JP4357400B2

JP4357400B2 - 熱処理装置および熱処理方法

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Publication number: JP4357400B2
Application number: JP2004295602A
Authority: JP
Inventors: 和彦大島; 裕一寺下; 桃子雫石; 英男志手; 孝介吉原
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2003-10-22
Filing date: 2004-10-08
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2024-10-08
Also published as: JP2005150699A

Description

この発明は、加熱された被処理体を処理室から取り出す際に、外気の影響を抑制した熱処理装置及び熱処理方法に関するものである。

一般に、半導体デバイスの製造工程において、例えば半導体ウエハ（以下にウエハという）等の被処理体の表面にフォトリソグラフィー技術を用いて回路パターンを縮小してフォトレジストに転写し、これを現像処理している。

このフォトリソグラフィー工程において、まず、未処理のウエハ上のゴミ及び汚れを除去するためにウエハ表面を洗浄し、その後加熱乾燥処理を行う。そして、冷却後直ちに、ウエハをレジスト塗布装置に搬送して、例えばスピンコート法によりウエハ表面にレジスト膜を塗布形成する。
その後、ウエハは加熱装置に搬送されて、溶剤をレジスト膜から蒸発させるために所定時間、所定温度（８０℃前後）でプリベーク処理が施される。その後、例えば室温（２３℃）まで冷却され、露光装置に搬送されて露光処理が行われる。

露光処理後のウエハは、加熱装置に搬送され、所定時間、所定温度でベーク処理（現像前ベーク処理）が施される。このベーク処理が終了したウエハは、現像装置に搬送され、ここで現像処理が施された後、再び加熱装置に搬送され、所定時間、所定温度（５０〜１８０℃）でポストベーク処理（現像後ベーク処理）が施されて、現像後のフォトレジストに残留する現像液等を加熱蒸発させる。その後、ウエハは、冷却装置に搬送され、室温（２３℃）まで冷却すなわち温度調整された後、次の工程へ搬送される。

上記したように、例えば、露光処理後のウエハは、加熱装置に搬送され、所定時間、所定温度でベーク処理（現像前ベーク処理）が施されるが、熱処理を利用する化学増幅型レジストにあっては、面内温度が不均一なると、増幅反応の進み具合がウエハ表面において不均一となり、パターン形成された線幅等に悪影響を及ぼすという問題が生じる。同様に、加熱後の冷却が迅速に行なわれないと、増幅反応が進みウエハ表面にパターン形成された線幅等に悪影響を及ぼすという問題が生じる。更に、上記ベーク処理を行った後、冷却処理までの時間が一定でないと、ウエハ毎に線幅が変動するという問題も生じる。
このように、レジスト塗布の前後、現像処理の前後において行われる熱処理工程は、重要な工程であり、ウエハにかかる熱履歴を厳密に管理するする必要がある。

前記した問題を解決すべく、既に、本願出願人は特許文献１に示された冷却温度調整手段を備えた熱処理装置を提案している。この熱処理装置の概略断面図を図８に示すと共に、この図に基づいて説明する。尚、図８（ａ）〜（ｃ）は、従来の熱処理装置の加熱工程から冷却工程までの動作を示した図である。

この熱処理装置１００にあっては、図８（ａ）に示すように、ウエハＷを載置して所定温度に加熱する加熱手段としての発熱体（図示せず）を埋設して有する載置台１０１が設けられている。そして、この載置台１０１の外周側には、載置台１０１の周辺部を包囲すべく円筒状のシャッタ１０２が昇降シリンダ（図示せず）によって上下移動可能に配設されており、また、載置台１０１の上方にはカバー１０３が配設されている。

前記シャッタ１０２が昇降シリンダの駆動によって上昇した際、カバー１０３と共に処理室（チャンバ）を形成し、シャッタ１０２が下降することにより、載置台１０１上へのウエハＷの搬入及び搬出が可能に構成されている。

また、載置台１０１の下方には、ウエハＷを支持して載置台１０１上及び載置台１０１の上方位置に移動する支持部材としての３本の支持ピン１０５が設けられている。これら支持ピン１０５は、載置台１０１の上方に出没移動し得るように構成されている。

