JP2001148281A

JP2001148281A - 加熱装置

Info

Publication number: JP2001148281A
Application number: JP33179599A
Authority: JP
Inventors: Kanichi Kadotani; ▲皖▼一門谷; Toshio Yoshimitsu; 利男吉光; Akihiro Osawa; 昭浩大沢; Katsuo Saibi; 克男齋尾; Yoshinobu Masutani; 栄伸増谷; Kenichi Bando; 賢一板東
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1999-11-22
Filing date: 1999-11-22
Publication date: 2001-05-29

Abstract

(57)【要約】【課題】処理温度を変更する際に要する時間を短縮し
て、効率的な加熱／冷却処理が行えると共に、一定の品
質が保証される被処理体の加熱装置及び加熱方法を提供
する。【解決手段】加熱装置(1) はケーシング(2) の内部に温
度制御プレート(3) を配している。同プレート(3) の半
導体ウェハ(W) の支持面(3a)は多様な処理温度に制御可
能である。更に前記ケーシング(2) は前記温度制御プレ
ート(3) に近接して対向する対向面部(4) を有してい
る。少なくとも前記処理温度を変更する際には、前記対
向面部(4) を降下して所要の温度に加熱された前記支持
面(3a)に当接させ、前記支持面(3a)と、対向面部(4)
と、それらの面の間の領域との三者の温度を短時間でバ
ランス状態に調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は被処理体を加熱／冷
却処理する加熱装置及び加熱処理方法に関し、更に詳し
くは、半導体ウェハの加熱処理に特に適した加熱装置及
び加熱処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体の製造工程では、半導体ウェハの
洗浄液の乾燥や、半導体ウェハ表面に塗布されたレジス
ト液の溶剤除去、レジスト物性の安定化などのために、
半導体ウェハのベーキングが行われている。更に、半導
体の一連の製造工程においては、ベーキングに続いてク
ーリングも行われる。

【０００３】これらベーキングとクーリングとはそれぞ
れ異なる空間において、加熱専用装置又は冷却専用装置
により別個に行われるのが一般的である。すなわち、単
一の半導体ウェハを加熱専用装置にてベーキングした
後、同加熱専用装置から冷却専用装置へと移してクーリ
ングを行っている。

【０００４】半導体ウェハの前記加熱専用装置として
は、装置がコンパクトであること、また処理効率が良い
ことから、ケーシング内に配されたホットプレートの表
面に半導体ウェハを載置して同ウェハを直接加熱する加
熱装置が採用されている。

【０００５】この加熱専用装置により半導体ウェハを加
熱すると、同ウェハは密閉状態とされたケーシング内の
同ウェハの上方空間には加熱による対流が生じる。その
とき発生する気流により、半導体ウェハの加熱温度が安
定せず、しかも半導体ウェハの全面にわたって均一に加
熱されないといった不都合が生じる。

【０００６】そこで従来から、ホットプレート上に載置
された半導体ウェハと、同ウェハに対向する面とを可能
な限り近接させることにより、半導体ウェハと対向面と
の間での気流の発生を抑制し、半導体ウェハの加熱温度
を安定させると共に、同ウェハの全体を均一に加熱する
ようにしている。また、対向面を半導体ウェハに近接さ
せることにより、同ウェハの下方のホットプレートから
の熱量を有効に前記ウェハに作用させることができるた
め、処理速度を高めることができる。

【０００７】この加熱専用処理装置では、前記対向面の
温度を含むケーシング全体の雰囲気温度がバランス状態
となれば、それらの温度は一定となり、特に半導体ウェ
ハの処理温度に大きく影響する前記対向面の温度も安定
するため、複数の半導体ウェハを連続して加熱処理した
場合にも、それらは全て一律の温度で加熱処理されるた
め、一定の品質の半導体ウェハを製造することができ
る。

