(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平に配置された基板に対して所定の間隙をおいて配置され、互いに間隙をおいて複数の分割プレートに分割、分離されて形成されたプレートと、
前記プレートに保持された基板を加熱処理するヒータとを備え、
前記プレートは、基板を挟むように該基板の下方に分離して配置された第１プレート及び基板を挟むように該基板の上方に分離して配置された第２プレートからなり、
前記第１プレートを支持する下部容器と、
前記下部容器とともに基板の処理室をなす空間を形成する昇降可能な蓋とをさらに備え、
前記蓋の側面部には、前記処理室内であって前記第２プレートより上位にガスを供給する第１供給口と、前記処理室内であって前記第１プレート及び前記第２プレートの間にガスを供給する第２供給口とが設けられており、
前記下部容器の側面部には、前記処理室内であって前記第１プレートより下位にガスを供給する第３供給口が設けられていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記第２プレートより上位に供給されたガスは、前記第２プレートを形成する隣り合う前記分割プレートの間隙を通って前記基板に供給され、
前記第１プレートより下位に供給されたガスは、前記第１プレートを形成する隣り合う前記分割プレートの間隙を通って前記基板に供給されることを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の基板処理装置において、
前記処理室内で前記基板を加熱処理するときは、前記第２供給口からガスを供給することを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の基板処理装置において、
前記処理室内で前記基板を冷却処理するときは、前記第１供給口及び前記第３供給口からガスを供給することを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記第１プレートにおける間隙を前記基板に対し投影した像と、前記第２プレートにおける間隙を基板に対し投影した像とは、異なることを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載の基板処理装置において、
前記分割プレートは、短冊状を有していることを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載の基板処理装置において、
前記分割プレートは、多角形状を有していることを特徴とする基板処理装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のうちいずれか１項に記載の基板処理装置において、
隣り合う前記分割プレート間の間隙に挿通されて配置され、前記所定の間隙をおいて基板を保持する複数の支持部材を具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のうちいずれか１項に記載の基板処理装置において、
前記プレートの厚さは、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍであることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のうちいずれか１項に記載の基板処理装置において、
隣り合う前記分割プレート間の間隙は、前記ガスが供給される上流側から下流側にかけて序々に大きく形成されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のうちいずれか１項に記載の基板処理装置において、
前記分割プレートの表面積は、前記ガスが供給される上流側から下流側にかけて序々に小さくなるように形成されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のうちいずれか１項に記載の基板処理装置において、
隣り合う前記分割プレートの間隙に着脱自在に配置され、複数の孔を有する膜部材を更に具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のうちいずれか１項に記載の基板処理装置において、
前記プレートの裏面側に配置され、前記供給されるガスを隣り合う前記分割プレートの間隙に案内するための案内部材を更に具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の基板処理装置において、
前記案内部材は、前記ガスが供給される上流側から下流側にかけて序々に前記プレートに接近するように傾斜して形成されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１５】
（ａ）基板を、複数の分割プレートが互いに間隙をおいて配設されてなる第１プレート上に保持する工程と、
（ｂ）前記第１プレートを加熱することにより、前記基板を加熱処理する工程と、
（ｃ）前記基板を前記第１プレートから離間し、前記基板に対し、前記間隙を通って冷却用ガスを供給する工程と
を具備し、
複数の分割プレートが互いに間隙をおいて配設されてなる第２プレートが、前記第１プレートと前記基板を介して対向配置され、
前記（ｃ）工程において、前記基板に対し、前記第２プレートに設けられた前記間隙を通って冷却用ガスを供給することを特徴とする基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の基板を加熱処理や冷却処理する基板処理装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造工程においては、例えばＳＯＤ（Ｓｐｉｎ  ｏｎ  Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）システムにより層間絶縁膜を形成している。このＳＯＤシステムでは、ウエハ上に塗布膜をスピンコートし、化学的処理または加熱処理等を施して層間絶縁膜を形成している。
