JPH1012517A

JPH1012517A - 基板熱処理装置

Info

Publication number: JPH1012517A
Application number: JP15986096A
Authority: JP
Inventors: Manabu Yabe; 学矢部
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-06-20
Filing date: 1996-06-20
Publication date: 1998-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】熱処理空間内の気流の乱れによる処理むらや
異物の付着が生じることのない基板熱処理装置を提供す
る。【解決手段】上部カバー２には、プレートに載置され
る基板の上方に給排気部７が形成されている。給排気部
７は隔壁６ｂにより仕切られた櫛歯状の給気通路８ａと
排気通路８ｂとを備える。ガス供給口４から供給された
ガスは櫛歯状の給気通路８ａに均等に流れ込み、給気孔
１０ａを通して基板の表面に向かって均等に供給され
る。また、供給されたガスによって混合された基板上の
気体は排気孔１０ｂから吸い込まれ排気通路８ｂを通り
排気口５から外部へ排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板に対して加熱
あるいは冷却処理を行う基板熱処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来の基板熱処理装置の正面断
面図である。基板熱処理装置は、半導体ウエハなどの基
板Ｗを載置するプレート２０と、プレート２０の上方に
被せられる上部カバー２１とを備える。プレート２０に
はヒータ、冷却管あるいはペルチェ素子などの加熱また
は冷却手段が埋め込まれている。そして、プレート２０
の上面に近接して配置される基板Ｗは、プレート２０に
埋め込まれた加熱または冷却手段により加熱あるいは冷
却されることにより所定の熱処理が行われる。

【０００３】例えば、レジストのベーク処理では、レジ
ストが塗布された基板Ｗをプレート２０上に載置し、上
部カバー２１で覆った後、プレート２０の加熱手段によ
り加熱してベーク処理を行う。基板Ｗが加熱されると、
基板Ｗ上のレジスト中の余分な溶媒分等が蒸発し、上部
カバー２１の内部に充満する。ここで、外部から外気が
侵入するなどして温度変動が生じると、レジストからの
昇華物が再び凝結してレジストの表面に付着する場合が
生じ、好ましくない。

【０００４】そこで、基板熱処理装置の内部に充満する
溶媒分（揮発分）等を外部に排出しながら熱処理を行う
ことが行われている。図６に示す基板熱処理装置では、
上部カバー２１の上部の開口部２２から多孔板２３を通
して窒素（Ｎ₂）などの不活性ガスあるいは酸素
（Ｏ₂）などのガス２５を基板Ｗ表面に吹きつけるとと
もに、プレート２０に設けられた排気口２４を通して外
部に排出している。

【０００５】ところが、上記の基板熱処理装置では、気
流（ガス流）の速度が基板Ｗの表面で不均一となる。す
なわち、上部カバー２１の上方から供給されるガス２５
は基板Ｗの中央部から外周側へ向かうにしたがって流速
が大きくなる。しかも、基板Ｗの外周縁を外れる部分で
は気流に乱れが生じる。このような気流の速度の不均一
によって基板Ｗのレジスト表面に温度分布の不均一が生
じ、これによって処理むらが発生するという問題があっ
た。

【０００６】一方、基板熱処理装置の側面からガスを供
給し、基板熱処理装置の上方から排気する方法も考案さ
れている。図７は、このような基板熱処理装置の断面構
造図である。この基板熱処理装置は、プレート３０と上
部カバー３１の境界部近傍に設けられた給気口３４から
ガスを処理空間３２内に供給し、上部カバー３１の中央
に設けられた排気口３３から排気するように構成されて
いる。

【０００７】このような構成においては、気流が基板Ｗ
の外方から基板Ｗの表面にほぼ平行に供給されるため、
基板Ｗの表面での気流の乱れが少ない。このため、気流
の乱れによる処理むらの発生が抑制される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示す基板熱処理装置では、処理空間３２内の気流が基板
Ｗの外方から中央側に向かいかつ上方に巻き上げられる
ように流動するため、基板熱処理装置の内部の異物が基
板Ｗの表面上に巻き上げられ、基板Ｗを汚染するという
問題があった。

【０００９】本発明の目的は、熱処理空間内の気流の乱
れによる処理むらや異物の付着が生じることのない基板
熱処理装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明に係る基板熱処理装置は、基台の上方が上部カバー
で覆われ、基台と上部カバーとの間に形成された熱処理
空間の内部に基板を保持して所定の熱処理を行う基板熱
処理装置において、基板の上方の上部カバーの下面に、
熱処理空間内に気体を供給するための複数の気体吹き出
し孔と、熱処理空間の内部の気体を排出するための複数
の排気孔とが混在して形成されたものである。

