JP2003037033A

JP2003037033A - 熱処理装置

Info

Publication number: JP2003037033A
Application number: JP2001223454A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Deguchi; 雅敏出口; Eiichi Sekimoto; 栄一磧本; Koichiro Tanaka; 公一朗田中
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2001-07-24
Filing date: 2001-07-24
Publication date: 2003-02-07
Anticipated expiration: 2021-07-24
Also published as: JP4148388B2

Abstract

(57)【要約】【目的】半導体ウエハやＬＣＤ基板等に対する均一な
熱処理が可能な熱処理装置を提供すること。【構成】処理部の載置台上に配置されたウエハＷを受
け取るアーム本体９２に、載置台上にウエハＷを押し上
げる支持ピンとの干渉を回避する開口溝９４と、冷却流
路９１とを設け、載置台から受け取ったウエハＷに冷却
流路９１内を流れる冷却水（冷媒）から発せられる熱量
をアーム本体９２表面から輻射してウエハＷに冷却処理
を施すクールアーム９０において、アーム本体９２を、
アーム本体９２の表面における開口溝９４を含む先端及
び中間部からなる開口溝部領域Ａと、その他の部分から
なるアーム本体基部領域Ｂとに区画すると共に、アーム
本体基部領域ＢとウエハＷとの距離を、開口溝部領域Ａ
とウエハＷとの距離より大きくして、両領域Ａ，Ｂ上の
ウエハＷの温度差が可及的に小さくなるよう形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば半導体ウエハ
やＬＣＤ基板等の被処理体を載置台で熱処理する熱処理
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハの製造工程においては、半
導体ウエハやＬＣＤ基板等（以下にウエハ等という）の
表面に、レジストのパターンを形成するために、フォト
リソグラフィ技術が用いられている。このフォトリソグ
ラフィ工程においては、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（ＰＥＢ））、現像後の加熱処理（ポストベー
ク）等の種々の加熱処理が行われており、また、これら
加熱処理後には、一定温度まで冷却する冷却処理が行わ
れるのが一般的である。

【０００３】上記熱処理は、レジストパターンの形成に
影響するため重要であるが、近年、高感度、高解像性、
高ドライエッチング耐性を実現できることで、注目され
ている化学増幅型レジスト（ＣＡＲ：chemically ampli
fied resist）を用いる場合には、ポストエクスポージ
ャーベーク（ＰＥＢ）処理時にレジスト膜の各部に与え
られる熱量の差が最終的な製品における回路パターン形
成に極めて大きな影響を与えるため、加熱処理の条件の
みならず、その後の冷却処理の条件も厳しく管理する必
要がある。

【０００４】従来、ポストエクスポージャーベーク（Ｐ
ＥＢ）処理を行う熱処理装置としては、チリングホット
プレートユニット（ＣＨＰ）が知られており、図１０に
示すように、ウエハＷを所定温度に加熱処理する加熱処
理部５０と、加熱処理後のウエハＷを加熱処理部５０内
で受け取ると共に、所定温度まで冷却処理するクールア
ーム９０とで構成されている。

【０００５】加熱処理部５０は、図１１に示すように、
ヒータ２６を有する載置台２５と、ウエハＷを載置台２
５上に隙間を空けて支持するギャップピン７０と、載置
台２５を貫通し、ウエハＷをギャップピン７０上に載置
すると共に、ギャップピン７０上方に移動する昇降可能
な支持ピン８０とを具備し、ヒータ２６から発せられる
熱量を載置台２５表面から輻射してウエハＷに熱処理を
施すものである。

【０００６】また、クールアーム９０は、図１０に示す
ように、加熱処理部５０の載置台２５上に配置された加
熱処理済みのウエハＷを受け取るアーム本体９２に、載
置台２５上にウエハＷを押し上げる支持ピン８０との干
渉を回避する開口溝９４と、ウエハＷをアーム本体９２
と隙間を空けて支持するギャップピン９３と、アーム本
体９２に埋設される冷却流路９１とを設け、載置台２５
から受け取ったウエハＷに冷却流路９１から発せられる
熱量をアーム本体９２から輻射してウエハＷに冷却処理
を施すものである。

【０００７】このように構成された熱処理装置において
は、まず、加熱処理部５０の載置台２５上に配置された
加熱処理後のウエハＷを支持ピン８０が上昇して持ち上
げる。次に、アーム本体９２が前進して載置台２５とウ
エハＷとの間に移動する。その後、支持ピン８０が下降
してアーム本体９２の上にウエハＷを載置すると共に、
ウエハＷの冷却処理を行う。したがって、加熱処理から
冷却処理までの時間を最短かつ一定にすることができ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
クールアーム９０は、アーム本体９２に、支持ピン８０
との干渉を回避する開口溝９４を設けているため、開口
溝９４上のウエハＷの冷却速度が遅くなり、均一な熱処
理を行うことができないという問題があった。

