JP3605550B2 - 基板加熱処理装置および温度制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の基板にベーキング処理等の加熱処理を施す基板加熱処理装置および温度制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスのフォトリソグラフィー工程においては、半導体ウエハにレジストを塗布し、これにより形成されたレジスト膜を所定の回路パターンに応じて露光し、この露光パターンを現像処理することによりレジスト膜に回路パターンが形成される。
【０００３】
従来から、このような一連の工程を実施するために、レジスト塗布現像処理システムが用いられている。このレジスト塗布現像処理システムは、半導体ウエハを収納したカセットが搬入され、このカセットから半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す）を一枚ずつ搬出するカセットステーションと、ウエハに塗布現像のための各種処理を施すための各種処理ユニットが配置された処理ステーションと、ウエハに対して露光処理を行う露光装置との間でウエハを受け渡しするためのインターフェース部とを一体に接続した構成を有している。
【０００４】
このようなレジスト塗布現像処理システムでは、カセットステーションにおいて、カセットからウエハが一枚ずつ取り出されて処理ステーションに搬送された後、アドヒージョン処理ユニットにて疎水化処理が施され、レジスト塗布ユニットにてレジスト液が塗布されてレジスト膜が形成される。次いで、ウエハは、加熱処理ユニットにてプリベーク処理される。
【０００５】
その後、ウエハは、処理ステーションからインターフェース部を介して露光装置に搬送されて、露光装置にて所定のパターンが露光され、露光後、ウエハは、インターフェース部を介して、再度処理ステーションに搬送される。露光されたウエハはポストエクスポージャーベーク処理が施された後、現像ユニットにて現像液が塗布されて所定のパターンが現像され、その後ポストベーク処理が施される。この一連の処理が終了した後、ウエハは、カセットステーションに搬送されてウエハカセットに収容される。
【０００６】
ところで、このような一連のレジスト塗布現像処理において、上述したようなプリベーク処理、ポストエクスポージャーベーク処理、およびポストベーク処理は、加熱処理ユニット内の加熱プレートにウエハを近接または載置することによりなされている。
【０００７】
このような加熱プレートによるベーキング処理温度は、レジスト液の種類や処理の種類等によって異なっており、従来、これらに対応可能なように、加熱プレートの温度を種々の温度に設定した多数の加熱処理ユニットを準備して処理を行っている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように種々の温度に設定した加熱プレートを準備することは極めて煩雑であることから、できるだけその数を減らしたいという要望がある。そのため、一つの加熱プレートで種々の設定温度に対応することができるように、温度を変更して使用することが考えられる。しかし、従来の加熱プレートでは、高温から低温に降温する際に放冷せざるを得ず、所望の温度にするためには長時間を要するという問題点がある。また、ウエハの全面にわたって均一な温度でベーキングすることができるように、加熱プレートは温度の面内均一性が極めて高いことが要求されているが、加熱プレートの面内均一性を維持しつつ、所定の温度に降温することは非常に困難である。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、加熱プレートの温度を迅速に変更することができる基板加熱処理装置を提供することを目的とする。また、加熱プレートの温度の面内均一性を良好に維持しつつ加熱プレートの温度を迅速に変更することができる基板加熱処理装置およびそのような基板加熱処理装置における温度制御方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点では、基板に加熱処理を施すための基板加熱処理装置であって、
基板を近接または載置して、基板に加熱処理を施す加熱プレートと、
この加熱プレート内に埋設され、加熱プレートを昇温するヒーターと、
前記加熱プレート内に形成され、内部に前記加熱プレートを降温するための冷却媒体が通流される冷却媒体路と、
この冷却媒体路に冷却媒体を供給する冷却媒体供給手段と、
前記ヒーターおよび前記冷却媒体供給手段を制御して、加熱プレートの温度を設定温度に制御する制御手段と
を具備し、
前記制御手段は、前記加熱プレートの温度を所定の設定温度まで降温する際、前記加熱プレートの温度と設定温度に基づいて、設定温度より温度が高い冷却媒体停止温度を設定し、前記冷却媒体供給手段を制御して、前記冷却媒体路に冷却媒体を供給し、前記加熱プレートの温度が冷却媒体停止温度まで降温した際に、冷却媒体の供給を停止することを特徴とする基板加熱処理装置を提供する。
【００１１】
本発明の第２の観点では、基板に加熱処理を施すための基板加熱処理装置であって、
基板を近接または載置して、基板に加熱処理を施す加熱プレートと、
この加熱プレート内に埋設され、加熱プレートを昇温するヒーターと、
前記加熱プレート内に形成され、内部に前記加熱プレートを降温するための冷却媒体が通流される冷却媒体路と、
この冷却媒体路に冷却媒体を供給する冷却媒体供給手段と、
前記ヒーターおよび前記冷却媒体供給手段を制御して、加熱プレートの温度を設定温度に制御する制御手段と
を具備し、
前記冷却媒体供給手段は、前記冷却媒体路に液体の冷却媒体を供給する冷却媒体供給配管と、前記冷却媒体路にパージガスを供給するパージガス配管と、これらいずれかを冷却媒体路に導くように切り換える切換弁とを有し、
前記制御手段は、液体の冷却媒体を前記冷却媒体路に通流させた後、前記切換弁を切り換えてパージガスを通流させるとともに、前記パージガスの供給を停止した後、前記加熱プレートの温度が設定温度より高く、かつ、加熱プレートの温度を時間で微分した値が正である場合には、前記加熱プレートの温度が設定温度から所定温度低い温度以下の温度までに降温するまで、パージガスを前記冷却媒体路に供給し、その後、前記ヒーターの制御を開始して、前記加熱プレートの温度を所定の設定温度に制御することを特徴とする基板加熱処理装置を提供する。
【００１２】
本発明の第３の観点では、基板に加熱処理を施すための基板加熱処理装置であって、
基板を近接または載置して、基板に加熱処理を施す加熱プレートと、
この加熱プレート内に埋設され、加熱プレートを昇温するヒーターと、
前記加熱プレート内に形成され、内部に前記加熱プレートを降温するための冷却媒体が通流される冷却媒体路と、
この冷却媒体路に冷却媒体を供給する冷却媒体供給手段と、
前記ヒーターおよび前記冷却媒体供給手段を制御して、加熱プレートの温度を設定温度に制御する制御手段と
を具備し、
前記冷却媒体供給手段は、前記冷却媒体路に液体の冷却媒体を供給する冷却媒体供給配管と、前記冷却媒体路にパージガスを供給するパージガス配管と、これらいずれかを冷却媒体路に導くように切り換える切換弁とを有し、
前記制御手段は、液体の冷却媒体を前記冷却媒体路に通流させた後、前記切換弁を切り換えてパージガスを通流させるとともに、前記パージガスの供給を停止した後、前記加熱プレートの温度が設定温度より高くないか、または、加熱プレートの温度を時間で微分した値が正でない場合に、さらに、この加熱プレートの温度が所定時間の間に昇温しないとき、または、前記微分値が正でない状態が所定時間以上続いたとき、前記ヒーターの制御を開始して、前記加熱プレートの温度を所定の設定温度に制御することを特徴とする基板加熱処理装置を提供する。
【００１３】
本発明の第４の観点では、基板を近接または載置して基板に加熱処理を施す加熱プレートと、
この加熱プレート内に埋設され加熱プレートを昇温するためのヒーターと、
前記加熱プレート内に形成され、内部に前記加熱プレートを降温するための冷却媒体が通流される冷却媒体路と
を備えた複数の基板加熱処理ユニットと、
前記複数の基板加熱処理ユニットのそれぞれの前記冷却媒体路に冷却媒体を供給する冷却媒体供給手段と、
前記複数の基板加熱処理ユニットのそれぞれの前記ヒーターおよび前記冷却媒体供給手段を制御して、前記複数の基板加熱処理ユニットのそれぞれの加熱プレートの温度を制御するための制御手段とを具備し、
前記制御手段は、前記それぞれの加熱プレートの温度を第１の設定温度から第２の設定温度まで降温する際に、前記冷却媒体供給手段を制御して、前記それぞれの冷却媒体路に冷却媒体の供給を開始する時間に時間差を設けることを特徴とする基板加熱処理装置を提供する。
【００１４】
本発明の第５の観点では、基板を近接または載置して基板に加熱処理を施す加熱プレートと、この加熱プレート内に埋設され加熱プレートを昇温するためのヒーターと、前記加熱プレート内に形成され、内部に前記加熱プレートを降温するための冷却媒体が通流される冷却媒体路と、前記冷却媒体路に冷却媒体を供給する冷却媒体供給手段とを備えた基板加熱処理装置において前記加熱プレートの温度を制御するための温度制御方法であって、
前記加熱プレートの温度を所定の設定温度まで降温する際、前記冷却媒体供給手段を制御して、液体の冷却媒体を前記冷却媒体路に通流させる工程と、
その後、前記冷却媒体路にパージガスを通流させる工程と
を有し、
前記パージガスの供給を停止した後、前記加熱プレートの温度が設定温度より高く、かつ、加熱プレートの温度を時間で微分した値が正である場合には、前記加熱プレートの温度が設定温度から所定温度低い温度以下の温度までに降温するまで、パージガスを前記冷却媒体路に供給し、その後、前記ヒーターの制御を開始して、前記加熱プレートの温度を所定の設定温度に制御することを特徴とする温度制御方法を提供する。
【００１５】
本発明の第６の観点では、基板を近接または載置して基板に加熱処理を施す加熱プレートと、この加熱プレート内に埋設され加熱プレートを昇温するためのヒーターと、前記加熱プレート内に形成され、内部に前記加熱プレートを降温するための冷却媒体が通流される冷却媒体路と、前記冷却媒体路に冷却媒体を供給する冷却媒体供給手段とを備えた基板加熱処理装置において前記加熱プレートの温度を制御するための温度制御方法であって、
前記加熱プレートの温度を所定の設定温度まで降温する際、前記冷却媒体供給手段を制御して、液体の冷却媒体を前記冷却媒体路に通流させる工程と、
その後、前記冷却媒体路にパージガスを通流させる工程と
を有し、
前記パージガスの供給を停止した後、前記加熱プレートの温度が設定温度より高くないか、または、加熱プレートの温度を時間で微分した値が正でない場合に、さらに、この加熱プレートの温度が所定時間の間に昇温しないとき、または、前記微分値が正でない状態が所定時間以上続いたとき、前記ヒーターの制御を開始して、前記加熱プレートの温度を所定の設定温度に制御することを特徴とする温度制御方法を提供する。
【００１６】
本発明の第１の観点によれば、加熱プレート内に冷却媒体路が形成され、この冷却媒体路に冷却媒体供給手段によって冷却媒体が供給されるので、特に加熱温度の設定温度を低下させる場合に、この冷却媒体によって加熱プレートの温度を極めて迅速に設定温度に到達させることが可能となる。また、加熱プレートの温度を所定の設定温度まで降温する際、加熱プレートの温度と設定温度に基づいて、設定温度より温度が高い冷却媒体停止温度を設定し、冷却媒体供給手段を制御して、冷却媒体路に冷却媒体を供給し、加熱プレートの温度が冷却媒体停止温度まで降温した際に、冷却媒体の供給を停止するので、冷却媒体により加熱プレートを降温する際に、設定温度よりも温度が低下しすぎることを防止することができ、加熱プレートの温度を迅速に新しい設定温度に変更することができる。
【００１７】
本発明の第２および第３の観点によれば、加熱プレート内に冷却媒体路が形成され、この冷却媒体路に冷却媒体供給手段によって冷却媒体が供給されるので、特に加熱温度の設定温度を低下させる場合に、この冷却媒体によって加熱プレートの温度を極めて迅速に設定温度に到達させることが可能となる。また、液体の冷却媒体による降温後、冷却媒体路にパージガスを流すので、これによって液体の冷却媒体を冷却媒体路から排出して一掃することができ、加熱プレートによる加熱の際に加熱プレートの温度の面内均一性を良好に維持することができる。
【００２１】
本発明の第４の観点によれば、基板加熱処理装置の具備する複数の基板加熱処理ユニットのそれぞれの加熱プレートを第１の設定温度から第２の設定温度に降温する際に、冷却媒体供給手段の供給する冷却媒体が不足することを防止することができる。
【００２３】
本発明の第５および第６の観点によれば、冷却媒体により加熱プレートを降温した後、ヒーターを作動させて温度の微調整を行うので、加熱プレートの温度を迅速に新しい設定温度に変更することができるとともに、温度の面内均一性を良好に維持することができる。また、液体の冷却媒体による降温後、冷却媒体路にパージガスを流すので、これによって液体の冷却媒体を冷却媒体路から排出して一掃することができ、加熱プレートによる加熱の際に加熱プレートの温度の面内均一性を良好に維持することができる。
【００２９】
この場合に、具体的には、前記パージガスの供給を停止した後、前記加熱プレートの温度が設定温度より高く、かつ、加熱プレートの温度を時間で微分した値が正である場合には、前記加熱プレートの温度が設定温度から所定温度低い温度以下の温度までに降温するまで、パージガスを前記冷却媒体路に供給し、その後、前記ヒーターの制御を開始して、前記加熱プレートの温度を所定の設定温度に制御することができる。
