TWI743596B - 基板處理裝置及基板處理裝置之調整方法 - Google Patents

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Abstract

提供一種即便在基板的面內、基板間，亦可進 行均勻性良好的加熱處理之技術。

構成為如下述之裝置，一種基板處理裝 置，係具備有將各基板載置於載置台而加熱的複數個加熱模組，該基板處理裝置，其特徵係，具備有：加熱器，在前述載置台設置有複數個，彼此獨立地控制發熱量；及控制部，對於相對應於各前述複數個加熱器之基板的被加熱部位，輸出控制訊號，以使得從預先決定之第1時點至第2時點之間的累積熱量在1台載置台中一致且在複數個加熱模組之間一致。前述第1時點，係指於加熱器之發熱量穩定的狀態下，在將基板載置於載置台後之基板的溫度推移變化曲線中，朝向基板之製程溫度之升溫中途的時點，前述第2時點，係指在前述溫度推移變化曲線中，基板到達處理溫度後的時點。

Description

基板處理裝置及基板處理裝置之調整方法
本發明，係關於具備有將基板載置於載置台而加熱之複數個加熱模組之基板處理裝置及基板處理裝置之調整方法。
在半導體製造製程中，係進行如下述：在半導體晶圓等的基板(以下稱為「晶圓」)形成塗佈膜後，使基板載放於設置有加熱器的載置台，進行加熱處理。作為加熱處理，係可列舉出對形成於基板之光阻膜，在曝光前後以例如100℃前後之溫度進行的處理。光阻圖案的線寬，雖係被各種要因左右，但作為其要因之一，可列舉出加熱處理時的加熱溫度。
而且，由於藥液之熱處理溫度相依性處於變高的傾向，因此，加熱處理時之晶圓的熱歷程中之晶圓之面內間的差及晶圓間(面間)的差對光阻圖案的線寬中之晶圓的面內均勻性及晶圓間均勻性造成的影響會變大。
進行加熱處理的加熱模組，係構成為將晶圓的被加熱區域分割成複數個，於各分割區域設置加熱器， 對各加熱器獨立地進行發熱控制。作為加熱器之控制系統之參數的調整手法，係如專利文獻1所記載，已知將在複數個計測點計測了載置台(熱板)的溫度之際的各計測溫度控制為與各目標溫度一致的手法。然而，對關於圖案之線寬的均勻性要求更嚴謹之規格的程序而言，係今後逐漸需要改善調整手法。
又，由於形成光阻圖案的裝置，係並行地處理複數片晶圓，因此，具備有複數個加熱模組。因此，在各加熱模組中，不僅使晶圓之面內的熱歷程一致，且在加熱模組間，需要高精度地使晶圓的熱歷程一致。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特許第4391518號
本發明，係根據像這樣之情事而進行研究者，其目的，係在於提供一種即便在基板的面內、基板間，亦可進行均勻性良好之加熱處理的技術。
本發明之基板處理裝置，係具備有將各基板載置於載置台而加熱的複數個加熱模組，該基板處理裝 置，其特徵係，具備有：
加熱器，在前述載置台設置有複數個，彼此獨立地控制發熱量；及
控制部，對於相對應於各前述複數個加熱器之基板的被加熱部位，輸出控制訊號，以使得從預先決定之第1時點至第2時點之間的累積熱量在1台載置台中一致且在複數個加熱模組之間一致，
前述第1時點，係指於加熱器之發熱量穩定的狀態下，在將基板載置於載置台後之基板的溫度推移變化曲線中，朝向基板之製程溫度之升溫中途的時點，前述第2時點，係指在前述溫度推移變化曲線中，基板到達處理溫度後的時點。
本發明之基板處理裝置之調整方法，係調整具備有複數個加熱模組、加熱器、調節部及加法部的基板處理裝置中之加熱器的發熱量之方法，該複數個加熱模組，係將各基板載置於載置台而加熱，該加熱器，係在前述載置台設置有複數個，彼此獨立地控制發熱量，該調節部，係設置於各加熱器，演算設定溫度與前述溫度檢測部之檢測溫度的偏差，輸出加熱器之供給電力的控制訊號，該加法部，係將目標溫度與偏移值做加法運算，以獲得前述設定溫度，該基板處理裝置之調整方法，其特徵，係包含有：
第1工程，在各加熱模組，將偏移值設成為0，於加熱器之發熱量穩定後的狀態下，將調整用基板載置於載置 台，並以設置於該調整用基板的溫度檢測部，檢測相對應於各複數個加熱器之調整用基板之被加熱部位的溫度，以取得調整用基板之溫度推移變化曲線；
第2工程，根據前述調整用基板之溫度推移變化曲線，在將從朝向基板之製程溫度之升溫中途的第1時點至調整用基板到達製程溫度後的第2時點分割成複數個的各複數個時間區間中，在每一被加熱部位求出累積熱量，並在各時間區間求出複數個被加熱部位之平均累積熱量，將相對應於各時間區間之平均累積熱量與各被加熱部位之累積熱量的差分之值決定為各被加熱部位的偏移值；
