TWI389212B

TWI389212B - 熱處理裝置、熱處理方法及記憶媒體

Info

Publication number: TWI389212B
Application number: TW97136833A
Authority: TW
Inventors: Yuichi Sakai; Kiyomitsu Yamaguchi
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2007-10-12
Filing date: 2008-09-25
Publication date: 2013-03-11
Also published as: JP5029535B2; CN101556905B; CN101556905A; JP2009111343A; TW200929370A

Description

熱處理裝置，熱處理方法及記憶媒體

本發明係關於將基板載置於加熱板上以加熱處理基板之熱處理裝置、熱處理方法及記憶有實施此方法之程式之記憶媒體。

於對基板進行液體處理之系統，例如用以塗布.顯影光阻膜之塗布.顯影裝置中，組裝有用以將基板載置於加熱板上，在此加熱板上加熱基板之熱處理裝置。此熱處理裝置中可處理塗布有各種種類之光阻膜之基板，故可因應光阻膜之種類選定適當之加熱溫度或處理時間等加熱處理條件。

因此，上述熱處理裝置中例如在某批次基板之加熱處理結束後，後續批次之基板加熱溫度與前一批次之基板加熱溫度不同時，可變更加熱板溫度，俾使其達到適合此後續批次基板之加熱溫度。例如適合後續批次基板之加熱溫度高於前一批次基板之加熱溫度時，可提高設於加熱板中之加熱器之輸出。另一方面，適合後續批次基板之加熱溫度低於前一批次基板之加熱溫度時，可冷卻加熱板。

如此冷卻加熱板之方法中已知有一方法，例如專利文獻1及專利文獻2所記載，藉由使加熱板背面接觸液體等流體以作為冷媒，在此冷媒與加熱板之間進行熱交換，以冷卻加熱板。如此方法中，係將冷媒流路加以區隔，使冷媒循環於加熱板背面區域與用以冷卻此冷媒之冷卻機構之間，以避免冷媒繞流到熱板表面側而污染該熱板表面。

此加熱板係使用強度高之材料例如氮化鋁(AlN)等，因此其厚度較薄地設定為例如約3mm。如此材料強度雖強，但反過來說材料費高，且加工費亦高。在此，最近有人檢討不使用此材料而代之以材料費或加工費廉價之金屬材例如鋁(Al)之可能性。然而鋁相較於上述氮化鋁其強度小，故為保持強度需將其增厚至不發生變形之厚度。另一方面，若增厚加熱板會增加熱容量，導致上述切換批次時需長時間冷卻而降低處理量。

又，雖有人認為即使如上述增厚加熱板，亦可藉由增加對加熱板背面供給之冷媒流量使冷卻時間即使不延長亦可冷卻加熱板，但在上述塗布‧顯影裝置中係設定為冷媒流量盡量少即可，因此係配合冷媒流量選定例如用以壓縮冷卻氣體之壓縮機或用以供給冷卻水之加壓泵或是急冷器等冷卻裝置為小型者。因此，若欲增加冷媒流量即需變更裝置之設計，亦即需變更冷卻裝置為大型者，因此縮短冷卻時間非常困難。

另一方面，業界對為了減少為供給冷媒所需之電能或是更小型化上述冷卻裝置，在不增加加熱板冷卻時間之情形下減少自上述冷卻裝置所供給之冷媒流量之發明期盼甚殷。

且如上述，冷卻加熱板後會馬上加熱處理後續批次，故需橫跨面內均等冷卻加熱板。為此需將例如供給冷媒之噴嘴設置於加熱板多數處，且亦需連接此噴嘴之配管，故亦有使用構件個數增加而導致裝置大型化或成本提高之課題。

[專利文獻1]日本特開平10-284382((0012)、圖1)

[專利文獻2]日本特開2001-52985((0013)、(0031))

鑒於如此情事，本發明之目的在於提供一種技術，當將基板載置於加熱板上以加熱處理基板時，例如切換批次等冷卻加熱板時，即使冷卻氣體流量少亦可迅速冷卻加熱板。

本發明之熱處理裝置係用於對基板進行加熱處理，其特徵在於包含：加熱板，載置基板並設有加熱機構；氣體噴吐孔，為在該加熱板下表面使冷卻該加熱板之冷卻氣體自該加熱板外側朝內側流通，而沿該加熱板之周向複數設置；整流板，為限制在該加熱板下方之該冷卻氣體之氣流而設置成於該加熱板下方接近該加熱板並與其對向，並在中央部形成有氣體排出口；及外部氣體導入口，於該加熱板之外端部沿周向設置，用於藉由因該冷卻氣體流通而產生之負壓將外部環境氣體導入該加熱板與該整流板之間。

