JP2003179040A

JP2003179040A - 熱処理装置

Info

Publication number: JP2003179040A
Application number: JP2001375717A
Authority: JP
Inventors: Yuji Ueda; 裕司上田
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2001-12-10
Filing date: 2001-12-10
Publication date: 2003-06-27

Abstract

(57)【要約】【課題】パーティクルが発生せず、保守の手間が低減
され、半導体ウエハ前面を均一に加熱することができる
熱処理装置を提供する。【解決手段】プレート１００は、磁性体である。この
磁性体はコイル８００、８８０による高周波磁界中で渦
電流を発生して、高周波誘導加熱を生じさせるため、表
皮厚δが小さく表皮抵抗が大きい鉄や磁性ステンレス
（１８−０ステンレス）が好適である。また、プレート
１００の外周３ヶ所には、ウエハＷを保持する爪５００
が設けられている。浮上手段は、同一極を対峙させた一
対の永久磁石であり、そのひとつ３００ａを上記プレー
ト１００に取り付けるとともに他の一つ３００ｂを上記
床部材４００に固定する。回転手段は、上記プレート１
００に取り付けた複数の永久磁石からなるロータ２００
ａと、図示しないコイルで励磁される複数のコアからな
るステータ２００ｂとを含むモータである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等の
基板に層間絶縁膜等の膜を形成するために用いられる熱
処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造工程においては、
例えば、ゾル−ゲル法、シルク法、スピードフィルム
法、フォックス法等により、半導体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。このうち、シルク法、スピ
ードフィルム法、フォックス法により層間絶縁膜を形成
する際には、冷却した半導体ウエハに塗布液を塗布し、
加熱処理し冷却処理し、さらに低酸素濃度雰囲気におい
て加熱処理および冷却処理を施す硬化処理によって塗布
膜を硬化（キュア）させ、層間絶縁膜を得ている。

【０００３】また、フォトリソグラフィー工程において
は、洗浄処理された半導体ウエハに対して、まずアドヒ
ージョン処理ユニットにて疎水化処理を施し、クーリン
グユニットにて冷却した後、レジスト塗布ユニットにて
フォトレジスト膜を塗布形成する。

【０００４】このフォトレジスト膜が形成された半導体
ウエハに対し、加熱処理を行うホットプレートユニット
にてプリベーク処理を施した後、クーリングユニットに
て冷却し、露光装置にて所定のパターンを露光する。引
き続き、露光後の半導体ウエハに対してホットプレート
ユニットにてポストエクスポージャーベーク処理を施し
た後、クーリングユニットにて冷却し、現像ユニットに
て現像液を塗布して露光パターンを現像する。そして、
最後に、ホットプレートユニットにてポストベーク処理
を施して高分子化のための熱変成、半導体ウエハとパタ
ーンとの密着性を強化する。これらの加熱処理を行うた
め、半導体ウエハは、たとえば、ヒータを備えた加熱プ
レート上で加熱している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ヒータのパタ
ーンやランプの配置パターンのために、半導体ウエハの
面内で加熱温度にムラが生じる。このような加熱ムラを
防止するために、特開平６−２３６８４４号公報におい
ては、半導体ウエハ載置台を更に設けて、加熱プレート
に近接させ、半導体ウエハ載置台だけを回転させてい
る。しかし、半導体ウエハ載置台を介して半導体ウエハ
を加熱するために、加熱効率が低い。また、半導体ウエ
ハ載置台の外周にローラ等を係合しモータで回転させた
りすると、係合部からパーティクルが発生して半導体ウ
エハ上に堆積する虞がある。

【０００６】一方、半導体ウエハ載置台を固定して加熱
プレートを回転させるとすると、回転するヒータ端子に
ブラシ電極から給電しなければならないため、回転する
ヒータ端子とブラシ電極との接触によってパーティクル
が発生し、更に、ブラシ電極が消耗すれば接触が不完全
となって供給電流が不安定となり加熱温度も不安定にな
る。また、消耗したブラシ電極を交換する手間も必要と
なる。

【０００７】そこで、本発明は、パーティクルが発生せ
ず、保守の手間が不要であり、半導体ウエハ前面を均一
に加熱することができる熱処理装置を提供することを課
題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明は、基板を載置するプレートと、前記プレー
トを浮上させる浮上手段と、前記プレートを回転させる
回転手段と、前記プレートと離隔して設けられ前記プレ
ートを加熱する加熱手段とを備え、前記プレートを回転
させつつ加熱する熱処理装置であり、加熱手段は、発熱
体又はランプである。