【００３０】
また、前記パージガスの供給を停止した後、前記加熱プレートの温度が設定温度より高くないか、または、加熱プレートの温度を時間で微分した値が正でない場合に、さらに、この加熱プレートの温度が所定時間の間に昇温しないとき、または、前記微分値が正でない状態が所定時間以上続いたとき、前記ヒーターの制御を開始して、前記加熱プレートの温度を所定の設定温度に制御することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の実施に用いるレジスト塗布・現像処理システムを示す概略平面図、図２はその正面図、図３はその背面図である。
【００３２】
このレジスト塗布・現像処理システム１は、搬送ステーションであるカセットステーション１０と、複数の処理ユニットを有する処理ステーション１１と、処理ステーション１１と隣接して設けられる露光装置（図示せず）との間でウエハＷを受け渡すためのインターフェイス部１２とを具備している。
【００３３】
上記カセットステーション１０は、被処理体としてのウエハＷを複数枚例えば２５枚単位でウエハカセットＣＲに搭載された状態で他のシステムからこのシステムへ搬入またはこのシステムから他のシステムへ搬出したり、ウエハカセットＣＲと処理ステーション１１との間でウエハＷの搬送を行うためのものである。
【００３４】
このカセットステーション１０においては、図１に示すように、カセット載置台２０上に図中Ｘ方向に沿って複数（図では４個）の位置決め突起２０ａが形成されており、この突起２０ａの位置にウエハカセットＣＲがそれぞれのウエハ出入口を処理ステーション１１側に向けて一列に載置可能となっている。ウエハカセットＣＲにおいてはウエハＷが垂直方向（Ｚ方向）に配列されている。また、カセットステーション１０は、カセット載置台２０と処理ステーション１１との間に位置するウエハ搬送機構２１を有している。このウエハ搬送機構２１は、カセット配列方向（Ｘ方向）およびその中のウエハＷのウエハ配列方向（Ｚ方向）に移動可能なウエハ搬送用アーム２１ａを有しており、このウエハ搬送用アーム２１ａによりいずれかのウエハカセットＣＲに対して選択的にアクセス可能となっている。また、ウエハ搬送用アーム２１ａは、θ方向に回転可能に構成されており、後述する処理ステーション１１側の第３の処理部Ｇ３に属するアライメントユニット（ＡＬＩＭ）およびエクステンションユニット（ＥＸＴ）にもアクセスできるようになっている。
【００３５】
上記処理ステーション１１は、ウエハＷへ対して塗布・現象を行う際の一連の工程を実施するための複数の処理ユニットを備え、これらが所定位置に多段に配置されており、これらによりウエハＷが一枚ずつ処理される。この処理ステーション１１は、図１に示すように、中心部に搬送路２２ａを有し、この中に主ウエハ搬送機構２２が設けられ、ウエハ搬送路２２ａの周りに全ての処理ユニットが配置されている。これら複数の処理ユニットは、複数の処理部に分かれており、各処理部は複数の処理ユニットが鉛直方向に沿って多段に配置されている。
【００３６】
主ウエハ搬送機構２２は、図３に示すように、筒状支持体４９の内側に、ウエハ搬送装置４６を上下方向（Ｚ方向）に昇降自在に装備している。筒状支持体４９はモータ（図示せず）の回転駆動力によって回転可能となっており、それにともなってウエハ搬送装置４６も一体的に回転可能となっている。
【００３７】
ウエハ搬送装置４６は、搬送基台４７の前後方向に移動自在な複数本の保持部材４８を備え、これらの保持部材４８によって各処理ユニット間でのウエハＷの受け渡しを実現している。
【００３８】
また、図１に示すように、この実施の形態においては、４個の処理部Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４がウエハ搬送路２２ａの周囲に実際に配置されており、処理部Ｇ５は必要に応じて配置可能となっている。
【００３９】
これらのうち、第１および第２の処理部Ｇ１，Ｇ２はシステム正面（図１において手前）側に並列に配置され、第３の処理部Ｇ３はカセットステーション１０に隣接して配置され、第４の処理部Ｇ４はインターフェイス部１２に隣接して配置されている。また、第５の処理部Ｇ５は背面部に配置可能となっている。
【００４０】
この場合、図２に示すように、第１の処理部Ｇ１では、カップＣＰ内でウエハＷをスピンチャック（図示せず）に載置して所定の処理を行う２台のスピナ型処理ユニットが上下２段に配置されており、この実施形態においては、ウエハＷにレジストを塗布するレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）およびレジストのパターンを現像する現像ユニット（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ねられている。第２の処理部Ｇ２も同様に、２台のスピナ型処理ユニットとしてレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）および現像ユニット（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ねられている。
【００４１】
このようにレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）等を下段側に配置する理由は、レジスト液の廃液が機構的にもメンテナンスの上でも現像液の廃液よりも本質的に複雑であり、このように塗布ユニット（ＣＯＴ）等を下段に配置することによりその複雑さが緩和されるからである。しかし、必要に応じてレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）等を上段に配置することも可能である。
【００４２】
第３の処理部Ｇ３においては、図３に示すように、ウエハＷを載置台ＳＰ（図１）に載せて所定の処理を行うオーブン型の処理ユニットが多段に重ねられている。すなわち冷却処理を行うクーリングユニット（ＣＯＬ）、レジストの定着性を高めるためのいわゆる疎水化処理を行うアドヒージョンユニット（ＡＤ）、位置合わせを行うアライメントユニット（ＡＬＩＭ）、ウエハＷの搬入出を行うエクステンションユニット（ＥＸＴ）、露光処理前や露光処理後、さらには現像処理後にウエハＷに対して加熱処理を行う４つの加熱処理ユニット（ＨＰ）が下から順に８段に重ねられている。なお、アライメントユニット（ＡＬＩＭ）の代わりにクーリングユニット（ＣＯＬ）を設け、クーリングユニット（ＣＯＬ）にアライメント機能を持たせてもよい。
【００４３】
第４の処理部Ｇ４も、オーブン型の処理ユニットが多段に重ねられている。すなわち、クーリングユニット（ＣＯＬ）、クーリングプレートを備えたウエハ搬入出部であるエクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）、エクステンションユニット（ＥＸＴ）、クーリングユニット（ＣＯＬ）、および４つの加熱処理ユニット（ＨＰ）が下から順に８段に重ねられている。
【００４４】
このように処理温度の低いクーリングユニット（ＣＯＬ）、エクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）を下段に配置し、処理温度の高い加熱処理ユニット（ＨＰ）を上段に配置することで、ユニット間の熱的な相互干渉を少なくすることができる。もちろん、ランダムな多段配置としてもよい。
【００４５】
上述したように、主ウエハ搬送機構２２の背部側に第５の処理部Ｇ５を設けることができるが、第５の処理部Ｇ５を設ける場合には、案内レール２５に沿って主ウエハ搬送機構２２から見て側方へ移動できるようになっている。したがって、第５の処理部Ｇ５を設けた場合でも、これを案内レール２５に沿ってスライドすることにより空間部が確保されるので、主ウエハ搬送機構２２に対して背後からメンテナンス作業を容易に行うことができる。この場合に、このような直線状の移動に限らず、回動させるようにしても同様にスペースの確保を図ることができる。なお、この第５の処理部Ｇ５としては、基本的に第３および第４の処理部Ｇ３，Ｇ４と同様、オーブン型の処理ユニットが多段に積層された構造を有しているものを用いることができる。
【００４６】
上記インターフェイス部１２は、奥行方向（Ｘ方向）については、処理ステーション１１と同じ長さを有している。図１、図２に示すように、このインターフェイス部１２の正面部には、可搬性のピックアップカセットＣＲと定置型のバッファカセットＢＲが２段に配置され、背面部には周辺露光装置２３が配設され、中央部には、ウエハ搬送機構２４が配設されている。このウエハ搬送機構２４は、ウエハ搬送用アーム２４ａを有しており、このウエハ搬送用アーム２４ａは、Ｘ方向、Ｚ方向に移動して両カセットＣＲ，ＢＲおよび周辺露光装置２３にアクセス可能となっている。また、このウエハ搬送用アーム２４ａは、θ方向に回転可能であり、処理ステーション１１の第４の処理部Ｇ４に属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）や、さらには隣接する露光装置側のウエハ受け渡し台（図示せず）にもアクセス可能となっている。
【００４７】
このようなレジスト塗布・現像処理システムにおいては、まず、カセットステーション１０において、ウエハ搬送機構２１のウエハ搬送用アーム２１ａがカセット載置台２０上の未処理のウエハＷを収容しているウエハカセットＣＲにアクセスして、そのカセットＣＲから一枚のウエハＷを取り出し、第３の処理部Ｇ３のエクステンションユニット（ＥＸＴ）に搬送する。
【００４８】
ウエハＷは、このエクステンションユニット（ＥＸＴ）から、主ウエハ搬送機構２２のウエハ搬送装置４６により、処理ステーション１１に搬入される。そして、第３の処理部Ｇ３のアライメントユニット（ＡＬＩＭ）によりアライメントされた後、アドヒージョン処理ユニット（ＡＤ）に搬送され、そこでレジストの定着性を高めるための疎水化処理（ＨＭＤＳ処理）が施される。この処理は加熱を伴うため、その後ウエハＷは、ウエハ搬送装置４６により、クーリングユニット（ＣＯＬ）に搬送されて冷却される。
【００４９】
アドヒージョン処理が終了し、クーリングユニット（ＣＯＬ）で冷却さたウエハＷは、引き続き、ウエハ搬送装置４６によりレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）に搬送され、そこで塗布膜が形成される。塗布処理終了後、ウエハＷは処理部Ｇ３，Ｇ４のいずれかの加熱処理ユニット（ＨＰ）内でプリベーク処理され、その後いずれかのクーリングユニット（ＣＯＬ）にて冷却される。
【００５０】
冷却されたウエハＷは、第３の処理部Ｇ３のアライメントユニット（ＡＬＩＭ）に搬送され、そこでアライメントされた後、第４の処理部群Ｇ４のエクステンションユニット（ＥＸＴ）を介してインターフェイス部１２に搬送される。
【００５１】
インターフェイス部１２では、周辺露光装置２３により周辺露光されて余分なレジストが除去された後、インターフェイス部１２に隣接して設けられた露光装置（図示せず）により所定のパターンに従ってウエハＷのレジスト膜に露光処理が施される。
【００５２】
露光後のウエハＷは、再びインターフェイス部１２に戻され、ウエハ搬送機構２４により、第４の処理部Ｇ４に属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）に搬送される。そして、ウエハＷは、ウエハ搬送装置４６により、いずれかの加熱処理ユニット（ＨＰ）に搬送されてポストエクスポージャーベーク処理が施され、次いで、クーリングユニット（ＣＯＬ）により冷却される。
【００５３】
その後、ウエハＷは現像ユニット（ＤＥＶ）に搬送され、そこで露光パターンの現像が行われる。現像終了後、ウエハＷはいずれかの加熱処理ユニット（ＨＰ）に搬送されてポストベーク処理が施され、次いで、クーリングユニット（ＣＯＬ）により冷却される。このような一連の処理が終了した後、第３処理ユニット群Ｇ３のエクステンションユニット（ＥＸＴ）を介してカセットステーション１０に戻され、いずれかのウエハカセットＣＲに収容される。
【００５４】
次に、本実施形態における加熱処理ユニット（ＨＰ）について説明する。図４は、本発明の実施形態における加熱処理ユニット（ＨＰ）および制御系の模式図であり、図５は、図４に示す加熱処理ユニット（ＨＰ）のフェースプレート内に装着する冷却媒体路の平面図であり、図６は、図４に示す加熱処理ユニットのクーリングプレート内に装着する冷却媒体路の平面図である。
【００５５】
加熱処理ユニット（ＨＰ）の処理室（図示略）内には、ヒーター５２を有する加熱プレート５１が配置されている。この加熱プレート５１には、３本のリフトピン５３が昇降自在に配置され、これにより、処理室（図示略）内に搬入されたウエハＷがリフトピン５３により載置されて降下され、加熱プレート５１に近接されてベーキング処理され、その後、リフトピン５３により載置されて搬出されるようになっている。ヒーター５２としては、マイカヒーター、パイプヒーター（シーズヒーター）、スクリーン印刷ヒーター等を用いることができる。
【００５６】
この加熱プレート５１は、ウエハＷ側に配置されてヒーター５２を埋設したフェースプレート５４と、ウエハＷの反対側に配置されたクーリングプレート５５とから構成されている。フェースプレート５４内には、内部を循環する冷却媒体により加熱プレート５１を降温するための上側冷却媒体路５６が埋設されており、クーリングプレート５５内には、内部を循環する冷却媒体により加熱プレート５１を降温するための下側冷却媒体路５７が埋設されている。すなわち、ヒーター５２を間に挟むようにして、一対の上側冷却媒体路５６と下側冷却媒体路５７とが配置されている。これら上側冷却媒体路５６および下側冷却媒体路５７は、いずれも平面状のパターンを有している。
