KR20070093828A - 열처리 장치, 열처리 방법 및 기억 매체 - Google Patents

열처리 장치, 열처리 방법 및 기억 매체 Download PDF

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Abstract

열처리 장치, 열처리 방법 및 기억 매체가 개시된다. 이 장치는 도포액이 도포된 기판을 가열처리하는 열판과, 기판을 냉각하는 히트 파이프의 매설된 냉각 플레이트를 구비한 열처리 장치에 있어서, 열처리 장치의 내부에, 히트 파이프를 냉각하기 위한 냉각실과, 냉각액을 냉각하기 위한 방열 수단이 마련된 냉각액의 순환유로와, 순환유로를 통해서 냉각실내를 냉각액이 순환하도록 마련된 순환 펌프를 구비하도록 하여, 냉각액의 순환유로에 냉각액의 방열을 위한 방열핀를 마련하여, 이 방열핀에 열처리 장치내의 배기류를 분사하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 열처리 장치의 메인터넌스(Maintenance)나 교환 작업이 용이해지는 효과가 있다.

Description

열처리 장치, 열처리 방법 및 기억 매체 {HEAT TREATING APPARATUS, HEAT TREATING METHOD AND STORAGE MEDIUM}
도 1은 본 발명의 열처리 장치의 일례를 나타내는 종단측면도이다.
도 2는 본 발명의 열처리 장치의 횡단 평면도이다.
도 3은 본 발명의 열처리 장치에 마련된 웨이퍼(W)의 냉각기구의 일례를 나타낸 종단측면도이다.
도 4는 상기 냉각기구의 일례를 나타낸 설명도이다.
도 5는 상기 냉각기구에 마련된 수냉실의 일례를 나타낸 설명도이다.
도 6a와 6b는 상기 냉각기구에 마련된 히트 파이프의 구조도이다.
도 7a와 7b는 상기 냉각기구에 대하여 웨이퍼(W)를 전달하는 반송기구의 설명도이다.
도 8은 냉각액의 순환유로에 마련된 방열핀의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 9는 열처리 장치가 적용된 도포, 현상 장치의 평면도이다.
도 10은 상기 도포, 현상 장치를 나타내는 사시도이다.
도 11은 상기 도포, 현상 장치를 나타내는 측부　단면도이다.
도 12는 상기 도포, 현상 장치에 있어서의 도포유닛과 선반 유닛과 반송 수 단을 나타내는 사시도이다.
도 13은 종래의 열처리 장치를 도시하는 도면이다.
본 발명은, 도포액이 도포된 예컨대 반도체 웨이퍼 등의 기판을 가열처리하는 열판과, 가열 처리 후의 기판을 반송하는 냉각 플레이트를 구비한 열처리 장치 및 가열 방법에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼(이하 웨이퍼라 함)나 LCD(액정 디스플레이)용의 글라스 기판 등의 기판에 대하여 레지스트 패턴을 형성하는 장치로서, 기판에 대하여 레지스트를 도포하여, 노광 후의 기판을 현상하는 도포, 현상 장치가 이용되고 있다. 이 장치내에는, 베이크(bake) 장치 등으로 불리고 있는 열처리 장치가 내장되어 있고, 예컨대 레지스트액을 도포한 기판을 가열하는 장치에 있어서는, 레지스트액중의 용제를 건조시키는 역할을 완수하고 있다.
이 열처리 장치(100)의 구성의 일례를 도 13에 나타내었다. 열처리 장치(100)는 바닥판(101)에 칸막이 된 상부실(102)과 하부실(103)로 구획되어 있고, 상부실(102)에는 냉각 플레이트(104) 및 열처리부(105)가 설치되고, 하부실(103)에는 웨이퍼의 승강기구(106, 107)가 설치되어 있다. 냉각 플레이트(104)는 도시하지 않는 구동 기구에 의해서 도면에 나타낸 위치(홈 위치)와 열처리부(105)에 마련 된 열판(108)의 상방 위치와의 사이를 이동이 가능하도록 되어있다. 즉, 도시하지 않는 반송기구에 의해 반송구(109)로부터 상부실(102)내로 반송된 기판 예컨대 웨이퍼는, 승강기구(106)에 의해서 홈 위치의 냉각 플레이트(104) 상에 탑재되면, 냉각 플레이트(104)에 의해서 열판(108)의 상방 위치로 이동하여, 승강기구(107)를 거쳐서 열판(108) 상에 탑재된다. 계속해서 냉각 플레이드(104)가 홈 위치로 되돌려진 후, 이 열판(108) 상에서 웨이퍼에 소정의 열처리가 실시된다. 또한, 열처리시에는, 상덮개(110)에 접속된 가스 공급관(111) 및 배기관(112)을 거쳐서 가스 공급부(113) 및 배기부(114)에 의해서, 웨이퍼에 대하여 가스의 공급과 휘발물질 등의 배기가 실행된다. 그리고 냉각 플레이트(104)는 열판(108)의 상방 위치로 이동하여, 승강기구(107)를 거쳐서 웨이퍼를 열판(108)으로부터 받아들여 홈 위치로 되돌아감과 동시에, 웨이퍼의 조냉각(粗冷却)을 실행한다.
이 열처리 장치(100)가 도포, 현상 장치에 내장되어있는 경우, 웨이퍼는 이 후 도시하지 않는 반송기구에 의해서, 상부실(102)로부터 고정밀도 온도 조절용의 냉각 플레이트로 반송되어 고정밀도로 온도 조정된다. 상술한 바와 같이 열처리 장치(100)내에 마련된 냉각 플레이트(104)에 의해 조냉각하는 것에 의해, 고정밀도 온도 조절용의 냉각 플레이트에 있어서 냉각에 필요한 시간이 단축되기 때문에, 도포, 현상 장치에 필요한 고밀정도 온도 조절용의 냉각 플레이트의 매수를 삭감할 수 있어, 도포, 현상 장치의 소형화가 이루어진다.
한편 종래의 열처리 장치에 있어서는, 냉각 플레이트의 내부 또는 하부에 냉각배관을 마련하여, 그 안에 냉각액을 통류시킴으로써 냉각 플레이트 상에 탑재된 웨이퍼의 조냉각을 실행하고 있었지만, 이러한 구성으로 하면 냉각 플레이트의 구조가 복잡화되어 열처리 장치가 대형화하는 문제가 있었다.
이 문제 및 최근에 있어서의 열처리 장치 전체의 구조의 간소화를 도모하는 흐름에서, 예컨대 특허문헌1(일본 특허공개 2001-230172)에는 냉각 플레이트내에 냉각배관을 마련하는 대신에 히트 파이프를 마련하여, 이 히트 파이프를 거쳐서 냉각 플레이트를 냉각하는 기술이 기재되어 있다. 이 냉각 플레이트의 내부에는 히트 파이프가 복수 라인 매설되어 있고, 이 히트 파이프는 냉각 플레이트 상에 탑재된 웨이퍼의 열을 빼앗아, 그 열을, 냉각 플레이트에 인접 설치된 열교환부내에로 통류하는 냉각수 등의 냉각 매체로에 배출하도록 구성되어 있다. 냉각 매체는 냉각 매체원으로부터 공급관을 거쳐서 열교환부에 공급되어, 이 열교환부에서 히트 파이프로부터 열을 빼앗아, 그 후 배수관을 거쳐서 배수로로 배출된다.
