(57)【要約】【課題】  基板載置部の上に基板を載置して、その温度を目標とするプロセス温度に安定させて所定の熱処理（加熱あるいは冷却）をする際において、高精度な熱処理を短時間で行うこと。【解決手段】  基板が基板載置部に載置されたときまたはその直前に、熱供給部に電力を供給する電力供給部に対して予め設定された出力パターンに基づいて、第１の電力指令値を出力すると共にその後第１の電力指令値よりも小さい第２の電力指令値を出力し、その後ＰＩＤ制御に切り換える構成とする。この場合、基板に熱を奪われて温度が低下した基板載置部の温度を素早く復帰させることができ、かつ速やかに温度を安定させることができる。またＰＩＤ制御に切り替える前から積分要素及び微分要素を求めておき、ＰＩＤ制御に切り替えたときには、その値を用いてＰＩＤ演算を行うことが好ましい。【選択図】      図１
2005033178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板をその表面に載置して所定の熱処理をする基板載置部と、電力供給部からの電力の供給により基板載置部に熱を供給する熱供給部と、を備えた基板処理装置において、
前記基板載置部の温度を検出する温度検出部と、
基板が基板載置部に載置されたときまたはその直前に、予め設定された出力パターンに基づいて、前記電力供給部に第１の電力指令値を出力すると共にその後第１の電力指令値よりも小さい第２の電力指令値を出力する固定パターン出力部と、
前記温度検出部の温度検出値と温度目標値との偏差に基づいて電力指令値を演算して出力する調節部と、
固定パターン出力部から予め設定された出力パターンに対応する第１の電力指令値及び第２の電力指令値が出力された後、固定パターン出力部から調節部に切り替える切り替え手段と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記出力パターンを記憶した記憶部と、この記憶部に記憶された出力パターンを書き換えるための手段と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記出力パターンは、目標温度毎に用意されており、
前記記憶部内のデータの中から目標温度に応じた出力パターンが選択されることを特徴とする請求項２記載の基板処理装置。
【請求項４】
第２の電力指令値は、調節部から出力される電力指令値よりも小さい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】
第２の電力指令値は、ゼロであることを特徴とする請求項４記載の基板処理装置。
【請求項６】
熱供給部は複数設けられると共に、各熱供給部に対応して温度検出部、固定パターン出力部及び調節部の組が設けられ、各固定パターン出力部における出力パターンは独立して書き換え可能であることを特徴とする請求項２記載の基板処理装置。
【請求項７】
基板をその表面に載置して所定の熱処理をする基板載置部と、電力供給部からの電力の供給により基板載置部に熱を供給する熱供給部と、を用いて基板を処理する方法において、
基板が基板載置部に載置されたときまたはその直前に、予め設定された出力パターンに基づいて前記電力供給部に第１の電力指令値を出力すると共にその後第１の電力指令値よりも小さい第２の電力指令値を出力する工程と、
次いで前記基板載置部の温度を検出し、その温度検出値と温度目標値との偏差に基づいて電力指令値を出力する工程と、を備えたことを特徴とする基板処理方法。
【請求項８】
第１の電力指令値及び第２の電力指令値を出力する工程は、記憶部に記憶された出力パターンを読み出す工程を含むことを特徴とする請求項７記載の基板処理方法。
【請求項９】
前記出力パターンは、目標温度毎に用意されており、
前記記憶部内のデータの中から目標温度に応じた出力パターンを読み出す工程を含むことを特徴とする請求項８記載の基板処理方法。
【請求項１０】
記憶部に記憶された出力パターンを書き換える工程を含む
ことを特徴とする請求項９記載の基板処理装置。
【請求項１１】
第２の電力指令値は、調節部から出力される電力指令値よりも小さいことを特徴とする請求項７ないし１０のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項１２】
第２の電力指令値は、ゼロであることを特徴とする請求項１１記載の基板処理方法。
【請求項１３】
基板をその表面に載置して所定の熱処理をする基板載置部と、電力供給部からの電力の供給により基板載置部に熱を供給する熱供給部と、を備えた基板処理装置において、
前記基板載置部の温度を検出する温度検出部と、
基板が基板載置部に載置されたときまたはその直前に、予め設定された出力パターンに基づいて前記電力供給部に電力指令値を出力する固定パターン出力部と、
前記温度検出部の温度検出値と温度目標値との偏差に基づいて電力指令値を演算して出力する調節部と、
前記固定パターン出力部から前記電力指令値が出力された後、当該固定パターン出力部から前記調節部に切り替える切り替え手段と、
前記切り替え手段により固定パターン出力部から調節部に切り替えが行われる前の時点における前記温度検出部の温度検出値と温度目標値とに基づいて、調節部で行われる演算に用いられる要素の値を求めるための手段と、を備え、
前記調節部は固定パターン出力部から切り替えられたときに、前記手段にて求められた要素の値に基づいて演算を行うことを特徴とする基板処理装置。
【請求項１４】
基板をその表面に載置して所定の熱処理をする基板載置部と、電力供給部からの電力の供給により基板載置部に熱を供給する熱供給部と、を備えた基板処理装置において、
前記基板載置部の温度を検出する温度検出部と、
基板が基板載置部に載置されたときまたはその直前に、予め設定された出力パターンに基づいて前記電力供給部に電力指令値を出力する固定パターン出力部と、
前記温度検出部の温度検出値と温度目標値との偏差に基づいて電力指令値を演算して出力する調節部と、
前記固定パターン出力部から前記電力指令値が出力された後、固定パターン出力部から前記調節部に切り替える切り替え手段と、
前記切り替え手段により固定パターン出力部から調節部に切り替えが行われたときに当該調節部の演算に用いられる、予め求めておいた要素の値を記憶する記憶部と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項１５】
基板をその表面に載置して所定の熱処理をする基板載置部と、電力供給部からの電力の供給により基板載置部に熱を供給する熱供給部と、を用いて基板を処理する方法において、