第3工程，進行使用前述第2工程所決定的偏移值，重複前述第1工程及第2工程而求出各被加熱部位之偏移值的工程1次以上；及
第4工程，除了使用前述第3工程所求出的偏移值以外，其他相同，實施前述第1工程，根據所獲得之基板的溫度推移變化曲線，在將前述調整用基板載置於載置台後，在每一被加熱部位求出從預先設定的時點至將該調整用基板從載置台搬出為止的累積熱量，將對應於和預先決定之複數個加熱模組共通的基準累積熱量與各被加熱部位之累積熱量的差分之值決定為各被加熱部位的偏移值。
本發明，係在各複數個加熱模組中，使所加熱處理的基板中之相對應於複數個加熱器之被加熱部位之 加熱處理時的累積熱量在1台加熱模組中一致且在複數個加熱模組之間一致。因此，即便在基板的面內、基板間，亦可進行均勻性良好的加熱處理。
W‧‧‧晶圓
W1‧‧‧調整用晶圓
1‧‧‧塗佈、顯像裝置
2‧‧‧加熱模組
23‧‧‧熱板
3‧‧‧加熱器
4‧‧‧溫度感測器
5‧‧‧溫度控制機構
56‧‧‧溫調器
6‧‧‧控制器
[圖1]前述塗佈、顯像裝置的立體圖。
[圖2]前述塗佈、顯像裝置之處理區塊的立體圖。
[圖3]設置於前述處理區塊之加熱模組的縱剖側視圖。
[圖4]設置於前述加熱模組之熱板的平面圖。
[圖5]構成設置於前述加熱模組之溫調器之控制系統的方塊圖。
[圖6]設置於前述加熱模組之控制器的方塊圖。
[圖7]表示前述熱板之溫度之偏移值之設定工程的流程圖。
[圖8]表示在前述設定工程中，藉由溫度感測器所取得之溫度推移變化曲線的曲線圖。
[圖9]表示儲存有前述熱板之溫度之第2調整用偏移值群之表格的示意圖。
[圖10]表示在前述設定工程中，藉由溫度感測器所取得之溫度推移變化曲線的曲線圖。
[圖11]表示用以從前述第2調整用偏移值算出處理用偏移值之資料的曲線圖。
[圖12]表示儲存有用以調整前述熱板之溫度的參數即第2調整用偏移值之表格的示意圖。
[圖13]表示使用前述處理用偏移值所取得之溫度推移變化曲線的曲線圖。
[圖14]表示使用前述處理用偏移值所取得之溫度推移變化曲線的曲線圖。
[圖15]表示評估試驗之結果的曲線圖。
[圖16]表示評估試驗之結果的曲線圖。
[圖17]表示評估試驗之結果的曲線圖。
[圖18]表示評估試驗之結果的曲線圖。
[圖19]表示評估試驗之結果的曲線圖。
參閱圖1之概略立體圖，說明關於本發明之基板處理裝置之實施形態的塗佈、顯像裝置1。塗佈、顯像裝置1，係構成為將載體區塊D1、處理區塊D2、介面區塊D3以該順序，水平地連接成直線狀。將區塊D1~D3的配列方向設成為前後方向。又，對介面區塊D3而言，係曝光裝置D4連接於與處理區塊D2相反之一側。
在載體區塊D1，係設置有載置台12，該載置台12，係載置有儲存了複數片圓形之基板即晶圓W的載體11。處理區塊D2，係具備有各2個單位區塊E1、E2、E3，單位區塊E1~E3，係互相疊層。關於2個相同的單位區塊E，係晶圓W被搬送至任一方而進行處理。
單位區塊E1，係用以進行朝晶圓W塗佈反射防止膜形成用之藥液與該藥液塗佈後之晶圓W的加熱處理而形成反射防止膜的區塊。單位區塊E2，係用以進行朝晶圓W塗佈光阻與該光阻塗佈後之晶圓W的加熱處理而形成光阻膜的區塊。單位區塊E3，係用以進行藉由曝光裝置D4而沿著預定圖案將光阻膜曝光後之晶圓W的加熱處理與朝加熱處理後之晶圓W供給顯像液，而在晶圓W形成光阻圖案的區塊。單位區塊E3的加熱處理，係用以進行被稱為曝光後烘烤(PEB)之曝光後之駐波的去除，或在光阻為化學增幅型時在所曝光之部位的化學反應者。
在各區塊D1~D3，係分別設置有晶圓W之搬送機構，載體11內的晶圓W，係以載體區塊D1→單位區塊E1→單位區塊E2→介面區塊D3→曝光裝置D4→介面區塊D3→單位區塊E3的順序而搬送，進行上述的各處理，在晶圓W形成光阻圖案。其後，晶圓W，係被搬送至載體區塊D1而返回到載體C。
圖2，係表示單位區塊E3的立體圖。圖中12，係往前後方向延伸之晶圓W的搬送路徑13。在搬送路徑13之左右的一方側，係設置有進行上述之PEB的加熱模組2。加熱模組2，係以分別沿著前後方向、上下方向之矩陣狀的方式，配置有多數個。在搬送路徑13之左右的另一方側，係如上述般，設置有將顯像液供給至接收了PEB之晶圓W的顯像模組14。圖中15，係用以將晶圓W收授至載體區塊D1之載置有晶圓W的收授模組。
