JP2000068224A

JP2000068224A - 基板熱処理装置

Info

Publication number: JP2000068224A
Application number: JP10234440A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Masuda; 充弘増田; Takatoshi Chiba; ▲隆▼俊千葉; Hideo Nishihara; 英夫西原; Toshihiro Nakajima; 敏博中島
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1998-08-20
Filing date: 1998-08-20
Publication date: 2000-03-03

Abstract

(57)【要約】【課題】稼働率の高い基板熱処理装置を提供する。【解決手段】支持部には３本のシース熱電対を備える
測温体ＭＴ1〜ＭＴ3が取り付けられ、それらの先端に設
けられた平坦部が、熱処理の際に支持部に載置される基
板Ｗに接触するようになっている。測温体ＭＴ1〜ＭＴ3
の温度信号の温度降下率をもとに、温度算出部８２は測
温体ＭＴ1〜ＭＴ3と基板Ｗとの接触状態のうち最良のも
のを求め、それが許容値以上であればその測温体により
基板温度を求めつつ、基板Ｗの熱処理を行う。逆に許容
値未満であれば処理を開始しないで警報器８５により警
報を発する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウエハ、
フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、光
ディスク用基板等の基板（以下、単に「基板」とい
う。）に対して加熱手段による加熱を伴う処理を施す基
板熱処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、基板を加熱しつつ処理する基
板熱処理装置では、基板の温度管理を行うため、基板の
温度を計測している。そのひとつとして、接触式温度計
を１つ備え、その接触式温度計の熱電対等の測温体を基
板に接触させた状態で温度計測しつつ加熱処理する装置
が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の装置
では、その測温精度は、測温体と基板との接触状態に大
きく依存する。すなわち、基板をサセプタ上に載せ損な
ったり、「反り」と呼ばれる湾曲等の基板の形状不良が
あったり、サセプタと呼ばれる基板支持部材や測温体の
セッティングが悪かったりすると、測温体と基板との接
触状態が悪くなり、基板の正確な温度を測定することが
できなくなる。そのような場合に、測温体の取付け位置
を調節するか測温体や接触式温度計全体を交換などして
いたため、ダウンタイムが生じ、装置の稼働率を低下さ
せていた。

【０００４】この発明は、従来技術における上述の問題
の克服を意図しており、稼働率の高い基板熱処理装置を
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明の請求項１に記載の装置は、基板に対して
加熱手段による加熱を伴う処理を施す基板熱処理装置で
あって、基板に接触して当該基板の温度信号を出力する
複数の接触式温度計測手段を備える。

【０００６】また、この発明の請求項２に記載の装置
は、請求項１に記載の基板熱処理装置であって、さら
に、処理の前に複数の接触式温度計測手段と基板とのそ
れぞれの接触状態を検出する接触状態検出手段と、それ
ぞれの接触状態に基づいて、複数の接触式温度計測手段
のうちから、基板の温度信号を得るべき特定の接触式温
度計測手段を選択する選択手段と、を備える。

【０００７】また、この発明の請求項３に記載の装置
は、請求項２に記載の基板熱処理装置であって、さら
に、特定の接触式温度計測手段を選択計測手段と呼び、
基板と選択計測手段の接触状態を選択接触状態と呼ぶと
き、選択接触状態と所定の許容接触状態とを比較する比
較手段と、許容接触状態よりも選択接触状態が悪い場合
には処理前にその旨を報知する報知手段と、を備える。

【０００８】また、この発明の請求項４に記載の装置
は、請求項２または請求項３に記載の基板熱処理装置で
あって、さらに、選択計測手段に対する基板の温度信号
のオフセットを得るオフセット取得手段と、選択計測手
段による基板の温度信号とオフセットとを加算した信号
をもとに基板温度を求める基板温度決定手段と、を備え
る。

【０００９】また、この発明の請求項５に記載の装置
は、請求項４に記載の基板熱処理装置であって、さら
に、選択計測手段に応じた制御パラメータを取得するパ
ラメータ取得手段と、基板温度決定手段によって得られ
た基板温度を基に、制御パラメータを用いて加熱手段へ
の供給電力を制御する加熱制御手段と、を備える。

【００１０】また、この発明の請求項６に記載の装置
は、請求項１に記載の基板熱処理装置であって、さら
に、複数の接触式温度計測手段のそれぞれによる基板の
温度信号に対応する複数の基板温度候補値の平均値を基
板の基板温度とする平均温度算出手段を備える。

【００１１】さらに、この発明の請求項７に記載の装置
は、請求項６に記載の基板熱処理装置であって、平均温
度算出手段が複数の接触式温度計測手段のそれぞれの基
板の温度信号のオフセットを得る全オフセット取得手段
と、複数の接触式温度計測手段のそれぞれによる基板の
温度信号と、全オフセット取得手段により得られた複数
の接触式温度計測手段のそれぞれに対応するオフセット
とのうち、互いに対応するもの同士を加算した値を基に
複数の基板温度候補値を得る手段と、複数の基板温度候
補値の平均値を基板温度として算出する手段と、を備え
る。

