KR100684013B1

KR100684013B1 - 가열처리방법 및 가열처리장치

Info

Publication number: KR100684013B1
Application number: KR1020000064535A
Authority: KR
Inventors: 오가타구니에
Original assignee: 동경 엘렉트론 주식회사
Priority date: 1999-11-02
Filing date: 2000-11-01
Publication date: 2007-02-20
Also published as: TW492050B; KR20010051371A

Abstract

도포막을 가진 기판을 노광처리한 후 해당 기판을 가열처리할 때에, 처리중에 적어도 1회, 상기 기판표면의 도포막 막두께의 단차를 측정한다. 단차와 최종패턴의 선폭과의 사이에는 상관관계가 있다. 따라서 가열처리의 도중에 단차를 측정하여, 그 결과에 기초하여 가열온도나 가열시간을 보정하면, 패턴의 선폭을 소정 값으로 하는 것이 가능해진다.

Description

가열처리방법 및 가열처리장치{HEAT PROCESSING METHOD AND HEAT PROCESSING APPARATUS}

도 1은 제 1 실시형태에 따른 포스트엑스포져베이킹장치를 구비한 도포현상처리시스템의 외관을 나타내는 평면도.

도 2는 도 1의 도포현상처리시스템의 정면도.

도 3은 도 l의 도포현상처리시스템의 배면도.

도 4는 제 1 실시형태에 따른 포스트엑스포져베이킹장치의 종단면의 설명도.

도 5는 제 1 실시형태에 따른 포스트엑스포져베이킹장치의 횡단면의 설명도.

도 6은 제 1 실시형태에 따른 포스트엑스포져베이킹장치로 행하여지는 가열처리의 프로세스를 나타낸 플로우챠트.

도 7은 가열처리에 의해 생긴 웨이퍼표면의 레지스트막의 막두께 단차의 설명도.

도 8은 웨이퍼 표면에 형성된 단차와 최종 선폭과의 상관관계의 일례를 나타내는 설명도.

도 9는 제 2 실시형태에 따른 포스트 엑스포져베이킹장치의 구획된 플레이트 의 설명도.

도 10은 웨이퍼 표면의 단차를 측정하는 센서부에 보호부재를 부착한 경우의 설명도.

도 11은 방사형상으로 구획된 영역을 가진 플레이트의 평면도.

도 12는 동심원형상으로 또한 방사형상으로 구획된 영역을 가진 플레이트의 평면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 도포현상처리시스템 2 : 카세트스테이션

3 : 처리스테이션 4 : 인터페이스부

5 : 카세트재치대 7,50 : 웨이퍼반송체

8 : 반송로 13 : 주반송장치

15,17 : 레지스트도포장치 16,18 : 현상처리장치

30,40,43 : 쿨링장치 31 : 어드히젼장치

32 : 얼라인먼트장치 33,42 : 익스텐션장치

34,35 : 프리베이킹장치 41 : 익스텐션·쿨링장치

36,37,46,47 : 포스트베이킹장치 44,45 : 포스트엑스포져베이킹장치

51 : 주변노광장치 52 : 노광장치

60 : 케이싱 61,81 : 플레이트

62,82a,82b,82c : 히터 64 : 센서부

63,83a,83b,83c :히터제어장치 66 : 아암

67,68 : 레일 69 : 주제어장치

70 : 배기구 71 : 공급구

72 : 승강핀 73 : 관통구멍

74 : 지지핀 81a,81b,81c : 구획된 영역

90 : 보호부재 C : 카세트

W : 반도체웨이퍼 G1,G2,G3,G4,G5 : 처리장치군

본 발명은 기판의 가열처리방법과 가열처리장치에 관한 것이다.

예를 들면 반도체디바이스의 제조프로세스에 있어서의 포토그래피공정에서는, 웨이퍼표면에 레지스트막을 형성하는 레지스트도포처리, 웨이퍼에 패턴을 조사하여 노광하는 노광처리, 노광후 패턴형상을 향상시키기 위해서 웨이퍼를 가열하는 가열처리, 그 후 웨이퍼에 대하여 현상을 행하는 현상처리 등이 행하여진다. 이들 처리를 행하는 각 처리장치는, 노광처리장치를 제외하고, 하나의 시스템으로서 정리되어 도포현상처리시스템을 구성하고 있다.

