JP3919939B2 - 熱処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば写真製版技術を用いて半導体素子を製造する半導体製造システム内に組み込まれる加熱装置や冷却装置などの熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、写真製版技術を用いた半導体製造システムでは、一つのシステム内にレジスト塗布ユニットや、乾燥ユニット、加熱ユニットなどの各種処理ユニットを組み込み、これら各種処理ユニット間を順次移動させながら一連の処理を施すようになっている。
【０００３】
図８は典型的な熱処理ユニット２００の垂直断面図である。
【０００４】
この熱処理ユニット２００では、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という）Ｗは熱処理盤２０１の上面上に載置され、このウエハＷは熱処理盤２０１から放出される熱により熱処理される。この熱処理盤２０１には図示しないヒータが組み込まれており、このヒータから供給される熱により熱処理盤２０１が加熱される。そしてウエハＷは熱処理時の熱処理温度の変動による影響を受けやすいため、熱処理盤２０１の温度管理は正確に行わなければならない。そのため、熱処理盤２０１には温度を検出するための温度センサ（図示省略）が取り付けられており、この温度センサを介して制御装置が前記ヒータのオン・オフを切り換えることにより熱処理盤２０１の温度を制御するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、熱処理盤２０１の実際の温度と、温度センサにより検出される温度の絶対値とは必ずしも一致しない場合があり、僅かにずれが存在する場合がある。
【０００６】
例えば熱処理盤２０１の温度が実際には２０°Ｃであるにも拘らず、温度センサでは１９°Ｃとして検出される場合である。この温度のずれは「オフセット」と呼ばれ、温度センサの特性や温度センサから制御装置に信号を送る経路、例えばアナログ回路やアンプ類を通過する際に生じると考えられる。このオフセットがある場合には、信号送信経路上のアナログ回路やアンプ類を調節して見掛け上はこのオフセットが存在しないようにする。例えば上記の例では温度センサで１９°Ｃとして検出されたときには熱定盤２０１の温度が２０°Ｃであるとして扱い、１°Ｃのオフセットを相殺させる。このようにオフセットが存在する場合でも、その値が一定値の場合には電気的に調節することにより相殺させることができるため、実用上は問題がない。
【０００７】
しかし、このオフセット値が時間の経過とともに変動することがある。例えば、塗布処理装置をユーザーの工場に設置後試運転し、熱処理盤の実際の温度と温度センサの検出温度との間の１°Ｃのオフセットを確認し、このオフセットが相殺されるように調節した場合を例にとって説明する。工場に設置後最初のうちはオフセットの値は１°Ｃのままであったものが６ケ月から１年程度経過すると、塗布処理装置の操作時の熱処理盤２０１の温度を示すモニターの数値が設定温度の２０°Ｃより低い１９°Ｃになる場合がある。塗布処理装置を完全に停止させて点検すると、熱処理盤２０１の実際の温度は２０°Ｃであることが判明した。この場合、この温度ずれの原因としては、温度センサの劣化によるオフセットの増大と、例えばアナログ回路やアンプ類の特性変化や熱定盤２０１内の熱循環系の変化など温度センサ以外の要因によるものの二つに大別される。
【０００８】
温度センサの劣化の場合には温度センサの交換が必要であり、一方、それ以外の原因による場合には上述した電気的な調節を再度行うことで対処できる。しかるに原因を特定するには塗布処理装置を完全に停止させねばならず、工場の生産効率が低下するため、現実的には装置を停止させて原因特定することはできないという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものである。
【００１０】
即ち、本発明の目的は、装置を運転させた状態で温度ずれの事実と原因特定を可能にした熱処理装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の目的は、装置を運転させた状態で温度ずれの事実、その原因特定、並びに温度再調節を可能にした熱処理装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、請求項１記載の本発明の熱処理装置は、被処理基板が載置される熱処理盤と、前記熱処理盤の温度を検出する手段と、前記検出した温度に基づいて、前記熱処理盤の温度を所定の目標温度に制御する制御手段と、正常運転時の前記熱処理盤の熱的環境を記憶する手段と、前記目標温度と前記検出温度との間に温度ずれが生じた場合に、前記記憶した熱的環境を再現し、前記正常運転時の検出温度と、前記再現したときの検出温度とに基づいて、前記温度ずれを惹起した箇所を特定する手段と、を具備する。
【００１３】
請求項２記載の本発明の熱処理装置は、被処理基板が載置される熱処理盤と、前記熱処理盤の温度を検出する手段と、前記検出した温度に基づいて、前記熱処理盤の温度を所定の目標温度に制御する制御手段と、正常運転時の前記熱処理盤の熱的環境を記憶する手段と、前記目標温度と前記検出温度との間に温度ずれが生じた場合に、前記記憶した熱的環境を再現し、前記正常運転時の検出温度と、前記再現したときの検出温度とに基づいて、前記温度ずれを惹起した箇所を特定する手段と、前記温度ずれの程度と前記特定した箇所とに応じて、前記温度ずれを相殺するように前記制御手段を調節する手段と、を具備する。
【００１４】
請求項３記載の本発明の熱処理装置は、被処理基板が載置される熱処理盤と、前記熱処理盤を加熱するヒータと、前記ヒータに電力を供給する電力供給系と、前記熱処理盤の側面方向から気体を供給する気体供給系と、前記熱処理盤の温度を検出するセンサと、前記センサで検出した温度に基づいて、前記熱処理盤の温度が所定の目標温度になるように前記電力供給系の供給電力量を制御する制御手段と、正常運転時の前記熱処理盤への供給電力量、気体流量、及び検出温度を記憶する手段と、前記目標温度と前記検出温度との間に温度ずれが生じた場合に、前記記憶した量の電力及び気体を供給する状態を再現し、前記正常運転時の検出温度と、前記再現したときの検出温度とに基づいて、前記温度ずれを惹起した箇所を特定する手段と、を具備する。
【００１５】
請求項４記載の本発明の熱処理装置は、被処理基板が載置される熱処理盤と、前記熱処理盤を加熱するヒータと、前記ヒータに電力を供給する電力供給系と、前記熱処理盤の側面方向から気体を供給する気体供給系と、前記熱処理盤の温度を検出するセンサと、前記センサで検出した温度に基づいて、前記熱処理盤の温度が所定の目標温度になるように前記電力供給系の供給電力量を制御する制御手段と、正常運転時の前記熱処理盤への供給電力量、気体流量、及び検出温度を記憶する手段と、前記目標温度と前記検出温度との間に温度ずれが生じた場合に、前記記憶した量の電力及び気体を供給する状態を再現し、前記正常運転時の検出温度と、前記再現したときの検出温度とに基づいて、前記温度ずれを惹起した箇所を特定する手段と、前記温度ずれの程度と前記特定した箇所とに応じて、前記温度ずれを相殺するように前記制御手段を調節する手段と、を具備する。
【００１６】
請求項５記載の本発明の熱処理装置は、被処理基板が載置される熱処理盤と、前記熱処理盤を加熱するヒータと、前記ヒータに電力を供給する電力供給系と、前記熱処理盤の側面方向から気体を供給する気体供給系と、前記熱処理盤の温度を検出して電気信号に変換する第１センサと、前記電気信号を増幅するアナログ回路と、前記増幅された電気信号に基づいて、前記熱処理盤の温度が所定の目標温度になるように前記電力供給系の供給電力量を制御する制御手段と、前記熱処理盤の温度を精密に検出する第２センサと、正常運転時の前記熱処理盤の供給電力量、気体流量、前記第１センサの検出温度、及び前記第２センサの検出温度を記憶する手段と、前記目標温度と前記第１センサの検出温度との間に温度ずれが生じた場合に、前記記憶した量の電力及び気体を供給する状態を再現し、前記正常運転時の検出温度と、前記再現したときの検出温度とに基づいて、前記温度ずれを惹起した箇所を特定する手段と、を具備する。
【００１７】
請求項６記載の本発明の熱処理装置は、被処理基板が載置される熱処理盤と、前記熱処理盤を加熱するヒータと、前記ヒータに電力を供給する電力供給系と、前記熱処理盤の側面方向から気体を供給する気体供給系と、前記熱処理盤の温度を検出して電気信号に変換する第１センサと、前記電気信号を増幅するアナログ回路と、前記増幅された電気信号に基づいて、前記熱処理盤の温度が所定の目標温度になるように前記電力供給系の供給電力量を制御する制御手段と、前記熱処理盤の温度を精密に検出する第２センサと、正常運転時の前記熱処理盤の供給電力量、気体流量、前記第１センサの検出温度、及び前記第２センサの検出温度を記憶する手段と、前記目標温度と前記第１センサの検出温度との間に温度ずれが生じた場合に、前記記憶した量の電力及び気体を供給する状態を再現し、前記正常運転時の検出温度と、前記再現したときの検出温度とに基づいて、前記温度ずれを惹起した箇所を特定する手段と、前記温度ずれの程度と前記特定した箇所とに応じて、前記温度ずれを相殺するように前記アナログ回路又は制御手段を調節する手段と、を具備する。
【００１８】
請求項７記載の本発明の熱処理装置は、請求項１〜６に記載の熱処理装置であって、前記特定した箇所を表示する手段を更に具備することを特徴とする。
【００１９】
請求項８記載の本発明の熱処理装置は、請求項１〜６に記載の熱処理装置であって、前記特定した箇所の修理又は交換が必要な場合に警告する手段を更に具備することを特徴とする。
【００２０】
請求項１記載の熱処理装置では、装置設置時の試運転の際など、正常運転時の前記熱処理盤の熱的環境、例えば、熱処理盤の検出温度や、ヒータへの電力供給量、熱処理盤の横方向から流す気体の流量などを記憶しておく。
【００２１】
そして、前記目標温度と前記検出温度との間に温度ずれが生じた場合に、正常運転時の前記熱処理盤の熱的環境を再現し、熱処理盤の温度を検出する。この検出した温度と前記記憶した正常運転時の検出温度とを比較する。このように正常運転時の熱処理盤の検出温度と、正常運転時と同じ熱的環境を再現して検出した温度とを比較するので、二つの検出温度が異なれば検出手段、例えばセンサが劣化していると判断できる。一方、二つの検出温度が等しければ検出手段以外の箇所、例えばセンサと制御装置との間のアナログ回路や制御装置、或いは熱処理盤に故障があると判断できる。なお、上記センサより高精度の温度センサ、例えばプラチナセンサなどを用いて熱処理盤の温度を正確に計ることにより、より正確に故障箇所を特定できるので好ましい。
【００２２】
請求項２記載の熱処理装置では、前記温度ずれの程度と前記特定した箇所とに応じて、前記温度ずれを相殺するように前記制御手段を調節する手段を備えているので、温度ずれが生じた場合であってもこれを相殺させるように調節して定格通りの温度になるように熱処理盤の温度を制御できる。
【００２３】
請求項３記載の熱処理装置では、装置設置時の試運転の際など、正常運転時の前記熱処理盤の熱処理盤の検出温度、ヒータへの電力供給量、熱処理盤の横方向から流す気体の流量を記憶しておく。
【００２４】
