JP2001210585A - 加熱処理装置，冷却処理装置及び冷却処理方法 - Google Patents
加熱処理装置，冷却処理装置及び冷却処理方法Info
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- JP2001210585A JP2001210585A JP2000351381A JP2000351381A JP2001210585A JP 2001210585 A JP2001210585 A JP 2001210585A JP 2000351381 A JP2000351381 A JP 2000351381A JP 2000351381 A JP2000351381 A JP 2000351381A JP 2001210585 A JP2001210585 A JP 2001210585A
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Surface Heating Bodies (AREA)
- Control Of Resistance Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 リカバリータイムを短縮することができる加
熱処理装置及び冷却処理装置を提供する。 【解決手段】 ベーキング装置３４において，加熱板６
０内のヒータ６１は，温度制御手段６２によりＰＩＤ制
御され，各制御パラメータは，異なる温度ごとにＰＩＤ
制御パラメータ変更手段６３により変更される。クーリ
ング装置３０において，冷却板１００内のペルチェ素子
１０１は，温度制御手段１０３によりＰＩＤ制御され，
各制御パラメータは，温度センサ１０４により検出され
た冷却板１００の温度に基づいてＰＩＤ制御パラメータ
変更手段１０５により変更される。
熱処理装置及び冷却処理装置を提供する。 【解決手段】 ベーキング装置３４において，加熱板６
０内のヒータ６１は，温度制御手段６２によりＰＩＤ制
御され，各制御パラメータは，異なる温度ごとにＰＩＤ
制御パラメータ変更手段６３により変更される。クーリ
ング装置３０において，冷却板１００内のペルチェ素子
１０１は，温度制御手段１０３によりＰＩＤ制御され，
各制御パラメータは，温度センサ１０４により検出され
た冷却板１００の温度に基づいてＰＩＤ制御パラメータ
変更手段１０５により変更される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，例えばＬＣＤ基板
や半導体ウェハ等のような基板を加熱又は冷却する熱処
理方法及び熱処理装置に関する。
や半導体ウェハ等のような基板を加熱又は冷却する熱処
理方法及び熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの製造工程において，例
えば半導体ウェハ（以下，「ウェハ」と称する。）など
の基板の表面に対して，フォトリソグラフィ工程が行わ
れている。このフォトリソグラフィ工程は，ウェハの表
面にレジスト液を塗布した後に所定のパターンを露光
し，その後に現像処理する一連の処理が施される。
えば半導体ウェハ（以下，「ウェハ」と称する。）など
の基板の表面に対して，フォトリソグラフィ工程が行わ
れている。このフォトリソグラフィ工程は，ウェハの表
面にレジスト液を塗布した後に所定のパターンを露光
し，その後に現像処理する一連の処理が施される。
【０００３】かかる塗布現像処理において，以上のよう
なレジスト塗布処理，露光処理，現像処理の後には，必
要に応じてウェハの加熱処理が行われ，その後に，高温
状態となったウェハをある程度冷やすために冷却処理が
続けて行われる。
なレジスト塗布処理，露光処理，現像処理の後には，必
要に応じてウェハの加熱処理が行われ，その後に，高温
状態となったウェハをある程度冷やすために冷却処理が
続けて行われる。
【０００４】加熱処理が行われる加熱処理装置には，ヒ
ータが内蔵された加熱板が設けられている。そして，ウ
ェハは，加熱板に載置され，加熱板から放出される熱に
よって加熱処理される。この加熱板には，温度センサが
取り付けられており，加熱板の温度をモニタリングでき
るようになっている。センサからの信号は制御装置に入
力され，この制御装置は，センサから送信されてくるセ
ンサ信号を基に，ヒータの温度を制御するようになって
いる。
ータが内蔵された加熱板が設けられている。そして，ウ
ェハは，加熱板に載置され，加熱板から放出される熱に
よって加熱処理される。この加熱板には，温度センサが
取り付けられており，加熱板の温度をモニタリングでき
るようになっている。センサからの信号は制御装置に入
力され，この制御装置は，センサから送信されてくるセ
ンサ信号を基に，ヒータの温度を制御するようになって
いる。
【０００５】また，冷却処理が行われる冷却処理装置に
は，ペルチェ素子が内蔵された冷却板が設けられてい
る。そして，加熱処理されて高温状態となったウェハ
は，冷却板に載置され，冷却板の冷熱によって冷却処理
される。この冷却板にも，温度センサが取り付けられて
おり，加熱板と同様に，センサからの信号に基づいて制
御装置がペルチェ素子の温度を制御するようになってい
る。
は，ペルチェ素子が内蔵された冷却板が設けられてい
る。そして，加熱処理されて高温状態となったウェハ
は，冷却板に載置され，冷却板の冷熱によって冷却処理
される。この冷却板にも，温度センサが取り付けられて
おり，加熱板と同様に，センサからの信号に基づいて制
御装置がペルチェ素子の温度を制御するようになってい
る。
【０００６】ここで，ウェハを所定の温度に加熱処理す
る際の加熱板の温度の様子を，図２２に示す。図２２の
グラフでは，横軸を加熱時間［ｓ（秒）］，縦軸を加熱
板の温度［℃］とした。図２２中のグラフ線ｋに示すよ
うに，ウェハが加熱板に載置されると，このウェハによ
り加熱板から熱量が奪われて温度が低下する（図２２中
の時間ｔ１〜ｔ２）。温度センサにより温度低下を認識
した制御装置がヒータに対する電力量を増加させて加熱
処理を開始する。このとき，ヒータによる加熱が急激に
行われるので，加熱板の温度が，オーバーシュートして
しまう（図２２中の時間ｔ２〜ｔ３）。その後，温度セ
ンサでオーバーシュートを認識した制御装置は，ヒータ
に対する電力量を減少させて加熱板の温度を低下させる
（図２２中の時間ｔ３〜ｔ４）。以上のような状態を経
て加熱板の温度を安定させる。なお，制御装置には，比
例要素，積分要素や微分要素が加味されたＰＩＤ制御が
採用され，偏差を極力減らして過度特性を改善できるよ
うになっている。
る際の加熱板の温度の様子を，図２２に示す。図２２の
グラフでは，横軸を加熱時間［ｓ（秒）］，縦軸を加熱
板の温度［℃］とした。図２２中のグラフ線ｋに示すよ
うに，ウェハが加熱板に載置されると，このウェハによ
り加熱板から熱量が奪われて温度が低下する（図２２中
の時間ｔ１〜ｔ２）。温度センサにより温度低下を認識
した制御装置がヒータに対する電力量を増加させて加熱
処理を開始する。このとき，ヒータによる加熱が急激に
行われるので，加熱板の温度が，オーバーシュートして
しまう（図２２中の時間ｔ２〜ｔ３）。その後，温度セ
ンサでオーバーシュートを認識した制御装置は，ヒータ
に対する電力量を減少させて加熱板の温度を低下させる
（図２２中の時間ｔ３〜ｔ４）。以上のような状態を経
て加熱板の温度を安定させる。なお，制御装置には，比
例要素，積分要素や微分要素が加味されたＰＩＤ制御が
採用され，偏差を極力減らして過度特性を改善できるよ
うになっている。
【０００７】また，加熱処理されたウェハを例えば２３
℃に冷却処理する際の冷却板の温度の様子を図２３に示
す。この図２３のグラフでは，横軸を冷却時間［ｓ］，
縦軸を冷却板の温度［℃］とした。図２３中のグラフ線
ｌに示すように，冷却板の温度は，既に２３℃となって
いる。そして，ウェハが冷却板に載置されると，このウ
ェハから冷却板の方に熱量が与えられて冷却板の温度が
上昇する（図２３中の時間ｔ１〜ｔ２）。その後，温度
センサにより温度上昇を認識した制御装置がペルチェ素
子に対する電力量を増加させて冷却処理を開始する。こ
のとき，ペルチェ素子による冷却が急激に行われるの
で，冷却板の温度は，２３℃よりもアンダーシュートし
てしまう（図２３中の時間ｔ２〜ｔ３）。その後，温度
センサでアンダーシュートを認識した制御装置は，ヒー
タに対する電力量を減少させて冷却板の温度を上昇させ
る（図２３中の時間ｔ３〜ｔ４）。以上のような状態を
経て冷却板の温度を２３℃に安定させる。この場合に
も，制御装置にはＰＩＤ制御が採用され，過度特性を改
善できるようになっている。
℃に冷却処理する際の冷却板の温度の様子を図２３に示
す。この図２３のグラフでは，横軸を冷却時間［ｓ］，
縦軸を冷却板の温度［℃］とした。図２３中のグラフ線
ｌに示すように，冷却板の温度は，既に２３℃となって
いる。そして，ウェハが冷却板に載置されると，このウ
ェハから冷却板の方に熱量が与えられて冷却板の温度が
上昇する（図２３中の時間ｔ１〜ｔ２）。その後，温度
センサにより温度上昇を認識した制御装置がペルチェ素
子に対する電力量を増加させて冷却処理を開始する。こ
のとき，ペルチェ素子による冷却が急激に行われるの
で，冷却板の温度は，２３℃よりもアンダーシュートし
てしまう（図２３中の時間ｔ２〜ｔ３）。その後，温度
センサでアンダーシュートを認識した制御装置は，ヒー
タに対する電力量を減少させて冷却板の温度を上昇させ
る（図２３中の時間ｔ３〜ｔ４）。以上のような状態を
経て冷却板の温度を２３℃に安定させる。この場合に
も，制御装置にはＰＩＤ制御が採用され，過度特性を改
善できるようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで，レジスト塗
布処理の後に，レジスト中のレジスト溶剤の加熱除去を
目的とした，いわゆるプリベーク（ＰＲＥＢＡＫＥ）で
は，例えば２３℃（常温）のウェハを２００℃で加熱処
理し，露光処理の後に行われるポスト・エクスポージャ
・ベーク（ＰＥＢ）では，２３℃のウェハを９０℃で加
熱処理し，現像処理の後に行われるポストベーク（ＰＯ
ＢＥＢＡＫＥ）では，２３℃のウェハを３００℃で加熱
処理する。このように各種加熱処理では，加熱温度が異
なっているにもかかわらず，制御装置で演算されるＰＩ
Ｄ制御では，制御パラメータ中の比例動作係数，積分時
間及び微分時間に入力される各種データについては，同
一のものが使用されていた。このため，ある特定の温度
にウェハを加熱処理する際には，特に問題はないが，そ
の特定の温度から外れた温度でウェハを加熱処理する際
には，制御装置はうまく対応することができず，偏差は
広がり過度特性は悪化して，加熱板のリカバリータイ
ム，すなわち所定の温度に安定するまでの時間が長くな
る。このため，スループットの遅延を招くおそれがあっ
た。また，例えば同じＰＥＢでもレシピによって加熱温
度が異なる場合があり，このときにもリカバリータイム
が長くかかるおそれがあった。
布処理の後に，レジスト中のレジスト溶剤の加熱除去を
目的とした，いわゆるプリベーク（ＰＲＥＢＡＫＥ）で
は，例えば２３℃（常温）のウェハを２００℃で加熱処
