(57)【要約】【課題】基板の熱処理を迅速かつ高い精度で行うことを可能にする熱処理装置および熱処理方法を提供する。【解決手段】熱処理装置１００においては、熱処理プレート１０上に基板Ｗが載置され、載置された基板Ｗに熱処理が行われる。この熱処理の初期には、熱処理プレート１０上に基板Ｗが載置された時点から一定期間、記憶部５１に記憶された初期動作条件に従ってヒータ１１が動作する。また、基板Ｗが載置された時点から一定期間中の熱処理プレート１０の温度の変化が検出される。検出された温度の変化が基準波形に近づくように記憶部５１に記憶された初期動作条件が変更される。【選択図】図１
2020181948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に熱処理を行う熱処理装置であって、
基板が載置されるプレート部材と、
前記プレート部材上に載置された基板に前記プレート部材を通して熱処理を行う熱処理部と、
前記プレート部材上に基板が載置された時点から一定期間における前記熱処理部の動作条件を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された動作条件に従って前記熱処理部を動作させる動作制御部と、
前記プレート部材の温度を検出する温度検出器と、
前記動作条件に従って前記熱処理部が動作する際に前記温度検出器により検出された温度の変化が予め定められた基準波形に近づくように、前記記憶部に記憶された動作条件を変更する条件変更部とを備える、熱処理装置。
【請求項２】
前記動作条件は、一または複数の制御パラメータの値を含み、
前記条件変更部は、前記検出された温度の変化が前記基準波形に近づくように、前記記憶部に記憶された前記一または複数の制御パラメータのうち少なくとも１つの値を変更する、請求項１記載の熱処理装置。
【請求項３】
前記熱処理部は、ＰＩＤ制御が可能に構成され、
前記一または複数の制御パラメータは、前記プレート部材上に基板が載置された時点から前記プレート部材の温度を基板を処理するための処理温度に戻すための前記ＰＩＤ制御の比例パラメータ、積分パラメータおよび微分パラメータのうち少なくとも１つを含む、請求項２記載の熱処理装置。
【請求項４】
前記一または複数の制御パラメータは、前記熱処理部の出力の上限を含む、請求項２または３記載の熱処理装置。
【請求項５】
前記条件変更部は、前記プレート部材上に基板が載置された時点から前記温度検出器により検出された温度が基板を処理するための処理温度に戻る時点までの到達時間が予め設定された設定時間に近づくように前記動作条件の変更を行う、請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱処理装置。
【請求項６】
前記条件変更部は、前記プレート部材上に基板が載置された時点から前記一定期間内の特定時点に前記温度検出器により検出された温度の値が、前記基準波形のうち前記特定時点に対応する部分の温度の値に近づくように前記動作条件の変更を行う、請求項１〜５のいずれか一項に記載の熱処理装置。
【請求項７】
前記条件変更部は、前記検出された温度の波形に発生する、基板に熱処理を行うための設定温度に対するオーバーシュート量またはアンダーシュート量が小さくなるように前記動作条件の変更を行う、請求項１〜６のいずれか一項に記載の熱処理装置。
【請求項８】
基板に熱処理を行う熱処理方法であって、
プレート部材上に基板を載置するステップと、
前記載置された基板に前記プレート部材を通して熱処理部による熱処理を行うステップと、
前記プレート部材上に基板が載置された時点から一定期間における前記熱処理部の動作条件を記憶部に記憶するステップと、
前記記憶部に記憶された動作条件に従って前記熱処理部を動作させるステップと、
前記プレート部材の温度を温度検出器により検出するステップと、
前記動作条件に従って前記熱処理部が動作する際に前記温度検出器により検出された温度の変化が予め定められた基準波形に近づくように、前記記憶部に記憶された動作条件を変更するステップとを含む、熱処理方法。
【請求項９】
前記動作条件は、一または複数の制御パラメータの値を含み、
前記動作条件を変更するステップは、前記検出された温度の変化が前記基準波形に近づくように、前記記憶部に記憶された前記一または複数の制御パラメータのうち少なくとも１つの値を変更することを含む、請求項８記載の熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に熱処理を行う熱処理装置および熱処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液晶表示装置または有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等に用いられるＦＰＤ（Flat Panel Display）用基板、半導体基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板または太陽電池用基板等の各種基板に熱処理を行うために、熱処理装置が用いられている。
【０００３】
熱処理装置においては、例えば予め設定された温度（以下、設定温度と呼ぶ。）に保持されたプレート部材上で基板が支持されることにより、その基板に熱処理が行われる。設定温度は、基板に対する処理の内容に応じて変更される。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載された温度変更システムにおいては、ベークプレート部（プレート部材）に含まれるヒータ層の駆動状態が調整されることにより、当該ベークプレート部の温度を上昇または下降させることが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５６５８０８３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、設定温度に保持されたプレート部材に未処理の基板が載置されると、プレート部材の温度は基板の温度の影響を受けて変化する。そのため、プレート部材上に基板が載置される際には、プレート部材の温度を迅速に設定温度へ戻すことが望ましい。
