(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を加熱する加熱処理装置であって，
基板を加熱する熱板を有し，
前記熱板は，中央部の第１の部分と，当該第１の部分の外方の第２の部分に分割されており，
前記第１の部分は，円形状を有し，
前記第２の部分は，さらに同心円状の複数の環状部分に分割されており，
前記第２の部分の各環状部分は，それぞれ円弧状の複数の片に分割されており，
前記各片の温度は，個別に制御できることを特徴とする，加熱処理装置。
【請求項２】
前記各環状部分の片同士の間には，隙間が形成され，
隣り合う環状部分の前記隙間は，径方向に重ならないようにずらされていることを特徴とする，請求項１に記載の加熱処理装置。
【請求項３】
基板を加熱する加熱処理装置であって，
基板を加熱する熱板と，前記基板が加熱される際に前記基板を支持する支持部材と，前記支持部材を回転させる回転駆動部を有し，
前記熱板は，中央部の第１の部分と，当該第１の部分の外方の第２の部分とに分割されており，
前記第２の部分は，複数の片に分割されており，
前記支持部材は，前記基板の荷重が前記熱板にかからないように，前記熱板以外の他の部材に支持されており，
前記第１の部分と前記第２の部分との間には，環状の隙間が設けられ，
前記支持部材は，前記隙間内に設けられ，
前記支持部材は，前記回転駆動部によって前記隙間に沿って回転できることを特徴とする，加熱処理装置。
【請求項４】
基板を加熱する加熱処理装置であって，
基板を加熱する熱板を有し，
前記熱板は，中央部の第１の部分と，当該第１の部分の外方の第２の部分とに分割されており，
前記第２の部分は，複数の片に分割されており，
前記第１の部分の前記第２の部分側の端部は，上部又は下部が前記第２の部分側に突出するように形成されており，
前記第２の部分の前記第１の部分側の端部は，前記第１の部分の前記端部の形状に適合するように，前記第１の部分側に突出するように形成されており，
前記第１の部分の端部と前記第２の部分の端部は，平面から見て重合していることを特徴とする，加熱処理装置。
【請求項５】
前記基板が加熱される際に前記基板を支持する支持部材を有し，
前記支持部材は，前記基板の荷重が前記熱板にかからないように，前記熱板以外の他の部材に支持されていることを特徴とする，請求項１，２又は４に記載の加熱処理装置。
【請求項６】
前記第２の部分の前記片を昇降させる昇降機構を有することを特徴とする，請求項１〜５のいずれかに記載の加熱処理装置。
【請求項７】
基板を加熱する加熱処理装置であって，
基板を加熱する熱板を有し，
前記熱板は，中央部の第１の部分と，当該第１の部分の外方の第２の部分とに分割されており，
前記第２の部分は，複数の片に分割されており，
前記第２の部分の前記各片を昇降させる昇降機構と，熱板上の基板面内の温度を検出する温度センサをさらに有し，
前記温度センサによる基板面内の温度に基づいて前記昇降機構により前記各片の高さを調整することを特徴とする，加熱処理装置。
【請求項８】
基板を加熱する加熱処理装置であって，
基板を加熱する熱板と，前記基板が加熱される際に前記基板を支持する複数の支持部材を有し，
前記熱板は，中央部の第１の部分と，当該第１の部分の外方の第２の部分とに分割されており，
前記第２の部分は，複数の片に分割されており，
前記支持部材は，前記基板の荷重が前記熱板にかからないように，前記熱板以外の他の部材に支持されていることを特徴とする，加熱処理装置。
【請求項９】
前記複数の支持部材を各々昇降させる昇降駆動部をさらに有し，
前記昇降駆動部は，前記基板の変形特性に合わせた加熱を行うために前記複数の支持部材を個別に昇降させることを特徴とする，請求項８に記載の加熱処理装置。
【請求項１０】
前記第１の部分は，円形状を有し，
前記第２の部分は，円弧状の４つの片に分割されていることを特徴とする，請求項３〜９のいずれかに記載の加熱処理装置。
【請求項１１】
前記第２の部分の前記各片の温度を個別に制御できる温度制御装置を有することを特徴とする，請求項３〜１０のいずれかに記載の加熱処理装置。
【請求項１２】
前記第２の部分の前記片に対して非接触な状態で，前記各片の温度を検出できる非接触温度センサを有することを特徴とする，請求項１〜１１のいずれかに記載の加熱処理装置。
【請求項１３】
前記第１の部分と前記第２の部分との隙間内の通気を遮断する遮断部材を有することを特徴とする，請求項１〜１２のいずれかに記載の加熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，基板の加熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造におけるフォトリソグラフィー工程では，半導体ウエハの表面に塗布されたレジスト液内の溶剤を蒸発させるための加熱処理（プリベーキング）や，パターンの露光後に，ウェハ上の塗布膜の化学反応を促進させるための加熱処理（ポストエクスポージャーベーキング）等の種々の加熱処理が行われている。
【０００３】