圖中16，係晶圓W之搬送機構，在收授模組15與顯像模組14與加熱模組2與介面區塊D3之間搬送晶圓W。藉由搬送機構16從介面區塊D3搬入至單位區塊E3的晶圓W，係被搬送至多數個加熱模組2中的任一而進行處理。各加熱模組2，係如後述般，構成為以設定有參數的方式，提高晶圓W之面內所形成之光阻圖案的均勻性，且提高晶圓W間所形成之光阻圖案的均勻性。
圖3，係加熱模組2的縱剖側視圖。加熱模組2，係具備有殼體21，圖中22，係設置於殼體21之晶圓W的搬送口。圖中23，係表面經加熱之水平的熱板，圖中24，係在熱板23之表面設置有複數個的支撐銷。晶圓W，係在載置於支撐銷24上並從熱板23之表面浮起若干的狀態下被加熱。圖中25，係用以載置加熱後之晶圓W而進行冷卻的冷卻板，藉由移動機構26，在圖3所示之熱板23之外側的待機位置與熱板23上之間水平地移動，進行單位區塊E3之搬送機構16與熱板23的收授。搬送機構16對待機位置中之冷卻板25進行升降，在該搬送機構16與冷卻板25之間收授晶圓W。又，以設置於熱板23之未圖示之升降銷的升降與冷卻板16之移動的協同作用，在熱板23與冷卻板25之間收授晶圓W。
參閱圖4之平面圖，更詳細地說明關於構成晶圓W之載置台的熱板23。在熱板23中，係以平面觀察，在彼此相異的區域分別埋設有加熱器3。在圖4中，係作為一例，表示在11個區域分別設置有加熱器3的構 成。關於各加熱器3，係有以賦予通道號碼的方式來彼此區別而記載為1通道(1ch)~11通道(11ch)之加熱器3的情形。彼此獨立地控制1ch~11ch之加熱器3的發熱量，藉此，設置有熱板23之各加熱器3的區域獨立地進行溫度控制。換言之，以將熱板23之表面設定成11分割，且個別地控制所分割之各區域之溫度的方式，在每一分割區域設置加熱器3。藉由像這樣之熱板23的構成，載置於熱板23之晶圓W的溫度，係控制為在相對應於熱板23之分割區域的每一區域，成為加熱器3的溫度。亦即，藉由各加熱器3，個別地加熱相對應於1ch~11ch之各加熱器3之11個晶圓W的被加熱區域。
在熱板23，係設置有溫度感測器4，該溫度感測器4，係在上述的每一分割區域，檢測加熱器3之溫度，輸出檢測訊號。因此，溫度感測器4，係設置於晶圓W的每一被加熱部位。1個通道的加熱器3與相對應於該加熱器3的溫度感測器4，係構成溫度控制機構5，該溫度控制機構5，係控制相對應於設置有該加熱器3之區域之晶圓W之被加熱區域的溫度。亦即，對1個熱板23設置有11通道分的溫度控制機構5。以下，關於溫度控制機構5、溫度控制機構5所含的各構成要素及熱板23的分割區域，亦有與加熱器3同樣地，賦予通道號碼而進行標記的情形。
圖5，係表示各溫度控制機構5之構成的方塊圖。關於加熱器、溫度感測器、控制系統，係以在表示該 些要素的符號3~5之後所附加之連字符之後的數字，表示通道號碼。因此，例如1ch之溫度控制機構5，係標記為5-1，11ch之溫度控制機構5，係標記為5-11。但，關於構成溫度控制機構5之後述的加法部或調節部等，係為了方便起見，省略通道編號的標記。在1ch~11ch的溫度控制機構5，係連接有電腦即控制器6，從控制器6，對各溫度控制機構5發送作為控制信號之分別表示晶圓W之目標值、對目標值之偏移值的信號。
1ch~11ch之溫度控制機構5，係構成為彼此相同。說明關於1ch的溫度控制機構5作為代表。溫度控制機構5，係除了上述的加熱器3及溫度感測器4以外，另藉由目標值輸出部51、偏移值輸出部52、第1加法部53、第2加法部54、調節部55所構成。目標值輸出部51，係具備輸入有從控制器6所發送之晶圓W的溫度之目標值的暫存器，將相對應於朝該暫存器之輸入值的信號輸出至後段。偏移值輸出部52，係具備輸入有從控制器6所發送之偏移值的暫存器，將相對應於朝該暫存器之輸入值的信號輸出至後段。
第1加法部53，係將來自目標值輸出部51之輸出值與來自偏移值輸出部52之輸出值做加法運算，將相對應於加熱器3之設定溫度的該加法值輸出至後段。第2加法部54，係將來自第1加法部53之輸出值與來自溫度感測器4之輸出值乘以-後的值做加法運算，亦即算出第1加法部53之輸出值與溫度感測器4之輸出值的偏 差，並將該演算值輸出至調節部55。調節部55，係根據來自第2加法部54之輸出值與該調節部55所含之記憶於記憶體的傳遞函數，算出供給至加熱器3的電力而供給至加熱器3。加熱器3之發熱量，係相對應於像這樣所供給的電力。
關於從控制器6發送至溫度控制機構5之晶圓W之溫度的目標值，係例如在各通道間成為共通。關於從控制器6發送至溫度控制機構5的偏移值，係個別地設定於每一通道。又，詳細係如後述，該偏移值，係設定於對晶圓W進行加熱處理的時間區間中之每一預定區間(時間區間)△t。亦即，在晶圓W的加熱處理中，發送至各通道之溫度控制機構5的偏移值，係因應時間而變化。