【０００９】具体的には、第１の発明は、基板を載置す
るプレートと、上記プレートを浮上させる浮上手段と、
上記プレートを回転させる回転手段と、上記プレートを
加熱する加熱手段と、床部材とを備え、上記枠体を回転
させつつ加熱する熱処理装置であって、上記プレートは
磁性体であり、上記浮上手段は同一極を対峙させた一対
の永久磁石であり、そのひとつを上記プレートに取り付
けるとともに他の一つを上記床部材に固定し、上記回転
手段は上記プレートに取り付けた複数の永久磁石からな
るロータとコイルで励磁される複数のコアからなるステ
ータとを含むモータであり、上記ロータを上記プレート
に取り付けるとともに上記ステータを上記床部材に固定
し、上記加熱手段はコイルであり、上記コアを励磁して
上記プレートを回転させつつ、上記加熱手段であるコイ
ルに流す電流によって上記プレートに発生する渦電流で
上記プレートを加熱して上記基板を加熱する。

【００１０】また、第２発明は、基板を載置する枠体
と、上記枠体を浮上させる浮上手段と、上記枠体を回転
させる回転手段と、上記基板を加熱する加熱手段と、床
部材とを備え、上記枠体を回転させつつ加熱する熱処理
装置であって、上記浮上手段は同一極を対峙させた一対
の永久磁石であり、そのひとつを上記プレートに取り付
けるとともに他の一つを上記床部材に固定し、上記回転
手段は上記プレートに取り付けた複数の永久磁石からな
るロータとコイルで励磁される複数のコアからなるステ
ータとを含むモータであり、上記ロータを上記プレート
に取り付けるとともに上記ステータを上記床部材に固定
し、上記加熱手段はランプであり、上記コアを励磁して
上記枠体を回転させつつ、上記ランプからの輻射熱によ
って上記基板を加熱する。

【００１１】また、第３発明は、基板を載置するプレー
トと、上記プレートを浮上させる浮上手段と、上記プレ
ートを回転させる回転手段と、上記プレートを加熱する
加熱手段と、床部材とを備え、上記プレートを回転させ
つつ加熱する熱処理装置であって、上記プレートは磁性
体であり、上記浮上手段は同一極を対峙させた一対の永
久磁石であり、そのひとつを上記プレートに取り付ける
とともに他の一つを上記床部材に固定し、上記回転手段
は上記枠体の外周に取り付けられた複数の羽と上記枠体
の上記羽に気体を吹き付けるためのノズルとを含み、上
記加熱手段はコイルであり、上記気流によって上記枠体
を回転させつつ、上記加熱手段であるコイルに流す電流
によって上記プレートに発生する渦電流で上記プレート
を加熱して上記基板を加熱する。

【００１２】また、第４発明は、基板を載置する枠体
と、上記枠体を浮上させる浮上手段と、上記枠体を回転
させる回転手段と、上記枠体を加熱する加熱手段と、床
部材とを備え、上記枠体を回転させつつ加熱する熱処理
装置であって、上記浮上手段は同一極を対峙させた一対
の永久磁石であり、そのひとつを上記枠体に取り付ける
とともに他の一つを上記床部材に固定し、上記回転手段
は上記枠体の外周に取り付けられた複数の羽と上記枠体
の上記羽に気体を吹き付けるためのノズルとを含み、上
記加熱手段はランプであり、上記気流によって上記枠体
を回転させつつ、上記ランプからの輻射熱によって上記
基板を加熱する。

【００１３】すなわち、第１発明においては、永久磁石
同士の反発力でプレートを浮上させ、別の永久磁石群に
よるロータとステータ群によりプレートを回転させ、電
磁誘導加熱でプレートを加熱する。したがって、基板が
浮上して回転するので、プレートの渦電流パターンにか
かわらず基板が一様に加熱される。

【００１４】また、第２発明においては、永久磁石同士
の反発力で枠体を浮上させ、別の永久磁石群によるロー
タとステータ群によりプレートを回転させ、ランプの輻
射熱で枠体に載置された基板を加熱する。したがって、
基板が浮上して回転するので、ランプの配置にかかわら
ず基板が一様に加熱される。しかも、基板だけを直接加
熱するためか熱効率が高い。

【００１５】また、第３発明においては、永久磁石同士
の反発力で羽根付きのプレートを浮上させ、気流を吹き
付けてプレートを回転させ、電磁誘導加熱でプレートを
加熱する。したがって、基板が浮上して回転するので、
プレートの渦電流パターンにかかわらず基板が一様に加
熱される。しかも、モータがないために電力消費を低減
することができる。