かかる加熱処理は，通常加熱処理装置において行われ，ウェハが所定温度に熱せられた熱板に載置されることによって行われている。熱板には，従来から，厚みのある略円盤状の一体型のものが用いられており，熱板内には，例えば熱源となるヒータ等が内蔵されていた。また，ウェハの加熱処理は，通常１００℃〜２００℃程度の範囲で行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで，近年，ウェハの多様化等が進むにつれ，ウェハを従来よりも高温，例えば７００℃程度にまで加熱する必要性が高まっている。しかしながら，このような高温の加熱処理に従来の熱板をそのまま使用すると，高温によって熱板が変形したり，時には割れたりすることが実験等で確認されている。また，熱板が変形すると，熱板からの熱が不均一にウェハに伝導されるため，ウェハが均一に加熱されず，ウェハ自体が大きく変形することが分かっている。このようなウェハの変形は，デバイス精度の低下を招き，歩留まりの低下の要因となるので好ましくない。特に，近年，生産性の向上等の要請からウェハの径が大型化される傾向にあり，かかる場合には，ウェハの変形がより顕著に現れ，改善が望まれる。
【０００５】
また，加熱処理に用いられる熱板は，熱の応答性等の観点から厚みの薄いものが好ましい。しかしながら，上述したようなウェハの破損等を防止するためには，最低限の強度が必要であり，実際にはあまり薄くすることができなかった。特に，加熱温度が上昇されると，ウェハの薄型化は困難になる。
【０００６】
本発明は，かかる点に鑑みてなされたものであり，熱板の変形を抑制しつつ，より薄型化された熱板を有する加熱処理装置を提供することをその目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば，基板を加熱する加熱処理装置であって，基板を加熱する熱板を有し，前記熱板は，中央部の第１の部分と，当該第１の部分の外方の第２の部分とに分割されており，前記第１の部分は，円形状を有し，前記第２の部分は，さらに同心円状の複数の環状部分に分割されており，前記第２の部分の各環状部分は，それぞれ円弧状の複数の片に分割されており，前記各片の温度は，個別に制御できることを特徴とする加熱処理装置が提供される。
【０００８】
このように，熱板を複数に分割することによって，熱板の一片が小さくなるので，熱板温度を上昇させたときの熱による変形量を軽減することができる。特に，熱板を中央部の第１の部分とその外方の第２の部分とに分割し，さらに第２の部分を複数の片に分割するようにしたので，変形量の最も大きくなる外縁部がより細かく分割され，当該外縁部の変形を効果的に抑制できる。したがって，熱板全体の平坦性が確保され，当該熱板上の基板が均一に加熱されるので，熱による基板の変形も抑制される。また，熱板の変形が抑制されるので，その分熱板の強度を下げて熱板を薄型化させることができる。それ故，熱板の熱の応答性が向上し，例えばより速く熱板を昇降温することができる。なお，かかる観点から，低温度用の熱板においても，当該熱板をより薄くすることが可能になる。さらに，熱板の各部分，各片の構造が単純化されるので，熱板の製造が容易になり，製造コストが低減される。また，部分又は片単位で，性能等を評価でき，不良品の場合に従来のように完成品としての熱板全体を廃棄する必要がないので，生産コストの向上が図られる。
前記加熱処理装置において，前記各環状部分の片同士の間には，隙間が形成され，隣り合う環状部分の前記隙間は，径方向に重ならないようにずらされていてもよい。
別の観点による本発明は，基板を加熱する加熱処理装置であって，基板を加熱する熱板を有し，前記熱板は，中央部の第１の部分と，当該第１の部分の外方の第２の部分とに分割されており，前記第２の部分は，複数の片に分割されており，前記第２の部分の前記各片を昇降させる昇降機構と，熱板上の基板面内の温度を検出する温度センサをさらに有し，前記温度センサによる基板面内の温度に基づいて前記昇降機構により前記各片の高さを調整することを特徴とする。
【０００９】
前記第１の部分は，円形状を有し，前記第２の部分は，円弧状の４つの片に分割されるようにしてもよい。従来の一体型の熱板によって基板を加熱すると，基板は，所定方向の相対向する外縁部が上昇し，それに直角方向の相対向する外縁部が下降する，いわゆる略鞍型状に変形することが発明者の実験によって確認されている。かかる鞍型形状は，平面から見ると４つの領域に分けることができ，かかる領域に対応させるように熱板を４つの円弧状に分割し，当該熱板上で基板を加熱すると，基板の変形が抑制されることが発明者によって確認されている。したがって，第２の部分を円弧状に４つの片に分割することによって，基板の変形量が抑制され，基板の平坦性を維持したまま，加熱処理することができる。また，基板の変形特性である前記４つの領域に合わせて，例えば熱板温度等を調節することができるので，基板の変形を効果的に抑制することができる。
【００１０】