【０００３】
例えばゾル−ゲル方法により層間絶縁膜を形成する場合には、まず半導体ウエハ（以下、「ウエハ」と呼ぶ。）上に絶縁膜材料、例えばＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）のコロイドを有機溶媒に分散させた溶液を供給する。次に、溶液が供給されたウエハをゲル化処理し、次いで溶媒の置換を行う。そして、溶媒の置換されたウエハを加熱処理している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
プレートが配置される処理室内は、処理室内へのウエハの搬出入の際、外気が処理室内へ入り込むことにより、１００℃前後温度が変化する。このため、セラミックスからなるプレートは、膨張、収縮を繰り返すことにより、プレートの老朽化が激しく、プレートが割れたりしていた。
【０００５】
本発明の目的は、割れの発生が少ない、耐久性が向上したプレートが配置された基板処理装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、本発明の基板処理装置は、水平に配置された基板に対して所定の間隙をおいて配置され、互いに間隙をおいて複数の分割プレートに分割、分離されて形成されたプレートと、前記プレートに保持された基板を加熱処理するヒータとを備え、前記プレートは、基板を挟むように該基板の下方に分離して配置された第１プレート及び該基板の上方に分離して配置された第２プレートからなり、前記第１プレートを支持する下部容器と、前記下部容器とともに基板の処理室をなす空間を形成する昇降可能な蓋とをさらに備え、前記蓋の側面部には、前記処理室内であって前記第２プレートより上位にガスを供給する第１供給口と、前記処理室内であって前記第１プレート及び前記第２プレートの間にガスを供給する第２供給口とが設けられており、前記下部容器の側面部には、前記処理室内であって前記第１プレートより下位にガスを供給する第３供給口が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
本発明のこのような構成によれば、プレートが複数の分割プレートから形成されているため、激しい温度変化を経てもプレートが割れにくく、耐久性が向上する。
【０００９】
また、間隙は分割プレート内に複数設けられるので、これら間隙を介してガスが基板に対して供給されることとなり、ウエハＷに対しガスを面内均一に満遍なく供給される。
本発明の一の形態によれば、前記第２プレートより上位に供給されたガスは、前記第２プレートを形成する隣り合う前記分割プレートの間隙を通って基板に供給され、前記第１プレートより下位に供給されたガスは、前記第１プレートを形成する隣り合う前記分割プレートの間隙を通って基板に供給されることを特徴とする。
本発明の一の形態によれば、前記処理室内で前記基板を加熱処理するときは、前記第２供給口からガスを供給することを特徴とする。
本発明の一の形態によれば、前記処理室内で前記基板を冷却処理するときは、前記第１供給口及び前記第３供給口からガスを供給することを特徴とする。
【００１０】
本発明の一の形態によれば、隣り合う前記分割プレート間の間隙に挿通されて配置され、前記所定の間隙をおいて基板を保持する複数の支持部材を具備する。
【００１１】
このような構成によれば、支持部材により基板を支持する構成としたことにより、プレートに基板の荷重がかからないので、プレートの厚さを極限まで薄く形成できる。これにより、プレートを薄く形成できることにより、プレートの昇温時間を短縮でき、しかも熱容量を小さくでき省エネルギー化に寄与する。
【００１２】
また、例えば、上記ガスを供給し基板を冷却する際、ガスは、薄い分割プレートのそれぞれの間隙を通って基板に供給されることから、厚いプレートよりも薄いプレートの方が当該間隙を通る距離を小さくできるので、ガスの流量を削減することができ省エネルギー化に寄与する。
【００１３】
本発明の一の形態によれば、前記プレートの厚さは、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍである。
【００１４】
本発明の一の形態によれば、隣り合う前記分割プレート間の間隙は、前記ガスが供給される上流側から下流側にかけて序々に大きく形成されている。これにより、ウエハＷ全面に対して均一な冷却処理が可能となる。
【００１５】
本発明の一の形態によれば、前記分割プレートの表面積は、前記ガスが供給される上流側から下流側にかけて序々に小さくなるように形成されている。これにより、ウエハＷ全面に対して均一な冷却処理が可能となる。
【００１６】
本発明の一の形態によれば、隣り合う前記分割プレートの間隙に着脱自在に配置され、複数の孔を有する膜部材を更に具備する。これにより、例えば、複数の孔の径が異なる膜部材を２以上用意することにより、適宜それらを交換して、基板に対するガスの供給量をコントロールすることができる。
【００１７】
本発明の一の形態によれば、前記プレートの裏面側に配置され、前記供給されるガスを隣り合う前記分割プレートの間隙に案内するための案内部材を更に具備する。これにより、基板に効率良くガスを供給できる。
【００１８】
本発明の一の形態によれば、前記案内部材は、前記ガスが供給される上流側から下流側にかけて序々に前記プレートに接近するように傾斜して形成されている。これにより、例えば、ガスの供給上流側から下流側に向かうにつれて、ガスの温度がプレートからの熱により多少上昇するが、基板に供給されるガスの流量を下流側に向かうにつれて大きくできる。従って、基板全面に対して均一な冷却処理が可能となる。
