(57)【要約】【課題】熱処理プレート上に基板を載置すると共に放射温度計による基板表面温度の測定値を温度制御系に組み込む、あるいは監視用データとして取得するにあたり、放射温度計の校正を簡単かつ短時間に校正すること【解決手段】放射温度計が検出した熱処理プレートの表面からの放射量と、熱処理プレートの表面温度とみなした温度検出部の温度検出値とに基づいて熱処理プレートの表面の放射率を求め、基板を順次熱処理プレートに載置して熱処理するときに、基板が載置されていない所定のタイミングにおいて、放射温度計により測定した熱処理プレートの表面の放射量の測定結果と前記放射率とに基づいて熱処理プレートの表面の温度を取得して、その差異に基づいて放射温度計を途中校正する構成とする。【選択図】      図１
2005011851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱処理プレートの表面に基板を載置して所定の熱処理を行うと共に当該基板の温度を測定するための放射温度計を有する基板処理装置において、
前記熱処理プレートに設けられた温度検出部と、
前記放射温度計が初期校正されたときに当該放射温度計により測定した熱処理プレートの表面からの放射量と、熱処理プレートの表面温度とみなした温度検出部の温度検出値と、に基づいて熱処理プレートの表面の放射率を求める手段と、
この手段で求められた熱処理プレートの表面の放射率を記憶する記憶部と、
基板を順次熱処理プレートに載置して熱処理するときに、基板が載置されていない所定のタイミングにおいて、放射温度計により測定した熱処理プレートの表面の放射量の測定結果と前記記憶部に記憶されている熱処理プレートの放射率とに基づいて熱処理プレートの表面の温度を求める手段と、
この手段で求めた熱処理プレートの表面の温度と前記温度検出部の温度検出値との差異に基づいて放射温度計を途中校正する手段と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
熱処理プレートの表面に基板を載置して所定の熱処理を行うと共に当該基板の温度を測定するための放射温度計を有する基板処理装置において、
前記放射温度計が初期校正されたときに当該放射温度計により測定した熱処理プレートの表面からの放射量と、熱処理プレートの表面の放射率とみなした値とに基づいて熱処理プレートの表面の温度を求める手段と、
この手段で求められた熱処理プレートの表面の温度を記憶する記憶部と、
基板を順次熱処理プレートに載置して熱処理するときに、基板が載置されていない所定のタイミングにおいて、放射温度計により測定した熱処理プレートの表面の放射量と前記熱処理プレートの表面の放射率とみなした値とに基づいて熱処理プレートの表面の温度を求める手段と、
この手段で求めた熱処理プレートの表面の温度と前記記憶部に記憶されている熱処理プレートの表面温度との差異に基づいて放射温度計を途中校正する手段と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
熱処理プレートの温度が複数用意され、前記記憶部には、各熱処理プレートの温度毎に放射率が記憶されていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項４】
所定のタイミングは、基板が加熱処理されて熱処理プレートから搬出された後、次の基板が当該熱処理プレートに搬入される前であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項５】
放射温度計により測定された基板表面温度は、熱処理プレートの温度制御に用いられるかまたは監視データとして用いられることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項６】
熱処理プレートの表面に基板を載置し、放射温度計により当該基板の表面温度を測定しながら基板に対して所定の熱処理を行う基板処理方法において、
前記放射温度計が初期校正されたときに当該放射温度計により熱処理プレートの表面からの放射量を測定する工程と、
前記熱処理プレートに設けられた温度検出部の温度検出値を熱処理プレートの表面温度とみなし、前記工程で測定した放射量と前記温度検出値とに基づいて熱処理プレートの表面の放射率を求める工程と、
この工程で求められた熱処理プレートの表面の放射率を記憶部に記憶する工程と、
その後、基板を順次熱処理プレートに載置して熱処理するときに、基板が載置されていない所定のタイミングにおいて、放射温度計により測定した熱処理プレートの表面の放射量の測定結果と前記記憶部に記憶されている熱処理プレートの放射率とに基づいて熱処理プレートの表面の温度を求める工程と、
この工程で求めた熱処理プレートの表面の温度と前記温度検出部の温度検出値との差異に基づいて放射温度計を途中校正する工程と、を含むことを特徴とする基板処理方法。
【請求項７】
熱処理プレートの表面に基板を載置し、放射温度計により当該基板の表面温度を測定しながら基板に対して所定の熱処理を行う基板処理方法において、
前記放射温度計が初期校正されたときに当該放射温度計により熱処理プレートの表面からの放射量を測定する工程と、
前記工程で測定した熱処理プレートの表面からの放射量と、熱処理プレートの表面の放射率とみなした値とに基づいて熱処理プレートの表面の温度を求める工程と、
