JP2001274064A

JP2001274064A - 加熱処理装置及び加熱処理方法

Info

Publication number: JP2001274064A
Application number: JP2000086199A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Fukuoka; 哲夫福岡
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2000-03-27
Filing date: 2000-03-27
Publication date: 2001-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】熱板温度が変更された場合においても，蓋体
が迅速に定常状態になる加熱処理装置を提供する。【解決手段】蓋体７０の両端外周に，この蓋体７０を
保持自在なアーム７２，７３が配置される。アーム７
２，７３は，シリンダ７６，７７によって上下動自在
で，かつ各々外方向に移動自在である。アーム７２，７
３が蓋体７０を直接保持する保持部７２ａ，７３ａに
は，各々ソレノイド９２が設けられており，蓋体７０を
吸着自在である。加熱温度変更時には，アーム７２，７
３が蓋体７０から離脱する。これによって熱容量の大き
いアーム７２，７３と蓋体７０が接触している時間が短
縮され，蓋体７０が定常状態になるまでの時間が短縮さ
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，基板の加熱処理装
置及び加熱処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造におけるフォトレ
ジスト処理工程においては，半導体ウエハ（以下，「ウ
エハ」）の表面にレジスト液を塗布した後の加熱処理
（プリベーキング）や，パターンの露光を行った後の加
熱処理（ポストエクスポージャーベーキング）等，種々
の加熱処理が行われている。

【０００３】これらの加熱処理は，通常，加熱処理装置
によって行われる。この加熱処理装置は，処理容器内に
ウェハを載置して加熱する円盤状の熱板と，この熱板の
上面を覆うようにして処理室を形成する，上面が閉口し
た略円筒状の蓋体とを有している。そして，この蓋体
は，その外周壁に平行に設けられた２本のアームに固定
されており，このアームが上下方向に移動することによ
り，蓋体が上下移動できるように構成されている。そし
て，蓋体の下降により形成された処理室内において，所
定温度に設定された熱板上にウェハが載置され，加熱さ
れていた。また，加熱の際，蓋体の位置がずれて処理室
の気密性が損なわれないように，アームは蓋体を押さえ
る役割も果たしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで，レシピに従
ってウェハの加熱温度が変更される場合には，熱板の設
定温度が変更されることになるが，このとき処理室を形
成する蓋体は，熱容量の大きいアームに固定され接触し
ているため，熱板に比べて温度が定常状態になるまでに
時間がかかってしまう。

【０００５】そして，ウェハの加熱処理は，熱板の温度
だけでなく蓋体の温度にも影響されるので，蓋体の温度
が定常状態になっていないとウェハの加熱処理が不安定
となり，ウェハの品質にばらつきが生じる。

【０００６】また，蓋体が定常になるまで待ってから加
熱処理を行うとすると，余計な時間がかかりスループッ
トが低下する。

【０００７】本発明は，かかる点から鑑みてなされたも
のであり，レシピの変更などにより熱板温度が変更され
た場合においても，蓋体が迅速に定常状態になるような
加熱処理装置とその加熱処理装置を用いた加熱処理方法
を提供することをその目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば，基板を載置し加熱する熱板と，この熱板の少なくと
も上面を覆って処理室を形成する蓋体と，この蓋体を保
持し，この蓋体を少なくとも上下方向に移動させる保持
部材とを有する加熱処理装置であって，前記保持部材に
おける前記蓋体を直接保持する保持部は，前記蓋体から
離脱自在に構成されていることを特徴とする基板の加熱
処理装置が提供される。

【０００９】このように，前記保持部材を蓋体から離脱
自在にすることにより，蓋体を保持し移動させるとき以
外は，前記保持部材を蓋体から離脱させておくことがで
きる。それ故，蓋体に接触しているものを含めた蓋体の
全熱容量を減少させることができる。したがって，例え
ば熱板温度を上昇させる時に保持部材を離脱させると，
蓋体の温度がより早く上昇し，定常状態になるため，よ
り早い段階で基板の加熱処理を開始させることができ
る。また，蓋体が定常状態になるのを待たずに熱板が定
常状態になった時点で加熱処理を開始する場合において
も，蓋体を移動させるとき以外は前記保持部材を蓋体か
ら離脱させておくことで，蓋体が完全に定常状態になる
までの時間を短縮することができる。これによって，例
えばレシピ変更後，最初に処理する基板とその後に処理
する基板との加熱処理環境の差が減少し，基板間におい
てばらつきのない所定の加熱処理が行われる。なお，離
脱自在とは，保持部が蓋体に接触し，離脱することがで
きることを意味する。

【００１０】かかる請求項１の発明において，請求項２
のように，前記保持部材が，前記蓋体の外周壁の両端を
保持するようにし，前記蓋体に対して少なくとも水平方
向かつ外側に移動して離脱するように構成してもよい。
このように，前記両保持部材が蓋体に対して外側に移動
可能とし，前記蓋体から離脱できるようにすることによ
り，請求項１と同様に保持部材と蓋体との接触時間を減
少させることができるので，蓋体の温度が定常状態にな
るまでの時間が短縮され，より早く，基板間においてよ
りばらつきのない加熱処理が実現される。吸引手段とし
ては，例えば吸引ポンプを挙げることができる。