理し，露光処理の後に行われるポスト・エクスポージャ
・ベーク（ＰＥＢ）では，２３℃のウェハを９０℃で加
熱処理し，現像処理の後に行われるポストベーク（ＰＯ
ＢＥＢＡＫＥ）では，２３℃のウェハを３００℃で加熱
処理する。このように各種加熱処理では，加熱温度が異
なっているにもかかわらず，制御装置で演算されるＰＩ
Ｄ制御では，制御パラメータ中の比例動作係数，積分時
間及び微分時間に入力される各種データについては，同
一のものが使用されていた。このため，ある特定の温度
にウェハを加熱処理する際には，特に問題はないが，そ
の特定の温度から外れた温度でウェハを加熱処理する際
には，制御装置はうまく対応することができず，偏差は
広がり過度特性は悪化して，加熱板のリカバリータイ
ム，すなわち所定の温度に安定するまでの時間が長くな
る。このため，スループットの遅延を招くおそれがあっ
た。また，例えば同じＰＥＢでもレシピによって加熱温
度が異なる場合があり，このときにもリカバリータイム
が長くかかるおそれがあった。
【０００９】同様に冷却処理においても，制御装置で演
算されるＰＩＤ制御では，制御パラメータに入力される
各種データが，一つのパターンに固定されているので，
ある特定の温度に加熱処理されたウェハを２３℃に冷却
処理する際には，特に問題はないが，その特定の温度か
ら外れた温度に加熱処理されたウェハが冷却板に載置さ
れると，制御装置はうまく対応することができず，冷却
板のリカバリータイムが長くなり，スループットの遅延
を招く。
算されるＰＩＤ制御では，制御パラメータに入力される
各種データが，一つのパターンに固定されているので，
ある特定の温度に加熱処理されたウェハを２３℃に冷却
処理する際には，特に問題はないが，その特定の温度か
ら外れた温度に加熱処理されたウェハが冷却板に載置さ
れると，制御装置はうまく対応することができず，冷却
板のリカバリータイムが長くなり，スループットの遅延
を招く。
【００１０】本発明はかかる点に鑑みてなされてもので
あり，その目的は，リカバリータイムを短縮することが
できる，加熱処理装置，冷却処理装置及び冷却処理方法
を提供することにある。
あり，その目的は，リカバリータイムを短縮することが
できる，加熱処理装置，冷却処理装置及び冷却処理方法
を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に，請求項１の発明は，基板を加熱処理する装置であっ
て，基板が載置される加熱板と，同じ加熱板を異なる温
度で発熱可能な発熱体と，前記発熱体の温度を伝達関数
に従って制御する温度制御手段と，前記伝達関数の制御
パラメータの設定を前記異なる温度ごとに変更する制御
パラメータ変更手段とを備えていることを特徴とする，
加熱処理装置を提供する。
に，請求項１の発明は，基板を加熱処理する装置であっ
て，基板が載置される加熱板と，同じ加熱板を異なる温
度で発熱可能な発熱体と，前記発熱体の温度を伝達関数
に従って制御する温度制御手段と，前記伝達関数の制御
パラメータの設定を前記異なる温度ごとに変更する制御
パラメータ変更手段とを備えていることを特徴とする，
加熱処理装置を提供する。
【００１２】請求項１に記載の加熱処理装置によれば，
制御パラメータ変更手段によって，異なる温度ごとに伝
達関数の制御パラメータの設定を変更するので，温度制
御手段は，各種加熱温度に対応して適切に制御すること
ができる。従って，基板を加熱処理する際の温度に関わ
らず，過度特性が改善され，リカバリータイムを短縮す
ることができる。また，温度制御の安定性が増し，基板
を均一に加熱して面内均一性を向上させることが可能と
なる。
制御パラメータ変更手段によって，異なる温度ごとに伝
達関数の制御パラメータの設定を変更するので，温度制
御手段は，各種加熱温度に対応して適切に制御すること
ができる。従って，基板を加熱処理する際の温度に関わ
らず，過度特性が改善され，リカバリータイムを短縮す
ることができる。また，温度制御の安定性が増し，基板
を均一に加熱して面内均一性を向上させることが可能と
なる。
【００１３】請求項２の発明は，基板を加熱処理する装
置であって，基板が載置される加熱板と，同じ加熱板を
異なる温度で発熱可能な発熱体と，前記発熱体の温度を
次の関係式（１）
置であって，基板が載置される加熱板と，同じ加熱板を
異なる温度で発熱可能な発熱体と，前記発熱体の温度を
次の関係式（１）
【００１４】
【数４】
【００１５】｛式中，ｕは操作量，ｅは偏差；目標温度
と検出信号（観測温度）との間の差，ＫＰは比例動作係
数（比例ゲイン），ＴＩは積分時間，ＴＤは微分時間を
それぞれ表す。｝で表される伝達関数に従って制御する
温度制御手段と，前記伝達関数の制御パラメータ中の比
例動作係数，積分時間又は微分時間のうちの少なくとも
何れか一つの設定を変更する制御パラメータ変更手段と
を備えていることを特徴とする，加熱処理装置を提供す
る。
と検出信号（観測温度）との間の差，ＫＰは比例動作係
数（比例ゲイン），ＴＩは積分時間，ＴＤは微分時間を
それぞれ表す。｝で表される伝達関数に従って制御する
温度制御手段と，前記伝達関数の制御パラメータ中の比
例動作係数，積分時間又は微分時間のうちの少なくとも
何れか一つの設定を変更する制御パラメータ変更手段と
を備えていることを特徴とする，加熱処理装置を提供す
る。
【００１６】請求項２に記載の加熱処理装置によれば，
請求項１と同様に温度制御手段は，各種加熱温度に対応
して適切に制御することができる。従って，リカバリー
タイムを短縮することができる。また，面内均一性を向
上させることができる。さらに温度制御手段に積分要素
や微分要素までを加味したＰＩＤ制御を採用しているの
で，定常偏差（オフセット）や熱的振動が抑えられて，
より高精度な温度制御を行うことができる。
請求項１と同様に温度制御手段は，各種加熱温度に対応
して適切に制御することができる。従って，リカバリー
タイムを短縮することができる。また，面内均一性を向
上させることができる。さらに温度制御手段に積分要素
や微分要素までを加味したＰＩＤ制御を採用しているの
で，定常偏差（オフセット）や熱的振動が抑えられて，
より高精度な温度制御を行うことができる。
【００１７】請求項３の発明は，基板を冷却処理する装
置であって，基板が載置される冷却板と，前記冷却板を
所定の温度に調整する冷却温度調整体と，前記冷却温度
調整体の温度を伝達関数に従って制御する温度制御手段
と，前記冷却板に取り付けられた温度センサと，冷却対
象となる基板を前記冷却板に載置した後の前記温度セン
サによって検出された冷却板の温度に基づいて，前記伝
達関数の制御パラメータの設定を変更する制御パラメー
タ変更手段とを備えていることを特徴とする，冷却処理
装置を提供する。
置であって，基板が載置される冷却板と，前記冷却板を
所定の温度に調整する冷却温度調整体と，前記冷却温度
調整体の温度を伝達関数に従って制御する温度制御手段
と，前記冷却板に取り付けられた温度センサと，冷却対
象となる基板を前記冷却板に載置した後の前記温度セン
サによって検出された冷却板の温度に基づいて，前記伝
達関数の制御パラメータの設定を変更する制御パラメー
タ変更手段とを備えていることを特徴とする，冷却処理
装置を提供する。
【００１８】請求項３に記載の冷却処理装置によれば，
冷却対象となる基板を冷却板に載置した後の温度センサ
によって検出された冷却板の温度に基づいて，制御パラ
メータの設定を変更することができるので，基板が想定
した温度外の温度であっても，常に適切な制御パラメー
タの下で効率良く冷却することができる。従って，かか
る場合には従来よりもリカバリータイムを短縮すること
が可能となる。
冷却対象となる基板を冷却板に載置した後の温度センサ
によって検出された冷却板の温度に基づいて，制御パラ
メータの設定を変更することができるので，基板が想定
した温度外の温度であっても，常に適切な制御パラメー
タの下で効率良く冷却することができる。従って，かか
る場合には従来よりもリカバリータイムを短縮すること
が可能となる。
【００１９】請求項４の発明は，基板を冷却処理する装
置であって，基板が載置される冷却板と，前記冷却板を
所定の温度に調整する冷却温度調整体と，前記冷却温度
調整体の温度を次の関係式（２）
置であって，基板が載置される冷却板と，前記冷却板を
所定の温度に調整する冷却温度調整体と，前記冷却温度
調整体の温度を次の関係式（２）
【００２０】
【数５】
【００２１】｛式中，ｕ´は操作量，ｅ´は偏差；目標
温度と検出信号（観測温度）との間の差，ＫＰ´は比例
動作係数（比例ゲイン），ＴＩ´は積分時間，ＴＤ´は
微分時間をそれぞれ表す。｝で表される伝達関数に従っ
て制御する温度制御手段と，前記冷却板に取り付けられ
た温度センサと，冷却対象となる基板を前記冷却板に載
置した後の前記温度センサによって検出された冷却板の
温度に基づいて，前記伝達関数の制御パラメータ中の比
例動作係数，積分時間又は微分時間のうちの少なくとも
何れか一つの設定を変更する制御パラメータ変更手段と
を備えていることを特徴とする，冷却処理装置を提供す
る。
温度と検出信号（観測温度）との間の差，ＫＰ´は比例
動作係数（比例ゲイン），ＴＩ´は積分時間，ＴＤ´は
微分時間をそれぞれ表す。｝で表される伝達関数に従っ
て制御する温度制御手段と，前記冷却板に取り付けられ
た温度センサと，冷却対象となる基板を前記冷却板に載
置した後の前記温度センサによって検出された冷却板の
温度に基づいて，前記伝達関数の制御パラメータ中の比
例動作係数，積分時間又は微分時間のうちの少なくとも
何れか一つの設定を変更する制御パラメータ変更手段と
を備えていることを特徴とする，冷却処理装置を提供す
る。
【００２２】請求項４の記載の冷却処理装置によれば，
制御パラメータ変更手段は，冷却対象となる基板を冷却
板に載置した後の温度センサによって検出された冷却板
の温度に基づいて，制御パラメータ中の比例動作係数，
積分時間又は微分時間のうちの少なくとも何れか一つの
設定を変更してＰＩＤ制御を実施することが可能であ
る。各制御パラメータの変更が行われた温度制御手段
は，冷却温度調整体の温度を最適に制御することができ
る。
制御パラメータ変更手段は，冷却対象となる基板を冷却
板に載置した後の温度センサによって検出された冷却板
の温度に基づいて，制御パラメータ中の比例動作係数，
積分時間又は微分時間のうちの少なくとも何れか一つの
設定を変更してＰＩＤ制御を実施することが可能であ
る。各制御パラメータの変更が行われた温度制御手段
は，冷却温度調整体の温度を最適に制御することができ
る。
【００２３】請求項５の発明は，基板を冷却板に載置
し，該冷却板の温度を伝達関数に従って制御して該基板
を所定の温度に冷却処理する方法であって，前記基板を
前記冷却板に載置したときの，この基板によって前記冷
却板が昇温してピーク温度に達した際の該ピーク温度に
基づいて，前記伝達関数の制御パラメータの設定を変更
する工程とを有していることを特徴とする，冷却処理方
法を提供する。
し，該冷却板の温度を伝達関数に従って制御して該基板
を所定の温度に冷却処理する方法であって，前記基板を
前記冷却板に載置したときの，この基板によって前記冷
却板が昇温してピーク温度に達した際の該ピーク温度に
