JP6211886B2 - Heat treatment method and heat treatment apparatus - Google Patents
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本発明は、基板の加熱処理方法及び加熱処理装置に関するものである。 The present invention relates to a substrate heat treatment method and a heat treatment apparatus.
半導体製造工程においては、例えば半導体ウエハ等の基板の上にフォトレジストを塗布し、レジスト膜を所定の回路パターンに応じて露光し、現像処理することにより回路パターンを形成するフォトリソグラフィー工程が行われる。このフォトリソグラフィー工程では、フォトレジストの塗布液を塗布した後や、露光後に加熱処理が行われる。また、フォトレジスト塗布工程の前後に反射防止膜を基板上に形成する工程や、ガラス基板等にＳＯＧ材やドーパント材等の塗布膜を形成する工程においても加熱処理は行われる。 In the semiconductor manufacturing process, for example, a photolithography process is performed in which a photoresist is applied on a substrate such as a semiconductor wafer, the resist film is exposed according to a predetermined circuit pattern, and developed to form a circuit pattern. . In this photolithography process, heat treatment is performed after applying a photoresist coating solution or after exposure. The heat treatment is also performed in the step of forming an antireflection film on the substrate before and after the photoresist coating step and in the step of forming a coating film such as an SOG material or a dopant material on a glass substrate or the like.
これら塗布膜の形成工程における加熱処理では、加熱処理温度を段階的に変化させて加熱処理を行う場合がある。例えば、特許文献１では、反射防止膜の形成において、まず低温側の熱処理板に基板を近づけて加熱し、次に高温側の熱処理板に基板を近づけて段階的に温度を上げて加熱する方法が記載されている。特許文献２及び特許文献３では、ＳＯＧ材等のシリカ系被膜形成用塗布液やカラーレジスト等を加熱処理するに際して、まずリフトピンに基板を保持した状態で加熱し、その後、基板を熱処理板に載置した状態で加熱することにより熱処理温度を段階的に上昇させて処理する方法が記載されている。
In the heat treatment in the coating film forming step, the heat treatment may be performed by changing the heat treatment temperature stepwise. For example, in
一方で本発明者は、研究の結果、基板をリフトピンに保持した状態で低温での加熱処理を行い、その後、熱処理板に載置して高温加熱を行った場合、ドライパーティクルが基板上に付着するリスクが高まることを見出した。その原因として、加熱処理装置の内部が高温雰囲気であるため、装置内部に存在するパーティクルが高エネルギー状態となっており、そこに常温（２３℃）の基板が搬入されると、エネルギーの均衡をとろうとパーティクルが熱泳動により基板に付着しやすくなることが考えられる。 On the other hand, as a result of the research, the present inventor conducted heat treatment at a low temperature while holding the substrate on the lift pins, and then placed on a heat treatment plate and performed high temperature heating, dry particles adhered to the substrate Found that the risk of doing so increases. The reason for this is that since the inside of the heat treatment apparatus is in a high temperature atmosphere, the particles existing inside the apparatus are in a high energy state, and when a substrate at room temperature (23 ° C.) is carried in, the energy balance is achieved. It is considered that particles are likely to adhere to the substrate by thermophoresis.
しかしながら、二段階加熱処理における基板へのドライパーティクルの付着については、上記の特許文献のいずれにおいても、考慮されていない。 However, the adhesion of dry particles to the substrate in the two-stage heat treatment is not considered in any of the above-mentioned patent documents.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、基板を段階的に加熱処理する方法において、基板にドライパーティクルが付着することを抑制することのできる加熱処理方法及び加熱処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a heat treatment method and a heat treatment apparatus capable of suppressing the adhesion of dry particles to a substrate in a method of heat-treating a substrate stepwise. For the purpose.
上記課題を解決するために、本発明の加熱処理方法は、基板を異なる処理温度で段階的に加熱処理する方法であって、基板を加熱処理装置に搬入する基板搬入工程と、加熱処理装置に搬入された基板の温度を第１の温度まで上昇させる準備工程と、加熱処理装置内の熱処理板から一定距離だけ離間させた位置で基板を第２の温度で加熱処理する第１の加熱工程と、次に、熱処理板に基板を載置して第３の温度で加熱処理する第２の加熱工程と、を有し、前記準備工程は、前記加熱処理装置に搬入された前記基板を熱処理板に載置することによって前記基板の温度を前記第２の温度と同じ温度か前記第２の温度よりも低い温度の第１の温度まで上昇させるものであり、前記第１の加熱工程及び前記第２の加熱工程における処理時間よりも短い時間で行われることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the heat treatment method of the present invention is a method of heat-treating a substrate in stages at different treatment temperatures, and includes a substrate carry-in process for carrying the substrate into the heat treatment apparatus, A preparatory step of raising the temperature of the carried-in substrate to the first temperature, and a first heating step of heat-treating the substrate at a second temperature at a position separated from the heat treatment plate in the heat treatment apparatus by a certain distance; Next, a second heating step of placing the substrate on the heat treatment plate and heat-treating at a third temperature, and the preparing step includes treating the substrate carried into the heat treatment apparatus with the heat treatment plate. The temperature of the substrate is raised to the same temperature as the second temperature or a first temperature lower than the second temperature by placing the substrate on the first heating step and the first temperature. When the processing time in the heating process of 2 is shorter Wherein the carried out that at.
なお、上記準備工程において、基板の温度を急激に上昇させるとは、第１の加熱工程における基板の昇温速度よりも速い昇温速度で基板の温度を上昇させることを意味している。 Note that in the preparation step, rapidly increasing the temperature of the substrate means increasing the temperature of the substrate at a heating rate faster than the heating rate of the substrate in the first heating step.
また、本発明に係る記憶媒体は、塗布膜が形成された基板を加熱処理する加熱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、コンピュータプログラムは、上記の加熱処理方法を実行するようにステップ群が組み込まれていることを特徴とする。 A storage medium according to the present invention is a storage medium that stores a computer program used in a heat treatment apparatus that heat-treats a substrate on which a coating film is formed. The computer program executes the heat treatment method described above. As described above, a step group is incorporated.
