JP2002033254A

JP2002033254A - 基板加熱装置及びその方法

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Publication number: JP2002033254A
Application number: JP2000212401A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Shirakawa; 英一白川
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2000-07-13
Filing date: 2000-07-13
Publication date: 2002-01-31

Abstract

(57)【要約】【課題】加熱処理において、基板からの熱放射を加味
した温度制御を行って基板の面内均一性を高めること。【解決手段】予め、ウエハが加熱プレートから浮いて
いることによるウエハの設定温度に対する温度低下分α
と、ベアウエハを用いた場合における熱放射による温度
低下分βを求めておき、しかる後熱流計にてベアウエハ
及びウエハの夫々から放出される熱流値ｑＢ、ｑ１を求
める。これらの値に基づいて前記βに対するウエハの温
度低下分の誤差Δβを算出し、これをα及びβに加算し
て温度低下分の合計値が決定する。そして設定温度に温
度低下分の合計値を加算した温度を目標値として加熱制
御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハや液
晶ディスプレイ用ガラス基板などの基板を加熱するため
の装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の加熱処理（ベーク処理）は、基
板に例えばレジスト液を塗布した後や、露光後の基板に
現像液を塗布する前後に行われ、通常塗布、現像装置の
中に組み込まれている。

【０００３】図９は従来の基板加熱装置であり、この装
置は、下側部分１１と蓋体１２とで構成される処理容器
１の中にヒータ１３を内蔵した加熱プレート１４を備え
ている。この加熱プレート１４の表面には突起１５が設
けられており、ウエハＷは、基板である半導体ウエハ
（以下ウエハという）Ｗを加熱プレート１４上に載置し
たときに加熱プレート１４表面から微小距離例えば０．
１ｍｍ浮いた状態になり、加熱プレート１４表面のパー
ティクルが付着しない構成となっている。この装置にお
けるウエハの温度の制御は、加熱プレート１４の表面部
の温度を温度センサー１６により検出し、その検出信号
を制御系１７にフィードバックして加熱プレート１４の
表面部の温度が設定温度となるようにヒータ１３の電力
を制御することにより行われる。

【０００４】図１０はウエハを加熱プレート１４上に載
置したときの加熱プレート１４とウエハＷとの温度の経
時変化を模式的に示すものであり、ウエハＷは加熱プレ
ートから僅かに浮いているため、ウエハＷの温度は加熱
プレート１４の温度よりもα（例えば０．５℃）だけ低
い状態で安定することを前提に、制御系１７における加
熱プレート１４表面部の設定温度はウエハＷの設定温度
よりもα分高くしてある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記のような
加熱プレート１４においては、ウエハＷの表裏両面から
熱放射が起こる。ウエハＷと加熱プレート１４との温度
差は小さいのでウエハＷの裏面側からの熱放射量は少な
いが、処理容器１の上面（蓋体の上面）とウエハＷとの
温度差は大きいのでウエハＷの表面側から熱放射量は大
きい。この熱放射量は被放射体の種類によって異なり、
例えば黒体であれば大きく、白色体であれば小さい。一
方、ウエハＷの表面の色はウエハＷの種類（詳しくはウ
エハＷの表面に付いている膜の種類）によって異なるこ
とから、ウエハＷの種類によって熱放射量つまり熱の逃
げ方が変わってくる。

【０００６】従って既述のようにウエハＷの設定温度の
オフセットをαとしていても、実際のオフセットはウエ
ハＷの種類によって異なるので、ウエハＷの温度は設定
温度からずれてしまうことになる。このずれ量は非常に
小さい値ではあるが、レジストがますます薄くなる傾向
にあることから加熱処理時のウエハＷの温度についてよ
り一層高い面内均一性が要求され、この結果歩留まりの
低下を招くことになる。

