JP4887404B2 - 基板処理システム用加熱装置の昇温制御方法、プログラム、コンピュータ記録媒体及び基板処理システム - Google Patents

Description

本発明は、例えば半導体ウェハ等の基板の処理を行う基板処理システムに用いられる加熱装置の昇温制御方法、プログラム、コンピュータ記録媒体及び基板処理システムに用いられる加熱装置の昇温制御装置に関する。

一般に、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処理では、例えば半導体ウェハ等の基板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、レジスト膜に所定のパターンを露光する露光処理、露光されたレジスト膜を現像する現像処理、現像処理後のウェハを乾燥させたりするための加熱処理等の各種処理が行われている。

これらの一連の処理は、通常、塗布現像処理システムを用いて行われる。塗布現像処理システムは、例えばカセット単位で基板を搬入出するためのカセットステーションと、基板に対して各種の処理を行う処理装置が複数配置された処理ステーションと、隣接する露光装置と処理ステーションとの間で基板の受け渡しを行うためのインターフェイスステーション等を有している（特許文献１）。

例えば特許文献１に開示されるような塗布現像処理システムにおいては、当該塗布現像処理システムに搬入されたウェハの処理を直ちに開始することができるよう、処理ステーション内に設置された複数の加熱装置は、予め所定の温度に昇温された状態で待機しているのが通常である。かかる場合、当該塗布現像処理システムの起動の際に、加熱装置に内蔵された例えば電気ヒータにより、加熱装置の昇温が一斉に行われる。

特開２００６−２８７１７８号公報

ところで、加熱装置が所定の温度に昇温された状態で待機している状態では、電気ヒータの消費電力は、加熱装置から加熱装置の外部へ放散する熱量を補う分のみであり、この保温に要する電力は、加熱装置の昇温に要する電力、即ちピーク時の電力の半分以下となる。このため、塗布現像処理システムの通常運転時の消費電力と加熱装置の昇温時の消費電力とを比較すると、通常運転時の消費電力は加熱装置の昇温時の消費電力の半分以下となる。

ところが、塗布現像処理システムの電気系統の上位に設置される電気設備、例えば変圧器や遮断器といった電気設備については、塗布現像処理システムの通常運転時の消費電力が加熱装置の昇温時の消費電力の半分以下であるにもかかわらず、塗布現像処理システムの消費電力のピーク値に対して耐力を有する設計とする必要がある。したがって、塗布現像処理システムの通常運転時の消費電力に対して過剰な容量を持つ電気設備を設置することとなり、電気設備の設置に余分な費用がかかっていた。

また、定格点をはるかに下回る負荷領域で変圧器を運転した場合、変圧器の効率が悪くなる。このため、省エネルギーの観点からもピーク時の消費電力を下げ、電気設備の容量を通常運転時の消費電力に近いものとすることが望まれている。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板処理システムの加熱装置を昇温するにあたり、ピーク時の消費電力を低減させることを目的としている。

前記の目的を達成するための本発明は、基板を加熱する複数の加熱装置を備え、所定の処理レシピに設定された順序に従って基板を処理する基板処理システムにおいて、前記複数の加熱装置の昇温を制御する方法であって、前記所定の処理レシピに設定された基板の処理順序で加熱装置を昇温するルール、上下方向に積層して配置された前記複数の加熱装置のうち、下方に配置された加熱装置から上方に配置された加熱装置の順に昇温するルール、昇温開始から昇温完了までの制定時間が短い加熱装置から、前記制定時間が長い加熱装置の順に昇温するルール、の少なくともいずれか一つ、又は二つ以上を組み合わせたルールに従って、一の前記加熱装置の昇温に伴い当該一の加熱装置から放散する熱を、他の前記加熱装置へ伝達させながら、前記複数の加熱装置の昇温を行い、さらに、前記複数の加熱装置で消費される電力の総量を監視し、前記消費電力の総量が所定の値を超えないように、前記所定の処理レシピに設定された基板の処理順序とは逆の順序で、前記加熱装置に供給する電力の量を減少させることを特徴としている。

