KR20070109881A - 열처리 장치, 열처리 방법 및 기록 매체 - Google Patents

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KR20070109881A
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데쯔야 오다
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도쿄 엘렉트론 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는 별도로 온도 제어 장치 등을 설치하지 않고, 피처리 기판의 처리 전에 열처리실의 온도를 처리 온도로 유지하고, 처리 정밀도의 균일화를 도모하는 동시에, 제품 수율의 향상을 도모할 수 있도록 한 열처리에 있어서의 온도 안정화 방법 및 그 프로그램을 제공하는 것이다.
반도체 웨이퍼(W)를 열판(51)과 상기 열판을 덮는 덮개(55)로 이루어지는 열처리실(54)로 반입하여 처리를 실시하는 열처리에 있어서, 웨이퍼가 열처리실로 반입될 때까지의 동안, 덮개의 개폐 동작을 행하여 열처리실의 축열 온도를 처리 온도(웨이퍼 처리 중의 포화 온도)로 유지한다.
반도체 웨이퍼, 열판, 덮개, 열처리 장치, 승강 실린더

Description

열처리 장치, 열처리 방법 및 기록 매체 {HEAT TREATMENT DEVICE AND HEAT TREATMENT METHOD AND STORAGE MEDIUM}
도1은 본 발명에 관한 열처리 장치를 적용한 레지스트 도포ㆍ현상 처리 시스템의 일 예를 나타내는 개략 평면도.
도2는 상기 레지스트 도포ㆍ현상 처리 시스템의 개략 정면도.
도3은 상기 레지스트 도포ㆍ현상 처리 시스템의 개략 배면도.
도4는 본 발명에 관한 열처리 장치의 제1 실시 형태를 나타내는 개략 단면도.
도5는 본 발명에 있어서의 덮개의 개폐 동작과 파라미터를 나타내는 타임 차트.
도6은 본 발명에 있어서의 열판의 온도에 대한 웨이퍼 처리 중의 덮개 이면 온도(처리 온도)의 관계를 나타내는 그래프.
도7은 본 발명에 있어서의 덮개 이면 온도(처리 온도)와 덮개의 폐쇄 시간과의 관계를 나타내는 그래프.
도8은 본 발명에 관한 덮개의 개폐 동작 있음과 개폐 동작 없음의 경우의 덮개 이면 온도(처리 온도)를 비교하여 나타내는 그래프.
도9는 본 발명에 관한 덮개의 개폐 동작 있음과 개폐 동작 없음의 경우의 덮 개 이면 온도(처리 온도)를 비교하여 나타내는 다른 그래프.
도10은 본 발명에 있어서의 덮개 이면 온도(처리 온도)와 덮개의 개방 시간과의 관계를 나타내는 그래프.
도11은 본 발명에 관한 열처리 장치의 다른 실시 형태를 나타내는 개략 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
W : 반도체 웨이퍼(피처리 기판)
50 : 열처리 장치
51 : 열판
51a : 온도 센서(온도 검출 수단)
54 : 열처리실
55 : 덮개
64 : 승강 실린더(덮개 승강 기구)
70 : 제어 컴퓨터
71 : 제어부
72 : 입출력부
73 : 표시부
74 : 기록 매체
80 : 온도 센서(온도 검출 수단)
T1 : 덮개의 개폐 동작 대기 시간
To : 덮개의 개방 시간
Tc : 덮개의 폐쇄 시간
[문헌 1] 일본 특허 공개 제2000-183069호 공보(특허청구의 범위, 도1)
본 발명은, 예를 들어 도포ㆍ현상 처리된 반도체 웨이퍼나 LCD 글래스 기판 등의 피처리 기판을 열처리할 때의 온도 안정화 방법 및 그 프로그램에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 디바이스의 제조에 있어서는 반도체 웨이퍼나 LCD 글래스 기판 등(이하에 웨이퍼 등이라 함)의 위에 ITO(Indium Tin Oxide)의 박막이나 전극 패턴을 형성하기 위해, 포토리소그래피 기술이 이용되고 있다. 이 포토리소그래피 기술에 있어서는 웨이퍼 등에 포토레지스트를 도포하고, 이에 의해 형성된 레지스트막을 소정의 회로 패턴을 따라서 노광하고, 이 노광 패턴을 현상 처리함으로써 레지스트막에 회로 패턴이 형성되고 있다.
이와 같은 포토리소그래피 공정에 있어서는 레지스트 도포 후의 가열 처리(프리베이크), 노광 후의 가열 처리(포스트익스포져베이크), 현상 처리 후의 가열 처리(포스트베이크) 등의 다양한 가열 처리가 실시되어 있다.
종래의 이러한 종류의 열처리 장치로서, 히터를 매설한 열판과, 상기 열판을 덮는 덮개로 열처리 분위기를 형성하는 구조의 것이 알려져 있다. 이 열처리 장치는 열판의 발열의 복사열에 의해 처리 분위기를 처리 온도로 하여 열판 상에 적재된 웨이퍼 등에 열처리를 실시하고 있다. 이 경우, 처리 분위기를 형성하는 덮개는 그 자체의 온도가 열판만큼 고려되어 있지 않으므로, 열처리 중이라도 열판의 설정 온도보다 낮은 온도가 되고, 처리 온도에 영향을 미쳐 열처리가 불안정해진다. 그로 인해, 종래의 열처리 장치에 있어서는 덮개에 히트 파이프를 매설하여 덮개의 전열성을 높이도록 한 구조가 알려져 있다(예를 들어, 문헌 1 참조).
그런데, 일반적으로 포토리소그래피 공정에 있어서는 로트마다 웨이퍼 등을, 열처리 장치를 포함하는 각 처리부로 연속해서 반송(반입)하여 처리를 실시하고, 처리 완료의 웨이퍼 등을 처리부로부터 반출한 후에 후속하는 로트의 웨이퍼 등을 마찬가지로 처리하고 있다. 그로 인해, 열처리 장치에 있어서는 선행의 로트의 웨이퍼 등을 처리한 후, 후속의 로트의 웨이퍼 등을 처리할 때까지 대기하고 있지만, 그동안의 처리실의 온도는 덮개의 개폐 상태에 따라서 다르고, 통상과 같이 덮개가 폐쇄되어 있는 상태에서는 처리실 내의 온도가 처리 온도보다 높아지고, 반대로 덮개가 개방되어 있는 상태에서는 처리실 내의 온도가 처리 온도보다 낮아진다. 따라서, 열처리 장치로 반입된 후속의 로트의 웨이퍼 등의 처리 온도가 불안정해져, 처리 정밀도의 불균일, 예를 들어 노광 후의 가열 처리에 있어서는 선 폭의 불균일이 생기는 동시에, 수율의 저하를 초래한다는 문제가 있었다.
이에 대해, 열판의 가열 온도를 조정하여 처리 온도를 유지하는 것이 고려되 지만, 상술한 바와 같이 처리실의 온도는 덮개의 온도에 영향을 받고, 열판의 온도보다 낮아지므로, 열판의 가열 온도를 조정하여 처리 온도를 유지하는 것이 어렵다. 또한, 일본 특허 공개 제2000-183069호 공보에 기재된 것은 덮개의 전열성을 높이도록 하였으므로, 열판의 승강온에 따른 처리실의 온도 변화에 대한 응답성은 좋지만, 이것에 있어서도 열판 및 덮개의 가열 온도를 조정하여 처리 온도를 유지하는 것이 어렵다. 게다가, 일본 특허 공개 제2000-183069호 공보에 기재된 것은 구조가 복잡해지는 동시에, 장치가 대형화된다는 문제도 있다.
