WO2018003372A1 - 基板処理装置及び基板処理方法並びに記憶媒体 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a technique for placing a substrate on a placement portion and performing a heat treatment.
  • the unique shape is a shape in which the height of the surface orthogonal to the central axis of the wafer differs in the circumferential direction, for example, a saddle shape, rather than the wafer deforming concentrically into a convex shape or a concave shape.
  • the number of layers will be further increased, and the amount of deformation (warpage) of the wafer is expected to be larger than the current level. For this reason, the distance between the wafer and the mounting table surface is not uniform during the heat treatment, and the in-plane uniformity of the wafer temperature may be deteriorated.
  • the heating module that performs the heat treatment is configured to divide the heated area of the wafer into a plurality of parts, and to provide a heater in each divided area, and to independently control the heat generation of each heater.
  • each measured temperature when the temperature of the mounting table (hot plate) is measured at a plurality of measurement points is set to each target temperature.
  • the heater is controlled.
  • the heat of the heater is difficult to transfer to the wafer, it is difficult to reflect on the wafer temperature. Therefore, further improvement is necessary to perform heat treatment with good in-plane uniformity.
  • the present invention has been made based on such circumstances, and an object thereof is to provide a technique capable of improving the uniformity of heat treatment in the plane of the substrate.
  • the substrate processing apparatus of the present invention is In a substrate processing apparatus for placing a substrate on a placement unit and performing a heat treatment, In order to heat the substrate placed on the placement unit, a plurality of settings are set along the circumferential direction of the placement unit, and a heating control region that is independently temperature controlled, An adjustment unit that adjusts the relative orientation of the plurality of heating control regions in the circumferential direction with respect to the circumferential arrangement of the plurality of heating control regions, based on information related to the deformation of the substrate having different heights in the circumferential direction with respect to the plane orthogonal to the central axis of the substrate. And.
  • the substrate processing method of the present invention comprises: Detecting the deformation of the substrate whose height relative to the plane orthogonal to the central axis of the substrate differs in the circumferential direction; A step of detecting deformation of the substrate by using a heating control region that is set in plural along the circumferential direction of the mounting unit and is independently temperature-controlled in order to heat the substrate mounted on the mounting unit. Adjusting the relative orientation of the substrate in the circumferential direction with respect to the circumferential arrangement of the plurality of heating control regions, based on the detection results obtained And heat-treating the substrate in a state where the relative direction of the circumferential direction of the substrate is adjusted.
  • the storage medium of the present invention provides A storage medium storing a computer program used in a substrate processing apparatus that heats a substrate by placing the substrate on a mounting portion,
  • the computer program includes a group of steps so as to implement the substrate processing method of the present invention.
  • the substrate when a substrate is placed on a placement portion having a plurality of heating control regions that are set along the circumferential direction and each of which is temperature-controlled independently, the substrate is deformed. Based on this detection result, the relative direction of the circumferential direction of the substrate with respect to the circumferential arrangement of the plurality of heating control regions is adjusted. Therefore, even if the substrate is deformed so that the height relative to the plane orthogonal to the central axis differs in the circumferential direction, a region with a large deformation amount is placed on the boundary between the plurality of heating control regions. Is suppressed. For this reason, the temperature control of the heating control region is easily reflected in the substrate temperature, and the uniformity of the heat treatment in the substrate surface can be improved.
  • substrate It is a block diagram which shows 1st Embodiment of a substrate processing apparatus. It is a vertical side view which shows the heating module provided in a substrate processing apparatus. It is a top view which shows the hot plate provided in a heating module. It is a longitudinal section which shows the detection module provided in a substrate processing apparatus. It is a block diagram which shows the control part provided in a substrate processing apparatus. It is a flowchart which shows the substrate processing method of 1st Embodiment. It is a characteristic view which shows the relationship between the position of the circumferential direction of a board
  • FIG. 1 shows a wafer W without deformation (no warpage).
  • the surface of the wafer W is a horizontal plane A orthogonal to the central axis C of the wafer W.
  • 1B shows an example of the deformation, for example, showing a state of being deformed in a so-called bowl shape so that regions with a low height and regions with respect to the horizontal plane A are alternately arranged in the circumferential direction. Due to the multi-stacking of memory cells, there is an increasing tendency for the wafer W to be deformed into a bowl shape before the heat treatment.
  • the substrate processing apparatus 1 of the present invention includes a heating module 11, a detection module 12, and a detection module 12 and a heating module 11 that place the wafer W on the mounting portion and perform heat treatment.
  • the detection module 12 of this example serves as both an adjustment unit described later and a detection unit for detecting the circumferential deformation of the wafer W.
  • the detection unit corresponds to an aspect of a deformation information acquisition unit that acquires information related to the deformation of the substrate.
  • the transfer mechanism 13 is configured such that, for example, a holding member 131 that holds the back side of the wafer W can move up and down, move forward and backward, and move in the horizontal direction.
  • FIG. 3 is a longitudinal side view showing an example of the heating module 11.
  • the heating module 11 includes a housing 21, and 22 in the figure is a wafer W transfer port provided in the housing 21.
  • reference numeral 23 denotes a horizontal hot plate whose surface is heated, which also serves as a mounting portion for the wafer W.
  • a plurality of support pins 24 are provided on the surface of the hot plate 23, and the wafer W is placed on the support pins 24 and heated in a state of being slightly lifted from the surface of the hot plate 23.
  • reference numeral 25 denotes a cooling plate for mounting and cooling the heated wafer W, and is horizontally placed between the standby position outside the hot plate 23 shown in FIG. And mediates the delivery between the transport mechanism 13 and the hot platen 23. Specifically, the transfer mechanism 13 moves up and down with respect to the cooling plate 25 at the standby position shown in FIG. 3, and the wafer W is transferred between the transfer mechanism 13 and the cooling plate 25. Further, when the cooling plate 25 moves to the upper side of the hot plate 23, the wafer W is transferred between them by cooperation of raising and lowering of an elevator pin (not shown) provided on the hot plate 23 and movement of the cooling plate 25.
  • an elevator pin not shown
  • FIG. 4 shows, as an example, a configuration in which heaters 31 to 35 are provided in five areas, and the areas in which the heaters 31 to 35 are provided correspond to the heating control areas H1 to H5.
  • the surface of the hot plate 23 is set to be divided into five heating control regions H1 to H5, and heaters 31 to 35 are provided for each of the heating control regions H1 to H5.
  • the temperature of H5 is configured to be controlled independently.
  • the heaters 31 to 35 are shown in the same size as the heating control regions H1 to H5.
  • the hot plate 23 is provided with temperature sensors 41 to 45 for detecting the temperatures of the heaters 31 to 35 and outputting detection signals for the respective heating control regions H1 to H5.
  • the detection module 12 of this example serves both as an adjustment unit and a detection unit, and the adjustment unit is configured to detect a plurality of heating control regions H1 to H4 based on the detection result of the deformation of the wafer W.
  • the direction of the circumferential direction of the wafer W with respect to the circumferential arrangement is adjusted.
  • the detection module 12 includes a housing 51, and 52 in the figure is a wafer W transfer port provided in the housing 51.
  • 53 is a horizontal holding portion that holds the central portion of the back surface of the wafer W, and is formed smaller than the wafer W in plan view, for example.
  • the holding unit 53 is connected to the rotation mechanism 54 via the rotation shaft 541 and is configured to be rotatable around the vertical axis while holding the wafer W.
  • the holding unit 53 and the rotation mechanism 54 are mechanisms that adjust the orientation of the wafer W based on the detection result of the deformation of the wafer W before placing the wafer W on the hot plate (mounting unit) 23 of the heating module 11. is there.
  • a plurality of support pins 531 are provided on the surface of the holding portion 53, and the wafer W is held in a state of being placed on the support pins 531, and the holding portion 53 is moved up and down and the transfer mechanism 13 is moved. In cooperation with each other, the wafer W is transferred between them.
  • the holding unit 53 may be configured by a spin chuck that places the wafer W directly on the surface of the holding unit 53 and holds it by suction without providing the support pins 531.
  • the detection module 12 the circumferential deformation of the wafer W is detected, for example, by measuring the distance from the wafer W in a direction orthogonal to the wafer W along the circumferential direction of the wafer W. Is a distance measuring unit. Therefore, the detection module 12 includes a distance sensor 55 including a laser displacement meter that detects the distance to the measurement target using laser light, and emits laser light to the peripheral edge of the back surface of the wafer W held by the holding unit 53. It is configured to output. Then, the distance L between the distance sensor 55 and the wafer W in the direction orthogonal to the wafer W is measured by measuring the distance to the wafer W by the distance sensor 55 while rotating the holding unit 53 that holds the wafer W. Measured along the circumferential direction.
  • the detection module 12 the measurement result of the circumferential distance in the peripheral region of the wafer W is acquired as the deformation detection result. Based on this detection result, the plurality of heating control regions H1 to H4 in the heating module 11 are obtained. The orientation of the wafer W in the circumferential direction with respect to the circumferential arrangement is adjusted. Specifically, the detection result of the deformation by the distance sensor 55 is output to the control unit 14, and the control unit 14 controls the control signal for adjusting the circumferential direction of the wafer W based on the detection result, the heating A control signal for adjusting the temperature of each of the heaters 31 to 35 in the control region H1 to H5 is output.