基板が基板載置部に載置されたときまたはその直前に、予め設定された出力パターンに基づいて固定パターン出力部から前記電力供給部に電力指令値を出力する工程と、
固定パターン出力部から調節部に切り替えが行われる前の時点における前記温度検出部の温度検出値と温度目標値とに基づいて、調節部で行われる演算に用いられる要素の値を求める工程と、
固定パターン出力部から調節部に切り替え、前記工程で求めた要素の値を用いて演算を行って電力指令値を出力する工程と、を含むことを特徴とする基板処理方法。
【請求項１６】
基板をその表面に載置して所定の熱処理をする基板載置部と、電力供給部からの電力の供給により基板載置部に熱を供給する熱供給部と、を用いて基板を処理する方法において、
基板が基板載置部に載置されたときまたはその直前に、予め設定された出力パターンに基づいて固定パターン出力部から前記電力供給部に電力指令値を出力する工程と、
固定パターン出力部から調節部に切り替え、予め求めておいた要素の値を用いて、基板載置部の温度検出値と温度目標値との偏差に基づいて電力指令値を求めて出力する工程と、を含むことを特徴とする基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばフォトマスク用のマスク基板等の基板に対して、レジスト液塗布後、あるいは露光後かつ現像前において加熱処理などを行うための基板処理装置及び基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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角型のマスク基板（レチクル基板）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加熱処理が行われ、更にこの加熱処理を終えた基板は例えば露光処理する前に所定の温度に冷却される冷却処理が行われる。この加熱又は冷却処理は例えば加熱手段又は冷却手段を例えば内部に備えた基板載置台の表面に基板を載置することにより行われている。
【０００４】
ここで基板に対して加熱処理をするための加熱装置の一例について図１４を用いて簡単に述べておくと、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０．１ｍｍ程度浮かせて支持するための突起部１１が例えば４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の検出値に基づいて制御部１４によりヒータ１２の出力（加熱動作）をＰＩＤ（比例、積分、微分動作）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。ただ実際には高いスループットを確保しつつ多数枚の基板Ｇを繰り返し処理するために、先ず温度が１３０℃になるように予め加熱プレート１を加熱しておき、その表面に基板Ｇを載置して加熱する。この基板Ｇが予定の温度に達すると外部に搬出して次の基板が処理されるといったようにして、繰り返し基板Ｇが加熱処理されるように構成されている。
【０００５】
ところで基板Ｇを加熱処理する場合、加熱前の基板Ｇの温度は例えば２３℃程度であることから基板Ｇと加熱プレート１との間で大幅な温度差がある。そのため基板Ｇが加熱プレート１上に載置されると、基板Ｇに熱が吸収されて表面の温度が低下してしまう。このとき加熱プレート１の温度が早く予定の温度に復帰するようにＰＩＤ制御の応答性を高く設定していると（Ｐ、Ｉ、Ｄの各設定値を高くしておくと）、ヒータ１２の出力が大きくなり加熱プレート１の温度が目標温度を越えて大きくオーバシュートして、この加熱プレート１の温度に追従して基板Ｇの温度までもがオーバシュートしてしまうといった問題があった。この場合、基板Ｇの表面に形成される塗布膜の厚みにばらつきが生じてしまうおそれがあったために、ＰＩＤ制御の応答性を低く設定して、図１５に示すように、加熱プレート１の温度のオーバシュートの程度が小さくなるようにあるいはオーバシュートがないように穏やかに加熱プレート１を昇温させているのが実情であり、そのため加熱プレート１の温度を目標温度に復帰させるのに長時間（時間ＴＡ）を要していた。
【０００６】
上述の問題点を解決するために、ＰＩＤ制御を行う制御ループと、タイマを用いて一定時間だけ最大出力に設定する固定制御を行う制御ループとを制御部１４に組み込み、基板Ｇが加熱プレート１上に載置された初期時には、加熱プレート１から基板Ｇに吸収された熱量に応じたパワーを供給し、タイマのタイムアップ後にＰＩＤ制御に切り換えることにより固定制御へ切り替えることで、加熱プレート１の昇温速度を高める手法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
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、最大出力に設定して加熱プレート１を加熱した後、いきなりＰＩＤ制御へ切り替えると、最大出力の履歴の影響により、つまり最大出力時の積分量（Ｉ量）が残っているために、ＰＩＤ制御が不安定になって過渡現象が起こり、加熱プレート１の温度が目標温度に安定するまでに長い時間がかかるおそれがある。
【０００７】
この点について本発明者は、最大出力の履歴の影響を受けた状態でＰＩＤ制御が開始されるという不具合の他に次のような不具合があると考えている。即ち最大出力を加えたことに基づいて温度変動が残っているが、ＰＩＤ制御の開始時にはＰＩＤ演算で用いる過去の温度の状態に対応する積分値及び微分値として初期値が用いら、この結果それまでの温度変動を考慮せずにＰＩＤ制御が行われるので温度の安定に長い時間がかかると思われる。このことは、処理に長い時間がかかるというだけでなく、通常複数のヒータにより加熱プレートの温度制御されることから、一のヒータが受け持つ加熱プレートの領域の温度が不安定であると、結局加熱プレート全体で見たとき、温度の面内均一性が一時的に悪化するという不具合になる。
【０００８】
また、特に厚さが例えば６ｍｍ程度と大きいマスク基板の場合には、基板側面からの放熱量が多いことから基板の面内温度均一性を確保し難く、しかも同種の加熱装置であっても構成部品のばらつきや組み立て誤差などによって熱の移動の仕方が装置間で異なり、更にまた面内における熱の移動のばらつき方も装置間で異なってくる。このような状況下に加えて、ＰＩＤ制御への移行時における温度制御が不安定であると、基板Ｇの面内において均一な加熱処理を行うことが益々以て困難であり、そのため表面に塗布された塗布液の溶剤の蒸発速度が面内で均一でなくなり、結果として塗布膜の膜厚が面内でばらついてしまう懸念がある。更には基板Ｇ間においても均一な加熱処理を行うことが困難であり、塗布膜の膜厚が基板Ｇ間でばらつくおそれが大きい。
