JP2001237171A

JP2001237171A - 加熱処理装置

Info

Publication number: JP2001237171A
Application number: JP2000047512A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Shirakawa; 英一白川
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2000-02-24
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2001-08-31
Anticipated expiration: 2020-02-24
Also published as: JP3966664B2

Abstract

(57)【要約】【課題】蓋体の温度を略均一に維持して、基板に対し
て均一な加熱処理を施すことができる加熱処理装置を提
供すること。【解決手段】基板Ｗを所定温度に加熱処理する加熱処
理装置であって、その表面に基板Ｗを近接または載置し
て加熱処理する加熱プレート５１と、基板Ｗの加熱処理
時に加熱プレート５１の表面を覆い、処理室Ｓを形成す
る蓋体６２と、この蓋体６２内の内部空間６２ｃに作動
液６６を充填して形成されたヒートパイプ６５とを具備
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ハ等の基板に塗布・現像処理を施す際に用いられる、基
板を加熱する加熱処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスのフォトリソグラフィー
工程においては、半導体ウエハ（以下、単にウエハとい
う）にレジストを塗布し、これにより形成されたレジス
ト膜を所定の回路パターンに応じて露光し、この露光パ
ターンを現像処理することによりレジスト膜に回路パタ
ーンが形成されている。

【０００３】このようなフォトリソグラフィー工程にお
いては、レジスト塗布後の加熱処理（プリベーク）、露
光後の加熱処理（ポストエクスポージャーベーク）、現
像後の加熱処理（ポストベーク）等、種々の加熱処理が
行われている。

【０００４】これらの加熱処理は、通常、筐体内にヒー
ターによって加熱される加熱プレート（ホットプレー
ト）を配置してなるホットプレートユニットにより行わ
れる。この加熱プレートには、例えば複数のリング状の
発熱体が同心円状に設けられており、加熱処理に際して
は、加熱プレートの表面をカバーで覆った状態で、加熱
プレートの表面に半導体ウエハを近接あるいは載置する
が、その際に、ウエハの全面にわたって均一な温度で加
熱処理できるように、加熱プレートは、その載置面の全
面にわたって温度が均一であること（面内均一性）が要
求されている。

【０００５】また、加熱処理時、加熱プレートの加熱面
は、蓋体により覆われ、この加熱プレートの加熱面と蓋
体とにより略密閉された処理室が形成されている。この
処理室内の雰囲気は蓋体の中央から上方に排気されるよ
うになっており、これにより、処理室内には加熱プレー
トの外周囲から中央に向けて気流が形成される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この加熱プレートの加
熱面を覆うように加熱プレート上方に位置する蓋体は、
ウエハの加熱処理時に加熱プレートからの熱を反射する
等の理由によりウエハ温度に影響を与える。したがっ
て、加熱プレートのみならず蓋体下面の温度も均一に維
持することが好ましい。

【０００７】しかしながら、蓋体の下方に気流が形成さ
れていること等の理由から、蓋体下面の温度分布を制御
することができず、蓋体下面の温度を均一に維持するこ
とは困難である。

【０００８】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、蓋体の温度を略均一に維持して、基板に対し
て均一な加熱処理を施すことができる加熱処理装置を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、基板を所定温度に加熱処理する加熱処理
装置であって、その表面に基板を近接または載置して加
熱処理する加熱プレートと、基板の加熱処理時に加熱プ
レートの表面を覆い、処理室を形成する蓋体と、この蓋
体内の内部空間に作動液を充填して形成されたヒートパ
イプとを具備することを特徴とする加熱処理装置を提供
する。

【００１０】このように、本発明によれば、蓋体内の空
間に作動液を充填して、ヒートパイプを形成している
が、このヒートパイプは、内部に充填した作動液の蒸発
現象と凝縮現象を利用して、大量の熱を容易に輸送する
作用を有するとともに、その中に温度の高低がある場合
に速やかに熱を輸送して温度を均一化する作用を有す
る。したがって、基板の加熱処理時、蓋体の温度が気流
の影響等により不均一に分布するような場合でも、蓋体
内部にヒートパイプを形成しているので、ヒートパイプ
の温度の均一化作用により、蓋体の温度を略均一に維持
することができ、基板に対して均一な加熱処理を施すこ
とができる。

【００１１】特に、単一の内部空間を蓋体の略全域に形
成してヒートパイプを構成する場合には、ヒートパイプ
の温度均一化作用は方向によらずに発揮されるので、蓋
体の上下方向、径方向および周方向にわたって温度均一
化作用が及ぼされ、結果として蓋体の全域にわたって温
度が均一化され、これにより、蓋体の略全体の温度を均
一に維持することができる。