基づいて，前記伝達関数の制御パラメータの設定を変更
する工程とを有していることを特徴とする，冷却処理方
法を提供する。
【００２４】請求項５に記載の冷却処理方法によれば，
例えば加熱処理された基板が冷却板に載置されると，こ
の基板から冷却板に熱量が与えられて温度が上昇する。
その後，冷却板が昇温してピーク温度に達する。ここ
で，予め実験等により，ピーク温度と冷却処理前の基板
初期温度との関係を調べておけば，冷却板に設けられた
温度センサなどによって観測されたピーク温度に基づい
て，この基板初期温度を予測することができる。従っ
て，冷却板に載置される際の基板温度の如何に関わら
ず，冷却板の温度を最適に制御することができる。その
結果，基板初期温度に関わらず，過度特性が改善され，
リカバリータイムを短縮することができる。
例えば加熱処理された基板が冷却板に載置されると，こ
の基板から冷却板に熱量が与えられて温度が上昇する。
その後，冷却板が昇温してピーク温度に達する。ここ
で，予め実験等により，ピーク温度と冷却処理前の基板
初期温度との関係を調べておけば，冷却板に設けられた
温度センサなどによって観測されたピーク温度に基づい
て，この基板初期温度を予測することができる。従っ
て，冷却板に載置される際の基板温度の如何に関わら
ず，冷却板の温度を最適に制御することができる。その
結果，基板初期温度に関わらず，過度特性が改善され，
リカバリータイムを短縮することができる。
【００２５】請求項６は，基板を冷却処理する方法であ
って，基板を冷却板に載置する工程と，前記冷却板の温
度を次の関係式（２）
って，基板を冷却板に載置する工程と，前記冷却板の温
度を次の関係式（２）
【００２６】
【数６】
【００２７】｛式中，ｕ´は操作量，ｅ´は偏差；目標
温度と検出信号（観測温度）との間の差，ＫＰ´は比例
動作係数（比例ゲイン），ＴＩ´は積分時間，ＴＤ´は
微分時間をそれぞれ表す。｝で表される伝達関数に従っ
て制御し，基板を所定の温度に冷却処理する工程と，前
記基板を前記冷却板に載置したときの，この基板によっ
て前記冷却板が昇温してピーク温度に達した際の該ピー
ク温度に基づいて，前記伝達関数の制御パラメータ中の
比例動作係数，積分時間又は微分時間のうちの少なくと
も何れか一つの設定を変更する工程とを有していること
を特徴とする，冷却処理方法を提供する。
温度と検出信号（観測温度）との間の差，ＫＰ´は比例
動作係数（比例ゲイン），ＴＩ´は積分時間，ＴＤ´は
微分時間をそれぞれ表す。｝で表される伝達関数に従っ
て制御し，基板を所定の温度に冷却処理する工程と，前
記基板を前記冷却板に載置したときの，この基板によっ
て前記冷却板が昇温してピーク温度に達した際の該ピー
ク温度に基づいて，前記伝達関数の制御パラメータ中の
比例動作係数，積分時間又は微分時間のうちの少なくと
も何れか一つの設定を変更する工程とを有していること
を特徴とする，冷却処理方法を提供する。
【００２８】請求項６に記載の冷却処理方法によれば，
請求項５と同様に，冷却処理前の基板初期温度に対応し
て冷却板の温度を最適に制御することができる。従っ
て，基板初期温度に関わらず，過度特性が改善され，リ
カバリータイムを短縮することができる。さらに伝達関
数に積分要素や微分要素までを加味したＰＩＤ制御を採
用しているので，定常偏差（オフセット）等が抑えられ
て，より高精度な温度制御を行うことができる。
請求項５と同様に，冷却処理前の基板初期温度に対応し
て冷却板の温度を最適に制御することができる。従っ
て，基板初期温度に関わらず，過度特性が改善され，リ
カバリータイムを短縮することができる。さらに伝達関
数に積分要素や微分要素までを加味したＰＩＤ制御を採
用しているので，定常偏差（オフセット）等が抑えられ
て，より高精度な温度制御を行うことができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下，本発明の好ましい実施の形
態について説明する。図１は，本発明の実施の形態にか
かる加熱処理装置としてのベーキング装置及び冷却処理
装置としてのクーリング装置が組み込まれている塗布現
像処理装置１の平面図であり，図２は，塗布現像処理装
置１の正面図であり，図３は，塗布現像処理装置１の背
面図である。
態について説明する。図１は，本発明の実施の形態にか
かる加熱処理装置としてのベーキング装置及び冷却処理
装置としてのクーリング装置が組み込まれている塗布現
像処理装置１の平面図であり，図２は，塗布現像処理装
置１の正面図であり，図３は，塗布現像処理装置１の背
面図である。
【００３０】塗布現像処理装置１は，図１に示すよう
に，例えば２５枚のウェハＷをカセット単位で外部から
塗布現像処理装置１に対して搬入出したり，カセットＣ
に対してウェハＷを搬入出したりするカセットステーシ
ョン２と，塗布現像処理工程の中で枚葉式に所定の処理
を施す各種処理装置を多段配置してなる処理ステーショ
ン３と，この処理ステーション３に隣接して設けられて
いる露光装置（図示せず）との間でウェハＷの受け渡し
をするインターフェイス部４とを一体に接続した構成を
有している。
に，例えば２５枚のウェハＷをカセット単位で外部から
塗布現像処理装置１に対して搬入出したり，カセットＣ
に対してウェハＷを搬入出したりするカセットステーシ
ョン２と，塗布現像処理工程の中で枚葉式に所定の処理
を施す各種処理装置を多段配置してなる処理ステーショ
ン３と，この処理ステーション３に隣接して設けられて
いる露光装置（図示せず）との間でウェハＷの受け渡し
をするインターフェイス部４とを一体に接続した構成を
有している。
【００３１】カセットステーション２では，載置部とな
るカセット載置台５上の所定の位置に，複数のカセット
ＣをＸ方向（図１中の上下方向）に一列に載置自在とな
っている。そして，このカセット配列方向（Ｘ方向）と
カセットＣに収容されたウェハＷのウェハ配列方向（Ｚ
方向；鉛直方向）に対して移送可能なウェハ搬送体７が
搬送路８に沿って移動自在に設けられており，各カセッ
トＣに対して選択的にアクセスできるようになってい
る。
るカセット載置台５上の所定の位置に，複数のカセット
ＣをＸ方向（図１中の上下方向）に一列に載置自在とな
っている。そして，このカセット配列方向（Ｘ方向）と
カセットＣに収容されたウェハＷのウェハ配列方向（Ｚ
方向；鉛直方向）に対して移送可能なウェハ搬送体７が
搬送路８に沿って移動自在に設けられており，各カセッ
トＣに対して選択的にアクセスできるようになってい
る。
【００３２】ウェハ搬送体７は，後述するように処理ス
テーション３側の第３の処理装置群Ｇ３に属するアライ
メント装置３２とエクステンション装置３３に対しても
アクセスできるように構成されている。
テーション３側の第３の処理装置群Ｇ３に属するアライ
メント装置３２とエクステンション装置３３に対しても
アクセスできるように構成されている。
【００３３】処理ステーション３では，その中心部に主
搬送装置１３が設けられており，主搬送装置１３の周辺
には各種処理装置が多段に配置されて処理装置群を構成
している。該塗布現像処理装置１においては，４つの処
理装置群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４が配置されており，第
１及び第２の処理装置群Ｇ１，Ｇ２は塗布現像処理装置
１の正面側に配置され，第３の処理装置群Ｇ３は，カセ
ットステーション２に隣接して配置され，第４の処理装
置群Ｇ４は，インターフェイス部４に隣接して配置され
ている。さらにオプションとして破線で示した第５の処
理装置群Ｇ５を背面側に別途配置可能となっている。
搬送装置１３が設けられており，主搬送装置１３の周辺
には各種処理装置が多段に配置されて処理装置群を構成
している。該塗布現像処理装置１においては，４つの処
理装置群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４が配置されており，第
１及び第２の処理装置群Ｇ１，Ｇ２は塗布現像処理装置
１の正面側に配置され，第３の処理装置群Ｇ３は，カセ
ットステーション２に隣接して配置され，第４の処理装
置群Ｇ４は，インターフェイス部４に隣接して配置され
ている。さらにオプションとして破線で示した第５の処
理装置群Ｇ５を背面側に別途配置可能となっている。
【００３４】第１の処理装置群Ｇ１では図２に示すよう
に，２種類のスピンナ型液塗布処理装置，例えばウェハ
Ｗに対してレジストを塗布して処理するレジスト塗布装
置１５と，ウェハＷに現像液を供給して処理する現像処
理装置１６が下から順に２段に配置されている。第２の
処理装置群Ｇ２の場合も同様に，レジスト塗布装置１７
と，現像処理装置１８とが下から順に２段に積み重ねら
れている
に，２種類のスピンナ型液塗布処理装置，例えばウェハ
Ｗに対してレジストを塗布して処理するレジスト塗布装
置１５と，ウェハＷに現像液を供給して処理する現像処
理装置１６が下から順に２段に配置されている。第２の
処理装置群Ｇ２の場合も同様に，レジスト塗布装置１７
と，現像処理装置１８とが下から順に２段に積み重ねら
れている
【００３５】第３の処理装置群Ｇ３では，例えば図３に
示すように，本発明の実施の形態にかかるクーリング装
置３０，レジスト液とウェハＷとの定着性を高めるため
のアドヒージョン装置３１，ウェハＷの位置合わせを行
うアライメント装置３２，ウェハＷを待機させるエクス
テンション装置３３，本発明の実施の形態にかかるベー
キング装置３４，３５，３６，３７等が下から順に例え
ば８段に重ねられている。
示すように，本発明の実施の形態にかかるクーリング装
置３０，レジスト液とウェハＷとの定着性を高めるため
のアドヒージョン装置３１，ウェハＷの位置合わせを行
うアライメント装置３２，ウェハＷを待機させるエクス
テンション装置３３，本発明の実施の形態にかかるベー
キング装置３４，３５，３６，３７等が下から順に例え
ば８段に重ねられている。
【００３６】第４の処理装置群Ｇ４では，例えばクーリ
ング装置４０，載置したウェハＷを自然冷却させるエク
ステンション・クーリング装置４１，エクステンション
装置４２，クーリング装置４３，ベーキング装置４４，
４５，４６，４７等が下から順に例えば８段に積み重ね
られている。
ング装置４０，載置したウェハＷを自然冷却させるエク
ステンション・クーリング装置４１，エクステンション
装置４２，クーリング装置４３，ベーキング装置４４，
４５，４６，４７等が下から順に例えば８段に積み重ね
られている。
【００３７】インターフェイス部４の中央部にはウェハ
搬送体５０が設けられている。このウェハ搬送体５０
は，第４の処理装置群Ｇ４に属するエクステンション・
クーリング装置４１，エクステンション装置４２，周辺
露光装置５１及び露光装置（図示せず）に対してアクセ
スできるように構成されている。
搬送体５０が設けられている。このウェハ搬送体５０
は，第４の処理装置群Ｇ４に属するエクステンション・
クーリング装置４１，エクステンション装置４２，周辺
露光装置５１及び露光装置（図示せず）に対してアクセ
スできるように構成されている。
【００３８】本発明の実施の形態にかかるベーキング装
置３４〜３７，４４〜４７については，何れの装置も同
