JP6308967B2 - Heat treatment apparatus, abnormality detection method in heat treatment, and readable computer storage medium - Google Patents
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Description
本発明は、基板を熱板に載置して熱処理を行う熱処理装置、熱処理における異常検出の方法及び読み取り可能なコンピュータ記憶媒体に関する。 The present invention relates to a heat treatment apparatus for performing heat treatment by placing a substrate on a hot plate, a method for detecting an abnormality in heat treatment, and a readable computer storage medium.
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では、例えば基板としての半導体ウェハ(以下、「ウェハ」という。)上にレジスト液を塗布しレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、レジスト膜を所定のパターンに露光する露光処理、露光後にレジスト膜内の化学反応を促進させる加熱処理(ポストエクスポージャーベーキング)、露光されたレジスト膜を現像する現像処理などが順次行われ、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成される。 For example, in a photolithography process in a semiconductor device manufacturing process, for example, a resist coating process for applying a resist solution on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer”) as a substrate to form a resist film, and forming the resist film into a predetermined pattern A predetermined resist pattern is formed on the wafer by sequentially performing an exposure process that exposes, a heating process (post-exposure baking) that promotes a chemical reaction in the resist film after exposure, and a development process that develops the exposed resist film. The
上述したフォトリソグラフィー処理により形成されるレジストパターンは、半導体デバイス製造のその後の工程において加工形状を定めるマスクとして用いられるものであり、所望の線幅で形成することが極めて重要である。そして、上述したポストエクスポージャーベーキングにおけるウェハの蓄積熱量は、レジストパターンの線幅に大きな影響を与えるので、線幅をウェハ面内で均一なものとするには、加熱処理においてウェハ面内を均一に加熱することが重要である。 The resist pattern formed by the photolithography process described above is used as a mask for determining a processing shape in a subsequent process of manufacturing a semiconductor device, and it is extremely important to form the resist pattern with a desired line width. The accumulated heat amount of the wafer in the post-exposure baking described above has a great influence on the line width of the resist pattern. To make the line width uniform within the wafer surface, the wafer surface is uniformly treated by heat treatment. It is important to heat.
ところが、加熱処理以前の工程の影響によりウェハに反りが生じていたり、ウェハの裏面や熱板上に異物が付着してウェハの乗り上げが生じていたりすると、熱板とウェハとの距離がウェハ面内でばらつくため、ウェハ面内を均一に加熱することが困難となる。 However, if the wafer is warped due to the influence of the process before the heat treatment, or if the foreign matter adheres to the back surface or the hot plate of the wafer and the wafer is lifted, the distance between the hot plate and the wafer is Therefore, it is difficult to uniformly heat the wafer surface.
そこで、熱処理時の異常を検出する方法として、熱板の設定温度と熱板の表面温度との差分の積分値を算出し、その積分値が所定の閾値を超えたか否かを判定することが提案されている(特許文献1)。 Therefore, as a method for detecting an abnormality during heat treatment, calculating an integral value of the difference between the set temperature of the hot plate and the surface temperature of the hot plate, and determining whether or not the integrated value exceeds a predetermined threshold value. It has been proposed (Patent Document 1).
しかしながら、熱板の表面温度は、ウェハとの接触状態の他に熱板周囲の雰囲気温度や熱板周囲の気流の影響を受けて変化する。そのため、特許文献1の方法では、所望の精度で熱処理の異常を検知することが困難であった。 However, the surface temperature of the hot plate changes under the influence of the ambient temperature around the hot plate and the airflow around the hot plate in addition to the contact state with the wafer. Therefore, with the method of Patent Document 1, it is difficult to detect an abnormality in heat treatment with a desired accuracy.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板の熱処理における異常を精度よく検知することを目的としている。 The present invention has been made in view of this point, and an object thereof is to accurately detect an abnormality in the heat treatment of a substrate.
