TWI390599B - 溫度控制方法、溫度調節器及熱處理裝置 - Google Patents

溫度控制方法、溫度調節器及熱處理裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI390599B
TWI390599B TW096148005A TW96148005A TWI390599B TW I390599 B TWI390599 B TW I390599B TW 096148005 A TW096148005 A TW 096148005A TW 96148005 A TW96148005 A TW 96148005A TW I390599 B TWI390599 B TW I390599B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
temperature
substrate
wafer
heat treatment
adjustment
Prior art date
Application number
TW096148005A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200842938A (en
Inventor
Jun Ookura
Eiichi Sekimoto
Hisakazu Nakayama
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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 Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Publication of TW200842938A publication Critical patent/TW200842938A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI390599B publication Critical patent/TWI390599B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274Photolithographic processes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus 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
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248Temperature monitoring
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70858Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
    • G03F7/70866Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of mask or workpiece
    • G03F7/70875Temperature, e.g. temperature control of masks or workpieces via control of stage temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • H01L21/3247Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering for altering the shape, e.g. smoothing the surface
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus 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
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67161Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers
    • H01L21/67178Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers vertical arrangement
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus 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
    • H01L21/677Apparatus 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 for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739Apparatus 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 for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67748Apparatus 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 for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber horizontal transfer of a single workpiece

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)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Atmospheric Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Description

溫度控制方法、溫度調節器及熱處理裝置
本發明係關於一種控制加熱板溫度的溫度控制方法,適用該溫度控制方法的溫度調節器以及熱處理裝置,該熱處理裝置可在基板載置於加熱板上的狀態下對基板進行熱處理,且該熱處理裝置設置於塗布顯影系統內,該塗布顯影系統可對半導體晶圓等基板塗布光阻形成光阻膜,並可對曝光後之光阻膜進行顯影。
在半導體裝置的微影步驟中,係先在半導體晶圓(以下僅稱晶圓)上塗布光阻,再對所形成的光阻膜上以對應既定電路圖案的方式進行曝光,後對該曝光圖案進行顯影處理以在光阻膜上形成電路圖案。然後,再進行光阻液塗布後的熱處理(預烤)、曝光後的熱處理(曝後烤)、顯影後的熱處理(顯影後烘烤)等各種熱處理。
該等光阻塗布、曝光後的顯影以及熱處理等,係由光阻塗布顯影系統進行,該系統設置了複數個進行該等處理的處理單元,並利用搬運裝置依序搬運以進行一連串的處理。
一般在該等塗布顯影系統內部多設置有加熱器以及溫度感應器,作為進行熱處理的熱處理單元,利用溫度控制器將加熱板的溫度控制在目標溫度,再將作為被處理基板的晶圓載置於加熱板上以進行熱處理(例如參照專利文獻1)。
[專利文獻1]日本特開平11-067619號公報
