JP2008166514A - 温度制御方法、調整装置、温度調節器、プログラム、記録媒体および加熱処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱板の温度の温度を制御する方法は、各目標温度をステップ状に個別に変化させたときの基板の前記複数の計測点における計測温度のステップ応答波形を計測し、計測した前記ステップ応答波形を用いて、パルス状の目標温度の変化に対するパルス応答波形を合成し、このパルス応答波形に基づいて、目標温度を三角状に変化させた場合の三角波応答波形を合成し、合成した応答波形に基づいて、目標温度と基板の複数の計測点における温度との関係情報としての行列を求める第1の工程と、基板を前記熱板に載置し、目標温度の調整前の基板の温度を複数の計測点で計測した計測温度に基づいて温度分布情報を求め、第1の工程で求めた関係情報および温度分布情報に基づいて調整情報を決定する第2の工程と、第2の工程で求めた調整情報に基づいて目標温度を調整する第3の工程とを含む。
【選択図】図28
Description
図1は、本発明の温度制御方法が適用される加熱処理ユニットが搭載されたレジスト塗布・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。
干渉行列は、上述のように目標温度の変化に対するワークの計測点の応答波形から求めるのであるが、目標温度の急激な変化は、操作量の飽和を招き、制御を困難にする場合がある。
図22は、図20の干渉行列を説明するための波形図であり、同図(a)は、目標温度の三角波状の変化を入力として、同図(b)は、その応答波形を出力としてその一例を示したものである。
b’=b−Ac
Aは上述の干渉行列、cは調整値、bは温度のバラツキを抑制するように算出された上述の温度分布情報のベクトルであり、上述のb1〜bmに対応するものである。
図28はパーソナルコンピュータ154を用いた上記フローを説明するためのフローチャートである。
ここでは、まず、試験用ウエハCWを用いて、目標温度に整定した熱板121にウエハWを搭載して熱処理を行ったときのウエハWの各計測点1〜kの計測温度の時系列データを調整データとして取得し、ファイルに保存する(ステップn2)。
すなわち、オフセット調整前の状態において、温度安定化のための動作を兼ねたオフセット調整を3回行い、その後、上記ステップn2、n3で示したウエハ面内の温度プロファイル調整(過渡調整)を3回繰り返して行う。
図32は、ウエハの温度プロファイル(平均値)と、その際の温度均一性(ばらつき)を、従来の方法と本発明とで比較して示す図である。この図に示すように、ウエハ温度が設定温度(定常温度)に至るまでの過渡期において、温度ばらつきが30%程度低減できることが確認された。
120;加熱部
121;熱板
127;電気ヒータ
150;温度調整器
153;ロガー
154;パーソナルコンピュータ
155;SP加算波形生成部
156;PIDコントローラ
CHP;加熱処理ユニット
Claims (28)
- 基板に対してレジストを塗布してレジスト膜を形成し、かつ露光後のレジスト膜の現像を行う塗布現像システムに搭載され、熱板に載置した状態で基板の加熱処理を行う加熱処理ユニットにおいて、前記熱板の温度を複数の計測点で計測した際の各計測温度が、各目標温度に一致するように前記熱板の温度を制御する制御方法であって、
前記各目標温度をステップ状に個別に変化させたときの基板の前記複数の計測点における計測温度のステップ応答波形を計測し、計測した前記ステップ応答波形を用いて、パルス状の目標温度の変化に対するパルス応答波形を合成し、このパルス応答波形に基づいて、目標温度を三角状に変化させた場合の三角波応答波形を合成し、合成した応答波形に基づいて、前記目標温度と基板の前記複数の計測点における温度との関係情報としての行列を求める第1の工程と、
基板を前記熱板に載置し、前記目標温度の調整前の基板の温度を前記複数の計測点で計測した計測温度に基づいて温度分布情報を求め、前記第1の工程で求めた前記関係情報および前記温度分布情報に基づいて調整情報を算出し、調整情報を決定する第2の工程と、
前記第2の工程で求めた前記調整情報に基づいて前記目標温度を調整する第3の工程とを含むことを特徴とする温度制御方法。 - 前記第1の工程は、時間的に異なる複数の前記パルス応答波形を合成することを特徴とする請求項1に記載の温度制御方法。
- 前記調整情報が、前記複数の各目標温度についての予め設定された時点における調整値であり、前記第2の工程では、前記調整値を、前記行列の逆行列および前記温度分布情報に基づいて算出することを特徴とする請求項2に記載の温度制御方法。
- 前記第2の工程では、少なくとも調整値をランダムに変化させるとともに、前記行列を含む評価式を用いた探索手法によって調整値の最適値を探索することを特徴とする請求項3に記載の温度制御方法。