【０００７】
未処理の基板が載置される際のプレート部材の温度変化はある程度の予測が可能である。そのため、通常、熱処理装置においては、基板がプレート部材上に載置された後プレート部材の温度を設定温度へ戻すための動作条件が予め定められている。しかしながら、熱処理装置が設けられる空間の温度または熱処理装置の個体差等によっては、予め定められた動作条件に従って熱処理装置を動作させても、プレート部材の温度を設定温度へ迅速に戻すことが困難な場合がある。この場合、高い精度で基板の熱処理を行うことができない。
【０００８】
本発明の目的は、基板の熱処理を迅速かつ高い精度で行うことを可能にする熱処理装置および熱処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）第１の発明に係る熱処理装置は、基板に熱処理を行う熱処理装置であって、基板が載置されるプレート部材と、プレート部材上に載置された基板にプレート部材を通して熱処理を行う熱処理部と、プレート部材上に基板が載置された時点から一定期間における熱処理部の動作条件を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された動作条件に従って熱処理部を動作させる動作制御部と、プレート部材の温度を検出する温度検出器と、動作条件に従って熱処理部が動作する際に温度検出器により検出された温度の変化が予め定められた基準波形に近づくように、記憶部に記憶された動作条件を変更する条件変更部とを備える。
【００１０】
その熱処理装置においては、プレート部材上に基板が載置され、載置された基板に熱処理が行われる。この熱処理の初期には、プレート部材上に基板が載置された時点から一定期間、記憶部に記憶された動作条件に従って熱処理部が動作する。また、プレート部材の温度の変化が検出される。検出された温度の変化が基準波形に近づくように記憶部に記憶された動作条件が変更される。
【００１１】
これにより、複数の基板が順次熱処理される場合、各熱処理の初期には前回の熱処理時に変更された動作条件に従って熱処理部が動作する。それにより、プレート部材上に基板が載置された直後のプレート部材の温度変化が前回の熱処理時に比べて基準波形に近づく。
【００１２】
このように、プレート部材上に基板が載置された直後のプレート部材の温度変化が漸次適切に修正される。したがって、基板が載置された直後のプレート部材の温度が、その基板の熱処理を行うための適切な温度に迅速に調整される。
【００１３】
また、上記の構成によれば、熱処理装置の周辺の温度が変化する場合でも、その温度変化に応じて動作条件が変更されることになる。したがって、熱処理装置の周囲の温度変化の影響を受けることなく、基板の熱処理が適切に行われる。これらの結果、基板の熱処理を迅速かつ高い精度で行うことが可能になる。
【００１４】
（２）動作条件は、一または複数の制御パラメータの値を含み、条件変更部は、検出された温度の変化が基準波形に近づくように、記憶部に記憶された一または複数の制御パラメータのうち少なくとも１つの値を変更してもよい。
【００１５】
この場合、一または複数の制御パラメータのうち少なくとも１つの値を変更する簡単な処理で、基板が載置された直後のプレート部材の温度を適切に調整することができる。
【００１６】
（３）熱処理部は、ＰＩＤ制御が可能に構成され、一または複数の制御パラメータは、プレート部材上に基板が載置された時点からプレート部材の温度を基板を処理するための処理温度に戻すためのＰＩＤ制御の比例パラメータ、積分パラメータおよび微分パラメータのうち少なくとも１つを含んでもよい。
【００１７】
この場合、比例パラメータ、積分パラメータおよび微分パラメータの値のうち少なくとも１つを変更することにより、基板が載置された直後のプレート部材の温度を適切に調整することができる。
【００１８】
（４）一または複数の制御パラメータは、熱処理部の出力の上限を含んでもよい。
【００１９】
この場合、熱処理部の出力の上限を変更することにより、基板が載置された直後のプレート部材の温度を適切に調整することができる。
【００２０】
（５）条件変更部は、プレート部材上に基板が載置された時点から温度検出器により検出された温度が基板を処理するための処理温度に戻る時点までの到達時間が予め設定された設定時間に近づくように動作条件の変更を行ってもよい。
【００２１】
この場合、到達時間および設定時間に基づいて、基板が載置された直後のプレート部材の温度を適切に調整することができる。
【００２２】
（６）条件変更部は、プレート部材上に基板が載置された時点から一定期間内の特定時点に温度検出器により検出された温度の値が、基準波形のうち特定時点に対応する部分の温度の値に近づくように動作条件の変更を行ってもよい。
【００２３】
この場合、プレート部材の温度の値に基づいて、基板が載置された直後のプレート部材の温度を適切に調整することができる。
【００２４】
（７）条件変更部は、検出された温度の波形に発生する、基板に熱処理を行うための設定温度に対するオーバーシュート量またはアンダーシュート量が小さくなるように動作条件の変更を行ってもよい。
【００２５】
この場合、設定温度に対するオーバーシュート量またはアンダーシュート量に基づいて、基板が載置された直後のプレート部材の温度を適切に調整することができる。
【００２６】
（８）第２の発明に係る熱処理方法は、基板に熱処理を行う熱処理方法であって、プレート部材上に基板を載置するステップと、載置された基板にプレート部材を通して熱処理部による熱処理を行うステップと、プレート部材上に基板が載置された時点から一定期間における熱処理部の動作条件を記憶部に記憶するステップと、記憶部に記憶された動作条件に従って熱処理部を動作させるステップと、プレート部材の温度を温度検出器により検出するステップと、動作条件に従って熱処理部が動作する際に温度検出器により検出された温度の変化が予め定められた基準波形に近づくように、記憶部に記憶された動作条件を変更するステップとを含む。
