KR20020057811A - 가열처리장치 - Google Patents

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KR20020057811A
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히가시 데쓰로
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Abstract

본 발명은 가열처리장치에 관한 것으로서, 기판(W)을 소정온도로 가열처리하는 가열처리장치이고, 기판(W)을 근접 또는 재치시켜 가열처리하는 가열플레이트와, 가열플레이트의 기판배치면에 대향하여 설치되어, 가열플레이트에 면하는 부분이 동심형으로 적어도 중앙에 배치된 제 1 의 영역과 그 외측에 설치된 제 2 영역을 갖추고, 이들 제 1 및 제 2 의 영역을 각각 포함하는 제 1 의 히트파이프(heat pipe) 및 제 2 의 히트파이프를 갖추는 천정판과, 가열플레이트와 천정판 사이의 공간(S)을 포위하는 포위부재와, 가열플레이트의 외주로부터 천판의 중앙으로 향하는 기류를 공간(S) 내에 형성시키는 기류형성수단과, 천정판의 제 1 히트파이프의 온도를 제어하여 제 1 영역의 온도를 제어하는 온도제어기구를 구비하여 기판의 면내온도균일을 높게하여 기판의 가열처리가 가능한 기술을 제공한다.

Description

가열처리장치{HEAT PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 예를들어 반도체 웨이퍼등의 기판에 레지스트 도포·현상처리를 행할 때에 기판을 가열처리하는 가열처리장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 포토리소그래피(photolithography) 공정에 있어서는, 반도체 웨이퍼(이하, 단순히 웨이퍼로 함)에 레지스트를 도포하고, 이에 의해 형성된 레지스트막을 소정의 회로패턴에 따라 노광(露光, exposure)하여, 이 노광 패턴을 현상처리함에 의해 레지스트막에 회로 패턴이 형성된다.
이와 같은 포토리소그래피 공정에 있어서, 레지스트 도포 후의 가열처리(프리베이크, prebake), 노광 후의 가열처리(포스트 엑스포져 베이크, post exposure bake), 현상 후의 가열처리(포스트 베이크, postbake)등의 여러가지 처리가 행하여지고 있다.
이와 같은 가열처리는, 통형적으로 프레임 내에 플레이트를 배치하여 구성된 가열처리장치에 의해 행하여지고 있어, 이 가열플레이트의 표면에 웨이퍼를 근접 또는 재치하여, 가열플레이트를 히터에 의해 가열처리함에 의해 웨이퍼를 가열처리한다.
이와 같은 종류의 가열처리장치로서는, 가열플레이트의 외주(外周)를 포위하는 커버를 배치하고, 그 위에 웨이퍼 배치면과 대향하도록 천정판을 설치하여 가열플레이트와 천정판 사이에 처리공간을 형성하여, 가열플레이트의 외측으로부터 처리공간으로 공기등의 기체를 도입하고 천정판 중앙으로부터 배출하여, 처리공간에 외측으로부터 중앙으로 향하는 기체를 형성하면서 웨이퍼의 가열처리를 행하는 것이 일반적으로 행하여지고 있다. 그리고, 이와 같은 가열처리장치에서는 가열처리시에 웨이퍼가 균일하게 가열되는 것이 요구되기 때문에, 가열플레이트의 온도분포를 극력히 균일히 하고자 하고 있다.
그러나, 이와 같은 기류는 웨이퍼의 주변부로부터 웨이퍼의 중앙부를 향하여 흐르게 되어, 고온의 웨이퍼 상을 통과함에 의해 가열된 기체가 웨이퍼 중앙부에 집중된 다음에 처리공간의 바깥으로 배출되기 때문에, 가열플레이트가 균일하게 가열되었다고 하더라도 실제적으로는 이와 같은 기류의 영향에 의해 웨이퍼 중앙부의 온도가 주변부의 온도보다 높아져 버리게 된다.
따라서, 본 발명은, 기판의 면내온도균일성을 높게 유지하여 기판을 가열처리할 수 있는 가열처리장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 제 1 의 관점에서는, 기판을 소정 온도로 가열처리하는 가열처리장치이고, 그 표면에 기판을 근접 또는 재치하여 가열처리하는 가열플레이트와, 상기 가열플레이트의 기판배치면에 대향하여 설치되어, 상기 가열플레이트에 면하는부분이 적어도 제 1 의 영역과 제 2 의 영역을 갖추는 천정판과, 상기 천정판의 제 1 의 영역 및 제 2 의 영역의 적어도 한쪽의 온도를 제어하는 온도제어기구를 구비하고, 상기 온도제어기구는, 상기 가열플레이트의 가열에 의해 기판에 발생하는 온도분포에 응하여 상기 천정판의 제 1 의 영역 및 제 2 의 영역의 적어도 한쪽의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 가열처리장치를 제공한다.
본 발명의 제 2 의 관점에서는, 기판을 소정 온도로 가열처리하는 가열처리장치이고, 그 표면에 기판을 근접 또는 재치하여 가열처리하는 가열플레이트와, 상기 가열플레이트의 기판배치면에 대향하여 설치되고, 상기 가열플레이트에 면하는 부분이 동심형으로 적어도 중앙에 배치된 제 1 의 영역과 그 외측에 배치된 제 2 의 영역을 갖추는 천정판과, 상기 가열플레이트와 상기 천정판 사이의 공간을 포위하는 포위부재와, 상기 가열플레이트의 외주로부터 상기 공간으로 기체를 도입하여 그 공간 내에 상기 처린판의 중앙으로 향하는 기류를 형성하는 기류형성수단과, 상기 천정판의 제 1 영역의 온도를 제어하는 온도제어기구를 구비하고, 상기 온도제어기구는, 상기 기판 중앙부의 열방사(熱放射)가 크게 되도록 상기 천정판의 제 1 영역의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 가열처리장치를 제공한다.
상술한 본 발명의 제 1 의 관점에 있어서는, 기판을 가열처리하기 위한 가열플레이트의 기판배치면에 대향하여, 그 가열플레이트에 면하는 부분이 적어도 제 1 의 영역과 제 2 의 영역을 갖추는 천정판을 설치하고, 온도제어기구에 의해, 가열플레이트의 가열에 의해 기판에 발생하는 온도분포에 응하여 상기 천정판의 제 1 의 영역 및 제 2 의 영역의 적어도 한쪽에 있어서의 온도를 제어한다. 즉, 기판의온도는, 가열플레이트뿐만이 아니고 가열플레이트에 대향한 천정판에 의해서도 영향을 받고, 천정판의 열흡수가 크면 클수록 기판의 방열량이 커지게 되어 온도가 저하되는 정도가 크게되기 때문에, 기판면내에 온도분포가 발생하는 경우에, 천정판의 제 1 및 제 2 의 영역 중에서, 기판의 온도가 높게되는 부분에 대응하는 쪽의 온도를 낮게 하면 그 영역의 열흡수를 크게 할 수 있어, 결과적으로 기판에 있어서의 지나친 가열로 인해 온도가 높게 되는 경향이 있는 부분의 방열을 촉진시켜 그 부분의 온도를 저하시킬 수 있기 때문에, 기판의 면내온도균일성을 높일 수 있다. 더우기, 그 온도저하의 정도를 온도제어기구에 의해 제어할 수 있기 때문에, 기판의 면내균일성의 정도가 지극히 높다. 또, 천정판이, 그 가열플레이트에 면하는 부분이 적어도 제 1 의 영역과 제 2 의 영역을 갖추고, 또 이들 제 1 의 영역 및 제 2 의 영역을 각각 포함하는 제 1 의 히트파이프 및 제 2 의 히트파이프를 갖추도록 하면, 히트파이프의 면내균일화 작용에 의해 각 영역 내에서 온도를 균일히 할 수 있음과 동시에, 대량의 열을 용이하게 운반하는 작용에 의해 이들 영역의 적어도 한쪽의 온도를 제어할 때에 신속히 소정의 온도로 제어할 수 있다. 따라서, 기판의 면내균일성을 한층 더 높게할 수 있다.
또, 본 발명의 제 2 의 관점에서는, 가열플레이트에 면하고 있는 부분이 동심형으로 적어도 중앙으로 배치된 제 1 의 영역과 그 외측에 배치된 제 2 의 영역을 갖추는 천정판을 설치하여, 기판 중앙부의 열방사가 크게 되도록 천정판 제 1 영역의 온도를 제어하기 때문에, 온도가 높게 되는 경향이 있는 기판 중앙부의 온도를 저하시킴에 의해 결과적으로 기판의 면내균일성을 높게할 수 있다. 또, 천정판이, 그 가열플레이트에 면하는 부분이 동심형으로 적어도 중앙으로 배치된 제 1 의 영역과 그 외측에 배치된 제 2 의 영역을 갖추고, 이들 제 1 의 영역 및 제 2 의 영역을 각각 포함하는 제 1 의 히트파이프 및 제 2 의 히트파이프를 갖추도록 하면, 상술한 히트파이프의 온도 균일화작용 및 대량의 열을 용이하게 운반하는 작용에 의해, 천정판의 각 영역 내에서 온도를 균일히 할 수 있음과 동시에, 제 1 의 영역을 온도제어할 때에 신속하에 소정의 온도로 제어할 수 있다. 따라서, 기판의 면내온도균일성을 한층 더 높게 할 수가 있다. 이 경우에, 천정판의 제 1 영역 및 제 2 영역 중에서, 기판온도가 높은 부분에 대응하는 쪽이 그 다른 쪽보다 열흡수효율이 높은 것이 바람직하다. 이에 의해, 기판에 있어서 온도가 높은 부분의 열방사가 촉진되어, 보다 신속하게 기판의 면내균일성을 높일 수 있다. 이 경우에, 이론적으로 흑체(黑體)가 가장 열흡수율이 높고 미러(mirror)가 가장 열흡수가 작기 때문에, 천정판의 제 1 영역 및 제 2 영역 중에서 기판의 보다 온도가 높아지는 부분에 대응하는 측을 흑체로 하고, 그 다른 측을 미러로 하는 것이 바람직하다.
다음, 본 발명의 제 3 의 관점에서는, 기판을 소정 온도로 가열처리하는 가열처리장치이고, 그 표면에 기판을 근접 또는 재치하여 가열처리하는 가열플레이트와, 상기 가열플레이트의 가판배치면에 대향하도록 설치되어, 상기 가열플레이트에 면하는 부분이 적어도 제 1 의 영역과 제 2 의 영역을 갖추는 천정판과, 상기 천정판의 제 1 영역의 온도를 제어하는 온도제어기구와, 상기 천정판의 제 2 영역을 가열하는 가열기구를 구비하고, 상기 제 1 영역은 기판의 상대적으로 온도가 높은 영역에 대응하고, 상기 제 2 영역은 기판의 상대적으로 온도가 낮은 영역에 대응하고, 상기 온도제어기구는 상기 제 1 영역의 온도를 상기 제 2 영역의 온도보다도 소정 온도만큼 낮게 되도록 제어하고, 상기 가열기구는, 상기 제 2 영역을 상기 가열플레이트 상 기판의 제 2 영역 대응부분의 온도에 대응하여 소정 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 가열처리장치를 제공한다.
본 발명의 제 4 의 관점에서는, 기판을 소정 온도로 가열처리하는 가열처리장치이고, 그 표면에 기판을 기판을 근접 또는 재치하여 가열처리하는 가열플레이트와, 상기 가열플레이트의 가판배치면에 대향하도록 설치되어, 상기 가열플레이트에 면하는 부분이 동심형으로 적어도 중앙에 배치된 제 1 의 영역과 그 외측에 배치된 제 2 의 영역을 갖추는 천정판과, 상기 가열플레이트와 상기 천정판 사이의 공간을 포위하는 포위부재와, 상기 가열플레이트의 외주로부터 상기 공간에 기체를 도입하여, 그 공간 내에 상기 천정판의 중앙으로 향하는 기류를 형성하는 기류형성수단과, 상기 천정판의 제 1 영역의 온도를 제어하는 온도제어기구와, 상기 천정판의 제 2 영역을 가열하는 가열기구를 구비하고, 상기 온도제어기구는, 상기 제 1 영역의 온도가 상기 제 2 영역의 온도보다 낮게 되도록 제어하고, 상기 가열기구는, 상기 제 2 영역을 상기 가열플레이트 상의 기판에 대응하는 부분의 온도에 대응하여 가열하는 것을 특징으로 하는 가열처리장치를 제공한다.