【００１２】なお、ここでいう「複数の接触式温度計測
手段」には複数の接触式温度計を備える場合以外に、複
数の接触式の検知器のそれぞれが共通の温度算出手段に
接続されているような場合をも含むものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００１４】＜１．第１の実施の形態＞＜＜１−１．装置構成＞＞図１はこの発明の一の実施の
形態である基板熱処理装置１の構成を示す縦断面図であ
る。なお、以下の説明で参照される図１では、平行斜線
を施していない断面表示が含まれており、また、形状の
細部を適宜簡略化して示す。

【００１５】この基板熱処理装置１は、主に基板Ｗを収
容する容器であるチャンバ２、基板Ｗを加熱する光を出
射するランプ３１（参照符号一部省略）、および基板Ｗ
を支持する支持部４０を有しており、所定の雰囲気中に
てランプ３１からの光を基板Ｗの上面に照射することに
より基板Ｗに加熱を伴う処理を施すとともに、基板Ｗの
温度が支持部４０に設けられた後述する３つの測温体Ｍ
Ｔ1〜ＭＴ3による電気信号をもとに測定されて管理され
るようになっている。

【００１６】以下、基板熱処理装置１の構成について順
に説明する。

【００１７】ランプ３１は複数の棒状のランプがチャン
バ２外部で蓋部６１に覆われるように設けられており、
ランプ３１は後述するランプ電力制御部８４から電力が
供給されることにより点灯制御される。また、蓋部６１
はランプ３１からの光により高温とならないように内部
に冷却用の水路６１１が形成されており、さらに、ラン
プ３１からの光を反射して基板Ｗを効率よく加熱するこ
とができるように内壁が鏡面に加工されている。

【００１８】チャンバ２は基板Ｗの下方および側方周囲
を覆う容器本体部２１に基板Ｗの上方を覆う石英窓２２
を取り付けて構成されている。石英窓２２は石英により
形成されており、チャンバ２内に載置される基板Ｗとラ
ンプ３１との間に位置してランプ３１からの光を透過す
る窓としての役割を果たしている。また、容器本体部２
１には基板Ｗの搬出入のための搬出入口２１Ａが形成さ
れており、この搬出入口には扉２３が開閉自在に設けら
れている。さらに、容器本体部２１には二酸化窒素、ア
ンモニア等の様々なガスをチャンバ２内に供給する供給
口２１Ｂおよびチャンバ２内のガスを排気する排気口２
１Ｄが設けられている。

【００１９】容器本体部２１内部にも蓋部６１と同様に
冷却用の水路２１１が形成されており、また、容器本体
部２１内部は光を反射して基板Ｗを効率よく加熱するこ
とができるよう加工されている。

【００２０】チャンバ１０内部にはほぼ円盤状の基板Ｗ
を支持するための支持部４０が設けられており、支持部
４０は基板Ｗの外周を支持する中心部が除去された円盤
状の支持リング４１が支持柱４２に支えられる構造とな
っている。

【００２１】図２は基板Ｗを支持した状態での支持部４
０の平面図である。支持リング４１には３枚の支持板４
１ａが固着され、それらに基板Ｗを水平姿勢にて載置す
ることができるものとなっている。また、支持リング４
１には３つの測温体ＭＴ1〜ＭＴ3は、基板Ｗの中心に対
して互いのなす中心角がほぼ等しく１２０℃となる位置
に、図示しない固定部材により取り付けられている。測
温体ＭＴ1〜ＭＴ3は、例えばシース熱電対を細管状の被
覆部材に内挿して、シース熱電対の全体を被覆部材で被
覆した構造を有している。被覆部材は、例えばＣＶＤ法
によって製造された高純度ＳｉＣ（シリコンカーバイ
ド）から形成されており、高耐熱性、高熱伝導性を有
し、また、薄肉で細管状に形成されているため、基板Ｗ
に比ぺて熱容量が極めて小さく、さらに、基板Ｗの表面
に対する汚染源となるような不純物質を含有していない
ため、基板Ｗに対して汚染性を有しない。また、シース
熱電対は、例えばシース部の外径が０.３ｍｍ、長さが
２００ｍｍ程度であり、細管状被覆部材の先端付近まて
深く挿入されている。

【００２２】測温体ＭＴ1〜ＭＴ3の被覆部材は図３に示
すように、先端が閉塞された細長い円筒状に形成されて
おり、例えば外径が０．８ｍｍ、内径が０．４ｍｍ、長
さが２００ｍｍ程度のものてある。また、測温体ＭＴ1
〜ＭＴ3の被覆部材の先端部は、例えば組が０．５ｍ
ｍ、長さが１５ｍｍ程度の平坦面ＦＳに加工形成されて
おり、基板Ｗが支持板４１ａに支持されると、測温体Ｍ
Ｔ1〜ＭＴ3は、その先端部の平坦面ＦＳで基板Ｗの下方
に向けられた被処理面とほぼ面接触するように配置され
る。

