JP2002203995A - 基板加熱方法、基板冷却方法、及びそれらの装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】焦電性基板に対する加熱の際に大幅な温度上昇
を伴わずに放電の発生を防止することができる基板加熱
方法及び装置を提供すること。 【解決手段】焦電性基板（１）を加熱部（２）に対して
所定距離離れるよう保持し、前記焦電性基板（１）を加
熱し、前記焦電性基板（１）の電荷を除去し、前記焦電
性基板（１）に対して最終的な加熱を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、焦電性基板を使用
するデバイス製造装置に適用され、該基板の加熱、冷却
を行なう基板加熱方法、基板冷却方法、及びそれらの装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来例に係る焦電性基板を加熱
するコータ・デベロッパ等の装置の一部構成を示す側面
図である。この装置では、ヒータ１１上表面にＡl等の
配線材１３を成膜したウェハ１２が直接載置されてお
り、この状態でヒータ１１によりウェハ１２が加熱され
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の手法により焦電
性基板であるウェハ１２を加熱すると、その表面と裏面
が帯電し、表面の帯電圧が数ｋｖになった状態で放電が
発生する。この放電により、ウェハ１２にパーティクル
が発生したり、ウェハ１２が割れたりするといった問題
が生じる。ウェハ１２は加熱されたとき、表面と裏面が
それぞれ反対の極性に帯電する。このため、ウェハ１２
の両面の電荷を除去する必要がある。

【０００４】このようなウェハ１３の電荷を除去するた
めに、従来ではイオナイザーにより除電がされていた。
しかし、この方法ではウェハ１３の温度上昇が大きい
と、帯電に対して除電が間に合わないという問題も発生
する。また、ウェハ１３の表面からだけ除電する方法で
は、裏面は除電できないため、裏面とヒータ１１との間
で放電が発生するという問題も生じる。また、表面の除
電も裏面の帯電の影響を受けてうまく行なえない場合も
ある。

【０００５】本発明の目的は、焦電性基板に対する加熱
の際に大幅な温度上昇を伴わずに放電の発生を防止する
ことができる基板加熱方法、及びその装置を提供するこ
とにある。

【０００６】また本発明の目的は、焦電性基板に対する
冷却の際に効果的に除電を行なうことができる基板冷却
方法、及びその装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明の基板加熱方法、基板冷却方
法、及びそれらの装置は以下の如く構成されている。

【０００８】本発明の基板加熱方法は、焦電性基板を加
熱部に対して所定距離離れるよう保持し、前記焦電性基
板を加熱し、前記焦電性基板の電荷を除去し、前記焦電
性基板に対して最終的な加熱を行なう。

【０００９】本発明の基板冷却方法は、所定の処理が行
なわれた後の焦電性基板を保持部に対して所定距離離れ
るように保持し、前記焦電性基板を除電しながら冷却す
る。

【００１０】本発明の基板加熱装置は、焦電性基板を保
持するための保持手段と、前記焦電性基板を加熱するた
めの加熱手段と、前記焦電性基板に蓄積される電荷を除
去する除電手段と、前記保持手段により前記焦電性基板
を前記加熱手段に対して所定距離離れるよう保持した状
態で前記加熱手段により前記焦電性基板を加熱するとと
もに、前記除電手段により前記焦電性基板の電荷を除去
し、さらに前記加熱手段により前記焦電性基板を最終的
に加熱するよう制御するための制御手段と、から構成さ
れている。

【００１１】本発明の基板冷却装置は、焦電性基板を保
持台に対して保持するための保持手段と、前記焦電性基
板に蓄積される電荷を除去するための除電手段と、前記
保持手段により前記焦電性基板を前記保持台に対して所
定距離離れるよう保持した状態で、前記除電手段により
前記焦電性基板の電荷を除去しながら前記焦電性基板を
冷却するように制御するための制御手段と、から構成さ
れている。

【００１２】本発明の基板加熱方法及びその装置によれ
ば、焦電性基板を加熱部に接触させずに前記加熱部との
間にギャップを有するよう保持し、前記焦電性基板に対
して除電をすることで、前記焦電性基板における大幅な
温度上昇を伴わずに放電の発生を防止することができ
る。その後、前記焦電性基板を前記加熱部に接触させず
に保持したまま、あるいは前記焦電性基板を前記加熱部
に接触させて最終的な加熱を行なうことにより、前記焦
電性基板の良好な温度分布を確保できる。