本発明に係る加熱処理装置は、加熱処理装置内に配置され、基板を載置して加熱処理を行う熱処理板と、熱処理板から一定距離だけ離間した上昇位置において加熱処理装置に搬入された基板を支持し、下降位置において熱処理板に基板を載置させる昇降自在な支持機構と、熱処理板の温度及び支持機構の昇降を制御する制御部と、を備え、この制御部は、前記加熱処理装置に搬入された基板の温度を第１の温度まで上昇させ（準備工程）、その後、前記加熱処理装置内の熱処理板から基板を一定距離だけ離間させた位置において第２の温度で加熱処理し（第１の加熱工程）、次に、前記熱処理板に基板を載置して第３の温度で加熱処理し（第２の加熱工程）、前記準備工程は、前記加熱処理装置に搬入された前記基板を熱処理板に載置することによって前記基板の温度を前記第２の温度と同じ温度か前記第２の温度よりも低い温度の第１の温度まで上昇させるものであり、前記第１の加熱工程及び前記第２の加熱工程における処理時間よりも短い時間で行うよう熱処理板及び支持機構を制御することを特徴とする。
A heat treatment apparatus according to the present invention is disposed in a heat treatment apparatus, a heat treatment plate on which a substrate is placed and performs heat treatment, and a substrate carried into the heat treatment apparatus at a raised position spaced apart from the heat treatment plate by a certain distance. And a control unit that controls the temperature of the heat treatment plate and the raising and lowering of the support mechanism. The control unit includes the heat treatment apparatus. The temperature of the substrate carried into the substrate is raised to the first temperature (preparation step), and then heat-treated at the second temperature at a position where the substrate is separated from the heat treatment plate in the heat treatment apparatus by a certain distance ( Next, the substrate is placed on the heat treatment plate and heated at a third temperature (second heating step), and the preparatory step is carried into the heat treatment apparatus. Place the substrate on the heat treatment plate In the is intended to raise the temperature of the substrate to a first temperature at the same temperature or the second temperature a temperature lower than said second temperature, the first heating step and the second heating step The heat treatment plate and the support mechanism are controlled so as to be performed in a time shorter than the treatment time.
本発明に係る加熱処理方法及び加熱処理装置によれば、加熱処理装置へのウエハの搬入後、ドライパーティクルの付着を抑えることのできる温度までウエハの温度を速やかに上昇させるため、その後、ウエハにドライパーティクルを付着させることなく、段階的な加熱処理を行うことができる。 According to the heat treatment method and the heat treatment apparatus according to the present invention, after the wafer is carried into the heat treatment apparatus, the wafer temperature is quickly increased to a temperature at which adhesion of dry particles can be suppressed. Stepwise heat treatment can be performed without adhering dry particles.
以下に、この発明の実施形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。まず、この発明に係る加熱処理方法並びに加熱処理装置が適用される塗布現像処理装置の構成及び動作について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, the structure and operation of a coating and developing treatment apparatus to which a heat treatment method and a heat treatment apparatus according to the present invention are applied will be described.
上記塗布現像処理装置１には、図１に示すように、キャリアブロックＳ１から露光ブロックＳ４まで順に、キャリアブロックＳ１、処理ブロックＳ２、インターフェイスブロックＳ３、露光ブロックＳ４が連結されている。
As shown in FIG. 1, a carrier block S1, a processing block S2, an interface block S3, and an exposure block S4 are connected to the coating and developing
キャリアブロックＳ１では、搬送機構Ｃが、載置台１０上に載置された密閉型のキャリア１１からウエハＷ（基板）を取り出して、キャリアブロックＳ１に隣接された処理ブロックＳ２に受け渡す。また、搬送機構Ｃは、処理ブロックＳ２にて処理された後のウエハＷを受け取ってキャリア１１に戻すように構成されている。
In the carrier block S1, the transport mechanism C takes out the wafer W (substrate) from the sealed
処理ブロックＳ２は、図２に示すように、現像処理を行うための第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１、レジスト膜の下層側に反射防止膜を形成するための第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２、レジスト液の塗布処理を行うための第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３、レジスト膜の上層側に反射防止膜を形成するための第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４を下から順に積層して構成されている。 As shown in FIG. 2, the processing block S2 includes a first block (DEV layer) B1 for performing development processing, and a second block (BCT layer) for forming an antireflection film on the lower layer side of the resist film. B2, a third block (COT layer) B3 for applying the resist solution, and a fourth block (TCT layer) B4 for forming an antireflection film on the upper side of the resist film are stacked in order from the bottom. Configured.
上記第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２と第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４とは、各々反射防止膜を形成するための薬液をスピンコーティングにより塗布する塗布部を３つ含んだ液処理モジュール３０と、この液処理モジュール３０にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための加熱・冷却処理モジュール４０と、液処理モジュール３０と、加熱・冷却処理モジュール４０との間に設けられ、これらの間でウエハＷの受け渡しを行なう基板搬送手段である搬送機構Ａ２，Ａ４とを備えている（図３参照）。
The second block (BCT layer) B2 and the fourth block (TCT layer) B4 each include a
第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３においては、上記薬液がレジスト液であり、疎水化処理ユニットが組み込まれることを除けば、ＢＣＴ層Ｂ２及びＴＣＴ層Ｂ４と同様の構成である。一方、第１の処理ブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１については、例えば一つのＤＥＶ層Ｂ１内に現像ユニットが２段に積層されている。そしてＤＥＶ層Ｂ１内には、これら２段の現像ユニットにウエハＷを搬送するための共通の搬送機構Ａ１が設けられている（図３参照）。さらに処理ブロックＳ２には、図１及び図３に示すように、キャリアブロックＳ１側に棚ユニットＵ５が設けられ、この棚ユニットＵ５の各部同士の間では、棚ユニットＵ５の近傍に設けられた昇降自在な搬送機構ＥによってウエハＷが搬送される。また、処理ブロックＳ２のインターフェイスブロックＳ３側には、棚ユニットＵ６が設けられる。 The third block (COT layer) B3 has the same configuration as the BCT layer B2 and the TCT layer B4 except that the chemical solution is a resist solution and a hydrophobic treatment unit is incorporated. On the other hand, for the first processing block (DEV layer) B1, for example, development units are stacked in two stages in one DEV layer B1. In the DEV layer B1, a common transport mechanism A1 for transporting the wafer W to these two development units is provided (see FIG. 3). Further, as shown in FIG. 1 and FIG. 3, the processing block S2 is provided with a shelf unit U5 on the carrier block S1 side, and between the parts of the shelf unit U5, the lifting / lowering provided in the vicinity of the shelf unit U5. The wafer W is transferred by a free transfer mechanism E. Further, a shelf unit U6 is provided on the interface block S3 side of the processing block S2.
