説明

熱処理装置及び熱処理方法

【課題】基板を容易にホットプレート上の所定位置に位置決めする。
【解決手段】熱処理装置は、基板(ウェハ1)を加熱するホットプレート2と、ホットプレート2上の所定の熱処理位置にて基板の外周を位置決めする複数のガイド部材(ガイドピン3)とを有する。熱処理装置は、更に、ガイド部材の少なくとも1つである可動ガイド部材(可動ガイドピン31)を移動させる移動部4を有する。移動部4は、基板が熱処理位置に位置するときの基板の外形線よりも外側の第1位置から、基板が熱処理位置に位置するときに可動ガイド部材により基板の外形線を位置決めする第2位置へと、可動ガイド部材を移動させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱処理装置及び熱処理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
基板に熱処理を行う熱処理装置としては、基板が載置されるホットプレート(熱板)と、基板の外周位置を位置決めする複数のガイドピンと、を有するものがある(例えば、特許文献1乃至3)。
【0003】
特許文献4には、基板の周囲の複数箇所に、基板を移動させる移動部材を設けた技術が記載されている。なお、特許文献4の移動部材は、熱処理中に基板を移動させて、基板の局所的な過熱を抑制するためのものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2001−077019号公報
【特許文献2】特開2000−306825号公報
【特許文献3】特開2000−243687号公報
【特許文献4】特開平04−158511号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
基板をホットプレート上に載置する際には、搬送誤差やその他の不具合により、基板の位置ずれが生じてしまい、基板が何れかのガイドピンに乗り上げることがある。そして、基板がガイドピンに乗り上げた状態のままで、すなわち基板が所定位置からずれた状態で熱処理が行われる場合がある。この場合の熱処理は、所望の熱処理とは異なる条件で行われるため、歩留まり低下の要因となる。
【0006】
このように、基板を容易にホットプレート上の所定位置に位置決めすることは困難だった。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、基板を加熱するホットプレートと、
前記ホットプレート上の所定の熱処理位置にて前記基板の外周を位置決めする複数のガイド部材と、
前記ガイド部材の少なくとも1つである可動ガイド部材を移動させる移動部と、
を有し、
前記移動部は、前記基板が前記熱処理位置に位置するときの前記基板の外形線よりも外側の第1位置から、前記基板が前記熱処理位置に位置するときに前記可動ガイド部材により前記外形線を位置決めする第2位置へと、前記可動ガイド部材を移動させることを特徴とする熱処理装置を提供する。
【0008】
この熱処理装置によれば、可動ガイド部材を第2位置から第1位置へ移動させることにより、複数のガイド部材によって基板を容易にホットプレート上の所定の熱処理位置へ位置決めすることができる。
【0009】
また、本発明は、基板を加熱するホットプレートと、前記基板の外周を位置決めする複数のガイド部材と、を有する熱処理装置の前記ホットプレート上に、前記基板を載置する工程と、
前記ホットプレート上の所定の熱処理位置に前記基板を位置決めする工程と、
を有し、
前記基板を載置する工程では、前記基板を前記熱処理位置から所定方向にオフセットさせて前記ホットプレート上に載置し、
前記基板を位置決めする工程では、前記ガイド部材の少なくとも1つである可動ガイド部材を、前記オフセットの方向から前記熱処理位置側へ移動させることにより、前記基板を位置決めすることを特徴とする熱処理方法を提供する。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、基板を容易にホットプレート上の所定位置に位置決めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】第1の実施形態に係る熱処理装置の構成を示す図である。
