TW201620010A - 基板加熱裝置、基板加熱方法及記錄媒體 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題係在具有:包含「處理基板之處理容器」的複數加熱模組;及與各加熱模組共通之排氣路,的基板加熱裝置中,高精度地控制各加熱模組之排氣量。 本發明之解決手段係構成裝置使其包含:多數加熱模組,其各自具有用以將沖洗用之氣體移入前述處理容器內之處理環境氣體的供氣口;及將處理環境氣體排出之排氣口;個別排氣路,其連接各自之排氣口;共通排氣路,其共通地連接各個別排氣路之下游端;分歧路,其分歧地設於各個別排氣路,且開口於處理容器之外部;及排氣量調整部,其用以調整:「由前述排氣口側排氣至前述共通排氣路之排氣量」與「由前述處理容器之外部透過前述分歧路移入前述共通排氣路之移入量」的流量比。藉此可抑制由各個別排氣路至共通排氣路之氣體流量的變動。

Description

基板加熱裝置、基板加熱方法及記錄媒體
本發明係關於加熱「載置於加熱板上之基板」的基板加熱裝置、基板加熱方法及包含電腦程式之記錄媒體。
在半導體裝置之製造步驟中,包含藉加熱裝置加熱處理「在其表面塗布有藥液之基板、即半導體晶圓(以下,記載為晶圓)」的步驟。有時為去除由藥液產生之昇華物,將晶圓載置在「設於處理容器內之加熱板」上,一面使該處理容器內排氣一面進行該加熱處理。例如,有時在具有階層構造之半導體製造裝置中,在各層設置如此之加熱裝置,且構造成在各層中設有各自包含前述處理容器之多數加熱模組。而且,例如設於同層之各處理容器透過「具有阻尼器之排氣管」各自連接共通之排氣導管,且該排氣導管內以預定之排氣量排氣。
前述加熱模組中,為了尋求同時提高晶圓之面內膜厚的均勻性及由處理容器內確實地去除昇華物,檢討在一片晶圓之處理中變更處理容器內之排氣量。但是在上述加熱裝置中若變更一個處理容器之排氣量,與該處理容器共用排氣導管之其他處理容器的排氣量亦會變動,恐有在該其他處理容器內上述昇華物之去除能力降低,且膜厚之均勻性降低之虞。
關於上述處理容器之排氣量的變動,說明三個處理容器連接排氣導管之情形的一例。排氣導管內以30L/分排氣,且各處理容器在連接各處理容器之排氣管之阻尼器開啟的狀態下以例如10L/分排氣。若由該狀態連接一個處理容器之排氣管的阻尼器關閉,使該處理容器之排氣量為0L/分,則因為排氣導管內以30L/分排氣,其他2處理容器之排氣量上升至30/2=15L/分。
專利文獻1記載在晶圓之處理中,變更供給至處理容器之沖洗氣體之供給量的加熱裝置。此外,專利文獻2記載多數罩杯透過具有阻尼器之排氣管連接共通之排氣導管,且個別地控制各罩杯之排氣量的液處理裝置。但是,該等裝置無法解決上述之問題。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2002-184682號公報 [專利文獻2] 日本特開2010-45185號公報
[發明所欲解決的問題]
本發明係針對如此情形作成者,其目的係在具有:包含「處理基板之處理容器」之複數加熱模組;及與各加熱模組共通之排氣路,的基板加熱裝置中,高精度地控制各加熱模組之排氣量。 [解決問題的手段]
本發明之基板加熱裝置之特徵為包含: 多數加熱模組,其各自具有:內部配置有用以載置基板並進行加熱處理之加熱板的處理容器;用以將沖洗用之氣體移入該處理容器內之處理環境氣體的供氣口;及將前述處理環境氣體排出之排氣口; 個別排氣路,其連接前述多數加熱模組之各自的排氣口; 共通排氣路,其共通地連接前述多數加熱模組之各個別排氣路的下游端; 分歧路,其分歧地設於前述各個別排氣路,且開口於前述處理容器之外部;及 排氣量調整部,其用以調整:「由前述排氣口側排氣至前述共通排氣路之排氣量」與「由前述處理容器之外部透過前述分歧路移入前述共通排氣路之移入量」的流量比。
