特許 6343100 基板処理用ヒーター装置及びこれを備えた基板液処理装置

(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】6343100

(24)【登録日】2018年5月25日

(45)【発行日】2018年6月13日

(54)【発明の名称】基板処理用ヒーター装置及びこれを備えた基板液処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/306 20060101AFI20180604BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20180604BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/306 R

   H01L21/304 643A

   H01L21/304 648J

   H01L21/304 648G

【請求項の数】24

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2017-526031(P2017-526031)

(86)(22)【出願日】2015年8月28日

(65)【公表番号】特表2017-524269(P2017-524269A)

(43)【公表日】2017年8月24日

(86)【国際出願番号】KR2015009051

(87)【国際公開番号】WO2016056748

(87)【国際公開日】20160414

【審査請求日】2017年1月31日

(31)【優先権主張番号】10-2014-0136938

(32)【優先日】2014年10月10日

(33)【優先権主張国】KR

(31)【優先権主張番号】10-2014-0136939

(32)【優先日】2014年10月10日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】515220591

【氏名又は名称】ゼウス カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】クワン・イル・ジュン

(72)【発明者】

【氏名】ビョン・ス・イ

(72)【発明者】

【氏名】ジュ・ヒョン・リュ

【審査官】 正山 旭

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２９１６７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０８１０６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２００４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０１９１５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０２３３６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０９０１６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００１／００２７９６９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／００７５２７２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の処理のために基板を加熱するヒーター装置であって、
基板を加熱するヒーター部；及び
前記ヒーター部に互いに隣接に配置される複数のランプユニットを備えたランプ部；を含み、
前記ランプ部は、
基板の処理面の中心に対応する対向面の中心を基準として偏心配置されている基準ランプユニット；及び
前記基準ランプユニットを中心にして対向面の中心との隔離距離が、互いに異なるように配置されている複数の周辺ランプユニット；を含み、
前記周辺ランプユニットは、前記周辺ランプユニット中のいずれの一つの周辺ランプユニットと、その周辺に配置されている別の周辺ランプユニットと間の隔離距離が、互いに異なるように配置されていることを特徴とする基板処理用ヒーター装置。

【請求項2】

前記ヒーター部は、基板の処理面サイズ以上の対向面を有するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板処理用ヒーター装置。

【請求項3】

前記対向面は、基板の処理面形状と同じ形状で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の基板処理用ヒーター装置。

【請求項4】

前記基準ランプユニットの偏心範囲は、ランプユニット直径の２／３以内であることを特徴とする請求項１に記載の基板処理用ヒーター装置。

【請求項5】

前記ランプユニットは、
基板に向かって熱エネルギーを放出する発熱ランプ；
前記発熱ランプの熱エネルギーを基板に向かうように反射するリフレクター；及び
前記発熱ランプの外郭縁に設けられたハウジング；
を含むことを特徴とする請求項１に記載の基板処理用ヒーター装置。

【請求項6】

前記発熱ランプは、基板の処理面と平行にフィラメントが配置されていることを特徴とする請求項５に記載の基板処理用ヒーター装置。

【請求項7】

前記ランプユニットは、前記発熱ランプのフィラメントが、互いに同じ方向又は異なる方向に配置されるように嵌合されることを特徴とする請求項６に記載の基板処理用ヒーター装置。

【請求項8】

前記発熱ランプは、赤外線ランプからなっていることを特徴とする請求項５に記載の基板処理用ヒーター装置。

【請求項9】

前記ランプ部は、一つ以上のランプユニットが一つのランプ群で形成された複数個のランプ群が形成され、ランプ群別にランプユニットの強さが制御されることを特徴とする請求項１に記載の基板処理用ヒーター装置。

【請求項10】

前記ランプ部の中心部分には、一つのランプユニットが一つのランプ群で形成され、前記ランプ部の外郭部分には、複数個のランプユニットが一つのランプ群で形成されていることを特徴とする請求項９に記載の基板処理用ヒーター装置。

【請求項11】

前記ヒーター部により加熱された基板の温度を非接触式で測定する温度測定部；を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の基板処理用ヒーター装置。

【請求項12】

前記温度測定部は、基板の処理面に対応する前記ヒーター部の対向面に設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の基板処理用ヒーター装置。

【請求項13】

前記温度測定部は、垂直方向に該当する基板位置の温度を測定するように設けられた一つ以上の温度センサーからなっていることを特徴とする請求項１１に記載の基板処理用ヒーター装置。

【請求項14】

前記温度センサーは、基板の処理面に対応する前記ヒーター部の対向面の半径に沿って複数個が配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の基板処理用ヒーター装置。

【請求項15】

前記温度センサーの測定結果は、前記対向面に配置されている一つ以上のランプユニットが一つのランプ群で形成された複数個のランプ群が形成され、前記複数個のランプ群が一つの制御群で形成された複数個の制御群が形成され、それぞれの非接触式センサーと連動し、それぞれの制御群別にランプユニットの強さが制御されるように提供されることを特徴とする請求項１３に記載の基板処理用ヒーター装置。

【請求項16】

前記温度センサーは、非接触式赤外線放射温度計からなっていることを特徴とする請求項１３に記載の基板処理用ヒーター装置。

【請求項17】

基板に処理液を供給し、液処理する基板液処理装置であって、
基板をチャッキングして回転させるテーブル部；
前記基板に処理液を噴射する噴射部；
前記基板に噴射された処理液を回収する回収部；
前記基板を加熱するヒーター部；及び
前記ヒーター部に互いに隣接に配置される複数のランプユニットを備えたランプ部；を含み、
前記ランプ部は、
基板の処理面の中心に対応する対向面の中心を基準として偏心配置されている基準ランプユニット；及び
前記基準ランプユニットを中心にして対向面の中心との隔離距離が、互いに異なるように配置されている複数の周辺ランプユニット；を含み、
前記周辺ランプユニットは、前記周辺ランプユニット中のいずれの一つの周辺ランプユニットと、その周辺に配置されている別の周辺ランプユニットと間の隔離距離が、互いに異なるように配置されていることを特徴とする基板液処理装置。

