基板热处理装置的制作方法

专利名称：基板热处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种例如半导体晶圆、平板显示基板(FPD基板，flat panel display) 等的基板热处理装置。
背景技术：
通常在光刻(photo lithography)技术中，进行下述一系列工序。即，在基板上涂敷光致抗蚀剂，依据规定的电路图案对由此形成的抗蚀剂膜进行曝光，对该曝光图案进行 显影处理，从而在抗蚀剂膜上形成期望的电路图案。该种处理方法通常以分别独立地层叠多层的状态包括抗蚀剂涂敷处理单元、加热 处理单元、冷却处理单元和显影处理单元等；上述抗蚀剂涂敷处理单元将抗蚀剂液体涂敷 在基板上而进行处理；上述加热处理单元对结束了抗蚀剂涂敷处理的基板、实施了曝光处 理的基板进行加热处理；上述冷却处理单元将实施了加热处理的基板冷却处理到规定温 度；上述显影处理单元向基板供给显影液而对该基板进行显影处理，利用基板搬运部件在 上述各处理单元间搬运基板、以及相对于各处理单元搬入搬出基板。作为该种以往的基板处理装置，公知这样一种基板热处理装置。即，该基板热处 理装置包括载体块，其用于配置能收容多个基板的载体；处理块，其具有用于对从上述载 体取出的基板实施抗蚀剂涂敷·显影处理等的上述处理单元；基板搬运部件，其分别配置 在上述载体块以及处理块内，且能沿铅直方向以及水平方向移动基板；基板收纳部，其配置 在上述载体块与处理块之间，能载置多个基板，且具有冷却板，在将基板冷却到规定温度之 前，该冷却板使基板处于待机状态而对其进行预冷却处理(例如参照专利文献1)。采用专利文献1所述的基板处理装置，为了与各处理单元的基板的处理时间的时 间差相对应地高效搬运基板、提高生产率(throughput)，在具有多个处理单元的处理块与 接口块之间、或在接口块内设置能收容多个基板的多层状的基板收纳部，从而能够利用不 同的基板搬运部件从该基板收纳部的2个方向相对于基板收纳部交接基板。另外，通常，作为在冷却板内形成有制冷剂流体的流路的部件，公知在设于板主体 上的冷却管收纳导路中内设有冷却管的构造(例如参照专利文献2)。作为与专利文献2所 述的该种技术相同的构造，能够通过在冷却板的背面设置冷却管收纳槽、且在该冷却管收 纳槽内设置导热性优良且容易弯曲变形的例如铜制或铝制的冷却管，从而形成制冷剂流体 的流路。专利文献1 日本特开2007-288029号公报(权利要求书、图1)专利文献2 日本特开平11-233520号公报(权利要求书、图1)但是，在专利文献1所述的装置中，通过在配置于基板收纳部上的冷却板上能升 降地立设多根(例如3根)支承销、利用这些支承销支承基板从而与基板搬运部件在彼此 之间交接基板。因此，担心需要花费时间进行基板的交接。另外，由于需要设置冷却板和支 承销的升降驱动机构的相应高度，因此存在考虑到整个装置的高度而不能增加冷却板的数 量、从而无法实现高生产率的问题。另外，需要注意支承销的升降驱动机构的维修检查。
另外，在专利文献2所述的构造中，由于需要使冷却管具有一定壁厚，因此无法降低冷却板的厚度。另外，冷却管的弯曲程度有限，由此存在需要花费时间和劳力来设置冷却 管的这一问题。

发明内容
本发明是鉴于上述情况做成的，目的在于提供一种能尽量缩小热处理板的配置空 间从而实现装置的小型化、增加基板的收纳数量、且能提高热介质的流路的自由度以及生
产率的基板热处理装置。为了解决上述问题，第1技术方案提供一种基板热处理装置，其具有热处理板，该 热处理板用于保持所载置的基板且将该基板热处理成规定温度，其特征在于，上述热处理 板具有热处理板主体，该热处理板主体通过层叠多个由导热材料构成的薄板而成，且形成 通过层叠上述薄板而开设的热介质的供给流路、排出流路、吸附用孔以及与该热介质的供 给流路、排出流路相连通的热介质流路。另外，在第1技术方案的基板热处理装置的基础上，第2技术方案的特征在于，该 基板热处理装置还具有基板吸附板，其通过层叠多个由导热材料构成的薄板而成，且形成 通过层叠上述薄板而开设的与上述吸附用孔相连通的吸引流路。通过上述那样设置，例如利用蚀刻处理来在用于构成热处理板的薄板上开设(加 工)孔、隙缝等，从而能够形成通过层叠多个薄板而开设的热介质的供给流路、排出流路以 及与该热介质的供给流路、排出流路相连通的热介质流路。另外，能够形成吸附用孔以及与 该吸附用孔相连通的吸引流路。在第1或第2技术方案的基板热处理装置的基础上，第3技术方案的特征在于，上 述热处理板的最上层以及最下层的薄板是由比内部层的薄板更具耐强度性的材料构成的 薄板。通过上述那样设置，能够提高热处理板的刚性，并且能够提高板表面的硬度。在第1技术方案的基板热处理装置的基础上，第4技术方案的特征在于，上述热处 理板主体的最上层以及最下层的薄板是由比内部层的薄板更具耐强度性的材料构成的薄 板。通过上述那样设置，能够提高热处理板主体乃至热处理板的刚性，并且能提高板 表面的硬度。另外，在本发明中，优选在上述热处理板的上部侧的多个薄板上的任意多个位置 上设置安装孔，并将用于支承基板的支承销与该安装孔相嵌合地而竖立设置该支承销(第 5技术方案)。通过上述那样设置，能够在成形热介质的流路以及吸引流路的同时成形支承销的 安装孔。另外，在本发明中，能够利用铜制薄板形成上述薄板(第6技术方案)，另外，在要 用由比内部层的薄板更具耐强度性的材料构成的薄板形成热处理板或热处理板主体的最 上层以及最下层的薄板的情况下，能够使用例如不锈钢、钛或镍制薄板形成最上层以及最 下层的薄板，使用铜制薄板形成上述内部层的薄板(第7技术方案)。另外，在本发明中，也可以采用钎焊方式将上述薄板彼此层叠结合，但优选采用扩散接合方式进行结合(第8技术方案)。在此，所谓的扩散接合是这样一种方法。即，使薄板 的原材料彼此紧密接触，以薄板原材料的熔点以下的温度条件，以尽量不使其发生塑性变 形的方式进行加压，然后利用在接合面间发生的原子的扩散效果使上述原材料彼此接合。