【０００７】本発明はこのような事情に基づいてなされ
たものであり、その目的は基板の加熱処理において緻密
な温度制御を行うことで面内均一性を高めることにあ
る。また、他の目的は表面に形成される膜の種類により
被放射率の異なる基板の種類に応じて加熱温度の誤差を
補正することができる基板加熱装置及びその方法を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る基板加熱装
置は、処理容器内に設けられた載置部の上に隙間を介し
て基板を載置し、前記載置部に設けられた加熱手段によ
り当該載置部を介して基板を加熱する装置において、前
記載置部の表面部の温度を検出する温度検出部と、前記
載置部に対向する処理容器の上面部に設けられ、基板の
表面から当該上面部に流れる熱流を測定する熱流測定部
と、加熱の対象となる基板と同種のオフセット値設定用
の基板を加熱しているときに前記熱流測定部にて測定さ
れた熱流測定値に基づいて、基板の表面からの熱放射に
基づく基板の温度低下分に対応する第１のオフセット値
を求める手段とこの手段で求められた第１のオフセット
値を含むオフセット値を基板の設定温度に加算して目標
温度を求める目標温度演算部と、この目標温度演算部で
求められた目標温度と前記温度検出部で検出された温度
検出値とに基づいて前記加熱手段の発熱量を制御する制
御部と、を備えたことを特徴とする。

【０００９】このような構成によれば、載置部の目標温
度と加熱対象である基板の温度設定値との誤差分である
オフセット値を求め、このオフセット値を前記基板の温
度設定値に加算するようにして加熱手段の発熱量を制御
しているので、従来よりも正確に基板表面の温度をコン
トロールすることができる。

【００１０】オフセット値は、例えば加熱処理の対象と
なる基板を加熱しているときの熱流値ｑ１と、基板の表
面からの熱放射に基づく基板の温度低下分βが予め分か
っている基準基板を加熱しているときの熱流値ｑＢと、
に基づいて第１のオフセット値を求め、これに載置部と
基板との間の隙間に基づく温度低下分αに対応する第２
のオフセット値を合計するようにして求めることができ
る。

【００１１】第１のオフセット値の具体例としては、先
ず前記温度低下分βが判明している基準基板としてベア
ウエハを用いて予め熱流値ｑＢを求めておき、この熱流
値ｑＢと前記ｑ１とに基づいて求めた、加熱処理の対象
となる基板及び基準基板の熱放射率の差に基づく温度低
下分の差分Δβを求め、これに前記温度低下分βを合計
したものを挙げることができる。

【００１２】また本発明に係る基板加熱方法は、処理容
器内に設けられた載置部の上に隙間を介して基板を載置
し、前記載置部に設けられた加熱手段により当該載置部
を介して基板を加熱する方法において、加熱の対象とな
る基板と同種のオフセット値設定用の基板を加熱し、当
該基板の表面から流れる熱流を処理容器の上面部にて測
定する工程と、この工程で測定された熱流測定値に基づ
いて、基板の表面からの熱放射に基づく基板の温度低下
分に対応する第１のオフセット値を求める工程と、この
工程で求められた第１のオフセット値を含むオフセット
値を基板の設定温度に加算して目標温度を求める工程
と、その後、加熱の対象となる基板を載置部に載置して
この載置部の表面部の温度を検出しながら、その温度検
出値と前記目標温度とに基づいて前記加熱手段の発熱量
を制御する工程と、を備えることを特徴とする

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の基板加熱装置の実
施の形態を説明する。この実施の形態は基板加熱装置の
ヒータの制御系に特徴があるが、先ず基板加熱装置の構
造について図１を参照しながら簡単に説明しておく。

【００１４】基板加熱装置は、下方側を脚部２１により
支持された下側部分２２とその上部側の昇降自在な蓋体
３とからなる処理容器２０を、筐体１００に収めた構成
とされており、筐体１００の側面には基板であるウエハ
Ｗの搬入出用の開口部Ｅが形成されている。この処理容
器２０について先ず下側から説明を行うと、前記下側部
分２２の内側にはウエハＷの載置部である例えば窒化ア
ルミニウム（ＡｌＮ）からなる円柱状の加熱プレート２
３が設けられており、夫々の隙間には全周に亘って凹部
２４が形成される。

