JP2849589B2 - 加熱装置 - Google Patents
加熱装置Info
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- JP2849589B2 JP2849589B2 JP1312118A JP31211889A JP2849589B2 JP 2849589 B2 JP2849589 B2 JP 2849589B2 JP 1312118 A JP1312118 A JP 1312118A JP 31211889 A JP31211889 A JP 31211889A JP 2849589 B2 JP2849589 B2 JP 2849589B2
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- Control Of Resistance Heating (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
- Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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、被処理体の温度を所定の値で均一化させる
加熱装置に関する。
加熱装置に関する。
（従来の技術） ホットプレートによる加熱、例えば半導体ウェハ等の
被処理体の表面へレジストを塗布する工程の後、そのレ
ジストの安定化、レジスト溶液の除去等の目的で被処理
体を加熱している。
被処理体の表面へレジストを塗布する工程の後、そのレ
ジストの安定化、レジスト溶液の除去等の目的で被処理
体を加熱している。
つまり、均一なレジストを薄膜を得るためには、レジ
ストの粘度変動を極力抑えることが重要であり、条件の
一部として、膜形成中の被処理体の周辺の気流や雰囲気
温度の均一安定化、被処理体自体の温度の均一化、レジ
スト温度の均一化等が上げられる。
ストの粘度変動を極力抑えることが重要であり、条件の
一部として、膜形成中の被処理体の周辺の気流や雰囲気
温度の均一安定化、被処理体自体の温度の均一化、レジ
スト温度の均一化等が上げられる。
第４図は、このようなレジスト塗布後の半導体ウエハ
への加熱を行う加熱装置の一例を示すもので、表面から
均等に熱を放射する熱拡散板１の内部には、その表面と
平行にニクロム等の発熱体２が埋設されている。
への加熱を行う加熱装置の一例を示すもので、表面から
均等に熱を放射する熱拡散板１の内部には、その表面と
平行にニクロム等の発熱体２が埋設されている。
また熱拡散板１の表面には、半導体ウェハ等の被処理
体３を少し浮かせて載置するためにプロキシミティピン
4,4が設けられている。
体３を少し浮かせて載置するためにプロキシミティピン
4,4が設けられている。
発熱体２には、例えば200Vの交流を供給する交流電源
５が接続されている。
５が接続されている。
交流電源５には温調器６が接続されており、この温調
器６は熱拡散板１内に配された測温センサ７からの測温
信号および熱拡散板１の目標温度Ｒに基づいて発熱体２
への供給電力を制御する。
器６は熱拡散板１内に配された測温センサ７からの測温
信号および熱拡散板１の目標温度Ｒに基づいて発熱体２
への供給電力を制御する。
そして、第５図、第６図に示すように、温調器６はそ
の目標温度Ｒおよび温感センサ７からの測温信号に基づ
き、交流電源５の供給動作を制御間隔Tc内にてパルス的
にオン／オフすることにより制御している。
の目標温度Ｒおよび温感センサ７からの測温信号に基づ
き、交流電源５の供給動作を制御間隔Tc内にてパルス的
にオン／オフすることにより制御している。
このときの制御間隔Tcは、プロキシミティのギャップ
Pgや熱拡散板１および被処理体３の温度変動幅△THおよ
び△Tw等の事前の評価に基づいてある固定の間隔に定め
られる。
Pgや熱拡散板１および被処理体３の温度変動幅△THおよ
び△Tw等の事前の評価に基づいてある固定の間隔に定め
られる。
ただし、その制御間隔Tcは被処理体３の温度変動幅△
Twがワーストケースの場合であっても仕様以下とされる
間隔である。
Twがワーストケースの場合であっても仕様以下とされる
間隔である。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した従来の加熱装置では、電力の
制御精度に伴った被処理体の温度の変動の抑制において
限界がある。
制御精度に伴った被処理体の温度の変動の抑制において
限界がある。
つまり、例えば、50Hzにおいて制御間隔Tcを１秒とし
た場合のゼロクロスポイントｐは100個となり、制御電
力の精度においては、 最大電力/100 となる。
た場合のゼロクロスポイントｐは100個となり、制御電
力の精度においては、 最大電力/100 となる。
したがって、制御間隔を極端に小さくすることによっ
て、被処理体の温度変動をできる限り抑制しようとして
も、例えば第６図に示すように制御間隔Tcを0.1秒とし
た際の精度は、 最大電力/10 となり、制御精度が低下してしまい温度変動の抑制は
実現しない。
て、被処理体の温度変動をできる限り抑制しようとして
も、例えば第６図に示すように制御間隔Tcを0.1秒とし
