JPH0547652A

JPH0547652A - 基板加熱装置

Info

Publication number: JPH0547652A
Application number: JP3206950A
Authority: JP
Inventors: Koji Harada; 浩二原田; Katsuyoshi Yagi; 勝義八木
Original assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Kyushu Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Kyushu Ltd
Priority date: 1991-08-19
Filing date: 1991-08-19
Publication date: 1993-02-26
Anticipated expiration: 2013-09-30
Also published as: JP2806650B2

Abstract

(57)【要約】【目的】基板を均一に加熱することが可能な基板加熱装
置を提供すること。【構成】半導体ウエハ１０４は、加熱台１０１の周辺近
傍に設けられた３個の突起部材１０２によりその端部近
傍が支持され、加熱処理が行なわれる。このとき、半導
体ウエハ１０４の端部近傍は突起部材１０２を介して加
熱台により高温に加熱されるが、それ以外の部分は均一
に加熱される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハ、液晶表
示装置（ＬＣＤ）用基板等の基板に加熱処理を施すため
の基板加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、半導体ウエハ、ＬＣＤ用ガラ
ス基板等の基板に加熱処理を施すために種々の加熱装置
が使用されている。例えば、半導体製造工程のホトレジ
スト処理工程においては、半導体ウエハ表面の水分を脱
水するため、あるい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ため等に加熱処理が行われる。加熱
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が、コンパクト化、
効率化、サイクルタイム短縮および再現性、均一性の向
上の要求のもとに直接ホットプレート方式が主流となっ
ている。

【０００３】しかし、直接ホットプレート方式では半導
体ウエハをホットプレートに密着させて、直接加熱する
ため、ホットプレートと半導体ウエハとの密着状態によ
って熱の均一性に大きく影響する他、一般にホットプレ
ートがアルミニウム等の金属から成るため、重金属汚
染、半導体ウエハの裏面へのパーティクルの付着等の問
題がある。

【０００４】このような問題を除去するためホットプレ
ートと半導体ウエハとの間にわずかな隙間を設け、直接
半導体ウエハをホットプレートに密着させずに加熱処理
を行うプロキシミティ方式がある。図７に、従来のプロ
キシミティ方式の基板加熱装置の平面図を示す。また、
図８は、図７のＢーＢ断面図であり、図７と同一部分に
は同一符号を付している。

【０００５】図７および図８において、内部にヒータが
内蔵された加熱台７０１の底面中央部付近には３個の直
方形状の凹部７０５が設けられており、各凹部７０５内
に基板支持用のセラミック製の球７０２が、加熱台７０
１上面から僅かに突出するように配設されている。ま
た、加熱台７０１の中央部付近には、半導体ウエハ７０
４を加熱台７０１に載置あるいは加熱台７０１から取外
すために、基板支持ピン（図示せず）が出入りするため
の支持ピン用孔７０３が設けられている。

【０００６】以上のように構成された基板加熱装置にお
いては、先ず、基板支持ピンを支持ピン用孔７０３を介
して加熱台７０１上部へ突出させた後、基板支持ピンに
半導体ウエハ７０４を載置する。次に、基板支持ピンを
加熱台７０１下部へ収容することにより半導体ウエハ７
０４を球７０２上に載置し、加熱処理を行なう。このと
き、球７０２は、加熱台７０１の上面から僅かに突出し
ているため、即ち、半導体ウエハ７０４と加熱台７０１
との間には微小な間隙が存在するため、半導体基板７０
４にはパーティクル汚染等が生じず又、効率良く加熱す
ることが可能となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体ウエ
ハ７０４に形成される集積回路（ＩＣ）は、通常、半導
体ウエハ７０４の周縁を除いた部分の全面に形成され
る。前述した基板加熱装置においては、球７０２が加熱
台７０１の中央部付近のみに配設されている。半導体ウ
エハ７０４は球７０２を介して加熱台７０１に接するこ
とになるため、その中央部付近はその他の部分よりも高
温に加熱されてしまう。したがって、半導体ウエハ７０
４の面内の温度分布が不均一になるという問題があっ
た。特に、レジストパターンを硬化させるポストベーキ
ングの場合、レジストパターンに対応する部分の温度が
高くなりすぎるとレジストパターンの厚みや形状が部分
的に変化してしまうという問題があった。

