特許 5767260 基板熱処理装置、基板熱処理方法及び基板熱処理用記録媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5767260

(24)【登録日】2015年6月26日

(45)【発行日】2015年8月19日

(54)【発明の名称】基板熱処理装置、基板熱処理方法及び基板熱処理用記録媒体

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20150730BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20150730BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/30 567

   H01L21/68 N

【請求項の数】11

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2013-34840(P2013-34840)

(22)【出願日】2013年2月25日

(65)【公開番号】特開2014-165330(P2014-165330A)

(43)【公開日】2014年9月8日

【審査請求日】2015年1月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100122507

【弁理士】

【氏名又は名称】柏岡 潤二

(74)【代理人】

【識別番号】100171099

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】▲鶴▼田 豊久

【審査官】 藤原 伸二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２３５４６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２７２９９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２２２１２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１３４３８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１５２２０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｇ０３Ｆ ７／４０

Ｂ０５Ｃ ７／００−２１／００

Ｈ０１Ｌ ２１／３２４

Ｈ０１Ｌ ２１／６７−２１／６８３

Ｃ０３Ｂ ２９／００−２９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の熱処理を行う装置であって、
水平に配置された前記基板の表面に間隙をもって対向する可撓性の板状部と、前記板状部の下面に設けられ、平面視で前記板状部の中央から周縁に向けて延びる渦巻状の複数の溝部とを有する熱板と、
前記基板又は前記熱板を回転させる回転機構と、
前記基板又は前記熱板を昇降させる昇降機構と、
前記溝部が前記板状部の中央から延出する方向に、前記熱板が前記基板に対して相対的に回転するように、前記回転機構を制御すると共に、前記基板と前記熱板とを接近させるように前記昇降機構を制御する制御部と、を備える基板熱処理装置。

【請求項2】

前記回転機構が前記熱板を回転させる、請求項１記載の基板熱処理装置。

【請求項3】

前記回転機構が前記基板を回転させる、請求項１記載の基板熱処理装置。

【請求項4】

前記熱板は、下方に開口すると共に全ての前記溝部に繋がるように前記板状部の中央に設けられた凹部と、前記凹部の底を貫通する通気孔とを更に有する、請求項１〜３のいずれか一項記載の基板熱処理装置。

【請求項5】

前記熱板は、通気孔の絞り部と、前記基板と前記熱板との間の気圧を計測する圧力計とを更に有し、
前記制御部は、前記気圧が高くなるのに応じて前記通気孔の開口面積を大きくするように、更に前記絞り部を制御する、請求項４記載の基板熱処理装置。

【請求項6】

基板の熱処理を行う方法であって、
水平に配置された前記基板の表面に間隙をもって対向する可撓性の板状部と、前記板状部の下面に設けられ、平面視で前記板状部の中央から周縁に向けて延びる渦巻状の複数の溝部とを有する熱板を用い、
前記溝部が前記板状部の中央から延出する方向に前記熱板が前記基板に対して相対的に回転するように、前記基板又は前記熱板を回転させると共に、前記基板と前記熱板とを接近させる加熱工程を備える基板熱処理方法。

【請求項7】

前記熱板を回転させる、請求項６記載の基板熱処理方法。

【請求項8】

前記基板を回転させる、請求項６記載の基板熱処理方法。

【請求項9】

下方に開口すると共に全ての前記溝部に繋がるように前記板状部の中央に設けられた凹部と、前記凹部の底を貫通する通気孔とを更に有する熱板を用いる、請求項６〜８のいずれか一項記載の基板熱処理方法。

【請求項10】

前記加熱工程において、前記基板と前記熱板との間の気圧が高くなるのに応じて前記通気孔の開口面積を大きくする、請求項９記載の基板熱処理方法。

【請求項11】

基板熱処理装置に、請求項６〜１０のいずれか一項記載の基板熱処理方法を実行させるためのプログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な基板熱処理用記録媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板の熱処理を行う装置、方法及び記録媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体の製造において、一枚のウェハに多数の半導体素子を形成した後に、半導体素子ごとにウェハを切り分けて多数の半導体チップを得る方法が広く採用されている。このような製造方法においては、様々な工程でウェハ（基板）の熱処理が行われる。特許文献１には、熱板により基板を加熱する基板熱処理装置が開示されている。熱板は、ウェハを載置するための板状体であり、その上面には複数のプロキシミティピンが設けられている。プロキシミティピンにより、ウェハの裏面と熱板の上面との接触が防止される。これにより、ウェハの裏面のパーティクル汚染が防止される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−７９９４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

半導体製造工程のスループットを向上させるために、上述した基板熱処理装置には、ウェハ（基板）を迅速に加熱することが望まれる。ウェハを迅速に加熱するには、加熱時においてウェハと熱板とをより接近させる必要がある。しかしながら、ウェハと熱板とを接近させ過ぎると、ウェハの裏面及び熱板の上面の微小なうねりに起因して、ウェハと熱板との部分的な接触が生じるおそれがある。このような部分的な接触を防止するために、ウェハと熱板との間隔は余裕をもった大きさに設定される必要がある。

【0005】

特に、近年の半導体製造には大型のウェハが用いられる傾向がある。大型のウェハにおいては裏面のうねりがより大きくなる。また、ウェハに対応して大型化する熱板においても上面のうねりがより大きくなる。更に、大型化に伴う加熱速度の低下を抑制するために、熱板は大型化に応じて薄型化される傾向がある。この薄型化により、熱板の上面のうねりはより一層大きくなる。このため、ウェハが大型化されると、ウェハと熱板との間隔をより大きく設定する必要がある。

【0006】

従って、加熱時においてウェハと熱板とを接近させるのには限界があり、基板の加熱の迅速化を図ることは難しかった。そこで本発明は、基板を迅速に加熱できる装置、方法及び記録媒体を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る基板熱処理装置は、基板の熱処理を行う装置であって、水平に配置された基板の表面に間隙をもって対向する可撓性の板状部と、板状部の下面に設けられ、平面視で板状部の中央から周縁に向けて延びる渦巻状の複数の溝部とを有する熱板と、基板又は熱板を回転させる回転機構と、基板又は熱板を昇降させる昇降機構と、溝部が板状部の中央から延出する方向に、熱板が基板に対して相対的に回転するように、回転機構を制御すると共に、基板と熱板とを接近させるように昇降機構を制御する制御部とを備える。

【0008】

この基板熱処理装置においては、基板又は熱板を回転させるように回転部が制御されると共に、基板と熱板とを接近させるように昇降部が制御される。基板又は熱板の回転に伴い、基板から見て、溝部が板状部の中央から延出する方向に熱板が回転する。これにより、熱板の周囲のガスが溝部内に引き込まれ、熱板と基板との間に集まる。熱板と基板との間に集まったガスにより、熱板と基板との接触が防止される。また、熱板の板状部は可撓性であるため、基板に接近した熱板は基板の表面に倣って撓む。これらのことから、熱板と基板との接触を防止しつつ、熱板と基板とを十分に接近させることができる。従って、基板を迅速に加熱できる。

【0009】

また、熱板の板状部が可撓性であることは、熱板の温度制御の高速化にも寄与する。すなわち、熱板の板状部を剛体化する必要がないため、熱板の薄型化が可能である。熱板を薄型化することにより、熱板の熱容量を大幅に低減し、熱板の温度制御の高速化を図ることができる。

【0010】

回転機構が熱板を回転させる場合、熱板が回転することにより、溝部内のガスが熱板の中央に導かれ、熱板の周囲のガスが溝部内に引き込まれる。このため、熱板の周囲のガスを熱板と基板との間に集め、熱板と基板とを離間した状態に保つことができる。

