(57)【要約】【課題】基板処理装置において、制御定数を変更することなく温度管理対象または温度調節部に対する温度制御の精度を向上する。【解決手段】基板処理装置１では、制御定数５１２、設定温度５１１およびホットプレート２の温度計測値に基づいて制御部５によるＰＩＤ演算により求められた算出電力を、基準電源電圧５１３と実電源電圧５１４との比である電圧変動値を用いて補正して供給電力を求めることにより、温度計測値に対する供給電力の応答特性が、実電源電圧５１４が基準電源電圧５１３に等しい場合と同等とされる。このように、基板処理装置１では、実電源電圧５１４と基準電源電圧５１３との相違に起因する電力の変動を補正することにより、制御定数５１２を変更することなくホットプレート２に対する温度制御の精度を向上することができる。【選択図】図１
2007053191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に処理を行う基板処理装置であって、
基板または基板の処理に利用される物質である温度管理対象の温度を調節する温度調節部と、
前記温度管理対象または前記温度調節部の温度を計測する温度センサと、
前記温度調節部と電気的に接続される電源と、
前記電源と前記温度調節部との間に配置されるとともに予め定められた制御定数および前記温度センサによる温度計測値に基づいて前記電源からの電力を制御しつつ前記温度調節部に供給することにより前記温度管理対象または前記温度調節部の温度を所望の値に制御する制御部と、
を備え、
前記制御部が、前記制御定数および前記温度計測値に基づいて求められる算出電力を、前記制御定数に関連づけて定められた基準電源電圧と前記電源の実電源電圧との比である電圧変動値を用いて補正して前記温度調節部に供給される供給電力を求めることにより、前記温度計測値に対する前記供給電力の応答特性を、前記実電源電圧が前記基準電源電圧に等しい場合と同等にする電力補正部を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記実電源電圧を継続的に取得して前記電圧変動値を更新する電源電圧取得部をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の基板処理装置であって、
前記算出電力をＷ０、前記基準電源電圧をＶ０、前記実電源電圧をＶｘとして、前記制御部が、前記供給電力Ｗｘを、
【数１】
2007053191.tif 000005
により求めることを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記制御部が、前記制御定数および前記温度計測値を用いてＰＩＤ（Proportional-Integral-Derivative）演算を行うことにより前記算出電力を求めることを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記温度調節部が、基板の主面に当接または近接して前記基板を加熱するホットプレートであることを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
電源から電力が供給される温度調節部により基板または基板の処理に利用される物質である温度管理対象の温度を調節して基板に処理を行う基板処理方法であって、
ａ）温度管理対象または温度調節部の温度を計測する工程と、
ｂ）予め定められた制御定数、および、前記ａ）工程にて計測された温度計測値に基づいて電源からの電力を制御しつつ前記温度調節部に供給することにより前記温度管理対象または前記温度調節部の温度を所望の値に制御する工程と、
ｃ）基板の処理が終了するまで前記ａ）工程および前記ｂ）工程を継続的に繰り返す工程と、
を備え、
前記ｂ）工程が、
ｂ１）前記制御定数および前記温度計測値に基づいて算出電力を求める工程と、
ｂ２）前記算出電力を、前記制御定数に関連づけて定められた基準電源電圧と前記電源の実電源電圧との比である電圧変動値を用いて補正して前記温度管理対象または前記温度調節部に供給される供給電力を求めることにより、前記温度計測値に対する前記供給電力の応答特性を、前記実電源電圧が前記基準電源電圧に等しい場合と同等にする工程と、
