JPH05304085A - 半導体ウェハベーキング装置 - Google Patents

半導体ウェハベーキング装置

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JPH05304085A
JPH05304085A JP10776792A JP10776792A JPH05304085A JP H05304085 A JPH05304085 A JP H05304085A JP 10776792 A JP10776792 A JP 10776792A JP 10776792 A JP10776792 A JP 10776792A JP H05304085 A JPH05304085 A JP H05304085A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heater
heat
hot plate
semiconductor wafer
peripheral
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10776792A
Other languages
English (en)
Inventor
卓 ▲吉▼田
Taku Yoshida
Koichi Murakami
公一 村上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyushu Fujitsu Electronics Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Kyushu Fujitsu Electronics Ltd
Fujitsu Ltd
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は半導体ウェハベーキング装置に関
し、等温領域の拡張化を実現することを目的とする。 【構成】 半導体ウェハが載置される熱板2Aは、下面
の外周寄りの部位に環状の溝部21を有する。環状溝部
21は、熱板2Aを周辺部分2A-1と中央部分2A-2
に区切る。周辺部分2A-1に周辺ヒータ部24,中央部
分2A-2に中央ヒータ部23を設けて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウェハベーキン
グ装置に関する。
【0002】近年、LSIの集積度が向上してきてお
り、これに伴って、半導体ウェハ上の配線パターンを幅
が0.5μm 程度の微細さで形成することが要求されて
きている。
【0003】配線パターンはフォトリソグラフィ技術に
よって形成されている。
【0004】この技術を利用して、上記のように微細な
幅の配線パターンを半導体ウェハの全面に亘って一様に
形成するには、レジストを半導体ウェハの全面に亘って
一様に形成することが必要とされる。
【0005】このためには、レジストを半導体ウェハに
塗布した後、塗布されたレジストよりこれに含まれてい
る溶剤を気化させるベーキング工程も重要となる。
【0006】即ち、ベーキング工程においては、ウェハ
表面の温度が均一であること、例えば最高の温度と最低
の温度の差が僅か0.5 ℃以下となるようにすることが必
要とされる。
【0007】一方、ベーキング装置は小型であることが
望ましい。
【0008】
【従来の技術】図4及び図5は、従来の1例の抵抗加熱
方式の半導体ウェハベーキング装置1を示す。
【0009】図5中、2は円板状の熱板、3は円板状の
ヒータ、4は断熱材製のハウジングである。
【0010】ヒータ3は、一本の抵抗発熱線5がうず巻
き状に配されたものであり、発熱密度が全面に亘って等
しくしてある。
【0011】6は熱電対であり、熱板2の中央で且つ、
熱板2の表面に近い部位に埋設してある。
【0012】7は温度コントローラであり、熱電対6よ
りの信号に応じて、電源回路の途中に設けてあるリレー
8を開閉する。
【0013】9は電力コントローラであり、抵抗発熱線
5へ供給される電力を調整する。
【0014】上記のベーキング装置1においては、ヒー
タ3が電力コントローラ9によって調整された電力を加
えられて発熱し、熱板2が加熱される。また、ヒータ3
への電力の供給が、熱電対6,温度コントローラ7及び
リレー8によって制御される。
