(57)【要約】【課題】加熱処理時において、たとえ反りが生じていてもウェハの温度均一性を確保しつつ、ホットプレートの加熱条件の許容範囲を拡げてホットプレートの加熱条件の設定制御に関与する構成の簡略化を実現したホットプレートユニットを提供する。【解決手段】ホットプレートユニット１０は、第１ホットプレート１３とそれに対向して配設される第２ホットプレート１４と、各ホットプレート１３、１４の温度を設定して制御する温度設定手段４４を備えている。温度設定手段４４は、各ホットプレート１３、１４の間に配置されるウェハＷから各ホットプレート１３、１４までの距離を同じにしたとき、各ホットプレート１３、１４の温度差を２℃未満に設定して制御する。【選択図】図１
2008153290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース内に配設され、ウェハに塗布された感光性樹脂を加熱処理するホットプレートユニットであって、
第１ホットプレートと、
前記第１ホットプレートの上方において同第１ホットプレートに対向して配設される第２ホットプレートと、
前記第１ホットプレート及び第２ホットプレートの温度を設定して制御する温度設定手段と
を備えてなり、
前記温度設定手段は、前記ウェハから第１ホットプレートまでの距離と前記ウェハから第２ホットプレートまでの距離とを同じにしたとき、前記第１ホットプレートと前記第２ホットプレートとの温度差を２℃未満に設定して制御してなることを特徴とするホットプレートユニット。
【請求項２】
ケース内に配設され、ウェハに塗布された感光性樹脂を加熱処理するホットプレートユニットであって、
第１ホットプレートと、
前記第１ホットプレートの上方において同第１ホットプレートに対向して配設される第２ホットプレートと、
前記ウェハを支持する支持部材と、
前記支持部材により前記ウェハが支持された状態で、前記第１ホットプレートからウェハまでの第１距離及び前記第２ホットプレートからウェハまでの第２距離を設定して制御する距離設定手段と
を備えてなり、
前記第１距離及び前記第２距離のうちの最小値をｄｍｉｎ（ｍｍ）で表し、前記第１ホットプレートと前記第２ホットプレートとの間隔をＤ（ｍｍ）で表し、前記ウェハの厚みをＴ（ｍｍ）で表し、前記第１ホットプレート及び第２ホットプレートの温度を同じにしたとき、前記距離設定手段は、前記ｄｍｉｎ（ｍｍ）、前記Ｄ（ｍｍ）及び前記Ｔ（ｍｍ）の間に下記の式（１）の関係が成立するように前記第１距離及び前記第２距離を設定して制御することを特徴とするホットプレートユニット。
【数１】
2008153290.tif 000009
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば感光性樹脂塗布工程を経たシリコンウェハを加熱処理する場合に用いられるホットプレートユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体製造プロセスにおいて、通常、ホットプレートユニットと呼ばれる加熱装置が用いられる。この種のホットプレートユニットとしては、以下に示すものが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。すなわち、特許文献１に示すホットプレートユニットは、装置ケースの内部に収容されており、シリコンウェハの上方に配設されてなるホットプレートを有している。一方、シリコンウェハの下方には、クーリングプレートが配設されている。このホットプレートユニットによれば、装置ケース内において、ホットプレートによる昇温処理及びクーリングプレートによる降温処理の双方が行われることから、装置ケースへのシリコンウェハの出し入れに伴う気流の乱れ等が抑制される。
【０００３】
また、特許文献２に示すホットプレートユニットは、上下一対の温度調整手段を有している。これら上下一対の温度調整手段のうち下方に位置する第１の温度調整手段は、シリコンウェハを加熱するためのホットプレートと、加熱後のシリコンウェハを常温まで冷却するための冷却装置とを備えている。第１の温度調整手段の上方に位置する、第２の温度調整手段も、同様にホットプレート及び冷却装置をそれぞれ備えている。そして、第２の温度調整手段は上下動可能とされ、シリコンウェハの加熱処理を好適に行うべく、シリコンウェハとの距離が適宜設定される。このホットプレートユニットによれば、シリコンウェハに対する上下方向からの加熱により、加熱処理時間の短縮が図られる。また、ホットプレートに積層されて設けられた冷却装置により、加熱後のシリコンウェハが、目的温度まで迅速に冷却される。そして、露光工程、及び現像工程を経た後、シリコンウェハに所望のレジストパターンが形成される。
【特許文献１】特開平１１−８１７５号公報
【特許文献２】特許第２９０１６５３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