この工程で求められた熱処理プレートの表面の温度を記憶する工程と、
その後、基板を順次熱処理プレートに載置して熱処理するときに、基板が載置されていない所定のタイミングにおいて、放射温度計により測定した熱処理プレートの表面の放射量と前記熱処理プレートの表面の放射率とみなした値とに基づいて熱処理プレートの表面の温度を求める工程と、
この工程で求めた熱処理プレートの表面の温度と前記記憶部に記憶されている熱処理プレートの表面温度との差異に基づいて放射温度計を途中校正する工程と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。
板処理方法。
【請求項８】
熱処理プレートの表面の放射率を求める工程は、互いに異なる熱処理プレートの温度毎に求め、各熱処理プレートの温度毎に放射率を記憶部に記憶することを特徴とする請求項６記載の基板処理方法。
【請求項９】
所定のタイミングは、基板が加熱処理されて熱処理プレートから搬出された後、次の基板が当該熱処理プレートに搬入される前であることを特徴とする請求項６ないし８のいずれかに記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱処理プレートに基板を載せて加熱処理あるいは冷却処理すると共に、放射温度計により基板表面の温度を測定してその測定値を温度制御系に取り込むようにした基板処理装置及び基板処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、この半導体デバイスの表面に所望のレジストパターンを形成するためにフォトリソグラフィと呼ばれる技術が用いられる。この半導体デバイス用の露光マスクであるマスク基板に対しても同様にフォトリソグラフィが用いられ、基板の表面にレジスト液を塗布し、所定のパターンを用いてそのレジスト膜を露光し、更に現像することによってマスク基板の表面に所望のレジストパタ−ンを作製することが行われている。
【０００３】
前記レジスト液は塗布膜の成分を溶剤に溶解させたものであり、レジスト液の塗布後には基板を所定温度に加熱して前記溶剤を揮発させるベークと呼ばれる熱処理が行われる。この加熱処理は例えば加熱手段を内部に備えた加熱プレートの表面に基板を載置することにより行われている。
【０００４】
ここで加熱プレートを備えた加熱装置の一例について図１１を用いて簡単に述べておく。図中１は基板Ｇを載置するための加熱プレートである。この加熱プレート１の表面には、基板Ｇの裏面にパーティクルが付着するのを抑えるために当該基板Ｇの裏面を加熱プレート１の表面から僅かに例えば０．５ｍｍ程度浮かせて支持するための突起部１１が例えば３個設けられている。また加熱プレート１の内部には加熱手段であるヒータ１２が設けられており、例えば熱電対からなる検知部１３の検出結果に基づいて制御部１４によりヒータ１２の出力（加熱動作）を制御することにより、その表面に載置された基板Ｇが予定とする温度例えば１３０℃に加熱されるように構成されている。
【０００５】
ところでレジスト液が表面に塗布された基板Ｇを加熱処理する場合、その表面に面内均一な塗布膜を形成するためには、被加熱体である基板Ｇの表面温度を実際に測定して、予定の温度に維持されているかを監視しながら加熱することが望ましい。例えば基板Ｇの表面と対向する位置に放射温度計を設けて加熱時の基板の表面の温度を測定した場合、放射温度計は例えば周りの雰囲気の温度、照度など周囲の環境（測定環境）の変化によっては、例えば図１２に示すように測定温度と放射量との相関特性がいわば平行移動してしまうドリフトが起きて測定精度が低下するといった問題があった。そのため、放射温度計を簡単に精度良く校正できる手法の実現が求められていた。
【０００６】
従来における放射温度計を校正する手法の一例としては、例えば校正用の放射温度計と、実際に加熱時の基板Ｇの温度を測定する測定用の放射温度計とを組み合わせた構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。より詳しくは特許文献１には、以下のような工程で測定用の放射温度計を校正することが記載されている。先ず、図１３に示すように、予め所定の温度例えば２５℃に維持された校正用ヒータ１５の温度を校正用の放射温度計１６で測定し、この温度計１６の指示値がヒータ１５と同じ温度を指示するように校正する。次いで基板Ｇを支持体１８の表面に載置し、校正用の放射温度計１６で測定する。更に続いて測定用の放射温度計１７で基板Ｇの温度を測定し、この測定用の放射温度計１７の指示値を、前記校正用の放射温度計１６の指示値に合わせ込むことにより測定用の放射温度計１８が校正され、例えば１００℃で加熱される基板の温度を測定する。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２７４１０９号公報（段落００３２〜００３６、図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら特許文献１に開示された手法には以下の問題がある。即ち、放射温度計は、既述のように例えば周囲の雰囲気温度、照度などの周囲の環境によりドリフトが起こるので、校正時の放射温度計の周囲の環境と、実際に加熱された基板の温度を測定する時の環境とが異なれば、その分ドリフトして測定精度が低下してしまう場合がある。更に、校正用の放射温度計１６および測定用の放射温度計１８の２種類の放射温度計と、校正用のヒータ１５を備えているために、校正する際におけるこれらの動作が複雑になり、結果として校正に時間がかかる懸念がある。
