JP2002134592A - 熱処理装置および熱処理方法 - Google Patents

熱処理装置および熱処理方法

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JP2002134592A
JP2002134592A JP2000319210A JP2000319210A JP2002134592A JP 2002134592 A JP2002134592 A JP 2002134592A JP 2000319210 A JP2000319210 A JP 2000319210A JP 2000319210 A JP2000319210 A JP 2000319210A JP 2002134592 A JP2002134592 A JP 2002134592A
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泰一郎 青木
Akihiko Nakamura
彰彦 中村
Yasuyuki Sato
泰之 佐藤
Toshinori Imai
俊典 今井
Akitomo Nishie
章智 西江
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Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Tatsumo KK
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Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Tatsumo KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱または冷却処理ごとに板状被処理物の表
面と上方に位置する加熱プレートまたは冷却プレートと
が平行になる熱処理装置を提供する。 【解決手段】 球面軸受け７を構成する固定部７ａと可
動部７ｂとの間にガスを流しリフトピン９を支持する支
持プレート８を傾動可能な状態とし、この状態で板状被
処理物Ｗを支持しない空の状態でリフトピン９をモータ
４の駆動で上昇させ、リフトピン９の上端を冷却プレー
ト２の下面に押し当てる。次いで、吸引することで可動
部７ｂを固定部７ａに対して固定し、そのままリフトピ
ン９を支持部材８とともに下降し、この後リフトピン９
上に板状被処理物Ｗを載置し、再びリフトピン９を上昇
せしめ、冷却プレート２に板状被処理物Ｗの表面を接近
せしめ、冷却処理を施す。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体ウェーハ、ガ
ラス基板、セラミック基板などの板状被処理物に加熱・
冷却処理を施す装置とその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウェーハやガラス基板などの板状
被処理物表面に集積回路を形成するには、板状被処理物
表面を所定パターンのレジストマスクで被覆し、このレ
ジストマスクの上からＣＶＤ、エッチングなどの各種処
理を施している。特に最近では、高集積化および高密度
化に伴い、レジストマスクの更なる微細化が要求されて
おり、この要望に応える形で高精度のレジスト膜や絶縁
膜の形成が要求されている。
【０００３】微細化には高感度のレジスト膜が必要とな
るが、このためにはレジスト膜を加熱処理して形成した
後、急冷して感度を上げることが有効であることが分か
っている。
【０００４】また、板状被処理物表面に絶縁膜を形成す
る場合、より誘電率の低い絶縁膜を形成するには膜の酸
化を防ぐ必要があり、このためには大気中に搬出する前
に冷却しておく必要がある。
【０００５】加熱後直ちに急冷するため、或いは非酸化
雰囲気で加熱と冷却とを連続して行うため、１つのチャ
ンバー内に冷却プレートと加熱プレートを上下に離間し
て配置し、例えば下方に配置した加熱プレートで板状被
処理物を加熱した後、リフトピンで板状被処理物を上方
に配置した冷却プレート近傍まで持ち上げ、板状被処理
物表面に形成したレジスト膜や絶縁膜を急冷する熱処理
装置が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】１つのチャンバー内に
加熱プレートと冷却プレートを設けた場合、チャンバー
内での温度勾配が極めて大きく、このため加熱プレート
或いは冷却プレートが変形しやすい。また、加熱プレー
ト、冷却プレートの支持部材も温度変化により変形し、
板状被処理物が水平を維持できない。したがって、熱処
理開始前に、上方に配置した加熱プレート或いは冷却プ
レート下面とリフトピンによって上昇せしめた板状被処
理物表面とが平行になるように設定しておいても、何回