【図2】第1の実施形態に係る熱処理装置の動作を説明するための平面図である。
【図3】第2の実施形態に係る熱処理装置の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。
【0013】
〔第1の実施形態〕
図1は第1の実施形態に係る熱処理装置の構成を示す図である。このうち図1(a)は平面図、図1(b)は正面図、図1(c)は可動ガイドピン31の拡大正面図である。図2は第1の実施形態に係る熱処理装置の動作を説明するための平面図である。このうち図2(a)はウェハ1を所定の熱処理位置からオフセットさせてホットプレート2上に配置した状態を示し、図2(b)はウェハ1を熱処理位置に位置決めした状態を示す。
【0014】
本実施形態に係る熱処理装置は、基板(ウェハ1)を加熱するホットプレート2と、ホットプレート2上の所定の熱処理位置にて基板の外周を位置決めする複数のガイド部材(ガイドピン3)と、ガイド部材の少なくとも1つである可動ガイド部材(可動ガイドピン31)を移動させる移動部4と、を有し、移動部4は、基板が熱処理位置に位置するときの基板の外形線よりも外側の第1位置から、基板が熱処理位置に位置するときに可動ガイド部材により基板の外形線を位置決めする第2位置へと、可動ガイド部材を移動させる。
以下、詳細に説明する。
【0015】
本実施形態では、例えば、ウェハ1の平面形状が円形である場合を説明する。なお、ウェハ1には、オリエンテーションフラット或いはノッチが形成されていても良い。
【0016】
本実施形態の場合、例えば、ガイドピン3の数は3である。これら3つのガイドピン3のうち、例えば、1つは可動ガイドピン31であり、残りの2つは、位置が固定された固定ガイドピン32となっている。各ガイドピン3は、例えば、平面形状が円形となっている。
【0017】
本実施形態の場合、可動ガイドピン31が第2位置、すなわちウェハ1を位置決めする位置にあるときには、3つのガイドピン3は、例えば、正三角形の各頂点に配置されている。この正三角形は、ウェハ1が所定の熱処理位置(図2(b)の位置)に配置されたときに、ウェハ1の外形線である円に内接する。
【0018】
可動ガイドピン31を移動させる移動部4は、例えば、回転シャフト41と、この回転シャフト41に連結されたアーム42と、を有している。回転シャフト41は、上下方向に延在し、図示しない駆動部(例えば駆動モータ)によって、その長手軸周りに回動される。アーム42は、その基端部が回転シャフト41の上端部に連結され、該アーム42の長手方向が水平方向に延在している。アーム42の回動先端には、可動ガイドピン31が固定されている。回転シャフト41が駆動部により回動されることによって、アーム42は回転シャフト41を中心として図1(a)の矢印A方向及びB方向に回動する。
このように、移動部4は、回動支点(回転シャフト41)と、回動支点を中心として回動し、回動先端側に可動ガイドピン31を保持したアーム42と、を有する。
【0019】
アーム42の移動に伴い、可動ガイドピン31は、矢印C方向及びD方向に、円弧状に水平移動させられる。すなわち、可動ガイドピン31は、第1位置(図2(a)における可動ガイドピン31の位置)から第2位置(図2(b)における可動ガイドピン31の位置)に移動することができる。
第2位置は、ウェハ1が熱処理位置(図2(b)のウェハ1の位置)に位置するときに、可動ガイドピン31がウェハ1の外周を位置決めする位置である。
第1位置は、ウェハ1が熱処理位置に位置するときのウェハ1の外形線よりも外側の位置である。すなわち、第1位置は、第2位置を基準として、熱処理位置に位置するウェハ1の直径方向においてウェハ1の外側にシフトした位置である。
【0020】
ホットプレート2上には、複数(例えば6つ)のギャップスペーサー5が設けられている。これらギャップスペーサー5は、例えば、ホットプレート2の中心を中心とする円周上に、等角度間隔に配置されている。図2(b)に示すように、これらギャップスペーサー5は、それぞれウェハ1の周縁部を支持する位置に配置されている。ウェハ1をこれらギャップスペーサー5により支持した状態で、ホットプレート2の上面とウェハ1の下面との間には、ギャップスペーサー5の厚み分の間隔が生じるようになっている。ギャップスペーサー5の厚みは、例えば、0.15mm以下であることが好ましい。