【０００９】この問題は、冷却処理部で冷却された被処
理体を冷却処理部の載置台から受け取るアームにて加熱
処理する場合においても同様である。

【００１０】この発明は上記事情に鑑みなされたもの
で、半導体ウエハやＬＣＤ基板等に対する均一な熱処理
が可能な熱処理装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の熱処理装置は、処理部の載置台上に配置
された被処理体を受け取るアーム本体に、載置台上に被
処理体を押し上げる支持ピンとの干渉を回避する開口溝
と、熱源とを設け、載置台から受け取った上記被処理体
に上記熱源から発せられる熱量をアーム本体表面から輻
射して被処理体に熱処理を施す熱処理装置を前提とし、
上記アーム本体は、アーム本体の表面における上記開口
溝を含む先端及び中間部とからなる開口溝部領域と、そ
の他の部分からなるアーム本体基部領域とに区画される
と共に、両領域の上方におかれる上記被処理体の熱処理
の温度差が可及的に小さくなるよう形成されることを特
徴とする（請求項１）。

【００１２】この場合、上記開口溝部領域と被処理体と
の距離と、上記アーム本体基部領域と被処理体との距離
とに、差をもたせる方が好ましい（請求項２）。また、
上記開口溝部領域における輻射熱の反射率と、上記アー
ム本体基部領域における輻射熱の反射率とを異なる反射
率にする方が好ましい（請求項３）。また、上記被処理
体の単位面積当たりに対向する上記開口溝部領域の表面
積と上記アーム本体基部領域の表面積とに、差をもたせ
る方が好ましい（請求項４）。

【００１３】請求項１記載の発明によれば、アーム本体
は、アーム本体の表面における開口溝を含む先端及び中
間部とからなる開口溝部領域と、その他の部分からなる
アーム本体基部領域とに区画されると共に、両領域の上
方におかれる被処理体の熱処理の温度差が可及的に小さ
くなるよう形成されるので、熱処理を均一にすることが
でき、歩留まりの向上を図ることができる。

【００１４】請求項２記載の発明によれば、開口溝部領
域と被処理体との距離と、アーム本体基部領域と被処理
体との距離とに、差をもたせるので、開口溝部領域上の
被処理体に供給される熱量と、アーム本体基部領域上の
被処理体に供給される熱量とを調整することができ、熱
処理を均一にすることができる。

【００１５】請求項３記載の発明によれば、開口溝部領
域における輻射熱の反射率と、アーム本体基部領域にお
ける輻射熱の反射率とを異なる反射率にするので、開口
溝部領域上の被処理体に供給される熱量と、アーム本体
基部領域上の被処理体に供給される熱量とを調整するこ
とができ、熱処理を均一にすることができる。

【００１６】請求項４記載の発明によれば、被処理体の
単位面積当たりに対向する開口溝部領域の表面積とアー
ム本体基部領域の表面積とに、差をもたせるので、開口
溝部領域上の被処理体に供給される熱量と、アーム本体
基部領域上の被処理体に供給される熱量とを調整するこ
とができ、熱処理を均一にすることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態を
図面に基づいて詳細に説明する。この実施形態では、こ
の発明に係る熱処理装置を、半導体ウエハの塗布・現像
処理システムに適用した場合について説明する。

【００１８】図１はレジスト液塗布・現像処理システム
の一実施形態の概略平面図、図２は図１の正面図、図３
は図２の背面図である。

【００１９】上記処理システムは、被処理体として半導
体ウエハＷ（以下にウエハＷという）をウエハカセット
１で複数枚例えば２５枚単位で外部からシステムに搬入
又はシステムから搬出したり、ウエハカセット１に対し
てウエハＷを搬出・搬入したりするためのカセットステ
ーション１０（搬送部）と、塗布現像工程の中で１枚ず
つウエハＷに所定の処理を施す枚葉式の各種処理ユニッ
トを所定位置に多段配置してなるこの発明の処理装置を
具備する処理ステーション２０と、この処理ステーショ
ン２０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・フェース部３
０とで主要部が構成されている。

【００２０】上記カセットステーション１０は、図１に
示すように、カセット載置台２上の突起３の位置に複数
個例えば４個までのウエハカセット１がそれぞれのウエ
ハ出入口を処理ステーション２０側に向けて水平のＸ方
向に沿って一列に載置され、カセット配列方向（Ｘ方
向）及びウエハカセット１内に垂直方向に沿って収容さ
れたウエハＷのウエハ配列方向（Ｚ方向）に移動可能な
ウエハ搬送用ピンセット４が各ウエハカセット１に選択
的に搬送するように構成されている。また、ウエハ搬送
用ピンセット４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２０側の第３の組Ｇ３の
多段ユニット部に属するアライメントユニット（ＡＬＩ
Ｍ）及びエクステンションユニット（ＥＸＴ）にも搬送
できるようになっている。

