JPH10209171A - 基板加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板に吹き付けられる流体によって、加熱処
理される基板の面内温度分布が不均一となるのを防止す
る。 【解決手段】 ホットユニット１０は、基板Ｗを載置す
るホットプレート２０と、そのホットプレート上に置か
れ基板Ｗの雰囲気を保温するチャンバ４０とを備える。
チャンバ４０の上部からは窒素ガスがホットプレート上
の基板Ｗに向かって吹き付けられており、チャンバ内を
窒素ガスで満たしている。この窒素ガスは、配管５０を
介して送られてくるが、この配管５０の一部がホットプ
レート２０に形成された貫通路２０ａによって構成され
ている。このため、配管５０を流れる窒素ガスをホット
プレート２０により加熱することができ、基板Ｗに吹き
付けられる窒素ガスは昇温されたものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウエハや
液晶用ガラス基板などの基板を加熱処理する基板加熱装
置であって、特に、その基板に対して窒素ガスなどの流
体の供給を行なう基板加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、基板用の加熱装置として、基
板加熱用に昇温されるホットプレートを備えるものが知
られている。この種の基板加熱装置では、ホットプレー
ト上に基板を載置して基板の加熱処理を行なうことにな
るが、この加熱処理の際に、基板に窒素ガスを吹き付け
る窒素パージ処理を行なう構成のものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
技術では、窒素パージ用の配管は単純に工場ユーティリ
ティから基板加熱装置内に送られているだけであること
から、基板に向けて吹き出される窒素ガスは温められた
ものではなく、ホットプレート上で加熱された基板の温
度に比べてはるかに低い温度となっている。このため、
窒素ガスが吹き付けられる基板上の地点は温度低下を起
こし、基板の面内温度が不均一となる問題を発生した。

【０００４】また、窒素ガスを基板に直接吹き付ける構
成でなく、基板の周囲の雰囲気に向かって窒素ガスを吹
き付ける構成においても、ホットプレートにより高温と
なった基板周辺の雰囲気を局部的に低下させることにな
り、基板周辺の雰囲気が不安定になり、窒素ガスを基板
に直接吹き付ける構成と同様に、基板の面内温度が不均
一となる問題を発生した。

【０００５】この発明の基板処理装置は、基板もしくは
その雰囲気に吹き付けられる流体によって、加熱処理さ
れる基板の面内温度分布が不均一となるのを防止するこ
とを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】前
述した課題を解決するための手段として、以下に示す構
成をとった。

【０００７】第１の発明の基板加熱装置は、基板を上面
に支持して加熱するホットプレートと、該ホットプレー
トに支持される基板もしくは該基板の周囲の雰囲気に向
かって流体を供給する流体供給手段とを備え、さらに、
前記流体供給手段は、流体供給源からの流体を流体供給
口まで導く管路を備えるものであり、前記管路は、前記
ホットプレートと接触するように配設されたものである
ことを特徴としている。

【０００８】この構成の発明によれば、流体供給手段の
管路がホットプレートと接触していることから、管路が
昇温して、管路を流れる流体を昇温させることができ
る。このため、流体供給手段から基板もしくは基板の周
囲の雰囲気に向かって供給される流体は所望の温度に昇
温されたものとなる。

【０００９】したがって、流体が供給された基板上の地
点が流体により温度低下を起こすことがないことから、
基板の面内温度が均一なものとなる。

【００１０】第１の発明の基板加熱装置において、前記
管路は、ホットプレートの一部を貫通するように配設さ
れたものとすることができる。

【００１１】この構成によれば、流体供給手段の管路が
ホットプレートの一部を貫通することから、管路に対し
てより効率のよい熱の供給が可能となる。

【００１２】また、第２の発明の基板加熱装置は、基板
を加熱処理する基板加熱装置であって、前記基板を上面
に支持して加熱するホットプレートと、該ホットプレー
トに支持される基板もしくは該基板の周囲の雰囲気に向
かって流体を供給する流体供給手段とを備え、さらに、
前記流体供給手段は、流体供給源からの流体を流体供給
口まで導く管路を備えるものであり、前記管路は、その
途中を前記ホットプレートに形成された貫通路で構成し
たものであることを特徴としている。