また、この熱処理装置１００には、加熱処理された後のウエハＷを受け取ると共に、所定の温度例えば室温（２３℃程度）まで冷却（冷却温調）する冷却温度調整手段としての冷却温度調整体１０４が設けられている。
前記冷却温度調整体１０４は、支持ピン１０５によって載置台１０１の上方位置に移動されたウエハＷの上下面を覆うサンドイッチ形に配置された上部冷却片１０４ａ及び下部冷却片１０４ｂを備えている。この上部冷却片１０４ａ又は下部冷却片１１０４ｂ又は両者には冷媒としてのペルチェ素子が埋設され、図示しない電源からの通電によって上部冷却片１０４ａの下面側及び下部冷却片１０４ｂの上面側が吸熱されて温度が低下し、ウエハＷを所定の温度例えば室温（２３℃程度）に冷却し得るように構成されている。

また、前記冷却温度調整体１０４には、水平移動用の空気シリンダ（図示せず）に連結されており、この空気シリンダの駆動によって冷却温度調整体１０４が載置台１０１の上方位置のウエハＷに向かって進退移動し得るように構成されている。

次に、この従来の熱処理装置を用いた熱処理方法について説明する。
まず、載置台１０１に埋設された発熱体を発熱させ又は予め発熱させておき、図示しない搬送手段にて載置台１０１上にウエハＷを載置する。
そして、図８（ａ）に示すように、載置台１０１上にウエハＷを載置した状態で、所定時間、所定温度（５０〜１８０℃）の下でウエハＷに加熱処理を施す（加熱工程）。尚、このときカバー１０３とシャッタ１０２との間の隙間から処理室内に流入する空気が排気口１０３ａから排気される。

前記加熱処理の終了後、図８（ｂ）に示すように、支持ピン１０５を上昇してウエハＷを載置台１０１の上方位置へ移動（離間）する（移動工程）。このとき、シャッタ１０２を下降させて載置台１０１の上部側方を開放させる。
次に、図８（ｂ）（ｃ）に示すように、待機していた冷却温度調整体１０４を支持ピン１０５にて支持されているウエハＷの方向に向かって移動して、上部冷却片１０４ａと下部冷却片１０４ｂとの間にウエハＷを位置させて（受け取って）ウエハＷの上下面を覆う（図８（ｃ）参照）。このとき、冷却温度調整体１０４のペルチェ素子に通電し又は予め通電しておき、所定時間、所定温度（室温：２３℃）になるまでウエハＷを冷却処理する（冷却温調工程）。

そして、ウエハＷの冷却温調すなわち熱処理が終了した後、支持ピン１０５にて支持されているウエハＷの下方に、図示しない搬送手段を挿入して、ウエハＷを次の処理工程へ搬送する。

特開２００１−８５３２３号公報（第５頁第７欄第１７行乃至第６頁第９欄第２０行）

ところで、前記加熱装置を用いて、ウエハの温度と加熱時間（処理時間）の関係、及び面内温度分布の変動範囲を求めた。その結果を図９に示す。尚、室温（ウエハ温度）は２３℃とし、載置台の温度を１２５℃とし、ウエハ温度の変化を丸印で示す。また、ウエハ表面における最高温度と最低温度の差、いわゆる変動温度範囲を実線で示す。
この図９から明らかなように、室温２３℃に置かれたウエハは、載置板上に置かれると徐々に温度が上昇し（Ａ領域）、そして、１２５℃に達する（Ｂ領域）。その後、１２５℃の温度が維持され（Ｃ領域）、ウエハが載置台から上昇すると温度が低下し始め（Ｄ領域）、冷却温度調整体にウエハが載置されると急激に温度が低下し、常温まで温度が低下する（Ｅ領域）。

一方、ウエハの面内温度分布の変動範囲を見ると、Ｄ、Ｅ工程において２０℃を超えるバラツキがあることが認められた。このように、定常温度から常温に移行する工程（Ｃ、Ｄ領域）において、面内温度分布が不均一となることは、化学増幅反応を行う処理時間が面内において異なることを意味する。
したがって、冷却温度調整体を用いた熱処理装置にあっても、依然として、面内温度分布が不均一となることに起因する、ウエハ表面にパターン形成された線幅等への悪影響をうける虞があった。

本願発明者は、この問題について鋭意研究した結果、Ｄ、Ｅ領域にあっては熱処理装置のシャッタを開放すると、外気の流入によって、特にウエハの外周部の温度が低下し、ウエハの面内温度分布が不均一になること究明し、本発明を完成するに至った。

