JP2004079677A

JP2004079677A - 熱処理装置

Info

Publication number: JP2004079677A
Application number: JP2002235917A
Authority: JP
Inventors: Masa Kaneoka; 金岡　雅
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-08-13
Filing date: 2002-08-13
Publication date: 2004-03-11

Abstract

【課題】簡易な構成でありながら、加熱後の基板を速やかに冷却することができる熱処理装置を提供することを目的とする。
【解決手段】熱処理装置は、その上部に基板Ｗの通過用の開口部を有するチャンバー１３と、チャンバーの内部に配設された加熱プレート１２と、互いに当接することによりチャンバー１３における開口部を閉止する閉止位置と、互いに離隔することによりチャンバー１３における開口部を開放する開放位置との間を移動可能な一対の蓋部材１４と、一対の蓋体部材１４の上面を冷却する冷却管２６と、その先端が蓋部材１４の上面より上方に配置される上昇位置と、その先端が加熱プレート１２の上面より下方に配置される下降位置との間を昇降する３本の支持ピン１１とを備える。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板あるいは半導体製造装置用マスク基板等の基板を熱処理する熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体ウエハ等の基板に対してパターン露光を行った後、現像処理を行う前には、ＰＥＢ（ポストエクスポージャーベーク）と呼称される熱処理工程が実行される。この熱処理工程は、基板を加熱プレートの上部に載置してこの基板を所定の温度まで昇温させる工程である。
【０００３】
ところで、近年、パターンの微細化に対応してＤＵＶ（ＤｅｅｐＵＶ）レジストと呼称されるレジストが使用されるようになっている。このＤＵＶレジストは、例えば２４８ｎｍの紫外線で露光された領域を加熱することにより、レジスト中に酸が増加してパターンを形成するレジストである。このＤＵＶレジストを使用した場合には、加熱プレートにより基板を所定の温度まで昇温させた後、速やかに次の処理を実行しないとレジスト中に必要以上の酸が発生するという問題が生ずる。
【０００４】
しかしながら、単一の基板製造装置により複数の基板に対して平行して複数の処理を実行している場合には、熱処理後の基板に対して速やかに次の処理を実行することができず、加熱プレートにより熱処理された後の基板が一定時間待機状態となる場合がある。
【０００５】
このため、特開平８−１６２４０５号公報においては、基板に対して熱処理を実行する熱処理チャンバー内に冷却ユニットを進入させ、この冷却ユニットにより熱処理後の基板を熱処理チャンバー内で冷却するように構成された熱処理装置が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平８−１６２４０５号公報に記載された熱処理装置は、熱処理チャンバー内の高温の雰囲気下で基板を冷却する構成であるため、基板の周囲を冷却ユニットで包囲する構成を採用する必要がある。このため、装置構成や処理動作が複雑となる。また、特開平８−１６２４０５号公報に記載された熱処理装置は、熱処理チャンバー内に冷却ユニットを進入させる構成であるため、熱処理チャンバー内が冷却され、次の基板の熱処理動作に影響を与えるという問題を生ずる。
【０００７】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成でありながら、加熱後の基板を速やかに冷却することができる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】
請求項１に記載の発明は、その上部に基板通過用の開口部を有するチャンバーと、前記チャンバーの内部に配設された加熱プレートと、前記チャンバーにおける開口部を開放する開放位置と前記チャンバーにおける開口部を閉止する閉止位置との間を移動可能な蓋体と、前記蓋体の上面を冷却する冷却機構と、前記加熱プレートの上方の加熱位置と前記蓋体の上方の冷却位置との間で基板を搬送する搬送機構とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記搬送機構は、その先端が前記蓋体の上面より上方に配置される上昇位置と、その先端が前記加熱プレートの上面より下方に配置される下降位置との間を昇降する複数の支持ピンから構成され、前記蓋体は、前記上昇位置に配置された支持ピンとの干渉を防止するための干渉防止用孔部が形成された蓋部材から構成される。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記蓋体は、互いに当接することにより前記チャンバーにおける開口部を閉止する閉止位置と、互いに離隔することにより前記チャンバーにおける開口部を開放する開放位置との間を移動可能な一対の蓋部材から構成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明の第１実施形態に係る熱処理装置の平面図である。また、図２は、この発明の第１実施形態に係る熱処理装置による熱処理動作を示す説明図である。さらに、図３は、基板Ｗの搬送機構としての支持ピン１１の昇降機構を加熱プレート１２とともに示す斜視図である。
