(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を所定温度に加熱する加熱プレートを有する複数の加熱処理ユニットを具備し、
これら複数の加熱処理ユニットは、
その中に複数の温度センサーが取り付けられ、前記加熱プレート上に載置可能に設けられた温度計測用基板を有する少なくとも１つの温度測定ユニットと、
温度計測用基板および記録手段を有さない少なくとも１つの通常ユニットとからなり、
さらに、この温度計測用基板に取り付けられた温度センサーの出力を記録する記録手段と、
前記記録手段に記録された温度センサーの出力の経時変化に基づいて加熱の際の温度計測用基板温度の経時変化が目標値となるように制御条件を演算する演算手段と、
前記演算手段により演算された制御条件が入力され、その制御条件に基づいて温度測定ユニットの加熱プレートを制御する制御手段と、
前記制御条件を前記通常ユニットに伝達する伝達手段と
を具備することを特徴とする加熱処理システム。
【請求項２】
前記温度測定ユニットは、
基板を載置しながら所定温度に冷却する冷却プレートと、
この冷却プレートの一部に設けられた、前記温度計測用基板を載置する載置台と、
温度計測用基板を前記載置台上と前記加熱プレート上との間で移動する移動手段と
をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の加熱処理システム。
【請求項３】
基板を所定温度に加熱する加熱プレートと、
複数の温度センサーが取り付けられ、前記加熱プレート上に載置可能に設けられた温度計測用基板と、
この温度計測用基板に取り付けられた温度センサーの出力を記録する記録手段と、
基板を載置しながら所定温度に冷却する冷却プレートと、
この冷却プレートの一部に設けられた、前記温度計測用基板を載置する載置台と、
温度計測用基板を前記載置台上と前記加熱プレート上との間で移動する移動手段と
を具備することを特徴とする加熱処理ユニット。
【請求項４】
基板を所定温度に加熱する加熱プレートと、
複数の温度センサーが取り付けられ、前記加熱プレート上に載置可能に設けられた温度計測用基板と、
この温度計測用基板に取り付けられた温度センサーの出力を記録する記録手段と、
前記記録手段に記録された温度センサーの出力の経時変化に基づいて加熱の際の温度計測用基板温度の経時変化が目標値となるように制御条件を演算する演算手段と、
前記演算手段により演算された制御条件が入力され、その制御条件に基づいて温度測定ユニットの加熱プレートを制御する制御手段と、
前記制御条件を他の加熱処理ユニットに伝達する伝達手段と、
基板を載置しながら所定温度に冷却する冷却プレートと、
この冷却プレートの一部に設けられた、前記温度計測用基板を載置する載置台と、
温度計測用基板を前記載置台上と前記加熱プレート上との間で移動する移動手段と
を具備することを特徴とする加熱処理ユニット。
【請求項５】
基板を所定の温度に加熱する加熱処理ユニットであって、
基板を近接または載置して基板を所定温度に加熱する加熱プレートと、
前記加熱処理ユニット内でかつ前記加熱プレート側方に設けられ、複数の温度センサーが取り付けられた温度計測用基板が待機する待機位置と、
前記待機位置と前記加熱プレート上との間で前記温度計測用基板を搬送する搬送手段と
を具備することを特徴とする加熱処理ユニット。
【請求項６】
前記加熱処理ユニット内に設けられ、前記温度センサーの配線が接続される接続部をさらに有することを特徴とする請求項５に記載の加熱処理ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の基板に加熱処理を施す加熱処理システムおよびそれに用いられる加熱処理ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスのフォトリソグラフィー工程においては、半導体ウエハにレジストを塗布し、これにより形成されたレジスト膜を所定の回路パターンに応じて露光し、この露光パターンを現像処理することによりレジスト膜に回路パターンが形成される。
【０００３】
従来から、このような一連の工程を実施するために、レジスト塗布現像処理システムが用いられている。このようなレジスト塗布現像処理システムは、半導体ウエハに塗布現像のための各種処理を施すための各種処理ユニットが多段配置された処理ステーションと、複数の半導体ウエハを収納するカセットが載置され、半導体ウエハを一枚ずつ処理ステーションに搬入し、処理後の半導体ウエハを処理ステーションから搬出しカセットに収納するカセットステーションと、このシステムに隣接して設けられ、レジスト膜を所定のパターンに露光する露光装置との間で半導体ウエハを受け渡しするためのインターフェイス部とを一体的に設けて構成されている。