在該等光阻塗布顯影系統的熱處理單元中,熱處理時晶圓的熱歷程會對裝置的品質造成很重要的影響。熱處理時晶圓的熱歷程,係指從晶圓載置於加熱板上開始經過一定處理時間後到晶圓搬出為止所傳給晶圓的累積熱量。亦即,為了對多數晶圓實施平均的熱處理以減少裝置品質參差不齊的情況,晶圓的熱歷程宜固定為佳。
在該等熱處理中,若將半導體晶圓載置於控制在目標溫度的加熱板上的話,由於加熱板的熱度被半導體晶圓吸收,故加熱板溫度會降低,並會在之後緩緩回復到目標溫度。另外,半導體晶圓的溫度從載置到加熱板上的時點開始緩緩上昇,到達目標溫度附近趨於穩定,被搬運離開加熱板之後,溫度會降低。
為了對多數晶圓實施熱歷程整齊劃一的熱處理以防止裝置品質參差不齊,宜使晶圓溫度在目標溫度附近處於穩定狀態的穩定溫度時間長度固定為佳。
利用從晶圓載置於加熱板上的時點開始到晶圓離開加熱板的時點為止這段期間來管理晶圓的熱處理時,為了使穩定溫度時間一定,晶圓的溫度從處理開始前的初期溫度開始達到目標溫度附近的溫度為止所需要的到達時間(昇溫時間)必須一定。
然而,使用複數熱處理單元對多數半導體晶圓進行熱處理時,由於不可避免地存在著每個熱處理單元之加熱板個體間的加熱器容量參差不齊等情況,且熱處理單元的構造構件或設置環境等也不完全一樣,故會造成每個熱處理單元昇溫時間不同,結果,穩定溫度時間隨著每個熱處理單元而不同,造成晶圓間裝置品質參差不齊的情況發生。
本發明有鑑於相關習知問題點,目的在於提供一種對複數半導體晶圓等基板進行熱處理時,可抑制基板間穩定加熱時間的差異並防止該差異造成品質參差不齊的溫度控制方法、適用該溫度控制方法的溫度調節器,以及熱處理裝置。
為了解決上述問題,本發明的第一種態樣提供一種溫度控制方法,其在裝設於對基板塗布光阻以形成光阻膜並對曝光後的光阻膜進行顯影的塗布顯影系統內且在基板載置於加熱板上的狀態下對該基板進行熱處理的熱處理單元中,測量該加熱板的溫度,並控制該加熱板的溫度,使測量溫度與目標溫度一致,其特徵為:
為了調整該加熱板從初期溫度附近的第1溫度開始到達該目標 溫度附近的第2溫度為止的到達時間而取得必要的調整數據,
並根據所取得的調整數據,在該基板處理開始後,將該加熱板的溫度調整到該目標溫度。
在此,初期溫度附近的溫度,包含處理開始前的初期溫度以及接近初期溫度的溫度。宜以初期溫度為基準在上下若干度範圍內的溫度均視為接近初期溫度的溫度為佳。又,目標溫度附近的溫度,包含目標溫度以及接近目標溫度的溫度。例如,宜以目標溫度為基準在上下若干度範圍內的溫度均視為接近目標溫度的溫度為佳。再者,在目標溫度附近基板溫度有變動時,可使收攏到以該第2溫度為中心的既定溫度範圍內時到達第2溫度。
上述調整數據,係用來調整目標溫度的數據,例如,吾人可以以調整前的目標溫度為基準,使用應加算或是減算該數據的溫度資料或時間序列的溫度資料。
若依上述第1態樣的溫度控制方法,則由於係根據用來調整基板溫度從初期溫度附近開始到達目標溫度附近的溫度為止的到達時間的調整數據,在處理開始後調整目標溫度,故能調整到適合基板處理的到達時間,並能對基板實施吾人所期望的熱處理。
在上述第1態樣中,宜根據調整後的目標溫度與該加熱板的測量溫度二者之間的偏差控制該加熱板的溫度為佳。
又,可包含:第1階段,其測量該調整前的到達時間;以及第2階段,其根據所測量到的到達時間與當作目標的到達時間二者之間的時間差,取得該調整數據。
再者,吾人可將(a)將基板溫度分布的平均值以5次以上的多項式求近似值,其昇溫速度為最大時的時點、(b)將基板載置於加熱板上之時所產生的基板晶圓溫度上昇開始點、(c)在基板溫度分布的平均值中,昇溫速度到達既定速度以上的時點、 (d)以熱處理後的降溫開始點當作基準,從該基準逆向推算出的時點,這四點中的任一時點,當作成為該調整前到達時間基準的昇溫開始時點基準。
再者,當作該目標的到達時間,可適用對應基板處理溫度範圍所求出者,並可適用依照(a)對應處理條件任意設定者,(b)預先將對應加熱板一基板特性的標準值按溫度範圍區別所準備者,其中任一項所決定者。
再者,在該第2階段中,會顯示該時間差與該調整數據之間的關係,並根據預先求得的關係式,取得該調整數據。所謂「根據關係式」,並不限於按照關係式直接計算出調整數據的情況,也包含例如使用根據關係式所計算出的時間差與調整數據之間的相關列表求出調整數據的情況。
再者,宜將該第1階段以及第2階段重複複多數次以求得調整數據為佳,如是便能獲得高精密度的調整數據。
再者,可在該基板處理開始後的既定時點,對應該調整數據調整該目標溫度。吾人可採用處理開始後加熱板到達既定溫度的時點,或處理開始後經過既定時間的時點,作為該既定時點。又,該基板可在載置於該加熱板上的狀態下經過一定時間的處理。
再者,塗布顯影系統具備複數個該熱處理單元,吾人可對各熱處理單元的加熱板調整到達時間,使各加熱板的到達時間均變成共通的目標到達時間。如是,即使各個熱處理單元的條件差異分別造成各個到達時間參差不齊時,也能防止其造成各個熱處理單元的處理結果有差異。
本發明的第2態樣提供一種溫度調節器,其在裝設於對基板塗布光阻以形成光阻膜並對曝光後的光阻膜進行顯影的塗布顯影系統內且在該基板載置於加熱板上的狀態下對該基板進行熱處理的熱處理裝置中,測量該加熱板的溫度,並控制該加熱板的溫度,使測量溫度與目標溫度一致,其特徵為包含: 記憶部,其可記憶調整數據,該調整數據用來調整該加熱板從初期溫度附近的第1溫度開始到達該目標溫度附近的第2溫度為止的到達時間;以及調整部,其根據該調整數據,在該基板處理開始後,將該加熱板調整到該目標溫度。
調整數據,可利用從上位控制裝置傳送過來的通信信號記憶於記憶部內,也可以從設定部設定並記憶於記憶部內,或在該溫度調節器中計算出來也可以。
若依上述第2態樣的溫度調節器,則由於能夠調整基板溫度從初期溫度附近的溫度開始到達目標溫度附近的溫度為止的到達時間,故能對基板實施吾人所期望的熱處理。又,塗布顯影系統具備複數個該熱處理單元,當各個熱處理單元到達時間參差不齊時,調整各熱處理單元的到達時間,使各熱處理單元之加熱板的到達時間都變成共通的目標到達時間,如是即使在因為每個熱處理單元的條件差異造成各個到達時間參差不齊的情況下,也能防止其造成各個熱處理單元的處理結果有差異。
在上述第2態樣中,該調整部可在該處理開始後的既定時點,對應該調整數據調整該目標溫度。又,更可具備一計算部,其可根據該調整前的到達時間與當作目標的到達時間二者之間的時間差,計算該調整數據。
本發明的第3態樣提供一種熱處理裝置,其裝設於對基板塗布光阻以形成光阻膜並對曝光後的光阻膜進行顯影的塗布顯影系統內,且對基板進行熱處理,其特徵為包含:加熱板,其可載置基板,並可對基板加熱;溫度檢測機構,其可檢測該加熱板的溫度;以及上述第2態樣的溫度調節器,其控制該加熱板的溫度,使該溫度檢測機構所檢測到的檢測溫度與目標溫度一致。
若依上述第3態樣的熱處理裝置,則由於可調整基板溫度從初期溫度附近的溫度開始到達目標溫度附近的溫度為止的到達時間,故能調整出適合基板處理的到達時間並能實行吾人所期望的熱處理。
若依本發明,則由於可調整被處理基板的溫度從初期溫度附近的溫度開始到達目標溫度附近的溫度為止的到達時間,故能調整出適合被處理基板處理的到達時間並可對被處理物實施較佳的處理。又,在分別具備處理機構的複數熱處理單元中,在處理多數被處理基板的情況下,將各熱處理單元之到達時間都調整成共通的目標到達時間,藉以防止各個熱處理單元的處理結果有差異。
以下,依照圖面就本發明實施形態詳細說明。
圖1係表示光阻塗布顯影處理系統的概略俯視圖,其設置了可適用本發明之溫度控制方法的熱處理單元,圖2係其前視圖,圖3係其後視圖。
該光阻塗布顯影處理系統1包含:匣盒站11,其係搬運站;處理站12,其具備複數處理單元;介面站13,其隣接處理站12設置且在曝光裝置14與處理站12之間傳遞晶圓W。
