CN112335020B - 基板处理装置、基板处理方法以及存储介质 - Google Patents

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Abstract

涂布显影装置具备:热板,其构成为能够载置作为处理对象的晶圆;升降机构,其构成为能够使支承晶圆的支承销进行升降,以使晶圆被载置于热板;吸引部,其对晶圆的背面的多个区域施加吸引力,以使晶圆吸被附于热板;以及控制器,其基于吸引部的第一配管相应于晶圆向热板的靠近而各自产生的压力变化,来估计晶圆的翘曲信息。

Description

基板处理装置、基板处理方法以及存储介质
技术领域
本公开涉及一种基板处理装置、基板处理方法以及存储介质。
背景技术
伴随图案的多层化等半导体工艺的变化,针对翘曲的基板(晶圆)的涂布显影处理要求增加,要求翘曲的基板也具有与平坦的基板相同的可靠性、生产率、工艺性能。
例如在专利文献1所记载的基板处理装置中,设置从热板侧吸引基板的吸引部,对基板的翘曲进行矫正,由此实现对翘曲的基板也实施与平坦的基板相同的工艺处理。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-119337号公报
发明内容
发明要解决的问题
在此,在以往的方法中,在没有事先掌握基板的翘曲信息(翘曲量和翘曲形状等)的情况下进行工艺处理。由此,例如即使在使用上述的专利文献1的技术对基板的翘曲进行了矫正的情况下,也无法实现与平坦的基板相同的可靠性、生产率、工艺性能。
本公开是鉴于上述情况而完成的,其目的在于容易地掌握基板的翘曲信息。
用于解决问题的方案
本公开的一个方式所涉及的基板处理装置具备:载置部,其构成为能够载置作为处理对象的基板;升降部,其构成为能够使基板和载置部中的至少任一方升降,以使得所述基板被载置于载置部;多个吸引部,所述多个吸引部对基板的背面的多个区域施加吸引力,以使得基板被吸附于载置部;以及控制部,其基于多个吸引部相应于基板向载置部的靠近而各自产生的压力变化,来估计基板的翘曲信息。
在本公开所涉及的基板处理装置中,在通过吸引部吸引基板的背面(朝向载置部方向吸引基板)的状态下,基于吸引部的压力变化来估计基板的翘曲信息。在此,在基板具有翘曲形状的情况下,被载置于载置部的定时按各个区域而不同。在基板的某个区域靠近了载置部的情况下,在对该区域施加吸引力的吸引部测定出的压力会发生变化。像这样,通过探测各吸引部的压力变化,能够确定基板的各区域中的靠近了载置部的区域。通过对各吸引部进行这样的对压力变化的探测,能够估计基板的凹凸信息(翘曲信息)。在本公开所涉及的基板处理装置中,能够使用吸引部、升降部等已有的结构简易地进行这样的对基板的翘曲信息的估计。即,根据本公开所涉及的基板处理装置,能够容易地估计基板的翘曲信息。
也可以是,升降部使基板进行升降,以使基板靠近载置部,控制部判定吸引部的压力变化量是否为规定值以上,在该压力变化量为规定值以上的情况下,从升降部获取基板的高度信息,并基于该高度信息来估计基板的翘曲量。由此,例如在基板的对应的区域与载置部的分离距离成为规定距离以下的情况(达到该情况下的压力变化量的情况)下,获取基板的高度信息,估计基板的翘曲量。通过这样估计基板的翘曲量,由此能够更高精度地估计基板的翘曲信息。
控制部也可以根据多个吸引部的每个吸引部的压力变化量成为规定值以上的定时的不同,来估计基板的翘曲形状。能够根据压力变化量成为规定值以上的定时、即与载置部的分离距离成为规定距离以下的定时,来确定基板的哪个区域为离载置部近的形状(凹形状)、基板的哪个区域为离载置部远的形状(凸形状)。因此,通过考虑压力变化量成为规定值以上的定时的不同,能够高精度地估计基板的翘曲形状(哪个区域为凹形状、哪个区域为凸形状)。
控制部也可以进行以下控制:第一控制,控制多个吸引部,以使多个吸引部的各吸引部在互不相同的定时进行吸引力的施加;以及第二控制,在第一控制之前,按由多个吸引部中的不会引起吸引力的相互干扰的两个以上的吸引部构成的每个组,来控制多个吸引部。从使各吸引部彼此互不干扰的观点出发,原则上在互不相同的定时进行吸引力的施加(进行第一控制)。另一方面,若仅进行这样的控制则有时翘曲估计需要较多时间。关于该点,在第一控制之前,按由不进行吸引力的相互干扰的两个以上的吸引部构成的每组来进行吸引力的施加(进行第二控制),由此能够防止吸引力的相互干扰,并且能够在第一控制之前估计大致的翘曲信息。通过在得到大致的翘曲信息的基础上进行第一控制的详细估计,能够实现估计时间的缩短和精度提高。
在第二控制中,控制部也可以将对基板的背面的彼此相邻的区域施加吸引力的两个吸引部设为互不相同的组。由此,能够有效地防止吸引力的相互干扰。
控制部也可以在估计出基板的翘曲量之后,控制吸引部,以使吸引部的容积增加。由此,例如可以在估计出基板的翘曲量时减小吸引部的容积(减小吸引力)来使得容易探测吸引时的压力变动(即、容易估计翘曲量),并且在之后吸附基板时增大吸引部的容积(增大吸引力),以使得能够适当地吸附基板。
控制部也可以基于基板的翘曲信息来决定多个吸引部各自的吸引定时,并且控制多个吸引部,以使得在决定出的该吸引定时进行吸引力的施加。通过在与翘曲信息相应的定时使各吸引部施加吸引力,能够从与同载置部的距离近的区域对应的吸引部起依次施加吸引力。由此,不会产生在从与同载置部的距离远的区域对应的吸引部开始施加吸引力的情况下会成为问题的无效吸引的问题,能够迅速地进行基板的吸附。
控制部也可以基于基板的翘曲信息来决定多个吸引部各自的吸引量,并且控制多个吸引部,以使得以决定出的该吸引量进行吸引力的施加。由此,例如能够使与载置部的距离越远的区域则吸引力越大等,从而能够适当地进行基板的吸附。
也可以是,载置部为将所述基板进行加热的热板,控制部基于基板的翘曲信息来调节热板中的温度分布。由此,能够根据载置部与基板的区域之间的距离来适当地进行加温。
也可以是,升降部使基板进行升降,以使基板靠近载置部,控制部基于基板的翘曲信息来控制升降部的升降量和升降速度中的至少任一方。关于具有翘曲形状的基板,在与通常的基板同样地在升降部与冷却臂之间进行交接的情况下,冷却臂可能会与基板发生干扰而成为问题。另外,关于具有翘曲形状的基板,在与通常的基板同样地将该具有翘曲的基板从升降部载置于载置部的情况下,具有翘曲形状的基板有时不是在通常的基板被载置于载置部的定时而是在加快了升降速度的状态下与载置部接触,具有基板与载置部的接触速度变大的问题。关于该点,通过基于基板的翘曲信息来控制升降部的升降量和升降速度,能够抑制上述的问题的发生。
本公开的其它方式所涉及的基板处理方法包括:对被载置于载置部的基板的多个区域施加吸引力;以及基于根据基板向载置部的靠近而发生变化的、与吸引力的施加有关的压力的变化,来估计基板的翘曲信息。
本公开的其它方式所涉及的存储介质为存储有用于使装置执行上述的基板处理方法的程序的计算机可读存储介质。