본 발명은 상기 사정에 비추어 이루어진 것으로, 별도로 온도 제어 장치 등을 설치하지 않고, 피처리 기판의 처리 전에 열처리실의 온도를 처리 온도로 유지하여 처리 정밀도의 균일화를 도모하는 동시에, 제품 수율의 향상을 도모할 수 있도록 한 열처리에 있어서의 온도 안정화 방법 및 그 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 열처리 방법은 피처리실 내에 열판이 설치되고, 덮개의 개폐 동작에 의해 상기 열처리실의 개폐를 행하는 것이 가능한 열처리 장치를 이용하여 피처리 기판에 열처리를 실시하는 열처리 방법이며, 덮개의 개폐 동작을 행함으로써 열처리실 내의 온도를 소정의 온도로 유지하는 공정과, 열처리실로 피처리 기판을 반입하는 공정과, 열처리실로 반입된 피처리 기판에, 열판에 의해 열처리를 실시하는 공정을 구비한다.
상기 열처리 방법에 있어서, 바람직하게는, 덮개의 개폐 동작은 덮개를 복수 회 개폐시키는 것을 포함한다.
상기 열처리 방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 소정의 온도는 열처리의 처리 온도를 기초로 하여 설정된다.
상기 열처리 방법에 있어서, 바람직하게는, 덮개의 개폐 동작에 있어서의 상기 덮개의 개방 시간 및 폐쇄 시간 중 적어도 한쪽의 시간은, 덮개의 개방 시간과 폐쇄 시간의 비와 열처리실 내의 온도와의 관계를 나타내는 곡선과, 열처리의 처리 온도를 기초로 하여 설정된다.
이와 같이 구성함으로써, 덮개의 개폐 동작을 피처리 온도에 가깝게 하기 위해, 가장 적절한 개방 시간 및/또는 폐쇄 시간을 설정할 수 있다.
상기 열처리 방법에 있어서, 바람직하게는, 덮개의 개폐 동작에 있어서의 상기 덮개의 개방 시간 및 폐쇄 시간 중 적어도 한쪽의 시간은, 덮개의 개방 시간과 폐쇄 시간의 비와 상기 열처리실 내의 온도와의 관계를 나타내는 곡선과, 열처리의 처리 온도와, 피처리 기판을 열처리실로 반송하는 반송부의 상태를 기초로 하여 설정된다.
이와 같이 구성함으로써, 덮개의 개폐 동작을 처리 온도에 가깝게 하기 위해, 가장 적절한 개방 시간 및/또는 폐쇄 시간을 설정할 수 있다. 이에 의해, 예를 들어 다른 로트의 피처리 기판을 연속으로 열처리하는 경우에 있어서도 가장 적절한 처리 온도에 가깝게 할 수 있다. 즉, 선행 로트의 최후의 피처리 기판이 열처리실을 통과하고, 후속 로트의 최초의 피처리 기판이 열처리실로 반입되기 전에 있어서는 최후 로트의 피처리 기판의 반입 타이밍에 편차가 생기지만, 이 경우, 반 송부의 반송 상태에 대응하여 덮개의 개폐 동작에 있어서의 개폐 시간 및/또는 폐쇄 시간을 설정할 수 있다.
상기 열처리 방법은, 바람직하게는, 열판의 온도를 검지하는 공정을 더 구비하고, 검지된 열판의 온도를 기초로 하여 덮개의 개폐 동작이 제어된다.
이와 같이 구성함으로써, 기존의 열판의 온도에 대응하여 열처리실 내의 온도를 처리 온도로 유지할 수 있다.
상기 열처리 방법은, 바람직하게는, 열처리실의 온도를 검지하는 공정을 더 구비하고, 검지된 열처리실의 온도를 기초로 하여 덮개의 개방 동작이 제어된다.
이와 같이 구성함으로써, 기존의 열처리실 내의 온도에 대응하여 열처리실 내의 온도를 처리 온도로 유지할 수 있다.
상기 열처리 방법은, 바람직하게는, 복수의 피처리 기판에 열처리가 실시되고, 복수의 피처리 기판의 처리 온도가 변경되는 경우에 상기 온도 변화 폭을 기초로 하여 덮개의 개폐 동작을 개시할 때까지의 대기 시간이 설정된다.
이와 같이 구성함으로써, 덮개의 개폐 동작의 낭비를 생략할 수 있다.
본 발명에 관한 기록 매체는 컴퓨터상에서 동작하는 프로그램이 기록된 기록 매체이다. 상기 프로그램은 상술한 열처리 방법이 행해지도록 컴퓨터에 덮개의 개폐 동작을 제어시키도록 구성되어 있다.
본 발명에 관한 열처리 장치는 피처리 기판에 열처리를 실시하는 열처리 장치이며, 피처리 기판을 가열하는 열판과, 상방 개구부를 갖고, 열판의 외주 및 하부를 포위하는 케이스와, 상방 개구부를 덮고, 케이스와 함께 열판 및 피처리 기판 을 수납하는 열처리실을 구성하는 덮개와, 케이스에 대해 덮개를 개폐하는 개폐 구동부와, 개폐 구동부에 의한 덮개의 개폐 동작을 제어하는 제어부를 구비하고, 제어부는 덮개의 개폐 동작에 의해 열처리실 내의 온도를 소정의 온도로 유지하도록 개폐 구동부를 제어한다.
상기 열처리 장치에 있어서, 바람직하게는, 제어부는 덮개를 복수회 개폐시키도록 개폐 구동부를 제어한다.
상기 열처리 장치에 있어서, 바람직하게는, 제어부는 열처리의 처리 온도를 기초로 하여 상기 소정의 온도를 설정한다.
상기 열처리 장치에 있어서, 바람직하게는, 제어부는 덮개의 개방 시간과 폐쇄 시간의 비와 열처리실 내의 온도와의 관계를 나타내는 곡선과, 열처리의 처리 온도를 기초로 하여 덮개의 개폐 동작에 있어서의 상기 덮개의 개방 시간 및 폐쇄 시간 중 적어도 한쪽의 시간을 설정한다.
상기 열처리 장치에 있어서, 바람직하게는, 제어부는 덮개의 개방 시간과 폐쇄 시간의 비와 열처리실 내의 온도와의 관계를 나타내는 곡선과, 열처리의 처리 온도와, 피처리 기판을 열처리실로 반송하는 반송부의 상태를 기초로 하여 덮개의 개폐 동작에 있어서의 상기 덮개의 개방 시간 및 폐쇄 기간 중 적어도 한쪽의 시간을 설정한다.
상기 열처리 장치에 있어서, 바람직하게는, 열판의 온도를 검지하는 온도 검지부를 더 구비하고, 제어부는 온도 검지부에 의해 검지된 열판의 온도를 기초로 하여 개폐 구동부를 제어한다.