【００５７】
この上側冷却媒体路５６は、図５に示すように、２個の分割路５６ａ，５６ｂからなっている。また、分割路５６ａの冷却媒体の入口５８ａおよび出口５９ａ、ならびに分割路５６ｂの冷却媒体の入口５８ｂおよび出口５９ｂがそれぞれ近接して配置されている。また、各分割路５６ａ，５６ｂの冷却媒体の往路（入口側部分）の一部と、帰路（出口側部分）の一部が近接して配置されている。このように、入口５８および往路（入口側部分）の比較的温度の低い冷却媒体と、出口５９および帰路（出口側部分）の比較的温度の高い冷却媒体とが近接されているため、これらが温度的にキャンセルされて冷却媒体の温度差を極力少なくすることができ、加熱プレート５１の温度の面内均一性を良好に維持することができる。さらに、上側冷却媒体路５６は、屈曲しており、また、冷却媒体路パターンが点対称に配置されている。上側冷却媒体路５６は、このように屈曲しているため冷却媒体通流面積を大きくすることができるので迅速な降温を実現することができ、冷却媒体路パターンを点対称に形成することにより、加熱温度の面内均一性を一層高めることができる。
【００５８】
また、下側冷却媒体路５７も、図６に示すように、２個の分割路５７ａ，５７ｂからなっている。また、分割路５７ａの冷却媒体の入口５８ｃおよび出口５９ｃ、ならびに分割路５７ｂの冷却媒体の入口５８ｄおよび出口５９ｄがそれぞれ近接して配置されている。また、各分割路５７ａ，５７ｂの冷却媒体の往路（入口側部分）の一部と、帰路（出口側部分）の一部が近接して配置されている。さらに、下側冷却媒体路５７も、屈曲しており、また、冷却媒体路パターンが上側冷却媒体路５６と４５度ずれた状態で点対称に配置されている。下側冷却媒体路５７も、上側冷却媒体路５６と同様の種々の特徴を有するため、加熱プレート５１の温度の面内均一性を維持しつつ、加熱プレート５１を迅速に降温させることができる。
【００５９】
図４に示すように、冷却媒体路５６，５７には、液体の冷却媒体（例えば、純水、市水）を供給するための供給管６０と、パージガス（例えば、エアー、窒素ガス）を供給するための供給管６１とが接続され、これら両供給管６０，６１には、それぞれエアーオペバルブからなる切換弁６２，６３が介装されている。なお、冷却媒体路５６，５７を循環した冷却媒体は、図示しないタンク等を介してドレン６４に排出されるようになっている。
【００６０】
パージガスは、液体の冷却媒体による冷却後、液体の冷却媒体を冷却媒体路から排出して一掃し、これにより、加熱プレート５１の温度設定後、加熱プレート５１の温度の面内均一性を維持する機能を有しているが、冷却媒体としても機能する。
【００６１】
加熱プレート５１のフェースプレート５４には、熱電対などからなる複数の温度センサー６５が配置されている。温度センサー６５を複数個にしているのは、フェースプレート５４の温度のばらつきを監視して、面内均一性を向上させるためである。
【００６２】
また、レジスト塗布・現像処理システムのシステムコントローラ８０から指令を受けて、加熱処理ユニット（ＨＰ）を制御するためのユニットコントローラ６６と、ヒーター５２の出力を制御して加熱プレート５１の温度を制御する温調器６７が設けられている。この温調器６７は、ユニットコントローラ６６からの指令および温度センサー６５からの検出信号を受けて、ヒーター５２の電源６９に制御信号を出力しＰＩＤ制御による温度制御を行うようになっている。また、ユニットコントローラ６６からソレノイドバルブ６８に制御信号が送られ、切換弁６２，６３の切り換え、および冷却媒体路５６，５７に供給する冷却媒体の量を制御して、降温の際の温度制御を行うようになっている。
【００６３】
次に、図７および図８を参照して、加熱プレートの設定温度を低下させ、新しい設定温度まで降温する場合の制御について説明する。図７は加熱プレートと経過時間との関係の一例を示すグラフであり、図８は加熱プレートの設定温度を降温する場合における温度制御のフローチャートである。
【００６４】
図７に示す例では、加熱プレート５１の設定温度を降温する場合に、概略的には、液体の冷却媒体である冷却水が冷却媒体路５６，５７に供給されて、加熱プレート５１が降温された後、パージガスとしてのエアーが冷却媒体路５６，５７に供給されて、加熱プレート５１の温度が設定温度以下まで一旦降温され、その後、ヒーター５２により設定温度まで昇温されている。これにより、加熱プレートの温度の面内均一性を維持しつつ、加熱プレートの新しい設定温度まで迅速に降温している。
【００６５】
具体的には、図８のフローチャートに示すように、塗布・現像処理システムのシステムコントローラ８０からユニットコントローラ６６が、設定温度の降温の指令を受けると、降温動作が開始され（ＳＴＥＰ１００）、ヒーター５２の制御が停止される（ＳＴＥＰ１０１）。
【００６６】
そして、降温する設定温度が規定され（ＳＴＥＰ１０２）、さらに現在の加熱プレート５１の温度が温度センサー６５により検出されて読み込まれる（ＳＴＥＰ１０３）。
【００６７】
さらに、現在の加熱プレート５１と、降温する設定温度とから、温度変更幅が演算されるとともに、冷却水ＯＦＦ温度（図７に示すように、降温時に冷却水を停止する温度で、設定温度との相対温度）が演算され、この温度変更幅と冷却水ＯＦＦ温度とが比較される（ＳＴＥＰ１０４）。
【００６８】
降温する温度差が比較的大きく、温度変更幅＞冷却水ＯＦＦ温度である場合には、冷却媒体路５６，５７への冷却水の供給が開始される（ＳＴＥＰ１０５）。加熱プレート５１の温度が温度センサー６５により検出されて読み込まれ（ＳＴＥＰ１０６）、この加熱プレート５１の温度が冷却水ＯＦＦ温度以下に降温したか否かが判別され（ＳＴＥＰ１０７）、この冷却水ＯＦＦ温度以下に降温された場合には、冷却水の供給が停止される（ＳＴＥＰ１０８）。
【００６９】
上述したＳＴＥＰ１０４において、降温する温度差が比較的小さく、温度変更幅＞冷却水ＯＦＦ温度でない場合（すなわち、温度変更幅≦冷却水ＯＦＦ温度）には、冷却水の通水時間が演算され（ＳＴＥＰ１０９）、この通水時間だけ、冷却水が冷却媒体路５６，５７に供給され、通水時間終了後に、冷却水の供給が停止される（ＳＴＥＰ１１０）。
【００７０】
このような冷却水による降温を終えた後、図７に示すような指定時間（パージ時間）だけ、エアーが冷却媒体路５６，５７に供給されてパージされる（ＳＴＥＰ１１１）。
【００７１】
このようなエアーパージを終えた後、加熱プレート５１の温度が温度センサー６５により検出されて読み込まれ（ＳＴＥＰ１１２）、加熱プレートの温度が設定温度より高く、かつ、加熱プレートの温度を時間で微分した値が正である、という条件を満足するか否かが判別される（ＳＴＥＰ１１３）。
【００７２】
上記ＳＴＥＰ１１３において、上記条件を満足すると判別された場合、すなわち、加熱プレート５１の温度が設定温度より高く、かつ、加熱プレート５１の温度を時間で微分した値が正である場合には、再度、エアーが冷却媒体路５６，５７に供給されて、加熱プレート５１が降温される（ＳＴＥＰ１１６）。さらに、加熱プレート５１の温度が温度センサー６５により検出されて読み込まれ（ＳＴＥＰ１１７）、この加熱プレート５１の温度が（設定温度−０．３℃）以下に降温したか否かが判別され（ＳＴＥＰ１１８）、（設定温度−０．３℃）以下に降温された場合には、エアーの供給が停止される（ＳＴＥＰ１１９）。
【００７３】
上記ＳＴＥＰ１１９においてエアーの供給が停止された後、ヒーター５２の制御が開始される（ＳＴＥＰ１２０）。そして、加熱プレート５１の温度が温度センサー６５により検出されて読み込まれ（ＳＴＥＰ１２１）、この加熱プレート５１の温度が（設定温度−０．３℃）以上に昇温したか否かが判別され（ＳＴＥＰ１２２）、（設定温度−０．３℃）以上に昇温された場合には、加熱プレート５１の通常処理時における制御定数（安定時のＰＩＤ値）が設定され（ＳＴＥＰ１２３）、整定終了判別処理が行われる（ＳＴＥＰ１２４）。
【００７４】
一方、上述したＳＴＥＰ１１３で上記の条件を満足しないと判別された場合、すなわち、この加熱プレート５１の温度が設定温度より降温しているか、または、加熱プレート５１の温度を時間で微分した値が正でない場合には、加熱プレート５１の温度が２０秒経っても持ち上がりがないか否かが判別され（ＳＴＥＰ１１４）、持ち上がりがない場合には、上述した場合と同様ＳＴＥＰ１２０以下において、ヒーター５２の制御を開始して、加熱プレート５１の温度を設定温度に制御する。ＳＴＥＰ１１４において、加熱プレート５１の温度に２０秒間持ち上がりがないか否か判別されるのは、加熱プレート５１内に、これを昇温するような蓄熱が残留しているか否かを判断するためである。
【００７５】
加熱プレート５１の温度が２０秒経っても持ち上がりがある場合には、加熱プレート５１の温度を時間で微分した値が正でない状態が５秒以上続いたかか否かが判別され（ＳＴＥＰ１１５）、５秒以上続いている場合には、加熱プレート５１の蓄熱による温度の持ち上げが無くなったとして、上述した場合と同様ＳＴＥＰ１２０以下において、ヒーター５２の制御を開始して、加熱プレート５１の温度を設定温度に制御する。
【００７６】
以上のように、冷却媒体路５６，５７への冷却水の供給およびエアーパージにより、加熱プレート５１の温度が設定温度以下となるか、または設定温度より高くてもその微分値が正でなく蓄熱による昇温がないことが確認された後に、ヒーター５２の制御が開始され、加熱プレート５１の温度を設定温度に制御しているため、加熱プレート５１の温度の面内均一性を維持しつつ、加熱プレート５１の温度を新しい設定温度まで迅速に降温することができる。特に、冷却水による降温後、エアーを用いてパージして冷却水を冷却媒体路５６，５７から排出して一掃しているため、加熱プレート５１の温度設定後には、加熱プレート５１の温度の面内均一性を良好に維持することができる。
【００７７】
次に、図９および図１０を参照して、加熱プレート５１の設定温度を上昇させ、新しい設定温度まで昇温する場合の制御について説明する。図９は、加熱プレート５１と経過時間との関係を示すグラフであり、図１０は、加熱プレート５１の設定温度を昇温する場合のフローチャートである。
【００７８】
図９に示すように、加熱プレート５１の設定温度を昇温する場合、概略的には、昇温時における制御定数（昇温時のＰＩＤ値）が設定され、これに基づいてヒーター５２が制御されて、加熱プレート５１が昇温され、設定温度に近づいた後には、制御定数が安定時における制御定数（安定時のＰＩＤ値）に切り替えられ、これに基づいて設定温度まで昇温される。これにより、加熱プレート５１の温度の面内均一性を維持しつつ、加熱プレート５１の設定温度を迅速に昇温することができる。
【００７９】
具体的には、図１０のフローチャートに示すように、レジスト塗布・現像処理システムのシステムコントローラ８０からユニットコントローラ６６を介して、温調器６７が、設定温度の昇温の指令を受けると、昇温動作が開始される（ＳＴＥＰ２００）。
【００８０】
次いで、設定温度でのオフセット量が演算され（ＳＴＥＰ２０１）、昇温時における制御定数（昇温時のＰＩＤ値）と、安定時における制御定数（安定時のＰＩＤ値）との切り替え温度（ＰＩＤ値切り替え温度）が演算され（ＳＴＥＰ２０２）、昇温する温度が設定され（ＳＴＥＰ２０３）、昇温時における制御定数（昇温時のＰＩＤ値）が設定され（ＳＴＥＰ２０４）、さらにオフセット値が設定される（ＳＴＥＰ２０５）。
【００８１】
次いで、冷却水ＯＦＦの確認（ＳＴＥＰ２０６）およびエアーＯＦＦの確認（ＳＴＥＰ２０７）がなされる。その後、ヒーター５２が昇温時における制御定数（昇温時のＰＩＤ値）に基づく制御が開始される（ＳＴＥＰ２０８）。さらに、加熱プレート５１の温度が温度センサー６５により検出されて読み込まれ（ＳＴＥＰ２０９）、加熱プレート５１が上記ＰＩＤ値切り替え温度以上まで昇温したか否かが判別される（ＳＴＥＰ２１０）。
【００８２】
加熱プレート５１がこのＰＩＤ値切り替え温度以上まで昇温している場合には、制御定数が安定時における制御定数（安定時のＰＩＤ値）に切り替えられ、ヒーター５２は、これに基づいて制御されて、加熱プレート５１が設定温度まで昇温され（ＳＴＥＰ２１１）、整定終了判別処理が行われる（ＳＴＥＰ２１２）。上記ＳＴＥＰ２１０で加熱プレート５１が上記ＰＩＤ値切り替え温度より低ければ、再度ＳＴＥＰ２０９の加熱プレート５１の温度読み込みが行われる。
【００８３】
ところで、このように加熱プレート５１をＰＩＤ制御して昇温する際には、図１１の破線で示すように、加熱プレート５１の温度が設定温度に到達した際に、その温度で停止せずにさらに温度が上昇するいわゆるオーバーシュート現象が生じる場合がある。その場合には、図１１に示すように、加熱プレート５１の温度が設定温度に到達した時点で、一時的に冷却媒体路５６，５７へ冷却水を供給する。これにより、オーバーシュートを抑制しつつ、加熱プレート５１の温度を迅速に新しい設定温度に到達させることができる。
【００８４】
その際の具体的な制御を図１２のフローチャートを参照して説明する。まず、上述した昇温時のフローチャート（図１０）のＳＴＥＰ２１０において、加熱プレート５１がＰＩＤ値切り替え温度以上まで昇温したか否かが判別された後、所定の安定時間が経過した後、設定温度のスペックを外れるような温度の挙動があるか否か（すなわち、オーバーシュートの可能性があるか否か）が判別される（ＳＴＥＰ３０１）。
【００８５】