【００１１】かかる請求項１又は２の加熱処理装置は，
請求項３のように保持部材と蓋体とを吸着するソレノイ
ドを有するようにしてもよいし，請求項４のように吸引
手段を有するようにしてもよい。このように，ソレノイ
ド又は吸引手段を設けることにより，前記保持部材が蓋
体を保持し，必要に応じて蓋体を離すことが好適に実施
できる。

【００１２】また，請求項５のように前記保持部は前記
蓋体側に突出した凸部を有し，前記蓋体は前記凸部に嵌
合する凹部を有するようにして，前記凸部と凹部を着脱
させて，前記保持部材の保持・離脱を実現させてもよ
い。さらに，請求項６のように，請求項５とは逆に蓋体
に突出した凸部を設け，保持部に凹部を設けてもよい。

【００１３】以上の各加熱処理装置において，請求項７
のように前記保持部材の少なくとも保持部は，断熱材か
らなるものとしてもよい。このように，保持部材に断熱
材を用いると，蓋体が保持部材に保持されているとき
に，保持部材に熱が奪われることが抑制される。したが
って，上述したような熱板の温度が変更された場合に，
蓋体の温度が定常状態になるまでの時間が短縮され，さ
らに，その後も蓋体の温度が維持されるため，より早く
加熱処理が開始され，よりばらつきのない加熱処理が行
われる。なお，少なくとも保持部が断熱材であれば足り
るので，保持部材全体が断熱材により構成されていても
よい。

【００１４】以上の加熱処理装置において，請求項８の
ように前記熱板の外周外方には，処理室を形成する際に
前記蓋体の下面と接触する水平部を有し，前記接触状態
を維持する接触維持手段を有するようにしてもよい。こ
のように，接触維持手段を設けると，前記蓋体を前記水
平部に確実に接触させておくことができ，所定温度に所
定雰囲気に維持される処理室の環境が好適に維持され
る。

【００１５】かかる請求項８の接触維持手段は，請求項
９のようにソレノイドを用いてもよいし，請求項１０の
ように吸引手段を用いてもよい。これらの手段は，比較
的簡易な装置で済むため，加熱処理装置全体が複雑にな
ることが抑制される。

【００１６】さらに，以上の各加熱処理装置において，
請求項１１のように，前記保持部材の温度を所定温度に
調節する温度調節手段を有するようにしてもよい。この
ように保持部材を積極的に所定温度に調節する手段を設
けることにより，例えば，熱板の温度を所定温度に変更
する場合に，保持部材の温度を適切な温度，すなわち前
記熱板の所定温度に対応した蓋体が定常状態となる温度
に調節できる。したがって，蓋体から保持部材に熱が逃
げることが防止されるのみならず，蓋体に積極的に熱を
与えて，迅速に蓋体を定常温度にすることができる。そ
の結果，より早く加熱処理が開され，基板間においてよ
りばらつきのない加熱処理が実現される。

【００１７】請求項１２の発明は，基板を載置し加熱す
る熱板と，この熱板の少なくとも上面を覆い処理室を形
成する蓋体と，この蓋体を保持し，この蓋体を少なくと
も上下方向に移動させる保持部材とを有する加熱処理装
置であって，前記保持部材の温度を所定温度に調節する
温度調節手段を有すること特徴とする基板の加熱処理装
置が提供される。

【００１８】このように，保持部材の温度を所定温度に
調節する温度調節手段を設けることにより，請求項１１
と同様に保持部材を予め適切な温度にしておくことがで
きるため，蓋体の温度が定常状態になる前は，蓋体と保
持部材間の熱の授受が積極的に行われ，蓋体が定常状態
になった後は，熱の授受が防止される。してがって，よ
り早く加熱処理を開始することができ，より斑のない加
熱処理を行うことができる。なお，温度調節手段には，
後述するもの以外のもの，例えば電源により発熱する発
熱体や流体による熱交換体も含まれる。

【００１９】かかる請求項１１又１２の前記温度調節手
段は，請求項１３のように電子冷熱素子であってもよ
い。このように，電子冷熱素子とすると，保持部材を加
熱，冷却することができるため，熱板温度を上昇させる
場合には，予め高い温度にしておくため保持部材を加熱
し，熱板温度を下げる場合には，予め低い温度にしてお
くため保持部材を冷却することができる。その結果，熱
板温度を上昇させる場合にも冷却させる場合にも対応
し，蓋体温度を迅速に定常状態にすることができる。電
子冷熱素子としては，例えばペルチェ素子が採用され
る。

【００２０】請求項１４によれば，基板を熱板上に載置
する工程と，保持部材に保持された蓋体が熱板を覆い処
理室を形成する工程と，前記基板を加熱する工程とを有
する加熱処理方法であって，前記保持部材が前記蓋体か
ら離脱する工程を有し，前記保持部材が前記蓋体から離
脱する工程は，少なくとも前記熱板温度を変更する際に
行われることを特徴とする基板の加熱処理方法が提供さ
れる。

【００２１】請求項１４によれば，熱板温度を所定温度
に変更し，熱板が所定温度に変動する際に保持部材を蓋
体から離脱させる。こうすることにより，蓋体が熱容量
の大きい保持部材から離脱されるため，蓋体の温度がよ
り早く定常状態にされる。したがって，より早く加熱処
理を開始することができる。なお，熱板温度を変更する
際とは，熱板温度が変更される前の基板の加熱処理が終
了してから，熱板温度の変更後の基板の加熱処理が開始
されるまでをいう。

