JP2002203778A - 加熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の面内温度均一性を高くして基板を加熱
処理することができる加熱処理装置を提供すること。 【解決手段】 基板Ｗを所定温度に加熱処理する加熱処
理装置であって、基板Ｗを近接または載置して加熱処理
する加熱プレート５１と、加熱プレート５１の基板配置
面に対向して設けられ、加熱プレート５１に面する部分
が同心状に少なくとも中央に配置された第１の領域７１
とその外側に配置された第２の領域７２とを有し、これ
ら第１および第２の領域７１および７２をそれぞれ含む
第１のヒートパイプ７３および第２のヒートパイプ７４
を有する天板６３と、加熱プレート５１と天板６３との
間の空間Ｓを囲繞する囲繞部材６２と、加熱プレート５
１の外周から天板６３の中央に向かう気流を空間Ｓ内に
形成する気流形成手段６６，６７と、天板６３の第１の
ヒートパイプ７３の温度を制御して第１の領域７１の温
度を制御する温度制御機構８０とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ハ等の基板にレジスト塗布・現像処理を施す際等に基板
を加熱処理する加熱処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスのフォトリソグラフィー
工程においては、半導体ウエハ（以下、単にウエハとい
う）にレジストを塗布し、これにより形成されたレジス
ト膜を所定の回路パターンに応じて露光し、この露光パ
ターンを現像処理することによりレジスト膜に回路パタ
ーンが形成されている。

【０００３】このようなフォトリソグラフィー工程にお
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）、現
像後の加熱処理（ポストベーク）等、種々の加熱処理が
行われている。

【０００４】これらの加熱処理は、通常、筐体内に加熱
プレートを配置して構成された加熱処理装置によって行
われており、この加熱プレートの表面にウエハを近接ま
たは載置して、加熱プレートをヒーターにより加熱する
ことによってウエハを加熱処理する。

【０００５】この種の加熱処理装置としては、加熱プレ
ートの外周を囲繞するカバーを配置し、その上にウエハ
配置面と対向するように天板を設けて加熱プレートと天
板との間に処理空間を形成し、加熱プレートの外側から
処理空間に空気等の気体を導入し、天板の中央から排出
して、処理空間に外側から中央へ向かう気流を形成しな
がらウエハの加熱処理を行うものが一般的に用いられて
いる。そして、このような加熱処理装置では加熱処理の
際にウエハが均一に加熱されることが求められ、そのた
めに加熱プレートの温度分布を極力均一にしようとして
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな気流はウエハの周縁部からウエハの中央部に向かっ
て流れることとなり、高温のウエハ上を通過することに
よって加熱された気体がウエハ中央部に集まってから処
理空間の外へ排出されるため、加熱プレートが均一に加
熱されていたとしても、実際にはこのような気流の影響
でウエハの中央部の温度が周縁部の温度よりも高くなっ
てしまう。

【０００７】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、基板の面内温度均一性を高くして基板を加熱
処理することができる加熱処理装置を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第１の観点では、基板を所定温度に加熱処
理する加熱処理装置であって、その表面に基板を近接ま
たは載置して加熱処理する加熱プレートと、前記加熱プ
レートの基板配置面に対向して設けられ、前記加熱プレ
ートに面する部分が少なくとも第１の領域と第２の領域
を有する天板と、前記天板の第１の領域および第２の領
域の少なくとも一方の温度を制御する温度制御機構とを
具備し、前記温度制御機構は、前記加熱プレートの加熱
によって基板に生じる温度分布に応じて、前記天板の第
１の領域および第２の領域の少なくとも一方の温度を制
御することを特徴とする加熱処理装置を提供する。

【０００９】本発明の第２の観点では、基板を所定温度
に加熱処理する加熱処理装置であって、その表面に基板
を近接または載置して加熱処理する加熱プレートと、前
記加熱プレートの基板配置面に対向して設けられ、前記
加熱プレートに面する部分が少なくとも第１の領域と第
２の領域を有し、これら第１の領域および第２の領域を
それぞれ含む第１のヒートパイプおよび第２のヒートパ
イプを有する天板と、前記天板の第１のヒートパイプお
よび第２のヒートパイプの少なくとも一方の温度を制御
して前記第１の領域および第２の領域のうち少なくとも
一方の温度を制御する温度制御機構とを具備し、前記温
度制御機構は、前記加熱プレートの加熱処理によって基
板に生じる温度分布に応じて、前記天板の第１のヒート
パイプおよび第２のヒートパイプの少なくとも一方の温
度を制御することを特徴とする加熱処理装置を提供す
る。

【００１０】本発明の第３の観点では、基板を所定温度
に加熱処理する加熱処理装置であって、その表面に基板
を近接または載置して加熱処理する加熱プレートと、前
記加熱プレートの基板配置面に対向して設けられ、前記
加熱プレートに面する部分が同心状に少なくとも中央に
配置された第１の領域とその外側に配置された第２の領
域とを有する天板と、前記加熱プレートと前記天板との
間の空間を囲繞する囲繞部材と、前記加熱プレートの外
周から前記空間に気体を導入し、その空間内に前記天板
の中央に向かう気流を形成する気流形成手段と、前記天
板の第１の領域の温度を制御する温度制御機構とを具備
し、前記温度制御機構は、前記基板の中央部の熱放射が
大きくなるように、前記天板の第１の領域の温度を制御
することを特徴とする加熱処理装置を提供する。

【００１１】本発明の第４の観点では、基板を所定温度
に加熱処理する加熱処理装置であって、その表面に基板
を近接または載置して加熱処理する加熱プレートと、前
記加熱プレートの基板配置面に対向して設けられ、前記
加熱プレートに面する部分が同心状に少なくとも中央に
配置された第１の領域とその外側に配置された第２の領
域とを有し、これら第１の領域および第２の領域をそれ
ぞれ含む第１のヒートパイプおよび第２のヒートパイプ
を有する天板と、前記加熱プレートと前記天板との間の
空間を囲繞する囲繞部材と、前記加熱プレートの外周か
ら前記空間に気体を導入し、その空間内に前記天板の中
央に向かう気流を形成する気流形成手段と、前記天板の
第１のヒートパイプの温度を制御して第１の領域の温度
を制御する温度制御機構とを具備し、前記温度制御機構
は、前記基板の中央部の熱放射が大きくなるように、前
記天板の第１のヒートパイプの温度を制御することを特
徴とする加熱処理装置を提供する。

【００１２】上記本発明の第１の観点においては、基板
を加熱するための加熱プレートの基板配置面に対向し
て、その加熱プレートに面する部分が少なくとも第１の
領域と第２の領域を有する天板を設け、温度制御機構に
より、加熱プレートの加熱によって基板に生じる温度分
布に応じて、前記天板の第１の領域および第２の領域の
少なくとも一方の温度を制御する。すなわち、基板の温
度は、加熱プレートのみならず加熱プレートに対向した
天板によっても影響を受け、天板の熱吸収が大きいほど
基板の放熱量が大きく温度が低下する度合いが大きいか
ら、基板面内に温度分布が生じるような場合に、天板の
第１および第２の領域のうち、基板の温度が高くなる部
分に対応するほうの温度を低くすれば、その領域の熱吸
収を大きくすることができ、結果として基板における加
熱が過剰で温度が高くなる傾向がある部分の放熱を促進
してその部分の温度を低下させることができるので、基
板の面内温度均一性を高めることができる。しかもその
温度の低下の度合いを温度制御機構により制御すること
ができるので、基板の面内温度均一性の程度が極めて高
い。