前記加熱処理装置は，前記第２の部分の前記各片の温度を個別に制御できる温度制御装置を有していてもよい。熱板を上述したように分割した場合でも，熱板の微小な変形は回避できず，熱板全体の平坦性は，完全には確保されない。そのため，熱板から基板に伝導される熱量が不均一になり，基板が僅かに変形する。本発明は，複数の片の温度を個別に制御できるようにすることによって，各片毎に，基板に伝達される熱量を調節し，基板をより均一に加熱できるようにするものである。
【００１１】
前記加熱処理装置は，前記第２の部分の前記片に対して非接触な状態で，前記各片の温度を検出できる非接触温度センサを有していてもよい。例えば熱板を温度制御する際には，熱板の温度を検出する温度センサが必要となるが，本発明のように非接触で温度を検出できる非接触温度センサを用いることによって，熱板が薄型化され，熱板に直接取り付けることが困難な場合でも，好適に熱板温度を測定することができる。また，直接熱板に取付られないので，例えば故障等により熱板が取り替えられる時に，温度センサを取り替える必要が無く，同じ温度センサを長い期間使用できる。
【００１２】
前記加熱処理装置は，前記第２の部分の前記片を昇降させる昇降機構を有していてもよい。このように，前記片を昇降させる昇降機構を備えることによって，基板と前記片との距離を調節し，前記片から基板に伝導される熱量を微調節することができる。したがって，基板がより均一に加熱され，基板の変形をより厳密に抑制することができる。
【００１３】
別の観点による本発明は，基板を加熱する加熱処理装置であって，基板を加熱する熱板と，前記基板が加熱される際に前記基板を支持する複数の支持部材を有し，前記熱板は，中央部の第１の部分と，当該第１の部分の外方の第２の部分とに分割されており，前記第２の部分は，複数の片に分割されており，前記支持部材は，前記基板の荷重が前記熱板にかからないように，前記熱板以外の他の部材に支持されていることを特徴とする。
【００１４】
このように，基板を支持する支持部材を設け，当該支持部材を熱板以外の部材に支持させることによって，基板を直接熱板に載置する必要が無くなり，基板の荷重が熱板にかかることが無くなる。したがって，基板の荷重による熱板の変形が抑えられる。また，荷重がかからない分，熱板の耐荷重性が軽減されるので，熱板を薄型化できる。
前記加熱処理装置は，前記複数の支持部材を各々昇降させる昇降駆動部をさらに有し，前記昇降駆動部は，前記基板の変形特性に合わせた加熱を行うために前記複数の支持部材を個別に昇降させるようにしてもよい。
【００１５】
別の観点による本発明は，基板を加熱する加熱処理装置であって，基板を加熱する熱板と，前記基板が加熱される際に前記基板を支持する支持部材と，前記支持部材を回転させる回転駆動部を有し，前記熱板は，中央部の第１の部分と，当該第１の部分の外方の第２の部分とに分割されており，前記第２の部分は，複数の片に分割されており，前記支持部材は，前記基板の荷重が前記熱板にかからないように，前記熱板以外の他の部材に支持されており，前記第１の部分と前記第２の部分との間には，環状の隙間が設けられ，前記支持部材は，前記隙間内に設けられ，前記支持部材は，前記回転駆動部によって前記隙間に沿って回転できることを特徴とする。
このように，前記環状の隙間内に前記支持部材を設け，当該支持部材を回転駆動部によって回転できるようにすることによって，例えば加熱処理中に，前記支持部材に支持された基板を回転させることができる。これによって，熱板の前記各片に僅かな温度等の斑があったとしても，基板が受ける熱量の斑を均すことができる。したがって，基板をより均一に加熱処理することができる。また，基板を回転させるので，従来行っていた基板のアライメント作業を省略できる。
【００１６】
前記加熱処理装置は，前記第１の部分と前記第２の部分との隙間内の通気を遮断する遮断部材を有していてもよい。このように，前記隙間内の通気を遮断することによって，当該隙間内を流れる気流によって熱板上の基板温度が局所的に変動することが防止できる。
【００１７】
別の観点による本発明は，基板を加熱する加熱処理装置であって，基板を加熱する熱板を有し，前記熱板は，中央部の第１の部分と，当該第１の部分の外方の第２の部分とに分割されており，前記第２の部分は，複数の片に分割されており，前記第１の部分の前記第２の部分側の端部は，上部又は下部が前記第２の部分側に突出するように形成されており，前記第２の部分の前記第１の部分側の端部は，前記第１の部分の前記端部の形状に適合するように，前記第１の部分側に突出するように形成されており，前記第１の部分の端部と前記第２の部分の端部は，平面から見て重合していることを特徴とする。
このように，前記第１の部分の前記端部と前記第２の部分の前記端部を突出させ，重合させることによって，当該端部間からも他の部分と同じように熱が放射されるので，当該端部間の隙間によって基板の一部の温度が局所的に低下し基板が均一に加熱されないことを抑制できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は，本実施の形態にかかる加熱処理装置が搭載された塗布現像処理システム１の構成の概略を示す平面図であり，図２は，塗布現像処理システム１の正面図であり，図３は，塗布現像処理システム１の背面図である。