【請求項18】

前記ヒーター部は、基板の処理面サイズ以上の対向面を有するように形成されていることを特徴とする請求項１７に記載の基板液処理装置。

【請求項19】

前記テーブル部は、前記基板の処理面を上方に向かうようにチャッキングし、
前記噴射部は、前記基板の処理面に処理液を噴射するように前記基板の上部に設けられ、
前記ヒーター部は、前記基板と処理液を加熱するように前記基板の上部に設けられていることを特徴とする請求項１７に記載の基板液処理装置。

【請求項20】

前記テーブル部は、前記基板の処理面を下部に向かうようにチャッキングし、
前記噴射部は前記基板の処理面に処理液を噴射するように前記基板の下部に設けられ、
前記ヒーター部は、前記基板を加熱するように前記基板の上部に設けられていることを特徴とする請求項１７に記載の基板液処理装置。

【請求項21】

前記ランプ部の強さを制御するように基板の加熱温度を測定する温度測定部；を更に含むことを特徴とする請求項１７に記載の基板液処理装置。

【請求項22】

前記温度測定部は、前記ヒーター部により加熱された基板の温度を非接触式で測定することを特徴とする請求項２１に記載の基板液処理装置。

【請求項23】

前記ランプ部の強さを、ランプユニットのランプ群別に制御する制御部；を更に含むことを特徴とする請求項１７に記載の基板液処理装置。

【請求項24】

前記制御部は、基板の処理面に対応する前記ヒーター部の対向面に配置されている一つ以上のランプユニットが一つのランプ群で形成された複数個のランプ群が形成され、前記複数個のランプ群が一つの制御群で形成された複数個の制御群が形成され、それぞれの非接触式センサーと連動し、それぞれの制御群別にランプユニットの強さを制御することを特徴とする請求項２３に記載の基板液処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板処理用ヒーター装置及びこれを備えた基板液処理装置に関する。より詳しくは、基板を処理するように基板を加熱し、基板の温度を測定する基板処理用ヒーター装置及びこれを備えた基板液処理装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

半導体素子製造のためには、基板上に多層の薄膜を形成する際に、エッチング及び洗浄工程は必須である。

【0003】

枚葉式湿式エッチング及び洗浄装置などのような基板液処理装置は、基板を支持するチャックが設けられたテーブルを回転させ、処理液を基板に供給し、エッチング、洗浄及び乾燥工程を行い、テーブル周りにカップ構造を有する処理液回収部を利用して処理液を回収する。

【0004】

一方、基板に蒸着された窒化膜、酸化膜、金属膜などの薄膜やフォトレジストなどを基板から除去する際に、処理効率を向上させるための目的で、基板の上部又はテーブルの下部にヒーターを設けるか、処理液の温度を高温で加熱して噴射するか、加熱後噴射直前に処理液の混合で発生する反応熱を利用する方法で、高温で液処理した。

【0005】

特に、ヒーター装置を使用する従来のヒーター式基板液処理装置は、ヒーターの大きさが基板の処理面サイズより小さく形成され、基板の処理面の加熱温度が不均一になり、基板の液処理時処理不良の原因を提供する問題があった。

【0006】

また、基板の処理面に対して、一定配列でヒーターを配置した場合には、ヒーターの加熱範囲が同範囲に重なるか、二重三重に繰り返し重複され、基板の処理面の加熱温度が不均一に分布する問題点もあった。

【0007】

さらに、基板の処理面に対する加熱温度の不均一を解消するために、ヒーターの強さを制御しなければならないが、基板の加熱温度が不均一な部分の検出が容易でないだけでなく、基板の加熱温度によりヒーターの強さを制御し難いという問題点もあった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、前記のような従来の問題点を解消するために案出されたものであり、基板の処理面上に加熱温度を均一に保持し、基板処理面に対する不均一な処理を防止して、基板の処理効率を向上させることができる基板処理用ヒーター装置及びこれを備えた基板液処理装置を提供することをその目的とする。

【0009】

また、本発明は、ヒーター部の強さを基板の処理面にだけ集中し、ヒーター部の加熱効率を向上させることができる基板処理用ヒーター装置及びこれを備えた基板液処理装置を提供することを別の目的とする。

【0010】

また、本発明は、ランプユニットの加熱範囲が同範囲に重複しないように配置され、基板処理面上の加熱温度の不均一を減少させることができる基板処理用ヒーター装置及びこれを備えた基板液処理装置を提供することをさらに別の目的とする。

【0011】

また、本発明は、基板の処理面の中心部分に対する加熱温度上昇を防止することができる基板処理用ヒーター装置及びこれを備えた基板液処理装置を提供することをさらに別の目的とする。

【0012】

また、本発明は、高温で熱エネルギーを放出する発熱ランプの熱エネルギーを基板方向へ反射し、熱エネルギー効率を向上させると共に、ハウジングの熱損傷を防止することができる基板処理用ヒーター装置及びこれを備えた基板液処理装置を提供することをさらに別の目的とする。

【0013】

また、本発明は、発熱ランプの熱エネルギーを均一に発散させると共に、ランプユニットのメンテナンスを容易にすることができる基板処理用ヒーター装置及びこれを備えた基板液処理装置を提供することをさらに別の目的とする。

【0014】

また、本発明は、対向面に配置されたランプユニットに対して、区域別に強さ制御することができる基板処理用ヒーター装置及びこれを備えた基板液処理装置を提供することをさらに別の目的とする。

【0015】

また、本発明は、基板処理面の中心部分と外郭部分に対するランプユニットの強さを多様に制御し、基板処理面の部位別に加熱温度偏差を減少させることができる基板処理用ヒーター装置及びこれを備えた基板液処理装置を提供することをさらに別の目的とする。

【0016】

また、本発明は、基板の処理面上に加熱温度の不均一な部位を測定し、基板の加熱温度を均一に保持するように基板の加熱温度情報を提供して、基板の処理効率を向上させることができる基板処理用ヒーター装置及びこれを備えた基板液処理装置を提供することをさらに別の目的とする。

