KR20080063118A - 레지스트막을 열처리하기 위한 온도 제어 방법 및 그 장치 - Google Patents

레지스트막을 열처리하기 위한 온도 제어 방법 및 그 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20080063118A
KR20080063118A KR1020070137425A KR20070137425A KR20080063118A KR 20080063118 A KR20080063118 A KR 20080063118A KR 1020070137425 A KR1020070137425 A KR 1020070137425A KR 20070137425 A KR20070137425 A KR 20070137425A KR 20080063118 A KR20080063118 A KR 20080063118A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
temperature
substrate
adjustment
target
information
Prior art date
Application number
KR1020070137425A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101227765B1 (ko
Inventor
준 오오쿠라
에이치 세키모토
히사카즈 나카야마
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20080063118A publication Critical patent/KR20080063118A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101227765B1 publication Critical patent/KR101227765B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/40—Treatment after imagewise removal, e.g. baking
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)

Abstract

본 발명은 레지스트막을 열처리하기 위한 온도 제어에 관한 것으로서 기판 형상의 레지스트막을 열처리하기 위한 온도 제어 방법은 제1 및 제2의 공정을 가진다. 제1의 공정에서는 각 목표 온도를 스텝 형상에 개별적으로 변화시킬 때의 기판의 복수의 계측점에 있어서의 계측 온도의 스텝 응답 파형을 계측하고, 계측 한 스텝 응답 파형을 이용하여 펄스 형상의 목표 온도의 변화에 대한 펄스 응답 파형을 합성하고, 이 펄스 응답 파형에 근거하여 목표 온도를 삼각 형상에 변화시킨 경우의 삼각파 응답 파형을 합성하고, 합성한 응답 파형에 근거하여 목표 온도와 기판의 복수의 계측점에 있어서의 온도와의 관계 정보로서의 행렬을 구한다. 제2의 공정에서는 기판을 열판에 재치하고 목표 온도의 조정전의 기판의 온도를 복수의 계측점으로써 계측 한 계측 온도에 근거해 온도 분포 정보를 구하고 제1의 공정으로 구한 관계 정보 및 온도 분포 정보에 근거해 조정 정보를 산출하고 조정 정보를 결정하는 기술을 제공한다.