【０００８】一方、ベーキングとクーリングとを同一の
空間、すなわち単一の装置により連続的に行うことので
きる熱処理装置としては、例えば特開平３−６９１１１
号公報に開示された熱処理装置がある。この装置による
熱処理方法では、加熱及び冷却が可能な温度制御装置が
半導体ウェハの上下両側に、同ウェハと所要の間隔をあ
けて配されており、半導体ウェハの表裏両面から加熱又
は冷却するものである。このように半導体ウェハの上下
両側に温度制御装置を配することにより、処理時間の短
縮を図っている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ベーキ
ングとクーリングとを同一処理装置内で連続的に行う上
記公報に開示された熱処理装置では、半導体ウェハの上
下に配されている温度制御装置は、前記ウェハと所要の
間隔をあけて配されているため、特に加熱と冷却との相
互の切換時には、温度制御装置から放出或いは同装置に
吸収される熱量は、半導体ウェハの加熱・冷却にのみ利
用されるものではない。温度制御装置から放出或いは同
装置に吸収される熱量はケーシング内の雰囲気とその雰
囲気内に配された半導体ウェハとの双方を一律に昇温又
は降温させるために使用される。そのため、半導体ウェ
ハの加熱と冷却との切換え時に速やかな温度変化が期待
できず、相変わらずその処理時間は長くなってしまう。

【００１０】一方、前述の同一処理装置及び加熱／冷却
の専用処理装置にあっては、常に同一の設定温度で加熱
・冷却処理を行うものではなく、半導体ウェハの品質や
処理段階に応じて、その設定温度を変更させる場合があ
る。

【００１１】その設定温度の変更時に、単にホットプレ
ートの設定温度を変化させて加熱しても、そのケーシン
グ内の雰囲気及び対向面の温度は即座には変化せず、前
記ホットプレートからの熱量によりケーシング内の雰囲
気温度が緩やかに変化し、それにつれて前記対向面の温
度も徐々に変化する。

【００１２】ここで、ケーシング内の雰囲気温度が一定
となっておらず、対向面の温度も安定化していない状態
で、半導体ウェハをホットプレート上に載置して加熱処
理した場合、ケーシング内の雰囲気温度及び対向面の温
度は安定化するまで昇温が続き、半導体ウェハの加熱温
度が経時的に変化することになる。そのため、連続して
導入される複数枚の半導体ウェハ間における処理温度が
異なってしまい、一定品質の半導体ウェハを製造できな
くなる。

【００１３】従って、温度変更時にはケーシング内の雰
囲気温度及び対向面温度がバランス状態となってそれら
の温度が安定するまで、半導体ウェハの処理を行うこと
ができず、製造効率が著しく損なわれることになる。

【００１４】そこで、本発明は処理温度を変更する際に
要する時間を短縮して、効率的な加熱／冷却処理が行え
ると共に、一定の品質が保証される被処理体の加熱装置
及び加熱方法を提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段及び作用効果】かかる課題
を解決するために、本件請求項１に係る発明は、ケーシ
ングと、前記ケーシング内に配され、少なくとも一表面
が被処理体の支持面を構成し、その支持面を多様な処理
温度に制御可能な温度制御プレートとを備えてなる加熱
装置であって、前記ケーシングは前記温度制御プレート
に近接して対向する対向面を有し、少なくとも前記処理
温度を変更する際に、前記支持面と、前記対向面と、そ
れらの面の間の領域との三者の温度を短時間でバランス
状態に調整するバランス化機構を備えてなることを特徴
としている。

【００１６】なお、本発明において加熱装置とは、少な
くとも加熱処理を行うことのできる装置である。従っ
て、加熱処理を専用に行う加熱専用装置であってもよ
く、或いはその他の処理、例えば冷却処理機能を併せ持
ち、単一の被処理体に加熱と冷却とを連続して行うこと
のできる装置をも含むものである。