【００１９】
塗布現像処理システム１は，図１に示すように，例えば２５枚のウェハＷをカセット単位で外部から塗布現像処理システム１に対して搬入出したり，カセットＣに対してウェハＷを搬入出したりするカセットステーション２と，塗布現像処理工程の中で枚葉式に所定の処理を施す各種処理装置を多段配置してなる処理ステーション３と，この処理ステーション３に隣接して設けられている図示しない露光装置との間でウェハＷの受け渡しをするインターフェイス部４とを一体に接続した構成を有している。
【００２０】
カセットステーション２では，載置部となるカセット載置台５上の所定の位置に，複数のカセットＣをＸ方向（図１中の上下方向）に一列に載置自在となっている。そして，このカセット配列方向（Ｘ方向）とカセットＣに収容されたウェハＷのウェハ配列方向（Ｚ方向；鉛直方向）に対して移送可能なウェハ搬送体７が搬送路８に沿って移動自在に設けられており，各カセットＣに対して選択的にアクセスできるようになっている。
【００２１】
ウェハ搬送体７は，ウェハＷの位置合わせを行うアライメント機能を備えている。このウェハ搬送体７は後述するように処理ステーション３側の第３の処理装置群G３に属するエクステンション装置３２に対してもアクセスできるように構成されている。
【００２２】
処理ステーション３では，その中心部に主搬送装置１３が設けられており，この主搬送装置１３の周辺には各種処理装置が多段に配置されて処理装置群を構成している。該塗布現像処理システム１においては，４つの処理装置群G1，G2，G3，G4が配置されており，第１及び第２の処理装置群G1，G2は塗布現像処理システム１の正面側に配置され，第３の処理装置群G3は，カセットステーション２に隣接して配置され，第４の処理装置群G4は，インターフェイス部４に隣接して配置されている。さらにオプションとして破線で示した第５の処理装置群G5を背面側に別途配置可能となっている。前記主搬送装置１３は，これらの処理装置群G1，G2，G3，G4，G5に配置されている後述する各種処理装置に対して，ウェハＷを搬入出可能である。なお，処理装置群の数や配置は，ウェハＷに施される処理の種類によって異なり，処理装置群の数は，１つ以上であれば任意に選択可能である。
【００２３】
第１の処理装置群G1では，例えば図２に示すように，ウェハＷにレジスト液を塗布し，ウェハＷ上にレジスト膜を形成するレジスト塗布装置１７と，露光後にウェハＷを現像処理する現像処理装置１８とが下から順に２段に配置されている。処理装置群G2の場合も同様に，レジスト塗布装置１９と，現像処理装置２０とが下から順に２段に積み重ねられている。
【００２４】
第３の処理装置群G3では，例えば図３に示すように，ウェハＷを冷却処理するクーリング装置３０，レジスト液とウェハＷとの定着性を高めるためのアドヒージョン装置３１，ウェハＷの受け渡しを行うためのエクステンション装置３２，レジスト液中の溶剤を蒸発させるためのプリベーキング装置３３，３４及び現像処理後の加熱処理を施すポストベーキング装置３５が下から順に例えば６段に重ねられている。
【００２５】
第４の処理装置群G4では，例えばクーリング装置４０，載置したウェハＷを自然冷却させるエクステンション・クーリング装置４１，エクステンション装置４２，クーリング装置４３，本実施の形態にかかる加熱処理装置としてのポストエクスポージャーベーキング装置（以下「ＰＥＢ装置」とする）４４，４５及びポストベーキング装置４６が下から順に例えば７段に積み重ねられている。
【００２６】
インターフェイス部４の中央部には，図１に示すように例えばウェハ搬送体５０が設けられている。このウェハ搬送体５０はＸ方向（図１中の上下方向），Ｚ方向（垂直方向）の移動とθ方向（Ｚ軸を中心とする回転方向）の回転が自在にできるように構成されており，第４の処理装置群G4に属するエクステンション・クーリング装置４１，エクステンション装置４２，周辺露光装置５１及び図示しない露光装置に対してアクセスして，各々に対してウェハＷを搬送できるように構成されている。
【００２７】
次に，上述したＰＥＢ装置４４の構成について説明する。図４に示すように，ＰＥＢ装置４４は，ケーシング４４ａを有し，当該ケーシング４４ａ内に，上側に位置して上下動自在な蓋体６０と，下側に位置して蓋体６０と一体となって処理室Ｓを形成する熱板収容部６１とを有している。
【００２８】
蓋体６０は，中心部に向かって次第に高くなる略円錐状の形態を有し，頂上部には，排気部６２が設けられている。処理室Ｓ内の雰囲気は排気部６２から排気される。
【００２９】
一方，熱板収容部６１には，ウェハＷを載置して加熱する熱板６３が設けられている。熱板６３は，全体として厚みのある薄い略円盤形状に形成されており，図５に示すように平面から見て円形状の第１の部分としての中央部６４と，当該中央部６４の外方の第２の部分としての外縁部６５とに分割されている。外縁部６５は，さらに円弧状の４つの片６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄに分割されている。熱板６３の厚みは，例えば０．２〜１ｍｍ程度であり，その材質には，熱伝導性の優れたセラミックスである例えば炭化ケイ素や窒化アルミニウム等が用いられている。
