(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体に熱処理を施す熱処理装置であって、
上記被処理基板を載置して加熱する載置台に配置された被処理体を受け取るアーム本体と、
上記アーム本体に設けられ、上記被処理体を上記載置台の上方に押し上げる支持ピンとの干渉を回避する開口溝と、
上記アーム本体に設けられ、上記被処理体を熱処理するための熱源と、を備え、
上記アーム本体は、上記載置台から受け取った上記被処理体を載置し、上記熱源から発せられる熱量をアーム本体から輻射して、アーム本体の表面における上記開口溝を含む先端及び中間部とからなる開口溝部領域と、その他の部分からなるアーム本体基部領域とに区画されると共に、上記開口溝部領域における輻射熱の反射率と、上記アーム本体基部領域における輻射熱の反射率とを異なる反射率にして、両領域の上方におかれる上記被処理体の熱処理の温度差が小さくなるように形成したことを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】
被処理体に熱処理を施す熱処理装置であって、
上記被処理基板を載置して加熱する載置台に配置された被処理体を受け取るアーム本体と、
上記アーム本体に設けられ、上記被処理体を上記載置台の上方に押し上げる支持ピンとの干渉を回避する開口溝と、
上記アーム本体に設けられ、上記被処理体を熱処理するための熱源と、を備え、
上記アーム本体は、上記載置台から受け取った上記被処理体を載置し、上記熱源から発せられる熱量をアーム本体から輻射して、アーム本体の表面における上記開口溝を含む先端及び中間部とからなる開口溝部領域と、その他の部分からなるアーム本体基部領域とに区画されると共に、上記被処理体の単位面積当たりに対向する上記開口溝部領域の表面積と上記アーム本体基部領域の表面積とに、差をもたせて、両領域の上方におかれる上記被処理体の熱処理の温度差が小さくなるように形成したことを特徴とする熱処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の熱処理装置において、
上記開口溝部領域と被処理体との距離と、上記アーム本体基部領域と被処理体との距離とに、差をもたせたことを特徴とする熱処理装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の熱処理装置において、
上記アーム本体の被処理体を載置する面は、上記アーム本体基部領域が上記開口溝部領域よりも低い段状に形成されていることを特徴とする熱処理装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の熱処理装置において、
上記熱源は、冷却媒体を流通させる冷却流路にて構成されていることを特徴とする熱処理装置。
【請求項６】
請求項１記載の熱処理装置において、
上記異なる反射率は、上記開口溝部領域と上記アーム本体基部領域との境界線上の色を、色の明度が開口溝部領域からアーム本体基部領域に向けて徐々に大きくなるように形成されていることを特徴とする熱処理装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の熱処理装置において、
上記アーム本体は、被処理体を載置する面の上方及び側方から熱源を更に有していることを特徴とする熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、例えば半導体ウエハやＬＣＤ基板等の被処理体を載置台で熱処理する熱処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハの製造工程においては、半導体ウエハやＬＣＤ基板等（以下にウエハ等という）の表面に、レジストのパターンを形成するために、フォトリソグラフィ技術が用いられている。この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（ＰＥＢ））、現像後の加熱処理（ポストベーク）等の種々の加熱処理が行われており、また、これら加熱処理後には、一定温度まで冷却する冷却処理が行われるのが一般的である。
【０００３】
上記熱処理は、レジストパターンの形成に影響するため重要であるが、近年、高感度、高解像性、高ドライエッチング耐性を実現できることで、注目されている化学増幅型レジスト（ＣＡＲ：chemically amplified resist）を用いる場合には、ポストエクスポージャーベーク（ＰＥＢ）処理時にレジスト膜の各部に与えられる熱量の差が最終的な製品における回路パターン形成に極めて大きな影響を与えるため、加熱処理の条件のみならず、その後の冷却処理の条件も厳しく管理する必要がある。