オーバーシュートの可能性がある場合には、冷却媒体路５６，５７への冷却水の供給が開始される（ＳＴＥＰ３０２）。そして、加熱プレート５１の温度が温度センサー６５により検出されて読み込まれ（ＳＴＥＰ３０３）、この加熱プレート５１の温度が所定温度以下に降温したか否かが判別され（ＳＴＥＰ３０４）、所定温度以下に降温された場合には、冷却水の供給が停止される（ＳＴＥＰ３０５）。また、所定温度以下に降温されなかった場合には、再度ＳＴＥＰ３０３の加熱プレート５１の温度の読み込みがなされる。
【００８６】
このような冷却水による降温を終えた後、指定時間（パージ時間）だけパージガスとしてのエアーが冷却媒体路５６，５７に供給されてパージされる（ＳＴＥＰ３０６）。
【００８７】
その後、ＳＴＥＰ２０９〜ＳＴＥＰ３０１を経てオーバーシュートが解消されたことが判断された場合には、上述した昇温時と同様に、ＳＴＥＰ２１１において、制御定数が安定時における制御定数（安定時のＰＩＤ値）に切り替えられ、ヒーター５２は、これに基づいて制御されて、加熱プレート５１が設定温度まで昇温される。
【００８８】
このように設定温度到達時に冷却媒体としての冷却水を供給するように制御することにより、オーバーシュートを抑制しつつ、加熱プレート５１の温度を迅速に新しい設定温度に到達させることができる。また、冷却水の通水後には、エアーをパージしているため、加熱プレート５１の温度の面内均一性を良好に維持することができる。
【００８９】
以上のような制御により、例えば、加熱プレート５１を所定温度として１つのウエハカセットＣＲ分の１ロットのウエハＷ（例えば２５枚）の加熱処理が終了した後、加熱プレート５１をこの所定温度よりも低い別の温度にして次のロットの加熱処理を行う場合には、図１３に示すように、従前のロットの加熱処理が終了した直後にシステムコントローラ８０が加熱処理ユニット（ＨＰ）のユニットコントローラ６６の設定温度を、従前のロットに対応した第１の設定温度から次のロットに対応する第２の設定温度に変更するように制御することが好ましい。これにより加熱処理ユニット（ＨＰ）をより迅速に次のロットの加熱処理が可能な状態に移行させることができる。また、最初の温度よりも高い温度に設定する場合にも同様に１ロット分の加熱処理が終了した直後に行うことが好ましい。
【００９０】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
前述したレジスト塗布・現像処理システムの第３の処理ユニット群Ｇ３、第４の処理ユニット群Ｇ４のように、多段に積み重なるように配置された複数の加熱処理ユニット（ＨＰ）の設定温度を降温する場合、図１４（ａ）に示すように、各加熱処理ユニット（ＨＰ１〜ＨＰ４）に対して冷却水を同時に供給しようとすると、冷却水が足りなくなるおそれがある。これに対して本実施形態では、図１４（ｂ）に示すように、各加熱処理ユニット（ＨＰ１〜ＨＰ４）に対して順番（例えば図中▲１▼〜▲４▼の順）に冷却水を供給するように制御することにより、冷却水が足りなくなることを防止する。この際、図示したように下方の加熱処理ユニット（ＨＰ）から順番に冷却水を供給するように制御することにより、各加熱処理ユニット（ＨＰ１〜ＨＰ４）間の熱的な相互干渉をより少なくすることができ、より精密に温度管理することが可能である。また、この場合も昇温前のウエハＷの処理が終了した直後に、加熱プレート５１の設定温度を変更することが好ましい。
【００９１】
次に、本発明のさらに他の実施形態について説明する。
この実施形態においては、図１５に示すように、加熱処理ユニット（ＨＰ）から排出された冷却水（例えば８０℃から１００℃程度の温度となっている）を、例えば工場からの冷却水と混合し、降温した後に排水する貯水部１５０を設けたものである。貯水部１５０は、貯水槽１５１内に下方に開口部１５３を有する混合容器１５２を配置したものであり、開口部１５３の下方に加熱処理ユニット（ＨＰ）からの排水および工場側の冷却水の混合水の排出口１５４が設けられている。また、貯留槽１５１の下部には排水口１５５が設けられている。これにより、貯水部１５０は排出口１５４からの混合水のうち、より温度の低い水を排水することができ、加熱処理ユニット（ＨＰ）から排出された温度の高い冷却水がそのまま排水されることを防止することができる。
【００９２】
次に、本発明のさらにまた他の実施形態について説明する。
加熱プレート５１への冷却媒体路の設置は、フェースプレート５４に設けた溝およびクーリングプレート５５に設けた溝に、上側冷却媒体路５６および下側冷却媒体路５７として例えばステンレス合金からなる配管１６１を埋め込むことにより行うことができるが、この実施形態においては、図１６に示すようにフェースプレート５４またはクーリングプレート５５に設けた溝１６３にアルミニウム等のステンレス合金よりも軟質かつ熱伝導率が高い材質の緩衝部材１６２を薄く敷き、その上に配管１６１を載せてプレス等を行うことにより冷却媒体路を設置する。上側冷却媒体路５６および下側冷却媒体路５７は、図５，図６に示したように屈曲した部分が多いので、このように緩衝部材１６２を敷くことで配管１６１とフェースプレート５４またはクーリングプレート５５との実質的な密着性が向上し、また、熱伝導性も向上し、加熱プレート５１の冷却効率の向上を図ることができる。
【００９３】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。上記実施の形態では、冷却媒体として水を使用したが、これに限らず他の液体や、エアー、窒素等の気体を使用することができ、またペルチェ素子等を使用することもできる。また、パージガスとしてもエアーに限らず種々の気体を用いることができる。ただし、冷却媒体が液体以外の場合にはパージガスは不要である。冷却媒体路についても上記実施形態に限定されない。また、ペルチェ素子等を使用する場合には冷却媒体路は不要である。さらに、ヒーターについても上記実施形態に限るものではなく、他の種々のものを使用することができる。さらにまた、上記実施形態ではレジスト塗布現像処理システムに用いる加熱処理ユニットに本発明を適用した場合について示したが、これに限らず、基板に対して加熱プレート上で加熱処理を行う場合の全ての場合に適用することができる。さらにまた、基板についても半導体ウエハに限らず、ＬＣＤ基板等の他の基板の加熱処理に適用することができる。
【００９４】
以上説明したように、本発明によれば、加熱プレート内に冷却媒体路が形成され、この冷却媒体路に冷却媒体供給手段によって冷却媒体が供給されるので、特に加熱温度の設定温度を低下させる場合に、この冷却媒体によって加熱プレートの温度を極めて迅速に設定温度に到達させることが可能となる。
【００９６】
さらに、加熱プレートの温度を所定の設定温度まで降温する際、冷却媒体供給手段を制御して、冷却媒体を冷却媒体路に供給し、加熱プレートの温度を設定温度以下まで降温し、その後、ヒーターを作動させて、加熱プレートの温度を所定の設定温度まで昇温するので、冷却媒体により加熱プレートを降温した後、ヒーターを作動させて温度の微調整を行うことができ、加熱プレートの温度を迅速に新しい設定温度に変更することができるとともに、温度の面内均一性を良好に維持することができる。
【００９７】
さらにまた、加熱プレートの温度を所定の設定温度まで降温する際、加熱プレートの温度と設定温度に基づいて、設定温度より温度が高い冷却媒体停止温度を設定し、冷却媒体供給手段を制御して、冷却媒体路に冷却媒体を供給し、加熱プレートの温度が冷却媒体停止温度まで降温した際に、冷却媒体の供給を停止するので、冷却媒体により加熱プレートを降温する際に、設定温度よりも温度が低下しすぎることを防止することができ、加熱プレートの温度を迅速に新しい設定温度に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る加熱処理ユニットが組み込まれた半導体ウエハのレジスト塗布現像処理システムの全体構成を示す平面図。
【図２】本発明の一実施形態に係る加熱処理ユニットが組み込まれた半導体ウエハのレジスト塗布現像処理システムの全体構成を示す正面図。
【図３】本発明の一実施形態に係る加熱処理ユニットが組み込まれた半導体ウエハのレジスト塗布現像処理システムの全体構成を示す背面図。
【図４】図４は、本発明の一実施形態における加熱処理ユニット（ＨＰ）およびその制御系を示す模式図。
【図５】図４に示す加熱処理ユニットのフェースプレート内に装着する冷却媒体路の平面図。
【図６】図４に示す加熱処理ユニットのクーリングプレート内に装着する冷却媒体路の平面図。
【図７】加熱プレートの降温時の制御における加熱プレートの温度の推移を示すグラフ。
【図８】加熱プレートの設定温度を低下させ、その新しい設定温度に降温する場合の制御を示すフローチャート。
【図９】加熱プレートの昇温時の制御における加熱プレートの温度の推移を示すグラフ。
【図１０】加熱プレートの設定温度を上昇させ、その新しい設定温度に昇温する場合の制御を示すフローチャート。
【図１１】加熱プレートの昇温時に、オーバーシュートが生じる場合における加熱プレートの温度の推移を示すグラフ。
【図１２】加熱プレートの昇温時に、オーバーシュートが生じる場合における場合の制御を示すフローチャート。
【図１３】加熱プレートの設定温度の経時的な変化の例を示すグラフ。
【図１４】本発明の他の実施形態における加熱処理ユニットに冷却水を供給する形態を説明するための説明図。
【図１５】本発明のさらに他の実施形態における混合部の一例を示す概略断面図。
【図１６】本発明のさらにまた他の実施形態における加熱プレートの溝と配管との間に緩衝部材を挿入した状態を示す部分断面図。
【符号の説明】
５１……加熱プレート
５２……ヒーター
５６，５７……冷却媒体路
５６ａ，５６ｂ，５７ａ，５７ｂ……分割路
５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄ……冷却媒体の入口
５９ａ，５９ｂ，５９ｃ，５９ｄ……冷却媒体の出口
６０，６１……冷却媒体の供給路（供給手段）
６２，６３……切換弁
６５……温度センサー
６６……ユニットコントローラ
６７……温調器
ＨＰ…加熱処理ユニット
Ｗ……半導体ウエハ（基板）
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の基板にベーキング処理等の加熱処理を施す基板加熱処理装置および温度制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスのフォトリソグラフィー工程においては、半導体ウエハにレジストを塗布し、これにより形成されたレジスト膜を所定の回路パターンに応じて露光し、この露光パターンを現像処理することによりレジスト膜に回路パターンが形成される。
【０００３】
従来から、このような一連の工程を実施するために、レジスト塗布現像処理システムが用いられている。このレジスト塗布現像処理システムは、半導体ウエハを収納したカセットが搬入され、このカセットから半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す）を一枚ずつ搬出するカセットステーションと、ウエハに塗布現像のための各種処理を施すための各種処理ユニットが配置された処理ステーションと、ウエハに対して露光処理を行う露光装置との間でウエハを受け渡しするためのインターフェース部とを一体に接続した構成を有している。
【０００４】
このようなレジスト塗布現像処理システムでは、カセットステーションにおいて、カセットからウエハが一枚ずつ取り出されて処理ステーションに搬送された後、アドヒージョン処理ユニットにて疎水化処理が施され、レジスト塗布ユニットにてレジスト液が塗布されてレジスト膜が形成される。次いで、ウエハは、加熱処理ユニットにてプリベーク処理される。
【０００５】
その後、ウエハは、処理ステーションからインターフェース部を介して露光装置に搬送されて、露光装置にて所定のパターンが露光され、露光後、ウエハは、インターフェース部を介して、再度処理ステーションに搬送される。露光されたウエハはポストエクスポージャーベーク処理が施された後、現像ユニットにて現像液が塗布されて所定のパターンが現像され、その後ポストベーク処理が施される。この一連の処理が終了した後、ウエハは、カセットステーションに搬送されてウエハカセットに収容される。
【０００６】
ところで、このような一連のレジスト塗布現像処理において、上述したようなプリベーク処理、ポストエクスポージャーベーク処理、およびポストベーク処理は、加熱処理ユニット内の加熱プレートにウエハを近接または載置することによりなされている。
【０００７】
このような加熱プレートによるベーキング処理温度は、レジスト液の種類や処理の種類等によって異なっており、従来、これらに対応可能なように、加熱プレートの温度を種々の温度に設定した多数の加熱処理ユニットを準備して処理を行っている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように種々の温度に設定した加熱プレートを準備することは極めて煩雑であることから、できるだけその数を減らしたいという要望がある。そのため、一つの加熱プレートで種々の設定温度に対応することができるように、温度を変更して使用することが考えられる。しかし、従来の加熱プレートでは、高温から低温に降温する際に放冷せざるを得ず、所望の温度にするためには長時間を要するという問題点がある。また、ウエハの全面にわたって均一な温度でベーキングすることができるように、加熱プレートは温度の面内均一性が極めて高いことが要求されているが、加熱プレートの面内均一性を維持しつつ、所定の温度に降温することは非常に困難である。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、加熱プレートの温度を迅速に変更することができる基板加熱処理装置を提供することを目的とする。また、加熱プレートの温度の面内均一性を良好に維持しつつ加熱プレートの温度を迅速に変更することができる基板加熱処理装置およびそのような基板加熱処理装置における温度制御方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点では、基板に加熱処理を施すための基板加熱処理装置であって、
