JP2012151247A - Substrate heating apparatus, substrate heating method and storage medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板を加熱する基板加熱装置、基板加熱方法及びこの方法が記憶された記憶媒体に関する。 The present invention relates to a substrate heating apparatus that heats a substrate, a substrate heating method, and a storage medium that stores the method.
半導体ウエハ(以下「ウエハ」と言う)などの基板に対してレジスト膜の塗布処理や当該レジスト膜の現像処理を行う塗布・現像装置には、ウエハに対して加熱処理を行うための加熱装置が設けられている。この加熱装置において、例えばレジスト液をウエハに塗布した後(プリベーキング)、あるいは当該塗布・現像装置に接続された露光装置で露光処理を行った後(ポストエクスポージャーベーキング)、更には現像処理を行った後(ポストベーキング)、ウエハに対して加熱処理が行われる。この加熱装置は、ウエハを載置する加熱板と、ウエハを面内に亘って均一に加熱するために加熱板の内部に複数箇所に設けられたヒータと、各々のヒータの配置位置に対応して複数箇所に設けられた温度センサとを備えている。この加熱板の上面には、当該加熱板に載置されるウエハの外周面に沿うように、ウエハの位置を規制(ガイド)するための長さ寸法が例えば3mm程度の概略円筒形状のガイドピンが複数箇所に設けられている。 2. Description of the Related Art A coating / developing apparatus that performs a resist film coating process or a resist film developing process on a substrate such as a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a “wafer”) includes a heating device for performing a heating process on the wafer. Is provided. In this heating apparatus, for example, after applying a resist solution to a wafer (pre-baking), or after performing exposure processing with an exposure apparatus connected to the coating / developing apparatus (post-exposure baking), further developing processing is performed. After (post-baking), the wafer is heated. This heating device corresponds to a heating plate on which a wafer is placed, heaters provided at a plurality of locations inside the heating plate in order to uniformly heat the wafer over the surface, and the position of each heater. And temperature sensors provided at a plurality of locations. On the upper surface of the heating plate, a guide pin having a substantially cylindrical shape with a length dimension of about 3 mm, for example, for regulating the position of the wafer along the outer peripheral surface of the wafer placed on the heating plate. Are provided at a plurality of locations.
そして、ウエハに対して加熱処理を行う時には、当該ウエハは、加熱装置の外部の搬送アームと、加熱板の下方側に昇降自在に設けられた昇降ピンとの協働作用によって、周縁部をガイドピンにガイドされながら、ある設定温度例えば80℃に調整された加熱板上に載置される。この時、加熱板上に例えば室温程度のウエハが載置されると、当該加熱板の熱がウエハに奪われて(伝熱して)加熱板の温度が例えば5℃程度下がるので、この熱を補償するためにヒータの出力が大きく調整される。従って、ウエハの載置によって下降した加熱板の温度は、後述する図4にも示すように、その後上昇して元の設定温度に戻される。 When performing heat treatment on the wafer, the peripheral portion of the wafer is guided by a cooperative action of a transfer arm outside the heating device and an elevating pin provided on the lower side of the heating plate. Is placed on a heating plate adjusted to a certain set temperature, for example, 80 ° C. At this time, when a wafer at room temperature, for example, is placed on the heating plate, the heat of the heating plate is taken away by the wafer (transferred), and the temperature of the heating plate decreases by, for example, about 5 ° C. The heater output is greatly adjusted to compensate. Therefore, the temperature of the heating plate lowered by the wafer placement is then raised and returned to the original set temperature as shown in FIG.
ここで、加熱装置では、加熱板にウエハを載置する時に、当該ウエハの周縁部が既述のガイドピンに誤って乗り上げてしまう場合がある。ガイドピンにウエハが乗り上げると、即ち加熱板に対してウエハが傾いた状態になると、面内において均一な加熱処理が行われなくなってしまう。そこで、加熱装置においてウエハを加熱するにあたって、ウエハがガイドピンに乗り上げているか否かを検出している。 Here, in the heating device, when the wafer is placed on the heating plate, the peripheral portion of the wafer may erroneously ride on the above-described guide pins. If the wafer rides on the guide pins, that is, if the wafer is tilted with respect to the heating plate, uniform heat treatment will not be performed in the plane. Therefore, when the wafer is heated by the heating device, it is detected whether or not the wafer is riding on the guide pins.
具体的には、既述のように加熱板にウエハが載置されると、加熱板の温度が設定温度から下降し(アンダーシュートし)、その後上昇して元の設定温度に戻るが、ウエハの端部がガイドピンに乗り上げていると、当該端部ではガイドピンの高さの分だけ加熱板の表面とウエハの裏面とが離間するので、加熱板の熱がウエハに伝熱しにくく(下がりにくく)なる。そこで、特許文献1のように、例えば各々の温度センサにて検出される検出値についての積分値を算出し、この積分値が正常時(ガイドピンに乗り上げていない時)における積分値あるいはしきい値よりも小さいか否かを算出している。 Specifically, when the wafer is placed on the heating plate as described above, the temperature of the heating plate falls from the set temperature (undershoots), and then rises and returns to the original set temperature. When the end of the plate is riding on the guide pin, the surface of the heating plate is separated from the back surface of the wafer by the height of the guide pin at the end, so that the heat of the heating plate is difficult to transfer to the wafer (decrease). Difficult). Therefore, as in Patent Document 1, for example, an integrated value for a detection value detected by each temperature sensor is calculated, and the integrated value or threshold value when the integrated value is normal (when not on the guide pin) is calculated. Whether it is smaller than the value is calculated.
