하는 열처리 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1은 본 실시형태에 관한 DCC 처리유니트가 조립되어 있는 SOD 시스템의 구성의 개략을 나타내는 평면도,

도 2는 도 1에 나타낸 SOD 시스템내에 구비된 하나의 처리유니트군내의 각 유니트의 배치예를 나타내는 측면도,

도 3은 DCC 처리유니트의 구성의 개략을 나타내는 종단면의 설명도,

도 4는 DCC 처리유니트의 구성의 개략을 나타내는 횡단면의 설명도,

도 5는 DCC 처리유니트의 온도하강판이 고온가열실쪽으로 이동한 상태를 나타낸 DCC 처리유니트의 횡단면의 설명도,

도 6은 종래와 본 실시형태에 있어서의 경우의 웨이퍼 온도의 시간변화를 나타내는 그래프,

도 7은 온도하강판에 질소 가스의 공급구를 설치한 경우의 온도하강판의 평면도,

도 8은 온도하강판의 온도를 서서히 내린 경우의 웨이퍼온도의 시간변화를 나타내는 그래프,

도 9는 온도하강판을 덮는 커버를 가진 DCC 처리유니트의 구성의 개략을 나타내는 종단면의 설명도,

도 10은 온도하강판을 덮는 커버를 가진 DCC 처리유니트의 구성의 개략을 나타내는 종단면의 설명도,

도 11은 도 9의 DCC 처리유니트에 있어서 온도하강판이 고온가열실쪽으로 이동한 상태를 나타낸 DCC처리유니트의 횡단면의 설명도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : SOD 시스템 2 : 처리부

3 : 사이드 캐비넷 4 : 캐리어 스테이션

5 : 주반송장치 6 : 용매치환유니트

7 : 도포처리유니트 8, 9 : 처리유니트군

10, 11 : 쿨링유니트 12 : 익스텐션유니트

13 : DCC처리유니트 20 : 기초대

21, 51 : 커버 22 : 칸막이판

23 : 고온가열실 24 : 온도하강실

25 : 열판 26, 36 : 히터

27 : 온도제어장치 28 : 승강핀

31 : 덮개 32 : 통기구멍

40 : 지지대 45 : 공급관

46, 52 : 공급구 48 : 배기구

49 : 반송구 50 : 셔터

S : 저산소실 W : 웨이퍼

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 도포막이 형성된 기판을 열처리하는 방법으로서, 상기 기판을 소정의 고온으로 가열하는 공정과, 그 후 소정의 저온까지 상기 기판의 온도를 하강시키는 공정을 가지며, 상기 저온으로 온도를 하강시키는 공정에서는, 상기 소정의 고온에서 상기 소정의 고온과 상기 소정의 저온의 사이의 온도인 소정의 중간온도로 상기 기판의 온도를 하강시키는 제 1 공정과, 상기 소정의 중간온도에서 상기 소정의 저온까지 상기 기판의 온도를 하강시키는 제 2 공정이 구별되어 행하여진다.

이러한 기판의 열처리 방법에 의하면, 기판을 고온으로 가열한 후의 상기 기판을 소정의 저온까지 온도를 하강시키는 공정을 2단계로 나누어지도록 하였기 때문에, 고온으로 뜨거워진 기판은 먼저 소정의 고온에서 소정의 중간온도로 온도가 하강되고, 그 중간온도가 된 후에, 중간온도에서 소정의 저온으로 온도가 하강된다. 이렇게 함에 따라, 상기 고온에서 일시에 상기 저온까지 온도를 하강시키는 경우에 비해서, 기판의 온도하강속도가 감속되기 때문에, 기판을 급냉했을 때에 생기는 균열이나 변형 등을 방지할 수 있다.

상기 제 1 공정이 온도하강속도를 감속시키는 공정을 가지면, 더욱 급냉에 의한 균열 등이 방지된다. 또, 온도하강속도란, 단위 시간내에 온도를 하강시키는 기판의 온도를 말한다. 또한, 온도하강속도의 감속은 예를 들면 기판의 가열수단의 설정온도를 서서히 내려가서, 최종적으로 상기 소정의 중간온도가 되도록 제어하는 것을 제안할 수 있다.