【００１９】
本発明の基板処理方法は、（ａ）基板を、複数の分割プレートが互いに間隙をおいて配設されてなる第１プレート上に保持する工程と、（ｂ）前記第１プレートを加熱することにより、前記基板を加熱処理する工程と、（ｃ）前記基板を前記第１プレートから離間し、前記基板に対し、前記間隙を通って冷却用ガスを供給する工程とを具備し、複数の分割プレートが互いに間隙をおいて配設されてなる第２プレートが、前記第１プレートと前記基板を介して対向配置され、前記（ｃ）工程において、前記基板に対し、前記第２プレートに設けられた前記間隙を通って冷却用ガスを供給することを特徴とする。
【００２０】
このような構成によれば、同一装置内で、加熱処理と冷却処理とを行うことができる。
【００２１】
本発明の更なる特徴と利点は、添付した図面及び発明の実施の形態の説明を参酌することにより一層明らかになる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２３】
図１〜図３は、ＳＯＤシステムの全体構成を示す図であって、図１は平面図、図２は正面図および図３は背面図である。本発明の第１実施形態としての基板処理装置は、ＳＯＤシステムの一部であるＤＣＣの加熱処理室として用いられている。
【００２４】
ＳＯＤシステム１は、基板としての半導体ウエハ（以下、ウエハと呼ぶ。）ＷをウエハカセットＣＲで複数枚たとえば２５枚単位で外部からシステムに搬入しまたはシステムから搬出したり、ウエハカセットＣＲに対してウエハＷを搬入・搬出したりするためのカセットブロック１０と、ＳＯＤ塗布工程の中で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ステーションを所定位置に多段配置してなる処理ブロック１１と、エージング工程にて必要とされるアンモニア水のボトル、バブラー、ドレインボトル等が設置されたキャビネット１２とを一体に接続した構成を有している。
【００２５】
カセットブロック１０では、図１に示すように、カセット載置台２０上の突起２０ａの位置に複数個たとえば４個までのウエハカセットＣＲがそれぞれのウエハ出入口を処理ブロック１１側に向けてＸ方向一列に載置され、カセット配列方向（Ｘ方向）およびウエハカセットＣＲ内に収納されたウエハのウエハ配列方向（Ｚ垂直方向）に移動可能なウエハ搬送体２１が各ウエハカセットＣＲに選択的にアクセスするようになっている。さらに、このウエハ搬送体２１は、θ方向に回転可能に構成されており、後述するように処理ブロック１１側の第３の組Ｇ3 の多段ステーション部に属する受け渡し・冷却プレート（ＴＣＰ）にもアクセスできるようになっている。
【００２６】
処理ブロック１１では、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２２が設けられ、その周りに全ての処理ステーションが１組または複数の組に亙って多段に配置されている。この例では、４組Ｇ1,Ｇ2,Ｇ3,Ｇ4 の多段配置構成であり、第１および第２の組Ｇ1,Ｇ2の多段ステーションはシステム正面（図１において手前）側に並置され、第３の組Ｇ3 の多段ステーションはカセットブロック１０に隣接して配置され、第４の組Ｇ4 の多段ステーションはキャビネット１２に隣接して配置されている。
【００２７】
図２に示すように、第１の組Ｇ1 では、カップＣＰ内でウエハＷをスピンチャックに載せて絶縁膜材料を供給し、ウエハを回転させることによりウエハ上に均一な絶縁膜を塗布するＳＯＤ塗布処理ステーション（ＳＣＴ）と、カップＣＰ内でウエハＷをスピンチャックに載せてＨＭＤＳ及びヘプタン等のエクスチェンジ用薬液を供給し、ウエハ上に塗布された絶縁膜中の溶媒を乾燥工程前に他の溶媒に置き換える処理を行うソルベントエクスチェンジ処理ステーション（ＤＳＥ）とが下から順に２段に重ねられている。
【００２８】
第２の組Ｇ2 では、ＳＯＤ塗布処理ステーション（ＳＣＴ）が上段に配置されている。なお、必要に応じて第２の組Ｇ2 の下段にＳＯＤ塗布処理ステーション（ＳＣＴ）やソルベントエクスチェンジ処理ステーション（ＤＳＥ）等を配置することも可能である。
【００２９】
図３に示すように、第３の組Ｇ3 では、２個の低酸素高温加熱処理ステーション（ＯＨＰ）と、低温加熱処理ステーション（ＬＨＰ）と、２個の冷却処理ステーション（ＣＰＬ）と、受け渡し・冷却プレート（ＴＣＰ）と、冷却処理ステーション（ＣＰＬ）とが上から順に多段に配置されている。ここで、低酸素高温加熱処理ステーション（ＯＨＰ）は密閉化可能な処理室内にウエハＷが載置される熱板を有し、熱板の外周の穴から均一にＮ2 を吐出しつつ処理室上部中央より排気し、低酸素化雰囲気中でウエハＷを高温加熱処理する。低温加熱処理ステーション（ＬＨＰ）はウエハＷが載置される熱板を有し、ウエハＷを低温加熱処理する。冷却処理ステーション（ＣＰＬ）はウエハＷが載置される冷却板を有し、ウエハＷを冷却処理する。受け渡し・冷却プレート（ＴＣＰ）は下段にウエハＷを冷却する冷却板、上段に受け渡し台を有する２段構造とされ、カセットブロック１０と処理ブロック１１との間でウエハＷの受け渡しを行う。
【００３０】
第４の組Ｇ4 では、低温加熱処理ステーション（ＬＨＰ）、２個の低酸素キュア・冷却処理ステーション（ＤＣＣ）と、エージング処理ステーション（ＤＡＣ）とが上から順に多段に配置されている。ここで、エージング処理ステーション（ＤＡＣ）は密閉化可能な処理室内にＮＨ３＋Ｈ2Ｏを導入してウエハＷをエージング処理し、ウエハＷ上の絶縁膜材料膜をウェットゲル化する。
【００３１】