【００１２】また、このように、ヒートパイプを利用し
て蓋体の温度を全域にわたって略均一にできることか
ら、蓋体の寸法や形状が異なる場合であっても、蓋体の
温度分布の影響を考慮することなく、装置の設計を行う
ことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明
の一実施形態に係るホットプレートユニットが搭載され
たウエハのレジスト塗布・現像処理システムを示す概略
平面図、図２はその正面図、図３はその背面図である。

【００１４】この処理システムは、搬送ステーションで
あるカセットステーション１０と、複数の処理ユニット
を有する処理ステーション１１と、処理ステーション１
１と隣接して設けられる露光装置（図示せず）との間で
ウエハＷを受け渡すためのインターフェイス部１２とを
具備している。

【００１５】上記カセットステーション１０は、被処理
体としての半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す）Ｗ
を複数枚例えば２５枚単位でウエハカセットＣＲに搭載
された状態で他のシステムからこのシステムへ搬入また
はこのシステムから他のシステムへ搬出したり、ウエハ
カセットＣＲと処理ステーション１１との間でウエハＷ
の搬送を行うためのものである。

【００１６】このカセットステーション１０において
は、図１に示すように、カセット載置台２０上に図中Ｘ
方向に沿って複数（図では４個）の位置決め突起２０ａ
が形成されており、この突起２０ａの位置にウエハカセ
ットＣＲがそれぞれのウエハ出入口を処理ステーション
１１側に向けて一列に載置可能となっている。ウエハカ
セットＣＲにおいてはウエハＷが垂直方向（Ｚ方向）に
配列されている。また、カセットステーション１０は、
ウエハカセット載置台２０と処理ステーション１１との
間に位置するウエハ搬送機構２１を有している。このウ
エハ搬送機構２１は、カセット配列方向（Ｘ方向）およ
びその中のウエハＷのウエハ配列方向（Ｚ方向）に移動
可能なウエハ搬送用アーム２１ａを有しており、この搬
送アーム２１ａによりいずれかのウエハカセットＣＲに
対して選択的にアクセス可能となっている。また、ウエ
ハ搬送用アーム２１ａは、θ方向に回転可能に構成され
ており、後述する処理ステーション１１側の第３の処理
部Ｇ_３に属するアライメントユニット（ＡＬＩＭ）およ
びエクステンションユニット（ＥＸＴ）にもアクセスで
きるようになっている。

【００１７】上記処理ステーション１１は、ウエハＷへ
対して塗布・現象を行う際の一連の工程を実施するため
の複数の処理ユニットを備え、これらが所定位置に多段
に配置されており、これらによりウエハＷが一枚ずつ処
理される。この処理ステーション１１は、図１に示すよ
うに、中心部に搬送路２２ａを有し、この中に主ウエハ
搬送機構２２が設けられ、ウエハ搬送路２２ａの周りに
全ての処理ユニットが配置されている。これら複数の処
理ユニットは、複数の処理部に分かれており、各処理部
は複数の処理ユニットが鉛直方向に沿って多段に配置さ
れている。

【００１８】主ウエハ搬送機構２２は、図３に示すよう
に、筒状支持体４９の内側に、ウエハ搬送装置４６を上
下方向（Ｚ方向）に昇降自在に装備している。筒状支持
体４９はモータ（図示せず）の回転駆動力によって回転
可能となっており、それにともなってウエハ搬送装置４
６も一体的に回転可能となっている。

【００１９】ウエハ搬送装置４６は、搬送基台４７の前
後方向に移動自在な複数本の保持部材４８を備え、これ
らの保持部材４８によって各処理ユニット間でのウエハ
Ｗの受け渡しを実現している。

【００２０】また、図１に示すように、この実施の形態
においては、４個の処理部Ｇ_１，Ｇ _２，Ｇ_３，Ｇ_４がウ
エハ搬送路２２ａの周囲に実際に配置されており、処理
部Ｇ _５は必要に応じて配置可能となっている。

【００２１】これらのうち、第１および第２の処理部Ｇ
_１，Ｇ_２はシステム正面（図１において手前）側に並列
に配置され、第３の処理部Ｇ_３はカセットステーション
１０に隣接して配置され、第４の処理部Ｇ_４はインター
フェイス部１２に隣接して配置されている。また、第５
の処理部Ｇ_５は背面部に配置可能となっている。