【００２３】そして、この装置において基板Ｗが熱処理
される過程で、基板Ｗが加熱されてその表面温度が上昇
すると、熱伝導により測温体ＭＴ1〜ＭＴ3の被覆部材も
加熱されて温度が上昇する。このとき、測温体ＭＴ1〜
ＭＴ3の被覆部材は、基板Ｗに比ぺて熱容量が極めて小
さく、また、基板Ｗと面接触しているので、熱伝導効率
が極めて高いため、測温体ＭＴ1〜ＭＴ3の被覆部材は、
熱伝導により加熱されて速やかに基板Ｗの温度と同一温
度になる。そして、被覆部材の先端付近まで内挿されて
いるシース熱電対によって被覆部材の先端部の温度が正
確に測定される。

【００２４】つぎに、基板Ｗを昇降させるリフト部５の
構成を説明するとともにチャンバ２への基板Ｗの搬出入
の動作について説明する。

【００２５】容器本体部２１下部には基板Ｗを昇降させ
るリフト部５が後述する支持部４０に載置される基板Ｗ
の中心に対して同一円周上に３つ設けられている。リフ
ト部５は図１に示すように昇降移動するリフトピン５１
を内部に有しており、リフトピン５１を上昇させると基
板Ｗが支持リング４１から持ち上げられるようになって
いる。搬入動作はまずリフトピン５１が上昇して待機
し、基板Ｗが基板熱処理装置１外部からハンド９１が下
降することでリフトピン５１上に基板Ｗを載置してハン
ド９１をチャンバ２外部へ退避させた後、リフトピン５
１を下降させることで基板Ｗが支持リング４１上に載置
される。また、基板Ｗをチャンバ２外部へと搬出する際
には搬入動作と逆の動作が行われる。

【００２６】つぎに、この基板熱処理装置１の基板Ｗの
温度管理機構について説明する。図４は第１の実施の形
態の基板熱処理装置１の温度制御機構を示す模式図であ
る。測温体ＭＴ1〜ＭＴ3からの電気信号はそれぞれアン
プ８１ａ〜８１ｃにおいて増幅された後、温度算出部８
２に送られる。なお、温度算出手段が本発明における接
触状態検出手段、選択手段、比較手段、オフセット取得
手段および基板温度決定手段に相当する。

【００２７】温度算出部８２は内部に図示しないＣＰＵ
およびメモリを備え、得られた電気信号から各測温体Ｍ
Ｔ1〜ＭＴ3の温度を算出したり、それらをもとに後述す
る到達率や最大到達率および実際に基板Ｗの温度を計測
する測温体を決定したりする。

【００２８】制御部８３も内部に図示しないＣＰＵおよ
びメモリを備え、温度算出部８２からの各種信号を基に
ランプ電力制御部８４を制御し、基板Ｗの温度を予めメ
モリに記憶されていた目標温度に維持したり、エラーの
場合には警報器８５を制御してエラーメッセージを警報
器８５の図示しないディスプレイにその旨の表示を行わ
せたり、その他各部の制御を行う。なお、制御部８３が
本発明におけるパラメータ取得手段に相当し、制御部８
３とランプ電力制御部８５とを併せたものが本発明の加
熱制御手段に相当する。

【００２９】＜＜１−２．測温体と基板との接触状態の
判定＞＞ところで、既述のように測温体ＭＴ1〜ＭＴ3の
支持リング４１への取り付け具合や基板Ｗの「反り」等
により図３に示すように、測温体ＭＴ1〜ＭＴ3の平坦面
ＦＳと基板Ｗ下面との間に間隙ｄが生じ、それらの接触
状態が測温体ごとに異なるものとなる。そこで第１の実
施の形態では、以下のようにして、測温体ＭＴ1〜ＭＴ3
と基板Ｗとの接触状態が適正であるか否かを判断してい
る。

【００３０】例えば、熱処埋後の基板Ｗを、約３００〜
５００℃の温度に加熱した状態で加熱炉外へ搬出する際
には、この基板Ｗに接触している測温体ＭＴ1〜ＭＴ3も
同一温度となっている。このような状態で、熱処理後の
基板Ｗと未処理の基板Ｗとが支持部４０に載せ換えられ
る場合を考えると、次に熱処理しようとする基板Ｗは室
温下にあり、この室温状態の基板Ｗが支持部４０に載せ
換えられ、基板Ｗが測温体ＭＴ1〜ＭＴ3に接触すると、
測温体ＭＴ1〜ＭＴ3は、それより低温の基板Ｗから熱伝
導によつて急激に冷される。このとき、測温体ＭＴ1〜
ＭＴ3の温度の時間的変化は、基板Ｗとの接触状態に大
きく依存し、測温体と基板Ｗとの接触状態が適正である
場合に比べて接触状鍍が不良であるときは、降温の程度
が緩やかになる。

