JP3840387B2 - 温度計測方法、温度計測装置及び基板処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体ウェハ等の基板を加熱処理するために用いられる熱板の温度を計測するための温度計測方法及び温度計測装置に関する。
【０００２】
本発明は、例えば半導体ウェハ等の基板上にレジストを塗布し、露光後の基板に現像処理を施す装置や基板上に層間絶縁膜を塗布する装置に係り、特に例えば基板を加熱処理するために用いられる熱板の温度を計測するため機能を有する基板処理装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造工程には、半導体ウェハ（以下ウェハという）にレジスト膜を形成し、フォト技術を用いて回路パターン等を縮小してレジスト膜を露光し、これを現像する、フォトリソグラフイといわれる一連の工程がある。
【０００４】
このフォトリソグラフィ工程においては、回路パターンの微細化に伴いレジストパターンの線幅を精密に制御することが重要になってきている。このようなレジストパターンの線幅は、露光前後の加熱処理の温度やレジスト塗布時の条件等、様々な条件によって変動する。
【０００５】
一般に、上記の露光前後の加熱処理は熱板上にウェハを載置することによって行われるが、かかる熱板の温度が領域的に或いは時間的にばらつくとレジストパターンの線幅に影響を与えるため、熱板の温度を高精度に制御することが要求される。特に、最近では、１つの熱板で各種の温度に迅速に対応することが要求されることから、熱板が非常に薄くなる傾向にある。この場合には熱板の熱容量が非常に小さいことから熱板の温度が領域的に或いは時間的にばらつく可能性が高く、従って熱板を複数の領域に分割して領域ごとに温度制御を別個に行っている。すなわち、領域ごとにヒータや温度センサを別個に設け、これにより熱板の温度を高精度に制御している。
【０００６】
ところで、このような熱板の温度プロファイルは製品ごとに個体差を有する。すなわち、個々の熱板はそれぞれ温度プロファイルが異なり、これらのプロファイルは上記の温度制御の重要なパラメータとなる。
【０００７】
従来から、このような熱板の温度プロファイルの計測は、熱板の複数の測定ポイント（例えば温度制御を別個に行っている各領域に対応する測定ポイント）に対応する位置にそれぞれ温度センサが埋め込まれたウェハを熱板上に載置して加熱し、これらの温度センサにより同時に複数の測定ポイントの温度を計測することによって行っている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の熱板の温度プロファイルの計測方法では、温度センサに個体差があり、またこのような温度センサが埋め込まれたウェハの反りによりこのようなウェハが熱板に載置された際に熱板との間に浮きが生じる領域もあって、熱板の複数の測定ポイントにおける温度を同時にかつ正確に計測することができない、という問題がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に基づきなされたもので、基板に熱的処理を施すプレートの複数の測定ポイントにおける温度プロファイルを迅速にかつ正確に計測することができる温度計測方法、温度計測装置及び基板処理装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の主たる観点に係る温度計測方法は、基板に熱的処理を施すための第１のプレートの温度を計測する方法であって、少なくとも２つの位置にそれぞれ第１の及び第２の温度センサが埋め込まれた温度検出用基板を、前記温度検出用基板が載置される第２のプレートの計測ポイントと前記第１の温度センサとがほぼ一致するように、前記第２のプレート上に載置し、前記第１の温度センサにより第１の温度を計測する工程と、前記第２のプレートの前記計測ポイントと前記第２の温度センサとがほぼ一致するように、前記温度検出用基板を前記第２のプレート上に載置し、前記第２の温度センサにより第２の温度を計測する工程と、前記第１及び第２の温度に応じて、前記第１及び第２の温度センサの更正値を推定する工程と、前記温度検出用基板を前記第１のプレート上に載置し、前記第１及び第２の温度センサにより前記第１のプレート上の各所望位置の温度を計測する工程と、前記計測された所望位置の各温度を前記各更正値により更正する工程とを具備することを特徴とする。