図４は主ウエハ搬送機構２２の外観を示した斜視図であり、この主ウエハ搬送機構２２は上端及び下端で相互に接続され対向する一対の壁部２５、２６からなる筒状支持体２７の内側に、上下方向（Ｚ方向）に昇降自在なウェハ搬送装置３０を装備している。筒状支持体２７はモータ３１の回転軸に接続されており、このモータ３１の回転駆動力によって、前記回転軸を中心としてウェハ搬送装置３０と一体に回転する。従って、ウェハ搬送装置３０はθ方向に回転自在となっている。このウェハ搬送装置３０の搬送基台４０上にはピンセットが例えば３本備えられている。これらのピンセット４１、４２、４３は、いずれも筒状支持体２７の両壁部２５、２６間の側面開口部４４を通過自在な形態及び大きさを有しており、Ｘ方向に沿って前後移動が自在となるように構成されている。そして、主ウエハ搬送機構２２はピンセット４１、４２、４３をその周囲に配置された処理ステーションにアクセスしてこれら処理ステーションとの間でウエハＷの受け渡しを行う。
【００３２】
次に、低酸素キュア・冷却処理ステーション（ＤＣＣ）について図５〜図７を用いて説明する。図５は上述した低酸素キュア・冷却処理ステーション（ＤＣＣ）の平面図、図６はその断面図である。図７は、ＤＣＣの加熱処理室内に配置されたプレートの概略平面図である。
【００３３】
低酸素キュア・冷却処理ステーション（ＤＣＣ）は、加熱処理室３４１と、これに隣接して設けられた冷却処理室３４２とを有しており、この加熱処理室３４１は、設定温度が２００〜４７０℃とすることが可能なプレート３４３を有している。尚、本実施形態においては、ＤＣＣの加熱処理室３４１内で、ウエハＷは例えば４００℃に加熱される。この低酸素キュア・冷却処理ステーション（ＤＣＣ）は、さらに主ウエハ搬送機構２２との間でウエハＷを受け渡しする際に開閉される第１のゲートシャッタ３４４と、加熱処理室３４１と冷却処理室３４２との間を開閉するための第２のゲートシャッタ３４５と、プレート３４３の周囲でウエハＷを包囲しながら第２のゲートシャッタ３４５と共に昇降されるリングシャッタ３４６とを有している。さらに、プレート３４３には、ウエハＷを載置して昇降するための３個のリフトピン３４７が昇降自在に設けられている。なお、プレート３４３とリングシャッタ３４６との間に遮蔽板スクリーンを設けてもよい。
【００３４】
プレート３４３は、短冊状に、セラミックスからなる複数の分割プレート３４３ａ〜３４３ｉに分割、分離され、それぞれの分割プレート３４３ａ〜３４３ｉは、支持板３１１ａ及び３１１ｂによってそれぞれの端部が支持されている。それぞれの分割プレート３４３ａ〜３４３ｉには、ヒータ３６５が組み込まれている。このようにプレート３４３を、分割プレート３４３ａ〜３４３ｉを複数配置して形成することにより、プレート３４３を1枚の板により形成する場合と比較して、温度が急激に変化することによるプレートの膨張及び収縮によるストレスを、個々の分割プレート３４３ａ〜３４３ｉに分散することができる。更に、隣り合う分割プレート間に間隙を持たせることにより、間隙で分割プレートの熱膨張を吸収することができる。従って、プレート３４３の割れが発生しにくく、プレート３４３の耐久性が向上する。また、互いに隣り合う分割プレートの間隔は、５ｍｍ以下、ここでは２〜３ｍｍ以下となるように、分割プレートは配置されている。このように、間隔を５ｍｍ以下、好ましくは２〜３ｍｍ以下とすることにより、分割プレートと対応しないウエハＷ部分、すなわちヒータが直接あたらない部分についても加熱が充分に行われ、ウエハＷ面内の加熱むらの発生を防止することができる。
【００３５】
加熱処理室３４１の下方には、上記３個のリフトピン３４７を昇降するための昇降機構３４８と、リングシャッタ３４６を第２のゲートシャッタ３４５と共に昇降するための昇降機構３４９と、第１のゲートシャッタ３４４を昇降して開閉するための昇降機構３５０とが設けられている。本実施形態においては、リフトピン３４７の一部は分割プレート３４３ｅを貫通し、他のリフトピン３４７は、隣り合う分割プレート間の間隙に位置している。
【００３６】
加熱処理室３４１内には、ウエハＷの下部付近からパージ用のガスとしてＮ２ガスが供給され、供給されたＮ２ガスは、ウエハＷの周縁部からウエハの中心部に向かって流れる。また、加熱処理室３４１の上部には排気管３５１が接続され、加熱処理室３４１内はこの排気管３５１を介して排気されるように構成されている。更に、加熱処理室３４１には、加熱処理室３４１内の酸素濃度をモニタするための酸素濃度モニタ部３６１が接続されている。そして、後述するようにＮ２ガスを供給しながら排気することにより、加熱処理室３４１内が低酸素濃度（例えば５０ｐｐｍ以下）雰囲気に維持されるようになっている。酸素濃度モニタ部は排気管等の排気経路上に置かれるように構成しても勿論構わない。
【００３７】
この加熱処理室３４１と冷却処理室３４２とは、連通口３５２を介して連通されており、ウエハＷを載置して冷却するための冷却板３５３がガイドプレート３５４に沿って移動機構３５５により水平方向に移動自在に構成されている。これにより、冷却板３５３は、連通口３５２を介して加熱処理室３４１内に進入することができ、加熱処理室３４１内のプレート３４３により加熱された後のウエハＷをリフトピン３４７から受け取って冷却処理室３４２内に搬入し、ウエハＷの冷却後、ウエハＷをリフトピン３４７に戻すようになっている。
【００３８】
なお、冷却板３５３の設定温度は、例えば１５〜２５℃であり、冷却されるウエハＷの適用温度範囲は、例えば２００〜４７０℃である。
【００３９】
さらに、冷却処理室３４２は、供給管３５６を介してその中にＮ２等の不活性ガスが供給されるように構成され、さらに、その中が排気管３５７を介して外部に排気されるように構成されている。これにより、加熱処理室３４１同様に、冷却処理室３４２内が低酸素濃度（例えば５０ｐｐｍ以下）雰囲気に維持されるようになっている。
【００４０】
