JPH03169367A - 加熱装置 - Google Patents
加熱装置Info
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- JPH03169367A JPH03169367A JP1312118A JP31211889A JPH03169367A JP H03169367 A JPH03169367 A JP H03169367A JP 1312118 A JP1312118 A JP 1312118A JP 31211889 A JP31211889 A JP 31211889A JP H03169367 A JPH03169367 A JP H03169367A
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- JP
- Japan
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- temp
- control
- hot plate
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- Control Of Resistance Heating (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
- Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、被処理体の温度を所定の値で均一化させる加
熱装置に関する。 （従来の技術） ホットプレートによる加熱、例えば半導体ウエハ等の被
処理体の表面へレジストを塗布する工程の後、そのレジ
ストの安定化、レジスト溶液の除去等の目的で被処理体
を加熱している。 つまり、均一なレジストの薄膜を得るためには、レジス
トの粘度変動を極力抑えることが重要であり、条件の一
部として、膜形或中の被処理体の周辺の気流や雰囲気温
度の均一安定化、彼処理体自体の温度の均一化、レジス
ト温度の均一化等が上げられる。 第４図は、このようなレジスト塗布後の半導体ウエハへ
の加熱を行う加熱装置の一例を示すもので、表面から均
等に熱を放射する熱拡散板１の内部には、その表面と平
行にニクロム等の発熱体２が埋設されている。 また熱拡散板１の表面には、半導体ウェハ等の被処理体
３を少し浮かせて載置するためにプロキシミティピン４
，４が設けられている。 発熱体２には、例えば２００ｖの交流を供給する交流′
ｉｒｉＦｉ．５が接続されている。 交流電源５には温調器６が接続されており、この温調器
６は熱拡散板１内に配された測温センサ７からの測温信
号および熱拡散板１の目標温度Ｒに基づいて発熱体２へ
の供給電力を制御する。 そして、第５図、第６図に示すように、温調器６はその
目標温度Ｒおよび温感センサ７からの測温信号に基づき
、交流電源５の供給動作を制御間隔Ｔｃ内にてパルス的
にオン／オフすることにより制御している。 このときの制御間隔Ｔｃは、プロキシミテイのギャップ
Ｐｇや熱拡散板１および被処理体３の温度変動幅ΔＴｌ
＋およびΔＴｖ等の事前の評価に基づいてある固定の間
隔に定められる。 ただし、その制御間隔Ｔｃは被処理体３の温度変動幅Δ
Ｔｖがワーストケースの場合であっても仕様以下とされ
る間隔である。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した従来の加熱装置では、電力の制
御精度に伴った被処理体の温度の変動の抑制において限
界がある。 つまり、例えば、５ ０ Ｈｚにおいて制御間隔Ｔｅを
１秒とした場合のゼロクロスポイントｐは １００個と
なり、制御電力のオＩ１度においては、最大電力／１０
０ となる。 したがって、制御間隔を極端に小さくすることによって
、被処理体の温度変動をできる限り抑制しようとしても
、例えば第６図に示すように制御間隔Ｔｃを０．１秒と
した際の精度は、最大電力／１０ となり、制御精度が低下してしまい温度変動の抑制は実
現しない。 ただし、この０．１秒間毎に制御を行う際に、例えばゼ
ロクロスポイントでないところで電力の断接を行い、肌