  • the control unit 14 includes a CPU 62, a memory (storage unit) 63, an input unit 64, a direction adjustment unit 65, and a temperature adjustment unit 66 connected to the bus 61.
  • a distance sensor 55 and temperature sensors 41 to 45 are connected to the bus 61, respectively.
  • the CPU 62 performs various calculations for executing a heat treatment process flow to be described later.
  • the input unit 64 includes a mouse, a keyboard, a touch panel, and the like, and is provided so that a user of the apparatus can perform various operations in order to advance the flow of the heat treatment process.
  • Each of the direction adjustment unit 65 and the temperature adjustment unit 66 is configured by a computer program, for example, and has a group of steps so that a flow described later can be executed.
  • This program is installed in the control unit 14 from a storage medium such as a hard disk, a compact disk, a magneto-optical disk, a memory card, or a flexible disk.
  • the wafer W is loaded into the detection module 12 and placed on the holding unit 53.
  • the distance L to the wafer W in the direction orthogonal to the wafer W is measured by the distance sensor 55 along the circumferential direction of the wafer W, and the deformation of the wafer W and the position of the wafer W ( The position of the notch N) is detected, and the detection result is output to the control unit 14 (step S1).
  • FIG. 8 schematically shows the detection result of the deformation of the wafer W.
  • the horizontal axis indicates the circumferential position of the wafer W
  • the vertical axis indicates the distance L from the wafer W as the deformation amount.
  • L0 on the vertical axis is the distance to the horizontal plane A (see FIG. 1, the surface of the wafer without warping), and a distance larger than the distance L0 warps upward in a direction away from the hot plate 23.
  • Lmax is the maximum deformation amount (warpage amount) when warped upward.
  • a distance smaller than the distance L0 indicates a state of warping downward in a direction approaching the hot plate 23, and Lmin is a maximum deformation amount when warping downward.
  • the waveform is interrupted, and the notch position is grasped by the position where the waveform is interrupted.
  • the maximum value of the deformation amount of the wafer W is Lmax as an example.
  • control unit 14 Based on the detection result, the control unit 14 outputs a control signal for adjusting the circumferential direction of the wafer W by the direction adjustment unit 65 to the detection module 12 (step S2), and at the temperature adjustment unit 66. Control signals for adjusting the temperatures of the heaters 31 to 35 in the heating control regions H1 to H5 are output to the heating module 11 (step 3).
  • the orientation adjusting unit 65 adjusts the orientation of the wafer W so that the maximum portion of the wafer deformation is not disposed at the boundary between the heating control regions H1 to H4 adjacent in the circumferential direction, for example.
  • the wafer W whose deformation has been detected by the detection module 12 is transferred to the heating module 11 by the transfer mechanism 13.
  • the wafer W is transferred to the hot plate 23 so that the center line B and the notch N are aligned.
  • the center line B of the hot plate 23 is, for example, a line connecting the center position in the circumferential direction of a certain heating control region (H1 in this example) and the center 231 of the hot plate 23.
  • the detection module 12 prevents the position P1 having the maximum deformation amount from reaching the boundary between the heating control regions based on the detection result shown in FIG. Adjust the orientation.
  • the rotation mechanism 54 is rotated counterclockwise by an angle ⁇ so that the circumferential position P1 is aligned with the center line B (see FIG. 9B).
  • the wafer W after the orientation adjustment is transferred by the transfer mechanism 13 onto the hot plate 23 of the heating module 11 so that the circumferential position P1 is aligned with the circumferential center of the heating control region H3, for example. (See FIG. 9C).
  • FIG. 10 shows an example of the relationship between the warp amount (deformation amount) of the wafer W and the wafer temperature during heat treatment.
  • the horizontal axis is the amount of warpage of the wafer W
  • the left vertical axis is the wafer temperature during the heat treatment
  • the right vertical axis is the correction temperature
  • ⁇ is the wafer temperature plot
  • ⁇ is the correction temperature plot.
  • the warpage amount of the wafer W in FIG. 10 refers to the wafer surface (horizontal plane A in FIG.
  • the wafer W When the wafer W is warped upward, it is separated from the hot plate 23, so that it is difficult to transfer heat from the hot plate 23.
  • the temperature of the hot plate 23 When the temperature of the hot plate 23 is the same, the temperature of the wafer W is lower than when the wafer W is not warped. Become.
  • the inventor has grasped that there is a correlation between the amount of warpage of the wafer W and the wafer temperature during the heat treatment. By obtaining this correlation in advance, the wafer temperature during the heat treatment is obtained from the amount of warpage of the wafer W, and the correction temperature is obtained based on this. Correlation data between the amount of wafer warpage and the correction temperature is acquired in advance by performing an evaluation test.
  • the wafer temperature when the warp amount is 0 is the target temperature (250 ° C.)
  • the wafer temperature when the warp amount is 100 ⁇ m is 247.5 ° C., and therefore the temperature corresponding to the difference from the target temperature is 2.5.
  • the temperature control of the heating control region H3 is performed by adding the correction temperature to the set temperature of the heater 33. Further, the heaters 31 to 35 in the heating control regions H1 to H5 are controlled so as to reach the set temperature based on the detection values of the temperature sensors 41 to 45.
  • the temperature control of the heater 33 is performed by adding or subtracting the correction temperature obtained from the warpage amount to the correction value of the temperature based on the detection value of the temperature sensor 43.
  • temperature control is performed so that the heaters 31, 32, 34, and 35 become set temperatures based on detection values of the temperature sensors 41, 42, 44, and 45, for example. I do.
  • the wafer W whose orientation is adjusted in the detection module 12 is transferred to the heating module 11 by the transfer mechanism 13 and transferred to the hot plate 23 (step S4).
  • the wafer W is placed on the hot plate 23 such that the circumferential position P ⁇ b> 1 is aligned with the center line B of the hot plate 23.
  • the heat treatment of the wafer W is started in a state where the temperature control of each of the heating control regions H1 to H5 is completed (step S5).
  • the wafer W that has been heat-treated for a predetermined time in this manner is transferred to the transfer mechanism 13 via the cooling plate 25 and transferred from the heating module 11 to another module (not shown).
  • the wafer W is rotated in the circumferential direction of the wafer W relative to the circumferential arrangement of the heating control regions H1 to H4 of the hot plate 23. It is adjusted. Therefore, even if the wafer W is deformed in a unique shape such that the height relative to the plane orthogonal to the central axis differs in the circumferential direction, the region having a large deformation amount in the wafer W has a plurality of heating control regions H1 to H4. It is possible to prevent the wafers from being placed on the boundary between each other and improve the uniformity of the heat treatment in the wafer surface.
  • the heaters 31 to 34 are not embedded at the boundary between the heating control regions, heat transfer to the wafer is difficult compared to the region where the heater is embedded. For this reason, if a portion with a large deformation amount of the wafer W is arranged at the boundary between the heating control regions, the temperature of the portion of the wafer W becomes lower than that of other regions, and the in-plane uniformity of the wafer temperature. Will get worse. Therefore, if a region with a large amount of deformation as in the present invention is arranged at a position away from the boundary between the heating control regions, the temperature control of the heating control region is easily reflected in the wafer temperature, and the uniformity of the heating process within the wafer surface. Can be improved.
  • the position P1 where the deformation amount is large in the wafer is arranged in the central region in the circumferential direction of the heating control region H3, and the temperature control of the heating control region H3 is performed based on the deformation amount of the wafer W.
  • appropriate heating control can be performed in accordance with the deformation amount of the wafer W.
  • good uniformity of heat treatment is ensured in the wafer surface.
  • the case where the maximum deformation amount of the wafer W is Lmax has been described as an example. However, since the wafer W is placed on the support pins 24, the wafer W warps downward in a direction approaching the hot plate 23. There is also. For example, the case where the maximum deformation amount of the wafer W is Lmin based on the detection result of FIG. 8 will be described. In this case, since the heat plate 23 comes closer to the hot plate 23 than the wafer W having no warpage, heat transfer from the hot plate 23 is facilitated, and when the temperature of the hot plate 23 is the same, the wafer W is not warped. The temperature rises.
  • the wafer temperature is obtained from the warpage amount of the wafer W, and the difference temperature between the wafer temperature and the target temperature of the wafer W is calculated.
  • the correction temperature for example, the temperature control is performed by subtracting it from the set temperature of the heater 33.
  • the wafer W is oriented so that the position P1 of the maximum deformation amount is aligned with the center line B, and the wafer W is divided into four peripheral regions S1 to S4 so as to correspond to the heating control regions H1 to H4. Then, the temperature of each heating control region H1 to H4 may be controlled based on the deformation amount (warpage amount) of the peripheral region S1 to S4 of the wafer W.
  • the maximum value of the deformation amount is obtained, and the correction temperature is obtained based on the maximum value, and the temperature of the heating control areas H1 to H4 is adjusted by adjusting to the set temperature of the heaters 31 to 34.