【００１３】この構成によれば、流体供給手段の管路を
流れる流体がホットプレートの貫通路を通ることから、
より高い熱効率で管路を流れる流体を昇温させることが
できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例に基づき説明する。

【００１５】図１は、この発明の一実施例に係る基板加
熱装置としてのホットユニット１０の構成を示す説明図
であり、図２は、ホットユニット１０が備えるホットプ
レート２０の平面図である。

【００１６】これら図に示すように、ホットユニット１
０は、基板Ｗを所望の温度で加熱するためのホットプレ
ート２０を備える。また、ホットユニット１０は、基板
Ｗの熱処理時にホットプレート２０上に降下して熱処理
雰囲気をつくり出すために半密閉空間を形成するチャン
バ４０を備えている。

【００１７】ホットプレート２０は、図１に示すよう
に、基台２１と、基台２１の上方に配置されアルミニウ
ムなどの金属材料で形成された放熱板としてのプレート
２２と、基台２１とプレート２２との間に挟持される面
ヒータ２３とから構成される。なお、基台２１、プレー
ト２２および面ヒータ２３は、それぞれ正方形の平板形
状をしている。

【００１８】面ヒータ２３には図示しない電力供給装置
が電気的に接続されており、電力供給装置から面ヒータ
２３に電力が供給されてプレート２２の上面温度が昇温
される。なお、面ヒータ２３は、内部にヒータ線を等密
度に配置したもので、その表面において一様に熱を発す
るようになされている。

【００１９】また、図２に示すように、ホットプレート
２０には、外部から搬入された基板Ｗを３点支持によっ
て受け取るリフタピン３１と、このリフタピン３１から
基板Ｗを受け取ってホットプレート２０上に浮かせて支
持する３個のプロキシミティギャップ用ボール３５とを
備える。各リフタピン３１は、図示を省略するアクチュ
エータによって昇降自在となっており、アクチュエータ
を動作させることにより基板Ｗを水平に保って昇降させ
ることが可能になる。各プロキシミティギャップ用ボー
ル３５は、プレート２２上に埋め込まれており、このプ
ロキシミティギャップ用ボール３５の上端はプレート２
２の表面から若干突出している。リフタピン３１の下降
に伴って下降してきた基板Ｗは、プロキシミティギャッ
プ用ボール３５によりホットプレート２０表面と平行に
なるように浮かして支持される。したがって、基板Ｗ
は、ホットプレート２０と直接接触することなくプロキ
シミティギャップ用ボール３５上に支持され、裏面の汚
染が防止されるようになっている。

【００２０】チャンバ４０は、基板Ｗを上方から覆う円
盤状の上板部４２と、この上板部４２の周縁から下方に
延びる円環状の側板部４４とを備える。このチャンバ４
０は、図示を省略する昇降機構によって上下動可能とな
っており、基板Ｗの加熱処理に際して降下して、ホット
プレート２０上に半密閉空間を形成する。すなわち、チ
ャンバ４０は、下方に開口部を有する形状を有してお
り、この開口部がホットプレート２０によってわずかな
隙間を残してほぼ密閉される。また、チャンバ４０の上
板部４２の上部中心付近には、窒素ガス注入部４６が設
けられており、この窒素ガス注入部４６には、図示しな
い窒素ガス供給源につながる配管５０が接続されてい
る。

【００２１】窒素ガス供給源の窒素ガスは、配管５０を
通って窒素ガス注入部４６に流入する。その窒素ガス
は、上板部４２により複数の流路に分配されて、鉛直下
方、即ち、ホットプレート２０上に載置された基板Ｗに
向かった方向に吹き付けられる。この結果、チャンバ４
０内の基板Ｗ周辺の雰囲気は窒素ガスが満たされたもの
となる。

【００２２】なお、上記窒素ガス供給源とチャンバ４０
の窒素ガス注入部４６とをつなぐ配管５０は、途中切断
されており、ホットプレート２０に形成された貫通路に
接続されている。図３は、ホットプレート２０への配管
５０の接続部分周辺の拡大断面図である。