【０００４】
このようなレジスト塗布現像処理システムでは、カセットステーションに載置されたカセットからウエハが一枚ずつ取り出されて処理ステーションに搬送され、まずアドヒージョン処理ユニットにて疎水化処理が施され、クーリングユニットにて冷却された後、レジスト塗布ユニットにてフォトレジスト膜が塗布され、ホットプレートユニット（加熱処理ユニット）にてプリベーク処理が施される。
【０００５】
その後、半導体ウエハは、処理ステーションからインターフェイス部を介して露光装置に搬送されて、露光装置にてレジスト膜に所定のパターンが露光される。露光後、半導体ウエハは、インターフェイス部を介して、再度処理ステーションに搬送され、露光された半導体ウエハに対し、まず、ホットプレートユニットにてポストエクスポージャーベーク処理が施され、冷却後、現像処理ユニットにて現像液が塗布されて露光パターンが現像される。その後、ホットプレートユニットにてポストベーク処理が施され、冷却されて一連の処理が終了する。一連の処理が終了した後、半導体ウエハは、カセットステーションに搬送されて、ウエハカセットに収容される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような半導体ウエハの一連の塗布・現像処理の際、処理ステーション内においては、塗布処理、現像処理、加熱処理等の各種処理は、それぞれ、予め定められた制御条件（レシピ）に基づいて行われている。
【０００７】
上記各種処理工程のうち、ホットプレートユニットにおいて、シーケンス制御のためのより適切なレシピを新しく開発する際には、複数の余分な加熱処理ユニットを用意する必要があり、また、このような開発を実プロセスで行わざるを得ない。このため、初期コストおよびランニングコストが高くなってしまう。
【０００８】
一方、加熱処理ユニットの加熱プレートによってウエハを加熱する際の温度の検証は出荷時に行うのみであり、その際にはフラットな専用ウエハを用いているため、実プロセスにおける種々のウエハが実際にどのような温度分布あるいは温度履歴で加熱処理されているかが必ずしも把握することができない。このため、実プロセスで新しいより適切なレシピの開発を行う場合には、試行錯誤で開発を行わざるを得ず、多大な時間が費やされてしまう。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、シーケンス制御のためのより適切な制御条件（レシピ）を低コストでしかも短期間で開発することができる加熱処理システムおよび加熱処理ユニットを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によれば、基板を所定温度に加熱する加熱プレートを有する複数の加熱処理ユニットを具備し、
これら複数の加熱処理ユニットは、
その中に複数の温度センサーが取り付けられ、前記加熱プレート上に載置可能に設けられた温度計測用基板を有する少なくとも１つの温度測定ユニットと、
温度計測用基板および記録手段を有さない少なくとも１つの通常ユニットとからなり、
さらに、この温度計測用基板に取り付けられた温度センサーの出力を記録する記録手段と、
前記記録手段に記録された温度センサーの出力の経時変化に基づいて加熱の際の温度計測用基板温度の経時変化が目標値となるように制御条件を演算する演算手段と、
前記演算手段により演算された制御条件が入力され、その制御条件に基づいて温度測定ユニットの加熱プレートを制御する制御手段と、
前記制御条件を前記通常ユニットに伝達する伝達手段と
を具備することを特徴とする加熱処理システムが提供される。
【００１１】
上記第１の観点において、前記温度測定ユニットは、
基板を載置しながら所定温度に冷却する冷却プレートと、
この冷却プレートの一部に設けられた、前記温度計測用基板を載置する載置台と、
温度計測用基板を前記載置台上と前記加熱プレート上との間で移動する移動手段と
をさらに有することができる。
【００１２】
本発明の第２の観点によれば、基板を所定温度に加熱する加熱プレートと、
複数の温度センサーが取り付けられ、前記加熱プレート上に載置可能に設けられた温度計測用基板と、
この温度計測用基板に取り付けられた温度センサーの出力を記録する記録手段と、
基板を載置しながら所定温度に冷却する冷却プレートと、
この冷却プレートの一部に設けられた、前記温度計測用基板を載置する載置台と、
温度計測用基板を前記載置台上と前記加熱プレート上との間で移動する移動手段と
を具備することを特徴とする加熱処理ユニットが提供される。
【００１３】