【0011】

回転機構が基板を回転させる場合、基板の回転に伴って、基板と熱板との間のガスが基板の回転方向に流動する。これに伴い、溝部内のガスが熱板の中央に導かれ、熱板の周囲のガスが溝部内に引き込まれる。このため、熱板を回転させる場合と同様に、熱板の周囲のガスを熱板と基板との間に集め、熱板と基板とを離間した状態に保つことができる。なお、熱板には、内蔵のヒータ又はセンサ用等のケーブルを接続する必要があるのに対し、基板にはこれらを接続する必要がない。このため、基板を回転させる場合、熱板を回転させるのに比べ装置の構成を単純化できる。

【0012】

熱板は、下方に開口すると共に全ての溝部に繋がるように板状部の中央に設けられた凹部と、凹部の底を貫通する通気孔とを更に有してもよい。この場合、熱板と基板との間に集まるガスを通気孔に通して熱板の上方へ逃がすことにより、熱板と基板との隙間を小さく保つことができる。従って、基板をより迅速に加熱できる。

【0013】

熱板は、通気孔の絞り部と、基板と熱板との間の気圧を計測する圧力計とを更に有し、制御部は、気圧が高くなるのに応じて通気孔の開口面積を大きくするように、更に絞り部を制御してもよい。この場合、基板と熱板との間の気圧を安定化することにより、基板と熱板との間隔を安定化できる。

【0014】

本発明に係る基板熱処理方法は、基板の熱処理を行う方法であって、水平に配置された基板の表面に間隙をもって対向する可撓性の板状部と、板状部の下面に設けられ、平面視で板状部の中央から周縁に向けて延びる渦巻状の複数の溝部とを有する熱板を用い、溝部が板状部の中央から延出する方向に熱板が基板に対して相対的に回転するように、基板又は熱板を回転させると共に、基板と熱板とを接近させる加熱工程を備える。

【0015】

この基板熱処理方法においては、基板又は熱板を回転させると共に、基板と熱板とを接近させる。基板又は熱板の回転に伴い、基板から見て、溝部が板状部の中央から延出する方向に熱板が回転する。これにより、熱板の周囲のガスが溝部内に引き込まれ、熱板と基板との間に集まる。熱板と基板との間に集まったガスにより、熱板と基板との接触が防止される。また、熱板の板状部は可撓性であるため、基板に接近した熱板は基板の表面に倣って撓む。これらのことから、熱板と基板との接触を防止しつつ、熱板と基板とを十分に接近させることができる。従って、基板を迅速に加熱できる。

【0016】

また、板状部が可撓性の熱板を用いることは、熱板の温度制御の高速化にも寄与する。すなわち、熱板の板状部を剛体化する必要がないため、熱板の薄型化が可能である。熱板を薄型化することにより、熱板の熱容量を大幅に低減し、熱板の温度制御の高速化を図ることができる。

【0017】

熱板を回転させる場合、熱板が回転することにより、溝部内のガスが熱板の中央に導かれ、熱板の周囲のガスが溝部内に引き込まれる。このため、熱板の周囲のガスを熱板と基板との間に集め、熱板と基板とを離間した状態に保つことができる。

【0018】

基板を回転させる場合、基板の回転に伴って、基板と熱板との間のガスが基板の回転方向に流動する。これにより、溝部内のガスが熱板の中央に導かれ、熱板の周囲のガスが溝部内に引き込まれる。このため、熱板を回転させる場合と同様に、熱板の周囲のガスを熱板と基板との間に集め、熱板と基板とを離間した状態に保つことができる。なお、熱板には、内蔵のヒータ又はセンサ用等のケーブルを接続する必要があるのに対し、基板にはこれらを接続する必要がない。このため、基板を回転させる場合、熱板を回転させるのに比べ装置の構成を単純化できる。

【0019】

下方に開口すると共に全ての溝部に繋がるように板状部の中央に設けられた凹部と、凹部の底を貫通する通気孔とを更に有する熱板を用いてもよい。この場合、熱板と基板との間に集まるガスを通気孔に通して熱板の上方へ逃がすことにより、熱板と基板との隙間を小さく保つことができる。従って、基板をより迅速に加熱できる。

【0020】

加熱工程において、基板と熱板との間の気圧が高くなるのに応じて通気孔の開口面積を大きくしてもよい。この場合、基板と熱板との間の気圧を安定化することにより、基板と熱板との間隔を安定化できる。

【0021】

本発明に係る基板熱処理用記録媒体は、基板熱処理装置に、請求項６〜１０のいずれか一項記載の基板熱処理方法を実行させるためのプログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能なものである。

【発明の効果】

【0022】

本発明に係る装置、方法及び記録媒体によれば、基板を迅速に加熱できる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明に係る加熱・冷却ユニットが適用される塗布・現像装置の斜視図である。

【図2】図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。

【図3】図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。

【図4】加熱・冷却ユニットの概略構成を示す模式図である。

【図5】熱板の底面図である。

【図6】図５中のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。

【図7】連結部の断面図である。

【図8】図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。

【図9】連結部の変形例を示す断面図である。

【図10】図４の加熱・冷却ユニットの冷却板上にウェハＷを載置した状態を示す模式図である。

【図11】図１０中のウェハＷを熱板の下に搬送した状態を示す模式図である。

【図12】図１１中のウェハＷを熱板に接近させた状態を示す模式図である。

【図13】図１２中の冷却板を熱板の下から退避させた状態を示す模式図である。

【図14】加熱・冷却ユニットの変形例を示す模式図である。

【図15】図１４の加熱・冷却ユニットにおいてウェハＷを熱板の下に搬送した状態を示す模式図である。

【図16】図１５中のウェハＷを冷却板から離間させた状態を示す模式図である。

【図17】図１６中のウェハＷを回転保持部上に載置した状態を示す模式図である。

【図18】図１７中のウェハＷを熱板に接近させた状態を示す模式図である。

【図19】加熱・冷却ユニットの変形例を示す模式図である。

【図20】図１９の加熱・冷却ユニットにおいてウェハＷを保持回転部上に載置した状態を示す模式図である。

【図21】図２０中のウェハＷを冷却板上に載置した状態を示す模式図である。

【図22】図２１中のウェハＷを熱板に接近させた状態を示す模式図である。

【図23】加熱・冷却ユニットの変形例を示す模式図である。

【図24】図２３の加熱・冷却ユニットにおいてウェハＷを保持回転部上に載置した状態を示す模式図である。

【図25】図２４中のウェハＷを冷却板上に載置した状態を示す模式図である。

【図26】図２５中のウェハＷを熱板に接近させた状態を示す模式図である。

【図27】熱板の変形襟を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明に係る基板熱処理装置の好適な実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0025】

＜第１実施形態＞
第１実施形態の基板熱処理装置２は、基板の一種であるウェハの塗布・現像装置において、ウェハの熱処理を行う装置である。

【0026】

（塗布・現像装置）
まず、本実施形態の基板熱処理装置が適用される塗布・現像装置の一例について説明する。図１〜図３に示すように、塗布・現像装置１は、キャリアブロックＳ１と、キャリアブロックＳ１に隣接する処理ブロックＳ２と、処理ブロックＳ２に隣接するインターフェースブロックＳ３とを備える。以下、塗布・現像装置１の説明における「前後左右」は、インターフェースブロックＳ３側を前側、キャリアブロックＳ１側を後側とした方向を意味するものとする。