发明的效果
根据本公开,能够容易地掌握基板的翘曲信息。
附图说明
图1是表示第一实施方式所涉及的基板处理系统的概要结构的立体图。
图2是沿图1中的II-II线的截面图。
图3是沿图2中的III-III线的截面图。
图4是表示热处理单元的一例的概要纵剖截面图。
图5是说明热处理单元中的与晶圆的翘曲信息估计有关的结构的图。
图6是说明热板中的吸附孔的形成例的图。
图7是说明压力变化的判定的图。
图8是控制器的硬件结构图。
图9是表示基板处理的流程图。
图10是表示粗估计处理的流程图。
图11是表示主估计处理的流程图。
图12是表示吸附控制处理的流程图。
图13是说明现有例的课题的图。
图14是说明现有例的课题的图。
图15是说明第二实施方式所涉及的热处理单元的图。
图16是表示热板温度特性的曲线图。
具体实施方式
[第一实施方式]
下面,参照附图详细地说明第一实施方式。在说明中,对相同要素或具有相同功能的要素标注相同的标记,省略重复的说明。
〔基板处理系统〕
基板处理系统1为对基板实施感光性覆膜的形成、该感光性覆膜的曝光以及该感光性覆膜的显影的系统。作为处理对象的基板例如为半导体的晶圆W。感光性覆膜例如为抗蚀膜。
基板处理系统1具备涂布显影装置2和曝光装置3。曝光装置3对形成于晶圆W上的抗蚀膜进行曝光处理。具体地说,通过液浸曝光等方法对抗蚀膜的曝光对象部分照射能量射线。涂布显影装置2在曝光装置3进行的曝光处理之前进行在晶圆W的表面形成抗蚀膜的处理,在曝光处理后进行抗蚀膜的显影处理。
(涂布显影装置)
下面,说明作为基板处理装置的一例的涂布显影装置2的结构。如图1~图3所示,涂布显影装置2具备承载件块4、处理块5、接口块6以及控制器100。
承载件块4用于进行晶圆W的向涂布显影装置2内的导入和晶圆W的自涂布显影装置2内的导出。例如,承载件块4能够支承晶圆W用的多个承载件11,并且承载件块4内置有交接臂A1。承载件11例如收容多个圆形的晶圆W。交接臂A1将晶圆W从承载件11取出并传递至处理块5,从处理块5接受晶圆W并将其送回承载件11内。
处理块5具有多个处理模块14、15、16、17。如图2和图3所示,处理模块14、15、16、17内置有多个液处理单元U1、多个热处理单元U2以及向这些单元搬送晶圆W的搬送臂A3。处理模块17还内置有不经由液处理单元U1和热处理单元U2地搬送晶圆W的直接搬送臂A6。液处理单元U1向晶圆W的表面涂布处理液。热处理单元U2例如内置有热板和冷却板,通过利用热板将晶圆W进行加热、利用冷却板将加热后的晶圆W进行冷却来进行热处理。
处理模块14通过液处理单元U1和热处理单元U2来在晶圆W的表面上形成下层膜。处理模块14的液处理单元U1将用于形成下层膜的处理液涂布于晶圆W上。处理模块14的热处理单元U2进行伴随下层膜的形成的各种热处理。
处理模块15通过液处理单元U1和热处理单元U2来在下层膜上形成抗蚀膜。处理模块15的液处理单元U1将用于形成抗蚀膜的处理液(涂布液)涂布于下层膜上。处理模块15的热处理单元U2进行伴随抗蚀膜的形成的各种热处理。在后文中叙述处理模块15的液处理单元U1的详情。
处理模块16通过液处理单元U1和热处理单元U2来在抗蚀膜上形成上层膜。处理模块16的液处理单元U1将用于形成上层膜的处理液涂布于抗蚀膜上。处理模块16的热处理单元U2进行伴随上层膜的形成的各种热处理。
处理模块17通过液处理单元U1和热处理单元U2来对曝光后的抗蚀膜进行显影处理。处理模块17的液处理单元U1在向曝光完毕的晶圆W的表面上涂布显影用的处理液(显影液)之后,通过清洗用的处理液(冲洗液)冲掉该处理液,由此进行抗蚀膜的显影处理。处理模块17的热处理单元U2进行伴随显影处理的各种热处理。作为热处理的具体例,能够列举显影处理前的加热处理(PEB:Post Exposure Bake:曝光后烘烤)、显影处理后的加热处理(PB:Post Bake:后烘)等。
在处理块5内的靠承载件块4侧设置有架单元U10。架单元U10被划分为沿上下方向排列的多个层格。在架单元U10的附近设置有升降臂A7。升降臂A7使晶圆W在架单元U10的层格之间升降。在处理块5内的靠接口块6侧设置有架单元U11。架单元U11被划分为沿上下方向排列的多个层格。
接口块6与曝光装置3之间进行晶圆W的交接。例如,接口块6内置有交接臂A8并与曝光装置3连接。交接臂A8将配置于架单元U11的晶圆W传递至曝光装置3,从曝光装置3接受晶圆W并且将其送回架单元U11。
控制器100控制涂布显影装置2,以使得例如按以下的过程执行涂布显影处理。
首先,控制器100控制交接臂A1,以将承载件11内的晶圆W搬送至架单元U10,并控制升降臂A7,以将该晶圆W配置于处理模块14用的层格。
接着,控制器100控制搬送臂A3,以将架单元U10的晶圆W搬送至处理模块14内的液处理单元U1和热处理单元U2,并控制液处理单元U1和热处理单元U2,以在该晶圆W的表面上形成下层膜。之后,控制器100控制搬送臂A3,以将形成有下层膜的晶圆W送回架单元U10,并控制升降臂A7,以将该晶圆W配置于处理模块15用的层格。
接着,控制器100控制搬送臂A3,以将架单元U10的晶圆W搬送至处理模块15内的液处理单元U1和热处理单元U2,并控制液处理单元U1和热处理单元U2,以在该晶圆W的下层膜上形成抗蚀膜。之后,控制器100控制搬送臂A3,以将晶圆W送回架单元U10,并控制升降臂A7,以将该晶圆W配置于处理模块16用的层格。
接着,控制器100控制搬送臂A3,以将架单元U10的晶圆W搬送至处理模块16内的各单元,并控制液处理单元U1和热处理单元U2,以在该晶圆W的抗蚀膜上形成上层膜。之后,控制器100控制搬送臂A3,以将晶圆W送回架单元U10,并控制升降臂A7,以将该晶圆W配置于处理模块17用的层格。
接着,控制器100控制直接搬送臂A6,以将该架单元U10的晶圆W搬送至架单元U11,并控制交接臂A8,以将该晶圆W送出至曝光装置3。之后,控制器100控制交接臂A8,以从曝光装置3接受被实施了曝光处理的晶圆W并将其送回架单元U11。
接着,控制器100控制搬送臂A3,以将架单元U11的晶圆W搬送至处理模块17内的各单元,并控制液处理单元U1和热处理单元U2,以对该晶圆W的抗蚀膜实施显影处理。之后,控制器100控制搬送臂A3,以将晶圆W送回架单元U10,并控制升降臂A7和交接臂A1,以将该晶圆W送回承载件11内。通过以上过程,涂布显影处理完成。
此外,基板处理装置的具体结构不限于以上例示的涂布显影装置2的结构。基板处理装置也可以为具备用于形成覆膜的液处理单元U1(处理模块14、15、16的液处理单元U1)和能够控制该液处理单元U1的控制器100的、任意的基板处理装置。
〔热处理单元〕
