JPH0621233Y2 - ベーキング装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔概要〕 ベーキング装置、特に半導体基板表面に塗布したフォト
レジスト等のプリベーキングを行う装置に関し、 ベーキング時の基板内の温度分布を改善することが可能
なベーキング装置を提供することを目的とし、 ヒータブロック13の上方に伝熱板11を有し、表面にレジ
スト膜２を被着した基板１を該伝熱板11上に載置して該
レジスト膜２をベーキングする装置であって、該伝熱板
11の該基板１を載置する面には僅かに突出する複数個の
ピン12を有しており、該ヒータブロック13と該伝熱板11
との間にリング状のスペーサ15が配設されており、該ヒ
ータブロック13と該伝熱板11と該スペーサ15により形成
される空間16には気体が封入されているように構成す
る。

〔産業上の利用分野〕

本考案は、ベーキング装置、特に半導体基板表面に塗布
したフォトレジスト等のプリベーキングの装置に関す
る。

近年、半導体装置の電極や配線のパターンは極めて微細
化して来ており、今後もより一層の微細化が見込まれて
いる。この電極や配線は基板に塗布したレジストを紫外
線や電子線等で露光したのち現像して得られるレジスト
パターンを基にして形成される。従ってこの電極や配線
のパターン精度はレジストパターンの精度に依存する
が、このレジストパターンの幅精度に対してはレジスト
膜厚精度が大きな影響を与えることが知られている。そ
のためにレジスト塗布装置において塗布膜厚の均一性を
向上させる努力がなされているが、塗布直後に行うベー
キングによって膜厚が変化するため、ベーキング温度の
均一性向上が望まれている。

〔従来の技術〕

半導体基板のリソグラフィ工程の内、レジスト処理は概
ね次のように進められる。基板洗浄→乾燥→レジスト塗
布→プリベーキング→露光→現像→ポストベーキング。

この内プリベーキングには、従来は通常、表面にレジス
トを塗布した直後の基板を温度制御された伝熱板（ホッ
ト・プレート）上に載置したのち真空吸着して基板を伝
熱板に密着させ、熱伝導により基板の裏面から加熱する
方式の装置が用いられて来た。この方式による従来のベ
ーキング装置の例を第２図及び第３図に示す。

第２図は一般的な従来のベーキング装置の要部模式断面
図である。図中、１は基板、２はレジスト膜である。21
は伝熱板であり、上面には複数個の吸着孔21aが開口し
ている。この吸着孔21aは基板を真空吸着するためのも
のであり、真空ポンプ等の真空排気手段（図示は省略）
に連通している。13は伝熱板21を加熱するためのヒータ
ブロックであり、内部にリング状のヒータ14を備えてい
る。

第３図は改良された従来のベーキング装置の要部模式断
面図である。図中、11は伝熱板であり、その上面には複
数個のピン12が僅かに突出している。このピン12の上面
に吸着孔12aが開口しており、これが真空ポンプ等の真
空排気手段（図示は省略）に連通している。他部分は第
２図の例と差異はない。その結果、基板１裏面はピン12
上面のみと接触することになる。このような改良は、基
板１裏面への異物付着を避けるためになされたものであ
る。基板１裏面に異物が付着すると、次の露光工程で基
板１のチャッキング位置（高さ）に狂いを生じ、特に微
細なパターンを転写する際にはレジスト面が転写パター
ンのフォーカスエリアを外れることがあるからである。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしこのような従来の装置では、伝熱板の温度がヒー
タブロック表面の温度分布の影響を受けて不均一となる
ため、これにより加熱される基板及びレジスト膜の温度
にも不均一を生じ、その結果レジスト膜厚の不均一を生
ずる、という問題があった。

本考案は、このような問題を解決し、ベーキング時の基
板内の温度分布を改善することが可能なベーキング装置
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

その目的は、本考案によれば、ヒータブロック13の上方
に伝熱板11を有し、表面にレジスト膜2を被着した基板1
を該伝熱板11上に載置して該レジスト膜2をベーキング
する装置であって、該伝熱板11の該基板1を載置する面
には僅かに突出する複数個のピン12を有しており、該ヒ
ータブロック13と該伝熱板11との間にリング状のスペー
サ15が配設されており、該ヒータブロック13と該伝熱板
11と該スペーサ15により形成される空間16には気体が封
入されていることを特徴とするベーキング装置とするこ
とで、達成される。

