JPH03136231A - 熱処理方法および熱処理装置、ならびに加熱体の制御方法 - Google Patents
熱処理方法および熱処理装置、ならびに加熱体の制御方法Info
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- JPH03136231A JPH03136231A JP15714390A JP15714390A JPH03136231A JP H03136231 A JPH03136231 A JP H03136231A JP 15714390 A JP15714390 A JP 15714390A JP 15714390 A JP15714390 A JP 15714390A JP H03136231 A JPH03136231 A JP H03136231A
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Landscapes
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明はベーキング方法に関する。
一般に半導体集積回路の製造工程のフォトリソグラフィ
ー工程では、フォトレジストを塗布した後や、フォトレ
ジスト膜の霧光、現像後等に、フォトレジスト中の溶剤
を除去するとともに、レジストに耐熱性を付与しつつレ
ジストの物性(感光性や解像度等)をコントロールする
ためベーキング工程として半導体ウェハ等の被処理体の
加熱処理が行われる。
ー工程では、フォトレジストを塗布した後や、フォトレ
ジスト膜の霧光、現像後等に、フォトレジスト中の溶剤
を除去するとともに、レジストに耐熱性を付与しつつレ
ジストの物性(感光性や解像度等)をコントロールする
ためベーキング工程として半導体ウェハ等の被処理体の
加熱処理が行われる。
このベーキング工程は、従来、例えば特開昭61−20
1426号公報に開示されるように、半導体゛ウェハ等
を予め設定した所望のベーキング温度で、所定時間、加
熱するというものである。
1426号公報に開示されるように、半導体゛ウェハ等
を予め設定した所望のベーキング温度で、所定時間、加
熱するというものである。
従来、この加熱手段としては、例えば枚葉式のものの場
合には、例えばSUSやアルミニュームからなり、ニク
ロム線などの発熱抵抗体を内蔵した比較的熱容量の大き
い加熱板を用い、この加熱板上に被処理基板を載置して
加熱処理を行なっている、すなわち、例えば第祷図に示
すように、熱板により基板を予め定められた温度T、に
設定し、この温度T、を保持した状態で予め定められた
設定時間D1だけ加熱を行なう、または、前記公報に示
されるように、第H図の如く段階的に予め設定された複
数の設定温度T2.T3にそれぞれ加熱された複数の加
熱板を用意し、これら複数の加熱板上に半導体ウェハな
どの被処理基板を順次に搬送して載置して、各加熱板上
で設定温度T、、T3を保持して、それぞれ設定時間D
2. D、の間、加熱を行なう。
合には、例えばSUSやアルミニュームからなり、ニク
ロム線などの発熱抵抗体を内蔵した比較的熱容量の大き
い加熱板を用い、この加熱板上に被処理基板を載置して
加熱処理を行なっている、すなわち、例えば第祷図に示
すように、熱板により基板を予め定められた温度T、に
設定し、この温度T、を保持した状態で予め定められた
設定時間D1だけ加熱を行なう、または、前記公報に示
されるように、第H図の如く段階的に予め設定された複
数の設定温度T2.T3にそれぞれ加熱された複数の加
熱板を用意し、これら複数の加熱板上に半導体ウェハな
どの被処理基板を順次に搬送して載置して、各加熱板上
で設定温度T、、T3を保持して、それぞれ設定時間D
2. D、の間、加熱を行なう。
このように、順次段階的に設定温度を上げて加熱するこ
とによりフォトレジストの耐熱性が向上する。
とによりフォトレジストの耐熱性が向上する。
以上のように、従来は予め定められた設定温度で設定時
間、被処理基板を加熱することが目的であるため、設定
温度で安定に温度コントロールできるように、熱板は、
例えばその厚さを厚くして熱容量を大きくし、外乱に影
響されに<<シている。
間、被処理基板を加熱することが目的であるため、設定
温度で安定に温度コントロールできるように、熱板は、
例えばその厚さを厚くして熱容量を大きくし、外乱に影
響されに<<シている。
そして、このように従来の加熱板は熱容量を大きくして
いるため、温度制御感度が低く、高速の温度コントロー
ルはできない。また、前記のように段階的に設定温度を
高くする場合には、スループットが悪化するので、従来
は、前述のように複数の加熱板を用意する必要があった
。
いるため、温度制御感度が低く、高速の温度コントロー
ルはできない。また、前記のように段階的に設定温度を
高くする場合には、スループットが悪化するので、従来
は、前述のように複数の加熱板を用意する必要があった
。
のように設定温度T8.T、、T、の期間は、これ(ら
の温度を一定にする温度管理は行なっていたが、昇温期
間り、、D、、D、及び冷却期間り、、D、における温
度変化勾配やその期間の長さ等の履歴(温度変化パター
ン)は全く管理されていなかった。
の温度を一定にする温度管理は行なっていたが、昇温期
間り、、D、、D、及び冷却期間り、、D、における温
度変化勾配やその期間の長さ等の履歴(温度変化パター
ン)は全く管理されていなかった。
ところで、最近は、半導体デバイスの高密度化。
高デバイス化に伴い、レジストパターンが微細化してき
ている。このため、従来、ベーキング工程において無視
されていた昇温期間や降温期間の温度変化パターンがフ
