(57)【要約】【課題】  実際の熱処理時にウェハが均一に加熱されるように熱板の温度設定を行う。【解決手段】  温度測定用ウェハを熱板上に載置し，載置直後から実際の熱処理時間が経過するまでの熱処理期間のウェハの温度を測定する。熱処理期間内におけるウェハの温度からウェハ面内の温度の均一性の適否を判定し，否定的な判定の場合には，測定結果から補正値算出モデルを用いて熱板の温度設定パラメータの補正値を算出し，温度設定パラメータを変更する。【選択図】  図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を載置して熱処理する熱処理板の温度設定方法であって，
熱処理板は，複数の領域に区画され，当該領域毎に温度設定可能なものであり，
基板と同形の温度測定用基板を熱処理板上に載置して，熱処理時に熱処理板上に載置される基板の温度を模擬的に測定する第１の工程と，
前記温度測定の結果に基づいて，実際の熱処理時に基板が熱処理板に載置されてから所定の熱処理時間が経過するまでの熱処理期間に，基板面内の温度が均一に保たれるように，熱処理板の各領域の温度を設定する第２の工程と，を有することを特徴とする，熱処理板の温度設定方法。
【請求項２】
基板を載置して熱処理する熱処理板の温度設定方法であって，
熱処理板は，複数の領域に区画され，当該領域毎に温度設定可能なものであり，
熱処理板に載置された基板の周辺の温度を測定して，熱処理時に熱処理板上に載置される基板の温度を推定する第１の工程と，
前記温度推定の結果に基づいて，実際の熱処理時に基板が熱処理板に載置されてから所定の熱処理時間が経過するまでの熱処理期間に，基板面内の温度が均一に保たれるように，熱処理板の各領域の温度を設定する第２の工程と，を有することを特徴とする，熱処理板の温度設定方法。
【請求項３】
前記基板の周辺の温度は，前記熱処理板の各領域の温度であることを特徴とする，請求項２に記載の熱処理板の温度設定方法。
【請求項４】
前記基板の周辺の温度は，前記熱処理板上の基板周辺の雰囲気温度であることを特徴とする，請求項２に記載の熱処理板の温度設定方法。
【請求項５】
前記基板の周辺の温度は，前記熱処理板上の基板周辺の部材温度であることを特徴とする，請求項２に記載の熱処理板の温度設定方法。
【請求項６】
前記熱処理期間における，初期の温度変動期間の温度，当該温度変動期間の後の温度定常期間の温度，所定期間の積算温度又は，前記熱処理期間における基板上の膜の反応係数と基板温度とを乗算しそれを積算した積算反応温度のうちの１つ以上のいずれかが基板面内で均一に保たれるように，前記熱処理板の各領域の温度を設定することを特徴とする，請求項１〜５のいずれかに記載の熱処理板の温度設定方法。
【請求項７】
基板を載置して熱処理する熱処理板の温度設定方法であって，
熱処理板は，複数の領域に区画され，当該領域毎に温度設定可能なものであり，
基板の処理結果を，熱処理時に熱処理板上に載置される基板の温度に換算する第１の工程と，
前記温度換算の結果に基づいて，実際の熱処理時に基板が熱処理板に載置されてから所定の熱処理時間が経過するまでの熱処理期間に，基板面内の温度が均一に保たれるように，熱処理板の各領域の温度を設定する第２の工程と，を有することを特徴とする，熱処理板の温度設定方法。
【請求項８】
前記基板の処理結果は，前記熱処理を含むフォトリソグラフィ技術により基板上に形成されるパターンの線幅であることを特徴とする，請求項７に記載の熱処理板の温度設定方法。
【請求項９】
前記熱処理期間における，温度定常期間の温度，所定期間の積算温度又は，前記熱処理期間における基板上の膜の反応係数と基板温度とを乗算しそれを積算した積算反応温度のうちの一つ以上のいずれかが基板面内で均一に保たれるように，前記熱処理板の各領域の温度を設定することを特徴とする，請求項７又は８のいずれかに記載の熱処理板の温度設定方法。
【請求項１０】
前記第１の工程により得られた基板の温度に関する温度データを取得する工程と，
前記取得した温度データに基づいて基板面内の温度の均一性の適否を判定する工程と，
否定的な判定の場合に，前記温度データと予め設定されている補正値算出データにより，前記熱処理板の温度設定パラメータの補正値を算出する工程と，
前記補正値に基づいて前記温度設定パラメータを変更する工程と，を有することを特徴とする，請求項１〜９のいずれかに記載の熱処理板の温度設定方法。
【請求項１１】
前記補正値に基づいて熱処理板の各領域の温度設定を調整しても基板面内の温度の均一性が改善されない場合に，前記補正値算出データを修正することを特徴とする，請求項１０に記載の熱処理板の温度設定方法。
【請求項１２】
基板を載置して熱処理する熱処理板の温度設定装置であって，
熱処理板は，複数の領域に区画され，当該領域毎に温度設定可能なものであり，
熱処理板上に載置して，熱処理時に熱処理板上に載置される基板の温度を模擬的に測定する，基板と同形の温度測定用基板と，
前記温度測定用基板による温度測定の結果に基づいて，実際の熱処理時に基板が熱処理板に載置されてから所定の熱処理時間が経過するまでの熱処理期間に，基板面内の温度が均一に保たれるように，熱処理板の各領域の温度を設定する制御部と，を備えたことを特徴とする，熱処理板の温度設定装置。
【請求項１３】
基板を載置して熱処理する熱処理板の温度設定装置であって，
熱処理板は，複数の領域に区画され，当該領域毎に温度設定可能なものであり，
熱処理板に載置された基板の周辺の温度を測定する温度センサと，
前記温度センサによる温度測定の結果から，熱処理時に熱処理板上に載置される基板の温度を推定し，当該温度推定の結果に基づいて，実際の熱処理時に基板が熱処理板に載置されてから所定の熱処理時間が経過するまでの熱処理期間に，基板面内の温度が均一に保たれるように，熱処理板の各領域の温度を設定する制御部と，を備えたことを特徴とする，熱処理板の温度設定装置。
【請求項１４】
前記温度センサは，前記熱処理板の各領域の温度を測定するものであることを特徴とする，請求項１３に記載の熱処理板の温度設定装置。