を備える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、基板に処理を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体基板や液晶表示装置用の基板（以下、単に「基板」という。）の製造工程では、様々な処理が行われている。例えば、基板上に回路パターンを形成するフォトリソグラフィ工程においては、基板上にレジストを塗布した後に行われるＰＡＢ（Post Apply Bake）やパターン露光後に行われるＰＥＢ（Post Exposure Bake）等の熱処理が行われる。
【０００３】
熱処理を行う装置では、所定の設定温度となるように温度調節された高温のホットプレート上に常温の基板が載置されて加熱される。このような装置では、基板がホットプレート上に載置されるとホットプレートの温度が瞬間的に低下するが、ホットプレートに設けられた温度センサからの信号がフィードバックされて温度制御が行われ、ホットプレートの温度が設定温度まで戻される。
【０００４】
ホットプレートの温度制御では、ＰＩＤ（Proportional-Integral-Derivative）制御等の制御方法が用いられており、例えば、特許文献１では、加熱源であるホットプレートにより行われる処理内容に応じて制御定数であるＰＩＤ定数を変更することにより、処理内容に適した制御態様（すなわち、ホットプレートの温度と経過時間との関係を示す温度プロファイル）を得る技術が開示されている。
【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】
近年、半導体装置の高集積化や液晶表示装置の高画質化のため、基板上に形成される回路パターンの微細化が求められている。このため、フォトリソグラフィ工程において、基板を露光するための光源として、より波長が短い遠紫外線を出射する光源が用いられているが、このような光源からの光には強度が低いものがある。そこで、光源からの光の強度不足を補うために、熱にも反応してレジストパターンの線幅を増加させる感光材料である化学増幅型レジストが利用されている。このような化学増幅型レジストは温度変化に対して非常に敏感であるため、ホットプレートの温度を高精度に制御して所定の温度プロファイルとする必要がある。
【０００６】
ところで、熱処理を行う装置では通常、装置を製造する製造工場においてホットプレートの温度制御に係る制御定数が調整された後、装置を使用する使用者の工場へと納入される。このような装置において、例えば、使用者の工場の電源電圧が装置の製造工場の電源電圧と異なっている場合や使用者の工場における電源電圧に時間的な変動がある場合等、装置の使用時に付与される電圧が制御定数の調整時に装置に付与されていた電圧と異なる場合には、ホットプレートに対して供給される電力が制御定数の調整時と僅かに異なり、ホットプレートの温度プロファイルが所望のプロファイルから僅かにずれてしまう。
【０００７】
供給される電力の差による温度プロファイルの僅かなずれは、レジストパターンの線幅にばらつきを生じさせる。このような線幅のばらつきは、従来の回路パターンの精度では誤差範囲に収まっているが、回路パターンがさらに微細化された場合、誤差範囲に収まりきらずに回路パターンの最小寸法の均一性を示すＣＤＵ（Critical Dimension Uniformity）にばらつきが生じてしまう恐れがある。
【０００８】
温度制御の精度を向上する方法としては、装置を使用者の工場へと納入した後に、制御定数の再調整をすることが考えられるが、この場合、装置の納入に係る作業時間が増大してしまう。また、電源の電圧が経年変化したり装置を他の工場に移設する場合には、再び制御定数の調整が必要となってしまう。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、制御定数を変更することなく温度管理対象または温度調節部に対する温度制御の精度を向上することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、基板に処理を行う基板処理装置であって、基板または基板の処理に利用される物質である温度管理対象の温度を調節する温度調節部と、前記温度管理対象または前記温度調節部の温度を計測する温度センサと、前記温度調節部と電気的に接続される電源と、前記電源と前記温度調節部との間に配置されるとともに予め定められた制御定数および前記温度センサによる温度計測値に基づいて前記電源からの電力を制御しつつ前記温度調節部に供給することにより前記温度管理対象または前記温度調節部の温度を所望の値に制御する制御部とを備え、前記制御部が、前記制御定数および前記温度計測値に基づいて求められる算出電力を、前記制御定数に関連づけて定められた基準電源電圧と前記電源の実電源電圧との比である電圧変動値を用いて補正して前記温度調節部に供給される供給電力を求めることにより、前記温度計測値に対する前記供給電力の応答特性を、前記実電源電圧が前記基準電源電圧に等しい場合と同等にする電力補正部を備える。