各通道之溫度控制機構5所含的目標值輸出部51、偏移值輸出部52、第1加法部53、第2加法部54及調節部55，係構成圖6所示的溫調器56。又，控制器6及溫調器56，係構成控制部。圖6中W1，係指用以設定參數即上述之偏移值的熱板之調整工程所使用的檢查用晶圓，在該調整工程中，係如圖所示，代替晶圓W，載置於熱板23。關於該調整用晶圓W1，雖係構成為與晶圓W大致相同，但作為差異點，在相對應於熱板23之各分割區域(設置有各加熱器3的區域)的區域具備有未圖示的溫度感測器。
在調整工程中，檢查用晶圓W1之各溫度感測器，係連接於控制器6，將數位信號即溫度檢測信號發送 至控制器6。藉由該溫度檢測信號，控制器6，係可檢測調整用晶圓W1中之相對應於熱板23之各分割區域之各區域的溫度，取得溫度推移的變化曲線。因此，可取得11通道分的溫度推移變化曲線。關於該溫度推移變化曲線，亦有賦予通道號碼而進行表示的情形。亦即，在記載為例如1ch的溫度推移變化曲線時，意味著在調整用晶圓W1中，從設置於以1ch之加熱器3所加熱之區域的溫度感測器所取得的溫度推移變化曲線。又，在此，調整用晶圓W1之溫度推移變化曲線，係設成為與晶圓W之溫度推移變化曲線相同者。
控制器6，係具備有分別連接於匯流排61之CPU62、記憶體(記憶部)63、輸入部64、溫度推移變化曲線檢測部65、累積熱量算出部66及第1偏移值算出部67、第2偏移值算出部68。又，在該匯流排61，係連接有上述之調整用晶圓W1的溫度感測器。藉由CPU62，進行用以執行後述之熱板之調整工程之流程的各種演算。在記憶體63，係記憶有發送至上述的溫度控制機構5之設定於每一加熱器3且每一時間區間的偏移值。輸入部64，係藉由滑鼠或鍵盤或觸控面板等所構成，為了進行熱板之調整工程的流程，設置為使得裝置之使用者可進行各種操作。
溫度推移變化曲線檢測部65、累積熱量算出部66、第1偏移值算出部67、第2偏移值算出部68，係分別藉由例如電腦程式所構成，以可執行後述之流程的方 式，編入有步驟群。該程式，係從硬碟、光碟、光磁碟、記憶卡、軟碟片等的記憶媒體而安裝於控制部6。
接著，參閱圖7的流程圖，說明關於1個加熱模組2之熱板的調整工程。裝置之使用者，係如圖6所說明，將調整用晶圓W1載置於熱板23上，對於例如1ch~11ch的加熱器3分別進行步驟輸入，根據來自調整用晶圓W1之各溫度感測器的輸出，取得1ch~11ch的溫度推移變化曲線。使用者，係從所取得的溫度推移變化曲線，隔著預定時間間隔，觀察在加熱處理晶圓W之際而進行處理的時間區間內時，以使溫度在通道間一致的方式，算出構成被儲存於溫度控制機構5之調節部55的傳遞函數之時間常數或增益等之適切的參數，且設定該傳遞函數(步驟S1)。進行補充說明，在進行加熱處理的時間區間中，以使例如晶圓W成為升溫之中途之預定溫度(例如45℃)的時刻與該時刻以後之每一預定時間之晶圓W的溫度在通道間相匹配的方式，設定傳遞函數。
然後，將偏移值設成為0，從控制器6對各通道之溫度控制機構5分別輸入作為目標值之加熱處理晶圓W之際之該晶圓W的製程溫度，在各加熱器3的溫度上升而該加熱器3之發熱量成為穩定的狀態後，與對晶圓W進行加熱處理的情形相同地，將調整用晶圓W1載置於熱板23而進行加熱，取得1ch~11ch的溫度推移變化曲線。圖8，係作為一例，表示1ch之溫度推移變化曲線的曲線圖。曲線圖之橫軸，係表示將調整用晶圓W1載置於熱板 23而開始加熱後的經過時間。曲線圖之縱軸，係表示藉由調整用晶圓W1之溫度感測器所檢測的溫度。
關於1ch~11ch之溫度推移變化曲線，在例如開始加熱調整用晶圓W1之後經過預定時間後，將溫度朝向製程溫度而成為升溫中途之預定溫度的時刻例如55℃的時刻設成為t0，從該時刻t0(第1時點)，以區間△t間距設定時刻t1、t2、t3．．．tn(n=整數)。關於各時刻t0~時刻tn，係在1ch~11ch的溫度推移變化曲線間彼此一致。第2時點即時刻tn，係指在溫度推移變化曲線中，晶圓W到達製程溫度後的時點，例如為了使晶圓W降溫，藉由升降銷從熱板23上頂而結束加熱處理的時刻。如此一來，晶圓W從熱板23上升後的時點，係指晶圓W從該熱板23被搬出的時點。關於上述的區間△t，將時刻t0~時刻t1間設成為區間△t1，將時刻t1~時刻t2間設成為區間△t2，將時刻t2~時刻t3間設成為區間△t3，將時刻t3~時刻t4間設成為區間△t4．．．將時刻tn-1~時刻tn設成為區間△tn。而且，對於1ch~11ch的各溫度推移變化曲線，分別算出每一區間△t的累積熱量(步驟S2)。