상술한 본 발명의 제 3 의 관점에 있어서는, 기판을 가열하기 위한 가열플레이트의 기판배치면에 대향하여, 그 가열플레이트에 면하는 부분이 적어도 제 1 영역과 제 2 영역을 갖추는 천정판을 설치하고, 제 1 영역을 기판의 상대적으로 온도가 높은 영역으로, 제 2 영역을 기판의 상대적으로 온도가 낮은 영역으로 각각대응시켜, 온도제어기구에 의해 제 1 영역의 온도를 상기 제 2 영역의 온도보다 소정 온도 만큼 낮도록 제어하고, 가열기구에 의해 제 2 의 영역을 상기 가열플레이트 상 기판의 제 2 영역 대응부분의 온도에 대응시켜 소정 온도로 가열한다. 즉, 기판의 온도는 가열플레이트뿐만이 아니고 가열플레이트에 대향하는 천정판에 의해서도 영향을 받아, 천정판의 열흡수가 클수록 기판의 발열량이 켜져 온도가 저하되는 정도가 커지기 때문에, 천정판의 제 1 및 제 2 영역 중에서 기판의 온도가 높게되는 부분에 대응하는 제 1 영역의 온도가 낮아지면 그 영역의 열흡수를 크게할 수 있어, 결과적으로 기판에 있어서 지나친 가열로 인해 온도가 높아지는 경향이 있는 부분의 발열을 촉진시켜 그 부분의 온도를 온도제어기구에 의해 원하는 양만큼 저하시킬 수 있고, 또, 제 2 영역을 가열함으로써 제 2 영역의 방열을 억제할 수 있기 때문에, 기판의 면내온도균일성을 현저히 높일 수 있다. 또, 천정판이, 그 가열플레이트에 면하는 부분이 적어도 제 1 영역과 제 2 영역을 갖추고 또 제 1 영역을 포함하는 히트파이프를 갖추도록 하면, 히트파이프의 온도균일화 작용에 의해 각 영역내에서 온도를 균일히 할 수 있음과 동시에, 대량의 열을 용이하게 전송하는 작용에 의해 기판의 상대적으로 온도가 높은 영역에 대응하는 제 1 의 영역을 온도제어할 때에 신속하게 소정의 온도로 제어할 수 있다. 따라서, 기판의 면내균일성을 한층 더 높게 유지할 수 있다.
또, 본 발명의 제 4 의 관점에서는, 가열플레이트에 면하는 부분이 동심형으로 적어도 중앙에 배치된 제 1 영역과 그 외측에 배치된 제 2 영역을 갖추는 천정판을 설치하고, 제 1 영역의 온도를 제 2 영역의 온도보다 소정 온도만큼 낮게되도록 제 1 영역의 온도를 제어하고 제 2 영역을 가열하기 때문에, 온도가 높게되는 경향이 있는 기판 중앙부의 온도를 저하시키고 또 제 2 영역을 가열하여 기판 외주부의 방열을 억제하기 때문에, 결과적으로 기판 면내온도균일성을 높게할 수 있다. 또, 천정판이, 그 가열플레이트에 면하는 부분이 동심형으로 적어도 중앙으로 배치된 제 1 영역과 그 외측에 배치된 제 2 영역을 갖추고, 제 1 영역 히트 파이프를 갖추도록 하면, 상술한 히트 파이프의 온도균일화 작용 및 대량의 열을 용이하게 전송하는 작용에 의해, 천정판의 각 영역내에서 온도를 균일하게 할 수 있음과 동시에, 제 1 영역을 온도제어할 때에 신속하게 온도제어할 수 있다. 따라서, 기판의 면내균일성을 한층 더 높게 할 수 있다. 이 경우에, 가열기구는, 천정판의 제 2 영역을 그것에 대응하는 기판의 영역과 실질적으로 동일한 온도가 되도록 가열하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 천정판의 제 2 영역은 기판으로부터의 열을 흡수하지 않는 완전한 미러로서 기능시킬 수 있고, 처리공간에서의 대류(對流)가 발생하지 않도록 할 수 있어, 온도균일성을 한층 더 높게 할 수 있다. 또, 천정판의 제 1 영역 및 제 2 영역 중에서, 기판온도가 높은 부분에 대응하는 제 1 영역이 제 2 영역보다도 열흡수율이 높은 것이 바람직하다. 이에 의해, 기판의 보다 온도가 높게 되는 부의이 열방사가 촉진되어, 기판의 면내균일성을 보다 신속하게 높일 수 있다. 이 경우에, 이론적으로 흑체가 가장 열흡수율이 크고, 미러가 가장 열흡수가 작기 때문에, 천정판의 제 1 영역 및 제 2 영역 중에서, 기판의 보다 온도가 높게되는 부분에 대응하는 쪽을 흑체로하고, 다른 쪽을 미러로 하는 것이 바람직하다.
도 1 은 본 발명의 가열처리장치를 갖춘 반도체 웨이퍼의 레지스트 도포·현상처리시스템의 전체구성을 나타내는 평면도이다.
도 2 는 본 발명의 가열처리장치를 갖춘 반도체 웨이퍼의 레지스트 도포·현상처리시스템의 전체구성을 나타내는 정면도이다.
도 3 은 본 발명의 가열처리장치를 갖춘 반도체 웨이퍼의 레지스트 도포·현상처리시스템의 전체구성을 나타내는 배면도이다.
도 4 는 본 발명의 제 1 의 실시형태에 관련된 가열처리장치를 모식적(模式的)으로 나타내는 단면도이다.
도 5 는 도 4에 나타낸 가열처리장치의 천정판 및 포위부재를 일부 절취하여 나타낸 사시도이다.
도 6 은 도 4의 가열처리장치의 천정판에 형성된 제 1 및 제 2 의 히트파이프를 나타낸 단면도이다.
도 7 은 도 4의 가열처리장치의 제어계를 나타내는 블럭(block)도이다.
도 8 은 본 발명의 제 1 의 실시형태에 관련된 가열처리장치의 변형례에 있어, 그 요추부(腰部)를 나타내는 단면도이다.
도 9 는 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서, 타 가열처리장치의 천정판 및포위부재를 일부 절취하여 나타낸 사시도이다.
도 10 은 도 9의 가열처리장치의 천정판에 형성된 제 1 및 제 2 의 히트파이프를 나타내는 단면도이다.
도 11 은 도 9의 가열처리장치에 있어서 제어계를 나타내는 블럭도이다.
도 12 는 도 9의 가열처리장치에 있어서, 변형례의 요부를 나타내는 단면도이다.
도 13 은 본 발명의 제 1 의 실시형태에 있어, 또다른 가열처리장치의 천정판 평면도이다.
도 14 는 본 발명의 제 1 의 실시형태에 관련된 가열처리장치의 다른 변형례를 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 15 는 본 발명의 제 2 의 실시형태에 관련된 가열처리장치를 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 16 은 도 15의 가열처리장치의 내부 및 기류를 모식적으로 나타낸 수평단면도이다.
<도면 부호의 간단한 설명>
1 : 도포·현상처리시스템 51, 51' :가열플레이트
52, 52' : 프록시미티핀(proximity pin)
53, 53' : 발열체 56 : 승강핀
62, 62' : 포위부재 63, 63' : 천정판
71, 71' : 제 1 영역 72, 72' : 제 2 영역
73, 73' : 제 1 히트 파이프 74, 74' : 제 2 히트 파이프
75, 75' : 단열부재 80 : 온도제어기구
HP : 가열처리장치 S, S' : 처리공간
W : 반도체 웨이퍼
[제 1 실시형태]
도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 관련된 가열처리장치가 탑재된 반도체 웨이퍼의 레지스트 도포·현상처리시스템을 나타내는 개략평면도, 도 2는 그 정면도, 도 3은 그 배면도이다.
이 레지스트 도포·현상처리시스템(1)은, 반송스테이션으로서의 카세트스테이션(10)과, 복수의 처리유니트를 갖추는 처리스테이션(11)와, 처리시스템(11)에 접속되어 설치되는 노광장치(도시 않됨)와의 사이에서 반도체 웨이퍼(이하, 단순히 웨이퍼로 함)(W)를 주고받기위한 인터페이스부(12)를 구비하고 있다. 상기 카세트스테이션(10)은, 피처리체로서의 웨이퍼(W)를 복수매, 예를들어 25매 단위로 웨이퍼 카세트(CR)에 탑재된 상태에서 타 시스템으로부터 이 시스템으로 반입 또는 이 시스템으로부터 타 시스템으로 반출하거나, 웨이퍼 카세트(CR)와 처리스테이션(11)과의 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행하기 위한 것이다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 이 카세트 스테이션(10)에 있어서는, 카세트(CR)를 재치하는 재치대(20) 상에, 도 내의 X방향을 따라 복수의(도에서는 4개) 위치결정돌기(20a)가 형성되어 있고, 이 돌기(20a)의 위치에 웨이퍼 카세트(CR)가 각각 웨이퍼 출입구를 처리스테이션(11)측을 향하게 하여 일렬로 재치할 수 있도록 되어 있다. 웨이퍼 카세트(CR)에 있어서는 웨이퍼(W)가 수직방향(Z방향)으로 배열되어 있다. 또, 카세트 스테이션(10)은, 웨이퍼 카세트재치대(20)와 처리스테이션(11)과의 사이에 위치하는 웨이퍼 반송기구(21)를 갖추고 있다. 이 웨이퍼 반송기구(21)는, 카세트 배열방향(방향) 및 그 안의 웨이퍼(W) 배열방향(Z방향)으로 이동이 가능한 웨이퍼 반송용 아암(21a)을 갖추고 있고, 이 웨이퍼 반송용 아암(21a)에 의해 어느 하나의 웨이퍼 카세트(CR)에 대하여 선택적으로 진입이 가능하도록 되어 있다. 또, 웨이퍼 반송용 아암(21a)은, ε방향으로 회전이 가능하도록 구성되어 있어, 후술하는 처리스테이션(11)측의 제 3 의 처리유니트군(G3)에 속하는 얼라인먼트유니트(ALIM) 및 엑스텐션유니트(EXT)에도 진입이 가능하도록 되어 있다. 상기 처리스테이션(11)은, 웨이퍼(W)에 대하여 레지스트 도포·현상을 행할 때의 일련의 공정을 실시하기 위한 복수의 처리유니트를 갖추고, 이들이 소정위치에 다단으로 배치되어 있어, 이들에 의해 웨이퍼(W)가 한장씩 처리된다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 이 처리스테이션(1)은, 중심부에 반송로(22a)를 갖추고, 이 안에 주(主) 웨이퍼반송기구(22)가 설치되고, 반송로(22a)의 주위에 모든 처리유니트가 배치되어 있다. 이들 복수의 처리유니트는, 복수의 처리유니트군으로 나뉘어져 있고, 각 처리유니트군은 복수의 처리유니트가 연직(鉛直)방향을 따라 다단으로 배치되어 있다. 이 실시형태에 있어서는, 4개의 처리유니트군(G1, G2, G3, G4)이 반송로(22a)의 주위에 실제적으로 배치되어 있고, 처리유니트군(G5)은 필요에 따라 배치될 수 있도록 되어 있다. 이들 중, 제 1 및 제 2 처리유니트군(G1, G2)은 시스템 정면(도 1 에 있어서의 앞쪽)측에 병렬로 배치되고, 제 3 처리유니트군(G3)은 카세트 처리스테이션(10)에 인접하여 배치되고, 제 4 처리유니트군(G4)은인터페이스부(12)에 인접하여 배치되어 있다. 또, 제 5 처리유니트군(G5)은 배면부에 배치될 수 있도록 되어 있다.
제 1 처리유니트군(G1)에는, 컵(CP) 내에서 웨이퍼(W)를 스핀척(도시 않됨)에 재치하여 웨이퍼(W)에 레지스트를 도포하는 레지스트 도포처리유니트(COT) 및 마찬가지로 컵(CP) 내에서 레지스트 패턴을 현상하는 현상처리유니트(DEV)가 밑에서부터 차례로 2단으로 적층되어 있다. 제 2 의 처리유니트군(G2)도 마찬가지로, 2대의 스피너형(spinner型)의 처리유니트로서의 레지스트 도포처리유니트(COT) 및 현상처리유니트(DEV)가 밑에서부터 차례로 2단으로 적층되어 있다.
제 3 의 처리유니트군(G3)에 있어서는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)를 재치대(SP)에 올려 소정의 처리를 행하는 오븐형(oven型)의 처리유니트가 다단으로 적층되어 있다. 즉, 냉각처리를 행하는 쿨링유니트(COL), 레지스트의 정착성(定着性)을 높이기 위한 소수화처리(疎水化)를 행하는 어드히젼(adhesion)유니트(AD), 위치맞춤을 행하는 얼라인먼트유니트(ALIM), 웨이퍼(W)의 반입반출을 행하는 엑스텐션유니트(EXT), 노광처리전 및 노광처리후 또 현상처리후에 웨이퍼(W)에 대하여 가열처리를 행하는 4개의 가열처리장치(HP)가 밑에서부터 차례로 8단으로 적층되어 있다. 덧붙여 설명하면, 얼라인먼트유니트(ALIM)를 대신하여 쿨링유니트(COL)를 설치하여, 쿨링유니트(COL)에 얼라인먼트 기능을 갖추게 하여도 좋다.