様の構成を有しているので，ベーキング装置３４を例に
とって説明する。ベーキング装置３４は，図４に示すよ
うにウェハＷが載置される例えば円盤状の加熱板６０
と，同じ加熱板６０を異なる温度で発熱可能なヒータ６
１と，ヒータ６１の温度をＰＩＤ制御に従って制御する
温度制御手段６２と，ＰＩＤ制御の制御パラメータの設
定を異なる温度（各種加熱処理の目標温度）ごとに変更
するＰＩＤ制御パラメータ変更手段６３とを備えてい
る。
置３４〜３７，４４〜４７については，何れの装置も同
様の構成を有しているので，ベーキング装置３４を例に
とって説明する。ベーキング装置３４は，図４に示すよ
うにウェハＷが載置される例えば円盤状の加熱板６０
と，同じ加熱板６０を異なる温度で発熱可能なヒータ６
１と，ヒータ６１の温度をＰＩＤ制御に従って制御する
温度制御手段６２と，ＰＩＤ制御の制御パラメータの設
定を異なる温度（各種加熱処理の目標温度）ごとに変更
するＰＩＤ制御パラメータ変更手段６３とを備えてい
る。
【００３９】加熱板６０には，温度センサ６４が取り付
けられている。ヒータ６１は，加熱板６０内に内蔵され
ると共に，電源制御部６５からの給電により発熱する。
温度センサ６４は温度制御手段６２に接続され，電源制
御部６５は温度制御手段６２に接続されている。そして
温度センサ６４からの検出信号に基づいて温度制御手段
６２が操作量を算出し，この操作量が電源制御部６５に
送信されてヒータ６１，ひいては加熱板６０を例えば０
〜３５０℃の範囲内で発熱させるように制御する。この
ため，レジスト塗布後にウェハＷを例えば２００℃で加
熱処理するプリベーク（ＰＲＥＢＡＫＥ）と，露光処理
後にウェハＷを例えば９０℃で加熱処理するポスト・エ
クスポージャ・ベーク（ＰＥＢ）と，現像処理後にウェ
ハＷを例えば３００℃で加熱処理するポストベーク（Ｐ
ＯＢＥＢＡＫＥ）とを，１台のベーキング装置３４で全
て行える構成となっている。
けられている。ヒータ６１は，加熱板６０内に内蔵され
ると共に，電源制御部６５からの給電により発熱する。
温度センサ６４は温度制御手段６２に接続され，電源制
御部６５は温度制御手段６２に接続されている。そして
温度センサ６４からの検出信号に基づいて温度制御手段
６２が操作量を算出し，この操作量が電源制御部６５に
送信されてヒータ６１，ひいては加熱板６０を例えば０
〜３５０℃の範囲内で発熱させるように制御する。この
ため，レジスト塗布後にウェハＷを例えば２００℃で加
熱処理するプリベーク（ＰＲＥＢＡＫＥ）と，露光処理
後にウェハＷを例えば９０℃で加熱処理するポスト・エ
クスポージャ・ベーク（ＰＥＢ）と，現像処理後にウェ
ハＷを例えば３００℃で加熱処理するポストベーク（Ｐ
ＯＢＥＢＡＫＥ）とを，１台のベーキング装置３４で全
て行える構成となっている。
【００４０】図５は，ベーキング装置３４の制御系を示
すブロック線図である。例えば図５に示すように，先ず
温度制御手段６２に，目標温度ｒを入力するための入力
ライン６６が接続されている。入力ライン６６に加算点
６７が設けられている。この加算点６７に温度センサ６
４からの検出信号（観測温度ｙ）を帰還するためのフィ
ードバックライン６８が接続されている。そして，入力
ライン６６に接続された分岐点６９からライン７０，７
１，７２が分岐している。ライン７０に比例要素演算子
７５が，ライン７１に積分要素演算子７６が，ライン７
２に微分要素演算子７７がそれぞれ設けられている。こ
のように，温度制御手段６２の内部では，目標温度ｒと
観測温度ｙとの間の偏差ｅを比例要素，積分要素及び微
分要素の３つの要素の分けて取り扱い，各要素の演算処
理を行う構成となっている。演算子７８が，ライン７０
〜７２が合流する加算点７９に対してライン８０を介し
て接続されている。さらに，演算子７８はライン６１を
介して電源制御部６５に接続され，電源制御部６５はラ
イン８２を介してヒータ６１に接続されている。これに
より，各要素の演算処理の結果が加算点７９で合算さ
れ，これに演算子７８で係数が乗じられて操作量ｕが算
出され，電源制御部６５に出力される。最後に電源制御
部６５でヒータ６１に供給する電力量ｖが決定されるよ
うになっている。
すブロック線図である。例えば図５に示すように，先ず
温度制御手段６２に，目標温度ｒを入力するための入力
ライン６６が接続されている。入力ライン６６に加算点
６７が設けられている。この加算点６７に温度センサ６
４からの検出信号（観測温度ｙ）を帰還するためのフィ
ードバックライン６８が接続されている。そして，入力
ライン６６に接続された分岐点６９からライン７０，７
１，７２が分岐している。ライン７０に比例要素演算子
７５が，ライン７１に積分要素演算子７６が，ライン７
２に微分要素演算子７７がそれぞれ設けられている。こ
のように，温度制御手段６２の内部では，目標温度ｒと
観測温度ｙとの間の偏差ｅを比例要素，積分要素及び微
分要素の３つの要素の分けて取り扱い，各要素の演算処
理を行う構成となっている。演算子７８が，ライン７０
〜７２が合流する加算点７９に対してライン８０を介し
て接続されている。さらに，演算子７８はライン６１を
介して電源制御部６５に接続され，電源制御部６５はラ
イン８２を介してヒータ６１に接続されている。これに
より，各要素の演算処理の結果が加算点７９で合算さ
れ，これに演算子７８で係数が乗じられて操作量ｕが算
出され，電源制御部６５に出力される。最後に電源制御
部６５でヒータ６１に供給する電力量ｖが決定されるよ
うになっている。
【００４１】入力ライン８３はＰＩＤ制御パラメータ変
更手段６３に接続されている。ＰＩＤ制御パラメータ変
更手段６３は，ライン８４により比例要素演算子７５
に，ライン８５により積分要素演算子７６に，ライン８
６により微分要素演算子７７に，ライン８７により演算
子７８にそれぞれ接続されている。
更手段６３に接続されている。ＰＩＤ制御パラメータ変
更手段６３は，ライン８４により比例要素演算子７５
に，ライン８５により積分要素演算子７６に，ライン８
６により微分要素演算子７７に，ライン８７により演算
子７８にそれぞれ接続されている。
【００４２】演算に用いられる積分時間ＴＩは積分要素
演算子７６に，微分時間ＴＤは微分要素演算子７７に，
比例動作係数（比例ゲイン）ＫＰは演算子７８にそれぞ
れ設定されており，これらの各制御パラメータを用いて
演算処理が行われる。ここで，各演算子７５〜７８で
は，各制御パラメータが書き換え可能となっている。即
ち，予め実験等で，各種加熱処理の目標温度ｒに対する
最適な各制御パラメータのデータを調べておき，これら
をＰＩＤ制御パラメータ変更手段６３に記憶させてお
く。加熱処理の際，ＰＩＤ制御パラメータ変更手段６３
に入力ライン８３から目標温度ｒが入力されると，ＰＩ
Ｄ制御パラメータ変更手段６３が，この目標温度ｒに基
づいて記憶したデータの中から最適な各制御パラメータ
を選出し，各制御パラメータを適宜変更するようになっ
ている。
演算子７６に，微分時間ＴＤは微分要素演算子７７に，
比例動作係数（比例ゲイン）ＫＰは演算子７８にそれぞ
れ設定されており，これらの各制御パラメータを用いて
演算処理が行われる。ここで，各演算子７５〜７８で
は，各制御パラメータが書き換え可能となっている。即
ち，予め実験等で，各種加熱処理の目標温度ｒに対する
最適な各制御パラメータのデータを調べておき，これら
をＰＩＤ制御パラメータ変更手段６３に記憶させてお
く。加熱処理の際，ＰＩＤ制御パラメータ変更手段６３
に入力ライン８３から目標温度ｒが入力されると，ＰＩ
Ｄ制御パラメータ変更手段６３が，この目標温度ｒに基
づいて記憶したデータの中から最適な各制御パラメータ
を選出し，各制御パラメータを適宜変更するようになっ
ている。
【００４３】その他，ベーキング装置３４には，ウェハ
Ｗを搬入出する際にウェハＷを昇降する３つの昇降ピン
９０が設けられており，それらの昇降ピン９０は，図示
しない駆動機構によって，加熱板６０を貫通している貫
通孔９１内を昇降自在となっている。さらに加熱板６０
上には，ウェハＷを加熱板６０の上面からわずかに離し
て支持するためのプロキシミティピン９２が設置されて
いる。そのため，ウェハＷ下面と加熱板６０上面との間
に微少な空間が形成され，ウェハＷ下面が加熱板６０上
面と直接接触するのが避けられ，この間に塵などがある
場合でもウェハ下面が汚れたり，傷ついたいりすること
がないようになっている。
Ｗを搬入出する際にウェハＷを昇降する３つの昇降ピン
９０が設けられており，それらの昇降ピン９０は，図示
しない駆動機構によって，加熱板６０を貫通している貫
通孔９１内を昇降自在となっている。さらに加熱板６０
上には，ウェハＷを加熱板６０の上面からわずかに離し
て支持するためのプロキシミティピン９２が設置されて
いる。そのため，ウェハＷ下面と加熱板６０上面との間
に微少な空間が形成され，ウェハＷ下面が加熱板６０上
面と直接接触するのが避けられ，この間に塵などがある
場合でもウェハ下面が汚れたり，傷ついたいりすること
がないようになっている。
【００４４】次いで，本発明の実施の形態にかかるクー
リング装置３０，４０，４３については，何れの装置も
同様の構成を有しているので，クーリング装置３０を例
にとって説明する。クーリング装置３０は，図６に示す
ようにウェハＷが載置される冷却板１００と，冷却板１
００を所定の温度に調整するペルチェ素子１０１と，ペ
ルチェ素子１０１に電力を供給する電源制御部１０２
と，電源制御部１０２に操作量を送信してペルチェ素子
１０１の温度をＰＩＤ制御に従って制御する温度制御手
段１０３と，冷却板１００に取り付けられた温度センサ
１０４と，冷却対象となるウェハＷを冷却板１００に載
置した後の温度センサ１０４によって検出された冷却板
１００の温度に基づいて，ＰＩＤ制御の制御パラメータ
の設定を変更するＰＩＤ制御パラメータ変更手段１０５
とを備えている。ＰＩＤ制御パラメータ変更手段１０５
は，ウェハＷを所定の温度として例えば２３℃に冷却処
理できるように，制御パラメータの設定変更を行う。
リング装置３０，４０，４３については，何れの装置も
同様の構成を有しているので，クーリング装置３０を例
にとって説明する。クーリング装置３０は，図６に示す
ようにウェハＷが載置される冷却板１００と，冷却板１
００を所定の温度に調整するペルチェ素子１０１と，ペ
ルチェ素子１０１に電力を供給する電源制御部１０２
と，電源制御部１０２に操作量を送信してペルチェ素子
１０１の温度をＰＩＤ制御に従って制御する温度制御手
段１０３と，冷却板１００に取り付けられた温度センサ
１０４と，冷却対象となるウェハＷを冷却板１００に載
置した後の温度センサ１０４によって検出された冷却板
１００の温度に基づいて，ＰＩＤ制御の制御パラメータ
の設定を変更するＰＩＤ制御パラメータ変更手段１０５
とを備えている。ＰＩＤ制御パラメータ変更手段１０５
は，ウェハＷを所定の温度として例えば２３℃に冷却処
理できるように，制御パラメータの設定変更を行う。
【００４５】図７は，クーリング装置３０の制御系を示
すブロック線図である。例えば図７に示すように，温度
制御手段１０３は，比例要素演算子１０６，積分要素演
算子１０７，微分要素演算子１０８，演算子１０９を有
し，先に説明した温度制御手段６２と同様にＰＩＤ制御