【００２２】第１の処理部Ｇ_１では、ウエハＷにレジス
トを塗布するレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）およびレ
ジストのパターンを現像する現像ユニット（ＤＥＶ）が
下から順に２段に重ねられている。第２の処理部Ｇ_２も
同様に、２台のスピナ型処理ユニットとしてレジスト塗
布ユニット（ＣＯＴ）および現像ユニット（ＤＥＶ）が
下から順に２段に重ねられている。

【００２３】第３の処理部Ｇ_３においては、図３に示す
ように、ウエハＷを載置台ＳＰに載せて所定の処理を行
うオーブン型の処理ユニットが多段に重ねられている。
すなわち、レジストの定着性を高めるためのいわゆる疎
水化処理を行うアドヒージョンユニット（ＡＤ）、位置
合わせを行うアライメントユニット（ＡＬＩＭ）、ウエ
ハＷの搬入出を行うエクステンションユニット（ＥＸ
Ｔ）、冷却処理を行うクーリングユニット（ＣＯＬ）、
露光処理前や露光処理後、さらには現像処理後にウエハ
Ｗに対して加熱処理を行う４つのホットプレートユニッ
ト（ＨＰ）が下から順に８段に重ねられている。なお、
アライメントユニット（ＡＬＩＭ）の代わりにクーリン
グユニット（ＣＯＬ）を設け、クーリングユニット（Ｃ
ＯＬ）にアライメント機能を持たせてもよい。

【００２４】第４の処理部Ｇ_４も、オーブン型の処理ユ
ニットが多段に重ねられている。すなわち、クーリング
ユニット（ＣＯＬ）、クーリングプレートを備えたウエ
ハ搬入出部であるエクステンション・クーリングユニッ
ト（ＥＸＴＣＯＬ）、エクステンションユニット（ＥＸ
Ｔ）、クーリングユニット（ＣＯＬ）、および４つのホ
ットプレートユニット（ＨＰ）が下から順に８段に重ね
られている。

【００２５】主ウエハ搬送機構２２の背部側に第５の処
理部Ｇ_５を設ける場合には、案内レール２５に沿って主
ウエハ搬送機構２２から見て側方へ移動できるようにな
っている。したがって、第５の処理部Ｇ_５を設けた場合
でも、これを案内レール２５に沿ってスライドすること
により空間部が確保されるので、主ウエハ搬送機構２２
に対して背後からメンテナンス作業を容易に行うことが
できる。

【００２６】上記インターフェイス部１２は、奥行方向
（Ｘ方向）については、処理ステーション１１と同じ長
さを有している。図１、図２に示すように、このインタ
ーフェイス部１２の正面部には、可搬性のピックアップ
カセットＣＲと定置型のバッファカセットＢＲが２段に
配置され、背面部には周辺露光装置２３が配設され、中
央部には、ウエハ搬送機構２４が配設されている。この
ウエハ搬送機構２４は、ウエハ搬送用アーム２４ａを有
しており、このウエハ搬送用アーム２４ａは、Ｘ方向、
Ｚ方向に移動して両カセットＣＲ，ＢＲおよび周辺露光
装置２３にアクセス可能となっている。また、このウエ
ハ搬送用アーム２４ａは、θ方向に回転可能であり、処
理ステーション１１の第４の処理部Ｇ_４に属するエクス
テンションユニット（ＥＸＴ）や、さらには隣接する露
光装置側のウエハ受け渡し台（図示せず）にもアクセス
可能となっている。

【００２７】このようなレジスト塗布現像処理システム
においては、まず、カセットステーション１０におい
て、ウエハ搬送機構２１のウエハ搬送用アーム２１ａが
カセット載置台２０上の未処理のウエハＷを収容してい
るウエハカセットＣＲにアクセスして、そのカセットＣ
Ｒから一枚のウエハＷを取り出し、第３の処理部Ｇ_３の
エクステンションユニット（ＥＸＴ）に搬送する。

【００２８】ウエハＷは、このエクステンションユニッ
ト（ＥＸＴ）から、主ウエハ搬送機構２２のウエハ搬送
装置４６により、処理ステーション１１に搬入される。
そして、第３の処理部Ｇ_３のアライメントユニット（Ａ
ＬＩＭ）によりアライメントされた後、アドヒージョン
処理ユニット（ＡＤ）に搬送され、そこでレジストの定
着性を高めるための疎水化処理（ＨＭＤＳ処理）が施さ
れる。この処理は加熱を伴うため、その後ウエハＷは、
ウエハ搬送装置４６により、クーリングユニット（ＣＯ
Ｌ）に搬送されて冷却される。