【００１１】第２の発明に係る基板熱処理装置は、第１
の発明に係る基板熱処理装置の構成において、上部カバ
ーの内部に、複数の気体吹き出し孔に連なる気体供給通
路と複数の排気孔に連なる排気通路とが設けられたもの
である。

【００１２】第３の発明に係る基板熱処理装置は、第２
の発明に係る基板熱処理装置の構成において、気体供給
通路が、気体が導入される導入口と導入口側から分岐し
て延びる複数の分岐路とを有し、導入口の内側近傍に、
複数の分岐路のそれぞれに気体を分散させて導くための
整流板が配設されたものである。

【００１３】第４の発明に係る基板熱処理装置は、第２
の発明に係る基板熱処理装置の構成において、気体供給
通路が、気体が導入される導入口と導入口側から分岐し
て延びる複数の分岐路とを有し、排気通路が、気体供給
通路の複数の分岐路にそれぞれ間挿される複数の分岐路
を有しており、複数の気体吹き出し孔は気体供給通路の
各分岐路に沿って配置され、複数の排気孔は排気通路の
各分岐通路に沿って配置されているものである。

【００１４】第１〜第４の発明に係る基板熱処理装置に
おいては、熱処理空間内に複数の気体吹き出し孔から気
体が供給され、基板の上方で処理液から揮発した溶媒分
等と均一に混合される。さらに混合された気体が複数の
気体吹き出し孔の中に混在して形成された複数の排気孔
から速やかに外部に排出される。これにより、気体の局
所的な対流を基板上方の全面に亘って生じさせて熱処理
空間内の温度分布を均一化することができる。その結
果、温度分布の不均一に起因する処理むらの発生を防止
することができる。

【００１５】特に、第２の発明に係る基板熱処理装置に
おいては、上部カバーの内部に設けた気体供給通路を通
して複数の気体吹き出し孔から均等に気体を熱処理空間
内に供給することができる。さらに、複数の排気孔に連
なる排気通路を通して熱処理空間内の処理液の揮発分等
を含む気体を速やかに外部に排出することができる。

【００１６】特に、第３の発明に係る基板熱処理装置に
おいては、気体供給通路の複数の分岐路を基板の上方に
分散して配置し、整流板を用いてこれらの分岐路に均等
に気体を導くことにより、基板の上方に均一に気体を供
給することができる。

【００１７】特に、第４の発明に係る基板熱処理装置に
おいては、気体供給通路の複数の分岐路に排気通路の複
数の分岐路を間挿することにより、気体供給通路の分岐
路に沿った複数の気体吹き出し孔と排気通路の分岐路に
沿った複数の排気孔とが交互に隣接して配置される。こ
のため、基板上方において、気体の吹き出し部と排気部
とが近接することにより局所的な対流が生じ、熱処理空
間内の温度分布が均一化するとともに、基板上の処理液
からの揮発分が均等に混合されかつ速やかに外部に排出
される。これにより、基板の処理むらの発生が防止され
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施例に
よる基板熱処理装置の正面断面図であり、図２は、基板
熱処理装置の平面断面図であり、さらに図３は、基板熱
処理装置の側部断面図である。なお、図１は図２中のＹ
−Ｙ線断面を示し、図２は図１中のＸ−Ｘ線断面を示
し、さらに図３は図２中のＺ−Ｚ線断面図を示してい
る。

【００１９】図１〜図３において、基板熱処理装置は加
熱あるいは冷却手段が埋め込まれた金属製のプレート１
と、プレート１に被せられる上部カバー２とを備えてい
る。上部カバー２は熱処理空間３を構成する凹部を有す
る蓋状に形成されており、軽量化のために中空構造が用
いられている。上部カバー２の内側には、熱処理空間３
に対してガスを供給しあるいは熱処理空間３内の気体
（以下、内部気体と称する）を排出するための給排気部
７が形成されている。

【００２０】給排気部７は、図２に示すように隔壁６ｂ
によって仕切られた複数の給気通路８ａと複数の排気通
路８ｂとを有している。複数の給気通路８ａおよび排気
通路８ｂは櫛歯状に形成され、交互に隣接して配置され
ている。また、給気通路８ａは、上部カバー２の一方の
側面に形成されたガス供給口４および隔壁６ａに囲まれ
た入口空間４ａに連通しており、排気通路８ｂは、他方
の側面に形成された排気口５および隔壁６ｃに囲まれた
出口空間５ａに連通している。