そして、前記目標温度と前記検出温度との間に温度ずれが生じた場合に、正常運転時の前記熱処理盤の熱的環境即ち、ヒータへの電力供給量、熱処理盤の横方向から流す気体の流量を再現し、熱処理盤の温度を検出する。この検出した温度と前記記憶した正常運転時の検出温度とを比較する。このように正常運転時の熱処理盤の検出温度と、正常運転時と同じ熱的環境を再現して検出した温度とを比較するので、二つの検出温度が異なれば検出手段、例えばセンサが劣化していると判断できる。一方、二つの検出温度が等しければ検出手段以外の箇所、例えばセンサと制御装置との間のアナログ回路や制御装置、或いは熱処理盤に故障があると判断できる。
【００２５】
請求項４記載の熱処理装置では、前記温度ずれの程度と前記特定した箇所とに応じて、前記温度ずれを相殺するように前記制御手段を調節する手段を備えているので、温度ずれが生じた場合であってもこれを相殺させるように調節して定格通りの温度になるように熱処理盤の温度を制御できる。
【００２６】
請求項５記載の熱処理装置では、正常運転時のヒータへの供給電力と気体供給量とを再現することにより正常運転時の前記熱処理盤への熱的環境を再現する一方で、熱処理盤の温度を第１センサ及び第２センサの二つの系統で検出し、各系統で検出した温度を比較する。
【００２７】
第２センサで測定した温度の信頼性は高くこの温度を基準とすることができるので、第１センサで検出した温度との間に差がある場合には第１センサが劣化したと判断できる。一方、両者間に差がない場合には第１センサ自体は劣化していないので、それ以外の信号送信系や熱定盤に異常があると特定できる。
【００２８】
請求項６記載の熱処理装置では、前記第１センサで検出した温度と前記第２センサで検出した温度とが一致するように前記アナログ回路を調節する手段を備えているので、温度ずれが起きた場合であってもこれを相殺させるように調節して定格通りの温度になるように熱処理盤の温度を制御できる。
【００２９】
請求項７記載の熱処理装置では、請求項１〜６に記載の熱処理装置において、前記特定した箇所を表示する手段を更に具備しているので、故障の有無や、故障箇所を正確かつ迅速に知らせることができる。
【００３０】
請求項８記載の熱処理装置では、請求項１〜６に記載の熱処理装置であって、前記特定した箇所の修理又は交換が必要な場合に警告する手段を更に具備しているので、故障の有無、故障箇所、修理や交換の必要性を正確かつ迅速に知らせることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の詳細を図面に基づいて説明する。
【００３２】
図１は本発明の一実施形態に係るレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）を備えた半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）の塗布現像処理システム１全体を示した平面図である。
【００３３】
この塗布現像処理システム１では、被処理体としてのウエハＷをウエハカセットＣＲで複数枚、例えば２５枚単位で外部からシステムに搬入・搬出したり、ウエハカセットＣＲに対してウエハＷを搬入・搬出したりするためのカセットステーション１０と、塗布現像工程の中で１枚ずつウエハＷに所定の処理を施す枚葉式の各種処理ユニットを所定位置に多段配置した処理ステーション１１と、この処理ステーション１１に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を受け渡しするためのインタフェース部１２とが一体的に接続されている。このカセットステーション１０では、カセット載置台２０上の位置決め突起２０ａの位置に、複数個例えば４個までのウエハカセットＣＲが、夫々のウエハ出入口を処理ステーション１１側に向けてＸ方向（図１中の上下方向）一列に載置され、このカセット配列方向（Ｘ方向）およびウエハカセッ卜ＣＲ内に収納されたウエハＷのウエハ配列方向（Ｚ方向；垂直方向）に移動可能なウエハ搬送体２１が各ウエハカセットＣＲに選択的にアクセスする。
【００３４】
このウエハ搬送体２１はθ方向に回転自在であり、後述するように処理ステーション１１側の第３の処理ユニット群Ｇ3 の多段ユニット部に配設されたアライメントユニット（ＡＬＩＭ）やイクステンションユニット（ＥＸＴ）にもアクセスできる。
【００３５】
処理ステーション１１には、ウエハ搬送装置を備えた垂直搬送型の主ウエハ搬送機構２２が設けられ、その周りに全ての処理ユニットが１組または複数の組に亙って多段に配置されている。
【００３６】
図２は上記塗布現像処理システム１の正面図である。
【００３７】
第１の処理ユニット群Ｇ1 では、カップＣＰ内でウエハＷをスピンチャックに載せて所定の処理を行う２台のスピンナ型処理ユニット、例えば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。第２の処理ユニット群Ｇ2 では、２台のスピンナ型処理ユニット、例えば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。これらレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）は、レジスト液の排液が機構的にもメンテナンスの上でも面倒であることから、このように下段に配置するのが好ましい。しかし、必要に応じて適宜上段に配置することももちろん可能である。
【００３８】
図３は上記塗布現像処理システム１の背面図である。
【００３９】
主ウエハ搬送機構２２では、筒状支持体４９の内側に、ウエハ搬送装置４６が上下方向（Ｚ方向）に昇降自在に装備されている。筒状支持体４９はモータ（図示せず）の回転軸に接続されており、このモータの回転駆動力によって、前記回転軸を中心としてウエハ搬送装置４６と一体に回転し、それによりこのウエハ搬送装置４６はθ方向に回転自在となっている。なお筒状支持体４９は前記モータによって回転される別の回転軸（図示せず）に接続するように構成してもよい。ウエハ搬送装置４６には、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が配設されており、これらの保持部材４８は各処理ユニット間でのウエハＷの受け渡しを可能にしている。
【００４０】
また、図１に示すようにこの塗布現像処理システム１では、５つの処理ユニット群Ｇ1 、Ｇ2 、Ｇ3 、Ｇ4 、Ｇ5 が配置可能であり、第１および第２の処理ユニット群Ｇ1 、Ｇ2 の多段ユニットは、システム正面（図１において手前）側に配置され、第３の処理ユニット群Ｇ3 の多段ユニットはカセットステーション１０に隣接して配置され、第４の処理ユニット群Ｇ4 の多段ユニットはインタフェース部１２に隣接して配置され、第５の処理ユニット群Ｇ5 の多段ユニットは背面側に配置されることが可能である。
【００４１】
図３に示すように、第３の処理ユニット群Ｇ3 では、ウエハＷを保持台（図示せず）に載せて所定の処理を行うオーブン型の処理ユニット、例えば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疏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）、イクステンションユニット（ＥＸＴ）、露光処理前の加熱処理を行うプリベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）および露光処理後の加熱処理を行うポストベーキングユニット（Post Exposure Bake 以下「ＰＥＢ」と記す）が、下から順に例えば８段に重ねられている。第４の処理ユニット群Ｇ4 でも、オーブン型の処理ユニット、例えばクーリングユニット（ＣＯＬ）、イクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）、イクステンションユニット（ＥＸＴ）、クーリングユニッ卜（ＣＯＬ）、プリベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）およびポストベーキングユニット（ＰＥＢ）が下から順に、例えば８段に重ねられている。
【００４２】
このように処理温度の低いクーリングユニット（ＣＯＬ）、イクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）を下段に配置し、処理温度の高いプリベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）、ポストベーキングユニット（ＰＥＢ）およびアドヒージョンユニット（ＡＤ）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。
【００４３】
図１に示すように、インタフェース部１２では、奥行方向（Ｘ方向）は前記処理ステーション１１と同じ寸法を有するが、幅方向（Ｙ方向）はより小さなサイズである。このインタフェース部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とが２段に配置され、他方背面部には周辺露光装置２３が配設され、さらに中央部にはウエハ搬送体２４が設けられている。このウエハ搬送体２４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にアクセスする。
【００４４】
ウエハ搬送体２４は、θ方向にも回転自在であり、処理ステーション１１側の第４の処理ユニット群Ｇ4 の多段ユニットに配設されたイクステンションユニット（ＥＸＴ）や、隣接する露光装置側のウエハ受渡し台（図示せず）にもアクセスできる。
【００４５】
また塗布現像処理システム１では、既述の如く主ウエハ搬送機構２２の背面側にも図１中破線で示した第５の処理ユニット群Ｇ5 の多段ユニットを配置できるが、この第５の処理ユニット群Ｇ5 の多段ユニットは、案内レール２５に沿ってＹ方向へ移動可能である。従って、この第５の処理ユニット群Ｇ5 の多段ユニットを図示の如く設けた場合でも、前記案内レール２５に沿って移動することにより、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が容易に行える。
【００４６】
次に、図４及び図５につき処理ステーション１１において第３および第４の組Ｇ3 ，Ｇ4 の多段ユニットに含まれているベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）、（ＰＥＢ）、クーリングユニット（ＣＯＬ）、（ＥＸＴＣＯＬ）のような熱処理ユニットの構成および作用を説明する。
【００４７】
図４および図５は、本実施形態に係る熱処理ユニットの構成を示す平面図および断面図である。なお、図５では、図解のために水平遮蔽板５５を省略してある。
【００４８】
この熱処理ユニットの処理室５０は両側壁５３と水平遮蔽板５５とで形成され、処理室５０の正面側（主ウエハ搬送機構２４側）および背面側はそれぞれ開口部５０Ａ，５０Ｂとなっている。遮蔽板５５の中心部には円形の開口５６が形成され、この開口５６内には円盤状の熱定盤５８が載置台として設けられる。
【００４９】
熱定盤５８には例えば３つの孔６０が設けられ、各孔６０内には支持ピン６２が遊嵌状態で挿通されており、半導体ウエハＷのローディング・アンローディング時には各指示ピン６２が熱定盤５８の表面より上に突出または上昇して主ウエハ搬送機構２２の保持部材４８との間でウエハＷの受け渡しを行うようになっている。
【００５０】
熱定盤５８の外周囲には、円周方向にたとえば２゜間隔で多数の通気孔６４を形成したリング状の帯板からなるシャッタ６６が設けられている。このシャッタ６６は、通常は熱定盤５８より下の位置に退避しているが、加熱処理時には図５に示すように熱定盤５８の上面よりも高い位置まで上昇して、熱定盤５８とカバー体６８との間にリング状の側壁を形成し、図示しない気体供給系より送り込まれるダウンフローの空気や窒素ガス等の不活性ガスを通気孔６４より周方向で均等に流入させるようになっている。
