JP2889926B2 - 基板の加熱処理方法及び加熱処理装置 - Google Patents
基板の加熱処理方法及び加熱処理装置Info
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- JP2889926B2 JP2889926B2 JP27359989A JP27359989A JP2889926B2 JP 2889926 B2 JP2889926 B2 JP 2889926B2 JP 27359989 A JP27359989 A JP 27359989A JP 27359989 A JP27359989 A JP 27359989A JP 2889926 B2 JP2889926 B2 JP 2889926B2
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- Japan
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- substrate
- heat treatment
- processed
- heating
- semiconductor wafer
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- 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、基板の加熱処理方法及び加熱処理装置に関
する。
する。
（従来の技術） 一般に、半導体デバイスの製造工程等には、基板例え
ば半導体ウエハを所定温度に加熱して処理する幾つかの
工程がある。
ば半導体ウエハを所定温度に加熱して処理する幾つかの
工程がある。
例えば、半導体デバイスの微細な回路パターンは、フ
ォトリソグラフィー技術を利用して半導体ウエハ等の基
板上に形成されるが、このようなフォトリソグラフィー
の工程においても、例えばフォトレジストを塗布した半
導体ウエハ、あるいはフォトレジスト塗布後露光、現像
した半導体ウエハを所定温度に加熱するいわゆるベーキ
ング工程がある。
ォトリソグラフィー技術を利用して半導体ウエハ等の基
板上に形成されるが、このようなフォトリソグラフィー
の工程においても、例えばフォトレジストを塗布した半
導体ウエハ、あるいはフォトレジスト塗布後露光、現像
した半導体ウエハを所定温度に加熱するいわゆるベーキ
ング工程がある。
このような半導体ウエハの加熱処理は、従来例えばホ
ットプレート等と称される熱板の上に載置して加熱処理
する方法等によって行われることが多い。
ットプレート等と称される熱板の上に載置して加熱処理
する方法等によって行われることが多い。
また、最近は、半導体デバイスの高集積化に伴ない回
路パターンは微細化され、このため加熱処理における基
板の加熱処理温度に対しても高い精度が要求されるよう
になりつつある。一方、半導体ウエハは大口径化される
傾向にもある。このため、上述したように半導体ウエハ
を熱板の上に直接載置した場合、この熱板の熱を吸収し
て半導体ウエハが反り、この反り上がった半導体ウエハ
と熱板との間に空間を生じさせ、接触状態の不均一さか
ら、半導体ウエハの面内温度を均一に保つことが困難に
なる。
路パターンは微細化され、このため加熱処理における基
板の加熱処理温度に対しても高い精度が要求されるよう
になりつつある。一方、半導体ウエハは大口径化される
傾向にもある。このため、上述したように半導体ウエハ
を熱板の上に直接載置した場合、この熱板の熱を吸収し
て半導体ウエハが反り、この反り上がった半導体ウエハ
と熱板との間に空間を生じさせ、接触状態の不均一さか
ら、半導体ウエハの面内温度を均一に保つことが困難に
なる。
そこで、例えば熱板上に突出させる如く設けた複数の
ピン等の上に半導体ウエハを載置し、熱板と半導体ウエ
ハとの間に、プロキシミティーギャップ等と称される所
定の間隔を設けた状態で、熱板からの輻射熱により均一
に半導体ウエハを加熱する方法も行われている。
ピン等の上に半導体ウエハを載置し、熱板と半導体ウエ
ハとの間に、プロキシミティーギャップ等と称される所
定の間隔を設けた状態で、熱板からの輻射熱により均一
に半導体ウエハを加熱する方法も行われている。
また、さらに高精度に加熱温度を設定するため、熱板
とウエハの間隔を制御させて処理温度に設定する技術が
特開昭59−18167号に開示されている。このような加熱
処理において所定温度例えば200℃で加熱処理を施した
