JP2612191B2

JP2612191B2 - 塗布方法

Info

Publication number: JP2612191B2
Application number: JP63225942A
Authority: JP
Inventors: 英一白川; 雅文野村
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1988-09-08
Filing date: 1988-09-08
Publication date: 1997-05-21
Anticipated expiration: 2012-05-21
Also published as: JPH0275378A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、塗布方法に関する。

（従来の技術）半導体集積回路の製造において、被処理体例えば半導
体ウエハにフオトレジストを塗布した後や、フォトレジ
スト膜の露光・現像時に上記半導体ウエハを加熱処理す
るベーキング工程がある。

このベーキングは一般に、発熱板により半導体ウエハ
を加熱してフォトレジスト膜を熱処理するものである
が、上記発熱体に上記半導体ウエハを載置し密着状態に
て熱処理する場合、発熱板上に存在するごみが半導体ウ
エハの裏面に付着したり、また、半導体ウエハの反りに
より密着が不完全となるため加熱温度が不均一になりや
すい。

上記点を考慮して、最近、上記半導体ウエハを発熱板
の上面から所定距離の間隔を設け近接配置して加熱する
装置、いわゆるプロキシミティベーキング装置と呼称さ
れる装置が実用されている。

例えば、第２図に示すように、電源装置（１）により
ヒーター（２）を通電して発熱させ、この発熱により発
熱板（３）を加熱昇温する。そして、この発熱板（３）
の上面部にピン（４）を例えば３個突出する如く設けて
半導体ウエハ（５）を載置し、この半導体ウエハ（５）
下面と上記発熱体（３）上面との間隔を0.1〜1mm程度の
範囲に設定して上記半導体ウエハ（５）を加熱する。

また、上記発熱体（３）に、熱電対や測温抵抗体等の
測温素子（６）を取着して温度測定装置（７）により上
記発熱板（３）の温度を検出し、この検出結果に基づい
て温度制御装置（８）を介して電源装置（１）を制御す
ることにより発熱板（３）を所定の温度に調整し、半導
体ウエハ（５）を加熱するように構成したものである。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記従来装置では、発熱板（３）自身
は一般に熱容量を大きく形成することにより温度の変動
を少く且つ均一な温度分布が得られるものの、半導体ウ
エハ（５）と発熱板（３）との間隔（ギャップ）が広い
と、上記半導体ウエハ（５）と発熱板（３）との温度差
が大きくなると共に、発熱板（３）の昇温降温に対する
半導体ウエハ（５）温度の応答性が悪化するのは避け難
い。また、発熱板（３）の温度制御の最適条件が半導体
ウエハ（５）の温度制御の最適条件と一致するとは限ら
ない。

一方、上記間隔が狭いほど上記応答性・温度制御の点
は改善できるが、狭すぎると半導体ウエハ（５）の反り
等により上記発熱板（３）と半導体ウエハ（５）が接触
する可能性がある。

本発明は、上記事情に対処してなされたもので、被処
理体の温度応答性が良く、加熱温度が安定した塗布方法
を提供するものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）請求項（１）の発明は、被処理体上に液状物を塗布し
た後、この被処理体を発熱体によって所定の温度に加熱
する工程を有する塗布方法において、前記発熱体の上方
にて測定対象の温度を非接触で検出する温度検出装置を
用い、前記発熱体の温度を非接触で検出する第１の工程
と、前記第１の工程の後に、前記発熱体における加熱面
側に被処理体を位置させる第２の工程と、前記第２の工
程の後に、被処理体の温度を前記温度検出装置によって
非接触で検出しつつ、当該検出結果に基づいて前記発熱
体の発熱制御を行う第３の工程とを備えたことを特徴と
する、塗布方法である。

また請求項（２）の発明は、被処理体上に液状物を塗
布した後、この被処理体を発熱体によって所定の温度に
加熱する工程を有する塗布方法において、前記発熱体の
上方にて測定対象の温度を非接触で検出する温度検出装
置を用い、前記発熱体の温度を非接触で検出する第１の
工程と、前記第１の工程の後に、発熱体における加熱面
から離して被処理体をこの発熱体の加熱面側に位置させ
る第２の工程と、前記第２の工程の後に、被処理体の温
度を前記温度検出装置によって非接触で検出しつつ、当
該検出結果に基づいて前記発熱体の発熱制御を行う第３
の工程とを備えたことを特徴とする、塗布方法である。

（作用）請求項（１）の発明は、発熱体、被処理体とも、非接
触で同一の温度検出装置を用いて測定し、そのデータに
基づき温度制御を行っている。その結果、従来の装置の
ように各々異なった測定系を用いるよりも、正確な温度
測定ができ、最適条件での温度制御が可能である。従っ
て、常に予め定められた温度で安定な熱処理が実行され
るので、安定した特性の塗膜を常に得られる。そして、
安定した熱処理は歩留まり向上に有効である。