【００５１】
カバー体６８の中心部には加熱処理時にウエハＷ表面から発生するガスを排出するための排気口６８ａが設けられ、この排気口６８ａに排気管７０が接続されている。この排気管７０は、装置正面側（主ウエハ搬送機構２２側）のダクト５３（もしくは５４）または図示しないダクトに通じている。
【００５２】
遮蔽板５５の下には、遮蔽板５５、両側壁５３および底板７２によって機械室７４が形成されており、室内には熱処理盤支持板７６、シャッタアーム７８、支持ピンアーム８０、シャッタアーム昇降駆動用シリンダ８２、支持ピンアーム昇降駆動用シリンダ８４が設けられている。
【００５３】
図４に示すように、ウエハＷの外周縁部が載るべき熱定盤５８の表面位置に複数個たとえば４個のウエハＷ案内支持突起部８６が設けられている。
【００５４】
熱定盤５８内部には空洞が設けられており、この空洞内で熱媒を加熱することにより発生する熱媒蒸気をこの空洞内で循環させて熱定盤５８を所定温度に維持するようになっている。
【００５５】
図６は本実施形態に係る熱定盤５８とその周辺の構造を模式的に示した垂直断面図である。この図６に示したように、カバー体６８の下面側には円錐形の凹部６８ｂが形成されており、この円錐の頂点にあたる部分には排気口６８ａが設けられ、この排気口６８ａに排気管７０の下端が接続されている。排気管７０の他端側は図示しない排気系に接続されており、熱定盤５８で加熱されて上昇した加熱気体が円錐形の凹部６８ｂで集められ、前記排気口６８ａと排気管７０とを介して排気されるようになっている。
【００５６】
この図６に示すように、熱定盤５８の内部は密閉された空洞５８ａになっており、その底部の一部分には断面がＶ字状になるように形成された熱媒溜め５８ｂが設けられている。この熱媒溜め５８ｂの中にはニクロム線などのヒータ９１が図６の紙面に垂直な方向に配設されており、このヒータ９１には制御装置で制御された電力供給装置９５から電力が供給されるようになっている。
【００５７】
電力供給装置９５からヒータ９１へ電力が供給されると、ヒータ９１が発熱を開始し、このヒータ９１により凝縮されて熱媒溜め５８ｂ内に溜まった熱媒が加熱される。加熱された熱媒は気化蒸発して空洞５８ａ内を循環する。熱媒蒸気が空洞５８ａ内の冷えた部分に当接すると、熱媒蒸気はこの冷えた部分に熱量を与えると同時に凝縮して液化する。このとき熱媒から熱定盤５８に与えられる熱量は熱媒の気化熱であり、熱媒の種類によって定まる値である。従って、熱媒が蒸発してから凝縮するまでの一連のサイクルが安定して定常状態に達すれば熱定盤の温度をほぼ一定温度に保つことができるようになっている。
【００５８】
熱定盤５８の上面には二つの温度センサＳ１，Ｓ２が取り付けられている。このうちセンサＳ１は一般的な温度センサであり、例えば熱電対を利用したセンサが用いられる。このセンサＳ１は通常の熱処理で用いられる温度センサであり、後述するアナログ回路やアンプなどの信号送信経路を経由して制御装置１２０に接続されている。
【００５９】
一方、もう一つのセンサＳ２は前記センサＳ１より高精度に温度測定できる精密計測器としてのセンサであり、例えばプラチナを利用したセンサが用いられる。この高精度センサＳ２は通常、センサの温度校正用に用いられるセンサであり、検出値の絶対値に対する信頼性が高く、経時変化も少ない。この高精度センサＳ２は上記センサＳ１とは別個のアナログ回路やアンプなどの信号送信経路を経由して制御装置１２０に接続されている。
【００６０】
熱定盤５８に隣接して気体ダクト１０１，１０１が配設されている。この気体ダクト１０１，１０１は熱定盤５８の横方向から気体、例えば空気や不活性ガスなどを流すためのものである。この気体ダクトの先には図示しない気体供給系が配設されており、この気体ダクト１０１，１０１に気体を供給するようになっている。この気体ダクト１０１，１０１から送り出された気体が熱定盤５８の側面、側面から上表面へと移動しながら熱定盤５８の熱をその上に載置されたウエハＷに供給する。
【００６１】
気体ダクト１０１，１０１の途中には気体ダクト１０１，１０１の流路の幅を増減する気体バルブ１００，１００が配設されており、気体ダクト１０１，１０１の中を流動する気体の流量を調節するようになっている。この気体バルブ１００，１００は後述する制御装置に接続されており、この制御装置からの制御信号によりその中を通る気体の流量を制御するようになっている。
【００６２】
図７は本実施形態に係る熱処理ユニットの制御系を示したブロック図である。図７に示したように、この熱処理ユニットでは熱定盤５８内のヒータ９１に電力を供給する電力供給装置９５、熱定盤５８上にウエハＷを搬送するメインアームの駆動機構１１０及び気体バルブ１００、が制御装置１２０に接続されており、この制御装置１２０により統括的に制御されている。
【００６３】
また、熱定盤５８の温度を検出する温度センサＳ１は途中のアナログ回路Ｃ１とアンプＡ１を経由して制御装置１２０に接続されている。更に熱定盤５８の温度を上記温度センサＳ１より高精度に測定する高精度センサＳ２は途中のアナログ回路Ｃ２とアンプＡ２を経由して制御装置１２０に接続されている。
【００６４】
制御装置には更に表示装置１３０が接続されており、必要な情報、例えば上記温度センサＳ１、高精度センサＳ２の各センサで検出した熱定盤５８の温度検出値やその差、或いはセンサＳ１の交換の必要性の有無などを表示するようになっている。
【００６５】
更に上記表示装置１３０を介してドライバ１４０が接続されている。このドライバ１４０は更に上記アナログ回路Ｃ１及びアンプＡ１と接続され、制御装置１２０からの信号に基づいてアナログ回路Ｃ１やアンプＡ１のパラメータを調節して温度センサＳ１の検出値と熱定盤５８の実際の温度とのずれを相殺する。
【００６６】
次に本実施形態に係る熱処理ユニットの制御の仕方について説明する。
【００６７】
本実施形態に係る熱処理ユニットでは、熱定盤５８の温度を温度センサＳ１と高精度センサＳ２とで検出し、これらの検出値を比較することにより温度ずれの原因を特定する。
【００６８】
すなわち、本実施形態に係る熱処理ユニットを含む装置をユーザーの工場に設置して試運転する際の状態を制御装置１２０内の記憶部（図示省略）内に記憶しておく。
【００６９】
具体的には、試運転時の、電力供給装置９５から熱定盤５８内のヒータ９１に供給する電力量や、熱定盤５８に向けて流す気体流量などの各種パラメータと、そのパラメータに対して熱定盤５８の温度を温度センサＳ１で検出したときの値（Ｔ10）、及び、高精度センサＳ２（Ｔ20）で検出したときの値を記憶部に記憶しておく。
【００７０】
そして、装置設置後６月〜１年程度経過して、最初に設定した熱定盤５８の目標温度に対して温度センサＳ１で検出した温度の値がずれた場合に、この温度ずれの原因を特定する。
【００７１】
特定の仕方としては、上記記憶部に記憶したパラメータを呼び出し、このパラメータに基づいてヒータ９１への電力供給量や、熱定盤５８への気体流量を試運転時の値にして試運転時の熱量供給状態を再現する。そしてこの状態で温度センサＳ１、高精度センサＳ２により熱定盤５８の温度を検出する。これらの検出温度を上記記憶部に記憶していた、試運転時の温度センサＳ１による検出温度と比較する。更に、熱定盤５８の正確な温度を検出するため、高精度センサＳ２でも熱定盤５８の温度を検出する。
【００７２】
そして、これら試運転時の温度センサＳ１の検出温度（Ｔ10）、試運転時の高精度センサＳ２の検出温度（Ｔ20）、現時点での温度センサＳ１の検出温度（Ｔ11）、及び現時点での高精度センサＳ２の検出温度（Ｔ21）を比較する。
【００７３】
これら４つの温度を比較することにより異常の発生した箇所を特定できる。
【００７４】
例えば、Ｔ10＝Ｔ11、かつＴ20＝Ｔ21の場合、熱定盤５８にも温度センサＳ１にも異常がないので、温度ずれの原因はアナログ回路Ｃ１やアンプＡ１などの送信系の異常にあると判断できる。
【００７５】
また、Ｔ20≠Ｔ21の場合には、熱定盤５８のヒータ９１や熱媒などの加熱系に異常があると判断できる。
【００７６】
更に、Ｔ20＝Ｔ21かつＴ10≠Ｔ11の場合には、熱定盤５８の温度自体は同じであるため、温度センサＳ１の劣化が原因であると判断される。同様に、Ｔ20≠Ｔ21かつＴ10＝Ｔ11の場合にも、熱定盤５８の温度変化に温度センサＳ１の検出値が対応していないので、温度センサＳ１の劣化が原因であると判断される。
【００７７】
一方、Ｔ10≠Ｔ11かつＴ20≠Ｔ21の場合には熱定盤５８の異常に加えて更に別の箇所に異常があると判断できるため、更に調査する必要がある。
【００７８】
Ｔ10＝Ｔ11、かつＴ20＝Ｔ21の場合、制御装置１２０は熱定盤５８にも温度センサＳ１にも異常はなく、温度ずれの原因はアナログ回路Ｃ１やアンプＡ１などの送信系の異常にあると判断する。
【００７９】
この場合には、アナログ回路Ｃ１やアンプＡ１のパラメータを調節することにより温度ずれを相殺することで問題なく装置を運転できる程度の温度ずれか否かを判断する。そして、パラメータ調節で十分対処できる場合にはその旨を表示装置１３０に表示するとともにドライバ１４０を作動させてパラメータを調節する。
【００８０】
なお、このドライバ１４０とは別個に、アナログ回路Ｃ１上の各素子やアンプＡ１の作動状態を調査する回路を設けておき、上記検出温度を比較した結果から送信系に異常があると判断される場合に、この回路を用いて異常が発生した素子や部位を特定できるようにすることも可能である。
【００８１】
一方、Ｔ10＝Ｔ11、かつＴ20＝Ｔ21の場合であっても、アナログ回路Ｃ１やアンプＡ１のパラメータ調節では、安全に装置を運転できない程度の温度ずれであると判断される場合には、その旨を表示装置に表示させ、点検修理が必要であると警告する。
【００８２】
Ｔ20≠Ｔ21の場合には、制御装置１２０は熱定盤５８のヒータ９１や熱媒などの加熱系に異常があると判断して、その旨を表示装置１４０に表示させる。
【００８３】
Ｔ20＝Ｔ21かつＴ10≠Ｔ11の場合には、制御装置１２０は温度センサＳ１の劣化を認識する。そして、この劣化の程度が上記アナログ回路Ｃ１やアンプＡ１のパラメータを調節することにより温度ずれを相殺することで問題なく装置を運転できる程度の温度ずれか否かを判断する。そして、パラメータ調節で十分対処できる場合にはその旨を表示装置１３０に表示するとともにドライバ１４０を作動させてパラメータを調節する。
【００８４】
一方、Ｔ20＝Ｔ21かつＴ10≠Ｔ11の場合であっても、アナログ回路Ｃ１やアンプＡ１のパラメータ調節では安全に装置を運転できない程度の劣化であると判断される場合には、その旨を表示装置に表示させ、温度センサＳ１の交換が必要であると警告する。Ｔ20≠Ｔ21かつＴ10＝Ｔ11の場合にも、Ｔ20＝Ｔ21かつＴ10≠Ｔ11の場合と同様に作動する。
【００８５】
Ｔ10≠Ｔ11かつＴ20≠Ｔ21の場合には、熱定盤５８の異常に加えて更に別の箇所に異常があると判断し、複数部分に異常があるので、更に詳細に調査する必要がある旨を表示装置１４０に表示させる。
【００８６】
以上説明したように、本発明の熱処理ユニットによれば、熱定盤５８の温度を標準的な温度センサＳ１と、この温度センサＳ１よりも測定値の信頼性が高い高精度センサＳ２とを用いて二系統で検出し、装置設定後間もない時期に行う試験運転時の定常状態での熱定盤５８の温度（Ｔ10，Ｔ20）を検出して記憶しておく。
【００８７】
その一方で、この状態を維持するヒータ９１への電力供給量、熱定盤に送る気体流量などの各パラメータも同時に記憶しておき、いつでもこの試験運転時の状態を再現できるようにする。