後さらに220℃で加熱処理を施す等、加熱温度を段階的
に変化させることを要求される場合もある。
とウエハの間隔を制御させて処理温度に設定する技術が
特開昭59−18167号に開示されている。このような加熱
処理において所定温度例えば200℃で加熱処理を施した
後さらに220℃で加熱処理を施す等、加熱温度を段階的
に変化させることを要求される場合もある。
ところが、一般に上述したような熱板は熱容量等の関
係から、温度を変化させると温度が安定するまでに非常
に長い時間を要するため、実質的に温度を変化させるこ
とはできない。そこで、従来は温度の異なる複数の熱板
を設けておき、半導体ウエハをこれらの熱板に順次搬送
することにより、加熱処理温度を段階的に変化させるこ
とが行われている。
係から、温度を変化させると温度が安定するまでに非常
に長い時間を要するため、実質的に温度を変化させるこ
とはできない。そこで、従来は温度の異なる複数の熱板
を設けておき、半導体ウエハをこれらの熱板に順次搬送
することにより、加熱処理温度を段階的に変化させるこ
とが行われている。
（発明が解決しようとする課題） 上述したように、加熱処理温度を段階的に変化させる
場合、従来は、複数の温度の異なる熱板に順次基板を搬
送して加熱処理を行っている。
場合、従来は、複数の温度の異なる熱板に順次基板を搬
送して加熱処理を行っている。
しかしながら、このような従来の基板の加熱処理方法
では、複数の熱板を要するため、加熱処理のための装置
が大型化する。また、搬送中に基板が冷却され、加熱処
理温度が不正確になる。搬送工程が増えるためスループ
ットが低下する等の問題があった。
では、複数の熱板を要するため、加熱処理のための装置
が大型化する。また、搬送中に基板が冷却され、加熱処
理温度が不正確になる。搬送工程が増えるためスループ
ットが低下する等の問題があった。
本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもの
で、基板を加熱するに際し、小形化できる基板の加熱処
理方法及び加熱処理装置を提供しようとするものであ
る。
で、基板を加熱するに際し、小形化できる基板の加熱処
理方法及び加熱処理装置を提供しようとするものであ
る。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち本発明は、加熱板と被処理基板とが直接接触
しない程度の第１の距離となるように、前記被処理基板
を前記加熱板上に固定されたピン上に支持して加熱処理
する工程と、 前記加熱板と前記被処理基板とが前記第１の距離より
離間した第２の距離となるように、前記被処理基板を支
持して移動可能とされたピンにより前記被処理基板を前
記加熱板上に支持して加熱処理する工程と、 を具備したことを特徴とする。
しない程度の第１の距離となるように、前記被処理基板
を前記加熱板上に固定されたピン上に支持して加熱処理
する工程と、 前記加熱板と前記被処理基板とが前記第１の距離より
離間した第２の距離となるように、前記被処理基板を支
持して移動可能とされたピンにより前記被処理基板を前
記加熱板上に支持して加熱処理する工程と、 を具備したことを特徴とする。
また、請求項２の発明は、加熱板と被処理基板とが直
接接触しない程度の第１の距離となるように、前記被処
理基板を支持して加熱処理する前記加熱板上に固定され
たピンと、 前記被処理基板を処理して移動可能とされたピンとを
具備し、 前記加熱板上に固定されたピン上に前記被処理基板を
支持して加熱処理した後、前記加熱板と前記被処理基板
とが前記第１の距離より離間した第２の距離となるよう
に、前記被処理基板を支持して移動可能とされたピンに
より前記被処理基板を前記加熱板上に支持して加熱処理
するよう構成されたことを特徴とする。
接接触しない程度の第１の距離となるように、前記被処
理基板を支持して加熱処理する前記加熱板上に固定され
たピンと、 前記被処理基板を処理して移動可能とされたピンとを
具備し、 前記加熱板上に固定されたピン上に前記被処理基板を
支持して加熱処理した後、前記加熱板と前記被処理基板
とが前記第１の距離より離間した第２の距離となるよう
に、前記被処理基板を支持して移動可能とされたピンに
より前記被処理基板を前記加熱板上に支持して加熱処理
するよう構成されたことを特徴とする。
（作用） 本発明の基板の加熱処理方法及び加熱処理装置では、
例えば熱板上方に突出する如く設けた複数のピンの上に
