(57)【要約】【課題】  半導体ウエハ等の基板の加熱にかかる手間を軽減できるようにすること。【解決手段】  半導体ウエハの温度がホットプレートの温度より若干低い特定温度以上となるまでは、半導体ウエハをホットプレートから一定距離隔てた位置に保持するようにした（ステップＳ１０３）。そのため、ホットプレートから半導体ウエハに伝達される単位時間あたりの熱量を小さくすることができ、半導体ウエハの温度の上昇度合いを緩やかなものとすることができる。また、特定温度以上となってからは、半導体ウエハをホットプレート上に載置することで、半導体ウエハを適切に加熱することができる。その結果、例えば、半導体ウエハをアルミ製の治具に載置し、そのアルミ製の治具をホットプレートに載置する方法に比べ、半導体ウエハの加熱にかかる手間を軽減することができる。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の基板をホットプレートで加熱する基板加熱装置であって、
前記基板の温度を検出する温度検出手段と、その温度検出手段で検出された温度に基づいて前記ホットプレートと前記基板との間の距離を制御する距離制御手段とを備えたことを特徴とする基板加熱装置。
【請求項２】
前記距離制御手段は、前記加熱が開始されてから前記温度検出手段で検出される温度が所定温度以上となるまでは、前記基板を前記ホットプレートから所定距離隔てた特定位置に保持し、その後、前記基板を前記ホットプレート上に載置する基板保持手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の基板加熱装置。
【請求項３】
前記温度検出手段は、熱電対であることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板加熱装置。
【請求項４】
所定の基板をホットプレートで加熱する基板加熱装置であって、
前記加熱が開始されてから所定時間が経過するまでは、前記基板を前記ホットプレートから所定距離隔てた特定位置に保持し、その後、前記基板を前記ホットプレート上に載置する基板保持手段を備えたことを特徴とする基板加熱装置。
【請求項５】
前記基板保持手段は、前記ホットプレートを貫通して設けられ、上端に前記基板を載置可能な複数のリフトピンと、それらの上端が前記ホットプレートの上面から突き出た状態から前記ホットプレート内に収納された状態に移行するように前記複数のリフトピンを駆動動可能な駆動源とを備えたことを特徴とする請求項２又は４に記載の基板加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の基板をホットプレートで加熱する基板加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の基板加熱装置としては、ＳＯＧ（Spin On Glass）材が塗布された半導体ウエハをホットプレートで加熱するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
このような基板加熱装置にあっては、通常、ホットプレートは一定温度（例えば４００度）となるように温度制御されている。そのため、半導体ウエハを加熱するときには、半導体ウエハの温度が常温から急激に上昇することがないように、半導体ウエハをアルミ製の治具に載置し、そのアルミ製の治具をホットプレートに載置するようになっている。
【特許文献１】特開平７−１７６４８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の技術にあっては、半導体ウエハをアルミ製の治具に載置し、そのアルミ製の治具をホットプレートに載置するようになっているため、半導体ウエハを直接にホットプレートに載置する方法に比べ、手間がかかるという問題があった。
本発明は、上記従来の技術の未解決の問題点を解決することを目的とするものであって、基板の加熱にかかる手間を軽減できる基板加熱装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、第１の発明である基板加熱装置は、所定の基板をホットプレートで加熱する基板加熱装置であって、前記基板の温度を検出する温度検出手段と、その温度検出手段で検出された温度に基づいて前記ホットプレートと前記基板との間の距離を制御する距離制御手段とを備えたことを特徴とする。なお、基板としては、半導体ウエハや液晶表示用ガラス基板等を挙げることができる。
【０００５】