이러한 냉각 플레이트나 열처리 장치의 메인터넌스(maintenance) 혹은 교환을 실행하는 경우, 상술한 도포, 현상 장치로부터 열처리 장치 일식을 분리할 필요가 있어, 그것을 위해서는 상술한 냉각 플레이트로부터 공급관과 배수관을 분리해야 했다. 그 때, 열교환부내에는 냉각 매체가 남아 있기 때문에, 냉각 플레이트로부터 공급관과 배수관을 분리할 때에 그 냉각 매체가 흘러 떨어져, 도포, 현상 장치의 전기 계통의 트러블이나 웨이퍼의 파티클의 원인으로 되어있었다. 그 때문에, 냉각 플레이트로부터 공급관과 배수관을 분리할 경우에는 배관내에 가스를 공급하여, 배관내의 냉각 매체를 모두 배출하도록 되어 있어, 시간이 드는 작업이었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 히트 파이프가 매설된 냉각 플레이트를 구비한 열처리 장치에 있어서, 열처리 장치의 메인터넌스나 교환 작업을 쉽게 하는 기술을 제공하는 것이고, 또한 열처리 장치의 소형화 및 간략화를 가능하게 하는 기술을 제공하는 것에 있다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위한, 본 발명에 의한 도포액이 도포된 기판을 가열처리하는 열판과 기판을 냉각하는 냉각 플레이트가 마련되고, 냉각 플레이트는 외부의 반송기구와의 사이에서 기판의 전달이 실행되는 홈 위치와, 상기 열판과의 사이에서 기판의 전달이 실행되는 열판의 상방 위치의 사이를 구동 기구에 의해 이동하는 열처리 장치는, 상기 냉각 플레이트에 마련된 히트 파이프와, 상기 구동 기구에 의해 냉각 플레이트와 함께 이동하여, 상기 히트 파이프의 한쪽 단부측을 냉각하기 위한 냉각액이 수용되어 있는 냉각실과, 상기 냉각실의 냉각액을 순환하기 위해서 열처리 장치 내에 마련된 순환유로와, 상기 냉각액을 순환유로에 순환시키기 위한 순환 펌프와, 상기 순환유로에 마련되어, 상기 냉각실에서 얻은 열을 열처리 장치 밖으로 방열하기 위한 방열 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 한쪽 단부가 냉각실 내에 침지(浸漬)되어, 다른 쪽 단부가 상기 히트 파이프로부터의 열을 받아들이기 위해서 해당 히트 파이프의 한쪽 단부의 근방에 배치된 열전도용 히트 파이프가 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 열판의 상방 분위기를 열처리 장치 밖으로 배기하기 위한 배기팬이 마련되고, 상기 방열 수단은 방열핀을 구비하고, 상기 배기팬은 상기 방열핀에 배기류를 분사하는 것에 의해 상기 방열 수단의 일부를 겸용하고 있는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 구동 기구는 상기 순환 펌프의 구동원을 겸용하고 냉각액은 냉각 플레이트의 이동시에 순환되는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 도포액이 도포된 기판을 가열처리하는 열판과 기판을 냉각하는 냉각 플레이트가 마련된 열처리 장치에 의해 기판을 가열처리하는 방법은 열판에 의해 기판을 가열처리하는 공정과, 열판과 기판의 사이에 냉각 플레이드를 진입시켜, 가열처리된 기판을 냉각 플레이트 상에 탑재하는 공정과 이어서 냉각 플레이트를 구동 기구에 의해 열판에 인접하는 영역으로 퇴피시키는 공정과, 그 후, 냉각 플레이트 상의 기판을 외부의 반송기구에 전달하는 공정과, 냉각 플레이드의 열을, 냉각 플레이트와 함께 이동하고 또한 냉각액이 수용되어 있는 냉각실에, 해당 냉각 플레이트에 마련된 히트 파이프를 통해서 방열하는 공정과, 냉각실내의 냉각액을 열처리 장치내에 마련된 순환유로를 순환 펌프에 의해 순환시키는 공정과, 상기 냉각실에서 냉각액에 열전도된 열을, 상기 순환유로에 마련된 방열 수단에 의해, 열처리 장치 밖으로 방열하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 냉각 플레이트의 열을 히트 파이프를 통해서 냉각실에 방열하 는 공정은, 한쪽 단부가 냉각실 내에 침지되고, 다른 쪽 단부가 상기 히트 파이프로부터의 열을 받아들이기 위해서 해당 히트 파이프의 한쪽 단부의 근방에 배치된 열전도용 히트 파이프를 통해 열전도하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 열판의 상방 분위기를 배기팬에 의해 열처리 장치 밖으로 배기하는 공정과, 상기 배기팬으로부터의 배기류를 상기 방열 수단에 마련된 방열핀에 분사하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 냉각액을 순환 펌프에 의해 순환하는 공정은, 냉각 플레이트의 이동시에 상기 구동 기구에 의해 순환 펌프를 구동하는 것에 의해 실행되는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한, 본 발명에 의한, 도포액이 도포된 기판을 가열처리한 후 냉각하는 열처리 장치에 이용되어, 컴퓨터상에서 동작하는 컴퓨터 프로그램을 저장한 기억 매체에 있어서, 상기 컴퓨터 프로그램은 상기 열처리 방법을 실시하도록 스텝이 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이하에 본 발명에 따른 가열 방법을 실시하는 열처리 장치(2)의 실시의 형태의 일례로서, 예컨대 도포액으로서 레지스트액이 표면에 도포된 기판인 반도체 웨이퍼(이하 웨이퍼라 한다)(W)를 가열처리하여, 해당 웨이퍼(W) 표면에 레지스트막을 형성하는 열처리 장치(2)에 대하여 도 1, 도 2를 이용하여 설명한다.
또한 열처리 장치(2)는, 후술하는 도포, 현상 장치내에 설치되는 선반에 대하여 장착 및 분리가 가능하도록 마련되고, 선반 내에 다단으로 적층되게 된다. 그리고 열처리 장치(2)가 선반으로부터 떼어내진 상태에서는, 하우징(20)의 상면과 양측면은 존재하지 않고, 열처리 장치(2)가 선반에 장착됐을 때에, 선반에 마련된 수평인 칸막이판과 선반의 양측면이 각각 이 명세서에 기재한 하우징(20)의 상면 및 양측면에 상당하는 것이 된다. 이 실시의 형태에서는 열처리 장치(2)가 선반내에 장착된 상태에 근거하여 설명하고 있기 때문에, 하우징이라고 하는 용어를 사용한다.
열처리 장치(2)는 처리용기인 하우징(20)을 구비하고 있고, 이 하우징(20)은 분할판(22)에 의해서 상방 영역(20A)과 하방 영역(20B)으로 구획되어 있다. 이 상방 영역(20A)의 측벽에는 웨이퍼(W)의 반송구(21)가 형성되어 있고, 이 반송구(21)측을 전방측이라고 하면, 바로 전방측에는 냉각기구(3)가 설치되고, 내측에는 가열부(4)가 설치되어 있다. 상방 영역(20A)은 냉각 기구(3) 및 가열부(4)에 의해서 웨이퍼(W)의 이동 및 열처리가 실행되는 영역으로 되어있다. 하방 영역(20B)은 냉각기구(3) 및 가열부(4)의 가동부와 배기팬(87)이 수납되는 영역으로 되어 있고, 분할판(22)의 내측에는 배기팬(87)에 의해서 상방 영역(20A)의 배기를 실행하기 위한 배기실(86)이 마련되어 있다. 이 배기실(86)은, 하우징(20)의 폭 방향(Y 방향)에 걸쳐 웨이퍼(W)의 직경보다도 긴 각통체에 의해 구성되어 있다. 이 배기실(86)의 상면에는, 해당 배기실(86)의 길이 방향을 따라서 복수의 작은 구멍으로 이루어지는 배기 구멍(86a)이 배열되어 있어, 상방 영역(20A)의 분위기가 이들 배기 구멍(86a)을 거쳐서 배기실(86)내에 흡인배기되도록 되어 있다. 또한, 분할판(22)에는 냉각기구(3)가 전방측으로부터 내측(도면 중 X 방향)을 향해서 이동하기 위한 개구부(31a)가 마련되어 있다.