본 발명에 따르면, 덮개의 개폐 동작을 행하여 열처리실의 축열 온도를 처리 온도로 유지함으로써 별도로 온도 제어 장치 등을 설치하지 않고, 피처리 기판의 처리 전에 열처리실의 온도를 처리 온도로 유지할 수 있고, 열처리실 내로 반입된 피처리 기판을 반입 시로부터 일정한 피처리 온도에서 처리할 수 있다. 따라서, 처리 정밀도의 균일화를 도모할 수 있는 동시에, 제품 수율의 향상을 도모할 수 있다.
이하에, 본 발명의 최선의 실시 형태를 첨부 도면을 기초로 하여 상세하게 설명한다. 여기서는, 본 발명에 관한 열처리 장치를 반도체 웨이퍼의 레지스트 도포ㆍ현상 처리 시스템에 있어서의 가열 처리 장치에 적용한 경우에 대해 설명한다.
도1은 상기 레지스트 도포ㆍ현상 처리 시스템의 일 실시 형태의 개략 평면도, 도2는 도1의 정면도, 도3은 도1의 배면도이다.
상기 레지스트 도포ㆍ현상 처리 시스템은 피처리 기판인 반도체 웨이퍼(W)[이하에 웨이퍼(W)라 함]를 웨이퍼 카세트(1)에서 복수매, 예를 들어 25매 단위로 외부로부터 시스템으로 반입 또는 시스템으로부터 반출하거나, 웨이퍼 카세트(1)에 대해 웨이퍼(W)를 반출ㆍ반입하기 위한 카세트 스테이션(10)(반송부)과, 도포 현상 공정 중에서 1매씩 웨이퍼(W)에 소정의 처리를 실시하는 매엽식의 각종 처리 유닛을 소정 위치에 다단 배치하여 이루어지는 처리 장치를 구비하는 처리 스테이션(20)과, 이 처리 스테이션(20)과 인접하여 설치되는 노광 장치(도시하지 않음)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 운반하기 위한 인터페이스부(30)로 주요부가 구성되어 있다.
상기 카세트 스테이션(10)은, 도1에 도시한 바와 같이 카세트 적재대(2) 상의 돌기(3)의 위치에 복수개, 예를 들어 4개까지의 덮개가 부착된 웨이퍼 카세트(1)가 각각의 웨이퍼 출입구를 처리 스테이션(20)측을 향해 수평의 X방향을 따라서 일렬로 적재되고, 각 웨이퍼 카세트(1)에 대치하여 덮개 개폐 장치(5)가 배치되고, 또한 카세트 배열 방향(X방향) 및 웨이퍼 카세트(1) 내에 수직 방향을 따라서 수용된 웨이퍼(W)의 웨이퍼 배열 방향(Z방향)으로 이동 가능한 웨이퍼 반송용 핀셋(4)이 각 웨이퍼 카세트(1)로 선택적으로 반송하도록 구성되어 있다. 또한, 웨이퍼 반송용 핀셋(4)은 θ방향으로 회전 가능하게 구성되어 있고, 후술하는 처리 스테이션(20)측의 제3 세트(G3)의 다단 유닛부에 속하는 위치 맞춤 유닛(ALIM) 및 익스텐션 유닛(EXT)으로도 반송할 수 있도록 되어 있다.
상기 처리 스테이션(20)은, 도1에 도시한 바와 같이 중심부에는 이동 기구(22)에 의해 수직 이동하는 수직 반송형의 주웨이퍼 반송 기구(21)가 설치되고, 이 주웨이퍼 반송 기구(21)의 주위에 모든 처리 유닛이 1세트 또는 복수의 세트에 걸쳐서 다단으로 배치되어 있다. 본 예에서는, 5세트(G1, G2, G3, G4 및 G5)의 다단 배치 구성이고, 제1 및 제2 세트(G1, G2)의 다단 유닛은 시스템 정면측에 병렬되고, 제3 세트(G3)의 다단 유닛은 카세트 스테이션(10)에 인접하여 배치되고, 제4 세트(G4)의 다단 유닛은 인터페이스부(30)에 인접하여 배치되고, 제5 세트(G5)의 다단 유닛은 배후측에 배치되어 있다.
이 경우, 도2에 도시한 바와 같이 제1 세트(G1)에서는 컵(용기)(23) 내에서 웨이퍼(W)를 스핀 척(도시하지 않음)에 적재하여 소정의 처리를 행하는 레지스트 도포 유닛(COT)과, 웨이퍼(W)와 현상액 공급 수단(도시하지 않음)을 대치시켜 레지스트 패턴을 현상하는 현상 유닛(DEV)이 수직 방향의 하방으로부터 차례로 2단으로 포개어져 있다. 제2 세트(G2)도 마찬가지로 레지스트 도포 유닛(COT) 및 현상 유닛(DEV)이 수직 방향의 하방으로부터 차례로 2단으로 포개어져 있다. 이와 같이 레지스트 도포 유닛(COT)을 하단측에 배치한 이유는 레지스트액을 배액시키는 것이 기구적으로도 유지 보수를 행하는 데 있어서도 번거롭기 때문이다. 그러나, 필요에 따라서 레지스트 도포 유닛(COT)을 상단에 배치하는 것도 가능하다.
도3에 도시한 바와 같이, 제3 세트(G3)에서는 웨이퍼(W)를 웨이퍼 적재대(24)에 적재하여 소정의 처리를 행하는 오븐형의 처리 유닛, 예를 들어 웨이퍼(W)를 냉각하는 쿨링 유닛(COL), 웨이퍼(W)에 소수화 처리를 행하는 애드히젼 유닛(AD), 웨이퍼(W)의 위치 맞춤을 행하는 위치 맞춤 유닛(ALIM), 웨이퍼(W)의 반출입을 행하는 익스텐션 유닛(EXT), 웨이퍼(W)를 베이크하는 열처리 장치를 사용한 4개의 핫플레이트 유닛(HP)이 수직 방향의 하방으로부터 차례로, 예를 들어 8단으로 포개어져 있다.
또한, 제4 세트(G4)에서는 오븐형 처리 유닛, 예를 들어 쿨링 유닛(COL), 익스텐션 쿨링 유닛(EXTCOL), 익스텐션 유닛(EXT), 쿨링 유닛(COL), 급랭 기능을 갖는 본 발명에 관한 열처리 장치를 사용한 2개의 칠링(chilling) 핫플레이트 유닛(CHP) 및 본 발명에 관한 열처리 장치를 사용한 2개의 핫플레이트 유닛(HP)이 수직 방향의 하방으로부터 차례로, 예를 들어 8단으로 포개어져 있다.
상기와 같이 처리 온도가 낮은 쿨링 유닛(COL), 익스텐션ㆍ쿨링 유 닛(EXTCOL)을 하단에 배치하고, 처리 온도가 높은 핫플레이트 유닛(HP), 칠링 핫플레이트 유닛(CHP) 및 애드히젼 유닛(AD)을 상단에 배치함으로써 유닛 사이의 열적인 상호 간섭을 적게 할 수 있다. 물론, 랜덤으로 다단 배치하는 것도 가능하다.