제 4 의 처리유니트군(G4)도 오븐형의 처리유니트가 다단으로 적층되어 있다. 즉, 쿨링유니트(COL), 쿨링플레이트를 갖춘 웨이퍼 반입반출부인 엑스텐션·쿨링유니트(EXTCOL), 엑스텐션유니트(EXT), 쿨링유니트(COL), 및 4개의 가열처리장치(HP)가 밑에서부터 차례로 8단으로 적층되어 있다.
주 웨이퍼반송기구(22)의 배면부측에 제 5 의 처리유니트군(G5)을 설치하는 경우에는, 안내레일(25)을 따라 주 웨이퍼반송기구(22)로부터 보아 측편으로 이동할 수 있도록 되어 있다. 따라서, 제 5 의 처리유니트군(G5)을 설치한 경우에도, 이들을 안내레일(25)을 따라 슬라이드시킴에 의해 공간부가 확보되기 때문에, 주 웨이퍼반송기구(22)에 대하여 배후로부터 메인터넌스(maintenance)작업을 용이하게 행할 수 있다.
상기 인터페이스부(12)는, 그 깊이방향(X방향)에 있어서 처리스테이션(11)과 동일한 길이를 갖추고 있다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 이 인터페이스부(12)의 정면부에는 운반이 가능하도록 된 픽엎(pickup)카세트(CR)와, 고정형의 버퍼(buffer)카세트(BR)가 2단으로 설치되고, 배면부에는 주변노광장치(23)가 배설되고, 중앙부에는 웨이퍼반송기구(24)가 배설되어 있다. 이 웨이퍼 반송기구(24)는 웨이퍼 반송용 아암(24a)을 갖추고 있고, 이 웨이퍼 반송용 아암(24a)은, X방향 및 Z방향으로 이동하여 양 카세트(CR, BR) 및 주변노광장치(23)로 진입이 가능할 수 있도록 되어 있다. 또, 이 웨이퍼 반송용 아암(24a)은 ε방향으로 회전이 가능하도록 되어 있어, 처리스테이션(11)의 제 4 처리유니트군(G4)에 속하는 엑스텐션유니트(EXT) 및 인접하는 노광장치측의 웨이퍼 주고받기대(도시 안됨)에도 진입이 가능하도록 되어 있다.
이와 같은 레지스트 도포현상처리시스템에 있어서는, 먼저 카세트 스테이션(10)에 있어서, 웨이퍼 반송기구(21)의 웨이퍼 반송용 아암(21a)이 카세트재치대(20) 상의 미처리 웨이퍼(W)를 수용하고 있는 웨이퍼 카세트(CR)에 진입하여, 그 카세트(CR)로부터 한장의 웨이퍼(W)를 꺼내, 제 3 처리유니트군(G3)의 엑스텐션유니트(EXT)로 반송한다.
웨이퍼(W)는, 이 엑스텐션유니트(EXT)로부터 주 웨이퍼반송기구(22)의 웨이퍼 반송장치(46)에 의해 반입된다. 그리고, 제 3 처리유니트군(G3)의 얼라인먼트유니트(ALIM)에 의해 얼라인먼트된 후, 어드히젼처리유니트(AD)로 반송되어, 그곳에서 레지스트의 정착성을 높이기 위한 소수화처리(HMDS처리)가 행하여진다. 이 처리는 가열을 동반하기 때문에, 처리 후의 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송장치(46)에 의해 쿨링유니트(COL)로 반송되어 냉각된다.
어드히젼처리가 종료되고 쿨링유니트(COL)에서 소정의 온도로 냉각된 웨이퍼(W)는, 계속하여 웨이퍼 반송장치(46)에 의해 레지스트 도포처리유니트(COT)로 반송되어, 그곳에서 도포막이 형성된다. 도포처리종료 후, 웨이퍼(W)는 처리유니트군(G3, G4)의 어느 하나의 가열처리장치(HP) 내에서 프리베이크처리되고, 그 후 어느 하나의 쿨링유니트(COL)에서 소정의 온도로 냉각된다.
냉각된 웨이퍼(W)는, 제 3 처리유니트군(G3)의 얼라인먼트유니트(ALIM)로 반송되어, 그곳에서 얼라인먼트된 후에 제 4 처리유니트군(G4)의 엑스텐션유니트(EXT)를 매개로 하여 인터페이스부(12)로 반송된다.
인터페이스부(12)에서는, 불필요한 레지스트를 제거하기 위한 주변노광장치(23)에 의해 웨이퍼의 주변을 예를들어 1mm로 노광한 다음, 인터페이스부(12)에 인접되어 설치된 노광장치(도시 않됨)에 의해 소정 패턴을 따라 웨이퍼(W)의 레지스트막에 노광처리가 행하여진다.
노광후의 웨이퍼(W)는 다시 인터페이스부(12)로 되돌려져, 웨이퍼반송기구(24)에 의해 제 4 처리유니트군(G4)에 속하는 엑스텐션유니트(EXT)로 반송된다. 그리고 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송장치(46)에 의해, 어느 하나의 가열처리장치(HP)로 반송되어 포스트엑스포져베이크처리가 행하여진 후, 쿨링유니트(COL)에 의해 소정의 온도로 냉각된다.
그 후, 웨이퍼(W)는 현상처리유니트(DEV)로 반송되어, 그곳에서 노광패턴의 현상이 행하여진다. 현상처리 후, 웨이퍼(W)는 어느 하나의 가열처리장치(HP)로 반송되어 포스트베이크처리가 행하여진 후, 쿨링유니트(COL)에 의해 소정 온도로 냉각된다. 이와 같은 일련의 처리가 종료된 후, 제 3 처리유니트군(G3)의 엑스텐션유니트(EXT)를 매개로 하여 카세트스테이션(10)으로 되돌려져, 어느 하나의 웨이퍼 카세트(CR)에 수용된다.
도 3에 나타낸 바와 같이 주 웨이퍼 반송기구(22)는, 통형지지체(49)의 내측에, 웨이퍼반송장치(46)를 상하방향(Z방향)으로 승강이 자유롭도록 하여 장비시키고 있다. 통형지지체(49)는 모터(도시 않됨)의 회전구동력에 의해 회전이 가능하도록 되어 있고, 이에 동반하여 웨이퍼반송장치(46)도 일체적으로 회전이 가능하도록 되어 있다. 웨이퍼 반송장치(46)는, 반송 기반(47)의 전후방향으로 이동이 자유로운 복수의 보유유지부재(48)를 갖추어, 이들의 보유유지부재(48)에 의해 각 처리유니트 사이에서 웨이퍼(W)의 주고받기를 실현시키고 있다.
다음, 도 4로부터 도 7을 참조하여 본 발명의 제 1 의 실시형태에 관련된 가열처리장치(HP)에 관하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 제 1 의 실시형태에 관련된 가열처리장치를 모식적으로 나타낸 단면도, 도 5는 도 4의 가열처리장치의 천정판 및 포위부재의 일부를 나타내는 사시도, 도 6은 도 4의 가열처리장치에 있어서의 천정판에 형성된 제 1 및 제 제 2 의 히트파이프를 나타내는 단면도, 도 7은 도 4의 가열처리장치에 있어서의 제어계를 나타내는 블럭도이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 가열처리장치(HP)는, 케이싱(casing)(50)을 갖추고, 그 내부에는 원반형의 가열플레이트(51)가 배치되어 있다. 가열플레이트(51)는, 예를들어 알루미늄으로 구성되어 있고, 그 표면에는 프록시미티핀(proximity pin)(52)이 설치되어 있다. 그리고, 이 프록시미티핀(52) 상에 가열플레이트(51)에 근접된 상태에서 웨이퍼(W)가 재치되도록 되어 있다. 가열플레이트(51)의 이면(裏面)에는 복수의 링형(ring狀)의 발열체(53)가 동심 원형으로 배설되어 있다. 그리고, 이들 발열체(53)는 도전에 의해 발열함에 의해, 가열플레이트(51)를 가열하여 웨이퍼(W)에 대하여 가열처리를 행하도록 되어 있다. 이 경우에, 각 링형 발열체(53)로의 도전량은 각각 독립적으로 제어가 가능하도록 되어 있는 것이 바람직하다.
가열플레이트(51)는 지지부재(54)에 의해 지지되어 있고, 지지부재(54) 내는 공동(空洞)으로 되어 있다. 가열플레이트(51)에는 그 중앙부에 3개(2개만 도시됨)의 관통구멍(55)이 형성되어 있고, 이들 관통구멍(55)에는 웨이퍼(W)를 승강시키기 위한 3개(2개만 도시된)의 승강핀(56)이 승강이 자유롭도록 되어 설치되어 있다. 그리고, 가열플레이트(51)와 지지부재(54) 바닥판(54a)의 사이에는 관통구멍(55)에 연속되는 통형의 가이드부재(57)가 설치되어 있다. 이들 가이드부재(57)에 의해, 가열플에이트(51) 밑의 히터 배선등에 방해받는 일 없이 승강핀(56)을 이동시키는 것이 가능하게 된다. 이들 승강핀(56)은 지지판(58)에 의해 지지되어 있고, 이 지지판(58)을 매개로 하여 지지부재(54)의 측편에 설치된 실린더(59)에 의해 승강되도록 되어 있다.
가열플레이트(51) 및 지지부재(54)의 주위에는 이들을 포위하여 지지하는 서포트링(support ring)(61)이 설치되어 있고, 이 서포트링(61) 상에는 승강이 자유로운 포위부재(62)가 설치되어 있다. 이 포위부재(62) 상에 천정판(63)이 설치되어 있다. 그리고, 이 포위부재(62)가 서포트링(61)의 상면(上面)까지 강하된 상태에서, 가열플레이트(51)와 천정(63)과의 사이에 웨이퍼(W) 처리공간(S)이 형성되어, 이 처리공간(S)이 포위부재(62)에 의해 포위된 상태로 된다. 이 때, 서포트링(61)과 포위부재(62)의 사이에는 미소한 틈(64)이 형성되고, 이 틈(64)으로부터 처리공간(S)으로의 공기의 침입이 허용된다. 또, 웨이퍼(W)를 가열플레이트(51)에 대하여반입반출하는 경우에는, 실린더(도시 않됨)에 의해 포위부재(62) 및 천정판(63)이 상방으로 퇴피된다.
천정판(63)의 중앙부에는 배기관(66)이 접속된 배기구(65)를 갖추고, 가열플레이트(51)의 외주측 서포트링(61) 및 포위부재(62) 사이의 틈(64)으로부터 공기가 도입되어, 배기구(65) 및 배기관(66)을 매개로 하여 배기기구(도시 않됨)에 의해 처리공간(S)이 배기된다. 따라서, 처리공간(S) 내에는 가열플레이트(51)의 외주측으로부터 천정판(63) 중앙으로 향하는 기류가 형성된다. 이 기류의 제어는, 배기관(66)에 형성된 전자밸브(67)에 의해 행하여진다.
도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 천정판(63)의 가열플레이트(51)에 대향하는 면은, 배기구(65)를 감싸듯이 설치된 환원형의 제 1 영역(71)과 그 외측에 설치된 환원형의 제 2 영역(72)을 갖추고 있다. 또, 천정판(63)은, 제 1 영역(71)을 하면(下面)으로 하는 제 1 히트파이프(73)와, 제 2 영역을 하면으로 하는 제 2 히트파이프(74)와, 제 1 및 제 2 히트파이프(73 및 74)의 사이에 설치된 단열부재(75)를 갖추고 있다. 단열부재(75)는, 제 1 히트파이프(73)와 제 2 히트파이프(74) 사이의 열적간섭(熱的干涉)이 발생하는 것을 방지하는 작용을 갖추고 있다. 단열부재(75)를 설치하는 대신에, 제 1 및 제 2 의 히트파이프(73 및 74)을 격리시켜 설치하여, 이들 사이에 공간이 발생하도록 하여도 좋다.
제 1 히트파이프(73) 및 제 2 히트파이프(74)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 각각 동 또는 동합금등의 금속재료에 의해 형성된 외각부재로서의 콘테이너(77 및 78)을 갖추고, 이들 콘테이너(77 및 78) 내의 공간에는 작동액(L)이 봉입되어 있다. 이와 같은 제 1 및 제 2 히트파이프(73 및 74)는, 내부에 충전(充塡)된 작동액의 증발현상과 응측현상을 이용하여 대량의 열을 용이하게 전송하는 작용, 및 그 안에 온도의 높고 낮음이 있는 경우에 신속하게 열을 옮겨 온도를 균일화시키는 작용을 갖춘다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 구체적으로는, 제 1 및 제 2 의 히트파이프(73 및 74)가 가열플레이트(51)에 의해 그 하부가 가열되면 작동액(L)이 증발하고 증기류(蒸氣流)로 되어, 저온부인 상부로 고속이동하여, 상하방향으로 온도가 균일하게 된다. 이 때에, 상부에서 저온의 콘테이너(77 및 78)의 상벽(上壁)에 접촉하여 냉각되어 응축되어, 응축액은 중력에 의해 원래의 위치로 되돌아온다. 또, 주변방향(周方向) 및 경방향(徑方向)으로 온도의 높고낮음이 있는 경우에도 증기류의 이동에 의해 욘도가 균일화된다. 제 1 및 제 2 의 히트파이프(73 및 74)의 내부공간은, 포위부재(62)의 주변방향으로 대략 일정한 단면두께를 갖추고 있다. 덧붙여 설명하면, 작동액(L)은, 콘테이너(77, 78)의 재질에 악영향을 끼치지 않는 것이 선택되어, 예를들어 물, 암모니아, 메탄올, 아세톤, 프론등을 사용할 수 있다.