本発明によれば、基板処理システムを起動するにあたり、加熱装置の昇温を所定のルールに基づき段階的に行うので、基板処理システム起動時の消費電力のピーク値を下げることができる。したがって、従来のように各加熱装置の昇温を一斉に行う場合と比較して、塗布現像処理システムの電気系統の上位に設置される電気設備の容量を小さくすることができる。これにより、電気設備の設置に要する費用を低減することができる。また、基板処理システムの起動時、即ちピーク時の消費電力と通常運転時の消費電力の差が小さくなるため、基板処理システムの上位に設置されている、変圧器等の電気設備を従来よりも定格点に近い点で運転できる。このため、電気設備の運転時の効率が上がり、電気設備でのエネルギーのロスを減少させることができる。

さらには、加熱装置の昇温において、昇温が完了した加熱装置、若しくは昇温中の加熱装置から放散する熱を、他の加熱装置に伝達させながら昇温を行うため、加熱装置の昇温に要する時間を短縮することができる。また、複数の加熱装置で消費される電力の総量を監視し、この総量が所定の値を超えないように、処理レシピに設定された基板の処理順序とは逆の順序で、加熱装置に供給する電力の量を減少させるので、加熱装置の昇温が完了していないことに起因して、基板処理が中断することを避けることができる。

なお、前記所定の処理レシピに設定された基板の処理順序で加熱装置を昇温する場合において、前記処理レシピに設定された基板の処理順序に従って各加熱装置が基板の加熱を行う前に、当該加熱装置の昇温が予め完了しているように当該各加熱装置の昇温を開始する時期を制御してもよい。

前記複数の加熱装置は、基板を載置して加熱する加熱板を夫々備え、前記加熱板は複数の領域に区画され、当該領域毎に温度設定可能であり、前記加熱板を昇温する際に、前記加熱板の外側から当該加熱板の内側に向かう方向に熱が伝達するように前記熱処理板を昇温してもよい。

別な観点による本発明によれば、前記加熱装置の昇温制御方法を基板処理システムによって実行させるために、当該基板処理システムを制御する制御装置のコンピュータ上で動作するプログラムが提供される。

また、別な観点による本発明によれば、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。

さらに、別の観点による本発明は、基板を加熱する複数の加熱装置を備え、所定の処理レシピに設定された順序に従って基板を処理する基板処理システムであって、前記所定の処理レシピに設定された基板の処理順序で加熱装置を昇温するルール、上下方向に積層して配置された前記複数の加熱装置のうち、下方に配置された加熱装置から上方に配置された加熱装置の順に昇温するルール、昇温開始から昇温完了までの制定時間が短い加熱装置から、前記制定時間が長い加熱装置の順に昇温するルール、の少なくともいずれか一つ、又は二つ以上を組み合わせたルールに従って前記複数の加熱装置を昇温し、さらに前記複数の加熱装置で消費される電力の総量を監視し、前記消費電力の総量が所定の値を超えないように、前記処理レシピに設定された基板の処理順序とは逆の順序で、前記加熱装置に供給する電力の量を減少させる制御を行う制御装置と、を有し、前記複数の加熱装置は、一の前記加熱装置の昇温に伴い当該一の加熱装置から放散する熱が、他の前記加熱装置へ伝達するように配置されていることを特徴としている。

前記制御装置は、前記所定の処理レシピに設定された基板の処理順序で加熱装置を昇温する場合において、前記処理レシピに設定された基板の処理順序に従って各加熱装置が基板の加熱を行う前に、当該各加熱装置の昇温が予め完了するように当該各加熱装置の昇温の開始時期をさらに制御してもよい。

前記複数の加熱装置は、前記基板を載置して加熱する加熱板を夫々備え、前記加熱板は複数の領域に区画され、当該領域毎に温度設定可能であり、前記制御装置は、前記加熱板を昇温する際に、前記加熱板の外周部から当該加熱板の内側に向かう方向に熱が伝達するように前記熱処理板を昇温する制御をさらに行ってもよい。