【００２９】アドヒージョン処理が終了し、クーリング
ユニット（ＣＯＬ）で所定の温度に冷却さたウエハＷ
は、引き続き、ウエハ搬送装置４６によりレジスト塗布
ユニット（ＣＯＴ）に搬送され、そこで塗布膜が形成さ
れる。塗布処理終了後、ウエハＷは処理部Ｇ_３，Ｇ_４の
いずれかのホットプレートユニット（ＨＰ）内でプリベ
ーク処理され、その後いずれかのクーリングユニット
（ＣＯＬ）にて所定の温度に冷却される。

【００３０】冷却されたウエハＷは、第３の処理部Ｇ_３
のアライメントユニット（ＡＬＩＭ）に搬送され、そこ
でアライメントされた後、第４の処理部群Ｇ_４のエクス
テンションユニット（ＥＸＴ）を介してインターフェイ
ス部１２に搬送される。

【００３１】インターフェイス部１２では、余分なレジ
ストを除去するために周辺露光装置２３によりウエハの
周縁例えば１ｍｍを露光し、インターフェイス部１２に
隣接して設けられた露光装置（図示せず）により所定の
パターンに従ってウエハＷのレジスト膜に露光処理が施
される。

【００３２】露光後のウエハＷは、再びインターフェイ
ス部１２に戻され、ウエハ搬送機構２４により、第４の
処理部Ｇ_４に属するエクステンションユニット（ＥＸ
Ｔ）に搬送される。そして、ウエハＷは、ウエハ搬送装
置４６により、いずれかのホットプレートユニット（Ｈ
Ｐ）に搬送されてポストエクスポージャーベーク処理が
施され、次いで、クーリングユニット（ＣＯＬ）により
所定の温度に冷却される。

【００３３】その後、ウエハＷは現像ユニット（ＤＥ
Ｖ）に搬送され、そこで露光パターンの現像が行われ
る。現像処理終了後、ウエハＷはいずれかのホットプレ
ートユニット（ＨＰ）に搬送されてポストベーク処理が
施され、次いで、クーリングユニット（ＣＯＬ）により
所定温度に冷却される。このような一連の処理が終了し
た後、第３処理部Ｇ_３のエクステンションユニット（Ｅ
ＸＴ）を介してカセットステーション１０に戻され、い
ずれかのウエハカセットＣＲに収容される。

【００３４】次に、図４から図７を参照して、本発明の
一実施形態に係るホットプレートユニット（ＨＰ）につ
いて説明する。図４は本発明の第１実施の形態に係るホ
ットプレートユニットを模式的に示す断面図、図５は図
４のホットプレートユニットの蓋体を一部切り欠いて示
す斜視図、図６は、蓋体に形成されたヒートパイプを示
す断面図、図７は図４のホットプレートユニットの制御
系を示すブロック図である。

【００３５】本実施形態のホットプレートユニット（Ｈ
Ｐ）は、ケーシング５０を有し、その内部の一方側には
円盤状をなす加熱プレート５１が配置されている。加熱
プレート５１は例えばアルミニウムで構成されており、
その表面にはプロキシミティピン５２が設けられてい
る。そして、このプロキシミティピン５２上に加熱プレ
ート５１に近接した状態でウエハＷが載置されるように
なっている。加熱プレート５１の裏面には複数のリング
状発熱体５３が同心円状に配設されている。そして、こ
れら発熱体５３は通電されることにより発熱し、加熱プ
レート５１を加熱してウエハＷを昇温するようになって
いる。この場合に、各リング状発熱体５３への通電量は
それぞれ独立に制御可能であることが好ましい。

【００３６】加熱プレート５１は支持部材５４に支持さ
れており、支持部材５４内は空洞となっている。加熱プ
レート５１には、その中央部に３つの貫通孔５５が形成
されており、これら貫通孔５５にはウエハＷを昇降させ
るための３本（２本のみ図示）の昇降ピン５６が昇降自
在に設けられている。そして、加熱プレート５１と支持
部材５４の底板５４ａとの間貫通孔５５に連続する筒状
のガイド部材５７が設けられている。これらガイド部材
５７によって加熱プレート５１の下のヒーター配線等に
妨げられることなく昇降ピン５６を移動させることが可
能となる。これら昇降ピン５６は支持板５８に支持され
ており、この支持板５８を介して支持部材５４の側方に
設けられたシリンダー５９により昇降されるようになっ
ている。

【００３７】加熱プレート５１および支持部材５４の周
囲にはそれらを包囲支持するサポートリング６１が設け
られており、このサポートリング６１の上には昇降自在
の蓋体６２が設けられている。そして、この蓋体６２が
サポートリング６１の上面まで降下した状態でウエハＷ
の処理室Ｓが形成される。また、ウエハＷを加熱プレー
ト５１に対して搬入出する場合には、上方に退避され
る。