Description

레지스트막을 열처리하기 위한 온도 제어 방법 및 그 장치{TEMPERATURE CONTROL METHOD FOR HEATING PROCESS OF RESIST FILM}
본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 기판에 대해서 레지스트를 도포해 레지스트막을 형성하고 또한 노광 후의 레지스트막의 현상을 실시하는 도포 현상 시스템에 탑재되어 열판에 재치한 상태로 기판의 열처리를 실시하는 열처리 장치에 있어서, 열판의 온도를 복수의 계측점으로써 계측했을 때의 각 계측 온도가, 복수의 각 목표 온도에 일치하도록 상기 열판의 온도를 제어하는 온도 제어 방법, 이 온도 제어 방법으로 매우 적합한 조정 장치, 온도 조절기, 프로그램, 기록 매체 및 가열 처리 장치에 관계되는 특히, 과도시에서의 온도의 격차를 억제하는데 매우 적합한 기술에 관한다.
반도체 디바이스의 포트리소그래피 공정에 있어서는 반도체 웨이퍼에 레지스트를 도포하고 이것에 의해 형성된 레지스트막을 소정의 회로 패턴에 따라 노광하고 이 노광 패턴을 현상 처리함으로써 레지스트막에 회로 패턴이 형성되고 있다. 그리고, 레지스트액의 도포 후의 가열 처리(프리베이크), 노광 후의 가열 처리(포스트익스포져 베타), 현상 후의 가열 처리(포스트베이크) 등 여러 가지의 가열 처리를 하고 있다.
이들 레지스트 도포, 노광 후의 현상, 및 가열 처리 등은, 이들의 처리를 실시하는 처리 유니트가 복수 탑재되어 반송 장치에 의해 차례로 반송해 일련의 처리를 실시하는 레지스트 도포·현상 시스템에 의해 행해진다.
이러한 도포 현상 시스템 중에서, 가열 처리를 실시하는 가열 처리 유니트로서는 내부에 히터 및 온도 센서가 배치 설치되어 목표 온도에 온도 제어된 열판 형상에 피처리 기판인 반도체 웨이퍼를 재치해 가열 처리를 실시하도록 한 것이 일반적으로 이용되고 있다(예를 들면, 일본국 특개평11-067619호 공보 참조).
종래, 이러한 가열 처리 유니트에 있어서는 원반 형상의 반도체 웨이퍼의 열판에 의한 열처리를 불균형 없이 균일하게 실시하기 위해서 열판의 온도를 균일하게 되도록 제어하고 있지만, 반도체 웨이퍼를 열판에 탑재해 열처리를 개시한 과도시 등에 있어서는, 열판의 온도를 균일하게 제어하고 있어도 반도체 웨이퍼의 온도와 열판의 온도는 동일하지 않고 또, 반도체 웨이퍼는 그 면내의 위치, 예를 들면, 중앙 위치보다 외주위 위치가 방열하기 쉽기 때문에 반도체 웨이퍼의 면내에서 온도의 불균형이 생겨 버린다. 또, 레지스트 도포·현상 시스템에는 다수의 가열 처리 유니트가 탑재되고 있지만 이들의 가열 처리 유니트간의 불균형도 존재하고 가열 처리 유니트에 의해서도 기판의 가열 온도의 불균형이 생겨 버린다.
이와 같이 종래에서는 열판의 온도를 원하는 상태에 제어해도 반도체 웨이퍼의 온도를 원하는 온도 상태로 하는 것이 곤란했다.
본 발명은, 반도체 웨이퍼등의 기판을, 원하는 온도 상태에 제어할 수가 있는 온도 제어 방법, 이 온도 제어 방법으로 매우 적합한 조정 장치, 온도 조절기, 프로다람, 기록 매체 및 가열 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1의 관점에서는, 기판에 대해서 레지스트를 도포해 레지스트막을 형성하고 또한 노광 후의 레지스트막의 현상을 실시하는 도포 현상 시스템에 탑재되어 열판에 재치한 상태로 기판의 가열 처리를 실시하는 가열 처리 유니트에 있어서, 상기 열판의 온도를 복수의 계측점으로써 계측 했을 때의 각 계측 온도가, 각 목표 온도에 일치하도록 상기 열판의 온도를 제어하는 제어 방법으로서, 상기 각 목표 온도를 스텝 상황에 개별적으로 변화시킬 때의 기판의 상기 복수의 계측점에 있어서의 계측 온도의 스텝 응답 파형을 계측하고, 계측 한 상기 스텝 응답 파형을 이용해, 펄스 형상의 목표 온도의 변화에 대한 펄스 응답 파형을 합성하고, 이 펄스 응답 파형에 근거해 목표 온도를 삼각 형상에 변화시킨 경우의 삼각파 응답 파형을 합성하고 합성한 응답 파형에 근거해 상기 목표 온도와 기판의 상기 복수의 계측점에 있어서의 온도의 관계 정보로서의 행렬을 구하는 제1의 공정과, 기판을 상기 열판에 재치해, 상기 목표 온도의 조정 전의 기판의 온도를 상기 복수의 계측점으로써 계측 한 계측 온도에 근거해 온도 분포 정보를 구하고, 상기 제1의 공정으로 구한 상기 관계 정보 및 상기 온도 분포 정보에 근거해 조정 정보를 산출 해 조정 정보를 결정하는 제2의 공정과, 상기 제2의 공정으로 구한 상기 조정 정보에 근거해 상기 목표 온도를 조정하는 제3의 공정을 포함한 온도 제어 방법을 제공한다.
여기서, 관계 정보라는 것은 목표 온도와 기판의 온도와의 관계를 나타내는 정보를 말하고 이 관계 정보는 기판의 온도 및 목표 온도 중 한쪽으로부터 다른쪽을 예측할 수 있는 것인 것이 바람직하다. 이 관계 정보는 목표 온도로부터 기판의 온도에의 과도적인 입출력 관계를 나타내는 정보인 것이 바람직하고, 예를 들면, 간섭 상태를 나타내는 행렬, 전달 함수 혹은, 상태 공간 표현 등으로 있는 것이 바람직하다.
또한 목표 온도의 조정은 과도적 상태, 정상 상태중 어느쪽 상태에서도 적용할 수 있는 것이고, 필요한 때에만 예를 들면 목표 온도의 설정을 변경했을 때나 과도적일때시에만 실시하도록 할 수가 있다.
조정 전이라는 것은 관계 정보를 이용한 목표 온도의 조정을 실시하기 전, 즉, 본 발명에 의한 조정을 실시하기 전, 따라서 종래와 같은 제어 상태를 말한다.
온도 분포 정보라는 것은 기판의 온도의 분포를 나타내는 정보를 말하고, 기판의 각 위치에 있어서의 온도 혹은 각 위치에 있어서의 기준 온도로부터의 온도차 등의 정보를 말한다. 이 온도 분포 정보로부터 조정 전의 기판의 온도 분포, 예를 들면, 기판의 온도의 불균형을 파악할 수가 있다. 목표 온도의 조정 전의 기판의 온도 분포 정보는 미리 계측한 과거의 처리에 있어서의 기판의 온도로서 구할 수가 있다.
조정 정보라는 것은, 목표 온도의 조정에 이용하는 정보를 말하고, 예를 들면, 조정 후의 목표 온도의 값 그 자체로서도 좋고, 조정전의 목표 온도를 기준으로서 거기에 가산 혹은 감산해야 할 온도의 값으로서도 좋고 이 조정 정보는 목표 온도의 조정이 필요한 기간에서의 복수의 시점에 있어서의 온도의 값, 혹은 상기 기간에서의 시계열의 온도 데이터로서도 좋고 또한 시계열의 온도 데이터에 대응하는 전달 함수 등으로 있어도 괜찮다.
복수의 계측점은 기판에 있어서 온도를 원하는 온도에 제어하려고 하는 위치, 예를 들면, 온도의 불균형을 억제하려고 하는 위치인 것이 바람직하다. 불균형이라는 것은 예를 들면 복수의 계측점으로써 계측되는 평균 온도로부터의 불균형이나 기준이 되는 계측점으로써 검출되는 기준 온도로부터의 불균형 등을 말한다.
또, 펄스 응답 파형을 합성한다는 것은 실제로 계측 한 스텝 응답 파형에 근거해 겹쳐 맞춤 등을 이용해, 펄스 응답 파형을 연산하는 것을 말한다. 이 합성에 의해 여러 가지의 목표 온도의 입력 파형에 대한 응답 파형을 구할 수가 있다.
상기 제 1의 관점에 의하면 제1의 공정에 있어서, 시험용 기판을 이용해 계측 한 스텝 응답 파형을 이용해 펄스 응답 파형을 합성하고, 이 펄스 응답 파형에 근거해 상기 목표 온도와 상기 시험 기판의 상기 복수의 계측점에 있어서의 온도와의 관계를 나타내는 관계 정보를 구하고, 제2의 공정에 있어서 상기 시험용 기판을 이용해 조정전의 상기 시험용 기판의 온도를 상기 복수의 계측점으로써 계측 한 계측 온도에 근거해 구한 온도 분포 정보와 상기 제1의 공정으로 구한 상기 관계 정보에 근거해 조정 정보를 결정하고, 제3 공정에 있어서 상기 제2의 공정으로 구 한 상기 조정 정보에 근거해 상기 목표 온도를 조정하므로, 기판의 복수의 계측점에 있어서의 온도를 원하는 온도로 할 수 있고 예를 들면, 복수의 계측점의 온도의 불균형을 억제한 상태로 할 수 있다.
상기 제 1의 관점에 있어서, 상기 제1의 공정은 시간적으로 다른 복수의 상기 펄스 응답 파형을 합성하도록 할 수가 있다.
여기서, 시간적으로 다른 복수의 응답 파형이라는 것은, 시간차이가 있는 복수의 목표 온도의 변화에 개별적으로 대응하는 기판의 복수의 계측점의 복수의 응답 파형을 말한다. 또, 행렬은 복수의 각 목표 온도의 변화에 대한 기판의 복수의 계측점의 온도 변화를 나타내는 것인 것이 바람직하다.
이러한 구성에 의하면, 시간적으로 다른 복수의 상기 펄스 응답 파형으로부터 삼각파 응답 파형을 합성하고, 관계 정보로서의 행렬을 구하므로 시간적인 영향을 고려한 행렬이 되어 관련되는 행렬을 이용함으로 기판의 온도를 원하는 온도 상태에 높은 정밀도로 제어할 수 있다. 원하는 온도 상태라는 것은, 예를 들면, 기판의 위치에 의한 온도 불균형이 억제된 균일한 상태, 혹은, 바람직한 온도 분포가 되고 있는 상태 등을 말한다.
또, 상기 제 1의 관점에 있어서 상기 조정 정보가 상기 복수의 각 목표 온도에 대한 미리 설정된 시점에 있어서의 조정값이고, 상기 제2의 공정에서는, 상기 조정값을, 상기 행렬의 역행열 및 상기 온도 분포 정보에 근거해 산출하도록 할 수가 있다.
여기서, 미리 설정된 시점은 기판을 원하는 온도에 제어하고 싶은 시점인 것 이 바람직하고, 복수의 시점인 것이 바람직하다. 각 시점은 기준이 되는 시점, 예를 들면, 기판의 처리가 개시된 시점을 기준으로서 설정되는 것이 바람직하다. 또, 역행열은 의사 역행열로서도 좋다. 덧붙여 역행열을 이용하는 경우 없이, 연립 방정식을 풀어 조정값을 산출하도록 해도 괜찮다.
이러한 구성에 의하면 원하는 온도 상태로부터의 온도의 차이에 대응하는 온도 분포 정보로부터 역행열을 이용해 상기 온도의 차이를 해소하는데 필요한 조정값을 미리 설정된 시점에 대응해 산출할 수가 있어 이 조정값에 따라 목표 온도를 조정함으로써, 미리 설정된 시점에 있어서의 기판의 온도의 차이가 해소되어 원하는 온도 상태에 제어된다.
또한 상기 제 1의 관점에 있어서, 상기 제2의 공정에서는 적어도 조정값을 랜덤에 변화시키는 것과 동시에 상기 행렬을 포함한 평가식을 이용한 탐색 수법에 의해 조정값의 최적값을 탐색할 수가 있다.
탐색 수법으로서는, 예를 들면 유전적 알고리즘, 시뮬레이텟드·어닐링(SA) 법 등이 있다. 또한 최적값의 검색은 산출된 조정값을 초기값으로 하고 행렬을 포함한 평가식을 이용한 유전적 알고리즘에 의해 조정값의 최적값을 탐색하도록 해도 괜찮다.
이러한 구성에 의하면 유전적 알고리즘 등의 탐색 수법에 의해 조정값의 최적값을 탐색하므로 탐색된 조정값을 이용해 목표 온도를 조정함으로써 기판의 온도를 보다 높은 정밀도로 원하는 온도 상태에 제어할 수가 있다.
또, 상기 제 1의 관점에 있어서 상기 온도 분포 정보를 구하는 처리와 상기 제1의 공정으로 구한 상기 관계 정보 및 상기 온도 분포 정보에 근거해 조정 정보를 산출하는 처리를 여러 차례 반복해 조정 정보를 결정하도록 할 수가 있다.
이와 같이, 이들 처리를 여러 차례 반복해 조정 정보를 결정함으로써, 고정밀도의 조정 정보를 구할 수 있다. 이 경우에 복수의 조정 정보의 산출 처리의 각각을 다른 시간에 대해서 실시하도록 할 수가 있다.
또한, 상기 제2의 공정에서는 상기 조정 정보의 산출 처리에 앞서, 기판을 상기 열판에 재치해 온도를 안정화하는 온도 안정화 처리를 1회 또는 여러 차례 실시하도록 할 수가 있다.
이것에 의해 조정 정보의 산출 처리 시에 온도 안정성을 높일 수가 있어 고정밀도로 조정 정보를 구할 수가 있다.
상기 제2의 공정에서는 온도 안정화 처리 시에 기판면내의 온도와 목표 온도의 온도차를 맞추어 넣는 오프세트 조정을 실시하도록 할 수가 있어 이것에 의해, 조정 시간을 단축할 수가 있다.
본 발명의 제2의 관점에서는, 기판에 대해서 레지스트를 도포해 레지스트막을 형성하고 또한 노광 후의 레지스트막의 현상을 실시하는 도포 현상 시스템에 탑재되어 열판에 재치한 상태로 기판의 열처리를 실시하는 열처리 장치에 있어서, 상기 열판의 온도를 복수의 계측점으로써 계측했을 때의 각 계측 온도가, 복수의 각 목표 온도에 일치하도록 상기 열판의 온도를 제어함과 동시에 조정 정보에 따라, 상기 각 목표 온도를 조정하는 온도 제어장치의 상기 조정 정보를 구하는 조정 장치로서, 상기 목표 온도와 기판의 온도의 관계를 나타내는 관계 정보와 상기 목표 온도의 조정전의 기판의 온도 분포 정보에 근거해, 상기 기판의 온도를 원하는 온도 상태에 조정하기 위한 상기 조정 정보를 연산하는 연산 수단을 구비하고 상기 연산 수단은, 상기 각 목표 온도를 스텝 형상에 개별적으로 변화시킬 때의 기판의 상기 복수의 계측점에 있어서의 계측 온도의 스텝 응답 파형을 계측하고, 계측 한 상기 스텝 응답 파형을 이용해, 펄스 형상의 목표 온도의 변화에 대한 펄스 응답 파형을 합성하고 이 펄스 응답 파형에 근거해, 목표 온도를 삼각 형상에 변화시킨 경우의 삼각파 응답 파형을 합성하고, 합성한 응답 파형에 근거해 상기 목표 온도와 기판의 상기 복수의 계측점에 있어서의 온도와의 관계 정보로서의 행렬을 산출하는 제1의 산출부와 상기 목표 온도의 조정전의 상기 기판의 온도를 상기 복수의 계측점으로써 계측 한 계측 온도에 근거해 상기 온도 분포 정보를 산출하는 제2의 산출부를 구비하는 조정 장치를 제공한다.
여기서, 상기 관계 정보는 해당 조정 장치의 기억부에 격납하고 있어도 괜찮고, 외부의 기억장치에 격납되고 있는 관계 정보를 독출하여 이용해도 괜찮고, 혹은, 계측 데이터에 근거해 관계 정보를 연산 산출하도록 해도 괜찮다. 조정 장치와 온도 제어장치를 무선 혹은 유선으로 접속해 연산 수단으로 연산한 조정 정보를 온도 제어장치에 통신으로 송신하는 것이 바람직하다.
상기 목표 온도를 변화시킬 때의 상기 기판의 복수의 계측점에 있어서의 계측 온도 혹은 상기 목표 온도의 조정전의 상기 기판의 온도를 복수의 계측점으로써 계측 한 계측 온도의 데이터는, 미리 계측되어 파일 등에 격납된 데이터를 이용해도 괜찮고, 온도 로거 등의 계측 장치를 해당 조정 장치에 접속하고 계측하고 구해 지는 계측 온도의 데이터 그것을 이용하도록 해도 괜찮다.
상기 제 2의 관점에 의하면 제1의 산출부에 있어서, 각 목표 온도를 스텝 형상에 개별적으로 변화시킬 때의 기판의 복수의 계측점에 있어서의 계측 온도의 스텝 응답 파형을 계측하는 것만으로, 목표 온도를 펄스 형상에 변화시킬 때의 복수의 계측점에 있어서의 펄스 응답 파형을 합성하므로, 관련되는 응답 파형을 이용해, 목표 온도와 기판의 복수의 계측점의 온도와의 사이의 상세한 관계를 나타내는 관계 정보를 구할 수 있고 제2의 산출부에 있어서, 상기 조정 전의 기판의 온도를 복수의 계측점으로써 계측 한 계측 온도에 근거해, 조정 정보를 연산할 수가 있다.
상기 제 2의 관점에 있어서 상기 상기 제1의 산출부는, 시간적으로 다른 복수의 상기 펄스 응답 파형을 합성하도록 할 수가 있다. 또, 상기 조정 정보가, 상기 복수의 각 목표 온도에 대한 미리 설정된 시점에 있어서의 조정값이고, 상기 연산 수단은 상기 조정값을, 상기 행렬의 역행열 및 상기 온도 분포 정보에 근거해 산출하도록 할 수가 있다. 또한 상기 연산 수단은 적어도 조정값을 랜덤에 변화시키는 것과 동시에, 상기 행렬을 포함하는 평가식을 이용한 탐색 수법에 의해 조정값의 최적값을 탐색하도록 할 수가 있다.
본 발명의 제3의 관점에서는 기판에 대해서 레지스트를 도포해 레지스트막을 형성하고, 또한 노광 후의 레지스트막의 현상을 실시하는 도포 현상 시스템에 탑재되어 열판에 재치한 상태로 기판의 열처리를 실시하는 열처리 장치에 있어서, 상기 열판의 온도를 복수의 계측점으로써 계측했을 때의 각 계측 온도가, 복수의 각 목표 온도에 일치하도록 상기 열판의 온도를 제어함과 동시에 조정 정보에 따라 상기 각 목표 온도를 조정하는 온도 제어장치의 상기 조정 정보를 구하는 조정장치 로서 상기 목표 온도를 변화시킬 때의 기판의 복수의 계측점에 있어서의 계측 온도 및 상기 목표 온도의 조정전의 기판의 상기 복수의 계측점에 있어서의 계측 온도에 근거하고, 기판의 온도를 원하는 온도 상태에 조정하기 위한 상기 조정 정보를 연산하는 연산 수단을 구비하고 상기 연산 수단은, 상기 각 목표 온도를 스텝 형상에 개별적으로 변화시킬 때의 기판의 상기 복수의 계측점에 있어서의 계측 온도의 스텝 응답 파형을 계측하고, 계측 한 상기 스텝 응답 파형을 이용해 펄스 형상의 목표 온도의 변화에 대한 펄스 응답 파형을 합성하고, 이 펄스 응답 파형에 근거해 목표 온도를 삼각 형상에 변화시킨 경우의 삼각파 응답 파형을 합성하고, 합성한 응답 파형에 근거해, 상기 목표 온도와 기판의 상기 복수의 계측점에 있어서의 온도와의 관계 정보로서의 행렬을 산출하는 제1의 산출부와 상기 목표 온도의 조정전의 기판의 온도를 상기 복수의 계측점으로써 계측 한 계측 온도에 근거해, 상기 온도 분포 정보를 산출하는 제2의 산출부를 구비하는 조정 장치를 제공한다.
상기 제 3의 관점에 의하면 목표 온도를 변화시킬 때의 기판의 복수의 계측점에 있어서의 계측 온도 및 목표 온도의 조정전의 기판의 상기 복수의 계측점에 있어서의 계측 온도에 근거하고, 기판을 원하는 온도 상태로 하기 위한 목표 온도의 조정 정보를 연산하므로 이 조정 정보를 온도 제어장치에게 주어 온도 제어장치가 조정 정보에 따라 목표 온도를 조정해 처리 수단의 온도를 제어함으로써, 기판이 원하는 온도 상태에 제어되어 처리된다.
상기 제 2 및 제3의 관점에 있어서 상기 원하는 온도 상태가, 상기 기판의 복수의 계측점에 있어서의 계측 온도의 불균형이 억제된 상태인 것이 바람직하다. 여기서, 불균형이 억제된 상태라는 것은 목표 온도의 조정을 실시하기 전 즉, 종래보다 불균형이 억제된 상태를 말한다. 또, 상기 온도 제어장치가, 상기 각 목표 온도와 상기 각 검출 온도와의 편차에 근거해 온도 제어를 행하는 것 으로서, 상기 조정 정보에 따라 상기 각 목표 온도 및 상기 각 검출 온도의 적어도 어느쪽이든 한쪽을 조정하도록 구성할 수가 있다.
이와 같이, 온도 제어장치는 목표 온도와 검출 온도의 편차를 작게 하도록제어함으로써, 목표 온도에 대신해 검출 온도를 조정해 목표 온도를 조정한 경우와 동일한 작용 효과를 가질 수가 있고 혹은, 목표 온도 및 검출 온도의 양자를 조정해 동일한 작용 효과를 가질 수가 있다.
본 발명의 제4의 관점에서는 기판을 처리하는 처리 수단의 온도를 복수의 검출점으로써 검출한 각 검출 온도가, 복수의 각 목표 온도에 일치하도록 상기 처리 수단의 온도를 제어하는 온도 조절기로서, 본 발명과 관련되는 조정 장치에 의해 구해진 조정 정보에 따라, 상기 각 목표 온도를 조정하는 것이다.
상기 온도 조절기에 있어서 조정 장치로부터의 조정 정보를 통신에 의해 수신하고 그 안에 설치된 기억부에 격납하는 것이 바람직하다.
상기 제 4의 관점에 의하면 조정 정보에 따라, 목표 온도를 조정함으로써, 기판을 원하는 온도 상태에 제어해 처리할 수가 있다.
