JPH07111948B2 - ベーキング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、被処理体、例えば半導体ウエハをベーク処理
するためのベーキング装置に関する。

［従来の技術］ 一般に半導体集積回路の製造工程では、フォトレジスト
をスピン塗布後や、フォトレジスト膜の露光・現像後等
のベーキング工程として半導体ウエハの加熱処理が行な
われる。このベーキング装置は、従来、特開昭58−2133
2号公報に開示される装置が、一般的に使用されてい
る。これは、熱板を内蔵したヒータで加熱し、この熱板
上に半導体ウエハを搬送し、熱板上で半導体ウエハを真
空吸着して加熱するというものである。このベーキング
装置は加熱用のヒータで熱板の温度を、極めて短時間に
所定のベーキング温度まで上昇させることができる。

［発明が解決しようとする課題］ ここで、半導体ウエハのベーキング温度は、フォトレジ
ストの種類や工程の内容により異なり、目的に応じて半
導体製造ラインでは頻繁にベーキング温度を変更させる
必要があり、また、塵によるスループットの低下を防止
する為に、熱板を頻繁に洗浄するので、その都度、熱板
の温度を下げる必要があった。

しかしながら、上述の特開昭58−21332号公報に開示さ
れるベーキング装置では、一度高温に設定された熱板の
温度を所望の温度まで下げるためには、自然空冷するし
かなく、温度上昇させる場合に比べて遥かに多くの所要
時間がかかるので、ベーキング温度の変更時や熱板の洗
浄に多大なメンテナンス時間を要し、装置の稼働効率を
低下させ、生産性が悪化するという問題があった。

本発明は、上記点に対処してなされたもので、装置の稼
働効率及び生産性を向上することのできる半導体ウエハ
のベーキング装置を提供するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、被処理体を載置する熱板と、その熱板を加熱
する加熱手段と、熱板を冷却する冷却手段と、これら加
熱手段および冷却手段からの熱を熱板に対して選択的に
伝える切換手段とを具備したベーキング装置において、
熱板に流体通路を形成し、加熱手段を加熱流体とし、冷
却手段を冷却流体とし、切換手段を、それら加熱流体と
冷却流体とを熱板の流体通路に選択的に切り換えて供給
する構成としたことを特徴とするものである。本発明に
おける加熱流体や冷却流体として、例えば油を使用する
ことができる。

［作用］ 本発明のベーキング装置では、熱板に対して温熱と例熱
を選択的に伝えることによって熱板を適宜加熱、冷却す
ることができ、熱板を短時間で所望の温度とすることが
可能である。このことにより、ベーキング温度の変更や
熱板の洗浄等のメンテナンス時間を短縮することができ
る。

［実施例］ 以下、本発明のベーキング装置の実施例を、図面を参照
して説明する。

図１に示すように、方形板状で表面に四沸化エチレン樹
脂を含浸させたAl製熱板（51）が、被処理体の例として
の半導体ウエハ（52）を図示しない搬送機構例えばハン
ドアーム等と図示しない吸着機構例えば真空吸着で上面
側に密着載置可能に設置されている。この熱板（51）内
には、熱板（51）を加熱する加熱流体例えば加熱した油
及び冷却する冷却流体例えば冷却した油を、選択的に循
環供給することが可能な流体通路（53）が設けられてい
る。そして、熱板（51）に下面には、流体通路（53）に
加熱流体及び冷却流体を循環可能に流体入口（54）と流
体出口（55）が設けられている。

流体入口（54）は、内部にヒータを内蔵し循環する流体
を加熱可能なジャケット（56）と供給弁（57a,57b）を
介して、加熱流体及び冷却流体を選択的に熱板（51）の
流体通路（53）に供給可能な如く構成された加熱流体タ
ンク（58）及び冷却流体タンク（59）に接続されてい
る。そして、流体出口（55）は、加熱流体及び冷却流体
を循環させるポンプ（60）と排出弁（61a,61b）を介し
て、加熱流体及び冷却流体を選択的に排出させるため
に、加熱流体タンク（58）及び冷却流体タンク（59）に
接続されている。

