(57)【要約】【課題】基板熱処理装置間に存在する機差を簡単に解消することができる基板熱処理方法、基板熱処理装置および基板熱処理システムを提供する。【解決手段】加熱ユニットＨＰ１は、載置プレート１１上に基板Ｗを載置して熱処理を行う。載置プレート１１は、ヒートパイプ構造を備えており、発熱抵抗体たるヒータ１５に通電して作動液１６を蒸発させることにより載置面１１ａに載置した基板Ｗの加熱を行う。このような加熱ユニットＨＰ１を複数備え、それらに同一内容の熱処理を行わせるに際して、雌ねじ２９に同材質のバランサ用ねじを取り付けることにより載置プレート１１の重量を揃えて熱容量を等しくすることにより機差を解消できる。また、ヒータ１５に可変抵抗を取り付け、プレート抵抗値を揃えるようにしても良い。さらに、載置プレート１１の重量および抵抗値に基づいてヒータ１５への電力出力値を補正するようにしても良い。【選択図】図３
2006339555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレート上に基板を載置して熱処理を行う複数の基板熱処理装置に同一内容の熱処理を行わせる基板熱処理方法であって、
前記複数の基板熱処理装置に備えられたプレートのうち最大重量を有するプレート以外のプレートのそれぞれに重量調整部材を取り付けて当該プレートの重量を前記最大重量に調整する工程を備えることを特徴とする基板熱処理方法。
【請求項２】
プレート上に基板を載置し、該プレートに組み込まれた発熱抵抗体によって基板の熱処理を行う複数の基板熱処理装置に同一内容の熱処理を行わせる基板熱処理方法であって、
前記複数の基板熱処理装置に備えられたプレートのうち発熱抵抗体の抵抗値が最大値であるプレート以外のプレートのそれぞれに取り付けられた可変抵抗の抵抗値を変化させることによって当該プレートの抵抗値を前記最大値に調整する工程を備えることを特徴とする基板熱処理方法。
【請求項３】
プレート上に基板を載置し、該プレートに組み込まれた発熱抵抗体によって基板の熱処理を行う複数の基板熱処理装置に同一内容の熱処理を行わせる基板熱処理方法であって、
前記複数の基板熱処理装置に備えられたプレートの平均重量を算定する平均重量算定工程と、
前記複数の基板熱処理装置に備えられた発熱抵抗体の平均抵抗値を算定する平均抵抗値算定工程と、
前記複数の基板熱処理装置のそれぞれのプレート温度を測定する測温工程と、
前記複数の基板熱処理装置のそれぞれについて、前記測温工程にて得られた測定温度とプレート設定温度とに基づいてプレートへの標準出力値を算定する算定工程と、
前記複数の基板熱処理装置のそれぞれについて、前記平均重量に対する当該基板熱処理装置のプレート重量の重量比および前記平均抵抗値に対する当該基板熱処理装置の発熱抵抗体の抵抗値の抵抗比を前記標準出力値に乗じることによってプレートへの最終出力値を算定する補正工程と、
を備えることを特徴とする基板熱処理方法。
【請求項４】
プレート上に基板を載置して熱処理を行う基板熱処理装置であって、
前記プレートに重量調整部材を着脱可能な取付部を備えたことを特徴とする基板熱処理装置。
【請求項５】
プレート上に基板を載置し、該プレートに組み込まれた発熱抵抗体によって基板の熱処理を行う基板熱処理装置であって、
前記発熱抵抗体に可変抵抗を取り付けたことを特徴とする基板熱処理装置。
【請求項６】
プレート上に基板を載置し、該プレートに組み込まれた発熱抵抗体によって基板の熱処理を行う基板熱処理装置であって、
前記プレートの温度を測定する測温手段と、
前記測温手段によって得られた測定温度とプレート設定温度とに基づいて前記プレートへの標準出力値を算定する算定手段と、
所定の標準重量に対する前記プレートのプレート重量の重量比および所定の標準抵抗値に対する前記発熱抵抗体の抵抗値の抵抗比を前記標準出力値に乗じることによって当該プレートへの最終出力値を算定する補正手段と、
を備えることを特徴とする基板熱処理装置。
【請求項７】
プレート上に基板を載置し、該プレートに組み込まれた発熱抵抗体によって基板の熱処理を行う複数の基板熱処理装置を備えた基板熱処理システムであって、
前記複数の基板熱処理装置に備えられたプレートの平均重量を算定する平均重量算定手段と、
前記複数の基板熱処理装置に備えられた発熱抵抗体の平均抵抗値を算定する平均抵抗値算定手段と、
を備え、
前記複数の基板熱処理装置のそれぞれは、
当該基板熱処理装置のプレート温度を測定する測温手段と、
前記測温手段によって得られた測定温度とプレート設定温度とに基づいてプレートへの標準出力値を算定する算定手段と、
前記平均重量に対する前記プレートのプレート重量の重量比および前記平均抵抗値に対する当該基板熱処理装置の発熱抵抗体の抵抗値の抵抗比を前記標準出力値に乗じることによってプレートへの最終出力値を算定する補正手段と、
を備えることを特徴とする基板熱処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレート上に半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等（以下、単に「基板」と称する）を載置して熱処理を行う基板熱処理装置、その基板熱処理装置を使用した基板熱処理方法、およびその基板熱処理装置を複数備える基板熱処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスや液晶ディスプレイなどの製造工程においては、上記基板に対して多数の熱処理が実行される。例えば、基板の密着強化処理を行うときにはＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）の蒸気雰囲気中で熱処理が行われ、基板にフォトレジストを塗布した後にレジスト膜を形成するときにも熱処理が行われる。また、特に、化学増幅型レジストを使用した場合に行われる露光後加熱処理はデバイス特性に大きな影響を与える重要な工程である。このような熱処理を行うユニットとして多く使用されているのが発熱抵抗体を組み込んだプレート上に基板を載置して該基板を加熱する基板熱処理装置である。