【００１５】加熱プレート２３の表面近傍には複数に分
割されたヒータ２及び複数の温度検出部例えば熱電対Ｔ
Ｃが埋設されており、また表面上には例えば高さ０．１
ｍｍの３つの突起２５が周方向に３等分した位置に設け
られ、これにより基板であるウエハＷが前記加熱プレー
ト２３表面から僅かに浮いた状態で水平に支持される。
ウエハＷの支持される位置の下方側には、昇降機構２６
に下端側を支持され、加熱プレート２３を貫通するリフ
トピン２７が設けられており、このリフトピン２７の昇
降により、加熱プレート２３と図示しない搬送アームと
の間でウエハＷの受け渡しが行われる。

【００１６】次に処理容器２０の上側について説明を行
う。蓋体３は図示しない駆動機構と接続する昇降部材３
１により昇降する構成とされており、ウエハＷの加熱処
理時にはその下端が前記凹部２４と嵌合してウエハＷの
周囲を囲う。また蓋体３にはガス供給管３２と排気管３
３とが接続されており、ガス供給管３２からガス孔３
４，３５を介して処理容器２０内へパージガスの供給を
行うと共に排気口３６を介して排気管３３から排気を行
って気流を形成する構成とされている。

【００１７】ここで上述したヒータ２について説明を行
うと、このヒータ２は例えば図２に示すように例えば３
つに分割されたリング状のヒータ２（２ａ，２ｂ，２
ｃ）を同心円状に配置した構成とされている。これはウ
エハＷに塗布されたレジスト液の膜厚が例えばウエハＷ
の径方向に向かって傾斜しているため、各部位ごとの膜
厚に応じて各ヒータ２（２ａ，２ｂ，２ｃ）の加熱温度
を別個に調節しようとするものであり、制御系について
は後述するが、これらヒータ２（２ａ，２ｂ，２ｃ）は
例えば図３に示すように、ヒータ２（２ａ，２ｂ，２
ｃ）の出力値を制御するための半導体スイッチを含むス
イッチ部Ｓ（Ｓ１〜Ｓ３）と直列に接続され、これらの
３つの直列回路を交流電源部４に対して並列に接続する
構成とされる。

【００１８】次に基板加熱装置の制御系について図４を
参照しながら説明する。図４中４は交流電源部であり、
スイッチ部Ｓは制御部５からの制御信号に基づいて交流
電源部４の電圧の位相を制御し、以ってヒータ２の供給
電力を制御してその発熱量をコントロールしている。制
御部５は、加熱プレート２３に設けられた熱電対ＴＣの
温度検出信号がフィードバックされており、加熱プレー
ト２３の目標温度とフィードバック信号（温度検出信
号）との偏差に応じて、スイッチ部Ｓを制御するための
制御信号を出力するように構成されている。なお図４で
は、ヒータ２ａ，２ｂ，２ｃのうちの一つについての制
御系を示しており、温度検出信号としては各ヒータ２
ａ，２ｂ，２ｃに対応する熱電対ＴＣからの温度検出信
号が用いられる。

【００１９】加熱プレート２３の目標温度は、ウエハの
温度設定値とオフセット値とを加算した値であり、この
オフセット値の中には、ウエハが加熱プレート２３から
浮いていて加熱プレート２３の温度よりも低いことか
ら、加熱プレート２３との隙間に基づく例えば０．３〜
０．５℃程度の値に設定された温度低下分αが含まれ
る。更に前記オフセット値には、このαに加え、ウエハ
の表面からウエハと対向する部材である蓋体３（詳しく
は蓋体の上面）に向けて熱放射されることに基づく温度
低下分（β＋Δβ）が含まれる。従ってウエハＷの温度
設定値に加算されるべきオフセット値は、前記加熱プレ
ート２３との隙間に基づく温度低下分αと熱放射に基づ
く温度低下分（β＋Δβ）とが加算された値となる。こ
こで特許請求の範囲における文言との整合を図っておく
と、上述したオフセット値を構成するαは「第２のオフ
セット値」に、（β＋Δβ）は「第１のオフセット値」
に夫々相当するものである。また、後述する熱流計６
１，変換器６２及び第１の加算部６３は「第１のオフセ
ット値を求める手段」に相当するものであり、同様に後
述する変換器６２，第１の加算部６３，第２の加算部６
４及び第３の加算部６５が「目標温度演算部」に相当す
る。

