(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に熱を付与するように構成された熱板と、
前記熱板を加熱するように構成された第１のヒータと、
前記第１のヒータに電圧を印加するように構成された電源と、
前記電源から前記第１のヒータに印加される電圧を、前記電源の電源電圧と、前記電源電圧が昇圧された昇圧電圧との間で変更可能に構成された変圧器と、
前記熱板の温度を測定するように構成された第１の温度センサと、
制御部とを備え、
前記制御部は、
次に処理される基板の設定温度が前記第１の温度センサによって測定される前記熱板の測定温度よりも高い場合に、前記変圧器を制御して、前記電源から前記第１のヒータに印加される電圧を前記昇圧電圧に変更する第１の処理と、
前記第１の処理の後、前記第１の温度センサによって測定される前記熱板の測定温度が所定の目標温度に到達した場合に、前記変圧器を制御して、前記電源から前記第１のヒータに印加される電圧を前記電源電圧に変更する第２の処理とを実行する、熱処理装置。
【請求項２】
前記熱板を出し入れ可能に構成された収容筐体と、
前記収容筐体を加熱するように構成された第２のヒータと、
前記収容筐体の温度を測定するように構成された第２の温度センサとを更に備え、
前記電源は、前記第２のヒータにも電圧を印加するように構成されており、
前記変圧器は、
前記電源から前記第１のヒータに印加される電圧を、前記電源電圧と、前記電源電圧が昇圧された第１の昇圧電圧との間で変更可能に構成された第１の変圧モジュールと、
前記電源から前記第２のヒータに印加される電圧を、前記電源電圧と、前記電源電圧が昇圧された第２の昇圧電圧との間で変更可能に構成された第２の変圧モジュールとを有し、
前記制御部は、
次に処理される基板の設定温度が前記第１の温度センサによって測定される前記熱板の測定温度よりも高い場合に、前記第１の変圧モジュールを制御して、前記電源から前記第１のヒータに印加される電圧を前記第１の昇圧電圧に変更する第１の処理と、
前記第１の処理の後、前記第１の温度センサによって測定される前記熱板の測定温度が前記第１の目標温度に到達した場合に、前記第１の変圧モジュールを制御して、前記電源から前記第１のヒータに印加される電圧を前記電源電圧に変更する第２の処理と、
前記収容筐体の設定温度が前記第２の温度センサによって測定される前記収容筐体の測定温度よりも高い場合に、前記第２の変圧モジュールを制御して、前記電源から前記第２のヒータに印加される電圧を前記第２の昇圧電圧に変更する第３の処理と、
前記第３の処理の後、前記第２の温度センサによって測定される前記収容筐体の測定温度が所定の第２の目標温度に到達した場合に、前記第２の変圧モジュールを制御して、前記電源から前記第２のヒータに印加される電圧を前記電源電圧に変更する第４の処理とを実行する、請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項３】
前記熱板を出し入れ可能に構成された収容筐体と、
前記収容筐体を加熱するように構成された第２のヒータと、
前記収容筐体の温度を測定するように構成された第２の温度センサとを更に備え、
前記電源は、前記第２のヒータにも電圧を印加するように構成されており、
前記制御部は、
前記第１の処理において、前記収容筐体の設定温度が前記第２の温度センサによって測定される前記収容筐体の測定温度よりも高い場合に、前記変圧器を制御して、前記電源から前記第１及び第２のヒータにそれぞれ印加される電圧を前記昇圧電圧に変更し、
前記第２の処理において、前記第２の温度センサによって測定される前記収容筐体の測定温度が所定の目標温度に到達した場合に、前記変圧器を制御して、前記電源から前記第１及び第２のヒータに印加される電圧を前記電源電圧に変更する、請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項４】
前記第１のヒータをＰＩＤ制御動作によってフィードバック制御するように構成された出力回路部を更に備え、
前記制御部は、前記第１の処理において、
前記第１の温度センサによって測定される前記熱板の測定温度が前記目標温度よりも低い制御温度に到達するまで、第１の制御パラメータに基づいて前記出力回路部を動作させることと、
前記第１の温度センサによって測定される前記熱板の測定温度が前記制御温度に到達した後に、前記第１の制御パラメータとは異なる第２の制御パラメータに基づいて前記出力回路部を動作させることとを実行する、請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項５】
前記変圧器は、前記電源から前記第１のヒータに印加される電圧を、前記電源電圧と、前記電源電圧が昇圧された第１の昇圧電圧と、前記電源電圧が昇圧され且つ前記第１の昇圧電圧よりも低い第２の昇圧電圧との間で変更可能に構成され、
前記制御部は、前記第１の処理において、
前記第１の温度センサによって測定される前記熱板の測定温度が前記目標温度よりも低い制御温度に到達するまで、前記変圧器を制御して、前記電源から前記第１のヒータに印加される電圧を前記第１の昇圧電圧に変更することと、
前記第１の温度センサによって測定される前記熱板の測定温度が前記制御温度に到達した後に、前記変圧器を制御して、前記電源から前記第１のヒータに印加される電圧を前記第２の昇圧電圧に変更することとを実行する、請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項６】
前記変圧器は、前記電源から前記第１のヒータに印加される電圧を、前記電源電圧と、前記電源電圧が昇圧された第１の昇圧電圧と、前記電源電圧が昇圧され且つ前記第１の昇圧電圧よりも低い第２の昇圧電圧との間で変更可能に構成され、
前記制御部は、
前記第１の処理において、次に処理される基板の設定温度が前記第１の温度センサによって測定される前記熱板の測定温度よりも高い場合に、前記変圧器を制御して、前記電源から前記第１のヒータに印加される電圧を前記第１の昇圧電圧に変更し、
前記第２の処理において、前記第１の温度センサによって測定される前記熱板の測定温度が所定の目標温度に到達した場合に、前記変圧器を制御して、前記電源から前記第１のヒータに印加される電圧を前記第２の昇圧電圧に変更する、請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項７】
基板に熱を付与するように構成された熱板の温度を調節する方法であって、
次に処理される基板の設定温度が温度センサによって測定される前記熱板の測定温度よりも高い場合に、前記熱板を加熱するヒータに電源から印加される電圧を前記電源の電源電圧が昇圧された昇圧電圧へと変圧器によって変更する第１の工程と、
前記第１の工程の後、前記温度センサによって測定される前記熱板の測定温度が所定の目標温度に到達した場合に、前記ヒータに前記電源から印加される電圧を前記電源電圧へと前記変圧器によって変更する第２の工程とを含む、温度調節方法。
【請求項８】
収容筐体内において基板に熱を付与するように構成された熱板の温度を調節する方法であって、
次に処理される基板の設定温度が第１の温度センサによって測定される前記熱板の測定温度よりも高い場合に、前記熱板を加熱する第１のヒータに電源から印加される電圧を前記電源の電源電圧が昇圧された第１の昇圧電圧へと第１の変圧モジュールによって変更する第１の工程と、
前記第１の工程の後、前記第１の温度センサによって測定される前記熱板の測定温度が所定の第１の目標温度に到達した場合に、前記第１のヒータに前記電源から印加される電圧を前記電源電圧へと前記第１の変圧モジュールによって変更する第２の工程と、
前記収容筐体の設定温度が第２の温度センサによって測定される前記収容筐体の測定温度よりも高い場合に、前記収容筐体を加熱する第２のヒータに前記電源から印加される電圧を前記電源の電源電圧が昇圧された第２の昇圧電圧へと第２の変圧モジュールによって変更する第３の工程と、
前記第３の工程の後、前記第２の温度センサによって測定される前記収容筐体の測定温度が所定の第２の目標温度に到達した場合に、前記第２のヒータに前記電源から印加される電圧を前記電源電圧へと前記第２の変圧モジュールによって変更する第４の工程とを含む、温度調節方法。
【請求項９】
収容筐体内において基板に熱を付与するように構成された熱板の温度を調節する方法であって、
前記収容筐体の設定温度が温度センサによって測定される前記収容筐体の測定温度よりも高い場合に、前記熱板を加熱する第１のヒータに電源から印加される電圧及び前記収容筐体を加熱する第２のヒータに前記電源から印加される電圧を前記電源の電源電圧が昇圧された昇圧電圧へと変圧器によって変更する第１の工程と、