【００３０】
熱板６３は，熱板６３の温度を制御できる温度制御装置６６を有している。温度制御装置６６は，例えば熱源となるヒータ６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄ，６７ｅと，各ヒータ６７ａ〜６７ｅにそれぞれ電力を供給する電源６８ａ，６８ｂ，６８ｃ，６８ｄ，６８ｅと，各電源６８ａ〜６８ｅの電圧を制御する制御部６９と，熱板６３の中央部６４，片６５ａ〜６５ｄの温度を検出する温度センサ７０とを有している。
【００３１】
ヒータ６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄは，例えば片６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄの裏面に印刷技術を用いて円弧状に設けられている。ヒータ６７ｅは，例えば中央部６４の裏面に２重に同心円状に設けられている。温度センサ７０には，熱板６３に非接触な状態で，熱板温度を連続的に検出できる非接触式の温度センサが用いられる。温度センサ７０は，熱板６３全体の温度だけでなく，熱板６３の中央部６４及び各片６５ａ〜６５ｄ毎の温度を検出することができ，検出された検出データは，制御部６９に出力されるようになっている。制御部６９は，前記検出データに基づき，熱板６３の中央部６４，片６５ａ〜６５ｄの温度が設定温度になるように，電源６８ａ〜６８ｅを介して各ヒータ６７ａ〜６７ｅの発熱量を操作できる。したがって，熱板６３の温度は，温度制御装置６６のよって厳格に制御される。
【００３２】
熱板６３の中央部６４と外縁部６５との間には，例えば１〜７ｍｍ程度の環状の隙間Ｄが設けられている。隙間Ｄ内には，図６に示すように加熱処理時にウェハＷを支持する支持部材としての支持ピン７１が複数箇所，例えば３箇所に設けられている。支持ピン７１の先端部は，図４に示すように熱板６３から上方に少しだけ突出しており，ウェハＷを熱板６３に直接接触させないように支持することができる。支持ピン７１は，例えば熱板６３の下方に位置する環状のフランジ７２に直立して支持されている。これによって，支持ピン７１に支持されたウェハＷの全荷重は，フランジ７２にかかる。フランジ７２の下方には，回転駆動部７３が設けられており，フランジ７２は，回転駆動部７３によって回転される。したがって，支持ピン７１は，隙間Ｄ内を回転することができ，これによって支持ピン７１上のウェハＷも回転される。
【００３３】
熱板６３の中央部６４には，図４に示すように中央部６４を貫通する孔７５が設けられており，孔７５には，当該孔７５内を上下に移動する昇降ピン７６が設けられている。この昇降ピン７６によって，ウェハＷを熱板６３上に載置する際にウェハＷを支持し，ウェハＷを昇降させることができる。
【００３４】
熱板収容部６１は，熱板６３の外縁部６５を支持する環状の支持リング７７と，その支持リング７７を支持する支持台７８とを有している。支持リング７７には，熱板６３の熱を外部に逃がさないように断熱材が使用されている。また，支持台７８は，上面が開口した略筒状に形成されており，その上部に支持リング７７を支持している。なお，中央部６４も，図示しない支柱によって支持されている。
【００３５】
熱板収容部６１は，支持リング７７とその支持台７８とを囲む略筒状のサポートリング７９を有している。このサポートリング７９には，処理室Ｓ内に向けて所定の気体，例えば不活性ガスを吹き出す吹き出し口７９ａが設けられており，処理室Ｓ内をパージすることができる。また，サポートリング７９の外方には，熱板収容部６１の外周となる略筒状のケース８０が設けられている。ケース８０の底部の中央には，前記フランジ７２のための孔８０ａが開口しており，例えばフランジ７２が孔８０ａを塞ぐようにして設けられている。
【００３６】
次に，以上のように構成されているＰＥＢ装置４４の作用について，塗布現像処理システム１で行われるフォトリソグラフィー工程のプロセスと共に説明する。
【００３７】
先ず，ウェハ搬送体７によりカセットＣから未処理のウェハＷが１枚取り出され，第３の処理装置群G3に属するエクステンション装置３２に搬送される。次いでウェハＷは，主搬送装置１３によってアドヒージョン装置３１に搬送され，ウェハＷ上にレジスト液の密着性を向上させる，例えばHMDSなどの密着強化剤が塗布される。次にウェハＷは，クーリング装置３０に搬送され，所定の温度に冷却され，その後，レジスト塗布装置１７又は１９に搬送されてレジスト膜が形成される。レジスト膜が形成されたウェハＷは，プリベーキング装置３３又は３４，エクステンション・クーリング装置４１に順次搬送され，各装置で所定の処理が施される。
【００３８】
次いで，ウェハＷはエクステンション・クーリング装置４１からウェハ搬送体５０によって取り出され，周辺露光装置５１を経て露光装置（図示せず）に搬送される。露光処理の終了したウェハＷは，ウェハ搬送体５０によりエクステンション装置４２に搬送され，その後主搬送装置１３によって，ＰＥＢ装置４４又は４５に搬送される。