被処理基板に載置し、上記ピンと熱板とを相対的に昇降
させることにより熱板と被処理基板との間隔を変化させ
て被処理基板を処理温度に設定させる。
例えば熱板上方に突出する如く設けた複数のピンの上に
被処理基板に載置し、上記ピンと熱板とを相対的に昇降
させることにより熱板と被処理基板との間隔を変化させ
て被処理基板を処理温度に設定させる。
したがって、複数の熱板を要することもなく、また、
被処理基板をこれらの熱板に順次搬送する必要もない。
さらに熱板の温度を変化させなくても被処理基板を所望
する期間、所望する温度の加熱を行うことができる。こ
のため、加熱処理のための装置の小形化を図ることがで
きる。
被処理基板をこれらの熱板に順次搬送する必要もない。
さらに熱板の温度を変化させなくても被処理基板を所望
する期間、所望する温度の加熱を行うことができる。こ
のため、加熱処理のための装置の小形化を図ることがで
きる。
（実施例） 以下、本発明方法をウエハ加熱に適用した一実施例を
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
第１図および第２図に示すように、加熱処理装置の熱
板１は、ほぼ被処理基板例えば半導体ウエハ直径より大
きく円板状に形成されており、その内部には、図示しな
い加熱機構例えば抵抗加熱ヒータ膜状発熱体等が設けら
れている。
板１は、ほぼ被処理基板例えば半導体ウエハ直径より大
きく円板状に形成されており、その内部には、図示しな
い加熱機構例えば抵抗加熱ヒータ膜状発熱体等が設けら
れている。
また、この熱板１には複数例えば３つの透孔２が設け
られており、これらの透孔２には、それぞれ熱板１を貫
通する如く基板例えば半導体ウエハ３を熱板１上部に支
持するためのピン４が設けられている。これらのピン４
は、半導体ウエハ３および熱板１の熱が伝わり難いよう
に、低熱伝導性材料例えばセラミックス等から構成され
ている。そして、これらのピン４は、例えばねじ等によ
り熱板１上の突出高さを調節可能とする如くサポートシ
ャフト５を介して熱板１の下部に設けられたローラベー
ス６に支持されている。
られており、これらの透孔２には、それぞれ熱板１を貫
通する如く基板例えば半導体ウエハ３を熱板１上部に支
持するためのピン４が設けられている。これらのピン４
は、半導体ウエハ３および熱板１の熱が伝わり難いよう
に、低熱伝導性材料例えばセラミックス等から構成され
ている。そして、これらのピン４は、例えばねじ等によ
り熱板１上の突出高さを調節可能とする如くサポートシ
ャフト５を介して熱板１の下部に設けられたローラベー
ス６に支持されている。
上記ローラベース６上には、複数例えば３本の支持シ
ャフト７の下端が固定されている。一方ローラベース６
上方に位置する如く、ベース８にピンベース９が固定さ
れている。そして、上記支持シャフト７の上端部は、コ
イルスプリング10およびベアリング11により上下動自在
にピンベース９に支持されている。
ャフト７の下端が固定されている。一方ローラベース６
上方に位置する如く、ベース８にピンベース９が固定さ
れている。そして、上記支持シャフト７の上端部は、コ
イルスプリング10およびベアリング11により上下動自在
にピンベース９に支持されている。
また、上記ピンベース９には、カム板12が固定された
プーリー13が設けられている。このプーリー13は、タイ
ミングベルト14を介してステップモータ15に設けられた
プーリー16に接続されており、ステップモータ15によっ
て駆動可能に構成されている。
プーリー13が設けられている。このプーリー13は、タイ
ミングベルト14を介してステップモータ15に設けられた
プーリー16に接続されており、ステップモータ15によっ
て駆動可能に構成されている。
なお、第２図に示すように、このタイミングベルト14
を押出する如くテンションローラ17が設けられており、
タイミングベルト14の熱膨脹等による伸縮を吸収して、
ステップモータ15の動きが確実にプーリー13に伝達され
るよう構成されている。
を押出する如くテンションローラ17が設けられており、
タイミングベルト14の熱膨脹等による伸縮を吸収して、
ステップモータ15の動きが確実にプーリー13に伝達され
るよう構成されている。
一方、ローラベース６上には、上記ピンベース９に設
けられたカム板12に対応してローラ18が設けられてい
る。このローラ18は、前述したコイルスプリング10の弾