【００２０】ここでβとΔβについて説明しておく。β
は基準ウエハとなるベアウエハ（シリコンウエハの表面
に薄膜を付けないもの）を加熱プレート２３上の突起２
５に載置したときにウエハＷの表面から蓋体３に熱放射
されることに基づく温度低下分であり、この値は、例え
ば予め加熱プレート２３上のウエハＷの上方側にウエハ
Ｗ温度に近い温度に加熱されたプレートを対向させ、ウ
エハＷからの放熱を抑えた状態にしてこのときのウエハ
Ｗの温度を測定するときに、当該プレートがないときの
ウエハＷの温度つまり図４に示す状態におけるウエハＷ
の温度を測定し、両方の温度測定値の差をベアウエハか
らの熱放射による温度低下分βとして求めておくことが
できる。

【００２１】またΔβは加熱処理対象となるウエハから
蓋体３に熱放射されることに基づく温度低下分が、ベア
ウエハに対してどれだけ差があるかという値であり、加
熱処理対象となるウエハがベアウエハであれば、ベアウ
エハにおける温度低下分βそのものであるが、製品ウエ
ハでは表面に膜が付いており、その放射率がベアウエハ
の放射率と異なるため、その放射率の差が前記温度低下
分βに対する差となってくる。例えばあるウエハの放射
率がベアウエハの放射率よりも大きいとすると、そのウ
エハの前記温度低下分はβよりも大きくなり、その大き
くなった分がΔβに相当する。βは予め分かっている値
であるから、後はΔβを如何にして求めるかということ
であり、この実施の形態ではベアウエハと加熱処理対象
のウエハ（製品ウエハ）との各放射率の差を把握してΔ
βを求めるようにしており、そのために蓋体３に設けら
れた熱流測定部である熱流計６１によって、処理対象と
なるウエハとベアウエハとを載置したときの夫々の場合
における、蓋体３から放出される熱流値を求めるように
している。

【００２２】ここでΔβを求める方法について説明を行
う前に、熱流値及び熱流値を求めるための前記熱流計６
１について簡単に説明を行う。熱流計６１は熱流束を測
るものであり、例えば図５に示すように蓋体３の外側に
設け、２ヶ所で温度を測ることとその間の抵抗値を予め
知っておくことにより熱流値（熱流束値）が分かる。熱
流値（ｑ）は、図示するように熱抵抗（ｒ）を介して熱
伝導を行う際に、熱抵抗（ｒ）を挟む熱伝導ライン上の
２点で温度Ｔ１，Ｔ２を測定したときの以下に示す
（１）式の関係で表される値であり、この関係は電気の
世界におけるオームの法則に置き換えて考えることがで
きる。また、この（１）式における温度差（Ｔ２−Ｔ
１）は、実際にはこれらＴ１，Ｔ２を測定した２点間に
生じる熱起電力として検出される。Ｔ２−Ｔ１＝ｑ・ｒ …（１）熱流計６１には、一般的な種類としてシュミットボルダ
−式とガードン式とがある。前者は、例えば板状の熱抵
抗層を細いワイヤーで巻き、片側をメッキして２種類の
金属としたもので、表と裏の温度差が熱流束値に比例す
る。後者は、円形薄膜（フォイル）の中央と円周の温度
差により熱流束を得るものであり、例えばバーテル株式
会社の製品名Ｔｈｅｒｍｏｇａｇｅ等がある。また、熱
流計６１の形状は薄く平らな型とシリンダー（円柱）型
とがあり、前者の場合には熱流計６１と蓋体３とが密着
していることが好ましい。

