熱處理裝置和熱處理方法

2023-05-25 14:43:06 1

專利名稱：熱處理裝置和熱處理方法
技術領域：
本發明涉及在半導體裝置和FPD(平板顯示)製造等的基板上實施抗蝕劑塗敷處理和顯影處理等的液處理的前後，對基板實施的熱處理中使用的熱處理裝置和熱處理方法。
背景技術：
例如在半導體裝置的製造中的光致抗蝕劑(photo resist)處理工序中，在半導體晶片(以下稱「晶片」)等的基板的表面塗敷抗蝕劑液來形成抗蝕劑膜，接著在該抗蝕劑膜上使規定的圖案曝光之後，在該基板塗敷顯影液來實施顯影處理。實施這樣的一系列處理時，歷來使用抗蝕劑塗敷顯影處理裝置和曝光裝置。該抗蝕劑塗敷顯影處理裝置具有單獨地實施在塗敷顯影處理中需要的一系列的處理的多個處理單元。塗敷處理單元實施抗蝕劑液的塗敷，顯影處理單元實施將曝光後的基板顯影的顯影處理。具備加熱抗蝕劑液塗敷後的基板來實施將抗蝕劑膜硬化的熱處理單元、用於將曝光後的基板在規定的溫度進行加熱的顯影處理前後的熱處理單元。各處理單元間，以及對各處理單元的晶片的搬入搬出中，設置有構成為在保持晶片的狀態下對各處理單元能進行搬送的基板搬送裝置。在這些熱處理單元中設置有熱處理板和冷卻板。從基板搬送裝置將基板交接到熱處理單元時交接到冷卻板。該冷卻板一邊保持基板一邊移動，將基板交接到熱處理板來實施熱處理。即，已知該冷卻板構成為在與熱處理板之間能夠進退移動(例如，參照專利文獻 1)。此外，已知具備吸引孔的熱處理板，所述吸引孔用於吸附載置於上述熱處理板的基板 (例如參照專利文獻2)。根據其他的專利文獻3所示的塗敷顯影處理裝置的類型，設置在過程處理區塊與載體臺區塊(carrier station block)之間具有基板的交接功能，並且用於在塗敷處理之前和顯影處理的前後以規定的溫度對基板進行作為熱處理的冷卻。在這些冷卻板內具有為了提高冷卻的效率而使基板吸附在冷卻板面的吸引孔。現有技術文獻專利文獻專利文獻1日本特開2006-303104號公報(圖4、圖5、圖7)專利文獻2日本特開2008-177303號公報(圖5、圖6)專利文獻3日本特開2010-118446號公報(圖3、圖6、圖12)

發明內容
發明要解決的問題近年，在實施提高半導體製造裝置的生產性的改良中，光刻工序中的曝光裝置的處理能力也達到每小時300片，並且也有使抗蝕劑塗敷顯影裝置與該處理能力對應的要求。其中，對這個要求，在抗蝕劑塗敷顯影裝置中除去各種處理單元的處理時間，需要考慮縮短工作時間。熱處理裝置也成為其對象之一，可以考慮如專利文獻1所記載的，能夠將基板從冷卻板向加熱部搬入搬出的加熱處理單元的搬入搬出時間在不犧牲加工性能的同時縮短。 此外，還可以考慮如專利文獻2、3所記載的，為了縮短加工時間，通過吸附來吸引基板以便有效地實施熱處理。但是，在為了縮短時間而在加快向熱處理板的基板的交接中試圖使基板快速下降來完成交接時，在熱處理板上表面和基板的下降中產生空氣的壓縮，在基板即刻將要接觸熱處理板時有可能由於空氣軸承(air bearing)現象引起基板橫向滑動。此外，在專利文獻2、3中有吸附基板的記載，但是，在吸附效果出現的位置之前已經橫向滑動，所以也可能不能吸附適當的基板的位置。另外也考慮發生這樣的空氣軸承現象時，基板的邊緣部可能跨上或撞上設置於熱處理板的防止露出引導。此外在將處理後的基板交接到搬送裝置時有可能產生交接失誤。本發明是為了解決上述問題點而完成的，其目的是提供一種實施加熱處理的適當的處理的熱處理裝置和熱處理方法，使得在將基板交接到熱處理板時不會因由空氣軸承現象引起的基板的橫向滑動而引起位置偏移。解決問題的方法為了解決上述問題，本發明的第一方面的熱處理裝置的特徵是，包括用於載置基板並進行加熱處理或冷卻處理的熱處理板；多個第一載置支承部件，由為了在所述熱處理板的基板載置面與所述基板的背面之間設置第一間隙距離的、整體或局部自由伸縮的彈性部件形成；多個第二載置支承部件，其用於在所述基板載置面與所述基板的背面之間設置比所述第一間隙距離更小的間隙距離的第二間隙距離；和多個吸引孔，其設置於所述熱處理板的基板載置面，用於吸引與所述基板的背面的間隙的空間，其中，在以一個所述第一載置支承部件為中心的附近至少配置一個所述吸引孔和所述第二載置支承部件，通過所述吸引孔吸引被支承於所述第一載置支承部件上的所述基板，來使所述第一載置支承部件收縮並使所述第二載置支承部件支承所述基板。通過採用這樣的結構，在載置於設置在熱處理板的第二載置支承部件(以下稱近接撐杆(proximity spacer))之前，設置能將基板在比近接撐杆更高一階的位置支承的第一載置支承部件來接收，因此，能消除因基板的空氣壓縮作用而產生的橫向滑動。此外，由此在基板的背面與熱處理板之間形成大致相同高度的間隙，間隙不向一側偏倚，所以付與更均等的吸引效果。