또한, 도1에 도시한 바와 같이 처리 스테이션(20)에 있어서, 제1 및 제2 세트(G1, G2)의 다단 유닛(스피너형 처리 유닛)에 인접하는 제3 및 제4 세트(G3, G4)의 다단 유닛(오븐형 처리 유닛)의 측벽 중에는 각각 덕트(25, 26)가 수직 방향으로 종단하여 설치되어 있다. 이들 덕트(25, 26)에는 다운 플로우의 청정 공기 또는 특별히 온도 조정된 공기가 흐르도록 되어 있다. 이 덕트 구조에 의해, 제3 및 제4 세트(G3, G4)의 오븐형 처리 유닛에서 발생한 열은 차단되어, 제1 및 제2 세트(G1, G2)의 스피너형 처리 유닛으로는 미치지 않도록 되어 있다.
또한, 이 처리 시스템에서는 주웨이퍼 반송 기구(21)의 배후측에도 도1에 점선으로 나타낸 바와 같이 제5 세트(G5)의 다단 유닛을 배치할 수 있도록 되어 있다. 이 제5 세트(G5)의 다단 유닛은 안내 레일(27)을 따라서 주웨이퍼 반송 기구(21)에서 볼 때 측방으로 이동할 수 있도록 되어 있다. 따라서, 제5 세트(G5)의 다단 유닛을 설치한 경우에도 유닛을 슬라이드함으로써 공간부가 확보되므로, 주웨이퍼 반송 기구(21)에 대해 배후로부터 유지 보수 작업을 용이하게 행할 수 있다.
상기 인터페이스부(30)는, 깊이 방향에서는 처리 스테이션(20)과 동일한 치수를 갖지만, 폭 방향에서는 작은 사이즈로 되어 있다. 이 인터페이스부(30)의 정면부에는 가동형의 픽업 카세트(31)와 정치형의 버퍼 카세트(32)가 2단으로 배치되고, 배면부에는 웨이퍼(W)의 주변부의 노광 및 식별 마크 영역의 노광을 행하는 노 광 수단인 주변 노광 장치(33)가 배치되고, 중앙부에는 반송 수단인 웨이퍼의 반송 아암(34)이 배치되어 있다. 이 반송 아암(34)은 X, Z방향으로 이동하여 양 카세트(31, 32) 및 주변 노광 장치(33)로 반송하도록 구성되어 있다. 또한, 반송 아암(34)은 θ방향으로 회전 가능하게 구성되고, 처리 스테이션(20)측의 제4 세트(G4)의 다단 유닛에 속하는 익스텐션 유닛(EXT) 및 인접하는 노광 장치측의 웨이퍼 운반대(도시하지 않음)로도 반송할 수 있도록 구성되어 있다.
상기와 같이 구성되는 처리 시스템은 클린룸(40) 내에 설치되지만, 또한 시스템 내에서도 효율적인 수직 층류 방식에 의해 각 부의 청정도를 높이고 있다.
다음에, 상기 핫플레이트 유닛(HP) 및 칠링 핫플레이트 유닛(CHP)을 구성하는 본 발명에 관한 열처리 장치에 대해 도4를 참조하여 상세하게 설명한다. 여기서는, 본 발명에 관한 열처리 장치를 칠링 핫플레이트 유닛(CHP)에 적용한 경우에 대해 설명한다.
상기 열처리 장치(50)는, 도4에 도시한 바와 같이 열처리 유닛의 케이싱(도시하지 않음) 내에 웨이퍼(W)를 가열하는 가열부(50a)와, 웨이퍼(W)를 냉각하는 냉각부(50b)가 설치되어 있다. 가열부(50a)에는 표면에 도포막인 레지스트막이 형성된 웨이퍼(W)를 적재하여 가열하는 열판(51)과, 열판(51)의 외주 및 하부측을 포위하는 지지대(52)와, 이 지지대(52)의 외주 및 하부측을 포위하는 케이스로서의 서포트 링(53)과, 서포트 링(53)의 상방 개구부를 덮고, 서포트 링(53)과 협동하여 열처리실(54)을 형성하는 덮개(55)가 설치되어 있다. 또한, 서포트 링(53)의 정상부의 덮개(55)에 접촉하는 면에는 원형의 오목 홈(56)이 주위 마련되어 있고, 이 오목 홈(56) 내에 O링(57)이 끼움 삽입되어 있다.
상기 열판(51)에는 온도 제어기(58a)로부터의 출력 제어에 의해 소정 온도로 설정되는 온도 히터(58)가 매설되어 있다. 또한, 열판(51)의 동심원 상의 3군데에는 관통 구멍(59)이 마련되어 있다. 관통 구멍(59)에는 열판(51)의 하방에 배치된 승강 구동 기구(60)에 의해 승강하는 지지 핀(61)이 관통 가능하게 되어 있고, 지지 핀(61)의 승강에 의해 웨이퍼(W)가 냉각부(50b)의 냉각 플레이트(62)와의 사이에서 운반되도록 되어 있다.
또한, 열판(51)에는 이 열판(51)의 온도를 검출하는 온도 검출 수단인 온도 센서(51a)가 설치되어 있다. 이 온도 센서(51a)에 의해 검출된 열판(51)의 온도의 검출 신호가, 후술하는 제어 수단인 제어 컴퓨터(70)의 중앙 연산 처리 장치(CPU)를 주체로 하여 구성되는 제어부(71)로 전달되도록 형성되어 있다.
또한, 상기 덮개(55)의 일측에는 지지부(63)가 돌출 설치되어 있고, 이 지지부(63)에 덮개 승강 기구, 예를 들어 승강 실린더(64)의 피스톤 로드(65)가 연결되어 있다. 따라서, 승강 실린더(64)의 구동에 의해 덮개(55)가 서포트 링(53)에 대해 접촉 분리 이동, 즉 개폐 이동하도록 되어 있다.
상기 승강 실린더(64) 및 승강 구동 기구(60)는 후술하는 제어부(71)에 전기적으로 접속되어 있고, 제어부(71)로부터의 제어 신호를 기초로 하여 구동, 즉 덮개(55)의 개폐 동작, 지지 핀(61)의 승강 동작을 하도록 구성되어 있다.
제어 컴퓨터(70)는, 도1에 개략적으로 도시한 바와 같이 중앙 연산 처리 장치(CPU)를 주체로 하여 구성되는 제어부(71)와, 제어부(71)에 접속된 입출력부(72) 와, 처리 시퀀스를 작성하기 위한 처리 시퀀스 입력 화면을 표시하는 표시부(73)와, 입출력부(72)에 삽입 부착되어 제어 소프트웨어를 저장한 기록 매체(74)를 구비한다. 또한, 제어 컴퓨터(70)는, 구체적으로는, 도2에 도시한 바와 같이 카세트 스테이션(10)의 카세트 적재대(2)에 설치된다. 이 경우, 제어 컴퓨터(70)는 인출식으로 저장되는 키보드로 이루어지는 입출력부(72)와, 디스플레이로 이루어지는 표시부(73) 및 기록 매체(74)로 구성되어 있다. 또한, 기록 매체(74)에는 후술하는 덮개(55)의 개폐 동작의 타이밍, 개폐 시간 및 개폐 횟수 등의 최적 정보의 파라미터가 기억(저장)되어 있다.
