JP2001068407A - ウェーハ用熱処理装置及び方法 - Google Patents

ウェーハ用熱処理装置及び方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体装置用ウェーハを熱処理する装置及び
方法を提供する。 【解決手段】 熱伝達プレートと、前記熱伝達プレート
との熱交換を通じて熱処理されるウェーハを該熱伝達プ
レートから離隔した状態で対面支持するように前記熱伝
達プレートの上面から突設してなる複数のスペーサーを
具備してなるウェーハ用熱処理装置、ただし、前記各ス
ペーサーは、該スペーサーに支持されたウェーハと前記
熱伝達プレートとの間隔及び前記熱伝達プレートに対す
るウェーハの傾度が調整できるように、それぞれ独立し
て前記熱伝達プレートの上面からの突出高さが調整可能
に設けられていることを特徴とするウェーハ用熱処理装
置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置製造工程
のうちウェーハを熱処理する工程に用いられる熱処理装
置及び方法に係り、特に、熱処理されるウェーハの表面
温度分布が予め調整できるように構造が改善されたウェ
ーハ用熱処理装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造工程中には、ウェーハ
の構造を安定化させたり、ウェーハ上に形成されたフォ
トレジスト膜、導電膜および誘電体膜など各種の膜の安
定化のためにウェーハを所定の温度にて熱処理する工程
が含まれる。
【０００３】この熱処理工程は、ウェーハ上にフォトレ
ジストを塗布した後に所定のパターンが形成されたレチ
クルを通じてそのフォトレジストを露光および現像し、
不要なフォトレジストを除去することによって、レチク
ル上のパターンをウェーハ上のフォトレジストにパター
ニングするフォトリソグラフィ工程にも含まれる。例え
ば、０．３μｍ以下の線幅（ＣＤ；ｃｒｉｔｉｃａｌ
ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）をもつ高集積度の半導体装置を製
造するために化学増幅型フォトレジストを使用するフォ
トリソグラフィ工程では、フォトレジストが塗布された
後にフォトレジストの溶媒を除去しフォトレジスト膜を
安定させるために約８０〜３００℃にてベークする熱処
理が行われる。そして、露光後には、光酸生成剤（ＰＡ
Ｇ；ｐｈｏｔｏ ａｃｉｄ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）の分
解によって生成した酸を触媒とする化学反応を促進させ
てＨ+の生成及び連続的な反応をさせるために、いわゆ
る露光後べーク（ｐｏｓｔ ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｂａｋ
ｅ、以下ＰＥＢと称する）という熱処理が施される。ま
た現像後には、ウェーハの乾燥及びフォトレジストの硬
化のための熱処理として、ハードべークが施される。こ
れ以外にも、必要によっては、現像後にウェーハ上のフ
ォトレジストが適正量ウェーハの上面に流れて所望の線
幅が得られるように、フォトレジストを融解温度以上に
加熱する熱処理が施されたりもする。
【０００４】前述のウェーハに熱処理を施すための熱処
理装置の一例として、フォトリソグラフィ工程に用いら
れるべークユニットの概略図を図１に示す。この種のべ
ークユニットはハウジング１と、ハウジング１内に設け
られる熱伝達プレート２、及び熱伝達プレート２に組み
込まれたヒーター３を具備する。このべークユニットに
よって熱処理されるウェーハ９は、ハウジング１内に挿
入されて熱伝達プレート２上に置かれ、ヒーター３から
の熱を熱伝達プレート２を介して伝達することにより加
熱される。熱伝達プレート２上のウェーハ９は、そのウ