【請求項１５】
前記温度センサは，前記熱処理板上の基板周辺の雰囲気温度を測定するものであることを特徴とする，請求項１３に記載の熱処理板の温度設定装置。
【請求項１６】
前記温度センサは，前記熱処理板上の基板周辺の部材の温度を測定するものであることを特徴とする，請求項１３に記載の熱処理板の温度設定装置。
【請求項１７】
前記制御部は，前記熱処理期間における，初期の温度変動期間の温度，当該温度変動期間の後の温度定常期間の温度，所定期間の積算温度又は，前記熱処理期間における基板上の膜の反応係数と基板温度とを乗算しそれを積算した積算反応温度のうちの１つ以上のいずれかが基板面内で均一に保たれるように，前記熱処理板の各領域の温度を設定することを特徴とする，請求項１３〜１６のいずれかに記載の熱処理板の温度設定装置。
【請求項１８】
基板を載置して熱処理する熱処理板の温度設定装置であって，
熱処理板は，複数の領域に区画され，当該領域毎に温度設定可能なものであり，
基板の処理結果を，熱処理時に熱処理板上に載置される基板の温度に換算し，前記温度換算の結果に基づいて，実際の熱処理時に基板が熱処理板に載置されてから所定の熱処理時間が経過するまでの熱処理期間に，基板面内の温度が均一に保たれるように，熱処理板の各領域の温度を設定する制御部を備えたことを特徴とする，熱処理板の温度設定装置。
【請求項１９】
前記基板の処理結果は，前記熱処理を含むフォトリソグラフィ技術により基板上に形成されるパターンの線幅であることを特徴とする，請求項１８に記載の熱処理板の温度設定装置。
【請求項２０】
前記制御部は，前記熱処理期間における，温度定常期間の温度，所定期間の積算温度又は，前記熱処理期間における基板上の膜の反応係数と基板温度とを乗算しそれを積算した積算反応温度のうちの一つ以上のいずれかが基板面内で均一に保たれるように，前記熱処理板の各領域の温度を設定することを特徴とする，請求項１８又は１９のいずれかに記載の熱処理板の温度設定装置。
【請求項２１】
前記制御部は，
熱処理期間内の基板の温度に関する温度データを取得する機能と，
前記取得した温度データに基づいて基板面内の温度の均一性の適否を判定する機能と，
否定的な判定の場合に，前記温度データと予め設定されている補正値算出データにより，前記熱処理板の温度設定パラメータの補正値を算出する機能と，
前記補正値に基づいて前記温度設定パラメータを変更する機能と，を有することを特徴とする，請求項１３〜２０のいずれかに記載の熱処理板の温度設定装置。
【請求項２２】
前記制御部は，前記補正値に基づいて熱処理板の各領域の温度設定を調整しても基板面内の温度の均一性が改善されない場合に前記補正値算出データを修正する機能をさらに有することを特徴とする，請求項２１に記載の熱処理板の温度設定装置。
【請求項２３】
請求項１２〜２２のいずれかに記載の熱処理板の温度設定装置における制御部の機能を，コンピュータに実現させるためのプログラム。
【請求項２４】
請求項１２〜２２のいずれかに記載の熱処理板の温度設定装置における制御部の機能をコンピュータに実現させるためのプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，熱処理板の温度設定方法，熱処理板の温度設定装置，プログラム及びプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造におけるフォトリソグラフィー工程では，例えばウェハ上に塗布されたレジスト膜内の溶剤を蒸発させる加熱処理（プリベーキング），パターンの露光後にレジスト膜内の化学反応を促進させる加熱処理（ポストエクスポージャーベーキング），現像処理後の加熱処理（ポストベーキング）等の複数の加熱処理が行われている。
【０００３】
上記加熱処理は，通常，熱処理装置で行われ，ウェハを熱板上に載置し加熱することによって行われる。ウェハ面内において均一な半導体デバイスを製造するためには，ウェハ面内において均一な温度でウェハを加熱する必要がある。このため，熱板には，複数の領域に分割され，各領域毎に温度設定できるものが用いられている。
【０００４】
ところで，熱処理前に行われる熱板の温度設定は，熱板上に載置して熱板の温度を測定する温度測定用ウェハを用いて行われている（例えば，特許文献１参照。）。通常，温度測定用ウェハを熱板上に載置し，温度測定用ウェハによる測定温度がウェハ面内で均一になるまで置き，均一になったところで熱板の各領域の温度を設定するようにしていた。通常，ウェハ面内の温度が均一になるまでには，温度測定用ウェハを熱板上に載置してからおよそ１０分〜２０分程度かかっていた。
【０００５】
しかしながら，上述のように温度測定用ウェハを熱板上に載せてから１０分〜２０分程度置き，温度測定用ウェハの面内温度が均一になったところで，熱板の温度設定を行った場合，処理ウェハを熱板上に載置してから６０秒〜９０秒程度で終了する実際のウェハ処理期間内に，実際にはウェハ面内の温度が厳密に均一になっていないことが確認された。これが原因で，例えばフォトリソグラフィー工程によってウェハ上に形成されるパターンがウェハ面内でばらつく可能性がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２-１２４４５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は，かかる点に鑑みてなされたものであり，実際の熱処理時にウェハなどの基板が基板面内で均一に加熱されるように熱板などの熱処理板を温度設定する方法，熱処理板の温度設定装置，プログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明は，基板を載置して熱処理する熱処理板の温度設定方法であって，熱処理板は，複数の領域に区画され，当該領域毎に温度設定可能なものであり，基板と同形の温度測定用基板を熱処理板上に載置して，熱処理時に熱処理板上に載置される基板の温度を模擬的に測定する第１の工程と，前記温度測定の結果に基づいて，実際の熱処理時に基板が熱処理板に載置されてから所定の熱処理時間が経過するまでの熱処理期間に，基板面内の温度が均一に保たれるように，熱処理板の各領域の温度を設定する第２の工程と，を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば，実際の熱処理期間内の基板面内の温度が均一になるので，熱処理により基板が均一に加熱される。この結果，例えば基板上には，回路パターンの線幅が均一に形成される。