【０００９】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は熱処理プレート上に基板を載置すると共に放射温度計による基板表面温度の測定値を温度制御系に組み込む、あるいは監視用データとして取得するにあたり、放射温度計の校正を簡単かつ短時間に校正することができ、その結果高精度な熱処理を行うことができる基板処理装置及び基板処理方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の基板処理装置は、熱処理プレートの表面に基板を載置して所定の熱処理を行うと共に当該基板の温度を測定するための放射温度計を有する基板処理装置において、
前記熱処理プレートに設けられた温度検出部と、
前記放射温度計が初期校正されたときに当該放射温度計により測定した熱処理プレートの表面からの放射量と、熱処理プレートの表面温度とみなした温度検出部の温度検出値と、に基づいて熱処理プレートの表面の放射率を求める手段と、
この手段で求められた熱処理プレートの表面の放射率を記憶する記憶部と、
基板を順次熱処理プレートに載置して熱処理するときに、基板が載置されていない所定のタイミングにおいて、放射温度計により測定した熱処理プレートの表面の放射量の測定結果と前記記憶部に記憶されている熱処理プレートの放射率とに基づいて熱処理プレートの表面の温度を求める手段と、
この手段で求めた熱処理プレートの表面の温度と前記温度検出部の温度検出値との差異に基づいて放射温度計を途中校正する手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の基板処理装置によれば、基板が所定の温度で処理されるように加熱された熱処理プレートの表面を放射温度計で測定し、この測定温度の結果と、そのときの温度検出部の検出温度に基づいて当該放射温度計の校正を行う構成とすることにより、放射温度計は基板の実際の処理温度付近にて校正することができるので、校正した後の測定環境の変化により放射温度計に測定誤差が生じるのを抑えることができる。このため簡単に正確な校正を行うことができる。また熱処理プレートを用いて校正を行う構成とすることにより、後続の基板が搬入される前に放射温度計を移動させずに校正することができるので、結果として短時間で校正をすることができる。
【００１２】
本発明は、熱処理プレートの放射率を求めたときの熱処理プレートの温度と、放射温度計の途中校正時における熱処理プレートの温度とは例えば同じ場合に適用できる。また熱処理プレートの温度が複数用意され、前記記憶部には、各熱処理プレートの温度毎に放射率が記憶されていてもよい。更に所定のタイミングは、基板が加熱処理されて熱処理プレートから搬出された後、次の基板が当該熱処理プレートに搬入される前であってもよい。更にまた、放射温度計により測定された基板表面温度は、熱処理プレートの温度制御に用いられるかまたは監視データとして用いられる構成であってもよい。
【００１３】
他の発明は、熱処理プレートの表面に基板を載置して所定の熱処理を行うと共に当該基板の温度を測定するための放射温度計を有する基板処理装置において、
前記放射温度計が初期校正されたときに当該放射温度計により測定した熱処理プレートの表面からの放射量と、熱処理プレートの表面の放射率とみなした値とに基づいて熱処理プレートの表面の温度を求める手段と、
この手段で求められた熱処理プレートの表面の温度を記憶する記憶部と、
基板を順次熱処理プレートに載置して熱処理するときに、基板が載置されていない所定のタイミングにおいて、放射温度計により測定した熱処理プレートの表面の放射量と前記熱処理プレートの表面の放射率とみなした値とに基づいて熱処理プレートの表面の温度を求める手段と、
この手段で求めた熱処理プレートの表面の温度と前記記憶部に記憶されている熱処理プレートの表面温度との差異に基づいて放射温度計を途中校正する手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この発明においても上記の発明と同様の効果が得られる。本発明は、放射温度計が初期校正されたときに当該放射温度計により熱処理プレートの表面からの放射量を求めたときの熱処理プレートの温度と、放射温度計の途中校正時における熱処理プレートの温度とは例えば同じ場合に適用できる。
【００１５】
本発明の基板処理方法は、熱処理プレートの表面に基板を載置し、放射温度計により当該基板の表面温度を測定しながら基板に対して所定の熱処理を行う基板処理方法において、
前記放射温度計が初期校正されたときに当該放射温度計により熱処理プレートの表面からの放射量を測定する工程と、
前記熱処理プレートに設けられた温度検出部の温度検出値を熱処理プレートの表面温度とみなし、前記工程で測定した放射量と前記温度検出値とに基づいて熱処理プレートの表面の放射率を求める工程と、
この工程で求められた熱処理プレートの表面の放射率を記憶部に記憶する工程と、
その後、基板を順次熱処理プレートに載置して熱処理するときに、基板が載置されていない所定のタイミングにおいて、放射温度計により測定した熱処理プレートの表面の放射量の測定結果と前記記憶部に記憶されている熱処理プレートの放射率とに基づいて熱処理プレートの表面の温度を求める工程と、