一方、加熱板の表面には、例えばウエハがガイドピンに衝突した際に生成するウエハの破片やパーティクルなど、例えば1mm以下の微小物体が付着している場合がある。このような微小物体にウエハが乗り上げた場合であっても、当該ウエハの熱処理が面内においてばらつくおそれがあるので、当該微小物体にウエハが乗り上げたか否かを検出することが望まれている。しかし、既述の検出方法では、このような微小物体を検出することは極めて難しい。即ち、微小物体にウエハが乗り上げた程度では、正常時と比べて既述の積分値の差が僅かであり、そのためウエハが微小物体に乗り上げた場合であっても、熱板の温度が設定温度に戻った後、例えばオーバーシュートによって設定温度よりも高くなった場合には、前記積分値の差が相殺されてしまうことがある。従って、正常時(微小物体が加熱板上に付着していない場合)と異常時(微小物体が加熱板上に付着している場合)とにおいて、ウエハを載置した後の熱板の温度変化を示す曲線(前記検出値)に差異が見られたとしても、前記積分値では差が生じずに、微小物体にウエハが乗り上げたか否かを検出できない場合がある。一方、ウエハが微小物体に乗り上げたと判断するしきい値を異常時側よりも正常時側に設定すると、即ち正常と判断されるマージンを小さく設定すると、ウエハが加熱板に正常に載置された場合であっても、誤検出により異常と検出されてしまうおそれがある。
特許文献1〜4には、ウエハを加熱する装置について記載されているが、このような課題は記載されていない。
On the other hand, on the surface of the heating plate, for example, a minute object of 1 mm or less such as a wafer fragment or particle generated when the wafer collides with the guide pin may adhere. Even when a wafer is placed on such a minute object, there is a possibility that the heat treatment of the wafer may vary in the plane, and it is desired to detect whether or not the wafer has been placed on the minute object. However, it is extremely difficult to detect such a minute object with the detection method described above. In other words, the difference between the integral values described above is slight when the wafer is placed on the minute object compared to the normal state. Therefore, even when the wafer is placed on the minute object, the temperature of the hot plate is the set temperature. After returning to the above, when the temperature becomes higher than the set temperature due to overshoot, for example, the difference between the integral values may be offset. Therefore, the temperature change of the hot plate after mounting the wafer during normal operation (when a minute object is not attached on the heating plate) and when abnormal (when a minute object is attached on the heating plate). Even if there is a difference in the curve indicating the above (the detected value), there is a case where it is not possible to detect whether or not the wafer has been placed on the minute object without causing a difference in the integrated value. On the other hand, if the threshold value for determining that the wafer has run on the minute object is set to the normal side rather than the abnormal side, that is, if the margin for determining that the wafer is normal is set to be small, the wafer is normally placed on the heating plate. Even in such a case, there is a possibility that an abnormality is detected due to erroneous detection.
Although Patent Documents 1 to 4 describe an apparatus for heating a wafer, such a problem is not described.
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、加熱板に基板を載置して加熱するにあたり、例えば1mm以下といった小さな微小物体が加熱板の表面に付着している場合であっても、当該微小物体に基板が乗り上げたか否かを検出することのできる基板加熱装置、基板加熱方法及びこの方法が記憶された記憶媒体を提供することにある。 The present invention has been made under such circumstances. The purpose of the present invention is to place a substrate on a heating plate and heat it, and a small minute object such as 1 mm or less is attached to the surface of the heating plate. Even in such a case, it is an object to provide a substrate heating apparatus, a substrate heating method, and a storage medium in which this method is stored, which can detect whether or not the substrate is placed on the minute object.
本発明の基板加熱装置は、
加熱板に載置された基板を加熱部により設定温度に加熱する基板加熱装置において、
互いに加熱板の板面の方向に離間して設けられ、前記加熱板及び基板の少なくとも一方の温度を測定する複数の温度測定部と、
前記加熱板に基板を載置した後における複数の温度測定部の各温度測定値間のばらつきの値を算出する温度ばらつき算出部と、
基板が前記加熱板上において異物に乗りあげているか否かを判断するために、前記温度測定値のばらつきの値を予め設定されたしきい値と比較する比較部と、を備えたことを特徴とする。
The substrate heating apparatus of the present invention is
In the substrate heating apparatus that heats the substrate placed on the heating plate to the set temperature by the heating unit,
A plurality of temperature measuring units that are provided apart from each other in the direction of the plate surface of the heating plate and measure the temperature of at least one of the heating plate and the substrate;
A temperature variation calculation unit that calculates a value of variation between the temperature measurement values of the plurality of temperature measurement units after placing the substrate on the heating plate;
In order to determine whether or not the substrate is on a foreign object on the heating plate, a comparison unit that compares the value of variation of the temperature measurement value with a preset threshold value is provided. And
前記基板加熱装置としては、以下のように構成しても良い。
前記加熱部は、前記温度測定部の配置位置に対応するように複数箇所に設けられている構成。前記温度ばらつき算出部にて算出されるばらつきの値は、測定温度の標準偏差である構成。前記しきい値は、前記加熱板に基板を水平に載置した時において、前記温度ばらつき算出部にて算出されたばらつきの値に基づいて予め設定された値である構成。前記ばらつきの値が前記しきい値よりも大きいと前記比較部にて検知された時に発報されるアラーム発報部を備えている構成。
The substrate heating device may be configured as follows.