【００２２】請求項１５の発明によれば，基板を熱板上
に載置する工程と，保持部材に保持された蓋体が熱板を
覆って処理室を形成する工程と，前記基板を加熱する工
程とを有する加熱処理方法であって，前記基板を加熱す
る工程中は，前記保持部材が前記蓋体から離脱している
ことを特徴とする基板の加熱処理方法が提供される。

【００２３】請求項１５によれば，基板を加熱する工程
中は，前記保持部材を蓋体から離脱させておくので，例
えば前記熱板の温度が変更され，前記蓋体がまだ定常状
態になっていない時に基板の加熱処理が開始された場合
には，蓋体の全熱容量が減少するため，蓋体をより早く
定常状態にすることができる。また，定常状態になった
後の通常の加熱処理においても，蓋体から保持部材に熱
が逃げることが抑制され，例えば熱板温度を維持するた
めの電力消費量が削減される。

【００２４】請求項１６によれば，基板を熱板上に載置
する工程と，保持部材に保持された蓋体が熱板を覆い処
理室を形成する工程と，前記基板を加熱する工程とを有
する加熱処理方法であって，前記保持部材の温度を所定
温度に調節する工程を有することを特徴とする基板の加
熱処理方法が提供される。

【００２５】請求項１６によれば，例えば熱板が所定温
度に設定され，その熱板の所定温度に対応した蓋体の定
常温度に，予め前記保持部材の温度を調節しておくこと
ができる。これによって，蓋体の温度が定常状態で維持
され，基板を一定した環境で加熱することができる。

【００２６】かかる請求項１６の発明において，請求項
１７のように前記保持部材の温度を調節する工程は，前
記熱板温度を変更する際に行われるようにしてもよい。
このように，保持部材の温度を調節する工程を熱板温度
を変更する際に行うことにより，例えば保持部材を蓋体
の最終的な定常温度に設定すると，その蓋体を保持した
保持部材の熱により，蓋体がより早く定常温度に到達で
きる。したがって，より早く加熱処理を開始することが
できる。なお，熱板温度を変更する際とは，熱板温度が
変更される前の基板の加熱処理が終了してから，熱板温
度の変更後の基板の加熱処理が開始されるまでをいう。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下，本発明の好ましい実施の形
態について説明する。図１は，本実施の形態にかかる加
熱処理装置を有する塗布現像処理システム１の平面図で
あり，図２は，塗布現像処理システム１の正面図であ
り，図３は，塗布現像処理システム１の背面図である。

【００２８】塗布現像処理システム１は，図１に示すよ
うに，例えば２５枚のウェハＷをカセット単位で外部か
ら塗布現像処理システム１に対して搬入出したり，カセ
ットＣに対してウェハＷを搬入出したりするカセットス
テーション２と，塗布現像処理工程の中で枚葉式に所定
の処理を施す各種処理装置を多段配置してなる処理ステ
ーション３と，この処理ステーション３に隣接して設け
られている図示しない露光装置との間でウェハＷの受け
渡しをするインターフェイス部４とを一体に接続した構
成を有している。

【００２９】カセットステーション２では，載置部とな
るカセット載置台５上の所定の位置に，複数のカセット
ＣをＸ方向（図１中の上下方向）に一列に載置自在とな
っている。そして，このカセット配列方向（Ｘ方向）と
カセットＣに収容されたウェハＷのウェハ配列方向（Ｚ
方向；鉛直方向）に対して移送可能なウェハ搬送体７が
搬送路８に沿って移動自在に設けられており，各カセッ
トＣに対して選択的にアクセスできるようになってい
る。

【００３０】ウェハ搬送体７は，ウェハＷの位置合わせ
を行うアライメント機能を備えている。このウェハ搬送
体７は後述するように処理ステーション３側の第３の処
理装置群Ｇ３に属するエクステンション装置３２に対し
てもアクセスできるように構成されている。

【００３１】処理ステーション３では，その中心部に主
搬送装置１３が設けられており，この主搬送装置１３の
周辺には各種処理装置が多段に配置されて処理装置群を
構成している。該塗布現像処理システム１においては，
４つの処理装置群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４が配置されて
おり，第１及び第２の処理装置群Ｇ１，Ｇ２は現像処理
システム１の正面側に配置され，第３の処理装置群Ｇ３
は，カセットステーション２に隣接して配置され，第４
の処理装置群Ｇ４は，インターフェイス部４に隣接して
配置されている。さらにオプションとして破線で示した
第５の処理装置群Ｇ５を背面側に別途配置可能となって
いる。前記主搬送装置１３は，これらの処理装置群Ｇ１
〜Ｇ５に配置されている後述する各種処理装置に対し
て，ウェハＷを搬入出可能である。

【００３２】第１の処理装置群Ｇ１では，例えば図２に
示すように，ウェハＷ上にレジスト液を塗布するレジス
ト塗布装置１７と，ウェハＷに現像液を供給して処理す
る現像処理装置１８とが下から順に２段に配置されてい
る。第２の処理装置群Ｇ２の場合も同様に，レジスト塗
布装置１９と，現像処理装置２０とが下から順に２段に
積み重ねられている

【００３３】第３の処理装置群Ｇ３では，例えば図３に
示すように，ウェハＷを冷却処理するクーリング装置３
０，レジスト液とウェハＷとの定着性を高めるためのア
ドヒージョン装置３１，ウェハＷを待機させるエクステ
ンション装置３２，レジスト液中の溶剤を乾燥させるプ
リベーキング装置３３，３４及び現像処理後の加熱処理
を施すポストベーキング装置３５，３６等が下から順に
例えば７段に重ねられている。