【０００３】
このような発熱抵抗体を熱源とする熱処理ユニットにおいては、一般にＰＩＤ制御(Proportional-Integral-Derivative)によってプレートの温調を行っている。周知のように、ＰＩＤ制御はフィードバック制御の一態様であり、プレートに設けられた温度センサからの検知信号に基づいて、発熱抵抗体への出力を制御するのである。このときの制御態様は設定されたＰＩＤ定数によって異なる。特許文献１には、処理内容に応じてＰＩＤ定数を変更する技術、例えばプレート温度を変更するときとプレート上で基板の熱処理を行うときとでＰＩＤ定数を変更することが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２９４４７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年のデザインルール高精度化の進展に伴って、基板の熱処理に対する温度精度の要求も益々厳しいものとなってきている。特に、上述した化学増幅型レジストを使用した場合における露光後加熱処理については、設定温度に対する許容誤差が０．０５℃以内という非常に厳しい精度が要求されるようになってきている。
【０００６】
また、温度精度に対する要求と同時に、基板を投入後に所定の処理温度にプレート温度が復帰するまでの時間短縮も望まれている。これは、迅速に所定の処理温度にプレート温度を復帰させることは、基板の熱処理に対する熱処理ユニット間差を低減させることに繋がるからである。
【０００７】
一方、同一の規格・仕様にて製造された熱処理ユニットであってもユニット間に不可避的な製造誤差（いわゆる「公差」或いは「機差」）が存在する。このような熱処理ユニット間の機差が存在する状況において、上述した温度精度に対する要求や処理温度復帰までの時間短縮要求を満足するためには、ユニットごとにＰＩＤ定数を最適化して設定することが必要となる。つまり、ある熱処理ユニットについて最適なＰＩＤ定数であっても、機差が存在するために他の熱処理ユニットについては最適でない場合もあり、１つの熱処理ユニットについて最適化したＰＩＤ定数をそのまま他のユニットにも適用するという手法では、それら他のユニットについては必ずしも上記要求水準を満たす温度精度や処理温度までの復帰時間が得られないことがあったのである。
【０００８】
しかしながら、ＰＩＤ定数を最適化する作業は繁雑なものであり、レジスト塗布処理や現像処理を行う装置に搭載されている多数の熱処理ユニットの全てについて逐一ＰＩＤ定数の最適化作業を行っていたのでは膨大な時間を要するという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、基板熱処理装置間に存在する機差を簡単に解消することができる基板熱処理方法、基板熱処理装置および基板熱処理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、プレート上に基板を載置して熱処理を行う複数の基板熱処理装置に同一内容の熱処理を行わせる基板熱処理方法であって、前記複数の基板熱処理装置に備えられたプレートのうち最大重量を有するプレート以外のプレートのそれぞれに重量調整部材を取り付けて当該プレートの重量を前記最大重量に調整する工程を備える。
【００１１】
また、請求項２の発明は、プレート上に基板を載置し、該プレートに組み込まれた発熱抵抗体によって基板の熱処理を行う複数の基板熱処理装置に同一内容の熱処理を行わせる基板熱処理方法であって、前記複数の基板熱処理装置に備えられたプレートのうち発熱抵抗体の抵抗値が最大値であるプレート以外のプレートのそれぞれに取り付けられた可変抵抗の抵抗値を変化させることによって当該プレートの抵抗値を前記最大値に調整する工程を備える。
【００１２】
また、請求項３の発明は、プレート上に基板を載置し、該プレートに組み込まれた発熱抵抗体によって基板の熱処理を行う複数の基板熱処理装置に同一内容の熱処理を行わせる基板熱処理方法であって、前記複数の基板熱処理装置に備えられたプレートの平均重量を算定する平均重量算定工程と、前記複数の基板熱処理装置に備えられた発熱抵抗体の平均抵抗値を算定する平均抵抗値算定工程と、前記複数の基板熱処理装置のそれぞれのプレート温度を測定する測温工程と、前記複数の基板熱処理装置のそれぞれについて、前記測温工程にて得られた測定温度とプレート設定温度とに基づいてプレートへの標準出力値を算定する算定工程と、前記複数の基板熱処理装置のそれぞれについて、前記平均重量に対する当該基板熱処理装置のプレート重量の重量比および前記平均抵抗値に対する当該基板熱処理装置の発熱抵抗体の抵抗値の抵抗比を前記標準出力値に乗じることによってプレートへの最終出力値を算定する補正工程と、を備える。
【００１３】
また、請求項４の発明は、プレート上に基板を載置して熱処理を行う基板熱処理装置であって、前記プレートに重量調整部材を着脱可能な取付部を備えている。
【００１４】
また、請求項５の発明は、プレート上に基板を載置し、該プレートに組み込まれた発熱抵抗体によって基板の熱処理を行う基板熱処理装置であって、前記発熱抵抗体に可変抵抗を取り付けている。
【００１５】