【0015】熱板2の上面2aには、レジストが塗布さ
れた半導体ウェハ10が載置してある。11はレジスト
膜である。
【0016】ヒータ3は全面に亘って均一に発熱するけ
れども、熱板2の表面からの放熱の程度は中央部よりも
外周部側が大となる等の関係で、加熱された熱板2内の
温度分布は、図5に等温線(温度の等しい点を結んだ
線)12で示す如くになる。等温線12の間隔は0.5 ℃
である。
【0017】熱板2の上面2の温度分布は、図5に線1
3で示すようになり、上面2aの大部分は設定した温度
1 ℃とされ、周辺寄りの部分で低下する傾向のものと
なる。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】温度の低下は周辺に十
分に近い位置より中央寄りの場所で始まり、温度T1
対して前記の許容温度0.5 ℃下がった部位P1 ,P1
間の径D1 は、熱板2の径Dの約75%にとどまる。即
ちD1 =0.75×Dとなる。
【0019】このため、熱板2の上面2aのうち、前記
の許容温度範囲(0.5 ℃)内に保たれる領域は比較的狭
い。
【0020】従って、ウェハ10と熱板2との径の関係
が図5に示す関係にある場合には、ベーキング後におけ
るレジスト膜の厚さについてみると、ウェハ10の中央
の部分と周辺の部分とでは厚さに差ができ、周辺の部分
については、所望の微細なパターンが形成できなくなっ
てしまう。
【0021】また、ウェハ10の全体について温度T1
℃の部分を確保しようとすると、ウェハ10の径よりも
一回りも二回りも大きい径の熱板2を用いなければなら
ず、半導体ウェハベーキング装置1は、大型となってし
まう。
【0022】ベーキング装置1が大型となると、コスト
が高くなると共に、ベーキング時に発生する余分な熱量
が多くなって無駄が多くなる。
【0023】そこで本発明は、熱板の上面の温度を、出
来るだけ周囲に近い部分まで均一としうるようにした半
導体ウェハベーキング装置を提供することを目的とす
る。
【0024】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、ヒー
タと、該ヒータによって下面側から加熱され、上面に載
置された半導体ウェハを加熱する円板状の熱板とよりな
る半導体ウェハベーキング装置において、該熱板を、そ
の下面であって、該熱板の中央部分と外周近傍部分との
間に、環状の断熱部を有する構成としたものである。
【0025】請求項2の発明は、ヒータと、該ヒータに
よって下面側から加熱され、上面に載置された半導体ウ
ェハを加熱する円板状の熱板とよりなる半導体ウェハベ
ーキング装置において、該熱板を、その下面であって、
該熱板の中央部分と周辺部分との間に、環状の断熱部を
有する構成とすると共に、上記ヒータを、上記熱板のう
ち中央部分を加熱する中央ヒータ部と、周辺部分を加熱
する周辺ヒータ部とよりなる構成としたものである。
【0026】
【作用】請求項1の環状の断熱部は、ヒータによって熱
板のうち周辺部分に加えられた熱が、熱板の中央側に伝
導することを抑制するように作用する。
【0027】請求項2の中央ヒータ部と周辺ヒータ部と
を独立に設けた構成は、熱板の中央部と外周部とを夫々
に適した熱量で独立に加熱するように作用する。
【0028】
【実施例】次に、本発明の一実施例になる抵抗加熱方式
の半導体ウェハベーキング装置20について、図1乃至
図3を参照して説明する。
【0029】各図中、図4及び図5に示す構成部分と対
応する部分には同一符号を付す。
【0030】熱板2Aには、その下面2bに、断熱部と
しての環状の溝部21が形成してある。溝部21内に存
在する空気が断熱作用を発揮する。
【0031】溝部21は、熱板2Aの外周から約1/5 D
の部位に形成してある。
【0032】溝部21の深さaは、約2/3 tとしてあ
る。tは熱板2Aの厚さである。
【0033】この環状溝部21は、熱板2Aを周辺部分
2A-1と中央部分2A-2とに区切って、周辺部分2A-1
の熱が中央部分2A-2に伝導することを抑制するように
作用して、後述するように等温範囲を拡張する。
【0034】また、環状溝部21の底部(天板部)と熱
板2Aの上面2aとの間に残された部分22は、周辺部
分2A-1と中央部分2A-2との間の熱の伝導路として作
