JP2016186962A - 熱処理装置、熱処理における異常検出方法及び読み取り可能なコンピュータ記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の熱処理における異常を精度よく検知する。【解決手段】ウェハを熱処理する熱処理装置は、ウェハＷを載置して加熱する熱板１３２と、熱板１３２の載置面１３２ａよりも上方に突出して配置された複数のウェハ支持部材１７０と、ウェハ支持部材１７０で支持されたウェハＷの載置状態に伴い変化する荷重を検出する重量センサ１８４と、重量センサ１８４で検出される荷重が所定の閾値以下となった場合に、ウェハ支持部材１７０で支持されたウェハの載置状態に異常があると判定する制御部３００と、を有する。【選択図】図９

Description

本発明は、基板を熱板に載置して熱処理を行う熱処理装置、熱処理における異常検出の方法及び読み取り可能なコンピュータ記憶媒体に関する。

例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では、例えば基板としての半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上にレジスト液を塗布しレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、レジスト膜を所定のパターンに露光する露光処理、露光後にレジスト膜内の化学反応を促進させる加熱処理（ポストエクスポージャーベーキング）、露光されたレジスト膜を現像する現像処理などが順次行われ、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成される。

上述したフォトリソグラフィー処理により形成されるレジストパターンは、半導体デバイス製造のその後の工程において加工形状を定めるマスクとして用いられるものであり、所望の線幅で形成することが極めて重要である。そして、上述したポストエクスポージャーベーキングにおけるウェハの蓄積熱量は、レジストパターンの線幅に大きな影響を与えるので、線幅をウェハ面内で均一なものとするには、加熱処理においてウェハ面内を均一に加熱することが重要である。

ところが、加熱処理以前の工程の影響によりウェハに反りが生じていたり、ウェハの裏面や熱板上に異物が付着してウェハの乗り上げが生じていたりすると、熱板とウェハとの距離がウェハ面内でばらつくため、ウェハ面内を均一に加熱することが困難となる。

そこで、熱処理時の異常を検出する方法として、熱板の設定温度と熱板の表面温度との差分の積分値を算出し、その積分値が所定の閾値を超えたか否かを判定することが提案されている（特許文献１）。

特開２００９−１２３８１６号公報

しかしながら、熱板の表面温度は、ウェハとの接触状態の他に熱板周囲の雰囲気温度や熱板周囲の気流の影響を受けて変化する。そのため、特許文献１の方法では、所望の精度で熱処理の異常を検知することが困難であった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板の熱処理における異常を精度よく検知することを目的としている。

前記の目的を達成するため、本発明は、基板を熱処理する熱処理装置であって、前記基板を載置して加熱する熱板と、前記熱板の載置面よりも上方に突出して配置された複数の基板支持部材と、前記基板支持部材上に支持された基板の載置状態に伴い変化する状態量を検出する状態量検出機構と、前記状態量検出機構で検出される状態量が所定の閾値以下となった場合に、前記基板支持部材上に支持された基板の載置状態に異常があると判定する制御部と、を有することを特徴としている。

本発明によれば、状態量検出機構により基板支持部材上に支持された基板の状態量を検出し、状態量検出機構で検出される状態量が所定の閾値以下となった場合に、制御部により載置状態に異常があると判定するので、従来のように、外乱を受けやすい熱板の表面温度に基づいて異常検出を行う場合と比較して、精度よい異常検出を行うことができる。

前記状態量検出機構は、前記基板支持部材に作用する荷重を測定する重量センサであり、前記制御部は、前記重量センサで検出する荷重が所定の閾値以下となった場合に、前記基板支持部材上に支持された基板の載置状態に異常があると判定してもよい。

前記基板支持部材は、弾性部材を介して前記重量センサにより支持されていてもよい。

前記熱板の載置面にはギャップピンが複数設けられ、前記基板支持部材の先端部は、前記基板を支持していない状態においては、前記ギャップピンの上端面よりも上方に突出していてもよい。