本発明の第３の観点によれば、基板を所定温度に加熱する加熱プレートと、
複数の温度センサーが取り付けられ、前記加熱プレート上に載置可能に設けられた温度計測用基板と、
この温度計測用基板に取り付けられた温度センサーの出力を記録する記録手段と、
前記記録手段に記録された温度センサーの出力の経時変化に基づいて加熱の際の温度計測用基板温度の経時変化が目標値となるように制御条件を演算する演算手段と、
前記演算手段により演算された制御条件が入力され、その制御条件に基づいて温度測定ユニットの加熱プレートを制御する制御手段と、
前記制御条件を他の加熱処理ユニットに伝達する伝達手段と、
基板を載置しながら所定温度に冷却する冷却プレートと、
この冷却プレートの一部に設けられた、前記温度計測用基板を載置する載置台と、
温度計測用基板を前記載置台上と前記加熱プレート上との間で移動する移動手段と
を具備することを特徴とする加熱処理ユニットが提供される。
【００１４】
本発明の第４の観点によれば、基板を所定の温度に加熱する加熱処理ユニットであって、
基板を近接または載置して基板を所定温度に加熱する加熱プレートと、
前記加熱処理ユニット内でかつ前記加熱プレート側方に設けられ、複数の温度センサーが取り付けられた温度計測用基板が待機する待機位置と、
前記待機位置と前記加熱プレート上との間で前記温度計測用基板を搬送する搬送手段と
を具備することを特徴とする加熱処理ユニットが提供される。
【００１５】
上記第４の観点においては、前記加熱処理ユニット内に設けられ、前記温度センサーの配線が接続される接続部をさらに有することができる。
【００１６】
本発明によれば、複数の加熱処理ユニットの少なくとも一つは、その中に複数の温度センサーが取り付けられ、加熱プレート上に載置可能に設けられた温度計測用基板を有し、これら温度センサーの出力が記録手段により記録されるので、加熱プレートによって加熱された際の基板の熱履歴を正確に把握することができ、これに基づいて実プロセスによらずに、より適切な制御条件を低コストでしかも短期間で開発することができる。
【００１７】
また、記録手段に記録された温度センサーの出力の経時変化に基づいて加熱の際の温度計測用基板温度の経時変化が目標値となるように制御条件を演算する演算手段と、演算手段により演算された制御条件が入力され、その制御条件に基づいて温度測定ユニットの加熱プレートを制御する制御手段と、制御条件を前記通常ユニットに伝達する伝達手段とをさらに具備することにより、新たな制御条件で温度測定ユニットの加熱プレートを制御することができ、また、通常の加熱処理ユニットでは、ユニット毎に新たに制御条件の設定を行う必要がないので、新しい条件設定を極めて効率良く行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の実施に用いるレジスト塗布・現像処理システムを示す概略平面図、図２はその正面図、図３はその背面図である。
【００１９】
この処理システムは、搬送ステーションであるカセットステーション１０と、複数の処理ユニットを有する処理ステーション１１と、処理ステーション１１と隣接して設けられる露光装置（図示せず）との間でウエハＷを受け渡すためのインターフェイス部１２とを具備している。
【００２０】
上記カセットステーション１０は、被処理体としての半導体ウエハＷ（以下、単にウエハと記す）を複数枚例えば２５枚単位でウエハカセットＣＲに搭載された状態で他のシステムからこのシステムへ搬入またはこのシステムから他のシステムへ搬出したり、ウエハカセットＣＲと処理ステーション１１との間でウエハＷの搬送を行うためのものである。
【００２１】
このカセットステーション１０においては、図１に示すように、カセット載置台２０上に図中Ｘ方向に沿って複数（図では４個）の位置決め突起２０ａが形成されており、この突起２０ａの位置にウエハカセットＣＲがそれぞれのウエハ出入口を処理ステーション１１側に向けて一列に載置可能となっている。ウエハカセットＣＲにおいてはウエハＷが垂直方向（Ｚ方向）に配列されている。また、カセットステーション１０は、ウエハカセット載置台２０と処理ステーション１１との間に位置するウエハ搬送機構２１を有している。このウエハ搬送機構２１は、カセット配列方向（Ｘ方向）およびその中のウエハＷのウエハ配列方向（Ｚ方向）に移動可能なウエハ搬送用アーム２１ａを有しており、この搬送アーム２１ａによりいずれかのウエハカセットＣＲに対して選択的にアクセス可能となっている。また、ウエハ搬送用アーム２１ａは、θ方向に回転可能に構成されており、後述する処理ステーション１１側の第３の処理部Ｇ３に属するアライメントユニット（ＡＬＩＭ）およびエクステンションユニット（ＥＸＴ）にもアクセスできるようになっている。