この工程で求めた熱処理プレートの表面の温度と前記温度検出部の温度検出値との差異に基づいて放射温度計を途中校正する工程と、を含むことを特徴とする。
他の発明は、熱処理プレートの表面に基板を載置し、放射温度計により当該基板の表面温度を測定しながら基板に対して所定の熱処理を行う基板処理方法において、
前記放射温度計が初期校正されたときに当該放射温度計により熱処理プレートの表面からの放射量を測定する工程と、
前記工程で測定した熱処理プレートの表面からの放射量と、熱処理プレートの表面の放射率とみなした値とに基づいて熱処理プレートの表面の温度を求める工程と、
この工程で求められた熱処理プレートの表面の温度を記憶する工程と、
その後、基板を順次熱処理プレートに載置して熱処理するときに、基板が載置されていない所定のタイミングにおいて、放射温度計により測定した熱処理プレートの表面の放射量と前記熱処理プレートの表面の放射率とみなした値とに基づいて熱処理プレートの表面の温度を求める工程と、
この工程で求めた熱処理プレートの表面の温度と前記記憶部に記憶されている熱処理プレートの表面温度との差異に基づいて放射温度計を途中校正する工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明は、熱処理プレートにより例えば多数枚の基板例えば表面に塗布液が塗布されたマスク基板を順次熱処理する場合に、基板を加熱処理する度に放射温度計の校正を行う、いわゆる定期校正を対象とする発明である。しかしながら高精度に定期校正を行うためには、先ずその前提として初期校正をしておかなければならないと考える。従って本発明の実施の形態を説明するにあたり、初期校正をするための装置構成および工程についても説明するが、これにより本発明が限定されるものではない。
【００１７】
本発明の実施の形態に係る基板処理装置である加熱装置について図１〜図３を参照しながら説明すると、図中２は加熱装置の外装体をなす処理容器であり、その側面には例えば全周に亘って開口部２０が形成され、この開口部２０を介して図示しない基板搬送手段により基板Ｇの搬入出がされるように構成されている。また処理容器２の天井部の例えば中央には排気口２１が形成されており、図示しない排気手段により当該排気口２１を介して処理容器２内の雰囲気を外部に排気できるように構成されている。
【００１８】
処理容器２の内部には、所定の載置領域に載置された基板を加熱するための加熱プレート３が設けられている。より詳しくは加熱プレート３の表面には突起部３１が複数設けられており、基板Ｇは突起部３１により加熱プレート３の表面から僅かに例えば０．５ｍｍ程度浮かせた状態で支持される。また加熱プレート３の例えば内部には、加熱手段である例えば抵抗発熱体からなるヒータ３２が設けられている。このヒータ３２は、例えば加熱プレート３に載置された基板Ｇの中央部に対応する位置に設けられた例えば四角形状の第１のヒータ３２Ａと、基板Ｇの周縁部に対応する位置に設けられたリング状の第２のヒータ３２Ｂとを備えている。即ち、加熱プレート３はヒータ３２の加熱動作により加熱され、この加熱プレート３の表面から僅かな隙間を介した熱伝導によって、より詳しくは突起部３１を介した直接伝熱、および輻射熱が加わって基板Ｇが加熱されることとなる。また加熱プレート３の例えば下方側内部には温度検出部である例えば熱電対からなる温度センサ３３が設けられている。３３Ａは、加熱プレート３における第１のヒータ３２Ａの加熱領域（受け持ち領域）の温度を検知するための温度センサであり、３３Ｂは第２のヒータ３２Ｂの加熱領域（受け持ち領域）の温度を検知するための温度センサである。
【００１９】
加熱プレート３には上下に伸びる貫通孔３４が例えば３ヵ所設けられており、この貫通孔３４内には基板Ｇを裏面側から支持するための基板支持ピン３５が挿設されている。更に基板支持ピン３５は加熱プレート３の下方側に設けられた昇降機構３６に連結されており、この昇降機構３６により基板支持ピン３５の先端が加熱プレート３の表面から突没自在なように構成されている。例えば図示しない基板搬送手段により開口部２０を介して処理容器２内に水平姿勢で搬入された基板Ｇは、この基板搬送手段と基板支持ピン３５との協働作用により加熱プレート３の表面に載置されるように構成されている。
【００２０】
処理容器２内には加熱プレート３の側周を囲むようにして例えば上端側が内側に折り曲げられた筒状のシャッタ３７が設けられている。このシャッタ３７は支持部３８を介して昇降部３９と連結されており、昇降部３９例えばエアシリンダにより所定の高さ例えば当該シャッタ３７の上端面と、この上端面と対向する処理容器２の内壁面との間に僅かな隙間が形成される位置まで上昇して開口部２０を概ね封鎖することにより加熱プレート３上の基板Ｇの周囲を囲む処理空間が形成される。
【００２１】
また基板Ｇの表面と対向するようにして、基板Ｇの表面の温度を測定するための放射温度計４が設けられており、基板Ｇの中央部および周縁部である隅部に対応する位置であって前記温度センサ３３Ａ、３３Ｂと対向する位置に放射温度計４Ａ、４Ｂが図５のように夫々配置されている。即ち、放射温度計４Ａ（４Ｂ）と温度センサ３３Ａ（３３Ｂ）とは互いに対向する位置にて加熱プレート３の中央部あるいは周縁部の温度を各々測定可能なように構成されている。なお放射温度計４Ａ、４Ｂの構成は特に限定されるものではないが、例えばサーモパイル素子が用いられる。