本發明之基板加熱方法之特徵為包含以下步驟: 使用基板加熱裝置,該基板加熱裝置包含: 多數加熱模組,其各自具有:內部配置有用以載置基板並進行加熱處理之加熱板的處理容器;用以將沖洗用之氣體移入該處理容器內之處理環境氣體的供氣口;及將前述處理環境氣體排出之排氣口; 個別排氣路,其連接前述多數加熱模組之各自的排氣口; 共通排氣路,其共通地連接前述多數加熱模組之各個別排氣路的下游端;及 分歧路,其分歧地設於前述各個別排氣路,且開口於前述處理容器之外部; 將基板載置於前述加熱板上; 藉由排氣量調整部調整:「由前述排氣口側排氣至前述共通排氣路之排氣量」與「由前述處理容器之外部透過前述分歧路移入前述共通排氣路之移入量」的流量比,使前述處理環境氣體內成為以低排氣量排氣之低排氣狀態;及 在該步驟後,藉由排氣量調整部調整流量比,使前述處理環境氣體內成為以比前述低排氣量多之排氣量排氣的高排氣狀態。 本發明之記錄媒體儲存電腦程式,該電腦程式用於加熱處理「載置於加熱板上之基板」的基板加熱裝置, 其特徵為前述程式為了實行上述基板加熱方法而組成步驟。 [發明的功效]
依據本發明,包含:連接多數加熱模組之各個別排氣路的共通排氣路;分歧地設於前述各個別排氣路且開口於前述處理容器之外部的分歧路;及用以調整「由使處理容器內排氣之排氣口排氣至共通排氣路之排氣量」與「由前述處理容器之外部透過前述分歧路移入前述共通排氣路之移入量」的流量比的排氣量調整部。藉此,可變更來自各加熱模組之前述排氣口的排氣量變更,且可抑制因該變更造成之由個別排氣路至共通排氣路之排氣量的變動。因此,可高精度地控制各加熱模組之處理容器內的排氣量。結果,可抑制「因加熱處理而形成在基板上之塗布膜的面內均勻性之降低」,且可防止「處理容器內因為由前述塗布膜產生之昇華物而被污染」。
以下一面參照圖1之概略構造圖,一面說明本發明實施形態之晶圓W的加熱裝置1。該加熱裝置1在該加熱裝置1之外部加熱在表面塗布有藥液的晶圓W。在該例中,晶圓W之直徑係300mm。此外,前述藥液包含分子量比較低之聚合物(低分子聚合物)及交聯劑,且例如藉加熱至250℃產生前述聚合物之交聯反應,以形成以碳為主成分之所謂SOC膜的有機膜。該有機膜中之碳含有率係例如90%以上。另外,該有機膜在加熱裝置1之加熱處理後,在加熱裝置1之外部依序積層所謂SOC膜之包含氧化矽之膜、抗蝕膜。接著在下層膜上轉印藉由乾式蝕刻在前述抗蝕膜上形成之圖案。即,該有機膜以碳為主成分構成,且成為用以蝕刻該有機膜之下層膜的圖案遮罩。
回到加熱裝置1之說明,該加熱裝置1具有各自加熱前述晶圓W之加熱模組2A至2C、排氣導管11及控制部12。排氣導管11設置成朝橫方向伸長,且其下游側連接設有加熱裝置1之工廠的排氣路。在該排氣導管11之伸長方向之彼此不同的地方,加熱模組2A至2C連接形成各自構成之個別排氣路之排氣管30的下游端。即,排氣導管11構成對加熱模組2A至2C之共通排氣路。排氣導管11內以預定之排氣量經常排氣,且為了防止由加熱模組2A至2C流入之昇華物的凝結,藉由加熱器(未圖示)加熱。
加熱模組2A至2C具有彼此相同之構造,可對晶圓W各自獨立地進行加熱處理。加熱模組2A至2C中,代表地說明在圖2中顯示其縱斷側面之加熱模組2A。圖中21係水平之圓形加熱板,具有加熱器22,且加熱載置於加熱板21表面上之晶圓W。圖中23係包圍並支持加熱板21之底面及側面的基底,且形成為有底之筒狀。圖中24係形成基底23之上端的凸緣。圖中25係朝上下方向貫穿加熱板21及基底23之升降銷,且在未圖示之搬運機構與加熱板21間進行晶圓W之傳遞。
該凸緣24之外周設有直立之圓筒狀閘26,且閘26之上端形成有在基底23及加熱板21之上方朝外側擴大的凸緣27。閘26之下端朝向內側,並形成環28。環28與基底23之凸緣24重疊,且形成為可防止氣體在閘26與基底23間洩漏。圖中29係升降機構,使閘26相對於加熱板21升降。閘26在處理晶圓W時位在圖2所示之位置,而當相對於加熱板21傳遞晶圓W時,由圖2所示之位置下降以使得不妨礙該傳遞。
