JP2009164483A - Method of manufacturing semiconductor device, and semiconductor substrate processing device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: a semiconductor substrate processing device improved in a temperature transition characteristic in raising/lowering the temperature of the semiconductor substrate, and temperature uniformity in a substrate surface; and a method of manufacturing a semiconductor device. <P>SOLUTION: Heaters 6 are incorporated in a pedestal 4 heating a semiconductor substrate 1, and thermometers 9 are incorporated in a thermally-conductive plate 5 installed in contact with a surface of the pedestal 4 at positions facing the heaters 6. Based on a measurement temperature measured with the thermometers 9 by a temperature control unit 10 with the facing surfaces of the semiconductor substrate 1 and the thermally-conductive plate 5 held in parallel to each other at a certain minute distance by support bodies 7, and a preset set temperature, contact pressure between the pedestal 4 and the thermally-conductive plate 5 is adjusted by controlling fixing screws 2 and motors 3 along with temperature control of the heaters 6 to set the measurement temperature at the set temperature. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置の製造方法および半導体基板処理装置に関し、例えば、パターン形成工程において半導体基板のベーキング処理を行う場合に適用される半導体装置の製造方法および半導体基板処理装置に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device and a semiconductor substrate processing apparatus, and for example, relates to a method for manufacturing a semiconductor device and a semiconductor substrate processing apparatus applied when performing a baking process on a semiconductor substrate in a pattern forming process.

半導体基板処理のパターン形成工程においては、設計された回路パターンレイアウト情報を微細加工に必要なレジストパターンに変換するリソグラフィ技術が用いられている。このリソグラフィ技術では、半導体基板(ウエハ)上に感光性樹脂であるレジストを塗布する工程、化学増幅型レジストを用いる場合にはウエハ上のレジストに回路パターンを露光後、ウエハをベーキング処理してレジスト内部の反応を促進させる工程、露光されたレジストを現像する工程等のサブ工程が含まれている。   In the pattern forming process of semiconductor substrate processing, a lithography technique is used for converting designed circuit pattern layout information into a resist pattern necessary for fine processing. In this lithography technique, a resist that is a photosensitive resin is applied to a semiconductor substrate (wafer). When a chemically amplified resist is used, a circuit pattern is exposed on the resist on the wafer, and then the wafer is baked to form a resist. Sub-steps such as a step of promoting the internal reaction and a step of developing the exposed resist are included.

上記のようなサブ工程のうち、レジストを塗布した後、あるいはレジスト膜にパターンを露光した後のウエハにベーキングを施すベーキング工程では、ウエハ加温装置が使用されている(例えば、特許文献1等参照。)。図5は、従来のウエハ加温装置を示す概略断面図である。   Of the above-described sub-processes, a wafer heating apparatus is used in a baking process in which a wafer is baked after a resist is applied or a pattern is exposed on a resist film (for example, Patent Document 1). reference.). FIG. 5 is a schematic sectional view showing a conventional wafer heating apparatus.

図5に示すウエハ加温装置は、最近の250nmノード〜45nmノードの半導体製造プロセスにおけるフォトリソグラフィ工程(以下、フォトリソ工程という)で用いられる。このような半導体製造プロセスのフォトリソ工程では、KrF、ArFエキシマリソグラフィ用の化学増幅型レジストが採用され、露光後に、このウエハ加温装置によってウエハをベーキングする。当該ベーキングにより、露光された部分のレジスト膜中に発生した酸と、レジスト基材である樹脂の水酸基部分との脱水反応が促進される。脱水反応が生じた部分は、現像液に可溶になる。   The wafer heating apparatus shown in FIG. 5 is used in a photolithography process (hereinafter referred to as a photolithography process) in a recent semiconductor manufacturing process of 250 nm node to 45 nm node. In such a photolithography process of the semiconductor manufacturing process, a chemically amplified resist for KrF or ArF excimer lithography is employed, and after exposure, the wafer is baked by this wafer heating apparatus. The baking promotes the dehydration reaction between the acid generated in the exposed resist film and the hydroxyl portion of the resin that is the resist substrate. The portion where the dehydration reaction has occurred becomes soluble in the developer.

図5に示すように、従来のウエハ加温装置は、ウエハ1が載置される台座4を備える。台座4の内部には、ウエハ1を加熱するためのヒータ6および熱電対や抵抗測温体などからなる温度計9が埋め込み配置されている。温度制御ユニット10は、温度計9からの温度情報に基づいてヒータ6に与える電圧を変化させて、台座4の温度を制御する。   As shown in FIG. 5, the conventional wafer heating apparatus includes a pedestal 4 on which the wafer 1 is placed. Inside the pedestal 4, a heater 6 for heating the wafer 1 and a thermometer 9 made of a thermocouple, a resistance temperature sensor, and the like are embedded. The temperature control unit 10 controls the temperature of the pedestal 4 by changing the voltage applied to the heater 6 based on the temperature information from the thermometer 9.

また、台座4の周囲には、ステンレスやアルミニウム等の材料からなる熱板カバー8が設けられている。そして、熱板カバー8は、台座4(ヒータ6)で発生し、伝播された熱を、輻射熱によりウエハ1に伝える機能を有している。また、ウエハ1は、台座4上面の周縁部に配置された複数個のギャップピン7の上に載置されており、ウエハ1の裏面と台座4の表面との間に介在する非常に狭いギャップを介して、ウエハ1は間接的に台座4から加熱される。   A hot plate cover 8 made of a material such as stainless steel or aluminum is provided around the base 4. The hot plate cover 8 has a function of transmitting the heat generated and propagated by the base 4 (heater 6) to the wafer 1 by radiant heat. The wafer 1 is placed on a plurality of gap pins 7 arranged on the peripheral edge of the upper surface of the pedestal 4, and a very narrow gap interposed between the back surface of the wafer 1 and the surface of the pedestal 4. The wafer 1 is indirectly heated from the pedestal 4 via.

このように、ウエハ1は、温度制御ユニット10による温度制御の下で熱板カバー8からの輻射と台座4からの熱供給を受ける。また、このウエハ加温装置では、エアーが台座4と熱板カバー8との間隙部11から供給され、熱板カバー8の中央部に設けられた排気口12からエアーが排気されるようになっている。
特開2006−245505号公報
In this way, the wafer 1 receives radiation from the hot plate cover 8 and heat supply from the pedestal 4 under temperature control by the temperature control unit 10. In this wafer heating apparatus, air is supplied from the gap 11 between the pedestal 4 and the hot plate cover 8, and the air is exhausted from the exhaust port 12 provided at the center of the hot plate cover 8. ing.
JP 2006-245505 A

ところで、化学増幅型レジストを塗布したウエハに回路パターンを露光した後にベーキング処理を施し、その後に現像処理を行った場合の現像後のパターン寸法は、露光後のレジスト中の反応機構を考慮すると、ベーキング処理でどれだけ熱を受けたか、すなわち温度の時間積分である積算温度で決定される。最近の65nmや45nmといった微細なパターン寸法の半導体集積回路を安定して製造するためには、レジスト寸法の安定形成が一層厳しく要求されてきており、そのためには上記のベーキング温度自体だけでなく積算温度も精密に制御することが必要となる。   By the way, the pattern size after development when a circuit pattern is exposed to a wafer coated with a chemically amplified resist and then subjected to a baking process, followed by a development process, considering the reaction mechanism in the resist after the exposure, It is determined by how much heat is received in the baking process, that is, an integrated temperature which is a time integral of the temperature. In order to stably manufacture recent semiconductor integrated circuits having fine pattern dimensions such as 65 nm and 45 nm, it has become more severely required to stably form resist dimensions. For this purpose, not only the baking temperature itself but also integration is required. It is necessary to precisely control the temperature.

しかしながら、図5のような従来のウエハ加温装置では、温度制御に用いるパラメータは、ヒータ6に供給される電力(電圧または電流)のみである。そのため、ウエハ1が温度制御によって昇温、降温される際の過渡特性、すなわち昇降温の変化速度まで制御することは困難であるという問題がある。その理由は、温度計9で検出した温度を温度制御ユニット10に入力し、温度制御ユニット10が検出温度に基づいてヒータ6の電力を制御して所定の温度にするときの温度レスポンスがそれほど速くなく、また、温度計9の個体差などの要因もあるためである。   However, in the conventional wafer heating apparatus as shown in FIG. 5, the only parameter used for temperature control is the power (voltage or current) supplied to the heater 6. For this reason, there is a problem that it is difficult to control the transient characteristics when the wafer 1 is heated and lowered by temperature control, that is, the rate of change in temperature. The reason is that the temperature response when the temperature detected by the thermometer 9 is input to the temperature control unit 10 and the temperature control unit 10 controls the electric power of the heater 6 based on the detected temperature to reach a predetermined temperature is so fast. This is because there are also factors such as individual differences in the thermometer 9.

このように、従来装置において、昇温、降温される際の過渡特性の制御性が悪いことは、最終的に設定温度自体の制御性も悪いことを意味する。したがって、化学増幅型レジストのような温度依存性の高いレジストを使用する65nm、45nmノードの半導体集積回路のパターンを安定に形成するために必要とされる温度均一性のレンジ幅を±0.05℃以下とする温度制御を従来のウエハ加温装置で実現することは困難である。   Thus, in the conventional apparatus, the poor controllability of the transient characteristic when the temperature is raised or lowered means that the controllability of the set temperature itself is finally bad. Therefore, the range of temperature uniformity required to stably form a pattern of a 65 nm and 45 nm node semiconductor integrated circuit using a highly temperature-dependent resist such as a chemically amplified resist is ± 0.05. It is difficult to realize a temperature control of less than 0 ° C. with a conventional wafer heating apparatus.