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記実電源電圧を継続的に取得して前記電圧変動値を更新する電源電圧取得部をさらに備える。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の基板処理装置であって、前記算出電力をＷ０、前記基準電源電圧をＶ０、前記実電源電圧をＶｘとして、前記制御部が、前記供給電力Ｗｘを、
【００１３】
【数２】
2007053191.tif 000003
【００１４】
により求める。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記制御部が、前記制御定数および前記温度計測値を用いてＰＩＤ（Proportional-Integral-Derivative）演算を行うことにより前記算出電力を求める。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記温度調節部が、基板の主面に当接または近接して前記基板を加熱するホットプレートである。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、電源から電力が供給される温度調節部により基板または基板の処理に利用される物質である温度管理対象の温度を調節して基板に処理を行う基板処理方法であって、ａ）温度管理対象または温度調節部の温度を計測する工程と、ｂ）予め定められた制御定数、および、前記ａ）工程にて計測された温度計測値に基づいて電源からの電力を制御しつつ前記温度調節部に供給することにより前記温度管理対象または前記温度調節部の温度を所望の値に制御する工程と、ｃ）基板の処理が終了するまで前記ａ）工程および前記ｂ）工程を継続的に繰り返す工程とを備え、前記ｂ）工程が、ｂ１）前記制御定数および前記温度計測値に基づいて算出電力を求める工程と、ｂ２）前記算出電力を、前記制御定数に関連づけて定められた基準電源電圧と前記電源の実電源電圧との比である電圧変動値を用いて補正して前記温度管理対象または前記温度調節部に供給される供給電力を求めることにより、前記温度計測値に対する前記供給電力の応答特性を、前記実電源電圧が前記基準電源電圧に等しい場合と同等にする工程とを備える。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、制御定数を変更することなく温度管理対象または温度調節部に対する温度制御の精度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る基板処理装置１の構成を示す図である。基板処理装置１は、半導体基板９（以下、「基板９」という。）に加熱を伴う処理を行う装置である。
【００２０】
図１に示すように、基板処理装置１は、上面に載置された基板９の温度を調節する温度調節部であるホットプレート２、ホットプレート２に取り付けられてホットプレート２の上面近傍の温度を計測する温度センサ２１（例えば、熱電対）、ホットプレート２および温度センサ２１を内部空間に収容するチャンバ本体３、チャンバ本体３の外側に設けられてホットプレート２と電気的に接続される電源４、並びに、電源４とホットプレート２との間に配置されてホットプレート２の温度を所望の値に制御する制御部５を備える。
【００２１】
ホットプレート２では、電流が流れることにより発熱するニクロム線等の抵抗加熱線が内部に配設されており、温度管理対象である基板９の下面に当接することにより基板９が加熱される。ホットプレート２では、電源４から供給される電力が変化することにより発熱量が変化する。
【００２２】
