JP2006222124A - 加熱処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 単一のヒータで、被処理基板の反りや実デバイスに応じた温度制御を可能にし、線幅の均一化等を図ると共に、製品歩留まりの向上を図れるようにすること。
【解決手段】 半導体ウエハＷを所定温度に加熱処理する加熱処理装置において、半導体ウエハＷを収容する処理容器本体５２内に配設され、その表面に半導体ウエハＷを近接又は載置して加熱処理する可撓性を有する加熱プレート６０と、加熱プレート６０の適宜箇所を、半導体ウエハＷに対して接離移動する接離移動手段７０とを設ける。これにより、半導体ウエハＷの反りや実デバイスに応じた温度制御を可能にし、線幅の均一化等を図ると共に、製品歩留まりの向上を図ることができる。
【選択図】 図４

Description

この発明は、例えば半導体ウエハやＬＣＤガラス基板等の基板を加熱処理する加熱処理装置に関するものである。

一般に、半導体デバイスの製造においては、半導体ウエハやＬＣＤガラス基板等（以下にウエハ等という）の上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）の薄膜や電極パターンを形成するために、フォトリソグラフィ技術が利用されている。このフォトリソグラフィ技術においては、ウエハ等にフォトレジストを塗布し、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。

このようなフォトリソグラフィ工程においては、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）、現像処理後の加熱処理（ポストベーク）等の種々の加熱処理が施されている。

従来のこの種の加熱処理方法（装置）として、ヒートプレートの上下両面に薄膜ヒータを配設した加熱手段を、ウエハ等に対して接離移動させて温度制御を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２３３４０７号公報（特許請求の範囲、図１）

しかしながら、実際に加熱処理するウエハ等において、その形状が反っているため、従来のこの種の加熱処理装置を用いて加熱処理を行った場合には、加熱処理時におけるヒートプレートとウエハ等の間の距離に不均一な部分が生じ、その不均一さが伝熱特性の変化を生じ、これがウエハ面内における熱履歴やプロセス結果のバラツキの要因となって例えば線幅の不均一をきたし、製品歩留まりが低下するという問題があった。

この問題を解決する手段として、ヒータ部を複数設けたヒータ多チャンネル制御を行うことによって温度をコントロールしてウエハ等の熱処理を行うことが考えられる。しかし、このヒータ多チャンネル制御においては、構造が複雑になるばかりか、ヒータ部の数に限度があり十分な温度制御ができない虞がある。

この問題は、特に、大型化の傾向にあるウエハ等の加熱処理においては重要な課題である。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、単一のヒータで、ウエハ等の反りや実デバイスに応じた温度制御を可能にし、線幅の均一化等を図ると共に、製品歩留まりの向上を図れるようにした加熱処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１記載の加熱処理装置は、被処理基板を所定温度に加熱処理する加熱処理装置であって、 上記被処理基板を収容する処理容器内に配設され、その表面に被処理基板を近接又は載置して加熱処理する可撓性を有する加熱プレートと、 上記加熱プレートの適宜箇所を、上記被処理体に対して接離移動する接離移動手段と、を具備することを特徴とする。

このように構成することにより、被処理基板を近接又は載置する可撓性を有する加熱プレートの適宜箇所を、被処理体に対して接離移動することができ、被処理基板の反り等の変形に対応して温度制御を行うことができる。

また、請求項２記載の加熱処理装置は、被処理基板を所定温度に加熱処理する加熱処理装置であって、 上記被処理基板を収容する処理容器内に配設され、その表面に被処理基板を近接又は載置して加熱処理する可撓性を有する加熱プレートと、 上記加熱プレートの適宜箇所を、上記被処理体に対して接離移動する接離移動手段と、 上記接離移動手段の接離移動を制御する制御手段と、を具備してなり、 上記制御手段は、上記被処理基板の加熱情報に基づいて上記接離移動手段を接離移動するように形成される、ことを特徴とする。

このように構成することにより、被処理基板を近接又は載置する可撓性を有する加熱プレートの適宜箇所を、被処理基板の加熱情報に応じて被処理体に対して接離移動することができ、被処理基板の反り等の変形や例えば実デバイスに対応して温度制御を行うことができる。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の加熱処理装置において、上記接離移動手段は、被処理基板を挟んで対峙する１又は複数組の磁石にて形成され、各組における一方の磁石は、処理室を構成する上方が開口する処理容器本体に配置され、他方の磁石は、処理容器本体の開口部を閉塞する蓋体に配置されている、ことを特徴とする。この場合、互いに対峙する上記磁石のいずれか一方を電磁石とするか（請求項４）、あるいは、他方に対して強制的に近接又は離隔する移動機構に連結することも可能である（請求項５）。