【０００８】また、球７０２は、凹部７０５内に固定す
ることなく配設されているため、加熱台７０１の清掃時
や半導体ウエハ７０４の取外し時等に球７０２が凹部７
０５から抜出たり、浮き上がったりすることがあり、こ
の状態で半導体ウエハ７０４を載置すると加熱台７０１
の上面に対して傾斜してしまうため加熱が不均一になる
という問題があった。

【０００９】本発明は半導体ウエハ、ＬＣＤ等の加熱処
理が必要な基板においては、レジストパターン等の本来
的に均一に加熱すべき主要部分がその周縁を除く部分に
配設されていることに着目して成されたもので、第１の
発明は基板の主要部分を均一に加熱することにより実質
的に基板を均一に加熱することが可能な基板加熱装置を
提供することを目的としている。また、第２の発明は、
大形の基板であっても均一な加熱が可能な基板加熱装置
を提供することを目的としている。さらに第３の発明
は、基板が傾斜することを防止することにより、均一な
加熱が可能な基板加熱装置を提供することを目的として
いる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
加熱台と、加熱すべき基板をその端部近傍で支持するた
めに前記加熱台から突出した複数の突起部材とを備えて
いる。また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の基
板加熱装置に加えて、前記基板をその中央部で支持する
ための突起部材を備えている。

【００１１】さらに、請求項３記載の発明は、請求項１
または請求項２記載の基板加熱装置に加えて、前記突起
部材が前記加熱台に固定されていることを特徴としてい
る。

【００１２】

【作用】複数の突起部材を用いて基板をその端部近傍で
支持することにより、基板は実質的に均一に加熱され
る。また、中央部をも突起部材で支持するようにすれ
ば、比較的寸法の大きな基板の場合にも基板と加熱台の
隙間が均一に保持され基板全体が均一に加熱される。

【００１３】さらに、各突起部材を加熱台に固定すれ
ば、突起部材が抜出たり、浮き上がったりしないため、
基板は傾斜することがなく均一に加熱される。

【００１４】

【実施例】以下述べる本実施例の基板加熱装置は、種々
の基板処理工程で使用されるものである。例えば半導体
製造過程において、半導体ウエハとレジストとの密着性
を向上させるための処理であるアドヒージョン処理で
は、処理室に基板加熱装置が配設され、レジスト塗布前
の半導体ウエハを前記基板加熱装置の加熱台上面に載置
して加熱すると共に、前記半導体ウエハの上部からＨＭ
ＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）等のガスが供給され
る。また、半導体ウエハにレジストを塗布した後シンナ
ー等の溶剤を蒸発させて飛ばすためのプリベーキング処
理あるいは現像した後レジストの硬度を増すためのポス
トベーク処理等、基板の加熱処理が必要な種々の工程に
おいて使用される。

【００１５】以下、本発明の実施例につき説明する。図
１は、本発明の一実施例を示す平面図であり、半導体ウ
エハ用の基板加熱装置の一種であるプロキシミティ方式
の基板加熱装置の例を示している。また、図２は、その
Ａ−Ａ断面図であり、図１と同一部分には同一符号を付
している。図１および図２において、円形の加熱台１０
１は、内部に電熱ヒータ等の加熱温度の調整が可能な加
熱部材（図示せず）を内蔵している。尚、加熱台１０１
の加熱温度および加熱時間は、処理の目的に応じて種々
に設定できる。例えば、アドヒージョン処理の場合に
は、約８０乃至１００℃で約３０秒間の加熱を行なう。
プリベーキングの場合には、約１２０乃至１５０℃で１
分間の加熱を行なう。ポストベーキングの場合には、約
１２０乃至１５０℃で約１分間の加熱を行なう。冷却を
行なうクーリングの場合には室温（例えば２３℃）に制
御される。加熱台１０１の周縁部には、基板を支持する
ための３個の突起部材１０２が設けられている。各突起
部材１０２は、図６、図７に関して説明したように加熱
台１０１に凹部を設け、前記凹部内にセラミック等によ
り形成した球を固定せずに配設するような構造にしても
よいが、後述するように加熱台１０１に固定するような
構造としてもよい。各突起部材１０２は、加熱台１０１
の上面から0.1乃至0.3mm程度突出している。

【００１６】また、加熱台１０１には、半導体ウエハ１
０４を加熱台１０１に載置あるいは加熱台１０１から取
外す時に使用するために、基板支持ピン（図示せず）が
出入りするための支持ピン用孔１０３が設けられてい
る。以上のように構成された基板加熱装置の動作を以下
に説明する。処理前の半導体ウエハを送り出すセンダあ
るいは半導体ウエハにフォトレジストを塗付するコータ
等の処理装置から搬送された半導体ウエハ１０４は、搬
送機構（図示せず）により先ず、支持ピン用孔１０３を
介して加熱台１０１上部へ突出した３本の基板支持ピン
上に載置される。