【００３１】そこで、第１の実施の形態では、測温体と
基板Ｗとの接触状態が適正である場合における温度変化
を予め求めておき、この温度変化と被処理基板Ｗを測温
体ＭＴ1〜ＭＴ3に接触させたときにおける測温体ＭＴ1
〜ＭＴ3のうちの最大の温度変化との比較から、被処理
基板Ｗと各測温体ＭＴ1〜ＭＴ3との接触状態の適否を検
知しようとするものである。その検知方法の１例を典体
的に示すと、次の通りである。

【００３２】室温状態の基板Ｗが支持部４０上に載置さ
れて測温体に接触した時点をｔ0、そのｔ0時点における
その測温体の温度をθ0として、そのｔ0時点以後におけ
る測温体の温度の時間的変化の例を図５に示す。図中、
曲線Ａが、測温体と基板Ｗとの接触状態が適正であると
きの温度変化を表し、曲線Ｂが、その接触状態が悪いと
きの温度変化を表している。図示のように、測温体と基
板Ｗとの接触状態が適正であるときは、基板Ｗから測温
体への熱伝導が速やかに行なわれるため、接触状態が悪
い場合に比べて温度降下が速い。

【００３３】ここで、ｔ0時点から一定時間（例えば５
秒）経過したｔ2時点における曲線Ａ及びＢにおける各
温度をそれぞれθ2a、θ2bとし、その途中のｔ1時点
（例えばｔ0時点から１.５秒経過した時点）における曲
線Ａ及びＢにおける各温度をそれぞれθ1a、θ1bとす
る。そして、ｔ0時点からｔ2時点までの温度降下量（θ
0−θ2a，θ0−θ2b）に対するｔ0時点からｔ1時点まで
の温度降下量（θ0−θ1a，θ0−θ1b）の比率（以下、
「到達率」という）をそれぞれＲａ、Ｒｂとすると、Ｒａ＝（θ0−θ1a）／（θ0−θ2a）×１００（％）Ｒｂ＝（θ0−θ1b）／（θ0−θ2b）×１００（％）となり、Ｒａ＞Ｒｂとなる。これら、到達率が各測温体
ＭＴ1〜ＭＴ3の基板Ｗとの接触状態を表す数値となる。
そこで、測温体と基板Ｗとの接触状態の適否を判断する
ための許容接触状態を示す基準到達率Ｒth（Ｒａ≧Ｒth
＞Ｒｂ）として設定しておき、処理しようとする基板Ｗ
ごとに各測温体ＭＴ1〜ＭＴ3の到達率Ｒi（ｉは各測温
体ＭＴ1〜ＭＴ3を表す添え字であり、ｉ＝１〜３であ
る。以下、同様）のうち最大の到達率Ｒmaxを算出し
て、Ｒmax≧Ｒthであれば接触状態が正常であり、Ｒmax
＜Ｒthであれば接触状態が不良であると判別するように
するのである。

【００３４】＜＜１−３．処理手順＞＞以下、第１の実
施の形態における処理手順を、それを示すフローチャー
トである図６および図７を用いて説明する。

【００３５】まず、外部の図示しない搬送ロボットが基
板Ｗを支持部に載置する（図６：ステップＳ１）。

【００３６】つぎに、測温体ＭＴ1〜ＭＴ3からの電気信
号（温度信号）をもとに、温度算出部８２は、得られた
計測温度が、それぞれ所定の高温付近の温度を示してい
るか否かをチェックする（図６：ステップＳ２）。すな
わち、温度算出部８２は入力される各測温体ＭＴ1〜Ｍ
Ｔ3からの電気信号に、温度算出部内のメモリに予め記
憶されていた各測温体ＭＴ1〜ＭＴ3に対応したオフセッ
ト値を加算した信号をもとに計測温度を算出する。そし
て、温度算出部８２は得られた計測温度と、内部のメモ
リが予め記憶している所定の温度しきい値θcよりも高
い温度を示しているか否かを比較判断する。

【００３７】もし、すべての計測温度が上記温度しきい
値θc以下の温度を示している場合には、温度算出部８
２は測温関係の機器が故障している旨の測温機器異常信
号を制御部８３に出力し、警報器８５を制御して、その
ディスプレイ画面上に測温機器異常の旨のエラーメッセ
ージを表示するなどの警報処理を行なう（図６：ステッ
プＳ３）。これにより、万一、すべての測温体ＭＴ1〜
ＭＴ3やアンプ８１ａ〜８１ｃが故障しているために、
後述する測温体ＭＴ1〜ＭＴ3の降温レートの算出が困難
になったり、誤って算出してしまい、基板Ｗが支持部４
０に載置されているにもかかわらず載置されていないと
誤った判断をしてしまうようなことを防止しているので
ある。