このように構成することにより、被処理基板を加熱処理する際に、処理容器本体の開口部を蓋体によって閉塞することにより、互いに対峙する磁石同士の磁力が作用して、加熱プレートの適宜箇所が被処理体に対して接離移動することができ、被処理基板の反り等の変形や例えば実デバイスに対応して温度制御を行うことができる。

また、請求項６記載の発明は、請求項１又は２記載の加熱処理装置において、上記接離移動手段は、加熱プレートを被処理基板に対して強制的に近接又は離隔する移動機構にて形成してなる、ことを特徴とする。

このように構成することにより、移動機構によって加熱プレートを被処理基板に対して強制的に近接又は離隔することができるので、可撓性を有するものであれば、従来のセラミック材質の加熱プレートにおいても、加熱プレートの適宜箇所を被処理体に対して接離移動することができ、被処理基板の反り等の変形や例えば実デバイスに対応して温度制御を行うことができる。

また、請求項７記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の加熱処理装置において、上記加熱プレートが、可撓性を有するフィルムと、ヒータ配線とを積層してなる、ことを特徴とする。

このように構成することにより、加熱プレートの肉厚を薄くすることができると共に、被処理基板に対する接離移動箇所を多く設定することができる。

また、請求項８記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の加熱処理装置において、上記加熱プレートが、可撓性を有する一対のフィルムと、両フィルム間に配線されるヒータ配線とからなる、ことを特徴とする。

このように構成することにより、請求項７記載の発明と同様に、加熱プレートの肉厚を薄くすることができると共に、被処理基板に対する接離移動箇所を多く設定することができる他、ヒータ配線をフィルムによって保護することができる。

加えて、請求項９記載の発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載の加熱処理装置において、上記加熱プレートに、該加熱プレートの変形を促すためのスリットを形成してなる、ことを特徴とする。

このように構成することにより、スリットによって加熱プレートの変形を容易にすることができる。

この発明の基板処理方法及び基板処理装置は、上記のように構成されているので、以下のような効果が得られる。

（１）請求項１記載の発明によれば、被処理基板を近接又は載置する可撓性を有する加熱プレートの適宜箇所を、被処理体に対して接離移動することができ、被処理基板の反り等の変形に対応して温度制御を行うことができるので、線幅の均一化等を図ることができると共に、製品歩留まりの向上を図ることができる。

（２）請求項２記載の発明によれば、被処理基板を近接又は載置する可撓性を有する加熱プレートの適宜箇所を、被処理基板の加熱情報に応じて被処理体に対して接離移動することができ、被処理基板の反り等の変形や例えば実デバイスに対応して温度制御を行うことができるので、上記（１）に加えて、更に高精度な温度制御を行うことができる。

（３）請求項３，４，５記載の発明によれば、被処理基板を加熱処理する際に、処理容器本体の開口部を蓋体によって閉塞することにより、互いに対峙する磁石同士の磁力が作用して、加熱プレートの適宜箇所が被処理体に対して接離移動することができ、被処理基板の反り等の変形や例えば実デバイスに対応して温度制御を行うことができるので、上記（１），（２）に加えて、更に加熱処理時の温度雰囲気を一定にすることができ、処理効率の向上を図ることができる。

（４）請求項６記載の発明によれば、従来のセラミック材質の加熱プレートにおいても、加熱プレートの適宜箇所を被処理体に対して接離移動することができ、被処理基板の反り等の変形や例えば実デバイスに対応して温度制御を行うことができるので、上記（１），（２）に加えて、従来の装置の一部を改良して装置の適用範囲を広げることができる。

（５）請求項７記載の発明によれば、加熱プレートの肉厚を薄くすることにより、更に加熱プレートの熱容量を小さくすることができるので、上記（１）〜（３）に加えて、高速な昇温及び降温が可能となり、熱処理の迅速化を図ることができる。また、被処理基板に対する接離移動箇所を多く設定することができるので、高精度な温度制御を行うことができる。

（６）請求項８記載の発明によれば、加熱プレートの肉厚を薄くすることができると共に、被処理基板に対する接離移動箇所を多く設定することができる他、ヒータ配線をフィルムによって保護することができるので、上記（５）に加えて、更に加熱プレートの寿命の増大、ひいては装置の寿命の増大を図ることができる。

（７）請求項９記載の発明によれば、スリットによって加熱プレートの変形を容易にすることができるので、上記（１）〜（６）に加えて、更に少ない機械的あるいは電気的エネルギによって高精度な温度制御を行うことができる。

以下に、この発明の最良の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、この発明に係る加熱処理装置を半導体ウエハのレジスト塗布・現像処理システムにおける加熱処理装置に適用した場合について説明する。