對於1個通道中之區間△td(d，係任意數)的累積熱量，表示具體的算出方法。該累積熱量，係例如如圖8所示，作為作成了溫度推移變化曲線的曲線圖者，在區間△td內，作為由表示時刻t0之溫度的線段與溫度推移變化曲線的曲線所包圍之區域的面積而取得。圖8中，係作為一例，在相對應於△t3之累積熱量的區域附上斜線 而表示。
接著，在每一區間△t算出1ch~11ch之累積熱量的平均值，該平均值，係被設定作為算出該平均值的區間△t中之累積熱量的基準值(步驟S3)。亦即，該步驟S3，係分別算出區間△t1中之1ch~11ch之累積熱量的平均值、區間△t2中之1ch~11ch之累積熱量的平均值．．．區間△tn中之1ch~11ch之累積熱量的平均值。
而且，在每一通道演算區間△t中之累積熱量與該區間△t之累積熱量之基準值的差分，並算出相對應於該演算值的值以作為對於各通道之該區間△t的偏移值。具體地進行說明，在例如區間△t1中，當1ch之累積熱量為X1，2ch之累積熱量為X2，區間△t1的基準值設成為Y時，則演算X1-Y、X2-Y。而且，相對應於X1-Y之值被設成為在區間△t1中輸出至1ch之溫度控制機構5的偏移值，相對應於X2-Y之值被設成為在區間△t1中輸出至2ch之溫度控制機構5的偏移值。在各區間△t且各通道，像這樣設定偏移值，作成各通道編號與區間△t之編號與偏移值彼此產生對應的表格，且記憶於控制器6的記憶體63(步驟S4)。
該步驟S4所取得的偏移值，係指在對晶圓W進行加熱處理之際，用以在每一區間△t，使藉由1ch~11ch的加熱器3所加熱之各區域之累積熱量大致一致的偏移值，為了與之後的步驟所取得的偏移值有所區別，而記載為第1調整用偏移值。以下的步驟，係指使用第1 調整用偏移值，在各通道間算出用以更高精度地使每一區間△t之累積熱量一致之偏移值的步驟。
取得該第1調整用偏移值後，與上述之步驟S2相同地，將調整用晶圓W1載置於加熱器3之發熱量已穩定的熱板23並進行加熱，取得1ch~11ch的溫度推移變化曲線，算出每一通道且每一區間△t的累積熱量。但是，在該調整用晶圓W1的加熱時，係可使用步驟S4所取得的第1調整用偏移值。亦即，在每一區間△t對於各通道所設定的第1調整用偏移值會從控制器6之記憶體63被讀出而發送至各通道的溫度控制機構5，從而在每一通道且每一區間△t控制加熱器3的輸出，進行調整用晶圓W1之加熱。
而且，從所取得的各累積熱量，與上述之步驟S3相同地，在每一區間△t算出1ch~11ch之累積熱量的平均值以作為基準值。接著，與步驟S4相同地，在每一通道演算區間△t中之累積熱量與該區間△t之累積熱量之基準值的差分，並算出相對應於該演算值的值以作為對於各通道之該區間△t的偏移值(為了方便起見，記載為第2調整用偏移值)。而且，例如如圖9所示，作成各通道編號與區間△t之編號與第2調整用偏移值產生對應的表格，且記憶於控制器6的記憶體63(步驟S5)。亦即，步驟S4所取得的第1調整用偏移值，係被更新為該步驟S5所算出的第2調整用偏移值。
如上述，第2調整用偏移值，係指用以在每 一區間△t，高精度地使藉由1ch~11ch的加熱器3所加熱之晶圓W之各區域之累積熱量一致的偏移值，因此，使用第2調整用偏移值，對晶圓W進行加熱處理，藉此，可高均勻地加熱晶圓W。換言之，可在晶圓W的面內，以使光阻圖案之CD(Critical Dimension)之均勻性變高的方式，進行加熱處理。但是，如上述，在單位區塊E3設置有多數個加熱模組2，在模組間，其特性可能存在差異。以後的步驟，係指為了消除該特性的差，並可在加熱模組2間均勻性高地加熱處理晶圓W而進行的步驟。換言之，其係指為了在各加熱模組2中所處理之晶圓W間，使CD一致而進行的步驟。
取得該第2調整用偏移值後，與上述的步驟S4相同地，加熱調整用晶圓W1，取得1ch~11ch的溫度推移變化曲線。但是，在該調整用晶圓W1的加熱時，係可使用步驟S5所取得的第2調整用偏移值。而且，對於1ch~11ch的溫度推移變化曲線，取得從預先設定之時刻tm(0<m<n)至時刻tn的累積熱量。作為一例，圖10，係表示1ch的溫度推移變化曲線。而且，在該變化曲線中，在取得其面積以作為累積熱量的區域附上斜線而標示為P0。例如時刻tm，係被設定為調整用晶圓W1之升溫結束且溫度穩定化之時序附近的時刻。