【0027】

キャリアブロックＳ１は、キャリアステーション１２と、搬入・搬出部１３とを有する。キャリアステーション１２は、複数のキャリア１１を支持する。キャリア１１は、複数枚のウェハＷを密封状態で収容し、キャリアステーション１２上に着脱自在に設置される。キャリア１１は、ウェハＷを出し入れするための開閉扉（不図示）を一側面１１ａ側に有する。搬入・搬出部１３は、キャリアステーション１２上の複数のキャリア１１にそれぞれ対応する複数の開閉扉１３ａを有する。搬入・搬出部１３は、受け渡しアームＡ１を内蔵している。受け渡しアームＡ１は、キャリアステーション１２に設置されたキャリア１１からウェハＷを取り出して処理ブロックＳ２に渡し、処理ブロックＳ２からウェハＷを受け取ってキャリア１１内に戻す。

【0028】

処理ブロックＳ２は、下層反射防止膜形成（ＢＣＴ）ブロック１４と、レジスト膜形成（ＣＯＴ）ブロック１５と、上層反射防止膜形成（ＴＣＴ）ブロック１６と、現像処理（ＤＥＶ）ブロック１７とを有する。これらのブロックは、床面側からＤＥＶブロック１７、ＢＣＴブロック１４、ＣＯＴブロック１５、ＴＣＴブロック１６の順に積層されている。

【0029】

ＢＣＴブロック１４は、反射防止膜形成用の薬液の塗布ユニット（不図示）と、加熱・冷却ユニット（不図示）と、これらのユニットにウェハＷを搬送する搬送アームＡ２とを内蔵しており、ウェハＷの表面上に下層の反射防止膜を形成する。ＣＯＴブロック１５は、レジスト膜形成用の薬液の塗布ユニット（不図示）と、加熱・冷却ユニット（不図示）と、これらのユニットにウェハＷを搬送する搬送アームＡ３とを内蔵しており、下層の反射防止膜の上にレジスト膜を形成する。ＴＣＴブロック１６はＢＣＴブロック１４と同様に、塗布ユニットと、加熱・冷却ユニットと、搬送アームＡ４とを内蔵しており、レジスト膜の上に上層の反射防止膜を形成する。

【0030】

ＤＥＶブロック１７は、複数の現像処理ユニットＵ１と、複数の加熱・冷却ユニットＵ２と（図３参照）、これらのユニットにウェハＷを搬送する搬送アームＡ５と、これらのユニットを経ずに処理ブロックＳ２の前後間でウェハＷを搬送する直接搬送アームＡ６とを内蔵しており、露光されたレジスト膜の現像処理を行う。本実施形態の基板熱処理装置２は、加熱・冷却ユニットＵ２として用いられる。

【0031】

処理ブロックＳ２の後側には棚ユニットＵ３が設けられている。棚ユニットＵ３は、床面からＴＣＴブロック１６に亘るように設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルＣ３０〜Ｃ３８に区画されている。棚ユニットＵ３の近傍には、昇降アームＡ７が設けられている。昇降アームＡ７は、セルＣ３０〜Ｃ３８間でウェハＷを搬送する。処理ブロックＳ２の前側には棚ユニットＵ４が設けられている。棚ユニットＵ４は、床面からＤＥＶブロック１７の上部に亘るように設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルＣ４０〜Ｃ４２に区画されている。

【0032】

インターフェースブロックＳ３は、露光装置Ｅ１に接続される。インターフェースブロックＳ３は、受け渡しアームＡ８を内蔵している。受け渡しアームＡ８は、処理ブロックＳ２の棚ユニットＵ４から露光装置Ｅ１にウェハＷを渡し、露光装置Ｅ１からウェハＷを受け取り棚ユニットＵ４に戻す。

【0033】

このような塗布・現像装置１では、まず、複数のウェハＷを収容したキャリア１１がキャリアステーション１２に設置される。このとき、キャリア１１の一側面１１ａは搬入・搬出部１３の開閉扉１３ａに向けられる。次に、キャリア１１の開閉扉と搬入・搬出部１３の開閉扉１３ａとが共に開放され、受け渡しアームＡ１により、キャリア１１内のウェハＷが取り出され、処理ブロックＳ２の棚ユニットＵ３のいずれかのセルに順次搬送される。

【0034】

受け渡しアームＡ１により棚ユニットＵ３のいずれかのセルに搬送されたウェハＷは、昇降アームＡ７により、ＢＣＴブロック１４に対応するセルＣ３３に順次搬送される。セルＣ３３に搬送されたウェハＷは、搬送アームＡ２によってＢＣＴブロック１４内の塗布ユニット及び加熱・冷却ユニットに搬送され、このウェハＷの表面上に下層反射防止膜が形成される。

【0035】

下層反射防止膜が形成されたウェハＷは、搬送アームＡ２によってセルＣ３３の上のセルＣ３４に搬送される。セルＣ３４に搬送されたウェハＷは、昇降アームＡ７によって、ＣＯＴブロック１５に対応するセルＣ３５に搬送される。セルＣ３５に搬送されたウェハＷは、搬送アームＡ３によりＣＯＴブロック１５内の各ユニットに搬送され、このウェハＷの下層反射防止膜の上にレジスト膜が形成される。

【0036】

レジスト膜が形成されたウェハＷは、搬送アームＡ３によってセルＣ３５の上のセルＣ３６に搬送される。セルＣ３６に搬送されたウェハＷは、昇降アームＡ７によって、ＴＣＴブロック１６に対応するセルＣ３７に搬送される。セルＣ３７に搬送されたウェハＷは、搬送アームＡ４によってＴＣＴブロック１６内の各ユニットに搬送され、このウェハＷのレジスト膜の上に上層反射防止膜が形成される。

【0037】

上層反射防止膜が形成されたウェハＷは、搬送アームＡ４によってセルＣ３７の上のセルＣ３８に搬送される。セルＣ３８に搬送されたウェハＷは、昇降アームＡ７によって直接搬送アームＡ６に対応するセルＣ３２に搬送され、直接搬送アームＡ６によって棚ユニットＵ４のセルＣ４２に搬送される。セルＣ４２に搬送されたウェハＷは、インターフェースブロックＳ３の受け渡しアームＡ８により露光装置Ｅ１に渡され、レジスト膜の露光処理が行われる。露光処理後のウェハＷは、受け渡しアームＡ８によりセルＣ４２の下のセルＣ４０，Ｃ４１に搬送される。

【0038】

セルＣ４０，Ｃ４１に搬送されたウェハＷは、搬送アームＡ５により、ＤＥＶブロック１７内の各ユニットに搬送され、レジスト膜の現像処理が行われる。ＤＥＶブロック１７において、加熱・冷却ユニットＵ２は、例えばポストエクスポージャベーク処理、ポストベーク処理等の熱処理を行う。ポストエクスポージャベーク処理は、現像処理前にウェハＷを加熱・冷却する処理である。ポストベーク処理は、現像処理後にウェハＷを加熱・冷却する処理である。

【0039】

現像処理後のウェハＷは、搬送アームＡ５により、棚ユニットＵ３のうちＤＥＶブロック１７に対応したセルＣ３０，Ｃ３１に搬送される。セルＣ３０，Ｃ３１に搬送されたウェハＷは、受け渡しアームＡ１がアクセス可能なセルに昇降アームＡ７によって搬送され、受け渡しアームＡ１によってキャリア１１内に戻される。

【0040】

なお、塗布・現像装置１の構成は一例に過ぎない。塗布・現像装置は、塗布ユニット、現像処理ユニット等の液処理ユニットと、加熱・冷却ユニット等の前処理・後処理ユニットと、搬送装置とを備えるものであればよく、これら各ユニットの個数や種類、レイアウト等は適宜変更可能である。また、基板熱処理装置２を、ＢＣＴブロック１４、ＣＯＴブロック１５又はＴＣＴブロック１６の加熱・冷却ユニットとして用いてもよいし、全てのブロック１４，１５，１６，１７の加熱・冷却ユニットとして用いてもよい。

