ベーク処理装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路の製造工程、特にフォトリソグラフィープロセスにおけるフォトレジスト塗布後や露光後、あるいは現像後にベーク処理を行う装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のベーク処理装置は図３に示すように、ヒータ４と温度検出センサ８を組み込んだホットプレート２上に半導体基板（以下、ウェハという）１を乗せ、温度検出センサ８の出力信号に基づいて温度制御部７によりヒータ４の温度を制御してウェハ１に所定の温度でベーク処理を行う。
【０００３】従来よりウェハをホットプレート上に直接置く方式（いわゆるコンタクトベーク）が一般的に多く用いられていたが、この方式では、ウェハの裏面がホットプレート表面と密着するためにウェハ裏面へのゴミの付着が問題となっている。
【０００４】このため、最近ではウェハとホットプレートを密着させずに０．１〜０．２ｍｍ程度のすきまを設けてベーク処理を行ういわゆるプロキシミティピン３が設置されており、その上にウェハ１を乗せてベーク処理を行う方式となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】コンタクトベークでは、ホットプレートとウェハが密着しているためにウェハ温度はホットプレートの表面温度と同一になるが、プロキシミティベークではホットプレート上にウェハが密着していないためにウェハへの熱の伝わり方が、コンタクトベークが熱伝導なのに対し、プロキシミティベークでは熱伝達になるため効率が悪く、図４に示すようにホットプレートとウェハとの間隔（これをプロキシミティギャップと呼ぶ）が大きくなるに従い、ウェハの表面温度が低くなるという現象が起こる。
【０００６】プロキシミティギャップはプロキシミティピンにゴミ等が付着することにより容易に変わりやすく、またウェハ自体の反りの影響によっても、プロキシミティギャップが変わってしまいやすいという欠点を持っている。
【０００７】上記の理由からプロキシミティベークでは、ウェハ表面温度を一定に保つのがコンタクトベークと比べてかなり困難であるという問題点があった。
【０００８】本発明の目的は、プロキシミティベークにおけるウェハ表面温度を一定に保つベーク処理装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため、本発明に係るベーク処理装置は、輻射熱センサと、演算処理部と、温度制御部とを有し、半導体基板をヒータで加熱されたホットプレート上にプロキシミティピンを介して載置し、基板のベーク処理を行うベーク処理装置であって、輻射熱センサは、ホットプレートで加熱された半導体基板からの輻射熱を検出するものであり、演算処理部は、輻射熱センサの出力信号に基づいて半導体基板の表面温度を演算するものであり、温度制御部は、演算処理部からの温度出力信号に基づいて、基板表面温度が設定温度になる出力値にホットプレート加熱用ヒータの出力を制御するものであり、前記輻射熱センサと演算処理部と温度制御部との組を複数有し、各組毎に温度制御を行ない、半導体基板面内の温度分布を制御するものである。
【００１０】
【作用】ウェハの上部にウェハからの輻射熱をセンサで検出し、このセンサの出力信号からウェハの表面温度を演算し、この演算処理後の温度出力信号に基づいて予め設定した温度になるようにヒータの出力を制御する。
【００１１】これによりプロキシミティギャップが変化した場合、従来の技術ではウェハの表面温度が変わってしまい所定の温度でのベーク処理ができなくなってしまうのに対し、本発明のベーク処理装置では、ウェハ表面温度の変化をウェハ上部に設けたセンサが検出し、これによりウェハが所定の温度になるようにヒータの出力を制御することができる。
【００１２】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明する。
【００１３】（参考例）図１は、本発明の参考例を示す概略図である。
【００１４】図において、ウェハ１はプロキシミティピン３の上に支持されてホットプレート２上に載置されている。ウェハ１の上部には、ウェハ１からの輻射熱を検出するセンサ５が設置されており、センサ５は演算処理部６に接続されている。演算処理部６は、センサ５の出力信号に基づいてウェハ１の表面温度を演算する。
【００１５】さらに温度制御部７は、演算処理部６の温度出力信号に基づいて、ホットプレート２内に組み込まれたヒータ４の出力をウェハの表面温度が設定値になるように制御する。
【００１６】これにより、ウェハ１は、表面温度が設定値の下にベーク処理が行われる。
【００１７】（実施例）図２は、本発明の実施例を示す概略図である。
【００１８】プロキシミティベークでは通常３本のピンの上にウェハが乗る形となっているが、ウェハの裏面あるいはピンの表面に付着したゴミ等の原因により３本のピン（図２では１本のプロキシミティピンを省略して、２本のみを図示してある）の内の１本だけプロキシミティギャップが他のピンと異なる高さになってしまった場合には、この部分のウェハの温度が他の部分よりも高くなったり、あるいは低くなったりしてしまうことになる。
【００１９】本発明の実施例では３個の輻射熱検出用のセンサ５を３本のプロキシミティピンの上部にそれぞれ配置し、演算処理部６，温度制御部７，ヒータ４もそれぞれ３系統設けている。