여기서 상기 냉각기구(3)에 대하여 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한다. 냉각기구(3)는 연결브래킷(31), 냉각 플레이트(33), 수냉실(35) 및 대좌(39)에 의해 구성되어 있고, 후술하는 열판(53) 및 열처리 장치(2) 밖에 마련된 도시하지 않는 반송기구와의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 실행하는 역할 및 웨이퍼(W)를 냉각하는 역할을 갖고 고 있다. 대좌(39)에는 레일브래킷(27), 볼나사기구(37) 및 이 볼나사기구(37)를 구동하는 모터(37a)가 마련되어 있고, 냉각기구(3)는 이 볼나사기구(37)에 의해서 도면 중 X 방향으로 신장한 가이드레일(23)에 따라 상기 개구부(31a)내를 X축 방향으로 이동이 자유롭게 구성되어 있다.
냉각 플레이트(33)는 예컨대 알루미늄으로 이루어지는 예컨대 4mm 정도의 두께의 대략 원형판 형상이며, 웨이퍼(W)와 대략 동일한 크기의 직경을 갖고 있다. 냉각 플레이트(33)에는 열판(53) 및 도시하지 않는 반송기구와의 사이에서 웨이퍼(W)를 전달하기 위해서, 노치(34) 및 슬릿(36a, 36b)이 형성되어 있다. 또한 도 2에 도시하는 바와 같이 냉각 플레이트(33)에는 히트 파이프(38)가 예컨대 엽맥 형상으로 신장하도록 매설되고, 히트 파이프(38)의 한쪽 단부는 연결브래킷(31)의 내부을 거쳐서 수냉실(35)의 상방에 형성되어 있다. 연결브래킷(31)은 예컨대 열전도성이 좋은 동이나 알루미늄으로 이루어져, 그 내부에 매설된 히트 파이프(38)의 열전도성을 높이고 있다.
여기서 도 6 (a)를 이용하여 히트 파이프(38)에 대하여 설명하면, 이 히트 파이프(38)는, 증발, 응축에 따른 잠열의 흡수, 방출을 이용한 열수송을 실행하는 열전도 소자이며, 예컨대 알루미늄, 스테인레스 또는 동 등으로 이루어지는 금속제 의 관체(301)의 내벽에, 다공질체(302)를 부착하여 구성되어 있다. 상기 다공질체(302)는 후술하는 모세관 현상을 얻기 위한 것으로서, 예컨대 금속세선이 엮인 철망이나 금속 펠트 등으로 이루어진다. 이 관체(301)의 양쪽 단부는 막혀져 있고, 내부는 감압되어 예컨대 나트륨이나 나프탈렌 등으로 이루어지는 휘발성의 액체(작동유체)가 소량 봉입되어 있다.
이러한 히트 파이프(38)로는 한쪽 단부측(증발부(303))이 가열되면 작동유체가 증발하여(증발잠열에 의한 열의 흡수), 증기류가 되어 근소한 압력차로 관체(301)의 내부를 다른 쪽 단부측의 응축부(304)(저온부)로 고속 이동하고, 여기서 상기 증기류는 관체(301)의 벽면에 의해서 냉각되어 응축한다. 이 때 응축 잠열에 의해 열을 방출하기 때문에, 응축부(304)에 열이 수송된다. 그리고 응축액은 다공질체(302)를 통해서 모세관 현상에 의해 증발부(303)로 환류되어, 다시 증발 → 이동 → 응축의 사이클을 되풀이하여, 열이 연속적으로 히트 파이프(38)의 한쪽 단부측에서 다른 쪽 단부측으로 수송되도록 되어 있고, 히트 파이프(38)의 주위의 온도 기울기를 신속히 작게 하는 기능을 가지고 있다.
이와 같이 도 6a에 나타낸 히트 파이프(38)는, 한쪽 단부측에 위치하는, 냉각 플레이트(33) 상에 탑재된 웨이퍼(W)와, 다른 쪽 단부측에 위치하는 수냉실(35)을 열적으로 접속하여, 양자간의 온도차를 작게 하도록 마련되어 있다. 즉 냉각 플레이트(33) 상에 탑재된 가열 처리 후의 온도가 높은 웨이퍼(W)는, 냉각 플레이트(33) 및 연결브래킷(31)의 내부에 매설된 히트 파이프(38)를 거쳐서 온도가 낮은 수냉실(35)에 의해서 신속히 냉각되게 된다. 히트 파이프(38)는 냉각 플레이 트(33)내에 균등히 매설되어 있기 때문에, 웨이퍼(W)를 전면에 걸쳐 균등히 냉각할 수 있다.
또한, 여기서 히트 파이프(38)는 반드시 일반적인 원통형의 파이프에 한정되지 않고, 폭넓은 공동(空洞)부를 구비한 것 등이더라도 상관하지 않고, 냉각 플레이트(33)의 내부의 전면에 형성되어 있더라도 좋다. 또한 히트 파이프(38)의 다른 쪽 단부는 연결브래킷(31)으로부터 더욱 수냉실(35)로 신장하여, 수냉실(35)에 접하도록 마련되어 있어도 좋다. 즉 히트 파이프(38)의 다른 쪽 단부측이 수냉실(35)에 의해 직접 또는 간접적으로 냉각되는 구성이라면 좋다.
한편 수냉실(35)의 내부에는, 도 5에 도시하는 바와 같이 판형상의 열전도용 히트 파이프(70)가 수직으로 마련되어 있고, 그 상단은 수냉실(35)의 하우징(35a)의 천장부의 상면과 동일면을 이루어, 상술한 연결브래킷(31)의 외벽과 접촉하여 연결브래킷(31)내에 매설된 히트 파이프(38)의 단부에 근접하도록 구성되어 있다. 또한, 이 열전도용 히트 파이프(70)의 하방은 수냉실(35)내에 침지되어, 냉각액과 접촉하도록 구성되어 있다. 열전도용 히트 파이프(70)의 측면에는, 열전도용 히트 파이프(70)의 열을 신속히 냉각액 중에 방열하기 위해서, 판형상의 예컨대 알루미늄으로 이루어지는 방열판(71)이 각각 수평으로 복수단 예컨대 10단 접속되어 있다.
하우징(35a)은 기밀하게 유지되어, 냉각 매체로서 예컨대 냉각액이 역지 밸브(72a)를 거쳐서 공급관(73)으로부터 유입하고, 역지 밸브(72b)를 거쳐서 배출관(히트 파이프)으로 배출되도록 구성되어 있다. 배출관(74)으로 배출된 냉각액은, 배출관(74)으로부터 가열부(4)의 내측에 둘러쳐진 순환유로(79)를 거쳐서 공급관(73)으로 되돌려진다. 냉각액을 순환시키기 위해서, 열처리 장치(2)내에는 순환 펌프(37b)가 설치되어 있고, 이 예에서는 볼나사기구(37)를 구동하는 모터(37a)의 회전에 따라 동작하는 기구로 되어있다. 이 때문에 수냉실(35)내의 냉각액은 냉각기구(3)의 이동시에 그 전량 혹은 일부분이 치환되도록 구성되어 있다. 즉, 이 예에서는 냉각기구(3)가 도 2 중 X 방향 바로 전방 측으로 이동할 때에 수냉실(35)내의 냉각액이 치환되고, 그 이외일 때, 즉 냉각기구(3)가 정지하고 있을 때 및 냉각기구(3)가 도 2 중 X 방향 내측으로 이동할 때는, 역지 밸브(72a 및 72b)에 의해서 수냉실(35)내의 냉각액이 공급관(73)으로 역류하지 않도록 구성되어 있다.