図１は、上記レジスト液塗布・現像処理システムの一実施形態の概略平面図、図２は、図１の正面図、図３は、図１の背面図である。

上記レジスト液塗布・現像処理システムは、被処理基板である半導体ウエハＷ（以下にウエハＷという）をウエハカセット１で複数枚例えば２５枚単位で外部からシステムに搬入又はシステムから搬出したり、ウエハカセット１に対してウエハＷを搬出・搬入したりするためのカセットステーション１０（搬送部）と、塗布現像工程の中で１枚ずつウエハＷに所定の処理を施す枚葉式の各種処理ユニットを所定位置に多段配置してなる処理装置を具備する処理ステーション２０と、この処理ステーション２０と隣接して設けられる露光装置（図示せず）との間でウエハＷを受け渡すためのインターフェース部３０とで主要部が構成されている。

上記カセットステーション１０は、図１に示すように、カセット載置台２上の突起３の位置に複数個例えば４個までのウエハカセット１がそれぞれのウエハ出入口を処理ステーション２０側に向けて水平のＸ方向に沿って一列に載置され、カセット配列方向（Ｘ方向）及びウエハカセット１内に垂直方向に沿って収容されたウエハＷのウエハ配列方向（Ｚ方向）に移動可能なウエハ搬送用ピンセット４が各ウエハカセット１に選択的に搬送するように構成されている。また、ウエハ搬送用ピンセット４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２０側の第３の組Ｇ３の多段ユニット部に属するアライメントユニット（ＡＬＩＭ）及びエクステンションユニット（ＥＸＴ）にも搬送できるようになっている。

上記処理ステーション２０は、図１に示すように、中心部に垂直搬送型の主ウエハ搬送機構２１が設けられ、この主ウエハ搬送機構２１を収容する室２２の周りに全ての処理ユニットが１組又は複数の組に渡って多段に配置されている。この例では、５組Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４及びＧ５の多段配置構成であり、第１及び第２の組Ｇ１，Ｇ２の多段ユニットはシステム正面側に並列され、第３の組Ｇ３の多段ユニットはカセットステーション１０に隣接して配置され、第４の組Ｇ４の多段ユニットはインターフェース部３０に隣接して配置され、第５の組Ｇ５の多段ユニットは背部側に配置されている。

この場合、図２に示すように、第１の組Ｇ１では、カップ（容器）２３内でウエハＷと現像液供給手段（図示せず）とを対峙させてレジストパターンを現像する現像ユニット（ＤＥＶ）と、ウエハＷをスピンチャック（図示せず）に載置して所定の処理を行うこの発明に係る基板処理装置にて構成されるレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）とが垂直方向の下から順に２段に重ねられている。第２の組Ｇ２も同様に、２台のレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）及び現像ユニット（ＤＥＶ）が垂直方向の下から順に２段に重ねられている。このようにレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）を下段側に配置した理由は、レジスト液の排液が機構的にもメンテナンスの上でも面倒であるためである。しかし、必要に応じてレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）を上段に配置することも可能である。

図３に示すように、第３の組Ｇ３では、ウエハＷをウエハ載置台２４に載置して所定の処理を行うオーブン型の処理ユニット例えばウエハＷを冷却するクーリングユニット（ＣＯＬ）、ウエハＷに疎水化処理を行うアドヒージョンユニット（ＡＤ）、ウエハＷの位置合わせを行うアライメントユニット（ＡＬＩＭ）、ウエハＷの搬入出を行うエクステンションユニット（ＥＸＴ）、ウエハＷをベークするこの発明に係る加熱処理装置を使用した４つのホットプレートユニット（ＨＰ）が垂直方向の下から順に例えば８段に重ねられている。第４の組Ｇ４も同様に、オーブン型処理ユニット例えばクーリングユニット（ＣＯＬ）、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）、急冷機能を有するこの発明に係る加熱処理装置を使用した２つのチリングホットプレートユニット（ＣＨＰ）及びこの発明に係る加熱処理装置を使用した２つのホットプレートユニット（ＨＰ）が垂直方向の下から順に例えば８段に重ねられている。

上記のように処理温度の低いクーリングユニット（ＣＯＬ）、エクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）を下段に配置し、処理温度の高いホットプレートユニット（ＨＰ）、チリングホットプレートユニット（ＣＨＰ）及びアドヒージョンユニット（ＡＤ）を上段に配置することで、ユニット間の熱的な相互干渉を少なくすることができる。勿論、ランダムな多段配置とすることも可能である。

なお、図１に示すように、処理ステーション２０において、第１及び第２の組Ｇ１，Ｇ２の多段ユニット（スピナ型処理ユニット）に隣接する第３及び第４の組Ｇ３，Ｇ４の多段ユニット（オーブン型処理ユニット）の側壁の中には、それぞれダクト２５，２６が垂直方向に縦断して設けられている。これらのダクト２５，２６には、ダウンフローの清浄空気又は特別に温度調整された空気が流されるようになっている。このダクト構造によって、第３及び第４の組Ｇ３，Ｇ４のオーブン型処理ユニットで発生した熱は遮断され、第１及び第２の組Ｇ１，Ｇ２のスピナ型処理ユニットへは及ばないようになっている。