【0017】

また、本発明は、ヒーター部に固定設けられ、ヒーター部と共に移動するか、共に固定され、温度測定部のための別途の移動手段や固定手段を設ける必要がなく、機構的な構成を簡単にすることができる基板処理用ヒーター装置及びこれを備えた基板液処理装置を提供することをさらに別の目的とする。

【0018】

また、本発明は、温度測定部と基板の処理面と間を互いに平行に保持し、温度センサーの温度測定精度を向上させることができる基板処理用ヒーター装置及びこれを備えた基板液処理装置を提供することをさらに別の目的とする。

【0019】

また、本発明は、基板の処理時回転する基板の処理面を円周方向に沿って基板の温度を測定し、回転する基板の全処理面の温度を容易に測定することができる基板処理用ヒーター装置及びこれを備えた基板液処理装置を提供することをさらに別の目的とする。

【0020】

また、本発明は、ヒーター部のランプユニットに対する強さを基板の処理面で均一に保持するように制御することができる基板処理用ヒーター装置及びこれを備えた基板液処理装置を提供することをさらに別の目的とする。

【0021】

また、本発明は、ヒーター部の強さを基板の処理面にだけ集中し、ヒーター部の加熱効率を向上させることができる基板処理用ヒーター装置及びこれを備えた基板液処理装置を提供することをさらに別の目的とする。

【0022】

また、本発明は、発熱ランプの熱エネルギーを均一に発散させると共に、ランプユニットのメンテナンスを容易にすることができる基板処理用ヒーター装置及びこれを備えた基板液処理装置を提供することをさらに別の目的とする。

【0023】

また、本発明は、ランプユニットの加熱範囲が同範囲に重複しないように配置され、基板処理面上の加熱温度の不均一を減少させることができる基板処理用ヒーター装置及びこれを備えた基板液処理装置を提供することをさらに別の目的とする。

【0024】

また、本発明は、基板の液処理時ヒーター装置の汚染を防止し、液処理効率を向上させることができる基板処理用ヒーター装置及びこれを備えた基板液処理装置を提供することをさらに別の目的とする。

【0025】

さらに、本発明は、基板の処理面に対する加熱温度をランプユニットのランプ群別にさらに精密に制御することができる基板処理用ヒーター装置及びこれを備えた基板液処理装置を提供することをさらに別の目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0026】

前記のような目的を達成するための本発明は、基板の処理のために基板を加熱するヒーター装置であって、基板を加熱するヒーター部；及び前記ヒーター部に互いに隣接に配置される複数のランプユニットを備えたランプ部；を含むことを特徴とする。

【0027】

本発明の前記ヒーター部は、基板の処理面サイズ以上の対向面を有するように形成されていることを特徴とする。本発明の前記対向面は、基板の処理面形状と同じ形状で形成されていることを特徴とする。

【0028】

本発明の前記ランプ部は、基板の処理面の中心に対応する対向面の中心を基準として偏心配置されている基準ランプユニット；及び前記基準ランプユニットを中心にして、対向面の中心との隔離距離が互いに同一又は異なるように配置されている複数の周辺ランプユニット；を含むことを特徴とする。本発明の前記基準ランプユニットの偏心範囲は、ランプユニット直径の２／３以内であることを特徴とする。

【0029】

本発明の前記ランプユニットは、基板に向かって熱エネルギーを放出する発熱ランプ；前記発熱ランプの熱エネルギーを基板に向かうように反射するリフレクター；及び前記発熱ランプの外郭縁に設けられたハウジング；をル含むことを特徴とする。

【0030】

本発明の前記発熱ランプは、基板の処理面と平行にフィラメントが配置されていることを特徴とする。本発明の前記ランプユニットは、前記発熱ランプのフィラメントが互いに同じ方向又は異なる方向に配置されるように嵌合されることを特徴とする。本発明の前記発熱ランプは、赤外線ランプからなっていることを特徴とする。

【0031】

本発明の前記ランプ部は、一つ以上のランプユニットが一つのランプ群で形成された複数個のランプ群が形成され、ランプ群別にランプユニットの強さが制御されることを特徴とする。

【0032】

本発明の前記ランプ部の中心部分には、一つのランプユニットが一つのランプ群で形成され、前記ランプ部の外郭部分には、複数個のランプユニットが一つのランプ群で形成されていることを特徴とする。

【0033】

また、本発明は、前記ヒーター部により加熱された基板の温度を非接触式で測定する温度測定部；を更に含むことを特徴とする。本発明の前記温度測定部は、基板の処理面に対応する前記ヒーター部の対向面に設けられていることを特徴とする。

【0034】

本発明の前記温度測定部は、垂直方向に該当する基板位置の温度を測定するように設けられた一つ以上の温度センサーからなっていることを特徴とする。本発明の前記温度センサーは、基板の処理面に対応する前記ヒーター部の対向面の半径に沿って複数個が配置されていることを特徴とする。

【0035】

本発明の前記温度センサーの測定結果は、前記対向面に配置されている一つ以上のランプユニットが一つのランプ群で形成された複数個のランプ群が形成され、前記複数個のランプ群が一つの制御群で形成された複数個の制御群が形成され、それぞれの非接触式センサーと連動し、それぞれの制御群別にランプユニットの強さが制御されるように提供されることを特徴とする。本発明の前記温度センサーは、非接触式赤外線放射温度計からなっていることを特徴とする。

【0036】

また、本発明は、基板に処理液を供給し、液処理する基板液処理装置であって、基板をチャッキングして回転させるテーブル部；前記基板に処理液を噴射する噴射部；前記基板に噴射された処理液を回収する回収部；前記基板を加熱するヒーター部；及び前記ヒーター部に互いに隣接に配置される複数のランプユニットを備えたランプ部；を含むことを特徴とする。本発明の前記ヒーター部は、基板の処理面サイズ以上の対向面を有するように形成されていることを特徴とする。