ェーハ９の水平位置を制御するためのガイド手段（図示
せず）によって水平方向への流動が制限される。
【０００５】一方、熱伝達プレート２の各部位のわずか
な規格差や構造差及びヒーター３の配置構造などによっ
て、熱伝達プレート２の表面はヒーター３の発熱時に各
部位ごとに異なる温度となり、その熱伝達プレート２に
固有の表面温度分布をもつことになる。従って、熱処理
されるウェーハ９もそのウェーハ９が置かれた熱伝達プ
レート２の表面温度分布に影響されて、ウェーハ９上の
各部位の温度は使用される熱伝達プレートによって異な
るものとなる。また、べークユニットの周りの気流の方
向や速度などによっても、ハウジング１の内部の各部位
の温度が変わり、これにより、そのべークユニットによ
って熱処理されるウェーハ９の表面温度分布も変わる。
【０００６】ウェーハ９上の化学増幅型フォトレジスト
を露光部位の全体に亘って同一のエネルギーにて露光し
た後に、そのウェーハをべークユニットでＰＥＢする
と、前述のようなウェーハの表面温度差によりウェーハ
９上の露光されたフォトレジストは、各部位によって化
学反応速度に差が生じる。従って、現像時に除去される
可溶化したポリマーの量にも差が生じ、その結果線幅が
不均一になる。すなわち、ＰＥＢ時にウェーハ９の各部
位のうち相対的に表面温度が高い部位に塗布されたフォ
トレジストでは反応が活発に進行し、可溶化したポリマ
ー量が増加するので、現像後にその部位における線幅が
広くなる。逆にウェーハ９の各部位のうち相対的に表面
温度が低い部位に塗布されたフォトレジストでは相対的
に反応が遅く進行するので、現像後にその部位における
線幅が狭くなる。
【０００７】この点に鑑みて、実際には前記べークユニ
ット内における温度特性に基づき、ウェーハ９上のフォ
トレジストを露光する際、フォトレジストの各部位に対
する露光エネルギーを異なる設定にし、そのべークユニ
ット内における温度差を補償する方法を用いている。す
なわち、任意のべークユニット内でウェーハ９に生じる
表面温度分布を測定しそのデータを予め露光装置に入力
させておき、ウェーハの各部位のうちべークユニット内
で高い表面温度をもつ部位に塗布されたフォトレジスト
はウェーハの各部位のうち低い表面温度をもつ部位に塗
布されたフォトレジストよりも低いエネルギーで露光す
る方法を用いる。こうすれば、低い露光エネルギーによ
って露光された部位では高い露光エネルギーによって露
光された部位よりもＰＥＢ時に触媒として作用する酸の
生成量が減るので、べークユニット内の温度特性が補償
されて比較的に均一な線幅が得られる。
【０００８】前述のようにべークユニット毎に温度特性
が異なるため、いずれか１つのべークユニットの温度特
性に鑑みて調整された露光エネルギーによって露光され
たウェーハを他のべークユニット内で熱処理すれば、線
幅不良が生じることは明らかである。従って、ある露光
装置によって露光されたウェーハはあるべークユニット
のみを使って順次熱処理しなければならない。
【０００９】ところが、よく知られるように、フォトレ
ジストの塗布工程、現像工程及び露光工程などは比較的
に短時間内に行われるのに対し、露光段階後のウェーハ
をベークするＰＥＢ工程は長時間を要するので、そのＰ
ＥＢ工程でボトルネック現像が生じ、フォトリソグラフ
ィ工程全体の生産性が低下する。前述のボトルネック現
象は、例えば、露光段階を経たウェーハを複数のべーク
ユニットを並列に使って熱処理すれば容易に解消できる
が、従来のべークユニットの構成では前述のようにある
露光装置で露光されたウェーハはその露光装置に対応す
るべークユニットによってのみ熱処理されなければなら
ないため、前記ボトルネック現象に対応できず、その結
果生産性が著しく低下する問題点がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みて成されたものであり、その目的は、熱処理の際のウ