例えば、温度制御を受けているウエハ1の中心部の昇温速度が2.5℃/秒であるときに、ウエハ1の外周部の昇温速度は、熱板カバー8内のエアーの流速や、ヒータ6、温度計9の特性などに起因する温度制御のばらつきや、熱板カバー8からの熱輻射量の違いによる影響を受けて2.0℃/秒程度になる。また、ヒータ6を電力のみで制御する場合は、上述のようにウエハ1の全面を温度均一に制御することは困難であり、例えばウエハ面内の温度均一性のレンジ幅は±0.2℃程度である。このような昇温速度の違いや、ウエハ面内の温度ばらつきによって、例えば温度依存性の高いレジストにおける現像後の寸法ばらつきは±0.4nmにも達する。このばらつきがMOSトランジスタのゲート電極などに発生した場合には、ウエハ面内において均一なトランジスタ性能を満たすことができなくなる。   For example, when the rate of temperature rise at the center of the wafer 1 that is temperature-controlled is 2.5 ° C./second, the rate of temperature rise at the outer periphery of the wafer 1 is the flow rate of air in the hot plate cover 8 or The temperature is about 2.0 ° C./second due to variations in temperature control due to the characteristics of the heater 6 and the thermometer 9 and the difference in the amount of heat radiation from the hot plate cover 8. Further, when the heater 6 is controlled only by electric power, it is difficult to control the entire surface of the wafer 1 uniformly as described above. For example, the range of temperature uniformity within the wafer surface is ± 0.2 ° C. Degree. Due to such a difference in temperature increase rate and temperature variation in the wafer surface, for example, the dimensional variation after development in a resist having high temperature dependency reaches ± 0.4 nm. When this variation occurs in the gate electrode of a MOS transistor, it becomes impossible to satisfy uniform transistor performance within the wafer surface.

本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、半導体基板の昇降温時の温度過渡特性および基板面内の温度均一性を向上させることにより、従来よりも半導体基板処理時の品質を高めることが可能な半導体装置の製造方法および半導体基板処理装置を提供することを目的としている。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and improves the temperature during semiconductor substrate processing by improving the temperature transient characteristics when the semiconductor substrate is raised and lowered and the temperature uniformity within the substrate surface. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device and a semiconductor substrate processing apparatus.

上述の目的を達成するため本発明は、以下の技術的手段を採用している。すなわち、本発明に係る半導体装置の製造方法では、まず、半導体基板の表面にレジスト膜が形成される。次いで、半導体基板上のレジスト膜に所定のパターンが露光される。露光後の半導体基板は、ヒータを内蔵した台座の表面に設置された熱伝導板と一定の距離をおいて、熱伝導板の表面に対して平行に配置される。そして、半導体基板が加熱される。このとき、上記ヒータに対応する位置の熱伝導板の温度に基づいて、熱伝導板と台座との接触圧が調整することにより、ヒータから半導体基板へ伝わる熱量が調整される。レジスト膜は、加熱後に現像され、レジストパターンが形成される。   In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means. That is, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, first, a resist film is formed on the surface of the semiconductor substrate. Next, a predetermined pattern is exposed on the resist film on the semiconductor substrate. The exposed semiconductor substrate is arranged in parallel to the surface of the heat conduction plate at a certain distance from the heat conduction plate installed on the surface of the pedestal containing the heater. Then, the semiconductor substrate is heated. At this time, the amount of heat transferred from the heater to the semiconductor substrate is adjusted by adjusting the contact pressure between the heat conductive plate and the pedestal based on the temperature of the heat conductive plate at the position corresponding to the heater. The resist film is developed after heating to form a resist pattern.

本構成によれば、半導体基板の加熱処理時において、ヒータの温度制御だけでなく台座と熱伝導板との接触圧を調整することができるため、半導体基板に対する昇降温時に、ヒータから半導体基板へ伝わる熱量(温度伝達速度)を極めて短時間で調整することができる。また、従来よりも温度制御項目が増えるため、半導体基板の面内の温度均一性をより高めることができる。その結果、半導体装置の品質を向上させることが可能となる。   According to this configuration, during the heat treatment of the semiconductor substrate, not only the temperature control of the heater but also the contact pressure between the pedestal and the heat conducting plate can be adjusted. The amount of heat transmitted (temperature transmission speed) can be adjusted in a very short time. In addition, since the number of temperature control items is increased as compared with the prior art, the in-plane temperature uniformity of the semiconductor substrate can be further improved. As a result, the quality of the semiconductor device can be improved.

上記加熱工程では、台座と熱伝導板との接触圧は、例えば、測定された温度が予め設定された温度となる状態に調整される。また、台座と熱伝導板との接触圧は、測定された温度から算出される測定温度の時間的な変化速度が一定となる状態に調整されてもよい。この場合、半導体基板の昇降温時の温度過渡特性も一定にすることができるため、積算温度も精密に制御することが可能となり、回路パターンの寸法精度をより高めることができる。   In the heating step, the contact pressure between the pedestal and the heat conducting plate is adjusted, for example, to a state where the measured temperature becomes a preset temperature. Further, the contact pressure between the pedestal and the heat conductive plate may be adjusted to a state in which the temporal change rate of the measured temperature calculated from the measured temperature is constant. In this case, since the temperature transient characteristic at the time of raising and lowering the temperature of the semiconductor substrate can be made constant, the integrated temperature can be controlled precisely, and the dimensional accuracy of the circuit pattern can be further increased.

さらに、上記熱伝導板の温度は、半導体基板と平行な面内の互いに異なる複数個所で計測され、測定された各温度に応じて、それぞれの温度測定箇所に対応する位置の台座と熱伝導板との接触圧を調整する構成を採用することが好ましい。これにより、半導体基板の温度制御が一層容易となり、温度制御精度をより高めることができる。   Further, the temperature of the heat conduction plate is measured at a plurality of different locations in a plane parallel to the semiconductor substrate, and a pedestal and a heat conduction plate at a position corresponding to each temperature measurement location according to each measured temperature. It is preferable to employ a configuration that adjusts the contact pressure with the. Thereby, the temperature control of the semiconductor substrate is further facilitated, and the temperature control accuracy can be further increased.

また、本発明に係る他の半導体装置の製造方法では、まず、半導体基板の表面にレジスト膜が形成される。次いで、半導体基板上のレジスト膜に所定のパターンが露光される。露光後の半導体基板は、ヒータを内蔵した加熱ブロックの表面から一定の距離をおいて、前記加熱ブロックの表面に対して平行に配置される。そして、半導体基板が加熱される。このとき、上記ヒータに対応する位置の、半導体基板とヒータとの間の加熱ブロックの温度に基づいて、加熱ブロックを移動させて半導体基板と加熱ブロックとの間の距離を調整することにより、ヒータから半導体基板へ伝わる熱量が調整される。レジスト膜は、加熱後に現像され、レジストパターンが形成される。   In another method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a resist film is first formed on the surface of a semiconductor substrate. Next, a predetermined pattern is exposed on the resist film on the semiconductor substrate. The exposed semiconductor substrate is arranged in parallel to the surface of the heating block at a certain distance from the surface of the heating block incorporating the heater. Then, the semiconductor substrate is heated. At this time, the heater is moved by adjusting the distance between the semiconductor substrate and the heating block by moving the heating block based on the temperature of the heating block between the semiconductor substrate and the heater at a position corresponding to the heater. The amount of heat transferred from the semiconductor substrate to the semiconductor substrate is adjusted. The resist film is developed after heating to form a resist pattern.

本構成によれば、半導体基板の加熱処理時において、ヒータの温度制御だけでなく半導体基板と加熱ブロックとの間の距離を調整することができるため、半導体基板に対する昇降温時に、ヒータから半導体基板へ伝わる熱量(温度伝達速度)を極めて短時間で調整することができる。また、従来よりも温度制御項目が増えるため、半導体基板の面内の温度均一性をより高めることができる。その結果、半導体装置の品質を向上させることが可能となる。   According to this configuration, during the heat treatment of the semiconductor substrate, not only the temperature control of the heater but also the distance between the semiconductor substrate and the heating block can be adjusted. It is possible to adjust the amount of heat (temperature transmission speed) transmitted to the heat in a very short time. In addition, since the number of temperature control items is increased as compared with the prior art, the in-plane temperature uniformity of the semiconductor substrate can be further improved. As a result, the quality of the semiconductor device can be improved.

上記加熱工程では、半導体基板と加熱ブロックとの間の距離は、例えば、測定された温度が予め設定された温度となる状態に調整される。また、半導体基板と加熱ブロックとの間の距離は、測定された温度から算出される測定温度の時間的な変化速度が一定となる状態に調整されてもよい。この場合、半導体基板の昇降温時の温度過渡特性も一定にすることができるため、積算温度も精密に制御することが可能となり、回路パターンの寸法精度をより高めることができる。   In the heating step, the distance between the semiconductor substrate and the heating block is adjusted to a state in which the measured temperature becomes a preset temperature, for example. Further, the distance between the semiconductor substrate and the heating block may be adjusted so that the temporal change rate of the measured temperature calculated from the measured temperature is constant. In this case, since the temperature transient characteristic at the time of raising and lowering the temperature of the semiconductor substrate can be made constant, the integrated temperature can be controlled precisely, and the dimensional accuracy of the circuit pattern can be further increased.

さらに、上記加熱ブロックが半導体基板と対向する位置に複数配置され、各加熱ブロックにおいて測定された各温度に応じて、半導体基板と各加熱ブロックとの間の距離を調整する構成を採用することが好ましい。これにより、半導体基板の温度制御が一層容易となり、温度制御精度をより高めることができる。   Furthermore, it is possible to employ a configuration in which a plurality of the heating blocks are arranged at positions facing the semiconductor substrate, and the distance between the semiconductor substrate and each heating block is adjusted according to each temperature measured in each heating block. preferable. Thereby, the temperature control of the semiconductor substrate is further facilitated, and the temperature control accuracy can be further increased.

なお、以上の半導体装置の製造方法は、半導体基板面内の温度のレンジ幅を±0.05℃以下とした制御が実現できるため、レジスト膜が化学増幅型レジスト膜である場合に特に好適である。   The semiconductor device manufacturing method described above is particularly suitable when the resist film is a chemically amplified resist film because it can be controlled so that the temperature range in the semiconductor substrate surface is ± 0.05 ° C. or less. is there.