前記の目的を達成するため、本発明は、基板を熱処理する熱処理装置であって、前記基板を載置して加熱する熱板と、前記熱板の載置面よりも上方に突出して配置された複数の基板支持部材と、前記基板支持部材上に支持された基板の載置状態に伴い変化する状態量を検出する状態量検出機構と、前記状態量検出機構で検出される状態量が所定の閾値以下となった場合に、前記基板支持部材上に支持された基板の載置状態に異常があると判定する制御部と、を有し、前記状態量検出機構は、前記基板支持部材の先端の温度を測定する温度センサであり、前記制御部は、前記温度センサで測定する温度が所定の閾値以下となった場合に、前記基板支持部材上に支持された基板の載置状態に異常があると判定することを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention is a heat treatment apparatus for heat-treating a substrate, wherein a heat plate for placing and heating the substrate, and a protrusion protruding above a placement surface of the heat plate are disposed. A plurality of substrate support members, a state amount detection mechanism for detecting a state amount that changes with the mounting state of the substrate supported on the substrate support member, and a state amount detected by the state amount detection mechanism are predetermined. of if equal to or less than the threshold value, have a, a control unit determines that there is an abnormality in placed state of the substrate supported by the substrate support member, wherein the state quantity detection mechanism of the substrate support member A temperature sensor that measures the temperature of the tip, and the control unit detects that the mounting state of the substrate supported on the substrate support member is abnormal when the temperature measured by the temperature sensor is equal to or lower than a predetermined threshold value. It is characterized by determining that there is.
本発明によれば、状態量検出機構により基板支持部材上に支持された基板の状態量を検出し、状態量検出機構で検出される状態量が所定の閾値以下となった場合に、制御部により載置状態に異常があると判定するので、従来のように、外乱を受けやすい熱板の表面温度に基づいて異常検出を行う場合と比較して、精度よい異常検出を行うことができる。 According to the present invention, when the state quantity of the substrate supported on the substrate support member is detected by the state quantity detection mechanism and the state quantity detected by the state quantity detection mechanism falls below a predetermined threshold, the control unit Thus, it is determined that there is an abnormality in the mounting state, so that it is possible to detect an abnormality with higher accuracy than in the case where the abnormality detection is performed based on the surface temperature of the hot plate that is susceptible to disturbance as in the prior art.
前記基板支持部材は、弾性部材を介して支持されていてもよい。 The substrate support member may be supported via an elastic member.
前記熱板の載置面にはギャップピンが複数設けられ、前記基板支持部材の先端部は、前記基板を支持していない状態においては、前記ギャップピンの上端面よりも上方に突出していてもよい。 A plurality of gap pins are provided on the mounting surface of the hot plate, and the tip of the substrate support member may protrude above the upper end surface of the gap pins in a state where the substrate is not supported. Good.
前記熱板は複数の領域に区画され、且つ当該領域ごとに温度設定可能であり、前記温度センサは、前記各領域ごとに少なくとも1以上設けられていてもよい。 The hot plate is divided into a plurality of regions, and the temperature can be set for each region, and at least one temperature sensor may be provided for each region.
別の観点による本発明は、熱板上に載置した基板の熱処理において異常を検出する方法であって、前記熱板の載置面よりも上方に突出して配置された複数の基板支持部材により前記基板を支持し、前記基板支持部材に支持された基板の載置状態に伴い変化する、前記基板支持部材の先端で測定される前記基板の温度を検出し、前記検出した基板の温度が所定の閾値以下となった場合に、前記基板支持部材上に支持された基板の載置状態に異常があると判定することを特徴としている。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method for detecting an abnormality in heat treatment of a substrate placed on a hot plate, comprising a plurality of substrate support members disposed so as to protrude upward from the placement surface of the hot plate. The temperature of the substrate measured at the front end of the substrate support member, which changes with the mounting state of the substrate supported by the substrate support member, is measured, and the detected temperature of the substrate is predetermined. It is characterized in that it is determined that there is an abnormality in the mounting state of the substrate supported on the substrate support member when the threshold value is less than the threshold value.
また、別な観点による本発明によれば、前記異常検出方法を熱処理装置によって実行させるように、当該熱処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a readable computer storage medium storing a program that operates on a computer of a control unit that controls the heat treatment apparatus so that the abnormality detection method is executed by the heat treatment apparatus. Provided.
本発明によれば、基板の熱処理における異常を精度よく検知することができる。 According to the present invention, it is possible to accurately detect abnormality in the heat treatment of the substrate.