此外，第一載置支承部件，通過其整體或局部由自由伸縮的彈性部件形成，基板被吸引並吸附拉引於熱處理板，由此使第一載置支承部件收縮，基板被按壓在用於設定實際的熱處理高度的近接撐杆，能夠設置第二間隙距離。此外，因為使用吸引力所以在第一載置支承部件不需要設置使用驅動器(actuator)的升降機構。此外，通過將吸引孔設置於第一載置支承部件和近接撐杆的附近，能確實地使彈性部件收縮。此外，本發明第二方面的熱處理裝置的特徵是，包括用於載置基板並進行加熱處理或冷卻處理的熱處理板；多個第一載置支承部件，其含有為了在所述熱處理板的基板載置面與所述基板的背面之間設置第一間隙距離的、整體或局部自由伸縮的彈性部件；多個第二載置支承部件，其用於在所述基板載置面與所述基板的背面之間設置比所述第一間隙距離更小的間隙距離的第二間隙距離；和多個吸引孔，其設置於所述熱處理板的基板載置面，用於吸引與所述基板的背面的間隙的空間，其中，所述第一載置支承部件的彈性部件，由螺旋彈簧構成，將相對於所述基板的自重螺旋彈簧反彈的彈簧常數設定為小值，通過使基板由所述第一載置支承部件支承，在具有反彈作用的同時慢慢地沉降，落位於所述第二載置支承部件，在以一個所述第一載置支承部件為中心的附近至少配置一個所述吸引孔和所述第二載置支承部件，通過所述吸引孔吸引被支承於所述第一載置支承部件上的所述基板，來使所述第一載置支承部件收縮並使所述第二載置支承部件支承所述基板。通過採用這樣的結構，在載置於設置在熱處理板的近接撐杆(第二載置支承部件)之前，設置能將基板在比近接撐杆更高一階的位置支承的第一載置支承部件來接收， 因此，能消除因基板的空氣壓縮作用而產生的橫向滑動。此外，第一載置支承部件的彈性部件由螺旋彈簧構成，相對於基板的自重將螺旋彈簧反彈的彈簧常數設定為小值，通過使第一載置支承部件支承基板，在具有反彈作用的同時慢慢沉降，使其落位於所述第二載置支承部件，由此能夠設置第二間隙距離。此外，因為第一載置支承部件的彈性部件由相對於基板的自重將反彈的彈簧常數設定為小值的螺旋彈簧構成，所以不需要在第一載置支承部件設置使用了驅動器的升降機構。此外，通過將吸引孔設置在第一載置支承部件和近接撐杆的附近，能確實地使彈性部件收縮。此外，在本發明的第一熱處理裝置中，上述彈性部件可以由橡膠部件或海綿狀部件或彈簧部件中的任一個形成。通過採用這樣的結構，能容易地選定適合於吸引力的彈性力的材料。此外，在本發明中，上述第一載置支承部件可以將上述彈性部件與硬質部件組合構成。通過採用這樣的結構，例如使與基板的背面的接觸面為硬質部件，例如設定材料為氟樹脂、聚醚醚酮(PEEK)或者聚四氟乙烯(PTFE)等的合成樹脂或者陶瓷時，可選定能夠抑制基板接觸面被材料磨損和刮蹭等的材料。此外，能使接觸狀態穩定。此外，容易進行將硬質部件設置於彈性部件的下部並螺合固定於熱處理板的操作，能防止第一載置支承部件的脫出。此外，在本發明中，上述熱處理板，當設定所述第一載置支承部件、所述第二載置支承部件和所述吸引孔為一個組合時，可將所述組合設置在位於載置於所述熱處理板的基板的周邊。通過採用這樣的結構，即使基板上有彎曲的狀態為凸形，在基板周邊附近由第一載置支承部件先支承並接受，所以能不引起橫向滑動地吸附基板。此外，在本發明中，上述熱處理板，當設定所述第一載置支承部件、所述第二載置支承部件和所述吸引孔為一個組合時，可將所述組合設置在位於載置於所述熱處理板的基板的中央附近。通過採用這樣的結構，即使基板彎曲的狀態為凹形，在基板的中央附近由第一載置支承部件先支承並接受，所以能不引起橫向滑動地吸附基板。此外，本發明的第一熱處理方法，在對基板實施加熱處理或者冷卻處理的熱處理裝置的熱處理工序中，具有將基板載置在用於進行加熱處理或冷卻處理的熱處理板的工序；所述熱處理板具備自由收縮的第一載置支承部件，在所述載置工序中在所述熱處理板的基板載置面與所述基板的背面之間設置規定的第一間隙距離的工序；由設置於所述熱處理板的基板載置面的吸引孔來吸引設置有所述第一間隙距離的空間的吸引工序；通過被所述吸引工序的吸引而拉引的所述基板的按壓使所述第一載置支承部件收縮的工序；和使所述基板抵接在設置於所述加熱處理板的第二載置支承部件的工序，所述基板以在抵接在所述第二載置支承部件的狀態被實施熱處理。通過這樣的工序，在將基板載置於熱處理板之前暫時在第一間隙距離的位置支承基板，並在消除空氣的壓縮時產生的橫向滑動之後實施吸引，由此以使第一載置支承部件收縮並不引起基板的位置偏移的狀態能將基板吸附在熱處理板一側進行熱處理。由於不發生因橫向滑動所致的位置偏移，所以能進行適當的熱處理，並在熱處理後將基板交接到塗敷顯影裝置內的搬送裝置時不引起交接失誤。此外，在本發明的第一熱處理方法中，上述吸引工序可以在基板抵接在第一載置支承部件之前開始吸引。這樣，通過在朝向熱處理板的空氣的壓縮作用產生之前先吸引基板，能確實地抑制基板的位置偏移。