さて、こうしたシリコンウェハの製造過程においては、感光性樹脂の剥離を抑制する接着剤が硬化するに際して、シリコンウェハに反りが生じることがある。ここで、シリコンウェハに対して片側（上方）から加熱する、上記特許文献１のホットプレートユニットを用いた場合には、シリコンウェハの反りに起因して同ウェハとホットプレートとの間隔が不均一なものとなり、ウェハ全体における熱の吸収量にばらつきが生じる。その結果、感光性樹脂に対する加熱処理が不十分なものとなる可能性が高い。
【０００５】
これに対し、上記特許文献２のホットプレートユニットによれば、シリコンウェハに対して上下方向から加熱されて同シリコンウェハの上下両面に熱処理が施されるため、シリコンウェハに対して片側から加熱するタイプのものに比べ、反りが生じているシリコンウェハであっても感光性樹脂を十分に加熱処理することが可能となる。
【０００６】
ところで、最近では、レジストパターンの微細化が著しく進行しており、例えばレジストパターンの線幅についてより精密な管理を行うことが要求されている。従って、こうしたレジストパターンの線幅に影響を及ぼすおそれがある、シリコンウェハに対する加熱条件を厳しく管理することにより、同シリコンウェハの温度均一性の向上を図る必要がある。特に、反りが生じているシリコンウェハにおいては、その良好な温度均一性を確保することが難しいため、同ウェハに対する加熱条件をより一層厳密に管理することが要求される。こうしたホットプレートの加熱条件として求められるのは、例えば、ホットプレートの温度設定、ホットプレートとシリコンウェハとの間隔の距離設定であるが、それらの設定が何らかの要因によって変化せしめられ、シリコンウェハにおける良好な温度均一性を確保することが困難になる場合がある。そのため、従来は、それら設定値を厳密に維持するための制御構成は必須の構成として捉えられていた。しかし、設定値の厳密なる維持を目的とした制御構成はあまりにも複雑になり、トラブル発生の原因、また、メンテナンスの面からも好ましいとは言えない。さらに、ユニット構成の大型化に直結するという問題もある。
【０００７】
この発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、加熱処理時において、たとえ反りが生じていてもウェハの温度均一性を確保しつつ、ホットプレートの加熱条件の許容範囲を拡げてホットプレートの加熱条件の設定制御に関与する構成の簡略化を実現したホットプレートユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明のホットプレートユニットは、ケース内に配設され、ウェハに塗布された感光性樹脂を加熱処理するホットプレートユニットであって、第１ホットプレートと、前記第１ホットプレートの上方において同第１ホットプレートに対向して配設される第２ホットプレートと、前記第１ホットプレート及び第２ホットプレートの温度を設定して制御する温度設定手段とを備えてなり、前記温度設定手段は、前記ウェハから第１ホットプレートまでの距離と前記ウェハから第２ホットプレートまでの距離とを同じにしたとき、前記第１ホットプレートと前記第２ホットプレートとの温度差を２℃未満に設定して制御してなることを要旨とする。
【０００９】
通常、感光性樹脂が塗布されたウェハの加熱処理を行う際には、感光性樹脂から発生する溶剤ガス等を装置ケース外に排出するため、同装置ケースには清浄空気よりなる気体が導入されている。このため、そうした気体が要因となって、加熱された両ホットプレートが設定した温度から変化する可能性がある。従って、ウェハの加熱処理を行う際には、両ホットプレートの温度低下等を抑え、これら設定温度を維持するため、両ホットプレートの温度管理を厳密に行う必要がある。特に、製造過程において反りが生じたウェハを加熱処理する場合には、両ホットプレートの温度管理をより一層厳密に行う必要がある。
【００１０】
しかし、上述したとおり、設定温度を維持するように厳密に制御したとしても、その制御構成が複雑化するという観点からすれば必ずしも好ましいとは言えない。そこで、本発明では、装置ケース内に導入された気体の影響を考慮したうえで、ウェハの加熱処理を行う際の、両ホットプレートの温度差を２℃未満の範囲まで許容するような温度管理を行っている。このような温度管理によれば、たとえ反りが生じたウェハであってもウェハ全体における熱の吸収量をほぼ均一なものとしたうえで、ホットプレートユニットにおける制御構成に余裕が与えられ、ひいてはそうした制御構成を簡略化することが可能となる。
【００１１】
請求項２に記載の発明のホットプレートユニットは、ケース内に配設され、ウェハに塗布された感光性樹脂を加熱処理するホットプレートユニットであって、第１ホットプレートと、前記第１ホットプレートの上方において同第１ホットプレートに対向して配設される第２ホットプレートと、前記ウェハを支持する支持部材と、前記支持部材により前記ウェハが支持された状態で、前記第１ホットプレートからウェハまでの第１距離及び前記第２ホットプレートからウェハまでの第２距離を設定して制御する距離設定手段とを備えてなり、前記第１距離及び前記第２距離のうちの最小値をｄｍｉｎ（ｍｍ）で表し、前記第１ホットプレートと前記第２ホットプレートとの間隔をＤ（ｍｍ）で表し、前記ウェハの厚みをＴ（ｍｍ）で表し、前記第１ホットプレート及び第２ホットプレートの温度を同じにしたとき、前記距離設定手段は、前記ｄｍｉｎ（ｍｍ）、前記Ｄ（ｍｍ）及び前記Ｔ（ｍｍ）の間に下記の式（１）の関係が成立するように前記第１距離及び前記第２距離を設定して制御することを要旨とする。