【００２７】
その熱処理方法においては、プレート部材上に基板が載置され、載置された基板に熱処理が行われる。この熱処理の初期には、プレート部材上に基板が載置された時点から一定期間、記憶部に記憶された動作条件に従って熱処理部が動作する。また、プレート部材の温度の変化が検出される。検出された温度の変化が基準波形に近づくように記憶部に記憶された動作条件が変更される。
【００２８】
これにより、複数の基板が順次熱処理される場合、各熱処理の初期には前回の熱処理時に変更された動作条件に従って熱処理部が動作する。それにより、プレート部材上に基板が載置された直後のプレート部材の温度変化が前回の熱処理時に比べて基準波形に近づく。
【００２９】
このように、プレート部材上に基板が載置された直後のプレート部材の温度変化が漸次適切に修正される。したがって、基板が載置された直後のプレート部材の温度が、その基板の熱処理を行うための適切な温度に迅速に調整される。
【００３０】
また、上記の方法によれば、熱処理装置の周辺の温度が変化する場合でも、その温度変化に応じて動作条件が変更されることになる。したがって、熱処理装置の周囲の温度変化の影響を受けることなく、基板Ｗの熱処理が適切に行われる。これらの結果、基板の熱処理を迅速かつ高い精度で行うことが可能になる。
【００３１】
（９）動作条件は、一または複数の制御パラメータの値を含み、動作条件を変更するステップは、検出された温度の変化が基準波形に近づくように、記憶部に記憶された一または複数の制御パラメータのうち少なくとも１つの値を変更することを含んでもよい。
【００３２】
この場合、一または複数の制御パラメータのうち少なくとも１つの値を変更する簡単な処理で、基板が載置された直後のプレート部材の温度を適切に調整することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、基板の熱処理を迅速かつ高い精度で行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る熱処理装置の構成を示す模式的側面図である。
【図２】複数の基板について順次加熱処理が行われる場合の熱処理プレートの温度変化の一例を示す図である。
【図３】複数の設定温度の各々について設定される初期動作条件の一例を示す図である。
【図４】初期動作条件の具体的な変更例を説明するための図である。
【図５】温度調整処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】温度調整処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】図１の熱処理装置を備える基板処理装置の一例を示す模式的ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の一実施の形態に係る熱処理装置および熱処理方法について図面を参照しつつ説明する。以下の説明において、基板とは、液晶表示装置または有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等に用いられるＦＰＤ（Flat Panel Display）用基板、半導体基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板または太陽電池用基板等をいう。以下の説明においては、熱処理装置の一例として基板に加熱処理を行う熱処理装置を説明する。
【００３６】
（１）熱処理装置の構成
図１は本発明の一実施の形態に係る熱処理装置の構成を示す模式的側面図である。図１に示すように、熱処理装置１００は、熱処理プレート１０、能動冷却プレート２０、受動冷却プレート３０、昇降装置４０および制御装置５０を含む。
【００３７】
熱処理プレート１０は、扁平な円柱形状を有する金属製の伝熱プレートであり、平坦な上面および下面を有する。熱処理プレート１０の上面は、加熱処理の対象となる基板Ｗを載置可能に構成され、その基板Ｗの外径よりも大きい外径を有する。熱処理プレート１０の上面には、基板Ｗの下面を支持する複数のプロキシミティボール等が設けられている。図１では、熱処理プレート１０上に載置される基板Ｗが一点鎖線で示される。
【００３８】
熱処理プレート１０には、ヒータ１１および温度センサ１９が設けられている。温度センサ１９は、熱処理プレート１０の上面の温度を検出し、検出した温度に対応する検出信号を後述する温度取得部５５へ出力する。
【００３９】
ヒータ１１は、例えばマイカヒータまたはペルチェ素子等で構成される。ヒータ１１には、発熱駆動部１３が接続されている。発熱駆動部１３は、例えば熱処理プレート１０の温度が基板Ｗの加熱処理を行うための予め設定された温度（設定温度）で保持されるようにヒータ１１を駆動する。また、発熱駆動部１３は、例えば熱処理プレート１０の温度が上昇または下降するようにヒータ１１を駆動する。
【００４０】
能動冷却プレート２０は、熱処理プレート１０よりも下方の位置で、熱処理プレート１０の下面から所定距離、離れるように配置されている。能動冷却プレート２０は、熱処理プレート１０に向く上面を有する。能動冷却プレート２０の上面には、高い熱伝導率を有する熱伝導シート（図示せず）が設けられている。
【００４１】
能動冷却プレート２０には、冷却機構２１が設けられている。冷却機構２１は、例えば能動冷却プレート２０内に形成される冷却水通路またはペルチェ素子等で構成される。冷却機構２１には、冷却駆動部２２が接続されている。冷却駆動部２２は、能動冷却プレート２０の上面の温度が熱処理プレート１０の温度よりも低くなるように冷却機構２１を駆動する。
【００４２】
受動冷却プレート３０は、熱処理プレート１０と能動冷却プレート２０との間の空間で、昇降装置４０により昇降可能に支持されている（図１の白抜きの矢印参照）。受動冷却プレート３０は、金属製の円板状部材であり、上面および下面を有する。受動冷却プレート３０の上面は熱処理プレート１０の下面に対向し、受動冷却プレート３０の下面は能動冷却プレート２０の上面に対向する。受動冷却プレート３０の上面には、高い熱伝導率を有する熱伝導シート（図示せず）が設けられている。
