JP6391558B2 - Heat treatment apparatus, method for heat treatment of substrate, and computer-readable recording medium - Google Patents

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Description

本開示は、熱処理装置、基板を熱処理する方法及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。   The present disclosure relates to a heat treatment apparatus, a method for heat treating a substrate, and a computer-readable recording medium.

特許文献1は、基板を加熱する熱板と、基板を冷却する冷却板とを備える熱処理装置を開示している。当該熱処理装置は、例えばフォトリソグラフィ技術を用いて基板を微細加工する際に、基板の表面に塗布されたレジスト液の溶剤を蒸発させるための加熱処理(PAB:Pre Applied Bake)や、露光処理後に、基板上面の塗布膜の化学反応を促進させるための加熱処理(PEB:Post Exposure Bake)や、現像処理後の加熱処理(PB:Post Bake)などを実施する。   Patent document 1 is disclosing the heat processing apparatus provided with the hot plate which heats a board | substrate, and the cooling plate which cools a board | substrate. The heat treatment apparatus, for example, after heat treatment (PAB: Pre Applied Bake) for evaporating the solvent of the resist solution applied to the surface of the substrate when the substrate is finely processed using a photolithography technique or after the exposure treatment. Then, a heat treatment (PEB: Post Exposure Bake) for promoting the chemical reaction of the coating film on the upper surface of the substrate, a heat treatment after the development treatment (PB: Post Bake), etc. are performed.

特開2007−294753号公報JP 2007-294753 A

現在、フォトリソグラフィ技術を用いて凹凸パターン(例えば、レジストパターン)を基板(例えば、半導体ウエハ、ガラスウエハその他の各種ウエハ)の表面に形成するための微細加工プロセスが、広く一般に行われている。特に近年、凹凸パターンの更なる微細化に伴い、基板表面上に配置された各種材料を基板の表面内において均一に熱処理する要求が高まっている。   Currently, a microfabrication process for forming a concavo-convex pattern (for example, a resist pattern) on the surface of a substrate (for example, a semiconductor wafer, a glass wafer, or other various wafers) using a photolithography technique is widely performed. Particularly, in recent years, with further miniaturization of the concavo-convex pattern, there has been an increasing demand for uniformly heat-treating various materials arranged on the substrate surface within the substrate surface.

ところが、基板に反りが生じていたり、基板と熱板又は冷却板との間に微小な異物が存在していることがある。これらの場合、熱板又は冷却板との間で授受する熱量が基板の面内において均一でなくなる。そのため、基板を熱板又は冷却板に載置した直後又は載置してからしばらくの間、基板の面内温度分布が不均一となる。従って、基板表面上に配置された各種材料の化学反応にばらつきが生じ、凹凸パターンの線幅が不均一となる虞がある。   However, the substrate may be warped, or minute foreign matter may exist between the substrate and the hot plate or the cooling plate. In these cases, the amount of heat transferred between the hot plate and the cooling plate is not uniform in the plane of the substrate. Therefore, the in-plane temperature distribution of the substrate becomes non-uniform immediately after the substrate is placed on the hot plate or the cooling plate or for a while after being placed. Accordingly, there is a possibility that the chemical reaction of various materials arranged on the substrate surface varies and the line width of the uneven pattern becomes non-uniform.

そこで、本開示は、基板の面内温度分布をより均一に制御することが可能な熱処理装置、基板を熱処理する方法及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を説明する。   Therefore, the present disclosure describes a heat treatment apparatus capable of more uniformly controlling the in-plane temperature distribution of a substrate, a method for heat treating a substrate, and a computer-readable recording medium.

本開示の一つの観点に係る熱処理装置は、基板に熱を付与するように構成された熱板と、熱板を加熱するように構成されたヒータと、熱板に対して基板を移送可能に構成された移送板と、移送板の複数の領域ごとに独立して温度調節可能に構成された複数の温調部材と、制御部とを備え、制御部は、ヒータを制御して、全面が所定の初期温度に設定された第1の基板を熱板によって加熱する第1の処理と、第1の処理の際に第1の基板に生ずる面内温度分布を取得する第2の処理と、複数の温調部材を制御して、第2の処理において取得された面内温度分布の不均一を相殺するような温度分布を移送板に生じさせ、第2の基板の面内温度分布を移送板によって調節する第3の処理と、ヒータを制御して、第3の処理において温調された第2の基板を熱板によって加熱する第4の処理とを実行する。   A heat treatment apparatus according to one aspect of the present disclosure includes a hot plate configured to apply heat to a substrate, a heater configured to heat the hot plate, and a substrate that can be transferred to the hot plate. A transfer plate, a plurality of temperature control members configured to be temperature-adjustable independently for each of a plurality of regions of the transfer plate, and a control unit. A first process for heating the first substrate set at a predetermined initial temperature by a hot plate; a second process for acquiring an in-plane temperature distribution generated in the first substrate during the first process; A plurality of temperature control members are controlled to generate a temperature distribution on the transfer plate that offsets the non-uniformity of the in-plane temperature distribution acquired in the second process, and the in-plane temperature distribution of the second substrate is transferred. The third process adjusted by the plate, and the second temperature controlled in the third process by controlling the heater A plate to perform a fourth process of heating by a hot plate.

本開示の一つの観点に係る熱処理装置では、制御部が、複数の温調部材を制御して、第2の処理において取得された面内温度分布の不均一を相殺するような温度分布を移送板に生じさせ、第2の基板の面内温度分布を移送板によって調節する第3の処理を実行している。換言すれば、第3の処理において第2の基板が移送板によって温調される際には、第2の基板のうち熱板によって加熱されやすい領域の温度が予め相対的に低く設定され、第2の基板のうち熱板によって加熱されにくい領域の温度が予め相対的に高く設定される。そのため、続く第4の処理を制御部が実行し、第2の基板が熱板に載置された直後又は載置されてからしばらくの間であっても、第2の基板の面内温度分布が均一化される。従って、基板の面内温度分布をより均一に制御することが可能となるので、凹凸パターンの線幅のさらなる均一化が図られる。   In the heat treatment apparatus according to one aspect of the present disclosure, the control unit controls a plurality of temperature control members to transfer a temperature distribution that cancels out the in-plane temperature distribution non-uniformity acquired in the second process. A third process is performed in which the in-plane temperature distribution of the second substrate is adjusted by the transfer plate. In other words, when the temperature of the second substrate is adjusted by the transfer plate in the third process, the temperature of the region that is easily heated by the hot plate in the second substrate is set in advance relatively low, The temperature of the region of the two substrates that is difficult to be heated by the hot plate is set to be relatively high in advance. Therefore, the control unit executes the subsequent fourth process, and the in-plane temperature distribution of the second substrate is just after the second substrate is placed on the hot plate or for a while after being placed. Is made uniform. Accordingly, the in-plane temperature distribution of the substrate can be controlled more uniformly, and the line width of the concavo-convex pattern can be further uniformed.

第1の基板には、第1の基板の面内温度分布を取得可能な測温部材が設けられており、制御部は、第2の処理において、第1の処理の際に第1の基板に生ずる面内温度分布を測温部材によって取得してもよい。この場合、第1の基板を温度測定用の基板として利用することができるので、第1の処理において面内温度分布を取得するために製品用の基板を浪費せずにすむ。そのため、より低コストで基板を熱処理できる。   The first substrate is provided with a temperature measuring member capable of acquiring the in-plane temperature distribution of the first substrate, and the control unit performs the first substrate during the first processing in the second processing. The in-plane temperature distribution generated in the step may be acquired by a temperature measuring member. In this case, since the first substrate can be used as a temperature measurement substrate, the product substrate is not wasted in order to obtain the in-plane temperature distribution in the first process. Therefore, the substrate can be heat treated at a lower cost.

制御部は、第1の処理において加熱された第1の基板を、全面が所定の冷却温度に設定された移送板によって冷却する第5の処理と、第5の処理の際に第1の基板に生ずる面内温度分布を取得する第6の処理と、複数の温調部材を制御して、第6の処理において取得された面内温度分布の不均一を相殺するような温度分布を移送板に生じさせ、第4の処理において加熱された後の第2の基板を移送板によって冷却する第7の処理とをさらに実行してもよい。この場合、第7の処理において第2の基板が移送板によって冷却される際には、第2の基板のうち移送板によって冷却されやすい領域の温度が予め相対的に高く設定され、第2の基板のうち移送板によって冷却されにくい領域の温度が予め相対的に低く設定される。そのため、第2の基板が移送板に載置された直後又は載置されてからしばらくの間であっても、基板の面内温度分布が均一化される。従って、凹凸パターンの線幅のさらなる均一化が図られる。   The control unit cools the first substrate heated in the first process by a transfer plate whose entire surface is set to a predetermined cooling temperature, and the first substrate in the fifth process. The sixth process for acquiring the in-plane temperature distribution that occurs in the process and the temperature distribution that controls the plurality of temperature control members to offset the non-uniformity of the in-plane temperature distribution acquired in the sixth process And a seventh process of cooling the second substrate after being heated in the fourth process by the transfer plate. In this case, when the second substrate is cooled by the transfer plate in the seventh process, the temperature of the region of the second substrate that is easily cooled by the transfer plate is set in advance relatively high, The temperature of the region of the substrate that is difficult to be cooled by the transfer plate is set to be relatively low in advance. Therefore, the in-plane temperature distribution of the substrate is made uniform even immediately after the second substrate is placed on the transfer plate or for a while after being placed. Therefore, the line width of the concavo-convex pattern can be further uniformed.

第1の基板には、第1の基板の面内温度分布を取得可能な測温部材が設けられており、制御部は、第2の処理において、第1の処理の際に第1の基板に生ずる面内温度分布を測温部材によって取得すると共に、第6の処理において、第5の処理の際に第1の基板に生ずる面内温度分布を測温部材によって取得してもよい。この場合、第1の基板を温度測定用の基板として利用することができるので、第1及び第6の処理において面内温度分布を取得するために製品用の基板を浪費せずにすむ。そのため、より低コストで基板を熱処理できる。   The first substrate is provided with a temperature measuring member capable of acquiring the in-plane temperature distribution of the first substrate, and the control unit performs the first substrate during the first processing in the second processing. In the sixth process, the in-plane temperature distribution generated in the first substrate during the fifth process may be acquired by the temperature measuring member. In this case, since the first substrate can be used as a temperature measurement substrate, the product substrate is not wasted in order to obtain the in-plane temperature distribution in the first and sixth processes. Therefore, the substrate can be heat treated at a lower cost.