本発明は、冷却工程（冷却温調工程）における温度を管理し、被処理体の面内温度分布の均一化を図ることによって、製品歩留まりを向上させることができる熱処理装置及び熱処理方法を提供することを目的とするものである。

本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、板状の被処理体を載置して所定温度に加熱する発熱体を有する載置台と、被処理体を載置台から載置あるいは離間すべく載置台に対して相対移動する支持部材と、前記載置台の上方を包囲するカバーと、前記載置台の下方を包囲し、前記カバーと組み合わされて処理室を形成するケーシングとを備え、前記処理室を開放する際、前記支持部材を上昇させ、前記被処理体を前記カバー内部に収容した状態で、前記カバー及び被処理体を上昇させることを特徴としている。

このように、前記処理室が開放される際、前記被処理体が支持部材によって前記カバーの内部に収容されるため、処理室内に外気が流入しても、外気との直接の接触が抑制され、被処理体外周部の温度の低下を抑制することができる。その結果、被処理体の面内温度分布の均一化を図ることができ、製品歩留まりを向上させることができる。

ここで、前記カバーの高さは、前記支持部材上に被処理体が搭載される搭載位置よりも上方位置に被処理体か置かれた場合にも、被処理体が支持部材によって前記カバーの内部に収容された状態が維持される寸法に設定されることが望ましい。
また、前記カバーの上面部に、被処理体を冷却する冷却手段が形成されていることが望ましい。このように、冷却手段に被処理体を近接または接触させることにより、被処理体を面内温度分布の均一性を維持しながら、冷却することができる。また、冷却手段に被処理体が近接または接触するため、外気の影響を抑制できる。

更に、前記カバーの側壁部の外周面下端に、外周面から内周面に向けて下方に傾斜する傾斜面部が形成されていることが望ましい。
このように、カバーの側壁部外周面下端に、傾斜面部が形成されているため、処理室内に外気が流入しても、カバー内部への外気の侵入が抑制され、被処理体外周部の温度の低下を抑制することができる。

本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、板状の被処理体を載置して所定温度に加熱する発熱体を有する載置台と、被処理体を載置台から載置あるいは離間すべく載置台に対して相対移動する支持部材と、前記載置台の上方を包囲するカバーと、前記載置台の下方を包囲し、前記カバーと組み合わされて処理室を形成するケーシングとを備えた熱処理装置の熱処理方法において、載置台の発熱体によって被処理体を加熱する加熱工程と、前記加熱工程後、前記載置台に載置された被処理体を、前記支持部材によって載置台から離間させ、前記カバーの内部に収容する工程と、前記収容工程後、カバーと共に被処理体が上昇しまたは載置台とケーシングが下降し、処理室を開放する工程と、前記処理室開放の後、開放された処理室から被処理体を取出す工程とを含むことを特徴としている。

このように、加熱工程後、前記載置台に載置された被処理体を、前記支持部材によって載置台から離間させ、前記カバーの内部に収容し、収容後、カバーと共に被処理体が上昇しまたは載置台とケーシングが下降し、処理室を開放する。そのため、処理室内に外気が流入しても、外気との直接の接触が抑制され、被処理体外周部の温度の低下を抑制することができる。その結果、被処理体の面内温度分布の均一化を図ることができ、製品歩留まりを向上させることができる。

本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、板状の被処理体を載置して所定温度に加熱する発熱体を有する載置台と、被処理体を載置台から載置あるいは離間すべく載置台に対して相対移動する支持部材と、前記載置台の上方を包囲するカバーと、前記カバーの上面部に形成された、被処理体を冷却する冷却手段と、前記載置台の下方を包囲し、前記カバーと組み合わされて処理室を形成するケーシングとを備えた熱処理装置の熱処理方法において、載置台の発熱体によって被処理体を加熱する加熱工程と、前記加熱工程後、前記載置台に載置された被処理体を、前記支持部材によって載置台から離間させ、前記カバーの内部に収容し、上面部に設けられた冷却手段に近接あるいは接触させる工程と、前記収容工程後、カバーと共に被処理体が上昇しまたは載置台とケーシングが下降し、処理室を開放する工程と、開放された処理室から被処理体を取出す工程とを含むことを特徴としている。