基板を近接または載置して、基板に加熱処理を施す加熱プレートと、
この加熱プレート内に埋設され、加熱プレートを昇温するヒーターと、
前記加熱プレート内に形成され、内部に前記加熱プレートを降温するための冷却媒体が通流される冷却媒体路と、
この冷却媒体路に冷却媒体を供給する冷却媒体供給手段と、
前記ヒーターおよび前記冷却媒体供給手段を制御して、加熱プレートの温度を設定温度に制御する制御手段と
を具備し、
前記制御手段は、前記加熱プレートの温度を所定の設定温度まで降温する際、前記加熱プレートの温度と設定温度に基づいて、設定温度より温度が高い冷却媒体停止温度を設定し、前記冷却媒体供給手段を制御して、前記冷却媒体路に冷却媒体を供給し、前記加熱プレートの温度が冷却媒体停止温度まで降温した際に、冷却媒体の供給を停止することを特徴とする基板加熱処理装置を提供する。
【００１１】
本発明の第２の観点では、基板に加熱処理を施すための基板加熱処理装置であって、
基板を近接または載置して、基板に加熱処理を施す加熱プレートと、
この加熱プレート内に埋設され、加熱プレートを昇温するヒーターと、
前記加熱プレート内に形成され、内部に前記加熱プレートを降温するための冷却媒体が通流される冷却媒体路と、
この冷却媒体路に冷却媒体を供給する冷却媒体供給手段と、
前記ヒーターおよび前記冷却媒体供給手段を制御して、加熱プレートの温度を設定温度に制御する制御手段と
を具備し、
前記冷却媒体供給手段は、前記冷却媒体路に液体の冷却媒体を供給する冷却媒体供給配管と、前記冷却媒体路にパージガスを供給するパージガス配管と、これらいずれかを冷却媒体路に導くように切り換える切換弁とを有し、
前記制御手段は、液体の冷却媒体を前記冷却媒体路に通流させた後、前記切換弁を切り換えてパージガスを通流させるとともに、前記パージガスの供給を停止した後、前記加熱プレートの温度が設定温度より高く、かつ、加熱プレートの温度を時間で微分した値が正である場合には、前記加熱プレートの温度が設定温度から所定温度低い温度以下の温度までに降温するまで、パージガスを前記冷却媒体路に供給し、その後、前記ヒーターの制御を開始して、前記加熱プレートの温度を所定の設定温度に制御することを特徴とする基板加熱処理装置を提供する。
【００１２】
本発明の第３の観点では、基板に加熱処理を施すための基板加熱処理装置であって、
基板を近接または載置して、基板に加熱処理を施す加熱プレートと、
この加熱プレート内に埋設され、加熱プレートを昇温するヒーターと、
前記加熱プレート内に形成され、内部に前記加熱プレートを降温するための冷却媒体が通流される冷却媒体路と、
この冷却媒体路に冷却媒体を供給する冷却媒体供給手段と、
前記ヒーターおよび前記冷却媒体供給手段を制御して、加熱プレートの温度を設定温度に制御する制御手段と
を具備し、
前記冷却媒体供給手段は、前記冷却媒体路に液体の冷却媒体を供給する冷却媒体供給配管と、前記冷却媒体路にパージガスを供給するパージガス配管と、これらいずれかを冷却媒体路に導くように切り換える切換弁とを有し、
前記制御手段は、液体の冷却媒体を前記冷却媒体路に通流させた後、前記切換弁を切り換えてパージガスを通流させるとともに、前記パージガスの供給を停止した後、前記加熱プレートの温度が設定温度より高くないか、または、加熱プレートの温度を時間で微分した値が正でない場合に、さらに、この加熱プレートの温度が所定時間の間に昇温しないとき、または、前記微分値が正でない状態が所定時間以上続いたとき、前記ヒーターの制御を開始して、前記加熱プレートの温度を所定の設定温度に制御することを特徴とする基板加熱処理装置を提供する。
【００１３】
本発明の第４の観点では、基板を近接または載置して基板に加熱処理を施す加熱プレートと、
この加熱プレート内に埋設され加熱プレートを昇温するためのヒーターと、
前記加熱プレート内に形成され、内部に前記加熱プレートを降温するための冷却媒体が通流される冷却媒体路と
を備えた複数の基板加熱処理ユニットと、
前記複数の基板加熱処理ユニットのそれぞれの前記冷却媒体路に冷却媒体を供給する冷却媒体供給手段と、
前記複数の基板加熱処理ユニットのそれぞれの前記ヒーターおよび前記冷却媒体供給手段を制御して、前記複数の基板加熱処理ユニットのそれぞれの加熱プレートの温度を制御するための制御手段とを具備し、
前記制御手段は、前記それぞれの加熱プレートの温度を第１の設定温度から第２の設定温度まで降温する際に、前記冷却媒体供給手段を制御して、前記それぞれの冷却媒体路に冷却媒体の供給を開始する時間に時間差を設けることを特徴とする基板加熱処理装置を提供する。
【００１４】
本発明の第５の観点では、基板を近接または載置して基板に加熱処理を施す加熱プレートと、この加熱プレート内に埋設され加熱プレートを昇温するためのヒーターと、前記加熱プレート内に形成され、内部に前記加熱プレートを降温するための冷却媒体が通流される冷却媒体路と、前記冷却媒体路に冷却媒体を供給する冷却媒体供給手段とを備えた基板加熱処理装置において前記加熱プレートの温度を制御するための温度制御方法であって、
前記加熱プレートの温度を所定の設定温度まで降温する際、前記冷却媒体供給手段を制御して、液体の冷却媒体を前記冷却媒体路に通流させる工程と、
その後、前記冷却媒体路にパージガスを通流させる工程と
を有し、
前記パージガスの供給を停止した後、前記加熱プレートの温度が設定温度より高く、かつ、加熱プレートの温度を時間で微分した値が正である場合には、前記加熱プレートの温度が設定温度から所定温度低い温度以下の温度までに降温するまで、パージガスを前記冷却媒体路に供給し、その後、前記ヒーターの制御を開始して、前記加熱プレートの温度を所定の設定温度に制御することを特徴とする温度制御方法を提供する。
【００１５】
本発明の第６の観点では、基板を近接または載置して基板に加熱処理を施す加熱プレートと、この加熱プレート内に埋設され加熱プレートを昇温するためのヒーターと、前記加熱プレート内に形成され、内部に前記加熱プレートを降温するための冷却媒体が通流される冷却媒体路と、前記冷却媒体路に冷却媒体を供給する冷却媒体供給手段とを備えた基板加熱処理装置において前記加熱プレートの温度を制御するための温度制御方法であって、
前記加熱プレートの温度を所定の設定温度まで降温する際、前記冷却媒体供給手段を制御して、液体の冷却媒体を前記冷却媒体路に通流させる工程と、
その後、前記冷却媒体路にパージガスを通流させる工程と
を有し、
前記パージガスの供給を停止した後、前記加熱プレートの温度が設定温度より高くないか、または、加熱プレートの温度を時間で微分した値が正でない場合に、さらに、この加熱プレートの温度が所定時間の間に昇温しないとき、または、前記微分値が正でない状態が所定時間以上続いたとき、前記ヒーターの制御を開始して、前記加熱プレートの温度を所定の設定温度に制御することを特徴とする温度制御方法を提供する。
【００１６】
本発明の第１の観点によれば、加熱プレート内に冷却媒体路が形成され、この冷却媒体路に冷却媒体供給手段によって冷却媒体が供給されるので、特に加熱温度の設定温度を低下させる場合に、この冷却媒体によって加熱プレートの温度を極めて迅速に設定温度に到達させることが可能となる。また、加熱プレートの温度を所定の設定温度まで降温する際、加熱プレートの温度と設定温度に基づいて、設定温度より温度が高い冷却媒体停止温度を設定し、冷却媒体供給手段を制御して、冷却媒体路に冷却媒体を供給し、加熱プレートの温度が冷却媒体停止温度まで降温した際に、冷却媒体の供給を停止するので、冷却媒体により加熱プレートを降温する際に、設定温度よりも温度が低下しすぎることを防止することができ、加熱プレートの温度を迅速に新しい設定温度に変更することができる。
【００１７】
本発明の第２および第３の観点によれば、加熱プレート内に冷却媒体路が形成され、この冷却媒体路に冷却媒体供給手段によって冷却媒体が供給されるので、特に加熱温度の設定温度を低下させる場合に、この冷却媒体によって加熱プレートの温度を極めて迅速に設定温度に到達させることが可能となる。また、液体の冷却媒体による降温後、冷却媒体路にパージガスを流すので、これによって液体の冷却媒体を冷却媒体路から排出して一掃することができ、加熱プレートによる加熱の際に加熱プレートの温度の面内均一性を良好に維持することができる。
【００２１】
本発明の第４の観点によれば、基板加熱処理装置の具備する複数の基板加熱処理ユニットのそれぞれの加熱プレートを第１の設定温度から第２の設定温度に降温する際に、冷却媒体供給手段の供給する冷却媒体が不足することを防止することができる。
【００２３】
本発明の第５および第６の観点によれば、冷却媒体により加熱プレートを降温した後、ヒーターを作動させて温度の微調整を行うので、加熱プレートの温度を迅速に新しい設定温度に変更することができるとともに、温度の面内均一性を良好に維持することができる。また、液体の冷却媒体による降温後、冷却媒体路にパージガスを流すので、これによって液体の冷却媒体を冷却媒体路から排出して一掃することができ、加熱プレートによる加熱の際に加熱プレートの温度の面内均一性を良好に維持することができる。
【００２９】
この場合に、具体的には、前記パージガスの供給を停止した後、前記加熱プレートの温度が設定温度より高く、かつ、加熱プレートの温度を時間で微分した値が正である場合には、前記加熱プレートの温度が設定温度から所定温度低い温度以下の温度までに降温するまで、パージガスを前記冷却媒体路に供給し、その後、前記ヒーターの制御を開始して、前記加熱プレートの温度を所定の設定温度に制御することができる。
【００３０】
また、前記パージガスの供給を停止した後、前記加熱プレートの温度が設定温度より高くないか、または、加熱プレートの温度を時間で微分した値が正でない場合に、さらに、この加熱プレートの温度が所定時間の間に昇温しないとき、または、前記微分値が正でない状態が所定時間以上続いたとき、前記ヒーターの制御を開始して、前記加熱プレートの温度を所定の設定温度に制御することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の実施に用いるレジスト塗布・現像処理システムを示す概略平面図、図２はその正面図、図３はその背面図である。
【００３２】
このレジスト塗布・現像処理システム１は、搬送ステーションであるカセットステーション１０と、複数の処理ユニットを有する処理ステーション１１と、処理ステーション１１と隣接して設けられる露光装置（図示せず）との間でウエハＷを受け渡すためのインターフェイス部１２とを具備している。
【００３３】
上記カセットステーション１０は、被処理体としてのウエハＷを複数枚例えば２５枚単位でウエハカセットＣＲに搭載された状態で他のシステムからこのシステムへ搬入またはこのシステムから他のシステムへ搬出したり、ウエハカセットＣＲと処理ステーション１１との間でウエハＷの搬送を行うためのものである。
【００３４】
このカセットステーション１０においては、図１に示すように、カセット載置台２０上に図中Ｘ方向に沿って複数（図では４個）の位置決め突起２０ａが形成されており、この突起２０ａの位置にウエハカセットＣＲがそれぞれのウエハ出入口を処理ステーション１１側に向けて一列に載置可能となっている。ウエハカセットＣＲにおいてはウエハＷが垂直方向（Ｚ方向）に配列されている。また、カセットステーション１０は、カセット載置台２０と処理ステーション１１との間に位置するウエハ搬送機構２１を有している。このウエハ搬送機構２１は、カセット配列方向（Ｘ方向）およびその中のウエハＷのウエハ配列方向（Ｚ方向）に移動可能なウエハ搬送用アーム２１ａを有しており、このウエハ搬送用アーム２１ａによりいずれかのウエハカセットＣＲに対して選択的にアクセス可能となっている。また、ウエハ搬送用アーム２１ａは、θ方向に回転可能に構成されており、後述する処理ステーション１１側の第３の処理部Ｇ３に属するアライメントユニット（ＡＬＩＭ）およびエクステンションユニット（ＥＸＴ）にもアクセスできるようになっている。
【００３５】
上記処理ステーション１１は、ウエハＷへ対して塗布・現象を行う際の一連の工程を実施するための複数の処理ユニットを備え、これらが所定位置に多段に配置されており、これらによりウエハＷが一枚ずつ処理される。この処理ステーション１１は、図１に示すように、中心部に搬送路２２ａを有し、この中に主ウエハ搬送機構２２が設けられ、ウエハ搬送路２２ａの周りに全ての処理ユニットが配置されている。これら複数の処理ユニットは、複数の処理部に分かれており、各処理部は複数の処理ユニットが鉛直方向に沿って多段に配置されている。
【００３６】
主ウエハ搬送機構２２は、図３に示すように、筒状支持体４９の内側に、ウエハ搬送装置４６を上下方向（Ｚ方向）に昇降自在に装備している。筒状支持体４９はモータ（図示せず）の回転駆動力によって回転可能となっており、それにともなってウエハ搬送装置４６も一体的に回転可能となっている。
【００３７】
ウエハ搬送装置４６は、搬送基台４７の前後方向に移動自在な複数本の保持部材４８を備え、これらの保持部材４８によって各処理ユニット間でのウエハＷの受け渡しを実現している。
【００３８】