【００２３】図３に示すように、ホットプレート２０に
は、その厚さ方向に配管５０と同径の貫通路２０ａが形
成されている。貫通路２０ａの両端には、それぞれ継手
５２、５３がねじ付けされており、２組のナット５５、
５６、５７、５８により、継手５２、５３に、チャンバ
４０側に続く配管５０ａと窒素ガス供給源に続く配管５
０ｂとがそれぞれ接続されている。こうした構成によ
り、配管５０を流れる窒素ガスはホットプレート２０に
形成した貫通路２０ａを流れてチャンバ４０に送られる
ことになる。したがって、窒素ガスは貫通路２０ａを通
過時にホットプレート２０により温められる。

【００２４】なお、この実施例では、ホットプレート２
０は予め正方形の板状の形として、基板Ｗが載置された
ときに基板Ｗの下方に位置しない、４隅の一角に上記貫
通路２０ａを形成して、配管５０を接続する構成として
いる（図２参照）。また、配管５０は、耐熱性の材料、
例えば、ステンレス、フッ素系樹脂により製造されてい
る。

【００２５】次に、ホットユニット１０の動作につい
て、ホットプレート２０を所定の設定温度、例えば、９
０℃で加熱する処理を例にとり説明する。まず、ホット
プレート２０の面ヒータ２３の出力を上げ、ホットプレ
ート２０自身の温度を９０℃まで昇温させる。その後、
ホットプレート２０の加熱を所定時間継続して、ホット
プレート２０とチャンバ４０によって形成される半密閉
空間内の雰囲気温度を所望の定常状態とする。このと
き、チャンバ４０内に窒素ガスを吹き付ける窒素パージ
の処理は常時行なわれている。この結果、基板Ｗが置か
れるべき周辺の雰囲気を、所望の定常状態の温度とする
ことが完了し、また、基板Ｗ周辺の雰囲気は不活性ガス
である窒素ガスが満たされたものとなり、ホットプレー
ト２０にて基板Ｗの加熱処理を行なえる状態となる。

【００２６】そこで、外部から図示しない搬送ロボット
により基板Ｗをホットユニット１０に搬入し、基板Ｗの
加熱処理を行なう。基板Ｗをホットユニット１０へ搬入
するにあたっては、予めチャンバ４０およびリフタピン
３１を上昇させておき、未処理基板をリフタピン３１に
載せる。そして、リフタピン３１を降下させてプロキシ
ミティギャップ用ボール３５上に基板Ｗを載せ替える。
こうして基板Ｗをホットプレート２０上に載置して、所
定時間加熱する処理を行なう。加熱処理が終了すると、
リフタピン３１を上昇させて再び基板Ｗをリフタピン３
１上に支持し、図示しない搬送ロボットによりホットユ
ニット１０から基板Ｗの搬出を行なう。このようにして
基板Ｗの加熱処理が行なえるようになった以降は、順次
基板がホットユニット１０に搬入されて基板Ｗの加熱処
理が行なわれていく。なお、この加熱処理の最中にも、
チャンバ４０内に窒素ガスを吹き付ける窒素パージの処
理が常時行なわれている。

【００２７】以上詳述したように、この実施例のホット
ユニット１０では、窒素ガスをチャンバ４０内に送る配
管５０の一部が、ホットプレート２０に形成された貫通
路２０ａから構成されている。このため、配管５０にて
チャンバ４０内に送られる窒素ガスは、貫通路２０ａを
通過する際に加熱されることになる。

【００２８】したがって、チャンバ４０の上板部４２か
ら基板Ｗに向かって吹き付けられる窒素ガスも温められ
たものとなり、窒素ガスが吹き付けられた基板Ｗ上の地
点が温度低下を起こすことが少ない。このため、基板Ｗ
の面内温度を均一なものとすることができる。特に、こ
の実施例では、配管５０を流れる窒素ガスはホットプレ
ート２０内の貫通路２０ａを通過することから、窒素ガ
スを効率よく加熱することができ、窒素ガスの温度を、
ホットプレート２０上に載置される基板Ｗに近い温度ま
で高めることができる。この結果、基板Ｗの面内温度は
より一層均一なものとなっている。

