KR20220020767A - 온도 측정 유닛, 열처리 장치 및 온도 측정 방법 - Google Patents

온도 측정 유닛, 열처리 장치 및 온도 측정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 고온의 열판으로 가열했을 때의 기판의 온도를 모의적으로 측정 가능한 온도 측정 유닛, 기판 처리 장치 및 온도 측정 방법을 제공한다. 온도 측정 유닛은, 온도를 측정하는 센서가 탑재된 측정용 기판과, 상기 센서에 의한 검출 결과를 취득하는 정보 처리부와, 상기 센서와 상기 정보 처리부를 접속하는 케이블을 갖고, 상기 정보 처리부는, 열판이 마련된 가열 영역과 냉각 영역을 사이에 두고 대향하는 피설치부에, 착탈 가능하게 설치 가능하게 구성되고, 상기 케이블은, 상기 피설치부에 상기 정보 처리부가 설치된 상태에서, 상기 측정용 기판이 적재된 냉각판을 상기 냉각 영역으로부터 상기 가열 영역으로 이동시켜, 상기 측정용 기판을 상기 열판에 적재할 때, 상기 측정용 기판의 이동에 추종 가능하게 구성되어 있다.

Description

온도 측정 유닛, 열처리 장치 및 온도 측정 방법{TEMPERATURE MEASUREMENT UNIT, HEAT TREATMENT APPARATUS, AND TEMPERATURE MEASUREMENT METHOD}
본 개시는, 온도 측정 유닛, 열처리 장치 및 온도 측정 방법에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 기판에 소정의 처리를 행하는 처리부와, 온도 센서와 해당 온도 센서에 의해 측정된 측온 데이터를 축적하는 기억부를 탑재한 측온용 기판을 격납함과 함께, 당해 측온용 기판의 기억부에 축적된 측온 데이터를 수집하는 격납부와, 격납부와 처리부 사이에서 기판의 반송을 행하는 반송 수단과, 처리부를 거쳐서 격납부에 반송된 측온용 기판으로부터 수집된 측온 데이터에 기초하여, 소정의 처리의 온도 상태가 미리 정해진 온도 상태로 되도록 소정의 처리에 관련하는 온도 조절 기구를 제어하는 온도 제어 수단을 구비한다.
일본 특허 공개 제2007-157896호 공보
본 개시에 따른 기술은, 고온의 열판으로 가열했을 때의 기판의 온도를 모의적으로 측정 가능한 온도 측정 유닛, 기판 처리 장치 및 온도 측정 방법을 제공한다.
본 개시의 일 양태는, 온도 측정 유닛이며, 온도를 측정하는 센서가 탑재된 측정용 기판과, 상기 센서에 의한 검출 결과를 취득하는 정보 처리부와, 상기 센서와 상기 정보 처리부를 접속하는 케이블을 갖고, 상기 정보 처리부는, 열판이 마련된 가열 영역과 냉각 영역을 사이에 두고 대향하는 피설치부에 착탈 가능하게 설치 가능하게 구성되고, 상기 케이블은, 상기 피설치부에 상기 정보 처리부가 설치된 상태에서, 상기 측정용 기판이 적재된 냉각판을 상기 냉각 영역으로부터 상기 가열 영역으로 이동시켜, 상기 측정용 기판을 상기 열판에 적재할 때, 상기 측정용 기판의 이동에 추종 가능하게 구성되어 있다.
본 개시에 의하면, 고온의 열판으로 가열했을 때의 기판의 온도를 모의적으로 측정 가능한 온도 측정 유닛, 기판 처리 장치 및 온도 측정 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 웨이퍼에 대하여 열처리를 행하는 열처리 장치를 구비한 웨이퍼 처리 시스템의 내부 구성의 개략을 도시하는 설명도이다.
도 2는 웨이퍼 처리 시스템의 정면측의 내부 구성의 개략을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 3은 웨이퍼 처리 시스템의 배면측의 내부 구성의 개략을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 4는 열처리 장치의 구성의 개략을 모식적으로 도시하는 종단면도이다.
도 5는 열처리 장치의 구성의 개략을 모식적으로 도시하는 횡단면도이다.
도 6은 온도 측정 유닛의 일례의 개략을 도시하는 측면도이다.
도 7은 온도 측정 유닛의 일례의 개략을 도시하는 평면도이다.
도 8은 온도 측정 방법의 일부 공정에서의, 온도 측정 유닛의 상태를 도시하는 도면이다.
도 9는 온도 측정 방법의 일부 공정에서의, 온도 측정 유닛의 상태를 도시하는 도면이다.
도 10은 온도 측정 방법의 일부 공정에서의, 온도 측정 유닛의 상태를 도시하는 도면이다.
도 11은 온도 측정 유닛의 다른 예의 개략을 도시하는 측면도이다.
도 12는 온도 측정 유닛의 다른 예의 개략을 도시하는 평면도이다.
도 13은 도 11 및 도 12의 예의 온도 측정 유닛의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 도 11 및 도 12의 예의 온도 측정 유닛의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 도 11 및 도 12의 예의 온도 측정 유닛의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 도 11 및 도 12의 예의 온도 측정 유닛의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
반도체 디바이스 등의 제조 프로세스에서는, 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 함) 상에 레지스트 패턴을 형성하기 위해서 소정의 처리가 행하여진다. 상기 소정의 처리란, 예를 들어 웨이퍼 상에 레지스트액을 공급해서 레지스트막을 형성하는 레지스트 도포 처리나, 레지스트막을 노광하는 노광 처리, 노광 후에 레지스트막 내의 화학 반응이 촉진되도록 가열하는 PEB(Post Exposure Bake) 처리, 노광된 레지스트막을 현상하는 현상 처리 등이다.
상술한 PEB 처리 등의 열처리는, 통상, 웨이퍼가 적재되어 당해 웨이퍼를 가열하는 열판을 갖는 열처리 장치에서 행하여진다. 이 열처리 장치에 의한 열처리는, 예를 들어 웨이퍼의 온도가 면 내에서 균일해지도록 행하여진다. 레지스트 패턴의 치수를 면 내에서 균일하게 하기 위해서이다.
상술한 바와 같이 열처리 장치의 열처리에 의해 웨이퍼의 면내 균일하게 가열하는 것 등을 목적으로, 종래, 열판으로 가열했을 때의 웨이퍼의 온도를 사전에 모의적으로 측정하고, 그 결과에 기초하여, 열판에 의한 가열량을 보정하는 것이 행하여지고 있다.
열판으로 가열했을 때의 웨이퍼의 온도를 모의적으로 측정하기 위한 기술로서는, 예를 들어 복수의 온도 센서와 메모리를 탑재한 온도 측정용 웨이퍼를 사용하는 기술이 있다(특허문헌 1 참조). 이 기술에서는, 온도 측정용 웨이퍼를 통상의 웨이퍼와 마찬가지로 열판으로 가열하고, 그 온도를 각 온도 센서에서 측정하여, 측온 데이터로서 메모리에 기억한다.
그런데, 열판을 예를 들어 250℃ 이상의 고온으로 가열하여 이 열판으로 웨이퍼를 가열하는 경우가 있다. 이 경우, 특허문헌 1에 개시된 바와 같은 온도 측정용 웨이퍼를 사용하면, 메모리가 고온 환경에 노출됨으로써 고장나버리는 경우가 있다. 고장나면 메모리에 기억되어 있던 측온 데이터를 이용할 수 없기 때문에, 온도를 측정하지 못한 것이나 다름없다.
그래서, 본 개시에 따른 기술은, 고온의 열판으로 가열했을 때의 기판의 온도를 모의적으로 측정 가능한 온도 측정 유닛, 기판 처리 장치 및 온도 측정 방법을 제공한다.
이하, 본 실시 형태에 따른 온도 측정 유닛, 열처리 장치 및 온도 측정 방법에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 명세서에서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 요소에 대해서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.
<웨이퍼 처리 시스템>
도 1은, 웨이퍼에 대하여 열처리를 행하는 열처리 장치를 구비한 웨이퍼 처리 시스템(1)의 내부 구성의 개략을 도시하는 설명도이다. 도 2 및 도 3은, 각각 웨이퍼 처리 시스템(1)의 정면측 및 배면측의 내부 구성의 개략을 모식적으로 도시하는 도면이다. 또한, 이하의 예에서, 웨이퍼 처리 시스템(1)은, 웨이퍼(W)에 대하여 도포 현상 처리를 행하는 도포 현상 처리 시스템이다.