一方、他の観点では、本発明は、半導体基板を加熱して熱処理する半導体基板処理装置を提供することができる。すなわち、本発明に係る半導体基板処理装置は、半導体基板を加熱するヒータを内蔵した台座を備える。当該台座の表面には、熱伝導板が設置されている。また、当該熱伝導板には、上記ヒータに対応する温度測定手段が内蔵されている。半導体基板は、支持体により、熱伝導板の表面から一定の距離をおいて、熱伝導板の表面に対して平行に保持される。さらに、本半導体基板処理装置は、上記台座と上記熱伝導板との接触圧を調整する接触圧調整手段と、上記温度測定手段により測定された温度に基づいて接触圧調整手段を制御する制御手段とを備える。   On the other hand, in another aspect, the present invention can provide a semiconductor substrate processing apparatus that heats and heat-treats a semiconductor substrate. In other words, a semiconductor substrate processing apparatus according to the present invention includes a pedestal with a built-in heater for heating a semiconductor substrate. A heat conducting plate is installed on the surface of the pedestal. Further, the heat conducting plate incorporates temperature measuring means corresponding to the heater. The semiconductor substrate is held parallel to the surface of the heat conducting plate by a support at a certain distance from the surface of the heat conducting plate. Further, the semiconductor substrate processing apparatus includes a contact pressure adjusting unit that adjusts a contact pressure between the pedestal and the heat conducting plate, and a control unit that controls the contact pressure adjusting unit based on the temperature measured by the temperature measuring unit. With.

本半導体基板処理装置によれば、半導体基板の加熱処理時において、ヒータの温度制御だけでなく接触圧調整手段によって台座と熱伝導板との接触圧を調整できるので、半導体基板に対する昇降温時に、ヒータから半導体基板へ伝わる熱量(温度伝達速度)を極めて短時間で調整することができる。また、従来よりも温度制御項目が増えるため、半導体基板の面内の温度均一性をより高めることができ、半導体装置の品質を向上させることができる。   According to this semiconductor substrate processing apparatus, during the heat treatment of the semiconductor substrate, the contact pressure between the pedestal and the heat conducting plate can be adjusted not only by the heater temperature control but also by the contact pressure adjusting means. The amount of heat (temperature transmission speed) transmitted from the heater to the semiconductor substrate can be adjusted in a very short time. Further, since the number of temperature control items is increased as compared with the conventional case, the in-plane temperature uniformity of the semiconductor substrate can be further improved, and the quality of the semiconductor device can be improved.

この半導体基板処理装置において、制御手段は、例えば、上記温度測定手段により測定された温度が、予め設定された温度となる状態に台座と熱伝導板との接触圧を調整する。また、制御手段は、温度測定手段により測定された温度から算出される測定温度の時間的な変化速度が一定となる状態に台座と熱伝導板との接触圧を調整してもよい。   In this semiconductor substrate processing apparatus, for example, the control means adjusts the contact pressure between the pedestal and the heat conducting plate so that the temperature measured by the temperature measuring means becomes a preset temperature. The control means may adjust the contact pressure between the pedestal and the heat conducting plate so that the temporal change rate of the measured temperature calculated from the temperature measured by the temperature measuring means is constant.

また、上記接触圧調整手段として、例えば、上記台座に螺合された固定ネジと、当該固定ネジを回転駆動するモータとを備える構成を採用することにより、簡単かつ安価な構成で台座と熱伝導板との接触圧を調整することができる。さらに、上記温度測定手段は、半導体基板と対向する面内の複数個所に分散して配置され、ヒータおよび接触圧調整手段は、複数の温度測定手段のそれぞれに対応して設けられることが好ましい。   Further, as the contact pressure adjusting means, for example, by adopting a configuration including a fixing screw screwed to the pedestal and a motor that rotationally drives the fixing screw, the pedestal and the heat conduction can be made with a simple and inexpensive configuration. The contact pressure with the plate can be adjusted. Further, it is preferable that the temperature measuring means is distributed and arranged at a plurality of locations in the surface facing the semiconductor substrate, and the heater and the contact pressure adjusting means are provided corresponding to each of the plurality of temperature measuring means.

また、本発明に係る他の半導体基板処理装置は、半導体基板を加熱するヒータを内蔵した加熱ブロックを備える。半導体基板は、支持体により、加熱ブロックの表面から一定の距離をおいて、加熱ブロックの表面に対して平行に保持される。支持体に保持された半導体基板と上記ヒータとの間の加熱ブロックには、上記ヒータに対応する温度測定手段が内蔵されている。さらに、本半導体基板処理装置は、加熱ブロックの位置を移動させることにより、支持体に保持された半導体基板と加熱ブロックとの間の距離を変更する位置調整手段と、上記温度測定手段により測定された温度に基づいて位置調整手段を制御する制御手段とを備える。   In addition, another semiconductor substrate processing apparatus according to the present invention includes a heating block including a heater for heating the semiconductor substrate. The semiconductor substrate is held parallel to the surface of the heating block by a support at a certain distance from the surface of the heating block. In the heating block between the semiconductor substrate held on the support and the heater, temperature measuring means corresponding to the heater is incorporated. Further, the semiconductor substrate processing apparatus is measured by a position adjusting unit that changes a distance between the semiconductor substrate held on the support and the heating block by moving the position of the heating block, and the temperature measuring unit. Control means for controlling the position adjusting means based on the measured temperature.

本半導体基板処理装置によれば、半導体基板の加熱処理時において、ヒータの温度制御だけでなく位置調整手段によって支持体に保持された半導体基板と加熱ブロックとの間の距離を調整できるので、半導体基板に対する昇降温時に、ヒータから半導体基板へ伝わる熱量(温度伝達速度)を極めて短時間で調整することができる。また、従来よりも温度制御項目が増えるため、半導体基板の面内の温度均一性をより高めることができ、半導体装置の品質を向上させることができる。   According to the present semiconductor substrate processing apparatus, during the heat treatment of the semiconductor substrate, not only the temperature control of the heater but also the distance between the semiconductor substrate held on the support by the position adjusting means and the heating block can be adjusted. When the temperature is raised or lowered with respect to the substrate, the amount of heat (temperature transmission speed) transmitted from the heater to the semiconductor substrate can be adjusted in a very short time. Further, since the number of temperature control items is increased as compared with the conventional case, the in-plane temperature uniformity of the semiconductor substrate can be further improved, and the quality of the semiconductor device can be improved.

この半導体基板処理装置において、制御手段は、例えば、上記温度測定手段により測定された温度が、予め設定された温度となる状態に支持体に保持された半導体基板と加熱ブロックとの間の距離を調整する。また、制御手段は、温度測定手段により測定された温度から算出される測定温度の時間的な変化速度が一定となる状態に支持体に保持された半導体基板と加熱ブロックとの間の距離を調整してもよい。   In this semiconductor substrate processing apparatus, the control means, for example, sets the distance between the semiconductor substrate held on the support and the heating block so that the temperature measured by the temperature measurement means becomes a preset temperature. adjust. Further, the control means adjusts the distance between the semiconductor substrate held on the support and the heating block so that the temporal change rate of the measured temperature calculated from the temperature measured by the temperature measuring means is constant. May be.

また、上記位置調整手段として、例えば、上記加熱ブロックに固定された固定ネジと、当該固定ネジを回転駆動するモータとを備える構成を採用することにより、簡単かつ安価な構成で台座と熱伝導板との接触圧を調整することができる。さらに、上記加熱ブロックは、半導体基板に対向する位置に複数配置され、複数の加熱ブロックのそれぞれが、上記ヒータ、上記温度測定手段および上記位置調整手段を備えることが好ましい。   Further, as the position adjusting means, for example, by adopting a configuration including a fixing screw fixed to the heating block and a motor that rotationally drives the fixing screw, the pedestal and the heat conducting plate can be configured with a simple and inexpensive configuration. The contact pressure with can be adjusted. Furthermore, it is preferable that a plurality of the heating blocks are arranged at positions facing the semiconductor substrate, and each of the plurality of heating blocks includes the heater, the temperature measuring unit, and the position adjusting unit.

本発明によれば、温度の伝達速度を極めて短時間で制御できるため、半導体基板を熱処理する際の、半導体基板の温度上昇時および温度下降時の、面内温度分布を極めて均一にすることができる。また、従来よりも制御項目が増えることから、より高精度なウエハ面内温度均一性を実現できる。その結果、加熱処理時のベーキング温度だけでなく積算温度も精密に制御することが可能となり、半導体装置の品質を向上させることが可能となる。   According to the present invention, since the temperature transmission speed can be controlled in a very short time, it is possible to make the in-plane temperature distribution extremely uniform when the temperature of the semiconductor substrate rises and falls when the semiconductor substrate is heat-treated. it can. In addition, since more control items are required than in the prior art, more accurate wafer in-plane temperature uniformity can be realized. As a result, not only the baking temperature during the heat treatment but also the integrated temperature can be precisely controlled, and the quality of the semiconductor device can be improved.

特に、本発明によれば、半導体基板面内の温度均一性のレンジ幅を±0.05℃以下に温度制御できるため、熱処理中の化学増幅型レジスト膜内での反応の進行を均一かつ一定にすることができる。したがって、現像後のパターン寸法精度を高めることができ、65nmノード、45nmノードの半導体製造プロセスにおいても、微細なレジストパターンを安定して形成することが可能となる。   In particular, according to the present invention, since the temperature uniformity range within the semiconductor substrate surface can be controlled to ± 0.05 ° C. or less, the progress of the reaction in the chemically amplified resist film during the heat treatment is uniform and constant. Can be. Therefore, the pattern dimensional accuracy after development can be improved, and a fine resist pattern can be stably formed even in a semiconductor manufacturing process of 65 nm node and 45 nm node.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、本発明の半導体基板処理装置をウエハ加温装置として具体化している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, the semiconductor substrate processing apparatus of the present invention is embodied as a wafer heating apparatus.

(第1の実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態におけるウエハ加温装置を示す縦断面図であり、図2は当該装置の台座部分を示す横断面図である。図1および図2において、図5に示した従来技術と対応もしくは相当する構成部分には同一の符号を付している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a wafer heating apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a transverse sectional view showing a pedestal portion of the apparatus. In FIG. 1 and FIG. 2, the same code | symbol is attached | subjected to the component corresponding or equivalent to the prior art shown in FIG.