【0021】
ここで、6つのギャップスペーサー5のうち、可動ガイドピン31の近傍のギャップスペーサー51を除く5つのギャップスペーサー52は、例えば、それぞれ平面形状が円形となっている。
一方、可動ガイドピン31の近傍のギャップスペーサー51は、可動ガイドピン31の移動を妨げないように、ウェハ1が熱処理位置に位置するときのウェハ1の外周からはみ出さないような寸法、形状及び配置となっている。具体的には、ギャップスペーサー51は、例えば、平面形状が半円状となっている。
【0022】
なお、例えば、2つの固定ガイドピン32は、それぞれギャップスペーサー52上に固定されている。
【0023】
図1(c)に示すように、可動ガイドピン31は、例えば、ホットプレート2上を転動するボール(転動体)311と、このボール311を軸受けする軸受部312と、を有している。これにより、可動ガイドピン31は、ホットプレート2上を円滑に移動することができるようになっている。
【0024】
なお、各ガイドピン3は、例えば、上部が断面台形状に形成され、上部の側面は、裾広がりに傾斜したテーパー面となっている(図1(c)参照)。
【0025】
ホットプレート2には、ホットプレート2上(正確にはギャップスペーサー5上)へのウェハ1の受け渡しを行う複数(例えば3つ)の支持ピン6が、該ホットプレート2の上面より出没可能に設けられている。
【0026】
次に、本実施形態に係る熱処理方法を説明する。
この熱処理方法は、基板(ウェハ1)を加熱するホットプレート2と、基板の外周を位置決めする複数のガイド部材(ガイドピン3)と、を有する熱処理装置のホットプレート2上に、基板を載置する工程と、ホットプレート2上の所定の熱処理位置に基板を位置決めする工程と、を有し、基板を載置する工程では、基板を熱処理位置から所定方向にオフセットさせてホットプレート2上に載置し、基板を位置決めする工程では、ガイド部材の少なくとも1つである可動ガイド部材(可動ガイドピン31)を、オフセットの方向から熱処理位置側へ移動させることにより、基板を位置決めする。
以下、詳細に説明する。
【0027】
ホットプレート2上にウェハ1が搬送される前の状態で、可動ガイドピン31は、矢印D方向に移動することにより熱処理位置から遠ざかり、第1位置に位置している。
この状態で、図示しない搬送ロボットによって、熱処理前のウェハ1をホットプレート2上に搬送する。このとき、ホットプレート2の上面より支持ピン6が突出し、各支持ピン6の上端がギャップスペーサー5の上面よりも上に位置した状態で、ウェハ1が搬送ロボットから支持ピン6上に受け渡される。
次に、各支持ピン6が互いに同期して下降する。各支持ピン6の上端がギャップスペーサー5の上面よりも下まで下降することにより、ウェハ1が支持ピン6により支持された状態からギャップスペーサー5により支持された状態へと移行する(図2(a))。
ここで、ウェハ1が熱処理位置(図2(b)の位置)よりも第1位置の側へオフセットして配置されるように、予め、搬送ロボットによる搬送位置が調節されている。
これにより、ウェハ1と固定ガイドピン32との間には、クリアランスC2が生じている。また、ウェハ1と可動ガイドピン31との間にもクリアランスC1が生じるように、ウェハ1の搬送位置が調節されている。
なお、オフセットの距離、或いは、クリアランスC1及びC2は、例えば、3mm程度であることが挙げられる。
【0028】
そして、可動ガイドピン31を矢印C方向に移動させることにより、該可動ガイドピン31によりウェハ1を矢印C方向に押して、ウェハ1を熱処理位置へ移動させる。ここで、ウェハ1は、各固定ガイドピン32に押し付けられた位置で停止する。ここで、可動ガイドピン31は第2位置で停止する。こうして、ウェハ1は、3つのガイドピン3により挟まれて熱処理位置に位置決めされた状態となる(図2(b))。
【0029】
ここで、ウェハ1を支持ピン6からホットプレート2上(正確にはギャップスペーサー5上)に受け渡す動作と、可動ガイドピン31によりウェハ1を熱処理位置に位置決めする動作とは、順次に行っても良いが、並行して行うことも好ましい。