【０００４】
従来、ポストエクスポージャーベーク（ＰＥＢ）処理を行う熱処理装置としては、チリングホットプレートユニット（ＣＨＰ）が知られており、図１０に示すように、ウエハＷを所定温度に加熱処理する加熱処理部５０と、加熱処理後のウエハＷを加熱処理部５０内で受け取ると共に、所定温度まで冷却処理するクールアーム９０とで構成されている。
【０００５】
加熱処理部５０は、図１１に示すように、ヒータ２６を有する載置台２５と、ウエハＷを載置台２５上に隙間を空けて支持するギャップピン７０と、載置台２５を貫通し、ウエハＷをギャップピン７０上に載置すると共に、ギャップピン７０上方に移動する昇降可能な支持ピン８０とを具備し、ヒータ２６から発せられる熱量を載置台２５表面から輻射してウエハＷに熱処理を施すものである。
【０００６】
また、クールアーム９０は、図１０に示すように、加熱処理部５０の載置台２５上に配置された加熱処理済みのウエハＷを受け取るアーム本体９２に、載置台２５上にウエハＷを押し上げる支持ピン８０との干渉を回避する開口溝９４と、ウエハＷをアーム本体９２と隙間を空けて支持するギャップピン９３と、アーム本体９２に埋設される冷却流路９１とを設け、載置台２５から受け取ったウエハＷに冷却流路９１から発せられる熱量をアーム本体９２から輻射してウエハＷに冷却処理を施すものである。
【０００７】
このように構成された熱処理装置においては、まず、加熱処理部５０の載置台２５上に配置された加熱処理後のウエハＷを支持ピン８０が上昇して持ち上げる。次に、アーム本体９２が前進して載置台２５とウエハＷとの間に移動する。その後、支持ピン８０が下降してアーム本体９２の上にウエハＷを載置すると共に、ウエハＷの冷却処理を行う。したがって、加熱処理から冷却処理までの時間を最短かつ一定にすることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のクールアーム９０は、アーム本体９２に、支持ピン８０との干渉を回避する開口溝９４を設けているため、開口溝９４上のウエハＷの冷却速度が遅くなり、均一な熱処理を行うことができないという問題があった。
【０００９】
この問題は、冷却処理部で冷却された被処理体を冷却処理部の載置台から受け取るアームにて加熱処理する場合においても同様である。
【００１０】
この発明は上記事情に鑑みなされたもので、半導体ウエハやＬＣＤ基板等に対する均一な熱処理が可能な熱処理装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、被処理体に熱処理を施す熱処理装置であって、上記被処理基板を載置して加熱する載置台に配置された被処理体を受け取るアーム本体と、上記アーム本体に設けられ、上記被処理体を上記載置台の上方に押し上げる支持ピンとの干渉を回避する開口溝と、上記アーム本体に設けられ、上記被処理体を熱処理するための熱源と、を備え、上記アーム本体は、上記載置台から受け取った上記被処理体を載置し、上記熱源から発せられる熱量をアーム本体から輻射して、アーム本体の表面における上記開口溝を含む先端及び中間部とからなる開口溝部領域と、その他の部分からなるアーム本体基部領域とに区画されると共に、上記開口溝部領域における輻射熱の反射率と、上記アーム本体基部領域における輻射熱の反射率とを異なる反射率にして、両領域の上方におかれる上記被処理体の熱処理の温度差が小さくなるように形成したことを特徴とする。
また、請求項２記載の発明は、被処理体に熱処理を施す熱処理装置であって、上記被処理基板を載置して加熱する載置台に配置された被処理体を受け取るアーム本体と、上記アーム本体に設けられ、上記被処理体を上記載置台の上方に押し上げる支持ピンとの干渉を回避する開口溝と、上記アーム本体に設けられ、上記被処理体を熱処理するための熱源と、を備え、上記アーム本体は、上記載置台から受け取った上記被処理体を載置し、上記熱源から発せられる熱量をアーム本体から輻射して、アーム本体の表面における上記開口溝を含む先端及び中間部とからなる開口溝部領域と、その他の部分からなるアーム本体基部領域とに区画されると共に、上記被処理体の単位面積当たりに対向する上記開口溝部領域の表面積と上記アーム本体基部領域の表面積とに、差をもたせて、両領域の上方におかれる上記被処理体の熱処理の温度差が小さくなるように形成したことを特徴とする。
【００１２】
