DE10036183A1 - Verfahren und Gerät zum Erhitzen eines Wafers und Verfahren und Gerät zum Ausheizen eines Photoresistfilms auf einem Wafer - Google Patents
Verfahren und Gerät zum Erhitzen eines Wafers und Verfahren und Gerät zum Ausheizen eines Photoresistfilms auf einem WaferInfo
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Abstract
Um ein Objekt zu erhitzen, wird einem ersten festen Wärmeübertragungsmedium Wärme zugeführt. Die Wärme wird von dem ersten festen Wärmeübertragungsmedium zu einem flüssigen Wärmeübertragungsmedium übertragen, welches in eine Vielzahl von miteinander verbundenen Verdampfungshohlräumen aufgeteilt ist, von denen jeder eine Flüssigkeit enthält. Die Wärme bewirkt, daß die Flüssigkeit in einer Vielzahl von Dampfteilen in der jeweiligen Vielzahl der Verdampfungshohlräume verdampft und die Vielzahl der Dampfteile werden in paralleler Form in einer nach oben verlaufenden Richtung zu dem Objekt geführt. Die Dampfteile kontaktieren ein zweites festes Wärmeübertragungsmedium, um das zweite feste Wärmeübertragungsmedium aufzuheizen, wodurch die Wärme auf das zweite feste Wärmeübertragungsmedium übertragen wird. Das zweite feste Wärmübertragungsmedium ist thermisch mit dem Objekt in Kontakt, um die Wärme von dem zweiten festen Wärmeübertragungsmedium auf das Objekt zu übertragen.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erhitzen eines Wafers, ein
Verfahren zum Ausheizen oder Backen eines Photoresistfilms auf einem Wafer, ein
Gerät zum Erhitzen eines Wafers und ein Gerät zum Ausheizen oder Backen eines
Photoresistfilms auf dem Wafer. Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung ein
Verfahren zum einheitlichen Aufheizen eines Wafers während eines
Photolithographieprozesses zum Ausbilden eines Photoresistmusters, ein Verfahren
zum einheitlichen Ausheizen eines Photoresistfilms auf einem Wafer, um ein
Photoresistmuster auszubilden, ein Gerät zur Durchführung dieses
Ausheizverfahrens und ein Gerät zur Durchführung des Ausheizverfahrens.
Die Herstellung von Halbleitervorrichtungen umfaßt in typischer Weise einen
Photolithographieprozeß, bei dem ein Wafer mit einem flüssigen Photoresistmaterial
(PR) beschichtet wird, um einen PR-Film zu bilden. Der PR-Film wird dadurch in
ein Muster gebracht, indem dieser mit Licht belichtet wird, welches von einer
optischen Quelle erzeugt wird und durch eine Maske oder Gitter hindurchgeleitet
wird. Das Muster wird dann entwickelt und der Wafer wird auf eine vorbestimmte
Temperatur mehrere Male im Verlauf dieser Schritte aufgeheizt.
Das Gerät zur Durchführung dieses photolithographischen Prozesses erfordert somit
einen PR-Beschichter, eine Belichtungsvorrichtung, einen Entwickler und eine
Back- oder Ausheizeinheit. Der gegenwärtige Trend bei solch einer Technologie
besteht aus der Verwendung eines Systems, in welchem der PR-Beschichter, der
Entwickler und die Ausheizeinheit an einer Stelle gedrängt sind, wodurch der
Abstand, der zum Bewegen des Wafers zwischen den Vorrichtungen erforderlich ist
und damit die Zeit, die zum Bewegen des Wafers zwischen diesen erforderlich ist,
minimiert werden. Mit anderen Worten ist das gedrängte System dazu befähigt, den
herkömmlichen Photolithographieprozeß mit einem hohen Wirkungsgrad
durchzuführen.
Der PR-Beschichter besteht in typischer Weise aus einem Typ, der ein
Schleuderbeschichtungsverfahren ausführt, bei welchem der Wafer mit einer
vorbestimmten Geschwindigkeit gedreht wird und wobei die Photoresistlösung auf
den sich drehenden Wafer gesprüht wird. Als ein Ergebnis wird das
Photoresistmaterial einheitlich über den Wafer durch die Zentrifugalkraft verteilt.
Das Aufheizen des Wafers während der Herstellung einer Halbleitervorrichtung wird
allgemein so betrachtet, daß es vier Schritte umfaßt. Der erste Schritt besteht aus
einem Vor-Heiz- oder -Backschritt der Erhitzung eines Wafers auf eine
vorbestimmte Temperatur, um organische Materialien oder Fremdstoffmaterialien
von der Oberfläche des Wafers zu verdampfen. Der zweite Schritt besteht aus einem
Soft-Backschritt zum Aufheizen des Wafers unmittelbar, nachdem der Wafer mit
dem Photoresistmaterial beschichtet wurde, um das Photoresistmaterial zu trocknen
und den Film aus dem Resistmaterial fest an der Oberfläche des Wafers zu
befestigen. Der dritte Schritt besteht aus einem Nachbelichtungsback-(PEB)-Schritt
(der im folgenden beschrieben wird) gemäß dem Aufheizen des
Photoresistmaterials, welches belichtet worden ist. Der vierte Schritt besteht aus
einem Hartbackschritt gemäß einem Erhitzen eines Wafers unmittelbar, nachdem der
Photoresistfilm entwickelt worden ist, um dadurch das resultierende
Photoresistmuster auf der Waferoberfläche festzubinden.
Wenn die Belichtungsvorrichtung eine Quelle mit Ultraviolett-(UV)-Licht und
tiefem Ultraviolett-(DUV)-Licht aufweist, wird das Licht gebeugt und erzeugt eine
Interferenz entsprechend der Reflexionseigenschaft und dem Brechungsindex des
Substrats, wie beispielsweise eines Wafers, und entsprechend der optischen
Absorptionsfähigkeit des Photoresistfilms, der mit dem Licht bestrahlt wird. Die
Interferenzerscheinung bewirkt ihrerseits, daß sowohl das Profil des Musters des
Photoresistmaterials anormal wird und die kritischen Abmaße des Musters nicht
einheitlich werden. Der PEB-Schritt wird für den Zweck ausgeführt, um diese
Probleme zu kompensieren. Bei dem PEB-Schritt wird der belichtete Photoresistfilm
auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt, um die Harze (resins) wieder anzuordnen,
die optisch zerlegt wurden, und zwar auf Grund der thermischen Diffusion, wodurch
der Querschnitt eines Profils des belichteten Musters gereinigt wird. Wenn das
Belichtungslicht aus einem DUV-Licht besteht, wird ein chemisch verstärktes
Resistmaterial als das Photoresistmaterial verwendet. Ein Abschnitt des chemisch
verstärkten Resistmaterials, welches durch Wärmebehandlung belichtet wird, ändert
sich in eine Säure, die in einer Entwicklungslösung lösbar ist. Auch die Änderung
des chemisch verstärkten Resistmaterials erfolgt auf Grund einer Kettenreaktion, so
daß der Abgleich der Hitze, die auf den gesamten Wafer bei dem PEB-Schritt
aufgebracht wird, die größte Wirkung auf die Einheitlichkeit der kritischen Abmaße
des Photoresistmusters hat.
Damit ist eine einheitliche Erhitzung der gesamten Oberfläche des Wafers zur
Erhöhung des Austrags sehr wichtig. Eine Heizvorrichtung einer herkömmlichen
Backeinheit, wie in Fig. 1 gezeigt ist, enthält eine untere Platte 2, in der eine
elektrische Heizquelle, das heißt eine Heizvorrichtung 21, installiert ist. Die
Heizvorrichtung 21 ist unmittelbar unter der unteren Oberfläche einer oberen Platte
1 gelegen, auf der ein Wafer 100 abgestützt wird. Gemäß den Fig. 2 und 3 ist eine
Spiralnut 22 in der oberen Fläche der unteren Platte 2 ausgebildet und die
Heizvorrichtung 21 ist in die Nut 22 eingesetzt. Bei dieser Konstruktion wird Hitze,
die durch die Heizvorrichtung 21 erzeugt wird, von der unteren Platte 2 zu der
oberen Platte 1 übertragen, um den Wafer 100 auf der oberen Platte 1 zu erhitzen.
Auch wird die Energie der Heizvorrichtung 21 rückkopplungsmäßig geregelt, indem
die Temperatur der oberen Platte 1 unter Verwendung eines Temperatursensors
(nicht gezeigt) detektiert wird, der an der unteren Platte 2 installiert ist, so daß die
Temperatur innerhalb eines vorbestimmten Bereiches gehalten wird. Bei der
herkömmlichen Heizvorrichtung wird die Hitze über die Körper der oberen und
unteren Platten 1 und 2 jeweils geleitet. Demzufolge ergibt sich, wie dies unten
erläutert wird, eine ungleichmäßige thermische Verteilung an der Oberfläche der
oberen Platte 1.
Fig. 4 zeigt ein Temperaturverteilungsdiagramm, welches die Temperatur an der
Oberfläche eines Wafers veranschaulicht, der durch die herkömmliche
Heizvorrichtung aufgeheizt wird, wobei die Temperaturdifferenz zwischen
benachbarten Isothermen 0,02°C beträgt. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist die
Temperaturverteilung irregulär und anormal verzerrt und der Unterschied in der
Temperatur zwischen den kältesten und den wärmsten Zonen beträgt ca. 1,76°C. In
dieser Figur zeigt die dick gezeichnete Isotherme A, die das Zentrum eines Wafers
kreuzt, eine Temperatur von 145,31°C an, die Isotherme B zeigt eine Temperatur
von 146,28°C an und die Isotherme C zeigt eine Temperatur von 144,32°C an. Wie
aus dieser Temperaturverteilung ersehen werden kann, steigt die Temperatur der
Oberfläche des Wafers allmählich auf einer Seite der dick gezeichneten Isotherme A
an und erreicht 146,28°C an einem Umfangsabschnitt des Wafers, nimmt allmählich
zu der anderen Seite der fett gezeichneten Isotherme A ab und erreicht 144,32°C an
dem anderen Umfangsabschnitt des Wafers. Diese irreguläre Temperaturverteilung
und diese weitreichende Temperaturdifferenz beeinflußt in großem Ausmaß die
Ausbeute, wie oben beschrieben wurde. Daher muß die Temperaturverteilung, die
durch das Erhitzen des Wafers hervorgerufen wird, mit allen Mitteln verbessert
werden.
Fig. 5 zeigt einen Temperaturzeitgraphen, der Variationen in der Temperatur der
Zonen eines Wafers zeigt, während der Wafer durch die herkömmliche
Heizvorrichtung erhitzt wird, und Fig. 6 zeigt die Stellen, bei denen die Temperatur
der Waferoberfläche gemessen wird. Diese Stellen enthalten das Zentrum der
Waferoberfläche und vielfältige Punkte auf zwei Kreisen, die konzentrisch zu dem
Zentrum der Waferoberfläche sind.
Gemäß den Variationen in der Temperatur, die erhalten werden, wenn die
Temperaturablesungen an den oben beschriebenen Stellen vorgenommen werden,
wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, weicht die Temperatur unter den Meßpunkten zu
irgendeinem gegebenen Zeitpunkt sehr stark ab. Darüber hinaus fällt die
Temperatur, nachdem eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, scharf ab (Zone D in
der Figur). Solche großen Temperaturdifferenzen erteilen nicht nur dem Wafer einen
schwerwiegenden Thermalschock, sondern auch dem Photoresistfilm, der auf dem
Wafer ausgebildet ist. Solch ein Thermalschock beeinflußt nachteilig die
physikalisch-chemischen Eigenschaften des Photoresistfilms.
Daher verhindert das oben beschriebene herkömmliche Heizgerät einen Erfolg, daß
der Photolithographieprozeß so ausgeführt wird, daß ein Photoresistmaterial mit
einem normalen Profil und mit einheitlichen kritischen Abmessungen auf dem
Wafer ausgebildet wird. Dieses Problem wird speziell akut, wenn die
Konstruktionsregel und die Muster feiner und feiner werden (beispielsweise 0,25
µm, 0,18 µm und 0,15 µm) entsprechend der Forderung nach erhöhten Werten der
Schaltungsintegration. Somit stellt die herkömmliche Heizvorrichtung ein Hindernis
zur Erhöhung der Ausbeute dar.