【００２９】なお、前記実施例では、窒素ガスをチャン
バ４０内に送る配管５０の一部を、ホットプレート２０
に形成された貫通路２０ａから構成していたが、これに
替えて、図４に示すように、貫通路２０ａ内に管路９０
を嵌入して、その管路９０の両端にチャンバ４０側に続
く配管５０ａと窒素ガス供給源に続く配管５０ｂとをそ
れぞれ接続する構成としてもよい。あるいは、配管５０
をホットプレート２０の貫通路２０ａに直接貫通させた
構成としてもよい。

【００３０】また、前記実施例では、ホットプレート２
０上に載置された基板Ｗに鉛直上方から窒素ガスが直接
吹き付けられる構成としたが、これに替えて、ホットプ
レート２０上に載置された基板Ｗの周囲の雰囲気に向か
って窒素ガスを吹き付け、基板Ｗには直接窒素ガスが当
たらない構成としても、チャンバ４０内に窒素ガスを満
たすことができる。この構成においても、前記実施例と
同様に、配管５０を流れる窒素ガスをホットプレート２
０により加熱することが好ましい。この構成によれば、
チャンバ４０内の雰囲気を吹き付けられた窒素ガスによ
り局部的に低下させることがないことから、第１実施例
と同様に、基板Ｗの面内温度を均一なものとすることが
できる。

【００３１】さらに、図５に示すように、配管１５０を
ホットプレート２０の側面に接触するように沿わして配
設する構成としてもよい。この構成によっても、第１実
施例と同様に、チャンバ４０内で基板Ｗに向かって吹き
付けられる窒素ガスは温められたものとなり、基板Ｗの
面内温度を均一なものとすることができる。なお、この
態様の場合、配管１５０を蛇行状にしてその蛇行状の部
分をホットプレート２０の側面に沿わすようにすること
で、窒素ガスの加熱の程度を高めることができる。

【００３２】前記実施例では、基板に供給する流体とし
て窒素ガスが用いられていたが、これに替えて、蒸気状
のＨＭＤＳ等の他のガスを基板Ｗに吹き付ける構成とし
てもよい。なお、ＨＭＤＳは、レジストに吹き付ける前
にレジストの密着度を高める薬剤である。

【００３３】以上、この発明の一実施例を詳述してきた
が、この発明は、こうした実施例に何等限定されるもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲において種
々なる態様にて実施することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る基板加熱装置として
のホットユニット１０の構成を示す説明図である。

【図２】ホットユニット１０が備えるホットプレート２
０の平面図である。

【図３】ホットプレート２０への配管５０の接続部分周
辺の拡大断面図である。

【図４】ホットプレート２０への配管５０の接続の他の
態様を示す拡大断面図である。

【図５】ホットプレート２０へ管路配管を沿わした態様
を示す説明図である。

【符号の説明】

１０…ホットユニット ２０…ホットプレート ２０ａ…貫通路 ２１…基台 ２２…プレート ２３…面ヒータ ３１…リフタピン ３５…プロキシミティギャップ用ボール ４０…チャンバ ４２…上板部 ４４…側板部 ４６…窒素ガス注入部 ５０…配管 ５２、５３…継手 ５５〜５８…ナット １５０…配管 Ｗ…基板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を加熱処理する基板加熱装置であっ
   て、 前記基板を上面に支持して加熱するホットプレートと、 該ホットプレートに支持される基板もしくは該基板の周
   囲の雰囲気に向かって流体を供給する流体供給手段とを
   備え、 さらに、前記流体供給手段は、 流体供給源からの流体を流体供給口まで導く管路を備え
   るものであり、 前記管路は、 前記ホットプレートと接触するように配設されたもので
   あることを特徴とする基板加熱装置。
2. 【請求項２】 前記管路は、ホットプレートの一部を貫
   通するように配設されたものである請求項１記載の基板
   加熱装置。
3. 【請求項３】 基板を加熱処理する基板加熱装置であっ
   て、 前記基板を上面に支持して加熱するホットプレートと、 該ホットプレートに支持される基板もしくは該基板の周
   囲の雰囲気に向かって流体を供給する流体供給手段とを
   備え、 さらに、前記流体供給手段は、 流体供給源からの流体を流体供給口まで導く管路を備え
   るものであり、 前記管路は、 その途中を前記ホットプレートに形成された貫通路で構
   成したものであることを特徴とする基板加熱装置。