ォトレジストの解像度や感光性等の物性に与える影響が
無視できなくなってきており、これら昇温変化パターン
や降温変化パターン等の履歴を所定のものにコントロー
ルして、より良いレジスト物性を得ることが必要となっ
ている。
ている。このため、従来、ベーキング工程において無視
されていた昇温期間や降温期間の温度変化パターンがフ
ォトレジストの解像度や感光性等の物性に与える影響が
無視できなくなってきており、これら昇温変化パターン
や降温変化パターン等の履歴を所定のものにコントロー
ルして、より良いレジスト物性を得ることが必要となっ
ている。
また、このように昇温変化パターンや降温変化パターン
は、温度管理されていないため、同じ種類の半導体ウェ
ハ等の被処理基板であっても、これらのパターンが被処
理基板毎に区々となり、基板毎にレジストの物性が異な
ってしまい、信頼性に欠けるという問題もあった。
は、温度管理されていないため、同じ種類の半導体ウェ
ハ等の被処理基板であっても、これらのパターンが被処
理基板毎に区々となり、基板毎にレジストの物性が異な
ってしまい、信頼性に欠けるという問題もあった。
そこで昇温期間、降温期間においても、加熱板により温
度コントロールを行なうことが考えられるが、従来の加
熱板は、前述したように熱容量が大きいため、制御感度
が悪く、所望の昇温変化パターンや降温変化パターンを
得るようにする温度制御が困難である。
度コントロールを行なうことが考えられるが、従来の加
熱板は、前述したように熱容量が大きいため、制御感度
が悪く、所望の昇温変化パターンや降温変化パターンを
得るようにする温度制御が困難である。
この発明は1以上の点を改善したベーキング方法を提供
することを目的とする。
することを目的とする。
この発明によるベーキング方法においては。
熱容量の小さい加熱手段を用い、
上記加熱手段を制御して所定の設定温度で予め設定され
た所定時間、被処理体を加熱処理するとともに、上記設
定温度までの昇温時及び上記設定温度から次の設定温度
までの昇温または降温時、」二記加熱手段を制御して予
め設定された昇温履歴または降温履歴を呈するようにし
たことを特徴とする。
た所定時間、被処理体を加熱処理するとともに、上記設
定温度までの昇温時及び上記設定温度から次の設定温度
までの昇温または降温時、」二記加熱手段を制御して予
め設定された昇温履歴または降温履歴を呈するようにし
たことを特徴とする。
熱容量の小さい加熱手段により、設定温度の定温管理だ
けでなく、昇温変化パターンや降温変化パターン等の履
歴が管理されるから、フォトレジストの物性の所望のコ
ントロールができる。
けでなく、昇温変化パターンや降温変化パターン等の履
歴が管理されるから、フォトレジストの物性の所望のコ
ントロールができる。
以下、この発明の種々の実施例について、添付の図面を
参照しながら説明する。
参照しながら説明する。
第1図に示すように、レジスト処理システム40内には
各種処理用のユニット41〜45が収納され、半導体ウ
ェハWが順々に処理されるようになっている。システム
40の入口側にはセンダ41が設けられる一方、システ
ム40の出口側にはレシーバ45が設けられている。カ
セット搬送用ロボット(図示せず)がクリーントラック
上を走行可能に設けられ、クリーントラックはセンダ4
1の前面側に設けられたカセットステージまで延びてい
る。センダ41は、半導体ウェハWをカセットから一枚
ずつ取り出し1次のアドヒージョンユニット42にウェ
ハWを受は渡す機能を有している。アドヒージョンユニ
ット42には、ウェハWを加熱し、これにHMDSを塗
布するための機能が備え付けられている。
各種処理用のユニット41〜45が収納され、半導体ウ
ェハWが順々に処理されるようになっている。システム
40の入口側にはセンダ41が設けられる一方、システ
ム40の出口側にはレシーバ45が設けられている。カ
セット搬送用ロボット(図示せず)がクリーントラック
上を走行可能に設けられ、クリーントラックはセンダ4
1の前面側に設けられたカセットステージまで延びてい
る。センダ41は、半導体ウェハWをカセットから一枚
ずつ取り出し1次のアドヒージョンユニット42にウェ
ハWを受は渡す機能を有している。アドヒージョンユニ
ット42には、ウェハWを加熱し、これにHMDSを塗
布するための機能が備え付けられている。
コーティングユニット43がアドヒージョンユニット4
2の次に設けられ、半導体ウェハWの表面に所定厚さの
レジスト膜が形成されるようになっている。ベーキング
ユニット44がコーティングユニット43の次に設けら
れ、半導体ウェハWが所定温度でベーキングされるよう
になっている。
2の次に設けられ、半導体ウェハWの表面に所定厚さの
レジスト膜が形成されるようになっている。ベーキング
ユニット44がコーティングユニット43の次に設けら
れ、半導体ウェハWが所定温度でベーキングされるよう
になっている。
レシーバ45がベーキングユニット44の次に設けられ
、レジスト処理済みの半導体ウェハWがレシーバ45に
受は入れられるようになっている。
、レジスト処理済みの半導体ウェハWがレシーバ45に
受は入れられるようになっている。
レジスト処理システム40の外部には露光ユニット(図
示せず)が設けられている。露光ユニットとレシーバ4
5との間にはインターフェイス(図示せず)が設けられ
ており、このインターフェイスを介して半導体ウェハW
が露光ユニットに送られるようになっている。
示せず)が設けられている。露光ユニットとレシーバ4
5との間にはインターフェイス(図示せず)が設けられ
ており、このインターフェイスを介して半導体ウェハW
が露光ユニットに送られるようになっている。