【００３４】第４の処理装置群Ｇ４では，例えばクーリ
ング装置４０，載置したウェハＷを自然冷却させるエク
ステンション・クーリング装置４１，エクステンション
装置４２，本実施に形態にかかる加熱処理装置としての
加熱・冷却装置４３，４４，４５（図３中のＰＥＢ／Ｃ
ＯＬ），ポストベーキング装置４６，４７等が下から順
に例えば８段に積み重ねられている。

【００３５】インターフェイス部４の中央部にはウェハ
搬送体５０が設けられている。このウェハ搬送体５０は
Ｘ方向（図１中の上下方向），Ｚ方向（垂直方向）の移
動とθ方向（Ｚ軸を中心とする回転方向）の回転が自在
にできるように構成されており，第４の処理装置群Ｇ４
に属するエクステンション・クーリング装置４１，エク
ステンション装置４２，周辺露光装置５１及び図示しな
い露光装置に対してアクセスできるように構成されてい
る。

【００３６】本発明の加熱処理装置を上述した加熱・冷
却装置４４に具現化した，本実施の形態について説明す
る。この加熱・冷却装置４４は，単一の装置内でウェハ
Ｗの加熱処理と冷却処理を行うことができる装置であ
り，ウェハＷを加熱し，即座に冷却する場合に有用であ
る。

【００３７】以下，加熱・冷却装置４４の構成について
説明する。図４，図５に示すように，この加熱・冷却装
置４４のケーシング４４ａ内には，厚みのある板状の基
台６０が設けられている。この基台６０は，ウェハＷの
加熱を担う加熱部６０ａとウェハＷの冷却を担う冷却部
６０ｂとを有している。

【００３８】この基台６０の加熱部６０ａ上には，図４
に示すように，熱板６７を覆い後述するサポートリング
９０と一体となって処理室Ｓを形成する蓋体７０が設け
られている。この蓋体７０は，下面が開口した略筒状に
形成されている。また，蓋体７０内部の上部には，図６
に示すように蓋体７０のウェハＷ側の面を覆う排気板７
０ａが設けられており，この排気板７０ａの中央部に
は，処理室Ｓ内の雰囲気を排気する排気孔７０ｂが設け
られている。さらにその排気板７０ａと蓋体７０の上面
との間には，排気室７０ｃが形成されており，排気孔７
０ａからの気体を蓋体７０側面に設けられた排気管７０
ｄに連通させるように構成されている。

【００３９】蓋体７０の外周壁の両端には，図５，図６
に示すように基台６０の長手方向（図５のＸ方向）に沿
って伸びる２本の保持部材としてのアーム７２，７３が
設けられており，この２本のアーム７２，７３の蓋体７
０に接する保持部７２ａ，７３ａには，各々ソレノイド
７４が取り付けられている。従って，アーム７２，７３
はソレノイド７４により，蓋体７０の外周面の両端を吸
着し，保持することができる。また，ソレノイド７４に
よる吸着のタイミングは，制御装置７５により制御され
ている。なお，これらのアーム７２，７３の保持部７２
ａ，７３ａは，蓋体７０の熱を逃がさないように断熱
材，例えばポリイミド樹脂で構成されている。

【００４０】また，２本の各アーム７２，７３の下方に
は，アーム７２，７３を上下に移動自在とするためのシ
リンダ７６，７７がそれぞれ設けられている。さらに，
図５に示すようにアーム７２，７３を蓋体７０の外方
向，すなわちアーム７２は図５のＹ方向負方向に，アー
ム７３は図５のＹ方向正方向に移動可能とするモータ等
を有する移動機構７８が基台６０下面に設けられてい
る。これらの移動機構７８及びシリンダ７６，７７の駆
動は，上述した制御装置７５により制御されている。し
たがって，アーム７２，７３は，上述したように蓋体７
０を吸着させて保持し，蓋体７０を上下方向に移動さ
せ，さらに，外方向に開いて蓋体７０から離脱すること
が可能である。

【００４１】また，基台６０の加熱部６０ａ下方には，
図４に示すように熱板６７を収容する熱板収容部８０が
設けられている。

【００４２】熱板収容部８０内には，中央にウェハＷを
載置し，加熱する円盤状の熱板６７が設けられている。
この熱板６７は，熱源となるヒータ８２を有している。
このヒータ８２は，所定のパターン，例えば同心円状に
配置され，熱板６７が所定の温度になるように温度制御
装置８５により制御されている。

【００４３】熱板６７は，断熱性の優れた内側に段部を
有する環状の支持部材８６に支持されており，この支持
部材８６は，その下面をさらに支持台８７に支持されて
いる。

【００４４】また，熱板収容部８０は，支持部材８６と
支持台８７とを囲み，蓋体７０と一体となって処理室Ｓ
を形成する略筒状のサポートリング９０を有している。
このサポートリング９０の水平部としての上面９０ａに
は，図５，図７に示すように，蓋体７０の下面との接触
状態を保つための接触維持手段としてのソレノイド９２
が複数個取り付けられている。そして，このソレノイド
９２は，上述した制御装置７５により，そのＯＮ・ＯＦ
Ｆが制御されている。また，この上面９０ａのソレノイ
ド９２の内側には，Ｏリング９３が設けられており，処
理室Ｓが形成された際に処理室Ｓの内外の雰囲気を遮断
できるように構成されている。さらに，上面９０ａの蓋
体７０と接する部分より内側の部分には，処理室Ｓ内に
向けて例えば，不活性ガスを噴出する吹き出し口９０ｂ
が設けられており，処理室Ｓ内をパージすることができ
る。