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−７４１８７号公報（段落００２８〜００３０、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は基板載置部の上に基板を載置して、その温度を目標とするプロセス温度に安定させて所定の熱処理（加熱あるいは冷却）をする際において、基板を速やかに目標温度に安定させることができ、また面内均一性の高い熱処理を行うことの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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の基板処理装置は、基板をその表面に載置して所定の熱処理をする基板載置部と、電力の供給により基板載置部に熱を供給する熱供給部と、を備えた基板処理装置において、
前記基板載置部の温度を検出する温度検出部と、
基板が基板載置部に載置されたときまたはその直前に、予め設定された出力パターンに基づいて、第１の電力指令値を出力すると共にその後第１の電力指令値よりも小さい第２の電力指令値を出力する固定パターン出力部と、
前記温度検出部の温度検出値と温度目標値との偏差に基づいて電力指令値を演算して出力する調節部と、
固定パターン出力部から予め設定された出力パターンに対応する第１の電力指令値及び第２の電力指令値が出力された後、固定パターン出力部から調節部に切り替える切り替え手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
なお、本発明で行う熱処理とは、加熱処理のみならず冷却処理をも含み、従って熱供給部は加熱部または冷却部である。また固定パターン出力部が動作するタイミングである「基板が基板載置部に載置されたとき」とは、基板が基板載置部に載置されたタイミングと同時のタイミングのみならず、本発明の目的を損なわない範囲で少し前後するタイミングをも含む意味である。更に「第１の電力指令値よりも小さい第２の電力指令値を出力する」とは、第２の電力指令値に対応する熱供給部への供給電力が第１の電力指令値に対応する供給電力よりも小さいという意味である。
【００１３】
前記発明は、前記出力パターンを記憶した記憶部と、この記憶部に記憶された出力パターンを書き換えるための手段と、を備えた構成であってもよい。また前記出力パターンは、目標温度毎に用意されており、前記記憶部内のデータの中から目標温度に応じた出力パターンが選択される構成であってもよい。更に第２の電力指令値は、調節部から出力される電力指令値よりも小さくしてもよく、この場合第２の電力指令値は、ゼロであってもよい。更にまた、熱供給部は複数設けられると共に、各熱供給部に対応して温度検出部、固定パターン出力部及び調節部の組が設けられ、各固定パターン出力部における出力パターンは独立して書き換え可能である構成であってもよい。
【００１４】
本発明の基板処理方法は、基板をその表面に載置して所定の熱処理をする基板載置部と、電力の供給により基板載置部に熱を供給する熱供給部と、を用いて基板を処理する方法において、
基板が基板載置部に載置されたときまたはその直前に、予め設定された出力パターンに基づいて、第１の電力指令値を出力すると共にその後第１の電力指令値よりも小さい第２の電力指令値を出力する工程と、
次いで前記基板載置部の温度を検出し、その温度検出値と温度目標値との偏差に基づいて電力指令値を出力する工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
前記第１の電力指令値及び第２の電力指令値を出力する工程は、記憶部に記憶された出力パターンを読み出す工程を含むようにしてもよい。また前記出力パターンは、目標温度毎に用意されており、前記記憶部内のデータの中から目標温度に応じた出力パターンを読み出す工程を含むようにしてもよい。更に記憶部に記憶された出力パターンを書き換える工程を含むようにしてもよい。更には、第２の電力指令値は、調節部から出力される電力指令値よりも小さくしてもよく、この場合、第２の電力指令値は、ゼロであってもよい。
【００１６】
他の発明は、基板をその表面に載置して所定の熱処理をする基板載置部と、電力供給部からの電力の供給により基板載置部に熱を供給する熱供給部と、を備えた基板処理装置において、
前記基板載置部の温度を検出する温度検出部と、
基板が基板載置部に載置されたときまたはその直前に、予め設定された出力パターンに基づいて前記電力供給部に電力指令値を出力する固定パターン出力部と、
前記温度検出部の温度検出値と温度目標値との偏差に基づいて電力指令値を演算して出力する調節部と、
前記固定パターン出力部から前記電力指令値が出力された後、当該固定パターン出力部から前記調節部に切り替える切り替え手段と、
前記切り替え手段により固定パターン出力部から調節部に切り替えが行われる前の時点における前記温度検出部の温度検出値と温度目標値とに基づいて、調節部で行われる演算に用いられる要素の値を求めるための手段と、を備え、
前記調節部は固定パターン出力部から切り替えられたときに、前記手段にて求められた要素の値に基づいて演算を行うことを特徴とする。
【００１７】
これら発明において、固定パターン出力部から前記調節部に切り替えるタイミングは、温度検出値が例えば目標温度に近づいたときあるいはほぼ一致したときであり、温度検出値が目標温度に近づいたとは、温度検出値が例えば目標温度に対して±４％以内に収まったときをいう。なお温度検出値が一旦温度目標値よりも高くなり、その後目標値に向かって下降するような場合には、最初に温度目標値を抜けるときの目標値の近傍を除くためのプログラムを組めばよい。その例の一つとして、一旦温度検出値が最大値を越え、かつ温度検出値が例えば目標温度に対して±４％以内に収まったときを上記のタイミングとすればよい。
【００１８】
この発明に対応する方法の発明は、基板が基板載置部に載置されたときまたはその直前に、予め設定された出力パターンに基づいて固定パターン出力部から前記電力供給部に電力指令値を出力する工程と、
固定パターン出力部から調節部に切り替えが行われる前の時点における前記温度検出部の温度検出値と温度目標値とに基づいて、調節部で行われる演算に用いられる要素の値を求める工程と、