理細やかな電力制御を行うことは可能である。 しかし、このように、電力波形のゼロクロスポイントか
ら外れた位置にて電力投入の断接を行った場合、ノイズ
が発生し他のコンピュータ等の電子機器の誤動作を誘発
する弊害をもたらしてしまうことになる。 本発明は、このようなη！情に対処して威されもので、
電力制御によって生じるノイズを防止し、かつ被処理体
の温度の変動を高精度に抑制することができる加熱装置
を堤供することを目的とする。 ［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の加熱装置は、上記目的を達或するために、被処
理体の温度を所定の値で均一化させるホットプレートを
有した加熱装置において、ホットプレートの温度を検出
する第１の温度検出手段と、被処理体の温度を検出する
第２の温度検出手段と、これら第１および第２の温度検
出手段の検出結果および設定値に話づき、前記ホットプ
レートの発熱体に供給する電力を、操作量の操作および
制御間隔の変更によって制御する制御手段とを具備する
ものである。 （作 用） 本発明の加熱装置では、制御手段が第１および第２の温
度検出手段の検出桔果および設定値に基づいて、ホット
プレート発熱体に供給する電力の投入時間の操作および
制御間隔を変更することによって制御し、電力投入の断
接はセロクロスポイントにて行うため、電力制御によっ
て生じるノイズを防止し、かつ被処理体の温度の変動を
抑制することができる。 （実施例） 以下、本発明の実施例の詳細を図面に話づいて説明する
。 第１図は、半導体製造工程におけるレジスト液を塗布後
のベーキング工程おいて被処理体を加熱する加熱装置に
適用した場合の一実施例を示すものである。 上記、加熱装置のホットプレートの熱拡散板１０の内部
には、その表面と平行にホットプレートの発熱体例えば
ニクロム等を用いた発熱体１１が迎設されている。 上記熱拡散板１０の表面には、被処理体、例えば半導体
ウエハ（以下ウエハという）１２を熱拡散板内から少し
浮かせて載置するための少な，くとも３個のプロキシミ
ティピン１３ａ，１３ｂ．１４が設けられている。 そして、各プロキシミティビン１３ａ，１３ｂ，１４に
より、熱拡散板１０と、半導体ウェハとの間にプロキシ
ミティギャップＰｇが形威される。 少なくとも一つのプロキシミティビン１４には測温のた
めの連通孔１４ａが形成されている。 発熱体１１には、例えば２００ｖの交流を供給する交流
電源１５が接続されている。 交流電源１５にはＴｃ可変型コントローラ１６が接続さ
れている。 このＴｅ可変型コントローラ１６は、例えば単位時間当
りの平均的な電力をその投入時間の操作および制御間隔
Ｔ．ｃの変更によって制御するものである。 Ｔｃ可変型コントローラ１６には、上記のプロキシミテ
ィビン１４の連通孔１４ａに挿入されたリード線１７を
介してウエハ１２の温度Ｔｖを測温す・る温感センサ１
８が接続され、さらにリード線１９を介して熱拡散板１
０の温度Ｔ Ｉを測温する／ＩＰ１温センサ２０が接続
されている。 次に、このような構成の加熱装置の動作を第２図および
第３図を用いて説明する。 まず、ウエハ１２が熱拡散板１０上に載置された状態で
はＴｃ可変型コントローラ１６が交流電源１５の供給動
作を制御間隔Ｔｃ内にてオン／オフさせて制御すると、
１１＄１温センサ２０ウエハによって測温されたウエハ
１２のプロセスＡからの温度ＴｖがＴｃ可変型コントロ
ーラ１６に取り込まれる。 このとき、ウエハ１２からの温度Ｔｖは、ホットプレー
トの目標温度Ｒと比較され、Ｔｃ可変型コントローラ１
６はその差Ｅおよび温度Ｔｗに越づいてオン／オフ信号
を出力する。 つまり、第３図（ａ）に示すように、例えば５０触にお
いて制御間隔Ｔｃを！秒とした場合のゼロクロスポイン
トｐは １００となる。 ここで、その １秒間をオンとした場合の電力を１００
％とする。ここで制御間隔Ｔｃはオン／オフ一周期をい
う。 そして、例えば操作量２５％で制御間隔Ｔｅを０．ｌ秒
以下とするように指令したとき例えば、０．０５秒では
ゼロックスポイントの数が１０個しかないため、２０％