以下、本発明の実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態にかかる熱処理装置を備えた基板処理システム1の構成の概略を示す説明図である。図2及び図3は、基板処理システム1の内部構成の概略を示す正面図及び背面図である。なお、本実施の形態では、基板処理システム1がウェハWに対して塗布現像処理を行う塗布現像処理システムである場合を例にして説明する。また、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a configuration of a substrate processing system 1 including a heat treatment apparatus according to the present embodiment. 2 and 3 are a front view and a rear view showing an outline of the internal configuration of the substrate processing system 1. In the present embodiment, the case where the substrate processing system 1 is a coating and developing processing system that performs coating and developing processing on the wafer W will be described as an example. In the present specification and drawings, elements having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
基板処理システム1は、図1に示すように複数枚のウェハWを収容したカセットCが搬入出されるカセットステーション10と、ウェハWに所定の処理を施す複数の各種処理装置を備えた処理ステーション11と、処理ステーション11に隣接する露光装置12との間でウェハWの受け渡しを行うインターフェイスステーション13とを一体に接続した構成を有している。
As shown in FIG. 1, the substrate processing system 1 includes a
カセットステーション10には、カセット載置台20が設けられている。カセット載置台20には、基板処理システム1の外部に対してカセットCを搬入出する際に、カセットCを載置する、例えば4つのカセット載置板21が設けられている。
The
カセットステーション10には、図1に示すようにX方向に延びる搬送路22上を移動自在なウェハ搬送装置23が設けられている。ウェハ搬送装置23は、上下方向及び鉛直軸周り(θ方向)にも移動自在であり、各カセット載置板21上のカセットCと、後述する処理ステーション11の第3のブロックG3の受け渡し装置との間でウェハWを搬送できる。
As shown in FIG. 1, the
処理ステーション11には、各種装置を備えた複数例えば4つのブロックG1、G2、G3、G4が設けられている。例えば処理ステーション11の正面側(図1のX方向負方向側)には、第1のブロックG1が設けられ、処理ステーション11の背面側(図1のX方向正方向側)には、第2のブロックG2が設けられている。また、処理ステーション11のカセットステーション10側(図1のY方向負方向側)には、第3のブロックG3が設けられ、処理ステーション11のインターフェイスステーション13側(図1のY方向正方向側)には、第4のブロックG4が設けられている。
The
例えば第1のブロックG1には、図2に示すように複数の液処理装置、例えばウェハWを現像処理する現像処理装置30、ウェハWのレジスト膜の下層に反射防止膜(以下「下部反射防止膜」という)を形成する下部反射防止膜形成装置31、ウェハWにレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布装置32、ウェハWのレジスト膜の上層に反射防止膜(以下「上部反射防止膜」という)を形成する上部反射防止膜形成装置33が下からこの順に配置されている。
For example, in the first block G1, as shown in FIG. 2, a plurality of liquid processing apparatuses, for example, a
例えば現像処理装置30、下部反射防止膜形成装置31、レジスト塗布装置32、上部反射防止膜形成装置33は、それぞれ水平方向に3つ並べて配置されている。なお、これら現像処理装置30、下部反射防止膜形成装置31、レジスト塗布装置32、上部反射防止膜形成装置33の数や配置は、任意に選択できる。
For example, three
これら現像処理装置30、下部反射防止膜形成装置31、レジスト塗布装置32、上部反射防止膜形成装置33では、例えばウェハW上に所定の塗布液を塗布するスピンコーティングが行われる。スピンコーティングでは、例えば塗布ノズルからウェハW上に塗布液を吐出すると共に、ウェハWを回転させて、塗布液をウェハWの表面に拡散させる。
In the
例えば第2のブロックG2には、図3に示すようにウェハWの加熱や冷却といった熱処理を行う熱処理装置40や、ウェハWを疎水化処理するアドヒージョン装置41、ウェハWの外周部を露光する周辺露光装置42が上下方向と水平方向に並べて設けられている。熱処理装置40は、ウェハWを載置して加熱する熱板と、ウェハWを載置して温度調節する温度調節板を有し、加熱処理と温度調節処理の両方を行うものであり、その構成については後述する。また、熱処理装置40、アドヒージョン装置41、周辺露光装置42の数や配置は、任意に選択できる。