また、請求項６の発明は、プレート上に基板を載置し、該プレートに組み込まれた発熱抵抗体によって基板の熱処理を行う基板熱処理装置であって、前記プレートの温度を測定する測温手段と、前記測温手段によって得られた測定温度とプレート設定温度とに基づいて前記プレートへの標準出力値を算定する算定手段と、所定の標準重量に対する前記プレートのプレート重量の重量比および所定の標準抵抗値に対する前記発熱抵抗体の抵抗値の抵抗比を前記標準出力値に乗じることによって当該プレートへの最終出力値を算定する補正手段と、を備える。
【００１６】
また、請求項７の発明は、プレート上に基板を載置し、該プレートに組み込まれた発熱抵抗体によって基板の熱処理を行う複数の基板熱処理装置を備えた基板熱処理システムであって、前記複数の基板熱処理装置に備えられたプレートの平均重量を算定する平均重量算定手段と、前記複数の基板熱処理装置に備えられた発熱抵抗体の平均抵抗値を算定する平均抵抗値算定手段と、を備え、前記複数の基板熱処理装置のそれぞれに、当該基板熱処理装置のプレート温度を測定する測温手段と、前記測温手段によって得られた測定温度とプレート設定温度とに基づいてプレートへの標準出力値を算定する算定手段と、前記平均重量に対する前記プレートのプレート重量の重量比および前記平均抵抗値に対する当該基板熱処理装置の発熱抵抗体の抵抗値の抵抗比を前記標準出力値に乗じることによってプレートへの最終出力値を算定する補正手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、複数の基板熱処理装置に備えられたプレートのうち最大重量を有するプレート以外のプレートのそれぞれに重量調整部材を取り付けて当該プレートの重量を前記最大重量に調整しているため、各基板処理装置のプレート重量を揃えて熱容量を均一にすることができ、基板熱処理装置間に存在する機差を簡単に解消することができる。
【００１８】
また、請求項２の発明によれば、複数の基板熱処理装置に備えられたプレートのうち発熱抵抗体の抵抗値が最大値であるプレート以外のプレートのそれぞれに取り付けられた可変抵抗の抵抗値を変化させることによって当該プレートの抵抗値を前記最大値に調整しているため、各基板処理装置のプレート抵抗値を揃えて発熱量を均一にすることができ、基板熱処理装置間に存在する機差を簡単に解消することができる。
【００１９】
また、請求項３の発明によれば、複数の基板熱処理装置のそれぞれについて、平均重量に対する当該基板熱処理装置のプレート重量の重量比および平均抵抗値に対する当該基板熱処理装置の発熱抵抗体の抵抗値の抵抗比を標準出力値に乗じることによってプレートへの最終出力値を算定しているため、プレートの重量および抵抗値を考慮した出力値補正を行うことができ、基板熱処理装置間に存在する機差を簡単に解消することができる。
【００２０】
また、請求項４の発明によれば、プレート上に基板を載置して熱処理を行う基板熱処理装置であって、プレートに重量調整部材を着脱可能な取付部を備えているため、プレートに重量調整部材を取り付けるだけで簡単に基板熱処理装置間に存在する機差を解消することができる。
【００２１】
また、請求項５の発明によれば、発熱抵抗体に可変抵抗を取り付けているため、可変抵抗の抵抗値を変化させるだけで簡単に基板熱処理装置間に存在する機差を解消することができる。
【００２２】
また、請求項６の発明によれば、所定の標準重量に対するプレートのプレート重量の重量比および所定の標準抵抗値に対する発熱抵抗体の抵抗値の抵抗比を標準出力値に乗じることによって当該プレートへの最終出力値を算定しているため、プレートの重量および抵抗値を考慮した出力値補正を行うことができ、基板熱処理装置間に存在する機差を簡単に解消することができる。
【００２３】
また、請求項７の発明によれば、平均重量に対するプレートのプレート重量の重量比および平均抵抗値に対する発熱抵抗体の抵抗値の抵抗比を標準出力値に乗じることによってプレートへの最終出力値を算定しているため、プレートの重量および抵抗値を考慮した出力値補正を行うことができ、基板熱処理装置間に存在する機差を簡単に解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２５】
＜１．基板処理装置の構成＞
図１および図２は、本発明に係る基板熱処理装置を組み込んだ基板処理装置の一例を示す図である。図１は基板処理装置１の平面図である。この基板処理装置１は、基板Ｗにレジスト塗布処理および現像処理を行う装置であり、装置外部との間で基板Ｗの搬出入を行うインデクサＩＤと、基板Ｗに処理を行う複数の処理ユニットからなる第１処理部群ＰＧ１および第２処理部群ＰＧ２と、図示を省略する露光装置（ステッパ）との間で基板Ｗの受け渡しを行うインターフェイスＩＦと、搬送ロボットＴＲとを備えている。
【００２６】
インデクサＩＤは、複数枚の基板Ｗを収納可能なキャリア（図示省略）を載置するとともに移動ロボットを備え、未処理基板を当該キャリアから搬送ロボットＴＲに払い出すとともに処理済み基板を搬送ロボットＴＲから受け取ってキャリアに格納する。なお、キャリアの形態としては、基板Ｗを密閉空間に収納するＦＯＵＰ(front opening unified pod)の他に、ＳＭＩＦ(Standard Mechanical Inter Face)ポッドや収納基板Ｗを外気に曝すＯＣ(open cassette)であっても良い。
【００２７】
インターフェイスＩＦは、搬送ロボットＴＲからレジスト塗布処理済の基板Ｗを受け取って図外の露光装置に渡すとともに、露光済みの基板Ｗを受け取って搬送ロボットＴＲに渡す機能を有する。また、インターフェイスＩＦは、露光装置との受け渡しタイミングの調整を行うべく、露光前後の基板を一時的にストックするバッファ機能を有し、図示を省略しているが、搬送ロボットＴＲとの間で基板Ｗを受け渡すロボットと、基板を載置するバッファカセットとを備えている。
【００２８】