【００２３】そして変換器６２におけるΔβの決定方法
について説明すると、上述したようにΔβは予め判明し
ているベアウエハの温度低下分βに対して加熱処理対象
のウエハ（以下ウエハという）に生じる温度低下分であ
るため、先ずベアウエハの熱流値ｑＢとウエハの熱流値
ｑ１とを求める。熱流値ｑ１（ｑＢ）は以下の式（２）
で表される。ε1は蓋体３の放射率、ε2はウエハの放射
率、θ2は蓋体３の温度、θ1はウエハ（ベアウエハ）の
温度である。またη12はウエハの形角係数であり、ウエ
ハと蓋体３の上面部との角度に基づいて決められ、両者
が平行であれば例えば１．０として取り扱う。ε1，ε2
は蓋体３の色によってその値が異なり、例えば黒色なら
ば１、鏡面ならば０となる。ｑ＝ε1・ε2・η12・σ（θ2⁴−θ1⁴） …（２）（２）式から分かるように、ベアウエハの放射率と加熱
処理対象のウエハの放射率との差がｑ１とｑＢとの差に
なって表われる。そこで図６に示すグラフを予め作成し
ておき、このグラフにｑ１，ｑＢの値を適用することに
よりΔβが求まる。ｑＢとしてモデル的にｑａ，ｑｂ，
ｑｃが用意されているが、実際にはこれらの値は細かく
多数設定することができる。このようにｑＢの値を複数
設定している理由は、熱流計６１や変換器６２の経時変
化やその他の要因で、ウエハの放射率が同じ値であって
もｑの値が変わることがあるからである。つまり、ベア
ウエハの放射率は決まった値であるが、上述の理由から
その熱流値は同じであるとは限らない。そこでｑＢの値
を複数（ｑａ，ｑｂ，ｑｃ）用意し、測定時に得られた
ｑＢの値に応じた特性グラフを選択して、そのグラフの
横軸をなすｑ１の値に対応する縦軸を読み取ることによ
りΔβが分かる。

【００２４】図６のグラフの作成については、予めε2
が既知のウエハを何種類か用意し、各ウエハ毎に特性グ
ラフをとる。例えばε2-1のウエハの熱流値を求めてお
き、かつこのウエハの温度Ｔ0を測定しておく。そして
種々の測定対象ウエハ（これらはε2が分かっていなく
てよい）を同様に処理し、それらウエハの温度Ｔを測定
し、ＴとＴ0との差をΔβとする。こうすることによっ
てε2-1のウエハの熱流値がｑａだとすると、ｑａにつ
いてのｑ１（このｑ１は測定対象ウエハの熱流値であ
る）とΔβとの関係が求まる。他のε2-2，ε2-3のウエ
ハについても同じようにしてグラフを得ることができ
る。

【００２５】実際にあるロットを処理する場合には、先
ずベアウエハと当該ロットのモニタウエハ（製品ウエハ
と同じでモニタ用のウエハ）とを流し、夫々についてβ
＋Δβをゼロにして加熱を行ってｑ１，ｑＢを求め、こ
のｑ１，ｑＢの値からΔβを算出する。Δβは、第１の
加算部６３でベアウエハの温度低下分βと加算され、そ
の加算値β＋Δβに第２の加算部６４で加熱プレート２
３とウエハとの隙間に基づく温度低下分のオフセット値
αが加算され、こうして算出されたオフセット値に第３
の加算部６５にてウエハ温度の設定値を加えた値がヒー
タの目標温度となる。

【００２６】そして次に製品ウエハを流し、目標温度と
熱電対５１からフィードバックされる温度検出信号との
偏差に基づいて制御部５によるスイッチ部Ｓ１のコント
ロールが行われるのは既述のとおりである。例えば、前
記製品ウエハの放射率が大きいとΔβの温度が大きくな
るため目標温度が高くなり、逆に放射率が小さいとΔβ
が小さくなるため目標温度が低くなる。