The said heating part is the structure provided in multiple places so as to correspond to the arrangement position of the said temperature measurement part. The variation value calculated by the temperature variation calculation unit is a standard deviation of the measured temperature. The threshold value is a value set in advance based on a variation value calculated by the temperature variation calculation unit when the substrate is horizontally placed on the heating plate. A configuration comprising an alarm reporting unit that is triggered when the comparison unit detects that the variation value is greater than the threshold value.
本発明の基板加熱方法は、
加熱板に載置された基板を加熱部により設定温度に加熱する基板加熱方法において、
前記加熱板に基板を載置する工程と、
次いで、前記加熱板に基板を載置した後における当該加熱板及び基板の少なくとも一方の温度を、互いに加熱板の板面の方向に離間して設けられた複数の温度測定部により測定する工程と、
続いて、複数の温度測定部の各温度測定値間のばらつきの値を算出する工程と、
しかる後、前記算出する工程にて算出された温度ばらつき値を予め設定されたしきい値と比較し、この比較結果に基づいて基板が前記加熱板上において異物に乗りあげているか否かを判断する工程と、を含むことを特徴とする。
The substrate heating method of the present invention comprises:
In the substrate heating method of heating the substrate placed on the heating plate to the set temperature by the heating unit,
Placing the substrate on the heating plate;
Next, a step of measuring the temperature of at least one of the heating plate and the substrate after placing the substrate on the heating plate by a plurality of temperature measurement units provided apart from each other in the direction of the plate surface of the heating plate; ,
Subsequently, a step of calculating a variation value between the temperature measurement values of the plurality of temperature measurement units,
Thereafter, the temperature variation value calculated in the calculating step is compared with a preset threshold value, and based on the comparison result, it is determined whether or not the substrate is on a foreign object on the heating plate. And a step of performing.
前記基板加熱方法は、以下のように構成しても良い。前記加熱板において、基板は前記温度測定部の配置位置に対応するように複数箇所に設けられた前記加熱部により加熱される構成。前記算出する工程にて算出されるばらつきの値は、測定温度の標準偏差である構成。前記比較する工程の後、当該比較する工程において前記ばらつきの値が前記しきい値よりも大きい場合には、アラームを発報する工程を行う構成。前記加熱板に基板を載置する工程の前に、前記加熱板に基板を水平に載置して、複数の温度測定部の各温度測定値についてばらつきの値を算出する工程と、当該工程にて算出されたばらつきの値に基づいて前記しきい値を設定する工程と、を行う構成。 The substrate heating method may be configured as follows. In the heating plate, the substrate is heated by the heating units provided at a plurality of locations so as to correspond to the arrangement positions of the temperature measurement units. The variation value calculated in the calculating step is a standard deviation of the measured temperature. After the step of comparing, a step of issuing an alarm when the value of variation is larger than the threshold value in the step of comparing. Before the step of placing the substrate on the heating plate, the step of horizontally placing the substrate on the heating plate and calculating a variation value for each temperature measurement value of the plurality of temperature measurement units; and And a step of setting the threshold value based on the value of variation calculated in the above.
本発明の記憶媒体は、
加熱板に載置された基板を加熱する基板加熱装置に用いられるプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記プログラムは、以上のいずれか一つの基板加熱方法を実施するようにステップ群が組まれていることを特徴とする。
The storage medium of the present invention is
A storage medium storing a program used in a substrate heating device for heating a substrate placed on a heating plate,
The program is characterized in that a group of steps is assembled so as to implement any one of the above substrate heating methods.
本発明は、加熱板に載置された基板を加熱部により設定温度に加熱するにあたり、当該加熱板に基板を載置した後、互いに加熱板の板面の方向に離間して設けられた複数の温度測定部により加熱板及び基板の少なくとも一方の温度を測定し、これら温度測定値間のばらつきの値を算出している。そして、この算出値と予め設定されたしきい値とを比較しているので、加熱板上の微小物体(異物)に基板が乗り上げているか否かを検出できる。 In the present invention, when a substrate placed on a heating plate is heated to a set temperature by a heating unit, after the substrate is placed on the heating plate, a plurality of them are provided apart from each other in the direction of the plate surface of the heating plate. The temperature measurement unit measures the temperature of at least one of the heating plate and the substrate, and calculates the value of variation between these temperature measurement values. Since this calculated value is compared with a preset threshold value, it is possible to detect whether or not the substrate is on a minute object (foreign matter) on the heating plate.