た際の精度は、 最大電力/10 となり、制御精度が低下してしまい温度変動の抑制は
実現しない。
ただし、この0.1秒間毎に制御を行う際に、例えばゼ
ロクロスポイントでないところで電力の断接を行い、肌
理細やかな電力制御を行うことは可能である。
ロクロスポイントでないところで電力の断接を行い、肌
理細やかな電力制御を行うことは可能である。
しかし、このように、電力波形のゼロクロスポイント
から外れた位置にて電力投入の断接を行った場合、ノイ
ズが発生し他のコンピュータ等の電子機器の誤動作を誘
発する弊害をもたらしてしまうことになる。
から外れた位置にて電力投入の断接を行った場合、ノイ
ズが発生し他のコンピュータ等の電子機器の誤動作を誘
発する弊害をもたらしてしまうことになる。
本発明は、このような事情に対処して成されもので、
電力制御によって生じるノイズを防止し、かつ被処理体
の温度の変動を高精度に抑制することができる加熱装置
を提供することを目的とする。
電力制御によって生じるノイズを防止し、かつ被処理体
の温度の変動を高精度に抑制することができる加熱装置
を提供することを目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の加熱装置は、被処理体の温度を所定の値で均
一化させる加熱体を有した加熱装置において、 前記加熱体の温度を検出する第１の温度検出手段と、 前記被処理体の温度を検出する第２の温度検出手段
と、 これら第１および第２の温度検出手段の検出結果およ
び温度設定値に基づき、前記加熱体の発熱体に供給する
交流電力を操作量の操作および制御間隔の変更によって
制御する制御手段と を具備するものである。
一化させる加熱体を有した加熱装置において、 前記加熱体の温度を検出する第１の温度検出手段と、 前記被処理体の温度を検出する第２の温度検出手段
と、 これら第１および第２の温度検出手段の検出結果およ
び温度設定値に基づき、前記加熱体の発熱体に供給する
交流電力を操作量の操作および制御間隔の変更によって
制御する制御手段と を具備するものである。
（作 用） 本発明の加熱装置では、制御手段が第１および第２の
温度検出手段の検出結果および設定値に基づいて、ホッ
トプレート発熱体に供給する電力の投入時間の操作およ
び制御間隔を変更することによって制御し、電力投入の
断接はセロクロスポイントにて行うため、電力制御によ
って生じるノイズを防止し、かつ被処理体の温度の変動
を抑制することができる。
温度検出手段の検出結果および設定値に基づいて、ホッ
トプレート発熱体に供給する電力の投入時間の操作およ
び制御間隔を変更することによって制御し、電力投入の
断接はセロクロスポイントにて行うため、電力制御によ
って生じるノイズを防止し、かつ被処理体の温度の変動
を抑制することができる。
（実施例） 以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図は、半導体製造工程におけるレジスト液を塗布
後のベーキング工程おいて被処理体を加熱する加熱装置
に適用した場合の一実施例を示すものである。
後のベーキング工程おいて被処理体を加熱する加熱装置
に適用した場合の一実施例を示すものである。
上記、加熱装置のホットプレートの熱拡散板10の内部
には、その表面と平行にホットプレートの発熱体例えば
ニクロム等を用いた発熱体11が埋設されている。
には、その表面と平行にホットプレートの発熱体例えば
ニクロム等を用いた発熱体11が埋設されている。
上記熱拡散板10の表面には、被処理体、例えば半導体
ウェハ（以下ウエハという）12を熱拡散板内から少し浮
かせて載置するための少なくとも３個のプロキシミティ
ピン13a,13b,14が設けられている。
ウェハ（以下ウエハという）12を熱拡散板内から少し浮
かせて載置するための少なくとも３個のプロキシミティ
ピン13a,13b,14が設けられている。
そして、各プロキシミティピン13a,13b,14により、熱
拡散板10と、半導体ウエハとの間にプロキシミティギャ
ップPgが形成される。
拡散板10と、半導体ウエハとの間にプロキシミティギャ
ップPgが形成される。
少なくとも一つのプロキシミティピン14には測温のた
めの連通孔14aが形成されている。
めの連通孔14aが形成されている。
発熱体11には、例えば200Vの交流を供給する交流電源
15が接続されている。
15が接続されている。
交流電源15にはTc可変型コントローラ16が接続されて
いる。
いる。
このTc可変型コントローラ16は、例えば単位時間当り
の平均的な電力をその投入時間の操作および制御間隔Tc
の変更によって制御するものである。
の平均的な電力をその投入時間の操作および制御間隔Tc
の変更によって制御するものである。
Tc可変型コントローラ16には、上記のプロキシミティ
ピン14の連通孔14aに挿入されたリード線17を介してウ
エハ12の温度Twを測温する温感センサ18が接続され、さ
らにリード線19を介して熱拡散板10の温度ＴHを測温す
る測温センサ20が接続されている。
ピン14の連通孔14aに挿入されたリード線17を介してウ
エハ12の温度Twを測温する温感センサ18が接続され、さ
らにリード線19を介して熱拡散板10の温度ＴHを測温す
る測温センサ20が接続されている。