また、図１に示すように、この実施の形態においては、４個の処理部Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４がウエハ搬送路２２ａの周囲に実際に配置されており、処理部Ｇ５は必要に応じて配置可能となっている。
【００３９】
これらのうち、第１および第２の処理部Ｇ１，Ｇ２はシステム正面（図１において手前）側に並列に配置され、第３の処理部Ｇ３はカセットステーション１０に隣接して配置され、第４の処理部Ｇ４はインターフェイス部１２に隣接して配置されている。また、第５の処理部Ｇ５は背面部に配置可能となっている。
【００４０】
この場合、図２に示すように、第１の処理部Ｇ１では、カップＣＰ内でウエハＷをスピンチャック（図示せず）に載置して所定の処理を行う２台のスピナ型処理ユニットが上下２段に配置されており、この実施形態においては、ウエハＷにレジストを塗布するレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）およびレジストのパターンを現像する現像ユニット（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ねられている。第２の処理部Ｇ２も同様に、２台のスピナ型処理ユニットとしてレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）および現像ユニット（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ねられている。
【００４１】
このようにレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）等を下段側に配置する理由は、レジスト液の廃液が機構的にもメンテナンスの上でも現像液の廃液よりも本質的に複雑であり、このように塗布ユニット（ＣＯＴ）等を下段に配置することによりその複雑さが緩和されるからである。しかし、必要に応じてレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）等を上段に配置することも可能である。
【００４２】
第３の処理部Ｇ３においては、図３に示すように、ウエハＷを載置台ＳＰ（図１）に載せて所定の処理を行うオーブン型の処理ユニットが多段に重ねられている。すなわち冷却処理を行うクーリングユニット（ＣＯＬ）、レジストの定着性を高めるためのいわゆる疎水化処理を行うアドヒージョンユニット（ＡＤ）、位置合わせを行うアライメントユニット（ＡＬＩＭ）、ウエハＷの搬入出を行うエクステンションユニット（ＥＸＴ）、露光処理前や露光処理後、さらには現像処理後にウエハＷに対して加熱処理を行う４つの加熱処理ユニット（ＨＰ）が下から順に８段に重ねられている。なお、アライメントユニット（ＡＬＩＭ）の代わりにクーリングユニット（ＣＯＬ）を設け、クーリングユニット（ＣＯＬ）にアライメント機能を持たせてもよい。
【００４３】
第４の処理部Ｇ４も、オーブン型の処理ユニットが多段に重ねられている。すなわち、クーリングユニット（ＣＯＬ）、クーリングプレートを備えたウエハ搬入出部であるエクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）、エクステンションユニット（ＥＸＴ）、クーリングユニット（ＣＯＬ）、および４つの加熱処理ユニット（ＨＰ）が下から順に８段に重ねられている。
【００４４】
このように処理温度の低いクーリングユニット（ＣＯＬ）、エクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）を下段に配置し、処理温度の高い加熱処理ユニット（ＨＰ）を上段に配置することで、ユニット間の熱的な相互干渉を少なくすることができる。もちろん、ランダムな多段配置としてもよい。
【００４５】
上述したように、主ウエハ搬送機構２２の背部側に第５の処理部Ｇ５を設けることができるが、第５の処理部Ｇ５を設ける場合には、案内レール２５に沿って主ウエハ搬送機構２２から見て側方へ移動できるようになっている。したがって、第５の処理部Ｇ５を設けた場合でも、これを案内レール２５に沿ってスライドすることにより空間部が確保されるので、主ウエハ搬送機構２２に対して背後からメンテナンス作業を容易に行うことができる。この場合に、このような直線状の移動に限らず、回動させるようにしても同様にスペースの確保を図ることができる。なお、この第５の処理部Ｇ５としては、基本的に第３および第４の処理部Ｇ３，Ｇ４と同様、オーブン型の処理ユニットが多段に積層された構造を有しているものを用いることができる。
【００４６】
上記インターフェイス部１２は、奥行方向（Ｘ方向）については、処理ステーション１１と同じ長さを有している。図１、図２に示すように、このインターフェイス部１２の正面部には、可搬性のピックアップカセットＣＲと定置型のバッファカセットＢＲが２段に配置され、背面部には周辺露光装置２３が配設され、中央部には、ウエハ搬送機構２４が配設されている。このウエハ搬送機構２４は、ウエハ搬送用アーム２４ａを有しており、このウエハ搬送用アーム２４ａは、Ｘ方向、Ｚ方向に移動して両カセットＣＲ，ＢＲおよび周辺露光装置２３にアクセス可能となっている。また、このウエハ搬送用アーム２４ａは、θ方向に回転可能であり、処理ステーション１１の第４の処理部Ｇ４に属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）や、さらには隣接する露光装置側のウエハ受け渡し台（図示せず）にもアクセス可能となっている。
【００４７】
このようなレジスト塗布・現像処理システムにおいては、まず、カセットステーション１０において、ウエハ搬送機構２１のウエハ搬送用アーム２１ａがカセット載置台２０上の未処理のウエハＷを収容しているウエハカセットＣＲにアクセスして、そのカセットＣＲから一枚のウエハＷを取り出し、第３の処理部Ｇ３のエクステンションユニット（ＥＸＴ）に搬送する。
【００４８】
ウエハＷは、このエクステンションユニット（ＥＸＴ）から、主ウエハ搬送機構２２のウエハ搬送装置４６により、処理ステーション１１に搬入される。そして、第３の処理部Ｇ３のアライメントユニット（ＡＬＩＭ）によりアライメントされた後、アドヒージョン処理ユニット（ＡＤ）に搬送され、そこでレジストの定着性を高めるための疎水化処理（ＨＭＤＳ処理）が施される。この処理は加熱を伴うため、その後ウエハＷは、ウエハ搬送装置４６により、クーリングユニット（ＣＯＬ）に搬送されて冷却される。
【００４９】
アドヒージョン処理が終了し、クーリングユニット（ＣＯＬ）で冷却さたウエハＷは、引き続き、ウエハ搬送装置４６によりレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）に搬送され、そこで塗布膜が形成される。塗布処理終了後、ウエハＷは処理部Ｇ３，Ｇ４のいずれかの加熱処理ユニット（ＨＰ）内でプリベーク処理され、その後いずれかのクーリングユニット（ＣＯＬ）にて冷却される。
【００５０】
冷却されたウエハＷは、第３の処理部Ｇ３のアライメントユニット（ＡＬＩＭ）に搬送され、そこでアライメントされた後、第４の処理部群Ｇ４のエクステンションユニット（ＥＸＴ）を介してインターフェイス部１２に搬送される。
【００５１】
インターフェイス部１２では、周辺露光装置２３により周辺露光されて余分なレジストが除去された後、インターフェイス部１２に隣接して設けられた露光装置（図示せず）により所定のパターンに従ってウエハＷのレジスト膜に露光処理が施される。
【００５２】
露光後のウエハＷは、再びインターフェイス部１２に戻され、ウエハ搬送機構２４により、第４の処理部Ｇ４に属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）に搬送される。そして、ウエハＷは、ウエハ搬送装置４６により、いずれかの加熱処理ユニット（ＨＰ）に搬送されてポストエクスポージャーベーク処理が施され、次いで、クーリングユニット（ＣＯＬ）により冷却される。
【００５３】
その後、ウエハＷは現像ユニット（ＤＥＶ）に搬送され、そこで露光パターンの現像が行われる。現像終了後、ウエハＷはいずれかの加熱処理ユニット（ＨＰ）に搬送されてポストベーク処理が施され、次いで、クーリングユニット（ＣＯＬ）により冷却される。このような一連の処理が終了した後、第３処理ユニット群Ｇ３のエクステンションユニット（ＥＸＴ）を介してカセットステーション１０に戻され、いずれかのウエハカセットＣＲに収容される。
【００５４】
次に、本実施形態における加熱処理ユニット（ＨＰ）について説明する。図４は、本発明の実施形態における加熱処理ユニット（ＨＰ）および制御系の模式図であり、図５は、図４に示す加熱処理ユニット（ＨＰ）のフェースプレート内に装着する冷却媒体路の平面図であり、図６は、図４に示す加熱処理ユニットのクーリングプレート内に装着する冷却媒体路の平面図である。
【００５５】
加熱処理ユニット（ＨＰ）の処理室（図示略）内には、ヒーター５２を有する加熱プレート５１が配置されている。この加熱プレート５１には、３本のリフトピン５３が昇降自在に配置され、これにより、処理室（図示略）内に搬入されたウエハＷがリフトピン５３により載置されて降下され、加熱プレート５１に近接されてベーキング処理され、その後、リフトピン５３により載置されて搬出されるようになっている。ヒーター５２としては、マイカヒーター、パイプヒーター（シーズヒーター）、スクリーン印刷ヒーター等を用いることができる。
【００５６】
この加熱プレート５１は、ウエハＷ側に配置されてヒーター５２を埋設したフェースプレート５４と、ウエハＷの反対側に配置されたクーリングプレート５５とから構成されている。フェースプレート５４内には、内部を循環する冷却媒体により加熱プレート５１を降温するための上側冷却媒体路５６が埋設されており、クーリングプレート５５内には、内部を循環する冷却媒体により加熱プレート５１を降温するための下側冷却媒体路５７が埋設されている。すなわち、ヒーター５２を間に挟むようにして、一対の上側冷却媒体路５６と下側冷却媒体路５７とが配置されている。これら上側冷却媒体路５６および下側冷却媒体路５７は、いずれも平面状のパターンを有している。
【００５７】
この上側冷却媒体路５６は、図５に示すように、２個の分割路５６ａ，５６ｂからなっている。また、分割路５６ａの冷却媒体の入口５８ａおよび出口５９ａ、ならびに分割路５６ｂの冷却媒体の入口５８ｂおよび出口５９ｂがそれぞれ近接して配置されている。また、各分割路５６ａ，５６ｂの冷却媒体の往路（入口側部分）の一部と、帰路（出口側部分）の一部が近接して配置されている。このように、入口５８および往路（入口側部分）の比較的温度の低い冷却媒体と、出口５９および帰路（出口側部分）の比較的温度の高い冷却媒体とが近接されているため、これらが温度的にキャンセルされて冷却媒体の温度差を極力少なくすることができ、加熱プレート５１の温度の面内均一性を良好に維持することができる。さらに、上側冷却媒体路５６は、屈曲しており、また、冷却媒体路パターンが点対称に配置されている。上側冷却媒体路５６は、このように屈曲しているため冷却媒体通流面積を大きくすることができるので迅速な降温を実現することができ、冷却媒体路パターンを点対称に形成することにより、加熱温度の面内均一性を一層高めることができる。
【００５８】
また、下側冷却媒体路５７も、図６に示すように、２個の分割路５７ａ，５７ｂからなっている。また、分割路５７ａの冷却媒体の入口５８ｃおよび出口５９ｃ、ならびに分割路５７ｂの冷却媒体の入口５８ｄおよび出口５９ｄがそれぞれ近接して配置されている。また、各分割路５７ａ，５７ｂの冷却媒体の往路（入口側部分）の一部と、帰路（出口側部分）の一部が近接して配置されている。さらに、下側冷却媒体路５７も、屈曲しており、また、冷却媒体路パターンが上側冷却媒体路５６と４５度ずれた状態で点対称に配置されている。下側冷却媒体路５７も、上側冷却媒体路５６と同様の種々の特徴を有するため、加熱プレート５１の温度の面内均一性を維持しつつ、加熱プレート５１を迅速に降温させることができる。
【００５９】
図４に示すように、冷却媒体路５６，５７には、液体の冷却媒体（例えば、純水、市水）を供給するための供給管６０と、パージガス（例えば、エアー、窒素ガス）を供給するための供給管６１とが接続され、これら両供給管６０，６１には、それぞれエアーオペバルブからなる切換弁６２，６３が介装されている。なお、冷却媒体路５６，５７を循環した冷却媒体は、図示しないタンク等を介してドレン６４に排出されるようになっている。
【００６０】
パージガスは、液体の冷却媒体による冷却後、液体の冷却媒体を冷却媒体路から排出して一掃し、これにより、加熱プレート５１の温度設定後、加熱プレート５１の温度の面内均一性を維持する機能を有しているが、冷却媒体としても機能する。
【００６１】
加熱プレート５１のフェースプレート５４には、熱電対などからなる複数の温度センサー６５が配置されている。温度センサー６５を複数個にしているのは、フェースプレート５４の温度のばらつきを監視して、面内均一性を向上させるためである。
【００６２】
また、レジスト塗布・現像処理システムのシステムコントローラ８０から指令を受けて、加熱処理ユニット（ＨＰ）を制御するためのユニットコントローラ６６と、ヒーター５２の出力を制御して加熱プレート５１の温度を制御する温調器６７が設けられている。この温調器６７は、ユニットコントローラ６６からの指令および温度センサー６５からの検出信号を受けて、ヒーター５２の電源６９に制御信号を出力しＰＩＤ制御による温度制御を行うようになっている。また、ユニットコントローラ６６からソレノイドバルブ６８に制御信号が送られ、切換弁６２，６３の切り換え、および冷却媒体路５６，５７に供給する冷却媒体の量を制御して、降温の際の温度制御を行うようになっている。
