JP6023017B2 - Substrate heat treatment apparatus, substrate heat treatment method, and substrate heat treatment recording medium - Google Patents
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Description
本発明は、基板の熱処理を行う装置、方法及び記録媒体に関する。 The present invention relates to an apparatus, a method, and a recording medium for performing a heat treatment of a substrate.
半導体製造工程では、様々な反応を進行させるためにウェハ(基板)の熱処理が行われる。一枚のウェハは、多数の半導体チップに切り分けられる。ウェハの熱処理温度は、半導体チップの品質に影響するので、熱処理におけるウェハの温度分布が不均一であると、半導体チップの品質がばらつくおそれがある。例えば、ウェハの表面にレジストパターンを形成するフォトリソグラフィー工程では、レジスト膜の露光処理と現像処理の間にポストエクスポージャベーク(PEB)と呼ばれる熱処理が行われる。PEB処理においてウェハの温度分布が不均一であるとレジストパターンの線幅がばらつき、これに起因して半導体チップの品質がばらつくおそれがある。 In the semiconductor manufacturing process, heat treatment of a wafer (substrate) is performed in order to advance various reactions. One wafer is cut into a large number of semiconductor chips. Since the heat treatment temperature of the wafer affects the quality of the semiconductor chip, if the temperature distribution of the wafer in the heat treatment is not uniform, the quality of the semiconductor chip may vary. For example, in a photolithography process for forming a resist pattern on the surface of a wafer, a heat treatment called post-exposure bake (PEB) is performed between the exposure process and the development process of the resist film. If the temperature distribution of the wafer is not uniform in the PEB process, the line width of the resist pattern varies, which may cause variations in the quality of the semiconductor chip.
熱処理におけるウェハの温度分布の均一化を図る技術として、複数の部分(以下、板部という)に分割された熱板と、板部ごとに内蔵されたヒータと、各ヒータを個別に制御する制御部とを備える熱処理装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 As a technology for making the temperature distribution of the wafer uniform during heat treatment, a heat plate divided into a plurality of parts (hereinafter referred to as plate portions), a heater built in each plate portion, and a control for controlling each heater individually. The heat processing apparatus provided with a part is disclosed (for example, refer patent document 1).
しかしながら、特許文献1に記載された熱処理装置では、各板部にヒータを内蔵する必要があるため、熱板の細分化に限界がある。熱板を十分に細分化できないと、ウェハのうち、目標値に比べ温度が高い部分と目標値に比べ温度が低い部分とが、一つの板部上に位置してしまう場合がある。このような場合、ウェハの各部における反応の進行を十分に均一化できない。
However, in the heat treatment apparatus described in
そこで、本発明は、基板の各部における反応の進行の均一性を向上させることができる基板熱処理装置、基板熱処理方法及び基板熱処理用記録媒体を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a substrate heat treatment apparatus, a substrate heat treatment method, and a substrate heat treatment recording medium that can improve the uniformity of the progress of reaction in each part of the substrate.
本発明に係る基板熱処理装置は、水平に配置された基板を支持して加熱する熱板と、熱板による加熱で進行する反応を促進するための光を基板に照射する光照射部と、光照射部の光源又は基板を水平方向に移送することで、基板の処理対象部分の全域に亘って光の照射位置を移動させる水平移送部と、光照射部及び水平移送部を制御して、照射位置ごとに光の照射光量を調節する制御部とを備える。 A substrate heat treatment apparatus according to the present invention includes a heat plate that supports and heats a horizontally disposed substrate, a light irradiation unit that irradiates the substrate with light for promoting a reaction that proceeds by heating with the heat plate, Irradiation by controlling the light transfer unit and the horizontal transfer unit, the horizontal transfer unit that moves the irradiation position of the light over the entire area of the processing target portion of the substrate by transferring the light source or the substrate of the irradiation unit in the horizontal direction. And a controller that adjusts the amount of light emitted for each position.
このような基板熱処理装置によれば、基板を熱板上に水平に配置して加熱する加熱工程と、熱板による加熱で進行する反応を促進するための光を基板に照射する光照射工程とを実行できる。光照射工程では、光源又は基板を水平方向に移送することで、基板の処理対象部分の全域に亘って光の照射位置が移動させられる。これにより、基板の各部分は、加熱工程において熱板により加熱されるのに加え、光照射工程において光の照射を受ける。光照射工程において、照射位置ごとに光の照射光量を調節することで、反応促進の程度を基板の部分ごとに自在に調節できる。このため、基板の各部における反応の進行の均一性を向上させることができる。更に、光源又は基板の移送により基板の処理対象部分の全域に光を照射できるため、光源の数を削減できる。 According to such a substrate heat treatment apparatus, a heating step of horizontally placing and heating the substrate on the hot plate, and a light irradiation step of irradiating the substrate with light for promoting a reaction that proceeds by heating with the hot plate, Can be executed. In the light irradiation step, the light irradiation position is moved over the entire processing target portion of the substrate by moving the light source or the substrate in the horizontal direction. Thereby, each part of a board | substrate receives irradiation of light in a light irradiation process in addition to being heated with a hot plate in a heating process. In the light irradiation step, the degree of reaction promotion can be freely adjusted for each portion of the substrate by adjusting the amount of light irradiated for each irradiation position. For this reason, the uniformity of the progress of the reaction in each part of the substrate can be improved. Further, since light can be irradiated to the entire area of the substrate to be processed by transferring the light source or the substrate, the number of light sources can be reduced.
光照射部は、基板の径方向に沿って線状に並ぶ複数の光源を有し、水平移送部は、光源が並ぶ方向に直交する方向に光源又は基板を移送するように構成され、制御部は、光源ごとに出射光量を調節するように光照射部を制御してもよい。この場合、光源が並ぶ方向に光源又は基板を移送することなく、基板の処理対象部分の全域に光を照射できるため、水平移送部の構造を簡素化できる。なお、水平移送部による移送に応じて照射光量を調節することで、光源又は基板の移送方向における照射光量の分布を調節できる。制御部により、光源ごとに出射光量を調節することで、光源が並ぶ方向における照射光量の分布も調節できる。これらの組み合わせにより、照射位置ごとに光の照射光量を調節できる。 The light irradiation unit includes a plurality of light sources arranged linearly along the radial direction of the substrate, and the horizontal transfer unit is configured to transfer the light source or the substrate in a direction orthogonal to the direction in which the light sources are arranged, and the control unit May control the light irradiation unit so as to adjust the amount of emitted light for each light source. In this case, it is possible to irradiate the entire area of the processing target portion of the substrate without transferring the light source or the substrate in the direction in which the light sources are arranged, thereby simplifying the structure of the horizontal transfer portion. In addition, the distribution of the irradiation light quantity in the transfer direction of the light source or the substrate can be adjusted by adjusting the irradiation light quantity according to the transfer by the horizontal transfer unit. By adjusting the amount of emitted light for each light source by the control unit, the distribution of the amount of irradiated light in the direction in which the light sources are arranged can also be adjusted. With these combinations, the light irradiation amount can be adjusted for each irradiation position.
基板を保持して回転させる回転保持部を更に備え、水平移送部は、回転保持部が基板を回転させているときに、光源又は基板を水平方向に移送してもよい。この場合、基板の回転中心を通る線に沿って照射位置を移動させるのみで、基板の処理対象部分の全域に光を照射できるため、水平移送部の構造を簡素化できる。 A rotation holding unit that holds and rotates the substrate may further be provided, and the horizontal transfer unit may transfer the light source or the substrate in the horizontal direction when the rotation holding unit rotates the substrate. In this case, it is possible to irradiate light to the entire processing target portion of the substrate only by moving the irradiation position along a line passing through the rotation center of the substrate, so that the structure of the horizontal transfer unit can be simplified.
