JPS60105195A

JPS60105195A - 加熱装置

Info

Publication number: JPS60105195A
Application number: JP21081483A
Authority: JP
Inventors: 春男天田; 精一山田; 功宮崎; 高沢　彰
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-11-11
Filing date: 1983-11-11
Publication date: 1985-06-10

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕本発明は加熱処理技術に関するもので、たとえば半導体
装置の製造における半導体ウェハの加熱処理、および反
応を伴う加熱処理に利用して、有効な技術に関する。

〔背景技術〕

周知のように半導体素子を製造する場合には、結晶成長
処理をはじめ、不純物拡散処理、結晶アニール処理、パ
ッシベーション膜生成処理、ドライエツチング処理、ホ
トレジストベーク処理１等種々の形で加熱処理または反
応を伴う加熱処理が行なわれている。

従来、これらの加熱処理方式は１ことえば１９６８年１
２月１日付発行の電子材料の１０６頁に記載されている
ように、ヒータ、赤外線管種々の加熱方法が考案されて
いる。これらの加熱処理方法は被加熱物を加熱雰囲気中
に治具等で支持し、加熱するか、被加熱処理物をヒータ
ブロック等の加熱源に直接接地させて、加熱処理する方
法である。いずれの方法も被加熱物が支持体に接触して
いる。

このような技術では下記の如き問題点があることが本発
明者によって明らかとされた。

すなわち、上述の方法で被加熱処理物を精度よく加熱す
るには、被加熱処理物以外の被加熱処理物支持治具、ヒ
ータブロック等も被加熱処理物同様に精度良く加熱しな
ければならない。同時に周囲の処理室内壁も加熱される
。このため、上述した方法では極めて加熱効率が悪く、
処理時間が長い、、また、装置を自動化（７た場名、＠
置が大形化する欠点がある。

同様に、反応を伴う加熱処理では、反応を必要とし１．
ｃい。被加熱処理物以外の部分が加熱されるため、反応
を必要としない被加熱処理物以外で反応を起こし、不要
生成物が被加熱処理物支持治具や、処理室内壁に生成さ
れる。この結果、反応を伴う加熱処理により、半導体素
子を製造づ”る際、半導体素子をｆ１′！造する被加熱
処理物上に落下し、製造する半導体素子の品質低下を招
く。

ま１こ、同時に、処理室内壁に生成され１こ不要生成物
の清浄作票などの付（７￥作范が増える。

、ｔ　７ｅ、ｎｉｌ記の方法では、全体加熱第１り遺と
なつ°〔いろことから、被加熱処理物を部分的に選択加
熱することが、Ｆ・（（かしいどい５欠点もある。本発
明はこのよ５ブ、を問題点に着目してな廖れたものであ
る。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、被加熱処理物のみあるいは被加熱処理
物上の必要部分のみを精度良く均一にかつ効率的に加熱
処理することができる加熱処理方法とその装置を提供す
ることにある。

本発明の前記目的と新規な特徴は本明細書の記述および
給付図面から明らかＫなるであろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明の５ら代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、−ト記のとおりである。

すなわち、被加熱処理物を加熱１′る手段として、マイ
クロ波等の電磁波と照射し、被加熱物のみを加熱する。

同時に、被加熱処理物上の必要部分のみを均一に、かつ
精度よく加熱する手段として、マイクロ波発生源から照
射されたマイクロ波の伝搬位相を電波レンズにより制御
し、その結果、被加熱物忙作用するマイクロ波伝搬位相
を制御し、所要の電磁界強度分布を構成することにより
精度良く、かつ効率的に加熱するものである。

〔実施例Ｊ〕

第１図は本発明の詳細な説明するための図である。すな
わち、本発明では、マイクロ波波源１がら照射されたマ
イクロ波は放射状に放射状マイクロ波２として伝搬され
、多数の金属板を電界に平行に並べた金へ板電波レンズ
３内を進行する。この時、金属板電波レンズ３内を進行
スルマイｐ。

波の位相速度は次式で与えられる。

ｖ、　−Ｖｃ／石了■フ■Ｙ但し、■ｇ：金属金属板間通行するマイク波位相速度 ■Ｃ：自由空間マイクロ波位相速度 λ　：自由空間マイクロ波波長ｄ　：金属板間ピッチ司法この式は金属板間ピッチ寸法（ｄ）４をｈ１整すること
により、金属板電波レンズ３内の位相速度（Ｖｇ）を調
整することが可能であることを示しており、この原理を
利用すれば、金朽板也波レンズ３の下側におけるマイク
ロ波を均等な位相で伝搬することが可能であり、等位相
マイクロ波５領域を構成することが可能となる。

本発明では、この等位相マイクロ波５領域に、被加熱物
６を置き、被加熱物６に作用するマイクロ波電昇強度を
均一にし、均一加熱するものである。

第２図ｔま本発明の一実施例による半導体ウェハ製造に
おけるホトレジストベーク処理装置の要部断面図である
。炉体７はマイクロ波を反射する材質（金に等）で構成
されており、炉体７内にはマイクロ波を透過する材質（
テフロン等）で作られたベルト８があり、このベルト８
上忙被加熱処理物であるベーク前の７１（トレジストが
塗布されたウェハ９が炉体７内に供給される。

一方、炉体７内には、マグネトロン１０がら照射された
マイクロ波１１が、導波管１２を通過し、炉体７に供給
されている。

この導波管１２の終端には、第１図により説明した原理
により、構成された金石板電波レンズ１３が設けである
。すなわち、中央部はど板間隔が広く、隅部はと板間隔
を狭くなっており、ウェハ９が置かれている領域は等位
相で、均一電界強度分布で（１゛ケ成された等位相マイ
クロ波領域］４が構成されている。