ェーハの表面温度分布をウェーハの熱処理前に予め所望
の分布に調整できるように構造が改善されたウェーハ用
熱処理装置及び方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明により上記課題を
解決することができる。
【００１２】すなわち本発明は、熱伝達プレートと、前
記熱伝達プレートとの熱交換を通じて熱処理されるウェ
ーハを該熱伝達プレートから離隔した状態で対面支持す
るように前記熱伝達プレートの上面から突設してなる複
数のスペーサーを具備してなり、前記各スペーサーは、
該スペーサーに支持されたウェーハと前記熱伝達プレー
トとの間隔及び前記熱伝達プレートに対するウェーハの
傾度が調整できるように、それぞれ独立して前記熱伝達
プレートの上面からの突出高さが調整可能に設けられて
いることを特徴とするウェーハ用熱処理装置である。
【００１３】また本発明は、前記熱伝達プレートには載
置されるウェーハに周設するように複数のガイドピンが
設けられてなり、前記各スペーサーは前記各ガイドピン
に嵌合し、前記各スペーサーは取り替え可能であること
を特徴とする前記記載のウェーハ用熱処理装置である。
【００１４】また本発明は、前記各スペーサーは、前記
熱伝達プレートに対して昇降可能に設けられていること
を特徴とする前記記載のウェーハ用熱処理装置である。
【００１５】また本発明は、前記各スペーサーは、前記
熱伝達プレートに螺合されてなり、回転によって昇降す
ることを特徴とする前記記載のウェーハ用熱処理装置で
ある。
【００１６】また本発明は、前記各スペーサーにそれぞ
れ対応するモーターと、前記各モーターの動力を対応す
る前記各スペーサーに伝達する動力伝達機構とをさらに
具備してなることを特徴とする前記記載のウェーハ用熱
処理装置である。
【００１７】また本発明は、ウェーハの表面温度分布が
所定の温度分布となるように熱伝達プレートの上面から
突設してなる各スペーサーの高さをそれぞれ調整する段
階と、前記各スペーサー上に前記ウェーハを載置する段
階と、前記熱伝達プレートからの熱伝達により前記ウェ
ーハを熱処理する段階を含むことを特徴とするウェーハ
用熱処理方法である。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の望ましい実施形態を詳細に説明する。
【００１９】図２及び図３に本発明の熱処理装置の一実
施形態を示す。該熱処理装置は、図１に示した従来の熱
処理装置と同様に、例えば、フォトリソグラフィ工程で
ウェーハを熱処理する時に使用できるものであって、い
わゆるべークユニットとも呼ばれ（以下、べークユニッ
トと称する）、ハウジング１０及び熱伝達プレート２０
を具備している。なお、ハウジング１０および熱伝達プ
レート２０は従来の熱処理装置で使用されているものを
そのまま使用することができる。
【００２０】前記ハウジング１０は、下部ケース１１及
び上部ケース１２で構成することができる。熱処理され
るウェーハ９が収納される時には上部ケース１２が下部
ケース１１に対して上方に離隔され、ウェーハ９が収納
された後、図２に示すように、上部ケース１２が下部ケ
ース１１に密着してウェーハ９の熱処理のための空間を
形成することになる。前記熱伝達プレート２０はウェー
ハ９の水平方向への移動を制御するためにウェーハ９の
周りに配置される複数のガイドピン２５を具備してい
る。その熱伝達プレート２０の内部には熱源としてウェ
ーハ９を加熱するためのヒーター３が組み込まれてい
る。このヒーター３からの熱が熱伝達プレート２０を通
じてその熱伝達プレート２０の上方に位置するウェーハ
９に伝達されることにより、ウェーハ９が熱処理され
る。
【００２１】従来のべークユニットとは異なり、本実施
形態のべークユニットは、スペーサー３０を具備してお
り、これにより以下に説明する本発明の特徴的な効果が
得られる。スペーサー３０は薄いリング状に形成されて