該熱處理裝置宜包含：管狀構件，於該加熱板之下方側沿該加熱板之周向形成為環狀；及冷卻氣體供給路，對該管狀構件供給冷卻氣體；且在該管狀構件之內周側開設有該氣體噴吐孔。

該管狀構件，宜為在與該加熱板下表面之間，隔著為該外部氣體導入口之間隙設置。

且該熱處理裝置，宜：包含複數之冷卻噴嘴，在該加熱板之下方側該前端部沿該加熱板之周向隔著間隔而設置，該氣體噴吐孔係形成於該冷卻噴嘴前端部之氣體噴吐孔。

宜使該冷卻噴嘴將整流板自下表面側朝上表面側貫通而設置。

該加熱板與該整流板之間之間隔，宜在15mm以下，8mm以下則更佳。

該氣體噴吐孔宜朝斜上方，俾使冷卻氣體衝擊該加熱板下表面。

本發明之熱處理方法，係對基板進行加熱處理，其特徵在於包含以下步驟：將基板載置於加熱板上以加熱該基板；接著在該加熱板下表面使冷卻該加熱板之冷卻氣體由沿該加熱板之周向多數設置之氣體噴吐孔開始自該加熱板外側朝內側流通，藉此在該加熱板外端部之下表面側產生負壓；以該負壓自沿周向設置於該加熱板外緣部之外部氣體導入口，將外部環境氣體導入該加熱板與設於該加熱板下方之整流板之間，以使該環境氣體與該冷卻氣體一齊流通，藉此冷卻該加熱板；及將該冷卻氣體與自外部導入之該環境氣體自形成於該整流板中央部之氣體排出口朝下方側排出。

產生該負壓之步驟係宜為令冷卻氣體朝斜上方流通，使該冷卻氣體衝擊該加熱板下表面而。

本發明之記憶媒體可儲存有電腦程式，其特徵在於：該電腦程式中包含有實施上述熱處理方法的步驟。

本發明中，當在熱處理裝置之加熱板上載置基板以加熱處理基板時，其中例如為切換批次等而冷卻加熱板時，藉由在加熱板下表面使冷卻該加熱板之冷卻氣體，由沿此加熱板之周向多數設置之氣體噴吐孔，自該加熱板外側朝內側流通而在加熱板外端部之側方位置產生負壓，以此負壓將外部環境氣體導入加熱板下方而使其與該冷卻氣體一齊流通。因此，即使自氣體噴吐孔所供給之冷卻氣體流量少，亦可迅速冷卻加熱板。

實施發明之最佳形態

作為本發明熱處理裝置之一例，參照圖1～圖6說明關於適用於用以在基板例如半導體晶圓(以下稱「晶圓」)W表面上形成塗布膜例如光阻膜之塗布.顯影裝置之熱處理裝置2。

熱處理裝置2藉由例如鋁所構成之殼體4包圍，在此殼體4內區隔為：藉由底面7加熱處理晶圓W之上方區域4a，與收納有使晶圓W昇降之驅動機構之下方區域4b。若為求方便說明而以圖1中之左側(Y軸正方向)為前方，即可稱上方區域4a中自前方側起依下列順序設置有冷卻臂5、加熱模組6及收納有一部分排氣系零件之收納室9。於此殼體4側壁44之前方側形成有用以在冷卻臂5與後述之主要輸送機構25之間傳遞晶圓W之開口部45，構成此開口部45為可藉由未圖示之遮擋構件等開閉。且為了冷卻加熱模組6周圍之環境氣體，於此加熱模組6側方位置之上側壁44兩側，並排埋設有例如4條冷媒上下流通之冷媒流路40，經調整溫度之冷卻水自設於例如後述之擱板單元U最下層之未圖示之收納部流通於此冷媒流路40內而構成。