  • the heating control regions H1 to H4 are temperature-controlled over a wide range of the wafer W in accordance with the amount of deformation, even better in-plane uniformity is ensured for the wafer temperature during heat treatment. be able to.
  • the temperature of the heating control region does not necessarily need to be controlled based on the deformation amount of the corresponding wafer W. For example, when the wafer W is deformed into a bowl shape, the lower portion and the higher portion appear alternately from each other as described above, so the deformation amount of the wafer W is evaluated in advance, The first heating control region whose temperature is controlled to be higher and the second heating control region whose temperature is controlled to be lower than the set temperature are alternately set.
  • FIGS. 1 and 2 a second embodiment of the substrate processing apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • This embodiment is different from the first embodiment in that the alignment of the heating control regions is adjusted instead of adjusting the orientation of the wafer W based on the detection result of the deformation of the wafer W.
  • an adjustment part is comprised by the mechanism in which the arrangement
  • heaters 71 to 79 each having a heating mechanism are embedded in different regions as viewed in plan.
  • the heating module 11 includes a switch unit that selects a combination of heaters from a plurality of heaters.
  • a switch unit 81 that selects a combination (71 and 72) and (71 and 78) of two adjacent heaters from among the three heaters 71, 72, and 78 adjacent to each other, and three adjacent to each other.
  • a switch unit 82 for selecting a combination (72 and 73) of two adjacent heaters from among the heaters 72, 73, and 74, and (73 and 74). Further, a switch unit 83 for selecting a combination (74 and 75) of two adjacent heaters from among the three heaters 74, 75 and 76 adjacent to each other, (75 and 76), and three heaters 76 adjacent to each other, 77 and 78, a combination of two adjacent heaters (76 and 77), and a switch section 84 for selecting (77 and 78).
  • Reference numerals 85, 86, 87, and 88 denote power supply units.
  • These switch units 81 to 84 are configured to be switched between the first combination and the second combination by a control signal from the control unit 14.
  • the first combination is to select a combination of heaters (71 and 78), heaters (72 and 73), heaters (74 and 75), heaters (76 and 77), and the second combination is a heater ( 71 and 72), heaters (73 and 74), heaters (75 and 76), and combinations of heaters (77 and 78) are selected.
  • the heating control region H11 that combines the heating zones Z1 and Z8, the heating control region H12 that combines the heating zones Z2 and Z3, and the heating zones Z4 and Z5. Is set, and a heating control region H14 is set that combines the heating zones Z6 and Z7.
  • the heating control region H11 that combines the heating zones Z1 and Z2 the heating control region H12 that combines the heating zones Z3 and Z4, and the heating zones Z5 and Z6.
  • the heating control region H14 is set by combining the heating zones Z7 and Z8.
  • the heating control region H15 is set in the central region by the heating zone Z9.
  • the heating plate 7 includes, for example, between the heating zone Z1 and the heating zone Z2, between the heating zone Z3 and the heating zone Z4, between the heating zone Z5 and the heating zone Z6, and between the heating zone Z7 and the heating zone Z8.
  • temperature sensors 91 to 95 are provided in the heating zone Z9.
  • the temperature sensor 91 is a heating control area H11
  • the temperature sensor 92 is a heating control area H12
  • the temperature sensor 93 is a heating control area H13
  • the temperature sensor 94 is a heating control area H14
  • the temperature sensor 95 is a temperature control area H15. It is provided to do.
  • the adjustment unit of this example includes a plurality of heaters 71 to 78 and switch units 81 to 84 for selecting a combination of heaters corresponding to the heating control regions H11 to H14 from the plurality of heaters 71 to 78. These correspond to a mechanism for adjusting the circumferential arrangement of the heating control regions H11 to H14 based on the detection result of the deformation of the wafer W.
  • the control part 14 is provided with the arrangement
  • the alignment adjusting unit is configured to output a control signal for adjusting the alignment in the circumferential direction of the four heating control regions H11 to H14 to the heating module 11 based on the detection result of the deformation of the wafer W.
  • the detection module 12 functions as a detection unit and a distance measurement unit
  • the heating module 11 functions as an adjustment unit.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the wafer W is carried into the detection module 12 and placed on the holding unit 53, and the deformation of the wafer W and the notch position of the wafer W are detected by the distance sensor 55 as described above (step S11).
  • the control unit 14 outputs a control signal for selecting the combination of the heaters 71 to 78 to the heating module 11 based on the detection result (step S12), and the temperature adjustment unit 66 outputs the control signal to the heating module 11.
  • a control signal for adjusting the temperature of each of the heaters 71 to 79 in each of the heating control regions H1 to H5 is output (step 13).
  • the combination of heaters is set so that the circumferential position P ⁇ b> 1 having the maximum deformation amount (Lmax in this case) does not reach the boundary between the heating control regions. Either the first combination or the second combination is selected, and the switch sections 81 to 84 are switched. For example, in this example, a combination of heaters whose position P1 is closer to the center line of the heating control region to be arranged is selected.
  • the warpage amount (Lmax ⁇ L0) of the wafer W is based on the correlation data between the warpage amount of the wafer and the wafer temperature.
  • the temperature control of the heaters 71 and 72 is performed by adding the correction temperature obtained from the warpage amount to the temperature correction value based on the detection value of the temperature sensor 91.
  • temperature control is performed so that the heaters 73 to 79 are set to the set temperature based on the temperature correction values based on the detection values of the temperature sensors 92 to 95.
  • two heaters provided in the same heating control region are controlled to have the same temperature by the corresponding temperature sensors 91 to 94.
  • the wafer W is transferred from the detection module 12 to the heating module 11 by the transfer mechanism 13 and transferred to the hot plate 7 (step S14). Thereafter, for example, the heat treatment of the wafer W is started in a state where the temperature control of each of the heating control regions H11 to H15 is performed (step S15). Thereafter, the wafer W that has been heat-treated for a predetermined time is transferred from the heating module 11 to another module (not shown) by the transfer mechanism 13.
  • the wafer W with respect to the heating control regions H11 to H14 is adjusted.
  • the relative direction of the circumferential direction is adjusted. Therefore, as in the first embodiment, even when the wafer W is deformed and the distance between the wafer and the hot plate surface is not uniform, a region with a large deformation amount in the wafer W is not heated. Mounting on the boundary between the control regions H11 to H14 is suppressed, and the uniformity of the heat treatment within the wafer surface can be improved.
  • the temperature is controlled by the correction temperature obtained based on the deformation amount (warpage amount) of the peripheral region of the corresponding wafer W. Good in-plane uniformity can be secured for the wafer temperature during the heat treatment.
  • the coating / developing apparatus 100 includes a carrier block D1, a processing block D2, an interface block D3, and an exposure apparatus D4.
  • the wafer W is taken out from the carrier 102 mounted on the mounting table 101 of the carrier block D1.
  • the processing block D2 includes two unit blocks E1, E2, and E3 stacked on each other.
  • the unit block E1 is a block for applying a chemical solution for forming an antireflection film on the wafer W and heating the wafer W after the chemical solution is applied.
  • Each of the blocks D1 to D3 is provided with a wafer W transfer mechanism, and the wafer W in the carrier 102 is transferred from the carrier block D1, the unit block E1, the unit block E2, the interface block D3, the exposure apparatus D4, and the interface block D3.
  • Each unit is transported in the order of the unit block E3 and the above processes are performed.
  • the wafer W on which the resist pattern is formed is transferred to the carrier block D1 and returned to the carrier 102.
  • FIG. 15 is a plan view showing the unit block E3.
  • a plurality of modules are arranged in a shelf shape on the left and right sides of the transfer path 103 of the wafer W extending in the front-rear direction.
  • a number of the heating modules 11 of the present invention for performing PEB are provided on the shelf.
  • the detection module 12 is provided.
  • a developing module 104 for supplying a developing solution to the wafer W is provided on the left and right sides of the transport path 103.
  • reference numeral 13 denotes a transfer mechanism for transferring the wafer W among the developing module 104, the heating module 11, the detection module 12, and the interface block D3.
  • the exposed wafer W is loaded into the processing block D2 via the transfer arm 105 and the transfer module 106 of the interface block D3. Then, after being transported to the detection module 12 by the transport mechanism 13 and the deformation of the wafer W is detected, it is transported to one of the multiple heating modules 11.
  • the unit block E2 of the coating and developing apparatus 100 is configured to include the detection module 12 and the heating module 11 like the unit block E3, except that a resist coating module is provided instead of the development module 104. May be.
  • the relative orientation of the wafer W and the heating control region is adjusted based on the detection result.
  • the wafer W is transferred to the heating module 11 and subjected to a heat treatment, and the applied resist is dried to form a resist film.
  • a resist film can be formed with high uniformity within the surface of the wafer W, and CD uniformity can be improved within the surface of the wafer W. Can do.
  • the unit block E1 may be configured similarly to the unit block E3 except that a chemical application module for forming an antireflection film is provided instead of the developing module 104. Also in this case, the detection module 12 detects the deformation of the wafer W, the relative orientation of the wafer W and the heating control area is adjusted based on the detection result, and then the wafer W is transported to the heating module 11 and is predetermined. The heat treatment is performed.