웨이퍼 처리 시스템(1)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 복수매의 웨이퍼(W)를 수용한 카세트(C)가 반입출되는 카세트 스테이션(10)과, 웨이퍼(W)에 소정의 처리를 실시하는 복수의 각종 처리 장치를 구비한 처리 스테이션(11)을 갖는다. 그리고, 웨이퍼 처리 시스템(1)은, 카세트 스테이션(10)과, 처리 스테이션(11)과, 처리 스테이션(11)에 인접하는 노광 장치(12)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하는 인터페이스 스테이션(13)을 일체로 접속한 구성을 갖고 있다.
카세트 스테이션(10)에는, 카세트 적재대(20)가 마련되어 있다. 카세트 적재대(20)에는, 웨이퍼 처리 시스템(1)의 외부에 대하여 카세트(C)를 반입출할 때, 카세트(C)를 적재하는 카세트 적재판(21)이 복수 마련되어 있다.
카세트 스테이션(10)에는, X 방향으로 연장되는 반송로(22) 상을 이동 가능한 웨이퍼 반송 장치(23)가 마련되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(23)는, 상하 방향 및 연직축 주위(θ 방향)로도 이동 가능하며, 각 카세트 적재판(21) 상의 카세트(C)와, 후술하는 처리 스테이션(11)의 제3 블록(G3)의 전달 장치 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
처리 스테이션(11)에는, 각종 장치를 구비한 복수 예를 들어 4개의 블록(G1, G2, G3, G4)이 마련되어 있다. 예를 들어 처리 스테이션(11)의 정면측(도 1의 X 방향 부방향측)에는, 제1 블록(G1)이 마련되고, 처리 스테이션(11)의 배면측(도 1의 X 방향 정방향측)에는, 제2 블록(G2)이 마련되어 있다. 또한, 처리 스테이션(11)의 카세트 스테이션(10)측(도 1의 Y 방향 부방향측)에는, 제3 블록(G3)이 마련되고, 처리 스테이션(11)의 인터페이스 스테이션(13)측(도 1의 Y 방향 정방향측)에는, 제4 블록(G4)이 마련되어 있다.
제1 블록(G1)에는, 도 2에 도시한 바와 같이 복수의 액 처리 장치, 예를 들어 현상 처리 장치(30), 하부 반사 방지막 형성 장치(31), 레지스트 도포 장치(32), 상부 반사 방지막 형성 장치(33)가, 아래에서부터 이 순으로 배치되어 있다. 현상 처리 장치(30)는, 웨이퍼(W)를 현상 처리하는 것이며, 하부 반사 방지막 형성 장치(31)는, 웨이퍼(W)의 레지스트막의 하층에 반사 방지막(이하, 「하부 반사 방지막」이라고 함)을 형성하는 것이다. 레지스트 도포 장치(32)는, 웨이퍼(W)에 레지스트액을 도포해서 레지스트막을 형성하는 것이며, 상부 반사 방지막 형성 장치(33)는, 웨이퍼(W)의 레지스트막의 상층에 반사 방지막(이하, 「상부 반사 방지막」이라고 함)을 형성하는 것이다.
예를 들어 현상 처리 장치(30), 하부 반사 방지막 형성 장치(31), 레지스트 도포 장치(32), 상부 반사 방지막 형성 장치(33)는, 각각 수평 방향으로 3개 배열되어 배치되어 있다. 또한, 이들 현상 처리 장치(30), 하부 반사 방지막 형성 장치(31), 레지스트 도포 장치(32), 상부 반사 방지막 형성 장치(33)의 수나 배치는, 임의로 선택할 수 있다.
이들 현상 처리 장치(30), 하부 반사 방지막 형성 장치(31), 레지스트 도포 장치(32), 상부 반사 방지막 형성 장치(33)에서는, 예를 들어 스핀 도포법에 의해, 웨이퍼(W) 상에 소정의 처리액이 공급된다. 스핀 도포법에서는, 예를 들어 토출 노즐로부터 웨이퍼(W) 상에 처리액을 토출함과 함께, 웨이퍼(W)를 회전시켜서 처리액을 웨이퍼(W)의 표면에 확산시킨다.
제2 블록(G2)에는, 도 3에 도시한 바와 같이 웨이퍼(W)의 가열이나 냉각과 같은 열처리를 행하는 열처리 장치(40)나, 레지스트액과 웨이퍼(W)의 정착성을 높이기 위한 어드히젼 장치(41), 웨이퍼(W)의 외주부를 노광하는 주변 노광 장치(42)가 마련되어 있다. 이들 열처리 장치(40), 어드히젼 장치(41), 주변 노광 장치(42)는, 상하 방향과 수평 방향으로 배열되어 마련되어 있으며, 그 수나 배치는 임의로 선택할 수 있다.
예를 들어 제3 블록(G3)에는, 복수의 전달 장치(50, 51, 52, 53, 54, 55)가 아래에서부터 순서대로 마련되어 있다. 또한, 제4 블록(G4)에는, 복수의 전달 장치(60, 61, 62)가 아래에서부터 순서대로 마련되어 있다.
도 1에 도시한 바와 같이 제1 블록(G1) 내지 제4 블록(G4)에 둘러싸인 영역에는, 기판 반송 영역으로서의 웨이퍼 반송 영역(D)이 형성되어 있다. 웨이퍼 반송 영역(D)에는, 기판 반송 장치로서의 웨이퍼 반송 장치(70)가 배치되어 있다.
웨이퍼 반송 장치(70)는, 예를 들어 Y 방향, X 방향, θ 방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 암(70a)을 갖고 있다. 웨이퍼 반송 장치(70)는, 웨이퍼 반송 영역(D) 내를 이동하여, 주위의 제1 블록(G1), 제2 블록(G2), 제3 블록(G3) 및 제4 블록(G4) 내의 소정의 장치에 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다. 웨이퍼 반송 장치(70)는, 예를 들어 도 3에 도시한 바와 같이 상하로 복수대 배치되어, 예를 들어 각 블록(G1 내지 G4)의 동일 정도의 높이의 소정의 장치에 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
또한, 웨이퍼 반송 영역(D)에는, 제3 블록(G3)과 제4 블록(G4) 사이에서 직선적으로 웨이퍼(W)를 반송하는 셔틀 반송 장치(80)가 마련되어 있다.
셔틀 반송 장치(80)는, 예를 들어 도 3의 Y 방향으로 직선적으로 이동 가능하게 되어 있다. 셔틀 반송 장치(80)는, 웨이퍼(W)를 지지한 상태에서 Y 방향으로 이동하여, 제3 블록(G3)의 전달 장치(52)와 제4 블록(G4)의 전달 장치(62) 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이 제3 블록(G3)의 X 방향 정방향측의 이웃에는, 웨이퍼 반송 장치(90)가 마련되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(90)는, 예를 들어 X 방향, θ 방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 암(90a)을 갖고 있다. 웨이퍼 반송 장치(90)는, 웨이퍼(W)를 지지한 상태에서 상하로 이동하여, 제3 블록(G3) 내의 각 전달 장치에 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
인터페이스 스테이션(13)에는, 웨이퍼 반송 장치(100)와 전달 장치(101)가 마련되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(100)는, 예를 들어 Y 방향, θ 방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 암(100a)을 갖고 있다. 웨이퍼 반송 장치(100)는, 예를 들어 반송 암(100a)에 웨이퍼(W)를 지지하여, 제4 블록(G4) 내의 각 전달 장치, 전달 장치(101) 및 노광 장치(12)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
이상의 웨이퍼 처리 시스템(1)에는, 도 1에 도시한 바와 같이 제어 장치(U)가 마련되어 있다. 제어 장치(U)는, 예를 들어 CPU나 메모리 등을 구비한 컴퓨터에 의해 구성되고, 프로그램 저장부(도시하지 않음)를 갖고 있다. 프로그램 저장부에는, 웨이퍼 처리 시스템(1)에서의 웨이퍼 처리를 제어하는 프로그램이나, 후술하는 측정용 웨이퍼의 온도의 측정 결과에 기초하여 후술하는 히터에 의한 후술하는 열판의 가열량을 자동 조정하는 프로그램이 저장되어 있다. 또한, 상기 프로그램은, 컴퓨터에 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있던 것으로서, 당해 기억 매체로부터 제어 장치(U)에 인스톨된 것이어도 된다. 프로그램의 일부 또는 모두는 전용 하드웨어(회로 기판)로 실현해도 된다.