본 발명의 열처리 장치는 기판의 열처리를 행하는 열처리 장치로서, 기판을 재치하여 제 1 소정온도로 가열하는 제 1 플레이트와, 상기 기판을 재치하여 제 1 소정온도보다도 낮은 제 2 소정온도로 온도를 하강시키는 제 2 플레이트를 가지며, 상기 제 2 플레이트에는, 상기 제 2 플레이트를 상기 제 2 소정온도까지 유지하기 위한 히터가 설치되어 있다. 한편, 상기 제 2 소정온도는 상온, 예를 들어, 23 ℃ 이상의 온도를 의미한다.

이러한 기판의 열처리 장치에 의하면, 기판을 제 1 플레이트에 있어서 제 1 소정온도로 가열하고, 그 후 제 2 플레이트에 있어서 제 2 소정온도로 해당 기판의 온도를 하강시킬 수 있다. 따라서, 기판을 상기 고온으로 가열하는 공정과, 상기 고온에서 상기 중간온도까지 온도를 하강시키는 공정을 행할 수 있다. 그 결과, 일단 가열한 기판을 2단계로 나누어 천천히 냉각할 수 있기 때문에, 기판의 급냉에 의해 야기되는 균열이나 변형을 방지할 수 있다.

(실시예)

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 설명하며, 본 발명을 상세하게 설명한다. 도 1 은 본 실시형태에 관한 열처리 장치가 조립된 SOD 시스템(1)의 개략을 나타내는 평면도이다.

이 SOD 시스템(1)은 주로 웨이퍼(W)에 층간절연막을 형성하기 위한 각종 처리가 이루어지는 처리부(2)와, 그 처리를 행하기 위한 약액이 저장되고, 약액의 공급원이 되는 사이드 캐비넷(3)과, SOD 시스템(1) 외부와 처리부(2)의 사이에서 웨이퍼(W)의 주고받음을 행하는 캐리어 스테이션(4)으로 구성되어 있다.

처리부(2)에서는, 예를 들면 도 1에 나타낸 바와 같이 그 중심부에 각 처리장치사이의 웨이퍼(W)의 반송을 행하는 주반송장치(5)가 배치되고, 그 앞쪽에는, 용매의 치환이 행하여지는 용매치환유니트(6)와 웨이퍼(W) 상에 도포액을 공급하여 도포막을 형성하는 도포처리유니트(7)가 배치되어 있다. 주반송장치(5)의 캐리어 스테이션(4)쪽과 사이드 캐비넷(3)쪽의 측면에는, 각종처리유니트가 다단으로 배치되어 있는 처리유니트군(8,9)이 각각 배치되어 있다. 상기 주반송장치(5)는, 상술한 처리부(2)내의 각 처리유니트에 대하여, 웨이퍼(W)를 반입 및 반출할 수 있도록 구성되어 있다.

상기 처리장치군(8)에는, 예를 들면 도 2에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)를 예를 들어, 상온까지 냉각하는 쿨링유니트(10,11), 웨이퍼(W)를 주고받기 위한 익스텐션유니트(12), 본 실시형태에 관한 열처리 장치로서의 DCC(Dielectric Cure and Cooling-off) 처리유니트(13,14) 등이 아래에서 차례로 예를 들어, 5단으로 적층되어 설치되어 있다.

다음에, 상술한 DCC 처리유니트(13)의 구성에 대하여 상세하게 설명한다. 도 3은 DCC 처리유니트(13)의 개략을 나타내는 종단면의 설명도이고, 도 4는 그 DCC 처리유니트(13)의 횡단면의 설명도이다.

DCC 처리유니트(13)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 두께가 있는 판형상의 기초대(20)와, 상하로 이동하여 기초대(20)와 일체가 되어 처리실을 형성하는 커버(21)를 가지고 있으며, 커버(21)의 안쪽중앙부에는, 칸막이 판(22)이 설치되어 있어,커버(21)와 기초대(20)에 의해서 2개의 처리실, 즉 제 1 처리실로서의 고온가열실 (23)과 제 2 처리실로서의 온도하강실(24)이 형성되도록 되어 있다.

고온가열실(23)내의 중앙부에는, 웨이퍼(W)를 재치하여, 가열하는 원반형상의 제 1 플레이트로서의 열판(25)이 설치되어 있다. 이 열판(25)에는, 열원이 되는 히터(26)가 내장되어 있으며, 히터(26)는 온도 제어장치(27)에 의해서 그 발열량이 제어된다. 따라서, 온도 제어장치(27)에 설정된 설정온도에 따라서 히터(26)의 발열량이 제어되고, 열판(25)의 온도를 상기 설정온도로 유지할 수 있도록 구성되어 있다.