接着,参照图4~图8来详细地说明处理模块15的热处理单元U2。如图4和图5所示,热处理单元U2具有壳体90、温度调整机构50、加热机构30、吸引部70(参照图5)以及控制器100(控制部)。此外,图4和图5均示出热处理单元U2的一部分结构,并未示出热处理单元U2的全部结构。
壳体90为收容加热机构30和温度调整机构50的处理容器。在壳体90的侧壁开设有晶圆W的搬入口91。另外,在壳体90内设置有将壳体90内划分为上方区域和下方区域的底板92,该上方区域为晶圆W的移动区域。
温度调整机构50为在热板34与外部的搬送臂A3(参照图3)之间交接(搬送)晶圆W并且将晶圆W的温度调整为规定温度的结构。温度调整机构50具有温度调整板51和连结支架52。
温度调整板51为对所载置的晶圆W进行温度调整的板,详细地说,为载置通过加热机构30的热板34而被加热了的晶圆W并将该晶圆W冷却至规定温度的冷却板。在本实施方式中,温度调整板51形成为大致圆盘状。温度调整板51例如由铝、银或铜等热导率高的金属构成,从防止由于热引起的变形等观点出发,温度调整板51可以由同一材料构成。在温度调整板51的内部形成有用于流通冷却水以及(或者)冷却气体的冷却流路(未图示)。
连结支架52与温度调整板51连结,并且通过由控制器100控制的驱动机构53驱动,以在壳体90内移动。更详细地说,连结支架52能够沿从壳体90的搬入口91延伸至加热机构30的附近的导轨(未图示)移动。通过使连结支架52沿导轨(未图示)移动,能够使温度调整板51从搬入口91移动至加热机构30。连结支架52例如由铝、银或铜等热导率高的金属构成。
加热机构30为对晶圆W进行加热处理的结构。加热机构30具有支承台31、顶板部32、升降机构33、支承销35、升降机构36(升降部)以及热板34(载置部)。
支承台31为呈在中央部分形成有凹部的圆筒形状的构件。支承台31支承热板34。顶板部32为具有与支承台31同等程度的直径的圆板状的构件。顶板部32例如以被支承于壳体90的顶部部分的状态与支承台31隔着间隙地相向。顶板部32的上部与排气管37连接。排气管37用于进行腔室内的排气。
升降机构33为根据控制器100的控制使顶板部32进行升降的结构。通过升降机构33来使顶板部32上升,由此成为进行晶圆W的加热处理的空间即腔室打开的状态,使顶板部32下降,由此成为腔室关闭的状态。
支承销35为以贯通支承台31和热板34的方式延伸并且从晶圆W的下方支承该晶圆W的构件。支承销35通过在上下方向上进行升降来将晶圆W配置于规定的位置。支承销35为与搬送晶圆W的温度调整板51之间进行晶圆W的交接的结构。支承销35例如沿周向等间隔地设置有三个。升降机构36为根据控制器100的控制使支承销35进行升降的结构。升降机构36构成为:能够使晶圆W靠近热板34,并使晶圆W(详细地说为支承晶圆W的支承销35)进行升降,以使晶圆W被载置于热板34。
热板34构成为嵌合在支承台31的凹部中并能够载置作为处理对象的晶圆W,并且热板34对载置的晶圆W进行加热。热板34具有用于对晶圆W进行加热处理的加热器。该加热器例如由电阻发热体构成。在热板34形成有沿其厚度方向贯通的第一吸附孔34a~34c和第二吸附孔34d~34f。还参照图6来说明第一吸附孔34a~34c和第二吸附孔34d~34f。
如图6所示,第一吸附孔34a在以热板34的中心为中心的圆的圆周上等间隔地形成有四个。第一吸附孔34b在与表示第一吸附孔34a的形成区域的圆同心圆状地形成于该圆的外侧的圆的圆周上等间隔地形成有八个。第一吸附孔34c在与表示第一吸附孔34b的形成区域的圆同心圆状地形成于该圆的外侧的圆的圆周上等间隔地形成有十二个。另外,第二吸附孔34d形成于与各第一吸附孔34a对应的位置(详细地说是第一吸附孔34a的内侧)。第二吸附孔34e形成于与各第一吸附孔34b对应的位置(详细地说是第一吸附孔34b的内侧)。第二吸附孔34f形成于与各第一吸附孔34c对应的位置(详细地说是第一吸附孔34c的内侧)。第一吸附孔34a~34c和第二吸附孔34d~34f形成于在将晶圆W载置于热板34上的状态下与晶圆W的背面相向的区域。
第一吸附孔34a~34c是在为了矫正具有翘曲形状的晶圆W(使其变平坦)而从吸引部70向晶圆W施加吸引力时选择的吸附孔(在后文中叙述详情)。第二吸附孔34d~34f是在为了估计晶圆W的翘曲形状而从吸引部70向晶圆W施加吸引力时选择的吸附孔(在后文中叙述详情)。第一吸附孔34a~34c的孔径比第二吸附孔34d~34f的孔径大。第一吸附孔34a~34c的孔径例如为第二吸附孔34d~34f的孔径例如为/>通过使第一吸附孔34a~34c的孔径比较大,能够对晶圆W施加强的吸引力,从而能够适当地进行翘曲的矫正。通过使第二吸附孔34d~34f的孔径比较小,使得不会对晶圆W施加过强的吸引力,能够在不矫正晶圆W的形状的情况下估计晶圆W本来的形状。另外,通过使第二吸附孔34d~34f的孔径小,当在估计阶段检测压力变化时(在后文中叙述详情),能够灵敏地检测小的压力变化,并且能够加快检测速度(传感器的反应速度)。
吸引部70对晶圆W的背面的多个区域施加吸引力,以使晶圆W被吸附于热板34。吸引部70经由第一吸附孔34a~34c或第二吸附孔34d~34f向晶圆W的背面施加吸引力。如图5所示,吸引部70具有吸引部件71、第一配管72a~72c、压力传感器73a~73c、阀74a~74c以及第二配管75d~75f。
吸引部件71为通过压力的作用来吸取气体的机构。第一配管72a~72c的一端与吸引部件71连接,并且另一端从第一吸附孔34a~34c内通过后到达第一吸附孔34a~34c的上端(与晶圆W相向的部分)。即,第一配管72a以将吸引部件71与第一吸附孔34a的上端连接的方式延伸,第一配管72b以将吸引部件71与第一吸附孔34b的上端连接的方式延伸,第一配管72c以将吸引部件71与第一吸附孔34c的上端连接的方式延伸。此外,第一配管72a~72c可以为另一端仅延伸至第一吸附孔34a~34c的入口(下端)的结构(第一配管72a~72c未通到第一吸附孔34a~34c内的结构)。
压力传感器73a~73c与第一配管72a~72c对应地设置,检测(测定)第一配管72a~72c内的压力。即,压力传感器73a设置于第一配管72a,压力传感器73b设置于第一配管72b,压力传感器73c设置于第一配管72c。压力传感器73a~73c将检测出的压力的值发送至控制器100。
阀74a~74c与第一配管72a~72c对应地设置,将第一配管72a~72c内的流路进行开闭。阀74a~74c与第二配管75d~75f连接。即,阀74a设置于第一配管72a并且与第二配管75d连接,阀74b设置于第一配管72b并且与第二配管75e连接,阀74c设置于第一配管72c并且与第二配管75f连接。利用阀74a~74c将朝向第二配管75d~75f侧的流路关闭,将朝向第一配管72a~72c侧的流路打开,由此经由第一吸附孔34a~34c将处理容器21内的气体吸取至吸引部件71侧。另外,利用阀74a~74c将朝向第一配管72a~72c侧的流路关闭,将朝向第二配管75d~75f侧的流路打开,由此经由第二吸附孔34d~34f将处理容器21内的气体吸取至吸引部件71侧。另外,通过调节阀74a~74c的开度,来调整朝向吸引部件71侧吸引的气体的吸引量。阀74a~74c的开闭和开度的调节由控制器100进行控制。