また、第２の発明である基板加熱装置にあっては、前記距離制御手段は、前記加熱が開始されてから前記温度検出手段で検出される温度が所定温度以上となるまでは、前記基板を前記ホットプレートから所定距離隔てた特定位置に保持し、その後、前記基板を前記ホットプレート上に載置する基板保持手段を備えたことを特徴とする。
さらに、第３の発明である基板加熱装置にあっては、前記基板保持手段は、前記ホットプレートを貫通して設けられ、上端に前記基板を載置可能な複数のリフトピンと、それらの上端が前記ホットプレートの上面から突き出た状態から前記ホットプレート内に収納された状態に移行するように前記複数のリフトピンを駆動動可能な駆動源とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
これら第１〜第３の発明によれば、例えば、基板の温度がホットプレートの温度より若干低い特定温度以上となるまでは、基板をホットプレートから所定距離隔てた特定位置に保持することで、ホットプレートから基板に伝達される単位時間あたりの熱量を小さくすることができ、基板の温度の上昇度合いを緩やかなものとすることができる。また、前記特定温度以上となってからは、基板をホットプレート上に載置することで、ホットプレートから基板に伝達される単位時間あたりの熱量を大きくすることができ、基板を適切に加熱することができる。
【０００７】
また、第４の発明である基板加熱装置にあっては、前記温度検出手段は、熱電対であることを特徴とする。
この第４の発明によれば、比較的安価な熱電対を用いるようにしたため、装置の製造コストを小さくすることができる。
さらに、第５の発明である基板加熱装置にあっては、所定の基板をホットプレートで加熱する基板加熱装置であって、前記加熱が開始されてから所定時間が経過するまでは、前記基板を前記ホットプレートから所定距離隔てた特定位置に保持し、その後、前記基板を前記ホットプレート上に載置する基板保持手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】
この第５の発明によれば、単に、基板の温度がホットプレートの温度より若干低い特定温度となるくらいに十分な時間が経過するまで、基板をホットプレートから所定距離隔てた特定位置に保持するようになっている。そのため、例えば、基板の温度が特定温度と等しくなったことを実際に検出するものに比べ、装置の構成を簡単なものとすることができ、装置の製造コストを小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の基板加熱装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
＜基板加熱装置の構成＞
図１は、本実施形態の基板加熱装置の内部構成を示すブロック図である。この図１に示すように、基板加熱装置１は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)２、ＲＡＭ(Random Access Memory)３、ＲＯＭ(Read Only Memory)４、Ｉ／Ｆ(InterFace)５、ホットプレート６を含んで構成され、各部は、バス７で互いにデータ授受可能に接続されている。
【００１０】
これらのうち、ＣＰＵ２は、Ｉ／Ｆ５から加熱開始指令（後述）が出力されると、ＲＯＭ４に格納された各種プログラム及びデータを読み込み、それら各種プログラムをＲＡＭ３内に設けられるワークエリアに展開し、処理対象である半導体ウエハ８がホットプレート６で加熱されるように各部を制御する後述する基板加熱処理を実行する。
また、ＲＡＭ３は、ＣＰＵ２で実行される各種プログラムを展開するためのワークエリアを形成すると共に、それら各種プログラムに係るデータを格納するためのメモリ領域を形成する。そして、ＲＡＭ３は、ＣＰＵ２から読み出し要求が出力されると、その読み出し要求に応じて、格納されているデータをＣＰＵ２に出力する。
【００１１】
さらに、ＲＯＭ４は、ＣＰＵ２で実行される各種プログラム及びデータを格納する。そして、ＲＯＭ４は、ＣＰＵ２から読み出し要求が出力されると、その読み出し要求に応じて、格納されている各種プログラムやデータをＣＰＵ２に出力する。
また、Ｉ／Ｆ５は、半導体ウエハ８の加熱の開始指令を出力するコンピュータ（不図示）と接続されている。そして、Ｉ／Ｆ５は、コンピュータ（不図示）から出力される加熱の開始指令（以下、「加熱開始指令」とも呼ぶ。）をＣＰＵ２に出力する。
【００１２】