また、この処理システムでは、主ウエハ搬送機構２１の背部側にも図１に点線で示すように第５の組Ｇ５の多段ユニットが配置できるようになっている。この第５の組Ｇ５の多段ユニットは、案内レール２７に沿って主ウエハ搬送機構２１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の組Ｇ５の多段ユニットを設けた場合でも、ユニットを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２１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。

上記インターフェース部３０は、奥行き方向では処理ステーション２０と同じ寸法を有するが、幅方向では小さなサイズに作られている。このインターフェース部３０の正面部には可搬性のピックアップカセット３１と定置型のバッファカセット３２が２段に配置され、背面部には、ウエハＷの周辺部の露光及び識別マーク領域の露光を行う露光手段である周辺露光装置３３が配設され、中央部には、搬送手段であるウエハの搬送アーム３４が配設されている。この搬送アーム３４は、Ｘ，Ｚ方向に移動して両カセット３１，３２及び周辺露光装置３３に搬送するように構成されている。また、搬送アーム３４は、θ方向に回転可能に構成され、処理ステーション２０側の第４の組Ｇ４の多段ユニットに属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）及び隣接する露光装置側のウエハ受渡し台（図示せず）にも搬送できるように構成されている。

上記のように構成される処理システムは、クリーンルーム４０内に設置されるが、更にシステム内でも効率的な垂直層流方式によって各部の清浄度を高めている。

上記のように構成されるレジスト液塗布・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、ウエハ搬送用ピンセット４がカセット載置台２上の未処理のウエハＷを収容しているカセット１にアクセスして、そのカセット１から１枚のウエハＷを取り出す。ウエハ搬送用ピンセット４は、カセット１よりウエハＷを取り出すと、処理ステーション２０側の第３の組Ｇ３の多段ユニット内に配置されているアライメントユニット（ＡＬＩＭ）まで移動し、ユニット（ＡＬＩＭ）内のウエハ載置台２４上にウエハＷを載せる。ウエハＷは、ウエハ載置台２４上でオリフラ合せ及びセンタリングを受ける。その後、主ウエハ搬送機構２１がアライメントユニット（ＡＬＩＭ）に反対側からアクセスし、ウエハ載置台２４からウエハＷを受け取る。

処理ステーション２０において、主ウエハ搬送機構２１はウエハＷを最初に第３の組Ｇ３の多段ユニットに属するアドヒージョンユニット（ＡＤ）に搬入する。このアドヒージョンユニット（ＡＤ）内でウエハＷは疎水化処理を受ける。疎水化処理が終了すると、主ウエハ搬送機構２１は、ウエハＷをアドヒージョンユニット（ＡＤ）から搬出して、次に第３の組Ｇ３又は第４の組Ｇ４の多段ユニットに属するクーリングユニット（ＣＯＬ）へ搬入する。このクーリングユニット（ＣＯＬ）内でウエハＷはレジスト塗布処理前の設定温度例えば２３℃まで冷却される。冷却処理が終了すると、主ウエハ搬送機構２１は、ウエハＷをクーリングユニット（ＣＯＬ）から搬出し、次に第１の組Ｇ１又は第２の組Ｇ２の多段ユニットに属するレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）へ搬入する。このレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）内でウエハＷはスピンコート法によりウエハ表面に一様な膜厚でレジストを塗布する。

レジスト塗布処理が終了すると、主ウエハ搬送機構２１は、ウエハＷをレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）から搬出し、次にホットプレートユニット（ＨＰ）内へ搬入する。ホットプレートユニット（ＨＰ）内でウエハＷは載置台上に載置され、所定温度例えば１００℃で所定時間プリベーク処理される。これによって、ウエハＷ上の塗布膜から残存溶剤を蒸発除去することができる。プリベークが終了すると、主ウエハ搬送機構２１は、ウエハＷをホットプレートユニット（ＨＰ）から搬出し、次に第４の組Ｇ４の多段ユニットに属するエクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）へ搬送する。このユニット（ＥＸＴＣＯＬ）内でウエハＷは次工程すなわち周辺露光装置３３における周辺露光処理に適した温度例えば２４℃まで冷却される。この冷却後、主ウエハ搬送機構２１は、ウエハＷを直ぐ上のエクステンションユニット（ＥＸＴ）へ搬送し、このユニット（ＥＸＴ）内の載置台（図示せず）の上にウエハＷを載置する。このエクステンションユニット（ＥＸＴ）の載置台上にウエハＷが載置されると、インターフェース部３０の搬送アーム３４が反対側からアクセスして、ウエハＷを受け取る。そして、搬送アーム３４はウエハＷをインターフェース部３０内の周辺露光装置３３へ搬入する。周辺露光装置３３において、ウエハＷ表面の周辺部の余剰レジスト膜（部）に光が照射されて周辺露光が施される。