前記熱板は複数の領域に区画され、且つ当該領域ごとに温度設定可能であり、前記重量センサは、前記各領域ごとに少なくとも１以上設けられていてもよい。

前記状態量検出機構は、前記基板支持部材の先端の温度を測定する温度センサであり、前記制御部は、前記温度センサで測定する温度が所定の閾値以下となった場合に、前記基板支持部材上に支持された基板の載置状態に異常があると判定してもよい。

前記基板支持部材は、弾性部材を介して支持されていてもよい。

前記熱板の載置面にはギャップピンが複数設けられ、前記基板支持部材の先端部は、前記基板を支持していない状態においては、前記ギャップピンの上端面よりも上方に突出していてもよい。

前記熱板は複数の領域に区画され、且つ当該領域ごとに温度設定可能であり、前記温度センサは、前記各領域ごとに少なくとも１以上設けられていてもよい。

別の観点による本発明は、熱板上に載置した基板の熱処理において異常を検出する方法であって、前記熱板の載置面よりも上方に突出して配置された複数の基板支持部材により前記基板を支持し、前記基板支持部材に支持された基板の載置状態に伴い変化する状態量を検出し、前記検出した状態量が所定の閾値以下となった場合に、前記基板支持部材上に支持された基板の載置状態に異常があると判定することを特徴としている。

また、別な観点による本発明によれば、前記異常検出方法を熱処理装置によって実行させるように、当該熱処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。

本発明によれば、基板の熱処理における異常を精度よく検知することができる。

本実施の形態にかかる基板処理システムの構成の概略を示す平面図である。 本実施の形態にかかる基板処理システムの構成の概略を示す正面図である。 本実施の形態にかかる基板処理システムの構成の概略を示す背面図である。 熱処理装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。 熱処理装置の構成の概略を示す横断面の説明図である。 熱処理装置の熱板の構成の概略を示す平面の説明図である。 熱処理装置の熱板の構成の概略を示す平面の説明図である。 ウェハ支持部材近傍の構成の概略を示す縦断面の説明図である。 熱板にウェハが載置された場合のウェハ支持部材近傍の様子を示す縦断面の説明図である。 熱板にウェハが載置された場合の様子を示す縦断面の説明図である。 他の実施の形態にかかるウェハ支持部材近傍の構成の概略を示す縦断面の説明図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる熱処理装置を備えた基板処理システム１の構成の概略を示す説明図である。図２及び図３は、基板処理システム１の内部構成の概略を示す正面図及び背面図である。なお、本実施の形態では、基板処理システム１がウェハＷに対して塗布現像処理を行う塗布現像処理システムである場合を例にして説明する。また、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

基板処理システム１は、図１に示すように複数枚のウェハＷを収容したカセットＣが搬入出されるカセットステーション１０と、ウェハＷに所定の処理を施す複数の各種処理装置を備えた処理ステーション１１と、処理ステーション１１に隣接する露光装置１２との間でウェハＷの受け渡しを行うインターフェイスステーション１３とを一体に接続した構成を有している。

カセットステーション１０には、カセット載置台２０が設けられている。カセット載置台２０には、基板処理システム１の外部に対してカセットＣを搬入出する際に、カセットＣを載置する、例えば４つのカセット載置板２１が設けられている。

カセットステーション１０には、図１に示すようにＸ方向に延びる搬送路２２上を移動自在なウェハ搬送装置２３が設けられている。ウェハ搬送装置２３は、上下方向及び鉛直軸周り（θ方向）にも移動自在であり、各カセット載置板２１上のカセットＣと、後述する処理ステーション１１の第３のブロックＧ３の受け渡し装置との間でウェハＷを搬送できる。

処理ステーション１１には、各種装置を備えた複数例えば４つのブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４が設けられている。例えば処理ステーション１１の正面側（図１のＸ方向負方向側）には、第１のブロックＧ１が設けられ、処理ステーション１１の背面側（図１のＸ方向正方向側）には、第２のブロックＧ２が設けられている。また、処理ステーション１１のカセットステーション１０側（図１のＹ方向負方向側）には、第３のブロックＧ３が設けられ、処理ステーション１１のインターフェイスステーション１３側（図１のＹ方向正方向側）には、第４のブロックＧ４が設けられている。