熱板は感光反応により開始された反応を進行させるように基板を加熱し、光照射部は熱板による加熱の前に感光反応の促進用の光を照射してもよい。この場合、加熱工程の前に感光反応を促進させておくことで、加熱工程における反応を促進できる。 The hot plate may heat the substrate so that the reaction initiated by the photosensitive reaction proceeds, and the light irradiation unit may emit light for promoting the photosensitive reaction before heating by the hot plate. In this case, the reaction in the heating process can be promoted by promoting the photosensitive reaction before the heating process.
光照射部は輻射加熱用の光を照射してもよい。この場合、光照射工程においても基板を加熱し、熱板による加熱で進行する反応を促進できる。 The light irradiation unit may irradiate light for radiation heating. In this case, also in the light irradiation step, the substrate is heated, and the reaction that proceeds by heating with the hot plate can be promoted.
基板を支持する支持部と支持部を昇降させる昇降部とを更に備え、水平移送部は、支持部及び昇降部により上昇させられた基板の下方に光源が位置した状態で、光源又は基板を移送するように構成され、光照射部は光を基板の裏面に照射するように構成されていてもよい。この場合、基板の表面に金属層等が形成されている場合であっても、金属層等に妨げられることなく基板に光を照射できるため、光照射工程において効率よく基板を加熱できる。 The horizontal transfer unit further includes a support unit that supports the substrate and a lift unit that lifts and lowers the support unit, and the horizontal transfer unit transfers the light source or the substrate in a state where the light source is located below the substrate raised by the support unit and the lift unit. The light irradiation unit may be configured to irradiate the back surface of the substrate with light. In this case, even if a metal layer or the like is formed on the surface of the substrate, the substrate can be irradiated without being disturbed by the metal layer or the like, so that the substrate can be efficiently heated in the light irradiation step.
基板を支持して冷却すると共に、熱板上への基板の搬入及び熱板上からの基板の搬出を行う冷却板を更に備え、水平移送部は、基板の搬送のために冷却板を水平方向に移送する冷却板移送部であり、光源は、冷却板又は冷却板の周辺部に固定されていてもよい。この場合、冷却板移送部を光源の移送に活用し、装置全体を簡素化できる。 The substrate further supports and cools the substrate, and further includes a cooling plate that carries the substrate into and out of the hot plate, and the horizontal transfer unit horizontally moves the cooling plate to carry the substrate. The light source may be fixed to the cooling plate or a peripheral portion of the cooling plate. In this case, the whole apparatus can be simplified by utilizing the cooling plate transfer unit for transferring the light source.
本発明に係る基板熱処理方法は、基板を熱板上に水平に配置して加熱する加熱工程と、熱板による加熱で進行する反応を促進するための光を基板に照射すると共に、その光の光源又は基板を水平方向に移送することで、基板の処理対象部分の全域に亘って光の照射位置を移動させる光照射工程と、を備え、光照射工程では、照射位置ごとに光の照射光量を調節する。 In the substrate heat treatment method according to the present invention, the substrate is irradiated with light for accelerating the reaction that proceeds by heating with the heating plate, the heating step of horizontally arranging the substrate on the heating plate, and the light. A light irradiation step of moving the light irradiation position across the entire processing target portion of the substrate by moving the light source or the substrate in the horizontal direction, and in the light irradiation step, the amount of light irradiation for each irradiation position Adjust.
このような基板熱処理方法では、基板の各部分は、加熱工程において熱板により加熱されるのに加え、光照射工程において光の照射を受ける。光照射工程において、照射位置ごとに光の照射光量を調節することで、反応促進の程度を基板の部分ごとに自在に調節できる。このため、基板の各部における反応の進行の均一性を向上させることができる。更に、光源又は基板の移送により基板の処理対象部分の全域に光を照射できるため、光源の数を削減できる。 In such a substrate heat treatment method, each part of the substrate is irradiated with light in the light irradiation step in addition to being heated by the hot plate in the heating step. In the light irradiation step, the degree of reaction promotion can be freely adjusted for each portion of the substrate by adjusting the amount of light irradiated for each irradiation position. For this reason, the uniformity of the progress of the reaction in each part of the substrate can be improved. Further, since light can be irradiated to the entire area of the substrate to be processed by transferring the light source or the substrate, the number of light sources can be reduced.
光照射工程では、基板の径方向に沿って線状に並ぶ複数の光源を用い、光源が並ぶ方向に直交する方向に光源又は基板を移送してもよい。この場合、光源が並ぶ方向に光源又は基板を移送することなく、基板の処理対象部分の全域に光を照射できるため、光照射工程を単純化できる。 In the light irradiation step, a plurality of light sources arranged linearly along the radial direction of the substrate may be used, and the light source or the substrate may be transferred in a direction orthogonal to the direction in which the light sources are arranged. In this case, the light irradiation process can be simplified because light can be irradiated to the entire area of the processing target portion of the substrate without transferring the light source or the substrate in the direction in which the light sources are arranged.
光照射工程では、基板を回転させながら、光源又は基板を水平方向に移送してもよい。この場合、基板の回転中心を通る線に沿って照射位置を移動させるのみで、基板の処理対象部分の全域に光を照射できるため、光照射工程を単純化できる。 In the light irradiation step, the light source or the substrate may be transferred in the horizontal direction while rotating the substrate. In this case, the light irradiation process can be simplified because light can be irradiated to the entire area of the processing target portion of the substrate only by moving the irradiation position along a line passing through the rotation center of the substrate.
加熱工程の前に光照射工程を行い、加熱工程では感光反応により開始された反応を進行させるように基板を加熱し、光照射工程では感光反応の促進用の光を照射してもよい。この場合、加熱工程の前に感光反応を促進させておくことで、加熱工程における反応を促進できる。 The light irradiation step may be performed before the heating step, the substrate may be heated so that the reaction initiated by the photosensitive reaction proceeds in the heating step, and the light for promoting the photosensitive reaction may be irradiated in the light irradiation step. In this case, the reaction in the heating process can be promoted by promoting the photosensitive reaction before the heating process.
光照射工程では輻射加熱用の光を照射してもよい。この場合、光照射工程においても基板を加熱し、熱板による加熱で進行する反応を促進できる。 In the light irradiation step, radiation heating light may be irradiated. In this case, also in the light irradiation step, the substrate is heated, and the reaction that proceeds by heating with the hot plate can be promoted.
光照射工程の前に、基板を上昇させる上昇工程を更に備え、光照射工程では、上昇工程で上昇させられた基板の下方に光源を位置させた状態で光源又は基板を水平方向に移送することで、基板の裏面に光を照射してもよい。この場合、基板の表面に金属層等が形成されている場合であっても、金属層等に妨げられることなく基板に光を照射できるため、光照射工程において効率よく基板を加熱できる。 Prior to the light irradiation step, the method further includes an ascending step for raising the substrate. In the light irradiation step, the light source or the substrate is transferred in the horizontal direction with the light source positioned below the substrate raised in the ascending step. Thus, the back surface of the substrate may be irradiated with light. In this case, even if a metal layer or the like is formed on the surface of the substrate, the substrate can be irradiated without being disturbed by the metal layer or the like, so that the substrate can be efficiently heated in the light irradiation step.
本発明に係る基板熱処理用記録媒体は、基板の熱処理を行う装置に上記基板熱処理方法を実行させるためのプログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体である。 The recording medium for substrate heat treatment according to the present invention is a computer-readable recording medium on which a program for causing an apparatus for performing heat treatment of a substrate to execute the substrate heat treatment method is recorded.
本発明によれば、基板の各部における反応の進行の均一性を向上させることができる。 According to the present invention, the uniformity of the progress of the reaction in each part of the substrate can be improved.