冷卻臂5由用以載置晶圓W之板狀支持板52，與於此支持板52下表面之前方側固持此支持板52之腳部51所構成。藉由腳部51順著形成於底面7之導件46沿殼體41之縱長方向滑動，此冷卻臂5可移動於係開口部45側方位置之在與上述主要輸送機構25之間傳遞晶圓W之位置以及在與加熱模組6之間傳遞晶圓W之處理位置之間而構成。且為初步冷卻(初步散熱)被加熱之晶圓W，於支持板52下表面側設有用以使例如溫度調節用之溫度調節媒體例如純水流通之未圖示之溫度調節流路。

如圖2所示，為了使冷卻臂5上之晶圓W昇降，於下方區域4b中上述開口部45之側方位置與處理位置分別設有連接昇降機構49a、49b之支持銷47a、47b，於支持板52則形成有此等支持銷47a、47b貫通之狹縫53。於底面7則形成有供支持銷47a伸出沒入之孔部48。又，支持銷47b則透過形成於底面7之後述第1氣體排出口88伸出沒入。

亦如圖3所示，於加熱模組6側方位置之下方區域4b兩側，設有沿殼體41縱長方向延伸之排氣路104、104，俾使接近側壁44。此排氣管104透過收納室9連接構成例如擱板單元U之各段單元中所共用之共用排氣路26，配置成可將此下方區域4b之環境氣體自形成於排氣管104、104彼此相互對向之面之多數抽吸孔103排出。

接著說明關於加熱模組6。如上述圖1所示，加熱模組6由用以加熱晶圓W之加熱單元61，與形成為下表面側開口並可自上方側包覆此加熱單元61周圍之大致呈杯型之蓋體62，所構成。藉由未圖示之昇降機構，此蓋體62構成為可昇降於用以在加熱單元61與冷卻臂5之間傳遞晶圓W之上方位置，以及包圍加熱單元61周圍且將設於此蓋體62下表面邊緣之未圖示之密封構件與底面7氣密式接合以氣密式保持晶圓W周圍之環境氣體之下方位置之間。

蓋體62之頂棚部透過給氣管66連接氣體供給源65，構成為可自形成於例如蓋體62之頂棚部中央之開口部67對加熱單元61上之晶圓W供給例如空氣或氮氣等。且於蓋體62側壁內側，處於下方位置時面對晶圓W側面之位置，形成有例如橫跨全周多數之孔部68。此孔部68透過設於蓋體62側壁內之排氣流路69及設置於蓋體62上表面之捕集部71而連接排氣路70，構成為可使自氣體供給源65所供給之上述空氣或氮氣及自晶圓W產生之揮發性物質等排氣。此捕集部71內設有例如未圖示之過濾器等，構成為可捕集上述揮發性物質等。排氣路70之下游側，透過收納室9內例如未圖示之流量調節機構等，連接有上述共用排氣路26。

其次，參照圖4～圖6說明關於加熱單元61。此加熱單元61自下側依下列順序堆疊有支持環80、底板81、整流板82、係管狀構件之降溫吹掃環83及係加熱板之面板84而構成。此面板84由相對較廉價且易於加工之金屬所構成，例如鋁、不銹鋼、銅合金等。

支持環80為於中心部形成有直徑為例如100mm之第2氣體排出口85之圓板狀，於其邊緣部橫跨周向形成有朝上側延伸而上，高度為例如40mm之豎立壁86。此支持環80之外徑形成為較晶圓W之外徑各單側分別大例如20mm。於此支持環80之底面，設有貫通該底面並自上述底面7垂直延伸至豎立壁86之高度位置例如約一半之支持軸87，藉由此支持軸87支持環80由底面7所支持。且如圖5所示，於上述底面7形成有與此第2氣體排出口85幾乎同徑之第1氣體排出口88之開口，俾使對應此支持環80之第2氣體排出口85之位置。

於此支持環80之支持軸87上，外徑較支持環80例如各單側分別小7mm之底板81受到支持，以使得收納於此支持環80內。於此底板81中央部，形成有較上述第2氣體排出口85大徑之例如直徑為140mm之第3氣體排出口89，藉由自該第3氣體排出口89中央部朝外側等間隔延伸之例如3條橋部90，區隔為3個同形之扇形。於較第3氣體排出口89更外側，自第3氣體排出口89中心部朝半徑方向恰離開相同距離之位置，分別設有例如高度為例如15mm之圓柱狀支持構件91。且於此底板81外緣沿周向等間隔設有沿該底板81外周朝上方延伸之例如高度為25mm之熱板支持部92例如3處。