열판(25)의 아래쪽에는, 웨이퍼(W)를 반입 및 반출할 때에, 웨이퍼(W)를 지지하여 승강시키기 위한 승강핀(28)이 복수 설치되어 있다. 이 승강핀(28)은 승강구동기구(29)에 의해 상하로 이동할 수 있고, 열판(25)의 아래쪽에서 열판(25)을 관통하여 열판(25)상으로 돌출할 수 있도록 구성되어 있다.

열판(25)의 바깥둘레부에는, 위쪽을 향하여 불활성기체, 예를 들면 질소가스를 공급하는 분출구(30)가 복수 개소 설치되어 있으며, 고온가열실(23)내를 질소 분위기로 치환하여, 소정 농도의 저산소 분위기로 유지할 수 있도록 되어 있다.

열판(25)의 위쪽에는, 상하로 이동이 가능하고 열판(25)과 일체가 되어 저산소실(S)을 형성하는, 아랫면이 개구된 덮개(31)가 설치되어 있으며, 웨이퍼(W)가 가열될 때의 분위기를 보다 엄격히 제어하여, 유지할 수 있도록 되어 있다. 이 덮개(31)의 상부에는, 저산소실(S) 내에 공급되는 상기 질소 가스를 고온가열실(23)내로 방출하기 위한 통기구멍(32)이 형성되어 있어, 고온가열실(23)내를 저산소로하면서, 저산소실(S) 내의 분위기를 배기할 수 있다.

커버(21)내의 고온가열실(23)쪽의 상부에는, 고온가열실(23)내의 분위기를 배기하기 위한 배기관(33)이 설치되어 있으며, 상기 분출구(30)로부터 공급된 질소가스나 웨이퍼(W)에서 발생한 불순물은 배기관(33)으로부터 배기되도록 되어 있다. 그 결과, 가열시에는, 고온가열실(23)내에 상승 기류가 형성되도록 되어 있다.

온도하강실(24)에는, 웨이퍼(W)가 상기 고온가열실(23)에 있어서 가열된 후에, 웨이퍼(W)를 소정의 온도까지 온도하강시키는 제 2 플레이트로서의 온도하강판 (35)이 설치되어 있다. 이 온도하강판(35)은 도 3, 도 4에 나타낸 바와 같이, 예를 들어, 대략 사각형의 엷은 평판형상으로 형성되어 있고, 그 내부에는, 히터(36)와 그 히터(36)의 발열량을 제어하는 제어장치(38)가 설치되어 있다. 따라서, 이 제어장치(38)의 제어에 의해서, 온도하강판(35)의 온도를 소정의 온도로 유지할 수 있다. 온도하강판(35)의 재질로는, 알루미늄이 사용되고 있으며, 온도하강판(35)의 경량화가 도모되고 있다.

온도하강판(35)은 기초대(20)상의 지지대(40)에 지지되어 있다. 또한 온도하강판(35)은 고온가열실(23) 방향을 향하여 신장하는 레일(41) 위를 이동가능하며, 고온가열실(23)의 열판(25) 위쪽까지 이동할 수 있다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 온도하강판(35)의 열판(25)쪽의 끝단부에는, 슬릿(42,43)이 형성되어 있다. 이들 슬릿(42,43)의 존재에 의해, 온도하강판(35)이 열판(25)위쪽으로 이동하고, 열판(25) 위쪽에 승강핀(28)에 지지되어 있는 웨이퍼(W)를 받아들일 때에, 도 5에 나타낸 바와 같이 해당 승강핀(28)이 장해가 되지 않는다. 따라서, 온도하강판(35)은 열판(25) 위쪽으로 이동하고, 열판(25)상의 웨이퍼(W)를 주고받을 수 있도록 구성되어 있다.

온도하강판(35)의 아래쪽의 기초대(20)에는, 도 3에 나타내는 바와 같이 온도하강실(24)내에 불활성기체, 예를 들어, 질소 가스를 공급하는 공급관(45)의 공급구(46)가 설치되어 있고, 온도하강실(24)내를 소정농도의 저산소 분위기로 유지할 수 있도록 되어 있다.