本発明の基板加熱装置の実施の形態の一例について、図1〜図3を参照して説明する。この基板加熱装置は、ウエハWを載置するための加熱板11と、この加熱板11を介してウエハWを加熱するために当該加熱板11内に複数箇所に埋設された加熱部であるヒータ12と、この加熱板11(ウエハW)の温度を測定するためにヒータ12の配置位置に対応して設けられた温度測定部である温度センサ13と、を備えている。そして、この基板加熱装置は、後述するように、これら温度センサ13の温度検出値を用いて、加熱板11上においてウエハWが例えばパーティクルなどの異物(微小物体)に乗り上げているか否かを検出している。図1中21及び22は、夫々筐体をなす処理容器及び搬送口である。
An example of an embodiment of the substrate heating apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. The substrate heating apparatus includes a
加熱板11の上方側には、ウエハWに対して加熱処理の行われる雰囲気を周方向に亘って上方側から覆うように、加熱板11に対向すると共に図示しない昇降機構により昇降自在に設けられた蓋体23が設けられている。図1中24は加熱板11を側方側から周方向に亘って支持する支持台であり、25はこの支持台24の上面において周方向に亘って形成されたガス吐出孔である。そして、このガス吐出孔25から吐出するガス例えば窒素(N2)ガスは、蓋体23の上面に設けられた排気口26から排気されるように構成されている。尚、図2ではヒータ12や温度センサ13については記載を省略している。
An upper side of the
ヒータ12は、図3に示すように、水平方向(加熱板11の板厚の方向)に互いに離間するように、複数箇所例えば5箇所に設けられている。即ち、この例では加熱板11は円状の内側領域11a及び当該内側領域11aよりも外側のリング状の外側領域11bに区画されると共に、この外側領域11bが周方向に等間隔に4箇所の区画領域11cに区画されている。そして、ヒータ12は、前記内側領域11a及び4つの区画領域11cに各々配置されている。また、図1及び図3に示すように、加熱板11の下方側には、各ヒータ12の配置位置に対応するように温度センサ13が配置されており、各温度センサ13の温度検出値が設定温度例えば80℃となるように、温度調整部をなす温度コントローラ31によって各々のヒータ12への給電量が調整される。
As shown in FIG. 3, the
加熱板11上には、ウエハWの位置を規制(ガイド)するために、高さ寸法が例えば3mm程度のガイドピン14が複数箇所例えば6箇所に当該ウエハWの周方向に沿うように等間隔に設けられている。また、この加熱板11上には、当該加熱板11の表面からウエハWの裏面を例えば0.1mm程度離間させて支持するために、高さ寸法が例えば0.1mm程度に形成された突起状のプロキシミティピン15が複数箇所に設けられている。加熱板11の下方位置には、図示しない搬送アームとの間においてウエハWの受け渡しを行うための昇降ピン27が設けられており、この昇降ピン27が加熱板11上におけるウエハWの載置面に対して突没できるように、当該加熱板11には複数箇所例えば3箇所に貫通口16が形成されている。図1中28は昇降機構である。尚、図2は基板加熱装置を簡略化して描画している。
On the
この基板加熱装置には、図3に示すように、装置全体の動作のコントロールを行うためのコンピュータからなる制御部32が設けられており、この制御部32は、CPU33、プログラム34及びメモリ35を備えている。このプログラム34は、加熱板11上にウエハWを載置して加熱処理を行うウエハ加熱プログラム34aと、各温度センサ13の温度検出値の標準偏差を算出するための温度ばらつき算出部をなす標準偏差算出プログラム34bと、この標準偏差算出プログラム34bにて算出された標準偏差を予め設定されたしきい値と比較するための比較部をなす差分計算プログラム34cと、を備えている。
As shown in FIG. 3, the substrate heating apparatus is provided with a
ウエハ加熱プログラム34aは、既述の温度コントローラ31を介して加熱板11を面内に亘って設定温度例えば80℃に維持すると共に、加熱板11との間においてウエハWの受け渡しなどを行うためのプログラムである。
The
標準偏差算出プログラム34bは、加熱板11上においてウエハWが当該加熱板11に対して傾斜しているか否か、即ちウエハWが加熱板11上の微小物体例えばパーティクルなどに乗り上げているか否かを評価するための指標となる、各温度センサ13の温度検出値のばらつき値である標準偏差を求めるためのプログラムである。具体的には、設定温度例えば80℃に保たれた加熱板11上に例えば常温のウエハWが載置されると、加熱板11は、図4に模式的に示すように、当該ウエハWに吸熱されて降温する。この時、例えばウエハWの端部が加熱板11上の微小物体例えばパーティクルなどに乗り上げていると、当該端部はウエハWの他の部位よりも加熱板11から離間する。そのため、この端部に対向する加熱板11(微小物体の付着している部位における加熱板11)では、ウエハWに吸熱されにくくなるので、他の部位よりも温度変化(降温速度)が小さくなる。また、ウエハWの端部が微小物体に乗りあげていると、プロキシミティピン15上のウエハWが傾斜するので、ウエハWの直径方向における前記端部に対向する部位では、他の部位よりも加熱板11に近接し、従って加熱板11の温度を速やかに吸熱する(加熱板11の降温速度が速くなる)場合もある。そのため、このような微小物体にウエハWの端部が乗り上げたことに基づく加熱板11の温度変化の違いを利用することにより、ウエハWが微小物体に乗り上げているか否かが分かることになる。
The standard deviation calculation program 34b determines whether or not the wafer W is inclined with respect to the
ここで、前記温度変化を絶対値で評価しようとすると、具体的には例えばウエハWの端部が微小物体に乗り上げている部位における加熱板11の温度と、ウエハWの端部が微小物体に乗り上げていない部位の加熱板11の温度とを比較しようとすると、これら温度差が小さいためにウエハWが微小物体に乗り上げているか否かを判別できない場合がある。しかし、本発明では、ウエハWが微小物体に乗り上げると、後述の実施例に示すように、各温度センサ13における各々の温度検出値が面内においてばらつくことから、微小物体にウエハWの端部が乗り上げたか否かを判断する指標として、既述のようにばらつきを数値化した標準偏差を用いている。
Here, when an attempt is made to evaluate the temperature change with an absolute value, specifically, for example, the temperature of the