於上述支持構件91上方設置有上述整流板82。於此整流板82中央部形成有與上述第2氣體排出口85幾乎同徑或是稍微小徑之第4氣體排出口93之開口。

於此整流板82上表面之外周緣，將上述管狀降溫吹掃環83設置成與該整流板82外緣同心。如圖5及圖6所示，於此降溫吹掃環83內部橫跨周向形成有中空之氣體流路83a。透過形成於支持環80、底板81及整流板82之孔部94，此降溫吹掃環83之下側連接自支持環80下方延伸之冷卻氣體供給路95之一端側，俾使連通氣體流路83a，此冷卻氣體供給路95之另一端側則連接冷卻氣體源100。且於降溫吹掃環83之內周側(第4氣體排出口93側)橫跨周向形成有多數個例如12個氣體噴吐孔96，俾使連通上述氣體流路83a。此氣體噴吐孔96與水平面之間之角度θ於各氣體噴吐孔96分別一致，且此角度θ朝上方稍微傾斜約例如20°～35°。又，關於此角度θ，多數個氣體噴吐孔96中各角度θ亦可分別不一致。

於熱板支持部92上，透過例如緩衝材等承受構件97支持上述面板84之周緣部，藉由螺釘等固定構件98固定此面板84於底板81。此時，將面板84下表面與降溫吹掃環83上表面之間間隙之間隙L，設為例如1.5mm～4mm，成為後述外部氣體導入口之一部分。此間隙L於降溫吹掃環83與晶圓W背面之間形成環狀間隙，只要是流入冷卻氣體流通區域G之氣流可自該間隙橫跨周向均等流入之間隙即可。

由面板84下表面與整流板82上表面所形成之薄的圓板狀區域，成為冷卻氣體流通之冷卻氣體流通區域G。此冷卻氣體流通區域G高度設定在例如15mm以下，8mm以下則更佳。

面板84係用以載置晶圓W之例如厚度為10mm之板狀平板，於此面板84表面沿例如周向等間隔設有係用以限制晶圓W朝水平方向移動之突起之導件99，例如6處，俾使將晶圓W載置於此面板84上時晶圓W不因介在於晶圓W與此面板84之間之空氣而橫向滑動。如圖5所示，於此面板84下表面呈同心圓狀設有係用以加熱晶圓W之環狀加熱機構之加熱器101例如4周。且於此面板84內設有用以例如於中央部透過面板84上表面溫度，檢測晶圓W背面溫度之溫度檢測部12，此溫度檢測部12連接測定部13。此測定部13連接後述之控制部10，構成為可將面板84表面溫度傳達至控制部10。

如圖5及圖6所示，於上述支持環80內部收納有底板81、整流板82及降溫吹掃環83，面板84自支持環80豎立壁86之上端緣露出。此時，於支持環80上端緣內周側與面板84外緣之間，形成作為環狀開口部D之例如2.5mm之間隙，此開口部D成為外部氣體導入口之一部分。又，為了使支持環80內易於觀察，圖4中將該支持環80之一部分切開而加以描繪。且同圖中雖將面板84描繪為圓板狀，但實際上係如圖5及圖6所示，此面板84形成為上端面較下端面稍微大例如約5mm，其直徑自上端面朝下端面逐漸縮小。又，於面板84形成有供上述支持銷47b伸出沒入之小孔102。且此支持銷47b係透過分別形成於底面7、支持環80、底板81及整流板82之氣體排出口88、85、89、93昇降。

如上述圖2所示，熱處理裝置2連接例如由電腦所構成之控制部10，收納有用以加熱處理晶圓W或是冷卻面板84之程式或CPU、記憶體等。將此程式收納於記憶媒體例如硬碟、光碟、磁光碟或記憶卡等記憶部11中，並安裝於控制部10中。