加熱流体タンク（58）内下方には、内部の加熱流体を所
望の温度に加熱可能なヒータ（62）内蔵のヒータブロッ
ク（63）が設けられ、このヒータブロック（63）とジャ
ケット（56）は、加熱流体の加熱温度を制御可能なヒー
タ制御部（64）に接続されている。また冷却流体タンク
（59）内下方には、内部の冷却流体を所望の温度に冷却
するために、冷却液が循環するパイプ（65）が設けら
れ、このパイプ（65）は冷却流体タンク（59）外の冷却
液循環器（66）に接続されている。

供給弁（57a,57b）と、排出弁（61a,61b）と、ポンプ
（60）と、ヒータ制御部（64）と、冷却液循環器（66）
は、制御部（67）に接続され、この半導体ウエハのベー
キング装置は制御部（67）で動作制御及び設定制御され
る。

なお、図示はしないが、熱板（51）の温度を検知する温
度センサが設けてあり、該温度センサで検知した熱板
（51）の温度を制御部（67）に入力している。

次に、この実施例のベーキング装置によるベーキング方
法を説明する。

まず、ポンプ（60）を作動し、同時に、供給弁（57a）
と排出弁（61a）を開き、加熱流体タンク（58）内の加
熱流体を熱板（51）内の流体通路（53）に流体入口（5
4）と流体出口（55）を介して循環する。この加熱され
た流体即ち加熱流体は、熱板（51）を加熱する手段とし
て用いられ、ヒータ制御部（64）の制御により加熱流体
タンク（58）内のヒータブロック（63）及びジャケット
（56）で加熱流体を所望の温度に加熱する。こうして、
半導体ウエハ（52）を載置する前に、加熱流体の熱で熱
板（51）の温度を所望のベーキング温度（例えば120
℃）よりもより予め定められた温度（例えば２℃）だけ
高くなった温度（例えば122℃）に加熱する。なお、こ
こで定められた温度とは、半導体ウエハ（52）を熱板
（51）に載置した時に、半導体ウエハ（52）に熱を奪わ
れて熱板（51）が温度低下する温度より少ない温度であ
る。

そして、図示しない搬送機構と図示しない吸着機構で半
導体ウエハ（52）を熱板（51）上に密着載置し、半導体
ウエハ（52）を加熱する。この半導体ウエハ（52）載置
直後、半導体ウエハ（52）に熱を奪われて熱板（51）が
温度低下し、熱板（51）を所望のベーキング温度（例え
ば120℃）より予め定められた温度（例えば２℃）だけ
低くなる様にする。それから、ヒータ制御部（64）の制
御によりジャケット（56）及びヒータブロック（63）で
熱板（51）が所望のベーキング温度（例えば120℃）と
なるように加熱し、熱板（51）をベーキング温度に予め
定められた期間設定し、この期間内に半導体ウエハ（5
2）をベーキングする。所望のベーキングが終了した
後、図示しない吸着機構による半導体ウエハ（52）の熱
板（51）への密着を停止し、ベーキング処理を終了す
る。こうして処理を終了した半導体ウエハ（52）を図示
しない搬送機構で搬出する。そして、二枚目以降のベー
キングされていない半導体ウエハ（52）の処理を、再び
上記工程を繰り返すことにより連続して行う。

以上の連続した工程は、例えば、第２図に示す如く、半
導体ウエハ（52）載置時を矢印（21）とすると、この載
置前の例えば10秒間に第３図に示す様にヒータ制御部
（64）でヒータ（62）に所定以上の予め定めたヒータ加
熱電力を与えて、第３図に示す如く、半導体ウエハ（5
2）載置直前の熱板（51）の温度を122℃とし、載置直後
に半導体ウエハ（52）が熱板（51）の熱を奪うことで熱
板（51）の温度を118℃とし、この後、熱板（51）温度
を所定のヒータ加熱電力で120℃のベーキング温度に加
熱してもよい。

以上の工程で半導体ウエハ（52）のベーキングを行う
と、熱板（51）を速く確実に所望のベーキング温度とす
ることができる。つまり、熱板（51）の温度が半導体ウ
エハ（52）を載置した時に所望のベーキング温度より大
幅に低下してベーキング時間が長くなったり、連続処理
する場合に半導体ウエハ（52）毎のベーキング温度の変
動及び低下が生ずるのを防止でき、この結果、半導体集
積回路製造の歩留りも向上する。