Im Hinblick auf das vorangegangen gesagte besteht die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung darin, ein Verfahren und ein Gerät für ein einheitliches Aufheizen eines
Objektes, wie beispielsweise eines Wafers, anzugeben.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und ein
Gerät für ein einheitliches Aufheizen eines Wafers anzugeben, um das Anlegen des
thermischen Schocks an den Wafer und an einen Photoresistfilm, der auf dem Wafer
ausgebildet ist, zu vermeiden oder zumindest zu minimieren.
Ein noch anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und
ein Gerät zu schaffen, um einen Photoresistfilm auf einem Wafer einheitlich
auszuheizen (baking), um das Aufbringen oder Anlegen eines thermischen Schocks
zu vermeiden oder wenigstens zu minimieren, um die kritische Abmaßschwankung,
die daraus induziert wird, zu reduzieren.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bei einem Verfahren zum
einheitlichen Erhitzen eines Objektes ein erstes festes Wärmeübertragungsmedium
mit Wärme beschickt. Die Wärme wird von dem ersten festen
Wärmeübertragungsmedium zu einem flüssigen Wärmeübertragungsmedium
übertragen, welches in eine Vielzahl von miteinander verbundenen
Verdampfungshohlräumen partitioniert ist, von denen jeder eine Flüssigkeit enthält.
Die Hitze bewirkt, daß die Flüssigkeit in einer Vielzahl von Dampfteilen oder
Dampfabschnitten in den jeweiligen vielen Verdampfungshohlräumen verdampft
und es werden die Vielzahl der Dampfteile oder -abschnitte zueinander parallel in
einer Aufwärtsrichtung zu dem Objekt hingeführt. Die Verdampfungsteile
kontaktieren ein zweites festes Wärmeübertragungsmedium, um das zweite feste
Wärmeübertragungsmedium aufzuheizen, wodurch die Wärme auf das zweite feste
Wärmeübertragungsmedium übertragen wird. Das zweite feste
Wärmeübertragungsmedium ist thermisch mit dem Objekt in Kontakt, um die
Wärme von dem zweiten festen Wärmeübertragungsmedium auf das Objekt zu
übertragen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bei einem Verfahren
zum Ausheizen eines Photoresistfilms auf einem Wafer eine Photoresistlösung auf
einem Wafer aufgeschichtet, um den Photoresistfilm zu bilden. Nachdem der
Photoresistfilm durch Licht belichtet worden ist, wird der Wafer auf eine heiße
Platte transportiert. In der heißen Platte wird ein erstes festes
Wärmeübertragungsmedium mit Wärme beschickt. Die Wärme wird von dem ersten
festen Wärmeübertragungsmedium zu einem flüssigen Wärmeübertragungsmedium
übertragen, welches in eine Vielzahl von miteinander verbundenen
Verdampfungshohlräumen aufgeteilt ist, von denen jeder eine Flüssigkeit enthält.
Die Hitze bewirkt, daß die Flüssigkeit in Form einer Vielzahl von Dampfabschnitten
in der jeweiligen Vielzahl der Verdampfungshohlräume verdampft und die Vielzahl
der Dampfteile oder Dampfabschnitte wird in einer parallelen Form in einer nach
oben verlaufenden Richtung zu dem Wafer hingeführt. Die Dampfteile kontaktieren
ein zweites festes Wärmeübertragungsmedium, um das zweite feste
Wärmeübertragungsmedium zu erhitzen, wodurch die Wärme auf das zweite feste
Wärmeübertragungsmedium übertragen wird. Das zweite feste Wärmeübertrag
ungsmedium steht thermisch in Berührung mit dem Gegenstand, um die Wärme von
dem zweiten festen Wärmeübertragungsmedium auf den Wafer zu übertragen.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung kann das oben beschriebene Verfahren
zum Erhitzen eines Wafers dazu verwendet werden, um ein Photoresistmuster
auszubilden. Nach dem Aufschichten einer Photoresistlösung auf einen Wafer, um
einen Photoresistfilm zu bilden, wird der Photoresistfilm mit Licht belichtet, wie
beispielsweise mit tiefem Ultraviolettlicht. Der belichtete Photoresistfilm wird
entwickelt, um ein erstes Photoresistmuster auszubilden, mit einer ersten Öffnung
einer ersten Größe. Der Wafer wird mit Hilfe des oben beschriebenen
Aufheizverfahrens auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt, um das erste
Photoresistmuster rückfließen zu lassen (reflow), um ein zweites Photoresistmuster
mit einer zweiten Öffnung einer zweiten Größe auszubilden, die kleiner ist als die
erste Größe.
Gemäß einem noch anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Gerät
zum Erhitzen eines Objektes ein erstes festes Wärmeübertragungsmedium und ein
flüssiges Wärmeübertragungsmedium, welches thermisch an das erste feste
Wärmeübertragungsmedium gekoppelt ist, welches in eine Vielzahl von miteinander
verbundenen Verdampfungshohlräumen aufteilt ist. Das Gerät enthält ferner ein
zweites festes Wärmeübertragungsmedium, welches thermisch mit dem flüssigen
Wärmeübertragungsmedium gekoppelt ist, um einen thermischen Kontakt mit dem
Objekt herzustellen. Die Vielzahl der Verdampfungshohlräume erstreckt sich in
einer gleichen Ebene zwischen dem ersten und dem zweiten festen
Wärmeübertragungsmedium.
Gemäß einem noch anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Gerät
zum Erhitzen eines Wafers ein Heizelement, ein unteres festes
Wärmeübertragungsmedium, welches thermische mit dem Heizelement gekoppelt
ist, ein erstes festes Wärmeübertragungsmedium, welches thermisch mit einer
oberen Fläche des unteren festen Wärmeübertragungsmediums gekoppelt ist, und ein
zweites festes Wärmeübertragungsmedium, welches eine Wafermontagefläche
besitzt und welches thermisch an das erste feste Wärmeübertragungsmedium
gegenüber der Wafermontagefläche gekoppelt ist. Das Gerät enthält ferner ein
flüssiges Wärmeübertragungsmedium, welches durch eine Vielzahl von miteinander
verbundenen Verdampfungshohlräumen definiert ist, die zwischen dem ersten und
dem zweiten festen Wärmeübertragungsmedium zwischengefügt sind.
Die oben erläuterten Ziele und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus der Beschreibung von detaillierten Ausführungsformen unter Hinweis auf
die beigefügten Zeichnungen, in welchen:
Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht eines Waferheizgerätes einer
herkömmlichen Backeinheit ist;
Fig. 2 eine Draufsicht einer Heizquelle des herkömmlichen Waferheizgerätes
ist;
Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht des Teiles der Heizquelle des herkömmlichen
Waferheizgerätes zeigt;
Fig. 4 ein Temperaturverteilungsdiagramm einer Waferoberfläche ist, die
durch das herkömmliche Waferheizgerät aufgeheizt wurde;
Fig. 5 einen Graphen zeigt, der Variationen in den Temperaturen der Zonen
eines Wafers veranschaulicht, und zwar in bezug auf die Zeit,
während der Wafer durch das herkömmliche Waferheizgerät
aufgeheizt wird;
Fig. 6 die Stellen zeigt, an denen die Oberflächentemperatur eines Wafers,
der durch das herkömmliche Waferheizgerät erhitzt wurde, gemessen
wurde, um das Temperaturverteilungsdiagramm zu liefern, welches in
Fig. 5 gezeigt ist;
Fig. 7 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform des
Waferheizgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 8 eine schematische Querschnittsansicht der Heizquelle des
Waferheizgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 9 eine vergrößerte Ansicht des Teiles der Heizquelle zeigt;
Fig. 10 eine schematische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform des
Waferheizgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung wiedergibt;
Fig. 11A eine schematische perspektivische Ansicht eines Gitters (lattice) ist,
welches bei der zweiten Ausführungsform des Waferheizgerätes
gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
Fig. 11B eine schematische perspektivische Ansicht einer anderen Form des
Gitters (lattice) zeigt, welches für die Verwendung bei der zweiten
Ausführungsform des Waferheizgerätes nach der vorliegenden
Erfindung geeignet ist;
Fig. 12 eine schematische Seitenansicht einer dritten Ausführungsform des
Waferheizgerätes nach der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 13 eine schematische Seitenansicht einer vierten Ausführungsform des
Waferheizgerätes nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 14 eine schematische Querschnittsansicht einer fünften Ausführungsform
des Waferheizgerätes nach der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 15 eine Bodenansicht eines festen Heizmediums zeigt, welches bei der
fünften Ausführungsform des Waferheizgerätes nach der vorliegenden
Erfindung verwendet werden kann;
Fig. 16 eine schematische Querschnittsansicht einer sechsten Ausführungs
form des Waferheizgerätes nach der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 17 eine Querschnittsansicht eines Teiles einer siebten Ausführungsform
des Waferheizgerätes nach der vorliegenden Erfindung veran
schaulicht;
Fig. 18 eine schematische Querschnittsansicht eines Kranzkörpers zeigt, der
bei der siebten Ausführungsform des Waferheizgerätes nach der
vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
Fig. 19 ein Oberflächentemperaturverteilungsdiagramm eines Wafers zeigt,
der durch das Waferheizgerät nach der vorliegenden Erfindung
aufgeheizt wurde;
Fig. 20 ein Oberflächentemperaturverteilungsdiagramm eines anderen Wafers
zeigt, der durch das Waferheizgerät nach der vorliegenden Erfindung
aufgeheizt wurde;
Fig. 21 einen Graphen zeigt, der Variationen in den Temperaturen von Zonen
eines Wafers in bezug auf die Zeit wiedergibt, während der Wafer
durch das Waferheizgerät nach der vorliegenden Erfindung aufgeheizt
wird;
Fig. 22 eine schematische perspektivische Ansicht ist, die eine achte
Ausführungsform eines Gerätes zum Aufheizen eines Wafers nach der
vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 23 eine Querschnittsansicht des Waferheizgerätes ist, und zwar entlang
der Linie E-E', wie in Fig. 22 gezeigt ist;
Fig. 24 eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts F von Fig. 23 ist;
Fig. 25 eine Schnittdraufsicht auf ein Layout von inneren Trennwänden einer
Ausführungsform des Haupt-Wärmeübertragungskörpers ist;
Fig. 26 eine Querschnittsansicht eines Layouts der inneren Trennwände einer
anderen Ausführungsform des Haupt-Wärmeübertragungskörpers ist;
Fig. 27 eine perspektivische Bodenansicht des unteren festen Wärmeübertrag
ungsmediums zeigt;
Fig. 28 eine Schnittdarstellung eines herkömmlichen Wärmeübertragungs
mediums ist, an welchem ein Heizblock darunter befestigt ist, mit
Isothermen-Diagrammen zur Veranschaulichung der Temperaturver
teilung;
Fig. 29 eine Querschnittsansicht eines Wärmeübertragungsmediums gemäß
einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, an welchem
ein Heizblock darunter angebracht ist, mit Isothermen-Diagrammen
zur Veranschaulichung der Temperaturverteilung;
Fig. 30 eine Schnittdarstellung eines Wärmeübertragungsmediums gemäß
einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, an
welchem ein Heizblock darunter befestigt ist, mit Isothermen-
Diagrammen zur Veranschaulichung der Temperaturverteilung;
Fig. 31 einen Graphen zeigt, der die Temperatur einer oberen Oberfläche des
Haupt-Wärmeübertragungskörpers veranschaulicht, wie in den Fig. 28
bis 30 gezeigt ist;
Fig. 32A bis 32D Schnittansichten zeigen, die ein Verfahren zur Ausbildung eines
Photoresistmusters in Einklang mit einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung veranschaulichen unter Verwendung des
Heizgerätes der vorliegenden Erfindung;
Fig. 33 ein Isothermen-Diagramm ist, welches die Verteilung der
Oberflächentemperatur eines Wafers zeigt, der unter Verwendung der
Haupt-Wärmeübertragung, wie in Fig. 25 dargestellt ist, aufgeheizt
wurde;
Fig. 34 ein Isothermen-Diagramm ist, welches die Verteilung der
Oberflächentemperatur eines Wafers zeigt, der unter Verwendung der
Haupt-Wärmeübertragung gemäß Fig. 26 aufgeheizt wurde;
Fig. 35 ein kritisches Abmaß-(CD)-Verteilungsdiagramm einer ersten
Öffnung ist, welche nach Entwickeln des belichteten Photoresistfilms
erhalten wurde, welches nachgebacken wurde, und zwar unter
Verwendung des Haupt-Wärmeübertragungsmediums, wie in den Fig.