【００１７】加熱装置において温度制御プレートの処理
温度を変更すると、その変更後、ケーシング内の全体が
バランス状態となるまでは、前記対向面の温度やケーシ
ング内の雰囲気温度も変化する。前記対向面が被処理体
に近接して位置している場合には、前記対向面の温度変
化が前記被処理体の処理温度にも大きく影響する。その
ため、前記加熱装置のケーシング内全体がバランス状態
となる前に処理を行うと、前記被処理体の処理温度も経
時的に変化し、前後の被処理体には一律の熱処理がなさ
れないこととなる。

【００１８】しかしながら、本発明の加熱装置にあって
は、前記バランス化機構を備えており、少なくとも前記
支持面と、同支持面に対向する前記対向面と、前記支持
面及び前記対向面の間の領域との三者の温度を、それぞ
れのバランス温度に強制的に短時間で調整することがで
きる。そのため、処理温度変更後に速やかに被処理体の
処理を再開することができ、従来のようにケーシング内
の雰囲気温度が自然にバランス状態となるまで処理を停
止していた場合に比べて、処理温度の切換えに要する時
間を著しく短縮できる。そのため、製造効率も大幅に向
上する。

【００１９】なお、前記対向面はアルミニウムやＳＵＳ
などの金属材料を採用できるが、温度レスポンスを向上
させるためには、熱容量を小さくすべく、ポリイミドや
ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、フッ素樹脂
などの合成樹脂材料を使用することが好ましい。

【００２０】前記加熱装置において、前記温度制御プレ
ートの支持面、前記対向面、及びそれらの面の間の領域
の三者を含む、ケーシング内全体の雰囲気がバランス状
態となっている場合、即ち、前記温度制御プレートの支
持面、前記対向面、それらの面の間の領域、及びその他
の領域のそれぞれが独自のバランス温度になっている場
合には、前記対向面は格別な加熱又は冷却手段を備えて
いなくても経時的にその温度が変化することはなく、一
定の温度を維持できる。前記温度制御プレートの支持面
及び前記対向面の温度が一定であれば、前記支持面に支
持された被処理体は常に一定の温度で熱処理がなされ
る。

【００２１】そこで、本件請求項２に係る発明にあって
は、前記バランス化機構は、前記対向面が所要の温度に
加熱された前記温度制御プレートに対して相対的に接離
する接離機構を有している。

【００２２】被処理体の処理温度がある所望温度の場合
に、温度制御プレート、被処理体、前記対向面が上述の
バランス状態となるときの前記対向面のバランス温度を
予め測定しておく。そして処理温度を変更する際に、前
記対向面と前記温度制御プレートとを相対的に移動させ
て両者を当接或いは近接させ、同対向面が同対向面のバ
ランス温度になったところで、前記対向面と前記温度制
御プレートとを離間させる。このように、前記対向面は
前記温度制御プレートにより前記対向面のバランス温度
に速やかに変更されるため、処理温度の変更時に温度制
御プレート、被処理体、及び前記対向面の温度がバラン
ス状態となるのに要する時間が著しく短縮され、処理効
率が大幅に向上する。

【００２３】なお、前記温度制御プレートと前記対向面
との相対的に接離する接離機構とは、いずれか一方を他
方に向けて移動させる機構であってもよく、或いは双方
を接離方向に移動する機構であってもよい。ここで、一
般に加熱装置では被処理体の出し入れをする際に、ケー
シングの上半部を上方に移動させる機構を既に有してい
る。この従来から備えているケーシングの移動機構を利
用し、前記対向面を含む前記ケーシングの上半部を、被
処理体の処理時よりも更に下方へと移動可能にすること
により、装置の設計を大幅に変更することなく、温度調
整を行うことができるため、好ましい。

【００２４】本件請求項３に係る発明では、前記バラン
ス化機構は、前記対向面に配された温調手段である。こ
の加熱装置にあっては、処理温度を変更する際には、前
記温調手段により前記対向面を同対向面のバランス温度
に変更すると共に、前記温度制御プレートを所望の処理
温度に変更する。このように、前記対向面の温度を温調
手段により速やかに変更することができるため、温度制
御プレート、被処理体、及び前記対向面の温度がバラン
ス状態となるのに要する時間が著しく短縮され、処理効
率が大幅に向上する。なお、前記対向面を、ケーシング
内全体がバランス状態となったときの同対向面のバラン
ス温度に変更した後は、前記対向面は一定の温度を維持
できるため、前記温調手段は作動を停止させる。すなわ
ち、被処理体の処理時には前記温調手段は作動させな
い。