【００８８】
そして装置設定後６月〜１年経過して熱定盤５８の目標温度と温度センサＳ１の検出温度との間に温度ずれが生じた場合には、現時点での熱定盤５８の温度を温度センサＳ１と高精度センサＳ２とで検出して温度（Ｔ11，Ｔ21）を得、上記試験運転時の温度（Ｔ10，Ｔ20）と比較することにより温度センサＳ１の劣化の有無を確認できるので、異常のある箇所を特定することができる。
【００８９】
また、温度のずれがアナログ回路Ｃ１やアンプＡ１を調節することにより電気的に相殺する機構を備えているので、このような電気的な調整で支障なく装置を運転できる場合には、装置を運転させた状態で温度ずれの事実と、その原因特定、並びに温度再調節をすることができる。
【００９０】
なお、本発明は上記の実施形態の内容に限定されるものではない。
【００９１】
例えば、上記実施形態では内部に熱媒蒸気を循環させることにより均一に加熱される熱定盤を用いてウエハＷを加熱する装置について説明したが、内部にニクロム線ヒータ９１を内蔵し、温度センサなどにより温度制御する熱盤を用いるものでもよい。
【００９２】
また、上記実施形態では通常の温度センサＳ１の他に高精度型センサＳ２をも備えた構造としたが、通常の温度センサＳ１のみを備えた構造であっても良い。その場合には、温度センサＳ１の温度ずれが生じた場合に、正常運転時の電力供給量と気体流量とを再現し、この状態で温度センサＳ１により熱定盤５８の温度を検出し、予め記憶しておいた正常運転時の検出値と比較することにより、温度センサＳ１の劣化の有無を判断する。なお、この場合でも、高精度型センサＳ２をいわゆる外付けの形で使用し、正常運転時の電力供給量と気体流量とを再現した状態で熱定盤５８の温度を温度センサＳ１と高精度型センサＳ２との二系統で検出するのが好ましい。
【００９３】
更に、高精度型センサＳ２については、着脱可能とし、必要な場合にのみ使用するようにしても良い。
【００９４】
また、上記実施形態では、熱定盤５８という加熱処理を行う装置を例にとって説明したが、熱処理を行う装置であればよい。従って、冷却装置にも適用することができる。
【００９５】
更に、上記実施の形態ではウエハＷについての塗布現像処理システム１を例にして説明したが、本発明はこれ以外の処理装置、例えば、ＬＣＤ基板用処理装置などにも適用できることは言うまでもない。
【００９６】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明によれば、装置設置時の試運転の際など、正常運転時の前記熱処理盤の熱的環境、例えば、熱処理盤の検出温度や、ヒータへの電力供給量、熱処理盤の横方向から流す気体の流量などを記憶しておく。
【００９７】
そして、前記目標温度と前記検出温度との間に温度ずれが生じた場合に、正常運転時の前記熱処理盤の熱的環境を再現し、熱処理盤の温度を検出する。この検出した温度と前記記憶した正常運転時の検出温度とを比較する。このように正常運転時の熱処理盤の検出温度と、正常運転時と同じ熱的環境を再現して検出した温度とを比較するので、二つの検出温度が異なれば検出手段、例えばセンサが劣化していると判断できる。一方、二つの検出温度が等しければ検出手段以外の箇所、例えばセンサと制御装置との間のアナログ回路や制御装置、或いは熱処理盤に故障があると判断できる。なお、上記センサより高精度の温度センサ、例えばプラチナセンサなどを用いて熱処理盤の温度を正確に計ることにより、より正確に故障箇所を特定できるので好ましい。
【００９８】
請求項２記載の本発明によれば、前記温度ずれの程度と前記特定した箇所とに応じて、前記温度ずれを相殺するように前記制御手段を調節する手段を備えているので、温度ずれが生じた場合であってもこれを相殺させるように調節して定格通りの温度になるように熱処理盤の温度を制御できる。
【００９９】
請求項３記載の本発明によれば、装置設置時の試運転の際など、正常運転時の前記熱処理盤の熱処理盤の検出温度、ヒータへの電力供給量、熱処理盤の横方向から流す気体の流量を記憶しておく。
【０１００】
そして、前記目標温度と前記検出温度との間に温度ずれが生じた場合に、正常運転時の前記熱処理盤の熱的環境即ち、ヒータへの電力供給量、熱処理盤の横方向から流す気体の流量を再現し、熱処理盤の温度を検出する。この検出した温度と前記記憶した正常運転時の検出温度とを比較する。このように正常運転時の熱処理盤の検出温度と、正常運転時と同じ熱的環境を再現して検出した温度とを比較するので、二つの検出温度が異なれば検出手段、例えばセンサが劣化していると判断できる。一方、二つの検出温度が等しければ検出手段以外の箇所、例えばセンサと制御装置との間のアナログ回路や制御装置、或いは熱処理盤に故障があると判断できる。
【０１０１】
請求項４記載の本発明によれば、前記温度ずれの程度と前記特定した箇所とに応じて、前記温度ずれを相殺するように前記制御手段を調節する手段を備えているので、温度ずれが生じた場合であってもこれを相殺させるように調節して定格通りの温度になるように熱処理盤の温度を制御できる。
【０１０２】
請求項５記載の本発明によれば、正常運転時のヒータへの供給電力と気体供給量とを再現することにより正常運転時の前記熱処理盤への熱的環境を再現する一方で、熱処理盤の温度を第１センサ及び第２センサの二つの系統で検出し、各系統で検出した温度を比較する。
【０１０３】
第２センサで測定した温度の信頼性は高くこの温度を基準とすることができるので、第１センサで検出した温度との間に差がある場合には第１センサが劣化したと判断できる。一方、両者間に差がない場合には第１センサ自体は劣化していないので、それ以外の信号送信系や熱定盤に異常があると特定できる。
【０１０４】
請求項６記載の本発明によれば、前記第１センサで検出した温度と前記第２センサで検出した温度とが一致するように前記アナログ回路を調節する手段を備えているので、温度ずれが起きた場合であってもこれを相殺させるように調節して定格通りの温度になるように熱処理盤の温度を制御できる。
【０１０５】
請求項７記載の本発明によれば、請求項１〜６に記載の熱処理装置において、前記特定した箇所を表示する手段を更に具備しているので、故障の有無や、故障箇所を正確かつ迅速に知らせることができる。
【０１０６】
請求項８記載の本発明によれば、請求項１〜６に記載の熱処理装置であって、前記特定した箇所の修理又は交換が必要な場合に警告する手段を更に具備しているので、故障の有無、故障箇所、修理や交換の必要性を正確かつ迅速に知らせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る塗布・現像装置の平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る塗布・現像装置の側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る塗布・現像装置の背面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る熱処理ユニットの平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る熱処理ユニットの垂直断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る熱処理ユニットの垂直断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る熱処理ユニットのブロック図である。
【図８】従来の熱処理ユニットの垂直断面図である。
【符号の説明】
Ｗ ウエハ
５８ 熱定盤
Ｓ１ 温度センサ
Ｓ２ 高精度センサ
１２０ 制御装置
９１ ヒータ
９５ 電力供給装置
１００ 気体バルブ
１０１ 気体ダクト
１３０ 表示装置
１４０ ドライバ
Ａ１ アンプ
Ｃ１ アナログ回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば写真製版技術を用いて半導体素子を製造する半導体製造システム内に組み込まれる加熱装置や冷却装置などの熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、写真製版技術を用いた半導体製造システムでは、一つのシステム内にレジスト塗布ユニットや、乾燥ユニット、加熱ユニットなどの各種処理ユニットを組み込み、これら各種処理ユニット間を順次移動させながら一連の処理を施すようになっている。
【０００３】
図８は典型的な熱処理ユニット２００の垂直断面図である。
【０００４】
この熱処理ユニット２００では、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という）Ｗは熱処理盤２０１の上面上に載置され、このウエハＷは熱処理盤２０１から放出される熱により熱処理される。この熱処理盤２０１には図示しないヒータが組み込まれており、このヒータから供給される熱により熱処理盤２０１が加熱される。そしてウエハＷは熱処理時の熱処理温度の変動による影響を受けやすいため、熱処理盤２０１の温度管理は正確に行わなければならない。そのため、熱処理盤２０１には温度を検出するための温度センサ（図示省略）が取り付けられており、この温度センサを介して制御装置が前記ヒータのオン・オフを切り換えることにより熱処理盤２０１の温度を制御するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、熱処理盤２０１の実際の温度と、温度センサにより検出される温度の絶対値とは必ずしも一致しない場合があり、僅かにずれが存在する場合がある。
【０００６】
例えば熱処理盤２０１の温度が実際には２０°Ｃであるにも拘らず、温度センサでは１９°Ｃとして検出される場合である。この温度のずれは「オフセット」と呼ばれ、温度センサの特性や温度センサから制御装置に信号を送る経路、例えばアナログ回路やアンプ類を通過する際に生じると考えられる。このオフセットがある場合には、信号送信経路上のアナログ回路やアンプ類を調節して見掛け上はこのオフセットが存在しないようにする。例えば上記の例では温度センサで１９°Ｃとして検出されたときには熱定盤２０１の温度が２０°Ｃであるとして扱い、１°Ｃのオフセットを相殺させる。このようにオフセットが存在する場合でも、その値が一定値の場合には電気的に調節することにより相殺させることができるため、実用上は問題がない。
【０００７】
しかし、このオフセット値が時間の経過とともに変動することがある。例えば、塗布処理装置をユーザーの工場に設置後試運転し、熱処理盤の実際の温度と温度センサの検出温度との間の１°Ｃのオフセットを確認し、このオフセットが相殺されるように調節した場合を例にとって説明する。工場に設置後最初のうちはオフセットの値は１°Ｃのままであったものが６ケ月から１年程度経過すると、塗布処理装置の操作時の熱処理盤２０１の温度を示すモニターの数値が設定温度の２０°Ｃより低い１９°Ｃになる場合がある。塗布処理装置を完全に停止させて点検すると、熱処理盤２０１の実際の温度は２０°Ｃであることが判明した。この場合、この温度ずれの原因としては、温度センサの劣化によるオフセットの増大と、例えばアナログ回路やアンプ類の特性変化や熱定盤２０１内の熱循環系の変化など温度センサ以外の要因によるものの二つに大別される。
【０００８】
温度センサの劣化の場合には温度センサの交換が必要であり、一方、それ以外の原因による場合には上述した電気的な調節を再度行うことで対処できる。しかるに原因を特定するには塗布処理装置を完全に停止させねばならず、工場の生産効率が低下するため、現実的には装置を停止させて原因特定することはできないという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものである。