固定パターン出力部から調節部に切り替え、前記工程で求めた要素の値を用いて演算を行って電力指令値を出力する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１９】
更にまた他の発明は、基板をその表面に載置して所定の熱処理をする基板載置部と、電力供給部からの電力の供給により基板載置部に熱を供給する熱供給部と、を備えた基板処理装置において、
前記基板載置部の温度を検出する温度検出部と、
基板が基板載置部に載置されたときまたはその直前に、予め設定された出力パターンに基づいて前記電力供給部に電力指令値を出力する固定パターン出力部と、
前記温度検出部の温度検出値と温度目標値との偏差に基づいて電力指令値を演算して出力する調節部と、
前記固定パターン出力部から前記電力指令値が出力された後、固定パターン出力部から前記調節部に切り替える切り替え手段と、
前記切り替え手段により固定パターン出力部から調節部に切り替えが行われたときに当該調節部の演算に用いられる、予め求めておいた要素の値を記憶する記憶部と、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
この発明に対応する方法の発明は、  基板をその表面に載置して所定の熱処理をする基板載置部と、電力供給部からの電力の供給により基板載置部に熱を供給する熱供給部と、を用いて基板を処理する方法において、
基板が基板載置部に載置されたときまたはその直前に、予め設定された出力パターンに基づいて固定パターン出力部から前記電力供給部に電力指令値を出力する工程と、
固定パターン出力部から調節部に切り替え、予め求めておいた要素の値を用いて、基板載置部の温度検出値と温度目標値との偏差に基づいて電力指令値を求めて出力する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように本発明によれば、例えば基板を基板載置部に載置したタイミングで固定パターン出力部により第１の電力指令値を出力して基板載置部へ盛んに熱を供給すると共にその後第１の電力指令値よりも小さい第２の電力指令値を出力し、固定パターン出力部から予め設定された出力パターンに対応する第１の電力指令値及び第２の電力指令値が出力された後、固定パターン出力部から調節部に切り替えることが可能な構成とすることにより、例えば加熱処理の場合にあっては温度の低い基板を載置したことで温度が低下した基板載置部の温度を素早く元の温度に復帰させることができ、更に調節部に切り換える前の熱供給履歴の影響を抑えることができることから、基板の温度を速やかに目標温度に安定させることができる。その結果、基板に対して高精度な熱処理を短時間で行うことができる。また複数設けられた熱供給部毎に出力パターンを割り当てることにより、各熱供給部の受け持ち領域に見合った昇温制御ができる。そのため基板の面内での温度のばらつきが抑えられるので、結果として面内均一性の高い熱処理を行うことができる。
【００２２】
そして他の発明によれば、固定パターン出力部から調節部に切り替えが行われる前の時点における前記温度検出部の温度検出値と温度目標値とに基づいて、調節部で行われる演算に用いられる要素の値を求めるかあるいは、実プロセスを行う前に予め前記要素の値を設定しておき、その値を用いて演算を行うようにしているため、切り替え時までの履歴に見合った演算を調節部にて行うことができるから、結果として基板の温度を速やかに目標温度に安定させることができる。また熱供給部が複数設けられていて夫々が独立して温度制御を行う場合には、基板載置部の温度が揃うことになり、面内均一性の高い熱処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（第１の実施の形態）
本発明の実施の形態に係る基板処理装置について図１及び図２を参照しながら説明する。図中２は基板処理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。
【００２４】
処理容器２の内部には、熱処理される基板Ｇを所定の載置領域に載置するための基板載置部である載置台（加熱プレート）３が設けられている。より詳しくは載置台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により載置台３の表面から僅かに例えば０．１ｍｍ程度浮かせた状態で支持される。また載置台３の例えば内部には、基板Ｇを加熱するための熱供給部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、例えば載置台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、載置台３はヒータ３２の加熱動作により加熱されて加熱プレートを構成し、この載置台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、および輻射熱も加わって基板Ｇが加熱されることとなる。また３３Ａは載置台３における第１のヒータ３３Ａの温度制御領域（受け持ち領域）の温度を検出するための温度検出部例えば熱伝対であり、３３Ｂは載置台３における第２のヒータ３３Ｂの温度制御領域（受け持ち領域）の温度を検出するための温度検出部例えば熱伝対である。
【００２５】
載置台３には上下に伸びる貫通孔３４が例えば４ヵ所設けられており、この貫通孔３４内には基板Ｇの側面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。より詳しくは、基板支持ピン３５は、基板Ｇの底縁の傾斜面を支持することとなる。更に基板支持ピン３５は載置台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の先端が載置台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載置台３の表面に載置されるように構成されている。
【００２６】
また処理容器２内には載置台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位置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載置台３上の基板Ｇの周囲を囲む処理空間が形成される。
【００２７】