此外，本發明的第二熱處理方法的特徵是，在對基板實施加熱處理或冷卻處理的熱處理裝置的熱處理方法中，包括將基板載置在用於進行加熱處理或冷卻處理的熱處理板的工序；所述熱處理板包括由螺旋彈簧形成的、將相對於所述基板的自重螺旋彈簧反彈的彈簧常數設定為小值的、自由伸縮的第一載置支承部件和第二載置支承部件，在所述載置工序中，通過使所述基板由所述第一載置支承部件支承，在具有反彈作用的同時慢慢地沉降來使基板落位於所述第二載置支承部件的工序；和由設置於所述熱處理板的基板載置面的吸引孔來吸引設置於所述熱處理板的基板載置面與被所述第一載置支承部件支承的基板的背面之間的空間的吸引工序，所述基板以抵接在所述第二載置支承部件的狀態被實施熱處理。通過這樣的工序，在將基板載置於熱處理板之前暫時在第一間隙距離的位置支承基板，並在消除空氣的壓縮時產生的橫向滑動之後使基板由第一載置支承部件支承，由此在具有反彈作用的同時慢慢沉降來使上述基板落位於近接撐杆(第二載置支承部件)，由此在使第一載置支承部件收縮並不引起基板的位置偏移的狀態下能將基板載置於熱處理板一側來進行熱處理。因為不產生由橫向滑動引起的位置偏移，所以能進行適當的熱處理， 並在熱處理後將基板交接到塗敷顯影裝置內的搬送裝置時不引起交接失誤。此外，通過由設置於熱處理板的基板載置面的吸引孔來進行吸引，能確實地使螺旋彈簧收縮。此外，在本發明的第二熱處理方法中，上述吸引工序可以在基板落位於上述第二載置支承部件之前開始吸引。通過這樣的結構，通過基板落位於近接撐杆(第二載置支承部件)之前進行吸引而能確實地抑制基板的偏移。如以上說明，根據本發明的熱處理裝置(方法)，由於按上述方式構成，所以能得到以下那樣的效果。能在基板即刻載置在熱處理板上之前消除基板橫向滑動而不能將基板載置在規定位置的缺點。此外，即使在基板的直徑寬度的截面具有凸形或凹形的彎曲，基板在第二載置支承部件(近接撐杆)之前暫時先被第一載置支承部件接受並吸引，所以能控制基板的行動。由此，能在規定的位置完成期望的熱處理。此外，消除了在熱處理結束並解除吸引之後向搬送裝置等交接基板的動作中因位置偏移所致的交接不順利，裝置整體的運轉率也提升了。


圖1是適用本發明的熱處理裝置的抗蝕劑處理裝置的俯視圖。圖2是上述抗蝕劑處理裝置的立體圖。圖3是表示具有基板的交接功能的、設置於承載區塊一側的冷卻板組的結構的立體圖。圖4是表示具有基板的交接功能的、設置於接口一側的冷卻板組的結構的立體圖。圖5是表示本發明的熱處理裝置的整體的截面圖。圖6是表示本發明的散熱板的整體的俯視圖。圖7是表示本發明的交接臂與搬送臂的關係的俯視圖。圖8是表示本發明的冷卻板的整體的俯視圖。圖9是表示本發明的第一載置支承部件、第二載置支承部件和吸引孔的、在接收晶片之前和接收的狀態的截面圖。圖10是表示本發明的第一載置支承部件、第二載置支承部件和吸引孔的動作狀態的截面圖。圖10A是表示在本發明的第一載置支承部件使用了已設定彈簧常數的螺旋彈簧時的動作狀態的截面圖。圖11是表示在本發明的第一載置支承部件使用了彈簧時的變形例的截面圖。圖12是表示在本發明的第一載置支承部件使用了橡膠時的變形例的截面圖。圖13是表示在本發明的第一載置支承部件使用了海綿時的變形例的截面圖。圖14是表示使本發明的第一載置支承部件對應具有基板的凸形和凹形的彎曲的基板時的狀態的概略截面圖。
具體實施例方式以下首先對設置在本發明的熱處理裝置的塗敷顯影裝置的形態進行說明。此處， 參照圖1、圖2對適用作為半導體基板的晶片W的塗敷顯影裝置的情況進行說明。塗敷顯影裝置構成為設置承載區塊Si，交接臂C從設置於載置臺21上的密閉型的晶片W收納容器的載體20搬出晶片W，並交接到處理區塊S2，交接臂C從處理區塊S2搬出完成處理的晶片 W，並返回到載體20。如圖2所示，上述處理區塊S2按照在該例子中為了實施顯影處理的顯影處理裝置的第一區塊(DEV層)B1、B2 ；為了實施形成於抗蝕劑膜的下層側的防反射膜的形成處理， 而設置有下層防反射膜塗敷裝置的第二區塊(BCT層)B3 ；為了實施抗蝕劑膜的塗敷而設置有塗敷處理裝置的第3區塊(COT層)B4 ；和為了實施形成於抗蝕劑膜的上層一側的防反射膜的形成的上層防反射膜塗敷裝置的第4區塊(TCT層)B5，從下按順序層疊構成。抗蝕劑塗敷裝置，包括塗敷藥液的液處理裝置，所述藥液用於第一區塊(DEV層)Bi、B2、為了實施形成於抗蝕劑膜的下層一側的防反射膜的形成處理的第二區塊(BCT層) B3、為了實施抗蝕劑膜的塗敷的第三區塊(COT層)B4、和為了實施形成於抗蝕劑膜的上層一側的防反射膜的形成的第四區塊(TCT層)B5 ；用於在該液處理裝置實施的處理的前處理和後處理的，本發明的加熱和冷卻系的處理單元的熱處理裝置；和設置於上述液處理裝置與熱處理裝置之間的，例如，在COT層B4是在它們之間實施晶片W的交接的搬送臂A4，同樣地，具有未圖示的搬送臂Al (DEV層)、搬送臂A3 (BCT層)、和搬送臂A5 (TCT層)。