JPH10340834A - 熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同一箇所でホットプレート処理とクールプレ
ート処理を行なえるようにする。 【解決手段】 ホットプレート兼クールプレート２の内
部空間は環状隔壁６にて内側空間Ｓ１と外側空間Ｓ２に
画成され、これら内側空間Ｓ１と外側空間Ｓ２は前記環
状隔壁６に形成された通孔７にて連通し、更に前記外側
空間Ｓ２は仕切壁８，８にて第１の空間Ｓ２ａと第２の
空間Ｓ２ｂとに分けられ、第１の空間Ｓ２ａには前記し
た高温の熱媒体の導入配管３ａと低温の熱媒体の戻し配
管４ｂが開口し、第２の空間Ｓ２ｂには低温の熱媒体の
導入配管４ａと高温の熱媒体の戻し配管３ｂが開口して
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ェー
ハ表面にレジスト膜を形成する際に使用する熱処理装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウェーハやガラス基板等の基板表
面にレジスト膜（化学増幅型レジスト膜）を形成する工
程を以下に簡単に述べる。 （第１工程：デハイドレーションベーク）ホットプレー
トにてデハイドレーションベークを施し、基板の水分を
除去し、この後クールプレートで温度調整を行なう。 （第２工程：ＢＡＲＣ処理）回転塗布装置等によって反
射防止用の塗布液（ＢＡＲＣ：ボトム・アンチ・リフレ
クション・コーティング）が塗布され、減圧乾燥、エッ
ジリンスの後にホットプレートにてベークされ、更にク
ールプレートで温度調整する。 （第３工程：レジスト塗布）アドヒージョン装置等によ
ってレジスト前処理を行なった後、回転塗布装置等によ
ってレジスト塗布液を塗布し、減圧乾燥、バックサイド
リンスの後、ホットプレートにてベークし、更にクール
プレートで温度調整する。 （第４工程：露光及び現像）露光装置で選択的に露光を
施した後、ホットプレートで露光後ベーク（ＰＥＢ）を
行ない、この後クールプレートで温度調整し、更に現像
装置で現像した後、ホットプレートにてポストベークし
た後、クールプレートで温度調整する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、基板
表面にレジスト膜を形成する各工程において、ホットプ
レートにてベークした後、クールプレートで温度調整す
ることが行なわれている。そして、従来にあってはホッ
トプレートとクールプレートとを隣接して配置し、ホッ
トプレートにてベークした基板をロボットアームにてク
ールプレート上に搬送するようにしている。

【０００４】このように、従来にあっては一旦ホットプ
レートから処理済の基板を取り上げた後にクールプレー
トに移し替えるようにしているため、搬送の途中の環境
温度変化によって膜質に悪影響を与えることがある。

【０００５】また、従来のホットプレートは内部に抵抗
線を埋設した構造であるので、面内の温度分布が不均一
になりやすく安定した膜が作れない。

【０００６】更に、従来にあってはホットプレートとク
ールプレートとの間で基板を搬送するロボット等が必要
となり、装置全体が大掛りとなり、搬送移し替えのため
にタクトタイムが長くなる不利がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明に係る熱処理装置は、ホットプレートと、熱媒体の
充填及び抜取り可能な内部空間を有するホットプレート
兼クールプレートとを備え、前記ホットプレートはホッ
トプレート兼クールプレートの下方に配置され、前記ホ
ットプレートとホットプレート兼クールプレートは何れ
か一方が他方に対して接離可能とされた構成とした。
尚、ホットプレート兼クールプレートにはウェーハ支持
ピンを設けることができる。

【０００８】このような構成とすることで、基板を熱処
理するホットプレートの熱容量が大きくなり安定した処
理が行なえ、搬送装置が省略若しくは簡略化でき、タク
トタイムも短縮できる。

【０００９】本発明に係る熱処理装置のより具体的な構
成としては、前記ホットプレート兼クールプレートの内
部空間を環状隔壁にて内側空間と外側空間に画成し、こ
れら内側空間と外側空間を前記環状隔壁に形成した通孔
にて連通し、また前記外側空間を仕切壁にて第１の空間
と第２の空間とに分け、第１の空間には高温の熱媒体の
導入配管と低温の熱媒体の戻し配管を開口させ、第２の
空間には低温の熱媒体の導入配管と高温の熱媒体の戻し
配管を開口させた構成が好ましい。

【００１０】このような構成とすることで、ホットプレ
ート兼クールプレートの内部空間に充填する熱媒体の交
換を簡単且つ短時間のうちに行なうことが可能となり、
また均一な熱処理が可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る
熱処理装置がホットプレートとして作用している状態を
示す図、図２は本発明に係る熱処理装置がクールプレー
トとして作用している状態を示す図である。