次に、第2図を参照しながらアドヒージョンユニット4
2について説明する。なお、ここでは、加熱冷却機能を
有するウェハ載置台12をアドヒージョンユニット42
に用いる場合について説明するが、同様のものをベーキ
ングユニット44に用いてもよい。
2について説明する。なお、ここでは、加熱冷却機能を
有するウェハ載置台12をアドヒージョンユニット42
に用いる場合について説明するが、同様のものをベーキ
ングユニット44に用いてもよい。
アドヒージョンユニット42のチャンバー11内に、半
導体ウェハWを載置するための載置台12が設けられて
いる。HMDS供給管33がチャンバー11の上部を貫
通している。供給管33の先端部には拡散板34が取り
付けられている。拡散板34の下面は、載置台12上の
ウェハWに対面している。この拡散板34の下面には多
数の孔が開口している。これら多数の孔は、供給管33
を介してボトル31の内部に連通している。ボトル31
内のHMDS液中にバプラ32が浸漬されている。バプ
ラ32は管32aを介して窒素ガス供給源(図示せず)
に連結されている。
導体ウェハWを載置するための載置台12が設けられて
いる。HMDS供給管33がチャンバー11の上部を貫
通している。供給管33の先端部には拡散板34が取り
付けられている。拡散板34の下面は、載置台12上の
ウェハWに対面している。この拡散板34の下面には多
数の孔が開口している。これら多数の孔は、供給管33
を介してボトル31の内部に連通している。ボトル31
内のHMDS液中にバプラ32が浸漬されている。バプ
ラ32は管32aを介して窒素ガス供給源(図示せず)
に連結されている。
排気管35がチャンバー11の下部を貫通している。
排気管35の一端は真空ポンプ(図示せず)の吸引口に
接続されている。
接続されている。
ウェハ載置台12は、8インチサイズの半導体ウェハW
を載置するためのものである。拡散板34は。
を載置するためのものである。拡散板34は。
載置台12の全面に覆い被さるように設けられている。
載置台12の上板13は、アルミナプレートでつくられ
ている。この場合に、上板13は、電気絶縁性および熱
伝導性を有するセラミック材料であればアルミナ以外の
セラミックであってもよい。
ている。この場合に、上板13は、電気絶縁性および熱
伝導性を有するセラミック材料であればアルミナ以外の
セラミックであってもよい。
なお、上板13のサイズは、縦および横がそれぞれ16
0〜180■の範囲で、厚さが1〜20■の範囲で適宜
選択され得る。上板13の厚さは5〜10■程度である
ことが好ましい。
0〜180■の範囲で、厚さが1〜20■の範囲で適宜
選択され得る。上板13の厚さは5〜10■程度である
ことが好ましい。
導電性薄膜14が上板13の下面の全面にわたって形成
されている。導電性薄膜14は、上板13の表面に金属
クロムを単独で蒸着させて形成したものである。薄膜1
4の厚さは、0.1〜tooI3の範囲で適宜選択され
得るが、0.5〜2−の範囲であることが好ましい。
されている。導電性薄膜14は、上板13の表面に金属
クロムを単独で蒸着させて形成したものである。薄膜1
4の厚さは、0.1〜tooI3の範囲で適宜選択され
得るが、0.5〜2−の範囲であることが好ましい。
なお、載置台12には、半導体ウェハWを上板13から
持ち上げるためのピン(図示せず)が取り付けられてい
る。このピンによって半導体ウェハWがピックアップさ
れ、載置台12からアンロードされる。
持ち上げるためのピン(図示せず)が取り付けられてい
る。このピンによって半導体ウェハWがピックアップさ
れ、載置台12からアンロードされる。
銅製の電極15.16が導電性薄膜14の周縁部近傍に
それぞれ設けられている。電極15.16は、帯状をな
し、導電性薄膜14の下面に被着されている。
それぞれ設けられている。電極15.16は、帯状をな
し、導電性薄膜14の下面に被着されている。
電極15.16は電源回路19に接続されている。電源
回路19には商用交流電源17とS S R(Sofi
id 5tateRelay) 1gとが含まれている
。5SR18は、スイッチング素子としての機能を有す
る。
回路19には商用交流電源17とS S R(Sofi
id 5tateRelay) 1gとが含まれている
。5SR18は、スイッチング素子としての機能を有す
る。
コントロールシステム20は、CPU201やPIDコ
ントローラ203を内蔵しており、入力されたレシピ及
び温度検出信号に応じて、5SR18や冷却装置23へ
各種の信号SM、SCを送る機能を有している。
ントローラ203を内蔵しており、入力されたレシピ及
び温度検出信号に応じて、5SR18や冷却装置23へ
各種の信号SM、SCを送る機能を有している。
第2図(8)に示すように、5SR18にはコントロー
ルシステム20のPIDコントローラ203が接続され
ており、PIDコントローラ203から5SR18にP
WM信号SMが入力されるようになっている。また、ク
ーリングシステム23にもPIDコントローラ203が
接続され、システム23に信号SCが入力されるように
なっている。コントロールシステム20のデジタル加算
器202には、センサ25を有する温度計24が接続さ
れている。温度センサ25は、導電性薄膜14の下面の
適所に被着されている。また、CPU20の入力部には
、キイボード20aが接続されている。このキイボード
20aによって所定のアドヒージョン処理条件(加熱条
件等を含むレシピ)がキイボード入力されるようになっ
ている。
ルシステム20のPIDコントローラ203が接続され
ており、PIDコントローラ203から5SR18にP
WM信号SMが入力されるようになっている。また、ク