これらの動作を並行して行うことにより、ウェハ1とギャップスペーサー5との間の空気が抜けきる前に、ウェハ1を横方向に滑らせるように移動させることができるので、ウェハ1とギャップスペーサー5との摩擦力を抑制しつつ、ウェハ1を移動させることができる。特に、ギャップスペーサー5の厚みが十分に薄く、ウェハ1とホットプレート2との間が十分に短い場合ほど、ウェハ1とギャップスペーサー5との摩擦力を十分に抑制することができる。
このように、ウェハ1をホットプレート2上に載置する工程は、ウェハ1を保持部材(支持ピン6)により保持した状態から、保持部材による保持を解除してホットプレート2上(正確にはギャップスペーサー5上)に受け渡す工程を含み、ウェハ1を位置決めする工程は、保持部材による保持を解除した後でウェハ1とホットプレート2との間隔が狭まる過程で行うことができる。
【0030】
このように3つのガイドピン3によってウェハ1を熱処理位置に位置決めした状態で、ホットプレート2によりウェハ1を加熱して熱処理を行う。
【0031】
熱処理が終了したら、可動ガイドピン31を再び矢印D方向に移動させる。
次に、支持ピン6によってウェハ1をギャップスペーサー5よりも上に上昇させ、搬送ロボットによりウェハ1を搬出する。
【0032】
以上のような第1の実施形態によれば、可動ガイドピン31を第1位置から第2位置へ移動させることにより、複数のガイドピン3によってウェハ1を容易にホットプレート2上の所定の熱処理位置へ再現性良く位置決めすることができる。
すなわち、可動ガイドピン31を第1位置へ移動させた状態で、ホットプレート2上へのウェハ1の搬送を行うことにより、各ガイドピン3とウェハ1とのマージン(上記クリアランスC1、C2)を十分に確保した状態で、ホットプレート2上にウェハ1を載置することができる。よって、ウェハ1がガイドピン3上に乗り上げてしまうことを抑制することができる。例えば、各ガイドピンの位置が固定されており、各ガイドピンとウェハとのマージンが例えば0.1mm〜1.0mm程度の場合と比べて、ウェハ1がガイドピン3上に乗り上げてしまう可能性を大幅に低減することができる。
このため、所望の熱処理を再現性良く行うことができ、例えば、熱処理によりレジストパターンの熱硬化を行う場合、レジストパターンを再現性良く所望の形状に形成することができ、歩留まりを向上させることができる。
【0033】
また、移動部4は、可動ガイドピン31を第1位置から第2位置に移動させることによって、ウェハ1を移動させて、ウェハ1の外周を可動ガイドピン31以外のガイドピン3、すなわち固定ガイドピン32に接触させるので、より確実に、ウェハ1を所定の熱処理位置へ位置決めすることができる。
【0034】
また、ガイドピン3の数が3つであることによって、ウェハ1とガイドピン3との摩擦力を極力抑制できるとともに、可動ガイドピン31と固定ガイドピン3との間でウェハ1をバランス良く保持できるため、より再現性良くウェハ1を熱処理位置へ位置決めすることができる。
【0035】
また、3つのガイドピン3が、正三角形の各頂点に配置されていることによって、可動ガイドピン31と固定ガイドピン32との間でウェハ1を一層バランス良く保持できるため、より再現性良くウェハ1を熱処理位置へ位置決めすることができる。
【0036】
〔第2の実施形態〕
図3は第2の実施形態に係る熱処理装置を示す平面図である。
【0037】
上記の第1の実施形態では、可動ガイドピン31の近傍にもギャップスペーサー51を配置した例を説明したが、本実施形態に係る熱処理装置は、第1の実施形態の構成からギャップスペーサー51を省略した構成となっている。
このような第2の実施形態によっても、上記の第1の実施形態と同様の効果が得られる。
【0038】
上記の各実施形態では、可動ガイドピン31が第2位置に位置するときに、3つのガイドピン3が正三角形の頂点に配置されている例を説明したが、正三角形以外の三角形の頂点に配置されていても良い。すなわち、3つのガイドピン3は、ウェハ1が熱処理位置に配置されたときに、ウェハ1の外形線である円に内接する三角形の頂点に配置されていれば良い。
【0039】
また、上記の実施形態では、ガイドピン3の数が3つの例を説明したが、ガイドピン3の数は、4つ以上であっても良い。この場合、各ガイドピン3は、ウェハ1が熱処理位置に配置されたときに、ウェハ1の外形線である円に内接する多角形の頂点に配置されていれば良い。
【0040】