例えば第１のブロックＧ１には、図２に示すように複数の液処理装置、例えばウェハＷを現像処理する現像処理装置３０、ウェハＷのレジスト膜の下層に反射防止膜（以下「下部反射防止膜」という）を形成する下部反射防止膜形成装置３１、ウェハＷにレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布装置３２、ウェハＷのレジスト膜の上層に反射防止膜（以下「上部反射防止膜」という）を形成する上部反射防止膜形成装置３３が下からこの順に配置されている。

例えば現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３は、それぞれ水平方向に３つ並べて配置されている。なお、これら現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３の数や配置は、任意に選択できる。

これら現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３では、例えばウェハＷ上に所定の塗布液を塗布するスピンコーティングが行われる。スピンコーティングでは、例えば塗布ノズルからウェハＷ上に塗布液を吐出すると共に、ウェハＷを回転させて、塗布液をウェハＷの表面に拡散させる。

例えば第２のブロックＧ２には、図３に示すようにウェハＷの加熱や冷却といった熱処理を行う熱処理装置４０や、ウェハＷを疎水化処理するアドヒージョン装置４１、ウェハＷの外周部を露光する周辺露光装置４２が上下方向と水平方向に並べて設けられている。熱処理装置４０は、ウェハＷを載置して加熱する熱板と、ウェハＷを載置して温度調節する温度調節板を有し、加熱処理と温度調節処理の両方を行うものであり、その構成については後述する。また、熱処理装置４０、アドヒージョン装置４１、周辺露光装置４２の数や配置は、任意に選択できる。

例えば第３のブロックＧ３には、複数の受け渡し装置５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６が下から順に設けられている。また、第４のブロックＧ４には、複数の受け渡し装置６０、６１、６２が下から順に設けられている。

図１に示すように第１のブロックＧ１〜第４のブロックＧ４に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域Ｄが形成されている。ウェハ搬送領域Ｄには、例えばＹ方向、Ｘ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有する、ウェハ搬送装置７０が複数配置されている。ウェハ搬送装置７０は、ウェハ搬送領域Ｄ内を移動し、周囲の第１のブロックＧ１、第２のブロックＧ２、第３のブロックＧ３及び第４のブロックＧ４内の所定の装置にウェハＷを搬送できる。

また、ウェハ搬送領域Ｄには、第３のブロックＧ３と第４のブロックＧ４との間で直線的にウェハＷを搬送するシャトル搬送装置８０が設けられている。

シャトル搬送装置８０は、例えばＹ方向に直線的に移動自在になっている。シャトル搬送装置８０は、ウェハＷを支持した状態でＹ方向に移動し、第３のブロックＧ３の受け渡し装置５２と第４のブロックＧ４の受け渡し装置６２との間でウェハＷを搬送できる。

図１に示すように第３のブロックＧ３のＸ方向正方向側の隣には、ウェハ搬送装置１００が設けられている。ウェハ搬送装置１００は、例えばＸ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置１００は、ウェハＷを支持した状態で上下に移動して、第３のブロックＧ３内の各受け渡し装置にウェハＷを搬送できる。

インターフェイスステーション１３には、ウェハ搬送装置１１０と受け渡し装置１１１が設けられている。ウェハ搬送装置１１０は、例えばＹ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置１１０は、例えば搬送アームにウェハＷを支持して、第４のブロックＧ４内の各受け渡し装置、受け渡し装置１１１及び露光装置１２との間でウェハＷを搬送できる。

以上の基板処理システム１には、図１に示すように制御部３００が設けられている。制御部３００は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、基板処理システム１におけるウェハＷの処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、上述の各種処理装置や搬送装置などの駆動系の動作を制御して、基板処理システム１における後述の基板処理を実現させるためのプログラムも格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、その記憶媒体Ｈから制御部３００にインストールされたものであってもよい。