制御部５は、各種情報を記憶する記憶部５１、各種演算を実行する演算部５２、および、情報が入力される入力部５３を備える。記憶部５１には、予め定められたホットプレート２の設定温度５１１、予め実験的に求められた制御定数５１２、制御定数５１２を決定する際に用いられた基準電源の電圧値である（すなわち、制御定数５１２に関連づけて定められた）基準電源電圧５１３、および、電源４の電圧値である実電源電圧５１４が記憶されている。実電源電圧５１４は、作業者により入力部５３から入力される。
【００２３】
制御部５では、記憶部５１に記憶される制御定数５１２、および、温度センサ２１により計測されたホットプレート２の温度（以下、「温度計測値」という。）に基づいて演算部５２にて演算が行われ、電源４の電圧（すなわち、実電源電圧５１４）が基準電源電圧５１３と等しいと仮定した場合に電源４からホットプレート２に供給されるべき電力（以下、「算出電力」という。）が求められる。
【００２４】
制御部５は、基準電源電圧５１３と実電源電圧５１４との相違に基づいて算出電力を補正して実際にホットプレート２に供給されるべき電力（以下、「供給電力」という。）を求める電力補正部５４をさらに備える。基板処理装置１では、制御部５により電源４からの電力に基づいて電力補正部５４により求められた供給電力に等しい電力がホットプレート２に供給されることにより、ホットプレート２の温度が継続的に制御される（いわゆる、温調制御が行われる）。
【００２５】
図２は、基板処理装置１による基板９の処理の流れを示す図である。また、図３は、基板９の処理時におけるホットプレート２の温度と経過時間との理想的な関係（すなわち、温度プロファイル）を示す図である。本実施の形態では、基板９は、化学増幅型レジストが塗布されてパターンの露光が行われた直後の半導体基板であり、基板処理装置１による熱処理（ＰＥＢ：Post Exposure Bake）により、露光時に結像された潜像の増幅に触媒作用をおよぼす化学反応が活性化される。
【００２６】
基板処理装置１では、電源４からホットプレート２に対して継続的に電力が供給されており、ホットプレート２の温度は設定温度５１１にほぼ維持されている。この状態で、まず、チャンバ本体３の搬出入口３１が開放されて（あるいは、予め開放されている搬出入口３１から）基板９がチャンバ本体３内に搬入され、基板９がホットプレート２上に載置されるとともにチャンバ本体３の搬出入口３１が閉鎖される。チャンバ本体３の内部では、常温の基板９と接触することによりホットプレート２の温度が低下する。一方で、基板処理装置１では、ホットプレート２の温度に対してＰＩＤ（Proportional-Integral-Derivative）制御が継続的に行われる。
【００２７】
ＰＩＤ制御では、まず、継続的にホットプレート２の温度を計測している温度センサ２１により、ホットプレート２の温度が計測されて温度計測値が制御部５に送られる（ステップＳ１１）。制御部５では、演算部５２により、温度センサ２１からの温度計測値と記憶部５１に記憶されている設定温度５１１との差が求められ、温度計測値を設定温度５１１に戻すべく、上記温度差と制御定数５１２を用いてＰＩＤ演算が行われて算出電力が求められる（ステップＳ１２）。上述のように、算出電力は、実電源電圧５１４が基準電源電圧５１３と等しいと仮定した場合に、ホットプレート２の温度が、図３に示す理想的な温度プロファイルと同一のプロファイルとなるようにホットプレート２に供給されるべき電力である。演算部５２では、電源４からホットプレート２に供給される最大電力（固定値）に対する算出電力の割合（いわゆる、出力％）が求められてもよい。
【００２８】
算出電力が求められると、制御部５の電力補正部５４では、記憶部５１に記憶されている基準電源電圧５１３および実電源電圧５１４から両電圧の比である電圧変動値が求められ、この電圧変動値を用いて算出電力が補正されて供給電力（すなわち、実際にホットプレート２に供給されるべき電力）が求められる（ステップＳ１３）。より具体的には、算出電力をＷ０、基準電源電圧５１３をＶ０、実電源電圧５１４をＶｘとして、供給電力Ｗｘが数３のように求められる。
【００２９】
【数３】
2007053191.tif 000004
【００３０】
そして、制御部５により、電源４からホットプレート２に供給される電力が調整されて電力補正部５４により求められた供給電力と等しくされる（ステップＳ１４）。
【００３１】