基板処理装置１は、基板Ｗに処理を行うための複数の処理ユニット（処理部）を備えており、そのうちの一部が第１処理部群ＰＧ１を構成し、残部が第２処理部群ＰＧ２を構成する。図２は、第１処理部群ＰＧ１および第２処理部群ＰＧ２の構成を示す図である。第１処理部群ＰＧ１は、液処理ユニットたる塗布処理ユニットＳＣ１、ＳＣ２の上方に複数の熱処理ユニットを配置して構成されている。なお、図２においては、図示の便宜上処理ユニットを平面的に配置しているが、実際には高さ方向（図１のＺ軸方向）に積層されているものである。
【００２９】
塗布処理ユニットＳＣ１、ＳＣ２は、基板主面にフォトレジストを供給し、基板Ｗを回転させることによって均一なレジスト塗布処理を行う、いわゆるスピンコータである。塗布処理ユニットＳＣ１、ＳＣ２の上方には３段に積層された熱処理ユニットが３列設けられている。すなわち、下から順に冷却ユニットＣＰ１、密着強化ユニットＡＨ、加熱ユニットＨＰ１が積層された列と、冷却ユニットＣＰ２、加熱ユニットＨＰ２、加熱ユニットＨＰ３が積層された列と、冷却ユニットＣＰ３、加熱ユニットＨＰ４、加熱ユニットＨＰ５が積層された列とが設けられている。
【００３０】
同様に、第２処理部群ＰＧ２は、液処理ユニットたる現像処理ユニットＳＤ１、ＳＤ２の上方に複数の熱処理ユニットを配置して構成されている。現像処理ユニットＳＤ１、ＳＤ２は、露光後の基板上に現像液を供給することによって現像処理を行う、いわゆるスピンデベロッパである。現像処理ユニットＳＤ１、ＳＤ２の上方には、３段に積層された熱処理ユニットが３列設けられている。すなわち、下から順に冷却ユニットＣＰ４、露光後ベークユニットＰＥＢ、加熱ユニットＨＰ６が積層された列と、冷却ユニットＣＰ５、加熱ユニットＨＰ７、加熱ユニットＨＰ８が積層された列と、冷却ユニットＣＰ６、加熱ユニットＨＰ９、加熱ユニットＨＰ１０が積層された列とが設けられている。
【００３１】
加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ１０は、基板Ｗを加熱して所定の温度にまで昇温する、いわゆるホットプレートである。また、密着強化ユニットＡＨおよび露光後ベークユニットＰＥＢもそれぞれレジスト塗布処理前および露光直後に基板Ｗを加熱する加熱ユニットである。冷却ユニットＣＰ１〜ＣＰ６は基板Ｗを冷却して所定の温度にまで降温するとともに、基板Ｗを当該所定の温度に維持する、いわゆるクールプレートである。
【００３２】
本明細書においては、これら基板Ｗの温度調整を行うユニット（加熱ユニットおよび冷却ユニット）を熱処理ユニットと称する。また、塗布処理ユニットＳＣ１、ＳＣ２および現像処理ユニットＳＤ１、ＳＤ２のような基板に処理液を供給して所定の処理を行う処理ユニットを液処理ユニットと称する。そして、液処理ユニットおよび熱処理ユニットを総称して処理ユニットとする。
【００３３】
なお、液処理ユニットの直上には、液処理ユニット側に温湿度の管理されたクリーンエアーのダウンフローを形成するフィルタファンユニットＦＦＵが設けられている。また、図示を省略しているが、搬送ロボットＴＲが配置された上方の位置にも、搬送空間に向けてクリーンエアーのダウンフローを形成するフィルタファンユニットが設けられている。
【００３４】
搬送ロボットＴＲは、図示省略の保持アームを２つ備えており、それら保持アームを昇降させることと、水平面内にて旋回させることが可能である。また、搬送ロボットＴＲは、２つの保持アームを相互の独立して旋回半径方向に進退移動させることが可能に構成されている。これにより、搬送ロボットＴＲは、２つの保持アームをそれぞれ個別に第１処理部群ＰＧ１および第２処理部群ＰＧ２に設けられた処理ユニットに対してアクセスさせて、それらとの間で基板Ｗの授受を行うことができる。また、搬送ロボットＴＲは所定の受渡部を介してインデクサＩＤおよびインターフェイスＩＦとの間でも基板Ｗの授受を行う。
【００３５】
上述した構成を備える基板処理装置１において基板Ｗの処理を行うときには、インデクサＩＤから払い出された未処理の基板Ｗを搬送ロボットＴＲが受け取り、所定の処理手順に従って第１処理部群ＰＧ１に設けられた処理ユニットに順次搬送することによってレジスト塗布処理が行われる。レジスト膜が形成された基板Ｗは搬送ロボットＴＲによってインターフェイスＩＦに渡され、その後露光装置に搬入される。露光後の基板ＷはインターフェイスＩＦを介して再び搬送ロボットＴＲに渡され、搬送ロボットＴＲが所定の処理手順に従って第２処理部群ＰＧ２に設けられた処理ユニットに順次搬送することによって現像処理が行われる。現像処理が完了した基板Ｗは搬送ロボットＴＲによってインデクサＩＤに渡され、所定のキャリアに収納される。概ね上記のようにして一連の塗布現像処理が実行される。
【００３６】
本明細書においては、基板処理装置１に備えられた複数の加熱ユニットのうち、第１処理部群ＰＧ１の加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ５および第２処理部群ＰＧ２の加熱ユニットＨＰ６〜ＨＰ１０をそれぞれ相互に同一内容の熱処理を行う熱処理ユニットとして扱う。同一内容の熱処理とは、同一の設定温度にて同一時間行う熱処理を意味する。
【００３７】
＜２．熱処理ユニットの構成＞
次に、加熱ユニットＨＰ１の構成についてさらに説明を続ける。ここでは、加熱ユニットＨＰ１について説明するが、加熱ユニットＨＰ２〜ＨＰ１０についても同様の構成を有している。
【００３８】
図３は本発明に係る基板熱処理装置たる加熱ユニットＨＰ１の概略構成を示す側断面図であり、図４は加熱ユニットＨＰ１の載置プレートの平面図である。
【００３９】