【００２７】このときの加熱プレート２３とウエハＷと
の温度変化の様子を表すと例えば図７（ａ）のようにな
る。図示するように加熱プレート２３は温度設定値（こ
こでは例えば１００℃とする）に上述した温度低下分
α，β，Δβを加えた温度に維持されるため、ウエハＷ
の温度は加熱開始後次第に上昇し、この温度設定値から
α＋β＋Δβだけ低い１００℃へと収束していく。ここ
で比較例として従来発明に係る同様の装置における温度
変化を図７（ｂ）に示すと、加熱プレート２３の温度は
αだけしか補正されていないため、仮に加熱プレート２
３が１００℃＋αに維持されたとするとウエハＷ温度は
１００−（β＋Δβ）となり、β＋Δβの分だけ正確な
設定温度とずれが生じることが分かる。

【００２８】このように本実施の形態によれば、ウエハ
の加熱処理における目標温度の設定において、熱放射率
に応じてオフセット値を設定しているので、前記目標温
度をウエハの種類に応じて適切に調整することができ
る。

【００２９】また上述実施の形態では、一のヒータ３に
対して一の熱流計６１を設けた構成を例に説明を行った
が、図２で示したような複数分割形のヒータ３（マルチ
チャンネルヒータ）とこれに対応するように複数の熱流
計６１とを組み合わせ、例えば膜の厚い部分と低い部分
とで加熱温度に差をつけた温度制御を行うことも可能で
ある。

【００３０】なお、本実施の形態ではβ＋Δβを求める
にあたり、一の装置にベアウエハと製品ウエハとを流す
方法を例に挙げたが、例えば同一の加熱装置をもう一台
設け、例えば一方で熱流値を求め、他方でβ＋Δβを算
出するようにしてもよいし、または一方でベアウエハ、
他方で製品ウエハを流すようにして別個に熱流値を求
め、ｑβ＋Δβを算出するようにしてもよい。

【００３１】また、予め熱流値とウエハの温度低下分と
の関係を実験により求めておき、その関係データと加熱
処理対象のウエハを置いたときに測定した熱流値ｑ１と
に基づいてウエハの温度低下分（先の実施の形態のα＋
Δβに相当する値）を求めるようにしてもよい。この場
合熱流センサの経時変化などの誤差分をキャンセルする
ために、ｑ１を測定するときの前または後に例えばベア
ウエハを置いたときの熱流値ｑＢ´を測定し、予めベア
ウエハについて正確に求めた熱流値ｑＢと比較し、その
差分だけｑ１を補正することが好ましい。

【００３２】なお、これまで述べてきた実施の形態にお
けるΔβの算出は、ｑ１とｑＢとの比に基づいて求める
ようにしてもよく、またβ及びΔβを求めるために用い
る基準基板はベアウエハに限られず、例えば表面全体を
黒色にしたウエハであってもよい。

【００３３】次に上述の基板加熱装置を組み込んだ塗布
・現像装置の一例について図８を参照しながら説明す
る。図８に示す塗布・現像装置において、７１は例えば
２５枚のウエハＷが収納されたカセットＣを搬入出する
ためのカセットステーションであり、このカセットステ
ーション７１には前記カセットＣを載置する載置部７２
と、カセットＣからウエハＷを取り出すための図示しな
い受け渡し手段とが設けられている。カセットステーシ
ョン７１の奥側には、カセットステーション７１から奥
を見て例えば右側には塗布・現像系のユニットＵ１が、
左側、手前側、奥側には例えば加熱・冷却系のユニット
等を多段に積み重ねた棚ユニットＵ２，Ｕ３，Ｕ４が夫
々配置されていると共に、塗布・現像系ユニットＵ１と
棚ユニットＵ２，Ｕ３，Ｕ４との間でウエハＷの受け渡
しを行うための図示しない搬送アームが設けられてい
る。