【0037】

本発明の前記テーブル部は、前記基板の処理面を上部へ向かうようにチャッキングし、前記噴射部は前記基板の処理面に処理液を噴射するように前記基板の上部に設けられ、前記ヒーター部は、前記基板と処理液を加熱するように前記基板の上部に設けられていることを特徴とする。

【0038】

本発明の前記テーブル部は、前記基板の処理面を下部へ向かうようにチャッキングし、前記噴射部は前記基板の処理面に処理液を噴射するように前記基板の下部に設けられ、前記ヒーター部は、前記基板を加熱するように前記基板の上部に設けられていることを特徴とする。

【0039】

また、本発明は、ランプ部の強さを制御するように基板の加熱温度を測定する温度測定部を更に含むことを特徴とする。本発明の前記温度測定部は、前記ヒーター部により加熱された基板の温度を非接触式で測定することを特徴とする。

【0040】

また、本発明は、ランプ部の強さをランプユニットのランプ群別に制御する制御部を更に含むことを特徴とする。本発明の前記制御部は、基板の処理面に対応する前記ヒーター部の対向面に配置されている一つ以上のランプユニットが一つのランプ群で形成された複数個のランプ群が形成され、前記複数個のランプ群が一つの制御群で形成された複数個の制御群が形成され、それぞれの非接触式センサーと連動し、それぞれの制御群別にランプユニットの強さを制御することを特徴とする。

【発明の効果】

【0041】

以上によれば、本発明は、ヒーター部の対向面を基板の処理面サイズ以上に形成し、対向面に複数個のランプユニットを互いに隣接に配置することによって、基板の処理面上に加熱温度を均一に保持し、基板処理面に対する不均一な処理を防止して、基板の処理効率を向上させることができる効果を奏する。

【0042】

また、ヒーター部の対向面の形状を基板の処理面形状と同じ形状で形成することによって、ヒーター部の強さを基板の処理面にだけ集中して、ヒーター部の加熱効率を向上させることができる効果を奏する。

【0043】

また、対向面の中心を基準として基準ランプユニットを偏心配置し、対向面の中心との隔離距離がそれぞれ異なるように周辺ランプユニットを配置することによって、ランプユニットの加熱範囲が同範囲に重複しないように配置され、基板処理面上の加熱温度の不均一を減少させることができる効果を奏する。

【0044】

また、基準ランプユニットの偏心範囲を所定数値で限定することによって、基板の処理面の中心部分に対する加熱温度上昇を防止することができる効果を奏する。

【0045】

また、ランプユニットとして、発熱ランプとリフレクターとハウジングで構成することによって、高温で熱エネルギーを放出する発熱ランプの熱エネルギーを基板方向に反射し、熱エネルギー効率を向上させると共に、ハウジングの熱損傷を防止することができる効果を奏する。

【0046】

また、発熱ランプとして、フィラメントが基板の処理面と平行であり、それぞれのフィラメントも互いに同じ方向や、互いに異なる方向に設け、赤外線ランプを使用することによって、発熱ランプの熱エネルギーを均一に発散させると共に、ランプユニットのメンテナンスを容易にすることができる効果を奏する。

【0047】

また、一つ以上のランプユニットが一つのランプ群で形成された複数個のランプ群をランプ群別に強さを制御することによって、対向面に配置されたランプユニットに対して区域別に強さ制御ができる効果を奏する。

【0048】

また、基板の中心部分には、一つのランプユニットが一つのランプ群で形成され、外郭部分には複数のランプユニットが一つのランプ群で形成されることによって、基板処理面の中心部分と外郭部分に対するランプユニットの強さを多様に制御し、基板処理面の部位別に加熱温度偏差を減少させることができるようになる。

【0049】

また、ヒーター部により加熱された基板の温度を非接触式で測定するように温度測定部を設けることによって、基板の処理面上に加熱温度の不均一な部位を測定し、基板の加熱温度を均一に保持するように基板の加熱温度情報を提供して、基板の処理効率を向上させることができる効果を奏する。

【0050】

また、温度測定部をヒーター部の対向面に設けることによって、ヒーター部に固定設けられ、ヒーター部と共に移動するか、共に固定され、温度測定部のための別途の移動手段や固定手段を設ける必要がなく、機構的な構成を簡単にすることができる効果を奏する。

【0051】

また、温度測定部が基板の処理面を基準として垂直方向に基板位置の温度を測定するように設けられた一つ以上の温度センサーからなることで、温度測定部と基板の処理面と間を互いに平行に保持し、温度センサーの温度測定精度を向上させることができる効果を奏する。

【0052】

また、複数個の温度センサーがヒーター部の対向面に半径に沿って配置されることによって、基板の処理時回転する基板の処理面を円周方向に沿って基板の温度を測定し、回転する基板の全処理面の温度を容易に測定することができる効果を奏する。

【0053】

また、温度測定部の温度センサーの測定結果によって、ランプユニットの強さを制御群別に制御するように提供することによって、ヒーター部のランプユニットに対する強さを基板の処理面で均一に保持するように制御することができる効果を奏する。

【0054】

また、ヒーター部の対向面の形状を基板の処理面形状と同じ形状で形成することによって、ヒーター部の強さを基板の処理面にだけ集中し、ヒーター部の加熱効率を向上させることができる効果を奏する。

【0055】

また、ランプユニットの発熱ランプのフィラメントが基板の処理面と平行であり、それぞれのフィラメントも互いに平行に設置されることによって、発熱ランプの熱エネルギーを均一に発散させると共に、ランプユニットのメンテナンスを容易にすることができる効果を奏する。

【0056】

また、対向面の中心を基準として基準ランプユニットを偏心配置し、対向面の中心との隔離距離が互いに異なるように周辺ランプユニットを配置することによって、ランプユニットの加熱範囲が同範囲に重複しないように配置され、基板処理面上の加熱温度の不均一を減少させることができる効果を奏する。