例如，以第三區塊(COT層)B4為例，對於各層，如圖1所示，在COT單元31內設置例如3個塗敷處理抗蝕劑的杯。而且，加熱和冷卻系的處理單元組U1、U2、U3、U4以夾著搬送臂A4的直線搬送的形式分別面向上述直線搬送路而排列。該處理單元組Ul、U2、U3、U4 分別構成為2層，在圖1的圖中合計存在8個處理單元。進而，如圖1和圖3所示，在處理區塊S2設置那樣的擱板單元TO，來自承載區塊 Sl的晶片W，被交接臂C移動到TRSU TRS2(過渡載物臺transition stage)，所述TRS 1、 TRS2作為擱板單元TO的交接單元，由設立3根銷而形成，再由設置於擱板單元TO的橫向附近可自由升降的交接臂D順序搬送到第二區塊B3對應的冷卻處理單元CPL2a、CPL2b (散熱板)。此外，相同結構的圖4是表示夾持處理區塊S2在承載區塊Sl的相反側的接口區塊 S3鄰接的擱板單元TO的附圖，是與圖3相同的結構，由可升降的交接臂E能將晶片W搬送到各層。該第二區塊(BCT層)B3內的搬送臂(未圖示)，從該冷卻處理單元CPL2a、CPL2b 接收晶片W，搬送到各單元(防反射膜單元和加熱、冷卻系的處理單元組)，在這些單元在晶片W形成防反射膜，同樣地，在BCT層完成處理的晶片W被搬送到擱板單元U6的冷卻處理單元CPL6a、CPL6b，並被交接臂E搬送到對應於COT層的冷卻處理單元CPL7a、CPL7b，再被 COT層的搬送臂A4搬送到各處理單元，來實施抗蝕劑塗敷處理。之後被搬送到冷卻處理單元CPL3a、CPL3b，與上述相同地由交接臂D接收，並交接到冷卻處理單元CPL4a、CPL4b，由TCT層的搬送臂A4來實施所需的防反射膜處理。之後被交接到擱板單元U6的冷卻單元CPL8a、CPL8b，由交接臂E將晶片W交接至TRS3、TRS4。該晶片W被在接口區塊S3的交接臂F交接到曝光機S4。從曝光機S4搬出的晶片W被交接臂 F接收並交接到CPL5a、CPL5b，CPL5a、CPL5b通過用於支承晶片W的基板支承銷81構成為能夠出沒的方式所形成，之後，在DEV層B1、B2實施顯影處理，然後交接到冷卻單元CPLla、 CPLlb，由承載區塊Sl的交接臂C接收後被收納於載體20。接著，使用圖1、圖5 圖9對適用本發明的熱處理裝置進行說明。例如，針對具備設置於圖1中記載的擱板單元U5、U6的散熱板60的冷卻處理單元CPL2a、CPL2b，乃至 CPL4a、CPL4b和CPL6a、CPL6b，乃至CPL8a、CPL8b，通過適用本發明的例子進行說明。此外， 圖9表示圖示本發明的構成的主要結構的散熱板60的截面圖。圖6是冷卻處理單元CPL3a 的俯視圖。該冷卻處理單元是厚度為例如20mm左右的圓盤狀的板，內部設置有用於使該板冷卻的未圖示的調溫水的流路，形成可冷卻晶片W的結構。在該圖9所示的板內部除調溫水的流路外，還設有吸引路69。接著回到圖6，對俯看設置於散熱板60上的構成物進行說明。設置於擱板單元TO 的CPL3a的散熱板60，在例如周邊部設置5個凹口部61，使得例如從交接臂D和搬送臂A4 的雙方載置或接收晶片W。在雙方的臂設置有在其上保持晶片W的基板支承部Da、A^。按照不幹涉散熱板60而能進行交接的方式，凹口部61在例如保持晶片W的狀態使搬送臂A4 通過，由此能在與散熱板60之間進行晶片W的交接。圖7是表示該關係的圖。散熱板60 的凹口部61與交接臂D的3處基板支承部Da、和例如是COT層的搬送臂A4時，4處基板支承部A4a對應。在該散熱板60上設置多個本發明結構的第一載置支承部件64、作為第二載置支承部件的近接撐杆62和在載置晶片W時為了與散熱板60緊貼而實施吸引的吸引孔63。該第一載置支承部件64，與分別配置於附近的近接撐杆62和吸引孔63作為一個組合，例如對於晶片W的中心以120度的角度分割的線上配置該組合。在圖6中作為一個例子表示2個組合。2個組合中的一個，在位於載置在散熱板60的晶片W的周邊的區域，在散熱板60的中心一側配置近接撐杆62，在周邊一側配置第一載置支承部件64，在它們之間配置排列吸引孔63。另一個，在位於載置在散熱板60的晶片W的中央部附近的區域，以將第一載置支承部件64、引孔63和近接撐杆62連接的線為三角形的方式配置。近接撐杆62由樹脂或陶瓷形成。這3個配置是自由的，但要求配置在相互附近。這些分別配置的相互間的距離可以是20mm以內。圖9表示將第一載置支承部件64、引孔63和近接撐杆62排列狀態的截面圖。第一載置支承部件64設置在距散熱板60的表面有Ll的間隙高度(權利要求中記載的第一間隙距離)，間隙高度Ll例如為1. 0mm，近接撐杆62的間隙高度(權利要求中記載的第二間隙距離)L2設定為例如0. 1mm。該間隙高度L1、L2根據處理基板的種類或狀態而設定，但是Ll高於1. Omm時，為增加吸引力需要多的能量，晶片W被吸引為止需要花費時間。