周辺露光が終了した後、搬送アーム３４が周辺露光装置３３の筐体内からウエハＷを搬出し、隣接する露光装置側のウエハ受取り台（図示せず）へ移送する。この場合、ウエハＷは、露光装置へ渡される前に、バッファカセット３２に一時的に収納されることもある。

露光装置で全面露光が済んで、ウエハＷが露光装置側のウエハ受取り台に戻されると、インターフェース部３０の搬送アーム３４はそのウエハ受取り台へアクセスしてウエハＷを受け取り、受け取ったウエハＷを処理ステーション２０側の第４の組Ｇ４の多段ユニットに属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）へ搬入し、ウエハ受取り台上に載置する。この場合にも、ウエハＷは、処理ステーション２０側へ渡される前にインターフェース部３０内のバッファカセット３２に一時的に収納されることもある。

ウエハ受取り台上に載置されたウエハＷは、主ウエハ搬送機構２１により、チリングホットプレートユニット（ＣＨＰ）に搬送され、フリンジの発生を防止するため、あるいは化学増幅型レジスト（ＣＡＲ）における酸触媒反応を誘起するため、例えば１２０℃で所定時間ポストエクスポージャーベーク処理が施される。

その後、ウエハＷは、第１の組Ｇ１又は第２の組Ｇ２の多段ユニットに属する現像ユニット（ＤＥＶ）に搬入される。この現像ユニット（ＤＥＶ）内では、ウエハＷ表面のレジストに現像液が満遍なく供給されて現像処理が施される。この現像処理によって、ウエハＷ表面に形成されたレジスト膜が所定の回路パターンに現像されると共に、ウエハＷの周辺部の余剰レジスト膜が除去され、更に、ウエハＷ表面に形成された（施された）アライメントマークＭの領域に付着したレジスト膜が除去される。このようにして、現像が終了すると、ウエハＷ表面にリンス液がかけられて現像液が洗い落とされる。

現像工程が終了すると、主ウエハ搬送機構２１は、ウエハＷを現像ユニット（ＤＥＶ）から搬出して、次に第３の組Ｇ３又は第４の組Ｇ４の多段ユニットに属するホットプレートユニット（ＨＰ）へ搬入する。このユニット（ＨＰ）内でウエハＷは例えば１００℃で所定時間ポストベーク処理される。これによって、現像で膨潤したレジストが硬化し、耐薬品性が向上する。

ポストベークが終了すると、主ウエハ搬送機構２１は、ウエハＷをホットプレートユニット（ＨＰ）から搬出し、次にいずれかのクーリングユニット（ＣＯＬ）へ搬入する。ここでウエハＷが常温に戻った後、主ウエハ搬送機構２１は、次にウエハＷを第３の組Ｇ３に属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）へ移送する。このエクステンションユニット（ＥＸＴ）の載置台（図示せず）上にウエハＷが載置されると、カセットステーション１０側のウエハ搬送用ピンセット４が反対側からアクセスして、ウエハＷを受け取る。そして、ウエハ搬送用ピンセット４は、受け取ったウエハＷをカセット載置台上の処理済みウエハ収容用のカセット１の所定のウエハ収容溝に入れて処理が完了する。

次に、上記ホットプレートユニット（ＨＰ）及びチリングホットプレートユニット（ＣＨＰ）を構成するこの発明に係る加熱処理装置について、図４ないし図１０を参照して詳細に説明する。

◎第１実施形態
図４は、この発明に係る加熱処理装置の第１実施形態を示す断面図、図５は、この発明における加熱プレートを示す平面図（ａ）及び（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う拡大断面図（ｂ）である。

上記加熱処理装置５０は、処理ユニット５１内に配設される処理室を形成する上部が開口する処理容器本体５２と、この処理容器本体５２の開口部を開閉する蓋体５３とを具備している。処理容器本体５２には、上記主ウエハ搬送機構２１によって処理室内に搬入（収容）されるウエハＷを、その表面に近接状態に載置する可撓性を有する加熱プレート６０が配設されると共に、加熱プレート６０の適宜位置を、ウエハＷに対して接離移動する接離移動手段７０が配設されている。なお、蓋体５３は、図示しない開閉機構例えばシリンダによって処理容器本体５２の開口部を開閉し得るように構成されている。