【００１２】
【数１】
2008153290.tif 000003
通常、感光性樹脂が塗布されたウェハの加熱処理を行う際には、ウェハを支持する支持部材もウェハと同様に第１ホットプレート及び第２ホットプレートからの熱に晒されることとなる。このため、ウェハの加熱処理時には、支持部材も加熱されて熱膨張し、その支持部材の熱膨張が要因となってウェハの加熱処理時の支持位置が設定した位置から変化する可能性がある。従って、ウェハの加熱処理を行う際には、支持部材の熱膨張も考慮して、両ホットプレート間におけるウェハの支持位置を厳密に管理する必要がある。特に、製造過程において反りが生じたウェハを加熱処理する場合には、同ウェハの支持位置をより一層厳密に行う必要がある。
【００１３】
しかし、上述したとおり、ウェハの支持位置を厳密に位置づけるように制御したとしても、その制御構成が複雑化するという観点からすれば必ずしも好ましいとは言えない。そこで、本発明では、支持部材の熱膨張も考慮したうえで、ウェハの加熱処理を行う際の、両ホットプレート間におけるウェハの支持位置を上記式（１）に示したとおりの範囲まで許容するような位置管理を行っている。このような位置管理によれば、たとえ反りが生じたウェハであってもウェハ全体における熱の吸収量をほぼ均一なものとしたうえで、ホットプレートユニットにおける制御構成に余裕が与えられ、ひいてはそうした制御構成を簡略化することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のホットプレートユニットによれば、加熱処理時において、たとえ反りが生じていてもウェハの温度均一性を確保しつつ、ホットプレートの加熱条件の許容範囲を拡げてホットプレートの加熱条件の設定制御に関与する構成の簡略化を実現することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、ホットプレートユニット１０は、箱状をなす装置ケース１１の内部に配設されている。同ホットプレートユニット１０は、上下一対の円板状のホットプレート１３，１４を備えている。これら一対のホットプレート１３，１４のうち下側に位置するものを第１ホットプレート１３、上側に位置するものを第２ホットプレート１４という。また、ホットプレートユニット１０は、同ホットプレート１３，１４を所定温度に設定してこれを制御する温度設定手段４４を有している。
【００１６】
これらのホットプレート１３，１４の対向面間には、装置ケース１１外からシリコンウェハ（以下、単にウェハＷという。）が搬送される。そして、両ホットプレート１３，１４により、ウェハＷ上の感光性樹脂が所定温度で加熱処理される。このとき、同ウェハＷは、複数のピン１５（支持部材）により支持されている。なお、本実施形態のウェハＷは、感光性樹脂の剥離を抑制する接着剤の硬化に起因して、４００μｍの反りが生じているものとする。すなわち、図２に示すように、本実施形態のウェハＷは、その最上点と最下点との幅ｐが４００μｍとされている。
【００１７】
ウェハＷは、加熱処理時において、その下面と第１ホットプレート１３との対向面間に第１の隙間Ｓ１が、上面と第２ホットプレート１４との間に第２の隙間Ｓ２がそれぞれ形成されるようにピン１５に支持されている。ピン１５は、距離設定手段４７により伸縮可能とされている（図１参照）。従って、この距離設定手段４７により、ウェハＷがピン１５により支持された状態で第１の隙間Ｓ１の幅（第１距離ｄ１）及び第２の隙間Ｓ２の幅（第２距離ｄ２）が適宜設定されて制御されるようになっている（図３参照）。以下、ホットプレート１３，１４について説明する。
【００１８】
第１ホットプレート１３及び第２ホットプレート１４は、セラミック焼結体よりなる板状基材１７に、図示しない配線抵抗を設けることにより構成されている。板状基材１７を構成するセラミック焼結体としては、耐熱性に優れかつ熱伝導率が高いという性質を有する窒化物セラミック焼結体を選択することがよい。窒化物セラミックとしては、例えば窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等のような金属窒化物セラミックの焼結体が好ましく、なかでも窒化アルミニウム焼結体が望ましい。その理由は、上記の焼結体中で熱伝導率が最も高いからである。なおこれらの他に、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等のような金属炭化物セラミックの焼結体を選択してもよい。
【００１９】