상기 제 1 의 히트파이프(73)는, 그 온도를 제어하여 결과적으로는 제 1 영역(71)의 온도를 제어하는 온도제어기구(80)가 설치되어 있다. 이 온도제어기구(80)는, 제 1 영역으로 열을 전달하기 위한 봉형을 형성하는 금속제의 열전도부재(81)와, 이 열전도부재(81)의 선단에 설치되어 방열면적가변의 핀(fin)(82a)을 갖추는 방열부재(82) 및 핀(82a)의 방열면적을 변화시키기 위한 액튜에이터(83)에 의해 형성되는 방열기구(84)과, 상기 열전도부재(81)의 일부분에감겨진(卷回)된 유도코일(85) 및 유도코일(85)에 고주파전력을 공급하는 고주파전원(86)에 의해 형성되는 가열기구(87)와, 방열기구(84)의 액튜에이터(83) 및 가열기구(87)의 고주파전원(86)을 제어하는 콘트롤러(88)를 갖추고 있다. 이 온도제어기구(80)는, 후술하는 바와 같이, 제 1 영역을 제 2 영역(72)보다도 소정 온도만큼 낮도록 제어한다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 이들 가열처리장치(HP)는, 유니트 콘트롤러(90)에 의해 제어된다. 구체적으로는, 가열플레이트(51) 내의 적절한 장소에, 가열플레이트(51)의 온도를 계측하는 열전쌍등의 복수의 온도센서(70)가 설치되고, 이 온도센서(70)로부터의 검출신호는 유니트 콘트롤러(90)로 송신되어, 이 검출정보에 의거하여 유니트 콘트롤러(90)로부터 온도조정기(91)로 제어신호가 송신되고, 이 제어신호에 의거하여 온도조정기(91)로부터 발열체전원(92)으로 출력조정신호가 송신된다. 또, 이 유니트 콘트롤러(90)는 가열처리에 있어서, 실린더(59)로 제어신호를 보내어 승강핀(56)의 승강을 제어함과 동시에, 배기관에 설치된 전자밸브(67)의 통로를 제어하여 배기량을 제어한다. 또, 상술된 콘트롤러(88)에 대하여 적절한 기준치, 예를들어 온도센서(70)의 검출신호 또는 설정치에 의거하여 제 1 의 히트파이트(73)에 제어를 행하도록 지령을 내린다. 덧붙여 설명하면, 유니트 콘트롤러(90)는, 도포·현상시스템의 시스템 콘트롤러(도시 생략)로부터의 지령에 의거하여 제어신호를 출력하도록 되어 있다.
이와 같은 가열처리장치(HP)에서는, 이하와 같이 웨이퍼(W)의 가열처리가 행하여진다.
먼저, 웨이퍼 반송장치(46)에 의해 웨이퍼(W)를 가열처리장치(HP)의 케이싱(50) 내에 반입하여, 승강핀(56)으로 건네주고, 이 승강핀(56)을 강하시킴으로써, 웨이퍼(W)가 소정 온도로 가열된 상태의 플레이트(51) 표면에 설치된 프록시미티핀(52)에 재치된다.
다음, 포위부재(62) 및 천정판(63)을 강하시켜 처리공간(S)을 형성하고, 배기기구(도시 않됨)에 의해 배기구(65) 및 배기관(66)을 매개로 하여 배기함으로써, 틈(64)으로부터 공기가 유입되어, 가열플레이트(51)의 외주측으로부터 천정판(63)의 중앙으로 향하는 기류가 형성된 상태에서 웨이퍼(W)에 가열처리가 행하여진다.
이 경우에, 이와 같은 기류는 웨이퍼(W)의 주변부로부터 웨이퍼의 중앙으로 향하여 흘러가게 되어, 고온의 웨이퍼 상을 통과함에 의해 가열된 기류가 웨이퍼(W)의 중앙부에 모인 다음에 처리공간(S)의 바깥으로 배출되기 때문에, 종래의 가열처리장치의 경우에 있어서는, 가열플레이트(51)가 발열체(53)에 의해 균일하게 가열되었다고 하더라도, 실제적으로는 이와 같은 기류의 영향에 의해 웨이퍼(W) 중앙부의 온도가 주변부의 온도보다 높게 되어 버린다.
이 때문에, 본 실시형태에 있어서는, 천정판(63)에 있어서, 웨이퍼(W) 중앙부에 대응하는 제 1 영역(71)의 온도를 그 주위의 제 2 영역(72)의 온도보다 소정 온도만큼 낮도록 온도제어기구(80)에 의해 제어한다. 웨이퍼(W)의 온도는, 가열플레이트(51)뿐만이 아니고 가열플레이트에 대향한 천정판(63)에 의해서도 영향을 받고, 천정판(63)의 열흡수가 클수록 또 천정판(63)의 열방사도(熱放射度)가 작을수록 웨이퍼(W) 온도가 저하되는 정도가 크기 때문에, 이와 같이 웨이퍼(W) 중앙부의온도가 높아지는 등의 웨이퍼(W) 면내온도분포가 발생하는 경우에, 천정판(63)의 웨이퍼(W) 중앙부에 대응하는 제 1 영역(71)의 온도를 제 2 영역(72)의 온도보다 낮게 하면 제 1 영역(71)의 열흡수를 크게할 수 있어, 결과적으로 웨이퍼(W) 중앙부의 열방출을 크게 하여 그 부분의 온도를 저하시킬 수 있기 때문에 웨이퍼(W) 면내균일성을 높일 수 있다. 더우기, 온도제어기구(80)에 의해 그 온도저하의 정도를 제어할 수 있기 때문에, 웨이퍼(W) 면내균일성은 지극히 높아지게 된다.
이하, 이와 같이하여 웨이퍼(W)의 온도를 균일화시키는 원리에 관하여 간단하게 설명한다.
상기와 같이 가열플레이트(51)와 천정판(63)이 대향하여 설치된 경우, 가열플레이트(51)에 의해 가열된 웨이퍼(W)로부터 방출된 열방사 에너지는, 천정판(63)에 도달하여 그 일부가 흡수되고 나머지 부분이 반사되어 웨이퍼(W)로 되돌아 오고, 웨이퍼(W) 상에서도 마찬가지로 일부가 흡수되고 나머지가 반사되는 작용이 반복된다. 따라서, 웨이퍼(W)로부터 방출되는 단위면적당의 총 에너지를 Q1이라고 하면, Q1은 웨이퍼(W)의 방사도(放射度)(E1)와 반사에너지의 합과 같다. 이때의 반사에너지는, 천정판(63)으로부터 방출되는 단위면적당의 총에너지(Q2)에 웨이퍼(W)의 반사율(r1)을 곱한 것이다. 즉, 이하 (1)의 식에서 나타내는 관계가 성립된다.
마찬가지로 천정판(63)에 관하여도 천정판(63)으로부터 방출되는 단위면적당의 총에너지(Q2)는, 천정판(63)의 방사도(E2)와 반사에너지의 합과 같고, 이 반사에너지는 상기(Q1)에 천정판의 반사율(r1)을 곱한 것이고, 이하의 (2)식에서 나타내는 관계가 성립된다.
여기서, 웨이퍼(W)의 방사율ε1, 천정판(63)의 방사율 ε2라고 하면, 이하 (3) 및 (4) 식의 관계가 있기 때문에, 이것을 각각 (1) 및 (2)에 대입하면, (5) 및 (6) 식의 관계로 유도된다.
웨이퍼(W)는 가열되고 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 온도(T1)는 천정판(63)의 온도(T2)보다도 높게 되어, 그 만큼의 열이 웨이퍼(W)로부터 천정판(63)으로 방사(放射)에 의해 공급되게 되어, 이 때의 단위면적당의 열량(Q)은 이하 (7)의 식으로 나타낼 수 있다.
여기서, 이 열량(Q) 즉 웨이퍼로부터 방출되는 열량이 크면 클수록 웨이퍼(W)의 온도를 저하시키는 것이 가능하다. 따라서, 종래로부터, 온도가 높게되는 경향이 있는 웨이퍼(W) 중앙부에 있어서 방출하는 열량(Q)을 크게하는 것이 가능하기만 하면 된다. 이를 위하여는, 천정판(63)의 그 부분에 대응하는 영역, 즉 제 1 영역(71)의 열흡수가 크기만 하면 되기 때문에, 본 실시형태에서는 제 1 영역(71)의 열흡수를 크게하기 위하여 제 1 영역(71)의 온도를 제 2 영역(72)의 온도보다 낮게 되도록 하였다.
또, 천정판(63)이 제 1 영역(71) 및 제 2 영역(72)을 각각 포함하는 제 1 히트파이프(73) 및 제 2 히트파이프(74)를 갖추고 있기 때문에, 히트파이프의 온도균일화 작용에 의해 각 영역 내에서 온도를 균일하게 하는 것이 가능함과 동시에, 대량의 열을 용이하게 운반하는 작용에 의해 온도제어기구(80)에 의해 제 1 히트파이프(73)를 온도제어할 때에 신속하게 소정의 온도로 할 수가 있다. 따라서, 이 점으로부터도 웨이퍼(W)의 면내균일성을 지극히 높일 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 제 1 영역(71)의 열흡수를 높게 하면 되기 때문에, 제 1 영역(71)의 온도를 낮게하는 것에 덧붙여 제 1 영역(71)의 열흡수자체를 제 2 영역(72)보다 높게하는 것도 유효하다. 이를 위하여는, 제 1 영역(71)과 제 2 영역(72)의 색채를 변화시키는 것이 생각되어져, 가장 효율적인것은 제 1 영역(71)을 방사율이 제일 높은 흑체(黑體)로 하고 제 2 영역(72)을 반사율이 제일 높은 미러(mirror)로 하는 것이다.
도 8에 나타낸 바와 같이 제 1 영역(71)을 흑체로 하기 위하여는, 콘테이너(77)의 하면에 흑색 세라믹(95)을 설치하는 것이 적절하다. 제 2 영역(72)을 미러로 하기 위하여는, 콘테이너(78)의 하면에 금박(96)을 붙이면 된다.
이상과 같이하여 웨이퍼(W)의 가열처리를 행한 후, 포위부재(62) 및 천정판(63)을 상방으로 이동하고, 웨이퍼(W)를 승강핀(56)에 의해 들어올린다. 이 상태에서 웨이퍼 반송장치(46)를 웨이퍼(W) 하방으로 삽입하여 웨이퍼 반송장치(46)가 웨이퍼(W)를 건네받고, 가열처리장치(HP)로부터 웨이퍼(W)를 반출하여 다음 공정의 유니트로 반송한다.
이상에서 설명한 천정판을 대신하여, 도 9 및 도 10에 나타낸 천정판을 사용하는 것도 가능하다,
도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 이 천정판(63)에 있어서, 천정판(63)의 가열플레이트(51)에 대향하는 면은, 배기구(65)를 감싸듯이 설치된 환원형(円環狀)의 제 1 영역(71) 및 그 외측에 설치된 환원형의 제 2 영역(72)을 갖추고 있다. 또, 천정판(63)은, 제 1 영역(71)을 하면으로 하는 히트파이프(73)와, 제 2 영역(72)을 하면으로 하는 스테인레스강(鋼)등의 금속제의 플레이트(740)를 갖추고 있고, 플레이트(740) 상면에는 가열기구로서의 발열체(750)가 설치되어 있다. 히트파이프(73)와 플레이트(740)의 사이에는, 히트파이프(73)와 플레이트(740) 사이에서 열적간섭이 발생하는 것을 방지하기 위한 작용을 갖추는 단열부재(73a)가 설치되어 있다. 단열부재(73a)를 설치하는 대신에, 히트파이프(73)와 플레이트(740)를 이격시켜 설치하여 이들 사이에 공간이 발생하도록 하여도 좋다. 히트파이프(73)는, 동 또는 동합금등의 금속재료에 의해 형성되는 외각부재(外殼部材)로서의 콘테이너(77)를 갖추고, 콘테이너(77) 내의 공간에는 작동액(L)이 봉입되어 있다. 이와 같은 히트파이프(73)는, 내부에 충전된 작동액의 증발현상과 응축현상을 이용하여 대량의 열을 용이하게 전송하는 작용, 및 그 안에서 온도의 높고낮음이 있는 경우에 신속하게 열을 전송하여 온도를 균일화시키는 작용을 갖춘다.