【００１２】
この熱処理装置は、その上部に基板Ｗの通過用の開口部を有するチャンバー１３と、このチャンバー１３の内部に配設された加熱プレート１２と、一対の蓋部材１４と、基板Ｗをその下方から支持して昇降する３本の支持ピン１１と、チャンバー１３内に窒素ガスおよび空気を導入するためのチャンバー１１における導入孔１５に連結された開閉弁１６とを備える。
【００１３】
チャンバー１３内に配設された加熱プレート１２は、その内部に加熱手段としての板状ヒータを備えている。また、加熱プレート１２の表面には、図３に示すように、３個の球体１７が埋設されている。この球体１７は、例えば、アルミナ、マテアタイト等の低伝熱部材から構成される。この球体１７の上端は、加熱プレート１２の表面より微小量だけ突出する状態で配設されており、基板Ｗと加熱プレート１２表面との間にいわゆるプロキシミティギャップと称される微小間隔を保った状態で、基板Ｗを加熱プレート１２の球体１７上に載置、支持して、この基板Ｗを加熱するよう構成されている。
【００１４】
加熱プレート１２には、３個の貫通孔が形成されており、この貫通孔を通して、３本の支持ピン１１が昇降可能に配設されている。これらの３本の支持ピン１１は、支持板２１に立設されている。そして、この支持板２１は、連結部材２２を介してエアシリンダ２３と連結されている。このため、エアシリンダ２３の駆動により、支持ピン１１は、図２（ａ）に示すその先端が加熱プレート１２の上面より下方に配置される下降位置と、図２（ｂ）に示すその先端が蓋部材１４の上面より上方に配置される上昇位置と、図２（ｃ）に示すその先端が蓋部材１４の下面と加熱プレート１２の上面との間に配置される待機位置との間を昇降する。
【００１５】
一対の蓋部材１４は、図示しない移動機構の駆動を受け、それらが互いに当接することによりチャンバー１３における開口部を閉止する閉止位置と、互いに離隔することによりチャンバー１３における開口部を開放する開放位置との間を移動可能に構成されている。これらの蓋部材１４には、各々、上昇位置に配置された支持ピン１１との干渉を防止するための干渉防止用孔部２４、２５が形成されている。
【００１６】
一対の蓋部材１４は、基板Ｗを冷却するための冷却プレートとしても機能するものであり、一対の蓋部材１４内における蓋部材１４の上面側には、その内部に冷却水を循環させる冷却管２６が配設されている。一対の蓋部材１４の上面は、この冷却管２６により冷却される。なお、一対の蓋部材１４内における冷却管２６と蓋部材１４の下面との間には、図示しない断熱材が配設されている。
【００１７】
図１に示すように、一対の蓋部材１４の表面にも、図３に示す加熱プレート１２の場合と同様、３個の球体１８が埋設されている。この球体１８の上端は、蓋部材１４の表面より微小量だけ突出する状態で配設されており、基板Ｗと蓋部材１４表面との間にいわゆるプロキシミティギャップと称される微小間隔を保った状態で、基板Ｗを蓋部材１４の球体１７上に載置、支持して、この基板Ｗを冷却するよう構成されている。
【００１８】
次に、上述した構成を有する熱処理装置により基板Ｗを熱処理する熱処理動作について説明する。
【００１９】
熱処理すべき基板Ｗを熱処理装置に搬入するときには、図２（ｂ）に示すように、一対の蓋部材１４をチャンバー１３における開口部を開放する開放位置に配置するとともに、エアシリンダ２３の駆動により３本の支持ピン１１をその先端が蓋部材１４の上面より上方に配置される上昇位置に配置する。この状態において、図示しない搬送機構により基板Ｗを上昇位置に配置された支持ピン１１上に載置する。
【００２０】
次に、図２（ａ）に示すように、エアシリンダ２３の駆動により３本の支持ピン１１をその先端が加熱プレート１２の上面より下方に配置される下降位置まで下降させ、そこに支持していた基板Ｗを加熱プレート１２における球体１７上に載置する。次に、一対の蓋部材１４をチャンバー１３における開口部を閉止する閉止位置に配置する。そして、開閉弁１６を開放して、導入孔１５よりチャンバー１３内に熱処理促進用の窒素ガスおよび空気を導入する。この状態において一定の時間が経過することにより、基板Ｗは加熱プレート１２の作用で所定温度まで加熱され、熱処理される。
【００２１】
基板Ｗに対する熱処理が完了すれば、図２（ｂ）に示すように、一対の蓋部材１４をチャンバー１３における開口部を開放する開放位置に配置するとともに、エアシリンダ２３の駆動により３本の支持ピン１１をその先端が蓋部材１４の上面より上方に配置される上昇位置に配置する。次に、図２（ｃ）に示すように、一対の蓋部材１４をチャンバー１３における開口部を閉止する閉止位置に配置する。しかる後、３本の支持ピン１１をその先端が蓋部材１４の下面と加熱プレート１２の上面との間に配置される待機位置まで下降させ、そこに支持していた基板Ｗを一対の蓋部材１４上に載置する。