- 前記第2の工程では、前記温度分布情報を求める処理と、前記第1の工程で求めた前記関係情報および前記温度分布情報に基づいて調整情報を算出する処理とを複数回繰り返して調整情報を決定することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の温度制御方法。
- 前記第2の工程では、複数の調整情報の算出処理のそれぞれを異なる時間について行うことを特徴とする請求項5に記載の温度制御方法。
- 前記第2の工程では、前記調整情報の算出処理に先立って、基板を前記熱板に載置して温度を安定化する温度安定化処理を1回または複数回行うことを特徴とする請求項1から請求項6に記載の温度制御方法。
- 前記第2の工程では、温度安定化処理の際に、前記目標温度が定常温度の際におけるオフセット調整を行うことを特徴とする請求項7に記載の温度制御方法。
- 基板に対してレジストを塗布してレジスト膜を形成し、かつ露光後のレジスト膜の現像を行う塗布現像システムに搭載され、熱板に載置した状態で基板の熱処理を行う熱処理装置において、前記熱板の温度を複数の計測点で計測した際の各計測温度が、複数の各目標温度に一致するように前記熱板の温度を制御するとともに、調整情報に応じて、前記各目標温度を調整する温度制御装置の前記調整情報を求める調整装置であって、
前記目標温度と基板の温度との関係を示す関係情報と、前記目標温度の調整前の基板の温度分布情報とに基づいて、前記基板の温度を所望の温度状態に調整するための前記調整情報を演算する演算手段を備え、
前記演算手段は、
前記各目標温度をステップ状に個別に変化させたときの基板の前記複数の計測点における計測温度のステップ応答波形を計測し、計測した前記ステップ応答波形を用いて、パルス状の目標温度の変化に対するパルス応答波形を合成し、このパルス応答波形に基づいて、目標温度を三角状に変化させた場合の三角波応答波形を合成し、合成した応答波形に基づいて、前記目標温度と基板の前記複数の計測点における温度との関係情報としての行列を算出する第1の算出部と、
前記目標温度の調整前の前記基板の温度を前記複数の計測点で計測した計測温度に基づいて、前記温度分布情報を算出する第2の算出部とを備えることを特徴とする調整装置。 - 前記第1の算出部は、時間的に異なる複数の前記パルス応答波形を合成することを特徴とする請求項9に記載の調整装置。
- 前記調整情報が、前記複数の各目標温度についての予め設定された時点における調整値であり、前記演算手段は、前記調整値を、前記行列の逆行列および前記温度分布情報に基づいて算出することを特徴とする請求項10に記載の調整装置。
- 前記演算手段は、少なくとも調整値をランダムに変化させるとともに、前記行列を含む評価式を用いた探索手法によって調整値の最適値を探索することを特徴とする請求項11に記載の調整装置。
- 基板に対してレジストを塗布してレジスト膜を形成し、かつ露光後のレジスト膜の現像を行う塗布現像システムに搭載され、熱板に載置した状態で基板の熱処理を行う熱処理装置において、前記熱板の温度を複数の計測点で計測した際の各計測温度が、複数の各目標温度に一致するように前記熱板の温度を制御するとともに、調整情報に応じて、前記各目標温度を調整する温度制御装置の前記調整情報を求める調整装置であって、
前記目標温度を変化させたときの基板の複数の計測点における計測温度および前記目標温度の調整前の基板の前記複数の計測点における計測温度に基づいて、基板の温度を所望の温度状態に調整するための前記調整情報を演算する演算手段を備え、
前記演算手段は、
前記各目標温度をステップ状に個別に変化させたときの基板の前記複数の計測点における計測温度のステップ応答波形を計測し、計測した前記ステップ応答波形を用いて、パルス状の目標温度の変化に対するパルス応答波形を合成し、このパルス応答波形に基づいて、目標温度を三角状に変化させた場合の三角波応答波形を合成し、合成した応答波形に基づいて、前記目標温度と基板の前記複数の計測点における温度との関係情報としての行列を算出する第1の算出部と、
前記目標温度の調整前の基板の温度を前記複数の計測点で計測した計測温度に基づいて、前記温度分布情報を算出する第2の算出部とを備えることを特徴とする調整装置。 - 前記所望の温度状態が、基板の前記複数の計測点における計測温度のバラツキが抑制された状態であることを特徴とする請求項9から請求項13のいずれか1項に記載の調整装置。
- 前記温度制御装置が、前記各目標温度と前記各検出温度との偏差に基づいて温度制御を行なうものであって、前記調整情報に応じて、前記各目標温度および前記各検出温度の少なくともいずれか一方を調整する請求項9から請求項14のいずれか1項に記載の調整装置。
- 基板に対してレジストを塗布してレジスト膜を形成し、かつ露光後のレジスト膜の現像を行う塗布現像システムに搭載され、熱板に載置した状態で基板の熱処理を行う熱処理装置において、前記熱板の温度を複数の計測点で計測した際の各計測温度が、複数の各目標温度に一致するように前記熱板の温度を制御する温度調節器であって、