【００４５】また，熱板収容部８０内には，ウェハＷを
搬入出する際に，ウェハＷを支持し，昇降させるための
昇降ピン９５が複数個設けられている。この昇降ピン９
５は，昇降駆動機構９６により上下に移動自在であり，
熱板６７を貫通した孔９７内を上下動し，熱板６７上に
突出できるように構成されている。

【００４６】一方，基台６０の冷却部６０ｂには，Ｘ方
向に沿ってスリット１０２が設けられ，このスリット１
０２内を移動レール９９に沿って移動し，また上下方向
にも移動自在な冷却プレート１００が設けられている。

【００４７】この冷却プレート１００は，図４，図５に
示すように，全体として略方形の平板形状をなし，その
内部には，外部に設置されている恒温水供給源１０１か
ら供給される所定温度の液体，たとえば恒温水が冷却プ
レート１００内の循環路１００ａ内を循環し，冷却プレ
ート１００上に載置されたウェハＷを冷却するように構
成されている。また冷却プレート１００における前記加
熱部６０ａ側の端部には，スリット１０３，１０４が形
成されている。これらスリット１０３，１０４は，冷却
プレート１００が加熱部６０ａ側に移動して，熱板６７
上で昇降ピン９５に支持されているウェハＷを受け取る
ために，図８に示したように，熱板６７上に位置する際
に，該昇降ピン９５が障害とならないように設けられて
いる。したがって，冷却プレート１００は，熱板６７上
に移動自在であり，昇降ピン９５に支持されたウェハＷ
を受け取り自在である。

【００４８】次に，以上のように構成されている加熱・
冷却装置４４の作用について，塗布現像処理システム１
で行われるフォトリソグラフィー工程のプロセスと共に
説明する。

【００４９】先ず，ウェハ搬送体７がカセットＣから未
処理のウェハＷを１枚取りだし，第３の処理装置群Ｇ３
に属するアドヒージョン装置３１に搬入する。このアド
ヒージョン装置３１において，レジスト液との密着性を
向上させるHMDSなどの密着強化剤を塗布されたウェハＷ
は，主搬送装置１３によって，クーリング装置３０搬送
され，所定の温度に冷却される。その後，ウェハＷは，
レジスト塗布装置１７又１９，プリベーキング装置３４
又は３５に順次搬送され，所定の処理が施される。その
後，ウェハＷは，エクステンション・クーリング装置４
１に搬送される。

【００５０】次いで，ウェハＷはエクステンション・ク
ーリング装置４１からウェハ搬送体５０によって取り出
され，その後，周辺露光装置５１を経て露光装置（図示
せず）に搬送される。露光処理の終了したウェハＷは，
ウェハ搬送体５０によりエクステンション装置４２に搬
送された後，主搬送装置１３に保持される。次いで，こ
のウェハＷは，露光処理後の加熱，冷却処理が行われる
加熱・冷却装置４３，４４又は４５に搬送される。

【００５１】そして，加熱，冷却処理の終了したウェハ
Ｗは，主搬送装置１３により現像処理装置１８又は２
０，ポストベーキング装置３５，クーリング装置３０と
順次搬送され，各装置において所定の処理が施される。
その後，ウェハＷは，エクステンション装置３２を介し
て，ウェハ搬送体７によってカセットＣに戻され，一連
の所定の塗布現像処理が終了する。

【００５２】上述した露光後の加熱，冷却処理を行う加
熱・冷却装置４４の作用について詳しく説明する。例え
ば，先にウェハＷを９０℃で加熱していたが，レシピが
変更になり，以降１４０℃で加熱する場合を例にとって
説明する。この場合，先ずウェハＷの加熱処理を開始す
る前に，熱板６７の温度を９０℃から１４０℃に変更す
る必要がある。このとき，ウェハＷを熱板６７上に載置
しない状態で蓋体７０を下降させ，処理室Ｓを形成して
おく。そして，図９に示すように制御装置７５によりア
ーム７２，７３のソレノイド７４の吸着を解除し，移動
機構７８によりそれぞれのアーム７２，７３を蓋体７０
から外方向に離脱させておく。

【００５３】次いで，温度制御装置８５に設定された設
定温度（１４０℃）に基づいて，ヒータ８２が発熱し，
熱板６７の温度が上昇される。このとき，熱板６７の温
度上昇に伴い，蓋体７０の温度も上昇されるが，通常熱
板６７に比べて蓋体７０は熱伝導性が悪いため，熱板６
７よりも定常状態の温度，例えば熱板６７の設定温度が
１４０℃の場合，８０℃程度になるのに時間がかかる。
そこで，本発明は，上述したように熱容量の大きいアー
ム７２，７３を蓋体７０から離脱させておき，蓋体７０
からの熱の逃げを防止することにより，蓋体７０が定常
状態になるまでの時間を短縮させることができる。