次に、上述した熱処理装置４０の構成について説明する。例えば熱処理装置４０は、図４及び図５に示すように筐体１２０内に、ウェハＷを加熱処理する加熱部１２１と、ウェハＷを冷却処理する冷却部１２２を備えている。図５に示すように筐体１２０の冷却部１２２近傍の両側面には、ウェハＷを搬入出するための搬入出口１２３が形成されている。

加熱部１２１は、図４に示すように上側に位置して上下動自在な蓋体１３０と、下側に位置してその蓋体１３０と一体となって処理室Ｓを形成する熱板収容部１３１を備えている。

蓋体１３０は、下面が開口した略筒形状を有している。蓋体１３０の上面中央部には、排気部１３０ａが設けられている。処理室Ｓ内の雰囲気は、排気部１３０ａから排気される。

熱板収容部１３１の中央には、ウェハＷを載置して加熱する熱板１３２が設けられている。熱板１３２は、厚みのある略円盤形状を有しており、その内部に熱板１３２を加熱するヒータ１４０が設けられている。ヒータ１４０としては、例えば電気ヒータが用いられる。この熱板１３２の構成については後述する。

熱板収容部１３１には、熱板１３２を厚み方向に貫通する昇降ピン１４１が設けられている。昇降ピン１４１は、シリンダなどの昇降駆動部１４２により昇降自在であり、熱板１３２の上面に突出して後述する冷却板１６０との間でウェハＷの受け渡しを行うことができる。

熱板収容部１３１は、例えば図４に示すように熱板１３２を収容して熱板１３２の外周部を保持する環状の保持部材１５０と、その保持部材１５０の外周を囲む略筒状のサポートリング１５１を有している。

加熱部１２１に隣接する冷却部１２２には、例えばウェハＷを載置して冷却する冷却板１６０が設けられている。冷却板１６０は、例えば図５に示すように略方形の平板形状を有し、加熱部１２１側の端面が円弧状に湾曲している。冷却板１６０の内部には、例えばペルチェ素子などの図示しない冷却部材が内蔵されており、冷却板１６０を所定の設定温度に調整できる。

冷却板１６０は、例えば図４に示すように支持アーム１６１に支持され、その支持アーム１６１は、加熱部１２１側のＸ方向に向かって延伸するレール１６２に取付けられている。冷却板１６０は、支持アーム１６１に取り付けられた駆動機構１６３によりレール１６２上を移動できる。これにより、冷却板１６０は、加熱部１２１側の熱板１３２の上方まで移動できる。

冷却板１６０には、例えば図５に示すようにＸ方向に沿った２本のスリット１６４が形成されている。スリット１６４は、冷却板１６０の加熱部１２１側の端面から冷却板１６０の中央部付近まで形成されている。このスリット１６４により、加熱部１２１側に移動した冷却板１６０と、熱板１３２上の昇降ピン１４１との干渉が防止される。図５に示すように冷却部１２２内に位置する冷却板１６０の下方には、昇降ピン１６５が設けられている。昇降ピン１６５は、昇降駆動部１６６によって昇降できる。昇降ピン１６５は、冷却板１６０の下方から上昇してスリット１６４を通過し、冷却板１６０の上方に突出して、例えば搬入出口１２３から筐体１２０の内部に進入するウェハ搬送装置７０との間でウェハＷの受け渡しを行うことができる。

次に、熱板１３２の構成について詳述する。熱板１３２は、図６に示すように、複数、例えば５つの熱板領域Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５に区画されている。熱板１３２は、例えば平面から見て中心部に位置して円形の熱板領域Ｒ_１と、その周囲を円弧状に４等分した熱板領域Ｒ_２〜Ｒ_５に区画されている。

熱板１３２の各熱板領域Ｒ_１〜Ｒ_５には、ヒータ１４０が個別に内蔵され、各熱板領域Ｒ_１〜Ｒ_５ごとに個別に加熱できる。各熱板領域Ｒ_１〜Ｒ_５のヒータ１４０の発熱量は、例えば制御部３００により調整される。制御部３００は、各ヒータ１４０の発熱量を調整して、各熱板領域Ｒ_１〜Ｒ_５の温度を所定の設定温度に制御できる。