22 und 26 gezeigt ist;
Fig. 36 ein kritisches Abmaß-Verteilungsdiagramm der zweiten Öffnung ist,
die unter Verwendung des Haupt-Wärmeübertragungsmediums, wie in
den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, erhalten wird; und
Fig. 37 ein kritisches Abmaß-Verteilungsdiagramm der zweiten Öffnung ist,
welches unter Verwendung des Haupt-Wärmeübertragungsmediums,
wie in den Fig. 22 und 26 dargestellt ist, erhalten wird.
Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun in
Einzelheiten weiter unten beschrieben.
Um zuerst auf Fig. 7 einzugehen, so enthält ein Waferheizgerät gemäß einer ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein festes Wärmeübertragungsmedium
10, welches einen Wafer 100 abstützt, der in direkter Berührung damit steht, eine
Heizquelle 20 und ein flüssiges Wärmeübertragungsmedium 30, welches zwischen
dem festen Medium 10 und der Heizquelle 20 zwischengefügt ist. Der Zustand des
flüssigen Mediums 30 ist veränderbar, und zwar zwischen einem Dampfzustand und
einem Flüssigzustand durch Erhitzen des Mediums mit Hilfe der Heizquelle 20 und
indem das Medium die Möglichkeit erhält, sich abzukühlen. Hierbei zeigen Pfeile in
dem festen Wärmeübertragungsmedium 10 und der Heizquelle 20 die Richtung der
Bewegung der Wärme oder Hitze an und Pfeile in dem flüssigen
Wärmeübertragungsmedium 30 zeigen die Bewegungsrichtung des flüssigen
Mediums an. Ein Abschnitt des flüssigen Wärmeübertragungsmediums 30
benachbart dem festen Wärmeübertragungsmedium 10 befindet sich in einem
Dampfzustand und ein Abschnitt des flüssigen Wärmeübertragungsmediums 30
benachbart der Heizquelle 20 befindet sich in einem flüssigen Zustand. Das flüssige
Wärmeübertragungsmedium 30 absorbiert Wärme oder Hitze von der Heizquelle 20
und bewegt sich zu dem festen Wärmeübertragungsmedium 10 hin, während es
verdampft. Wenn der Dampf des flüssigen Wärmeübertragungsmediums 30 das feste
Wärmeübertragungsmedium 10 kontaktiert, überträgt es Wärme auf das feste
Wärmeübertragungsmedium 10. Die Übertragung der Wärme kühlt den Dampf ab,
wodurch dessen Kondensation bewirkt wird, wodurch sich die resultierende
Flüssigkeit zu der Heizquelle 20 hin bewegt. Die Absorption der Wärme von der
Wärmequelle 20 durch das flüssige Wärmeübertragungsmedium 30 und die
Übertragung der Hitze oder Wärme auf das feste Medium 10 bildet einen
kontinuierlichen Zyklus, während welchem eine Phasenänderung des flüssigen
Wärmeübertragungsmediums 30 fortlaufend auftritt. Die Phasenänderung des
flüssigen Wärmeübertragungsmediums hängt von der kritischen Temperatur und
dem Druck des flüssigen Mediums ab.
Der Zyklus der Wärmeübertragung erfolgt innerhalb eines geschlossenen Raumes
gemäß der vorliegenden Erfindung und ist sehr schnell verglichen mit dem Zyklus
der Wärmeübertragung, wie er bei dem herkömmlichen Heizgerät auftritt. Das
flüssige Medium nach der vorliegenden Erfindung überträgt die Wärme auf die
Oberfläche des festen Wärmeübertragungsmediums 10 schnell und gleichmäßig,
woraufhin die Wärme einheitlich auf den Wafer 100 übertragen wird, der auf dem
festen Medium 10 abgestützt ist. Daher wird die Oberfläche des Wafers 100 schnell
und einheitlich durch die Hitze aufgeheizt, die gleichmäßig über das gesamte feste
Wärmeübertragungsmedium 10 verteilt ist.
Wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist, umfaßt die Heizquelle 20 eine Heizvorrichtung
203 mit einer elektrischen Heizwicklung und oberen und unteren Heizblöcken 201
und 202, die die Heizvorrichtung 203 enthalten. Spezifischer gesagt, ist die
Heizvorrichtung 203 innerhalb einer Nut 204 enthalten, die in der unteren
Oberfläche des oberen Heizblockes 201 oder in der oberen Oberfläche des unteren
Heizblockes 202 ausgebildet ist.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Raum,
in welchem das flüssige Wärmeübertragungsmedium 30 enthalten ist, in eine
Vielzahl von Bereichen partitioniert sein, wie dies in Fig. 10 gezeigt ist.
Um nun auf Fig. 10 einzugehen, so ist eine Vielzahl von Trennwänden 301 zwischen
dem festen Wärmeübertragungsmedium 10 und der Heizquelle 20 installiert.
Demzufolge existiert das flüssige Wärmeübertragungsmedium 30 innerhalb der
Bereiche, die durch die Vielzahl der Trennwände 301 aufgeteilt sind und eine
Phasenänderung erfolgt in unabhängigen Räumen, die durch die Vielzahl der
Trennwände 301 abgegrenzt sind.
Die Trennwände 301 können ein Gitter 302 (lattice) bilden, mit rechteckförmigen
oder honigwabengestalteten Einheiten, wie dies in den Fig. 11A und 11B gezeigt ist.
In bevorzugter Weise sind die Querschnitte der Einheiten des Gitters 302 so
ausgelegt, daß die Einheiten als Kapillarrohre für das flüssige
Wärmeübertragungsmedium 30 wirken.
Gemäß Fig. 12 ist gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
ein poröser Brechungskörper 303 mit diskreten Abschnitten innerhalb der Einheiten
des Gitters 302 in Berührung mit der Heizquelle 20 vorgesehen. Das flüssige
Wärmeübertragungsmedium 30 füllt somit die Hohlräume des porösen Körpers 303.
Das flüssige Wärmeübertragungsmedium 30, welches auf diese Weise in den
Hohlräumen des porösen Brechungskörpers 303 enthalten ist, wird schnell erhitzt
und verdampft. Auch wirken die Hohlräume als Kapillarröhren, welche die Mobilität
des flüssigen Wärmeübertragungsmediums 30 fördern.
Alternativ besteht, wie in Fig. 13 gezeigt ist, der poröse Brechungskörper 303 einer
vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus einem einzelnen Körper,
der zwischen dem festen Wärmeübertragungsmedium 10 und der Wärmequelle 20
eingefügt ist. In diesem Fall haftet der poröse Brechungskörper 303 (refractory
porous body) dicht an den Innenfläche von sowohl der Heizquelle 20 als auch dem
festen Wärmeübertragungsmedium 10 an oder an der Innenfläche von entweder der
Heizquelle 20 oder dem festen Wärmeübertragungsmedium.
Die Fig. 14 und 15 zeigen eine fünfte Ausführungsform des Heizgerätes nach der
vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform haftet das feste
Wärmeübertragungsmedium 10 an der Heizquelle 20 an und eine Nut 101, die das
flüssige Wärmeübertragungsmedium 30 enthält, ist an der Zwischenschicht
zwischen dem festen Wärmeübertragungsmedium 10 und der Heizquelle 20
ausgebildet.
Speziell gesagt, ist die Nut 101 in der Bodenfläche des festen Wärmeüber
tragungsmediums 10 ausgebildet, kann jedoch auch in der Fläche der Heizquelle 20
bei einigen Umständen ausgebildet werden. Die Nut 101 bildet eine geschlossene
Schleife an der Zwischenschicht zwischen dem festen Wärmeübertragungsmedium
10 und der Heizquelle 20, durch die das flüssige Wärmeübertragungsmedium 30
zirkulieren kann. Das Ende 101a der Nut 101 ist an der Seitenfläche des festen
Wärmeübertragungsmediums 10 oder der Heizquelle 20 offen, so daß das flüssige
Wärmeübertragungsmedium 30 in die Nut 101 plaziert werden kann. Ein Stopfen
10a verschließt das offene Ende 101a der Nut 101.
Während bei dieser Konstruktion das flüssige Wärmeübertragungsmedium 30
entlang der Nut 101 zirkuliert, ändert sich die Phase des flüssigen
Wärmeübertragungsmediums 30 auf Grund der Wärmeabsorption und der
Wärmeübertragung, wie dies oben beschrieben wurde. Die Schleife des flüssigen
Wärmeübertragungsmediums 30 verläßt Abschnitte, an denen das feste
Wärmeübertragungsmedium 10 und die Heizquelle 20 direkt in Kontakt miteinander
stehen. Demzufolge wird die Wärme auch von der Heizquelle 20 auf das feste
Wärmeübertragungsmedium 10 über die Kontaktierungsabschnitte des festen
Wärmeübertragungsmediums 10 und der Heizquelle 20 übertragen.
Jedoch erfolgt die Wärmeübertragung über das flüssige Medium 30, welches in der
Nut 101 zirkuliert, in einer schnelleren Rate als die direkte Wärmeübertragung
vermittels der Kontaktabschnitte des festen Mediums 10 und der Heizquelle 20.
Mittlerweile kann die Nut 101 eine Gestalt haben, anders als diejenige einer
einzelnen geschlossenen Schleife. Das heißt es können eine Vielzahl von Nuten 101
in der unteren Fläche des festen Wärmeübertragungsmediums 10 oder in der Fläche
der Heizquelle 20 ausgebildet sein. Die Vielzahl der Nuten 101 ist in regulären
Intervallen über die Zwischenschicht zwischen dem festen Wärmeübertrag
ungsmedium 10 und der Heizquelle 20 ausgelegt. Die unabhängigen Nuten bilden
diskrete geschlossene Räume, in denen sich die Phase des flüssigen
Wärmeübertragungsmediums 30 ändert.
Fig. 16 zeigt eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der die
Nuten 101 eine Vielzahl von unabhängigen Räumen bilden, wie oben angegeben ist.
Gemäß Fig. 16 ist eine Vielzahl von Nuten 101 in der oberen Fläche der
Wärmequelle 20 ausgebildet. Wände 104, welche die Nuten 101 voneinander
isolieren, besitzen dreieckförmige Profile. Eine Spitze von jeder Dreieckswand 104
kontaktiert die untere Fläche des festen Wärmeübertragungsmediums 10. Dieser
minimale Kontakt zwischen der Wand 104 und dem festen Wärmeüber
tragungsmedium 10 minimiert die Wärmeübertragung von ersterem zu letzterem.
Fig. 17 zeigt eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der ein
Kranz-(Rohr-)Körper 102 sich in der Nut 101 erstreckt. Das flüssige
Wärmeübertragungsmedium ist in dem Kranzkörper 102 enthalten. Bei dieser
Konstruktion erstreckt sich die Nut 101 in einer engen Schleife an der
Zwischenschicht zwischen dem festen Wärmeübertragungsmedium 10 und der
Heizquelle 20.
Gemäß Fig. 18 enthält der Kranzkörper 102 Flossen 103, die das flüssige
Wärmeübertragungsmedium 30 kontaktieren, um die Phasenänderung des flüssigen
Wärmeübertragungsmediums 30 zu fördern. Die Flossen 103 erstrecken sich axial in
der Richtung der Bewegung des flüssigen Übertragungsmediums 30 entlang dem
Kranzkörper 102. Als eine Alternative zu den Flossen 103 kann eine poröse Schicht
mit einer vorbestimmten Dicke an der inneren Wand des Kranzkörpers 102
ausgebildet sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie oben beschrieben ist, muß das flüssige
Wärmeübertragungsmedium ein solches sein, dessen Phase zwischen Dampf und
Flüssig innerhalb eines vorbestimmten Bereiches von Temperaturen geändert
werden kann, und zwar ausgelegt zum Erhitzen eines Wafers während eines
Halbleiterherstellungsprozesses, z. B. bei einem Photolithographieprozeß. Wenn man
in Betracht zieht, daß die angestrebte Temperatur, auf die der Wafer erhitzt wird,
zwischen 200°C und 300°C liegt, so kann das flüssige Wärmeübertragungsmedium
aus Wasser, Ethanol, Methanol, Aceton, Ammoniak oder Freon bestehen, ist darauf
jedoch nicht beschränkt.
Speziell hängt die Wahl der Flüssigkeit, die bei den verschiedenen
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, stark von den
Temperaturbereichen ab, auf die ein Objekt erhitzt werden soll. Obwohl die
Erfindung nicht in dieser Weise eingeschränkt ist, zeigt die unten angegebene
Tabelle Beispiele von vielfältigen Flüssigkeiten, die innerhalb der angegebenen
Temperaturbereiche verwendet werden können.