以下、本発明に係る基板熱処理装置の好適な実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a substrate heat treatment apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description, the same elements or elements having the same functions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
〔第1実施形態〕
第1実施形態の基板熱処理装置を構成する加熱・冷却ユニットは、基板の一種であるウェハの塗布・現像装置において、ウェハを加熱、冷却する装置である。まず、この加熱・冷却ユニットが適用される塗布・現像装置の一例について説明する。図1〜図4に示されるように、塗布・現像装置1は、キャリアブロックS1と、キャリアブロックS1に隣接する処理ブロックS2と、処理ブロックS2に隣接するインターフェースブロックS3とを備えている。以下、塗布・現像装置1の説明における「前後左右」は、インターフェースブロックS3側を前側、キャリアブロックS1側を後側とした方向を意味するものとする。
[First Embodiment]
The heating / cooling unit constituting the substrate heat treatment apparatus of the first embodiment is an apparatus for heating and cooling a wafer in a wafer coating / developing apparatus which is a kind of substrate. First, an example of a coating / developing apparatus to which the heating / cooling unit is applied will be described. As shown in FIGS. 1 to 4, the coating / developing
キャリアブロックS1は、複数のキャリア2を設置するためのキャリアステーション3と、キャリアステーション3と処理ブロックS2との間に介在する搬入・搬出部4とを有している。キャリア2は、複数枚のウェハWを密封状態で収容し、キャリアステーション3上に着脱自在に設置される。キャリア2の一側面2a側には、ウェハWを出し入れするための開閉扉(不図示)が設けられている。搬入・搬出部4には、キャリアステーション3に設置された複数のキャリア2にそれぞれ対応する開閉扉4aが設けられている。搬入・搬出部4内には、キャリアステーション3に設置されたキャリア2からウェハWを取り出して処理ブロックS2に渡し、処理ブロックS2からウェハWを受け取ってキャリア2内に戻す受け渡しアームA1が収容されている。
The carrier block S1 includes a
処理ブロックS2は、ウェハWの表面上に下層の反射防止膜を形成する下層反射防止膜形成(BCT)ブロック5と、下層の反射防止膜の上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成(COT)ブロック6と、レジスト膜の上に上層の反射防止膜を形成する上層反射防止膜形成(TCT)ブロック7と、現像処理を行う現像処理(DEV)ブロック8とを有している。これらのブロックは、床面側からDEVブロック8、BCTブロック5、COTブロック6、TCTブロック7の順に積層されている。
The processing block S2 includes a lower antireflection film formation (BCT)
BCTブロック5には、反射防止膜形成用の薬液を塗布する塗布ユニット(不図示)と、加熱・冷却ユニット(不図示)と、これらのユニットにウェハWを搬送する搬送アームA2とが収容されている。TCTブロック7にも同様に、塗布ユニットと、加熱・冷却ユニットと、搬送アームA4とが収容されている。
The
図2及び図3に示されるように、COTブロック6には、レジスト膜形成用の薬液を塗布する塗布ユニットU5と、加熱・冷却ユニットU6と、これらのユニットにウェハWを搬送する搬送アームA3とが収容されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図2及び図4に示されるように、DEVブロック8には、複数の現像処理ユニットU1と、複数の加熱・冷却ユニット(基板熱処理装置)U2と、これらのユニットにウェハWを搬送する搬送アームA5と、これらのユニットを経ずに処理ブロックS2の前後間でウェハWを搬送する直接搬送アームA6とが収容されている。複数の現像処理ユニットU1は、DEVブロック8の右側で、前後方向に並べられると共に、上下2段に積層されている。複数の加熱・冷却ユニットU2は、DEVブロック8の左側で、前後方向に並べられている。搬送アームA5は、現像処理ユニットU1と加熱・冷却ユニットU2との間に設けられ、前後方向及び上下方向に移動可能とされている。直接搬送アームA6は、DEVブロック8の上部に設けられ、前後方向に移動可能とされている。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
処理ブロックS2の後側には、床面からTCTブロック7に亘るように棚ユニットU3が設けられている。棚ユニットU3は、上下方向に並ぶ複数のセルC30〜C38に区画されている。棚ユニットU3の近傍には、セルC30〜C38間でウェハWを搬送する昇降自在な昇降アームA7が設けられている。処理ブロックS2の前側には、床面からDEVブロック8の上部に亘るように棚ユニットU4が設けられている。棚ユニットU4は、上下方向に並ぶ複数のセルC40〜C42に区画されている。
A shelf unit U3 is provided on the rear side of the processing block S2 so as to extend from the floor surface to the
インターフェースブロックS3は、露光装置E1に接続される。インターフェースブロックS3には、処理ブロックS2の棚ユニットU4から露光装置E1にウェハWを渡し、露光装置E1からウェハWを受け取り棚ユニットU4に戻す受け渡しアームA8が収容されている。 The interface block S3 is connected to the exposure apparatus E1. The interface block S3 houses a delivery arm A8 that delivers the wafer W from the shelf unit U4 of the processing block S2 to the exposure apparatus E1, and receives the wafer W from the exposure apparatus E1 and returns it to the shelf unit U4.
このような塗布・現像装置1では、まず、複数のウェハWを収容したキャリア2がキャリアステーション3に設置される。このとき、キャリア2の一側面2aは搬入・搬出部4の開閉扉4aに向けられる。次に、キャリア2の開閉扉と搬入・搬出部4の開閉扉4aとが共に開放され、受け渡しアームA1により、キャリア2内のウェハWが取り出され、処理ブロックS2の棚ユニットU3のいずれかのセルに順次搬送される。
In such a coating / developing
受け渡しアームA1により棚ユニットU3のいずれかのセルに搬送されたウェハWは、昇降アームA7により、BCTブロック5に対応するセルC33に順次搬送される。セルC33に搬送されたウェハWは、搬送アームA2によってBCTブロック5内の各ユニットに搬送され、このウェハWの表面上に下層反射防止膜が形成される。
The wafers W transferred to any cell of the shelf unit U3 by the transfer arm A1 are sequentially transferred to the cell C33 corresponding to the
下層反射防止膜が形成されたウェハWは、搬送アームA2によってセルC33の上のセルC34に搬送される。セルC34に搬送されたウェハWは、昇降アームA7によって、COTブロック6に対応するセルC35に搬送される。セルC35に搬送されたウェハWは、搬送アームA3によりCOTブロック6内の塗布ユニットU5に搬送され、下層反射防止膜の上にレジスト膜形成用の薬液が塗布される。薬液塗布後のウェハWは、搬送アームA3により加熱・冷却ユニットU6に搬送され、プリベーク(PAB)処理が行われる。これにより、ウェハWの下層反射防止膜の上にレジスト膜が形成される。
The wafer W on which the lower antireflection film is formed is transferred to the cell C34 above the cell C33 by the transfer arm A2. The wafer W transferred to the cell C34 is transferred to the cell C35 corresponding to the
レジスト膜が形成されたウェハWは、搬送アームA3によってセルC35の上のセルC36に搬送される。セルC36に搬送されたウェハWは、昇降アームA7によって、TCTブロック7に対応するセルC37に搬送される。セルC37に搬送されたウェハWは、搬送アームA4によってTCTブロック7内の各ユニットに搬送され、このウェハWのレジスト膜の上に上層反射防止膜が形成される。
The wafer W on which the resist film is formed is transferred to the cell C36 above the cell C35 by the transfer arm A3. The wafer W transferred to the cell C36 is transferred to the cell C37 corresponding to the
上層反射防止膜が形成されたウェハWは、搬送アームA4によってセルC37の上のセルC38に搬送される。セルC38に搬送されたウェハWは、昇降アームA7によって直接搬送アームA6に対応するセルC32に搬送され、直接搬送アームA6によって棚ユニットU4のセルC42に搬送される。セルC42に搬送されたウェハWは、インターフェースブロックS3の受け渡しアームA8により露光装置E1に渡され、レジスト膜の露光処理が行われる。 The wafer W on which the upper antireflection film is formed is transferred to the cell C38 above the cell C37 by the transfer arm A4. The wafer W transferred to the cell C38 is directly transferred to the cell C32 corresponding to the transfer arm A6 by the lift arm A7, and transferred directly to the cell C42 of the shelf unit U4 by the transfer arm A6. The wafer W transferred to the cell C42 is transferred to the exposure apparatus E1 by the transfer arm A8 of the interface block S3, and a resist film exposure process is performed.