여기서, 상기 도포현상처리시스템에 의해 소정의 웨이퍼가 제조되어 있는지의 여부에 대해서는, 일련의 처리후에 웨이퍼표면에 형성된 회로패턴의 선폭을 검사, 측정함으로써 행하여지고 있다. 이 선폭을 측정하는 선폭측정기는, 상기 도포 현상처리시스템 외부에 개별로 설치되어 있으며, 작업원은 제조된 웨이퍼를 상기 선폭측정기까지 운반하여, 상기 선폭측정을 행하고 있었다.

그러나 웨이퍼의 선폭측정은, 일련의 처리후에 행하여지며, 더욱이 작업원이 웨이퍼를 도포현상처리시스템내에서 선폭측정기로 반송하여 행하여지고 있기 때문에, 웨이퍼의 선폭에 이상이 발생하여도, 예를 들면 노광처리후의 가열시간을 보정할 때까지 시간이 걸린다. 그리고 그 사이에 많은 웨이퍼가 제조되기 때문에, 소정의 선폭의 스펙으로부터 벗어난 불량품이 많이 제조되고 있었다.

상기 노광처리후의 가열처리중, 웨이퍼표면의 도포막의 막두께에는, 노광된 노광부와 노광되지 않은 미노광부와의 사이에 단차가 형성되는데, 발명자의 지견에 의하면, 이 단차와 상술한 일련의 처리후의 웨이퍼의 선폭에는 일관된 상관관계가 있음을 알 수 있었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 노광처리후의 가열처리중에, 선폭과 상관관계가 있는 웨이퍼표면의 도포막 막두께의 단차를 측정하여 상기 단차가 소정의 범위에 모이도록 바로 가열온도 또는 가열시간을 보정하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 감안하여 본 발명의 가열처리방법은, 도포막을 가진 기판을 노 광처리한 후, 해당 기판을 가열처리하는 방법으로서, 상기 기판의 가열처리중에 적어도 1회, 상기 기판표면의 도포막 막두께의 단차를 측정하는 공정을 가진다.

또한 본 발명의 가열처리장치는, 가열처리중에 상기 기판표면의 도포막 막두께의 단차를 측정할 수 있는 단차측정수단을 가지고 있다.

본 발명에 의하면, 예를 들면 일련의 기판처리에 의해 형성된 패턴의 선폭과 상관관계가 있는 상기 단차의 측정치에 기초하여, 필요에 따라 가열온도나 가열시간을 보정하여 상기 단차를 소정의 범위내로 유지할 수 있다. 그 결과, 일련의 기판처리후의 최종 선폭이, 소정 범위내로 억제된다. 또한 구획된 영역마다로 가열온도나 가열시간을 조정하는 것도 가능하다. 상기 단차의 측정치가, 미리 설정된 허용치의 범위내에 없는 경우에만, 상기 보정을 행하도록 하여도 좋다.

[발명의 실시형태]

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 설명한다.

도 1은 본 실시형태에 따른 가열처리장치로서의 포스트엑스포져베이킹장치를 가진 도포현상처리시스템(1)의 평면도이고, 도 2는 도포현상처리시스템(1)의 정면도이며, 도 3은 도포현상처리시스템(1)의 배면도이다.

도포현상처리시스템(1)은 도 1에 나타낸 바와 같이, 예를 들어 25매의 웨이퍼(W)를 카세트단위로 외부에서 도포현상처리시스템(1)에 대하여 반출입시키거나, 카세트(C)에 대하여 웨이퍼(W)를 반출입시키거나 하는 카세트스테이션(2)과, 도포현상처리공정중에 낱장식으로 소정 처리를 실시하는 각종처리장치를 다단으로 배치하여 이루어지는 처리스테이션(3)과, 이 처리스테이션(3)에 인접하여 설치되어 있 는 노광장치(52)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 주고받음을 행하는 인터페이스부(4)를 일체로 접속한 구성을 가지고 있다.