도 10에 나타낸 바와 같이 구체적으로 히트파이프는, 가열플레이트(51)에 의해 그 하부가 가열되면 작동액(L)이 증발하여 증기류(蒸氣流)로 되어, 저온부인 상부로 고속이동함으로써 상하방향으로 온도가 균일화된다. 이 때에, 상부에서 저온의 콘테이너 상벽에 접촉하여 냉각되어 응축되고, 응축액은 중력에 의해 원래의 위치로 되돌아온다. 또, 주변방향 및 경방향으로 온도의 높고낮음이 있는 경우에도 증기류의 이동에 의해 온도가 균일화된다. 히트파이프(73)의 내부공간은 포위부재(62)의 주변방향으로 대략 일정한 단면두께를 갖추고 있다. 덧붙여 설명하면, 작동액(L)은 콘테이너(77)의 재질에 악영향을 끼치지 않는 것이 선택되는데, 예를들어 물, 암모니아, 메탄올, 아세톤, 프론등을 사용할 수 있다. 상기 히트파이프(73)에는, 그 온도를 제어함으로써 결과적으로 제 1 영역(71)의 온도를 제어하는 온도제어기구(80)가 설치되어 있다. 이 온도제어기구(80)는, 제 1 영역의 열을 전달하기 위한 봉형의 금속제 열전도부재(81)와, 이 열전도부재(81)의 선단에 설치되어 방열면적가변의 핀(fin)(82a)을 갖추는 방열부재(82) 및 핀(82a)의 방열면적을 변화시키기 위한 액튜에이터(83)에 의해 형성되는 방열기구(84)과, 상기 열전도부재(81)의 일부분에 감겨진된 유도코일(85) 및 유도코일(85)에 고주파전력을 공급하는 고주파전원(86)에 의해 형성되는 주열기구(87)와, 방열기구(84)의 액튜에이터(83) 및 주열기구(87)의 고주파전원(86)을 제어하는 콘트롤러(88)를 갖추고 있다. 이 온도제어기구(80)는, 후술하는 바와 같이, 제 1 영역(71)을 제 2 영역(72)보다도 소정 온도만큼 낮도록 제어한다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 이들 가열처리장치(HP)는, 유니트 콘트롤러(90)에 의해 제어된다. 구체적으로는, 가열플레이트(51) 내의 적절한 장소에, 가열플레이트(51)의 온도를 계측하는 열전대등의 복수의 온도센서(70)가 설치되고, 이 온도센서(70)로부터의 검출신호는 유니트 콘트롤러(90)로 송신되고, 이 검출정보에 의거하여 유니트 콘트롤러(90)로부터 온도조정기(91)로 제어신호가 송신되고, 이 제어신호에 의거하여 온도조정기(91)로부터 가열플레이트(51)를 가열하는 발열체(53)의 발열체전원(92)으로 출력조정신호가 송신된다. 또, 이 유니트 콘트롤러(90)는 가열처리에 있어서, 실린더(59)로 제어신호를 보내어 승강핀(56)의 승강을 제어함과 동시에 배기관에 설치된 전자밸브(67)의 통로를 제어하여 배기량을 제어한다. 또, 상술된 콘트롤러(88)에 대하여 적절한 기준치, 예를들어 온도센서(70)의 검출신호 또는 설정치에 의거하여 히트파이트(73)의 제어를 행하도록 지령을 내린다. 덧붙여 설명하면, 유니트 콘트롤러(90)에는 온도조정기(93)가 접속되어 있어, 유니트 콘트롤러(90)로부터 온도조정기(93)로 제어신호가 송신되고, 이 제어신호에 의거하여 온도조정기(93)로부터 제 2 영역(72)을 가열하는 발열체(750)의 발열체전원(94)으로 출력조정신호가 송신된다. 또, 유니트 콘트롤러(90)는, 도포·현상시스템의 시스템 콘트롤러(도시 생략)로부터의 지령에 의거하여 제어신호를 출력하도록 되어 있다.
이상과 같이 구성된 가열처리장치(HP)에서는, 이하와 같이 하여 웨이퍼 가열처리가 행하여진다.
먼저, 웨이퍼 반송장치(46)에 의해 웨이퍼(W)를 가열처리장치(HP)의 케이싱(50) 내에 반입하여, 승강핀(56)으로 건네주고, 이 승강핀(56)을 강하시킴으로써, 웨이퍼(W)가 소정 온도로 가열된 상태의 플레이트(51) 표면에 설치된 프록시미티핀(52)에 재치된다.
다음, 포위부재(62) 및 천정판(63)을 강하시켜 처리공간(S)을 형성하고, 배기기구(도시 않됨)에 의해 배기구(65) 및 배기관(66)을 매개로 하여 배기함으로써, 틈(64)으로부터 공기가 유입되어, 가열플레이트(51)의 외주측으로부터 천정판(63)의 중앙으로 향하는 기류가 형성된 상태에서 웨이퍼(W)에 가열처리가 행하여진다.
이 경우에, 이와 같은 기류는 웨이퍼(W)의 주변부로부터 웨이퍼의 중앙으로향하여 흘러가게 되어, 고온의 웨이퍼 상을 통과함에 의해 가열된 기류가 웨이퍼(W)의 중앙부에 모인 다음에 처리공간(S)의 바깥으로 배출되기 때문에, 종래의 가열처리장치의 경우에 있어서는, 가열플레이트(51)가 발열체에 의해 균일히 가열되었다고 하더라도, 실제적으로는 이와 같은 기류의 영향에 의해 웨이퍼(W) 중앙부의 온도가 주변부의 온도보다 높게되어 버린다.
이 때문에, 본 실시형태에 있어서는, 천정판(63)에 있어서, 웨이퍼(W) 중앙부에 대응하는 제 1 영역(71)의 온도를 그 주위의 제 2 영역(72)의 온도보다 소정 온도만큼 낮도록 온도제어기구(80)에 의해 제어함과 동시에, 발열체(750)에 의해 제 2 영역(72)을 가열한다. 웨이퍼(W)의 온도는, 가열플레이트(51)뿐만이 아니고 가열플레이트에 대향하는 천정판(63)에 의해서도 영향을 받아, 천정판(63)의 열흡수가 클수록 또 천정판(63)의 열방사도가 작을수록 웨이퍼(W) 온도가 저하되는 정도가 크기 때문에, 이와 같이 웨이퍼(W) 중앙부의 온도가 높아지는 등의 웨이퍼(W) 면내온도분포가 발생하는 경우에, 천정판(63)의 웨이퍼(W) 중앙부에 대응하는 제 1 영역(71)의 온도를 온도제어기구(80)에 의해 과도한 가열에 대응하는 온도만 제 2 영역(72)의 온도보다 낮게하고 있기 때문에, 제 1 영역(71)의 열흡수를 원하는 만큼 크게할 수 있어, 결과적으로 웨이퍼(W) 중앙부의 열방출을 크게 하여 그 부분의 온도를 정확하게 저하시킬 수 있기 때문에 웨이퍼(W) 면내균일성을 높일 수 있다. 더우기, 제 2 영역(72)을 가열하고 있기 때문에 제 2 영역(72)의 방열을 억제할 수 있어, 웨이퍼(W) 면내균일성을 현저하게 높일 수 있다.
상술한 바와 같이, 제 1 영역(71)의 열흡수를 높게 하면 되기 때문에, 제 1영역(71)의 온도를 낮게하는 것에 더하여 제 1 영역(71)의 열흡수자체를 제 2 영역(72)보다 높게하는 것도 유효하다. 이를 위하여는, 제 1 영역(71)과 제 2 영역(72)의 색채를 변화시키는 것이 생각되어져, 가장 효과적인것은 제 1 영역(71)을 방사율이 제일 높은 흑체로 하고 제 2 영역(72)을 반사율이 제일 높은 미러(mirror)로 하는 것이다.
도 12에 나타낸 바와 같이 제 1 영역(71)을 흑체로 하기 위하여는, 콘테이너(77)의 하면에 흑색 세라믹(95)을 설치하는 것이 적절하다. 제 2 영역(72)을 미러로 하기 위하여는, 콘테이너(740)의 하면에 금박(96)을 붙이면 된다.
덧붙여 설명하면, 이상에서 설명한 천정판을 대신하여, 도 13에 나타낸 천정판을 사용하는 것도 가능하다. 도 13에 나타낸 바와같이 이 천정판(63)은, 대략 별 모양의 환형부(620a)를 형성하도록 배치된 히트파이프(730)를 포함한다. 관련된 배치에 의해 천정상부(63a) 면내의 온도가 균일히 된다. 환형부(620a)는 천정판(63)의 바깥 방향으로 요철형으로 만곡된 복수의 요철부(凸部)가 서로 연결되어 구성되어 있다. 또, 히트파이프(730)는 환형부(620a)의 일부에 연결된 천정판(63)의 측면으로까지 신장되는 신장부를 갖추고 있다.
당해 신장부(620c)의 선단은 냉각촉진부재로서의 전자냉열소자인 펠체(Peltier)소자에 접촉되어도 좋다. 관련된 구성에 의해, 히트파이프(730)의 냉각작용이 펠체소자에 의해 촉진되어, 천정판(63)의 강온을 촉진할 수 있도록 되어 있다. 펠체소자에는, 바깥 방향으로 돌출된 복수의 방열수단인 핀(fin)이 설치되어 있어, 펠체소자의 열을 효과적으로 방열할 수 있도록 되어 있다.
덧붙여 설명하면, 천정판 상부(63a)에는 온도센서를 설치하고 당해 온도센서의 데이터를 또 온도제어장치에 출력하여 펠체소자의 ON, OFF를 제어할 수 있다.
천정판 상부(63a)의 중앙부에는 도 5 및 도 9에 나타낸 천정판과 마찬가지로 배기구(65)가 설치되어 있다.
상술한 천정판 상부(63a) 하면의 표면에는, 비접착성의 방오재(防汚材)로서 사용하는 불소계수지, 예를들어 테프론(미국 듀퐁사의 상표명, 이하 동일)이 코우팅되어 있어, 웨이퍼(W)로부터 발생하는 승화물의 부착을 억제할 수 있다. 덧붙여 설명하면, 천정판(63)의 타 부분 표면에도 불소계수지를 코우팅하도록 하여도 좋다.
이와 같이, 천정판(63)에 히트파이프(730)를 설치하고 당해 히트파이프(730)에 펠체소자를 설치하였기 때문에, 가열플레이트(51)의 온도를 변경할 때에 천정판(63)의 온도가 가열플레이트(51)의 온도를 신속하게 추종(追從)하여, 천정판(63)의 온도를 보다 빠르게 안정시킬 수 있다. 특히, 가열플레이트(51)의 온도를 강온시키는 경우에는, 펠체소자에 의해 천정판(63)의 강온이 촉진되기 때문에, 보다 빠른 단계에서 천정판(63)의 온도를 안정시킬 수 있다.
또, 펠체소자에 핀(fin)을 설치하면, 펠체소자에 축열된 열을 효과적으로 방열시킬 수 있어, 천정판 온도의 강온을 촉진시킬 수 있다. 또, 핀 이외에 냉각수를 통류(通流)시켜 방열시키는 것도 가능하다.
상술한 바와 같이 히트파이프(730)를 천정판 상부(63a)에 대략 별 형상으로 설치함으로써, 히트파이프(730)가 천정 상부(63a)에 균일히 배치되어,천정상부(63a) 면내온도를 균일히 유지할 수 있다. 이에 의해, 천정판(63)의 하방에 배치하는 웨이퍼(W)의 면내온도가 균일히 유지되어, 웨이퍼(W)를 적절한 온도로 가열시킬 수 있다.
또, 히트파이프(730)를 대신하여 열교환매체로서의 유체를 공급하는 유체공급부재를 사용하여도 좋다.
이 경우에, 예를들어 천정판(63) 측부에 소정 온도로 조절이 가능한 에어(air)를 흘려보내는 유체공급부재로서의 에어관을 설치하여, 히트파이프(730)의 신장부(620c)를 당해 에어관 내로까지 신장시키도록 한다. 이에 의해, 당해 에어관 내를 흐르는 에어와 히트파이프(730)의 신장부(620c)가 접촉하여, 쌍방간에서 열교환이 행하여지게 된다. 그리고, 가열플레이트(51)의 온도를 고온으로부터 저온으로 변경시켜 천정판 온도가 강온되는 때에는, 온도가 낮은 에어를 에어관 내에 흘려보내, 히트파이프(730)의 신장부(620c)를 냉각한다. 이에 의해, 천정판(63)의 강온이 촉진되어, 보다 빠른 단계에서 천정판 온도를 안정온도로까지 도달시켜, 안정시키는 것이 가능하게 된다. 덧붙여 설명하면, 천정판 온도가 승온하는 때에 에어를 고온으로 설정하여, 당해 에어를 히트파이프(730)에 접촉시켜, 천정판(63)의 승온을 촉진시키도록 하여도 좋다. 또, 사용되는 열교환매체로서의 유체는 그 외의 기체, 예를들어 질소가스이어도 좋고 물과 같은 액체이어도 좋다.
또, 상기 에어를 히트파이프(730)에 직접 뿜어대도록 하여도 좋다.
