JP2006060228A - ウェハベーキング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱プレートに対するウェハアップ／ダウン時に、ウェハ周辺の空気流動を調節することにより、周辺空気抵抗によるウェハ設置時の位置ずれ及びウェハ変形などを防止できるウェハベーキング装置を提供する。
【解決手段】ウェハ乗降ユニット３０と連動して動きながらウェハＷ及び加熱プレート２０間に所定の空気流動を誘発させる空圧シリンダ構造の空気流動調節ユニット１００を含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、ウェハベーキング装置に関する。

一般に、ウェハベーキング装置はウェハ上に塗布されたフォトレジストの溶剤を揮発させる。
半導体の製作工程は、洗浄工程、熱処理工程、不純物導入工程、薄膜形成工程、リソグラフィ工程及び平坦化工程に大分される。このうち、前記リソグラフィ工程は、フォトレジストを塗布する工程から始まり、パターン露光、現像、エッチング、フォトレジスト除去に至る一連のプロセスである。前記パターン露光は、レチクルと呼ばれるマスク基板によりウェハ表面に必要とするパターンを縮小投影して転写させる。この工程は全てのプロセスの技術の核であり、半導体工場でも最も多い金額を投資する装置である。パターン形成後、エッチング工程が行われる。これには、形成されたフォトレジストパターンをマスクにして処理が行われる。

ウェハ上にパターン形成のためのフォトレジストを塗布する前には、ウェハ表面に存する水分を除去しなければならない。このため、ウェハを所定の温度で加熱する。図１はウェハを所定の温度で加熱するためのウェハベーキング装置を概略的に示す図である。
同図に示すように、一般に、ウェハベーキング装置はチャンバ１、加熱プレート２、ウェハ（Ｗ）をベーキング位置及びアンローディングに移動させるウェハ乗降ユニット３を含む。ウェハ（Ｗ）はベーキング位置で加熱プレート２に設けられた多数のスペーサ４の上に設置される。チャンバ１はカバー５を備え、ウェハ乗降ユニット３は加熱プレート２に形成された複数の貫通孔２ａに挿入される乗降ピン３ａを備える。

このように、ウェハベーキング装置においてウェハ（Ｗ）はロボット（図示せず）により加熱プレート２の上部へ突出されている乗降ピン３ａに載せられ、このような状態でウェハ乗降ユニット３が下降することによりウェハ（Ｗ）がベーキング位置、即ち加熱プレート２のスペーサ５上に設置された状態でウェハベーキングが行われる。（図２参照）
図３に示すように、ベーキングが完了した前記ウェハ（Ｗ）はウェハ乗降ユニット３により上昇する乗降ピン３ａによりアンローディング位置に移動し、ロボット（図示せず）によりアンローディングされる。

一般的なウェハベーキング装置では、ウェハのサイズが大きくなる一方で、加熱プレート２とウェハとの間隔が１００μｍ以下に維持されている。そのため、ウェハ乗降ユニット３によるウェハ（Ｗ）のアップ／ダウン時に、外部空気の抵抗によってウェハの搬送不良及び破損が生じやすい傾向にある。
即ち、図２に示すように、ウェハ（Ｗ）をベーキング位置に設置する時、加熱プレート２及びウェハ（Ｗ）間の空気抵抗によるウェハの設置位置がずれてしまい、図３に示すように、ベーキングの完了したウェハ（Ｗ）をアンローディング位置に移動させる時、ウェハ（Ｗ）上部の空気抵抗によりウェハが変形される恐れがある。

本発明は、前記のような問題点を鑑みてなされたものであって、その目的は加熱プレートに対するウェハアップ／ダウン時にウェハの周辺の空気の流動を調節することにより、周辺の空気抵抗によるウェハの設置時の位置ずれ及びウェハの変形を防止できるウェハベーキング装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、発明１は、下記の構成要素を有するウェハベーキング装置を提供する。
・チャンバ、
・前記チャンバ内に設けられ、貫通孔が形成されているウェハ加熱プレート、
・前記加熱プレートに近接したベーキング位置と前記加熱プレートから離隔したアンローディング位置とにウェハを移動させる乗降ユニット、
・前記ウェハ乗降ユニットによるウェハ移動時に、空気の流動を誘発させる空気流動調節ユニット。

空気流動調節ユニットによりウェハ周辺の空気抵抗を減らすため、ベーキング位置へのウェハ設置時に生じる位置ずれ及びアンローディング位置へのウェハ移動時に生じるウェハ変形などを防止できる。
発明２は、前記発明１において、前記空気流動調節ユニット画家記の構成要素を有するウェハベーキング装置を提供する。
・前記加熱プレートを貫通する少なくとも一つのシリンダ、
・前記シリンダに沿って往復運動し、前記加熱プレート及びウェハ間の空気の流動を調節するピストン。