ーリングシステム23にもPIDコントローラ203が
接続され、システム23に信号SCが入力されるように
なっている。コントロールシステム20のデジタル加算
器202には、センサ25を有する温度計24が接続さ
れている。温度センサ25は、導電性薄膜14の下面の
適所に被着されている。また、CPU20の入力部には
、キイボード20aが接続されている。このキイボード
20aによって所定のアドヒージョン処理条件(加熱条
件等を含むレシピ)がキイボード入力されるようになっ
ている。
パルスゼネレータ204からCPU201、デジタル加
算器202、並びにPID制御演算器203のそれぞれ
に1秒間隔のタイミングでパルス信号が出されている。
算器202、並びにPID制御演算器203のそれぞれ
に1秒間隔のタイミングでパルス信号が出されている。
なお、CPU201とパルスゼネレータ204との間に
アドレスカウンタ205が設けられている。
アドレスカウンタ205が設けられている。
電極15.16及び温度センサ25と共に導電性薄膜1
4は、保護膜21で覆われている。この保護膜21は、
例えばテトラフルオロエチレン(商標テフロン)からな
り、導電性薄膜14等を保護する役割を有する。
4は、保護膜21で覆われている。この保護膜21は、
例えばテトラフルオロエチレン(商標テフロン)からな
り、導電性薄膜14等を保護する役割を有する。
載置台12の下部にクーリングジャケット22が設けら
れている。ジャケット22は、保護膜21を介して導電
性薄膜14と熱交換し得るように設けられている。ジャ
ケット22には、冷却システム23の冷媒供給源に連通
ずる内部通路22aが形成されている。
れている。ジャケット22は、保護膜21を介して導電
性薄膜14と熱交換し得るように設けられている。ジャ
ケット22には、冷却システム23の冷媒供給源に連通
ずる内部通路22aが形成されている。
冷却システム23は、圧縮機および蒸発器を有し、冷媒
をジャケット22との間で循環するようなシステムであ
る。なお、冷却システム23の入力部にはコントローラ
20の出力部が接続されている。すなわち、コントロー
ラ20は、入力されたレシピ及び温度検出信号に応じて
、冷却システム23がらジャケット22への冷媒供給量
を制御するための制御信号SCを冷却システム23へ送
る機能を有する。
をジャケット22との間で循環するようなシステムであ
る。なお、冷却システム23の入力部にはコントローラ
20の出力部が接続されている。すなわち、コントロー
ラ20は、入力されたレシピ及び温度検出信号に応じて
、冷却システム23がらジャケット22への冷媒供給量
を制御するための制御信号SCを冷却システム23へ送
る機能を有する。
次に第3図(A)乃至(C)並びに第4図を参照しなが
ら、半導体ウェハWの表面をアドヒージョン処理する場
合について説明する。
ら、半導体ウェハWの表面をアドヒージョン処理する場
合について説明する。
(I)キイボード20aによって所定のレシピをCPU
201に入力する。ここで、レシピは、昇温速度および
降温速度が毎分50〜200℃を越えない範囲で温度・
時間ポイントデータを指令温度テーブルとして入力する
。加熱保持温度が100〜150℃、加熱保持時間が0
.1〜1分間である。
201に入力する。ここで、レシピは、昇温速度および
降温速度が毎分50〜200℃を越えない範囲で温度・
時間ポイントデータを指令温度テーブルとして入力する
。加熱保持温度が100〜150℃、加熱保持時間が0
.1〜1分間である。
CPU201によって入カポインドデータの相互間を補
完して、マスターカーブを作成する。
完して、マスターカーブを作成する。
(II)−枚の半導体ウェハWをハンドリング装置(図
示せず)によりセンダ41からアドヒージョンユニット
42に搬入し、載置台12上に載置する。チャンバー1
1のウェハ搬入口を閉じて、排気管35を介してチャン
バー11内のbガスを排気する。
示せず)によりセンダ41からアドヒージョンユニット
42に搬入し、載置台12上に載置する。チャンバー1
1のウェハ搬入口を閉じて、排気管35を介してチャン
バー11内のbガスを排気する。
(III)PIDコントローラ203からPWM信号S
Mを5SR18に送る。これにより回路19の電源17
から電極15.16を介して導電性薄膜14に所定の電
流が流れ、導電性薄膜14が発熱する。この発熱により
上板13上の半導体ウェハWが加熱される。このとき、
PWM信号SMを変化させることにより導電性薄膜14
への供給電流量をスイッチング制御し、所望の昇温速度
とする。
Mを5SR18に送る。これにより回路19の電源17
から電極15.16を介して導電性薄膜14に所定の電
流が流れ、導電性薄膜14が発熱する。この発熱により
上板13上の半導体ウェハWが加熱される。このとき、
PWM信号SMを変化させることにより導電性薄膜14
への供給電流量をスイッチング制御し、所望の昇温速度
とする。
第3図(A)乃至(C)および第4図を参照しながら、
PWM信号SM及び冷却制御信号SCについて説明する
。
PWM信号SM及び冷却制御信号SCについて説明する
。
第3図(A)に示すように、信号SM及び信号SCの1
周期Tにおけるパルス幅W、、W2が1/2 Tである
とき、すなわち、デユーティ比が50%のときは、第4
図中のラインL1で示すように、上板13の温度は実質
的には変わらない。なお、1周期Tは1秒間であり、
これはパルスゼネレータ204からのパルス信号によっ
て定められている。
周期Tにおけるパルス幅W、、W2が1/2 Tである
とき、すなわち、デユーティ比が50%のときは、第4
図中のラインL1で示すように、上板13の温度は実質