また、図７に示すように、熱板１３２の上面の載置面１３２ａには、ウェハＷを支持する基板支持部材としてのウェハ支持部材１７０と、ギャップピン１７１がそれぞれ複数設けられている。なお図７では、ウェハ支持部材１７０とギャップピン１７１を区別するために、ウェハ支持部材１７０を斜線で示している。ウェハ支持部材１７０は、図７に示すように、各熱板領域Ｒ_１〜Ｒ_５に１つずつ配置されている。また、ギャップピン１７１は、例えば熱板１３２と同心円状に配置されている。なお、各ウェハ支持部材１７０やギャップピン１７１の配置は本実施の形態の内容に限定されるものではなく、ウェハＷを均等に支持することができれば、その配置は任意に設定が可能である。

ウェハ支持部材１７０は、図８に示すように、ケーシング１８０と、ケーシング１８０内に昇降自在に設けられた支持部１８１を有している。支持部１８１は、ケーシング１８０の底面に設けられた、ばねなどの弾性部材１８２によりその下面を支持されている。また、支持部１８１の下面には、ケーシング１８０の底面を貫通して延伸する連結棒１８３が接続されている。連結棒１８３の下端には、状態量検出機構としての重量センサ１８４が接続されている。即ち、ウェハ支持部材１７０の支持部１８１は、弾性部材１８２を介して重量センサ１８４に接続された状態になっている。重量センサ１８４での検出結果は、制御部３００に入力される。

支持部１８１は、ウェハＷの裏面を支持するためのものであり、図８に示すようにウェハＷを支持していない状態においては、載置面１３２ａ及びギャップピン１７１の上端部よりも上方に突出した状態となっている。また、支持部１８１の先端部は、ウェハＷとの接触時にウェハＷの裏面を傷つけないように、ギャップピン１７１と同様の球面形状となっている。そして、熱板１３２上にウェハＷを載置すると、支持部１８１に作用するウェハＷの荷重により弾性部材１８２が下方に縮む。ここで、本実施の形態における弾性部材１８２のバネ乗数は、例えばウェハＷが熱板１３２上に載置されたときに、ウェハＷの荷重により支持部１８１の上端部とギャップピン１７１の上端部との高さが揃う位置まで支持部１８１が押し下げられるように設定される。したがって、図９に示すように、ウェハＷの荷重により支持部１８１が押し下げされ、ウェハＷはウェハ支持部材１７０とギャップピン１７１により支持された状態となる。この際、ウェハ支持部材１７０に作用する荷重は、連結棒１８３を介して重量センサ１８４に伝達され、重量センサにより荷重が測定される。

本実施の形態にかかる基板処理システム１は以上のように構成されている。次に、基板処理システム１を用いて行われるウェハ処理について説明する。

先ず、複数のウェハＷを収納したカセットＣが、基板処理システム１のカセットステーション１０に搬入され、ウェハ搬送装置２３によりカセットＣ内の各ウェハＷが順次処理ステーション１１の受け渡し装置５３に搬送される。

次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され温度調節処理される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって例えば第１のブロックＧ１の下部反射防止膜形成装置３１に搬送され、ウェハＷ上に下部反射防止膜が形成される。その後ウェハＷは、第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、加熱処理が行われる。

熱処理装置４０に搬送されたウェハＷは、先ず冷却板１６０上に載置される。続いて冷却板１６０が熱板１３２の上方に移動される。次いで、昇降ピン１４１が上昇し、冷却板１６０のウェハＷが昇降ピン１４１に受け渡される。その後、冷却板１６０が熱板１３２上から退避し、昇降ピン１４１が下降して、熱板１３２上にウェハＷが受け渡される。

この際、例えば図１０に示すように、熱板１３２の上面やウェハＷの裏面にギャップピン１７１よりも大きな異物Ｍが付着していると、ウェハＷは熱板１３２上に傾いて載置された状態となる。そうすると、例えば異物Ｍに近いウェハ支持部材１７０ａと異物Ｍから遠いウェハ支持部材１７０ｂとでは、ウェハＷによる荷重が異なったものとなる。そして、制御部３００では、熱処理の際に各重量センサ１８４に作用する荷重が常時監視されており、例えば重量センサ１８４で検出される荷重が所定の閾値以下となった場合に、ウェハＷの載置状態に異常があると判定される。なお、この閾値は、例えば異物Ｍの付着やウェハＷの反りがない状態で熱板１３２に測定用のウェハＷを予め載置する予備試験を行い、その際に重量センサ１８４で得られた荷重に基づいて設定される。