커버(21)내의 온도하강실(24)쪽의 상부에는, 온도하강실(24)내의 분위기를 배기하기 위한 배기관(47)의 배기구(48)가 설치되어 있고, 온도하강실(24)내에 상기 공급구(46)로부터 배기구(48)를 향하는 상승 기류를 형성하여, 웨이퍼(W)에서 발생하는 불순물을 배기할 수 있도록 되어 있다.

상술한 고온가열실(23)과 온도하강실(24)을 칸막이하는 칸막이판(22)에는, 온도하강판(35)이 열판(25) 위쪽으로 이동할 때에 통과하는 반송구(49)가 설치되어 있고, 그 반송구(49)에는, 각 처리실의 분위기를 차폐하기 위한 셔터(50)가 설치된다. 그리고, 온도하강판(35)이 웨이퍼(W)를 반송하기 위해 고온가열실(23)쪽으로 이동하는 경우에 한해서 셔터(50)가 개방되며, 그 이외의 경우는 폐쇄된다.

다음에, 이상과 같이 구성되어 있는 DCC 처리유니트(13)의 작용에 대하여 설명한다.

SOD 시스템(1)으로 행하여지는 층간절연막을 형성하는 프로세스에 있어서, 도포처리유니트(7)로 도포액이 도포되고, 용매치환유니트(6)로 용매의 치환이 행하여진 웨이퍼(W)는 주반송장치(5)에 의해서 DCC 처리유니트(13 또는 14)로 반송되어, 도포막의 경화처리가 행하여진다.

또, DCC 처리유니트(13)내에 웨이퍼(W)가 반송되기 전에, 열판(25)의 온도는 소정온도(T₁) 예를 들면 450 ℃로 유지되고, 온도하강판(35)의 온도는 소정온도(T₂) 예를 들면 200 ℃로 유지된다.

그리고, 주반송장치(5)에 의해서 DCC 처리유니트(13)내에 반송된 웨이퍼(W)는 우선 미리 상승하여 대기하고 있는 승강핀(28)으로 전달된다. 이어서, 커버(21)가 하강하여, 기초대(20)와 일체가 되어 고온가열실(23)과 온도하강실(24)이 형성된다. 이 때, 고온가열실(23)쪽의 분출구(30)와 온도하강실(24)쪽의 공급구(46)로부터의 질소 가스의 분출이 시작되고, 각 처리실내에 상승 기류가 형성된다. 그리고, 각 처리실내가 소정농도, 예를 들면 10 ppm의 저산소 분위기로 유지된다. 다음에, 덮개(31)가 하강하여, 저산소실(S)이 형성된다. 그리고, 승강핀 (28)이 하강하여, 웨이퍼(W)가 450 ℃로 유지된 열판(25)상에 재치되어, 웨이퍼(W)의 가열이 시작된다. 한편, 이 가열시의 저산소실(S)의 산소농도는 예를 들면 10 ppm 이하, 바람직하게는 3 ppm 정도로 유지하도록 한다.

그 후, 소정시간 가열되어, 도포막이 경화된 웨이퍼(W)는 승강핀(28)에 의해서 다시 상승되고, 이 때에 웨이퍼(W)의 가열이 종료한다. 이 때의 웨이퍼(W)의 온도는 약 450 ℃로 가열되고 있다. 웨이퍼(W)의 가열이 종료하면 덮개(31)가 상승하는 동시에, 칸막이판(22)의 셔터(50)가 개방되고, 그 후의 온도하강판(35)이 도 5에 나타낸 바와 같이 열판(25) 위쪽으로 이동한다. 그리고, 승강핀(28)의 하강에 의해 웨이퍼(W)가 200 ℃로 유지된 온도하강판(35)상에 재치되고, 이 때 웨이퍼(W)의 온도하강이 시작된다. 웨이퍼(W)를 받아들인 온도하강판(35)은 다시 온도하강실(24)쪽으로 이동하고, 웨이퍼(W)가 200 ℃로 온도하강할 때까지 거기서 대기한다.

그 후, 소정 시간이 경과하여 웨이퍼(W)의 온도가 200 ℃로 온도가 하강되면 다시, 온도하강판(35)의 이동에 의해서 열판(25) 위쪽으로 이동되어, 거기서 승강핀(28)으로 전달된다. 승강핀(28)상의 웨이퍼(W)는 열판(25)에 재치되지 않고 주반송장치(5)로 전달되어, DCC 처리유니트(13)로부터 반출된다.

DCC 처리유니트(13)로부터 반출된 웨이퍼(W)는 바로 쿨링유니트(11)로 반송되어, 거기서 상온, 예를 들면 23 ℃로 냉각된다.