露光処理には、例えばArFエキシマレーザ光、KrFエキシマレーザ光又はEUV(Extreme Ultraviolet;極端紫外)光等が用いられる。露光処理により、レジスト膜では感光反応が進行する。ArFエキシマレーザ光又はKrFエキシマレーザ光が用いられる場合には、酸を生成する反応が進行する。EUV光が用いられる場合には、酸の生成を促進する酸発生成分を生成する反応が進行する。酸発生成分は、例えば2次電子である。露光処理後のウェハWは、受け渡しアームA8によりセルC42の下のセルC40,C41に搬送される。 For the exposure processing, for example, ArF excimer laser light, KrF excimer laser light, EUV (Extreme Ultraviolet) light, or the like is used. By the exposure process, a photosensitive reaction proceeds in the resist film. When ArF excimer laser light or KrF excimer laser light is used, a reaction for generating an acid proceeds. When EUV light is used, a reaction for generating an acid generating component that promotes acid generation proceeds. The acid generating component is, for example, a secondary electron. The wafer W after the exposure processing is transferred to the cells C40 and C41 below the cell C42 by the transfer arm A8.
セルC40,C41に搬送されたウェハWは、搬送アームA5により、DEVブロック8内の加熱・冷却ユニットU2に搬送され、ポストエクスポージャベーク(PEB)処理が行われる。PEB処理により、レジスト膜では酸触媒反応が進行し、レジスト膜の溶解性が変化する。レジスト膜がポジ型である場合には、酸を触媒とする脱保護反応が進行することで、レジスト膜中のアルカリ不溶性樹脂がアルカリ可溶性となる。レジスト膜がネガ型である場合には、酸を触媒とする架橋反応が進行することで、レジスト膜中のアルカリ可溶性樹脂がアルカリ不溶性となる。
The wafer W transferred to the cells C40 and C41 is transferred to the heating / cooling unit U2 in the
PEB処理後のウェハWは、搬送アームA5によって現像処理ユニットU1に搬送され、現像処理が行われる。現像処理後のウェハWは、搬送アームA5によって加熱・冷却ユニットU2に搬送され、ポストベーク処理が行われる。ポストベーク処理後のウェハWは、搬送アームA5により、棚ユニットU3のうちDEVブロック8に対応したセルC30,C31に搬送される。セルC30,C31に搬送されたウェハWは、受け渡しアームA1がアクセス可能なセルに昇降アームA7によって搬送され、受け渡しアームA1によってキャリア2内に戻される。
The wafer W after the PEB processing is transferred to the development processing unit U1 by the transfer arm A5, and development processing is performed. The wafer W after the development processing is transferred to the heating / cooling unit U2 by the transfer arm A5, and post-baking processing is performed. The wafer W after the post-baking process is transferred to the cells C30 and C31 corresponding to the
なお、塗布・現像装置1の構成は一例に過ぎない。塗布・現像装置は、塗布ユニット、現像処理ユニット等の液処理ユニットと、加熱・冷却ユニット等の前処理・後処理ユニットと、搬送装置とを備えるものであればよく、これら各ユニットの個数や種類、レイアウト等は適宜変更可能である。
The configuration of the coating / developing
続いて、基板熱処理装置を構成する加熱・冷却ユニットU2について詳細に説明する。図5及び図6に示されるように、加熱・冷却ユニットU2は、熱板10と、冷却板11と、冷却板移送部12と、昇降部13と、光照射部14と、制御部15とを備えている。熱板10は、略円板形状を呈し、水平に配置されている。熱板10の直径は、ウェハWの直径に比べ大きい。熱板10内には、ヒータ等の発熱要素が内蔵されている。冷却板11は、略円板形状を呈し、熱板10に隣接して水平に配置されている。冷却板11の直径は、ウェハWの直径に比べ大きい。冷却板11内には、冷却流体の流路、ベルチェ素子等の冷却要素が内蔵されている。冷却板11の下面11aは、熱板10の上面10aに比べ上方に位置している。以下、加熱・冷却ユニットU2の説明における「前後左右」は、熱板10側を前側、冷却板11側を後側とした方向を意味するものとする。
Next, the heating / cooling unit U2 constituting the substrate heat treatment apparatus will be described in detail. As shown in FIGS. 5 and 6, the heating / cooling unit U <b> 2 includes a
冷却板移送部12は、冷却板11の下方に配置され、冷却板11を前後方向に沿って移送する。冷却板移送部12による冷却板11の移送範囲は、熱板10上に亘っている。冷却板移送部12は、前後方向に沿って移動する移動体16と、移動体16を移送する移送アクチュエータ(不図示)とを有している。移動体16の上部は冷却板11の後側部分の下に固定されており、冷却板11は移動体16により片持ち支持されている。
The cooling
昇降部13は、熱板10の左右にそれぞれ配置された2本の昇降柱体17と、昇降柱体17を昇降させる昇降アクチュエータ(不図示)とを有している。昇降部13が昇降柱体17を最も下降させた状態で、昇降柱体17の上端17aは熱板10の上面10aに比べ同等以下の高さに位置する。昇降柱体17の上端部の前後には、熱板10側に突出する2本の支持アーム(支持部)18がそれぞれ固定されている。支持アーム18の先端18aは、熱板10の周縁10bの内側に位置している。左側の支持アーム18と右側の支持アーム18の間隔は、ウェハWの直径に比べ小さい。熱板10の上面10aには、昇降柱体17と共に下降した支持アーム18を収容する凹部10cが形成されている。冷却板11には、熱板10上で支持アーム18を通過させるための凹部11cが形成されている。なお、凹部11cを形成するのに代えて、冷却板11の直径を支持アーム18同士の間隔に比べ小さくしてもよい。
The elevating
光照射部14は、連結板21と、光源支持アーム22と、複数の光源23とを有する。連結板21は、冷却板11の前側部分の下に固定され、冷却板11の周縁11bから前方に張り出している。光源支持アーム22は、連結板21の前側部分に設けられ、連結板21の側縁から左右に延出している。光源支持アーム22の長さは、ウェハWの直径に比べ大きい。
The
光源23は、輻射加熱用の光を上方に出射する発光素子であり、電力供給回路(不図示)から供給される電力によって発光する。輻射加熱用の光は、例えば赤外光である。ウェハWがシリコンウェハである場合、赤外光の波長は850〜1000nmであることが好ましい。発光素子としては、LED、半導体レーザ、ハロゲンランプ等が挙げられる。
The
複数の光源23は、光源支持アーム22の全長に亘って線状に並び、光源支持アーム22の上に固定されている。光源23は光源支持アーム22及び連結板21を介して冷却板11の周辺部に固定されるため、冷却板移送部12は光源23を水平方向に移送する水平移送部24として機能する。これにより、冷却板11を移送する冷却板移送部12が光源23の移送にも活用され、加熱・冷却ユニットU2の構成が簡素化されている。なお、光源23は、冷却板11に直接固定されていてもよい。水平移送部24は、前後方向、すなわち光源23が並ぶ方向に直交する方向に光源23を移送する。光源支持アーム22の位置とウェハWの中心の位置とが前後方向で揃うとき、複数の光源23はウェハWの径方向に沿って直線状に並ぶ。
The plurality of
制御部15は、制御用のコンピュータであり、加熱・冷却条件の設定画面を表示する表示部(不図示)と、加熱・冷却条件を入力する入力部(不図示)と、コンピュータ読み取り可能な記録媒体からプログラムを読み取る読取部(不図示)とを有している。記録媒体には、制御部15に加熱・冷却処理を実行させるプログラムが記録されており、このプログラムが制御部15の読取部によって読み取られる。記録媒体としては、例えば、ハードディスク、コンパクトディスク、フラッシュメモリ、フレキシブルディスク、メモリカード等が挙げられる。制御部15は、入力部に入力された加熱・冷却条件と、読取部により読み取られたプログラムとに応じて、熱板10、冷却板11、冷却板移送部12、昇降部13、光照射部14を制御し、加熱・冷却処理を実行する。以下、制御部15に制御される加熱・冷却ユニットU2を用いた熱処理の一例として、PEB処理の手順について説明する。