當像這樣對於各通道分別取得時刻tm~時刻tn的累積熱量時，則根據例如如圖11所示之曲線圖，在各通道決定偏移值的修正量。該曲線圖的縱軸，係表示時 刻tm~時刻tn的累積熱量，橫軸，係表示偏移值的修正量。該曲線圖，係將時刻tm~時刻tn的累積熱量為基準累積熱量(5102)時之修正量設成為0，因應所取得之累積熱量之與基準累積熱量的偏差，決定偏移值的修正量。亦即，偏移值之修正量，係根據基準累積熱量與所取得之累積熱量的差分而決定。另外，由於藉由後述之評估試驗，確認到時刻tm~時刻tn的累積熱量與圖案的CD之間，係具有相關關係，因此，以預先進行實驗的方式，可取得如該曲線圖般之時刻tm~時刻tn的累積熱量與偏移值的修正量之相關關係。
當像這樣在各通道取得偏移值的修正量時，則將該修正量分別加上例如△t1~△tn的各第2調整用偏移值。亦即，將對於一通道所取得的修正量與該通道之△t1~△tn的各第2調整用偏移值做加法運算。亦即，記憶於圖9之表格的各第2調整用偏移值被更新成如圖12所示。以像這樣加上修正量之方式所修正後的第2調整用偏移值，係設成為處理用偏移值(步驟S6)。
其後，與上述的步驟S5相同地，加熱調整用晶圓W1，取得1ch~11ch的溫度推移變化曲線。但是，在該調整用晶圓W1的加熱時，係可使用步驟S6所取得的處理用偏移值。而且，從溫度推移變化曲線，在各通道取得時刻tm~時刻tn的累積熱量，判定該累積熱量是否落在容許範圍(步驟S7)。若判定為落在容許範圍時，係所設定的處理用偏移值成為合適者，結束熱板的調整工程。在判 定為不合適時，係所設定之處理用偏移值成為不合適者，從例如前述的任意步驟重新進行調整工程。
另外，在上述的工程中，來自調整用晶圓W1之溫度檢測信號所致之溫度推移變化曲線的作成，係藉由溫度推移變化曲線取得部而進行。根據溫度推移變化曲線之各區間△t之累積熱量的算出及時刻tm~時刻tn之累積熱量的算出，係藉由累積熱量算出部66而進行。又，每一區間△t之累積熱量之平均值的算出及相對於每一區間△t的該平均值之各通道之累積熱量之偏差的算出，係藉由第1偏移值算出部67而進行。來自上述之圖11之曲線圖之處理用偏移值的算出，係藉由第2偏移值算出部68而進行。
雖說明了關於1個加熱模組2之熱板23的調整工程，但關於其他加熱模組2之熱板23，亦進行相同的調整工程。亦即，處理用偏移值於每一加熱模組2被設定。為了在模組間，使累積熱量一致，而前述之步驟S6所使用之時刻tm~時刻tn的累積熱量與偏移值的修正量之相關關係(圖11之曲線圖)，係可在各模組之熱板的調整工程中，使用共通者。亦即，作為用以求出修正量的基準累積熱量(圖11，係5102)，係在各模組之熱板的調整工程中，可使用共通的值。
又，在上述之步驟S1~S7及各加熱模組2所使用的調整用晶圓W1，係基於在晶圓W之面內且晶圓W間使累積熱量一致的目的，以可使用具有相同的溫度特性 者為佳。因此，例如，上述的步驟S1~S7，係使用共通的調整用晶圓W1，且在各模組之熱板的調整工程使用共通的調整用晶圓W1為佳。然而，在調整用晶圓W1以ch1~ch11之加熱器3所分別加熱之各區域的面積為相同，材質亦相同。因此，在上述之熱板的調整工程中，係將來自調整用晶圓W1之溫度檢測信號的數位值視作為累積熱量。
像這樣進行了調整之加熱模組2所致之晶圓W的加熱處理，係除了將晶圓W加熱以代替調整用晶圓W1以外，其餘與上述的調整工程中之步驟S7之調整用晶圓W1的加熱相同地進行。亦即，在每一區間△t對於各通道所設定的處理用偏移值會從控制器6之記憶體63的表格被讀出而發送至溫度控制機構5，從而在每一通道且每一區間△t控制加熱器3的輸出，將晶圓W加熱。
然而，圖13，係從檢查用晶圓W1所取得之任一通道的溫度推移變化曲線，該檢查用晶圓W1，係以進行了上述之步驟S1~S7之調整工程的一加熱模組2來予以加熱。如上述，由於檢查用晶圓W1，係構成為與晶圓W大致相同，因此，亦可說是晶圓W的溫度推移變化曲線。另外，如上述，由於可在通道間，使累積熱量在每一區間△t一致，因此，其他10個通道的溫度推移變化曲線亦與圖10所示者大致相同。圖中，將時刻t0~時刻tn中之相對應於累積熱量的區域表示為P1。為了方便起見，將該區域P1設成為累積熱量P1。
圖14，係從檢查用晶圓W1所取得之任一通道的溫度推移變化曲線，該檢查用晶圓W1，係以進行了上述之步驟S1~S7之調整工程的其他加熱模組2來予以加熱。圖中，將時刻t0~tn中之相對應於累積熱量的區域表示為P2。為了方便起見，將該區域P2設成為累積熱量P2。如前述，累積熱量P1、P2，係以彼此一致的方式，在各加熱模組2進行偏移值的設定。更具體而言，在將例如累積熱量P1、P2的平均值設成為基準累積熱量時，相對於基準累積熱量，累積熱量P1、P2，係分別落在±0.5%以內為佳，若落在±0.2%以內為更佳。另外，基準累積熱量，係亦可為與P1、P2無關係地預先設定的值。