【００１０】
別の観点による本発明は，基板を載置して熱処理する熱処理板の温度設定方法であって，熱処理板は，複数の領域に区画され，当該領域毎に温度設定可能なものであり，熱処理板に載置された基板の周辺の温度を測定して，熱処理時に熱処理板上に載置される基板の温度を推定する第１の工程と，前記温度推定の結果に基づいて，実際の熱処理時に基板が熱処理板に載置されてから所定の熱処理時間が経過するまでの熱処理期間に，基板面内の温度が均一に保たれるように，熱処理板の各領域の温度を設定する第２の工程と，を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば，実際の熱処理期間内の基板面内の温度が均一になるので，熱処理により基板が均一に加熱される。この結果，例えば基板上には，回路パターンの線幅が均一に形成される。
【００１２】
前記基板の周辺の温度は，前記熱処理板の各領域の温度であってもよく，前記熱処理板上の基板周辺の雰囲気温度であってもよい。また，前記基板の周辺の温度は，前記熱処理板上の基板周辺の部材温度であってもよい。
【００１３】
以上で記載した熱処理板の温度設定方法において，前記熱処理期間における，初期の温度変動期間の温度，当該温度変動期間の後の温度定常期間の温度，所定期間の積算温度又は，前記熱処理期間における基板上の膜の反応係数と基板温度とを乗算しそれを積算した積算反応温度のうちの１つ以上のいずれかが基板面内で均一に保たれるように，前記熱処理板の各領域の温度を設定するようにしてもよい。なお，反応係数とは，各温度における膜の反応の程度を示す係数である。
【００１４】
別の観点による本発明は，基板を載置して熱処理する熱処理板の温度設定方法であって，熱処理板は，複数の領域に区画され，当該領域毎に温度設定可能なものであり，基板の処理結果を，熱処理時に熱処理板上に載置される基板の温度に換算する第１の工程と，前記温度換算の結果に基づいて，実際の熱処理時に基板が熱処理板に載置されてから所定の熱処理時間が経過するまでの熱処理期間に，基板面内の温度が均一に保たれるように，熱処理板の各領域の温度を設定する第２の工程と，を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば，実際の熱処理期間内の基板面内の温度が均一になるので，熱処理により基板が均一に加熱される。
【００１６】
前記基板の処理結果は，前記熱処理を含むフォトリソグラフィ技術により基板上に形成されるパターンの線幅であってもよい。
【００１７】
前記熱処理板の温度設定方法において，前記熱処理期間における，温度定常期間の温度，所定期間の積算温度又は，前記熱処理期間における基板上の膜の反応係数と基板温度とを乗算しそれを積算した積算反応温度のうちの一つ以上のいずれかが基板面内で均一に保たれるように，前記熱処理板の各領域の温度を設定してもよい。
【００１８】
以上で記載した熱処理板の温度設定方法において，前記第１の工程により得られた基板の温度に関する温度データを取得する工程と，前記取得した温度データに基づいて基板面内の温度の均一性の適否を判定する工程と，否定的な判定の場合に，前記温度データと予め設定されている補正値算出データにより，前記熱処理板の温度設定パラメータの補正値を算出する工程と，前記補正値に基づいて前記温度設定パラメータを変更する工程と，を有するようにしてもよい。
【００１９】
また，前記補正値に基づいて熱処理板の各領域の温度設定を調整しても基板面内の温度の均一性が改善されない場合に，前記補正値算出データを修正してもよい。
【００２０】
別の観点による本発明は，基板を載置して熱処理する熱処理板の温度設定装置であって，熱処理板は，複数の領域に区画され，当該領域毎に温度設定可能なものであり，熱処理板上に載置して，熱処理時に熱処理板上に載置される基板の温度を模擬的に測定する，基板と同形の温度測定用基板と，前記温度測定用基板による温度測定の結果に基づいて，実際の熱処理時に基板が熱処理板に載置されてから所定の熱処理時間が経過するまでの熱処理期間に，基板面内の温度が均一に保たれるように，熱処理板の各領域の温度を設定する制御部と，を備えたことを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば，制御部により，実際の熱処理期間内の基板面内の温度が均一になるので，熱処理により基板が均一に加熱される。この結果，例えば基板上には，回路パターンの線幅が均一に形成される。
【００２２】
別の観点による本発明は，基板を載置して熱処理する熱処理板の温度設定装置であって，熱処理板は，複数の領域に区画され，当該領域毎に温度設定可能なものであり，熱処理板に載置された基板の周辺の温度を測定する温度センサと，前記温度センサによる温度測定の結果から，熱処理時に熱処理板上に載置される基板の温度を推定し，当該温度推定の結果に基づいて，実際の熱処理時に基板が熱処理板に載置されてから所定の熱処理時間が経過するまでの熱処理期間に，基板面内の温度が均一に保たれるように，熱処理板の各領域の温度を設定する制御部と，を備えたことを特徴とする。
【００２３】
前記温度センサは，前記熱処理板の各領域の温度を測定するものであってもよく，前記熱処理板上の基板周辺の雰囲気温度を測定するものであってもよい。また，前記温度センサは，前記熱処理板上の基板周辺の部材の温度を測定するものであってもよい。
【００２４】
前記制御部は，前記熱処理期間における，初期の温度変動期間の温度，当該温度変動期間の後の温度定常期間の温度，所定期間の積算温度又は，前記熱処理期間における基板上の膜の反応係数と基板温度とを乗算しそれを積算した積算反応温度のうちの１つ以上のいずれかが基板面内で均一に保たれるように，前記熱処理板の各領域の温度を設定してもよい。