카세트스테이션(2)에는, 재치부가 되는 카세트 재치대(5)상의 소정의 위치에, 복수의 카세트(C)를 X방향(도 1중의 상하방향)으로 일렬로 얹어 놓기 자유롭게 되어 있다. 그리고, 이 카세트배열방향(X방향)과 카세트(C)에 수용된 웨이퍼(W)의 웨이퍼배열방향(Z방향;연직방향)에 대하여 이송가능한 웨이퍼반송체(7)가 반송로 (8)를 따라 이동자유롭게 설치되어 있으며, 각 카세트(C)에 대하여 선택적으로 엑세스할 수 있도록 되어 있다.

웨이퍼반송체(7)는 후술하는 바와 같이, 처리스테이션(3)측의 제 3 처리장치군(G3)에 속하는 얼라이먼트장치(32)와 익스텐션장치(33)에 대해서도 엑세스할 수 있도록 구성되어 있다.

처리스테이션(3)에는, 그 중심부에 주반송장치(13)가 설치되어 있으며, 주반송장치(13)의 주변에는 각종처리장치가 다단으로 배치되어 처리장치군을 구성하고 있다. 해당 도포현상처리시스템(1)에 있어서는, 4개의 처리장치군(G1,G2,G3,G4)이 배치되어 있으며, 제 1 및 제 2 처리장치군(G1,G2)은 현상처리시스템(1)의 정면측에 배치되고, 제 3 처리장치군(G3)은, 카세트스테이션(2)에 인접하여 배치되며, 제 4 처리장치군(G4)은, 인터페이스부(4)에 인접하여 배치되어 있다. 또한 옵션으로서 파선으로 나타낸 제 5 처리장치군(G5)을 배면측에 별도 배치 가능하도록 되어 있다.

제 1 처리장치군(G1)에서는 도 2에 나타낸 바와 같이, 두 종류의 스핀너형 처리장치, 예를 들면 웨이퍼(W)에 대하여 레지스트를 도포하여 처리하는 레지스트도포장치(15)와, 웨이퍼(W)에 현상액을 공급하여 처리하는 현상처리장치(16)가 아래부터 차례로 2단으로 배치되어 있다. 제 2 처리장치군(G2)의 경우도 마찬가지로, 레지스트도포장치(17)와 현상처리장치(18)가 아래부터 차례로 2단으로 적층되어 있다.

제 3 처리장치군(G3)에는 도 3에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)를 냉각처리하는 쿨링장치(30), 레지스트액과 웨이퍼(W)와의 정착성을 높이기 위한 어드히젼장치 (31), 웨이퍼(W)의 위치 맞춤을 행하는 얼라이먼트장치(32), 웨이퍼(W)를 대기시키는 익스텐션장치(33), 레지스트도포후의 신너용제의 건조처리를 행하는 프리베이킹장치(34,35) 및 현상처리후의 가열처리를 실시하는 포스트베이킹장치(36,37)등이 아래부터 차례로 예를 들면 8단으로 적층되어 있다.

제 4 처리장치군(G4)에는 예를 들면 쿨링장치(40), 얹어 놓은 웨이퍼(W)를 자연냉각시키는 익스텐션·쿨링장치(41), 익스텐션장치(42), 쿨링장치(43), 노광처리후의 가열처리를 하는 본 실시형태에 따른 포스트엑스포져베이킹장치(44,45), 포스트베이킹장치(46,47)등이 아래부터 차례로 예를 들면 8단으로 적층되어 있다.

인터페이스부(4)의 중앙부에는 웨이퍼반송체(50)가 설치되어 있다. 이 웨이퍼반송체(50)는 X방향(도 1중의 상하방향), Z방향(수직방향)의 이동과 θ방향(Z축을 중심으로 하는 회전방향)의 회전이 자유롭게 구성되어 있으며, 제 4 처리장치군 (G4)에 속하는 익스텐션·쿨링장치(41), 익스텐션장치(42), 주변노광장치(51) 및 파선으로 나타낸 노광장치(52)에 대하여 엑세스할 수 있도록 구성되어 있다.

다음으로, 본 실시형태에 따른 포스트엑스포져베이킹장치(44)의 구성에 대하여 설명한다.

