JPH098049A - 基板加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板加熱装置内への基板の搬入に際して基板
の熱処理に不均一が生じにくい基板加熱装置を提供する
こと。 【構成】 未処理のウェハＷを筐体２０中に搬入させ、
ホットプレート４０上に載置する。その後、ホットプレ
ートカバー６０を降下させて、ホットプレート４０上に
載置されたウェハＷをホットプレート４０及びホットプ
レートカバー６０によって形成された半密閉空間内で加
熱処理する。なお、未処理のウェハＷを筐体２０中に搬
入させる際に、ヒータ線６８に通電してホットプレート
カバー６０の受渡位置側を加熱する。これにより、ウェ
ハＷの受渡位置にあるシャッタ２０ａから進入した外気
によってホットプレートカバー６０下の高温雰囲気が奥
に押込まれてホットプレートカバー６０の上部板６２に
一時的な温度低下が生じても、かかる温度低下に起因す
る上部板６２の温度不均一は迅速に補償される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体ウェハや液晶
表示器用ガラス基板に加熱処理を施す基板加熱装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウェハなどに、レジスト塗布、加
熱処理、冷却処理などの各種処理を所望の手順で実行す
る基板処理装置は広く知られている。

【０００３】図４は、この種の基板処理装置の一部に組
込まれる基板加熱装置であるベークユニットの一般的な
構造を説明する図である。図示のように、外側を覆う筐
体２の内部には、ウェハを加熱処理するためのホットプ
レート４と、ウェハの熱処理時にホットプレート４上に
降下して半密閉空間を形成し、その空間内部にウェハを
収容するホットプレートカバー６とが設けられている。

【０００４】ウェハの搬入時には、筐体２に設けたシャ
ッタ２ａを開放してホットプレートカバー６を上昇させ
る。処理済みのウェハが内部に存在する場合には、ま
ず、搬送ロボットを用いて処理済みのウェハを筐体２外
に搬出する。次いで、未処理のウェハを筐体２中に搬入
し、ホットプレート４上に載置する。その後、ホットプ
レートカバー６を降下させて、ホットプレート４上に載
置されたウェハをホットプレート４及びホットプレート
カバー６によって形成される半密閉空間中に保持し、こ
の空間中のウェハに所望の温度及び時間条件で加熱処理
を施す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図４の装置で
は、ウェハの搬入時にシャッタ２ａから進入する外気Ｏ
Ａに起因して、ウェハの均一な加熱処理が困難となる場
合が生じる。

【０００６】すなわち、ウェハの搬入時にシャッタ２ａ
を開放してホットプレートカバー６を上昇位置に移動さ
せたとき、シャッタ２ａ側からホットプレートカバー６
下方に外気ＯＡが進入する。この際、ホットプレート４
の周囲で下方に弱い排気ＥＡが行われているので、外気
ＯＡ及び排気ＥＡの流れに起因してホットプレートカバ
ー６下の高温雰囲気ＨＡはその奥側に押込まれる。この
結果、ホットプレート４内面及びホットプレートカバー
６表面の温度がシャッタ２ａのある受渡位置側で相対的
に降下し、この受渡位置側から奥側にかけてホットプレ
ート４内面及びホットプレートカバー６表面に温度勾配
が生じる。このような温度勾配は、加熱処理開始直後の
ウェハ面内に温度不均一を生じさせることとなるので、
結果としてウェハの加熱処理がその面内で不均一なもの
となってしまう場合が生じてしまう。

【０００７】そこで、この発明は、基板加熱装置内への
基板の搬入に際して受渡位置から装置内に外気が流入し
ても、基板の熱処理に不均一が生じにくい基板加熱装置
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、請求項１の基板加熱装置は、基板をプレート上に支
持して基板に所定の加熱処理を行う基板加熱装置におい
て、プレートを覆うカバーのうち、少なくとも基板の搬
入及び搬出が行われる受渡位置側に、カバーを加熱する
ための加熱手段を設けたことを特徴とする。

