JPH0273619A

JPH0273619A - 加熱装置及び加熱方法

Info

Publication number: JPH0273619A
Application number: JP22594188A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Nomura; 野村　雅文; Yuji Kamikawa; 裕二上川; Kazutoshi Yoshioka; 吉岡　和敏
Original assignee: Tokyo Electron Kyushu Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Kyushu Ltd
Priority date: 1988-09-08
Filing date: 1988-09-08
Publication date: 1990-03-13
Anticipated expiration: 2012-06-11
Also published as: JP2618698B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、加熱装置に関する。

（従来の技術）半導体製造工程例えばフォトリソグラフィー工程におい
て、被処理体例えば半導体ウェハへのレジスト塗布後あ
るいはレジスト現像処理の前後において、上記レジスト
の安定化等の目的で上記半導体ウェハを加熱することが
一般に行われている。

また、露光および現像によってバターニング形成された
有機高分子のフォトレジスト膜をマスクとして用い、半
導体ウェハ上に形成された下地膜をエツチング、拡散、
不純物注入等行うことにより半導体集積回路の微細なパ
ターンを形成した後。

マスクとして用いられたフォトレジスト膜を上記半導体
ウェハの表面から除去する処理例として。

加熱した半導体ウェハの表面に向けてオゾン（０３）を
含むアッシングガスを流出させて除去するアッシング処
理が行われることがある。

そして、上記半導体ウェハの加熱は、例えば発熱板上に
半導体ウェハを載置密着させた状態で加熱し、上記発熱
板への半導体ウェハのセットおよび発熱板から半導体ウ
ェハを搬出する際には、上記発熱板に設けたセラミック
やアルミニウム環のピンを上昇させて上記半導体ウェハ
を支持し発熱板から離間させることが行われている。

上記説明の発熱板とピンを備えた装置として。

例えば実開昭６１−１２３５４１、特開昭６１−６７２
２４号公報にて開示されているものがある。

（発明が解決しようとする課題）しかし、上記従来装置では、発熱板に設けられたピンの
貫通孔の部分と、この貫通孔以外の部分とでは加熱温度
に差が発生するという問題がある。

すなわち、半導体ウェハ加熱時には、ピン先端は発熱板
の上面より低い位置にあり半導体ウェハ下面に隙間が存
在し、また、上記ピン自身は発熱源を有していないため
、ピンの貫通孔部分の温度が、周辺部の温度と比較して
低くなるのは避は難い。したがって、半導体ウェハの加
熱温度が不均一になり、レジスト特性、アッシング処理
の均一性が得られない一原因となりやすい。半導体ウェ
ハのように材質がシリコンの場合には比較的熱伝導性が
良く上記温度差を僅少に抑えることが可能であるが、特
にＬＣＤ基板のようにガラスの場合には熱伝導性が悪い
ので上記温度差が大きくなりやすい。

本発明は上記事情に対処してなされたもので、加熱温度
の均一性に優れた加熱装置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）すなわち本発明は、被処理体加熱用発熱体と被処理体と
を接触授受離間の少なくとも一方の工程前、複数本の支
持棒を上記発熱体面から浮上させて上記被処理体を上記
発熱体から浮上させる加熱装置において、上記支持棒の
温度を上記発熱体の温度にほぼ等しくなるようにしたこ
とを特徴とする。

（作用）本発明では、被処理体加熱用発熱体と被処理体とを接触
授受離間の少なくとも一方の工程前、複数本の支持棒を
上記発熱体面から浮上させて上記被処理体を上記発熱体
から浮上させる加熱装置において、上記支持棒の温度を
上記発熱体の温度にほぼ等しくなるようにしたので、支
持棒により単独に上記被処理体を加熱することが可能と
なる。

（実施例）以下、本発明加熱装置をＬＣＤ基板のアッシング装置に
適用した一実施例を図面を参照して説明する。

本体■の処理室■内には、真空チャック等により被処理
体例えば方形板状のＬ　ＣＤ　（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓ
ｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ）基板■を吸着保持し且つこの
ＬＣＤ基板■を加熱する発熱体例えば加熱板■が配置さ
れ昇降機構（イ）により上下動可能に構成されている。