を行う。積分時間ＴＩ´は積分要素演算子１０７に，微
分時間ＴＤ´は微分要素演算子１０８に，比例動作係数
（比例ゲイン）ＫＰ´は演算子１０９にそれぞれ設定さ
れており，これらの各制御パラメータを用いて演算処理
が行われる。また，ＰＩＤ制御パラメータ変更手段１０
５と温度センサ１０４との間をライン１１０で接続し，
温度センサ１０４からの検出信号（観測温度ｙ´）をＰ
ＩＤ制御パラメータ変更手段１０５に送るようになって
いる。なお，図５及び図７中において，略同一の機能及
び構成を有する構成要素については，同一符号を付する
ことにより，重複説明を省略する。
すブロック線図である。例えば図７に示すように，温度
制御手段１０３は，比例要素演算子１０６，積分要素演
算子１０７，微分要素演算子１０８，演算子１０９を有
し，先に説明した温度制御手段６２と同様にＰＩＤ制御
を行う。積分時間ＴＩ´は積分要素演算子１０７に，微
分時間ＴＤ´は微分要素演算子１０８に，比例動作係数
（比例ゲイン）ＫＰ´は演算子１０９にそれぞれ設定さ
れており，これらの各制御パラメータを用いて演算処理
が行われる。また，ＰＩＤ制御パラメータ変更手段１０
５と温度センサ１０４との間をライン１１０で接続し，
温度センサ１０４からの検出信号（観測温度ｙ´）をＰ
ＩＤ制御パラメータ変更手段１０５に送るようになって
いる。なお，図５及び図７中において，略同一の機能及
び構成を有する構成要素については，同一符号を付する
ことにより，重複説明を省略する。
【００４６】その他，クーリング装置３０には，ペルチ
ェ素子１０１の熱を放熱させるための流路１１１が設け
られている。この流路１１１は冷却板１００内を通り，
図示しない冷却水供給機構から供給された冷却水を流す
ようになっている。また，先のベーキング装置３４と同
様に３本の昇降ピン９０が，貫通孔９１内を昇降自在で
あり，冷却板１００上にプロキシミティピン９２が設置
されている。
ェ素子１０１の熱を放熱させるための流路１１１が設け
られている。この流路１１１は冷却板１００内を通り，
図示しない冷却水供給機構から供給された冷却水を流す
ようになっている。また，先のベーキング装置３４と同
様に３本の昇降ピン９０が，貫通孔９１内を昇降自在で
あり，冷却板１００上にプロキシミティピン９２が設置
されている。
【００４７】次に，以上のように構成されたベーキング
装置３４及びベーキング装置３４の加熱処理後で行われ
るクーリング装置３０の作用について，塗布現像処理装
置１で行われるウェハＷの塗布現像処理の一例に基づい
て説明する。
装置３４及びベーキング装置３４の加熱処理後で行われ
るクーリング装置３０の作用について，塗布現像処理装
置１で行われるウェハＷの塗布現像処理の一例に基づい
て説明する。
【００４８】先ず，ウェハ搬送体７がカセットＣから未
処理のウェハＷを１枚取りだし，第３の処理装置群Ｇ３
に属するアライメント装置３２に搬入する。次いで，ア
ライメント装置３２にて位置合わせの終了したウェハＷ
は，主搬送装置１３によって，アドヒージョン装置３
１，クーリング装置３０，レジスト塗布装置１５又１７
に順次搬送され，所定の処理が施される。その後，ベー
キング装置３４に搬送され，レジスト中の残留溶剤を蒸
発させる。
処理のウェハＷを１枚取りだし，第３の処理装置群Ｇ３
に属するアライメント装置３２に搬入する。次いで，ア
ライメント装置３２にて位置合わせの終了したウェハＷ
は，主搬送装置１３によって，アドヒージョン装置３
１，クーリング装置３０，レジスト塗布装置１５又１７
に順次搬送され，所定の処理が施される。その後，ベー
キング装置３４に搬送され，レジスト中の残留溶剤を蒸
発させる。
【００４９】ここで，ウェハＷの加熱処理について説明
する。まず温度制御手段６２による加熱板６０の温度制
御について説明すると，図５に示したように，加熱板６
０の目標温度ｒが入力ライン６６により入力される。ま
た，目標温度ｒはＰＩＤ制御パラメータ変更手段６３に
も入力され，この目標温度ｒに基づいて，ＰＩＤ制御パ
ラメータ変更手段６３は，各演算子７５〜７８の各制御
パラメータを設定する。
する。まず温度制御手段６２による加熱板６０の温度制
御について説明すると，図５に示したように，加熱板６
０の目標温度ｒが入力ライン６６により入力される。ま
た，目標温度ｒはＰＩＤ制御パラメータ変更手段６３に
も入力され，この目標温度ｒに基づいて，ＰＩＤ制御パ
ラメータ変更手段６３は，各演算子７５〜７８の各制御
パラメータを設定する。
【００５０】一方，加熱板６０の温度が温度センサ６４
により検出され，フィードバックライン６８を通って検
出信号（観測温度ｙ）が加算点６７にまで送られる。こ
の加算点６７では上記した目標温度ｒと検出信号（観測
温度ｙ）との間で引き算が行われ，目標温度ｒと検出信
号（観測温度ｙ）との間の差が偏差ｅとして算出され
る。こうして得た偏差ｅは，比例成分ｐ，積分成分ｉ及
び微分成分ｄの３つの成分に分けられ，各ライン７０〜
７２を通って各演算子７５〜７７に送られる。各演算子
７５〜７７では積分時間ＴＩ，微分時間ＴＤなどの各制
御パラメータを用いて演算処理が行われ，加算点７９に
送られる。この加算点７９では上記各演算子７５〜７７
で演算処理した結果が合算され，更に演算子７８で比例
動作係数Ｋ Ｐが乗じられて下記の式（３）で表される操
作量ｕが算出される。
により検出され，フィードバックライン６８を通って検
出信号（観測温度ｙ）が加算点６７にまで送られる。こ
の加算点６７では上記した目標温度ｒと検出信号（観測
温度ｙ）との間で引き算が行われ，目標温度ｒと検出信
号（観測温度ｙ）との間の差が偏差ｅとして算出され
る。こうして得た偏差ｅは，比例成分ｐ，積分成分ｉ及
び微分成分ｄの３つの成分に分けられ，各ライン７０〜
７２を通って各演算子７５〜７７に送られる。各演算子
７５〜７７では積分時間ＴＩ，微分時間ＴＤなどの各制
御パラメータを用いて演算処理が行われ，加算点７９に
送られる。この加算点７９では上記各演算子７５〜７７
で演算処理した結果が合算され，更に演算子７８で比例
動作係数Ｋ Ｐが乗じられて下記の式（３）で表される操
作量ｕが算出される。
【００５１】
【数７】
【００５２】但し，式中
【００５３】
【数８】
【００５４】は偏差ｅの積分成分を示し，「ｄｅ／ｄ
ｔ」は偏差ｅの微分成分を示す。
ｔ」は偏差ｅの微分成分を示す。
【００５５】この操作量ｕを時間の関数として捉え，時
間に関する関数ｕ（ｔ）として表すと次の式（４）のよ
うになる。
間に関する関数ｕ（ｔ）として表すと次の式（４）のよ
うになる。
【００５６】
【数９】
【００５７】但し，式中「ｅ（ｔ）」は時間ｔにおける
偏差を，
偏差を，
【００５８】
【数１０】
【００５９】は偏差ｅの積分成分を示し，「ｄｅ（ｔ）
／ｄｔ」は時間ｔにおける偏差ｅ（ｔ）の微分成分を示
す。
／ｄｔ」は時間ｔにおける偏差ｅ（ｔ）の微分成分を示
す。
【００６０】このようにして得られた操作量ｕ（ｔ）は
ライン８１を介して電源制御部６５に送られる。電源制
御部６５では，この操作量（ｔ）に基づいて電力量ｖ
（ｔ）をライン８２を介してヒータ６１に供給し，ヒー
タ６１では，この電力量ｖ（ｔ）に基づいて，対応する
熱量を加熱板６０に供給する。
ライン８１を介して電源制御部６５に送られる。電源制
御部６５では，この操作量（ｔ）に基づいて電力量ｖ
（ｔ）をライン８２を介してヒータ６１に供給し，ヒー
タ６１では，この電力量ｖ（ｔ）に基づいて，対応する
熱量を加熱板６０に供給する。
【００６１】こうして，時間がｔ０，ｔ１，ｔ２，ｔ３
…と時間が経過する毎に操作量ｕ（ｔ０），ｕ
（ｔ１），ｕ（ｔ２），ｕ（ｔ３）…を電源制御部６５
に送り，電源制御部６５ではこれらの操作量に基づいて
ヒータ６１を発熱させ，加熱板６０を加熱する。その温
度は温度センサ６４により検出され，常に目標温度ｒと
のずれである偏差ｅに基づいて加熱板６０の温度が目標
温度ｒになるようにフィードバック制御が行われる。
…と時間が経過する毎に操作量ｕ（ｔ０），ｕ
（ｔ１），ｕ（ｔ２），ｕ（ｔ３）…を電源制御部６５
に送り，電源制御部６５ではこれらの操作量に基づいて
ヒータ６１を発熱させ，加熱板６０を加熱する。その温
度は温度センサ６４により検出され，常に目標温度ｒと
のずれである偏差ｅに基づいて加熱板６０の温度が目標
温度ｒになるようにフィードバック制御が行われる。
【００６２】次に，加熱板６０による加熱処理を，図８
に基づいて説明する。図８では，横軸を加熱時間［ｓ
（秒）］，縦軸を加熱板６０の温度［℃］とした。図８
に示すグラフ線ｍのように，まず目標温度ｒが温度制御
手段６２に入力され，ウェハＷが載置される前からヒー
タ６１による加熱が行われて加熱板６０を目標温度に維
持する（時間ｔ０〜ｔ１）。
に基づいて説明する。図８では，横軸を加熱時間［ｓ
（秒）］，縦軸を加熱板６０の温度［℃］とした。図８
に示すグラフ線ｍのように，まず目標温度ｒが温度制御
手段６２に入力され，ウェハＷが載置される前からヒー
タ６１による加熱が行われて加熱板６０を目標温度に維
持する（時間ｔ０〜ｔ１）。
【００６３】次いで，２３℃（常温）のウェハＷが加熱
板６０に載置される。このウェハＷにより加熱板６０か
ら熱量が奪われて温度が低下する（時間ｔ１〜ｔ２）も
のの，最適な各制御パラメータが設定されている温度制
御手段６２では，ヒータ６１を適正に温度制御すること
ができ，加熱板６０の温度低下を最小限に留める。その
後もヒータ６１の温度制御を行い，大幅な過加熱が起き
ないようにして加熱板６０の温度を上昇させる（時間ｔ
２〜ｔ３）。その後，目標温度ｒを少し上回ると，ヒー
タ６１の発熱作用を弱めて目標温度ｒ付近に到達させる
（時間ｔ３〜ｔ ４）。こうして，加熱板６０の温度を目
標温度ｒに安定させる。
板６０に載置される。このウェハＷにより加熱板６０か
ら熱量が奪われて温度が低下する（時間ｔ１〜ｔ２）も
のの，最適な各制御パラメータが設定されている温度制
御手段６２では，ヒータ６１を適正に温度制御すること
ができ，加熱板６０の温度低下を最小限に留める。その
後もヒータ６１の温度制御を行い，大幅な過加熱が起き
ないようにして加熱板６０の温度を上昇させる（時間ｔ
２〜ｔ３）。その後，目標温度ｒを少し上回ると，ヒー
タ６１の発熱作用を弱めて目標温度ｒ付近に到達させる
（時間ｔ３〜ｔ ４）。こうして，加熱板６０の温度を目
標温度ｒに安定させる。
【００６４】次いで，加熱処理されて高温状態になった
ウェハＷは，クーリング装置３０に搬送され，２３℃に
冷却処理される。ここで，ウェハＷの冷却処理について
説明する。まず温度制御手段１０３による冷却板１００
の温度制御は，先に説明した温度制御手段６２とほぼ同
様の手順で行われ，下記の式（５）で表される操作量ｕ
´が算出される。
ウェハＷは，クーリング装置３０に搬送され，２３℃に
冷却処理される。ここで，ウェハＷの冷却処理について
説明する。まず温度制御手段１０３による冷却板１００
の温度制御は，先に説明した温度制御手段６２とほぼ同
様の手順で行われ，下記の式（５）で表される操作量ｕ
´が算出される。
【００６５】
【数１１】
【００６６】但し，式中
【００６７】
【数１２】
【００６８】は偏差ｅ´の積分成分を示し，「ｄｅ´／
ｄｔ」は時間ｔにおける偏差ｅ´の微分成分を示す。