在光阻塗布顯影處理系統1中進行處理的複數片晶圓W被水平收容於晶圓匣盒(CR)內,該晶圓匣盒(CR)從其他系統送到匣盒站11。相反地在光阻塗布顯影處理系統1中處理完成的晶圓W一樣被收容於晶圓匣盒(CR)內,該晶圓匣盒(CR)從匣盒站11送到其他系統。另外匣盒站11在晶圓匣盒(CR)與處理站12之間搬運晶圓W。
在匣盒站11中,如圖1所示的,匣盒載置台20上形成有複數個(圖1中為5個)定位突起20a,其沿X方向排成1列,晶圓匣盒(CR)可將晶圓搬入搬出口朝向處理站12側並載置於該突起20a的位置上。
在匣盒站11內,晶圓搬運機構21設置在匣盒載置台20與處理站12之間的位置。該晶圓搬運機構21具備晶圓搬運用拾取部21a,該晶圓搬運用拾取部21a可朝匣盒排列方向(X方向)以及晶圓匣盒(CR)中之晶圓W的排列方向(Z方向)移動,該晶圓搬運用拾取部 21a,可朝圖1中所示的θ方向旋轉。如是,晶圓搬運用拾取器21a便可對任一個晶圓匣盒(CR)拿取晶圓,並將晶圓傳遞給設置在後述之處理站12的第3處理單元群G3 內的傳送單元(TRS-G3 )。
在處理站12中,朝系統前面側,從匣盒站11該側開始依序配置了第1處理單元群G1 與第2處理單元群G2 。又,朝系統背面側,從匣盒站11該側開始依序配置了第3處理單元群G3 、第4處理單元群G4 以及第5處理單元群G5 。又,在第3處理單元群G3 與第4處理單元群G4 之間設置了第1主搬運部A1 ,在第4處理單元群G4 與第5處理單元群G5 之間設置了第2主搬運部A2 。然後,在第1主搬運部A1 的背面側設置了第6處理單元群G6 ,在第2主搬運部A2 的背面側設置了第7處理單元群G7
如圖1以及圖2所示的,第1處理單元群G1 係由5台旋轉型處理單元所堆疊而成,該旋轉型處理單元係在杯狀部(CP)內將晶圓W載置於旋轉夾盤SPi上並進行既定處理的處理液供給單元,例如3個光阻塗布單元(COT)以及可形成防止曝光時光反射之反射防止膜的底部塗布單元(BARC)等構件,合計共堆疊成5個階段。又第2處理單元群G2 係由5台旋轉型處理單元,例如顯影單元(DEV)所堆疊而成,合計共堆疊成5個階段。
第3處理單元群G3 ,如圖3所示的,從下往上,依序堆疊了調溫單元(TCP)、在匣盒站11與第1主搬運部A1 之間傳遞晶圓W的傳送單元(TRS-G3 )、將晶圓W載置於載置台上並進行既定處理的烤箱型處理單元、可用來設置吾人所需要之烤箱型處理單元等構件的預備空間V、在精密度良好的溫度管理下對晶圓W實施熱處理的3個高精密度調溫單元(CPL-G3 )以及可對晶圓W實施既定熱處理的4個高溫度熱處理單元(BAKE),合計共堆疊了10個階段。
第4處理單元群G4 ,如圖3所示的,從下往上,係由高精密度調溫單元(CPL-G4 )、可對塗布過光阻後的晶圓W實施熱處理的4個預烤單元(PAB)以及可對顯影處理後的晶圓W實施熱處理的5個顯影後烘烤單元(POST)所堆疊而成,合計共堆疊了10個階段。
第5處理單元群G5 ,如圖3所示的,從下往上,依序堆疊了4個高精密度調溫單元(CPL-G5 )以及6個對曝光後顯影前之晶圓W實施熱處理的曝後烤單元(PEB),合計共堆疊了10個階段。
設置在第3~5處理單元群G3 ~G5 的高溫度熱處理單元(BAKE)、預烤單元(PAB)、顯影後烘烤單元(POST)、曝後烤單元(PEB),如後所述的全部具備相同構造,而構成本實施形態的熱處理單元。又,第3~5處理單元群G3 ~G5 所堆疊的階段數以及單元配置可任意設定,並不限於圖式所表示的而已。
第6處理單元群G6 ,從下往上,係由2個附著單元(AD)以及2個對晶圓W加熱的加熱單元(HP)所構成,合計共堆疊成4個階段。附著單元(AD)亦可設置可對晶圓W調整溫度的調溫機構。又,第7處理單元群G7 ,從下往上,係由測量光阻膜厚的膜厚測量裝置(FTI)以及僅對晶圓W邊緣部選擇性曝光的周邊曝光裝置(WEE)堆疊所構成,合計共堆疊成2個階段。在此,周邊曝光裝置(WEE)亦可配置成多個階段。又,第2主搬運部A2 的背面側,亦可與第1主搬運部A1 的背面側一樣,配置加熱單元(HP)等的熱處理單元。
第1主搬運部A1 內設置了第1主晶圓搬運裝置16,該第1主晶圓搬運裝置16可選擇性地對第1處理單元群G1 、第3處理單元群G3 、第4處理單元群G4 與第6處理單元群G6 內所具備的各個單元傳遞晶圓。又,第2主搬運部A2 內設置了第2主晶圓搬運裝置17,該第2主晶圓搬運裝置17可選擇性地對第2處理單元群G2 、第4處理單元群G4 、第5處理單元群G5 、第7處理單元群G7 內所具備的各個單元傳遞晶圓。
第1主晶圓搬運裝置16,如圖4所示的,具備可保持晶圓W的3根臂部7a、7b、7c。該等臂部7a~7c可沿著基台52前後移動。基台52以可旋轉的方式受到支持部53支持,並藉由支持部53所內藏的馬達進行旋轉。支持部53可沿著向垂直方向延伸的支持柱55昇降。支持柱55沿垂直方向形成有滑溝55a,從支持部53向側方突出的凸緣部56可在滑溝55a上滑行,支持部53可藉由未經圖示的昇 降機構與凸緣部56一起昇降。藉由該等構造,第1主晶圓搬運裝置16的臂部7a~7c可朝X方向、Y方向、Z方向等各方向移動,且可在XY面上旋轉,藉此如先前所述的,第1主晶圓搬運裝置16便可將晶圓分別傳遞到第1處理單元群G1 、第3處理單元群G3 、第4處理單元群G4 以及第6處理單元群G6 中的各個單元。
又,在臂部7a與臂部7b之間安裝有遮蔽板8,其可遮蔽從兩臂部放射出來的熱。又,最上段之臂部7a的前端部上方設置了安裝有發光元件(未經圖示)的感應器構件59,而在基台52前端設置了受光元件(未經圖示),藉由該等發光元件以及受光元件所構成的光學感應器便可確認臂部7a~7c上有無晶圓W或晶圓W是否露出等情況。再者,圖4所示的壁部57係位在第1處理單元群G1 該側的第1主搬運部A1 其外殼的一部份上,在壁部57上形成有窗部57a,其可在第1處理單元群G1 的各單元之間傳遞晶圓W。第2主晶圓搬運裝置17具有與第1主晶圓搬運裝置16相同的構造。
在第1處理單元群G1 與匣盒站11之間設有處理液調溫泵24以及導管28,在第2處理單元群G2 與介面站13之間設有處理液調溫泵25以及導管29。處理液調溫泵24、25係分別將既定處理液供應給第1處理單元群G1 與第2處理單元群G2 的構件。又,導管28、29係用來將設置在光阻塗布顯影處理系統1外未經圖示之空調器所產生的清淨空氣供給到各處理單元群G1 ~G5 內部的構件。
第1處理單元群G1 ~第7處理單元群G7 可在維修時拆卸下來,處理站12其背面側的面板也可拆卸或開閉。又,在第1處理單元群G1 與第2處理單元群G2 的下方設置了化學單元(CHM)26、27,其可將既定處理液供應給第1處理單元群G1 與第2處理單元群G2
介面站13係由處理站12該側的第1介面站13a,與曝光裝置14該側的第2介面站13b所構成的,在第1介面站13a上配置第1晶圓搬運體62,使其面向第5處理單元群G5 的開口部,在第2介面站13b上配置可朝X方向移動第2晶圓搬運體63。
在第1晶圓搬運體62的背面側上,如圖3所示的,從下往上依 序堆疊了:送出用緩衝匣盒(OUTBR),其暫時收容從曝光裝置14搬運出來的晶圓W;送入用緩衝匣盒(INBR),其暫時收容要搬運送入曝光裝置14的晶圓W;以及周邊曝光裝置(WEE),這些構件構成第8處理單元群G8 。送入用緩衝匣盒(INBR)與送出用緩衝匣盒(OUTBR)可收容複數片的晶圓W,例如25片。又,在第1晶圓搬運體62的正面側,如圖2所示的,從下往上依序堆疊了2段高精密度調溫單元(CPL-G9 ),以及傳送單元(TRS-G9 ),這些構件構成第9處理單元群G9