さらに、ホットプレート６は、ウエハ加熱器９、ウエハ昇降機１０及びウエハ温度センサ１１を含んで構成されている。これらのうち、ウエハ加熱器９は、半導体ウエハ８が載置される上面の温度を一定温度（例えば、４００度）に保持するように構成されている。
また、ウエハ昇降機１０は、ウエハ加熱器９を下方から上方に貫通して設けられ、下端が駆動源（不図示）に当接している３本のリフトピン１２を備えている。また、これら３本のリフトピン１２は、上端の高さが揃えられ且つ平面視で正三角形の頂点の位置に対応してそれぞれ設けられ、それらの上端に半導体ウエハ８を載置可能に構成されている。そして、ウエハ昇降機１０は、ＣＰＵ２から初期化指令（後述）が出力されると、上端の高さを揃えたまま各リフトピン１２が最上方（例えば、リフトピン１２の上端がウエハ加熱器９の上面から上方に１cm突き出た位置）に移動するように駆動源（不図示）にステップ信号を出力する。また、ＣＰＵ２から収納指令（後述）が出力されると、上端の高さを揃えたまま収納指令（後述）に応じてリフトピン１２が最下方（例えば、リフトピン１２の上端がウエハ加熱器９の上面より下方、つまりウエハ加熱器９内に収納された位置）に移動するように、つまり上端に載置された半導体ウエハ８がウエハ加熱器９の上面に載置されるように駆動源（不図示）にステップ信号を出力する。なお、駆動源（不図示）としては、入力されるステップ信号のステップ数に応じてリフトピン１２を上下方向に移動させるステッピングモータを備えている。
【００１３】
さらに、ウエハ温度センサ１１は、３本のリフトピン１２のうち任意の１本の先端に設けられている。そして、ウエハ温度センサ１１は、リフトピン１２の先端に半導体ウエハ８が載置されると、その半導体ウエハ８の温度を検出し、その検出結果をＣＰＵ２に出力する。なお、ウエハ温度センサ１１としては、検出対象の温度に応じた電圧を発生する熱電対を備えている。
【００１４】
＜基板加熱処理の内容＞
次に、ＣＰＵ２で実行される基板加熱処理を、図３のフローチャートに従って説明する。この基板加熱処理は、Ｉ／Ｆ５から加熱開始指令が出力されると実行される処理であって、まずそのステップＳ１０１では、上端の高さを揃えたまま各リフトピン１２が最上方に移動するように、駆動源（不図示）にステップ信号を出力させる初期化指令を、ウエハ昇降機１０に出力する。
【００１５】
次にステップＳ１０２に移行して、最上方に移動された３本のリフトピン１２の上端に半導体ウエハ８が載置されたか否かを判定し、載置された場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ１０３に移行し、載置されていない場合には（Ｎｏ）この判定を繰り返し実行する。
前記ステップＳ１０３では、ウエハ温度センサ１１から出力される半導体ウエハ８の温度の検出結果が、ホットプレート６の温度より若干低い特定温度（例えば、３９０度）以上であるか否かを判定し、所定温度以上である場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ１０４に移行し、所定温度より低い場合には（Ｎｏ）この判定を繰り返し実行する。
【００１６】
前記ステップＳ１０４では、上端の高さを揃えたまま各リフトピン１２が最下方に移動するように、駆動源（不図示）にステップ信号を出力させる収納指令を、ウエハ昇降機１０に出力してから、この演算処理を終了する。
【００１７】
＜基板加熱処理装置の動作＞
次に、本実施形態の基板加熱装置の動作を具体的状態に基づいて詳細に説明する。
まず、コンピュータ（不図示）から加熱開始指令が出力され、Ｉ／Ｆ５によって、その加熱開始指令が転送されたとする。すると、ＣＰＵ２によって、基板加熱処理が実行され、図３に示すように、まずそのステップＳ１０１で、初期化指令が出力される。そして、ウエハ昇降機１０によって、駆動源（不図示）にステップ信号が出力され、図４（ａ）に示すように、上端の高さを揃えたまま各リフトピン１２が最上方に移動される。
【００１８】
ここで、図４（ｂ）に示すように、最上方に移動された３本のリフトピン１２の上端に、ＳＯＧ材が塗布された常温の半導体ウエハ８が載置されたとする。すると、ステップＳ１０２の判定が「Ｙｅｓ」となり、また、載置されたばかりであるので、ステップＳ１０３の判定が「Ｎｏ」となり、そのステップＳ１０３の判定が繰り返し実行される。
また、前記ステップＳ１０３の判定が繰り返し実行されているうちに、図５に示すように、半導体ウエハ８の温度が緩やかに上昇し、ホットプレート６の温度より若干低い特定温度、つまり３９０度以上になったとする。すると、前記ステップＳ１０３の判定が「Ｙｅｓ」となり、ステップＳ１０４で、収納指令が出力される。そして、ウエハ昇降機１０によって、駆動源（不図示）にステップ信号を出力され、図４（ｃ）に示すように、上端の高さを揃えたまま各リフトピン１２が最下方に移動される。