其次說明關於上述熱處理裝置2中之作用。首先一旦開啟未圖示之遮擋構件，即藉由主要輸送機構25A(25B)透過開口部45將後述塗布單元COT中於表面塗布有光阻液之晶圓W輸送至殼體41內。將晶圓W輸送至冷卻臂5上方後，即藉由支持銷47a將晶圓W載置於冷卻臂5上。又，冷卻臂5一旦移動至處理位置，即藉由加熱模組6下方之支持銷47b，使晶圓W由導件99限制位置並同時載置於設定溫度以使晶圓W加熱溫度達到例如120℃之面板84上。此時，面板84昇溫至例如120℃，且關於底板81亦藉由來自加熱器101或面板84之導熱將其昇溫至加熱溫度附近。

接著使蓋體62下降，使晶圓W周圍密閉，以既定流量自氣體供給源65供給既定氣體例如空氣並自孔部68使晶圓W周圍環境氣體排氣。又，在既定時間內保持此狀態以加熱處理晶圓W。其後，使蓋體62上昇，以與送入晶圓W時為相反之通路，將晶圓W遞送予冷卻臂5，在此冷卻臂5上以既定時間將其冷卻再藉由主要輸送機構25A(25B)將其自殼體41送出。其後，關於既定片數之例如同一批次之晶圓W亦同樣地進行加熱處理。

又，以下說明關於對此批次晶圓W之加熱處理結束，接著對後續批次晶圓W進行加熱處理之情形。於此後續批次晶圓W之表面，塗布有例如適當之加熱溫度較塗布於上述前一批次晶圓W之表面之光阻液例如低10℃之光阻液。

此時，面板84已昇溫至係前一晶圓W之加熱溫度之例如120℃，故在對此後續批次晶圓W加熱處理前使面板84以如下方式降溫。

首先，設定加熱器101之輸出，俾使此面板84之設定溫度成為後續批次晶圓W之加熱溫度。又，透過上述冷卻氣體供給路95自冷卻氣體源100以既定流量例如120公升/min對降溫吹掃環83供給例如空氣或是氮氣等冷卻氣體。使此冷卻氣體沿周向迅速在降溫吹掃環83內氣體流路83a中流通，將其自橫跨周向形成之多數氣體噴吐孔96對冷卻氣體流通區域G朝降溫吹掃環83中心強力吹出。因氣體噴吐孔96朝上側傾斜，因此冷卻氣體會衝擊面板84下表面，受到整流板82限制並同時沿該面板84下表面自外周側朝內周側流動於冷卻氣體流通區域G，自形成於整流板82中央之第4氣體排出口93朝下側流通。又，此冷卻氣體會透過第3氣體排出口89、第2氣體排出口85及第1氣體排出口88流通至上述下方區域4b，於此下方區域4b透過排氣管104朝共用排氣路26排氣。

此時，如上述，在面板84與降溫吹掃環83之間，以環狀形成有係些微間隙之間隙L，故可藉由上述冷卻氣體之流動，以此間隙L如所謂噴射器或吸引器般產生龐大之負壓。為此，如圖7所示，橫跨周向並均等地使較上述冷卻氣體之流量流量大之例如5倍以上流量之外部環境氣體，自面板84外端面與支持環80上端面之間之環狀開口部D，透過間隙L流入此冷卻氣體流通區域G。因如上述已使蓋體62上昇，故此外部環境氣體係例如圖8所示，為自開口部45或收納室9之上方空間等流入，保持於常溫之後述塗布‧顯影裝置內之例如潔淨之大氣。

因此，由於大量大氣與上述冷卻氣體一齊流動於冷卻氣體流通區域G中，面板84及底板81急速冷卻。此時，冷卻氣體及大氣於冷卻氣體流通區域G中自外周側朝內周側流通，故面板84橫跨面內均一受到冷卻。又，冷卻面板84至例如晶圓W之加熱溫度，停止供給冷卻氣體。接著，如上述，對此後續批次晶圓W同樣進行加熱處理。

依上述實施形態，當冷卻面板84時，在面板84與降溫吹掃環83之間設置間隙L，並使冷卻氣體自降溫吹掃環83朝內周側流通至冷卻氣體流通區域G，藉此將加熱單元61外部之環境氣體導入該冷卻氣體流通區域G。因此，在例如批次之間降低晶圓W加熱溫度時，即使自此降溫吹掃環83供給之冷卻氣體流量少，亦可迅速冷卻面板84。因此，可縮短至面板84降溫為止之等待時間，提昇處理量。