第1晶圓搬運體62可朝Z方向移動且可朝θ方向旋轉,更具備可在X-Y面上自由進退的晶圓傳遞用分叉部62a。該分叉部62a可選擇性地對第5處理單元群G5 、第8處理單元群G8 、第9處理單元群G9 中的各單元傳遞晶圓,如是便能在該等單元間進行晶圓W的搬運。
第2晶圓搬運體63也同樣可朝X方向以及Z方向移動,且可朝θ方向旋轉,更具備可在X-Y面上自由進退的晶圓傳遞用分叉部63a。該分叉部63a可選擇地對第9處理單元群G9 的各單元,與曝光裝置14的內處理台14a及外處理台14b傳遞晶圓,如是便可在該等各部構件之間進行晶圓W的搬運。
如圖2所示的,匣盒站11下部設置了集中控制部19,其可控制該光阻塗布顯影處理系統1全體。該集中控制部19,如圖5所示的,具備處理程序控制器101,該處理程序控制器101備有CPU,可控制光阻塗布顯影處理系統1的各單元以及各搬運機構等的各構造部,該處理程序控制器101連接使用者介面102與記憶部103,該使用者介面102係由鍵盤與顯示器等構件所構成,步驟管理者可從該鍵盤輸入用來管理光阻塗布顯影處理系統1各構造部的指令,該顯示器可顯示光阻塗布顯影處理系統1各構造部的運作狀況,該記憶部103記憶了各種資料庫,這些資料庫記錄了例如處理程序控制器101控制實現光阻塗布顯影處理系統1實行各種處理的控制程式,或是因應處理條件讓光阻塗布顯影處理系統1各構造部實行既定處理 的控制程式(亦即處理程式),處理程式記憶在記憶部103中的記憶媒體內。記憶媒體可以是像硬碟等固定設置的那種,也可以是像CDROM、DVD、快閃記憶體等可攜帶的那種。又,也可以從其他裝置,例如透過專用線路傳送適當的處理程式。
然後,回應需要,接受從使用者介面102輸入的指示等,從記憶部103叫出任意處理程式讓處理程序控制器101實行,在處理程序控制器101的控制下,於光阻塗布顯影處理系統1中實行所期望的各種處理。
在如是構成的光阻塗布顯影處理系統1中,先以晶圓搬運機構21將處理前的晶圓W從晶圓匣盒(CR)1片1片的取出來,在將該晶圓W搬運到配置於處理站12之處理單元群G3 中的傳送單元(TRS-G3 )。接著,用調溫單元(TCP)對晶圓W進行調溫處理,之後在屬於第1處理單元群G1 的底部塗布單元(BARC)形成反射防止膜,在加熱單元(HP)進行熱處理,在高溫度熱處理單元(BAKE)進行烘烤處理。在底部塗布單元(BARC)於晶圓W上形成反射防止膜之前先以附著單元(AD)進行附著處理也可以。接著,在高精密度調溫單元(CPL-G4 )對晶圓W進行調溫後,將晶圓W搬運到屬於第1處理單元群G1 的光阻塗布單元(COT),進行光阻液塗布處理。之後,以設置在第4處理單元群G4 的預烤單元(PAB)對晶圓W實施預烤處理,並以周邊曝光裝置(WEE)實施周邊曝光處理,再以高精密度調溫單元(CPL-G9 )等構件調整溫度。之後,以第2晶圓搬運體63將晶圓W搬運到曝光裝置14內。曝光裝置14對晶圓W進行曝光處理,之後第2晶圓搬運體63將晶圓W送入傳送單元(TRS-G9 ),利用第1晶圓搬運體62,將晶圓W送入屬於第5處理單元群G5 的曝後烤單元(PEB)實施曝後烤處理,再搬運到屬於第2處理單元群G2 的顯影單元(DEV)實施顯影處理,以顯影後烘烤單元(POST)實施顯影後烘烤處理,以高精密度調溫單元(CPL-G3 )進行調溫處理,之後透過傳送單元(TRS-G3 )搬運到匣盒站11中晶圓匣盒(CR)內的既定位置。
其次,就實施本發明之控制方法的熱處理單元詳細說明之。如 前所述,本實施形態的熱處理單元(CHP)具備與高溫度熱處理單元(BAKE)、預烤單元(PAB)、顯影後烘烤單元(POST)、曝後烤單元(PEB)完全相同的構造,並附有冷卻功能。圖6係表示熱處理單元(CHP)的剖面圖,圖7係其內部概略俯視圖。
該熱處理單元(CHP)具備殼體110、設置在內部一側的加熱部(熱處理部)120、設置在另一側的冷卻部140。
加熱部(熱處理部)120係對晶圓W加熱並進行曝光後烘烤處理的構件,具備:圓板狀的加熱板121,其對晶圓W加熱;支持構件122,其形成上部開放的扁平圓筒狀,並在其內部空間支持加熱板121;蓋體123,其形成從外部向中心部逐漸變高的圓錐狀,並覆蓋在支持構件122的上方。蓋體123在中央頂部具有連接排氣管的排氣口125。該蓋體123係利用未經圖示的昇降機構昇降,在其處於上昇狀態時,吾人可將晶圓W搬到加熱板121上,或將晶圓W搬離加熱板121,然後,在下降狀態時其下端會與支持構件122的上端密合形成熱處理空間S。又,支持構件122固定在間隔件124上,該間隔件124配置在機殼110底面上。
加熱板121係例如鋁所構成的,其表面設置了接近銷126。然後,晶圓W在接近加熱板121的狀態下載置於該接近銷126上。在加熱板121上如後所述埋設了分割成複數通道的加熱器127,對加熱器127的各通道通電,將加熱板121的各通道加熱到既定溫度。
在加熱板121其中央部上形成了3個貫通孔129(圖6僅圖示了2個而已),用來使晶圓W昇降的昇降銷130可自由昇降地設置在該等貫通孔129內。該等昇降銷130被支持板131支持著,並隔著該支持板131受到設置在機殼110下方的汽缸機構132驅動而昇降。
冷卻部140係用來冷卻加熱部120所加熱的晶圓W並將其保持在既定溫度的構件,具備:冷卻板141,其設置了冷媒流路(未經圖示);以及驅動機構142,其使冷卻板141沿水平方向移動並在加熱部120之間搬運晶圓W。在冷卻板141上設有接近銷143,晶圓W以接近冷卻板141的狀態載置於該接近銷143上,並接受冷卻處理。 驅動機構142利用傳送帶機構或滾珠螺桿機構等適當機構使冷卻板141沿引導部144移動。冷卻板141在對加熱板121傳遞晶圓W時會移動到加熱部(熱處理部)120,進行冷卻時會位在圖示的基準位置。如圖7所示的,在冷卻板141上沿搬運方向設有溝槽145,用來避免在移動時冷卻板141與昇降銷130之間互相造成干擾。
其次,就該熱處理單元(CHP)中加熱板121的溫度控制機構參照圖8方塊圖說明之。如圖8所示的,設置有溫度調節器150,其可調節加熱板121的溫度,該加熱板121可對作為被處理物體的晶圓W進行熱處理。溫度調節器150連接作為上位控制裝置的集中控制部19,比較該集中控制部所設定的目標溫度與設置在加熱板121表面附近之溫度感應器(未經圖示)所檢測到的溫度,根據二者偏差,進行比例積分微分(proportional integral differential; PID)等計算,將操作量輸出到未經圖示的固態繼電器(solid state relay; SSR)或電磁開閉器等構件,控制設置在加熱板121上之加熱器(未經圖示)的通電,以將加熱板121的溫度控制在目標溫度。
在加熱板121對晶圓W進行熱處理的步驟中,複數晶圓W依序被主晶圓搬運裝置搬運載置於加熱板121上並經過一定時間的熱處理後,再被搬離加熱板121。
圖9係溫度變化圖,其係表示在該等熱處理中晶圓的溫度變化,以及作為溫度調節器150之溫度控制對象的加熱板121的溫度變化,(a)係表示晶圓的溫度變化,(b)係表示作為控制對象之加熱板的溫度變化。
如圖9(b)所示的,當吾人於時點t1將晶圓W載置於控制在目標溫度SP的加熱板121上時,由於加熱板121的熱被半導體晶圓奪去,故加熱板的溫度會先降低,然後再緩緩回復到目標溫度SP。
另一方面,如圖9(a)所示的,晶圓W的溫度從載置於加熱板121上的時點t1開始緩緩上昇,在目標溫度附近趨於穩定,且溫度從搬離加熱板的時點t2開始降低。
為了能對多數晶圓W實施平均的熱處理而不會製得特性或品質 等參差不齊的半導體晶圓,圖9(a)所示晶圓W溫度穩定於目標溫度附近的穩定溫度時間T2宜固定為佳。