<열처리 장치>
이어서, 열처리 장치(40)의 구성에 대해서 설명한다. 도 4는, 열처리 장치(40)의 구성의 개략을 모식적으로 도시하는 종단면도이다. 도 5는, 열처리 장치(40)의 구성의 개략을 모식적으로 도시하는 횡단면도이다.
열처리 장치(40)는, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 내부를 폐쇄 가능한 하우징(120)을 갖고 있다. 하우징(120)의 웨이퍼 반송 영역(D)측(X 방향 부측)의 측면에는, 웨이퍼(W)의 반입출구(121)가 마련되어 있다. 반입출구(121)는, 지지 부재로서의 격벽(F)에 형성된 개구(F1)와 대향하도록 마련되어 있다. 격벽(F)은, 웨이퍼 반송 영역(D)을 둘러쌈과 함께, 열처리 장치(40)나, 어드히젼 장치(41) 등을 지지한다. 또한, 반입출구(121)에는 개폐 셔터(도시하지 않음)가 마련되어 있다.
또한, 열처리 장치(40)는, 하우징(120) 내에, 웨이퍼(W)를 가열 처리하는 가열 영역(122)과, 웨이퍼(W)를 냉각 처리하는 냉각 영역(123)을 갖는다. 가열 영역(122)은, 웨이퍼 반송 영역(D)측과는 반대측(X 방향 정측)에 마련되고, 냉각 영역(123)은, 가열 영역(122)에 인접하고 있고, 웨이퍼 반송 영역(D)측(X 방향 부측)에 마련되어 있다.
가열 영역(122)에는, 도 4에 도시한 바와 같이, 상하 이동 가능한 덮개(130)가 상측에 마련되고, 덮개(130)와 함께 처리실(S)을 형성하는 열판 수용부(131)가 하측에 마련되어 있다.
덮개(130)는, 하면이 개구된 통 형상을 갖고, 후술하는 열판(132) 상에 적재된 웨이퍼(W)의 상면을 덮는다. 덮개(130)의 상면 중앙부에는, 배기부(130a)가 마련되어 있다. 처리실(S) 내의 분위기는, 배기부(130a)로부터 배기된다.
열판 수용부(131)의 중앙에는, 웨이퍼(W)가 적재되고, 해당 적재된 웨이퍼(W)를 가열하는 열판(132)이 마련되어 있다. 열판(132)은, 두툼한 원반 형상을 갖고 있으며, 히터(140)가 그 내부에 마련되어 있다. 히터(140)는, 열판(132)을 가열하고, 구체적으로는, 열판(132)의 상면 즉 웨이퍼(W)의 탑재면을 가열한다. 히터(140)로서는, 예를 들어 저항 가열 히터가 사용된다. 또한, 예를 들어 히터(140)는, 열판(132)의 상면을 복수로 분할한 영역마다 마련되어, 영역마다 히터(140)에 의한 가열량을 조정해서 각 영역을 소정의 설정 온도로 조정 가능하게 되어 있다.
열판 수용부(131)에는, 열판(132)을 두께 방향으로 관통하는 승강 핀(141)이 마련되어 있다. 승강 핀(141)은, 실린더 등의 승강 구동부(142)에 의해 승강 가능하며, 열판(132)의 상면에 돌출되어 후술하는 냉각판(160)과의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행할 수 있다.
열판 수용부(131)는, 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같이 열판(132)을 수용해서 열판(132)의 외주부를 보유 지지하는 환상의 보유 지지 부재(150)와, 그 보유 지지 부재(150)의 외주를 둘러싸는 통 형상의 서포트 링(151)을 갖고 있다.
냉각 영역(123)에는, 웨이퍼(W)가 적재되고, 해당 적재된 웨이퍼(W)를 냉각하는 냉각판(160)이 마련되어 있다. 냉각판(160)은, 예를 들어 평면으로 보아 대략 사각형의 평판 형상을 갖고, 가열 영역(122)측(X 방향 정측)의 단부면이 원호 상으로 만곡되어 있다. 냉각판(160)의 내부에는, 예를 들어 냉각수 등의 냉매가 흐르는 냉매 유로 등의 냉각 기구가 형성되어 있어, 냉각판(160)을 소정의 설정 온도로 조정할 수 있다.
냉각판(160)은, 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같이 지지 암(161)에 지지되고, 그 지지 암(161)은, 가열 영역(122)측의 X 방향을 향해서 연신되는 레일(162)에 설치되어 있다. 냉각판(160)은, 지지 암(161)에 설치된 구동 기구(163)에 의해 레일(162) 상을 이동할 수 있다. 이에 의해, 냉각판(160)은 가열 영역(122)측의 열판(132)의 상방까지 이동할 수 있다.
냉각판(160)에는, 예를 들어 냉각판(160)의 이동 방향(도 5의 X 방향)을 따른 2개의 슬릿(164)이 형성되어 있다. 슬릿(164)은, 냉각판(160)의 가열 영역(122)측의 단부면으로부터 냉각판(160)의 중앙부 부근까지 형성되어 있다. 이 슬릿(164)에 의해, 가열 영역(122)측으로 이동한 냉각판(160)과, 열판(132) 상의 승강 핀(141)의 간섭이 방지된다. 도 4에 도시한 바와 같이 냉각 영역(123)에서의, 냉각판(160)의 하방에는 승강 핀(165)이 마련되어 있다. 승강 핀(165)은, 승강 구동부(166)에 의해 승강할 수 있다. 승강 핀(165)은, 냉각판(160)의 하방으로부터 상승해서 슬릿(164)을 통과하여, 냉각판(160)의 상방으로 돌출되어, 예를 들어 반입출구(121)로부터 하우징(120)의 내부에 진입하는 웨이퍼 반송 장치(70)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행할 수 있다.
또한, 냉각판(160)의 상면에는, 웨이퍼(W)의 이면을 냉각판(160)의 상면으로부터 이격시켜서 당해 웨이퍼(W)를 지지하는 지지 핀(167)이 복수 마련되어 있다. 지지 핀(167)은, 막대 형상으로 형성되어, 상방으로 연장되도록 마련되어 있다. 지지 핀(167)의 높이는 예를 들어 2mm이다.
<웨이퍼 처리>
이어서, 웨이퍼 처리 시스템(1)을 사용해서 행하여지는 웨이퍼 처리에 대해서 설명한다.
우선, 복수의 웨이퍼(W)를 수납한 카세트(C)가, 카세트 스테이션(10)의 소정의 카세트 적재판(21)에 적재된다. 그 후, 웨이퍼 반송 장치(23)에 의해 카세트(C) 내의 각 웨이퍼(W)가 순차 취출되어, 처리 스테이션(11)의 제3 블록(G3)의 예를 들어 전달 장치(52)에 반송된다.
다음으로 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 예를 들어 제1 블록(G1)의 하부 반사 방지막 형성 장치(31)에 반송되어, 웨이퍼(W) 상에 하부 반사 방지막이 형성된다. 그 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해, 제2 블록(G2)의 열처리 장치(40)에 반송되어, 가열 처리가 행하여진다.
열처리 장치(40)에 반송된 웨이퍼(W)는, 우선 냉각판(160) 상에 적재된다. 계속해서 냉각판(160)이 열판(132)의 상방으로 이동된다. 이어서, 승강 핀(141)이 상승하여, 냉각판(160) 상의 웨이퍼(W)가 승강 핀(141)에 전달된다. 그 후, 냉각판(160)이 열판(132)의 상방으로부터 퇴피하고, 승강 핀(141)이 하강하여, 열판(132) 상에 웨이퍼(W)가 전달된다. 또한, 덮개(130)가 하강해서 처리실(S)이 형성되고, 웨이퍼(W)의 가열 처리가 개시된다.
소정 시간 웨이퍼(W)의 가열 처리가 행하여지면, 덮개(130)가 상승함과 함께, 승강 핀(141)이 상승해서 웨이퍼(W)가 열판(132)의 상방으로 이동한다. 또한, 냉각판(160)이 열판(132) 상까지 이동한다. 그리고, 승강 핀(141)이 하강하여, 냉각판(160)에 웨이퍼(W)가 전달된다. 그 후, 냉각판(160)이 냉각 영역(123)으로 이동된다. 냉각판(160)에 전달된 웨이퍼(W)는, 예를 들어 냉각 영역(123)에서 실온까지 냉각되어 열처리 장치(40)로부터 반출된다.