性力によって、カム板12の押圧される如く構成されてい
る。そして、ステップモータ15によってプーリー16およ
びカム板12を回転させると、カム板12の傾斜面とされた
下面に沿ってローラ18が上下動し、これによってローラ
ベース６およびこのローラベース６に支持された３本の
ピン４が上下動する如く構成されている。
けられたカム板12に対応してローラ18が設けられてい
る。このローラ18は、前述したコイルスプリング10の弾
性力によって、カム板12の押圧される如く構成されてい
る。そして、ステップモータ15によってプーリー16およ
びカム板12を回転させると、カム板12の傾斜面とされた
下面に沿ってローラ18が上下動し、これによってローラ
ベース６およびこのローラベース６に支持された３本の
ピン４が上下動する如く構成されている。
なお、ピン４は、最低３本でウエハを支持し熱板１上
に突出高さが、所望する変化範囲に応じて選択され例え
ば0.00〜2.00mmの範囲で任意に設定可能な如く構成され
ている。また、熱板１は図示しない駆動機構例えばエア
シリンダにより、ベース８およびピンベース９に対して
相対的に上下動自在に構成されており、半導体ウエハ３
の搬入・搬出時には、熱板１を上下動させ、ピン４を熱
板１上に数センチ程度突出させ、半導体ウエハ３を搬送
するための搬送アーム等を挿入可能な空隙を設ける如く
構成されている。
に突出高さが、所望する変化範囲に応じて選択され例え
ば0.00〜2.00mmの範囲で任意に設定可能な如く構成され
ている。また、熱板１は図示しない駆動機構例えばエア
シリンダにより、ベース８およびピンベース９に対して
相対的に上下動自在に構成されており、半導体ウエハ３
の搬入・搬出時には、熱板１を上下動させ、ピン４を熱
板１上に数センチ程度突出させ、半導体ウエハ３を搬送
するための搬送アーム等を挿入可能な空隙を設ける如く
構成されている。
さらに、上記ピンベース９には、冷却機構として例え
ば冷媒流路19が形成されている。そして、この冷媒流路
19に冷媒例えば冷却水を循環させることにより、ピンベ
ース９および上述したピン４を上下動させるための機構
等を冷却し、熱板１からの熱の影響を低減して、例えば
熱膨張によりピン４の高さに誤差が生じることを防止す
る如く構成されている。
ば冷媒流路19が形成されている。そして、この冷媒流路
19に冷媒例えば冷却水を循環させることにより、ピンベ
ース９および上述したピン４を上下動させるための機構
等を冷却し、熱板１からの熱の影響を低減して、例えば
熱膨張によりピン４の高さに誤差が生じることを防止す
る如く構成されている。
また、上述した熱板１には、上記ピン４の他に、その
高さを固定された複数例えば６本のプロキシミティーピ
ン20が設けられている。そして、このように構成された
熱板１等は、筐体21内に設けられ、熱板１の上部には、
断熱材22等が設けられている。
高さを固定された複数例えば６本のプロキシミティーピ
ン20が設けられている。そして、このように構成された
熱板１等は、筐体21内に設けられ、熱板１の上部には、
断熱材22等が設けられている。
上記構成の加熱処理装置を用いて、この実施例では例
えば次のようにして基板例えば半導体ウエハ３の加熱処
理を行う。
えば次のようにして基板例えば半導体ウエハ３の加熱処
理を行う。
すなわち、予め加熱板２を所定温度に設定しておき、
ピン４を加熱板２上に突出させた状態で、例えば搬送装
置等によりこのピン４上に半導体ウエハ３を載置する。
ピン４を加熱板２上に突出させた状態で、例えば搬送装
置等によりこのピン４上に半導体ウエハ３を載置する。
次に、ピン４を下降させ、プロキシミティーピン20上
に半導体ウエハ３を載置する。なお、プロキシミティー
ピン20は、熱板１と半導体ウエハ５との間隔（プロキシ
ミティーギャップ）が、所定の値例えば0.01〜0.10mm程
度となるよう予め設定しておく。
に半導体ウエハ３を載置する。なお、プロキシミティー
ピン20は、熱板１と半導体ウエハ５との間隔（プロキシ
ミティーギャップ）が、所定の値例えば0.01〜0.10mm程
度となるよう予め設定しておく。
この状態で所定時間例えば５〜10秒加熱した後、ステ
ップモータ15を駆動してピン４を上昇させ、プロキシミ
ティーピン20上からピン４上に半導体ウエハ３を受け渡
してプロキシミティーギャップを所定の値に設定し、所
定時間加熱処理を行う。そして、さらに処理温度を変化
させる場合は、ステップモータ15によりピン４を上下動