か３０％の操作量しか与えることができない（第３図（
ａ））。この場合、Ｔｃ可変型コントローラ１６は次ぎ
のような動作を行う。 つまり、第３図（ｂ）に示すように制御間隔Ｔｃを０．
１秒に可変して、例えばゼロクロスポイントｐＯにてオ
ンとし、ゼロクロスポイントｐ５にてオフとする（第３
図（ｂ））。 これにより、供給される電力は、２５％となる。 このようなＴｃ可変型コントローラ１６による制御を式
に表すと次ぎの通りになる。 Ｕ（ｚ） ／ Ｅ（ｚ） −Ｋｐ 十（ＴＩ ／Ｔｃ
） ／（１ −Ｚ−’ ） ＋ Ｔｄ． （ １− ｚ
−’ ）ここで、Ｕは操作量、Ｅは誤差、Ｋｐは比例ゲ
イン、Ｔ１は積分特間、Ｔｃは制御間隔（サンプリング
特開）、Ｔｄは微分時間、２は２変換演算子をそれぞれ
示している。 そして、Ｔｃ可変型コントローラ１６は、ｚ−１のシフ
ト間隔およびシフト間隔の変更に伴う諸パラメータを変
化させるものである。なおウエハ１２が熱拡散板１０上
に栽置されている状況ではδｌ１温センサ１８によって
測温された熱拡散板温度Ｔｌ１を用いて上記制御を行う
。 このように、本実施例では、Ｔｃ可変型コントローラに
より、ｔｌｔ位時間当りの平均的な電力を制御間隔Ｔｃ
の変更によって制御するようにしたので制御電力の精度
を落とすことなく、被処理体の温度変動を抑制すること
ができる。 また本実施例では、被処理体および熱拡散板の温度をそ
れぞれ別個に取り込むようにしたので、プロキシミティ
ギャップＰｇに変動が生じてもＴｃ可変型コントローラ
が自動的に制御間隔Ｔｃを設定するので、その制御間隔
Ｔｅの再設定を要することもない。 さらには、Ｔｃ可変型コントローラにより、適宜設定し
た制御間隔Ｔｅ内のゼロクロスポイントにて電力の（ｊ
％給のオン／オフを行わせるようにしたので、そのオン
／オフの捺のノイズの発生を防止することもできる。 なお、本実施例では、本発明を熱拡散板内にニクロム等
の発熱体を埋設したホットプレ−１・を用いて説明した
が、この例に限らずその発熱体を薄膜状の発熱体層とし
たホットプレートや、赤外線、紫外線等のランプ加熱を
行う加熱処理装置を用いてもよい。 また、本実施例では、本発明をレジストを塗布する工程
においてウエハを加熱する加熱装置に適用した場合につ
いて説明したが、この例に限らずホットプレートによる
板状体の加熱であれば、ホットプレートブローバでも、
ＣｖＤでのウェハ加熱でも、その他いずれにも適用でき
ることは説明するまでもない。
熱装置に関する。 （従来の技術） ホットプレートによる加熱、例えば半導体ウエハ等の被
処理体の表面へレジストを塗布する工程の後、そのレジ
ストの安定化、レジスト溶液の除去等の目的で被処理体
を加熱している。 つまり、均一なレジストの薄膜を得るためには、レジス
トの粘度変動を極力抑えることが重要であり、条件の一
部として、膜形或中の被処理体の周辺の気流や雰囲気温
度の均一安定化、彼処理体自体の温度の均一化、レジス
ト温度の均一化等が上げられる。 第４図は、このようなレジスト塗布後の半導体ウエハへ
の加熱を行う加熱装置の一例を示すもので、表面から均
等に熱を放射する熱拡散板１の内部には、その表面と平
行にニクロム等の発熱体２が埋設されている。 また熱拡散板１の表面には、半導体ウェハ等の被処理体
３を少し浮かせて載置するためにプロキシミティピン４
，４が設けられている。 発熱体２には、例えば２００ｖの交流を供給する交流′
ｉｒｉＦｉ．５が接続されている。 交流電源５には温調器６が接続されており、この温調器
６は熱拡散板１内に配された測温センサ７からの測温信
号および熱拡散板１の目標温度Ｒに基づいて発熱体２へ
の供給電力を制御する。 そして、第５図、第６図に示すように、温調器６はその
目標温度Ｒおよび温感センサ７からの測温信号に基づき
、交流電源５の供給動作を制御間隔Ｔｃ内にてパルス的
にオン／オフすることにより制御している。 このときの制御間隔Ｔｃは、プロキシミテイのギャップ
Ｐｇや熱拡散板１および被処理体３の温度変動幅ΔＴｌ
＋およびΔＴｖ等の事前の評価に基づいてある固定の間
隔に定められる。 ただし、その制御間隔Ｔｃは被処理体３の温度変動幅Δ