在閘26之上方,以覆蓋該閘26及加熱板21之方式,面向該加熱板21設有圓形之蓋31,且藉由該蓋31、基底23、閘26構成處理晶圓W之處理容器20,而處理容器20內構成為晶圓W之處理環境氣體。在蓋31之頂部,排氣口32以與載置於加熱板21上之晶圓W中心部相對向的方式開口。如此在晶圓W上方形成排氣口32的原因是可在使處理容器20排氣時抑制壓力損失,以比較大之流量進行前述排氣。就前述有機膜而言,由於昇華物之產生量比較多,故如此作成可增大排氣量之構造是有利的。此外,蓋31與閘26之凸緣27間的間隙構成沿加熱板21之周方向設置的供氣口33,且該供氣口33遍及晶圓W之全周形成。圖中以H1顯示之供氣口33的上下寬度係例如0.5mm至1mm。另外,圖中以H2顯示之由加熱板21表面到蓋31背面的高度係例如30mm。
蓋31連接前述排氣管30之一端,使處理容器20內可透過前述排氣口32排氣。排氣管30之另一端如上所述地連接排氣導管11,且如所述地使排氣導管11內排氣,因此使處理容器20之處理環境氣體排氣至該排氣導管11。藉如此使處理容器20內排氣,透過供氣口33以按照處理容器20內之排氣量的流量,由該處理容器20之外側移入例如空氣之氣體至處理容器20內。然後,該空氣由晶圓W之周緣部向中心部沿晶圓W之徑向流動,沖洗處理環境氣體,並流入排氣口32而排氣。
此外,排氣管30分歧而形成構成分歧路之分歧管34,而該分歧管34之另一端開口於處理容器20外部之大氣環境氣體(空氣環境氣體)。而且在分歧管34中介有構成排氣量調整部且可自由開閉之阻尼器35(請參照圖1)。圖3顯示加熱模組2A之上面,示意地顯示前述阻尼器35開啟之狀態,且藉由箭號顯示該狀態之加熱模組2A的氣體流動。若具體地說明該氣體之流動,則空氣藉由排氣導管11內之排氣由前述大氣環境氣體透過分歧管34及排氣管30流入該排氣導管11內。因此,由分歧管34流入排氣管30之空氣流量及由處理容器20內排氣之空氣流量的總和成為由排氣管30流至排氣導管11之空氣流量。因此,例如,空氣以10L/分由排氣管30流入排氣導管11內,且若分歧管34之空氣流量為aL/分,處理容器20內之排氣量係(10-aL/分),而由於a>0,處理容器20內之排氣量比10L/分低。
若由圖3所示之狀態降低阻尼器35之開度,雖然由分歧管34流至排氣管30之空氣流量a減少,但由處理容器20之外部透過供氣口33供給至處理容器20內,且流入排氣管30之空氣的流量變多,以便補償該a之減少部分。即,處理容器20內之排氣量增大。如此阻尼器35可調整由處理容器20之排氣口32排氣至排氣導管11之排氣量與由分歧管34移入排氣導管11之移入量的流量比。圖4係與圖3同樣地示意顯示關閉阻尼器35之狀態,由於關閉阻尼器35時分歧管34之空氣的流量成為a=0,故處理容器20內之排氣量係(10-0)=10L/分。若由該圖4所示之狀態再開啟阻尼器35,由於a之值上升,處理容器20之排氣量再減少。
藉由如此開閉阻尼器35,可切換處理容器20內之排氣量。以下,有時如圖3所示地開啟阻尼器35,使處理容器20內之排氣量變低之狀態記載為低排氣或低排氣狀態,而如圖4所示地關閉阻尼器35,使處理容器20內之排氣量變高之狀態記載為高排氣或高排氣狀態。如上所述地在加熱模組2A中,由於作成由分歧管34之端部及處理容器20之供氣口33分別供給空氣至排氣導管11的構造,故即使藉由分歧管34之阻尼器35之開閉來切換處理容器20之高排氣及低排氣,亦可抑制由排氣管30至排氣導管11之空氣流量的變動。由於如此地抑制至排氣管30之空氣流量的變動,可抑制加熱模組2B、2C之由各排氣管30至排氣導管11之排氣量的變動,因此可抑制該等加熱模組2B、2C之各處理容器20內之排氣量的變動。同樣地,即使在加熱模組2B、2C分別切換高排氣及低排氣,亦可抑制另一加熱模組之處理容器20內之排氣量的變動。
又,由後述之評價測試可知,處理容器20內為低排氣時,處理容器20內之排氣量宜為0.16L/分以下。為使排氣量為如此足夠低之值,構造成抑制分歧管34之壓力損失,使來自該分歧管34之空氣流量變多。由於配管之壓力損失與配管之內徑大小成反比,且與配管之管路長度成正比,故構造成與排氣管30之配管之管路長度/配管之內徑的值(=B)相比,分歧管34之配管之管路長度/配管之內徑(=A)的值足夠小,例如A/B為1/25以下。