第二配管75d~75f的一端与阀74a~74c连接,并且另一端从第二吸附孔34d~34f内通过后到达第二吸附孔34d~34f的上端(与晶圆W相向的部分)。即,第二配管75d以将阀74a与第二吸附孔34d的上端连接的方式延伸,第二配管75e以将阀74b与第二吸附孔34e的上端连接的方式延伸,第二配管75f以将阀74c与第二吸附孔34f的上端连接的方式延伸。此外,第二配管75d~75f的另一端可以为仅延伸至第二吸附孔34d~34f的入口(下端)的结构(第二配管75d~75f未通到第二吸附孔34d~34f内的结构)。
如图4和图5所示,控制器100具有作为功能模块的腔室开闭控制部101、支承销升降控制部102、板移动控制部103、压力判定部104、翘曲估计部105以及阀控制部106。
腔室开闭控制部101控制升降机构33,以通过顶板部32的升降将腔室进行开闭。
支承销升降控制部102控制升降机构36,以通过支承销35的升降来在温度调整板51与支承销35之间进行晶圆W的交接。另外,支承销升降控制部102控制升降机构36,以使支承晶圆W的支承销35下降来将晶圆W从支承销35载置于热板34。另外,支承销升降控制部102基于由后述的翘曲估计部105估计出的晶圆W的翘曲信息,来控制升降机构36的升降量和升降速度。例如,支承销升降控制部102事先获取晶圆W的翘曲信息,由此控制升降机构36的升降量,以使晶圆W在热板34上的着落位置是适当的。
板移动控制部103控制驱动机构53,以使温度调整板51在壳体90内移动。
压力判定部104从压力传感器73a~73c获取吸引部70(详细地说是第一配管72a~72c)的相应于晶圆W向热板34的靠近而产生变化的压力值,并判定压力变化量是否为规定值以上。此外,在进行估计晶圆W的翘曲信息的处理时,通过压力判定部104进行判定。另外,在通过压力判定部104进行判定时,通过后述的阀控制部106来控制阀74a~74c,以使得经由通过第二吸附孔34d~34f的第二配管75d~75f进行晶圆W的吸引。
图7表示关于各第二吸附孔34d~34f的压力变化量的判定的一例,横轴表示晶圆W的下降距离(1/高度),纵轴表示获取的压力。在图7所示的例子中,在下降距离成为规定值时开始进行吸引(图7中的VAC-on),之后压力变化量小的状态(压力固定为“-20kPa”附近的值)持续一段时间。在该状态下,压力判定部104不判定为“压力变化量成为规定值以上”。之后,当晶圆W进一步下降时,在某个定时压力值大幅度变化,因此压力判定部104在该定时判定为“压力变化量成为规定值以上”。在图7所示的例子中,在下降距离最小的阶段,在与第二吸附孔34d对应的第一配管72a中压力变化量成为规定值以上,接着,在下降距离小的阶段,在与第二吸附孔34e对应的第一配管72b中压力变化量成为规定值以上,在下降距离最大的阶段,在与第二吸附孔34f对应的第一配管72c中压力变化量成为规定值以上。压力值大幅度变化的部位(压力变化量为规定值以上的部位)表示对应的晶圆W的区域正在靠近正在测定的第二吸附孔34d~34f,因此能够通过压力判定部104的判定来确定晶圆W的哪个区域容易靠近热板34(即、向热板34方向凹入)。
翘曲估计部105基于压力判定部104的判定结果来估计晶圆W的翘曲信息。在由压力判定部104判定为压力变化量为规定值以上的情况下,翘曲估计部105从升降机构36获取晶圆W的高度信息,并基于该高度信息来估计晶圆W的翘曲量。翘曲估计部105例如在事先关于平坦的晶圆W获取压力变化量成为规定值以上时的晶圆W的高度信息(正常时高度信息),并通过与该正常时高度信息进行比较来估计晶圆W的作为翘曲估计对象的区域的翘曲量。例如在图7所示的例子中,在关于与第二吸附孔34e对应的第一配管72b判定为压力变化量为规定值以上的情况下,翘曲估计部105从升降机构36获取压力变化量为规定值以上的定时的晶圆W的高度信息。而且,翘曲估计部105通过将获取到的高度信息与上述的正常时高度信息进行比较,能够估计与第二吸附孔34e对应的晶圆W的区域相比于平坦的晶圆W凹入了多少(或突出了多少),即,估计是怎样的翘曲量。
另外,翘曲估计部105根据与多个第二吸附孔34d~34f对应的第一配管72a~72c的各个压力传感器73a~73c的压力变化量成为规定值以上的定时的不同,来估计晶圆W的翘曲形状。例如在图7所示的例子中,晶圆W的下降距离逐渐变大(晶圆W靠近热板34),并且在下降距离最小的阶段,在与第二吸附孔34d对应的第一配管72a中压力变化量成为规定值以上,接着,在下降距离小的阶段,在与第二吸附孔34e对应的第一配管72b中压力变化量成为规定值以上,在下降距离最大的阶段,在与第二吸附孔34f对应的第一配管72c中压力变化量成为规定值以上。在这样的情况下,翘曲估计部105能够估计为图5所示的、与中央的第二吸附孔34d对应的晶圆W的区域离热板34最近(凹入)且与外侧的第二吸附孔34f对应的晶圆W的区域离热板34最远的晶圆W,即,朝向中央凹入的凹形状的晶圆W。
阀控制部106控制阀74a~74c,以使得吸引力被施加至晶圆W的背面的多个区域。阀控制部106进行翘曲估计控制和吸附控制,翘曲估计控制是与晶圆W的翘曲信息的估计有关的控制,吸附控制是在翘曲估计控制后矫正晶圆W的翘曲以使晶圆W被吸附于热板34的控制。在进行翘曲估计控制的情况下,阀控制部106调节阀74a~74c的开度,以使得吸引量相比于进行吸附控制的情况减小,具体地说是成为不进行晶圆W的翘曲矫正的程度的吸引量。在通过翘曲估计控制估计出晶圆W的翘曲量之后,阀控制部106控制吸引部70,以使吸引部70的容积增加。即,阀控制部106例如在翘曲估计控制中调节阀74a~74c,以使得经由与第二吸附孔34d~34f对应的第二配管75d~75f对处理容器21内的气体进行吸引,并且在之后的吸附控制中,调节阀74a~74c以使得经由与孔径比第二吸附孔34d~34f大的第一吸附孔34a~34c对应的第一配管72a~72c对处理容器21内的气体进行吸引。由此,能够在估计晶圆W的翘曲量之后使吸引部70的容积增加。另外,也可以是,在翘曲估计控制后,阀控制部106例如切换为比翘曲估计控制时的配管粗的配管,由此使吸引部70的容积增加。