本発明におけるプレートに相当する載置プレート１１は、ヒートパイプ構造を採用して熱容量を極めて小さくしつつ、温度分布の面内均一性を高めたものであり、熱伝導性の良好な金属、例えば銅にて形成されている。載置プレート１１の上面に当たる載置面１１ａには基板Ｗが載置される。載置面１１ａには図示しないセラミック製の小球（プロキシミティボール）が分散して複数個はめ込まれており、基板Ｗを裏面から点接触の状態で支持して熱処理ムラを防止するようになっているが、小球を省略して基板Ｗを面接触の状態で支持するようにしてもよい。
【００４０】
載置プレート１１の上部に位置する扁平部１３の内部には空洞が形成されている。その内部空間１２は、ヒートパイプ構造のために減圧されており、縦方向の強度を補うように複数本の柱１３ｂが立設されている。
【００４１】
載置プレート１１の下部位置には、２つの作動液室１４が設けられている。各作動液室１４は略直方体形状であって、２つの作動液室１４が平面視で載置プレート１１の中央を挟み込むように構成されている。これらの作動液室１４には、発熱抵抗体としてのヒータ１５が内蔵されるとともに、作動液１６が貯留されている。本実施形態では、作動液１６として例えば水を使用している。
【００４２】
載置プレート１１の底部（つまり作動液室１４の底部）には、凹状の穴が複数穿設されており、各穴の内壁面に雌ねじ２９が刻設されている。各雌ねじ２９は、重量調整部材たるバランサ用ねじを着脱自在に取り付け可能な取付部として機能する。なお、雌ねじ２９の形設位置は載置プレート１１の底部に限定されるものではなく、側面であっても良い。
【００４３】
また、作動液室１４と扁平部１３の内部空間１２とは連通しており、これによって載置プレート１１内にヒートパイプ構造が実現される。すなわち、ヒータ１５を加熱することにより生じる作動液１６の蒸気は、内部空間１２を作用域としてこの作用域中を移動したり蒸発潜熱の授受を行うことにより載置面１１ａの温度分布を均一に保持しつつ、載置面１１ａを急速に加熱することができる。
【００４４】
図４に示すように、加熱ユニットＨＰ１における冷却構造としての冷却管２１は、載置プレート１１の内部空間１２のほぼ全域に配設されている。冷却管２１は、熱伝導性の材料（たとえば金属や合金）で形成されており、略水平にかつ載置面１１ａのほぼ全域に対向するように配設されている。
【００４５】
冷却管２１は、供給配管２２を介して冷却媒体供給源２５と接続されている。供給配管２２の経路途中には開閉弁２６が介挿されている。また、冷却管２１は図示しないドレインとも排出配管２３を介して接続されている。したがって、冷却媒体供給源２５から供給される冷却媒体は、開閉弁２６を開放することにより供給配管２２を介して冷却管２１に供給され、冷却管２１を介して載置プレート１１の内部空間１２と熱交換を行った後、排出配管２３をから図示しないドレインへと排出される。すなわち、冷却管２１の表面が内部空間１２内の作動流体に接触しており、この作動流体を介して載置面１１ａへの冷却作用を生じさせる。換言すれば、ヒートパイプ構造の作動流体は、ヒータ１５によって加熱されることもできるし、冷却管２１によって冷却されることもできる。
【００４６】
また、図４に示すように、冷却管２１は、その表面積を増加させるため、載置プレート１１の内部空間１２を複数回折り返すように蛇行して配設されている。そのため、効率的に冷却管２１と内部空間１２との熱交換を行うことができる。
【００４７】
さらに、冷却管２１は、載置プレート１１とリング状（ドーナツ状）断熱部材２４を介して載置プレート１１の扁平部１３の壁面に支持されている。そのため、冷却管２１と載置プレート１１とは、断熱部材２４によって熱的に遮断されているため、冷却管２１から載置プレート１１へ直接の熱移動が生じない構造となっている。断熱部材２４の例としては、セラミックスや耐熱樹脂が挙げられる。
【００４８】
温度センサ２７は、載置面１１ａの温度が測定可能なように載置プレート１１に埋設されている。載置面１１ａに載置された基板Ｗの温度は、この温度センサ２７によって測定された温度に基づいて算出される。
【００４９】
図５は、加熱ユニットＨＰ１の制御機構の概略を示すブロック図である。加熱ユニットＨＰ１にはベークコントローラ３０が設けられている。ベークコントローラ３０のハードウェアとしての構成は一般的なコンピュータと同様である。すなわち、ベークコントローラ３０は、各種演算処理を行うＣＰＵ３１、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ３２、各種データ等を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭ３３および制御用アプリケーションやデータなどを記憶しておく磁気ディスク３４等を備えている。ベークコントローラ３０は、図示省略のインターフェイスを介して上述した温度センサ２７および開閉弁２６と電気的に接続されており、これらの動作を制御する。また、ベークコントローラ３０は、上述したヒータ１５に電力供給を行うためのパワーユニット３５とも接続されている。
【００５０】
図６に、パワーユニット３５とヒータ１５とで構成される回路を示す。同図に示すように、電力供給源たるパワーユニット３５には載置プレート１１に内蔵された２つのヒータ１５が並列的に接続されている。そして、ヒータ１５には可変抵抗３９が取り付けられている。可変抵抗３９は、抵抗値を変化させることのできる抵抗である。
【００５１】
図５に戻り、ベークコントローラ３０は、基板処理装置１の全体を管理するメインコントローラＭＣとも接続されている。メインコントローラＭＣのハードウェアとしての構成も一般的なコンピュータと同様である。メインパネルＭＰは、メインコントローラＭＣのディスプレイとして機能するものである。また、メインコントローラＭＣに対してはキーボードＫＢから種々のコマンドやパラメータを入力することができる。なお、メインパネルＭＰをタッチパネルにて構成し、メインパネルＭＰからメインコントローラＭＣに入力作業を行うようにしても良い。