【００４３】
昇降装置４０は、例えばエアシリンダで構成される。昇降装置４０には、昇降駆動部４１が接続されている。昇降駆動部４１は、例えば受動冷却プレート３０が能動冷却プレート２０に接するように昇降装置４０を駆動する。この場合、受動冷却プレート３０が能動冷却プレート２０により冷却される。また、昇降駆動部４１は、例えば受動冷却プレート３０が熱処理プレート１０に接するように昇降装置４０を駆動する。この場合、熱処理プレート１０が受動冷却プレート３０により冷却される。
【００４４】
制御装置５０は、発熱駆動部１３、冷却駆動部２２および昇降駆動部４１を含む熱処理装置１００の各構成要素の動作を制御する。制御装置５０の詳細は後述する。なお、上記の熱処理装置１００には、熱処理プレート１０と熱処理装置１００の外部装置（例えば搬送ロボット）との間で基板Ｗの受渡を行うための受け渡し機構（図示せず）がさらに設けられている。
【００４５】
（２）熱処理装置１００における複数の基板Ｗの加熱処理
図１の熱処理装置１００においては、複数の基板Ｗがそれぞれの加熱処理の内容に応じた設定温度で順次加熱処理される。図２は、複数の基板Ｗについて順次加熱処理が行われる場合の熱処理プレート１０の温度変化の一例を示す図である。
【００４６】
図２に示すグラフにおいては、縦軸が熱処理プレート１０の温度を表し、横軸が時間を表す。また、熱処理プレート１０の温度変化が太い実線で示される。本例では、９枚の基板Ｗについて、３枚の基板Ｗごとに加熱処理の内容が変更される。そのため、熱処理プレート１０の設定温度は３枚の基板Ｗごとに変更されている。
【００４７】
具体的には、時点ｔ１〜ｔ２の期間において、熱処理プレート１０の温度が設定温度９０℃に保持された状態で３枚の基板Ｗに順次加熱処理が行われる。また、時点ｔ３〜ｔ４の期間において、熱処理プレート１０の温度が設定温度１１５℃に保持された状態で３枚の基板Ｗに順次加熱処理が行われる。さらに、時点ｔ５〜ｔ６の期間において、熱処理プレート１０の温度が設定温度１４０℃に保持された状態で３枚の基板Ｗに順次加熱処理が行われる。
【００４８】
設定温度に保持された熱処理プレート１０上に未処理の基板Ｗが載置されると、図２に白抜きの矢印で示すように、熱処理プレート１０の温度は設定温度から低下する。この場合の熱処理プレート１０の温度低下量は、設定温度に応じて異なる。設定温度が高いほど温度低下量は大きく、設定温度が低いほど温度低下量は小さい。
【００４９】
熱処理プレート１０上に基板Ｗが載置された後、熱処理プレート１０の温度が設定温度からずれた状態が継続されると、その基板Ｗに対して予め定められた加熱処理を正確に行うことができない。そこで、熱処理プレート１０上に未処理の基板Ｗが載置された後、熱処理プレート１０の温度を設定温度に迅速に戻すとともに設定温度で安定化させるための制御が行われる。
【００５０】
具体的には、本例では、ヒータ１１について温度センサ１９の検出信号に基づくＰＩＤ（比例積分微分）制御が行われる。また、ヒータ１１の出力の上限が調整される。
【００５１】
複数の設定温度の各々について、熱処理プレート１０の温度を設定温度へ戻すための熱処理装置１００の動作条件はシミュレーションまたは実験等により求めることができる。そこで、熱処理装置１００においては、複数の設定温度の各々について、熱処理プレート１０上に基板Ｗが載置された時点から一定期間におけるヒータ１１の動作条件（以下、初期動作条件と呼ぶ。）が予め設定される。
【００５２】
図３は、複数の設定温度の各々について設定される初期動作条件の一例を示す図である。図３の初期動作条件には、ヒータ１１についてのＰＩＤ制御のパラメータの値が含まれる。また、初期動作条件には、ヒータ１１の出力の上限を示す上限パラメータの値が含まれる。図３では上限パラメータが「ヒータ上限」と表記されている。上限パラメータの値は、例えばヒータ１１の定格出力に対して許容される出力の上限の比率（％）で表される。
【００５３】
図３の例によれば、設定温度９０℃に対応する初期動作条件は、比例パラメータ「０．４」、積分パラメータ「１５」、微分パラメータ「３」および上限パラメータ「８０（％）」を含む。また、設定温度１１５℃に対応する初期動作条件は、比例パラメータ「０．３」、積分パラメータ「１５」、微分パラメータ「３」および上限パラメータ「９０（％）」を含む。さらに、設定温度１４０℃に対応する初期動作条件は、比例パラメータ「０．２」、積分パラメータ「１５」、微分パラメータ「３」および上限パラメータ「１００（％）」を含む。
【００５４】
ところで、熱処理装置１００が設けられる空間の温度によっては、予め設定された初期動作条件が適切であるとは限らない。また、後述する基板処理装置４００（図７）のように複数の熱処理装置１００を用いて複数の基板Ｗに共通の加熱処理を行う場合を想定する。この場合、複数の熱処理装置１００の間には、通常個体差が存在する。そのため、複数の熱処理装置１００に共通の初期動作条件が設定されると、各熱処理装置１００で理想的な温度調整を行うことができない可能性がある。
【００５５】
そこで、本実施の形態に係る熱処理装置１００においては、基板Ｗの加熱処理が行われるごとに、基板Ｗが載置された時点から一定期間における熱処理プレート１０の温度変化が理想的な基準波形に近づくように初期動作条件が変更される。基準波形は、基板Ｗの載置により低下される熱処理プレート１０の温度が迅速に設定温度に戻りかつ安定するように定められる。また、基準波形は、例えば熱処理プレート１０の構成およびヒータ１１の発熱能力等に基づいて設定温度ごとに定められる。
【００５６】
例えば、設定温度９０℃に対応しかつ設定温度９０℃に対するオーバーシュート量が０である基準波形が設定されている場合を想定する。例えば、図２の１番目の基板Ｗが設定温度９０℃で加熱処理される際には、予め定められた初期動作条件に従って熱処理装置１００が動作する。この場合、熱処理プレート１０の温度変化に大きなオーバーシュートが生じると、そのオーバーシュート量が０に近づくように、設定温度９０℃に対応する初期動作条件が変更される。その後、２番目の基板Ｗが設定温度９０℃で加熱処理される際には、変更後の初期動作条件に従って熱処理装置１００が動作する。それにより、熱処理プレート１０上に基板Ｗが載置された直後の熱処理プレート１０の温度変化が、１番目の基板Ｗの熱処理時に比べて基準波形に近づく。したがって、２番目の基板Ｗの加熱処理時には、熱処理プレート１０上に基板Ｗが載置された後、熱処理プレート１０の温度が、１番目の基板Ｗの加熱処理時に比べて迅速かつ正確に設定温度に戻される。