【００２２】
上記処理ステーション１１は、半導体ウエハＷへ対して塗布・現象を行う際の一連の工程を実施するための複数の処理ユニットを備え、これらが所定位置に多段に配置されており、これらにより半導体ウエハＷが一枚ずつ処理される。この処理ステーション１１は、図１に示すように、中心部に搬送路２２ａを有し、この中に主ウエハ搬送機構２２が設けられ、ウエハ搬送路２２ａの周りに全ての処理ユニットが配置されている。これら複数の処理ユニットは、複数の処理部に分かれており、各処理部は複数の処理ユニットが鉛直方向に沿って多段に配置されている。
【００２３】
主ウエハ搬送機構２２は、図３に示すように、筒状支持体４９の内側に、ウエハ搬送装置４６を上下方向（Ｚ方向）に昇降自在に装備している。筒状支持体４９はモータ（図示せず）の回転駆動力によって回転可能となっており、それにともなってウエハ搬送装置４６も一体的に回転可能となっている。
【００２４】
ウエハ搬送装置４６は、搬送基台４７の前後方向に移動自在な複数本の保持部材４８を備え、これらの保持部材４８によって各処理ユニット間でのウエハＷの受け渡しを実現している。
【００２５】
また、図１に示すように、この実施の形態においては、４個の処理部Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４がウエハ搬送路２２ａの周囲に実際に配置されており、処理部Ｇ５は必要に応じて配置可能となっている。
【００２６】
これらのうち、第１および第２の処理部Ｇ１，Ｇ２はシステム正面（図１において手前）側に並列に配置され、第３の処理部Ｇ３はカセットステーション１０に隣接して配置され、第４の処理部Ｇ４はインターフェイス部１２に隣接して配置されている。また、第５の処理部Ｇ５は背面部に配置可能となっている。
【００２７】
この場合、図２に示すように、第１の処理部Ｇ１では、カップＣＰ内でウエハＷをスピンチャック（図示せず）に載置して所定の処理を行う２台のスピナ型処理ユニットが上下２段に配置されており、この実施形態においては、ウエハＷにレジストを塗布するレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）およびレジストのパターンを現像する現像ユニット（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ねられている。第２の処理部Ｇ２も同様に、２台のスピナ型処理ユニットとしてレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）および現像ユニット（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ねられている。
【００２８】
このようにレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）を下段側に配置する理由は、レジスト液の廃液が機構的にもメンテナンスの上でも現像液の廃液よりも本質的に複雑であり、このように塗布ユニット（ＣＯＴ）を下段に配置することによりその複雑さが緩和されるからである。しかし、必要に応じてレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）を上段に配置することも可能である。
【００２９】
第３の処理部Ｇ３においては、図３に示すように、ウエハＷを載置台ＳＰに載せて所定の処理を行うオーブン型の処理ユニットが多段に重ねられている。すなわち冷却処理を行うクーリングユニット（ＣＯＬ）、レジストの定着性を高めるためのいわゆる疎水化処理を行うアドヒージョンユニット（ＡＤ）、位置合わせを行うアライメントユニット（ＡＬＩＭ）、ウエハＷの搬入出を行うエクステンションユニット（ＥＸＴ）、露光処理前や露光処理後、さらには現像処理後にウエハＷに対して加熱処理を行う加熱処理ユニットである３つの通常ホットプレートユニット（ＨＰ）および後述する温度測定ホットプレートユニット（Ｍ・ＨＰ）が下から順に８段に重ねられている。なお、アライメントユニット（ＡＬＩＭ）の代わりにクーリングユニット（ＣＯＬ）を設け、クーリングユニット（ＣＯＬ）にアライメント機能を持たせてもよい。
【００３０】
第４の処理部Ｇ４も、オーブン型の処理ユニットが多段に重ねられている。すなわち、クーリングユニット（ＣＯＬ）、クーリングプレートを備えたウエハ搬入出部であるエクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）、エクステンションユニット（ＥＸＴ）、クーリングユニット（ＣＯＬ）、および４つのホットプレートユニット（ＨＰ）が下から順に８段に重ねられている。