포스트엑스포져베이킹장치(44)내에는 도 4에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)를 얹어 놓고 가열하는 두께가 있는 원반형상의 플레이트(61)가 설치되어 있다. 이 플레이트(61)에는 가열시의 열원이 되는 히터(62)가 내장되어 있으며, 이 히터(62)는 히터제어장치(63)에 의해 가열온도가 제어된다.

한편, 웨이퍼(W)의 위쪽에는 웨이퍼(W) 표면의 단차를 측정하는 2개의 센서부(64)가 아암(66)에 지지되어 있다. 이 센서부(64)는 웨이퍼(W) 표면의 레지스트막의 막두께를 LED광에 의해 검지할 수 있도록 구성되어 있으며, 2개의 센서부(64)에 의해 측정된 막두께의 차가, 웨이퍼(W)의 표면의 막두께 단차로서 인식된다.

또한, 센서부(64)가 지지되어 있는 아암(66)은 도 5에 나타낸 바와 같이, Y방향(도 5에 있어서의 상하방향)으로 신장하는 레일(67)에 부착되어 있으며, 이 레일(67)상을 이동가능하도록 되어 있다. 또한 레일(67)은 케이싱(60)의 벽을 따라 설치되어 있는 2개의 레일(68)에 부착되어 있으며, X방향(도 5에 있어서의 좌우방향)으로 이동자유롭게 되어 있다. 따라서 아암(66)에 부착된 센서부(64)는 X, Y방향으로 이동이 가능하다.

상술한 센서부(64)로 측정된 웨이퍼(W) 표면의 막두께 단차의 측정치는 도 4에 나타낸 바와 같이, 주제어장치(69)에 보내진다. 이 주제어장치(69)에는 미리 소정의 가열온도와 소정의 타이밍, 예를 들면 가열개시로부터 20초후에 있어서의 웨이퍼(W) 표면의 단차의 허용치를 미리 기억시켜 둔다. 그리고 상기 단차의 측정 치가 허용치의 범위내에 없는 경우에는, 히터제어장치(63)를 제어하도록 구성되어 있다.

케이싱(60) 아랫면에는 케이싱(60)내를 배기하기 위한 배기구(70)가 설치되어 있다. 한편, 케이싱(60)의 윗면에는 공급구(71)가 설치되어 있어 공급구(71)로부터 소정의 가스, 예를 들어 청정공기나 질소가스가 공급되면, 케이싱(60)내에는 다운 플로우가 형성된다.

또한, 포스트엑스포져베이킹장치(44)에는 웨이퍼(W)를 반출입시킬 때에 웨이퍼(W)를 지지하고 승강시키는 승강핀(72)이 설치되어 있으며, 플레이트(61)에 형성된 관통구멍(73)을 관통하여 출몰가능하게 되어 있다. 또한 플레이트(61)상에는 가열처리중 웨이퍼(W)를 지지하기 위한 프록시미티 핀(74)이 동일원주상에 3개소에 설치되어 있다.

다음에 이상과 같이 구성된 가열처리장치로서의 포스트엑스포져베이킹장치 (44)의 작용을 도포현상처리시스템(1)에서 행하여지는 웨이퍼(W)의 도포현상처리의 프로세스와 함께 설명한다.

먼저, 웨이퍼반송체(7)가 카세트(C)에서 미처리된 웨이퍼(W)를 1매 꺼내어, 제 3 처리장치군(G3)에 속하는 얼라이먼트장치(32)로 반입한다. 이어서 얼라이먼트장치(32)로서 위치 맞춤이 종료된 웨이퍼(W)는, 주반송장치(13)에 의해서 어드히젼장치(31), 쿨링장치(30), 레지스트도포장치(15 또는 17), 프리베이킹장치(33 또는 34)에 차례로 반송되어 소정의 처리가 실시된다. 그 후 웨이퍼(W)는 익스텐션·쿨링장치(41)에 반송된다.