【００５４】その後，熱板６７の温度が上昇して１４０
℃になり，定常状態になる。そして，蓋体７０が遅れて
定常状態になるのを待ってから，ウェハＷの処理を開始
してもよいが，本実施の形態では，スループットを考慮
し，熱板６７が定常状態になった後で，ある程度蓋体７
０の温度が定常温度（例えば８０℃）に近づいた時にウ
ェハＷの加熱処理を開始するものとする。

【００５５】この場合，蓋体７０の温度がまだ定常温度
に達していないため，少しでも早く定常状態に達するよ
うに，アーム７２，７３と蓋体７０との接触時間を短縮
し，蓋体７０の熱が奪われることを防止する必要があ
る。以下，かかる点に留意したウェハＷの加熱，冷却処
理のプロセスを説明する。

【００５６】先ず，加熱処理が開始されるとアーム７
２，７３が蓋体７０を吸着保持し，シリンダ６７，７７
により蓋体７０を上昇させる。次いで，前工程，すなわ
ちパターンの露光処理が終了したウェハＷが主搬送装置
１３によりケーシング４１ａ内に搬入され，ウェハＷ
は，予め加熱部６０ａにおける熱板６７上方で待機して
いた昇降ピン９５に受け渡される。

【００５７】次いで，アーム７２，７３により蓋体７０
が下降され，蓋体７０の下面とサポートリング９０の上
面９０ａとが接触し，蓋体７０とサポートリング９０が
一体となって処理室Ｓが形成される。このとき，蓋体７
０の下面は，ソレノイド９２によりサポートリング９０
の上面９０ａに吸着され，処理室Ｓの気密性が維持され
る。また，制御装置７５の信号により，アーム７２，７
３のソレノイド７４の吸着が解除され，各アーム７２，
７３が外方向に開き蓋体７０から離脱する。そして，サ
ポートリング９０の吹き出し口９０ａから不活性ガスの
供給が開始される。この不活性ガスが処理室Ｓを通って
排気孔７０ａから排気されることにより気流が発生し，
以後加熱処理が終了するまで，処理室Ｓ内には一定の気
流雰囲気が維持される。

【００５８】その後，ウェハＷは，駆動機構９６により
昇降ピン９５と共に下降され，熱板６７上に載置され
る。そして，ウェハＷが載置されると同時に加熱処理が
開始され，ウェハＷは所定温度で所定時間加熱される。

【００５９】そして，所定時間経過後，ウェハＷは昇降
ピン９５により所定位置まで上昇され，熱板６７による
加熱が終了する。その際，蓋体７０とサポートリング９
０の上面９０ａとの吸着が解除されるとともに，蓋体７
０は再びアーム７２，７３に吸着保持され，上昇され
る。次いで，その状態で今度は，冷却プレート１００が
熱板６７上に移動して，ウェハＷを受け取る。前記した
ように，冷却プレート１００内には恒温水が循環してお
り，ウェハＷは冷却プレート１００上に受け取られた直
後から冷却処理が開始される。

【００６０】その後，冷却プレート１００は，冷却部６
０ｂに移動され，ウェハＷを所定時間冷却し，その後，
ウェハＷは主搬送装置１３に受け渡され，ケーシング４
４ａから搬出されて一連の加熱・冷却処理が終了する。

【００６１】以上の加熱・冷却処理がウェハＷ毎に繰り
返され，所定枚数のウェハＷが処理される。そして，ウ
ェハＷが所定枚数処理されると再びレシピが変更され，
熱板６７の温度等が変更される。

【００６２】以上の実施の形態では，アーム７２，７３
を蓋体７０と離脱自在に設け，熱板６７の温度を変更す
る際に，アーム７２，７３を蓋体７０から離脱させた状
態にするため，蓋体７０からアーム７２，７３に熱が逃
げることが防止され，蓋体７０が定常温度（８０℃）に
なるまでの時間が短縮される。これによって，ウェハＷ
の加熱開始時間が従来に比べて早められ，スループット
の向上に繋がる。なお，本実施の形態では，熱板６７の
温度を９０℃から１４０℃まで上昇させる場合について
記載したが，熱板６７をより低い温度に冷却する場合に
も同様に適応される。

【００６３】また，本実施の形態では，ある程度蓋体７
０が定常温度（８０℃）に近づいたときにウェハＷの処
理が開始されるため，蓋体７０をなるべく早く定常状態
にさせる必要がある。そこで蓋体７０を移動させるとき
以外は，アーム７２，７３を蓋体７０から離脱させるよ
うにし，ウェハＷの処理中においても蓋体７０とアーム
７２，７３との接触時間を減少させるようにした。

【００６４】なお，蓋体７０が完全に定常状態に達して
からウェハＷの加熱処理を開始させてもよいが，この場
合既にウェハＷの処理環境が安定しているため，上記の
ように蓋体７０を移動させる度にアーム７２，７３を離
脱させなくてもよいし，させてもよい。ただし，何れに
しても蓋体７０が定常状態になるまでの温度が短縮され
るため，スループットの向上が図られる。

【００６５】また，本実施の形態ではアーム７２，７３
と蓋体７０とを吸着させる手段として，ソレノイド９２
を用いたが，吸引手段，例えば吸引装置に連通した吸引
口をアーム７２，７３の保持部７２ａ，７３ａに設け
て，その吸引力により蓋体７０を吸着するようにしても
よい。なお，以上の実施の形態においては，アーム７
２，７３と蓋体７０とを吸着させる手段をアーム側に取
り付けたが，もちろん蓋体７０側に取り付けてもよい。