本発明によれば、基板処理システムの加熱装置を昇温するにあたり、ピーク時の消費電力を低減させることができる。

本実施の形態にかかる塗布現像処理システム内部構成の概略を示す平面図である。 本実施の形態にかかる塗布現像処理システム内部構成の概略を示す側面図である。 本実施の形態にかかる塗布現像処理システム内部構成の概略を示す側面図である。 熱処理ユニットの構成の概略を示す横断面図である。 熱処理ユニットの構成の概略を示す縦断面図である。 ウェハ処理の各工程を示したフローチャートである。 昇温時の熱板の温度変動を示すグラフである。 昇温時の熱板への電力供給量の変動を示すグラフである。 熱板の開始のタイミングを示すグラフである。 昇温時の熱板の温度変動を示すグラフである。 昇温時の熱板への電力供給量の変動を示すグラフである。 熱板の構成を示す平面図である 昇温時の熱板の温度変動を示すグラフである。 熱処理ユニットの構成及び設定温度の概略を示す説明図である。 昇温時の熱板の温度変動を示すグラフである。

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基板処理システムとしての塗布現像処理システム１の内部構成の概略を示す説明図である。図２及び図３は、塗布現像処理システム１の内部構成の概略を示す側面図である。

塗布現像処理システム１は、図１に示すように例えば外部との間でカセットＣが搬入出される搬入出部としてのカセットステーション２と、フォトリソグラフィー処理の中で枚葉式に所定の処理を施す複数の各種処理ユニットを備えた処理部としての処理ステーション３と、処理ステーション３に隣接する露光装置４との間でウェハＷの受け渡しを行う搬送部としてのインターフェイスステーション５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２は、例えばカセット搬入出部１０とウェハ搬送部１１に分かれている。例えばカセット搬入出部１０は、塗布現像処理システム１のＹ方向負方向（図１の左方向）側の端部に設けられている。カセット搬入出部１０には、カセット載置台１２が設けられている。カセット載置台１２上には、複数、例えば４つの載置板１３が設けられている。載置板１３は、水平方向のＸ方向（図１の上下方向）に一列に並べて設けられている。これらの載置板１３には、塗布現像処理システム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を載置することができる。

ウェハ搬送部１１には、図１に示すようにＸ方向に延びる搬送路２０上を移動自在なウェハ搬送装置２１が設けられている。ウェハ搬送装置２１は、上下方向及び鉛直軸周り（θ方向）にも移動自在であり、各載置板１３上のカセットＣと、後述する処理ステーション３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３には、各種ユニット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３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３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３のカセットステーション２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３のインターフェイスステーション５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ユニット、例えばウェハＷを現像処理する現像処理ユニット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ユニット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ユニット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ユニット３３が下から順に４段に重ねられている。

例えば第１のブロックＧ１の各ユニット３０〜３３は、処理時にウェハＷを収容するカップＦを水平方向に複数有し、複数のウェハＷを並行して処理することができる。

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の熱処理を行う加熱装置としての複数の熱処理ユニット４０〜４３が設けられている。各熱処理ユニット４０〜４３は、下から熱処理ユニット４０〜４３の順に積層して設けられ、各熱処理ユニット４０〜４３から放散する熱が、他の熱処理ユニットに伝達するように構成されている。熱処理ユニット４０は現像処理ユニット３０と、熱処理ユニット４１は下部反射防止膜形成ユニット３１と、熱処理ユニット４２はレジスト塗布ユニット３２と、熱処理ユニット４３は上部反射防止膜形成ユニット３３と夫々同程度の高さに配置されている。

例えば第３のブロックＧ３には、複数の受け渡しユニット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、複数の受け渡しユニット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、例えば図３に示すようにウェハ搬送装置７０、７１、７２、７３が下から順に設けられている。ウェハ搬送装置７０、７１、７２、７３は、例えば各ブロックＧ１〜Ｇ４の同程度の高さの所定のユニットにウェハ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、例えば図３の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の受け渡しユニット５２と第４のブロックＧ４の受け渡しユニット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方向正方向側には、ウェハ搬送装置９０が設けられている。ウェハ搬送装置９０は、例えば前後方向、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９０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内の各受け渡しユニットにウェハＷを搬送できる。

インターフェイスステーション５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、例えば前後方向、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、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内の各受け渡しユニット、露光装置４にウェハＷを搬送できる。