【００３１】
このように処理温度の低いクーリングユニット（ＣＯＬ）、エクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）を下段に配置し、処理温度の高いホットプレートユニット（ＨＰ）を上段に配置することで、ユニット間の熱的な相互干渉を少なくすることができる。もちろん、ランダムな多段配置としてもよい。
【００３２】
上述したように、主ウエハ搬送機構２２の背部側に第５の処理部Ｇ５を設けることができるが、第５の処理部Ｇ５を設ける場合には、案内レール２５に沿って主ウエハ搬送機構２２から見て側方へ移動できるようになっている。したがって、第５の処理部Ｇ５を設けた場合でも、これを案内レール２５に沿ってスライドすることにより空間部が確保されるので、主ウエハ搬送機構２２に対して背後からメンテナンス作業を容易に行うことができる。この場合に、このような直線状の移動に限らず、回動させるようにしても同様にスペースの確保を図ることができる。なお、この第５の処理部Ｇ５としては、基本的に第３および第４の処理部Ｇ３，Ｇ４と同様、オープン型の処理ユニットが多段に積層された構造を有しているものを用いることができる。
【００３３】
上記インターフェイス部１２は、奥行方向（Ｘ方向）については、処理ステーション１１と同じ長さを有している。図１、図２に示すように、このインターフェイス部１２の正面部には、可搬性のピックアップカセットＣＲと定置型のバッファカセットＢＲが２段に配置され、背面部には周辺露光装置２３が配設され、中央部には、ウエハ搬送機構２４が配設されている。このウエハ搬送機構２４は、Ｘ方向、Ｚ方向に移動して両カセットＣＲ，ＢＲおよび周辺露光装置２３にアクセス可能なウエハ搬送用アーム２４ａを有している。また、このウエハ搬送用アーム２４ａは、θ方向に回転可能であり、処理ステーション１１の第４の処理部Ｇ４に属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）や、さらには隣接する露光装置側のウエハ受け渡し台（図示せず）にもアクセス可能となっている。
【００３４】
このようなレジスト塗布現像処理システムにおいては、まず、カセットステーション１０において、ウエハ搬送機構２１のウエハ搬送用アーム２１ａがカセット載置台２０上の未処理のウエハＷを収容しているウエハカセットＣＲにアクセスして、そのカセットＣＲから一枚のウエハＷを取り出し、第３の処理部Ｇ３のエクステンションユニット（ＥＸＴ）に搬送する。
【００３５】
ウエハＷは、このエクステンションユニット（ＥＸＴ）から、主ウエハ搬送機構２２のウエハ搬送装置４６により、処理ステーション１１に搬入される。そして、第３の処理部Ｇ３のアライメントユニット（ＡＬＩＭ）によりアライメントされた後、アドヒージョン処理ユニット（ＡＤ）に搬送され、そこでレジストの定着性を高めるための疎水化処理（ＨＭＤＳ処理）が施される。この処理は加熱を伴うため、その後ウエハＷは、ウエハ搬送装置４６により、クーリングユニット（ＣＯＬ）に搬送されて冷却される。
【００３６】
アドヒージョン処理が終了し、クーリングユニット（ＣＯＬ）で冷却されたウエハＷは、引き続き、ウエハ搬送装置４６によりレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）に搬送され、そこで塗布膜が形成される。塗布処理終了後、ウエハＷは処理部Ｇ３，Ｇ４のいずれかのホットプレートユニット（ＨＰ）内でプリベーク処理され、その後いずれかのクーリングユニット（ＣＯＬ）にて冷却される。
【００３７】
冷却されたウエハＷは、第３の処理部Ｇ３のアライメントユニット（ＡＬＩＭ）に搬送され、そこでアライメントされた後、第４の処理部群Ｇ４のエクステンションユニット（ＥＸＴ）を介してインターフェイス部１２に搬送される。
【００３８】
インターフェイス部１２では、周辺露光装置２３により周辺露光されて余分なレジストが除去された後、インターフェイス部１２に隣接して設けられた露光装置（図示せず）により所定のパターンに従ってウエハＷのレジスト膜に露光処理が施される。
【００３９】
露光後のウエハＷは、再びインターフェイス部１２に戻され、ウエハ搬送機構２４により、第４の処理部Ｇ４に属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）に搬送される。そして、ウエハＷは、ウエハ搬送装置４６により、いずれかのホットプレートユニット（ＨＰ）に搬送されてポストエクスポージャーベーク処理が施され、次いで、クーリングユニット（ＣＯＬ）により冷却される。
【００４０】