본 발명의 제5의 관점에서는 기판에 대해서 레지스트를 도포해 레지스트막을 형성하고, 또한 노광 후의 레지스트막의 현상을 실시하는 도포 현상 시스템에 탑재 되어 열판에 재치한 상태로 기판의 열처리를 실시하는 열처리 장치에 있어서, 상기 열판의 온도를 복수의 계측점으로써 계측했을 때의 각 계측 온도가, 복수의 각 목표 온도에 일치하도록 상기 열판의 온도를 제어하는 온도 조절기로서 상기 목표 온도와 기판의 온도의 관계를 나타내는 관계 정보를 이용하고 기판의 온도를 원하는 온도 상태에 조정하기 위한 상기 조정 정보를 연산하는 연산 수단을 구비하고 상기 연산 수단은 상기 각 목표 온도를 스텝 형상에 개별적으로 변화시킬 때의 기판의 상기 복수의 계측점에 있어서의 계측 온도의 스텝 응답 파형을 계측하고, 계측 한 상기 스텝 응답 파형을 이용해, 펄스 형상의 목표 온도의 변화에 대한 펄스 응답 파형을 합성하고, 이 펄스 응답 파형에 근거해 목표 온도를 삼각 형상에 변화시킨 경우의 삼각파 응답 파형을 합성하고 합성한 응답 파형에 근거해 상기 목표 온도와 기판의 상기 복수의 계측점에 있어서의 온도와의 관계 정보로서의 행렬을 산출하는 제1의 산출부와 상기 목표 온도의 조정전의 상기 기판의 온도를 상기 복수의 계측점으로써 계측 한 계측 온도에 근거해, 상기 온도 분포 정보를 산출 하는 제2의 산출부를 구비하는 온도 조절기를 제공한다.
상기 제 5의 관점에서는 관계 정보를 이용해 기판을 원하는 온도 상태로 하기 위한 목표 온도의 조정 정보를 연산하고 이 조정 정보에 따라, 목표 온도를 조정해 처리 수단의 온도를 제어하므로 기판이 원하는 온도 상태에 제어되게 된다.
본 발명의 제6의 관점에서는, 기판에 대해서 레지스트를 도포해 레지스트막을 형성하고 또한 노광 후의 레지스트막의 현상을 실시하는 도포 현상 시스템에 탑재되어 열판에 재치한 상태로 기판의 열처리를 실시하는 열처리 장치에 있어서 상 기 열판의 온도를 복수의 계측점으로써 계측했을 때의 각 계측 온도가, 복수의 각 목표 온도에 일치하도록 상기 열판의 온도를 제어함과 동시에 조정 정보에 따라 상기 각 목표 온도를 조정하는 온도 제어장치의 상기 조정 정보를 구하는 프로그램으로서, 상기 각 목표 온도를 스텝 형상에 개별적으로 변화시킬 때의 기판의 상기 복수의 계측점에 있어서의 계측 온도의 스텝 응답 파형을 이용해 펄스 형상의 목표 온도의 변화에 대한 펄스 응답 파형을 합성하고, 이 펄스 응답 파형에 근거해 목표 온도를 삼각 형상에 변화시킨 경우의 삼각파 응답 파형을 합성하고, 합성한 응답 파형에 근거해 상기 목표 온도와 기판의 상기 복수의 계측점에 있어서의 온도의 관계 정보로서의 행렬을 연산하는 제1의 순서와 상기 목표 온도의 조정전의 기판의 온도를 상기 복수의 계측점으로써 계측 한 계측 온도에 근거해 온도 분포 정보를 연산하고, 상기 제1의 순서로 구한 상기 관계 정보 및 상기 온도 분포 정보에 근거해 기판을 원하는 온도 상태에 조정하기 위한 조정 정보를 연산하는 제2의 순서를, 컴퓨터에 실행시키는 프로그램을 제공한다.
상기 제 6의 관점에 의하면, 해당 프로그램을 컴퓨터에 실행시키는 것으로, 제1의 순서로 목표 온도와 기판의 온도와의 관계를 나타내는 관계 정보를 연산하고 제2의 순서로 상기 관계 정보와 조정전의 상기 기판의 온도 분포 정보에 근거하고, 상기 기판의 온도를 원하는 온도 상태에 조정하기 위한 상기 조정 정보를 연산하므로 이 조정 정보를 온도 제어장치에게 주어 온도 제어장치가 조정 정보에 따라 목표 온도를 조정해 열판의 온도를 제어함으로써 기판이 원하는 온도 상태에 제어되어 처리되게 된다.
상기 제 6의 관점에 있어서, 상기 제1의 순서는, 시간적으로 다른 복수의 상기 펄스 응답 파형을 합성하도록 할 수가 있다. 또, 상기 조정 정보가 상기 복수의 각 목표 온도에 대한 미리 설정된 시점에 있어서의 조정값이고, 상기 제2의 순서에서는 상기 조정값을 상기 행렬의 역행열 및 상기 온도 분포 정보에 근거해 산출하도록 할 수가 있다. 또한 상기 제2의 순서에서는 적어도 조정값을 랜덤에 변화시키는 것과 동시에, 상기 행렬을 포함한 평가식을 이용한 탐색 수법에 의해 조정값의 최적값을 탐색하도록 할 수가 있다.
또, 상기 제 6의 관점에 있어서 상기 제2의 순서에서는 상기 온도 분포 정보를 연산하는 처리와 상기 제1의 순서로 구한 상기 관계 정보 및 상기 온도 분포 정보에 근거해 조정 정보를 산출하는 처리를 여러 차례 반복해 조정 정보를 결정하도록 할 수가 있다. 이 경우에, 복수의 조정 정보의 산출 처리의 각각을 다른 시간에 대해서 실시하도록 할 수가 있다.
또, 상기 제 6의 관점에 있어서 상기 제2의 순서에서는, 상기 조정 정보의 연산 처리에 앞서 시험용 기판을 상기 열판에 재치하여 온도를 안정화하는 온도 안정화 처리를 1회 또는 여러 차례 실행시키도록 할 수가 있다. 이 경우에 온도 안정화 처리시에 상기 목표 온도가 정상 온도시에 있는 오프세트 조정을 실시하도록 할 수가 있다.
본 발명의 제7의 관점에서는, 상기 프로그램을 기록한 컴퓨터에 독출하여 가능한 기록 매체를 제공한다.
여기서, 기록 매체로서는 예를 들면 플렉시블 디스크, 하드 디스크, 광디스 크, 광학 자기 디스크,CD-ROM, 자기테이프, 불휘발성의 메모리 카드, ROM 등을 이용할 수가 있다.
본 발명의 제8의 관점에서는, 기판에 대해서 레지스트를 도포해 레지스트막을 형성하고, 또 노광 후의 레지스트막의 현상을 실시하는 도포 현상 시스템에 탑재되어 기판의 열처리를 실시하는 열처리 장치로서 기판을 재치하고 기판을 가열하는 열판과 상기 온도 조절기와 상기 온도 조절기의 출력에 의해 상기 열판을 가열하는 조작 수단과 상기 열판의 온도를 복수의 검출점으로써 검출하는 온도 검출 수단을 구비하는 가열 처리 장치를 제공한다.
본 발명은, 반도체 웨이퍼 등의 기판에 레지스트 도포·현상 처리를 가하는 장치에 적용되는 가열 처리 유니트의 온도 제어에 유효하다.
이하, 도면에 의해 본 발명의 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태와 관련되는 온도 제어 방법이 적용되는 가열 처리 유니트가 탑재된 레지스트 도포·현상 처리 시스템을 나타내는 개략 평면도, 도 2는 그 정면도, 도 3은 그 배면도이다.
상기 레지스트 도포·현상 처리 시스템 (1)은 반송 스테이션인 카셋트 스테이션 (11)과 복수의 처리 유니트를 가지는 처리 스테이션 (12)와 처리 스테이션 (12)에 인접해 설치되는 노광 장치 (14)와 처리 스테이션 (12)의 사이에 웨이퍼 (W)를 수수하기 위한 인터페이스 스테이션 (13)을 가지고 있다.
레지스트 도포·현상 처리 시스템 (1)에 있어서 처리를 실시하는 복수매의 웨이퍼 (W)가 수평에 수용된 웨이퍼 카셋트 (CR)이 다른 시스템으로부터 카셋트 스테이션 (11)에 반입된다. 또 반대로 레지스트 도포·현상 처리 시스템 (1)에 있어서의 처리가 종료한 웨이퍼 (W)가 수용된 웨이퍼 카셋트 (CR)이 카셋트 스테이션 (11)으로부터 다른 시스템에 반출된다. 또한 카셋트 스테이션 (11)은 웨이퍼 카셋트 (CR)과 처리 스테이션 (12)의 사이에서의 웨이퍼 (W)의 반송을 실시한다.
카셋트 스테이션 (11)에 있어서는 도 1에 나타나는 바와 같이 카셋트 재치대 (20)상에 X방향을 따라 1열에 복수(도 1에서는 5개)의 위치 결정 돌기 (20a)가 형성되고 있고 웨이퍼 카셋트 (CR)는 웨이퍼 반입출구를 처리 스테이션 (12) 측에 향하여 이 돌기 (20a)의 위치에 재치 가능하게 되어 있다.
카셋트 스테이션 (11)에는 웨이퍼 반송 기구 (21)이 카셋트 재치대 (20)과 처리 스테이션 (12)와의 사이에 위치 하도록 설치되고 있다. 웨이퍼 반송 기구 (21)은 카셋트 배열 방향(X방향) 및 웨이퍼 카셋트 (CR)안의 웨이퍼 (W)의 배열 방향(z방향)으로 이동 가능한 웨이퍼 반송용 픽 (21a)를 가지고 있고 웨이퍼 반송용 픽 (21a)는 도 1안에 나타나는 θ방향으로 회전 가능하다. 이것에 의해, 웨이퍼 반송용 픽 (21a)는 몇개의 웨이퍼 카셋트 (CR)에 대해서 액세스 할 수 있고 또한 후술 하는 처리 스테이션 (12)의 제3 처리 유니트군 (G₃)에 설치된 트랜지션 유니트 (TRS-G3)에 액세스 할 수 있게 되어 있다.
처리 스테이션 (12)에는 시스템 전면 측에, 카셋트 스테이션 (11)측으로부터 차례로, 제1 처리 유니트군 (G₁)과 제2 처리 유니트군 (G₂)가 설치되고 있다. 또, 시스템 배면측에, 카셋트 스테이션 (11)측으로부터 차례로 제3 처리 유니트군 (G₃), 제4 처리 유니트군 (G₄) 및 제5 처리 유니트군 (G5)가 배치되고 있다. 또, 제3 처리 유니트군 (G₃)와 제4 처리 유니트군 (G₄)와의 사이에 제1 주반송부 (A₁)이 설치되고, 제4 처리 유니트군 (G₄)와 제5 처리 유니트군 (G5)의 사이에 제2주반송부 (A₂)가 설치되고 있다. 또한 제1주반송부 (A₁)의 배면측에는 제6 처리 유니트군 (G6)이 설치되고 제2주반송부 (A₂)의 배면측에는 제7 처리 유니트군 (G7)이 설치되고 있다.
도 1 및 도 2에 나타나는 바와 같이 제1 처리 유니트군 (G₁)은 컵(CP) 내에서 웨이퍼 (W)를 스핀 척 (SP)에 실어 소정의 처리를 실시하는 액공급 유니트로서의 5대의 스피너형 처리 유니트, 예를 들면, 3개의 레지스트 도포 유니트 (COT)와 노광시의 빛의 반사를 방지하는 반사 방지막을 형성하는 보텀 코팅 유니트 (BARC)가 모두 5단에 겹쳐져 있다. 또 제2 처리 유니트군 (G₂)에서는 5대의 스피너형 처리 유니트, 예를 들면, 현상 유니트 (DEV)가 5단에 겹쳐져 있다.
제3 처리 유니트군 (G₃)은, 도 3에 나타나는 바와 같이 아래로부터 온조유니트 (TCP), 카셋트 스테이션 (11)과 제1주반송부 (A₁)의 사이에서의 웨이퍼 (W)의 수수부가 되는 트랜지션 유니트 (TRS-G3), 웨이퍼 (W)를 재치대에 실어 소정의 처리를 실시하는 오븐형의 처리 유니트, 원하는 오븐형 처리 유니트 등을 설치할 수가 있는 스페어 공간 (V), 웨이퍼 (W)에 정밀도가 좋은 온도 관리하에서 가열 처리를 가하는 3개의 고정밀도 온조유니트 (CPL-G3), 웨이퍼 (W)에 소정의 가열 처리 를 가하는 4개의 고온도 열처리 유니트 (BAKE)가 10단에 겹쳐져 구성되고 있다.
제4 처리 유니트군 (G₄)는 도 3에 나타나는 바와 같이 아래로부터, 고정밀도 온조유니트 (CPL-G4), 레지스트 도포 후의 웨이퍼 (W)에 가열 처리를 가하는 4개의 프리베이크 유니트 (PAB), 현상 처리 후의 웨이퍼 (W)에 가열 처리를 가하는 5개의 포스트베이크 유니트 (POST)가 10단에 겹쳐져 구성되고 있다.
제5 처리 유니트군 (G5)는 도 3에 나타나는 바와 같이 아래로부터, 4개의 고정밀도 온조유니트 (CPL-G5), 6개의 노광 후 현상전의 웨이퍼 (W)에 가열 처리를 가하는 포스트익스포져 베이크 유니트 (PEB)가 10단에 겹쳐져 있다.
제3~5 처리 유니트군 (G₃~G5)에 설치되고 있는 고온도 열처리 유니트 (BAKE), 프리베이크 유니트 (PAB), 포스트베이크 유니트 (POST), 포스트익스포져 베이크 유니트 (PEB)는 후술하는 바와 같이 모두 같은 구조를 가지고 있어 본 실시 형태의 가열 처리 유니트를 구성한다. 또한 제3~5 처리 유니트군 (G₃~G5)의 겹쳐 쌓는 단수 및 유니트의 배치는, 도시하는 것에 한정하지 않고 임의로 설정하는 것이 가능하다.
제6 처리 유니트군 (G6)는 아래로부터, 2개의 애드히젼 유니트 (AD)와 2개의 웨이퍼 (W)를 가열하는 가열 유니트 (HP)가 4단에 겹쳐져 구성되고 있다. 애드히젼 유니트 (AD)에는 웨이퍼 (W)를 온조 하는 기구를 갖게 해도 괜찮다. 또, 제7 처리 유니트군 (G7)은, 아래로부터, 레지스트 막두께를 측정하는 막두께 측정 장치 (FTI)와 웨이퍼 (W)의 엣지부만을 선택적으로 노광하는 주변 노광 장치 (WEE)가 2단에 겹쳐져 구성되고 있다. 여기서, 주변 노광 장치 (WEE)는 다단에 배치해도 상관없다. 또, 제2주반송부 (A₂)의 배면측에는 제1주반송부 (A₁)의 배면측과 동일하게 가열 유니트 (HP) 등의 열처리 유니트를 배치할 수도 있다.
제1주반송부 (A₁)에는 제1 주웨이퍼 반송 장치 (16)이 설치되고 이 제1주웨이퍼 반송 장치 (16)은 제1 처리 유니트군 (G₁), 제3 처리 유니트군 (G₃), 제4 처리 유니트군 (G₄)와 제6 처리 유니트군 (G6)에 구비되어진 각 유니트에 선택적으로 액세스 가능하게 되어 있다. 또, 제2 주반송부 (A₂)에는 제2 주웨이퍼 반송 장치 (17)이 설치되고 이 제2 주웨이퍼 반송 장치 (17)은 제2 처리 유니트군 (G₂), 제4 처리 유니트군 (G₄), 제5 처리 유니트군 (G5), 제7 처리 유니트군 (G7)에 구비되어진 각 유니트에 선택적으로 액세스 가능하게 되어 있다.
제1 주웨이퍼 반송 장치 (16)은 도 4에 나타나는 바와 같이 웨이퍼 (W)를 보관 유지하는 3개의 아암 (7a, 7b, 7c)를 가지고 있다. 이들, 아암 (7a~7c)는 기초대 (52)를 따라 전후 이동 가능하게 되어 있다. 기초대 (52)는 지지부 (53)에 회전 가능하게 지지를 받고, 지지부 (53)에 내장된 모터에 의해 회전되게 되어 있다. 지지부 (53)은 수직 방향으로 연장하는 지지기둥 (55)를 따라 승강 가능하게 되어 있다. 지지기둥 (55)에는 수직 방향을 따라 슬리브 (55a)가 형성되고 있어 지지부 (53)으로부터 측쪽에 돌출하는 플랜지부 (56)이 슬리브 (55a)에 슬라이드 가능하게 되어 있고 지지부 (53)은 도시하지 않는 승강기구에 의해 플랜지부 (56)을 개재시켜 승강 되게 되어 있다. 이러한 구성에 의해, 제1 주웨이퍼 반송 장치 (16)의 아암 (7a~7c)는 X방향, Y방향, Z방향의 각 방향에 이동 가능하고 또한 XY면내에서 회전 가능하고, 이것에 의해 먼저 기술한 것처럼 제1 처리 유니트군 (G₁), 제3 처리 유니트군 (G₃), 제4 처리 유니트군 (G₄) 및 제6 처리 유니트군 (G6)의 각 유니트에 각각 액세스 가능하게 되어 있다.
또한 아암 (7a)와 아암 7b와의 사이에 양암으로부터의 방사열을 차단하는 차폐판 (8)이 장착되고 있다. 또, 최상단의 아암 (7a)의 선단부 윗쪽에는 발광소자(도시하지 않음)가 장착된 센서 부재 (59)가 설치되고 있고 기초대 (52)의 선단에는 수광 소자(도시하지 않음)가 설치되고 있고 이들 발광소자 및 수광 소자로부터 이루어지는 광학 센서에 의해 아암 (7a~7c)에 있어서의 웨이퍼 (W)의 유무와 웨이퍼 (W)의 돌출 등이 확인되게 되어 있다. 또한 도 4에 나타내는 벽부 (57)은 제1 처리 유니트군 (G₁)측에 있는 제1 주반송부 (A₁)의 하우징의 일부이고, 벽부 (57)에는, 제1 처리 유니트군 (G₁)의 각 유니트와의 사이에 웨이퍼 (W)의 수수를 실시하는 창부 (57a)가 형성되고 있다. 제2 주웨이퍼 반송 장치 (17)은 제1 주웨이퍼 반송 장치 (16)과 동일한 구조를 가지고 있다.
제1 처리 유니트군 (G₁)과 카셋트 스테이션 (11)의 사이에는 액체의 온도조절 펌프 (24) 및 닥트 (28)이 설치되고 제2 처리 유니트군 (G₂)와 인터페이스 스테이션 (13)의 사이에는 액체의 온도 조절 펌프 (25) 및 닥트 (29)가 설치되고 있다. 액체의 온도 조절 펌프 (24, 25)는, 각각 제1 처리 유니트군 (G₁)과 제2 처 리 유니트군 (G₂)에 소정의 처리액을 공급하는 것이다. 또, 닥트 (28, 29)는, 레지스트 도포·현상 처리 시스템 (1)외에 설치된 도시하지 않는 공기조절기로부터의 청정한 공기를 각 처리 유니트군 (G₁~G5)의 내부에 공급하기 위한 것이다.
제1 처리 유니트군 (G₁)~ 제7 처리 유니트군 (G7)은, 메인터넌스를 위해서 제외가 가능하게 되어 있고 처리 스테이션 (12)의 배면측의 패널도 분리 또는 개폐 가능하게 되어 있다. 또, 제1 처리 유니트군 (G₁)과 제2 처리 유니트군 (G₂)의 아래쪽에는 제1 처리 유니트군 (G₁)과 제2 처리 유니트군 (G₂)에 소정의 처리액을 공급하는 화학 유니트 (CHM; 26, 27)이 설치되고 있다.
인터페이스 스테이션 (13)은 처리 스테이션 (12)측의 제1 인터페이스 스테이션 (13a)와 노광 장치 (14)측의 제2 인터페이스 스테이션 (13b)로 구성되고 있고 제1 인터페이스 스테이션 (13a)에는 제5 처리 유니트군 (G5)의 개구부와 대면하도록 제1 웨이퍼 반송체 (62)가 배치되고 제2 인터페이스 스테이션 (13b)에는 X방향으로 이동 가능한 제2 웨이퍼 반송체 (63)이 배치되고 있다.
제1 웨이퍼 반송체 (62)의 배면측에는, 도 3에 나타나는 바와 같이 아래로부터 차례로 노광 장치 (14)로부터 반출된 웨이퍼 (W)를 일시 수용하는 아웃용 버퍼 카셋트 (OUTBR), 노광 장치 (14)에 반송되는 웨이퍼 (W)를 일시 수용하는 인용 버퍼 카셋트 (INBR), 주변 노광 장치 (WEE)가 쌓여 구성된 제8 처리 유니트군 (G8)가 배치되고 있다. 인용 버퍼 카셋트 (INBR)과 아웃용 버퍼 카셋트 (OUTBR)는, 복수매, 예를 들면 25매의 웨이퍼 (W)를 수용할 수 있게 되어 있다. 또, 제1 웨이퍼 반송체 (62)의 정면 측에는, 도 2에 나타나는 바와 같이 아래로부터 차례로, 2단의 고정밀도 온조유니트 (CPL-G9)와 트랜지션 유니트 (TRS-G9)가 쌓여 구성된 제9 처리 유니트군 (G9)가 배치되고 있다.
제1 웨이퍼 반송체 (62)는 Z방향으로 이동 가능한 동시에 θ방향으로 회전 가능하고 또한 X-Y면내에 있어서 진퇴 자유로운 웨이퍼 수수용의 포크 (62a)를 가지고 있다. 이 포크 (62a)는 제5 처리 유니트군 (G5), 제8 처리 유니트군 (G8), 제9 처리 유니트군 (G9)의 각 유니트에 대해서 선택적으로 액세스 가능하고, 이것에 의해 이들 유니트간에서의 웨이퍼 (W)의 반송을 실시하는 것이 가능하게 되어 있다.
제2 웨이퍼 반송체 (63)도 동일하게 X방향 및 Z방향으로 이동 가능하고 m한 θ방향으로 회전 가능하고, 또 X-Y면내에 있어서 진퇴 자유로운 웨이퍼 수수용의 포크 (63a)를 가지고 있다. 상기 포크 (63a)는 제9 처리 유니트군 (G9)의 각 유니트와 노광 장치 (14)의 인 스테이지 (14a) 및 아웃 스테이지 (14b)에 대해서 선택적으로 액세스 가능하고, 이들 각부의 사이에 웨이퍼 (W)의 반송을 실시할 수가 있게 되어 있다.