The
まず、制御部15は、熱板10を制御して熱板10内のヒータを発熱させ、熱板10の温度を設定温度まで上昇させる。この状態で、上述した搬送アームA5により、露光処理後のウェハWが加熱・冷却ユニットU2に搬送され、図7に示されるように冷却板11上に載置される。次に、制御部15は、冷却板移送部12を制御して移動体16を前方に移送することで、図8に示されるように冷却板11を熱板10上に移送する。これにより、ウェハWが熱板10上に搬入される。
First, the
次に、制御部15は、昇降部13を制御して昇降柱体17を上昇させる。すると、昇降柱体17の上端部の支持アーム18がウェハWの裏面Wbに当接する。更に昇降柱体17が上昇すると、図9に示されるように、ウェハWが押し上げられて冷却板11から離れる。次に、制御部15は、冷却板移送部12を制御して移動体16を後方に移送することで、図10に示されるように、ウェハWの下方から冷却板11を退避させる。次に、制御部15は、昇降部13を制御して昇降柱体17を下降させることで、図11に示されるようにウェハWを熱板10上に載置し、熱板10の熱によりウェハWを加熱する(加熱工程)。これにより、上述した酸触媒反応が進行する。
Next, the
予め設定された加熱時間が経過すると、制御部15は昇降部13を制御して昇降柱体17を上昇させる(上昇工程)。これにより、図12に示されるようにウェハWが押し上げられ、熱板10から離れる。次に、制御部15は、光照射部14を制御して光源23を発光させると共に、水平移送部24を制御して光源23を前方に移送する。これにより、図13及び図14に示されるように、光源23がウェハWの下方を通過する。左右方向には複数の光源23が並び、その光源23が前後方向に沿って移動するので、ウェハWの裏面Wbの全域に赤外光が照射される。赤外光の照射により、ウェハWが輻射加熱される(光照射工程)。これにより、上述した酸触媒反応が更に進行する。すなわち、熱板10による加熱で進行する反応が促進される。なお、必ずしもウェハWの裏面Wbの全域に赤外光を照射する必要はなく、少なくとも処理対象部分に光を照射すればよい。処理対象部分は、例えば、ウェハWの切断後に半導体チップとして利用される部分である。
When a preset heating time has elapsed, the
このように、光源23が並ぶ左右方向に光源23を移送することなく、ウェハWの処理対象部分の全域に光を照射できるため、水平移送部24の構造が簡素化されている。また、赤外光はウェハWの裏面Wbに照射されるので、ウェハWの表面Waに金属層等が形成されている場合であっても、金属層等に妨げられることなくウェハWに光を照射できる。このため、光照射工程において効率よくウェハWを加熱できる。なお、PEB処理において加熱すべき対象はレジスト膜であるが、レジスト膜は、ウェハWに比べ赤外光を吸収し難く、輻射加熱され難い傾向がある。このため、効率よくレジスト膜を加熱するには、赤外光の照射によりウェハWを加熱し、ウェハWからレジスト膜に熱を伝える必要がある。従って、ウェハWの表面Waに形成されたレジスト膜を加熱対象とするPEB処理においても、裏面Wbに赤外光を照射することが有効である。
Thus, since the light can be irradiated to the entire area of the processing target portion of the wafer W without transferring the
光照射工程において、制御部15は、光源23の移送に応じて光源23の出射光量を調節する。これにより、前後方向における照射光量の分布が調節される。なお、水平移送部24による光源23の移送速度を調節することによっても、前後方向における照射光量の分布を調節できる。例えば、光源23の移送速度を変動させる場合、光源23が低速で通過した部分では照射光量が多くなり、光源23が高速で通過した部分では照射光量が少なくなる。
In the light irradiation step, the
また、光照射工程において、制御部15は、光源23ごとに赤外光の出射光量を調節するように光照射部14を制御する。これにより、左右方向における照射光量の分布が調節される。なお、光源支持アーム22上に並べられた全ての光源23を、それぞれ複数の光源23からなる複数のグループに区分し、グループごとに出射光量を調節してもよい。すなわち、複数の光源23からなるグループごとに出射光量を調節することも、光源23ごとに出射光量を調節することに含まれる。
Further, in the light irradiation step, the
このように、左右方向における照射光量の分布及び前後方向における照射光量の分布を調節することで、照射位置ごとに照射光量が調節される。例えば、制御部15は、照射位置ごとに予め設定された目標値に基づいて、照射位置ごとの照射光量を調節する。
In this way, by adjusting the distribution of the irradiation light amount in the left-right direction and the distribution of the irradiation light amount in the front-rear direction, the irradiation light amount is adjusted for each irradiation position. For example, the
次に、制御部15は、昇降部13を制御して昇降柱体17を下降させることで、図15に示されるようにウェハWを冷却板11上に載置する。次に、制御部15は、冷却板移送部12を制御して移動体16を後方に移送することで、図16に示されるように、熱板10の上方から冷却板11を退避させる。これにより、熱板10上からウェハWが搬出される。また、冷却板11によりウェハWが冷却される。以上でPEB処理が完了する。
Next, the
ここで、光照射工程における照射光量の目標値について詳細に説明する。PEB処理におけるウェハWの温度と、現像処理後に形成されるレジストパターンの線幅とは相関する傾向がある。例えば、ArF液浸露光用のポジレジストでは、PEB処理におけるウェハWの温度が上昇するにつれて、レジストパターンの線幅が小さくなる傾向がある。そこで、レジストパターンの線幅に基づいて、PEB処理におけるウェハWの温度の過不足を把握し、その過不足をゼロに近付けるように照射位置ごとの照射光量の目標値を設定できる。 Here, the target value of the irradiation light quantity in the light irradiation process will be described in detail. The temperature of the wafer W in the PEB process tends to correlate with the line width of the resist pattern formed after the development process. For example, in a positive resist for ArF immersion exposure, the line width of the resist pattern tends to decrease as the temperature of the wafer W in the PEB process increases. Therefore, based on the line width of the resist pattern, it is possible to grasp the excess or deficiency of the temperature of the wafer W in the PEB process, and set the target value of the irradiation light amount for each irradiation position so that the excess or deficiency approaches zero.
具体的には、レジスト膜が形成された試験用のウェハWを準備し、試験用レジストパターンを形成するための露光処理を行う。露光処理後のウェハWにPEB処理を行う。PEB処理の光照射工程では、一定の仮目標値を設定し、仮目標値に基づいて照射位置ごとの照射光量を調節する。PEB処理後のウェハWに現像処理を行い、ウェハWに試験用レジストパターンを形成する。 Specifically, a test wafer W on which a resist film is formed is prepared, and an exposure process for forming a test resist pattern is performed. A PEB process is performed on the wafer W after the exposure process. In the light irradiation process of PEB processing, a fixed temporary target value is set, and the irradiation light quantity for each irradiation position is adjusted based on the temporary target value. Development processing is performed on the wafer W after the PEB processing, and a test resist pattern is formed on the wafer W.