【００１２】熱処理装置は抵抗線を埋設したホットプレ
ート１と、熱媒体の充填及び抜取り可能な空間を有する
ホットプレート兼クールプレート２とを備え、この実施
例にあってはホットプレート１を昇降動可能とすること
で、ホットプレート１の上面とホットプレート兼クール
プレート２の下面とが、接離可能となるようにしてい
る。

【００１３】即ち、図１に示すように、ホットプレート
１の上面とホットプレート兼クールプレート２の下面と
が接触した状態でホットプレートとして作用させ、図２
に示すように、ホットプレート１の上面とホットプレー
ト兼クールプレート２の下面とが離れた状態でクールプ
レートとして作用させる。

【００１４】また、熱処理装置は２つの熱媒体保持装置
３，４を備えている。これら熱媒体保持装置３，４内に
は熱媒体としてフッ素系熱媒体または水等が充填され、
一方の熱媒体保持装置３では熱媒体を８０〜１１０℃に
維持し、他方の熱媒体保持装置４では熱媒体を２３℃±
１℃に維持している。

【００１５】そして、熱媒体保持装置３，４内の熱媒体
は循環ポンプ等によってホットプレート兼クールプレー
ト２内の空間に配管３ａ，４ａを介して送り込まれ、ま
た同空間から配管３ｂ，４ｂを介して熱媒体保持装置
３，４内に熱媒体が戻される。

【００１６】また、ホットプレート兼クールプレート２
上面には、ウェーハＷを載置する支持ピン５が設けられ
ている。この支持ピン５についてはホットプレート兼ク
ールプレート２上面に対し出没動可能とするようにして
もよい。

【００１７】また、図３及び図４に示すように、ホット
プレート兼クールプレート２の内部空間は環状隔壁６に
て内側空間Ｓ１と外側空間Ｓ２に画成され、これら内側
空間Ｓ１と外側空間Ｓ２は前記環状隔壁６に形成された
通孔７にて連通し、更に前記外側空間Ｓ２は仕切壁８，
８にて第１の空間Ｓ２ａと第２の空間Ｓ２ｂとに分けら
れ、第１の空間Ｓ２ａには前記した高温の熱媒体の導入
配管３ａと低温の熱媒体の戻し配管４ｂが開口し、第２
の空間Ｓ２ｂには低温の熱媒体の導入配管４ａと高温の
熱媒体の戻し配管３ｂが開口している。

【００１８】更に、前記外側空間Ｓ２にはエアー抜き管
９，９’が開口し、内側空間Ｓ１及び外側空間Ｓ２には
熱媒体回収管１０が開口している。

【００１９】図５はウェーハ昇降ピン１１とホットプレ
ート１の動きであり、図６はウェーハ昇降ピン１１が支
持ピン５を兼ねたときの動きである。先ず最初はホット
プレート１の上面とホットプレート兼クールプレート２
の下面が接触している状態から始める。図５の（ａ）で
は、ウェーハ昇降ピン１１が上昇して搬送アームより基
板を受け取る。（ｂ）において、ウェーハ昇降ピン１１
はそのまま下降してホットプレート兼クールプレート２
の上面から０．２ｍｍ（Ａ）ほど突出している支持ピン
５上に基板を載置して、その後ホットプレート処理を行
う。次に（ｃ）のようにホットプレート１を下降させて
クールプレート処理を行う。最後に（ｄ）のようにホッ
トプレート１とウェーハ昇降ピン１１を上昇させて支持
ピン５上から基板を持ち上げ、搬送アームに受け渡す。

【００２０】図６では、基板を受け取るまでは図５の
（ａ）と同じであるが、基板を受け取った後の（ｂ）で
はウェーハ昇降ピン１１を下降させて、ホットプレート
兼クールプレート２の上面から０．２ｍｍ位の位置でウ
ェーハ昇降ピン１１の下降を止め、ホットプレート処理
を行う。次に（ｃ）においてホットプレート１を下降さ
せてクールプレート処理を行う。その後（ｄ）のように
ホットプレート１とウェーハ昇降ピン１１を上昇させて
基板を持ち上げ、搬送アームに受け渡す。

【００２１】以上において、図１に示すようにホットプ
レート兼クールプレート２をホットプレートとして使用
する場合には、予めエアー抜き管９にてホットプレート
兼クールプレート２の内部空間内を減圧状態としてお
き、ポンプを駆動して熱媒体保持装置３から８０〜１１
０℃に保持された熱媒体を第１の空間Ｓ２ａ内に送り込
む。

【００２２】すると、第１の空間Ｓ２ａ内に供給された
熱媒体は、空間内が減圧状態にあるので、瞬時に環状隔
壁６に形成された通孔７を介して内側空間Ｓ１に進入
し、更に第２の空間Ｓ２ｂにも進入し、ホットプレート
兼クールプレート２の内部空間全体に８０〜１１０℃に
保持された熱媒体が充満する。