この場合、上記開口溝部領域と被処理体との距離と、上記アーム本体基部領域と被処理体との距離とに、差をもたせる方が好ましい（請求項３）。また、上記異なる反射率は、上記開口溝部領域と上記アーム本体基部領域との境界線上の色を、色の明度が開口溝部領域からアーム本体基部領域に向けて徐々に大きくなるように形成することができる（請求項６）。また、上記アーム本体の被処理体を載置する面は、上記アーム本体基部領域が上記開口溝部領域よりも低い段状に形成してもよい（請求項４）。また、上記熱源は、冷却媒体を流通させる冷却流路にて構成することができる（請求項５）。加えて、上記アーム本体は、被処理体を載置する面の上方及び側方から熱源を更に有していてもよい（請求項７）。
【００１３】
請求項１，５，７記載の発明によれば、アーム本体は、アーム本体の表面における開口溝を含む先端及び中間部とからなる開口溝部領域と、その他の部分からなるアーム本体基部領域とに区画されると共に、両領域の上方におかれる被処理体の熱処理の温度差が小さくなるよう形成されるので、熱処理を均一にすることができ、歩留まりの向上を図ることができる。
【００１４】
請求項３，４記載の発明によれば、開口溝部領域と被処理体との距離と、アーム本体基部領域と被処理体との距離とに、差をもたせるので、開口溝部領域上の被処理体に供給される熱量と、アーム本体基部領域上の被処理体に供給される熱量とを調整することができ、熱処理を均一にすることができる。
【００１５】
請求項１，６記載の発明によれば、開口溝部領域における輻射熱の反射率と、アーム本体基部領域における輻射熱の反射率とを異なる反射率にするので、開口溝部領域上の被処理体に供給される熱量と、アーム本体基部領域上の被処理体に供給される熱量とを調整することができ、熱処理を均一にすることができる。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、被処理体の単位面積当たりに対向する開口溝部領域の表面積とアーム本体基部領域の表面積とに、差をもたせるので、開口溝部領域上の被処理体に供給される熱量と、アーム本体基部領域上の被処理体に供給される熱量とを調整することができ、熱処理を均一にすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。この実施形態では、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適用した場合について説明する。
【００１８】
図１はレジスト液塗布・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２の背面図である。
【００１９】
上記処理システムは、被処理体として半導体ウエハ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この発明の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。
【００２０】
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。
【００２１】
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（図１において手前）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。
【００２２】
この場合、図２に示すように、第１の組Ｇ１では、カップ２３内でウエハ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２台のスピナ型処理ユニット例えばレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）及びレジストパターンを現像する現像ユニット（ＤＥＶ）が垂直方向の下から順に２段に重ねられている。第２の組Ｇ２も同様に、２台のスピナ型処理ユニット例えば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。
【００２３】
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２つのチリングホットプレートユニット（ＣＨＰ）及び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。
【００２４】
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。もちろん、ランダムな多段配置とすることも可能である。
【００２５】
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６５，６６が垂直方向に縦断して設けられている。これらのダクト６５，６６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。