通过上述那样地采用扩散接合方式将薄板之间彼此结合，能够使薄板彼此间的层 叠部结合成一体化的状态。并且，在本发明中，还可以利用中途设有温度切换机构的供给管路来连接上述供 给流路以及排出流路中的至少供给流路的供给口和热介质供给源(第9技术方案)。在此， 所谓的切换机构是指用于切换被供给到供给流路中的热介质的温度的机构，例如能够利用 切换阀或调温机构等形成该温度切换机构。通过上述那样设置，能够改变基板的热处理温度，从而易于依据目的更改基板的 热处理操作。采用本发明，由于上述那样设置，所以能够获得下述显著的效果。(1)采用第1、2、6技术方案，由于具有一体地形成有热介质的流路和吸引流路的 板厚较薄的热处理板，因此能尽量缩小热处理板的配置空间，从而能够实现装置的小型化， 增加基板的收纳数量。另外，由于能够容易地形成复杂形状的热介质的流路，因此能够提高 热介质的流路的自由度，并且能够提高向基板的传热效率，提高生产率。(2)采用第3、4、7技术方案，由于能提高热处理板的刚性、且提高板表面的硬度， 因此除了能够获得上述(1)的效果，还能提高热处理板的平面精度，从而提高热处理的精 度。(3)采用第5技术方案，由于能够在成形热介质的流路以及吸引流路的同时成形 支承销的安装孔，因此能容易地将支承销突出设在热处理板的表面上，并且能够高精度地 定位支承销。(4)采用第8技术方案，利用扩散接合方式将用于构成热处理板的薄板彼此结合 起来，从而能够一体地结合薄板彼此的层叠部，因此能够高精度地保持热处理板的平面性， 从而提高热处理的效率。(5)采用第9技术方案，由于能够改变基板的热处理温度、且能依据目的容易地更 改基板的热处理操作，因此能够使用同一个热处理板实施不同温度的热处理。


图1是表示应用有本发明的基板热处理装置的抗蚀剂涂敷 显影处理装置的一个 例子的概略俯视图。图2是上述抗蚀剂涂敷·显影处理装置的概略立体图。图3是上述抗蚀剂涂敷·显影处理装置的概略图，是以平面状态只重叠表示处理 部的单位块的概略结构图。图4是表示上述抗蚀剂涂敷·显影处理装置中的处理块的单位块(DEV层)的概 略立体图。图5是表示具有本发明的基板热处理装置的基板收纳部的概略侧视图。图6是表示上述基板收纳部的概略立体图。图7是表示上述抗蚀剂涂敷·显影处理装置中的处理块的单位块(COT层)的概略俯视图。图8是表示上述抗蚀剂涂敷 显影处理装置中的处理块的处理单元的一个例子的 概略剖视图。图9是表示本发明中的冷却板的一个例子的侧视图。图10是表示本发明中的冷却板的主要部分的剖视图。图11是表示本发明中的冷却板主体与主臂以及交接臂的 关系的概略俯视图。图12是表示本发明的基座块、冷却板主体以及基板吸附板的层叠状态的分解立 体图。图13是表示本发明的冷却板主体的另一层叠状态的剖视图。图14是表示本发明的基板热处理装置的另一实施方式的主要部分的概略剖视 图。图15是表示本发明的基板热处理装置的另一实施方式的主要部分的概略剖视 图。
具体实施例方式下面，根据附图详细说明本发明的实施方式。在此，说明将本发明的基板热处理装 置应用在半导体晶圆的抗蚀剂涂敷·显影处理装置中的情况。上述抗蚀剂涂敷·显影处理装置如图1 图8所示，包括载体块Si，其用于搬入 搬出载体20，该载体20密封收容有例如13张作为基板的半导体晶圆W(以下称作晶圆W)； 处理块S2，其通过纵向排列多个例如5个单位块Bl B5而成；接口块S3 ；曝光装置S4，其 作为第2处理块。在上述载体块Sl上设有能载置多个(例如4个)载体20的载置台21、从该载置 台21侧观察设在前方的壁表面上的开闭部22、和用于借助开闭部22从载体20取出晶圆W 的传送臂(transfer arm)C0该传送臂C能够沿水平的X、Y方向以及铅直的Z方向自如移 动、且能围绕铅直轴线自如旋转，从而在设于构成后述的基板收纳部的架单元U5上的交接 台TRS1、TRS2之间进行晶圆W的交接。被框体24环绕周围的处理块S2同载体块Sl的里侧相连接。在本例中，从下方 将处理块S2分配成用于供下层的2层进行显影处理的第1以及第2单位块(DEV层)Bi、 Β2、用于进行形成在抗蚀剂膜的下层那一侧的防反射膜(以下称作“第1防反射膜”)的形 成处理的第1防反射膜形成用单位块即第3单位块(BCT层)Β3、用于进行抗蚀剂液体的涂 敷处理的涂敷膜形成用单位块即第4单位块(COT层)B4、用于进行形成在抗蚀剂膜的上层 那一侧的防反射膜(以下称作“第2防反射膜”)的形成处理的第2防反射膜形成用单位块 即第5单位块(TCT层)B5。在此，上述DEV层Bl、B2相当于显影处理用单位块，BCT层B3、 COT层B4、TCT层B5相当于涂敷膜形成用单位块。接下来，说明第1 第5单位块B (Bi B5)的结构。上述各单位块Bl B5包括 配置在前面侧的用于将药液涂敷到晶圆W上的液体处理单元、配置在背面侧的用于进行上 述液体处理单元所实施的处理的前处理以及后处理的各种加热单元等的处理单元、和用于 在配置于前面侧的上述液体处理单元与配置于背面侧的加热单元等的处理单元之间交接 晶圆W的专用的基板搬运部件即主臂Al、A3 A5。