また、上記の実施形態では、可動ガイドピン31が1つだけの例を説明したが、2つ以上のガイドピン3が可動ガイドピン31であっても良い。
【符号の説明】
【0041】
1 ウェハ(基板)
2 ホットプレート
3 ガイドピン
31 可動ガイドピン
32 固定ガイドピン
4 移動部
41 回転シャフト
42 アーム
5 ギャップスペーサー
51 ギャップスペーサー
52 ギャップスペーサー
6 支持ピン
311 ボール
312 軸受部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板を加熱するホットプレートと、
前記ホットプレート上の所定の熱処理位置にて前記基板の外周を位置決めする複数のガイド部材と、
前記ガイド部材の少なくとも1つである可動ガイド部材を移動させる移動部と、
を有し、
前記移動部は、前記基板が前記熱処理位置に位置するときの前記基板の外形線よりも外側の第1位置から、前記基板が前記熱処理位置に位置するときに前記可動ガイド部材により前記外形線を位置決めする第2位置へと、前記可動ガイド部材を移動させることを特徴とする熱処理装置。
【請求項2】
前記移動部は、前記可動ガイド部材を前記第1位置から前記第2位置に移動させることによって、前記基板を移動させて、前記基板の外周を当該可動ガイド部材以外の前記ガイド部材に接触させることを特徴とする請求項1に記載の熱処理装置。
【請求項3】
前記移動部は、前記可動ガイド部材を水平に移動させることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱処理装置。
【請求項4】
3つ以上の前記ガイド部材を有することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の熱処理装置。
【請求項5】
前記ガイド部材の数が3つであることを特徴とする請求項4に記載の熱処理装置。
【請求項6】
前記3つのガイド部材が、正三角形の各頂点に配置されていることを特徴とする請求項5に記載の熱処理装置。
【請求項7】
前記移動部は、
回動支点と、
前記回動支点を中心として回動し、回動先端側に前記可動ガイド部材を保持したアームと、
を有することを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の熱処理装置。
【請求項8】
前記可動ガイド部材は、前記ホットプレート上を転動する転動体と、前記転動体を軸受けする軸受部と、を有することを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の熱処理装置。
【請求項9】
基板を加熱するホットプレートと、前記基板の外周を位置決めする複数のガイド部材と、を有する熱処理装置の前記ホットプレート上に、前記基板を載置する工程と、
前記ホットプレート上の所定の熱処理位置に前記基板を位置決めする工程と、
を有し、
前記基板を載置する工程では、前記基板を前記熱処理位置から所定方向にオフセットさせて前記ホットプレート上に載置し、
前記基板を位置決めする工程では、前記ガイド部材の少なくとも1つである可動ガイド部材を、前記オフセットの方向から前記熱処理位置側へ移動させることにより、前記基板を位置決めすることを特徴とする熱処理方法。
【請求項10】
前記基板を載置する工程は、前記基板を保持部材により保持した状態から、前記保持部材による保持を解除して前記ホットプレート上に受け渡す工程を含み、
前記基板を位置決めする工程は、前記保持部材による保持を解除した後で前記基板と前記ホットプレートとの間隔が狭まる過程で行うことを特徴とする請求項9に記載の熱処理方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2012−109347(P2012−109347A)
【公開日】平成24年6月7日(2012.6.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−255922(P2010−255922)
【出願日】平成22年11月16日(2010.11.16)
【出願人】(302062931)ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Fターム(参考)】