  • the substrate processing apparatus of the present invention does not necessarily have to include a detection unit for detecting deformation of a substrate whose height with respect to a plane orthogonal to the central axis of the substrate differs in the circumferential direction.
  • the detection unit is provided in an apparatus different from the substrate processing apparatus, and the relative direction in the circumferential direction of the substrate and the heating control region is adjusted by the adjustment unit using the detection result of the deformation of the substrate detected by the detection unit. May be adjusted.
  • a control unit provided in the substrate processing apparatus obtains information on the deformation of the substrate sent from outside the substrate processing apparatus online, and based on this information, for example, the transport mechanism 13 or the heating control A control signal is output to an adjustment mechanism for adjusting the arrangement of the regions.
  • the information regarding the deformation of the substrate sent from outside the substrate processing apparatus is sent from, for example, a detection unit that detects the deformation of the substrate, from another device that includes the detection unit, or from a host computer.
  • the control unit corresponds to a deformation information acquisition unit that acquires information related to the deformation of the substrate.
  • the detection module illustrated in FIG. 5 is configured not to include a distance sensor, and the detection module is oriented to the substrate. It is provided as an adjustment unit that adjusts. In the second embodiment, it is not necessary to provide the detection module shown in FIG.
  • the detection unit is not limited to the configuration shown in FIG. 5.
  • a distance sensor that measures the distance from the substrate in a direction orthogonal to the substrate and is movable in the horizontal direction relative to the substrate is provided above the substrate.
  • the structure to provide may be sufficient.
  • the distance to the substrate is measured not only in the peripheral region of the substrate but also in the central region of the substrate.
  • the temperature may be controlled by obtaining a correction temperature in the heating control region.
  • the amount of warpage is not limited to the above example, and may be acquired based on the distance between the surface of the hot plate 23 and the wafer W. For example, in FIG.
  • the distance L and Lmin (the lowest height position of the wafer) ) And the difference may be obtained.
  • the present invention can be applied to a configuration in which the wafer is directly placed on the surface of the hot plate, instead of placing the wafer on the hot plate via the support pins.
  • a plurality of wafers are stored in a carrier and loaded into the substrate processing apparatus. For example, the deformation information acquired for the first wafer of a lot that forms a wafer group as a carrier unit is used as a subsequent wafer included in the lot. May apply.
  • Heating module 12 Detection module 13 Transport mechanism 14 Control unit 23, 7 Heat plates 31-35, 71-79 Heater 41 to 45, 91 to 95 Temperature sensors H1 to H5, H11 to H15 Heating control zone Z1 to Z9 Heating zone 100 Coating and developing device

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Abstract

【課題】基板の面内における加熱処理の均一性を改善できる技術を提供すること。 【解決手段】その周方向に沿って複数設定されると共に、各々独立して温度制御される複数の加熱制御領域を備えた熱板２３に基板であるウエハＷを載置して加熱処理するにあたり、検出モジュール１１にてウエハＷの変形を検出する。そして、この検出結果に基づいて検出モジュール１１にてウエハＷの周方向の向きを調整してから、加熱モジュール１２に搬送し、所定の加熱処理を行う。従って、ウエハＷが、その中心軸と直交する面に対する高さが周方向で異なるように変形しても、ウエハＷにおいて変形量が大きい領域が、複数の加熱制御領域同士の境界に載置されることが抑えられる。このため、加熱制御領域の温度制御がウエハ温度に反映されやすく、ウエハ面内における加熱処理の均一性を改善することができる。

Description

基板処理装置及び基板処理方法並びに記憶媒体
　本発明は、基板を載置部に載置して加熱処理する技術に関する。
　半導体製造プロセスにおいては、基板例えば半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）に塗布膜を形成した後に、ヒータが設けられている載置台にウエハを載せて加熱処理が行われる。ウエハ面内において加熱処理の均一性を向上させるためには、載置台に載置されるウエハと載置台表面との距離を揃えることが望ましい。ところで、メモリセルの多層化により、加熱処理前のウエハが特異な形状に変形する例が発生している。特異な形状とは、ウエハが同心円状に凸型や凹型に変形するのではなく、ウエハの中心軸と直交する面の高さが周方向で異なる形状例えば鞍型形状である。今後さらに積層化が進み、現行以上にウエハの変形量（反り量）が大きくなることが予想される。このため、加熱処理時にウエハと載置台表面との距離が一様にならずに、ウエハ温度の面内均一性が悪化する懸念がある。