在进行翘曲估计控制的情况下,阀控制部106调节阀74a~74c,以使得经由与第二吸附孔34d~34f对应的第二配管75d~75f进行处理容器21内的气体的吸引。阀控制部106首先进行粗估计控制(第一控制),之后进行作为翘曲估计控制的主估计控制(第二控制)。在粗估计控制中,阀控制部106按由与多个第二吸附孔34d~34f对应的第二配管75d~75f中的不会引起吸引力的相互干扰的两个以上的第二配管75d~75f构成的每个组来控制阀74a~74c,以施加吸引力。在粗估计控制中,阀控制部106例如将对晶圆W的背面的彼此相邻的区域施加吸引力的两个第二配管75d~75f(对应的第二吸附孔34d~34f相邻的第二配管75d~75f)设为互不相同的组。在主估计控制中,阀控制部106控制阀74a~74c,以使与多个第二吸附孔34d~34f对应的第二配管75d~75f分别在互不相同的定时进行吸引力的施加。即,在主估计控制中,仅将多个阀74a~74c中的一个阀设为打开状态,将其它阀设为关闭状态。
在进行吸附控制的情况下,阀控制部106基于由翘曲估计部105得到的翘曲信息的估计结果,来决定经由与多个第一吸附孔34a~34c对应的第一配管72a~72c进行的吸引的定时,并且控制阀74a~74c,以使得在决定出的吸引定时进行吸引力的施加。例如,设为通过翘曲估计部105判定为晶圆W如图5所示的例子那样呈朝向中央凹入的凹形状。在该情况下,阀控制部106控制阀74a~74c,以使得从晶圆W中的与热板34的距离短的区域起依次进行通过吸引部70进行的吸引力的施加。即,阀控制部106首先控制阀74a~74c(仅使阀74a为打开状态。使阀74b、74c为关闭状态),以使得仅从与热板34的距离最短的中央的第一吸附孔34a所对应的第一配管72a进行气体的吸引,接着控制阀74a~74c(使阀74a和阀74b为打开状态,使阀74c为关闭状态),以得使还从与热板34的距离第二短的、第一吸附孔34a的外侧的第一吸附孔34b所对应的第一配管72b进行气体的吸引,最后控制阀74a~74c(使阀74a~74c为打开状态),以使得还从与热板34的距离最长的、第一吸附孔34b的外侧的第一吸附孔34c所对应的第一配管72c进行气体的吸引。
在进行吸附控制的情况下,阀控制部106基于由翘曲估计部105得到的翘曲信息的估计结果,来决定经由与多个第一吸附孔34a~34c对应的第一配管72a~72c进行的吸引的吸引量,并且控制阀74a~74c,以使得以决定出的吸引量进行吸引力的施加。例如,设为通过翘曲估计部105判定为晶圆W如图5所示的例子那样呈朝向中央凹入的凹形状。在该情况下,阀控制部106调节阀74a~74c的开度,以使得晶圆W中的与热板34的距离越长的区域则吸引部70对该区域进行吸引的吸引量越大。即,阀控制部106以如下方式调节阀74a~74c的开度:与热板34的距离最长的第一吸附孔34a所对应的第一配管72a的吸引量最大,与热板34的距离第二长的第一吸附孔34b所对应的第一配管75b的吸引量第二大,与热板34的距离最短的第一吸附孔34c所对应的第一配管75c的吸引量最小。
控制器100由一个或多个控制用计算机构成。例如,控制器100具有图13所示的电路120。电路120具有一个或多个处理器121、存储器122、存储装置123、输入输出端口124以及计时器125。
输入输出端口124与升降机构33、升降机构36、驱动机构53、压力传感器73a~73c以及阀74a~74c之间进行电信号的输入输出。计时器125例如通过将固定周期的基准脉冲进行计数来测量经过时间。存储装置123具有计算机能够读取的记录介质,例如硬盘等。记录介质记录有用于执行后述的基板处理过程的程序。记录介质可以为非易失性的半导体存储器、磁盘和光盘等可取出的介质。存储器122暂时地记录从存储装置123的记录介质下载的程序和处理器121得到的运算结果。处理器121与存储器122相协作地执行上述程序,由此构成上述的各功能模块。
此外,控制器100的硬件结构不一定限于通过程序来构成各功能模块。例如,控制器100的各功能模块也可以由专用的逻辑电路或将该逻辑电路集成所得到的ASIC(Application Specific Integrated Circuit:专用集成电路)构成。
〔基板处理过程〕
接着,作为基板处理方法的一例,参照图9~图12来说明热处理单元U2根据控制器100的控制来执行的基板处理过程。
图9的流程图示出翘曲估计控制和翘曲估计控制后的吸附控制的处理过程。如图9所示,首先,控制器100进行翘曲估计控制中的粗估计控制(第一控制)(步骤S1)。接着,控制器100进行翘曲估计控制中的主估计控制(第二控制)(步骤S2)。在翘曲估计控制后,控制器100进行吸附控制(步骤S3)。例如在以组为单位进行处理的情况下,也可以仅对最初的晶圆W进行步骤S1和S2的处理(估计处理),对之后的晶圆W仅进行步骤S3的吸附控制。此外,控制器100也可以在进行吸附控制之前(步骤S3之前),基于晶圆W的翘曲信息来进行校正升降机构36的升降量和升降速度的处理。下面,参照图10~图12来说明粗估计控制、主估计控制以及吸附控制。
(粗估计过程)
图10是表示粗估计处理的流程图。如图10所示,在粗估计控制中,控制器100首先控制升降机构36,以使支承晶圆W的支承销35开始下降(步骤S11),并且按各组(与同时施加吸引力的第二吸附孔34d~34f对应的第二配管74d~75f的组)来控制阀74a~74c,以使吸引开始(步骤S12)。控制器100控制阀74a~74c,以使属于不同的组的第二配管75d~75f的吸引不同时进行。
接着,控制器100从压力传感器73a~73c获取压力的值(步骤S13),判定是否存在压力值变动(详细地说,是压力变化量是否为规定值以上)(步骤S14)。当在S14中判定为无压力值变动的情况下,再次进行S13的处理。另一方面,当在S14中判定为有压力值变动的情况下,控制器100确定被判定为有压力值变动的组的第二吸附孔34d~34f,并且从升降机构36获取压力变化量成为规定值以上的定时的晶圆W的高度信息(位置)(步骤S15)。接着,控制器100控制升降机构36,以使支承销35结束下降(步骤S16),并且控制阀74a~74c,以使得经由属于被判定为有压力值变动的组的第二配管75d~75f进行的吸引结束(步骤S17)。
接着,控制器100关于全部的组判定对压力值变动的判定是否结束(步骤S18)。当在S18中判定为没有结束的情况下,控制器100关于压力值变动判定前的各组再次执行S12之后的处理。另一方面,当在S18中判定为结束的情况下,控制器100基于获取到的晶圆W的各区域的高度信息(距热板34的距离),来估计晶圆W的翘曲信息(步骤S19)。此外,在粗估计控制中,根据组单位的压力值变动的判定来估计翘曲信息,因此相比于后述的主估计中的对翘曲信息的估计,估计制度差。
(主估计过程)
图11是表示主估计处理的流程图。如图11所示,在主估计控制中,控制器100首先控制升降机构36,以使支承晶圆W的支承销35开始下降(步骤S31),并且控制阀74a~74c,以使与各第二吸附孔34d~34f对应的每个第二配管75d~75f开始进行吸引(步骤S33)。控制器100控制阀74a~74c,以使多个第二吸附孔34d~34f的吸引不同时进行。