【００２１】上記処理ステーション２０は、図１に示す
ように、中心部に垂直搬送型の主ウエハ搬送機構２１が
設けられ、この主ウエハ搬送機構２１を収容する室２２
の周りに全ての処理ユニットが１組又は複数の組に渡っ
て多段に配置されている。この例では、５組Ｇ１，Ｇ
２，Ｇ３，Ｇ４及びＧ５の多段配置構成であり、第１及
び第２の組Ｇ１，Ｇ２の多段ユニットはシステム正面
（図１において手前）側に並列され、第３の組Ｇ３の多
段ユニットはカセットステーション１０に隣接して配置
され、第４の組Ｇ４の多段ユニットはインター・フェー
ス部３０に隣接して配置され、第５の組Ｇ５の多段ユニ
ットは背部側に配置されている。

【００２２】この場合、図２に示すように、第１の組Ｇ
１では、カップ２３内でウエハＷをスピンチャック（図
示せず）に載置して所定の処理を行う２台のスピナ型処
理ユニット例えばレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）及び
レジストパターンを現像する現像ユニット（ＤＥＶ）が
垂直方向の下から順に２段に重ねられている。第２の組
Ｇ２も同様に、２台のスピナ型処理ユニット例えばレジ
スト塗布ユニット（ＣＯＴ）及び現像ユニット（ＤＥ
Ｖ）が垂直方向の下から順に２段に重ねられている。こ
のようにレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）を下段側に配
置した理由は、レジスト液の排液が機構的にもメンテナ
ンスの上でも面倒であるためである。しかし、必要に応
じてレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）を上段に配置する
ことも可能である。

【００２３】図３に示すように、第３の組Ｇ３では、ウ
エハＷをウエハ載置台２４に載置して所定の処理を行う
オーブン型の処理ユニット例えばウエハＷを冷却するク
ーリングユニット（ＣＯＬ）、ウエハＷに疎水化処理を
行うアドヒージョンユニット（ＡＤ）、ウエハＷの位置
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）、ウエハＷをベークする４つのホットプレートユニ
ット（ＨＰ）が垂直方向の下から順に例えば８段に重ね
られている。第４の組Ｇ４も同様に、オーブン型処理ユ
ニット例えばクーリングユニット（ＣＯＬ）、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（ＥＸＴ）、クーリングユニット
（ＣＯＬ）、急冷機能を有する２つのチリングホットプ
レートユニット（ＣＨＰ）及び２つのホットプレートユ
ニット（ＨＰ）が垂直方向の下から順に例えば８段に重
ねられている。

【００２４】上記のように処理温度の低いクーリングユ
ニット（ＣＯＬ）、エクステンション・クーリングユニ
ット（ＥＸＴＣＯＬ）を下段に配置し、処理温度の高い
ホットプレートユニット（ＨＰ）、チリングホットプレ
ートユニット（ＣＨＰ）及びアドヒージョンユニット
（ＡＤ）を上段に配置することで、ユニット間の熱的な
相互干渉を少なくすることができる。もちろん、ランダ
ムな多段配置とすることも可能である。

【００２５】なお、図１に示すように、処理ステーショ
ン２０において、第１及び第２の組Ｇ１，Ｇ２の多段ユ
ニット（スピナ型処理ユニット）に隣接する第３及び第
４の組Ｇ３，Ｇ４の多段ユニット（オーブン型処理ユニ
ット）の側壁の中には、それぞれダクト６５，６６が垂
直方向に縦断して設けられている。これらのダクト６
５，６６には、ダウンフローの清浄空気又は特別に温度
調整された空気が流されるようになっている。このダク
ト構造によって、第３及び第４の組Ｇ３，Ｇ４のオーブ
ン型処理ユニットで発生した熱は遮断され、第１及び第
２の組Ｇ１，Ｇ２のスピナ型処理ユニットへは及ばない
ようになっている。

【００２６】また、この処理システムでは、主ウエハ搬
送機構２１の背部側にも図１に点線で示すように第５の
組Ｇ５の多段ユニットが配置できるようになっている。
この第５の組Ｇ５の多段ユニットは、案内レール６７に
沿って主ウエハ搬送機構２１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の組Ｇ５の多段ユ
ニットを設けた場合でも、ユニットをスライドすること
により空間部が確保されるので、主ウエハ搬送機構２１
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。

【００２７】上記インター・フェース部３０は、奥行き
方向では処理ステーション２０と同じ寸法を有するが、
幅方向では小さなサイズに作られている。このインター
・フェース部３０の正面部には可搬性のピックアップカ
セット３１と定置型のバッファカセット３２が２段に配
置され、背面部には周辺露光装置３３が配設され、中央
部には、ウエハ搬送アーム３４が配設されている。この
ウエハ搬送アーム３４は、Ｘ，Ｚ方向に移動して両カセ
ット３１，３２及び周辺露光装置３３に搬送するように
構成されている。また、ウエハ搬送アーム３４は、θ方
向に回転可能に構成され、処理ステーション２０側の第
４の組Ｇ４の多段ユニットに属するエクステンションユ
ニット（ＥＸＴ）及び隣接する露光装置側のウエハ受渡
し台（図示せず）にも搬送できるように構成されてい
る。