的には変わらない。なお、1周期Tは1秒間であり、
これはパルスゼネレータ204からのパルス信号によっ
て定められている。
第3図(B)に示すように、信号SMの1周期Tにおけ
るパルス幅W1が1/2Tより大きいとき、すなわち、
デユーティ比が50%を越えるときは、第4図中のライ
ンL2で示すように、上板13の温度は上昇する。
るパルス幅W1が1/2Tより大きいとき、すなわち、
デユーティ比が50%を越えるときは、第4図中のライ
ンL2で示すように、上板13の温度は上昇する。
第3図(C)に示すように、信号SMの1周期Tにおけ
るパルス幅W1が172Tより小さいとき、すなわち、
デユーティ比が50%を下回るときは、第4図中のライ
ンL3で示すように、上板13の温度は下降する。
るパルス幅W1が172Tより小さいとき、すなわち、
デユーティ比が50%を下回るときは、第4図中のライ
ンL3で示すように、上板13の温度は下降する。
このように信号SM及び信号Scのパルス幅を種々変え
ることにより、導電性薄膜14による上板13の加熱量
を所望のものに自由に変えることができ、ウェハWの昇
温速度を所望のものにすることができる。
ることにより、導電性薄膜14による上板13の加熱量
を所望のものに自由に変えることができ、ウェハWの昇
温速度を所望のものにすることができる。
(IV)温度計24のセンサ25により薄膜14の温度
を検出し、 この検出信号をデジタル加算器202に入
力する。デジタル加算器202では検出信号に基づき測
定温度を決定し、この測定温度に基づき導電性薄膜14
への給電量をフィードバックコントロールする。検出信
号に基づき決定される測定温度が、所定の保持温度に一
致すると、信号SMのデユーティ比を50%にして、上
板13の温度を100〜150℃の範囲で0.5〜1分
間保持する。
を検出し、 この検出信号をデジタル加算器202に入
力する。デジタル加算器202では検出信号に基づき測
定温度を決定し、この測定温度に基づき導電性薄膜14
への給電量をフィードバックコントロールする。検出信
号に基づき決定される測定温度が、所定の保持温度に一
致すると、信号SMのデユーティ比を50%にして、上
板13の温度を100〜150℃の範囲で0.5〜1分
間保持する。
(V)加熱保持中の半導体ウェハWに、ヘキサメチルジ
シラザン(HMDS)をスプレィし、ウェハ表面にHM
DSを付着させる。
シラザン(HMDS)をスプレィし、ウェハ表面にHM
DSを付着させる。
(VI)加熱保持後、信号SMのデユーティ比を50%
以下に変えて上板13を降温させる。このとき同時にP
IDコントローラ203からクーリングシステム23に
デユーティ比50%以上の信号SCを送り、ジャケット
22に冷媒を供給して上板13を強制冷却する。このと
き、センサ25の温度検出結果に基づきPIDコントロ
ーラ203により信号SMおよび信号SCを決定する。
以下に変えて上板13を降温させる。このとき同時にP
IDコントローラ203からクーリングシステム23に
デユーティ比50%以上の信号SCを送り、ジャケット
22に冷媒を供給して上板13を強制冷却する。このと
き、センサ25の温度検出結果に基づきPIDコントロ
ーラ203により信号SMおよび信号SCを決定する。
(■)冷却後、ピンを突出させ、半導体ウェハWを上板
13から持ち上げ、これをチャンバー11から搬出する
。
13から持ち上げ、これをチャンバー11から搬出する
。
上記実施例によれば、昇温速度および降温速度の両者を
それぞれコントロールすることができるので、スループ
ットを向上させることができる。
それぞれコントロールすることができるので、スループ
ットを向上させることができる。
次に、第5図乃至第7図を参照しながら、レジスト塗布
後に半導体ウェハWをベーキング処理する場合について
説明する。なお、上述のアドヒージョン処理の説明とベ
ーキング処理の説明とが共通する部分については説明を
省略する。
後に半導体ウェハWをベーキング処理する場合について
説明する。なお、上述のアドヒージョン処理の説明とベ
ーキング処理の説明とが共通する部分については説明を
省略する。
第7図に、ベーキングユニット44に用いるウェハ載置
台12aを示す、このウェハ載置台12aでは、導電性
薄膜14と上板13aとの間にセラミック薄膜13bを
介在させている。 この場合に、アルミニウム合金製の
上板13aの表面にセラミックを溶射して薄膜13bを
形成する。上板13aは、セラミック薄1113bによ
って導電性薄膜14から絶縁される。
台12aを示す、このウェハ載置台12aでは、導電性
薄膜14と上板13aとの間にセラミック薄膜13bを
介在させている。 この場合に、アルミニウム合金製の
上板13aの表面にセラミックを溶射して薄膜13bを
形成する。上板13aは、セラミック薄1113bによ
って導電性薄膜14から絶縁される。
次に、このような載置台12aを有するベーキングユニ
ット44を用いて半導体ウェハWをベーキングする場合
について説明する。
ット44を用いて半導体ウェハWをベーキングする場合
について説明する。
(1)第5図に示すレシピをCPU201にキイボード
入力する。レシピには、熱履歴の再現を確実なものとす
るためにポイントPO−P8が設定されている。これら
各ポイントPO−P8の温度および時間の情報を指令温
度テーブルとしてCPU201に入力する1本レシピの
概要は、昇温速度および降温速度がそれぞれ毎分100
℃、加熱保持温度が120℃、加熱保持時間が60秒間
である。CPU201では入カポインドデータの相互間
を補完して、マスターカーブを作成する。
入力する。レシピには、熱履歴の再現を確実なものとす