次に、このような構成の加熱装置の動作を第２図およ
び第３図を用いて説明する。
び第３図を用いて説明する。
まず、ウエハ12が熱拡散板10上に載置された状態では
Tc可変型コントローラ16が交流電源15の供給動作を制御
間隔Tc内にてオン／オフさせて制御すると、測温センサ
20ウエハによって測温されたウエハ12のプロセスＡから
の温度TwがTc可変型コントローラ16に取り込まれる。
Tc可変型コントローラ16が交流電源15の供給動作を制御
間隔Tc内にてオン／オフさせて制御すると、測温センサ
20ウエハによって測温されたウエハ12のプロセスＡから
の温度TwがTc可変型コントローラ16に取り込まれる。
このとき、ウエハ12からの温度Twは、ホットプレート
の目標温度Ｒと比較され、Tc可変型コントローラ16はそ
の差Ｅおよび温度Twに基づいてオン／オフ信号を出力す
る。
の目標温度Ｒと比較され、Tc可変型コントローラ16はそ
の差Ｅおよび温度Twに基づいてオン／オフ信号を出力す
る。
つまり、第３図（ａ）に示すように、例えば50Hzにお
いて制御間隔Tcを１秒とした場合のゼロクロスポイント
ｐは100となる。
いて制御間隔Tcを１秒とした場合のゼロクロスポイント
ｐは100となる。
ここで、その１秒間をオンとした場合の電力を100％
とする。ここで制御間隔Tcはオン／オフ一周期をいう。
とする。ここで制御間隔Tcはオン／オフ一周期をいう。
そして、例えば操作量25％で制御間隔Tcを0.1秒以下
とするように指令したとき例えば、0.1秒ではゼロック
スポイントの数が10個しかないため、20％が30％の操作
量しか与えることができない（第３図（ａ））。この場
合、Tc可変型コントローラ16は次ぎのような動作を行
う。
とするように指令したとき例えば、0.1秒ではゼロック
スポイントの数が10個しかないため、20％が30％の操作
量しか与えることができない（第３図（ａ））。この場
合、Tc可変型コントローラ16は次ぎのような動作を行
う。
つまり、第３図（ｂ）に示すように制御間隔Tcを0.2
秒に可変して、例えばゼロクロスポイントp0にてオンと
し、ゼロクロスポイントp5にてオフとする（第３図
（ｂ））。
秒に可変して、例えばゼロクロスポイントp0にてオンと
し、ゼロクロスポイントp5にてオフとする（第３図
（ｂ））。
これにより、供給される電力は、25％となる。
このようなTc可変型コントローラ16による制御を式に
表すと次ぎの通りになる。
表すと次ぎの通りになる。
Ｕ（ｚ）/E（ｚ）＝Kp＋（TI/Tc）／（１− z-1）＋Td（１−z-1） ここで、Ｕは操作量、Ｅは誤差、Kpは比例ゲイン、Ti
は積分時間、Tcは制御間隔（サンプリング時間）、Tdは
微分時間、ｚはｚ変換演算子をそれぞれ示している。
は積分時間、Tcは制御間隔（サンプリング時間）、Tdは
微分時間、ｚはｚ変換演算子をそれぞれ示している。
そして、Tc可変型コントローラ16は、z-1のシフト間
隔およびシフト間隔の変更に伴う諸パラメータを変化さ
せるものである。なおウエハ12が熱拡散板10上に載置さ
れている状況では測温センサ18によって測温された熱拡
散板温度ＴHを用いて上記制御を行う。
隔およびシフト間隔の変更に伴う諸パラメータを変化さ
せるものである。なおウエハ12が熱拡散板10上に載置さ
れている状況では測温センサ18によって測温された熱拡
散板温度ＴHを用いて上記制御を行う。
このように、本実施例では、Tc可変型コントローラに
より、単位時間当りの平均的な電力を制御間隔Tcの変更
によって制御するようにしたので制御電力の精度を落と
すことなく、被処理体の温度変動を抑制することができ
る。
より、単位時間当りの平均的な電力を制御間隔Tcの変更
によって制御するようにしたので制御電力の精度を落と
すことなく、被処理体の温度変動を抑制することができ
る。
また本実施例では、被処理体および熱拡散板の温度を
それぞれ別個に取り込むようにしたので、プロキシミテ
ィギャップPgに変動が生じてもTc可変型コントローラが
自動的に制御間隔Tcを設定するので、その制御間隔Tcの
再設定を要することもない。
それぞれ別個に取り込むようにしたので、プロキシミテ
ィギャップPgに変動が生じてもTc可変型コントローラが
自動的に制御間隔Tcを設定するので、その制御間隔Tcの
再設定を要することもない。
さらには、Tc可変型コントローラにより、適宜設定し
た制御間隔Tc内のゼロクロスポイントにて電力の供給の
オン／オフを行わせるようにしたので、そのオン／オフ
の際のノイズの発生を防止することもできる。
た制御間隔Tc内のゼロクロスポイントにて電力の供給の
オン／オフを行わせるようにしたので、そのオン／オフ
の際のノイズの発生を防止することもできる。
なお、本実施例では、本発明を熱拡散板内にニクロム
等の発熱体を埋設したホットプレートを用いて説明した
が、この例に限らずその発熱体を薄膜状の発熱体層とし
たホットプレートや、赤外線、紫外線等のランプ加熱を
行う加熱処理装置を用いてもよい。
等の発熱体を埋設したホットプレートを用いて説明した
が、この例に限らずその発熱体を薄膜状の発熱体層とし
たホットプレートや、赤外線、紫外線等のランプ加熱を
行う加熱処理装置を用いてもよい。
また、本実施例では、本発明をレジストを塗布する工