一方、ＤＥＶ層Ｂ１内の上部には、棚ユニットＵ５に設けられた受け渡しユニットＣＰＬ１１から棚ユニットＵ６に設けられた受け渡しユニットＣＰＬ１２にウエハＷを直接搬送するための専用の搬送手段であるシャトルアームＦが設けられている（図３参照）。レジスト膜やさらに反射防止膜が形成されたウエハＷは、受け渡しユニットＢＦ３やＴＲＳ４を介して搬送機構Ｅにより受け渡しユニットＣＰＬ１１に受け渡され、ここからシャトルアームＦにより棚ユニットＵ６の受け渡しユニットＣＰＬ１２に直接搬送される。 On the other hand, in the upper part of the DEV layer B1, a shuttle arm F which is a dedicated transfer means for directly transferring the wafer W from the transfer unit CPL11 provided in the shelf unit U5 to the transfer unit CPL12 provided in the shelf unit U6. Is provided (see FIG. 3). The wafer W on which the resist film and further the antireflection film are formed is transferred to the transfer unit CPL11 by the transfer mechanism E via the transfer units BF3 and TRS4, and from here to the transfer unit CPL12 of the shelf unit U6 by the shuttle arm F directly. Be transported.
次いで、ウエハＷはインターフェイスアームＩにより露光ブロックＳ４に搬送され、ここで所定の露光処理が行われた後、棚ユニットＵ６の受け渡しユニットＴＲＳ６に載置されて処理ブロックＳ２に戻される。戻されたウエハＷは、第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１にて現像処理が行われ、基板搬送手段である搬送機構Ａ１により受け渡しユニットＴＲＳ３に受け渡される（図３参照）。 Next, the wafer W is transferred to the exposure block S4 by the interface arm I, where a predetermined exposure process is performed, and then placed on the transfer unit TRS6 of the shelf unit U6 and returned to the processing block S2. The returned wafer W is developed in the first block (DEV layer) B1, and transferred to the transfer unit TRS3 by the transfer mechanism A1 serving as the substrate transfer means (see FIG. 3).
その後、搬送機構Ｃを介してキャリア１１に戻される。なお、図１において棚ユニットＵ１〜Ｕ４には各々加熱・冷却処理モジュール４０が積層されている。本発明に係る加熱処理装置５０は、例えば棚ユニットＵ４に設けられている。
Thereafter, it is returned to the
次に、本発明に係る加熱処理装置５０の構成及び動作について詳細に説明する。本発明に係る加熱処理装置５０は、例えばレジスト膜や反射防止膜の形成にあたって処理液を塗布した後の基板を加熱処理する際に用いられる。
Next, the configuration and operation of the
＜第１実施形態＞
第１実施形態にかかる加熱処理装置は、図４に示すように、筐体５１の内部に蓋体６０と、熱処理板収容部６１とを有する。蓋体６０は、熱処理板収容部６１の上側に位置して上下動自在であり、熱処理板収容部６１と一体となって処理空間Ｓを形成する。
<First Embodiment>
As shown in FIG. 4, the heat treatment apparatus according to the first embodiment includes a
筐体５１の側面には、ウエハＷを加熱処理装置５０内へ搬入出するための搬入出口５２が設けられており、当該搬入出口５２を開閉可能とするシャッタ５３が取り付けられている。基板搬入出時以外にこのシャッタ５３が閉鎖することにより、加熱処理装置５０からの熱的影響が他の処理装置に及ぶことを抑制する。
A loading / unloading
蓋体６０は、ウエハＷを取り囲むように下面が開口した略円筒状の形状を有している。ウエハＷが加熱処理装置５０内部に搬入される際には、蓋体６０は上方位置に上昇し、その後下降して加熱処理中には熱処理板収容部６１と共に処理空間Ｓを形成する。
The
蓋体６０の上面中央部には、排気管６２が接続される。排気管６２は、筐体５１を貫通して加熱処理装置５０の外部に伸び、フィルタ６３を介して吸引装置６４と接続している。吸引装置６４が動作することにより、処理空間Ｓの雰囲気を加熱処理装置５０の外部に排出できるようになっている。この吸引装置６４は、排気量を制御する制御部６５を備える。また、排気管６２は、可撓性を有しており、蓋体６０が上下動しても排気量に影響を与えることがないような構成となっている。フィルタ６３は、排気の中に含まれる不純物を捕集し、不純物が吸引装置６４側に流れることを防止する。
An
蓋体６０の上面内側の天井部６０ａには、光源としてのＬＥＤ６６が設けられる。当該ＬＥＤ６６は、ケーブル６７を介して光の照射を制御する制御部６８に接続される。ＬＥＤ６６は、加熱処理装置５０に搬入されたウエハＷが支持ピン７２に載置されている状態でウエハＷの上方から光を照射することができるように、天井部６０ａに複数配置されている。なお、ＬＥＤ６６から照射される光は、ウエハＷに塗布された塗布膜を感光することがないような波長の光が用いられる。