【００２２】
図中５は制御部であり、この例ではコンピュータ及び温度コントローラ３０を含めて制御部としている。５１は初期校正時に求めた温度センサ３３の温度検出値と加熱プレート３の表面（上面）の放射率とを記憶する記憶部である。図３では温度検出値Ｔ１〜Ｔ３に夫々対応して放射率ε１〜ε２を記載してあるが、ヒータ３２のチャンネル数が例えば２個（３２Ａ、３２Ｂ）であれば、それらヒータ３２Ａ、３２Ｂの加熱制御領域の温度を夫々検出する温度センサ３３Ａ、３３Ｂ毎に温度検出値と放射率とを対応付けたデータが記憶されることになる。また、この例では加熱プレート３の処理温度が加熱処理の種類や基板Ｇに塗布される塗布膜の種類などに応じて当該加熱装置のプロセス温度が種々設定される場合を想定して、その設定温度の数だけ温度センサ３３の温度検出値と放射率との組を用意しているが、例えば１３０℃の一点だけでプロセスが行われる装置であれば、その組数は１つでよい。この記憶部５１に記憶される放射率は、後述する装置の作用説明にて記載するが、処理を実施する前の初期段階にて、校正が終了した放射温度計４により加熱プレート３の表面の放射量を検出し、その放射量と、このときの温度センサ３３の温度検出値に基づいて求めた値である。つまり加熱プレート３の表面温度が温度センサ３３の温度検出値であると擬成して、表面温度と放射量とから加熱プレート３の放射率を求めたものである。従って、この放射率は真の放射率と同じである保証はないが、本例ではこの放射率の値そのものに意味があるのではなく、基板Ｇのプロセスを実施するときに後続の基板Ｇが加熱プレート３に置かれる前に、前記放射率を媒体として放射温度計４の狂いを見つけるために用いられるパラメータとして位置付けられる。
【００２３】
５２は、初期校正時に用いられるプログラム群の格納部である。５２ａはヒータの出力を調整するための出力調整プログラムである。５２ｂは放射温度計４の測定結果に基づいて基板Ｇに対する放射温度計４のオフセットとゲインを演算により求めるための演算プログラムである。５２ｃは温度センサ３３の検出温度と、放射温度計４の測定温度とを取得して放射率を演算により取得するための放射率取得プログラムである。５３は、放射温度計４の定期校正時に用いられるプログラム群の格納部である。５３ａは予め定められたタイミング例えば一の基板Ｇの加熱処理が終わって次の基板Ｇが加熱プレート３に搬入される前に放射温度計４により加熱プレート３の表面から放射量を検出し、その検出値と記憶部５１に記憶されている、対応する放射率とを用いて加熱プレート３の表面温度を求めるためのデータ取得プログラムである。５３ｂは、５３ａにより求めた加熱プレート３の表面温度と、そのときの温度センサ３３の温度検出値とを比較して互いの温度が一致するか否かを判定するための判定プログラムである。５３ｃは判定結果に基づいて放射温度計４のドリフト量を修正するための変更プログラムである。なお実際にはこれらのプログラム５２ａ〜５３ｃ、５３ａ〜５３ｃはメモリ内に格納されているが、説明の便宜上プログラムに符号を付して説明してある。
【００２４】
５４はヒータ３２の電力調整を行って加熱プレート３の温度を制御するための５４ａを格納した記憶部である。温度コントローラ３０では温度目標値と温度センサ３３からの温度検出値とに基づいて例えばＰＩＤ制御が行われるが、温度制御プログラム５４ａは放射温度計４を用いて求めた基板Ｇの表面温度に基づいて温度目標値を修正するなどのステップ群を含むものである。その一例を挙げると、例えば基板Ｇを加熱プレート３に載置して基板Ｇの温度が昇温される段階において、放射温度計４Ａ、４Ｂにて求めた夫々の基板表面温度差と所定のアルゴリズムとに基づいてヒータ３２Ａ、３２Ｂに対する夫々の温度目標値を変更するなどの制御が行われる。また５６はＣＰＵであり、５７はバスである。
【００２５】
続いて初期校正をする工程について図４を用いて説明する。なお既述したようにどのような初期校正を行うかにより本発明が限定されるものではない。先ず、ステップＳ１に示すように、出力調整プログラム５２ａに基づいて、その表面にセンサが設けられた校正用の基板Ｇ１を加熱プレート３の表面に載置し、このセンサの検出温度が予定とするプロセス温度（加熱処理温度）例えば１３０℃になるように例えば供給電力を調整することによりヒータ３２の出力を調整する。つまりこの加熱装置にあっては、基板Ｇの表面に塗布された塗布液例えばレジストを所定の温度でベークすることを目的としているので、基板Ｇ１の表面が予定とする加熱温度になるようにヒータ３２の出力が調整される。続いてこのセンサ付きの基板Ｇ１を外部に搬出した後、別の基板Ｇを加熱プレート３上に載置して加熱する（ステップＳ２）。なお、センサ付きの基板Ｇ１と当該基板Ｇとは同種のものであり、表面の放射率は予め把握されている。更にこの場合、ステップＳ１にてヒータ３２の出力が調整されていることから加熱された当該基板Ｇの温度は、前記センサー付き基板Ｇ１と同様にその表面の温度は１３０℃になっている。このように基板Ｇを２枚用いる理由は、基板Ｇに貼り付けられたセンサの領域と放射温度計４の測定領域とが重なるようになっているからであるが、例えば図４に示すようにセンサの貼り付け領域を放射温度計４の測定領域からずらすようにすれば、センサ付き基板Ｇ１を用い、基板Ｇ１のセンサからの指示値が設定温度になるようにヒータ３２の出力を合わせ込めば足りる。このような構成とすればステップＳ１とステップＳ２を同時に行える点で有利である。更に続いて、未校正の放射温度計４で基板Ｇの表面の温度を測定し、演算プログラム５２ｂにより、その指示温度が１３０℃となるように当該放射温度計４を校正する（ステップＳ３）。