상기 기록 매체(74)는 제어 컴퓨터(70)에 고정적으로 설치되는 것, 혹은 제어 컴퓨터(70)에 설치된 판독 장치에 착탈하도록 삽입 부착되어 상기 판독 장치에 의해 판독 가능한 것이라도 좋다. 가장 전형적인 실시 형태에 있어서는, 기록 매체(74)는 기판 처리 장치의 메이커의 서비스맨에 의해 제어 소프트웨어가 인스톨된 하드디스크 드라이브이다. 다른 실시 형태에 있어서는, 기록 매체(74)는 제어 소프트웨어가 기입된 CD-ROM 또는 DVD-ROM과 같은 판독 전용의 분리성 디스크이고, 이와 같은 분리성 디스크는 제어 컴퓨터(70)에 설치된 광학적 판독 장치에 의해 판독된다. 기록 매체(74)는 RAM(Random Access Memory) 또는 ROM(Read Only Memory) 중 어느 한쪽의 형식의 것이라도 좋고, 또한 기록 매체(74)는 카세트식의 ROM과 같은 것이라도 좋다. 요컨대, 컴퓨터의 기술 분야에 있어서 알려져 있는 임의의 것을 기록 매체(74)로서 이용하는 것이 가능하다.
다음에, 상기 덮개(55)의 개폐 동작과 파라미터에 대해 도5 내지 도7을 참조 하여 설명한다. 우선, 열판(51)의 설정 온도에 대한 열처리실(54) 내의 처리 온도, 즉 포화 온도를 결정한다. 이 경우, 열판(51)의 설정 온도가 100 ℃, 120 ℃, 140 ℃이고, 처리 시간이 각각 60초인 경우와, 90초인 경우에 대해 웨이퍼(W)를 50매 열처리하여 측정한 바, 덮개 이면 평균 온도와 각 웨이퍼(W)의 관계는, 도6의 그래프와 표1에 나타낸 바와 같았다.
[표1]
열판 온도 60초 처리 90초 처리 평균치
100 ℃ 56.8 59.5 58.2
120 ℃ 67.0 70.2 68.6
140 ℃ 76.3 80.7 78.5
상기 측정의 결과로부터, 포화 온도의 평균치, 즉 열판(51)의 설정 온도가 100 ℃인 경우의 포화 온도의 평균치 58.2 ℃, 열판(51)의 설정 온도가 120 ℃인 경우의 포화 온도의 평균치 68.6 ℃, 열판(51)의 설정 온도가 140 ℃인 경우의 포화 온도의 평균치 78.5 ℃를 목표 온도로 결정한다.
다음에, 덮개(55)의 개방 시간(To), 폐쇄 시간(Tc)을 측정한다. 여기서, 프로그램의 사양상, 개방 시간(To)과 폐쇄 시간(Tc)은 동일한 값의 반복이 되므로, 덮개(55)의 온도를 최대한 조기 방열시키고, 또한 그 후의 덮개(55)의 온도의 상하 폭을 최소한으로 하기 위해, 개방 시간(To)은 고정치로 한 쪽이 파라미터 설정하기 쉽기 때문에, 여기서는 개방 시간(To)을 고정치로 한 경우에 대해 설명한다.
열판(51)의 설정 온도가 100 ℃, 120 ℃, 140 ℃인 경우의 덮개(55)의 폐쇄 시간(Tc)을 15초, 30초, 45초의 3패턴으로 덮개(55)의 개폐 동작을 행하고, 그때의 덮개(55)의 온도를 조사한 바, 도7의 그래프에 나타낸 바와 같았다.
여기서 얻게 된 열판(51)의 설정 온도가 100 ℃, 120 ℃, 140 ℃에 있어서의 단위 시간(초)당의 온도 변화로부터, 상기 목표 온도(58.2 ℃, 68.6 ℃, 78.5 ℃)에 가깝게 하는 시간은 표2에 나타낸 바와 같다.
[표2]
열판 온도 Tc 시간
100 ℃ 24초
120 ℃ 23초
140 ℃ 20초
상기 결과로부터 열판(51)의 설정 온도가 100 ℃인 경우의 폐쇄 시간(Tc)은 24초, 열판(51)의 설정 온도가 120 ℃인 경우의 폐쇄 시간(Tc)은 23초, 열판(51)의 설정 온도가 140 ℃인 경우의 폐쇄 시간(Tc)은 20초이므로, 평균치로서 폐쇄 시간(Tc)을 23초로 결정한다.
또한, 덮개(55)의 개방 시간(To)은 반복 테스트의 경험치를 기초로 하여 15초로 설정한다. 또한, 조건으로서, 덮개(55)의 개폐 동작의 개시 대기 시간(T1)을 1초로 하여 반복 횟수를 무한으로 설정하고, 웨이퍼(W)가 열처리실(54) 내로 반입된 시점에서 반복을 정지한다.
상기와 같이 하여 구한 덮개(55)의 개폐 동작과 파라미터(도5 참조)를 기록 매체(74)에 기억(저장)한다. 그리고, 상기와 같이 구성된 제어 컴퓨터(70)에 의해 제어 소프트웨어를 실행함으로써, 예를 들어 선행하는 로트의 최후의 웨이퍼(W)가 열처리 장치(50)의 열처리실(54)로부터 반출되고, 후속의 로트의 최초의 웨이퍼(W)가 열처리실(54)로 반입될 때까지의 동안, 덮개(55)가 상기 파라미터를 기초로 하여 개폐 동작을 행함으로써, 열처리실(54)의 축열 온도를 처리 온도(포화 온도)로 유지할 수 있다. 이에 의해, 열처리실(54)로 반입된 웨이퍼(W)는 반입 시점으로부터 처리 온도 하에 두고 열처리된다.
예를 들어, 열판(51)의 설정 온도를 120 ℃에서부터 100 ℃로 변경하는 경우에는, 처리 온도를 변경한 후에 덮개(55)를 상승시켜 개방한 상태에서 대기시키고 방열시킨다. 또한, 이때, 온도 제어기(58a)로부터의 제어 출력은 없는 상태로 되어 있다. 방열에 의해 열판(51)의 온도가 설정치보다 낮은 온도, 예를 들어 98 ℃가 온도 센서(51a)에 의해 검출되면, 검출 신호가 제어부(71)로 전달되고, 제어부(71)로부터의 제어 신호를 기초로 하여 승강 실린더(64)가 구동하여 덮개(55)를 하강하여 폐쇄한다. 이 상태에서, 온도 제어기(58a)의 제어 출력을 온으로 하여 열판(51)의 온도가 100 ℃가 되도록 제어한다. 이에 의해, 열처리실(54)의 열분위기를 안정화시킬 수 있다.
또한, 예를 들어 열판(51)의 설정 온도를 120 ℃에서부터 140 ℃로 변경하는 경우에는, 덮개(55)를 폐쇄한 상태에서 온도 제어기(58a)의 제어 출력을 온으로 하여 열판(51)의 온도가 140 ℃가 되도록 제어한다. 이에 의해, 덮개(55)를 빠르게 축열하는 동시에, 열처리실(54)의 열분위기를 빠르게 안정화시킬 수 있다.
상기와 같이 하여 열판(51)의 설정 온도를 변경함으로써, 다른 로트의 연속 처리에 있어서, 온도 설정의 절환의 설정치와 기존의 설정치의 온도차가 있는 경우에 있어서도 열판(51)의 온도의 고저에 의해 덮개(55)의 개폐 동작을 제어함으로써, 열처리실(54)을 처리 온도에 빠르게 가깝게 할 수 있다.