ｄｔ」は時間ｔにおける偏差ｅ´の微分成分を示す。
【００６９】この操作量ｕ´を時間の関数として捉え，
時間に関する関数ｕ´（ｔ）として表すと次の式（６）
のようになる。
時間に関する関数ｕ´（ｔ）として表すと次の式（６）
のようになる。
【００７０】
【数１３】
【００７１】但し，式中「ｅ´（ｔ）」は時間ｔにおけ
る偏差を，
る偏差を，
【００７２】
【数１４】
【００７３】は偏差ｅの積分成分を示し，「ｄｅ´
（ｔ）／ｄｔ」は時間ｔにおける偏差ｅ（ｔ）の微分成
分を示す。
（ｔ）／ｄｔ」は時間ｔにおける偏差ｅ（ｔ）の微分成
分を示す。
【００７４】このようにして得られた操作量ｕ´（ｔ）
はライン８１を介して電源制御部１０２に送られ，電源
制御部１０２は，この操作量（ｔ）に基づいて電力量ｖ
（ｔ）をライン８２を介してペルチェ素子１０１に供給
する。そしてペルチェ素子１０１が冷却板１００を冷却
する。
はライン８１を介して電源制御部１０２に送られ，電源
制御部１０２は，この操作量（ｔ）に基づいて電力量ｖ
（ｔ）をライン８２を介してペルチェ素子１０１に供給
する。そしてペルチェ素子１０１が冷却板１００を冷却
する。
【００７５】ＰＩＤ制御パラメータ変更手段１０５には
温度センサ１０４からの検出信号（観測温度ｙ´）が入
力され，この検出信号（観測温度ｙ´）に基づいて，Ｐ
ＩＤ制御パラメータ変更手段１０５は，各演算子１０６
〜１０９の各制御パラメータを設定する。
温度センサ１０４からの検出信号（観測温度ｙ´）が入
力され，この検出信号（観測温度ｙ´）に基づいて，Ｐ
ＩＤ制御パラメータ変更手段１０５は，各演算子１０６
〜１０９の各制御パラメータを設定する。
【００７６】ＰＩＤ制御パラメータ変更手段１０５によ
る設定変更は以下のようにして行われる。例えば図９に
示すグラフｎのように，先ず冷却板１００は，２３℃
（常温）に維持されている（時間ｔ０〜ｔ１）。その
後，加熱処理されたウェハＷが載置されると，このウェ
ハＷにより冷却板１００に熱量が与えられて温度が上昇
し，ピーク温度ＴＰに達する（時間ｔ１〜ｔ２）。ここ
で，予め実験等により，ピーク温度ＴＰに対する冷却処
理前のウェハ初期温度の関係を調べておき，その関係を
テーブル化させてＰＩＤ制御パラメータ変更手段１０５
の記憶部（図示せず）に記憶させておく。そうすれば，
ウェハＷが載置された後でピーク温度ＴＰを検出するこ
とにより，ウェハ初期温度を予測することができる。さ
らに，この予測したウェハ温度に応じて，これも予め実
験等で調べておいた最適な各制御パラメータを，ＰＩＤ
制御パラメータ変更手段１０５が各演算子１０６〜１０
９に設定することになる。
る設定変更は以下のようにして行われる。例えば図９に
示すグラフｎのように，先ず冷却板１００は，２３℃
（常温）に維持されている（時間ｔ０〜ｔ１）。その
後，加熱処理されたウェハＷが載置されると，このウェ
ハＷにより冷却板１００に熱量が与えられて温度が上昇
し，ピーク温度ＴＰに達する（時間ｔ１〜ｔ２）。ここ
で，予め実験等により，ピーク温度ＴＰに対する冷却処
理前のウェハ初期温度の関係を調べておき，その関係を
テーブル化させてＰＩＤ制御パラメータ変更手段１０５
の記憶部（図示せず）に記憶させておく。そうすれば，
ウェハＷが載置された後でピーク温度ＴＰを検出するこ
とにより，ウェハ初期温度を予測することができる。さ
らに，この予測したウェハ温度に応じて，これも予め実
験等で調べておいた最適な各制御パラメータを，ＰＩＤ
制御パラメータ変更手段１０５が各演算子１０６〜１０
９に設定することになる。
【００７７】次いで，冷却板１００による冷却処理を図
１０に基づいて説明する。図１０では，横軸を冷却時間
［ｓ］，縦軸を冷却板１００の温度［℃］とした。図１
０に示すグラフ線ｎのように，ウェハＷを冷却板１００
に載置する。ウェハＷを冷却板１００に載置した際とき
の，このウェハＷによって冷却板１００が昇温してピー
ク温度ＴＰに達した際のこのピーク温度ＴＰに基づい
て，ＰＩＤ制御の制御パラメータの設定を変更する。最
適な各制御パラメータが設定されている温度制御手段１
０３では，ペルチェ素子１０１を適正に温度制御するこ
とができ，大幅な過冷却が起きないようにして冷却板１
００の温度を低下させることができる（時間ｔ２〜
ｔ３）。その後，ボトム温度ＴＢに達すると，ペルチェ
素子１０１による冷熱作用を弱めて冷却板１００の温度
を上昇させる（時間ｔ３〜ｔ４）。こうして，冷却板１
００の温度を２３℃に安定させる。
１０に基づいて説明する。図１０では，横軸を冷却時間
［ｓ］，縦軸を冷却板１００の温度［℃］とした。図１
０に示すグラフ線ｎのように，ウェハＷを冷却板１００
に載置する。ウェハＷを冷却板１００に載置した際とき
の，このウェハＷによって冷却板１００が昇温してピー
ク温度ＴＰに達した際のこのピーク温度ＴＰに基づい
て，ＰＩＤ制御の制御パラメータの設定を変更する。最
適な各制御パラメータが設定されている温度制御手段１
０３では，ペルチェ素子１０１を適正に温度制御するこ
とができ，大幅な過冷却が起きないようにして冷却板１
００の温度を低下させることができる（時間ｔ２〜
ｔ３）。その後，ボトム温度ＴＢに達すると，ペルチェ
素子１０１による冷熱作用を弱めて冷却板１００の温度
を上昇させる（時間ｔ３〜ｔ４）。こうして，冷却板１
００の温度を２３℃に安定させる。
【００７８】次いで，冷却処理されて常温になったウェ
ハＷは，エクステンション装置３３，周辺露光装置５
１，露光装置（図示せず），ベーキング装置３４，クー
リング装置３０，現像処理装置１６又は１８，ベーキン
グ装置３４，クーリング装置３０に順次搬送され，所定
の処理が施される。
ハＷは，エクステンション装置３３，周辺露光装置５
１，露光装置（図示せず），ベーキング装置３４，クー
リング装置３０，現像処理装置１６又は１８，ベーキン
グ装置３４，クーリング装置３０に順次搬送され，所定
の処理が施される。
【００７９】ベーキング装置３４において，露光後及び
現像後の加熱処理でも，それぞれ固有の目標温度ｒが温
度制御手段６２に入力されることになり，レジスト塗布
後の加熱処理と同様に短いリカバリータイムで加熱板６
０の温度を目標温度ｒに安定させる。また，クーリング
装置３０において，ポスト・エクスポージャ・ベーク後
及びポストベーク後の冷却処理でも，それぞれピーク温
度ＴＰを読み取り，プリベーク後の冷却処理のときと同
様に短いリカバリータイムで冷却板１００の温度を２３
℃に安定させる。
現像後の加熱処理でも，それぞれ固有の目標温度ｒが温
度制御手段６２に入力されることになり，レジスト塗布
後の加熱処理と同様に短いリカバリータイムで加熱板６
０の温度を目標温度ｒに安定させる。また，クーリング
装置３０において，ポスト・エクスポージャ・ベーク後
及びポストベーク後の冷却処理でも，それぞれピーク温
度ＴＰを読み取り，プリベーク後の冷却処理のときと同
様に短いリカバリータイムで冷却板１００の温度を２３
℃に安定させる。
【００８０】かかるベーキング装置３４によれば，ＰＩ
Ｄ制御パラメータ変更手段６３によって，異なる温度ご
とにＰＩＤ制御の各制御パラメータの設定を変更するの
で，温度制御手段６２は，各種加熱温度に対応して適切
に温度制御することができる。従って，ウェハＷを加熱
処理する際の温度に関わらず，過度特性が改善され，リ
カバリータイムを短縮することができる。従って，スル
ープットを向上させることが可能となる。また，温度制
御の安定性が増し，ウェハＷを均一に加熱して面内均一
性を向上させることができる。
Ｄ制御パラメータ変更手段６３によって，異なる温度ご
とにＰＩＤ制御の各制御パラメータの設定を変更するの
で，温度制御手段６２は，各種加熱温度に対応して適切
に温度制御することができる。従って，ウェハＷを加熱
処理する際の温度に関わらず，過度特性が改善され，リ
カバリータイムを短縮することができる。従って，スル
ープットを向上させることが可能となる。また，温度制
御の安定性が増し，ウェハＷを均一に加熱して面内均一
性を向上させることができる。
【００８１】一方，クーリング装置３０によれば，冷却
対象となるウェハＷを冷却板１００に載置した後のピー
ク温度ＴＰに基づいてＰＩＤ制御の各制御パラメータの
設定を変更することができるので，冷却板１００に載置
される際のウェハ温度の如何に関わらず，温度制御手段
１０３は，ペルチェ素子１０１の温度，ひいては冷却板
１００の温度を最適に制御することができる。そして冷
却対象となるウェハＷが想定した温度外の温度であって
も，常に適切な制御パラメータの下で効率よく冷却する
ことができる。従って，ウェハ初期温度に関わらず，過
度特性が改善され，リカバリータイムを短縮することが
できる。その結果，スループットを向上させることがで
きる。
対象となるウェハＷを冷却板１００に載置した後のピー
ク温度ＴＰに基づいてＰＩＤ制御の各制御パラメータの
設定を変更することができるので，冷却板１００に載置
される際のウェハ温度の如何に関わらず，温度制御手段
１０３は，ペルチェ素子１０１の温度，ひいては冷却板
１００の温度を最適に制御することができる。そして冷
却対象となるウェハＷが想定した温度外の温度であって
も，常に適切な制御パラメータの下で効率よく冷却する
ことができる。従って，ウェハ初期温度に関わらず，過
度特性が改善され，リカバリータイムを短縮することが
できる。その結果，スループットを向上させることがで
きる。
【００８２】さらに温度制御手段６２，１０３に積分要
素や微分要素までを加味したＰＩＤ制御を採用している
ので，定常偏差（オフセット）や熱的振動が抑えられ
て，より高精度な温度制御を行うことができる。
素や微分要素までを加味したＰＩＤ制御を採用している
ので，定常偏差（オフセット）や熱的振動が抑えられ
て，より高精度な温度制御を行うことができる。
【００８３】なお，塗布現像処理装置１のウェハＷの搬
送経路は，自由に設定することができ，ベーキング装置
３５〜３７，４４〜４７で各種加熱処理を行ったり，ク
ーリング装置４０，４４で各種冷却処理を行うことが可
能である。また，基板は，上記ウェハＷのような円盤状
のみならず，ＬＣＤ基板のような方形の基板であっても
良い。
送経路は，自由に設定することができ，ベーキング装置
３５〜３７，４４〜４７で各種加熱処理を行ったり，ク
ーリング装置４０，４４で各種冷却処理を行うことが可
能である。また，基板は，上記ウェハＷのような円盤状
のみならず，ＬＣＤ基板のような方形の基板であっても
良い。
【００８４】
【実施例】次に，本発明の実施の形態にかかるベーキン
グ装置３４を用いてウェハＷの加熱処理を行い，各制御
パラメータとリカバリータイム及び面内均一性等の特性
について調べた。
グ装置３４を用いてウェハＷの加熱処理を行い，各制御
パラメータとリカバリータイム及び面内均一性等の特性
について調べた。
【００８５】ベーキング装置３４において，パターン１
では，ＫＰ＝２．８，ＴＩ＝８０，ＴＤ＝１５と各制御
パラメータを設定し，パターン２では，ＫＰ＝２．８，
ＴＩ＝８０，ＴＤ＝７と各制御パラメータを設定し，パ
ターン３では，ＫＰ＝４．０，ＴＩ＝４９，ＴＤ＝１２
と各制御パラメータを設定して加熱処理を行う。これら
パターン１〜３において，加熱板６０の温度を９０℃，