【００１３】また、本発明の第２の観点においては、天
板が、その加熱プレートに面する部分が少なくとも第１
の領域と第２の領域を有し、かつこれら第１の領域およ
び第２の領域をそれぞれ含む第１のヒートパイプおよび
第２のヒートパイプを有するので、ヒートパイプの温度
均一化作用により各領域内で温度を均一にすることがで
きるとともに、大量の熱を容易に輸送する作用によりこ
れら領域の少なくとも一方を温度制御する際に速やかに
所定の温度にすることができる。したがって、基板の面
内温度均一性を一層高くすることができる。

【００１４】本発明が対象とする加熱装置としては、加
熱プレートの外周から前記空間に気体を導入し、その空
間内に前記天板の中央に向かう気流を形成するものが多
用されており、この場合に気流の影響により基板の中央
部の温度が高くなる傾向にあるが、本発明の第３の観点
では、加熱プレートに面する部分が同心状に少なくとも
中央に配置された第１の領域とその外側に配置された第
２の領域とを有する天板を設け、基板の中央部の熱放射
が大きくなるように、天板の第１の領域の温度を制御す
るので、温度の高くなる傾向にある基板の中央部の温度
を低下させ、結果として基板の面内温度均一性を高くす
ることができる。

【００１５】また、本発明の第４の観点によれば、天板
は、その加熱プレートに面する部分が同心状に少なくと
も中央に配置された第１の領域とその外側に配置された
第２の領域とを有し、これら第１の領域および第２の領
域をそれぞれ含む第１のヒートパイプおよび第２のヒー
トパイプを有するので、上述のヒートパイプの温度均一
化作用および大量の熱を容易に輸送する作用によりによ
り、天板の各領域内で温度を均一にすることができると
ともに、第１の領域を温度制御する際に速やかに所定の
温度にすることができる。したがって、基板の面内温度
均一性を一層高くすることができる。

【００１６】この場合に、天板の第１の領域および第２
の領域のうち、基板温度が高い部分に対応するほうが他
方よりも熱吸収率が高いことが好ましい。これにより、
基板のより温度が高くなる部分の熱放射が促進され、基
板の面内温度均一性をより迅速に高めることができる。
この場合に、理論的に黒体が最も熱吸収率が大きく、ミ
ラーが最も熱吸収が小さいので、天板の第１の領域およ
び第２の領域のうち、基板のより温度が高くなる部分に
対応するほうを黒体とし、他方をミラーとすることが好
ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明
の一実施形態に係る加熱処理ユニットが搭載された半導
体ウエハのレジスト塗布・現像処理システムを示す概略
平面図、図２はその正面図、図３はその背面図である。

【００１８】このレジスト塗布・現像処理システム１
は、搬送ステーションであるカセットステーション１０
と、複数の処理ユニットを有する処理ステーション１１
と、処理ステーション１１と隣接して設けられる露光装
置（図示せず）との間で半導体ウエハ（以下単にウエハ
と記す）Ｗを受け渡すためのインターフェイス部１２と
を具備している。

【００１９】上記カセットステーション１０は、被処理
体としてのウエハＷを複数枚例えば２５枚単位でウエハ
カセットＣＲに搭載された状態で他のシステムからこの
システムへ搬入またはこのシステムから他のシステムへ
搬出したり、ウエハカセットＣＲと処理ステーション１
１との間でウエハＷの搬送を行うためのものである。

【００２０】このカセットステーション１０において
は、図１に示すように、カセットＣを載置する載置台２
０上に図中Ｘ方向に沿って複数（図では４個）の位置決
め突起２０ａが形成されており、この突起２０ａの位置
にウエハカセットＣＲがそれぞれのウエハ出入口を処理
ステーション１１側に向けて一列に載置可能となってい
る。ウエハカセットＣＲにおいてはウエハＷが垂直方向
（Ｚ方向）に配列されている。また、カセットステーシ
ョン１０は、ウエハカセット載置台２０と処理ステーシ
ョン１１との間に位置するウエハ搬送機構２１を有して
いる。このウエハ搬送機構２１は、カセット配列方向
（Ｘ方向）およびその中のウエハＷのウエハ配列方向
（Ｚ方向）に移動可能なウエハ搬送用アーム２１ａを有
しており、このウエハ搬送用アーム２１ａによりいずれ
かのウエハカセットＣＲに対して選択的にアクセス可能
となっている。また、ウエハ搬送用アーム２１ａ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１１側の第３の処理ユニット群Ｇ_３に属するアラ
イメントユニット（ＡＬＩＭ）およびエクステンション
ユニット（ＥＸＴ）にもアクセスできるようになってい
る。

【００２１】上記処理ステーション１１は、ウエハＷへ
対して塗布・現像を行う際の一連の工程を実施するため
の複数の処理ユニットを備え、これらが所定位置に多段
に配置されており、これらによりウエハＷが一枚ずつ処
理される。この処理ステーション１１は、図１に示すよ
うに、中心部に搬送路２２ａを有し、この中に主ウエハ
搬送機構２２が設けられ、搬送路２２ａの周りに全ての
処理ユニットが配置されている。これら複数の処理ユニ
ットは、複数の処理ユニット群に分かれており、各処理
ユニット群は複数の処理ユニットが鉛直方向に沿って多
段に配置されている。

【００２２】主ウエハ搬送機構２２は、図３に示すよう
に、筒状支持体４９の内側に、ウエハ搬送装置４６を上
下方向（Ｚ方向）に昇降自在に装備している。筒状支持
体４９はモータ（図示せず）の回転駆動力によって回転
可能となっており、それにともなってウエハ搬送装置４
６も一体的に回転可能となっている。

【００２３】ウエハ搬送装置４６は、搬送基台４７の前
後方向に移動自在な複数本の保持部材４８を備え、これ
らの保持部材４８によって各処理ユニット間でのウエハ
Ｗの受け渡しを実現している。

【００２４】また、図１に示すように、この実施の形態
においては、４個の処理ユニット群Ｇ_１，Ｇ_２，Ｇ_３，
Ｇ_４が搬送路２２ａの周囲に実際に配置されており、処
理ユニット群Ｇ_５は必要に応じて配置可能となってい
る。

【００２５】これらのうち、第１および第２の処理ユニ
ット群Ｇ_１，Ｇ_２はシステム正面（図１において手前）
側に並列に配置され、第３の処理ユニット群Ｇ_３はカセ
ットステーション１０に隣接して配置され、第４の処理
ユニット群Ｇ_４はインターフェイス部１２に隣接して配
置されている。また、第５の処理ユニット群Ｇ_５は背面
部に配置可能となっている。