接著,說明圖1所示之作為控制器之控制部12。控制部12中安裝有儲存於例如軟式磁碟、光碟、硬碟、MO(光磁碟)及記憶卡等之記錄媒體的程式。所安裝之程式規劃命令(各步驟)使控制信號傳送至加熱裝置1之各部而控制其動作。具體而言,藉由前述程式控制各加熱模組2A至2C之阻尼器35的開閉、對加熱器22供給電力之控制、閘26及升降銷25之升降等的各動作。
以下說明在加熱模組2A至2C中,在晶圓W之加熱處理中切換所述處理容器20內之低排氣狀態及高排氣狀態,及進行該切換之理由。若如在背景技術之項目中說明地加熱晶圓W,由晶圓W表面之藥液的塗布膜產生昇華物。該昇華物若附著於晶圓W或處理容器20內而凝結,則成為顆粒。由從處理容器20內去除該昇華物,防止因前述顆粒造成之污染的觀點來看,最好以高排氣進行排氣。
然而,由晶圓W之處理開始到處理結束,若以高排氣進行處理,排氣口32之下方,即晶圓W之中心部的膜厚會比周緣部之膜厚大。這發生之原因是雖然上述交聯反應發生前之塗布膜因黏性低,且暴露於處理容器20內之氣流而具有其膜厚降低之性質,但在高排氣狀態下由晶圓W之周緣部向中心部流動之空氣在到達晶圓W之中心部前朝向排氣口32,即被吸引至上方。即,因為晶圓W之中心部難以暴露於氣流而發生。
由於前述交聯反應發生而塗布膜之黏性變高,且該塗布膜硬化,故塗布膜之膜厚難以受到上述氣流之影響。此外,雖然由於晶圓W之溫度變高,故剩餘之低分子聚合物或交聯劑昇華,容易由塗布膜產生昇華物,但晶圓W之溫度低時不產生昇華物。因此,晶圓W之處理開始後預定時間進行低排氣以抑制晶圓W面內膜厚分布之均勻性的降低,並在經過前述預定時間後進行高排氣以去除昇華物是有效的。
圖5之曲線圖顯示對晶圓W進行加熱處理時如此切換排氣時之阻尼器35的開閉時間,且圖之縱軸顯示晶圓W之溫度(單位:℃),而圖之橫軸顯示處理時間。加熱模組2A至2C均按照該時間圖處理。若代表地說明加熱模組2A之處理,首先,例如在形成有上述塗布膜之晶圓W搬入處理容器20前,如圖3所示地開啟阻尼器35而使處理容器20內為低排氣,且以0.16L/分以下之排氣量排氣。然後前述晶圓W在加熱至例如450℃之加熱板21上傳遞至升降銷25,接著該升降銷25下降而將晶圓W載置在加熱板21上(時刻T0)。由於處理容器20內為低排氣,由處理容器20之外部流入處理容器20內的氣流由晶圓W之周緣部向中心部流動,接著由該中心部向上方之排氣口32流動而排氣。即,一面使晶圓W之中心部及周緣部共同地暴露於氣流,一面使晶圓W升溫。
然後,使晶圓W之溫度在前述塗布膜到達開始交聯反應之溫度(交聯溫度)的250度,使塗布膜開始硬化。使晶圓W之溫度進一步上升而進行前述交聯反應,且進行塗布膜之硬化,並且由塗布膜產生之昇華物量增大。然後,若到達由時刻T0經過預定時間之時刻T1,如圖4所示地關閉阻尼器35,使處理容器20內成為高排氣。在時刻T0至時刻T1之間係例如10秒。因成為高排氣而由塗布膜產生之昇華物快速地由排氣口32排氣而由處理容器20內去除,接著使晶圓W進一步升溫到450℃。然後,藉由升降銷25由加熱板21舉起晶圓W而使晶圓W之溫度下降,並且開啟阻尼器35(時刻T2),使處理容器20內成為低排氣。然後,藉由搬運機構由處理容器20搬出晶圓W。
接著,說明加熱裝置1全體動作之一例。在該加熱裝置1中按照例如加熱模組2A、2B、2C之順序重覆地搬運晶圓W。然後由晶圓W被搬運之加熱模組開始加熱處理,並在該加熱處理中,如在圖5之曲線圖中說明地切換阻尼器35之開閉。2A至2C中,就晶圓W之加熱處理結束的加熱模組,在已處理之晶圓W搬出後,搬運後續之晶圓W。圖6係與圖5同樣地,顯示「如此進行處理時各加熱模組2A至2C之阻尼器35的開閉切換時間及各加熱模組2A至2C之晶圓W的溫度」的曲線圖。在圖6之曲線圖中,為了區別每一模組之裝置動作,將在圖5中以T1表示之阻尼器35由開啟狀態切換至關閉狀態的時刻,分別就加熱模組2A、2B、2C以時刻TA1、TB1、TC1分別表示,並將在圖5中以T2表示之阻尼器35由關閉狀態切換至開啟狀態的時刻,分別就加熱模組2A、2B、2C以時刻TA2、TB2、TC2表示。