また、この加熱板■には温度制御機構０によって制御さ
れるヒータ■が内蔵されている。

また、上記加熱板０にはＬＣＤ基板（３）を支持するた
めの支持棒例えばピン■が複数本例えば３本貫通して設
けられており、ピン昇降機構（図示せず）により加熱板
■に対して上下動可能に構成されており、ピン（へ）が
上昇時にはピン（印の先端部分が上記加熱板■の上面よ
り浮上して上方にあり、ピン■が下降時にはピン■の先
端部分が上記加熱板０の内部に位置するように構成され
ている。

さらに、上記各ピン■は例えばアルミニウム製で直径が
５■程度の管状に形成され、内部に発熱源例えば直径が
３閣程度の細長い棒状ヒータ■）が内蔵されている。そ
して、ピン温度制御機構（１ｏ）によって温度制御され
る。上記のように加熱装置（１１）が構成されている。

この加熱装置（２ｉ）の加熱板■の上方には、ガス流出
部（１２）が配置されている。

このガス流出部（１２）の上部は、例えば厚さ２０ｍｍ
程度の方形状アルミニウム板で作製され冷却機構（１３
）からの冷却水等が循環する配管（１４）が内部に埋設
された冷却ジャケット（１５）で構成されている。

そして、この冷却ジャケット（１５）の下面には、厚さ
が１ｏａａ程度で上記冷却ジャケット（１５）とほぼ同
一寸法の大きさに形成されたアルミニウム製の平板（１
６）が気密に取着されている。また、この平板（１６）
の上記ジャケット（１５）側の面には、断面が幅１０＋
ｍ＋深さ５＋＋ａ程度で図の左右方向に伸びる溝状のガ
ス分配管（１７）が形成されている。さらに、このガス
分配管（１７）の底部には所定の間隔で直径２１程度の
孔（１８）が上記平板（１６）を貫通して例えば３個設
けられている。

なお、上記ガス分配管（１７）はガス供給管（１９）に
よりガス流量調節器（２０）に配管接続されており、こ
のガス流量調節器（２０）は酸素供給源（２１）に接続
されたオゾン発生器（２２）に接続されている。

また、上記平板（１６）には上記ガス分配管（１７）と
同じ形状で排出機構（２３）に接続されたガス集合管（
２４）も形成されており、底部には例えば上記ガス分配
管（１７）の３個の孔の各中間付近の位置に孔（２５）
が各１個づつ貫通して設けられている。

次に、上記平板（１６）の下面には順に、平板に形成さ
れたアルミニウム製のガス拡散板（２６）、耐熱性断熱
性に優れたテフロン製の断熱板（２７）、ヒータ（２８
）が埋設されたアルミニウム製のガス加熱板（２９）と
がそれぞれ気密に密着して設けられている。

また、上記３者に亘って平板（１６）に設けられた上記
５個の孔（１８）　（２５）の下位置に、幅１ｍｍ程度
の細長いスリット状のｍ　（３０）が図の下に向かって
形成されている。そして、この各溝（３０）から加熱装
置（１１）の加熱板０に向かってアッシングガスを流出
、および排出可能に構成されている。

さらに、上記ガス流出部（１２）は移動機構（３１）に
取着されており、図の左右方向に往復移動可能に構成さ
れている。

次に動作作用について説明する。

先ず、昇降機Ｗに）によって加熱板■を下降させ、ガス
流出部（１２）との間に基板搬送機構（図示せず）の搬
送アーム等が導入される間隔を設ける。そして、ピン■
を上昇させて加熱板■から浮上させ先端部に、ＬＣＤＣ
Ｄ基板上記基板搬送機構（図示せず）により載置し支持
する。次に、上記ピン（８）を下降させてＬＣＤＣＤ基
板上熱板■に載置して接触保持する。

この後、昇降機構（へ）によって加熱板■を上昇させ、
ガス流出部（１２）とＬＣＤ基板０表面との間隔を０．
５〜２０ｍ程度の所定の間隔例えば２閣に設定する。な
お、この場合、ガス流出部（１２）を昇降機構によって
上下動させ間隔ｉ！ｌｉ！１１シてもよい。

次に、加熱板■に内蔵されているヒータ■を温度制御機
構■によって温度制御し、ＬＣＤＣＤ基板面表面温１５
０〜３００℃程度の範囲の例えば２００℃になるように
加熱する。