【0041】

（基板熱処理装置）
続いて、基板熱処理装置２について詳細に説明する。図４に示すように、基板熱処理装置２は、筐体２０と、冷却板３０と、冷却板移送機構５０と、熱板４０と、熱板回転機構６０と、基板昇降機構７０と、制御部２１とを備える。筐体２０は、冷却処理空間Ｒ１と加熱処理空間Ｒ２とを内部に有する。冷却処理空間Ｒ１と加熱処理空間Ｒ２とは水平方向で隣接している。以下、基板熱処理装置２の説明における「前後」は、加熱処理空間Ｒ２側を前側、冷却処理空間Ｒ１側を後側とした方向を意味する。

【0042】

冷却板３０は、冷却処理空間Ｒ１内で水平に配置されており、ウェハＷの裏面Ｗｂに対向してウェハＷを冷却する（図５参照）。冷却板３０内には、冷却水を通す流水路（不図示）が形成されている。冷却板移送機構５０は、冷却板３０の下方に配置され、筐体２０に固定されている。冷却板移送機構５０は、上方に突出する移動体５０ａを有しており、前後方向に沿って移動体５０ａを移送する。移動体５０ａの先端部は、冷却板３０の中心ＣＬ１の後方に位置し、冷却板３０の下面の周縁部に固定されている。すなわち、冷却板移送機構５０は、冷却板３０を前後方向に沿って移送する。冷却板３０の移送範囲は、加熱処理空間Ｒ２内に亘っている。なお、冷却板３０には、前後方向に沿う複数のスリット３０ａが形成されている。各スリット３０ａは前方に開いており、加熱処理空間Ｒ２において後述の支持ピン７１ｂ及び基板保持部７６を前方から受け入れる。

【0043】

熱板４０は、加熱処理空間Ｒ２内で水平に配置されている。熱板４０は、冷却板３０に比べ上方に位置しており、上下方向において冷却板３０と離間している。図５及び図６に示すように、熱板４０は、板状部４１と、複数の溝部４１ａとを有する。

【0044】

板状部４１は可撓性であり、平面視で円形を呈する。板状部４１の材料としては、例えばポリイミド樹脂、ガラス、セラミック又は表面を絶縁性材料等で被覆した金属（例えばステンレス又はアルミ）等が挙げられる。板状部４１の厚さＴは、板状部４１に所望の可撓性を付与できる範囲であればよく、材質に応じて適宜設定される。板状部４１がポリイミド樹脂からなる場合、板状部４１の厚さは例えば０．２〜１．０ｍｍである。板状部４１の直径は、ウェハＷの直径以上であればよい。ウェハＷの直径が３００ｍｍである場合、板状部４１の直径は例えば３００〜３３０ｍｍである。ウェハＷの直径が４５０ｍｍである場合、板状部４１の直径は例えば４５０〜４９５ｍｍである。板状部４１の上面には、例えばステンレス箔からなるシート状のヒータ４２が貼り合わされている。ヒータ４２には、給電ケーブル４３が接続されている。ヒータ４２の上には温度センサ４４が取り付けられており、温度センサ４４には、信号ケーブル４５が接続されている。

【0045】

複数の溝部４１ａは、板状部４１の下面に形成されており、それぞれ平面視で板状部４１の中央から周縁に向けて延びる渦巻状を呈している。例えば、溝部４１ａは、板状部４１の周縁との交点において、板状部４１の周縁の接線と所定の角度θをなす。また、板状部４１の周縁と同心である任意の円ＣＲ１との交点においても、円ＣＲ１の接戦と角度θをなす。角度θは、例えば２０〜６０°である。溝部４１ａの本数は、例えば２０〜８０本である。溝部４１ａの深さは、例えば０．０２〜０．１ｍｍである。

【0046】

また、板状部４１の下面の中央には凹部４１ｂが形成されている。凹部４１ｂは、全ての溝部４１ａに繋がっている。凹部４１ｂ内には、凹部４１ｂの底を貫通する通気孔４１ｃが形成されている。すなわち、熱板４０は、下方に開口すると共に全ての溝部４１ａに繋がるように板状部４１の中央に設けられた凹部４１ｂと、凹部４１ｂの底を貫通する通気孔４１ｃとを更に有する。通気孔４１ｃには、排気チューブ４６が接続されている。

【0047】

図４に示すように、熱板回転機構６０は、本体６１と、回転体６２と、複数のスポーク６３と、回転体駆動機６４とを有する。本体６１は、熱板４０の中心の上方に位置して筐体２０に固定されている。回転体６２は、例えば磁力により本体６１の下に取り付けられており、鉛直な軸線ＣＬ２を中心に回転自在となっている。複数のスポーク６３は、回転体６２の周面から放射状に突出すると共に、下方に傾斜している。スポーク６３の先端部は、熱板４０の上面の周縁部に固定されている。これにより、熱板４０は、軸線ＣＬ２を中心に回転自在となっている。板状部４１が可撓性であるため、熱板４０は、スポーク６３により周縁部を保持された状態で自重により中央部が低くなるように撓む。回転体駆動機６４は、例えば電動モータであり、本体６１に隣接して筐体２０に固定されている。回転体駆動機６４は、ギア等を介して回転体６２を回転させる。すなわち、熱板回転機構６０は、軸線ＣＬ２を中心に熱板４０を回転させる。

【0048】

図７に示すように、回転体６２の周縁部と本体６１の周縁部との間には、複数の球体６５が介在している。回転体６２の周縁部の上面には複数の球体６５をそれぞれ収容する複数の球体用凹部６２ａが形成されている（図８参照）。複数の球体用凹部６２ａは周方向に沿って配置されている。本体６１の周縁部の下面には複数の球体６５を収容する円環状の球体用溝部６１ａが形成されている。複数の球体用凹部６２ａにそれぞれ収容された球体６５が球体用溝部６１ａに沿って転がることにより、本体６１に対する回転体６２の回転が円滑化される。

【0049】

回転体６２の中心には、軸線ＣＬ２に沿って上下に開口する通気孔６２ｂが形成されている。通気孔６２ｂの下端部には、排気チューブ４６が接続される。回転体６２の上面には、複数の接続端子６２ｃ，６２ｄが設けられている。接続端子６２ｃ，６２ｄは、それぞれ軸線ＣＬ２を中心とする環状を呈し、通気孔６２ｂを囲んでいる。接続端子６２ｃには給電ケーブル４３が接続され、接続端子６２ｄには信号ケーブル４５が接続されている。

【0050】

本体６１には、通気孔６２ｂに連通すると共に筐体２０の外部に連通する通気孔６１ｂが形成されている。本体６１の下面には、複数の接続端子６１ｃ，６１ｄが設けられている。接続端子６１ｃ，６１ｄは、それぞれ制御部２１に接続されると共に下方に突出しており、接続端子６２ｃ，６２ｄにそれぞれ接触する。接続端子６１ｃ，６１ｄと接続端子６２ｃ，６２ｄとの接触により、ヒータ４２及び温度センサ４４と制御部２１とが接続される。接続端子６２ｃ，６２ｄが軸線ＣＬ２を中心とする環状を呈することから、回転体６２が回転しても接続端子６２ｃ，６２ｄと接続端子６１ｃ，６１ｄとの接触が維持される。