【００１１】
ここで、「基板に熱的処理を施すためのプレート」には、基板を加熱するための熱板の他に、基板の温度を整える温調板や基板を冷却するための冷却板も含まれる。
【００１２】
本発明の他の観点に係る温度計測装置は、基板に熱的処理を施すための第１のプレートの温度を計測する装置であって、少なくとも２つの位置にそれぞれ第１の及び第２の温度センサが埋め込まれた温度検出用基板と、前記第１の及び第２の温度センサにより計測され前記温度検出用基板が載置される第２のプレートのほぼ同一計測ポイントにおける第１及び第２の温度に応じて、前記第１及び第２の温度センサの更正値を推定する手段と、前記第１及び第２の温度センサにより計測される前記第１のプレート上の各所望位置の温度を前記各更正値により更正する手段とを具備することを特徴とする。
【００１３】
本発明の別の観点に係る基板処理装置は、基板上にレジストを塗布する塗布部と、露光後の基板に現像処理を施す現像部と、前記基板に熱的処理を施すための第１のプレートを有する熱的処理部と、少なくとも２つの位置にそれぞれ第１の及び第２の温度センサが埋め込まれた温度検出用基板を収容する収容部と、前記温度検出用基板が載置される第２のプレートを有すると共に、前記温度測定用基板及び前記第２のプレートのうち少なくとも一方を回転させる回転機構を有する温度更正用熱的処理部と、少なくとも各部間で基板を搬入出する基板搬送部と、前記第１の及び第２の温度センサにより計測された前記第２のプレートのほぼ同一計測ポイントにおける第１及び第２の温度に応じて、前記第１及び第２の温度センサの更正値を推定する手段と、前記第１及び第２の温度センサにより計測された前記第１のプレート上の各所望位置の温度を前記各更正値により更正する手段とを具備することを特徴とする。
【００１４】
本発明のまた別の観点に係る基板処理装置は、基板上に層間絶縁膜を塗布する塗布部と、前記基板に熱的処理を施すための第１のプレートを有する熱的処理部と、少なくとも２つの位置にそれぞれ第１の及び第２の温度センサが埋め込まれた温度検出用基板を収容する収容部と、前記温度検出用基板が載置される第２のプレートを有すると共に、前記温度測定用基板及び前記第２のプレートのうち少なくとも一方を回転させる回転機構を有する温度更正用熱的処理部と、少なくとも各部間で基板を搬入出する基板搬送部と、前記第１の及び第２の温度センサにより計測された前記第２のプレートのほぼ同一計測ポイントにおける第１及び第２の温度に応じて、前記第１及び第２の温度センサの更正値を推定する手段と、前記第１及び第２の温度センサにより計測された前記第１のプレート上の各所望位置の温度を前記各更正値により更正する手段とを具備することを特徴とする。
【００１５】
本発明では、例えば第２のプレートの１つの計測ポイントに対して例えば２つの位置にそれぞれ第１の及び第２の温度センサを有する温度検出用基板を用いてこれら２つの温度センサによりそれぞれ温度を計測し、計測されたこれらの温度により第１及び第２の温度センサの更正値を推定しているので、第１及び第２の温度センサにより同時にかつ正確に第１のプレートの温度を計測することが可能になる。従って、このような複数の温度センサを使って第１のプレートの複数の計測ポイントにおける温度プロファイルを迅速にかつ正確に計測することができる。
【００１６】
本発明の一の形態によれば、前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとは前記温度測定用基板のほぼ同心円となる位置に配置されていることを特徴とするものである。これにより、１つの温度センサにより計測ポイントを計測した後に、温度測定用基板や第２のプレートを回転させるだけで計測ポイントに対してもう１つの温度センサを位置合わせすることができるようになる。
【００１７】
本発明の一の形態によれば、前記第２のプレートの計測ポイントが前記第２のプレート上の少なくとも２ヶ所に設けられていることを特徴とするものである。これにより、サンプル数が増え、第１のプレートの温度プロファイルをより正確に計測することができるようになる。
【００１８】
本発明の一の形態によれば、前記第１及び第２の温度センサはそれぞれ前記プレートの各計測ポイントに対応するような前記温度計測用基板の位置に埋め込まれていることを特徴とするものである。これにより、複数の計測ポイントに対して第１の及び第２の温度センサにより同時に温度の計測が可能となり、効率よく温度計測を行うことができる。