在本例中，在上述各个单位块Bl B5之间以相同的配置布局形成上述液体处理 单元、加热单元等的处理单元、和搬运部件。在此，相同的配置布局是指，各处理单元的载置 晶圆W的中心、即液体处理单元的晶圆W的保持部件即旋转卡盘(spinchuck)的中心、加热 单元中的加热板、冷却板的中心相同。上述DEV层Bl、B2的结构相同，在该情况下，能够通用两者。该DEV层Bl、B2如图 1所示，在DEV层Bi、B2的大致中央处沿DEV层Bi、B2的长度方向(图中的Y方向)形成 有用于连接载体块Sl和接口块S3的晶圆W的搬运区域Rl (主臂Al的水平移动区域)。在从载体块Sl侧观察到的该搬运区域Rl的两侧，从跟前侧(载体块Sl侧)朝向 里侧地在右侧设有例如2层显影单元31作为上述液体处理单元，该显影单元31具有多个 用于进行显影处理的显影处理部。各单位块从跟前侧朝向里侧地在左侧依次设有通过配置 多层加热系统的单元而成的例如4个架单元Ul、U2、U3、U4，在该图中，用于进行显影单元 31所实施的处理的前处理以及后处理的各种单元中的每一种单元层叠有多层例如3层。这 样，利用上述搬运区域Rl划分出显影单元31和架单元Ul U4，通过向搬运区域Rl喷出吹 扫气体然后排气，能够抑制微粒在该区域内浮游。在用于进行上述前处理以及后处理的各种单元中，例如如图4所示包括用于对曝 光后的晶圆W进行加热处理的被称为曝光后烘烤单元(post exposure baking unit)等的 加热单元(PEBl)、为了去除显影处理后的晶圆W上的水分而对晶圆W进行加热处理的被称 为坚膜单元(post baking unit)等的加热单元(POSTl)等。上述加热单元(PEBUPOST 1) 等各处理单元分别收容在处理容器51内，通过每种架单元Ul U4分别层叠3层而构成上 述处理容器51，在各处理容器51的面朝搬运区域Rl的面上形成有晶圆搬出搬入口 52。在上述搬运区域Rl中设有上述主臂Al。该主臂Al在该DEV层Bl内的所有组件 (载置有晶圆W的位置)之间、例如架单元Ul U4的各处理单元、显影单元31、架单元U5 的各部分之间交接晶圆，为此该主臂Al能够沿水平的X、Y方向以及铅直的Z方向自如移 动、且能够围绕铅直轴线自如旋转。另外，上述涂敷膜形成用单位块B3 B5的结构相同，且与上述显影处理用单位块 Bi、B2的结构相同。具体而言，参照图3、图7以及图8以COT层B4为例进行说明，COT层 B4设有用于对晶圆W进行抗蚀剂液体的涂敷处理的涂敷单元32作为液体处理单元，在COT 层B4的架单元Ul U4上设有用于对涂敷了抗蚀剂液体的晶圆W进行加热处理的加热单 元(CLHP4)、用于提高抗蚀剂液体与晶圆W的密合性的疏水化处理单元(ADH)，且COT层B4 与DEV层Bi、B2的结构相同。即、利用主臂A4的搬运区域R4(主臂A4的水平移动区域) 划分涂敷单元32、加热单元(CLHP4)以及疏水化处理单元(ADH)。并且，在该COT层B4中， 利用主臂A4在架单元U5的交接台TRSl、涂敷单元32和架单元Ul U4的各处理单元之间 交接晶圆W。另外，上述疏水化处理单元(ADH)在HMDS (六甲基二硅胺烷)气氛内进行气体 处理，可以设在涂敷膜形成用单位块B3 B5的任意一个上。另外，BCT层B3设有用于对晶圆W进行第1防反射膜的形成处理的第1防反射膜 形成单元33作为液体处理单元，在架单元Ul U4上设有用于对实施了防反射膜形成处理 的晶圆W进行加热处理的加热单元(CLHP3)，且BCT层B3与COT层B4的结构相同。S卩、利 用主臂A3的搬运区域R3(主臂A3的水平移动区域)划分第1防反射膜形成单元33和加 热单元(CLHP3)。并且，在该第3单位块B3中，利用主臂A3在架单元TO的交接台TRS1、第1防反射膜形成单元33和架单元Ul U4的各处理单元之间交接晶圆W。另外，TCT层B5设有用于对晶圆W进行第2防反射膜的形成处理的第2防反射膜形成单元34为液体处理单元，且TCT层B5除了在架单元Ul U4上设有用于对实施了防 反射膜形成处理的晶圆W进行加热处理的加热单元(CLHP5)、周边曝光装置(WEE)之外，其 他结构与COT层B4相同。即、利用主臂A5的搬运区域R5(主臂A5的水平移动区域)划分 第2防反射膜形成单元34、加热单元(CLHP5)以及周边曝光装置(WEE)。并且，在该TCT层 B5中，利用主臂A5在架单元U5的交接台TRS1、第2防反射膜形成单元34和架单元Ul U4的各处理单元之间交接晶圆W。另外，在处理块S2上沿水平的Y方向移动自如以及沿铅直的Z方向升降自如地 配置有基板搬运部件即梭式臂(Shuttlearm)A,该梭式臂A用于在设于架单元TO的交接台 TRS2与接口块S3侧的架单元U6之间交接晶圆W。另外，在处理块S2上分别划分有梭式臂A的搬运区域和上述主臂Al、A3 A5的 搬运区域R1、R3 R5。另外，处理块S2与载体块Sl之间的区域形成为晶圆W的交接区域R2，在该区域 R2上如图1所示，在能够供传送臂C、主臂A1、A3 A5、梭式臂A接触的位置上设有作为基 板收纳部的架单元U5，并且设有构成用于相对于该架单元U 5交接晶圆W的基板交接部件 的交接臂D。在该情况下，架单元TO配置在主臂A1、A3 A5、梭式臂A的水平移动方向(Y 方向)的轴线上，沿主臂Al、A3 A5、梭式臂A的进退方向(Y方向)设有第1开口部11， 且沿交接臂D的进退方向(X方向)设有第2开口部12。另外，上述架单元TO如图3、图5以及图6所示，具有例如2个交接台TRS1、TRS2， 以能与各单位块Bl B5的主臂A1、A3 A5以及梭式臂A在彼此之间交接晶圆W，另外，上 述架单元U5具有被划分成多个的收纳块IOa 10d，以对应于单位块Bl B5，并且在各收 纳块IOa IOd中具有多个载置架13以及本发明的热处理板即冷却板14(CPL1 CPL6)， 该冷却板14用于在涂敷抗蚀剂之前将晶圆W调整到规定温度、在进行防反射膜的形成处理 之前将晶圆W调整到规定温度、在曝光处理之后将实施了加热处理的晶圆W调整到规定温 度。