【００２６】
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６７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。
【００２７】
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、背面部には周辺露光装置３３が配設され、中央部には、ウエハ搬送アーム３４が配設されている。このウエハ搬送アーム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、ウエハ搬送アーム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。
【００２８】
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。
【００２９】
次に、上記処理システムの動作について説明する。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。
【００３０】
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。
【００３１】
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（ＣＯＬ）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のウエハ搬送アーム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、ウエハ搬送アーム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。ここで、ウエハＷはエッジ部に露光を受ける。
【００３２】
周辺露光が終了すると、ウエハ搬送アーム３４は、ウエハＷを周辺露光装置３３から搬出し、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。
【００３３】
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のウエハ搬送アーム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。
【００３４】
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）の加熱処理部５０に搬送され、載置台２５上で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ポストエクスポージャーベーク（ＰＥＢ）処理が施される。ポストエクスポージャーベーク（ＰＥＢ）処理が終了すると、載置台２５上のウエハＷは、支持ピン８０によって押し上げられると共に、後述するクールアーム９０に載置され、熱反応を抑制するための冷却処理が施される。
【００３５】
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はスピンチャックの上に載せられ、例えばスプレー方式により、ウエハＷ表面のレジストに現像液が満遍なくかけられる。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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
次に、本発明に係る熱処理装置の一実施形態であるクールアーム９０について説明する。
【００３９】
クールアーム９０は、従来の熱処理装置と同様、加熱処理部５０の載置台２５上に配置された加熱処理済みのウエハＷを受渡しをすると共に、ウエハＷを冷却可能なアーム本体９２と、図示しないが、例えば空気シリンダの駆動によって、アーム本体９２を加熱処理部５０内と退避位置との間で進退移動可能な移動手段とで構成される冷却移動保持手段である。
【００４０】
アーム本体９２は、例えばアルミニウム合金製材料あるいはステンレス鋼製材料等の熱伝導率の良好な材料にて形成されており、図４に示すように、熱源例えば冷却媒体を流通する冷却流路９１を有すると共に、載置台２５上のウエハＷの受け渡し時に、ウエハＷを押し上げる支持ピン８０との干渉を回避する開口溝９４が形成されている。また、アーム本体９２は、ウエハＷをアーム本体９２上に隙間を空けて支持するギャップピン９３を有しており、ウエハＷにパーティクル等が付着するのを防止して、効率よく冷却することができるように形成されている。