【００２０】ホットプレート１内に組み込まれた３組のヒータ４は、輻射熱検出センサ５の配置に対応して設置されており、これにより３本のプロキシミティピン３の高さにズレが生じてプロキシミティギャップが不均一となってしまった場合においても、３系統のヒータ４が独立して温度制御を行うためにウェハ表面に生じる温度差を低減できるという利点がある。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ウェハ表面温度を検出して温度制御を行って、プロキシミティギャップの変化の影響を受けずに常に安定したベーク処理を行うことができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例を示す概略図である。
【図２】本発明の実施例を示す概略図である。
【図３】従来のベーク処理装置を示す概略図である。
【図４】従来のベーク処理装置におけるプロキシミティギャップとウェハ表面温度の関係を示す図である。
【符号の説明】
１ ウェハ
２ ホットプレート
３ プロキシミティピン
４ ヒータ
５ 輻射熱検出センサ
６ 演算処理部
７ 温度制御部
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路の製造工程、特にフォトリソグラフィープロセスにおけるフォトレジスト塗布後や露光後、あるいは現像後にベーク処理を行う装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のベーク処理装置は図３に示すように、ヒータ４と温度検出センサ８を組み込んだホットプレート２上に半導体基板（以下、ウェハという）１を乗せ、温度検出センサ８の出力信号に基づいて温度制御部７によりヒータ４の温度を制御してウェハ１に所定の温度でベーク処理を行う。
【０００３】従来よりウェハをホットプレート上に直接置く方式（いわゆるコンタクトベーク）が一般的に多く用いられていたが、この方式では、ウェハの裏面がホットプレート表面と密着するためにウェハ裏面へのゴミの付着が問題となっている。
【０００４】このため、最近ではウェハとホットプレートを密着させずに０．１〜０．２ｍｍ程度のすきまを設けてベーク処理を行ういわゆるプロキシミティピン３が設置されており、その上にウェハ１を乗せてベーク処理を行う方式となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】コンタクトベークでは、ホットプレートとウェハが密着しているためにウェハ温度はホットプレートの表面温度と同一になるが、プロキシミティベークではホットプレート上にウェハが密着していないためにウェハへの熱の伝わり方が、コンタクトベークが熱伝導なのに対し、プロキシミティベークでは熱伝達になるため効率が悪く、図４に示すようにホットプレートとウェハとの間隔（これをプロキシミティギャップと呼ぶ）が大きくなるに従い、ウェハの表面温度が低くなるという現象が起こる。
【０００６】プロキシミティギャップはプロキシミティピンにゴミ等が付着することにより容易に変わりやすく、またウェハ自体の反りの影響によっても、プロキシミティギャップが変わってしまいやすいという欠点を持っている。
【０００７】上記の理由からプロキシミティベークでは、ウェハ表面温度を一定に保つのがコンタクトベークと比べてかなり困難であるという問題点があった。
【０００８】本発明の目的は、プロキシミティベークにおけるウェハ表面温度を一定に保つベーク処理装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため、本発明に係るベーク処理装置は、輻射熱センサと、演算処理部と、温度制御部とを有し、半導体基板をヒータで加熱されたホットプレート上にプロキシミティピンを介して載置し、基板のベーク処理を行うベーク処理装置であって、輻射熱センサは、ホットプレートで加熱された半導体基板からの輻射熱を検出するものであり、演算処理部は、輻射熱センサの出力信号に基づいて半導体基板の表面温度を演算するものであり、温度制御部は、演算処理部からの温度出力信号に基づいて、基板表面温度が設定温度になる出力値にホットプレート加熱用ヒータの出力を制御するものであり、前記輻射熱センサと演算処理部と温度制御部との組を複数有し、各組毎に温度制御を行ない、半導体基板面内の温度分布を制御するものである。
【００１０】
【作用】ウェハの上部にウェハからの輻射熱をセンサで検出し、このセンサの出力信号からウェハの表面温度を演算し、この演算処理後の温度出力信号に基づいて予め設定した温度になるようにヒータの出力を制御する。
【００１１】これによりプロキシミティギャップが変化した場合、従来の技術ではウェハの表面温度が変わってしまい所定の温度でのベーク処理ができなくなってしまうのに対し、本発明のベーク処理装置では、ウェハ表面温度の変化をウェハ上部に設けたセンサが検出し、これによりウェハが所定の温度になるようにヒータの出力を制御することができる。
【００１２】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明する。
【００１３】（参考例）図１は、本発明の参考例を示す概略図である。
【００１４】図において、ウェハ１はプロキシミティピン３の上に支持されてホットプレート２上に載置されている。ウェハ１の上部には、ウェハ１からの輻射熱を検出するセンサ５が設置されており、センサ５は演算処理部６に接続されている。演算処理部６は、センサ５の出力信号に基づいてウェハ１の表面温度を演算する。
【００１５】さらに温度制御部７は、演算処理部６の温度出力信号に基づいて、ホットプレート２内に組み込まれたヒータ４の出力をウェハの表面温度が設定値になるように制御する。
【００１６】これにより、ウェハ１は、表面温度が設定値の下にベーク処理が行われる。
【００１７】（実施例）図２は、本発明の実施例を示す概略図である。
