JPH0325882A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は薄膜抵抗発熱体を備えた加熱装置に関する。

［従来の技術及び発明が解決すべき課題］一般に半導体
集積回路の製造において，半導体ウェハ上にレジストを
塗布する塗布工程やレジスト塗布後露光して後の現像工
程では、半導体ウェ八表面上の水分及びレジスト溶剤の
除去あるいは露光後のフォトレジストパターンの変形を
軽減するためにウェハを加熱処理するベーキングが行わ
れている．このベーキング工程で使用される加熱装置と
して、抵抗線材を方形平板状に形成し、絶縁物内に配設
、封入した発熱板を用い、さらに発熱板の抵抗線材の分
布に応じて生じる温度分布不均一性を緩衝するための熱
拡散板を積層したものが使用されていた． しかし，熱拡散板の熱容量は必然的に大きくなり、その
ため、温度変化を伴う加熱処理を行う場合は所望の温度
に達するまで、長時間待機しなければならず，しかも装
置自体も厚くなり、重量も重くなってしまう．これらの
不都合を解消するため、第５図に示すように基台（断熱
材を兼ねてもよい）上に金属あるいは耐熱性ポリマー複
合材料等から成る導電性の方形状のｇ膜抵抗発熱体１を
形成し，その１組の平行辺に帯状に電極２を設けて電極
２に導通することにより薄膜抵抗発熱体１中に矢印状に
均一に電流が流れ、均一に発熱させて綿縁体層を介して
被処理体を加熱する加熱装置があった。均一加熱のため
には抵抗発熱体１の単位面積あたり均一な電流が流れる
ようにしなければならずそのために方形が採用されてい
た。しかし、被処理体が円形の場合は、発熱体が方形で
ある必要はなく、むしろ経費的に無．駄となる。そのた
め第６図に示すような円形の薄膜抵抗発熱体３に電極４
を設けたものも考えられるが、電流は最短距離を通るた
め矢印方向に電流が流れてしまうため、ｆ！極４が取着
されない部分５は電流が流れず、従って不均一な発熱に
なってしまう。また、第７図に・示すような電極４′に
すると、６部分に電流が集中して流れ，中心部は希薄に
なってしまうという欠点があった． 本発明は上記の欠点を解消するためになされたものであ
って，円形の被処理体を均一に加熱処理する加熱装置を
提供することを目的とする．［課題を解決するための手
段］ 上記の目的を達戒するため、本発明の加熱装置は、薄膜
抵抗発熱体に第１の電極を備え、該第１の電極が包囲さ
れるように第２の電極を備え、前２ｔｉｌ！薄膜抵抗発
熱体の抵抗値は前記第ｌの電極近傍は小であり、前記第
２の電極近傍に向って勾配を持って増大する抵抗分布を
有し、前記薄膜抵抗発熱体は前記第ｌの電極及び前記第
２の電極に通電することにより均一に発熱する。

［作用］ 本発明の加熱装置は、円形の薄膜抵抗発熱体の中心部に
第１の電極と円周部に円周状に第２の電極を取着し、こ
の電極に導通することにより生じる単位面積あたりの電
流の不均一性を蒲膜抵抗発熱体中で抵抗値を変えること
により発熱の均一を図るものである。即ち、中心部に設
けられた第１の電極と円周部に設けた第２の電極間には
半径状に電流が流れるため、第１の電極近傍では牡位面
積あたりの電流が非常に大きくなり、円周部の第２の電
極近傍は逆に単位面積あたりの電流が希薄になる。従っ
て、発熱も中心部が高く、円周部は低くなる．円周部と
中心部のばらつきを円周部の抵抗値を大きく、中心部の
抵抗値を小さくするような抵抗分布を持たせることによ
り，吸収して均一な発熱を生じさせるものである。

［実施例］ 本発明の加熱装置を半導体集積回路製造装置のレジスト
塗布後の薄膜加熱装置に適用した一実施例を図面を参照
して説明する。

第１図の構或図に示すように円形平板状の電気的絶縁体
である断熱材７上に導電性の円形の薄膜抵抗発熱体３０
が設けられ，円形薄膜抵抗発熱体３０の上方には絶縁体
層８を介して熱容量の少い熱拡散板９が設けられる。薄
膜抵抗発熱体３０には中心部に第１の電極４■及び円周
部に円周状に第２の電極４２が取着され、電源装置１０
に接続されて薄膜抵抗発熱体３０に給電するようになっ
ている。薄膜抵抗発熱体３０には温度センサ１１が設け
られ，この温度センサ１ｌの検知温度により温度制御装
置１２が制御信号を発信し，電源装置１０の供給電流の
制御を行い、薄膜抵抗発熱体３０の温度を制御して熱拡
散板９上に載置した半導体ウエハＷを加熱処理するもの
である。