制御部は、第7の処理の際に、複数の温調部材を制御して、第6の処理において取得された面内温度分布の不均一を相殺するような温度分布を移送板に生じさせた後に、複数の領域をいずれも所定の目標温度に向けて変化させてもよい。ところで、基板表面上に配置される材料によっては、基板の温度がある程度降下しても化学反応が停止しないものもある。しかしながら、この場合、移送板による第2の基板の冷却中に第2の基板の面内温度分布が徐々に均一化される。そのため、基板の温度がある程度降下した場合でも、基板表面上に配置される材料の化学反応が均一に進行しやすくなる。従って、凹凸パターンの線幅のさらなる均一化が図られる。   In the seventh process, the control unit controls the plurality of temperature control members to generate a temperature distribution on the transfer plate that offsets the non-uniformity of the in-plane temperature distribution acquired in the sixth process. After that, all of the plurality of regions may be changed toward a predetermined target temperature. By the way, depending on the material arranged on the substrate surface, there is a material in which the chemical reaction does not stop even if the temperature of the substrate drops to some extent. However, in this case, the in-plane temperature distribution of the second substrate is gradually uniformized while the second substrate is cooled by the transfer plate. Therefore, even when the temperature of the substrate drops to some extent, the chemical reaction of the material disposed on the substrate surface easily proceeds uniformly. Therefore, the line width of the concavo-convex pattern can be further uniformed.

複数の温調部材はそれぞれペルチェ素子であってもよい。この場合、ペルチェ素子は温度応答性に優れるので、移送板の各領域の温度を素早く変化させることが可能となる。   Each of the plurality of temperature control members may be a Peltier element. In this case, since the Peltier element is excellent in temperature responsiveness, the temperature of each region of the transfer plate can be quickly changed.

本開示の他の観点に係る基板を熱処理する方法は、全面が所定の初期温度に設定された第1の基板を熱板によって加熱する第1の工程と、第1の工程の際に第1の基板に生ずる面内温度分布を取得する第2の工程と、複数の温調部材によってそれぞれ独立して温度調節可能に構成された複数の領域を有する移送板に対し、第2の工程で取得された面内温度分布の不均一を相殺するような温度分布を生じさせ、第2の基板の面内温度分布を移送板によって調節する第3の工程と、第3の工程において温調された第2の基板を熱板によって加熱する第4の工程とを含む。   A method for heat-treating a substrate according to another aspect of the present disclosure includes a first step of heating a first substrate whose entire surface is set to a predetermined initial temperature with a hot plate, and a first step during the first step. The second step of acquiring the in-plane temperature distribution generated on the substrate of the substrate and the transfer plate having a plurality of regions configured to be independently temperature-adjustable by the plurality of temperature control members, are acquired in the second step. A temperature distribution that cancels out the non-uniformity of the in-plane temperature distribution, and a temperature adjustment in the third step, in which the in-plane temperature distribution of the second substrate is adjusted by the transfer plate. And a fourth step of heating the second substrate with a hot plate.

本開示の他の観点に係る基板を熱処理する方法では、第3の工程において、第2の工程で取得された面内温度分布の不均一を相殺するような温度分布を移送板に生じさせ、第2の基板の面内温度分布を移送板によって調節している。換言すれば、第3の処理において第2の基板が移送板によって温調される際には、第2の基板のうち熱板によって加熱されやすい領域の温度が予め相対的に低く設定され、第2の基板のうち熱板によって加熱されにくい領域の温度が予め相対的に高く設定される。そのため、第2の基板を熱板によって加熱する第4の工程において、第2の基板が熱板に載置された直後又は載置されてからしばらくの間であっても、第2の基板の面内温度分布が均一化される。従って、基板の面内温度分布をより均一に制御することが可能となるので、凹凸パターンの線幅のさらなる均一化が図られる。   In the method for heat-treating a substrate according to another aspect of the present disclosure, in the third step, a temperature distribution is generated in the transfer plate so as to cancel out the non-uniformity of the in-plane temperature distribution obtained in the second step. The in-plane temperature distribution of the second substrate is adjusted by the transfer plate. In other words, when the temperature of the second substrate is adjusted by the transfer plate in the third process, the temperature of the region that is easily heated by the hot plate in the second substrate is set in advance relatively low, The temperature of the region of the two substrates that is difficult to be heated by the hot plate is set to be relatively high in advance. Therefore, in the fourth step of heating the second substrate with the hot plate, the second substrate is placed on the hot plate immediately after it is placed or even after it is placed for a while. The in-plane temperature distribution is made uniform. Accordingly, the in-plane temperature distribution of the substrate can be controlled more uniformly, and the line width of the concavo-convex pattern can be further uniformed.

第1の基板には、第1の基板の面内温度分布を取得可能な測温部材が設けられており、第2の工程では、第1の工程の際に第1の基板に生ずる面内温度分布を測温部材によって取得してもよい。この場合、第1の基板を温度測定用の基板として利用することができるので、第1の工程において面内温度分布を取得するために製品用の基板を浪費せずにすむ。そのため、より低コストで基板を熱処理できる。   The first substrate is provided with a temperature measuring member capable of acquiring the in-plane temperature distribution of the first substrate. In the second step, the in-plane generated in the first substrate during the first step. The temperature distribution may be acquired by a temperature measuring member. In this case, since the first substrate can be used as a temperature measurement substrate, the product substrate is not wasted in order to obtain the in-plane temperature distribution in the first step. Therefore, the substrate can be heat treated at a lower cost.

本開示の他の観点に係る基板を熱処理する方法は、第1の工程において加熱された第1の基板を、全面が所定の冷却温度に設定された移送板によって冷却する第5の工程と、第5の工程の際に第1の基板に生ずる面内温度分布を取得する第6の工程と、第6の工程において取得された面内温度分布の不均一を相殺するような温度分布を移送板に生じさせ、第4の工程において加熱された後の第2の基板を移送板によって冷却する第7の工程とをさらに含んでもよい。この場合、第7の工程において第2の基板が移送板によって冷却される際には、第2の基板のうち移送板によって冷却されやすい領域の温度が予め相対的に高く設定され、第2の基板のうち移送板によって冷却されにくい領域の温度が予め相対的に低く設定される。そのため、基板が移送板に載置された直後又は載置されてからしばらくの間においても、基板の面内温度分布が均一化される。従って、凹凸パターンの線幅のさらなる均一化が図られる。   A method of heat treating a substrate according to another aspect of the present disclosure includes a fifth step of cooling the first substrate heated in the first step by a transfer plate whose entire surface is set to a predetermined cooling temperature; The sixth step of acquiring the in-plane temperature distribution generated in the first substrate during the fifth step and the temperature distribution that offsets the non-uniformity of the in-plane temperature distribution acquired in the sixth step are transferred. And a seventh step of cooling the second substrate after being generated in the plate and heated in the fourth step by the transfer plate. In this case, when the second substrate is cooled by the transfer plate in the seventh step, the temperature of the region of the second substrate that is easily cooled by the transfer plate is set to be relatively high in advance. The temperature of the region of the substrate that is difficult to be cooled by the transfer plate is set to be relatively low in advance. Therefore, the in-plane temperature distribution of the substrate is made uniform immediately after the substrate is placed on the transfer plate or for a while after being placed. Therefore, the line width of the concavo-convex pattern can be further uniformed.

第1の基板には、第1の基板の面内温度分布を取得可能な測温部材が設けられており、第2の工程では、第1の工程の際に第1の基板に生ずる面内温度分布を測温部材によって取得し、第6の工程では、第5の工程の際に第1の基板に生ずる面内温度分布を測温部材によって取得してもよい。この場合、第1の基板を温度測定用の基板として利用することができるので、第1及び第6の工程において面内温度分布を取得するために製品用の基板を浪費せずにすむ。そのため、より低コストで基板を熱処理できる。   The first substrate is provided with a temperature measuring member capable of acquiring the in-plane temperature distribution of the first substrate. In the second step, the in-plane generated in the first substrate during the first step. The temperature distribution may be acquired by the temperature measuring member, and in the sixth step, the in-plane temperature distribution generated on the first substrate in the fifth step may be acquired by the temperature measuring member. In this case, since the first substrate can be used as a temperature measurement substrate, the product substrate is not wasted in order to obtain the in-plane temperature distribution in the first and sixth steps. Therefore, the substrate can be heat treated at a lower cost.

第7の工程では、第6の工程において取得された面内温度分布の不均一を相殺するような温度分布を移送板に生じさせた後に、複数の領域をいずれも所定の目標温度に向けて変化させてもよい。ところで、基板表面上に配置される材料によっては、基板の温度がある程度降下しても化学反応が停止しないものもある。しかしながら、この場合、移送板による第2の基板の冷却中に第2の基板の面内温度分布が徐々に均一化される。そのため、基板の温度がある程度降下した場合でも、基板表面上に配置される材料の化学反応が均一に進行しやすくなる。従って、凹凸パターンの線幅のさらなる均一化が図られる。   In the seventh step, a temperature distribution that cancels out the non-uniformity of the in-plane temperature distribution acquired in the sixth step is generated in the transfer plate, and then all the regions are directed to a predetermined target temperature. It may be changed. By the way, depending on the material arranged on the substrate surface, there is a material in which the chemical reaction does not stop even if the temperature of the substrate drops to some extent. However, in this case, the in-plane temperature distribution of the second substrate is gradually uniformized while the second substrate is cooled by the transfer plate. Therefore, even when the temperature of the substrate drops to some extent, the chemical reaction of the material disposed on the substrate surface easily proceeds uniformly. Therefore, the line width of the concavo-convex pattern can be further uniformed.

複数の温調部材はそれぞれペルチェ素子であってもよい。この場合、ペルチェ素子は温度応答性に優れるので、移送板の各領域の温度を素早く変化させることが可能となる。   Each of the plurality of temperature control members may be a Peltier element. In this case, since the Peltier element is excellent in temperature responsiveness, the temperature of each region of the transfer plate can be quickly changed.

本開示の他の観点に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、上述の方法を熱処理装置に実行させるためのプログラムを記録している。本開示の他の観点に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体では、上記の方法と同様に、基板の面内温度分布をより均一に制御することが可能となる。本明細書において、コンピュータ読み取り可能な記録媒体には、一時的でない有形の媒体(non-transitory computer recording medium)(例えば、各種の主記憶装置又は補助記憶装置)や、伝播信号(transitory computer recording medium)(例えば、ネットワークを介して提供可能なデータ信号)が含まれる。   A computer-readable recording medium according to another aspect of the present disclosure records a program for causing a heat treatment apparatus to execute the above-described method. In the computer-readable recording medium according to another aspect of the present disclosure, the in-plane temperature distribution of the substrate can be more uniformly controlled as in the above method. In this specification, a computer-readable recording medium includes a non-transitory tangible medium (non-transitory computer recording medium) (for example, various main storage devices or auxiliary storage devices) and a propagation signal (transitory computer recording medium). (E.g., a data signal that can be provided over a network).

本開示に係る熱処理装置、基板を熱処理する方法及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体によれば、基板の面内温度分布をより均一に制御することが可能となる。   According to the heat treatment apparatus, the substrate heat treatment method, and the computer-readable recording medium according to the present disclosure, the in-plane temperature distribution of the substrate can be more uniformly controlled.