か熱処理を行っている間に加熱プレート或いは冷却プレ
ートが変形して、平行度が狂ってくる。
【０００７】また、従来の熱処理装置にあっては処理中
の加熱プレートまたは冷却プレートと板状被処理物表面
との間隔を正確に測定することができず、温度制御が極
めて困難である。
【０００８】具体的な数値をもって説明すれば、１つの
チャンバー内の下部に５００℃の加熱プレートを、上部
に２８℃の冷却プレートを設け、板状被処理物表面と冷
却プレートとの間隔を７０ｍｍに設定した熱処理装置で
は、当該間隔が１ｍｍずれると冷却プレート付近では４
５℃の温度差が生じてしまう。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、板状被処理物を複数のリフトピンで持ち上
げ、加熱プレートまたは冷却プレートに板状被処理物表
面を接近せしめるようにした熱処理装置において、前記
複数のリフトピンを１つの支持部材に支持し、この支持
部材をジョイントを介して傾動可能且つ任意の傾動角度
で固定可能となるように昇降部材に取り付けた。
【００１０】上記構成とすることで、加熱プレートまた
は冷却プレートに対する板状被処理物の距離および平行
度を自動で調整することができる。
【００１１】前記熱処理装置として、チャンバー内に加
熱プレートと冷却プレートと平行且つ上下に離間して配
置した場合には、下方に位置する加熱プレートまたは冷
却プレートをリフトピンが貫通する構成とする。
【００１２】また、上方に位置する加熱プレートまたは
冷却プレートと板状被処理物表面との間隔を検出するエ
アマイクロなどの検出機構を、例えば上方のプレートな
どに取り付けることで、処理中の板状被処理物とプレー
トとの間隔を測定することも可能になる。
【００１３】また、前記ジョイントとしては、可動部と
固定部とからなる球面軸受けが考えられる。そして、可
動部と固定部の対向面間にガスを供給することで傾動可
能とし、ガスを吸引することで固定する構成が可能であ
る。なお、電磁力によって傾動可能及び固定可能として
もよい。
【００１４】また、前記した熱処理装置を用いた本発明
に係る熱処理方法は、先ず複数のリフトピンを支持する
支持部材を傾動可能な状態とし、この状態で板状被処理
物を支持しない空の状態で複数のリフトピンを上昇さ
せ、全てのリフトピンの上端を上方に位置する加熱プレ
ートまたは冷却プレートの下面に押し当て、この状態で
可動部を固定部に対して固定し、次いでリフトピンを下
降し、リフトピン上に板状被処理物を載置し、再びリフ
トピンを上昇せしめて上方に位置する加熱プレートまた
は冷却プレートに板状被処理物の表面を接近せしめて熱
処理を行う。
【００１５】
【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。図１は本発明に係る熱処理装
置の全体図、図２はリフトピンの支持部材の平面図であ
り、熱処理装置はチャンバー１内の上部に冷却プレート
２を、下部に加熱プレート３をそれぞれ水平に配置して
いる。
【００１６】チャンバー１の外部にはモータ４にて駆動
する送りねじ５を設け、この送りねじ５にアーム６の基
部ナット部を係合し、モータ４の駆動でアーム６が昇降
するようにしている。
【００１７】また、アーム６の先端部には球面軸受け７
を介して支持プレート８が取り付けられ、この支持プレ
ート８は図２に示すように３方に伸び、それぞれの先端
にリフトピン９を固着している。これら各リフトピン９
は加熱プレート３を貫通して冷却プレート２と加熱プレ
ート３の間の空間に臨んでいる。
【００１８】前記球面軸受け７はアーム６側に取り付け
られる凹面状固定部７ａと支持プレート８側に取り付け
られる凸面状可動部７ｂとからなり、固定部７ａまたは
可動部７ｂの一方を中空状とし、この中空部から窒素ガ
スや空気を固定部７ａと可動部７ｂの間に噴出すること
で支持プレート８が極めて小さな力で任意の角度に傾動
可能となっている。また、逆に中空部を介して吸引する
ことで固定部７ａと可動部７ｂが吸着し、そのときの傾
斜角が維持される。
【００１９】一方、冷却プレート２には冷却媒体の通路
１０が形成されるとともにガス噴出孔１１が形成されて
いる。この孔１１はエアマイクロとして作用する。即
ち、孔１１の上部は配管を介して差圧検出が可能なセン
サに接続され、ガスが受けた抵抗により生じた圧力変化
をセンサで検出し、冷却プレート２と板状被処理物Ｗと
の間隔を正確に測定する。
【００２０】以上において板状被処理物Ｗを熱処理する
には、先ず球面軸受け７を構成する固定部７ａと可動部
７ｂとの間にガスを流しリフトピン９を支持する支持プ
レート８を傾動可能な状態とする。そして、この状態で
板状被処理物Ｗを支持しない空の状態でリフトピン９を
モータ４の駆動で上昇させ、全て（３本）のリフトピン
９の上端を冷却プレート２の下面に押し当てる。次い