このように、加熱工程後、被処理体をカバーの上面部に設けられた冷却手段に近接あるいは接触させて収容し、収容後、カバーと共に被処理体が上昇しまたは載置台とケーシングが下降し、処理室を開放する。そのため、処理室内に外気が流入しても、外気との直接の接触が抑制され、被処理体外周部の温度の低下を抑制することができる。更に、冷却手段に被処理体を近接または接触させることによって、被処理体を面内温度分布の均一性を維持しながら冷却することができ、外気の影響をより抑制でき、被処理体の面内温度分布の均一化を図ることができる。

被処理体の冷却工程（冷却温調工程）における温度管理し、被処理体の面内温度分布の均一化を図ることによって、製品歩留まりを向上させることができる。

以下にこの発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、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組み込んだ場合について説明する。
上記半導体ウエハの塗布・現像処理システム１は、図１に示すように、その一端側に被処理体として例えば多数枚の半導体ウエハＷ（以下にウエハという）を収容する複数のカセット２を例えば４個載置可能に構成したカセットブロック３を有し、このカセットブロック３の中央部にはウエハＷの搬入・搬出及びウエハＷの位置決めを行う補助アーム４が設けられている。
また、塗布・現像処理システム１のカセットブロック３側の側方にはプロセスブロック６が配置されている。
更に、その中央部にてその垂直方向に移動可能に設けられると共に、補助アーム４からウエハＷを受け渡される搬送手段としてのメインアーム５が設けられている。このメインアーム５は、図１に示すように、ウエハＷの周辺部を保持するように略馬蹄状に形成されている。

なお、メインアーム５の周囲には、略円周状に各種処理機構が配置されている。具体的には、これら処理機構として、例えば、フォトレジストを塗布処理するレジスト塗布機構７と、露光されたウエハＷのフォトレジストを現像処理する現像機構８とが前方に積み重ねられている。また、メインアーム５の側方および後方には、処理装置群９が配置されている。

処理装置群９では、ウエハＷを冷却するクーリング装置（図示せず）、フォトレジスト液とウエハＷとの定着性を高めるためのアドヒージョン装置（図示せず）、ウエハＷを待機させるエクステンション装置（図示せず）、フォトレジスト膜中に残存している溶剤揮発のための加熱処理、露光後の加熱処理、現像後の加熱処理等を目的とした熱処理装置１０等が下から順に、例えば８段に積み重ねられている。

なお、プロセスブロック６の側方には、インターフェースブロック１１を介して、フォトレジスト膜に所定の微細パターンを露光する露光装置１２等が設けられている。

次に、熱処理装置について、図２に基づいて詳細に説明する。尚、図２は、この発明に係る熱処理装置１０の概略断面図である。
前記熱処理装置１０は、被処理体であるウエハＷを載置して所定温度に加熱する発熱体２１（ヒータ）を埋設して有する、固定された載置台２２と、ウエハＷを載置台２２から載置あるいは離間すべく載置台２２に対して相対移動する支持ピン２３とを備えている。
前記記載置台２２は保持部材２４にて保持され、その外周側には、載置台２２の周辺部（下方）を包囲すべく円筒状のケーシング２５が配設されている。

また、載置台２２の周辺部（上方）を包囲すべく円筒状のカバー２８が設けられ、前記カバー２８は図示しない駆動手段により、上下動可能に構成されている。前記カバー２８とケーシング２５によって載置台２２は包囲され、両者が組み合わされて処理室３０（チャンバ）が形成されるように構成されている。
前記カバー２８の側壁２８ｂの高さ（深さ）は、従来の熱処理装置のカバー２８の高さより大きく形成するのが好ましい。このカバー２８の側壁２８ｂの高さ（深さ）が大きい程、処理室３０を開放した際、カバー２８のより内部にウエハＷをおくことができるため、外気の影響をより抑制できる。より好ましくは、少なくとも、支持ピン２３上にウエハＷが搭載される搭載位置よりも上方位置にウエハＷがおかれた場合にも、ウエハＷが支持ピン２３によって前記カバー２８の内部に収容された状態が維持される高さ（深さ）に設定されるのが良い。

なお、カバー２８の上面部中央に、図示しない排気装置に接続する排気口２８ａが設けられ、図示しないガス供給手段から処理室３０内部に供給されたパージガスが排気口２８ａから排気されるように構成されている。