【００５７】
また、２番目の基板Ｗが設定温度９０℃で加熱処理される際に熱処理プレート１０の温度変化に再度オーバーシュートが生じると、そのオーバーシュート量がさらに０に近づくように、設定温度９０℃に対応する初期動作条件が再度変更される。その後、３番目の基板Ｗが設定温度９０℃で加熱処理される際には、変更後の初期動作条件に従って熱処理装置１００が動作する。それにより、熱処理プレート１０上に基板Ｗが載置された直後の熱処理プレート１０の温度変化が、２番目の基板Ｗの熱処理時に比べて基準波形に近づく。したがって、３番目の基板Ｗの加熱処理時には、熱処理プレート１０上に基板Ｗが載置された後、熱処理プレート１０の温度が、２番目の基板Ｗの加熱処理時に比べて迅速かつ正確に設定温度に戻される。
【００５８】
図２の例では、設定温度１１５℃，１４０℃に対応する初期動作条件についても、設定温度９０℃の場合の例と同様に、基板Ｗの加熱処理が行われるごとに熱処理プレート１０の温度変化に応じた初期動作条件の変更が行われる。
【００５９】
上記のように、基板Ｗが加熱処理されるごとに実際の熱処理プレート１０の温度変化に応じて初期動作条件が変更される。この場合、基板Ｗの加熱処理が繰り返されるにつれて熱処理の精度が向上する。また、上記の制御によれば、複数の熱処理装置１００を用いて複数の基板Ｗに共通の加熱処理を行う場合に、複数の熱処理装置１００間で基板Ｗに対する加熱処理のばらつきが生じることが抑制される。
【００６０】
（３）初期動作条件の具体的な変更例
図４は、初期動作条件の具体的な変更例を説明するための図である。図４の上段に示されるグラフにおいては、縦軸が温度を表し、横軸が時間を表す。また、そのグラフにおいては、一の基板Ｗの加熱処理中に図１の温度センサ１９により検出される熱処理プレート１０の温度変化の一例が太い実線で示される。この太い実線で示される波形を実波形と呼ぶ。さらに、図４の上段に示されるグラフにおいては、本例の加熱処理の設定温度に対応して予め定められた基準波形が一点鎖線で示される。
【００６１】
本例では、時点ｔ０で熱処理プレート１０が設定温度の値αに保持され、その後時点ｔ１０で基板Ｗが熱処理プレート１０上に載置されて加熱処理が開始されるものとする。基準波形は、時点ｔ１０から時点ｔ１１にかけて設定温度の値αから値αよりも低い値βまで下降し、時点ｔ１１から時点ｔ１２にかけて値βから値αまで上昇している。さらに、時点ｔ１２以降、基準波形は値αで保持されている。値αに対する基準波形のオーバーシュート量は０である。以下の説明では、熱処理プレート１０上に基板Ｗが載置された時点ｔ１０から基準波形が設定温度の値αに戻る時点ｔ１２までの時間を設定時間と呼ぶ。
【００６２】
図４の上段の例において、実波形は基準波形から大きくずれている。具体的には、実波形は、時点ｔ１０から時点ｔ１１にかけて設定温度の値αから値βよりも低い値γまで下降し、時点ｔ１１から時点ｔ１２よりも前の時点ｔ１３にかけて値γから値αまで上昇している。また、時点ｔ１３直後の実波形には値αに対して大きなオーバーシュートが発生している。それにより、実波形は、時点ｔ１２の経過後、比較的長い時間が経過するまで安定していない。
【００６３】
初期動作条件を変更するために、例えば時点ｔ１０から時点ｔ１２までの期間のうち予め定められた時点（本例では、基準波形が極小値をとる時点）ｔ１１における実波形の値γが取得される。取得された値γが、時点ｔ１１における基準波形の値βと対比される。また、時点ｔ１０から実波形が値αに戻る時点ｔ１３までの時間ｐｒが取得される。以下の説明では、この実波形に対応する時間ｐｒを到達時間と呼ぶ。さらに、時点ｔ１３の直後に発生する、値αに対する実波形のオーバーシュート量ＯＳが取得される。
【００６４】
時点ｔ１１における実波形の値γが、その実波形の値について予め定められた許容範囲外にある場合には、実波形は基準波形から大きくずれている。したがって、初期動作条件を変更することが望ましい。そこで、時点ｔ１１における実波形の値γが許容範囲外にありかつ値γが値βよりも低い場合には、熱処理プレート１０に供給される熱量が大きくなるように初期動作条件が変更される。それにより、実波形の値が基準波形の値に近づく。一方、時点ｔ１１における実波形の値γが許容範囲外にありかつ値γが値βよりも高い場合には、熱処理プレート１０に供給される熱量が小さくなるように初期動作条件が変更される。それにより、実波形の値が基準波形の値に近づく。
【００６５】
また、到達時間ｐｒが、その到達時間について予め定められた許容範囲外にある場合には、実波形は基準波形から大きくずれている。したがって、初期動作条件を変更することが望ましい。そこで、到達時間ｐｒが許容範囲外にありかつ到達時間ｐｒが設定時間よりも短い場合には、熱処理プレート１０に供給される熱量が小さくなるように初期動作条件が変更される。それにより、到達時間ｐｒが設定時間に近づく。一方、到達時間ｐｒが許容範囲外にありかつ到達時間ｐｒが設定時間よりも長い場合には、熱処理プレート１０に供給される熱量が大きくなるように初期動作条件が変更される。それにより、到達時間ｐｒが設定時間に近づく。
【００６６】
さらに、取得されたオーバーシュート量ＯＳが、オーバーシュート量ＯＳについて予め定められた許容範囲を超える場合には、実波形は基準波形から大きくずれている。したがって、初期動作条件を変更することが望ましい。そこで、オーバーシュート量ＯＳが許容範囲を超える場合には、熱処理プレート１０に供給される熱量が小さくなるように初期動作条件が変更される。それにより、オーバーシュート量ＯＳが小さくなる。
【００６７】