【００１６】また、第４発明においては、永久磁石同士
の反発力で羽根付の枠体を浮上させ、気流を吹き付けて
プレートを回転させ、ランプの輻射熱で枠体に載置され
た基板を加熱する。したがって、基板が浮上して回転す
るので、ランプの配置にかかわらず基板が一様に加熱さ
れる。しかも、基板だけを直接加熱するためか熱効率が
高い。更に、モータがないために電力消費を低減するこ
とができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の熱処理装置の実施
の形態について説明するが、本実施の形態においては、
半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）の表面に層間絶
縁膜を形成する際に使用される熱処理装置であって、窒
素ガス等の不活性ガスを供給しながら熱処理を行う硬化
処理ユニット（dielectric low oxygen controlled cur
e unit；DLC）およびベーク処理ユニット（dielectric
low oxygen controlled bake unit；DLB）を例とし、こ
れら硬化処理ユニット（ＤＬＣ）とベーク処理ユニット
（ＤＬＢ）を用いた塗布膜形成装置（spin on dielectr
ic（SOD）システム）について、図面を参照しながら説
明する。

【００１８】図１のＳＯＤシステムの上面図に示すよう
に、このＳＯＤシステムは、処理部１と、サイドキャビ
ネット２と、キャリアステーション（ＣＳＢ）３とを有
している。処理部１は、その手前側の上段に設けられた
塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１・１２とを有する。さ
らに、図２のＳＯＤシステムの正面図に示すように、さ
らに、処理部１は、その手前側の下段に設けられた薬品
等を内蔵したケミカル室１３・１４とを有する。

【００１９】処理部１の中央部には、複数の処理ユニッ
トを多段に積層してなる処理ユニット群１６・１７が設
けられ、これらの間に、昇降して半導体ウエハ（ウエ
ハ）Ｗを搬送するためのウエハ搬送機構（ＰＲＡ）１８
が設けられている。サイドキャビネット２は、その上段
に薬液を供給するためのバブラー（Ｂｕｂ）２７と、排
気ガスの洗浄のためのトラップ（ＴＲＡＰ）２８とを有
し、その下段に、電源２９や、廃液を排出するためのド
レイン３１を有している。

【００２０】図３は処理部１の正面図であり、左側の処
理ユニット群１６は、その上側から順に低温用のホット
プレート（ＬＨＰ）１９と、２個の硬化（キュア）処理
ユニット（ＤＬＣ）２０と、２個のエージングユニット
（ＤＡＣ）２１とが積層されて構成されている。また、
右側の処理ユニット群１７は、その上から順に２個のベ
ーク処理ユニット（ＤＬＢ）２２と、低温用のホットプ
レート（ＬＨＰ）２３と、２個のクーリングプレート
（ＣＰＬ）２４と、受渡部（ＴＲＳ）２５と、クーリン
グプレート（ＣＰＬ）２６とが積層されて構成されてい
る。なお、受渡部（ＴＲＳ）２５は、クーリングプレー
トの機能を兼ね備えることが可能である。

【００２１】ウエハ搬送機構（ＰＲＡ）１８は、Ｚ方向
に延在し、垂直壁５１ａ・５１ｂおよびこれらの間の側
面開口部５１ｃを有する筒状支持体５１と、その内側に
筒状支持体５１に沿ってＺ方向に昇降自在に設けられた
ウエハ搬送体５２とを有している。筒状支持体５１はモ
ータ５３の回転駆動力によって回転可能となっており、
それに伴ってウエハ搬送体５２も一体的に回転されるよ
うになっている。

【００２２】ウエハ搬送体５２は、搬送基台５４と、搬
送基台５４に沿って前後に移動可能な３本のウエハ搬送
アーム５５・５６・５７とを備えており、ウエハ搬送ア
ーム５５・５６・５７は、筒状支持体５１の側面開口部
５１ｃを通過可能な大きさを有している。これらウエハ
搬送アーム５５・５６・５７は、搬送基台５４内に内蔵
されたモータおよびベルト機構によりそれぞれ独立して
進退移動することが可能となっている。ウエハ搬送体５
２は、モータ５８によってベルト５９を駆動させること
により昇降するようになっている。なお、符号４０は駆
動プーリー、４１は従動プーリーである。

【００２３】このようなＳＯＤシステムにおいて、例え
ば、ゾル−ゲル法により層間絶縁膜を形成する場合に
は、処理ユニットを塚する順序は、クーリングプレート
（ＣＰＬ）２４・２６、塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１
１・１２、エージングユニット（ＤＡＣ）２１、低温用
のホットプレート（ＬＨＰ）１９・２３、ベーク処理ユ
ニット（ＤＬＢ）２２のようになる。