【0057】

また、基板液処理装置において、基板の上部にヒーター装置を設け、基板の下部に噴射部を設けることによって、基板の液処理時ヒーター装置の汚染を防止し、液処理効率を向上させることができる効果を奏する。

【0058】

また、基板液処理装置に温度測定部と制御部を具備することによって、基板の処理面に対する加熱温度をランプユニットのランプ群別にさらに精密に制御することができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0059】

【図1】本発明の第１実施例に係る基板処理用ヒーター装置を備えた基板液処理装置を示す構成図である。

【図2】本発明の第１実施例に係る基板処理用ヒーター装置を示す構成図である。

【図3】本発明の第１実施例に係る基板処理用ヒーター装置のヒーターユニットを示す詳細図である。

【図4】本発明の第１実施例に係る基板処理用ヒーター装置の制御モードを示すブロック図である。

【図5】本発明の第２実施例に係る基板処理用ヒーター装置を備えた基板液処理装置を示す構成図である。

【図6】本発明の第２実施例に係る基板処理用ヒーター装置を示す構成図である。

【図7】本発明の第２実施例に係る基板処理用ヒーター装置の制御群を示す配置図である。

【図8】本発明の第２実施例に係る基板処理用ヒーター装置の制御モードを示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0060】

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい第１実施例に係る基板処理用ヒーター装置を詳細に説明する。

【0061】

図１は、本発明の第１実施例に係る基板処理用ヒーター装置を備えた基板液処理装置を示す構成図であり、図２は、本発明の第１実施例に係る基板処理用ヒーター装置を示す構成図であり、図３は、本発明の第１実施例に係る基板処理用ヒーター装置のヒーターユニットを示す詳細図であり、図４は、本発明の第１実施例に係る基板処理用ヒーター装置の制御モードを示すブロック図である。

【0062】

図１及び図２に示されるように、第１実施例に係る基板処理用ヒーター装置は、ヒーター部１０とランプ部２０とを含んでなり、基板を処理するように基板を加熱するヒーター装置である。本実施例で処理する基板としては、半導体素子に使用される半導体のウエハーなどのような円状の薄板を使用することが好ましい。

【0063】

ヒーター部１０は、基板Ｗの処理面サイズ以上の対向面を有するように形成され、基板を加熱するヒーター手段であり、基板Ｗの処理面形状と同じ形状で形成されていることが好ましい。

【0064】

具体的に、基板Ｗの処理面形状が円状になっている場合に、ヒーター部１０の形状は、基板Ｗの円状の大きさ以上の対向面が形成された円状に形成されている。

【0065】

このようなヒーター部１０は、基板Ｗの上部で旋回して出入りするように設けられているか、基板Ｗの上部に固定されるように設けられていてもよい。従って、基板Ｗの処理面が下方に向かうように設けられている場合には、基板Ｗの裏面を加熱することになり、基板Ｗの処理面が上方へ向かうように設けられている場合には、基板Ｗの処理面を加熱することになる。

【0066】

ランプ部２０は、ヒーター部１０の対向面に互いに隣接に配置される複数のランプユニットを具備し、基板Ｗの処理面に向かって熱エネルギーを放出する発熱手段であり、基準ランプユニット２１と周辺ランプユニット２２とからなっている。

【0067】

基準ランプユニット２１は、基板Ｗの処理面の中心に対応する対向面の中心を基準として偏心配置されていることが好ましい。特に、このような基準ランプユニット２１の偏心範囲は、即ち、対向面の中心と基準ランプユニット２１の中心と間の隔離距離は、ランプユニット直径の２／３以内に設定することがより好ましい。その理由は、偏心範囲が、ランプユニット直径の２／３より大きくなれば、基板の処理面の中心部分に対する加熱性能が低下し、基板の処理面が不均一に加熱されるからである。

【0068】

周辺ランプユニット２２は、基準ランプユニット２１を中心にして対向面の中心Ｃとの隔離距離が、互いに同一に複数個が配置されているか、互いに異なるように複数個が配置されている。

【0069】

具体的に、図２に示されるように、２番としてマーキングされた第２ランプユニットの隔離距離ｄ１と６番としてマーキングされた第６ランプユニットの隔離距離ｄ２が、互いに異なるように配置されているように、他の複数個の周辺ランプユニットも隔離距離が互いに異なるように配置されている。また、一部の周辺ランプユニットは、対向面の中心Ｃとの隔離距離が互いに同一に配置されていてもよい。

【0070】

従って、１番〜ｎ−８番としてマーキングされた周辺ランプユニット２２の隔離距離が互いに異なるよう配置されるように周辺ランプユニット２２がヒーター部１０の対向面に配置されるので、基板の処理面に対応する対向面の中心Ｃから隔離距離が、互いに異なる多様な位置でランプユニットが加熱して、基板Ｗの処理面を均一に加熱することができるようになる。

【0071】

また、ランプ部２０は、一つ以上のランプユニットが一つのランプ群で形成された複数個のランプ群が形成され、それぞれのランプ群別にランプユニットの強さが制御されることが好ましい。具体的に、図２及び図４に示されるように第１〜第ｎ−８ランプユニットからなるｎ個のランプ群が形成され、ランプ群別に強さが制御される。

【0072】

また、対向面の中心部分には、一つのランプユニットが一つのランプ群で形成され、対向面の外郭部分には複数個のランプユニットが一つのランプ群で形成されていてもよい。

【0073】

具体的に、対向面の中心部分に配置された１番〜１２番としてマーキングされた第１〜第１２ランプユニットは、一つのランプユニットが一つのランプ群で形成され、それぞれのランプ群別にランプユニットの強さが制御される。

【0074】

また、対向面の外郭部分に配置された１３−１番〜ｎ−８番としてマーキングされた第１３−１〜第ｎ−８ランプユニットは、複数個のランプユニットが一つのランプ群で形成され、それぞれのランプ群別にランプユニットの強さが制御される。