【００３９】
ＰＥＢ装置４４又は４５において，後述する高温の加熱処理の終了したウェハＷは，主搬送装置１３によってクーリング装置４３，現像処理装置１８又は２０，ポストベーキング装置３５又は４６，クーリング装置３０に順次搬送され，各装置において所定の処理が施される。その後，ウェハＷは，エクステンション装置３２を介して，ウェハ搬送体７によってカセットＣに戻され，一連のフォトリソグラフィー工程が終了する。
【００４０】
次に，上述したＰＥＢ装置４４の作用について詳しく説明する。ＰＥＢ装置４４では，熱板６３の温度が所定の温度に設定され，維持される。制御部６９に，例えば設定温度５００℃が設定され，各ヒータ６７ａ〜６７ｅによって熱板６３の中央部６４及び各片６５ａ〜６５ｄが５００℃に加熱される。非接触式の温度センサ７０によって，逐次中央部６４及び片６５ａ〜６５ｄの各温度がモニタリングされ，その検出データに基づいて，中央部６４及び片６５ａ〜６５ｄの各温度が微調節され，熱板６３全体の温度が設定温度に維持される。
【００４１】
ウェハＷの加熱処理が開始されると，先ず，主搬送装置１３によってウェハＷがＰＥＢ装置４４内に搬送され，予め上昇して待機していた昇降ピン７６に受け渡され，支持される。
【００４２】
次いで，蓋体６０が下降され，熱板収容部６１と一体となって処理室Ｓが形成される。このとき，サポートリング７９の吹き出し口７９ａから，例えば不活性ガスが供給され始める。この不活性ガスは，処理室Ｓを通って排気部６２から排気され，当該不活性ガスの気流によって，処理室Ｓ内が所定の雰囲気に維持される。
【００４３】
次いでウェハＷを支持した昇降ピン７６が下降され，それに伴ってウェハＷも下降する。下降したウェハＷは，支持ピン７１に支持され，熱板６３に非接触な状態で熱板６３上に位置される。そして，ウェハＷが支持ピン７１に支持されると同時に，ウェハＷの加熱が開始され，ウェハＷが５００℃に加熱される。このとき，ウェハＷは，熱板６３における温度の等しい中央部６４及び各片６５ａ〜６５ｄによって，ウェハ面内において均一に加熱される。
【００４４】
次いで，例えば回転駆動部７３によって支持ピン７１が隙間Ｄに沿って回転され，ウェハＷが回転される。このとき，各片６５ａ〜６５ｄからウェハＷ外縁部に与えられる熱量が平均化され，ウェハＷ外縁部全体の熱履歴が一定になる。そして，所定時間経過後，支持ピン７１の回転が停止され，ウェハＷも停止される。
【００４５】
その後，昇降ピン７６が再び上昇され，それに伴ってウェハＷも上昇し，ウェハＷと熱板６３とが離されることによってウェハＷの加熱が終了する。ウェハＷの加熱が終了すると，蓋体６０が上昇され，処理室Ｓが開放される。そして，ウェハＷが昇降ピン７６から主搬送装置１３に受け渡され，ウェハＷがＰＥＢ装置４４内から搬出されて一連の加熱処理が終了する。
【００４６】
以上の実施の形態によれば，熱板６３を中央部６４と外縁部６５の各片６５ａ〜６５ｄとに分割したので，熱による熱板６３自体の変形量を軽減することができる。それ故，熱板６３全体の平坦性が確保され，ウェハＷが均一に加熱される。したがって，ウェハＷが不均一に加熱された時に生じるウェハＷの変形，反りが抑制される。また，熱板６３の変形量が抑制されるので，その分熱板６３の強度を下げることができ，熱板６３をより薄くすることができる。したがって，熱板６３の熱の応答性が向上され，ウェハＷをより正確な温度で加熱することができる。また，例えば熱板６３の一部が破損した場合に，その部分のみを取り替えれば済むので，ＰＥＢ装置４４の維持コスト等が低減される。
【００４７】
また，外縁部６５を４つの片６５ａ〜６５ｄに分割したので，比較的熱による変形量が大きい外縁部６５の変形をさらに低減できる。従来の一体型の熱板によってウェハを加熱すると，上述したように４つの領域に区画される，いわゆる略鞍型にウェハＷが変形する。本実施の形態のように熱板６３の外縁部６５を４つに円弧状に分割して加熱すると，前記略鞍型の変形量が低減されていることが発明者によって確認されている。
【００４８】
熱板６３の中央部６４及び片６５ａ〜６５ｄの各温度を個別に制御する温度制御装置６６を設けたので，熱板６３の温度を狭い範囲で調節することができ，より温度の均一性の向上した熱板６３によってウェハＷを加熱することができる。また，何らかの原因で熱板６３の一部の温度が変化した場合でも，局所的に温度を微調節することができる。
【００４９】
熱板６３の温度を非接触式の温度センサ７０で検出するようにしたので，熱板６３が薄くされ，熱板６３に直接取り付けることができない場合でも，好適に熱板温度を検出できる。また，熱板に温度センサが直接取り付けられている場合のように，熱板６３の破損に伴い，温度センサを取り替える必要がなくなり，低コスト化が図られる。なお，温度センサ７０は，非接触式でない温度センサ，例えば熱板６３に対して取り外しのできる熱電対等の温度センサであってもよい。
【００５０】