이어서 웨이퍼(W)는 익스텐션·쿨링장치(41)로부터 웨이퍼반송체(50)에 의해서 꺼내어지고, 그 후 주변노광장치(51)를 지나 노광장치(52)로 반송된다. 노광처리가 종료된 웨이퍼(W)는 웨이퍼반송체(50)에 의해 익스텐션장치(42)로 반송된 후, 주반송장치(13)에 유지된다. 이어서 이 웨이퍼(W)는 포스트엑스포져베이킹장치(44 또는 45)로 반송된다.

다음에 포스트엑스포져베이킹장치(44)에 있어서의 웨이퍼(W)의 작용을 도 6의 플로우에 따라서 설명한다.

먼저, 전처리가 종료된 웨이퍼(W)가 반송체(50)에 의해서 포스트 엑스포져베이킹장치(44)내로 반입되어, 미리 상승하여 대기하고 있는 승강핀(72)에 받아넘겨진다. 그리고 승강핀(72)의 하강에 따라 웨이퍼(W)가 하강하여, 플레이트(61)상의 지지핀(74)에 지지된다. 이 때 미리 소정의 온도로 가열된 플레이트(61)에 의해서 웨이퍼(W)의 가열이 시작된다. 또한, 가열처리중에는 웨이퍼 표면에서 발생한 용제 등을 배기하기 위해서 항상 케이싱(60)내에는 이미 서술한 다운 플로우가 형성되고 있다.

다음에, 2개의 센서부(64)가 아암(66)에 의해서 웨이퍼(W)상의 소정의 위치로 이동하여 대기한다. 이들 센서부(64)는 소정의 타이밍, 예를 들면 가열개시로부터 20초에 웨이퍼 표면에 LED광을 조사하고, 도 7에 나타낸 바와 같은 웨이퍼(W) 표면의 레지스트막에 형성되는 노광부와 미노광부와의 막두께의 단차(d)를 측정한다. 그 측정치는 주제어장치(69)에 보내져서, 미리 주제어장치(69)의 기억부에 기억되어 있던 웨이퍼표면의 단차의 허용치와 비교된다.

여기서, 웨이퍼(W) 표면의 단차의 허용치는, 실험 등에 의해 요구된 가열처리중의 웨이퍼(W) 표면의 단차와 최종 선폭과의 상관관계로부터 결정된다. 이 상관관계로서 예를 들어 도 8에 나타낸 바와 같이, 단차가 작아짐에 따라서 최종 선폭도 작아지는 관계가 있다. 그리고 최종선폭의 허용범위의 경계값에 대응하는 단차의 값이 상기 단차의 허용치가 되어, 미리 주제어장치(69)에 기억되어 있다.

주제어장치(69)는 단차의 측정치가 미리 기억되어 있는 단차의 허용치의 범위내에 없는 경우는, 히터제어장치(63)에 그 데이터를 보내고, 히터제어장치(63)는 보내진 데이터에 기초하여 히터(62)의 설정온도를 조절한다. 예를 들면 단차의 측정치가 단차의 허용치의 범위보다도 큰 경우는, 히터(62)의 설정온도를 내리고, 반대로 단차의 허용치의 범위보다도 작은 경우는, 히터(62)의 설정온도를 올리는 조절이 이루어진다. 한편 단차의 측정치가 단차의 허용치의 범위내인 경우는, 히터제어장치(63)에 데이터는 보내지지 않고, 히터(62)의 설정온도는 그대로 유지된다.

그 후 단차측정이 종료한 센서부(64)는 다시 아암(66)에 의해서 웨이퍼(W) 윗면으로부터 소정의 위치로 퇴피한다. 그리고 웨이퍼(W)는 적절한 온도로 소정시간 가열된다.

가열처리가 종료된 웨이퍼(W)는 다시 승강핀(72)에 지지되어 상승하고, 웨이퍼반송체(7)에 받아넘겨진 후, 포스트엑스포져베이킹장치(44)로부터 반출된다.

이상의 실시형태에 의하면, 포스트엑스포져베이킹장치(44)의 가열처리중에 센서부(64)에 의해서 웨이퍼(W) 표면의 레지스트막의 막두께의 단차를 측정하여, 바로 히터(62)의 설정온도를 적절한 온도로 보정하기 때문에, 웨이퍼(W)의 소위 불 량품의 발생을 감소시키고, 그 결과 생산수율이 향상한다. 또한 측정된 단차가 미리 설정되어 있는 허용치의 범위내에 없는 경우에만 히터(62)의 설정온도를 변경함으로써 필요최소한의 제어로 억제되기 때문에 작업효율이 향상한다.