【００１９】
本発明のこれらの目的とそれ以外の目的と利益とは、以下の説明と添付図面とによって容易に確認することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る温度計測装置の構成を示す図である。
【００２１】
図１において、符号１は計測対象である熱板を示している。この熱板１は、半導体の製造工程においてウェハを加熱処理するために用いられるものである。この熱板１では、例えば点線で分割された４つの領域がそれそれ別個に温度制御が行われるようになっている。従って、この熱板１上には、同心円となる位置上に９０°の間隔で４箇所に計測ポイント２ａ〜２ｄがある。
【００２２】
温度計測装置３は、ウェハＷの複数の位置、ここでは熱板１における計測ポイント２ａ〜２ｄに対応する４箇所の位置にそれぞれＲＤＳセンサ等の温度センサ４ａ〜４ｄが埋め込まれた温度計測用基板５と、各温度センサ４ａ〜４ｄの出力から計測ポイント２ａ〜２ｄの温度を算出する計測温度算出装置６とを有する。
【００２３】
温度計測用基板５と計測温度算出装置６とは、ケーブル７を介して接続され、温度センサ４ａ〜４ｄの出力はケーブル７を介して計測温度算出装置６に送出されるようになっているが、例えば温度計測用基板５から計測温度算出装置６に対して無線によりデータを送出するようにしても良いし、温度計測用基板５にデータ蓄積用のメモリを設けて必要なときにメモリから計測温度算出装置６に送出するようにしても構わない。
【００２４】
計測温度算出装置６は、各温度センサ４ａ〜４ｄにより計測された熱板１の各計測ポイント２ａ〜２ｄにおける温度（４ａ〜４ｄ×２ａ〜２ｄ）に応じて、各温度センサ４ａ〜４ｄの更正値を推定する推定部６ａと、温度センサ４ａ〜４ｄにより計測された熱板１上の計測ポイント２ａ〜２ｄの温度を各更正値により更正する温度更正部６ｂと、算出された温度等を表示する表示部６ｃとを備える。なお、このような計測温度算出装置６は汎用のコンピュータと所定のソフトウエアとによって構成しても勿論構わない。
【００２５】
次に、このように構成された温度計測装置３による温度計測方法を説明する。
【００２６】
図２はこの温度計測方法を示す工程図である。図３は各工程を説明するための図である。
【００２７】
まず、図３（ａ）に示すように、温度センサ４ａと計測ポイント２ａ、温度センサ４ｂと計測ポイント２ｂ、温度センサ４ｃと計測ポイント２ｃ、温度センサ４ｄと計測ポイント２ｄとがそれぞれ一致するように、温度計測用基板５を所定の加熱温度（例えば５０℃）に設定された熱板１上に載置し（ステップ２０１）、各温度センサ４ａ〜４ｄの出力を計測温度算出装置６に取り込む(ステップ２０２)。
【００２８】
次に、図３（ｂ）に示すように、温度センサ４ａと計測ポイント２ｂ、温度センサ４ｂと計測ポイント２ｃ、温度センサ４ｃと計測ポイント２ｄ、温度センサ４ｄと計測ポイント２ａとがそれぞれ一致するように、温度測定用基板５を熱板１に対して９０°回転させ（ステップ２０３）、各温度センサ４ａ〜４ｄの出力を計測温度算出装置６に取り込む(ステップ２０４)。
【００２９】
次に、図３（ｃ）に示すように、温度センサ４ａと計測ポイント２ｃ、温度センサ４ｂと計測ポイント２ｄ、温度センサ４ｃと計測ポイント２ａ、温度センサ４ｄと計測ポイント２ｂとがそれぞれ一致するように、温度測定用基板５を熱板１に対して更に９０°回転させ（ステップ２０５）、各温度センサ４ａ〜４ｄの出力を計測温度算出装置６に取り込む(ステップ２０６)。
【００３０】
次に、図３（ｄ）に示すように、温度センサ４ａと計測ポイント２ｄ、温度センサ４ｂと計測ポイント２ａ、温度センサ４ｃと計測ポイント２ｂ、温度センサ４ｄと計測ポイント２ｃとがそれぞれ一致するように、温度測定用基板５を熱板１に対して更に９０°回転させ（ステップ２０７）、各温度センサ４ａ〜４ｄの出力を計測温度算出装置６に取り込む(ステップ２０８)。
【００３１】
以上の計測を例えば熱板１を５０℃程度上昇させながら、例えば３００℃まで行い、データを収集する（ステップ２０９、２１０）。
【００３２】
これにより、各温度センサ４ａ〜４ｄにより計測された熱板１の各計測ポイント２ａ〜２ｄにおける温度（４ａ〜４ｄ×２ａ〜２ｄ＠５０℃、１００℃、１５０℃、２００℃、２５０℃、３００℃）に関するデータが計測温度算出装置６に取り込まれることになる。
