JPH0452991Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、少くとも１つのランプと、内部に
加熱機構及び冷却機構を有する処理台とを具備し
た光処理装置に関するものである。

［従来の技術］ この考案にかかる光処理装置は、加熱処理と光
照射処理とを組合わせた種々の処理に応用できる
が、例えば、半導体素子の製造工程において、フ
オトレジストパターンの形成工程は大きく分ける
と、レジスト塗布、プレベーク、露光、現像、ポ
ストベークの順に行われる。この後、このフオト
レジストパターンを用いて、イオン注入、あるい
はレジスト塗布前にあらかじめ半導体ウエハの表
面に形成されたシリコン酸化膜、シリコン窒化
膜、アルミニウム薄膜などのプラズマエツチング
などが行われる。このとき、イオン注入時にはフ
オトレジストが昇温するので耐熱性が高い方が良
く、プラズマエツチング時では、「膜べり」が生
じない耐久性が要求される。ところが、近年は半
導体素子の高集積化、微細化などに伴い、フオト
レジストがより高分解能のものが使われるように
なつたが、この場合フオトレジストはポジ型であ
り、一般的にはネガ型より耐熱性が悪い。

フオトレジストの耐熱性や耐プラズマ性を高め
る方法としてポストベークにおいて段階的に温度
を上げ、充分な時間加熱処理する方法や現像後の
フオトレジストパターンに紫外線を照射する方法
が検討されている。しかし、前者の方法では充分
な耐熱性や耐プラズマ性が得られず、また、処理
時間が大巾に長くなるという欠点がある。そし
て、後者の方法においては、紫外線照射により耐
熱温度は上昇するものの、フオトレジスト膜が厚
い場合には、紫外線が内部まで到達せず、フオト
レジストの内部まで充分に耐熱性が向上しなかつ
たり、処理時間が長いという欠点がある。

そのため最近は、例えば特開昭60−45247号
「フオトレジストの硬化方法及び硬化装置」に開
示されているように、「加熱」と「紫外線照射」
を組合せることが提案され、一部では実用化され
てそれなりの成果を上げている。しかしながら、
フオトレジストの種類や膜厚、さらには紫外線の
照射強度などに応じて硬化速度や硬化状態が微妙
に異なるものであり、適正に処理するには、昇温
方法が重要である。

例えば、東京応化工業社製TSMR−8800を塗
布して成形したフオトレジストは、通常は1.7μm
程度の膜厚で使用するが、2.0μm程度の少し厚い
膜を作り、紫外線強度を大きくして高分子化を促
進し、それに応じて処理台の昇温速度を大きく
し、これによつて照射処理時間を短縮しようとす
ると次のような問題点が生じる。即ち、フオトレ
ジストはもともと紫外線の透過率は良い方ではな
いので、紫外線強度を大きくして照射処理時間を
短縮すると、膜の表層と内部とで到達する紫外線
強度に大きな差があるために高分子化の進行の程
度に差ができ、表層部は早く耐熱性や耐プラズマ
エツチング性が向上するが、内部はゆるやかに耐
熱性や耐プラズマエツチング性が向上する。従つ
て、最初は表層部の耐熱性向上を考慮して早い昇
温速度で加熱し、途中よりレジスト内部の耐熱性
や耐プラズマエツチング性の向上に合わせて昇温
速度を小さくするか、もしくは昇温速度を零にし
てその温度に保持するのが良い。

このため、処理台の温度を制御するにあたつ
て、昇温速度を途中で小さくしたり、所定の温度
に保持する必要がある。しかしながら、被処理物
が光照射を受けている状態に、昇温速度を途中で
所定どおり変更したり、昇温速度を零にして所定
の温度に保持することが以外と困難であることが
判明した。さらにまた、１つのウエハの処理が終
了した後は、次のウエハを処理するため処理台の
温度を初期温度にすべく急冷却する必要がある。

第２図は従来の光処理装置の主要部の概略を示
す断面図で、１は処理台、２はこの処理台１内に
設けられた冷却機構として水等の冷却媒体を通す
第１の配管、３は処理台１を加熱するための加熱
機構としてのシースヒータ等からなる加熱体、４
は処理台１上に載置された上面レジスト膜を塗布
されたウエハ等の被処理物、７は灯体、８はラン
プ、９は集光ミラーである。

第３図は第２図の光処理装置を用いて被処理物
を温度制御する場合の一例を示す図で、横軸に時
間、縦軸に温度を表わしたものである。

いま、第２図の装置を用いて第３図に示すよう
な温度の処理を行う場合について説明する。

まず、処理台１を加熱体３により100℃に加熱
した状態で、処理台１に被処理物４を載置してラ
ンプ８からの光照射と加熱体３とによつて約90秒
加熱して、処理台１の温度を170℃程度に温度上
昇させて後、約30秒、一定温度に保持させて被処
理物４を加熱及び光照射処理を行う。その後、被
処理物４を取出し、次の被処理物４を処理をする
ために処理台１内の冷却用の第１の配管に冷却媒
体を送つて急激に100℃まで冷却する。以下、同
様の工程を繰返す。