前記第１の工程の後、前記温度センサによって測定される前記収容筐体の測定温度が所定の目標温度に到達した場合に、前記第１及び第２のヒータに前記電源から印加される電圧を前記電源電圧へと前記変圧器によって変更する第２の工程とを含む、温度調節方法。
【請求項１０】
前記第１の工程において、
前記温度センサによって測定される前記熱板の測定温度が前記目標温度よりも低い制御温度に到達するまで、前記ヒータをＰＩＤ制御動作によってフィードバック制御するように構成された出力回路部を第１の制御パラメータに基づいて動作させることと、
前記温度センサによって測定される前記熱板の測定温度が前記制御温度に到達した後に、前記第１の制御パラメータとは異なる第２の制御パラメータに基づいて前記出力回路部を動作させることとを行う、請求項７に記載の温度調節方法。
【請求項１１】
前記第１の工程において、
前記温度センサによって測定される前記熱板の測定温度が前記目標温度よりも低い制御温度に到達するまで、前記電源から前記ヒータに印加される電圧を前記電源電圧が昇圧された第１の昇圧電圧に前記変圧器によって変更することと、
前記温度センサによって測定される前記熱板の測定温度が前記制御温度に到達した後に、前記電源から前記ヒータに印加される電圧を前記電源電圧が昇圧され且つ前記第１の昇圧電圧よりも低い第２の昇圧電圧に前記変圧器によって変更することとを行う、請求項７に記載の温度調節方法。
【請求項１２】
前記第１の工程において、次に処理される基板の設定温度が前記温度センサによって測定される前記熱板の測定温度よりも高い場合に、前記ヒータに前記電源から印加される電圧を、前記電源電圧が昇圧された第１の昇圧電圧へと変圧器によって変更し、
前記第２の工程において、前記温度センサによって測定される前記熱板の測定温度が所定の目標温度に到達した場合に、前記ヒータに前記電源から印加される電圧を、前記電源電圧が昇圧され且つ前記第１の昇圧電圧よりも低い第２の昇圧電圧へと前記変圧器によって変更する、請求項７に記載の温度調節方法。
【請求項１３】
請求項７〜１２のいずれか一項に記載の温度調節方法を熱処理装置に実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、熱処理装置、温度調節方法及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、フォトリソグラフィ技術を用いて凹凸パターン（例えば、レジストパターン）を基板（例えば、半導体ウエハ、ガラスウエハその他の各種ウエハ）の表面に形成するための微細加工プロセスが、広く一般に行われている。特許文献１は、微細加工プロセスにおいて用いられる装置の一つである加熱処理装置を開示している。
【０００３】
当該加熱処理装置は、表面上に載置された基板を加熱する熱板を備える。当該熱処理装置は、例えばフォトリソグラフィ技術を用いて基板を微細加工する際に、基板の表面に塗布されたレジスト液の溶剤を蒸発させるための加熱処理（プリベーキング）や、露光処理後に、基板上面の塗布膜の化学反応を促進させるための加熱処理（ポストエクスポージャーベーキング）や、現像処理後の加熱処理（ポストベーキング）などを実施する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−０９３８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
加熱処理装置の起動時には、熱板の温度を常温から設定温度（数１００℃程度）まで昇温させるのに時間を要していた。また、加熱処理装置においては、ロットごとに設定温度が異なる基板を処理する必要がある。そのため、次に処理される基板の設定温度（ｔ１）が処理中の基板の設定温度（ｔ２）よりも高い場合には、やはり、熱板の温度を設定温度ｔ２から設定温度ｔ１まで昇温させるのに時間を要していた。
【０００６】
加えて、近年、凹凸パターンの更なる微細化に伴い、基板を加熱する際の熱板の温度変動が凹凸パターンのばらつきに影響を与えやすくなっている。ところが、熱板の温度が設定温度に到達した直後は、熱板の雰囲気温度が熱板の温度に馴染んでいない。そのため、熱板の温度が設定温度に到達したとしても、熱板の雰囲気温度が安定化するまで待ち時間が生じていた。
【０００７】
そこで、本開示は、熱板の昇温時間の短縮化と熱板の雰囲気温度の早期安定化とを図ることにより基板の処理効率を高めることが可能な熱処理装置、温度調節方法及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を説明する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一つの観点に係る熱処理装置は、基板に熱を付与するように構成された熱板と、熱板を加熱するように構成された第１のヒータと、第１のヒータに電圧を印加するように構成された電源と、電源から第１のヒータに印加される電圧を、電源の電源電圧と、電源電圧が昇圧された昇圧電圧との間で変更可能に構成された変圧器と、熱板の温度を測定するように構成された第１の温度センサと、制御部とを備え、制御部は、次に処理される基板の設定温度が第１の温度センサによって測定される熱板の測定温度よりも高い場合に、変圧器を制御して、電源から第１のヒータに印加される電圧を昇圧電圧に変更する第１の処理と、第１の処理の後、第１の温度センサによって測定される熱板の測定温度が所定の目標温度に到達した場合に、変圧器を制御して、電源から第１のヒータに印加される電圧を電源電圧に変更する第２の処理とを実行する。
【０００９】
本開示の一つの観点に係る熱処理装置では、制御部が、次に処理される基板の設定温度が第１の温度センサによって測定される熱板の測定温度よりも高い場合に、変圧器を制御して、電源から第１のヒータに印加される電圧を昇圧電圧に変更する第１の処理を実行する。そのため、第１のヒータに昇圧電圧が印加されることにより、第１のヒータに印加される電力が増加する。従って、第１のヒータから熱板に付与される熱量が増加するので、熱板が目標温度に到達する時間が短縮される。また、第１のヒータからその周囲に付与される熱量が増加するので、熱板の雰囲気の温度が早期に上昇する。その結果、熱板の昇温時間の短縮化と熱板の雰囲気温度の早期安定化とが図られるので、基板の処理効率を高めることが可能となる。
【００１０】
ところで、第１のヒータに昇圧電圧のみを印加する場合、熱板が目標温度に到達した後に熱板の温度を一定に保持するにあたり、第１のヒータに印加される電力を制限する必要がある。そのため、昇圧電圧が高くなるほど変圧器から第１のヒータに対する出力が小さくなり、変圧器を制御することが困難となる。しかしながら、本開示の一つの観点に係る熱処理装置では、制御部が、第１の処理の後、第１の温度センサによって測定される熱板の測定温度が所定の目標温度に到達した場合に、変圧器を制御して、電源から第１のヒータに印加される電圧を電源電圧に変更する第２の処理を実行する。そのため、目標温度に到達した後の熱板の温度を一定に保持するにあたり、変圧器の出力低下が抑制される。従って、変圧器を安定して動作させることが可能となる。
【００１１】
本開示の一つの観点に係る熱処理装置は、熱板を出し入れ可能に構成された収容筐体と、収容筐体を加熱するように構成された第２のヒータと、収容筐体の温度を測定するように構成された第２の温度センサとを更に備え、電源は、第２のヒータにも電圧を印加するように構成されており、変圧器は、電源から第１のヒータに印加される電圧を、電源電圧と、電源電圧が昇圧された第１の昇圧電圧との間で変更可能に構成された第１の変圧モジュールと、電源から第２のヒータに印加される電圧を、電源電圧と、電源電圧が昇圧された第２の昇圧電圧との間で変更可能に構成された第２の変圧モジュールとを有し、制御部は、次に処理される基板の設定温度が第１の温度センサによって測定される熱板の測定温度よりも高い場合に、第１の変圧モジュールを制御して、電源から第１のヒータに印加される電圧を第１の昇圧電圧に変更する第１の処理と、第１の処理の後、第１の温度センサによって測定される熱板の測定温度が第１の目標温度に到達した場合に、第１の変圧モジュールを制御して、電源から第１のヒータに印加される電圧を電源電圧に変更する第２の処理と、収容筐体の設定温度が第２の温度センサによって測定される収容筐体の測定温度よりも高い場合に、第２の変圧モジュールを制御して、電源から第２のヒータに印加される電圧を第２の昇圧電圧に変更する第３の処理と、第３の処理の後、第２の温度センサによって測定される収容筐体の測定温度が所定の第２の目標温度に到達した場合に、第２の変圧モジュールを制御して、電源から第２のヒータに印加される電圧を電源電圧に変更する第４の処理とを実行してもよい。この場合、第１のヒータから熱板に付与される熱量と、第２のヒータから収容筐体に付与される熱量とが共に増加するので、熱板及び収容筐体がそれぞれ第１及び第２の目標温度に到達する時間がより短縮される。また、第１及び第２のヒータからその周囲に付与される熱量が増加すると共に、収容筐体が熱板を収容して熱の外部への放散を抑制しているので、熱板の雰囲気の温度がより早期に上昇する。その結果、基板の処理効率をより高めることが可能となる。加えて、変圧器（第１及び第２の変圧モジュール）を安定して動作させることが可能となる。