도 2에 나타나는 바와 같이 카셋트 스테이션 (11)의 아래쪽에는 레지스트 도포·현상 처리 시스템 (1) 전체를 제어하는 집중 제어부 (19)가 설치되고 있다. 상기 집중 제어부 (19)는 도 5에 나타나는 바와 같이 레지스트 도포·현상 처리 시스템 (1)의 각 유니트 및 각 반송 기구 등의 각 구성부를 제어하는 CPU를 구비한 프로세스 콘트롤러 (101)을 갖고, 상기 프로세스 콘트롤러 (101)에는 공정관리자가 레지스트 도포·현상 처리 시스템 (1)의 각 구성부를 관리하기 위해서 커맨드의 입력 조작 등을 실시하는 키보드나, 레지스트 도포·현상 처리 시스템 (1)의 각 구성부의 가동 상황을 가시화해 표시하는 디스플레이 등으로부터 이루어지는 유저 인터페이스 (102)와 레지스트 도포·현상 처리 시스템 (1)으로 실행되는 각종 처리를 프로세스 콘트롤러 (101)의 제어에서 실현시키기 위한 제어 프로그램이나, 처리 조건에 따라 레지스트 도포·현상 처리 시스템 (1)의 각 구성부에 소정의 처리를 실행시키기 위한 제어 프로그램 즉 레시피나, 각종 데이터 베이스등이 격납된 기억부 (103)이 접속되고 있다. 레시피는 기억부 (103)안의 기억 매체에 기억되고 있다. 기억 매체는 하드 디스크 등의 고정적으로 설치되고 있는 것으로서도 좋고,CDROM, DVD, 플래쉬 메모리의 가반성의 것으로서도 좋다. 또, 다른 장치로부터, 예를 들면 전용회선을 개재시켜 레시피를 적절히 전송시키도록 해도 괜찮다.
그리고, 필요에 따라서 유저 인터페이스 (102)로부터의 지시등을 받아 임의의 레시피를 기억부 (103)으로부터 호출해 프로세스 콘트롤러 (101)에 실행시키는 것으로, 프로세스 콘트롤러 (101)의 제어하에서 레지스트 도포·현상 처리 시스템 (1)에 있어서 원하는 각종 처리를 한다.
이와 같이 구성되는 레지스트 도포·현상 처리 시스템 (1)에 있어서는 웨이퍼 카셋트 (CR)로부터 처리전의 웨이퍼 (W)를 1매씩 웨이퍼 반송 기구 (21)에 의해 꺼내, 이 웨이퍼 (W)를 처리 스테이션 (12)의 처리 유니트군 (G₃)에 배치된 트 랜지션 유니트 (TRS-G3)에 반송한다. 그 다음에, 웨이퍼 (W)에 대해 온조유니트 (TCP)로 온조처리를 실시한 후, 제1 처리 유니트군 (G₁)에 속하는 보텀 코팅 유니트 (BARC)로 반사 방지막의 형성, 가열 유니트 (HP)에 있어서의 가열 처리, 고온도 열처리 유니트 (BAKE)에 있어서의 베이크 처리를 실시한다. 보텀 코팅 유니트 (BARC)에 의한 웨이퍼 (W)에의 반사 방지막의 형성 전에 애드히젼 유니트 (AD)에 의해 애드히젼 처리를 실시해도 괜찮다. 그 다음에, 고정밀도 온조유니트 (CPL-G4)로 웨이퍼 (W)의 온조를 실시한 후, 웨이퍼 (W)를 제1 처리 유니트군 (G₁)에 속하는 레지스트 도포 유니트 (COT)에 반송 후 레지스트액의 도포 처리를 실시한다. 그 후, 제4 처리 유니트군 (G₄)에 설치된 프리베이크 유니트 (PAB)로 웨이퍼 (W)에 프리베이크 처리를 가해, 주변 노광 장치 (WEE)로 주변 노광 처리를 가한 후, 고정밀도 온조유니트 (CPL-G9) 등으로 온도 조절 한다. 그 후, 웨이퍼 (W)를 제2 웨이퍼 반송체 (63)에 의해 노광 장치 (14)내에 반송한다. 노광 장치 (14)에 의해 노광 처리가 된 웨이퍼 (W)를 제2 웨이퍼 반송체 (63)에 의해 트랜지션 유니트 (TRS-G9)에 반입하고, 제1 웨이퍼 반송체 (62)에 의해, 제5 처리 유니트군 (G5)에 속하는 포스트 익스포져 베이크 유니트 (PEB)에서 포스트 익스포져 베이크 처리를 가하고 또 제2 처리 유니트군 (G₂)에 속하는 현상 유니트 (DEV)에 반송해 현상 처리를 가한 후, 포스트베이크 유니트 (POST)로 포스트베이크 처리를 실시하고, 고정밀도 온조유니트 (CPL-G3)로 온조처리를 실시한 후, 트랜지션 유니트 (TRS-G3)를 개재시켜 카 셋트 스테이션 (11)의 웨이퍼 카셋트 (CR)의 소정 위치에 반송한다.
다음에, 본 발명의 실시 형태와 관련되는 제어 방법이 실시되는 가열 처리 유니트에 대해 상세하게 설명한다. 전술한 바와 같이 고온도 열처리 유니트 (BAKE), 프리베이크 유니트 (PAB), 포스트베이크 유니트 (POST), 포스트익스포져 베이크 유니트 (PEB)는 모두 같은 구조를 갖고 본 실시 형태의 가열 처리 유니트를 구성하고 있어, 냉각 기능부 가열 처리 유니트 (CHP)로서 구성되고 있다. 도 6은 가열 처리 유니트 (CHP)를 나타내는 단면도, 도 7은 그 내부의 개략 평면도이다.
상기 가열 처리 유니트 (CHP)는, 케이싱 (110)과 그 내부의 한쪽 측에 설치된 가열부(열처리부,120)과 다른쪽 측에 설치된 냉각부 (140)을 가지고 있다.
가열부 (열처리부,120)은 웨이퍼 (W)를 가열해 노광 후 베이크 처리를 실시하는 것이고, 웨이퍼 (W)를 가열하는 원판 형상의 열판 (121)과 상부가 개방된 편평한 원통형상을 이루고 그 내부 공간에 열판 (121)을 지지하는 지지 부재 (122)와 외부에서 중심부로 향해 점차 높아지도록 원추형을 이루고 지지 부재 (122)의 윗쪽을 덮는 커버 (123)을 가지고 있다. 커버 (123)은 중앙의 정상부에는 배기관에 접속되는 배기구 (125)를 가지고 있다. 상기 커버 (123)은, 도시하지 않는 승강기구에 의해 승강하도록 되어 있어 상승한 상태로 웨이퍼 (W)의 열판 (121)에 대한 반입출이 가능하게 되어 있다. 그리고, 하강한 상태로 그 하단이 지지 부재 (122)의 상단과 밀착해 가열 처리 공간 (S)를 형성한다. 또, 지지 부재 (122)는 케이싱 (110)의 바닥면에 배치된 스페이서 (124) 위에 고정되고 있다.
열판 (121)은 예를 들면 알루미늄으로 구성되고 있어 그 표면에는 프록시미 티핀 (126)이 설치되고 있다. 그리고, 이 프록시미티핀 (126)상에 열판 (121)에 근접한 상태로 웨이퍼 (W)가 재치되게 되어 있다. 열판 (121)에는 후술하는 바와 같이 복수의 채널에 분할된 히터 (127)이 매설되고 있어 히터 (127)의 각 채널에 통전함으로써 열판 (121)의 각 채널이 소정 온도에 가열된다.
열판 (121)에는 그 중앙부에 3개의 관통구멍 (129)가 형성되어 있고 (도 6에서는 2개만 도시), 이들 관통구멍 (129)에는 웨이퍼 (W)를 승강시키기 위한 승강 핀 (130)이 승강 자유롭게 설치되고 있다. 이들 승강 핀 (130)은 지지판 (131)에 지지를 받고 있어 지지판 (131)을 개재시켜 케이싱 (110)의 아래쪽에 설치된 실린더 기구 (132)에 의해 승강되게 되어 있다.
냉각부 (140)은 가열부 (120)으로 가열된 웨이퍼 (W)를 냉각해 소정 온도로 유지하기 위한 것이고, 냉매 유로(도시하지 않음)가 설치된 냉각판 (141)과 냉각판 (141)을 수평 방향을 따라 이동시켜 웨이퍼 (W)를 가열부 (120)의 사이에 반송하는 구동 기구 (142)를 가지고 있다. 냉각판 (141)상에는 프록시미티핀 (143)이 설치되고 있고 웨이퍼 (W)는 프록시미티핀 (143) 위에 냉각판 (141)에 근접한 상태로 재치되어 냉각 처리된다. 구동 기구 (142)는 벨트 기구나 볼 나사 기구 등의 적절한 기구에 의해 냉각판 (141)을 가이드 (144)를 따라 이동시킨다. 냉각판 (141)은 웨이퍼 (W)의 열판 (121)에 대한 수취 수수 시에는 가열부(열처리부, 120)에 이동하고 냉각할 때에는, 도시의 기준 위치에 위치된다. 냉각판 (141)에는, 이와 같이 이동할 때에 냉각판 (141)과 승강 핀 (130)의 간섭을 피하기 위해서 도 7에 나타나는 바와 같이 냉각판 (141)에 반송 방향을 따른 홈 (145)가 형성되고 있다.
다음에, 가열 처리 유니트 (CHP)에 있어서의 열판 (121)의 온도 제어 기구에 대해서 도 8의 블럭도를 참조해 설명한다. 도 8에 나타나는 바와 같이 피처리체인 웨이퍼 (W)를 열처리 하는 열판 (121)의 온도를 조절하는 온도 조절기 (150)이 설치되고 있다. 온도 조절기 (150)은 설정된 목표 온도와 열판 (121)의 표면 근방에 설치된 온도 센서(도시하지 않음)로부터의 검출 온도의 편차에 근거하고, PID 연산 등을 실시해 조작량을 도시하지 않는 SSR(solid stATe relay)나 전자 개폐기등에 출력하고 열판 (121)에 배치 설치된 히터(도시하지 않음)의 통전을 제어해 열판 (121)의 온도를 목표 온도가 되도록 제어한다. 상기 예에서는, 도 9에 나타나는 바와 같이 열판 (121)은, 채널 121a~121i에 9 분할되고 있어 각 채널에 대응해 온도 센서 및 히터가 배치되고 있고 각 채널마다 온도 제어된다. 온도 조절기 (150)은 집중 제어부 (19)에 접속되고 있다.
열판 (121)에 있어서의 웨이퍼 (W)의 열처리 공정에 있어서는, 차례로 열처리 되는 다수의 웨이퍼 (W) 자체의 온도는 계측되지 않고, 열판 (121)의 온도가 온도 조절기 (150)에 의해 제어된다.
이러한 웨이퍼 (W)의 열처리에서는, 목표 온도에 정정된 열판 (121)에, 웨이퍼 (W)가 탑재되어 열처리가 개시되면, 웨이퍼 (W)의 면내의 위치에 의한 방열 하기 쉬워짐의 차이 등에 기인해 원반 형상의 웨이퍼 (W)의 면내에 있어서의 온도의 불균형이 생긴다.
도 10은, 목표 온도에 정정된 열판 (121)에, 온도 센서를 설치한 시험용의 웨이퍼 (CW)를 탑재해 열처리를 행한 경우의 시험용의 웨이퍼 (CW)의 복수의 계측 점의 계측 온도의 변화를 나타내는 것이다. 동도에 있어서, 횡축은 시간을 나타내고 세로축은 복수의 계측점의 각 계측 온도를 복수의 계측 온도의 평균값에 대한 온도차로서 나타내고 있다. 또한 도 10에서는, 3점의 계측 온도를 대표적으로 나타내고 있다.
도 10에 나타나는 바와 같이 시험용의 웨이퍼 (CW)를 열판 (121)에 탑재해 열처리를 개시한 시 점 t=tO의 직후부터 각 점의 계측 온도에 불균형이 생겨 최대의 불균형에 이른 후 서서히 불균형이 작아져 균일하게 되고 있다.
웨이퍼 (W)를, 균일하게 열처리하기 위해서는 웨이퍼 (W)의 면내에 있어서의 온도의 불균형을 억제하고 각 계측점의 계측 온도를 평균값에 접근할 필요가 있어, 웨이퍼 (W)의 온도의 불균형이 억제된 원하는 상태로 열처리하는 것이 바람직하다.
본 실시 형태에서는 가열 대상인 웨이퍼 (W)의 면내에 있어서의 온도의 불균형을 억제하기 위해서 열판 (121)의 온도를 제어하는 것이고, 구체적으로는, 웨이퍼 (W)가 열판 (121)에 탑재되어 목표 온도에 도달했을 때의 온도 제어뿐만 아니라, 열처리 온도에 도달하기 전의 과도적일때에 있어서, 열판 (121)의 온도를 제어하는 온도 조절기 (150)의 목표 온도를 조정하는 것이다. 목표 온도의 조정에 의해 웨이퍼 (W)의 온도의 불균형을 억제하도록 하는 온도의 분포를 열판 (121)에 형성하고, 열판 (121)에 형성된 온도의 분포에 의해 웨이퍼 (W)의 온도의 불균형을 억제하는 것이다. 즉, 목표 온도를 조정하고 가열 대상인 웨이퍼 (W)의 온도의 불균형을 억제하도록 열판 (121)에 온도의 불균형을 일으키게 하는 것이다.
이 때문에, 목표 온도를 조정하기 위한 조정 정보가, 후술과 같이 하여 온도 조절기 (150)에게 줄 수 있고 온도 조절기 (150)은 이 조정 정보에 근거해 목표 온도를 조정하면 좋다.
온도 조절기 (150)의 목표 온도를 조정해 가열 대상인 웨이퍼 (W)의 온도의 불균형을 억제하기 위해서는, 온도 조절기 (150)의 목표 온도와 웨이퍼 (W)의 온도와의 사이의 관계를 파악할 필요가 있다.
예를 들면, 목표 온도를 어떻게 변화시키면 웨이퍼 (W)의 온도가 어떻게 변화하는가를 예측할 수 있으면, 반대로 웨이퍼 (W)의 온도를 그 불균형을 억제하도록 변화시키기에는 목표 온도를 어떻게 조정하면 좋은가를 예측할 수가 있다.
거기서, 목표 온도와 웨이퍼 (W)의 온도의 관계를 나타내는 관계 정보를, 다음과 같이 하여 구하도록 하고 있다.
구체적으로는, 각 채널의 목표 온도의 변화에 대한 웨이퍼 (W)의 온도 변화의 영향을 계측하고, 목표 온도의 변화가 웨이퍼 (W)의 온도에게 주는 영향을 행렬로서 구한다.
여기서, 각 채널의 목표 온도를 변화시켜 히터에 의한 열판 (121)의 가열을 제어하면, 각 채널의 히터에 의한 열의 간섭이 생겨 상기 행렬은 이 간섭의 영향을 나타내고 있고 이하의 설명에서는, 이 행렬을 간섭 행렬이라고 한다.
도 11은, 목표 온도의 변화에 대한 웨이퍼 (W)의 온도 변화의 영향을 계측하기 위한 구성의 일례를 나타내는 도이고, 도 8에 대응하는 부분에는, 동일한 참조 부호를 붙인다. 도 11에 나타나는 바와 같이 복수의 계측점에 온도 센서(도시 하지 않음)가 장착된 시험용 웨이퍼 (CW)가 열판 (121) 위에 재치된다. 한편, 시험용 웨이퍼 (CW)의 온도 센서로부터의 검출 신호를 받아 온도를 계측하는 온도 로거 (153)이 설치되고 있다. 그리고, 조정 장치로서의 퍼스널 컴퓨터 (154)가 온도 로거 (153) 및 온도 조절기 (150)에 접속되고 있다. 퍼스널 컴퓨터 (154)는 온도 조정 동작시에만 이용되어 집중 제어부 (19)의 기능의 일부 또는 전부를 가지고 있다. 퍼스널 컴퓨터 (154)는 온도 로거 (153)으로부터의 정보에 근거해, 목표 온도를 조정하기 위한 조정 정보를 온도 조절기 (150)에 출력하도록 되어 있다. 상기 퍼스널 컴퓨터 (154)는 온도 로거 (153) 및 온도 조절기 (150)과의 통신에 의해, 온도 조절기 (150)의 목표 온도를 변경할 수 있는 것과 동시에 목표 온도와 시험용 웨이퍼 (CW)의 각 계측점의 계측 온도를 동기 해 계측할 수가 있다. 시험용 웨이퍼 (CW)의 복수의 계측점에서는, 온도의 불균형을 억제하려고 하는 복수의 위치(지점)이 선택된다. 또한 퍼스널 컴퓨터 (154) 대신에, PLC (programmable logic 콘트롤러) 등을 이용해도 좋고, 집중 제어부 (19)에 의해 직접 제어하도록 해도 괜찮다.
시험용 웨이퍼 (CW)의 복수의 온도 센서로부터 꺼내진 신호선은 송신기 (151)에 접속되고 있다. 이들 시험용 웨이퍼 (CW)와 송신기 (151)은 레지스트 도포 현상 시스템 (1)의 카셋트 스테이션 (11)의 전용 포트(도시하지 않음)에 수용되고 있어 온도계측 시에, 웨이퍼 반송 기구 (21)과 제1 주반송 장치 (16) 또는 제2 주반송 장치에 의해 온도 제어 대상의 가열 처리 유니트에 반송된다. 이 때, 시험용 웨이퍼 (CW)만이 열판 (121) 위에 재치되고 송신기 (151)은 반송 장치 후에 재치된 채로의 상태로 해두거나, 또는 가열 처리 유니트의 케이싱의 외측에 설치된 전용 포트에 두도록 한다.
한편, 온도 로거 (153)에는 수신기 (152)가 접속되고 있어 이 수신기 (152)가 송신기 (151)으로부터 무선으로 송신된 시험용 웨이퍼 (CW)의 온도 센서의 검출 신호를 수신해, 그 신호를 온도 로거 (153)에 보내게 되어 있다.
퍼스널 컴퓨터 (154)는 후술 하는 제어를 실시하는 제어 프로그램이 격납되고 있는 CD-ROM 등의 기록 매체가 세트되고 있고 상기 기록 매체로부터 프로그램을 독출하여 실행함으로써, 후술과 같이 간섭 행렬 및 조정 정보를 연산하는 연산 수단으로서 기능한다. 퍼스널 컴퓨터 (154) 대신에 집중 제어부 (19)를 이용하는 경우에는 기억부 (103)에 이러한 기억 매체가 세트된다.
이와 같이 구성되는 장치에 의해 온도 제어를 실시하는 경우에는 우선, 시험용 웨이퍼 (CW)를 열판 (121)에 탑재해 두고 온도 조절기 (150)에 대해서 전채널의 목표 온도 (SP)를, 도 12a에 나타나는 바와 같이 열처리를 실시하는 소정 온도 (T)로 설정해 온도 제어를 개시한다.
열판 (121)의 온도가 소정 온도 (T)에 이르러 정정된 상태에서, 도 12a에 나타나는 바와 같이 제1의 채널 (ch1)의 목표 온도 (SP)를 스텝 형상에 예를 들면, 1 ℃ 변화시켜 T+1로 하고 그 때의 시험용 웨이퍼 (CW)의 온도를 복수의 계측점으로써, 도 12b에 나타나는 바와 같이 각각 계측 한다. 도 12b에서는, 3개의 계측점의 계측 온도의 온도 변화의 파형을 대표적으로 나타내고 있어 변화전을 0 ℃로서 나타내고 있다.
동일하게 시험용 웨이퍼 (CW)를 탑재한 열판 (121)이, 소정 온도 (T)에 정 정된 상태에서, 제2의 채널 (ch2)의 목표 온도를 스텝 형상에 1 ℃변화시켜, 그 때의 시험용의 웨이퍼 (W)의 온도를 상기 복수의 계측점으로써 각각 계측한다.
이하와 같이 해, 각 채널 마다 차례로 목표 온도 (SP)를 스텝 형상에 1 ℃변화시켜, 그 때의 시험용의 웨이퍼 (W)의 온도를 상기 복수의 계측점으로써 각각 계측 한다.
이것에 의해, 각 채널의 목표 온도를 개별적으로 1 ℃ 스텝 형상에 변화시킬 때에, 웨이퍼 (W)의 복수의 계측점의 계측 온도가 어떻게 변화하는가의 스텝 응답 파형을 구할 수 있게 된다.
이와 같이 해 계측된 스텝 응답 파형을 이용해, 여러 가지의 목표 온도의 변화, 예를 들면, 펄스 형상이나 삼각파 형상의 목표 온도의 변화에 대한 시험용 웨이퍼 (CW)의 복수의 계측점의 응답 파형을 연산해 합성한다.
예를 들면, 목표 온도 (SP)를, 도 13a에 나타나는 바와 같이 소정 온도 (T)로부터 1 ℃펄스 형상에 변화시킨 경우, 즉, 펄스 형상의 목표 온도의 입력에 대해서 출력으로서의 시험용 웨이퍼 (CW)의 각 계측점에 있어서의 도 13b에 나타나는 펄스 응답 파형을 다음과 같이 해 합성할 수가 있다.
도 14 및 도 15는, 펄스 응답 파형의 합성을 설명하기 위한 도이고, 도 14는 목표 온도의 입력(변화)을 나타내고, 도 15는, 목표 온도의 입력에 대응하는 출력으로서의 시험용 웨이퍼 (CW)의 각 계측점의 응답 파형을 나타내고 있다.
도 14a, 도 15a에 각각 나타내는 스텝 형상의 1 ℃의 입력 및 그 출력인 스텝 응답 파형을, 도 14b, 도 15b에 각각 나타나는 바와 같이 Δt, 예를 들면, 1초 각각 지연시켜 이 지연 시킨 스텝 형상의 입력 및 스텝 응답 파형을 도 14a, 도 15a에 각각 나타내는 지연전의 스텝 형상의 입력 및 스텝 응답 파형으로부터 각각 감산함으로써, 도 14c에 나타내는 1 ℃, 1초의 펄스 형상의 입력 및 이 입력에 대한 출력인 펄스 응답 파형을 도 15c에 나타나는 바와 같이 산출할 수가 있다. 이 도 14c, 도 15c는, 도 13a, b와 동일한 파형이다.
이와 같이 도 12a에 나타내는 목표 온도의 스텝 입력에 대한 도 12b에 나타내는 스텝 응답 파형을 계측함으로써, 도 13a에 나타내는 목표 온도의 펄스 입력에 대한 도 13b에 나타내는 펄스 응답 파형을 연산에 의해 합성할 수가 있다.
또한 상술의 지연 시간 (Δt)는, 스텝 응답 파형의 필요한 온도 변화를 구할 수 있도록 적절히 선택된다.
상기 펄스 응답 파형의 합성을, 각 채널에 대해서 실시함으로써 각 채널마다 펄스 형상의 목표 온도의 변화에 대한 시험용 웨이퍼 (CW)의 복수의 계측점에 있어서의 펄스 응답 파형을 구할 수가 있다.
상기 펄스 응답 파형으로부터 목표 온도의 변화에 대한 시험용 웨이퍼 (CW)의 복수의 계측점에 있어서의 온도의 영향을 나타내는 간섭 행렬을 구할 수 있다.