【００２４】また、シルク法およびスピードフィルム法
により層間絶縁膜を形成する場合には、処理ユニットを
通過する順序は、クーリングプレート（ＣＰＬ）２４・
２６、塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１１・１２（アドヒ
ージョンプロモータの塗布）、低温用のホットプレート
（ＬＨＰ）１９・２３、塗布処理ユニット（ＳＣＴ）１
１・１２（本薬液の塗布）、低温用のホットプレート
（ＬＨＰ）１９・２３、ベーク処理ユニット（ＤＬＢ）
２２、硬化処理ユニット（ＤＬＣ）２０のようになる。

【００２５】さらに、フォックス法により層間絶縁膜を
形成する場合には、処理ユニットを通過する順序は、ク
ーリングプレート（ＣＰＬ）２４・２６、塗布処理ユニ
ット（ＳＣＴ）１１・１２、低温用のホットプレート
（ＬＨＰ）１９・２３、ベーク処理ユニット（ＤＬＢ）
２２、硬化処理ユニット（ＤＬＣ）２０のようになる。
なお、これら各種の方法によって形成される塗布膜の材
質には制限はなく、有機系、無機系およびハイブリッド
系の各種材料を用いることが可能である。

【００２６】次に、本発明の熱処理装置の一実施形態で
あるベーク処理ユニット（ＤＬＢ）２２について、説明
する。図４、図５は、ベーク処理ユニット（ＤＬＢ）２
２の一例を示した断面図である。ここに、図４は図示し
ない爪で保持されたウエハＷの処理中の状態を示す。ま
た、図５は、図示しないウエハ搬送アームに保持された
ウエハＷを受け渡すときの状態をそれぞれ示する。以
下、図４及び図５を同時に参照して、ベーク処理ユニッ
ト（ＤＬＢ）２２について説明する。

【００２７】ベーク処理ユニット（ＤＬＢ）２２は、ケ
ーシング６１と、ウエハＷを載置して加熱する加熱部６
２と、加熱部６２の外周を囲繞するように設けられたサ
ポートリング６３と、昇降機構６６ｄにより昇降自在な
蓋体６６と、蓋体６６の側壁６６ａに設けられたガス供
給路６６ｂに所定のガスを供給するガス供給管６７と、
蓋体６６の中央部に設けられた排気機構６８と、蓋体６
６と同時昇降可能に配置されたガス拡散機構６９とを有
している。

【００２８】ケーシング６１の上面には開口部６１ａが
形成され、また、側面にはユニット内の排気を行うため
の排気口６１ｂが形成され、さらに別の側面にはウエハ
搬送機構（ＰＲＡ）１８との間でウエハＷの受け渡しを
可能とする図示しない開閉自在なシャッターが形成され
ている。

【００２９】サポートリング６３の上部端面には段差が
形成され、その下段部にはシールリング６５が配設され
ており、蓋体６６はその側壁６６ａが開口部６１ａを閉
塞し、蓋体６６が処理位置にある場合には、側壁６６ａ
の下面がシールリング６５に当接することで処理室７０
が形成される。ガス供給管６７は蓋体６６の中心に対し
て点対称な２箇所に設けられており、ガス供給路６６ｂ
へ供給された不活性ガス（以下、窒素ガスを例示するも
のとする）がガス供給路６６ｂから処理室７０へ向けて
吐出可能なように、側壁６６ａの内周面には４箇所にガ
ス吐出口６６ｃが形成されている。

【００３０】ガス拡散機構６９は、回転モータ３８と、
蓋体６６に回転モータ３８を固定している固定治具３９
と、回転モータ３８に取り付けられた回転軸（枢軸）３
７と、ウエハＷを囲繞するように設けられたバッフルリ
ング３５と、バッフルリング３５と回転軸３７とを連結
する連結部材３６から構成されており、バッフルリング
３５には、８箇所（後に示す図１０参照）に窒素ガスの
吹き出し口３５ａが形成されている。なお、排気機構６
８から排気されるガスは回転モータ３８に当たらないよ
うに図示しない排気経路が設けられている。

【００３１】従って、回転モータ３８を回転駆動させた
場合や、所定角度の時計回りの回動と所定角度の反時計
回りの回動とを交互に繰り返す反転回動運動を行った場
合には、回転モータ３８の動きに合わせてバッフルリン
グ３５が回転し、または反転回動し、このとき、吹き出
し口３５ａの位置もバッフルリング３５の運動に合わせ
て移動し、ガス吐出口６６ｃから吐出された窒素ガス
は、位置が移動する吹き出し口３５ａを通って、処理室
７０内に供給される。

【００３２】以上、層間絶縁膜を形成するＳＯＤシステ
ムのベーク処理ユニット（ＤＬＢ）について説明してき
たが、本発明はこのようなベーク処理ユニット（ＤＬ
Ｂ）に使用されるのみならず、ベーク処理ユニット（Ｄ
ＬＢ）より高温で塗布幕効果処理を行う硬化処理ユニッ
ト（ＤＬＣ）や、ベーク処理ユニット（ＤＬＢ）より低
温で熱処理を行う低温用のホットプレート（ＬＨＰ）や
その他の処理ユニットにも使用することができる。

