JP2000164482A

JP2000164482A - 半導体予熱装置

Info

Publication number: JP2000164482A
Application number: JP11024281A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Shiraishi; 仁士白石; Osamu Tanaka; 収田中
Original assignee: Miura Co Ltd; Miura Institute of Research and Development Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd; Miura Institute of Research and Development Co Ltd
Priority date: 1998-09-21
Filing date: 1999-02-01
Publication date: 2000-06-16

Abstract

(57)【要約】【課題】冷却手段を備えた半導体予熱装置を提供す
る。【解決手段】ホットプレート２と加熱手段３とを備え
た半導体予熱装置１において、前記ホットプレート２に
冷却手段を設けたことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体製造工程
において、半導体にレジストを塗布する前に半導体を予
熱する半導体予熱装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造工程において、半導体（たと
えば、シリコンウエハ）にレジストを塗布する工程があ
る。このレジスト塗布工程の前に前記半導体を所定温度
に予熱する予熱工程がある。この予熱工程で前記半導体
を予熱する予熱装置３１は、図７に示すように、ホット
プレート３２と加熱手段３３とにより構成されている。
前記ホットプレート３２は、前記半導体より大きな直径
のアルミニウム製の円盤で形成されており、この円盤の
下面に前記加熱手段３３を設けている。

【０００３】ところで、通常、半導体の予熱温度はほぼ
一定の温度（７０℃〜１５０℃）で調整されているが、
近時、予熱温度を変化させて半導体の温度を制御し、前
記レジストの特性を調整することが要望されている。し
かしながら、前記予熱装置の加熱手段３３は、比較的熱
容量が大きく、また放熱面が十分とれないため、前記ホ
ットプレート３２の温度を上昇させる制御はよいが、温
度を低下させる場合は冷却速度が遅いという問題があ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、前記問題
点に鑑み、前記ホットプレートに冷却手段を備えた半導
体予熱装置を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記課題を
解決するためになされたものであって、請求項１に記載
の発明は、ホットプレートと加熱手段とを備えた半導体
予熱装置において、前記ホットプレートに冷却手段を設
けたことを特徴としている。

【０００６】請求項２に記載の発明は、前記冷却手段
が、空気冷却であることを特徴としている。

【０００７】請求項３に記載の発明は、前記ホットプレ
ートを第一プレートと第二プレートとにより構成し、前
記第一プレートの下面または前記第二プレートの上面の
いずれか一方に、あるいは前記第一プレートの下面と前
記第二プレートの上面との両方に流体通路を設け、この
流体通路に前記冷却手段の供給管および排出管を接続し
たことを特徴としている。

【０００８】請求項４に記載の発明は、前記第二プレー
トの下面に溝部を設け、この溝部内に前記加熱手段を収
納したことを特徴としている。

【０００９】請求項５に記載の発明は、前記流体通路お
よび前記溝部を渦巻状に形成したことを特徴としてい
る。

【００１０】請求項６に記載の発明は、前記流体通路を
放射状に形成するとともに、前記溝部を渦巻状に形成し
たことを特徴としている。

【００１１】さらに、請求項７に記載の発明は、前記ホ
ットプレートに温度センサを設け、この温度センサの検
出信号に基づいて、前記ホットプレートの温度を制御す
る制御器を設けたことを特徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の第一の実施の
形態について説明する。この発明は、第一プレートと第
二プレートとからなるホットプレートと加熱手段とを備
えた半導体予熱装置において、前記ホットプレートに冷
却手段を設けることにより実現される。

【００１３】前記ホットプレートは、上部に第一プレー
トを，下部に第二プレートを一体的に設け、被予熱体で
ある半導体（たとえば、シリコンウエハ）より大きな直
径のアルミニウム製の円盤で形成されている。この円盤
の下面に前記加熱手段としてのヒータを配置して半導体
予熱装置が構成されている。