【００２５】
別の観点による本発明は，基板を載置して熱処理する熱処理板の温度設定装置であって，熱処理板は，複数の領域に区画され，当該領域毎に温度設定可能なものであり，基板の処理結果を，熱処理時に熱処理板上に載置される基板の温度に換算し，前記温度換算の結果に基づいて，実際の熱処理時に基板が熱処理板に載置されてから所定の熱処理時間が経過するまでの熱処理期間に，基板面内の温度が均一に保たれるように，熱処理板の各領域の温度を設定する制御部を備えたことを特徴とする。
【００２６】
本発明によれば，実際の熱処理期間内の基板面内の温度が均一になるので，熱処理により基板が均一に加熱される。
【００２７】
前記基板の処理結果は，前記熱処理を含むフォトリソグラフィ技術により基板上に形成されるパターンの線幅であってよい。
【００２８】
前記制御部は，前記熱処理期間における，温度定常期間の温度，所定期間の積算温度又は，前記熱処理期間における基板上の膜の反応係数と基板温度とを乗算しそれを積算した積算反応温度のうちの一つ以上のいずれかが基板面内で均一に保たれるように，前記熱処理板の各領域の温度を設定してもよい。
【００２９】
前記制御部は，熱処理期間内の基板の温度に関する温度データを取得する機能と，前記取得した温度データに基づいて基板面内の温度の均一性の適否を判定する機能と，否定的な判定の場合に，前記温度データと予め設定されている補正値算出データにより，前記熱処理板の温度設定パラメータの補正値を算出する機能と，前記補正値に基づいて前記温度設定パラメータを変更する機能と，を有していてもよい。
【００３０】
前記制御部は，前記補正値に基づいて熱処理板の各領域の温度設定を調整しても基板面内の温度の均一性が改善されない場合に，前記補正値算出データを修正する機能を有していてもよい。
【００３１】
別の観点による本発明によれば，請求項１２〜２２のいずれかに記載の熱処理板の温度設定装置における制御部の機能を，コンピュータに実現させるためのプログラムが提供される。
【００３２】
別の観点による本発明によれば，請求項１２〜２２のいずれかに記載の熱処理板の温度設定装置における制御部の機能をコンピュータに実現させるためのプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば，実際の熱処理時に基板を厳密に均一に熱処理できるので，基板面内の処理が均一に行われ，歩留まりが向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下，本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は，本実施の形態における塗布現像処理システム１の構成の概略を示す平面図であり，図２は，塗布現像処理システム１の正面図であり，図３は，塗布現像処理システム１の背面図である。
【００３５】
塗布現像処理システム１は，図１に示すように例えば２５枚のウェハＷをカセット単位で外部から塗布現像処理システム１に対して搬入出したり，カセットＣに対してウェハＷを搬入出したりするカセットステーション２と，フォトリソグラフィー工程の中で枚葉式に所定の処理を施す複数の各種処理装置を多段配置してなる処理ステーション３と，この処理ステーション３に隣接して設けられている図示しない露光装置との間でウェハＷの受け渡しをするインターフェイス部４とを一体に接続した構成を有している。
【００３６】
カセットステーション２では，カセット載置台５上の所定の位置に，複数のカセットＣをＸ方向（図１中の上下方向）に一列に載置自在となっている。カセットステーション２には，搬送路６上をＸ方向に向かって移動可能なウェハ搬送体７が設けられている。ウェハ搬送体７は，カセットＣに収容されたウェハＷのウェハ配列方向（Ｚ方向；鉛直方向）にも移動自在であり，Ｘ方向に配列された各カセットＣ内のウェハＷに対して選択的にアクセスできる。
【００３７】
ウェハ搬送体７は，ウェハＷの位置合わせを行うアライメント機能を備えている。ウェハ搬送体７は，後述するように処理ステーション３側の第３の処理装置群Ｇ３に属するエクステンション装置３２に対してもアクセスしてウェハＷを搬送できる。
【００３８】
処理ステーション３では，その中心部に主搬送装置１３が設けられており，この主搬送装置１３の周辺には，各種処理装置が多段に配置されて処理装置群が構成されている。塗布現像処理システム１においては，４つの処理装置群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４が配置されており，第１及び第２の処理装置群Ｇ１，Ｇ２は，塗布現像処理システム１の正面側に配置され，第３の処理装置群Ｇ３は，カセットステーション２に隣接して配置され，第４の処理装置群Ｇ４は，インターフェイス部４に隣接して配置されている。さらにオプションとして破線で示した第５の処理装置群Ｇ５を背面側に別途配置可能となっている。主搬送装置１３は，これらの処理装置群Ｇ１〜Ｇ５内に配置されている後述する各種処理装置に対してウェハＷを搬送できる。
【００３９】
第１の処理装置群Ｇ１では，例えば図２に示すように，ウェハＷにレジスト液を塗布するレジスト塗布装置１７と，露光後のウェハＷを現像処理する現像処理装置１８とが下から順に２段に配置されている。第２の処理装置群Ｇ２も同様に，レジスト塗布装置１９と，現像処理装置２０とが下から順に２段に積み重ねられている。
【００４０】
第３の処理装置群Ｇ３では，例えば図３に示すように，ウェハＷを冷却処理するクーリング装置３０，レジスト液とウェハＷとの定着性を高めるためのアドヒージョン装置３１，ウェハＷを待機させるエクステンション装置３２，レジスト液中の溶剤を乾燥させるプリベーキング装置３３，３４及び現像処理後の加熱処理を施すポストベーキング装置３５，３６等が下から順に例えば７段に重ねられている。
【００４１】