【００２６】第１の処理ユニット群Ｇ_１では、カップＣ
Ｐ内でウエハＷをスピンチャック（図示せず）に載置し
てウエハＷにレジストを塗布するレジスト塗布処理ユニ
ット（ＣＯＴ）および同様にカップＣＰ内でレジストの
パターンを現像する現像処理ユニット（ＤＥＶ）が下か
ら順に２段に重ねられている。第２の処理ユニット群Ｇ
_２も同様に、２台のスピナ型処理ユニットとしてレジス
ト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）および現像処理ユニット
（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ねられている。

【００２７】第３の処理ユニット群Ｇ_３においては、図
３に示すように、ウエハＷを載置台ＳＰに載せて所定の
処理を行うオーブン型の処理ユニットが多段に重ねられ
ている。すなわち、レジストの定着性を高めるためのい
わゆる疎水化処理を行うアドヒージョンユニット（Ａ
Ｄ）、位置合わせを行うアライメントユニット（ＡＬＩ
Ｍ）、ウエハＷの搬入出を行うエクステンションユニッ
ト（ＥＸＴ）、冷却処理を行うクーリングユニット（Ｃ
ＯＬ）、露光処理前や露光処理後、さらには現像処理後
にウエハＷに対して加熱処理を行う４つの加熱処理ユニ
ット（ＨＰ）が下から順に８段に重ねられている。な
お、アライメントユニット（ＡＬＩＭ）の代わりにクー
リングユニット（ＣＯＬ）を設け、クーリングユニット
（ＣＯＬ）にアライメント機能を持たせてもよい。

【００２８】第４の処理ユニット群Ｇ_４も、オーブン型
の処理ユニットが多段に重ねられている。すなわち、ク
ーリングユニット（ＣＯＬ）、クーリングプレートを備
えたウエハ搬入出部であるエクステンション・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）、および
４つの加熱処理ユニット（ＨＰ）が下から順に８段に重
ねられている。

【００２９】主ウエハ搬送機構２２の背部側に第５の処
理ユニット群Ｇ_５を設ける場合には、案内レール２５に
沿って主ウエハ搬送機構２２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の処理ユニット群
Ｇ_５を設けた場合でも、これを案内レール２５に沿って
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２２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。

【００３０】上記インターフェイス部１２は、奥行方向
（Ｘ方向）については、処理ステーション１１と同じ長
さを有している。図１、図２に示すように、このインタ
ーフェイス部１２の正面部には、可搬性のピックアップ
カセットＣＲと定置型のバッファカセットＢＲが２段に
配置され、背面部には周辺露光装置２３が配設され、中
央部には、ウエハ搬送機構２４が配設されている。この
ウエハ搬送機構２４は、ウエハ搬送用アーム２４ａを有
しており、このウエハ搬送用アーム２４ａは、Ｘ方向、
Ｚ方向に移動して両カセットＣＲ，ＢＲおよび周辺露光
装置２３にアクセス可能となっている。また、このウエ
ハ搬送用アーム２４ａは、θ方向に回転可能であり、処
理ステーション１１の第４の処理ユニット群Ｇ_４に属す
るエクステンションユニット（ＥＸＴ）や、さらには隣
接する露光装置側のウエハ受け渡し台（図示せず）にも
アクセス可能となっている。

【００３１】このようなレジスト塗布現像処理システム
においては、まず、カセットステーション１０におい
て、ウエハ搬送機構２１のウエハ搬送用アーム２１ａが
カセット載置台２０上の未処理のウエハＷを収容してい
るウエハカセットＣＲにアクセスして、そのカセットＣ
Ｒから一枚のウエハＷを取り出し、第３の処理ユニット
群Ｇ_３のエクステンションユニット（ＥＸＴ）に搬送す
る。

【００３２】ウエハＷは、このエクステンションユニッ
ト（ＥＸＴ）から、主ウエハ搬送機構２２のウエハ搬送
装置４６により、処理ステーション１１に搬入される。
そして、第３の処理ユニット群Ｇ_３のアライメントユニ
ット（ＡＬＩＭ）によりアライメントされた後、アドヒ
ージョン処理ユニット（ＡＤ）に搬送され、そこでレジ
ストの定着性を高めるための疎水化処理（ＨＭＤＳ処
理）が施される。この処理は加熱を伴うため、その後ウ
エハＷは、ウエハ搬送装置４６により、クーリングユニ
ット（ＣＯＬ）に搬送されて冷却される。

【００３３】アドヒージョン処理が終了し、クーリング
ユニット（ＣＯＬ）で所定の温度に冷却さたウエハＷ
は、引き続き、ウエハ搬送装置４６によりレジスト塗布
ユニット（ＣＯＴ）に搬送され、そこで塗布膜が形成さ
れる。塗布処理終了後、ウエハＷは処理ユニット群
Ｇ_３，Ｇ_４のいずれかの加熱処理ユニット（ＨＰ）内で
プリベーク処理され、その後いずれかのクーリングユニ
ット（ＣＯＬ）にて所定の温度に冷却される。

【００３４】冷却されたウエハＷは、第３の処理ユニッ
ト群Ｇ_３のアライメントユニット（ＡＬＩＭ）に搬送さ
れ、そこでアライメントされた後、第４の処理ユニット
群Ｇ _４のエクステンションユニット（ＥＸＴ）を介して
インターフェイス部１２に搬送される。

【００３５】インターフェイス部１２では、余分なレジ
ストを除去するために周辺露光装置２３によりウエハの
周縁例えば１ｍｍを露光し、次いで、インターフェイス
部１２に隣接して設けられた露光装置（図示せず）によ
り所定のパターンに従ってウエハＷのレジスト膜に露光
処理が施される。

【００３６】露光後のウエハＷは、再びインターフェイ
ス部１２に戻され、ウエハ搬送機構２４により、第４の
処理ユニット群Ｇ_４に属するエクステンションユニット
（ＥＸＴ）に搬送される。そして、ウエハＷは、ウエハ
搬送装置４６により、いずれかの加熱処理ユニット（Ｈ
Ｐ）に搬送されてポストエクスポージャーベーク処理が
施され、次いで、クーリングユニット（ＣＯＬ）により
所定の温度に冷却される。

【００３７】その後、ウエハＷは現像処理ユニット（Ｄ
ＥＶ）に搬送され、そこで露光パターンの現像が行われ
る。現像処理終了後、ウエハＷはいずれかの加熱処理ユ
ニット（ＨＰ）に搬送されてポストベーク処理が施さ
れ、次いで、クーリングユニット（ＣＯＬ）により所定
温度に冷却される。このような一連の処理が終了した
後、第３処理ユニット群Ｇ_３のエクステンションユニッ
ト（ＥＸＴ）を介してカセットステーション１０に戻さ
れ、いずれかのウエハカセットＣＲに収容される。

【００３８】次に、図４から図７を参照して、本発明の
第１の実施形態に係る加熱処理ユニット（ＨＰ）につい
て説明する。図４は本発明の第１の実施形態に係る加熱
処理ユニットを模式的に示す断面図、図５は図４の加熱
処理ユニットの天板および囲繞部材を一部切り欠いて示
す斜視図、図６は図４の加熱処理ユニットの天板に形成
された第１および第２のヒートパイプを示す断面図、図
７は図４の加熱処理ユニットの制御系を示すブロック図
である。