In ähnlicher Weise hängt die Wahl des Materials für das feste
Wärmeübertragungsmedium stark von der verwendeten Flüssigkeit ab. Obwohl die
Erfindung nicht in dieser Weise eingeschränkt ist, zeigt die unten angegebene
Tabelle Beispiele von Materialien, die für die angegebenen Flüssigkeiten empfohlen
werden können und nicht empfohlen werden können.
Die Fig. 19 und 20 sind Isothermen-Diagramme, welche die Verteilung der
Oberflächentemperaturen eines Wafers zeigen, der durch das Heizgerät gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgeheizt wurde. Wie aus diesen
Figuren ersehen werden kann, sind die Isotherme ringförmig, das Zentrum des
Wafers besitzt die höchste Temperatur und die Temperatur fällt in einem
einheitlichen Muster, beginnend vom Zentrum aus, ab, und zwar nach außen hin
zum Umfang des Wafers. Es ist auch offensichtlich, daß die Isothermenverteilung,
die in Fig. 20 gezeigt ist, zu bevorzugen ist gegenüber derjenigen, die in Fig. 19
gezeigt ist.
Bei dem Isothermen-Diagramm von Fig. 19 beträgt die Differenz zwischen der
höchsten und der niedrigsten Temperatur gleich 0,73°C, die fett ausgezogenen
Thermen zeigen eine Temperatur von 155,63°C an, die Temperatur des Zentrums
des Wafers liegt bei 156,00°C und die niedrigste Temperatur des Waferumfangs
beträgt 155,26°C. Bei dem Isothermen-Diagram von Fig. 20 beträgt die Differenz
zwischen der höchsten und der niedrigsten Temperatur gleich 0,72°C, die fett
ausgezogene Isotherme zeigt eine Temperatur von 155,63°C, die Temperatur des
Zentrums des Wafers liegt bei 155,96°C und die niedrigste Temperatur des
Waferumfangs beträgt 155,32°C.
Wie aus den Fig. 19 und 20 ersehen werden kann, besitzt die Temperatur eines
Wafers eine gleichmäßige Verteilung über die Oberfläche des Wafers und speziell
die Abweichungen zwischen der höchsten und der niedrigsten Temperatur von
0,73°C und 0,72°C stellen ausgezeichnete Ergebnisse dar, die mit Hilfe des
herkömmlichen Waferheizgerätes nicht erhalten werden können.
Fig. 21 ist ein Graph, der Temperatur-Zeit-Schwankungen zeigt, die aus einer
Vielzahl von Meßpunkten erhalten wurden, während der Wafer durch das Heizgerät
gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgeheizt wurde. Wie in
Fig. 21 gezeigt ist, nimmt die Temperatur, nachdem das Aufheizen begonnen wurde,
scharf zu und die thermische Vibration, das heißt eine Temperaturvariation in bezug
auf die verstrichene Zeit, ist sanft oder geringfügig. Insbesondere tritt ein plötzlicher
Abfall in der Temperatur, wie dieser auftritt, wenn das herkömmliche Heizgerät
verwendet wird, nicht auf, wenn die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
praktiziert wird. Diese geringfügige Temperaturvariation über den Wafer hinweg
und die geringe thermische Vibration zeigen, daß ein sehr schwacher thermischer
Schock auf den Wafer und den Photoresistfilm, der auf diesem ausgebildet ist,
aufgebracht wird.
Gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie sie oben
beschrieben wurden, reduziert ein stabiles Aufheizen eines Wafers bei einer sehr
kleinen Temperaturabweichung stark die Intensität des thermischen Schocks, der auf
den Wafer und den Photoresistfilm wirkt, welcher auf dem Wafer ausgebildet ist,
und es kann speziell der Wafer mit einer regulären und einheitlichen
Temperaturverteilung aufgeheizt werden. Demzufolge ermöglicht die vorliegende
Erfindung, erfolgreich feinere Muster auszubilden, selbst wenn die
Konstruktionsregel hinsichtlich einer kritischen Abmessung bei 0,25 µm, 0,18 µm
oder 0,15 µm liegt, bei einer Erhöhung des Wertes der Integration der Schaltungen,
wodurch der Ausstoß stark erhöht wird.
Fig. 22 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht, die eine achte
Ausführungsform eines Gerätes zum Erhitzen eines Wafers nach der vorliegenden
Erfindung wiedergibt.
Gemäß Fig. 22 funktioniert eine heiße Platte 500 als ein Waferheizgerät und enthält
einen Haupt-Wärmeübertragungskörper 510 und ein unteres festes
Wärmeübertragungsmedium 520, von denen jedes als eine kreisförmige Platte mit
der gleichen Größe und größer als ein zu erhitzender Wafer konfiguriert ist. Das
untere feste Wärmeübertragungsmedium 520 wird unter der unteren Oberfläche des
Haupt-Wärmeübertragungskörpers 510 plaziert.
An dem oberen Flächenabschnitt des Haupt-Wärmeübertragungskörpers 510 ist ein
runder und seichter Graben 512 für die Aufnahme eines zu erhitzenden Wafers
ausgebildet. Auch ist eine Vielzahl von Waferführungen 513 an einer Umfangszone
des oberen Flächenabschnitts vorgesehen. Die Waferführungen 513 führen einen
Wafer, wenn er in den Graben 512 plaziert wird. Der Graben 512 reduziert das
Eintreten von Umgebungsluft auf den Wafer, wodurch der unerwünschte Einfluß der
Umgebungsluft abgesenkt wird.
Fig. 23 ist eine Schnittansicht der heißen Platte 500, und zwar entlang der Linie E-
E', wie in Fig. 22 gezeigt ist. Fig. 24 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts F
von Fig. 23.
Gemäß Fig. 23 enthält der Haupt-Wärmeübertragungskörper 510 ein erstes festes
Wärmeübertragungsmedium 514 und ein zweites festes Wärmeübertragungsmedium
516. In bevorzugter Weise sind die Medien 514 und 516 integral ausgebildet und
sind als eine kreisförmige Platte konfiguriert, die größer ist als eine Größe eines
Wafers. Das erste feste Wärmeübertragungsmedium 514 ist an einem unteren
Abschnitt des Haupt-Wärmeübertragungskörpers 510 vorgesehen, und das zweite
feste Wärmeübertragungsmedium 516 ist an einem oberen Abschnitt des Haupt-
Wärmeübertragungskörpers 510 vorgesehen. Wie an früherer Stelle erwähnt worden
ist, ist der Graben 512 für die Aufnahme des Wafers an einem oberen Abschnitt des
zweiten festen Wärmeübertragungsmediums 516 ausgebildet.
Wie in den Figuren gezeigt ist, ist eine äußere Seitenwand 518 mit einer Ringgestalt
an einem Außenumfang des ersten festen Wärmeübertragungsmediums 514 und dem
zweiten festen Wärmeübertragungsmedium 516 ausgebildet. Das heißt, das erste
feste Wärmeübertragungsmedium 514 und das zweite feste
Wärmeübertragungsmedium 516 sind vermittels der äußeren Seitenwand 518
integral ausgebildet. Auch ist ein Hohlraum 515, der ein flüssiges
Wärmeübertragungsmedium aufnimmt, zwischen dem ersten und dem zweiten festen
Wärmeübertragungsmedium 514 und 516 festgelegt.
Der Hohlraum 515 ist unter dem Graben 512 gelegen und eine äußere Zone
desselben besitzt auch eine allgemein kreisförmige Konfiguration. Wenn der
Durchmesser 2r des Hohlraumes 515 kleiner ist als etwa das 0,9-fache des
Durchmessers 2R0 des Haupt-Wärmeübertragungskörpers 510 (oder des ersten und
des zweiten festen Wärmeübertragungsmediums 514 und 516), kann ein
unerwünschter Wärmetransfer auftreten, wenn ein Photoresistfilm, der auf einem
Wafer aufgeschichtet ist, gebacken oder ausgeheizt wird. Wenn der Durchmesser 2r
des Hohlraumes 515 das 0,98-fache des Durchmessers 2R0 des Haupt-
Wärmeübertragungskörpers 510 überschreitet, wird die Herstellung des Haupt-
Wärmeübertragungskörpers 510 mit dem Hohlraum 515 schwierig. Daher liegt der
Durchmesser 2r des Hohlraumes 515 in bevorzugter Weise bei etwa dem 0,9- bis
0,98-fachen und bevorzugter bei etwa dem 0,94- bis 0,98-fachen des Durchmessers
2R0 des Haupt-Wärmeübertragungskörpers 510. Speziell dann, wenn der Haupt-
Wärmeübertragungskörper 510 zum Aufheizen eines Acht-Inch-Wafers einen
Durchmesser 2R0 von 240 mm aufweist, liegt der Durchmesser 2r des Hohlraumes
515 bei etwa 225 bis 235 mm und spezifischer bei etwa 230 mm.
In dem Hohlraum 515 sind eine Vielzahl von inneren Trennwänden 530 vorgesehen,
um den Hohlraum 515 in eine verbundene Vielzahl von kleineren
Verdampfungshohlräumen 515a, 515b, 515c usw. aufzuteilen, wodurch eine
Vielzahl von Dampfteilen in paralleler Form von der ersten festen Wärmeübe
tragung 514 zu dem zweiten festen Wärmeübertragungsmedium 516 geleitet oder
geführt werden.
Wie in Fig. 24 gezeigt ist, ist eine Flüssigkeit 540 in den Hohlraum 515 gefüllt.
Jeder der Verdampfungshohlräume 515a, 515b, 515c usw., welche den Hohlraum
515 bilden, besitzt eine gekrümmte Querschnittsgestalt an einem oberen Abschnitt
desselben. Die Flüssigkeit 540 wird verdampft, nach dem Empfang von Hitze von
dem ersten festen Medium 514. Die verdampfte Flüssigkeit, das heißt der Dampf
542, wird in paralleler Form in den Verdampfungshohlräumen 515a, 515b, 515c usw.
zu dem zweiten festen Wärmeübertragungsmedium 516 geführt. Am oberen Ende
von jedem Hohlraum gelangt der Dampf 542 in Berührung mit dem zweiten festen
Wärmeübertragungsmedium 516, wobei dieser teilweise in einen Flüssigzustand
kondensiert, während die latente Wärme des Dampfes 542 auf das zweite feste
Wärmeübertragungsmedium 516 übertragen wird. Die kondensierte Flüssigkeit 544
kehrt zu dem ersten festen Wärmeübertragungsmedium 514 entlang einer Bahn
zurück, die an der Innenfläche (der gekrümmten Dicke und der Seitenwand) der
inneren Zwischenwände 530 ausgebildet ist.
Der Wärmetransfer von dem ersten festen Wärmeübertragungsmedium 514 auf das
zweite feste Wärmeübertragungsmedium 516 wird kontinuierlich durchgeführt,
während die Flüssigkeit 540 verdampft wird und der Dampf 542 kondensiert,
wodurch eine einheitliche Wärmeübertragung von dem ersten festen Wärmeüber
tragungsmedium 514 auf das zweite feste Wärmeübertragungsmedium 516 erfolgt.
Wie oben dargelegt wurde, ist der Hohlraum 515 in eine Vielzahl von kleinen
Verdampfungshohlräumen 515a, 515b, 515c usw. durch eine Vielzahl von inneren
Zwischenwänden 530 aufgeteilt, um den Dampf 542 in paralleler Form zu dem
zweiten festen Wärmeübertragungsmedium 516 zu führen.
Wenn das von der Flüssigkeit 540 besetzte Volumen kleiner ist als etwa 15% des
Volumens des Hohlraumes 515, kann die Erzeugung des Dampfes unzureichend
werden. Andererseits, wenn das Volumen, welches durch die Flüssigkeit 540
eingenommen wird, etwa 25% des Volumens des Hohlraumes 515 überschreitet,
kann das Vermischen des erzeugten Dampfes unzureichend sein, auf Grund der
kurzen Strecke von der Flüssigkeit 540 zu dem zweiten festen Wärmeübe
rtragungsmedium 516, wodurch ein nicht einheitlicher Wärmetransfer verursacht
wird. Das von der Flüssigkeit 540 belegte Volumen liegt somit in bevorzugter Weise
bei ca. 14 bis 25%, bevorzugter jedoch bei 20% des Volumens des Hohlraumes 515.