その後、ウエハＷは現像ユニット（ＤＥＶ）に搬送され、そこで露光パターンの現像が行われる。現像終了後、ウエハＷはいずれかのホットプレートユニット（ＨＰ）に搬送されてポストベーク処理が施され、次いで、クーリングユニット（ＣＯＬ）により冷却される。このような一連の処理が終了した後、第３処理ユニット群Ｇ３のエクステンションユニット（ＥＸＴ）を介してカセットステーション１０に戻され、いずれかのウエハカセットＣＲに収容される。
【００４１】
次に、図４を参照して、本発明の実施の形態に係る加熱処理システムについて説明する。図４は、本発明の加熱処理システムの一部を模式的に示す断面図および制御のためのブロック図である。
【００４２】
上述したように、レジスト塗布現像処理システム１は、１台の温度測定ホットプレート（Ｍ・ＨＰ）と７台の通常ホットプレートユニット（ＨＰ）を有しており、これらが加熱処理システムを構成している。図４にはそれらのうち処理ユニット群Ｇ３の部分のみを示している。
【００４３】
温度測定ホットプレートユニット（Ｍ・ＨＰ）および通常ホットプレートユニット（ＨＰ）は、いずれもウエハＷを載置して加熱するための加熱プレート５１と、加熱プレート５１を収容する筐体５２とを有している。加熱プレート５１は、その中にヒーター（図示せず）が設けられており、直接的に、あるいはプロミキシティピンを介して間接的に載置されたウエハＷを加熱するようになっている。温度測定用ホットプレートユニット（Ｍ・ＨＰ）の加熱プレート５１は、ユニットコントローラ５３により制御されるように構成され、通常ホットプレートユニット（ＨＰ）の加熱プレート５１はそれぞれユニットコントローラ５４，５５，５６により制御されるように構成されている。これらユニットコントローラ５３，５４，５５，５６は、メインコントローラ５７により制御される。
【００４４】
上記温度測定ホットプレートユニット（Ｍ・ＨＰ）は、温度センサーとして複数の熱電対６０が所定間隔に並べられて貼着された温度計測用ウエハ６１が加熱プレート５１上に載置可能に設けられている。図示の例では熱電対６０の個数は９個であり、十字状に配置されているが、これに限らず、ウエハ上の温度分布を正確に計測できるように、１３個、１７個などであってもよい。
【００４５】
温度計測用ウエハ６１は、図５に示すように、待機時には駆動機構６７により矢印Ａ方向に平行移動可能なステージ６６上に載置された状態で図示の待機位置にあり、温度測定の際にはステージ６６が駆動機構６７により加熱プレート５１の上方まで移動することにより加熱プレート５１上に載置される。すなわち、加熱プレート５１の中央に突没自在に設けられたリフトピン５１ａを上昇した状態で、ステージ６６を加熱プレート５１の上方へ移動させて、温度計測用ウエハ６１をリフトピン５１ａ上に載置し、ステージ６６を退避位置に退避させるとともにリフトピン５１ａを下降させて温度計測用ウエハ６１を加熱プレート５１上またはその上に設けられたプロキシミティーピン上へ載置する。この場合に、ステージ６６にはリフトピン５１ａに対応した溝６６ａが形成されているから、リフトピン５１ａを避けてステージ６６を加熱プレート５１上に移動させることができる。このように温度計測用ウエハ６１は温度を測定する時以外は待機位置に待機しているため、温度測定時以外は温度測定ホットプレートユニット（Ｍ・ＨＰ）は通常のホットプレートユニットとして使用することができる。
【００４６】
温度計測用ウエハ６１に貼着された熱電対６０のリード線６２はコネクター６３に接続されており、このコネクター６３からのリード線はロガー６４（記録手段）に接続されている。このロガー６４は、温度計測用ウエハ６１が加熱プレート５１に載置されて昇温される際、複数の熱電対６０の信号を一括して記録し、温度計測用ウエハ６１の各点の経時変化を把握する。ロガー６４は演算装置６５に接続されており、この演算装置６５により所定の演算が行われる。
【００４７】
例えば、温度計測用基板６１は、時間の経過とともに徐々に昇温され、最終的には、所定の一定温度（例えば１２０℃）に収束する。この温度変化が熱電対６０により検出されて、ロガー６４により記録される。この場合に、最終到達温度が同じでも図６のように種々の温度パターンが考えられ、最終温度に到達するまでの過渡期の温度履歴も回路パターンの線幅等に影響を与えることから、例えば、実線、一点鎖線、または二点鎖線のいずれの経路にするかが重要となる。したがって、ロガー６４に記録された温度履歴に基づいて、温度履歴が回路パターンの線幅等が所望のものとなる目標値となるように演算装置６５により新しい制御条件（レシピ）を演算する。演算に必要な情報は、メインコントローラ５７からユニットコントローラ５３を介して取り込まれる。
【００４８】