また、載置台２２の下方には、ウエハＷを支持して載置台２２上及び載置台２２の上方位置に移動、すなわちウエハＷを、ヒータ２１が埋設された載置台２２上に離間すべく載置台２２に対して相対移動する支持部材としての３本の支持ピン２３が昇降板２６上に同心円状に起立して設けられている。
これら支持ピン２３は、例えばセラミックス，フッ素樹脂あるいは合成ゴム等の断熱性部材にて形成されており、昇降板２６に連結するボールねじ機構からなる昇降機構２７の駆動によって載置台２２に設けられた貫通孔２２ａを介して載置台２２の上方に出没移動し得るように構成されている。

また、加熱されたウエハを冷却するため、冷却温度調整体４０を備えている。この冷却温度調整体４０は、支持ピン２３によって載置台２２の上方位置に移動されたウエハＷの上下面を覆うサンドイッチ形に配置された上部冷却片４１及び下部冷却片４２を備えている。この上部冷却片４１又は下部冷却片４２又は両者には冷媒としてのペルチェ素子が埋設され、図示しない電源からの通電によって上部冷却片４１の下面側及び下部冷却片４２の上面側が吸熱されて温度が低下し、ウエハＷを所定の温度例えば室温（２３℃程度）に冷却し得るように構成されている。尚、下部冷却片４２には、支持ピン２３との衝突を避けるために、支持ピン２３が挿通するスリットが形成されている。

また前記冷却温度調整体４０には、ロッド４３を介して水平移動用の空気シリンダ４４に連結されており、この空気シリンダ４４の駆動によって冷却温度調整体４０が載置台２２の上方位置のウエハＷに向かって進退移動し得るように構成されている。
なお、この実施形態にあっては、冷却温度調整体４０を設けた場合を示したが、この冷却温度調整体４０は設けることが好ましいが、必ずしも必要ではない。

更に、熱処理装置１０の第二の実施形態について、図３を用いて説明する。なお、図２と同一の機能を有する部材については、同一の符号で示すことにより、その詳細な説明は省略する。
図３に示すように、前記熱処理装置１０は、ウエハＷを載置して所定温度に加熱する発熱体２１（ヒータ）を埋設して有する載置台２２が、保持部材２４にて保持されている。この載置台２２、保持部材２４の上方には、上部中央部において気体導入装置（図示せず）に接続する気体導入口２８ｃと、導入された気体（例えば空気）を分散させる分散プレート２９と、分散された気体をウエハＷ上に均一に導入するための孔２６ａが形成されたパンチングプレート（多孔処理を施したプレート）２６と、気体を排気する排気口２８ｄを有するカバー２８とが配設されている。
前記カバー２８の下端縁部には、このカバー２８が下降した際、前記保持部材２４とカバー２８との密着性を高めるため、弾力性および断熱性に優れる合成ゴムのＯ（オー）リング３２が埋め込まれている。
なお、この熱処理装置１０にあっては、シャッタ２５が設けられておらず、前記したようにカバー２８が保持部材２４に密着することにより、処理室が形成されるように構成されている。即ち、前記保持部材２４はケーシングとしての機能を有するものである。

そして、この熱処理装置１０においては、前記メインアーム５によって搬送されたウエハＷは、３本の支持ピン２３上に載置され、昇降機構２７の駆動により３本の支持ピン２３が下降することで、ウエハＷが載置台２２に載置され、加熱処理が開始される。
なお、３本の支持ピン２３の下降と同時に、シリンダ３１の駆動により、カバー２８が下降することで、カバー２８と保持部材２４とが密着し、処理室が形成される。

次に、この熱処理装置を用いた熱処理方法について、図４乃至図６を参照して説明する。なお、熱処理方法は、図２に示した熱処理装置と図３に示した熱処理装置と同一であるため、ここでは、図２は示した熱処理装置１０に基づいて説明する。
まず、図４に示すように、カバー２８の下端部と載置台２２の上面との間に位置する支持ピン２３上に、メインアーム５によって、ウエハＷを載せる。このとき、載置台２２に埋設されたヒータ２１を予め発熱させておき、載置台２２の温度を所定温度（５０〜１８０℃）に維持する。