配線抵抗は、焼結体であるホットプレート１３，１４に対して導電ペーストを焼き付けることにより形成されたものである。導電ペーストとしては、金属粒子、金属酸化物、樹脂、溶剤などを含むものが一般的に使用される。導電ペーストに使用される好適な金属粒子としては、例えば、金、銀、白金、パラジウム、鉛、タングステン、ニッケル等が挙げられる。これらの金属は高温に晒されても比較的酸化しにくく、通電により発熱させるにあたって充分大きな抵抗値を示すからである。導電ペーストに使用される好適な金属酸化物としては、例えば、酸化鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホウ素、アルミナ、イットリア、チタニア等が挙げられる。そして、この配線抵抗の温度が上昇することによりホットプレート１３，１４全体が加熱されるようになっている。これら第１ホットプレート１３及び第２ホットプレート１４の直径は、ウェハＷの直径よりも大きく設定されている。
【００２０】
図１に示すように、第１ホットプレート１３及び第２ホットプレート１４は、互いに同等の直径、及び同等の厚みを有している。第１ホットプレート１３は、上方へ延びる第１支持手段４１により、所定箇所において水平状態となるように載置されている。この第１支持手段４１は、装置ケース１１の下方から上方に向けて延設された複数の支持柱４２と、同支持柱４２の上端であって第１ホットプレート１３の下面に接する載置具４３とを備えている。
【００２１】
第２ホットプレート１４は、第１ホットプレート１３の上方においてこれと対向して配設されている。第２ホットプレート１４は、装置ケース１１の上壁１１ａから下方へ延びる第２支持手段２１により、所定箇所において水平に吊り下げられている。この支持手段２１は、一端が装置ケース１１の上壁１１ａに固定された複数の線状体２２と、同線状体２２の他端に固着された支持具２３とを備えている。線状体２２の他端部は、第２ホットプレート１４に設けられた貫通孔１４ａを貫通している（図３参照）。支持具２３は、第２ホットプレート１４の下面に対向して配置され、同第２ホットプレート１４を下方から支持するものである。
【００２２】
次に、本実施形態における温度設定手段４４及び距離設定手段４７について順次説明する。
図１に示すように、本実施形態の温度設定手段４４は、両ホットプレート１３，１４を加熱する加熱部４５と、同加熱部４５に対して温度を設定するとともにその温度を制御する制御部４６とを備えている。より詳しくは、本実施形態の制御部４６は、第１ホットプレート１３と第２ホットプレート１４との対向面間でウェハＷの加熱処理を行うに際し、第１ホットプレート１３と第２ホットプレート１４との温度差を２℃未満に設定し、これを制御するものである。但し、ウェハＷの加熱処理時に際しての、第１距離ｄ１と第２距離ｄ２とを同じにした場合に限る。より詳しくは、本実施形態の温度設定手段は、第１ホットプレート１３及び第２ホットプレート１４の温度を１４９℃から１５１℃の間で設定し、これを制御するものである。なお、前記「第１距離ｄ１と第２距離ｄ２とを同じにした場合」とは、ウェハＷの下面中央部３１と第１ホットプレート１３との距離ｄ１と、ウェハＷの上面中央部３２と第２ホットプレート１４との距離ｄ２とを同じにした場合を意味する（図３参照）。
【００２３】
ウェハＷの加熱処理時に際しての、両ホットプレート１３，１４の温度差が、２℃以上に設定された場合には、第１ホットプレート１３からの放熱量と第２ホットプレート１４からの放熱量との差異が顕著なものとなり、ウェハＷ全体における熱の吸収量が不均一なものとなる。そのため、ウェハＷにおける高度な温度均一性を確保することが困難となる。ちなみに、ウェハＷの加熱処理を行うに際しての、両ホットプレート１３，１４の温度差は、ウェハＷ全体における熱の吸収量を均一なものとする観点から、微小であるほど好ましい。すなわち、第１ホットプレート１３と第２ホットプレート１４との温度差は、０であることが好ましい。
【００２４】
また、本実施形態の距離設定手段４７は、ピン１５を伸縮させるための駆動部４８と、同駆動部４８に対してウェハＷの停止位置を設定するとともにその停止位置を制御して第１距離ｄ１及び第２距離ｄ２を設定する制御部４９とを備えている。より詳しくは、本実施形態の制御部４９は、第１距離ｄ１及び第２距離ｄ２のうちの最小値をｄｍｉｎ（ｍｍ）で表し、第１ホットプレート１３と第２ホットプレート１４との間隔をＤ（ｍｍ）で表し、ウェハＷの厚みをＴ（ｍｍ）で表したとき（図３参照）、前記ｄｍｉｎ（ｍｍ）、前記Ｄ（ｍｍ）及び前記Ｔ（ｍｍ）の間に下記の式（１）の関係が成立するように前記第１距離ｄ１及び前記第２距離ｄ２を設定する。但し、ウェハＷの加熱処理時に際しての、両ホットプレート１３，１４の温度を同じにした場合、つまり両ホットプレート１３，１４の温度差を０とした場合に限る。
【００２５】
なお、前記「最小値ｄｍｉｎ」とは、ウェハＷのうち第１ホットプレート１３に最も近接している箇所と同第１ホットプレート１３との距離（第１距離ｄ１の最小値）、及びウェハＷのうち第２ホットプレート１４に最も近接している箇所と同第２ホットプレート１４との距離（第２距離ｄ２の最小値）のうち小さいほうの値を示す（図３参照）。
【００２６】
【数１】
2008153290.tif 000004
ここで、本実施形態では、両ホットプレート１３，１４間の間隔Ｄは６．７５ｍｍで、ウェハＷの厚みＴは０．７５ｍｍである。従って、上記式（１）における［Ｄ（ｍｍ）−Ｔ（ｍｍ）］の値は６ｍｍとなる。これより、第１距離ｄ１及び第２距離ｄ２のうちの最小値ｄｍｉｎの範囲は、下記の式（２）で表される。