第１のヒータ３２Ａおよび第２のヒータ３２Ｂは、夫々電力供給部４０Ａ、４０Ｂに接続されると共に、これら電力供給部４０Ａ、４０Ｂには夫々制御部である温度コントローラ４Ａ、４Ｂが接続されており、温度コントローラ４Ａ（４Ｂ）からの電力指令値に基づいて電力供給部４０Ａ（４０Ｂ）の例えばスイッチング素子のオン状態のタイミングが制御されてヒータ３２Ａ（３２Ｂ）の供給電力が制御され、以ってその発熱量が調整されるように構成されている。温度コントローラ４Ａ、４Ｂに設けられた制御回路部について図３を用いて説明すると、例えば温度コントローラ４Ａには温度設定値と温度検出器３３Ａの温度検出値との偏差を取り出す加算部４１１と、この偏差に基づいてヒータ３２Ａの加熱動作（出力）を自動制御例えばＰＩＤ制御するための電力指令値を電力供給部４０Ａに出力する調節部であるＰＩＤ演算部４１と、予め設定された（固定された）出力パターンＰに基づいて電力指令値を出力する固定パターン出力部４２と、を備えている。前記予め設定された出力パターンＰは記憶部であるメモリ４３に記憶されており、例えばヒータ３２Ａの定格１００％の出力に相当する第１の電力指令値Ｐ１を時間Ｔ１だけ出力し、次いで例えばヒータ３２Ａの供給電力がゼロとなる第２の電力指令値（ゼロ）Ｐ２を時間Ｔ２だけ出力する出力部（信号作成部）であり、その出力のタイミングは、基板Ｇが載置台３に載置されたときに発せられる基板載置信号を受け取った時点とされる。この基板載置信号は、例えば基板支持ピン３５が下降したことを検出する信号であってもよいし、あるいは基板支持ピン３５の下降指令信号であってもよい。また前記タイミングは基板Ｇが載置台３に載置される直前であってもよい。
【００２８】
第１の電力指令値Ｐ１である定格出力（最大出力）は、載置台３の表面温度が基板Ｇの目標温度よりも高くなるようにしてオーバシュートさせ、載置台３に載置された冷たい基板Ｇにより奪われる熱量に相当する熱量だけ発熱させるための出力であり、従ってその出力時間Ｔ１は前記熱量の大きさに応じて決められる。また第２の電力指令値Ｐ２であるゼロ指令値は、後述のように定格出力から一気にＰＩＤ制御に移行すると、大出力の熱履歴が残って温度が不安定になるため、これを避ける目的で設定されている。また４４は切り換え手段であり、この切り換え手段４４を切り換えることにより調節部４１および固定パターン出力部４２のいずれか一方を選択して基板Ｇの加熱処理ができるように構成されている。４５は基板Ｇが載置台３に載置されたことを例えば昇降機構３５の動作により基板Ｇが載置台３に載置されたことを検知して作動する接点、または昇降機構の動作により基板Ｇが載置台に載置される直前を検知して作動する接点である。
【００２９】
ここで前記出力パターンＰは、図４（ａ）にも示すように、定格出力に対応する第１の電力指令値Ｐ１を所定の時間Ｔ１例えば３分間だけ保持した後に、定格出力よりも小さい出力例えばゼロ出力に対応する第２の電力指令値Ｐ２を所定の時間Ｔ２例えば１分間だけ保持する２段階の矩形状の出力パターンであるが、これに限られず最終位置に第２の電力指令値Ｐ２が設定されていれば例えば図４（ｂ）、（ｃ）に示すように前段側に２以上の出力値を含むようにしてもよい。どのような出力パターンＰを採用し、更に出力値および時間の具体的な設定をどのようにするかは予め実験を行って決めるようにするのが好ましい。またメモリ４３内には、一つの出力パターンＰが記載されているが、基板Ｇを処理するときのプロセス温度（目標温度）毎に出力パターンＰを作成しておいて、例えば上位のコンピュータから指定された目標温度に対応する出力パターンＰを読み出して固定パターン出力部４２から出力させるようにしてもよい。あるいは基板Ｇの種類や載置台３の種類毎に出力パターンＰを用意して、それらの中から対応する出力パターンＰを選択できるように構成してもよい。
【００３０】
出力パターンＰの設定および書き換えは、この例では図１に示すように全体を制御する制御部の内部に設けられるデータ設定部５を用いて行われる。このデータ設定部５は各温度コントローラ４Ａ、４Ｂに接続される上位コンピュータであってもよいが、例えばノートパソコンなどのハンディタイプのコンピュータを用いるようにすれば、現場での設定作業を行い易い。なお、温度コントローラ４Ａについて既述したが、温度コントローラ４Ｂにおいても全く同様の構成であり、データ設定部５によって出力パターンＰを自由に設定できる。
【００３１】
続いて上述の基板処理装置を用いて基板Ｇを加熱処理する工程について説明する。先ず切り替え手段４４をＰＩＤ演算部４１側に接続してＰＩＤ制御を行う状態とし、載置台３の温度が予定とする基板Ｇの加熱温度例えば１３０℃となるように、つまりその温度に対応する温度に載置台３が維持されるようにヒータ３２により載置台３を加熱し、温度検出器３３Ａ、３３Ｂの検出温度が設定温度と一致するようにヒータ３２Ａ、３２Ｂの出力をＰＩＤ制御する。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内に搬入する。そして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を載置台３の表面に載置する。基板支持ピン３５が下降位置まで移動して駆動機構３６が所定の位置で停止すると、接点４５がオンになり、切り替え手段４４が固定パターン出力部４２側に切り替わると共に、出力部４２１がメモリ４３内の出力パターンＰを読み出して電力供給部４０Ａ、４０Ｂに出力する。一方、基板搬送手段を退避させた後、シャッタ３７を上昇させて基板Ｇの周囲を囲む処理空間を形成する。しかる後、定格出力の時間がタイムアップしてゼロ出力の出力時間が経過すると、切り換え手段４４がＰＩＤ演算部４１側に接続されて固定出力制御からＰＩＤ制御へ戻され、そして温度検出部３３Ａ、３３Ｂの温度検出値が設定温度になるようにヒータ３２Ａ、３２Ｂの出力が制御され、基板Ｇの温度が目標温度で安定し、所定時間ベーク処理が行われる。その後、基板Ｇは搬入時と反対の経路で処理容器２から搬出される。
【００３２】