【００１４】前記冷却手段は、空気冷却，たとえば圧縮
空気を利用して前記ホットプレートを冷却するものであ
る。この第一の実施の形態では、前記第一プレートの下
面に前記圧縮空気の流体通路を渦巻状に形成し、この流
体通路を下面側から封止する第二プレートを設けてい
る。そして、前記流体通路の入口側に圧縮空気の供給管
を接続し、出口側に排出管を接続している。また、この
発明の半導体予熱装置は、前記ホットプレートに温度セ
ンサを設け、この温度センサの検出信号に基づいて、前
記ホットプレートの温度を制御する制御器を設けた構成
となっている。また、前記流体通路を前記第二プレート
の上面に設ける構成とすることができ、さらに前記第一
プレートの下面と前記第二プレートの上面との両方に設
ける構成とすることもできる。

【００１５】前記構成の半導体予熱装置によれば、レジ
スト塗布工程前の半導体を予め設定した予熱温度になる
ように、前記ホットプレートを前記加熱手段で加温し、
所定温度で維持している。そして、前記半導体の予熱温
度が変更され、当初設定温度より低くなった場合は、前
記加熱手段への通電を解除し、圧縮空気を供給管から流
体通路へ流入させ、前記ホットプレートを強制的に冷却
し、短時間で設定温度に近づける。前記圧縮空気の流速
は、前記ホットプレートを短時間で設定温度に冷却する
ため、レイノルズ数１０，０００以上が好ましい。熱交
換した圧縮空気は、排出管を介して系外に排出される。
また、ホットプレートの温度制御は、温度センサの検出
信号に基づいて、制御器は、前記圧縮空気の供給および
停止を制御するとともに、前記加熱手段のオンオフ制御
を行い、前記ホットプレートの温度を設定温度に維持す
る。

【００１６】つぎに、この発明の第二の実施の形態につ
いて説明する。この第二の実施の形態は、前記第一の実
施の形態で説明した前記第二プレートの下面に、加熱手
段としてのシーズヒータを収納する溝部を前記流体通路
と干渉しない位置に渦巻状に形成し、この溝部に前記シ
ーズヒータを収納し、このシーズヒータを充填材（たと
えば、サーモセメント等）で前記溝部に固着した構成と
したものである。また、前記以外は、前記第一の実施の
形態と同様であるので説明を省略する。

【００１７】また、前記加熱手段の配置は、前記第二プ
レートの下面に限定されるものではなく、前記第一プレ
ートの下面に渦巻状に配置する構成も可能であり、ある
いは前記第二プレートの上面に渦巻状に配置する構成も
可能である。いわゆる、前記加熱手段を前記第一プレー
トと前記第二プレートで挟むようなサンドイッチ構成と
することができる。

【００１８】さらに、前記加熱手段は、シーズヒータを
渦巻状に形成するものに限らず、面状発熱体を用いるこ
ともできる。

【００１９】つぎに、この発明の第三の実施の形態につ
いて説明する。この第三の実施の形態は、前記第一の実
施の形態で説明した前記圧縮空気の流体通路を渦巻状に
形成したものを放射状に変更して形成したものである。
すなわち、前記流体通路の入口側に接続した前記供給管
からの圧縮空気を中央部に導入し、この中央部から放射
状に流体通路を形成し、各放射状通路の先端部をリング
状に連通して出口側の前記排出管と接続させた構成とし
たものである。したがって、前記以外は、前記第一およ
び第二の実施の形態と同様であるので説明を省略する。

【００２０】

【実施例】以下、この発明の第一実施例を図面に基づい
て詳細に説明する。図１は、この発明を実施した半導体
予熱装置の構成を概略的に示す説明図であり、また図２
は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面説明図である。

【００２１】図１において、この発明の半導体予熱装置
１は、ホットプレート２と加熱手段３と制御器４とによ
り構成されている。

【００２２】前記ホットプレート２は、図１に示すよう
に、第一プレート５と第二プレート６とからなってお
り、被予熱体である半導体７（たとえば、シリコンウエ
ハ）より大きな直径のアルミニウム製の円盤で形成され
ている。前記第一プレート５の下面には、図２に示すよ
うに渦巻状の流体通路８が形成されている。この流体通
路８は所定深さの溝に形成してあり、渦巻中心部の端部
を入口９とし、他端部を出口１０としている。そして、
前記第二プレート６が前記流体通路８を下面側から封止
している。この第二プレート６には、前記流体通路８の
入口９および出口１０に対応する位置に、流体入口１
１，流体出口１２をそれぞれ開口している。