図1は、基板処理システムを示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a substrate processing system. 図2は、図1のII−II線断面図である。2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 図3は、図2のIII−III線断面図である。3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 図4は、熱処理ユニットを側方から見た断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the heat treatment unit as viewed from the side. 図5は、熱処理ユニットを上方から見た断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of the heat treatment unit as viewed from above. 図6は、冷却板を上方から見た図である。FIG. 6 is a view of the cooling plate as viewed from above. 図7は、熱処理ユニット及びコントローラを示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing the heat treatment unit and the controller. 図8は、コントローラのハードウェア構成を示す概略図である。FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a hardware configuration of the controller. 図9は、測温用ウエハによって面内温度分布を取得する方法を説明するためのフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart for explaining a method of acquiring the in-plane temperature distribution by the temperature measuring wafer. 図10(a)は、測温用ウエハの昇温過程を示すグラフであり、図10(b)は、測温用ウエハの降温過程を示すグラフである。FIG. 10A is a graph showing the temperature raising process of the temperature measuring wafer, and FIG. 10B is a graph showing the temperature lowering process of the temperature measuring wafer. 図11は、測温用ウエハの面内温度分布の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the in-plane temperature distribution of the temperature measuring wafer. 図12は、ウエハを熱処理する方法を説明するためのフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart for explaining a method of heat-treating a wafer. 図13は、ウエハの面内温度分布の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of the in-plane temperature distribution of the wafer.

以下に説明される本開示に係る実施形態は本発明を説明するための例示であるので、本発明は以下の内容に限定されるべきではない。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。   Since the embodiment according to the present disclosure described below is an example for explaining the present invention, the present invention should not be limited to the following contents. In the following description, the same reference numerals are used for the same elements or elements having the same function, and redundant description is omitted.

[基板処理システム]
図1に示されるように、基板処理システム1(基板処理装置)は、塗布現像装置2(基板処理装置)と、露光装置3と、コントローラ10(制御部;熱処理装置)とを備える。露光装置3は、ウエハW(第2の基板)の表面に形成されたレジスト膜R(図4参照)の露光処理(パターン露光)を行う。具体的には、液浸露光等の方法によりレジスト膜R(感光性被膜)の露光対象部分に選択的にエネルギー線を照射する。エネルギー線としては、例えばArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザー、g線、i線、又は極端紫外線(EUV:Extreme Ultraviolet)が挙げられる。
[Substrate processing system]
As shown in FIG. 1, a substrate processing system 1 (substrate processing apparatus) includes a coating and developing apparatus 2 (substrate processing apparatus), an exposure apparatus 3, and a controller 10 (control unit; heat treatment apparatus). The exposure apparatus 3 performs an exposure process (pattern exposure) of the resist film R (see FIG. 4) formed on the surface of the wafer W (second substrate). Specifically, the exposure target portion of the resist film R (photosensitive coating) is selectively irradiated with energy rays by a method such as immersion exposure. Examples of the energy rays include ArF excimer laser, KrF excimer laser, g-line, i-line, and extreme ultraviolet (EUV).

塗布現像装置2は、露光装置3による露光処理の前に、ウエハWの表面にレジスト膜Rを形成する処理を行い、露光処理後にレジスト膜Rの現像処理を行う。ウエハWは、円板状を呈してもよいし、円形の一部が切り欠かれていてもよいし、多角形など円形以外の形状を呈していてもよい。ウエハWは、例えば、半導体基板、ガラス基板、マスク基板、FPD(Flat Panel Display)基板その他の各種基板であってもよい。ウエハWの直径は、例えば200mm〜450mm程度であってもよい。   The coating and developing apparatus 2 performs a process of forming a resist film R on the surface of the wafer W before the exposure process by the exposure apparatus 3, and performs a developing process of the resist film R after the exposure process. The wafer W may have a disk shape, a part of a circle may be cut off, or may have a shape other than a circle such as a polygon. The wafer W may be, for example, a semiconductor substrate, a glass substrate, a mask substrate, an FPD (Flat Panel Display) substrate, or other various substrates. The diameter of the wafer W may be about 200 mm to 450 mm, for example.

図1〜図3に示されるように、塗布現像装置2は、キャリアブロック4と、処理ブロック5と、インターフェースブロック6とを備える。キャリアブロック4、処理ブロック5及びインターフェースブロック6は、水平方向に並んでいる。   As shown in FIGS. 1 to 3, the coating and developing apparatus 2 includes a carrier block 4, a processing block 5, and an interface block 6. The carrier block 4, the processing block 5, and the interface block 6 are arranged in the horizontal direction.

キャリアブロック4は、図1及び図3に示されるように、キャリアステーション12と、搬入搬出部13とを有する。キャリアステーション12は複数のキャリア11を支持する。キャリア11は、少なくとも一つのウエハWを密封状態で収容する。キャリア11の側面11aには、ウエハWを出し入れするための開閉扉(図示せず)が設けられている。キャリア11は、側面11aが搬入搬出部13側に面するように、キャリアステーション12上に着脱自在に設置される。   As shown in FIGS. 1 and 3, the carrier block 4 includes a carrier station 12 and a carry-in / carry-out unit 13. The carrier station 12 supports a plurality of carriers 11. The carrier 11 accommodates at least one wafer W in a sealed state. On the side surface 11a of the carrier 11, an opening / closing door (not shown) for taking in and out the wafer W is provided. The carrier 11 is detachably installed on the carrier station 12 so that the side surface 11a faces the loading / unloading unit 13 side.

搬入搬出部13は、キャリアステーション12及び処理ブロック5の間に位置している。搬入搬出部13は、複数の開閉扉13aを有する。キャリアステーション12上にキャリア11が載置される際には、キャリア11の開閉扉が開閉扉13aに面した状態とされる。開閉扉13a及び側面11aの開閉扉を同時に開放することで、キャリア11内と搬入搬出部13内とが連通する。搬入搬出部13は、受け渡しアームA1を内蔵している。受け渡しアームA1は、キャリア11からウエハWを取り出して処理ブロック5に渡し、処理ブロック5からウエハWを受け取ってキャリア11内に戻す。   The carry-in / carry-out unit 13 is located between the carrier station 12 and the processing block 5. The carry-in / carry-out unit 13 includes a plurality of opening / closing doors 13a. When the carrier 11 is placed on the carrier station 12, the opening / closing door of the carrier 11 faces the opening / closing door 13a. By opening the open / close door 13a and the open / close door on the side surface 11a at the same time, the inside of the carrier 11 and the inside of the carry-in / out unit 13 are communicated. The carry-in / carry-out unit 13 incorporates a delivery arm A1. The transfer arm A1 takes out the wafer W from the carrier 11 and transfers it to the processing block 5, receives the wafer W from the processing block 5, and returns it to the carrier 11.

処理ブロック5は、図1及び図2に示されるように、BCTモジュール14と、HMCTモジュール15と、COTモジュール16と、DEVモジュール17とを有する。BCTモジュール14は下層膜形成モジュールである。HMCTモジュール15は中間膜(ハードマスク)形成モジュールである。COTモジュール16はレジスト膜形成モジュールである。DEVモジュール17は現像処理モジュールである。これらのモジュールは、床面側からDEVモジュール17、BCTモジュール14、HMCTモジュール15、COTモジュール16の順に並んでいる。   As illustrated in FIGS. 1 and 2, the processing block 5 includes a BCT module 14, an HMCT module 15, a COT module 16, and a DEV module 17. The BCT module 14 is a lower layer film forming module. The HMCT module 15 is an intermediate film (hard mask) forming module. The COT module 16 is a resist film forming module. The DEV module 17 is a development processing module. These modules are arranged in the order of the DEV module 17, the BCT module 14, the HMCT module 15, and the COT module 16 from the floor side.

BCTモジュール14は、ウエハWの表面上に下層膜を形成するように構成されている。BCTモジュール14は、複数の塗布ユニット(図示せず)と、複数の熱処理ユニット(図示せず)と、これらのユニットにウエハWを搬送する搬送アームA2(図2参照)とを内蔵している。塗布ユニットは、下層膜形成用の塗布液をウエハWの表面に塗布して塗布膜を形成するように構成されている。熱処理ユニットは、例えば熱板によりウエハWを加熱し、加熱後のウエハWを例えば冷却板により冷却して熱処理を行うように構成されている。BCTモジュール14において行われる熱処理の具体例としては、塗布膜を硬化させて下層膜とするための加熱処理が挙げられる。下層膜としては、例えば、反射防止(SiARC)膜が挙げられる。   The BCT module 14 is configured to form a lower layer film on the surface of the wafer W. The BCT module 14 incorporates a plurality of coating units (not shown), a plurality of heat treatment units (not shown), and a transfer arm A2 (see FIG. 2) for transferring the wafer W to these units. . The coating unit is configured to form a coating film by coating a coating solution for forming a lower layer film on the surface of the wafer W. The heat treatment unit is configured to heat the wafer W by, for example, a hot plate, and perform heat treatment by cooling the heated wafer W by, for example, a cooling plate. A specific example of the heat treatment performed in the BCT module 14 is a heat treatment for curing the coating film to form a lower layer film. Examples of the lower layer film include an antireflection (SiARC) film.

HMCTモジュール15は、下層膜上に中間膜を形成するように構成されている。HMCTモジュール15は、複数の塗布ユニット(図示せず)と、複数の熱処理ユニット(図示せず)と、これらのユニットにウエハWを搬送する搬送アームA3(図2参照)とを内蔵している。塗布ユニットは、中間膜形成用の塗布液をウエハWの表面に塗布して塗布膜を形成するように構成されている。熱処理ユニットは、例えば熱板によりウエハWを加熱し、加熱後のウエハWを例えば冷却板により冷却して熱処理を行うように構成されている。HMCTモジュール15において行われる熱処理の具体例としては、塗布膜を硬化させて中間膜とするための加熱処理が挙げられる。中間膜としては、例えば、SOC(Spin On Carbon)膜、アモルファスカーボン膜が挙げられる。   The HMCT module 15 is configured to form an intermediate film on the lower layer film. The HMCT module 15 includes a plurality of coating units (not shown), a plurality of heat treatment units (not shown), and a transfer arm A3 (see FIG. 2) that transfers the wafer W to these units. . The coating unit is configured to apply a coating liquid for forming an intermediate film on the surface of the wafer W to form a coating film. The heat treatment unit is configured to heat the wafer W by, for example, a hot plate, and perform heat treatment by cooling the heated wafer W by, for example, a cooling plate. Specific examples of the heat treatment performed in the HMCT module 15 include a heat treatment for curing the coating film to form an intermediate film. Examples of the intermediate film include an SOC (Spin On Carbon) film and an amorphous carbon film.

COTモジュール16は、中間膜上に熱硬化性且つ感光性のレジスト膜Rを形成するように構成されている。COTモジュール16は、図2及び図3に示されるように、複数の塗布ユニットU1と、複数の熱処理ユニットU2(熱処理装置)と、これらのユニットにウエハWを搬送する搬送アームA4とを内蔵している。塗布ユニットU1は、レジスト膜形成用の処理液(レジスト剤)を中間膜の上に塗布して塗布膜を形成するように構成されている。熱処理ユニットU2は、例えば熱板によりウエハWを加熱し、加熱後のウエハWを例えば冷却板により冷却して熱処理を行うように構成されている。COTモジュール16において行われる熱処理の具体例としては、塗布膜を硬化させてレジスト膜Rとするための加熱処理(PAB:Pre Applied Bake)が挙げられる。熱処理ユニットU2の詳細については後述する。   The COT module 16 is configured to form a thermosetting and photosensitive resist film R on the intermediate film. As shown in FIGS. 2 and 3, the COT module 16 includes a plurality of coating units U1, a plurality of heat treatment units U2 (heat treatment apparatus), and a transfer arm A4 that transfers the wafer W to these units. ing. The coating unit U1 is configured to apply a processing liquid (resist agent) for forming a resist film on the intermediate film to form a coating film. The heat treatment unit U2 is configured to heat the wafer W by, for example, a hot plate, and to perform the heat treatment by cooling the heated wafer W by, for example, a cooling plate. A specific example of the heat treatment performed in the COT module 16 includes a heat treatment (PAB: Pre Applied Bake) for curing the coating film to form the resist film R. Details of the heat treatment unit U2 will be described later.