在该情况下，第1收纳块IOa对应于第1以及第2单位块Bl、B2 (DEV层)，第2收 纳块IOb对应于第3单位块B3 (BCT层)，第3收纳块IOc对应于第4单位块B4 (COT层)， 第4收纳块IOd对应于第5单位块B5 (TCT层)。配置在第1收纳块IOa中的冷却板14A (CPL7、CPL8)借助支承柱17a横置地设在 架设于框体16上的保持板17上，在该冷却板14A(CPL7、CPL8)上立设有3根支承销15。该 冷却板14A(CPL7、CPL8)具有能与主臂Al或交接臂D交接晶圆W的功能。另外，冷却板14(CPL1 CPL6)如图6、图9、图10以及图12所示，包括基座块 60，其具有热介质即制冷剂流体的供给流路61以及排出流路62，该制冷剂流体例如为恒温 的冷却水；1个或多个(图中表示的是具有2个的情况)冷却板主体64，其层叠在该基座块 60的上部，具有与供给流路61以及排出流路62相连通的制冷剂流路63 ；基板吸附板67，其 一体地形成在冷却板主体64的下表面上；连结螺栓66，其是用于能装卸地连结基座块60、 冷却板主体64以及基板吸附板67的连结构件。另外，冷却板14能够使用采用使恒温的冷 却水循环的水冷方式的构件，但也可以使用除水冷方式以外的方式。
在该情况下，上述基座块60例如由不锈钢制构件形成，且形成为被切削掉一个角部的大致立方体。在该基座块60的一个侧面上设有供与未图示的冷却水供给源相连接的 供给配管71连接的供给口 60a、与排出配管72连接的排出口 60b、和与未图示的吸引部件 例如真空泵相连接的吸引配管73连接的吸引口 60c。另外，与供给口 60a相连通的供给流 路61、和与排出口 60b相连通的排出流路62沿与基座块60的上表面垂直的方向平行设置， 呈在基座块60的上表面上开口状。在上述供给流路61和排出流路62的开口端设有密封 构件即0型密封圈(未图示)。上述冷却板主体64例如由铜制构件形成，如图10以及图12所示，该冷却板主体 64由安装基部64a和圆板部64c构成；上述安装基部64a形成为与基座块60的上表面形 状相同的大致矩形；上述圆板部64c形成在从安装基部64a的角部向外突出的臂部64b的 前端。在该冷却板主体64的安装基部64a中设有与基座块60的供给流路61相连通的供 给流路61a，在臂部64b以及圆板部64c中设有与供给流路61a相连通的制冷剂流路63，在 圆板部64c中设有与基座块60的排出流路62相连通的排出流路62a。另外，在冷却板主体64的圆板部64c的上表面的多个位置例如5个位置上，嵌插 在后述的安装孔64h内地突出设有接近式销(proximity pin) 64e，该接近式销64e是用于 与圆板部64c的表面之间空出微小间隙例如50 μ m 100 μ m地支承晶圆W的支承销。另 夕卜，在圆板部64c上的避开制冷剂流路63的4个位置上穿设有吸附用孔64f。另外，在安装 基部64a的边部侧的4个位置上设有供连结螺栓66贯穿的安装孔75。在该情况下，冷却板主体64通过层叠板厚为例如0. 5mm的多张例如10张的铜制 薄板1而成，由构成后述吸附板67的铜制薄板1层叠并通过扩散接合方式进行结合。艮口、 使预先利用蚀刻处理开设(加工)有用于构成供给流路61a、排出流路62a、制冷剂流路63、 吸附用孔64f或接近式销64e的安装孔64h的一部分的孔、隙缝等的铜制薄板1、与没有孔、 隙缝等的铜制薄板1彼此紧密接触，以铜的熔点以下的温度条件，以尽量不使其发生塑性 变形的方式进行加压，然后采用扩散接合方法将它们结合起来，该扩散接合方法利用在接 合面间产生的原子的扩散效果使上述铜制薄板1彼此接合。另外，在上述那样的铜制薄板1 的层叠构造中，若在扩散接合时存在无法加压的位置，则接合强度降低，因此需要在流路的 壁2上确保至少5mm的接合区域S(参照图10)。另外，在铜制的冷却板主体64的情况下， 为了抑制扩散接合时的铜软化，需要将流路上的板厚T最低设为lmm(参照图10)。在上述说明中，说明了利用扩散接合方式使冷却板主体64只层叠结合多张铜制 薄板1的情况，但如图13所示，也可以使用比内层薄板Ic更具耐强度性的材料，例如不锈 钢、钛或镍制薄板形成冷却板主体64的最上层以及最下层的薄板la、lb。这样，通过使用比 内层薄板Ic更具耐强度性的材料形成冷却板主体64的最上层以及最下层的薄板la、lb,能 够提高冷却板主体64乃至冷却板14的强度，并能提高平面精度，从而提高热处理的精度。 在该情况下，虽然不锈钢、钛或镍的热膨胀率不同于铜，但通过将不锈钢、钛或镍制的薄板 IaUb配置在上下层，能够抑制在扩散接合时发生应变。另外，在冷却板主体64的圆板部64c外周的6个位置上设有缺口 64g (参照图11)， 该缺口 64g用于避免从架单元TO的第1开口部11进入的主臂Al、A3 A5(以下用附图 标记Al表示)、以及从架单元TO的第2开口部12进入的交接臂D将晶圆W交接到冷却板 14上时的升降移动受到干涉。在该情况下，交接臂D的臂主体90的一方的弯曲臂片91形成为比另一方的弯曲臂片92更向前端侧延伸的变形马蹄形状，并且在两个臂片91、92的前 端侧下部以及臂主体90的基部侧下部的3个位置上设有用于支承晶圆W的支承爪93。另 夕卜，主臂Al的臂主体80在突出成马蹄形状的一对弯曲臂片81、82的前端侧下部以及臂主 体80的基部侧下部的4个位置上设有用于支承晶圆W的支承爪83。另外，设在冷却板主体 64的圆板部64c外周上的6个缺口 64g与主臂Al的支承爪83以及交接臂D的支承爪93 对应设置。这样，通过在冷却板主体64的圆板部64c的外周上设置缺口 64g，无需设置支承销 就能使主臂A 1以及交接臂D相对于冷却板14交接晶圆W。