【００２８】上記のように構成される処理システムは、
クリーンルーム４０内に設置されるが、更にシステム内
でも効率的な垂直層流方式によって各部の清浄度を高め
ている。

【００２９】次に、上記処理システムの動作について説
明する。まず、カセットステーション１０において、ウ
エハ搬送用ピンセット４がカセット載置台２上の未処理
のウエハＷを収容しているカセット１にアクセスして、
そのカセット１から１枚のウエハＷを取り出す。ウエハ
搬送用ピンセット４は、カセット１よりウエハＷを取り
出すと、処理ステーション２０側の第３の組Ｇ３の多段
ユニット内に配置されているアライメントユニット（Ａ
ＬＩＭ）まで移動し、ユニット（ＡＬＩＭ）内のウエハ
載置台２４上にウエハＷを載せる。ウエハＷは、ウエハ
載置台２４上でオリフラ合せ及びセンタリングを受け
る。その後、主ウエハ搬送機構２１がアライメントユニ
ット（ＡＬＩＭ）に反対側からアクセスし、ウエハ載置
台２４からウエハＷを受け取る。

【００３０】処理ステーション２０において、主ウエハ
搬送機構２１はウエハＷを最初に第３の組Ｇ３の多段ユ
ニットに属するアドヒージョンユニット（ＡＤ）に搬入
する。このアドヒージョンユニット（ＡＤ）内でウエハ
Ｗは疎水化処理を受ける。疎水化処理が終了すると、主
ウエハ搬送機構２１は、ウエハＷをアドヒージョンユニ
ット（ＡＤ）から搬出して、次に第３の組Ｇ３又は第４
の組Ｇ４の多段ユニットに属するクーリングユニット
（ＣＯＬ）へ搬入する。このクーリングユニット（ＣＯ
Ｌ）内でウエハＷはレジスト塗布処理前の設定温度例え
ば２３℃まで冷却される。冷却処理が終了すると、主ウ
エハ搬送機構２１は、ウエハＷをクーリングユニット
（ＣＯＬ）から搬出し、次に第１の組Ｇ1又は第２の組
Ｇ２の多段ユニットに属するレジスト塗布ユニット（Ｃ
ＯＴ）へ搬入する。このレジスト塗布ユニット（ＣＯ
Ｔ）内でウエハＷはスピンコート法によりウエハ表面に
一様な膜厚でレジストを塗布する。

【００３１】レジスト塗布処理が終了すると、主ウエハ
搬送機構２１は、ウエハＷをレジスト塗布ユニット（Ｃ
ＯＴ）から搬出し、次にホットプレートユニット（Ｈ
Ｐ）内へ搬入する。ホットプレートユニット（ＨＰ）内
でウエハＷは載置台上に載置され、所定温度例えば１０
０℃で所定時間プリベーク処理される。これによって、
ウエハＷ上の塗布膜から残存溶剤を蒸発除去することが
できる。プリベークが終了すると、主ウエハ搬送機構２
１は、ウエハＷをホットプレートユニット（ＨＰ）から
搬出し、次に第４の組Ｇ４の多段ユニットに属するエク
ステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）へ
搬送する。このユニット（ＣＯＬ）内でウエハＷは次工
程すなわち周辺露光装置３３における周辺露光処理に適
した温度例えば２４℃まで冷却される。この冷却後、主
ウエハ搬送機構２１は、ウエハＷを直ぐ上のエクステン
ションユニット（ＥＸＴ）へ搬送し、このユニット（Ｅ
ＸＴ）内の載置台（図示せず）の上にウエハＷを載置す
る。このエクステンションユニット（ＥＸＴ）の載置台
上にウエハＷが載置されると、インター・フェース部３
０のウエハ搬送アーム３４が反対側からアクセスして、
ウエハＷを受け取る。そして、ウエハ搬送アーム３４は
ウエハＷをインター・フェース部３０内の周辺露光装置
３３へ搬入する。ここで、ウエハＷはエッジ部に露光を
受ける。

【００３２】周辺露光が終了すると、ウエハ搬送アーム
３４は、ウエハＷを周辺露光装置３３から搬出し、隣接
する露光装置側のウエハ受取り台（図示せず）へ移送す
る。この場合、ウエハＷは、露光装置へ渡される前に、
バッファカセット３２に一時的に収納されることもあ
る。

【００３３】露光装置で全面露光が済んで、ウエハＷが
露光装置側のウエハ受取り台に戻されると、インター・
フェース部３０のウエハ搬送アーム３４はそのウエハ受
取り台へアクセスしてウエハＷを受け取り、受け取った
ウエハＷを処理ステーション２０側の第４の組Ｇ４の多
段ユニットに属するエクステンションユニット（ＥＸ
Ｔ）へ搬入し、ウエハ受取り台上に載置する。この場合
にも、ウエハＷは、処理ステーション２０側へ渡される
前にインター・フェース部３０内のバッファカセット３
２に一時的に収納されることもある。