【００３８】つぎに、支持部４０上に被処理基板Ｗが載
置されたことを検出する（図６：ステップＳ４）。図７
は、この基板の検出処理の詳細を示すフローチャートで
ある。この検出は、図７に示すように、測温体ＭＴ1〜
ＭＴ3の温度変化率をチェックすることにより行なわれ
る。すなわち、前述のように支持部４０上に室温状態の
基板Ｗが載置されると、各測温体ＭＴ1〜ＭＴ3が基板Ｗ
に接触することによって測温体ＭＴ1〜ＭＴ3の温度が急
激に降下することになる。

【００３９】そこで、まず、各測温体ＭＴ1〜ＭＴ3の降
温レートを算出する（図７：ステップＳ４１）。

【００４０】つぎに、各測温体の降温レートと予め実験
により求めておいた基板Ｗが支持部４０に載置されたと
き降温レートである基準レートとを比較（図７：ステッ
プＳ４２）する。そして、すべての降温レートが所定の
基準レート未満であれば、基板Ｗが支持部４０に載置さ
れていないとしてステップＳ４１に戻り、基板Ｗが載置
されたと判断されるまでステップＳ４１およびＳ４２の
処理を繰り返す。そして、測温体ＭＴ1〜ＭＴ3のうちの
いずれかの降温レートが基準レート以上の値になったと
きに、支持部４０上に基板Ｗが載置されたと判断し、そ
の時点をｔ0時点とし、ｔ0時点における測温体ＭＴ1〜
ＭＴ3の温度θ0を温度算出部８２内のメモリに記憶する
（図７：ステップＳ４３）。以上が図６のステップＳ４
の処理である。

【００４１】図６の説明に戻る。つぎに、予め設定され
た時点における測温体ＭＴ1〜ＭＴ3の温度を順次温度算
出部８２内のメモリに記憶していく（図６：ステップＳ
５）。すなわち、支持部４０上に基板Ｗが載置されたｔ
0時点から所定の時間Ｔ1＝ｔ1−ｔ0が経過するのを待っ
て各測温体ＭＴ1〜ＭＴ3の温度θ1i（ｉ＝１〜３）を温
度算出部８２のメモリに記憶する。続いて、ｔ0時点か
ら時間Ｔ2＝ｔ2−ｔ0時間経過したｔ2時点における各測
温体ＭＴ1〜ＭＴ3の温度θ2i（ｉ＝１〜３）をそのメモ
リに記憶する。

【００４２】つぎに、各測温体ＭＴ1〜ＭＴ3と基板Ｗと
の接触状態が適正であるか否かが判別される。この判別
は、温度算出部８２において、各測温体の接触状態を表
す到達率Ｒi＝（θ0−θ1i）／（θ0−θ1i）×１００
（％）を算出し、その算出された各到達率Ｒiを記憶し
ておく（図６：ステップＳ６）。

【００４３】つぎに、各到達率Ｒiのうちの最大のもの
を求め、その到達率Ｒiを最大到達率Ｒmaxと決定し、そ
の測温体を表わす添え字ｉとともに温度算出部８２のメ
モリに記憶しておく（図６：ステップＳ７）。

【００４４】そして、予め実験により求めておいた前述
の基準到達率Ｒthと、上述の最大到達率Ｒmaxとを比較
する（図６：ステップＳ８）。そして、いずれかの測温
体に対してＲmax≧Ｒthであれぱ接触状態が正常であ
り、Ｒmax＜Ｒthであれば全ての測温体ＭＴ1〜ＭＴ3の
接触状態が不良てあると判定する。そして、測温体ＭＴ
1〜ＭＴ3と基板Ｗとの接触状態が正常てあると判定され
たときは、ステップＳ９へと進む。逆に、測温体ＭＴ1
〜ＭＴ3と基板Ｗとの接触状態が不良であると判定され
たときは、ステップＳ３に戻り、警報処理が行なわれ
る。この警報処理は、前述のそれとは異なり、例えば次
の被処理基板Ｗをチャンバ２内へ搬入するのを中止し、
警報器８５のディスプレイ両面上に接触状態が異常であ
る旨のエラーメッセージを表示することにより行なわれ
る。

【００４５】つぎに、最大到達率Ｒmaxを示した測温体
（上記記憶しておいた添え字ｉに対応する測温体）を、
この基板Ｗの温度計測に用いる測温体として選択する
（図６：ステップＳ９）。これに伴い、温度算出部８２
はそのメモリから選択された測温体に対応する出力信号
のオフセット値を読み出して温度計測に用いる。すなわ
ち、各測温体ＭＴ1〜ＭＴ3は同一の温度の被計測物に対
しても、それぞれ出力信号に若干のバラツキを有するの
が普通である。これを補正するためのオフセット値は予
め求められてメモリに記憶されている。そして、上記の
選択された測温体に対応したオフセット値を読み出して
温度計測の際に利用しているのである。これにより、ど
の測温体を選択したかによらない正確な温度計測を行う
ことができる。