【００３３】
次に、計測温度算出装置６では、推定部６ａがこれらの温度（４ａ〜４ｄ×２ａ〜２ｄ）に関するデータに応じて、各温度センサ４ａ〜４ｄの更正値を推定する（ステップ２１１）。この更正値の推定は、例えば各温度（５０℃、１００℃、１５０℃、２００℃、２５０℃、３００℃）毎に４つの計測ポイント２ａ〜２ｄにおいてそれぞれ４つの温度センサ４ａ〜４ｄにより温度計測が行われているが、各温度（５０℃、１００℃、１５０℃、２００℃、２５０℃、３００℃）毎に各計測ポイントにおける４つの温度センサ４ａ〜４ｄによる計測結果の平均値を求め（４つの計測ポイント２ａ〜２ｄで一致する。）、各平均値と各温度センサ４ａ〜４ｄにより実際に計測された温度との差分を各温度センサ４ａ〜４ｄの更正値（Δ_４ａ〜Δ_４ｄ）と推定している。
【００３４】
以上により各温度センサ４ａ〜４ｄの温度毎の更正値（Δ_４ａ〜Δ_４ｄ）が推定され、これにより熱板１の温度プロファイルを正確に計測することができるようになる。すなわち、温度プロファイルが必要な新たな熱板１に対して、例えば図１に示したように、上記のように更正値が推定されている温度センサ４ａ〜４ｄを有する温度計測用基板５を載置して各温度（５０℃、１００℃、１５０℃、２００℃、２５０℃、３００℃）毎に計測温度算出装置６に計測データ（Ｔ_４ａ〜Ｔ_４ｄ）を取り込む（ステップ２１２）。
【００３５】
次に、計測温度算出装置６における温度更正部６ｂが、各温度（５０℃、１００℃、１５０℃、２００℃、２５０℃、３００℃）毎に温度センサ４ａ〜４ｄにより計測された熱板１上の計測ポイント２ａ〜２ｄの温度の計測データ（Ｔ_４ａ〜Ｔ_４ｄ）を各更正値（Δ_４ａ〜Δ_４ｄ）により更正する（ステップ２１３）。例えば、温度センサ４ａによる更正後の温度はＴ_４ａ−Δ_４ａ、温度センサ４ｂによる更正後の温度はＴ_４ｂ−Δ_４ｂ、温度センサ４ｃによる更正後の温度はＴ_４ｃ−Δ_４ｃ、温度センサ４ｄによる更正後の温度はＴ_４ｄ−Δ_４ｄであり、これを各温度（５０℃、１００℃、１５０℃、２００℃、２５０℃、３００℃）毎に求めることで熱板１の温度プロファイルが求められ、このプロファイルが例えば表示部６ｃに表示される。
【００３６】
このように本実施形態によれば、例えば熱板１の１つの計測ポイント２ａ〜２ｄに対して例えば４つの位置にそれぞれ温度センサ４ａ〜４ｄを有する温度検出用基板５を用いてこれら４つの温度センサ４ａ〜４ｄによりそれぞれ温度を計測し、計測されたこれらの温度により各温度センサ４ａ〜４ｄの更正値（Δ_４ａ〜Δ_４ｄ）を推定しているので、例えば別の熱板１に対して各温度センサ４ａ〜４ｄにより同時にかつ正確に温度を計測することが可能になる。従って、このような複数の温度センサ４ａ〜４ｄを使って熱板１の複数の計測ポイント２ａ〜２ｄにおける温度プロファイルを迅速にかつ正確に計測することができる。
【００３７】
なお、上述した実施形態では、ウェハを加熱するための熱板１を例にとり説明したが、基板の温度を整える温調板や基板を冷却するための冷却板についても本発明を適用することが可能である。
【００３８】
また、上述した実施形態では、測定ポイントや温度センサの数画４つであったが、当然、これよりも少なくても多くても構わない。
【００３９】
更に、基板としてはウェハばかりでなく、ガラス基板やＣＤ基板等の他の基板であっても勿論構わない。
(第２の実施形態)
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。
【００４０】
この第２の実施形態は半導体ウェハに対してレジストを塗布し、露光後のウェハに対して現像処理を施すレジスト塗布現像システムに本発明を適用したものである。
【００４１】
図４はこのレジスト塗布現像システムの平面図、図５はその正面図、図６はその背面図である。
【００４２】
図４に示すように、このレジスト塗布現像システム１０１は、半導体ウェハに化学増幅型レジストを塗布し現像するシステムにおいて、カセットステーション１０、処理ステーション１１及びインターフェース部１２を一体的に接続した構成を有している。
【００４３】