도 16은, 간섭 행렬의 일례를 나타내는 것이고, 각 행이 시험용 웨이퍼 (CW)의 복수의 계측점 (1~k; k는 2이상의 정수)에 대응하고 각 열이 (1~p; p는 2이상의 정수)의 각 채널 (ch1~chp)에 대응하고 있다.
상기 도 16은 도 13a에 나타나는 바와 같이 목표 온도를 1 ℃, 1 초간 펄스 형상에 변화시킨 시점을 기준 시점 t=t0으로 했을 때의 미리 정한 경과 시점 t=t1 에 있어서의 웨이퍼 (W)의 복수의 계측점에 있어서의 도 13b에 나타내는 펄스 응답 파형으로부터 구해지는 간섭 행렬의 일례이다. 상기 미리 정한 경과 시점 t=t1은 목표 온도를 변화시킨 기준 시점 t=t0을, 예를 들면, 웨이퍼 (W)가 열판 (121)에 탑재되어 열처리가 개시된 시점으로 했을 때에 웨이퍼 (W)의 온도의 불균형을 억제하고 싶은 시점에 대응하도록 선택된다.
도 13에 있어서 예를 들면, 제1의 채널 (ch1)의 목표 온도를 동 도 a에 나타나는 바와 같이 펄스 형상에 변화시킨 경우에, 동 도 b에 나타나는 바와 같이 경과 시점 t=t1에 있어서의 제1~ 제3의 각 계측점 (1~3)의 온도 변화 a11, a21, a31로 하면, 이 온도 변화 (a11,a21,a31)이, 도 16의 간섭 행렬의 일부를 구성하게 된다.
이와 같이 도 16의 간섭 행렬은, 각 채널 (ch1~chp)의 목표 온도를 펄스 형상에 변화시켰다고 했을 경우의 경과 시점 t=t1에 있어서의 각 계측점 (1~k)의 응답 파형으로부터 산출할 수가 있다.
상기 도 16의 간섭 행렬로부터, 시험용 웨이퍼 (CW)의 각 계측점의 온도 변화를 예측할 수가 있다. 도 16에 나타나는 바와 같이 예를 들면, 제1의 채널 (ch1)의 목표 온도를 1 ℃, 1 초간 펄스 형상에 변화킨다고 하면, 경과 시점 t=t1 에 있어서 예를 들면, 웨이퍼 (W)의 계측점 (1)에서는 0.12 ℃(a11) 변화하고, 계측점 (2)에서는 0.21 ℃ (a21) 변화하고 또, 예를 들면, 제2의 채널 (ch2)의 목표 온도를, 1 ℃, 1 초간 펄스 형상에 변화시켰다고 하면 경과 시점 t=t1 에 있어서, 예 를 들면, 웨이퍼 (W)의 계측점 (1)에서는 0.03 ℃(a12) 변화하고, 계측점 (2)에서는 0.O8 ℃ (a22) 변화한다.
상기 도 16과 동일하게 목표 온도를 1 ℃, 1 초간 펄스 형상에 변화시킨 기준 시점 t=t0로부터 임의의 경과 시점에서의 간섭 행렬을, 도 13b에 나타내는 펄스 응답 파형으로부터 동일하게 구할 수가 있다. 즉, 웨이퍼 (W, 시험용 웨이퍼 (CW))의 온도의 불균형을 억제하려고 하는 복수의 시점을 미리 설정해, 각 시점에 대응한 간섭 행렬을 구할 수가 있다.
다음에, 본 실시 형태의 간섭 행렬에 대해서 구체적으로 설명한다.
간섭 행렬은 상술과 같이 목표 온도의 변화에 대한 워크의 계측점의 응답 파형으로부터 구하는 것이지만 목표 온도의 급격한 변화는 조작량의 포화를 부르고 제어를 곤란하게 하는 경우가 있다.
거기서, 본 실시 형태에서는 웨이퍼 (W)의 온도의 불균형을 효과적으로 억제할 수가 있도록 하기 위해서 목표 온도를 펄스 형상에 변화시키는 것이 아니라, 도 17에 나타나는 바와 같이 목표 온도를 대략 삼각파 형상에 변화시킨 경우의 응답 파형으로부터 간섭 행렬을 구하도록 하고 있다.
도 18은, 삼각파 형상의 파형의 합성을 설명하기 위한 도이고, 동 도 a는, 상술의 도 13의 펄스 형상의 파형을 이용한 것이고, 동 도 b는 상술의 도 12의 스텝 형상의 파형을 이용한 것이다.
도 17에 나타내는 대략 삼각파 형상의 파형은, 도 18a에 나타나는 바와 같이 높이(온도 변화)가 다른 적은 시간폭의 복수의 펄스 형상의 입력을 적산해 구할 수 있다. 이 적은 펄스 형상의 입력 및 그 펄스 응답 파형은, 도 13의 펄스 형상의 입력 및 그 응답 파형에 대해서 그 높이(온도 변화)는 비례 관계에 의해 그 시간폭은 상술의 도 14와 동일하게 지연 시간 (Δt)를 시간폭에 대응시켜 감산함으로써, 합성할 수가 있다.
적은 펄스 형상의 입력, 예를 들면, 높이가 0.1 ℃로, 시간폭이 0.1초의 적은 펄스 형상의 입력 및 그 펄스 응답 파형은, 상술의 도 13의 높이가, 1 ℃로, 시간폭이 1초의 펄스 형상의 입력 및 그 펄스 응답 파형의 높이를 각각 0.1 배가 되고 또한 그것을 O. 1초 각각 지연시킨 펄스 형상의 입력 및 그 펄스 응답 파형을, 지연전의 펄스 형상의 입력 및 그 펄스 응답 파형으로부터 각각 감산함으로써 합성할 수가 있다.
또, 도 17에 나타내는 대략 삼각파 형상의 파형은, 도 18b에 나타나는 바와 같이 높이(온도 변화)가 작고 시간폭이 서서히 작아지는 복수의 구형을 적층한 것으로서 합성할 수가 있다. 적층하는 각 구형은, 도 12의 스텝 형상의 입력 및 그 응답 파형의 높이를 비례 관계로 산출하고 또한 그것을 상기 시간폭에 상당하는 분 지연시켜 이 지연시킨 파형을 지연전의 스텝 형상의 입력 및 그 응답 파형으로부터 감산함으로써 산출할 수가 있다.
상기 대략 삼각파 형상의 파형은 보다 적은 펄스 입력 혹은 스텝 입력을 이용함으로써, 매끄러운 삼각파 형상에 합성할 수가 있고 이하의 설명 및 도에 있어서는, 삼각파 형상으로서 설명한다. 삼각파의 높이는, 상술과 동일하게 예를 들면 1 ℃이고, 그 시간폭은, 상술의 도 10의 웨이퍼 (W)의 온도의 불균형을 억제하려고 하는 기간을 복수에 분할한 시간폭에 선정된다. 상기 복수는, 연산 처리의 부담 및 불균형 억제의 효과 등을 고려해 정해진다.
이와 같이 목표 온도의 삼각파 형상의 입력 및 그 응답 파형으로부터 간섭 행렬을 연산함으로써 조작량의 포화가 생기는 것을 회피한 간섭 행렬을 구할 수 있다.
도 19는, 이 실시 형태의 간섭 행렬 (A)의 상세를 나타내는 것이고, 이 실시 형태에서는, 웨이퍼 (W) 시험용 웨이퍼 (CW))의 온도의 불균형을 정밀도 높이 억제하기 위해서 시간적 및 공간적인 간섭을 고려한 행렬이 되고 있다. 또한 도 19에 있어서는, 각 행열a11~Amn를 구성하는 각 요소인 온도 변화를 공통으로 a11~akp로 통일해 나타내고 있지만, 계측점 (1~k)와 채널 (ch1~chp)의 대응을 나타내는 것이고, 구체적인 온도 변화의 수치가 동일한 것을 나타내는 것은 아니다.
즉, 도 19의 간섭 행렬 (A)는 도 20에 나타내는 시간적인 간섭의 관계를 고려한 행렬로 구성되고 또한 도 20의 각 행열은, 예를 들면 도 21에 나타내는 공간적(위치적)인 관계를 고려한 행렬로 구성되고 있어 행렬 안에 행렬을 포함한 이중구조가 되고 있다.
우선, 도 20에 나타내는 시간적인 관계를 고려한 행렬에 대해서 설명한다.
도 22는, 도 20의 간섭 행렬을 설명하기 위한 파형도이고, 동 도 a는, 목표 온도의 삼각파 형상의 변화를 입력으로서, 동 도 b는 그 응답 파형을 출력으로서 그 일례를 나타낸 것이다.
상술의 도 16의 간섭 행렬에서는, 각 채널 (ch1~chp)의 목표 온도의 펄스 형상의 입력은, 동일한 타이밍뿐이었지만, 이 실시 형태에서는, 일정한 시간차이를 갖게한 제1~ 제n(n는 2이상의 정수)의 복수의 타이밍의 목표 온도의 입력에 대응한 것이 되고 있다.
즉, 제1의 타이밍에 각 채널 (ch1~chp)에, 삼각파 형상의 입력을 각각 주었다고 했을 때의 각 응답 파형으로부터 대응하는 행렬을 산출해, 다음에, 일정시간 지연 시킨 제2의 타이밍에 각 채널 (ch1~chp)에, 삼각파 형상의 입력을 각각 주었다고 했을 때의 각 응답 파형으로부터 대응하는 행렬을 산출해, 이하, 와 같이 해 제n의 타이밍에 각 채널 (ch1~chp)에, 삼각파 형상의 입력을 각각 주었다고 했을 때의 각 응답 파형으로부터 대응하는 행렬을 산출하는 것이다.
이 때, 목표 온도의 입력의 제1~ 제n의 타이밍에 관계없이, 도 22에 나타내는 응답 파형의 각 경과 시점 t=t1~tm(m 은 2이상의 정수)는, 제1의 타이밍의 목표 온도의 입력, 즉, 제1의 타이밍의 목표 온도를 삼각파 형상에 변화시킨 시점 t=tO를 기준으로 해, 이 기준 시점 t=tO로부터 각 경과 시점 t=t1~tm가 규정되게 된다. 즉, 목표 온도의 입력의 타이밍이 늦는 것에 의해, 응답 파형의 타이밍도 늦는 것이지만, 기준 시점 t=t0 및 각 경과 시점 t=t1~tm 은, 늦추는 일 없이, 제1의 타이밍 때에 고정해, 이 고정한 각 경과 시점 t=t1~tm에 대해서 늦은 응답 파형으로부터 간섭 행렬을 산출하게 된다.
도 20의 간섭 행렬 (A)의 각 행은 도 22b의 응답 파형의 제1의 타이밍의 목 표 온도의 입력의 기준 시점 t=t0으로부터의 각 경과 시점 t=t1, t2, t3···tm에 각각 대응하는 것이고, 예를 들면, 최상단의 제1의 행의 행렬 A11~A1n 은 경과 시점 t=t1에 있어서의 관계를 나타내는 행렬이고, 다음행의 행렬 (A21)~A2n 은 경과 시점 t=t2에 있어서의 관계를 나타내는 행렬이고, 동일하게 최하단의 행의 행렬 Am1~Amn 은 경과 시점 t=tm의 시점에 있어서의 관계를 나타내는 행렬이다.
여기서, 각 경과 시점 t=t1, t2, ℃3···tm 은 상술의 도 10에 나타나는 시험용 웨이퍼 (CW)의 온도의 불균형이 생기고 있는 기간에서 불균형을 억제하고 싶은 각 시점에 대응하도록 미리 결정된다. 그 때, 제1의 타이밍의 목표 온도를 삼각파 형상에 변화시키는 기준 시점 t=tO를, 예를 들면, 웨이퍼 (W)가 열판 (121)에 탑재되어 열처리가 개시되는 시점에 대응시킨다.
도 20의 간섭 행렬 (A)의 각 열은 도 22a에 나타나는 바와 같이 일정한 시간차이가 있는 복수의 삼각파 형상의 목표 온도의 입력에 각각 대응하는 것이고, 예를 들면, 좌단의 제1의 열의 행렬 A11~Am1은 가장 빠른 제1의 타이밍의 목표 온도의 삼각파 형상의 입력에 대한 관계를 나타내는 행렬이고, 도 22에 대응하는 것이다. 또, 다음의 열의 행렬 A12~Am2는, 제1의 타이밍보다 일정시간 늦은 제2의 타이밍의 목표 온도의 삼각파 형상의 입력에 대한 관계를 나타내는 행렬이고, 동일하게 우단의 열의 행렬 A1n~Amn 은, 가장 늦은 제 n의 타이밍의 목표 온도의 삼각파 형상의 입력에 대한 관계를 나타내는 행렬이다.
여기서, 도 22a에 나타나는 복수의 삼각파 형상의 목표 온도의 입력은, 적어도 목표 온도의 변화가 연속적인 것이 되도록 타이밍이 빠른 삼각파에 다음의 타이밍의 삼각파의 일부가 겹치도록 설정하는 것이 바람직하고, 이 실시 형태에서는, 삼각파의 바닥변이 1/2에 상당하는 일정시간 지연시킨 것으로 되고 있다. 또한 지연 시간을 일정하게 함으로써 연산 처리가 용이해지지만, 반드시 지연 시간은 일정이 아니어도 좋다.
이상과 같이 도 20에 나타내는 간섭 행렬 (A)는, 각 행이 삼각파 응답 파형의 각 경과 시점 t=t1, t2,···, tm에 대응하고 각 열이 시간차이가 있는 복수의 목표 온도의 각 입력에 대응하므로, 행과 열이 교차하는 위치의 행렬, 예를 들면, 행렬 (A21) 은 제1열이기 때문에 삼각파 형상의 목표 온도의 입력이 제1의 타이밍 으로서 제2행이기 때문에 삼각파 응답 파형의 경과 시점 t2에 대응하는 행렬이고, 또, 예를 들면 행렬 A12는, 제2열이기 때문에 삼각파 형상의 목표 온도의 입력이 제2의 타이밍으로서, 제1행이기 때문에 삼각파 응답 파형의 경과 시점 ℃1에 대응하는 행렬이다.
이와 같이 도 20에 나타내는 간섭 행렬 (A)는, 각 행이 삼각파 응답 파형의 각 경과 시점 t=t1, t2,···, tm에 대응하고 각 열이 시간차이가 있는 복수의 목표 온도의 각 입력에 대응하므로 목표 온도의 입력 및 삼각파 응답 파형의 시간적인 영향을 나타내는 간섭 행렬이 되고 있다.
또한 제1~ 제n의 각 타이밍마다 제1~ 제p의 각 채널 (ch1~chp) 마다의 삼각 파 형상의 목표 온도의 입력이 있고, 각 목표 온도의 입력에 개별적으로 대응해 복수의 계측점 (1~k) 마다의 삼각파 응답 파형이 있지만, 도 22a에서는 각 타이밍에 있어서의 각 채널의 목표 온도의 입력을 하나의 삼각파로 대표적으로 나타내고, 도 22b에서는 각 채널 및 각 계측점에 각각 대응하는 복수의 응답 파형을 하나의 응답 파형으로 대표적으로 나타내고 있다.
다음에, 도 21에 근거해, 간섭 행렬 (A)의 공간적(위치적)인 관계에 대해서 설명한다. 이 도 21은 도 20의 간섭 행렬 (A) 안의 행렬 (A21)를 대표적으로 나타내는 것이다.
행렬 (A21)은, 위에서 설명한 바와 같이 간섭 행렬 (A)의 제1열이기 때문에 삼각파 형상의 목표 온도의 입력이 제1의 타이밍으로서 제2행이기 때문에 삼각파 응답 파형의 경과 시점 t2에 대응하는 행렬이다.
상기 행렬 (A21)은 도 21에 나타나는 바와 같이 각 열이, 제1~ 제p의 각 채널 (ch1~chp)에 대응하고 있고 각 행이 웨이퍼 (W)의 제1~ 제k의 각 계측점 s1~sk에 각각 대응하고 있다.
예를 들면 좌단의 제1열, 최상단의 제1행은, 도 23a에 나타나는 바와 같이 제1의 타이밍의 제1의 채널 (ch1)의 삼각파 형상의 목표 온도의 입력에 대한 도 23b에 나타내는 삼각파 응답 파형의 제1의 계측점 (s1)의 경과 시점 t=t2에 있어서의 온도 변화 (a11)를 나타내고 있고 제1열, 제2행은 제1의 채널 (ch1)의 삼각파 형상의 목표 온도의 입력에 대한 삼각파 응답 파형의 제2의 계측점 (s2)의 경과 시점 t=t2에 있어서의 온도 변화 (a21)를 나타내고 있고 동일하게 제1열, 최하단의 행은 제1의 채널의 삼각파 형상의 목표 온도의 입력에 대한 삼각파 응답 파형의 제k의 계측점 (sk)의 경과 시점 t=t2에 있어서의 온도 변화 (ak1)를 나타내고 있다. 또한도 23b에는 3개의 계측점 (s1~s3)의 삼각파 응답 파형을 대표적으로 나타내고 있고 또, 도 23a는 제1의 타이밍의 삼각파 형상의 입력을 나타내고 있고 제1의 채널 (ch1) 이외의 채널의 삼각파는 알기 쉽게 높이를 낮게 해 나타내고 있지만, 실제는 각 채널과도 동일한 높이의 삼각파가 이루어지고 있다.
또, 행렬 (A21)의 예를 들면, 제2열, 제1행은 제2의 채널 (ch2)의 삼각파 형상의 목표 온도의 입력에 대한 제1의 계측점 (s1)의 삼각파 응답 파형의 경과 시점 t=t2에 있어서의 온도 변화 (a12)를 나타내고 있고 제2열, 제2행은 제2의 채널 (ch2)의 삼각파 형상의 목표 온도의 입력에 대한 제2의 계측점 (s2)의 삼각파 응답 파형의 경과 시점 t=t2에서의 온도 변화 (a22)를 나타내고 있고 동일하게 제2열, 최하단의 행은 제2의 채널 (ch2)의 삼각파 형상의 목표 온도의 입력에 대한 제 k의 계측점 (sk)의 응답 파형의 경과 시점 t=t2에 있어서의 온도 변화 (ak2)를 나타내고 있다.
동일하게 예를 들면, 우단의 제p열, 제1행은 제p의 채널 (chp)의 삼각파 형상의 목표 온도의 입력에 대한 제1의 계측점 (s1)의 삼각파 응답 파형의 경과 시점 t=t2에 있어서의 온도 변화 (a1p)를 나타내고 있고 제p열, 제2행은 제p의 채널 (chp)의 삼각파 형상의 목표 온도의 입력에 대한 제2의 계측점 (s2)의 삼각파 응답 파형의 경과 시점 t=t2에서의 온도 변화 (a2p)를 나타내고 있고 동일하게 제p열, 최하단의 행은 제p의 채널 (chp)의 삼각파 형상의 목표 온도의 입력에 대한 응답 파형의 제 k의 계측점 (sk)의 경과 시점 t=t2에 있어서의 온도 변화 (akp)를 나타내고 있다.
이와 같이 행렬 (A21) 은, 각 행이 응답 파형의 각 계측, 점 (s1~sk)에 대응하고, 각 열이 각 채널 (ch1~chp)에 대응하므로 웨이퍼 (W)에 있어서의 위치, 각 채널 (ch1~chp)에 개별적으로 대응하는 피크나 온도 센서의 배치 등의 공간적인 위치의 영향을 나타내는 간섭 행렬이 되고 있어 이것은 행렬 (A21)에 한정하지 않고, 도 20의 간섭 행렬을 구성하는 각 행열도 마찬가지이다.
따라서, 도 20 그 상세를 나타내는 도 19의 간섭 행렬 (A)는, 시간적, 공간적인 영향을 고려한 행렬이 되고 있다.
이상이, 본 실시 형태에 이용하는 간섭 행렬 (A)에 대한 설명이고, 도 8의 퍼스널 컴퓨터 (154)에서는 위에서 설명한 바와 같이 해 계측 한 스텝 응답 파형으로부터 연산 처리에 의해 관련되는 간섭 행렬 (A)를 산출하고, 예를 들면, 간섭 행렬용의 파일에 격납 한다.
또한 퍼스널 컴퓨터 (154)는 상술의 도 10에 나타내는 열처리를 실시한 경우의 웨이퍼 (W)의 복수의 계측점 (1~k)의 계측 온도의 데이터도 시험 연습용의 웨이퍼 (W)를 이용해 계측하고, 데이터 파일에 격납 한다. 즉, 본 실시 형태에 의한 목표 온도의 조정을 실시하기 이전의 상태로, 웨이퍼 (W)의 열처리를 실시한 경우의 웨이퍼 (W)의 복수의 계측점 (1~k)의 온도를 계측하고, 데이터 파일에 격납 한다.
퍼스널 컴퓨터 (154)는 간섭 행렬 (A)와 시험용 웨이퍼 (CW)의 복수의 계측점 (1~k)의 온도의 계측 데이터에 근거해 불균형을 억제하기 위한 목표 온도의 조정을 위한 조정 정보로서의 조정값을 다음과 같이 하여 산출한다.
여기서, 목표 온도의 제1~ 제n의 각 타이밍에 있어서의 각 채널 (ch1~chp)의 삼각파 형상의 목표 온도의 온도 변화(삼각파의 높이)를 (C1~ Cn)로 하고, 웨이퍼 (W)의 각 경과 시점 t=t1~tm에 있어서의 각 계측점의 온도 변화를 (b1~bm) 으로 하면, 각 경과 시점 t=t1~tm에 있어서의 웨이퍼 (W)의 각 계측점 (1~k)의 온도 변화 (b1~bm) 은 간섭 행렬 (A)를 이용해 다음식에서 나타낼 수가 있다.
식(1)
Figure 112007093189214-PAT00001
상기 식(1) 에 있어서, b1은 경과 시점 t=t1에 있어서의 각 계측점 (1~k)의온도 변화를 나타내는 벡터이고, b2는, 경과 시점 t=t2에 있어서의 각 계측점 (1~k)의 온도 변화를 나타내는 벡터이고, 동일하게 bm 은 경과 시점 t=tm에 있어서의 각 계측점 (1~k)의 온도 변화를 나타내는 벡터이다.
또, C1 은 제1의 타이밍에 있어서의 각 채널 (ch1~chp)의 삼각파 형상의 목 표 온도의 온도 변화(삼각파의 높이)를 나타내는 벡터이고, C2는, 제2의 타이밍에 있어서의 각 채널 (ch1~chp)의 삼각파 형상의 목표 온도의 온도 변화(삼각파의 높이)를 나타내는 벡터이고, 동일하게 Cn 은 제 n의 타이밍에 있어서의 각 채널 (ch1~chp)의 삼각파 형상의 목표 온도의 온도 변화(삼각파의 높이)를 나타내는 벡터이다.
상기 식(1)은, 제1~ 제n의 각 타이밍에 있어서의 각 채널의 목표 온도의 온도 변화 ((C1~ Cn) )에 대한, 각 경과 시점 t=t1~tm에 있어서의 웨이퍼 (W)의 각 계측점 (1~k)의 온도 변화 (b1~bm)를 나타내고 있다.
즉, 식(1)에 의해 제1~ 제n의 각 타이밍의 삼각파 형상의 목표 온도의 삼각파의 높이를(C1~ Cn) 으로 하면 웨이퍼 (W)의 각 경과 시점 t=t1~tm에 있어서의 계측점의 온도 변화가 (b1~bm)이 되는 것을 나타내고 있다.