【００３９】本実施形態の加熱処理ユニット（ＨＰ）
は、図４に示すように、ケーシング５０を有し、その内
部には円盤状をなす加熱プレート５１が配置されてい
る。加熱プレート５１は例えばアルミニウムで構成され
ており、その表面にはプロキシミティピン５２が設けら
れている。そして、このプロキシミティピン５２上に加
熱プレート５１に近接した状態でウエハＷが載置される
ようになっている。加熱プレート５１の裏面には複数の
リング状発熱体５３が同心円状に配設されている。そし
て、これら発熱体５３は通電されることにより発熱し、
加熱プレート５１を加熱してウエハＷに対して加熱処理
を施すようになっている。この場合に、各リング状発熱
体５３への通電量はそれぞれ独立に制御可能であること
が好ましい。

【００４０】加熱プレート５１は支持部材５４に支持さ
れており、支持部材５４内は空洞となっている。加熱プ
レート５１には、その中央部に３つ（２つのみ図示）の
貫通孔５５が形成されており、これら貫通孔５５にはウ
エハＷを昇降させるための３本（２本のみ図示）の昇降
ピン５６が昇降自在に設けられている。そして、加熱プ
レート５１と支持部材５４の底板５４ａとの間には貫通
孔５５に連続する筒状のガイド部材５７が設けられてい
る。これらガイド部材５７によって加熱プレート５１の
下のヒーター配線等に妨げられることなく昇降ピン５６
を移動させることが可能となる。これら昇降ピン５６は
支持板５８に支持されており、この支持板５８を介して
支持部材５４の側方に設けられたシリンダー５９により
昇降されるようになっている。

【００４１】加熱プレート５１および支持部材５４の周
囲にはそれらを包囲支持するサポートリング６１が設け
られており、このサポートリング６１の上には昇降自在
の囲繞部材６２が設けられている。この囲繞部材６２の
上には天板６３が設けられている。そして、この囲繞部
材６２がサポートリング６１の上面まで降下した状態
で、加熱プレート５１と天板６３との間にウエハＷの処
理空間Ｓが形成され、この処理空間Ｓが囲繞部材６２に
より囲繞された状態となる。その際に、サポートリング
６１と囲繞部材６２との間には微小な隙間６４が形成さ
れ、この隙間６４から処理空間Ｓへの空気の侵入が許容
される。また、ウエハＷを加熱プレート５１に対して搬
入出する場合には、図示しないシリンダーにより囲繞部
材６２および天板６３が上方に退避される。

【００４２】天板６３の中央部には排気管６６が接続さ
れた排気口６５を有しており、加熱プレート５１の外周
側のサポートリング６１および囲繞部材６２の間の隙間
６４から空気が導入され、排気口６５および排気管６６
を介して図示しない排気機構により処理空間Ｓが排気さ
れる。したがって、処理空間Ｓ内には加熱プレート５１
の外周側から天板６３の中央に向かう気流が形成され
る。この気流の制御は、排気管６６に設けられた電磁弁
６７により行われる。

【００４３】図４および図５に示すように、天板６３の
加熱プレート５１に対向する面は、排気口６５を囲むよ
うに設けられた円環状の第１の領域７１とその外側に設
けられた円環状の第２の領域７２とを有している。ま
た、天板６３は、第１の領域７１を下面とする第１のヒ
ートパイプ７３と、第２の領域７２を下面とする第２の
ヒートパイプ７４と、第１および第２のヒートパイプ７
３および７４の間に設けられた断熱部材７５とを有して
いる。断熱部材７５は、第１のヒートパイプ７１と第２
のヒートパイプ７２との間で熱的な干渉を生じることを
防止する作用を有している。断熱部材７５を設ける代わ
りに、第１および第２のヒートパイプ７１および７２を
離隔して設け、これらの間に空間が生じるようにしても
よい。

【００４４】第１のヒートパイプ７３および第２のヒー
トパイプ７４は、図６に示すように、それぞれ銅または
銅合金等の金属材料からなる外殻部材としてのコンテナ
７７および７８を有し、これらコンテナ７７および７８
内の空間には作動液Ｌが封入されている。このような第
１および第２のヒートパイプ７３および７４は、内部に
充填された作動液の蒸発現象と凝縮現象を利用して、大
量の熱を容易に輸送する作用、およびその中に温度の高
低がある場合に速やかに熱を輸送して温度を均一化する
作用を有する。具体的には、図６に示すように、第１お
よび第２のヒートパイプ７３および７４は、加熱プレー
ト５１によりその下部が加熱されると作動液Ｌが蒸発
し、蒸気流となって低温部である上部へ高速移動し、上
下方向に温度が均一化される。この際に、上部で低温の
コンテナ７７および７８の上壁に接触して冷却され凝縮
し、凝縮液は重力により元の位置へ戻る。また、周方向
および径方向に温度の高低がある場合にも蒸気流の移動
により温度が均一化される。第１および第２のヒートパ
イプ７３および７４の内部空間は、囲繞部材６２の周方
向に略一定の断面厚さを有している。なお、作動液Ｌ
は、コンテナ７７，７８の材質に悪影響を及ぼさないも
のが選択され、例えば、水、アンモニア、メタノール、
アセトン、フロン等を用いることができる。

【００４５】上記第１のヒートパイプ７３には、その温
度を制御して結果的に第１の領域７１の温度を制御する
温度制御機構８０が設けられている。この温度制御機構
８０は、第１の領域に熱を伝達するための棒状をなす金
属製の熱伝達部材８１と、この熱伝達部材８１の先端に
設けられ、放熱面積可変のフィン８２ａを有する放熱部
材８２およびフィン８２ａの放熱面積を変化させるため
のアクチュエータ８３からなる放熱機構８４と、上記熱
伝達部材８１の一部分に巻回された誘導コイル８５およ
び誘導コイル８５に高周波電力を供給する高周波電源８
６からなる加熱機構８７と、放熱機構８４のアクチュエ
ータ８３および加熱機構８７の高周波電源８６を制御す
るコントローラ８８とを有している。この温度制御機構
８０は、後述するように、第１の領域７１を第２の領域
７２よりも所定温度低くなるように制御する。

【００４６】これら加熱処理ユニット（ＨＰ）は、図７
に示すように、ユニットコントローラ９０により制御さ
れる。具体的には、加熱プレート５１内の適宜箇所に
は、加熱プレート５１の温度を計測する熱電対等の複数
の温度センサー７０が設けられ、この温度センサー７０
からの検出信号はユニットコントローラ９０に送信さ
れ、その検出情報に基づいてユニットコントローラ９０
から温調器９１に制御信号が送信され、その制御信号に
基づいて温調器９１から発熱体電源９２に出力調整信号
が送信される。さらに、このユニットコントローラ９０
は、加熱処理に際して、シリンダー５９に制御信号を送
って昇降ピン５６の昇降を制御するとともに、排気管６
６に設けられた電磁弁６７の開度を制御して排気量を制
御する。また、上述のコントローラ８８に対して、適宜
の基準値、例えば温度センサー７０の検出信号または設
定値に基づいて第１のヒートパイプ７３の制御を行うよ
うに指令を発する。なお、ユニットコントローラ９０
は、塗布・現像システムのシステムコントローラ（図示
略）からの指令に基づいて制御信号を出力するようにな
っている。