そして、ウエハWが微小物体に乗り上げていない時(ウエハWが加熱板11上に水平に載置されている時)の標準偏差を予め算出しておき、この標準偏差又は、この標準偏差に任意のマージンαを足した値をしきい値として用いている。即ち、各ウエハWに対して加熱処理を行う時に、各々の温度検出値の標準偏差を計算し、この標準偏差が前記しきい値よりも大きい場合にはウエハWが微小物体に乗り上げていると判断してアラーム36を発報し、標準偏差がしきい値以下の場合にはウエハWが正常に載置されていると判断してその後の処理を続けるようにしている。このような標準偏差としきい値との比較は、既述の差分計算プログラム34cによって行われる。そして、このしきい値は、既述のように予め取得され、メモリ35に格納される。前記各プログラム34a〜34cは、ハードディスク、コンパクトディスク、光磁気ディスク、メモリカード、フレキシブルディスクなどの記憶媒体40から制御部32内にインストールされる。
Then, a standard deviation when the wafer W is not on the minute object (when the wafer W is horizontally placed on the heating plate 11) is calculated in advance, and this standard deviation or this standard deviation is arbitrarily set. A value obtained by adding the margin α is used as a threshold value. That is, when the heat treatment is performed on each wafer W, the standard deviation of each temperature detection value is calculated, and if this standard deviation is larger than the threshold value, the wafer W is riding on a minute object. The
続いて、既述の基板加熱装置を用いた作用である、本発明の基板加熱方法について、図5〜図8を参照して説明する。先ず、加熱板11上にウエハWが正常に(水平に)載置された場合について、既述の標準偏差(しきい値)を算出する。即ち、例えばメンテナンスなどを行うことにより、加熱板11上のパーティクルなどの付着物を予め除去しておく。そして、各ヒータ12を介して、加熱板11を設定温度例えば80℃に設定する(ステップS1)。次いで、図6に示すように、図示しない搬送アームと昇降ピン27との協働作用により、例えば室温のウエハWの周縁部をガイドピン14によりガイドしながら、加熱板11上に当該ウエハWを水平に載置する。そして、蓋体23を下降させると共に、ガス吐出孔25からガスを吐出する。加熱板11上にウエハWが載置されると、既述の図4のように加熱板11の温度が当該ウエハWに吸熱されて降温し、一方ウエハWは加熱板11の熱により昇温する(ステップS2)。
Next, the substrate heating method of the present invention, which is an operation using the substrate heating apparatus described above, will be described with reference to FIGS. First, the standard deviation (threshold value) described above is calculated for the case where the wafer W is normally (horizontally) placed on the
この時、図7に示すように、加熱板11上にウエハWを水平に載置していることから、当該ウエハWは加熱板11との間の離間距離が面内に亘って揃う。そのため、加熱板11の温度変化を示す降温曲線は、後述の実施例の図12にも示すように、各温度センサ13において揃った状態(ばらつきが小さい状態)となる。そして、加熱板11上にウエハWを載置した時から0.8〜1.5秒この例では1秒後における各温度センサ13の温度検出値を取得し、以下の式(1)に基づいてこれら温度検出値の標準偏差を算出する。
(式1)
(σ:標準偏差、n:温度センサ13の個数、xi:各々の温度センサ13の温度検出値、xバー:各温度検出値の平均値)
At this time, as shown in FIG. 7, since the wafer W is horizontally placed on the
(Formula 1)
(Σ: standard deviation, n: number of
また、この標準偏差に既述のマージンαを加算して、しきい値(リファレンス)としてメモリ35に記憶する(ステップS3)。尚、既述のように加熱板11が設定温度となるようにヒータ12の出力値を調整していることから、加熱板11の温度は、その後設定温度に戻り、ウエハWについても設定温度に上昇することになる。
Further, the above-mentioned margin α is added to this standard deviation and stored in the
続いて、既述のウエハWを加熱板11から搬出した後、例えば複数のウエハWに対する連続処理を開始する。具体的には、既述の例と同様に、設定温度に設定された加熱板11上にウエハWを載置して(ステップS4)、加熱板11上にウエハWを載置した時から1秒後における各温度センサ13の温度検出値を取得し、標準偏差を算出する(ステップS5)。そして、この標準偏差を既述のしきい値と比較する(ステップS6)。この時、既述の図7と同様に加熱板11上にウエハWが水平に載置されている場合、即ちウエハWがパーティクルなどの微小物体に乗り上げていない場合には、この標準偏差はしきい値以下となり、当該ウエハWは加熱板11上に正常に(水平に)載置されていると判断される。この場合には、その後ウエハWの吸熱によって低下した加熱板11の熱がヒータ12により当該加熱板11に伝熱され、加熱板11及びウエハWは既述の設定温度となり、当該ウエハWは所定の時間に亘って加熱処理が行われる。しかる後、昇降ピン27と図示しない搬送アームとによって処理容器21内からウエハWが搬出される(ステップS7)。
Subsequently, after unloading the above-described wafer W from the
一方、複数のウエハWに対して連続して加熱処理を行う中で、例えば外部の図示しない搬送アームやウエハWにパーティクルが付着して処理容器21内に持ち込まれたり、あるいはガイドピン14にウエハWが衝突して当該ウエハWの端部が僅かに欠けたりすることにより、例えば1mm程度以下もの小さな微小物体が加熱板11上に付着する場合がある。そして、図8に示すように、このような微小物体が表面に付着した加熱板11上にウエハWが載置された(ステップS4)場合には、当該ウエハWは加熱板11に対して傾斜する。既述のように、微小物体が付着している部位では、図8に矢印で示すように、微小物体の付着していない他の部位よりもウエハWへの伝熱が遅くなり、従って加熱板11の温度変化(降温速度)が緩やかになる。また、ウエハWの直径方向における微小物体に対向する部位では、他の部位よりもウエハWと加熱板11とが近接するので、加熱板11の温度変化が速やかになる。そのため、温度検出値が各々の温度センサ13においてばらつくことになる。従って、加熱板11上にウエハWを載置した時から1秒後における各温度センサ13の温度検出値を取得し、標準偏差を算出して(ステップS5)、しきい値と比較すると(ステップS6)、当該標準偏差はしきい値よりも大きくなる。この場合には、アラーム36が発報され(ステップS8)、例えば続く処理が停止することになる。そして、例えばメンテナンスを行うことにより、例えば作業者によって加熱板11が清掃されて微小物体が除去される。尚、図8では微小物体について模式的に大きく描画していている。