るためにポイントPO−P8が設定されている。これら
各ポイントPO−P8の温度および時間の情報を指令温
度テーブルとしてCPU201に入力する1本レシピの
概要は、昇温速度および降温速度がそれぞれ毎分100
℃、加熱保持温度が120℃、加熱保持時間が60秒間
である。CPU201では入カポインドデータの相互間
を補完して、マスターカーブを作成する。
(■)レジストが塗布された半導体ウェハWを、コーテ
ィングユニット43からベーキングユニット44に搬入
し、載置台12a上に載置する。
ィングユニット43からベーキングユニット44に搬入
し、載置台12a上に載置する。
(m)PIDコントローラ203からPWM信号SMを
5SR18に送り、導電性薄膜14に通電する。
5SR18に送り、導電性薄膜14に通電する。
導電性薄膜14が発熱し、上板13a上の半導体ウェハ
Wが加熱される。このとき、PWM信号SMを変化させ
、導電性薄膜14への供給電流量をスイッチング制御す
る。
Wが加熱される。このとき、PWM信号SMを変化させ
、導電性薄膜14への供給電流量をスイッチング制御す
る。
(TV)温度計24のセンサ25により薄膜14の温度
を検出し、 この検出信号をデジタル加算器202に入
力する。デジタル加算器202では検出信号に基づき測
定温度を決定する。この測定温度に基づき導電性薄膜1
4人の給電量をフィードバック制御する。
を検出し、 この検出信号をデジタル加算器202に入
力する。デジタル加算器202では検出信号に基づき測
定温度を決定する。この測定温度に基づき導電性薄膜1
4人の給電量をフィードバック制御する。
この昇温中のフィードバック制御においては、ウェハW
の熱履歴がポイントPL、P2を通過し。
の熱履歴がポイントPL、P2を通過し。
ポイントP3に到達するようにする。
(V)ポイントP3に到達したときに、PIDコントロ
ーラ203からの信号SMのデユーティ比を50%とし
、温度を一定に保持する。この一定温度で60分間保持
する。温度保持中においては、ポイントP4にてウェハ
Wの熱履歴をチエツクする。
ーラ203からの信号SMのデユーティ比を50%とし
、温度を一定に保持する。この一定温度で60分間保持
する。温度保持中においては、ポイントP4にてウェハ
Wの熱履歴をチエツクする。
ポイントP5に到達したときに、PIDコントローラ2
03からのSM倍信号デユーティ比が50%を下回るよ
うに変え、上板13a上のウェハWの温度を下げる。
03からのSM倍信号デユーティ比が50%を下回るよ
うに変え、上板13a上のウェハWの温度を下げる。
(VI)この結果、半導体ウェハWに塗布されたレジス
トが所望の特性を有するレジスト膜となる。
トが所望の特性を有するレジスト膜となる。
ベーキング後、ピンを突出させ、半導体ウェハWを上板
13から持ち上げ、これをペーキングユニツト44から
レシーバ45へ搬出する。
13から持ち上げ、これをペーキングユニツト44から
レシーバ45へ搬出する。
次に、別のレシピに従って半導体ウェハWをベーキング
する場合について説明する。なお、上記実施例と重複す
る説明は省略する。
する場合について説明する。なお、上記実施例と重複す
る説明は省略する。
(I)第6図に示すレシピをキイボード20aによって
コントローラ20にキイボード入力する。レシピには、
熱履歴の再現を確実なものとするためにポイントPIO
〜P19が設定されている。これら各ポイントPIO〜
P19の温度および時間の情報を指令温度テーブルとし
てCPU201に入力する。レシピの概要は、第1段階
の昇温速度が毎分70℃、第1段階の加熱保持温度が9
0℃、第2段階の昇温速度が毎分150℃、第2段階の
加熱保持時間が140℃、降温速度が2℃である。また
、第1段階および第2段階の加熱保持時間がそれぞれ3
0秒間である。
コントローラ20にキイボード入力する。レシピには、
熱履歴の再現を確実なものとするためにポイントPIO
〜P19が設定されている。これら各ポイントPIO〜
P19の温度および時間の情報を指令温度テーブルとし
てCPU201に入力する。レシピの概要は、第1段階
の昇温速度が毎分70℃、第1段階の加熱保持温度が9
0℃、第2段階の昇温速度が毎分150℃、第2段階の
加熱保持時間が140℃、降温速度が2℃である。また
、第1段階および第2段階の加熱保持時間がそれぞれ3
0秒間である。
(II) レジストを塗布した後に、半導体ウェハWを
ベーキングユニット44の載置台12a上に載置する。
ベーキングユニット44の載置台12a上に載置する。
(m)PIDコントローラ203からPWM信号S!v
lssR18に送り、導電性薄膜14に通電し、半導体
ウェハWを加熱する。このとき、PWM信号SMを変化
させ、導電性薄膜14への給電量をスイッチング制御す
る。
lssR18に送り、導電性薄膜14に通電し、半導体
ウェハWを加熱する。このとき、PWM信号SMを変化
させ、導電性薄膜14への給電量をスイッチング制御す
る。
(IV)センサ25により薄[14の温度を検出し、検
出温度に基づき導電性薄膜14への給電量をフィードバ
ック制御する。この昇温中のフィードバック制御におい
ては、ウェハWの熱履歴がポイントP11を通過し、ポ
イントP12に到達するようにする。
出温度に基づき導電性薄膜14への給電量をフィードバ
ック制御する。この昇温中のフィードバック制御におい
ては、ウェハWの熱履歴がポイントP11を通過し、ポ
イントP12に到達するようにする。
(V)ポイントP12に到達したときに、PIDコント
ローラ203からの信号SMのデユーティ比を50%と
し、温度を一定に保持する。この一定温度で30秒間保