次に、ウェハW上に万遍なく点在する複数の測定点を設定し、測定点ごとに試験用レジストパターンの線幅CDを測定する。試験用レジストパターンの線幅CDは、例えば、スキャトロメトリ(Scatterometry)法により測定可能である。測定点ごとに、線幅CDと線幅の目標値CD0との差分ΔCDを算出し、次式により温度の過不足値ΔTを算出する。
ΔT=M・ΔCD
Mは、レジスト剤の種類等に応じて定まる係数である。各測定点の過不足値ΔTをゼロに近付けるように仮目標値を修正し、照射位置ごとの照射光量の目標値を設定する。以上で照射位置ごとの照射光量の目標値が設定される。試験用のウェハWを用いて設定した目標値は、以降のPEB処理に使い続けることが可能であるが、ウェハWのロットが変わるとき等に目標値を設定しなおしてもよい。
Next, a plurality of measurement points scattered all over the wafer W are set, and the line width CD of the test resist pattern is measured for each measurement point. The line width CD of the test resist pattern can be measured by, for example, a scatterometry method. For each measurement point, the difference ΔCD between the line width CD and the line width target value CD0 is calculated, and the temperature excess / deficiency value ΔT is calculated by the following equation.
ΔT = M · ΔCD
M is a coefficient determined according to the type of resist agent and the like. The temporary target value is corrected so that the excess / deficiency value ΔT at each measurement point approaches zero, and the target value of the irradiation light quantity for each irradiation position is set. Thus, the target value of the irradiation light quantity for each irradiation position is set. The target value set using the test wafer W can continue to be used for the subsequent PEB processing. However, the target value may be reset when the lot of the wafer W changes.
以上に説明した加熱・冷却ユニットU2によれば、ウェハWを熱板10上に水平に配置して加熱する加熱工程と、熱板10による加熱で進行する反応を促進するための光をウェハWに照射する光照射工程とを実行できる。光照射工程では、光源23又はウェハWを水平方向に移送することで、ウェハWの処理対象部分の全域に亘って光の照射位置が移動させられる。これにより、ウェハWの各部分は、加熱工程において熱板10により加熱されるのに加え、光照射工程において光の照射を受ける。光照射工程において、照射位置ごとに光の照射光量を調節することで、反応促進の程度をウェハWの部分ごとに自在に調節できる。このため、ウェハWの各部における反応の進行の均一性を向上させることができる。更に、光源23又はウェハWの移送によりウェハWの処理対象部分の全域に光を照射できるため、光源23の数を削減できる。
According to the heating / cooling unit U2 described above, the heating process for horizontally placing the wafer W on the
〔第2実施形態〕
第2実施形態に係る基板熱処理装置を構成する加熱・冷却ユニットU7は、冷却板移送部12とは別に水平移送部24Aを設けたものである。図17及び図18に示されるように、水平移送部24Aは、熱板10の左右に配置される一対の環状のベルト26を有している。各ベルト26は、前後に並ぶ一対のプーリ27,28に架け渡されている。左側のベルト26及びプーリ27,28は、熱板10と左側の昇降柱体17の間に配置されている。右側のベルト26及びプーリ27,28は、熱板10と右側の昇降柱体17の間に配置されている。
[Second Embodiment]
The heating / cooling unit U7 constituting the substrate heat treatment apparatus according to the second embodiment is provided with a
プーリ27,28は、それぞれ左右方向に延びる軸を中心に回転する。プーリ27の回転中心は、熱板10の前側部分より前方に位置している。プーリ28の回転中心は、熱板10の後側部分より後方に位置している。プーリ27,28の一方はモータ等の動力源(不図示)に接続される。ベルト26は、プーリ27,28の回転に伴い、周方向に沿って循環する。
The
複数の光源23を支持する光源支持アーム22は、左右方向に延在し、左右のベルト26に架け渡されている。水平移送部24Aは、ベルト26を循環させることにより、光源支持アーム22及び光源23を前後方向に沿って移送する。第2実施形態によっても、第1実施形態と同様の効果が得られる。
The light
〔第3実施形態〕
第3実施形態に係る基板熱処理装置を構成する加熱・冷却ユニットU8は、ウェハWの搬入・搬出部に光照射部14を配置したものである。図19及び図20に示すように、光照射部14が配置される搬入・搬出部は、冷却板11より後側に位置する。第3実施形態においては、搬送アームA5が水平移送部として機能する。水平移送部としての搬送アームA5は、ウェハWを前後方向に沿って移送する。すなわち、搬送アームA5は、光源23が並ぶ方向に直交する方向にウェハWを移送する。
[Third Embodiment]
The heating / cooling unit U8 that constitutes the substrate heat treatment apparatus according to the third embodiment is one in which the
制御部15は、加熱・冷却ユニットU8に対しウェハWの搬出・搬入を行うときに光照射工程を実行する。具体的には、光照射部14を制御して光源23を発光させると共に、水平移送部としての搬送アームA5を制御してウェハWを後方に移送して加熱・冷却ユニットU8から搬出する。或いは、光照射部14を制御して光源23を発光させると共に、水平移送部としての搬送アームA5を制御してウェハWを前方に移送して加熱・冷却ユニットU8に搬入する。いずれにおいても、ウェハWが光源23の上方を通過する。左右方向には複数の光源23が並び、その光源23の上方をウェハWが前後方向に沿って移動するので、ウェハWの裏面Wbの全域に赤外光が照射される。
The
第3実施形態によっても、第1実施形態と同様の効果が得られる。また、ウェハWの搬入時に光照射工程を実行する場合には、光照射工程が加熱工程に先行することとなる。光照射による輻射加熱は、熱板10による加熱に比べて昇温時間が短い。このため、加熱工程の前に光照射工程を行うことで、ウェハWの熱処理に要する時間を短縮できる。
According to the third embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Moreover, when performing a light irradiation process at the time of carrying in the wafer W, a light irradiation process will precede a heating process. Radiation heating by light irradiation has a shorter temperature rise time than heating by the
なお、光照射部14は、加熱・冷却ユニットU8の外に配置されていてもよい。例えば図21に示すように、棚ユニットU4の周囲におけるキャリアブロックS1側の位置P1又はインターフェースブロックS3側の位置P2に配置されていてもよい。光照射部14が位置P1に配置される場合にも、搬送アームA5が水平移送部として機能する。光源23は、搬送アームA5によるウェハWの搬送方向に直交する方向に配列される。光照射部14が位置P2に配置される場合には、受け渡しアームA8が水平移送部として機能する。光源23は、受け渡しアームA8によるウェハWの搬送方向に直交する方向に配列される。いずれにおいても、ウェハWの搬送経路の途中に光照射部14を設け、アームA5,A8を水平移送部として活用するので、装置全体を簡素化できる。
In addition, the
〔第4実施形態〕
第4実施形態に係る基板熱処理装置を構成する加熱・冷却ユニットU9は、ウェハWの裏面Wbに光を照射する光照射部14を、ウェハWの表面Waに光を照射する光照射部14Aに変更したものである。図22及び図23に示すように、光照射部14Aは、加熱・冷却ユニットU9におけるウェハWの搬入・搬出部に配置されている。光照射部14Aは、光を上方に出射する光源23に代えて、光を下方に出射する光源23Aを有する。複数の光源23Aは、搬送アームA5により搬送されるウェハWの上方に位置すると共に、左右方向に沿って線状に並んでいる。
[Fourth Embodiment]
The heating / cooling unit U9 that constitutes the substrate heat treatment apparatus according to the fourth embodiment uses a
制御部15は、加熱・冷却ユニットU9に対しウェハWの搬出・搬入を行うときに光照射工程を実行する。具体的には、光照射部14Aを制御して光源23Aを発光させると共に、水平移送部としての搬送アームA5を制御してウェハWを後方に移送して加熱・冷却ユニットU9から搬出する。或いは、光照射部14Aを制御して光源23Aを発光させると共に、水平移送部としての搬送アームA5を制御してウェハWを前方に移送して加熱・冷却ユニットU9に搬入する。いずれにおいても、ウェハWが光源23Aの下方を通過する。左右方向には複数の光源23Aが並び、その光源23Aの下方をウェハWが前後方向に沿って移動するので、ウェハWの表面Waの全域に赤外光が照射される。
The
第4実施形態によっても、第3実施形態と同様の効果が得られる。なお、光照射部14Aは、加熱・冷却ユニットU9の外に配置されていてもよい。例えば図24に示すように、上記位置P1,P2に配置されていてもよい。光照射部14Aが位置P1に配置される場合にも、搬送アームA5が水平移送部として機能する。光源23Aは、搬送アームA5によるウェハWの搬送方向に直交する方向に配列される。光照射部14Aが位置P2に配置される場合には、受け渡しアームA8が水平移送部として機能する。光源23Aは、受け渡しアームA8によるウェハWの搬送方向に直交する方向に配列される。いずれにおいても、ウェハWの搬送経路の途中に光照射部14Aを設け、アームA5,A8を水平移送部として活用するので、装置全体を簡素化できる。
According to the fourth embodiment, the same effect as that of the third embodiment can be obtained. The