【００１９】
このように、本実施形態の基板加熱装置１にあっては、半導体ウエハ８の温度がホットプレート６の温度より若干低い特定温度以上となるまでは、半導体ウエハ８をホットプレート６から一定距離隔てた位置に保持するようにした。そのため、ホットプレート６から半導体ウエハ８に伝達される単位時間あたりの熱量を小さくすることができ、半導体ウエハ８の温度の上昇度合いを緩やかなものとすることができる。また、特定温度以上となってからは、半導体ウエハ８をホットプレート６上に載置することで、ホットプレート６から半導体ウエハ８に伝達される単位時間あたりの熱量を大きくすることができ、半導体ウエハ８を適切に加熱することができる。その結果、例えば、半導体ウエハ８をアルミ製の治具に載置し、そのアルミ製の治具をホットプレート６に載置する方法に比べ、半導体ウエハ８の加熱にかかる手間を軽減することができる。
【００２０】
また、実際に、半導体ウエハ８の温度がホットプレート６の温度より若干低い特定温度以上となるまで、半導体ウエハ８をホットプレート６から一定距離隔てた位置に保持するようにした。そのため、例えば、半導体ウエハ８の温度を実際に検出せずに、半導体ウエハ８の温度が特定温度と等しくなるくらいに十分な時間が経過したことを検出するものに比べ、半導体ウエハ８をホットプレート６上に適切なタイミングで載置できる。
【００２１】
さらに、半導体ウエハ８の温度を比較的安価な熱電対で検出するようにしたため、装置の製造コストを小さくすることができる。
以上、図１のＣＰＵ２及びホットプレート６、図２のウエハ昇降機１０及びリフトピン１２、図３のステップＳ１０３が特許請求の範囲に記載の距離制御手段及び基板保持手段を構成し、図２のウエハ温度センサが特許請求の範囲に記載の温度検出手段を構成する。
【００２２】
なお、本発明の基板加熱装置は、上記実施の形態の内容に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、半導体ウエハ８の温度がホットプレート６の温度より若干低い特定温度以上となったことを実際に検出する例を示したが、これに限られるものではない。例えば、半導体ウエハ８の温度が特定温度以上となるくらいに十分な時間が経過するまで、半導体ウエハ８をホットプレート６から一定距離隔てた位置に保持するようにしてもよい。そのようにすれば、例えば、半導体ウエハ８の温度を実際に検出するものに比べ、装置の構成を簡単なものとすることができ、装置の製造コストを小さくすることができる。
【００２３】
また、半導体ウエハ８をホットプレート６から一定距離隔てた位置に保持する例を示したが、これに限られるものではない。例えば、半導体ウエハ８の温度に応じて半導体ウエハ８の保持位置、つまり半導体ウエハ８とホットプレート６との間の距離を制御するようにしてもよい。そのようにすれば、半導体ウエハ８の温度の上昇速度が速すぎる場合に、半導体ウエハ８の保持位置をホットプレート６から遠ざけることで、その上昇速度を遅くすることができる。また、半導体ウエハ８の温度の上昇速度が遅すぎる場合に、半導体ウエハ８の保持位置をホットプレート６に近づけることで、その上昇速度を速めることができ、その結果、半導体ウエハ８の温度の上昇速度を精度よく制御することができる。
【００２４】
また、半導体ウエハ８の温度の検出に熱電対、つまり接触型の温度計を用いる例を示したが、これに限られるものではなく、例えば、非接触型の温度計を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の基板加熱装置の内部構成を示すブロック図である。
【図２】基板加熱装置の外観を示す側面図である。
【図３】基板加熱処理を示すフローチャートである。
【図４】基板加熱装置の動作を説明するための説明図である。
【図５】基板加熱装置の動作を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１は基板加熱装置、２はＣＰＵ、３はＲＡＭ、４はＲＯＭ、５はＩ／Ｆ、６はホットプレート、７はバス、８は半導体ウエハ、９はウエハ加熱器、１０はウエハ昇降機、１１はウエハ温度センサ、１２はリフトピン
【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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