させ、プロキシミティーギャップを変化調整させること
により、熱板１の温度を変化させなくても、半導体ウエ
ハ２の処理温度を所望する温度に設定できる。
ップモータ15を駆動してピン４を上昇させ、プロキシミ
ティーピン20上からピン４上に半導体ウエハ３を受け渡
してプロキシミティーギャップを所定の値に設定し、所
定時間加熱処理を行う。そして、さらに処理温度を変化
させる場合は、ステップモータ15によりピン４を上下動
させ、プロキシミティーギャップを変化調整させること
により、熱板１の温度を変化させなくても、半導体ウエ
ハ２の処理温度を所望する温度に設定できる。
なお、熱板１の温度とプロキシミティーギャップおよ
び半導体ウエハ３の温度の関係は、予め実験等によって
求めておき、これによって熱板１の温度とプロキシミテ
ィーギャップの値を設定する必要がある。
び半導体ウエハ３の温度の関係は、予め実験等によって
求めておき、これによって熱板１の温度とプロキシミテ
ィーギャップの値を設定する必要がある。
以上説明したように、本発明の基板の加熱処理方法に
よれば、熱板１の温度を変化させることなく、半導体ウ
エハ３の温度を変化させて処理することができる。した
がって、処理温度を変更するために半導体ウエハ３を搬
送する必要もなく、また複数の熱板１等も必要としない
ので、装置の小形化およびスループットの向上を図るこ
とができるとともに、正確な温度で安定した加熱処理を
実施することができる。
よれば、熱板１の温度を変化させることなく、半導体ウ
エハ３の温度を変化させて処理することができる。した
がって、処理温度を変更するために半導体ウエハ３を搬
送する必要もなく、また複数の熱板１等も必要としない
ので、装置の小形化およびスループットの向上を図るこ
とができるとともに、正確な温度で安定した加熱処理を
実施することができる。
また、ピン４の高さを調節するための機構等はどのよ
うに構成してもよいことはもちろんである。
うに構成してもよいことはもちろんである。
さらに、上記実施例ではウエハの上下動を予め設定さ
れた範囲で調節する例について説明したが、ウエハの温
度を測定するセンサを設け、このセンサ出力が予め設定
された温度になるようにマイコンにより調節信号を出力
し、ウエハの上下方向位置を調整するようにすると、さ
らに高精度な温度調整が可能となる。このような複数の
温度設定は例えばレジストをスピンコーティングする工
程、レジスト塗布後のベーキング工程、露光後のスピン
現像工程などに適用できる。
れた範囲で調節する例について説明したが、ウエハの温
度を測定するセンサを設け、このセンサ出力が予め設定
された温度になるようにマイコンにより調節信号を出力
し、ウエハの上下方向位置を調整するようにすると、さ
らに高精度な温度調整が可能となる。このような複数の
温度設定は例えばレジストをスピンコーティングする工
程、レジスト塗布後のベーキング工程、露光後のスピン
現像工程などに適用できる。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の基板の加熱処理方法及
び加熱処理装置によれば、加熱処理のための装置を小形
化できる。
び加熱処理装置によれば、加熱処理のための装置を小形
化できる。
【図面の簡単な説明】 第１図および第２図は本発明の一実施例の基板の加熱処
理方法を説明するための加熱処理装置の構成図である。 １……熱板、２……透孔、３……半導体ウエハ、４……
ピン、５……サポートシャフト、６……ローラベース、
７……支持シャフト、８……ベース、９……ピンベー
ス、10……コイルスプリング、11……ベアリング、12…
…カム板、13,16……プーリー、14……タイミングベル
ト、15……ステップモータ、17……テンションローラ、
18……ローラ、19……冷媒流路、20……プロキシミティ
ーピン、21……筐体、22……断熱材。
理方法を説明するための加熱処理装置の構成図である。 １……熱板、２……透孔、３……半導体ウエハ、４……
ピン、５……サポートシャフト、６……ローラベース、
７……支持シャフト、８……ベース、９……ピンベー
ス、10……コイルスプリング、11……ベアリング、12…
…カム板、13,16……プーリー、14……タイミングベル
ト、15……ステップモータ、17……テンションローラ、
18……ローラ、19……冷媒流路、20……プロキシミティ