An
熱処理板収容部６１には、ウエハＷを載置して加熱する熱処理板６９が設けられる。熱処理板６９は、例えば炭化ケイ素や窒化アルミニウム等のセラミックからなり、２〜１０ｍｍ程度の厚みを有した円盤状に形成されている。
A
熱処理板６９の裏面には、熱処理板６９の熱源となるヒータ７０が設けられている。ヒータ７０は、当該ヒータ７０の発熱量を制御する制御部７１に接続されており、制御部７１がヒータ７０の発熱量を制御することによって、熱処理板６９を所定の温度に維持できるようになっている。
A
熱処理板６９の下方には、熱処理板６９の上方位置で外部より搬入されてきたウエハＷを支持する支持ピン７２が設けられる。この支持ピン７２には、昇降機構７３が設けられており、昇降自在となっている。支持ピン７２は、昇降機構７３により、熱処理板６９に設けられた貫通孔７４を貫通して熱処理板６９上に突出し、当該熱処理板６９の上方位置においてウエハＷを支持することができる。昇降機構７３は、制御部７５から昇降動作を制御されることにより、支持ピン７２の昇降を行う。
Below the
熱処理板収容部６１は、さらに、熱処理板６９の外縁部を支持する支持台７６を有している。この支持台７６は、熱処理板６９の熱を外部に逃がさないように、断熱材により形成されている。
The heat treatment
また、熱処理板収容部６１は、支持台７６の外周部を取り囲むように、略筒状のサポートリング７７を有している。当該サポートリング７７には、処理空間Ｓ内に例えば不活性ガスなどの気体を噴出する吹出口７８が設けられている。この吹出口７８から気体を噴出することにより、処理空間Ｓ内を当該気体でパージすることができる。また、サポートリング７７の外周部を取り囲むように、円筒状の容器７９が設けられ、蓋体６０と共に処理空間Ｓを形成する。
Further, the heat treatment
図５に示すように、吸引装置６４の制御部６５、ＬＥＤ６６の制御部６８、ヒータ７０の制御部７１、昇降機構７３の制御部７５は、装置外部の制御コンピュータ８０と接続されている。この装置外部の制御コンピュータ８０は制御装置９０に内蔵されている。制御コンピュータ８０は、制御コンピュータ８０に制御プログラムを実行させるソフトウェアが記憶されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体が備えられており、制御プログラムに基づいて前記各部に制御信号を出力するように構成されている。また、制御プログラムは、ハードディスク、コンパクトディスク、フラッシュメモリ、フレキシブルディスク、メモリカードなどの記憶媒体に格納され、これら記憶媒体から制御コンピュータ８０にインストールされて使用される。
As shown in FIG. 5, the
次に、以上により構成される本実施形態に係る加熱処理装置を用いた加熱処理方法について説明する。以下では、説明の都合上、ＢＣＴ層Ｂ２における加熱処理装置５０の加熱処理方法について説明する。
Next, a heat treatment method using the heat treatment apparatus according to this embodiment configured as described above will be described. Below, for convenience of explanation, a heat treatment method of the
まず、図２に示すキャリア１１から取り出されたウエハＷは、搬送機構Ｃによって棚ユニットＵ５のＣＰＬ２に搬送される。ＣＰＬ２により約２３℃に冷却された後、ウエハＷは搬送機構Ａ２により第２のブロックＢ２の液処理モジュール３０に搬送され、反射防止膜を形成する薬液がウエハＷの表面（上面）に塗布される。液処理モジュール３０における液処理が終了すると、搬送機構Ａ２はウエハＷを液処理モジュール３０から搬出し、加熱処理装置５０へと搬送する。
First, the wafer W taken out from the
一方、加熱処理装置５０では、ウエハＷが加熱処理装置５０内にない場合には、制御部７１が熱処理板６９のヒータ７０を調整して、所定の温度、例えば４００℃に熱処理板６９の温度を維持して待機している。
On the other hand, in the
次に、図６及び図７（ａ）〜図７（ｆ）を用いて本実施形態に係る加熱処理装置５０における動作について説明する。
Next, the operation of the
搬送機構Ａ２がウエハＷを加熱処理装置５０まで搬送してくると、加熱処理装置５０の搬入出口５２のシャッタ５３が開放され、ウエハＷを保持した搬送機構Ａ２は、熱処理板６９上まで進入する。熱処理板６９の上方まで搬入されたウエハＷは、支持ピン７２に載置される（図６の工程Ｓ１、図７（ａ））。
When the transfer mechanism A2 transfers the wafer W to the
図７（ｂ）に示すように、ウエハＷが支持ピン７２に載置されると、ＬＥＤ６６からウエハＷの表面（薬液が塗布された上面）に光を照射するように制御部６８がＬＥＤ６６を制御する。これにより、ウエハＷは所定の温度、例えば１５０℃に加熱される。その後、支持ピン７２及び蓋体６０が下降し、ウエハＷは、ギャップピン（図示せず）を介して熱処理板６９上に載置される（図７（ｃ））。ウエハＷは、熱処理板６９に所定の時間、例えば５秒間載置されて、熱処理板６９によってウエハＷの裏面が加熱され、ウエハＷが所定の温度（第１の温度）、例えば３００℃まで上昇すると、準備工程が終了する（図６の工程Ｓ２）。
As shown in FIG. 7B, when the wafer W is placed on the support pins 72, the
準備工程が終了すると、支持ピン７２が上昇する（図７（ｄ））。こうして、ウエハＷは、熱処理板６９から一定距離だけ離間した位置で支持ピン７２に支持され、第１の加熱工程が行われる（図６の工程Ｓ３）。このとき、ウエハＷを目標温度（第２の温度）で加熱することができるように、制御部７５は支持ピン７２の高さを制御する。本実施形態におけるウエハＷの加熱目標温度は、例えば３００℃である。なお、支持ピン７２のウエハ支持部（図示せず）の熱処理板６９からの高さは、熱処理板６９の設定温度とウエハＷの加熱目標温度に基づき予め設定されており、本実施形態では、例えば１７ｍｍに設定される。また、第１の加熱工程では、ウエハＷが熱処理板６９から一定距離だけ離間した位置で、例えば３０秒間加熱される。