【0051】

なお、回転体６２と本体６１とを連結するために必ずしも磁力を用いなくてもよい。図９は、磁力を用いずに回転体６２と本体６１とを連結する構造の例を示している。図９において、回転体６２の上部には、本体６１を囲む筒状部６２ｅが形成されている。本体６１の下端部の外周には、筒状部６２ｅ側に突出する環状凸部６１ｆが形成されている。筒状部６２ｅの上端部の内周には、環状凸部６１ｆの上方において本体６１側に突出する環状凸部６２ｆが形成されている。環状凸部６２ｆが環状凸部６１ｆに引っ掛ることで、回転体６２と本体６１とが連結されている。

【0052】

環状凸部６１ｆと環状凸部６２ｆとの間には、複数の球体６５が介在している。環状凸部６１ｆの上面には複数の球体６５をそれぞれ収容する複数の球体用凹部６１ｇが形成されている。複数の球体用凹部６１ｇは周方向に沿って配置されている。環状凸部６２ｆの下面には複数の球体６５を収容する円環状の球体用溝部６２ｇが形成されている。複数の球体用凹部６１ｇにそれぞれ収容された球体６５が球体用溝部６２ｇに沿って転がることにより、本体６１に対する回転体６２の回転が円滑化される。

【0053】

図４に示すように、基板昇降機構７０は、昇降体７１と、昇降体駆動機７２とを有する。昇降体７１は、熱板４０の下方に水平に配置された昇降板７１ａと、昇降板７１ａから上方に突出した３本の支持ピン７１ｂとを有する。なお、図４中には、２本の支持ピン７１ｂのみを図示している。支持ピン７１ｂの本数は４本以上であってもよい。それぞれの支持ピン７１ｂの先端部には、ウェハＷを真空吸着等により保持する基板保持部７６が設けられている。昇降体駆動機７２は、例えばエアシリンダーであり、上方に突出した昇降ロッド７２ａを有する。昇降体駆動機７２は、昇降体７１の下方に位置して筐体２０に固定されており、昇降ロッド７２ａの先端部が昇降板７１ａの下面に固定されている。昇降体駆動機７２は、昇降ロッド７２ａを昇降させることで昇降体７１を昇降させる。昇降体７１の昇降に伴って、基板保持部７６は、冷却板３０の上面より下から熱板４０の近傍に亘る範囲で昇降する。

【0054】

制御部２１は制御用のコンピュータであり、熱処理条件の設定画面を表示する表示部（不図示）と、熱処理条件を入力する入力部（不図示）と、コンピュータ読み取り可能な記録媒体からプログラムを読み取る読取部（不図示）とを有する。記録媒体には、制御部２１にウェハＷの熱処理を実行させるプログラムが記録されており、このプログラムが制御部２１の読取部によって読み取られる。記録媒体としては、例えば、ハードディスク、コンパクトディスク、フラッシュメモリ、フレキシブルディスク、メモリカード等が挙げられる。制御部２１は、入力部に入力された熱処理条件と、読取部により読み取られたプログラムとに応じて、冷却板３０、熱板４０、冷却板移送機構５０、基板昇降機構７０、熱板回転機構６０を制御することでウェハＷの熱処理を実行する。

【0055】

以下、図１０〜１３を参照し、制御部２１により実行される熱処理について説明する。まず、制御部２１は、冷却板３０の温度及び熱板４０の温度を制御する。この状態でウェハＷが筐体２０内に搬入され、冷却板３０上に載置される（図１０参照）。制御部２１は、冷却板３０上にウェハＷが載置された状態を保つことによりウェハＷを冷却する（第１の冷却工程）。

【0056】

次に、制御部２１は、基板保持部７６の上端が冷却板３０の上面より下に位置する状態で、冷却板３０を加熱処理空間Ｒ２内に移送するように冷却板移送機構５０を制御し、冷却板３０上のウェハＷを熱板４０の下方に配置する（図１１参照）。支持ピン７１ｂ及び基板保持部７６は冷却板３０のスリット３０ａ内に受け入れられるため、冷却板３０は支持ピン７１ｂ及び基板保持部７６に妨げられることなく加熱処理空間Ｒ２内に進入する。

【0057】

次に、制御部２１は、熱板回転機構６０を制御して熱板４０を回転させる。このとき、熱板４０の回転方向は、溝部４１ａが板状部４１の中央から延出する方向に設定される。すなわち、制御部２１は、溝部４１ａが板状部４１の中央から延出する方向に、熱板４０がウェハＷに対して相対的に回転するように熱板回転機構６０を制御する。ウェハＷを熱板４０の下方に配置するのと同時に、又はそれより前に熱板４０の回転を開始してもよい。熱板４０の回転速度は、例えば１００〜１０００ｒｐｍである。

【0058】

次に、制御部２１は、基板昇降機構７０を制御して昇降体７１を上昇させる（図１２参照）。基板保持部７６がウェハＷに当接すると、制御部２１は、基板保持部７６にウェハＷを吸着させると共に、更に昇降体７１を上昇させるように基板昇降機構７０を制御する。これにより、ウェハＷが熱板４０に接近する。すなわち、制御部２１は、ウェハＷと熱板４０とを接近させるように基板昇降機構７０を制御する。

【0059】

溝部４１ａが板状部４１の中央から延出する方向に熱板４０が回転しているので、溝部４１ａ内のガスが熱板４０の中央に導かれ、熱板４０の周囲のガスが溝部４１ａ内に引き込まれる。このため、熱板４０の周囲のガスが熱板４０とウェハＷとの間に集まる。熱板４０とウェハＷとの間に集まったガスにより、熱板４０とウェハＷとの接触が防止される。中央が低くなるように撓んでいた熱板４０は、ガスを介してウェハＷに押し上げられ、平板状になる。また、ウェハＷは基板保持部７６に吸着されているため、ガスの流動に伴うウェハＷの位置ずれが確実に防止される。

【0060】

ウェハＷの高さが目標高さに達すると、制御部２１は、昇降体７１の上昇を停止させるように基板昇降機構７０を制御する。ウェハＷの目標高さは、熱板４０とウェハＷとの間に集まったガスにより、熱板４０を支持し得る浮力が発生するように設定される。次に、制御部２１は、冷却板３０を冷却処理空間Ｒ１に戻すように冷却板移送機構５０を制御し（図１３参照）、ウェハＷと熱板４０とが接近した状態を保つことでウェハＷを加熱する（加熱工程）。

【0061】

上述したように、熱板４０とウェハＷとの間に集まったガスにより、熱板４０とウェハＷとの接触が防止される。また、熱板４０の板状部４１が可撓性であるため、ウェハＷの表面Ｗａに微少なうねりが生じている場合であっても、熱板４０はウェハＷの表面Ｗａに倣って撓む。これらのことから、熱板４０とウェハＷとの接触を防止しつつ、熱板４０とウェハＷとを十分に接近させることができる。従って、ウェハＷを迅速に加熱できる。

【0062】

熱板４０の板状部４１が可撓性であることは、熱板４０の温度制御の高速化にも寄与する。すなわち、熱板４０の板状部４１を剛体化する必要がないため、熱板４０の薄型化が可能である。熱板４０を薄型化することにより、熱板４０の熱容量を大幅に低減し、熱板４０の温度制御の高速化を図ることができる。

【0063】

熱板４０の回転により、熱板４０とウェハＷとの間に集まったガスは、通気孔４１ｃを通って熱板４０の上方に流れ、排気チューブ４６、通気孔６２ｂ，６１ｂを通って筐体２０の外に排出される。ガスを通気孔４１ｃに通して熱板４０の上方へ逃がすことにより、熱板４０とウェハＷとの隙間を小さく保つことができる。従って、ウェハＷをより迅速に加熱できる。