【００３３】次に、ＤＬＢ、ＤＬＣ、ＬＨＰ等に使用す
る加熱部６２について説明する。図６に示す加熱部６２
は、永久磁石同士の反発力でプレートを浮上させ、別の
永久磁石群によるロータとステータ群によりプレートを
回転させ、電磁誘導加熱でプレートを加熱する。この加
熱部６２は、基板を載置するプレート１００と、プレー
トを浮上させる浮上手段３００ａ，３００ｂと、プレー
ト１００を回転させる回転手段２００ａ，２００ｂと、
プレート１００を加熱する加熱手段８００、８８０と、
床部材４００とを備えている。

【００３４】ここに、上記プレート１００は、磁性体で
ある。この磁性体は高周波磁界中で渦電流を発生して、
高周波誘導加熱を生じさせるため、表皮厚δが小さく表
皮抵抗が大きい鉄や磁性ステンレス（１８−０ステンレ
ス）が好適である。具体的には、周波数２０ｋＨＺの高
周波磁界中において、鉄のδは０．１１ｍｍ、１８−０
ステンレスのδは０．２８ｍｍであるから、プレート１
００の厚さは、略０．１乃至０．３ｍｍ程度となる。ま
た、プレート１００の外周３ヶ所には、ウエハＷを保持
する爪５００が設けられている。さらに、このプレート
１００の外周は、ウエハＷの外周より小さくして、ウエ
ハＷを搬送することができるようにしている。

【００３５】また、浮上手段は、同一極を対峙させた一
対の永久磁石であり、そのひとつ３００ａを上記プレー
ト１００に取り付けるとともに他の一つ３００ｂを上記
床部材４００に固定する。この一対の永久磁石を小型の
ものとし、反発力を高めるためには、磁束密度の高いサ
マリウムコバルト、ネオジウム鉄等が好適である。した
がって、プレート１００、回転手段のロータ２００ａ、
浮上手段の永久磁石３００ａは一体となって浮上体を形
成する。永久磁石３００ａは、これと対をなす永久磁石
３００ｂの溝３３０の中で、これらの磁石の反発力によ
って、浮上している。溝３３０の底部からの浮上量は、
ウエハ及び浮上体にかかる重力と磁石の反発力との釣り
合いで決まる。また、溝３３０の側壁と永久磁石３００
ａは相互に反発するため、接触することはない。

【００３６】上記回転手段は、上記プレート１００に取
り付けた複数の永久磁石からなるロータ２００ａと、コ
イルで励磁される複数のコアからなるステータ２００ｂ
とを含むモータであり、上記ロータ２００ａを上記プレ
ート１００に取り付けるとともに上記ステータ２００ｂ
を上記床部材４００に固定する。尚、図６では、ステー
タ２００ｂに巻かれたコイルを図示していない。

【００３７】また、上記加熱手段はコイル８８０であ
る。コイルは少なくともひとつ設ければよい。コイル８
８０は適宜の手段で、上記プレートと上記床部材の間又
は上記プレートに載置された上記基板の上方のうち一方
の位置又は双方の位置に配置する。コイル８８０には、
０．３００乃至０．４００ｍｍ程度の銅線を１４乃至６
０本巻いて表皮抵抗を低減したリッツ線を用いるとよ
い。このコイルを駆動するには、発振回路からの信号で
高周波高電圧スイッチングトランジスタをオンオフし、
コイル端子に、たとえば、２４ｋＨｚ、６００乃至７０
０ボルトの高電圧を印加するとよい。このような加熱部
６２においては、上記コアを励磁して上記プレート１０
０を回転させつつ、上記コイル８８０に流す電流によっ
て上記プレートに発生する渦電流で上記プレート１００
を加熱して上記基板Ｗを加熱する。

【００３８】図７は、浮上体（１００、２００ａ、３０
０ａ）をＡＡ’から見た平面図である。プレート１００
の外周にはリング状のロータ２００ａが取り付けられ、
その内周にはリング状の永久磁石３００ａが取り付けら
れている。ロータ２００ａは、たとえば、同一磁極を突
合せてリング状に配列した６つの永久磁石からなるが、
永久磁石の個数は任意である。永久磁石３００ａは、リ
ングの厚さ方向に着磁しており、図中永久磁石３００ａ
のＡＡ‘面はＮ極とされているが、Ｓ極であってもよ
い。また、プレート外周の爪５００によって、ウエハＷ
を保持する。