On the other hand, while the heat treatment is continuously performed on the plurality of wafers W, for example, particles adhere to an external transfer arm (not shown) or the wafer W and are brought into the
上述の実施の形態によれば、設定温度に設定された加熱板11上にウエハWを載置して加熱処理を行うにあたり、加熱板11上にウエハWを載置した後、加熱板11の温度がウエハWに吸熱されて下降し始めてから前記設定温度に戻るまでの間に測定された温度センサ13の各温度測定値間の標準偏差を算出し、この標準偏差と予め設定したしきい値とを比較している。そのため、加熱板11上においてウエハWが微小物体に乗り上げているか否かを容易に検出できる。従って、ウエハWが既述の高さ寸法が3mmものガイドピン14に乗りあげたとしても、ガイドピン14に乗りあげたか否かを検出できる。
また、しきい値として、加熱板11上にウエハWを水平に載置した状態で測定した標準偏差に基づいて予め設定しているので、即ち加熱板11の表面形状や各温度センサ13の持つ特性のばらつきなどの環境誤差(バックグラウンド)の影響が小さくなるようにしているので、ウエハWが微小物体に乗り上げているか否かを高い精度で検出できる。
According to the above-described embodiment, when the wafer W is placed on the
Further, since the threshold value is set in advance based on the standard deviation measured with the wafer W placed horizontally on the
既述の例では、ヒータ12及び温度センサ13を各々5つずつ配置したが、これらヒータ12及び温度センサ13の数量は、各々少なくとも2つ設ければ良い。図9は、ヒータ12及び温度センサ13を各々13個ずつ配置した例を示している。具体的には、加熱板11の内側領域11aよりも外周側の領域を内周側から外周側に向かって3つのリング状の領域11dに区画し、これら領域11dを周方向において夫々4つの区画領域11cに等間隔に区画している。そして、これら内側領域11a及び12個の区画領域11cに夫々ヒータ12を配置している。また、各々のヒータ12に対応するように、加熱板11の下方側に温度センサ13を設けている。このように温度センサ13の個数を既述の図1の例よりも多くすることにより、ウエハWが微小物体に乗りあげた時の標準偏差について、しきい値よりも大きいか否かを高い精度で検出できる。尚、図9では温度センサ13について記載を省略している。
In the example described above, five
また、標準偏差やしきい値を設定するために用いた温度センサ13の温度検出値としては、後述の実施例に示すように、加熱板11上にウエハWを載置して当該加熱板11の温度が降温し始めてから設定温度に戻るまでの間、好ましくは加熱板11上にウエハWを載置してから0.8〜1.5秒までの範囲の温度検出値を用いても良いし、当該範囲内における温度検出値の積分値を用いても良い。また、前記範囲は、ウエハWの厚み寸法、ヒータ12の出力値、プロキシミティピン15の個数や寸法などによって様々である場合があるため、装置やレシピに応じて個別に設定される。
また、既述の例では、加熱板11上にウエハWを載置してから0.8〜1.5秒までの範囲のある時点(例えば1秒後)における各温度センサ13の温度検出値に基づいて標準偏差を算出したが、本発明ではこの例に限定されない。具体的には、ある一定の期間、例えば加熱板11上にウエハWを載置してから1.5秒が経過するまでの間、例えば0.1秒毎に温度検出値を求めると共にこの温度検出値に基づき各時点における標準偏差を算出し、この各標準偏差を各時点におけるしきい値と比較した際に、いずれかの標準偏差が対応するしきい値よりも大きい場合にアラーム36を発報させても良い。即ち、ある期間例えばウエハWの載置によって加熱板11の温度が下降し始めてから設定温度に戻るまでの間に亘って、ウエハWが微小物体に乗りあげたか否かを検出しても良い。
Further, as a temperature detection value of the
In the above-described example, the temperature detection value of each
既述の例では、ウエハWが微小物体に乗りあげているか否かを検出するにあたり、各温度センサ13における温度検出値の標準偏差(σ)を用いたが、この標準偏差に代えて、分散(σ2)を用いても良い。また、後述の実施例における図11及び図12からも明らかなように、ウエハWが微小物体に乗りあげている場合には、各温度センサ13の温度検出値の最大値と最小値との差分(温度検出値の開き)は、ウエハWが正常に(水平に)加熱板11に載置されている場合に比べて大きくなる。即ち、微小物体にウエハWの端部が乗りあげている場合には、当該端部に対向する加熱板11は他の部位よりも温度が高くなるので、正常時に比べて各温度検出値の最大値が大きくなる。また、微小物体にウエハWの端部が乗りあげていると、ウエハWが傾斜するので、ウエハWの直径方向における前記端部に対向する部位では、他の部位よりも加熱板11に近接し、加熱板11の熱を速やかに吸熱するため、正常時に比べて各温度検出値の最小値が小さくなる。従って、微小物体にウエハWの端部が乗りあげていると、正常時よりも既述の差分が大きくなる。そのため、ウエハWが微小物体に乗りあげているか否かを検出するために用いるばらつき値としては、標準偏差に代えて、この温度検出値の最大値と最小値との差分を用いても良い。
In the above-described example, the standard deviation (σ) of the temperature detection value in each
また、標準偏差を算出する温度検出値として、加熱板11の温度を用いたが、この加熱板11の温度に代えて、ウエハWの温度を用いても良い。即ち、ウエハWが微小物体に乗りあげずに正常に(水平に)加熱板11上に載置されていると、ウエハWは面内に亘って均等に加熱されていく。一方、例えばウエハWの端部が微小物体に乗りあげていると、当該端部では他の部位よりも加熱板11から離間しているので昇温速度が遅くなり、従って正常時よりも面内において温度分布がばらつくことになる。この場合には、温度センサ13は、加熱板11の上面側あるいは加熱板11に対して上方側に離間した位置において放射温度計などとして設けても良い。
Further, although the temperature of the
更に、標準偏差やしきい値を算出するにあたって温度センサ13の全ての温度検出値を用いたが、これら温度センサ13の温度検出値のうち少なくとも2つを用いても良い。また、ヒータ12の配置位置に対応させて温度センサ13を配置したが、ヒータ12の出力値を調整するための温度センサ13とは別に、標準偏差及びしきい値を算出するための専用の温度センサを別途設けてもよい。