この演算装置６５により演算された新しい制御条件はユニットコントローラ５３に入力され、その制御条件に基づいて温度測定ホットプレートユニット（Ｍ・ＨＰ）の加熱プレート５１を制御する。この際の制御は、実際の温度パターンを目標の温度パターンに追従させる目標値追従制御となる。
【００４９】
演算装置６５で演算された制御条件に含まれる情報は、上述したように、ウエハＷを所定温度（１２０℃）まで昇温するといった情報だけでなく、図６に示すように、最終温度に到達するまでの過渡期の温度履歴、例えば、実線、一点鎖線、または二点鎖線のいずれの経路にするかといった経時的な情報を含んだものである。さらに、この制御条件には、加熱プレート５１を昇温するための電流値、その通電時間などの具体的な制御パラメータも含まれている。
【００５０】
一方、演算装置６５で演算された新しい制御条件は、伝送ライン６８を通って、通常ホットプレートユニット（ＨＰ）のユニットコントローラ５４，５５，５６に伝送される。
【００５１】
加熱処理システムは以上のように構成されているため、制御条件（レシピ）を新しく開発する際に、温度計測用ウエハ６１によりウエハＷが加熱プレートにより昇温される経時変化を検証することができ、この検証した昇温の経時変化に基づいて、新しい制御条件を決定することができる。
【００５２】
このように、加熱プレート５１によって加熱された際のウエハＷの熱履歴を正確に把握することができるので、これに基づいて実プロセスによらずにより適切な制御条件を低コストでしかも短期間で開発することができる。
【００５３】
また、上記のように、温度計測用ウエハ６１が温度測定ホットプレートユニット（Ｍ・ＨＰ）内に内蔵されているため、温度計測用ウエハを外部から持ち込む場合に比べて、ユニット内の温度環境を現実に近い状態にして温度計測を行うことができるため、より現実的な計測結果を得ることができる。
【００５４】
さらに、温度計測用ホットプレートユニット（Ｍ・ＨＰ）により得られた新しい条件を通常ホットプレートユニット（ＨＰ）に伝送するように構成されているため、通常ホットプレートユニット（ＨＰ）では、ユニット毎に新たに制御条件の設定を行う必要がない。したがって、新しい条件設定を極めて効率良く行うことができる。
【００５５】
さらにまた、一連の各種処理工程において現実に使用されたウエハ、例えば、反りのあるウエハ、レジスト液が塗布されたウエハ、平坦なウエハなど種々の形状のものを温度計測用ウエハ６１として用いることができる。この場合には、これらの温度計測用ウエハ６１を加熱プレート５１に載置して、昇温の経時変化を検証することにより、実際に反りがあるウエハやレジスト液が塗布されたウエハ等のより現実的なウエハＷについてのより適切な制御条件を把握することができる。
【００５６】
さらにまた、温度計測用ホットプレートユニット（Ｍ・ＨＰ）は温度測定時以外は通常のホットプレートユニットとして用いることができるので、新しいレシピを開発するための余分なホットプレートユニットは不要である。
【００５７】
以上は、加熱プレートのみを有するホットプレートユニットに本発明を適用した場合について示したが、ユニット内に加熱プレートの他に冷却プレートを有するホットプレートユニット（チルホットプレートユニット（ＣＨＰ））にも本発明を適用することができる。このチルホットプレートユニット（ＣＨＰ）は、ポストエクスポージャーベーク等、温度管理を厳密に行う必要がある場合に用いられる。すなわち、加熱プレートでウエハＷを加熱した後、冷却プレートにてウエハＷを速やかに所定の温度に冷却する。チルホットプレートユニット（ＣＨＰ）を採用する場合には、例えば、処理ユニット群Ｇ３のホットプレートユニット（ＨＰ）をこのチルホットプレートユニット（ＣＨＰ）に置き換える。そして、一番上のユニットを温度計測用チルホットプレートユニット（Ｍ・ＣＨＰ）として用いる。
【００５８】
この温度計測用チルホットプレートユニット（Ｍ・ＣＨＰ）は、図７に示すように、筐体７２内に、加熱プレート７１が設けられ、この加熱プレート７１の略中央には、ウエハＷを載置するためのリフトピン７１ａが設けられている。
【００５９】
また、加熱プレート７１の側方には、内部に冷却水を循環させてウエハＷを所定温度に冷却するための冷却プレート７３が設けられている。この冷却プレート７３は、図７の（ｂ）に示すように、駆動機構７７により加熱プレート７１の上方に移動されることが可能であり、ウエハＷを加熱プレート７１に受け渡す働きもする。また、冷却プレート７３の上面には、ウエハＷを載置するためのプロミキシティピン７４が設けられている。
【００６０】