またプレート３４３上には、高さが０．２ｍｍのプロキシミティシート２５１及びプロキシミティピン２５２、更には案内ガイド２５３が設けられている。これにより、Ｎ２ガスで置換する際にウエハＷとプレート３４３との間のギャップに空気が残存しなくなり、加熱処理室３４１内を所望の低酸素雰囲気とするための時間を短くすることができ、低酸素下での加熱処理を短時間で行うことができる。
【００４１】
次にこのように構成されたＳＯＤシステム１における動作について説明し、特にＤＣＣ内で行われる処理について詳細に説明する。
【００４２】
まずカセットブロック１０において、処理前のウエハＷはウエハカセットＣＲからウエハ搬送体２１を介して処理ブロック１１側の第３の組Ｇ3に属する受け渡し・冷却プレート（ＴＣＰ）における受け渡し台へ搬送される。
【００４３】
受け渡し・冷却プレート（ＴＣＰ）における受け渡し台に搬送されたウエハＷは主ウエハ搬送機構２２を介して冷却処理ステーション（ＣＰＬ）へ搬送される。そして冷却処理ステーション（ＣＰＬ）において、ウエハＷはＳＯＤ塗布処理ステーション（ＳＣＴ）における処理に適合する温度まで冷却される。
【００４４】
冷却処理ステーション（ＣＰＬ）で冷却処理されたウエハＷは主ウエハ搬送機構２２を介してＳＯＤ塗布処理ステーション（ＳＣＴ）へ搬送される。そしてＳＯＤ塗布処理ステーション（ＳＣＴ）において、ウエハＷには、絶縁膜材料、例えばＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）のコロイドを有機溶媒に分散させた溶液が塗布処理される。
【００４５】
ＳＯＤ塗布処理ステーション（ＳＣＴ）で絶縁膜材料塗布処理が行われたウエハＷは主ウエハ搬送機構２２を介してエージング処理ステーション（ＤＡＣ）へ搬送される。そしてエージング処理ステーション（ＤＡＣ）において、ウエハＷは処理室内にＮＨ３＋Ｈ２Ｏを導入してウエハＷをエージング処理し、ウエハＷ上の絶縁膜材料膜をゲル化する。
【００４６】
エージング処理ステーション（ＤＡＣ）でエージング処理されたウエハＷは主ウエハ搬送機構２２を介してソルベントエクスチェンジ処理ステーション（ＤＳＥ）へ搬送される。そしてソルベントエクスチェンジ処理ステーション（ＤＳＥ）において、ウエハＷはエクスチェンジ用薬液が供給され、ウエハ上に塗布された絶縁膜中の溶媒を他の溶媒に置き換える処理が行われる。
【００４７】
ソルベントエクスチェンジ処理ステーション（ＤＳＥ）で置換処理が行われたウエハＷは主ウエハ搬送機構２２を介して低温加熱処理ステーション（ＬＨＰ）へ搬送される。そして低温加熱処理ステーション（ＬＨＰ）において、ウエハＷは低温加熱処理される。
【００４８】
低温加熱処理ステーション（ＬＨＰ）で低温加熱処理されたウエハＷは主ウエハ搬送機構２２を介して低酸素高温加熱処理ステーション（ＯＨＰ）へ搬送される。そして低酸素高温加熱処理ステーション（ＯＨＰ）において、ウエハＷは低酸素化雰囲気中での高温加熱処理が行われる。或いは、低温加熱処理ステーション（ＬＨＰ）で低温加熱処理されたウエハＷは主ウエハ搬送機構２２を介して低酸素キュア・冷却処理ステーション（ＤＣＣ）へ搬送される。
【００４９】
低酸素キュア・冷却処理ステーション（ＤＣＣ）において、第１のゲートシャッタ３４４及びリングシャッタ３４６が上昇し、リフトピン３４７が上昇した状態で、主ウエハ搬送機構２２から加熱処理室３４１内のリフトピン３４７上にウエハＷが搬送される。この際、加熱処理室３４１内には、外気が入り込むため、加熱処理時における温度４００℃より１００〜２００℃近く加熱処理室３４１内の温度が下がる。本実施形態においては、プレート３４３は複数の分割プレート３４３ａ〜３４３ｉが間隙をおいて配設されて構成されるため、このような激しい温度変化によりプレート３４３が膨張、収縮を繰り返しても割れにくい。この後、第１及び第２のゲートシャッタ３４４、３４５、リングシャッタ３４６が閉じられる。加熱処理室３４１内には、Ｎ２ガス供給源からＮ２ガスが供給され、更に加熱処理室３４１内が排気管３５１を介して排気される。この段階では、３０ｌ／分程度の大量のＮ２ガスを供給する。これにより、加熱処理室３４１内に残存する空気が排気管３５１より押し出され、パージが迅速に進行する。
【００５０】
そのような状態から、リフトピン３４７を下降し、プロキシミティシート及びプロキシミティピンを介してプレート３４３上にウエハＷを載置する。その後、酸素濃度が一定値以下に安定すると、Ｎ２ガスの供給を１０ｌ／分程度の少量に絞り、その後Ｎ２ガスがこの量だけ供給され続ける。このような低酸素雰囲気にて、ウエハＷは４００℃にて高温加熱処理される。
【００５１】
加熱処理後、リフトピン３４７が上昇し、第２ゲートシャッタ３４５及びリングシャッタ３４６が上昇する。その後、冷却板３５３が、ガイドプレート３５４に沿って移動機構３５５により、加熱処理室３４１内へ連通口３５２を介して進入する。冷却板３５３は、プレート３４３により加熱された後のウエハＷをリフトピン３４７から受け取って冷却処理室３４２内に搬入し、ウエハＷの冷却後、ウエハＷをリフトピン３４７に戻すようになっている。冷却板３５３は、例えば１５〜２５℃の温度に設定されている。この加熱処理室３４１と冷却処理室３４２との間でのウエハＷの搬出入の際にも、第２ゲートシャッタ３４５及びリングシャッタ３４６の上昇により、冷却処理室３４２内の低い温度の気体が加熱処理室３４１へ流れ込み、加熱処理室３４１内の温度が下がるが、本実施形態においては、このような激しい温度変化によりプレート３４３が膨張、収縮を繰り返しても割れにくい。
【００５２】
低酸素キュア・冷却処理ステーション（ＤＣＣ）内で処理されたウエハＷは主ウエハ搬送機構２２を介して受け渡し・冷却プレート（ＴＣＰ）における冷却板へ搬送される。そして受け渡し・冷却プレート（ＴＣＰ）における冷却板において、ウエハＷは冷却処理される。