【００３８】この蓋体６２は、内側プレート６２ａと、
外側プレート６２ｂとを有し、図５に示すように、全体
が略円盤状をなしていて、その周方向に略一定の断面を
有している。内側プレート６２ａは、外側から中心部に
向かって次第に高くなるように傾斜して形成されてい
る。

【００３９】蓋体６２の中央部に排気管６４が接続され
た排気口６３を有しており、加熱プレート５１の外周側
のサポートリング６１および蓋体６２の隙間部分から空
気が導入され、排気口６３および排気管６４を介して処
理室Ｓが排気される。したがって、処理室Ｓ内には加熱
プレート５１の外周側から中央に向かう気流が形成され
る。この際の排気は、図示しない排気機構により行わ
れ、排気量の調整は電磁弁６４ａにより行われる。

【００４０】蓋体６２の内側プレート６２ａと外側プレ
ート６２ｂとの間には、排気口６３を除く略全域に環状
をなす空間６２ｃが形成されており、この中には作動液
６６が封入されており、ヒートパイプ６５を構成してい
る。このヒートパイプ６５は、内部に充填した作動液の
蒸発現象と凝縮現象を利用して、大量の熱を容易に輸送
する作用、およびその中に温度の高低がある場合に速や
かに熱を輸送して温度を均一化する作用を有する。具体
的には、図６に示すように、例えばヒートパイプ６５
は、加熱プレート５１によりその下部が加熱されると作
動液６６が蒸発し、蒸気流となって低温部である上部へ
高速移動し、上下方向に温度が均一化される。この際
に、上部で低温の外側プレート６２ｂに接触して冷却さ
れ凝縮し、凝縮液は重力により元の位置へ戻る。また、
周方向および径方向に温度の高低がある場合にも蒸気流
の移動により温度が均一化される。ヒートパイプ６５を
構成する内部空間６２ｃは、蓋体６２の周方向に略一定
の断面を有している。なお、ヒートパイプ６５の作動液
６６は、蓋体６２の材質に悪影響を及ぼさないものが選
択され、例えば蓋体６２ステンレス鋼製の場合には、
水、アンモニア、メタノール、アセトン、フロン等を用
いることができる。

【００４１】加熱プレート５１内の適宜箇所には、複数
の温度センサー７０が設けられ、これにより加熱プレー
ト５１の温度が計測されるようになっている。この温度
センサー７０からの検出信号は、図７に示すように、こ
のホットプレートユニット（ＨＰ）を制御するためのユ
ニットコントローラ７１に送信され、その検出情報に基
づいてコントローラ７１から温調器７２に制御信号が送
信され、その制御信号に基づいて温調器７２から発熱体
電源７４に出力調整信号が送信される。さらに、このユ
ニットコントローラ７１は、加熱処理に際して、シリン
ダー５９に制御信号を送って昇降ピン５６の昇降を制御
するとともに、排気管６４に設けられた電磁弁６４ａに
より排気量を制御する。なお、ユニットコントローラ７
１は、塗布・現像システムのシステムコントローラ（図
示略）からの指令に基づいて制御信号を出力するように
なっている。

【００４２】以上のように構成されたホットプレートユ
ニット（ＨＰ）では、以下のようにして、ウエハＷの加
熱処理が行われる。

【００４３】まず、ウエハ搬送装置４６により、ウエハ
Ｗがホットプレートユニット（ＨＰ）の筐体内に搬入さ
れて、昇降ピン５６に受け渡され、この昇降ピン５６が
降下されて、ウエハＷが所定温度に加熱された状態にあ
る加熱プレート５１の表面に設けられたプロミキシティ
ピン５２に載置される。

【００４４】次いで、蓋体６２が降下されて処理室Ｓが
形成され、気流が加熱プレート５１の外周側からウエハ
Ｗの略中央に流されて、その上方の排気口６３および排
気管６４を介して排気される。このように加熱プレート
５１の外側から中央に向かって気流が形成されているこ
とにより、加熱プレート５１の温度の面内均一性が良好
に保たれ、ウエハ温度の面内均一性を図っている。ま
た、発熱体５３の配置もこのように加熱プレート５１の
面内均一性を考慮して決定されている。

【００４５】一方、蓋体６２もウエハＷの加熱処理時に
加熱プレート５１からの熱を反射する等の理由によりウ
エハ温度に影響を与えるため、蓋体６２下面の温度も均
一に維持することが好ましい。