【００２２】
基板Ｗは、次の処理工程において処理が可能となるまで、一つの蓋部材１４上に載置される。一対の蓋部材１４の上面は冷却管２６の作用により冷却されており、基板Ｗは一対の蓋部材１４により速やかに冷却される。そして、次の処理工程において基板Ｗの処理が可能となれば、支持ピン１１を上昇位置まで上昇させた後、図示しない搬送機構により基板Ｗを次工程に向けて搬送する。
【００２３】
なお、上述した実施形態においては、熱処理後の基板Ｗを一旦は一対の蓋部材１４上に載置した後、次工程に向けて搬送しているが、基板Ｗに対する熱処理が終了した時点で、既に次の処理工程においてこの基板Ｗの処理が可能となっている場合には、基板Ｗを一対の蓋部材１４上に載置することなく次工程に向けて搬送するようにしてもよい。
【００２４】
次に、この発明の他の実施形態につて説明する。図４は、この発明の第２実施形態に係る熱処理装置の平面図である。なお、上述した第１実施形態に係る熱処理装置と同一の部材については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２５】
上述した第１実施形態に係る熱処理装置においては、それらが互いに当接することによりチャンバー１３における開口部を閉止する閉止位置と、互いに離隔することによりチャンバー１３における開口部を開放する開放位置との間を移動可能に構成された一対の蓋部材１４を使用している。これに対し、この第２実施形態においては、チャンバー１３における開口部を閉止する閉止位置と、この閉止位置から側方に移動することによりチャンバー１３における開口部を開放する開放位置との間を移動可能に構成された単一の蓋部材３１を使用している。
【００２６】
この蓋部材３１には、上昇位置に配置された支持ピン１１との干渉を防止するための干渉防止用孔部３４、３５が形成されている。また、この蓋部材３１における蓋部材３１の上面側には、その内部に冷却水を循環させる冷却管３６が配設されている。
【００２７】
なお、上述した第１、第２実施形態においては、いずれも、冷却水を循環させる冷却管２６、３６により蓋部材１４、３１の上面を冷却しているが、ペルチェ素子等のその他の冷却機構を使用して蓋部材１４、３１の上面を冷却してもよい。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、チャンバーにおける開口部を閉止した蓋体の上面で基板を冷却する構成であることから、簡易な構成でありながら、加熱後の基板を速やかに冷却することが可能となる。このとき、チャンバー内に冷却機構を進入させる必要がないことから、次の基板の熱処理動作に影響を与えることはない。
【００２９】
請求項２に記載の発明によれば、簡易な構成でありながら、基板を加熱プレートの上方の加熱位置と前記蓋体の上方の冷却位置との間で搬送することが可能となる。
【００３０】
請求項３に記載の発明によれば、大きなスペースを要することなくチャンバーにおける開口部を開放および閉止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態に係る熱処理装置の平面図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係る熱処理装置による熱処理動作を示す説明図である。
【図３】基板Ｗの搬送機構としての支持ピン１１の昇降機構を加熱プレート１２とともに示す斜視図である。
【図４】この発明の第２実施形態に係る熱処理装置の平面図である。
【符号の説明】
１１　　　支持ピン
１２　　　加熱プレート
１３　　　チャンバー
１４　　　蓋部材
１７　　　球体
１８　　　球体
２１　　　支持板
２２　　　連結部材
２３　　　エアシリンダ
２４　　　干渉防止用孔部
２５　　　干渉防止用孔部
２６　　　冷却管
３１　　　蓋部材
３４　　　干渉防止用孔部
３５　　　干渉防止用孔部
３６　　　冷却管
Ｗ　　　　　　　　基板

Claims

その上部に基板通過用の開口部を有するチャンバーと、
前記チャンバーの内部に配設された加熱プレートと、
前記チャンバーにおける開口部を開放する開放位置と前記チャンバーにおける開口部を閉止する閉止位置との間を移動可能な蓋体と、
前記蓋体の上面を冷却する冷却機構と、
前記加熱プレートの上方の加熱位置と前記蓋体の上方の冷却位置との間で基板を搬送する搬送機構と、
を備えたことを特徴とする熱処理装置。
請求項１に記載の熱処理装置において、
前記搬送機構は、その先端が前記蓋体の上面より上方に配置される上昇位置と、その先端が前記加熱プレートの上面より下方に配置される下降位置との間を昇降する複数の支持ピンから構成され、
前記蓋体は、前記上昇位置に配置された支持ピンとの干渉を防止するための干渉防止用孔部が形成された蓋部材から構成される熱処理装置。
請求項１または請求項２に記載の熱処理装置において、
前記蓋体は、互いに当接することにより前記チャンバーにおける開口部を閉止する閉止位置と、互いに離隔することにより前記チャンバーにおける開口部を開放する開放位置との間を移動可能な一対の蓋部材から構成される熱処理装置。