【0075】

また、このようなランプ部２０のランプユニットは、図３に示されるように、発熱ランプ２０ａとリフレクター２０ｂとハウジング２０ｃからなっており、ハウジング２０ｃには、発熱ランプ２０ａを嵌合するようにランプソケットが形成され、ランプソケットには外部から電力を発熱ランプ２０ａに供給する電力配線が設けられている。

【0076】

発熱ランプ２０ａは、ヒーター部１０の対向面に設けられ、対向面を基準にして、板Ｗの処理面に向かって照射して、熱エネルギーを放出するランプ手段であり、基板Ｗの処理面と平行にフィラメントが配置されていることが好ましい。

【0077】

また、ランプ部２０のランプユニットは、発熱ランプ２０ａのフィラメントが互いに同じ方向又は異なる方向に配置されるように対向面に嵌合され得ることも可能である。

【0078】

従って、回転する半導体のウエハーの基板Ｗ処理面に対するランプの熱源であるフィラメントから放出する熱エネルギー範囲が、ウエハーの基板Ｗ表面で薬液によって目標とした熱エネルギーより低くなる部分を補強できることになる。

【0079】

このような発熱ランプ２０ａでは、赤外波長を放射するランプとして、カンタルランプ、ハロゲン−タングステンランプ、アークランプなどのような多様な赤外線ランプを使用することが可能であるが、本実施例では、基板の液処理のために５００℃以上の熱エネルギーを放出するタングステン−ハロゲンランプを使用することが一層好ましい。

【0080】

リフレクター２０ｂは、発熱ランプ２０ａから発散された熱エネルギーを基板に向かうように反射する反射部材であり、発熱ランプ２０ａの周りに半球形状で湾曲形成され、発熱ランプ２０ａの熱エネルギーを基板に向かって反射し、発熱ランプ２０ａの加熱効率を向上させることになる。

【0081】

ハウジング２０ｃは、発熱ランプ２０ａの外郭縁に設けられたカバー部材であり、内部に発熱ランプ２０ａとリフレクター２０ｂとを収納するように略円筒状に形成されていることが好ましい。

【0082】

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい第２実施例に係る基板処理用ヒーター装置を詳細に説明する。

【0083】

図５は、本発明の第２実施例に係る基板処理用ヒーター装置を備えた基板液処理装置を示す構成図であり、図６は、本発明の第２実施例に係る基板処理用ヒーター装置を示す構成図であり、図７は本発明の第２実施例に係る基板処理用ヒーター装置の制御群を示す配置図であり、図８は本発明の第２実施例に係る基板処理用ヒーター装置の制御モードを示すブロックである。

【0084】

図５及び図６に示されるように、本実施例に係る基板処理用ヒーター装置は、ヒーター部１０、ランプ部２０及び温度測定部３０を含んでなり、基板を処理するために基板の温度を測定する基板処理用ヒーター装置である。本実施例で処理する基板としては、半導体素子に使用される半導体のウエハーなどのような円状の薄板を使用することが好ましい。

【0085】

第２実施例のヒーター部１０及びランプ部２０は、第１実施例のヒーター部１０及びランプ部２０と同じ構成であるので、同じ図面番号を付与し、具体的な説明は省略し、構成が相異なった温度測定部３０について具体的に説明する。

【0086】

温度測定部３０は、ヒーター部１０により加熱された基板Ｗの温度を非接触式で測定する測定手段であり、基板Ｗの処理面に対応するヒーター部１０の対向面に設けられていることが好ましい。

【0087】

このような温度測定部３０は、垂直方向に該当する基板位置の温度を測定するように設けられた一つ以上の温度センサーからなっている。図６〜図８に示されるように、このような温度センサーは、基板Ｗの処理面に対応するヒーター部１０の対向面の半径に沿って配置された第１〜第l温度センサーのように複数個の温度センサーからなっている。

【0088】

このような温度センサーは、回転する基板Ｗの処理面縁に沿って加熱温度を測定するように、ヒーター部１０の対向面の半径の所定位置に複数個がずれるように配置されるか、半径に沿って複数個が等間隔で一列に配置されてもよい。

【0089】

特に、このような非接触式温度センサーとして、赤外線温度センサー、熱電対温度センサー、焦電型温度センサーなどのように多様な非接触式温度センサーを使用することが可能であるが、本実施例では基板の液処理時高温状態の基板の加熱温度を非接触状態で測定するように非接触式赤外線放射温度計としてパイロメーター(pyrometer)のような赤外線温度センサーを使用することが好ましい。

【0090】

このような温度センサーの測定結果は、対向面に配置されている一つ以上のランプユニットが一つのランプ群で形成された複数個のランプ群が形成され、複数個のランプ群が一つの制御群で形成された複数個の制御群が形成され、それぞれの非接触式センサーと連動し、それぞれの制御群別にランプユニットの強さが制御されるように提供されることが好ましい。

【0091】

具体的に、ランプ群は、図６及び図７に示されるように、第１〜第ｎ−８ランプユニットからなるｎ個の複数軍（郡）のランプ群が形成されている。また、制御群は、図７及び図８に示されるように、第１〜第７ランプユニットの複数個のランプ群からなる第１制御群と、第８〜第１５−２ランプユニットの複数個のランプ群からなる第２制御群〜第（ｎ−３）−１〜第ｎ−８ランプユニットの複数個のランプ群からなる最終の制御群などからなる複数群の制御群が形成されている。

【0092】

従って、図８に示されるように、第１温度センサーは、基板の温度を測定し、第１制御群に温度情報を提供し、ランプユニットの強さを制御することになり、第２温度センサーは、基板の温度を測定し、第２制御群に温度情報を提供し、ランプユニットの強さを制御することになり、第l温度センサーは、基板の温度を測定し、最終の制御群に温度情報を提供し、ランプユニットの強さを制御することになる。

【0093】

また、本実施例のヒーター装置は、このようにランプユニットの強さを制御するように第１〜第l温度センサーに、それぞれ接続された第１〜第ｍ制御器を備えた制御部４０を更に含んでなり得る。