【００２７】
【数２】
2008153290.tif 000005
ｄｍｉｎ（ｍｍ）が１ｍｍ以下の場合、すなわち第１距離ｄ１及び第２距離ｄ２のうちの一方が１ｍｍ以下となる場合には、ウェハＷに対する均一な加熱が困難となり、反りが生じたウェハＷにおける温度均一性を確保することが困難となる可能性が高い。一方、ｄｍｉｎ（ｍｍ）が３ｍｍを超えることは、本実施形態の構成上あり得ない。
【００２８】
次に、本実施形態のホットプレートユニット１０の作用について説明する。
両ホットプレート１３，１４は、配線抵抗に通電されることで所定温度まで昇温される。そして、所定温度まで昇温された両ホットプレート１３，１４間にウェハＷが連続して搬送されることで、各ウェハＷに対する加熱処理が行われる。すなわち、ウェハＷに塗布された感光性樹脂の加熱処理が行われる。
【００２９】
このとき、装置ケース１１内に導入されている清浄空気等の気体により、加熱された両ホットプレート１３，１４が冷却される可能性がある。そして、このような気体が要因となって、加熱された両ホットプレート１３，１４が設定した温度から変化する可能性がある。したがって、ウェハＷの加熱処理を行う際には、両ホットプレート１３，１４の温度低下等を抑え、これらの設定温度を維持するため、両ホットプレート１３，１４の温度管理を厳密に行う必要がある。特に、製造過程において反りが生じたウェハＷを加熱処理する場合には、同ウェハＷ全体における熱の吸収量が不均一なものとなり易いことから、平坦なウェハを加熱処理する場合に比べ、両ホットプレート１３，１４の温度管理を一層厳密に行う必要がある。
【００３０】
しかしながら、本発明では、装置ケース１１内に導入された気体の影響を考慮したうえで、ウェハＷの加熱処理を行う際の、両ホットプレート１３，１４の温度差を２℃未満の範囲まで許容するような温度管理を行っている。すなわち、両ホットプレート１３，１４の温度設定の観点から、ホットプレート１３，１４の加熱条件の許容範囲が拡げられている。このため、両ホットプレート１３，１４を同一温度に厳密に維持する場合に比べ、例えば、フィードバック制御の時間間隔を長くすることが可能となり、制御構成に余裕が与えられる。その結果、こうした制御構成の簡略化が図られる。さらに、両ホットプレート１３，１４の温度差が２℃未満であれば、これら両ホットプレート１３，１４の放熱量の差異は微小なものとなり、ウェハＷ全体における熱の吸収量が均一なものとなる。これにより、たとえ反りが生じたウェハＷであっても、加熱処理時における温度均一性を高度なものとすることが可能となる。
【００３１】
また、本実施形態のように複数のピン１５によりウェハＷを支持する構成においては、これらのピン１５の熱膨張が要因となってウェハＷの加熱処理時の支持位置が設定した位置から変化する可能性がある。従って、ウェハＷの加熱処理を行う際には、ピン１５の熱膨張も考慮して、両ホットプレート１３，１４間におけるウェハＷの支持位置を厳密に管理する必要がある。特に、製造過程において反りが生じたウェハＷを加熱処理する場合には、同ウェハＷ全体における熱の吸収量が不均一なものとなり易いことから、平坦なウェハを加熱処理する場合に比べ、両ホットプレート１３，１４間におけるウェハＷの支持位置を一層厳密に管理する必要がある。
【００３２】
しかしながら、本発明では、第１距離ｄ１及び第２距離ｄ２のうちの最小値ｄｍｉｎ（ｍｍ）が、上記式（１）の関係を満たすように、第１距離ｄ１及び第２距離ｄ２が設定される。すなわち、ホットプレート１３，１４とウェハＷとの間隔の距離設定の観点から、ホットプレート１３，１４の加熱条件の許容範囲が拡げられている。これにより、本実施形態では、第１距離ｄ１及び第２距離ｄ２を常に一定のものに設定し制御する場合に比べ、両距離ｄ１，ｄ２のずれが所定範囲内で許容されることとなり、制御構成に余裕が与えられる。その結果、こうした制御構成の簡略化が図られる。さらに、上記式（１）の関係を満たすように第１距離ｄ１及び第２距離ｄ２が設定された場合には、両距離ｄ１，ｄ２はウェハＷに対する均一な加熱が十分に可能となるような幅に設定されることとなる。このため、たとえ反りが生じたウェハＷであっても加熱処理時における温度均一性を高度なものとすることが可能となる。
【００３３】
前記の実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
（１）  本実施形態では、ウェハＷの加熱処理を行う際の、両ホットプレート１３，１４の温度差を２℃未満の範囲まで許容するような温度管理を行っている。すなわち、両ホットプレート１３，１４の温度設定の観点から、ウェハＷに対する加熱条件の許容範囲が拡げられており、そうした温度設定の制御構成の簡略化が図られている。また、ウェハＷの加熱処理を行う際の、両ホットプレート１３，１４の温度差が２℃未満であれば、ウェハＷ全体における熱の吸収量が均一なものとなり、たとえ反りが生じたウェハＷであっても、加熱処理時における温度均一性を高度なものとすることができる。
【００３４】