なり、各スペーサー３０は前記各ガイドピン２５に嵌合
する状態で熱伝達プレート２０の上面に設置される。こ
れらのスペーサー３０は、ハウジング１０内に挿入され
たウェーハ９を熱伝達プレート２０から離隔して支持す
るように熱伝達プレート２０の上面から突出している。
各スペーサー３０は、ウェーハ９と熱伝達プレート２０
との間隔や熱伝達プレート２０に対するウェーハ９の傾
度を調整する場合に、異なる厚さのスペーサーに取り替
えできるように設けられる。各スペーサー３０は、その
取り替え時にガイドピン２５から容易に外れるようにガ
イドピン２５に緩やかに嵌合されることが好ましい。前
記スペーサー３０を異なる厚さのスペーサーに取り替え
ることにより、熱伝達プレート２０の上面からの高さを
調整できる。スペーサー３０の材質は、効率良い熱伝達
のために熱伝達プレート２０の材質と同一であることが
好ましい。
【００２２】本実施形態のべークユニットでも、従来の
べークユニットと同様に熱伝達プレート２０はヒーター
３の発熱時に固有の表面温度分布特性を有する。また、
べークユニットが設けられる位置や周囲環境によって、
べークユニットのハウジング１０内部の温度も部位ごと
に異なる。従って、べークユニット内で熱処理されると
き、ウェーハ９も、そのべークユニットで使用された熱
伝達プレート２０の表面温度分布特性及びそのべークユ
ニットの周りの気流方向や速度などにより、特定の温度
分布特性を有する。なお、同一のべークユニットで同一
の高さ及び状態で順次熱処理されるウェーハ９は実質的
に同一の温度分布特性をもつことになる。
【００２３】一方、前述のようなスペーサー３０が設け
られている場合には、スペーサーの作用により複数のべ
ークユニットの内部温度分布特性を実質的に同一にする
ことができ、ウェーハの熱処理工程、例えば前記ＰＥＢ
工程において並列に使用できる。
【００２４】以下、前述のべークユニットの並列使用方
法について、二つのべークユニットを並列使用するため
に本発明者らによって行われた方法を例にとって、具体
的に説明する。参考に、並列に使用された２つのべーク
ユニットのうち１つのべークユニット（以下、第１べー
クユニットと称する）に設けられた熱伝達プレート２０
の表面温度分布を図４に示し、もう１つのべークユニッ
ト（以下、第２べークユニットと称する）に設けられた
熱伝達プレート２０の表面温度分布を図５に示す。ま
ず、前記第１べークユニット内の熱伝達プレート２０の
ガイドピン２５それぞれに０．１０ｍｍの厚さをもつス
ペーサー３０を嵌合して、第１べークユニット内の熱伝
達プレート２０の上面からのスペーサー３０の突出高さ
がいずれも０．１０ｍｍになるようにした。そして、ヒ
ーター３を作動させた後に熱伝達プレート２０が所望の
温度に達して十分に安定化した状態で、サンプル用ウェ
ーハ９を前記第１べークユニット内のスペーサー３０上
に支持させ、ウェーハ９の温度が所望の熱処理温度範囲
まで加熱されて十分安定した後、そのウェーハ９の表面
温度分布を測定した。
【００２５】ウェーハ９の表面温度分布を測定するため
の方法としては各種公知のものを適用でき、本発明者ら
は多数の部位にそれぞれ温度測定センサーを設けたダミ
ーウェーハを前記サンプル用ウェーハとして使って、そ
の温度測定センサーによって発生される信号に基づき表
面温度分布を測定する方法を使用した。
【００２６】前記測定の結果、ウェーハ９の表面は、図
６に等温線で示すように、中央部の温度が高く周辺部の
温度が低く、且つ左側縁部９１及び右側縁部９２の温度
がほぼ同様の形態の温度分布となった。このとき、ウェ
ーハ９の表面のうち最高温度となった中央部位の温度は
１４６．３６℃、最低温度となった縁部の温度は１４
５．８１℃であり、その差は０．５５℃、ウェーハ９表
面全体の平均温度は１４６．０６℃であった。
【００２７】一方、第２べークユニット内の熱伝達プレ