【００２６】
続いて基板Ｇを加熱プレート３から取り除いて外部に搬出し、各放射温度計４（４Ａ、４Ｂ）により加熱プレート３の夫々対応する測定領域における表面の放射量を測定する（ステップＳ４）。そして放射温度計４にて検出した放射量と、各放射温度計４Ａ（４Ｂ）の測定領域に対応する温度センサ３３Ａ（３３Ｂ）の検出温度の結果に基づいて、放射率取得プログラム５２ｃにより加熱プレート３の放射率を演算により求め（ステップＳ５）、記憶部５１に記憶する（ステップＳ６）。この放射率は、既述のように加熱プレート３の真の放射率ではなく、次に述べる定期校正時において当該放射率を用いて放射温度計４の指示温度を換算し、温度センサ３３の指示温度と一致しているか否かの判定を行ういわば換算係数に相当するものである。
【００２７】
続いてステップＳ７、Ｓ８に示すように、基板Ｇの予定の温度を例えば１０℃間隔、本例においては１２０℃、１３０℃、１４０℃に夫々設定してステップＳ１〜Ｓ６を繰り返し行うことにより、図６に一例を示すように、基板Ｇに対する放射温度計４（４Ａ、４Ｂ）のオフセットとゲインとが校正される。なお実際には中央部と周縁部との間に温度差があったとしても例えば最大でも０．３℃と極めて僅かなものであるが、図６では作図の便宜上大きく記載してある。
【００２８】
このように基板Ｇの表面温度を複数例えば３通りに設定し、各温度において放射温度計４で放射量を測定することにより、放射温度計４の初期校正を行うことができるが、この場合に設定される温度は、例えば基板Ｇのプロセス温度を含ませることが好ましい。例えばこの加熱装置が１３０℃以外に、基板Ｇ上の塗布膜の種類などに応じて１００℃、１５０℃といった他のプロセス温度に設定して基板処理が行われるものであるとすると、１００℃、１３０℃、１５０℃の夫々の夫々において加熱プレート３の放射率を求めておくことが好ましい。そしてこの場合には、後述の定期校正において、実施しているプロセス温度に対応する温度の放射率を記憶部５１から読み出して加熱プレート３の表面温度が求められることになる。なお、加熱プレート３の放射率は例えば初期校正時において１３０℃のときの値のみを記憶部５１に記憶して、１００℃、１５０℃のプロセスを行うときであっても、その放射率を使用するようにしてもよいが、各温度毎に加熱プレート３の放射率を求めて使い分けた方が校正精度が高くなると考えられる。
【００２９】
続いて放射温度計の定期校正をする工程について図７を用いて説明する。
先ず加熱プレート３が所定の温度となるようにヒータ３２により加熱を行うが、既に一の基板Ｇの加熱処理を終えている場合には温度センサ３３の検出結果が予定とする温度になるようにＰＩＤ制御がされている。そして所定のタイミング例えば後続の基板Ｇが加熱プレート３上に載置される前に、放射温度計４で加熱プレート３の表面からの放射量を検出し、更に記憶部５１から対応する放射率、この例では１３０℃に対応する放射率を読み出して演算により加熱プレート３の表面温度を求める（ステップ１０１）。次いで、判定プログラム５３ｂにて、ステップＳ１０１にて求められた加熱プレート３の表面温度と、そのときの温度センサ３３の温度検出値とを比較して、互いの温度が一致する場合には放射温度計４にドリフトは起きていないと判定する（ステップＳ１０２）。一方、互いの温度が異なる場合、例えば放射温度計４の測定温度が１３０．５℃、温度センサ３３の検出温度が１３０℃であるときは、ドリフトにより０．５℃の誤差が生じていると判定し、実際に基板Ｇの温度を放射温度計４で測定した場合、その指示温度からこの差分を補正した値を出力しかつ表示するようにする（ステップＳ１０３）。
【００３０】
前記ドリフトは放射エネルギーの検出値に載ってくるため、加熱プレート３の放射率と基板Ｇの放射率との違いから、温度に換算したドリフト量は加熱プレートと基板Ｇとの間で異なり、そのため前記温度差０．５℃に対して基板Ｇの温度誤差へ換算することが好ましい。例えば加熱プレート３の温度誤差Ｔｅｐ、基板Ｇの温度誤差をＴｅｒとすると、ＴｅｒはＴｅｐ＊εｐ／εｒとして計算するようにしてもよい。εｐ、εｒは夫々加熱プレート３の放射率及び基板Ｇの放射率である。この式は、放射エネルギーをＥ、表面温度をＴ、放射率をε、比例定数をｋとすると、Ｅ＝ε・ｋ・Ｔ４  が成り立つことから導かれる。
【００３１】
続いてシャッタ３７を下降させ、開口部２０を介して図示しない基板搬送手段により前段の工程でその表面にレジスト液が塗布された基板Ｇを処理容器２内に搬入し、基板支持ピン３５との協働作用により先ず基板Ｇが基板支持ピン３５に受け渡しされ、次いで基板支持ピン３５が下降して基板Ｇを加熱プレート３の表面に載置する。そして放射温度計４で温度を測定しながら基板Ｇの昇温を行い、更に目標温度で所定の時間基板Ｇを加熱処理した後、搬入時と反対の経路で基板Ｇを搬出する（ステップＳ１０４）。
【００３２】