（２）  本実施形態では、第１距離ｄ１及び第２距離ｄ２のうちの最小値ｄｍｉｎ（ｍｍ）が、上記式（１）の関係を満たすように、第１距離ｄ１及び第２距離ｄ２が設定される。すなわち、ホットプレート１３，１４とウェハＷとの間隔の距離設定の観点から、ウェハＷに対する加熱条件の許容範囲が拡げられており、そうした距離設定の制御構成の簡略化が図られている。また、上記式（１）の関係を満たすように第１距離ｄ１及び第２距離ｄ２が設定された場合には、たとえ反りが生じたウェハＷであっても加熱処理時における温度均一性を高度なものとすることができる。
【実施例】
【００３５】
次に、試験例及び比較例を挙げて前記実施形態を更に具体的に説明する。
本実施例においては、図４に示すように中心を軸として両端部を上下方向にそれぞれ２００μｍ回動させることで傾斜させた状態のセンサ付きウェハＷ１を、上記「反りが生じているウェハ」に代替するものとした。また、本実施例における「第１距離」とは、ウェハＷ１の下面中央部３１と第１ホットプレート１３との距離ｄ１を意味し、「第２距離」とは、ウェハＷ１の上面中央部３２と第２ホットプレート１４との距離ｄ２を意味するものである（図５参照）。
【００３６】
（試験例１及び比較例１〜３）
ここでは、第１距離ｄ１と第２距離ｄ２とを同じにした状態で、ウェハＷ１を加熱処理する際の、第１ホットプレート１３と第２ホットプレート１４との温度差を適宜変更し、この温度差とウェハＷ１の温度均一性との相関関係について下記に示す評価（定常面均悪化量の評価）を行った。
（試験例１）
窒化アルミニウム製の板状基材１７に、スクリーン印刷にて導電ペーストを印刷して形成された両ホットプレート１３，１４（直径：２３０ｍｍ、厚み：３ｍｍ）間に、センサ付きウェハＷ１（センサレージャパン（株）社製、商品名「Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｐｒｏｂ  １８４０  Ｒｅｖ．Ａ」、８インチ、直径（Ｄ１）２００ｍｍ）を設置した。このとき、第１距離ｄ１及び第２距離ｄ２が、それぞれ３ｍｍとなるように設定した。
【００３７】
次に、両ホットプレート１３，１４を１５０℃まで昇温し、ウェハＷ１に対する加熱処理を開始した。すなわち、両ホットプレート１３，１４の温度差が無い状態でウェハＷ１に対する加熱処理を行った。その後、水平に保持されたウェハＷ１（サンプル１）、及び図４に示すように傾斜させたウェハＷ１（サンプル２）のそれぞれに関し、温度均一性の評価を行った。そして、下記に示す「定常面均悪化量」について評価した。その結果を表１に示す。
（比較例１）
ここでは、上記試験例１に対し、ウェハＷ１を加熱処理する際の、両ホットプレート１３，１４の温度差のみを変更した。すなわち、第１ホットプレート１３を１６０℃、第２ホットプレート１４を１４４℃とし、両ホットプレート１３，１４の温度差を１６℃とした。そして、試験例１と同様に、下記に示す「定常面均悪化量」について評価した。その結果を表１に示す。
（比較例２）
ここでは、上記試験例１に対し、ウェハＷ１を加熱処理する際の、両ホットプレート１３，１４の温度差のみを変更した。すなわち、第１ホットプレート１３を１５５℃、第２ホットプレート１４を１４６℃とし、両ホットプレート１３，１４の温度差を９℃とした。そして、試験例１と同様に、下記に示す「定常面均悪化量」について評価した。その結果を表１に示す。
（比較例３）
ここでは、上記試験例１に対し、ウェハＷ１を加熱処理する際の、両ホットプレート１３，１４の温度差のみを変更した。すなわち、第１ホットプレート１３を１５１℃、第２ホットプレート１４を１４９℃とし、両ホットプレート１３，１４の温度差を２℃とした。そして、試験例１と同様に、下記に示す「定常面均悪化量」について評価した。その結果を表１に示す。
＜定常面均悪化量の評価＞
まず、両ホットプレート１３，１４が所定温度まで昇温されている状態において、水平に保持されたセンサ付きウェハＷ１（サンプル１）に設けられた複数の白金測温抵抗体により測定される抵抗値を温度に換算することでウェハＷ１上の複数の箇所における温度値を測定し、その最大値と最小値との差を算出した（算出値１）。また、これと同様に、両ホットプレート１３，１４が所定温度まで昇温されている状態において、傾斜させたセンサ付きウェハＷ１（サンプル２）においても、同ウェハＷ１上の複数の箇所における温度値を測定し、その最大値と最小値との差を算出した（算出値２）。そして、この算出値２から算出値１を減算することで、定常面均悪化量を求めた。この定常面均悪化量の値が小さいほど、反りが生じたウェハの温度均一性が優れていることを示す。
【００３８】
【表１】
2008153290.tif 000006
表１に示すように、試験例１においては、定常面均悪化量がみられず、傾斜させた状態のウェハ（サンプル２）であっても、水平に保持されたウェハ（サンプル１）と同等の、優れた温度均一性が確保されることとなった。これは、試験例１では、ウェハの加熱処理時における両ホットプレート１３，１４の温度が同一であるため、傾斜させた状態のウェハに対してもサンプル１と同様に、ほぼ均一な加熱がなされたことに起因するものと考えられる。