ここで上述の加熱処理時における基板Ｇ及び載置台３の温度の変化の様子について図５を用いて説明する。まず基板Ｇが搬入される前では載置台３はＰＩＤ制御により所定の温度例えば１３０℃に保持されている。一方、基板Ｇは例えば基板処理装置が設置されたクリーンルームの温度例えば２３℃程度となっている。そして時刻ｔ１において基板Ｇが載置台３に載置されると、基板Ｇに熱が吸収されて載置台３の温度が低下する一方で、基板Ｇの温度は上昇する。一方、時刻ｔ１においてはＰＩＤ制御から固定パターン出力制御に切り換えられており、ヒータ３２Ａ、３２Ｂに定格出力（１００％出力）が供給されて加熱が盛んに行われる。そのため載置台３の温度は下げ止まりを向かえて上昇カーブを描き始め、目標温度（プロセス温度）で温度である１３０℃を越えてオーバーシュートするが、基板Ｇは例えば６ｍｍ程度の厚さの大きいガラス基板であるために熱容量が大きく、その結果載置台３よりも遅れて温度が上昇する。所定の時間が経過すると、パターン出力Ｐに従ってヒータ３２Ａ、３２Ｂへの供給電力がゼロに設定され、そのため載置台３の温度は降下し始めるが、基板Ｇは前記オーバーシュートした分の熱を載置台３から吸収して温度が目標温度まで上昇する。そして例えば基板Ｇが載置されてから例えばタイマで計測される所定の時間が経過すると、切り換え手段４４によりＰＩＤ演算部４１側に切り替えられてＰＩＤ制御に戻され、温度検出部３３の温度検出値が設定温度になるように電力供給部４０Ａ、４０Ｂの出力が制御されてヒータ３２の発熱量が調整され、基板Ｇの温度が目標温度に安定して維持され、ベーク処理が実施される。
【００３３】
上述の実施の形態によれば、例えば基板Ｇを載置台３に載置したタイミングで固定パターン出力部４２に切り換えて固定出力制御を行い、先ず定格出力でヒータ３２を発熱させて載置台３を盛んに加熱した後に、ＰＩＤ制御に切り換える（戻す）構成とすることにより、温度の低い基板Ｇを載置したことで温度が低下した載置台３の温度を素早く元の温度に復帰させることができる。更にＰＩＤ制御に切り換える前に一旦ヒータ３２への供給電力をゼロとすることにより、ＰＩＤの積分量（Ｉ量）がリセットされるので定格出力時のヒータ３２の発熱履歴の影響を受けることが抑えられて速やかに出力を安定状態にすることができる。その結果、基板Ｇの加熱処理を短時間で行うことができる。そして固定出力制御時には、ヒータ３２Ａ、３２Ｂに対して夫々作成した出力パターンＰを用いているので、各ヒータ３２Ａ、３２Ｂの受け持ち領域に見合った昇温制御ができ、基板Ｇの面内での温度のばらつきが抑えられ、結果として均一な加熱処理を行うことができ、この例では基板Ｇの面内で厚みが均一な塗布膜を形成することができる。
【００３４】
更に上述の実施の形態によれば、シーケンスモデルである出力パターンＰに基づいてヒータ３２への出力を制御する構成とすることにより、例えば第１の電力指令値Ｐ１（高出力）のレベルやその時間を変えるといった出力パターンＰのパターン形状を変えることで載置台３の昇温パターンを調節することができる。
【００３５】
更に上述の実施の形態によれば、例えば加熱装置はユニット化されて塗布・現像装置に複数組み込まれた場合には、各ユニットに共通の出力パターンＰを割り当てることができるので初期設定の手間を省くことができ、更には各ユニット間で微妙にアセンブリが異なるなど、ハード構成上に差異が生じたり、あるいは基板Ｇ上の気流の状態が同じでなかったとしても、各ユニット毎に出力パターンＰを微調整することにより、各ユニット間での処理のばらつきも低減される。
【００３６】
本発明においては、ヒータ３２は載置台３上の基板Ｇの中央部および周縁部に対応する位置に第１のヒータ３２Ａおよび第２のヒータ３２Ｂを夫々設けた構成に限られず、例えば図６に示すように、四角形状のヒータ３２を例えば縦横３枚ずつ網の目状に配置してもよく、更に各ヒータ３２毎に出力パターンを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。更に本発明においては、ヒータ３２Ａおよびヒータ３２Ｂに対して出力パターンＰを夫々割り当てる構成に限られず、ヒータ３２Ａおよびヒータ３２Ｂを共通の出力パターンＰで制御する構成としてもよい。
【００３７】
また本発明においては、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、ＬＣＤ基板の熱処理にも適用できる。
【００３８】
更に本発明においては、固定出力制御に切り換えるタイミングは、基板Ｇが載置台３に載置されるときに限られず、例えば図５に記載のオーバシュート分の熱量を先に供給するために、基板Ｇが載置台３に載置される前であってもよい。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。但し、どの位前に固定出力制御に切り換えるかは予め試験を行って決めるのが好ましい。
【００３９】
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７および図８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６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。
【００４０】
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６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。
【実施例】
【００４１】
続いて本発明の効果を確認するために行った実施例について説明する。
【００４２】
（実施例１）
本例は図１記載の加熱装置を用いて角型のガラス基板Ｇを加熱処理した実施例である。出力パターンＰは図４（ａ）記載の出力パターンＰを用いた。なお詳しいプロセス条件については以下に列記した通りである。基板Ｇの温度、載置台３の温度およびヒータの出力を種々の時間に測定した。なお基板Ｇの温度は放射温度計により測定した。
【００４３】
・基板Ｇサイズ；１５２×１５２×６．３５ｍｍ（初期温度２３．０℃）
・目標温度；２２０℃
・定格出力；３２Ａ、３２Ｂとも７００Ｗ（total １４００Ｗ）
・ヒータ３２Ａの定格出力動作時間；１７５秒（１００％）
・ヒータ３２Ａのゼロ出力動作時間；４５秒  （０％）
・ヒータ３２Ｂのゼロ出力動作時間；２２０秒（０％）
（実施例２）
本例はヒータ３２Ａおよびヒータ３２Ｂを共通の出力パターンＰを用いて制御したことを除いて実施例１と同じ実施例である。
【００４４】
・ヒータ３２Ａ、３２Ｂの定格出力動作時間；１２０秒
・ヒータ３２Ａ、３２Ｂのゼロ出力動作時間；４０秒
（実施例１、実施例２の結果と考察）
実施例１および実施例２の結果を図９（ａ）および図９（ｂ）に夫々示す。先ず実施例１では、基板Ｇが載置台３に載置されてから安定するまでに要した時間Ｑ１は２６０秒であった。また固定出力制御からＰＩＤ制御へ切り換えたとき、ＰＩＤ制御の乱れが殆どなく極めて短時間（２０秒）で出力が安定状態となった。実施例２においても、殆ど同じ結果であった。なお、ＰＩＤ制御のみの場合には、基板Ｇが載置台３に載置されてから安定するまでに要した時間Ｑ１は３４０秒であった。実施例２では載置台３に基板Ｇが載置されて温度が上昇する際、基板Ｇの面内において温度差が生じ、最大で８℃の差があった。一方、実施例１では、載置台３に基板Ｇが載置されて温度が上昇する際においても、基板Ｇの面内の温度のばらつきは殆どなかった。