同時に、ピン温度制御機４ｉ！！　（１０）により各ピ
ン（８）に内蔵されている棒状ヒータ０を制御してピン
■を加熱板■の温度にほぼ等しく例えば２５０℃程度に
発熱させる。この時、第２図に示すように、加熱板■の
ピン（８）のピン貫通孔（３１）付近に位置するＬＣＤ
基板０部分は、ピンに）先端部からの輻射熱によっても
加熱されるため表面温度が周辺部分と同程度になるよう
に加熱される。

従来の加熱装置では、上記ピン（８）に棒状ヒータ０す
なわち発熱源が内蔵されていないので、上記部分の温度
は周辺部分と比較してどうしても約１０〜１５℃程度低
温になる。なお、上記棒状ヒータ■を内蔵させずに、ピ
ン（８）を熱伝導性に優れた材料で構成することも考え
られるが、ピン（へ）を上下させるためには、ピン（ハ
）と加熱板■との間に隙間が必要であり、上記温度の低
下は避は難い。特に、支持する基板が重量化し大径のピ
ン（ハ）を使用する場合、上記温度の低下不均一はより
一層顕著になる。しかし、上述のように、ピン０に発熱
源を内蔵させ積極的に加熱することにより、ピン■の大
小にかかわりなく均一に基板を加熱することができる。

そして、酸素供給ｇ　（２１）およびオゾン発生器（２
２）から供給されるアッシングガスである、オゾン（０
□）を含有する酸素ガスをガス流量調節器（２０）で流
量調整し、流量が例えば３〜１５ｓｆｆ／　ｌ１ｌｉｎ
（ｓｌは常温常圧換算での流量）程度となるように設定
し、ガス流出部（１２）からＬＣＤＣＤ基板上けて流出
させ、また排出機構（２３）により処理室■内の気体圧
力が例えば７００〜２００Ｔｏｒｒ程度の範囲になるよ
うに排気する。

同時に、ガス加熱板（２９）のヒータ（２８）を温度制
御機４ｉ！（図示せず）により温度制御してガス流出部
（１２）のガス流出面を２０〜２００℃程度の範囲の温
度例えば１５０℃に加熱する。

この時、第１図に矢印で示すようにガス流出部（１２）
とＬＣＤＣＤ基板上間にアッシングガスの流入排出の流
れが形成される。

ここで、上記ガスに含まれているオゾンは、ガス流出部
（１２）のガス加熱板（２９）により、このガス流出部
（１２）から流出直前には分解されない程度の温度に加
熱されてＬＣＤＣＤ基板上がう。そして、このＬＣＤ基
板■の表面に接触してさらに加熱されることにより分解
し、酸素原子ラジカルが多量に発生する。

この酸素原子ラジカルがＬＣＤ基板■の表面に被着され
たフォトレジスト膜と反応し、アッシングが行われフォ
トレジスト膜を除去する。この場合、ＬＣＤ基板■のア
ッシング面の温度は均一のため、均一アッシングが可能
となる。アッシングによって生成した廃ガスは、直ちに
ガス集合管（２４）に連通ずる２個の溝（３０）から排
気機構（２３）により処理室■外に排出する。

そして、移動ａｇｔ（３１）によりガス流出部（１２）
を図の左右方向に例えばスキャン方式で往復運動させ、
均一なアッシングガスの流れをＬＣＤ基板■のアッシン
グ面全体に亘り均一に流出させてアッシングを行う。

アッシング処理が終了するとアッシングガスの流出を止
め、昇降機構（イ）により加熱板■を下降させる。そし
て、ピン■を浮上させてＬＣＤ基板■を支持し上記加熱
板■から離間した後、処理済みのＬＣＤ基板（３）を搬
出し、次に処理するＬＣＤ基板■を授受してセットし、
以後上記のようにアッシング処理をくり返す。

なお、オゾン発生器（２２）で生成されたオゾンの寿命
は温度に依存し温度が高くなると寿命は急激に短くなる
。このため、上記ガスは例えば２５℃以下とするのが好
ましい。上記ガス流出部（１２）は熱伝導に優れたアル
ミニウムで作製しているので冷却効果は良好でオゾンの
寿命を長くできる。