또한, 센서부(64)가 아암(66)에 의해서 이동가능하기 때문에, 단차측정에 적합한 위치로 이동하여 단차를 측정할 수 있다. 더욱이 케이싱(60)내에 다운 플로우를 형성시켜 놓았기 때문에, 웨이퍼(W)에서 발생하는 용제 등에 의해 센서부(64)가 오염되는 것을 방지할 수 있다.

다음에, 제 2 실시형태로서 구획된 플레이트를 가지는 포스트엑스포져베이킹장치(44)에 대하여 설명한다. 이 제 2 실시형태에 있어서의 포스트엑스포져베이킹장치(44)의 플레이트(81)는 도 9에 나타낸 바와 같이, 동심원형상으로 구획되고, 그 구획된 영역(81a,81b,81c)마다 히터(82a,82b,82c)가 각각 내장되어 있다. 이들 각 히터(82a,82b,82c)는 히터제어장치(83a,83b,83c)에 의해서 개별로 제어되도록 구성되어 있다. 더욱이 각 히터제어장치(83a,83b,83c)는 하나의 주제어장치(69)에 접속되어 있으며, 이 주제어장치(69)는 센서부(64)로 측정한 단차에 기초하여 각 히터제어장치(83a,83b,83c)를 제어하는 기능을 가지고 있다.

제 2 실시형태에 따른 포스트엑스포져베이킹장치(44)는, 제 1 실시형태에 따른 포스트엑스포져베이킹장치(44)와 마찬가지로 하여, 웨이퍼(W)가 반송체(50)에 의해서 반입되고, 플레이트(81)상의 지지핀(74)에 놓여진 후, 각 영역마다의 히터(82a,82b,82c)에 의해서 가열처리 된다. 가열처리중 각 영역에 있어서 다른 타이밍, 예를 들면 가열개시로부터 영역(81a)에서는 20초후, 영역(81b)에서는 30초 후, 영역(81c)에서는 40초후에 센서부(64)에 의해 웨이퍼(W) 표면의 단차가 측정된다. 그들 측정치는, 주제어장치(69)에 보내지고, 그 주제어장치(69)에 있어서, 각 영역마다 미리 기억되어 있는 단차의 허용치와 비교된다. 그리고, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 각 영역의 단차의 측정치가, 허용치의 범위내에 없는 경우에만, 각각의 히터제어장치(83a,83b,83c)에 데이터가 보내져, 히터(82a,82b,82c)의 설정온도가 각 영역마다 조절된다.

이 제 2 실시형태에 의하면, 플레이트(81)의 구획된 영역(81a,81b,81c)마다 웨이퍼(W) 표면에 형성되는 단차를 측정하여, 각 영역마다 가열온도를 조절하기 때문에, 동일 웨이퍼(W) 내의 최종 선폭의 불균일이 억제되어, 웨이퍼(W) 면내의 균일성이 유지된다.

상기 실시형태에서는, 플레이트(81)는 동심원형상으로 구획된 영역(81a,81b, 81c)을 가지고 있으나, 도 11에 나타내는 바와 같이, 플레이트(81)가 방사형상으로 구획된 영역(81d)을 가지고 있어도 본 발명은 적용된다. 또한 도 12에 나타내는 바와 같이, 동심원형상과 방사형상을 조합시켜 보다 세분화된 영역(81e,81f)에 대하여 개별로 가열온도나 가열시간을 제어하도록 하면, 보다 미세한 조정을 하는 것이 가능하다.

여기서 상술한 실시형태에 있어서, 가열처리가 종료할 때에 또 한번 단차를 측정하여, 최종 선폭과의 상관관계로부터 적절한 단차를 형성하고 있는지의 여부를 확인하여도 좋다. 또한 단차의 측정치에 기초하여, 히터의 설정온도를 조절하였으나, 그 대신에 가열시간을 조절하여도 좋다.