또한, 처리에 제공되는 웨이퍼(W)의 처리 온도가 변경되는 경우에는 그 처리 레시피를 기초로 하는 파라미터를 미리 제어 컴퓨터(70)에 기억(저장)해 두면, 그 파라미터를 기초로 하여 열처리실(54)의 온도를 보다 빠르게 안정화시키기 때문에, 덮개(55)의 개폐 동작을 개시할 때까지의 대기 시간(T1)을 변경 온도 폭에 맞추어 산출하고, 덮개(55)의 개폐 동작의 개시 대기 시간(T1)을 조정할 수 있다. 또한, 예를 들어 열판(51)의 온도를 10 ℃ 이상 변경한 경우, 「덮개(55)의 온도 안정 대기」의 알람을 발생하고, 자동 산출한 대기 시간이 경과할 때까지 덮개(55)의 개폐 동작을 개시하지 않도록 설정해도 좋다. 이에 의해, 덮개(55)의 개폐 동작의 낭비를 생략할 수 있어, 승강 실린더(64)의 수명의 증대를 도모할 수 있다. 또한, 덮개(55)의 개폐 동작을 최대한 적게 함으로써 열처리실(54) 내로의 이물질 혼입을 방지할 수 있다.
다음에, 상기와 같이 구성되는 레지스트 도포ㆍ현상 처리 시스템의 동작 형태에 대해 설명한다.
우선, 카세트 스테이션(10)에 있어서, 덮개 개폐 장치(5)가 작동하여 선행의 로트의 웨이퍼 카세트(1)의 덮개를 개방한다. 다음에, 웨이퍼 반송용 핀셋(4)이 카세트 적재대(2) 상의 미처리의 웨이퍼(W)를 수용하고 있는 카세트(1)에 액세스하고, 그 카세트(1)로부터 1매의 웨이퍼(W)를 취출한다. 웨이퍼 반송용 핀셋(4)은 카세트(1)로부터 웨이퍼(W)를 취출하면, 처리 스테이션(20)측의 제3 세트(G3)의 다단 유닛 내에 배치되어 있는 위치 맞춤 유닛(ALIM)까지 이동하고, 위치 맞춤 유닛(ALIM) 내의 웨이퍼 적재대(24) 상에 웨이퍼(W)를 적재한다. 웨이퍼(W)는 웨이퍼 적재대(24) 상에서 오리엔테이션 플랫 맞춤 및 센터링을 받는다. 그 후, 주웨 이퍼 반송 기구(21)가 위치 맞춤 유닛(ALIM)에 반대측으로부터 액세스하고, 웨이퍼 적재대(24)로부터 웨이퍼(W)를 수취한다.
처리 스테이션(20)에 있어서, 주웨이퍼 반송 기구(21)는 웨이퍼(W)를 최초로 제3 세트(G3)의 다단 유닛에 속하는 애드히젼 유닛(AD)으로 반입한다. 이 애드히젼 유닛(AD) 내에서 웨이퍼(W)는 소수화 처리를 받는다. 소수화 처리가 종료되면, 주웨이퍼 반송 기구(21)는 웨이퍼(W)를 애드히젼 유닛(AD)으로부터 반출하고, 다음에 제3 세트(G3) 또는 제4 세트(G4)의 다단 유닛에 속하는 쿨링 유닛(COL)으로 반입한다. 이 쿨링 유닛(COL) 내에서 웨이퍼(W)는 레지스트 도포 처리 전의 설정 온도, 예를 들어 23 ℃까지 냉각된다. 냉각 처리가 종료되면, 주웨이퍼 반송 기구(21)는 웨이퍼(W)를 쿨링 유닛(COL)으로부터 반출하고, 다음에 제1 세트(G1) 또는 제2 세트(G2)의 다단 유닛에 속하는 레지스트 도포 유닛(COT)으로 반입한다. 이 레지스트 도포 유닛(COT) 내에서 웨이퍼(W)는 스핀 코트법에 의해 웨이퍼 표면에 똑같은 막 두께로 레지스트를 도포한다.
레지스트 도포 처리가 종료되면, 주웨이퍼 반송 기구(21)는 웨이퍼(W)를 레지스트 도포 유닛(COT)으로부터 반출하고, 다음에 핫플레이트 유닛(HP) 내로 반입한다. 핫플레이트 유닛(HP) 내에서 웨이퍼(W)는 적재대 상에 적재되어 소정 온도, 예를 들어 100 ℃에서 소정 시간 프리베이크 처리된다. 이에 의해, 웨이퍼(W) 상의 도포막으로부터 잔존 용제를 증발 제거할 수 있다. 프리베이크가 종료되면, 주웨이퍼 반송 기구(21)는 웨이퍼(W)를 핫플레이트 유닛(HP)으로부터 반출하고, 다음에 제4 세트(G4)의 다단 유닛에 속하는 익스텐션ㆍ쿨링 유닛(EXTCOL)으로 반송한 다. 이 유닛(EXTCOL) 내에서 웨이퍼(W)는 다음 공정, 즉 주변 노광 장치(33)에 있어서의 주변 노광 처리에 적합한 온도, 예를 들어 24 ℃까지 냉각된다. 이 냉각 후, 주웨이퍼 반송 기구(21)는 웨이퍼(W)를 바로 위의 익스텐션 유닛(EXT)으로 반송하고, 이 유닛(EXT) 내의 적재대(도시하지 않음) 상에 웨이퍼(W)를 적재한다. 이 익스텐션 유닛(EXT)의 적재대 상에 웨이퍼(W)가 적재되면, 인터페이스부(30)의 반송 아암(34)이 반대측으로부터 액세스하여 웨이퍼(W)를 수취한다. 그리고, 반송 아암(34)은 웨이퍼(W)를 인터페이스부(30) 내의 주변 노광 장치(33)로 반입한다. 주변 노광 장치(33)에 있어서, 웨이퍼(W) 표면의 주변부의 잉여 레지스트막(부)에 광이 조사되어 주변 노광이 실시된다.
주변 노광이 종료된 후, 반송 아암(34)이 주변 노광 장치(33)의 하우징 내로부터 웨이퍼(W)를 반출하고, 인접하는 노광 장치측의 웨이퍼 수취대(도시하지 않음)로 이송한다.
노광 장치에서 전체면 노광이 완료되고, 웨이퍼(W)가 노광 장치측의 웨이퍼 수취대로 복귀되면, 인터페이스부(30)의 반송 아암(34)은 그 웨이퍼 수취대로 억세스하여 웨이퍼(W)를 수취하고, 수취한 웨이퍼(W)를 처리 스테이션(20)측의 제4 세트(G4)의 다단 유닛에 속하는 익스텐션 유닛(EXT)으로 반입하여 웨이퍼 수취대 상에 적재한다.