接着,控制器100从压力传感器73a~73c获取压力的值(步骤S33),判定是否存在压力值变动(详细地说,是压力变化量是否为规定值以上)(步骤S34)。当在S34中判定为无压力值变动的情况下,再次进行S33的处理。
另一方面,当在S34中判定为有压力值变动的情况下,控制器100控制升降机构36,以使支承销35结束下降(步骤S35),并且控制阀74a~74c,以使得经由与被判定为有压力变动的第二吸附孔34d~34f对应的第二配管75d~75f进行的吸引结束(步骤S36)。然后,控制器100从升降机构36获取压力变化量成为规定值以上的定时的晶圆W的高度信息(位置)(步骤S37)。
接着,控制器100关于全部的第二吸附孔34d~34f判定对压力值变动的判定是否结束(步骤S38)。当在S38中判定为没有结束的情况下,控制器100关于压力变动判定前的各第二吸附孔34d~34f再次执行S31之后的处理。另一方面,当在S38中判定为结束的情况下,控制器100基于获取到的晶圆W的各区域的高度信息(距热板34的距离),来估计晶圆W的翘曲信息(步骤S39)。
此外,晶圆W的中央的区域通常被支承销35支承。因此,在晶圆W为朝向中央具有凸翘曲的凸形状的晶圆的情况下,能够关于全部的第二吸附孔34d~34f进行压力变动的判定(即高度信息的获取)。另一方面,在晶圆W为朝向中央凹入的凹形状的晶圆的情况下,认为在关于外周部的区域的压力变动的判定未完成的情况下就会将晶圆W载置于热板34。即使在该情况下,也至少能够进行晶圆W为凹形状这个翘曲信息的估计。
(吸附控制过程)
图12是表示吸附控制处理的流程图。如图12所示,在吸附控制中,控制器100首先获取晶圆W的翘曲信息(步骤S51)。接着,控制器100基于翘曲信息,关于各第一吸附孔34a~34c决定进行吸附处理的顺序和吸附量(步骤S52)。具体地说,控制器100基于晶圆W的各区域的高度信息,以从与热板34的距离近的晶圆W的区域起依次进行吸附的方式决定吸附顺序。另外,控制器100基于晶圆W的各区域的高度信息,以与热板34的分离距离越长的晶圆W的区域则吸引量越大的方式决定吸引量。最后,控制器100控制阀74a~74c,以使得按决定出的吸附顺序和吸引量进行处理。
〔作用效果〕
在以往的方法中,在没有事先掌握晶圆W的翘曲信息的情况下进行工艺处理。在该情况下,例如图13所示,在对朝向中央具有凸翘曲的凸形状的晶圆W进行处理的情况下,即使在若为平坦的晶圆则不会与温度调整板51发生干扰的位置,晶圆W的外端也可能会与温度调整板51发生干扰(参照图13的(a))。另外,在将晶圆W载置于热板34时,通常在成为晶圆W充分靠近了热板34的状态后使晶圆W的下降速度降低。当使用如图13的(b)所示那样的凸形状的晶圆W时,有时,即使在使用平坦的晶圆W的情况的被设为通常的下降速度的定时(即晶圆W未靠近热板34的定时),晶圆W也可能到达热板34,在该情况下,晶圆W与热板34的接触速度大,热板34上的晶圆W的位置可能会偏离。像这样,在不掌握晶圆W的翘曲信息的情况下进行了工艺处理时,有时难以与平坦的晶圆同样地进行适当的处理。据此,要求事先掌握晶圆W的翘曲信息。
关于该点,本实施方式所涉及的热处理单元U2具备:热板34,其构成为能够载置作为处理对象的晶圆W;升降机构36,其构成为能够使支承晶圆W的支承销35进行升降,以使得晶圆W被载置于热板34;吸引部70,其对晶圆W的背面的多个区域施加吸引力,以使得晶圆W被吸附于热板34;以及控制器100,其基于吸引部70的第一配管72a~72c相应于晶圆W向热板34的靠近而各自产生的压力变化,来估计晶圆W的翘曲信息。
在这样的热处理单元U2中,在通过吸引部70吸引晶圆W的背面(朝向热板34方向吸引晶圆W)的状态下,基于吸引部70的压力变化来估计晶圆W的翘曲信息。在此,在晶圆W具有翘曲形状的情况下,在各个区域中,被载置于热板34的定时不同。在晶圆W的某个区域靠近了热板34的情况下,在对该区域施加吸引力的第一配管72a~72c中测定出的压力会发生变化。像这样,通过探测各第一配管72a~72c中的压力变化,能够确定晶圆W的各区域中的靠近了热板34的区域。通过对各第一配管72a~72c进行这样的压力变化的探测,能够估计晶圆W的凹凸信息(翘曲信息)。在热处理单元U2中,能够使用吸引部70、升降机构36等已有的结构来简易地进行这样的晶圆W的翘曲信息的估计。即,根据热处理单元U2,能够容易地估计晶圆W的翘曲信息。
升降机构36使晶圆W进行升降,以使晶圆W靠近热板34,控制器100判定第一配管72a~72c中的压力变化量是否为规定值以上,在该压力变化量为规定值以上的情况下,从升降机构36获取晶圆W的高度信息,基于该高度信息来估计晶圆W的翘曲量。由此,例如在晶圆W的某个区域与热板34的分离距离为规定距离以下的情况下,获取晶圆W的高度信息,并估计晶圆W的翘曲量。通过像这样估计晶圆W的翘曲量,能够更高精度地估计晶圆W的翘曲信息。
控制器100根据多个第一配管72a~72c各自的压力变化量成为规定值以上的定时的不同,来估计晶圆W的翘曲形状。能够根据压力变化量成为规定值以上的定时、即与热板34的分离距离成为规定距离以下的定时,来确定晶圆W的哪个区域为离热板34近的形状(凹形状)、晶圆W的哪个区域为离热板34远的形状(凸形状)。因此,通过考虑压力变化量成为规定值以上的定时的不同,能够高精度地估计晶圆W的翘曲形状(哪个区域为凹形状、哪个区域为凸形状)。
控制器100进行以下控制:主估计控制,控制阀74a~74c,以使与多个第二吸附孔34d~34f对应的第二配管75d~75f分别在互不相同的定时进行吸引力的施加;以及粗估计控制,在主估计控制之前,按由与多个第二吸附孔34d~34f对应的第二配管75d~75f中的不会引起吸引力的相互干扰的两个以上的第二配管75d~75f构成的每个组,来控制阀74a~74c。关于各第二配管75d~75f,在彼此不进行相互干扰的观点出发,原则上在互不相同的定时进行吸引力的施加(进行主估计控制)。另一方面,仅进行这样的控制有时需要较多的时间来进行翘曲估计。关于该点,通过在主估计控制之前按由不会引起吸引力的相互干扰的两个以上的第二配管75d~75f构成的每个组进行吸引力的施加(进行粗估计控制),能够防止吸引力的相互干扰,并且能够在主估计控制之前估计出大致的翘曲信息。通过在得到大致的翘曲信息的基础上进行主估计控制(详细的估计),能够实现估计时间的缩短和精度提高。
在粗估计控制中,控制器100将对晶圆W的背面的彼此相邻的区域施加吸引力的两个第二配管75d~75f设为互不相同的组。由此,能够高效地防止吸引力的相互干扰。