열처리 장치(40)에서의 열처리를 종료한 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 레지스트 도포 장치(32)에 반송되어, 웨이퍼(W) 상에 레지스트막이 형성된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 열처리 장치(40)에 반송되어, 프리베이크 처리된다. 또한, 프리베이크 처리에서도 하부 반사 방지막 형성 후의 열처리와 마찬가지의 처리가 행하여지고, 또한 후술하는 반사 방지막 형성 후의 열처리, PEB 처리, 포스트베이크 처리에서도 마찬가지의 처리가 행하여진다. 단, 각 열처리에 제공되는 열처리 장치(40)는 서로 다르다.
다음으로 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 상부 반사 방지막 형성 장치(33)에 반송되어, 웨이퍼(W) 상에 상부 반사 방지막이 형성된다. 그 후 웨이퍼(W)는 열처리 장치(40)에 반송되어, 가열 처리가 행하여진다. 그 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 주변 노광 장치(42)에 반송되어, 주변 노광 처리가 행하여진다.
이어서, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 전달 장치(52)에 반송되고, 셔틀 반송 장치(80)에 의해 제4 블록(G4)의 전달 장치(62)에 반송된다. 그 후, 웨이퍼(W)는, 인터페이스 스테이션(13)의 웨이퍼 반송 장치(100)에 의해 노광 장치(12)에 반송되어, 소정의 패턴으로 노광 처리된다. 다음으로 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(100)에 의해 제4 블록(G4)의 전달 장치(60)에 반송된다. 그 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 열처리 장치(40)에 반송되어, PEB 처리된다.
이어서, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 현상 처리 장치(30)에 반송되어, 현상 처리가 행하여진다. 현상 처리 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 열처리 장치(40)에 반송되어, 포스트베이크 처리된다.
이어서, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 제3 블록(G3)의 전달 장치(50)에 반송된다. 그 후, 웨이퍼(W)는, 카세트 스테이션(10)의 웨이퍼 반송 장치(23)에 의해 소정의 카세트 적재판(21)의 카세트(C)에 반송되어, 일련의 포토리소그래피 공정이 완료된다. 그리고, 이 일련의 포토리소그래피 공정이, 동일 카세트(C) 내의 후속 웨이퍼(W)에 대해서도 실시된다.
<온도 측정 유닛>
계속해서, 열처리 장치(40)의 열판(132) 상의 온도를 모의적으로 측정하기 위한 온도 측정 유닛의 일례에 대해서 설명한다. 도 6은, 온도 측정 유닛의 일례의 개략을 도시하는 측면도이며, 열처리 장치(40)에 설치된 상태를 도시하고, 열처리 장치(40)에 대해서는, 온도 측정에 관련된 주요부만을 종단면으로 나타내고 있다. 도 7은, 온도 측정 유닛의 일례의 개략을 도시하는 평면도이다.
도 6 및 도 7에 도시하는 바와 같이, 온도 측정 유닛(200)은, 측정용 기판으로서의 측정용 웨이퍼(201)와, 정보 처리부(202)와, 설치 부재(203)와, 케이블(204)을 갖는다.
측정용 웨이퍼(201)는, 웨이퍼(W)와 동일한 재질로 웨이퍼(W)와 동일 형상으로 형성된 본체(210)를 갖는다. 측정용 웨이퍼(201)의 상면(구체적으로는 본체(210)의 상면)에는 온도 센서(211)가 복수 탑재되어 있다. 온도 센서(211)는, 도 7의 예에서는 5개 탑재되며, 1개는 측정용 웨이퍼(201)의 중심에 탑재되고, 다른 4개는, 측정용 웨이퍼(201)의 중심을 중심으로 하는 동일 원주 상에 등간격으로 탑재되어 있다. 온도 센서(211)에는 예를 들어 열전쌍을 사용할 수 있다. 또한, 온도 센서(211)의 탑재수는 1이어도 된다.
측정용 웨이퍼(201)는, 냉각 영역(123)에 위치하는 냉각판(160)에 적재되어, 통상의 웨이퍼(W)와 마찬가지로, 냉각판(160)에 의해 가열 영역(122)으로 반송되고, 냉각판(160)으로부터 열판(132)에 전달되어 적재된다.
정보 처리부(202)는, 적어도 온도 센서(211)에 의한 검출 결과의 취득을 행한다.
정보 처리부(202)는, 외형이 직육면체 형상의 하우징(220)을 갖는다.
하우징(220)의 내부에는, 도시는 생략하지만, 예를 들어 온도 센서(211)에 의한 검출 결과를 A/D 변환하는 A/D 컨버터, A/D 변환된 상기 검출 결과의 교정 등을 행하는 프로세서, 교정 후의 온도 센서(211)에 의한 검출 결과나 상기 교정에 사용되는 교정값 테이블 등을 기억하는 메모리, 제어 장치(U)와의 사이에서 통신을 행하여 상기 검출 결과의 송신 등을 행하는 통신 유닛이 마련되어 있다.
또한, 상기 통신 유닛에 의한 제어 장치(U)와의 사이의 통신은, 유선으로 행해도 되고, 무선으로 행해도 된다.
또한, 하우징(220)의 내부에는, 상술한 A/D 컨버터, 프로세서, 메모리 및 통신 유닛이 실장되는 배선 기판(도시하지 않음) 등도 마련되어 있다.
설치 부재(203)는, 가열 영역(122)과 냉각 영역(123)을 사이에 두고 대향하는 피설치부로서의 격벽(F)에, 정보 처리부(202)를 착탈 가능하게 설치하기 위한 부재이다.
설치 부재(203)는, 훅부(230)와, 고정부(231)를 갖는다.
훅부(230)는, 격벽(F)의 하부 테두리와 걸림 결합한다. 훅부(230)는, 고정부(231)의 상단으로부터 열처리 장치(40)측으로 연장되도록 마련되어 있다.
고정부(231)는, 격벽(F)을 따라 연장되는 평판상으로 형성되어 있고, 격벽(F)과 반대측의 면에 정보 처리부(202)가 고정된다.
훅부(230)와 격벽(F)의 개구(F1)의 하부 테두리의 걸림 결합에 의해, 정보 처리부(202)는, 설치 부재(203)를 통해서 격벽(F)에 설치된다. 또한, 훅부(230)와 격벽(F)의 개구(F1)의 하부 테두리의 걸림 결합을 해제함으로써, 정보 처리부(202)를 격벽(F)으로부터 분리할 수 있다.
케이블(204)은, 측정용 웨이퍼(201)의 온도 센서(211)와 정보 처리부(202)를 전기적으로 접속하여, 온도 센서(211)에 의한 검출 결과를 정보 처리부(202)에 전송한다.
케이블(204)은, 복수의 피복 소선(240)과, 플랫 케이블(241)을 갖는다.
피복 소선(240)은, 니켈 등의 금속 재료로 이루어지는 소선을, 절연성 및 내열성을 갖는 재료(예를 들어 세라믹)로 피복한 것이다. 피복 소선(240) 각각의 일단은 대응하는 온도 센서(211)에 접속되고, 타단은 플랫 케이블(241)의 일단에 접속되어 있다. 피복 소선(240) 중, 측정용 웨이퍼(201)의 상방에 위치하는 부분은, 당해 측정용 웨이퍼(201)의 본체(210)의 상면에, 예를 들어 내열성 접착제에 의해 고정되어 있다.
플랫 케이블(241)은, 예를 들어 폴리이미드를 기재로 한 플렉시블 프린트 회로(FPC) 기판으로 이루어지며, 내부에 복수의 배선 패턴(도시하지 않음)을 갖는다. 플랫 케이블(241)의 일단은 피복 소선(240)의 타단에 접속되고, 플랫 케이블(241)의 타단은 정보 처리부(202)에 접속되어 있다. 구체적으로는, 플랫 케이블(241)의 상기 배선 패턴 각각의 일단은, 대응하는 피복 소선(240)의 타단에 접속되고, 상기 배선 패턴 각각의 타단은, 정보 처리부(202)에 접속되어 있다.