또한 상술한 실시형태에서는, 센서부(64)가 웨이퍼(W)로부터 증발하는 용제 등에 의해 오염되지 않도록 다운 플로우를 형성하였으나, 더욱 도 10에 나타낸 바와 같이, 센서부(64)를 덮는 보호부재(90)를 설치하여도 좋다.

또한 이상의 단차측정에 있어서는, 단차측정에 유리한 테스트용의 패턴이 형성되어 있는 전용 테스트용 웨이퍼나 기판을 사용함으로써 보다 정밀도가 높은 측정을 실시할 수 있다. 이러한 테스트용 웨이퍼의 단차측정에 기초한 제어는 웨이퍼의 롯트 사이나, 소정 매수의 생산용 웨이퍼에 대하여 처리한 후에 행하는 것이 바람직하다.

또한 상기 실시형태에서는, 단차를 측정하였을 때의 데이터에 기초하여, 노광후의 가열처리시의 가열온도, 가열시간을 제어하도록 하였으나, 그 대신에 후처리인 현상처리의 현상시간을 제어하도록 하여도 좋다.

앞서 설명한 실시형태는, 반도체웨이퍼 디바이스제조프로세스의 리소그래피공정에 있어서의 웨이퍼 처리시스템에 대해서이지만, 반도체웨이퍼 이외의 기판 예를 들면 LCD기판의 처리시스템에도 응용할 수 있다.

본 발명의 방법에 의하면, 기판의 가열처리중에 기판표면의 도포막의 막두께 단차를 측정하기 때문에, 상기 단차를 측정하기 위해서 기판의 처리를 중단할 필요가 없어진다. 그리고 그 결과에 기초하여, 기판의 가열처리온도나 가열시간을 처리중에 제어할 수가 있기 때문에, 불량품이 감소하여, 생산수율의 향상이 도모된 다. 기판표면의 단차의 측정치에 기초하여 가열온도 또는 가열시간을 제어하는 것으로, 가열처리중의 기판표면의 도포막의 막두께 단차가 소정의 범위내로 유지된다. 그 결과, 상기 단차와 상관관계가 있는 기판의 최종 선폭이 소정의 범위내에 유지됨으로써 불량품이 감소하고, 생산수율의 향상이 도모된다. 기판표면의 도포막의 막두께 단차의 측정치가 미리 설정된 허용치를 넘은 경우에만 기판의 가열온도 또는 가열시간을 제어함으로써 필요없는 제어가 억제되어 작업효율이 향상한다. 구획된 플레이트의 영역마다 기판표면의 도포막의 막두께 단차가 측정되면 기판상의 보다 상세한 범위의 단차를 측정할 수 있다. 또한 동일 플레이트내의 영역사이에 생기는 상기 단차의 불균일도 수정되기 때문에, 동일기판면내의 선폭의 균일성이 향상한다.

본 발명의 장치에 의하면, 가열처리장치가, 단차측정장치를 가지기 때문에, 개별로 상기 단차를 측정하는 장치를 설치할 필요가 없어, 비용을 저감할 수 있다. 또한 가열처리중에, 상기 단차의 측정치에 기초하여 예를 들면, 가열온도 등을 제어하여 보정할 수 있기 때문에, 단차측정장치를 개별로 설치했을 때에 비하여 불량품이 감소하여 생산수율이 향상한다. 단차측정수단의 센서부가 기판상을 이동하기 자유롭기 때문에, 센서부가 기판상의 최적의 위치에서 상기 기판표면의 도포막의 막두께 단차를 측정할 수 있다. 센서부를 덮는 보호부재를 가지는 것으로 센서부의 오염을 방지하여, 센서부의 보호환경이 향상한다. 배기구가 기판의 아래쪽에 설치되어 있으면, 가열처리중에 증발한 용제 등이 기판의 아래쪽으로 배기되기 때문에, 기판의 위쪽에 설치된 센서부의 오염을 방지할 수 있다.

또한 앞서 설명한 실시형태는, 어디까지나 본 발명의 기술적 내용을 명백하게 할 의도의 취지로서 개시된 것으로, 본 발명은 그러한 구체예에 한정되어 해석되는 것이 아니라, 본 발명의 정신과 청구항에 서술하는 범위에서 여러가지로 변경될 수 있는 것이다.