【００１３】また本発明の基板冷却方法及びその装置に
よれば、焦電性基板に対する所定の処理が行なわれた後
の冷却の際に、前記焦電性基板を保持部に対して所定距
離離れるように保持し、除電しながら冷却を行なうこと
で、効果的に除電を行なうことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１，図２，図３は、本発明の実
施の形態に係る基板加熱装置の構成を示す側面図であ
る。図１，図２，図３において同一な部分には同符号を
付してある。図１〜図３に示すように、リチウムタンタ
レート（ＬｉＴａＯ₃）からなるウェハ１は、プッシャ
（押出し機）のピン３上に載置された状態で、平行をな
すよう向き合っているヒータ２とリフレクター（反射
板）５の間に配置される。また、ヒータ２とリフレクタ
ー５の側方には、イオナイザー４が配置されている。

【００１５】以下、図１〜図３を基に本基板加熱装置の
動作を説明する。まず、図示しない搬送ロボットのアー
ムにより、ウェハ１が、図１に示すように本装置内にセ
ットされる。このとき、ウェハ１はプッシャのピン３上
に載置される。

【００１６】次に図２に示すように、図示しない制御装
置がプッシャのピン３を下降させ、ウェハ１がヒータ２
から上方に所定距離（例えば２ｍｍ）離れた位置（中間
位置）に到達した時点で、ピン３を停止させる。なお従
来では、ウェハがヒータ上に直接載置された状態で加熱
がされていた。この時、リフレクター５もウェハ１の下
降と同時に下降し、ウェハ１並びにヒータ２に対して所
定位置が保持される。

【００１７】このような状態でウェハ１を保持しなが
ら、上記制御装置の制御により、ヒータ２からウェハ１
に対して加熱が行なわれる。この場合、ヒータ２からの
直射熱によりウェハ１の裏面が加熱されるとともに、リ
フレクター５からの輻射熱によりウェハ１の表面が加熱
される。

【００１８】次に図２に示す状態で、上記制御装置の制
御により、ウェハ１の上面側あるいは側面側に設置され
ているイオナイザー４からイオンが照射されることで、
ウェハ１の表面と裏面に蓄積される電荷が中和され、除
電が行なわれる。この場合、ウェハ１とヒータ２の間に
ギャップが設けられているため、ヒータ２の設定温度よ
り２０℃から３０℃程度低い温度まで徐々に加熱がされ
ており、ウェハ１の表面と裏面の電荷が除去される。

【００１９】次に図２に示す状態で、上記制御装置の制
御により、ヒータ２の設定温度が最終的な目標温度まで
上昇され、プロセス処理としての加熱が行なわれる。な
お、この最終的な加熱の際、図３に示すように、上記制
御装置の制御によりプッシャのピン３を下降させ、ウェ
ハ１をヒータ２上に載置した状態で最終的な目標温度ま
で加熱を行なってもよい。また設定温度を高くし、ギャ
ップを保持した状態で、最終的な温度で加熱してもよ
い。

【００２０】その後、ウェハ１は上記搬送ロボットのア
ームにより図示しない冷却ポジションに移動され、保持
台に対してプッシャ等で所定距離離れるように持ち上げ
られた状態で、イオナイザーによりイオンが照射される
ことで除電されながら、自然冷却される。

【００２１】図４は、パッシェンの放電曲線を示す図で
ある。前述したように、焦電性基板を加熱すると温度上
昇とともに基板表面の帯電圧が変化するため、基板の表
面の電極とヒータとの間、あるいは裏面とヒータとの間
で放電が発生してしまう。この場合、図４に示すような
パッシェンの放電曲線にしたがって火花放電が発生す
る。これを防止するためには、加熱の際に焦電性基板と
ヒータの間にギャップを設け、ウェハ放電開始時の帯電
圧を上げ放電が開始される状態になる前にイオナイザー
により除電する必要がある。

【００２２】なお、ウェハの側面側から除電する際に、
イオナイザーに付属した電位測定装置の測定結果に基づ
き（＋）イオンと（−）イオンの放出時間を調整するイ
オナイザーを使用する場合は、ウェハの表面と裏面にイ
オンが発生している場合にウェハが中和していると誤判
定されるため、十分に除電できないという問題が発生す
ることがある。この対策として、（＋）イオンと（−）
イオンを均等に放射するように設定することにより、除
電が可能となる。また、中和イオンが不足している場合
には、イオナイザーを複数本配置する方法を採用しても
よい。