　加熱処理を行う加熱モジュールは、ウエハの被加熱領域を複数に分割し、各分割領域にヒータを設けて、各ヒータを独立して発熱制御するように構成されている。ヒータの制御系のパラメータの調整手法としては、特許文献１に記載されているように、載置台（熱板）の温度を複数の計測点で計測した際の各計測温度が、各目標温度に一致するように制御する手法が知られている。しかしながら、ウエハと載置台表面との距離が周方向で異なる場合に、例えば載置台表面とウエハとの距離が大きい部位が複数の分割領域同士の境界に載置されると、ヒータを制御しても、ヒータの熱がウエハに伝熱しにくいため、ウエハ温度に反映されにくい。従って、面内均一性の良好な加熱処理を行うためには、さらなる改善が必要である。
特許第４３９１５１８号
　本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、基板の面内において、加熱処理の均一性を改善することができる技術を提供することである。
　このため、本発明の基板処理装置は、
　基板を載置部に載置して加熱処理する基板処理装置において、
　前記載置部に載置された基板を加熱するために載置部の周方向に沿って複数設定され、各々独立して温度制御される加熱制御領域と、
　基板の中心軸と直交する面に対する高さが周方向で異なる基板の変形に関する情報に基づいて、前記複数の加熱制御領域の周方向の並びに対する基板の周方向の相対的向きを調整する調整部と、を備えたことを特徴とする。
　また、本発明の基板処理方法は、
　基板の中心軸と直交する面に対する高さが周方向で異なる基板の変形を検出する工程と、
　載置部に載置された基板を加熱するために載置部の周方向に沿って複数設定され、各々独立して温度制御される加熱制御領域を用い、前記基板の変形を検出する工程にて得られた検出結果に基づいて、前記複数の加熱制御領域の周方向の並びに対する基板の周方向の相対的向きを調整する工程と、
　前記基板の周方向の相対的向きが調整された状態で基板を加熱処理する工程と、を含むことを特徴とする。
　さらに、本発明の記憶媒体は、
　基板を載置部に載置して加熱処理する基板処理装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、
　前記コンピュータプログラムは、本発明の基板処理方法を実施するようにステップ群が組まれていることを特徴とする。
　本発明は、その周方向に沿って複数設定されると共に、各々独立して温度制御される複数の加熱制御領域を備えた載置部に基板を載置して加熱処理するにあたり、基板の変形の検出結果に基づいて、複数の加熱制御領域の周方向の並びに対する基板の周方向の相対的向きを調整している。従って、基板が、その中心軸と直交する面に対する高さが周方向で異なるように変形しても、基板において変形量が大きい領域が、複数の加熱制御領域同士の境界に載置されることが抑えられる。このため、加熱制御領域の温度制御が基板温度に反映されやすく、基板面内における加熱処理の均一性を改善することができる。
基板の変形の一例を示す斜視図である。 基板処理装置の第１の実施形態を示す構成図である。 基板処理装置に設けられる加熱モジュールを示す縦断側面図である。 加熱モジュールに設けられる熱板を示す平面図である。 基板処理装置に設けられる検出モジュールを示す縦断測面図である。 基板処理装置に設けられる制御部を示す構成図である。 第１の実施形態の基板処理方法を示すフローチャートである。 基板の周方向の位置と距離（変形量）との関係を示す特性図である。 本発明の作用を説明するための概略平面図である。 ウエハの反り量（変形量）とウエハ温度と補正温度との関係を示す特性図である。 基板処理装置の第２の実施形態の熱板を示す平面図である。 基板処理装置の第２の実施形態の熱板を示す概略平面図である。 第２の実施形態の基板処理方法を示すフローチャートである。 基板処理装置を適用した塗布、現像装置を示す概略斜視図である。 塗布、現像装置を示す平面図である。
（第１の実施形態）
　本発明の基板処理装置の第１の実施形態について、図１～図１０を参照しながら説明する。本発明の基板処理の対象となるウエハＷは、図１に示すように、ウエハＷの中心軸と直交する面に対する高さが周方向で異なる形状に変形したものである。図１（ａ）は変形のない（反りのない）ウエハＷを示しており、例えばこのウエハＷの表面を、ウエハＷの中心軸Ｃと直交する水平面Ａとする。図１（ｂ）は変形の一例であり、例えば水平面Ａに対する高さが低い領域と高い領域とが周方向に交互に並ぶように、言わば鞍型形状に変形した状態を示している。メモリセルの多積層化により、ウエハＷが加熱処理の前に鞍型形状に変形する例が増加傾向にある。
　本発明の基板処理装置１は、図２に示すように、ウエハＷを載置部に載置して加熱処理する加熱モジュール１１と、検出モジュール１２と、検出モジュール１２と加熱モジュール１１との間でウエハＷを搬送する搬送機構１３と、制御部１４と、を備えている。この例の検出モジュール１２は、後述する調整部と、ウエハＷの周方向の変形を検出するための検出部と、を兼用するものである。またこの例では検出部は、基板の変形に関する情報を取得する変形情報取得部の一態様に相当する。
　搬送機構１３は、例えばウエハＷの裏面側を保持する保持部材１３１が昇降自在、進退自在、水平方向に移動自在に構成されている。
　図３は、加熱モジュール１１の一例を示す縦断側面図である。加熱モジュール１１は筐体２１を備えており、図中２２は筐体２１に設けられるウエハＷの搬送口である。図中２３は表面が加熱される水平な熱板であり、ウエハＷの載置部を兼用している。図中２４は熱板２３の表面に複数設けられる支持ピンであり、ウエハＷは支持ピン２４上に載置され、熱板２３の表面から若干浮いた状態で加熱される。
　図中２５は、加熱後のウエハＷを載置して冷却するための冷却プレートであり、移動機構２６によって図３に示す熱板２３の外側の待機位置と熱板２３上との間で水平に移動し、搬送機構１３と熱板２３との受け渡しを仲介する。具体的には、図３に示す待機位置における冷却プレート２５に対して搬送機構１３が昇降して、この搬送機構１３と冷却プレート２５との間でウエハＷが受け渡される。また冷却プレート２５が熱板２３の上方側に移動すると、熱板２３に設けられる図示しない昇降ピンの昇降と冷却プレート２５の移動との協働で、これらの間でウエハＷが受け渡される。
　熱板２３について、図４の平面図を参照してさらに詳しく説明する。熱板２３には、平面で見て互いに異なる領域に各々ヒータ３１～３５が埋設されている。図４では一例として、５個の領域に各々ヒータ３１～３５が設けられる構成を示しており、各ヒータ３１～３５が設けられる領域が加熱制御領域Ｈ１～Ｈ５に相当する。言い換えれば、熱板２３の表面が５つの加熱制御領域Ｈ１～Ｈ５に分割されるように設定されており、加熱制御領域Ｈ１～Ｈ５毎にヒータ３１～３５が設けられ、各加熱制御領域Ｈ１～Ｈ５の温度が各々独立して制御されるように構成されている。なお、ヒータ３１～３５は図示の便宜上、加熱制御領域Ｈ１～Ｈ５と同じ大きさで示している。
　この例では、熱板２３の周方向に沿って４個の領域が各々加熱制御領域Ｈ１～Ｈ４に割り当てられると共に、熱板２３の中央領域が加熱制御領域Ｈ５として割り当てられている。例えば周方向の４つの加熱制御領域Ｈ１～Ｈ４は、周方向の長さが互いに揃うように設定される。また、熱板２３には上記の加熱制御領域Ｈ１～Ｈ５毎に、ヒータ３１～３５の温度を検出して検出信号を出力する温度センサ４１～４５が設けられている。
　続いて、検出モジュール１２の一例について図５を参照して説明する。この例の検出モジュール１２は、既述のように調整部と検出部とを兼用しており、調整部とは、ウエハＷの変形の検出結果に基づいて、複数の加熱制御領域Ｈ１～Ｈ４の周方向の並びに対するウエハＷの周方向の向きを調整するものである。検出モジュール１２は筐体５１を備えており、図中５２は筐体５１に設けられるウエハＷの搬送口である。図中５３は、例えばウエハＷの裏面中央部を保持する水平な保持部であり、例えば平面的に見てウエハＷよりも小さく形成されている。
　保持部５３は回転軸５４１を介して回転機構５４に接続され、ウエハＷを保持した状態で鉛直軸周りに回転自在に構成されている。保持部５３及び回転機構５４は、ウエハＷを加熱モジュール１１の熱板（載置部）２３に載置する前に、ウエハＷの変形の検出結果に基づいてウエハＷの向きを調整する機構である。この例では、保持部５３の表面には支持ピン５３１が複数設けられており、ウエハＷは支持ピン５３１上に載置された状態で保持され、保持部５３の昇降と搬送機構１３の移動との協働で、これらの間でウエハＷが受け渡される。また、保持部５３は支持ピン５３１を設けずに、例えば保持部５３の表面にウエハＷを直接載置して吸着保持するスピンチャックにより構成してもよい。
　検出モジュール１２において、ウエハＷの周方向の変形の検出は、例えばウエハＷと直交する方向におけるウエハＷとの距離をウエハＷの周方向に沿って測定することによって行われており、検出モジュール１２は距離測定部をなすものである。このため、検出モジュール１２は、レーザ光を利用して測定対象との距離を検出するレーザ変位計よりなる距離センサ５５を備え、保持部５３に保持されたウエハＷの裏面周縁部にレーザ光を出力するように構成されている。そして、ウエハＷを保持した保持部５３を回転させながら、距離センサ５５によりウエハＷまでの距離を測定することにより、ウエハＷと直交する方向における距離センサ５５とウエハＷとの距離ＬがウエハＷの周方向に沿って測定される。
　こうして、検出モジュール１２において、ウエハＷの周縁領域における周方向の距離の測定結果が、変形の検出結果として取得され、この検出結果に基づいて、加熱モジュール１１における複数の加熱制御領域Ｈ１～Ｈ４の周方向の並びに対するウエハＷの周方向の向きが調整される。具体的には、距離センサ５５による変形の検出結果は制御部１４に出力され、この制御部１４はこの検出結果に基づいて、ウエハＷの周方向の向きを調整するための制御信号と、加熱制御領域Ｈ１～Ｈ５の各ヒータ３１～３５の温度を調整するための制御信号を出力する。