【００６６】さらに，各アーム７２，７３に各々凸部を
設け，蓋体にその凸部に嵌合する凹部を設けることによ
り，アームと蓋体とを吸着させてもよい。例えば，図１
０に示すように，アーム１１０に蓋体１１５側に突出し
た凸部１１０ａを設け，その凸部１１０ａに嵌合するよ
うな凹部１１５ｂを蓋体１１５に設ける。なお，この
逆，すなわちアーム１１０側に凹部１１５ｂを設け，蓋
体１１５側に凸部１１０ａを設けてもよい。

【００６７】また，本実施の形態ではアーム７２，７３
の保持部７２ａ，７３ａに断熱材を用いたため，アーム
７２，７３が蓋体７０を保持しているときにおいても，
蓋体７０の熱がアーム７２，７３側に逃げることが抑え
られ，蓋体７０が定常温度になるまでの時間がより短縮
される。

【００６８】一方，サポートリング９０の上面９０ａに
ソレノイド９２を設け，蓋体７０下面と接触状態を維持
できるようにしたため，ウェハＷの処理中にアーム７
２，７３が蓋体７０から離脱されたとしても，蓋体７０
が処理室Ｓの正圧により，その位置がずれることが防止
され，処理室Ｓの気密性が維持される。

【００６９】なお，サポートリング９０と蓋体７０との
接触状態を維持させるための手段として，ソレノイド９
２の代わりにサポートリング９０に吸引手段，例えば吸
引装置から連通する吸引口を設けるようにしてもよい。

【００７０】以上の実施の形態では，蓋体７０とアーム
７２，７３との接触時間をなるべく減少させて，蓋体７
０から熱が奪われることを抑制することによって，蓋体
７０が定常状態に達するまでの時間を短縮させていた
が，アーム７２，７３にそれぞれ温度調節手段を設け
て，アーム７２，７３に積極的に所定の熱を与え，蓋体
７０をより早く定常状態にさせるようにしてもよい。

【００７１】この場合，図１１に示すように，アーム１
２０，１２１に温度調節手段としての電子冷熱素子であ
るペルチェ素子１２２，１２３を設け，その温度を制御
装置１２５により制御するようにする。

【００７２】そして，加熱処理が開始される前に，レシ
ピに従って熱板６７の温度を，例えば９０℃から１４０
℃に変更する際に，アーム１２０，１２１を蓋体１３０
に吸着させた状態で，ペルチェ素子１２２，１２３によ
りアーム１２０，１２１の保持部材１２０ａ，１２１ａ
を，例えば８０℃に加熱するようにしてもよい。こうす
ることにより，蓋体１３０の温度がより早く定常状態の
温度８０℃に達することができる。

【００７３】また，ウェハＷの加熱が開始された後にお
いても，アーム１２０，１２１をペルチェ素子１２２，
１２３により，例えば８０℃に維持するようにしてもよ
い。この場合，前記の実施の形態と同様に，蓋体１３０
がまだ定常温度に達していない内にウェハＷの加熱を開
始した場合には，アーム１２０，１２１の熱によりより
早く蓋体１３０の温度が定常状態となる。一方，蓋体１
３０が定常温度に達するのを待ってウェハＷの加熱を開
始した場合においても，蓋体１３０の温度が確実に維持
され，蓋体１３０の温度変化によりウェハＷの処理に悪
影響を与えることが防止される。

【００７４】なお，以上の実施の形態は，露光後の加熱
処理を行う加熱処理装置として具体化されていたが，も
ちろんプリベーキング装置，ポストベーキング装置等の
他の加熱処理装置としてもよい。さらには，基板はウェ
ハであったが，もちろん他の基板，たとえばＬＣＤ基板
の加熱処理装置に対しても適用可能である。

【００７５】

【発明の効果】請求項１〜１１，１４及び１５によれ
ば，熱板の温度が変更された場合に，熱板を覆う蓋体が
定常状態になる間での時間が短縮できる。従って，基板
の処理する環境が整うまでの所要時間が短縮され，より
早く基板の加熱処理を開始させることができるためスル
ープットの向上に繋がる。また，従来のように基板の処
理環境が整わないうちに加熱処理を開始したとしても，
より早く蓋体が温度定常状態に達し，基板の処理環境が
整われる。従って，基板間のばらつきが減少し，歩留ま
りの向上が図られる。

【００７６】特に，請求項８〜１０によれば，蓋体の下
面と接する水平部に接触維持手段を設けて，熱板を覆う
蓋体の位置がずれて，処理室内の雰囲気が不安定になる
ことが防止される。したがって，処理室内の基板が適切
に処理され歩留まりの向上が図られる。

【００７７】また，請求項１５によれば，通常の基板の
加熱処理時においても，保持部材を蓋体から離脱させる
ので，蓋体から保持部材に熱が逃げることが抑制され，
熱板温度を維持するための，例えば電力消費量が低減さ
れ，コストダウンが図られる。

【００７８】また，請求項１１〜１３，１６及び１７に
よれば，蓋体の保持部材の温度を積極的に調節できるた
め，蓋体との間で熱を授受し，蓋体が定常状態になるま
での時間を短縮することができる。従って，請求項１〜
１１と同様に，スループットや歩留まりが向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態にかかる加熱・冷却装置が組み込
まれている塗布現像処理システムの構成の概略を示す平
面図である。