発明３は、前記発明２において、前記ピストンが前記ウェハ乗降ユニットの動作に連動するウェハベーキング装置を提供する。
発明４は、発明３において、前記ピストンは前記ウェハ乗降ユニットと一体に構成されているウェハベーキング装置を提供する。
発明５は、前記発明３において、前記ピストンはシリンダ内で往復運動するウェハベーキング装置を提供する。

発明６は、前記発明１において、前記チャンバは開閉可能なカバーを備えるウェハベーキング装置を提供する。
発明７は、前記発明１において、前記ベーキング位置と前記加熱プレートとの間隔は７０〜１００μｍの範囲であり、前記加熱プレートは前記間隔を維持するためのスペーサを有するウェハベーキング装置を提供する。

発明８は、前記発明１において、前記ウェハ乗降ユニットが、前記加熱プレートの貫通孔内を往復運動可能に配置された乗降ピンを有するウェハベーキング装置を提供する。

本発明によると、ウェハ乗降ユニットと連動して動きながら、ウェハ及び加熱プレート間に所定の空気流動を誘発させる空圧シリンダ構造の空気流動調節ユニットを備えているので、ベーキング位置へのウェハ設置時に生じる位置ずれ及びアンローディング位置へのウェハ移動時に生じるウェハ変形などを防止できる。

以下、添付した図面に基づいて本発明の好適な実施形態を詳説する。
図４は本発明によるウェハベーキング装置を概略的に示す図である。
同図に示すように、本発明によるウェハベーキング装置は、チャンバ１０、加熱プレート２０、ウェハ乗降ユニット３０及び空気流動調節ユニット１００を含む。

チャンバ１０は開閉可能なカバー１１を備え、ベーキング工程において必要な環境、即ち熱が外部に放出されることを防止するため密閉といった工程環境を作る。
加熱プレート２０は、チャンバ１０内に設けられる。加熱プレート２０には、加熱プレート２０を貫通する複数の貫通孔２２が適所に形成されている。加熱プレート２０には、複数の加熱体（図示せず）が内設されており、その上部面２１にはウェハ（Ｗ）をベーキング位置へ支持するスペーサ２３が設けられている。前記ベーキング位置は加熱プレート２０から７０〜１００μｍほど離隔した位置である。

ウェハ乗降ユニット３０は、加熱プレート２０に近接したベーキング位置と加熱プレート２０から離隔したアンローディング位置とにウェハ（Ｗ）を移動させるものであり、貫通孔２２に挿入される乗降ピン３１を備える。
空気流動調節ユニット１００はシリンダ１１０とピストン１２０を含む。
シリンダ１１０は加熱プレート２０を貫通するように形成される。本発明の好適な実施形態によれば、複数の貫通孔２２よりも加熱プレート２０の中心側に位置する各々のシリンダ１１０が、一定間隔で離隔するよう形成されることが好ましい。

ピストン１２０は、シリンダ１１０に沿って上下運動しながら、加熱プレート２０及びウェハ（Ｗ）間の空気流動を調節する。ピストン１２０は、ウェハ乗降ユニット３０の動作に連動する。ピストン１２０は図５及び図６に示すように、ウェハ乗降ユニット３０と一体に構成されることもできる。また、図７及び図８に示すように、ウェハ乗降ユニット３０と別に構成されることもできる。

ピストン１２０の最大上昇位置と下降位置はシリンダ１１０内に存することが好ましい。即ち、ピストン１２０の最大上昇位置は加熱プレート２０の上部面２１を超えず、ピストン１２０の最大下降位置は加熱プレート２０の下部面を越えないことが好ましい。つまり、ピストン１２０は、シリンダ１１０内で往復運動することが好ましい。
以下、本発明によるウェハベーキング装置の動作を図４〜８を参照しながら説明する。

ウェハ（Ｗ）が生産されれば、生産過程時の残留水分などを除去するため高温加熱の工程が必要となる。このため、ロボット（図示せず）が生産されたウェハを把持して、チャンバ１０上に搬送する。
前記ロボットにより搬送されたウェハ（Ｗ）は図５に示すように、カバー１１（図４参照）が開放されたチャンバ１０の上で、加熱プレート２０上に一定の高さで突出した乗降ピン３１に載せられて支持される。乗降ピン３１上に載せられたウェハ（Ｗ）は、乗降ピン３１の下降動作に伴って下降し、上部面２１に突出形成されたスペーサ２３上に設置される。このとき、ウェハ（Ｗ）が下降しながらウェハ（Ｗ）及び加熱プレート２０間の空気を押し出し、その空気はシリンダ１１０内部で下降するピストン１２０の下降動作によりシリンダ１１０内部に流入される。従って、ベーキング位置にウェハ（Ｗ）が設置される時、ウェハ（Ｗ）に空気抵抗が作用しないのでウェハ（Ｗ）の位置ずれも生じない。