上述の実施の形態によれば、基板Ｇが所定の温度で処理されるように加熱された加熱プレート３の表面を放射温度計４で測定し、この測定温度の結果と、そのときの温度センサ３３の検出温度に基づいて当該放射温度計４の校正を行う構成とすることにより、放射温度計４は基板Ｇの実際の処理温度付近にて校正することができる。従って基板温度を測定する時の測定環境と、校正時における測定環境とを略同じにすることができるので、校正した後の測定環境の変化により放射温度計４にドリフトが起きるのを抑えることができる。このため簡単に高精度な放射温度計４の校正を行うことができるので、結果として基板Ｇの温度を高精度に測定することができる。そのため、本例においては基板Ｇの表面に面内均一な厚みの塗布膜を形成することを実現することができる。なお、プロセス温度例えば１３０℃の一点で他の温度に設定することがない場合には、ステップＳ１０３にて温度センサ３３の検出温度との比較を行う構成に限られず、例えば前回の校正時の放射温度計４の測定温度と比較して、前回と異なる測定結果であればドリフトが起きていると判定するようにしてもよい。
【００３３】
更に上述の実施の形態によれば、温度センサ３３の種々の温度に対応した放射率の情報を備えた構成とすることにより、いずれのプロセス温度に対してもドリフトが起きているか否か、どの位ドリフトしているのかを簡単かつ正確に把握することができる。このためどのように補正をすればよいのかを適切に決めることができるので、簡単かつ正確な校正をすることができる。既述のしたように放射温度計４の測定精度が低下する要因の殆どはドリフトによるものであり、ゲインが狂うことは稀であることから、例えば初期校正を行って基板Ｇに対するオフセットおよびゲインを予め把握しておけば、その後の定期校正においてはいかにしてドリフト量を簡単にかつ正確に把握できるかを実現しなければならない。即ち、本例においては温度センサ３３の温度に対応した放射率の情報を記憶しておき、これを用いて校正することにより、より確実に簡単かつ正確な校正を短時間に行うことができる。
【００３４】
更に上述の実施の形態によれば、被測温体である基板Ｇを載置する加熱プレート３の温度を測定して校正することにより、放射温度計４を移動させずに校正することができるので校正時の動作が簡単になり、結果として校正時間の短縮化を図ることができる。また「従来の技術」の欄に記載の手法のように、校正用の放射温度計１６や校正用のヒータ１５を別に設けなくとも校正することができるので、装置構成を簡単にすることができる。
【００３５】
更に上述の実施の形態によれば、基板Ｇの中央部、および隅部に対応する放射温度計４を設けた構成とすることにより、各々の部位で高精度な温度測定をすることができる。そのため測定結果に基づいてヒータ３２Ａ、３２Ｂの出力加減を調整することができるので、基板の面内でより均一な加熱処理をすることができる。なお本発明においては、ヒータ３２Ｂはリング状のヒータに限られず、例えば図８に示すように、ヒータ３２Ａを囲むように四角形状のヒータを網の目状に配置してもよく、更に各ヒータ３２毎あるいは四隅に対応するヒータ３２に温度センサ３２および放射温度計４を夫々割り当てるようにしてもよい。このような構成であっても上述の場合と同様の効果を得ることができる。
【００３６】
なお本発明においては、放射温度計４の測定温度（測定結果）は、既述のように温度制御ループに組み込まれることに限られず、監視データとして記録する場合であってもよい。また本発明においては、ドリフト量が把握できた後、その値で放射温度計４の指示値を校正する構成（ステップＳ１０３）に限られず、例えば指示値はそのままにして制御部５側にてドリフト量を加えた値を温度制御ループに取り入れるようにしてもよい。
【００３７】
更に本発明においては、熱板の放射率をある値εであるとみなし、検出した放射量と当該放射率εとに基づいて演算して、表面温度ｔ０（この温度は実際の表面温度と異なるが）を求めて記憶部５１に記憶し、その表面温度ｔ０と、そのときの放射温度と放射率εとに基づいて求めた表面温度ｔ１との差異をドリフト量としてもよく、この場合であっても先の例と実質同じである。
【００３８】
前記放射率のある値としては、次のようなものが一例として挙げられる。例えば基板Ｇが熱容量の大きいガラス基板である場合には、既述のステップＳ１において基板Ｇの表面の温度が１３０℃になるように加熱プレート３の出力を調整した際、加熱プレート３は１３０℃よりも高い温度になることがある。このような場合に放射温度計４の測定温度が１３０℃と表示されるような放射率εの値を用いる。前記したように基板Ｇに対するオフセットおよびゲインがどれ位ドリフトしているかを把握することができれば、加熱プレート３の温度が正確に測定されていなくともよい点に着目すれば、このようにドリフトの判定の比較対象となる温度を一律に同じ温度としておくことより、複数の放射温度計４のいずれにドリフトが起きているかを容易に認識することができるので、結果として装置の操作が簡単になり作業員の負担を軽減できる点で有利である。
【００３９】
更に本発明においては、基板Ｇに対して行われる熱処理は塗布液を塗布した基板Ｇを加熱する処理に限られず、例えば化学増幅型レジストの露光後かつ現像前の加熱処理であってもよい。また例えば層間絶縁膜、デバイスの保護膜をなす絶縁膜の加熱処理（ベーク）であってもよい。更には例えばヒータ３２に代えて冷却手段例えばペルチェ素子を設けて基板Ｇを冷却する構成としてもよい。この場合であっても上述の場合と同様の効果を得ることができる。更に本発明においては、基板はマスク基板Ｇに限られず例えば半導体ウエハ、ＦＰＤ基板の熱処理にも適用できる。
【００４０】