열전도용 히트 파이프(70)는 상술한 히트 파이프(38)와 동일하게 주위의 온도 기울기를 신속히 작게 하는 기능을 가지고 있어, 이 경우는 열전도용 히트 파이프(70)의 상방에 근접하는 히트 파이프(38)의 단부로부터 전해지는 열을 하방의 수냉실(35)내에 확산할 수 있다. 즉, 열전도용 히트 파이프(70)를 상술한 방열판(71) 및 수냉실(35)내를 통류하는 냉각액에 의해 냉각함으로써, 히트 파이프(38)의 단부를 신속히 냉각할 수 있다.
여기서 이 열전도용 히트 파이프(70)는 도 6b에 도시하는 바와 같이 직육면체 형상의 하우징(75)을 가지고 있고, 상부가 증발부(76), 하부가 응축부(77)가 되도록 하우징(75)의 내벽 전면에 다공질체(78)가 부착되어 있는 이 외는 상술한 히트 파이프(38)와 동일한 기능을 하도록 구성되어 있다. 즉, 이 열전도용 히트 파이프(70)에 있어서는, 상부에서 증발한 작동 유체는 근소한 압력차에 의해서 하방 으로 이동함과 동시에 응축부(77)에 의해 냉각되고 응축하여, 그 후 다공질체(78)를 따라서 상부로 환류되어, 다시 증발한다.
이 예에서는 상술한 히트 파이프(38)의 단부는 수냉실(35)의 상방에 있어서의 우측에 위치하여 열전도용 히트 파이프(70)에 근접하고 있지만, 이것에 한정되지 않고 수냉실(35)의 상방에 있어서의 좌측에 위치하도록 하여 열전도용 히트 파이프(70)뿐만 아니라 수냉실(35)의 하우징(35a)에 의해서 냉각되도록 해도 좋다.
열전도용 히트 파이프(70)의 수는 한 장에 한정되지 않고, 히트 파이프(38)를 냉각하도록 복수매 설치되어 있어도 좋다. 또한, 열전도용 히트 파이프(70)의 형상은 판형상에 한정되지 않고, 예컨대 원통형의 히트 파이프를 복수 라인 구비하고 있더라도 좋다. 이 예에서는 열전도용 히트 파이프(70)를 수직으로 마련했지만, 수냉실(35)내의 상부에 수평으로 마련하여, 열전도용 히트 파이프(70)의 상면이 히트 파이프(38)의 한쪽 단부에 근접하고, 하면이 냉각액과 접촉하도록 해도 좋다. 또한, 그 경우 또한 열전도용 히트 파이프(70)의 하면에 방열판(71)을 복수매 마련하도록 하더라도 상관없다. 즉, 열전도용 히트 파이프(70)의 한쪽 단부가 히트 파이프(38)의 한쪽 단부에 근접하여, 열전도용 히트 파이프(70)의 다른 쪽 단부가 수냉실(35)에 의해서 냉각되는 구성이라면 상관없다.
그런데 냉각 플레이트(33)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 전달하는 반송기구는, 예컨대 도 7a에 나타내는 바와 같은 수평한 말굽 형상의 반송 아암(41)과 반송 아암(41)을 지지하는 반송기체(42)를 갖고 있다. 반송 아암(41)의 내주의 직경은 냉각 플레이드(33)의 직경보다도 약간 크게 형성되어 있고, 이 내주면에 있어서의 하 부에는 중심으로 향하는 4개의 돌편(44)이 마련되어, 도 7b에 도시하는 바와 같이 돌편(44) 상에 웨이퍼(W)가 유지된다. 웨이퍼(W)와 반송기체(42)와의 사이에는 공간(45)이 형성되어 있고, 냉각 플레이트(33)에 대하여 웨이퍼(W)를 전달할 때, 반송 기체(42)가 수냉실(35)등에 접촉하지 않도록 구성되어 있다. 단지, 동 도면에서는 간편을 위해 공간(45)의 치수를 작게 기재하고 있다. 반송 아암(41)은 도시하지 않는 구동 기구에 의해 반송기체(42)를 거쳐서 승강이 가능하고 또한 진퇴가 자유롭도록 구성되어, 냉각기구(3)에 웨이퍼(W)를 탑재할 때는 상기 반송구(21)를 거쳐서 하우징(20)내에 진입한다. 냉각 플레이트(33)의 외주의 노치(34)는, 각기 반송 아암(41)의 돌편(44)과 대응하는 위치에 마련되어 있어, 반송 아암(41)이 도 7a에 도시하는 바와 같이 냉각 플레이트(33)에 대하여 상방으로부터 덮이도록 하강함으로써 반송 아암(41)이 냉각 플레이트(33)의 하방측에 통과하여, 반송 아암(41) 상의 웨이퍼(W)가 냉각 플레이트(33) 상에 탑재된다. 그 후 반송 아암(41)은, 바로 전방측의 노치(43)가 연결브래킷(31)을 빠져 나갈 수 있도록 바로 전방측으로 후퇴하여 하우징(20)내로부터 퇴거한다.
다음에 가열부(4)에 대하여 설명한다. 가열부(4)는 도 1에 도시하는 바와 같이 가스 토출부(85)와 배기실(86)과의 사이에 마련되어 있다. 분할판(22)에는 원형형상의 구멍이 마련되어, 이 구멍에는 지주(51)에 의해서 지지된 편평한 원통형의 단열체인 열판 서포트 부재(5)가 매입되어 있다. 열판 서포트 부재(5)의 상부에는 웨이퍼(W)의 이면을 지지하는 돌기부(55)가 형성된 열판(53)이 매설되어 있고, 이 열판(53)은 웨이퍼(W) 이상의 크기를 가지고 있다. 열판(53)의 하면에는 웨이퍼(W)의 가열 수단으로서, 크기가 다른 링형상의 히터(53a)가 동심원형상으로 마련되고 있고, 예컨대 열판(53)의 하면에 마련된 도시하지 않는 복수의 온도 센서로부터의 후술하는 제어부(10)로의 출력에 근거하여, 도시하지 않는 전력 공급부를 거쳐서 히터(53a)의 발열량이 제어된다. 열판 서포트 부재(5)는 열판(53)의 방열을 억제하여, 열판(53)을 가열하기 위한 소비 전력을 억제하는 역할을 가지고 있다. 열판 서포트 부재(5) 및 열판(53)에는 중앙부에 복수의 구멍(54)이 천공되어 있고, 이들의 구멍(54)을 거쳐서 열판 서포트 부재(5)의 하방에 마련된 구동 기구(26)에 접속되어 있는 지지핀(26a)이 연직 방향으로 승강하여, 열판(53)과 냉각 플레이드(33)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 실행할 수 있다.