以上の処理工程中、100℃から170℃まで徐々に
温度上昇させる場合とか、さらに温度上昇させて
後、170℃の一定温度に保持する場合とかの温度
制御を短時間に確実に行う必要がある。

［考案が解決しようとする問題点］ 上記のような従来の装置においては、処理台の
温度上昇は加熱機構からのみでなく、ランプから
も熱が放射されるので、処理台が急激に温度上昇
する傾向がある。そして、ある温度に達して後、
放置するとそのまま急勾配で温度上昇してしまう
ので、冷却機構を用いて冷却しながら温度を一定
に保つ必要がある。そのような場合、処理台に直
接冷媒を送つて冷却を行うことが考えられるが、
それでは一定温度とか小刻みの温度上昇とかに処
理台を制御することは難しく、また、このような
手段では処理台を局部的に冷却することができて
も、全面的な温度分布を均一に保つことができな
い。即ち、処理台内の冷却機構のみでは、急激な
冷却ができても、処理台の温度を徐々に上昇させ
たり、また上昇後、一定の温度に保持するという
ような精度の高い温度制御を行うことが非常に難
しいという問題があつた。

この考案はかかる従来の問題点を解決するため
になされたもので、処理台に対して各々の被処理
物に適合した、精度の高い応答性のすぐれた温度
制御を可能にすることができる光処理装置を提供
することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために，この考案の光処
理装置は、処理台の裏面に熱伝導板を密着させ、
さらにこの熱伝導板の裏面に他の冷却機構を設け
た構成を有するものである。

［作用］ 上記の構成を有することにより、処理台を２つ
の冷却機構の組合わせにより冷却するので、温度
制御が短時間に、精度よく均一な温度分布で円滑
に行うことができる。

［実施例］ 第１図はこの考案の一実施例である光処理装置
の主要部における概略構成を示す断面図で、５は
例えば無酸素銅等のような熱伝導率の高い熱伝導
板、６は冷却機構である水等の冷却媒体を通す第
２の配管であり、この処理台１と熱伝導板５は不
図示のネジもしくはボルトで取付けられ、かつ密
着が均等になるように、中心からできるだき対称
の位置に多数取付ける。そして、熱伝導板５と第
２の配管６は鑞付けされている。また、第２図と
同一符号は同一または相当部分を示す。

第１図の光処理装置において、処理台１を急激
に冷却するときは、第１の配管及び第２の配管を
通して水等の冷媒を送つて急冷することができ
る。また、処理台１を徐々に温度上昇もしくは温
度降下させたいとき、または、ある一定温度に保
ちたいときは主として第２の配管によつて冷却す
ることにより、均一な温度分布を保ちながら温度
制御をと行うことができる。この温度制御の際、
処理台１と第２の配管６との間に介在する、ボル
トで固定された熱伝導板５は熱伝導率の高い金属
等を用いているので、ボルトと熱伝導板とによつ
て冷却され、冷却効果としては応答性がよく、か
つ中心に対して対称に、できるだけ多くのボルト
を用いたので面接触が均一になり、従つて、均一
な温度分布を保つことができ、温度制御を滑らか
な勾配で行う場合、もしくは一定温度に保つ場合
は特に有効である。

［考案の効果］ 以上詳細に説明したとおり、この考案の光処理
装置は、処理台の裏面に熱伝導板を密着させ、さ
らにこの熱伝導板の裏面に他の冷却機構を設けた
構成を有するので、処理台の温度に対し、２つの
冷却機構を組合わせて冷却することになり、急冷
は勿論のこと、一定温度保持、もしくは徐々に温
度上昇もくしは徐々に温度下降するに際しても、
均一に制度よく、かつ応答性のよい温度制御をす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例である光処理装置
の主要部における概略構成を示す断面図、第２図
は従来の光処理装置の主要部の概略を示す断面
図、第３図は第２図の光処理装置を用いて被処理
物を温度制御する場合の一例を示す図である。 図中、１……処理台、２，６……配管、３……
加熱体、５……熱伝導板、７……灯体、８……ラ
ンプ、９……集光ミラー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 少くとも１つのランプと、内部に加熱機構及び
   冷却機構を有する処理台とを具備した光処理装置
   において、前記処理台の裏面に熱伝導板をネジも
   しくはボルトで密着させ、さらにこの熱伝導板の
   裏面に他の冷却機構を設けたことを特徴とする光
   処理装置。