図1に示すように、本実施形態のウエハ加温装置は、被処理対象となる半導体基板1(以下、ウエハ1という。)よりも僅かに大きい外径を有する円板状の台座4と、台座4の上面に接して配置された、台座4とほぼ同じ外径を有する円板状の熱伝導板5とを備える。熱伝導板5と台座4とは、別体で構成されるが、共に、例えばアルミニウム、銅、ステンレスなどの材料により構成することができる。本実施形態では、台座4の厚さは1〜5cmであり、熱伝導板5の厚さは、0.5〜3cm程度である。   As shown in FIG. 1, the wafer heating apparatus of the present embodiment includes a disk-shaped pedestal 4 having an outer diameter slightly larger than a semiconductor substrate 1 to be processed (hereinafter referred to as a wafer 1), A disk-shaped heat conduction plate 5 having an outer diameter substantially the same as that of the pedestal 4 is provided in contact with the upper surface of the pedestal 4. The heat conductive plate 5 and the pedestal 4 are configured separately, but both can be formed of a material such as aluminum, copper, and stainless steel. In this embodiment, the thickness of the base 4 is 1-5 cm, and the thickness of the heat conductive plate 5 is about 0.5-3 cm.

台座4の内部にはウエハ1をベーキング処理(加熱処理)するためのニクロム線などで形成されるリング状のヒータ6が複数個内蔵されている。また、熱伝導板5の内部には、熱電対もしくは抵抗測温体からなる温度計9が各々のヒータ6と対向する位置に埋設されている。図2に示すように、本実施形態では、各ヒータ6は、台座4の軸心位置およびその軸心の周りに等間隔に9個配置されている。なお、図2は、図1のヒータ6を含む平面における横断面図であり、台座4は外形のみを示している。   A plurality of ring-shaped heaters 6 formed of nichrome wire or the like for baking the wafer 1 (heating process) are built in the pedestal 4. A thermometer 9 made of a thermocouple or a resistance thermometer is embedded in the heat conduction plate 5 at a position facing each heater 6. As shown in FIG. 2, in the present embodiment, nine heaters 6 are arranged at equal intervals around the axis position of the base 4 and its axis. 2 is a cross-sectional view in a plane including the heater 6 of FIG. 1, and the pedestal 4 shows only the outer shape.

図1に示すように、熱伝導板5の上面の周縁部には複数個の円柱状の支持体7(以下、ギャップピン7という。)が熱伝導板5と同心状に配置されている。ウエハ1は、ギャップピン7に裏面が実質的に点接触して載置される。また、ギャップピン7に支持されたウエハ1と熱伝導板5との間には0.1〜0.5mm程度のギャップが確保され、実質的に熱輻射とギャップに存在するエアーを介した熱伝導とによってウエハ1が加熱される。なお、ギャップピン7は、ウエハ1を熱伝導板5の表面と平行に支持可能であればよく、その数および形状は任意である。   As shown in FIG. 1, a plurality of columnar supports 7 (hereinafter referred to as gap pins 7) are arranged concentrically with the heat conductive plate 5 at the peripheral edge of the upper surface of the heat conductive plate 5. The wafer 1 is placed on the gap pins 7 with the back surface substantially in point contact. In addition, a gap of about 0.1 to 0.5 mm is secured between the wafer 1 supported by the gap pins 7 and the heat conducting plate 5, and substantially heat radiation and heat via air existing in the gap are secured. The wafer 1 is heated by conduction. The gap pins 7 may be any number and shape as long as they can support the wafer 1 in parallel with the surface of the heat conducting plate 5.

台座4および熱伝導板5の周囲は、ステンレスやアルミニウムからなる熱板カバー8で覆われている。ウエハ1の表面と熱板カバー8の内面との距離は、1〜3cm程度である。また、本実施形態のウエハ加温装置では、台座4および熱伝導板5と熱板カバー8との間の間隙11からエアーが供給されてウエハ1の表面上を通過し、熱板カバー8の中央部に形成された開口12から外部にエアーが排出される。このエアーの流れは、熱板カバー8からウエハ1への輻射熱量の調節や、ウエハ加温装置の温度を低温に変更する際の冷却に用いられる。   The periphery of the base 4 and the heat conductive plate 5 is covered with a hot plate cover 8 made of stainless steel or aluminum. The distance between the surface of the wafer 1 and the inner surface of the hot plate cover 8 is about 1 to 3 cm. In the wafer heating apparatus of the present embodiment, air is supplied from the base 4 and the gap 11 between the heat conducting plate 5 and the hot plate cover 8 and passes over the surface of the wafer 1, so that the hot plate cover 8 Air is discharged to the outside from the opening 12 formed in the center. This air flow is used for adjusting the amount of radiant heat from the hot plate cover 8 to the wafer 1 and for cooling when changing the temperature of the wafer heating device to a low temperature.

さらに、このウエハ加温装置では、各ヒータ6に対応してモータ3およびモータ3の回転軸に接続された固定ネジ2が設けられている。そして、このモータ3および固定ネジ2によって、台座4と熱伝導板5との接触圧を調整する接触圧調整手段が構成されている。各固定ネジ2は、ヒータ6のリング中心および台座4をそれぞれ貫通して形成されたネジ穴に螺合されるとともに、熱伝導板5の内部へ達し、熱伝導板5の内部においてその先端に直径が広がった拡径部2aが設けられている。この拡径部2aが熱伝導板5内に遊嵌されている。これにより、固定ネジ2の拡径部2aの熱伝導板5からの抜け出しが阻止されるとともに、各モータ3を回転させて固定ネジ2に一定のトルクを与えることで、台座4と熱伝導板5とを互いに締め付けることができる。また、固定ネジ2に与えるトルクを調整することで、台座4と熱伝導板5との接触圧が調整できるとともに、固定ネジ2のトルクを緩めると極端な場合は台座4と熱伝導板5との間にギャップを形成することも可能である。なお、本実施形態では、台座4およびモータ3は、図示しない固定部材により、その位置が固定されている。   Furthermore, in this wafer heating apparatus, a fixing screw 2 connected to the rotating shaft of the motor 3 and the motor 3 is provided corresponding to each heater 6. The motor 3 and the fixing screw 2 constitute contact pressure adjusting means for adjusting the contact pressure between the base 4 and the heat conducting plate 5. Each fixing screw 2 is screwed into a screw hole formed through the ring center of the heater 6 and the pedestal 4, and reaches the inside of the heat conducting plate 5. An enlarged diameter portion 2a having an increased diameter is provided. The enlarged diameter portion 2 a is loosely fitted in the heat conducting plate 5. This prevents the fixed diameter portion 2a of the fixing screw 2 from coming off from the heat conducting plate 5 and rotates the motors 3 to give a fixed torque to the fixing screw 2 so that the pedestal 4 and the heat conducting plate can be provided. 5 can be fastened together. Further, by adjusting the torque applied to the fixing screw 2, the contact pressure between the pedestal 4 and the heat conducting plate 5 can be adjusted, and when the torque of the fixing screw 2 is loosened, the pedestal 4 and the heat conducting plate 5 It is also possible to form a gap between them. In the present embodiment, the positions of the base 4 and the motor 3 are fixed by a fixing member (not shown).

上記構成のウエハ加温装置を用いたウエハ1のベーキング処理は、以下のようにして行われる。ギャップピン7上にウエハ1が載置され、ベーキング処理が開始されると、まず、温度制御ユニット10が、ヒータ6に電力を投入する。そして、温度制御ユニット10は、熱伝導板5の内部に配置された各温度計9により計測された温度を、例えば、予め設定されている所定の時間間隔で取得する。このとき、温度制御ユニット10は内部の図示しないメモリに記憶されている設定温度と取得した測定温度との比較を行う。   The baking process of the wafer 1 using the wafer heating apparatus having the above-described configuration is performed as follows. When the wafer 1 is placed on the gap pins 7 and the baking process is started, first, the temperature control unit 10 supplies power to the heater 6. And the temperature control unit 10 acquires the temperature measured by each thermometer 9 arrange | positioned inside the heat conductive board 5, for example at the predetermined time interval set beforehand. At this time, the temperature control unit 10 compares a set temperature stored in an internal memory (not shown) with the acquired measured temperature.

その結果、熱伝導板5のある特定の箇所の測定温度が設定温度より低い場合には、温度制御ユニット10はその温度計9に対応する位置にあるヒータ6に与える電力(電圧もしくは電流)を増加させ、台座4のその特定箇所の温度を上昇させる。それと同時に、温度制御ユニット10は、その特定箇所にあるヒータ6に対応して設置されたモータ3を駆動させて固定ネジ2の締め付けを強め、その特定箇所における台座4と熱伝導板5との接触圧力を増加させる。これにより、ヒータ6からの熱がより効率的に熱伝導板5へ伝導するため、ウエハ1の温度がより速やかに上昇する。   As a result, when the measured temperature at a specific location of the heat conducting plate 5 is lower than the set temperature, the temperature control unit 10 supplies electric power (voltage or current) to be applied to the heater 6 at the position corresponding to the thermometer 9. Increase the temperature of the specific part of the pedestal 4. At the same time, the temperature control unit 10 drives the motor 3 installed corresponding to the heater 6 at the specific location to increase the tightening of the fixing screw 2, and the pedestal 4 and the heat conduction plate 5 at the specific location are connected. Increase contact pressure. Thereby, since the heat from the heater 6 is more efficiently conducted to the heat conducting plate 5, the temperature of the wafer 1 rises more quickly.

一方、熱伝導板5のある特定の箇所の測定温度が設定温度より高い場合には、温度制御ユニット10は、その温度計9に対応する位置にあるヒータ6に与える電力(電圧もしくは電流)を減少させるか遮断し、台座4のその特定箇所の温度を下降させる。それと同時に、その特定箇所にあるヒータ6に対応して設置されたモータ3を駆動させて固定ネジ2の締め付けを緩め、その特定箇所における台座4と熱伝導板5との接触圧力を減少させる。これにより、ヒータ6からの熱が熱伝導板5へより伝導し難くなり、ウエハ1の温度がより速やかに下降する。   On the other hand, when the measured temperature at a specific location of the heat conducting plate 5 is higher than the set temperature, the temperature control unit 10 supplies electric power (voltage or current) to be applied to the heater 6 at the position corresponding to the thermometer 9. Decrease or shut off and lower the temperature at that particular location on the pedestal 4. At the same time, the motor 3 installed corresponding to the heater 6 at the specific location is driven to loosen the fixing screw 2 and the contact pressure between the base 4 and the heat conducting plate 5 at the specific location is reduced. As a result, heat from the heater 6 is less likely to be conducted to the heat conducting plate 5, and the temperature of the wafer 1 is lowered more quickly.