【００３９】図８は、浮上手段の断面図である。浮上手
段３００ａは浮上手段３００ｂの案内溝３３０中で磁気
的反発極によって浮上している。この案内溝３３０は浮
上体（１００、２００ａ、３００ａ）を回転軸周りに案
内する。尚、図８では、ステータ２００ｂに巻かれたコ
イルを図示していない。

【００４０】図９は、ステータ２００ｂの斜視図であ
る。ステータ２００ｂは、６つのコア２２０をリング状
に配置し、各コア２２０に励磁コイルを巻いたものであ
る。ここに、コアの数は、ステータの永久磁石の数と同
じにする。このステータ２００ｂでは、図示しない光学
式や磁気式のセンサによってロータ２００ａの磁極を検
知し、検知結果に基づいて、２相又は３相でコイル２３
０を励磁し、ロータ２００ａを回転させる。

【００４１】図１０は、ウエハＷをプレート１００に運
び込み、運び去るための機構の一例を示す平面図であ
る。ウエハ搬送機構（ＰＲＡ）１８のウエハ搬送体５２
のアーム５５、５６、５７に対応するアーム６５０は、
３つの切り欠き５１０と３つの爪５０５を供えている。
ウエハＷをプレート１００に運び込むときには、ウエハ
Ｗを爪５０５で支持してプレート１００に上方から接近
し、ウエハＷをプレート１００に載置した後、切り欠き
５１０によってプレート１００の爪５００を回避しつ
つ、永久磁石３００ａまで下降させてから、水平方向に
アーム６５０を加熱部６２から退避させればよい。過熱
処理後のウエハＷを回収するには、この逆にアーム６５
０を操作する。

【００４２】図１１に示す加熱部６２は、永久磁石同士
の反発力で枠体を浮上させ、別の永久磁石群によるロー
タとステータ群によりプレートを回転させ、ランプの輻
射熱で枠体に載置された基板を加熱する。この加熱部６
２は、基板を載置する枠体７００と、プレートを浮上さ
せる浮上手段３００ａ，３００ｂと、プレート１００を
回転させる回転手段２００ａ，２００ｂと、プレート１
００を加熱する加熱手段８１０と、床部材４００とを備
えている。加熱手段８１０は、１本又は２本以上からな
るランプであり、輻射熱によって枠体７００上のウエハ
Ｗを加熱する。その他の構成要素は、図６と同様であ
る。なお、加熱手段は、ランプに限らず、ヒータやヒー
タを埋め込んだ赤外線源、遠赤外線源等を用いてもよ
い。

【００４３】図１２は、図１１の浮上体（７００、２０
０ａ、３００ａ）をＡＡ’から見た平面図である。プレ
ート１００が枠体７００に変更されたことを除けば、図
７と同様である。

【００４４】図１３に示す加熱部６２は、永久磁石同士
の反発力で羽根付きのプレートを浮上させ、気流を吹き
付けてプレートを回転させ、電磁誘導加熱でプレートを
加熱する。この加熱部６２は、基板を載置するプレート
１００と、上記プレート１００を浮上させる浮上手段３
００ａ、３００ｂと、上記プレート１００を回転させる
回転手段と、上記プレートを加熱する加熱手段８８０
と、床部材４００とを備えている。浮上手段、加熱手段
は図６に示したものと同様である。上記回転手段は、上
記プレート１００の外周に取り付けられた複数の羽６０
０と、上記枠体７００の上記羽６００に気流を吹き付け
るためのノズル９００とを含む。１又は２以上のノズル
９００は、たとえば床部材４００から立ち上げ、適宜の
配管からＮ _２等の圧縮空気をそのノズル９００に供給す
ればよい。

【００４５】図１４は、図１３の浮上体（１００、３０
０ａ）をＡＡ’から見た平面図である。プレート１００
の外周には複数の羽６００が取り付けられ、その内周に
はリング状の永久磁石３００ａが取り付けられている。
永久磁石３００ａのＡＡ‘面はＮ極とされているが、Ｓ
極であってもよい。また、プレート外周の爪５００によ
って、ウエハＷを保持する。

【００４６】図１５に示す加熱部６２は、永久磁石同士
の反発力で羽根付の枠体を浮上させ、気流を吹き付けて
枠体を回転させ、ランプの輻射熱で枠体に載置された基
板を加熱する。この加熱部６２は、基板を載置する枠体
７００と、上記枠体７００を浮上させる浮上手段３００
ａ、３００ｂと、上記枠体を回転させる回転手段と、上
記プレートを加熱する加熱手段８１０と、床部材４００
とを備えている。この加熱部は６２は、加熱手段８００
がランプ８１０に変更されていることを除けば、図１３
と同様である。