在熱處理單元中,若從晶圓W載置於加熱板121上之時點t1開始到晶圓W離開加熱板121之時點t2為止的時間為T,由於將時間T管理成固定時間,故為了使穩定溫度時間T2固定,對半導體晶圓的溫度而言,從處理開始前的初期溫度到達目標溫度附近所需要的到達時間(昇溫時間)T1必須固定。
因此,在本實施形態中,係控制昇溫時間T1使其變成各熱處理單元共通的目標昇溫時間。藉此,便能抑制因為熱處理單元間構造零件或設置環境等參差不齊所造成之昇溫時間T1的參差不齊,並能抑制在熱處理中晶圓處理的參差不齊。
具體而言,在處理開始後將晶圓W的溫度調整為目標溫度,使從熱處理開始前的初期溫度(第1溫度)上昇到對應加熱板121目標溫度的穩定處理溫度(第2溫度)為止所需要的昇溫時間T1,不受熱處理單元影響都變成一定的目標昇溫時間。處理溫度係指處理開始後晶圓W溫度接近目標溫度而趨於穩定的溫度。此時加熱板121的溫度穩定在目標溫度。
本實施形態之溫度控制方法,係預先取得用來調整各個熱處理單元目標溫度的調整數據,在實際將多數晶圓依序進行熱處理的實際運用中,根據各個熱處理單元取得的調整數據,於各晶圓熱處理時調整目標溫度。
圖10係表示為了預先取得用來調整目標溫度之調整數據的構造的一實施例圖,對應圖8的部分編附相同參照符號。如該圖10所示的,將安裝了溫度感應器(未經圖示)的試驗用晶圓CW載置於加熱板121上。該試驗用晶圓CW除了安裝有溫度感應器以外,其他都跟圖8的通常晶圓W相同。另外,設置了溫度記錄器153,其可接受試驗用晶圓CW之溫度感應器的檢測信號並測量溫度。然後,作為上位控制裝置的個人電腦154連接溫度記錄器153以及溫度調節器150。
個人電腦154僅用於溫度調整動作之時,並具有集中控制部19功能的一部或全部。該個人電腦154,在溫度調整時,可利用其與溫度記錄器153以及溫度調節器150之間的通信,變更溫度調節器150的目標溫度,並能同步測量該目標溫度與試驗用晶圓CW的溫度。又,除了個人電腦154之外,亦可使用可程式邏輯控制器(programmable logic controller; PLC)等構件,或用集中控制部19直接控制也可以。
從試驗用晶圓CW之複數溫度感應器取出的信號線連接著信號發送器151。該等試驗用晶圓CW與信號發送器151,收容於光阻塗布顯影系統1之匣盒站11的專用埠(未經圖示)上,溫度測量時,藉由晶圓搬運機構21與第1主搬運裝置16或第2主搬運裝置,搬運到作為溫度控制對象的熱處理單元內。此時,僅將試驗用晶圓CW載置於加熱板121上,信號發送器151保持載置於搬運裝置上的狀態,或是置於裝設在熱處理單元之機殼外側的專用埠上。
另一方面,信號接收器152連接到溫度記錄器153上,該信號接收器152接收從信號發送器151以無線方式傳送過來之試驗用晶圓CW其溫度感應器的檢測信號,並將該信號傳送給溫度記錄器153。
個人電腦154內置入了CD-ROM等的記錄媒體,該等記錄媒體記錄了可進行既定控制的控制程式,從該記錄媒體讀取並執行程式,作為實行既定計算的計算機構。使用集中控制部19取代個人電腦154時,記憶部103內可置入該等記憶媒體。
其次,就利用如是構成之裝置取得調整數據的順序參照圖11的流程圖說明之。
首先,吾人欲對熱處理單元調整其從初期溫度上昇到目標溫度附近的溫度為止的昇溫時間(恢復時間:RT),在作為被調整對象的熱處理單元中,在與進行調整之實際運用相同的狀態下,將試驗用晶圓CW載置於加熱板121上進行一定時間T的熱處理,並測量試驗用晶圓CW的溫度(步驟1)。
只是,在取得調整前的數據時,宜事先在定常穩定狀態下對用於測量的試驗用晶圓CW進行過面內偏置量調整為佳。偏置量調整,係指晶圓之加熱設定溫度的調整,即在晶圓載置於加熱板121後的指定時間經過時點進行平均溫度的調整。若不進行該等偏置量調整,包含加熱板在內的硬體其個別差異或與周邊環境的不同等因素,會使晶圓到達溫度產生偏差,便比較難算出正確的RT。
其次,從步驟1所測量出來如圖9(a)所示之試驗用晶圓CW的溫度分布計算出調整前RT(昇溫時間T1)(步驟2)。
若該調整前RT的計算結果,在每次測量或每個熱處理單元都參差不齊的話,會影響到其後的調整結果或造成最終品質參差不齊,故該計算方法很重要。若欲減少上述參差不齊的情況,正確地區分出將晶圓載置於加熱板121上後開始昇溫的時點是重點,因此,若吾人採用以下任一種方法的話應可有效減少上述參差不齊的情況。
(1)將晶圓溫度分布的平均值以5次以上的多項式求近似值,並以該昇溫速度為最大的點作為昇溫開始時點的基準。
(2)以將晶圓載置於加熱板121上時所產生的晶圓溫度上昇開始點作為昇溫開始時點的基準。
(3)在晶圓溫度分布的平均值中,以昇溫速度達到既定以上,典型的是達到數℃/sec以上的時點作為昇溫開始時點的基準。
(4)以熱處理後的降溫開始點為基準,並從該基準逆向推算出昇溫開始時點。
在這些(1)~(4)的方法之中,(2)、(3)係一般的方法,參差不齊的情況多少會比較大,可再進一步提高精密度。像(1)那樣藉由將晶圓溫度分布的平均值以5次以上的多項式求出近似值,便能得到較高的精密度。第(4)這個方法從理想面來看是較佳的選擇,但實際運用上多少會有困難。因此,在該等方法中還是以(1)為比較好的選擇。依照以上步驟1以及步驟2,作為調整前階段的第1階段便終了。
其次,實行作為實際調整階段的第2階段。在該第2階段中,首先計算出於步驟2所測量計算出來的調整前的RT,亦即昇溫時間
T1,與預先設定好的目標RT二者的時間差Δt(步驟3)。然後,將該計算出來的時間差Δt傳送給溫度調節器150(步驟4)。在溫度調節器150中,使用預先求得用來表示時間差Δt與作為調整數據之調整值b二者之間關係的關係式b=f(Δt),計算出對應所算出之時間差Δt的調整值b(步驟5)。然後,使用像這樣求得的調整值b重複上述步驟1~5。將上述步驟1~5重複數次,圖例係重複3次,然後終了。溫度調節器150將該調整值b對應使用條件記憶於記憶部內,在實際運用時,因應已對應了使用條件的調整值b,調整成像後述那樣。
這個用來取得圖11所示調整值b的處理,可就複數裝設的各個熱處理單元,依各個使用條件(溫度範圍等的環境條件)進行。
又,上述目標RT宜適用對應晶圓處理溫度範圍而求得者,具體而言,宜適用依照以下任一項所決定者。
(a)因應處理條件(光阻的特性)任意設定者。
(b)預先依照溫度範圍不同準備因應加熱板一晶圓特性的標準值者。
其次,就調整值b決定後的實際運用說明之。
在調整值b決定後的實際運用中,溫度調節器150以下述方式調整目標溫度,該目標溫度對應了所決定的調整值b。
圖12係表示目標溫度、晶圓W以及加熱板121的溫度變化圖,用來說明目標溫度的調整,(a)係表示調整前的情況,(b)係表示調整使RT(昇溫時間)變短的情況,(c)係表示調整使RT(昇溫時間)變長的情況,粗實線係表示晶圓W的溫度,細實線係表示目標溫度SP,一點鏈線係表示加熱板121的溫度。
又,目標昇溫時間,如上所述的,係各熱處理單元共通的固定時間,圖12中便宜上與(a)的調整前昇溫時間比較,分別顯示(b)目標昇溫時間較短的情況,(c)目標昇溫時間較長的情況。又,該圖12係將主要部分擴大表示,故晶圓W的初期溫度附近被省略,惟該部分與上述圖9的溫度變化相同。
調整前的RT,亦即昇溫時間T1,係圖12(a)所示的狀態,比目 標RT長的情況,如圖12(b)所示的,將晶圓W載置於加熱板121上開始進行熱處理之後,加熱板121的檢測溫度,在從目標溫度回歸到a℃低溫的時點t3,使目標溫度SP上昇調整值b℃,並以一定時間常數使其一階衰減回到目標溫度SP。
藉此,圖12(a)所示的調整前RT,亦即調整前昇溫時間T1縮短到像圖12(b)所示的調整後RT,亦即調整後昇溫時間T1'那樣,而被調整為與預先設定之目標RT相同或近似的時間。