換言之，若欲自上述冷卻氣體源100供給與上述冷卻氣體及自外部導入之大氣之流量相同流量之冷卻氣體，即需極為大型之冷卻氣體源100之冷卻裝置例如壓縮機等，伴隨此用以供給冷卻氣體之電力亦會增加，而藉由如上述自外部導入大氣，可以說即可實現簡化設備或減少消耗電力。

且於冷卻氣體流通區域G自外側朝內側供給冷卻氣體時，降溫吹掃環83為環狀，故可自1條冷卻氣體供給路95朝多數氣體噴吐孔96供給冷卻氣體，相較於設置例如多數噴嘴之情形，減少了冷卻氣體配管等所需要的零件件數，可在面板84面內均一進行冷卻。

且令氣體噴吐孔96傾斜，俾使流通於冷卻氣體流通區域G之冷卻氣體衝擊面板84下表面，故關於與此冷卻氣體一齊流動之自外部導入之大氣亦衝擊面板84下表面，故可迅速冷卻此面板84。

在此，使用熱流體解析軟體，就冷卻氣體流量與自開口部D導入冷卻氣體流通區域G內之大氣流量，說明關於解析之結果。如圖9所示得知，藉由如上述自降溫吹掃環83供給冷卻氣體，來自外部之導入流量大於冷卻氣體流量例如5倍以上。

又，於上述冷卻氣體流通區域G形成有連通面板84上方之小孔102之開口，而連通下側之第4氣體排出口93之面積大於此小孔102之開口面積，故冷卻氣體之幾乎全量會流向下方區域4b。

且本發明並不限定於使降溫吹掃環83形成環狀，即使係如上述設有多數噴嘴與配管之構成，只要是在冷卻氣體流通區域G中形成自外周朝內周之氣流，而於上述間隙L產生負壓之構成即可。且以本發明使用強度小而增厚，因此熱容量增大之上述金屬所構成之面板84冷卻，而藉此獲得大的效果，但亦可應用熱容量小之材料例如氮化鋁所構成之面板84。

且如此，於冷卻氣體流通區域G形成自外側朝內側之氣流之方法，亦可為例如以下圖10及圖11所示之構成。此構成中，降溫吹掃環83配置於整流板82之下方。此降溫吹掃環83雖與上述例相同而為管狀，但縱剖面形狀大致呈方形，上表面側橫跨周向水平形成開口而為開口部111。透過未圖示之密封材等將整流板82密接於降溫吹掃環83之上表面，俾使此開口部111密閉，於整流板82之周緣部，則形成有多數冷卻氣體噴吐孔112，俾使連通此開口部111。如圖11所示，此冷卻氣體噴吐孔112係朝整流板82之內周側傾斜地朝向斜上方。降溫吹掃環83之下方側同樣連接冷卻氣體供給路95。此例中，降溫吹掃環83下端面與整流板82上表面之距離相當於上述間隙L，此間隙L設定為例如3mm。

此例中，一旦自冷卻氣體源100透過冷卻氣體供給路95對降溫吹掃環83供給冷卻氣體，冷卻氣體即會沿周向迅速流通，而自此冷卻氣體噴吐孔112對冷卻氣體流通區域G供給冷卻氣體。此冷卻氣體噴吐孔112如上述傾斜地朝向斜上方，故與上述例相同，此冷卻氣體會自外側朝內側流動。因此，於間隙L中會產生大的負壓而與上述例相同將外部環境氣體導入此冷卻氣體流通區域G。以如此構成亦可獲得與上述例相同之效果。又，此圖10及圖11中關於與上述例相同構成之構件會賦予相同符號。

且顯示本發明另一實施形態於圖14及圖15。此實施形態中，於前述之底板81上表面沿周向等間隔以豎立之型態設有複數個例如8個冷卻噴嘴121。對應此等冷卻噴嘴121之位置，整流板82形成有8個貫通孔122，冷卻噴嘴121之前端部分別透過對應之貫通孔122突出於整流板82上。該冷卻噴嘴121之前端面123朝整流板82之中心側向上傾斜而形成傾斜面124。例如，自水平面朝上方形成角度θ例如約20°～35°之此傾斜面124，於此傾斜面124開設複數氣體噴吐孔125。