【００３４】ウエハ受取り台上に載置されたウエハＷ
は、主ウエハ搬送機構２１により、チリングホットプレ
ートユニット（ＣＨＰ）の加熱処理部５０に搬送され、
載置台２５上でフリンジの発生を防止するため、あるい
は化学増幅型レジスト（ＣＡＲ）における酸触媒反応を
誘起するためポストエクスポージャーベーク（ＰＥＢ）
処理が施される。ポストエクスポージャーベーク（ＰＥ
Ｂ）処理が終了すると、載置台２５上のウエハＷは、支
持ピン８０によって押し上げられると共に、後述するク
ールアーム９０に載置され、熱反応を抑制するための冷
却処理が施される。

【００３５】その後、ウエハＷは、第１の組Ｇ１又は第
２の組Ｇ２の多段ユニットに属する現像ユニット（ＤＥ
Ｖ）に搬入される。この現像ユニット（ＤＥＶ）内で
は、ウエハＷはスピンチャックの上に載せられ、例えば
スプレー方式により、ウエハＷ表面のレジストに現像液
が満遍なくかけられる。現像が終了すると、ウエハＷ表
面にリンス液がかけられて現像液が洗い落とされる。

【００３６】現像工程が終了すると、主ウエハ搬送機構
２１は、ウエハＷを現像ユニット（ＤＥＶ）から搬出し
て、次に第３の組Ｇ３又は第４の組Ｇ４の多段ユニット
に属するホットプレートユニット（ＨＰ）へ搬入する。
このユニット（ＨＰ）内でウエハＷは例えば１００℃で
所定時間ポストベーク処理される。これによって、現像
で膨潤したレジストが硬化し、耐薬品性が向上する。

【００３７】ポストベークが終了すると、主ウエハ搬送
機構２１は、ウエハＷをホットプレートユニット（Ｈ
Ｐ）から搬出し、次にいずれかのクーリングユニット
（ＣＯＬ）へ搬入する。ここでウエハＷが常温に戻った
後、主ウエハ搬送機構２１は、次にウエハＷを第３の組
Ｇ３に属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）へ移
送する。このエクステンションユニット（ＥＸＴ）の載
置台（図示せず）上にウエハＷが載置されると、カセッ
トステーション１０側のウエハ搬送用ピンセット４が反
対側からアクセスして、ウエハＷを受け取る。そして、
ウエハ搬送用ピンセット４は、受け取ったウエハＷをカ
セット載置台上の処理済みウエハ収容用のカセット１の
所定のウエハ収容溝に入れて処理が完了する。

【００３８】次に、本発明に係る熱処理装置の一実施形
態であるクールアーム９０について説明する。

【００３９】クールアーム９０は、従来の熱処理装置と
同様、加熱処理部５０の載置台２５上に配置された加熱
処理済みのウエハＷを受渡しをすると共に、ウエハＷを
冷却可能なアーム本体９２と、図示しないが、例えば空
気シリンダの駆動によって、アーム本体９２を加熱処理
部５０内と退避位置との間で進退移動可能な移動手段と
で構成される冷却移動保持手段である。

【００４０】アーム本体９２は、例えばアルミニウム合
金製材料あるいはステンレス鋼製材料等の熱伝導率の良
好な材料にて形成されており、図４に示すように、熱源
例えば冷却媒体を流通する冷却流路９１を有すると共
に、載置台２５上のウエハＷの受け渡し時に、ウエハＷ
を押し上げる支持ピン８０との干渉を回避する開口溝９
４が形成されている。また、アーム本体９２は、ウエハ
Ｗをアーム本体９２上に隙間を空けて支持するギャップ
ピン９３を有しており、ウエハＷにパーティクル等が付
着するのを防止して、効率よく冷却することができるよ
うに形成されている。

【００４１】開口溝９４は、アーム本体９２の先端部か
ら基部に向かって平行に、長い開口溝９４ａと短い開口
溝９４ｂの２本からなり、載置台２５上のウエハＷを受
け取る際に、３本の支持ピン８０のうちの２本が長い開
口溝９４ａに嵌挿され、残りの１本が短い開口溝９４ｂ
に嵌挿されるように形成されている（図１０参照）。