此外，使Ll與L2的差變小時，吸引力降低，可能發生空氣軸承現象。而且，設置於第一載置支承部件64與近接撐杆62之間的吸引孔63通過吸引路69與未圖示的吸引機構連接。接著，針對第一載置支承部件64，使用圖9 圖14進行詳細的說明。首先，圖9 (a) 所示的第一載置支承部件64，可以由螺旋彈簧和海綿、橡膠那樣的彈性部件構成全部，或者也可以局部由彈性部件構成，或者局部也可以是硬質部件的樹脂和陶瓷。進而，第一載置支承部件64也可以由這些彈性部件與硬質部件的組合、或彈性部件之間的組合構成。針對該第一載置支承部件64的結構的例子如圖11、圖12、圖13所示，將在後述。第一載置支承部件64設置於開設在散熱板60的支承部件插入孔66。這時，將設置於第一載置支承部件64 的下部一側的凸緣部68a卡合在例如環狀的脫落防止部件65來限制移動，使得第一載置支承部件64不從支承部件插入孔66中彈出或脫落。接著圖9、圖10是說明該第一載置支承部件64的動作的圖。圖9 (a)表示的第一載置支承部件64，是將硬質部件68與彈性部件的螺旋彈簧67組合而構成。硬質部件68例如是圓柱狀並具有在晶片W的載置一側端部與晶片W點接觸的曲面68b，由在另一方的下部一側設置有形成彈簧支架的凸緣部68a的陶瓷製部件形成。通過該2個組合，第一載置支承部件64能上下方向移動、並相對於散熱板60自由出沒地構成。該圖9(a)表示載置晶片 W前的狀態。作為硬質部件68，除了上述陶瓷之外，例如也可以由氟樹脂、聚醚醚酮(PEEK) 或者聚四氟乙烯(PTFE)等的合成樹脂形成。接著圖9(b)表示晶片W向第一載置支承部件64抵接的狀態。這時，直至晶片W 抵接的下降中，在散熱板60與晶片W背面之間產生空氣的壓縮，晶片W隨著接近散熱板60而顯現，通過在晶片不橫向滑動的高度例如0. 4mm暫時支承晶片W並阻止下降，能解除空氣的壓縮並防止橫向滑動。在將該晶片W抵接第一載置支承部件64之前或之後通過吸引孔 63開始吸引。通過在將晶片W抵接在第一載置支承部件64之前進行吸引，由於晶片W接近散熱板60而早於空氣的壓縮作用先進行吸引，因此能確實地抑制晶片W的位置偏移。接著圖10(a)，由吸引動作吸引晶片來按壓第一載置支承部件64，由此螺旋彈簧 67收縮，直到晶片W觸到近接撐杆62，在沒入支承部件插入孔66的方向降低。從晶片W的交接位置不發生橫向滑動，在近接撐杆62上使晶片W抵接的適當的位置實施冷卻處理。冷卻處理結束時吸引動作解除，第一載置支承部件64的螺旋彈簧67反彈恢復、伸長而使晶片 W從近接撐杆62離開。接著，例如交接臂D以將晶片W從散熱板60的下方接近並撈起的方式接收晶片W。而且，在上述圖9、圖10的說明中，第一載置支承部件64構成為在晶片W不橫向滑動的高度例如0. 4mm暫時支承晶片W並停止下降，但是，如圖IOA所示，在0. 4mm處暫時支承晶片W而不停止降低，設定螺旋彈簧67反彈的彈簧常數為即使晶片W的自重加在多個第一載置支承部件64，反彈力也為小值，在由晶片W的自重沉降時，以不引起晶片W的橫向滑動的速度、在具有螺旋彈簧67的反彈作用的同時慢慢使第一載置支承部件64沉降， 來使晶片W落位在近接撐杆62上(參照圖10A(a))。這時，由於容易發生晶片W的橫向滑動的區域為0. 3mm以下，所以可以使Ll的間隙高度(第一間隙距離)為0. 3mm以上，例如 0.6左右。在使晶片W落位於近接撐杆62之前或之後，由吸引孔63開始進行吸引(參照圖 IOA (b))。通過將晶片W在落位於近接撐杆62之前進行吸引，能確實地抑制晶片W的位置偏移。在本實施方式中，考慮以下內容來設定螺旋彈簧67的彈簧常數加在1個螺旋彈簧67的上的負載，例如晶片W的質量(107g)和硬質部件68的自重(約0. 05g)、第一載置支承部件64的個數{螺旋彈簧67的個數} (9個)、第一間隙距離Ll = 0. 6mm、第二間隙距離 L2 = 0. 1mm。此處，將彈簧常數以k(mN/mm)表示、將負載以P (mN)表示、將位移以6 (mm)表示時，k = P/6... (1)。此外，由於P = 107/9+0. 05 = 11. 94(g)... (2)6 = L1-L2 = 0. 6-0. 1 = 0. 5 (mm). . . (3)所以由(1)、⑵、⑶式，彈簧常數(k)為K=Il. 94/0. 5 = 23. 88 (gf/mm)= 23. 88X9. 8 = 234. 02 (mN/mm)。通過使按上述方式設定的彈簧常數為即使晶片W的自重加在多個第一載置支承部件64，反彈力也為小值，這樣，能在因晶片W的自重沉降時以不引起晶片W的橫向滑動的速度、在具有反彈作用的同時慢慢使第一載置支承部件64沉降來使晶片W落位在近接撐杆62上。在將晶片W載置在熱處理板51之前暫時在第一間隙距離Ll的位置支承晶片W。由此消除在空氣的壓縮時產生的橫向滑動之後能使晶片W由第一載置支承部件64支承。