また制御部３００では、載置異常と判定されたときの各重量センサ１８４の荷重に基づいて、異常の原因についても判定を行う。具体的には、例えば熱板１３２の領域Ｒ_２の重量センサ１８４の荷重が閾値以下である場合、熱板１３２の領域Ｒ_２に異物Ｍがあり、ウェハＷの乗り上げが生じていると判定される。領域Ｒ_３〜Ｒ_５においても同様である。また、中央部の領域Ｒ_１に対応する重量センサ１８４の荷重が閾値以下である場合、熱板１３２の中央部に異物Ｍがあり、ウェハＷの乗り上げが生じているか、あるいはウェハＷの中央部が上に凸状に反っていると判定される。反対に、領域Ｒ_２〜Ｒ_５の重量センサ１８４の荷重が閾値以下である場合、異物Ｍが複数あったり、ウェハＷの中央部が凹状に窪んだ反り形状であると判定される。そして、制御部３００でウェハＷの載置状態に異常があると判定された場合は熱処理を中止し、当該ウェハＷは例えばカセットＣに回収される。異常がない場合、即ち、異物Ｍや反りが無い、または軽微であり、各重量センサ１８４の荷重が閾値以内に収まっている場合は、そのまま熱処理が継続される。

所定時間ウェハＷの熱処理が行われると、昇降ピン１４１が上昇してウェハＷが熱板１３２の上方に移動すると共に、冷却板１６０が熱板１３２上まで移動して、昇降ピン１４１から冷却板１６０にウェハＷが受け渡される。冷却板１６０に受け渡されたウェハＷは、例えば常温まで冷却されて熱処理装置４０から搬出される。

熱処理装置４０での熱処理を終えたウェハＷは、レジスト塗布装置３２に搬送され、ウェハＷ上にレジスト膜が形成される。その後ウェハＷは、熱処理装置４０に搬送され、プリベーク処理される。なお、これ以降の熱処理においても、上述の加熱処理と同様に載置異常の有無が判定される。

次にウェハＷは、上部反射防止膜形成装置３３に搬送され、ウェハＷ上に上部反射防止膜が形成される。その後ウェハＷは、熱処理装置４０に搬送されて、加熱され、温度調節される。その後、ウェハＷは、周辺露光装置４２に搬送され、周辺露光処理される。

次にウェハＷは、露光装置１２に搬送され、所定のパターンで露光処理される。

次にウェハＷは、熱処理装置４０に搬送され、露光後ベーク処理される。その後ウェハＷは、たとえば現像処理装置３０に搬送されて現像処理される。現像処理終了後、ウェハＷは、熱処理装置４０に搬送され、ポストベーク処理される。その後、ウェハＷは、カセット載置板２１のカセットＣに搬送され、一連のフォトリソグラフィー工程が完了する。

以上の実施の形態によれば、ウェハ支持部材１７０により支持されたウェハＷの荷重を重量センサ１８４により検出し、制御部３００により検出された荷重が予め定められた閾値以下となった場合に、ウェハＷの載置状態が異常であると判定するので、従来のように、外乱を受けやすい熱板１３２の表面温度に基づいて異常検知を行う場合と比較して、精度よく異常を検知することができる。

以上の実施の形態では、各領域Ｒ_１〜Ｒ_５の重量センサ１８４で検出された荷重の絶対値と閾値を比較することで載置異常の有無を判定したが、載置異常の判定方法や閾値の設定については本実施の形態の内容に限定されるものではなく、例えば各領域Ｒ_１〜Ｒ_５の重量センサ１８４の荷重の差分を算出し、その差分が所定の閾値よりも大きい場合に載置異常と判定してもよい。また、各重量センサ１８４の荷重の平均値を算出し、この平均値と各重量センサ１８４の荷重を比較するようにしてもよい。