カセットステーション１０では、図１に示すように、カセット載置台２０上の位置決め突起２０ａの位置に複数個（例えば４個）のカセットＣが、それぞれのウェハＷ出入口を処理ステーション１１側に向けてＸ方向（図１中の上下方向）一列に載置される。またこのカセットＣ配列方向（Ｘ方向）及びカセットＣ内に収容されたウェハＷのウェハＷ配列方向（Ｚ方向；垂直方向）に移動可能なウェハ搬送装置２１が、搬送路２１ａに沿って移動自在に設けられており、各カセットＣに選択的にアクセスするように構成されている。
【００４４】
またウェハ搬送装置２１は、θ方向にも回動自在に構成されており、後述するように処理ステーション１１側の第３の処理装置群Ｇ３の多段装置部に属するアライメント装置（ＡＬＩＭ）及びエクステンション装置（ＥＸＴ）にもアクセスできるようになっている。
【００４５】
前記処理ステーション１１では、図４に示すように、その中心部には垂直搬送型の主搬送装置２２が設けられ、その周りに処理室としての各種処理装置が１組または複数の組毎に多段集積配置されて処理装置群を構成している。この実施形態のレジスト塗布現像システム１０１においては、５つの処理装置群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５が配置されており、第１及び第２の処理装置群Ｇ１、Ｇ２はシステム正面側に配置され、第３の処理装置群Ｇ３はカセットステーション１０に隣接して配置され、第４の処理装置群Ｇ４はインターフェース部１２に隣接して配置され、更に破線で示した第５の処理装置群Ｇ５は背面側に配置されている。主搬送装置２２は、θ方向に回転自在かつＺ方向に移動可能に構成されており、各処理装置群Ｇ１〜Ｇ５の間でのウェハＷの受け渡しを行うようになっている。
【００４６】
第１の処理装置群Ｇ１では、図５に示すように、カップＣＰ内でウェハＷをスピンチャックに載せて所定の処理を行う２台のスピンナ型処理装置、例えばレジスト液塗布装置（ＣＯＴ）及び現像処理装置（ＤＥＶ）が、上下方向に２段に重ねられている。そして第１の処理装置群Ｇ１と同様に、第２の処理装置群Ｇ２においても、２台のスピンナ型処理装置、例えばレジスト液塗布装置（ＣＯＴ）及び現像処理装置（ＤＥＶ）が上下方向に２段に重ねられている。
【００４７】
第３の処理装置群Ｇ３では、図６に示すように、ウェハＷを載置台（図示せず）に載せて所定の処理を行うオープン型の処理装置、例えば冷却処理を行う冷却処理装置（ＣＯＬ）、レジストの定着性を高めるためのいわゆる疎水化処理を行う疎水化処理装置（ＡＤ）、位置合わせを行うアライメント装置（ＡＬＩＭ）、エクステンション装置（ＥＸＴ）、露光処理前の加熱処理を行うプリベーキング装置（ＰＲＥＢＡＫＥ）、ポストベーキング装置（ＰＯＢＡＫＥ）、及びポストエキスポージャーベーキング装置（ＰＥＢ）が下から順に、例えば８段に重ねられている。
【００４８】
第４の処理装置群Ｇ４では、後述する温度計測装置１００、冷却処理も兼ねたエクステンション・冷却処理装置（ＥＸＴＣＯＬ）、エクステンション装置（ＥＸＴ）、疎水化処理装置（ＡＤ）、プリベーキング装置（ＰＲＥＢＡＫＥ）及びポストベーキング装置（ＰＯＢＡＫＥ）が下から順に、例えば８段に重ねられている。
【００４９】
インターフェース部１２は、図４に示すように、奥行き方向（Ｘ方向）については、上記処理ステーション１１と同じ寸法を有するが、幅方向についてはより小さなサイズに設定されている。図４及び図５に示すように、このインターフェース部１２の正面側には、可搬性のピックアップカセットＣＲと、定置型のバッファカセット（ＢＵＣＲ）が２段に配置され、他方背面部には周辺露光装置２４（ＷＥＥ）が配設されている。
【００５０】
前記インターフェース部１２の中央部には、ウェハ搬送装置２５が設けられている。ウェハ搬送装置２５は、Ｘ方向、Ｚ方向（垂直方向）に移動して両カセットＣＲ、ＢＵＣＲ及び周辺露光装置２４（ＷＥＥ）にアクセスできるようになっている。ウェハ搬送装置２５は、θ方向にも回転自在に構成されており、処理ステーション１１側の第４の処理装置群Ｇ４に属するエクステンション装置（ＥＸＴ）や、更には隣接する露光装置１３側のウェハ受け渡し台（図示せず）にもアクセスできるようになっている。
【００５１】
次に、上記の温度計測装置１００の構成を詳細に説明する。
【００５２】