【００４６】従来の蓋体は単にプレートで構成されてい
たため、蓋体の下方の気流等によって形成される温度分
布を制御することができず、蓋体下面の温度を均一に維
持することは困難であったが、本実施形態における蓋体
６２は、その内部空間６２ｃに作動液６６を充填してヒ
ートパイプ６５を形成しているため、このヒートパイプ
６５の温度均一化作用により、ウエハＷの加熱処理時に
蓋体６２の温度が気流の影響等により不均一に分布する
ような場合でも、蓋体６２の温度を略均一に維持するこ
とができ、基板に対して均一な加熱処理を施すことがで
きる。

【００４７】特に、蓋体６２内の内部空間６２ｃは蓋体
６２の略全域に単一に形成されているので、ヒートパイ
プ６５の温度均一化作用は方向によらずに発揮され、蓋
体６２の上下方向、径方向および周方向にわたって温度
均一化作用が及ぼされ、結果として蓋体６２の全域にわ
たって温度が均一化される。これにより、蓋体の略全体
の温度を均一に維持することができる。

【００４８】また、このように、ヒートパイプ６５を利
用して蓋体の温度を全域にわたって略均一にできること
から、蓋体６２の寸法や形状が異なる場合であっても、
蓋体６２の温度分布の影響を考慮することなく、装置の
設計を行うことができる。

【００４９】このようにしてウエハＷの加熱処理終了し
た後、蓋体６２が上方に移動されて、ウエハＷが昇降ピ
ン５６により持ち上げられ、ウエハ搬送装置４６に受け
渡されて、ホットプレートユニット（ＨＰ）から搬出さ
れて、次工程のユニットに搬送される。

【００５０】次に、図８を参照して、本発明の第２の実
施形態に係るホットプレートユニットについて説明す
る。この実施形態では、蓋体６２の内側プレート６２ａ
の中央下側に、気流制御板６８が内側プレート６２ａに
取り付けられた状態で設けられている。その他について
は、第１の実施形態と全く同様に構成されているので、
図８において図４と同じものには同じ符号を付して説明
を省略する。

【００５１】このように、蓋体６２の内側プレート６２
ａの下方に気流制御板６８が設けられているため、処理
室Ｓ内では内側プレートと気流制御板７０との間を通っ
て排気口５３から排気され、処理室Ｓの中央における上
昇気流が抑制されて、加熱プレート５１の温度均一性を
一層良好にすることができる。

【００５２】次に、図９を参照して、本発明の第３の実
施形態に係るホットプレートユニットについて説明す
る。本実施形態では、ケーシング５０の内部の下側には
矩形状をなす加熱プレート５１’が配置されている。加
熱プレート５１’の表面にはプロキシミティピン５２’
が設けられており、このプロキシミティピン５２’上に
加熱プレート５１’の表面に近接した状態でウエハＷが
載置されるようになっている。加熱プレート５１’の裏
面には複数の直線状の発熱体５３’が略平行に配列され
ている。そして、これら発熱体５３’は通電されること
により発熱し、加熱プレート５１’を加熱してウエハＷ
を昇温するようになっている。この場合に、各直線状発
熱体５３’への通電量はそれぞれ独立に制御可能である
ことが好ましい。

【００５３】加熱プレート５１’は支持部材５２’に支
持されており、支持部材５５内は空洞となっている。支
持部材５２’の周囲にはそれを包囲支持するサポートリ
ング６１’が設けられており、このサポートリング６
１’の上には上下動自在の蓋体６２’が設けられてい
る。そして、この蓋体６２’がサポートリング６１’の
上面まで降下した状態でシールリング８１により外部か
ら密閉された処理室Ｓ’が形成される。

【００５４】加熱プレート５１’の一方側には、加熱プ
レート５１’の略一辺の幅を有し、処理室Ｓ内に不活性
ガス、空気等の気体を供給するための気体供給ノズル８
２が設けられ、この気体供給ノズル８２には、不活性ガ
ス、空気等の気体を供給するための気体供給管８３が接
続されている。この気体供給管８３には、通流する気体
の流量および流速を調整するための電磁弁８４が介装さ
れている。

【００５５】一方、加熱プレート５１’の他方側には、
加熱プレート５１’の略一辺の幅を有し、処理室Ｓ’内
の気体を排出するための排気ノズル８５が設けられ、こ
の排気ノズル８５には、排気管８６が接続されている。
この排気管８６には、排気量を調整するための電磁弁８
７が介装されている。