【００１２】
本開示の一つの観点に係る熱処理装置は、熱板を出し入れ可能に構成された収容筐体と、収容筐体を加熱するように構成された第２のヒータと、収容筐体の温度を測定するように構成された第２の温度センサとを更に備え、電源は、第２のヒータにも電圧を印加するように構成されており、制御部は、第１の処理において、収容筐体の設定温度が第２の温度センサによって測定される収容筐体の測定温度よりも高い場合に、変圧器を制御して、電源から第１及び第２のヒータにそれぞれ印加される電圧を昇圧電圧に変更し、第２の処理において、第２の温度センサによって測定される収容筐体の測定温度が所定の目標温度に到達した場合に、変圧器を制御して、電源から第１及び第２のヒータに印加される電圧を電源電圧に変更してもよい。この場合、第１のヒータから熱板に付与される熱量と、第２のヒータから収容筐体に付与される熱量とが共に増加するので、熱板及び収容筐体が目標温度に到達する時間がより短縮される。また、第１及び第２のヒータからその周囲に付与される熱量が増加すると共に、収容筐体が熱板を収容して熱の外部への放散を抑制しているので、熱板の雰囲気の温度がより早期に上昇する。その結果、基板の処理効率をより高めることが可能となる。加えて、変圧器を安定して動作させることが可能となる。
【００１３】
本開示の一つの観点に係る熱処理装置は、第１のヒータをＰＩＤ制御動作によってフィードバック制御するように構成された出力回路部を更に備え、制御部は、第１の処理において、第１の温度センサによって測定される熱板の測定温度が目標温度よりも低い制御温度に到達するまで、第１の制御パラメータに基づいて出力回路部を動作させることと、第１の温度センサによって測定される熱板の測定温度が制御温度に到達した後に、第１の制御パラメータとは異なる第２の制御パラメータに基づいて出力回路部を動作させることとを実行してもよい。この場合、熱板の測定温度が制御温度に到達した後の昇温速度を、熱板の測定温度が制御温度に到達するまでの昇温速度よりも小さくできる。そのため、熱板の温度がオーバーシュートし難くなる。
【００１４】
変圧器は、電源から第１のヒータに印加される電圧を、電源電圧と、電源電圧が昇圧された第１の昇圧電圧と、電源電圧が昇圧され且つ第１の昇圧電圧よりも低い第２の昇圧電圧との間で変更可能に構成され、制御部は、第１の処理において、第１の温度センサによって測定される熱板の測定温度が目標温度よりも低い制御温度に到達するまで、変圧器を制御して、電源から第１のヒータに印加される電圧を第１の昇圧電圧に変更することと、第１の温度センサによって測定される熱板の測定温度が制御温度に到達した後に、変圧器を制御して、電源から第１のヒータに印加される電圧を第２の昇圧電圧に変更することとを実行してもよい。この場合、熱板の測定温度が制御温度に到達した後の昇温速度を、熱板の測定温度が制御温度に到達するまでの昇温速度よりも小さくできる。そのため、熱板の温度がオーバーシュートし難くなる。
【００１５】
変圧器は、電源から第１のヒータに印加される電圧を、電源電圧と、電源電圧が昇圧された第１の昇圧電圧と、電源電圧が昇圧され且つ第１の昇圧電圧よりも低い第２の昇圧電圧との間で変更可能に構成され、制御部は、第１の処理において、次に処理される基板の設定温度が第１の温度センサによって測定される熱板の測定温度よりも高い場合に、変圧器を制御して、電源から第１のヒータに印加される電圧を第１の昇圧電圧に変更し、第２の処理において、第１の温度センサによって測定される熱板の測定温度が所定の目標温度に到達した場合に、変圧器を制御して、電源から第１のヒータに印加される電圧を第２の昇圧電圧に変更してもよい。この場合も、目標温度に到達した後の熱板の温度を一定に保持するにあたり、変圧器の出力低下が抑制される。従って、変圧器を安定して動作させることが可能となる。
【００１６】
本開示の他の観点に係る温度調節方法は、基板に熱を付与するように構成された熱板の温度を調節する方法であって、次に処理される基板の設定温度が温度センサによって測定される熱板の測定温度よりも高い場合に、熱板を加熱するヒータに電源から印加される電圧を電源の電源電圧が昇圧された昇圧電圧へと変圧器によって変更する第１の工程と、第１の工程の後、温度センサによって測定される熱板の測定温度が所定の目標温度に到達した場合に、ヒータに電源から印加される電圧を電源電圧へと変圧器によって変更する第２の工程とを含む。
【００１７】
本開示の他の観点に係る温度調節方法では、第１の工程において、次に処理される基板の設定温度が温度センサによって測定される熱板の測定温度よりも高い場合に、熱板を加熱するヒータに電源から印加される電圧を電源の電源電圧が昇圧された昇圧電圧へと変圧器によって変更している。そのため、ヒータに昇圧電圧が印加されることにより、ヒータに印加される電力が増加する。従って、ヒータから熱板に付与される熱量が増加するので、熱板が目標温度に到達する時間が短縮される。また、ヒータからその周囲に付与される熱量が増加するので、熱板の雰囲気の温度が早期に上昇する。その結果、熱板の昇温時間の短縮化と熱板の雰囲気温度の早期安定化とが図られるので、基板の処理効率を高めることが可能となる。
【００１８】
ところで、ヒータに昇圧電圧のみを印加する場合、熱板が目標温度に到達した後に熱板の温度を一定に保持するにあたり、ヒータに印加される電力を制限する必要がある。そのため、昇圧電圧が高くなるほど変圧器からヒータに対する出力が小さくなり、変圧器を制御することが困難となる。しかしながら、本開示の他の観点に係る温度調節方法では、第１の工程の後、第２の工程において、ヒータに電源から印加される電圧を電源電圧へと変圧器によって変更している。そのため、目標温度に到達した後の熱板の温度を一定に保持するにあたり、変圧器の出力低下が抑制される。従って、変圧器を安定して動作させることが可能となる。
【００１９】
本開示の他の観点に係る温度調節方法は、収容筐体内において基板に熱を付与するように構成された熱板の温度を調節する方法であって、次に処理される基板の設定温度が第１の温度センサによって測定される熱板の測定温度よりも高い場合に、熱板を加熱する第１のヒータに電源から印加される電圧を電源の電源電圧が昇圧された第１の昇圧電圧へと第１の変圧モジュールによって変更する第１の工程と、第１の工程の後、第１の温度センサによって測定される熱板の測定温度が所定の第１の目標温度に到達した場合に、第１のヒータに電源から印加される電圧を電源電圧へと第１の変圧モジュールによって変更する第２の工程と、収容筐体の設定温度が第２の温度センサによって測定される収容筐体の測定温度よりも高い場合に、収容筐体を加熱する第２のヒータに電源から印加される電圧を電源の電源電圧が昇圧された第２の昇圧電圧へと第２の変圧モジュールによって変更する第３の工程と、第３の工程の後、第２の温度センサによって測定される収容筐体の測定温度が所定の第２の目標温度に到達した場合に、第２のヒータに電源から印加される電圧を電源電圧へと第２の変圧モジュールによって変更する第４の工程とを含む。
【００２０】
本開示の他の観点に係る温度調節方法では、第１の工程において、次に処理される基板の設定温度が第１の温度センサによって測定される熱板の測定温度よりも高い場合に、熱板を加熱する第１のヒータに電源から印加される電圧を電源の電源電圧が昇圧された第１の昇圧電圧へと第１の変圧モジュールによって変更している。そのため、第１のヒータに昇圧電圧が印加されることにより、第１のヒータに印加される電力が増加する。第３の工程においても同様に、第２のヒータに印加される電力が増加する。第１のヒータから熱板に付与される熱量と、第２のヒータから収容筐体に付与される熱量とが共に増加するので、熱板及び収容筐体がそれぞれ第１及び第２の目標温度に到達する時間がより短縮される。また、第１及び第２のヒータからその周囲に付与される熱量が増加すると共に、収容筐体が熱板を収容して熱の外部への放散を抑制しているので、熱板の雰囲気の温度がより早期に上昇する。その結果、熱板の昇温時間の短縮化と熱板の雰囲気温度の早期安定化とが図られるので、基板の処理効率をより高めることが可能となる。
【００２１】