DEVモジュール17は、露光されたレジスト膜の現像処理を行うように構成されている。DEVモジュール17は、複数の現像ユニット(図示せず)と、複数の熱処理ユニット(図示せず)と、これらのユニットにウエハ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ウエハWを搬送する直接搬送アームA6とを内蔵している。現像ユニットは、レジスト膜Rを部分的に除去してレジストパターンを形成するように構成されている。熱処理ユニットは、例えば熱板によりウエハWを加熱し、加熱後のウエハWを例えば冷却板により冷却して熱処理を行うように構成されている。DEVモジュール17において行われる熱処理の具体例としては、現像処理前の加熱処理(PEB:Post Exposure Bake)、現像処理後の加熱処理(PB:Post Bake)等が挙げられる。   The DEV module 17 is configured to perform development processing of the exposed resist film. The DEV module 17 includes a plurality of developing units (not shown), a plurality of heat treatment units (not shown), a transfer arm A5 that transfers the wafer W to these units, and the wafer W without passing through these units. And a direct transfer arm A6 for transferring the. The developing unit is configured to partially remove the resist film R to form a resist pattern. The heat treatment unit is configured to heat the wafer W by, for example, a hot plate, and perform heat treatment by cooling the heated wafer W by, for example, a cooling plate. Specific examples of the heat treatment performed in the DEV module 17 include a heat treatment before development processing (PEB: Post Exposure Bake), a heat treatment after development processing (PB: Post Bake), and the like.

処理ブロック5内におけるキャリアブロック4側には、図2及び図3に示されるように、棚ユニットU10が設けられている。棚ユニットU10は、床面からHMCTモジュール15に亘るように設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。棚ユニットU10の近傍には昇降アームA7が設けられている。昇降アームA7は、棚ユニットU10のセル同士の間でウエハWを昇降させる。   As shown in FIGS. 2 and 3, a shelf unit U <b> 10 is provided on the carrier block 4 side in the processing block 5. The shelf unit U10 is provided so as to extend from the floor surface to the HMCT module 15, and is partitioned into a plurality of cells arranged in the vertical direction. An elevating arm A7 is provided in the vicinity of the shelf unit U10. The raising / lowering arm A7 raises / lowers the wafer W between the cells of the shelf unit U10.

処理ブロック5内におけるインターフェースブロック6側には、棚ユニットU11が設けられている。棚ユニットU11は床面からDEVモジュール17の上部に亘るように設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。   A shelf unit U11 is provided on the interface block 6 side in the processing block 5. The shelf unit U11 is provided so as to extend from the floor surface to the upper part of the DEV module 17, and is partitioned into a plurality of cells arranged in the vertical direction.

インターフェースブロック6は、受け渡しアームA8を内蔵しており、露光装置3に接続される。受け渡しアームA8は、棚ユニットU11のウエハWを取り出して露光装置3に渡し、露光装置3からウエハWを受け取って棚ユニットU11に戻すように構成されている。   The interface block 6 incorporates a delivery arm A8 and is connected to the exposure apparatus 3. The delivery arm A8 is configured to take out the wafer W of the shelf unit U11 and deliver it to the exposure apparatus 3, and to receive the wafer W from the exposure apparatus 3 and return it to the shelf unit U11.

コントローラ10は、基板処理システム1を部分的又は全体的に制御する。コントローラ10の詳細については後述する。   The controller 10 controls the substrate processing system 1 partially or entirely. Details of the controller 10 will be described later.

[熱処理ユニットの構成]
次に、熱処理ユニットU2の構成について、図4〜図7を参照してさらに詳しく説明する。なお、本明細書ではCOTモジュール16の熱処理ユニットU2の構成を説明しているが、BCTモジュール14、HMCTモジュール15及びDEVモジュール17の熱処理ユニットの構成も熱処理ユニットU2と同等である。
[Configuration of heat treatment unit]
Next, the configuration of the heat treatment unit U2 will be described in more detail with reference to FIGS. In this specification, the configuration of the heat treatment unit U2 of the COT module 16 is described, but the configurations of the heat treatment units of the BCT module 14, the HMCT module 15, and the DEV module 17 are also equivalent to the heat treatment unit U2.

熱処理ユニットU2は、図4及び図5に示されるように、筐体100内に、ウエハWを加熱する加熱部110と、ウエハWを冷却する冷却部120とを有する。筐体100のうち冷却部120に対応する部分の両側壁には、ウエハWを筐体100の内部に搬入すると共にウエハWを筐体100外へと搬出するための搬入出口101が形成されている(図5参照)。   As shown in FIGS. 4 and 5, the heat treatment unit U <b> 2 includes a heating unit 110 that heats the wafer W and a cooling unit 120 that cools the wafer W in the housing 100. A loading / unloading port 101 for carrying the wafer W into the housing 100 and carrying the wafer W out of the housing 100 is formed on both side walls of the portion corresponding to the cooling unit 120 in the housing 100. (See FIG. 5).

加熱部110は、蓋部111(収容筐体)と、熱板収容部112(収容筐体)とを有する。蓋部111は、熱板収容部112の上方に位置しており、熱板収容部112から離間した上方位置と熱板収容部112上に載置される下方位置との間で上下動が可能である。蓋部111は、下方位置にあるときに熱板収容部112とともに処理室PRを構成する。蓋部111の中央には、処理室PRから気体を排気するための排気部111aが設けられている。   The heating unit 110 includes a lid portion 111 (accommodating housing) and a hot plate housing portion 112 (accommodating housing). The lid portion 111 is located above the hot plate housing portion 112 and can be moved up and down between an upper position separated from the hot plate housing portion 112 and a lower position placed on the hot plate housing portion 112. It is. The lid part 111 constitutes the processing chamber PR together with the hot plate accommodating part 112 when in the lower position. An exhaust part 111 a for exhausting gas from the processing chamber PR is provided at the center of the lid part 111.

熱板収容部112は、円筒状を呈しており、その内部に熱板113を収容している。熱板113の外周部は、支持部材114によって支持されている。支持部材114の外周は、筒状を呈するサポートリング115によって支持されている。サポートリング115の上面には、上方に向けて開口したガス供給口115aが形成されている。ガス供給口115aは、処理室PR内に不活性ガスを噴き出すように構成されている。   The hot plate housing portion 112 has a cylindrical shape, and houses the hot plate 113 therein. The outer peripheral portion of the hot plate 113 is supported by a support member 114. The outer periphery of the support member 114 is supported by a cylindrical support ring 115. A gas supply port 115 a that opens upward is formed on the upper surface of the support ring 115. The gas supply port 115a is configured to eject an inert gas into the processing chamber PR.

熱板113は、図5に示されるように、円形状を呈する平板である。熱板113の外形は、ウエハWの外形よりも大きい。熱板113には、その厚さ方向に貫通して延びる貫通孔HLが3つ形成されている。熱板113の上面には、ウエハWを支持する少なくとも3つの支持ピンPNが立設されている。支持ピンPNの高さは、例えば100μm程度であってもよい。熱板113の下面には、熱板113を加熱するように構成されたヒータ116が配置されている。熱板113の内部には、図4に示されるように、熱板113の温度を測定するように構成された温度センサ117が配置されている。   As shown in FIG. 5, the hot plate 113 is a flat plate having a circular shape. The outer shape of the hot plate 113 is larger than the outer shape of the wafer W. The heat plate 113 is formed with three through holes HL extending in the thickness direction. At least three support pins PN that support the wafer W are provided upright on the upper surface of the hot plate 113. The height of the support pin PN may be about 100 μm, for example. A heater 116 configured to heat the hot plate 113 is disposed on the lower surface of the hot plate 113. As shown in FIG. 4, a temperature sensor 117 configured to measure the temperature of the hot plate 113 is disposed inside the hot plate 113.

熱板113の下方には昇降機構119が配置されている。昇降機構119は、筐体100外に配置されたモータ119aと、モータ119aによって上下動する3つの昇降ピン119bとを有する。昇降ピン119bはそれぞれ、対応する貫通孔HL内に挿通されている。昇降ピン119bの先端が熱板113及び支持ピンPNよりも上方に突出している場合、昇降ピン119bの先端上にウエハWを載置可能である。昇降ピン119bの先端上に載置されたウエハWは、昇降ピン119bの上下動に伴い昇降する。   An elevating mechanism 119 is disposed below the hot plate 113. The elevating mechanism 119 includes a motor 119a disposed outside the housing 100, and three elevating pins 119b that move up and down by the motor 119a. The elevating pins 119b are respectively inserted into the corresponding through holes HL. When the tip of the lift pins 119b protrudes above the hot plate 113 and the support pins PN, the wafer W can be placed on the tips of the lift pins 119b. The wafer W placed on the tip of the lift pins 119b moves up and down as the lift pins 119b move up and down.

冷却部120は、図4及び図5に示されるように、加熱部110に隣接して位置している。冷却部120は、載置されたウエハWを冷却する冷却板(移送板)121を有する。冷却板121は、図5に示されるように、略円形状を呈する平板であり、ウエハWを移送可能に構成されている。   As shown in FIGS. 4 and 5, the cooling unit 120 is located adjacent to the heating unit 110. The cooling unit 120 includes a cooling plate (transfer plate) 121 that cools the placed wafer W. As shown in FIG. 5, the cooling plate 121 is a flat plate having a substantially circular shape, and is configured to be able to transfer the wafer W.

冷却板121は、加熱部110側に向かって延伸するレール123に取付けられている。冷却板121は、駆動部124により駆動され、レール123上を水平移動可能である。加熱部110側まで移動した冷却板121は、熱板113の上方に位置する。そのため、冷却板121は、熱板113の上方位置と熱板113からの離間位置との間で移動可能である。   The cooling plate 121 is attached to a rail 123 extending toward the heating unit 110 side. The cooling plate 121 is driven by the drive unit 124 and can move horizontally on the rail 123. The cooling plate 121 that has moved to the heating unit 110 side is located above the heating plate 113. Therefore, the cooling plate 121 can move between a position above the hot plate 113 and a position away from the hot plate 113.

冷却板121には、図5及び図6に示されるように、レール123の延在方向に沿って延びる2本のスリット125が形成されている。スリット125は、冷却板121における加熱部110側の端部から冷却板121の中央部付近まで延びるように形成されている。スリット125により、加熱部110側に移動した冷却板121と熱板113上に突出した昇降ピン119bとの干渉が防止される。そのため、冷却板121は、ウエハWを熱板113に受け渡し且つウエハWを熱板113から受け取ることが可能である。   As shown in FIGS. 5 and 6, the cooling plate 121 is formed with two slits 125 extending along the extending direction of the rail 123. The slit 125 is formed to extend from the end of the cooling plate 121 on the heating unit 110 side to the vicinity of the center of the cooling plate 121. The slit 125 prevents interference between the cooling plate 121 moved to the heating unit 110 side and the elevating pins 119b protruding on the heating plate 113. Therefore, the cooling plate 121 can transfer the wafer W to the hot plate 113 and receive the wafer W from the hot plate 113.