控制器100基于晶圆W的翘曲信息来决定多个第二配管75d~75f各自的吸引定时,并且控制多个阀74a~74c,以使得在决定出的该吸引定时进行吸引力的施加。通过在与翘曲信息相应的定时从第二配管75d~75f施加吸引力,能够从与热板34的距离近的区域所对应的第二配管75d~75f起依次施加吸引力。例如,如图14所示,在从与热板34的距离远的区域所对应的吸引部开始施加吸引力的情况下,在外缘部成为真空无效吸引的状态,具有以下问题:由于吸附时的晶圆姿势偏差而使得吸附完成时间增加;以及从晶圆W的外周流入气氛气体而使得晶圆W温度面内均匀性下降。关于该点,如本实施方式那样,通过从与热板34的距离近的区域所对应的第二配管75d~75f起依次施加吸引力,不会发生上述的无效吸引等问题,能够迅速且适当地进行晶圆W的吸附。
控制器100基于晶圆W的翘曲信息来决定多个第二配管75d~75f各自的吸引量,并且控制多个阀74a~74c,以使得以决定出的该吸引量进行吸引力的施加。由此,例如能够使得与热板34的距离越远的区域则吸引力等越大,从而能够适当地进行基板的吸附(翘曲矫正)。
升降机构36使晶圆W进行升降,以使晶圆W靠近热板34,控制器100基于晶圆W的翘曲信息来控制升降机构36的升降量和升降速度中的至少任一方。关于具有翘曲形状的晶圆W,在与通常的晶圆W同样地在升降机构36与温度调整板51之间进行交接的情况下,可能会发生温度调整板51与晶圆W发生干扰的问题。另外,关于具有翘曲形状的晶圆W,在与通常的晶圆W同样地将其从升降机构36载置于热板34的情况下,具有翘曲形状的晶圆W有时不是在通常的晶圆W被载置于热板34的定时而是在加快了升降速度的状态下与热板34接触,具有晶圆W与热板34的接触速度变大的问题。关于该点,通过基于晶圆W的翘曲信息来控制(校正)升降机构36的升降量和升降速度,能够抑制上述问题的发生。
[第二实施方式]
下面,参照图15和图16来说明第二实施方式。此外,在第二实施方式的说明中,主要说明与第一实施方式不同的点,省略与第一实施方式相同的说明。
如图15所示,在第二实施方式所涉及的热处理单元中,控制器100的温度控制部110基于晶圆W的翘曲信息(晶圆W的各区域与热板34的间隙)来调节热板34的温度分布。热板34为多通道热板,针对每个区域分别具有加热器134a~134d。即,在热板34的中央设置有加热器134a,在该加热器134a的外侧设置有加热器134b,在该加热器134b的外侧设置有加热器134c,在该加热器134c的外侧设置有加热器134d。另外,作为测定热板34中的通过加热器134a~134d而被升温的各个区域的温度的温度传感器,设置有温度传感器125a~125d。
例如如图15所示的例子那样,在使用朝向中央凹入的凹形状的晶圆W的情况下,温度控制部110首先获取该晶圆W的翘曲信息。然后,温度控制部110控制加热器134a~134d,以使热板34的温度分布均匀并且使越靠与热板34的距离远的外端的区域则加热器的输出越大(设定温度越高)。即,温度控制部110控制加热器134a~134d,以使输出按加热器134d、加热器134c、加热器134b、加热器134a的顺序变大。此外,温度控制部110也可以基于由各温度传感器125a~125d测定出的温度来调整加热器134a~134d的输出。
图16是表示平坦的晶圆W和具有翘曲形状的变形的晶圆W的热板温度特性的曲线图,纵轴表示温度,横轴表示时间,实线表示平坦的晶圆W的特性,虚线表示具有翘曲形状的晶圆W的特性。如图16所示,具有翘曲形状的晶圆W与热板34的距离不均匀,另外,在处理过程中翘曲量发生变化,因此热板温度特性与平坦的晶圆W不同。由此,具有翘曲形状的晶圆W有时会产生过冲、未达到设定温度、由于蓄热而导致温度上升等,有时具有由于晶圆温度的面内均匀性的下降引起的晶圆面内工艺性能的下降、进行连续处理的情况下的组内工艺性能的偏差等问题。
关于该点,如上述那样,通过温度控制部110基于晶圆W的翘曲信息来控制热板34的各区域的加热器134a~134d,调节热板34的温度分布,由此即使在晶圆W具有翘曲形状且晶圆W与热板34的距离不均匀的情况下,也能够适当地将晶圆W的各区域进行加温,抑制工艺性能的下降等。
以上说明了实施方式,但本开示不限定于上述实施方式。例如,说明了在估计晶圆W的翘曲信息之后通过吸引部70来矫正晶圆W,但不限定于此,也可以不具有基于真空等的矫正部件,通过其它部件(例如如第二实施方式中说明的那样的温度调整部件)来纠正翘曲晶圆的弊端。
另外,本实施方式中说明的方式并非仅能应用于热处理单元U2,也可以应用于其它基板处理装置。在该情况下,也可以仅使用载置部来代替热板。
附图标记说明
2:涂布显影装置;34:热板(载置部);36:升降机构(升降部);70:吸引部;100:控制器;W:晶圆(基板)。

Claims (10)

1.一种基板处理装置,具备:
载置部,其构成为能够载置作为处理对象的基板;
升降部,其构成为能够使所述基板和所述载置部中的至少任一方升降,以使得所述基板被载置于所述载置部;
多个吸引部,所述多个吸引部对所述基板的背面的多个区域施加吸引力,以使得所述基板被吸附于所述载置部;以及
控制部,其基于所述多个吸引部相应于所述基板向所述载置部的靠近而各自产生的压力变化,来估计所述基板的翘曲信息,
其中,所述升降部使所述基板进行升降,以使所述基板靠近所述载置部,
所述控制部判定所述吸引部的压力变化量是否为规定值以上,在该压力变化量为规定值以上的情况下,从所述升降部获取所述基板的高度信息,并基于该高度信息来估计所述基板的翘曲量,
其中,所述控制部进行以下控制:
第一控制,控制所述多个吸引部,以使所述多个吸引部的各吸引部在互不相同的定时进行吸引力的施加;以及
第二控制,在所述第一控制之前,按由所述多个吸引部中的不会引起吸引力的相互干扰的两个以上的吸引部构成的每个组,来控制所述多个吸引部。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
所述控制部根据所述多个吸引部的每个吸引部的所述压力变化量成为规定值以上的定时的不同,来估计所述基板的翘曲形状。
3.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
在所述第二控制中,所述控制部将对所述基板的背面的彼此相邻的区域施加吸引力的两个吸引部设为互不相同的组。
4.根据权利要求1或2所述的基板处理装置,其特征在于,
所述控制部在估计出所述基板的翘曲量之后,控制所述吸引部,以使所述吸引部的容积增加。
5.根据权利要求1或2所述的基板处理装置,其特征在于,
所述控制部基于所述基板的翘曲信息来决定所述多个吸引部各自的吸引定时,并且控制所述多个吸引部,以使得在决定出的该吸引定时进行吸引力的施加。
6.根据权利要求5所述的基板处理装置,其特征在于,
所述控制部基于所述基板的翘曲信息来决定所述多个吸引部各自的吸引量,并且控制所述多个吸引部,以使得以决定出的该吸引量进行吸引力的施加。
7.根据权利要求1或2所述的基板处理装置,其特征在于,
所述载置部为将所述基板进行加热的热板,