光照射部14Aは、感光反応の促進用の光(以下、「感光反応促進光」という。)を照射するものであってもよい。この場合、制御部15は、PAB処理と加熱工程との間に光照射工程を実行する。レジスト膜の感光反応促進光としては、ArFエキシマレーザ光、KrFエキシマレーザ光、i線、g線、EUV光又は赤外光等が挙げられる。
The
感光反応促進光は、露光処理において用いられる光(以下、「露光処理光」という。)と同じであってもよいが、露光処理光と異なっていることがより好ましい。仮に、感光反応促進光が露光処理光と同じである場合、露光処理における未露光領域も、感光反応促進光により露光されることとなるので、露光領域と未露光領域との選択性が低下するおそれがある。これに対し、露光処理光と異なる感光反応促進光を用いる場合、露光処理光と相補的に作用する光を感光反応促進光として選択し、反応促進の程度を露光領域において選択的に高めることができる。 The photosensitive reaction promoting light may be the same as the light used in the exposure processing (hereinafter referred to as “exposure processing light”), but more preferably different from the exposure processing light. If the photosensitive reaction promoting light is the same as the exposure processing light, the unexposed area in the exposure process is also exposed by the photosensitive reaction promoting light, so that the selectivity between the exposed area and the unexposed area decreases. There is a fear. On the other hand, when using a photosensitive reaction promoting light different from the exposure processing light, light that acts in a complementary manner to the exposure processing light is selected as the photosensitive reaction promoting light, and the degree of reaction promotion is selectively increased in the exposure region. it can.
例えば、露光処理光としてEUV光を用い、感光反応促進光としてArFエキシマレーザ光、KrFエキシマレーザ光、i線又はg線を用いる場合、露光処理では2次電子等の酸発生成分が生成され、光照射工程では酸が生成される。露光領域においては、酸発生成分の作用により、光照射工程における酸の生成が加速される。従って、露光領域と未露光領域とで、酸の生成量の差異が顕著となり、選択制の低下が抑制される。 For example, when EUV light is used as exposure processing light and ArF excimer laser light, KrF excimer laser light, i-line or g-line is used as photosensitive reaction acceleration light, an acid generating component such as secondary electrons is generated in the exposure processing, Acid is generated in the light irradiation step. In the exposure region, the generation of acid in the light irradiation process is accelerated by the action of the acid generating component. Therefore, the difference in the amount of acid generated becomes significant between the exposed area and the unexposed area, and the reduction of the selection system is suppressed.
上述したように、熱板10による加熱工程では、露光処理及び光照射工程における感光反応により生じた酸を触媒とする酸触媒反応が進行する。すなわち、熱板10は、感光反応により開始された反応を進行させる。また、酸触媒反応は、光照射工程で生じた酸により促進される。すなわち、感光反応促進光も、熱板による加熱で進行する反応を促進させる。
As described above, in the heating process using the
光照射部14Aが感光反応促進光を照射する場合、制御部15は、PAB処理と露光処理との間に光照射工程を実行してもよい。この場合、図25に示すように、光照射部14AはCOTブロック6に配置される。光照射部14Aの配置箇所としては、加熱・冷却ユニットU6におけるウェハWの搬入・搬出部P3、棚ユニットU4の周囲におけるインターフェースブロックS3側の位置P4等が挙げられる。いずれにおいても、搬送アームA3が水平移送部として機能し、光源23Aは搬送アームA3によるウェハWの搬送方向に直交する方向に配列される。
When the
〔第5実施形態〕
第5実施形態に係る基板熱処理装置を構成する加熱・冷却ユニットU10は、加熱・冷却ユニットU2に回転保持部30を付加したものである。図26〜図28に示されるように、回転保持部30は、熱板10の上方においてウェハWを保持して回転させる。回転保持部30は、熱板10に対し平行に配置された回転体31と、回転体31の上部中央に接続された回転軸32とを有する。回転体31の下部には、裏面Wbが露出するようにウェハWを保持する保持部33が設けられている。回転軸32は、モータ等の動力源(不図示)に接続され、回転体31と共に鉛直軸線を中心に回転する。
[Fifth Embodiment]
The heating / cooling unit U10 constituting the substrate heat treatment apparatus according to the fifth embodiment is obtained by adding a
加熱・冷却ユニットU10の昇降部13Aは、昇降柱体17及び支持アーム18に代えて、熱板10の中央部を貫通して昇降する3本以上の昇降ピン(支持部)34を有する。昇降ピン34は、熱板10の上方でウェハWを安定して支持できるように配置されている。昇降部13は、昇降ピン34を昇降させることにより、熱板10上でウェハWを昇降させる。昇降部13が昇降ピン34を最も下降させた状態において、昇降ピン34の上端34aは熱板10の上面10aに比べ下方に位置し、ウェハWを熱板10上に載置することが可能となる。昇降ピン34の上端34aの上昇高さは、ウェハWを保持部33の高さに到達させられるように設定されている。
The elevating
加熱・冷却ユニットU10の光照射部14Bは、光源支持アーム22を有さず、1個又は複数個の光源23が連結板21の先端部21aの上に固定されている。光源23は、左右方向において、ウェハWの回転中心CLと同じ位置に配置されている。このため、光源23を前後方向に沿って移送すると、赤外光の照射位置はウェハWの回転中心CLを通る線に沿って移動する。加熱・冷却ユニットU10において、制御部15は、熱板10、冷却板11、冷却板移送部12、昇降部13A、光照射部14Bに加え、回転保持部30を制御する。
The
光照射工程を行う際に、制御部15は昇降部13を制御して昇降ピン34を上昇させ、図27及び図28に示されるようにウェハWを保持部33の高さまで上昇させる。回転保持部30を制御して、保持部33にウェハWを保持させる。昇降部13を制御して昇降ピン34を下降させ、回転保持部30を制御して回転体31を回転させる。これにより、ウェハWが回転する。この状態で冷却板移送部12を制御し、光源23を前後方向に沿って移送する。光源23の移送速度及びウェハWの回転数は、照射位置がウェハWの裏面Wbの全域に亘るように設定されている。また、光源23の移送速度及びウェハWの回転数は、光源23の出射光量が一定である場合に、ウェハWの処理対象部分の全域で照射光量が一定となるように設定される。以下、このように設定された移送速度及び回転数を「基準移送速度」及び「基準回転数」という。基準移送速度及び基準回転数は、照射位置が回転中心CLに近付くに従って高くなる。制御部15は、光源23の出射光量を調節することで、照射位置ごとに照射光量を調節する。
When performing the light irradiation process, the
光源23の移送速度及びウェハWの回転数を調節することによっても、照射位置ごとの照射光量を調節できる。基準移送速度及び基準回転数に対し、移送速度及び回転数を変えたときに、照射光量がどのように変わるかを具体的に説明する。基準移送速度及び基準回転数に比べ、移送速度及び回転数を高めると、照射位置の移動が速くなるので照射位置ごとの照射光量が小さくなる。また、基準移送速度及び基準回転数に比べ移送速度及び回転数を低めると、照射位置の移動が遅くなるので照射位置ごとの照射光量が大きくなる。
By adjusting the transfer speed of the
第5実施形態によっても、第1実施形態と同様の効果が得られる。なお、図29に示されるように、熱板10の上方とは異なる場所に回転保持部30を配置し、回転保持部30の下方に、光照射部14C及び水平移送部24Bを設けてもよい。
According to the fifth embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. 29, the
以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、水平移送部は、前後方向及び左右方向の両方に光源23又はウェハWを移送するように構成されていてもよい。
The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not necessarily limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, the horizontal transfer unit may be configured to transfer the
10…熱板、11…冷却板、12…冷却板移送部、13,13A…昇降部、14,14A,14B,14C…光照射部、15…制御部、18…支持アーム(支持部)、23,23A…光源、24,24A,24B…水平移送部、A5,A8…アーム(水平移送部)、30…回転保持部、34…昇降ピン(支持部)、U2,U7,U8,U9,U10…加熱・冷却ユニット(基板熱処理装置)、W…ウェハ(基板)、Wb…裏面。
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記熱板による加熱で進行する反応を促進するための光を前記基板に照射する光照射部と、
前記光照射部の光源又は前記基板を水平方向に移送することで、前記基板の処理対象部分の全域に亘って前記光の照射位置を移動させる水平移送部と、
前記熱板による加熱に伴う前記反応の進行の過不足をゼロに近付けるように、前記照射位置ごとに設定された前記光の照射光量の目標値に基づいて、前記照射位置ごとに前記光の照射光量を調節するように前記光照射部及び前記水平移送部を制御する制御部と、を備える基板熱処理装置。 A hot plate that supports and heats a horizontally disposed substrate;