また、以上の実施の形態では、各領域Ｒ_１〜Ｒ_５ごとにウェハ支持部材１７０及び重量センサ１８４を設けたが、ウェハ支持部材１７０及び重量センサ１８４の配置や設置数については本実施の形態の内容に限定されるものではなく、任意に設定できる。なお、ウェハＷの反りや異物Ｍによる乗り上げを検知するという観点からは、ウェハ支持部材１７０及び重量センサ１８４は、少なくとも三角形状の配置で３箇所に設けることが好ましい。また、異常検知の精度を上げたい場合は、ウェハ支持部材１７０及び重量センサ１８４の数を増やせばよい。

なお、以上の実施の形態では、熱板１３２の載置面１３２ａ上にギャップピン１７１を設けていたが、ウェハ支持部材１７０を複数配置した結果、ウェハ支持部材１７０により適切にウェハＷを支持できれば、このギャップピン１７１は必ずしも必要ではない。かかる場合、ウェハ支持部材１７０は、ウェハＷの荷重により弾性部材１８２が押し下げられた時に、支持部１８１の上端が熱板１３２の載置面１３２ａより上方に突出するように構成されていればよい。

以上の実施の形態では、連結棒１８３を介して重量センサ１８４で荷重を検出したが、重量センサ１８４の配置は本実施の形態に限定されるものではなく、例えばケーシング１８０の底面であって弾性部材１８２の直下に重量センサ１８４を配置して、弾性部材１８２に作用する荷重を直接測定するようにしてもよい。

以上の実施の形態では、ウェハ支持部材１７０に作用する荷重に基づいてウェハＷの載置異常を検知したが、異物ＭやウェハＷの反りにより、ウェハＷと熱板１３２との距離が変動することによりウェハＷの温度が変動する点に着目すれば、例えばウェハ支持部材１７０の支持部１８１先端の温度を測定し、当該測定温度に基づいてウェハＷの載置異常を検知するようにしてもよい。

具体的には、例えば図１１に示すように、重量センサ１８４に代えて、ウェハ支持部材１７０の支持部１８１先端に温度を測定する、状態量検出機構としての温度センサ１９０を設ける。なお、図１１では、温度センサ１９０が支持部１８１に内蔵された状態を描図しているが、温度センサ１９０は、支持部１８１の上端に露出するように設けてもよい。また、温度センサとしては、例えば熱電対や測温抵抗体が用いられる。その他の構成については、ウェハ支持部材１７０に重量センサ１８４を設けた場合と同様である。

そして、ウェハＷの熱処理の際、例えば図１０に示すように、異物ＭによりウェハＷが傾いた状態で熱板上に載置されると、弾性部材１８２の伸縮により、支持部１８１の先端がウェハＷの裏面に接触するように、支持部１８１の高さ方向の位置が変動する。なお、支持部１８１先端に温度センサ１９０を設ける場合においては、弾性部材１８２のバネ乗数やストロークは、ウェハＷの反りや異物による傾きに追従して支持部１８１の上端をウェハＷの裏面と接触させることができるように設定される。

そして、異物Ｍに近い位置では、ウェハＷと熱板１３２との距離が遠くなるため、異物Ｍに近い位置におけるウェハＷの温度は、異物Ｍから遠い位置におけるウェハＷの温度よりも低くなる。そうすると、例えば異物Ｍに近いウェハ支持部材１７０ａで測定される温度は、異物Ｍから遠いウェハ支持部材１７０ｂで測定される温度よりも低くなるため、制御部３００では、ウェハＷの温度が所定の閾値よりも低くなった場合に、ウェハＷの載置状態に異常があると判定する。