次に、熱処理ユニット４０の構成について説明する。図４は、熱処理ユニット４０の構成の概略を示す横断面図であり、図５は、熱処理ユニット４０の構成の概略を示す縦断面図である。

熱処理ユニット４０は、図４に示すように内部を閉鎖可能な処理容器１１０を有し、処理容器１１０のウェハ搬送装置７０に対向する側面には、ウェハＷの搬入出口１１１が形成されている。また、熱処理ユニット４０は、図５に示すように処理容器１１０内に、ウェハＷを載置して加熱する熱板１１２と、ウェハＷを載置して温度調節する冷却板１１３を有し、加熱処理と冷却処理の両方を行うことができる。

熱板１１２は、厚みのある略円盤形状を有している。熱板１１２は、水平な上面を有し、当該上面には、例えばウェハＷを吸引する吸引口（図示せず）が設けられている。この吸引口からの吸引により、ウェハＷを熱板１１２上に吸着保持できる。

熱板１１２の内部には、図５に示すように、電気ヒータ１２１が設けられており、後述する制御装置１５０により電気ヒータ１２１への電力の供給量を制御することにより、熱板１１２を所定の設定温度に制御することができる。

熱板１１２には、上下方向に貫通する複数の貫通孔１２２が形成されている。貫通孔１２２には、昇降ピン１２３が設けられている。昇降ピン１２３は、シリンダなどの昇降駆動機構１２４によって上下動できる。昇降ピン１２３は、貫通孔１２２内を挿通して熱板１１２の上面に突出し、ウェハＷを支持して昇降できる。

熱板１１２には、当該熱板１１２の外周部を保持する環状の保持部材１２５が設けられている。保持部材１２５には、当該保持部材１２５の外周を囲み、昇降ピン１２３を収容する筒状のサポートリング１２６が設けられている。

冷却板１１３は、厚みのある略円盤形状を有している。冷却板１１３は、水平な上面を有し、当該上面には、例えばウェハＷを吸引する吸引口（図示せず）が設けられている。この吸引口からの吸引により、ウェハＷを冷却板１１３上に吸着保持できる。

冷却板１１３の内部には、例えばペルチェ素子などの冷却部材（図示せず）が内蔵されており、冷却板１１３を所定の設定温度に調整できる。

冷却板１１３のその他の構成は、熱板１１２と同様の構成を有している。すなわち、冷却板１１３には、上下方向に貫通する複数の貫通孔１３１が形成されている。貫通孔１３１には、昇降ピン１３２が設けられている。昇降ピン１３２は、シリンダなどの昇降駆動機構１３３によって上下動できる。昇降ピン１３２は、貫通孔１３１内を挿通して冷却板１１３の上面に突出し、ウェハＷを支持して昇降できる。

冷却板１１３には、当該冷却板１１３の外周部を保持する環状の保持部材１３４が設けられている。保持部材１３４には、当該保持部材１３４の外周を囲み、昇降ピン１３２を収容する筒状のサポートリング１３５が設けられている。なお、熱処理ユニット４１〜４３の構成については熱処理ユニット４０の構成と同一であるので、説明を省略する。

塗布現像処理システム１は、図１に示すように制御装置１５０を有している。制御装置１５０は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部１５１を有している。プログラム格納部１５１には、上述の各処理ユニットや各搬送装置などの駆動系の動作を制御して、塗布現像処理システム１の所定の作用、すなわちウェハＷの加熱処理、レジスト液の塗布、現像、ウェハＷの搬送経路の制御などを実現させるためのプログラムである、いわゆる処理レシピが格納されている。処理レシピは処理種別毎に作成されており、例えば操作者が処理レシピを選択でき、選択した処理レシピがプログラム格納部１５１から制御装置１５０により読み出され、読み出された処理レシピにしたがって各ウェハＷの処理が実行される。

また、制御装置１５０のプログラム格納部１５１には、塗布現像処理システム１の起動の際に、熱処理ユニット４０〜４３の熱板１１２の昇温を制御するためルールを定めたプログラムである昇温レシピも格納されている。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に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置１５０にインストールされたものであってもよい。