こうして台座4と熱伝導板5の接触部分を介した熱伝導板5からの熱輻射およびギャップ中のエアーを介した熱伝導と、熱板カバー8からの輻射熱とによって、ギャップピン7上に載置されたウエハ1の温度が制御される。なお、特に限定されないが、本実施形態では、台座4と熱伝導板5との接触表面を、粗面(例えば、表面粗さRaが2μm以上20μm以下)により形成している。これにより、温度伝達速度の制御幅を広くすることができる。   In this way, it is mounted on the gap pin 7 by heat radiation from the heat conduction plate 5 through the contact portion between the base 4 and the heat conduction plate 5, heat conduction through the air in the gap, and radiation heat from the heat plate cover 8. The temperature of the placed wafer 1 is controlled. Although not particularly limited, in this embodiment, the contact surface between the pedestal 4 and the heat conducting plate 5 is formed by a rough surface (for example, the surface roughness Ra is 2 μm or more and 20 μm or less). Thereby, the control range of the temperature transmission speed can be widened.

以上のように、本実施形態では、ウエハ1の温度制御に際して、台座4に設けられたヒータ6への電力投入量の制御に加えて、モータ3で固定ネジ2の回転トルクを調整することによって台座4と熱伝導板5との間の接触圧を制御する。このため、ヒータ6への電力投入量の制御のみを行う場合に比べると、台座4から熱伝導板5へ伝達される熱量(台座4から熱伝導板5への熱伝達速度)を短時間の内に制御することが可能となる。これにより、昇温速度、降温速度のような温度制御における過渡特性までもウエハ面内で一定になる温度制御を実現することができ、従来と比較してウエハ1の温度均一性が向上するとともに、積算温度も精密に制御することが可能となる。   As described above, in this embodiment, when controlling the temperature of the wafer 1, in addition to controlling the amount of power input to the heater 6 provided on the pedestal 4, the motor 3 adjusts the rotational torque of the fixing screw 2. The contact pressure between the base 4 and the heat conducting plate 5 is controlled. For this reason, compared with the case where only the control of the power input amount to the heater 6 is performed, the amount of heat transferred from the pedestal 4 to the heat conducting plate 5 (heat transfer speed from the pedestal 4 to the heat conducting plate 5) is reduced in a short time. Can be controlled within. As a result, it is possible to realize temperature control that is constant within the wafer surface even to transient characteristics in temperature control such as temperature increase rate and temperature decrease rate, and the temperature uniformity of the wafer 1 is improved as compared with the conventional case. The integrated temperature can also be precisely controlled.

このウエハ加温装置により実施されたウエハの温度特性を調べた結果、例えば、ウエハ面内の温度均一性のレンジ幅は±0.05℃であり、また、ウエハ中心部の昇温速度が2.5℃/秒であるときに、ウエハ外周部の昇温上昇速度は2.4℃/秒であった。このことから、本実施形態の構成によれば、図5に示した従来構成のものに比べて、昇降温時の過渡特性が改善されていることが理解できる。   As a result of examining the temperature characteristics of the wafer implemented by this wafer heating apparatus, for example, the range of temperature uniformity within the wafer surface is ± 0.05 ° C., and the temperature rise rate at the center of the wafer is 2 ° C. When the temperature was 0.5 ° C./second, the rate of temperature rise at the outer periphery of the wafer was 2.4 ° C./second. From this, it can be understood that according to the configuration of the present embodiment, the transient characteristics at the time of raising and lowering the temperature are improved as compared with the conventional configuration shown in FIG.

本実施形態のウエハ加温装置を、ウエハ上に塗布された化学増幅型レジストを露光した後のベーキング処理に適用すれば、ベーキング中のレジスト内反応の進行は均一かつ一定となり、現像後の65nm、45nmといった微細なレジストパターンが安定して得られる。すなわち、具体的なフォトリソ工程におけるプロセスステップとしては、まず、ウエハ上に、例えばKrFあるいはArFエキシマリソグラフィ用等の露光光の波長に感光性を有する化学増幅型レジストを塗布し、所定の温度でベーキング(プリベーク)を行う。次に、このウエハに半導体集積回路パターンを露光する。そして露光後、本発明によるウエハ加温装置にウエハを設置し、上記の方法で温度制御しながら一定時間ベーキングを行い、露光された部分のレジスト中に発生した酸とレジストを構成する樹脂の水酸基部分と脱水反応を進行させる。そして、このベーキング後、現像処理を行い、レジストパターンを形成する。   If the wafer heating apparatus of this embodiment is applied to a baking process after exposing a chemically amplified resist applied on a wafer, the progress of the reaction in the resist during baking becomes uniform and constant, and 65 nm after development. A fine resist pattern of 45 nm can be stably obtained. That is, as a specific process step in the photolithography process, first, a chemically amplified resist having photosensitivity to the wavelength of exposure light, for example, for KrF or ArF excimer lithography, is applied to the wafer and baked at a predetermined temperature. (Pre-baking) is performed. Next, the semiconductor integrated circuit pattern is exposed on the wafer. After the exposure, the wafer is set in the wafer heating apparatus according to the present invention, and the baking is performed for a certain period of time while controlling the temperature by the above method. The acid generated in the exposed resist and the hydroxyl group of the resin constituting the resist The dehydration reaction proceeds with the part. Then, after this baking, development processing is performed to form a resist pattern.

(第2の実施形態)
図3は本発明の第2の実施形態におけるウエハ加温装置の縦断面図、図4は当該装置の加熱ブロックの横断面図である。図3および図4において、図1および図2に示した第1の実施形態と対応もしくは相当する構成部分には同一の符号を付している。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a wafer heating apparatus according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a transverse sectional view of a heating block of the apparatus. 3 and 4, the same reference numerals are given to the components corresponding to or corresponding to those of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2.

図3および図4に示すように、本実施形態のウエハ加温装置は、中央に配置された平面視で円形状の一つの加熱ブロックと、この加熱ブロックの周囲に沿って均等に配置された平面視で扇形の8個の加熱ブロックからなる計9個の加熱ブロック14を備えている。そして、各加熱ブロック14は、後述のように、それぞれ上下動可能に構成されているので、各加熱ブロック14の最外周部分には、これらの加熱ブロック14を位置決め集結させるための円筒状の集結体13が配置されている。なお、図4は、図3のヒータ6を含む平面における横断面図であり、加熱ブロック14(台座4)および集結体13は外形のみを示している。そして、集結体13上に設けられたギャップピン7が、ウエハ1を一定の高さに支持するようになっている。なお、ギャップピン7は、ウエハ1を加熱ブロック14の表面(熱伝導体5の表面)と平行に支持可能であればよく、その数および形状は任意である。   As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the wafer heating apparatus of the present embodiment is uniformly arranged along one periphery of the heating block having a circular shape in plan view arranged in the center. A total of nine heating blocks 14 comprising eight fan-shaped heating blocks in plan view are provided. Since each heating block 14 is configured to be movable up and down as will be described later, a cylindrical assembly for positioning and consolidating the heating blocks 14 is provided at the outermost peripheral portion of each heating block 14. A body 13 is arranged. 4 is a cross-sectional view in a plane including the heater 6 of FIG. 3, and the heating block 14 (pedestal 4) and the aggregate 13 show only the outer shape. The gap pins 7 provided on the aggregate 13 support the wafer 1 at a certain height. The gap pins 7 only need to be able to support the wafer 1 in parallel with the surface of the heating block 14 (the surface of the heat conductor 5), and the number and shape thereof are arbitrary.

各加熱ブロック14は、台座4とその上に接して設けられた熱伝導板5とが一体的に接合されている。各台座4の内部にはウエハ1をベーキング処理するためのニクロム線などで形成されるリング状のヒータ6が内蔵されている。また、各熱伝導板5の内部には、熱電対もしくは抵抗測温体からなる温度計9が各々のヒータ6と対向する位置に埋設されている。   Each heating block 14 is integrally joined with a pedestal 4 and a heat conducting plate 5 provided in contact therewith. Each pedestal 4 contains a ring-shaped heater 6 formed of nichrome wire or the like for baking the wafer 1. Further, a thermometer 9 made of a thermocouple or a resistance thermometer is embedded in each heat conduction plate 5 at a position facing each heater 6.

さらに、各々の加熱ブロック14に対して、モータ3およびモータ3の回転軸に接続された固定ネジ2が設けられている。そして、このモータ3および固定ネジ2によって、ウエハ1に対して加熱ブロック14の位置を移動させる位置調整手段が構成されている。各固定ネジ2は、ヒータ6のリング中心および台座4をそれぞれ貫通して形成されたネジ穴に螺合されるとともに、熱伝導板5の内部へ達し、熱伝導板5の内部においてその先端に直径が広がった拡径部2aが設けられている。各加熱ブロック14を構成する、台座4と熱伝導板5とは、各固定ネジ2により、実質的に等しいトルクで締め付けられ機械的に固定されている。したがって、各モータ3を回転させることで、各加熱ブロック14が全体として上下動し、ウエハ1に対する高さを微調整(例えば、0.1〜1mm程度)することができる。その他の構成は図1および図2に示した第1の実施形態のウエハ加温装置と同様であるので、ここでは詳しい説明は省略する。なお、本実施形態では、モータ3は、図示しない固定部材により、その位置が固定されている。また、特に限定されないが、本実施形態では、第1の実施形態とは異なり、台座4と熱伝導板5との接触表面を粗面化していない。   Furthermore, a fixing screw 2 connected to the rotating shaft of the motor 3 and the motor 3 is provided for each heating block 14. The motor 3 and the fixing screw 2 constitute position adjusting means for moving the position of the heating block 14 with respect to the wafer 1. Each fixing screw 2 is screwed into a screw hole formed through the ring center of the heater 6 and the pedestal 4, and reaches the inside of the heat conducting plate 5. An enlarged diameter portion 2a having an increased diameter is provided. The pedestal 4 and the heat conductive plate 5 constituting each heating block 14 are fastened and mechanically fixed by the fixing screws 2 with substantially equal torque. Therefore, by rotating each motor 3, each heating block 14 moves up and down as a whole, and the height relative to the wafer 1 can be finely adjusted (for example, about 0.1 to 1 mm). Other configurations are the same as those of the wafer heating apparatus according to the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, and detailed description thereof is omitted here. In the present embodiment, the position of the motor 3 is fixed by a fixing member (not shown). Although not particularly limited, in the present embodiment, unlike the first embodiment, the contact surface between the base 4 and the heat conducting plate 5 is not roughened.