【００１０】
即ち、本発明の目的は、装置を運転させた状態で温度ずれの事実と原因特定を可能にした熱処理装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の目的は、装置を運転させた状態で温度ずれの事実、その原因特定、並びに温度再調節を可能にした熱処理装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、請求項１記載の本発明の熱処理装置は、被処理基板が載置される熱処理盤と、前記熱処理盤の温度を検出する手段と、前記検出した温度に基づいて、前記熱処理盤の温度を所定の目標温度に制御する制御手段と、正常運転時の前記熱処理盤の熱的環境を記憶する手段と、前記目標温度と前記検出温度との間に温度ずれが生じた場合に、前記記憶した熱的環境を再現し、前記正常運転時の検出温度と、前記再現したときの検出温度とに基づいて、前記温度ずれを惹起した箇所を特定する手段と、を具備する。
【００１３】
請求項２記載の本発明の熱処理装置は、被処理基板が載置される熱処理盤と、前記熱処理盤の温度を検出する手段と、前記検出した温度に基づいて、前記熱処理盤の温度を所定の目標温度に制御する制御手段と、正常運転時の前記熱処理盤の熱的環境を記憶する手段と、前記目標温度と前記検出温度との間に温度ずれが生じた場合に、前記記憶した熱的環境を再現し、前記正常運転時の検出温度と、前記再現したときの検出温度とに基づいて、前記温度ずれを惹起した箇所を特定する手段と、前記温度ずれの程度と前記特定した箇所とに応じて、前記温度ずれを相殺するように前記制御手段を調節する手段と、を具備する。
【００１４】
請求項３記載の本発明の熱処理装置は、被処理基板が載置される熱処理盤と、前記熱処理盤を加熱するヒータと、前記ヒータに電力を供給する電力供給系と、前記熱処理盤の側面方向から気体を供給する気体供給系と、前記熱処理盤の温度を検出するセンサと、前記センサで検出した温度に基づいて、前記熱処理盤の温度が所定の目標温度になるように前記電力供給系の供給電力量を制御する制御手段と、正常運転時の前記熱処理盤への供給電力量、気体流量、及び検出温度を記憶する手段と、前記目標温度と前記検出温度との間に温度ずれが生じた場合に、前記記憶した量の電力及び気体を供給する状態を再現し、前記正常運転時の検出温度と、前記再現したときの検出温度とに基づいて、前記温度ずれを惹起した箇所を特定する手段と、を具備する。
【００１５】
請求項４記載の本発明の熱処理装置は、被処理基板が載置される熱処理盤と、前記熱処理盤を加熱するヒータと、前記ヒータに電力を供給する電力供給系と、前記熱処理盤の側面方向から気体を供給する気体供給系と、前記熱処理盤の温度を検出するセンサと、前記センサで検出した温度に基づいて、前記熱処理盤の温度が所定の目標温度になるように前記電力供給系の供給電力量を制御する制御手段と、正常運転時の前記熱処理盤への供給電力量、気体流量、及び検出温度を記憶する手段と、前記目標温度と前記検出温度との間に温度ずれが生じた場合に、前記記憶した量の電力及び気体を供給する状態を再現し、前記正常運転時の検出温度と、前記再現したときの検出温度とに基づいて、前記温度ずれを惹起した箇所を特定する手段と、前記温度ずれの程度と前記特定した箇所とに応じて、前記温度ずれを相殺するように前記制御手段を調節する手段と、を具備する。
【００１６】
請求項５記載の本発明の熱処理装置は、被処理基板が載置される熱処理盤と、前記熱処理盤を加熱するヒータと、前記ヒータに電力を供給する電力供給系と、前記熱処理盤の側面方向から気体を供給する気体供給系と、前記熱処理盤の温度を検出して電気信号に変換する第１センサと、前記電気信号を増幅するアナログ回路と、前記増幅された電気信号に基づいて、前記熱処理盤の温度が所定の目標温度になるように前記電力供給系の供給電力量を制御する制御手段と、前記熱処理盤の温度を精密に検出する第２センサと、正常運転時の前記熱処理盤の供給電力量、気体流量、前記第１センサの検出温度、及び前記第２センサの検出温度を記憶する手段と、前記目標温度と前記第１センサの検出温度との間に温度ずれが生じた場合に、前記記憶した量の電力及び気体を供給する状態を再現し、前記正常運転時の検出温度と、前記再現したときの検出温度とに基づいて、前記温度ずれを惹起した箇所を特定する手段と、を具備する。
【００１７】
請求項６記載の本発明の熱処理装置は、被処理基板が載置される熱処理盤と、前記熱処理盤を加熱するヒータと、前記ヒータに電力を供給する電力供給系と、前記熱処理盤の側面方向から気体を供給する気体供給系と、前記熱処理盤の温度を検出して電気信号に変換する第１センサと、前記電気信号を増幅するアナログ回路と、前記増幅された電気信号に基づいて、前記熱処理盤の温度が所定の目標温度になるように前記電力供給系の供給電力量を制御する制御手段と、前記熱処理盤の温度を精密に検出する第２センサと、正常運転時の前記熱処理盤の供給電力量、気体流量、前記第１センサの検出温度、及び前記第２センサの検出温度を記憶する手段と、前記目標温度と前記第１センサの検出温度との間に温度ずれが生じた場合に、前記記憶した量の電力及び気体を供給する状態を再現し、前記正常運転時の検出温度と、前記再現したときの検出温度とに基づいて、前記温度ずれを惹起した箇所を特定する手段と、前記温度ずれの程度と前記特定した箇所とに応じて、前記温度ずれを相殺するように前記アナログ回路又は制御手段を調節する手段と、を具備する。
【００１８】
請求項７記載の本発明の熱処理装置は、請求項１〜６に記載の熱処理装置であって、前記特定した箇所を表示する手段を更に具備することを特徴とする。
【００１９】
請求項８記載の本発明の熱処理装置は、請求項１〜６に記載の熱処理装置であって、前記特定した箇所の修理又は交換が必要な場合に警告する手段を更に具備することを特徴とする。
【００２０】
請求項１記載の熱処理装置では、装置設置時の試運転の際など、正常運転時の前記熱処理盤の熱的環境、例えば、熱処理盤の検出温度や、ヒータへの電力供給量、熱処理盤の横方向から流す気体の流量などを記憶しておく。
【００２１】
そして、前記目標温度と前記検出温度との間に温度ずれが生じた場合に、正常運転時の前記熱処理盤の熱的環境を再現し、熱処理盤の温度を検出する。この検出した温度と前記記憶した正常運転時の検出温度とを比較する。このように正常運転時の熱処理盤の検出温度と、正常運転時と同じ熱的環境を再現して検出した温度とを比較するので、二つの検出温度が異なれば検出手段、例えばセンサが劣化していると判断できる。一方、二つの検出温度が等しければ検出手段以外の箇所、例えばセンサと制御装置との間のアナログ回路や制御装置、或いは熱処理盤に故障があると判断できる。なお、上記センサより高精度の温度センサ、例えばプラチナセンサなどを用いて熱処理盤の温度を正確に計ることにより、より正確に故障箇所を特定できるので好ましい。
【００２２】
請求項２記載の熱処理装置では、前記温度ずれの程度と前記特定した箇所とに応じて、前記温度ずれを相殺するように前記制御手段を調節する手段を備えているので、温度ずれが生じた場合であってもこれを相殺させるように調節して定格通りの温度になるように熱処理盤の温度を制御できる。
【００２３】
請求項３記載の熱処理装置では、装置設置時の試運転の際など、正常運転時の前記熱処理盤の熱処理盤の検出温度、ヒータへの電力供給量、熱処理盤の横方向から流す気体の流量を記憶しておく。
【００２４】
そして、前記目標温度と前記検出温度との間に温度ずれが生じた場合に、正常運転時の前記熱処理盤の熱的環境即ち、ヒータへの電力供給量、熱処理盤の横方向から流す気体の流量を再現し、熱処理盤の温度を検出する。この検出した温度と前記記憶した正常運転時の検出温度とを比較する。このように正常運転時の熱処理盤の検出温度と、正常運転時と同じ熱的環境を再現して検出した温度とを比較するので、二つの検出温度が異なれば検出手段、例えばセンサが劣化していると判断できる。一方、二つの検出温度が等しければ検出手段以外の箇所、例えばセンサと制御装置との間のアナログ回路や制御装置、或いは熱処理盤に故障があると判断できる。
【００２５】
請求項４記載の熱処理装置では、前記温度ずれの程度と前記特定した箇所とに応じて、前記温度ずれを相殺するように前記制御手段を調節する手段を備えているので、温度ずれが生じた場合であってもこれを相殺させるように調節して定格通りの温度になるように熱処理盤の温度を制御できる。
【００２６】
請求項５記載の熱処理装置では、正常運転時のヒータへの供給電力と気体供給量とを再現することにより正常運転時の前記熱処理盤への熱的環境を再現する一方で、熱処理盤の温度を第１センサ及び第２センサの二つの系統で検出し、各系統で検出した温度を比較する。
【００２７】
第２センサで測定した温度の信頼性は高くこの温度を基準とすることができるので、第１センサで検出した温度との間に差がある場合には第１センサが劣化したと判断できる。一方、両者間に差がない場合には第１センサ自体は劣化していないので、それ以外の信号送信系や熱定盤に異常があると特定できる。
【００２８】
請求項６記載の熱処理装置では、前記第１センサで検出した温度と前記第２センサで検出した温度とが一致するように前記アナログ回路を調節する手段を備えているので、温度ずれが起きた場合であってもこれを相殺させるように調節して定格通りの温度になるように熱処理盤の温度を制御できる。
【００２９】
請求項７記載の熱処理装置では、請求項１〜６に記載の熱処理装置において、前記特定した箇所を表示する手段を更に具備しているので、故障の有無や、故障箇所を正確かつ迅速に知らせることができる。
【００３０】
請求項８記載の熱処理装置では、請求項１〜６に記載の熱処理装置であって、前記特定した箇所の修理又は交換が必要な場合に警告する手段を更に具備しているので、故障の有無、故障箇所、修理や交換の必要性を正確かつ迅速に知らせることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の詳細を図面に基づいて説明する。
【００３２】
図１は本発明の一実施形態に係るレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）を備えた半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）の塗布現像処理システム１全体を示した平面図である。
【００３３】
この塗布現像処理システム１では、被処理体としてのウエハＷをウエハカセットＣＲで複数枚、例えば２５枚単位で外部からシステムに搬入・搬出したり、ウエハカセットＣＲに対してウエハＷを搬入・搬出したりするためのカセットステーション１０と、塗布現像工程の中で１枚ずつウエハＷに所定の処理を施す枚葉式の各種処理ユニットを所定位置に多段配置した処理ステーション１１と、この処理ステーション１１に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を受け渡しするためのインタフェース部１２とが一体的に接続されている。このカセットステーション１０では、カセット載置台２０上の位置決め突起２０ａの位置に、複数個例えば４個までのウエハカセットＣＲが、夫々のウエハ出入口を処理ステーション１１側に向けてＸ方向（図１中の上下方向）一列に載置され、このカセット配列方向（Ｘ方向）およびウエハカセッ卜ＣＲ内に収納されたウエハＷのウエハ配列方向（Ｚ方向；垂直方向）に移動可能なウエハ搬送体２１が各ウエハカセットＣＲに選択的にアクセスする。