【００２１】ガス供給口４に連なる入口空間４ａには、
複数の給気通路８ａに均等にガスを供給するための複数
の整流板９が設けられている。複数の整流板９は各給気
通路８ａに対応して設けられ、ガス供給口４から供給さ
れるガスを各給気通路８ａに均等に分配する。

【００２２】図１に示すように、各給気通路８ａおよび
各排気通路８ｂは、上部カバー２の内壁面２ａ、隔壁６
ｂおよび多孔板１１により取り囲まれている。また、図
２に示すように、多孔板１１には、給気通路８ａに対応
する位置に複数の給気孔１０ａが形成され、また排気通
路８ｂに対応する位置に複数の排気孔１０ｂが形成され
ている。給気孔１０ａおよび排気孔１０ｂは好ましくは
均等なピッチで配置される。

【００２３】上記のような構造を有する基板熱処理装置
を用いた基板の熱処理工程においては、プレート１上の
球状体スペーサ１ａに基板Ｗを載置した後、上部カバー
２が被せられる。そして、上部カバー２の側面に形成さ
れたガス供給口４を通して、給気通路８ａに窒素
（Ｎ₂）あるいは酸素（Ｏ₂）などのガスが供給され
る。ガスは、入口空間４ａに配置された整流板９の働き
により櫛歯状の給気通路８ａのそれぞれにほぼ均等に分
配されて流れ込む。そして、多孔板１１に形成された給
気孔１０ａを通して熱処理空間３内に吹き出される。

【００２４】一方、上部カバー２の他方の側面に形成さ
れた排気口５からは排気通路８ｂを通して排気が行われ
る。すなわち、給気通路８ａから吸気孔１０ａを通して
熱処理空間３内に供給されたガスは、基板Ｗの表面上の
処理液、例えばレジストからの揮発した溶媒分と混合さ
れ、この混合した内部気体が排気孔１０ｂから排気通路
８ｂを通り排気口５から外部へ排出される。

【００２５】上記の基板熱処理装置においては、基板Ｗ
の表面上に複数の給気孔８ａが均等に配置されている。
このため、複数の給気孔８ａから供給されたガスは、各
給気孔１０ａの周辺でそれぞれ熱処理空間３内の内部気
体と混合される。このため、基板Ｗの表面上では、全面
に亘ってほぼ均等に内部気体の混合が行われ、内部気体
に含まれる処理液からの揮発分の濃度が均一化する。ま
た、複数の排気孔１０ｂも基板Ｗの表面上に均等に配置
されている。したがって、基板Ｗの表面上で均等に混合
された内部気体を複数の排気孔１０ｂを通して速やかに
排出することができる。

【００２６】このように、基板Ｗの表面上では、各給気
孔１０ａおよび各排気孔１０ｂの周辺で局所的な対流が
生じて気流の流動状態が均一になるため、加熱処理が均
一に行われ、処理むらの発生が防止される。

【００２７】なお、熱処理空間３内のガスの供給量と内
部気体の排気量とはほぼ同等であるかあるいは排気量を
わずかに少なくすることが熱処理空間３内を清浄に保つ
上で好ましい。

【００２８】また、図４は、本発明の第２の実施例によ
る基板熱処理装置の正面断面図である。図４に示す基板
熱処理装置は、図１〜図３に示す基板熱処理装置に対
し、給排気部７へのガスの供給路および内部気体の排出
路の構成が異なっている。すなわち、プレート１には、
上部カバー２にガスを供給するためのガス供給路１５と
熱処理空間３内の内部気体を排出するための排気路１８
とが形成されている。ガス供給路１５および排気路１８
は、それぞれプレート１を貫通してプレート１の上面に
開口している。

【００２９】上部カバー２には、ガス供給路１５に対応
する位置にガス導入路１６が形成される。また、排気路
１８に対応する位置に排気路１７が形成されている。な
お、図示を省略しているが、ガス導入路１６および排気
路１７には、上部カバー２がプレート１から離間された
際にガス導入路１６および導出路１７を閉塞し、上部カ
バー２がプレート１上に被せられた際にガス導入路１６
および排気路１７を開放してそれぞれプレート１のガス
供給路１５および排気路１８に連通させる開閉部材が配
置されている。