For example, in the second block G2, as shown in FIG. 3, a
例えば第3のブロックG3には、複数の受け渡し装置50、51、52、53、54、55、56が下から順に設けられている。また、第4のブロックG4には、複数の受け渡し装置60、61、62が下から順に設けられている。
For example, in the third block G3, a plurality of
図1に示すように第1のブロックG1〜第4のブロックG4に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域Dが形成されている。ウェハ搬送領域Dには、例えばY方向、X方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有する、ウェハ搬送装置70が複数配置されている。ウェハ搬送装置70は、ウェハ搬送領域D内を移動し、周囲の第1のブロックG1、第2のブロックG2、第3のブロックG3及び第4のブロックG4内の所定の装置にウェハWを搬送できる。
As shown in FIG. 1, a wafer transfer region D is formed in a region surrounded by the first block G1 to the fourth block G4. In the wafer transfer region D, for example, a plurality of
また、ウェハ搬送領域Dには、第3のブロックG3と第4のブロックG4との間で直線的にウェハWを搬送するシャトル搬送装置80が設けられている。
Further, in the wafer transfer region D, a
シャトル搬送装置80は、例えばY方向に直線的に移動自在になっている。シャトル搬送装置80は、ウェハWを支持した状態でY方向に移動し、第3のブロックG3の受け渡し装置52と第4のブロックG4の受け渡し装置62との間でウェハWを搬送できる。
The
図1に示すように第3のブロックG3のX方向正方向側の隣には、ウェハ搬送装置100が設けられている。ウェハ搬送装置100は、例えばX方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置100は、ウェハWを支持した状態で上下に移動して、第3のブロックG3内の各受け渡し装置にウェハWを搬送できる。
As shown in FIG. 1, a
インターフェイスステーション13には、ウェハ搬送装置110と受け渡し装置111が設けられている。ウェハ搬送装置110は、例えばY方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置110は、例えば搬送アームにウェハWを支持して、第4のブロックG4内の各受け渡し装置、受け渡し装置111及び露光装置12との間でウェハWを搬送できる。
The
以上の基板処理システム1には、図1に示すように制御部300が設けられている。制御部300は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部(図示せず)を有している。プログラム格納部には、基板処理システム1におけるウェハWの処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、上述の各種処理装置や搬送装置などの駆動系の動作を制御して、基板処理システム1における後述の基板処理を実現させるためのプログラムも格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク(HD)、フレキシブルディスク(FD)、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルデスク(MO)、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体Hに記録されていたものであって、その記憶媒体Hから制御部300にインストールされたものであってもよい。
The substrate processing system 1 is provided with a
次に、上述した熱処理装置40の構成について説明する。例えば熱処理装置40は、図4及び図5に示すように筐体120内に、ウェハWを加熱処理する加熱部121と、ウェハWを冷却処理する冷却部122を備えている。図5に示すように筐体120の冷却部122近傍の両側面には、ウェハWを搬入出するための搬入出口123が形成されている。
Next, the configuration of the
加熱部121は、図4に示すように上側に位置して上下動自在な蓋体130と、下側に位置してその蓋体130と一体となって処理室Sを形成する熱板収容部131を備えている。
As shown in FIG. 4, the
蓋体130は、下面が開口した略筒形状を有している。蓋体130の上面中央部には、排気部130aが設けられている。処理室S内の雰囲気は、排気部130aから排気される。
The
熱板収容部131の中央には、ウェハWを載置して加熱する熱板132が設けられている。熱板132は、厚みのある略円盤形状を有しており、その内部に熱板132を加熱するヒータ140が設けられている。ヒータ140としては、例えば電気ヒータが用いられる。この熱板132の構成については後述する。
A
熱板収容部131には、熱板132を厚み方向に貫通する昇降ピン141が設けられている。昇降ピン141は、シリンダなどの昇降駆動部142により昇降自在であり、熱板132の上面に突出して後述する冷却板160との間でウェハWの受け渡しを行うことができる。
The hot
熱板収容部131は、例えば図4に示すように熱板132を収容して熱板132の外周部を保持する環状の保持部材150と、その保持部材150の外周を囲む略筒状のサポートリング151を有している。