웨이퍼 수취대 상에 적재된 웨이퍼(W)는 주웨이퍼 반송 기구(21)에 의해, 칠링 핫플레이트 유닛(CHP)의 열처리 장치(50)로 반송(반입)되고, 프린지의 발생을 방지하기 위해, 혹은 화학 증폭형 레지스트(CAR)에 있어서의 산촉매 반응을 유기하 기 위해, 예를 들어 120 ℃에서 소정 시간 포스트익스포져베이크 처리가 실시된다. 이때, 열처리 장치(50)에서는, 상술한 바와 같이 웨이퍼(W)가 열처리실(54)로 반입될 때까지의 동안, 덮개(55)가 처리 레시피의 파라미터를 기초로 하여 개폐 동작을 행함으로써, 열처리실(54)의 축열 온도를 처리 온도(포화 온도)로 유지하고 있으므로, 열처리실(54)로 반입된 웨이퍼(W)는 반입 시점으로부터 처리 온도 하에서 열처리된다.
또한, 선행하는 로트에 있어서의 최후의 웨이퍼(W)가 포스트익스포져베이크 처리되고, 열처리 장치(50)의 열처리실(54)로부터 반출된 후, 후속의 로트에 있어서의 최초의 웨이퍼(W)가 반입될 때까지의 동안, 덮개(55)가 개폐 동작을 행함으로써 열처리실(54)의 축열 온도를 처리 온도(포화 온도)로 유지하고 있다.
그 후, 웨이퍼(W)는 제1 세트(G1) 또는 제2 세트(G2)의 다단 유닛에 속하는 현상 유닛(DEV)으로 반입된다. 이 현상 유닛(DEV) 내에서는 웨이퍼(W) 표면의 레지스트에 현상액이 구석구석까지 공급되어 현상 처리가 실시된다. 이 현상 처리에 의해, 웨이퍼(W) 표면에 형성된 레지스트막이 소정의 회로 패턴에 현상되는 동시에, 웨이퍼(W)의 주변부의 잉여 레지스트막이 제거되고, 또한 웨이퍼(W) 표면에 형성된(실시된) 위치 맞춤 마크의 영역에 부착한 레지스트막이 제거된다. 이와 같이 하여 현상이 종료되면, 웨이퍼(W) 표면에 린스액이 가해져 현상액이 씻겨 내려간다.
현상 공정이 종료되면, 주웨이퍼 반송 기구(21)는 웨이퍼(W)를 현상 유닛(DEV)으로부터 반출하고, 다음에, 제3 세트(G3) 또는 제4 세트(G4)의 다단 유닛 에 속하는 핫플레이트 유닛(HP)으로 반입된다. 이 유닛(HP) 내에서 웨이퍼(W)는, 예를 들어 100 ℃에서 소정 시간 포스트베이크 처리된다. 이에 의해, 현상에서 팽윤된 레지스트가 경화되어 내약품성이 향상된다.
포스트베이크가 종료되면, 주웨이퍼 반송 기구(21)는 웨이퍼(W)를 핫플레이트 유닛(HP)으로부터 반출하고, 다음에 어느 하나의 쿨링 유닛(COL)으로 반입한다. 여기서 웨이퍼(W)가 상온으로 복귀된 후, 주웨이퍼 반송 기구(21)는, 다음에 웨이퍼(W)를 제3 세트(G3)에 속하는 익스텐션 유닛(EXT)으로 이송한다. 이 익스텐션 유닛(EXT)의 적재대(도시하지 않음) 상에 웨이퍼(W)가 적재되면, 카세트 스테이션(10)측의 웨이퍼 반송용 핀셋(4)이 반대측으로부터 액세스하여 웨이퍼(W)를 수취한다. 그리고, 웨이퍼 반송용 핀셋(4)은 수취한 웨이퍼(W)를 카세트 적재대 상의 처리 완료 웨이퍼 수용용 웨이퍼 카세트(1)의 소정의 웨이퍼 수용 홈에 넣고, 웨이퍼 카세트(1) 내에 모든 처리 완료의 웨이퍼(W)가 수납된 후, 덮개 개폐 장치(5)가 작동하여 덮개를 폐쇄하고 처리가 완료된다.
<그 밖의 실시 형태>
또한, 상기 실시 형태에서는 덮개(55)의 개방 시간(To)을 고정치로 하고, 폐쇄 시간(Tc)을 파라미터로 한 경우에 대해 설명하였지만, 개방 시간(To)을 파라미터로 해도 좋다. 개방 시간(To)을 파라미터로 하는 경우에는, 예를 들어 열판(51)의 설정 온도가 120 ℃에 있어서의 30초, 60초, 90초 및 150초인 덮개(55)의 이면 온도를 조사한 바, 도10에 도시한 바와 같은 결과를 얻을 수 있고, 덮개(55)는 30초간 10 ℃의 저하, 즉 0.3 ℃/초가 된다. 이 단위 시간당의 온도(0.3 ℃/초)를, 처리 온도(포화 온도)에 가까워지도록 하여 개방 시간(To)을 설정할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시 형태로서, 온도 검출 수단에 의해 열처리실(54)의 온도를 검출하고, 검출된 온도를 기초로 하여 덮개(55)의 개폐 동작을 행하도록 해도 좋다. 예를 들어, 도11에 도시한 바와 같이 열처리실(54) 내, 구체적으로는 덮개(55)의 이면측에 배치되는 온도 검출 수단인 온도 센서(80)와, 제어 컴퓨터(70)의 제어부(71)를 전기적으로 접속한다. 그리고, 온도 센서(80)에 의해 열처리실(54)[덮개(55)의 이면측]의 온도를 검출하고, 그 검출 신호를 제어 컴퓨터(70)의 제어부(71)로 전달하고, 제어 컴퓨터(70)에 열처리실(54)의 기존의 온도 상태를 인식시키는 동시에, 제어부(71)로부터의 제어 신호를 기초로 하여 승강 실린더(64)를 구동하여 덮개(55)를 개폐 동작시키고, 열처리실(54)의 축열 온도를 처리 온도(포화 온도)로 유지시키도록 해도 좋다.
또한, 도11에 있어서, 그 밖의 부분은 도4에 나타낸 제1 실시 형태와 마찬가지이므로, 동일 부분에는 동일한 부호를 붙여 설명은 생략한다.
또한, 상기 실시 형태에서는 본 발명에 관한 열처리 장치를 포스트익스포져베이크 처리하는 기판 열처리 장치에 적용한 경우에 대해 설명하였지만, 포스트익스포져베이크 처리 이외의 열처리 장치, 예를 들어 포스트베이크 처리하는 열장치에 대해서도 마찬가지로 적용할 수 있어, 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는 본 발명에 관한 기판 열처리 장치를 반도체 웨이퍼의 레지스트 도포ㆍ현상 처리 시스템에 있어서의 열처리 장치에 적용한 경우에 대해 설명하였지만, LCD 글래스 기판의 레지스트 도포ㆍ현상 처리 시스템에 있어서 의 열처리 장치에도 적용할 수 있는 것은 물론이다.
(실시예)
(1) 열판(51)의 설정 온도가 100 ℃이고, 처리 시간이 각각 60초인 경우와, 90초인 경우에 대해, 본 발명에 관한 덮개(55)의 개폐 동작 있음과, 개폐 동작 없음의 경우에 대해, 웨이퍼(W)를 50매 열처리하여 측정한 바, 덮개 이면 평균 온도와 각 웨이퍼(W)의 관계는 도8의 그래프에 나타내는 바와 같은 결과를 얻을 수 있었다.