【００４７】図１６は、浮上体（７００、３００ａ）を
ＡＡ’から見た平面図である。プレート１００を枠体７
００に変更したことを除けば、図１４と同様である。

【００４８】加熱部６２の実施形態は以上の説明に限定
されず、たとえば、爪５００の形状を変更して、ウエハ
Wがプレート１００に直接接触するようにしてもよい。
また、浮上手段の上部永久磁石３００ａと下部永久磁石
３００ｂの高さをステータ２００ｂとほぼ同じ高さとし
て、加熱装置全体の高さを低減してもよい。また、加熱
時間に応じて、基板回転数を最適化するために、ロータ
２００ａの磁極一を検出するセンサの出力に基づいて、
ロータ２００ａの位置、速度、加速度を、コンピュータ
によってフィードバック制御してもよい。更に、上記実
施形態においては、円形基板であるウエハを使用した
が、加熱部６２の形状を変えることにより、レチクル基
板やガラス基板等の矩形基板についても本発明を適用す
ることができる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明した本発明の熱処理装置によれ
ば、基板を載置したプレートや枠体が回転手段と接触せ
ずに浮上しているのでパーティクルが発生せず、パーテ
ィクルによって基板に欠陥は生じることもない。また、
基板を載置したプレートが浮上しているので、熱が熱処
理ユニットの壁や床等に伝わりにくくなり、隣接した他
のユニットへの悪影響を低減することができる。

【００５０】また、基板を回転させるため、基板を均一
に過熱することができる。特に、従来のように、ホット
プレートを貫通する昇降ピン穴がないので、温度の均一
性はさらに向上する。また、Ｎ_２雰囲気中で処理してい
る場合には、雰囲気のムラによる膜質根の影響も低減す
ることができる。また、回転手段に機械的接触部分がな
いので、保守の手間が低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】ベーク処理ユニット（ＤＬＢ）および硬化処理
ユニット（ＤＬＣ）を含む塗布膜形成装置（ＳＯＤシス
テム）の上段の上面図