根據上述塗佈、顯像裝置1，對於進行PEB之複數個加熱模組2，使加熱處理的晶圓W中之相對應於複數個加熱器3之被加熱部位之加熱處理時的累積熱量，在1台加熱模組2中一致且在複數個加熱模組2之間一致。因此，即便在晶圓W的面內、晶圓W間，亦可進行均勻性良好的加熱處理。
上述之塗佈、顯像裝置1的單位區塊E2，係除了設置有光阻塗佈模組以代替顯像模組14以外，其餘構成為與單位區塊E3相同。而且，以光阻塗佈模組塗佈了光阻的晶圓W，係被搬送至設置於單位區塊E2之多數個加熱模組中的一個而進行加熱處理，所塗佈的光阻便乾燥而形成光阻膜。關於該單位區塊E2的多數個加熱模組，亦可進行前述之熱板的調整工程，藉此，可在晶圓W 的面內及晶圓W間均勻性高地形成光阻膜，並可在晶圓W的面內及晶圓W間，使CD的均勻性提高。又，關於單位區塊E1，亦除了設置有反射防止膜形成用之藥液塗佈模組以代替光阻塗佈模組以外，其餘與單位區塊E2相同構成。關於該單位區塊E1的多數個加熱模組，亦相同地可進行熱板的調整工程。
然而，在上述的調整工程中，係在步驟S2以後的步驟，新取得偏移值。例如，在執行上述的步驟S1，並進一步藉由不同於步驟S2以後之步驟的手法，以預定的時間間距進行觀察時，以使晶圓W升溫而成為例如55℃之時刻以後之各時刻的溫度在通道間相匹配的方式，已設定偏移值。該情況，係在上述之步驟S2以後的步驟，亦可算出已設定之偏移值的增減量。又，上述的步驟S3、S5，雖係在每一△t算出各通道之累積熱量的平均值，將其作為基準值，但亦可將預先設定的值作為基準值。
又，加熱模組2，雖係對1個通道的加熱器3設置有1個溫度感測器4，藉此，進行該加熱器3之發熱量的控制，但亦可對1個通道的加熱器3配置複數個溫度感測器4，根據例如該複數個溫度感測器4之輸出的平均值，進行加熱器3之發熱量的控制。
為了在晶圓W的面內高精度地使累積熱量一致，上述的步驟S5，係亦可反複進行複數次。具體而言，係使用第1次的步驟S5所取得之偏移值，進行第2 次的步驟S5，新取得偏移值。在進行第3次的步驟S5時，係使用第2次的步驟S5所取得之偏移值。像這樣使用前一步驟之S5所算出的偏移值，進行其次的步驟S5。
上述的步驟S6，係在將調整用晶圓W1載置於熱板23後，在每一被加熱部位求出從預先設定的時點即例如到達製程溫度的時點直至將該調整用晶圓W1從熱板23搬出為止的累積熱量。在此，所謂「直至將調整用晶圓W1從熱板23搬出為止」，係不限於將調整用晶圓W1從熱板23搬出後的時點，即便為比該時點稍前的時點，只要為可達成累積熱量的均勻性之目的的時點，則亦包含該時點。
又，步驟S7中之處理用偏移值之合適與否的判定，係不限於取得溫度推移變化曲線而使用的情形。例如，對形成有曝光完成之光阻膜的晶圓W進行加熱，並對該晶圓W進行顯像而形成圖案，測定該圖案的CD。判定該CD是否合適，藉此，可判定處理用偏移值的合適與否。
評估試驗
以下，說明關於與本發明相關連而進行的評估試驗。
．評估試驗1
如上述，進行塗佈、顯像裝置1所致之處理，在複數個晶圓W形成光阻圖案。在該處理中，加熱模組2，係在 每一晶圓W，以使前述之時刻tm~時刻tn之累積熱量成為彼此不同之值的方式，進行處理。在每一晶圓W測定光阻圖案的CD而算出平均值，調查該平均值與累積熱量的對應關係。
圖15之曲線圖中的描繪，係表示該評估試驗1的結果，曲線圖的縱軸、橫軸，係分別表示CD的平均值、累積熱量。從描繪取得近似直線，並算出決定係數R2，其為0.9894，確認到時刻tm~時刻tn與光阻圖案的CD之間的相關為較高。因此，如前述的步驟S6所說明，已知藉由依照累積熱量來修正偏移值的方式，可在加熱模組2間使CD一致。
．評估試驗2
作為評估試驗2-1，進行了發明之實施形態所說明之熱板的調整工程。其後，在進行了調整的熱板23加熱調整用晶圓W1，取得溫度推移變化曲線，算出各通道之時刻t0~時刻tn的累積熱量。作為評估試驗2-2，在進行步驟S1，並進一步以預定的時間間距進行觀察時，以使晶圓W升溫而成為預定溫度之時刻以後之各時刻的溫度在通道間相匹配的方式，設定了偏移值。亦即，評估試驗2-2，係不進行如前述之熱板的調整工程般之每一區間△t且各通道之累積熱量的取得，而設定了偏移值。設定該偏移值後，在與評估試驗2-1相同地進行了設定的熱板23加熱調整用晶圓W1，算出各通道之時刻t0~時刻tn的累積 熱量。