又、この等位相マイクロ波領域１４を維持するため、炉
体７下方には、マイクロ波を吸収するダミーロード１５
が設けてあり、マイクロ波の反射によるマイクロ波の乱
れを防止している。

つぎＫ、この装置によりウェハ表面に形成されたホトレ
ジスト被膜をベーク処理する方法について説明−Ｊｏる
。

前記ホトレジストは露光現像処理前の塗布されたのみの
ホトレジストあるいは、ｎ元現像処理されたホトレジス
トである。この種のウェハを処理する場合、ベルト８上
に上記ウェハ９を七ノドし、ベルト回転により、未処理
ウェハ９を炉体７内に供給−４−る。未処理ウェハ９を
炉体内に供給づ“ると、マグネトロン１０から、マイク
ロ波１１を発振させ、ウェハ９の近傍を等位相マイクロ
波１４領域とし、所定時間加熱処理する。

加熱処理後、マグネトロンｌＯからのマイクロ波発振を
しゃ断し、ベルト８によりベーク処理完了ウェハとして
炉体７外に搬出する。

〔効果〕

（１）本発明は被処理物もしくは反応物質のみを直接加
熱処理もしくは反応処理１゛ることがら、加熱対象物の
加熱エネルギーもしくは反応対象物の反応エネルギーの
容量を最小にできる作用から加熱源２反応エネルギー源
の出力を最小圧することができる、（２１被加熱処理物はヒータブロック等に直接接触する
ことなく、マイクロ波等の電磁波により自己加熱するこ
とから、被加熱処理物の保持部との接触面積を少なく出
来る作用から、被加熱処理物から熱が逃げることなく、
被加熱処理物の均一加熱が維持でき、高精度な加熱が可
能となる。また炉体内に電波レンズを設けたことＫより
ウェハに照射されるマイクロ波強度分布を任意に設定可
能であり、ウェハ材質等に応じマイクロ波強度分布を任
意に措成し、加熱できるため、均一加熱が可能となる。

（３１前記（２１のように、被加熱処理物から熱が逃げ
難いことから余分な加熱は不要となり、加熱源の出力低
下が可能と］よる。

（４）前記（１１および（２）のように加熱対象物の容
量低下および加熱対象物からの放熱を少なくできること
から、加熱容、出が小さくなるため、短時間に効率的に
被処理物を加熱することができる。

（５）被処理物はマイクロ波等の電磁波によって加熱さ
れる。この加熱は電磁波の照射による被処理物内に生じ
る抵抗損、誘電損等の電磁気損失により、発熱する１こ
め、被処理物内部での発熱から加熱効率が極めて長い。

さらに、必要部分のみを集中加熱Ｊ−るため、加熱効率
はさもに向上する。

（６）　υに処理物を反応物質で反応処理１“る場合反
応な兵曹とする領域のみを強磁Ｔｆ状態にし、反応物質
／ｒもびにマイクロ波を供給し、反応物質および反応を
必要とする被処理物領域のみを活性化し、反応させる。

このため、従来のように、不要生成物が発生ずることも
少なく、処理室内壁や、被加熱処理物の表面を不要生成
物で汚染することも少なくなる。

（７）前記実施例１では被処理物を一枚ずつ処理するこ
とから、装置構造の簡素化、小型化可能となり、自動連
続処理が可能となる。

（８）前記ｆ２＋、　１５１＋　（６１により、均−冒
精度な加熱あるいは汚染のない反応処理が行なえること
から、品質の安定した信頼度の高い加熱処理が可能とな
る相乗効果を奏する。

以上、本発明を実施例にもとづいて、具体的に説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、そ
の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形可能であることは
いうまでもない。

また、本発明は高圧雰囲気中、常圧雰囲気中。

低圧雰囲気中、真空中、およびマイクロ波を透過する物
質中等で前記処理が可能となり、いずれの場合でも前記
実施例と同様な効果を得ることができる。

〔利用分野〕

以上の説明では主として、本発明者によってなされた発
明をその背景となった利用の野である生導体装置？！造
におけるホトレジス上ベーク処理装置に適用しＴこ場合
について説明したが、これに限定されるものではなく、
たとえば、半導体材料や、その他電磁的損失効果のある
全ての物質について、結晶成長方法、不純物拡散処理方
法、結晶アニール処理方法、ドライエツチング処理方法
、現像処理方法、ホトレジストドライ除去処理方法等を
はじめ、あらゆる分野における加熱処理方法や反応を伴
う加熱処理に応用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明原理を説明するための図、第２図は本発
明の一実施例である加熱処理装置の少部断面図である。１・・・マイクロ波波源、２・・・放射状マイクロ波、
３・・金九板電波レンズ、４・・・金属板間ピッチ、５
・・・等位相マイクロ波、６・・・被加熱物、７・・炉
体、８・・・ベルト、９−・ウェハ、１０・・・マグネ
トロン、１１・・・マイクロ波、１２・・・導波管、１
３・・・金属板電波レンズ、Ｉ４・・・等位相マイクロ
波、１５・・・ダミーロード。

Claims

【特許請求の範囲】１、電磁波発生手段を具備し、電磁波を被加熱物に照射
【−１破加熱物を加熱−」る加熱装置であって、前記電
磁波発生手段と被加熱物との間に、前記電磁波発生手段
から発生する電磁波の伝搬位相を制御するだめの電波レ
ンズを設けたことを特徴とする加熱装置。２、マイクロ波発生手段とマイクロ波照射部とを具備し
、前記マイクロ波照射部下に、照射されるマイクロ波の
位相を制御するための電波レンズを設け、その下方に、
被加熱物を支持し、加熱処理をする加熱室をも５けたご
とを特徴とする加熱装置。