A light irradiation unit for irradiating the substrate with light for promoting a reaction that proceeds by heating with the hot plate;
A horizontal transfer unit that moves the light irradiation position across the entire processing target portion of the substrate by transferring the light source of the light irradiation unit or the substrate in a horizontal direction;
Irradiation of the light for each irradiation position based on a target value of the light irradiation amount set for each of the irradiation positions so that the excess or deficiency of the progress of the reaction accompanying heating by the hot plate approaches zero A substrate heat treatment apparatus comprising: a control unit that controls the light irradiation unit and the horizontal transfer unit so as to adjust a light amount.
前記水平移送部は、前記光源が並ぶ方向に直交する方向に前記光源又は前記基板を移送するように構成され、
前記制御部は、前記光源ごとに出射光量を調節するように前記光照射部を制御する、請求項1記載の基板熱処理装置。 The light irradiation unit has a plurality of the light sources arranged linearly along the radial direction of the substrate,
The horizontal transfer unit is configured to transfer the light source or the substrate in a direction orthogonal to the direction in which the light sources are arranged.
The substrate heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls the light irradiation unit so as to adjust an emitted light amount for each of the light sources.
前記水平移送部は、前記回転保持部が前記基板を回転させているときに、前記光源又は前記基板を水平方向に移送する、請求項1記載の基板熱処理装置。 A rotation holding unit for holding and rotating the substrate;
The substrate heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the horizontal transfer unit transfers the light source or the substrate in a horizontal direction when the rotation holding unit rotates the substrate.
前記光照射部は前記熱板による加熱の前に前記感光反応の促進用の光を照射する、請求項1〜3のいずれか一項記載の基板熱処理装置。 The hot plate heats the substrate so as to proceed a reaction catalyzed by an acid generated by a photosensitive reaction,
The substrate heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the light irradiation unit irradiates light for promoting the photosensitive reaction before heating by the hot plate.
前記水平移送部は、前記支持部及び前記昇降部により上昇させられた前記基板の下方に前記光源が位置した状態で、前記光源又は前記基板を移送するように構成され、
前記光照射部は前記光を前記基板の裏面に照射するように構成されている、請求項5記載の基板熱処理装置。 A support unit that supports the substrate; and a lifting unit that lifts and lowers the support unit.
The horizontal transfer unit is configured to transfer the light source or the substrate in a state where the light source is positioned below the substrate raised by the support unit and the lifting unit,
The substrate heat treatment apparatus according to claim 5, wherein the light irradiation unit is configured to irradiate the back surface of the substrate with the light.
前記水平移送部は、前記基板の搬送のために前記冷却板を水平方向に移送する冷却板移送部であり、
前記光源は、前記冷却板又は前記冷却板の周辺部に固定されている、請求項6記載の基板熱処理装置。 A cooling plate that supports and cools the substrate, and further carries the substrate onto the hot plate and unloads the substrate from the hot plate;
The horizontal transfer unit is a cooling plate transfer unit that transfers the cooling plate in a horizontal direction for transferring the substrate,
The substrate heat treatment apparatus according to claim 6, wherein the light source is fixed to the cooling plate or a peripheral portion of the cooling plate.
前記熱板による加熱で進行する反応を促進するための光を前記基板に照射すると共に、前記光の光源又は前記基板を水平方向に移送することで、前記基板の処理対象部分の全域に亘って前記光の照射位置を移動させる光照射工程と、を備え、
前記光照射工程では、前記熱板による加熱に伴う前記反応の進行の過不足をゼロに近付けるように、前記照射位置ごとに設定された前記光の照射光量の目標値に基づいて、前記照射位置ごとに前記光の照射光量を調節する基板熱処理方法。 A heating process in which the substrate is horizontally arranged on the hot plate and heated;
While irradiating the substrate with light for promoting the reaction that proceeds by heating with the hot plate, the light source of the light or the substrate is transferred in the horizontal direction, so that the entire area to be processed of the substrate is covered. A light irradiation step of moving the irradiation position of the light,
In the light irradiation step, the irradiation position is based on a target value of the amount of light irradiation set for each irradiation position so that the excess or deficiency of the progress of the reaction accompanying heating by the hot plate approaches zero. The substrate heat processing method which adjusts the irradiation light quantity of the said light for every.
前記加熱工程では感光反応により生成された酸を触媒とする反応を進行させるように前記基板を加熱し、
前記光照射工程では前記感光反応の促進用の光を照射する、請求項8〜10のいずれか一項記載の基板熱処理方法。 Performing the light irradiation step before the heating step,
In the heating step, the substrate is heated so as to proceed a reaction using an acid generated by a photosensitive reaction as a catalyst ,
The substrate heat treatment method according to any one of claims 8 to 10, wherein in the light irradiation step, light for promoting the photosensitive reaction is irradiated.
前記光照射工程では、前記上昇工程で上昇させられた前記基板の下方に前記光源を位置させた状態で前記光源又は前記基板を水平方向に移送することで、前記基板の裏面に前記光を照射する、請求項12記載の基板熱処理方法。 Prior to the light irradiation step, further comprising a raising step of raising the substrate,
In the light irradiation step, the light source or the substrate is transferred in a horizontal direction in a state where the light source is positioned below the substrate raised in the rising step, so that the back surface of the substrate is irradiated with the light. The substrate heat treatment method according to claim 12.
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