次に、ベーキング温度の変更時や熱板の洗浄等メンテナ
ンス時に、熱板（51）を冷却する方法を説明する。

まず、加熱流体によって所望のベーキング温度例えば12
0℃に加熱された熱板（51）への加熱流体の循環を停止
する為に供給弁（57a）及び排出弁（61a）を閉じ、同時
に、供給弁（57b）及び排出弁（61b）を開き、熱板（5
1）を冷却する手段である冷却された流体即ち冷却流体
を冷却流体タンク（59）から熱板（51）内の流体通路
（53）に流体入口（54）と流体出口（55）を介して循環
する。この時既に、ヒータ制御部（64）によりジャケッ
ト（56）に内蔵したヒータの加熱は停止している。

そして、流体通路（53）を通過する冷却流体は熱板（5
1）から熱を奪い、熱板（51）は急速に冷却される。ま
た、熱板（51）から熱を奪い温度上昇した冷却流体を、
冷却液タンク（59）内の冷却液が循環するパイプ（65）
の熱交換で冷却する。このパイプ（65）内の冷却液は冷
却液循環器（66）で冷却され循環する。そして、熱板
（51）を短時間で所望の温度まで冷却後、必要に応じて
熱板の洗浄等を行う。それから、供給弁（57b）及び排
出弁（61b）を閉じ、冷却流体の循環を停止後、供給弁
（57a）及び排出弁（61a）を開いて再び加熱流体を熱板
（51）内の流体通路（53）に循環し、ヒータ制御部（6
4）の制御によりジャケット（56）及びヒータブロック
（58）で加熱流体を所望の温度に加熱し、この加熱流体
の熱で熱板（51）を変更したベーキング温度又は元のベ
ーキング温度まで加熱する。

つまり、熱板（51）を加熱する手段である加熱された流
体と熱板（51）を冷却する手段である冷却された流体か
らの熱を、選択的に熱板（51）に伝える如く、加熱され
た流体と冷却された流体を選択的に熱板（51）の内部に
循環させるので、ベーキングの温度を変更する場合や塵
によるスループットの低下を防止する為に熱板（51）洗
浄する等のメンテナンス時に、熱板（51）の冷却時間を
短縮でき、装置の稼働効率及び生産性を向上することが
できる。また、この実施例では、加熱流体のもつ熱容量
を大きくすることができるので、半導体ウエハ（52）載
置時に、熱板（51）の温度低下を少なくすることがで
き、熱板（51）の温度均一性を容易に実現できるという
効果がある。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、加熱流体の冷却流
体を選択的に熱板内の流体通路に循環させることによっ
て、熱板内に加熱流体と冷却流体の何れか一方のみが存
在する状態に瞬時に切り換えることができる。したがっ
て、熱板の温度を非常に速く高温と低温に切り換えるこ
とができ、ベーキング温度の変更や熱板の洗浄等のメン
テナンス時間を短縮でき、このことにより、装置の稼働
効率を向上し、半導体集積回路の生産性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例にかかるベーキング装置の説明
図、第２図は第１図のヒータに与えるヒータ加熱電力と
処理時間を説明する図、第３図は第１図の熱板温度と処
理時間を説明する図、第４図は第１図の処理を簡単に示
すフロー図である。 51……熱板、52……半導体ウエハ、62……ヒータ、58…
…加熱流体タンク、59……冷却流体タンク、60……ポン
プ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被処理体を載置する熱板と、該熱板を加熱
   する加熱手段と、熱板を冷却する冷却手段と、これら加
   熱手段および冷却手段からの熱を熱板に対して選択的に
   伝える切換手段とを具備したベーキング装置において、
   上記熱板に流体通路を形成し、上記加熱手段を加熱流体
   とし、上記冷却手段を冷却流体とし、上記切換手段を、
   それら加熱流体と冷却流体とを熱板の流体通路に選択的
   に切り換えて供給する構成としたことを特徴とする、ベ
   ーキング装置。
2. 【請求項２】上記加熱流体および／または冷却流体が油
   である、特許請求の範囲第１項に記載のベーキング装
   置。
3. 【請求項３】上記切換手段は、熱板の流体通路に対し
   て、加熱流体タンクからの加熱流体を循環供給する状態
   と、冷却流体タンクからの冷却流体を循環供給する状態
   とに、選択的に切り換える構成である、特許請求の範囲
   第１項または第２項に記載のベーキング装置。