また、請求項（２）の発明も同様に、発熱体、被処理
体とも非接触で同一の温度測定系にて測定し、その結果
に基づき温度制御を行っている。そのため、請求項
（１）と同じように最適な温度制御により所定の処理が
可能である。そして、被処理体を発熱体の加熱面から離
して位置させるようにしているので、例えば、レジスト
処理直後のまだレジスト液の乾燥していないウエハを処
理することができる。また、この構成により発熱体上に
存在するゴミが被処理体に付着することを防止できる。

（実施例）以下、本発明方法をレジスト塗布工程後のベーキング
する塗布工程に適用した一実施例を図面を参照して説明
する。

先ず、塗布工程後のベーキング装置について説明す
る。

発熱体、例えば電気的絶縁性を有し熱伝導体であるア
ルミナ等のセラミックス製で平板状に形成された発熱体
（９）の下面側には、電源装置（10）からの通電によっ
て発熱するヒーター（11）が取着されており、発熱体
（９）を加熱昇温可能に構成されている。また、上記発
熱体（９）の上面には、被処理体例えば半導体ウエハ
（12）を先端部で支持し、上記発熱体（９）上面と半導
体ウエハ（12）下面との間隔を所定の間隔例えば0.5mm
に設定するセラミックス製のピン（13）が３本突設され
ている。

一方、発熱板（９）の中央部上方には、半導体ウエハ
（12）の表面から輻射される熱線（14）を検知するセン
サ（15）が配置されており、此のセンサ（15）の出力は
温度測定装置（16）に入力され、半導体ウエハ（12）の
中心部分の温度を非接触状態で光電的に検出可能に構成
されている。すなわち、一般に表面温度計、放射温度計
と呼称されている温度計を構成している。

また、上記温度測定装置（16）は温度制御装置（17）
に接続されており、温度測定装置（16）による温度測定
結果に基づいて温度制御装置（17）により電源装置（1
0）を制御して発熱板（９）の加熱温度を自動調整し、
発熱板（９）からの輻射熱により光導体ウエハ（12）を
所定の予め定められた温度に加熱する如く構成されてい
る。上記のように発熱体を温度制御する手段が構成され
ている。

なお、上記発熱板（９）には、半導体ウエハ（12）を
搬入搬出する際半導体ウエハ（12）を発熱板（９）から
持ち上げるための昇降用ピン（図示せず）が設けられて
いる。また、半導体ウエハ（12）を発熱板（９）に搬送
する搬送装置（図示せず）、上記発熱板（９）ヒーター
（11）の側面下面部分を取囲むように断熱材（図示せ
ず）、および上記各部全体を囲む如くカバー（図示せ
ず）が設けられている。

次に、動作を説明する。

先ず、半導体ウエハ（12）を発熱板（９）のピン（1
3）に載置する前に、予め発熱板（９）の温度を所定の
加熱処理温度例えば200℃程度の温度となるように、温
度測定装置（16）で発熱板（９）表面の温度を検出しつ
つ電源装置（10）によりヒーター（11）を通電制御して
発熱させ上記発熱板（９）を加熱する。

そして、昇降用ピン（図示せず）を発熱板（９）上面
から突出させ、搬送装置（図示せず）により液状物例え
ばレジスト塗布後の半導体ウエハ（12）を搬入してレジ
スト塗布面を上にした状態にて上記昇降ピン（図示せ
ず）の先端部に乗せる。次に、この昇降ピン（図示せ
ず）を下降させて上記半導体ウエハ（12）をピン（13）
に乗せる。

そして、半導体ウエハ（12）表面からの熱線（14）を
センサ（15）で検出し温度測定装置（16）によって温度
を測定し、上記半導体ウエハ（12）表面の温度が所定温
度例えば200℃になるように加熱する。

ここで、半導体ウエハ（12）の加熱および温度につい
て説明する。

半導体ウエハ（12）は発熱板（９）の上面に設けられ
たピン（13）に乗っており、発熱板（９）とは0.5mm程
度の間隔を設けて配置されているので、対流は生じない
ため、半導体ウエハ（12）の加熱は主として熱伝導によ
って行われる。また、半導体ウエハ（12）はピン（13）
と点接触の状態で発熱板（９）から離れているため、こ
の発熱板（９）上面にごみが存在していても半導体ウエ
ハ（12）の下面に上記ごみが付着する可能性は低い。

さらに、上記半導体ウエハ（12）の熱による反りは例
えば６インチのシリコン（Si）半導体ウエハの場合0.1
〜0.2mm程度であり、上記半導体ウエハ（12）が発熱板
（９）上面に接触することもない。

また、熱線を半導体ウエハ（12）とは非接触状態でセ
ンサ（15）で検知して温度を測定するので、温度検出速
度は速く、且つセンサ（15）による半導体ウエハ（12）
の部分温度低下も生じない。

したがって、半導体ウエハ（12）表面の温度を熱処理
期間中モニターしながらヒーター（11）の発熱制御を行
うため、昇温降温に対する応答性を速くすることができ
ると共に、半導体ウエハ（12）を正確に迅速に加熱する
ことが可能である。