ート２０上のスペーサー３０も、いずれも０．１０ｍｍ
の厚さのものを使って、熱伝達プレート２０の上面から
の高さをいずれも０．１０ｍｍに設定した。その後、前
記第１べークユニットと同様の方法によりウェーハ９の
ベークを行ない、そのウェーハ９の表面温度分布を測定
した。
【００２８】前記第２べークユニット内での測定の結
果、ウェーハ９の表面温度分布は、図７に等温線で示す
ように、左側縁部９１の温度が右側縁部９２の温度より
も高く、その差も第１ベークユニットを用いた場合に比
べて大きかった。このとき、ウェーハ９の表面のうち最
高温度となった中央部位の温度は１４５．８１℃、最低
温度となった右側縁部９２の温度は１４５．１６℃であ
り、その差は０．６５℃、ウェーハ９表面全体の平均温
度は１４５．４９℃であった。
【００２９】その後、第１べークユニット内でのウェー
ハの表面温度分布に基づき、従来の方法と同様にして、
露光装置の露光エネルギーを調整し、その露光装置によ
って処理されたウェーハのうち１つを第１べークユニッ
トによって熱処理し、もう１つを第２ベートユニットに
より熱処理した結果、第２べークユニット内でベークさ
れたウェーハで多くの線幅不良が確認された。
【００３０】その後、第２べークユニット内で熱処理さ
れるウェーハ９の左側部位が右側部位よりも高い温度で
熱処理される点に鑑み、ウェーハ９の左側部位の温度は
相対的に下がり右側部位の温度は相対的に上がるよう
に、第２べークユニット内でウェーハ９の左側縁部９１
と熱伝達プレート２０との間隔が０．１１ｍｍとなり且
つウェーハ９の右側縁部９２と熱伝達プレート２０との
間隔が０．０９ｍｍとなるように、スペーサーの取り替
えによって、スペーサーの高さをそれぞれ調整した。そ
して、第２べークユニット内の前記高さ調整されたスペ
ーサー上にさらにウェーハ９を支持させ、熱処理を行な
ったときのウェーハ９の表面温度分布を測定した。
【００３１】その結果、図８に示すように、ウェーハ９
は中央部で温度が高くて周辺部の温度が低く、且つ左側
縁部９１と右側縁部９２との温度差が大幅に減った温度
分布、すなわち、図６に示した前記第１べークユニット
内でのウェーハ表面温度分布と類似した温度分布を示し
た。このとき、ウェーハ９の表面のうち最高温度となっ
た中央部位の温度は１４５．８６℃、最低温度となった
縁部の温度は１４５．３０℃であり、その差は０．５６
℃、ウェーハ９表面全体の平均温度は１４５．５５℃で
あった。
【００３２】また、前述の露光装置によって露光された
ウェーハのうち幾つかを第２べークユニット内の高さ調
整されたスペーサー上でさらに熱処理した後に現像して
線幅を測定した結果、線幅に対する不良率が第１べーク
ユニットによって熱処理されたウェーハの線幅不良率と
ほぼ等しくなることが確認できた。これは生産性の向上
のために第１べークユニット及び第２べークユニットを
並列に使用してもなんら問題無いことを意味する。
【００３３】製品レベルに適用する際には、ウェーハ９
と熱伝達プレート２０との間隔が小さいほど最高温度に
達する時間及び安定化される時間は短くなるが、ウェー
ハ９の表面温度分布は熱伝達プレート２０の温度分布に
近づくので好ましくなく、前記間隔が大きいほど熱伝達
プレート２０の温度分布の影響は小さくなるが、最高温
度に達する時間及び安定化される時間は遅くなる。従っ
て、ウェーハ９と熱伝達プレート２０との間隔は実際の
作業現場での要求条件に鑑みて適宜設定することが好ま
しい。なお、前述のテストは、本発明者らによる前記ウ
ェーハ９と熱伝達プレート２０との平均間隔は０．１０
ｍｍが最適であるとのシュミレーション作業結果に基づ
き行われたものである。
【００３４】上記のように、本発明によれば、スペーサ
ー３０の高さ調整によってウェーハ９の傾度及びそのウ
ェーハ９と熱伝達プレート２０との間隔を調整すること
により、ウェーハ９の表面温度分布を適宜調整し得る。