이상의 실시형태에서는, 도 6에 나타낸 바와 같이, DCC 처리유니트(13)에 있어서, 웨이퍼(W)를 고온의 450 ℃까지 가열한 후에, 중간 온도로서 일단 200 ℃까지 온도하강시킬 수 있다(도 6중의 ①) 따라서, 종래와 같이 450 ℃로 뜨거워진 웨이퍼(W)를 급격히 23 ℃까지 냉각하는(도 6중의 ②) 처리가 이루어지지 않기 때문에, 그 급냉에 의해서 야기되는 도포막의 균열이나 변형 등을 방지할 수 있다.

또한, 최종적인 23 ℃까지의 냉각을 다른 처리유니트인 쿨링유니트(11)에서 행함으로써, 온도하강판(35)의 설정온도를 점차 23 ℃로 변경할 필요가 없고, 그 만큼 다른 웨이퍼(W)를 처리할 수 있기 때문에, 처리효율의 향상을 도모할 수 있다.

온도하강판(35)을 열판(25) 위쪽까지 이동 가능하게 하고, 열판(25)과의 사이에서 웨이퍼(W)를 주고받을 수 있도록 하였기 때문에, 별도의 반송수단을 마련할 필요가 없어져서, 장치의 복잡화, 대형화를 방지할 수 있다.

온도하강판(35)의 아래쪽에 공급구(46)를 마련하여, 커버(21)의 상부의 배기구(48)를 설치함으로써, 온도하강판(35)의 열에 의해서 자연발생하는 상승 기류와 같은 방향으로, 질소 가스의 흐름을 형성할 수 있으므로, 기류의 흐름이 원활하게 되고, 온도하강실(24)내의 질소 가스농도의 분포도 안정된다. 따라서 웨이퍼(W) 면내에서 균일한 분위기로 열처리를 할 수 있다.

이 실시형태에서는, 질소 가스의 공급구(46)를 온도하강판(35)의 아래쪽에 설치하였지만, 온도하강판(35)의 옆쪽에 설치하여도 좋고, 온도하강판(35)위에 설치하여도 좋다. 예를 들어 도 7에 나타낸 바와 같이 질소 가스의 공급구(60)를 온도하강판(35)위에 설치하는 경우에는, 공급구(60)를, 온도하강판(35)에 재치되는 웨이퍼(W)의 바깥가장자리를 따라, 예를 들면 동일 원주형상에 복수 개소 설치하도록 하여도 좋다. 이러한 경우, 질소 가스가 웨이퍼(W)의 바로 가까이에서 분출하기 때문에, 웨이퍼(W) 면내부근의 분위기를 신속하고 또한 확실하게 저산소 분위기로 할 수 있다.

이상의 실시형태에 있어서, 온도하강판(35)에 있어서의 히터(36)의 제어장치 (38)에 의해서, 온도하강판(35)의 온도를 변경가능하게 구성하도록 하여도 좋다. 이러한 경우에는, 예를 들면 도 8에 나타낸 바와 같이, 이 제어장치(38)의 설정온도를 소정시간(U)이 경과할 때마다 서서히 내려가도록 한다. 상기 실시형태에서 기재한 바와 같이 웨이퍼(W)를 450 ℃에서 200 ℃로 온도하강시키는 경우, 처음부터 온도하강판(35)이 200 ℃가 되도록 설정하는 것은 아니고, 처음에는 400 ℃로 설정한다. 그리고 온도하강판(35)상의 웨이퍼(W)가 400 ℃까지 온도하강하는 데 필요한 소정시간(U) 경과 후에, 350 ℃로 설정을 변경한다. 더욱, 소정시간(U) 경과 후에 온도하강판(35)의 설정온도를 300 ℃, 250 ℃으로 변경해 가고, 최종적으로 온도하강판(35)의 온도를 200 ℃가 되도록 설정하여, 온도하강판(35)상의 웨이퍼(W)를 200 ℃로 온도하강시키도록 한다.

이러한 경우에는, 상기 실시형태에서 기재한 450 ℃로 가열된 웨이퍼(W)를 200 ℃까지 일시에 온도하강시키는 경우(도 8중의 점선)에 비해서 더욱 온도의 하강속도가 감속되어, 웨이퍼(W)를 보다 천천히 온도하강시킬 수 있다. 따라서, 급냉에 의한 웨이퍼(W) 상의 도포막의 균열이나, 변형이 더욱 방지된다. 또, 온도하강판(35)의 설정온도를 소정시간 경과마다 저하시키는 것은 아니고, 처음부터 서서히 연속적으로 저하시켜도 좋다.