【００２５】或いは、前記温調手段は処理温度に拘ら
ず、常に一定温度に調整させることもできる。なお、こ
の場合は、前記温調手段の作動を停止すると、ケーシン
グ内全体の雰囲気温度がバランス状態となるまで、前記
対向面の温度も変化してしまうため、前記温調手段は常
に作動させる必要があり、温度変更時のみならず、被処
理体の処理時にも前記温調手段を作動させなければなら
ない。

【００２６】前記温調手段としては、たとえば所望の温
度に調整された温調用の流体を前記対向面に流通させる
方法や、電熱線を前記対向面の表面又は内部に配する方
法などが挙げられる。また、通常、半導体ウェハの加熱
処理の際には一定温度のパージガスをケーシング内に供
給しているが、温調手段としてこのパージガスを利用す
ることもできる。例えば、温度の切換え時にのみ作動さ
せる温調手段の場合には、このパージガスの供給経路内
に前記対向面を位置させ、温度切換え時に、被処理体の
処理時よりも大量のパージガスを供給して、同パージガ
スにより前記対向面の温調を行うことができる。

【００２７】更に本件請求項４に係る発明は、ケーシン
グ内において、多様な処理温度に制御可能な温度制御プ
レートに支持された被処理体を所定の処理温度で加熱処
理する方法であって、前記処理温度を変更する際に、前
記温度制御プレートとその対向面と両者間の領域との三
者の温度を、バランス化機構により短時間でバランス状
態に調整することを特徴としている。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を参照して具体的に説明する。図１は本
発明の第１実施例である半導体ウェハの加熱装置１の内
部構造を示す概略図である。

【００２９】前記加熱装置１は密閉空間を形成するケー
シング２の下壁部２ａに温度制御プレート３が設置され
ている。前記温度制御プレート３はヒータと冷却流体の
流路３ｃとを内臓しており、同プレート３の上面３ａを
所望の処理温度に制御可能である。その上面３ａは半導
体ウェハＷの支持面３ａとなっており、同支持面３ａに
は複数の支持ピン３ｂが突設され、同支持ピン３ｂによ
り半導体ウェハＷが支持されている。

【００３０】更に前記ケーシング２は、前記温度制御プ
レート３の支持面３ａと対向する位置に、且つ同支持面
３ａに平行に、プレート状の対向面部４を有している。
この対向面部４にはアルミニウムやＳＵＳなどの金属を
採用でき、或いは温度レスポンスを向上させるために、
熱容量の小さなポリイミド、ＰＥＥＫ、フッ素樹脂など
の樹脂を使用することもできる。

【００３１】前記対向面部は前記支持面３ａと略同一の
面積をもち、前記ケーシングの上壁部２ｂからピストン
ロッド５により垂下して取り付けられている。前記ピス
トンロッド５の作動により前記対向面部４は前記支持面
３ａに対して接離する方向（上下方向）に移動可能であ
る。

【００３２】前記対向面部４は、図１に示すように、前
記支持面３ａに半導体ウェハＷを載置して前記温度制御
プレート３を作動させ、前記半導体ウェハＷを加熱する
際には、同ウェハＷの上方空間に対流が発生しないよう
前記半導体ウェハＷに近接して位置させている。

【００３３】本実施例にあっては、前記ケーシング２の
上壁部２ｂから前記対向面部４の周縁部分に向けて仕切
り壁２ｃを延設し、加熱処理時の位置にある前記対向面
部４と前記上壁部２ｂとの間の空間６を閉塞すると共
に、前記対向面部４に複数の貫通孔４ａを形成してい
る。更に、前記上壁部２ｂを貫通して前記空間６へパー
ジガス供給管７を配して、前記空間６にパージガスを供
給して、前記対向面部４の貫通孔４ａからパージガスを
加熱処理空間へと導入している。