上記加熱プレート６０は、図５（ｂ）に示すように、例えばポリイミド製、あるいは、シリコンゴム製の一対の可撓性を有するフィルム６１と、両フィルム６１間に配線される例えばニッケル合金抵抗線，銅線あるいは銀線等にて形成されるヒータ配線６２とをサンドイッチ状に積層してなる円板状に形成されている。このように形成される加熱プレート６０は、厚さを約０．２ｍｍ〜１．５ｍｍに設定することができ、後述する接離移動手段７０を構成する可動磁石７１の移動によってウエハＷに対する接離変形が円滑に行われ、また、フィルム６１によってヒータ配線６２が保護されるようになっている。これにより、加熱プレート６０の寿命の増大が図れる。また、加熱プレート６０は肉薄に形成されるので、熱容量を小さくすることができ、高速に温度を昇降させることができる。これにより、加熱処理の際の所定温度までの昇温と加熱処理後の降温を迅速に行うことができるので、加熱処理の効率の向上が図れる。

なお、加熱プレート６０は必ずしもフィルム６１とヒータ配線６２とをサンドイッチ状に積層した構造である必要はなく、可撓性の自由度を上げたい場合には、フィルム６１の片面（下面）にヒータ配線６２を積層した更に肉薄の構造とする方がよい。

また、加熱プレート６０は、図４に示すように、処理容器本体５２の底部側に配置されるベース板５４の同心円上に立設された複数（図では６本の場合を示す）の支持部材５５によって水平状に支持されており、加熱プレート６０上に突出する支持部材５５に取り付けられる略截頭円錐状のウエハガイド５６を具備している。また、加熱プレート６０の表面には、ウエハＷとの間に僅かな隙間例えば０．１ｍｍの隙間をおいてウエハＷを支持する複数（図では１７個の場合を示す）の例えばセラミック製のギャップスペーサ５７が取り付けられている。したがって、ウエハＷは、ウエハガイド５６によって位置決めされた状態でギャップスペーサ５７上に載置される。

なお、加熱プレート６０には、同心円上に３個の貫通孔６３が穿設されており、これら貫通孔６３内に、主ウエハ搬送機構２１との間でウエハＷの受け渡しを行うリフトピン５８が貫通可能に形成されている。リフトピン５８は、図４に示すように、ベース板５４及び処理容器本体５２の底部にそれぞれ穿設された貫通孔５４ａ，５２ａ内を摺動可能に貫通して下方に延在しており、各リフトピン５８の下端は連結板８２に立設固定されている。連結板８２は、処理ユニット５１の底部に配置された昇降機構である昇降シリンダ８０のピストンロッド８１に連結されており、昇降シリンダ８０の駆動によって連結板８２が昇降すると共に、リフトピン５８が昇降するようになっている。

一方、上記接離移動手段７０は、加熱プレート６０上に載置されるウエハＷを挟んで対峙する複数組（例えば１７組）の磁石７１，７２にて形成されている。この場合、各組における一方の磁石７１（以下に可動磁石７１という）は、上記加熱プレート６０の裏面の適宜箇所例えばギャップスペーサ５７が位置する下方箇所に装着されており、可動磁石７１の下端に連結する昇降部材例えば常時可動磁石７１を上方位置に押圧するスプリング部材７３を介して移動機構７５に連結されており、移動機構７５の駆動によって可動磁石７１を強制的に下方に移動し得るように構成されている。この場合、移動機構７５を、例えば下方位置と上方位置に切り換え操作（ＯＮ，ＯＦＦ操作）するエアーシリンダ，マイクロプランジャや電磁石等で形成することができる他、可動磁石７１の高さを微調整する比例型アクチュエータ等にて形成することができる。

上記各可動磁石７１の移動機構７５は、制御手段である中央演算処理装置９０（以下にＣＰＵ９０という）と電気的に接続されており、ＣＰＵ９０に予め記憶された加熱情報、例えばウエハＷの反りの状態、ウエハＷ上に形成される回路パターンに関する加熱温度分布等の情報に基づいて移動機構７５が駆動して、可動磁石７１の位置すなわちウエハＷと加熱プレート６０との接離位置が制御可能に形成されている。

また、他方の磁石７２（以下に固定磁石７２という）は、上記蓋体５３の裏面側に配置される肉薄の支持板７４上に載置固定されている。

なお、上記可動磁石７１と固定磁石７２は、開口する面側に互いに反発する磁極が形成されている。

次に、上記のように構成される接離移動手段７０の動作態様について、図６及び図７を参照して説明する。ここでは、移動機構７５を、下方位置と上方位置に切り換え操作（ＯＮ，ＯＦＦ操作）するエアーシリンダ，マイクロプランジャや電磁石等で形成する場合について説明する。まず、蓋体５３が開放されている状態では、図６（ａ）に示すように、可動磁石７１と固定磁石７２が離れているので、可動磁石７１はスプリング部材７３の弾発力によって上方へ位置する。この状態では、加熱プレート６０上に載置されたウエハＷの周辺部の反りと加熱プレート６０との距離は離れている。次に、蓋体５３を下降して処理容器本体５２の開口部を閉塞すると、図６（ｂ）に示すように、可動磁石７１と固定磁石７２の吸着原理が作用して可動磁石７１が固定磁石７２側に移動し、加熱プレート６０をウエハＷの反り部に近接させて、反り部の加熱処理を行う。また、ウエハＷの加熱温度を低くする場合は、図６（ｃ）に示すように、ＣＰＵ９０からの制御信号に基づいて移動機構７５が駆動して、加熱プレート６０をウエハＷから引き離すことによって、ウエハＷの加熱処理を制御する。