【００５３】
受け渡し・冷却プレート（ＴＣＰ）における冷却板で冷却処理されたウエハＷはカセットブロック１０においてウエハ搬送体２１を介してウエハカセットＣＲへ搬送される。
【００５４】
このように本実施形態のＳＯＤシステム１では、ウエハＷを加熱処理する加熱処理室内にて、プレートを複数の分割プレートから形成しているため、激しい温度変化を経てもプレートが割れにくく、耐久性が向上した。尚、上述の実施形態においては、低酸素キュア・冷却処理ステーション（ＤＣＣ）内の加熱処理室に適用しているが、その他の加熱処理装置にも適用可能であることは言うまでもない。
【００５５】
次に第２実施形態における基板処理装置について説明する。上述の第１実施形態においては、低酸素キュア・冷却処理ステーション（ＤＣＣ）は、加熱処理室と冷却処理室とが連接した構造となっているが、第２実施形態における基板処理装置では、１つの処理室内で加熱処理と冷却処理との両方を行う構造となっている。以下、図８を用いて説明する。図８は、第２実施形態における基板処理装置４４０の概略断面図であり、図８（ａ）は加熱処理時における状態、図８（ｂ）は冷却処理時における状態を示す。
【００５６】
基板処理装置４４０は、ヒータを内蔵した例えばセラミックスからなる第１プレート２３１と、第１プレート２３１を支持する下部容器２１９と、この下部容器２１９とともに処理室をなす空間を形成するように、下部容器２１９の周縁部にシール部材２３３を介して密接するとともに接離する昇降可能な蓋２２０と、ウエハＷを介して第１プレート２３１と対向配置される第２プレート２２１と、第１プレート２３１とその上方位置との間でウエハＷを昇降する３本のリフトピン２３５とを具備している。更に、蓋２２０の側面部には、第２プレート２２１より上位にＮ２ガスを処理室内に供給する供給口２４２、第２プレート２２１より下位にＮ２ガスを処理室内に供給する供給口２４１が形成され、これら供給口２４１及び２４２と対向した側面部には排気口２４３が形成されている。下部容器２１９の側面部には、第１プレート２３１よりも下位にＮ２ガスを処理室内に供給する供給口２４０が形成されている。第１プレート２３１及び第２プレート２２１は、それぞれ上述の第１実施形態のプレートと同様に、短冊状の分割プレート２２１ａ〜２２１ｇ、２３１ａ〜２３１ｇに分割、分離されている。それぞれ隣り合う分割プレートは、２〜３ｍｍの間隙２２２、２３２をあけて配置されている。
【００５７】
また、この基板処理装置４４０では、例えば高さが０．１ｍｍ前後のギャップ形成部材としてのプロキシミティシート２５１及びプロキシミティピン２５２、更には案内ガイド２５３が設けられている。
【００５８】
この基板処理装置４４０においては、ウエハＷを加熱処理する場合、図８（ａ）に示すように、リフトピン２３５は下降し、第１プレート２３１上にプロキシミティシート２５１及びプロキシミティピン２５２を介してウエハＷが配置される。この際、第１プレート２３１に内蔵されているヒータはスイッチがオン状態となっており、第１プレート２３１は、例えば４００℃に加熱されている。ウエハＷを加熱する際、処理室内を低酸素雰囲気下とするため、供給口２４１からはＮ２ガスが供給され、処理室内の気体は排気口２４３から排気される。尚、加熱時、供給口２４２、２４０からのガスの供給を停止しているが、供給を行っても良い。
【００５９】
一方、ウエハＷを冷却処理する場合、図８（ｂ）に示すように、ウエハＷは、リフトピン２３５の上昇により、第１プレート２３１と第２プレート２２１との間のほぼ中央部に位置するように配置される。そして、供給口２４０及び供給口２４２からＮ２ガスが供給され、このＮ２ガスは、第１プレート２３１に設けられた間隙２３２、第２プレート２２１に設けられた間隙２２２を通って、ウエハＷの表面及び裏面に対し供給され、ウエハＷは冷却される。間隙２２２、２３２を通ったＮ２ガスは、第１プレート２３１とウエハＷとの間、第２プレート２２１とウエハＷとの間を通って、排気口２４３から排気される。また、冷却時、供給口２４１からのＮ２ガスの供給を停止しているが、供給を行っても良い。
【００６０】
このように第２実施形態の第１プレートは、第１実施形態のプレートと同様に、複数の分割プレートから形成されているため、激しい温度変化を経てもプレートが割れにくく、耐久性が向上した。更に、本実施形態においては、第１プレートに設けられた間隙は、冷却用のＮ２ガスを通す空隙部としても機能しており、第１プレートに均一に設けられた間隙から、ウエハＷに対しＮ２ガスが供給されるので、ウエハＷを面内均一に満遍なく冷却することができる。また、第１プレートに加え第２プレートを設けることにより、冷却時に、所定の間隙をおいて二枚のプレートがウエハＷを挟み込むように配置されるので、ウエハＷの両面に冷却用のガスが供給され、第１プレートのみを配置した場合と比較して、冷却スピードを向上させることができる。
【００６１】
また、本実施形態においては、第１プレート２３１に設けられた間隙２３２の位置と第２プレート２２１に設けられた間隙２２２との位置は、基板処理装置４４０を上面から垂直に見たときに一致するように形成されている。言い換えれば、第１プレート２３１に設けられた間隙２３２をウエハＷに投影した投影図と、第２プレート２２１に設けられた間隙２２２をウエハＷに投影した投影図が一致した状態となっている。しかし、図９に示す基板処理装置４４１のように、第１プレート２３１に設けられた間隙２３２をウエハＷに投影した投影図と、第２プレート２６１に設けられた間隙２６２をウエハＷに投影した投影図がずれた状態となるように、それぞれのプレートの間隙の位置を調整しても良い。これにより、Ｎ２ガスは、ウエハＷの表面、裏面でややずれた位置に供給されることとなり、図８の基板処理装置と比較して、ウエハＷに対して更に面内均一に冷却処理を施すことができる。尚、図９は、図８の変形例としての基板処理装置４４１の概略断面図であり、図８の基板処理装置４４１と同様の構造については同じ符号を付している。