Als flüssiges Medium wird in bevorzugter Weise einer Perfluorkohlenstoff-
Inertlösungsmittel bei der gegenwärtigen Ausführungsform verwendet. Beispiele des
Perfluorkohlenstoff-Inertlösungsmittels umfassen FC-72, FC-40, FC-43, FC-70
(Markennamen, hergestellt von 3M Korea Co. Ltd.) usw. Unter diesen wird ein
Lösungsmittel bevorzugt, welches eine höhere kritische Temperatur (unter einer
Atmosphäre) hat als die Summe aus der Ziel-Temperatur + 100°C. Beispielsweise
hat das FC-40-Lösungsmittel einen Siedepunkt von 155°C und einen kritischen
Punkt von 270°C.
Die Dicke des Haupt-Übertragungskörpers 500 liegt bei ca. 10 bis 12 mm, bevorzugt
bei 11 mm. Wenn die Dicke des Haupt-Übertragungskörpers 500 gleich ist 11 mm,
besitzen die Verdampfungshohlräume 515a, 515b, 515c usw., die durch die inneren
Zwischenwände 530 definiert sind, eine Weite W von 5 bis 7 mm, bevorzugt 6 mm,
und eine Höhe H von 5 bis 6 mm, bevorzugt 5,5 mm.
Auf Grund des Vorhandenseins der Verdampfungshohlräume 515a, 515b, 515c usw.
kann die Dicke des ersten festen Wärmeübertragungsmediums 514 innerhalb eines
Bereiches von 2 bis 4 mm variieren und die Dicke des zweiten festen
Wärmeübertragungsmediums 516 kann in einem Bereich von 1 bis 2 mm variieren,
bevorzugt bei 1,5 mm, bei einem Graben 512 betragen. Ebenso kann die Dicke Wp
der inneren Zwischenwände 530 in einem Bereich von ca. 2 bis 3 mm variieren.
Bei dieser Ausführungsform sind die Dicken des ersten und des zweiten festen
Wärmeübertragungsmediums 514 und 516 nicht auf die obigen Angaben begrenzt,
solange als der Haupt-Wärmeübertragungskörper 510 hergestellt werden kann. Die
Höhe H des isolierten Raumes 515 beträgt in bevorzugter Weise das 0,4- bis 0,6-
fache der Dicke T des Haupt-Wärmeübertragungskörpers 510.
Die Fig. 25 zeigt eine Querschnittsdraufsicht einer Ausführungsform des Haupt-
Wärmeübertragungskörpers 510, wobei speziell ein Layout der inneren Zwischen
wände 530 gezeigt ist.
Gemäß Fig. 25 ist der horizontale Bereich des Hohlraumes 515 kreisförmig, wie dies
durch die äußere Seitenwand 518 festgelegt ist. Auch eine Vielzahl von inneren
Zwischenwänden 530 sind in dem Hohlraum 515 vorgesehen, um auf diese Weise
sowohl radial als auch spiralförmig (oder kreisförmig) den Hohlraum 515 in eine
Vielzahl von Verdampfungshohlräumen 515a, 515b, 515c usw. aufzuteilen.
Speziell sind die inneren Zwischenwände 530 zuerst in eine Spiralgestalt innerhalb
des Hohlraumes 515 geformt. Dann werden die inneren Zwischenwände 530 in einer
radialen Richtung geschnitten, um fünf radiale Mischpfade vom Zentrum zum
Umfang des Haupt-Wärmeübertragungskörpers 510 auszubilden. Somit ist, wie in
Fig. 25 dargestellt ist, jede Spirale in fünf radiale Sektoren aufgeteilt, von denen
jeder einen Winkel θ1 von etwa 72 Grad hat.
Das Bezugszeichen 505 bezeichnet Schraubenlöcher, die zum Ankoppeln des Haupt-
Wärmeübertragungskörpers 510 an das untere feste Wärmeübertragungsmedium 520
vorgesehen sein können.
Fig. 26 ist eine Schnittdraufsicht einer anderen Ausführungsform des Haupt-
Wärmeübertragungskörpers 510, wobei speziell ein anderes Layout der inneren
Zwischenwände 530 gezeigt ist.
Gemäß Fig. 26 sind die inneren Zwischenwände 530 in Form von konzentrischen
Kreisen angeordnet und sind dichter in dem Hohlraum 515 als diejenigen der
Ausführungsform angeordnet, welche in Fig. 25 gezeigt ist. Das heißt bei dieser
Ausführungsform ist jeder Kreis der Verdampfungshohlräume 515a, 515b, 515c
usw. in vierundzwanzig Radialsektoren aufgeteilt, von denen jeder einen Winkel θ2
von ca. 15 Grad einnimmt.
Spezieller gesagt, ist der Hohlraum 515 in einer kreisförmigen Richtung in eine
Vielzahl von konzentrischen, kreisförmig gestalteten Verdampfungshohlräumen
515ca, 515cb, 515cc usw. aufgeteilt. Ferner ist jeder der kreisförmig gestalteten
Verdampfungshohlräume 515ca, 515cb, 515cc weiter in einer radialen Richtung in
eine Vielzahl von bogenförmig gestalteten Verdampfungshohlräumen 515ca1,
515ca2, . . . 515cb1, 515cb2, . . . 515cc1, 515cc2, . . . usw. aufgeteilt.
Fig. 27 ist eine perspektivische Bodenansicht des unteren festen Wärmeüber
tragungsmediums 520. Wie in der Figur gezeigt ist, ist eine spiralförmige Nut 522 an
der unteren Fläche des unteren festen Wärmeübertragungsmediums ausgebildet. Die
Spiralnut 522, eine Heizvorrichtung 524, wie beispielsweise eine Heizspule, sind
vorgesehen. Die Heizvorrichtung 524 ist mit einer elektrischen Quelle (nicht
gezeigt) verbunden. Wenn elektrischer Strom an die Heizvorrichtung 524 angelegt
wird, wird Wärme erzeugt, um zuerst das untere feste Wärmeübertragungsmedium
520 aufzuheizen.
An der peripheren Zone des Haupt-Wärmeübertragungskörpers 510 tritt eine große
Menge an Wärmeverlust auf, und zwar auf Grund der Berührung mit der
Umgebungsluft. Daher ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung die Steigung (pitch) Po an einer äußeren Umfangszone (dort, wo der
Radius r größer ist als ca. 0,75 Ro und dort, wo Ro der Radius des Haupt-
Wärmeübertragungskörpers 510 ist) der Bodenfläche des unteren festen
Wärmeübertragungsmediums 520 kürzer als die Steigung (pitch) Pc an einem
zentralen Abschnitt. Diese Konfiguration kompensiert den Wärmeverlust an der
peripheren Zone. In Einklang mit Experimenten des Erfinders beträgt die Steigung
Po an der äußeren Umfangszone in bevorzugter Weise das 0,1- bis 0,5-fache der
Steigung Pc an dem zentralen Abschnitt.
Im folgenden wird der Heizmechanismus eines Wafers in Einzelheiten erläutert.
Zuerst wird ein elektrischer Strom zu der Heizvorrichtung 524 zugeführt, die in der
Spiralnut 522 an der Bodenfläche des unteren festen Wärmeübertragungsmediums
520 vorgesehen ist, um dadurch Hitze zu erzeugen. Die Hitze wird auf das untere
feste Wärmeübertragungsmedium 520 übertragen, welches in Berührung mit dem
ersten festen Wärmeübertragungsmedium 514 steht.
Dann wird die Hitze von dem unteren festen Wärmeübertragungsmedium 510 zu
dem ersten festen Wärmeübertragungsmedium 514 übertragen.
An dem ersten festen Wärmeübertragungsmedium 514 ist ein Hohlraum 515, der
eine Flüssigkeit 540 enthält, eine äußere Seitenwand 518 und eine Vielzahl von
inneren Trennwänden 530 vorgesehen.
Von dem ersten festen Übertragungsmedium 514 können die Wärme oder Hitze zu
dem zweiten festen Medium 516 durch Leitung über die äußere Seitenwand 518 und
die inneren Zwischenwände 530 übertragen werden. Jedoch ist diese Wärmeleitung
sehr klein, und zwar im Vergleich zu dem Wärmetransfer vermittels der Flüssigkeit
540, die in dem Hohlraum 515 enthalten ist.
Das heißt, der größte Teil der Wärme oder Hitze des ersten festen
Wärmeübertragungsmediums 514 wird dazu verwendet, um die Flüssigkeit 540
aufzuheizen, wodurch die Flüssigkeit 540 in einen Dampf verdampft. Der Dampf
wird parallel in einer Aufwärtsrichtung zu dem zweiten festen Wärmeüber
tragungsmedium 516 hingeführt, wodurch die Wärme auf das zweite feste
Wärmeübertragungsmedium 516 übertragen wird, welches den Graben 512 für die
Aufnahme eines Wafers enthält.
Gemäß den Fig. 25 und 26 sind die inneren Zwischenwände 530 so ausgebildet, daß
sie eine Bogengestalt haben. Die inneren Zwischenwände 530 teilen den Hohlraum
515 in eine Vielzahl von Verdampfungshohlräumen 515a, 515b, 515c usw. sowohl
in radialer als auch in Kreisrichtung (oder Spiralrichtung) auf. Wenn sich somit der
Dampf in einer Richtung nach oben bewegt, wird der Dampf in den
Verdampfungshohlräumen 515a, 515b, 515c usw. teilweise mit dem Dampf aus den
benachbarten Verdampfungshohlräumen gemischt, was dann zu einer einheitlichen
Temperaturverteilung beiträgt und wodurch in einheitlicher Form die Wärme oder
Hitze auf das zweite feste Wärmeübertragungsmedium 516 übertragen wird.
Auch besitzt jeder der Verdampfungshohlräume 515a, 515b, 515c usw. eine obere
Fläche, die im Querschnitt gekrümmt ist (oder kreisförmig ist). Wenn jeder
Verdampfungsteil, der durch die inneren Zwischenwände 530 geführt wird, die
obere Fläche der Verdampfungshohlräume 515a, 515b, 515c usw. erreicht und in
Berührung mit dem zweiten festen Wärmeübertragungsmedium 516 gelangt,
kondensiert der Dampf teilweise in Flüssigkeit, um eine latente Hitze für das zweite
feste Wärmeübertragungsmedium 516 zu erzeugen, wodurch das zweite feste
Wärmeübertragungsmedium 516 aufgeheizt wird. Dann kehrt die kondensierte
Flüssigkeit 544 zu dem ersten festen Wärmeübertragungsmedium 514 zurück und
empfängt Wärme oder Hitze von dem erste festen Wärmeübertragungsmedium 514.
In der Zwischenzeit wird der Dampf, der nicht kondensiert ist, sondern sich lediglich
abgekühlt hat, zu dem ersten festen Wärmeübertragungsmedium 514 hin zirkuliert.
Dann kontaktiert der zurückgeleitete Dampf das erste feste Wärmeüber
tragungsmedium 514, um erneut Hitze zu absorbieren, und wird dann nach oben hin
zu dem zweiten festen Wärmeübertragungsmedium 516 geführt. Das heißt, der
Wärmetransfer wird auch durch Konvektion durchgeführt.
Wie in den Fig. 25 und 26 gezeigt ist, sind Dampfmischpfade in einem radialen
Muster von dem Zentrum zum Umfang und in einer kreisförmigen Richtung
ausgebildet. Da die direkte Mischung des Dampfes in der radialen Richtung von dem
Zentrum nach außen hin zum Umfang des Haupt-Wärmeübertragungskörpers 510
erfolgen kann, wird die Temperaturdifferenz des Dampfes an dem zentralen
Abschnitt des Haupt-Wärmeübertragungskörpers 510 und an dem Umfangsabschnitt
des Haupt-Wärmeübertragungskörpers 510 stark reduziert.
Wie oben beschrieben wurde, empfängt das zweite feste Wärmeübertragungs
medium 516 Wärme oder Hitze über die Verdampfungshohlräume von dem ersten
festen Wärmeübertragungsmedium 514. Das auf diese Weise aufgeheizte feste
Wärmeübertragungsmedium 516 steht in Berührung mit einem Wafer, der in dem
Graben 512 liegt. In solcher Weise wird dann die Wärme von dem in einheitlicher
Weise aufgeheizten festen Wärmeübertragungsmedium 516 auf den Wafer
übertragen, um den Wafer auf eine gewünschte Temperatur gleichmäßig zu erhitzen.