第４の処理装置群Ｇ４では，例えばクーリング装置４０，載置したウェハＷを自然冷却させるエクステンション・クーリング装置４１，エクステンション装置４２，クーリング装置４３，露光後のウェハＷを加熱するポストエクスポージャーベーキング装置（以下「ＰＥＢ装置」とする。）４４，４５，ポストベーキング装置４６，４７等が下から順に例えば８段に積み重ねられている。
【００４２】
図１に示すようにインターフェイス部４の中央部には，ウェハ搬送体５０が設けられている。ウェハ搬送体５０はＸ方向，Ｚ方向の移動とθ方向（Ｚ軸を中心とする回転方向）の回転が自在にできるように構成されており，第４の処理装置群Ｇ４に属するエクステンション・クーリング装置４１，エクステンション装置４２，周辺露光装置５１及び図示しない露光装置に対してアクセスして，ウェハＷを搬送できる。
【００４３】
次に上述したＰＥＢ装置４４の構成について説明する。図４に示すように，ＰＥＢ装置４４は，上側に位置して上下動自在な蓋体６０と，下側に位置して蓋体６０と一体となって処理室Ｓを形成する熱板収容部６１とを有している。
【００４４】
蓋体６０は，中心部に向かって次第に高くなる略円錐状の形態を有し，頂上部には，排気部６０ａが設けられている。処理室Ｓ内の雰囲気は，排気部６０ａから均一に排気される。
【００４５】
熱板収容部６１の中央には，ウェハＷを載置して加熱する熱処理板としての熱板６３が設けられている。熱板６３は，厚みのある略円盤形状を有している。熱板６３の表面には，ウェハＷが載置された際にウェハＷを支持する支持ピン６４が複数箇所に設けられている。
【００４６】
熱板６３は，図５に示すように複数，例えば５つの領域６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ，６３ｅに区画されている。熱板６３は，例えば平面から見て中心部に位置して円形の領域６３ａと，その周囲を円弧状に４等分した領域６３ｂ〜６３ｅに区画されている。
【００４７】
熱板６３の各領域６３ａ〜６３ｅには，給電により発熱するヒータ６５が個別に内蔵され，各領域６３ａ〜６３ｅ毎に加熱できる。各領域６３ａ〜６３ｅには，温度センサ６６がそれぞれ設けられている。温度センサ６６の測定結果は，ヒータ制御装置６７に出力できる。ヒータ制御装置６７は，温度センサ６６の測定結果に基づいて，各領域６３ａ〜６３ｅの温度が所定の設定温度になるように，ヒータ６５への給電量を調整できる。なお，各領域６３ａ〜６３ｅには，温度センサ６６が複数設けられていてもよい。
【００４８】
図４に示すように熱板６３の下方には，ウェハＷを搬入出する際にウェハＷを支持し，昇降させるための昇降ピン７０が設けられている。昇降ピン７０は，昇降駆動機構７１により上下に移動自在に構成されている。熱板６３の中央部付近には，熱板６３を鉛直方向に貫通する貫通孔７２が形成されており，昇降ピン７０が貫通孔７２を貫通し，熱板６３上に突出できるようになっている。
【００４９】
熱板収容部６１は，熱板６３の外周部を収容して支持する環状の支持部材８０と，その支持部材８０を下から支持する支持台８１を有している。支持部材８０には，熱板６３の熱を外部に逃がさないように断熱材が使用されている。また，支持台８１は，上面が開口した略筒状に形成されている。
【００５０】
熱板収容部６１は，支持部材８０とその支持台８１とを囲む略筒状のサポートリング８２を有している。サポートリング８２の上面には，処理室Ｓ内に向けて例えば不活性ガスを噴出する吹き出し口８２ａが形成されており，吹き出し口８２ａからの不活性ガスの噴出により，処理室Ｓ内をパージすることができる。また，サポートリング８２の外方には，熱板収容部６１の外周となる円筒状のケース８３が設けられている。
【００５１】
以上のように構成されたＰＥＢ装置４４の加熱処理では，先ず，蓋体６０が上昇し処理室Ｓが開放された状態で，ウェハＷが熱板６３の上方まで搬送され，予め上昇して待機していた昇降ピン７０に受け渡される。続いて，蓋体６０が下降し，蓋体６０が熱板収容部６１と一体となって処理室Ｓが閉鎖された後，昇降ピン７０が下降し，ウェハＷが所定の温度に制御された熱板６３上に載置される。このとき，ウェハＷの加熱が開始される。そして，所定の熱処理時間，例えば６０秒〜９０秒程度経過後，ウェハＷが昇降ピン７０により熱板６３上から上昇され，ウェハＷの加熱が終了する。この後，蓋体６０が上昇し，処理室Ｓが開放された後，ウェハＷがＰＥＢ装置４４から搬出されて加熱処理が終了する。
【００５２】
次に，以上のように構成されたＰＥＢ装置４４の熱板６３の温度設定を行う温度設定装置９０について説明する。
【００５３】
図６に示すように，実際の熱処理時にウェハＷが熱板６３上に載置されてから所定の熱処理時間が経過するまでの熱処理期間Ｈには，ウェハＷが熱板６３上に載置された直後に，ウェハ温度が目標温度Ｔ０に向かって上昇する温度変動期間Ｈ１と，その温度変動期間Ｈ１後にウェハ温度が目標温度Ｔ０で安定する温度定常期間Ｈ２がある。また，熱処理期間Ｈには，ウェハ温度が例えばウェハＷの表面膜の反応温度Ｔ１を超えてウェハＷの表面膜に化学的な反応が起こる反応期間Ｈ３が存在する。本実施の形態における温度設定装置９０は，熱板６３の各領域６３ａ〜６３ｅの温度を個別に設定できる。また，温度設定装置９０は，各領域６３ａ〜６３ｅにおける，例えば温度変動期間Ｈ１の温度，温度定常期間Ｈ２の温度，反応期間Ｈ３の積算温度，又は熱処理時間Ｈにおける温度とウェハ表面のレジスト膜の反応係数との乗算しそれらを積算した積算反応温度のうちの一つ以上のいずれかを選択して温度設定できる。なお，反応期間Ｈ３の積算温度は，例えば図６に示す斜線部の面積で表すことができ，ウェハ表面の反応時にウェハＷに供給されるエネルギ量を示す。また，熱処理時間Ｈにおける積算反応温度は，図７に示す式（１）で表すことができる。式（１）におけるＴは温度，ｓは時間，Ｌは反応係数を示す。
【００５４】
温度設定装置９０は，図４に示すように例えば温度測定装置１００と，制御部１０１を備えている。制御部１０１は，温度測定装置１００とヒータ制御装置６７に対して通信可能である。