【００３４】塗布・現像系のユニットＵ１においては、
例えば上段には２個の上述の現像装置を備えた現像ユニ
ット７３が、下段には２個の塗布装置を備えた塗布ユニ
ット７４が設けられている。棚ユニットＵ２,Ｕ３,Ｕ４
においては、上述した基板加熱装置の筐体１００や冷却
装置の筐体等が積層される他、ウエハの受け渡しユニッ
ト１０１や疎水化処理ユニット等が上下に割り当てされ
ている。

【００３５】上記の各ユニットＵ１〜Ｕ４等が設けられ
ている部分を処理ブロックと呼ぶことにすると、当該処
理ブロックはインタ−フェイスユニット７５を介して露
光ブロック７６と接続されている。インタ−フェイスユ
ニット７５は例えば昇降自在、左右、前後に移動自在か
つ鉛直軸まわりに回転自在に構成されたウエハＷの受け
渡し手段（図示せず）を備え、前記処理ブロックと露光
ブロック７６との間でウエハＷの受け渡しを行うもので
ある。

【００３６】この装置のウエハの流れについて説明する
と、先ず外部からウエハＷが収納されたウエハカセット
Ｃが載置部７２に載置され、受け渡し手段によりカセッ
トＣ内からウエハＷが取り出され、例えば既述の棚ユニ
ットＵ３の棚の一つである受け渡し台１０１を介して搬
送アームに受け渡される。次いでユニットＵ３の一の棚
の処理部内にて疎水化処理が行われた後、塗布ユニット
７３にてレジスト液が塗布され、レジスト膜が形成され
る。レジスト膜が塗布されたウエハＷは加熱ユニットで
加熱された後、ユニットＵ４のインターフェースユニッ
ト７５の受け渡し手段と受け渡し可能な冷却ユニットに
搬送され、処理後にインタ−フェイスユニット７５を介
して露光装置７６に送られ、ここでパタ−ンに対応する
マスクを介して露光が行われる。

【００３７】この後ウエハＷは処理ブロックに戻されて
加熱ユニットで所定温度に加熱され、しかる後冷却ユニ
ットで所定温度に冷却され、続いて現像ユニット７４に
送られて現像処理され、レジストマスクが形成される。
しかる後ウエハＷは載置部７２上のカセットＣ内に戻さ
れる。

【００３８】

【発明の効果】このように本発明は、基板からの熱放射
を加味して温度制御を行っているので、基板について面
内均一性の高い加熱処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る基板加熱装置を示す
縦断面図である。