で、吸引することで可動部７ｂを固定部７ａに対して固
定し、そのままリフトピン９を支持部材８とともに下降
し、この後リフトピン９上に板状被処理物Ｗを載置し、
再びリフトピン９を上昇せしめ、冷却プレート２に板状
被処理物Ｗの表面を接近せしめ、冷却処理を施す。
【００２１】なお図示例では、冷却プレート２を上方に、
加熱プレート３を下方に配置したが逆にしてもよい。
【００２２】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
複数のリフトピンで板状被処理物を下から支持して、上
方に設けた加熱プレートまたは冷却プレートに板状被処
理物表面を接近せしめるようにした熱処理装置の前記複
数のリフトピンを支持する支持部材を傾動可能且つ任意
の傾動角度で固定可能としたので、加熱または冷却処理
するにあたり毎回加熱プレートまたは冷却プレートに対
して板状被処理物表面が平行となるように微調整した状
態で処理することができる。その結果、加熱むらや冷却
むらのない均一な処理を施すことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る熱処理装置の全体図
【図２】リフトピンの支持部材の平面図
【符号の説明】
１…チャンバー、２…冷却プレート、３…加熱プレー
ト、４…モータ、５…送りねじ、６…アーム、７…球面
軸受け、７ａ…球面軸受けの固定部、７ｂ…球面軸受け
の可動部、８…支持プレート、９…リフトピン、１０…
冷却媒体の通路、１１…ガス噴出孔、Ｗ…板状被処理
物。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 彰彦 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 (72)発明者 佐藤 泰之 岡山県井原市木之子町6186番地 タツモ株 式会社内 (72)発明者 今井 俊典 岡山県井原市木之子町6186番地 タツモ株 式会社内 (72)発明者 西江 章智 岡山県井原市木之子町6186番地 タツモ株 式会社内 Ｆターム(参考） 5F031 HA33 HA37 HA38 MA28 MA30 MA32 5F046 KA04 KA07

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 板状被処理物を複数のリフトピンで持ち
    上げ、加熱プレートまたは冷却プレートに板状被処理物
    表面を接近せしめるようにした熱処理装置において、前
    記複数のリフトピンは１つの支持部材に支持され、この
    支持部材はジョイントを介して傾動可能且つ任意の傾動
    角度で固定可能となるように昇降部材に取り付けられて
    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、
    この熱処理装置は、チャンバー内に加熱プレートと冷却
    プレートと平行且つ上下に離間して配置し、下方に位置
    する加熱プレートまたは冷却プレートをリフトピンが貫
    通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に記載の熱処理装置において、
    この熱処理装置は、上方に位置する加熱プレートまたは
    冷却プレートと板状被処理物表面との間隔を検出する検
    出機構を備えていることを特徴とする熱処理装置。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載の熱処理装置において、
    前記ジョイントは可動部と固定部とからなる球面軸受け
    とし、可動部と固定部の対向面間にガスを供給すること
    で傾動可能とし、ガスを吸引することで固定するように
    したことを特徴とする熱処理装置。
  5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４に記載の熱処理装
    置を用いた熱処理方法であって、先ず複数のリフトピン
    を支持する支持部材を傾動可能な状態とし、この状態で
    板状被処理物を支持しない空の状態で複数のリフトピン
    を上昇させ、全てのリフトピンの上端を上方に位置する
    加熱プレートまたは冷却プレートの下面に押し当て、こ
    の状態で可動部を固定部に対して固定し、次いでリフト
    ピンを下降し、リフトピン上に板状被処理物を載置し、
    再びリフトピンを上昇せしめて上方に位置する加熱プレ
    ートまたは冷却プレートに板状被処理物の表面を接近せ
    しめるようにしたことを特徴とする熱処理方法。
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