且如圖15所示，於各冷卻噴嘴121中整流板82下方側部位之側周面，透過未圖示之接頭以任意離合之方式連接有成為冷卻氣體供給路之配管126之一端。各配管126向下彎曲並通過第3氣體排出口89、第2氣體排出口85及第1氣體排出口88內朝下方延伸，其基端側連接於冷卻氣體源100。藉由如此等間隔設置分別的8個冷卻噴嘴121，解決了因上述降溫吹掃環83之配管部而使外部氣體之流入受到妨礙之問題，而成為更多之外部氣體可透過開口部D流入冷卻氣體流通區域G之構成。又，圖14及圖15中關於與上述例相同構成之構件賦予相同符號。

接著簡單說明此實施形態之作用、效果。一旦自該冷卻氣體源100分別透過冷卻氣體供給路(配管)95朝對應之冷卻噴嘴121供給冷卻氣體，此冷卻氣體即透過冷卻噴嘴121之噴吐孔125朝上方傾斜流出而流向冷卻氣體流通區域G。此冷卻氣體自周向之8處呈放射線狀流入整流板82之中心部，藉此上述間隙L成負壓而將外部環境氣體導入冷卻氣體流通區域G。其結果，加熱板急速被冷卻而可獲得與前一實施形態相同之效果。又，作為流出冷卻氣體之構件，因使用沿整流板82之周向隔著間隔排列之8個冷卻噴嘴121，故相較於橫跨前述全周之降溫吹掃環83之構成，妨礙該冷卻噴嘴121導入來自外部之氣體者少。因此，更多之氣體被導入冷卻氣體流通區域G，故可獲得更高之冷卻效果。冷卻噴嘴之設置數並不限於8個。且當然亦可在當該冷卻噴嘴121之前端部位於整流板82上時，自整流板82外周之外側將冷卻噴嘴121導入該整流板82之表面上。

其次說明關於應用上述熱處理裝置2之塗布‧顯影裝置。在圖12及圖13所示之塗布‧顯影裝置中，用以將收納於基板匣盒C內之例如13片晶圓W送入出之匣盒載置部S1內設有：可載置複數個基板匣盒C之載置台21、設於此載置台21後方側(圖中X方向)壁面之開閉部22及用以透過開閉部22在與基板匣盒C之間傳遞晶圓W之傳遞機構23。且匣盒載置部S1後方側連接由殼體24包圍周圍之處理部S2，此處理部S2中自前方側依序交互設有：將包含上述熱處理裝置2之加熱‧冷卻系單元加以多段化之擱板單元U1、U2、U3與在包含後述之塗布‧顯影單元之各處理單元之間傳遞晶圓W之主要輸送機構25A、25B。亦即，擱板單元U1、U2、U3及主要輸送機構25A、25B自匣盒載置部S1側沿X方向排列成前後一列，於各連接部位分別形成有未圖示之晶圓輸送用開口部，使晶圓W可在處理部S2內自一端側之擱板單元U1自由移動至另一端側之擱板單元U3。

且主要輸送機構25A、25B配置於由配置於兩側之擱板單元U1、U2、U3側之一面部、後述之右側(Y軸正側)液體處理單元U4、U5側之一面部及殼體24之背面部所包圍之空間內。於液體處理單元U4、U5之兩側面，設有具備處理液溫度調節裝置或溫濕度調節用導管等溫濕度調整單元27、28。液體處理單元U4、U5係在為例如塗布液(光阻液)或顯影液之藥液供給用區域之收納部29上堆疊有複數段例如5段塗布單元COT、顯影單元DEV及抗反射膜形成單元BARC等之構成。且上述擱板單元U1、U2、U3中堆疊有複數段例如10段用以進行由液體處理單元U4、U5所進行之處理之前處理及後處理之各種單元。處理部S2中擱板單元U3之內側透過例如第1輸送室31及第2輸送室32所構成之介面部S3連接曝光部S4。於介面部S3內部除用以在處理部S2與曝光部S4之間傳遞晶圓W之二傳遞機構33、34外，尚設有擱板單元U6及緩衝匣盒C0。