【００３４】
このウエハ搬送体２１はθ方向に回転自在であり、後述するように処理ステーション１１側の第３の処理ユニット群Ｇ3 の多段ユニット部に配設されたアライメントユニット（ＡＬＩＭ）やイクステンションユニット（ＥＸＴ）にもアクセスできる。
【００３５】
処理ステーション１１には、ウエハ搬送装置を備えた垂直搬送型の主ウエハ搬送機構２２が設けられ、その周りに全ての処理ユニットが１組または複数の組に亙って多段に配置されている。
【００３６】
図２は上記塗布現像処理システム１の正面図である。
【００３７】
第１の処理ユニット群Ｇ1 では、カップＣＰ内でウエハＷをスピンチャックに載せて所定の処理を行う２台のスピンナ型処理ユニット、例えば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。第２の処理ユニット群Ｇ2 では、２台のスピンナ型処理ユニット、例えば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。これらレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）は、レジスト液の排液が機構的にもメンテナンスの上でも面倒であることから、このように下段に配置するのが好ましい。しかし、必要に応じて適宜上段に配置することももちろん可能である。
【００３８】
図３は上記塗布現像処理システム１の背面図である。
【００３９】
主ウエハ搬送機構２２では、筒状支持体４９の内側に、ウエハ搬送装置４６が上下方向（Ｚ方向）に昇降自在に装備されている。筒状支持体４９はモータ（図示せず）の回転軸に接続されており、このモータの回転駆動力によって、前記回転軸を中心としてウエハ搬送装置４６と一体に回転し、それによりこのウエハ搬送装置４６はθ方向に回転自在となっている。なお筒状支持体４９は前記モータによって回転される別の回転軸（図示せず）に接続するように構成してもよい。ウエハ搬送装置４６には、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が配設されており、これらの保持部材４８は各処理ユニット間でのウエハＷの受け渡しを可能にしている。
【００４０】
また、図１に示すようにこの塗布現像処理システム１では、５つの処理ユニット群Ｇ1 、Ｇ2 、Ｇ3 、Ｇ4 、Ｇ5 が配置可能であり、第１および第２の処理ユニット群Ｇ1 、Ｇ2 の多段ユニットは、システム正面（図１において手前）側に配置され、第３の処理ユニット群Ｇ3 の多段ユニットはカセットステーション１０に隣接して配置され、第４の処理ユニット群Ｇ4 の多段ユニットはインタフェース部１２に隣接して配置され、第５の処理ユニット群Ｇ5 の多段ユニットは背面側に配置されることが可能である。
【００４１】
図３に示すように、第３の処理ユニット群Ｇ3 では、ウエハＷを保持台（図示せず）に載せて所定の処理を行うオーブン型の処理ユニット、例えば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疏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）、イクステンションユニット（ＥＸＴ）、露光処理前の加熱処理を行うプリベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）および露光処理後の加熱処理を行うポストベーキングユニット（Post Exposure Bake 以下「ＰＥＢ」と記す）が、下から順に例えば８段に重ねられている。第４の処理ユニット群Ｇ4 でも、オーブン型の処理ユニット、例えばクーリングユニット（ＣＯＬ）、イクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）、イクステンションユニット（ＥＸＴ）、クーリングユニッ卜（ＣＯＬ）、プリベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）およびポストベーキングユニット（ＰＥＢ）が下から順に、例えば８段に重ねられている。
【００４２】
このように処理温度の低いクーリングユニット（ＣＯＬ）、イクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）を下段に配置し、処理温度の高いプリベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）、ポストベーキングユニット（ＰＥＢ）およびアドヒージョンユニット（ＡＤ）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。
【００４３】
図１に示すように、インタフェース部１２では、奥行方向（Ｘ方向）は前記処理ステーション１１と同じ寸法を有するが、幅方向（Ｙ方向）はより小さなサイズである。このインタフェース部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とが２段に配置され、他方背面部には周辺露光装置２３が配設され、さらに中央部にはウエハ搬送体２４が設けられている。このウエハ搬送体２４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にアクセスする。
【００４４】
ウエハ搬送体２４は、θ方向にも回転自在であり、処理ステーション１１側の第４の処理ユニット群Ｇ4 の多段ユニットに配設されたイクステンションユニット（ＥＸＴ）や、隣接する露光装置側のウエハ受渡し台（図示せず）にもアクセスできる。
【００４５】
また塗布現像処理システム１では、既述の如く主ウエハ搬送機構２２の背面側にも図１中破線で示した第５の処理ユニット群Ｇ5 の多段ユニットを配置できるが、この第５の処理ユニット群Ｇ5 の多段ユニットは、案内レール２５に沿ってＹ方向へ移動可能である。従って、この第５の処理ユニット群Ｇ5 の多段ユニットを図示の如く設けた場合でも、前記案内レール２５に沿って移動することにより、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が容易に行える。
【００４６】
次に、図４及び図５につき処理ステーション１１において第３および第４の組Ｇ3 ，Ｇ4 の多段ユニットに含まれているベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）、（ＰＥＢ）、クーリングユニット（ＣＯＬ）、（ＥＸＴＣＯＬ）のような熱処理ユニットの構成および作用を説明する。
【００４７】
図４および図５は、本実施形態に係る熱処理ユニットの構成を示す平面図および断面図である。なお、図５では、図解のために水平遮蔽板５５を省略してある。
【００４８】
この熱処理ユニットの処理室５０は両側壁５３と水平遮蔽板５５とで形成され、処理室５０の正面側（主ウエハ搬送機構２４側）および背面側はそれぞれ開口部５０Ａ，５０Ｂとなっている。遮蔽板５５の中心部には円形の開口５６が形成され、この開口５６内には円盤状の熱定盤５８が載置台として設けられる。
【００４９】
熱定盤５８には例えば３つの孔６０が設けられ、各孔６０内には支持ピン６２が遊嵌状態で挿通されており、半導体ウエハＷのローディング・アンローディング時には各指示ピン６２が熱定盤５８の表面より上に突出または上昇して主ウエハ搬送機構２２の保持部材４８との間でウエハＷの受け渡しを行うようになっている。
【００５０】
熱定盤５８の外周囲には、円周方向にたとえば２゜間隔で多数の通気孔６４を形成したリング状の帯板からなるシャッタ６６が設けられている。このシャッタ６６は、通常は熱定盤５８より下の位置に退避しているが、加熱処理時には図５に示すように熱定盤５８の上面よりも高い位置まで上昇して、熱定盤５８とカバー体６８との間にリング状の側壁を形成し、図示しない気体供給系より送り込まれるダウンフローの空気や窒素ガス等の不活性ガスを通気孔６４より周方向で均等に流入させるようになっている。
【００５１】
カバー体６８の中心部には加熱処理時にウエハＷ表面から発生するガスを排出するための排気口６８ａが設けられ、この排気口６８ａに排気管７０が接続されている。この排気管７０は、装置正面側（主ウエハ搬送機構２２側）のダクト５３（もしくは５４）または図示しないダクトに通じている。
【００５２】
遮蔽板５５の下には、遮蔽板５５、両側壁５３および底板７２によって機械室７４が形成されており、室内には熱処理盤支持板７６、シャッタアーム７８、支持ピンアーム８０、シャッタアーム昇降駆動用シリンダ８２、支持ピンアーム昇降駆動用シリンダ８４が設けられている。
【００５３】
図４に示すように、ウエハＷの外周縁部が載るべき熱定盤５８の表面位置に複数個たとえば４個のウエハＷ案内支持突起部８６が設けられている。
【００５４】
熱定盤５８内部には空洞が設けられており、この空洞内で熱媒を加熱することにより発生する熱媒蒸気をこの空洞内で循環させて熱定盤５８を所定温度に維持するようになっている。
【００５５】
図６は本実施形態に係る熱定盤５８とその周辺の構造を模式的に示した垂直断面図である。この図６に示したように、カバー体６８の下面側には円錐形の凹部６８ｂが形成されており、この円錐の頂点にあたる部分には排気口６８ａが設けられ、この排気口６８ａに排気管７０の下端が接続されている。排気管７０の他端側は図示しない排気系に接続されており、熱定盤５８で加熱されて上昇した加熱気体が円錐形の凹部６８ｂで集められ、前記排気口６８ａと排気管７０とを介して排気されるようになっている。
【００５６】
この図６に示すように、熱定盤５８の内部は密閉された空洞５８ａになっており、その底部の一部分には断面がＶ字状になるように形成された熱媒溜め５８ｂが設けられている。この熱媒溜め５８ｂの中にはニクロム線などのヒータ９１が図６の紙面に垂直な方向に配設されており、このヒータ９１には制御装置で制御された電力供給装置９５から電力が供給されるようになっている。
【００５７】
電力供給装置９５からヒータ９１へ電力が供給されると、ヒータ９１が発熱を開始し、このヒータ９１により凝縮されて熱媒溜め５８ｂ内に溜まった熱媒が加熱される。加熱された熱媒は気化蒸発して空洞５８ａ内を循環する。熱媒蒸気が空洞５８ａ内の冷えた部分に当接すると、熱媒蒸気はこの冷えた部分に熱量を与えると同時に凝縮して液化する。このとき熱媒から熱定盤５８に与えられる熱量は熱媒の気化熱であり、熱媒の種類によって定まる値である。従って、熱媒が蒸発してから凝縮するまでの一連のサイクルが安定して定常状態に達すれば熱定盤の温度をほぼ一定温度に保つことができるようになっている。
【００５８】
熱定盤５８の上面には二つの温度センサＳ１，Ｓ２が取り付けられている。このうちセンサＳ１は一般的な温度センサであり、例えば熱電対を利用したセンサが用いられる。このセンサＳ１は通常の熱処理で用いられる温度センサであり、後述するアナログ回路やアンプなどの信号送信経路を経由して制御装置１２０に接続されている。
【００５９】
一方、もう一つのセンサＳ２は前記センサＳ１より高精度に温度測定できる精密計測器としてのセンサであり、例えばプラチナを利用したセンサが用いられる。この高精度センサＳ２は通常、センサの温度校正用に用いられるセンサであり、検出値の絶対値に対する信頼性が高く、経時変化も少ない。この高精度センサＳ２は上記センサＳ１とは別個のアナログ回路やアンプなどの信号送信経路を経由して制御装置１２０に接続されている。
【００６０】