Claims

도포막을 가지는 기판을 노광처리한 후에, 해당 기판을 가열처리하는 방법으로서,

상기 기판의 가열처리중에, 상기 기판표면의 도포막의 막두께 단차를 측정하는 공정을 가지는 가열처리방법.
제 1 항에 있어서, 상기 기판표면의 도포막의 막두께 단차를 측정한 후, 상기 도포막의 막두께 단차의 측정치에 기초하여, 상기 기판의 가열온도를 제어하는 공정을 가지는 가열처리방법.
제 1 항에 있어서, 상기 기판표면의 도포막의 막두께 단차를 측정한 후, 상기 도포막의 막두께 단차의 측정치에 기초하여, 상기 기판의 가열시간을 제어하는 공정을 가지는 가열처리방법.
제 2 항에 있어서, 상기 측정치가 미리 설정된 허용치의 범위내에 없는 경우에만, 상기 제어를 행하는 가열처리방법.
제 3 항에 있어서, 상기 측정치가 미리 설정된 허용치의 범위내에 없는 경우에만, 상기 제어를 행하는 가열처리방법.
도포막을 가지는 기판을 노광처리한 후, 해당 기판을 구획된 영역마다 가열가능한 가열처리장치에 의해 가열처리하는 방법으로서,

상기 가열처리중에, 상기 구획된 영역마다 상기 기판표면의 도포막의 막두께 단차를 측정하는 공정을 가지는 가열처리방법.
제 6 항에 있어서, 상기 기판표면의 도포막의 막두께 단차를 측정한 후, 상기 기판표면의 도포막의 막두께 단차의 측정치에 기초하여, 상기 구획된 영역마다 상기 기판의 가열온도를 제어하는 공정을 가지는 가열처리방법.
제 6 항에 있어서, 상기 기판표면의 도포막의 막두께 단차를 측정한 후, 상기 기판표면의 도포막의 막두께 단차의 측정치에 기초하여, 상기 구획된 영역마다 상기 기판의 가열시간을 제어하는 공정을 가지는 가열처리방법.
제 7 항에 있어서, 상기 측정치가 미리 설정된 허용치를 넘은 경우에만, 상기 구획된 영역마다 상기 제어를 행하는 가열처리방법.
제 8 항에 있어서, 상기 측정치가 미리 설정된 허용치를 넘은 경우에만, 상기 구획된 영역마다 상기 제어를 행하는 가열처리방법.
도포막을 가지는 기판을 노광처리한 후에, 해당 기판을 가열하는 가열처리장치로서,

가열처리중에 상기 기판표면의 도포막의 막두께 단차를 측정할 수 있는 단차측정수단을 가지는 가열처리장치.
제 11 항에 있어서, 상기 단차측정수단은, 상기 도포막의 막두께 단차를 측정하기 위한 센서부를 가지며, 상기 센서부가 상기 기판상을 이동가능한 가열처리장치.
제 12 항에 있어서, 상기 센서부를 덮는 보호부재를 가지는 가열처리장치.
제 11 항에 있어서, 상기 가열처리장치내를 배기하기 위한 배기구를 가지며, 상기 배기구는 상기 기판보다도 아래쪽에 배치되어 있는 가열처리장치.
제 11 항에 있어서, 상기 기판을 얹어 놓고 가열하는 플레이트를 가지며, 상기 플레이트는 구획된 영역마다 개별로 온도조절이 가능한 가열처리장치.
제 11 항에 있어서, 상기 기판을 얹어 놓고 가열하는 플레이트를 가지며, 상기 플레이트는 구획된 영역마다 개별로 가열시간의 조절이 가능한 가열처리장치.
제 15 항에 있어서, 상기 플레이트가 동심원형상으로 구획되어 있는 가열처리장치.
제 17 항에 있어서, 상기 플레이트가 더욱 방사형상으로 구획되어 있는 가열처리장치.
제 16 항에 있어서, 상기 플레이트가 동심원형상으로 구획되어 있는 가열처리장치.
제 19 항에 있어서, 상기 플레이트가 더욱 방사형상으로 구획되어 있는 가열처리장치.