【０００９】また、請求項２の基板加熱装置は、加熱手
段が、カバーに配設された発熱体であり、発熱体が、こ
の発熱体のうちの受渡側部分でこの発熱体のうちの奥側
部分よりも密に配設されていることを特徴とする。

【００１０】

【作用】請求項１の基板加熱装置では、プレートを覆う
カバーのうち、少なくとも基板の搬入及び搬出が行われ
る受渡位置側に、カバーを加熱するための加熱手段を設
けているので、基板の搬入及び搬出時に受渡位置から進
入した外気によってカバー下の高温雰囲気がカバー奥に
押込まれてカバーに温度不均一が生じても、加熱手段の
動作によってカバーの受渡位置側における温度低下を補
償することができる。よって、基板の受ける熱量をその
面内で加熱処理開始当初から等しくして、基板の加熱処
理を均一なものとすることができる。

【００１１】また、請求項２の基板加熱装置では、加熱
手段がカバーに配設された発熱体であり、発熱体がこの
発熱体のうちの受渡側部分でこの発熱体のうちの奥側部
分よりも密に配設されているので、進入した外気によっ
て最も温度が低下するカバーの受渡側の端部を効果的に
加熱することができる。

【００１２】

【実施例】図１は、この発明に係る基板加熱装置の一実
施例であるベークユニットの構造を説明する図である。

【００１３】図示のように、ベークユニット１０の外側
を構成する筐体２０の内部には、ウェハＷを所望の温度
で加熱するためのホットプレート４０と、ウェハＷの熱
処理時にホットプレート４０上に降下して保温のための
半密閉空間を形成するホットプレートカバー６０とが設
けられている。

【００１４】筐体２０の側面にはシャッタ２０ａが設け
られている。このシャッタ２０ａは、未処理のウェハＷ
を加熱処理のために筐体２０内に搬入する際や処理済み
のウェハＷを筐体２０外に搬出する際に開放され、ウェ
ハＷの加熱処理中に閉止される。

【００１５】ホットプレート４０は、筐体２０外からシ
ャッタ２０ａを介して搬入されたウェハＷを３点支持に
よって受取るリフタピン４２と、このリフタピン４２か
らウェハＷを受取ってホットプレート４０上に支持する
プロキシミティギャップ用ボール４４とを備える。各リ
フタピン４２は、図示を省略するアクチュエータによっ
て昇降自在となっており、これらを同期して動作させる
ことによりウェハＷを水平に保って昇降させることが可
能になる。プロキシミティギャップ用ボール４４は、ホ
ットプレート４０上に固設されており、リフタピン４２
の下降に伴って下降してきたウェハＷをホットプレート
４０上にホットプレート４０表面と平行になるように支
持する。

【００１６】ホットプレートカバー６０は、ウェハＷを
上方から覆う上板部６２と、この上板部６２の周縁から
下方に延びるスカート状の側板部６４とを備える。この
ホットプレートカバー６０は、図示を省略する昇降機構
によって上下動可能となっており、ウェハＷの搬入及び
搬出に際してシャッタ２０ａが開放されるとこれに伴っ
て図１に示す上昇位置まで上昇し、ウェハＷの処理に際
してシャッタ２０ａが閉止されるとこれに伴って降下し
てホットプレート４０上に半密閉空間を形成する。

【００１７】ホットプレートカバー６０を構成する上板
部６２には、このホットプレートカバー６２のうちシャ
ッタ２０ａに近い受渡位置側の半分を加熱するための加
熱部６６が形成されている。このような加熱部６６を設
けたのは、ウェハＷの搬入及び搬出に際してシャッタ２
０ａ側から進入した外気によってホットプレートカバー
６０下の高温雰囲気がホットプレートカバー６０奥に押
込まれた場合にも、ホットプレートカバー６０のうちの
受渡位置側の半分の温度を上昇させてこの上板部６２に
温度不均一が生じることを防止するためである。