덧붙여 설명하면, 예를들어 천정판(63)의 측부에 히트파이프(730)의 신장부(620c)를 노출시켜, 당행 신장부(620c)에 대하여 에어를 뿜어내는 것이 가능한 분출관을 설치한다. 그리고, 천정판 온도가 강온하는 때에 히트파이프(730)의 신장부(620c)에 대하여 에어를 뿜어냄으로써, 히트파이프(730)의 냉각작용이 촉진되어 천정판(63)의 강온을 촉진시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 제 1 실시형태에 있어서는, 웨이퍼(W)의 외방으로부터 공기를 침입시켜 처리공간(S)에 기류를 형성하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고 도 14에 나타낸 바와 같이 불활성가스등의 가스를 처리공간(S)에 도입하도록 하여도 좋다.
즉, 도 14에 나타낸 바와 같이, 서포트 링(61)을 대신하여 가스유통구멍(97)이 형성된 서포트 링(61')을 설치하고, 가스유통구멍(97)에 가스공급관(98)을 접속시켜 처리공간(S)에 가스를 도입하도록 하여, 포위부재(62)와 서프트 링(61')을 실 링(99)에서 밀폐하도록 하는 것도 가능하다. 덧붙여 설명하면, 가스유통구멍(97)은 원주형으로 형성되어 있어도 좋고, 원통형을 형성하는 서포트 링(61')의 원주를 따라 복수로 설치되어 있어도 좋다.
[제 2 실시형태]
다음, 도 15 및 도 16을 참조하여 본 발명의 제 2 실시형태와 관련된 가열처리장치에 관하여 설명한다. 도 15 및 도 16에 있어서, 제 1 실시형태와 동일한 것에 관하여는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
본 실시형태에서는, 케이싱(50) 내부의 하측에는 장방형(矩形狀)의 가열플레이트(51')가 배치되어 있다. 가열플레이트(51')의 표면에는 프록시미티핀(52')이 설치되 있고, 이 프록시미티핀(52') 상에 가열플레이트(51')의 표면에 근접된 상태에서 웨이퍼(W)가 재치되도록 되어 있다. 가열플레이트(51')의 이면(裏面)에는 복수의 직선형의 발열체(53')가 대략 평행으로 배열되어 있다. 그리고, 이 발열체(53')는 도전됨에 의해 발열되어 가열플레이트(51')를 가열함으로써 웨이퍼(W)를 승온시키도록 되어 있다.
가열플레이트(51')는 지지부재(54')에 지지되어 있고, 지지부재(54') 내는 공동(空洞)으로 되어 있다. 지지부재(54')의 주위에는 그것을 포위하여 지지하는 지지체(61')가 설치되어 있고 이 지지체(61')의 위에는 승강이 자유로운 포위부재(62')가 설치되어 있다. 이 포위부재(62')의 위에는 천정판(63')이 설치되어 있다. 그리고, 이 포위부재(62')가 지지체(61')의 상면으로까지 강하된 상태에서, 가열플레이트(51')와 천정판(63')과의 사이에 실(seal)(101)에 의해 외부로부터 밀폐된 처리공간(S')이 형성되고, 이 처리공간(S')이 포위부재(62')에 의해 포위된 상태로 된다.
가열플레이트(51')의 일방측(一方側)에는, 가열플레이트(51')의 대략 한 변의 폭을 갖추고 또 복수의 가스토출공(103)을 갖추고, 처리공간(S') 내에 불활성가스, 공기등의 기체를 공급하기 위한 기체공급노즐(102)이 설치되고, 이 기체공급노즐(102)에는 지지체(61') 내에 복수로 설치된 기체유통구멍(104)이 접속되어 있고, 또 이들 기체유통구멍(104)에는 불활성가스, 공기등의 기체를 공급하기 위한 기체공급관(105)이 접속되어 있다.
한편, 가열플레이트(51')의 타방측에는, 가열플레이트(51')의 대략한 변의 폭을 갖추고 또 복수의 기체토출공(103)을 갖추고, 처리공간(S') 내의 기체를 배출하기 위한 배기노즐(106)이 설치되고, 이 배기노즐(106)에는 지지체(61') 내에 복수로 설치된 기체유통구멍(108)이 접속되어 있고, 또 이들 기체유통구멍(108)에는 배기관(109)이 접속되어 있다.
그리고, 기체공급노즐(102)로부터 처리공간(S')으로 공급되는 기체는 배기노즐(106)로부터 배기되고, 처리공간(S') 내에는 가열플레이트(51')의 일단측(一端側)으로부터 타단측(多端側)으로 향하는 일방향(一方向)의 기류가 형성된다.
천정판(63')의 가열플레이트(51')에 대향하는 면에는, 배기노즐(106)의 장방형을 형성하는 제 1 영역(71')과, 그 나머지의 장방형을 형성하는 제 2 영역(72')을 갖추고, 있다. 또, 천정판(63')은 제 1 영역(71')을 하면으로 하는 제 1 히트파이프(73')와, 제 2 영역(72')을 하면으로 하는 제 2 히트파이프(74')와, 제 1 및 제 2 히트파이프(73' 및 74')의 사이에 설치된 단열부재(75')를 갖추고 있다. 단열부재(75')를 설치하는 대신에, 제 1 및 제 2 의 히트파이프(73' 및 74')를 이격시켜 설치하여 이들 사이에 공간이 생기도록 하여도 좋다.
제 1 히트파이프(73') 및 제 2 히트파이프(74')는, 형상이 다를뿐이고 기본적으로는 제 1 실시형태의 제 1 히트파이프(73) 및 제 2 히트파이프(74)와 마찬가지로, 금속재료에 의해 형성되는 외각부재(外殼部材)로서의 콘테이너와, 콘테이너 내의 공간에 봉입된 작동액(L)을 갖추고, 작동액의 증발현상과 응측현상을 이용하여 대량의 열을 용이하게 옮기는 작용, 및 그 안에 온도의 높고 낮음이 있는 경우에 신속하게 열을 옮겨 온도를 균일화시키는 작용을 갖춘다. 구체적으로는, 가열플레이트(51')에 의해 그 하부가 가열되면 작동액(L)이 증발하여 증기류(蒸氣流)로되어, 저온부인 상부로 고속이동하여, 상하방향으로 온도가 균일하게 된다. 이 때에, 상부에서 저온의 콘테이너의 상벽에 접촉하여 냉각되어 응축되어, 응축액은 중력에 의해 원래의 위치로 되돌아온다. 또, 수평방향으로 온도의 높고낮음이 있는 경우에도 증기류의 이동에 의해 온도가 균일화된다. 제 1 및 제 2 히트파이프(73' 및 74')의 내부공간은, 수평방향으로 대략 일정의 단면두께를 갖추고 있다.
상기 제 1 의 히트파이프(73')에는, 제 1 실시형태의 제 1 히트파이프(73')와 마찬가지로 그 온도를 제어하여 결과적으로는 제 1 영역(71')의 온도를 제어하는 온도제어기구(80)가 설치되어 있다. 이 온도제어기구(80')는, 제 1 영역(71')을 제 2 영역(72')보다 소정 온도만큼 낮게되도록 제어한다.
이상과 같이 구성된 가열처리장치(HP)에 의해 가열처리를 행하는 때에는, 먼저 제 1 실시형태의 경우와 마찬가지로 웨이퍼(W)를 웨이퍼 반송장치(46)에 의해 케이싱(50) 내에 반입하여 프록시미티핀(52') 상에 재치한다.
다음, 포위부재(62') 및 천정판(63')을 강하시켜 처리공간(S')을 형성하고, 기체공급관(105) 및 기체유통구멍(104)을 매개로 하여 기체공급노즐(102)의 복수의 가스토출공(103)으로부터 처리공간(S') 내로 기체를 공급하고, 가스노즐(106)의 기체배출구멍(107)으로부터 기체유통구멍(108) 및 배기관(109)을 매개로 하여 배기함으로써, 처리공간(S')에 가열플레이트(51')의 일단측(一端側)으로부터 타단측(多端側)으로 향하는 일방향(一方向)의 기류를 형성한다.
이와 같이 일방향의 기류가 형성된 상태에서, 발열체(53')에 급전(給電)함에 의해, 발열플레이트(51') 상의 웨이퍼(W)를 가열처리한다. 이와 같이가열플레이트(51') 상면에 일방향으로 기체를 형성하기 때문에 제 1 실시형태의 천정판(63)과는 다르고, 천정판(63')의 중앙부에는 배기구가 설치되어 있지 않기 때문에, 체류(滯留)된 기체로부터의 먼지가 웨이퍼 상면에 떨어지는 일이 없다. 또, 천정(63)에 배기구조가 설치될 필요가 없기 때문에 장치자체의 상하방향의 길이를 작게할 수 있다.
이와 같이 일방향으로 기류가 형성되는 경우에는, 고온의 웨이퍼 상을 통과함에 의해 가열된 기체가 배기노즐(106)로부터 배출되기 때문에, 가열플레이트(51')가 발열체(53)에 의해 균일히 가열되었다고 하더라도, 천정판이 종래와 같이 단순히 금속제의 경우에는, 이와 같은 기류의 영향으로 인하여 웨이퍼(W)의 배기노즐(106) 근방 부근의 온도가 타 부분의 온도보다 높게되는 경향이 있다.
이 때문에, 본 실시형태에서는, 천정판(63')을 상술한 바와 같이 배기노즐(106) 근방의 제 1 영역(71')과 그 외의 제 2 영역(72')으로 하고, 제 1 영역(71')의 온도를 제 2 영역(72')보다 소정 온도만큼 낮게 되도록 온도제어기구(80)에 의해 제어한다. 따라서, 제 1 실시형태와 마찬가지로 천정판(63')의 제 1 영역(71')의 온도를 제 2 영역(72')의 온도보다 낮게 함으로써, 제 1 영역(71')의 열흡수를 크게할 수 있어, 결과적으로는 웨이퍼(W)의 배기노즐(106) 근방의 열방출을 크게하여 그 부분의 온도를 저하시킬 수 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 면내온도균일성을 높게 할 수 있다. 또, 온도제어기구(80)에 의해 그 온도의 저하되는 정도를 제어할 수 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 면내온도균일성이지극히 높아진다.
또, 천정판(63')이, 제 1 영역(71') 및 제 2 영역(72')을 각각 포함하는 제 1 히트파이프(73') 및 제 2 히트파이프(74')를 갖추고 있기 때문에, 히트파이프의 온도균일화작용에 의해 각 영역내에서 온도를 균일히 할 수 있음과 동시에, 대량의 열을 용이하게 전송하는 작용에 의해 온도제어기구(80)로 제 1 히트파이프(73')를 온도제어할 때에 신속히 소정이 온도로 할 수 있다. 따라서, 이 점으로부터도 웨이퍼(W)의 면내균일성을 지극히 높게 할 수 있다.
본 실시형태에 있어서도 제 1 실시형태와 마찬가지로 제 1 영역(71')의 온도를 낮게함에 덧붙여 제 1 영역(71')의 열흡수 자체를 제 2 영역(72')보다 높게 하는 것도 유효하기 때문에, 제 1 영역(71')과 제 2 영역(72')이 색채를 변화시킬 수 있고, 가장 효과적으로는 제 1 영역(71)을 흑체로하고 제 2 영역을 미러로 하는 것이다.
이와 같이 하여 웨이퍼(W)의 가열처리가 종료된 후, 포위부재(62') 및 천정판(63')을 상방으로 이동시켜, 웨이퍼(W)를 승강핀(56)에 의해 들어올려, 그 상태에서 웨이퍼 반송장치(46)를 웨이퍼(W) 상방에 삽입하여 웨이퍼 반송장치(46)가 웨이퍼(W)를 건네받고, 가열처리장치(HP)로부터 웨이퍼를 반출하여 다음 공정의 유니트로 반송한다.