従って、例えば、いずれか１つのべークユニット内で熱
処理されるウェーハの表面温度分布を基準とし、その基
準となる表面温度分布に合わせて他のべークユニット内
でのウェーハの表面温度分布を調整すれば、ＰＥＢ工程
などのように精度良い温度制御が要求される工程でも複
数のべークユニットを使って複数のウェーハを同時に熱
処理することが可能になる。
【００３５】本実施形態のべークユニットではハウジン
グ１０が下部ケース１１及び上部ケース１２からなるも
のとして説明及び図示したが、これに限られるものでは
なく、例えばハウジングが１つの胴体からなり、そのハ
ウジングの一側面にウェーハの出入りのための出入口が
形成できることはもちろんである。
【００３６】前述の実施形態においてはスペーサーの取
り替えによってウェーハ９と熱伝達プレート２０との間
隔が調整されると説明したが、スペーサーの高さ調整を
可能にするための構成はこれに限られるものではない。
【００３７】図９に本発明の他の実施形態のべークユニ
ットが示してあり、図１０には図９の熱伝達プレート部
位を平面図として示してある。本実施形態のべークユニ
ットで、ハウジング１０と熱伝達プレート２０及びヒー
ター３は前記説明したものと同じ機能をもつ。一方、本
実施形態のべークユニットは、図２に示した実施形態と
は異なり、伝達プレートに螺合されてなり、回転によっ
て昇降するスペーサーを有する形態であり、より具体的
にはピン形状のスペーサー４０を具備している。
【００３８】各スペーサー４０の上端部は、ハウジング
１０内に挿入されたウェーハ９を熱伝達プレート２０か
ら離隔して支持するように、熱伝達プレート２０の上面
から突出している。このスペーサー４０は熱伝達プレー
ト２０に対してそれぞれ独立して昇降できる。昇降可能
なようにスペーサー４０を熱伝達プレート２０と結合す
るための構造としては各種の形態のものが適宜採用で
き、各スペーサー４０が熱伝達プレート２０に螺合した
構造が例として挙げられる。従って、各スペーサー４０
に回転力が加えられたときにそのスペーサー４０が上昇
または下降され、これによりスペーサー４０の突出高さ
が適宜調整でき且つ選択できる。スペーサー４０の材質
は、効率良い熱伝達のために熱伝達プレート２０の材質
と同一であることが好ましい。
【００３９】このような実施形態において、作業者がス
ペーサー４０をそれぞれ独立して回転させるとそのスペ
ーサー４０の高さが調整され、これによりスペーサー４
０により支持されるウェーハ９の傾度やウェーハ９と熱
伝達プレート２０との間隔が調整できる。従って、本実
施形態の熱処理装置も図２を参照して説明した実施形態
の熱処理装置と同様に複数のウェーハを並列して熱処理
することができ、ボトルネック現象の問題を解決でき
る。
【００４０】図１１に本発明に係るさらに他の実施形態
のべークユニットの熱伝達プレートを示し、図１２に図
１１の熱伝達プレート底面図を示す。本実施形態による
スペーサーはそれぞれ対応するモーター、およびこのモ
ーターの動力をスペーサーに伝達する動力伝達機構をさ
らに備えたものである。
【００４１】図１１に示した熱伝達プレートには３つの
スペーサー４０が設けられているが、各スペーサー４０
と熱伝達プレート２０との結合構造は図１１に示した実
施形態のべークユニットと同様である。また、スペーサ
ー４０の材質は、効率良い熱伝達のために熱伝達プレー
ト２０の材質と同一であることが好ましい。一方、本実
施形態では３つのモーター５０と、動力伝達機構が具備
された例を図示したが、スペーサーの数は本例に限られ
るものではない。この動力伝達機構は各モーター５０か
らの動力をそれに対応するスペーサー４０に伝えるため
に設けられたものであって、各スペーサー４０に結合し
たウォームホイール４１と、スペーサー４０に対応する
モーター５０の出力軸に結合したウォーム５１を具備し
ており、前記ウォーム５１は、前記ウォームホイール４