前記請求項9から請求項15のいずれか1項に記載の調整装置によって求められた前記調整情報に応じて、前記各目標温度を調整することを特徴とする温度調節器。 - 基板に対してレジストを塗布してレジスト膜を形成し、かつ露光後のレジスト膜の現像を行う塗布現像システムに搭載され、熱板に載置した状態で基板の熱処理を行う熱処理装置において、前記熱板の温度を複数の計測点で計測した際の各計測温度が、複数の各目標温度に一致するように前記熱板の温度を制御する温度調節器であって、
前記目標温度と基板の温度との関係を示す関係情報を用いて、基板の温度を所望の温度状態に調整するための前記調整情報を演算する演算手段を備え、
前記演算手段は、
前記各目標温度をステップ状に個別に変化させたときの基板の前記複数の計測点における計測温度のステップ応答波形を計測し、計測した前記ステップ応答波形を用いて、パルス状の目標温度の変化に対するパルス応答波形を合成し、このパルス応答波形に基づいて、目標温度を三角状に変化させた場合の三角波応答波形を合成し、合成した応答波形に基づいて、前記目標温度と基板の前記複数の計測点における温度との関係情報としての行列を算出する第1の算出部と、
前記目標温度の調整前の前記基板の温度を前記複数の計測点で計測した計測温度に基づいて、前記温度分布情報を算出する第2の算出部とを備えることを特徴とする温度調節器。 - 基板に対してレジストを塗布してレジスト膜を形成し、かつ露光後のレジスト膜の現像を行う塗布現像システムに搭載され、熱板に載置した状態で基板の熱処理を行う熱処理装置において、前記熱板の温度を複数の計測点で計測した際の各計測温度が、複数の各目標温度に一致するように前記熱板の温度を制御するとともに、調整情報に応じて前記各目標温度を調整する温度制御装置の前記調整情報を求めるプログラムであって、
前記各目標温度をステップ状に個別に変化させたときの基板の前記複数の計測点における計測温度のステップ応答波形を用いて、パルス状の目標温度の変化に対するパルス応答波形を合成し、このパルス応答波形に基づいて、目標温度を三角状に変化させた場合の三角波応答波形を合成し、合成した応答波形に基づいて、前記目標温度と基板の前記複数の計測点における温度との関係情報としての行列を演算する第1の手順と、
前記目標温度の調整前の基板の温度を前記複数の計測点で計測した計測温度に基づいて温度分布情報を演算し、前記第1の手順で求めた前記関係情報および前記温度分布情報に基づいて、基板を所望の温度状態に調整するための調整情報を演算する第2の手順とを、
コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。 - 前記第1の手順は、時間的に異なる複数の前記パルス応答波形を合成することを特徴とする請求項18に記載のプログラム。
- 前記調整情報が、前記複数の各目標温度についての予め設定された時点における調整値であり、前記第2の手順では、前記調整値を、前記行列の逆行列および前記温度分布情報に基づいて算出することを特徴とする請求項19に記載のプログラム。
- 前記第2の手順では、少なくとも調整値をランダムに変化させるとともに、前記行列を含む評価式を用いた探索手法によって調整値の最適値を探索することを特徴とする請求項20に記載のプログラム。
- 前記第2の手順では、前記温度分布情報を演算する処理と、前記第1の手順で求めた前記関係情報および前記温度分布情報に基づいて調整情報を算出する処理とを複数回繰り返して調整情報を決定することを特徴とする請求項18から請求項21のいずれか1項に記載のプログラム。
- 前記第2の手順では、複数の調整情報の算出処理のそれぞれを異なる時間について行うことを特徴とする請求項22に記載のプログラム。
- 前記第2の手順では、前記調整情報の演算処理に先立って、試験用基板を前記熱板に載置して温度を安定化する温度安定化処理を1回または複数回実行させることを特徴とする請求項18から請求項23に記載のプログラム。
- 前記第2の手順では、温度安定化処理の際に、前記目標温度が定常温度の際におけるオフセット調整を行うことを特徴とする請求項24に記載のプログラム。
- 前記所望の温度状態が、前記基板の複数の計測点における計測温度のバラツキが抑制された状態であることを特徴とする請求項18から請求項25のいずれか1項に記載のプログラム。
- 前記請求項18から請求項26のいずれか1項に記載のプログラムをコンピュータに読み取り可能に記録したことを特徴とする記録媒体。
- 基板に対してレジストを塗布してレジスト膜を形成し、かつ露光後のレジスト膜の現像を行う塗布現像システムに搭載され、基板の熱処理を行う熱処理装置であって、
基板を載置し、基板を加熱する熱板と、請求項16に記載の温度調節器と、前記温度調節器の出力によって、前記熱板を加熱する操作手段と、前記熱板の温度を複数の検出点で検出する温度検出手段とを備えることを特徴とする加熱処理装置。
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