また，この加熱装置としては、半導体ウェハＷの搬送機
構（図示せず）も備えており、例えばスクエアモーショ
ンで半導体ウェハＷを前工程のレジスト塗布装置から搬
入したりあるいはカセットに収納するために搬出したり
するビームや、搬送された半導体ウェハＷを熱拡ｒｆ！
Ｉ板９上にＵ．置あるいは熱拡散板９上から支持して搬
出する時に、半導体ウエハＷを吸着して垂直移動を行う
上記断熱材７，薄膜抵抗発熱体３０．絶縁体層８及び熱
拡散板９を貫通する少くとも３本のピン等が備えられる
． ここで、各層の形成材料としては、蒲膜抵抗発熱体３０
は，ニッケル，白金、クロム，タンタル，タングステン
、スズ、鉄、鉛、アルメル、ベリリウム、アンチモン、
インジウム，クロメル，コバルト、ストロンチウム、ロ
ジウム、パラジウム、マグネシウム、モリブデン、リチ
ウム、ルビシウム等の金属単体及びカーボンブラック，
グラファイト等の炭素系単体の他、ニクロム，ステンレ
スＳＵＳ、青銅，黄銅等の合金、ポリマーグラフトカー
ボン等のポリマー系複合材料、ケイ化モリブデン等の複
合セラミック材料を含め導電性を有し、通電により抵抗
発熱体となりうるものならば、何れも好適に使用できる
。薄膜抵抗発熱体３０に取着される電極４１及び４２は
銅製等の通常使用される材質で形或される。

また、薄膜抵抗発熱体３０上にセラミック等から成る絶
縁体層８を介して形成される熱拡散板９は電気絶縁性に
優れ、熱伝導性が良好な材質ならば何れも使用可能であ
って、アルミナ、ジルコニア，炭化ケイ素、窒化ケイ素
、ダイヤモンド等に代表されるセラミックスの他、石英
、ルチル等の金属酸化物，高アルミナ煉瓦、カーボン煉
瓦等の煉瓦類でもよい．また、耐熱性のよいテフロン等
の樹脂やプラスチックスも使用可能である。これらは溶
射、爆射等により膜厚５ｍ＋ａ以下に成形される。

このような構成の加熱装置の電極は第２図の正面図に示
すように、第１の電極４ｌは薄膜抵抗発熱体３０の中心
部に第２の電極４２は円周部に設けられ、第１の電極４
１及び第２の電極４２に導通すると半径状に電流が流れ
るため、第１の電極４１近傍は単位面積あたりの電流が
密になり、周辺部の第２の電極４２近傍は粗になる。こ
のため、薄膜抵抗発熱体３０の断面を第３図に示すよう
に第１の電極４１近傍の膜厚を厚くし、周辺部の第２の
電極４２近傍に向って膜厚を勾配を持って薄くする。こ
のようにすることで、第４図に示すように第１の電極４
１近傍は抵抗値が小さく、第２の電極近傍の抵抗値が増
大する抵抗分布を有するため、単位面積あたりの電流の
密度の差により生じる発熱量を相殺して、均一な発熱を
生じることができる． このような中心部を厚く，円周部に従って勾配をもって
薄い膜厚を有するような薄膜を形成するためには、前述
の材料を溶射、蒸着、爆射等により形成できるが、均一
膜を形成した後で嵌合する型に回転させて勾配を持った
膜厚に形成してもよい． 以上のような薄膜抵抗発熱体３０を有する加熱装置を用
いたレジスト塗布後の加熱方法を説明する。

半導体ウェハＷを予め薄膜抵抗発熱体３０を所望の温度
に加熱した加熱装置上に前処理装置からビーム（図示せ
ず）等で搬送し，図示しないピンを突出させ、半導体ウ
ェハＷを吸着後下降して熱拡散板９上に載置する。そし
て所望の時間均一な加熱を行った後、再びピンが半導体
ウェハＷを吸着して突出させてビームが保持して次工程
へ搬送するものである． 以上説明の加熱装置は、レジスト塗布後の加熱装置に適
用した一実施例であって本発明の加熱装置はこれに限定
されるものではない。即ち、加熱装置の形状も円形に限
定するものではなく，だ円形、あるいは曲率半径を有す
る形状の加熱装置に適用可能であってアッシング、エッ
チング，ＣｖＤ、スパッタリング等の半導体基板の加熱
を伴う工程や、半導体集積回路製造装置以外のものであ
っても使用しうる。また、膜厚を変化させて均一加熱を
行うだけでなく、材質を変えて抵抗値を変えることによ
り均一な電流密度を有するようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上の説明からも明なかなように，本発明の加熱装置に
よれば、薄膜抵抗発熱体の抵抗値を中心部に取着した電
極近傍から周辺部に取着した電極近傍に致るに従い、勾
配を持って増大させたため，電流密度により生じる発熱
の不均一を相殺し，均一な加熱ができる．従って、円形
もしくは曲線で囲まれた形状の加熱であっても方形の加
熱装置を使用することなく、非常に効率的であってしか
も消費電力も少く経済的である．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の加熱装置の一実施例の概略構成図、第
２図は第１図に示す一実施例の部分正面図、第３図及び
第４図は第ｌ図に示す一実施例を説明するための説明図
，第５図、第６図及び第７図は従来例の部分正面図であ
る。 ３０・・・・・・・薄膜抵抗発熱体 ４１・・・●・・・第ｌの電極 ４２・・・・・・・第２の電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 薄膜抵抗発熱体に第１の電極を備え、該第１の電極が包
   囲されるように第２の電極を備え、前記薄膜抵抗発熱体
   の抵抗値は前記第１の電極近傍は小であり、前記第２の
   電極近傍に向って勾配を持って増大する抵抗分布を有し
   、前記薄膜抵抗発熱体は前記第１の電極及び前記第２の
   電極に通電することにより均一に発熱することを特徴と
   する加熱装置。