【００２３】前記流体入口１１には、圧縮空気供給源
（図示省略）に連通する流量調節弁１３を備えた供給管
１４が接続してあり、前記流体出口１２には排出管１５
が接続されている。また、前記第一プレート５には、温
度センサ１６が設けられている。

【００２４】前記加熱手段３は、図１に示すように、比
較的熱容量が大きい電気ヒータを平板状に形成したもの
であって、前記第二プレート６の下面に適宜の手段で設
けてある。

【００２５】前記ホットプレート２の温度制御を行う制
御器４を設け、この制御器４に、前記加熱手段３，前記
流量調節弁１３および前記温度センサ１６を信号線１７
を介してそれぞれ接続している。

【００２６】また、この第一実施例では、前記流体通路
８を前記第一プレート５の下面に形成したが、この流体
通路８を前記第二プレート６の上面に形成することも可
能である。また、前記第一プレート５の下面と前記第二
プレート６の上面の両方にそれぞれ形成し、前記両プレ
ート５，６を合わせることにより前記流体通路８を構成
することもできる。

【００２７】また、前記流体通路８にかわるものとし
て、たとえば前記第一プレート５に銅管等を渦巻状に形
成した伝熱管（図示省略）を埋設し、この伝熱管内に圧
縮空気を供給する構成とすることもできる。

【００２８】前記構成の半導体予熱装置１によれば、レ
ジスト塗布工程前の半導体を予め設定した予熱温度にな
るように、前記制御器４を介して前記加熱手段３で前記
ホットプレート２を加温し、前記温度センサ１６の検出
信号に基づいて、前記加熱手段３をオンオフ制御し、前
記ホットプレート２を所定温度に維持する。また、前記
予熱温度が当初設定温度より低くなった場合は、前記加
熱手段３をオフにするとともに、前記流量調節弁１３を
開弁し、圧縮空気を前記供給管１４を介して前記流体通
路８内に流入させ、前記ホットプレート２を急速（短時
間）に冷却する。前記流体通路８内を流通する圧縮空気
の流速は、前記ホットプレート２を短時間で設定温度に
冷却するため、レイノルズ数１０，０００以上が好まし
い。そして、前記温度センサ１６の検出信号に基づき、
前記半導体が変更された設定予熱温度になるように、前
記制御器４を介して制御する。熱交換した圧縮空気は、
前記排出管１５から系外に排出する。

【００２９】つぎに、この発明の第二実施例を図３およ
び図４に基づいて説明する。この第二実施例は、前記第
一実施例で説明した加熱手段３をシーズヒータとし、こ
のシーズヒータを第二プレート６内に収納した構成のも
のであるから、前記第一実施例と同一部材には同一符号
を付し、重複する説明は省略する。

【００３０】図３および図４において、前記第二プレー
ト６の上面に前記流体通路８を渦巻状に形成するととも
に、下面に前記加熱手段３としてのシーズヒータを収納
する溝部１８を前記流体通路８と干渉しない位置に渦巻
状に形成する。この溝部１８内に前記シーズヒータを収
納し、このシーズヒータを充填剤１９（たとえば、サー
モセメント等）で前記溝部１８内に固着した構成とした
ものである。

【００３１】前記構成の第二実施例によれば、前記加熱
手段３を前記第二プレート６の下面に収納した構成とし
たので、省スペース化と加熱効率を向上することができ
る。

【００３２】つぎに、この発明の第三実施例を図５およ
び図６に基づいて説明する。この第三実施例は、前記第
二実施例で説明した第二プレート６の上面に形成した流
体通路８を渦巻状から放射状に変更して形成したもので
あるから、前記第二実施例と同一部材には同一符号を付
し、重複する説明は省略する。