所述控制部基于所述基板的翘曲信息来调节所述热板中的温度分布。
8.根据权利要求1或2所述的基板处理装置,其特征在于,
所述控制部基于所述基板的翘曲信息来控制所述升降部的升降量和升降速度中的至少任一方。
9.一种基板处理方法,包括:
利用升降部使基板进行升降,以使所述基板靠近载置所述基板的载置部;
利用多个吸引部对所述基板的多个区域施加吸引力;以及
基于根据所述基板向所述载置部的靠近而发生变化的、与所述吸引力的施加有关的压力的变化,来估计所述基板的翘曲信息,
其中,判定所述吸引部的压力变化量是否为规定值以上,在该压力变化量为规定值以上的情况下,从所述升降部获取所述基板的高度信息,并基于该高度信息来估计所述基板的翘曲量,
其中,所述基板处理方法还包括:
第一控制步骤,控制所述多个吸引部,以使所述多个吸引部的各吸引部在互不相同的定时进行吸引力的施加;以及
第二控制步骤,在所述第一控制步骤之前,按由所述多个吸引部中的不会引起吸引力的相互干扰的两个以上的吸引部构成的每个组,来控制所述多个吸引部。
10.一种计算机可读存储介质,存储有用于使装置执行根据权利要求9所述的基板处理方法的程序。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7256773B2 (ja) * 2020-04-24 2023-04-12 信越化学工業株式会社 平坦性制御方法、塗膜の形成方法、平坦性制御装置、及び塗膜形成装置
TW202425206A (zh) * 2022-08-26 2024-06-16 日商東京威力科創股份有限公司 基板處理裝置及基板處理方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5564682A (en) * 1993-08-13 1996-10-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Wafer stage apparatus for attaching and holding semiconductor wafer
JP2001274069A (ja) * 2000-03-27 2001-10-05 Toshiba Corp レジストパターン形成方法及び半導体製造システム
JP2013191601A (ja) * 2012-03-12 2013-09-26 Sumitomo Heavy Ind Ltd 基板保持装置及び基板保持方法
JP2013207030A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Elpida Memory Inc レジスト塗布処理装置およびレジスト塗布処理方法
CN105097612A (zh) * 2014-05-09 2015-11-25 东京毅力科创株式会社 热处理装置和热处理方法
JP2016066779A (ja) * 2014-09-25 2016-04-28 東京エレクトロン株式会社 基板熱処理装置、基板熱処理方法、記録媒体及び熱処理状態検知装置
JP3204867U (ja) * 2016-02-04 2016-06-23 東京エレクトロン株式会社 基板温調装置
CN107102515A (zh) * 2016-02-22 2017-08-29 东京毅力科创株式会社 基板处理方法和基板处理装置
JP2018050051A (ja) * 2014-03-05 2018-03-29 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法及び記録媒体

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7214548B2 (en) * 2004-08-30 2007-05-08 International Business Machines Corporation Apparatus and method for flattening a warped substrate
JP4781901B2 (ja) * 2006-05-08 2011-09-28 東京エレクトロン株式会社 熱処理方法,プログラム及び熱処理装置
CN103503112B (zh) * 2012-03-30 2016-08-17 新东工业株式会社 半导体元件用基板的弯曲矫正装置及弯曲矫正方法
JP6316181B2 (ja) 2014-12-18 2018-04-25 東京エレクトロン株式会社 基板保持ステージ
JP6706182B2 (ja) * 2016-09-16 2020-06-03 キオクシア株式会社 基板保持装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5564682A (en) * 1993-08-13 1996-10-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Wafer stage apparatus for attaching and holding semiconductor wafer
JP2001274069A (ja) * 2000-03-27 2001-10-05 Toshiba Corp レジストパターン形成方法及び半導体製造システム
JP2013191601A (ja) * 2012-03-12 2013-09-26 Sumitomo Heavy Ind Ltd 基板保持装置及び基板保持方法
JP2013207030A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Elpida Memory Inc レジスト塗布処理装置およびレジスト塗布処理方法
JP2018050051A (ja) * 2014-03-05 2018-03-29 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法及び記録媒体
CN105097612A (zh) * 2014-05-09 2015-11-25 东京毅力科创株式会社 热处理装置和热处理方法
JP2016066779A (ja) * 2014-09-25 2016-04-28 東京エレクトロン株式会社 基板熱処理装置、基板熱処理方法、記録媒体及び熱処理状態検知装置
JP3204867U (ja) * 2016-02-04 2016-06-23 東京エレクトロン株式会社 基板温調装置
CN107102515A (zh) * 2016-02-22 2017-08-29 东京毅力科创株式会社 基板处理方法和基板处理装置

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