本実施の形態における処理レシピでは、例えば図６のフロー図に示すような順序で工程が設定されている。図６に示す工程Ｓ１では、下部反射防止膜形成ユニット３１と熱処理ユニット４１により下部反射防止膜が形成される。工程Ｓ２では、レジスト塗布ユニット３２と熱処理ユニット４２により塗布膜が形成される。
工程Ｓ３では、上部反射防止膜形成ユニット３３と熱処理ユニット４３により上部反射膜が形成される。工程Ｓ４では、露光装置４により露光が行われる。工程Ｓ５においては、現像処理ユニット３０と熱処理ユニット４０により現像処理が行われる。

次に、制御装置１５０による熱板１１２の温度制御及び昇温レシピについて説明する。各熱処理ユニット４０〜４３の熱板１１２の設定温度は、熱処理の目的に応じて異なった値に設定されている。本実施の形態において、例えば各熱処理ユニット４０〜４３の熱板１１２ａ〜１１２ｄの温度は、それぞれＴａ〜Ｔｄに設定されている。

熱処理ユニット４０の熱板１１２ａを設定温度Ｔａまで昇温する場合、例えば図７に示すように、熱板１１２ａが設定温度Ｔａに到達するまでの昇温期間Ｈａ１においては、図８に示すように、電気ヒータ１２１の定格値に相当する電力Ｐａ１が電気ヒータ１２１に供給されるよう、制御装置１５０により電源装置（図示せず）の出力が制御される。熱板１１２ａの温度が設定温度Ｔａに到達し、熱板１１２ａが設定温度Ｔａに保たれる保温期間Ｈａ２においては、制御装置１５０は電源装置の出力を低下させ、熱板１１２ａを設定温度Ｔａに保つ、即ち熱板１１２から外部に放散する熱量を補う分に相当する電力Ｐａ２を供給する制御を行う。他の熱処理ユニット４１〜４３の熱板１１２ｂ〜１１２ｄの場合も同様である。

プログラム格納部１５１に格納されている昇温レシピには、各熱処理ユニット４０〜４３の熱板１１２ａ〜１１２ｄの昇温開始の順序、及び昇温開始のタイミングが設定されている。本実施の形態における昇温レシピでは、処理レシピに設定されたウェハＷの処理順序で順、即ち、工程Ｓ１に用いられる熱処理ユニット４１、工程Ｓ２に用いられる熱処理ユニット４２、工程Ｓ３に用いられる熱処理ユニット４３、工程Ｓ５に用いられる熱処理ユニット４０の順に昇温を開始するように昇温開始の順序を設定している。

昇温レシピにおける昇温開始のタイミングは、例えば図９に示すように、最初に昇温が開始される熱処理ユニット４１の熱板１１２ｂが昇温期間Ｈｂ１経過後に設定温度Ｔｂに到達すると、昇温レシピにおいて２番目に昇温されるように設定された熱板１１２ｃの昇温が開始されるように設定されている。なお、昇温レシピに設定された各熱板１１２ａ〜１１２ｄの昇温開始の順序、及び昇温開始のタイミングは、例えば操作員により任意に変更が可能である。

本実施の形態に係る塗布現像処理システム１は以上のように構成されており、次に、以上のように構成された基板処理システム１で行われるウェハ処理について説明する。

塗布現像処理システム１により図６のフロー図に示される基板処理を実行するにあたり、先ず、昇温レシピに設定された順序に従って各熱処理ユニット４０〜４３の熱板１１２ａ〜１１２ｄの昇温が開始される。

各熱処理ユニット４０〜４３の昇温が開始されると、図１０に示すように、先ず熱処理ユニット４１の熱板１１２ｂが設定温度Ｔｂまで昇温される。この際、制御装置１５０により、電源装置（図示せず）から熱板１１２ｂの電気ヒータ１２１に供給される電力が制御され、設定温度Ｔｂに到達するまでの昇温期間Ｈｂ１においては、図１１に示すように、定格値に相当する電力Ｐｂ１が電気ヒータ１２１に供給される。昇温期間Ｈｂ１が経過して熱板１１２ｂの温度が設定温度Ｔｂに達すると、制御装置１５０は熱板１１２ｂに供給する電力をＰｂ２に減少させると共に、熱処理ユニット４２の熱板１１２ｃの昇温を開始する。この際、熱処理ユニット４２に、熱処理ユニット４１から放散する熱が伝達することにより、熱板１１２ｃは所定の温度ΔＴｃだけ初期の状態と比較して温度上昇した状態となっている。