１２０℃，１５０℃，１８０℃と順次変化させて，リカ
バリータイム，オーバーシュート量，加熱板６０の面内
均一性及びウェハＷの面内均一性の特性がそれぞれどの
ように変化するのか調べた。それらの結果を図１１〜１
８に示す。
では，ＫＰ＝２．８，ＴＩ＝８０，ＴＤ＝１５と各制御
パラメータを設定し，パターン２では，ＫＰ＝２．８，
ＴＩ＝８０，ＴＤ＝７と各制御パラメータを設定し，パ
ターン３では，ＫＰ＝４．０，ＴＩ＝４９，ＴＤ＝１２
と各制御パラメータを設定して加熱処理を行う。これら
パターン１〜３において，加熱板６０の温度を９０℃，
１２０℃，１５０℃，１８０℃と順次変化させて，リカ
バリータイム，オーバーシュート量，加熱板６０の面内
均一性及びウェハＷの面内均一性の特性がそれぞれどの
ように変化するのか調べた。それらの結果を図１１〜１
８に示す。
【００８６】図１１及び図１２はリカバリータイムの特
性を，図１３及び図１４はオーバーシュート量の特性
を，図１５及び図１６はウェハＷの面内均一性の特性
を，図１７及び図１８は加熱板６０の面内均一性の特性
をそれぞれ示した表及びグラフである。図１２中のグラ
フ線ａ１，図１４中のグラフ線ａ２，図１６中のグラフ
線ａ３，図１８中のグラフ線ａ４は，パターン１でのそ
れぞれの特性を示している。図１２中のグラフ線ｂ１，
図１４中のグラフ線ｂ２，図１６中のグラフ線ｂ３，図
１８中のグラフ線ｂ４は，パターン２でのそれぞれの特
性を示している。図１２中のグラフ線ｃ１，図１４中の
グラフ線ｃ２，図１６中のグラフ線ｃ３，図１８中のグ
ラフ線ｃ４は，パターン３でのそれぞれの特性を示して
いる。
性を，図１３及び図１４はオーバーシュート量の特性
を，図１５及び図１６はウェハＷの面内均一性の特性
を，図１７及び図１８は加熱板６０の面内均一性の特性
をそれぞれ示した表及びグラフである。図１２中のグラ
フ線ａ１，図１４中のグラフ線ａ２，図１６中のグラフ
線ａ３，図１８中のグラフ線ａ４は，パターン１でのそ
れぞれの特性を示している。図１２中のグラフ線ｂ１，
図１４中のグラフ線ｂ２，図１６中のグラフ線ｂ３，図
１８中のグラフ線ｂ４は，パターン２でのそれぞれの特
性を示している。図１２中のグラフ線ｃ１，図１４中の
グラフ線ｃ２，図１６中のグラフ線ｃ３，図１８中のグ
ラフ線ｃ４は，パターン３でのそれぞれの特性を示して
いる。
【００８７】かかるベーキング装置３４では，パターン
１〜３をＰＩＤ制御パラメータ変更手段６３に記憶させ
ておく。そして，例えば目標温度ｒが１２０℃のときに
はパターン１に従い，目標温度ｒが１８０℃のときには
パターン２に従って，ＰＩＤ制御パラメータ変更手段６
３が，温度制御手段６２の各制御パラメータを設定す
る。そうすれば，目標温度ｒが１２０℃のときには，リ
カバリータイムを３０秒，オーバーシュートを０．２
℃，ウェハ面内の温度のばらつき３σ（標準偏差σの３
倍）を０．８５℃，加熱板６０の温度のばらつき３σ
（標準偏差σの３倍）を０．２６℃にそれぞれ抑え，目
標温度ｒが１８０℃のときには，リカバリータイムを４
４秒，オーバーシュートを０．５℃，ウェハ面内の温度
のばらつき３σ（標準偏差σの３倍）を１．６３℃，加
熱板６０の温度のばらつき３σ（標準偏差σの３倍）を
０．７７℃にそれぞれ抑えることができる。仮に温度制
御手段６２の各制御パラメータをパターン１で固定して
しまうと，目標温度ｒが１８０℃のときには，リカバリ
ータイムが６１秒となってしまう。このように，目標温
度ｒに応じて各制御パラメータを変更することにより，
リカバリータイム，ウェハＷの面内均一性等の特性を良
好なものとすることが確認できる。
１〜３をＰＩＤ制御パラメータ変更手段６３に記憶させ
ておく。そして，例えば目標温度ｒが１２０℃のときに
はパターン１に従い，目標温度ｒが１８０℃のときには
パターン２に従って，ＰＩＤ制御パラメータ変更手段６
３が，温度制御手段６２の各制御パラメータを設定す
る。そうすれば，目標温度ｒが１２０℃のときには，リ
カバリータイムを３０秒，オーバーシュートを０．２
℃，ウェハ面内の温度のばらつき３σ（標準偏差σの３
倍）を０．８５℃，加熱板６０の温度のばらつき３σ
（標準偏差σの３倍）を０．２６℃にそれぞれ抑え，目
標温度ｒが１８０℃のときには，リカバリータイムを４
４秒，オーバーシュートを０．５℃，ウェハ面内の温度
のばらつき３σ（標準偏差σの３倍）を１．６３℃，加
熱板６０の温度のばらつき３σ（標準偏差σの３倍）を
０．７７℃にそれぞれ抑えることができる。仮に温度制
御手段６２の各制御パラメータをパターン１で固定して
しまうと，目標温度ｒが１８０℃のときには，リカバリ
ータイムが６１秒となってしまう。このように，目標温
度ｒに応じて各制御パラメータを変更することにより，
リカバリータイム，ウェハＷの面内均一性等の特性を良
好なものとすることが確認できる。
【００８８】次に，本発明の実施の形態にかかるクーリ
ング装置３０を用いてウェハＷの冷却処理を行い，リカ
バリータイムの特性について調べた。
ング装置３０を用いてウェハＷの冷却処理を行い，リカ
バリータイムの特性について調べた。
【００８９】冷却処理の第１の実施例として，ウェハ初
期温度が低温域（９０℃，１２０℃）でのリカバリータ
イムを測定した。なお，条件を以下のように設定した。
周囲温度を２３℃，冷却水量を３リットル／ｍｉｎ，プ
ロキシミティギャップを０．１０ｍｍ，ベーキング装置
３４からクーリング装置３０に搬送するのにかかる搬送
時間を６秒，各制御パラメータをＫＰ＝２，Ａ＝０．
８，ＴＩ＝５，ＴＤ＝１と設定し，冷却水温度が１５℃
と２５℃のときの２つのケースについて調べた。その結
果を図１９に示す。ここで，Ａは，積分動作を有効とす
る範囲を限定してオーバーシュートを未然に防止するた
めの定数である。単位は，［℃］である。
期温度が低温域（９０℃，１２０℃）でのリカバリータ
イムを測定した。なお，条件を以下のように設定した。
周囲温度を２３℃，冷却水量を３リットル／ｍｉｎ，プ
ロキシミティギャップを０．１０ｍｍ，ベーキング装置
３４からクーリング装置３０に搬送するのにかかる搬送
時間を６秒，各制御パラメータをＫＰ＝２，Ａ＝０．
８，ＴＩ＝５，ＴＤ＝１と設定し，冷却水温度が１５℃
と２５℃のときの２つのケースについて調べた。その結
果を図１９に示す。ここで，Ａは，積分動作を有効とす
る範囲を限定してオーバーシュートを未然に防止するた
めの定数である。単位は，［℃］である。
【００９０】図１９に示すように，上記の各制御パラメ
ータを選定することにより，ウェハ初期温度が低温域
（９０℃，１２０℃）でのリカバリータイムを３０秒以
下に短縮することができる。
ータを選定することにより，ウェハ初期温度が低温域
（９０℃，１２０℃）でのリカバリータイムを３０秒以
下に短縮することができる。
【００９１】さらに，冷却処理の第２の実施例として，
各制御パラメータの設定をＫＰ＝２，Ａ＝１，ＴＩ＝
５，ＴＤ＝２に変更し，ウェハ初期温度が９０℃，１２
０℃，１５０℃，２００℃でのリカバリータイムを測定
した。その結果を図２０に示す。
各制御パラメータの設定をＫＰ＝２，Ａ＝１，ＴＩ＝
５，ＴＤ＝２に変更し，ウェハ初期温度が９０℃，１２
０℃，１５０℃，２００℃でのリカバリータイムを測定
した。その結果を図２０に示す。
【００９２】図２０に示すように，上記の各制御パラメ
ータを選定することにより，リカバリータイムを短縮す
ることができる。例えば，ウェハ初期温度が９０℃，１
２０℃のときには，第１の実施例の各制御パラメータの
設定で温度制御を行い，ウェハ初期温度が１５０℃，２
００℃のときには，第２の実施例の各制御パラメータの
設定で温度制御を行うようにすると良い。これにより，
ウェハ初期温度に応じてリカバリータイムの短縮を図る
ことができる。
ータを選定することにより，リカバリータイムを短縮す
ることができる。例えば，ウェハ初期温度が９０℃，１
２０℃のときには，第１の実施例の各制御パラメータの
設定で温度制御を行い，ウェハ初期温度が１５０℃，２
００℃のときには，第２の実施例の各制御パラメータの
設定で温度制御を行うようにすると良い。これにより，
ウェハ初期温度に応じてリカバリータイムの短縮を図る
ことができる。
【００９３】また，ウェハ初期温度が２００℃，２５０
℃の時のピーク温度ＴＰ及びピーク温度ＴＰに到達する
のにかかる到達時間（先の図１０では，時間ｔ１〜ｔ２
に相当）を測定した。その結果を図２１に示す。
℃の時のピーク温度ＴＰ及びピーク温度ＴＰに到達する
のにかかる到達時間（先の図１０では，時間ｔ１〜ｔ２
に相当）を測定した。その結果を図２１に示す。
【００９４】図２１に示すように，ピーク温度ＴＰとウ
ェハ初期温度との関係をテーブル化し，これをＰＩＤ制
御パラメータ変更手段１０５に記憶させておく。冷却処
理の際に，ピーク温度ＴＰから予測したウェハ初期温度
に応じて，最適な各制御パラメータを選定することがで
きる。もちろん，到達時間との関係も記憶させておいて
も良い。
ェハ初期温度との関係をテーブル化し，これをＰＩＤ制
御パラメータ変更手段１０５に記憶させておく。冷却処
理の際に，ピーク温度ＴＰから予測したウェハ初期温度
に応じて，最適な各制御パラメータを選定することがで
きる。もちろん，到達時間との関係も記憶させておいて
も良い。
【００９５】
【発明の効果】請求項１，２の発明によれば，基板を加
熱処理する際の温度に関わらず，過度特性が改善され，
リカバリータイムを短縮することができる。その結果，
スループットを向上させることができる。また，温度制
御の安定性が増し，基板を均一に加熱して面内均一性を
向上させることが可能となる。特に請求項２では，ＰＩ
Ｄ制御を採用しているので，定常偏差（オフセット）や
熱的振動が抑えられて，より高精度な温度制御を行うこ
とができる。
熱処理する際の温度に関わらず，過度特性が改善され，
リカバリータイムを短縮することができる。その結果，
スループットを向上させることができる。また，温度制
御の安定性が増し，基板を均一に加熱して面内均一性を
向上させることが可能となる。特に請求項２では，ＰＩ
Ｄ制御を採用しているので，定常偏差（オフセット）や
熱的振動が抑えられて，より高精度な温度制御を行うこ
とができる。
【００９６】請求項３〜６の発明によれば，冷却板に載
置される際の基板温度の如何に関わらず，過度特性が改
善され，リカバリータイムを短縮することができる。従
って，スループットを向上させることができる。特に請
求項４，６では，ＰＩＤ制御を採用しているので，定常
偏差（オフセット）等が抑えられて，より高精度な温度
制御を行うことができる。
置される際の基板温度の如何に関わらず，過度特性が改
善され，リカバリータイムを短縮することができる。従
って，スループットを向上させることができる。特に請
求項４，６では，ＰＩＤ制御を採用しているので，定常
偏差（オフセット）等が抑えられて，より高精度な温度
制御を行うことができる。
【図１】本発明の実施の形態にかかるベーキング装置及
びクーリング装置を備えた塗布現像処理装置の平面図で
ある。
びクーリング装置を備えた塗布現像処理装置の平面図で
ある。
【図２】図１の塗布現像処理装置の正面図である。
【図３】図１の塗布現像処理装置の背面図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかるベーキング装置の