ところで、第１及び第２のヒータにそれぞれ第１及び第２の昇圧電圧のみを印加する場合、熱板及び収容筐体がそれぞれ第１及び第２の目標温度に到達した後にこれらの温度を一定に保持するにあたり、第１及び第２のヒータに印加される電力を制限する必要がある。そのため、第１及び第２の昇圧電圧が高くなるほど第１及び第２の変圧モジュールから第１及び第２のヒータに対する出力が小さくなり、各変圧モジュールを制御することが困難となる。しかしながら、本開示の他の観点に係る温度調節方法では、第１の工程の後、第２の工程において、第１のヒータに電源から印加される電圧を電源電圧へと第１の変圧モジュールによって変更している。また、第３の工程の後、第４の工程において、第２のヒータに電源から印加される電圧を電源電圧へと第２の変圧モジュールによって変更している。そのため、第１及び第２の目標温度にそれぞれ到達した後の熱板及び収容筐体の温度を一定に保持するにあたり、各変圧モジュールの出力低下が抑制される。従って、各変圧モジュールを安定して動作させることが可能となる。
【００２２】
本開示の他の観点に係る温度調節方法は、収容筐体内において基板に熱を付与するように構成された熱板の温度を調節する方法であって、収容筐体の設定温度が温度センサによって測定される収容筐体の測定温度よりも高い場合に、熱板を加熱する第１のヒータに電源から印加される電圧及び収容筐体を加熱する第２のヒータに電源から印加される電圧を電源の電源電圧が昇圧された昇圧電圧へと変圧器によって変更する第１の工程と、第１の工程の後、温度センサによって測定される収容筐体の測定温度が所定の目標温度に到達した場合に、第１及び第２のヒータに電源から印加される電圧を電源電圧へと変圧器によって変更する第２の工程とを含む。
【００２３】
本開示の他の観点に係る温度調節方法では、第１の工程において、収容筐体の設定温度が温度センサによって測定される収容筐体の測定温度よりも高い場合に、熱板を加熱する第１のヒータに電源から印加される電圧及び収容筐体を加熱する第２のヒータに電源から印加される電圧を電源の電源電圧が昇圧された昇圧電圧へと変圧器によって変更している。そのため、第１及び第２のヒータに昇圧電圧が印加されることにより、第１及び第２のヒータに印加される電力が増加する。第１のヒータから熱板に付与される熱量と、第２のヒータから収容筐体に付与される熱量とが共に増加するので、熱板及び収容筐体が目標温度に到達する時間がより短縮される。また、第１及び第２のヒータからその周囲に付与される熱量が増加すると共に、収容筐体が熱板を収容して熱の外部への放散を抑制しているので、熱板の雰囲気の温度がより早期に上昇する。その結果、熱板の昇温時間の短縮化と熱板の雰囲気温度の早期安定化とが図られるので、基板の処理効率をより高めることが可能となる。
【００２４】
ところで、第１及び第２のヒータに昇圧電圧のみを印加する場合、熱板及び収容筐体が目標温度に到達した後にこれらの温度を一定に保持するにあたり、第１及び第２のヒータに印加される電力を制限する必要がある。そのため、昇圧電圧が高くなるほど変圧器から第１及び第２のヒータに対する出力が小さくなり、変圧器を制御することが困難となる。しかしながら、本開示の他の観点に係る温度調節方法では、第１の工程の後、第２の工程において、温度センサによって測定される収容筐体の測定温度が所定の目標温度に到達した場合に、第１及び第２のヒータに電源から印加される電圧を電源電圧へと変圧器によって変更している。そのため、目標温度に到達した後の熱板及び収容筐体の温度を一定に保持するにあたり、変圧器の出力低下が抑制される。従って、変圧器を安定して動作させることが可能となる。
【００２５】
第１の工程において、温度センサによって測定される熱板の測定温度が目標温度よりも低い制御温度に到達するまで、ヒータをＰＩＤ制御動作によってフィードバック制御するように構成された出力回路部を第１の制御パラメータに基づいて動作させることと、温度センサによって測定される熱板の測定温度が制御温度に到達した後に、第１の制御パラメータとは異なる第２の制御パラメータに基づいて出力回路部を動作させることとを行ってもよい。この場合、熱板の測定温度が制御温度に到達した後の昇温速度を、熱板の測定温度が制御温度に到達するまでの昇温速度よりも小さくできる。そのため、熱板の温度がオーバーシュートし難くなる。
【００２６】
第１の工程において、温度センサによって測定される熱板の測定温度が目標温度よりも低い制御温度に到達するまで、電源からヒータに印加される電圧を電源電圧が昇圧された第１の昇圧電圧に変圧器によって変更することと、温度センサによって測定される熱板の測定温度が制御温度に到達した後に、電源からヒータに印加される電圧を電源電圧が昇圧され且つ第１の昇圧電圧よりも低い第２の昇圧電圧に変圧器によって変更することとを行ってもよい。この場合、熱板の測定温度が制御温度に到達した後の昇温速度を、熱板の測定温度が制御温度に到達するまでの昇温速度よりも小さくできる。そのため、熱板の温度がオーバーシュートし難くなる。
【００２７】
第１の工程において、次に処理される基板の設定温度が温度センサによって測定される熱板の測定温度よりも高い場合に、ヒータに電源から印加される電圧を、電源電圧が昇圧された第１の昇圧電圧へと変圧器によって変更し、第２の工程において、温度センサによって測定される熱板の測定温度が所定の目標温度に到達した場合に、ヒータに電源から印加される電圧を、電源電圧が昇圧され且つ第１の昇圧電圧よりも低い第２の昇圧電圧へと変圧器によって変更してもよい。この場合も、目標温度に到達した後の熱板の温度を一定に保持するにあたり、変圧器の出力低下が抑制される。従って、変圧器を安定して動作させることが可能となる。
【００２８】
本開示の他の観点に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、上記の温度調節方法を熱処理装置に実行させるためのプログラムを記録している。本開示の他の観点に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体では、上記の温度調節方法と同様に、熱板の昇温時間の短縮化と熱板の雰囲気温度の早期安定化とを図ることにより基板の処理効率を高めることが可能となる。本明細書において、コンピュータ読み取り可能な記録媒体には、一時的でない有形の媒体（non-transitory computer recording medium）（例えば、各種の主記憶装置又は補助記憶装置）や、伝播信号（transitory computer recording medium）（例えば、ネットワークを介して提供可能なデータ信号）が含まれる。
【発明の効果】
【００２９】
本開示に係る熱処理装置、温度調節方法及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体によれば、熱板の昇温時間の短縮化と熱板の雰囲気温度の早期安定化とを図ることにより基板の処理効率を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、基板処理システムを示す斜視図である。
【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図４は、熱処理ユニットを側方から見た断面図である。
【図５】図５は、熱処理ユニットを上方から見た断面図である。
【図６】図６は、熱処理ユニット及びコントローラを示すブロック図である。
【図７】図７は、コントローラのハードウェア構成を示す概略図である。
【図８】図８は、熱板の温度を調節する方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に説明される本開示に係る実施形態は本発明を説明するための例示であるので、本発明は以下の内容に限定されるべきではない。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００３２】
［基板処理システム］
図１に示されるように、基板処理システム１（基板処理装置）は、塗布現像装置２（基板処理装置）と、露光装置３と、コントローラ１０（制御部；熱処理装置）とを備える。露光装置３は、ウエハＷ（基板）の表面に形成されたレジスト膜Ｒ（図４参照）の露光処理（パターン露光）を行う。具体的には、液浸露光等の方法によりレジスト膜（感光性被膜）の露光対象部分に選択的にエネルギー線を照射する。エネルギー線としては、例えばＡｒＦエキシマレーザー、ＫｒＦエキシマレーザー、ｇ線、ｉ線、又は極端紫外線（ＥＵＶ：Extreme Ultraviolet）が挙げられる。
【００３３】