基板処理装置１では、温度センサ２１によるホットプレート２の温度計測、制御部５による算出電力および供給電力の算出、並びに、制御部５によるホットプレート２に供給される電力の調整（ステップＳ１１〜Ｓ１４）が高速に繰り返され（ステップＳ１５）、これにより、ＰＩＤ制御が実行される。その結果、ホットプレート２の温度が上昇して設定温度５１１に到達し、設定温度５１１にて一定に維持される。その後、チャンバ本体３の搬出入口３１が開放され、基板９が搬出されて基板９に対する熱処理が終了する。
【００３２】
ところで、電源４の実電源電圧５１４が基準電源電圧５１３に等しい場合、予め定められている制御定数（いわゆる、ＰＩＤパラメータ）５１２および温度センサ２１により計測されるホットプレート２の温度（すなわち、温度計測値）に基づいて求められる算出電力をそのまま供給電力としてホットプレート２に供給することにより、図３に示す理想的な温度プロファイルを得ることができるが、実際には実電源電圧５１４は基準電源電圧５１３と僅かに異なるため、単に制御定数５１２に基づいてＰＩＤ制御を行うだけでは温度プロファイルが図３に示すものから僅かに異なってしまうこととなる。
【００３３】
これに対し、基板処理装置１による基板９の熱処理では、制御部５により、制御定数５１２およびホットプレート２の温度計測値に基づいて算出電力が求められ、制御定数５１２を決定する際に用いられた基準電源電圧５１３と電源４の実電源電圧５１４との比である電圧変動値を用いて算出電力が補正されて供給電力が求められる。そして、電源４からホットプレート２に供給される電力が、電力補正部５４により求められた供給電力に等しくされる。
【００３４】
ここで、ホットプレート２に与えられる電圧は、実電源電圧５１４の変動に比例して変動するため、算出電力が理想的な条件から変動する変動量は、実電源電圧５１４と基準電源電圧５１３との比の２乗に比例する。したがって、算出電力に実電源電圧５１４（Ｖｘ）に対する基準電源電圧５１３（Ｖ０）の比の２乗を乗じて供給電力を求めることにより、供給電力を理想的な条件下での算出電力と一致させることができる。その結果、ホットプレート２の温度が、図３に示す温度プロファイルと同一のプロファイルとなるように制御されることとなる。すなわち、温度計測値に対する供給電力の応答特性が、実電源電圧５１４が基準電源電圧５１３に等しい場合と同等とされる。
【００３５】
このように、基板処理装置１では、実電源電圧５１４と基準電源電圧５１３との相違に起因する電力の変動を補正することにより、実電源電圧５１４に合わせて制御定数５１２を変更することなく、ホットプレート２に対する温度制御の精度を向上することができる。その結果、基板９に対する熱処理の質を向上することができ、レジストパターンの線幅のばらつきを抑制することができる。これにより、後工程において、回路パターンを精度良く形成することができる。
【００３６】
次に、第２の実施の形態に係る基板処理装置１ａについて説明する。図４は、基板処理装置１ａの構成を示す図であり、基板処理装置１ａでは、第１の実施の形態と同様に、ホットプレート２により基板９に熱を与えることにより基板９に対する熱処理が行われる。図４に示すように、基板処理装置１ａは、電源４の電圧を継続的に取得して制御部５の記憶部５１に記憶される実電源電圧５１４を更新する電源電圧取得部６を備える。その他の構成は図１と同様であり、以下の説明において同符号を付す。
【００３７】
基板処理装置１ａは、第１の実施の形態と同様に、ホットプレート２、温度センサ２１、チャンバ本体３、電源４および制御部５を備え、制御部５は、記憶部５１、演算部５２、入力部５３および電力補正部５４を備える。記憶部５１には、設定温度５１１、制御定数５１２、基準電源電圧５１３および実電源電圧５１４が記憶される。
【００３８】
図５は、基板処理装置１ａによる基板９の処理の流れの一部を示す図である。基板処理装置１ａによる基板９の処理動作は、第１の実施の形態とほぼ同様であり、図２に示すステップＳ１２とステップＳ１３との間に、図５に示すステップＳ２１，Ｓ２２が行われる点のみが異なる。
【００３９】
基板処理装置１ａでは、第１の実施の形態と同様に、電源４からホットプレート２に対して継続的に電力が供給されており、ホットプレート２の温度は設定温度５１１にほぼ維持されている。この状態で、まず、基板９がチャンバ本体３内に搬入されてホットプレート２上に載置され、常温の基板９との接触によりホットプレート２の温度が低下する。一方で、基板処理装置１ａでは、ホットプレート２の温度に対してＰＩＤ制御が継続的に行われる。