また、ピストン１２０の下降により前記シリンダ内部に空気が吸入されることによって、ウェハ（Ｗ）及び加熱プレート２０間の気圧がウェハ（Ｗ）上部側の気圧に比べ低くなるため、ウェハ（Ｗ）上部側の空気がウェハ（Ｗ）を押すようになる。従って、ウェハ（Ｗ）は乗降ピン３１に密着した状態で下降するので、予定されたスペーサ２３上に設定されたベーキング位置に正確に設置できる。

また、ウェハ（Ｗ）のベーキングが終了すれば、図６に示すように、乗降ピン３１が上昇する時にウェハ（Ｗ）をアンローディング位置に移動させる。このとき、ピストン１２０はウェハ乗降ユニット３０の上昇動作に連動され共に上昇する。すると、シリンダ１１０内部の空気はピストン１２０により押し出され、ウェハ（Ｗ）の中心付近に圧力を加える。

このように、シリンダ１１０から排出される空気により、ウェハ（Ｗ）の中心付近の圧力は、ウェハ（Ｗ）が乗降ピン３１により上昇する時、ウェハ（Ｗ）の上側に位置している空気抵抗と対応（バランスする）されるので、空気抵抗によりウェハ（Ｗ）が変更されることを防止できる。
一方、図７及び図８には本発明の他の実施形態としてピストン１２０がウェハ乗降ユニット３０と別に乗降できることを示す図であり、動作の原理や効果は前述したとおりである。

本発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではない。実際、当業者であれば、上記の説明に基づき、特許請求の範囲に記載されている本発明の技術的範囲を逸脱することなく、本発明の実施形態に対し、種々の変更及び修正を施すことが可能であろう。従って、そのような変更及び修正は当然に、本発明の技術的範囲に含まれるべきである。

一般のウェハベーキング装置の概略図 図１に示したウェハベーキング装置でウェハがベーキング位置に設置される状態を示す図 ベーキングが完了した図２のウェハがアンローディング位置に移動することを示す図 本発明の一実施形態によるウェハベーキング装置を概略的に示す図 図４に示したウェハベーキング装置でウェハがベーキング位置に設置された状態を示す図 ベーキングが完了した図５のウェハがアンローディング位置に移動した状態を示す図 本発明の他の実施形態によるウェハベーキング装置でウェハがベーキング位置に設置された状態を示す図 ベーキングが完了した図７のウェハがアンローディング位置に移動した状態を示す図

符号の説明

１０ チャンバ
１１ カバー
２０ 加熱プレート
３０ ウェハ乗降ユニット
１００ 空気流動調節ユニット
１１０ シリンダ
１２０ ピストン

Claims (8)

1. チャンバと、
   前記チャンバ内に設けられ、貫通孔が形成されているウェハ加熱プレートと、
   前記加熱プレートに近接したベーキング位置と前記加熱プレートから離隔したアンローディング位置とにウェハを移動させる乗降ユニットと、
   前記ウェハ乗降ユニットによるウェハ移動時に、空気の流動を誘発させる空気流動調節ユニットと、
   を有することを特徴とするウェハベーキング装置。
2. 前記空気流動調節ユニットは、
   前記加熱プレートを貫通する少なくとも一つのシリンダと、
   前記シリンダに沿って往復運動し、前記加熱プレート及びウェハ間の空気の流動を調節するピストンと、
   を有することを特徴とする、請求項１に記載のウェハベーキング装置。
3. 前記ピストンは前記ウェハ乗降ユニットの動作に連動することを特徴とする、請求項２に記載のウェハベーキング装置。
4. 前記ピストンは前記ウェハ乗降ユニットと一体に構成されていることを特徴とする、請求項３に記載のウェハベーキング装置。
5. 前記ピストンはシリンダ内で往復運動することを特徴とする、請求項３に記載のウェハベーキング装置。
6. 前記チャンバは開閉可能なカバーを備えることを特徴とする、請求項１に記載のウェハベーキング装置。
7. 前記ベーキング位置と前記加熱プレートとの間隔は７０〜１００μｍの範囲であり、前記加熱プレートは前記間隔を維持するためのスペーサを有することを特徴とする、請求項１に記載のウェハベーキング装置。
8. 前記ウェハ乗降ユニットは、前記加熱プレートの貫通孔内を往復運動可能に配置された乗降ピンを有することを特徴とする、請求項１に記載のウェハベーキング装置。

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