塗布現像装置２は、露光装置３による露光処理の前に、ウエハＷの表面にレジスト膜Ｒを形成する処理を行い、露光処理後にレジスト膜Ｒの現像処理を行う。ウエハＷは、円板状を呈してもよいし、円形の一部が切り欠かれていてもよいし、多角形など円形以外の形状を呈していてもよい。ウエハＷは、例えば、半導体基板、ガラス基板、マスク基板、ＦＰＤ（Flat Panel Display）基板その他の各種基板であってもよい。ウエハＷの直径は、例えば２００ｍｍ〜４５０ｍｍ程度であってもよい。
【００３４】
図１〜図３に示されるように、塗布現像装置２は、キャリアブロック４と、処理ブロック５と、インターフェースブロック６とを備える。キャリアブロック４、処理ブロック５及びインターフェースブロック６は、水平方向に並んでいる。
【００３５】
キャリアブロック４は、図１及び図３に示されるように、キャリアステーション１２と、搬入搬出部１３とを有する。キャリアステーション１２は複数のキャリア１１を支持する。キャリア１１は、少なくとも一つのウエハＷを密封状態で収容する。キャリア１１の側面１１ａには、ウエハＷを出し入れするための開閉扉（図示せず）が設けられている。キャリア１１は、側面１１ａが搬入搬出部１３側に面するように、キャリアステーション１２上に着脱自在に設置される。
【００３６】
搬入搬出部１３は、キャリアステーション１２及び処理ブロック５の間に位置している。搬入搬出部１３は、複数の開閉扉１３ａを有する。キャリアステーション１２上にキャリア１１が載置される際には、キャリア１１の開閉扉が開閉扉１３ａに面した状態とされる。開閉扉１３ａ及び側面１１ａの開閉扉を同時に開放することで、キャリア１１内と搬入搬出部１３内とが連通する。搬入搬出部１３は、受け渡しアームＡ１を内蔵している。受け渡しアームＡ１は、キャリア１１からウエハＷを取り出して処理ブロック５に渡し、処理ブロック５からウエハＷを受け取ってキャリア１１内に戻す。
【００３７】
処理ブロック５は、図１及び図２に示されるように、ＢＣＴモジュール１４と、ＨＭＣＴモジュール１５と、ＣＯＴモジュール１６と、ＤＥＶモジュール１７とを有する。ＢＣＴモジュール１４は下層膜形成モジュールである。ＨＭＣＴモジュール１５は中間膜（ハードマスク）形成モジュールである。ＣＯＴモジュール１６はレジスト膜形成モジュールである。ＤＥＶモジュール１７は現像処理モジュールである。これらのモジュールは、床面側からＤＥＶモジュール１７、ＢＣＴモジュール１４、ＨＭＣＴモジュール１５、ＣＯＴモジュール１６の順に並んでいる。
【００３８】
ＢＣＴモジュール１４は、ウエハＷの表面上に下層膜を形成するように構成されている。ＢＣＴモジュール１４は、複数の塗布ユニット（図示せず）と、複数の熱処理ユニット（図示せず）と、これらのユニットにウエハＷを搬送する搬送アームＡ２（図２参照）とを内蔵している。塗布ユニットは、下層膜形成用の塗布液をウエハＷの表面に塗布して塗布膜を形成するように構成されている。熱処理ユニットは、例えば熱板によりウエハＷを加熱し、加熱後のウエハＷを例えば冷却板により冷却して熱処理を行うように構成されている。ＢＣＴモジュール１４において行われる熱処理の具体例としては、塗布膜を硬化させて下層膜とするための加熱処理が挙げられる。下層膜としては、例えば、反射防止（ＳｉＡＲＣ）膜が挙げられる。
【００３９】
ＨＭＣＴモジュール１５は、下層膜上に中間膜を形成するように構成されている。ＨＭＣＴモジュール１５は、複数の塗布ユニット（図示せず）と、複数の熱処理ユニット（図示せず）と、これらのユニットにウエハＷを搬送する搬送アームＡ３（図２参照）とを内蔵している。塗布ユニットは、中間膜形成用の塗布液をウエハＷの表面に塗布して塗布膜を形成するように構成されている。熱処理ユニットは、例えば熱板によりウエハＷを加熱し、加熱後のウエハＷを例えば冷却板により冷却して熱処理を行うように構成されている。ＨＭＣＴモジュール１５において行われる熱処理の具体例としては、塗布膜を硬化させて中間膜とするための加熱処理が挙げられる。中間膜としては、例えば、ＳＯＣ（Spin On Carbon）膜、アモルファスカーボン膜が挙げられる。
【００４０】
ＣＯＴモジュール１６は、中間膜上に熱硬化性且つ感光性のレジスト膜Ｒを形成するように構成されている。ＣＯＴモジュール１６は、図２及び図３に示されるように、複数の塗布ユニットＵ１と、複数の熱処理ユニットＵ２（熱処理装置）と、これらのユニットにウエハＷを搬送する搬送アームＡ４とを内蔵している。塗布ユニットＵ１は、レジスト膜形成用の処理液（レジスト剤）を中間膜の上に塗布して塗布膜を形成するように構成されている。熱処理ユニットＵ２は、例えば熱板によりウエハＷを加熱し、加熱後のウエハＷを例えば冷却板により冷却して熱処理を行うように構成されている。ＣＯＴモジュール１６において行われる熱処理の具体例としては、塗布膜を硬化させてレジスト膜とするための加熱処理（ＰＡＢ：Pre Applied Bake）が挙げられる。熱処理ユニットＵ２の詳細については後述する。
【００４１】
ＤＥＶモジュール１７は、露光されたレジスト膜の現像処理を行うように構成されている。ＤＥＶモジュール１７は、複数の現像ユニット（図示せず）と、複数の熱処理ユニット（図示せず）と、これらのユニットにウエハＷを搬送する搬送アームＡ５と、これらのユニットを経ずにウエハＷを搬送する直接搬送アームＡ６とを内蔵している。現像ユニットは、レジスト膜Ｒを部分的に除去してレジストパターンを形成するように構成されている。熱処理ユニットは、例えば熱板によりウエハＷを加熱し、加熱後のウエハＷを例えば冷却板により冷却して熱処理を行うように構成されている。ＤＥＶモジュール１７において行われる熱処理の具体例としては、現像処理前の加熱処理（ＰＥＢ：Post Exposure Bake）、現像処理後の加熱処理（ＰＢ：Post Bake）等が挙げられる。
【００４２】
処理ブロック５内におけるキャリアブロック４側には、図２及び図３に示されるように、棚ユニットＵ１０が設けられている。棚ユニットＵ１０は、床面からＨＭＣＴモジュール１５に亘るように設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。棚ユニットＵ１０の近傍には昇降アームＡ７が設けられている。昇降アームＡ７は、棚ユニットＵ１０のセル同士の間でウエハＷを昇降させる。
【００４３】
処理ブロック５内におけるインターフェースブロック６側には、棚ユニットＵ１１が設けられている。棚ユニットＵ１１は床面からＤＥＶモジュール１７の上部に亘るように設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。
【００４４】
インターフェースブロック６は、受け渡しアームＡ８を内蔵しており、露光装置３に接続される。受け渡しアームＡ８は、棚ユニットＵ１１のウエハＷを取り出して露光装置３に渡し、露光装置３からウエハＷを受け取って棚ユニットＵ１１に戻すように構成されている。
【００４５】
コントローラ１０は、基板処理システム１を部分的又は全体的に制御する。コントローラ１０の詳細については後述する。
【００４６】
［熱処理ユニットの構成］
次に、熱処理ユニットＵ２の構成について、図４〜図６を参照してさらに詳しく説明する。なお、本明細書ではＣＯＴモジュール１６の熱処理ユニットＵ２の構成を説明しているが、ＢＣＴモジュール１４、ＨＭＣＴモジュール１５及びＤＥＶモジュール１７の熱処理ユニットの構成も熱処理ユニットＵ２と同等である。
【００４７】
熱処理ユニットＵ２は、図４及び図５に示されるように、筐体１００内に、ウエハＷを加熱する加熱部１１０と、ウエハＷを冷却する冷却部１２０とを有する。筐体１００のうち冷却部１２０に対応する部分の両側壁には、ウエハＷを筐体１００の内部に搬入すると共にウエハＷを筐体１００外へと搬出するための搬入出口１０１が形成されている（図５参照）。
【００４８】
加熱部１１０は、蓋部１１１（収容筐体）と、熱板収容部１１２（収容筐体）とを有する。蓋部１１１は、熱板収容部１１２の上方に位置しており、熱板収容部１１２から離間した上方位置と熱板収容部１１２上に載置される下方位置との間で上下動が可能である。蓋部１１１は、下方位置にあるときに熱板収容部１１２とともに処理室ＰＲを構成する。
【００４９】
蓋部１１１の中央には、処理室ＰＲから気体を排気するための排気部１１１ａが設けられている。蓋部１１１の内部には、蓋部１１１を加熱するように構成されたヒータ１１１ｂ（第２のヒータ）と、蓋部１１１の温度を測定するように構成された温度センサ１１１ｃ（第２の温度センサ）とが配置されている。
【００５０】
熱板収容部１１２は、円筒状を呈しており、その内部に熱板１１３を収容している。熱板１１３の外周部は、支持部材１１４によって支持されている。支持部材１１４の外周は、筒状を呈するサポートリング１１５によって支持されている。サポートリング１１５の上面には、上方に向けて開口したガス供給口１１５ａが形成されている。ガス供給口１１５ａは、処理室ＰＲ内に不活性ガスを噴き出すように構成されている。