【0064】

通気孔４１ｃからガスが流出することにより、熱板４０とウェハＷとの間にガスの流れが生じる。これにより、熱板４０とウェハＷとの間を換気できる。また、熱板４０とウェハＷとの隙間は小さく保たれるので、熱板４０とウェハＷとの間の換気を迅速に行うことができる。これらの特性を利用し、熱板４０とウェハＷとの間にパージ用又は疎水化処理用等のガスを供給することもできる。

【0065】

ウェハＷの上方に高温の熱板４０を配置しているので、ウェハＷからの気化物の凝縮又は凝固が抑制される。このため、ウェハＷからの気化物の付着を抑制することができる。

【0066】

ウェハＷの加熱が完了すると、制御部２１は、冷却板３０を加熱処理空間Ｒ２内に再度移送するように冷却板移送機構５０を制御する（図１２参照）。次に、制御部２１は、ウェハＷを下降させると共に、基板保持部７６によるウェハＷの吸着を解除ように基板昇降機構７０を制御する。基板保持部７６の上端が冷却板３０の上面より下に下降すると、ウェハＷが冷却板３０上に載置される（図１１参照）。制御部２１は、冷却板３０を冷却処理空間Ｒ１内に戻すように冷却板移送機構５０を制御し（図１０参照）、冷却板３０上にウェハＷが載置された状態を保つことによりウェハＷを冷却する（第２の冷却工程）。以上でウェハＷの熱処理が完了し、ウェハＷが筐体２０内から搬出される。

【0067】

＜第２実施形態＞
第２実施形態である基板熱処理装置２Ａは、熱板４０を回転させ、ウェハＷを昇降させるのに代えて、ウェハＷを回転させ、熱板４０を昇降させる点で、基板熱処理装置２と異なる。図１４に示すように、基板熱処理装置２Ａは、基板熱処理装置２と同様の筐体２０、冷却板３０、冷却板移送機構５０及び熱板４０を備えると共に、基板昇降機構７０Ａと、基板回転機構８０と、熱板昇降機構６０Ａと、制御部２１Ａとを備える。

【0068】

基板昇降機構７０Ａは、昇降体７３と、昇降体駆動機７４とを有する。昇降体７３は、昇降体７１と同様に昇降板７３ａと支持ピン７３ｂとを有するが、昇降体７３の支持ピン７３ｂの先端部には基板保持部７６が設けられていない。昇降体駆動機７４は、昇降体駆動機７２と同様に例えばエアシリンダーであり、昇降ロッド７４ａを有する。昇降体駆動機７４は、昇降板７３ａの周縁部の下方に配置され、昇降ロッド７４ａの先端部は昇降板７３ａの下面の周縁部に固定されている。

【0069】

基板回転機構８０は、例えば電動モータであり、上方に突出する回転軸８０ａを有する。回転軸８０ａの先端部には、真空吸着等によりウェハＷを吸着する基板保持部８１が設けられている。基板回転機構８０は昇降板７３ａの中心の下方に配置されており、回転軸８０ａは昇降板７３ａを貫通している。基板保持部８１の上端は、冷却板３０の上面より下に位置する。基板昇降機構７０Ａが昇降体７３を最も下降させたときに、基板保持部８１の上端は支持ピン７３ｂの先端より上に位置する。なお、回転軸８０ａ及び基板保持部８１も、冷却板３０のスリット３０ａに受け入れられる。

【0070】

熱板昇降機構６０Ａは、昇降体６６と、複数のスポーク６３と、昇降体駆動機６７とを有する。昇降体６６は、熱板４０の中心の上方に位置する。複数のスポーク６３は、昇降体６６の下端部から放射状に突出すると共に下方に傾斜しており、それぞれのスポーク６３の先端部は熱板４０の周縁部に固定されている。板状部４１が可撓性であるため、熱板４０は、スポーク６３により周縁部を保持された状態で自重により中央部が低くなるように撓む。昇降体６６には、制御部２１Ａに接続された複数の接続端子（不図示）と、筐体２０の外部に連通する通気孔（不図示）とが設けられている。給電ケーブル４３及び信号ケーブル４５は、昇降体６６の複数の接続端子にそれぞれ接続され、排気チューブ４６は昇降体６６の通気孔に接続されている。

【0071】

昇降体駆動機６７は、例えばエアシリンダーであり、上方に突出する昇降ロッド６７ａを有する。昇降体駆動機６７は、平面視で熱板４０の周縁部に位置しており、昇降ロッド６７ａは熱板４０の周囲を通って上方に突出している。昇降ロッド６７ａは熱板４０の上方において熱板４０の中心側に折れ曲がっており、昇降ロッド６７ａの先端部は昇降体６６に固定されている。昇降体駆動機６７は、昇降ロッド６７ａを昇降させることで昇降体６６を昇降させる。すなわち、熱板昇降機構６０Ａは、熱板４０を昇降させる。

【0072】

制御部２１Ａは、制御部２１と同様のコンピュータであり、入力部に入力された熱処理条件と、読取部により記録媒体から読み取られたプログラムとに応じて、冷却板３０、熱板４０、冷却板移送機構５０、基板昇降機構７０Ａ、基板回転機構８０及び熱板昇降機構６０Ａを制御することでウェハＷの熱処理を実行する。

【0073】

以下、図１５〜１８を参照して制御部２１Ａにより実行される熱処理について説明する。まず、制御部２１Ａは、制御部２１と同様に冷却板３０の温度及び熱板４０の温度を制御してウェハＷの搬入を待機する。この状態でウェハＷが筐体２０内に搬入され、冷却板３０上に載置される。制御部２１Ａは、冷却板３０上にウェハＷが載置された状態を保つことによりウェハＷを冷却する（第１の冷却工程）。

【0074】

次に、制御部２１Ａは、昇降体７３の支持ピン７３ｂの先端が冷却板３０の上面より下に位置する状態で、冷却板３０を加熱処理空間Ｒ２内に移送するように冷却板移送機構５０を制御し、冷却板３０上のウェハＷを熱板４０の下方に配置する（図１５参照）。支持ピン７３ｂ、回転軸８０ａ及び基板保持部８１は冷却板３０のスリット３０ａ内に受け入れられるため、冷却板３０は支持ピン７３ｂ、回転軸８０ａ及び基板保持部８１に妨げられることなく加熱処理空間Ｒ２内に進入する。

【0075】

次に、制御部２１Ａは、昇降体７３を上昇させるように基板昇降機構７０Ａを制御する（図１６参照）。ウェハＷが支持ピン７３ｂにより押し上げられて冷却板３０から離間すると、制御部２１Ａは昇降体７３の上昇を停止させるように基板昇降機構７０Ａを制御し、冷却板３０を冷却処理空間Ｒ１に戻すように冷却板移送機構５０を制御する。次に、制御部２１Ａは、昇降体７３を下降させるように基板昇降機構７０Ａを制御してウェハＷを基板保持部８１上に載置し（図１７参照）、基板保持部８１によりウェハＷを吸着させるように基板回転機構８０を制御する。

【0076】

次に、制御部２１Ａは、基板回転機構８０を制御してウェハＷを回転させる。このとき、ウェハＷ側から見て、溝部４１ａが板状部４１の中央から延出する方向に熱板４０が回転するように、ウェハＷの回転方向が設定される。すなわち、制御部２１Ａは、溝部４１ａが板状部４１の中央から延出する方向に、熱板４０がウェハＷに対して相対的に回転するように、基板回転機構８０を制御する。ウェハＷの回転速度は、例えば１００〜１０００ｒｐｍである。