【図２】ベーク処理ユニット（ＤＬＢ）および硬化処理
ユニット（ＤＬＣ）を含む塗布膜形成装置（ＳＯＤシス
テム）の正面図

【図３】塗布膜形成装置（ＳＯＤシステム）の処理部の
正面図

【図４】ウエハを熱処理中のベーク処理ユニット（ＤＬ
Ｂ）の一例の断面図

【図５】ウエハを搬送中のベーク処理ユニット（ＤＬ
Ｂ）の一例の断面図

【図６】本発明の熱処理装置の第１の加熱部の断面図。
ステータ２００ｂに巻かれた励磁コイルは省略されてい
る。

【図７】図６のＡＡ‘平面図

【図８】図６の加熱部の浮上手段が回転手段から浮上す
る様子を説明するための断面図。ステータ２００ｂに巻
かれた励磁コイルは省略されている。

【図９】図６の回転手段のステータの斜視図

【図１０】ウエハ搬送アームの平面図

【図１１】本発明の熱処理装置の第２の加熱部の断面図

【図１２】図１１のＡＡ‘平面図

【図１３】本発明の熱処理装置の第３の加熱部の断面図

【図１４】図１３のＡＡ‘平面図

【図１５】本発明の熱処理装置の第４の加熱部の断面図

【図１６】図１５のＡＡ‘平面図

【符号の説明】

１００プレート２００ａロータ２００ｂステータ２２０コア２３０励磁コイル３００ａ、３００ｂ浮上手段３３０案内溝４００床部材５００、５０５爪５１０切り欠き６００羽８００、８８０高周波磁界発生用コイル８１０ランプ９００ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5F031 CA02 CA05 CA07 FA01 FA02 FA04 FA07 GA06 GA47 GA49 HA02 HA37 HA50 HA59 JA21 JA31 JA51 LA07 LA13 MA26 MA30 NA04 PA26 5F045 BB10 BB15 DP28 EB19 EE14 EF01 EK02 EK11 EM10 EN04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を載置するプレートと、前記プレー
トを浮上させる浮上手段と、前記プレートを回転させる
回転手段と、前記プレートと離隔して設けられ前記プレ
ートを加熱する加熱手段とを備え、前記プレートを回転させつつ加熱することを特徴とする
熱処理装置。
【請求項２】前記加熱手段は、発熱体であることを特
徴とする請求項１記載の熱処理装置。
【請求項３】前記加熱手段は、ランプであることを特
徴とする請求項１記載の熱処理装置。
【請求項４】前記プレートは、磁性体であり、前記加熱手段はコイルであり、前記加熱手段であるコイルに流す電流によって前記プレ
ートに発生する渦電流で前記プレートを加熱して前記基
板を加熱することを特徴とする熱処理装置。
【請求項５】基板を載置するプレートと、前記プレー
トを浮上させる浮上手段と、前記プレートを回転させる
回転手段と、前記プレートを加熱する加熱手段と、床部
材とを備え、前記プレートを回転させつつ加熱する熱処
理装置であって、前記プレートは、磁性体であり、前記浮上手段は、同一極を対峙させた一対の永久磁石で
あり、そのひとつを前記プレートに取り付けるとともに
他の一つを前記床部材に固定し、前記回転手段は、前記プレートに取り付けた複数の永久
磁石からなるロータと、コイルで励磁される複数のコア
からなるステータとを含むモータであり、前記ロータを
前記プレートに取り付けるとともに前記ステータを前記
床部材に固定し、前記加熱手段はコイルであり、前記コアを励磁して前記プレートを回転させつつ、前記
加熱手段であるコイルに流す電流によって前記プレート
に発生する渦電流で前記プレートを加熱して前記基板を
加熱することを特徴とする熱処理装置。
【請求項６】基板を載置する枠体と、前記枠体を浮上
させる浮上手段と、前記枠体を回転させる回転手段と、
前記基板を加熱する加熱手段と、床部材とを備え、前記
枠体を回転させつつ加熱する熱処理装置であって、前記浮上手段は、同一極を対峙させた一対の永久磁石で
あり、そのひとつを前記プレートに取り付けるとともに
他の一つを前記床部材に固定し、前記回転手段は、前記プレートに取り付けた複数の永久
磁石からなるロータと、コイルで励磁される複数のコア
からなるステータとを含むモータであり、前記ロータを
前記プレートに取り付けるとともに前記ステータを前記
床部材に固定し、前記加熱手段はランプであり、前記コアを励磁して前記枠体を回転させつつ、前記ラン
プからの輻射によって前記基板を加熱することを特徴と
する熱処理装置。
【請求項７】基板を載置するプレートと、前記プレー
トを浮上させる浮上手段と、前記プレートを回転させる
回転手段と、前記プレートを加熱する加熱手段と、床部
材とを備え、前記プレートを回転させつつ加熱する熱処
理装置であって、前記プレートは、磁性体であり、前記浮上手段は、同一極を対峙させた一対の永久磁石で
あり、そのひとつを前記プレートに取り付けるとともに
他の一つを前記床部材に固定し、前記回転手段は、前記枠体の外周に取り付けられた複数
の羽と、前記枠体の前記羽に気流を吹き付けるためのノ
ズルとを含み、前記加熱手段はコイルであり、前記気流によって前記枠体を回転させつつ、前記加熱手
段であるコイルに流す電流によって前記プレートに発生
する渦電流で前記プレートを加熱して前記基板を加熱す
ることを特徴とする熱処理装置。
【請求項８】基板を載置する枠体と、前記枠体を浮上
させる浮上手段と、前記枠体を回転させる回転手段と、
前記枠体を加熱する加熱手段と、床部材とを備え、前記
枠体を回転させつつ加熱する熱処理装置であって、前記浮上手段は、同一極を対峙させた一対の永久磁石で
あり、そのひとつを前記枠体に取り付けるとともに他の
一つを前記床部材に固定し、前記回転手段は、前記枠体の外周に取り付けられた複数
の羽と、前記枠体の前記羽に気流を吹き付けるためのノ
ズルとを含み、前記加熱手段はランプであり、前記気流によって前記枠体を回転させつつ、前記ランプ
からの輻射によって前記基板を加熱することを特徴とす
る熱処理装置。
【請求項９】前記浮上手段の一対の永久磁石は、溝を
有する永久磁石と、その溝の幅より小さい幅を有する永
久磁石であることを特徴とする請求項５乃至８記載の熱
処理装置。
【請求項１０】前記プレートは円板であり、前記浮上
手段の前記ひとつの永久磁石と前記回転手段のロータと
を同心状に前記プレートに取り付け、これらに対向して、前記浮上手段の前記他の永久磁石と
前記回転手段のステータとを同心状に固定することを特
徴とする請求項５又は６記載の熱処理装置。
【請求項１１】前記枠体は段の付いたリングであり、
その段の上面に前記基板を載置し、前記浮上手段の前記
ひとつの永久磁石をその段の下面に取り付け、これに対向して、前記浮上手段の前記ひとつの永久磁石
を固定することを特徴とする請求項７又は８記載の熱処
理装置。
【請求項１２】前記加熱手段を、前記プレートと前記
床部材の間又は前記プレートに載置された前記基板の上
方のうち一方の位置又は双方の位置に配置することを特
徴とする請求項５又は７記載の熱処理装置。
【請求項１３】前記ランプを、前記枠体に載置された
前記基板の上方に配置することを特徴とする請求項６又
は８記載の熱処理装置。