Ｔｖがワーストケースの場合であっても仕様以下とされ
る間隔である。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した従来の加熱装置では、電力の制
御精度に伴った被処理体の温度の変動の抑制において限
界がある。 つまり、例えば、５ ０ Ｈｚにおいて制御間隔Ｔｅを
１秒とした場合のゼロクロスポイントｐは １００個と
なり、制御電力のオＩ１度においては、最大電力／１０
０ となる。 したがって、制御間隔を極端に小さくすることによって
、被処理体の温度変動をできる限り抑制しようとしても
、例えば第６図に示すように制御間隔Ｔｃを０．１秒と
した際の精度は、最大電力／１０ となり、制御精度が低下してしまい温度変動の抑制は実
現しない。 ただし、この０．１秒間毎に制御を行う際に、例えばゼ
ロクロスポイントでないところで電力の断接を行い、肌
理細やかな電力制御を行うことは可能である。 しかし、このように、電力波形のゼロクロスポイントか
ら外れた位置にて電力投入の断接を行った場合、ノイズ
が発生し他のコンピュータ等の電子機器の誤動作を誘発
する弊害をもたらしてしまうことになる。 本発明は、このようなη！情に対処して威されもので、
電力制御によって生じるノイズを防止し、かつ被処理体
の温度の変動を高精度に抑制することができる加熱装置
を堤供することを目的とする。 ［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の加熱装置は、上記目的を達或するために、被処
理体の温度を所定の値で均一化させるホットプレートを
有した加熱装置において、ホットプレートの温度を検出
する第１の温度検出手段と、被処理体の温度を検出する
第２の温度検出手段と、これら第１および第２の温度検
出手段の検出結果および設定値に話づき、前記ホットプ
レートの発熱体に供給する電力を、操作量の操作および
制御間隔の変更によって制御する制御手段とを具備する
ものである。 （作 用） 本発明の加熱装置では、制御手段が第１および第２の温
度検出手段の検出桔果および設定値に基づいて、ホット
プレート発熱体に供給する電力の投入時間の操作および
制御間隔を変更することによって制御し、電力投入の断
接はセロクロスポイントにて行うため、電力制御によっ
て生じるノイズを防止し、かつ被処理体の温度の変動を
抑制することができる。 （実施例） 以下、本発明の実施例の詳細を図面に話づいて説明する
。 第１図は、半導体製造工程におけるレジスト液を塗布後
のベーキング工程おいて被処理体を加熱する加熱装置に
適用した場合の一実施例を示すものである。 上記、加熱装置のホットプレートの熱拡散板１０の内部
には、その表面と平行にホットプレートの発熱体例えば
ニクロム等を用いた発熱体１１が迎設されている。 上記熱拡散板１０の表面には、被処理体、例えば半導体
ウエハ（以下ウエハという）１２を熱拡散板内から少し
浮かせて載置するための少な，くとも３個のプロキシミ
ティピン１３ａ，１３ｂ．１４が設けられている。 そして、各プロキシミティビン１３ａ，１３ｂ，１４に
より、熱拡散板１０と、半導体ウェハとの間にプロキシ
ミティギャップＰｇが形威される。 少なくとも一つのプロキシミティビン１４には測温のた
めの連通孔１４ａが形成されている。 発熱体１１には、例えば２００ｖの交流を供給する交流
電源１５が接続されている。 交流電源１５にはＴｃ可変型コントローラ１６が接続さ
れている。 このＴｅ可変型コントローラ１６は、例えば単位時間当
りの平均的な電力をその投入時間の操作および制御間隔
Ｔ．ｃの変更によって制御するものである。 Ｔｃ可変型コントローラ１６には、上記のプロキシミテ
ィビン１４の連通孔１４ａに挿入されたリード線１７を
介してウエハ１２の温度Ｔｖを測温す・る温感センサ１
８が接続され、さらにリード線１９を介して熱拡散板１
０の温度Ｔ Ｉを測温する／ＩＰ１温センサ２０が接続
されている。 次に、このような構成の加熱装置の動作を第２図および
第３図を用いて説明する。 まず、ウエハ１２が熱拡散板１０上に載置された状態で