持する。ポイントP13に到達したときに、PIDコン
トローラ203からのSM倍信号デユーティ比が50%
を上回るように変え、上板13a上のウェハWの温度を
上げる。このようにして半導体ウェハをステップヒーテ
ィングすることにより、半導体ウェハWに塗布されたレ
ジストが、耐熱性に優れたレジスト膜となる。
ローラ203からの信号SMのデユーティ比を50%と
し、温度を一定に保持する。この一定温度で30秒間保
持する。ポイントP13に到達したときに、PIDコン
トローラ203からのSM倍信号デユーティ比が50%
を上回るように変え、上板13a上のウェハWの温度を
上げる。このようにして半導体ウェハをステップヒーテ
ィングすることにより、半導体ウェハWに塗布されたレ
ジストが、耐熱性に優れたレジスト膜となる。
上記実施例のようなコンポジットタイプのウェハ載置台
12aは、大型のベーキングユニットに用いるのに適し
ている。この理由は、大型の上板13aをセラミックで
つくる場合に、これを無欠陥でつくることが焼結炉の能
力する困難であるからである。
12aは、大型のベーキングユニットに用いるのに適し
ている。この理由は、大型の上板13aをセラミックで
つくる場合に、これを無欠陥でつくることが焼結炉の能
力する困難であるからである。
このような加熱装置では、熱板12aの側壁の表面積を
小さくすることができるため、熱量のロスを5%以下に
抑制することができる。このため、いわゆる末端効果と
称せられる加熱時の熱損失を無視することができ、熱板
上板13aの表面の温度分布を均一化することができる
。すなわち、上板13a上に載置した半導体ウェハWを
100℃に加熱する場合に、上板13aの表面の温度を
100℃プラスマイナス0.5℃の範囲にすることがで
きる。このような温度制御を従来の装置で達成しようと
すると。
小さくすることができるため、熱量のロスを5%以下に
抑制することができる。このため、いわゆる末端効果と
称せられる加熱時の熱損失を無視することができ、熱板
上板13aの表面の温度分布を均一化することができる
。すなわち、上板13a上に載置した半導体ウェハWを
100℃に加熱する場合に、上板13aの表面の温度を
100℃プラスマイナス0.5℃の範囲にすることがで
きる。このような温度制御を従来の装置で達成しようと
すると。
アルミニウム類の上板の厚さを50mm程度以上にする
必要があるが、これでは熱容量が大きくなり。
必要があるが、これでは熱容量が大きくなり。
昇降温の応答が遅くなる。
また、上記実施例では1枚葉処理用のレジスト処理シス
テムの場合について説明したが、本発明はこれのみに限
られない。例えば、第8図、%。
テムの場合について説明したが、本発明はこれのみに限
られない。例えば、第8図、%。
尋に示すようにウェハボートを用いて多数の半導体ウェ
ハWをバッチ処理するためのシステムにも本発明を適用
することができる。
ハWをバッチ処理するためのシステムにも本発明を適用
することができる。
ところで、第8図に示すように、円筒形状の導電性薄膜
132を反応管131の外壁面または内壁面に設け、薄
膜132上の適所に帯状の電極133.134を形成す
る。これら1対の電極133.134間に通電すると、
ウェハボート135に収容された多数の半導体ウェハW
を同時に加熱することができる。
132を反応管131の外壁面または内壁面に設け、薄
膜132上の適所に帯状の電極133.134を形成す
る。これら1対の電極133.134間に通電すると、
ウェハボート135に収容された多数の半導体ウェハW
を同時に加熱することができる。
このようなバッチ処理システムを行なう場合であっても
、高周波誘導加熱及び高周波誘電加熱の方法を用いて加
熱することも勿論できる。
、高周波誘導加熱及び高周波誘電加熱の方法を用いて加
熱することも勿論できる。
また、加熱手段には、上記の導電性薄膜に限られること
なく、この他に熱容量が小さく、温度制御性が良好なも
のであれば採用することができる。
なく、この他に熱容量が小さく、温度制御性が良好なも
のであれば採用することができる。
さらに、上記実施例では、この発明を半導体ウェハのア
ドヒージョン処理またはベーキング処理に適用した場合
について説明したが、これのみに限られることなく、こ
の発明をイオン注入、CvD、エツチング、アッシング
等の各処理にも適用することができる。
ドヒージョン処理またはベーキング処理に適用した場合
について説明したが、これのみに限られることなく、こ
の発明をイオン注入、CvD、エツチング、アッシング
等の各処理にも適用することができる。
また、さらに、上記実施例では、半導体ウェハを加熱冷
却処理する場合について説明したが、これのみに限られ
ることなく、この発明をLCDのような他の半導体デバ
イスに適用してもよい。
却処理する場合について説明したが、これのみに限られ
ることなく、この発明をLCDのような他の半導体デバ
イスに適用してもよい。
以下に、この発明の効果を総括的に述べる。
この発明によれば、加熱保持時の他に、昇温時および降
温時の熱履歴をも積極的にコントロールすることができ
る。このため、高集積化・高密度化した半導体デバイス
をレジスト処理する場合に、その微細パターンに応じて
フォトレジストの特性管理を厳密に行なうことができる
。
温時の熱履歴をも積極的にコントロールすることができ
る。このため、高集積化・高密度化した半導体デバイス
をレジスト処理する場合に、その微細パターンに応じて
フォトレジストの特性管理を厳密に行なうことができる
。
また、同種類の半導体デバイスを加熱冷却処理する場合
に、昇降温を含む熱履歴を同じにコントロールすること
ができるので、製品の信頼性を向上させることができる