【００５５】
温度測定装置１００は，例えば図８に示すように熱板６３上に載置してウェハ温度を測定する温度測定用ウェハ１１０と，ケーブル１１１及び測定器１１２により構成されている。温度測定用ウェハ１１０は，処理ウェハＷと同じ形状，同じ材質で形成されている。温度測定用ウェハ１１０には，例えば図９に示すように複数の温度センサ１１３が満遍なく配置されている。これにより，熱板６３の各領域６３ａ〜６３ｅに対応する各ウェハ領域１１０ａ〜１１０ｅの温度を測定できる。温度測定用ウェハ１１０と測定器１１２は，ケーブル１１１によって接続されており，温度測定用ウェハ１１０で検出された温度は，ケーブル１１１を通じて測定器１１２に出力され，測定器１１２において各ウェハ領域１１０ａ〜１１０ｅの温度を測定できる。測定器１１２で測定された温度は，有線又は無線により制御部１０１に出力できる。なお，温度測定装置１００は，温度測定用ウェハ１１０により検出された温度が無線によって測定器１１２に出力されるものであってもよい。
【００５６】
制御部１０１は，例えばＣＰＵやメモリなどを備えた汎用コンピュータの機能を有している。以下で説明される制御部１０１の機能は，例えばコンピュータ読み取り可能な記録媒体からインストールされたプログラムにより実行される。制御部１０１は，例えば図１０に示すように演算部１２０と，使用者が設定内容となる温度変動期間Ｈ１の温度，温度定常期間Ｈ２の温度，反応期間Ｈ３の積算温度，又は熱処理時間Ｈにおける積算反応温度のうちの一つ以上のいずれかを選択し入力するための入力部１２１と，測定器１１２から入力された温度データを格納するデータ格納部１２２と，熱板６３の温度調整のため温度設定パラメータの補正値を算出する補正値算出データとしての補正値算出モデルＭを格納するモデル格納部１２３と，各種プログラムを格納するプログラム格納部１２４を備えている。
【００５７】
プログラム格納部１２４には，例えば測定器１１２から，所定の温度データを取得し，データ格納部１２２に格納する温度データ取得プログラムＰ１と，データ格納部１２２に格納された温度データに基づいてウェハの面内温度の均一性の適否を判定する判定プログラムＰ２と，前記判定プログラムＰ２による判定が否定的な判定の場合に補正値算出モデルＭを用いて温度設定パラメータの補正値を算出する補正値算出プログラムＰ３と，前記補正値に基づいてヒータ制御装置６７における温度設定パラメータを変更する温度設定パラメータ変更プログラムＰ４と，温度設定パラメータを変更してもウェハ面内温度の均一性が改善されない場合に補正値算出モデルＭを修正する補正値算出モデル修正プログラムＰ５などが格納されている。
【００５８】
補正値算出モデルＭは，例えば図１１に示すように温度変動期間Ｈ１の温度を調整するための温度設定パラメータａ，温度定常期間Ｈ２の温度を調整するための温度設定パラメータｂ及び反応期間Ｈ３の積算温度を調整するための温度設定パラメータｃ，熱処理期間Ｈの積算反応温度を調整するための温度設定パラメータｄの各変動量と，ウェハ温度の変動量との相関を示す行列からなるものである。例えば温度変動期間Ｈ１の温度の温度設定パラメータａは，熱板６３への給電量を変えてウェハＷの温度変動速度に影響を与えるものであり，温度定常期間Ｈ２の温度の温度設定パラメータｂ，反応期間Ｈ３の積算温度の温度設定パラメータｃ及び熱処理期間Ｈの積算反応温度の温度設定パラメータｄは，例えば目標温度Ｔ０に影響を与えるものである。なお，上記温度設定パラメータａ〜ｄの各変動量とウェハ温度の変動量との相関は，さらに熱板６３の各領域毎に求められた相関であってもよい。
【００５９】
次に，以上のように構成された温度設定装置９０を用いた，ＰＥＢ装置４４における熱板６３の温度設定プロセスについて説明する。図１２は，かかる温度設定プロセスを示すフロー図である。
【００６０】
先ず，使用者により，例えば温度変動期間Ｈ１の温度，温度定常時期Ｈ２の温度，反応期間Ｈ３の積算温度，又は熱処理期間Ｈの積算反応温度の中から，ウェハ面内で均一に調整される調整対象が選択され，制御部１０１の入力部１２０に入力される（図１２の工程Ｓ１）。以下，温度変動期間Ｈ１の温度及び温度定常期間Ｈ２の温度が選択された場合を例にとって説明する。使用者により調整対象が選択されると，温度測定用ウェハ１１０が熱板６３上に載置され，載置直後から熱処理時間と同じ時間が経過するまでの熱処理期間Ｈの温度測定用ウェハ１１０の温度が測定される（図１２の工程Ｓ２）。温度測定用ウェハ１１０の温度が測定されると，例えば温度データ取得プログラムＰ１により，温度変動期間Ｈ１及び温度定常期間Ｈ２の温度データが，例えば各ウェハ領域１１０ａ〜１１０ｅ毎に制御部１０１に入力され，データ格納部１２２に格納される（図１２の工程Ｓ３）。次に，判定プログラムＰ２により，温度変動期間Ｈ１及び温度定常期間Ｈ２の温度のウェハ領域１１０ａ〜１１０ｅ間における均一性の適否が判定される（図１２の工程Ｓ４）。この判定は，例えばウェハ領域間の最大温度差と，予め設定されている閾値とが比較され，最大温度差が閾値を超えている場合には，不均一と判定され，閾値を超えない場合に均一と判定される。
【００６１】
ウェハ領域１１０ａ〜１１０ｅの温度が均一と判定された場合には，温度設定プロセスは終了する。不均一と判定された場合には，補正値算出プログラムＰ３により，補正値算出モデルＭを用いて，温度変動期間Ｈ１及び温度定常期間Ｈ２の温度の温度設定パラメータａ，ｂの補正値が算出される（図１２の工程Ｓ５）。補正値が算出されると，温度設定パラメータ変更プログラムＰ４により，補正値が例えばヒータ制御装置６７に出力され，既存の温度設定パラメータａ，ｂの値が変更される（図１２の工程Ｓ６）。こうして，ウェハＷの熱処理期間Ｈにおける領域６３ａ〜６３ｅの温度設定が調整され，例えば図１３に示すようにウェハ面内の領域内でばらつきのあった温度変動期間Ｈ１の温度と温度定常期間Ｈ２の温度が均一になる。
【００６２】