【００４２】冷却流路９１は、管状の流路により形成さ
れており、管内に冷却媒体例えば冷却水を循環させるこ
とにより、アーム本体９２の熱を吸熱して、アーム本体
９２上に載置されるウエハＷを冷却可能に形成されてい
る。この場合、冷却流路９１は、アーム本体９２の基端
部に開口する冷却水供給口９１ａからアーム本体９２の
一方の側辺と平行に延び、アーム本体９２の先端部から
迂回して長い開口溝９４ａ及び短い開口溝９４ｂに沿っ
て蛇行状に屈曲し、他方の側辺と平行に延び、そして、
アーム本体９２の基端部における冷却水供給口９１ａと
隣接する位置に冷却水吐出口９１ｂが開口した形状でア
ーム本体９２に埋設されている。なお、冷却水供給口９
１ａには、冷却水供給源（図示せず）が接続され、冷却
水吐出口９１ｂには排出管（図示せず）が接続されてい
る。なお、ウエハＷを冷却するものであれば、管内を循
環させるものは冷却水に限られず、例えば冷却用のガス
等を用いることも可能である。また、冷却流路９１の代
わりにペルチェ素子等を用いて冷却することも勿論可能
である。

【００４３】また、このように形成されるクールアーム
９０は、アーム本体９２の表面における開口溝９４を含
む先端及び中間部とからなる開口溝部領域Ａと、その他
の部分からなるアーム本体基部領域Ｂとに区画されると
共に、両領域の上方におかれるウエハＷの熱処理の温度
差が可及的に小さくなるように形成されている。

【００４４】具体的には、以下のように構成することが
できる。

【００４５】◎第一実施形態この発明の第一実施形態は、ウエハＷに対する開口溝部
領域Ａとアーム本体基部領域Ｂとの距離に差をもたせ
て、両領域Ａ，Ｂ上のウエハＷの温度差を可及的に小さ
くした場合である。すなわち、図４及び図５に示すよう
に、アーム本体９２を、アーム本体基部領域Ｂの高さが
開口溝部領域Ａの高さより低い段状に形成した場合であ
る。

【００４６】このように、アーム本体基部領域Ｂとウエ
ハＷとの距離を、開口溝部領域ＡとウエハＷとの距離よ
り大きくすることにより、アーム本体基部領域Ｂの冷却
能力を抑えることができるので、アーム本体基部領域Ｂ
上のウエハＷと開口溝部領域Ａ上のウエハＷとの冷却速
度を等しくすることができ、ウエハＷの熱処理を均一に
することができる。

【００４７】なお、上記説明では、アーム本体を、アー
ム本体基部領域Ｂの高さが開口溝部領域Ａの高さより低
い段状に形成する場合について述べたが、アーム本体基
部領域ＢとウエハＷとの距離を、開口溝部領域Ａとウエ
ハＷとの距離より大きくするものであれば、他の形状に
することも可能である。例えば、アーム本体基部領域Ｂ
の高さが開口溝部領域Ａの高さより低く形成すると共
に、図６（ａ）に示すように、開口溝部領域Ａとアーム
本体基部領域Ｂの境界線上に、外周側に傾斜する断面テ
ーパ状のテーパー部９６ａを設けるか、又は、図６
（ｂ）に示すように、開口溝部領域Ａとアーム本体基部
領域Ｂの境界線上に、外周側に傾斜する断面曲線状の曲
線部９６ｂを設ければ、更に均一な熱処理をすることが
できる。

【００４８】◎第二実施形態この発明の第二実施形態は、開口溝部領域Ａとアーム本
体基部領域Ｂにおける輻射熱の反射率を変えて両領域
Ａ，Ｂ上のウエハＷの温度差を可及的に小さくした場合
である。すなわち、図７に示すように、例えば開口溝部
領域Ａを黒色に塗装し、アーム本体基部領域Ｂを灰色に
塗装して、アーム本体基部領域Ｂにおける輻射熱の反射
率を、開口溝部領域Ａにおける輻射熱の反射率より大き
くした場合である。

【００４９】このように、アーム本体基部領域Ｂにおけ
る輻射熱の反射率を、開口溝部領域Ａにおける輻射熱の
反射率より大きくすることにより、アーム本体基部領域
Ｂへの輻射熱は反射されて吸熱量が減少するため、アー
ム本体基部Ｂの冷却能力を抑えることができる。したが
って、アーム本体基部領域Ｂ上のウエハＷと開口溝部領
域Ａ上のウエハＷとの冷却速度を等しくすることがで
き、ウエハＷの熱処理を均一にすることができる。

【００５０】なお、開口溝部領域Ａとアーム本体基部領
域Ｂの色の組み合わせは、アーム本体基部領域Ｂの明度
を、開口溝部領域Ａの明度より大きくするものであれば
任意でよく、例えば、開口溝部領域Ａを黒色とし、アー
ム本体基部領域Ｂを茶色とすることもできる。また、開
口溝部領域Ａとアーム本体基部領域Ｂの境界線上の色
を、色の明度が開口溝部領域Ａからアーム本体基部領域
Ｂに向けて少しずつ大きくなるように形成すれば、更に
均一な熱処理をすることができる。

【００５１】また、アーム本体基部領域Ｂにおける輻射
熱の反射率を、開口溝部領域Ａにおける輻射熱の反射率
より大きくするために施す表面処理の方法は、塗装に限
らず、例えばメッキ等の他の方法を用いることも勿論可
能である。