다음에 다른 실시형태에 대하여 설명한다. 도 9, 도 10에 나타낸 DCC 처리유니트(13)는 온도하강판(35)을 덮고 또한 앞면이 개구한 커버(51)가 온도하강판 (35)에 부착되어 있다. 또한 이 커버(51)의 안쪽에는, 커버(51)내에 불활성가스, 예를 들면 질소가스를 공급하는 공급구(52)가 설치되어 있다.

커버(51)는 온도하강판(35)과 일체로 되어 이동하지만, 도 11에 나타낸 바와 같이, 온도하강판(35)이 고온가열실(23)내로 진출하여, 열판(25)상의 웨이퍼(W)를 받으러 갈 때에는, 커버(51)만은 열판(25) 앞에서 정지하도록 되어 있다.

이러한 커버(51)를 가진 DCC 유니트(13)에 의하면, 온도하강판(35)의 위쪽이커버(51)로 덮여져 있기 때문에, 온도하강판(35)의 위쪽공간이 도 3의 유니트보다도 작다. 따라서, 온도하강판(35)의 위쪽 공간에 필요한 질소 가스의 양을 절약할 수 있다.

도 9의 예에서는, 커버(51)내의 공급구(52)로부터 질소 가스가 공급되고 있고, 그에 따라 필요한 저산소 농도를 얻고 있지만, 공급구(46)로부터도 질소 가스가 공급되고 있다. 이에 따라 보다 확실하게 바람직한 처리를 실현하는 데에 충분한 저산소 농도, 예를 들면 3 ppm의 저산소 농도를 용이하게 실현하는 것이 가능하다.

또한 커버(51)를 스테인리스강 등의, 어느 정도 반사율이 있는 재질로 구성함으로써, 열의 복사를 균일한 것으로 할 수 있기 때문에, 온도하강판(35)상의 웨이퍼(W)를 보다 균일하게 온도하강시키는 것이 가능하다.

이상으로 기재한 열처리 장치는 SOD 시스템내의 DCC 처리유니트에 대해서이지만, 포트리소그래피 처리를 행하는 현상도포처리 시스템내의 열처리 장치에 있어서도 본 발명은 응용할 수 있다. 또한 기판에 대해서도, 웨이퍼와 같은 원반형상인 것뿐만 아니라, LCD기판과 같은 사각형의 기판에 대해서도 적용할 수 있다.

또, 상기 열처리 장치의 실시형태중에서 기재한 고온가열실(23)쪽의 가열온도 450 ℃는 본 발명의 열처리 방법에 있어서의 소정의 고온에 대응하고, 온도하강실(24)쪽의 온도하강온도 200 ℃는 소정의 중간온도에 대응하며, DCC 처리후의 쿨링유니트(11)에 있어서의 냉각온도 23 ℃는 소정의 저온에 대응한다.

본 발명에 의하면, 일단 기판을 고온으로 가열한 후에 상기 기판을 저온으로 온도를 하강시키는 경우에, 상기 고온에서 한번 중간온도가 되고 나서 저온으로 온도가 하강하기 때문에, 온도 하강속도가 감속되므로, 기판을 급냉했을 때에 생기는 균열이나 변형 등을 방지할 수 있다.

본 발명에 의하면, 제 1 플레이트로 가열된 기판을, 히터가 설치되어 있는 제 2 플레이트로 온도하강시킬 수 있다. 따라서, 비교적 높은 온도로 온도를 하강시킬 수 있으므로, 종래에 비해서 보다 천천히 기판의 온도를 하강시킬 수 있다. 이에 따라, 급냉에 의한 기판의 균열, 변형이 억제되어, 생산수율의 향상이 도모된다.

또한 본 발명에 의하면, 소정의 기체를 처리실내에 공급할 수 있기 때문에, 기판을 소정의 분위기내에서 행할 수 있어, 기판의 열처리가 바람직하게 이루어져, 생산수율의 향상이 도모된다.