図４の下段に示されるグラフにおいては、縦軸がヒータ１１の出力を表し、横軸が時間を表す。また、そのグラフにおいては、予め設定された初期動作条件に従って制御されるヒータ１１の出力波形が太い実線で示される。この出力波形は、図４の上段のグラフに示される実波形に対応する。本例では、時点ｔ０から時点ｔ１０までの間、ヒータ１１の出力は一定の値ＳＰに保持される。その後、ヒータ１１の出力は、時点ｔ１０で増大し、初期動作条件に基づくＰＩＤ制御により調整される。
【００６８】
ここで、熱処理プレート１０に供給される熱量を小さくする場合には、例えばＰＩＤ制御の比例パラメータの値を大きく変更することにより、図４に白抜きの矢印ａ１３で示すように、ヒータ１１の出力波形を全体的に低くすればよい。あるいは、例えば上限パラメータを小さく変更することにより、図４に白抜きの矢印ａ１４で示すように、ヒータ１１の出力の上限の値ＭＰを低くすればよい。
【００６９】
一方、熱処理プレート１０に供給される熱量を大きくする場合には、例えばＰＩＤ制御の比例パラメータの値を小さく変更することにより、図４に白抜きの矢印ａ１５で示すように、ヒータ１１の出力波形を全体的に高くすればよい。あるいは、例えば上限パラメータを大きく変更することにより、図４に白抜きの矢印ａ１６で示すように、ヒータ１１の出力の上限の値ＭＰを高くすればよい。
【００７０】
（４）制御装置５０
図１に示すように、制御装置５０は、機能部として、記憶部５１、発熱制御部５２、冷却制御部５３、昇降制御部５４、温度取得部５５および条件変更部５６を有する。制御装置５０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）およびＲＯＭ（リードオンリメモリ）により構成される。ＣＰＵがＲＯＭまたは他の記憶媒体に記憶されたコンピュータプログラム（後述する温度調整処理用のプログラム）を実行することにより、上記の各機能部が実現される。なお、制御装置５０の機能的な構成要素の一部または全てが電子回路等のハードウェアにより実現されてもよい。
【００７１】
記憶部５１は、複数の設定温度の各々について予め設定された初期動作条件を記憶する。発熱制御部５２は、熱処理プレート１０による基板Ｗの加熱処理の初期に、記憶部５１に記憶された初期動作条件に従って動作するように、温度センサ１９から出力される検出信号に基づいて発熱駆動部１３を制御する。冷却制御部５３は、熱処理装置１００の電源がオンされている間、能動冷却プレート２０が冷却されるように冷却駆動部２２を制御する。昇降制御部５４は、熱処理プレート１０の設定温度を下降させる際に、受動冷却プレート３０が熱処理プレート１０に接触するように昇降装置４０を制御する。
【００７２】
温度取得部５５は、温度センサ１９から出力される検出信号に基づいて熱処理プレート１０の温度を取得する。より具体的には、温度取得部５５は、温度センサ１９から出力される検出信号を一定周期でサンプリングすることにより温度の変化を取得する。
【００７３】
条件変更部５６は、温度取得部５５により取得された温度の変化が予め定められた基準波形に近づくように、記憶部５１に記憶された初期動作条件を変更する。
【００７４】
なお、熱処理装置１００は、図示しない操作部を備える。使用者は、操作部を操作することにより、設定温度ごとに初期の初期動作条件および基準波形を記憶部５１に記憶させることができる。すなわち、使用者は、複数の設定温度の各々について初期動作条件および基準波形の設定を行うことができる。
【００７５】
（５）温度調整処理
記憶部５１に記憶される初期動作条件の変更は、図１の制御装置５０が下記の温度調整処理を実行することにより行われる。図５および図６は、温度調整処理の一例を示すフローチャートである。温度調整処理は、熱処理装置１００の電源がオンされることにより開始される。
【００７６】
まず、図１の発熱制御部５２および昇降制御部５４は、熱処理プレート１０の温度が設定温度の値で保持されるように発熱駆動部１３または昇降駆動部４１を制御する（ステップＳ１０）。ここで、熱処理プレート１０の設定温度の値は、例えば熱処理装置１００の外部から制御装置５０に与えられる。
【００７７】
次に、発熱制御部５２は、熱処理プレート１０上に基板Ｗが載置されたか否かを判定する（ステップＳ１１）。この判定は、例えば、熱処理装置１００の外部から基板Ｗが熱処理プレート１０上に載置されたことを示す信号を受けたか否かに基づいて行われる。あるいは、熱処理装置１００に熱処理プレート１０上の基板Ｗの有無を検出するためのセンサが設けられる場合、発熱制御部５２は、そのセンサの出力に基づいて上記の判定を行ってもよい。
【００７８】
熱処理プレート１０上に基板Ｗが載置されていない場合、発熱制御部５２および昇降制御部５４は、ステップＳ１０の処理に戻る。一方、熱処理プレート１０上に基板Ｗが載置された場合、発熱制御部５２は、現在の設定温度に対応する初期動作条件を図１の記憶部５１から読込む（ステップＳ１２）。
【００７９】
次に、発熱制御部５２は、読み込んだ初期動作条件と温度センサ１９の出力とに基づいて発熱駆動部１３を制御することにより熱処理プレート１０の温度を調整する（ステップＳ１３）。このとき温度取得部５５は、基板Ｗの加熱処理中の熱処理プレート１０の温度の変化を取得する（ステップＳ１４）。
【００８０】
その後、基板Ｗの加熱処理が完了すると、条件変更部５６は、取得された温度変化に基づいて、当該加熱処理における到達時間ｐｒ（図４）が到達時間ｐｒについて予め定められた許容範囲外であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。なお、ステップＳ１５で用いられる許容範囲は設定時間であってもよい。すなわち、ステップＳ１５で用いられる許容範囲は到達時間ｐｒが設定時間に一致することのみを許容するように定められてもよい。
【００８１】