따라서, 반대로 각 경과 시점 t=t1~tm에 있어서의 웨이퍼 (W)의 각 계측점의 온도 변화 (b1~bm)를, 불균형을 억제하도록 온도 변화에 선택하면 그러한 온도 변화를 일으키게 하는데 필요한 목표 온도의 온도 변화(삼각파의 높이;C1~ Cn), 즉, 목표 온도의 조정값 (C1~ Cn)은 간섭 행렬 (A)의 역행 열 (A-1)을 이용해 다음식에서 산출할 수 있게 된다.
식(2)
Figure 112007093189214-PAT00002
간섭 행렬 (A)의 역행 열 (A-1)이 구해지는 경우에는, 식(2)에 의해 목표 온도의 조정값 (C1~ Cn)을 산출할 수가 있지만, 일반적으로 제어할 수 있는 채널수(ch1~chp)에 비해, 웨이퍼 (W)의 계측점 (1~k)의 수의 쪽이 많기 때문에, 역행 열 (A-1)을 구하는 것은 곤란하다. 이 때문에, 이 실시 형태에서는 역행열 (A-1)에 대신해, 의사 역행열(AT*A)-1*AT를 이용하도록 하고 있다. 또한 AT는, 간섭 행렬 (A)의 전치행렬이다.
퍼스널 컴퓨터 (154)는 상술의 도 10에 나타내는 열처리를 행한 경우의 웨이퍼 (W)의 복수의 계측점 (1~k)의 계측 온도의 데이터로부터 불균형을 억제하도록 온도 변화를 온도 분포 정보로서 산출한다.
예를 들면, 도 10에 있어서, 경과 시점 t=t1에 있어서의 계측점 (1)의 계측 온도 (b11)이 평균값보다 0.08 ℃ 높을 때에는 그 불균형을 억제하도록 -0.08 ℃를, 경과 시점 t=t1에 있어서의 계측점 (1)의 온도 분포 정보로서 산출하고 또, 경과 시점 t=t1에 있어서의 계측점 (2)의 계측 온도 (b21)이 평균값보다 0.04 ℃ 낮을 때 에는 그 불균형을 억제하도록 +0.04 ℃t를, 경과 시점 t=t1에 있어서의 계측점 (2)의 온도 분포 정보로서 산출하고 또, 경과 시점 t=t1에 있어서의 계측점 (3)의 계측 온도 (b31)이, 평균값보다 0.08 ℃낮을 때에는 그 불균형을 억제하도록 +0.08 ℃를, 경과 시점 t=t1에 있어서의 계측점 (3)의 온도 분포 정보로서 산출하고 이하와 같이 하여 경과 시점 t=t1에 있어서의 계측점 (k)까지의 온도 분포 정보를 산출한다. 또한 동일하게 해 각 경과 시점 t=t2~tm에 있어서의 각 계측점 (1~k)의 온도 분포 정보를 산출한다.
상기 산출한 온도의 불균형을 억제하기 위한 각 경과 시점 t=t1~tm의 온도 분포 정보가, 상술의 식(2)에 있어서의 (b1~bm)로서 이용된다.
퍼스널 컴퓨터 (154)는 상기 추출한 온도 분포 정보 (b1~bm)와 간섭 행렬 (A)의 역행열 (A-1)에 대신해 이용하는 의사 역행열(AT*A) -1*AT 로부터 식(2)에 따라서 목표 온도의 조정값(C1~ Cn)을 산출하는 것이다.
상기 조정값 (C1~ Cn)는, 열판 (2)에 의한 웨이퍼 (W)의 열처리를 위한 목표 온도인 소정 온도 (T)에 대해서, 플러스 또는 마이너스의 온도값 벡터이고, 상기 조정값(C1~ Cn;이하 「Ｃ」라고 약기 한다)를 목표 온도의 가산값으로서 목표 온도에 가산하면 목표 온도가 조정되게 된다.
상기 조정값 (C)는 위에서 설명한 바와 같이 간섭 행렬 (A)의 역행열 (A-1) 이 아니고, 간섭 행렬 (A)에 근거하는 의사 역행열(AT*A) -1*AT를 이용해 산출되므로, 오차를 일으키게 되지만 산출되는 조정값 (C)에 의해, 온도의 불균형의 억제 효과가 충분하다라고 판단할 때는 산출된 조정값 (C)를 이용하면 좋다.
본 실시 형태에서는 온도의 불균형의 억제 효과를 한층 높이기 위해서 산출된 조정값 (C)를 초기값이 하나로 합치는 것과 동시에 랜덤에 발생시킨 조정값의 초기값을 초기 집단으로 해, 간섭 행렬 (A)를 포함한 평가식을 이용한 유전적 알고리즘에 의해 조정값 (C)의 최적값을 탐색하도록 하고 있다.
여기서, 평가식은, 아래와 같은 식을 이용하고 있다.
b' = b-AC
A는 상술의 간섭 행렬, C는 조정값, b는 온도의 불균형을 억제하도록 산출된 상술의 온도 분포 정보의 벡터이고, 상술의 b1~bm에 대응하는 것이다.
상술의 식(1)에서 나타나는 바와 같이 역행열 (A-1)을 이용해 조정값 (C)를 산출할 수가 있는 경우에는 b와 AC라는 것은, 동일해지고 평가값 (b')는 0이 되지만, 본 실시 형태에서는, 역행 열 (A-1)은 아니고, 의사 역행열(AT*A)-1*AT를 이용해 조정값 (C)를 산출하고 있으므로, 평가값 (b')는 0은 되지 않는다.
거기서 본 실시 형태에서는 불균형폭이 작은 즉, 평가값 (b')의 최대치와 최소치의 차이가 최소가 되는 조정값 (C)를 탐색하고 최종적인 조정값 (C)로 한다.
즉, 초기값으로서 의사 역행열을 이용해 상술과 같이 해 산출된 조정값 (C) 및 랜덤에 발생시킨 조정값으로부터 이루어진다, 예를 들면, 100 방법 정도 조정값의 초기 집단을 준비하고, 각 조정값에 대해서 상술의 평가식에 의해 평가값 (b')를 산출하고 또한 그 평가값 (b')의 최대치와 최소치와의 차이인 최대의 불균형폭을 산출하는 제1의 처리를 실시하고 이 불균형폭이 작고 양호한 것을 중심으로 조정값을 선택하는 제2의 처리를 실시하고 이 선택한 조정값중에서 교차나 돌연변이를 발생시켜, 조정값을 100 방법 정도로 증가하는 제3의 처리를 실시하고, 이 제1, 제2, 제3의 처리를 1 세대로서 이하와 같이 반복하고, 제1의 처리로 산출되는 평가값 (b')의 불균형폭이 O에 가까워졌을 때에 처리를 정지하고, 그 세대에 가장 차이가 작은 불균형폭의 조정값 (C)를 최종적인 조정값 (C)로 하는 것이다.
퍼스널 컴퓨터 (154)는 이상과 같이 해 탐색한 목표 온도의 조정값 (C)를, 통신에 의해, 온도 조절기 (150)에 대해서 송신한다.
도 24는, 온도 조절기 (150)의 내부 구성을 블럭도이고, 퍼스널 컴퓨터 (154)로부터 주어지는 조정값 (C)를 포함한 조정 데이터에 근거해 설정되어 있는 소정 온도 (T)의 목표 온도 (SP)에 가산하는 가산 파형을 생성하는 SP 가산 파형 생성부 (155)와 가산 파형이 가산된 조정 후의 목표 온도와 열판 (121)로부터의 검출 온도 (PV)의 편차에 따라, PID 연산을 실시하고 조작량을 출력 하는 PID 콘트롤러 (156)을 구비되고 있다. SP가산 파형 생성부 (155) 및 PID 콘트롤러 (156)은, 마이크로 컴퓨터에 의해 구성된다.
도 25는 하나의 채널의 가산 파형의 일례를 나타내는 것이고, SP가산 파형 생성부 (155)에는 퍼스널 컴퓨터 (154)로부터 제1~ 제n의 각 타이밍의 삼각파의 높 이에 대응하는 조정값 (C; C1~ Cn)가, 각 채널에 개별적으로 대응해 주어진다. SP가산 파형 생성부 (155)는 도 25에 나타나는 바와 같이 각 삼각파의 정점을 맺는 가산 파형을 생성한다. 이 때, SP가산 파형의 생성을 개시하는 시점은 예를 들면, 시험용 웨이퍼 (CW)가 열판 (121)에 탑재되어 열처리가 개시되는 시점이고, 상술의 기준 시점 t=tO에 대응하는 것이다. 상기 시험용 웨이퍼 (CW)의 열판 (121)에의 탑재의 시점은, 예를 들면 시험용 웨이퍼 (CW)의 열판 (121)에의 탑재를 실시하는 주반송 장치 (16 또는 17)을 제어하는 집중 제어부 (19)로부터의 도시하지 않는 타이밍 신호에 의해 혹은, 열판 (121)의 검출 온도의 변화로부터 검출할 수가 있다.
웨이퍼 (W)의 통상의 열처리 공정에 있어서 온도 조절기 (150)에서는, 소정 온도 (T)로 설정된 목표 온도 (SP)에 이 가산 파형을 가산해 내부의 목표 온도로 하고, 이 내부의 목표 온도에 열판 (121)의 검출 온도 (PV)가 일치하도록 제어를 행하는 것이다.
따라서 각 채널의 목표 온도에 예를 들면, 도 26에 나타나는 바와 같은 가산 파형이 가산되어 목표 온도가 조정되는 것으로, 예를 들면, 도 10의 웨이퍼 (W)의 온도의 불균형이 도 27에 나타나는 바와 같이 억제되어 균일한 열처리가 행해지게 된다.
다음에, 이상과 같은 모델에 의한 열판특성의 생성, 그것을 이용한 온도의 조정, 조정된 온도에서의 실처리까지의 일련의 플로우에 대해서 설명한다.
도 28은 퍼스널 컴퓨터 (154)를 이용한 상기 플로우를 설명하기 위한 플로차트이다.
우선, 열판 (121)의 각 채널 (ch1~chp)마다 목표 온도를 스텝 형상에 변화시켜 시험용 웨이퍼 (CW)의 각 계측점 (1~k)의 응답 파형을 계측하고, 응답 파형으로부터 연산 처리에 의해 간섭 행렬 (A)를 산출하고( 제1의 순서), 파일에 보존한다(스텝 n1). 상기 모델은 설정 온도를 변화시킨 경우에 웨이퍼 응답을 나타내는 행렬형 모델이고 열판특성을 나타내는 것이다. 즉, 스텝 n1에서는 열판특성 데이터를 생성한다.
다음에, 조정 공정을 실시한다.
여기에서는, 우선 시험용 웨이퍼 (CW)를 이용해 목표 온도에 정정된 열판 (121)에 웨이퍼 (W)를 탑재해 열처리를 실시했을 때의 시험용 웨이퍼 (CW)의 각 계측점 (1~k)의 계측 온도의 시계열 데이터를 조정 데이터로서 취득하고 파일에 보존한다(스텝 n2).
그 다음에, 열판의 특성 데이터인 간섭 행렬 데이터 및 조정 데이터일 때 계열 데이터로부터 추출한 온도의 불균형을 억제하기 위한 온도 분포 정보로부터 목표 온도의 조정값을 산출하고( 제2의 순서), 유전적 알고리즘(GA)에 의해 조정 파라미터를 계산한다(스텝 n3).
이 경우에, 열판의 온도 프로 파일은 통상 도 29에 나타나는 바와 같은 커브를 그리고, 1회의 조정에 의해 원하는 프로 파일에 조정하는 것이 반드시 용이하지 않기 때문에, 고정밀도의 조정값을 얻기 위해서 이 조정 공정을 여러 차례 반복하는 것이 바람직하다. 이상적으로는 이 조정 공정은 조정값이 수습할 때까지 반복하는 것이지만 이것으로는 조정 시간이 정해지지 않고 길어지는 것도 있으므로, 결정 된 회수 반복하도록 하는 것이 바람직하다.
구체적으로는, 예를 들면, 최초로 도 29의 온도 프로 파일의 a부분의 조정을 실시하고 다음에 b부분의 조정을 실시하고 마지막에 c부분의 조정을 실시한다고 하도록 3회의 조정 공정을 실시한다.
또, 조정 공정 시에 맞추어 리커버리의 조정, 즉 목표 온도인 웨이퍼 (W)의 가열 온도까지의 도달시간의 조정을 실시하는 것이 바람직하다. 이 때의 조정은, 도 11의 장치에 의해 조정전의 조건으로 열처리를 실시해 시험용 웨이퍼 (CW)의 온도를 계측하고 조정전의 온도상승 시간을 산출하고 그 온도상승 시간과 목표 온도상승 시간과의 차이 (ΔT)를 산출해, 미리 구한 관계식b=f( Δt)를 이용해 조정값 (b)를 산출함으로써 행해진다. 또한 이 때에, 전원 전압의 격차를 조정해도 괜찮다.
상기 온도 프로 파일의 조정(과도적 조정)을 실시할 때에는 시험용 웨이퍼 (CW)를 가열 처리 유니트 (CHP)에 반입해 실시하지만 초기 단계에서는 케이싱 등이 충분히 가열되어 있지 않기 때문에, 취득 데이터의 신뢰성이 낮을 우려가 있다. 거기서 온도 프로 파일의 조정(과도 조정)전에, 시험용 웨이퍼 (CW)의 반입 동작을 1회 또는 여러 차례 실시하는 순서로 하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 온도 안정성이 높은 상태로 신뢰성의 높은 조정을 실시할 수가 있다.
상기 온도 안정을 위한 동작 시에, 오프세트 조정, 즉 웨이퍼의 가열 설정 온도의 조정을 실시하는 것이 바람직하다. 상기 오프세트 조정에서는, 웨이퍼를 열판에 재치한 후의 지정 시간 경과 시점에서의 평균 온도의 조정을 실시한다. 이 것에 의해, 그 후의 온도 프로 파일 조정을 단시간에 원활히 실시하는 것이 가능해진다.
실제의 조정 공정의 예로서는 도 30에 나타나는 바와 같은 것을 들 수가 있다. 즉, 오프세트 조정전의 상태에 있어서, 온도 안정화를 위한 동작을 겸한 오프세트 조정을 3회 실시하고 그 후, 상기 스텝 n2, n3으로 나타낸 웨이퍼면내의 온도 프로 파일 조정(과도 조정)을 3회 반복해 실시한다.
그리고, 상기 조정 공정에 의해 결정한 조정값의 데이터를 온도 조절기 (150)에 전송 한다(스텝 n4)
상기 조정값에 근거해, 온도 조절기 (150)의 목표 온도를 조정하고 실제 웨이퍼의 가열 처리를 실시한다 (스텝 n5). 실제 웨이퍼의 가열 처리에 있어서는, 각 채널마다, 도 31에 나타나는 바와 같이 웨이퍼의 재치를 검지하고 나서, 완화시간(열판온도 변화의 시각을 규정하는 정수; Tn)과 게인(시각 Tn의 열판온도 변화량을 규정하는 정수 ; Cn)에 의해 제어를 실시한다.
본 실시 형태에 나타나는 바와 같은 온도 제어 수법을 채용함으로써, 설정 온도에 이르는 과도적도 포함해 처리시의 웨이퍼면내 온도의 균일성을 각 단에 향상시킬 수가 있다. 또, 시험용 웨이퍼 (CW)의 온도에 근거해 각 가열 처리 유니트의 열판의 온도를 제어하므로, 가열 처리 유니트의 고체간 차이를 저감 할 수가 있다.
다음에, 실제로 본 발명의 실시 형태와 관련되는 온도 제어 방법을 채용한 경우의 효과에 대해서 설명한다.
도 32는, 웨이퍼의 온도 프로 파일(평균값)과 그 때의 온도 균일성(격차)을 종래의 방법과 본 발명의 실시 형태와 관련되는 방법으로 비교해 나타내는 도이다. 이 도에 나타나는 바와 같이 종래의 방법과 비교해 실시 형태와 관련되는 방법 웨이퍼 온도가 설정 온도(정상 온도)에 이를 때까지의 과도기에 있어서 온도 격차가 30% 정도 저감 할 수 있는 것이 확인되었다.
또한 웨이퍼의 온도의 불균형을 억제하려고 하는 시점 t=tO~tm를 변경하는 경우에는, 퍼스널 컴퓨터 (154)로 변경하는 시점 t=t0~tm설정 입력함으로써, 그 시점에 대응하는 간섭 행렬 (A)가 산출되는 것과 동시에, 온도 분포 정보가 산출되어 이것들에 근거해, 조정값이 산출된다.
상기 실시 형태에 의하면, 각 목표 온도를 스텝 형상에 개별적으로 변화시킬때의 기판의 상기 복수의 계측점에 있어서의 계측 온도의 스텝 응답 파형을 계측하고, 계측 한 상기 스텝 응답 파형을 이용해 펄스 형상의 목표 온도의 변화에 대한 펄스 응답 파형을 합성하고, 펄스 응답 파형에 근거해 상기 목표 온도와 기판의 상기 복수의 계측점에 있어서의 온도와의 관계를 나타내는 관계 정보를 구하고, 상기 목표 온도의 조정전의 기판의 온도를 상기 복수의 계측점으로써 계측 한 계측 온도에 근거해 온도 분포 정보를 구하고, 상기 관계 정보 및 상기 온도 분포 정보에 근거해 조정 정보를 산출해, 조정 정보를 결정해, 이 조정 정보에 근거해 상기 목표 온도를 조정하므로 조정된 목표 온도가 되도록 열판의 온도 상태가 제어되는 결과 열판으로 처리되는 기판의 온도를 원하는 상태로 할 수가 있다.
또한 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되는 경우 없이 여러 가지 변경 가능 하다. 예를 들면 상기 실시 형태에서는 유전적 알고리즘을 이용해 최적인 조정값을 탐색했지만, 등산법, 시뮬레이티드·어닐링(SA) 법 등, 혹은 가능성이 있는 범위를 폭넓게 탐색하는 전체 탐색 등의 다른 탐색 수법을 이용해도 괜찮다.
또, 상기 실시 형태에서는 히터에 의해 열판을 가열하는 가열 처리에 적용한 예에 대해서 나타냈지만, 이것에 한정하지 않고, 펠체 소자 등의 열전 소자를 이용한 경우나, 가열과 냉각을 병용하는 온도 제어에 적용해도 괜찮다.
또한 상기 실시 형태에서는, 온도 조절기 (150)에는 연산 기능을 갖게 하지 않고, 퍼스널 컴퓨터 (154)에 연산 기능을 갖게 한 예를 나타냈지만, 온도 조절기 (15O)에 연산 기능을 갖게 해도 괜찮다.
또 상기 실시 형태에서는, 가열 대상의 기판으로서 반도체 웨이퍼를 이용한 경우에 대해서 나타냈지만, 이것에 한정하지 않고, 예를 들면 LCD용의 유리 기판 등의 다른 기판으로서도 적용 가능한 것은 말할 필요도 없다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태와 관련되는 온도 제어 방법이 적용되는 가열 처리 유니트가 탑재된 레지스트 도포·현상 처리 시스템을 나타내는 개략 평면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 레지스트 도포·현상 처리 시스템의 정면도이다.
도 3은, 도 1에 나타내는 레지스트 도포·현상 처리 시스템의 배면도이다.
도 4는, 도 1의 레지스트 도포·현상 처리 시스템에 구비되어진 주웨이퍼 반송 장치의 개략 구조를 나타내는 사시도이다.
도 5는, 도 1의 레지스트 도포·현상 처리 시스템의 제어계를 나타내는 블럭도이다.
도 6은, 본 발명의 실시 형태와 관련되는 온도 제어 방법이 실시되는 가열 처리 유니트를 나타내는 단면도이다.
도 7은, 본 발명의 실시 형태와 관련되는 온도 제어 방법이 실시되는 가열 처리 유니트의 내부를 나타내는 개략 평면도이다.
도 8은, 가열 처리 유니트에 있어서의 열판의 온도 제어 기구를 나타내는 블럭도이다.
도 9는, 가열 처리 유니트에 있어서의 열판의 분할 상태를 설명하기 위한 도이다.
도 10은, 웨이퍼의 각 계측점의 계측 온도의 평균값로부터의 불균형을 나타내는 도이다.
도 11은, 시험용 웨이퍼의 온도를 계측하고, 거기에 기초를 두어 열판의 온도 제어를 행하기 위한 장치의 구성을 나타내는 도이다.
도 12는, 스텝 입력 및 스텝 응답 파형을 나타내는 도이다.
도 13은, 펄스 입력 및 펄스 응답 파형을 나타내는 도이다.
도 14는, 펄스 입력의 합성을 설명하기 위한 파형도이다.
도 15는, 펄스 응답 파형의 합성을 설명하기 위한 파형도이다.
도 16은, 간섭 행렬의 일례를 나타내는 도이다.
도 17은, 삼각파 형상의 입력을 나타내는 도이다.
도 18은, 도 17의 삼각 형상 입력의 합성을 설명하기 위한 도이다.
도 19는, 간섭 행렬의 상세 구성을 나타내는 도이다.
도 20은, 간섭 행렬의 구성을 나타내는 도이다.
도 21은, 도 20의 간섭 행렬의 일부의 행렬을 나타내는 도이다.
도 22는, 목표 온도의 입력과 그 응답 파형인 출력을 나타내는 도이다.
도 23은, 목표 온도의 입력과 그 응답 파형인 출력을 나타내는 도이다.
도 24는, 온도 조절기를 나타내는 블럭도이다.
도 25는, 목표 온도의 가산 파형의 일례를 나타내는 도이다.
도 26은, 각 채널의 목표 온도의 가산 파형을 나타내는 도이다.
도 27은, 본 발명에 의해 온도 분포의 불균형이 억제된 웨이퍼의 각 계측점의 계측 온도를 나타내는 도이다.
도 28은, 본 발명의 실시 형태에 따라서, 열판 특성의 생성, 그것을 이용한 온도의 조정, 조정된 온도에서의 실처리까지의 일련의 플로우를 설명하기 위한 플로차트이다.
도 29는, 온도 프로 파일을 조정하는 조정 공정을 여러 차례 실시하는 경우에 있어서의 각 회의 조정 부분의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 30은, 실제의 조정 공정의 예를 설명하기 위한 도이다.
도 31은, 실처리시의 온도 제어 방법을 설명하기 위한 도이다.
도 32는 본 발명의 실시 형태와 관련되는 효과를 설명하기 위한 도이다.