上記のように、ＣＰＵ９０からの制御信号に基づく移動機構７５の切換操作（ＯＮ，ＯＦＦ操作）を処理時間｛例えば、９０秒（ｓｅｃ）｝内に適宜行うことにより、図７に示すような加熱温度を補正して加熱処理を行うことができる。これにより、ウエハＷの反りや回路パターンが形成される実デバイスウエハへの対応が可能となり、しかも、ヒータを多チャンネル化することなく、単一のヒータ（ヒータ配線６２）で、面内の各箇所をコントロールすることによって自在な温度分布をもたせることができると共に、線幅の補正を優位にすることができる。

なお、上記説明では、可動磁石７１と固定磁石７２の対向する面側の磁極を反対極にして、可動磁石７１と固定磁石７２を吸着（加熱プレート６０をウエハＷに近接）させ、移動機構７５の駆動によって可動磁石７１を強制的に離反（加熱プレート６０をウエハＷから離反）させる場合について説明したが、これら動作を逆にしてもよい。すなわち、可動磁石７１と固定磁石７２の対向する面側の磁極を同極にして、可動磁石７１と固定磁石７２を離反（加熱プレート６０をウエハＷから離反）させ、移動機構７５の駆動によって可動磁石７１を強制的に近接（加熱プレート６０をウエハＷに近接）させるようにしてもよい。

◎第２実施形態
図８は、この発明の第２実施形態における加熱プレート６０Ａを示す平面図である。

第２実施形態は、加熱プレート６０ＡのウエハＷに対する接離移動を円滑にすると共に、可撓性の自由度を増大させるようにした場合である。すなわち、加熱プレート６０Ａに、例えば、図８に示すように、放射線に沿う直状スリット６４ａと、内方の同心円上に沿う内方円弧状スリット６４ｂと、中間の同心円上に沿う中間円弧状スリット６４ｃと、外方の同心円上に沿う外方円弧状スリット６４ｄとを設けることにより、加熱プレート６０ＡのウエハＷに対する接離移動を円滑にすると共に、可撓性の自由度を増大させることができる。

このように、加熱プレート６０Ａにスリット６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄを設けることにより、加熱プレート６０ＡのウエハＷに対する接離移動を円滑にすると共に、可撓性の自由度を増大させて加熱プレート６０Ａの変形を容易にすることができるので、少ない機械的あるいは電気的エネルギ例えば省電力によって高精度な温度制御を行うことができる。

なお、加熱プレート６０Ａに設けられるスリットは、必ずしも上記スリット６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄである必要はなく、加熱プレート６０Ａの変形を促す形状であれば任意の形状又は数のスリットであってもよい。また、第２実施形態において、その他の部分は第１実施形態と同じであるので、同一部部には同一符号を付して、説明は省略する。

◎第３実施形態
図９は、この発明の第３実施形態における接離移動手段の動作態様を示す断面図である。

第３実施形態は、移動機構７５Ａを用いて加熱プレート６０の適宜箇所を強制的にウエハＷに対して接離移動する場合である。すなわち、図９に示すように、加熱プレート６０の適宜箇所に、例えば比例型アクチュエータにて形成される移動機構７５Ａの移動部７６を連結して、ＣＰＵ９０からの制御信号に基づいて移動機構７５Ａの電流を制御して移動部７６の高さすなわちウエハＷに対する加熱プレート６０の接離移動量を調整して、図９（ａ）に示すように、加熱プレート６０をウエハＷに近接させるか、図９（ｂ）に示すように、加熱プレート６０をウエハＷから離反させて、加熱処理を行えるようにした場合である。

ここでは、移動機構７５Ａが比例型アクチュエータにて形成される場合について説明したが、移動機構７５Ａは必ずしも比例型アクチュエータにて形成する必要はなく、例えばエアーシリンダやマイクロプランジャ等を用いてもよい。

なお、第３実施形態において、その他の部分は第１実施形態，第２実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して、説明は省略する。