温度設定パラメータが変更された後，再度，温度測定用ウェハ１１０による温度測定が行われ，温度変動期間Ｈ１及び温度定常期間Ｈ２の温度のウェハ領域１１０ａ〜１１０ｅ間における均一性の適否が判定され，温度がウェハ面内で均一になっているか否かが確認される。温度がウェハ面内で均一になっている場合には，温度設定プロセスが終了する。温度が均一になっていない場合には，再び温度設定パラメータの補正値が算出され，温度設定パラメータが変更される。これが，所定回数以上繰り返され，それでも温度がウェハ面内で均一にならない場合には，例えばモデル修正プログラムＰ５により補正値算出モデルＭのデータ内容が修正される（図１２の工程Ｓ７）。
【００６３】
以上の実施の形態によれば，実際の熱処理期間Ｈ内のウェハ面内の温度が厳密に揃えられるので，加熱処理をウェハ面内で均一に行うことができる。また，温度設定の調整内容として，熱処理期間Ｈ内の温度変動期間Ｈ１の温度，温度定常時期Ｈ２の温度，反応期間Ｈ３の積算温度，又は熱処理期間Ｈの積算反応温度が選択できるので，必要に応じて，処理結果に影響を与える温度の設定を調整できる。なお，以上の実施の形態では，熱処理期間Ｈ内の温度変動期間Ｈ１の温度と温度定常時期Ｈ２の温度の設定を調整していたが，反応期間Ｈ３の積算温度及び熱処理期間Ｈの積算反応温度を含めた総ての温度の設定を調整してもよいし，その中のいずれかを調整してもよい。
【００６４】
以上の実施の形態では，温度測定用ウェハ１１０を用いて，加熱処理時のウェハ面内の温度を測定していたが，ＰＥＢ装置４４内において熱板６３上のウェハＷの周辺温度を測定し，その周辺温度から加熱処理時のウェハ面内の温度を推定するようにしてもよい。例えばウェハＷの周辺温度として熱板６３の温度を測定してもよい。かかる場合，例えば制御部１０１のプログラム格納部１２４には，熱板６３自体の温度から，その熱板６３上に載置されたウェハＷの温度を推定する温度推定プログラムが記憶されている。温度推定プログラムは，例えば予め求められている熱板６３の温度とウェハＷの温度との相関データによりウェハＷの温度を推定できる。
【００６５】
そして，熱板６３の温度設定時には，熱板６３の各温度センサ６６により測定された各領域６３ａ〜６３ｅの温度が，温度データ取得プログラムＰ１により，ヒータ制御装置６７から制御部１０１に入力され，データ格納部１２２に格納される。その後，温度推定プログラムにより，ウェハ面内における各領域の温度が推定される。その後，上述した実施の形態と同様に，ウェハ面内の温度の均一性の適否が判定され，判定が否定的な場合には，所定の温度設定パラメータの補正値が算出され，温度設定パラメータが変更される。かかる例によれば，温度測定用ウェハ１１０を用いなくても，ＰＥＢ装置４４の既存の温度センサ６６を用いて，熱板６３の温度設定を行うことができる。
【００６６】
なお，ウェハＷの周辺温度として，熱板６３上に載置されたウェハＷの周辺の雰囲気温度を用いてもよい。かかる場合，例えば図１４に示すように処理室Ｓ内のウェハＷ上方に複数の温度センサ１３０を配置して，ウェハＷの周辺の雰囲気の温度を測定し，当該雰囲気温度からウェハＷの温度を推定するようにしてもよい。また，ウェハＷの周辺温度として，熱板６３上に載置されたウェハＷの周辺部材の温度を用いてもよい。かかる場合，例えば図１５に示すように熱板６３のウェハＷの上方に位置する蓋体６０に，複数の温度センサ１３５を配置して，ウェハＷに近い蓋体６０の温度を測定し，当該蓋体６０の温度からウェハＷの温度を推定するようにしてもよい。なお，ウェハＷの周辺部材として，蓋体６０に代えて例えば熱板収容部６１の支持部材８０や支持台８１などを用いてもよい。
【００６７】
上記実施の形態では，温度測定用ウェハ１１０で測定された温度により，加熱処理時のウェハ面内の温度の均一性の適否を判定していたが，ウェハＷの処理結果に基づいて，ウェハ面内の温度の均一性の適否を判定してもよい。例えば，ウェハＷの処理結果として，フォトリソグラフィー工程によりウェハＷ上に形成されるレジストパターンの線幅を用いてもよい。かかる場合，例えば図１６に示すように塗布現像処理システム１のカセットステーション２の背面側に，ウェハＷ上の線幅を測定する線幅測定装置１４０が搭載されている。なお，この線幅測定装置１４０は，塗布現像処理システム１の外部に設けられていてもよい。
【００６８】
制御部１０１の例えばプログラム格納部１２４には，例えば図１７に示すように線幅測定装置１４０からウェハ面内の分割された各領域の線幅データを取得し，データ格納部１２２に格納する線幅データ取得プログラムＱ１と，データ格納部１２２の線幅データを加熱処理時のウェハＷの温度に換算する換算プログラムＱ２と，換算された温度データに基づいてウェハの面内温度の均一性の適否を判定する判定プログラムＱ３と，前記判定プログラムＱ３による判定が否定的な判定の場合に補正値算出モデルＭを用いて，熱板６３の温度設定パラメータの補正値を算出する補正値算出プログラムＱ４と，前記補正値に基づいてヒータ制御装置６７における温度設定パラメータを変更する温度設定パラメータ変更プログラムＱ５と，温度設定パラメータを変更してもウェハ面温度の均一性が改善されない場合に補正値算出モデルＭを修正する補正値算出モデル修正プログラムＱ６などが格納されている。なお，換算プログラムＱ１による換算は，予め求められていたフォトリソグラフィー工程終了後のウェハＷ上の線幅と加熱処理時のウェハ温度との相関データを用いて行われる。
【００６９】
そして，熱板６３の温度設定時には，塗布現像処理システム１においてフォトリソグラフィー工程が終了したウェハＷが線幅測定装置１４０に搬送され，ウェハＷ上に形成されているパターンの線幅が測定される。この測定結果は，例えば線幅データ取得プログラムＱ１により制御部１０１に入力される。続いて，換算プログラムＱ２により，線幅結果が加熱処理時のウェハＷの温度に換算される。以下，上記実施の形態と同様に，判定プログラムＱ３によりウェハ面内の温度の均一性の適否が判定され，否定的な判定の場合には，補正値算出プログラムＱ４により補正値算出モデルＭを用いて，熱板６３の温度設定パラメータの補正値が算出され，温度設定パラメータ変更プログラムＱ５により所定の温度設定パラメータが変更される。かかる例によれば，ウェハＷ上に形成された線幅に基づいて，熱処理時のウェハ面内の温度の均一性が評価されるので，最終的にウェハ面内の線幅を均一にできる。