。特に、熱履歴を厳密に同じにすることができるので、
各半導体デバイスごとにレジストの物性にばらつきが生
じることなく。
に、昇降温を含む熱履歴を同じにコントロールすること
ができるので、製品の信頼性を向上させることができる
。特に、熱履歴を厳密に同じにすることができるので、
各半導体デバイスごとにレジストの物性にばらつきが生
じることなく。
品質を均一にすることが可能となる。
さらに、クーリングユニットを省略することができるの
で、レジスト処理装置の全体を小型化することができる
。
で、レジスト処理装置の全体を小型化することができる
。
この発明によるベーキング方法によれば、以上の説明か
ら明らかなように、設定温度での定温制御だけでなく昇
温変化パターン及び降温変化パターンを含めた熱履歴を
コントロールするものであるから、半導体基板の高集積
化、高密度化等に伴う微細パターンに応じてフォトレジ
ストの物性が所望のものとなるよう管理をすることが可
能になる。
ら明らかなように、設定温度での定温制御だけでなく昇
温変化パターン及び降温変化パターンを含めた熱履歴を
コントロールするものであるから、半導体基板の高集積
化、高密度化等に伴う微細パターンに応じてフォトレジ
ストの物性が所望のものとなるよう管理をすることが可
能になる。
また、同じ種類の被処理基板は熱履歴が同じようにコン
トロールされるものであるから、同じ種類の被処理基板
のフォトレジストの物性は同一のものとなり、信頼性が
向上する。
トロールされるものであるから、同じ種類の被処理基板
のフォトレジストの物性は同一のものとなり、信頼性が
向上する。
第1図はこの発明によるベーキング方法の一実施例説明
図、第2!!lは第1図に使用する加熱冷却処理装置の
一実施例を示す図、第3図及び第4図は第2図を説明す
るための図、第5図及び第6図はこの発明の方法の一例
に使用する熱履歴のτ仕e神誇は従来のベーキング方法
による温度コントロールを説明するための図である。 1・・・発熱板 2・・・導電性薄膜3.4・
・・電極 7・・・電源装置20・・・温度制御
回路
図、第2!!lは第1図に使用する加熱冷却処理装置の
一実施例を示す図、第3図及び第4図は第2図を説明す
るための図、第5図及び第6図はこの発明の方法の一例
に使用する熱履歴のτ仕e神誇は従来のベーキング方法
による温度コントロールを説明するための図である。 1・・・発熱板 2・・・導電性薄膜3.4・
・・電極 7・・・電源装置20・・・温度制御
回路
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 熱容量の小さい加熱手段を用い、 上記加熱手段を制御して所定の設定温度で予め設定され
た所定時間、被処理体を加熱処理するとともに、上記設
定温度までの昇温時及び上記設定温度から次の設定温度
までの昇温または降温時、上記加熱手段を制御して予め
設定された昇温履歴または降温履歴を呈するようにした
ことを特徴とするベーキング方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15411989 | 1989-06-16 | ||
JP1-154119 | 1989-06-16 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03136231A true JPH03136231A (ja) | 1991-06-11 |
JP2923332B2 JP2923332B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=15577342
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15714390A Expired - Fee Related JP2923332B2 (ja) | 1989-06-16 | 1990-06-15 | 熱処理方法および熱処理装置、ならびに加熱体の制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2923332B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100824364B1 (ko) * | 2000-03-07 | 2008-04-22 | 에이에스엠엘 유에스, 인코포레이티드 | 웨이퍼 처리 공정을 위한 기판의 열 관리 방법 |
WO2017209177A1 (ja) * | 2016-06-02 | 2017-12-07 | 富士フイルム株式会社 | 硬化膜の製造方法、積層体の製造方法および半導体素子の製造方法 |
-
1990
- 1990-06-15 JP JP15714390A patent/JP2923332B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100824364B1 (ko) * | 2000-03-07 | 2008-04-22 | 에이에스엠엘 유에스, 인코포레이티드 | 웨이퍼 처리 공정을 위한 기판의 열 관리 방법 |
WO2017209177A1 (ja) * | 2016-06-02 | 2017-12-07 | 富士フイルム株式会社 | 硬化膜の製造方法、積層体の製造方法および半導体素子の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2923332B2 (ja) | 1999-07-26 |
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