【００５６】そして、気体供給ノズル８２から処理室
Ｓ’へ供給された気体は排気ノズル８５から排気され、
処理室Ｓ’内には図９に矢印で示すような加熱プレート
５１の一端側から他端側に向かう一方向の気流が形成さ
れる。そして、発熱体５３’の配列方向と一方向気流の
方向は略垂直になるようになっている。

【００５７】蓋体６２’は、内側プレート６２’ａと、
外側プレート６２’ｂとを有し、全体が加熱プレート５
１’に対応して矩形状をなしていて、略一定の断面を有
している。

【００５８】蓋体６２’の内側プレート６２’ａと外側
プレート６２’ｂとの間には、略全域に矩形状の空間６
２’ｃが形成されており、この中には作動液６６’が封
入されており、ヒートパイプ６５’を構成している。こ
のヒートパイプ６５’は第１の実施形態のヒートパイプ
６５と同様、温度均一化作用を有しており、蓋体の上下
方向および水平方向に温度が均一化される。

【００５９】以上のように構成されたホットプレートユ
ニット（ＨＰ）により加熱処理を行う際には、まず、第
１の実施形態の場合と同様、ウエハＷがウエハ搬送装置
４６により筐体５０内に搬入されて、プロキシミティピ
ン５２’上に載置される。

【００６０】次いで、蓋体６２’が降下されて処理室
Ｓ’が形成され、電磁弁８４，８７が制御されて、処理
室Ｓ’に加熱プレート５１’の一端側から他端側に向か
う一方向の気流が形成される。

【００６１】このような一方向の気流が形成された状態
で、発熱体５３’に給電することにより、加熱プレート
５１’上のウエハＷを加熱処理する。このように加熱プ
レート５１’の上面に一方向の気流を形成するので、第
１の実施形態の蓋体６２と異なり、蓋体６２’の中央部
には排気口が設けられていない。また、蓋体６２’に排
気構造が設けられる必要がないため装置自体の上下方向
の寸法を小さくすることができる。さらに、気体供給に
よって処理室Ｓ’内で乱流が発生しないため、乱流発生
に伴うウエハＷ面内の温度特異点（例えば中央部のみ温
度が高い）が発生しなくなり、加熱プレート５１’の温
度の面内均一性が一層良好に保たれる。また、発熱体５
３’の配置もこのように加熱プレート５１’の面内均一
性を考慮して決定されている。

【００６２】一方、蓋体６２’もウエハＷの加熱処理時
に加熱プレート５１’からの熱を反射する等の理由によ
りウエハ温度に影響を与えるため、蓋体６２下面の温度
も均一に維持することが好ましい。そのため、本実施形
態における蓋体６２’は、その内部空間６２’ｃに作動
液６６’を充填してヒートパイプ６５’を形成している
ため、このヒートパイプ６５’の温度均一化作用によ
り、ウエハＷの加熱処理時に蓋体６２’の温度が気流の
影響等により不均一に分布するような場合でも、蓋体６
２’の温度を略均一に維持することができ、基板に対し
て均一な加熱処理を施すことができる。

【００６３】特に、蓋体６２’内の内部空間６２’ｃは
蓋体６２’の略全域に単一に形成されているので、ヒー
トパイプ６５’の温度均一化作用は方向によらずに発揮
され、蓋体６２’の上下方向、径方向および周方向にわ
たって温度均一化作用が及ぼされ、結果として蓋体６２
の全域にわたって温度が均一化される。これにより、蓋
体６２’の略全体の温度を均一に維持することができ
る。

【００６４】このようにしてウエハＷの加熱処理終了し
た後、蓋体６２’が上方に移動されて、ウエハＷが昇降
ピン５６’により持ち上げられ、ウエハ搬送装置４６に
受け渡されて、ホットプレートユニット（ＨＰ）から搬
出されて、次工程のユニットに搬送される。

【００６５】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態で
は、蓋体の略全体に空間を設けヒートパイプを構成する
ようにしたが、蓋体の一部に空間を形成するようにして
もよい。また、単一の空間を有する場合に限らず、複数
の空間を有しそれぞれの空間がヒートパイプを構成する
ようにしてもよい。発熱体の配置位置も加熱プレートの
下側に限定されず、例えば加熱プレートに埋設されてい
てもよい。また、加熱処理装置の構造としても上記実施
形態において例示したホットプレートユニットに限るも
のではなく種々の形態が可能である。さらに、レジスト
塗布・現像処理システムの加熱処理について示したが、
それ以外に用いられる加熱処理に適用することも可能で
ある。さらにまた、上記実施形態ではウエハをプロキシ
ミティピン上に載置して間接的に加熱を行った場合につ
いて示したが、ウエハを加熱プレート上に直接載置して
加熱してもよい。さらにまた、上記実施形態では基板と
して半導体ウエハを用いた場合について説明したが、半
導体ウエハ以外の他の被処理基板、例えばＬＣＤ基板の
加熱処理を行う場合についても適用可能である。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
蓋体内の空間に作動液を充填して、ヒートパイプを形成
しているので、その温度均一化作用により、基板の加熱
処理時、蓋体の温度が気流の影響等により不均一に分布
するような場合でも、蓋体の温度を略均一に維持するこ
とができ、基板に対して均一な加熱処理を施すことがで
きる。