図７は温度計測装置１００の正面図であり、温度計測装置１００は温度計測が行われる計測ブロック１０２と、この計測ブロック１０２上に設けられた温度計測用基板収容部１０３とを有する。温度計測用基板収容部１０３には、温度計測用基板１０４を保持する例えば３本の保持ピン１０５が立設され、この上部には、温度計測用基板１０４の接続端子１０６に対して接触可能に昇降可能とされた接続ピン１０７及びこの接続ピン１０７を昇降させる昇降機構１０８が設けられている。接続ピン１０７はケーブル１０９を介して図１に示した計測温度算出装置６に接続されている。
【００５３】
ここで、温度計測用基板１０４は、図８に示すように、ウェハＷの例えば同心円上に９０°間隔で４箇所の位置にそれぞれＲＤＳセンサ等の温度センサ１１０ａ〜１１０ｄが埋め込まれ、またこの温度センサ１１０ａ〜１１０ｄにより計測されたデータを蓄積するメモリ部１１１、更に上記の接続端子１０６を有する。
【００５４】
計測ブロック１０２には、図９に示すように、例えば２５℃〜３００℃程度まで加熱温度を可変可能な熱板１１２が設けられている。熱板１１２は図示を省略しているが例えば４分割された各領域ごとに温度制御が別個に行われるようになっている。熱板１１２には、基板受け渡し用の例えば３本の昇降ピン１１３が昇降可能に貫通されており、熱板１１２の下部に設けられた昇降機構１１４により昇降ピン１１３が昇降されるようになっている。
【００５５】
また、熱板１１２の上部には、この熱板１１２を覆うように蓋体１１５が配置されている。蓋体１１５は昇降機構１１６により昇降されるようになっている。そして、加熱時には、蓋体１１５が熱板１１２を覆って蓋体１１５と熱板１１２との間で密閉空間を形成することで、加熱時に密閉空間内に気流が生じないようになっており、これによりより効率よくかつより正確に温度計測を行うことが可能となる。
【００５６】
更に、熱板１１２の下部には、これらの熱板１１２等を回転駆動する回転駆動機構１１７が設けられている。
【００５７】
そして、主搬送装置２２が温度計測用基板収容部１０３に収容された温度計測用基板１０４を計測ブロック１０２における熱板１１２に搬送し、この計測ブロック１０２内で図２に示したステップ２０１〜ステップ２１０を実行する。但し、温度計測用基板１０４と熱板１１２と間の回転動作については、主搬送装置２２に温度計測用基板１０４を保持させた状態で、回転駆動機構１１７が熱板１１２を例えば９０°づつ回転させることで行われる。また、測定データは一旦メモリ１１１に蓄積され、その後主搬送装置２２が温度計測用基板１０４を温度計測用基板収容部１０３に搬送し、接続端子１０６に対して接続ピン１０７を接触した状態で、接続ピン１０７及びケーブル１０９を介して計測温度算出装置６に送出している。
【００５８】
以上の動作によって温度計測用基板１０４における温度センサ１１０ａ〜１１０ｄの更正が行われる（図２のステップ２１２参照）。
【００５９】
そして、その後温度計測用基板１０４は主搬送装置２２により温度計測が必要なプリベーキング装置（ＰＲＥＢＡＫＥ）やポストベーキング装置（ＰＯＢＡＫＥ）に搬送され、これら装置の熱板（図示を省略）の温度プロファイルの計測が行われる（図２のステップ２１３参照）。なお、この場合も、測定データは一旦メモリ１１１に蓄積され、その後主搬送装置２２が温度計測用基板１０４を温度計測用基板収容部１０３に搬送し、接続端子１０６に対して接続ピン１０７を接触した状態で、接続ピン１０７及びケーブル１０９を介して計測温度算出装置６に送出している。
【００６０】
本実施形態では、特にプリベーキング装置（ＰＲＥＢＡＫＥ）やポストベーキング装置（ＰＯＢＡＫＥ）における熱板の温度ばらつき（例えば、長期使用による熱板の経時変化、熱板内のヒータの劣化、又はヒータに供給する電力量の変化等による温度ばらつき）を把握してこれに基づき温度プロファイルを正確に設定できるので、加熱処理を非常に正確な温度で行うことが可能であり、線幅制御を正確に行うことが可能である。
【００６１】
なお、上述した第２の実施形態は、半導体ウェハに対してレジストを塗布し、露光後のウェハに対して現像処理を施すレジスト塗布現像システムに本発明を適用したものであったが、勿論他のシステムにも適用可能である。
【００６２】