到達時間ｐｒが許容範囲から外れている場合、条件変更部５６は、当該加熱処理における到達時間ｐｒと基準波形の設定時間との差分を算出する（ステップＳ１６）。一方、到達時間ｐｒが許容範囲内にある場合、条件変更部５６は、取得された温度変化に基づいて、当該加熱処理中の特定時点における温度値がその温度値について予め定められた許容範囲外であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。なお、ステップＳ１７で用いられる許容範囲は、特定時点における基準波形の温度値であってもよい。すなわち、ステップＳ１７で用いられる許容範囲は特定時点における実際の温度値が基準波形の温度値に一致することのみを許容するように定められてもよい。
【００８２】
温度値が許容範囲から外れている場合、条件変更部５６は、取得された温度変化に基づいて、特定時点における取得された温度値と基準波形の温度値との差分を算出する（ステップＳ１８）。一方、温度値が許容範囲内にある場合、条件変更部５６は、当該加熱処理中のオーバーシュート量ＯＳがそのオーバーシュート量ＯＳについて予め定められた許容範囲外であるか否かを判定する（ステップＳ１９）。なお、ステップＳ１９で用いられる許容範囲は０であってもよい。すなわち、ステップＳ１９で用いられる許容範囲はオーバーシュートが発生していないことのみを許容するように定められてもよい。
【００８３】
オーバーシュート量ＯＳが許容範囲から外れている場合、条件変更部５６は、取得された温度変化に基づいて、取得されたオーバーシュート量ＯＳと基準波形のオーバーシュート量との差分を算出する（ステップＳ２０）。一方、オーバーシュート量ＯＳが許容範囲内にある場合、発熱制御部５２および昇降制御部５４は、ステップＳ１０の処理に戻る。
【００８４】
上記のステップＳ１６，Ｓ１８，Ｓ２０のいずれかの処理後、条件変更部５６は、算出された時間、温度値またはオーバーシュート量の差分に基づいて、初期動作条件のうち変更すべきパラメータを決定する（ステップＳ２１）。例えば、条件変更部５６は、算出された差分のレベルに応じて変更すべきパラメータを決定する。具体的には、条件変更部５６は、差分のレベルが高い場合に、ＰＩＤ制御の比例パラメータを、変更すべきパラメータとして決定する。また、条件変更部５６は、差分のレベルが低い場合に、上限パラメータを、変更すべきパラメータとして決定する。
【００８５】
次に、条件変更部５６は、変更すべきパラメータについて、予め定められた方法に従って当該パラメータを変更する（ステップＳ２２）。例えば、条件変更部５６は、変更対象として決定されたパラメータの値を、予め定められた値分変更する。これにより、記憶部５１に記憶された初期動作条件が変更される。その後、発熱制御部５２および昇降制御部５４は、ステップＳ１０の処理に戻る。
【００８６】
上記の温度調整処理において、ステップＳ１５，Ｓ１７，Ｓ１９のうち一部の処理は省略されてもよい。この場合、省略される処理に付随する差分の算出処理（ステップＳ１６，Ｓ１８，Ｓ２０のうちのいずれかの処理）も省略される。
【００８７】
（６）効果
上記の熱処理装置１００においては、熱処理プレート１０上に基板Ｗが載置され、載置された基板Ｗに熱処理が行われる。この熱処理の初期には、熱処理プレート１０上に基板Ｗが載置された時点から一定期間、記憶部５１に記憶された初期動作条件に従ってヒータ１１が動作する。また、熱処理プレート１０の温度の変化が検出される。検出された温度の変化が基準波形に近づくように記憶部５１に記憶された初期動作条件が変更される。
【００８８】
これにより、複数の基板Ｗが順次熱処理される場合、各熱処理の初期には前回の熱処理時に変更された初期動作条件に従ってヒータ１１が動作する。それにより、熱処理プレート１０上に基板Ｗが載置された直後の熱処理プレート１０の温度変化が前回の熱処理時に比べて基準波形に近づく。
【００８９】
このように、熱処理プレート１０上に基板Ｗが載置された直後の熱処理プレート１０の温度変化が、漸次適切に修正される。したがって、基板Ｗが載置された直後の熱処理プレート１０の温度が、その基板Ｗの熱処理を行うための適切な温度に迅速に調整される。
【００９０】
また、上記の構成によれば、熱処理装置１００の周辺の温度が変化する場合でも、その温度変化に応じて初期動作条件が変更されることになる。したがって、熱処理装置１００の周囲の温度変化の影響を受けることなく、基板Ｗの熱処理が適切に行われる。これらの結果、基板の熱処理を迅速かつ高い精度で行うことが可能になる。
【００９１】
（７）図１の熱処理装置１００を備える基板処理装置
図７は、図１の熱処理装置１００を備える基板処理装置の一例を示す模式的ブロック図である。図７に示すように、基板処理装置４００は、露光装置５００に隣接して設けられ、制御部４１０、塗布処理部４２０、現像処理部４３０、熱処理部４４０および基板搬送装置４５０を備える。熱処理部４４０は、基板Ｗに加熱処理を行う複数の図１の熱処理装置１００と、基板Ｗに冷却処理のみを行う複数のクーリングプレート（図示せず）とを含む。
【００９２】
制御部４１０は、例えばＣＰＵおよびメモリ、またはマイクロコンピュータを含み、塗布処理部４２０、現像処理部４３０、熱処理部４４０および基板搬送装置４５０の動作を制御する。
【００９３】
基板搬送装置４５０は、基板処理装置４００による基板Ｗの処理時に、基板Ｗを塗布処理部４２０、現像処理部４３０、熱処理部４４０および露光装置５００の間で搬送する。
【００９４】
塗布処理部４２０は、未処理の基板Ｗの一面上にレジスト膜を形成する（塗布処理）。レジスト膜が形成された塗布処理後の基板Ｗには、露光装置５００において露光処理が行われる。現像処理部４３０は、露光装置５００による露光処理後の基板Ｗに現像液を供給することにより、基板Ｗの現像処理を行う。熱処理部４４０は、塗布処理部４２０による塗布処理、現像処理部４３０による現像処理、および露光装置５００による露光処理の前後に基板Ｗの熱処理を行う。
【００９５】
なお、塗布処理部４２０は、基板Ｗに反射防止膜を形成してもよい。この場合、熱処理部４４０には、基板Ｗと反射防止膜との密着性を向上させるための密着強化処理を行うための処理ユニットが設けられてもよい。また、塗布処理部４２０は、基板Ｗ上に形成されたレジスト膜を保護するためのレジストカバー膜を基板Ｗに形成してもよい。
【００９６】