【００４５】
以上の結果より、基板Ｇを載置台３に載置したタイミングで固定出力制御を行い、この固定出力制御において定格出力、ゼロ出力を行った後にＰＩＤ制御に切り換えることにより、短時間で加熱処理をできることが確認された。またヒータ３２Ａおよびヒータ３２Ｂに対して出力パターンＰを夫々割り当てた構成とすることにより、基板Ｇの面内温度を極めて均一にすることができることが確認された。
（第２の実施の形態）
この実施の形態は、既述の切り替え手段４４により固定パターン出力部４２から調節部であるＰＩＤ演算部４１に切り替えが行われる前に、当該ＰＩＤ演算部４１にて演算だけを行っておき、固定パターン出力部４２からＰＩＤ演算部４１に切り替えられたときに、切り替え時までに計算された伝達関数の微分要素及び積分要素を用いて演算を行うようにしたものである。この場合、固定パターン出力部４２からの出力については、第１の実施の形態のように定格出力（第１の電力指令値）の後に電力をゼロ（第２の電力指令値）にすることに限られるものではなく、定格出力あるいはそれよりも小さい出力を一定値で供給する場合であってもよい。
【００４６】
このような手法を実現する構成を図１０に示す。説明の便宜上、図３に相当する部位については図３の符号と同一の符号を示しているが、例えば「ヒータ３２Ａ」と記載してあるからといって、ここで用いられるヒータ３２の個数及びレイアウトが図２に限定されるというものではなく、例えば図６に示すヒータ３２など他のレイアウトの場合にも適用できることは勿論である。図１０に示した「ヒータ３２Ａ」は、ヒータ３２を分割して、載置台３（加熱プレート）の各ゾーンを制御する場合の一つのヒータの電力制御系を説明するために示したものである。
【００４７】
図１０において５０は制御部であり、この制御部５０には、既述のように出力パターンＰの設定、書き換えを行うことができるデータ設定部５が含まれるが、固定パターン出力部４２からＰＩＤ演算部４１に切り替えが行われる前の所定のタイミングにおいてＰＩＤ演算部４１に対して演算指令を出力する手段を備えている。このタイミングの管理については、例えば図１に示す支持ピン３５が下降した時点つまり基板Ｇが載置台３に載置された時点から所定時間が経過した時点としてもよいし、あるいは温度検出部３２Ａの温度検出値を監視してその値が所定値を越えた時点としてもよい。
【００４８】
更にＰＩＤ演算部４１は、ＰＩＤ演算を実行する手段とＰＩＤ演算により求められた要素である積分要素及び微分要素をの値を記憶しておく記憶部を備えており、ソフトウエアで構成されていることから、実際にはＰＩＤ演算を実行するプログラムと、ＰＩＤ演算を時系列で実行したときに各時点において演算された演算結果を記憶する記憶部と、を備えていることになる。この点についてより詳しく述べると、ＰＩＤ演算部４１では下記の（１）式に基づいて演算が行われる。
【００４９】
ｙ＝ｋｐ・ｅ＋（１／Ｔｉ）∫ｅｄｔ＋Ｔｄ（ｄｅ／ｄｔ）          （１）
なおｙは操作量、ｅは偏差、ｋｐ、Ｔｉ、Ｔｄは定数である。ここで制御部５０は所定時間間隔で（１）式の演算を行うが、ある時刻ｔｋにおいて演算を行うときには、例えばその前の制御周期で求めたｙに基づいて積分要素（∫ｅｄｔ）と微分要素（ｄｅ／ｄｔ）とを求め、その微分要素と積分要素とを用いて演算を行うことになる。従って記憶部には、各時刻で計算された積分要素、微分要素及び操作量ｙが記憶されることになる。
【００５０】
次にこの実施の形態の作用について図１１及び図１２を参照しながら説明する。図１１のステップＳ１〜Ｓ３までは、先の実施の形態の作用と同じであることから、詳述を避けて簡単に述べるが、基板が載置台３に載置される前までは、ヒータ３２ＡはＰＩＤ演算部４１からの出力に基づいて温度コントロールされ（ステップＳ１）、載置台３の温度が目標温度例えば１３０℃に維持されるように制御されている。そして時刻ｔ１にて図示しない基板搬送手段から基板支持ピン３５（図１参照）を介して基板Ｇが載置台（加熱プレート）３の上に置かれると（ステップＳ２）、切り替え手段４により固定パターン出力部４２側に切り替わり、所定の出力パターンが電力供給部４０Ａに供給される（ステップＳ３）。
【００５１】
載置台３の温度は冷たい（室温の）基板Ｇが載置されることにより一旦その温度が大きく降下するが、大きな電力が供給されることから反転して昇温し、一方において基板Ｇは目標温度に向かって昇温する。図１２では、先の実施の形態と同様に固定パターン出力部４２からの出力を途中でゼロにしているため、載置台３の温度は目標温度を越えて、その後降下しているが、本発明はこのような場合に限られるものではない。例えば固定パターン出力部４２の出力を定格出力よりも小さくし、出力ゼロの期間を設けることなく、その電力をＰＩＤ制御への切り替わり時まで出力するようにしてもよい。
【００５２】
次いでＰＩＤ制御への切り替わり時点ｔ４よりも前の時点である時刻ｔ１０において、制御部５０からＰＩＤ演算部４１に対して演算指令を出し、これによりＰＩＤ演算部４１は温度目標値と温度検出部３３Ａの温度検出値とに基づいて例えば先の（１）式で表される伝達関数の第２項の積分要素及び第３項の微分要素を求める演算を行う（ステップＳ４）。この演算は、例えば制御周期が１秒である場合、切り替わり時点ｔ４よりも一つ前の制御周期における温度検出値に基づいて行ってもよいし、例えばそれよりも前の時点の温度検出値を求め、当該温度検出値と切り替わり時点ｔ４における温度検出値と目標温度とに基づいて行ってもよい。この演算の具体例は後述の図１３を参照することにより明らかになる。
【００５３】
そして載置台３の温度が目標温度にほぼ一致した時刻ｔ４にて切り替え部ＰＩＤ制御に切り替わる（ステップＳ５）が、ＰＩＤ演算部４１では既に各要素の値を求める計算を実行しているため、その前の温度プロファイルに基づいて適切なＰＩＤ演算が行われる。即ち切り替わり時点において、積分要素及び微分要素はゼロが用いられるのではなく、それまでの温度の状態に基づいて求められた値を用いてＰＩＤ演算つまり先の（１）式の演算が行われてその演算結果に基づいて電力指令値が電力供給部４０Ａに出力されることになる。ここでＰＩＤ演算の開始のタイミングは、例えば時間管理あるいは温度検出値に基づいて行うことができるが、ＰＩＤ制御に切り替わったときにその前の温度変化が十分反映される時点であればよく、例えば温度検出値が目標温度の±４％以内に収まった時点とすることができる。なおＰＩＤ制御への切り替わり時点は、例えば温度検出値が目標温度の±４％以内に収まった時点とすることができる。