Die Fig. 28 bis 30 sind Schnittansichten des Wärmeübertragungsmediums, an
welchem ein Heizblock darunter befestigt ist, und speziell von Isothermen-
Diagrammen zur Veranschaulichung der Temperaturverteilungen.
Fig. 28 veranschaulicht ein herkömmliches Wärmeübertragungsmedium, wie es in
den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Wie in Fig. 28 gezeigt ist, betrug die beobachtete
maximale Temperatur 152,447°C und die minimale Temperatur lag bei 151,566°C.
Fig. 29 veranschaulicht eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der
der Hohlraum unter dem Graben ausgebildet ist und die Heizspule in einer Nut
vorgesehen ist, die eine reguläre Teilung bzw. Steigung hat. Wie in dieser Figur
gezeigt ist, betrug die beobachtete maximale Temperatur 12,769°C und die
minimale Temperatur lag bei 151,259°C.
Fig. 30 veranschaulicht eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
wobei der Hohlraum so ausgebildet ist, daß ein Durchmesser etwa gleich ist dem
0,96-fachen eines Durchmessers des Haupt-Wärmeübertragungskörpers und wobei
die Heizspule in einer Nut angeordnet ist, bei der die Steigung an einer peripheren
Zone kürzer ist als an einer zentralen Zone. Wie in dieser Figur dargestellt ist, lag
die beobachtete maximale Temperatur bei 152,765°C und die minimale Temperatur
betrug 151,492°C.
Wie aus den Figuren ersehen werden kann, ist die Temperaturverteilung der heißen
Platte von Fig. 30 äußerst einheitlich, gefolgt von der heißen Platte von Fig. 29 und
dann der heißen Platte von Fig. 28.
Fig. 31 ist ein Graph, der eine obere Oberflächentemperaturverteilung der Haupt-
Wärmeübertragungskörper von den Fig. 28 bis 30 zeigt. In Fig. 31 wurde die Linie,
die durch Dreiecke verbunden ist, von dem Haupt-Wärmeübertragungskörper von
Fig. 28 erhalten. Die Linie, die mit Kreisen verbunden ist, wurde bei einem Haupt-
Wärmeübertragungskörper von Fig. 29 erhalten. Die Linie, die mit Rechtecken
verbunden ist, wurde von einem Haupt-Wärmeübertragungskörper der Fig. 30
erhalten.
Wie aus Fig. 31 ersehen werden kann, kann eine einheitlichere Temperaturverteilung
auf der oberen Oberfläche des Haupt-Wärmeübertragungskörpers bei der Erfindung
erhalten werden. Auch wird durch Vergrößern des Hohlraums und durch
Reduzierung der Heizelementsteigung an einer Umfangszone die
Temperaturverteilung der oberen Oberfläche weiter verbessert.
Die Fig. 32A bis 32D sind Schnittansichten, die ein Verfahren zur Ausbildung eines
Photoresistmusters in Einklang mit einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung veranschaulichen unter Verwendung des oben erläuterten Heizgerätes.
Gemäß Fig. 32A wird eine positive Photoresistzusammensetzung, die ein Novolak-
Harz enthält, auf einen Siliziumwafer 610 unter Verwendung einer
Schleuderbeschichtungsvorrichtung aufgeschichtet, um einen Photoresistfilm 612
auszubilden. Dann wird der Photoresistfilm 612 soft-ausgeheizt unter Verwendung
einer herkömmlichen heißen Platte, und zwar bei 90-120°C für 60 Sekunden. Die
Dicke des Photoresistfilms 612 liegt bei 0,8 bis 0,9 µm.
Gemäß Fig. 32B wird der Photoresistfilm 612 selektiv mit tiefem Ultraviolettlicht
614 belichtet unter Verwendung eines Schrittschaltwerkes (stepper) und einer
Photomaske (nicht gezeigt). Danach wird der belichtete Photoresistfilm 612 nach
ausgeheizt unter Verwendung eines Heizverfahrens nach der vorliegenden Erfindung
und unter Verwendung einer heißen Platte, die einen Haupt-
Wärmeübertragungskörper 510 enthält, wie dieser in den Fig. 22 und 26 gezeigt ist.
Das Nach-Ausheizen oder -Backen wird bei einer Temperatur von 140°C bis 150°C
für 30 bis 90 Sekunden durchgeführt.
Gemäß Fig. 32C wird der belichtete Photoresistfilm 612 unter Verwendung eines
Entwicklers für eine Minute entwickelt, wird dann unter Verwendung von Wasser
für ca. 30 Sekunden gewaschen und dann getrocknet, um den belichteten Abschnitt
des Photoresistfilms zu entfernen. Ein erstes Photoresistmuster 612a wurde
ausgebildet, welches einen Öffnungsabschnitt 616 einer ersten Größe besitzt, um
einen Abschnitt des Siliziumwafers 610 freizulegen.
Gemäß Fig. 32D wird das erste Photoresistmuster 612a auf eine Temperatur von ca.
140 bis ca. 160°C für eine bis drei Minuten erhitzt. Zu diesem Zeitpunkt wird ein
Heizverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung und auch eine heiße Platte, die
einen Haupt-Wärmeübertragungskörper 510, wie er in den Fig. 22 und 26 gezeigt
ist, enthält, ebenfalls benutzt. Danach wird das erste Photoresistmuster 612a zum
Rückfluß gebracht (reflowed), um ein endgültiges Photoresistmuster 612b (welches
durch eine strichlierte Linie gezeigt ist) auszubilden, welches einen zweiten
Öffnungsabschnitt 616a einer zweiten Größe besitzt, die kleiner ist als die erste
Öffnungsgröße des ersten Photoresistmusters 612a.
Fig. 33 ist ein Isotherme-Diagramm, welches die Verteilung der Oberflächen
temperatur eines Wafers zeigt, der unter Verwendung des Haupt-Wärme
übertragungskörpers erhitzt wurde, welcher in Fig. 25 gezeigt ist. In Fig. 33 beträgt
die Temperaturdifferenz zwischen einer Isotherme und deren benachbarter
Isotherme gleich 0,04°C. In dieser Figur liegt die höchste Temperatur bei 155,02°C
an einem zentralen Abschnitt des Wafers und die niedrigste Temperatur liegt bei
153,91°C an einer peripheren Zone des Wafers. Der Temperaturbereich (die
Temperaturdifferenz zwischen der höchsten Temperatur und der niedrigsten
Temperatur) entspricht 0,97°C. Die mittlere Temperatur, die durch eine dick
ausgezogene Isotherme angezeigt ist, liegt bei 154,65°C und die
Standardabweichung der Oberflächentemperatur beträgt 0,31°C.
Fig. 34 zeigt ein Isotherme-Diagramm, welches die Verteilung der
Oberflächentemperatur eines Wafers zeigt, der unter Verwendung des Haupt-
Wärmeübertragungskörpers, welcher in Fig. 26 gezeigt ist, erhitzt wurde. In Fig. 34
liegt die Temperaturdifferenz zwischen einer Isotherme und deren benachbarter
Isotherme bei 0,03°C. In dieser Figur liegt die höchste Temperatur an einem
zentralen Abschnitt des Wafers bei 137,97°C und die niedrigste Temperatur bei
einer peripheren Zone des Wafers liegt bei 137,42°C. Der Temperaturbereich (die
Temperaturdifferenz zwischen der höchsten Temperatur und der niedrigsten
Temperatur) beträgt 0,55°C. Die mittlere Temperatur, die durch eine fett
ausgezogene Isotherme angezeigt ist, liegt bei 137,68°C und die
Standardabweichung der Oberflächentemperatur beträgt 0,15°C.
Wie aus einem Vergleich der Fig. 33 und 34 ersehen werden kann, wird dann, wenn
die Hohlräume 515 dichter durch die inneren Zwischenwände in einer radialen
Richtung aufgeteilt sind, wie bei Fig. 26, eine einheitlichere Temperaturverteilung
erzielt. Als ein Ergebnis von vielen Experimenten konnte ermittelt werden, daß die
Verdampfungshohlräume 515a, 515b, 515c usw. radial aufgeteilt sein sollten in
achtzehn bis sechsunddreißig radiale Sektoren, von denen jeder einen Winkel von 10
bis 20 Grad einnimmt, bevorzugter 15 Grad, wobei der Temperaturbereich kleiner
als 0,6°C beträgt und somit eine einheitlichere Temperaturverteilung erhalten wird.
Um erneut auf Fig. 32A einzugehen, so wurde ein Photoresistlösung auf einen Wafer
610 aufgeschichtet, um eine Photoresistschicht 612 auszubilden und es wurde die
auf diese Weise erhaltene Photoresistschicht 612 vor-ausgeheizt, und zwar bei einer
Temperatur von 110°C für ca. 60 Sekunden.
Dann wurde, wie in Fig. 32B gezeigt ist, die Photoresistschicht 612 durch tiefe
Ultraviolettstrahlen 614 belichtet. Zu diesem Zeitpunkt wurde eine Maske verwendet
mit einem Muster zur Ausbildung eines 135 nm (Zielabmaß) Kontaktloches. Die
belichtete Photoresistschicht 612 wurde nachgebacken. Zu diesem Zeitpunkt wurde
eine heiße Platte verwendet, die einen Haupt-Wärmeübertragungskörper 510 gemäß
den Fig. 22 und 26 enthielt. Zur Herstellung eines Haupt-Wärmeüber
tragungskörpers 510 werden das erste und das zweite feste Wärmeüber
tragungsmedium 514 und 516, die äußeren Seitenwände 518 und die inneren
Zwischenwände 530 unter Verwendung einer Aluminiumlegierung hergestellt. Als
Flüssigkeit 540 wurde FC-40 (ein von 3M Korea LTD erworbener Markenname)
ausgewählt, welches eine Siedetemperatur und eine kritische Temperatur von ca.
155°C bzw. 270°C besitzt. Nach der Herstellung des Haupt-Wärmeüber
tragungskörpers 510 wurde der Hohlraum 515 auf 107 Torr evakuiert und es wurden
dann etwa 20% des Volumens des Hohlraumes 515 mit der Flüssigkeit 540 gefüllt.
Der Hohlraum 515 wurde dann versiegelt.
Danach wurde, wie dies in Fig. 32C gezeigt ist, die belichtete Photoresistschicht 612
entwickelt, um ein erstes Photoresistmuster 612a mit einem ersten Öffnungs
abschnitt 616 auszubilden.
Fig. 35 zeigt ein kritisches Abmessungs-(CD)-Verteilungsdiagramm einer ersten
Öffnung, die nach dem Entwickeln des belichteten Photoresistfilms erhalten wird,
der unter Verwendung des Haupt-Wärmeübertragungsmediums, welches in den Fig.
22 und 26 gezeigt ist, nachgebacken wurde.
Wenn die heiße Platte gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wurde,
betrugen das maximale und minimale CD jeweils 140 nm und 129 nm. Auch lag das
mittlere CD bei 135 nm und der Abmessungsbereich betrug lediglich 11 nm. Wenn
der annehmbare Abmaßbereich auf 120 bis 150 nm eingestellt wurde, hatten alle
gemessenen Kontaktlöcher eine Größe, die innerhalb eines annehmbaren
Abmessungsbereiches lagen.
Um nun erneut auf Fig. 32A einzugehen, so wurde eine Photoresistlösung auf einen
Wafer 610 aufgeschichtet, um eine Photoresistschicht 612 auszubilden und es wurde
die auf diese Weise erhaltene Photoresistschicht 612 vorgebacken, und zwar bei
einer Temperatur von 110°C für ca. 60 Sekunden.
Dann wurde, wie in Fig. 32B gezeigt ist, die Photoresistschicht 612 mit tiefen
Ultraviolettstrahlen 614 belichtet. Zu diesem Zeitpunkt wurde eine Maske mit einem
Muster zur Ausbildung eines 185 nm Kontaktloches verwendet. Die belichtete
Photoresistschicht 612 wurde nachgebacken. Zu diesem Zeitpunkt wurde eine heiße
Platte, die einen Haupt-Wärmeübertragungskörper, wie er in den Fig. 22 und 26
gezeigt ist, enthielt, verwendet. Diese heiße Platte war die gleiche wie diejenige, die
bei der oben beschriebenen Messung von CD verwendet wurde, und zwar nach dem
Backen des Photoresistmusters nach der Belichtung.