熱定盤５８に隣接して気体ダクト１０１，１０１が配設されている。この気体ダクト１０１，１０１は熱定盤５８の横方向から気体、例えば空気や不活性ガスなどを流すためのものである。この気体ダクトの先には図示しない気体供給系が配設されており、この気体ダクト１０１，１０１に気体を供給するようになっている。この気体ダクト１０１，１０１から送り出された気体が熱定盤５８の側面、側面から上表面へと移動しながら熱定盤５８の熱をその上に載置されたウエハＷに供給する。
【００６１】
気体ダクト１０１，１０１の途中には気体ダクト１０１，１０１の流路の幅を増減する気体バルブ１００，１００が配設されており、気体ダクト１０１，１０１の中を流動する気体の流量を調節するようになっている。この気体バルブ１００，１００は後述する制御装置に接続されており、この制御装置からの制御信号によりその中を通る気体の流量を制御するようになっている。
【００６２】
図７は本実施形態に係る熱処理ユニットの制御系を示したブロック図である。図７に示したように、この熱処理ユニットでは熱定盤５８内のヒータ９１に電力を供給する電力供給装置９５、熱定盤５８上にウエハＷを搬送するメインアームの駆動機構１１０及び気体バルブ１００、が制御装置１２０に接続されており、この制御装置１２０により統括的に制御されている。
【００６３】
また、熱定盤５８の温度を検出する温度センサＳ１は途中のアナログ回路Ｃ１とアンプＡ１を経由して制御装置１２０に接続されている。更に熱定盤５８の温度を上記温度センサＳ１より高精度に測定する高精度センサＳ２は途中のアナログ回路Ｃ２とアンプＡ２を経由して制御装置１２０に接続されている。
【００６４】
制御装置には更に表示装置１３０が接続されており、必要な情報、例えば上記温度センサＳ１、高精度センサＳ２の各センサで検出した熱定盤５８の温度検出値やその差、或いはセンサＳ１の交換の必要性の有無などを表示するようになっている。
【００６５】
更に上記表示装置１３０を介してドライバ１４０が接続されている。このドライバ１４０は更に上記アナログ回路Ｃ１及びアンプＡ１と接続され、制御装置１２０からの信号に基づいてアナログ回路Ｃ１やアンプＡ１のパラメータを調節して温度センサＳ１の検出値と熱定盤５８の実際の温度とのずれを相殺する。
【００６６】
次に本実施形態に係る熱処理ユニットの制御の仕方について説明する。
【００６７】
本実施形態に係る熱処理ユニットでは、熱定盤５８の温度を温度センサＳ１と高精度センサＳ２とで検出し、これらの検出値を比較することにより温度ずれの原因を特定する。
【００６８】
すなわち、本実施形態に係る熱処理ユニットを含む装置をユーザーの工場に設置して試運転する際の状態を制御装置１２０内の記憶部（図示省略）内に記憶しておく。
【００６９】
具体的には、試運転時の、電力供給装置９５から熱定盤５８内のヒータ９１に供給する電力量や、熱定盤５８に向けて流す気体流量などの各種パラメータと、そのパラメータに対して熱定盤５８の温度を温度センサＳ１で検出したときの値（Ｔ10）、及び、高精度センサＳ２（Ｔ20）で検出したときの値を記憶部に記憶しておく。
【００７０】
そして、装置設置後６月〜１年程度経過して、最初に設定した熱定盤５８の目標温度に対して温度センサＳ１で検出した温度の値がずれた場合に、この温度ずれの原因を特定する。
【００７１】
特定の仕方としては、上記記憶部に記憶したパラメータを呼び出し、このパラメータに基づいてヒータ９１への電力供給量や、熱定盤５８への気体流量を試運転時の値にして試運転時の熱量供給状態を再現する。そしてこの状態で温度センサＳ１、高精度センサＳ２により熱定盤５８の温度を検出する。これらの検出温度を上記記憶部に記憶していた、試運転時の温度センサＳ１による検出温度と比較する。更に、熱定盤５８の正確な温度を検出するため、高精度センサＳ２でも熱定盤５８の温度を検出する。
【００７２】
そして、これら試運転時の温度センサＳ１の検出温度（Ｔ10）、試運転時の高精度センサＳ２の検出温度（Ｔ20）、現時点での温度センサＳ１の検出温度（Ｔ11）、及び現時点での高精度センサＳ２の検出温度（Ｔ21）を比較する。
【００７３】
これら４つの温度を比較することにより異常の発生した箇所を特定できる。
【００７４】
例えば、Ｔ10＝Ｔ11、かつＴ20＝Ｔ21の場合、熱定盤５８にも温度センサＳ１にも異常がないので、温度ずれの原因はアナログ回路Ｃ１やアンプＡ１などの送信系の異常にあると判断できる。
【００７５】
また、Ｔ20≠Ｔ21の場合には、熱定盤５８のヒータ９１や熱媒などの加熱系に異常があると判断できる。
【００７６】
更に、Ｔ20＝Ｔ21かつＴ10≠Ｔ11の場合には、熱定盤５８の温度自体は同じであるため、温度センサＳ１の劣化が原因であると判断される。同様に、Ｔ20≠Ｔ21かつＴ10＝Ｔ11の場合にも、熱定盤５８の温度変化に温度センサＳ１の検出値が対応していないので、温度センサＳ１の劣化が原因であると判断される。
【００７７】
一方、Ｔ10≠Ｔ11かつＴ20≠Ｔ21の場合には熱定盤５８の異常に加えて更に別の箇所に異常があると判断できるため、更に調査する必要がある。
【００７８】
Ｔ10＝Ｔ11、かつＴ20＝Ｔ21の場合、制御装置１２０は熱定盤５８にも温度センサＳ１にも異常はなく、温度ずれの原因はアナログ回路Ｃ１やアンプＡ１などの送信系の異常にあると判断する。
【００７９】
この場合には、アナログ回路Ｃ１やアンプＡ１のパラメータを調節することにより温度ずれを相殺することで問題なく装置を運転できる程度の温度ずれか否かを判断する。そして、パラメータ調節で十分対処できる場合にはその旨を表示装置１３０に表示するとともにドライバ１４０を作動させてパラメータを調節する。
【００８０】
なお、このドライバ１４０とは別個に、アナログ回路Ｃ１上の各素子やアンプＡ１の作動状態を調査する回路を設けておき、上記検出温度を比較した結果から送信系に異常があると判断される場合に、この回路を用いて異常が発生した素子や部位を特定できるようにすることも可能である。
【００８１】
一方、Ｔ10＝Ｔ11、かつＴ20＝Ｔ21の場合であっても、アナログ回路Ｃ１やアンプＡ１のパラメータ調節では、安全に装置を運転できない程度の温度ずれであると判断される場合には、その旨を表示装置に表示させ、点検修理が必要であると警告する。
【００８２】
Ｔ20≠Ｔ21の場合には、制御装置１２０は熱定盤５８のヒータ９１や熱媒などの加熱系に異常があると判断して、その旨を表示装置１４０に表示させる。
【００８３】
Ｔ20＝Ｔ21かつＴ10≠Ｔ11の場合には、制御装置１２０は温度センサＳ１の劣化を認識する。そして、この劣化の程度が上記アナログ回路Ｃ１やアンプＡ１のパラメータを調節することにより温度ずれを相殺することで問題なく装置を運転できる程度の温度ずれか否かを判断する。そして、パラメータ調節で十分対処できる場合にはその旨を表示装置１３０に表示するとともにドライバ１４０を作動させてパラメータを調節する。
【００８４】
一方、Ｔ20＝Ｔ21かつＴ10≠Ｔ11の場合であっても、アナログ回路Ｃ１やアンプＡ１のパラメータ調節では安全に装置を運転できない程度の劣化であると判断される場合には、その旨を表示装置に表示させ、温度センサＳ１の交換が必要であると警告する。Ｔ20≠Ｔ21かつＴ10＝Ｔ11の場合にも、Ｔ20＝Ｔ21かつＴ10≠Ｔ11の場合と同様に作動する。
【００８５】
Ｔ10≠Ｔ11かつＴ20≠Ｔ21の場合には、熱定盤５８の異常に加えて更に別の箇所に異常があると判断し、複数部分に異常があるので、更に詳細に調査する必要がある旨を表示装置１４０に表示させる。
【００８６】
以上説明したように、本発明の熱処理ユニットによれば、熱定盤５８の温度を標準的な温度センサＳ１と、この温度センサＳ１よりも測定値の信頼性が高い高精度センサＳ２とを用いて二系統で検出し、装置設定後間もない時期に行う試験運転時の定常状態での熱定盤５８の温度（Ｔ10，Ｔ20）を検出して記憶しておく。
【００８７】
その一方で、この状態を維持するヒータ９１への電力供給量、熱定盤に送る気体流量などの各パラメータも同時に記憶しておき、いつでもこの試験運転時の状態を再現できるようにする。
【００８８】
そして装置設定後６月〜１年経過して熱定盤５８の目標温度と温度センサＳ１の検出温度との間に温度ずれが生じた場合には、現時点での熱定盤５８の温度を温度センサＳ１と高精度センサＳ２とで検出して温度（Ｔ11，Ｔ21）を得、上記試験運転時の温度（Ｔ10，Ｔ20）と比較することにより温度センサＳ１の劣化の有無を確認できるので、異常のある箇所を特定することができる。
【００８９】
また、温度のずれがアナログ回路Ｃ１やアンプＡ１を調節することにより電気的に相殺する機構を備えているので、このような電気的な調整で支障なく装置を運転できる場合には、装置を運転させた状態で温度ずれの事実と、その原因特定、並びに温度再調節をすることができる。
【００９０】
なお、本発明は上記の実施形態の内容に限定されるものではない。
【００９１】
例えば、上記実施形態では内部に熱媒蒸気を循環させることにより均一に加熱される熱定盤を用いてウエハＷを加熱する装置について説明したが、内部にニクロム線ヒータ９１を内蔵し、温度センサなどにより温度制御する熱盤を用いるものでもよい。
【００９２】
また、上記実施形態では通常の温度センサＳ１の他に高精度型センサＳ２をも備えた構造としたが、通常の温度センサＳ１のみを備えた構造であっても良い。その場合には、温度センサＳ１の温度ずれが生じた場合に、正常運転時の電力供給量と気体流量とを再現し、この状態で温度センサＳ１により熱定盤５８の温度を検出し、予め記憶しておいた正常運転時の検出値と比較することにより、温度センサＳ１の劣化の有無を判断する。なお、この場合でも、高精度型センサＳ２をいわゆる外付けの形で使用し、正常運転時の電力供給量と気体流量とを再現した状態で熱定盤５８の温度を温度センサＳ１と高精度型センサＳ２との二系統で検出するのが好ましい。
【００９３】
更に、高精度型センサＳ２については、着脱可能とし、必要な場合にのみ使用するようにしても良い。
【００９４】
また、上記実施形態では、熱定盤５８という加熱処理を行う装置を例にとって説明したが、熱処理を行う装置であればよい。従って、冷却装置にも適用することができる。
【００９５】
更に、上記実施の形態ではウエハＷについての塗布現像処理システム１を例にして説明したが、本発明はこれ以外の処理装置、例えば、ＬＣＤ基板用処理装置などにも適用できることは言うまでもない。
【００９６】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明によれば、装置設置時の試運転の際など、正常運転時の前記熱処理盤の熱的環境、例えば、熱処理盤の検出温度や、ヒータへの電力供給量、熱処理盤の横方向から流す気体の流量などを記憶しておく。
【００９７】
そして、前記目標温度と前記検出温度との間に温度ずれが生じた場合に、正常運転時の前記熱処理盤の熱的環境を再現し、熱処理盤の温度を検出する。この検出した温度と前記記憶した正常運転時の検出温度とを比較する。このように正常運転時の熱処理盤の検出温度と、正常運転時と同じ熱的環境を再現して検出した温度とを比較するので、二つの検出温度が異なれば検出手段、例えばセンサが劣化していると判断できる。一方、二つの検出温度が等しければ検出手段以外の箇所、例えばセンサと制御装置との間のアナログ回路や制御装置、或いは熱処理盤に故障があると判断できる。なお、上記センサより高精度の温度センサ、例えばプラチナセンサなどを用いて熱処理盤の温度を正確に計ることにより、より正確に故障箇所を特定できるので好ましい。
【００９８】
請求項２記載の本発明によれば、前記温度ずれの程度と前記特定した箇所とに応じて、前記温度ずれを相殺するように前記制御手段を調節する手段を備えているので、温度ずれが生じた場合であってもこれを相殺させるように調節して定格通りの温度になるように熱処理盤の温度を制御できる。