【００５４】
このような手法の利点について、説明を簡単にするために図１３に示すモデルを例に述べる。先ず前記（１）式のｋｐ、Ｔｉ、Ｔｄの各値を１とする。図１３において時刻ｔｋにおける載置台３の温度がＰ１の位置（目標温度よりも４℃低い）にあり、時刻ｔ（ｋ＋１）における温度がＰ２の位置（目標温度）にあったとする。この場合、次の演算のタイミングである、時刻ｔ（ｋ＋２）において、事前のデータがない場合と有る場合とを比較してみる。
【００５５】
事前のデータがない場合には、時刻ｔ（ｋ＋２）における温度検出値と目標値との偏差はゼロであることから、操作量はゼロであり、出力量の補正は行われず、次の制御周期でも同じ出力量となるため、載置台３の温度はＰ３｀となり、目標温度からのずれが４℃と大きくなっている。これに対して事前のデータがある場合には、積分要素（∫ｅｄｔ）は図１３中斜線の面積であり、この面積は目標温度よりも下側の領域の面積なので符号は負になり、従って制御周期を１秒とすれば、∫ｅｄｔ＝−２となる。また微分要素（ｄｅ／ｄｔ）はこの１秒間の傾きであるから、＋４となり、このためｙ＝０＋（−２）＋４となり、フィードバック量は「−を入力」となるため、−２が補正値となる。従って載置台３の温度はＰ３となり、目標温度からのずれが２℃と小さくなっている。
【００５６】
従って図１２の例に戻ると、載置台３の温度はＰＩＤ制御に切り替わった時点で初期値がゼロの場合にはそれ以降の温度は点線のように目標温度から大きく外れるが、積分要素と微分要素とを予め計算しておくことにより実線のように目標温度から外れる程度が小さくなる。なお図１２においては、理解を容易にするために温度変化の大きさは実際よりも大げさに記載してある。この結果、基板Ｇにおける各ヒータが受け持つ領域の温度が目標温度に速やかに到達して安定するので、基板Ｇ全体を見ると、各領域の温度が揃いながら速やかに目標温度に到達して安定するので、面内均一性の高い温度で加熱処理を行うことができ、温度安定時間が短いことから全体の処理時間も短くて済む。例えばマスク用の基板の場合には、半導体ウエハの回路パターンのいわば原版であることから、パターンの線幅については極めて高い面内均一性が要求されるため、この技術は非常に有効である。
【００５７】
ここで第２の実施の形態の変形例について述べておく。上述の実施の形態はＰＩＤ制御に切り替わる前の所定の時点の温度検出値に基づいて積分要素及び微分要素の値を求めていたが、例えば載置台の温度変化パターンがいつもほとんど一定である場合には、予めプロセスと同じ試験をして切り替わり時の前記要素を求めておき、言い換えれば上述の同じように一連の処理を行って切り替わり時に使用される積分要素及び微分要素の値を取りだして、記憶部に記憶しておき、その後プロセスを行うときには、切り替わり時の前にＰＩＤ演算を行うことなく、切り替わり時にその記憶部から積分要素及び微分要素の値を読み出してＰＩＤ演算部にてＰＩＤ演算を行うようにしても同様の効果が得られる。
【００５８】
なお本発明の調節部は、ＰＩＤ演算部に限られず、例えばゴムの合成反応炉などの温度制御に用いられているモデル制御を行う手段に替えても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【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系のブロック構成を示す説明図である。
【図４】上記基板処理装置のヒータの出力パターンを示す説明図である。
【図５】上記基板処理装置で加熱処理される載置台及び基板の温度変化の様子を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る他の基板処理装置を示す説明図である。
【図７】上記の基板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８】上記の基板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９】本発明の効果を確認するために行った実施例の結果を示す特性図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態に係る基板処理装置の制御系のブロック構成を示す説明図である。
【図１１】他の実施の形態に係る基板処理装置の動作を示すフロー図である。
【図１２】他の実施の形態に係る基板処理装置の載置台及び基板の温度変化と供給電力とを対応づけて示す説明図である。
【図１３】ＰＩＤ演算を行うにあたって、要素の初期値としてゼロを用いた場合と、途中の計算結果から求めた値とを用いた場合とを比較した説明図である。
【図１４】従来の加熱装置を示す説明図である。
【図１５】従来の制御により加熱したときの基板の温度を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６０】
Ｇ        基板
３        載置台
３２（３２Ａ、３２Ｂ）  ヒータ
３３      温度検出部
４Ａ、４Ｂ        温度コントローラ
４１      ＰＩＤ演算部
４２      固定パターン出力部
４４      切り替え手段
４３      パターン発生部    
５        データ設定部
５０      制御部
【図１】
2005033178.tif 000003
【図２】
2005033178.tif 000004
【図３】
2005033178.tif 000005
【図４】
2005033178.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2005033178.tif 000009
【図８】
2005033178.tif 000010
【図９】
2005033178.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2005033178.tif 000013
【図１２】
2005033178.tif 000014
【図１３】
2005033178.tif 000015
【図１４】
2005033178.tif 000016
【図１５】
2005033178.tif 000017