【００２３】図５は、本実施の形態の変形例を示す図で
あり、リフレクター５を無くし、イオナイザー４をウェ
ハ１の上面側に配置した構成を示す図である。図５に示
すようにウェハ１の上面側からイオナイザー４を照射す
る場合には、ウェハ１の裏面の影響が出るため、中和し
ていると誤判定されるために除電がうまく行なわれない
ことがある。この場合には、表面に発生している電荷を
中和するイオンのみ発生させると、ある程度除電を行な
える。

【００２４】また、ウェハを冷却する際も、ウェハ表面
に発生している電荷を中和するイオンのみを照射するこ
とにより、除電することが可能となる。ウェハの上方か
らイオナイザーを照射する場合には、ウェハの裏面の影
響が出るため、ウェハの裏面をアースがされた図示しな
いプレートで保持することで、さらに効果的に除電を行
なうことができる。

【００２５】本実施の形態では、ウェハを直接ヒータ上
に載せずに、ヒータとの間にギャップを有する位置に保
持し、イオナイザーによりウェハの表面と裏面を除電す
ることで、ウェハの大幅な温度上昇を伴わずに放電を防
止している。また、その後ウェハの温度分布を確保する
ために、ヒータの上方にウェハを位置させたまま、ある
いはヒータ上にウェハを載置させて加熱することによ
り、ウェハの温度分布も悪化させずに加熱をすることが
可能となる。

【００２６】なお、ヒータの上方に保持されたウェハと
ヒータ上でのウェハとの温度変化は２０℃から３０℃程
度であるため、ウェハをヒータ上に載置してさらに加熱
しても、表面と裏面の電圧の上昇を少なくできるため放
電を防止できる。

【００２７】なお、本発明は上記実施の形態のみに限定
されず、要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施でき
る。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、焦電性基板に対する加
熱の際に大幅な温度上昇を伴わずに放電の発生を防止す
ることができる基板加熱方法及び装置を提供できる。

【００２９】また本発明によれば、焦電性基板に対する
冷却の際に効果的に除電を行なうことができる基板冷却
方法、及びその装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る基板加熱装置の構成
を示す図。

【図２】本発明の実施の形態に係る基板加熱装置におい
てウェハが中間位置で保持された状態を示す図。

【図３】本発明の実施の形態に係る基板加熱装置におい
てウェハがヒータ上に載せられ保持された状態を示す
図。

【図４】本発明の実施の形態に係るパッシェンの放電曲
線を示す図。

【図５】本発明の実施の形態の変形例を示す図。

【図６】従来例に係る焦電性基板を加熱する装置の一部
構成を示す図。

【符号の説明】

１…ウェハ ２…ヒータ ３…プッシャー ４…イオナイザー ５…リフレクター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南山 隆幸 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 山下 高志 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Ｆターム(参考） 5F046 KA04 KA10

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】焦電性基板を加熱部に対して所定距離離れ
   るよう保持し、 前記焦電性基板を加熱し、 前記焦電性基板の電荷を除去し、 前記焦電性基板に対して最終的な加熱を行なうことを特
   徴とする基板加熱方法。
2. 【請求項２】前記焦電性基板を前記加熱部に接触させた
   状態で前記最終的な加熱を行なうことを特徴とする請求
   項１に記載の基板加熱方法。
3. 【請求項３】所定の処理が行なわれた後の焦電性基板を
   保持部に対して所定距離離れるように保持し、 前記焦電性基板を除電しながら冷却することを特徴とす
   る基板冷却方法。
4. 【請求項４】焦電性基板を保持するための保持手段と、 前記焦電性基板を加熱するための加熱手段と、 前記焦電性基板に蓄積される電荷を除去する除電手段
   と、 前記保持手段により前記焦電性基板を前記加熱手段に対
   して所定距離離れるよう保持した状態で前記加熱手段に
   より前記焦電性基板を加熱するとともに、前記除電手段
   により前記焦電性基板の電荷を除去し、さらに前記加熱
   手段により前記焦電性基板を最終的に加熱するよう制御
   するための制御手段と、 を具備したことを特徴とする基板加熱装置。
5. 【請求項５】焦電性基板を保持台に対して保持するため
   の保持手段と、 前記焦電性基板に蓄積される電荷を除去するための除電
   手段と、 前記保持手段により前記焦電性基板を前記保持台に対し
   て所定距離離れるよう保持した状態で、前記除電手段に
   より前記焦電性基板の電荷を除去しながら前記焦電性基
   板を冷却するように制御するための制御手段と、を具備
   したことを特徴とする基板冷却装置。