For example, as shown in FIG. 4, the hot
加熱部121に隣接する冷却部122には、例えばウェハWを載置して冷却する冷却板160が設けられている。冷却板160は、例えば図5に示すように略方形の平板形状を有し、加熱部121側の端面が円弧状に湾曲している。冷却板160の内部には、例えばペルチェ素子などの図示しない冷却部材が内蔵されており、冷却板160を所定の設定温度に調整できる。
In the
冷却板160は、例えば図4に示すように支持アーム161に支持され、その支持アーム161は、加熱部121側のX方向に向かって延伸するレール162に取付けられている。冷却板160は、支持アーム161に取り付けられた駆動機構163によりレール162上を移動できる。これにより、冷却板160は、加熱部121側の熱板132の上方まで移動できる。
For example, as shown in FIG. 4, the
冷却板160には、例えば図5に示すようにX方向に沿った2本のスリット164が形成されている。スリット164は、冷却板160の加熱部121側の端面から冷却板160の中央部付近まで形成されている。このスリット164により、加熱部121側に移動した冷却板160と、熱板132上の昇降ピン141との干渉が防止される。図5に示すように冷却部122内に位置する冷却板160の下方には、昇降ピン165が設けられている。昇降ピン165は、昇降駆動部166によって昇降できる。昇降ピン165は、冷却板160の下方から上昇してスリット164を通過し、冷却板160の上方に突出して、例えば搬入出口123から筐体120の内部に進入するウェハ搬送装置70との間でウェハWの受け渡しを行うことができる。
In the
次に、熱板132の構成について詳述する。熱板132は、図6に示すように、複数、例えば5つの熱板領域R1、R2、R3、R4、R5に区画されている。熱板132は、例えば平面から見て中心部に位置して円形の熱板領域R1と、その周囲を円弧状に4等分した熱板領域R2〜R5に区画されている。
Next, the configuration of the
熱板132の各熱板領域R1〜R5には、ヒータ140が個別に内蔵され、各熱板領域R1〜R5ごとに個別に加熱できる。各熱板領域R1〜R5のヒータ140の発熱量は、例えば制御部300により調整される。制御部300は、各ヒータ140の発熱量を調整して、各熱板領域R1〜R5の温度を所定の設定温度に制御できる。
In each of the hot plate regions R 1 to R 5 of the
また、図7に示すように、熱板132の上面の載置面132aには、ウェハWを支持する基板支持部材としてのウェハ支持部材170と、ギャップピン171がそれぞれ複数設けられている。なお図7では、ウェハ支持部材170とギャップピン171を区別するために、ウェハ支持部材170を斜線で示している。ウェハ支持部材170は、図7に示すように、各熱板領域R1〜R5に1つずつ配置されている。また、ギャップピン171は、例えば熱板132と同心円状に配置されている。なお、各ウェハ支持部材170やギャップピン171の配置は本実施の形態の内容に限定されるものではなく、ウェハWを均等に支持することができれば、その配置は任意に設定が可能である。
As shown in FIG. 7, a plurality of
ウェハ支持部材170は、図8に示すように、ケーシング180と、ケーシング180内に昇降自在に設けられた支持部181を有している。支持部181は、ケーシング180の底面に設けられた、ばねなどの弾性部材182によりその下面を支持されている。また、支持部181の下面には、ケーシング180の底面を貫通して延伸する連結棒183が接続されている。連結棒183の下端には、状態量検出機構としての重量センサ184が接続されている。即ち、ウェハ支持部材170の支持部181は、弾性部材182を介して重量センサ184に接続された状態になっている。重量センサ184での検出結果は、制御部300に入力される。
As shown in FIG. 8, the
支持部181は、ウェハWの裏面を支持するためのものであり、図8に示すようにウェハWを支持していない状態においては、載置面132a及びギャップピン171の上端部よりも上方に突出した状態となっている。また、支持部181の先端部は、ウェハWとの接触時にウェハWの裏面を傷つけないように、ギャップピン171と同様の球面形状となっている。そして、熱板132上にウェハWを載置すると、支持部181に作用するウェハWの荷重により弾性部材182が下方に縮む。ここで、本実施の形態における弾性部材182のバネ乗数は、例えばウェハWが熱板132上に載置されたときに、ウェハWの荷重により支持部181の上端部とギャップピン171の上端部との高さが揃う位置まで支持部181が押し下げられるように設定される。したがって、図9に示すように、ウェハWの荷重により支持部181が押し下げされ、ウェハWはウェハ支持部材170とギャップピン171により支持された状態となる。この際、ウェハ支持部材170に作用する荷重は、連結棒183を介して重量センサ184に伝達され、重量センサにより荷重が測定される。
The
本実施の形態にかかる基板処理システム1は以上のように構成されている。次に、基板処理システム1を用いて行われるウェハ処理について説明する。 The substrate processing system 1 according to the present embodiment is configured as described above. Next, wafer processing performed using the substrate processing system 1 will be described.