例えば、半導体デバイスの製造工程におけるＳＯＤ（Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）により層間絶縁膜するシステムについても本発明を適用できる。このＳＯＤシステムは、半導体ウェハ上に塗布膜をスピンコートし、加熱等の物理的処理や化学的処理を施して層間絶縁膜を形成するものであり、かかる加熱処理に用いられる加熱処理装置に対して第２の実施形態と同様の温度計測装置を設けて温度計測を迅速かつ正確に行うことが可能である。また、定期的（例えばロット開始前等）に熱板の温度を自動で測定する機能を持たせることにより、常に熱板の温度ばらつきを確認し補正することができ、自動的に熱板の温度制御（補正）を行うことが可能である。特に、ＳＯＤシステムにおいては、レジスト塗布現像システムに比しより高温、例えば４５０℃程度で加熱処理が行われ、すなわちレンジが広くなる傾向にあって、しかもより精度よく温度制御を行うことが要求されるため、本発明をかかるシステムに適用して温度計測を高精度で行うことは極めて重要である。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基板に熱的処理を施すプレートの複数の測定ポイントにおける温度プロファイルを迅速にかつ正確に計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態における温度計測装置の構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態における温度計測の工程図である。
【図３】第１の実施形態における温度計測の各工程を説明するための図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態にかかるレジスト塗布現像システムの平面図である。
【図５】図４のレジスト塗布現像システムの正面図である。
【図６】図４のレジスト塗布現像システムの背面図である。
【図７】第２の実施形態における温度計測装置の正面図である。
【図８】第２の実施形態における温度計測用基板の平面図である。
【図９】第２の実施形態における温度計測装置の計測ブロックの断面図である。
【符号の説明】
１ 熱板
２ａ〜２ｄ 計測ポイント
３ 温度計測装置
４ａ〜４ｄ 各温度センサ
５ 温度計測用基板
６ 計測温度算出装置
６ａ 推定部
６ｂ 温度更正部
１００ 温度計測装置
１０２ 計測ブロック
１０３ 温度計測用基板収容部
１０４ 温度計測用基板
１１０ａ〜１１０ｄ 温度センサ
１１２ 熱板
１１７ 回転駆動機構

Claims (15)

1. 基板に熱的処理を施すための第１のプレートの温度を計測する方法であって、
   少なくとも２つの位置にそれぞれ第１の及び第２の温度センサが埋め込まれた温度検出用基板を、前記温度検出用基板が載置される第２のプレートの計測ポイントと前記第１の温度センサとがほぼ一致するように、前記第２のプレート上に載置し、前記第１の温度センサにより第１の温度を計測する工程と、
   前記第２のプレートの前記計測ポイントと前記第２の温度センサとがほぼ一致するように、前記温度検出用基板を前記第２のプレート上に載置し、前記第２の温度センサにより第２の温度を計測する工程と、
   前記第１及び第２の温度に応じて、前記第１及び第２の温度センサの更正値を推定する工程と、
   前記温度検出用基板を前記第１のプレート上に載置し、前記第１及び第２の温度センサにより前記第１のプレート上の各所望位置の温度を計測する工程と、
   前記計測された所望位置の各温度を前記各更正値により更正する工程と
   を具備することを特徴とする温度計測方法。
2. 請求項１に記載の温度計測方法において、
   前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとは前記温度測定用基板のほぼ同心円となる位置に配置されていることを特徴とする温度測定方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載の温度測定方法において、
   前記第２のプレートの計測ポイントが前記第２のプレート上の少なくとも２ヶ所に設けられていることを特徴とする温度測定方法。
4. 請求項３に記載の温度測定方法において、
   前記第１及び第２の温度センサはそれぞれ前記第２のプレートの各計測ポイントに対応するような前記温度計測用基板の位置に埋め込まれていることを特徴とする温度測定方法。
5. 基板に熱的処理を施すための第１のプレートの温度を計測する装置であって、
   少なくとも２つの位置にそれぞれ第１の及び第２の温度センサが埋め込まれた温度検出用基板と、