なお、支持部１８１先端に温度センサ１９０を設ける場合は、温度センサ１９０の温度測定値に基づいて、各領域Ｒ_１〜Ｒ_５の熱板の温度を個別に制御してもよい。即ち、異物Ｍや反りにより温度センサ１９０での測定値が所定の温度よりも低下している場合、温度低下が確認された領域に対応するヒータ１４０の出力を調整し、温度センサ１９０での測定値が所定の温度となるようにフィードバック制御を行うようにしてもよい。微小な異物や反りによりウェハＷの面内で熱処理時の温度がばらつくような場合であっても、各領域Ｒ_１〜Ｒ_５における測定温度が均一になるように各ヒータ１４０の出力を制御することで、ウェハＷ面内を均一な温度で熱処理することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、基板がウェハ以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。

本発明は、熱板で基板を熱処理する際に有用である。

１ 基板処理システム
３０ 現像処理装置
３１ 下部反射防止膜形成装置
３２ レジスト塗布装置
３３ 上部反射防止膜形成装置
４０ 熱処理装置
４１ アドヒージョン装置
４２ 周辺露光装置
１３２ 熱板
１４０ ヒータ
１７０ ウェハ支持部材
１７１ ギャップピン
１８１ 支持部
１８２ 弾性部材
１８４ 重量センサ
１９０ 温度センサ
Ｗ ウェハ

Claims (11)

1. 基板を熱処理する熱処理装置であって、
   前記基板を載置して加熱する熱板と、
   前記熱板の載置面よりも上方に突出して配置された複数の基板支持部材と、
   前記基板支持部材上に支持された基板の載置状態に伴い変化する状態量を検出する状態量検出機構と、
   前記状態量検出機構で検出される状態量が所定の閾値以下となった場合に、前記基板支持部材上に支持された基板の載置状態に異常があると判定する制御部と、を有することを特徴とする、熱処理装置。
2. 前記状態量検出機構は、前記基板支持部材に作用する荷重を測定する重量センサであり、
   前記制御部は、前記重量センサで検出する荷重が所定の閾値以下となった場合に、前記基板支持部材上に支持された基板の載置状態に異常があると判定することを特徴とする、請求項１に記載の熱処理装置。
3. 前記基板支持部材は、弾性部材を介して前記重量センサにより支持されていることを特徴とする、請求項２に記載の熱処理装置。
4. 前記熱板の載置面にはギャップピンが複数設けられ、
   前記基板支持部材の先端部は、前記基板を支持していない状態においては、前記ギャップピンの上端面よりも上方に突出していることを特徴とする、請求項３に記載の熱処理装置。
5. 前記熱板は複数の領域に区画され、且つ当該領域ごとに温度設定可能であり、
   前記重量センサは、前記各領域ごとに少なくとも１以上設けられていることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一項に記載の熱処理装置。
6. 前記状態量検出機構は、前記基板支持部材の先端の温度を測定する温度センサであり、
   前記制御部は、前記温度センサで測定する温度が所定の閾値以下となった場合に、前記基板支持部材上に支持された基板の載置状態に異常があると判定することを特徴とする、請求項１に記載の熱処理装置。
7. 前記基板支持部材は、弾性部材を介して支持されていることを特徴とする、請求項６に記載の熱処理装置。
8. 前記熱板の載置面にはギャップピンが複数設けられ、
   前記基板支持部材の先端部は、前記基板を支持していない状態においては、前記ギャップピンの上端面よりも上方に突出していることを特徴とする、請求項７に記載の熱処理装置。
9. 前記熱板は複数の領域に区画され、且つ当該領域ごとに温度設定可能であり、
   前記温度センサは、前記各領域ごとに少なくとも１以上設けられていることを特徴とする、請求項６〜８のいずれか一項に記載の熱処理装置。
10. 熱板上に載置した基板の熱処理において異常を検出する方法であって、
    前記熱板の載置面よりも上方に突出して配置された複数の基板支持部材により前記基板を支持し、
    前記基板支持部材に支持された基板の載置状態に伴い変化する状態量を検出し、
    前記検出した状態量が所定の閾値以下となった場合に、前記基板支持部材上に支持された基板の載置状態に異常があると判定することを特徴とする、熱処理における異常検出方法。
11. 請求項１０に記載の異常検出方法を熱処理装置によって実行させるように、当該熱処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムを格納した、読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。

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