【００１７】次に、各基板支持ピンは加熱台１０１下部
へ収容され、これにより半導体ウエハ１０４が突起部材
１０２上に載置される。この状態で、加熱台に内蔵され
た電熱ヒータにより半導体ウエハ１０４を加熱処理す
る。尚、加熱温度および加熱時間は前述したように処理
の種類によって種々に設定される。突起部材１０２は、
加熱台１０１の上面から約0.1乃至0.3mm程度突出してい
るため、即ち、半導体ウエハ１０４と加熱台１０１との
間には約0.1乃至0.3mm程度の間隙が存在するため、半導
体基板６０４にはパーティクル汚染等が生じず又、効率
良く加熱することが可能となる。

【００１８】このとき、各突起部材１０２は加熱台１０
１の周縁部近傍に配設されているため、半導体ウエハ１
０４は、その端部近傍が各突起部材１０２により支持さ
れることになる。したがって、半導体ウエハ１０４の端
部近傍における突起部材１０２周辺部分は、それ以外の
部分に比べて高温に加熱されるが、ＩＣは半導体ウエハ
１０４の端部より内側に設けられているため、ＩＣが設
けられている部分は加熱台からの放射熱等により均一に
加熱されることになり、半導体ウエハ１０４を実質的に
均一に加熱することが可能となる。

【００１９】前記のようにして加熱処理された半導体ウ
エハ１０４は、支持ピン用孔１０３から基板支持ピンを
加熱台１０１上部へ突出させることにより、加熱台１０
１から外され、次の工程へ搬送される。図３は、本発明
の第２の実施例を示す図で、図１に対応する平面図であ
る。尚、図１と同一部分には同一符号を付している。

【００２０】図３の実施例においては、図１の実施例に
加えて加熱台１０１の中央部に突起部材３０１を設けて
いる。尚、突起部材３０１の先端部すなわち半導体ウエ
ハ１０４との当接部は、出来る限り細くするのがパーテ
ィクル付着、加熱の均一性の点で好ましい。半導体ウエ
ハ１０４の直径が例えば８インチ程度の大形のものにな
ると、その端部近傍のみを突起部材１０２により支持し
た場合、半導体ウエハ１０４が撓み、その中央部が加熱
台１０１に接し、パーティクル等により汚染されるおそ
れがある。しかしながら、中央部に設けた突起部材３０
１により半導体ウエハを支持することにより、半導体ウ
エハ１０４の撓みを防止することが可能となり、半導体
ウエハ１０４全体がより均一に加熱されることになる。

【００２１】図４（ａ）、（ｂ）は、前述した突起部材
１０２および３０１の構造を示す部分平面図、部分断面
図であり、図１と同一部分には同一符号を付している。
図４（ａ）、（ｂ）において、平面図が円形状の突起部
材４０１は、加熱台１０１内に設けられた凹部４０３内
に収納され、凹部４０３の側壁に設けられたネジ部４０
４と螺合するナット４０２により固定されている。突起
４０１は加熱台１０１の上面から0.1乃至0.3mm程度突出
している。半導体ウエハ１０４が突起４０３上に載置さ
れる。尚、前記固定は、ナット４０２をネジ込む代り
に、材質ＰＴＦＥ等の樹脂性のリング状部材を凹部に圧
入取着して、突起部材４０１を固定するようにしても良
い。

【００２２】以上のように突起部材４０１を加熱台１０
１に固定することにより、突起部材４０１が抜出たり、
浮き上がったりすることがなく、したがって、半導体ウ
エハ１０４が加熱台１０１の上面に対して傾斜すること
を防止できる。また、球を収納するための凹部を設けて
いないため、ゴミ等が貯まるという問題は生じない。図
５（ａ）、（ｂ）は、各々、前述した突起部材１０２の
他の実施例を示す部分平面図、部分断面図であり、図１
と同一部分には同一符号を付している。

【００２３】図５（ａ）、（ｂ）において、突起部材で
あるシート５０１は、テフロン製ワッシャ５０２を介し
てＳＵＳ製ネジ部材５０３により加熱台１０１上に固定
されている。シート５０１としては、耐熱性があり、変
形しにくく又発塵性のない材料、例えばセラミックが使
用される。また、シート５０１は、0.1乃至0.3mm程度の
厚みを有しており、その上に半導体ウエハ１０４が載置
されるようになっている。