Claims

도포막이 형성된 기판을 열처리하는 방법으로서,

상기 기판을 소정의 고온으로 가열하는 공정과, 그 후 소정의 저온까지 상기 기판의 온도를 하강시키는 공정을 가지며,

상기 저온으로 온도를 하강시키는 공정에서는, 상기 소정의 고온에서 상기 소정의 고온과 상기 소정의 저온사이의 온도인 소정의 중간온도로 상기 기판의 온도를 하강시키는 제 1 공정과, 상기 소정의 중간온도에서 상기 소정의 저온까지 상기 기판의 온도를 하강시키는 제 2 공정이 구별되어 행하여지는 것을 특징으로 하는 기판의 열처리 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 공정은 온도의 하강속도를 감속시키는 공정을 가진 것을 특징으로 하는 기판의 열처리 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 고온으로 가열하는 공정과 상기 제 1 공정은 하나의 처리장치로 행하여지고, 상기 제 2 공정은 다른 처리장치로 행하여지는 것을 특징으로 하는 기판의 열처리 방법.
제 3 항에 있어서, 상기 고온으로 가열하는 공정과 상기 제 1 공정은 각각 다른 처리실에서 행하여지는 것을 특징으로 하는 기판의 열처리 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 고온으로 가열하는 공정이 행하여지는 처리실과 상기 제 1 공정이 행하여지는 처리실은 소정 농도 이하의 저산소 농도로 유지되고 있는 것을 특징으로 하는 기판의 열처리 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 제 1 공정이 행하여지는 처리실내에 불활성기체를 공급하여, 상승 기류를 형성하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 기판의 열처리 방법.
기판의 열처리를 행하는 열처리 장치로서,

기판을 재치하여 제 1 소정온도로 가열하는 제 1 플레이트와 상기 기판을 재치하여 제 1 소정온도보다도 낮은 제 2 소정온도로 온도를 하강시키는 제 2 플레이트를 가지며,

상기 제 2 플레이트에는, 상기 제 2 플레이트를 상기 제 2 소정온도까지 유지하기 위한 히터가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판의 열처리 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 제 2 플레이트는 제 1 플레이트상의 기판을 받아들일 수 있도록 이동가능한 것을 특징으로 하는 기판의 열처리 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 제 1 플레이트는 제 1 처리실내에 설치되고, 상기제 2 플레이트는 제 2 처리실내에 설치되며,

상기 제 2 처리실에 소정의 기체를 공급하기 위한 공급구는 상기 제 2 플레이트의 옆쪽 또는 아래쪽에 배치되고, 상기 제 2 처리실내의 분위기를 배기하기 위한 배기구는 상기 제 2 플레이트의 위쪽에 설치되는 것을 특징으로 하는 기판의 열처리 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 제 1 처리실과 상기 제 2 처리실의 분위기를 차단할 수 있는 칸막이 판을 가지는 것을 특징으로 하는 기판의 열처리 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 제 1 플레이트는 제 1 처리실내에 설치되고, 상기 제 2 플레이트는 제 2 처리실내에 설치되며,

상기 제 2 처리실에 소정의 기체를 공급하기 위한 공급구는 상기 제 2 플레이트상에 설치되고, 상기 제 2 처리실내의 분위기를 배기하기 위한 배기구는 상기 제 2 플레이트의 위쪽에 설치되는 것을 특징으로 하는 기판의 열처리 장치.
제 11 항에 있어서, 상기 제 1 처리실과 상기 제 2 처리실의 분위기를 차단할 수 있는 칸막이 판을 가지는 것을 특징으로 하는 기판의 열처리 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 소정의 기체는 불활성기체인 것을 특징으로 하는 기판의 열처리 장치.
제 11 항에 있어서, 상기 소정의 기체는 불활성기체인 것을 특징으로 하는 기판의 열처리 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 히터를 제어하여, 상기 제 2 플레이트의 온도를 변경하는 제어장치를 가지는 것을 특징으로 하는 기판의 열처리 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 제 2 플레이트를 덮는 커버를 가지는 것을 특징으로 하는 기판의 열처리 장치.
제 16 항에 있어서, 상기 커버내에 소정의 기체가 공급되는 것을 특징으로 하는 기판의 열처리 장치.
제 8 항에 있어서, 상기 제 2 플레이트와 함께 이동하고, 또한 이 제 2 플레이트를 덮는 커버를 가지는 것을 특징으로 하는 기판의 열처리 장치.
제 18 항에 있어서, 상기 커버내에 소정의 기체가 공급되는 것을 특징으로 하는 기판의 열처리 장치.