【００６３】
次に、図７および図８を参照して、加熱プレートの設定温度を低下させ、新しい設定温度まで降温する場合の制御について説明する。図７は加熱プレートと経過時間との関係の一例を示すグラフであり、図８は加熱プレートの設定温度を降温する場合における温度制御のフローチャートである。
【００６４】
図７に示す例では、加熱プレート５１の設定温度を降温する場合に、概略的には、液体の冷却媒体である冷却水が冷却媒体路５６，５７に供給されて、加熱プレート５１が降温された後、パージガスとしてのエアーが冷却媒体路５６，５７に供給されて、加熱プレート５１の温度が設定温度以下まで一旦降温され、その後、ヒーター５２により設定温度まで昇温されている。これにより、加熱プレートの温度の面内均一性を維持しつつ、加熱プレートの新しい設定温度まで迅速に降温している。
【００６５】
具体的には、図８のフローチャートに示すように、塗布・現像処理システムのシステムコントローラ８０からユニットコントローラ６６が、設定温度の降温の指令を受けると、降温動作が開始され（ＳＴＥＰ１００）、ヒーター５２の制御が停止される（ＳＴＥＰ１０１）。
【００６６】
そして、降温する設定温度が規定され（ＳＴＥＰ１０２）、さらに現在の加熱プレート５１の温度が温度センサー６５により検出されて読み込まれる（ＳＴＥＰ１０３）。
【００６７】
さらに、現在の加熱プレート５１と、降温する設定温度とから、温度変更幅が演算されるとともに、冷却水ＯＦＦ温度（図７に示すように、降温時に冷却水を停止する温度で、設定温度との相対温度）が演算され、この温度変更幅と冷却水ＯＦＦ温度とが比較される（ＳＴＥＰ１０４）。
【００６８】
降温する温度差が比較的大きく、温度変更幅＞冷却水ＯＦＦ温度である場合には、冷却媒体路５６，５７への冷却水の供給が開始される（ＳＴＥＰ１０５）。加熱プレート５１の温度が温度センサー６５により検出されて読み込まれ（ＳＴＥＰ１０６）、この加熱プレート５１の温度が冷却水ＯＦＦ温度以下に降温したか否かが判別され（ＳＴＥＰ１０７）、この冷却水ＯＦＦ温度以下に降温された場合には、冷却水の供給が停止される（ＳＴＥＰ１０８）。
【００６９】
上述したＳＴＥＰ１０４において、降温する温度差が比較的小さく、温度変更幅＞冷却水ＯＦＦ温度でない場合（すなわち、温度変更幅≦冷却水ＯＦＦ温度）には、冷却水の通水時間が演算され（ＳＴＥＰ１０９）、この通水時間だけ、冷却水が冷却媒体路５６，５７に供給され、通水時間終了後に、冷却水の供給が停止される（ＳＴＥＰ１１０）。
【００７０】
このような冷却水による降温を終えた後、図７に示すような指定時間（パージ時間）だけ、エアーが冷却媒体路５６，５７に供給されてパージされる（ＳＴＥＰ１１１）。
【００７１】
このようなエアーパージを終えた後、加熱プレート５１の温度が温度センサー６５により検出されて読み込まれ（ＳＴＥＰ１１２）、加熱プレートの温度が設定温度より高く、かつ、加熱プレートの温度を時間で微分した値が正である、という条件を満足するか否かが判別される（ＳＴＥＰ１１３）。
【００７２】
上記ＳＴＥＰ１１３において、上記条件を満足すると判別された場合、すなわち、加熱プレート５１の温度が設定温度より高く、かつ、加熱プレート５１の温度を時間で微分した値が正である場合には、再度、エアーが冷却媒体路５６，５７に供給されて、加熱プレート５１が降温される（ＳＴＥＰ１１６）。さらに、加熱プレート５１の温度が温度センサー６５により検出されて読み込まれ（ＳＴＥＰ１１７）、この加熱プレート５１の温度が（設定温度−０．３℃）以下に降温したか否かが判別され（ＳＴＥＰ１１８）、（設定温度−０．３℃）以下に降温された場合には、エアーの供給が停止される（ＳＴＥＰ１１９）。
【００７３】
上記ＳＴＥＰ１１９においてエアーの供給が停止された後、ヒーター５２の制御が開始される（ＳＴＥＰ１２０）。そして、加熱プレート５１の温度が温度センサー６５により検出されて読み込まれ（ＳＴＥＰ１２１）、この加熱プレート５１の温度が（設定温度−０．３℃）以上に昇温したか否かが判別され（ＳＴＥＰ１２２）、（設定温度−０．３℃）以上に昇温された場合には、加熱プレート５１の通常処理時における制御定数（安定時のＰＩＤ値）が設定され（ＳＴＥＰ１２３）、整定終了判別処理が行われる（ＳＴＥＰ１２４）。
【００７４】
一方、上述したＳＴＥＰ１１３で上記の条件を満足しないと判別された場合、すなわち、この加熱プレート５１の温度が設定温度より降温しているか、または、加熱プレート５１の温度を時間で微分した値が正でない場合には、加熱プレート５１の温度が２０秒経っても持ち上がりがないか否かが判別され（ＳＴＥＰ１１４）、持ち上がりがない場合には、上述した場合と同様ＳＴＥＰ１２０以下において、ヒーター５２の制御を開始して、加熱プレート５１の温度を設定温度に制御する。ＳＴＥＰ１１４において、加熱プレート５１の温度に２０秒間持ち上がりがないか否か判別されるのは、加熱プレート５１内に、これを昇温するような蓄熱が残留しているか否かを判断するためである。
【００７５】
加熱プレート５１の温度が２０秒経っても持ち上がりがある場合には、加熱プレート５１の温度を時間で微分した値が正でない状態が５秒以上続いたかか否かが判別され（ＳＴＥＰ１１５）、５秒以上続いている場合には、加熱プレート５１の蓄熱による温度の持ち上げが無くなったとして、上述した場合と同様ＳＴＥＰ１２０以下において、ヒーター５２の制御を開始して、加熱プレート５１の温度を設定温度に制御する。
【００７６】
以上のように、冷却媒体路５６，５７への冷却水の供給およびエアーパージにより、加熱プレート５１の温度が設定温度以下となるか、または設定温度より高くてもその微分値が正でなく蓄熱による昇温がないことが確認された後に、ヒーター５２の制御が開始され、加熱プレート５１の温度を設定温度に制御しているため、加熱プレート５１の温度の面内均一性を維持しつつ、加熱プレート５１の温度を新しい設定温度まで迅速に降温することができる。特に、冷却水による降温後、エアーを用いてパージして冷却水を冷却媒体路５６，５７から排出して一掃しているため、加熱プレート５１の温度設定後には、加熱プレート５１の温度の面内均一性を良好に維持することができる。
【００７７】
次に、図９および図１０を参照して、加熱プレート５１の設定温度を上昇させ、新しい設定温度まで昇温する場合の制御について説明する。図９は、加熱プレート５１と経過時間との関係を示すグラフであり、図１０は、加熱プレート５１の設定温度を昇温する場合のフローチャートである。
【００７８】
図９に示すように、加熱プレート５１の設定温度を昇温する場合、概略的には、昇温時における制御定数（昇温時のＰＩＤ値）が設定され、これに基づいてヒーター５２が制御されて、加熱プレート５１が昇温され、設定温度に近づいた後には、制御定数が安定時における制御定数（安定時のＰＩＤ値）に切り替えられ、これに基づいて設定温度まで昇温される。これにより、加熱プレート５１の温度の面内均一性を維持しつつ、加熱プレート５１の設定温度を迅速に昇温することができる。
【００７９】
具体的には、図１０のフローチャートに示すように、レジスト塗布・現像処理システムのシステムコントローラ８０からユニットコントローラ６６を介して、温調器６７が、設定温度の昇温の指令を受けると、昇温動作が開始される（ＳＴＥＰ２００）。
【００８０】
次いで、設定温度でのオフセット量が演算され（ＳＴＥＰ２０１）、昇温時における制御定数（昇温時のＰＩＤ値）と、安定時における制御定数（安定時のＰＩＤ値）との切り替え温度（ＰＩＤ値切り替え温度）が演算され（ＳＴＥＰ２０２）、昇温する温度が設定され（ＳＴＥＰ２０３）、昇温時における制御定数（昇温時のＰＩＤ値）が設定され（ＳＴＥＰ２０４）、さらにオフセット値が設定される（ＳＴＥＰ２０５）。
【００８１】
次いで、冷却水ＯＦＦの確認（ＳＴＥＰ２０６）およびエアーＯＦＦの確認（ＳＴＥＰ２０７）がなされる。その後、ヒーター５２が昇温時における制御定数（昇温時のＰＩＤ値）に基づく制御が開始される（ＳＴＥＰ２０８）。さらに、加熱プレート５１の温度が温度センサー６５により検出されて読み込まれ（ＳＴＥＰ２０９）、加熱プレート５１が上記ＰＩＤ値切り替え温度以上まで昇温したか否かが判別される（ＳＴＥＰ２１０）。
【００８２】
加熱プレート５１がこのＰＩＤ値切り替え温度以上まで昇温している場合には、制御定数が安定時における制御定数（安定時のＰＩＤ値）に切り替えられ、ヒーター５２は、これに基づいて制御されて、加熱プレート５１が設定温度まで昇温され（ＳＴＥＰ２１１）、整定終了判別処理が行われる（ＳＴＥＰ２１２）。上記ＳＴＥＰ２１０で加熱プレート５１が上記ＰＩＤ値切り替え温度より低ければ、再度ＳＴＥＰ２０９の加熱プレート５１の温度読み込みが行われる。
【００８３】
ところで、このように加熱プレート５１をＰＩＤ制御して昇温する際には、図１１の破線で示すように、加熱プレート５１の温度が設定温度に到達した際に、その温度で停止せずにさらに温度が上昇するいわゆるオーバーシュート現象が生じる場合がある。その場合には、図１１に示すように、加熱プレート５１の温度が設定温度に到達した時点で、一時的に冷却媒体路５６，５７へ冷却水を供給する。これにより、オーバーシュートを抑制しつつ、加熱プレート５１の温度を迅速に新しい設定温度に到達させることができる。
【００８４】
その際の具体的な制御を図１２のフローチャートを参照して説明する。まず、上述した昇温時のフローチャート（図１０）のＳＴＥＰ２１０において、加熱プレート５１がＰＩＤ値切り替え温度以上まで昇温したか否かが判別された後、所定の安定時間が経過した後、設定温度のスペックを外れるような温度の挙動があるか否か（すなわち、オーバーシュートの可能性があるか否か）が判別される（ＳＴＥＰ３０１）。
【００８５】
オーバーシュートの可能性がある場合には、冷却媒体路５６，５７への冷却水の供給が開始される（ＳＴＥＰ３０２）。そして、加熱プレート５１の温度が温度センサー６５により検出されて読み込まれ（ＳＴＥＰ３０３）、この加熱プレート５１の温度が所定温度以下に降温したか否かが判別され（ＳＴＥＰ３０４）、所定温度以下に降温された場合には、冷却水の供給が停止される（ＳＴＥＰ３０５）。また、所定温度以下に降温されなかった場合には、再度ＳＴＥＰ３０３の加熱プレート５１の温度の読み込みがなされる。
【００８６】
このような冷却水による降温を終えた後、指定時間（パージ時間）だけパージガスとしてのエアーが冷却媒体路５６，５７に供給されてパージされる（ＳＴＥＰ３０６）。
【００８７】
その後、ＳＴＥＰ２０９〜ＳＴＥＰ３０１を経てオーバーシュートが解消されたことが判断された場合には、上述した昇温時と同様に、ＳＴＥＰ２１１において、制御定数が安定時における制御定数（安定時のＰＩＤ値）に切り替えられ、ヒーター５２は、これに基づいて制御されて、加熱プレート５１が設定温度まで昇温される。
【００８８】
このように設定温度到達時に冷却媒体としての冷却水を供給するように制御することにより、オーバーシュートを抑制しつつ、加熱プレート５１の温度を迅速に新しい設定温度に到達させることができる。また、冷却水の通水後には、エアーをパージしているため、加熱プレート５１の温度の面内均一性を良好に維持することができる。
【００８９】
以上のような制御により、例えば、加熱プレート５１を所定温度として１つのウエハカセットＣＲ分の１ロットのウエハＷ（例えば２５枚）の加熱処理が終了した後、加熱プレート５１をこの所定温度よりも低い別の温度にして次のロットの加熱処理を行う場合には、図１３に示すように、従前のロットの加熱処理が終了した直後にシステムコントローラ８０が加熱処理ユニット（ＨＰ）のユニットコントローラ６６の設定温度を、従前のロットに対応した第１の設定温度から次のロットに対応する第２の設定温度に変更するように制御することが好ましい。これにより加熱処理ユニット（ＨＰ）をより迅速に次のロットの加熱処理が可能な状態に移行させることができる。また、最初の温度よりも高い温度に設定する場合にも同様に１ロット分の加熱処理が終了した直後に行うことが好ましい。
【００９０】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
前述したレジスト塗布・現像処理システムの第３の処理ユニット群Ｇ３、第４の処理ユニット群Ｇ４のように、多段に積み重なるように配置された複数の加熱処理ユニット（ＨＰ）の設定温度を降温する場合、図１４（ａ）に示すように、各加熱処理ユニット（ＨＰ１〜ＨＰ４）に対して冷却水を同時に供給しようとすると、冷却水が足りなくなるおそれがある。これに対して本実施形態では、図１４（ｂ）に示すように、各加熱処理ユニット（ＨＰ１〜ＨＰ４）に対して順番（例えば図中▲１▼〜▲４▼の順）に冷却水を供給するように制御することにより、冷却水が足りなくなることを防止する。この際、図示したように下方の加熱処理ユニット（ＨＰ）から順番に冷却水を供給するように制御することにより、各加熱処理ユニット（ＨＰ１〜ＨＰ４）間の熱的な相互干渉をより少なくすることができ、より精密に温度管理することが可能である。また、この場合も昇温前のウエハＷの処理が終了した直後に、加熱プレート５１の設定温度を変更することが好ましい。
【００９１】
次に、本発明のさらに他の実施形態について説明する。