進而第一載置支承部件64在具有反彈作用的同時慢慢沉降來使晶片W落位於近接撐杆62上。這樣，使第一載置支承部件64收縮並以不引起晶片W的位置偏移的狀態下能將晶片W載置於熱處理板一側進行熱處理。因為不產生因橫向滑動引起的位置偏移，所以能進行適當的熱處理，在熱處理之後將晶片W交接到塗敷顯影裝置內的搬送裝置時不發生交接失誤。此外，將設置於熱處理板51的基板載置面與抵接在近接撐杆62的晶片W的背面之間的空間通過設置於熱處理板51的基板載置面的吸引孔63吸引，能確實地使螺旋彈簧67收縮。通過上述構成，由於能降低由吸引孔63產生的吸引力(吸附力)，所以能削減用力，並能降低晶片W背面的傷的影響。此外，由於吸引時間(吸附時間)減少，所以能在早期開始冷卻。並且，由於在停止吸引狀態下也能使晶片W落位於近接撐杆62上，所以能冷卻。接著，參照圖11、圖12、圖13針對第一載置支承部件64的其他的結構的例子進行說明。圖11 (a)表示在彈性部件使用螺旋彈簧67的例子，第一載置支承部件64的整體由螺旋彈簧67構成。圖11(b)與上述記載的圖9(a)的結構相同，是在與晶片W抵接的一側使硬質部件68與螺旋彈簧67組合的結構。圖11(c)是在圖11(b)的結構進一步連接組合能螺合卡止在散熱板60的螺合卡止部70。這時，螺合卡止部70由將螺旋彈簧67的下端部卡止的圓板狀基部70a和突出設置在圓板狀基部70a的下表面中央的螺紋部70b構成。由於這樣進行螺合卡止，所以不設置脫落防止部件65也能防止第一載置支承部件64從散熱板60脫出。如圖11(a)，與晶片W直接接觸的彈簧可以是合成樹脂制，隱藏在板內的部分的彈簧可以是合成樹脂和金屬。此外，彈性常數(彈簧常數)的設定由適合於使用溫度的散熱板60的種類來設定。而且，在上述實施方式中說明了彈性部件為螺旋彈簧67的情況， 但是彈性部件也可以由螺旋彈簧67以外的彈簧部件形成。圖12(a)表示在彈性部件使用橡膠的例子，第一載置支承部件64的整體由橡膠部件67A構成。這時，構成第一載置支承部件64整體的橡膠部件67A是例如圓柱狀，並在晶片W的載置一側端部具有與晶片W點接觸的曲面67b，在另一側的下部一側設置能與脫落防止部件65卡合的凸緣部67a。圖12(b)是在與晶片W抵接的一側將硬質部件68與彈性部件組合的結構，彈性部件使用橡膠部件67B。這時，橡膠部件67B在與硬質部件68的下端部粘接的圓柱狀基部67c 的下部，與凸緣67d —體地形成。圖12(c)是在抵接晶片W並伸縮的部分使用橡膠部件67C，並且在其下部粘接能螺合卡止於散熱板60的螺合卡止部70組合而成。這時，橡膠部件67C是例如圓柱狀並在晶片W的載置側端部具有與晶片W點接觸的曲面67d。通過這樣地螺合卡止，即使不設置脫落防止部件65也能防止第一載置支承部件64脫出。而且，橡膠部件67A、67B、67C的材質的選擇是在彈性常數之外還要考慮耐藥性、 和耐熱性和耐磨耗性來決定。例如，作為橡膠部件67A、67B、67C的材質，優選例如矽橡膠等的合成橡膠。另外，雖然未在圖中顯示，也可以在圖12(b)的結構的彈性部件的下部組合螺合卡止部70。圖13(a)表示在彈性部件67使用海綿的例子，第一載置支承部件64的整體由海綿狀部件67D構成。這時，構成第一載置支承部件64的整體的海綿狀部件67D，例如是圓柱狀並在晶片W的載置側端部具有與晶片W點接觸的曲面67e，在另一側的下部一側設置能與脫落防止部件65卡合的凸緣部67f。
圖13(b)是在與晶片W抵接一側組合硬質部件68與彈性部件的結構，但在彈性部件使用海綿狀部件67E。這時，海綿狀部件67E是在粘接於硬質部件68的下端部的圓柱狀基部67g的下部與凸緣部6 —體地形成的。圖13(c)表示在抵接晶片W並伸縮的部分使用海綿狀部件67F，並且在其下部粘接能螺合卡止於散熱板60的螺合卡止部70組合而成。這時，海綿狀部件67F是例如圓柱狀，並在晶片W的載置側端部具有與晶片W點接觸的曲面67e，在其下端面粘接螺合卡止部 70。通過這樣地螺合卡止，即使不設置脫落防止部件65也能防止第一載置支承部件64從散熱板60脫出。而且，海綿狀部件67D、67E、67F的材質的選擇是在彈性常數外還考慮耐藥性、耐熱性和耐磨耗性而決定的。例如，優選矽系材質的海綿。而且，雖然未在圖中顯示，但是也可以是在圖13(b)的結構的彈性部件的下部組合螺合卡止部70。接著，針對作為另一個實施例、適用本發明的圖8的結構的冷卻板80進行說明。圖 8是分別設置在圖3所示的擱板單元U5、圖4所示的擱板單元U6的CPLla、CPLlb、CPL5a、 CPL5b的俯視圖，具有自由升降的、能出沒的3根基板支承銷81 (以下稱3銷81)。該冷卻板80在通過3銷81實施冷卻處理時的晶片W的交接上，在交接臂D、E和搬送臂Al之間進行這點上與上述的散熱板60不同。