【００１８】プロキシミティベークでは通常３本のピンの上にウェハが乗る形となっているが、ウェハの裏面あるいはピンの表面に付着したゴミ等の原因により３本のピン（図２では１本のプロキシミティピンを省略して、２本のみを図示してある）の内の１本だけプロキシミティギャップが他のピンと異なる高さになってしまった場合には、この部分のウェハの温度が他の部分よりも高くなったり、あるいは低くなったりしてしまうことになる。
【００１９】本発明の実施例では３個の輻射熱検出用のセンサ５を３本のプロキシミティピンの上部にそれぞれ配置し、演算処理部６，温度制御部７，ヒータ４もそれぞれ３系統設けている。
【００２０】ホットプレート１内に組み込まれた３組のヒータ４は、輻射熱検出センサ５の配置に対応して設置されており、これにより３本のプロキシミティピン３の高さにズレが生じてプロキシミティギャップが不均一となってしまった場合においても、３系統のヒータ４が独立して温度制御を行うためにウェハ表面に生じる温度差を低減できるという利点がある。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ウェハ表面温度を検出して温度制御を行って、プロキシミティギャップの変化の影響を受けずに常に安定したベーク処理を行うことができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例を示す概略図である。
【図２】本発明の実施例を示す概略図である。
【図３】従来のベーク処理装置を示す概略図である。
【図４】従来のベーク処理装置におけるプロキシミティギャップとウェハ表面温度の関係を示す図である。
【符号の説明】
１ ウェハ
２ ホットプレート
３ プロキシミティピン
４ ヒータ
５ 輻射熱検出センサ
６ 演算処理部
７ 温度制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】 輻射熱センサと、演算処理部と、温度制御部とを有し、半導体基板をヒータで加熱されたホットプレート上にプロキシミティピンを介して載置し、基板のベーク処理を行うベーク処理装置であって、輻射熱センサは、ホットプレートで加熱された半導体基板からの輻射熱を検出するものであり、演算処理部は、輻射熱センサの出力信号に基づいて半導体基板の表面温度を演算するものであり、温度制御部は、演算処理部からの温度出力信号に基づいて、基板表面温度が設定温度になる出力値にホットプレート加熱用ヒータの出力を制御するものであり、前記輻射熱センサと演算処理部と温度制御部との組を複数有し、各組毎に温度制御を行ない、半導体基板面内の温度分布を制御するものであることを特徴とするベーク処理装置。
【請求項１】 輻射熱センサと、演算処理部と、温度制御部とを有し、半導体基板をヒータで加熱されたホットプレート上にプロキシミティピンを介して載置し、基板のベーク処理を行うベーク処理装置であって、輻射熱センサは、ホットプレートで加熱された半導体基板からの輻射熱を検出するものであり、演算処理部は、輻射熱センサの出力信号に基づいて半導体基板の表面温度を演算するものであり、温度制御部は、演算処理部からの温度出力信号に基づいて、基板表面温度が設定温度になる出力値にホットプレート加熱用ヒータの出力を制御するものであり、前記輻射熱センサと演算処理部と温度制御部との組を複数有し、各組毎に温度制御を行ない、半導体基板面内の温度分布を制御するものであることを特徴とするベーク処理装置。
【図１】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【特許番号】第２８８２１８０号
【登録日】平成１１年（１９９９）２月５日
【発行日】平成１１年（１９９９）４月１２日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平４−１０７００３
【出願日】平成４年（１９９２）４月２４日
【公開番号】特開平５−２９９３３３
【公開日】平成５年（１９９３）１１月１２日
【審査請求日】平成８年（１９９６）３月２８日
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【参考文献】
【文献】特開 平２−２５９５３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開 平２−７０４２６（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開 昭６３−１９３８３３（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開 昭５４−８３３６８（ＪＰ，Ｕ）
【登録日】平成１１年（１９９９）２月５日
【発行日】平成１１年（１９９９）４月１２日
【国際特許分類】
【出願日】平成４年（１９９２）４月２４日
【公開番号】特開平５−２９９３３３
【公開日】平成５年（１９９３）１１月１２日
【審査請求日】平成８年（１９９６）３月２８日
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【参考文献】
【文献】特開 平２−２５９５３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開 平２−７０４２６（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開 昭６３−１９３８３３（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開 昭５４−８３３６８（ＪＰ，Ｕ）
[ Back to top ]