【0077】

次に、制御部２１Ａは、熱板昇降機構６０Ａを制御して熱板４０を下降させる（図１８参照）。これにより、熱板４０がウェハＷに接近する。すなわち、制御部２１Ａは、ウェハＷと熱板４０とを接近させるように熱板昇降機構６０Ａを制御する。ウェハＷの回転に伴って、ウェハＷと熱板４０との間のガスがウェハＷの回転方向に流動する。これに伴い、溝部４１ａ内のガスが熱板４０の中央に導かれ、熱板４０の周囲のガスが溝部４１ａ内に引き込まれる。このため、熱板４０を回転させる場合と同様に、熱板４０の周囲のガスが熱板４０とウェハＷとの間に集まる。熱板４０とウェハＷとの間に集まったガスにより、熱板４０とウェハＷとの接触が防止される。中央が低くなるように撓んでいた熱板４０は、ガスを介してウェハＷに押し上げられ、平板状になる。

【0078】

熱板の高さが目標高さに達すると、制御部２１Ａは、熱板４０の下降を停止させるように熱板昇降機構６０Ａを制御する。熱板４０の目標高さは、熱板４０とウェハＷとの間に集まったガスにより、熱板４０を支持し得る浮力が発生するように設定される。制御部２１Ａは、ウェハＷと熱板４０とが接近した状態を保つことでウェハＷを加熱する（加熱工程）。

【0079】

基板熱処理装置２Ａにおいても、基板熱処理装置２と同様の効果が得られる。更に、熱板４０には給電ケーブル４３、信号ケーブル４５及び排気チューブ４６が接続されるのに対し、ウェハＷにはこれらを接続する必要がない。このため、ウェハＷを回転させる場合、熱板４０を回転させるのに比べ装置の構成を単純化できる。

【0080】

ウェハＷの加熱が完了すると、制御部２１Ａは、熱板４０を上昇させるように熱板昇降機構６０Ａを制御する。次に、制御部２１Ａは、ウェハＷの回転を停止させた後に、基板保持部８１によるウェハＷの吸着を解除するように基板回転機構８０を制御し、昇降体７３を上昇させるように基板昇降機構７０Ａを制御する。ウェハＷが支持ピン７３ｂにより押し上げられて冷却板３０の上面より上に達すると、制御部２１Ａは、昇降体７３の上昇を停止させるように基板昇降機構７０Ａを制御する。次に、制御部２１Ａは、冷却板３０を加熱処理空間Ｒ２に移送するように冷却板移送機構５０を制御し、冷却板３０をウェハＷの下に配置する（図１６参照）。次に、制御部２１Ａは、昇降体７３を下降させるように基板昇降機構７０Ａを制御してウェハＷを冷却板３０上に載置する（図１５参照）。制御部２１Ａは、冷却板３０を冷却処理空間Ｒ１内に戻すように冷却板移送機構５０を制御し、冷却板３０上にウェハＷが載置された状態を保つことによりウェハＷを冷却する（第２の冷却工程）。以上でウェハＷの熱処理が完了し、ウェハＷが筐体２０内から搬出される。

【0081】

＜第３実施形態＞
第３実施形態である基板熱処理装置２Ｂは、熱板４０と冷却板３０Ａとを常に対向させている点で基板熱処理装置２と異なる。図１９に示すように、基板熱処理装置２Ｂは、基板熱処理装置２と同様に筐体２０、熱板４０、熱板回転機構６０を備えると共に、冷却板３０Ａと、基板昇降機構７０Ｂと、制御部２１Ｂとを備える。冷却板３０Ａは、複数のスリット３０ａを有さず、中心部に貫通孔３０ｂを有する点を除き、冷却板３０と同じである。冷却板３０Ａは、熱板４０の下面に間隙をもって対向した状態で筐体２０に固定されている。

【0082】

基板昇降機構７０Ｂは、例えばエアシリンダーであり、上方に突出する昇降ロッド７０ｃを有する。基板昇降機構７０Ｂは冷却板３０Ａの中心部の下方に配置されており、昇降ロッド７０ｃは貫通孔３０ｂを通って冷却板３０Ａの上方に突出している。昇降ロッド７０ｃの先端部には、基板保持部７７が設けられている。基板保持部７７は、ウェハＷを水平に支持して例えば真空吸着により保持する。

【0083】

制御部２１Ｂは、制御部２１と同様のコンピュータであり、入力部に入力された熱処理条件と、読取部により記録媒体から読み取られたプログラムとに応じて、冷却板３０Ａ、熱板４０、基板昇降機構７０Ｂ及び熱板回転機構６０を制御することでウェハＷの熱処理を実行する。

【0084】

以下、図２０〜２２を参照して制御部２１Ｂにより実行される熱処理について説明する。まず、制御部２１Ｂは、冷却板３０Ａの温度及び熱板４０の温度を制御すると共に、基板昇降機構７０Ｂを制御して基板保持部７７を熱板４０と冷却板３０Ａとの間に位置させる。この状態で、水平に支持されたウェハＷが筐体２０内に搬入され、基板保持部７７上に載置される（図２０参照）。制御部２１Ｂは、基板保持部７７を下降させるように基板昇降機構７０Ｂを制御してウェハＷを冷却板３０Ａ上に載置し（図２１参照）、その状態を保つことによりウェハＷを冷却する（第１の冷却工程）。

【0085】

次に、制御部２１Ｂは、基板熱処理装置２の加熱工程と同様に、熱板回転機構６０を制御して熱板４０を回転させる。次に、制御部２１Ｂは、基板昇降機構７０Ｂを制御して基板保持部７７を上昇させる。基板保持部７７がウェハＷの裏面Ｗｂに当接すると、制御部２１Ｂは、基板保持部７７によりウェハＷを吸着させると共に、基板保持部７７を更に上昇させるように基板昇降機構７０Ｂを制御する。これにより、ウェハＷが熱板４０に接近する（図２２参照）。すなわち、制御部２１Ｂは、ウェハＷと熱板４０とを接近させるように基板昇降機構７０Ｂを制御する。

【0086】

溝部４１ａが板状部４１の中央から延出する方向に熱板４０が回転しているので、溝部４１ａ内のガスが熱板４０の中央に導かれ、熱板４０の周囲のガスが溝部４１ａ内に引き込まれる。このため、熱板４０の周囲のガスが熱板４０とウェハＷとの間に集まる。熱板４０とウェハＷとの間に集まったガスにより、熱板４０とウェハＷとの接触が防止される。中央が低くなるように撓んでいた熱板４０は、ガスを介してウェハＷに押し上げられ、平板状になる。

【0087】

ウェハＷの高さが目標高さに達すると、制御部２１Ｂは、基板保持部７７の上昇を停止させるように基板昇降機構７０Ｂを制御する。ウェハＷの目標高さは、基板熱処理装置２の加熱工程と同様に設定される。制御部２１Ｂは、ウェハＷと熱板４０とが接近した状態に保つことにより、ウェハＷを加熱する（加熱工程）。

【0088】

ウェハＷの加熱が完了すると、制御部２１Ｂは、ウェハＷを下降させると共に、加工の途中で基板保持部７７によるウェハＷの吸着を解除ように基板昇降機構７０Ｂを制御する。基板保持部７７の上端が冷却板３０Ａの上面より下に下降すると、ウェハＷが冷却板３０Ａ上に載置される（図２１参照）。制御部２１Ｂは、ウェハＷが冷却板３０Ａ上に載置された状態を保つことにより、ウェハＷを冷却する（第２の冷却工程）。以上でウェハＷの熱処理が完了し、ウェハＷが筐体２０内から搬出される。