上記のように、熱処理部４４０の複数の熱処理装置１００においては、温度調整処理が行われる。それにより、複数の基板Ｗに対して高い精度で均一な加熱処理を行うことが可能である。また、互いに個体差がある複数の熱処理装置１００により複数の基板Ｗについてそれぞれ共通の加熱処理が行われる場合でも、複数の基板Ｗに対して高い精度で均一な加熱処理を行うことが可能である。
【００９７】
（８）他の実施の形態
（ａ）上記実施の形態においては、熱処理プレート１０を加熱する構成および冷却する構成を有する熱処理装置１００について説明したが、本発明はこれに限定されない。熱処理装置１００は、熱処理プレート１０を冷却する構成（上記の例では、能動冷却プレート２０、受動冷却プレート３０および昇降装置４０）を有さなくてもよい。
【００９８】
（ｂ）上記実施の形態においては、熱処理プレート１０が金属製の伝熱プレートである例について説明したが、熱処理プレート１０はセラミックス製の伝熱プレートであってもよい。この場合、伝熱プレートを形成するセラミックスとしては、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）またはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等が挙げられる。
【００９９】
（ｃ）熱処理装置１００においては、熱処理プレート１０の上面が複数の領域にそれぞれ分割されるとともに、各領域に対応するように当該部分を加熱するための構成が設けられてもよい。すなわち、熱処理プレート１０の複数の領域の各々についてヒータ１１および発熱駆動部１３が設けられてもよい。または、熱処理プレート１０の複数の領域の各々についてヒータ１１が設けられかつ発熱駆動部１３が複数のヒータ１１を独立して駆動可能に構成されてもよい。
【０１００】
この場合、記憶部５１には、熱処理プレート１０の複数の領域の各々について初期動作条件が記憶されてもよい。また、条件変更部５６は、例えば加熱処理中の熱処理プレート１０の複数の領域の温度変化が基準波形に近づくように、少なくとも一部の領域にそれぞれ対応する初期動作条件の複数のパラメータを変更してもよい。このような構成によれば、熱処理プレート１０の上面の複数の領域についてより詳細な温度調整を行うことが可能になる。なお、この場合、複数の領域のうち一の領域について基板Ｗの加熱処理時に取得される温度の変化を基準波形としてもよい。
【０１０１】
（ｄ）上記実施の形態においては、熱処理装置１００は、基板Ｗに対して加熱処理を行うが、熱処理装置１００は基板Ｗに対して冷却処理のみを行うように構成されてもよい。この場合、図１の熱処理プレート１０には、例えばヒータ１１に代えて熱処理プレート１０の上面の温度を低下させるための冷却機構２１が設けられる。
【０１０２】
基板Ｗに冷却処理が行われる場合、熱処理プレート１０は、初期状態で基板Ｗよりも低い設定温度で保持される。そのため、冷却処理の開始時に熱処理プレート１０上に基板Ｗが載置されると、熱処理プレート１０の温度は基板Ｗの熱を受けて設定温度から上昇する。
【０１０３】
冷却機構２１がペルチェ素子で構成される場合、ペルチェ素子の駆動状態を上記実施の形態の例と同様に制御することにより熱処理プレート１０上の温度を調整することができる。そこで、本例では、熱処理プレート１０の温度が迅速に設定温度まで低下されるように初期動作条件が設定される。
【０１０４】
この場合、条件変更部５６は、熱処理プレート１０上に基板Ｗが載置された時点から熱処理プレート１０の温度が設定温度に到達するまでの実波形の到達時間が、その到達時間に対応する基準波形の設定時間に近づくように初期動作条件を変更する。また、条件変更部５６は、冷却処理中の特定時点における実波形の温度値が基準波形の温度値に近づくように初期動作条件を変更する。さらに、条件変更部５６は、設定温度に対する熱処理プレート１０の温度変化のアンダーシュート量が小さくなるように初期動作条件を変更する。
【０１０５】
（ｅ）上記実施の形態においては、実波形を基準波形に近づけるためにヒータ１１についてのＰＩＤ制御のパラメータの値のうち、比例パラメータの値が変更されるが、本発明はこれに限定されない。実波形を基準波形に近づけるために、ＰＩＤ制御のパラメータの値のうち積分パラメータの値が変更されてもよいし、微分パラメータの値が変更されてもよい。
【０１０６】
（９）請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明する。上記実施の形態では、熱処理装置１００が熱処理装置の例であり、熱処理プレート１０がプレート部材の例であり、ヒータ１１および発熱駆動部１３が熱処理部の例であり、初期動作条件が動作条件の例であり、記憶部５１が記憶部の例であり、発熱制御部５２が動作制御部の例であり、温度センサ１９が温度検出器の例であり、温度取得部５５および条件変更部５６が条件変更部の例である。
【０１０７】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
【符号の説明】
【０１０８】
１０…熱処理プレート，１１…ヒータ，１３…発熱駆動部，１９…温度センサ，２０…能動冷却プレート，２１…冷却機構，２２…冷却駆動部，３０…受動冷却プレート，４０…昇降装置，４１…昇降駆動部，５０…制御装置，５１…記憶部，５２…発熱制御部，５３…冷却制御部，５４…昇降制御部，５５…温度取得部，５６…条件変更部，１００…熱処理装置，４００…基板処理装置，４１０…制御部，４２０…塗布処理部，４３０…現像処理部，４４０…熱処理部，４５０…基板搬送装置，５００…露光装置，Ｗ…基板
【図１】
2020181948.tif 000003
【図２】
2020181948.tif 000004
【図３】
2020181948.tif 000005
【図４】
2020181948.tif 000006
【図５】
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【図６】
2020181948.tif 000008
【図７】
2020181948.tif 000009