【００５２】
ベークコントローラ３０は、メインコントローラＭＣの下位の制御部として機能するものであり、特に専ら加熱ユニットＨＰ１を制御するための制御部である。加熱ユニットＨＰ２〜ＨＰ１０にも同様の専用ベークコントローラがそれぞれ設けられており、これは全てメインコントローラＭＣの下位制御部となる。
【００５３】
＜３．熱処理ユニットの動作＞
次に、上述した構成を有する加熱ユニットＨＰ１の動作について簡単に説明する。加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ１０のそれぞれには、基板Ｗの処理内容に従った設定温度が決められている。本実施形態では、加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ５がそれぞれ相互に同一内容の熱処理を行う熱処理ユニットであるため、これらについては同一の設定温度が設定される。この設定温度についてはメインコントローラＭＣから各加熱ユニットのベークコントローラ３０に伝達される。そして、ベークコントローラ３０がパワーユニット３５を制御することによってヒータ１５に通電を開始し、作動液１６を蒸発させて載置面１１ａを加熱する。このときには、温度センサ２７の測温結果に基づいて、載置面１１ａが上記設定温度となるようにベークコントローラ３０がパワーユニット３５をＰＩＤ制御する。加熱ユニットＨＰ１では、載置プレート１１がヒートパイプ構造となっているので、速やかに加熱温度にまで載置面１１ａの温度が上昇する。
【００５４】
載置面１１ａが所定の設定温度にまで昇温したことを確認したベークコントローラ３０は、その旨の信号をメインコントローラＭＣに送信する。それにより、搬送ロボットＴＲが基板Ｗを加熱ユニットＨＰ１に搬入して載置面１１ａ上に載置する。この時点から基板Ｗに対する加熱処理が開始される。
【００５５】
所定時間の加熱処理が終了した後、搬送ロボットＴＲが基板Ｗを加熱ユニットＨＰ１から搬出する。その後、設定温度を低下する旨の指示をベークコントローラ３０がメインコントローラＭＣから受信したときには、ベークコントローラ３０はパワーユニット３５を制御してヒータ１５への通電を終了する。そして、ベークコントローラ３０は開閉弁２６を開放し、冷却管２１に冷却媒体を供給して載置面１１ａの温度を低下させる。
【００５６】
＜４．加熱ユニット間の機差解消手法＞
上述したように、本実施形態においては、加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ５がそれぞれ相互に同一内容の熱処理を行う。加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ５は、同一の規格・仕様にて製造された熱処理ユニットではあるが、そのようなユニット間に不可避的な機差（公差）が存在することも既述した通りである。本実施形態においては、基板処理に対する厳しい精度要求をも満足すべく、以下のようにして加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ５の機差を解消している。
【００５７】
＜４−１．プレート重量の調整＞
載置プレート１１の重量はプレート熱容量と線形であり、これは温度時定数である。つまり、載置プレート１１の重量が異なると、同じ熱量が付与されたとしても温度上昇の程度も異なる。従って、機差解消手法の一つは、加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ５のプレート重量を揃えることである。
【００５８】
具体的には、加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ５に備えられた載置プレート１１のうち最大重量を有する載置プレート１１以外の載置プレート１１のそれぞれの重量を当該最大重量に調整する。例えば、加熱ユニットＨＰ２の載置プレート１１の重量が最も大きい場合には、加熱ユニットＨＰ１，ＨＰ３〜ＨＰ５の載置プレート１１の重量を加熱ユニットＨＰ２の載置プレート１１の重量と等しくなるように調整する。重量調整の手法としては、図７に示すように、載置プレート１１と同じ材質（本実施形態では銅）のバランサ用ねじ２８を加熱ユニットＨＰ１，ＨＰ３〜ＨＰ５の載置プレート１１の雌ねじ２９に取り付ける。バランサ用ねじ２８としては予め種々の重量のものを複数種類用意しておく。そして、重量調整の対象となる載置プレート１１の重量と最大重量との差に応じて最適な重量のバランサ用ねじ２８を当該載置プレート１１の雌ねじ２９に取り付ける。なお、複数のバランサ用ねじ２８の組み合わせによって載置プレート１１の重量調整を行うようにしても良い。
【００５９】
このようにすれば、ねじを取り付けるだけという簡単な手法によって加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ５に備えられた載置プレート１１の重量が相互に均一になり、各載置プレート１１の熱容量が等しくなって機差が解消される。なお、重量を調整する手法としてはねじの取り付けに限定されるものではなく、載置プレート１１と同じ材質の部材を付加するものであれば良い。
【００６０】
＜４−２．プレート抵抗値の調整＞
載置プレート１１には発熱抵抗体たるヒータ１５が設けられている。ヒータ１５の抵抗値の逆数は、一定電圧をヒータ１５に印加したときの発熱量に線形である。つまり、ヒータ１５の抵抗値が大きいほど、一定電圧を印加したときの発熱量が少なくなる。従って、機差解消手法の別の一つは、加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ５のプレート抵抗値を揃えることである。