【００９９】
請求項３記載の本発明によれば、装置設置時の試運転の際など、正常運転時の前記熱処理盤の熱処理盤の検出温度、ヒータへの電力供給量、熱処理盤の横方向から流す気体の流量を記憶しておく。
【０１００】
そして、前記目標温度と前記検出温度との間に温度ずれが生じた場合に、正常運転時の前記熱処理盤の熱的環境即ち、ヒータへの電力供給量、熱処理盤の横方向から流す気体の流量を再現し、熱処理盤の温度を検出する。この検出した温度と前記記憶した正常運転時の検出温度とを比較する。このように正常運転時の熱処理盤の検出温度と、正常運転時と同じ熱的環境を再現して検出した温度とを比較するので、二つの検出温度が異なれば検出手段、例えばセンサが劣化していると判断できる。一方、二つの検出温度が等しければ検出手段以外の箇所、例えばセンサと制御装置との間のアナログ回路や制御装置、或いは熱処理盤に故障があると判断できる。
【０１０１】
請求項４記載の本発明によれば、前記温度ずれの程度と前記特定した箇所とに応じて、前記温度ずれを相殺するように前記制御手段を調節する手段を備えているので、温度ずれが生じた場合であってもこれを相殺させるように調節して定格通りの温度になるように熱処理盤の温度を制御できる。
【０１０２】
請求項５記載の本発明によれば、正常運転時のヒータへの供給電力と気体供給量とを再現することにより正常運転時の前記熱処理盤への熱的環境を再現する一方で、熱処理盤の温度を第１センサ及び第２センサの二つの系統で検出し、各系統で検出した温度を比較する。
【０１０３】
第２センサで測定した温度の信頼性は高くこの温度を基準とすることができるので、第１センサで検出した温度との間に差がある場合には第１センサが劣化したと判断できる。一方、両者間に差がない場合には第１センサ自体は劣化していないので、それ以外の信号送信系や熱定盤に異常があると特定できる。
【０１０４】
請求項６記載の本発明によれば、前記第１センサで検出した温度と前記第２センサで検出した温度とが一致するように前記アナログ回路を調節する手段を備えているので、温度ずれが起きた場合であってもこれを相殺させるように調節して定格通りの温度になるように熱処理盤の温度を制御できる。
【０１０５】
請求項７記載の本発明によれば、請求項１〜６に記載の熱処理装置において、前記特定した箇所を表示する手段を更に具備しているので、故障の有無や、故障箇所を正確かつ迅速に知らせることができる。
【０１０６】
請求項８記載の本発明によれば、請求項１〜６に記載の熱処理装置であって、前記特定した箇所の修理又は交換が必要な場合に警告する手段を更に具備しているので、故障の有無、故障箇所、修理や交換の必要性を正確かつ迅速に知らせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る塗布・現像装置の平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る塗布・現像装置の側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る塗布・現像装置の背面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る熱処理ユニットの平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る熱処理ユニットの垂直断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る熱処理ユニットの垂直断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る熱処理ユニットのブロック図である。
【図８】従来の熱処理ユニットの垂直断面図である。
【符号の説明】
Ｗ ウエハ
５８ 熱定盤
Ｓ１ 温度センサ
Ｓ２ 高精度センサ
１２０ 制御装置
９１ ヒータ
９５ 電力供給装置
１００ 気体バルブ
１０１ 気体ダクト
１３０ 表示装置
１４０ ドライバ
Ａ１ アンプ
Ｃ１ アナログ回路
Claims (8)
- 被処理基板が載置される熱処理盤と、
前記熱処理盤の温度を検出する手段と、
前記検出した温度に基づいて、前記熱処理盤の温度を所定の目標温度に制御する制御手段と、
正常運転時の前記熱処理盤の検出温度及び熱的環境を記憶する手段と、
前記目標温度と前記検出温度との間に温度ずれが生じた場合に、前記記憶した熱的環境を再現し、前記正常運転時の検出温度と、前記再現したときの検出温度とに基づいて、前記温度ずれを惹起した箇所を特定する手段と、
を具備することを特徴とする熱処理装置。 - 被処理基板が載置される熱処理盤と、
前記熱処理盤の温度を検出する手段と、
前記検出した温度に基づいて、前記熱処理盤の温度を所定の目標温度に制御する制御手段と、
正常運転時の前記熱処理盤の熱的環境を記憶する手段と、
前記目標温度と前記検出温度との間に温度ずれが生じた場合に、前記記憶した熱的環境を再現し、前記正常運転時の検出温度と、前記再現したときの検出温度とに基づいて、前記温度ずれを惹起した箇所を特定する手段と、
前記温度ずれの程度と前記特定した箇所とに応じて、前記温度ずれを相殺するように前記制御手段を調節する手段と、
を具備することを特徴とする熱処理装置。 - 被処理基板が載置される熱処理盤と、
前記熱処理盤を加熱するヒータと、
前記ヒータに電力を供給する電力供給系と、
前記熱処理盤の側面方向から気体を供給する気体供給系と、
前記熱処理盤の温度を検出するセンサと、
前記センサで検出した温度に基づいて、前記熱処理盤の温度が所定の目標温度になるように前記電力供給系の供給電力量を制御する制御手段と、
正常運転時の前記熱処理盤への供給電力量、気体流量、及び検出温度を記憶する手段と、
前記目標温度と前記検出温度との間に温度ずれが生じた場合に、前記記憶した量の電力及び気体を供給する状態を再現し、前記正常運転時の検出温度と、前記再現したときの検出温度とに基づいて、前記温度ずれを惹起した箇所を特定する手段と、
を具備することを特徴とする熱処理装置。 - 被処理基板が載置される熱処理盤と、
前記熱処理盤を加熱するヒータと、
前記ヒータに電力を供給する電力供給系と、
前記熱処理盤の側面方向から気体を供給する気体供給系と、
前記熱処理盤の温度を検出するセンサと、
前記センサで検出した温度に基づいて、前記熱処理盤の温度が所定の目標温度になるように前記電力供給系の供給電力量を制御する制御手段と、
正常運転時の前記熱処理盤への供給電力量、気体流量、及び検出温度を記憶する手段と、
前記目標温度と前記検出温度との間に温度ずれが生じた場合に、前記記憶した量の電力及び気体を供給する状態を再現し、前記正常運転時の検出温度と、前記再現したときの検出温度とに基づいて、前記温度ずれを惹起した箇所を特定する手段と、
前記温度ずれの程度と前記特定した箇所とに応じて、前記温度ずれを相殺するように前記制御手段を調節する手段と、
を具備することを特徴とする熱処理装置。 - 被処理基板が載置される熱処理盤と、
前記熱処理盤を加熱するヒータと、
前記ヒータに電力を供給する電力供給系と、
前記熱処理盤の側面方向から気体を供給する気体供給系と、
前記熱処理盤の温度を検出して電気信号に変換する第１センサと、
前記電気信号を増幅するアナログ回路と、
前記増幅された電気信号に基づいて、前記熱処理盤の温度が所定の目標温度になるように前記電力供給系の供給電力量を制御する制御手段と、
前記熱処理盤の温度を精密に検出する第２センサと、
正常運転時の前記熱処理盤の供給電力量、気体流量、前記第１センサの検出温度、及び前記第２センサの検出温度を記憶する手段と、
前記目標温度と前記第１センサの検出温度との間に温度ずれが生じた場合に、前記記憶した量の電力及び気体を供給する状態を再現し、前記正常運転時の検出温度と、前記再現したときの検出温度とに基づいて、前記温度ずれを惹起した箇所を特定する手段と、
を具備することを特徴とする熱処理装置。 - 被処理基板が載置される熱処理盤と、
前記熱処理盤を加熱するヒータと、
前記ヒータに電力を供給する電力供給系と、
前記熱処理盤の側面方向から気体を供給する気体供給系と、
前記熱処理盤の温度を検出して電気信号に変換する第１センサと、
前記電気信号を増幅するアナログ回路と、
前記増幅された電気信号に基づいて、前記熱処理盤の温度が所定の目標温度になるように前記電力供給系の供給電力量を制御する制御手段と、
前記熱処理盤の温度を精密に検出する第２センサと、
正常運転時の前記熱処理盤の供給電力量、気体流量、前記第１センサの検出温度、及び前記第２センサの検出温度を記憶する手段と、
前記目標温度と前記第１センサの検出温度との間に温度ずれが生じた場合に、前記記憶した量の電力及び気体を供給する状態を再現し、前記正常運転時の検出温度と、前記再現したときの検出温度とに基づいて、前記温度ずれを惹起した箇所を特定する手段と、
前記温度ずれの程度と前記特定した箇所とに応じて、前記温度ずれを相殺するように前記アナログ回路又は制御手段を調節する手段と、
を具備することを特徴とする熱処理装置。 - 請求項１〜６に記載の熱処理装置であって、前記特定した箇所を表示する手段を更に具備することを特徴とする熱処理装置。
- 請求項１〜６に記載の熱処理装置であって、前記特定した箇所の修理又は交換が必要な場合に警告する手段を更に具備することを特徴とする熱処理装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP15036398A JP3919939B2 (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | 熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15036398A JP3919939B2 (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | 熱処理装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPH11345753A JPH11345753A (ja) | 1999-12-14 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP15036398A Expired - Fee Related JP3919939B2 (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | 熱処理装置 |
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| JP (1) | JP3919939B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP6391558B2 (ja) * | 2015-12-21 | 2018-09-19 | 東京エレクトロン株式会社 | 熱処理装置、基板を熱処理する方法及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
-
1998
- 1998-05-29 JP JP15036398A patent/JP3919939B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH11345753A (ja) | 1999-12-14 |
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