隙間Ｄに支持ピン７１を設け，加熱処理中は，支持ピン７１によってウェハＷを支持するようにしたので，ウェハＷの荷重が熱板６３にかかることが無くなり，熱板６３の荷重による変形が防止される。また，その分熱板６３を薄くし，熱の応答性を向上させることができる。
【００５１】
支持ピン７１に回転駆動部７３を設け，ウェハＷを回転できるようにしたので，加熱処理中にウェハＷを回転させ，ウェハＷ外縁部を均等に加熱することができる。すなわち，熱板６３の各片６５ａ〜６５ｄから輻射される熱は，外乱によって僅かに相異するので，ウェハＷを回転させることによって，各片６５ａ〜６５ｄから伝導される熱量を均し，均等にすることができる。
【００５２】
以上の実施の形態では，熱板６３の各部分，すなわち中央部６４及び片６５ａ〜６５ｄの温度を等しく設定したが，ウェハＷが実際に均等に加熱され，ウェハＷの変形が抑制されるような各部分の温度を，予め実験等で求めておき，当該温度を前記各部分毎に設定してもよい。こうすることにより，ウェハＷの変形特性に基づいて熱板面内の温度が微調整されるので，結果的にウェハＷがより均等に加熱され，ウェハＷの変形が抑制できる。
【００５３】
上述した実施の形態のように熱板温度全体を等しく制御する場合には，各ヒータ６７ａ〜６７ｄを接続して，外縁部６５のヒータを一体化させてもよい。また，一体化させた環状のヒータと，各片６５ａ〜６５ｄ毎に分割されたヒータとを併用させてもよい。
【００５４】
前記実施の形態では，支持ピン７１が回転できるのみであったが，支持ピン７１が任意の位置に昇降できるものであってもよい。図７は，その一例を示すものであり，支持ピン７１を支持するフランジ７２の下方に，例えばシリンダ等を備えた昇降駆動部９０が設けられる。そして，ウェハＷが加熱処理される際には，支持ピン７１上のウェハＷが熱板６３から所定距離離れる位置，例えばウェハＷ上の薬液の反応が開始されない程度にウェハＷが昇温される位置に支持ピン７１を予め待機させておく。そして，昇降ピン７６によって下降されたウェハＷが当該支持ピン７１に支持され，熱板６３からの輻射熱によって比較的低温度に加熱される。その後，支持ピン７１が下降され，熱板６３に近づけられて，設定温度でのウェハＷの加熱処理が行われる。このように，支持ピン７１を昇降できるようにし，ウェハＷを補助的に加熱してから，通常の加熱を行うことによって，ウェハＷ温度の急激な上昇が抑えられるので，ウェハＷの熱による変形を抑制することができる。
【００５５】
なお，各支持ピン７１毎に昇降駆動部を取付けて，各支持ピン７１を個別に昇降させて，ウェハＷを斜めに傾けることができるようにしてもよい。例えば加熱処理中にウェハＷを傾けたり，平坦に戻したりすることによって，ウェハＷの変形特性に合わせた加熱が可能になる。
【００５６】
また，以上の実施の形態で記載した熱板６３の各片６５ａ〜６５ｄを昇降できるようにしてもよい。かかる場合，例えば図８に示すように熱板６３の下方には，各片６５ａ〜６５ｄを支持する支柱１００が設けられ，その支柱１００の下部には，当該支柱１００を昇降させる，例えばシリンダ等を備えた駆動部１０１が設けられる。そして，例えばウェハＷが均等に加熱され，ウェハＷの変形が抑制されるような各片６５ａ〜６５ｄの位置を予め実験等で求めておき，加熱処理開始時又は開始前に各片６５ａ〜６５ｄを駆動部１０１によって所定の高さに移動させるようにする。こうすることによって，ウェハＷの加熱をより均一に行うことができ，ウェハＷの変形が抑制される。なお，実験等で求められたウェハＷの反りに対応させて，各片６５ａ〜６５ｄを予め傾けて設けるようにしてもよい。また，熱板６３の中央部６４も昇降できるようにしてもよい。
【００５７】
また，かかる昇降可能な各片６５ａ〜６５ｄの位置を，ウェハＷ面内の温度に基づいて変更するようにしてもよい。例えば温度センサによってウェハＷ面内の温度を検出し，目標温度よりも低い温度の領域に対応する熱板６３の片を上昇させて，ウェハＷに近づける。一方，目標温度よりも高い温度の領域に対応する片を下降させて，ウェハＷから遠ざけるようにする。このように各片６５ａ〜６５ｄの高さを個別に操作することによって，ウェハＷがより均等に加熱され，ウェハＷの変形を抑制できる。なお，非接触式の温度センサ７０を用いてウェハＷ面内の温度を検出してもよい。
【００５８】
以上の実施の形態で記載した熱板６３は，中央部６４と外縁部６５との間に隙間Ｄを設けていたが，熱板は，隙間Ｄのないものであってもよい。図９は，その一例を示すものであり，例えば熱板１１０における中央部１１１の外縁部１１２側の端部１１１ａが，外縁部１１２側に突出した斜め形状に形成されている。一方，外縁部１１２の中央部１１１側の端部１１２ａが，中央部１１１の端部１１１ａの形状に適合するような，中央部１１１側に突出した斜め形状に形成されている。そして，端部１１１ａと端部１１２ｂとが平面から見て重合するように配置されている。かかる熱板１１０によれば，分割したことによってできる端部１１１ａと端部１１２ａとの間隙からも，ウェハＷに対して熱が供給されるため，ウェハ面内に供給される熱量が不均一になることが抑制される。したがって，ウェハＷが均一に加熱される。