Die belichtete Photoresistschicht 612 wurde entwickelt, um ein erstes
Photoresistmuster 612a mit einem ersten Öffnungsabschnitt 616 herzustellen, wie in
Fig. 32C gezeigt ist. Dann wurde das erste Photoresistmuster 612a auf eine
Temperatur von 150°C für zwei Minuten erhitzt. Zu diesem Zeitpunkt wurde die
gleiche heiße Platte verwendet. Als ein Ergebnis wurde, wie in Fig. 32D gezeigt ist,
ein zweites Photoresistmuster 612b mit einem zweiten Öffnungsabschnitt 616a
erhalten, der eine kleinere Größe besaß als der erste Öffnungsabschnitt 616.
Zum Zwecke eines Vergleiches wurde die gleiche Prozedur unter Verwendung einer
herkömmlichen heißen Platte durchgeführt, und zwar sowohl in bezug auf die
Nachbackschritt und Rückflußschritte. Das heißt es wurde die heiße Platte nach den
Fig. 1 und 2 anstelle der heißen Platte gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.
Es wurde die kritische Abmessung (Größe) der zweiten Öffnung pro einem Abbild
(map) über den gesamten Wafer gemessen.
Fig. 36 zeigt ein kritisches Abmessungs-(CD)-Verteilungsdiagramm der zweiten
Öffnung, welches durch die Verwendung des herkömmlichen Haupt-
Värmeübertragungsmediums erhalten wurde, welches in den Fig. 1 und 2 gezeigt
ist. Fig. 37 zeigt ein kritisches Abmessungs-(CD)-Verteilungsdiagramm, welches
unter Verwendung des Haupt-Wärmeübertragungsmediums der vorliegenden
Erfindung erhalten wurde, wie es in den Fig. 22 und 26 gezeigt ist.
Wie aus Fig. 36 entnommen werden kann, betrugen dann, wenn die herkömmliche
heiße Platte verwendet wurde, das maximale und das minimale CD 201 nm bzw. 159
nm. Auch lag der Mittelwert von CD bei 177 nm und der Abmessungsbereich lag bei
42 nm.
Wenn die heiße Platte nach der vorliegenden Erfindung verwendet wurde, lagen das
maximale und das minimale CD bei 205 nm bzw. 182 nm. Auch lag das mittlere CD
bei 194 nm und der Abmessungsbereich betrug 23 nm, wie in Fig. 37 gezeigt ist.
Aus dem vorangegangenen kann auch erkannt werden, daß der kritische
Abmessungsbereich von 42 nm auf 23 nm verbessert wurde.
Wie oben dargelegt wurde, kann dann, wenn der Wafer durch das Heizverfahren der
vorliegenden Erfindung erhitzt wird, dieser einheitlich bei einer
Temperaturabweichung von weniger als 1°C und ferner weniger als 0,6°C erhitzt
werden.
Somit wird der Thermalschock, der auf den Wafer und auf den Photoresistfilm, der
auf den Wafer aufgeschichtet ist, stark reduziert. Demzufolge kann in einem Fall,
bei dem das Heizverfahren und das Gerät der vorliegenden Erfindung bei dem nach
der Belichtung erfolgenden Backschritt verwendet werden, ein Photoresistmuster
mit einer einheitlichen Größe auf dem Wafer ausgebildet werden. Auch kann das
Heizverfahren und das Gerät der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise dazu
verwendet werden, um das Photoresistmuster zum Rückfließen zu bringen, um ein
feineres Photoresistmuster auszubilden.
Das Heizverfahren und -gerät der vorliegenden Erfindung kann auf anderen
Gebieten für eine einheitliche Aufheizung eines Objektes verwendet werden,
welches in bevorzugter Weise eine Plattengestalt besitzt. Natürlich können auf dem
Gebiet der Halbleiter, welches ein einheitliches Aufheizen eines Wafers erfordert,
das Heizverfahren und -gerät der vorliegenden Erfindung vorteilhaft verwendet
werden.
Während die vorliegende Erfindung unter Hinweis auf spezielle Ausführungsformen
dargestellt und beschrieben wurde, sei darauf hingewiesen, daß für Fachleute
vielfältige Änderungen in der Form und in Einzelheiten vorgenommen werden
können, ohne jedoch dadurch den Rahmen und Umfang der Erfindung, wie er in den
anhängenden Ansprüchen festgelegt ist, zu verlassen.
Claims (34)
1. Verfahren zur einheitlichen Aufheizung eines Objektes, wonach:
Wärme einem ersten festen Wärmeübertragungsmedium zugeführt wird;
die Wärme aus dem ersten festen Wärmeübertragungsmedium auf ein flüssiges Wärmeübertragungsmedium übertragen wird, welches in eine Vielzahl von miteinander verbundenen Verdampfungshohlräumen eingeteilt ist, von denen jeder eine Flüssigkeit enthält, wobei die Wärme bewirkt, daß die Flüssigkeit in eine Vielzahl von Dampfteilen in der jeweiligen Vielzahl der Verdampfungshohlräume verdampft und wobei die Vielzahl der Dampfteile in paralleler Form in einer Aufwärtsrichtung zu dem Objekt hin geführt werden;
die Dampfteile mit einem zweiten festen Wärmeübertragungsmedium in Berührung gebracht werden, um das zweite feste Wärmeüber tragungsmedium aufzuheizen, wodurch die Wärme auf das zweite feste Wärmeübertragungsmedium übertragen wird; und
das zweite feste Wärmeübertragungsmedium mit dem Objekt thermisch in Berührung gebracht wird, um die Wärme von dem zweiten festen Wärmeübertragungsmedium auf das Objekt zu übertragen.
Wärme einem ersten festen Wärmeübertragungsmedium zugeführt wird;
die Wärme aus dem ersten festen Wärmeübertragungsmedium auf ein flüssiges Wärmeübertragungsmedium übertragen wird, welches in eine Vielzahl von miteinander verbundenen Verdampfungshohlräumen eingeteilt ist, von denen jeder eine Flüssigkeit enthält, wobei die Wärme bewirkt, daß die Flüssigkeit in eine Vielzahl von Dampfteilen in der jeweiligen Vielzahl der Verdampfungshohlräume verdampft und wobei die Vielzahl der Dampfteile in paralleler Form in einer Aufwärtsrichtung zu dem Objekt hin geführt werden;
die Dampfteile mit einem zweiten festen Wärmeübertragungsmedium in Berührung gebracht werden, um das zweite feste Wärmeüber tragungsmedium aufzuheizen, wodurch die Wärme auf das zweite feste Wärmeübertragungsmedium übertragen wird; und
das zweite feste Wärmeübertragungsmedium mit dem Objekt thermisch in Berührung gebracht wird, um die Wärme von dem zweiten festen Wärmeübertragungsmedium auf das Objekt zu übertragen.
2. Verfahren zum Erhitzen eines Objektes nach Anspruch 1, wonach ferner:
die Wärme erzeugt wird;
die Wärme auf ein unteres festes Wärmeübertragungsmedium übertragen wird, um das untere feste Wärmeübertragungsmedium zu erhitzen; und
das untere feste Wärmeübertragungsmedium mit dem ersten festen Wärmeübertragungsmedium thermisch in Berührung gebracht wird, um die Wärme auf das erste feste Wärmeübertragungsmedium zu übertragen.
die Wärme erzeugt wird;
die Wärme auf ein unteres festes Wärmeübertragungsmedium übertragen wird, um das untere feste Wärmeübertragungsmedium zu erhitzen; und
das untere feste Wärmeübertragungsmedium mit dem ersten festen Wärmeübertragungsmedium thermisch in Berührung gebracht wird, um die Wärme auf das erste feste Wärmeübertragungsmedium zu übertragen.
3. Verfahren zum Erhitzen eines Objektes nach Anspruch 1, bei dem ein oberer
Abschnitt von jedem der Vielzahl der Verdampfungshohlräume eine
gekrümmte Querschnittskonfiguration besitzt und bei dem die Vielzahl der
Dampfteile das zweite feste Wärmeübertragungsmedium an dem oberen
Abschnitt der jeweiligen Vielzahl der Verdampfungshohlräume kontaktiert.
4. Verfahren zum Erhitzen eines Objektes nach Anspruch 3, bei dem die
Vielzahl der Dampfteile teilweise kondensieren, um eine latente Wärme zu
erzeugen, die auf das zweite feste Wärmeübertragungsmedium übertragen
wird.
5. Verfahren zum Erhitzen eines Objektes nach Anspruch 1, wonach ferner die
Vielzahl der Dampfteile kondensiert werden, um die Flüssigkeit wieder
herzustellen, wobei die Flüssigkeit wiederholt in die Dampfteile verdampft
wird und die Dampfteile wiederholt in die Flüssigkeit kondensiert werden, so
daß eine Zirkulation des flüssigen Wärmeübertragungsmediums innerhalb
jedes der Verdampfungshohlräume erfolgt.
6. Verfahren zum Erhitzen eines Objektes nach Anspruch 1, bei dem jeder
Dampfteil teilweise mit einem Dampfteil gemischt wird, der in einem
benachbarten Verdampfungshohlraum des flüssigen Wärmeübertragungs
mediums enthalten ist, während die Dampfteile zu dem Objekt hingeführt
werden.
7. Verfahren zum Erhitzen eines Objektes nach Anspruch 6, bei dem das
flüssige Wärmeübertragungsmedium eine kreisförmige äußere Peripherie
aufweist und bei dem jeder der Dampfteile mit einem Dampfteil gemischt
wird, der in einem radial oder kreisförmig benachbarten Verdampfungshohl
raum enthalten ist.
8. Verfahren zum Erhitzen eines Objektes nach Anspruch 1, bei dem das
flüssige Wärmeübertragungsmedium eine kreisförmige äußere Peripherie
besitzt und bei dem die Vielzahl der Verdampfungshohlräume in eine
Vielzahl von konzentrischen oder spiralförmigen Kreisen partitioniert sind,
die in eine Vielzahl von Radialsektoren aufgeteilt sind.
9. Verfahren zum Erhitzen eines Objektes nach Anspruch 8, bei dem ein
Sektorwinkel von jedem der Vielzahl der radialen Sektoren etwa 10 bis 20
Grad beträgt.
10. Verfahren zum Erhitzen eines Objektes nach Anspruch 1, bei dem das Objekt
aus einem Photoresistfilm besteht, der auf einen Wafer aufgeschichtet ist.
11. Verfahren zum Erhitzen eines Objektes nach Anspruch 1, bei dem die
Flüssigkeit aus einem inerten Perfluorkohlenstoff-Lösungsmittel besteht,
welches eine höhere kritische Temperatur unter einer Atmosphäre besitzt als
die Summe aus einer Ziel-Temperatur für das Objekt plus 100°C.
12. Verfahren zum Ausheizen oder Backen eines Photoresistfilms auf einem
Wafer, wonach:
eine Photoresistlösung auf einen Wafer aufgeschichtet wird, um einen Photoresistfilm herzustellen;
der Photoresistfilm mit einem Licht belichtet wird;
ein erstes festes Wärmeübertragungsmedium mit Wärme beschickt wird;
Wärme von dem ersten festen Wärmeübertragungsmedium auf ein flüssiges Wärmeübertragungsmedium übertragen wird, welches in eine Vielzahl von miteinander verbundenen Verdampfungshohlräumen aufgeteilt ist, von denen jeder eine Flüssigkeit enthält, wobei die Wärme bewirkt, daß die Flüssigkeit in eine Vielzahl von Dampfteilen in der jeweiligen Vielzahl der Verdampfungshohlräume verdampft und wobei die Vielzahl der Dampfteile in paralleler Form in einer nach oben verlaufenden Richtung zu dem Wafer hingeführt werden;
die Dampfteile mit einem zweiten festen Wärmeübertragungsmedium in Berührung gebracht werden, um das zweite feste Wärmeübertragungs medium zu erhitzen, wodurch die Wärme auf das zweite feste Wärmeübertragungsmedium übertragen wird; und
das zweite feste Wärmeübertragungsmedium mit dem Wafer thermisch in Kontakt gebracht wird, um die Wärme von dem zweiten festen Wärmeübertragungsmedium auf den Wafer zu übertragen, wodurch der Photoresistfilm auf dem Wafer ausgeheizt oder gebacken wird.
eine Photoresistlösung auf einen Wafer aufgeschichtet wird, um einen Photoresistfilm herzustellen;
der Photoresistfilm mit einem Licht belichtet wird;
ein erstes festes Wärmeübertragungsmedium mit Wärme beschickt wird;
Wärme von dem ersten festen Wärmeübertragungsmedium auf ein flüssiges Wärmeübertragungsmedium übertragen wird, welches in eine Vielzahl von miteinander verbundenen Verdampfungshohlräumen aufgeteilt ist, von denen jeder eine Flüssigkeit enthält, wobei die Wärme bewirkt, daß die Flüssigkeit in eine Vielzahl von Dampfteilen in der jeweiligen Vielzahl der Verdampfungshohlräume verdampft und wobei die Vielzahl der Dampfteile in paralleler Form in einer nach oben verlaufenden Richtung zu dem Wafer hingeführt werden;
die Dampfteile mit einem zweiten festen Wärmeübertragungsmedium in Berührung gebracht werden, um das zweite feste Wärmeübertragungs medium zu erhitzen, wodurch die Wärme auf das zweite feste Wärmeübertragungsmedium übertragen wird; und
das zweite feste Wärmeübertragungsmedium mit dem Wafer thermisch in Kontakt gebracht wird, um die Wärme von dem zweiten festen Wärmeübertragungsmedium auf den Wafer zu übertragen, wodurch der Photoresistfilm auf dem Wafer ausgeheizt oder gebacken wird.