　制御部１４は、図６に示すように、バス６１に各々接続された、ＣＰＵ６２、メモリ（記憶部）６３、入力部６４、向き調整部６５、温度調整部６６を備えている。また、このバス６１には、距離センサ５５及び温度センサ４１～４５が夫々接続されている。ＣＰＵ６２により後述する熱処理工程のフローを実行するための各種の演算が行われる。入力部６４はマウスやキーボードやタッチパネルなどによって構成され、熱処理工程のフローを進行させるために、装置のユーザーが各種の操作を行うように設けられている。向き調整部６５、温度調整部６６は、夫々例えばコンピュータプログラムによって構成されており、後述のフローを実行できるようにステップ群が組まれている。このプログラムは、ハードディスク、コンパクトディスク、光磁気ディスク、メモリカード、フレキシブルディスクなどの記憶媒体から制御部１４にインストールされる。
　続いて、図７のフローチャートを参照して、ウエハＷの加熱処理について説明する。先ず、ウエハＷを検出モジュール１２に搬入して保持部５３に載置する。次いで、保持部５３を回転させながら、距離センサ５５により、ウエハＷと直交する方向におけるウエハＷとの距離ＬをウエハＷの周方向に沿って測定し、ウエハＷの変形とウエハＷの位置（ノッチＮの位置）を検出し、検出結果を制御部１４に出力する（ステップＳ１）。図８はウエハＷの変形の検出結果を模式的に示すものであり、横軸がウエハＷの周方向の位置、縦軸が変形量としてウエハＷとの距離Ｌを示している。
　図８において、縦軸のＬ０は水平面Ａ（図１参照、反りのないウエハの表面）までの距離であり、距離Ｌ０よりも大きい距離は、熱板２３から離れる方向に上に反った状態を示し、Ｌｍａｘは、上に反ったときの最大の変形量（反り量）である。また、距離Ｌ０よりも小さい距離は、熱板２３に近付く方向に下に反った状態を示し、Ｌｍｉｎは、下に反ったときの最大の変形量である。またノッチ位置ではレーザ光がウエハＷにより反射されないため、波形が途切れた状態となり、この波形が途切れた位置によりノッチ位置を把握する。以下、ウエハＷの変形量の最大値がＬｍａｘである場合を例にして説明を続ける。
　制御部１４では、検出結果に基づいて、向き調整部６５にてウエハＷの周方向の向きを調整するための制御信号を検出モジュール１２に出力する（ステップＳ２）と共に、温度調整部６６にて加熱モジュール１１に各加熱制御領域Ｈ１～Ｈ５の各ヒータ３１～３５の温度を調整するための制御信号を出力する（ステップ３）。向き調整部６５では、例えば周方向に隣接する加熱制御領域Ｈ１～Ｈ４同士の境界に、ウエハ変形の最大部位が配置されないように、ウエハＷの向きを調整する。
　検出モジュール１２にて変形が検出されたウエハＷは搬送機構１３により加熱モジュール１１に搬送するが、反りのないウエハＷに対しては、図９（ａ）に示すように、例えば熱板２３の中心線ＢとノッチＮの位置を合わせるように、ウエハＷを熱板２３に受け渡す。熱板２３の中心線Ｂとは、例えばある加熱制御領域（この例ではＨ１）の周方向の中心位置と熱板２３の中心２３１とを結ぶ線である。
　一方、反りがあるウエハＷに対しては、図８に示す検出結果に基づいて、変形量が最大の位置Ｐ１が、加熱制御領域同士の境界部に差し掛からないように、検出モジュール１２にて向きの調整を行う。この例では、周方向の位置Ｐ１が例えば中心線Ｂに揃うように、角度θ分反時計方向に回転機構５４により回転させる（図９（ｂ）参照）。こうして、後述するように、向き調整後のウエハＷは搬送機構１３により加熱モジュール１１の熱板２３上に、周方向の位置Ｐ１が例えば加熱制御領域Ｈ３の周方向の中心に揃うように受け渡されることになる（図９（ｃ）参照）。
　一方、温度調整部６６では、例えば加熱制御領域Ｈ３については、ウエハＷの変形量に基づいて補正温度を取得して温度制御を行う。図１０に、ウエハＷの反り量（変形量）と熱処理時のウエハ温度との関係の一例を示す。横軸はウエハＷの反り量、左縦軸は加熱処理時のウエハ温度、右縦軸は補正温度であって、◆はウエハ温度のプロット、■は補正温度のプロットである。図１０におけるウエハＷの反り量とは、熱板２３から離れる方向に上に反った場合において、熱板２３に反りのないウエハを載置したときの当該ウエハ表面（図１の水平面Ａ）との距離の差分である。つまり図８において、波形の山型部分の距離Ｌと距離Ｌ０との差分であり、図１０における反り量１００μｍとは、反りのないウエハＷよりも１００μｍ分、上に反ることを示している。
　ウエハＷが上に反ると、熱板２３から離れるため、熱板２３から伝熱しにくく、熱板２３の温度が同じ場合には、ウエハＷが反らない場合よりもウエハＷの温度が低くなる。本発明者は、ウエハＷの反り量と加熱処理時のウエハ温度との間には相関関係があることを把握している。予めこの相関関係を取得することにより、ウエハＷの反り量から加熱処理時のウエハ温度を求め、これに基づいて補正温度を得る。ウエハ反り量と補正温度との相関データは、予め評価試験を行うことにより取得しておく。
　温度制御の一例を図１０を用いて説明する。例えば反り量が０のときのウエハ温度を目標温度（２５０℃）とすると、反り量が１００μｍのときのウエハ温度は２４７．５℃であるため、目標温度との差分に相当する温度２．５℃を補正温度とする。そして、この補正温度分、ウエハ温度を上昇させるために、当該補正温度をヒータ３３の設定温度に加算することにより、加熱制御領域Ｈ３の温度制御を行う。さらに、各加熱制御領域Ｈ１～Ｈ５のヒータ３１～３５を温度センサ４１～４５の検出値に基づいて、設定温度になるように制御する。このため、加熱制御領域Ｈ３については、温度センサ４３の検出値に基づいた温度の補正値に、反り量から求められた補正温度を加減してヒータ３３の温度制御を行う。一方、加熱制御領域Ｈ１、Ｈ２、Ｈ４、Ｈ５については、例えば温度センサ４１、４２、４４、４５の検出値に基づいて、ヒータ３１、３２、３４、３５が設定温度になるように、温度制御を行う。
　続いて、検出モジュール１２において向きが調整されたウエハＷを搬送機構１３により加熱モジュール１１に搬送して、熱板２３に受け渡す（ステップＳ４）。これにより、図９（ｃ）に示すように、ウエハＷは、周方向の位置Ｐ１が熱板２３の中心線Ｂに揃うように熱板２３に載置される。しかる後、例えば各加熱制御領域Ｈ１～Ｈ５の温度制御が完了した状態でウエハＷの熱処理を開始する（ステップＳ５）。こうして所定時間熱処理を行ったウエハＷを、冷却プレート２５を介して搬送機構１３に受け渡し、加熱モジュール１１から他の図示しないモジュールへ搬送する。
　上述の実施形態によれば、ウエハＷの変形の検出結果に基づいて、熱板２３の加熱制御領域Ｈ１～Ｈ４の周方向の並びに対するウエハＷの周方向の向きをウエハＷを回転させることにより調整している。従って、ウエハＷの中心軸と直交する面に対する高さが周方向で異なるように特異な形状で変形していたとしても、ウエハＷにおいて変形量が大きい領域が、複数の加熱制御領域Ｈ１～Ｈ４同士の境界に載置されることが抑えられ、ウエハ面内における加熱処理の均一性を改善することができる。
　つまり、加熱制御領域同士の境界はヒータ３１～３４が埋設されていないため、ヒータが埋設されている領域に比べると、ウエハへの伝熱がしにくい状態である。このため、この加熱制御領域同士の境界に、ウエハＷの変形量の大きい部位が配置されると、ウエハＷにおける当該部位の温度が他の領域に比べて低くなり、ウエハ温度の面内均一性が悪化してしまう。従って、本発明のように変形量が大きい領域を加熱制御領域同士の境界から離れた位置に配置すると、加熱制御領域の温度制御がウエハ温度に反映されやすく、ウエハ面内における加熱処理の均一性を改善することができる。また、既述のように、ウエハにおいて変形量が大きい位置Ｐ１を加熱制御領域Ｈ３の周方向の中心領域に配置し、このウエハＷの変形量に基づいて、加熱制御領域Ｈ３の温度制御を行うようにすると、ウエハＷの変形量に合わせて適切な加熱制御を行うことができる。これにより、結果としてウエハ面内について、良好な加熱処理の均一性が確保される。
　以上において、ウエハＷの最大の変形量がＬｍａｘである場合を例にして説明したが、ウエハＷは支持ピン２４上に載置されているので、熱板２３に近付く方向に下に反る場合もある。例えば、図８の検出結果により、ウエハＷの最大の変形量がＬｍｉｎである場合について説明する。この場合には、反りのないウエハＷよりも熱板２３に近付くため、熱板２３から伝熱しやすく、熱板２３の温度が同じ場合には、ウエハＷが反らない場合よりもウエハＷの温度が高くなる。このため、予め取得したウエハＷの反り量と熱処理時のウエハ温度との相関データに基づいて、ウエハＷの反り量からウエハ温度を求め、このウエハ温度とウエハＷの目標温度との差分温度を補正温度として、例えばヒータ３３の設定温度に減算して温度制御を行う。
　また、ウエハＷが鞍型形状に変形するときには、概ね図８のように水平面から低くなる部位と高くなる部位とが交互に現れ、ウエハＷを周方向に４分割する領域に、低くなる部位と高くなる部位が夫々位置する場合が多い。従って、例えば最大の変形量の位置Ｐ１を中心線Ｂに合わせるようにウエハＷの向きを行い、ウエハＷを加熱制御領域Ｈ１～Ｈ４に対応するように４つの周縁領域Ｓ１～Ｓ４に分割する。そして、各加熱制御領域Ｈ１～Ｈ４を、ウエハＷの周縁領域Ｓ１～Ｓ４の変形量（反り量）に基づいて、温度制御するようにしてもよい。例えばウエハＷの周縁領域Ｓ１～Ｓ４の夫々において、変形量の最大値を求め、これに基づいて補正温度を取得し、ヒータ３１～３４の設定温度に加減して加熱制御領域Ｈ１～Ｈ４の温度制御を行う。この場合には、ウエハＷの広い範囲に対して、その変形量に合わせて加熱制御領域Ｈ１～Ｈ４が温度制御されるため、熱処理時のウエハ温度についてより一層良好な面内均一性を確保することができる。