   前記第１の及び第２の温度センサにより計測され前記温度検出用基板が載置される第２のプレートのほぼ同一計測ポイントにおける第１及び第２の温度に応じて、前記第１及び第２の温度センサの更正値を推定する手段と、
   前記第１及び第２の温度センサにより計測される前記第１のプレート上の各所望位置の温度を前記各更正値により更正する手段と
   を具備することを特徴とする温度計測装置。
6. 請求項５に記載の温度計測装置において、
   前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとは前記温度測定用基板のほぼ同心円となる位置に配置されていることを特徴とする温度測定装置。
7. 請求項６に記載の温度計測装置において、
   前記温度測定用基板及び前記第２のプレートのうち少なくとも一方を回転させる手段を更に具備することを特徴とする温度測定装置。
8. 請求項５から請求項７のうちいずれか１項に記載の温度測定装置において、
   前記第２のプレートの計測ポイントが前記第２のプレート上の少なくとも２ヶ所に設けられていることを特徴とする温度測定装置。
9. 請求項８に記載の温度測定装置において、
   前記第１及び第２の温度センサはそれぞれ前記第２のプレートの各計測ポイントに対応するような前記温度計測用基板の位置に埋め込まれていることを特徴とする温度測定装置。
10. 基板上にレジストを塗布する塗布部と、
    露光後の基板に現像処理を施す現像部と、
    前記基板に熱的処理を施すための第１のプレートを有する熱的処理部と、
    少なくとも２つの位置にそれぞれ第１の及び第２の温度センサが埋め込まれた温度検出用基板を収容する収容部と、
    前記温度検出用基板が載置される第２のプレートを有すると共に、前記温度測定用基板及び前記第２のプレートのうち少なくとも一方を回転させる回転機構を有する温度更正用熱的処理部と、
    少なくとも各部間で基板を搬入出する基板搬送部と、
    前記第１の及び第２の温度センサにより計測された前記第２のプレートのほぼ同一計測ポイントにおける第１及び第２の温度に応じて、前記第１及び第２の温度センサの更正値を推定する手段と、
    前記第１及び第２の温度センサにより計測された前記第１のプレート上の各所望位置の温度を前記各更正値により更正する手段と
    を具備することを特徴とする基板処理装置。
11. 請求項１０に記載の基板処理装置において、
    前記第１のプレートの各所望位置はそれぞれ別個に温度制御が行われていることを特徴とする基板処理装置。
12. 請求項１０又は請求項１１に記載の基板処理装置において、
    前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとは前記温度測定用基板のほぼ同心円となる位置に配置されていることを特徴とする基板処理装置。
13. 基板上に層間絶縁膜を塗布する塗布部と、
    前記基板に熱的処理を施すための第１のプレートを有する熱的処理部と、
    少なくとも２つの位置にそれぞれ第１の及び第２の温度センサが埋め込まれた温度検出用基板を収容する収容部と、
    前記温度検出用基板が載置される第２のプレートを有すると共に、前記温度測定用基板及び前記第２のプレートのうち少なくとも一方を回転させる回転機構を有する温度更正用熱的処理部と、
    少なくとも各部間で基板を搬入出する基板搬送部と、
    前記第１の及び第２の温度センサにより計測された前記第２のプレートのほぼ同一計測ポイントにおける第１及び第２の温度に応じて、前記第１及び第２の温度センサの更正値を推定する手段と、
    前記第１及び第２の温度センサにより計測された前記第１のプレート上の各所望位置の温度を前記各更正値により更正する手段と
    を具備することを特徴とする基板処理装置。
14. 請求項１３に記載の基板処理装置において、
    前記第１のプレートの各所望位置はそれぞれ別個に温度制御が行われていることを特徴とする基板処理装置。
15. 請求項１３又は請求項１４に記載の基板処理装置において、
    前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとは前記温度測定用基板のほぼ同心円となる位置に配置されていることを特徴とする基板処理装置。

Images