【００４６】そして、選択された測温体により実際に基
板Ｗの温度を計測しながら基板Ｗの熱処理を実行する
（図６：ステップＳ１０）。この熱処理の際には、温度
算出部８２において、選択された測温体による温度信号
にそれに対応するオフセット値を加算した信号をもとに
基板温度θWが算出されて制御部８３に送られる。制御
部８３は基板温度θWが目標温度と等しくなるようにラ
ンプ電力制御部８４を通じてランプ３１に供給する電力
のフィードバック制御、とりわけＰＩＤ制御を行う。と
ころでその際に、選択された測温体に応じたＰＩＤ制御
のパラメータを用いている。これは予め各測温体ＭＴ1
〜ＭＴ3ごとにその応答性等の要因が実験により求めら
れ、制御部８３内のメモリに記憶されている。そして、
制御部８３はステップＳ９において選択された測温体に
対応したＰＩＤ制御パラメータを読み出してランプ３１
の制御に用いるのである。例えば、予め求めておいた各
測温体の応答速度に応じて、ＰＩＤ制御の微分要素に係
る係数異なるもの、すなわち、応答速度が遅いものには
係数を小さく、速いものには係数を大きく予め決定して
制御部８３内のメモリに記憶しておく。これにより、選
択された測温体の特性に依存しないで適切なランプ３１
のフィードバック制御を行うことができる。

【００４７】そして、熱処理が終了すると外部搬送装置
によりチャンバから処理済の基板Ｗが搬出される。以上
で、１枚の被処理基板Ｗについての処理が終了したが、
さらに他の被処理基板Ｗが存在する場合には、ステップ
Ｓ１に戻って、引き続き以上の処理が行われ、各基板Ｗ
に対して以上の処理が繰り返される。

【００４８】以上説明したように、第１の実施の形態に
よれば、複数の測温体ＭＴ1〜ＭＴ3を備えるため、一部
の測温体の基板Ｗとの接触状態を表わす到達率Ｒiが不
良でも、他の測温体によって温度計測が行えるため、ダ
ウンタイムを少なくし、装置の稼働率を高めることがで
きる。

【００４９】また、複数の測温体ＭＴ1〜ＭＴ3のそれぞ
れに対する到達率Ｒiに基づいて、基板Ｗの温度信号を
得るべき測温体を選択するため、接触状態のよい測温体
による計測結果を用いることによって、精度の高い温度
計測結果を得ることができ、それにより高品質な基板処
理を行うことができる。

【００５０】また、基板Ｗと選択された測温体との接触
状態を表わす最大到達率Ｒmaxと、所定の許容接触状態
を表わす基準到達率Ｒthとの比較結果がＲmax＜Ｒthで
ある場合には基板処理前にその旨を報知するため、基板
処理の前に接触状態を改善することにより、処理不良の
基板Ｗの発生を抑えることができ、基板処理のコストを
低減できる。

【００５１】また、選択された測温体による基板Ｗの温
度信号と、それに対するオフセットとを加算した信号を
もとに基板温度を求めるため、複数の測温体のそれぞれ
による個体差の少ない温度計測を行うことができ、しか
も、基板Ｗの温度信号とオフセットを複数組加算するこ
とがないので、演算速度が速く、応答性の高い基板温度
の制御が行える。

【００５２】また、温度算出部８２によって得られた基
板温度を基に、選択された測温体に応じたＰＩＤパラメ
ータを用いてランプ３１への供給電力を制御するため、
選択された測温体に対応した基板温度の制御を行うこと
ができ、より高品質な基板処理を行うことができる。

【００５３】＜２．第２の実施の形態＞以下、この発明
の第２の実施の形態について、それにおける温度計測の
処理手順を示すフローチャートである図８を用いて説明
する。

【００５４】第２の実施の形態では装置構成は第１の実
施の形態の装置と全く同じである。ただし、被処理基板
Ｗの温度計測方法のみが異なっている。なお、ステップ
Ｓ２１〜Ｓ２４までは第１の実施の形態におけるステッ
プＳ１〜Ｓ４の処理と同様であるので、その説明を省略
する。