【００３４】また、前記ケーシング２はその周壁部２ｄ
において上下に２分割可能に形成されており、半導体ウ
ェハＷの出し入れの際に前記ケーシング２の上部を上方
へ移動させて開放できるようになっている。更にケーシ
ング２の下壁部２ａには排気口８が形成されている。な
お、ケーシング２の分割位置や排気口８の形成位置は上
述の部位に限定されるものではなく、装置の設計に応じ
て適宜、変更が可能である。

【００３５】前記加熱装置１により半導体ウェハＷを加
熱処理するには、先ず、ケーシング２を開放して半導体
ウェハＷを温度制御プレート３の支持面３ａの支持ピン
３ｂ上に載置し、前記ケーシング２を閉じる。前記支持
面３ａに載置された半導体ウェハＷは前記温度制御プレ
ート３により所定の処理温度に加熱される。一定時間が
経過し加熱処理が終了した後、再びケーシング２を開放
して内部にある処理済みの半導体ウェハＷを取り出し、
新たな半導体ウェハＷを前記温度制御プレート３の支持
面３ａ上に載置する。かかる工程を繰り返して、複数枚
の半導体ウェハＷに一定の加熱処理を施す。

【００３６】ここで、半導体ウェハを処理温度に加熱す
る際に、前記加熱装置１は前記温度制御プレート３（支
持面３ａ）の温度に応じて、前記対向面部４の温度と、
同対向面部４及び支持面３ａの間の領域の温度とを含む
ケーシング２内全体の雰囲気温度がバランス状態とな
る、それら各々のバランス温度が一義的に決定する。

【００３７】上述の連続する加熱処理において、処理温
度を変更する必要が生じた場合には、ケーシング２全体
の温度がバランス状態となってから、半導体ウェハＷの
加熱処理を再開する。

【００３８】上記加熱装置１の場合には、先ず、処理済
みの半導体ウェハＷを温度制御プレート３の支持面３ａ
から取り除き、前記ケーシング２を閉じる。そして、前
記温度制御プレート３を、他の処理温度における前記対
向面部４のバランス温度に設定すると共に、図２に示す
ように、前記対向面部４をピストンロッド５の駆動によ
り下方へと移動させて、前記対向面部４を前記温度制御
プレート３の支持面３ａに当接或いは近接させる。

【００３９】それにより、前記対向面部４はそのバラン
ス温度へと強制的に短時間で調整される。その後、前記
対向面部４を再びもとの処理位置まで戻すと共に、前記
温度制御プレート３を所望の処理温度に変更する。この
とき、前記対向面部４と前記支持面３ａとの間隔が小さ
く、両者間の領域はその容積が小さいため、前記領域も
速やかにバランス温度となる。

【００４０】こうして、前記支持面３ａの処理温度に対
応して、前記対向面部４、及び同対向面部４と前記支持
面３ａと間の領域がそれぞれのバランス温度となった
後、ケーシング２を開放して新たな半導体ウェハＷを前
記支持面３ａに載置し、他の処理温度による加熱処理を
再開する。

【００４１】このように、上記実施例では前記対向面部
４を上下動させて前記温度制御プレートに当接或いは近
接させて、前記対向面部４を速やかにバランス温度に調
整できるため、処理温度を変更する際にケーシング２内
の全体が短時間でバランス状態となる。そのため、処理
効率も大幅に向上する。

【００４２】図３及び図４は、本発明の第２実施例によ
る加熱装置１１の内部構造を示す概略図である。同図に
おいて上述した第１実施例の加熱装置１と実質的に同一
の部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略す
る。