열판 서포트 부재(5)의 상방에는, 지지부(84)에 의해서 배기실(86)의 상면에 고정된 천판(83)이 마련되어, 열판(53)과 천판(83)과의 사이를 바로 전방 측으로부터 내측으로 통류하는 가스의 흐름을 정류하도록 구성되어 있다. 하방 영역(20B)에 위치하는 배기실(86)의 전면측의 폭 방향 중앙부에는 개구부(86b)가 형성됨과 동시에, 해당 배기실(86)에 있어서의 개구부(86b)에 대향하는 배면측에도 개구부(86c)가 형성되어 있다. 배기실(86)은 이 개구부(86c)를 거쳐서, 배기팬(87)이 수용된 하우징(88)내에 연통하고 있고, 배기팬(87)의 배면측(배기팬(87)의 분출구측)에는, 후술의 방열핀(64)을 거쳐서, 해당 분출구와 대략 동일한 크기의 배기 덕트(63)가 대향하고 있다. 이 배기덕트(63)에는, 배기관(89)의 한쪽 단부측이 접속되고, 이 배기관(89)의 다른 쪽 단부측은, 하우징(20)의 벽면을 가로질러 하우징(20)의 밖에 마련된 예컨대 도시하지 않는 공장배기로에 접속되어 있다. 상방 영역(20A)을 통류하는 가스는, 배기팬(87)에 의해 배기실(86)을 거쳐서 배기덕트(63)로부터 하우징(20)의 외부로 배기되도록 되어 있다. 또한, 개구부(86b)에서 하방 영역(20B)내를 통류하는 가스가 배기팬(87)에 의해 흡인되어, 상방 영역(20A)의 가스와 동일하게 하우징(20)의 외부로 배기된다. 이와 같이 기류를 형성하는 것에 의해, 상방 영역(20A)에서 웨이퍼(W) 상에 도포된 레지스트액의 용제의 증기와, 레지스트 성분의 일부가 증발하는 것에 의해 발생한 증발 성분이 배기팬(87)에 의해 흡인되고, 또한 하방 영역(20B)에서는 구동 기구(26) 및 볼나사기구(37)로부터 발생한 파티클이 하방 영역(20B)을 흐르는 기류와 함께 배기팬(87)에 의해서 흡인되어, 배기덕트(63)로부터 하우징(20)의 외부로 배기된다.
상술한 가스 토출부(85)의 Y축 방향중앙부에는 가스 공급로(24)가 접속되어 있고, 이 가스 공급로(24)는 하우징(20)의 벽면을 가로질러 하우징(20)의 밖에 마련된 가스 공급원(57a)에 접속되어 있다. 가스 공급원(57a)에는 깨끗한 퍼지용 가스 예컨대 질소 가스 등의 불활성 가스가 저류되고 있고, 가스 공급로(24) 및 가스 토출부(85)를 거쳐서 가스 공급원(57a)으로부터 가열부(4)에 퍼지용 가스가 공급되면, 가열된 열판(53)이나 웨이퍼(W)를 냉각할 수 있다. 이 퍼지용 가스는, 배기실(86)을 거쳐서 배기팬(87)에 의해서 하우징(20)의 외부로 배출된다.
한편, 도 8에 도시하는 바와 같이 배기팬(87)과 배기 덕트(63)와의 사이에는 방열 수단인 방열핀(64)이 상술한 냉각액의 순환유로(79)내에 개설되어 있고, 수냉실(35)로부터 배출관(74)을 거쳐서 배출된 냉각액은, 이 예컨대 알루미늄으로 이루어지는 주름상자 형상의 방열핀(64)내를 통류하는 것에 의해, 배기팬(87)으로부터 분사되는 배기가스에 의해서 냉각된 후, 공급관(73)을 거쳐서 수냉실(35)로 되돌려진다. 또한, 이 방열핀(64)은 도시하지 않는 하우징에 의해 덮어져 있어 배기팬(87)으로부터 방열핀(64)으로 분사되는 가스의 전량이 배기덕트(63)로부터 하우징(20)의 외부로 배출된다.
제어부(10)는, 예컨대 컴퓨터로 이루어지는 프로그램 저장부를 갖고 있고, 프로그램 저장부에는 후술하는 바와 같은 열처리 장치(2)의 기능인 웨이퍼(W)의 냉각, 웨이퍼(W)의 전달 및 웨이퍼(W)의 가열 등이 실시되도록 명령이 구성된 예컨대 소프트웨어로 이루어지는 프로그램이 저장된다. 그리고 해당 프로그램이 제어부(10)에 의해 읽어내어지는 것에 의해 제어부(10)는 후술하는 열처리 장치(2)의 작용을 제어한다. 또한 이 프로그램은, 예컨대 하드 디스크, 컴팩트 디스크, 마그네트옵티컬 디스크 또는 메모리 카드 등의 기록 매체에 수납된 상태로 프로그램 저장부에 저장된다.
다음에 열처리 장치(2)를 이용한 본 발명의 실시의 형태인 열처리 방법에 대하여 설명한다. 기술한 반송 아암(41)을 갖는 웨이퍼(W)의 반송 기구에 의해, 표면에 레지스트액이 도포된 웨이퍼(W)가 반송구(21)를 거쳐서 하우징(20)내에 반입되어, 기술한 바와 같이 냉각 플레이트(33) 상에 탑재되면, 반송 아암(41)은 하우징(20)내에서 퇴거한다. 한편 열판(53)의 표면은 히터(53a)에 의해 미리 설정된 온도 예컨대 130℃로 가열되어 있다.
웨이퍼(W)를 유지한 냉각 플레이트(33)가 열판(53) 상으로 이동하면, 지지핀(26a)이 상승하여, 냉각 플레이트(33)에 탑재된 웨이퍼(W)의 이면을 지지한다. 그리고 냉각기구(3)가 홈 위치(도 1의 좌단위치)로 후퇴함과 동시에 지지핀(26a)이 하강하여, 열판(53)의 돌편부(55) 상에 웨이퍼(W)가 탑재되어 가열된다.
또한, 하우징(20)내는 배기실(86)을 거쳐서 배기팬(87)에 의해 배기되어 있고, 천판(83)과 열판(53)에 의해 기류가 규제 정류됨으로써 웨이퍼(W)의 바로 앞전방측으로부터 내측을 향하는 기류가 형성된다. 그 때문에 웨이퍼(W)에 도포된 레지스트액은 열판(53)의 열에 의해 용제가 증발함과 동시에 레지스트 성분의 일부가 증발하여, 이들 용제 증기와 증발 성분이 상기 기류를 타고 배기덕트(63)에 흡입된다. 또한 하방 영역(20B)내에서의 냉각기구(3) 또는 가열부(4)의 가동부에서 발생한 파티클은, 이 하방 영역(20B)을 바로 전방 측으로부터 내측을 향하는 기류와 함께 배기덕트(63)로 흡입된다.
이어서, 미리 설정된 시간 웨이퍼(W)의 가열을 실행한 후, 지지핀(26a)이 상승하여 웨이퍼(W)를 지지한다. 이 때 기술한바와 같이 가스 토출부(85)를 거쳐서 가스 공급원(57a)에서 퍼지 가스로서 N2가 공급되어, 웨이퍼(W) 및 열판(53)의 냉각이 실행되도록 해도 좋다.
계속해서 냉각기구(3)가 홈 위치로부터 재차 열판(53) 상으로 이동하고, 웨이퍼(W)는 냉각 플레이트(33) 상에 탑재된다. 이어서 냉각기구(3)가 홈 위치로 되돌려진다. 웨이퍼(W)가 냉각 플레이트(33) 상에 탑재되면, 웨이퍼(W)의 열이 냉각 플레이드(33)에 열전도되어, 냉각 플레이트(33)는 축열되어 승온한다. 이 열은 기술한 대로 냉각 플레이트(33)내에 매설된 히트 파이프(38), 열전도용 히트 파이 프(70) 및 방열판(71)을 거쳐서 수냉실(35)내에 전해져, 냉각액 중에 확산한다. 그리고 웨이퍼(W)의 반송기구가 후술과 같이 반송 스케쥴에 따라서 해당 웨이퍼(W)를 취하러 오지만, 그 때까지 냉각 플레이트(33)에 의해서 웨이퍼(W)의 조열냉각이 실행되게 된다.
반송기구의 반송 아암(41)은 냉각 플레이드(33) 상의 웨이퍼(W)를 하방으로부터 떠올리도록 하여 취하고, 해당 웨이퍼(W)를 하우징(20) 밖으로 반송한다. 그 후, 반송기구에 의해서 후속의 웨이퍼(W)가 이 열처리 장치(2)에 반송되지만 그 후속의 웨이퍼(W)에도 동일하게 가열처리가 실행된다.