図4に示されるように、冷却板121の下方には昇降機構126が配置されている。昇降機構126は、筐体100外に配置されたモータ126aと、モータ126aによって上下動する3つの昇降ピン126bとを有する。昇降ピン126bはそれぞれ、スリット125を通過可能に構成されている。昇降ピン126bの先端が冷却板121よりも上方に突出している場合、昇降ピン126bの先端上にウエハWを載置可能である。昇降ピン126bの先端上に載置されたウエハWは、昇降ピン126bの上下動に伴い昇降する。   As shown in FIG. 4, an elevating mechanism 126 is disposed below the cooling plate 121. The elevating mechanism 126 has a motor 126a disposed outside the housing 100 and three elevating pins 126b that move up and down by the motor 126a. Each of the elevating pins 126b is configured to be able to pass through the slit 125. When the tip of the lift pins 126b protrudes above the cooling plate 121, the wafer W can be placed on the tip of the lift pins 126b. The wafer W placed on the tip of the lift pins 126b moves up and down as the lift pins 126b move up and down.

冷却板121内には、図4に示されるように、冷却部材(温調部材)122が設けられている。冷却部材122は、図6に示されるように、5つの領域R1〜R5を有している。1つの領域R1は、上方から見て円形状を呈し、冷却部材122の中心部を構成する。4つの領域R2〜R5は、扇形状を呈しており、領域R1の周囲を囲むように配置されている。より具体的には、領域R2は、領域R3,R5と隣り合うと共に、領域R1を間において領域R4と対向している。本実施形態においては、領域R1,R2,R5には2つのスリット125が存在している。特に、領域R5は、2つのスリット125によって、独立した3つの部分に分割されている。   As shown in FIG. 4, a cooling member (temperature adjustment member) 122 is provided in the cooling plate 121. As shown in FIG. 6, the cooling member 122 has five regions R1 to R5. One region R <b> 1 has a circular shape when viewed from above and constitutes the center of the cooling member 122. The four regions R2 to R5 have a fan shape and are arranged so as to surround the region R1. More specifically, the region R2 is adjacent to the regions R3 and R5, and faces the region R4 with the region R1 interposed therebetween. In the present embodiment, there are two slits 125 in the regions R1, R2, and R5. In particular, the region R5 is divided into three independent portions by two slits 125.

領域R1〜R4の内部にはそれぞれ、ペルチェ素子122a〜122aが配置されている。領域R5のうち分割された3つの部分にはそれぞれ、ペルチェ素子122aが配置されている。これらのペルチェ素子122a〜122aは、対応する領域R1〜R5の温度を独立して調節することが可能である。 Peltier elements 122a 1 to 122a 4 are arranged in the regions R1 to R4, respectively. Each of the divided three portions of the regions R5, Peltier elements 122a 5 is arranged. These Peltier elements 122a 1 to 122a 5 can independently adjust the temperatures of the corresponding regions R1 to R5.

領域R1〜R4の下面又は内部にはそれぞれ、温度センサ122b〜122b(測温部材)が配置されている。領域R5のうち分割された3つの部分にはそれぞれ、温度センサ122b(測温部材)がそれぞれ配置されている。これらの温度センサ122b〜122bは、対応する領域R1〜R5の温度を独立して測定することが可能である。 Temperature sensors 122b 1 to 122b 4 (temperature measuring members) are arranged on the lower surface or inside of the regions R1 to R4, respectively. A temperature sensor 122b 5 (temperature measuring member) is disposed in each of the three divided portions of the region R5. These temperature sensors 122b 1 to 122b 5 can independently measure the temperatures of the corresponding regions R1 to R5.

[コントローラの構成]
コントローラ10は、図7に示されるように、機能モジュールとして、読取部M1と、記憶部M2と、処理部M3と、指示部M4とを有する。これらの機能モジュールは、コントローラ10の機能を便宜上複数のモジュールに区切ったものに過ぎず、コントローラ10を構成するハードウェアがこのようなモジュールに分かれていることを必ずしも意味するものではない。各機能モジュールは、プログラムの実行により実現されるものに限られず、専用の電気回路(例えば論理回路)、又は、これを集積した集積回路(ASIC:Application Specific Integrated Circuit)により実現されるものであってもよい。
[Controller configuration]
As shown in FIG. 7, the controller 10 includes a reading unit M1, a storage unit M2, a processing unit M3, and an instruction unit M4 as functional modules. These functional modules are merely the functions of the controller 10 divided into a plurality of modules for convenience, and do not necessarily mean that the hardware constituting the controller 10 is divided into such modules. Each functional module is not limited to that realized by executing a program, but is realized by a dedicated electric circuit (for example, a logic circuit) or an integrated circuit (ASIC: Application Specific Integrated Circuit) in which this is integrated. May be.

読取部M1は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体RMからプログラムを読み取る。記録媒体RMは、基板処理システム1の各部を動作させるためのプログラムを記録している。記録媒体RMとしては、例えば、半導体メモリ、光記録ディスク、磁気記録ディスク、光磁気記録ディスクであってもよい。   The reading unit M1 reads a program from a computer-readable recording medium RM. The recording medium RM records a program for operating each part of the substrate processing system 1. As the recording medium RM, for example, a semiconductor memory, an optical recording disk, a magnetic recording disk, or a magneto-optical recording disk may be used.

記憶部M2は、種々のデータを記憶する。記憶部M2は、例えば、読取部M1において記録媒体RMから読み取られたプログラム、温度センサ117から入力された熱板113の温度、温度センサ122b〜122bから入力された各領域R1〜R5の温度の他、熱板113によってウエハWを加熱する際の加熱設定温度、冷却板121によってウエハWを冷却する際の冷却設定温度、測温用ウエハが取得した面内温度分布(詳しくは後述する)、等を記憶する。 The storage unit M2 stores various data. Storage unit M2 is, for example, the reading portion M1 is read from the recording medium RM program, the hot plate 113 which is input from the temperature sensor 117 the temperature of each region R1~R5 input from the temperature sensor 122b 1 ~122b 5 In addition to the temperature, the heating set temperature when the wafer W is heated by the hot plate 113, the cooling set temperature when the wafer W is cooled by the cooling plate 121, the in-plane temperature distribution acquired by the temperature measuring wafer (details will be described later) ), Etc.

処理部M3は、各種データを処理する。処理部M3は、例えば、記憶部M2に記憶されている各種データに基づいて、基板処理システム1の各部(例えば、ヒータ116,昇降機構119,126、駆動部124、ペルチェ素子122a〜122a)を動作させるための信号を生成する。 The processing unit M3 processes various data. The processing unit M3, for example, based on various data stored in the storage unit M2, each unit of the substrate processing system 1 (for example, heater 116, elevating mechanisms 119 and 126, driving unit 124, Peltier elements 122a 1 to 122a 5. ) Is generated to operate.

指示部M4は、処理部M3において生成された信号を基板処理システム1の各部(例えば、ヒータ116,昇降機構119,126、駆動部124、ペルチェ素子122a〜122a)に送信する。具体的には、指示部M4は、ヒータ116にON/OFF信号を送信し、ヒータ116への通電を切り替える。指示部M4は、モータ119aに上昇信号又は下降信号を送信し、昇降ピン119bを昇降させる。指示部M4は、モータ126aに上昇信号又は下降信号を送信し、昇降ピン126bを昇降させる。指示部M4は、駆動部124に駆動信号を送信し、冷却板121が熱板113の上方に位置する第1の位置と、冷却板121が熱板113から離れる第2の位置との間で冷却板121をレール123に沿って水平移動させる。指示部M4は、ペルチェ素子122a〜122aに制御信号を送信し、対応する領域R1〜R5の温度をそれぞれ独立して調節する。 The instruction unit M4 transmits the signal generated in the processing unit M3 to each unit (for example, the heater 116, the elevating mechanisms 119 and 126, the driving unit 124, and the Peltier elements 122a 1 to 122a 5 ). Specifically, the instruction unit M4 transmits an ON / OFF signal to the heater 116, and switches energization to the heater 116. The instruction unit M4 transmits an ascending signal or a descending signal to the motor 119a and moves the lifting pin 119b up and down. The instruction unit M4 transmits an ascending signal or a descending signal to the motor 126a, and moves the lifting pin 126b up and down. The instruction unit M4 transmits a driving signal to the driving unit 124, and between the first position where the cooling plate 121 is located above the hot plate 113 and the second position where the cooling plate 121 is separated from the hot plate 113. The cooling plate 121 is moved horizontally along the rail 123. The instruction unit M4 transmits a control signal to the Peltier elements 122a 1 to 122a 5 and independently adjusts the temperatures of the corresponding regions R1 to R5.

コントローラ10のハードウェアは、例えば一つ又は複数の制御用のコンピュータにより構成される。コントローラ10は、ハードウェア上の構成として、例えば図8に示される回路10Aを有する。回路10Aは、電気回路要素(circuitry)で構成されていてもよい。回路10Aは、具体的には、プロセッサ10Bと、メモリ10Cと、ストレージ10Dと、ドライバ10Eと、入出力ポート10Fとを有する。プロセッサ10Bは、メモリ10C及びストレージ10Dの少なくとも一方と協働してプログラムを実行し、入出力ポート10Fを介した信号の入出力を実行することで、上述した各機能モジュールを構成する。ドライバ10Eは、基板処理システム1の各種装置をそれぞれ駆動する回路である。入出力ポート10Fは、ドライバ10Eと基板処理システム1の各種装置との間で、信号の入出力を行う。   The hardware of the controller 10 is configured by one or a plurality of control computers, for example. The controller 10 includes, for example, a circuit 10A illustrated in FIG. 8 as a hardware configuration. The circuit 10A may be composed of electric circuit elements (circuitry). Specifically, the circuit 10A includes a processor 10B, a memory 10C, a storage 10D, a driver 10E, and an input / output port 10F. The processor 10B executes the program in cooperation with at least one of the memory 10C and the storage 10D, and executes the input / output of signals through the input / output port 10F, thereby configuring each functional module described above. The driver 10 </ b> E is a circuit that drives various devices of the substrate processing system 1. The input / output port 10F performs input / output of signals between the driver 10E and various devices of the substrate processing system 1.