由於如上所述地按照加熱模組2A、2B、2C之順序搬運晶圓W(第一片晶圓W)而開始處理,故按照時刻TA1、TB1、TC1之順序經過時刻,並在該等各時刻對加熱模組2A、2B、2C進行由低排氣至高排氣之切換。在圖7中,與圖3、圖4同樣示意地顯示經過前述時刻TB1後,到時刻TC1為止之各加熱模組2A至2C之阻尼器35的狀態,且在加熱模組2A、2B中,關閉阻尼器35使處理容器20內成為高排氣,而在加熱模組2C中,開啟阻尼器35使處理容器20內成為低排氣。
因為經過前述時刻TC1並使加熱模組2C切換成高排氣後,按照加熱模組2A、2B、2C之順序結束第一片晶圓W之加熱處理,並由處理容器20搬出該晶圓W,故按照TA2、TB2、TC2之順序經過時刻,並在該等各時刻開啟加熱模組2A至2C之阻尼器35,以進行由高排氣至低排氣之切換。在各加熱模組2A、2B、2C中,依序搬出第一片晶圓W,接著搬入第2片晶圓W,並在處理該第2片晶圓W中關閉阻尼器35。即經過第2次之時刻TA1、TB1、TC1,並在該等各時刻對加熱模組2A、2B、2C進行由低排氣至高排氣之切換。在該例中第2次之時刻TA1設定在例如上述時刻TB2與時刻TC2之間。
搬運至各加熱模組2A至2C之第2片晶圓W亦與第一片晶圓W同樣地依序結束處理,接著由處理容器20搬出,並在各加熱模組中,在處理結束時進行由高排氣至低排氣之切換。即,雖然在圖6中未顯示,但仍依序經過第2次之時刻TA2、TB2、TC2。後續之晶圓W亦按照加熱模組2A、2B、2C之順序搬運,並接受加熱處理,接著依序結束加熱處理,並由處理容器20搬出。
由於如此對加熱模組2A至2C個別地搬運晶圓W,接著在各加熱模組2A至2C中個別地進行加熱處理,故以個別地進行低排氣及高排氣之切換的方式進行各阻尼器35之開閉切換。而且,在2A至2C中之一加熱模組中切換阻尼器35之開閉時,如在圖3、圖4中說明地,因為由該一加熱模組之排氣管30至排氣導管11內之空氣流量保持一定,故可抑制「由其他加熱模組之排氣管30至排氣導管11內之空氣流量變動」,結果可防止「在其他加熱模組中處理容器20內之排氣量變動」。
依據上述加熱裝置1,共用排氣導管11之各個加熱模組2A、2B、2C具有:藉由從周圍移入之空氣,一面沖洗晶圓W之處理環境氣體,一面加熱處理該晶圓W之處理容器20;連接排氣導管11及各處理容器20之排氣管30;由排氣管30分歧且其一端開放於大氣之分歧管34;及開閉分歧管34之管路的阻尼器35。在如此之構造中,藉由開閉前述阻尼器35,並控制由分歧管34至排氣導管11之空氣移入量,可控制處理容器20之排氣量,且可抑制由排氣管30至排氣導管11之空氣流量的變動。因此,即使變更2A至2C中之一加熱模組之處理容器20的排氣量,亦可防止因該變更而使其他加熱模組之處理容器20的排氣量變動。結果,當使處理容器20內分別成為低排氣狀態、高排氣狀態時,可高精度地控制各狀態之排氣量。因此,可抑制「晶圓W之在面內的膜厚分布的降低」,或在處理容器20內殘留昇華物而由該昇華物產生之顆粒附著在處理容器20上。此外,就設有阻尼器35之分歧管34而言,由於不需要為了防止昇華物之凝結而成為高溫狀態,故可防止因該阻尼器35之熱造成之劣化。
在上述處理例中係將晶圓W載置於加熱板21上,若經過預先設定之時間則閉鎖阻尼器35,進行由低排氣至高排氣之切換。亦可例如作成在處理容器20設置輻射溫度計而可測量晶圓W之溫度的構造,並控制阻尼器35使測量之晶圓W溫度到達預先設定之溫度後閉鎖阻尼器35,以取代上述之依據時間控制阻尼器35的做法。
又,雖然在上述處理例中可瞬間地切換低排氣及高排氣,但該切換亦可緩緩地進行。圖8之曲線圖與圖5同樣地顯示阻尼器35之開閉時間與晶圓W之溫度的關係,且顯示控制阻尼器35而使由低排氣至高排氣之切換緩緩地進行的例子。若以與由圖5之曲線圖說明之處理的差異點為中心說明由圖8之曲線圖所示的處理,使處理容器20為低排氣而在時刻T0將晶圓W載置於加熱板21後,例如在晶圓W之溫度為上述交聯溫度之250℃的時刻T11開始變更阻尼器35之開度,並緩緩地減小該開度。然後緩緩地減小由分歧管34至排氣管30之空氣流入量,並且緩緩地增大處理容器20之排氣量。然後在時刻T12關閉阻尼器35,使分歧管34之空氣流量為0並且使處理容器20成為高排氣。時刻T11、T12之間宜為5秒以上,在該例中為10秒。時刻T0、T11之間係例如5秒。