【００４０】
ＰＩＤ制御では、まず、ホットプレート２の温度が温度センサ２１により計測され（ステップＳ１１）、制御部５により、設定温度５１１と温度センサ２１からの温度計測値との差、および、制御定数５１２を用いてＰＩＤ演算が行われて算出電力が求められる（ステップＳ１２）。
【００４１】
算出電力が求められると、電源電圧取得部６により電源４の電圧が計測され（ステップＳ２１）、取得された電圧値（以下、「電圧計測値」という。）が制御部５の記憶部５１に送られて実電源電圧５１４が電圧計測値に等しくなるように更新される（ステップＳ２２）。続いて、電力補正部５４により、基準電源電圧５１３と実電源電圧５１４（すなわち、電源電圧取得部６による電圧計測値）との比である電圧変動値が求められ、電圧変動値を用いて算出電力が補正されて供給電力が求められる（ステップＳ１３）。換言すれば、制御部５では、電源電圧取得部６により電圧変動値が更新され、更新後の電圧変動値を用いて供給電力が求められる。なお、電源電圧取得部６による電源４の電圧計測および実電源電圧５１４の更新（ステップＳ２１，Ｓ２２）は、ホットプレート２の温度の計測（ステップＳ１１）、または、算出電力の演算（ステップＳ１２）と並行して行われてもよい。
【００４２】
供給電力が求められると、電源４からホットプレート２に供給される電力が制御部５により調整されて電力補正部５４により求められた供給電力と等しくされる（ステップＳ１４）。
【００４３】
基板処理装置１ａでは、ホットプレート２の温度計測、算出電力の演算、電源４の電圧計測、実電源電圧５１４の更新、供給電力の算出、および、ホットプレート２に供給される電力の調整（ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ１３，Ｓ１４）が高速に繰り返され（ステップＳ１５）、これにより、ＰＩＤ制御が実行される。その結果、ホットプレート２の温度が上昇して設定温度５１１に到達し、設定温度５１１にて一定に維持される。その後、チャンバ本体３から基板９が搬出されて基板９に対する熱処理が終了する。
【００４４】
基板処理装置１ａでも、第１の実施の形態と同様に、実電源電圧５１４と基準電源電圧５１３との相違に起因する電力の変動を補正することにより、温度計測値に対する供給電力の応答特性が、実電源電圧５１４が基準電源電圧５１３に等しい場合と同等とされる。その結果、実電源電圧５１４に合わせて制御定数５１２を変更することなく、ホットプレート２に対する温度制御の精度を向上することができる。
【００４５】
基板処理装置１ａでは、特に、電源電圧取得部６により実電源電圧５１４が継続的に取得されて更新され、更新された実電源電圧５１４を用いて算出電力が補正される。その結果、実電源電圧５１４の時間的な変動を補正することができ、ホットプレート２に対する温度制御の精度をより向上することができる。これにより、基板９に対する熱処理の質をさらに向上することができる。なお、電源電圧取得部６は、制御部５により実現される機能であってもよい。
【００４６】
次に、第３の実施の形態に係る基板処理装置１ｂについて説明する。基板処理装置１ｂは、基板９の主面に現像液を塗布する基板現像装置であり、図６は、基板処理装置１ｂの構成を示す図である。図６に示すように、基板処理装置１ｂは、基板９を下側から保持するチャック７１、基板９をチャック７１と共に回転する回転機構７２、チャック７１の外周を覆う処理カップ７３、基板９の現像処理に利用される物質である現像液９１が貯溜されるタンク７４、チャック７１の上方に配置されて基板９上に現像液９１を滴下するノズル７５、および、タンク７４からノズル７５への現像液９１の供給路である現像液配管７６を備える。また、第１の実施の形態と同様の制御部５も設けられる。
【００４７】
基板処理装置１ｂは、さらに、現像液配管７６の内部の現像液９１に熱を与えて温度を調節する温度調節部２ａを備え、温度調節部２ａは、現像液配管７６の外周を囲んで二重管とされるとともに内部に熱交換用の水が流れる温水配管２２、および、温水配管２２内の水を加熱するヒータ２３を備える。基板処理装置１ｂは、温水配管２２内の水の温度を計測する温度センサ２１も備える。温度調節部２ａのヒータ２３は、制御部５を介して電源４と接続されており、電源４からヒータ２３に供給される電力が温水配管２２内の水温に基づいて制御部５により制御されることにより、温水配管２２内の水の温度が所望の値に制御され、これにより、現像液配管７６内の現像液９１が加熱されて所望の温度とされる。なお、温水配管２２内の水温に代えて、ヒータ２３の温度が温度センサ２１により計測されてもよい。