【００６１】
具体的には、加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ５に備えられた載置プレート１１のうちヒータ１５の抵抗値が最大値である載置プレート１１以外の載置プレート１１のそれぞれに設けられている可変抵抗３９の抵抗値を変化させることによって当該載置プレート１１の抵抗値を上記最大値に調整する。例えば、加熱ユニットＨＰ３の載置プレート１１の抵抗値が最大である場合には、加熱ユニットＨＰ１，ＨＰ２，ＨＰ４，ＨＰ５のそれぞれに取り付けられている可変抵抗３９の抵抗値を変化させることによって、それらの載置プレート１１の抵抗値を加熱ユニットＨＰ３のプレート抵抗値に等しくなるように調整する。
【００６２】
このようにすれば、可変抵抗３９の抵抗値を変化させるだけという簡単な手法によって加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ５に備えられた載置プレート１１のプレート抵抗値が相互に均一になり、各載置プレート１１間の機差が解消される。なお、プレート抵抗値を調整する手法としては可変抵抗３９の取り付けに限定されるものではなく、上記最大抵抗値と各載置プレート１１のプレート抵抗値との差に応じた抵抗を取り付けるようにしても良い。もっとも、可変抵抗３９を使用した方が調整が容易である。
【００６３】
＜４−３．プレートへの出力値の調整＞
上述の説明から明らかなように、熱処理の均一性に影響を与える載置プレート１１の主たるパラメータは、プレートの重量と抵抗値である。プレートの重量およびプレート抵抗値を取り込んだパラメータ”１／（重量・抵抗値）”を「プレート固有値」と称する。上述した２つの手法は、このプレート固有値を直接調整するものであり、換言すれば、製造時に生じた加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ５間の機差をハード面から直接解消するものである。
【００６４】
一方、載置プレート１１の温調はベークコントローラ３０のＰＩＤ制御によって実行されており、加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ５のそれぞれの載置プレート１１のプレート固有値を予め対応するベークコントローラ３０に入力しておき、それに基づいてヒータ１５への出力値を補正することによっても結果的に熱処理のユニット間均一性を確保することができる。言うなれば、プレート固有値をそのまま既定のパラメータとして使用し、プレート固有値に基づいて加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ５間の機差を制御面（ソフト面）から間接的に解消する手法である。
【００６５】
具体的には、まず、加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ５に備えられた載置プレート１１の平均重量”Ｗ”を算定する。作業者は、加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ５の各載置プレート１１の重量を個別にキーボードＫＢからメインコントローラＭＣに入力する。メインコントローラＭＣはそれら入力データに基づいて平均重量”Ｗ”を算定する。算定された平均重量”Ｗ”のデータはメインコントローラＭＣから加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ５のそれぞれのベークコントローラ３０に渡されて、それぞれの例えば磁気ディスク３４に格納される。また、加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ５の各載置プレート１１の個別重量についてもメインコントローラＭＣから対応するベークコントローラ３０に渡され、例えば磁気ディスク３４に格納される。なお、作業者が平均重量”Ｗ”の算定を装置外部にて行って、それをキーボードＫＢからメインコントローラＭＣに入力するようにしても良い。
【００６６】
次に、加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ５に備えられたヒータ１５の平均抵抗値”Ｒ”を算定する。上記と同様に、作業者は、加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ５の各ヒータ１５の抵抗値を個別にキーボードＫＢからメインコントローラＭＣに入力する。メインコントローラＭＣはそれら入力データに基づいて平均抵抗値”Ｒ”を算定する。算定された平均抵抗値”Ｒ”のデータはメインコントローラＭＣから加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ５のそれぞれのベークコントローラ３０に渡されて、それぞれの例えば磁気ディスク３４に格納される。また、加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ５の各ヒータ１５の個別抵抗値についてもメインコントローラＭＣから対応するベークコントローラ３０に渡され、例えば磁気ディスク３４に格納される。なお、作業者が平均抵抗値”Ｒ”の算定を装置外部にて行って、それをキーボードＫＢからメインコントローラＭＣに入力するようにしても良い。
【００６７】
加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ５のベークコントローラ３０が平均重量”Ｗ”および平均抵抗値”Ｒ”を保持した状態にて、パワーユニット３５のＰＩＤ制御を実行する。図８は、パワーユニット３５からヒータ１５への最終出力値を算定する過程を示すブロック線図である。
