JPH02153521A - 加熱方法および加熱装置 - Google Patents

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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、加熱方法および加熱装置に関する。

（従来の技術） 半導体装置の製造工程においてホトレジスト工程には、
半導体ウェハ（以下、単にウェハと記す）のベーク処理
がある。このベーク処理の目的は、ウェハ表面の脱水を
行うこと、又は、ウェハ表面に塗布されたレジスト中の
溶媒を除去すること等にある。このようなベーキング方
法としては。

直接ホットプレート方式、バッチ式熱風加熱方式、マイ
クロ波方式等がある。この中でも、直接ホットプレート
方式が、装置のコンパクト化、効率化、処理サイクルタ
イムの短縮および再現性、均一性の向上の観点から主流
となっている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、直接ホットプレート方式によるものは、ウェハ
を直接ホットプレート上に固定して直接加熱させるため
、ウェハとホットプレートの密着状態が異なると、均一
な加熱を行うことができない、また、ホットプレートは
１通常アルミニウム等の金属で形成されているため、重
金属による汚染やウェハの裏面側への粒子の付着が起き
る等の問題がある。さらにレジスト塗布後のベーキング
工程においては、ホットプレート上に直接載置してベー
キングすると、ウェハの裏面に数μのゴミが数百側付着
する場合があり、この裏面にゴミを付着した状態で次の
露光工程へ搬送すると、ゴミの付着した当該領域で焦点
がボケるという問題があった。

このような問題を解消するために、ホットプレートとウ
ェハの間に僅かな隙間を設け、直接ウェハをホットプレ
ートに密着させずにベークするプロキシミティ方式が考
えられる。

このプロキシミティ方式の場合、第３図に示す如く、ホ
ットプレート１０に設けられたウオーキングビームと称
せられるガイド２０によってウェハ３０とホットプレー
ト１０の間に隙間ｄを設けてウェハ３０の熱処理を行う
ものである。この図において、ガイド２０は、ウェハの
搬送機構を構成する。

しかしながら、ガイド２０は、本来ウェハ３０の搬送を
目的としているため、ウェハ３０の搬送を円滑に行うた
めには、ウェハ３０とホットプレート１０の隙間ｄを２
１以上に設定する必要がある。しかし。

このように大きな隙間ｄを設けると、加熱を開始した初
期の熱伝導の速度が遅くなり、その温度コントロールも
困難になる。また、ガイド２０のウェハ３０を支持する
部分は、線状の領域となる。このため、ホットプレート
１０からウェハ３０への熱の伝達が線状に不均一になり
易すい。しかも、隙間ｄを変化させることはできない。

この問題を解消するために、ホットプレート１０上にセ
ラミック製のピンを設けて、このピンによってウェハ３
０をホットプレート１０から僅かに離間するようにして
支持するようにすることが考えられる。しかし、小さな
ピンは、ベーク後のウェハに付着し易すい問題がある。

しかも、小さなピンの加工の際の形状精度を高めること
は極めて困難である。

本発明の目的は、温度制御が容易で、かつ、被処理体を
均一に加熱することができ、ゴミの付着を激減させた加
熱方法および加熱装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 即ち、本発明は、加熱体の加熱面から僅かに突出して設
けられた少なくとも３個の球状の支持体上に被処理体を
供給し、該支持体によって前記被処理体を前記加熱面か
ら僅かに離間した状態に支持した後、該被処理体に所定
時間熱処理を施すことを特徴とする。

（作用効果） この発明は加熱面から僅かに突出した少なくとも３個の
球状支持体上に被処理体を設けて上記被処理体を加熱す
るので、加熱面上とに残溜するゴミを被処理体が付着す
ることなく、しかも被処理体を均一加熱できる効果があ
る。

（実施例） 次に、本発明のベーキング方法レジスト塗布後のベーキ
ング工程に適用した一例を示す説明図である。

図中１は、表面酸化処理されたアルミニウム等の耐熱性
金属板からなるホットプレートである。

ホットプレート１その表面に、所定間隔で平行に形成し
た２本のガイド溝２ａを有している。ガイド溝２ａには
、ベーキング処理された後の被処理体、例えば半導体ウ
ェハ５を搬送するためのガイドレール２が、挿入されて
いる。

ガイドレール２は、後述するウェハ５の搬入搬出の際に
、その頂部を僅かにホットプレート１の表面から突出す
るように上下自在にしてガイド溝２ａに挿入されている
。ガイドレール２は、他の処理装置から搬送されてきた
ウェハ５をホットプレート１上の所定位置に設定すると
共に、ベーキング処理後のウェハ５を後続の他の処理装
置に向けて搬出するようになっている。

ホットプレート１は、ヒータを内蔵しており、ベーキン
グ内容に応じて加熱温度を制御できるようになっている
。ホットプレート１による制御温度は、例えばベーキン
グ内容が、ハイドレーションベークの場合は２００〜３
００’Ｃであり、プリベークの場合は約１００℃であり
、単なるクーリングの場合は室温である。

ガイド溝２ａ、２８間のホットプレート１の表面領域に
は、例えば３個の凹溝３．３，３が形成されている。凹
溝３．３．３内には、第２図に示す如く、耐熱装置例え
ばセラミック製の球４．４，４がその表面をホットプレ
ート１の表面から僅かに突出し、かつ、凹溝３．３．３
の内壁面と接するか又は接しないようにして収容されて
いる０球４．４．４は、ガイドレール２によって搬入さ
れてきたレジスト塗布後のウェハ５をこのウェハ５の裏
面で支持するものである。球４．４．４が、ホットプレ
ート１の表面から突出する高さは、５０〜２００μｓの
範囲に設定されることが望ましい。