〔作用〕

ヒータブロックは内部に埋め込まれているヒータによる
局部加熱であるため、その表面温度にかなりの不均一を
生ずる事は避けられない。従ってこのヒータブロックに
直接接触して加熱される伝熱板の温度分布も当然悪くな
る。しかしヒータブロックと伝熱板の間に空間を設けて
空間内に気体（空気等）を封入し、この気体を介して伝
熱板を加熱すれば、気体は熱伝導度が低い上、空隙内で
の対流もあって伝熱板の温度分布が大幅に改善される。

尚、スペーサは固体であり、周縁部だけ熱の伝導が良く
なることになるが、元々伝熱板の周縁部は側面からの放
熱の影響で他より低温となる傾向があるため、温度分布
を改善する方向に作用する。

〔実施例〕

本考案に基づくベーキング装置の一実施例を第１図によ
り説明する。第１図は本考案の実施例を示す要部模式断
面図である。図中、１は基板、２はレジスト膜である。
11は伝熱板であり、その上面には数個のピン12が僅かに
突出している（0.1〜0.5mm程度）。このピン12の上面に
吸着孔12aが開口しており、これが真空ポンプ等の真空
排気手段（図示は省略）に連通している。

13は伝熱板11を加熱するためのヒータブロックであり、
内部にリング状のヒータ14を備えている。このヒータブ
ロック13と伝熱板11とは直接接触しておらず、周縁部で
リング状のスペーサ15（厚さ５mm程度）を介して固着さ
れている。その結果ヒータブロック13と伝熱板11との間
には空間16が形成されている。この空間16の中には空気
（窒素でもよい）が封入されている。

このベーキング装置によりレジスト膜２をベーキングす
るには、先ずヒータ14に通電してヒータブロック13を加
熱し、空間16内の空気を介して伝熱板11を所望の温度に
まで加熱する。この状態で表面にレジスト膜２を被着し
た直後の基板１を伝熱板11上に載置し（ピン12上面で接
触する）、これを吸着孔12aにより真空吸着して所定の
時間保持すればよい。

このベーキング装置により、150mm径の基板（シリコン
ウェーハ）を加熱した結果、基板内の温度分布は0.5℃
以内に収まった。これは第２図に示した従来の装置によ
り加熱した場合の１℃以上、及び第３図に示した従来の
装置により加熱した場合の0.7℃以後、と比して大幅に
改善されたことになる。尚、第２図の装置による温度分
布より第３図の装置による温度分布の方が好結果であっ
たのは、基板１と伝熱板11との間に僅かながら空気層が
存在するためと推測される。

本考案は以上の実施例に限定されることなく、更に種々
変形して実施出来る。例えば、空間16内の気体をファン
等により攪拌してもよい。又、ピン12には吸着孔12aを
設けず、基板１をただ載置するだけとしてもよい。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、ベーキング時の
基板内の温度分布を改善することが可能なベーキング装
置を提供することができ、半導体装置の製造歩留り向上
に寄与するところが大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す要部模式断面図、 第２図は一般的な従来のベーキング装置の要部模式断面
図、 第３図は改良された従来のベーキング装置の要部模式断
面図、である。 図中、１は基板、 ２はレジスト膜、 11,21は伝熱板、 12はピン、 13はヒータブロック、 15はスペーサ、 16は空間、である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ヒータブロック(13)の上方に伝熱板(11)を
   有し、表面にレジスト膜(2)を被着した基板(1)を該伝熱
   板(11)上に載置して該レジスト膜(2)をベーキングする
   装置であって、 該伝熱板(11)の該基板(1)を載置する面には僅かに突出
   する複数個のピン(12)を有しており、 該伝熱板(11)と該ヒータブロック(13)との間にリング状
   のスペーサ(15)が配設されており、 該ヒータブロック(13)と該伝熱板(11)と該スペーサ(15)
   により形成される空間(16)には気体が封入されているこ
   とを特徴とするベーキング装置。