【００４７】以上のように構成された加熱処理ユニット
（ＨＰ）では、以下のようにして、ウエハＷの加熱処理
が行われる。

【００４８】まず、ウエハ搬送装置４６により、ウエハ
Ｗを加熱処理ユニット（ＨＰ）のケーシング５０内に搬
入し、昇降ピン５６に受け渡し、この昇降ピン５６を降
下させることにより、ウエハＷが所定温度に加熱された
状態にある加熱プレート５１の表面に設けられたプロミ
キシティピン５２に載置される。

【００４９】次いで、囲繞部材６２および天板６３を降
下させて処理空間Ｓを形成し、図示しない排気機構によ
り排気口６５および排気管６６を介して排気することに
より、隙間６４から空気が流入し、加熱プレート５１の
外周側から天板６３の中央に向かう気流が形成された状
態でウエハＷに加熱処理が施される。

【００５０】この場合に、このような気流はウエハＷの
周縁部からウエハの中央部に向かって流れることとな
り、高温のウエハ上を通過することによって加熱された
気体がウエハＷ中央部に集まってから処理空間Ｓの外へ
排出されるため、従来の加熱処理装置の場合には、加熱
プレート５１が発熱体５３により均一に加熱されていた
としても、実際にはこのような気流の影響でウエハＷの
中央部の温度が周縁部の温度よりも高くなってしまう。

【００５１】このため、本実施形態では、天板６３にお
いて、ウエハＷの中央部に対応する第１の領域７１の温
度を、その周囲の第２の領域７２よりも所定温度低くな
るように温度制御機構８０により制御する。ウエハＷの
温度は、加熱プレート５１のみならず加熱プレートに対
向した天板６３によっても影響を受け、天板６３の熱吸
収が大きいほどかつ天板６３の熱放射度が小さいほどウ
エハＷの温度が低下する度合いが大きいから、このよう
にウエハＷの中央部の温度が高くなるといった、ウエハ
Ｗ面内に温度分布が生じるような場合に、天板６３のウ
エハＷ中央部に対応する第１の領域７１の温度を第２の
領域７２の温度よりも低くすれば、第１の領域７１の熱
吸収を大きくすることができ、結果的にウエハＷの中央
部の熱放出を大きくしてその部分の温度を低下させるこ
とができ、ウエハＷの面内温度均一性を高くすることが
できる。しかも、温度制御機構８０によりその温度の低
下の度合いを制御することができるので、ウエハＷの面
内温度均一性は極めて高いものとなる。

【００５２】以下、このようにしてウエハＷの温度を均
一化する原理について簡単に説明する。上記のように加
熱プレート５１と天板６３とが対向して設けられている
場合、加熱プレート５１によって加熱されたウエハＷか
ら放出された熱放射エネルギーは、天板６３に達してそ
の一部が吸収され残部が反射されてウエハＷに戻り、ウ
エハＷ上で同様に一部が吸収され残部が反射されるとい
った作用が繰り返される。したがって、ウエハＷから放
出される単位面積当たりの総エネルギーをＱ_１とする
と、Ｑ_１はウエハＷの放射度Ｅ_１と反射エネルギとの和
に等しい。この際の反射エネルギーは、天板６３から放
出される単位面積当たりの総エネルギーＱ_２にウエハＷ
の反射率ｒ_１を乗じたものとなる。すなわち、以下の
（１）式で表す関係が成り立つ。 Ｑ_１＝Ｅ_１＋ｒ_１Ｑ_２ ……（１）

【００５３】同様に天板６３についても、天板６３から
放出される単位面積当たりの総エネルギーＱ_２は、天板
６３の放射度Ｅ_２と反射エネルギとの和に等しく、この
反射エネルギーは、上記Ｑ_１に天板の反射率ｒ_２を乗じ
たものとなり、以下の（２）式で表す関係が成り立つ。 Ｑ_２＝Ｅ_２＋ｒ_２Ｑ_１ ……（２）

【００５４】ここで、ウエハＷの放射率をε_１、天板６
３の放射率をε_２とすると、以下の（３）および（４）
式の関係があるため、これをそれぞれ（１）および
（２）に代入すると、（５）および（６）式の関係が導
かれる。 ｒ_１＝１−ε_１ ……（３） ｒ_２＝１−ε_２ ……（４） Ｑ_１＝Ｅ_１＋（１−ε_１）Ｑ_２ ……（５） Ｑ_２＝Ｅ_２＋（１−ε_２）Ｑ_１ ……（６）

【００５５】ウエハＷは加熱されているため、ウエハＷ
の温度Ｔ_１は天板６３の温度Ｔ_２よりも高くなってお
り、その分の熱がウエハＷから天板６３へ放射により供
給されることとなり、その際の単位面積当たりの熱量Ｑ
は以下の（７）式で表すことができる。 Ｑ＝Ｑ_１−Ｑ_２ ……（７）

【００５６】ここで、この熱量Ｑすなわちウエハから放
出する熱量が大きいほどウエハＷの温度を低下させるこ
とができる。したがって、従来、温度が高くなる傾向に
あるウエハＷの中央部において放出する熱量Ｑを大きく
することができればよい。そのためには、天板６３のそ
の部分に対応する領域、すなわち第１の領域７１の熱吸
収を大きくすればよく、本実施形態では第１の領域７１
の熱吸収を大きくするために第１の領域７１の温度を第
２の領域７２の温度よりも低くなるようにした。

【００５７】また、天板６３が、第１の領域７１および
第２の領域７２をそれぞれ含む第１のヒートパイプ７３
および第２のヒートパイプ７４を有するので、ヒートパ
イプの温度均一化作用により各領域内で温度を均一にす
ることができるとともに、大量の熱を容易に輸送する作
用により温度制御機構８０により第１のヒートパイプ７
３を温度制御する際に速やかに所定の温度にすることが
できる。したがって、この点からもウエハＷの面内温度
均一性を極めて高くすることができる。

【００５８】上述のように、第１の領域７１の熱吸収を
高くすればよいことから、第１の領域７１の温度を低く
することに加えて第１の領域７１の熱吸収自体を第２の
領域７２よりも高くすることも有効である。このために
は、第１の領域７１と第２の領域７２とで色彩を変化さ
せることが挙げられるが、最も効果的であるのは、第１
の領域７１を放射率が１の黒体とし、第２の領域７２を
反射率が１のミラーとすることである。第１の領域７１
を黒体とするためには、図８に示すように、コンテナ７
７の下面に黒色セラミックス９５を設けることが好適で
ある。第２の領域７２をミラーとするには、コンテナ７
８の下面に金泊９６を貼る等すればよい。

【００５９】以上のようにしてウエハＷの加熱処理を行
った後、囲繞部材６２および天板６３を上方に移動し、
ウエハＷを昇降ピン５６により持ち上げる。その状態で
ウエハ搬送装置４６をウエハＷの下方に挿入してウエハ
搬送装置４６がウエハＷを受け取り、加熱処理ユニット
（ＨＰ）からウエハＷを搬出して次工程のユニットに搬
送する。