【００２４】以上のようにシート５０１を加熱台１０１
に固定することにより、シート５０１が外れたり、浮き
上がったりすることがなく、したがって、半導体ウエハ
１０４が傾斜することを防止できる。また、寸法精度の
高い球の製作、埋設は極めて困難であるのに対し、シー
ト５０１は種々の厚みで容易に作成でき又、変更できる
ものである。したがって、シート５０１の厚さを変更す
ることにより加熱台１０１と半導体ウエハ１０４の隙間
を種々に変更することが容易に行ない得る。さらに、球
を収納するための凹部を設けていないため、ゴミ等が貯
まるという問題は生じない。

【００２５】図６（ａ）、（ｂ）は、各々、前述した突
起部材１０２の他の構造を示す部分平面図、部分断面図
であり、図１と同一部分には同一符号を付している。図
６（ａ）、（ｂ）において、突起部材であるセラミック
製の突起部材６０１は、シート部６０３と固定部６０４
から構成されている。シート部６０３は0.1乃至0.3mm程
度の厚さを有しており又、固定部６０４とシート部６０
３の結合部分には傾斜部６０５が形成されている。突起
部材６０１は、ネジ部材６０２により加熱台１０１に固
定されている。半導体ウエハ１０４はシート部６０３上
に載置されるようになっている。

【００２６】以上のように突起部材６０１を加熱台１０
１に固定することにより、突起部材６０１が抜出たり、
浮き上がったりすることがなく、したがって、半導体ウ
エハ１０４が傾斜することを防止できる。また、突起部
材６０１に形成された傾斜部６０５は、半導体ウエハ１
０４をガイドする機能を有している。したがって、半導
体ウエハ１０４を加熱台１０１に載置する際に半導体ウ
エハの位置が多少ずれた場合でも、半導体ウエハ１０４
は傾斜部３に沿って滑り、各突起部材６０１の中央即
ち、加熱台の中央に載置される。

【００２７】以上述べたように、前記各実施例によれ
ば、基板を実質的に均一に加熱することが可能となる。
また、基板が傾斜することを防止できるため均一に加熱
すること等が可能である。さらに、加熱台１０１に球を
収納するための凹部を設けない構造とすることにより、
半導体ウエハ１０４と対向する加熱台の部分は平坦であ
るため、均一な加熱が可能となる等の種々の効果があ
る。

【００２８】尚、前述した実施例は、半導体ウエハ用の
基板加熱装置の場合であるが、ＬＣＤ基板等の加熱処理
が必要な種々の基板の場合にも利用できる。また、円形
の基板の例で説明したが、三角、四角等の多角形の基板
の場合にも利用できる。さらに、図５の実施例では突起
部材としてシートを用いたが、ワイヤ状のものでもよ
い。

【００２９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、基板を実
質的に均一に加熱することが可能となる。また、請求項
２記載の発明によれば、大形の基板であっても撓みが生
じないので均一な加熱が可能となる。さらに、請求項３
記載の発明によれば、基板が傾斜することを防止するこ
とができるので、均一な加熱が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す平面図。

【図２】図１の実施例のＡ−Ａ断面図。

【図３】本発明の他の実施例を示す平面図。

【図４】図４（ａ）、（ｂ）は、各々、本発明に使用す
る突起部材の一実施例を示す部分平面図、部分断面図。

【図５】図５（ａ）、（ｂ）は、各々、本発明に使用す
る突起部材の他の実施例を示す部分平面図、部分断面
図。

【図６】図６（ａ）、（ｂ）は、各々、本発明に使用す
る突起部材の他の実施例を示す部分平面図、部分断面
図。

【図７】従来の基板加熱装置の平面図。

【図８】図７に示す基板加熱装置のＢ−Ｂ断面図。

【符号の説明】

１０１・・・加熱台１０２、３０１、４０１、６０１・・・突起部材１０３・・・支持ピン用孔１０４・・・基板としての半導体ウエハ５０１・・・突起部材としてのシート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱台と、加熱すべき基板をその端部近傍
で支持するために前記加熱台から突出した複数の突起部
材とを備えて成る基板加熱装置。
【請求項２】前記基板をその中央部で支持するための突
起部材を備えて成ることを特徴とする請求項１記載の基
板加熱装置。
【請求項３】前記突起部材は、前記加熱台に固定されて
いることを特徴とする請求項１または請求項２記載の基
板加熱装置。