如此緩緩地關閉阻尼器35的原因是,若急速關閉阻尼器35,由於空氣不會由大氣環境氣體流至分歧管34之阻尼器35的下游側,故該下游測之壓力降低,且由於該壓力降低,由處理容器20流至排氣管30之昇華物不流向排氣導管11,恐有流入分歧管34內而凝結之虞。即藉緩緩地關閉阻尼器35,可防止分歧管34中的昇華物凝結,且可防止再開啟阻尼器35而使空氣流通分歧管34時,由如此凝結之昇華物產生之顆粒向處理容器20飛散。
圖9顯示加熱模組2A之變形例。該圖9之加熱模組2A的蓋31下面以開口於載置在加熱板21上之晶圓W外側的方式設有供氣口41。供氣口41,沿例如前述晶圓W之周邊設有多數個,且透過配管42連接作為沖洗用氣體之空氣的供給源43。此外,配管42中介有加熱部44,以加熱流通配管42之空氣。藉由加熱部44之加熱,由供氣口41供給之空氣的溫度為例如40℃以上。
在圖9之加熱模組2A進行如圖5之曲線圖所示的處理的情形,例如在時刻T1關閉阻尼器35,使處理容器20內成為高排氣並且開始供給加熱部44所加熱之空氣至各供氣口41。藉由該空氣之供給,可使來自排氣口32之排氣量確實地成為高之狀態,因此可有效率地、更確實地去除昇華物。然後,在例如時刻T2開啟阻尼器35,使處理容器20內成為低排氣,並且停止前述空氣之供給。
由於在前述加熱部44所加熱之狀態下由供氣口41供給空氣,故藉由該空氣,可防止昇華物冷卻而凝結。但是由於晶圓W之處理中處理容器20之溫度因加熱板21而上升,亦可作成在該蓋31中形成空氣之流路,而不設置加熱部44的構造,使由供給源43供給至蓋31之空氣在由供氣口41吐出至處理環境氣體之前藉加熱板21之熱而加熱。此外,供氣口41不限於設在蓋31中,亦可設在例如加熱板21之晶圓W的載置區域外側。另外,不限於供給空氣,亦可供給氮氣等之惰性氣體至處理容器20內,作為處理容器20之外氣。該處理容器20之外氣中包含由供氣口33移入之氣體、及由供給源43供給之氣體。
圖10、圖11顯示阻尼器35之另一構造例。在該例中,阻尼器35設於在排氣管30中連接分歧管34之連接部。而且藉由阻尼器35在該連接部,互相切換空氣可由分歧管34之下游端流通至排氣管30的狀態,及切斷流通之狀態,而使處理容器20內互相切換成低排氣狀態及高排氣狀態。即,阻尼器35亦可不設於分歧管34中,而如上述設於排氣管30中。
上述之加熱裝置1亦可使用在加熱晶圓W的情形中,且該晶圓W塗布有用以形成例如抗蝕膜下層之防反射膜的藥液。形成該防反射膜之藥液亦含有低分子之聚合物及交聯劑,且由於在比交聯溫度低之溫度下膜厚容易受到氣流之影響,故如上所述地切換低排氣及高排氣並進行加熱處理是有效的。此外,加熱裝置1不限於用於處理塗布有產生如此交聯反應之藥液的晶圓W。例如,可用以加熱處理塗布有不進行前述交聯反應之抗蝕液的晶圓W。前述抗蝕液之溫度低,且因含有大量溶劑而該抗蝕液之黏性低時,由抗蝕液形成之抗蝕膜容易因氣流而使膜厚受到影響,因此與上述有機膜或防反射膜之處理同樣地,藉低排氣加熱處理到膜硬化並且昇華物之產生量變得比較多的溫度為止,然後藉高排氣加熱處理是有效的。此外,在上述各加熱模組2A至2C中,由於只要在低排氣時晶圓W之膜厚分布均勻性不降低即可,處理容器20內之排氣亦可為0L/分。即,低排氣時亦可不進行排氣。
(評價測試) 接著,說明關於本發明所進行之評價測試。在該評價測試中使用在上述實施形態中說明之加熱模組,加熱處理塗布有用以形成所述有機膜之藥液之直徑300mm的晶圓W。該加熱處理係就每一晶圓W變更處理容器20內之排氣量來進行。評價測試1-1至1-5與上述實施形態之處理不同,由晶圓W之處理開始到處理結束為止使處理容器20之排氣量為一定地進行加熱處理,且在評價測試1-1、1-2、1-3、1-4、1-5中,前述排氣量分別為15L/分、0L/分、0.3L/分、0.5L/分、1L/分。此外,評價測試1-6係如在實施形態中說明地在晶圓W之處理中進行由低排氣至高排氣之切換。