한편 웨이퍼(W)의 열에 의해서 온도가 상승한 냉각액은, 기술한 대로, 냉각기구(3)가 내측으로부터 전방측으로 이동할 때, 볼나사기구(37)의 구동에 의해 순환 펌프(37b)가 작동하여 배출관(74)으로부터 순환유로(79)로 배출되어, 공급관(73)을 거쳐서 수냉실(35)로 되돌려진다. 이 때 방열핀(64)은, 개체(20)내를 배기하기 위해서 마련된 배기팬(87)에 의한 배기류가 분사되는 것에 의해 냉각되어, 방열핀(64)내를 통류하는 냉각액의 열을 빼앗는다.
본 발명의 열처리 장치(2)에 의하면, 냉각액을 순환시키는 순환유로(79) 및 순환 펌프(37b)를 열처리 장치(2)내에 마련하고, 또한 순환유로(79)에 냉각액의 열을 방열하는 방열 수단을 마련함으로써, 열처리 장치(2)와 외부와의 사이에 있어서의 냉각액의 배관이 없어져, 이 열처리 장치(2)를 도포, 현상 장치 등의 설치장소에 대하여 장착 및 분리할 때에, 냉각액의 배관의 장착 및 분리작업이 불필요하게 되고, 또한 열처리 장치(2)를 설치장소로부터 분리할 때에는, 냉각액이 누출한다는 트러블도 없기 때문에, 열처리 장치(2)의 메인터넌스나 전달작업이 쉬워진다.
이 방열 수단으로서, 열처리 장치(2)내의 내측에 방열핀(64)를 마련하여, 하우징(20)내를 통류하는 배기를 방열핀(64)에 분사하도록 배기팬(87) 및 배기실(86)을 배치하여 방열핀(64)내를 통류하는 냉각액을 냉각하도록 한 것으로, 냉각액의 방열을 실행하기 위한 기구를 새로 설치할 필요가 없어져 열처리 장치(2)를 소형화할 수 있다.
또한, 상술한 순환 펌프(37b)는, 냉각기구(3)가 이동하기 위한 구동원인 볼나사기구(37) 등의 모터(37a)를 이용하여 동작하도록 구성한 것에 의해서, 순환 펌프(37b)용의 전원이나 구동부를 별도로 설치할 필요가 없어져, 열처리 장치(2)를 소형화할 수 있다.
이 때, 웨이퍼(W)를 냉각하기 위해서 필요한 냉각기구(3)를 소형화하는 데 있어서, 변경 가능한 히트 파이프(38)의 길이 등의 부재의 크기나 가스유량 등의 프로세스 조건 등은 여러 가지가 생각되지만, 예컨대 일반적인 열처리 장치(2)에 있어서, 냉각액으로서 순수를 이용한 경우, 순수한 유량을 0.8 ℓ/분 이하, 방열핀(64)에 분사하는 배기가스의 유량을 0.2 ㎥/분 이하의 조건으로 1분 동안 500J의 열량을 냉각하는 것이 가능했다. 이 때문에 순환 펌프(37b) 및 배기팬(87)을 그와 같은 작은 능력을 가지는 소형인 것으로 하는 것에 의해, 열처리 장치(2)를 소형화할 수 있다. 여기서 500 J/분의 냉각율이란, 예컨대 150℃까지 가열한 직경 300mm의 웨이퍼(W) 1장을 30초에 23℃까지 냉각하는 처리를 실행하는 정도의 냉각율이다.
계속해서 기술한 열처리 장치(2)를 도포, 현상 장치에 적용한 경우의 1실시의 형태에 대하여 설명한다. 도 9는, 레지스트 패턴 형성 장치의 평면도를 나타내고, 도 10은 동 장치의 대략 사시도, 도 11은 동 장치의 측면도, 도 12는 이 레지스트 패턴형성 장치에 마련된 반송 영역(R1) 주변의 구조를 나타낸 사시도이다. 이 장치는, 기판인 웨이퍼(W)가 예컨대 13장 밀폐 수납된 캐리어(90)를 반출입하기 위한 캐리어 블럭(S1)과, 복수개 예컨대 5개의 단위 블럭(B1∼B5)을 세로로 배열하여 구성된 처리 블럭(S2)과, 인터페이스 블럭(S3)과, 노광 장치(S4)를 구비하고 있다.
상기 캐리어 블럭(S1)에는, 상기 캐리어(90)의 탑재대(91)와, 벽면에 마련되는 개폐부(92)와, 개폐부(92)를 거쳐서 캐리어(90)로부터 웨이퍼(W)를 반출하기 위한 트랜스퍼 아암(C)이 마련되어 있다.
상기 캐리어 블럭(S1)의 내측에는, 하우징(93)에 의하여 주위를 둘러싸이는 처리 블럭(S2)이 접속되어 있다. 처리 블록(S2)은, 이 예에서는, 하방측에서 하단측의 2단이 현상 처리를 실행하기 위한 제 1 및 제 2 단위 블럭(DEV 층)(B1, B2), 레지스트막의 상층측에 형성되는 반사방지막의 형성 처리를 실행하기 위한 제 3 단위 블럭(TCT 층)(B3), 레지스트액의 도포 처리를 실행하기 위한 제 4 단위 블럭(COT 층)(B4), 레지스트막의 하층측에 형성되는 반사방지막의 형성 처리를 실행하기 위한 제 5 단위 블럭(BCT 층)(B5)으로서 할당되어 있다.
이들 각 단위 블럭(B1∼B5)은, 웨이퍼(W)에 대하여 약액을 도포하기 위한 액 처리 유닛과, 상기 액 처리 유닛에서 실행되는 처리의 전 처리 및 뒤 처리를 실행 하기 위한 각종 가열· 냉각계의 처리 유닛과, 이들의 액 처리 유닛의 가열· 냉각계의 처리 유닛과의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 실행하기 위한 전용의 반송 수단인 메인 아암(A1∼A5)을 구비하고 있다.
각 층(B1∼B5)은 대략 동일한 구성이기 때문에, 도 9에 나타내는 COT층 B4를 예로 하여 이하에 설명하면, 웨이퍼(W)의 반송 영역(R1)의 양측에는 웨이퍼(W)에 레지스트의 도포 처리를 실행하기 위한 복수개의 도포부를 구비한 도포유닛(94)과 가열· 냉각계의 유닛을 다단화한 4개의 선반 유닛(U1, U2, U3, U4)이 마련되어 있고, 각 선반 유닛의 U1∼U4는 도포유닛(94)에 의하여 실행되는 처리의 전 처리 및 뒤 처리를 실행하기 위한 각종유닛을 복수단, 예컨대 2단으로 적층한 구성으로 되어 있다.
상술한 전 처리 및 뒤 처리를 실행하기 위한 각종 유닛 중에는, 예컨대 레지스트액의 도포전에 웨이퍼(W)를 소정의 온도로 조정하기 위한 냉각 유닛(COL), 레지스트액의 도포전에 웨이퍼(W)의 표면에 소수성 처리를 수행하기 위한 어드히젼(adhesion) 유닛(ADH), 레지스트액의 도포후에 웨이퍼(W)의 가열처리를 실행하기 위한 예컨대 프리베이킹 유닛 등으로 불리고 있는 가열 유닛(CHP)(95), 웨이퍼(W)의 에지부만을 선택적으로 노광하기 위한 주연 노광 장치(WEE) 등이 포함되어 있다. 이 예에서는 도 1∼도 8에서 설명한 열처리 장치(2)는 이 가열 유닛(95)에 상당한다. 또한 냉각 유닛(COL)이나 가열 유닛(CHP)(95) 등의 각 처리 유닛은, 각기 처리용기(96)내에 수납되어 있고, 선반 유닛(U1∼U4)은, 상기 처리용기(96)가 2단으로 적층되어 구성되고, 각 처리용기(96)의 반송 영역(R1)에 임하는 면에는 웨이 퍼(W)를 반출입하는 반송구(97)가 형성되어 있다. 이 예에서는 가열 유닛(CHP)(95)은 선반 유닛(U3)으로서 적층되고, 또한 선반 유닛(U4)에도 포함되어 있다.