はＴｃ可変型コントローラ１６が交流電源１５の供給動
作を制御間隔Ｔｃ内にてオン／オフさせて制御すると、
１１＄１温センサ２０ウエハによって測温されたウエハ
１２のプロセスＡからの温度ＴｖがＴｃ可変型コントロ
ーラ１６に取り込まれる。 このとき、ウエハ１２からの温度Ｔｖは、ホットプレー
トの目標温度Ｒと比較され、Ｔｃ可変型コントローラ１
６はその差Ｅおよび温度Ｔｗに越づいてオン／オフ信号
を出力する。 つまり、第３図（ａ）に示すように、例えば５０触にお
いて制御間隔Ｔｃを！秒とした場合のゼロクロスポイン
トｐは １００となる。 ここで、その １秒間をオンとした場合の電力を１００
％とする。ここで制御間隔Ｔｃはオン／オフ一周期をい
う。 そして、例えば操作量２５％で制御間隔Ｔｅを０．ｌ秒
以下とするように指令したとき例えば、０．０５秒では
ゼロックスポイントの数が１０個しかないため、２０％
か３０％の操作量しか与えることができない（第３図（
ａ））。この場合、Ｔｃ可変型コントローラ１６は次ぎ
のような動作を行う。 つまり、第３図（ｂ）に示すように制御間隔Ｔｃを０．
１秒に可変して、例えばゼロクロスポイントｐＯにてオ
ンとし、ゼロクロスポイントｐ５にてオフとする（第３
図（ｂ））。 これにより、供給される電力は、２５％となる。 このようなＴｃ可変型コントローラ１６による制御を式
に表すと次ぎの通りになる。 Ｕ（ｚ） ／ Ｅ（ｚ） −Ｋｐ 十（ＴＩ ／Ｔｃ
） ／（１ −Ｚ−’ ） ＋ Ｔｄ． （ １− ｚ
−’ ）ここで、Ｕは操作量、Ｅは誤差、Ｋｐは比例ゲ
イン、Ｔ１は積分特間、Ｔｃは制御間隔（サンプリング
特開）、Ｔｄは微分時間、２は２変換演算子をそれぞれ
示している。 そして、Ｔｃ可変型コントローラ１６は、ｚ−１のシフ
ト間隔およびシフト間隔の変更に伴う諸パラメータを変
化させるものである。なおウエハ１２が熱拡散板１０上
に栽置されている状況ではδｌ１温センサ１８によって
測温された熱拡散板温度Ｔｌ１を用いて上記制御を行う
。 このように、本実施例では、Ｔｃ可変型コントローラに
より、ｔｌｔ位時間当りの平均的な電力を制御間隔Ｔｃ
の変更によって制御するようにしたので制御電力の精度
を落とすことなく、被処理体の温度変動を抑制すること
ができる。 また本実施例では、被処理体および熱拡散板の温度をそ
れぞれ別個に取り込むようにしたので、プロキシミティ
ギャップＰｇに変動が生じてもＴｃ可変型コントローラ
が自動的に制御間隔Ｔｃを設定するので、その制御間隔
Ｔｅの再設定を要することもない。 さらには、Ｔｃ可変型コントローラにより、適宜設定し
た制御間隔Ｔｅ内のゼロクロスポイントにて電力の（ｊ
％給のオン／オフを行わせるようにしたので、そのオン
／オフの捺のノイズの発生を防止することもできる。 なお、本実施例では、本発明を熱拡散板内にニクロム等
の発熱体を埋設したホットプレ−１・を用いて説明した
が、この例に限らずその発熱体を薄膜状の発熱体層とし
たホットプレートや、赤外線、紫外線等のランプ加熱を
行う加熱処理装置を用いてもよい。 また、本実施例では、本発明をレジストを塗布する工程
においてウエハを加熱する加熱装置に適用した場合につ
いて説明したが、この例に限らずホットプレートによる
板状体の加熱であれば、ホットプレートブローバでも、
ＣｖＤでのウェハ加熱でも、その他いずれにも適用でき
ることは説明するまでもない。
以上説明したように、本発明の加熱装置によれば、制御
手段により単位特開当りの平均的な供給電力を制御間隔
の適宜変更によって側御するようにしたので、被処理体
の温度の変動を抑制することができる。
手段により単位特開当りの平均的な供給電力を制御間隔
の適宜変更によって側御するようにしたので、被処理体
の温度の変動を抑制することができる。
第１図は本発明をレジストを塗布する工程において彼処
ｎ体を加熱する加熱装置に適用した場合の一実施例を示
す図、第２図は第１図の加熱装置の要部を示すブロック
図、第３図は第１図の加熱装置の動作を説明するための
波形図、第４図は従来の加熱装置を示す図、第５図およ
び第６図は第４図の加熱装置の動作を説明するための図