在評價測試1-1至1-6中對處理後之晶圓W,測量面內多數地方之膜厚,且測量膜厚之平均值、3s(標準差)、範圍、中心部範圍、改善率。前述範圍係對晶圓W取得之膜厚之最大值與最小值的差,且中心部範圍係晶圓W之中心膜厚與由中心離開預定距離之一膜厚的差。改善率係以評價測試1-1之中心部範圍為基準時在其他評價測試中取得之中心部範圍的改善率,即(評價測試1-1之中心部範圍-在其他評價測試中取得之中心部範圍)/(評價測試1-1之中心部範圍)´100(單位:%)。
下述表1顯示評價測試1-1至1-6之測量結果。此外,圖12的曲線圖顯示由評價測試1-1至1-5獲得之中心部範圍及改善率。圖之橫軸表示處理容器20之排氣量,且縱軸表示中心部範圍及改善率。將測量結果畫在圖中,並且將依據該測量結果獲得之近似曲線顯示在圖中。如表1所示地,在評價測試1-1至1-6中平均膜厚大致相等。而且,評價測試1-6與評價測試1-1至1-5相比,3s、範圍、中心部範圍都低,而改善率高。因此,藉由如上述實施形態所示地切換低排氣及高排氣以進行處理,確認可對晶圓W之膜厚之面內分布提高均勻性。此外,使上述改善率為50%以下在實用上是有效的。由圖12之曲線圖的近似曲線可知,改善率為50%時排氣量係0.16L/分,且排氣量越低,改善率越高。因此,在上述實施形態中使處理容器20內成為低排氣時之排氣量為0.16L/分以下是有效的。
【表1】
1‧‧‧加熱裝置
2A‧‧‧加熱模組
2B‧‧‧加熱模組
2C‧‧‧加熱模組
11‧‧‧排氣導管
12‧‧‧控制部
20‧‧‧處理容器
21‧‧‧加熱板
22‧‧‧加熱器
23‧‧‧基底
24‧‧‧凸緣
25‧‧‧升降銷
26‧‧‧閘
27‧‧‧凸緣
28‧‧‧環
29‧‧‧升降機構
30‧‧‧排氣管
31‧‧‧蓋
32‧‧‧排氣口
33‧‧‧供氣口
34‧‧‧分歧管
35‧‧‧阻尼器
41‧‧‧供氣口
42‧‧‧配管
43‧‧‧供給源
44‧‧‧加熱部
H1‧‧‧上下寬度
H2‧‧‧高度
T0‧‧‧時刻
T1‧‧‧時刻
T2‧‧‧時刻
T11‧‧‧時刻
T12‧‧‧時刻
TA1‧‧‧時刻
TA2‧‧‧時刻
TB1‧‧‧時刻
TB2‧‧‧時刻
TC1‧‧‧時刻
TC2‧‧‧時刻
W‧‧‧晶圓
[圖1] 係本發明實施形態之加熱裝置的全體構造圖。 [圖2] 係構成前述加熱裝置之加熱模組的縱斷側面圖。 [圖3] 係顯示前述加熱模組之阻尼器狀態的示意圖。 [圖4] 係顯示前述阻尼器狀態的示意圖。 [圖5] 係顯示在加熱模組中,切換前述阻尼器之時間與晶圓之溫度的關係的曲線圖。 [圖6] 係顯示在加熱裝置中,切換前述阻尼器之時間與晶圓之溫度的關係的曲線圖。 [圖7] 係顯示前述晶圓處理中預定時刻之阻尼器狀態的示意圖。 [圖8] 係顯示在加熱模組中,切換前述阻尼器之時間與晶圓之溫度的關係的曲線圖。 [圖9] 係顯示加熱模組之其他構造例的縱斷側面圖。 [圖10] 係顯示阻尼器之其他構造的說明圖。 [圖11] 係顯示阻尼器之其他構造的說明圖。 [圖12] 係顯示評價測試之結果的曲線圖。
1‧‧‧加熱裝置
2A‧‧‧加熱模組
2B‧‧‧加熱模組
2C‧‧‧加熱模組
11‧‧‧排氣導管
12‧‧‧控制部
20‧‧‧處理容器
21‧‧‧加熱板
30‧‧‧排氣管
31‧‧‧蓋
34‧‧‧分歧管
35‧‧‧阻尼器
W‧‧‧晶圓

Claims (16)