A4는, 독립하여 구동 가능한 2개의 아암을 구비한 메인 아암으로 진퇴가 자유롭게, 승강이 자유롭게, 연직축주위로 회전이 자유롭게, Y축 방향으로 이동이 자유롭게 구성되어 있다. 또한 도 12 중 201, 202는 반송 아암이고, 203은 반송기체이다. 204는 반송기체(203)를 회전시키는 회전기구 이며, 205는 Y축 레일(207)을 따라 이동이 자유롭고 또한 승강레일(208)을 따라 승강이 자유롭도록 구성된 받침대부이다. 또한 206은 선반 유닛(U1∼U4)를 지지하는 받침대부다.
또한 반송 영역(R1)의 캐리어 블럭(S1)과 인접하는 영역은, 제 1 웨이퍼(W) 전달 영역(R2)으로 되어있고, 이 영역(R2)에는, 도 9 및 도 11에 도시하는 바와 같이 트랜스퍼 아암(C)과 메인 아암(A4)이 액세스할 수 있는 위치에 선반 유닛(U5)이 마련됨과 동시에, 이 선반 유닛(U5)에 대하여 웨이퍼(W)의 전달을 실행하기 위한 제 1 기판 전달 수단을 하는 제 1 전달 아암(D1)을 구비하고 있다.
상기 선반 유닛(U5)은, 도 11에 도시하는 바와 같이 각 단위 블럭(B1∼B5)의 메인 아암(A1∼A5)과 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 실행하도록, 이 예에서는 각 단위 블럭(B1∼B5)은, 1개 이상 예컨대 2개의 제 1 전달 스테이지(TRS1~TRS5)를 구비하고 있다.
또한 반송 영역(R1)의 인터페이스 블럭(S3)과 인접하는 영역은, 제 2 웨이퍼(W) 전달 영역(R3)으로 되어있고, 이 영역(R3)에는, 도 9에 도시하는 바와 같이 메인 아암(A4)이 액세스할 수 있는 위치에 선반 유닛(U6)이 마련됨과 동시에, 이 선반 유닛(U6)에 대하여 웨이퍼(W)의 전달을 실행하기 위한 제 2 기판 전달 수단을 하는 제 2 전달 아암(D2)을 구비하고 있다.
상기 선반 유닛(U6)은, 도 11에 도시하는 바와 같이 각 단위 블럭(B1∼B5)의 메인 아암(A1∼A5)과의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 실행하도록, 제 2 전달 스테이지(TRS6∼TRS10)를 구비하고 있다.
다른 단위 블럭에 대하여 설명하면, DEV 층(B1, B2)에는 동일하게 구성되어, 웨이퍼(W)에 대하여 현상 처리를 실행하기 위한 복수개의 현상부를 구비한 현상 유닛이 마련되고, 선반 유닛(U1∼U4)에는, 노광후의 웨이퍼(W)를 가열처리하는 포스트 엑스포져 베이킹 유닛 등으로 불리고 있는 가열 유닛(PEB)이나, 이 가열 유닛(PEB)에 있어서의 처리 후에 웨이퍼(W)를 소정 온도로 조정하기 위한 냉각 유닛(COL), 현상 처리 후의 웨이퍼(W)를 수분을 없애기 위해서 가열처리하는 포스트 베이킹 유닛 등으로 불리고 있는 가열 유닛(POST)을 구비하고 있는 이외에는 COT 층(B4)과 동일하게 구성되어 있다. 또한 DEV 층(B1, B2)에 마련된 이들 가열 유닛은 COT 층(B4)에 마련된 가열 유닛(95)과 예컨대 동일한 구성을 가지고, 처리온도 및 처리 시간만을 다른 것으로 한다.
또한 TCT 층(B3)에는 레지스트액을 도포한 후에 웨이퍼(W)에 반사방지막용의 약액을 도포하기 위한 반사방지막 형성 유닛이 마련되어 있다.
한편, 처리 블럭(S2)에 있어서의 선반 유닛(U6)의 내측에는, 인터페이스 블럭(S3)을 거쳐서 노광 장치(S4)가 접속되어 있다. 인터페이스 블럭(S3)에는, 처리 블럭(S2)의 선반 유닛(U6)과 노광 장치(S4)에 대하여 웨이퍼(W)의 전달을 실행하기 위한 인터페이스 아암(B)을 갖추고 있고, 제 1∼제 4 단위 블럭(B1∼B4)의 제 2 전달 스테이지(TRS6∼TRS9)에 대하여 웨이퍼(W)의 전달을 실행하도록 구성되어 있다.
여기서 이 레지스트 패턴 형성 장치에 있어서의 웨이퍼(W)의 흐름에 대하여, 레지스트막의 상하에 각기 반사방지막을 형성하는 경우를 예로 하여 설명한다. 우선 외부로부터 캐리어(90)가 캐리어 블럭(S1)에 반입되어, 트랜스퍼 아암(C)에 의해 개폐부(92)를 거쳐서 이 캐리어(90)내에서 웨이퍼(W)가 출력된다. 웨이퍼(W)는, 트랜스퍼 아암(C)에서, 우선 제 2 단위 블럭(B2)의 선반 유닛(U5)의 제 1 전달 스테이지(TRS2)에 전달되고, 이어서 웨이퍼(W)는 BCT 층(B5)에 웨이퍼(W)를 전달하기 위해서, 제 1 전달 아암(D1)에 의해 제 1 전달 스테이지(TRS5)를 거쳐서 BCT 층(B5)의 메인 아암(A5)에 전달된다. 그리고 BCT 층(B5)에서는, 메인 아암(A5)에 의해, 냉각 유닛(COL) →　제 1 반사방지막　형성　유닛　→　가열 유닛(CHP)　→　선반 유닛(U6)의 제 2 전달 스테이지(TRS10)의 순서로 반송되어, 제 1 반사방지막이 형성된다.
계속해서 제 2 전달 스테이지(TRS10)의 웨이퍼(W)는 제 2 전달 아암(D2)에 의해, COT 층(B4)에 웨이퍼(W)를 전달하기 위해서 제 2 전달 스테이지(TRS9)로 반송되고, 이어서 해당 COT 층(B4)의 메인 아암(A4)에 전달된다. 그리고 COT 층(B4)에서는, 메인 아암(A4)에 의해, 냉각 유닛(COL) → 도포 유닛(94) → 가열 유닛(CHP)(95) → 제 1 전달 스테이지(TRS4)의 순서로 반송되어, 제 1 반사방지막 상에 레지스트막이 형성된다.
이어서 전달 스테이지(TRS4)의 웨이퍼(W)는 제 1 전달 아암(D1)에 의해, TCT 층(B3)에 웨이퍼(W)를 전달하기 위해서 제 1 전달 스테이지(TRS3)로 반송되어, 해당 TCT 층(B3)의 메인 아암(A3)에 전달된다. 그리고 TCT 층(B3)에서는, 메인 아암(A3)에 의해, 냉각 유닛(COL) → 제 2 반사방지막 형성 유닛 → 가열 유닛(CHP) → 주연 노광 장치(WEE) → 선반 유닛(U6)의 제 2 전달 스테이지(TRS8)의 순서로 반송되어, 레지스트막 상에 제 2 반사방지막이 형성된다.