である。 １０・・・熱拡散板、１１・・・発熱体、１２・・・半
導体ウエハ（ウエハ）、１３ａ，１３ｂ，１４・・・プ
ロキシミティビン、１５・・・交流電源、１６・・・Ｔ
ｃ可変型コントローラ、１８．２０・・・測温センサ。
ｎ体を加熱する加熱装置に適用した場合の一実施例を示
す図、第２図は第１図の加熱装置の要部を示すブロック
図、第３図は第１図の加熱装置の動作を説明するための
波形図、第４図は従来の加熱装置を示す図、第５図およ
び第６図は第４図の加熱装置の動作を説明するための図
である。 １０・・・熱拡散板、１１・・・発熱体、１２・・・半
導体ウエハ（ウエハ）、１３ａ，１３ｂ，１４・・・プ
ロキシミティビン、１５・・・交流電源、１６・・・Ｔ
ｃ可変型コントローラ、１８．２０・・・測温センサ。
Claims (1)
- （１）被処理体の温度を所定の値で均一化させるホット
プレートを有した加熱装置において、前記ホットプレー
トの温度を検出する第１の温度検出手段と、 前記被処理体の温度を検出する第２の温度検出手段と、 これら第１および第２の温度検出手段の検出結果および
温度設定値に基づき、前記ホットプレート発熱体に供給
する交流電力を操作量の操作および制御間隔の変更によ
って制御する制御手段とを具備することを特徴とする加
熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1312118A JP2849589B2 (ja) | 1989-11-29 | 1989-11-29 | 加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1312118A JP2849589B2 (ja) | 1989-11-29 | 1989-11-29 | 加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03169367A true JPH03169367A (ja) | 1991-07-23 |
| JP2849589B2 JP2849589B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=18025462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1312118A Expired - Fee Related JP2849589B2 (ja) | 1989-11-29 | 1989-11-29 | 加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2849589B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6191394B1 (en) | 1999-05-19 | 2001-02-20 | Tokyo Electron Ltd. | Heat treating apparatus |
| US6450803B2 (en) | 1998-01-12 | 2002-09-17 | Tokyo Electron Limited | Heat treatment apparatus |
-
1989
- 1989-11-29 JP JP1312118A patent/JP2849589B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6450803B2 (en) | 1998-01-12 | 2002-09-17 | Tokyo Electron Limited | Heat treatment apparatus |
| US6191394B1 (en) | 1999-05-19 | 2001-02-20 | Tokyo Electron Ltd. | Heat treating apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2849589B2 (ja) | 1999-01-20 |
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