圖16、圖17的曲線圖，係分別表示評估試驗2-1、2-2的結果。各曲線圖的橫軸，係表示通道號碼，各曲線圖的縱軸，係表示累積熱量。與評估試驗2-2相比，評估試驗2-1，係較可抑制通道間之累積熱量的差異。因此，從該評估試驗2的結果推測到，以進行上述之熱板的調整工程之方式，可在晶圓W的面內更大幅地抑制光阻圖案之CD的差異。
．評估試驗3
作為評估試驗3-1，與評估試驗2-1相同地進行發明之實施形態所說明之熱板的調整工程，並設定了偏移值。其後，在進行了調整的熱板23加熱調整用晶圓W1，取得溫度推移變化曲線，並從該溫度調整變化曲線取得了時刻t0~時刻tn所檢測到之溫度的累計值。而且，使用該熱板23，在光阻膜曝光後的晶圓W進行PEB，其後，對光阻膜進行顯像而形成光阻圖案。而且，在晶圓W之面內各部測定圖案的CD，算出3 σ。
作為評估試驗3-2，以與評估試驗2-2相同的方式，由不同於發明之實施形態所說明的手法設定了偏移值。其後，在與評估試驗3-1相同地進行了調整的熱板23加熱調整用晶圓W1，取得溫度推移變化曲線，且取得了時刻t0~時刻tn所檢測之溫度的累計值。又，與評估試驗3-1相同地，使用該熱板23進行PEB，形成光阻圖案，在 晶圓W的面內各部測定圖案的CD，算出3 σ。
圖18、圖19的曲線圖，係分別表示評估試驗3-1、3-2的結果。曲線圖的橫軸，係表示通道號碼，曲線圖的縱軸，係表示溫度的累計值。如各曲線圖所明示，評估試驗3-1，係與評估試驗3-2相比，在通道間，檢測溫度之累計值的偏差較小。因此，吾人認為評估試驗3-1，係可更均勻性高地加熱晶圓W面內。又，關於3 σ，評估試驗3-1為0.179nm，評估試驗3-2為0.321nm。因此，從該3 σ確認到，評估試驗3-1者可抑制CD的差異。
6‧‧‧控制器
23‧‧‧熱板
24‧‧‧支撐銷
56‧‧‧溫調器
61‧‧‧匯流排
62‧‧‧CPU
63‧‧‧記憶體
64‧‧‧輸入部
65‧‧‧溫度推移變化曲線檢測部
66‧‧‧累積熱量算出部
67‧‧‧第1偏移值算出部
68‧‧‧第2偏移值算出部
W1‧‧‧調整用晶圓

Claims (5)

  1. 一種基板處理裝置，係具備有將各基板載置於載置台而加熱的複數個加熱模組，該基板處理裝置，其特徵係，具備有：加熱器，在前述載置台設置有複數個，彼此獨立地控制發熱量；及控制部，對於與各前述複數個加熱器相對應之基板的被加熱部位，輸出控制訊號，以使從預先決定之第1時點至第2時點之間的累積熱量在1台載置台中一致且在複數個加熱模組之間一致，前述第1時點，係指在載置台上所加熱之基板升溫中途的時點，前述第2時點，係指基板到達製程溫度後的時點，前述控制部，係根據前述複數個加熱模組間共通的基準累積熱量值，決定各個前述加熱器的發熱量。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，前述控制部，係使用表示前述基準累積熱量值與偏移值之關係的相關資訊，決定前述複數個加熱模組中之前述複數個加熱器的發熱量，用於決定各個前述加熱器的發熱量之前述相關資訊，係在「前述複數個加熱模組中成為相對於所加熱之基板的位置相同對應的加熱器」為共用的。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之基板處理裝置，其中， 前述複數個加熱模組中之前述被加熱部位的累積熱量，係相對於基準累積熱量，落在±0.5%以內。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之基板處理裝置，其中，在每一前述被加熱部位設置有檢測溫度的溫度檢測部，前述控制部，係具備有：調節部，設置於各加熱器，演算設定溫度與前述溫度檢測部之檢測溫度的偏差，輸出加熱器之供給電力的控制訊號；加法部，將製程溫度即目標溫度與偏移值做加法運算，以獲得前述設定溫度；及記憶部，在各加熱器且每一前述時間區間記憶有前述偏移值。
  5. 一種基板處理方法，係使用複數個加熱模組，該加熱模組，係將基板載置於具有複數個加熱器的載置台而進行加熱，該基板處理方法，其特徵，係包含有：對於與各個前述加熱器相對應之基板的被加熱部位，使「從前述基板之升溫狀態直至到達製程溫度後為止之預先決定的期間」之累積熱量在1台載置台中一致；及使其在複數個載置台一致，藉由基於在前述複數個加熱模組間成為共通的基準累積熱量值所決定之各個前述加熱器的輸出，進行前述基板的加熱。
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