先ず、複数のウェハWを収納したカセットCが、基板処理システム1のカセットステーション10に搬入され、ウェハ搬送装置23によりカセットC内の各ウェハWが順次処理ステーション11の受け渡し装置53に搬送される。
First, a cassette C storing a plurality of wafers W is carried into the
次にウェハWは、ウェハ搬送装置70によって第2のブロックG2の熱処理装置40に搬送され温度調節処理される。その後、ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって例えば第1のブロックG1の下部反射防止膜形成装置31に搬送され、ウェハW上に下部反射防止膜が形成される。その後ウェハWは、第2のブロックG2の熱処理装置40に搬送され、加熱処理が行われる。
Next, the wafer W is transferred to the
熱処理装置40に搬送されたウェハWは、先ず冷却板160上に載置される。続いて冷却板160が熱板132の上方に移動される。次いで、昇降ピン141が上昇し、冷却板160のウェハWが昇降ピン141に受け渡される。その後、冷却板160が熱板132上から退避し、昇降ピン141が下降して、熱板132上にウェハWが受け渡される。
The wafer W transferred to the
この際、例えば図10に示すように、熱板132の上面やウェハWの裏面にギャップピン171よりも大きな異物Mが付着していると、ウェハWは熱板132上に傾いて載置された状態となる。そうすると、例えば異物Mに近いウェハ支持部材170aと異物Mから遠いウェハ支持部材170bとでは、ウェハWによる荷重が異なったものとなる。そして、制御部300では、熱処理の際に各重量センサ184に作用する荷重が常時監視されており、例えば重量センサ184で検出される荷重が所定の閾値以下となった場合に、ウェハWの載置状態に異常があると判定される。なお、この閾値は、例えば異物Mの付着やウェハWの反りがない状態で熱板132に測定用のウェハWを予め載置する予備試験を行い、その際に重量センサ184で得られた荷重に基づいて設定される。
At this time, for example, as shown in FIG. 10, if foreign matter M larger than the gap pins 171 adheres to the upper surface of the
また制御部300では、載置異常と判定されたときの各重量センサ184の荷重に基づいて、異常の原因についても判定を行う。具体的には、例えば熱板132の領域R2の重量センサ184の荷重が閾値以下である場合、熱板132の領域R2に異物Mがあり、ウェハWの乗り上げが生じていると判定される。領域R3〜R5においても同様である。また、中央部の領域R1に対応する重量センサ184の荷重が閾値以下である場合、熱板132の中央部に異物Mがあり、ウェハWの乗り上げが生じているか、あるいはウェハWの中央部が上に凸状に反っていると判定される。反対に、領域R2〜R5の重量センサ184の荷重が閾値以下である場合、異物Mが複数あったり、ウェハWの中央部が凹状に窪んだ反り形状であると判定される。そして、制御部300でウェハWの載置状態に異常があると判定された場合は熱処理を中止し、当該ウェハWは例えばカセットCに回収される。異常がない場合、即ち、異物Mや反りが無い、または軽微であり、各重量センサ184の荷重が閾値以内に収まっている場合は、そのまま熱処理が継続される。
The
所定時間ウェハWの熱処理が行われると、昇降ピン141が上昇してウェハWが熱板132の上方に移動すると共に、冷却板160が熱板132上まで移動して、昇降ピン141から冷却板160にウェハWが受け渡される。冷却板160に受け渡されたウェハWは、例えば常温まで冷却されて熱処理装置40から搬出される。
When the heat treatment of the wafer W is performed for a predetermined time, the elevating
熱処理装置40での熱処理を終えたウェハWは、レジスト塗布装置32に搬送され、ウェハW上にレジスト膜が形成される。その後ウェハWは、熱処理装置40に搬送され、プリベーク処理される。なお、これ以降の熱処理においても、上述の加熱処理と同様に載置異常の有無が判定される。
The wafer W that has been subjected to the heat treatment in the
次にウェハWは、上部反射防止膜形成装置33に搬送され、ウェハW上に上部反射防止膜が形成される。その後ウェハWは、熱処理装置40に搬送されて、加熱され、温度調節される。その後、ウェハWは、周辺露光装置42に搬送され、周辺露光処理される。
Next, the wafer W is transferred to the upper antireflection
次にウェハWは、露光装置12に搬送され、所定のパターンで露光処理される。
Next, the wafer W is transferred to the
次にウェハWは、熱処理装置40に搬送され、露光後ベーク処理される。その後ウェハWは、たとえば現像処理装置30に搬送されて現像処理される。現像処理終了後、ウェハWは、熱処理装置40に搬送され、ポストベーク処理される。その後、ウェハWは、カセット載置板21のカセットCに搬送され、一連のフォトリソグラフィー工程が完了する。
Next, the wafer W is transferred to the
以上の実施の形態によれば、ウェハ支持部材170により支持されたウェハWの荷重を重量センサ184により検出し、制御部300により検出された荷重が予め定められた閾値以下となった場合に、ウェハWの載置状態が異常であると判定するので、従来のように、外乱を受けやすい熱板132の表面温度に基づいて異常検知を行う場合と比較して、精度よく異常を検知することができる。
According to the above embodiment, when the load of the wafer W supported by the
以上の実施の形態では、各領域R1〜R5の重量センサ184で検出された荷重の絶対値と閾値を比較することで載置異常の有無を判定したが、載置異常の判定方法や閾値の設定については本実施の形態の内容に限定されるものではなく、例えば各領域R1〜R5の重量センサ184の荷重の差分を算出し、その差分が所定の閾値よりも大きい場合に載置異常と判定してもよい。また、各重量センサ184の荷重の平均値を算出し、この平均値と各重量センサ184の荷重を比較するようにしてもよい。 In the above embodiment, the presence / absence of the mounting abnormality is determined by comparing the absolute value of the load detected by the weight sensor 184 in each of the regions R 1 to R 5 with a threshold value. The setting of the threshold is not limited to the contents of the present embodiment. For example, when the difference in the load of the weight sensor 184 in each of the regions R 1 to R 5 is calculated and the difference is larger than the predetermined threshold. You may determine with mounting abnormality. Further, an average value of the load of each weight sensor 184 may be calculated, and the average value may be compared with the load of each weight sensor 184.