【００４１】
開口溝９４は、アーム本体９２の先端部から基部に向かって平行に、長い開口溝９４ａと短い開口溝９４ｂの２本からなり、載置台２５上のウエハＷを受け取る際に、３本の支持ピン８０のうちの２本が長い開口溝９４ａに嵌挿され、残りの１本が短い開口溝９４ｂに嵌挿されるように形成されている（図１０参照）。
【００４２】
冷却流路９１は、管状の流路により形成されており、管内に冷却媒体例えば冷却水を循環させることにより、アーム本体９２の熱を吸熱して、アーム本体９２上に載置されるウエハＷを冷却可能に形成されている。この場合、冷却流路９１は、アーム本体９２の基端部に開口する冷却水供給口９１ａからアーム本体９２の一方の側辺と平行に延び、アーム本体９２の先端部から迂回して長い開口溝９４ａ及び短い開口溝９４ｂに沿って蛇行状に屈曲し、他方の側辺と平行に延び、そして、アーム本体９２の基端部における冷却水供給口９１ａと隣接する位置に冷却水吐出口９１ｂが開口した形状でアーム本体９２に埋設されている。なお、冷却水供給口９１ａには、冷却水供給源（図示せず）が接続され、冷却水吐出口９１ｂには排出管（図示せず）が接続されている。なお、ウエハＷを冷却するものであれば、管内を循環させるものは冷却水に限られず、例えば冷却用のガス等を用いることも可能である。また、冷却流路９１の代わりにペルチェ素子等を用いて冷却することも勿論可能である。
【００４３】
また、このように形成されるクールアーム９０は、アーム本体９２の表面における開口溝９４を含む先端及び中間部とからなる開口溝部領域Ａと、その他の部分からなるアーム本体基部領域Ｂとに区画されると共に、両領域の上方におかれるウエハＷの熱処理の温度差が小さくなるように形成されている。
【００４４】
具体的には、以下のように構成することができる。
【００４５】
◎第一実施形態
この発明の第一実施形態は、ウエハＷに対する開口溝部領域Ａとアーム本体基部領域Ｂとの距離に差をもたせて、両領域Ａ，Ｂ上のウエハＷの温度差を小さくした場合である。すなわち、図４及び図５に示すように、アーム本体９２を、アーム本体基部領域Ｂの高さが開口溝部領域Ａの高さより低い段状に形成した場合である。
【００４６】
このように、アーム本体基部領域ＢとウエハＷとの距離を、開口溝部領域ＡとウエハＷとの距離より大きくすることにより、アーム本体基部領域Ｂの冷却能力を抑えることができるので、アーム本体基部領域Ｂ上のウエハＷと開口溝部領域Ａ上のウエハＷとの冷却速度を等しくすることができ、ウエハＷの熱処理を均一にすることができる。
【００４７】
なお、上記説明では、アーム本体を、アーム本体基部領域Ｂの高さが開口溝部領域Ａの高さより低い段状に形成する場合について述べたが、アーム本体基部領域ＢとウエハＷとの距離を、開口溝部領域ＡとウエハＷとの距離より大きくするものであれば、他の形状にすることも可能である。例えば、アーム本体基部領域Ｂの高さが開口溝部領域Ａの高さより低く形成すると共に、図６（ａ）に示すように、開口溝部領域Ａとアーム本体基部領域Ｂの境界線上に、外周側に傾斜する断面テーパ状のテーパー部９６ａを設けるか、又は、図６（ｂ）に示すように、開口溝部領域Ａとアーム本体基部領域Ｂの境界線上に、外周側に傾斜する断面曲線状の曲線部９６ｂを設ければ、更に均一な熱処理をすることができる。
【００４８】
◎第二実施形態
この発明の第二実施形態は、開口溝部領域Ａとアーム本体基部領域Ｂにおける輻射熱の反射率を変えて両領域Ａ，Ｂ上のウエハＷの温度差を小さくした場合である。すなわち、図７に示すように、例えば開口溝部領域Ａを黒色に塗装し、アーム本体基部領域Ｂを灰色に塗装して、アーム本体基部領域Ｂにおける輻射熱の反射率を、開口溝部領域Ａにおける輻射熱の反射率より大きくした場合である。
【００４９】
このように、アーム本体基部領域Ｂにおける輻射熱の反射率を、開口溝部領域Ａにおける輻射熱の反射率より大きくすることにより、アーム本体基部領域Ｂへの輻射熱は反射されて吸熱量が減少するため、アーム本体基部Ｂの冷却能力を抑えることができる。したがって、アーム本体基部領域Ｂ上のウエハＷと開口溝部領域Ａ上のウエハＷとの冷却速度を等しくすることができ、ウエハＷの熱処理を均一にすることができる。
【００５０】
なお、開口溝部領域Ａとアーム本体基部領域Ｂの色の組み合わせは、アーム本体基部領域Ｂの明度を、開口溝部領域Ａの明度より大きくするものであれば任意でよく、例えば、開口溝部領域Ａを黒色とし、アーム本体基部領域Ｂを茶色とすることもできる。また、開口溝部領域Ａとアーム本体基部領域Ｂの境界線上の色を、色の明度が開口溝部領域Ａからアーム本体基部領域Ｂに向けて少しずつ大きくなるように形成すれば、更に均一な熱処理をすることができる。