なお、上記実施例ではピン（８）に内蔵する発熱源とし
て細長い棒状ヒータ（９）を使用した例について説明し
たが１例えば第３図（ａ）に示すように小型のヒータ（
９ａ）をピン（８）の先端部分に内蔵したもの、第３図
（ｂ）に示すように小型のヒータ（９ａ）をピン■の下
端部に内蔵したもの、また第３図（ｃ）に示すようにピ
ン（８）先端部に耐熱透過性に優れた石英ガラス（３２
）を取着し赤外線ランプ（９ｂ）でＬＣＤ基板（３）を
加熱するように構成しても上記同様の加熱効果を得るこ
とができる。

また、上記実施例では、ガス流出部（１２）をスキャン
方式で往復運動させることについて説明したが、他の移
動、例えばワンスルーで一過的に所定の処理時間で通過
させるように構成しても、上記同様の作用効果が得られ
る。

さらに、上記実施例では、ガス流出部のみ移動した例に
ついて説明したが、ＬＣＤ基板との相対的移動であれば
よく、ＬＣＤ基板を移動させてもよいし１両者を移動さ
せてもよい。

また、この実施例ではアッシング対象としてフォトレジ
スト膜の場合について説明したが、インクの除去を始め
溶剤の除去等各種のものに適用でき、酸化して除去でき
るものならば、アッシング対象はどのようなものでもよ
く、オゾンを含有するガスは酸素に限らずオゾンと反応
しないようなガス、特にＮ、、　Ａｒ、　Ｎｅ等のよう
な不活性なガスにオゾンを含有させて使用することがで
きる。

さらに、上記実施例では、ＬＣＤ基板の処理に適用した
実施例について説明したが、アッシング工程であれば半
導体ウェハの他ガラス基板上に設けるフォトマスク、プ
リント基板、大型デイスプレィパネル、被着されるアモ
ルファスシリコン膜など何れにも適用できることは説明
するまでもないことである。

特に、上記説明のＬＣＤ基板や、マスク用基板などのよ
うに、下地膜としてＩＴＯ膜、アモルファスシリコン（
αＳｉ）、タンタル（Ｔａ）やクロム（Ｃｒ）の如き非
常に酸化されやすいデリケートな材料が使用されている
もののアッシングに際しては、上記下地膜に損傷を与え
ないような処理が必要とされている。

例えば、上記アッシングを、一定の残膜厚さで中止して
、その後はウェット処理に切換える方式が必要とされて
おり、このためには精密で均一なアッシングのコントロ
ールが不可欠であり１本発明装置を適用して非常に有効
である。

さらに、大型の被処理基板をアッシング処理する場合に
はガス流出部の形状を大型化即ち、アッシングガスの流
出孔である開口溝の長さと個数を調整し、またピンを大
型化して強化できるので、装置のスケールアップが容易
に可能となる。

また、アッシングガスとしてオゾンを含む酸素ガスの他
に、必要に応じて第２ガスとして例えばＮ２０．　Ｎｏ
、　Ｎｏ２．　Ｃ，Ｆ、、　ＣＣｌ２．　ＣＦ、などを
ガス流量調節器（２０）により流量調整して上記酸素ガ
スと混合してアッシングするようにすれば、アッシング
適用範囲を広げ汎用性のあるアッシングが可能となる。

上記実施例ではＬＣＤアッシャ−に適用した例について
説明したが、半導体ウェハアッシャ−でも、プローバで
も、エツチング処理、スパッタ装置、塗布現像装置の塗
布現像後のベーキングに用いるなど何れに適用してもよ
い。

〔発明の効果〕

上述したように本発明によれば、被処理体を均一に加熱
することが可能となる６

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明をアッシング装置に適用した一実施例の
構成図、第２図は第１図主要部の構成図、第３図（ａ）
　（ｂ）　（ｃ）は第２図の変形例図である。３・・・ＬＣＤ基板、　　４・・・昇降機構。５・・・加熱板。９・・・棒状ヒータ、１１・・・加熱装置、

Claims

【特許請求の範囲】

被処理体加熱用発熱体と被処理体とを接触授受離間の少
なくとも一方の工程前、複数本の支持棒を上記発熱体面
から浮上させて上記被処理体を上記発熱体から浮上させ
る加熱装置において、上記支持棒の温度を上記発熱体の
温度にほぼ等しくなるようにしたことを特徴とする加熱
装置。