계속해서 제 2 전달 스테이지(TRS8)의 웨이퍼(W)는 인터페이스 아암(B)에 의해 노광 장치(S4)로 반송되어, 여기서 소정의 노광 처리가 실행된다. 노광 처리 후의 웨이퍼(W)는, 인터페이스 아암(B)에 의해, DEV 층 (B1 또는 DEV 층 (B2))로 넘겨지기 때문에, 선반 유닛(U6)의 제 2 전달 스테이지 (TRS6 또는 TRS7)로 반송되어, 이 스테이지 (TRS6 또는 TRS7) 상의 웨이퍼(W)는, DEV 층(B1또는 DEV층 (B2))의 메인 아암(A1) 또는 메인 아암 (A2)에 받아들여져, 해당 DEV층(Bl 또는 DEV 층(B2))에서 우선 가열 유닛(PEB) → 냉각 유닛(COL) → 현상 유닛 → 가열 유닛(POST)의 순서로 반송되어, 소정의 현상 처리가 실행된다. 이렇게 해서 현상 처리가 실행된 웨이퍼(W)는, 트랜스퍼 아암(C)에 웨이퍼(W)를 전달하기 위해서, 제 1 전달 스테이지(TRS1 또는 TRS2)로 반송되어, 트랜스퍼아암(C)에 의해, 캐리어 블럭(S1)에 탑재되어 있는 본래의 캐리어(90)로 되돌려진다.
이와 같이 본 발명의 열처리 장치(2)를 도포, 현상 장치에 마련되는 가열 유닛으로서 적용함으로써, 도포, 현상 장치의 소형화를 도모할 수 있다.
또한 열처리 장치(2)는 기판에 레지스트막을 형성하는 도포, 현상 장치 이외 에도 예컨대 액체인 절연막의 전구체를 기판에 도포하여 해당 액체를 가열시킴으로써 기판에 절연막을 형성하는 절연막 형성 장치에도 적용할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 예컨데 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등과 같은 마그네틱 저장매체, 예컨데 씨디롬, 디브이디 등과 같은 광학적 판독매체, 및 예컨데 인터넷을 통한 전송과 같은 캐리어 웨이브와 같은 저장매체를 포함한다.
이러한 본원 발명인 방법 및 장치는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명에 따르면, 히트 파이프가 매설된 냉각 플레이트를 냉각액에 의해서 냉각하는데 있어서, 열처리 장치의 내부에, 히트 파이프를 냉각하기 위한 수냉실과, 냉각액을 냉각하기 위한 방열 수단이 마련된 냉각액의 순환유로와, 순환유로를 거쳐서 냉각실내를 냉각액이 순환하도록 마련된 순환 펌프를 구비한 것에 의해, 열처리 장치의 외부로부터의 냉각액의 배관이 없어지기 때문에, 열처리 장치를 도포, 현상 장치 등의 설치장소에 대하여 장착 및 분리할 때에, 냉각액의 배관의 장착 및 분리 작업이 불필요하게 되고, 또한 열처리 장치를 설치장소로부터 분리할 때에는, 냉각액이 누출한다고 하는 트러블도 없기 때문에, 열처리 장치의 메인터넌스나 교환 작업이 쉬어지게 된다.
또한, 냉각액의 방열 수단으로서 냉각액의 순환유로에 방열핀을 마련하여, 배기팬에 의한 열처리 장치 내부의 배기류를 이 방열핀에 분사하는 구성으로 하는 것에 의해, 방열핀용의 송풍 장치를 별도로 설치할 필요가 없기 때문에 부품수를 적게 할 수 있어, 열처리 장치의 소형화 및 간략화가 가능하다.

Claims (9)

  1. 도포액이 도포된 기판을 가열처리하는 열판과 기판을 냉각하는 냉각 플레이트가 마련되고, 냉각 플레이트는 외부의 반송기구와의 사이에서 기판의 전달이 실행되는 홈 위치와, 상기 열판과의 사이에서 기판의 전달이 실행되는 열판의 상방 위치의 사이를 구동 기구에 의해 이동하는 열처리 장치에 있어서,
    상기 냉각 플레이트에 마련된 히트 파이프와, 상기 구동 기구에 의해 냉각 플레이트와 함께 이동하여, 상기 히트 파이프의 한쪽 단부측을 냉각하기 위한 냉각액이 수용되어 있는 냉각실과,
    상기 냉각실의 냉각액을 순환하기 위해서 열처리 장치 내에 마련된 순환유로와,
    상기 냉각액을 순환유로에 순환시키기 위한 순환 펌프와,
    상기 순환유로에 마련되어, 상기 냉각실에서 얻은 열을 열처리 장치 밖으로 방열하기 위한 방열 수단을 구비한 것을 특징으로 하는
    열처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    한쪽 단부가 냉각실 내에 침지(浸漬)되어, 다른 쪽 단부가 상기 히트 파이프로부터의 열을 받아들이기 위해서 해당 히트 파이프의 한쪽 단부의 근방에 배치된 열전도용 히트 파이프가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는
    열처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    열판의 상방 분위기를 열처리 장치 밖으로 배기하기 위한 배기팬이 마련되고, 상기 방열 수단은 방열핀을 구비하고, 상기 배기팬은 상기 방열핀에 배기류를 분사하는 것에 의해 상기 방열 수단의 일부를 겸용하고 있는 것을 특징으로 하는
    열처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 기구는 상기 순환 펌프의 구동원을 겸용하고 냉각액은 냉각 플레이트의 이동시에 순환되는 것을 특징으로 하는
    열처리 장치.
  5. 도포액이 도포된 기판을 가열처리하는 열판과 기판을 냉각하는 냉각 플레이트가 마련된 열처리 장치에 의해 기판을 가열처리하는 방법에 있어서,
    열판에 의해 기판을 가열처리하는 공정과,
    열판과 기판의 사이에 냉각 플레이드를 진입시켜, 가열처리된 기판을 냉각 플레이트 상에 탑재하는 공정과,
    이어서 냉각 플레이트를 구동 기구에 의해 열판에 인접하는 영역으로 퇴피시키는 공정과,
    그 후, 냉각 플레이트 상의 기판을 외부의 반송기구에 전달하는 공정과,
    냉각 플레이드의 열을, 냉각 플레이트와 함께 이동하고 또한 냉각액이 수용되어 있는 냉각실에, 해당 냉각 플레이트에 마련된 히트 파이프를 통해서 방열하는 공정과,
    냉각실내의 냉각액을 열처리 장치내에 마련된 순환유로를 순환 펌프에 의해 순환시키는 공정과,
    상기 냉각실에서 냉각액에 열전도된 열을, 상기 순환유로에 마련된 방열 수단에 의해, 열처리 장치 밖으로 방열하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는
    열처리 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    냉각 플레이트의 열을 히트 파이프를 통해서 냉각실에 방열하는 공정은, 한쪽 단부가 냉각실 내에 침지되고, 다른 쪽 단부가 상기 히트 파이프로부터의 열을 받아들이기 위해서 해당 히트 파이프의 한쪽 단부의 근방에 배치된 열전도용 히트 파이프를 통해 열전도하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는
    열처리 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    열판의 상방 분위기를 배기팬에 의해 열처리 장치 밖으로 배기하는 공정과, 상기 배기팬으로부터의 배기류를 상기 방열 수단에 마련된 방열핀에 분사하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는
    열처리 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    냉각액을 순환 펌프에 의해 순환하는 공정은, 냉각 플레이트의 이동시에 상기 구동 기구에 의해 순환 펌프를 구동하는 것에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는
    열처리 방법.
  9. 도포액이 도포된 기판을 가열처리한 후 냉각하는 열처리 장치에 이용되어, 컴퓨터상에서 동작하는 컴퓨터 프로그램을 저장한 기억 매체에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램은, 상기 제 5항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 기재된 열처리 방법을 실시하도록 스텝이 구성되어 있는 것을 특징으로 하는
    기억 매체.
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