Claims (25)

  1. 기판에 대해서 레지스트를 도포해 레지스트막을 형성하고, 또한 노광 후의 레지스트막의 현상을 실시하는 도포 현상 시스템에 탑재되어 열판에 재치한 상태로 기판의 가열 처리를 실시하는 가열 처리 유니트에 있어서, 상기 열판의 온도를 복수의 계측점으로써 계측했을 때의 각 계측 온도가, 각 목표 온도에 일치하도록 상기 열판의 온도를 제어하는 온도 제어 방법으로서,
    상기 각 목표 온도를 스텝 형상에 개별적으로 변화시킬 때의 기판의 상기 복수의 계측점에 있어서의 계측 온도의 스텝 응답 파형을 계측하고, 계측 한 상기 스텝 응답 파형을 이용해 펄스 형상의 목표 온도의 변화에 대한 펄스 응답 파형을 합성하고 이 펄스 응답 파형에 근거해 목표 온도를 삼각 형상에 변화시킨 경우의 삼각파 응답 파형을 합성하고, 합성한 응답 파형에 근거해 상기 목표 온도와 기판의 상기 복수의 계측점에 있어서의 온도와의 관계 정보로서의 행렬을 구하는 제1의 공정과,
    기판을 상기 열판에 재치해, 상기 목표 온도의 조정전의 기판의 온도를 상기 복수의 계측점으로써 계측 한 계측 온도에 근거해 온도 분포 정보를 구하고, 상기 제1의 공정으로 구한 상기 관계 정보 및 상기 온도 분포 정보에 근거해 조정 정보를 산출해 조정 정보를 결정하는 제2의 공정과,
    상기 제2의 공정으로 구한 상기 조정 정보에 근거해 상기 목표 온도를 조정하는 제3의 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 방법.
  2. 청구항 1에 기재의 온도 제어 방법에 있어서,
    상기 제1의 공정은 시간적으로 다른 복수의 상기 펄스 응답 파형을 합성하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 방법.
  3. 청구항 2에 기재의 온도 제어 방법에 있어서,
    상기 조정 정보가 상기 복수의 각 목표 온도에 대한 미리 설정된 시점에 있어서의 조정값이고, 상기 제2의 공정에서는 상기 조정값을 상기 행렬의 역행열 및 상기 온도 분포 정보에 근거해 산출하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 방법.
  4. 청구항 3에 기재의 온도 제어 방법에 있어서,
    상기 제2의 공정에서는 적어도 조정값을 랜덤에 변화시키는 것과 동시에, 상기 행렬을 포함한 평가식을 이용한 탐색 수법에 의해 조정값의 최적값을 탐색하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 방법.
  5. 청구항 1에 기재의 온도 제어 방법에 있어서,
    상기 제2의 공정에서는 상기 온도 분포 정보를 구하는 처리와 상기 제1의 공정으로 구한 상기 관계 정보 및 상기 온도 분포 정보에 근거해 조정 정보를 산출하는 처리를 여러 차례 반복해 조정 정보를 결정하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 방법.
  6. 청구항 5에 기재의 온도 제어 방법에 있어서,
    상기 제2의 공정에서는, 복수의 조정 정보의 산출 처리의 각각을 다른 시간에 대해서 실시하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 방법.
  7. 청구항 1에 기재의 온도 제어 방법에 있어서,
    상기 제2의 공정에서는, 상기 조정 정보의 산출 처리에 앞서 기판을 상기 열판에 재치하여 온도를 안정화하는 온도 안정화 처리를 1회 또는 여러 차례 실시하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 방법.
  8. 청구항 7에 기재의 온도 제어 방법에 있어서,
    상기 제2의 공정에서는 온도 안정화 처리 시에 상기 목표 온도가 정상 온도 시에서 오프세트 조정을 실시하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 방법.
  9. 기판에 대해서 레지스트를 도포해 레지스트막을 형성하고, 또한 노광 후의 레지스트막의 현상을 실시하는 도포 현상 시스템에 탑재되어 열판에 재치한 상태로 기판의 열처리를 실시하는 열처리 장치에 있어서, 상기 열판의 온도를 복수의 계측점으로써 계측 했을 때의 각 계측 온도가 복수의 각 목표 온도에 일치하도록 상기 열판의 온도를 제어함과 동시에 조정 정보에 따라, 상기 각 목표 온도를 조정하는 온도 제어장치의 상기 조정 정보를 구하는 조정 장치로서,
    상기 목표 온도와 기판의 온도와의 관계를 나타내는 관계 정보와, 상기 목표 온도의 조정전의 기판의 온도 분포 정보에 근거하여 상기 기판의 온도를 원하는 온도 상태에 조정하기 위한 상기 조정 정보를 연산하는 연산 수단을 구비하고,
    상기 연산 수단은,
    상기 각 목표 온도를 스텝 형상에 개별적으로 변화시킬 때의 기판의 상기 복수의 계측점에 있어서의 계측 온도의 스텝 응답 파형을 계측하고, 계측 한 상기 스텝 응답 파형을 이용해 펄스 형상의 목표 온도의 변화에 대한 펄스 응답 파형을 합성하고, 이 펄스 응답 파형에 근거하여 목표 온도를 삼각 형상에 변화시킨 경우의 삼각파 응답 파형을 합성하고, 합성한 응답 파형에 근거하여 상기 목표 온도와 기판의 상기 복수의 계측점에 있어서의 온도와의 관계 정보로서의 행렬을 산출하는 제1의 산출부와,
    상기 목표 온도의 조정전의 상기 기판의 온도를 상기 복수의 계측점으로써 계측 한 계측 온도에 근거하여 상기 온도 분포 정보를 산출하는 제2의 산출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 조정 장치.
  10. 청구항 9에 기재의 조정 장치에 있어서,
    상기 제1의 산출부는 시간적으로 다른 복수의 상기 펄스 응답 파형을 합성하는 하는 것을 특징으로 하는 조정 장치.
  11. 청구항 10에 기재의 조정 장치에 있어서,
    상기 조정 정보가, 상기 복수의 각 목표 온도에 대한 미리 설정된 시점에 있어서의 조정값이고, 상기 연산 수단은 상기 조정값을 상기 행렬의 역행열 및 상기 온도 분포 정보에 근거해 산출하는 하는 것을 특징으로 하는 조정 장치.
  12. 청구항 11에 기재의 조정 장치에 있어서,
    상기 연산 수단은, 적어도 조정값을 랜덤에 변화시키는 것과 동시에, 상기 행렬을 포함한 평가식을 이용한 탐색 수법에 의해 조정값의 최적값을 탐색하는 하는 것을 특징으로 하는 조정 장치.
  13. 청구항 9에 기재의 조정 장치에 있어서,
    상기 원하는 온도 상태가 기판의 상기 복수의 계측점에 있어서의 계측 온도의 불균형이 억제된 상태인 것을 특징으로 하는 조정 장치.
  14. 청구항 9에 기재의 조정 장치에 있어서,
    상기 온도 제어장치가, 상기 각 목표 온도와 상기 각 검출 온도와의 편차에 근거해 온도 제어를 행함으로써, 상기 조정 정보에 따라 상기 각 목표 온도 및 상기 각 검출 온도의 적어도 어느쪽이든 한쪽을 조정하는 하는 것을 특징으로 하는 조정 장치.
  15. 기판에 대해서 레지스트를 도포해 레지스트막을 형성하고, 또한 노광 후의 레지스트막의 현상을 실시하는 도포 현상 시스템에 탑재되어 열판에 재치한 상태로 기판의 열처리를 실시하는 열처리 장치에 있어서, 상기 열판의 온도를 복수의 계측점으로써 계측 했을 때의 각 계측 온도가, 복수의 각 목표 온도에 일치하도록 상기 열판의 온도를 제어하는 온도 조절기로서,
    상기 목표 온도와 기판의 온도와의 관계를 나타내는 관계 정보를 이용해 기판의 온도를 원하는 온도 상태에 조정하기 위한 조정 정보를 연산하는 연산 수단을 구비하고,
    상기 연산 수단은,
    상기 각 목표 온도를 스텝 형상에 개별적으로 변화시킬 때의 기판의 상기 복수의 계측점에 있어서의 계측 온도의 스텝 응답 파형을 계측하고, 계측 한 상기 스텝 응답 파형을 이용해 펄스 형상의 목표 온도의 변화에 대한 펄스 응답 파형을 합성하고, 이 펄스 응답 파형에 근거하여 목표 온도를 삼각 형상에 변화시킨 경우의 삼각파 응답 파형을 합성하고, 합성한 응답 파형에 근거하여 상기 목표 온도와 기판의 상기 복수의 계측점에 있어서의 온도와의 관계 정보로서의 행렬을 산출하는 제1의 산출부와,
    상기 목표 온도의 조정전의 상기 기판의 온도를 상기 복수의 계측점으로써 계측 한 계측 온도에 근거하여 상기 온도 분포 정보를 산출하는 제2의 산출부를 구비 하는 것을 특징으로 하는 온도 조절기.
  16. 청구항 15에 기재의 온도 조절기에 있어서,
    상기 연산 수단은, 상기 관계 정보와 상기 목표 온도의 조정전의 기판의 온도 분포 정보에 근거해 상기 조정 정보를 연산하는 것을 특징으로 하는 온도 조절기.
  17. 기판에 대해서 레지스트를 도포해 레지스트막을 형성하고, 또한 노광 후의 레지스트막의 현상을 실시하는 도포 현상 시스템에 탑재되어 기판의 열처리를 실시하는 열처리 장치로서,
    기판을 재치하고 기판을 가열하는 열판과 청구항 15에 기재의 온도 조절기와 상기 온도 조절기의 출력에 의해 상기 열판을 가열하는 조작 수단과 상기 열판의 온도를 복수의 검출점으로써 검출하는 온도 검출 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
  18. 기판에 대해서 레지스트를 도포해 레지스트막을 형성하고, 또한 노광 후의 레지스트막의 현상을 실시하는 도포 현상 시스템에 탑재되어 열판에 재치한 상태로 기판의 열처리를 실시하는 열처리 장치에 있어서, 상기 열판의 온도를 복수의 계측점으로써 계측했을 때의 각 계측 온도가, 복수의 각 목표 온도에 일치하도록 상기 열판의 온도를 제어함과 동시에 조정 정보에 따라 상기 각 목표 온도를 조정하는 온도 제어장치의 상기 조정 정보를 구하는 컴퓨터상에서 동작하는 프로그램이 기억된 컴퓨터 독해 가능한 기억 매체로서, 상기 프로그램은 상기 각 목표 온도를 스텝 형상에 개별적으로 변화시킬 때의 기판의 상기 복수의 계측점에 있어서의 계측 온 도의 스텝 응답 파형을 이용하여, 펄스 형상의 목표 온도의 변화에 대한 펄스 응답 파형을 합성하고, 이 펄스 응답 파형에 근거하여 목표 온도를 삼각 형상에 변화시킨 경우의 삼각파 응답 파형을 합성하고 합성한 응답 파형에 근거해, 상기 목표 온도와 기판의 상기 복수의 계측점에 있어서의 온도와의 관계 정보로서의 행렬을 연산하는 제1의 순서와,
    상기 목표 온도의 조정전의 기판의 온도를 상기 복수의 계측점으로써 계측 한 계측 온도에 근거해 온도 분포 정보를 연산하고 상기 제1의 순서로 구한 상기 관계 정보 및 상기 온도 분포 정보에 근거하여 기판을 원하는 온도 상태에 조정하기 위한 조정 정보를 연산하는 제2의 순서를 컴퓨터에 실행시키는 것을 특징으로 하는 기억매체.
  19. 청구항 18에 기재의 기억 매체에 있어서,
    상기 제1의 순서는, 시간적으로 다른 복수의 상기 펄스 응답 파형을 합성하는 것을 특징으로 하는 기억매체.
  20. 청구항 19에 기재의 기억 매체에 있어서,
    상기 조정 정보가, 상기 복수의 각 목표 온도에 대한 미리 설정된 시점에 있어서의 조정값이고, 상기 제2의 순서로서는 상기 조정값을 상기 행렬의 역행열 및 상기 온도 분포 정보에 근거해 산출하는 것을 특징으로 하는 기억매체.
  21. 청구항 20에 기재의 기억 매체에 있어서,
    상기 제2의 순서에서는 적어도 조정값을 랜덤에 변화시키는 것과 동시에, 상기 행렬을 포함한 평가식을 이용한 탐색 수법에 의해 조정값의 최적값을 탐색하는 것을 특징으로 하는 기억매체.
  22. 청구항 18에 기재의 기억 매체에 있어서,
    상기 제2의 순서에서는 상기 온도 분포 정보를 연산하는 처리와, 상기 제1의 순서에서 구한 상기 관계 정보 및 상기 온도 분포 정보에 근거해 조정 정보를 산출하는 처리를 여러 차례 반복해 조정 정보를 결정하는 것을 특징으로 하는 기억매체.
  23. 청구항 22에 기재의 기억 매체에 있어서,
    상기 제2의 순서에서는 복수의 조정 정보의 산출 처리의 각각을 다른 시간에 대해서 실시하는 것을 특징으로 하는 기억매체.
  24. 청구항 18에 기재의 기억 매체에 있어서,
    상기 제2의 순서에서는, 상기 조정 정보의 연산 처리에 앞서, 시험용 기판을 상기 열판에 재치하여 온도를 안정화하는 온도 안정화 처리를 1회 또는 여러 차례 실행시키는 것을 특징으로 하는 기억매체.
  25. 청구항 24에 기재의 기억 매체에 있어서,
    상기 제2의 순서에서는, 온도 안정화 처리 시에, 상기 목표 온도가 정상 온도시에서 오프세트 조정을 실시하는 것을 특징으로 하는 기억매체.
KR1020070137425A 2006-12-28 2007-12-26 레지스트막을 열처리하기 위한 온도 제어 방법 및 그 장치 KR101227765B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2006-00354776 2006-12-28
JP2006354776A JP4391518B2 (ja) 2006-12-28 2006-12-28 温度制御方法、調整装置、温度調節器、プログラム、記録媒体および加熱処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080063118A true KR20080063118A (ko) 2008-07-03
KR101227765B1 KR101227765B1 (ko) 2013-01-29