【００６２】
このように第２実施形態においては、冷却処理と加熱処理という異なる処理を同じ処理空間にて行うことができるので、装置全体を小型化することができ、省スペース化が可能となる。尚、第２実施形態においては、１つの処理室で加熱処理と冷却処理との両方が行えるが、冷却処理だけを行っても構わない。
【００６３】
また、上述の実施形態においては、プレート、第１プレートまたは第２プレート（以下、これらをプレートと称す）は、複数の短冊状の分割プレートから形成されていたが、短冊状の形状に限定されるものではなく、例えば多角形状に形成しても良い。例えば、図１０に示すように、プレート４４３を六角形状の複数の分割プレートから形成しても良い。また、図１１に示すように、プレート５４３を三角形状の複数の分割プレートから形成しても良い。また、図１２に示すように、四角形状の複数の分割プレートから形成しても良い。このように、上述の実施形態と比較して、更に細かく分割することにより、第２実施形態に示す冷却処理時などで、ウエハＷ全面にガスが供給されることになり、冷却速度を向上させることができる。また、上述の実施形態では、短冊状のため、分割プレート面内における長手方向における膨張、収縮によるストレスが大きく、分割プレート面内のストレスのかかり方が不均一になりやすい。これに対し、図１０〜図１２に示す分割プレートの形状は、個々の分割プレート面内における膨張、収縮の繰り返しによるストレスがほぼ均一な状態となるため、より割れにくく、耐久性が向上する。特に、図１０〜図１２の中でも、円形状に近い六角形状の分割プレートとした場合、より耐久性が向上する。
【００６４】
図１３及び図１４は、本発明の第３の実施形態に係る基板処理装置の分割プレート部分の拡大した平面図及び断面図である。本実施形態では、例えば、分割プレートａ〜ｃの間隙に膜部材４６がプレートの凹部４８に装着されて着脱自在に設けられている。この膜部材４６には、プレート裏面側からのＮ２ガスをプレート表面側に供給するための複数の孔４６ａが形成されている。この膜部材４６としては、例えばポリイミドフィルムを使用している。
【００６５】
本実施形態によれば、例えば、この複数の孔４６ａの径が異なる膜部材を２以上用意することにより、適宜それらを交換して、ウエハに対するＮ２ガスの供給量をコントロールすることができる。
【００６６】
また、図１５に示すように、例えば図１２に示す正方形のそれぞれの分割プレートの間隙にこの膜部材４６を着脱自在に設けるようにしてもよい。
【００６７】
図１６及び図１７は、第４の実施形態に係る基板処理装置の平面図及び断面図である。本実施形態の基板処理装置６０は上記各実施形態と同様に、短冊状の分割プレート６１を有する。本実施形態では、上記各実施形態におけるプロキシミティシート２５１の代わりに、ウエハＷをプレート６１の表面から所定の間隙をあけて支持するための支持ピン６２が、例えばウエハＷの周縁付近に８本設けられている。これら支持ピン６２は、各分割プレート６１ａ〜６１ｉ同士の間隙に挿通されて分割プレート６１を支持する下部容器２１９に立設されている。また、案内ガイド２５３は直接プレート６１上に固定されている。
【００６８】
本実施形態によれば、支持ピン６２によりウエハＷを支持する構成としたことにより、プレート６１にウエハＷの荷重がかからないので、プレート６１の厚さを上記各実施形態のプレートの厚さよりも薄く形成できる。本実施形態では、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍまで薄く形成できた。
【００６９】
また、プレート６１を薄く形成できることにより、プレートの昇温時間を短縮でき、しかも熱容量を小さくでき省エネルギー化に寄与する。
【００７０】
更に、供給口２４０から冷却用のＮ２ガスを供給しウエハＷを冷却する際、Ｎ２ガスは、薄い分割プレート６１ａ〜６１ｉのそれぞれの間隙を通ってウエハＷに供給されることから、厚いプレートよりも本実施形態による薄いプレート６１の方が当該間隙を通る距離を小さくできるので、Ｎ２ガスの流量を削減することができ省エネルギー化に寄与する。
【００７１】
図１８は、本発明の第５の実施形態に係る基板処理装置の平面図である。本実施形態の基板処理装置７０では、上記各実施形態のように短冊状の分割プレート７１ａ〜７１ｇを有する。これら各分割プレート７１ａ〜７１ｇの各々の間隙ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６の関係は、ｔ１＜ｔ２＜ｔ３＜ｔ４＜ｔ５＜ｔ６とされている。
【００７２】
上記各実施形態のように、図１８中、右側からＮ２ガスをウエハＷに供給する場合、Ｎ２ガスの供給上流側から下流側に向かうにつれて、Ｎ２ガスの温度がプレート７１ａ〜７１ｇからの熱により多少上昇するが、本実施形態によれば、上流側の分割プレート７１ａから下流側の分割プレート７１ｇに向かうにつれて序々に各間隙を大きく形成しているため、ウエハＷに供給されるガスの流量を下流側に向かうにつれて大きくできる。従って、ウエハＷ全面に対して均一な冷却処理が可能となる。
【００７３】
図１９は、本発明の第６の実施形態に係る基板処理装置の平面図である。本実施形態の基板処理装置８０では、短冊状の分割プレート８１ａ〜８１ｇを有し、これら各分割プレート８１ａ〜８１ｇのそれぞれの幅は、図示するようにｕ１＞ｕ２＞ｕ３＞ｕ４＞ｕ５＞ｕ６＞ｕ７とされている。また、各分割プレート８１ａ〜８１ｇのそれぞれの間隙は全て同一としている。
【００７４】