【００４８】
基板処理装置１ｂでは、温度調節部２ａにより所望の温度に加熱された現像液９１がノズル７５から基板９上へと滴下された後、回転機構７２により基板９が回転することにより、遠心力によって現像液９１が基板９の上面全体に広げられて基板９に対する現像処理が行われる。
【００４９】
基板処理装置１ｂでは、予め定められている制御定数５１２、温度センサ２１により計測された温水配管２２内の水温（すなわち、温度計測値）、および、設定温度５１１に基づいて、第１の実施の形態と同様に算出電力が求められ、実電源電圧５１４と基準電源電圧５１３との比である電圧変動値を用いて算出電力が補正されて供給電力が求められる。そして、制御部５により、電源４から温度調節部２ａのヒータ２３に供給される電力が調整されて上記供給電力に等しくされることにより、温水配管２２内の水温が所望の値とされる。
【００５０】
このように、基板処理装置１ｂでも、第１の実施の形態と同様に、実電源電圧５１４と基準電源電圧５１３との相違に起因する電力の変動を補正することにより、温度計測値に対する供給電力の応答特性が、実電源電圧５１４が基準電源電圧５１３に等しい場合と同等とされる。その結果、実電源電圧５１４に合わせて制御定数５１２を変更することなく、現像液９１に対する温度制御の精度を向上することができる。
【００５１】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【００５２】
例えば、第１および第２の実施の形態に係る基板処理装置では、ホットプレート２の上面に設けられたプロキシミティボール上に基板９が載置され、基板９の主面に近接するホットプレート２により基板９が加熱されてもよい。また、ホットプレート２に代えてハロゲンランプ等の光源が加熱源（すなわち、温度調節部）として設けられ、基板９の主面に向けて光が照射されることにより基板９に対する熱処理が行われてもよい。
【００５３】
温度センサ２１は、熱電対のようにホットプレート２や温度調節部２ａに直接的に接触するものには限定されず、例えば、ホットプレート２から離間してホットプレート２の温度を計測する放射温度計が温度センサ２１として用いられてもよい。また、温度センサ２１により温度が計測される対象は、必ずしも、基板９や現像液９１等に熱を与えて温度を調整するホットプレート２や温度調節部２ａの温水配管２２内の水である必要はなく、温度管理対象である基板９や現像液９１等の温度が温度センサ２１により計測され、この計測値と設定温度５１１に基づいてホットプレート２や温度調節部２ａのヒータ２３に供給される電力が調整されてもよい。なお、記憶部５１に記憶される設定温度５１１は、処理開始からの経過時間に応じて変化してもよい。すなわち、設定温度５１１として温度プロファイルそのものが記憶されてもよい。
【００５４】
制御部５による算出電力の算出は、必ずしもＰＩＤ制御により行われる必要はなく、他のフィードバック制御により算出電力が求められてもよい。また、上記実施の形態では、制御部５により電源４からホットプレート２等に供給される電力が調整されるが、ホットプレート２等の抵抗が既知である場合には、制御部５により、ホットプレート２に付与される電圧が電力と同様に調整されてもよい。
【００５５】
第１および第２の実施の形態に係る基板処理装置では、パターンの露光が行われた基板９に対する熱処理（ＰＥＢ）のみならず、例えば、レジスト塗布後の基板に対してレジスト膜中の揮発成分の除去を目的として行われる熱処理（ＰＡＢ：Post Apply Bake）や、レジスト膜の硬化および基板への密着度向上を目的とする現像処理後の基板に対する熱処理が行われてもよい。また、基板処理装置は、レジスト塗布前の基板に対する反射防止膜の形成処理において、基板に塗布形成された反射防止膜から余剰の溶剤を揮発除去するための熱処理等に利用されてもよい。
【００５６】
第１および第２の実施の形態に係る基板処理装置では、ホットプレート２により基板９に熱を与えつつ与える熱量を徐々に減少させることにより、基板の温度を所定の温度プロファイルに従って室温（あるいは、室温と熱処理前の温度との間の温度）まで下降させる熱処理が行われてもよい。