その後、図５に示すように、支持ピン２３を下方向に移動させ、ウエハＷを載置台２２上に載せ、所定時間、加熱処理する。
そして、加熱処理終了後、支持ピン２３を上昇させ、ウエハＷをカバー２８の内部に収容する。この際、外気の流入による影響を極力抑制するため、カバー２８の上面部近傍までウエハＷを上昇させ、収納するのが好ましい。
続いて、図６に示すように、カバー２８を上昇させ、処理室を開放する。このとき、外気の流入による影響を極力抑制するため、支持ピン２３を上昇させ、ウエハＷをカバー２８の内部に収容した状態で、カバー２８とウエハＷとを上昇させる。

所定時間経過後、支持ピン２３を下降させ、図４に示す状態になす。その後、待機していた冷却温度調整体４０を支持ピン２３にて支持されているウエハＷの方向に向かって移動して、上部冷却片４１と下部冷却片４２との間にウエハＷを位置させて（受け取って）ウエハＷの上下面を覆う。このとき、冷却温度調整体４０のペルチェ素子に通電し又は予め通電しておき、所定時間、所定温度（室温：２３℃）になるまでウエハＷを冷却処理する（冷却温調工程）。
なお、前記冷却処理は、上部冷却片４１がない下部冷却片４２のみの構成からなる冷却温度調整体４０であっても良い。

そして、ウエハＷの冷却温調すなわち熱処理が終了した後、支持ピン２３にて支持されているウエハＷの下方に、図示しない搬送手段を挿入して、ウエハＷを次の処理工程へ搬送する。

以上説明したように、加熱工程後、ウエハＷをカバー２８の内部に収容後、カバー２８と共にウエハＷが上昇し、その後、処理室３０が開放される。したがって、処理室３０が開放された際、ウエハＷはカバー２８によって覆われているため、処理室３０の内部に流入した外気によってウエハの外周部が冷却され、ウエハの中央部との温度差が生じることに起因する、面内温度分布が不均一になるという弊害を抑制できる。また、この熱処理装置を、例えば、露光後のベーク処理等に用いた場合には、ウエハＷの表面に良好なパターン（線幅等）を形成することができるという効果を奏する。

なお、上記いずれの実施形態においても、ウエハＷがカバー２８内部に収容された状態で、ウエハＷとカバー２８とが上昇し、処理室３０が開放される場合を示したが、載置台２２とケーシング２５（保持部材２４）を下降させることにより、処理室３０を開放しても良い。

次に、本発明にかかる第三の実施形態について、図７に基づいて説明する。なお、図７は、変更されたカバーを示す概略構成図であって、他の構成は変更されていないため、図示を省略している。
図７に示すように、このカバー５０は、上面部に冷却手段が形成されている点に特徴がある。即ち、カバー５０の上面部には冷却水が流通する流路５１が設けられている。前記冷却水は、冷却水供給源５２から供給され、温度調整部５３にて温度調整がなされた後、送水部５４を介して流路入口５５から、前記流路５１に導入される。そして、前記流路５１を流通した冷却水は、流路出口５６から外部に排出される。尚、この冷却水は、室温（常温）よりも高い温度（例えば、８０℃）に設定されている。

また、このカバー５０の側壁部５０ｂの外周面下端に、傾斜面部５０ｃが形成され、カバー５０の内部への外気の侵入を抑制している。即ち、外気は前記傾斜面部５０ｃに沿って下方に向かう流れとなるため、カバー５０の内部への外気の侵入は抑制される。なお、前記カバー５０の側壁部５０ｂの外周面下端部の構造については、傾斜面に限定されるものではなく、外気の侵入を抑制する構造、例えば、カバー５０が上昇する際、側壁部５０ｂから処理室３０の中央に向けて温調された気体（例えば窒素）を吹き出す機構を設け、外気が被処理体Ｗに触れることを抑制する構造等であっても良い。また、図７中、符号５０ａは、排気口である。

このように、カバー５０の上面部に冷却水が流通する流路が設けられているため、前記カバー５０の内部にウエハＷを収納した際、上面部にウエハＷを近接または接触させることにより、ウエハＷの面内温度分布の均一性を維持しながら、冷却することができる。しかも、上面部あるいは上面部近傍の雰囲気の温度が外気よりも高い場合には、外気の流入をより抑制でき、被処理体の面内温度分布の均一化を図ることができる。