なお、半導体ウエハ（12）に塗布されているレジスト
の膜厚は、一般に数μｍ程度であり半導体ウエハ（12）
の厚さ0.5mm程度と比較して十分に薄いので、上記レジ
スト膜の温度と半導体ウエハ（12）表面温度とは同一温
度と見なして差支えない。

従来装置においては、発熱板（９）自体は温度制御さ
れて所定の温度に設定されていたが、発熱板（９）と近
接して配置された半導体ウエハ（12）の温度は、この半
導体ウエハ（12）と上記発熱板（９）の昇温降温特性が
異なるため、半導体ウエハ（12）の温度が正確に発熱板
（９）の温度に追従しているとは言い難く、半導体ウエ
ハ（12）の温度制御は難しい。

また、上記実施例においては、上記説明したように、
半導体ウエハ（12）自身の温度を測定するので、半導体
ウエハ（12）と発熱板（９）との間隔もそれほど厳格な
ものではなく広く設定でき、例えば0.5〜2mm程度の範囲
にしても支障なく半導体ウエハ（12）を加熱することが
可能である。

上記のようにして半導体ウエハ（12）の加熱処理が終
了すると、昇降用ピン（図示せず）を発熱板（９）上に
突出させて処理が終了した半導体ウエハ（12）を持ち上
げ、搬送装置（図示せず）により搬出し、次に処理すべ
き半導体ウエハ（12）を搬入してセットし加熱する。

なお、上記実施例ではセンサ（15）を半導体ウエハ
（12）の中心部上方に配置して半導体ウエハ（12）の中
心部分の温度を検出測定し、この温度により加熱制御す
る構成について説明したが、他の方法、例えば半導体ウ
エハ（12）とセンサ（15）とを相対的に移動させて複数
箇所の温度を測定した平均温度を算出し、この温度に基
づいて温度制御するように構成してもよい。

また、発熱板（９）をヒーター（11）によって加熱す
る例について説明したが、他の加熱方法例えば赤外線ラ
ンプを使用して加熱するように構成してもよい。

さらに、上記実施例では、本発明をレジスト塗布後の
加熱処理装置に適用した例について説明したが、他の処
理、例えば現像液塗布後の熱処理、塗布後の塗膜の乾
燥、プラスチック材料の接着前の表面処理の加熱、印刷
抵抗器の熱処理等、加熱を必要とする工程など液状物を
塗布後熱処理する工程であれば何れにも適用できる。

〔発明の効果〕

請求項（１）の発明は、発熱体と被処理体とを非接触
で同一の温度検出装置を用いて測定を行い、その結果に
基づき発熱体の温度制御をしているため、各々異なった
測定系を用いるよりも正確な温度測定ができ、最適な温
度制御が可能である。従って、常に予め定められた温度
により安定した熱処理を実行できるので、意図する所定
の塗膜を常に得ることができる。そして、安定した熱処
理により歩留まりを向上させることができる。

そして、請求項（２）の発明も同様に、発熱体と被処
理体とを非接触で同一の温度測定装置を用いて測定し、
その結果に基づき温度制御を行っている。従って請求項
（１）の発明と同様に、最適条件での温度制御が可能で
ある。そして、被処理体を発熱体の加熱面から離して位
置するようにしているので、発熱体上のゴミが被処理体
に付着するのを防ぐことができる。また、例えばレジス
ト処理直後のまだレジスト液の乾燥していないウエハを
処理することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法をレジスト塗布後のベーキング工程
に適用した一実施例を説明するための装置構成図、第２
図は従来のレジスト塗布後のベーキング処理する装置の
説明図である。９……発熱板、10……電源装置、 11……ヒーター、12……半導体ウエハ、 13……ピン、15……センサ、 16……温度測定装置、17……温度制御装置。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理体上に液状物を塗布した後、この被
処理体を発熱体によって所定の温度に加熱する工程を有
する塗布方法において、前記発熱体の上方にて測定対象の温度を非接触で検出す
る温度検出装置を用い、前記発熱体の温度を非接触で検出する第１の工程と、前記第１の工程の後に、前記発熱体における加熱面側に
被処理体を位置させる第２の工程と、前記第２の工程の後に、被処理体の温度を前記温度検出
装置によって非接触で検出しつつ、当該検出結果に基づ
いて前記発熱体の発熱制御を行う第３の工程とを備えた
ことを特徴とする、塗布方法。
【請求項２】被処理体上に液状物を塗布した後、この被
処理体を発熱体によって所定の温度に加熱する工程を有
する塗布方法において、前記発熱体の上方にて測定対象の温度を非接触で検出す
る温度検出装置を用い、前記発熱体の温度を非接触で検出する第１の工程と、前記第１の工程の後に、発熱体における加熱面から離し
て非処理体をこの発熱体の加熱面側に位置させる第２の
工程と、前記第２の工程の後に、被処理体の温度を前記温度検出
装置によって非接触で検出しつつ、当該検出結果に基づ
いて前記発熱体の発熱制御を行う第３の工程とを備えた
ことを特徴とする、塗布方法。