【００３３】図５および図６において、前記第二プレー
ト６の上面に前記流体通路８を放射状に形成している。
すなわち、図６に示すように、中央部に凸部２０を備え
た所定深さのリング状の集配部２１を設け、この集配部
２１と流体入口１１との間に前記流体通路８を細分化し
た第一流体通路２２を設けるとともに、前記集配部２１
に複数の第二流体通路２３（この実施例では５通路，し
たがって前記集配部２１を６等分したことになる。）を
放射状に設け、この各第二流体通路２３の各先端部と連
通するようにリング状の第三流体通路２４を設け、この
第三流体通路２４の一端部を流体出口１２に接続した構
成としている。

【００３４】前記構成によれば、流体入口１１から流入
した圧縮空気は、第一流体通路２２を介して集配部２１
に流入し、この集配部２１から各第二流体通路２３にそ
れぞれ分流して流入し、つぎの第三流体通路２４内で合
流し流体出口１２から排出される。前記集配部２１の中
心に形成した凸部２０は、前記圧縮空気の流入時におい
て、ホットプレート２の中心部が急激に冷却されるのを
防止するとともに、圧縮空気を分散させ前記ホットプレ
ート２全体を平均的に冷却させる作用がある。

【００３５】また、前記第二プレート６の下面に渦巻状
にシーズヒータを収納する溝部１８を設けているが、こ
の第三実施例においては、図６に示すように、前記流体
入口１１および前記流体出口１２を配置したコーナ部の
前記溝部１８を部分的に湾曲させている。この湾曲部に
前記シーズヒータを収納することにより、前記ホットプ
レート２を平均的に加熱することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、半導体の予熱温度が低温度に変更されたとき、短時
間で変更された予熱温度に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を実施した半導体予熱装置の構成を概
略的に示す第一実施例の説明図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面説明図である。

【図３】この発明の第二実施例の構成を概略的に示す説
明図である。

【図４】図３の第二プレートを上面から見た説明図であ
る。

【図５】この発明の第三実施例の構成を概略的に示す説
明図である。

【図６】図５の第二プレートを上面から見た説明図であ
る。

【図７】従来の半導体予熱装置とレジスト塗布工程の構
成を概略的に示す説明図である。

【符号の説明】

１半導体予熱装置２ホットプレート３加熱手段４制御器５第一プレート６第二プレート８流体通路１４供給管１５排出管１６温度センサ１８溝部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ホットプレート２と加熱手段３とを備え
た半導体予熱装置１において、前記ホットプレート２に
冷却手段を設けたことを特徴とする半導体予熱装置。
【請求項２】前記冷却手段が、空気冷却であることを
特徴とする請求項１に記載の半導体予熱装置。
【請求項３】前記ホットプレート２を第一プレート５
と第二プレート６とにより構成し、前記第一プレート５
の下面または前記第二プレート６の上面のいずれか一方
に、あるいは前記第一プレート５の下面と前記第二プレ
ート６の上面との両方に流体通路８を設け、この流体通
路８に前記冷却手段の供給管１４および排出管１５を接
続したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載
の半導体予熱装置。
【請求項４】前記第二プレート６の下面に溝部１８を
設け、この溝部１８内に前記加熱手段３を収納したこと
を特徴とする請求項３に記載の半導体予熱装置。
【請求項５】前記流体通路８および前記溝部１８を渦
巻状に形成したことを特徴とする請求項３または請求項
４に記載の半導体予熱装置。
【請求項６】前記流体通路８を放射状に形成するとと
もに、前記溝部１８を渦巻状に形成したことを特徴とす
る請求項３または請求項４に記載の半導体予熱装置。
【請求項７】前記ホットプレート２に温度センサ１６
を設け、この温度センサ１６の検出信号に基づいて、前
記ホットプレート２の温度を制御する制御器４を設けた
ことを特徴とする請求項３から請求項６のいずれか１項
に記載の半導体予熱装置。