用し、後述するように温度分布が不連続とならないよう
にする。
【0035】23は中央ヒータ部であり、図3に示すよ
うに円板状をなし、抵抗発熱パターンを有し、熱板2A
のうち中央部分2A-2の下面2bに設けてある。
【0036】24は周辺ヒータ部であり、図3に示すよ
うにリング状をなし、熱板2Aのうち周辺部分2A-1
下面2bに設けてある。
【0037】中央ヒータ部23に電力コントローラ9が
設けてある。
【0038】次に、上記のベーキング装置20の動作に
ついて説明する。
【0039】周辺ヒータ部24には電源の電力が直接加
えられ、周辺ヒータ部24が発熱する。
【0040】中央ヒータ部23には、電力コントローラ
9によって、周辺ヒータ部24に加えられる電力の約1/
4 に調整された電力が加えられ、中央ヒータ部23が発
熱する。 中央ヒータ部23によって、熱板2Aのうち
中央部分2A-2が加熱され、周辺ヒータ部24によっ
て、熱板2Aのうち周辺部分2A-1が加熱される。
【0041】中央の熱電対6により温度が検知され、温
度コントローラ7及びリレー8によって、両方のヒータ
部23及び24への電力の供給が制御され、熱板2Aの
温度が設定した温度を保つように制御される。
【0042】ここで、熱板2Aの上面2aの温度分布に
ついて説明する。 中央ヒータ部23による温度分布 中央ヒータ部23により、中央部分2A-2が加熱され
る。
【0043】中央部分2A-2から周辺部分2A-1への熱
の伝導についてみると、その大半は環状溝部21によっ
て制限される。熱は残された狭い部分22を通して多少
伝導するにとどまる。
【0044】これにより、熱板2Aのうち、中央部分2
-2の温度分布は、図2中等温線25で示す如くにな
る。
【0045】この中央部分2A-2の上面2aの温度分布
は図2中、線26で示す如くになる。
【0046】環状溝部21より内側の部分については、
符号26aで示すように、温度はT 1 ℃で一定であり、
環状溝部21を越えると符号26bで示すように下が
る。 周辺ヒータ部24による温度分布 周辺ヒータ部24により、周辺部分2A-1が加熱され
る。
【0047】周辺部分2A-1から中央部分2A-2への熱
の伝導についてみると、その大半は、環状溝部21によ
って制限される。
【0048】これにより、熱板2Aのうち周辺部分2A
-1の温度分布は、図2中、線27で示すように全体的に
凸状となる。
【0049】この周辺部分2A-1の上面2aの温度分布
は、図2中、線27で示すように凸状となる。これが、
符号26bで示す部分の温度を引き上げて、等温とされ
る部分を外周側に拡げるように作用する。 中央ヒータ部23と周辺ヒータ部24との両者によ
る温度分布 熱板2Aの上面2aの温度分布は、図2中の上記の線2
6と27とを合わせたものとなり、同図中、線28で示
す如くになる。
【0050】この線28を図5中の線12と比較する
と、温度T1 ℃の等温部分が外周側に拡大していること
が分かる。
【0051】温度T1 に対して0.5 ℃下がった部位P2
の間の径D2 は熱板2Aの径Dの約85%にもなる。即
ち、D2 =0.85×Dとなる。
【0052】従って、ウェハ10と熱板2Aとが図2に
示す位置関係にある場合には、ウェハ10は全面に亘っ
て等しくT1 ℃に加熱され、ベーキング後におけるレジ
スト膜は全体に亘って等しい厚さとなる。従って、ウェ
ハ10の表面全体に亘って、線幅が所望の値とされた微
細なパターンが形成される。
【0053】又、ベーキング装置1は、ウェハ10の径
より若干大きい寸法で足り、従来のものに比べて小型と
なり、ベーキング時に発生する余分な熱量は少なくて済
む。
【0054】ここで、熱板2Aは周辺部分2A-1が加熱
されているため、中央部分2A-2は温度が下がりにくい
状態にある。このため、中央ヒータ部23の発熱量は少
なくて済み、発熱量を抑えるように調整するために、中
央ヒータ部23に電力コントローラ9が設けてある。
【0055】なお、図2中、残された部分22は、熱の
伝導を一部許容するようにするために設けてある。
【0056】これにより、図2中、線26,27は共に
なだらかなものとなり、線28は段差を有しないものと
なっている。
【0057】次に、本発明の変形例について説明する。 ヒータ部を中央ヒータ部と周辺ヒータ部とに分けな