另一方面,調整前的RT,亦即昇溫時間T1,係圖12(a)所示的狀態,在比目標RT短的情況下,如圖12(c)所示的,將晶圓W載置於加熱板121上開始熱處理後,加熱板121的檢測溫度,在從目標溫度回歸到a℃低溫的時點t3,使目標溫度SP降低調整值b℃,並以一定時間常數使其一階衰減回復到目標溫度SP。
藉此,圖12(a)所示的調整前RT,亦即調整前昇溫時間T1變長到像圖12(c)所示的調整後RT,亦即調整後昇溫時間T1"那樣,而被調整成與預先設定之目標RT相同或近似的時間。
像這樣,在實際運作時,對連續進行熱處理的晶圓而言,便能實現成目標溫度SP用溫度調節器150調整並符合目標RT的處理。
調整前的RT(昇溫時間),受到加熱板其加熱器容量的差異、其他構成構件的差異、周邊環境或電源電壓水準等外部擾亂因素的差異等,隨熱處理單元的不同,有的會比目標RT短,也有的會比目標RT長,對每個熱處理單元,像上述那樣,測量調整前的RT,並根據目標RT時間差計算調整值b,便能使RT與目標RT相同或近似。藉此,便能抑制在光阻塗布顯影系統的熱處理步驟中因為每個熱處理單元的個體差異所造成的晶圓間裝置品質(熱歷程)參差不齊的問題。
又,以上的實施例,係在加熱板121的檢測溫度從目標溫度回歸到a℃低溫的時點t3使目標溫度變化,惟亦可在從熱處理開始時點t1開始經過預定時間之後的時點使目標溫度變化,當作其他實施例。又,熱處理開始時點t1的計算,除了上述方法以外,亦可根據 加熱板121的檢測溫度來進行,或是根據集中控制部19傳送過來的外部信號輸入來進行。
其次,就從調整前的RT與目標RT之間的時間差Δt計算調整值b的關係式b=f(Δt)說明之。
該關係式b=f(Δt)可預先以如下方式求得。
亦即,在對多數晶圓進行熱處理的複數熱處理單元之中,使用某一熱處理單元,用調整值b進行調整並分別測量將目標溫度SP分別以上述方式調整時的RT,例如圖13所示那樣將調整值b=0時的RT其RT的時間差與調整值b之間的關係以最小平方法等方法求得。
若依該圖13的直線,便能知道當調整值b為多少時RT與調整前(b=0)相比相差多少。由於無論何種熱處理模組,該圖13直線的傾斜都約略相同,故以某熱處理單元所求得之調整值b=0時的RT其RT的時間差與調整值b之間的關係式,也能適用於其他熱處理單元。又,除了使用一個熱處理單元求得關係式以外,亦可用複數熱處理單元進行測量,並使用該等測量結果的平均值求得上述關係式。
在此實施例中,由於當調整值b為正值時與為負值時的直線斜率不同,故使用斜率不同的2種關係式b=f1 (Δt)以及b=f2 (Δt)。
其次,就溫度調節器150內部構造說明之。
圖14係表示溫度調節器150內部構造的方塊圖,包含:計算部155,其根據作為上位控制裝置的個人電腦154所給予的調整前RT與目標RT之間的時間差Δt計算出調整值b;記憶部156,其記憶調整值b;調整波形產生部157,其用來當作因應該調整值b產生目標溫度調整波形的調整部;PID控制器158,其對應調整後的目標溫度SP與加熱板121的檢測溫度PV二者之間的偏差,執行PID計算並輸出操作量。計算部155、記憶部156、調整波形產生部157,以及PID控制器158等係由微電腦所構成。
調整波形產生部157,根據加熱板121的檢測溫度PV,在熱處理後的預定時點,對應調整值b產生如圖15(a)、(b)所示那樣的調整波形,藉此如上述圖12(b)、(c)所示的,調整目標溫度SP。
又,調整波形對應調整值b,可以形成例如圖16(a)、(b)所示的三角形,或圖16(c)所示的矩形等,也可以是其他形狀。
又,本發明並非僅限於上述實施形態而已,而可具有各種不同的變化態樣。例如,本發明亦可適用具有複數通道的加熱板,其具備複數溫度感應器與複數加熱器,此時,可使用試驗用晶圓各通道檢測溫度的平均溫度計算測量調整前RT,作為使用試驗用晶圓與記錄器所測量的調整前RT,或是以在各個通道所測量到的調整前RT的平均值作為調整前RT也可以。
又,在上述實施形態中,係用溫度調節器150計算調整值,惟亦可在上位控制裝置計算調整值,將其記憶於溫度調節器150內,並根據該調整值調整目標溫度。
再者,在上述實施形態中,係表示適用於以加熱器加熱加熱板之熱處理的實施例,惟並不僅限於此而已,亦可適用於使用帕耳帖(peltier)元件等熱電元件的情況,或加熱與冷卻併用的溫度控制。
再者,在上述實施形態中,係表示使用半導體晶圓作為加熱對象的基板的情況,惟並不僅限於此而已,也可以適用例如LCD用的玻璃基板等的其他基板,自不待言。
產業上利用性
本發明可有效控制熱處理單元的溫度,該熱處理單元可適用於對半導體晶圓等的基板實施光阻塗布顯影處理的裝置內。
1‧‧‧光阻塗布顯影處理系統
7a、7b、7c‧‧‧臂部
8‧‧‧遮蔽板
11‧‧‧匣盒站
12‧‧‧處理站
13‧‧‧介面站
13a‧‧‧第1介面站
13b‧‧‧第2介面站
14‧‧‧曝光裝置
14a‧‧‧內處理台
14b‧‧‧外處理台
16‧‧‧第1主晶圓搬運裝置
17‧‧‧第2主晶圓搬運裝置
19‧‧‧集中控制部
101‧‧‧處理程序控制器
102‧‧‧使用者介面
103‧‧‧記憶部
110‧‧‧殼體
120‧‧‧加熱部
121‧‧‧加熱板
122‧‧‧支持構件
123‧‧‧蓋體
124‧‧‧間隔件
125‧‧‧排氣口
126‧‧‧接近銷
127‧‧‧電氣加熱器
129‧‧‧貫通孔
130‧‧‧昇降銷
131‧‧‧支持板
132‧‧‧汽缸機構
140‧‧‧冷卻部
141‧‧‧冷卻板
142‧‧‧驅動機構
143‧‧‧接近銷
144‧‧‧引導部
145‧‧‧溝槽
150‧‧‧溫度調節器
151‧‧‧信號發送器
152‧‧‧信號接收器
153‧‧‧溫度記錄器
154‧‧‧個人電腦
155‧‧‧計算部
156‧‧‧記憶部
157‧‧‧調整波形產生部
158‧‧‧PID控制器
20‧‧‧匣盒載置台
20a‧‧‧突起
21‧‧‧晶圓搬運機構
21a‧‧‧晶圓搬運用拾取部
24‧‧‧處理液調溫泵
25‧‧‧處理液調溫泵
26、27‧‧‧化學單元(CHM)
28、29‧‧‧導管
52‧‧‧基台
53‧‧‧支持部
55‧‧‧支持柱
55a‧‧‧滑溝
56‧‧‧凸緣部
57‧‧‧壁部
57a‧‧‧窗部
59‧‧‧感應器構件
62‧‧‧第1晶圓搬運體
62a‧‧‧分叉部
63‧‧‧第2晶圓搬運體
63a‧‧‧分叉部
a℃‧‧‧目標溫度回歸值
b℃‧‧‧上昇調整值
A1 ‧‧‧第1主搬運部
A2 ‧‧‧第2主搬運部
AD‧‧‧附著單元
BAKE‧‧‧高溫度熱處理單元
BARC‧‧‧底部塗布單元
CHM‧‧‧化學單元
CHP‧‧‧熱處理單元
COT‧‧‧光阻塗布單元
CP‧‧‧杯狀部
CR‧‧‧晶圓匣盒
CW‧‧‧試驗用晶圓
DEV‧‧‧顯影單元
FTI‧‧‧膜厚測量裝置
G1 ~G9 ‧‧‧第1~9處理單元群
CPL-G3 ‧‧‧高精密度調溫單元
TRS-G3 ‧‧‧傳送單元
CPL-G4 ‧‧‧高精密度調溫單元
CPL-G5 ‧‧‧高精密度調溫單元
TRS-G9 ‧‧‧傳送單元
CPL-G9 ‧‧‧高精密度調溫單元
CPL-G9 ‧‧‧高精密度調溫單元
HP‧‧‧加熱單元
INBR‧‧‧送入用緩衝匣盒
OUTBR‧‧‧送出用緩衝匣盒
PAB‧‧‧預烤單元
PEB‧‧‧曝後烤單元
POST‧‧‧顯影後烘烤單元
PV‧‧‧檢測溫度
S‧‧‧熱處理空間
SPi‧‧‧旋轉夾盤
SP‧‧‧目標溫度
t1、t2、t3‧‧‧時點
T、T1、T1'、T1"、T2‧‧‧時間
TCP‧‧‧調溫單元
TRS‧‧‧傳送單元
V‧‧‧預備空間
W‧‧‧半導體晶圓
WEE‧‧‧周邊曝光裝置
X、Y、Z‧‧‧軸方向
θ‧‧‧旋轉方向
b=f1 (Δt)、b=f2 (Δt)‧‧‧關係式
Δt‧‧‧時間差
圖1 係表示光阻塗布顯影處理系統的概略俯視圖,該系統裝設有可適用本發明之溫度控制方法的熱處理單元。