When the preparation process is completed, the
こうして第１の加熱工程が終了すると、再び支持ピン７２が下降し、ウエハＷはギャップピン（図示せず）を介して熱処理板６９に載置され、ウエハＷを所定の温度（第３の温度）に加熱する第２の加熱工程が行われる（図６の工程Ｓ４）。このとき、熱処理板６９は、例えば４００℃に設定されている。第２の加熱工程では、例えば６０秒間ウエハＷが加熱される（図７（ｅ））。
When the first heating step is thus completed, the support pins 72 are lowered again, and the wafer W is placed on the
第２の加熱工程が終了すると、支持ピン７２及び蓋体６０が上昇し、搬入出口５２のシャッタ５３が開放され、搬入出口５２から搬送機構Ａ２が加熱処理装置５０内に進入する（図７（ｆ））。支持ピン７２に支持されていたウエハＷは、搬送機構Ａ２に受け取られ、搬送機構Ａ２により加熱処理装置５０から搬出される。加熱処理装置５０から搬出されたウエハＷは、棚ユニットＵ５のＢＦ２に搬送され、上述のように、その後の工程へと進む。
When the second heating step is completed, the support pins 72 and the
第１実施形態によれば、準備工程において、加熱処理装置５０へのウエハＷの搬入後、すぐにウエハＷをＬＥＤ６６及び熱処理板６９にて加熱して、上記の準備工程を入れずに第１の加熱工程を行った場合におけるウエハＷの昇温速度よりも速い昇温速度でウエハＷの温度を第１の温度まで上昇させている。これによって、ドライパーティクルの付着を抑えることのできる温度までウエハＷの温度を上昇させているため、その後、ウエハＷにドライパーティクルを付着させることなく、段階的な加熱処理を行うことができる。
According to the first embodiment, in the preparation process, the wafer W is heated by the
以上の実施形態では、ウエハＷを搬入した後にＬＥＤ６６の光を照射することによりウエハＷを加熱したが、ウエハＷを搬入している間にＬＥＤ６６の光を照射し、ウエハＷが支持ピン７２に載置される際にＬＥＤ６６による加熱を終了させていてもよい。この場合には、ＬＥＤ６６は、搬入出口５２に隣接した位置、すなわち支持ピン７２に載置されたウエハＷの搬入出口５２側の周端部の上方に設けられればよい。ウエハＷは、蓋体６０の天井部６０ａに設けられたＬＥＤ６６の下を通過する際に、ＬＥＤ６６の光を受けて所定温度まで加熱される。そして、ウエハＷが支持ピン７２に載置される際にウエハＷの搬入出口５２側の周端部がＬＥＤ６６の下を通過すると、ＬＥＤ６６による加熱が終了する。このように、ＬＥＤ６６の照射を制御する制御部６８は、ウエハＷがＬＥＤ６６の下を通過する間に光を照射するようＬＥＤ６６を制御する。この方法によれば、ウエハＷの加熱処理装置５０内への搬送中にＬＥＤ６６による加熱を行うことができ、処理時間を短縮することができる。また、ＬＥＤ６６を搬入出口５２に隣接した位置のみに配置することが可能となり、コストダウンも期待できる。
In the above embodiment, the wafer W is heated by irradiating the light of the
なお、ＬＥＤ６６の位置としては、ウエハＷの上方に配置する場合に限られず、下方に配置してもよい。この場合、熱処理板６９を光透過性の材料にて形成し、当該熱処理板６９の下方にＬＥＤ６６を配置して下方からウエハＷに光を照射する。これにより、塗布膜がＬＥＤ６６からの光により感光するリスクを抑えることができる。
Note that the position of the
また、第１実施形態の準備工程においては、ウエハＷをＬＥＤ６６で加熱した後に熱処理板６９に載置してさらに加熱を行ったが、ＬＥＤ６６の加熱を省略してもよい。つまり、加熱処理装置５０に搬入されたウエハＷを支持ピン７２に載置した後、すぐに支持ピン７２を下降させ、ウエハＷを熱処理板６９上に載置し、所定温度まで加熱してもよい。この場合にも、加熱処理前にウエハＷの温度を速やかに上昇させることができるため処理空間Ｓ内のドライパーティクルがウエハＷに付着するリスクが抑えられる。
Moreover, in the preparatory process of 1st Embodiment, after heating the wafer W with LED66 and mounting on the
さらに、ＬＥＤ６６の加熱によりウエハＷの温度を目標温度まで上昇させ、その後の熱処理板６９への載置を省略してもよい。この場合にも、加熱処理前にウエハＷの温度を速やかに上昇させることができるため処理空間Ｓ内のパーティクルがウエハＷに付着するリスクが抑えられる。
Further, the temperature of the wafer W may be raised to the target temperature by heating the
＜第２実施形態＞
次に、本発明に係る加熱処理装置の第２実施形態について、図８を参照して説明する。
第２実施形態は、ＬＥＤ６６に代えて加熱気体供給部１６０を備えた点が第１実施形態と異なる。以下では、第１実施形態と異なる点について説明し、同一の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
Second Embodiment
Next, 2nd Embodiment of the heat processing apparatus which concerns on this invention is described with reference to FIG.