  1. 一種基板加熱裝置,其特徵為包含: 多數加熱模組,其各自具有:內部配置有用以載置基板並進行加熱處理之加熱板的處理容器;用以將沖洗用之氣體移入該處理容器內之處理環境氣體的供氣口;及將該處理環境氣體排出之排氣口; 個別排氣路,其連接該等多數加熱模組之各自的排氣口; 共通排氣路,其共通地連接該等多數加熱模組之各個別排氣路的下游端; 分歧路,其分歧地設於該各個別排氣路,且開口於該處理容器之外部;及 排氣量調整部,其用以調整由該排氣口側排氣至該共通排氣路之排氣量與由該處理容器之外部透過該分歧路移入該共通排氣路之移入量的流量比。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板加熱裝置,其中該排氣口與該加熱板之基板載置區域之中央部相對向而設於該處理容器之頂部, 該供氣口沿加熱板之周方向設置,使沖洗用之氣體由該基板載置區域的周緣側移入處理環境氣體。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之基板加熱裝置,其中更包含控制部,該控制部輸出用以調整該排氣量調整部之流量比率之控制信號,用以選擇使該處理環境氣體內以低排氣量排氣之低排氣狀態、及使該處理環境氣體內以比該低排氣量多之排氣量排氣之高排氣狀態。
  4. 如申請專利範圍第3項之基板加熱裝置,其中該控制部控制該排氣量調整部,使該基板載置於加熱板後,到經過預先設定之時間為止或到基板之溫度成為預先設定之溫度為止為低排氣狀態,然後,成為高排氣狀態。
  5. 如申請專利範圍第3項之基板加熱裝置,其中該控制部控制該排氣量調整部,使該基板載置於加熱板後,到經過包含「因塗布於基板之塗布液黏性低而成為高排氣狀態的話,則膜厚之面內均勻性變差之時間帶」的時間為止為低排氣狀態,然後,成為高排氣狀態,以使來自塗布膜之昇華物排氣。
  6. 如申請專利範圍第3項之基板加熱裝置,其中該控制部輸出控制信號,以便藉由緩緩地變更該排氣量調整部之流量比,進行由該低排氣狀態至高排氣狀態之切換。
  7. 如申請專利範圍第3項之基板加熱裝置,其中該低排氣狀態之排氣量係0.16升/分以下。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之基板加熱裝置,其中該供氣口包含用以供給沖洗氣體至處理容器內之氣體供給路的吐出口。
  9. 如申請專利範圍第8項之基板加熱裝置,其中該供氣口更包含移入該處理容器外之作為沖洗用氣體之外氣的移入口。
  10. 如申請專利範圍第8項之基板加熱裝置,其中該氣體供給路設有加熱沖洗氣體之氣體加熱部。
  11. 如申請專利範圍第1或2項之基板加熱裝置,其中載置有該加熱板之基板表面的塗布膜係以碳為主成分之膜。
  12. 一種基板加熱方法,其特徵為包含以下步驟: 使用基板加熱裝置,該基板加熱裝置包含: 多數加熱模組,其各自具有:內部配置有用以載置基板並進行加熱處理之加熱板的處理容器;用以將沖洗用之氣體移入該處理容器內之處理環境氣體的供氣口;及將該處理環境氣體排出之排氣口; 個別排氣路,其連接該等多數加熱模組之各自的排氣口; 共通排氣路,其共通地連接該等多數加熱模組之各個別排氣路的下游端;及 分歧路,其分歧地設於該各個別排氣路,且開口於該處理容器之外部; 將基板載置於該加熱板上; 藉由排氣量調整部調整由該排氣口側排氣至該共通排氣路之排氣量與由該處理容器之外部透過該分歧路移入該共通排氣路之移入量的流量比,使該處理環境氣體內成為以低排氣量排氣之低排氣狀態;及 在該步驟後,藉由排氣量調整部調整流量比,使該處理環境氣體內成為以比該低排氣量多之排氣量排氣的高排氣狀態。
  13. 如申請專利範圍第12項之基板處理方法,其中該成為低排氣狀態之步驟係在該基板載置於加熱板後,進行到經過包含「因塗布於基板之塗布液黏性低而成為高排氣狀態的話,則膜厚之面內均勻性變差之時間帶」的時間為止, 該成為高排氣狀態之步驟係為了使來自塗布膜之昇華物排氣而進行。
  14. 如申請專利範圍第12或13項之基板處理方法,其中該由低排氣狀態至高排氣狀態之切換係藉由緩緩地變更該排氣量調整部之流量比來進行。
  15. 如申請專利範圍第12或13項之基板處理方法,其藉由加熱部加熱沖洗用之氣體後透過供氣口移入處理環境氣體。
  16. 一種記錄媒體,其儲存電腦程式,該電腦程式用於加熱處理「載置於加熱板上之基板」的基板加熱裝置, 其特徵為該程式為了實行如申請專利範圍第12至15項中任一項之基板處理方法而組成步驟。
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