【００６８】
ここでは、まず、通常のＰＩＤ制御の手法に従ってベークコントローラ３０がヒータ１５への標準出力値を算定する。標準出力値とは、プレート固有値を全く考慮せずに、設定温度と温度センサ２７による測定温度との偏差のみによって算定した出力値である。すなわち、上述したように、加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ５はそれぞれが相互に同一内容の熱処理を行う熱処理ユニットであるため、これらについては同一の設定温度が設定されている。そして、加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ５のそれぞれにおいては、温度センサ２７が逐次載置面１１ａの温度を測定している。加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ５の各ベークコントローラ３０は、通常のＰＩＤ制御の手法によって該設定温度と温度センサ２７による測定温度との偏差に基づいてヒータ１５への標準出力値を算定する。
【００６９】
本実施形態においては、さらに、プレート固有値に基づいてベークコントローラ３０が標準出力値の補正を行う。このときの補正演算は以下の数１に従って行われる。なお、数１において”Ｗｉ”および”Ｒｉ”は加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ５の各載置プレート１１の個別の重量および各ヒータ１５の個別の抵抗値である。
【００７０】
【数１】
2006339555.tif 000003
【００７１】
すなわち、加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ５のそれぞれにおいてベークコントローラ３０が、平均重量”Ｗ”に対する載置プレート１１のプレート重量”Ｗｉ”の重量比および平均抵抗値”Ｒ”に対するヒータ１５の抵抗値”Ｒｉ”の抵抗比を補正係数として上記標準出力値に乗じることによって載置プレート１１への最終出力値を算定するのである。
【００７２】
このようにすれば、載置プレート１１の重量値およびヒータ１５の抵抗値を入力するだけで、熱処理の均一性に影響を与える主因子である載置プレート１１のプレート固有値を考慮した出力値補正を行うことができ、各載置プレート１１間の機差を簡単に解消することができる。
【００７３】
なお、ここでは、加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ５の載置プレート１１の平均重量”Ｗ”および平均抵抗値”Ｒ”を算出し、それを基準にして各載置プレート１１への出力値を補正することによって機差を解消するようにしていたが、ＰＩＤ定数を最適化した載置プレート１１の重量および抵抗値をそれぞれ標準重量および標準抵抗値とし、その標準重量に対する載置プレート１１のプレート重量の重量比および標準抵抗値に対するヒータ１５の抵抗値の抵抗比を補正係数として上記標準出力値に乗じることによって載置プレート１１への最終出力値を算定するようにしても良い。
【００７４】
＜５．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、加熱ユニットはヒートパイプ構造を採用した熱処理ユニットに限定されるものではなく、金属製（例えばアルミニウム製）の平板に発熱抵抗体を埋設したタイプの熱処理ユニットであっても良い。
【００７５】
また、上記３つの機差解消手法を単独で実施するようにしても良いし、複数を適宜組み合わせて実施するようにしても良い。
【００７６】
また、本発明に係る基板熱処理技術の適用対象となるのは加熱ユニットＨＰ１〜加熱ユニットＨＰ５に限定されるものではなく、相互に同一内容の熱処理を行う熱処理ユニットであれば良く、例えば加熱ユニットＨＰ６〜加熱ユニットＨＰ１０であっても良い。特に、厳しい温度精度が要求される露光後ベークユニットＰＥＢを複数設け、それらに本発明に係る技術を適用するのが好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明に係る基板熱処理装置を組み込んだ基板処理装置の平面図である。
【図２】図１の基板処理装置の第１処理部群および第２処理部群の構成を示す図である。
【図３】本発明に係る基板熱処理装置の概略構成を示す側断面図である。
【図４】図３の基板熱処理装置の載置プレートの平面図である。
【図５】図３の基板熱処理装置の制御機構の概略を示すブロック図である。
【図６】パワーユニットとヒータとで構成される回路を示す図である。
【図７】バランサ用ねじを雌ねじに取り付けて重量調整を行う様子を示す図である。
【図８】パワーユニットからヒータへの最終出力値を算定する過程を示すブロック線図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  基板処理装置
１１  載置プレート
１５  ヒータ
２７  温度センサ
２８  バランサ用ねじ
２９  雌ねじ
３０  ベークコントローラ
３５  パワーユニット
３９  可変抵抗
ＨＰ１〜ＨＰ１０  加熱ユニット
ＭＣ  メインコントローラ
Ｗ  基板
【図１】
2006339555.tif 000004
【図２】
2006339555.tif 000005
【図３】
2006339555.tif 000006
【図４】
2006339555.tif 000007
【図５】
2006339555.tif 000008
【図６】
2006339555.tif 000009
【図７】
2006339555.tif 000010
【図８】
2006339555.tif 000011