【００７０】
なお，上記例において，測定された線幅から，加熱処理時のウェハＷの温度のうちの，上記温度定常時期Ｈ２の温度と反応期間Ｈ３の積算温度を推定できる。したがって，上記例において，少なくとも温度定常時期Ｈ２の温度，反応期間Ｈ３の積算温度，又は熱処理期間Ｈの積算反応温度のいずれかを選択可能にし，選択された温度のウェハＷ面内の均一性の適否を判定し，不均一の場合には，選択された温度に対応する温度設定パラメータを変更するようにしてもよい。
【００７１】
上記例では，ウェハＷの処理結果としてウェハＷ上に形成されたパターンの線幅を用いていたが，その他の処理結果，例えばウェハＷ上に形成される膜の膜厚を用いてもよい。
【００７２】
ところで，熱板の温度測定に，無線送信可能な温度測定用ウェハ１１０を用いた場合，温度測定用ウェハ１００は，通常の処理ウェハＷと同様にカセットステーション２から搬入され，ウェハ搬送体７や主搬送装置１３を介して，処理ステーション３の所定の加熱理装置に搬送される。この際，例えば処理ステーション３内の各加熱処理装置毎に設置位置や設置方向が異なるので，各加熱処理装置毎に，熱板上における温度測定用ウェハ１１０の載置方向，つまり温度測定用ウェハ１１０の各ウェハ領域１１０ａ〜１１０ｅと熱板の各領域との対応関係が異なってくる。そこで，予め，カセットステーション２に搬入される時の温度測定用ウェハ１１０のノッチ位置と各加熱処理装置の熱板上に載置された時の温度測定用ウェハ１００のノッチ位置との関係を求め，このノッチ位置情報を，例えば温度測定装置１００の制御部１０１に記憶させておく。そして，熱板の温度設定が行われる際には，例えば補正算出モデルＭが，前記ノッチ位置情報を考慮して，熱板の各領域についての温度設定パラメータの補正値を算出する。こうすることにより，無線送信可能な温度測定用ウェハ１１０を使用した場合にも，温度測定に基づいた，熱板の各領域の温度設定の補正を適正に行うことができる。なお，上記例では，ノッチ位置情報が予め求められていたが，温度測定用ウェハ１１０がカセットステーション２に搬入された際にセンサによりノッチ位置を検出し，その検出情報に基づいて搬送先の加熱処理装置におけるノッチ位置を自動的に算出し，その情報をノッチ位置情報として記憶するようにしてもよい。
【００７３】
以上，本発明の実施の形態の一例について説明したが，本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。例えば本実施の形態において，温度設定された熱板６３は，５つの領域に分割されていたが，その数は任意に選択できる。また，本実施の形態では，ＰＥＢ装置４４の熱板６３を温度設定する例であったが，熱板を備えたプリベーキング装置やポストベーキング装置などの他の加熱処理装置や，ウェハＷを載置して冷却する冷却板を備えた冷却処理装置にも本発明は適用できる。さらに，本発明は，ウェハ以外の例えばＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ），フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板の熱処理装置にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明によれば，基板が均一に熱処理されるように熱処理板の温度設定をする際に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本実施の形態における塗布現像処理システムの構成の概略を示す平面図である。
【図２】図１の塗布現像処理システムの正面図である。
【図３】図１の塗布現像処理システムの背面図である。
【図４】ＰＥＢ装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【図５】ＰＥＢ装置の熱板の構成を示す平面図である。
【図６】加熱処理時のウェハの温度変動を示すグラフである。
【図７】積算反応温度を算出するための式である。
【図８】温度測定装置の構成を示す斜視図である。
【図９】温度測定用ウェハの平面図である。
【図１０】制御部の構成を示すブロック図である。
【図１１】補正値算出モデルの説明図である。
【図１２】温度設定プロセスのフロー図である。
【図１３】温度のばらつきが修正される様子を説明するための加熱処理時のウェハ温度を示すグラフである。
【図１４】処理室内に温度センサを備えたＰＥＢ装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【図１５】蓋体に温度センサを配置したＰＥＢ装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【図１６】線幅測定装置を備えた塗布現像処理システムの平面図である。
【図１７】制御部の他の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７６】
１    塗布現像処理システム
４４  ＰＥＢ装置
６３  熱板
６３ａ〜６３ｅ  領域
６７  ヒータ制御装置
１０１  制御部
１１０  温度測定用ウェハ
Ｗ    ウェハ
【図１】
2006173185.tif 000003
【図２】
2006173185.tif 000004
【図３】
2006173185.tif 000005
【図４】
2006173185.tif 000006
【図５】
2006173185.tif 000007
【図６】
2006173185.tif 000008
【図７】
2006173185.tif 000009
【図８】
2006173185.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2006173185.tif 000019