The second embodiment is different from the first embodiment in that a heated
加熱気体供給部１６０は、蓋体６０の天井部６０ａの中央部に設けられた気体供給口１６１と、気体供給源１６２と、気体供給口１６１と気体供給源１６２とを連通する気体供給管路１６３とを有する。気体供給源１６２には、流量調整弁（図示せず）が設けられ、空気やＮ２などの不活性ガスを加熱処理装置１５０に供給する際に、気体の供給量を調整する。また、気体供給管路１６３は、可撓性を有しており、蓋体６０が上下動しても気体供給量に影響を与えることがないような構成となっている。
The heated
気体供給管路１６３には、気体供給源１６２の下流に加熱器１６４が設けられる。加熱器１６４は、内部で気体供給管路１６３を分岐させる二つの分岐管路（図示せず）と、ヒータ等の加熱源（図示せず）と切換弁（図示せず）により構成される。加熱器１６４では、気体供給源１６２から供給された気体を加熱する場合には、切換弁により気体を加熱源に接続する分岐管路へと誘導し、加熱源にて気体を加熱して気体供給口１６１へと送り出す。また、気体供給源１６２から供給された気体を加熱せず、そのまま気体供給口１６１へと気体を送る場合には、切換弁を他方の加熱源に接していない分岐管路へと切り換えて、気体を気体供給口１６１へと送り出す。
A
加熱気体供給部１６０は、さらに、天井部６０ａの下方で蓋体６０の内部に整流板１６５を設けている。整流板１６５は、例えば多数の通気孔（図示せず）を設けた円形板であり、気体供給口１６１から供給された気体がウエハＷの表面に満遍なく吹きつけられるよう構成される。
The heated
加熱気体供給部１６０の気体供給源１６２及び加熱器１６４の動作は制御部１６６により制御される。制御部１６６は、気体供給源１６２の流量調整弁を制御して気体供給口１６１から供給される気体の量を調整する。また、制御部１６６は、加熱器１６４の切換弁を制御して、加熱気体を供給する場合には加熱源に接している分岐管路に切換弁を切り換え、通常のパージガスを供給する場合には加熱源に接していない分岐管路に切り換える。この制御部１６６も制御コンピュータ８０と接続される。
The operation of the
また、熱処理板６９の外縁部を支持する支持台７６と容器７９との間に、排気口１７０が周設されている。排気口１７０には、排気管路１７１が接続されており、この排気管路１７１に、排気手段である例えば排気ポンプ１７２が設けられている。
Further, an
次に、図６及び図９（ａ）〜図９（ｄ）を用いて、第２実施形態における加熱処理装置１５０の動作について説明する。
Next, operation | movement of the
搬送機構Ａ２がウエハＷを加熱処理装置１５０まで搬送してくると、加熱処理装置１５０の搬入出口５２のシャッタ５３が開放され、ウエハＷを保持した搬送機構Ａ２は、熱処理板６９上まで進入する。熱処理板６９まで搬入されたウエハＷは、支持ピン７２に載置される（図６の工程Ｓ１、図９（ａ））。
When the transport mechanism A2 transports the wafer W to the
図９（ｂ）に示すように、ウエハＷが支持ピン７２に載置されると、蓋体６０が下降する。蓋体６０が下降した後、加熱された気体が気体供給口１６１から吹き出す。吹き出された加熱気体は、整流板１６５を通過して支持ピン７２上に載置されるウエハＷの全面（表面（薬液が塗布された上面）及び裏面）に吹き付けられる。この加熱気体は所定の温度、例えば４００℃に加熱されており、加熱気体が吹き付けられることによって、ウエハＷの温度は上昇する。ウエハＷの温度が加熱目標温度（第１の温度）、例えば３００℃まで上昇すると、加熱気体の供給が停止され、準備工程が終了する（図６の工程Ｓ２）。
As shown in FIG. 9B, when the wafer W is placed on the support pins 72, the
準備工程が終了すると、ウエハＷは、熱処理板６９から一定距離だけ離間した位置で支持ピン７２に支持されたまま、ウエハＷを所定の温度（第２の温度）まで加熱する第１の加熱工程が行われる（図６の工程Ｓ３）。第１の加熱工程では、ウエハＷが熱処理板６９から一定距離だけ離間した位置で、例えば３０秒間加熱される。
When the preparation process is completed, the wafer W is heated to a predetermined temperature (second temperature) while being supported by the support pins 72 at a position spaced apart from the
こうして第１の加熱工程が終了すると、支持ピン７２が下降し、ウエハＷはギャップピン（図示せず）を介して熱処理板６９に載置され、ウエハＷを所定の温度（第３の温度）まで加熱する第２の加熱工程が行われる（図６の工程Ｓ４）。このとき、熱処理板６９は、例えば４００℃に設定されている。第２の加熱工程では、例えば６０秒間ウエハＷが加熱される（図９（ｃ））。
When the first heating step is thus completed, the support pins 72 are lowered, and the wafer W is placed on the
第２の加熱工程が終了すると、支持ピン７２及び蓋体６０が上昇し、搬入出口５２のシャッタ５３が開放され、搬入出口５２から搬送機構Ａ２が加熱処理装置５０内に進入する（図９（ｄ））。支持ピン７２に支持されていたウエハＷは、搬送機構Ａ２に受け取られ、搬送機構Ａ２により加熱処理装置５０から搬出される。加熱処理装置５０から搬出されたウエハＷは、棚ユニットＵ５のＢＦ２に搬送され、その後の工程へと進む。
When the second heating step is completed, the support pins 72 and the
第２実施形態では、準備工程において、加熱処理装置１５０へのウエハＷの搬入後、すぐに加熱気体をウエハＷへ吹き付けて、上記の準備工程を入れずに第１の加熱工程を行った場合におけるウエハＷの昇温速度よりも速い昇温速度で第１の温度までウエハＷの温度を上昇させている。これによって、ドライパーティクルの付着を抑えることのできる温度までウエハＷの温度を上昇させているため、その後、ウエハＷにドライパーティクルを付着させることなく、段階的な加熱処理を行うことができる。
In the second embodiment, in the preparation step, after the wafer W is loaded into the
なお、第２実施形態では、準備工程におけるウエハＷの加熱を加熱気体の吹き付けのみにて行っていたが、加熱気体を吹き付けた後、熱処理板６９にウエハＷを所定時間載置することによりウエハＷの温度を急上昇させてもよい。
In the second embodiment, the heating of the wafer W in the preparation process is performed only by spraying the heating gas. However, after the heating gas is sprayed, the wafer W is placed on the
以上、いくつかの実施形態を参照しながら本発明を説明したが、本発明は前記の実施形態に限定されることなく、添付の特許請求の範囲に含まれる事項の範囲で種々の変形が可能である。 Although the present invention has been described above with reference to some embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the matters included in the appended claims. It is.