内部構造の断面図である。
内部構造の断面図である。
【図５】図４のベーキング装置の制御系を示したブロッ
ク線図である。
ク線図である。
【図６】本発明の実施の形態にかかるクーリング装置の
内部構造の断面図である。
内部構造の断面図である。
【図７】図６のクーリング装置の制御系を示したブロッ
ク線図である。
ク線図である。
【図８】加熱板の温度特性を示すグラフである。
【図９】冷却板の温度特性を示すグラフ線の要部を拡大
して示したグラフである。
して示したグラフである。
【図１０】冷却板の温度特性を示すグラフである。
【図１１】本発明の加熱処理の実施例において，リカバ
リータイムの特性を示す表である。
リータイムの特性を示す表である。
【図１２】図１１の表に基づいて作成したリカバリータ
イムの特性を示すグラフである。
イムの特性を示すグラフである。
【図１３】本発明の加熱処理の実施例において，オーバ
ーシュート量の特性を示す表である。
ーシュート量の特性を示す表である。
【図１４】図１３の表に基づいて作成したオーバーシュ
ート量の特性を示すグラフである。
ート量の特性を示すグラフである。
【図１５】本発明の加熱処理の実施例において，ウェハ
のばらつき３σの特性を示す表である。
のばらつき３σの特性を示す表である。
【図１６】図１５の表に基づいて作成したウェハのばら
つき３σの特性を示すグラフである。
つき３σの特性を示すグラフである。
【図１７】本発明の加熱処理の実施例において，加熱板
のばらつき３σを示す表である。
のばらつき３σを示す表である。
【図１８】図１７の表に基づいて作成した加熱板のばら
つき３σの特性を示すグラフである。
つき３σの特性を示すグラフである。
【図１９】本発明の冷却処理の第１の実施例において，
リカバリータイムの特性を示す表である。
リカバリータイムの特性を示す表である。
【図２０】本発明の冷却処理の第２の実施例において，
リカバリータイムの特性を示す表である。
リカバリータイムの特性を示す表である。
【図２１】ウェハ初期温度に対するピーク温度及び到達
時間との関係を示す表である。
時間との関係を示す表である。
【図２２】従来の加熱板の温度特性を示すグラフであ
る。
る。
【図２３】従来の冷却板の温度特性を示すグラフであ
る。
る。
１ 塗布現像処理装置 ３４，３５，３６，３７，４４，４５，４６，４７
ベーキング装置 ３０，４０，４３ クーリング装置 ６０ 加熱板 ６１ ヒータ ６２，１０３ 温度制御手段 ６３，１０５ ＰＩＤ制御パラメータ変更手段 １００ 冷却板 １０１ ペルチェ素子 １０４ 温度センサ Ｗ ウェハ
ベーキング装置 ３０，４０，４３ クーリング装置 ６０ 加熱板 ６１ ヒータ ６２，１０３ 温度制御手段 ６３，１０５ ＰＩＤ制御パラメータ変更手段 １００ 冷却板 １０１ ペルチェ素子 １０４ 温度センサ Ｗ ウェハ
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 3/00 ３６５ Ｈ０５Ｂ 3/20 ３０１ 3/20 ３０１ 3/68 3/68 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６７
Claims (6)
- 【請求項１】 基板を加熱処理する装置であって，基板
が載置される加熱板と，同じ加熱板を異なる温度で発熱
可能な発熱体と，前記発熱体の温度を伝達関数に従って
制御する温度制御手段と，前記伝達関数の制御パラメー
タの設定を前記異なる温度ごとに変更する制御パラメー
タ変更手段とを備えていることを特徴とする，加熱処理
装置。 - 【請求項２】 基板を加熱処理する装置であって，基板
が載置される加熱板と，同じ加熱板を異なる温度で発熱
可能な発熱体と，前記発熱体の温度を次の関係式（１） 【数１】 ｛式中，ｕは操作量，ｅは偏差；目標温度と検出信号
（観測温度）との差，ＫＰは比例動作係数（比例ゲイ
ン），ＴＩは積分時間，ＴＤは微分時間をそれぞれ表
す。｝で表される伝達関数に従って制御する温度制御手
段と，前記伝達関数の制御パラメータ中の比例動作係
数，積分時間又は微分時間のうちの少なくとも何れか一
つの設定を前記異なる温度ごとに変更する制御パラメー
タ変更手段とを備えていることを特徴とする，加熱処理
装置。 - 【請求項３】 基板を冷却処理する装置であって，基板
が載置される冷却板と，前記冷却板を所定の温度に調整
する冷却温度調整体と，前記冷却温度調整体の温度を伝
達関数に従って制御する温度制御手段と，前記冷却板に
取り付けられた温度センサと，冷却対象となる基板を前
記冷却板に載置した後の前記温度センサによって検出さ
れた冷却板の温度に基づいて，前記伝達関数の制御パラ
メータの設定を変更する制御パラメータ変更手段とを備
えていることを特徴とする，冷却処理装置。 - 【請求項４】 基板を冷却処理する装置であって，基板
が載置される冷却板と，前記冷却板を所定の温度に調整
する冷却温度調整体と，前記冷却温度調整体の温度を次
の関係式（２） 【数２】 ｛式中，ｕ´は操作量，ｅ´は偏差；目標温度と検出信
号（観測温度）との間の差，ＫＰ´は比例動作係数（比
例ゲイン），ＴＩ´は積分時間，ＴＤ´は微分時間をそ
れぞれ表す。｝で表される伝達関数に従って制御する温
度制御手段と，前記冷却板に取り付けられた温度センサ
と，冷却対象となる基板を前記冷却板に載置した後の前
記温度センサによって検出された冷却板の温度に基づい
て，前記伝達関数の制御パラメータ中の比例動作係数，
積分時間又は微分時間のうちの少なくとも何れか一つの
設定を変更する制御パラメータ変更手段とを備えている
ことを特徴とする，冷却処理装置。 - 【請求項５】 基板を冷却板に載置し，該冷却板の温度
を伝達関数に従って制御して該基板を所定の温度に冷却
処理する方法であって，前記基板を前記冷却板に載置し
たときの，この基板によって前記冷却板が昇温してピー
ク温度に達した際の該ピーク温度に基づいて，前記伝達
関数の制御パラメータの設定を変更する工程とを有して
いることを特徴とする，冷却処理方法。 - 【請求項６】 基板を冷却処理する方法であって基板を
冷却板に載置する工程と，前記冷却板の温度を次の関係
式（２） 【数３】 ｛式中，ｕ´は操作量，ｅ´は偏差；目標温度と検出信
号（観測温度）との間の差，ＫＰ´は比例動作係数（比
例ゲイン），ＴＩ´は積分時間，ＴＤ´は微分時間をそ
れぞれ表す。｝で表される伝達関数に従って制御し，基
板を所定の温度に冷却処理する工程と，前記基板を前記
冷却板に載置した際ときの，この基板によって前記冷却
板が昇温してピーク温度に達した際の該ピーク温度に基
づいて，前記伝達関数の制御パラメータ中の比例動作係
数，積分時間又は微分時間のうちの少なくとも何れか一
つの設定を変更する工程とを有していることを特徴とす
る，冷却処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000351381A JP3648150B2 (ja) | 1999-11-18 | 2000-11-17 | 冷却処理装置及び冷却処理方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-328795 | 1999-11-18 | ||
| JP32879599 | 1999-11-18 | ||
| JP2000351381A JP3648150B2 (ja) | 1999-11-18 | 2000-11-17 | 冷却処理装置及び冷却処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001210585A true JP2001210585A (ja) | 2001-08-03 |
| JP3648150B2 JP3648150B2 (ja) | 2005-05-18 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000351381A Expired - Fee Related JP3648150B2 (ja) | 1999-11-18 | 2000-11-17 | 冷却処理装置及び冷却処理方法 |
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| JP (1) | JP3648150B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008262492A (ja) * | 2007-04-13 | 2008-10-30 | Tokyo Electron Ltd | 熱処理装置、制御定数の自動調整方法及び記憶媒体 |
| JP2017504872A (ja) * | 2013-12-05 | 2017-02-09 | 東京エレクトロン株式会社 | 製造プロセスを学習及び／又は最適化するためのシステム並びに方法 |
| JP2019121706A (ja) * | 2018-01-09 | 2019-07-22 | 東京エレクトロン株式会社 | 熱処理装置、熱板の冷却方法及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
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| JPH11204413A (ja) * | 1998-01-19 | 1999-07-30 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板処理装置 |
| JPH11274047A (ja) * | 1998-03-24 | 1999-10-08 | Tokyo Electron Ltd | 熱処理装置 |
| JP2000294473A (ja) * | 1999-04-01 | 2000-10-20 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 熱処理装置 |
-
2000
- 2000-11-17 JP JP2000351381A patent/JP3648150B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US10635993B2 (en) | 2013-12-05 | 2020-04-28 | Tokyo Electron Limited | System and method for learning and/or optimizing manufacturing processes |
| JP2019121706A (ja) * | 2018-01-09 | 2019-07-22 | 東京エレクトロン株式会社 | 熱処理装置、熱板の冷却方法及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
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| JP3648150B2 (ja) | 2005-05-18 |
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