【００１８】図２は、ホットプレートカバー６０に形成
されている加熱部６６に組込まれている発熱体であるヒ
ータ線６８の配置を示す平面図である。図からも明らか
なように、ヒータ線６８は、加熱部６６のうち上板部６
２の受渡側端６２ａに近い受渡側部分６６ａで比較的密
に配置されるとともに、加熱部６６のうち上板部６２の
奥側端６２ｂに近い奥側部分６６ｂで比較的粗に配置さ
れている。このようにヒータ線６８の配置密度を変化さ
せているのは、シャッタ２０ａ側から進入した外気によ
ってホットプレートカバー６０の上板部６２に発生する
温度不均一をより正確に補償するためである。すなわ
ち、ヒータ線６８が受渡側部分６６ａで奥側部分６６ｂ
よりも密に配設されているので、進入した外気によって
最も温度が低下するホットプレートカバー６０の受渡位
置側の端部及び近傍を効果的に加熱することができる。

【００１９】以下、図１のベークユニットの動作につい
て説明する。まず、ウェハＷ搬入のため筐体２０に設け
たシャッタ２０ａを開放してホットプレートカバー６０
を上昇させる。処理済みのウェハＷが内部に存在する場
合には、処理済みのウェハＷを、予めリフタピン４２を
用いて搬送ロボットのハンド（図示を省略）に移載し筐
体２０外に搬出させる。次いで、未処理のウェハＷを筐
体２０中に搬入させ、ホットプレート４０上に載置す
る。その後、ホットプレートカバー６０を降下させて、
ホットプレート４０上に載置された未処理のウェハＷを
ホットプレート４０及びホットプレートカバー６０によ
って形成される半密閉空間内で所望時間だけ加熱処理す
る。

【００２０】なお、未処理のウェハＷを筐体２０中に搬
入させる際には、ヒータ線６８に通電してホットプレー
トカバー６０の受渡位置側を加熱する。これにより、ウ
ェハＷの受渡位置側のシャッタ２０ａから進入した外気
によってホットプレートカバー６０下の高温雰囲気が奥
に押込まれてホットプレートカバー６０の上部板６２の
受渡位置側に一時的な温度低下が生じても、かかる温度
低下に起因する上部板６２の温度不均一は迅速に補償さ
れる。

【００２１】図３は、ヒータ線６８によってホットプレ
ートカバー６０の上部板６２に生じる温度不均一が防止
される様子を説明するグラフである。縦軸は温度を示
し、横軸はシャッタ２０ａ閉成後の時間経過を示す。グ
ラフ中の一方の実線ｂは、ホットプレートカバー６０の
上部板６２のうち中央領域における温度変化を示す。ま
た、グラフ中の他方の実線ａは、シャッタ２０ａ開放後
にヒータ線６８に通電しなかったと仮定した場合に、上
部板６２のうち受渡側端６２ａ近傍における温度変化を
示す。図からも明らかなように、受渡側端６２ａ近傍の
温度が飽和する時刻ｔ2は、中央領域の温度が飽和する
時刻ｔ1に比較して相当遅くなる。

【００２２】一方、グラフ中の点線ｃは、シャッタ２０
ａ開放後にヒータ線６８に通電した場合に、上部板６２
のうち受渡側端６２ａ近傍における温度変化を示す。図
からも明らかなように、受渡側端６２ａ近傍の温度が飽
和する時刻ｔ2’は、奥側端６２ｂ近傍の温度が飽和す
る時刻ｔ1とほぼ等しくなる。よって、ウェハＷが周囲
のホットプレート４０やホットプレートカバー６０から
受ける熱量を、ウェハＷ面内の各部で加熱処理の開始当
初から等しくして、ウェハＷの加熱処理を均一なものと
することができる。