上記構成のウエハ加温装置を用いたウエハ1のベーキング処理は、以下のようにして行われる。ギャップピン7上にウエハ1が載置され、ベーキング処理が開始されると、まず、温度制御ユニット10が、ヒータ6に電力を投入する。そして、温度制御ユニット10は、熱伝導板5の内部に配置された各温度計9により計測された温度を、例えば、予め設定されている所定の時間間隔で取得する。このとき、温度制御ユニット10は内部の図示しないメモリに記憶されている設定温度と取得した測定温度との比較を行う。   The baking process of the wafer 1 using the wafer heating apparatus having the above-described configuration is performed as follows. When the wafer 1 is placed on the gap pins 7 and the baking process is started, first, the temperature control unit 10 supplies power to the heater 6. And the temperature control unit 10 acquires the temperature measured by each thermometer 9 arrange | positioned inside the heat conductive board 5, for example at the predetermined time interval set beforehand. At this time, the temperature control unit 10 compares a set temperature stored in an internal memory (not shown) with the acquired measured temperature.

その結果、熱伝導板5のある特定箇所の測定温度が設定温度より低い場合には、温度制御ユニット10は、その温度計9に対応する位置にあるヒータ6に与える電力(電圧もしくは電流)を増加させ、台座4の温度を上昇させる。それと同時に、その特定箇所にあるヒータ6に対応して設置されたモータ3を駆動して固定ネジ2を回転させて当該加熱ブロック14を上昇させ、熱伝導板5の表面とウエハ1の裏面との距離を近づける。これにより、熱伝導板5からの熱輻射量が増加し、ウエハ1の温度がより速やかに上昇する。   As a result, when the measured temperature at a specific location on the heat conducting plate 5 is lower than the set temperature, the temperature control unit 10 supplies electric power (voltage or current) to be applied to the heater 6 at the position corresponding to the thermometer 9. Increase the temperature of the pedestal 4. At the same time, the motor 3 installed corresponding to the heater 6 at that specific location is driven to rotate the fixing screw 2 to raise the heating block 14, and the front surface of the heat conducting plate 5 and the back surface of the wafer 1. Reduce the distance. As a result, the amount of heat radiation from the heat conducting plate 5 increases, and the temperature of the wafer 1 rises more quickly.

一方、熱伝導板5のある特定箇所の測定温度が設定温度よりも高い場合には、温度制御ユニット10は、その温度計9に対応する位置にあるヒータ6に与える電力(電圧もしくは電流)を減少させるか遮断し、台座4の温度を下降させる。それと同時に、その特定箇所にあるヒータ6に対応して設置されたモータ3を駆動して固定ネジ2を回転させて当該加熱ブロック14を下降させ、熱伝導板5の表面とウエハ1の裏面との距離を増加させる。これにより、熱伝導板5からの熱輻射量が減少し、ウエハ1の温度がより速やかに下降する。なお、図3では、中央の加熱ブロック14の温度を制御するために下降させた状態を示している。   On the other hand, when the measured temperature at a specific location of the heat conducting plate 5 is higher than the set temperature, the temperature control unit 10 supplies electric power (voltage or current) to be applied to the heater 6 at a position corresponding to the thermometer 9. Decrease or shut off and lower the temperature of the pedestal 4. At the same time, the motor 3 installed corresponding to the heater 6 at the specific location is driven to rotate the fixing screw 2 to lower the heating block 14, and the surface of the heat conducting plate 5 and the back surface of the wafer 1 Increase the distance. As a result, the amount of heat radiation from the heat conducting plate 5 decreases, and the temperature of the wafer 1 decreases more quickly. FIG. 3 shows a state where the temperature is lowered to control the temperature of the central heating block 14.

以上のようにして、熱伝導板5からの熱輻射およびギャップ中のエアーを介した熱伝導と、熱板カバー8からの輻射熱とによってギャップピン7上に載置されたウエハ1の温度が制御される。   As described above, the temperature of the wafer 1 placed on the gap pin 7 is controlled by heat radiation from the heat conduction plate 5 and heat conduction through the air in the gap and radiation heat from the heat plate cover 8. Is done.

以上のように、本実施形態では、ウエハ1の温度制御に際して、加熱ブロック14の台座4に設けられたヒータ6への電力投入量を調整する制御に加えて、モータ3の回転軸に接続された固定ネジ2を回転させて加熱ブロック14の熱伝導板5の表面とウエハ1の裏面との間の距離を制御する。このため、ヒータ6への電力投入量の制御のみを行う場合に比べると、熱伝導板5からウエハ1へ伝達される熱量を短時間の内に制御することが可能となる。これにより、第1の実施形態の構成と同様、昇温速度、降温速度のような温度制御における過渡特性までもウエハ面内で一定になる温度制御を実現することができ、従来と比較してウエハ1の温度均一性が向上するとともに、積算温度も精密に制御することが可能となる。   As described above, in the present embodiment, when controlling the temperature of the wafer 1, in addition to the control for adjusting the power input amount to the heater 6 provided on the pedestal 4 of the heating block 14, it is connected to the rotating shaft of the motor 3. The fixing screw 2 is rotated to control the distance between the front surface of the heat conduction plate 5 of the heating block 14 and the back surface of the wafer 1. For this reason, it is possible to control the amount of heat transferred from the heat conducting plate 5 to the wafer 1 within a short period of time compared to the case where only the amount of power input to the heater 6 is controlled. As a result, similar to the configuration of the first embodiment, it is possible to realize temperature control that is constant within the wafer surface even for transient characteristics in temperature control such as temperature increase rate and temperature decrease rate. The temperature uniformity of the wafer 1 is improved, and the integrated temperature can be precisely controlled.

このウエハ加温装置を使用して実施されたウエハ1の温度特性を調べた結果も、例えばウエハ面内の温度均一性のレンジ幅は±0.05℃であり、また、ウエハ中心部の温度上昇速度が2.5℃/秒であるときに、ウエハ外周部の温度上昇速度は2.4℃/秒であった。このことから、本実施形態の構成によれば、図5に示した従来構成のものに比べて、昇降温時の過渡特性が改善されていることが理解できる。   As a result of examining the temperature characteristics of the wafer 1 implemented using this wafer heating apparatus, for example, the range of temperature uniformity within the wafer surface is ± 0.05 ° C., and the temperature at the center of the wafer When the rising speed was 2.5 ° C./second, the temperature rising speed of the wafer outer peripheral portion was 2.4 ° C./second. From this, it can be understood that according to the configuration of the present embodiment, the transient characteristics at the time of raising and lowering the temperature are improved as compared with the conventional configuration shown in FIG.

なお、上記では、加熱ブロック14を台座4と熱伝導板5とで構成したが、本実施形態では、加熱ブロック14は、台座4と熱伝導板5とに分割されていることは必須ではなく、一体で形成されていてもよい。   In the above description, the heating block 14 is composed of the pedestal 4 and the heat conducting plate 5. However, in the present embodiment, the heating block 14 is not necessarily divided into the pedestal 4 and the heat conducting plate 5. , May be formed integrally.

(第3の実施形態)
上記第1および第2の実施形態では、ウエハ温度制御プロセス中に、特に熱伝導板5中の温度測定位置における昇温、降温時の変化速度を一定にすることができる構成を説明した。すなわち、第1の実施形態では台座4と熱伝導板5との接触圧を、第2の実施形態では加熱ブロック14の熱伝導板5の表面とウエハ1の裏面との距離を、熱伝導板5に埋設された温度計9によって測定された温度に基づいて調整した。
(Third embodiment)
In the first and second embodiments, the configuration has been described in which, during the wafer temperature control process, the rate of change at the time of temperature rise and fall at the temperature measurement position in the heat conducting plate 5 can be made constant. That is, in the first embodiment, the contact pressure between the pedestal 4 and the heat conduction plate 5 is used, and in the second embodiment, the distance between the surface of the heat conduction plate 5 of the heating block 14 and the back surface of the wafer 1 is designated as the heat conduction plate. The temperature was adjusted based on the temperature measured by the thermometer 9 embedded in 5.

しかしながら、ウエハ1の温度制御のうち、昇温、降温の速度制御に限定すると、測定温度以外の物理量に基づいて上述の調整を行うことも可能である。そこで、本実施形態では、温度計9による測定温度の単位時間あたりの変化速度に基づいて、上述の調整を行う構成を説明する。   However, if the temperature control of the wafer 1 is limited to the temperature control of temperature increase / decrease, the above-described adjustment can be performed based on a physical quantity other than the measurement temperature. Therefore, in the present embodiment, a configuration in which the above-described adjustment is performed based on the change speed per unit time of the temperature measured by the thermometer 9 will be described.

本実施形態では、例えば、図1および図2に示した構成を有するウエハ加温装置の測定ユニット10が各々の温度計9から温度制御ユニット10に対して連続的に入力される測定温度に基づいて単位時間あたりの温度の変化速度を算出し、各箇所における変化速度が同一になるように温度制御を行う。このような温度制御は、例えば温度制御ユニット10に昇温、降温時の変化速度の設定値(温度勾配)を予め記憶しておき、設定値を基準として測定温度の変化速度を制御したり、あるいは、熱伝導板の中央部のような予め定められた位置における測定温度の時間的変化を基準として他の箇所の測定温度の時間的変化を制御したりすることで実現可能である。   In the present embodiment, for example, the measurement unit 10 of the wafer heating apparatus having the configuration shown in FIGS. 1 and 2 is based on the measurement temperature continuously input from each thermometer 9 to the temperature control unit 10. Then, the temperature change rate per unit time is calculated, and the temperature control is performed so that the change rate at each location is the same. For such temperature control, for example, a set value (temperature gradient) of the rate of change at the time of temperature rise and fall is stored in advance in the temperature control unit 10, and the rate of change of the measured temperature is controlled based on the set value, Or it is realizable by controlling the time change of the measurement temperature of another location on the basis of the time change of the measurement temperature in a predetermined position like the center part of a heat conduction board.