덧붙여 설명하면, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 사상의 범위 안에서 여러가지로 변형이 가능하다. 예를들어 상기 실시형태에서는, 천정판의 가열플레이트에 대향하는 면을 제 1 영역 및 제 2 영역으로 하였지만, 3개이상의 영역으로 하여도 좋은 것은 말할 필요도 없다. 또, 천정판의 제 1 영역의 온도를 제어하도록 하였지만 제 2 영역의 온도를 제어하도록 하여도 좋고, 양방(兩方)의 온도를 제어하도록 하여도 좋다. 더우기, 천정판을 히트파이프로 구성시켰지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 또, 가열처리장치의 구조로서도 상기 실시형태에서 예시한 가열처리장치에 한정되는 것은 아니고 여러가지의 형태가 가능하다. 또, 레지스트 도포·현상처리시스템의 가열처리에 관하여 설명하였지만, 이 이외에 사용되는 가열처리에 적용시키는 것도 가능하다. 또, 상기 실시형태에서는 웨이퍼를 프록시미티핀 상에 재치하여 간접적으로 가열을 행하는 경우에 관하여 나타내었지만, 웨이퍼(W)를 가열플레이트 상에 직접적으로 재치하여 가열하여도 좋다. 또, 상기 실시형태에서는 기판으로서 반도체 웨이퍼(W)를 사용하는 경우에 관하여 설명하였지만, 반도체 이외의 타 피처리기판, 예를들어 액정표시장치(LCD)용 유리기판의 가열처리를 행하는 경우에 있어서도 적용이 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 기판을 가열하기 위한 가열플레이트의 기판배치면에 대향하여, 그 가열플레이트에 면하는 부분이 적어도 제 1 영역과 제 2 영역을 갖추는 천정판을 설치하고, 온도제어기구에 의해, 가열플레이트의 가열에 의해 기판에 발생하는 온도분포에 대응하여 상기 천정판의 제 1 영역 및 제 2 영역 중의 적어도 한쪽의 온도를 제어한다. 즉, 기판의 온도는 가열플레이트뿐만이 아니고 가열플레이트에 대향하는 천정판에 의해서도 영향을 받고, 천정판의 열흡수가 크면 클수록 기판의 방열량도 커지고 온도가 저하되는 정도가 크기 때문에, 기판 면내에 온도분포가 발생하는 경우에, 천정판의 제 1 및 제 2 영역 중에서 기판의 온도가 높게되는 부분에 대응하는 쪽의 온도를 낮게 하면, 그 영역의 열흡수를 크게할 수 있어, 결과적으로 기판에 있어서의 가열이 과도하게 되어 온도가 높게되는 경향이 있는 부분의 방열을 촉진하여 그 부분의 온도를 저하시킬 수 있기 때문에, 기판의 면내온도균일성을 높일 수 있다. 더우기, 그 온도 저하 정도를 온도제어기구에 의해 제어할 수 있기 때문에, 기판의 면내온도균일성의 정도가 지극히 높다. 또, 천정판이, 그 가열플레이트에 면하는 부분이 적어도 제 1 영역 및 제 2 영역을 갖추고, 또 이들 제 1 영역 및 제 2 영역을 각각 포함하는 제 1 히트파이프 및 제 2 히트파이프를 갖추도록 하면, 히트파이프의 온도균일화 작용에 의해 각 영역 내에서 온도를 균일히 할 수 있음과 동시에, 대량의 열을 용이하게 전송하는 작용에 의해 이들 영역의 적어도 한쪽의 온도를 제어할 때에 신속하게 소정의 온도로 제어할 수 있다. 따라서, 기판의 면내온도균일성을 한층 더 높게 할 수 있다.
또, 본 발명에 의하면, 가열플레이트에 면하는 부분이 동심형으로 적어도 중앙에 배치된 제 1 영역과 그 외측에 설치된 제 2 영역을 갖추는 천정판을 설치하여, 기판 중앙부의 열방사가 크게 되도록 천정판의 제 1 영역의 온도를 제어하기 때문에, 온도가 높게되는 경향이있는 기판 중앙부의 온도를 저하시켜, 결과적으로 기판 면내온도균일성을 높게 유지할 수 있다. 또, 천정판이, 그 가열플레이트에 면하는 부분이 동심형으로 적어도 중앙에 배치된 제 1 영역과 그 외측에 배치된 제 2 영역을 갖추고, 이들 제 1 영역 및 제 2 영역을 각각 포함하는 제 1 히트파이프 및 제 2 히트파이프를 갖추도록 하면, 상술한 히트파이프의 온도균일화 작용 및 대량의 열을 용이하게 전송하는 작용에 의해, 천정판의 각 영역 내에서 온도를 균일하게 할 수 있음과 동시에, 제 1 영역을 온도제어할 때에 신속하게 소정의 온도로 할 수 있다. 따라서, 기판 면내온도균일성을 한층 더 높게 할 수 있다. 이 경우에, 천정판의 제 1 영역 및 제 2 영역 중에서, 기판 온도가 높은 부분에 대응하는 쪽이 그 다른 쪽보다 열흡수효율이 높은 것이 바람직하다. 이에 의해, 기판의 보다 온도가 높은 부분의 열방사가 촉진되어, 기판의 면내온도균일성을 보다 신속하게 높일 수 있다. 이 경우에, 이론적으로 흑체가 가장 열흡수율이 크고, 미러가 가장 열흡수가 작기 때문에, 천정판의 제 1 영역 및 제 2 영역 중에서, 기판의 보다 온도가 높은 부분에 대응하는 쪽을 흑체로 하고 그 다른 쪽을 미러로 하는 것이 바람직하다.
또, 본 발명에 의하면, 기판을 가열하기 위한 가열플레이트의 기판배치면에 대향하여, 그 가열플레이트에 면하는 부분이 적어도 제 1 영역과 제 2 영역을 갖추는 천정판을 설치하고, 제 1 영역을 기판의 상대적으로 온도가 높은 영역에, 제 2 영역은 기판의 상대적으로 온도가 낮은 영역에 각각 대응시켜, 온도제어기구에 의해, 제 1 영역의 온도를 상기 제 2 영역의 온도보다 소정 온도만큼 낮게되도록 제어하고, 가열기구에 의해, 제 2 영역을 상기 가열플레이트 상 기판에 있어서의 제 2 영역과 대응하는 부분의 온도에 맞추어 소정 온도로 가열한다. 즉, 기판의 온도는, 가열플레이트뿐만이 아니고 가열플레이트에 대향하는 천정판에 의해서도 영향을 받고, 천정판의 열흡수가 클수록 기판의 방열량이 크고 온도가 저하되는 정도가 크기때문에, 천정판의 제 1 및 제 2 영역중에서 기판의 온도가 높게되는 부분에 대응하는 제 1 영역의 온도를 낮게 하면, 그 영역의 열흡수를 크게 할 수 있어, 결과적으로는 기판에 있어서의 가열이 과도하게 되어 온도가 높게되는 경향이 있는 부분의 방열을 촉진하여 그 부분의 온도를 온도제어기구에 의해 원하는 만큼 저하시킬 수 있고, 또 제 2 영역을 가열함으써 제 2 영역의 방열을 억제할 수 있기 때문에, 기판의 면내온도균일성을 현저하게 높일 수 있다. 또, 천정판이, 그 가열플레이트에 면하는 부분이 적어도 제 1 영역과 제 2 영역을 갖추고, 또 제 1 영역을 포함하는 히트파이프를 갖추도록 하면, 히트파이프의 온도균일화 작용에 의해 각 영역 내에서 온도를 균일히 할 수 있음과 동시에, 대량의 열을 용이하게 전송하는 작용에 의해 기판의 상대적으로 온도가 높은 영역에 대응하는 제 1 영역을 온도제어할 때에 신속하게 소정의 온도로 제어할 수 있다. 따라서, 기판의 면내온도균일성을 한층 더 높게 할 수 있다.
또, 본 발명에 의하면, 가열플레이트에 면하는 부분이 동심원 상에 적어도 중앙에 배치된 제 1 영역과 그 외측에 배치된 제 2 영역을 갖추는 천정판을 설치하고, 제 1 영역의 온도를 제 2 영역의 온도보다 소정 온도 낮게되도록 제 1 영역의 온도를 제어하고, 제 2 영역을 가열하기 때문에, 온도가 높게 되는 경향이 있는 기판 중앙부의 온도를 저하시키고 또 제 2 영역을 가열하여 기판 외주부의 방열을 억제하기 때문에, 결과적으로 기판의 면내온도균일성을 높게할 수 있다. 또, 천정판이, 그 가열플레이트에 면하는 부분이 동심형으로 적어도 중앙에 배치된 제 1 영역과 그 외측에 배치된 제 2 영역을 갖추고 제 1 영역 히트파이프를 갖추도록 하면, 상술한 히트파이프의 온도균일화 작용 및 대량의 열을 용이하게 전송하는 작용에의해, 천정판의 각 영역 내에서의 온도를 균일히 할 수 있음과 동시에, 제 1 영역을 온도제어하는 때에 신속하게 소정 온도로 할 수 있다. 따라서, 기판의 면내온도균일성을 한층 더 높게 할 수 있다. 이 경우에, 가열기구는 천정판의 제 2 영역를 그것에 대응하는 기판의 영역과 실질적으로 동일한 온도로 되도록 가열하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 천정판의 제 2 영역은 기판으로부터의 열을 흡수하지 않는 완전한 미러로서 기능시킬 수 있어, 처리공간에 대류(對流)가 발생하지 않도록 할 수 있어, 온도균일성을 더욱 높일 수 있다. 또, 천정판의 제 1 영역 및 제 2 영역 중에서, 기판 온도가 높은 부분에 대응하는 제 1 영역이 제 2 영역보다 열흡수율이 높은 것이 바람직하다. 이에 의해, 기판의 보다 온도가 높은 부분의 열방사기 촉진되어, 기판 면내온도균일성을 보다 신속하게 높일 수 있다. 이 경우에, 이론적으로 흑체가 가장 열흡수율이 크고 미러가 가장 열흡수율이 작기 때문에, 천정판의 제 1 영역 및 제 2 영역 중에서 기판의 보다 온도가 높은 부분에 대응하는 쪽을 흑체로 하고 그 다른 쪽을 미러로 하는 것이 바람직하다.