케이블(204)은, 격벽(F)에 정보 처리부(202)가 설치된 상태에서 측정용 웨이퍼(201)가 이동할 때, 그 이동에 추종 가능하게 구성되어 있다. 구체적으로는, 케이블(204)은, 격벽(F)에 정보 처리부(202)가 설치된 상태에서, 측정용 웨이퍼(201)가 적재된 냉각판(160)을 냉각 영역(123)으로부터 가열 영역(122)으로 이동시킨 후, 측정용 웨이퍼(201)를 열판(132)에 적재할 때, 측정용 웨이퍼(201)의 이동에 추종 가능하게 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 케이블(204)은, 격벽(F)에 정보 처리부(202)가 설치된 상태에서, 상기 측정용 웨이퍼(201)의 이동에 추종 가능한 정도의 길이와 가요성을 갖는다.
또한, 케이블(204)은, 적어도 측정용 웨이퍼(201)가 열판(132)에 적재된 상태에서 가열 영역(122)에 위치하는 부분이 피복 소선(240)으로 구성되어 있다.
<온도 측정 방법>
이어서, 상술한 온도 측정 유닛(200)을 사용한 온도 측정 방법에 대해서 도 8 내지 도 10을 사용해서 설명한다. 도 8 내지 도 10은, 온도 측정 방법의 일부 공정에서의, 온도 측정 유닛(200)의 상태를 도시하는 도면이다.
(1. 동선 확보)
먼저, 온도 측정이 행하여지는 열처리 장치(40)(이하, 「대상의 열처리 장치(40)」라고 함)의 위치에 맞추어, 작업자의 동선의 확보가 행하여진다.
예를 들어, 대상의 열처리 장치(40)가 카세트 스테이션(10)측에 위치하는 경우, 제3 블록(G3)의 전달 장치(50 내지 55)의 일부 또는 전부가 작업자에 의해 분리됨과 함께, 웨이퍼 반송 장치(70)의 반송 암(70a)이 제어 장치(U)에 의해 인터페이스 스테이션(13)측으로 이동된다. 이에 의해, 작업자가, 카세트 스테이션(10)으로부터 웨이퍼 반송 영역(D) 내에 진입하여, 대상의 열처리 장치(40) 앞으로 이동할 수 있다.
또한, 대상의 열처리 장치(40)가 인터페이스 스테이션(13)측에 위치하는 경우, 제4 블록(G4)의 전달 장치(60 내지 62)의 일부 또는 전부가 작업자에 의해 분리됨과 함께, 웨이퍼 반송 장치(70)의 반송 암(70a)이 제어 장치(U)에 의해 카세트 스테이션(10)측으로 이동된다. 이에 의해, 작업자가, 인터페이스 스테이션(13)으로부터 웨이퍼 반송 영역(D) 내에 진입하여, 대상의 열처리 장치(40) 앞으로 이동할 수 있다.
(2. 열판의 가열)
동선 확보 중에, 또는 동선 확보 전에, 열판(132)의 가열이 개시된다. 그리고, 열판(132)을 250℃ 이상이라는 높은 설정 온도까지 가열하여, 웨이퍼(W)의 가열 처리를 행할 수 있는 상태로 한다. 또한, 열판(132)의 가열을, 동선 확보 후에 개시해도 된다.
(3. 정보 처리부(202)의 설치)
그리고, 웨이퍼 반송 영역(D)에 진입한 작업원에 의해, 온도 측정 유닛(200)의 정보 처리부(202)가 격벽(F)에 설치된다. 구체적으로는, 웨이퍼 반송 영역(D)에 진입한 작업원에 의해, 대상의 열처리 장치(40)에 대응하는, 격벽(F)의 개구(F1)의 하부 테두리에, 설치 부재(203)의 훅부(230)가 걸려서, 훅부(230)와 격벽(F)의 개구(F1)의 하부 테두리의 걸림 결합에 의해, 설치 부재(203)를 통해서 정보 처리부(202)가 격벽(F)에 설치된다. 정보 처리부(202)는, 웨이퍼 반송 영역(D)에 위치하도록 설치된다.
(4. 측정용 웨이퍼(201)의 적재)
이어서, 작업원에 의해, 냉각 영역(123)에 위치하는 냉각판(160)에 측정용 웨이퍼(201)가 적재된다. 구체적으로는, 작업원에 의해, 측정용 웨이퍼(201)가, 지지 핀(167)을 통해서, 냉각 영역(123)에 위치하는 냉각판(160)에서의 소정의 위치에, 소정의 배향으로 적재된다.
또한, 측정용 웨이퍼(201)의 냉각판(160)에의 적재 후에, 정보 처리부(202)의 설치를 행해도 된다.
정보 처리부(202)의 설치 및 측정용 웨이퍼(201)의 적재 후, 작업원은 웨이퍼 처리 시스템(1)으로부터 퇴출한다.
(5. 열판(132)에의 전달)
이어서, 측정용 웨이퍼(201)가, 냉각판(160)에 의해 가열 영역(122)으로 이동 즉 반송되어, 열판(132)에 전달된다. 구체적으로는, 먼저, 측정용 웨이퍼(201)가 적재된 냉각판(160)이, 도 8에 도시하는 바와 같이, 냉각 영역(123)으로부터 가열 영역(122)으로 이동된다. 이 이동은, 냉각판(160)이 열판(132)의 상방으로 이동할 때까지 행하여진다. 이어서, 도 9에 도시하는 바와 같이, 승강 핀(141)이 상승하고, 이에 의해, 냉각판(160) 상의 측정용 웨이퍼(201)가 승강 핀(141)에 전달되어 상승하고, 그 후, 냉각판(160)이 가열 영역(122)으로부터 냉각 영역(123)으로 퇴피된다. 그와 함께, 도 10에 도시하는 바와 같이, 승강 핀(141)이 하강하여 측정용 웨이퍼(201)가 열판(132)에 적재된다.
(6. 온도 검출)
그리고, 온도 센서(211)에 의한 온도 검출이 행하여진다. 구체적으로는, 먼저, 덮개(130)가 하강해서 처리실(S)이 형성되고, 웨이퍼(W)의 가열 처리가 개시된다. 가열 처리가 개시되고 나서 소정의 시간이 경과하여, 측정용 웨이퍼(201)의 온도가 안정된 시점에서, 온도 센서(211)에 의한 온도 검출이 개시된다. 온도 검출이 개시되면, 각 온도 센서(211)에 의해, 측정용 웨이퍼(201)(의 본체(210))의 당해 온도 센서(211)가 탑재되어 있는 부분의 온도가 검출된다. 검출 결과는, 냉각 영역(123)을 사이에 두고 가열 영역(122)과 대향하는 격벽(F)에 설치된 정보 처리부(202)에, 케이블(204)을 통해서 전송된다. 또한, 검출 결과는 정보 처리부(202)로부터 제어 장치(U)에 송신된다. 제어 장치(U)는, 상기 검출 결과로부터, 측정용 웨이퍼(201)의 온도 센서(211)가 탑재되어 있는 부분의 온도를 산출 즉 측정한다. 또한, 제어 장치(U)에 의해, 측정용 웨이퍼(201)의 온도의 측정 결과에 기초하여, 히터(140)에 의한 열판(132)의 가열량이 자동 조정된다. 이 보정 후, 다시 상술과 마찬가지로 하여, 온도 검출과 온도 측정이 행하여지고, 원하는 온도 측정 결과가 얻어질 때까지, 히터(140)에 의한 열판(132)의 가열량의 자동 조정, 온도 검출 및 온도 측정이 반복된다. 원하는 온도 측정 결과가 얻어지면, 온도 검출이 종료된다.
(7. 가열 영역(122)에 위치하는 냉각판(160)에의 전달)
온도 검출이 종료되면, 측정용 웨이퍼(201)가 냉각판(160)으로 되돌려진다. 구체적으로는, 냉각판(160)이 가열 영역(122)으로 재이동됨과 함께, 측정용 웨이퍼(201)가 가열 영역(122)에 위치하는 냉각판(160)에 적재된다. 보다 구체적으로는, 먼저, 승강 핀(141)이 상승하고, 열판(132) 상의 측정용 웨이퍼(201)가 승강 핀(141)에 전달되어 상승한다. 그 후, 냉각판(160)이 가열 영역(122)으로 이동되어, 측정용 웨이퍼(201)와 열판(132)의 사이에 삽입된다. 그리고, 승강 핀(141)이 하강하여, 측정용 웨이퍼(201)가 냉각판(160)에 적재된다.