這種情況下使3銷81的下降速度變快時，通過晶片 W的壓縮作用產生空氣軸承現象，晶片橫向滑動，有可能不能載置到適當的位置上。在冷卻板80的晶片W載置面上，圖6所說明的近接撐杆62、第一載置支承部件64和吸引孔63同樣地構成，能期待相同的效果。接著，進而針對作為另一個實施例適用本發明的熱處理裝置50進行說明。在圖1 記載的加熱和冷卻的處理單元組U1、U2、U3、U4分別收納設置有圖5所示的熱處理裝置50。 在該熱處理裝置50具備用於載置晶片W並進行冷卻的移動冷卻板51、用於載置晶片W並實施熱處理的熱處理板52、和在熱處理板52表面能出沒地構成的、支承保持晶片W的3根銷 53 (以下稱3銷53)。利用3銷53能在移動冷卻板51與熱處理板52之間交接晶片W。在移動冷卻板51設置2條切口 51b，該2條切口 51b與進入熱處理板52時避開3銷53的位置對應而在一端開口。熱處理板52與移動冷卻板51，在晶片W載置面具有用於在與晶片W 的背面之間設置例如100 μ m的間隙的、作為晶片W支承部件的近接撐杆M。接著，針對例如在COT層的搬送臂A4與移動冷卻板51之間的晶片W的交接動作進行說明。首先，如圖5所示，移動冷卻板51位於移動端部(原位)時，由搬送臂A4交接晶片W。這時設置於搬送臂A4的4處的基板支承部A^對應移動冷卻板51的4處的側面凹部51a並能在上下通過。在交接時通過載置晶片W的搬送臂A4朝向移動冷卻板51從上方向下方升降移動穿過來載置晶片W。而且，接收時是相反的順序。移動冷卻板51，通過包含未圖示的直動引導的移動機構能在至熱處理板52 —側的距離自由進退地移動。交接是使載置有晶片W的移動板51在3銷53沉沒的狀態下進入熱處理板52上。接著，3銷53在熱處理板52表面突出，來使移動冷卻板51上的晶片W離開，將晶片W支承在3銷53上。在該狀態下使移動冷卻板51後退到移動端部。在移動板 51的後退之後使3銷53為從熱處理板52的表面沒入的狀態，由此將晶片W載置於熱處理板52。晶片W載置時未圖示的蓋體下降，熱處理工序開始。規定時間過後，晶片W的搬出是按相反順序來進行。
對於通過晶片W從該搬送臂A4被直接交接的移動冷卻板51，和晶片W通過3銷 53實施交接的熱處理板52，本發明與圖6和圖8的說明相同地說明的近接撐杆62、第一載置支承部件64和吸引孔63同樣地構成，由此能期待同樣的效果。由此，在交接到熱處理板52之前晶片W的載置位置在移動冷卻板51上部不橫向滑動，移動的時候由於晶片W被吸引也不橫向滑動。因而，在熱處理板52上通過3銷53交接位置也是適當的位置，所以能在晶片W實施適當的熱處理。此外，通過將3銷53的下降速度設定為不影響晶片W程度的快速度，不使生產性下降。接著，圖14表示對於在晶片W產生的彎曲的本發明的實施方式。晶片W的彎曲考慮為在相對於處理面的平面上周邊比中心附近低的凸形(將盤子反轉過來的形狀)和與其相反的凹形(盤子型)。圖14是為了便於理解而極端化了的圖。對此圖14(a)是凸形彎曲基板，由於第一載置支承部件64先將晶片W的周邊部支承，所以即使中央部的第一載置支承部件64不接觸也沒有問題，在暫時支承之後能吸引。此外，圖14(b)是表示對應於具有凹形彎曲的晶片W時的狀態的圖，但是由於中央部的第一載置支承部件64能先支承，即使在這種情況下也能實施功能。此外，在上述實施方式中，針對將本發明的熱處理裝置適用於半導體晶片的塗敷顯影裝置系統的情況進行了說明，但是顯然，本發明涉及的熱處理裝置，除FPD基板的處理系統和洗淨裝置外，只要是用於對平板狀的基板均勻地進行熱處理的裝置，均能適用。符號說明U1，U2，U3，U4加熱和冷卻的處理單元組U5，U6擱板單元50熱處理裝置51移動板(熱處理板)52熱處理板53 3 銷A4搬送臂60散熱板(熱處理板)61 凹口部62第二載置支承部件(近接撐杆)63吸引孔64第一載置支承部件65脫落防止部件66支承部插入孔67螺旋彈簧(彈性部件)67A，67B, 67C橡膠部件(彈性部件)67D，67E，67F海綿狀部件(彈性部件)68硬質部件69吸引路。
權利要求
1.一種熱處理裝置，其特徵在於，包括用於載置基板並進行加熱處理或冷卻處理的熱處理板；多個第一載置支承部件，其含有為了在所述熱處理板的基板載置面與所述基板的背面之間設置第一間隙距離的、整體或局部自由伸縮的彈性部件；多個第二載置支承部件，其用於在所述基板載置面與所述基板的背面之間設置比所述第一間隙距離更小的間隙距離的第二間隙距離；和多個吸引孔，其設置於所述熱處理板的基板載置面，用於吸引與所述基板的背面的間隙的空間，其中，在以一個所述第一載置支承部件為中心的附近至少配置一個所述吸引孔和所述第二載置支承部件，通過所述吸引孔吸引被支承於所述第一載置支承部件上的所述基板，來使所述第一載置支承部件收縮並使所述第二載置支承部件支承所述基板。