ーピン、21……筐体、22……断熱材。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−124424（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−79636（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/027 B05D 3/02 G03F 7/26
Claims (2)
- 【請求項１】加熱板と被処理基板とが直接接触しない程
度の第１の距離となるように、前記被処理基板を前記加
熱板上に固定されたピン上に支持して加熱処理する工程
と、 前記加熱板と前記被処理基板とが前記第１の距離より離
間した第２の距離となるように、前記被処理基板を支持
して移動可能とされたピンにより前記被処理基板を前記
加熱板上に支持して加熱処理する工程と、 を具備したことを特徴とする基板の加熱処理方法。 - 【請求項２】加熱板と被処理基板とが直接接触しない程
度の第１の距離となるように、前記被処理基板を支持し
て加熱処理する前記加熱板上に固定されたピンと、 前記被処理基板を処理して移動可能とされたピンとを具
備し、 前記加熱板上に固定されたピン上に前記被処理基板を支
持して加熱処理した後、前記加熱板と前記被処理基板と
が前記第１の距離より離間した第２の距離となるよう
に、前記被処理基板を支持して移動可能とされたピンに
より前記被処理基板を前記加熱板上に支持して加熱処理
するよう構成されたことを特徴とする基板の加熱処理装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27359989A JP2889926B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 基板の加熱処理方法及び加熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27359989A JP2889926B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 基板の加熱処理方法及び加熱処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03135011A JPH03135011A (ja) | 1991-06-10 |
| JP2889926B2 true JP2889926B2 (ja) | 1999-05-10 |
Family
ID=17530018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27359989A Expired - Lifetime JP2889926B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 基板の加熱処理方法及び加熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2889926B2 (ja) |
Cited By (2)
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| US7231141B2 (en) | 2001-04-23 | 2007-06-12 | Asm America, Inc. | High temperature drop-off of a substrate |
Families Citing this family (11)
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| US5756157A (en) * | 1996-10-02 | 1998-05-26 | Silicon Valley Group | Method for processing flat panel displays and large wafers |
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- 1989-10-20 JP JP27359989A patent/JP2889926B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03135011A (ja) | 1991-06-10 |
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