Claims (33)

  1. 기판을 소정 온도로 가열처리하는 가열처리장치이고,
    그 표면에 기판을 근접 또는 재치하여 가열처리하는 가열플레이트와,
    상기 가열플레이트의 기판재치면에 대향(對向)하도록 설치되어, 상기 가열플레이트에 면하는 부분이 적어도 제 1 영역과 제 2 영역을 갖추는 천정판과,
    상기 천정판의 제 1 영역 및 제 2 영역중의 적어도 한쪽의 온도를 제어하는 온도제어기구를 구비하고,
    상기 온도제어기구는, 상기 가열플레이트의 가열에 의해 기판에 발생하는 온도분포에 대응하여, 상기 천정판의 제 1 영역 및 제 2 영역중의 적어도 한쪽의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  2. 청구항 1 에 있어서,
    상기 천정판은 상기 제 1 영역 및 제 2 영역을 각각 포함하는 제 1 히트파이프 및 제 2 히트파이프를 갖추고,
    상기 천정판의 제 1 의 히트파이프 및 제 2 히트파이프의 적어도 한쪽의 온도를 제어하여 상기 제 1 영역 및 제 2 영역중의 적어도 한쪽의 온도를 제어하는 온도제어기구를 구비하고,
    상기 온도제어기구는 상기 가열플레이트의 가열처리에 의해 기판에 발생하는 온도분포에 대응하여, 상기 천정판의 제 1 히트파이프 및 제 2 히트파이프의 적어도 한쪽의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  3. 청구항 2 에 있어서,
    상기 온도제어기구는,
    상기 천정판의 제 1 히트파이프 및 제 2 히트파이프 중에서 기판의 온도가 높은 부분에 대응하는 쪽의 히트파이프로부터 열을 방출시키기 위한 방열기구와,
    그 히트파이프에 열을 주입하기 위한 가열기구와, 상기 가열기구 및/또는 상기 방열기구를 제어하는 콘트롤러를 갖추는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  4. 청구항 1 에 있어서,
    상기 제 1 영역을 제 2 영역보다도 기판의 온도가 높은 부분에 대응시키고, 상기 온도제어기구는 상기 제 1 영역의 온도를 제 2 영역의 온도보다 낮게되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  5. 청구항 4 에 있어서,
    상기 온도제어기구는, 상기 제 1 영역의 온도만을 제어하는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  6. 청구항 4 에 있어서,
    상기 제 1 영역의 열흡수율을 제 2 영역의 열흡수율보다 크게 하는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  7. 청구항 6 에 있어서,
    상기 제 1 영역은 흑체(黑體)이고, 상기 제 2 영역은 미러(mirror)인 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  8. 청구항 1 에 있어서,
    상기 가열플레이트와 상기 천정판 사이의 공간에 기류를 형성시키는 기류형성수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  9. 기판을 소정 온도로 가열처리하는 가열처리장치이고, 그 표면에 기판을 근접 또는 재치하여 가열처리하는 가열플레이트와,
    상기 가열플레이트의 기판배치면에 대향하도록 설치되어, 상기 가열플레이트에 면하는 부분이 동심형(同心狀)으로 적어도 중앙에 배치된 제 1 영역과 그 외측에 배치된 제 2 영역을 갖추는 천정판과,
    상기 가열플레이트와 상기 천정판 사이의 공간을 포위하는 포위부재와,
    상기 가열플레이트의 외주로부터 상기 공간으로 기체를 유도하고, 그 공간 내에 상기 천정판 중앙으로 향하는 기류를 형성하는 기류형성수단과,
    상기 천정판 제 1 영역의 온도를 제어하는 온도제어기구를 구비하고,
    상기 온도제어기구는, 상기 기판의 중앙부의 열방사(熱放射)가 크게 되도록상기 천정판 제 1 영역의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  10. 청구항 9 에 있어서,
    상기 천정판은, 상기 제 1 영역을 포함하는 제 1 히트파이프와, 상기 제 2 영역을 포함하는 제 2 히트파이프를 갖추는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  11. 청구항 10 에 있어서,
    상기 온도제어기구는, 상기 제 1 히트파이프로부터 열을 방출시키기 위한 방열기구와, 상기 제 1 히트파이프에 열을 주입하기 위한 가열기구와, 상기 가열기구 및/또는 방열기구를 제어하는 콘트롤러를 갖추는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  12. 청구항 9 에 있어서,
    상기 제 1 영역의 열흡수율을 제 2 영역의 열흡수율보다 크게 하는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  13. 청구항 12 에 있어서,
    상기 제 1 영역은 흑체이고, 상기 제 2 영역은 미러인 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  14. 청구항 9 에 있어서,
    상기 천정판의 중앙에 배기구가 설치되고, 상기 제 1 영역은 이 배기구를 감싸도록 설치되고, 상기 기류형성수단은 상기 가열플레이트의 외주로부터 도입된 기체를 상기 배기구를 매개로 하여 배출하는 배기기구를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  15. 청구항 14 에 있어서,
    상기 기류형성수단은 상기 가열플레이트의 외주로부터 상기 공간으로 기체를 공급하는 기체공급기구를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  16. 청구항 2 에 있어서,
    상기 제 1 히트파이프와 제 2 히트파이프는 인접되어 설치되고, 이들 사이는 단열(斷熱)되어 있는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  17. 청구항 9 에 있어서,
    상기 제 1 히트파이프와 제 2 히트파이프는 인접되어 설치되고, 이들 사이는 단열되어 있는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  18. 기판을 소정 온도로 가열처리하는 가열처리장치이고,
    그 표면에 기판을 근접 또는 재치하여 가열처리하는 가열플레이트와,
    상기 가열플레이트의 기판배치면에 대향하도록 설치되어, 상기 가열플레이트에 면하는 부분이 적어도 제 1 영역과 제 2 영역을 갖추는 천정판과,
    상기 천정판의 제 1 영역의 온도를 제어하는 온도제어기구와,
    상기 천정판의 제 2 영역을 가열하는 가열기구를 구비하고,
    상기 제 1 영역은 기판의 상대적으로 온도가 높은 영역에 대응하고, 상기 제 2 영역은 기판의 상대적으로 온도가 낮은 영역에 대응하고,
    상기 온도제어기구는, 상기 제 1 영역의 온도를 상기 제 2 영역의 온도보다 소정 온도만큼 낮도록 제어하고,
    상기 가열기구는, 상기 제 2 영역을 상기 가열플레이트 상에 있어서의 기판의 그곳에 대응하는 부분의 온도에 응하여 소정 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  19. 청구항 18 에 있어서,
    상기 천정판은 상기 제 1 영역을 포함하는 히트파이프를 갖추는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  20. 청구항 18 에 있어서,
    상기 가열플레이트와 상기 천정판 사이의 공간에 기류를 형성하는 기류형성수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  21. 기판을 소정 온도로 가열처리하는 가열처리장치이고,
    그 표면에 기판을 근접 또는 재치하여 가열처리하는 가열플레이트와,
    상기 가열플레이트의 기판배치면에 대향하도록 설치되어, 상기 가열플레이트에 면하는 부분이 동심형(同心狀)으로 적어도 중앙에 배치된 제 1 영역과 그 외측에 배치된 제 2 영역을 갖추는 천정판과,
    상기 가열플레이트와 상기 천정판 사이의 공간을 포위하는 포위부재와,
    상기 가열플레이트의 외주로부터 상기 공간으로 기체를 유도하고, 그 공간 내에 상기 천정판 중앙으로 향하는 기류를 형성하는 기류형성수단과,
    상기 천정판 제 1 영역의 온도를 제어하는 온도제어기구와,
    상기 천정판 제 2 영역을 가열하는 가열기구를 구비하고,
    상기 온도제어기구는, 상기 제 1 영역의 온도를 제 2 영역의 온도보다 소정 온도만큼 낮아지도록 제어하고,
    상기 가열기구는, 상기 제 2 영역을 상기 가열플레이트 상의 기판에 대응하는 부분의 온도에 응하여 가열하는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  22. 청구항 21 에 있어서,
    상기 천정판은 상기 제 1 영역을 포함하는 히트파이프를 갖추고,
    상기 온도제어기구는 상기 히트파이프의 온도를 제어하여 상기 천정판 제 1 영역의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  23. 청구항 22 에 있어서,
    상기 천정판의 중앙에 배기구가 설치되고, 상기 제 1 영역은 이 배기구를 감싸도록 설치되고, 상기 기류형성수단은 상기 가열플레이트의 외주로부터 도입된 기체를 상기 배기구를 매개로 하여 배출하는 배기기구를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  24. 청구항 23 에 있어서,
    상기 기류형성수단은 상기 가열플레이트의 외주로부터 상기 공간으로 기체를 공급하는 기체공급기구를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  25. 청구항 19 에 있어서,
    상기 온도제어기구는, 상기 히트파이프로부터 열을 방출시키기 위한 방열기구와, 상기 히트파이프에 열을 주입하기 위한 주열기구(注熱機構)와, 상기 주열기구 및/또는 상기 방열기구를 제어하는 콘트롤러를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  26. 청구항 22 에 있어서,
    상기 온도제어기구는, 상기 히트파이프로부터 열을 방출시키기 위한 방열기구와, 상기 히트파이프에 열을 주입하기 위한 주열기구와, 상기 주열기구 및/또는 상기 방열기구를 제어하는 콘트롤러를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  27. 청구항 18 에 있어서,
    상기 가열기구는, 상기 제 2 영역을, 그것에 대응하는 기판의 영역과 실질적으로 동일한 온도로 되도록 가열하는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  28. 청구항 18 에 있어서,
    상기 제 1 영역의 열흡수율을 제 2 영역의 열흡수율보다 크게 하는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  29. 청구항 21 에 있어서,
    상기 제 1 영역의 열흡수율을 제 2 영역의 열흡수율보다 크게 하는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  30. 청구항 28 에 있어서,
    상기 제 1 영역은 흑체이고, 상기 제 2 영역은 미러인 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  31. 청구항 29 에 있어서,
    상기 제 1 영역은 흑체이고, 상기 제 2 영역은 미러인 것을 특징으로 하는가열처리장치.
  32. 청구항 18 에 있어서,
    상기 천정판은, 상기 제 2 영역을 포함하는 타 히트파이프를 추가로 갖추는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
  33. 청구항 21 에 있어서,
    상기 천정판은, 상기 제 2 영역을 포함하는 타 히트파이프를 추가로 갖추는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100841830B1 (ko) * 2006-04-25 2008-06-26 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 균열 장치
KR101018578B1 (ko) * 2005-04-19 2011-03-03 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 가열 장치, 도포, 현상 장치 및 가열 방법
KR101324210B1 (ko) * 2012-10-10 2013-11-06 주성엔지니어링(주) 기판 처리 장치
KR101370807B1 (ko) * 2007-08-29 2014-03-07 에이씨엠 리서치 (상하이) 인코포레이티드 반도체 워크피스 열처리 방법 및 장치
US20160320124A1 (en) * 2015-04-29 2016-11-03 Boe Technology Group Co., Ltd. Substrate support structure, vacuum drying apparatus and method for vacuum drying a substrate
KR20200009320A (ko) * 2018-07-18 2020-01-30 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 방법
KR102236933B1 (ko) * 2019-10-21 2021-04-05 정승수 반도체 및 디스플레이 패널 제조용 히터 블록
US11037807B2 (en) 2018-07-10 2021-06-15 Semes Co., Ltd. Apparatus for treating substrate

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3696156B2 (ja) * 2000-12-26 2005-09-14 株式会社東芝 塗布膜の加熱装置、レジスト膜の処理方法
JP4768147B2 (ja) * 2001-04-27 2011-09-07 Ｎｅｃ液晶テクノロジー株式会社 液晶表示装置の製造装置
JP4153781B2 (ja) * 2002-01-31 2008-09-24 大日本スクリーン製造株式会社 熱処理装置および基板処理装置
JP4065528B2 (ja) * 2003-03-10 2008-03-26 キヤノン株式会社 恒温真空容器及びそれを用いた露光装置
JP4121122B2 (ja) * 2003-04-01 2008-07-23 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置および熱処理装置内温度制御方法
JP4397655B2 (ja) * 2003-08-28 2010-01-13 キヤノンアネルバ株式会社 スパッタリング装置、電子部品製造装置及び電子部品製造方法
DE102004021392A1 (de) * 2004-04-30 2005-12-01 Infineon Technologies Ag Hotplate-Apparatur zur Prozessierung von Halbleiterwafern
US7699021B2 (en) 2004-12-22 2010-04-20 Sokudo Co., Ltd. Cluster tool substrate throughput optimization
US7371022B2 (en) 2004-12-22 2008-05-13 Sokudo Co., Ltd. Developer endpoint detection in a track lithography system
US7819079B2 (en) 2004-12-22 2010-10-26 Applied Materials, Inc. Cartesian cluster tool configuration for lithography type processes
US7798764B2 (en) 2005-12-22 2010-09-21 Applied Materials, Inc. Substrate processing sequence in a cartesian robot cluster tool
US7651306B2 (en) 2004-12-22 2010-01-26 Applied Materials, Inc. Cartesian robot cluster tool architecture
JP4788610B2 (ja) * 2007-01-17 2011-10-05 東京エレクトロン株式会社 加熱装置、塗布、現像装置、加熱方法及び記憶媒体
US9931814B2 (en) 2014-09-25 2018-04-03 General Electric Company Article and method for making an article
US9931695B2 (en) 2014-09-25 2018-04-03 General Electric Company Article and method for making an article
US9757936B2 (en) 2014-12-29 2017-09-12 General Electric Company Hot gas path component
CN106113899B (zh) * 2016-06-23 2018-12-04 成都新图新材料股份有限公司 一种铝板基涂布工艺用的双面烘干系统
CN106113898B (zh) * 2016-06-23 2018-12-28 成都新图新材料股份有限公司 一种铝板基涂布后的烘干机构
US11035619B2 (en) * 2016-12-09 2021-06-15 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Drainage for temperature and humidity controlling system
GB2576725A (en) * 2018-08-28 2020-03-04 Jetchill Ltd A device or system for creating a vapour filled bubble
US11215929B2 (en) * 2018-10-30 2022-01-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Photoresist system and method
US20220064785A1 (en) * 2020-09-02 2022-03-03 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for gas phase particle reduction

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5244501A (en) * 1986-07-26 1993-09-14 Nihon Shinku Gijutsu Kabushiki Kaisha Apparatus for chemical vapor deposition
US5194401A (en) * 1989-04-18 1993-03-16 Applied Materials, Inc. Thermally processing semiconductor wafers at non-ambient pressures
US5431700A (en) * 1994-03-30 1995-07-11 Fsi International, Inc. Vertical multi-process bake/chill apparatus
US5620560A (en) * 1994-10-05 1997-04-15 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for heat-treating substrate
JP3983831B2 (ja) * 1995-05-30 2007-09-26 シグマメルテック株式会社 基板ベーキング装置及び基板ベーキング方法
JP3525022B2 (ja) 1996-12-20 2004-05-10 大日本スクリーン製造株式会社 基板加熱装置
JPH113893A (ja) * 1997-06-13 1999-01-06 Orion Mach Co Ltd 半導体基板の温度調節装置
US6246030B1 (en) 1998-07-22 2001-06-12 Tokyo Electron Limited Heat processing method and apparatus
JP2000183069A (ja) 1998-12-16 2000-06-30 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 熱処理装置
JP2000321755A (ja) * 1999-05-17 2000-11-24 Hitachi Ltd ガラスレティクルの加熱方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101018578B1 (ko) * 2005-04-19 2011-03-03 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 가열 장치, 도포, 현상 장치 및 가열 방법
KR100841830B1 (ko) * 2006-04-25 2008-06-26 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 균열 장치
KR101370807B1 (ko) * 2007-08-29 2014-03-07 에이씨엠 리서치 (상하이) 인코포레이티드 반도체 워크피스 열처리 방법 및 장치
KR101324210B1 (ko) * 2012-10-10 2013-11-06 주성엔지니어링(주) 기판 처리 장치
US20160320124A1 (en) * 2015-04-29 2016-11-03 Boe Technology Group Co., Ltd. Substrate support structure, vacuum drying apparatus and method for vacuum drying a substrate
US9719723B2 (en) * 2015-04-29 2017-08-01 Boe Technology Group Co., Ltd. Substrate support structure, vacuum drying apparatus and method for vacuum drying a substrate
US11037807B2 (en) 2018-07-10 2021-06-15 Semes Co., Ltd. Apparatus for treating substrate
KR20200009320A (ko) * 2018-07-18 2020-01-30 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 방법
KR102236933B1 (ko) * 2019-10-21 2021-04-05 정승수 반도체 및 디스플레이 패널 제조용 히터 블록

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