上述基板吸附板67例如由铜制构件形成，如图10以及图12所示，该基板吸附板 67由安装基部67a和吸附部67c构成；上述安装基部67a形成为与基座块60的上表面形 状相同的大致矩形；上述吸附部67c是形成在从安装基部67a的角部向外突出的臂部67b 的前端的大致圆形。在安装基部67a中设有与基座块60的供给流路61相连通的供给流路 61a、和用于连通基座块60的排出流路62与冷却板主体64的制冷剂流路的排出流路62a。另外，在基板吸附板67的安装基部67a的边部侧的4个位置上设有供连结螺栓66 贯穿的安装孔75。另外，在基板吸附板67中设有吸引流路67d，该吸引流路67d与设在基 座块60上的吸引口 60c相连通、且与设在冷却板主体64上的吸附用孔64f相连通。
在该情况下，与冷却板主体64同样，基板吸附板67也是通过层叠板厚为例如 0. 5mm的多张例如10张铜制薄板1而成，且将用于构成冷却板主体64的铜制薄板1层叠起 来、通过扩散接合方式而进行结合。即、使预先利用蚀刻处理开设(加工)有用于构成与吸 附用孔64f相连通的吸引流路67d的一部分的孔、隙缝等的铜制薄板1、与没有孔、隙缝等的 铜制薄板1彼此紧密接触，以铜的熔点以下的温度条件，以尽量不使其发生塑性变形的方 式进行加压，然后采用扩散接合方法将它们结合起来，该扩散接合方法利用在接合面间产 生的原子的扩散效果使上述铜制薄板1彼此接合。另外，也可以使用比内层薄板更具耐强度性的材料、例如不锈钢、钛或镍制薄板形 成被层叠结合而成的冷却板主体64和基板吸附板67整体的最上层以及最下层的薄板。另 夕卜，也可以使用比内层薄板更具耐强度性的材料、例如不锈钢、钛或镍制薄板形成冷却板主 体64的最上层以及最下层的薄板、和基板吸附板67的最下层的薄板。通过上述那样设置， 能够抑制在扩散接合时发生应变，并且能提高冷却板14的强度，提高平面精度，从而提高 热处理的精度。另外，在层叠多层的冷却板14的情况下，如图9以及图12所示，能够借助隔离件 76在下层的冷却板主体64的安装基部64a的上表面上层叠上层的冷却板14，即在背面一 体形成有基板吸附板67的冷却板主体64。在该情况下，与基座块60同样，隔离件76也是 形成为被切削掉一个角部的大致立方体，且设有与位于正下方的冷却板主体64的供给流 路61a以及排出流路62a相连通的供给流路61b以及排出流路62b，并且在边部侧的4个位 置上设有供连结螺栓66贯穿的安装孔(未图示)。另外，隔离件76的供给流路61b以及排 出流路62b与下层侧的冷却板主体64之间、以及与上层侧的基板吸附板67之间分别夹设 有密封构件即0型密封圈(未图示)，从而能够维持供给流路61以及排出流路62的气液密 封。另外，在隔离件76上设有与基板吸附板67的吸引流路67d连通的吸引口 60c。另外，在上述说明中，说明了借助隔离件76层叠多个冷却板14的情况，但也可以将隔离件76 —体地形成在冷却板主体64的安装基部64a或基板吸附板67的安装基部67a上。上述那样构成的冷却板14的基座块60、与设在基座块60中的供给流路61以及排出流路62相连接的供给配管71以及排出配管72、和与设在基座块60中的吸引口 60c相 连接的吸引配管73 —体地固定在底板上。另外，在底板77的一侧端的下部设有用于将底 板77固定在框体16上的安装托架78，从而能够利用安装螺栓79将底板77固定在框体16上。这样，能相对于构成基板收纳部即架单元U5的框体16拉出一体地形成有冷却板 14的底板77地将该底板77安装在框体16上。因而，能够将冷却板14以可相对于架单元 U5拉出的方式安装于其中，因此能够提高冷却板14的更换、维修检查等维护效率。另外，如图6所示，载置架13上形成有从架单元TO的一侧向该架单元TO内突出 的多个板状臂13a。在该情况下，板状臂13a例如在前端具有以大约120°的角度分岔的叉 部13b，在具有该叉部13b的板状臂13a的前端部上的呈同心圆状地等分的3个位置上突出 设有接近式销18a、18b、18c，它们用于将晶圆W支承为距板状臂13a的表面之间有微小间隙 例如大约0.5mm的状态，并且与交接臂D进入架单元U 5内的方向平行地配置其中一个第 1 销 18a。另外，在上述说明中，说明了载置架13的板状臂13a具有叉部13b的情况，但只要 不会使从第1开口部11进入的主臂的臂主体80与从第2开口部12进入的交接臂D的臂 主体90互相干涉，板状臂13a的前端可以是任意形状，例如也可以是圆形。另外，板状臂13a的一端安装在架单元U 5的框体16的一部分上，从而从架单元 U5的一侧进入到该架单元TO内，利用连结构件例如连结螺栓(未图示)，借助隔离件19将 各板状臂13a的基端部彼此连结固定成可拆装的层叠状。这样，通过利用连结螺栓将构成 载置架13的板状臂13a连结固定成可拆装的层叠状，能够容易地对应于处理程序、处理时 间地增加或减少载置架13的层数即板状臂13a的数量。另外，如图5所示，将规定流量的清洗气体从架单元U的载体块Sl侧供给到架单 元TO的内部。另外，如图11所示，交接臂D中，臂主体90具有上述弯曲臂片91、92和支承爪93， 且能相对于架单元U5进退自如、并且该臂主体90利用移动机构(未图示)而能沿铅直的 Z方向升降自如。这样，臂主体90能沿X方向进退自如并能升降自如，并且能与架单元TO 的各收纳块IOa 10d、交接台TRSl在彼此之间交接晶圆W。利用未图示的控制器根据来 自后述的控制部100的指令控制对上述交接臂D的驱动。