【００４３】第２実施例による加熱装置１１は、ケーシ
ング１２及び温度制御プレート３の支持面３ａに対向す
る対向面部１４の構成が一部、上述の第１実施例と異な
る。前記ケーシング１２は密閉空間を形成し、その周壁
部において上ケーシング部１２ａと下ケーシング部１２
ｂとに２分割されている。上ケーシング部１２ａの周壁
は下ケーシング部１２ｂの周壁に外嵌しており、両周壁
の間はシール部材によりシールされている。

【００４４】前記ケーシング１２は前記温度制御プレー
ト３の支持面３ａと対向する位置に、同支持面３ａに平
行な対向面部１４を有している。この対向面部１４は前
記支持面３ａよりも一回り大きな面積をもつ金属製プレ
ートの周縁から、下方にフランジ１４ｂが延設された形
態を有している。このように、前記対向面部１４の周縁
にフランジ１４ｂを延設すれば、前記支持面３ａの周縁
部分において対流の発生を効果的に抑制できるため、半
導体ウェハＷのより均一な加熱が可能となる。

【００４５】同対向面部１４は前記上ケーシング部１２
ａの上壁部１２ｃに、仕切り壁１２ｄを介して一体に固
着されている。前記対向面部１４には複数の貫通孔１４
ａが形成されており、空間６にパージガス供給管７から
パージガスを供給し、前記対向面部１４の貫通孔１４ａ
からパージガスを加熱処理空間へと導入している。

【００４６】前記ケーシング１２は半導体ウェハＷの出
し入れの際に前記上ケーシング部１２ａを上方へ移動さ
せて開放できるようになっている。更に同ケーシング１
２は、図３に示す半導体ウェハＷの加熱処理時における
前記上ケーシング部１２ａの位置から更に下方へ、図４
に示すように前記対向面部１４が温度制御プレート３の
支持面３ａに当接或いは近接する位置まで移動可能であ
る。

【００４７】前記加熱装置１１において処理温度を変更
する際には、先ず、前記ケーシング１２の上ケーシング
部１２ａを上方へ移動して処理済みの半導体ウェハＷを
温度制御プレート３の支持面３ａから取り除く。その
後、前記温度制御プレート３を、他の処理温度における
前記対向面部１４のバランス温度に設定すると共に、前
記上ケーシング部１２ａを降下させる。このとき、前記
上ケーシング部１２ａは図４に示すように、前記対向面
部１４が前記温度制御プレート３の支持面３ａに当接或
いは近接するまで降下させる。

【００４８】前記対向面部１４を前記温度制御プレート
３に当接させて同対向面部１４をそのバランス温度へと
強制的に短時間で調整する。その後、前記上ケーシング
部１２ａを上方へと移動させると共に、前記温度制御プ
レート３を所望の処理温度に変更し、ケーシング１２内
全体の雰囲気温度をバランス状態に調整する。

【００４９】同実施例による加熱装置１１は、従来から
ケーシング２の開閉のために備えていた、上ケーシング
部１２ａの上下への移動手段に、更に一段階下方への移
動ができるように変更を加えればよく、装置として大幅
に設計を変更したり、複雑化することがないため、装置
１１のコストアップを抑えることができる。

【００５０】なお、上述した第１及び第２実施例では、
前記対向面部４，１４を前記温度制御プレート３の支持
面３ａに対して接離方向に移動可能としているが、もち
ろん、前記温度制御プレート３に上下方向への移動手段
を配して前記対向面部４，１４に対して接離させてもよ
く、或いは前記対向面部４，１４と前記温度制御プレー
ト３との双方を接離方向に移動可能としてもよい。

【００５１】図５は、本発明の第３実施例による加熱装
置２１の内部構造を示す概略図である。同装置において
も、第１実施例と実質的に同一の構成については同一の
符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【００５２】第３実施例の加熱装置２１は、温度制御プ
レート３の半導体ウェハＷの支持面３ａに対向する対向
面部２４が温調手段を備えている点で上述の第１及び第
２実施例とは異なる。金属製プレートからなる前記対向
面部２４は、ケーシング２の上壁部２ａに仕切り壁２ｃ
を介して一体に固着されている。同対向面部２４には複
数の貫通孔２４ａが形成されており、空間６にパージガ
ス供給管２７から一定温度（室温）のパージガスを供給
し、前記対向面部２４の貫通孔２４ａからパージガスを
加熱処理空間へと導入している。更に、前記対向面部２
４は、図６に示すように、その上面にニクロム線などか
らなるヒータ線２４ｂが取り付けられている。