【００５２】なお、表面処理をする場合には、表面処理
に用いる材料の剥離によるパーティクルの発生を防止す
るように形成する方が好ましい。

【００５３】◎第三実施形態この発明の第三実施形態は、ウエハＷの単位面積当たり
に対向する開口溝部領域Ａの表面積とアーム本体基部領
域Ｂの表面積とに差をもたせて、両領域Ａ，Ｂ上のウエ
ハＷの温度差を可及的に小さくした場合である。すなわ
ち、図８に示すように、開口溝部領域Ａの表面に凹凸例
えば断面三角形状の細条９５を設け、ウエハＷの単位面
積当たりに対向する開口溝部領域Ａの表面積を大きくし
た場合である。

【００５４】このように、開口溝部領域Ａに、断面三角
形状の細条９５等の凹凸を設けることにより、表面積を
大きくして開口溝部領域Ａにおける吸熱量を増加させる
ことができる。したがって、アーム本体基部領域Ｂ上の
ウエハＷと開口溝部領域Ａ上のウエハＷとの冷却速度を
等しくして、ウエハＷの熱処理を均一にすることができ
る。

【００５５】この場合、凹凸が大きすぎると、ウエハＷ
に細条９５の転写跡が残る等の恐れがあるため、凹凸
は、熱処理時にウエハＷに凹凸の影響による温度差が生
じないか、又は無視できる大きさ、例えばギャップ幅に
比較して十分小さい大きさに形成する方が好ましい。

【００５６】なお、上記説明では、開口溝部領域Ａに断
面三角形状の細条９５を設ける場合について述べたが、
表面積を大きくするものであれば凹凸は他の形状でもよ
く、例えば、凹凸を断面台形状の細条にすることができ
る。また、凹凸を碁盤目状に形成することも勿論可能で
ある。

【００５７】また、細条９５の数を開口溝部領域Ａから
アーム本体基部領域Ｂに向けて少しずつ減らし、ウエハ
Ｗの単位面積当たりに対向するアーム本体の表面積の大
きさを開口溝部領域Ａからアーム本体基部領域Ｂに向け
て少しずつ小さくなるように形成すれば、更に均一な熱
処理をすることができる。

【００５８】◎その他の実施形態上記第一ないし第三実施形態では、クールアーム９０
を、アーム本体９２によってウエハＷの下面側から冷却
するよう構成する場合について説明したが、クールアー
ム９０の構造はこれに限らず、例えば図９（ａ）〜
（ｃ）に示すように、第一ないし第三実施形態のクール
アーム９０に、アーム本体９２上に載置されたウエハＷ
の上方及び側方を覆うと共に、熱源例えば冷却流路９８
を有するカバー体９７を設け、ウエハＷを両面から冷却
するように構成することも可能である。このように構成
すれば、アーム本体９２の開口溝９４上で冷却力が弱く
なるのを、カバー体９７で補うことができるので、ウエ
ハＷを両面から迅速に冷却することができると共に、ウ
エハＷの熱処理を均一にすることができる。

【００５９】また、カバー体表面を複数に区画すると共
に、各領域の下方におかれるウエハＷの熱処理の温度差
が可及的に小さくなるように形成することも勿論可能で
ある。なお、図９（ａ）〜（ｃ）において、その他の部
分は、第一ないし第三実施形態と同じであるので、同じ
部分には同一符号を付して説明は省略する。

【００６０】なお、上記第一ないし第三実施形態及びそ
の他の実施形態は、複数を組み合わせてもよく、例え
ば、アーム本体基部領域Ｂの高さが開口溝部領域Ａの高
さより低い段状に形成すると共に、アーム本体基部領域
Ｂの反射率を、開口溝部領域Ａの反射率より大きくし
て、ウエハＷの温度差が可及的に小さくなるように形成
することも勿論可能である。このように構成すれば、両
領域Ａ，Ｂ上のウエハＷの温度差を更に小さくして、均
一な熱処理をすることができる。

【００６１】また、上記実施形態では、この発明の熱処
理装置をウエハＷを冷却処理するクールアーム９０に適
用する場合について説明したが、本発明の熱処理装置は
冷却処理するものに限らず、ウエハＷを加熱処理するも
のに適用することも可能である。具体的には、熱処理装
置を、アーム本体９２に熱源、例えばヒータを埋設し、
ヒータから発せられる熱量をアーム本体９２表面から輻
射してウエハＷに加熱処理を施すように形成し、アーム
本体基部領域ＢとウエハＷとの距離を、開口溝部領域Ａ
とウエハＷとの距離より大きくするか、又は、開口溝部
領域Ａにおける輻射熱の反射率を、アーム本体基部領域
Ｂにおける輻射熱の反射率より大きくするか、あるい
は、ウエハＷの単位面積当たりに対向する開口溝部領域
Ａの表面積をアーム本体基部領域の表面積より大きくす
る。このように構成することにより、開口溝９４上のウ
エハＷの昇温速度が遅くなるのを防止し、均一な熱処理
を施すことができる。