【００２３】以上、実施例に即してこの発明を説明した
が、この発明は上記実施例に限定されるものではない。
例えば、上記実施例では、ホットプレートカバー６０の
上板部６２のうち約半分に加熱部６６を配置している
が、加熱部６６の配設位置は、加熱処理の条件やウェハ
Ｗの受渡時の動作条件等に応じて適宜変更可能である。
ただし、ホットプレートカバー６２のうちシャッタ２０
ａに近い受渡位置側の部分には少なくとも加熱部６６を
設けてある必要がある。

【００２４】また、加熱部６６に組込まれるヒータ線６
８の配置や形状も上記実施例に限定されるものではな
い。ただし、ホットプレートカバー６２のうちシャッタ
２０ａに近い位置ほどその温度が低下する傾向があると
考えられるので、単位長当りの発熱量が等しいと考えら
れるヒータ線６８の配置密度は、受渡側部分６６ａで相
対的に密とすることが必要となる。

【００２５】また、上記実施例ではヒータ線６８に通電
するタイミングをシャッタ２０ａを開放するタイミング
と同期させているが、ホットプレートカバー６２に組込
んだ温度センサ等を用いることも可能である。この場
合、温度センサの出力があるしきい値以下の温度を示し
た場合には、ヒータ線６８に通電することが考えられ、
さらに、その出力のしきい値からのズレ量に応じてヒー
タ線６８への供給電力を調節することも可能である。

【００２６】また、上記実施例では、ホットプレートカ
バー６２を昇降させてウェハＷの搬入及び搬出を行うこ
ととしているが、ホットプレートカバー６２を昇降させ
ないでこの側部にシャッタを設けた構造とし、このシャ
ッタを介してウェハＷの搬入及び搬出を行うこともでき
る。

【００２７】

【発明の効果】以上説明のように、請求項１の基板加熱
装置によれば、プレートを覆うカバーのうち、少なくと
も基板の搬入及び搬出が行われる受渡位置側に、カバー
を加熱するための加熱手段を設けているので、基板の搬
入及び搬出時に受渡位置から進入した外気によってカバ
ー下の高温雰囲気がカバー奥に押込まれてカバーに温度
不均一が生じても、加熱手段の動作によってカバーの受
渡位置側における温度低下を補償することができるの
で、基板の受ける熱量をその面内で加熱処理開始当初か
ら等しくして、基板の加熱処理を均一なものとすること
ができる。

【００２８】また、請求項２の基板加熱装置によれば、
加熱手段がカバーに配設された発熱体であり、発熱体が
この発熱体のうちの受渡側部分でこの発熱体のうちの奥
側部分よりも密に配設されているので、進入した外気に
よって最も温度が低下するカバーの受渡側の端部を効果
的に加熱することができ、基板の加熱処理を簡易に均一
なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の熱処理装置の断面構造を
説明する側面図である。

【図２】図１の装置の要部を説明する平面図である。

【図３】図１の装置の動作を説明する図である。

【図４】従来の装置の構造を説明する図である。

【符号の説明】

２０ 筐体 ２０ａ シャッタ ４０ ホットプレート ４２ リフタピン ４４ プロキシミティギャップ用ボール ６０ ホットプレートカバー ６２ 上板部 ６４ 側板部 ６６ 加熱部 Ｗ ウェハ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板をプレート上に支持して当該基板に
   所定の加熱処理を行う基板加熱装置において、 前記プレートを覆うカバーのうち、少なくとも基板の搬
   入及び搬出が行われる受渡位置側に、当該カバーを加熱
   するための加熱手段を設けたことを特徴とする基板加熱
   装置。
2. 【請求項２】 前記加熱手段は、前記カバーに配設され
   た発熱体であり、当該発熱体は、当該発熱体のうちの受
   渡側部分で当該発熱体のうちの奥側部分よりも密に配設
   されていることを特徴とする請求項１記載の基板加熱装
   置。