【００５１】
熱板１１３は、図５に示されるように、円形状を呈する平板である。熱板１１３の外形は、ウエハＷの外形よりも大きい。熱板１１３には、その厚さ方向に貫通して延びる貫通孔ＨＬが３つ形成されている（図５参照）。熱板１１３の上面には、ウエハＷを支持する少なくとも３つの支持ピンＰＮが立設されている。支持ピンＰＮの高さは、例えば１００μｍ程度であってもよい。熱板１１３の下面には、熱板１１３を加熱するように構成されたヒータ１１６（第１のヒータ）が配置されている。熱板１１３の内部には、熱板１１３の温度を測定するように構成された温度センサ１１７（第１の温度センサ）が配置されている。
【００５２】
図４に示されるように、熱板１１３の下方には昇降機構１１９が配置されている。昇降機構１１９は、筐体１００外に配置されたモータ１１９ａと、モータ１１９ａによって上下動する３つの昇降ピン１１９ｂとを有する。昇降ピン１１９ｂはそれぞれ、対応する貫通孔ＨＬ内に挿通されている。昇降ピン１１９ｂの先端が熱板１１３及び支持ピンＰＮよりも上方に突出している場合、昇降ピン１１９ｂの先端上にウエハＷを載置可能である。昇降ピン１１９ｂの先端上に載置されたウエハＷは、昇降ピン１１９ｂの上下動に伴い昇降する。
【００５３】
冷却部１２０は、図４及び図５に示されるように、加熱部１１０に隣接して位置している。冷却部１２０は、載置されたウエハＷを冷却する冷却板１２１を有する。冷却板１２１は、図５に示されるように、略矩形状を呈する平板である。冷却板１２１のうち加熱部１１０側の端部は、加熱部１１０に向けて突出した円弧状を呈している。冷却板１２１には、例えばペルチェ素子などの冷却部材１２１ａが内蔵されている。冷却部材１２１ａは、冷却板１２１を所定の設定温度に調節できる。
【００５４】
冷却板１２１は、加熱部１１０側に向かって延伸するレール１２２に取付けられている。冷却板１２１は、駆動部１２３により駆動されレール１２２上を水平移動可能である。加熱部１１０側まで移動した冷却板１２１は、熱板１１３の上方に位置する。
【００５５】
冷却板１２１には、図５に示されるように、レール１２２の延在方向に沿って延びる２本のスリット１２４が形成されている。スリット１２４は、冷却板１２１における加熱部１１０側の端部から冷却板１２１の中央部付近まで延びるように形成されている。スリット１２４により、加熱部１１０側に移動した冷却板１２１と熱板１１３上に突出した昇降ピン１１９ｂとの干渉が防止される。
【００５６】
図４に示されるように、冷却板１２１の下方には昇降機構１２５が配置されている。昇降機構１２５は、筐体１００外に配置されたモータ１２５ａと、モータ１２５ａによって上下動する３つの昇降ピン１２５ｂとを有する。昇降ピン１２５ｂはそれぞれ、スリット１２４を通過可能に構成されている。昇降ピン１２５ｂの先端が冷却板１２１よりも上方に突出している場合、昇降ピン１２５ｂの先端上にウエハＷを載置可能である。昇降ピン１２５ｂの先端上に載置されたウエハＷは、昇降ピン１２５ｂの上下動に伴い昇降する。
【００５７】
熱処理ユニットＵ２は、図４に示されるように、変圧器２００と、変圧器２００を介してヒータ１１１ｂ，１１６に電圧を印加するように構成された直流又は交流の電源ＰＳとを有する。すなわち、変圧器２００は、電源ＰＳとヒータ１１１ｂ，１１６との間に配置されている。変圧器２００は、図６に示されるように、変圧モジュール２１０，２２０を含む。
【００５８】
変圧モジュール２１０（第１の変圧モジュール）は、リレー２１１，２１３と、昇圧トランス２１２と、出力回路部２１４とを含む。リレー２１１は、電源ＰＳに接続されており、電源ＰＳの電源電圧ＶＰＳの出力回路部２１４への出力をＯＮ／ＯＦＦ可能に構成されている。昇圧トランス２１２は、電源ＰＳの電源電圧ＶＰＳを昇圧して昇圧電圧ＶＢ１を生成する。リレー２１３は、昇圧トランス２１２に接続されており、昇圧電圧ＶＢ１の出力回路部２１４への出力をＯＮ／ＯＦＦ可能に構成されている。
【００５９】
出力回路部２１４は、リレー２１１，２１３からの入力電力を所望の出力電力に変換し、当該出力電力をヒータ１１６に印加するように構成されている。出力回路部２１４は、例えば、熱板１１３の目標温度ＴＨＰｔと温度センサ１１７による熱板１１３の測定温度ＴＨＰｍとの偏差に基づいて入力電力をＰＩＤ制御し、測定温度ＴＨＰｍが目標温度ＴＨＰｔに近づくように出力電力をフィードバック制御する。このように、変圧モジュール２１０は、電源ＰＳからヒータ１１６に印加される電圧を、電源電圧ＶＰＳと昇圧電圧ＶＢ１との間で変更可能に構成されている。
【００６０】
変圧モジュール２２０（第２の変圧モジュール）は、リレー２２１，２２３と、昇圧トランス２２２と、出力回路部２２４とを含む。リレー２２１は、電源ＰＳに接続されており、電源ＰＳの電源電圧ＶＰＳの出力回路部２２４への出力をＯＮ／ＯＦＦ可能に構成されている。昇圧トランス２２２は、電源ＰＳの電源電圧ＶＰＳを昇圧して昇圧電圧ＶＢ２を生成する。リレー２２３は、昇圧トランス２２２に接続されており、昇圧電圧ＶＢ２の出力回路部２２４への出力をＯＮ／ＯＦＦ可能に構成されている。
【００６１】
出力回路部２２４は、リレー２２１，２２３からの入力電力を所望の出力電力に変換し、当該出力電力をヒータ１１１ｂに印加するように構成されている。出力回路部２２４は、例えば、蓋部１１１の目標温度ＴＬｔと温度センサ１１１ｃによる蓋部１１１の測定温度ＴＬｍとの偏差に基づいて入力電力をＰＩＤ制御し、測定温度ＴＬｍが目標温度ＴＬＰｔに近づくように出力電力をフィードバック制御する。このように、変圧モジュール２２０は、電源ＰＳからヒータ１１１ｂに印加される電圧を、電源電圧ＶＰＳと昇圧電圧ＶＢ２との間で変更可能に構成されている。
【００６２】
［コントローラの構成］
コントローラ１０は、図６に示されるように、機能モジュールとして、読取部Ｍ１と、記憶部Ｍ２と、処理部Ｍ３と、指示部Ｍ４とを有する。これらの機能モジュールは、コントローラ１０の機能を便宜上複数のモジュールに区切ったものに過ぎず、コントローラ１０を構成するハードウェアがこのようなモジュールに分かれていることを必ずしも意味するものではない。各機能モジュールは、プログラムの実行により実現されるものに限られず、専用の電気回路（例えば論理回路）、又は、これを集積した集積回路（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）により実現されるものであってもよい。
【００６３】
読取部Ｍ１は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体ＲＭからプログラムを読み取る。記録媒体ＲＭは、基板処理システム１の各部を動作させるためのプログラムを記録している。記録媒体ＲＭとしては、例えば、半導体メモリ、光記録ディスク、磁気記録ディスク、光磁気記録ディスクであってもよい。
【００６４】
記憶部Ｍ２は、種々のデータを記憶する。記憶部Ｍ２は、例えば、読取部Ｍ１において記録媒体ＲＭから読み取られたプログラム及び温度センサ１１１ｃ，１１７からそれぞれ入力された熱板１１３及び蓋部１１１の各測定温度ＴＨＰｍ，ＴＬｍの他、例えば、ロットごとに設定されたウエハＷの熱処理のための設定温度ＴＷｓｅｔ、ロットごとに設定された蓋部１１１の熱処理のための設定温度ＴＬｓｅｔ、出力回路部２１４，２２４におけるＰＩＤ制御のための制御パラメータ（比例項、積分項、微分項）等を記憶する。設定温度ＴＳＥＴ，ＴＬｓｅｔ及び制御パラメータは、例えば、外部入力装置（図示せず）を介して入力されてもよい。
【００６５】
処理部Ｍ３は、各種データを処理する。処理部Ｍ３は、例えば、記憶部Ｍ２に記憶されている各種データに基づいて、基板処理システム１の各部（例えば、昇降機構１１９，１２５、駆動部１２３、リレー２１１，２１３，２２１，２２３及び出力回路部２１４，２２４）を動作させるための信号を生成する。
【００６６】
指示部Ｍ４は、処理部Ｍ３において生成された信号を基板処理システム１の各部（例えば、昇降機構１１９，１２５、駆動部１２３、リレー２１１，２１３，２２１，２２３及び出力回路部２１４，２２４）に送信する。具体的には、指示部Ｍ４は、モータ１１９ａに上昇信号又は下降信号を送信し、昇降ピン１１９ｂを昇降させる。指示部Ｍ４は、モータ１２５ａに上昇信号又は下降信号を送信し、昇降ピン１２５ｂを昇降させる。指示部Ｍ４は、各リレー２１１，２１３，２２１，２２３にＯＮ／ＯＦＦ信号を送信し、出力回路部２１４，２２４への入力電力を切り替える。指示部Ｍ４は、出力回路部２１４に電力変換信号を送信し、例えばＰＩＤ制御のための制御パラメータ（比例項、積分項、微分項）を変更することにより、入力電圧を所定の出力電圧に変換する。
【００６７】