【００５１】
また、アーム本体基部領域Ｂにおける輻射熱の反射率を、開口溝部領域Ａにおける輻射熱の反射率より大きくするために施す表面処理の方法は、塗装に限らず、例えばメッキ等の他の方法を用いることも勿論可能である。
【００５２】
なお、表面処理をする場合には、表面処理に用いる材料の剥離によるパーティクルの発生を防止するように形成する方が好ましい。
【００５３】
◎第三実施形態
この発明の第三実施形態は、ウエハＷの単位面積当たりに対向する開口溝部領域Ａの表面積とアーム本体基部領域Ｂの表面積とに差をもたせて、両領域Ａ，Ｂ上のウエハＷの温度差を小さくした場合である。すなわち、図８に示すように、開口溝部領域Ａの表面に凹凸例えば断面三角形状の細条９５を設け、ウエハＷの単位面積当たりに対向する開口溝部領域Ａの表面積を大きくした場合である。
【００５４】
このように、開口溝部領域Ａに、断面三角形状の細条９５等の凹凸を設けることにより、表面積を大きくして開口溝部領域Ａにおける吸熱量を増加させることができる。したがって、アーム本体基部領域Ｂ上のウエハＷと開口溝部領域Ａ上のウエハＷとの冷却速度を等しくして、ウエハＷの熱処理を均一にすることができる。
【００５５】
この場合、凹凸が大きすぎると、ウエハＷに細条９５の転写跡が残る等の恐れがあるため、凹凸は、熱処理時にウエハＷに凹凸の影響による温度差が生じないか、又は無視できる大きさ、例えばギャップ幅に比較して十分小さい大きさに形成する方が好ましい。
【００５６】
なお、上記説明では、開口溝部領域Ａに断面三角形状の細条９５を設ける場合について述べたが、表面積を大きくするものであれば凹凸は他の形状でもよく、例えば、凹凸を断面台形状の細条にすることができる。また、凹凸を碁盤目状に形成することも勿論可能である。
【００５７】
また、細条９５の数を開口溝部領域Ａからアーム本体基部領域Ｂに向けて少しずつ減らし、ウエハＷの単位面積当たりに対向するアーム本体の表面積の大きさを開口溝部領域Ａからアーム本体基部領域Ｂに向けて少しずつ小さくなるように形成すれば、更に均一な熱処理をすることができる。
【００５８】
◎その他の実施形態
上記第一ないし第三実施形態では、クールアーム９０を、アーム本体９２によってウエハＷの下面側から冷却するよう構成する場合について説明したが、クールアーム９０の構造はこれに限らず、例えば図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、第一ないし第三実施形態のクールアーム９０に、アーム本体９２上に載置されたウエハＷの上方及び側方を覆うと共に、熱源例えば冷却流路９８を有するカバー体９７を設け、ウエハＷを両面から冷却するように構成することも可能である。このように構成すれば、アーム本体９２の開口溝９４上で冷却力が弱くなるのを、カバー体９７で補うことができるので、ウエハＷを両面から迅速に冷却することができると共に、ウエハＷの熱処理を均一にすることができる。
【００５９】
また、カバー体表面を複数に区画すると共に、各領域の下方におかれるウエハＷの熱処理の温度差が小さくなるように形成することも勿論可能である。なお、図９（ａ）〜（ｃ）において、その他の部分は、第一ないし第三実施形態と同じであるので、同じ部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００６０】
なお、上記第一ないし第三実施形態及びその他の実施形態は、複数を組み合わせてもよく、例えば、アーム本体基部領域Ｂの高さが開口溝部領域Ａの高さより低い段状に形成すると共に、アーム本体基部領域Ｂの反射率を、開口溝部領域Ａの反射率より大きくして、ウエハＷの温度差が小さくなるように形成することも勿論可能である。このように構成すれば、両領域Ａ，Ｂ上のウエハＷの温度差を更に小さくして、均一な熱処理をすることができる。
【００６１】
また、上記実施形態では、この発明の熱処理装置をウエハＷを冷却処理するクールアーム９０に適用する場合について説明したが、本発明の熱処理装置は冷却処理するものに限らず、ウエハＷを加熱処理するものに適用することも可能である。具体的には、熱処理装置を、アーム本体９２に熱源、例えばヒータを埋設し、ヒータから発せられる熱量をアーム本体９２表面から輻射してウエハＷに加熱処理を施すように形成し、アーム本体基部領域ＢとウエハＷとの距離を、開口溝部領域ＡとウエハＷとの距離より大きくするか、又は、開口溝部領域Ａにおける輻射熱の反射率を、アーム本体基部領域Ｂにおける輻射熱の反射率より大きくするか、あるいは、ウエハＷの単位面積当たりに対向する開口溝部領域Ａの表面積をアーム本体基部領域の表面積より大きくする。このように構成することにより、開口溝９４上のウエハＷの昇温速度が遅くなるのを防止し、均一な熱処理を施すことができる。