【００５９】
また，隙間Ｄに，当該隙間Ｄの通気を遮断する遮断部材を設けるようにしてもよい。例えば，図１０に示すように隙間Ｄに，断熱性の優れた遮断部材としての樹脂膜，例えばポリイミドフィルム１２０が設けられる。このように，隙間Ｄにポリイミドフィルム１２０を設けることによって，隙間Ｄ内を流れる気流が遮断されるため，当該気流によってウェハＷの一部の温度が低下されることが防止される。したがって，ウェハＷがより均一に加熱される。なお，遮断部材は，磁性流体，弾性を有する部材等の他の部材であってもよい。
【００６０】
以上の実施の形態では，熱板６３を中央部６４と外縁部６５とに分割し，さらに外縁部６５を４つの円弧形状に分割していたが，分割する数は，任意に選択できる。
【００６１】
例えば，図１１に示すように，熱板１３０を中央部１３１と外縁部１３２に分割し，外縁部１３２を同心円状の第１の外縁部１３３と第２の外縁部１３４とに分割する。さらに第１の外縁部１３３を４つの円弧状の片１３３ａ〜１３３ｄに分割し，第２の外縁部１３４を４つの円弧状の片１３４ａ〜１３４ｄに分割する。このように，熱板１３０の外縁部１３２をより細かく分割することにより，熱による変形量が軽減され，熱板１３０全体の平坦性がより向上する。したがって，ウェハＷが均一に加熱され，ウェハＷが変形することが抑制される。また，各外縁部をそれぞれ４つの円弧状に分割するので，上述したようにいわゆる略鞍型に変形するウェハＷの変形量が低減される。
【００６２】
また，熱板１３０は，図１２に示すように第１の外縁部１３３の片１３３ａ〜１３３ｄ同士の間隙と片１３３ａ〜１３３ｄ同士の間隙との位置が重ならないようにずらした状態になっていてもよい。このように，片１３２ａ〜１３２ｄ同士の間隙と片１３３ａ〜１３３ｄ同士の間隙をずらすことによって，熱板１３０を分割することによってできる間隙を熱板面内において，比較的偏り無く配置することができる。したがって，当該間隙によって，ウェハＷの温度が局所的に低下することが抑制され，ウェハＷが均一に加熱される。なお，同心円状の外縁部の数は，２つでなくても任意に選択できる。また，各外縁部の片の数も４つに限られず，任意に選択できる。
【００６３】
以上の実施の形態は，本発明をＰＥＢ装置４４に適用したものであったが，本発明は，他の加熱処理装置，例えばプリベーク装置３３又は３４，ポストベーク装置３５又は４６にも応用できる。
【００６４】
また，以上で説明した実施の形態は，半導体ウェハデバイス製造プロセスのフォトリソグラフィー工程におけるウェハの加熱処理装置について適用したものであったが，本発明は半導体ウェハ以外の基板例えばＬＣＤ基板の加熱処理装置においても適用できる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば，熱板の平坦性が確保されるので，熱板上で加熱される基板が均一に加熱され，熱による基板の変形も抑制されるので，歩留まりの向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態にかかるＰＥＢ装置を搭載した塗布現像処理システムの構成の概略を示す平面図である。
【図２】図１の塗布現像処理システムの正面図である。
【図３】図１の塗布現像処理システムの背面図である。
【図４】ＰＥＢ装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【図５】熱板の構成の概略を平面から見た説明図である。
【図６】熱板の構成の概略を示す斜視図である。
【図７】支持ピンを昇降する場合のＰＥＢ装置の構成の概略を示す説明図である。
【図８】熱板の片を昇降する場合のＰＥＢ装置の構成の概略を示す説明図である。
【図９】熱板の他の構成例を示す縦断面の説明図である。
【図１０】ポリアミドフィルムを設けた場合の熱板の縦断面の説明図である。
【図１１】熱板の他の構成例を示す平面図である。
【図１２】熱板の他の構成例を示す平面図である。
【符号の説明】
１    塗布現像処理システム
４４    ＰＥＢ装置
６３    熱板
６４    中央部
６５    外縁部
６５ａ〜６５ｄ    片
６７ａ〜６７ｅ    ヒータ
６９    制御部
Ｓ    処理室
Ｗ    ウェハ
【図１】
0003825277.tif 000002
【図２】
0003825277.tif 000003
【図３】
0003825277.tif 000004
【図４】
0003825277.tif 000005
【図５】
0003825277.tif 000006
【図６】
0003825277.tif 000007
【図７】
0003825277.tif 000008
【図８】
0003825277.tif 000009
【図９】
0003825277.tif 000010
【図１０】
0003825277.tif 000011
【図１１】
0003825277.tif 000012
【図１２】
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