具体的には、第1の実施形態(図1および図2)で示した構成のウエハ加温装置では、各温度計9を含む領域での温度の時間的変化速度が同一になるように、台座4と熱伝導板5との接触圧を調整する。例えば、温度制御ユニット10により、ウエハ中央の温度上昇速度が2.5℃/秒、ウエハ外周の温度上昇速度が2.0℃/秒と算出されたとすると、ウエハ外周の温度上昇速度がウエハ中央よりも遅いので、温度制御ユニット10は、ウエハ外周の締め付けトルクを10N・mから15N・mに変更して台座4と熱伝導板5との接触圧力を増加させ、ウエハ外周の温度上昇速度を増大させる。   Specifically, in the wafer heating apparatus having the configuration shown in the first embodiment (FIGS. 1 and 2), the temporal change rate of the temperature in the region including each thermometer 9 is the same. The contact pressure between the pedestal 4 and the heat conducting plate 5 is adjusted. For example, if the temperature control unit 10 calculates that the temperature rise rate at the wafer center is 2.5 ° C./second and the temperature rise rate at the wafer outer periphery is 2.0 ° C./second, the temperature increase rate at the wafer outer periphery is Therefore, the temperature control unit 10 increases the contact pressure between the pedestal 4 and the heat conducting plate 5 by changing the tightening torque of the wafer outer periphery from 10 N · m to 15 N · m, and increases the temperature increase rate of the wafer outer periphery. Increase.

この方法で温度の過渡特性をウエハ面内で一定に制御したウエハ1の温度特性を調べた結果は、例えば、ウエハ中心部の温度上昇速度が2.5℃/秒であるときに、ウエハ外周部の温度上昇速度は2.4℃/秒であった。また、ウエハ面内の温度均一性のレンジ幅は±0.05℃であった。   As a result of examining the temperature characteristic of the wafer 1 in which the temperature transient characteristic is controlled to be constant within the wafer surface by this method, for example, when the temperature rise rate at the center of the wafer is 2.5 ° C./second, The temperature rising rate of the part was 2.4 ° C./second. The range of temperature uniformity within the wafer surface was ± 0.05 ° C.

また、第2の実施形態(図3および図4)で示した構成のウエハ加温装置では、熱伝導板5を含む各加熱ブロック14における温度の時間的変化速度が同一になるように、各加熱ブロック14の高さ位置、すなわちウエハ1の裏面と熱伝導板5表面との間の距離を調整する。例えば、温度制御ユニット10により、ウエハ中央の温度上昇速度が2.5℃/秒、ウエハ外周の温度上昇速度が2.0℃/秒と算出されたとすると、ウエハ外周の温度上昇速度がウエハ中央よりも遅いので、ウエハ1の外周における熱伝導板5までの距離を0.2mmから0.1mmに変更してウエハ1の裏面と熱伝導板5表面との間の距離を短くし、ウエハ外周の温度上昇速度を増大させる。   Further, in the wafer heating apparatus having the configuration shown in the second embodiment (FIGS. 3 and 4), the temperature change rate with time in each heating block 14 including the heat conducting plate 5 is the same. The height position of the heating block 14, that is, the distance between the back surface of the wafer 1 and the surface of the heat conductive plate 5 is adjusted. For example, if the temperature control unit 10 calculates that the temperature rise rate at the wafer center is 2.5 ° C./second and the temperature rise rate at the wafer outer periphery is 2.0 ° C./second, the temperature increase rate at the wafer outer periphery is Since the distance to the heat conduction plate 5 on the outer periphery of the wafer 1 is changed from 0.2 mm to 0.1 mm, the distance between the back surface of the wafer 1 and the surface of the heat conduction plate 5 is shortened. Increase the rate of temperature rise.

この方法で温度の過渡特性をウエハ面内で一定に制御したウエハ1の温度特性を調べた結果は、例えば、ウエハ中心部の温度上昇速度が2.5℃/秒であるときに、ウエハ外周部の温度上昇速度は2.4℃/秒であった。また、ウエハ面内の温度均一性のレンジ幅は±0.05℃であった。   As a result of examining the temperature characteristic of the wafer 1 in which the temperature transient characteristic is controlled to be constant within the wafer surface by this method, for example, when the temperature rise rate at the center of the wafer is 2.5 ° C./second, The temperature rising rate of the part was 2.4 ° C./second. The range of temperature uniformity within the wafer surface was ± 0.05 ° C.

以上説明したように、本発明によれば、温度の伝達速度を極めて短時間で制御できるため、半導体基板を熱処理する際の、半導体基板の温度上昇時および温度下降時の、面内温度分布を極めて均一にすることができる。また、従来よりも制御項目が増えることから、より高精度なウエハ面内温度均一性を実現できる。その結果、加熱処理時のベーキング温度だけでなく積算温度も精密に制御することが可能となり、半導体装置の品質を向上させることが可能となる。特に、本発明によれば、半導体基板面内の温度均一性のレンジ幅を±0.05℃以下に温度制御できるため、熱処理中の化学増幅型レジスト膜内での反応の進行を均一かつ一定にすることができる。したがって、現像後のパターン寸法精度を高めることができ、65nmノード、45nmノードの半導体製造プロセスにおいても、微細なレジストパターンを安定して形成することが可能となる。   As described above, according to the present invention, the temperature transmission speed can be controlled in a very short time, so that the in-plane temperature distribution at the time of temperature rise and temperature drop of the semiconductor substrate when the semiconductor substrate is heat-treated can be obtained. It can be made extremely uniform. In addition, since more control items are required than in the prior art, more accurate wafer in-plane temperature uniformity can be realized. As a result, not only the baking temperature during the heat treatment but also the integrated temperature can be precisely controlled, and the quality of the semiconductor device can be improved. In particular, according to the present invention, since the temperature uniformity range within the semiconductor substrate surface can be controlled to ± 0.05 ° C. or less, the progress of the reaction in the chemically amplified resist film during the heat treatment is uniform and constant. Can be. Therefore, the pattern dimensional accuracy after development can be improved, and a fine resist pattern can be stably formed even in a semiconductor manufacturing process of 65 nm node and 45 nm node.

なお、以上で説明した各実施形態は本発明の技術的範囲を制限するものではなく、既に記載したもの以外でも、本発明の範囲内で種々の変形や応用が可能である。例えば、上記各実施形態では、主にリソグラフィ技術の化学増幅型レジストを使用するレジストパターン形成技術に適用するウエハ加温装置について説明したが、本発明はこのようなリソグラフィ技術のみに限定されるものではなく、加温を目的とするヒータを具備する半導体基板処理装置、例えば熱処理炉にも適用することが可能である。   The embodiments described above do not limit the technical scope of the present invention, and various modifications and applications other than those already described are possible within the scope of the present invention. For example, in each of the above-described embodiments, the wafer heating apparatus applied mainly to the resist pattern forming technique using the chemically amplified resist of the lithography technique has been described. However, the present invention is limited only to such a lithography technique. Instead, the present invention can also be applied to a semiconductor substrate processing apparatus having a heater for heating, for example, a heat treatment furnace.

本発明は、半導体基板の昇降温時の温度過渡特性および基板面内の温度均一性を向上させることができ、半導体装置の製造方法および半導体基板処理装置として有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can improve the temperature transient characteristics at the time of raising and lowering the temperature of the semiconductor substrate and the temperature uniformity within the substrate surface, and is useful as a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor substrate processing apparatus.

本発明の第1の実施形態におけるウエハ加温装置を示す縦断面図1 is a longitudinal sectional view showing a wafer heating apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態におけるウエハ加温装置の台座部分の横断面図1 is a cross-sectional view of a pedestal portion of a wafer heating apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態におけるウエハ加温装置を示す縦断面図FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a wafer heating apparatus according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態におけるウエハ加温装置の加熱ブロックの横断面図Cross-sectional view of the heating block of the wafer heating apparatus in the second embodiment of the present invention 従来のウエハ加温装置の縦断面図Vertical section of a conventional wafer heating device

符号の説明Explanation of symbols

1 ウエハ(半導体基板)
2 固定ネジ(接触圧調整手段、位置調整手段)
3 モータ(接触圧調整手段、位置調整手段)
4 台座
5 熱伝導板
6 ヒータ
7 ギャップピン(支持体)
8 熱板カバー
9 温度計
10 温度制御ユニット(制御手段)
14 加熱ブロック
1 Wafer (semiconductor substrate)
2 Fixing screws (contact pressure adjusting means, position adjusting means)
3 Motor (contact pressure adjusting means, position adjusting means)
4 Pedestal 5 Heat conduction plate 6 Heater 7 Gap pin (support)
8 Hot plate cover 9 Thermometer 10 Temperature control unit (control means)
14 Heating block

Claims (19)