(8. 측정용 웨이퍼(201)의 냉각)
이어서, 측정용 웨이퍼(201)가 냉각판(160)에 의해 냉각된다. 구체적으로는, 측정용 웨이퍼(201)가 적재된 냉각판(160)이 냉각 영역(123)으로 이동되어, 냉각 영역(123) 내에서, 측정용 웨이퍼(201)가 냉각판(160)에 의해 냉각된다. 측정용 웨이퍼(201)는 예를 들어 실온까지 냉각된다.
(9. 분리)
냉각 후, 웨이퍼 반송 영역(D)에 진입한 작업원에 의해, 측정용 웨이퍼(201)가 냉각판(160)으로부터 제거됨과 함께, 정보 처리부(202)가 설치 부재(203)와 함께 격벽(F)으로부터 분리된다.
이상의 각 공정은, 열처리 장치(40)마다 순서대로 행하여진다. 또한, 온도 측정 유닛(200)을 복수 준비하여, 열처리 장치(40)에 대한 온도 측정을 복수 병행하여 행하도록 해도 된다.
본 실시 형태에 따른 온도 측정 방법에서는, 상술한 바와 같이 온도 측정 유닛(200)을 사용한다. 이 온도 측정 유닛(200)은, 측정용 웨이퍼(201)에 탑재된 온도 센서(211)와 해당 온도 센서(211)에 의한 검출 결과를 취득하는 정보 처리부(202)를 접속하는 케이블(204)을 갖고 있다. 그리고, 케이블(204)이, 격벽(F)에 착탈 가능하게 정보 처리부(202)가 설치된 상태에서, 측정용 웨이퍼(201)가 적재된 냉각판(160)을 냉각 영역(123)으로부터 가열 영역(122)으로 이동시킨 후, 측정용 웨이퍼(201)를 열판(132)에 적재할 때, 측정용 웨이퍼(201)의 이동에 추종 가능하게 구성되어 있다.
이러한 온도 측정 유닛(200)을 사용함으로써, 정보 처리부(202)를 격벽(F)에 설치하고, 측정용 웨이퍼(201)에 탑재된 온도 센서(211)에 의한 검출 결과에 기초하여, 열판(132)으로 가열된 측정용 웨이퍼(201)의 온도를 측정할 수 있다. 정보 처리부(202)는, 고온 환경에서 고장 또는 파손될 수 있는 부품(예를 들어, 상술한 하우징(220) 내의 A/D 컨버터나, 프로세서, 메모리, 통신 유닛, 배선 기판)을 내장하고 있지만, 정보 처리부(202)가 설치되는 격벽(F)이, 냉각 영역(123)을 사이에 두고 가열 영역(122)과 대향해서 가열 영역(122)으로부터 이격되어 있기 때문에, 열판(132)이 고온인 경우에도, 상기 부품이 고장 또는 파손되지 않는다.
따라서, 열판(132)이 고온인 경우에도, 열판(132)으로 가열된 측정용 웨이퍼(201)의 온도를 측정할 수 있다. 따라서, 열판(132)이 고온이어도 저온이어도, 열판(132)으로 가열했을 때의 웨이퍼(W)의 온도를 모의적으로 측정할 수 있다.
본 개시에 따른 온도 측정 방법 이외의 온도 측정 방법으로서는, 작업자가, 웨이퍼 처리 시스템(1)의 배면측의 패널을 열고, 측정용 웨이퍼(201)와 마찬가지의 측정용 웨이퍼를 열판(132)에 직접 적재해서 온도 측정을 행하고, 측정 후, 작업자가, 측정용 웨이퍼를 열판(132)으로부터 직접 제거하는 방법(이하, 「대체 방법」이라고 함)을 생각할 수 있다. 이 대체 방법에서는, 측정용 웨이퍼의 열판(132)에의 적재 시에, 열판(132)이 설정 온도까지 가열되어 있으면, 작업자가 안전하게 작업할 수 없다. 그 때문에, 예를 들어 측정용 웨이퍼의 열판(132)에의 적재 시에는 열판(132)은 실온으로 되고, 적재 후, 열판(132)의 실온으로부터 설정 온도까지의 승온이 행하여진다. 이 승온에는 장시간을 필요로 하기 때문에, 상기 대체 방법으로는 단시간에 안전하게 온도 측정을 행할 수 없다.
그에 반해 본 실시 형태에 따른 온도 측정 방법에서는, 작업자가, 측정용 웨이퍼(201)를 냉각 영역(123)에 위치하는 냉각판(160)에 적재하고, 이 냉각판(160)을 통해서 열판(132)에 측정용 웨이퍼(201)가 적재된다. 그 때문에, 측정용 웨이퍼(201)를 열판(132)에 적재하기 전부터, 열판(132)을 설정 온도로 가열해 두는 것이 가능하다. 따라서, 본 실시 형태에 따르면, 상기 대체 방법에서 필요했던, 측정용 웨이퍼(201)의 적재 후의 열판(132)의 승온이 불필요하게 되기 때문에, 단시간에 안전하게 온도 측정을 행할 수 있다.
또한, 상기 대체 방법에서는, 측정용 웨이퍼의 제거 시에, 열판(132) 및 측정용 웨이퍼가 설정 온도까지 가열되어 있으면, 작업자가 안전하게 작업할 수 없다. 그 때문에, 예를 들어 온도 측정 후, 열판(132) 및 측정용 웨이퍼를 실온까지 강온시키고 나서, 측정용 웨이퍼가 열판(132)으로부터 제거된다. 이 강온에는 장시간을 필요로 하기 때문에, 이 관점에서도 상기 대체 방법으로는 단시간에 안전하게 온도 측정을 행할 수 없다.
그에 반해 본 실시 형태에 따른 온도 측정 방법에서는, 측정용 웨이퍼(201)가 냉각판(160)에 의해 냉각된 후, 냉각 영역(123)에 위치하는 냉각판(160)으로부터 작업자에 의해 측정용 웨이퍼(201)가 제거된다. 그 때문에, 상기 대체 방법에서는 필요했던, 온도 측정 후의 열판(132)의 강온이 불필요하게 되고, 또한 측정용 웨이퍼(201)의 실온까지의 강온 즉 냉각을 단시간에 행할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에 따르면, 단시간에 안전하게 온도 측정을 행할 수 있다.
또한, 상기 대체 방법에서는, 작업자가, 웨이퍼 처리 시스템(1)의 배면측에서 작업을 행한다. 웨이퍼 처리 시스템(1)의 배면측에는 충분한 스페이스가 없는 경우가 많아, 웨이퍼 처리 시스템(1)의 배면측에서의 작업은 작업성이 나쁘고, 또한 작업자가, 대상의 열처리 장치(40)의 근방까지 이동하는 것이 어렵다. 그에 반해 본 실시 형태에 따른 온도 측정 방법에서는, 작업자가, 웨이퍼 처리 시스템(1)의 웨이퍼 반송 영역(D)에서 작업을 행한다. 웨이퍼 반송 영역(D)에는 충분한 스페이스가 확보되어 있기 때문에, 웨이퍼 반송 영역(D)에서의 작업은, 상기 배면측에서의 작업에 비하여 작업성이 좋고, 또한 작업자가, 대상의 열처리 장치(40)의 근방까지 용이하게 이동할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따르면, 온도 측정에 요하는 시간을 상기 대체 방법에 비하여 50시간 이상 단축할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따르면, 온도 측정을 단시간에 행할 수 있기 때문에, 온도 측정에 요하는 시간을 포함하는, 열처리 장치(40)에서의 열판(132)의 가열량의 자동 조정에 요하는 시간도 단축할 수 있다.
<온도 측정 유닛의 다른 예>
계속해서, 온도 측정 유닛의 다른 예를 설명한다. 도 11은, 온도 측정 유닛의 다른 예의 개략을 도시하는 측면도이며, 열처리 장치(40)에 설치된 상태를 도시하고, 열처리 장치(40)에 대해서는, 온도 측정에 관련된 주요부만을 종단면으로 부분적으로 나타내고 있다. 또한, 도 11에서, 후술하는 가이드 플레이트(301)의 일부만 단면으로 나타내고 있다. 도 12는, 온도 측정 유닛의 다른 예의 개략을 도시하는 평면도이다. 도 13 내지 도 16은, 도 11 및 도 12의 예의 온도 측정 유닛의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 11의 온도 측정 유닛(300)은, 측정용 웨이퍼(201), 정보 처리부(202), 설치 부재(203) 및 케이블(204)에 더하여, 개재 부재로서의 가이드 플레이트(301)를 갖는다.