上述主臂Al、A3 A5以及梭式臂A的结构基本相同，以梭式臂A为例进行说明， 该梭式臂A具有马蹄形状的臂主体80，该臂主体80具有不会与冷却板主体64的圆板部64c 以及设在载置架13的板状臂13a上的接近式销18a、18b、18c发生干涉的一对弯曲臂片81、 82，并且在各弯曲臂片81、82的前端部以及基端部侧的下部的4个位置上设有用于支承晶 圆W的支承爪83。因而，与交接臂D同样，能够最低限度地设置能供梭式臂A的臂主体80沿铅直方 向移动而在载置架13的接近式销18a、18b、18c之间交接晶圆W的各载置架13间的空间， 因此能够在有限的空间内设置许多载置架13。另外，梭式臂A在马蹄状的臂主体80上的3处位置设有支承爪83，因此能够以稳定的状态支承而搬运晶圆W。另外，上述多个载置架13的间隔小于交接臂D的臂主体90的厚度以及主臂A的 臂主体80的厚度。由此，能够尽量缩小架单元TO的收纳空间，从而能在向架单元TO内的 晶圆W的收纳张数增多、或晶圆W的收纳张数较少的情况下实现装置的小型化。另外，主臂Al (A3 A5)与交接臂D的结构相同，如图4所示，利用旋转驱动机构 84、用于沿水平导轨86以及垂直导轨87移动的移动机构85使主臂Al沿X方向进退自如、 沿Y方向移动自如、升降自如以及围绕铅直的轴线旋转自如，从而能与架单元Ul TO的各 单元、交接台TRS1、液体处理单元在彼此之间交接晶圆W。利用未图示的控制器根据来自控 制部100的指令控制对上述主臂Al的驱动。另外，为了防止在主臂Al (A3 A5)的加热单 元中发生蓄热，要能够利用程序任意控制晶圆W的接收顺序。另外，如图1以及图3所示，在上述处理块S2和接口块S3的相邻区域中的能供主 臂Al、梭式臂A接触的位置上设有架单元U6。该架单元TO如图3所示，为了能与各DEV层 B1、B2的主臂Al在彼此之间交接晶圆W，在本例中，各DEV层B1、B2具有2个交接台TRS3。
另外，与上述架单元TO同样，在架单元TO的上部具有例如2个交接台TRS4、TRS5， 以与各单位块Bl B5的主臂Al、A3 A5以及梭式臂A在彼此之间交接晶圆W，另外，在 架单元U6的上部还具有划分成多个的收纳块IOe 10h，以对应于单位块Bl B5，并且在 各收纳块IOe IOh上具有多个载置架13、冷却板14(CPL9 CPL16)和缓冲用载置架13， 该冷却板14用于在进行了防反射膜的形成处理之后将晶圆W调整到规定温度、在曝光处理 之后将实施了加热处理的晶圆W调整到规定温度。在该情况下，第1收纳块IOe对应于第1以及第2单位块Bl、B2 (DEV层)，第2收 纳块IOf对应于第3单位块B3 (BCT层)，第3收纳块IOg对应于第4单位块B4 (COT层)， 第4收纳块IOh对应于第5单位块B5 (TCT层)。另外，在架单元TO的X方向的背部侧配置有与上述基板交接臂D相同构造的交接 臂E，利用该交接臂E能够相对于各收纳块IOe IOh的冷却板14、14A(CPL9 CPL16)、载 置架13交接晶圆W。另外，图8是上述处理单元的布局的一个例子，该布局是为了方便说明而举出的 例子，处理单元并不限定于加热单元(CLHP、PEB、POST)、疏水化处理装置(ADH)、周缘曝光 装置(WEE)，也可以设置其他处理单元，在实际的装置中，要根据各处理单元的处理时间等 因素来决定单元的设置数量。另一方面，作为第2处理块的曝光装置S4借助接口块S3与处理块S2中的架单元 U6的里侧相连接。接口块S3具有接口臂F，该接口臂F用于在处理块S2的DEV层Bi、B2 的架单元TO的各部分与曝光装置S4之间交接晶圆W。该接口臂F形成为安装在处理块S2 与曝光装置S4之间的晶圆W的搬运部件，并且在本例中，为了相对于上述DEV层Bi、B2的 交接台TRS3交接晶圆W，使该接口臂F能沿水平的X、Y方向以及铅直的Z方向自如移动、 且能围绕铅直轴线自如旋转。在上述那样构成的抗蚀剂涂敷·显影处理装置中，能够利用上述交接臂D、E分别 借助交接台TRSl TRS5在层叠为5层的各单位块Bl B5之间自如地交接晶圆W，并且能 够利用上述接口臂F借助显影处理用的单位块B1、B2在处理块S2与曝光装置S4之间交接 晶圆W。
接下来，参照图1 图4、图7以及图8说明上述那样构成的抗蚀剂涂敷·显影处理装置中的晶圆W的搬运处理方式。另外，在此说明的情况是在架单元TO的收纳块IOa IOd的最下层的第1收纳块IOa上配置有2层冷却板CPL7、CPL8，在上层的第2收纳块IOb 上配置有2层冷却板CPLl、CPL2和多个载置架13 (BUFl)，在更上层的第3收纳块IOc上配置 有2层冷却板CPL3、CPL4和多个载置架13 (BUF2)，然后在更上层即最上层的第4收纳块IOd 上配置有2层冷却板CPL5、CPL6和多个载置架13(BUF3)。另外，还说明下述情况在架单元 U6的收纳块IOe IOh的最下层的第1收纳块IOe上配置有2层冷却板CPL9、CPL10，在上 层的第2收纳块IOf上配置有2层冷却板CPL11、CPL12和多个载置架13 (BUFl)，在更上层 的第3收纳块IOg上配置有2层冷却板CPL13、CPL14和多个载置架13 (BUF2)，然后在更上 层即最上层的第4收纳块IOh上配置有2层冷却板CPL15、CPL16和多个载置架13 (BUF3)。在抗饨剂膜的下侧形成防反射膜的搬运处理方式首先，将载体20从外部搬入到载体块21上，利用传送臂C从该载体20内取出晶 圆W。在将晶圆W从传送臂C交接到交接臂D上之后，利用交接臂D将其搬运到架单元U5 的第2收纳块IOb的冷却板H(CPLl)上，从而将晶圆W载置在该冷却板CPLl上而将其温 度调整为规定的冷却温度例如室温。之后，将晶圆W交接到BCT层B3的主臂A3上。