【００５７】
また、ホットプレート２に代えて、冷却源としてペルチェ素子を備えるクールプレートが、温度調節部としてチャンバ本体３内に設けられてもよい。この場合も、予め定められている制御定数５１２および温度センサ２１により計測されるクールプレートの温度に基づいて算出電力が求められ、実電源電圧５１４と基準電源電圧５１３との比である電圧変動値を用いて算出電力が補正されて供給電力が求められる。そして、制御部５により、電源４からペルチェ素子に供給される電力が上記供給電力に等しくなるように調整されることにより、クールプレートの温度が所定の温度プロファイルに従って所望の温度まで下降する。このように、基板処理装置では、クールプレートにより基板の冷却処理が行われる場合であっても、実電源電圧５１４と基準電源電圧５１３との相違に起因する電力の変動を補正することにより、温度計測値に対する供給電力の応答特性が、実電源電圧５１４が基準電源電圧５１３に等しい場合と同等とされる。その結果、制御定数５１２を変更することなく、温度調節部であるクールプレートに対する温度制御の精度を向上することができる。
【００５８】
第３の実施の形態に係る基板処理装置１ｂは、基板に対する現像液の塗布（すなわち、現像処理）のみならず、例えば、現像処理前の基板に対するプリウエット処理やレジスト液の塗布に利用されてもよい。この場合、温度調節部２ａにより熱が与えられて温度調節される温度管理対象は、基板の処理に利用される物質である純水やレジスト液である。また、基板に表面保護膜や絶縁膜を形成するために塗布されるポリイミド液やＳＯＧ（Spin On Glass）液が、基板の処理に利用される物質として温度管理対象とされてもよい。
【００５９】
基板処理装置では、空調ユニット（ＡＣＵ：Air Conditioning Unit）から基板の処理が行われる処理空間に供給される空気が、基板の処理に利用される物質として温度管理対象とされてもよい。この場合、例えば、処理空間に設けられた空気供給口を通過する空気の温度が設定温度となるように、空気供給管を加熱（または冷却）する温度調節部が制御される。このような基板処理装置では、例えば、処理空間内の雰囲気の温湿度によりレジスト膜厚が変化するレジスト液の塗布が行われる。また、パターン露光後の基板の現像処理が行われてもよい。
【００６０】
上記実施の形態に係る基板処理装置は、半導体基板のアニール処理や不純物の活性化処理に利用されてもよく、酸化、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等の他の様々な加熱や冷却を伴う処理に利用されてもよい。また、基板処理装置は、半導体基板のみならず、例えば、液晶表示装置やプラズマ表示装置等のフラットパネル表示装置用の基板、フォトマスク用の基板や光ディスク用の基板に対する処理にも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】第１の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。
【図２】基板の処理の流れを示す図である。
【図３】ホットプレートの温度と経過時間との関係を示す図である。
【図４】第２の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。
【図５】基板の処理の流れを示す図である。
【図６】第３の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１，１ａ，１ｂ    基板処理装置
２    ホットプレート
２ａ    温度調節部
４    電源
５    制御部
６    電源電圧取得部
９    基板
２１    温度センサ
５４    電力補正部
９１    現像液
５１２    制御定数
５１３    基準電源電圧
５１４    実電源電圧
Ｓ１１〜Ｓ１５，Ｓ２１，Ｓ２２    ステップ
【図１】
2007053191.tif 000006
【図２】
2007053191.tif 000007
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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