コントローラ１０のハードウェアは、例えば一つ又は複数の制御用のコンピュータにより構成される。コントローラ１０は、ハードウェア上の構成として、例えば図７に示す回路１０Ａを有する。回路１０Ａは、電気回路要素（circuitry）で構成されていてもよい。回路１０Ａは、具体的には、プロセッサ１０Ｂと、メモリ１０Ｃと、ストレージ１０Ｄと、ドライバ１０Ｅと、入出力ポート１０Ｆとを有する。プロセッサ１０Ｂは、メモリ１０Ｃ及びストレージ１０Ｄの少なくとも一方と協働してプログラムを実行し、入出力ポート１０Ｆを介した信号の入出力を実行することで、上述した各機能モジュールを構成する。ドライバ１０Ｅは、基板処理システム１の各種装置をそれぞれ駆動する回路である。入出力ポート１０Ｆは、ドライバ１０Ｅと基板処理システム１の各種装置との間で、信号の入出力を行う。
【００６８】
本実施形態では、基板処理システム１は、一つのコントローラ１０を備えているが、複数のコントローラ１０で構成されるコントローラ群（制御部）を備えていてもよい。基板処理システム１がコントローラ群を備えている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのコントローラ１０によって実現されていてもよいし、２個以上のコントローラ１０の組み合わせによって実現されていてもよい。コントローラ１０が複数のコンピュータ（回路１０Ａ）で構成されている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのコンピュータ（回路１０Ａ）によって実現されていてもよいし、２つ以上のコンピュータ（回路１０Ａ）の組み合わせによって実現されていてもよい。コントローラ１０は、複数のプロセッサ１０Ｂを有していてもよい。この場合、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのプロセッサ１０Ｂによって実現されていてもよいし、２つ以上のプロセッサ１０Ｂの組み合わせによって実現されていてもよい。
【００６９】
［温度調節方法］
続いて、図８（ａ）を参照して、熱処理ユニットＵ２における熱板１１３の温度調節方法を説明する。まず、コントローラ１０は、次に処理されるウエハＷの設定温度ＴＷｓｅｔが温度センサ１１７によって測定される熱板１１３の測定温度ＴＨＰｍよりも高いか否かを判断する（ステップＳ１１）。設定温度ＴＷｓｅｔは、処理されるウエハＷに応じて種々の温度となりうるが、例えば５０℃〜４５０℃程度であってもよい。設定温度ＴＷｓｅｔが測定温度ＴＨＰｍ以下である場合には（ステップＳ１１でＮＯ）、熱板１１３の温度調節処理を終了する。
【００７０】
一方、設定温度ＴＷｓｅｔが測定温度ＴＨＰｍより高い場合には（ステップＳ１１でＹＥＳ）、コントローラ１０は、リレー２１１をＯＦＦにすると共に、リレー２１３をＯＮにする（ステップＳ１２）。すなわち、コントローラ１０は、変圧モジュール２１０を制御して、電源ＰＳからヒータ１１６に印加される電圧を昇圧電圧ＶＢ１に変更する。次に、コントローラ１０は、温度センサ１１７によって測定される熱板１１３の測定温度ＴＨＰｍが目標温度ＴＨＰｔに到達したか否かを判断する（ステップＳ１３）。熱板１１３の温度調節に際し、熱板１１３の温度をウエハＷの設定温度ＴＷｓｅｔとすることが目的であるので、オーバーシュートを考慮して、目標温度ＴＨＰｔは、設定温度ＴＷｓｅｔ以下であってもよいし、例えば設定温度ＴＷｓｅｔよりも５℃〜１０℃程度低い温度であってもよい。測定温度ＴＨＰｍが目標温度ＴＨＰｔに到達していない場合には（ステップＳ１３でＮＯ）、測定温度ＴＨＰｍが目標温度ＴＨＰｔに到達するまで待機する。
【００７１】
一方、測定温度ＴＨＰｍが目標温度ＴＨＰｔに到達した場合には（ステップＳ１３でＹＥＳ）、コントローラ１０は、リレー２１１をＯＮにすると共に、リレー２１３をＯＦＦにする（ステップＳ１４）。すなわち、コントローラ１０は、変圧モジュール２１０を制御して、電源ＰＳからヒータ１１６に印加される電圧を電源電圧ＶＰＳに変更する。
【００７２】
続いて、図８（ｂ）を参照して、熱処理ユニットＵ２における蓋部１１１の温度調節方法を説明する。まず、コントローラ１０は、蓋部１１１の設定温度ＴＬｓｅｔが温度センサ１１１ｃよって測定される蓋部１１１の測定温度ＴＬｍよりも高いか否かを判断する（ステップＳ２１）。設定温度ＴＬｓｅｔは、処理されるウエハＷに応じて種々の温度となりうるが、一般的に設定温度ＴＷｓｅｔよりも低く、例えば５０℃〜３５０℃程度であってもよい。設定温度ＴＬｓｅｔが測定温度ＴＬｍ以下である場合には（ステップＳ２１でＮＯ）、蓋部１１１の温度調節処理を終了する。
【００７３】
一方、設定温度ＴＬｓｅｔが測定温度ＴＬｍより高い場合には（ステップＳ２１でＹＥＳ）、コントローラ１０は、リレー２２１をＯＦＦにすると共に、リレー２２３をＯＮにする（ステップＳ２２）。すなわち、コントローラ１０は、変圧モジュール２２０を制御して、電源ＰＳからヒータ１１１ｂに印加される電圧を昇圧電圧ＶＢ２に変更する。次に、コントローラ１０は、温度センサ１１１ｃによって測定される蓋部１１１の測定温度ＴＬｍが目標温度ＴＬｔに到達したか否かを判断する（ステップＳ２３）。蓋部１１１の温度調節に際し、蓋部１１１の温度を蓋部１１１の設定温度ＴＬｓｅｔとすることが目的であるので、オーバーシュートを考慮して、目標温度ＴＬｔは、設定温度ＴＬｓｅｔ以下であってもよいし、例えば設定温度ＴＬｓｅｔよりも５℃〜１０℃程度低い温度であってもよい。測定温度ＴＬｍが目標温度ＴＬｔに到達していない場合には（ステップＳ２３でＮＯ）、測定温度ＴＬｍが目標温度ＴＬｔに到達するまで待機する。
【００７４】
一方、測定温度ＴＬｍが目標温度ＴＬｔに到達した場合には（ステップＳ２３でＹＥＳ）、コントローラ１０は、リレー２２１をＯＮにすると共に、リレー２２３をＯＦＦにする（ステップＳ２４）。すなわち、コントローラ１０は、変圧モジュール２２０を制御して、電源ＰＳからヒータ１１１ｂに印加される電圧を電源電圧ＶＰＳに変更する。
【００７５】
［作用］
以上のような本実施形態では、次に処理されるウエハＷの設定温度ＴＷｓｅｔが温度センサ１１７によって測定される熱板１１３の測定温度ＴＨＰｍよりも高い場合に（ステップＳ１１でＹＥＳ）、コントローラ１０が、変圧モジュール２１０を制御して、電源ＰＳからヒータ１１６に印加される電圧を昇圧電圧ＶＢ１に変更している（ステップＳ１２）。そのため、ヒータ１１６に昇圧電圧ＶＢ１が印加されることにより、ヒータ１１６に印加される電力が増加する。同様に、蓋部１１１の設定温度ＴＬｓｅｔが温度センサ１１１ｃよって測定される蓋部１１１の測定温度ＴＬｍよりも高い場合に（ステップＳ２１でＹＥＳ）、コントローラ１０が、変圧モジュール２２０を制御して、電源ＰＳからヒータ１１１ｂに印加される電圧を昇圧電圧ＶＢ２に変更している（ステップＳ２２）。そのため、ヒータ１１１ｂに印加される電力が増加する。このように、ヒータ１１６から熱板１１３に付与される熱量と、ヒータ１１１ｂから蓋部１１１に付与される熱量とが共に増加するので、熱板１１３及び蓋部１１１がそれぞれ目標温度ＴＨＰｔ，ＴＬｔに到達する時間がより短縮される。また、ヒータ１１１ｂ，１１６からその周囲に付与される熱量が増加すると共に、蓋部１１１が熱板収容部１１２と共に熱板１１３を収容して熱の外部への放散を抑制しているので、熱板１１３の雰囲気温度がより早期に上昇する。その結果、熱板１１３の昇温時間の短縮化と熱板１１３の雰囲気温度の早期安定化とが図られるので、ウエハＷの処理効率をより高めることが可能となる。
【００７６】
ところで、ヒータ１１１ｂ，１１６にそれぞれ昇圧電圧ＶＢ１，ＶＢ２のみを印加する場合、熱板１１３及び蓋部１１１がそれぞれ目標温度ＴＨＰｔ，ＴＬｔに到達した後にこれらの温度を一定に保持するにあたり、ヒータ１１１ｂ，１１６に印加される電力を制限する必要がある。そのため、昇圧電圧ＶＢ１，ＶＢ２が高くなるほど変圧モジュール２１０，２２０からヒータ１１１ｂ，１１６に対する出力が小さくなり、各変圧モジュール２１０，２２０を制御することが困難となる。しかしながら、本実施形態では、測定温度ＴＨＰｍが目標温度ＴＨＰｔに到達した場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）、コントローラ１０が、変圧モジュール２１０を制御して、電源ＰＳからヒータ１１６に印加される電圧を電源電圧ＶＰＳに変更している。同様に、測定温度ＴＬｍが目標温度ＴＬｔに到達した場合（ステップＳ２３でＹＥＳ）、コントローラ１０が、変圧モジュール２２０を制御して、電源ＰＳからヒータ１１１ｂに印加される電圧を電源電圧ＶＰＳに変更している。そのため、目標温度ＴＨＰｔ，ＴＬｔにそれぞれ到達した後の熱板１１３及び蓋部１１１の温度を一定に保持するにあたり、各変圧モジュール２１０，２２０の出力低下が抑制される。従って、各変圧モジュール２１０，２２０を安定して動作させることが可能となる。