また、以上の実施の形態では、各領域R1〜R5ごとにウェハ支持部材170及び重量センサ184を設けたが、ウェハ支持部材170及び重量センサ184の配置や設置数については本実施の形態の内容に限定されるものではなく、任意に設定できる。なお、ウェハWの反りや異物Mによる乗り上げを検知するという観点からは、ウェハ支持部材170及び重量センサ184は、少なくとも三角形状の配置で3箇所に設けることが好ましい。また、異常検知の精度を上げたい場合は、ウェハ支持部材170及び重量センサ184の数を増やせばよい。
Further, in the above embodiment, the
なお、以上の実施の形態では、熱板132の載置面132a上にギャップピン171を設けていたが、ウェハ支持部材170を複数配置した結果、ウェハ支持部材170により適切にウェハWを支持できれば、このギャップピン171は必ずしも必要ではない。かかる場合、ウェハ支持部材170は、ウェハWの荷重により弾性部材182が押し下げられた時に、支持部181の上端が熱板132の載置面132aより上方に突出するように構成されていればよい。
In the above embodiment, the gap pins 171 are provided on the mounting
以上の実施の形態では、連結棒183を介して重量センサ184で荷重を検出したが、重量センサ184の配置は本実施の形態に限定されるものではなく、例えばケーシング180の底面であって弾性部材182の直下に重量センサ184を配置して、弾性部材182に作用する荷重を直接測定するようにしてもよい。
In the above embodiment, the load is detected by the weight sensor 184 via the connecting
以上の実施の形態では、ウェハ支持部材170に作用する荷重に基づいてウェハWの載置異常を検知したが、異物MやウェハWの反りにより、ウェハWと熱板132との距離が変動することによりウェハWの温度が変動する点に着目すれば、例えばウェハ支持部材170の支持部181先端の温度を測定し、当該測定温度に基づいてウェハWの載置異常を検知するようにしてもよい。
In the above embodiment, the mounting abnormality of the wafer W is detected based on the load acting on the
具体的には、例えば図11に示すように、重量センサ184に代えて、ウェハ支持部材170の支持部181先端に温度を測定する、状態量検出機構としての温度センサ190を設ける。なお、図11では、温度センサ190が支持部181に内蔵された状態を描図しているが、温度センサ190は、支持部181の上端に露出するように設けてもよい。また、温度センサとしては、例えば熱電対や測温抵抗体が用いられる。その他の構成については、ウェハ支持部材170に重量センサ184を設けた場合と同様である。
Specifically, for example, as shown in FIG. 11, instead of the weight sensor 184, a
そして、ウェハWの熱処理の際、例えば図10に示すように、異物MによりウェハWが傾いた状態で熱板上に載置されると、弾性部材182の伸縮により、支持部181の先端がウェハWの裏面に接触するように、支持部181の高さ方向の位置が変動する。なお、支持部181先端に温度センサ190を設ける場合においては、弾性部材182のバネ乗数やストロークは、ウェハWの反りや異物による傾きに追従して支持部181の上端をウェハWの裏面と接触させることができるように設定される。
When the wafer W is heat-treated, for example, as shown in FIG. 10, when the wafer W is placed on the hot plate while being tilted by the foreign matter M, the tip of the
そして、異物Mに近い位置では、ウェハWと熱板132との距離が遠くなるため、異物Mに近い位置におけるウェハWの温度は、異物Mから遠い位置におけるウェハWの温度よりも低くなる。そうすると、例えば異物Mに近いウェハ支持部材170aで測定される温度は、異物Mから遠いウェハ支持部材170bで測定される温度よりも低くなるため、制御部300では、ウェハWの温度が所定の閾値よりも低くなった場合に、ウェハWの載置状態に異常があると判定する。
Since the distance between the wafer W and the
なお、支持部181先端に温度センサ190を設ける場合は、温度センサ190の温度測定値に基づいて、各領域R1〜R5の熱板の温度を個別に制御してもよい。即ち、異物Mや反りにより温度センサ190での測定値が所定の温度よりも低下している場合、温度低下が確認された領域に対応するヒータ140の出力を調整し、温度センサ190での測定値が所定の温度となるようにフィードバック制御を行うようにしてもよい。微小な異物や反りによりウェハWの面内で熱処理時の温度がばらつくような場合であっても、各領域R1〜R5における測定温度が均一になるように各ヒータ140の出力を制御することで、ウェハW面内を均一な温度で熱処理することができる。
Incidentally, when providing a
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、基板がウェハ以外のFPD(フラットパネルディスプレイ)、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。 The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the idea described in the claims, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. It is understood. The present invention is not limited to this example and can take various forms. The present invention can also be applied to a case where the substrate is another substrate such as an FPD (flat panel display) other than a wafer or a mask reticle for a photomask.