圖2 係表示圖1所示光阻塗布顯影處理系統的前視圖。
圖3 係表示圖1所示光阻塗布顯影處理系統的後視圖。
圖4 係表示圖1之光阻塗布顯影處理系統所具備之主晶圓搬運裝置其概略構造的立體圖。
圖5 係表示圖1之光阻塗布顯影處理系統其控制系統的方塊 圖。
圖6 係表示可實施本發明之控制方法的熱處理單元的剖面圖。
圖7 係表示可實施本發明之控制方法的熱處理單元的內部概略俯視圖。
圖8 係表示熱處理單元之加熱板的溫度控制機構的方塊圖。
圖9(a)(b) 係表示在熱處理單元中當晶圓載置於加熱板上時該等構件的溫度變化圖。
圖10 係表示測量試驗用晶圓溫度並根據該溫度對加熱板進行溫度控制的裝置的構造圖。
圖11 係表示使用圖10之裝置求得調整值b的順序流程圖。
圖12(a)(b)(c) 係表示調整前後之晶圓與加熱板的溫度變化圖,用來說明實際運用時目標溫度的調整。
圖13 係表示時間差與調整值b之間的關係圖,該時間差係目標RT與調整前RT的時間差。
圖14 係表示溫度調節器的方塊圖。
圖15(a)(b) 係表示目標溫度的調整波形圖。
圖16(a)(b)(c) 係表示其他調整波形例示圖。

Claims (11)

  1. 一種溫度控制方法,其用於一熱處理單元中,該熱處理單元裝設在對基板塗布光阻以形成光阻膜並對曝光後之光阻膜進行顯影的塗布顯影系統內,且可在該基板載置於一加熱板上的狀態下對該基板進行熱處理;該溫度控制方法係以目標溫度作為設定溫度,測量並控制該加熱板的溫度,使測量溫度和該設定溫度達於一致,其特徵為:第1階段,於試驗用基板載置於該加熱板上的狀態下,測量該試驗用基板從初期溫度附近之第1溫度開始至到達該目標溫度附近之第2溫度為止的到達時間作為調整前之到達時間,第2階段,根據所測量的該調整前之到達時間與當作目標的到達時間二者之間的時間差,並根據呈現該時間差與用來調整該到達時間的該設定溫度調整用調整數據二者間關係之預先求得的關係式,取得該調整數據,並根據所取得的調整數據,在該基板處理開始後,調整該設定溫度。
  2. 如申請專利範圍第1項之溫度控制方法,其中,根據調整後的設定溫度與該加熱板的測量溫度二者之間的偏差控制該加熱板的溫度。
  3. 如申請專利範圍第1項之溫度控制方法,其中,取下列四點其中任一點當作(成為該調整前之到達時間的基準的)昇溫開始時點的基準:(a)以5次以上的多項式對基板溫度分布的平均值求近似,其昇溫速度最大的點、(b)基板載置於加熱板上之時所產生的基板溫度之上昇開始點、(c)在基板溫度分布的平均值中,昇溫速度到達既定速度以上的時點、及(d)以熱處理後的降溫開始點為基準,並從該基準逆向推算出的點。
  4. 如申請專利範圍第1項之溫度控制方法,其中,該當作目標的到達時間,係應用依基板處理溫度範圍所求得的時間,並應用由下列其中任一項所決定的時間:(a)依處理條件任意設定、(b)預先將依據加熱板-基板特性的標準值逐一溫度範圍準備。
  5. 如申請專利範圍第1項之溫度控制方法,其中,使該第1階段以及第2階段重複多數次以取得調整數據。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之溫度控制方法,其中,在該基板處理開始後的既定時點,依該調整數據調整該設定溫度。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之溫度控制方法,其中,該基板在載置於該加熱板上的狀態下經過一定時間的處理。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之溫度控制方法,其中,該塗布顯影系統具備複數個該熱處理單元,且對各熱處理單元的加熱板調整該到達時間,使該基板在各加熱板的該到達時間都成為共通的目標到達時間。
  9. 一種溫度調節器,其用於一熱處理裝置中,該熱處理裝置裝設在對基板塗布光阻以形成光阻膜並對曝光後的光阻膜進行顯影的塗布顯影系統內且在該基板載置於該加熱板上的狀態下對該基板進行熱處理;該溫度調節器以目標溫度作為設定溫度,測量並控制該加熱板的溫度,使測量溫度和該設定溫度達於一致,其特徵為包含:記憶部,其記憶有呈現用來調整該基板從初期溫度附近之第1溫度開始至到達該目標溫度附近之第2溫度為止的到達時間之該設定溫度調整用調整數據,以及調整前之到達時間與當作目標的到達時間二者之間的時間差,二者間關係之預先求得的關係式;計算部,根據該時間差,並根據該關係式,計算該調整數據;以及調整部,其根據該調整數據,於該基板處理開始後,調整該設定溫度。
  10. 如申請專利範圍第9項之溫度調節器,其中,該調整部在該處理開始後的既定時點依據該調整數據調整該設定溫度。
  11. 一種熱處理裝置,其裝設於對基板塗布光阻以形成光阻膜並對曝光後的光阻膜進行顯影的塗布顯影系統內,且對該基板進行熱處理,其特徵為包含:加熱板,用以載置基板,並對基板加熱;溫度檢測機構,用以檢測該加熱板的溫度;以及如申請專利範圍第9或10項之溫度調節器,用以控制該加熱板的溫度,使該溫度檢測機構之檢測溫度和該設定溫度達於一致。
TW096148005A 2007-02-09 2007-12-14 溫度控制方法、溫度調節器及熱處理裝置 TWI390599B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007030202A JP4531778B2 (ja) 2007-02-09 2007-02-09 温度制御方法、温度調節器および加熱処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200842938A TW200842938A (en) 2008-11-01
TWI390599B true TWI390599B (zh) 2013-03-21

Family

ID=39757398

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW096148005A TWI390599B (zh) 2007-02-09 2007-12-14 溫度控制方法、溫度調節器及熱處理裝置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7868270B2 (zh)
JP (1) JP4531778B2 (zh)
KR (1) KR101314001B1 (zh)
TW (1) TWI390599B (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2353797B1 (en) * 2008-10-07 2014-08-06 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Substrate transfer robot and system
JP2010192623A (ja) * 2009-02-17 2010-09-02 Renesas Electronics Corp 半導体装置の製造装置、その制御方法、及びその制御プログラム
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
JP5904810B2 (ja) * 2012-02-08 2016-04-20 株式会社Screenセミコンダクターソリューションズ 基板熱処理装置および基板熱処理方法
JP5891848B2 (ja) * 2012-02-27 2016-03-23 ウシオ電機株式会社 ガラス基板もしくは水晶基板からなるワークの貼り合わせ方法および装置