【００２３】しかし、内部空間全体に熱媒体が充満して
いる間に、その熱はどんどん失われてゆくので８０〜１
１０℃を維持できなくなる。そこで、ホットプレート１
の上面をホットプレート兼クールプレート２の下面に接
触させておいて、熱媒体を所望の温度に維持するように
する。

【００２４】一方、図２に示すようにホットプレート兼
クールプレート２をクールプレートとして使用する場合
には、戻し配管３ｂを介して、所望の温度に保持された
熱媒体を熱媒体保持装置３内に戻すとともに、ホットプ
レート１の上面をホットプレート兼クールプレート２の
下面から離し、再びホットプレート兼クールプレート２
の内部空間内をエア抜き管９’にて減圧した後、ポンプ
を駆動して熱媒体保持装置４から２３℃±１℃の熱媒体
を第２の空間Ｓ２ｂ内に送り込む。すると、前記と同様
にして、ホットプレート兼クールプレート２の内部空間
全体に２３℃±１℃の熱媒体が充満する。

【００２５】高温の熱媒体と低温の熱媒体の交換をさら
に迅速に行うには、熱媒体回収管１０と熱媒体戻し管３
ｂ、または４ｂを併用するのが好ましい。

【００２６】

【発明の効果】以上に説明したように本発明に係る熱処
理装置によれば、熱源となる抵抗線等を埋設したホット
プレートの上方に、熱媒体の充填及び抜取り可能な空間
を有するホットプレート兼クールプレートを設け、ホッ
トプレートとホットプレート兼クールプレートは何れか
一方が他方に対して接離可能としたので、基板を熱処理
するホットプレートの熱容量が大きくなり安定した処理
が行なえ、搬送装置が省略若しくは簡略化でき、タクト
タイムも短縮できる。

【００２７】また、前記ホットプレート兼クールプレー
トの内部空間を環状隔壁にて内側空間と外側空間に画成
し、これら内側空間と外側空間を前記環状隔壁に形成し
た通孔にて連通し、また前記外側空間を仕切壁にて第１
の空間と第２の空間とに分け、第１の空間には高温の熱
媒体の導入配管と低温の熱媒体の戻し配管を開口させ、
第２の空間には低温の熱媒体の導入配管と高温の熱媒体
の戻し配管を開口させた構成とすることで、ホットプレ
ート兼クールプレートの内部空間に充填する熱媒体の交
換を簡単且つ短時間のうちに行なうことが可能となり、
更に熱媒体の滞留部もなくなるので均一な熱処理が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る熱処理装置がホットプレートとし
て作用している状態を示す図

【図２】本発明に係る熱処理装置がクールプレートとし
て作用している状態を示す図

【図３】本発明に係る熱処理装置を構成するホットプレ
ート兼クールプレートの横断面図

【図４】同ホットプレート兼クールプレートの縦断面図

【図５】本発明に係るウェーハ昇降ピンとホットプレー
トの動作図

【図６】本発明に係るウェーハ昇降ピンが支持ピンを兼
ねた時の動作図

【符号の説明】

１…ホットプレート、２…ホットプレート兼クールプレ
ート、３，４…熱媒体保持装置、３ａ，４ａ…熱媒体導
入配管、３ｂ，４ｂ…熱媒体戻し配管、５…支持ピン、
６…環状隔壁、７…通孔、８…仕切壁、Ｓ１…内側空
間、Ｓ２…外側空間、Ｓ２ａ…第１の空間、Ｓ２ｂ…第
２の空間。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島井 太 神奈川県川崎市中原区中丸子150番地 東 京応化工業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホットプレートと、熱媒体の充填及び抜
   取り可能な内部空間を有するホットプレート兼クールプ
   レートとを備えた熱処理装置であって、前記ホットプレ
   ートはホットプレート兼クールプレートの下方に配置さ
   れ、またホットプレートとホットプレート兼クールプレ
   ートは何れか一方が他方に対して接離可能とされている
   ことを特徴とする熱処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の熱処理装置において、
   前記ホットプレート兼クールプレートの内部空間は環状
   隔壁にて内側空間と外側空間に画成され、これら内側空
   間と外側空間は前記環状隔壁に形成された通孔にて連通
   し、また前記外側空間は仕切壁にて第１の空間と第２の
   空間とに分けられ、第１の空間には高温の熱媒体の導入
   配管と低温の熱媒体の戻し配管が開口し、第２の空間に
   は低温の熱媒体の導入配管と高温の熱媒体の戻し配管が
   開口していることを特徴とする熱処理装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の熱処理
   装置において、前記ホットプレート兼クールプレートは
   ウェーハ支持ピンを備えていることを特徴とする熱処理
   装置。