2.一種熱處理裝置，其特徵在於，包括用於載置基板並進行加熱處理或冷卻處理的熱處理板；多個第一載置支承部件，其含有為了在所述熱處理板的基板載置面與所述基板的背面之間設置第一間隙距離的、整體或局部自由伸縮的彈性部件；多個第二載置支承部件，其用於在所述基板載置面與所述基板的背面之間設置比所述第一間隙距離更小的間隙距離的第二間隙距離；和多個吸引孔，其設置於所述熱處理板的基板載置面，用於吸引與所述基板的背面的間隙的空間，其中，所述第一載置支承部件的彈性部件，由螺旋彈簧構成，將相對於所述基板的自重螺旋彈簧反彈的彈簧常數設定為小值，通過使基板在由所述第一載置支承部件支承下，在具有反彈作用的同時慢慢地沉降，落位於所述第二載置支承部件，在以一個所述第一載置支承部件為中心的附近至少配置一個所述吸引孔和所述第二載置支承部件，通過所述吸引孔吸引被支承於所述第一載置支承部件上的所述基板，來使所述第一載置支承部件收縮並使所述第二載置支承部件支承所述基板。
3.如權利要求1或2所述的熱處理裝置，其特徵在於在所述第一載置支承部件與所述第二載置^承部件之間設置有所述吸引孔。
4.如權利要求1或2所述的熱處理裝置，其特徵在於在所述第二載置支承部件與所述吸引孔之間設置有所述第一載置支承部件。
5.如權利要求1所述的熱處理裝置，其特徵在於所述彈性部件是橡膠部件或海綿狀部件或彈簧部件中的任一個。
6.如權利要求1或2所述的熱處理裝置，其特徵在於所述第一載置支承部件，通過所述彈性部件與硬質部件組合而形成。
7.如權利要求6所述的熱處理裝置，其特徵在於所述硬質部件是合成樹脂或陶瓷。
8.如權利要求1 6中任一項所述的熱處理裝置，其特徵在於所述第一載置支承部件，在底部組合螺合卡止部來螺合卡止於所述熱處理板。
9.如權利要求1 7中任一項所述的熱處理裝置，其特徵在於所述熱處理板，當設定所述第一載置支承部件、所述第二載置支承部件和所述吸引孔為一個組合時，所述組合被設置在位於載置於所述熱處理板上的基板的周邊。
10.如權利要求1 7中任一項所述的熱處理裝置，其特徵在於所述熱處理板，當設定所述第一載置支承部件、所述第二載置支承部件和所述吸引孔為一個組合時，所述組合被設置在位於載置於所述熱處理板的基板的中央附近。
11.一種熱處理方法，其是對基板實施加熱處理或冷卻處理的熱處理裝置的熱處理方法，其特徵在於，包括將基板載置在用於進行加熱處理或冷卻處理的熱處理板上的載置工序；所述熱處理板具備自由收縮的第一載置支承部件，在所述載置工序中，在所述熱處理板的基板載置面與所述基板的背面之間設置規定的第一間隙距離的工序；由設置於所述熱處理板的基板載置面的吸引孔來吸引設置有所述第一間隙距離的空間的吸引工序；通過被所述吸引工序的吸引而拉引的所述基板的按壓使所述第一載置支承部件收縮的工序；和使所述基板抵接在設置於所述加熱處理板的第二載置支承部件的工序，所述基板，在與所述第二載置支承部件抵接的狀態下被實施熱處理。
12.如權利要求11所述的熱處理方法，其特徵在於所述吸引工序從基板抵接在所述第一載置支承部件之前開始吸引。
13.一種熱處理方法，其是對基板實施加熱處理或冷卻處理的熱處理裝置的熱處理方法，其特徵在於，包括將基板載置在用於進行加熱處理或冷卻處理的熱處理板的工序；所述熱處理板包括由螺旋彈簧形成的、將相對於所述基板的自重螺旋彈簧反彈的彈簧常數設定為小值的、自由伸縮的第一載置支承部件和第二載置支承部件，在所述載置工序中，通過在所述基板由所述第一載置支承部件支承下，在具有反彈作用的同時慢慢地沉降來使基板落位於所述第二載置支承部件的工序；和由設置於所述熱處理板的基板載置面的吸引孔來吸引設置於所述熱處理板的基板載置面與被所述第一載置支承部件支承的基板的背面之間的空間的吸引工序，所述基板，在與所述第二載置支承部件抵接的狀態下被實施熱處理。
14.如權利要求13所述的熱處理方法，其特徵在於所述吸引工序從基板落位於所述第二載置支承部件之前開始吸引。
全文摘要
本發明提供一種不因將基板交接到熱處理板時的基板的橫向滑動所致的位置偏移、實施加熱處理的適當處理的熱處理裝置(方法)。包括用於在熱處理板(60)的基板載置面與基板的背面之間取得第一間隙距離的、自由伸縮的彈性部件形成的多個第一載置支承部件(64)；用於在基板載置面與基板背面之間設置比上述第一間隙距離小的間隙距離的第二間隙距離的多個第二載置支承部件(62)；和設置於熱處理板(60)的基板載置面、用於吸引與上述基板的背面的間隙的空間的多個吸引孔(63)，通過上述吸引孔吸引被支承於第一載置支承部件(64)上的基板來使第一載置支承部件(64)收縮而將基板支承於第二載置支承部件(62)上。
文檔編號H01L21/683GK102446801SQ20111030609
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月30日 優先權日2010年10月7日
發明者大島和彥, 水永耕市, 高木康弘 申請人:東京毅力科創株式會社