【0089】

基板熱処理装置２Ｂによれば、基板熱処理装置２と同様の効果が得られる。更に、熱板４０と冷却板３０Ａとを常に対向させているので、ウェハＷを昇降させるのみで、加熱処理用のウェハＷの配置と冷却処理用のウェハＷの配置とを切り替えることができる。従って、ウェハＷの熱処理をより迅速に行うことができる。

【0090】

＜第４実施形態＞
第４実施形態である基板熱処理装置２Ｃは、熱板４０を回転させるのに代えて、ウェハＷを回転させる点で、基板熱処理装置２Ｂと異なる。図２３に示すように、基板熱処理装置２Ｃは、基板熱処理装置２Ｂと同様に筐体２０、冷却板３０Ａ及び熱板４０を備えると共に、基板昇降機構７０Ｃと、基板回転機構８０Ａと、熱板保持機構６０Ｂと、制御部２１Ｃとを備える。

【0091】

基板昇降機構７０Ｃは、例えばエアシリンダーであり、上方に突出する昇降ロッド７０ｄを有する。基板昇降機構７０Ｃは冷却板３０Ａの中心の下方に配置されている。基板回転機構８０Ａは、例えば電動モータであり、上方に突出する回転軸８０ｂを有する。基板回転機構８０Ａは、昇降ロッド７０ｄの先端部に固定されており、回転軸８０ｂは冷却板３０Ａの貫通孔３０ｂを通って冷却板３０Ａの上方に突出している。回転軸８０ｂの先端部には、基板保持部８２が設けられている。基板保持部８２は、ウェハＷを水平に支持して例えば真空吸着により保持する。

【0092】

熱板保持機構６０Ｂは、本体６８と、複数のスポーク６３とを有する。本体６８は、熱板４０の中心の上方に位置して筐体２０に固定されている。複数のスポーク６３は、本体６８の周面から放射状に突出すると共に、下方に傾斜している。スポーク６３の先端部は、熱板４０の上面の周縁部に固定されている。板状部４１が可撓性であるため、熱板４０は、スポーク６３により周縁部を保持された状態で自重により中央部が低くなるように撓む。

【0093】

本体６８には、制御部２１Ｃに接続された複数の接続端子（不図示）と、筐体２０の外部に連通する通気孔（不図示）とが設けられている。給電ケーブル４３及び信号ケーブル４５は、本体６８の複数の接続端子にそれぞれ接続され、排気チューブ４６は本体６８の通気孔に接続されている。

【0094】

制御部２１Ｃは、制御部２１Ｂと同様のコンピュータであり、入力部に入力された熱処理条件と、読取部により記録媒体から読み取られたプログラムとに応じて、冷却板３０Ａ、熱板４０、基板昇降機構７０Ｃ及び基板回転機構８０Ａを制御することでウェハＷの熱処理を実行する。

【0095】

以下、図２４〜２６を参照して制御部２１Ｃにより実行される熱処理について説明する。まず、制御部２１Ｃは、冷却板３０Ａの温度及び熱板４０の温度を制御すると共に、基板昇降機構７０Ｃを制御して基板保持部８２を熱板４０と冷却板３０Ａとの間に位置させる。この状態で、水平に支持されたウェハＷが筐体２０内に搬入され、基板保持部８２上に載置される（図２４参照）。制御部２１Ｃは、基板保持部８２を下降させるように基板昇降機構７０Ｃを制御してウェハＷを冷却板３０Ａ上に載置し（図２５参照）、その状態を保つことによりウェハＷを冷却する（第１の冷却工程）。

【0096】

次に、制御部２１Ｃは、基板昇降機構７０Ｃを制御して基板保持部８２を上昇させる。基板保持部８２がウェハＷの裏面に当接すると、制御部２１Ｃは、基板保持部８２によりウェハＷを吸着させるように基板回転機構８０Ａを制御すると共に、基板保持部８２を更に上昇させるように基板昇降機構７０Ｃを制御する。ウェハＷが冷却板３０Ａから離間すると、制御部２１Ｃは、基板熱処理装置２Ａの加熱工程と同様に、基板回転機構８０Ａを制御してウェハＷを回転させる。これにより、ウェハＷは、回転しながら熱板４０に接近する（図２６参照）。

【0097】

ウェハＷの回転に伴って、ウェハＷと熱板４０との間のガスがウェハＷの回転方向に流動する。これに伴い、溝部４１ａ内のガスが熱板４０の中央に導かれ、熱板４０の周囲のガスが溝部４１ａ内に引き込まれる。このため、熱板４０を回転させる場合と同様に、熱板４０の周囲のガスが熱板４０とウェハＷとの間に集まる。熱板４０とウェハＷとの間に集まったガスにより、熱板４０とウェハＷとの接触が防止される。中央が低くなるように撓んでいた熱板４０は、ガスを介してウェハＷに押し上げられ、平板状になる。

【0098】

ウェハＷの高さが目標高さに達すると、制御部２１Ｃは、基板保持部８２の上昇を停止させるように基板昇降機構７０Ｃを制御する。ウェハＷの目標高さは、基板熱処理装置２Ａの加熱工程と同様に設定される。制御部２１Ｃは、ウェハＷと熱板４０とが接近した状態に保つことにより、ウェハＷを加熱する（加熱工程）。

【0099】

ウェハＷの加熱が完了すると、制御部２１Ｃは、ウェハＷの回転を停止させると共に、基板保持部８２によるウェハＷの吸着を解除ように基板回転機構８０Ａを制御する。制御部２１Ｃは、基板保持部８２を下降させるように基板昇降機構７０Ｃを制御する。基板保持部８２の上端が冷却板３０Ａの上面より下に下降すると、ウェハＷが冷却板３０Ａ上に載置される（図２５参照）。制御部２１Ｃは、ウェハＷが冷却板３０Ａ上に載置された状態を保つことにより、ウェハＷを冷却する（第２の冷却工程）。以上でウェハＷの熱処理が完了し、ウェハＷが筐体２０内から搬出される。

【0100】

基板熱処理装置２Ｃにおいても、基板熱処理装置２Ｂと同様の効果が得られる。更に、熱板４０には給電ケーブル４３、信号ケーブル４５及び排気チューブ４６が接続されるのに対し、ウェハＷにはこれらを接続する必要がない。このため、ウェハＷを回転させる場合、熱板４０を回転させるのに比べ装置の構成を単純化できる。

【0101】

以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、熱板４０は必ずしも凹部４１ｂ及び通気孔４１ｃを有しなくてもよい。複数の溝部４１ａは上述したものに限定されず、熱板４０の周囲のガスを引き込む作用を奏するものであればどのようなものであってもよい。

【0102】

制御部２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃは、加熱工程において、回転機構６０，８０，８０Ａを制御して熱板４０又はウェハＷの回転数を調節することで、ウェハＷと熱板４０との間隔を調節してもよい。

【0103】

熱板４０は、図２７に示すように、通気孔４１ｃの絞り部４７と、ウェハＷと熱板４０との間の気圧を計測する圧力計４８とを更に有してもよく、制御部２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃは、圧力計において計測された気圧が高くなるのに応じて通気孔４１ｃの開口面積を大きくするように、更に絞り部４７を制御してもよい。この場合、ウェハＷと熱板４０との間の気圧を安定化することにより、ウェハＷと熱板４０との間隔を安定化できる。

【符号の説明】

【0104】

２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ…基板熱処理装置、２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ…制御部、４０…熱板、４１…板状部、４１ａ…溝部、４１ｂ…凹部、４１ｃ…通気孔、４７…絞り部、４８…圧力計、６０，８０，８０Ａ 回転機構、７０，６０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ…昇降機構、Ｗ…ウェハ（基板）、Ｗａ…表面。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】