いで、一のヒータ部としてもよい。 中央ヒータ部23と周辺ヒータ部24とに、別々に
電力コントロール部9を設けてもよい。 環状溝部21内に断熱材を充填してもよい。
【0058】
【発明の効果】以上説明した様に、請求項1の発明によ
れば、熱板のうち放熱され易い周辺部分を効果的に加熱
することが出来、これによって、熱板の上面の等温の部
分を熱板の外周に近い部分にまで拡げることが出来る。
これによって、ウェハ全体を等しい温度で均一にベーキ
ングし得るという条件を満足した上で、装置の小型化を
図ることが出来る。
【0059】請求項2の発明によれば、熱板のうち中央
部分と周辺部分とを夫々に適した熱量で加熱することが
出来、熱板の上面の等温の部分を請求項1の発明の場合
に比べてより外周に近い部分にまで拡大することが出来
る。これによって、ウェハ全体を等しい温度で均一にベ
ーキングし得るという条件を満足した上で、装置の小型
化を、請求項1の発明に比べて更に図ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の半導体ウェハベーキング装
置を示す図である。
【図2】図1中、II−II線に沿う断面を、温度分布と併
せて示す図である。
【図3】図1の半導体ウェハベーキング装置を下側から
みた分解斜視図である。
【図4】従来の半導体ウェハベーキング装置の1例を示
す図である。
【図5】図4中、V−V線に沿う断面を、温度分布と併
せて示す図である。
【符号の説明】
2A 熱板 2a 上面 2b 下面 2A-1 周辺部分 2A-2 中央部分 4 ハウジング 6 熱電対 7 温度コントローラ 8 リレー 9 電力コントローラ 10 半導体ウェハ 11 レジスト膜 20 半導体ウェハベーキング装置 21 環状溝部 22 残された部分 23 中央ヒータ部 23a,24a 抵抗発熱パターン 24 周辺ヒータ部 25 等温線 26 中央ヒータ部の加熱による上面の温度分布を示す
線 27 周辺ヒータ部の加熱による上面の温度分布を示す
線 28 上面の温度分布を示す線

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ヒータと、該ヒータによって下面側から
    加熱され、上面に載置された半導体ウェハを加熱する円
    板状の熱板とよりなる半導体ウェハベーキング装置にお
    いて、 該熱板を、その下面(2b)であって、該熱板の中央部
    分(2A-2)と外周近傍部分(2A-1)との間に、環状
    の断熱部(21)を有する構成としたことを特徴とする
    半導体ウェハベーキング装置。
  2. 【請求項2】 ヒータと、該ヒータによって下面側から
    加熱され、上面に載置された半導体ウェハを加熱する円
    板状の熱板とよりなる半導体ウェハベーキング装置にお
    いて、 該熱板を、その下面(2b)であって、該熱板の中央部
    分(2A-2)と周辺部分(2A-1)との間に、環状の断
    熱部(21)を有する構成とすると共に、 上記ヒータを、上記熱板(2A)のうち中央部分(2A
    -2)を加熱する中央ヒータ部(23)と、周辺部分(2
    -1)を加熱する周辺ヒータ部(24)とよりなる構成
    としたことを特徴とする半導体ウェハベーキング装置。
JP10776792A 1992-04-27 1992-04-27 半導体ウェハベーキング装置 Withdrawn JPH05304085A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6450803B2 (en) 1998-01-12 2002-09-17 Tokyo Electron Limited Heat treatment apparatus
JP2007158088A (ja) * 2005-12-06 2007-06-21 Tokyo Electron Ltd 加熱処理装置、加熱処理方法、制御プログラム、コンピュータ読取可能な記憶媒体
JP2009091660A (ja) * 1996-04-19 2009-04-30 Akt Kk 被加熱型基板支持構造体

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Effective date: 19990706