Further, all the temperature detection values of the
また、加熱板11に複数のヒータ12を配置したが、1つのヒータ12を配置すると共に、温度センサ13を既述のように複数箇所に設けても良い。この場合には、ヒータ12は、図10に示すように、例えば加熱板11上に載置されるウエハWに対応する円形の面ヒータが用いられる。また、温度センサ13について、図10では加熱板11の裏面側に、ウエハWの中央部に配置すると共に、外周部においてウエハWの周方向に互いに離間するように8箇所に設けた例を示している。この場合には、ヒータ12の出力値を調整するための温度センサ13としては、これら温度センサ13のうち例えば中央部の温度センサ13が用いられる。
Further, although the plurality of
また、既述の例ではウエハWの端部が微小物体に乗りあげて傾斜している場合について検出したが、例えば互いに同程度の大きさの微小物体が加熱板11上において周方向に亘って複数箇所に付着している場合、これら微小物体にウエハWが乗りあげると、ウエハWが加熱板11に対して概略平行になる場合がある。しかし、このような場合であっても、微小物体を介して加熱板11からウエハWに伝熱するにあたり、この伝熱量が微小物体毎にばらつくと考えられ、従ってウエハWが微小物体に乗りあげているか否かが判別される。
Further, in the above-described example, the case where the end of the wafer W climbs on the minute object and is tilted is detected. However, for example, minute objects of the same size are arranged on the
以上説明した基板加熱装置は、ウエハWに対してレジスト膜の塗布処理や当該レジスト膜の現像処理を行う塗布・現像装置において、例えばレジスト液をウエハに塗布した後(プリベーキング)、あるいは当該塗布・現像装置に接続された露光装置で露光処理を行った後(ポストエクスポージャーベーキング)、更には現像処理を行った後(ポストベーキング)、ウエハWに対して加熱処理を行うための加熱装置として適用される。 The substrate heating apparatus described above is a coating / developing apparatus that performs a resist film coating process or a resist film developing process on the wafer W, for example, after applying a resist solution to the wafer (pre-baking) or the coating process.・ After exposure processing (post-exposure baking) with an exposure device connected to the development device, and further after development processing (post-baking), it is applied as a heating device to heat the wafer W Is done.
続いて、本発明の手法について、実際に実験を行って確認した結果を説明する。先ず、基板加熱装置としては、既述の図9に示したように、ヒータ12及び温度センサ13が各々13チャンネル(13個)設けられた加熱板11を用いた。そして、加熱板11上に寸法が500μmの微小物体を静置すると共に、加熱板11を80℃に設定した。次いで、この加熱板11上にウエハWを載置して、各温度センサ13の温度検出値を読み取った。図11の細線は、これら温度センサ13の温度検出値を示している。また、これら温度検出値の標準偏差を算出し、図11に太線で示した。尚、図11において、横軸における「ウエハ加熱時間」として、加熱板11上にウエハWを載置した時点からの経過時間を示している。
Then, the result confirmed by actually experimenting about the method of this invention is demonstrated. First, as the substrate heating apparatus, as shown in FIG. 9 described above, the
一方、加熱板11上に微小物体を静置しない場合、即ち加熱板11に対してウエハWを水平に載置した場合においても、同様に各温度センサ13の温度検出値及び標準偏差を求めた。この場合の結果を示す図12では、各温度センサ13の温度検出値が図11の例よりも揃っており、また標準偏差は図11の例よりも低く(ばらつきが小さく)なっていた。
On the other hand, the temperature detection value and the standard deviation of each
そこで、これら図11及び図12の標準偏差について、一つのグラフに纏めて表すと共に、これら標準偏差の差分を取ると、図13に示すように、両者の標準偏差には明らかな差異が確認された。即ち、正常時(図12)の標準偏差は、微小物体乗りあげ時(図11)の標準偏差よりも小さくなっており、経過時間が0.8〜1.5秒までの間において、特に差異が大きくなっていた。従って、既述のように0.8〜1.5秒までの間の標準偏差を用いることにより、ウエハWが微小物体に乗りあげたか否かを容易に高い精度で検出できることが分かる。 Accordingly, the standard deviations of FIGS. 11 and 12 are collectively shown in one graph, and when the difference between these standard deviations is taken, a clear difference is confirmed between the standard deviations as shown in FIG. It was. That is, the standard deviation at the normal time (FIG. 12) is smaller than the standard deviation at the time of climbing the minute object (FIG. 11), and is particularly different between the elapsed times of 0.8 to 1.5 seconds. Was getting bigger. Therefore, it can be seen that by using the standard deviation between 0.8 and 1.5 seconds as described above, it can be easily detected with high accuracy whether or not the wafer W has landed on the minute object.