１と噛み合うようになっている。
【００４２】前述の構成において、いずれか１つのモー
ター５０が回転すれば、そのモーター５０の出力軸に結
合したウォーム５１とそのウォーム５１に噛み合ったウ
ォームホイール４１を通じてそのモーター５０と対応す
るスペーサー４０が回転し、これによりスペーサー４０
が熱伝達プレート２０に対して上昇または下降する。こ
のような構成により、熱伝達プレート２０からのスペー
サー４０の突出高さがそれぞれ独立して調整できるの
で、前記実施形態の熱処理装置と同様に複数のウェーハ
を並列して熱処理することができる。
【００４３】本実施形態では、動力伝達機構として、モ
ーター５０の出力軸に固定されたウォーム５１および該
ウォーム５１と噛み合う、スペーサー４０に結合したウ
ォームホイール４１のみを具備したものを説明及び図示
した。しかし、前述の構成は動力伝達機構の一実施形態
に過ぎず、これ以外にも各種の構成のものが採用でき
る。例えば、ウォームホイール４１がスペーサー４０に
直接結合する代わりに、適正な減速比を得るためにウォ
ームホイール４１が多数のギア群（図示せず）を挟んで
スペーサー４０に連結できるのはもちろんである。この
ような構成のほかにも、モーターの回転力をスペーサー
の昇降運動に変換させるための構成は種々当業者に広く
知られたものがあり、そのうち適切なものを本発明の技
術的思想から免脱しない範囲内で自由に採用できる。
【００４４】前記各モーター５０は作業者のスイッチ操
作によって作動させることができ、そのべークユニット
内で測定されたウェーハの表面温度分布と制御部（図示
せず）に予め入力されている温度分布の差に基づいて発
生する信号によって、自動で作動させることもできる。
【００４５】また、前記スペーサー３０、４０の数量や
平面上での配置は、図３、図１０及び図１２に示された
ものに限定されず、状況によって適宜設定できる。
【００４６】また、フォトリソグラフィ工程でのウェー
ハ熱処理を例にとって本発明について説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、半導体製造プロセ
スのうちウェーハを熱処理する必要がある工程にはいず
れにも適用できる。
【００４７】また、ウェーハ９を加熱するために熱伝達
プレート２０内にヒーター３が設けられたべークユニッ
トを例にとって本発明を説明したが、例えば熱伝達プレ
ート内に冷却水を流動させたりその他の冷却源を設け、
その冷却水や冷却源によって熱伝達プレート及びウェー
ハを冷却する構成を有するものにも本発明が適用できる
ことはもちろんである。
【００４８】本発明は前述の実施形態や変形例に限定さ
れるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で前述
の実施形態や変形例の変更または組合せによる各種ウェ
ーハ用熱処理装置及び方法も本発明の請求の範囲に含ま
れるべきものである。
【００４９】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、熱処
理される時のウェーハの表面温度分布が所定の基準温度
分布に近づくようにウェーハの傾度やウェーハと熱伝達
プレートとの間隔を予め調整できるので、きめ細かい温
度制御が必要な場合にも複数セットの熱処理装置を使っ
てウェーハを並列に熱処理でき、これにより半導体製造
工程中に現れるボトルネック現象の問題を解決でき、生
産性が大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来のウェーハ用熱処理装置の一例の概略断
面図である。
【図２】 本発明の一実施形態に係るウェーハ用熱処理
装置の概略断面図である。
【図３】 図２の熱処理装置を"Ａ"方向からみた概略図
である。
【図４】 第１ベークユニットの熱伝達プレートの表面
温度分布図である。