　但し、加熱制御領域は必ずしも対応するウエハＷの変形量に基づいて温度制御する必要はない。例えばウエハＷが鞍型に変形する場合には、既述のように水平面から低くなる部位と高くなる部位とが交互に現れるので、予めウエハＷの変形量を評価しておき、設定温度よりも高めに温度制御される第１の加熱制御領域と、設定温度よりも低めに温度制御される第２の加熱制御領域を交互に設定する。そして、ウエハＷの変形の検出結果に基づいて、上に変形するウエハＷの周縁領域と第１の加熱制御領域が対応し、下に変形するウエハＷの周縁領域と第２の加熱制御領域が対応するように、検出モジュールにおいてウエハＷの向きを調整するようにしてもよい。
（第２の実施形態）
　続いて、本発明の基板処理装置の第２の実施形態について、図１１～図１３を参照して説明する。この実施形態が第１の実施形態と異なる点は、ウエハＷの変形の検出結果に基づいて、ウエハＷの向きを調整するのではなく、加熱制御領域の並びを調整することである。このため、調整部は加熱制御領域の周方向の並びを調整する機構により構成される。この例における加熱モジュール１１の熱板７には、図１１に示すように、平面で見て互いに異なる領域に各々加熱機構をなすヒータ７１～７９が埋設されている。図１１では一例として、９個の領域に各々ヒータ７１～７９が設けられる構成を示しており、各ヒータ７１～７９が設けられる領域が夫々加熱ゾーンＺ１～Ｚ９に相当する。こうして、熱板７の表面が９つの加熱ゾーンＺ１～Ｚ９に分割され、各加熱ゾーンＺ１～Ｚ９がヒータ７１～７９により独立して温度制御されるように構成されている。なお、ヒータ７１～７９は図示の便宜上、加熱ゾーンＺ１～Ｚ９と同じ大きさで示している。
　この例では、熱板７の周方向に沿って８個の領域を各々加熱ゾーンＺ１～Ｚ８に割り当てると共に、中央領域を加熱ゾーンＺ９として割り当てている。例えば周方向の８つの加熱ゾーンＺ１～Ｚ８は、周方向の長さが互いに揃うように設定される。また、加熱モジュール１１は、複数のヒータの中からヒータの組み合わせを選択するスイッチ部を備えている。この例では、例えば互いに隣接する３つのヒータ７１、７２、７８の中から隣接する２つのヒータの組み合わせ（７１と７２）、（７１と７８）を選択するスイッチ部８１と、互いに隣接する３つのヒータ７２、７３、７４の中から隣接する２つのヒータの組み合わせ（７２と７３）、（７３と７４）を選択するスイッチ部８２と、を備えている。また、互いに隣接する３つのヒータ７４、７５、７６の中から隣接する２つのヒータの組み合わせ（７４と７５）、（７５と７６）を選択するスイッチ部８３と、互いに隣接する３つのヒータ７６、７７、７８の中から隣接する２つのヒータの組み合わせ（７６と７７）、（７７と７８）を選択するスイッチ部８４と、を備えている。８５、８６、８７、８８は夫々電力供給部である。
　これらスイッチ部８１～８４は、制御部１４からの制御信号により、第１の組み合わせと第２の組み合わせとの間で切替えるように構成されている。第１の組み合わせは、ヒータ（７１と７８）、ヒータ（７２と７３）、ヒータ（７４と７５）、ヒータ（７６と７７）の組み合わせを選択するものであり、第２の組み合わせは、ヒータ（７１と７２）、ヒータ（７３と７４）、ヒータ（７５と７６）、ヒータ（７７と７８）の組み合わせを選択するものである。
　第１の組み合わせを選択すると、例えば図１２（ａ）に示すように、加熱ゾーンＺ１、Ｚ８を合わせた加熱制御領域Ｈ１１、加熱ゾーンＺ２、Ｚ３を合わせた加熱制御領域Ｈ１２、加熱ゾーンＺ４、Ｚ５を合わせた加熱制御領域Ｈ１３、加熱ゾーンＺ６、Ｚ７を合わせた加熱制御領域Ｈ１４が設定される。第２の組み合わせを選択すると、例えば図１２（ｂ）に示すように、加熱ゾーンＺ１、Ｚ２を合わせた加熱制御領域Ｈ１１、加熱ゾーンＺ３、Ｚ４を合わせた加熱制御領域Ｈ１２、加熱ゾーンＺ５、Ｚ６を合わせた加熱制御領域Ｈ１３、加熱ゾーンＺ７、Ｚ８を合わせた加熱制御領域Ｈ１４が設定される。図１２（ａ）、（ｂ）において、いずれも中央領域は加熱ゾーンＺ９により加熱制御領域Ｈ１５が設定される。
　また、熱板７には、例えば加熱ゾーンＺ１と加熱ゾーンＺ２との間、加熱ゾーンＺ３と加熱ゾーンＺ４との間、加熱ゾーンＺ５と加熱ゾーンＺ６との間、加熱ゾーンＺ７と加熱ゾーンＺ８との間、及び加熱ゾーンＺ９に夫々温度センサ９１～９５が設けられている。温度センサ９１は加熱制御領域Ｈ１１、温度センサ９２は加熱制御領域Ｈ１２、温度センサ９３は加熱制御領域Ｈ１３、温度センサ９４は加熱制御領域Ｈ１４、温度センサ９５は加熱制御領域Ｈ１５、の夫々の温度制御を行うために設けられる。
　この例の調整部は、複数のヒータ７１～７８と、複数のヒータ７１～７８の中から加熱制御領域Ｈ１１～Ｈ１４に対応するヒータの組み合わせを選択するスイッチ部８１～８４とを含むものであり、これらがウエハＷの変形の検出結果に基づいて加熱制御領域Ｈ１１～Ｈ１４の周方向の並びを調整する機構に相当する。また、制御部１４は、第１の実施形態の向き調整部６５の代わりに、図示しない並び調整部を備えている。この並び調整部は、ウエハＷの変形の検出結果に基づいて、４つの加熱制御領域Ｈ１１～Ｈ１４の周方向の並びを調整する制御信号を加熱モジュール１１に出力するように構成されている。このように、この例においては検出モジュール１２は検出部及び距離測定部として機能し、加熱モジュール１１が調整部として機能している。その他の構成は第１の実施形態と同様であり、同じ構成部材には同符号を付し、説明を省略する。
　続いて、図１３のフローチャートを参照して、この例におけるウエハＷの加熱処理について説明する。先ず、ウエハＷを検出モジュール１２に搬入して保持部５３に載置し、距離センサ５５により、既述のように、ウエハＷの変形とウエハＷのノッチ位置を検出する（ステップＳ１１）。制御部１４では、検出結果に基づいて、並び調整部にてヒータ７１～７８の組み合わせを選択する制御信号を加熱モジュール１１に出力する（ステップＳ１２）と共に、温度調整部６６にて加熱モジュール１１に各加熱制御領域Ｈ１～Ｈ５の各ヒータ７１～７９の温度を調整するための制御信号を出力する（ステップ１３）。
　例えば並び調整部では、図８の検出結果に基づいて、最大の変形量（ここではＬｍａｘ）となる周方向の位置Ｐ１が加熱制御領域同士の境界部に差し掛からないように、ヒータの組み合わせについて第１の組み合わせ又は第２の組み合せのいずれか一方を選択し、スイッチ部８１～８４を切替える。例えばこの例では、例えば位置Ｐ１が、配置される加熱制御領域の中心線に近くなる方のヒータの組合わせが選択される。
　一方、温度調整部６６では、例えばウエハの位置Ｐ１が配置される加熱制御領域（例えばＨ１１）において、ウエハの反り量とウエハ温度との相関データに基づいて、ウエハＷの反り量（Ｌｍａｘ－Ｌ０）から補正温度を取得して温度制御を行う。例えば第１の実施形態と同様に、温度センサ９１の検出値に基づいた温度の補正値に、反り量から求めた補正温度を加算してヒータ７１、７２の温度制御を行う。他の加熱制御領域（例えばＨ１２～Ｈ１５）においては、温度センサ９２～９５の検出値に基づいた温度の補正値により、ヒータ７３～７９が設定温度になるように温度制御を行う。この例では、同じ加熱制御領域に設けられた２つのヒータを、対応する温度センサ９１～９４により、互いに同じ温度になるように制御する。
　次いで、検出モジュール１２から搬送機構１３によりウエハＷを加熱モジュール１１に搬送して、熱板７に受け渡す（ステップＳ１４）。しかる後、例えば各加熱制御領域Ｈ１１～Ｈ１５の温度制御が行われた状態でウエハＷの熱処理を開始する（ステップＳ１５）。この後所定時間熱処理を行ったウエハＷを、搬送機構１３により、加熱モジュール１１から他の図示しないモジュールへ搬送する。
　上述の実施形態によれば、ウエハＷの変形の検出結果に基づいて、熱板７の加熱制御領域Ｈ１１～Ｈ１４の周方向の並びを調整することにより、加熱制御領域Ｈ１１～Ｈ１４に対するウエハＷの周方向の相対的向きを調整している。従って、第１の実施形態と同様に、ウエハＷが変形して、ウエハと熱板表面との距離が一様ではない場合であっても、ウエハＷにおいて変形量が大きい領域が、複数の加熱制御領域Ｈ１１～Ｈ１４同士の境界に載置されることが抑えられ、ウエハ面内における加熱処理の均一性を改善することができる。また、ウエハＷの変形量が大きい部位が載置される加熱制御領域については、対応するウエハＷの周縁領域の変形量（反り量）に基づいて求めた補正温度により温度制御されているので、熱処理時のウエハ温度について良好な面内均一性を確保することができる。
　続いて、本発明の基板処理装置を塗布、現像装置１００に適用した例について、図１４の概略斜視図及び図１５の平面図を参照しながら説明する。塗布、現像装置１００は、キャリアブロックＤ１と、処理ブロックＤ２と、インターフェイスブロックＤ３と、露光装置Ｄ４と、を備え、キャリアブロックＤ１の載置台１０１に載置されたキャリア１０２からウエハＷが取り出されて処理ブロックＤ２に受け渡される。処理ブロックＤ２は、互いに積層された単位ブロックＥ１、Ｅ２、Ｅ３を２つずつ備えている。単位ブロックＥ１はウエハＷへの反射防止膜形成用の薬液の塗布と、当該薬液塗布後のウエハＷの加熱処理と行うブロック、単位ブロックＥ２は、ウエハＷへのレジストの塗布と、当該レジスト塗布後のウエハＷの加熱処理とを行うブロックである。単位ブロックＥ３は、露光装置Ｄ４によって露光された後の加熱処理（ＰＥＢ）と、加熱処理後のウエハＷへの現像液の供給とを行うブロックである。
　各ブロックＤ１～Ｄ３にはウエハＷの搬送機構が各々設けられており、キャリア１０２内のウエハＷは、キャリアブロックＤ１→単位ブロックＥ１→単位ブロックＥ２→インターフェイスブロックＤ３→露光装置Ｄ４→インターフェイスブロックＤ３→単位ブロックＥ３の順で搬送されて、上記の各処理が行われる。こうして、レジストパターンが形成されたウエハＷは、キャリアブロックＤ１に搬送されて、キャリア１０２に戻される。