然后在BCT层B3中，利用主臂A3按照第1防反射膜形成单元33 —加热单元 (CLHP3)—架单元U5的第2收纳块IOb的载置架BUFl的顺序搬运晶圆W，然后在晶圆W上 形成第1防反射膜。利用交接臂D将被载置在第2收纳块IOb内的载置架BUFl上的晶圆W 搬运到第3收纳块IOc的冷却板CPL3 (CPL4)上，从而将晶圆W载置在该冷却板CPL3 (CPL4) 上而将其温度调整为规定温度(例如室温)。接着利用主臂A3按照涂敷单元32 —加热单元CLHP4 —架单元U5的第3收纳块 IOc的载置架BUF2的顺序搬运第3收纳块IOc上的晶圆W，然后在第1防反射膜的上层形 成抗蚀剂膜。利用交接臂D将被载置在第3收纳块IOc的载置架BU F2上的晶圆W搬运到 第3收纳块IOc的冷却板CPL3 (CPL4)上，从而将该晶圆W载置在该冷却板CPL3 (CPL4)上 而将其温度调整为规定温度(例如室温)。之后，交接臂D进入架单元U5的第3收纳块IOc的冷却板CPL3 (CPL4)中接收晶 圆W，将其交接到架单元U5的交接台TRS2上。接着利用梭式臂A将晶圆W搬运到架单元 U6的交接台TRS5上。接着利用接口臂F将交接台TRS5上的晶圆W搬运到曝光装置4中， 在此对其进行规定的曝光处理。利用接口臂F按照架单元TO的交接台TRS3—加热单元(PEBl)—架单元TO的冷 却板CPL9 (CPLlO)—显影单元31—加热单元(POSTl)的顺序搬运曝光处理后的晶圆W，从 而对其进行规定的显影处理。为了将上述那样地进行了显影处理的晶圆W交接到传送臂C 上，将该晶圆W搬运到架单元U5的第1收纳块IOa的冷却板CPL7(CPL8)上而将其调整为 规定温度，之后利用传送臂C将晶圆W搬回到载置在载体块Sl上的原来的载体20上。在抗她剂膜的上侧贿成防反M莫的搬运处理.方式首先，将载体20从外部搬入到载体块21上，利用传送臂C从该载体20内取出晶圆 W。在利用传送臂C将晶圆W搬运到架单元U5的交接台TRSl上之后，利用交接臂D将晶圆 W搬运到架单元U5的第3收纳块IOc的冷却板CPL3上，从而将晶圆W载置在该冷却板CPL3 上而将其温度调整为规定的冷却温度例如室温。之后，将晶圆W交接到COT层B4的主臂A4上。然后，利用主臂A4按照疏水化处理单元(ADH)—架单元U5的第3收纳块IOc的冷却 板CPL4的顺序搬运晶圆W，从而将晶圆W载置在冷却板CPL4上而将其温度调整为规定温度 (室温)。接着，将利用主臂A4从架单元U5取出的晶圆W搬运到涂敷单元32中，然后在涂 敷单元32中在晶圆W上形成抗蚀剂膜。利用主臂A4将形成有抗蚀剂膜的晶圆W搬运到加 热单元(CLHP4)中，然后对其实施用于使溶剂从抗蚀剂膜蒸发出的预烘干(pre-bake)。之 后，利用主臂A4将晶圆W收纳在架单元U5的第3收纳块IOc的载置架BUF2上而使其处于 暂时待机状态。接着，利用交接臂D将第3收纳块IOc上的晶圆W搬运到架单元U5的第4收纳块 IOd的冷却板CPL5 (CPL6)上，从而将晶圆载置在冷却板CPL5 (CPL6)上而将其温度调整为 规定温度(室温)，之后利用主臂A5将晶圆W交接到TCT层B5的主臂A5上。然后，在TCT 层B5中，利用主臂A5按照第2防反射膜形成单元34—加热单元(CLHP5)—架单元TO的 第4收纳块IOc的载置架BUF3的顺序搬运晶圆W，然后在晶圆W上形成第2防反射膜。另 夕卜，在该情况下，也可以在由加热单元(CLHP5)进行加热处理之后，将晶圆W搬运到周边曝 光装置(WEE)中而对其进行周边曝光处理，之后将该晶圆W搬运到架单元TO的第4收纳块 IOc的载置架BUF3上。然后，交接臂D进入架单元U5的第4收纳块IOd的载置架BUF3中接收晶圆W，从 而将其交接到架单元U5的交接台TRS2上。接着利用梭式臂A将晶圆W搬运到架单元U6 的交接台TRS5上。接着利用接口臂F将交接台TRS5上的晶圆W搬运到曝光装置S4中，在 此对其进行规定的曝光处理。利用接口臂F按照架单元TO的交接台TRS3—加热单元(PEBl)—架单元TO的冷 却板CPL9 (CPLlO)—显影单元31—加热单元(POSTl)的顺序搬运曝光处理后的晶圆W，从 而对其进行规定的显影处理。为了将上述那样地进行了显影处理的晶圆W交接到传送臂C 上，将该晶圆W搬运到架单元U5的第1收纳块IOa的冷却板CPL7(CPL8)上而将其调整为 规定温度，之后利用传送臂C将晶圆W搬回到载置在载体块Sl上的原来的载体20上。在上述说明中，说明了在抗蚀剂膜的下侧形成防反射膜的搬运处理方式、和在抗 蚀剂膜的上侧形成防反射膜的搬运处理方式，但关于其他搬运处理方式、例如在抗蚀剂膜 的下侧以及上侧形成防反射膜的搬运处理方式、不形成防反射膜的搬运处理方式，也能组 合上述搬运处理方式的各工序地对晶圆W实施处理。在上述说明中，上述的涂敷·显影处理装置具有由计算机构成的控制部100，该控 制部100用于管理各处理单元的制程程序(recipe)、管理晶圆W的搬运流程(搬运路径) 的程序、进行各处理单元中的处理、驱动控制主臂Al、A3 A5、传送臂C、交接臂D、E、接口 臂F，从而能够由该控制部100利用单位块Bl B5搬运晶圆W，进行处理。上述搬运流程的程序规定了在单位块内的晶圆W的搬运路径(搬运顺序)，每个单 位块Bl B5依据要形成的涂敷膜的种类进行操作，由此可以将每个单位块Bl B5的多 个搬运流程的程序存储在控制部100中。另外，根据要形成的涂敷膜的种类，具有下述4种搬运模式，S卩、模式①将晶圆W 搬运到所有单位块Bl B5中；模式②将晶圆W搬运到用于进行显影处理的单位块(DEV 层Bi、B2)、用于涂敷抗蚀剂液体的单位块(COT层B4)、和用于形成第1防反射膜的单位块 (BCT层B3)中；模式③将晶圆W搬运到在用于进行显影处理的单位块(DEV层B1、B2)、用于涂敷抗蚀剂液体的单位块(COT层B4)、和用于形成第2防反射膜的单位块(TCT层B5) 中；模式④将晶圆W只搬运到用于进行显影处理的单位块(DEV层Bi、B2)中。