Family

ID=39582399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070137425A KR101227765B1 (ko) 2006-12-28 2007-12-26 레지스트막을 열처리하기 위한 온도 제어 방법 및 그 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7755003B2 (ko)
JP (1) JP4391518B2 (ko)
KR (1) KR101227765B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160133810A (ko) * 2015-05-13 2016-11-23 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 방법
KR102140153B1 (ko) * 2019-06-11 2020-07-31 피에프케이(주) 반도체 웨이퍼의 공정 전 온도 균일 감지 장치 및 그 구동을 위한 프로그램이 저장된 기록 매체
KR20230101929A (ko) * 2017-08-10 2023-07-06 와틀로 일렉트릭 매뉴팩츄어링 컴파니 히터에 공급되는 전력을 제어하는 시스템 및 방법
KR20240082430A (ko) * 2022-12-01 2024-06-11 세메스 주식회사 기판 처리 방법, 열처리 장치, 및 반도체 제조 설비

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010038674A1 (ja) * 2008-09-30 2010-04-08 東京エレクトロン株式会社 基板の異常載置状態の検知方法、基板処理方法、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体および基板処理装置
US8109669B2 (en) * 2008-11-19 2012-02-07 Applied Materials, Inc. Temperature uniformity measurement during thermal processing
US9282592B2 (en) 2009-02-27 2016-03-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Rotatable heating-cooling plate and element in proximity thereto
JP5322847B2 (ja) * 2009-08-20 2013-10-23 東京エレクトロン株式会社 加熱処理装置及び熱処理装置
JP5752634B2 (ja) * 2012-03-29 2015-07-22 東京エレクトロン株式会社 熱処理システム、熱処理方法、及び、プログラム
KR102321919B1 (ko) * 2015-05-22 2021-11-03 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 방위방향으로 튜닝가능한 다중-구역 정전 척
JP6512089B2 (ja) 2015-12-15 2019-05-15 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理装置の調整方法
JP6391558B2 (ja) * 2015-12-21 2018-09-19 東京エレクトロン株式会社 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
JP6481636B2 (ja) * 2016-02-16 2019-03-13 東京エレクトロン株式会社 熱板の温度測定装置及び熱板の温度測定方法
CN109417024B (zh) 2016-06-27 2023-07-28 东京毅力科创株式会社 基板处理装置、基板处理方法以及存储介质
JP6930119B2 (ja) 2017-01-30 2021-09-01 東京エレクトロン株式会社 加熱装置及び基板処理装置
JP7048351B2 (ja) * 2018-02-28 2022-04-05 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 熱処理方法および熱処理装置
KR102225682B1 (ko) 2018-09-28 2021-03-12 세메스 주식회사 기판의 열처리 방법
KR102263718B1 (ko) 2019-06-10 2021-06-11 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
US20230350438A1 (en) * 2022-04-29 2023-11-02 Semes Co., Ltd. Process measurement apparatus and method

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1167619A (ja) 1997-08-08 1999-03-09 Yuasa Seisakusho:Kk 基板加熱装置
JP4839702B2 (ja) * 2005-07-04 2011-12-21 オムロン株式会社 温度制御方法、調整装置、温度調節器、プログラム、記録媒体および熱処理装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160133810A (ko) * 2015-05-13 2016-11-23 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 방법
KR20230101929A (ko) * 2017-08-10 2023-07-06 와틀로 일렉트릭 매뉴팩츄어링 컴파니 히터에 공급되는 전력을 제어하는 시스템 및 방법
KR102140153B1 (ko) * 2019-06-11 2020-07-31 피에프케이(주) 반도체 웨이퍼의 공정 전 온도 균일 감지 장치 및 그 구동을 위한 프로그램이 저장된 기록 매체
KR20240082430A (ko) * 2022-12-01 2024-06-11 세메스 주식회사 기판 처리 방법, 열처리 장치, 및 반도체 제조 설비

Also Published As

Publication number Publication date
KR101227765B1 (ko) 2013-01-29
US7755003B2 (en) 2010-07-13
US20080156785A1 (en) 2008-07-03
JP2008166514A (ja) 2008-07-17
JP4391518B2 (ja) 2009-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101227765B1 (ko) 레지스트막을 열처리하기 위한 온도 제어 방법 및 그 장치
JP4531778B2 (ja) 温度制御方法、温度調節器および加熱処理装置
US8242417B2 (en) Temperature control method of heat processing plate, computer storage medium, and temperature control apparatus of heat processing plate
US7101816B2 (en) Methods for adaptive real time control of a thermal processing system
JP4343151B2 (ja) 加熱プレートの温度測定方法、基板処理装置及び加熱プレートの温度測定用のコンピュータプログラム
US7968260B2 (en) Substrate processing method, computer-readable storage medium, and substrate processing system
US7049553B2 (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method
US7452793B2 (en) Wafer curvature estimation, monitoring, and compensation
KR100912295B1 (ko) 열처리판의 온도 설정 방법, 열처리판의 온도 설정 장치, 프로그램을 기록한 컴퓨터 독취 가능한 기록 매체
US20060127593A1 (en) Substrate heating method, substrate heating system, and applying developing system
JP5296022B2 (ja) 熱処理方法及びその熱処理方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体並びに熱処理装置
US20080257495A1 (en) Temperature setting method for thermal processing plate, temperature setting apparatus for thermal processing plate, and computer-readable storage medium
TW201222626A (en) Heat treatment method, recording medium having recorded program for executing heat treatment method, and heat treatment apparatus
US8041525B2 (en) Substrate measuring method, computer-readable recording medium recording program thereon, and substrate measuring system
US7985516B2 (en) Substrate processing method, computer-readable storage medium and substrate processing system
US7947926B2 (en) Heat treatment apparatus, heat treatment method, and recording medium recording program for practicing the method
JP2003051439A (ja) 熱処理方法及び熱処理装置
JP7003260B2 (ja) 基板処理装置、基板処理方法、及び記憶媒体
JP3335905B2 (ja) 熱処理装置
JP6937906B2 (ja) 基板処理装置
US8135487B2 (en) Temperature setting method and apparatus for a thermal processing plate
JP3916886B2 (ja) 基板処理装置
JP3280618B2 (ja) 熱処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20071226

PG1501 Laying open of application
A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20101020

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20071226

Comment text: Patent Application

PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20110829

Patent event code: PE09021S01D

PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Final Notice of Reason for Refusal

Patent event date: 20120426

Patent event code: PE09021S02D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20121115

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20130123

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20130123

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151217

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20151217

Start annual number: 4

End annual number: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161221

Year of fee payment: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20161221

Start annual number: 5

End annual number: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180104

Year of fee payment: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20180104

Start annual number: 6

End annual number: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190117

Year of fee payment: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20190117

Start annual number: 7

End annual number: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20200117

Start annual number: 8

End annual number: 8

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20210118

Start annual number: 9

End annual number: 9

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20211222

Start annual number: 10

End annual number: 10

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20241218

Start annual number: 13

End annual number: 13