13. Verfahren zum Ausheizen eines Photoresistfilms auf einem Wafer nach
Anspruch 12, bei dem das Licht aus einem tiefen Ultraviolettlicht besteht.
14. Verfahren zum Ausheizen eines Photoresistfilms auf einem Wafer nach
Anspruch 12, bei dem der Photoresistfilm bei einer Temperatur von ca. 140
bis 150°C für 0,5 bis 1,5 Minuten gebacken wird.
15. Verfahren zur Herstellung eines Photoresistmusters, wonach eine
Photoresistlösung auf einen Wafer aufgeschichtet wird, um einen
Photoresistfilm auszubilden, der Photoresistfilm mit einem Licht belichtet
wird, der belichtete Photoresistfilm entwickelt wird, um ein erstes
Photoresistmuster mit einer ersten Öffnung einer ersten Größe auszubilden,
und das erste Photoresistmuster zum Rückfließen (reflowing) gebracht wird,
um ein zweites Photoresistmuster mit einer zweiten Öffnung einer zweiten
Größe auszubilden, die kleiner ist als die erste Größe, wobei das zum
Rückfließen bringen des ersten Photoresistmusters folgende Schritte umfaßt:
Zuführen von Wärme zu einem ersten festen Wärmeübertragungs medium;
Übertragen der Wärme von dem ersten festen Wärmeübertragungs medium auf ein flüssiges Wärmeübertragungsmedium, welches in eine Vielzahl von miteinander verbundenen Verdampfungshohlräumen aufgeteilt ist, von denen jeder eine Flüssigkeit enthält, wobei die Wärme bewirkt, daß die Flüssigkeit in eine Vielzahl von Dampfteilen in der jeweiligen Vielzahl der Verdampfungshohlräume verdampft und wobei die Vielzahl der Dampfteile in einer parallelen Form in einer Richtung nach oben zu dem Wafer hingeführt werden;
die Dampfteile mit einem zweiten festen Wärmeübertragungsmedium in Berührung gebracht werden, um das zweite feste Wärme übertragungsmedium zu erhitzen, um dadurch die Wärme auf das zweite feste Wärmeübertragungsmedium zu übertragen; und
das zweite feste Wärmeübertragungsmedium mit dem Wafer in thermischen Kontakt gebracht wird, um die Wärme von dem zweiten festen Wärmeübertragungsmedium auf den Wafer zu übertragen, wodurch das erste Photoresistmuster zur Durchführung des Rückfließvorganges erhitzt wird.
Zuführen von Wärme zu einem ersten festen Wärmeübertragungs medium;
Übertragen der Wärme von dem ersten festen Wärmeübertragungs medium auf ein flüssiges Wärmeübertragungsmedium, welches in eine Vielzahl von miteinander verbundenen Verdampfungshohlräumen aufgeteilt ist, von denen jeder eine Flüssigkeit enthält, wobei die Wärme bewirkt, daß die Flüssigkeit in eine Vielzahl von Dampfteilen in der jeweiligen Vielzahl der Verdampfungshohlräume verdampft und wobei die Vielzahl der Dampfteile in einer parallelen Form in einer Richtung nach oben zu dem Wafer hingeführt werden;
die Dampfteile mit einem zweiten festen Wärmeübertragungsmedium in Berührung gebracht werden, um das zweite feste Wärme übertragungsmedium zu erhitzen, um dadurch die Wärme auf das zweite feste Wärmeübertragungsmedium zu übertragen; und
das zweite feste Wärmeübertragungsmedium mit dem Wafer in thermischen Kontakt gebracht wird, um die Wärme von dem zweiten festen Wärmeübertragungsmedium auf den Wafer zu übertragen, wodurch das erste Photoresistmuster zur Durchführung des Rückfließvorganges erhitzt wird.
16. Gerät zum Erhitzen eines Objektes, welches Gerät folgendes aufweist:
ein erstes festes Wärmeübertragungsmedium;
ein flüssiges Wärmeübertragungsmedium, welches thermisch an das erste feste Wärmeübertragungsmedium gekoppelt ist, welches in eine Vielzahl von miteinander verbundenen Verdampfungshohlräumen aufteilt ist;
ein zweites festes Wärmeübertragungsmedium, welches thermisch an das flüssige Wärmeübertragungsmedium gekoppelt ist, um einen thermischen Kontakt mit dem Objekt herzustellen;
wobei die Vielzahl der Verdampfungshohlräume sich in einer gleichen Ebene zwischen dem ersten und dem zweiten festen Wärmeübertragungs medium erstrecken.
ein erstes festes Wärmeübertragungsmedium;
ein flüssiges Wärmeübertragungsmedium, welches thermisch an das erste feste Wärmeübertragungsmedium gekoppelt ist, welches in eine Vielzahl von miteinander verbundenen Verdampfungshohlräumen aufteilt ist;
ein zweites festes Wärmeübertragungsmedium, welches thermisch an das flüssige Wärmeübertragungsmedium gekoppelt ist, um einen thermischen Kontakt mit dem Objekt herzustellen;
wobei die Vielzahl der Verdampfungshohlräume sich in einer gleichen Ebene zwischen dem ersten und dem zweiten festen Wärmeübertragungs medium erstrecken.
17. Gerät zum Erhitzen eines Objektes nach Anspruch 16, ferner mit einer
Flüssigkeit, die innerhalb einer Vielzahl von Verdampfungshohlräumen des
flüssigen Wärmeübertragungsmediums eingeschlossen ist.
18. Gerät zum Erhitzen eines Objektes nach Anspruch 16, ferner mit einem
Heizelement und einem unteren festen Wärmeübertragungsmedium, welches
thermisch zwischen dem Heizelement und dem ersten festen Wärmeüber
tragungsmedium angekoppelt ist.
19. Gerät zum Erhitzen eines Objektes nach Anspruch 18, bei dem das
Heizelement wenigstens teilweise in einer Nut enthalten ist, die an einer
unteren Fläche des unteren festen Wärmeübertragungsmediums ausgebildet
ist.
20. Gerät zum Erhitzen eines Objektes nach Anspruch 19, bei dem die Nut eine
Spiralkonfiguration hat und bei dem eine Steigung der Spiralkonfiguration an
einer äußeren Umfangszone kürzer oder enger ist als an einer zentralen Zone
des unteren Flächenabschnitts.
21. Gerät zum Erhitzen eines Objektes nach Anspruch 16, bei dem das zweite
feste Wärmeübertragungsmedium zusammenhängend oder einstückig mit
dem ersten festen Wärmeübertragungsmedium ausgebildet ist.
22. Gerät zum Erhitzen eines Objektes nach Anspruch 16, bei dem das erste und
das zweite feste Wärmeübertragungsmedium und das flüssige Wärmeüber
tragungsmedium je eine kreisförmige und ebene Konfiguration besitzen.
23. Gerät zum Erhitzen eines Objektes nach Anspruch 22, bei dem ein
Durchmesser des flüssigen Wärmeübertragungsmediums gleich ist etwa dem
0,9- bis 0,98-fachen eines Durchmessers des ersten und des zweiten festen
Wärmeübertragungsmediums.
24. Gerät zum Erhitzen eines Objektes nach Anspruch 22, bei dem das flüssige
Wärmeübertragungsmedium einen kreisförmigen äußeren Umfang hat und
bei dem die Vielzahl der Verdampfungshohlräume in eine Vielzahl von
konzentrischen oder spiralförmigen Kreisen partitioniert sind, die in eine
Vielzahl von radialen Sektoren aufgeteilt sind.
25. Gerät zum Erhitzen eines Objektes nach Anspruch 17, bei dem ein besetztes
Volumen der Flüssigkeit innerhalb des flüssigen Wärmeübertragungs
mediums etwa 15 bis 25% eines Volumens des flüssigen Wärmeüber
tragungsmediums beträgt.
26. Gerät zum Erhitzen eines Objektes nach Anspruch 16, bei dem eine Dicke
des flüssigen Wärmeübertragungsmediums etwa 40% bis 60% einer
kombinierten Dicke aus dem ersten und dem zweiten festen
Wärmeübertragungsmedium und dem flüssigen Wärmeübertragungsmedium
beträgt.
27. Gerät zum Erhitzen eines Objektes nach Anspruch 17, bei dem die
Flüssigkeit aus einem inerten Perfluorkohlenstoff-Lösungsmittel besteht,
welches eine höhere kritische Temperatur unter einer Atmosphäre hat als die
Summe aus einer Objekt-Ziel-Temperatur plus 100°C.
28. Gerät zum Erhitzen eines Wafers, welches Gerät folgendes aufweist:
ein Heizelement;
ein unteres festes Wärmeübertragungsmedium, welches an das Heizelement gekoppelt ist;
ein erstes festes Wärmeübertragungsmedium, welches thermisch an eine obere Oberfläche des unteren festen Wärmeübertragungsmediums gekoppelt ist;
ein zweites festes Wärmeübertragungsmedium mit einer Wafer montagefläche und welches an das erste feste Wärmeübertragungsmedium gegenüber der Wafermontagefläche thermisch gekoppelt ist;
ein flüssiges Wärmeübertragungsmedium, welches durch eine Vielzahl von miteinander verbundenen Verdampfungshohlräume definiert ist, die zwischen dem ersten und dem zweiten festen Wärmeübertragungsmedium zwischengefügt sind.
ein Heizelement;
ein unteres festes Wärmeübertragungsmedium, welches an das Heizelement gekoppelt ist;
ein erstes festes Wärmeübertragungsmedium, welches thermisch an eine obere Oberfläche des unteren festen Wärmeübertragungsmediums gekoppelt ist;
ein zweites festes Wärmeübertragungsmedium mit einer Wafer montagefläche und welches an das erste feste Wärmeübertragungsmedium gegenüber der Wafermontagefläche thermisch gekoppelt ist;
ein flüssiges Wärmeübertragungsmedium, welches durch eine Vielzahl von miteinander verbundenen Verdampfungshohlräume definiert ist, die zwischen dem ersten und dem zweiten festen Wärmeübertragungsmedium zwischengefügt sind.
29. Gerät zum Erhitzen eines Wafers nach Anspruch 28, bei dem die Vielzahl der
Verdampfungshohlräume in eine Vielzahl von konzentrischen oder
spiralförmigen Kreisen partitioniert sind, die radial in eine Vielzahl von
Radialsektoren aufgeteilt sind.
30. Gerät zum Erhitzen eines Wafers nach Anspruch 29, ferner mit einer
Flüssigkeit, die in der Vielzahl der Verdampfungshohlräume eingeschlossen
ist.
31. Gerät zum Erhitzen eines Wafers nach Anspruch 29, bei dem das erste und
das zweite feste Wärmeübertragungsmedium kreisförmig ausgebildet sind
und einen Durchmesser haben, der größer ist als ein Durchmesser der
Wafermontagefläche.
32. Gerät zum Erhitzen eines Wafers nach Anspruch 31, bei dem das erste und
das zweite feste Wärmeübertragungsmedium zusammenhängend oder
einstückig ausgebildet sind.
33. Gerät zum Erhitzen eines Wafers nach Anspruch 28, bei dem das
Heizelement in einer Spiralnut gelegen ist, die in einer unteren Fläche des
unteren festen Wärmeübertragungsmediums ausgebildet ist.
34. Verfahren zum Erhitzen eines Objektes nach Anspruch 28, bei dem ein
oberer Abschnitt von jedem der Vielzahl der Verdampfungshohlräume eine
gekrümmte Querschnittskonfiguration besitzt.
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