【図５】 第２ベークユニットの熱伝達プレートの表面
温度分布図である。
【図６】 第１ベークユニットによって熱処理されたウ
ェーハの表面温度分布図である。
【図７】 第２ベークユニットによって熱処理されたウ
ェーハの表面温度分布図である。
【図８】 第２ベークユニットの各スペーサーの高さを
調整した状態で熱処理されたウェーハの表面温度分布図
である。
【図９】 本発明の他の実施形態に係るウェーハ用熱処
理装置の概略断面図である。
【図１０】 図９の熱伝達プレートを"Ａ"方向からみた
概略図である。
【図１１】 本発明のさらに他の実施形態に係るウェー
ハ用熱処理装置の熱伝達プレート部位の概略断面図であ
る。
【図１２】 図１１の熱伝達プレートの概略底面図であ
る。
【符号の説明】
１ ハウジング ２ 熱伝達プレート ３ ヒーター ９ ウェーハ １０ ハウジング １１ 下部ケース １２ 上部ケース ２０ 熱伝達プレート ２５ ガイドピン ３０ スペーサー ４０ ピン型のスペーサー ４１ ウォームホイール ５０ モーター ５１ ウォーム ９１ 左側縁部 ９２ 右側縁部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 朴 庚 ▲緒▼ 大韓民国京畿道龍仁市器興邑農書里山24番 地 (72)発明者 全 基 鉉 大韓民国京畿道水原市勧善区勧善洞 碧山 アパート403棟502号 (72)発明者 蔡 ▲き▼ 善 大韓民国京畿道水原市勧善区勧善洞 漢城 アパート809棟504号

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 熱伝達プレートと、前記熱伝達プレート
    との熱交換を通じて熱処理されるウェーハを該熱伝達プ
    レートから離隔した状態で対面支持するように前記熱伝
    達プレートの上面から突設してなる複数のスペーサーを
    具備してなり、前記各スペーサーは、該スペーサーに支
    持されたウェーハと前記熱伝達プレートとの間隔及び前
    記熱伝達プレートに対するウェーハの傾度が調整できる
    ように、それぞれ独立して前記熱伝達プレートの上面か
    らの突出高さが調整可能に設けられていることを特徴と
    するウェーハ用熱処理装置。
  2. 【請求項２】 前記熱伝達プレートには載置されるウェ
    ーハに周設するように複数のガイドピンが設けられてな
    り、前記各スペーサーは前記各ガイドピンに嵌合し、前
    記各スペーサーは取り替え可能であることを特徴とする
    請求項１に記載のウェーハ用熱処理装置。
  3. 【請求項３】 前記各スペーサーは、前記熱伝達プレー
    トに対して昇降可能に設けられていることを特徴とする
    請求項１または２に記載のウェーハ用熱処理装置。
  4. 【請求項４】 前記各スペーサーは、前記熱伝達プレー
    トに螺合されてなり、回転によって昇降することを特徴
    とする請求項３に記載のウェーハ用熱処理装置。
  5. 【請求項５】 前記各スペーサーにそれぞれ対応するモ
    ーターと、前記各モーターの動力を対応する前記各スペ
    ーサーに伝達する動力伝達機構とをさらに具備してなる
    ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の
    ウェーハ用熱処理装置。
  6. 【請求項６】 ウェーハの表面温度分布が所定の温度分
    布となるように熱伝達プレートの上面から突設してなる
    各スペーサーの高さをそれぞれ調整する段階と、前記各
    スペーサー上に前記ウェーハを載置する段階と、前記熱
    伝達プレートからの熱伝達により前記ウェーハを熱処理
    する段階を含むことを特徴とするウェーハ用熱処理方
    法。
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