最後に本発明の熱処理装置をユニット化して組み込んだ、塗布・現像装置の一例について図９および図１０を参照しながら説明する。図中Ｂ１は複数枚の基板Ｇを収納したキャリア７０を載置するキャリア載置部７１と、受け渡し手段７２を備えたキャリアブロックＢ１であり、このキャリアブロックＢ１の奥側には処理ブロックＢ２が接続されている。処理ブロックＢ２には主搬送手段例えば上述の搬送アーム５が設けられ、これを取り囲むように例えばキャリアブロックＢ１からみて右側には上述の塗布ユニットＵ１および露光処理後の基板Ｇを現像するための現像ユニットＵ２が設けられ、左側には基板Ｇを洗浄するための洗浄ユニットＵ３が設けられ、更に手前側および奥側には基板Ｇを加熱および冷却処理するための加熱・冷却ユニットおよび基板受け渡し用の受け渡しユニットなどを多段に積層した棚Ｕ４、Ｕ５が設けられている。また搬送アーム５は例えば昇降及び前後に移動自在で且つ鉛直軸周りに回転自在に構成されており、塗布ユニットＵ１、現像ユニットＵ２、洗浄ユニットＵ３および棚ユニットＵ４、Ｕ５間で基板Ｇの受け渡しが可能なように構成されている。更にまた、処理ブロックＢ２は、インターフェイスブロックＢ３を介して例えばレジスト膜が形成された基板Ｇに所定のマスクを用いて露光処理するための露光ブロックＢ４と接続されており、またこのインターフェイスブロックＢ３には受け渡し手段７３が設けられ、棚ユニットＵ５の棚の一つである受け渡しユニットと、露光ブロックＢ４との間で基板Ｇの受け渡しが可能なように構成されている。
【００４１】
この装置の基板Ｇの流れについて簡単に説明すると、先ず外部から基板Ｇが収納されたキャリア７０がキャリア載置部７１に搬入されると、受け渡し手段７２によりカセットＣ内から基板Ｇが１枚が取り出され、棚ユニットＵ４の棚の一つである受け渡しユニットを介して搬送アーム５に渡され、洗浄ユニットＵ３→加熱ユニット→冷却ユニット→塗布ユニットＵ１に順次搬入されて上述の手法にて例えばレジスト膜が形成される。次いで加熱ユニットでプリベーク処理が行われ、冷却ユニットで所定の温度に調整された後、受け渡し手段７３を介して露光ブロックＢ４に搬入されて露光が行われる。しかる後、基板Ｇは加熱ユニットに搬入されて所定の温度でポストエクスポージャーベーク処理が行われ、次いで冷却ユニットで所定の温度に温調された後、現像ユニットＵ２にて現像処理が行われる。こうして所定の処理が施され、その表面に例えばレジストマスクパターンが形成された基板Ｇは元のキャリア７０内に戻される。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、熱処理プレートを用いて校正を行う構成とすることにより、放射温度計は基板の実際の処理温度付近にて校正することができるので、校正した後の測定環境の変化により放射温度計に測定誤差が生じるのを抑えることができ、そのため簡単かつ正確な放射温度計の校正を行うことができる。また後続の基板が搬入される前に放射温度計を移動させずに校正することができるので、結果として短時間で校正をすることができ、装置構成を簡単にすることができる。よって簡単かつ短時間に校正することができ、その結果として高精度な基板の温度測定をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る基板処理装置を示す縦断面図である。
【図２】上記基板処理装置の載置台を示す平面図である。
【図３】上記基板処理装置の制御部の制御回路を示す説明図である。
【図４】上記基板処理装置の放射温度計の初期校正をする工程を示す工程図である。
【図５】測定用のセンサ付き基板を示す説明図である。
【図６】上記初期設定により得られるデータの一例を示す。
【図７】上記熱処理装置の放射温度計の定期校正をする工程を示す工程図である。
【図８】加熱プレートのヒータの他の例を示す説明図である。
【図９】上記の熱処理装置を組み込んだ塗布・現像装置を示す平面図である。
【図１０】上記の熱処理装置を組み込んだ塗布・現像装置を示す斜視図である。
【図１１】従来の加熱装置を示す説明図である。
【図１２】放射温度計の特性を示す説明図である。
【図１３】従来の他の加熱装置を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｇ        基板
３        載置台
３２（３２Ａ、３２Ｂ）  ヒータ
３３（３３Ａ、３３Ｂ）  温度センサ
４（４Ａ、４Ｂ）        放射温度計
５        制御部
【図１】
2005011851.tif 000003
【図２】
2005011851.tif 000004
【図３】
2005011851.tif 000005
【図４】
2005011851.tif 000006
【図５】
2005011851.tif 000007
【図６】
2005011851.tif 000008
【図７】
2005011851.tif 000009
【図８】
2005011851.tif 000010
【図９】
2005011851.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2005011851.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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