【００３０】ガス導入路１６の一端は給排気部７の給気
通路８ａに連通しており、プレート１のガス供給路１５
を通って供給されるガスを給排気部７の給気通路８ａに
供給する。また、導出路１７の一端は給排気部７の排気
通路８ｂに連通している。そして、熱処理空間３内から
排気通路８ｂを通り排出された内部気体をプレート１の
排気路１８を通して外部へ排出する。

【００３１】なお、この実施例では、給排気部７の構造
は第１の実施例と同様である。したがって、熱処理空間
３内に均等にガスを供給し、処理液からの揮発分を基板
Ｗ表面上において均一に混合して速やかに外部に排出す
ることができる。

【００３２】また、図５（ａ）は、図２に示す整流板と
異なる他の整流板を用いた上部カバー２の部分平面断面
図であり、図５（ｂ）は整流板の平面図である。図５
（ｂ）に示す整流板１２は、長尺板状部材の表面に気流
を通過させるための複数の孔１３が形成されている。整
流板１２は、ガス供給口４から外側の給気通路８ａに向
う方向に沿って配置され、ガス供給口４から供給される
ガスを整流板１２に沿ってより外側の給気通路８ａにガ
スを供給するとともに、整流板１２の孔１３を通して各
給気通路８ａに均等にガスを供給するように作用する。

【００３３】なお、整流板としては図２に示す整流板９
および図５に示す整流板１２のみならず、他の整流板を
用いても構わない。また、取付け方向が可動のものであ
っても構わない。

【００３４】また、上記の第１および第２の実施例にお
ける給排気部７は、櫛歯状の給気通路８ａおよび排気路
８ｂを相互に組み合わせて構成されているが、給気通路
８ａおよび排気通路８ｂの形状はこれに限定されるもの
ではない。すなわち、本発明においては、基板Ｗの表面
上にガスを供給するための給気孔１０ａおよび内部気体
を外部に排出するための排気孔１０ｂを均等に近接して
配置すればよい。このため、例えば給気路８ａと排気通
路８ｂとを交互に渦巻状に配置してもよい。

【００３５】さらに、本実施例の給排気部７が適用可能
な基板熱処理装置としては、いわゆるホットプレートの
みならずクーリングプレートも含まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による基板熱処理装置の
正面断面図（図２中のＹ−Ｙ線断面図）である。

【図２】図１中のＸ−Ｘ線断面図である。

【図３】図２中のＺ−Ｚ線断面図である。

【図４】本発明の第２の実施例による基板熱処理装置の
正面断面図である。

【図５】（ａ）は整流板の他の例を用いた基板熱処理装
置の部分平面断面図であり、（ｂ）は整流板の平面図で
ある。

【図６】従来の基板熱処理装置の正面断面図である。

【図７】従来の他の例による基板熱処理装置の正面断面
図である。

【符号の説明】

１プレート２上部カバー３熱処理空間４ガス供給口５排気口６ａ，６ｂ隔壁７給排気部８ａ給気通路８ｂ排気通路９，１２整流板１０ａ給気孔１０ｂ排気孔１１多孔板１５ガス供給路１６ガス導入路１７導出路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基台の上方が上部カバーで覆われ、前記
基台と前記上部カバーとの間に形成された熱処理空間の
内部に基板を保持して所定の熱処理を行う基板熱処理装
置において、前記基板の上方の前記上部カバーの下面に、前記熱処理
空間内に気体を供給するための複数の気体吹き出し孔
と、前記熱処理空間の内部の気体を排出するための複数
の排気孔とが混在して形成されたことを特徴とする基板
熱処理装置。
【請求項２】前記上部カバーの内部に、前記複数の気
体吹き出し孔に連なる気体供給通路と前記複数の排気孔
に連なる排気通路とが設けられたことを特徴とする請求
項１記載の基板熱処理装置。
【請求項３】前記気体供給通路は、前記気体が導入さ
れる導入口と、前記導入口側から分岐して延びる複数の
分岐路とを有し、前記導入口の内側近傍に、前記複数の分岐路のそれぞれ
に気体を分散させて導くための整流板が配設されたこと
を特徴とする請求項２記載の基板熱処理装置。
【請求項４】前記気体供給通路は、前記気体が導入さ
れる導入口と、前記導入口側から分岐して延びる複数の
分岐路とを有し、前記排気通路は、前記気体供給通路の複数の分岐路にそ
れぞれ間挿される複数の分岐路を有しており、前記複数の気体吹き出し孔は前記気体供給通路の各分岐
路に沿って配置され、前記複数の排気孔は前記排気通路
の各分岐路に沿って配置されていることを特徴とする請
求項２記載の基板熱処理装置。