　図１５は単位ブロックＥ３を示す平面図である。前後方向に伸びるウエハＷの搬送路１０３の左右の一方側には、複数のモジュールが棚状に配置されており、例えばここにＰＥＢを行う本発明の加熱モジュール１１が多数設けられると共に、本発明の検出モジュール１２が設けられる。搬送路１０３の左右の他方側には、ウエハＷに現像液を供給する現像モジュール１０４が設けられている。
　図１５中１３は、現像モジュール１０４と、加熱モジュール１１と、検出モジュール１２と、インターフェイスブロックＤ３との間でウエハＷを搬送するための搬送機構である。露光後のウエハＷは、インターフェイスブロックＤ３の受け渡しアーム１０５及び受け渡しモジュール１０６を介して処理ブロックＤ２に搬入される。そして、搬送機構１３により、検出モジュール１２に搬送されて、ウエハＷの変形が検出された後、多数の加熱モジュール１１のうちのいずれかに搬送される。
　そして、検出モジュール１２の検出結果に基づいて、ウエハＷが搬送される加熱モジュール１１の加熱制御領域とウエハＷとの相対的向きが調整されると共に、加熱制御領域の温度制御が行われる。次いで、ウエハＷが検出モジュール１２から対応する加熱モジュール１１に搬送されて、ＰＥＢが行われる。こうして、各加熱モジュール１１では、例えばウエハＷが鞍型形状に変形していたとしても、ウエハＷの面内において良好な均一性にて熱処理が行われるので、形成されるレジストパターンの均一性が高くなる。ＰＥＢ後のウエハＷは搬送機構１３により、現像モジュール１０４にて搬送されて、現像処理が行われる。現像処理後のウエハＷは加熱処理後、受け渡しモジュール１０７、受け渡しアーム１０８、１０９を介して、キャリアブロックＤ１のキャリア１０２に戻される。
　上記の塗布、現像装置１００の単位ブロックＥ２は、現像モジュール１０４の代わりにレジスト塗布モジュールが設けられることを除いて、単位ブロックＥ３と同様に、検出モジュール１２及び加熱モジュール１１を備えるように構成してもよい。レジスト塗布モジュールでレジストが塗布されたウエハＷは、検出モジュール１２にて変形が検出された後、この検出結果に基づいてウエハＷと加熱制御領域の相対的向きが調整される。次いで、ウエハＷは加熱モジュール１１に搬送されて加熱処理され、塗布されたレジストが乾燥してレジスト膜が形成される。これにより、ウエハＷが例えば鞍型に変形した場合であっても、ウエハＷの面内で均一性高くレジスト膜を形成することができ、ウエハＷの面内でＣＤの均一性を向上させることができる。
　また、単位ブロックＥ１についても現像モジュール１０４の代わりに反射防止膜形成用の薬液塗布モジュールが設けられることを除いて、単位ブロックＥ３と同様の構成するようにしてもよい。この場合においても、検出モジュール１２にてウエハＷの変形を検出し、この検出結果に基づいてウエハＷと加熱制御領域の相対的向きが調整され、次いでウエハＷが加熱モジュール１１に搬送され、所定の加熱処理が実施される。
　以上において、本発明の基板処理装置は、基板の中心軸と直交する面に対する高さが周方向で異なる基板の変形を検出するための検出部を必ずしも備える必要はない。例えば基板処理装置とは別の装置に検出部を設け、この検出部にて検出された基板の変形の検出結果を利用して、調整部にて基板と加熱制御領域の周方向の相対的向きを調整するようにしてもよい。この場合には、例えば基板処理装置に設けられている制御部が、当該基板処理装置の外から送られる基板の変形に関する情報をオンラインで取得し、この情報に基づいて例えば搬送機構１３あるいは加熱制御領域の並びを調整するための調整機構に制御信号を出力することとなる。基板処理装置の外から送られる基板の変形に関する情報は、例えば基板の変形を検出する検出部から、または当該検出部を備えた別の装置から、あるいは上位コンピュータから送られる。この例においては、制御部は、基板の変形に関する情報を取得する変形情報取得部に相当する。
　このように検出部を基板処理装置とは別の装置に設けた場合には、第１の実施形態では、図５に示す検出モジュールは距離センサを設けない構成とし、当該検出モジュールは基板の向きを調整する調整部として設けられる。また、第２の実施形態では、図５に示す検出モジュールを設ける必要はない。
　また、検出部は図５に示す構成に限らず、例えば基板の上方側に、基板と直交する方向における基板との距離を測定すると共に、基板と相対的に水平方向に移動自在な距離センサを設ける構成であってもよい。例えば距離センサを基板に対して相対的に縦横に移動自在に設けることにより、基板の周縁領域のみならず、基板の中央領域に対しても基板との距離を測定し、この検出結果に基づいて、加熱制御領域の補正温度を求めて温度制御するようにしてもよい。さらに、反り量は、上述の例に限らず、熱板２３表面とウエハＷとの距離に基づいて取得してもよいし、例えば図８において、距離ＬとＬｍｉｎ（ウエハの最も低い高さ位置）との差分により取得してもよい。さらにまた、熱板に支持ピンを介してウエハを載置するのではなく、熱板表面に直接ウエハを載置する構成にも適用できる。
　なお、ウエハは、キャリアに複数枚収納されて基板処理装置に搬入されるが、例えばキャリア単位であるウエハ群をなすロットの先頭のウエハについて取得した変形情報を、当該ロットに含まれる後続のウエハについて適用してもよい。
Ｗ　　　　ウエハ
１１　　　　加熱モジュール
１２　　　　検出モジュール
１３　　　　搬送機構
１４　　　　制御部
２３、７　　熱板
３１～３５、７１～７９　　　ヒータ　
４１～４５、９１～９５　　　温度センサ
Ｈ１～Ｈ５、Ｈ１１～Ｈ１５　加熱制御領域
Ｚ１～Ｚ９　加熱ゾーン
１００　　　塗布、現像装置
 
 

 

Claims (13)

  1. 　基板を載置部に載置して加熱処理する基板処理装置において、
    　前記載置部に載置された基板を加熱するために載置部の周方向に沿って複数設定され、各々独立して温度制御される加熱制御領域と、
    　基板の中心軸と直交する面に対する高さが周方向で異なる基板の変形に関する情報に基づいて、前記複数の加熱制御領域の周方向の並びに対する基板の周方向の相対的向きを調整する調整部と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。
  2. 　前記基板の変形に関する情報を取得する変形情報取得部を備えたことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
  3. 　前記変形情報取得部は、前記基板の変形を検出するための検出部であることを特徴とする請求項２記載の基板処理装置。
  4. 　前記載置部は、周方向に配置された複数のヒータにより加熱される熱板を兼用することを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
  5. 　前記調整部は、基板を載置部に載置する前に、前記基板の変形に関する情報に基づいて当該基板の向きを調整する機構であることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
  6. 　前記調整部は、前記基板の変形に関する情報に基づいて前記複数の加熱制御領域の周方向の並びを調整する機構であることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
  7. 　前記調整部は、載置部の周方向に沿って配置された複数の加熱機構と、前記複数の加熱機構の中から各加熱制御領域に対応する加熱機構の組み合わせを選択するスイッチ部と、を含むことを特徴とする請求項６記載の基板処理装置。
  8. 　前記情報は、基板と直交する方向における基板との距離を基板の周方向に沿って測定する距離測定部にて測定された測定結果であることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
  9. 　前記基板の周方向の変形を検出するための検出部と、
    　前記検出部の検出結果に基づいて前記基板の周方向の相対的向きを調整するための制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
  10. 　基板の中心軸と直交する面に対する高さが周方向で異なる基板の変形を検出する工程と、
    　載置部に載置された基板を加熱するために載置部の周方向に沿って複数設定され、各々独立して温度制御される加熱制御領域を用い、前記基板の変形を検出する工程にて得られた検出結果に基づいて、前記複数の加熱制御領域の周方向の並びに対する基板の周方向の相対的向きを調整する工程と、
    　前記基板の周方向の相対的向きが調整された状態で基板を加熱処理する工程と、を含むことを特徴とする基板処理方法。
  11. 　前記基板の周方向の相対的向きを調整する工程は、基板を載置部に載置する前に、前記検出結果に基づいて当該基板の向きを調整する工程であることを特徴とする請求項１０記載の基板処理方法。
  12. 　前記基板の周方向の相対的向きを調整する工程は、前記検出結果に基づいて前記複数の加熱制御領域の周方向の並びを調整する工程であることを特徴とする請求項１０記載の基板処理方法。
  13. 　基板を載置部に載置して加熱処理する基板処理装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、
    　前記コンピュータプログラムは、請求項１０に記載の基板処理方法を実施するようにステップ群が組まれていることを特徴とする記憶媒体。
     

     
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