【００３９】
一方、比較例１〜３においては、定常面均悪化量が確認される結果となった。これは、ウェハの加熱処理時における両ホットプレート１３，１４の温度差が２℃以上であることから、両ホットプレート１３，１４の放熱量に顕著な差異が生じ、傾斜させた状態のウェハ（サンプル２）に対する均一な加熱ができなかったことに起因するものと考えられる。
【００４０】
（試験例２〜３及び比較例４〜５）
ここでは、ウェハＷ１を加熱処理する際の、両ホットプレート１３，１４の温度を１５０℃とした状態、つまり両ホットプレート１３，１４の温度差を０とした状態で、各ホットプレート１３，１４とウェハＷ１との距離ｄ１，ｄ２を適宜変更し、これとウェハＷ１の温度均一性との相関関係について評価した。より詳しくは、両ホットプレート１３，１４間の間隔Ｄを６．７５ｍｍに保持したまま、上記試験例１の状態（ｄ１：３ｍｍ，ｄ２：３ｍｍ）からウェハＷ１を第１ホットプレート１３に徐々に近づけ、ウェハＷ１の温度均一性についての評価を行った。なお、試験例１〜３及び比較例４〜５においては、上記「定常面均悪化量の評価」に加え、下記に示す「昇温面均悪化量の評価」を行った。その結果を表２に示す。
【００４１】
また、試験例２〜３及び比較例４〜５においては、ウェハＷ１を第１ホットプレート１３に徐々に近づけていることから、第２距離ｄ２よりも第１距離ｄ１の方が小さくなるため、上記「第１距離及び第２距離のうちの最小値ｄｍｉｎ（ｍｍ）」とは、第１距離ｄ１の最小値を意味する。ここでいう「第１距離ｄ１の最小値」とは、表２に示す「第１距離ｄ１」と「ウェハＷ１の傾斜量（２００μｍ）」との差より求められる値をいう（図５参照）。
（試験例２）
ここでは、上記試験例１に対し、ウェハＷ１を第１ホットプレート１３に１ｍｍ近づけた。すなわち、第１距離ｄ１を２ｍｍとした。
（試験例３）
ここでは、上記試験例１に対し、ウェハＷ１を第１ホットプレート１３に１．５ｍｍ近づけた。すなわち、第１距離ｄ１を１．５ｍｍとした。
（比較例４）
ここでは、上記試験例１に対し、ウェハＷ１を第１ホットプレート１３に２ｍｍ近づけた。すなわち、第１距離ｄ１を１ｍｍとした。
（比較例５）
ここでは、上記試験例１に対し、ウェハＷ１を第１ホットプレート１３に２．５ｍｍ近づけた。すなわち、第１距離ｄ１を０．５ｍｍとした。
（比較例６）
ここでは、上記試験例１に対し、ウェハＷ１を第１ホットプレート１３に２．７ｍｍ近づけた。すなわち、第１距離ｄ１を０．３ｍｍとした。
＜昇温面均悪化量の評価＞
まず、所定温度（１５０℃）まで昇温された両ホットプレート１３，１４の対向面間に、水平状態のセンサ付きウェハＷ１（サンプル１）を設置した。そして、ウェハＷ１が所定温度（１５０℃）まで昇温される過程において、同ウェハＷ１（サンプル１）に設けられた複数の白金測温抵抗体により測定される抵抗値を温度に換算することでウェハＷ１上の複数の箇所における温度値を測定し、その最大値と最小値との差を算出した（算出値１）。なおここでは、ウェハＷ１上における温度の最大値と最小値との差が最も大きくなると考えられる、８０〜１００℃の間（本実施例では９０℃）で測定を行った。すなわち、本実施例では、各白金測温抵抗体により測定されるウェハＷ１上の温度の平均値が９０℃になったとき、同ウェハＷ１上における温度の最大値と最小値との差を算出した。
【００４２】
続いて、所定温度（１５０℃）まで昇温された両ホットプレート１３，１４の対向面間に、傾斜させたセンサ付きウェハＷ１（サンプル２）を設置した。そして、上記と同様に、各白金測温抵抗体により測定されるウェハＷ１上の温度の平均値が９０℃になったとき、同ウェハＷ１上における温度の最大値と最小値との差を算出した。（算出値２）。そして、この算出値２から算出値１を減算することで、昇温面均悪化量を求めた。この昇温面均悪化量の値が小さいほど、反りが生じたウェハの温度均一性が優れていることを示す。
【００４３】
【表２】
2008153290.tif 000007
表２に示すように、両ホットプレート１３，１４間の間隔Ｄが６．７５ｍｍの場合、試験例１〜３のように第１距離ｄ１の最小値ｄｍｉｎが上記式（２）を満たすように設定されれば、定常面均悪化量がみられないうえ昇温面均悪化量に関しても１℃以内という良好な結果が得られた。すなわち、傾斜させたウェハ（サンプル２）であっても、水平に保持されたウェハ（サンプル１）と同等の、優れた温度均一性が確保されることとなった。これは、最小値ｄｍｉｎが上記式（２）を満たすような位置にウェハが設置されれば、傾斜させた状態のウェハに対しても、サンプル１と同様にほぼ均一な加熱がなされたことを示す。
【００４４】
一方、比較例４〜６のように第１距離ｄ１の最小値ｄｍｉｎが上記式（２）を満たさない場合には、試験例１〜３に対し、定常面均悪化量及び昇温面均悪化量の双方が顕著なものとなった。これにより、最小値ｄｍｉｎが上記式（２）を満たさないような位置にウェハが設置された場合には、反りが生じたウェハに対する加熱が不均一となることが示された。
【００４５】
なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・  本実施形態における温度設定手段は、第１ホットプレート１３及び第２ホットプレート１４の温度を１４９℃から１５１℃の間で設定するものであるが、両ホットプレート１３，１４の設定温度はこれに限定されるものではない。すなわち、ウェハＷの加熱処理を行う際の、両ホットプレート１３，１４の温度差が２℃未満であれば、例えば１５９℃から１６１℃の間で設定されてもよい。
【００４６】
・  本実施形態のウェハＷは４００μｍの反り幅を有していたが、同ウェハＷの反り幅はこれに限定されるものではない。例えば、３００μｍ、３５０μｍ等の反り幅であってもよい。
【００４７】
・  本実施形態では、両ホットプレート１３，１４間の間隔Ｄを６．７５ｍｍとしたが、この間隔Ｄはこれに限定されるものではなく、適宜変更されてもよい。
・  第２ホットプレート１４及び第１ホットプレート１３のうちいずれか一方を上下動させる構成を採用してもよい。
【００４８】
・  本実施形態では、第２ホットプレート１４と第１ホットプレート１３との直径を同等のものに設定したが、これを変更してもよい。例えば、第１ホットプレート１３の直径を、ウェハＷの直径より小さくならない範囲内で、第２ホットプレート１４のそれよりも小さく設定してもよい。また、第１ホットプレート１３及び第２ホットプレート１４ともに、その形状は円板状に限られるものでなく、例えば、四角板状に形成してもよい。
【００４９】
さらに、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
・  前記温度設定手段は、前記ウェハから第１ホットプレートまでの距離と前記ウェハから第２ホットプレートまでの距離とを同じにしたとき、前記第１ホットプレートと前記第２ホットプレートとの温度差を０に設定して制御してなることを特徴とするホットプレートユニット。
【００５０】
・  前記温度設定手段は、前記第１ホットプレート及び第２ホットプレートの温度を１４９℃から１５１℃の間で設定することを特徴とするホットプレートユニット。
・  前記距離設定手段は、前記第１ホットプレート及び前記第２ホットプレートの温度を同じにしたとき、前記第１距離及び前記第２距離のうちの最小値ｄｍｉｎ（ｍｍ）を１ｍｍ以上及び３ｍｍ以下に設定してなることを特徴とするホットプレートユニット。
【００５１】
・  第１ホットプレートと、第１ホットプレートの上方において同第１ホットプレートに対向して配設される第２ホットプレートと、第１ホットプレート及び第２ホットプレートの温度を設定して制御する温度設定手段とを備えてなるホットプレートユニットを用い、前記第１ホットプレートと前記第２ホットプレートとの対向面間でウェハを加熱する加熱処理方法であって、
前記ウェハから前記第１ホットプレートまでの距離と前記ウェハから前記第２ホットプレートまでの距離とを同じにしたとき、前記温度設定手段により前記第１ホットプレートと前記第２ホットプレートとの温度差が２℃未満に設定された状態で、前記ウェハに塗布された感光性樹脂を加熱処理することを特徴とする加熱処理方法。
【００５２】
・  第１ホットプレートと、第１ホットプレートの上方において同第１ホットプレートに対向して配設される第２ホットプレートと、ウェハを支持する支持部材と、支持部材によりウェハが支持された状態で前記第１ホットプレートからウェハまでの第１距離及び前記第２ホットプレートからウェハまでの第２距離を設定して制御する距離設定手段とを備えてなるホットプレートユニットを用い、前記第１ホットプレートと前記第２ホットプレートとの対向面間で前記ウェハを加熱する加熱処理方法であって、
前記第１距離及び前記第２距離のうちの最小値をｄｍｉｎ（ｍｍ）で表し、前記第１ホットプレートと前記第２ホットプレートとの間隔をＤ（ｍｍ）で表し、前記ウェハの厚みをＴ（ｍｍ）で表し、前記第１ホットプレート及び第２ホットプレートの温度を同じにしたとき、前記距離設定手段により、前記ｄｍｉｎ（ｍｍ）、前記Ｄ（ｍｍ）及び前記Ｔ（ｍｍ）の間に下記の式（１）の関係が成立するように前記第１距離及び前記第２距離が設定された状態で、前記ウェハに塗布された感光性樹脂を加熱処理することを特徴とする加熱処理方法。
【００５３】
【数１】
2008153290.tif 000008
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本実施形態のホットプレートユニットを示す概略断面図。
【図２】反りが生じたウェハを示す側面図。
【図３】同ホットプレートユニットを示す部分拡大図。
【図４】サンプル２のウェハを示す側面図。
【図５】実施例におけるホットプレートユニットを示す概略図。
【符号の説明】
【００５５】
１０…ホットプレートユニット、１１…装置ケース、１３…第１ホットプレート、１４…第２ホットプレート、１５…支持部材としてのピン、４４…温度設定手段、４７…距離設定手段、Ｗ…ウェハ、ｄ１…第１距離、ｄ２…第２距離。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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