本発明は、熱板で基板を熱処理する際に有用である。 The present invention is useful when heat treating a substrate with a hot plate.
1 基板処理システム
30 現像処理装置
31 下部反射防止膜形成装置
32 レジスト塗布装置
33 上部反射防止膜形成装置
40 熱処理装置
41 アドヒージョン装置
42 周辺露光装置
132 熱板
140 ヒータ
170 ウェハ支持部材
171 ギャップピン
181 支持部
182 弾性部材
184 重量センサ
190 温度センサ
W ウェハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記基板を載置して加熱する熱板と、
前記熱板の載置面よりも上方に突出して配置された複数の基板支持部材と、
前記基板支持部材上に支持された基板の載置状態に伴い変化する状態量を検出する状態量検出機構と、
前記状態量検出機構で検出される状態量が所定の閾値以下となった場合に、前記基板支持部材上に支持された基板の載置状態に異常があると判定する制御部と、を有し、
前記状態量検出機構は、前記基板支持部材の先端の温度を測定する温度センサであり、
前記制御部は、前記温度センサで測定する温度が所定の閾値以下となった場合に、前記基板支持部材上に支持された基板の載置状態に異常があると判定することを特徴とする、熱処理装置。 A heat treatment apparatus for heat treating a substrate,
A hot plate for placing and heating the substrate;
A plurality of substrate support members arranged to protrude upward from the mounting surface of the hot plate;
A state quantity detection mechanism for detecting a state quantity that varies with the mounting state of the substrate supported on the substrate support member;
When the state quantity detected by the state quantity detecting mechanism is equal to or less than a predetermined threshold value, have a, a control unit determines that there is an abnormality in placed state of the substrate supported by the substrate support member on ,
The state quantity detection mechanism is a temperature sensor that measures the temperature of the tip of the substrate support member,
The control unit determines that there is an abnormality in the mounting state of the substrate supported on the substrate support member when the temperature measured by the temperature sensor becomes a predetermined threshold value or less . Heat treatment equipment.
前記基板支持部材の先端部は、前記基板を支持していない状態においては、前記ギャップピンの上端面よりも上方に突出していることを特徴とする、請求項2に記載の熱処理装置。 A plurality of gap pins are provided on the mounting surface of the hot plate,
3. The heat treatment apparatus according to claim 2 , wherein a tip end portion of the substrate support member protrudes upward from an upper end surface of the gap pin in a state where the substrate is not supported.
前記温度センサは、前記各領域ごとに少なくとも1以上設けられていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の熱処理装置。 The hot plate is divided into a plurality of regions, and the temperature can be set for each region.
The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein at least one temperature sensor is provided for each of the regions.
前記熱板の載置面よりも上方に突出して配置された複数の基板支持部材により前記基板を支持し、
前記基板支持部材に支持された基板の載置状態に伴い変化する、前記基板支持部材の先端で測定される前記基板の温度を検出し、
前記検出した基板の温度が所定の閾値以下となった場合に、前記基板支持部材上に支持された基板の載置状態に異常があると判定することを特徴とする、熱処理における異常検出方法。 A method for detecting an abnormality in heat treatment of a substrate placed on a hot plate,
The substrate is supported by a plurality of substrate support members disposed so as to protrude above the mounting surface of the hot plate,
Detecting the temperature of the substrate measured at the tip of the substrate support member, which changes with the mounting state of the substrate supported by the substrate support member ;
An abnormality detection method in heat treatment, characterized in that, when the detected substrate temperature is equal to or lower than a predetermined threshold value, it is determined that there is an abnormality in the mounting state of the substrate supported on the substrate support member.
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