【００６０】なお、上記例ではウエハＷの外方から空気
を侵入させて処理空間Ｓに気流を形成したが、図９に示
すように、不活性ガス等のガスを処理空間Ｓに導入する
ようにしてもよい。すなわち、上記サポートリング６１
の代わりにガス通流孔９７が形成されたサポートリング
６１′を設け、ガス通流孔９７にガス供給管９８を接続
して処理空間Ｓにガスを導入するようにし、囲繞部材６
２とサポートリング６１′をシールリング９９で密閉す
るようにすることもできる。なお、ガス通流孔９７は円
周状に形成されていてもよいし、円筒状をなすサポート
リング６１′の円周に沿って複数設けられていてもよ
い。

【００６１】次に、図１０および図１１を参照して、本
発明の第２の実施形態に係る加熱処理ユニットについて
説明する。図１０は本発明の第２の実施形態に係る加熱
処理ユニットを模式的に示す断面図、図１１はその内部
および気流を模式的に示す水平断面図である。図１０お
よび図１１において、第１の実施形態と同じものには同
じ符号を付して説明を省略する。

【００６２】本実施形態では、ケーシング５０の内部の
下側には、矩形状をなす加熱プレート５１′が配置され
ている。加熱プレート５１′の表面にはプロキシミティ
ピン５２′が設けられており、このプロキシミティピン
５２′上に加熱プレート５１′の表面に近接した状態で
ウエハＷが載置されるようになっている。加熱プレート
５１′の裏面には複数の直線状の発熱体５３′が略平行
に配列されている。そして、これら発熱体５３′は通電
されることにより発熱し、加熱プレート５１′を加熱し
てウエハＷを昇温するようになっている。

【００６３】加熱プレート５１′は支持部材５４′に支
持されており、支持部材５４′内は空洞となっている。
支持部材５４′の周囲にはそれを包囲支持するサポート
リング６１′が設けられており、このサポートリング６
１′の上には昇降自在の囲繞部材６２′が設けられてい
る。この囲繞部材６２′の上には天板６３′が設けられ
ている。そして、この囲繞部材６２′がサポートリング
６１′の上面まで降下した状態で、加熱プレート５１′
と天板６３′との間にシールリング１０１により外部か
ら密閉された処理空間Ｓ′が形成され、この処理空間
Ｓ′が囲繞部材６２′により囲繞された状態となる。

【００６４】加熱プレート５１′の一方側には、加熱プ
レート５１′の略一辺の幅を有し、かつ複数のガス吐出
孔１０３を有し、処理空間Ｓ′内に不活性ガス、空気等
の気体を供給するための気体供給ノズル１０２が設けら
れ、この気体供給ノズル１０２には、サポートリング６
１′内に複数設けられた気体通流孔１０４に接続されて
おり、さらにこれら気体通流孔１０４には、不活性ガ
ス、空気等の気体を供給するための気体供給管１０５が
接続されている。

【００６５】一方、加熱プレート５１′の他方側には、
加熱プレート５１′の略一辺の幅を有し、かつ複数の気
体排出孔１０７を有し、処理空間Ｓ′内の気体を排出す
るための排気ノズル１０６が設けられ、この排気ノズル
１０６には、サポートリング６１′内に複数設けられた
気体通流孔１０８に接続されており、さらにこれら気体
通流孔１０８には排気管１０９が接続されている。

【００６６】そして、気体供給ノズル１０２から処理空
間Ｓ′へ供給された気体は排気ノズル１０６から排気さ
れ、処理空間Ｓ′内には図１０に示すような加熱プレー
ト５１′の一端側から他端側に向かう一方向の気流が形
成される。

【００６７】天板６３′の加熱プレート５１′に対向す
る面は、排気ノズル１０６側の矩形状をなす第１の領域
７１′とその残余の矩形状をなす第２の領域７２′とを
有している。また、天板６３′は、第１の領域７１′を
下面とする第１のヒートパイプ７３′と、第２の領域７
２′を下面とする第２のヒートパイプ７４′と、第１お
よび第２のヒートパイプ７３′および７４′の間に設け
られた断熱部材７５′とを有している。断熱部材７５′
を設ける代わりに、第１および第２のヒートパイプ７
１′および７２′を離隔して設け、これらの間に空間が
生じるようにしてもよい。

【００６８】第１のヒートパイプ７３′および第２のヒ
ートパイプ７４′は、形状が異なるだけで基本的に第１
の実施態様の第１のヒートパイプ７３および第２のヒー
トパイプ７４と同様、金属材料からなる外殻部材として
のコンテナと、コンテナ内の空間に封入された作動液Ｌ
とを有しており、作動液の蒸発現象と凝縮現象を利用し
て、大量の熱を容易に輸送する作用、およびその中に温
度の高低がある場合に速やかに熱を輸送して温度を均一
化する作用を有する。具体的には、加熱プレート５１′
によりその下部が加熱されると作動液Ｌが蒸発し、蒸気
流となって低温部である上部へ高速移動し、上下方向に
温度が均一化される。この際に、上部で低温のコンテナ
の上壁に接触して冷却され凝縮し、凝縮液は重力により
元の位置へ戻る。また、水平方向に温度の高低がある場
合にも蒸気流の移動により温度が均一化される。第１お
よび第２のヒートパイプ７３′および７４′の内部空間
は、水平方向に略一定の断面厚さを有している。

【００６９】上記第１のヒートパイプ７３′には、第１
の実施形態の第１のヒートパイプ７３と同様、その温度
を制御して結果的に第１の領域７１′の温度を制御する
温度制御機構８０が設けられている。この温度制御機構
８０は、第１の領域７１′を第２の領域７２′よりも所
定温度低くなるように制御する。

【００７０】以上のように構成された加熱処理ユニット
（ＨＰ）により加熱処理を行う際には、まず、第１の実
施形態の場合と同様、ウエハＷをウエハ搬送装置４６に
よりケーシング５０内に搬入して、プロキシミティピン
５２′上に載置する。

【００７１】次いで、囲繞部材６２′および天板６３′
を降下して処理空間Ｓ′を形成し、気体供給管１０５お
よび気体通流孔１０４を介して気体供給ノズル１０２の
複数のガス吐出孔１０３から処理空間Ｓ′内に気体を供
給し、排気ノズル１０６の気体排出孔１０７から気体通
流孔１０８および排気管１０９を介して排気することに
より、処理空間Ｓ′に加熱プレート５１′の一端側から
他端側に向かう一方向の気流を形成する。

【００７２】このような一方向の気流が形成された状態
で、発熱体５３′に給電することにより、加熱プレート
５１′上のウエハＷを加熱処理する。このように加熱プ
レート５１′の上面に一方向の気流を形成するので、第
１の実施形態の天板６３と異なり、天板６３′の中央部
には排気口が設けられておらず、滞留した気体から塵や
埃がウエハ上面に落下するといったことがない。また、
天板６３′に排気構造が設けられる必要がないため装置
自体の上下方向の寸法を小さくすることができる。

【００７３】このように一方向気流が形成された場合に
は、高温のウエハ上を通過することによって加熱された
気体が排気ノズル１０６から排出されるため、加熱プレ
ート５１′が発熱体５３′により均一に加熱されていた
としても、天板が従来のような単なる金属板の場合に
は、このような気流の影響でウエハＷの排気ノズル１０
６近傍部分の温度が他の部分の温度よりも高くなる傾向
にある。