【００６７】特に、単一の内部空間を蓋体の略全域に形
成してヒートパイプを構成する場合には、ヒートパイプ
の温度均一化作用は方向によらずに発揮されるので、蓋
体の上下方向、径方向および周方向にわたって温度均一
化作用が及ぼされ、結果として蓋体の全域にわたって温
度が均一化され、これにより、蓋体の略全体の温度を均
一に維持することができる。

【００６８】また、このように、ヒートパイプを利用し
て蓋体の温度を全域にわたって略均一にできることか
ら、蓋体の寸法や形状が異なる場合であっても、蓋体の
温度分布の影響を考慮することなく、装置の設計を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加熱処理装置の一実施形態であるホッ
トプレートユニットを備えた半導体ウエハのレジスト塗
布現像処理システムの全体構成を示す平面図。

【図２】本発明の加熱処理装置の一実施形態であるホッ
トプレートユニットを備えた半導体ウエハのレジスト塗
布現像処理システムの全体構成を示す正面図。

【図３】本発明の加熱処理装置の一実施形態であるホッ
トプレートユニットを備えた半導体ウエハのレジスト塗
布現像処理システムの全体構成を示す背面図。

【図４】本発明の第１の実施形態に係るホットプレート
ユニットを模式的に示す断面図。

【図５】図４のホットプレートユニットの蓋体を一部切
り欠いて示す斜視図。

【図６】図５の蓋体に形成されたヒートパイプを示す断
面図。

【図７】図４のホットプレートユニットの制御系を示す
ブロック図。

【図８】本発明の第２の実施形態に係るホットプレート
ユニットを模式的に示す断面図。

【図９】本発明の第３の実施形態に係るホットプレート
ユニットを模式的に示す断面図。

【符号の説明】

５１，５１’；加熱プレート５２，５２’；プロキシミティピン５６；リフトピン５３，５３’；発熱体６２、６２’；蓋体６２ａ，６２’ａ；内側プレート６２ｂ，６２’ｂ；外側プレート６２ｃ，６２’ｃ；空間６３；排気口６４；排気管６５，６５’；ヒートパイプ６６，６６’；作動液６８；気流制御板８２；気体供給ノズル８３；気体供給管８４，８７；電磁弁８５；排気ノズル８６；排気管Ｓ，Ｓ’；処理室Ｗ；半導体ウエハ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を所定温度に加熱処理する加熱処理
装置であって、その表面に基板を近接または載置して加熱処理する加熱
プレートと、基板の加熱処理時に加熱プレートの表面を覆い、処理室
を形成する蓋体と、この蓋体内の内部空間に作動液を充填して形成されたヒ
ートパイプとを具備することを特徴とする加熱処理装
置。
【請求項２】前記内部空間は蓋体の略全域に形成され
た単一の空間であることを特徴とする請求項１に記載の
加熱処理装置。
【請求項３】前記蓋体の略中央部に排気口を有し、前
記処理室内に周囲から中央に向かう気流が形成されるこ
とを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加熱処
理装置。
【請求項４】前記蓋体は略円盤状をなし、前記ヒート
パイプを構成する内部空間は環状をなすことを特徴とす
る請求項３に記載の加熱処理装置。
【請求項５】前記ヒートパイプを構成する内部空間
は、前記蓋体の周方向に略一定の断面を有していること
を特徴とする請求項４に記載の加熱処理装置。
【請求項６】さらに、前記蓋体の中央部下方に設けら
れた気流制御板を具備することを特徴とする請求項３か
ら請求項５のいずれか１項に記載の加熱処理装置。
【請求項７】さらに、前記加熱プレート上にその一端
から他端に向かう一方向の気流を形成する一方向流形成
手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２
に記載の加熱処理装置。
【請求項８】前記蓋体は矩形状をなし、前記ヒートパ
イプを構成する内部空間は矩形状をなすことを特徴とす
る請求項７に記載の加熱処理装置。