凹ｉ１３．３．３は、縦、横、深さが、例えばそれぞれ
４ｍ、４＋ｎ＋＋＋、３．９ｍｍにそれぞれ設定される
。

また１球４．４．４のホットプレート１の表面からの突
出高さｄは、例えば０．１膿に設定される。

この結果、球４．４．４上に支持されるウェハ５は、ホ
ットプレート１の表面から０　、１　ｍ　ｌｉ間するよ
うになっている。ここで、球４．４．４のサイズを変化
させることにより、球４．４．４のホットプレート１の
表面からの突出高さＨを自在に調節することができる。

交換する球４．４，４のサイズは、２〜ｌｏｗφの範囲
で適宜設定するのが好ましい。また、球４．４．４は、
加工時の形状精度を容易に高くすることができる。この
ため、球４．４．４のホットプレート１の表面からの突
出高さＨも容易に調節することができる。その結果、ホ
ットプレート１からウェハ５に伝わる熱の伝達特性を高
い精度で変化させることができる。

而して、このように構成されたベーキング装置は、図示
しない搬送機構から搬送されてきたウェハ５をガイドレ
ール２．２が受取り、ホットプレート１の所定位置であ
る球４．４．４上に搬送する。

このようにウェハ５は、球４，４．４上で点接触によっ
て支持されるので、ピン先で支持される場合のように支
持時に大きな衝撃や接触圧を受けることはない。しかも
、ウェハ５は１球４．４．４によって３点で支持される
ので、安定に支持される。この結果、ウェハ５の下面と
ホットプレート１の表面との間隔を極めて狭い間隔でし
かも均一な間隔に設定することができる。ウェハ５の支
持は３点に限らず４点でも５点でも必要に応じて選択で
きる。

このようにウェハ５を設定した状態で、ホットプレート
１からウェハ５に熱が伝達されベータ処理が行われる。

例えば、ベーク処理が、プリベークで、ウェハ５の下面
とホットプレート１の表面との間隔が０．１ｍの場合、
約２０秒でウェハ５の温度は約９０℃に達する。

例えばプリベーク処理の場合、この温度で２〜３分経過
後、ガイドレール２を駆動してウェハ５を次工程の処理
装置に搬出し、ベーク処理を終了する。ベーク処理は、
次工程の処理装置に移さずに例えばレシーバ−等の単な
る受は部材に移すだけで終了させても良い。次工程の処
理装置は、例えばクーリング用プレートで構成されたク
ーリング装置の場合がある。セラミック製の球４．４．
４は、比較的重いので、ベーク処理後のウェハ５の搬出
時にウェハ５に付着してウェハ５の搬出を妨げることは
ない。

なお、本発明にて使用するホットプレート１は、ガイド
レール２以外のものであっても、ウェハ５の搬出搬入手
段を備えたものであれば良い。また、ホットプレート１
は、その複数個を相互に連結したものであっても良い。

以上のように、実施例のベーキング方法およびその装置
によれば、ウェハ５をホットプレート１に直接接触させ
ずに、しかも、ホットプレート１に極めて近接させた状
態で熱処理を施すことができる。このため、ベーキング
時の熱の伝達効率を高めることができると共に、ウェハ
５にホットプレート１による金属汚染が生じたり、粒子
が付着するのを防止することができる。

また、実施例のベーキング方法およびその装置によれば
、セラミック製の球４．４．４によってウェハ５を支持
するので、加熱時にウェハ５に衝撃を与えずに、かつ、
粒子等が発生するのを防止して、容易に熱処理を行うこ
とができる。因みに、従来ベーキング処理の際に０．３
〜１μの粒子が。

ウェハ５の裏面に７００〜８００個付着していたが、こ
の実施例による方法および装置では、このような粒子が
ほとんど付着しないことが実験的に確認されている。こ
の粒子付着量の減少は次の露光工程への影響だけでなく
、各搬送系へも落下して次のウェハに付着したり現像工
程に搬入されて現像ムラの要因となる。

また、実施例のベーキング方法およびその装置によれば
、異なる大きさのセラミック製の球４．４．４を適宜選
択して使用することにより、ウェハ５とホットプレート
１間の間隔を可変にして、熱処理時の温度制御を容易に
行うことができる。

さらにまた、上記実施例ではレジスト塗布後、溶剤を乾
燥させるためのベーキングに適用した例について説明し
たが、現像処理後、現像液を乾燥させるためのベーキン
グ工程に適用してもよいし、その他処理前のベーキング
工程に適用してもよい。

さらにまた、ベーキングに限らず焼成、焼結、加温など
加熱であれば何れにも適用できる。

さらに半導体ウェハの処理に限らず、例えば液晶表示装
置のアモルファス−Ｓｉの処理工程に適用してもよい。

さらにまた、レジスト塗布現像装置のみならず、被処理
体を加熱するもの、例えばエツチング装置、プラズマ、
ＣＶＤ、さらにはウエハプローバなどに適用してもよい
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例のベーキング装置の斜視図、第
２図は第１図のベーキング装置を要部の断面図、第３図
は従来のベーキング装置の斜視図である。 特許出願人　東京エレクトロン株式会社第１図 痕３図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱手段の加熱面から僅かに突出して設けられた
   少なくとも３個の球状の支持体上に被処理体を供給し、
   該支持体によって前記被処理体を前記加熱面から僅かに
   離間した状態に支持した後、該被処理体に所定時間熱処
   理を施すことを特徴とする加熱方法。
2. （２）被処理体を加熱する加熱体と、この加熱体の加熱
   面から僅かに突出して少なくとも３個設けられ上記被処
   理体を支持する支持部が球状の支持体とを具備してなる
   ことを特徴とする加熱装置。