【図２】前記基板加熱装置におけるヒータを説明する斜
視図である。

【図３】前記ヒータへの電力供給について説明する概略
説明図である。

【図４】前記基板加熱装置の制御系を説明する説明図で
ある。

【図５】熱流計について説明するための説明図である。

【図６】変換器におけるΔβを求める方法を説明するた
めの特性図である。

【図７】加熱プレートとウエハとの温度変化を示す特性
図である。

【図８】前記加熱装置を組み込んだ塗布・現像装置の一
例を示す斜視図である。

【図９】従来発明に係る基板加熱装置を説明するための
概略説明図である。

【図１０】従来発明に係る基板加熱装置における加熱プ
レートとウエハとの温度変化を示す特性図である。

【符号の説明】

２ヒータ２３加熱プレート２５突起３蓋体４交流電源部５制御部６１熱流計６２変換器６３第１の加算部６４第２の加算部６５第３の加算部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】処理容器内に設けられた載置部の上に隙
間を介して基板を載置し、前記載置部に設けられた加熱
手段により当該載置部を介して基板を加熱する装置にお
いて、前記載置部の表面部の温度を検出する温度検出部と、前記載置部に対向する処理容器の上面部に設けられ、基
板の表面から当該上面部に流れる熱流を測定する熱流測
定部と、加熱の対象となる基板と同種のオフセット値設定用の基
板を加熱しているときに前記熱流測定部にて測定された
熱流測定値に基づいて、基板の表面からの熱放射に基づ
く基板の温度低下分に対応する第１のオフセット値を求
める手段とこの手段で求められた第１のオフセット値を
含むオフセット値を基板の設定温度に加算して目標温度
を求める目標温度演算部と、この目標温度演算部で求められた目標温度と前記温度検
出部で検出された温度検出値とに基づいて前記加熱手段
の発熱量を制御する制御部と、を備えたことを特徴とす
る基板加熱装置。
【請求項２】オフセット値は、載置部と基板との間の
隙間に基づく温度低下分αに対応する第２のオフセット
値と前記第１のオフセット値との加算値であることを特
徴とする請求項１記載の基板加熱装置。
【請求項３】第１のオフセット値は、前記オフセット
値設定用の基板を加熱しているときの熱流測定値と、基
板の表面からの熱放射に基づく基板の温度低下分が予め
分かっている基準基板を加熱しているときの熱流測定値
と、に基づいて求められることを特徴とする請求項１ま
たは２記載の基板加熱装置。
【請求項４】第１のオフセット値は、基準基板の表面からの熱放射に基づく予め分かっている
基板の温度低下分βと、加熱処理の対象となる基板を加熱する前に、基準基板を
加熱してそのときに測定した熱流測定値ｑＢと、前記オ
フセット値設定用の基板を加熱してそのときに測定した
熱流測定値ｑ１と、に基づいて求めた、加熱処理の対象
となる基板及び基準基板の熱放射率の差に基づく温度低
下分の差分Δβと、の合計値である請求項１、２または
３記載の基板加熱装置
【請求項５】基準基板は、薄膜が形成されていないベ
アウエハであることを特徴とする請求項３または４記載
の基板加熱装置。
【請求項６】処理容器内に設けられた載置部の上に隙
間を介して基板を載置し、前記載置部に設けられた加熱
手段により当該載置部を介して基板を加熱する方法にお
いて、加熱の対象となる基板と同種のオフセット値設定用の基
板を加熱し、当該基板の表面から流れる熱流を処理容器
の上面部にて測定する工程と、この工程で測定された熱流測定値に基づいて、基板の表
面からの熱放射に基づく基板の温度低下分に対応する第
１のオフセット値を求める工程と、この工程で求められた第１のオフセット値を含むオフセ
ット値を基板の設定温度に加算して目標温度を求める工
程と、その後、加熱の対象となる基板を載置部に載置してこの
載置部の表面部の温度を検出しながら、その温度検出値
と前記目標温度とに基づいて前記加熱手段の発熱量を制
御する工程と、を備えることを特徴とする基板加熱方
法。
【請求項７】オフセット値は、載置部と基板との間の
隙間に基づく温度低下分αに対応する第２のオフセット
値と前記第１のオフセット値との加算値であることを特
徴とする請求項６記載の基板加熱方法。
【請求項８】第１のオフセット値は、前記オフセット
値設定用の基板を加熱しているときの熱流測定値と、基
板の表面からの熱放射に基づく基板の温度低下分が予め
わかっている基準基板を加熱しているときの熱流測定値
と、に基づいて求められることを特徴とする請求項６ま
たは７記載の基板加熱方法。
【請求項９】第１のオフセット値は、基準基板の表面からの熱放射に基づく予め分かっている
基板の温度低下分βと、加熱処理の対象となる基板を加熱する前に、基準基板を
加熱してそのときに測定した熱流測定値ｑＢと、前記オ
フセット値設定用の基板を加熱してそのときに測定した
熱流測定値ｑ１と、に基づいて求めた、加熱処理の対象
となる基板及び基準基板の熱放射率の差に基づく温度低
下分の差分Δβと、の合計値である請求項６、７または
８記載の基板加熱方法。
【請求項１０】基板の表面から流れる熱流を処理容器
の上面部にて測定する工程で用いられる処理容器は、加
熱処理の対象となる基板を加熱するときに用いられる処
理容器であるかまたは当該処理容器と別個でかつ同種の
処理容器であることを特徴とする請求項６ないし９のい
ずれかに記載の基板加熱方法。