【００５３】前記加熱装置２１はパージガス供給管２７
は主流路２７に絞り弁２７ａが配されており、半導体ウ
ェハＷの加熱処理時には、前記絞り弁２７ａにより流量
を調節して供給される。更に、前記パージガス供給管２
７には開閉バルブ２７ｃを有する分岐流路２７ｄが形成
されている。

【００５４】前記加熱装置２１による加熱処理におい
て、処理温度を高温側に変更する場合、前記ヒータ線２
４ｂに通電して前記対向面部２４を対応するバランス温
度まで加熱する。また、処理温度を低温側へ変更する場
合は、前記パージガス供給管２７の主流路２７に配され
た絞り弁２７ａを閉めると共に、分岐流路２７ｄの開閉
バルブ２７ｃを開いて加熱処理時よりも大量のパージガ
スを前記空間６に供給し、前記対向面部２４を対応する
バランス温度まで冷却する。

【００５５】このように、上記加熱装置２１では、パー
ジガスの導入とヒータ線２４ｂとにより前記対向面部２
４を所望の温度に温調することができるため、温度変更
時には前記対向面部２４を速やかに対応するバランス温
度に変更でき、処理効率を著しく向上させることができ
る。

【００５６】なお、上述した第１及び第２実施例にあっ
ても、パージガスを対向面部４，１４の冷却に利用すべ
く、パージガス供給管７に分岐流路を形成して開閉バル
ブを設けることもできる。

【００５７】図７は、本発明の第４実施例による加熱装
置３１の内部構造を示す概略図である。同装置において
も、第１実施例と実質的に同一の構成については同一の
符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【００５８】第４実施例による前記加熱装置３１は、温
度制御プレート３の半導体ウェハＷの支持面３ａに対向
する対向面部３４が温調手段を備えている。金属製プレ
ートからなる前記対向面部３４は複数の貫通孔３４ａが
形成されており、その内部には温調流体の流路３４ｂを
有しており、前記対向面部３４が所望の温度に温調され
る。

【００５９】上記加熱装置３１により半導体ウェハＷを
加熱処理する場合に、前記対向面部３４への温調流体の
導入は停止しており、前記対向面部３４の温度はケーシ
ング２内全体の雰囲気温度がバランス状態となっている
ときの、対応する前記対向面部３４のバランス温度に維
持される。

【００６０】前記温度制御プレート３の支持面３ａの処
理温度を変更する場合には、前記対向面部３４の温度
を、変更後の処理温度においてケーシング２内全体の雰
囲気温度がバランス状態となっているときの、対応する
バランス温度に変更するために、対応するバランス温度
に調整された温調流体を、前記対向面部３４内の流路２
４ｂに導入する。そして、前記対向面部が前記バランス
温度になった時点で前記温調流体の導入を停止し、半導
体ウェハＷの加熱処理を再開する。この場合も、前記対
向面部３４の温度を速やかに変更できるため、処理温度
の変更に要する時間を大幅に短縮でき、処理効率が著し
く向上する。

【００６１】或いは、対向面部３４に温調手段を配した
本実施例の加熱装置３１にあっては、前記ケーシング２
内の全体をバランス状態とする必要はない。即ち、前記
対向面部３４を温調流体により、処理温度より低い温度
に、常に一定に維持し、前記温度制御プレート３の支持
面３ａと前記対向面部３４と同支持面３ａ及び対向面部
３４の間の領域との三者のみの温度をバランス状態とす
ることもできる。