利用控制 部100的模式选择部件，依据想要形成的涂敷膜的种类选择用于搬运晶圆W的单位块，并且从预存在所选的每个单位块中的多个搬运流程的程序中选择最佳的制程程序，从而能够依 据要形成的涂敷膜选择合适的单位块，然后在该单位块中，控制驱动各处理单元、臂，进行 一系列的处理。在该种涂敷·显影处理装置中，在载体块Sl与处理块S2之间、以及处理块S2与 第2处理块S4 (曝光装置)之间设有架单元TO、TO (基板收纳部)，该架单元TO、TO具有无 需设置支承销的冷却板14，该冷却板14用于载置分别由主臂Al A5或交接臂D、E接收 的晶圆W并对其进行冷却，因此能够省去支承销的升降时间，并且能够延长冷却板14的冷 却时间。因而，能够提高生产率以及处理精度。另外，由于能够减少支承销的驱动机构，因 此能够降低冷却板14的故障风险，从而易于维修，并且能够缩小冷却板14的在高度方向上 的空间，实现装置的小型化。再者，冷却板14通过在具有制冷剂流体的供给流路61以及排出流路62的基座块 60的上部层叠固定必要数量的具有与供给流路61以及排出流路62相连通的制冷剂流路 63的冷却板主体64而成，因此能够增加冷却板14的搭载数量，从而能够提高生产率。另外，在上述实施方式中，说明了将本发明的基板热处理装置应用在半导体晶圆 的抗蚀剂涂敷 显影处理系统中的情况，但不言而喻，本发明的基板热处理装置当然也能应 用在FPD基板的抗蚀剂涂敷·显影处理系统中。另外，在上述实施方式中，说明了将热处理板形成为具有制冷剂流路的冷却板14 的情况，但也可以将热处理板形成为通过将被设定成规定温度的热介质供给到流路内而将 基板加热到或维持在规定温度的加热板的形式。另外，在上述实施方式中，说明了将规定温度的制冷剂供给到热处理板例如冷却 板14中而冷却晶圆W的情况，但也可以向热处理板切换供给不同温度的热介质。例如，如图 14所示，也可以利用设有温度切换机构例如切换阀6的热介质供给管路8将供给流路61a 以及排出流路62a中的至少供给流路61a的供给口 60a、和不同温度的热介质的供给源3、4 连接起来，然后向热处理板14B切换供给不同温度的热介质。另外，在该情况下，通过切换 操作切换阀6而将不同温度的热介质从多个热介质供给源3、4供给到热处理板14B中，但 也未必一定要采用这种构造。例如，如图15所示，也可以将作为温度切换机构的调温机构 7设在用于将热处理板14B的供给流路61a以及排出流路62a中的至少供给流路61a的供 给口 60a、和一个热介质供给源5连接起来的热介质供给管路8A中，根据来自例如控制部 100的控制信号对调温机构7进行调温控制，从而将热介质设定为规定温度，再供给到热处 理板14B中。
权利要求
一种基板热处理装置，其具有用于保持所载置的基板且将该基板热处理到规定温度的热处理板，其特征在于，上述热处理板具有热处理板主体，该热处理板主体通过层叠多个由导热材料构成的薄板而成，且形成通过层叠上述薄板而开设的热介质的供给流路、排出流路、吸附用孔以及与该热介质的供给流路、排出流路相连通的热介质流路。
2.根据权利要求1所述的基板热处理装置，其特征在于，该基板热处理装置还具有基板吸附板，该基板吸附板通过层叠多个由导热材料构成的薄板而成，并且形成通过层叠上述薄板而开设的与上述吸附用孔相连通的吸引流路。
3.根据权利要求1或2所述的基板热处理装置，其特征在于，上述热处理板的最上层以及最下层的薄板是由比内部层的薄板更具耐强度性的材料 构成的薄板。
4.根据权利要求1所述的基板热处理装置，其特征在于，上述热处理板主体的最上层以及最下层的薄板是由比内部层的薄板更具耐强度性的 材料构成的薄板。
5.根据权利要求1或2所述的基板热处理装置，其特征在于，在上述热处理板的上部侧的多个薄板上的任意多个位置上设置安装孔，并将用于支承 基板的支承销与该安装孔相嵌合地竖立设置该支承销。
6.根据权利要求1或2所述的基板热处理装置，其特征在于， 上述薄板是铜制薄板。
7.根据权利要求3所述的基板热处理装置，其特征在于，上述最上层以及最下层的薄板是不锈钢、钛或镍制薄板，上述内部层的薄板是铜制薄板。
8.根据权利要求1或2所述的基板热处理装置，其特征在于， 采用扩散接合方式将上述薄板彼此层叠结合。
9.根据权利要求1或2所述的基板热处理装置，其特征在于，利用中途设有温度切换机构的供给管路来连接上述供给流路以及排出流路中的至少 供给流路的供给口和热介质供给源。
10.根据权利要求4所述的基板热处理装置，其特征在于，上述最上层以及最下层的薄板是不锈钢、钛或镍制薄板，上述内部层的薄板是铜制薄板。
全文摘要
本发明提供一种基板热处理装置。其能尽量缩小热处理板的配置空间，从而能够实现装置的小型化，增加基板的收纳数量，并且能提高热介质的流路的自由度以及生产率。该基板热处理装置具有用于载置半导体晶圆(W)且将晶圆热处理到规定温度的热处理板例如冷却板(14)，其中，冷却板(14)具有冷却板主体(64)，该冷却板主体(64)通过利用例如扩散接合方式层叠结合多个由导热材料构成的薄板(1)而成，且形成通过层叠薄板(1)而开设的热介质的供给流路(61a)、排出流路(62a)以及制冷剂流路(63)和吸附用孔(64f)。
文档编号H01L21/00GK101840847SQ201010140479
公开日2010年9月22日 申请日期2010年3月18日 优先权日2009年3月18日
发明者水永耕市 申请人:东京毅力科创株式会社