【0094】

以下、図面を参照して第１実施例の基板処理用ヒーター装置を備えた基板液処理装置を具体的に説明する。

【0095】

図１に示されるように、第１実施例の基板処理用ヒーター装置を備えた基板液処理装置は、テーブル部１１０、噴射部１２０、回収部１３０、ヒーター部１０及びランプ部２０を含んでなり、基板Ｗに処理液を供給して、液処理する基板液処理装置である。

【0096】

テーブル部１１０は、基板Ｗをチャッキングし、回転させる回転支持手段であり、基板Ｗの処理面を上方に向かうようにチャッキング支持して回転させるか、基板Ｗの処理面を下方に向かうようにチャッキング支持して回転させてもよい。

【0097】

特に、本実施例のテーブル部１１０は、噴射部１２０により基板Ｗの下部より処理液を噴射するように基板Ｗの処理面を下方に向かうようにチャッキングして支持することが好ましい。

【0098】

噴射部１２０は、基板Ｗの処理面に処理液を供給するように噴射する供給手段であり、テーブル部１１０に基板Ｗの処理面を上方に向かうようにチャッキングして支持する場合には、基板Ｗの上部に設けられており、テーブル部１１０に基板Ｗの処理面を下方に向かうようにチャッキングして支持する場合には、基板Ｗの下部に設けられていてもよい。

【0099】

このような本実施例の噴射部１２０は、テーブル部１１０に基板Ｗの処理面を下方に向かうようにチャッキングして支持するように、基板Ｗの下部で処理液を噴射して供給することが好ましい。

【0100】

回収部１３０は、テーブル部１１０の外郭縁に設けられて基板Ｗに噴射された処理液を回収する回収手段であり、基板Ｗの処理面に噴射された処理液が基板Ｗの回転時遠心力によって外郭縁に沿って排出されるので、これを回収するように円筒状のカップ状に形成されている。

【0101】

また、このような回収部１３０は、基板Ｗの処理面に供給される処理液が多様な場合に、これらをそれぞれ回収するように同心円状に形成された複数個のカップ形状に形成されていてもよい。

【0102】

ヒーター部１０とランプ部２０は、基板Ｗを加熱する加熱手段であり、第１実施例の基板処理用ヒーター装置からなり、基板Ｗの上部に設けられ、基板Ｗと処理液を加熱することになる。

【0103】

このようなヒーター部１０とランプ部２０は、基板Ｗの上部で旋回し、出入りするように設けられているか、基板Ｗの上部に固定支持されるように設けられていてもよい。

【0104】

本実施例の基板液処理装置は、ランプ部２０の強さを制御するように基板の加熱温度を測定する温度測定部３０を更に含む。

【0105】

温度測定部３０は、ヒーター部１０の対向面に設けられている一つ以上の温度センサーからなり、基板Ｗの処理面に対する加熱温度を測定し、ランプ部２０のランプユニットの強さを制御するように温度情報を提供することになる。

【0106】

このような温度測定部３０は、テーブル部１１０により回転する基板Ｗの処理面縁に沿って加熱温度を測定するように、ヒーター部１０の対向面の半径の所定位置に複数個の温度センサーがずれるように配置されるか、半径に沿って複数個の温度センサーが等間隔で一列に配置されている。

【0107】

また、本実施例の基板液処理装置は、ランプ部２０の強さをランプユニットのランプ群別に制御する制御部４０を更に含む。

【0108】

図４に示されるように、制御部４０は、ランプ部２０の強さをランプユニットのランプ群別に制御するように第１〜第ｍ制御器で構成された複数個の制御器からなることが好ましい。

【0109】

従って、このような制御部４０は、温度測定部３０により測定された基板Ｗの処理面に対する温度情報に基づき、ランプ部２０のランプユニットの強さをランプ群別に制御することになる。

【0110】

以下、図面を参照して第２実施例の基板処理用ヒーター装置を備えた基板液処理装置を具体的に説明する。

【0111】

図５に示されるように、第２実施例の基板処理用ヒーター装置を備えた基板液処理装置は、テーブル部１１０、噴射部１２０、回収部１３０、ヒーター部１０、ランプ部２０、温度測定部３０を含んでなり、基板Ｗに処理液を供給し、液処理する基板液処理装置である。

【0112】

テーブル部１１０、噴射部１２０及び回収部１３０は、前記実施例のテーブル部１１０、噴射部１２０、回収部１３０と同じ構成であるので、同じ図面番号を付与し、具体的な説明を省略する。

【0113】

ヒーター部１０とランプ部２０は、基板Ｗを加熱する加熱手段であり、基板Ｗの上部に設けられ、基板Ｗと処理液を加熱することになり、第１実施例の基板処理用ヒーター装置のヒーター部１０とランプ部２０と同じ構成からなっているので、具体的な説明を省略する。

【0114】

特に、このようなヒーター部１０は、基板Ｗの上部で旋回し、出入りするように設けられているか、基板Ｗの上部に固定支持されるように設けられていてもよい。

【0115】

温度測定部３０は、ヒーター部１０により加熱された基板Ｗの温度を非接触式で測定する温度測定手段であり、第２実施例の基板処理用ヒーター装置の温度測定部３０からなっているので、具体的な説明を省略する。

【0116】

本実施例の基板液処理装置は、ランプ部の強さをランプユニットのランプ群別に制御する制御部４０を更に含む。

【0117】

制御部４０は、ヒーター部１０の強さをランプユニットの第１〜最終の制御群で構成されたそれぞれの制御群別に制御するように、第１〜第ｍ制御器で構成された複数個の制御器で形成されている。

【0118】

このような制御部４０は、基板Ｗの処理面に対応するヒーター部１０の対向面に配置されている一つ以上のランプユニットが一つのランプ群で形成された複数個のランプ群が形成され、前記複数個のランプ群が一つの制御群で形成された複数個の制御群が形成され、それぞれの制御群別にランプユニットの強さを制御することが好ましい。

【0119】

従って、制御部４０は、温度測定部３０により測定された基板Ｗの処理面に対する加熱温度に基づき、ランプ部２０のランプユニットの強さを制御群別に制御し、基板の処理面の加熱温度を均一に保持できるようになる。