本実施形態では、基板処理システム1は、一つのコントローラ10を備えているが、複数のコントローラ10で構成されるコントローラ群(制御部)を備えていてもよい。基板処理システム1がコントローラ群を備えている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのコントローラ10によって実現されていてもよいし、2個以上のコントローラ10の組み合わせによって実現されていてもよい。コントローラ10が複数のコンピュータ(回路10A)で構成されている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのコンピュータ(回路10A)によって実現されていてもよいし、2つ以上のコンピュータ(回路10A)の組み合わせによって実現されていてもよい。コントローラ10は、複数のプロセッサ10Bを有していてもよい。この場合、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのプロセッサ10Bによって実現されていてもよいし、2つ以上のプロセッサ10Bの組み合わせによって実現されていてもよい。   In the present embodiment, the substrate processing system 1 includes one controller 10, but may include a controller group (control unit) including a plurality of controllers 10. When the substrate processing system 1 includes a controller group, each of the functional modules may be realized by a single controller 10 or may be realized by a combination of two or more controllers 10. . When the controller 10 is composed of a plurality of computers (circuit 10A), each of the above functional modules may be realized by one computer (circuit 10A), or two or more computers (circuit 10A). ) May be realized. The controller 10 may have a plurality of processors 10B. In this case, each of the functional modules may be realized by one processor 10B, or may be realized by a combination of two or more processors 10B.

[測温用ウエハによる面内温度分布の取得方法]
続いて、図9を参照して、測温用ウエハ(第1の基板)による面内温度分布の取得方法を説明する。測温用ウエハは、ウエハWの複数箇所に測温部材(例えば熱電対)が埋め込まれたものであり、測温用ウエハの面内温度分布を取得可能に構成されている。まず、コントローラ10は、駆動部124及び昇降機構119,126を制御して、測温用ウエハを冷却板121から熱板113に搬送する(ステップS11;第1の処理;第1の工程)。このとき、熱板113は、ヒータ116によって所定の加熱設定温度(例えば、70℃〜130℃程度)に温調されている。また、測温用ウエハは全体的に(全面的に)所定の初期温度(例えば、常温)とされており、測温用ウエハの面内温度分布が略均一となるように設定されている。
[Acquisition method of in-plane temperature distribution by temperature measuring wafer]
Next, a method for obtaining an in-plane temperature distribution using a temperature measuring wafer (first substrate) will be described with reference to FIG. The temperature measuring wafer is obtained by embedding temperature measuring members (for example, thermocouples) at a plurality of locations on the wafer W, and is configured to be able to acquire an in-plane temperature distribution of the temperature measuring wafer. First, the controller 10 controls the drive unit 124 and the elevating mechanisms 119 and 126 to convey the temperature measuring wafer from the cooling plate 121 to the hot plate 113 (step S11; first processing; first step). At this time, the temperature of the hot plate 113 is adjusted to a predetermined heating set temperature (for example, about 70 ° C. to 130 ° C.) by the heater 116. The temperature measuring wafer is entirely (entirely) set to a predetermined initial temperature (for example, room temperature), and the in-plane temperature distribution of the temperature measuring wafer is set to be substantially uniform.

測温用ウエハが熱板113上(支持ピンPN上)に載置されると、測温用ウエハが熱板113によって加熱される。測温用ウエハの測温部材は、このときの測温用ウエハの面内温度分布を経時的に取得して、そのデータをコントローラ10に送信する(ステップS12;第2の処理;第2の工程)。このとき、測温用ウエハの温度は、例えば、図10(a)に示される実線のように変化する。一方、測温用ウエハの面内温度分布のばらつき(3σ)は、例えば、図10(a)に示される破線のように変化する。図10(a)によれば、測温用ウエハの面内温度分布のばらつきは、測温用ウエハが熱板113に載置されてから約3秒後に最も大きくなり、最大で例えば±2℃〜3℃程度の温度差を示す。ばらつき(3σ)が最大のときの測温用ウエハの面内温度分布の例を、図11(a)に示す。なお、図11及び後述の図13においては、濃色が高温を示し、淡色が低温を示す。   When the temperature measuring wafer is placed on the hot plate 113 (on the support pins PN), the temperature measuring wafer is heated by the hot plate 113. The temperature measuring member of the temperature measuring wafer acquires the in-plane temperature distribution of the temperature measuring wafer at this time with time, and transmits the data to the controller 10 (step S12; second process; second process). Process). At this time, the temperature of the temperature measuring wafer changes, for example, as shown by a solid line in FIG. On the other hand, the variation (3σ) in the in-plane temperature distribution of the temperature measuring wafer changes, for example, as shown by a broken line in FIG. According to FIG. 10A, the variation in the in-plane temperature distribution of the temperature measuring wafer becomes the largest about 3 seconds after the temperature measuring wafer is placed on the hot plate 113, and the maximum is, for example, ± 2 ° C. A temperature difference of about ~ 3 ° C is shown. FIG. 11A shows an example of the in-plane temperature distribution of the temperature measuring wafer when the variation (3σ) is maximum. In FIG. 11 and FIG. 13 described later, the dark color indicates a high temperature and the light color indicates a low temperature.

次に、コントローラ10は、ステップS12で取得したデータに基づいて、測温用ウエハに生じた面内温度分布の不均一(ばらつき)を相殺するような温度分布(昇温用温度分布)を算出する(ステップS13)。具体的には、例えば、ばらつき(3σ)が最大のときの測温用ウエハの面内温度分布、測温用ウエハによって取得された面内温度分布の平均分布などを用いて、当該分布の各点の値を各点の値の平均値からそれぞれ減算する。これにより、平均値と同じ値を示す点では0、平均値よりも大きな値を示す点では負、平均値よりも小さな値を示す点では正の補正分布が得られる。続いて、補正分布の各点に、冷却板121によるウエハWの冷却設定温度(例えば、23℃程度)を加算する。これにより、昇温用温度分布が算出される。   Next, the controller 10 calculates a temperature distribution (temperature increase temperature distribution) that cancels the non-uniformity (variation) in the in-plane temperature distribution generated on the temperature measuring wafer based on the data acquired in step S12. (Step S13). Specifically, for example, the in-plane temperature distribution of the temperature measuring wafer when the variation (3σ) is maximum, the average distribution of the in-plane temperature distribution acquired by the temperature measuring wafer, and the like are used. The point value is subtracted from the average value of each point value. As a result, a correction distribution is obtained that is 0 at a point showing the same value as the average value, negative at a point showing a value larger than the average value, and positive at a point showing a value smaller than the average value. Subsequently, the cooling set temperature (for example, about 23 ° C.) of the wafer W by the cooling plate 121 is added to each point of the correction distribution. Thereby, the temperature distribution for temperature increase is calculated.

次に、コントローラ10は、駆動部124及び昇降機構119,126を制御して、測温用ウエハを熱板113から冷却板121に搬送する(ステップS14;第5の処理:第5の工程)。このとき、冷却板121は、冷却部材122(ペルチェ素子122a〜122a)によって所定の冷却設定温度(例えば、20℃〜35℃程度)に温調されている。また、測温用ウエハは全体的に(全面的に)、ステップS11において熱板113の加熱設定温度にまで加熱されており、測温用ウエハの面内温度分布が略均一となるように設定されている。 Next, the controller 10 controls the driving unit 124 and the elevating mechanisms 119 and 126 to convey the temperature measuring wafer from the hot plate 113 to the cooling plate 121 (step S14; fifth process: fifth step). . At this time, the cooling plate 121 is temperature-controlled at a predetermined cooling set temperature (for example, about 20 ° C. to 35 ° C.) by the cooling member 122 (Peltier elements 122a 1 to 122a 5 ). In addition, the temperature measuring wafer is wholly (entirely) heated to the heating set temperature of the hot plate 113 in step S11, and is set so that the in-plane temperature distribution of the temperature measuring wafer is substantially uniform. Has been.

測温用ウエハが冷却板121上に載置されると、測温用ウエハが冷却板121によって冷却される。測温用ウエハの測温部材は、このときの測温用ウエハの面内温度分布を経時的に取得して、そのデータをコントローラ10に送信する(ステップS15;第6の処理;第6の工程)。このとき、測温用ウエハの温度は、例えば、図10(b)に示される実線のように変化する。一方、測温用ウエハの面内温度分布のばらつき(3σ)は、例えば、図10(b)に示される破線のように変化する。図10(b)によれば、測温用ウエハの面内温度分布のばらつきは、測温用ウエハが冷却板121に載置されてから約134秒後に最も大きくなり、最大で例えば±2℃〜3℃程度の温度差を示す。ばらつき(3σ)が最大のときの測温用ウエハの面内温度分布の例を、図11(b)に示す。   When the temperature measuring wafer is placed on the cooling plate 121, the temperature measuring wafer is cooled by the cooling plate 121. The temperature measuring member of the temperature measuring wafer acquires the in-plane temperature distribution of the temperature measuring wafer at this time with time and transmits the data to the controller 10 (step S15; sixth process; sixth). Process). At this time, the temperature of the temperature measuring wafer changes, for example, as shown by a solid line in FIG. On the other hand, the variation (3σ) in the in-plane temperature distribution of the temperature measuring wafer changes, for example, as shown by the broken line in FIG. According to FIG. 10B, the variation in the in-plane temperature distribution of the temperature measuring wafer becomes the largest about 134 seconds after the temperature measuring wafer is placed on the cooling plate 121, and is, for example, ± 2 ° C. at the maximum. A temperature difference of about ~ 3 ° C is shown. FIG. 11B shows an example of the in-plane temperature distribution of the temperature measuring wafer when the variation (3σ) is maximum.

次に、コントローラ10は、ステップS15で取得したデータに基づいて、測温用ウエハに生じた面内温度分布の不均一(ばらつき)を相殺するような温度分布(降温用温度分布)を算出する(ステップS16)。降温用温度分布の算出方法は、ステップS13における昇温用温度分布の算出方法と同様である。   Next, the controller 10 calculates a temperature distribution (temperature decreasing temperature distribution) that cancels the non-uniformity (variation) in the in-plane temperature distribution generated on the temperature measuring wafer based on the data acquired in step S15. (Step S16). The method for calculating the temperature distribution for temperature reduction is the same as the method for calculating the temperature distribution for temperature increase in step S13.

[ウエハの熱処理方法]
続いて、図12を参照して、熱処理ユニットU2におけるウエハWの熱処理方法について説明する。なお、本明細書では、レジスト膜Rが表面に形成されたウエハWをCOTモジュール16の熱処理ユニットU2により熱処理する方法を説明しているが、各種膜が表面に形成されたウエハWをBCTモジュール14、HMCTモジュール15及びDEVモジュール17において熱処理する方法も下記と同様である。
[Wafer heat treatment method]
Next, with reference to FIG. 12, a heat treatment method for the wafer W in the heat treatment unit U2 will be described. In this specification, the method of heat-treating the wafer W on which the resist film R is formed by the heat treatment unit U2 of the COT module 16 is described. However, the wafer W on which various films are formed on the surface is treated as a BCT module. 14, the method of heat treatment in the HMCT module 15 and the DEV module 17 is the same as the following.

まず、コントローラ10は、ステップS13で算出した昇温用温度分布に基づいて冷却部材122(ペルチェ素子122a〜122a)を制御し、冷却板121の各領域R1〜R5に所定の温度分布を生じさせる(ステップS21)。このときの冷却板121の温度分布の一例を図13(a)に示す。図13(a)に示される例は、図11(a)に対して濃淡が反転している。 First, the controller 10 controls the cooling member 122 (Peltier elements 122a 1 to 122a 5 ) based on the temperature distribution for temperature increase calculated in step S13, and gives a predetermined temperature distribution to each region R1 to R5 of the cooling plate 121. It is generated (step S21). An example of the temperature distribution of the cooling plate 121 at this time is shown in FIG. In the example shown in FIG. 13A, the shading is reversed with respect to FIG.