例えば、準備工程においてウエハＷを加熱する温度（第１の温度）は、第１の加熱工程でウエハＷを熱処理する温度（第２の温度）と同じ温度でもよく、第２の温度よりも低い温度でもよい。また、準備工程においては、ウエハＷの搬入後、準備工程を入れずに第１の加熱工程を行った場合におけるウエハＷの昇温速度よりも早い昇温速度で第１の温度までウエハＷの温度を上昇させているが、第２の加熱工程におけるウエハＷの平均昇温速度よりも早い昇温速度で第１の温度まで上昇させてもよい。また、準備工程においては、ウエハＷの表面（薬液の塗布面）に向けて熱源（光や熱風）を照射させてもよく、ウエハＷの全面に向けて熱源を照射させてもよい。さらに、準備工程においては、第１の加熱工程や第２の加熱工程で用いる加熱装置を用いてウエハＷを加熱してもよく、第１の加熱工程や第２の加熱工程で用いる加熱装置とは異なる加熱装置を別に設けてウエハＷを加熱してもよい。また、第１の加熱工程や第２の加熱工程と同一の加熱装置と異なる加熱装置とを同時に使用してウエハＷを加熱してもよい。 For example, the temperature (first temperature) for heating the wafer W in the preparation step may be the same temperature as the temperature (second temperature) for heat-treating the wafer W in the first heating step, and is lower than the second temperature. It may be temperature. Further, in the preparation process, after the wafer W is loaded, the wafer W is heated to the first temperature at a heating rate faster than the heating rate of the wafer W when the first heating process is performed without the preparation process. Although the temperature is raised, the temperature may be raised to the first temperature at a heating rate faster than the average heating rate of the wafer W in the second heating step. In the preparation step, a heat source (light or hot air) may be irradiated toward the surface of the wafer W (chemical solution application surface), or a heat source may be irradiated toward the entire surface of the wafer W. Furthermore, in the preparation step, the wafer W may be heated using a heating device used in the first heating step or the second heating step, and the heating device used in the first heating step or the second heating step; A different heating device may be provided separately to heat the wafer W. Further, the wafer W may be heated by using the same heating device as the first heating step or the second heating step and a different heating device at the same time.
また、以上の実施形態では、反射防止膜の形成工程における加熱処理について説明したが、本発明はこれに限定されず、その他の工程における加熱処理についても適用することができる。例えば、ＳＯＧ材等のシリカ系被膜形成用塗布液やカラーレジストなど、他の薬液を用いた塗布膜の形成においても本発明を適用することができる。また、塗布膜形成以外の工程、例えば現像工程における加熱処理についても本発明を適用することができる。 Moreover, although the above embodiment demonstrated the heat processing in the formation process of an anti-reflective film, this invention is not limited to this, It can apply also to the heat processing in another process. For example, the present invention can also be applied to the formation of a coating film using another chemical solution such as a coating solution for forming a silica-based film such as an SOG material or a color resist. The present invention can also be applied to processes other than coating film formation, for example, heat treatment in a development process.
上記の実施形態では、本発明に係る加熱処理装置及び加熱処理方法を半導体ウエハに適用した場合について説明したが、半導体ウエハ以外の例えばＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板についても適用できる。 In the above embodiment, the case where the heat treatment apparatus and the heat treatment method according to the present invention are applied to a semiconductor wafer has been described. However, other than the semiconductor wafer, for example, an FPD (flat panel display), a mask reticle for a photomask, and the like. This can also be applied to other substrates.
＜評価試験＞
以下、本発明の効果について行った評価試験について説明する。
<Evaluation test>
Hereinafter, the evaluation test performed about the effect of this invention is demonstrated.
図４に示す加熱処理装置からＬＥＤを省き、冷却板を装置内に設けた加熱処理装置を用いて、次のような試験を行った。まず、加熱処理装置の支持ピンが上昇している状態でウエハＷを支持ピン上に載置し、すぐに支持ピンを下降させてウエハＷを熱処理板に所定の時間だけ載置した。その後、支持ピンを上昇させ、その状態で３０秒間待機し、次に加熱処理装置内の冷却板がウエハＷを受け取って１２秒間冷却した。その後、ウエハＷを加熱処理装置から取り出し、ウエハＷに付着するパーティクルの数を計測した。なお、熱処理板の温度は４００℃であり、処理空間Ｓの温度は３００℃とした。また、パーティクル数の計測に当たっては、直径６０ｎｍ以上の粒子をパーティクルと定義している。 The following tests were performed using a heat treatment apparatus in which the LED was omitted from the heat treatment apparatus shown in FIG. 4 and a cooling plate was provided in the apparatus. First, the wafer W was placed on the support pins while the support pins of the heat treatment apparatus were raised, and the support pins were immediately lowered to place the wafer W on the heat treatment plate for a predetermined time. Thereafter, the support pins were raised and waited for 30 seconds in that state, and then the cooling plate in the heat treatment apparatus received the wafer W and cooled it for 12 seconds. Thereafter, the wafer W was taken out from the heat treatment apparatus, and the number of particles adhering to the wafer W was measured. The temperature of the heat treatment plate was 400 ° C., and the temperature of the processing space S was 300 ° C. In measuring the number of particles, particles having a diameter of 60 nm or more are defined as particles.
本評価試験の結果を図１０にグラフとして示す。横軸は準備工程におけるウエハＷの到達温度であり、縦軸はパーティクルの数を示している。また、図１１にウエハの昇温過渡履歴を示す。図１１の横軸はウエハＷの加熱時間であり、縦軸はウエハの温度である。 The results of this evaluation test are shown as a graph in FIG. The horizontal axis represents the ultimate temperature of the wafer W in the preparation process, and the vertical axis represents the number of particles. Further, FIG. 11 shows a wafer temperature rising transient history. In FIG. 11, the horizontal axis represents the heating time of the wafer W, and the vertical axis represents the wafer temperature.