【００６２】この場合には、前記温調流体の導入を停止
すると、前記対向面部３４は前記ケーシング２内全体の
雰囲気温度がバランス状態となったときの対応するバラ
ンス温度まで変化してしまう。そのため、同装置３１に
より加熱処理を行う場合には、前記対向面部３４には常
に温調流体を導入する必要がある。

【００６３】以上、説明した加熱装置はいずれも、加熱
処理を専用に行う加熱専用装置であるが、本発明はそれ
に限定されるものではなく、加熱と冷却との双方を行う
加熱装置にも適用可能である。

【００６４】また、上述した加熱装置はいずれも、温度
制御プレートの支持面に対向する対向面部をケーシング
の上壁部と離間させて形成し、両者間の空間にパージガ
スを導入して、前記対向面部に形成した複数の貫通孔か
らパージガスを処理空間に供給しているが、パージガス
の導入位置は上述に限定されるものではない。例えば、
ケーシングの側壁部など他の位置から導入することもで
きる。その場合、本発明の対向面部をケーシングの上壁
面により構成することもできる。勿論、上述の実施例と
同様に、上壁面とは別に対向面部を設けてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例である加熱装置の内部構造
を示す概略図である。

【図２】上記装置の処理温度を変更する際の状態を示す
概略図である。

【図３】本発明の第２実施例である加熱装置の内部構造
を示す概略図である。

【図４】上記装置の処理温度を変更する際の状態を示す
概略図である。

【図５】本発明の第３実施例である加熱装置の内部構造
を示す概略図である。

【図６】上記装置の対向面部を示す図である。

【図７】本発明の第４実施例である加熱装置の内部構造
を示す概略図である。

【符号の説明】

１,11,21,31 加熱装置２ケーシング２ａ下壁部２ｂ上壁部２ｃ仕切り壁２ｄ周壁部３温度制御プレート３ａ支持面３ｂ支持ピン３ｃ冷却流体の流路４対向面部４ａ貫通孔５ピストンロッド６空間７パージガス供給管８排気口１２ケーシング１２ａ上ケーシング部１２ｂ下ケーシング部１２ｃ上壁部１２ｄ仕切り壁１４対向面部１４ａ貫通孔１４ｂフランジ２４対向面部２４ａ貫通孔２４ｂヒータ線２７パージガス供給管２７ａ主流路２７ｂ絞り弁２７ｃ開閉バルブ２７ｄ分岐流路３４対向面部３４ａ貫通孔３４ｂ温調流体の流路Ｗ半導体ウェハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大沢昭浩神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製作所研究本部内 (72)発明者齋尾克男神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製作所研究本部内 (72)発明者増谷栄伸神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製作所研究本部内 (72)発明者板東賢一神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製作所研究本部内Ｆターム(参考） 3K034 AA02 AA22 BB02 BB14 BC12 BC29 EA03 FA13 FA15 FA17 FA40 GA02 GA10 JA02 5F046 KA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケーシングと、前記ケーシング内に配され、少なくとも一表面が被処理
体の支持面を構成し、その支持面を多様な処理温度に制
御可能な温度制御プレートと、を備えてなる加熱装置であって、前記ケーシングは前記温度制御プレートに近接して対向
する対向面を有し、少なくとも前記処理温度を変更する際に、前記支持面
と、前記対向面と、それらの面の間の領域との三者の温
度を短時間でバランス状態に調整するバランス化機構を
備えてなることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】前記バランス化機構は、前記対向面が所
要の温度に加熱された前記温度制御プレートに対して相
対的に接離する接離機構を有してなる請求項１記載の加
熱装置。
【請求項３】前記バランス化機構は、前記対向面に配
された温調手段である請求項１記載の加熱装置。
【請求項４】ケーシング内において、多様な処理温度
に制御可能な温度制御プレートに支持された被処理体を
所定の処理温度で加熱処理する方法であって、前記処理温度を変更する際に、前記温度制御プレートと
その対向面と両者間の領域との三者の温度を、バランス
化機構により短時間でバランス状態に調整することを特
徴とする加熱処理方法。