次に、コントローラ10は、基板処理システム1の各部を制御して、表面にレジスト膜Rが形成されたウエハWを冷却板121に載置させる(ステップS22;第3の処理;第3の工程)。これにより、冷却板121の各領域R1〜R5の温度分布がウエハWにも生ずる。   Next, the controller 10 controls each part of the substrate processing system 1 to place the wafer W having the resist film R formed on the surface thereof on the cooling plate 121 (step S22; third process; third process). ). As a result, temperature distributions in the regions R1 to R5 of the cooling plate 121 are also generated in the wafer W.

次に、コントローラ10は、駆動部124及び昇降機構119,126を制御して、ウエハWを冷却板121から熱板113に搬送する(ステップS23;第4の処理;第4の工程)。このとき、ウエハWは熱板113により所定の加熱設定温度にまで加熱される。熱板113によるウエハWの加熱時間は、例えば、40秒〜120秒程度であってもよい。熱板113によるウエハWの加熱中に、コントローラ10は、ステップS16で算出した降温用温度分布に基づいて冷却部材122(ペルチェ素子122a〜122a)を制御し、冷却板121の各領域R1〜R5に所定の温度分布を生じさせる(ステップS24)。 Next, the controller 10 controls the drive unit 124 and the lifting mechanisms 119 and 126 to transfer the wafer W from the cooling plate 121 to the hot plate 113 (step S23; fourth process; fourth step). At this time, the wafer W is heated to a predetermined heating set temperature by the hot plate 113. The heating time of the wafer W by the hot plate 113 may be about 40 seconds to 120 seconds, for example. During the heating of the wafer W by the hot plate 113, the controller 10 controls the cooling member 122 (Peltier elements 122a 1 to 122a 5 ) based on the temperature distribution for temperature reduction calculated in step S16, and each region R1 of the cooling plate 121. A predetermined temperature distribution is generated in .about.R5 (step S24).

次に、コントローラ10は、駆動部124及び昇降機構119,126を制御して、ウエハWを熱板113から冷却板121に搬送する(ステップS25;第7の処理;第7の工程)。このとき、ウエハWは冷却板121により冷却される。冷却板121によるウエハWの冷却時間は、例えば、5秒〜30秒程度であってもよい。   Next, the controller 10 controls the drive unit 124 and the lifting mechanisms 119 and 126 to transfer the wafer W from the hot plate 113 to the cooling plate 121 (step S25; seventh process; seventh step). At this time, the wafer W is cooled by the cooling plate 121. The cooling time of the wafer W by the cooling plate 121 may be about 5 seconds to 30 seconds, for example.

ステップS25において、コントローラ10は、冷却部材122(ペルチェ素子122a〜122a)を制御し、冷却板121によるウエハWの冷却開始後に冷却板121の各領域R1〜R5の温度をいずれも所定の冷却設定温度に向けて変化させてもよい。コントローラ10によって当該制御が行われると、例えば、冷却板121の各領域R1〜R5のうち冷却設定温度よりも温度が高い領域は冷却設定温度となるように徐々に降温していき、冷却板121の各領域R1〜R5のうち冷却設定温度よりも温度が低い領域は冷却設定温度となるように徐々に昇温していく。コントローラ10による当該制御は、冷却板121によるウエハWの冷却開始直後に実行してもよいし、冷却板121によるウエハWの冷却開始から5秒〜15秒程度後に実行してもよい。この場合、冷却板121によるウエハWの冷却中にウエハWの温度が徐々に冷却設定温度に均一化される。そのため、ウエハWの表面に配置された材料(本実施形態ではレジスト膜R)がある程度低い温度でも化学反応が進行する場合でも、ウエハWの冷却中に当該材料の化学反応が均一に進行しやすくなる。従って、凹凸パターンの線幅がより均一化しやすくなる。 In step S <b> 25, the controller 10 controls the cooling member 122 (Peltier elements 122 a 1 to 122 a 5 ), and after starting the cooling of the wafer W by the cooling plate 121, the temperature of each region R <b> 1 to R <b> 5 of the cooling plate 121 is predetermined. You may change toward cooling preset temperature. When the control is performed by the controller 10, for example, among the regions R <b> 1 to R <b> 5 of the cooling plate 121, the region where the temperature is higher than the cooling set temperature is gradually lowered so as to become the cooling set temperature. Of these regions R1 to R5, the region where the temperature is lower than the cooling set temperature is gradually raised to the cooling set temperature. The control by the controller 10 may be executed immediately after the cooling of the wafer W by the cooling plate 121 is started, or may be executed about 5 to 15 seconds after the cooling of the wafer W by the cooling plate 121 is started. In this case, during the cooling of the wafer W by the cooling plate 121, the temperature of the wafer W is gradually equalized to the cooling set temperature. Therefore, even when the chemical reaction proceeds even when the material (resist film R in the present embodiment) disposed on the surface of the wafer W proceeds at a certain low temperature, the chemical reaction of the material easily proceeds uniformly during the cooling of the wafer W. Become. Therefore, the line width of the concavo-convex pattern can be made more uniform.

次に、コントローラ10は、基板処理システム1の各部を制御して、ステップS25において冷却設定温度まで冷却されたウエハWを熱処理ユニットU2から搬出させる(ステップS26)。以上により、ウエハWの熱処理が完了する。   Next, the controller 10 controls each part of the substrate processing system 1 to carry out the wafer W cooled to the cooling set temperature in step S25 from the heat treatment unit U2 (step S26). Thus, the heat treatment of the wafer W is completed.

[作用]
以上のような本実施形態では、ステップS12で取得された面内温度分布のデータに基づいて、測温用ウエハに生じた面内温度分布の不均一を相殺するような温度分布を冷却板121に生じさせ(ステップS21)、ウエハWの温度を冷却板121によって加熱している(ステップS22)。換言すれば、ステップS21においてウエハWが冷却板121によって温調される際には、ウエハWのうち熱板113によって加熱されやすい領域の温度が予め相対的に低く設定され、ウエハWのうち熱板113によって加熱されにくい領域の温度が予め相対的に高く設定される。そのため、続くステップS23において熱板113によるウエハWの加熱が開始され、ウエハWが熱板113に載置された直後又は載置されてからしばらくの間であっても、ウエハWの面内温度分布が均一化される(図13(b)参照)。従って、ウエハWの面内温度分布をより均一に制御することが可能となるので、凹凸パターンの線幅のさらなる均一化が図られる。
[Action]
In the present embodiment as described above, based on the in-plane temperature distribution data acquired in step S12, the cooling plate 121 has a temperature distribution that cancels out the non-uniformity of the in-plane temperature distribution generated in the temperature measuring wafer. (Step S21), and the temperature of the wafer W is heated by the cooling plate 121 (Step S22). In other words, when the temperature of the wafer W is adjusted by the cooling plate 121 in step S21, the temperature of the region of the wafer W that is easily heated by the hot plate 113 is set to be relatively low in advance, and the heat of the wafer W is increased. The temperature of the region that is difficult to be heated by the plate 113 is set to be relatively high in advance. Therefore, in the subsequent step S23, the heating of the wafer W by the hot plate 113 is started, and the in-plane temperature of the wafer W is just after the wafer W is placed on the hot plate 113 or even after it is placed for a while. The distribution is made uniform (see FIG. 13B). Accordingly, the in-plane temperature distribution of the wafer W can be controlled more uniformly, and the line width of the concavo-convex pattern can be further uniformized.

本実施形態では、ステップS15で取得された面内温度分布のデータに基づいて、測温用ウエハに生じた面内温度分布の不均一を相殺するような温度分布を冷却板121に生じさせ(ステップS24)、ウエハWの温度を冷却板121によって冷却している(ステップS25)。換言すれば、ステップS25においてウエハWが冷却板121によって温調される際には、ウエハWのうち冷却板121によって冷却されやすい領域の温度が予め相対的に高く設定され、ウエハWのうち冷却板121によって冷却されにくい領域の温度が予め相対的に低く設定される。そのため、ウエハWが冷却板121に載置された直後又は載置されてからしばらくの間であっても、ウエハWの面内温度分布が均一化される。従って、ウエハWの面内温度分布をより均一に制御することが可能となるので、凹凸パターンの線幅の一層の均一化が図られる。   In the present embodiment, based on the in-plane temperature distribution data acquired in step S15, a temperature distribution that cancels out the non-uniformity of the in-plane temperature distribution generated in the temperature measuring wafer is generated in the cooling plate 121 ( In step S24, the temperature of the wafer W is cooled by the cooling plate 121 (step S25). In other words, when the temperature of the wafer W is controlled by the cooling plate 121 in step S25, the temperature of the region of the wafer W that is easily cooled by the cooling plate 121 is set in advance relatively high, and the cooling of the wafer W is performed. The temperature of the region difficult to be cooled by the plate 121 is set in advance relatively low. For this reason, the in-plane temperature distribution of the wafer W is made uniform immediately after the wafer W is placed on the cooling plate 121 or even for a while after being placed. Therefore, the in-plane temperature distribution of the wafer W can be controlled more uniformly, and the line width of the concavo-convex pattern can be made more uniform.

本実施形態では、面内温度分布を取得可能な測温部材が設けられた測温用ウエハを用いて、予め昇温用温度分布及び降温用温度分布が取得される(ステップS13,S16)。そのため、昇温用温度分布及び降温用温度分布を取得するにあたり製品用のウエハWを浪費せずにすむ。従って、より低コストでウエハWを熱処理できる。   In the present embodiment, the temperature increasing temperature distribution and the temperature decreasing temperature distribution are acquired in advance using a temperature measuring wafer provided with a temperature measuring member capable of acquiring the in-plane temperature distribution (steps S13 and S16). Therefore, the product wafer W is not wasted when acquiring the temperature increase temperature distribution and the temperature decrease temperature distribution. Therefore, the wafer W can be heat-treated at a lower cost.

本実施形態では、冷却板121の各領域R1〜R5の温度をそれぞれペルチェ素子122a〜122aによって温調している。ペルチェ素子122a〜122aは温度応答性に優れるので、冷却板121の各領域R1〜R5の温度を素早く変化させることが可能となる。 In the present embodiment, the temperature control by each Peltier element 122a 1 ~122a 5 the temperature of each region R1~R5 cooling plate 121. Since the Peltier elements 122a 1 to 122a 5 are excellent in temperature responsiveness, the temperatures of the regions R1 to R5 of the cooling plate 121 can be quickly changed.

[他の実施形態]
以上、本開示に係る実施形態について詳細に説明したが、本発明の要旨の範囲内で種々の変形を上記の実施形態に加えてもよい。例えば、冷却板121の各領域R1〜R5の温調は、ペルチェ素子122a〜122aに限定されず、水冷等の他の手段を用いてもよい。
[Other Embodiments]
As mentioned above, although embodiment concerning this indication was described in detail, you may add various deformation | transformation to said embodiment within the range of the summary of this invention. For example, temperature control of each region R1~R5 cooling plate 121 is not limited to the Peltier element 122a 1 ~122a 5, it may be used other means such as water cooling.