半導体基板の表面にレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜に所定のパターンを露光する工程と、
前記露光後の半導体基板を、ヒータを内蔵した台座の表面に設置された熱伝導板と一定の距離をおいて、前記熱伝導板の表面に対して平行に配置する工程と、
前記ヒータに対応する位置の前記熱伝導板の温度に基づいて前記熱伝導板と前記台座との接触圧を調整することにより、前記ヒータから前記半導体基板へ伝わる熱量を調整するとともに前記半導体基板を加熱する工程と、
前記加熱後に前記レジスト膜を現像し、レジストパターンを形成する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a resist film on the surface of the semiconductor substrate;
Exposing the resist film with a predetermined pattern;
Placing the exposed semiconductor substrate parallel to the surface of the heat conduction plate at a certain distance from the heat conduction plate installed on the surface of the pedestal containing the heater;
By adjusting the contact pressure between the heat conductive plate and the pedestal based on the temperature of the heat conductive plate at a position corresponding to the heater, the amount of heat transferred from the heater to the semiconductor substrate is adjusted and the semiconductor substrate is Heating, and
Developing the resist film after the heating and forming a resist pattern;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記加熱工程において、前記測定された温度が予め設定された温度となる状態に前記台座と前記熱伝導板との接触圧を調整する請求項1記載の半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein in the heating step, a contact pressure between the pedestal and the heat conducting plate is adjusted so that the measured temperature becomes a preset temperature. 前記加熱工程において、前記測定された温度から算出される測定温度の時間的な変化速度が一定となる状態に前記台座と前記熱伝導板との接触圧を調整する請求項1または2記載の半導体装置の製造方法。   3. The semiconductor according to claim 1, wherein, in the heating step, the contact pressure between the pedestal and the heat conducting plate is adjusted so that a temporal change rate of the measured temperature calculated from the measured temperature is constant. Device manufacturing method. 前記熱伝導板の温度が、前記半導体基板と平行な面内の互いに異なる複数個所で計測され、測定された各温度に応じて、それぞれの温度測定箇所に対応する位置の前記台座と前記熱伝導板との接触圧を調整する請求項1から3のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。   The temperature of the heat conduction plate is measured at a plurality of different locations in a plane parallel to the semiconductor substrate, and the pedestal at the position corresponding to each temperature measurement location and the heat conduction according to each measured temperature. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the contact pressure with the plate is adjusted. 半導体基板の表面にレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜に所定のパターンを露光する工程と、
前記露光後の半導体基板を、ヒータを内蔵した加熱ブロックの表面から一定の距離をおいて、前記加熱ブロックの表面に対して平行に配置する工程と、
前記ヒータに対応する位置の、前記半導体基板と前記ヒータとの間の前記加熱ブロックの温度に基づいて、前記加熱ブロックを移動させて前記半導体基板と前記加熱ブロックとの間の距離を調整することにより、前記ヒータから前記半導体基板へ伝わる熱量を調整するとともに前記半導体基板を加熱する工程と、
前記加熱後に前記レジスト膜を現像し、レジストパターンを形成する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a resist film on the surface of the semiconductor substrate;
Exposing the resist film with a predetermined pattern;
Arranging the exposed semiconductor substrate parallel to the surface of the heating block at a certain distance from the surface of the heating block having a built-in heater;
Adjusting the distance between the semiconductor substrate and the heating block by moving the heating block based on the temperature of the heating block between the semiconductor substrate and the heater at a position corresponding to the heater. Adjusting the amount of heat transferred from the heater to the semiconductor substrate and heating the semiconductor substrate;
Developing the resist film after the heating and forming a resist pattern;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記加熱工程において、前記測定された温度が予め設定された温度となる状態に前記半導体基板と前記加熱ブロックとの間の距離を調整する請求項5記載の半導体装置の製造方法。   6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein, in the heating step, a distance between the semiconductor substrate and the heating block is adjusted so that the measured temperature becomes a preset temperature. 前記加熱工程において、前記測定された温度から算出される測定温度の時間的な変化速度が一定となる状態に前記半導体基板と前記加熱ブロックとの間の距離を調整する請求項5または6記載の半導体装置の製造方法。   The distance between the said semiconductor substrate and the said heating block is adjusted to the state in which the time change rate of the measured temperature calculated from the measured temperature becomes constant in the said heating process. A method for manufacturing a semiconductor device. 前記加熱ブロックが前記半導体基板と対向する位置に複数配置され、各加熱ブロックにおいて測定された各温度に応じて、前記半導体基板と各加熱ブロックとの間の距離を調整する請求項5から7のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。   A plurality of the heating blocks are arranged at positions facing the semiconductor substrate, and a distance between the semiconductor substrate and each heating block is adjusted according to each temperature measured in each heating block. A manufacturing method of a semiconductor device given in any 1 paragraph. 前記レジスト膜が化学増幅型レジスト膜である請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the resist film is a chemically amplified resist film. 半導体基板を加熱して熱処理する半導体基板処理装置であって、
半導体基板を加熱するヒータを内蔵した台座と、
前記台座の表面に設置された熱伝導板と、
前記ヒータに対応して前記熱伝導板に内蔵された温度測定手段と、
前記熱伝導板の表面から一定の距離をおいて、前記半導体基板を前記熱伝導板の表面に対して平行に保持する支持体と、
前記台座と前記熱伝導板との接触圧を調整する接触圧調整手段と、
前記温度測定手段により測定された温度に基づいて前記接触圧調整手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする半導体基板処理装置。
A semiconductor substrate processing apparatus for heating and heat-treating a semiconductor substrate,
A pedestal with a built-in heater for heating the semiconductor substrate;
A heat conduction plate installed on the surface of the pedestal;
Temperature measuring means built in the heat conducting plate corresponding to the heater;
A support that holds the semiconductor substrate parallel to the surface of the heat conducting plate at a certain distance from the surface of the heat conducting plate;
Contact pressure adjusting means for adjusting the contact pressure between the pedestal and the heat conducting plate;
Control means for controlling the contact pressure adjusting means based on the temperature measured by the temperature measuring means;
A semiconductor substrate processing apparatus comprising:
前記制御手段は、前記温度測定手段により測定された温度が、予め設定された温度となる状態に前記台座と前記熱伝導板との接触圧を調整する請求項10記載の半導体基板処理装置。   The semiconductor substrate processing apparatus according to claim 10, wherein the control unit adjusts a contact pressure between the pedestal and the heat conducting plate so that a temperature measured by the temperature measuring unit becomes a preset temperature. 前記制御手段は、前記温度測定手段により測定された温度から算出される測定温度の時間的な変化速度が一定となる状態に前記台座と前記熱伝導板との接触圧を調整する請求項10または11記載の半導体基板処理装置。   The said control means adjusts the contact pressure of the said base and the said heat conductive board in the state in which the temporal change rate of the measurement temperature calculated from the temperature measured by the said temperature measurement means becomes fixed. 11. The semiconductor substrate processing apparatus according to 11. 前記接触圧調整手段が、
前記台座に螺合された固定ネジと、
前記固定ネジを回転駆動するモータと、
を備える請求項10から12のいずれか1項に記載の半導体基板処理装置。
The contact pressure adjusting means is
A fixing screw screwed onto the pedestal;
A motor for rotationally driving the fixing screw;
The semiconductor substrate processing apparatus of any one of Claims 10-12 provided with these.
前記温度測定手段が前記半導体基板と対向する面内の複数個所に分散して配置され、前記ヒータおよび前記接触圧調整手段が前記複数の温度測定手段のそれぞれに対応して設けられた請求項10から13のいずれか1項に記載の半導体基板処理装置。   11. The temperature measuring means is distributed and arranged at a plurality of locations on a surface facing the semiconductor substrate, and the heater and the contact pressure adjusting means are provided corresponding to each of the plurality of temperature measuring means. 14. The semiconductor substrate processing apparatus according to any one of 1 to 13. 半導体基板を加熱して熱処理する半導体基板処理装置であって、
半導体基板を加熱するヒータを内蔵した加熱ブロックと、
前記加熱ブロックの表面から一定の距離をおいて、前記半導体基板を前記加熱ブロックの表面に対して平行に保持する支持体と、
前記ヒータに対応して、前記支持体に保持された半導体基板と前記ヒータとの間の前記加熱ブロックに内蔵された温度測定手段と、
前記加熱ブロックの位置を移動させることにより、前記支持体に保持された半導体基板と前記加熱ブロックとの間の距離を変更する位置調整手段と、
前記温度測定手段により測定された温度に基づいて前記位置調整手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする半導体基板処理装置。
A semiconductor substrate processing apparatus for heating and heat-treating a semiconductor substrate,
A heating block with a built-in heater for heating the semiconductor substrate;
A support that holds the semiconductor substrate parallel to the surface of the heating block at a certain distance from the surface of the heating block;
Corresponding to the heater, temperature measuring means built in the heating block between the semiconductor substrate held on the support and the heater;
Position adjusting means for changing the distance between the semiconductor substrate held on the support and the heating block by moving the position of the heating block;
Control means for controlling the position adjusting means based on the temperature measured by the temperature measuring means;
A semiconductor substrate processing apparatus comprising:
前記制御手段は、前記温度測定手段により測定された温度が、予め設定された温度となる状態に前記支持体に保持された半導体基板と前記加熱ブロックとの間の距離を調整する請求項15記載の半導体基板処理装置。   The said control means adjusts the distance between the semiconductor substrate hold | maintained at the said support body and the said heating block in the state by which the temperature measured by the said temperature measurement means becomes preset temperature. Semiconductor substrate processing equipment. 前記制御手段は、前記温度測定手段により測定された温度に基づいて算出される測定温度の時間的な変化速度が一定となる状態に前記支持体に保持された半導体基板と前記加熱ブロックとの間の距離を調整する請求項15または16記載の半導体基板処理装置。   The control means is provided between the heating block and the semiconductor substrate held by the support so that the temporal change rate of the measured temperature calculated based on the temperature measured by the temperature measuring means is constant. The semiconductor substrate processing apparatus of Claim 15 or 16 which adjusts the distance of. 前記位置調整手段が、
加熱ブロックに固定された固定ネジと、
前記固定ネジを回転駆動するモータと、
を備える請求項15から17のいずれか1項に記載の半導体基板処理装置。
The position adjusting means is
A fixing screw fixed to the heating block;
A motor for rotationally driving the fixing screw;
The semiconductor substrate processing apparatus of any one of Claim 15 to 17 provided with these.
前記加熱ブロックが、前記半導体基板に対向する位置に複数配置され、前記複数の加熱ブロックのそれぞれが、前記ヒータ、前記温度測定手段および前記位置調整手段を備える請求項15から18のいずれか1項に記載の半導体基板処理装置。   The heating block is arranged in a plurality at positions facing the semiconductor substrate, and each of the heating blocks includes the heater, the temperature measuring unit, and the position adjusting unit. The semiconductor substrate processing apparatus of description.
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