ここで、微小物体にウエハWの端部が乗りあげている場合(図11)には、正常時(図12)と比べて、ある時間(ウエハ加熱時間)で見た時の最大値と最小値との差分が大きくなっていることが分かる。即ち、微小物体にウエハWの端部が乗りあげている場合には、当該端部に対向する加熱板11は他の部位よりも温度が高くなるので、正常時に比べて各温度検出値の最大値が大きくなる。また、微小物体にウエハWの端部が乗りあげていると、既述のようにウエハWが傾斜するので、ウエハWの直径方向における前記端部に対向する部位では、正常時よりも加熱板11に近接し、従って加熱板11の温度がウエハWに速やかに吸熱されて、他の部位よりも温度が低くなる場合がある。この場合には、各温度検出値の最小値は、正常時よりも小さくなる。そのため、このように温度検出値の最大値と最小値との差分が異常時と平常時とで異なっていると考えられる。
Here, when the edge of the wafer W is on the minute object (FIG. 11), the maximum value and the minimum value when viewed at a certain time (wafer heating time) as compared with the normal time (FIG. 12). It can be seen that the difference from the value is large. That is, when the end portion of the wafer W is on the minute object, the temperature of the
続いて、設定温度が80℃の場合及び160℃の場合について、既述の図13に対応する標準偏差の差を求めた。その結果、図14及び図15に示すように、設定温度が高い程、正常時と微小物体乗りあげ時との間の標準偏差の差が大きくなることが分かった。 Subsequently, for the cases where the set temperature was 80 ° C. and 160 ° C., the difference in standard deviation corresponding to FIG. 13 described above was obtained. As a result, as shown in FIG. 14 and FIG. 15, it was found that the higher the set temperature, the greater the difference in standard deviation between when normal and when climbing a minute object.
W ウエハ
11 加熱板
12 ヒータ
13 温度センサ
31 温度コントローラ
34a、34b、34c プログラム
35 メモリ
36 アラーム
Claims (11)
互いに加熱板の板面の方向に離間して設けられ、前記加熱板及び基板の少なくとも一方の温度を測定する複数の温度測定部と、
前記加熱板に基板を載置した後における複数の温度測定部の各温度測定値間のばらつきの値を算出する温度ばらつき算出部と、
基板が前記加熱板上において異物に乗りあげているか否かを判断するために、前記温度測定値のばらつきの値を予め設定されたしきい値と比較する比較部と、を備えたことを特徴とする基板加熱装置。 In the substrate heating apparatus that heats the substrate placed on the heating plate to the set temperature by the heating unit,
A plurality of temperature measuring units that are provided apart from each other in the direction of the plate surface of the heating plate and measure the temperature of at least one of the heating plate and the substrate;
A temperature variation calculation unit that calculates a value of variation between the temperature measurement values of the plurality of temperature measurement units after placing the substrate on the heating plate;
In order to determine whether or not the substrate is on a foreign object on the heating plate, a comparison unit that compares the value of variation of the temperature measurement value with a preset threshold value is provided. A substrate heating apparatus.
前記加熱板に基板を載置する工程と、
次いで、前記加熱板に基板を載置した後における当該加熱板及び基板の少なくとも一方の温度を、互いに加熱板の板面の方向に離間して設けられた複数の温度測定部により測定する工程と、
続いて、複数の温度測定部の各温度測定値間のばらつきの値を算出する工程と、
しかる後、前記算出する工程にて算出された温度ばらつき値を予め設定されたしきい値と比較し、この比較結果に基づいて基板が前記加熱板上において異物に乗りあげているか否かを判断する工程と、を含むことを特徴とする基板加熱方法。 In the substrate heating method of heating the substrate placed on the heating plate to the set temperature by the heating unit,
Placing the substrate on the heating plate;
Next, a step of measuring the temperature of at least one of the heating plate and the substrate after placing the substrate on the heating plate by a plurality of temperature measurement units provided apart from each other in the direction of the plate surface of the heating plate; ,
Subsequently, a step of calculating a variation value between each temperature measurement value of the plurality of temperature measurement units,
Thereafter, the temperature variation value calculated in the calculating step is compared with a preset threshold value, and based on the comparison result, it is determined whether or not the substrate is on a foreign object on the heating plate. And a step of heating the substrate.
前記加熱板に基板を水平に載置して、複数の温度測定部の各温度測定値についてばらつきの値を算出する工程と、
当該工程にて算出されたばらつきの値に基づいて前記しきい値を設定する工程と、を行うことを特徴とする請求項6ないし9のいずれか一つに記載の基板加熱方法。 Before the step of placing the substrate on the heating plate,
Placing the substrate horizontally on the heating plate, and calculating a variation value for each temperature measurement value of the plurality of temperature measurement units;
The substrate heating method according to claim 6, wherein the threshold value is set based on a variation value calculated in the step.
前記プログラムは、請求項6ないし10のいずれか一つに記載の基板加熱方法を実施するようにステップ群が組まれていることを特徴とする記憶媒体。 A storage medium storing a program used in a substrate heating device for heating a substrate placed on a heating plate,
11. A storage medium characterized in that the program includes a group of steps so as to implement the substrate heating method according to claim 6.
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