【００５５】つぎに、各測温体ＭＴ1〜ＭＴ3による電気
信号（温度信号）に基づいて得られた基板Ｗの温度計測
値の平均値を算出し、それを基板Ｗの温度として熱処理
を実行する（ステップＳ２５）。すなわち、第２の実施
の形態では全ての測温体ＭＴ1〜ＭＴ3による温度信号
に、それぞれに対応するオフセット値を加算し、それに
より得られた信号を基に、それぞれに対応した基板Ｗの
温度計測値（基板温度候補値）を求め、それら温度計測
値の平均値を求めて基板温度θWとする。そして、制御
部８３は、その基板温度θWが目標温度と等しくなるよ
うに、ランプ電力制御部８４を通じてランプ３１に供給
する電力のＰＩＤ制御を行いつつ、基板Ｗの熱処理を実
行する。なお、この場合には各測温体の出力信号に対し
てそれぞれに応じたオフセット値を加算している。ま
た、ランプ供給電力のＰＩＤ制御のパラメータはそれら
すべての測温体を併せた応答性等の特性に応じたものを
用いている。

【００５６】さらに、第２の実施の形態でも第１の実施
の形態と同様、複数の基板Ｗの処理を行なう場合には、
順次、外部搬送手段により基板Ｗの交換が行なわれ、そ
れぞれにステップＳ２１〜Ｓ２５が行われる。

【００５７】以上説明したように第２の実施の形態によ
れば、複数の測温体ＭＴ1〜ＭＴ3を備えるため、一部の
測温体の基板Ｗとの接触状態が不良でも、他の測温体に
より、比較的正確な温度計測が行えるため、ダウンタイ
ムを少なくし、装置の稼働率を高めることができる。

【００５８】また、複数の測温体ＭＴ1〜ＭＴ3のそれぞ
れによる基板Ｗの温度信号に対応する複数の基板温度候
補の平均値を基板Ｗの温度とするため、接触状態の悪い
測温体による計測結果の影響を少なくして、高品質な基
板熱処理を行うことができる。

【００５９】また、複数の測温体ＭＴ1〜ＭＴ3のそれぞ
れによる基板Ｗの温度信号と、それらに対応するオフセ
ットとのうち、互いに対応するもの同士を加算して複数
の基板温度候補値を得て、その複数の基板温度候補値の
平均値を基板Ｗの温度として算出するため、個々の測温
体間の特性の違いの影響を抑えてより精度の高い温度計
測結果を得ることができ、それにより高品質な基板処理
を行うことができる。

【００６０】＜３．変形例＞上記第１および第２の実施
の形態において基板熱処理装置およびそれによる基板の
温度計測を伴う熱処理の例を示したが、この発明はこれ
に限られるものではない。

【００６１】上記第１および第２の実施の形態の装置で
は、測温体を３つ備えるものとしたが、２つや４つ以上
備えるものとしてもよい。その場合に測温体が多いほど
装置のダウンタイムを抑えることができる。

【００６２】また、上記第１および第２の実施の形態の
装置では、チャンバ内に取り付けられた支持部により基
板Ｗを支持し、外部搬送装置により基板Ｗの出し入れを
行なうものとしたが、接触式温度計を備えた支持部に基
板Ｗを載置し、その支持部とともにチャンバに出し入れ
するものとしてもよい。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし請
求項７の発明によれば、複数の接触式温度計測手段を備
えるため、一部の接触式温度計測手段の基板との接触状
態が不良でも、他の接触式温度計測手段によって温度計
測が行えるため、ダウンタイムを少なくし、装置の稼働
率を高めることができる。

【００６４】また、とくに請求項２の発明によれば、複
数の接触式温度計測手段と基板とのそれぞれの接触状態
に基づいて、基板の温度信号を得るべき特定の接触式温
度計測手段を選択するため、接触状態のよい接触式温度
計測手段による計測結果を用いることによって、精度の
高い温度計測結果を得ることができ、それにより高品質
な基板処理を行うことができる。

【００６５】また、とくに請求項３の発明によれば、選
択接触状態と所定の許容接触状態とを比較して、許容接
触状態よりも選択接触状態が悪い場合には処理前にその
旨を報知するため、基板処理の前に接触状態を改善する
ことにより、処理不良の基板の発生を抑えることができ
るので、基板を無駄にすることが少なく、基板処理のコ
ストを低減できる。

【００６６】また、とくに請求項４の発明によれば、選
択計測手段による基板の温度信号と、それに対するオフ
セットとを加算した信号をもとに基板温度を求めるた
め、複数の接触式温度計測手段のそれぞれによる個体差
の少ない温度計測を行うことができ、しかも、基板の温
度信号とオフセットを複数組加算することがないので、
演算速度が速く、応答性の高い基板温度の制御を行うこ
とができる。

【００６７】また、とくに請求項５の発明によれば、基
板温度決定手段によって得られた基板温度を基に、選択
計測手段に応じた制御パラメータを用いて加熱手段への
供給電力を制御するため、選択計測手段に対応した正確
な基板温度の制御を行うことができ、より高品質な基板
処理を行うことができる。