가이드 플레이트(301)는, 냉각판(160)에 대하여 위치 결정되어 적재된다.
측정용 웨이퍼(201)는, 이 가이드 플레이트(301)를 개재하여 냉각판(160)에 적재된다. 바꾸어 말하면, 측정용 웨이퍼(201)는, 냉각판(160)과의 사이에 가이드 플레이트(301)를 끼워서 냉각판(160)에 적재된다.
또한, 측정용 웨이퍼(201)는, 가이드 플레이트(301)를 통해서 냉각판(160)에 의해 냉각된다. 구체적으로는, 측정용 웨이퍼(201)는, 냉각판(160)에 의해 냉각된 가이드 플레이트(301)에 의해 냉각된다.
가이드 플레이트(301)의 냉각판(160)에 대한 위치 결정은, 냉각판(160)에 형성된 절결(도시하지 않음)과, 가이드 플레이트(301)의 하면에 형성되어 하방으로 돌출되는 위치 결정 돌기(도시하지 않음)의 끼워 맞춤에 의해 행하여진다. 상기 절결과 상기 위치 결정 돌기의 조합은 복수 마련되어 있어도 된다.
또한, 가이드 플레이트(301)는, 열전도율이 높은 재료(예를 들어 스테인리스 등의 금속 재료)를 사용해서 형성된다.
가이드 플레이트(301)는, 도 11 및 도 12에 도시하는 바와 같이, 당해 가이드 플레이트(301)에 대하여 측정용 웨이퍼(201)를 위치 결정하는 가이드로서의 가이드 핀(310)을 복수 갖는다. 그 때문에, 측정용 웨이퍼(201)를 가이드 플레이트(301)를 개재하여 냉각판(160)에 적재하면, 측정용 웨이퍼(201)는 냉각판(160)에 대하여 위치 결정된다. 따라서, 측정용 웨이퍼(201)를, 냉각판(160)에 의해 열판(132)의 상방으로 반송할 때, 측정용 웨이퍼(201)를 원하는 위치에 반송할 수 있다. 그 결과, 측정용 웨이퍼(201)를 열판(132)에서의 원하는 위치에 확실하게 적재할 수 있다. 즉, 측정용 웨이퍼(201)를 열판(132)에 대하여 위치 결정해서 열판(132)에 적재할 수 있다. 보다 구체적으로는, 측정용 웨이퍼(201)를 열판(132)에 적재했을 때의, 원하는 위치로부터의 수평 방향의 어긋남양을 소정의 범위 내로 억제할 수 있다.
그런데, 열판(132)에는, 당해 열판(132)에서의 원하는 위치에 웨이퍼(W)를 가이드하는 가이드 돌기(도시하지 않음)가 마련되는 경우가 있다. 가이드 플레이트(301)에 가이드 핀(310)을 마련해 둠으로써, 측정용 웨이퍼(201)를 열판(132)에 적재했을 때, 상기 가이드 돌기에 측정용 웨이퍼(201)가 올라 앉는 것을 방지할 수 있다.
또한, 가이드 플레이트(301)에는, 도 11에 도시한 바와 같이, 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍(311)이 복수 형성되어 있다. 각 관통 구멍(311)에는, 지지 핀(167)이 삽입 관통된다. 가이드 플레이트(301)가 냉각판(160)에 적재되었을 때, 관통 구멍(311)을 통해서 가이드 플레이트(301)의 상면으로부터 지지 핀(167)의 정상부가 돌출된다. 이렇게 정상부가 돌출된 복수의 지지 핀(167)으로 측정용 웨이퍼(201)가 지지된다.
또한, 가이드 플레이트(301)의 냉각판(160)에 대한 위치 결정을, 관통 구멍(311)과 지지 핀(167)의 걸림 결합에 의해 행해도 된다.
이 관통 구멍(311)을 갖는 가이드 플레이트(301)를 사용함으로써, 냉각판(160)에 의한 측정용 웨이퍼(201)의 냉각 효율이 저하되는 것을 방지하면서, 도 13에 도시하는 바와 같이 지지 핀(167)의 정상부로부터의 케이블(204)의 늘어짐양을 감소시킬 수 있다. 도 14에 도시하는 바와 같이 가이드 플레이트(301)가 마련되어 있지 않아 상기 늘어짐양이 크면, 냉각판(160)을 이동시켰을 때, 케이블(204)에서의 지지 핀(167)의 정상부로부터 늘어진 부분이 상방으로 움직일 수 없는 경우가 있다. 그 결과, 지지 핀(167)으로부터 케이블(204)에 큰 힘이 작용하여, 케이블(204)이 파손되는 경우가 있다. 그에 반해 가이드 플레이트(301)가 사용되어 상술한 바와 같이 상기 늘어짐양이 작으면, 냉각판(160)을 이동시켰을 때, 케이블(204)에서의 지지 핀(167)의 정상부로부터 늘어진 부분은 상방으로 움직이기 때문에, 지지 핀(167)으로부터 케이블(204)에 큰 힘이 작용하지 않아, 케이블(204)이 파손되지 않는다.
또한, 상기 늘어짐양이 크면, 측정용 웨이퍼(201)를 승강 핀(141)으로 지지한 상태에서, 냉각판(160)을 열판(132)로부터 이격되도록 이동시켜 나갈 때, 냉각판(160)의 이동에 따라 케이블(204)도 이동해버려, 측정용 웨이퍼(201)가 승강 핀(141) 상에서 움직여버리는 경우가 있다. 이렇게 측정용 웨이퍼(201)가 움직여버리면, 측정용 웨이퍼(201)를 열판(132)에서의 원하는 위치에 적재할 수 없게 되는 경우가 있다. 그에 반해 상기 늘어짐양이 작으면, 측정용 웨이퍼(201)를 승강 핀(141)으로 지지한 상태에서, 냉각판(160)을 마찬가지로 이동시켜 나갈 때, 냉각판(160)의 이동에 따라 케이블(204)이 이동하지 않기 때문에, 측정용 웨이퍼(201)가 승강 핀(141) 상에서 움직여버리지 않는다.
또한, 가이드 플레이트(301)가, 지지 핀(167)이 관통할 정도로 얇기 때문에, 가이드 플레이트(301)는 저열용량이다. 따라서, 측정용 웨이퍼(201)를, 가이드 플레이트(301)를 통해서 냉각판(160)에 의해 효율적으로 냉각할 수 있다.
열용량의 관점에서는, 가이드 플레이트(301)는 냉각판(160)보다도 얇은 것이 바람직하다. 구체적으로는, 가이드 플레이트(301)의 판상 부분은, 냉각판(160)의 판상 부분보다도 얇은 것이 바람직하다. 이에 의해, 가이드 플레이트(301)의 열용량을 작게 할 수 있다. 그 결과, 측정용 웨이퍼(201)를, 가이드 플레이트(301)를 통해서 냉각판(160)에 의해 효율적으로 냉각할 수 있다.
또한, 도 11에 도시한 바와 같이, 가이드 플레이트(301)의 상면에, 상방으로 돌출되는 볼록부(312)를 복수 형성하고, 이 복수의 볼록부(312)로 측정용 웨이퍼(201)를 지지하도록 해도 된다.
이렇게 복수의 볼록부(312)로 측정용 웨이퍼(201)를 지지하거나, 관통 구멍(311)을 통해서 가이드 플레이트(301)의 상면으로부터 돌출된 복수의 지지 핀(167)으로 측정용 웨이퍼(201)를 지지하거나 함으로써, 가이드 플레이트(301)와 측정용 웨이퍼(201)의 접촉 면적을 저감시킬 수 있다. 따라서, 열판(132)으로 가열된 측정용 웨이퍼(201)가 가이드 플레이트(301)에 의해 급랭되어서 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 볼록부(312)의 높이는, 볼록부(312)의 정상부로부터의 케이블(204)의 늘어짐양이, 가이드 플레이트(301)를 사용하지 않을 경우의 지지 핀(167)의 정상부로부터의 케이블(204)의 늘어짐양보다 작아지도록 설정된다. 예를 들어, 볼록부(312)의 높이는, 볼록부(312)의 정상부가 지지 핀(167)의 정상부와 대략 동일한 높이가 되도록 설정된다.