顯示關於此塗布‧顯影裝置中晶圓移動過程之一例，即首先自外部將收納晶圓W之基板匣盒C載置於載置台21，與開閉部22同時打開基板匣盒C之蓋體以藉由傳遞機構23取出晶圓W。又，透過為擱板單元U1之一段之未圖示之傳遞單元，將晶圓W遞送予主要輸送機構25A，於擱板單元U1～U3內任一之擱板進行塗布處理之前處理中例如疏水化處理或冷卻處理等，然後於塗布單元COT塗布光阻液。又，藉由係擱板單元U1～U3中任一之擱板之熱處理裝置2加熱晶圓W，且在將其冷卻之後經由擱板單元U3之傳遞單元將其送入介面部S3。於此介面部S3將晶圓W自例如傳遞機構33透過擱板單元U6及傳遞機構34輸送至曝光部S4，以進行曝光。曝光後將晶圓W以相反之通路輸送至主要輸送機構25A，藉由顯影單元DEV將其顯影並形成光阻遮罩。其後使晶圓W回到載置台21上原來之基板匣盒C。

BARC．．．抗反射膜形成單元

C0．．．緩衝匣盒

COT．．．塗布單元

C．．．基板匣盒

DEV．．．顯影單元

D．．．開口部

G．．．冷卻氣體流通區域

L．．．間隙

S1．．．匣盒載置部

S2．．．處理部

S3．．．介面部

S4．．．曝光部

U、U1、U2、U3、U6．．．擱板單元

U4、U5．．．液體處理單元

W．．．半導體晶圓(晶圓)

θ．．．角度

2．．．熱處理裝置

4、24、41．．．殼體

4a．．．上方區域

4b．．．下方區域

5．．．冷卻臂

6．．．加熱模組

7．．．底面

9．．．收納室

10．．．控制部

11．．．記憶部

12．．．溫度檢測部

13．．．測定部

20．．．塗布‧顯影裝置

21．．．載置台

22．．．開閉部

23、33、34．．．傳遞機構

25、25A(25B)．．．主要輸送機構

26．．．共用排氣路

27、28．．．溫濕度調整單元

29．．．收納部

31．．．第1輸送室

32．．．第2輸送室

40．．．冷媒流路

44．．．側壁

45．．．開口部

46．．．導件

47a、47b．．．支持銷

48、68、94．．．孔部

49a、49b．．．昇降機構

51．．．腳部

52．．．支持板

53．．．狹縫

61．．．加熱單元

62．．．蓋體

65．．．氣體供給源

66．．．給氣管

67．．．開口部

69．．．排氣流路

70．．．排氣路

71．．．捕集部

80．．．支持環

81．．．底板

82．．．整流板

83．．．降溫吹掃環

83a．．．氣體流路

84．．．面板

85．．．第2氣體排出口(氣體排出口)

86．．．豎立壁

87．．．支持軸

88．．．第1氣體排出口(氣體排出口)

89．．．第3氣體排出口(氣體排出口)

90．．．橋部

91．．．支持構件

92．．．熱板支持部

93．．．第4氣體排出口(氣體排出口)

95．．．冷卻氣體供給路(配管)

96．．．氣體噴吐孔

97．．．承受構件

98．．．固定構件

99．．．導件

100．．．冷卻氣體源

101．．．加熱器

102．．．小孔

103．．．抽吸孔

104．．．排氣路(排氣管)

111．．．開口部

112．．．冷卻氣體噴吐孔

121．．．冷卻噴嘴

122．．．貫通孔

123．．．前端面

124．．．傾斜面

125．．．氣體噴吐孔(噴吐孔)

126．．．配管

圖1係顯示本發明熱處理裝置一例之立體圖。

圖2係顯示上述熱處理裝置之縱剖面圖。

圖3係顯示上述熱處理裝置之俯視圖。

圖4係顯示上述熱處理裝置中加熱單元之分解立體圖。

圖5係顯示上述加熱單元之縱剖面圖。

圖6係顯示上述加熱單元之縱剖面圖。

圖7係顯示上述加熱單元中冷卻氣體移動過程之示意圖。

圖8係顯示上述熱處理裝置內大氣移動過程之示意圖。

圖9係顯示上述熱處理裝置中冷卻氣體流量與自外部導入之大氣流量之相關關係之特性圖。

圖10係顯示上述加熱單元一例之分解立體圖。

圖11係顯示上述加熱單元之縱剖面圖。

圖12係顯示應用上述熱處理裝置之塗布‧顯影裝置一例之立體圖。

圖13係顯示上述塗布‧顯影裝置之俯視圖。

圖14係顯示上述加熱單元一例之分解立體圖。

圖15係顯示上述加熱單元之縱剖面圖。