【００７４】このため、本実施形態では、天板６３′を
上述のように排気ノズル１０６近傍の第１の領域７１′
とその他の第２の領域７２′とし、第１の領域７１′の
温度を、第２の領域７２′よりも所定温度低くなるよう
に温度制御機構８０により制御する。したがって、第１
の実施形態と同様、天板６３′の第１の領域７１′の温
度を第２の領域７２′の温度よりも低くすることによっ
て、第１の領域７１′の熱吸収を大きくすることがで
き、結果的にウエハＷの排気ノズル１０６近傍の熱放出
を大きくしてその部分の温度を低下させることができ、
ウエハＷの面内温度均一性を高くすることができる。し
かも、温度制御機構８０によりその温度の低下の度合い
を制御することができるので、ウエハＷの面内温度均一
性は極めて高いものとなる。

【００７５】また、天板６３′が、第１の領域７１′お
よび第２の領域７２′をそれぞれ含む第１のヒートパイ
プ７３′および第２のヒートパイプ７４′を有するの
で、ヒートパイプの温度均一化作用により各領域内で温
度を均一にすることができるとともに、大量の熱を容易
に輸送する作用により温度制御機構８０により第１のヒ
ートパイプ７３′を温度制御する際に速やかに所定の温
度にすることができる。したがって、この点からもウエ
ハＷの面内温度均一性を極めて高くすることができる。

【００７６】本実施形態においても第１の実施形態と同
様、第１の領域７１′の温度を低くすることに加えて第
１の領域７１′の熱吸収自体を第２の領域７２′よりも
高くすることも有効であり、そのために、第１の領域７
１′と第２の領域７２′とで色彩を変化させることがで
き、最も効果的には、第１の領域７１′を黒体とし、第
２の領域７２′をミラーとすることである。

【００７７】このようにしてウエハＷの加熱処理終了し
た後、囲繞部材６２′および天板６３′を上方に移動さ
せ、ウエハＷを昇降ピン５６により持ち上げ、その状態
でウエハ搬送装置４６をウエハＷの下方に挿入してウエ
ハ搬送装置４６がウエハＷを受け取り、加熱処理ユニッ
ト（ＨＰ）からウエハを搬出して次工程のユニットに搬
送する。

【００７８】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、本発明の思想の範囲内で種々変形が可能である。例
えば上記実施の形態では、天板の加熱プレートの対向す
る面を第１の領域および第２の領域としたが、３つ以上
の領域としてもよいことはもちろんである。また、天板
の第１の領域の温度を制御するようにしたが、第２の領
域の温度を制御してもよいし、両方の温度を制御するよ
うにしてもよい。さらに、天板をヒートパイプで構成し
たが、これに限るものではない。また、加熱処理装置の
構造としても上記実施形態において例示した加熱処理ユ
ニットに限るものではなく種々の形態が可能である。さ
らに、レジスト塗布・現像処理システムの加熱処理につ
いて示したが、それ以外に用いられる加熱処理に適用す
ることも可能である。さらにまた、上記実施形態ではウ
エハをプロキシミティピン上に載置して間接的に加熱を
行った場合について示したが、ウエハを加熱プレート上
に直接載置して加熱してもよい。さらにまた、上記実施
形態では基板として半導体ウエハを用いた場合について
説明したが、半導体ウエハ以外の他の被処理基板、例え
ば液晶表示装置（ＬＣＤ）用ガラス基板の加熱処理を行
う場合についても適用可能である。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板を加熱するための加熱プレートの基板配置面に対向
して、その加熱プレートに面する部分が少なくとも第１
の領域と第２の領域を有する天板を設け、温度制御機構
により、加熱プレートの加熱によって基板に生じる温度
分布に応じて、前記天板の第１の領域および第２の領域
の少なくとも一方の温度を制御するので、基板面内に温
度分布が生じるような場合に、天板の第１および第２の
領域のうち、基板の温度が高くなる部分に対応するほう
の温度を低くしてその領域の熱吸収を大きくすることが
でき、結果として基板における加熱が過剰で温度が高く
なる傾向がある部分の放熱を促進してその部分の温度を
低下させることができるので、基板の面内温度均一性を
高めることができる。しかもその温度の低下の度合いを
温度制御機構により制御することができるので、基板の
面内温度均一性の程度が極めて高い。

【００８０】また、天板が、その加熱プレートに面する
部分が少なくとも第１の領域と第２の領域を有し、かつ
これら第１の領域および第２の領域をそれぞれ含む第１
のヒートパイプおよび第２のヒートパイプを有する構成
とすることにより、ヒートパイプの温度均一化作用によ
り各領域内で温度を均一にすることができるとともに、
大量の熱を容易に輸送する作用によりこれら領域の少な
くとも一方を温度制御する際に速やかに所定の温度にす
ることができる。したがって、基板の面内温度均一性を
一層高くすることができる。

【００８１】さらに、加熱プレートの外周から前記空間
に気体を導入し、その空間内に前記天板の中央に向かう
気流を形成する加熱処理装置において、加熱プレートに
面する部分が同心状に少なくとも中央に配置された第１
の領域とその外側に配置された第２の領域とを有する天
板を設け、基板の中央部の熱放射が大きくなるように、
天板の第１の領域の温度を制御することにより、温度の
高くなる傾向にある基板の中央部の温度を低下させ、結
果として基板の面内温度均一性を高くすることができ
る。

【００８２】さらにまた、天板が、その加熱プレートに
面する部分が同心状に少なくとも中央に配置された第１
の領域とその外側に配置された第２の領域とを有し、こ
れら第１の領域および第２の領域をそれぞれ含む第１の
ヒートパイプおよび第２のヒートパイプを有する構成と
することにより、上述のヒートパイプの温度均一化作用
および大量の熱を容易に輸送する作用により、天板の各
領域内で温度を均一にすることができるとともに、第１
の領域を温度制御する際に速やかに所定の温度にするこ
とができる。したがって、基板の面内温度均一性を一層
高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加熱処理装置の一実施形態である加熱
処理ユニットを備えた半導体ウエハのレジスト塗布・現
像処理システムの全体構成を示す平面図。

【図２】本発明の加熱処理装置の一実施形態である加熱
処理ユニットを備えた半導体ウエハのレジスト塗布・現
像処理システムの全体構成を示す正面図。

【図３】本発明の加熱処理装置の一実施形態である加熱
処理ユニットを備えた半導体ウエハのレジスト塗布・現
像処理システムの全体構成を示す背面図。

【図４】本発明の第１の実施形態に係る加熱処理ユニッ
トを模式的に示す断面図。

【図５】図４の加熱処理ユニットの天板および囲繞部材
を一部切り欠いて示す斜視図。

【図６】図４の加熱処理ユニットの天板に形成された第
１および第２のヒートパイプを示す断面図。

【図７】図４の加熱処理ユニットの制御系を示すブロッ
ク図。

【図８】本発明の第１の実施形態に係る加熱処理ユニッ
トの変形例の要部を示す断面図。

【図９】本発明の第１の実施形態に係る加熱処理ユニッ
トの他の変形例を模式的に示す断面図。

【図１０】本発明の第２の実施形態に係る加熱処理ユニ
ットを模式的に示す断面図。

【図１１】図１０の加熱処理ユニットの内部および気流
を模式的に示す水平断面図。

【符号の説明】

５１，５１′；加熱プレート ５２，５２′；プロキシミティピン ５６；昇降ピン ５３，５３′；発熱体 ６２，６２′；囲繞部材 ６３，６３′；天板 ７１，７１′；第１の領域 ７２，７２′；第２の領域 ７３，７３′；第１のヒートパイプ ７４，７４′；第２のヒートパイプ ７５，７５′；断熱部材 ８０；温度制御機構 Ｓ，Ｓ′；処理空間 Ｗ；半導体ウエハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野上 剛 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） 3K058 AA86 BA00 CE12 CE23 GA05 5F046 KA04 KA10