この実施形態においては、図１５に示すように、加熱処理ユニット（ＨＰ）から排出された冷却水（例えば８０℃から１００℃程度の温度となっている）を、例えば工場からの冷却水と混合し、降温した後に排水する貯水部１５０を設けたものである。貯水部１５０は、貯水槽１５１内に下方に開口部１５３を有する混合容器１５２を配置したものであり、開口部１５３の下方に加熱処理ユニット（ＨＰ）からの排水および工場側の冷却水の混合水の排出口１５４が設けられている。また、貯留槽１５１の下部には排水口１５５が設けられている。これにより、貯水部１５０は排出口１５４からの混合水のうち、より温度の低い水を排水することができ、加熱処理ユニット（ＨＰ）から排出された温度の高い冷却水がそのまま排水されることを防止することができる。
【００９２】
次に、本発明のさらにまた他の実施形態について説明する。
加熱プレート５１への冷却媒体路の設置は、フェースプレート５４に設けた溝およびクーリングプレート５５に設けた溝に、上側冷却媒体路５６および下側冷却媒体路５７として例えばステンレス合金からなる配管１６１を埋め込むことにより行うことができるが、この実施形態においては、図１６に示すようにフェースプレート５４またはクーリングプレート５５に設けた溝１６３にアルミニウム等のステンレス合金よりも軟質かつ熱伝導率が高い材質の緩衝部材１６２を薄く敷き、その上に配管１６１を載せてプレス等を行うことにより冷却媒体路を設置する。上側冷却媒体路５６および下側冷却媒体路５７は、図５，図６に示したように屈曲した部分が多いので、このように緩衝部材１６２を敷くことで配管１６１とフェースプレート５４またはクーリングプレート５５との実質的な密着性が向上し、また、熱伝導性も向上し、加熱プレート５１の冷却効率の向上を図ることができる。
【００９３】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。上記実施の形態では、冷却媒体として水を使用したが、これに限らず他の液体や、エアー、窒素等の気体を使用することができ、またペルチェ素子等を使用することもできる。また、パージガスとしてもエアーに限らず種々の気体を用いることができる。ただし、冷却媒体が液体以外の場合にはパージガスは不要である。冷却媒体路についても上記実施形態に限定されない。また、ペルチェ素子等を使用する場合には冷却媒体路は不要である。さらに、ヒーターについても上記実施形態に限るものではなく、他の種々のものを使用することができる。さらにまた、上記実施形態ではレジスト塗布現像処理システムに用いる加熱処理ユニットに本発明を適用した場合について示したが、これに限らず、基板に対して加熱プレート上で加熱処理を行う場合の全ての場合に適用することができる。さらにまた、基板についても半導体ウエハに限らず、ＬＣＤ基板等の他の基板の加熱処理に適用することができる。
【００９４】
以上説明したように、本発明によれば、加熱プレート内に冷却媒体路が形成され、この冷却媒体路に冷却媒体供給手段によって冷却媒体が供給されるので、特に加熱温度の設定温度を低下させる場合に、この冷却媒体によって加熱プレートの温度を極めて迅速に設定温度に到達させることが可能となる。
【００９６】
さらに、加熱プレートの温度を所定の設定温度まで降温する際、冷却媒体供給手段を制御して、冷却媒体を冷却媒体路に供給し、加熱プレートの温度を設定温度以下まで降温し、その後、ヒーターを作動させて、加熱プレートの温度を所定の設定温度まで昇温するので、冷却媒体により加熱プレートを降温した後、ヒーターを作動させて温度の微調整を行うことができ、加熱プレートの温度を迅速に新しい設定温度に変更することができるとともに、温度の面内均一性を良好に維持することができる。
【００９７】
さらにまた、加熱プレートの温度を所定の設定温度まで降温する際、加熱プレートの温度と設定温度に基づいて、設定温度より温度が高い冷却媒体停止温度を設定し、冷却媒体供給手段を制御して、冷却媒体路に冷却媒体を供給し、加熱プレートの温度が冷却媒体停止温度まで降温した際に、冷却媒体の供給を停止するので、冷却媒体により加熱プレートを降温する際に、設定温度よりも温度が低下しすぎることを防止することができ、加熱プレートの温度を迅速に新しい設定温度に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る加熱処理ユニットが組み込まれた半導体ウエハのレジスト塗布現像処理システムの全体構成を示す平面図。
【図２】本発明の一実施形態に係る加熱処理ユニットが組み込まれた半導体ウエハのレジスト塗布現像処理システムの全体構成を示す正面図。
【図３】本発明の一実施形態に係る加熱処理ユニットが組み込まれた半導体ウエハのレジスト塗布現像処理システムの全体構成を示す背面図。
【図４】図４は、本発明の一実施形態における加熱処理ユニット（ＨＰ）およびその制御系を示す模式図。
【図５】図４に示す加熱処理ユニットのフェースプレート内に装着する冷却媒体路の平面図。
【図６】図４に示す加熱処理ユニットのクーリングプレート内に装着する冷却媒体路の平面図。
【図７】加熱プレートの降温時の制御における加熱プレートの温度の推移を示すグラフ。
【図８】加熱プレートの設定温度を低下させ、その新しい設定温度に降温する場合の制御を示すフローチャート。
【図９】加熱プレートの昇温時の制御における加熱プレートの温度の推移を示すグラフ。
【図１０】加熱プレートの設定温度を上昇させ、その新しい設定温度に昇温する場合の制御を示すフローチャート。
【図１１】加熱プレートの昇温時に、オーバーシュートが生じる場合における加熱プレートの温度の推移を示すグラフ。
【図１２】加熱プレートの昇温時に、オーバーシュートが生じる場合における場合の制御を示すフローチャート。
【図１３】加熱プレートの設定温度の経時的な変化の例を示すグラフ。
【図１４】本発明の他の実施形態における加熱処理ユニットに冷却水を供給する形態を説明するための説明図。
【図１５】本発明のさらに他の実施形態における混合部の一例を示す概略断面図。
【図１６】本発明のさらにまた他の実施形態における加熱プレートの溝と配管との間に緩衝部材を挿入した状態を示す部分断面図。
【符号の説明】
５１……加熱プレート
５２……ヒーター
５６，５７……冷却媒体路
５６ａ，５６ｂ，５７ａ，５７ｂ……分割路
５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄ……冷却媒体の入口
５９ａ，５９ｂ，５９ｃ，５９ｄ……冷却媒体の出口
６０，６１……冷却媒体の供給路（供給手段）
６２，６３……切換弁
６５……温度センサー
６６……ユニットコントローラ
６７……温調器
ＨＰ…加熱処理ユニット
Ｗ……半導体ウエハ（基板）
Claims (8)
- 基板に加熱処理を施すための基板加熱処理装置であって、
基板を近接または載置して、基板に加熱処理を施す加熱プレートと、
この加熱プレート内に埋設され、加熱プレートを昇温するヒーターと、
前記加熱プレート内に形成され、内部に前記加熱プレートを降温するための冷却媒体が通流される冷却媒体路と、
この冷却媒体路に冷却媒体を供給する冷却媒体供給手段と、
前記ヒーターおよび前記冷却媒体供給手段を制御して、加熱プレートの温度を設定温度に制御する制御手段と
を具備し、
前記制御手段は、前記加熱プレートの温度を所定の設定温度まで降温する際、前記加熱プレートの温度と設定温度に基づいて、設定温度より温度が高い冷却媒体停止温度を設定し、前記冷却媒体供給手段を制御して、前記冷却媒体路に冷却媒体を供給し、前記加熱プレートの温度が冷却媒体停止温度まで降温した際に、冷却媒体の供給を停止することを特徴とする基板加熱処理装置。 - 基板に加熱処理を施すための基板加熱処理装置であって、
基板を近接または載置して、基板に加熱処理を施す加熱プレートと、
この加熱プレート内に埋設され、加熱プレートを昇温するヒーターと、
前記加熱プレート内に形成され、内部に前記加熱プレートを降温するための冷却媒体が通流される冷却媒体路と、
この冷却媒体路に冷却媒体を供給する冷却媒体供給手段と、
前記ヒーターおよび前記冷却媒体供給手段を制御して、加熱プレートの温度を設定温度に制御する制御手段と
を具備し、
前記冷却媒体供給手段は、前記冷却媒体路に液体の冷却媒体を供給する冷却媒体供給配管と、前記冷却媒体路にパージガスを供給するパージガス配管と、これらいずれかを冷却媒体路に導くように切り換える切換弁とを有し、
前記制御手段は、液体の冷却媒体を前記冷却媒体路に通流させた後、前記切換弁を切り換えてパージガスを通流させるとともに、前記パージガスの供給を停止した後、前記加熱プレートの温度が設定温度より高く、かつ、加熱プレートの温度を時間で微分した値が正である場合には、前記加熱プレートの温度が設定温度から所定温度低い温度以下の温度までに降温するまで、パージガスを前記冷却媒体路に供給し、その後、前記ヒーターの制御を開始して、前記加熱プレートの温度を所定の設定温度に制御することを特徴とする基板加熱処理装置。 - 基板に加熱処理を施すための基板加熱処理装置であって、
基板を近接または載置して、基板に加熱処理を施す加熱プレートと、
この加熱プレート内に埋設され、加熱プレートを昇温するヒーターと、
前記加熱プレート内に形成され、内部に前記加熱プレートを降温するための冷却媒体が通流される冷却媒体路と、
この冷却媒体路に冷却媒体を供給する冷却媒体供給手段と、
前記ヒーターおよび前記冷却媒体供給手段を制御して、加熱プレートの温度を設定温度に制御する制御手段と
を具備し、
前記冷却媒体供給手段は、前記冷却媒体路に液体の冷却媒体を供給する冷却媒体供給配管と、前記冷却媒体路にパージガスを供給するパージガス配管と、これらいずれかを冷却媒体路に導くように切り換える切換弁とを有し、
前記制御手段は、液体の冷却媒体を前記冷却媒体路に通流させた後、前記切換弁を切り換えてパージガスを通流させるとともに、前記パージガスの供給を停止した後、前記加熱プレートの温度が設定温度より高くないか、または、加熱プレートの温度を時間で微分した値が正でない場合に、さらに、この加熱プレートの温度が所定時間の間に昇温しないと き、または、前記微分値が正でない状態が所定時間以上続いたとき、前記ヒーターの制御を開始して、前記加熱プレートの温度を所定の設定温度に制御することを特徴とする基板加熱処理装置。 - 基板を近接または載置して基板に加熱処理を施す加熱プレートと、
この加熱プレート内に埋設され加熱プレートを昇温するためのヒーターと、
前記加熱プレート内に形成され、内部に前記加熱プレートを降温するための冷却媒体が通流される冷却媒体路と
を備えた複数の基板加熱処理ユニットと、
前記複数の基板加熱処理ユニットのそれぞれの前記冷却媒体路に冷却媒体を供給する冷却媒体供給手段と、
前記複数の基板加熱処理ユニットのそれぞれの前記ヒーターおよび前記冷却媒体供給手段を制御して、前記複数の基板加熱処理ユニットのそれぞれの加熱プレートの温度を制御するための制御手段とを具備し、
前記制御手段は、前記それぞれの加熱プレートの温度を第１の設定温度から第２の設定温度まで降温する際に、前記冷却媒体供給手段を制御して、前記それぞれの冷却媒体路に冷却媒体の供給を開始する時間に時間差を設けることを特徴とする基板加熱処理装置。 - 前記複数の基板加熱処理ユニットは上下方向に積層されており、前記制御手段は、前記冷却媒体供給手段が下方の基板加熱処理ユニットの冷却媒体路から順に冷却媒体の供給を開始するように制御することを特徴とする請求項４に記載の基板加熱処理装置。
- 前記第１の設定温度での基板の加熱処理が終わった直後に、前記加熱プレートの降温を開始することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の基板加熱処理装置。
- 基板を近接または載置して基板に加熱処理を施す加熱プレートと、この加熱プレート内に埋設され加熱プレートを昇温するためのヒーターと、前記加熱プレート内に形成され、内部に前記加熱プレートを降温するための冷却媒体が通流される冷却媒体路と、前記冷却媒体路に冷却媒体を供給する冷却媒体供給手段とを備えた基板加熱処理装置において前記加熱プレートの温度を制御するための温度制御方法であって、
前記加熱プレートの温度を所定の設定温度まで降温する際、前記冷却媒体供給手段を制御して、液体の冷却媒体を前記冷却媒体路に通流させる工程と、
その後、前記冷却媒体路にパージガスを通流させる工程と
を有し、
前記パージガスの供給を停止した後、前記加熱プレートの温度が設定温度より高く、かつ、加熱プレートの温度を時間で微分した値が正である場合には、前記加熱プレートの温度が設定温度から所定温度低い温度以下の温度までに降温するまで、パージガスを前記冷却媒体路に供給し、その後、前記ヒーターの制御を開始して、前記加熱プレートの温度を所定の設定温度に制御することを特徴とする温度制御方法。 - 基板を近接または載置して基板に加熱処理を施す加熱プレートと、この加熱プレート内に埋設され加熱プレートを昇温するためのヒーターと、前記加熱プレート内に形成され、内部に前記加熱プレートを降温するための冷却媒体が通流される冷却媒体路と、前記冷却媒体路に冷却媒体を供給する冷却媒体供給手段とを備えた基板加熱処理装置において前記加熱プレートの温度を制御するための温度制御方法であって、
前記加熱プレートの温度を所定の設定温度まで降温する際、前記冷却媒体供給手段を制御して、液体の冷却媒体を前記冷却媒体路に通流させる工程と、
その後、前記冷却媒体路にパージガスを通流させる工程と
を有し、
前記パージガスの供給を停止した後、前記加熱プレートの温度が設定温度より高くないか、または、加熱プレートの温度を時間で微分した値が正でない場合に、さらに、この加熱プレートの温度が所定時間の間に昇温しないとき、または、前記微分値が正でない状態が所定時間以上続いたとき、前記ヒーターの制御を開始して、前記加熱プレートの温度を 所定の設定温度に制御することを特徴とする温度制御方法。
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