【図２】図１の塗布現像処理システムの正面図である。

【図３】図１の塗布現像処理システムの背面図である。

【図４】本実施の形態にかかる加熱・冷却装置の縦断面
の説明図である。

【図５】図４の加熱・冷却装置の構成の概略を示した平
面の説明図である。

【図６】加熱・冷却装置の内部の概略を示す斜視図であ
る。

【図７】加熱・冷却装置のサポートリングの上面付近を
側面から観た説明図である。

【図８】冷却プレートが加熱部側に移動した状態を示し
た加熱・冷却装置の平面の説明図である。

【図９】アームが蓋体から離脱した状態を示す加熱・冷
却装置内部の斜視図である。

【図１０】アームと蓋体とが吸着する手段の他の形態を
示した説明図である。

【図１１】アームにペルチェ素子を設けた場合の加熱部
を示す平面の説明図である。

【符号の説明】

１塗布現像処理システム４４加熱・冷却装置６７熱板７０蓋体７２，７３アーム７２ａ，７３ｂ保持部７４ソレノイド７５制御装置７６，７７シリンダ９０サポートリング１００冷却プレート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を載置し加熱する熱板と，この熱板
の少なくとも上面を覆って処理室を形成する蓋体と，こ
の蓋体を保持し，この蓋体を少なくとも上下方向に移動
させる保持部材とを有する加熱処理装置であって，前記
保持部材における前記蓋体を直接保持する保持部は，前
記蓋体から離脱自在に構成されていることを特徴とす
る，基板の加熱処理装置。
【請求項２】前記保持部材は，前記蓋体の外周壁の両
端を保持するように構成されており，前記蓋体に対して
少なくとも水平方向かつ外側に移動して離脱自在である
ことを特徴とする，請求項１に記載の基板の加熱処理装
置。
【請求項３】前記保持部若しくは前記蓋体は，保持部
材と蓋体とを吸着するソレノイドを有することを特徴と
する，請求項１又は２のいずれかに記載の基板の加熱処
理装置。
【請求項４】前記保持部若しくは前記蓋体は，保持部
材と蓋体とを吸着する吸引手段を有することを特徴とす
る，請求項１又２のいずれかに記載の基板の加熱処理装
置。
【請求項５】前記保持部は前記蓋体側に突出した凸部
を有し，前記蓋体は前記凸部に嵌合する凹部を有するこ
とを特徴とする，請求項１又は２のいずれかに記載の基
板の加熱処理装置。
【請求項６】前記蓋体は前記保持部側に突出した凸部
を有し，前記保持部は前記凸部に嵌合する凹部を有する
ことを特徴とする，請求項１又は２のいずれかに記載の
基板の加熱処理装置。
【請求項７】前記保持部材の少なくとも保持部は，断
熱材からなることを特徴とする，請求項１，２，３，
４，５又は６のいずれかに記載の基板の加熱処理装置。
【請求項８】前記熱板の外周外方には，処理室を形成
する際に前記蓋体の下面と接触する水平部を有し，前記
接触状態を維持する接触維持手段を有することを特徴と
する，請求項１，２，３，４，５，６又は７のいずれか
に記載の基板の加熱処理装置。
【請求項９】前記接触維持手段は，ソレノイドである
ことを特徴とする，請求項８に記載の基板の加熱処理装
置。
【請求項１０】前記接触維持手段は，吸引手段である
ことを特徴とする，請求項８に記載の基板の加熱処理装
置。
【請求項１１】前記保持部材の温度を所定温度に調節
する温度調節手段を有することを特徴とする，請求項
１，２，３，４，５，６，７，８，９又は１０のいずれ
かに記載の基板の加熱処理装置。
【請求項１２】基板を載置し加熱する熱板と，この熱
板の少なくとも上面を覆って処理室を形成する蓋体と，
この蓋体を保持し，この蓋体を少なくとも上下方向に移
動させる保持部材とを有する加熱処理装置であって，前
記保持部材の温度を所定温度に調節する温度調節手段を
有すること特徴とする，基板の加熱処理装置。
【請求項１３】前記温度調節手段は，電子冷熱素子で
あることを特徴とする，請求項１１又は１２のいずれか
に記載の基板の加熱処理装置。
【請求項１４】基板を熱板上に載置する工程と，保持
部材に保持された蓋体が熱板を覆って処理室を形成する
工程と，前記基板を加熱する工程とを有する加熱処理方
法であって，前記保持部材が前記蓋体から離脱する工程
を有し，前記保持部材が前記蓋体から離脱する工程は，
前記熱板温度を変更する際に行われることを特徴とす
る，基板の加熱処理方法。
【請求項１５】基板を熱板上に載置する工程と，保持
部材に保持された蓋体が熱板を覆って処理室を形成する
工程と，前記基板を加熱する工程とを有する加熱処理方
法であって，少なくとも前記基板を加熱する工程中は，
前記保持部材が前記蓋体から離脱していることを特徴と
する，基板の加熱処理方法。
【請求項１６】基板を熱板上に載置する工程と，保持
部材に保持された蓋体が熱板を覆い処理室を形成する工
程と，前記基板を加熱する工程とを有する加熱処理方法
であって，前記保持部材の温度を所定温度に調節する工
程を有することを特徴とする，基板の加熱処理方法。
【請求項１７】前記保持部材の温度を調節する工程
は，前記熱板温度を変更する際に行われることを特徴と
する，請求項１６に記載の基板の加熱処理方法。