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を所定温度に加熱処理する加熱処理
   装置であって、 その表面に基板を近接または載置して加熱処理する加熱
   プレートと、 前記加熱プレートの基板配置面に対向して設けられ、前
   記加熱プレートに面する部分が少なくとも第１の領域と
   第２の領域を有する天板と、 前記天板の第１の領域および第２の領域の少なくとも一
   方の温度を制御する温度制御機構とを具備し、 前記温度制御機構は、前記加熱プレートの加熱によって
   基板に生じる温度分布に応じて、前記天板の第１の領域
   および第２の領域の少なくとも一方の温度を制御するこ
   とを特徴とする加熱処理装置。
2. 【請求項２】 基板を所定温度に加熱処理する加熱処理
   装置であって、 その表面に基板を近接または載置して加熱処理する加熱
   プレートと、 前記加熱プレートの基板配置面に対向して設けられ、前
   記加熱プレートに面する部分が少なくとも第１の領域と
   第２の領域を有し、これら第１の領域および第２の領域
   をそれぞれ含む第１のヒートパイプおよび第２のヒート
   パイプを有する天板と、 前記天板の第１のヒートパイプおよび第２のヒートパイ
   プの少なくとも一方の温度を制御して前記第１の領域お
   よび第２の領域のうち少なくとも一方の温度を制御する
   温度制御機構とを具備し、 前記温度制御機構は、前記加熱プレートの加熱処理によ
   って基板に生じる温度分布に応じて、前記天板の第１の
   ヒートパイプおよび第２のヒートパイプの少なくとも一
   方の温度を制御することを特徴とする加熱処理装置。
3. 【請求項３】 前記温度制御機構は、前記天板の第１の
   ヒートパイプおよび第２のヒートパイプのうち基板のよ
   り温度が高い部分に対応するほうのヒートパイプから熱
   を放出させるための放熱機構と、そのヒートパイプに熱
   を注入するための加熱機構と、前記加熱機構および／ま
   たは前記放熱機構を制御するコントローラとを有するこ
   とを特徴とする請求項２に記載の加熱処理装置。
4. 【請求項４】 前記第１の領域を第２の領域よりも基板
   のより温度が高い部分に対応させ、前記温度制御機構
   は、前記第１の領域の温度を第２の領域の温度よりも低
   くなるように制御することを特徴とする請求項１から請
   求項３のいずれか１項に記載の加熱処理装置。
5. 【請求項５】 前記温度制御機構は、前記第１の領域の
   温度のみを制御することを特徴とする請求項４に記載の
   加熱処理装置。
6. 【請求項６】 前記第１の領域の熱吸収率を第２の領域
   の熱吸収率よりも大きくすることを特徴とする請求項４
   または請求項５に記載の加熱処理装置。
7. 【請求項７】 前記第１の領域は黒体であり、前記第２
   の領域はミラーであることを特徴とする請求項６に記載
   の加熱処理装置。
8. 【請求項８】 前記加熱プレートと前記天板との間の空
   間に気流を形成する気流形成手段をさらに具備すること
   を特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記
   載の加熱処理装置。
9. 【請求項９】 基板を所定温度に加熱処理する加熱処理
   装置であって、 その表面に基板を近接または載置して加熱処理する加熱
   プレートと、 前記加熱プレートの基板配置面に対向して設けられ、前
   記加熱プレートに面する部分が同心状に少なくとも中央
   に配置された第１の領域とその外側に配置された第２の
   領域とを有する天板と、 前記加熱プレートと前記天板との間の空間を囲繞する囲
   繞部材と、 前記加熱プレートの外周から前記空間に気体を導入し、
   その空間内に前記天板の中央に向かう気流を形成する気
   流形成手段と、 前記天板の第１の領域の温度を制御する温度制御機構と
   を具備し、 前記温度制御機構は、前記基板の中央部の熱放射が大き
   くなるように、前記天板の第１の領域の温度を制御する
   ことを特徴とする加熱処理装置。
10. 【請求項１０】 基板を所定温度に加熱処理する加熱処
    理装置であって、 その表面に基板を近接または載置して加熱処理する加熱
    プレートと、 前記加熱プレートの基板配置面に対向して設けられ、前
    記加熱プレートに面する部分が同心状に少なくとも中央
    に配置された第１の領域とその外側に配置された第２の
    領域とを有し、これら第１の領域および第２の領域をそ
    れぞれ含む第１のヒートパイプおよび第２のヒートパイ
    プを有する天板と、 前記加熱プレートと前記天板との間の空間を囲繞する囲
    繞部材と、 前記加熱プレートの外周から前記空間に気体を導入し、
    その空間内に前記天板の中央に向かう気流を形成する気
    流形成手段と、 前記天板の第１のヒートパイプの温度を制御して第１の
    領域の温度を制御する温度制御機構とを具備し、 前記温度制御機構は、前記基板の中央部の熱放射が大き
    くなるように、前記天板の第１のヒートパイプの温度を
    制御することを特徴とする加熱処理装置。
11. 【請求項１１】 前記温度制御機構は、前記第１のヒー
    トパイプから熱を放出させるための放熱機構と、前記第
    １のヒートパイプに熱を注入するための加熱機構と、前
    記加熱機構および／または放熱機構を制御するコントロ
    ーラとを有することを特徴とする請求項１０に記載の加
    熱処理装置。
12. 【請求項１２】 前記第１の領域の熱吸収率を第２の領
    域の熱吸収率よりも大きくすることを特徴とする請求項
    ９から請求項１１のいずれか１項に記載の加熱処理装
    置。
13. 【請求項１３】 前記第１の領域は黒体であり、前記第
    ２の領域はミラーであることを特徴とする請求項１２に
    記載の加熱処理装置。
14. 【請求項１４】 前記天板の中央に排気口が設けられ、
    前記第１の領域は、この排気口を囲むように設けられ、
    前記気流形成手段は、前記加熱プレートの外周から導入
    された気体を前記排気口を介して排出する排気機構を有
    していることを特徴とする請求項９から請求項１３のい
    ずれか１項に記載の加熱処理装置。
15. 【請求項１５】 前記気流形成手段は、前記加熱プレー
    トの外周から前記空間に気体を供給する気体供給機構を
    有していることを特徴とする請求項１４に記載の加熱処
    理装置。
16. 【請求項１６】 前記第１のヒートパイプと第２のヒー
    トパイプとは隣接して設けられ、これらの間は断熱され
    ていることを特徴とする請求項２、請求項３、請求項９
    または請求項１０に記載の加熱処理装置。