◎第四実施形態
図１０は、この発明の第４実施形態の加熱処理装置を示す要部断面図である。

第４実施形態は、従来使用されているセラミック材料（具体的には、アルミナ系セラミックス）の加熱プレートに可撓性をもたせて、ウエハＷの加熱処理の温度制御を可能にした場合である。すなわち、図１０に示すように、セラミック材料からなる加熱プレート６０Ｂを、撓みが可能な厚さ例えば３ｍｍ以下に切削して形成し、この加熱プレート６０Ｂの中心部に、例えば上記移動機構７５Ａの移動部７６を連結して、ＣＰＵ９０からの制御信号に基づいて移動機構７５Ａの電流を制御して移動部７６の高さすなわちウエハＷに対する加熱プレート６０Ｂの接離移動量を調整可能にした場合である。

なお、第４実施形態において、その他の部分は第１実施形態，第２実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して、説明は省略する。

◎その他の実施形態
上記実施形態では、この発明に係る加熱処理装置を半導体ウエハのレジスト塗布・現像処理システムにおける加熱処理装置に適用した場合について説明したが、ＬＣＤガラス基板のレジスト塗布・現像処理システムにおける加熱処理装置にも適用できることは勿論である。

この発明に係る基板処理装置を適用したレジスト液塗布・現像処理システムの一例を示す概略平面図である。 上記レジスト液塗布・現像処理システムの概略正面図である。 上記レジスト液塗布・現像処理システムの概略背面図である。 この発明に係る加熱処理装置の第１実施形態を示す断面図である。 この発明における加熱プレートを示す平面図（ａ）及び（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う拡大断面図（ｂ）である。 上記加熱処理装置の動作態様を示す断面図である。 ウエハ温度と時間の関係における補正温度を示すグラフ（ａ）及びこの発明における接離移動手段の動作を示すタイムチャートである。 この発明の第２実施形態における加熱プレートを示す平面図である。 この発明の第３実施形態における接離移動手段の動作態様を示す断面図である。 この発明の第４実施形態の加熱処理装置を示す要部断面図である。

符号の説明

５２ 処理容器本体
５３ 蓋体
６０，６０Ａ，６０Ｂ 加熱プレート
６１ フィルム
６２ ヒータ配線
６４ａ 直状スリット
６４ｂ 内方円弧状スリット
６４ｃ 中間円弧状スリット
６４ｄ 外方円弧状スリット
７０ 接離移動手段
７１ 可動磁石
７２ 固定磁石
７３ スプリング部材
７５，７５Ａ 移動機構
９０ ＣＰＵ（制御手段）

Claims (9)

1. 被処理基板を所定温度に加熱処理する加熱処理装置であって、
   上記被処理基板を収容する処理容器内に配設され、その表面に被処理基板を近接又は載置して加熱処理する可撓性を有する加熱プレートと、
   上記加熱プレートの適宜箇所を、上記被処理体に対して接離移動する接離移動手段と、
   を具備することを特徴とする加熱処理装置。
2. 被処理基板を所定温度に加熱処理する加熱処理装置であって、
   上記被処理基板を収容する処理容器内に配設され、その表面に被処理基板を近接又は載置して加熱処理する可撓性を有する加熱プレートと、
   上記加熱プレートの適宜箇所を、上記被処理体に対して接離移動する接離移動手段と、
   上記接離移動手段の接離移動を制御する制御手段と、を具備してなり、
   上記制御手段は、上記被処理基板の加熱情報に基づいて上記接離移動手段を接離移動するように形成される、ことを特徴とする加熱処理装置。
3. 請求項１又は２記載の加熱処理装置において、
   上記接離移動手段は、被処理基板を挟んで対峙する１又は複数組の磁石にて形成され、各組における一方の磁石は、処理室を構成する上方が開口する処理容器本体に配置され、他方の磁石は、処理容器本体の開口部を閉塞する蓋体に配置されている、ことを特徴とする加熱処理装置。
4. 請求項３記載の加熱処理装置において、
   互いに対峙する上記磁石のいずれか一方を電磁石とした、ことを特徴とする加熱処理装置。
5. 請求項３記載の加熱処理装置において、
   互いに対峙する上記磁石のいずれか一方を、他方に対して強制的に近接又は離隔する移動機構に連結してなる、ことを特徴とする加熱処理装置。
6. 請求項１又は２記載の加熱処理装置において、
   上記接離移動手段は、加熱プレートを被処理基板に対して強制的に近接又は離隔する移動機構にて形成してなる、ことを特徴とする加熱処理装置。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の加熱処理装置において、
   上記加熱プレートが、可撓性を有するフィルムと、ヒータ配線とを積層してなる、ことを特徴とする加熱処理装置。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の加熱処理装置において、
   上記加熱プレートが、可撓性を有する一対のフィルムと、両フィルム間に配線されるヒータ配線とからなる、ことを特徴とする加熱処理装置。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載の加熱処理装置において、
   上記加熱プレートに、該加熱プレートの変形を促すためのスリットを形成してなる、ことを特徴とする加熱処理装置。
   

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