なお、冷却手段として冷却水を用いた場合を説明したが、特にこれに限定されるものではなく、気体を用いても良い。また、前記カバーの上面部にペルチェ素子を設け、冷却することにより、前記した冷却温度調整体を省略しても良い。

上記実施形態では、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したが、その他の処理工程・処理システムの半導体ウエハの加熱及び冷却温調処理するものにも適用できることは勿論である。また、半導体ウエハ以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ），マスク基板等の板状の被処理体の熱処理にも適用できる。

この発明の熱処理装置を適用した半導体ウエハの塗布・現像処理システムの斜視図である。この発明に係る熱処理装置の第一の実施形態を示す概略断面図である。この発明に係る熱処理装置の第二の実施形態を示す概略断面図である。図２示した熱処理装置の処理状態を示す概略断面図である。図２示した熱処理装置の処理状態を示す概略断面図である。図２示した熱処理装置の処理状態を示す概略断面図である。この発明に係る熱処理装置の第三の実施形態を示す概略断面図である。従来の熱処理装置の処理状態を示す概略断面図である。ウエハの温度状態を示す図である。

符号の説明

５メインアーム（搬送手段）
１０熱処理装置
２１ヒータ（発熱体）
２２載置台
２３支持ピン（支持部材）
２４保持部材
２５ケーシング
２８カバー
３０処理室
５０カバー
５０ｃ傾斜面部
５１流路
Ｗ半導体ウエハ（被処理体）

Claims

板状の被処理体を載置して所定温度に加熱する発熱体を有する載置台と、被処理体を載置台から載置あるいは離間すべく載置台に対して相対移動する支持部材と、前記載置台の上方を包囲するカバーと、前記載置台の下方を包囲し、前記カバーと組み合わされて処理室を形成するケーシングとを備え、
前記処理室を開放する際、前記支持部材を上昇させ、前記被処理体を前記カバー内部に収容した状態で、前記カバー及び被処理体を上昇させることを特徴とする熱処理装置。
前記カバーの高さは、前記支持部材上に被処理体が搭載される搭載位置よりも上方位置に被処理体が置かれた場合にも、被処理体が支持部材によって前記カバーの内部に収容された状態が維持される寸法に設定されることを特徴とする請求項１に記載された熱処理装置。
前記カバーの上面部に、被処理体を冷却する冷却手段が形成されていることを特徴する請求項１または請求項２に記載された熱処理装置。
前記カバーの側壁部の外周面下端に、外周面から内周面に向けて下方に傾斜する傾斜面部が形成されていることを特徴する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された熱処理装置。
板状の被処理体を載置して所定温度に加熱する発熱体を有する載置台と、被処理体を載置台から載置あるいは離間すべく載置台に対して相対移動する支持部材と、前記載置台の上方を包囲するカバーと、前記載置台の下方を包囲し、前記カバーと組み合わされて処理室を形成するケーシングとを備えた熱処理装置の熱処理方法において、
載置台の発熱体によって被処理体を加熱する加熱工程と、前記加熱工程後、前記載置台に載置された被処理体を、前記支持部材によって載置台から離間させ、前記カバーの内部に収容する工程と、前記収容工程後、カバーと共に被処理体が上昇しまたは載置台とケーシングが下降し、処理室を開放する工程と、前記処理室開放の後、開放された処理室から被処理体を取出す工程とを含むことを特徴とする熱処理方法。
板状の被処理体を載置して所定温度に加熱する発熱体を有する載置台と、被処理体を載置台から載置あるいは離間すべく載置台に対して相対移動する支持部材と、前記載置台の上方を包囲するカバーと、前記カバーの上面部に形成された、被処理体を冷却する冷却手段と、前記載置台の下方を包囲し、前記カバーと組み合わされて処理室を形成するケーシングとを備えた熱処理装置の熱処理方法において、
載置台の発熱体によって被処理体を加熱する加熱工程と、前記加熱工程後、前記載置台に載置された被処理体を、前記支持部材によって載置台から離間させ、前記カバーの内部に収容し、上面部に設けられた冷却手段に近接あるいは接触させる工程と、前記収容工程後、カバーと共に被処理体が上昇しまたは載置台とケーシングが下降し、処理室を開放する工程と、開放された処理室から被処理体を取出す工程とを含むことを特徴とする熱処理方法。