冷却板121は、独立して温度調節可能な複数の領域を有していればよく、5つの領域R1〜R5に限定されない。   The cooling plate 121 is not limited to the five regions R <b> 1 to R <b> 5 as long as it has a plurality of regions whose temperatures can be adjusted independently.

予め昇温用温度分布及び降温用温度分布が取得するために、上記の実施形態では測温用ウエハを用いていたが、測温用ウエハを用いなくてもよい。この場合、複数箇所に測温部材(例えば熱電対)が埋め込まれた熱板113を用いて、熱板113によるウエハWの加熱時にウエハWの面内温度分布を取得してもよい。   In order to obtain the temperature distribution for temperature rise and the temperature distribution for temperature drop in advance, the temperature measurement wafer is used in the above embodiment, but the temperature measurement wafer may not be used. In this case, the in-plane temperature distribution of the wafer W may be acquired when the wafer W is heated by the hot plate 113 using the hot plate 113 in which temperature measuring members (for example, thermocouples) are embedded at a plurality of locations.

1…基板処理システム、10…コントローラ(制御部;熱処理装置)、100…筐体、110…加熱部、113…熱板、116…ヒータ、120…冷却部、121…冷却板(移送板)、122…冷却部材(温調部材)、122a〜122a…ペルチェ素子(温調部材)、122b〜122b…温度センサ(測温部材)、R…レジスト膜、R1〜R5…領域、RM…記録媒体、U2…熱処理ユニット(熱処理装置)、W…ウエハ(基板)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate processing system, 10 ... Controller (control part; Heat processing apparatus), 100 ... Case, 110 ... Heating part, 113 ... Heat plate, 116 ... Heater, 120 ... Cooling part, 121 ... Cooling plate (transfer plate), 122 ... Cooling member (temperature control member), 122a 1 to 122a 5 ... Peltier element (temperature control member), 122b 1 to 122b 5 ... Temperature sensor (temperature measurement member), R ... Resist film, R1 to R5 ... region, RM ... recording medium, U2 ... heat treatment unit (heat treatment apparatus), W ... wafer (substrate).

Claims (13)

基板に熱を付与するように構成された熱板と、
前記熱板を加熱するように構成されたヒータと、
前記熱板に対して基板を移送可能に構成された移送板と、
前記移送板の複数の領域ごとに独立して温度調節可能に構成された複数の温調部材と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記ヒータを制御して、全面が所定の初期温度に設定された第1の基板を前記熱板によって加熱する第1の処理と、
前記第1の処理の際に前記第1の基板に生ずる面内温度分布を取得する第2の処理と、
前記複数の温調部材を制御して、前記第2の処理において取得された前記面内温度分布の不均一を相殺するような温度分布を前記移送板に生じさせ、第2の基板の面内温度分布を前記移送板によって調節する第3の処理と、
前記ヒータを制御して、前記第3の処理において温調された前記第2の基板を前記熱板によって加熱する第4の処理とを実行する、熱処理装置。
A hot plate configured to impart heat to the substrate;
A heater configured to heat the hot plate;
A transfer plate configured to be able to transfer a substrate to the heat plate;
A plurality of temperature control members configured to be temperature adjustable independently for each of a plurality of regions of the transfer plate;
A control unit,
The controller is
A first process of controlling the heater to heat the first substrate whose entire surface is set to a predetermined initial temperature by the hot plate;
A second process for obtaining an in-plane temperature distribution generated in the first substrate during the first process;
By controlling the plurality of temperature control members, a temperature distribution is generated in the transfer plate so as to cancel out the non-uniformity of the in-plane temperature distribution acquired in the second process, and the in-plane of the second substrate A third process for adjusting the temperature distribution by the transfer plate;
The heat processing apparatus which controls the said heater and performs the 4th process which heats the said 2nd board | substrate temperature-controlled in the said 3rd process with the said hot platen.
前記第1の基板には、前記第1の基板の面内温度分布を取得可能な測温部材が設けられており、
前記制御部は、前記第2の処理において、前記第1の処理の際に前記第1の基板に生ずる面内温度分布を前記測温部材によって取得する、請求項1に記載の熱処理装置。
The first substrate is provided with a temperature measuring member capable of acquiring an in-plane temperature distribution of the first substrate,
2. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the control unit acquires, in the second process, an in-plane temperature distribution generated in the first substrate during the first process by the temperature measuring member.
前記制御部は、
前記第1の処理において加熱された前記第1の基板を、全面が所定の冷却温度に設定された移送板によって冷却する第5の処理と、
前記第5の処理の際に前記第1の基板に生ずる面内温度分布を取得する第6の処理と、
前記複数の温調部材を制御して、前記第6の処理において取得された前記面内温度分布の不均一を相殺するような温度分布を前記移送板に生じさせ、前記第4の処理において加熱された後の前記第2の基板を前記移送板によって冷却する第7の処理とをさらに実行する、請求項1に記載の熱処理装置。
The controller is
A fifth process in which the first substrate heated in the first process is cooled by a transfer plate whose entire surface is set at a predetermined cooling temperature;
A sixth process for obtaining an in-plane temperature distribution generated in the first substrate during the fifth process;
The plurality of temperature control members are controlled to generate a temperature distribution on the transfer plate that cancels out the non-uniformity of the in-plane temperature distribution acquired in the sixth process, and heated in the fourth process. The heat treatment apparatus according to claim 1, further performing a seventh process of cooling the second substrate after being processed by the transfer plate.
前記第1の基板には、前記第1の基板の面内温度分布を取得可能な測温部材が設けられており、
前記制御部は、
前記第2の処理において、前記第1の処理の際に前記第1の基板に生ずる前記面内温度分布を前記測温部材によって取得すると共に、
前記第6の処理において、前記第5の処理の際に前記第1の基板に生ずる前記面内温度分布を前記測温部材によって取得する、請求項3に記載の熱処理装置。
The first substrate is provided with a temperature measuring member capable of acquiring an in-plane temperature distribution of the first substrate,
The controller is
In the second process, the temperature measurement member obtains the in-plane temperature distribution generated on the first substrate during the first process, and
The heat treatment apparatus according to claim 3, wherein in the sixth process, the in-plane temperature distribution generated in the first substrate during the fifth process is acquired by the temperature measuring member.
前記制御部は、前記第7の処理の際に、前記複数の温調部材を制御して、前記第6の処理において取得された前記面内温度分布の不均一を相殺するような温度分布を前記移送板に生じさせた後に、前記複数の領域をいずれも所定の目標温度に向けて変化させる、請求項3又は4に記載の熱処理装置。   In the seventh process, the control unit controls the plurality of temperature control members so as to cancel the non-uniformity of the in-plane temperature distribution acquired in the sixth process. The heat treatment apparatus according to claim 3 or 4, wherein all of the plurality of regions are changed toward a predetermined target temperature after being generated on the transfer plate. 前記複数の温調部材はそれぞれペルチェ素子である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の熱処理装置。   The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein each of the plurality of temperature control members is a Peltier element. 全面が所定の初期温度に設定された第1の基板を熱板によって加熱する第1の工程と、
前記第1の工程の際に前記第1の基板に生ずる面内温度分布を取得する第2の工程と、
複数の温調部材によってそれぞれ独立して温度調節可能に構成された複数の領域を有する移送板に対し、前記第2の工程において取得された前記面内温度分布の不均一を相殺するような温度分布を生じさせ、第2の基板の面内温度分布を前記移送板によって調節する第3の工程と、
前記第3の工程において温調された前記第2の基板を前記熱板によって加熱する第4の工程とを含む、基板を熱処理する方法。
A first step of heating the first substrate whose entire surface is set to a predetermined initial temperature with a hot plate;
A second step of obtaining an in-plane temperature distribution generated in the first substrate during the first step;
A temperature that offsets the non-uniformity of the in-plane temperature distribution obtained in the second step with respect to a transfer plate having a plurality of regions that are configured to be independently temperature adjustable by a plurality of temperature control members. A third step of generating a distribution and adjusting an in-plane temperature distribution of the second substrate by the transfer plate;
And a fourth step of heating the second substrate temperature-controlled in the third step by the hot plate.
前記第1の基板には、前記第1の基板の面内温度分布を取得可能な測温部材が設けられており、
前記第2の工程では、前記第1の工程の際に前記第1の基板に生ずる面内温度分布を前記測温部材によって取得する、請求項7に記載の方法。
The first substrate is provided with a temperature measuring member capable of acquiring an in-plane temperature distribution of the first substrate,
The method according to claim 7, wherein in the second step, an in-plane temperature distribution generated in the first substrate during the first step is acquired by the temperature measuring member.
前記第1の工程において加熱された前記第1の基板を、全面が所定の冷却温度に設定された前記移送板によって冷却する第5の工程と、
前記第5の工程の際に前記第1の基板に生ずる面内温度分布を取得する第6の工程と、
前記第6の工程において取得された前記面内温度分布の不均一を相殺するような温度分布を前記移送板に生じさせ、前記第4の工程において加熱された後の前記第2の基板を前記移送板によって冷却する第7の工程とをさらに含む、請求項7に記載の方法。
A fifth step of cooling the first substrate heated in the first step by the transfer plate whose entire surface is set to a predetermined cooling temperature;
A sixth step of obtaining an in-plane temperature distribution generated in the first substrate during the fifth step;
A temperature distribution that cancels out non-uniformity of the in-plane temperature distribution acquired in the sixth step is generated in the transfer plate, and the second substrate after being heated in the fourth step is The method according to claim 7, further comprising a seventh step of cooling by the transfer plate.
前記第1の基板には、前記第1の基板の面内温度分布を取得可能な測温部材が設けられており、
前記第2の工程では、前記第1の工程の際に前記第1の基板に生ずる前記面内温度分布を前記測温部材によって取得し、
前記第6の工程では、前記第5の工程の際に前記第1の基板に生ずる前記面内温度分布を前記測温部材によって取得する、請求項9に記載の方法。
The first substrate is provided with a temperature measuring member capable of acquiring an in-plane temperature distribution of the first substrate,
In the second step, the in-plane temperature distribution generated in the first substrate during the first step is acquired by the temperature measuring member,
The method according to claim 9, wherein in the sixth step, the in-plane temperature distribution generated in the first substrate during the fifth step is acquired by the temperature measuring member.
前記第7の工程では、前記第6の工程において取得された前記面内温度分布の不均一を相殺するような温度分布を前記移送板に生じさせた後に、前記複数の領域をいずれも所定の目標温度に向けて変化させる、請求項9又は10に記載の方法。   In the seventh step, after causing the transfer plate to generate a temperature distribution that cancels out the non-uniformity of the in-plane temperature distribution acquired in the sixth step, all of the plurality of regions are set to be predetermined. The method according to claim 9 or 10, wherein the method is changed toward a target temperature. 前記複数の温調部材はそれぞれペルチェ素子である、請求項7〜11のいずれか一項に記載の方法。   The method according to claim 7, wherein each of the plurality of temperature control members is a Peltier element. 請求項7〜12のいずれか一項に記載の方法を熱処理装置に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。   The computer-readable recording medium which recorded the program for making a heat processing apparatus perform the method as described in any one of Claims 7-12.
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