程においてウエハを加熱する加熱装置に適用した場合に
ついて説明したが、この例に限らずホットプレートによ
る板状体の加熱であれば、ホットプレートプローバで
も、CVDでのウエハ加熱でも、その他いずれにも適用で
きることは説明するまでもない。
程においてウエハを加熱する加熱装置に適用した場合に
ついて説明したが、この例に限らずホットプレートによ
る板状体の加熱であれば、ホットプレートプローバで
も、CVDでのウエハ加熱でも、その他いずれにも適用で
きることは説明するまでもない。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の加熱装置によれば、制
御手段により単位時間当りの平均的な供給電力を制御間
隔の適宜変更によって制御するようにしたので、被処理
体の温度の変動を抑制することができる。
御手段により単位時間当りの平均的な供給電力を制御間
隔の適宜変更によって制御するようにしたので、被処理
体の温度の変動を抑制することができる。
第１図は本発明をレジストを塗布する工程において被処
理体を加熱する加熱装置に適用した場合の一実施例を示
す図、第２図は第１図の加熱装置の要部を示すブロック
図、第３図は第１図の加熱装置の動作を説明するための
波形図、第４図は従来の加熱装置を示す図、第５図およ
び第６図は第４図の加熱装置の動作を説明するための図
である。 10……熱拡散板、11……発熱体、12……半導体ウエハ
（ウエハ）、13a,13b,14……プロキシミティピン、15…
…交流電源、16……Tc可変型コントローラ、18,20……
測温センサ。
理体を加熱する加熱装置に適用した場合の一実施例を示
す図、第２図は第１図の加熱装置の要部を示すブロック
図、第３図は第１図の加熱装置の動作を説明するための
波形図、第４図は従来の加熱装置を示す図、第５図およ
び第６図は第４図の加熱装置の動作を説明するための図
である。 10……熱拡散板、11……発熱体、12……半導体ウエハ
（ウエハ）、13a,13b,14……プロキシミティピン、15…
…交流電源、16……Tc可変型コントローラ、18,20……
測温センサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/027 B05C 9/14 B29C 35/02 G03F 7/16 H05B 3/00 310
Claims (1)
- 【請求項１】被処理体の温度を所定の値で均一化させる
加熱体を有した加熱装置において、 前記加熱体の温度を検出する第１の温度検出手段と、 前記被処理体の温度を検出する第２の温度検出手段と、 これら第１および第２の温度検出手段の検出結果および
温度設定値に基づき、前記加熱体の発熱体に供給する交
流電力を操作量の操作および制御間隔の変更によって制
御する制御手段と を具備することを特徴とする加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1312118A JP2849589B2 (ja) | 1989-11-29 | 1989-11-29 | 加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1312118A JP2849589B2 (ja) | 1989-11-29 | 1989-11-29 | 加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03169367A JPH03169367A (ja) | 1991-07-23 |
| JP2849589B2 true JP2849589B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=18025462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1312118A Expired - Fee Related JP2849589B2 (ja) | 1989-11-29 | 1989-11-29 | 加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2849589B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6222161B1 (en) | 1998-01-12 | 2001-04-24 | Tokyo Electron Limited | Heat treatment apparatus |
| US6191394B1 (en) | 1999-05-19 | 2001-02-20 | Tokyo Electron Ltd. | Heat treating apparatus |
-
1989
- 1989-11-29 JP JP1312118A patent/JP2849589B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03169367A (ja) | 1991-07-23 |
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Legal Events
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