【0120】

以上で説明した通りに、本発明によれば、ヒーター部の対向面を基板の処理面サイズ以上で形成し、対向面に複数個のランプユニットを互いに隣接に配置することによって、基板の処理面上に加熱温度を均一に保持し、基板処理面に対する不均一な処理を防止し、基板の処理効率を向上させることができる効果を奏する。

【0121】

また、ヒーター部の対向面の形状を基板の処理面形状と同じ形状で形成することによって、ヒーター部の強さを基板の処理面にだけ集中し、ヒーター部の加熱効率を向上させることができる効果を奏する。

【0122】

また、対向面の中心を基準として基準ランプユニットを偏心配置し、対向面の中心との隔離距離が互いに異なるように周辺ランプユニットを配置することによって、ランプユニットの加熱範囲が同範囲に重複しないように配置され、基板処理面上の加熱温度の不均一を減少させることができる効果を奏する。

【0123】

また、基準ランプユニットの偏心範囲を所定数値に限定することによって、基板の処理面の中心部分に対する加熱温度上昇を防止することができる効果を奏する。

【0124】

また、ランプユニットとして発熱ランプとリフレクターとハウジングで構成することによって、高温で熱エネルギーを放出する発熱ランプの熱エネルギーを基板方向へ反射し、熱エネルギー効率を向上させると共に、ハウジングの熱損傷を防止することができることになる。

【0125】

また、発熱ランプとしてフィラメントが基板の処理面と平行に、それぞれのフィラメントも互いに平行に設け、赤外線ランプを使用することによって、発熱ランプの熱エネルギーを均一に発散させると共に、ランプユニットのメンテナンスを容易にすることができる効果を奏する。

【0126】

また、一つ以上のランプユニットが一つのランプ群で形成された複数個のランプ群をランプ群別に強さを制御することによって、対向面に配置されたランプユニットに対して区域別に強さ制御ができる効果を奏する。

【0127】

また、基板の中心部分には、一つのランプユニットが一つのランプ群で形成され、外郭部分には複数のランプユニットが一つのランプ群で形成されることによって、基板処理面の中心部分と外郭部分に対するランプユニットの強さを多様に制御し、基板処理面の部位別に加熱温度偏差を減少させることができる。

【0128】

また、基板液処理装置において、基板の上部にヒーター装置を設け、基板の下部に噴射部を設けることによって、基板の液処理時ヒーター装置の汚染を防止し、液処理効率を向上させることができる効果を奏する。

【0129】

また、基板液処理装置に温度測定部や制御部を更に備えることによって、基板の処理面に対する加熱温度をランプユニットのランプ群別にさらに精密に制御できる効果を奏する。

【0130】

また、ヒーター部により加熱された基板の温度を非接触式で測定するように温度測定部を設けることによって、基板の処理面上に加熱温度の不均一な部位を測定し、基板の加熱温度を均一に保持するように基板の加熱温度情報を提供し、基板の処理効率を向上させることができる効果を奏する。

【0131】

また、温度測定部をヒーター部の対向面に設けることによって、ヒーター部に固定設けられてヒーター部と共に移動するか、共に固定されて温度測定部のための別途の移動手段や固定手段を設ける必要がなく、機構的な構成を簡単にすることができる効果を奏する。

【0132】

また、温度測定部が基板の処理面を基準にして、垂直方向に基板位置の温度を測定するように設けられた一つ以上の温度センサーからなることによって、温度測定部と基板の処理面間を互いに平行に保持し、温度センサーの温度測定精度を向上させることができる効果を奏する。

【0133】

また、複数個の温度センサーがヒーター部の対向面に半径に沿って配置されることによって、基板の処理時回転する基板の処理面を円周方向に沿って基板の温度を測定し、回転する基板の全処理面の温度を容易に測定することができる効果を奏する。

【0134】

また、温度測定部の温度センサーの測定結果により、ランプユニットの強さを制御群別に制御するように提供することによって、ヒーター部のランプユニットに対する強さを基板の処理面で均一に保持するように制御することができる効果を奏する。

【0135】

また、ヒーター部の対向面の形状を基板の処理面形状と同じ形状で形成することによって、ヒーター部の強さを基板の処理面にだけ集中し、ヒーター部の加熱効率を向上させることができる効果を奏する。

【0136】

また、ランプユニットの発熱ランプのフィラメントが基板の処理面と平行に、それぞれのフィラメントも互いに平行に設置されることによって、発熱ランプの熱エネルギーを均一に発散させると共に、ランプユニットのメンテナンスを容易にすることができる効果を奏する。

【0137】

また、対向面の中心を基準にして、基準ランプユニットを偏心配置し、対向面の中心との隔離距離が互いに同じであるか、互いに異なるように周辺ランプユニットを配置することによって、ランプユニットの加熱範囲が同範囲に重複しないように配置され、基板処理面上の加熱温度の不均一を減少させることができる効果を奏する。

【0138】

また、基板液処理装置において、基板の上部にヒーター装置を設け、基板の下部に噴射部を設けることによって、基板の液処理時ヒーター装置の汚染を防止し、液処理効率を向上させることができる効果を奏する。

【0139】

また、基板液処理装置に温度測定部と制御部を具備することによって、基板の処理面に対する加熱温度をランプユニットのランプ群別にさらに精密に制御することができる効果を奏する。

【0140】

以上で説明した本発明は、その技術的思想又は主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形態で実施され得る。従って、前記実施例は全て単純な例示に過ぎなく、限定的に解釈されてはいけない。

【産業上の利用可能性】

【0141】

本発明は、基板を処理するように基板を加熱し、基板の温度を測定する基板処理用ヒーター装置及びこれを備えた基板液処理装置を提供する。

【符号の説明】

【0142】

１０ ヒーター部
２０ ランプ部
３０ 温度測定部
４０ 制御部
１１０ テーブル部
１２０ 噴射部
１３０ 回収部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】