このような構成によれば、Ｎ２ガスの供給上流側から下流側に向かうにつれて、Ｎ２ガスの温度がプレート８１ａ〜８１ｇからの熱により多少上昇するが、本実施形態によれば、上流側の分割プレート８１ａから下流側の分割プレート８１ｇに向かうにつれて序々に各間隙のピッチを小さくなるように形成しているため、ウエハＷに供給されるガスの流量を下流側に向かうにつれて大きくできる。従って上記第４の実施形態における効果と同様の効果を奏する。
【００７５】
図２０は、第７の実施形態に係る基板処理装置の断面図である。本実施形態の基板処理装置１００では、蓋２２０及び下部容器２１９内部に、それぞれ供給口２４２及び２４０からのＮ２ガスが各分割プレート６１の間隙に効率的に導かれるように案内部材としての整流板９２が配置されている。この整流板は、Ｎ２ガスが供給される上流側から下流側に向かって図示するように傾斜している。また、この整流板９２には、Ｎ２ガスの整流のため、更に案内羽根９５が設けられている。
【００７６】
このように、整流板９２を下流側に向かうにつれて分割プレート６１に接近するように配置させることにより、Ｎ２ガスの供給上流側から下流側に向かうにつれて、Ｎ２ガスの温度がプレートからの熱により多少上昇するが、ウエハＷに供給されるＮ２ガスの流量を下流側に向かうにつれて大きくできる。従って、ウエハＷ全面に対して均一な冷却処理が可能となる。
【００７７】
なお、以上各実施形態の加熱処理においてウエハに加熱むらが生じないようにするため、隣り合う分割プレートの間隙は、例えば０．５ｍｍ〜３ｍｍとすることが好ましい。ここで、当該間隙を０．５ｍｍより小さく形成すると、各分割プレートの熱膨張によりプレート同士が接触してしまい、プレートのひび割れや破損を招くおそれがあるため、当該間隙を０．５ｍｍより大きくすることが好ましい。
【００７８】
本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。例えば、処理する基板は半導体ウエハに限らず、ＬＣＤ基板等の他のものであってもよい。また、膜の種類は層間絶縁膜に限らない。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、急激な温度変化に対し耐久性が向上したプレートを得ることができる。また、基板に対し面内均一に冷却処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るＳＯＤシステムの平面図である。
【図２】図１に示したＳＯＤシステムの正面図である。
【図３】図１に示したＳＯＤシステムの背面図である。
【図４】図１に示したＳＯＤシステムにおける主ウエハ搬送機構の斜視図である。
【図５】図５に示した低酸素キュア・冷却処理ステーションの断面図である。
【図６】図５に示した低酸素キュア・冷却処理ステーションの断面図である。
【図７】図５に示した低酸素キュア・冷却処理ステーションの加熱処理室に配置されるプレートの概略平面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る基板処理装置の概略断面図であり、図８（ａ）はウエハＷ加熱時における状態、図８（ｂ）はウエハＷ冷却時における状態を示す。
【図９】図８の基板処理装置の変形例である。
【図１０】他の実施形態におけるプレートの形状を示す概略平面図である。
【図１１】更に他の実施形態におけるプレートの形状を概略平面図である。
【図１２】更に他の実施形態におけるプレートの形状を概略平面図である。
【図１３】分割プレート間の膜部材を示す平面図である。
【図１４】図１３に示す膜部材の断面図である。
【図１５】他の実施形態に係る膜部材の平面図である。
【図１６】本発明の第４の実施形態に係る基板処理装置の平面図である。
【図１７】図１６に示す基板処理装置の断面図である。
【図１８】本発明の第５の実施形態に係る基板処理装置の平面図である。
【図１９】本発明の第６の実施形態に係る基板処理装置の平面図である。
【図２０】本発明の第７の実施形態に係る基板処理装置の断面図である。
【符号の説明】
４６…膜部材
４６ａ…孔
６１ａ〜６１ｉ、７１ａ〜７１ｇ、８１ａ〜８１ｇ…分割プレート
６２…支持ピン
９２…整流板
２２１、２６１…第２プレート
２３１…第１プレート
２２１ａ〜２２１ｉ、２３１ａ〜２３１ｉ、２６１ａ〜２６１ｉ、３４３ａ〜３４３ｉ…分割プレート
２２２、２３２、２６２…間隙
２４０、２４１、２４２…供給管
３４１…加熱処理室
３４３…熱板
３６５…ヒータ
４４０、４４１…基板処理装置
Ｗ…ウエハ
ＤＣＣ…低酸素キュア・冷却処理ステーション
【図１】
0003909222.tif 000002
【図２】
0003909222.tif 000003
【図３】
0003909222.tif 000004
【図４】
0003909222.tif 000005
【図５】
0003909222.tif 000006
【図６】
0003909222.tif 000007
【図７】
0003909222.tif 000008
【図８】
0003909222.tif 000009
【図９】
0003909222.tif 000010
【図１０】
0003909222.tif 000011
【図１１】
0003909222.tif 000012
【図１２】
0003909222.tif 000013
【図１３】
0003909222.tif 000014
【図１４】
0003909222.tif 000015
【図１５】
0003909222.tif 000016
【図１６】
0003909222.tif 000017
【図１７】
0003909222.tif 000018
【図１８】
0003909222.tif 000019
【図１９】
0003909222.tif 000020
【図２０】
0003909222.tif 000021