冷却プレート７３は、その側方に温度計測用ウエハ６１を載置するための載置台７５を有しており、この載置台７５の面が冷却プレート７３のウエハ載置面よりも低くなっている。冷却プレート７３は、モータ７６により回転可能となっており、載置台７５を加熱プレート側にすることにより、冷却プレート７３を加熱プレート７１の上方に移動させて、温度計測用ウエハ６１を加熱プレート７１上に載置することができる。なお、冷却プレート７３には、加熱プレート７１の上方に移動された際にリフトピン７１ａを避けるように溝７３ａおよび溝７５ａが形成されている。
【００６１】
このように、温度計測用ウエハ６１を、加熱プレート７１上に自動的に移動することができるため、温度計測が必要な時に速やかにウエハ温度を計測することができる。また、温度計測を行っていない時には通常のチルホットプレートユニット（ＣＨＰ）として使用することができる。
【００６２】
そして、この場合も上記実施の形態と全く同様に、温度計測用ウエハ６１によりウエハＷが加熱プレートにより昇温される際の温度履歴を測定することができ、この温度履歴に基づいて、新しい制御条件を求めることができる。
【００６３】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、制御システムは上記実施形態以外に種々のものを採用することが可能である。また、温度計測に熱電対を使用したが、他の温度センサーであってもよい。さらに、上記実施の形態では半導体ウエハ用のレジスト塗布・現像処理システムに本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず複数の加熱処理ユニットを搭載する場合には適用可能である。また、半導体ウエハの加熱処理に適用した場合について示したが、例えばＬＣＤ基板等、他の基板の加熱処理にも適用することができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の加熱処理ユニットの少なくとも一つは、その中に複数の温度センサーが取り付けられ、加熱プレート上に載置可能に設けられた温度計測用基板を有し、これら温度センサーの出力が記録手段により記録されるので、加熱プレートによって加熱された際の基板の熱履歴を正確に把握することができ、これに基づいて実プロセスによらずに、より適切な制御条件を低コストでしかも短期間で開発することができる。
【００６５】
また、記録手段に記録された温度センサーの出力の経時変化に基づいて加熱の際の温度計測用基板温度の経時変化が目標値となるように制御条件を演算する演算手段と、演算手段により演算された制御条件が入力され、その制御条件に基づいて温度測定ユニットの加熱プレートを制御する制御手段と、制御条件を前記通常ユニットに伝達する伝達手段とをさらに具備することにより、新たな制御条件で温度測定ユニットの加熱プレートを制御することができ、また、通常の加熱処理ユニットでは、ユニット毎に新たに制御条件の設定を行う必要がないので、新しい条件設定を極めて効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される半導体ウエハのレジスト塗布現像処理システムの全体構成を示す平面図。
【図２】本発明が適用される半導体ウエハのレジスト塗布現像処理システムの全体構成を示す正面図。
【図３】本発明が適用される半導体ウエハのレジスト塗布現像処理システムの全体構成を示す背面図。
【図４】本発明の一実施形態に係る加熱処理システムの一部を模式的に示す斜視図および制御のためのブロック図。
【図５】図４の加熱処理システムの温度計測用ホットプレートユニットを示す平面図。
【図６】ウエハの温度履歴の例を示すグラフ。
【図７】本発明の他の実施形態に係る加熱処理システムに用いられる温度計測用チルホットプレートユニットを示す平面図および側面図。
【符号の説明】
５１；加熱プレート
５２；筐体
５３，５４，５５，５６；ユニットコントローラ（制御手段）
５７；メインコントローラ
６０；温度センサー
６１；温度計測用ウエハ（基板）
６４；ロガー（記録手段）
６５；演算装置（演算手段）
６７；駆動機構
６８；伝送ライン（伝達手段）
７１；加熱プレート
７３；冷却プレート
７５；載置台
ＨＰ；ホットプレートユニット
Ｍ・ＨＰ；温度計測用ホットプレートユニット
Ｗ；半導体ウエハ（基板）
【図１】
0003626884.tif 000002
【図２】
0003626884.tif 000003
【図３】
0003626884.tif 000004
【図４】
0003626884.tif 000005
【図５】
0003626884.tif 000006
【図６】
0003626884.tif 000007
【図７】
0003626884.tif 000008