【００６２】また、上記実施形態を組合わせても勿論良
い。

【００６３】また、被処理体はウエハＷに限らず、ＬＣ
Ｄ基板や、ＣＤ基板、マスクレチクル基板等に適用する
ことも勿論可能である。

【００６４】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば、上記のように構成されているので、以下のような効
果が得られる。

【００６５】１）請求項１記載の発明によれば、アーム
本体は、アーム本体の表面における開口溝を含む先端及
び中間部とからなる開口溝部領域と、その他の部分から
なるアーム本体基部領域とに区画されると共に、両領域
の上方におかれる被処理体の熱処理の温度差が可及的に
小さくなるよう形成されるので、熱処理を均一にするこ
とができ、歩留まりの向上を図ることができる。

【００６６】２）請求項２記載の発明によれば、開口溝
部領域と被処理体との距離と、アーム本体基部領域と被
処理体との距離とに、差をもたせるので、開口溝部領域
上の被処理体に供給される熱量と、アーム本体基部領域
上の被処理体に供給される熱量とを調整することがで
き、熱処理を均一にすることができる。

【００６７】３）請求項３記載の発明によれば、開口溝
部領域における輻射熱の反射率と、アーム本体基部領域
における輻射熱の反射率とを異なる反射率にするので、
開口溝部領域上の被処理体に供給される熱量と、アーム
本体基部領域上の被処理体に供給される熱量とを調整す
ることができ、熱処理を均一にすることができる。

【００６８】４）請求項４記載の発明によれば、被処理
体の単位面積当たりに対向する開口溝部領域の表面積と
アーム本体基部領域の表面積とに、差をもたせるので、
開口溝部領域上の被処理体に供給される熱量と、アーム
本体基部領域上の被処理体に供給される熱量とを調整す
ることができ、熱処理を均一にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の熱処理装置を適用したレジスト液塗
布・現像処理システムの一例を示す概略平面図である。

【図２】上記レジスト液塗布・現像処理システムの概略
正面図である。

【図３】上記レジスト液塗布・現像処理システムの概略
背面図である。

【図４】この発明における熱処理装置を示す概略平面図
である。

【図５】この発明の第一実施形態を示すもので、（ａ）
は図４のＩ−Ｉ線に沿う断面図、（ｂ）はＩＩ−ＩＩ線
に沿う断面図である。

【図６】この発明の第一実施形態の他の例を示す断面図
である。

【図７】この発明の第二実施形態を示す概略平面図であ
る。

【図８】この発明の第三実施形態を示す概略断面図であ
る。

【図９】この発明のその他の実施形態を示すもので、
（ａ）は第一実施形態の熱処理装置にカバー体を設けた
場合の概略断面図、（ｂ）は第二実施形態の熱処理装置
にカバー体を設けた場合の概略断面図、（ｃ）は第三実
施形態の熱処理装置にカバー体を設けた場合の概略断面
図である。

【図１０】従来の熱処理装置の一例を示す概略平面図で
ある。

【図１１】従来の熱処理装置の一例を示す概略断面図で
ある。

【符号の説明】

Ａ開口溝部領域Ｂアーム本体基部領域Ｗ半導体ウエハ（被処理体）２５載置台５０加熱処理部８０支持ピン９０クールアーム９１冷却流路９２アーム本体９４開口溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中公一朗東京都港区赤坂五丁目３番６号ＴＢＳ放送センター東京エレクトロン株式会社内Ｆターム(参考） 5F046 KA04 KA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】処理部の載置台上に配置された被処理体
を受け取るアーム本体に、載置台上に被処理体を押し上
げる支持ピンとの干渉を回避する開口溝と、熱源とを設
け、載置台から受け取った上記被処理体に上記熱源から
発せられる熱量をアーム本体表面から輻射して被処理体
に熱処理を施す熱処理装置において、上記アーム本体は、アーム本体の表面における上記開口
溝を含む先端及び中間部とからなる開口溝部領域と、そ
の他の部分からなるアーム本体基部領域とに区画される
と共に、両領域の上方におかれる上記被処理体の熱処理
の温度差が可及的に小さくなるよう形成されることを特
徴とする熱処理装置。
【請求項２】請求項１記載の熱処理装置において、上記開口溝部領域と被処理体との距離と、上記アーム本
体基部領域と被処理体との距離とに、差をもたせたこと
を特徴とする熱処理装置。
【請求項３】請求項１又は２記載の熱処理装置におい
て、上記開口溝部領域における輻射熱の反射率と、上記アー
ム本体基部領域における輻射熱の反射率とを異なる反射
率にしたことを特徴とする熱処理装置。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の熱
処理装置において、上記被処理体の単位面積当たりに対向する上記開口溝部
領域の表面積と上記アーム本体基部領域の表面積とに、
差をもたせたことを特徴とする熱処理装置。