JP6289961B2 (ja) * 2014-03-27 2018-03-07 芝浦メカトロニクス株式会社 基板処理装置及び基板処理方法
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
US10509425B2 (en) * 2017-01-20 2019-12-17 Lam Research Corporation Virtual metrology method for ESC temperature estimation using thermal control elements
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
US11077443B2 (en) 2017-02-02 2021-08-03 University Of Wyoming Apparatus for temperature modulation of samples
JP6923419B2 (ja) * 2017-10-31 2021-08-18 株式会社Screenホールディングス 基板処理装置及び基板処理方法
KR102225682B1 (ko) * 2018-09-28 2021-03-12 세메스 주식회사 기판의 열처리 방법
TWI753401B (zh) * 2019-04-26 2022-01-21 日商斯庫林集團股份有限公司 熱處理裝置、熱處理系統及熱處理方法
JP7376294B2 (ja) * 2019-09-24 2023-11-08 株式会社Screenホールディングス 熱処理装置、熱処理システムおよび熱処理方法
CN113707543B (zh) * 2021-07-19 2023-09-29 长鑫存储技术有限公司 晶圆处理方法及晶圆处理装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09306978A (ja) * 1996-05-15 1997-11-28 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板温度制御方法、基板熱処理装置及び基板支持装置
JPH1167619A (ja) 1997-08-08 1999-03-09 Yuasa Seisakusho:Kk 基板加熱装置
JP2001230199A (ja) * 1999-07-28 2001-08-24 Komatsu Ltd 半導体基板の温度制御装置及び熱交換プレート
JP2003142386A (ja) * 2001-11-06 2003-05-16 Canon Inc 基板温調装置および基板温調方法
JP4384538B2 (ja) * 2003-06-16 2009-12-16 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理方法
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
JP2007079897A (ja) 2005-09-14 2007-03-29 Omron Corp 温度制御方法、温度調節器および熱処理装置
US20070173311A1 (en) * 2006-01-23 2007-07-26 Bally Gaming, Inc. Sudoku-type wagering game and method

Also Published As

Publication number Publication date
JP4531778B2 (ja) 2010-08-25
TW200842938A (en) 2008-11-01
US20080283515A1 (en) 2008-11-20
KR20080074750A (ko) 2008-08-13
JP2008198699A (ja) 2008-08-28
US7868270B2 (en) 2011-01-11
KR101314001B1 (ko) 2013-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI390599B (zh) 溫度控制方法、溫度調節器及熱處理裝置
US8242417B2 (en) Temperature control method of heat processing plate, computer storage medium, and temperature control apparatus of heat processing plate
US6402509B1 (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method
US8138456B2 (en) Heat processing method, computer-readable storage medium, and heat processing apparatus
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
JP3246891B2 (ja) 熱処理装置
JP3792986B2 (ja) 膜形成方法及び膜形成装置
KR101227765B1 (ko) 레지스트막을 열처리하기 위한 온도 제어 방법 및 그 장치
US20120031892A1 (en) Heat Treatment Method, Recording Medium Having Recorded Program for Executing Heat Treatment Method, and Heat Treatment Apparatus
KR101614969B1 (ko) 열처리 방법 및 그 열처리 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 기록 매체 및 열처리 장치
JP2003218186A (ja) 基板搬送装置における基板の受け渡し位置検知方法及びその教示装置
JP2001143850A (ja) 基板の加熱処理装置,基板の加熱処理方法,基板処理装置及び基板処理方法
US8041525B2 (en) Substrate measuring method, computer-readable recording medium recording program thereon, and substrate measuring system
JP3311984B2 (ja) 熱処理装置
JP2003203965A (ja) 基板支持ピンの支持位置検知方法、その傾き検知方法及びそれらの教示装置並びに教示用治具
JP5995892B2 (ja) 基板を熱処理する方法、熱処理装置及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体
JP3335905B2 (ja) 熱処理装置
JP2001102275A (ja) 加熱処理システムおよびそれに用いる加熱処理ユニット
JP3793063B2 (ja) 処理方法及び処理装置
CN111699544B (zh) 基板处理装置、基板处理方法以及存储介质
KR20180118316A (ko) 포토레지스트를 균일하게 도포하는 방법 및 이에 사용되는 장치
KR20200021679A (ko) 기판 처리 장치 및 방법
JPS6245113A (ja) 半導体装置製造装置
JPH11283727A (ja) 抵抗体、熱処理盤、及び熱処理装置