【００７７】
［他の実施形態］
以上、本開示に係る実施形態について詳細に説明したが、本発明の要旨の範囲内で種々の変形を上記の実施形態に加えてもよい。例えば、ステップＳ１２において、コントローラ１０が出力回路部２１４に指示して、温度センサ１１７によって測定される熱板１１３の測定温度ＴＨＰｍが目標温度ＴＨＰｔよりも低い制御温度ＴＨＰｃに到達するまで、出力回路部２１４が第１の制御パラメータ（比例項ＰＨＰ１、積分項ＩＨＰ１、微分項ＤＨＰ１）で出力電圧をＰＩＤ制御してもよい。温度センサ１１７によって測定される熱板１１３の測定温度ＴＨＰｍが制御温度ＴＨＰｃに到達した後、同じステップＳ１２において、コントローラ１０が出力回路部２１４に指示して、出力回路部２１４が第２の制御パラメータ（比例項ＰＨＰ２、積分項ＩＨＰ２、微分項ＤＨＰ２）で出力電圧をＰＩＤ制御してもよい。比例項ＰＨＰ２が比例項ＰＨＰ１よりも大きくなるように第１の制御パラメータから第２の制御パラメータへと変更されると、比例帯が大きくなるので、オーバーシュートし難くなる。積分項ＩＨＰ２が積分項ＩＨＰ１よりも大きくなるように第１の制御パラメータから第２の制御パラメータへと変更されると、目標温度ＴＨＰｔ近傍において出力が減少するので、オーバーシュートし難くなる。微分項ＤＨＰ２が微分項ＤＨＰ１よりも小さくなるように第１の制御パラメータから第２の制御パラメータへと変更されると、目標温度ＴＨＰｔ近傍において出力が減少するので、オーバーシュートし難くなる。このように、第１の制御パラメータに対して第２の制御パラメータを所定の値に設定することで、熱板１１３の測定温度ＴＨＰｍが制御温度ＴＨＰｃに到達した後の昇温速度を、熱板１１３の測定温度ＴＨＰｍが制御温度ＴＨＰｃに到達するまでの昇温速度よりも小さくできる。そのため、熱板１１３の温度がオーバーシュートし難くなる。
【００７８】
ステップＳ２２においても上記と同様に、コントローラ１０が出力回路部２２４に指示して、温度センサ１１１ｃによって測定される蓋部１１１の測定温度ＴＬｍが目標温度ＴＬｔよりも低い制御温度ＴＬｃに到達するまで、出力回路部２２４が第１の制御パラメータ（比例項ＰＬ１、積分項ＩＬ１、微分項ＤＬ１）で出力電圧をＰＩＤ制御してもよい。温度センサ１１１ｃによって測定される蓋部１１１の測定温度ＴＬｍが制御温度ＴＬｃに到達した後、同じステップＳ２２において、コントローラ１０が出力回路部２２４に指示して、出力回路部２２４が第２の制御パラメータ（比例項ＰＬ２、積分項ＩＬ２、微分項ＤＬ２）で出力電圧をＰＩＤ制御してもよい。
【００７９】
上記の実施形態では、電源電圧ＶＰＳと昇圧電圧ＶＢ１，ＶＢ２との２段階で電圧値を変更していたが、３段階以上で電圧値を段階的に変更してもよい。例えば、ステップＳ１２において、温度センサ１１７によって測定される熱板１１３の測定温度ＴＨＰｍが目標温度ＴＨＰｔよりも低い制御温度ＴＨＰｃに到達するまで、電源ＰＳからヒータ１１６に印加される電圧を昇圧電圧ＶＢ１へと変圧モジュール２１０によって変更してもよい。温度センサ１１７によって測定される熱板１１３の測定温度ＴＨＰｍが制御温度ＴＨＰｃに到達した後、同じステップＳ１２において、電源ＳＰからヒータ１１６に印加される電圧を昇圧電圧ＶＢ１よりも低く且つ電源電圧ＶＰＳよりも高い昇圧電圧ＶＢ３へと変圧モジュール２１０によって変更してもよい。この場合も、熱板１１３の測定温度ＴＨＰｍが制御温度ＴＨＰｃに到達した後の昇温速度を、熱板１１３の測定温度ＴＨＰｍが制御温度ＴＨＰｃに到達するまでの昇温速度よりも小さくできる。そのため、熱板１１３の温度がオーバーシュートし難くなる。昇圧電圧ＶＢ３は、例えば、電源電圧ＶＰＳよりも１０Ｖ〜２０Ｖ程度高い電圧であってもよい。
【００８０】
ステップＳ２２においても上記と同様に、温度センサ１１１ｃによって測定される蓋部１１１の測定温度ＴＬｍが目標温度ＴＬｔよりも低い制御温度ＴＬｃに到達するまで、電源ＰＳからヒータ１１１ｂに印加される電圧を昇圧電圧ＶＢ２へと変圧モジュール２２０によって変更してもよい。温度センサ１１１ｃによって測定される蓋部１１１の測定温度ＴＬｍが制御温度ＴＬｃに到達した後、同じステップＳ２２において、電源ＳＰからヒータ１１１ｂに印加される電圧を昇圧電圧ＶＢ２よりも低く且つ電源電圧ＶＰＳよりも高い昇圧電圧ＶＢ４へと変圧モジュール２２０によって変更してもよい。昇圧電圧ＶＢ４は、例えば、電源電圧ＶＰＳよりも１０Ｖ〜２０Ｖ程度高い電圧であってもよい。
【００８１】
ステップＳ１３，Ｓ２３において、熱板１１３又は蓋部１１１が目標温度ＴＨＰｔ，ＴＬｔよりも５℃〜１０℃程度低い温度に到達したときに、電源電圧ＶＰＳに変更してもよい。
【００８２】
ステップＳ１３，Ｓ２３において、熱板１１３又は蓋部１１１が目標温度ＴＨＰｔ，ＴＬｔを超えた場合（オーバーシュートした場合）に、電源電圧ＶＰＳに変更してもよい）。
【００８３】
上記の実施形態では、変圧器２００が２つの変圧モジュール２１０，２２０を含んでいたが、変圧器２００が１つの変圧モジュール２１０を含んでいてもよい。この場合、出力回路部２１４からの出力電力はヒータ１１１ｂ，１１６の双方に印加される。そのため、蓋部１１１の設定温度ＴＬｓｅｔが温度センサ１１１ｃによって測定される蓋部１１１の測定温度ＴＬｍよりも高い場合に、コントローラ１０が、変圧モジュール２１０（変圧器２００）を制御して、電源ＰＳからヒータ１１１ｂ，１１６に印加される電圧を昇圧電圧ＶＢ５に変更してもよい。また、測定温度ＴＬｍが目標温度ＴＬｔに到達した場合、コントローラ１０が、変圧モジュール２１０（変圧器２００）を制御して、電源ＰＳからヒータ１１１ｂ，１１６に印加される電圧を電源電圧ＶＰＳに変更してもよい。この場合も、ヒータ１１６から熱板１１３に付与される熱量と、ヒータ１１１ｂから蓋部１１１に付与される熱量とが共に増加するので、熱板１１３及び蓋部１１１が目標温度ＴＬｔに到達する時間が短縮される。また、ヒータ１１１ｂ，１１６からその周囲に付与される熱量が増加すると共に、蓋部１１１が熱板収容部１１２と共に熱板１１３を収容して熱の外部への放散を抑制しているので、熱板１１３の雰囲気温度がより早期に上昇する。その結果、熱板１１３の昇温時間の短縮化と熱板１１３の雰囲気温度の早期安定化とが図られるので、ウエハＷの処理効率を高めることが可能となる。加えて、変圧モジュール２１０（変圧器２００）を安定して動作させることも可能となる。
【００８４】
蓋部１１１にヒータ１１１ｂ及び温度センサ１１１ｃが設けられていなくてもよい。この場合、熱板１１３の温度調節が行われるが、蓋部１１１の温度調節は行われない。
【００８５】
上記の実施形態では、リレー２１３，２２３の前段に昇圧トランス２１２，２２２がそれぞれ接続されており、リレー２１１，２２１の前段には昇圧トランスが接続されていなかったが、リレー２１１，２２１の前段にも昇圧トランスがそれぞれ接続されていてもよい。この場合、リレー２１１，２２１の前段における昇圧トランスはそれぞれ、電源ＰＳの電源電圧ＶＰＳを昇圧して昇圧電圧ＶＢ６，ＶＢ７を生成する。これらの昇圧電圧ＶＢ６，ＶＢ７は、昇圧トランス２１２，２２２による昇圧電圧ＶＢ１，ＶＢ２よりも低く設定される。この場合も、目標温度ＴＨＰｔ，ＴＬｔにそれぞれ到達した後の熱板１１３及び蓋部１１１の温度を一定に保持するにあたり、各変圧モジュール２１０，２２０の出力低下が抑制される。従って、各変圧モジュール２１０，２２０を安定して動作させることが可能となる。
【符号の説明】
【００８６】
１…基板処理システム、１０…コントローラ（制御部；熱処理装置）、１００…筐体、１１０…加熱部、１１１…蓋部（収容筐体）、１１１ｂ…ヒータ（第２のヒータ）、１１１ｃ…温度センサ（第２の温度センサ）、１１２…熱板収容部（収容筐体）、１１３…熱板、１１６…ヒータ（第１のヒータ）、１１７…温度センサ（第１の温度センサ）、２００…変圧器、２１０，２２０…変圧モジュール、２１１，２１３，２２１，２２３…リレー、２１２，２２２…昇圧トランス、２１４，２２４…出力回路部、ＰＲ…処理室、ＰＳ…電源、ＲＭ…記録媒体、Ｕ２…熱処理ユニット（熱処理装置）、Ｗ…ウエハ（基板）。
【図１】
0006450303.tif 000002
【図２】
0006450303.tif 000003
【図３】
0006450303.tif 000004
【図４】
0006450303.tif 000005
【図５】
0006450303.tif 000006
【図６】
0006450303.tif 000007
【図７】
0006450303.tif 000008
【図８】
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