【００６２】
また、上記実施形態を組合わせても勿論良い。
【００６３】
また、被処理体はウエハＷに限らず、ＬＣＤ基板や、ＣＤ基板、マスクレチクル基板等に適用することも勿論可能である。
【００６４】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば、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。
【００６５】
１）請求項１，５記載の発明によれば、アーム本体は、アーム本体の表面における開口溝を含む先端及び中間部とからなる開口溝部領域と、その他の部分からなるアーム本体基部領域とに区画されると共に、両領域の上方におかれる被処理体の熱処理の温度差が小さくなるように形成されるので、熱処理を均一にすることができ、歩留まりの向上を図ることができる。この場合、アーム本体は、被処理体を載置する面の上方及び側方から熱源を更に有する構成とすることにより、被処理体を両面から迅速に熱処理することができると共に、被処理体の熱処理を均一にすることができる（請求項７）。
【００６６】
２）請求項３，４記載の発明によれば、開口溝部領域と被処理体との距離と、アーム本体基部領域と被処理体との距離とに、差をもたせるので、開口溝部領域上の被処理体に供給される熱量と、アーム本体基部領域上の被処理体に供給される熱量とを調整することができ、熱処理を均一にすることができる。
【００６７】
３）請求項１，６記載の発明によれば、開口溝部領域における輻射熱の反射率と、アーム本体基部領域における輻射熱の反射率とを異なる反射率にするので、開口溝部領域上の被処理体に供給される熱量と、アーム本体基部領域上の被処理体に供給される熱量とを調整することができ、熱処理を均一にすることができる。
【００６８】
４）請求項２記載の発明によれば、被処理体の単位面積当たりに対向する開口溝部領域の表面積とアーム本体基部領域の表面積とに、差をもたせるので、開口溝部領域上の被処理体に供給される熱量と、アーム本体基部領域上の被処理体に供給される熱量とを調整することができ、熱処理を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の熱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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】この発明における熱処理装置を示す概略平面図である。
【図５】この発明の第一実施形態を示すもので、（ａ）は図４のＩ−Ｉ線に沿う断面図、（ｂ）はＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図６】この発明の第一実施形態の他の例を示す断面図である。
【図７】この発明の第二実施形態を示す概略平面図である。
【図８】この発明の第三実施形態を示す概略断面図である。
【図９】この発明のその他の実施形態を示すもので、（ａ）は第一実施形態の熱処理装置にカバー体を設けた場合の概略断面図、（ｂ）は第二実施形態の熱処理装置にカバー体を設けた場合の概略断面図、（ｃ）は第三実施形態の熱処理装置にカバー体を設けた場合の概略断面図である。
【図１０】従来の熱処理装置の一例を示す概略平面図である。
【図１１】従来の熱処理装置の一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
Ａ  開口溝部領域
Ｂ  アーム本体基部領域
Ｗ  半導体ウエハ（被処理体）
２５  載置台
５０  加熱処理部
８０  支持ピン
９０  クールアーム
９１  冷却流路
９２  アーム本体
９４  開口溝
【図１】
0004148388.tif 000002
【図２】
0004148388.tif 000003
【図３】
0004148388.tif 000004
【図４】
0004148388.tif 000005
【図５】
0004148388.tif 000006
【図６】
0004148388.tif 000007
【図７】
0004148388.tif 000008
【図８】
0004148388.tif 000009
【図９】
0004148388.tif 000010
【図１０】
0004148388.tif 000011
【図１１】
0004148388.tif 000012