図１０に示す結果から、準備工程におけるウエハＷの到達温度が高くなる程、ウエハＷに付着するパーティクルの数が減少していることが確認できる。なお、図１１に示すように、４００℃の熱板に５秒間載置するとウエハＷの温度は約１９０℃、１０秒間載置すると３００℃まで急激に上昇する。しかし、その後、グラフの傾きはなだらかとなり、４００℃にまで到達するのには６０秒の時間が必要である。従って、スループットの観点からは、準備工程におけるウエハＷの加熱は、図１１のグラフの傾きが急である時間において行うことが望ましい。 From the results shown in FIG. 10, it can be confirmed that the number of particles adhering to the wafer W decreases as the temperature reached by the wafer W in the preparation process increases. As shown in FIG. 11, when the wafer is placed on a hot plate at 400 ° C. for 5 seconds, the temperature of the wafer W rises rapidly to about 300 ° C. after being placed at about 190 ° C. for 10 seconds. However, the slope of the graph becomes gentle thereafter, and it takes 60 seconds to reach 400 ° C. Therefore, from the viewpoint of throughput, it is desirable that the heating of the wafer W in the preparation process be performed during a time when the slope of the graph of FIG. 11 is steep.
５０、１５０ 加熱処理装置
６０ 蓋体
６１ 熱処理板収容部
６２ 排気管
６６ ＬＥＤ
６９ 熱処理板
７０ ヒータ
７２ 支持ピン
７６ 支持台
７９ 容器
８０ 制御コンピュータ
９０ 制御装置
１６０ 加熱気体供給部
１６２ 気体供給源
１６４ 加熱器
１６５ 整流板
１７０ 排気口
１７１ 排気管路
１７２ 排気ポンプ
50, 150
69 Heat treatment plate
DESCRIPTION OF
170
Claims (4)
前記基板を加熱処理装置に搬入する基板搬入工程と、
前記加熱処理装置に搬入された基板の温度を第１の温度まで上昇させる準備工程と、
前記加熱処理装置内の熱処理板から基板を一定距離だけ離間させた位置で第２の温度で加熱処理する第１の加熱工程と、
次に、前記熱処理板に基板を載置して第３の温度で加熱処理する第２の加熱工程と、を有し、
前記準備工程は、前記加熱処理装置に搬入された前記基板を熱処理板に載置することによって前記基板の温度を前記第２の温度と同じ温度か前記第２の温度よりも低い温度の第１の温度まで上昇させるものであり、前記第１の加熱工程及び前記第２の加熱工程における処理時間よりも短い時間で行われることを特徴とする加熱処理方法。 A method of heating a substrate in stages at different processing temperatures,
A substrate carrying-in step of carrying the substrate into a heat treatment apparatus;
A preparation step of raising the temperature of the substrate carried into the heat treatment apparatus to a first temperature;
A first heating step of performing a heat treatment at a second temperature at a position separated from the heat treatment plate in the heat treatment apparatus by a certain distance;
Next, a second heating step of placing the substrate on the heat treatment plate and performing heat treatment at a third temperature,
In the preparation step, the temperature of the substrate is set to the same temperature as the second temperature or lower than the second temperature by placing the substrate carried into the heat treatment apparatus on a heat treatment plate. The heat treatment method is characterized in that the heat treatment method is performed in a time shorter than the treatment time in the first heating step and the second heating step.
前記コンピュータプログラムは、請求項１又は請求項２に記載された加熱処理方法を実行するようにステップ群が組み込まれていることを特徴とする記憶媒体。 A storage medium storing a computer program used in a heat treatment apparatus for heat-treating a substrate on which a coating film is formed,
A storage medium in which a step group is incorporated in the computer program so as to execute the heat treatment method according to claim 1 or 2 .
前記熱処理板から一定距離だけ離間した上昇位置において前記加熱処理装置に搬入された基板を支持し、下降位置において前記熱処理板に前記基板を載置させる昇降自在な支持機構と、
前記熱処理板の温度及び前記支持機構の昇降を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記加熱処理装置に搬入された基板の温度を第１の温度まで上昇させ（準備工程）、その後、前記加熱処理装置内の熱処理板から基板を一定距離だけ離間させた位置において第２の温度で加熱処理し（第１の加熱工程）、次に、前記熱処理板に基板を載置して第３の温度で加熱処理し（第２の加熱工程）、前記準備工程は、前記加熱処理装置に搬入された前記基板を熱処理板に載置することによって前記基板の温度を前記第２の温度と同じ温度か前記第２の温度よりも低い温度の第１の温度まで上昇させるものであり、前記第１の加熱工程及び前記第２の加熱工程における処理時間よりも短い時間で行うよう前記熱処理板及び前記支持機構を制御することを特徴とする加熱処理装置。
A heat treatment plate disposed in the heat treatment apparatus and carrying the heat treatment by placing the substrate;
A support mechanism capable of moving up and down to support the substrate carried into the heat treatment apparatus at a raised position spaced apart from the heat treatment plate by a certain distance, and to place the substrate on the heat treatment plate at a lowered position;
A controller that controls the temperature of the heat treatment plate and the raising and lowering of the support mechanism,
The controller is
The temperature of the substrate carried into the heat treatment apparatus is raised to a first temperature (preparation step), and then at a second temperature at a position where the substrate is separated from the heat treatment plate in the heat treatment apparatus by a certain distance. Next, the substrate is placed on the heat treatment plate and heated at a third temperature (second heating step), and the preparation step is performed on the heat treatment apparatus. The temperature of the substrate is raised to the same temperature as the second temperature or a first temperature lower than the second temperature by placing the loaded substrate on a heat treatment plate, A heat treatment apparatus, wherein the heat treatment plate and the support mechanism are controlled so as to be performed in a time shorter than the treatment time in the first heating step and the second heating step.
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