이 결과, 처리 시간이 60초에 있어서는, 개폐 동작 없음에 있어서의 덮개 이면 온도 범위가 11.6 ℃인 것에 대해 본 발명에 관한 개폐 동작 있음에 있어서의 덮개 이면 온도 범위가 1.8 ℃이고, 약 85 ％의 개선을 도모할 수 있었다. 또한, 처리 시간이 90초에 있어서는, 개폐 동작 없음에 있어서의 덮개 이면 온도 범위가 8.9 ℃인 것에 대해 본 발명에 관한 개폐 동작 있음에 있어서의 덮개 이면 온도 범위가 1.9 ℃이고, 약 79 ％의 개선을 도모할 수 있었다.
(2) 열판(51)의 설정 온도가 140 ℃이고, 처리 시간이 각각 60초인 경우와, 90초인 경우에 대해 본 발명에 관한 덮개(55)의 개폐 동작 있음과, 개폐 동작 없음의 경우에 대해, 웨이퍼(W)를 50매 열처리하여 측정한 바, 덮개 이면 평균 온도와 각 웨이퍼(W)의 관계는 도9의 그래프에 나타내는 바와 같은 결과를 얻을 수 있었다.
이 결과, 처리 시간이 60초에 있어서는 개폐 동작 없음에 있어서의 덮개 이면 온도 범위가 17.4 ℃인 것에 대해 본 발명에 관한 개폐 동작 있음에 있어서의 덮개 이면 온도 범위가 4.1 ℃이고, 약 76 ％의 개선을 도모할 수 있었다. 또한, 처리 시간이 90초에 있어서는, 개폐 동작 없음에 있어서의 덮개 이면 온도 범위가 12.3 ℃인 것에 대해 본 발명에 관한 개폐 동작 있음에 있어서의 덮개 이면 온도 범위가 2.7 ℃이고, 약 78 ％의 개선을 도모할 수 있었다.
본 발명에 따르면, 덮개의 개폐 동작을 행하여 열처리실의 축열 온도를 처리 온도로 유지함으로써, 별도로 온도 제어 장치 등을 설치하지 않고, 피처리 기판의 처리 전에 열처리실의 온도를 처리 온도로 유지할 수 있고, 열처리실 내로 반입된 피처리 기판을 반입 시로부터 일정한 처리 온도에서 처리할 수 있다. 따라서, 처리 정밀도의 균일화를 도모할 수 있는 동시에, 제품 수율의 향상을 도모할 수 있다.

Claims (15)

  1. 열처리실 내에 열판이 설치되고, 덮개의 개폐 동작에 의해 상기 열처리실의 개폐를 행하는 것이 가능한 열처리 장치를 이용하여 피처리 기판에 열처리를 실시하는 열처리 방법이며,
    상기 덮개의 개폐 동작을 행함으로써 상기 열처리실 내의 온도를 소정의 온도로 유지하는 공정과,
    상기 열처리실로 상기 피처리 기판을 반입하는 공정과,
    상기 열처리실로 반입된 상기 피처리 기판에, 상기 열판에 의해 열처리를 실시하는 공정을 구비한 열처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 덮개의 개폐 동작은 상기 덮개를 복수회 개폐시키는 것을 포함하는 열처리 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 소정의 온도는 상기 열처리의 처리 온도를 기초로 하여 설정되는 열처리 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 덮개의 개폐 동작에 있어서의 상기 덮개의 개방 시간 및 폐쇄 시간 중 적어도 한쪽의 시간은, 상기 덮개의 개방 시간과 폐쇄 시간의 비와 상기 열처리실 내의 온도와의 관계를 나타내는 곡선과, 상기 열처리의 처리 온도를 기초로 하여 설정되는 열처리 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 덮개의 개폐 동작에 있어서의 상기 덮개의 개방 시간 및 폐쇄 시간 중 적어도 한쪽의 시간은 상기 덮개의 개방 시간과 폐쇄 시간의 비와 상기 열처리실 내의 온도와의 관계를 나타내는 곡선과, 상기 열처리의 처리 온도와, 상기 피처리 기판을 상기 열처리실로 반송하는 반송부의 상태를 기초로 하여 설정되는 열처리 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 복수의 상기 피처리 기판에 열처리가 실시되고,
    복수의 상기 피처리 기판의 처리 온도가 변경되는 경우에, 당해 온도 변화 폭을 기초로 하여 상기 덮개의 개폐 동작을 개시할 때까지의 대기 시간이 설정되는 열처리 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열판의 온도를 검지하는 공정을 더 구비하고,
    검지된 상기 열판의 온도를 기초로 하여 상기 덮개의 개폐 동작이 제어되는 열처리 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열처리실의 온도를 검지하는 공정을 더 구비하고,
    검지된 상기 열처리실의 온도를 기초로 하여 상기 덮개의 개폐 동작이 제어되는 열처리 방법.
  9. 컴퓨터상에서 동작하는 프로그램이 기록된 기록 매체이며,
    제1항 또는 제2항에 기재된 열처리 방법이 행해지도록 상기 컴퓨터에 상기 덮개의 개폐 동작을 제어시키도록 구성된 프로그램이 기록된 기록 매체.
  10. 피처리 기판에 열처리를 실시하는 열처리 장치이며,
    상기 피처리 기판을 가열하는 열판과,
    상기 개구부를 갖고, 상기 열판의 외주 및 하부를 포위하는 케이스와,
    상방 상방 개구부를 덮고, 상기 케이스와 함께 상기 열판 및 상기 피처리 기판을 수납하는 열처리실을 구성하는 덮개와,
    상기 케이스에 대해 상기 덮개를 개폐하는 개폐 구동부와,
    상기 개폐 구동부에 의한 상기 덮개의 개폐 동작을 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는 상기 덮개의 개폐 동작에 의해 상기 열처리실 내의 온도를 소정의 온도로 유지하도록 상기 개폐 구동부를 제어하는 열처리 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제어부는 상기 덮개를 복수회 개폐시키도록 상기 개폐 구동부를 제어하는 열처리 장치.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 제어부는 상기 열처리의 처리 온도를 기초로 하여 상기 소정의 온도를 설정하는 열처리 장치.
  13. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 제어부는 상기 덮개의 개방 시간과 폐쇄 시간의 비와 상기 열처리실 내의 온도와의 관계를 나타내는 곡선과, 상기 열처리의 처리 온도를 기초로 하여 상기 덮개의 개폐 동작에 있어서의 상기 덮개의 개방 시간 및 폐쇄 시간 중 적어도 한쪽의 시간을 설정하는 열처리 장치.
  14. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 제어부는 상기 덮개의 개방 시간과 폐쇄 시간의 비와 상기 열처리실 내의 온도와의 관계를 나타내는 곡선과, 상기 열처리의 처리 온도와, 상기 피처리 기판을 상기 열처리실로 반송하는 반송부의 상태를 기초로 하여 상기 덮개의 개폐 동작에 있어서의 상기 덮개의 개방 시간 및 폐쇄 시간 중 적어도 한쪽의 시간을 설정하는 열처리 장치.
  15. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 열판의 온도를 검지하는 온도 검지부를 더 구비하고,
    상기 제어부는 상기 온도 검지부에 의해 검지된 상기 열판의 온도를 기초로 하여 상기 개폐 구동부를 제어하는 열처리 장치.
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