또한, 도 11 및 도 12에 도시하는 바와 같이, 가이드 플레이트(301)의 가열 영역(122)측의 단부에, 말림 방지부로서의 반환부(314)를 마련해도 된다. 반환부(314)는, 가이드 플레이트(301)의 상면으로부터 연속하면서 또한 가이드 플레이트(301)의 일단으로부터 기울기 하방으로 연장되는 경사면(314a)을 갖는다.
이러한 반환부(314)를 갖는 가이드 플레이트(301)가 사용되지 않으면, 도 15에 도시하는 바와 같이, 승강 핀(141)에 지지된 측정용 웨이퍼(201)와 열판(132)의 사이에 냉각판(160)을 삽입할 때, 자중 등에 의해 축 늘어져 있던 케이블(204)이, 냉각판(160)과 열판(132) 사이로 말려 들어가는 경우가 있다. 이렇게 말려 들어가면, 케이블(204)이나, 온도 측정 유닛(300)의 다른 구성 요소가 파손되어버리거나, 열처리 장치(40)의 하우징(120) 내가 오염되어버리거나 한다.
그에 반해 도 16에 도시하는 바와 같이 반환부(314)를 갖는 가이드 플레이트(301)를 사용하면, 측정용 웨이퍼(201)와 열판(132)의 사이에 냉각판(160)을 삽입할 때, 케이블(204)이 늘어져 있어도(점선 참조), 냉각판(160)의 삽입에 수반하여 케이블(204)이 경사면(314a)을 따라 상승한다(실선 참조). 그 때문에, 냉각판(160)과 열판(132)의 사이에 케이블(204)이 말려 들어가지 않는다. 따라서, 케이블(204)의 말림에 기인하는, 온도 측정 유닛(300)의 파손이나 열처리 장치(40)의 하우징(120) 내의 오염이 생기는 것을 방지할 수 있다.
또한, 반환부(314)는 이하와 같이 형성된다. 즉, 반환부(314)는, 가이드 플레이트(301)가 냉각판(160)에 적재되었을 때, 반환부(314)의 하단이 냉각판(160)의 하면의 상방에 위치하도록 형성된다. 이에 의해, 냉각판(160)이 가열 영역으로 이동될 때, 반환부(314)가 열판(132) 등에 충돌하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 반환부(314)는, 가이드 플레이트(301)가 냉각판(160)에 적재되었을 때, 반환부(314)의 하단이 냉각판(160)의 상면의 하방에 위치하도록 형성된다. 이에 의해, 냉각판(160)과 열판(132)의 사이에 케이블(204)이 말려 들어가는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
가이드 플레이트(301)를 사용하는 경우, 예를 들어 측정용 웨이퍼(201)가 적재된 상태의 가이드 플레이트(301)를 냉각판(160)에 적재함으로써, 측정용 웨이퍼(201)는 가이드 플레이트를 개재해서 냉각판(160)에 적재된다.
또한, 가이드 플레이트(301)는, 예를 들어 작업자가 파지하는 파지부가 마련되어 있어도 된다. 이렇게 파지부를 마련함으로써, 작업자가, 웨이퍼 반송 영역(D)으로부터 개구(F1) 및 반입출구(121)를 통해서 냉각판(160)에 가이드 플레이트(301)를 용이하게 적재할 수 있다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 상기 실시 형태는, 첨부의 청구범위 및 그 주지를 일탈하지 않고, 다양한 형태에서 생략, 치환, 변경되어도 된다.

Claims (12)

  1. 온도를 측정하는 센서가 탑재된 측정용 기판과,
    상기 센서에 의한 검출 결과를 취득하는 정보 처리부와,
    상기 센서와 상기 정보 처리부를 접속하는 케이블을 포함하고,
    상기 정보 처리부는, 열판이 마련된 가열 영역과 냉각 영역을 사이에 두고 대향하는 피설치부에, 착탈 가능하게 설치 가능하게 구성되고,
    상기 케이블은, 상기 피설치부에 상기 정보 처리부가 설치된 상태에서, 상기 측정용 기판이 적재된 냉각판을 상기 냉각 영역으로부터 상기 가열 영역으로 이동시켜, 상기 측정용 기판을 상기 열판에 적재할 때, 상기 측정용 기판의 이동에 추종 가능하게 구성되어 있는, 온도 측정 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 피설치부는, 상기 냉각판이 이동하는 방향과 직교하는 방향으로 연장됨과 함께, 상기 가열 영역과 상기 냉각 영역을 갖는 열처리 장치를 지지하는 지지 부재인, 온도 측정 유닛.
  3. 제2항에 있어서, 상기 지지 부재는, 기판을 반송하는 기판 반송 장치가 마련된 기판 반송 영역을 둘러싸는 격벽이며, 기판이 통과하는 개구를 포함하고,
    상기 정보 처리부는, 상기 기판 반송 영역에 위치하도록 설치되는, 온도 측정 유닛.
  4. 제1항에 있어서, 상기 냉각판에 대하여 위치 결정되어 적재되는 개재 부재를 더 포함하고,
    상기 측정용 기판은, 상기 개재 부재를 개재해서 상기 냉각판에 적재되고,
    상기 개재 부재는, 당해 개재 부재에 대하여 상기 측정용 기판을 위치 결정하는 가이드를 포함하는, 온도 측정 유닛.
  5. 제4항에 있어서, 상기 개재 부재는, 그 상면에, 상기 측정용 기판을 지지하는 복수의 볼록부를 포함하는, 온도 측정 유닛.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 개재부는, 상기 냉각판의 상면에 마련된 지지 핀을 삽입 관통시킴과 함께 상기 개재부의 상면으로부터 돌출시키는 관통 구멍을 포함하는, 온도 측정 유닛.
  7. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 개재 부재는, 냉각판보다도 얇은, 온도 측정 유닛.
  8. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 개재 부재는, 상기 가열 영역에 위치하는 상기 측정용 기판과 상기 열판 사이에, 상기 개재 부재가 적재된 상기 냉각판을 삽입할 때, 해당 냉각판과 상기 열판 사이에 상기 케이블이 말려 들어가는 것을 방지하는 말림 방지부를 포함하는, 온도 측정 유닛.
  9. 기판을 열처리하는 열처리 장치이며,
    열판 및 냉각판과,
    온도 측정 유닛을 포함하고,
    상기 온도 측정 유닛은,
    온도를 측정하는 센서가 탑재된 측정용 기판과,
    상기 센서의 검출 결과를 취득하는 정보 처리부와,
    상기 센서와 상기 정보 처리부를 접속하는 케이블을 포함하고,
    상기 정보 처리부는, 상기 열판이 마련된 가열 영역과 냉각 영역을 사이에 두고 대향하는 피설치부에, 착탈 가능하게 설치 가능하게 구성되고,
    상기 케이블은, 상기 피설치부에 상기 정보 처리부가 설치된 상태에서, 상기 측정용 기판이 적재된 상기 냉각판을 상기 냉각 영역으로부터 상기 가열 영역으로 이동시켜, 상기 측정용 기판을 상기 열판에 적재할 때, 상기 측정용 기판의 이동에 추종 가능하게 구성되어 있는, 열처리 장치.
  10. 온도 측정 유닛을 사용해서 온도를 측정하는 온도 측정 방법이며,
    상기 온도 측정 유닛은,
    센서가 탑재된 측정용 기판과,
    상기 센서의 검출 결과를 취득하는 정보 처리부와,
    상기 센서와 상기 정보 처리부를 접속하는 케이블을 포함하고,
    열판이 마련된 가열 영역과 냉각 영역을 사이에 두고 대향하는 피설치부에, 상기 정보 처리부를 설치하는 공정과,
    상기 측정용 기판을, 상기 냉각 영역에 위치하는 냉각판에 적재하는 공정과,
    상기 측정용 기판을, 상기 냉각판에 의해 상기 가열 영역으로 이동시켜, 상기 열판에 전달하는 공정과,
    상기 센서에 의해 온도를 검출하는 공정을 포함하는, 온도 측정 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 측정용 기판을 상기 냉각판으로 되돌리는 공정과,
    상기 냉각판에 의해 상기 측정용 기판을 냉각하는 공정을 포함하는, 온도 측정 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 측정용 기판의 냉각 후, 상기 냉각 영역에 위치하는 상기 냉각판으로부터 상기 측정용 기판을 제거하는 공정을 포함하는, 온도 측정 방법.
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