【００６８】また、とくに請求項６の発明によれば、複
数の接触式温度計測手段のそれぞれによる基板の温度信
号に対応する複数の基板温度候補値の平均値を基板温度
とするため、接触状態の悪い接触式温度計測手段による
計測結果の影響を少なくして、高品質な基板熱処理を行
うことができる。

【００６９】また、とくに請求項７の発明によれば、複
数の接触式温度計測手段のそれぞれによる基板の温度信
号と、それらに対応するオフセットとのうち、互いに対
応するもの同士を加算した値を基に複数の基板温度候補
値を得て、その複数の基板温度候補値の平均値を基板温
度として算出するため、個々の接触式温度計測手段間の
特性の違いの影響を抑えて、精度の高い温度計測結果を
得ることができ、それにより高品質な基板処理を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る基板熱処理装置を示す縦断面図で
ある。

【図２】基板を支持した状態での支持部の平面図であ
る。

【図３】基板と測温体との接触の状態を示す図である。

【図４】第１の実施の形態の基板熱処理装置の温度制御
機構を示す模式図である。

【図５】ｔ0時点以後における測温体の温度の時間的変
化の例を示す図である。

【図６】第１の実施の形態における全体処理手順を示す
フローチャートである。

【図７】基板の載置検出処理の手順を示すフローチャー
トである。

【図８】この発明の第２の実施の形態の処理手順を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１基板熱処理装置８１ａ〜８１ｃアンプ８２温度算出部（接触状態検出手段、選択手段、比較
手段等）８３制御部８４ランプ電力制御部８５警報器（報知手段）ＭＴ1〜ＭＴ3 測温体（８１ａ〜８１ｃ，８２と併せて
接触式温度計測手段）Ｗ基板 θW 基板温度

フロントページの続き (72)発明者西原英夫京都市伏見区羽束師古川町322番地大日本スクリーン製造株式会社洛西事業所内 (72)発明者中島敏博京都市伏見区羽束師古川町322番地大日本スクリーン製造株式会社洛西事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に対して加熱手段による加熱を伴う
処理を施す基板熱処理装置であって、基板に接触して当該基板の温度信号を出力する複数の接
触式温度計測手段を備えることを特徴とする基板熱処理
装置。
【請求項２】請求項１に記載の基板熱処理装置であっ
て、さらに、前記処理の前に前記複数の接触式温度計測手段と前記基
板とのそれぞれの接触状態を検出する接触状態検出手段
と、前記それぞれの接触状態に基づいて、前記複数の接触式
温度計測手段のうちから、前記基板の温度信号を得るべ
き特定の接触式温度計測手段を選択する選択手段と、を
備えることを特徴とする基板熱処理装置。
【請求項３】請求項２に記載の基板熱処理装置であっ
て、さらに、前記特定の接触式温度計測手段を選択計測手段と呼び、
前記基板と前記選択計測手段の接触状態を選択接触状態
と呼ぶとき、前記選択接触状態と所定の許容接触状態と
を比較する比較手段と、前記許容接触状態よりも前記選択接触状態が悪い場合に
は前記処理前にその旨を報知する報知手段と、を備える
ことを特徴とする基板熱処理装置。
【請求項４】請求項２または請求項３に記載の基板熱
処理装置であって、さらに、前記選択計測手段に対する前記基板の温度信号のオフセ
ットを得るオフセット取得手段と、前記選択計測手段による前記基板の温度信号と前記オフ
セットとを加算した信号をもとに基板温度を求める基板
温度決定手段と、を備えることを特徴とする基板熱処理
装置。
【請求項５】請求項４に記載の基板熱処理装置であっ
て、さらに、前記選択計測手段に応じた制御パラメータを取得するパ
ラメータ取得手段と、前記基板温度決定手段によって得られた前記基板温度を
基に、前記制御パラメータを用いて前記加熱手段への供
給電力を制御する加熱制御手段と、を備えることを特徴
とする基板熱処理装置。
【請求項６】請求項１に記載の基板熱処理装置であっ
て、さらに、前記複数の接触式温度計測手段のそれぞれによる前記基
板の温度信号に対応する複数の基板温度候補値の平均値
を前記基板の基板温度とする平均温度算出手段を備える
ことを特徴とする基板熱処理装置。
【請求項７】請求項６に記載の基板熱処理装置であっ
て、前記平均温度算出手段が前記複数の接触式温度計測手段
のそれぞれの前記基板の温度信号のオフセットを得る全
オフセット取得手段と、前記複数の接触式温度計測手段のそれぞれによる前記基
板の温度信号と、前記全オフセット取得手段により得ら
れた前記複数の接触式温度計測手段のそれぞれに対応す
るオフセットとのうち、互いに対応するもの同士を加算
した値を基に前記複数の基板温度候補値を得る手段と、前記複数の基板温度候補値の平均値を前記基板温度とし
て算出する手段と、を備えることを特徴とする基板熱処
理装置。