熱板１１２ｃの昇温が開始されると、熱板１１２ｂと同様に、設定温度Ｔｃに到達するまでは電気ヒータ１２１の定格値に相当する電力Ｐｃ１が供給され、昇温期間Ｈｃ１が経過して、熱板１１２ｃが設定温度Ｔｃに到達すると制御装置１５０により電力の供給量が電力Ｐｃ２に減少され、それと共に熱処理ユニット４３の熱板１１２ｄに電力Ｐｄ１が供給され熱板１１２ｄの昇温が開始される。熱板１１２ｄも、熱処理ユニット４１、４２の昇温が行われる間に、熱処理ユニット４１、４２から放散する熱により所定の温度だけ上昇した状態となっている。熱板１１２ｄの昇温期間Ｈｄ１が経過し、熱板１１２ｄが設定温度Ｔｄに到達すると、電力の供給量が電力Ｐｄ２に減少され、それと共に熱処理ユニット４０の熱板１１２ａに電力Ｐａ１が供給され、熱板１１２ａの昇温が同様に開始される。なお、この際、塗布現像処理システム１の消費電力は、ピーク値Ｐｍとなる。

熱板１１２ａの昇温期間Ｈａ１が経過し、熱板１１２ａが設定温度Ｔａに到達すると、制御装置１５０により電力の供給量がＰａ２に減少される。

各熱処理ユニット４０〜４３の全ての熱板１１２ａ〜１１２ｄの昇温が完了すると、処理レシピに基づき、ウェハＷの処理が開始される。

ウェハＷの処理においては、先ず、複数枚のウェハＷを収容したカセットＣがカセットステーション１０の所定のカセット載置板１３に載置される。その後、基板搬装置２１によりカセットＣ内の各ウェハＷが順次取り出され、処理ステーション１１の第３の処理装置群Ｇ３の例えば受け渡し装置５３に搬送される。

次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７１によって第２のブロックＧ２の熱処理ユニット４１に搬送され、冷却板１１３により温度調節処理される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７１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ユニット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の熱処理ユニット４１に搬送され、熱板１１２により加熱処理が行われる（図６の工程Ｓ１）。その後第３のブロックＧ３の受け渡しユニット５３に戻される。

次にウェハＷは、ウェハ搬送装置９０によって同じ第３のブロックＧ３の受け渡しユニット５４に搬送される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７２によって第２のブロックＧ２の熱処理ユニット４２に搬送され、冷却板１１３により温度調節処理される。その後、ウェハＷはウェハ搬送装置７２によって第１のブロックＧ１のレジスト塗布ユニット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、ウェハ搬送装置７２によって熱処理ユニット４２に搬送され、熱板１１２によりプリベーク処理される（図６の工程Ｓ２）。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７２によって第３のブロックＧ３の受け渡しユニット５５に戻される。

次にウェハＷは、ウェハ搬送装置９０によって同じ第３のブロックＧ３の受け渡しユニット５４に搬送される。その後ウェハＷはウェハ搬送装置７３によって第２のブロックＧ２の熱処理ユニット４３に搬送され、冷却板１１３により温度調節処理される。その後、ウェハＷはウェハ搬送装置７３によって第１のブロックＧ１の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（図６の工程Ｓ３）。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７３によって第３のブロックＧ３の受け渡しユニット５６に搬送される。

次にウェハＷは、ウェハ搬送装置９０によって受け渡しユニット５２に搬送され、シャトル搬送装置８０によって第４のブロックＧ４の受け渡しユニット６２に搬送される。その後、ウェハＷは、インターフェイスステーション７のウェハ搬送装置１００によって露光装置６に搬送され、露光処理される（図６の工程Ｓ４）。

次に、ウェハＷは、ウェハ搬送装置１００によって第４のブロックＧ４の受け渡しユニット６０に搬送される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理ユニット４０に搬送され、露光後ベーク処理される。次いで、ウェハＷは冷却板１１３により温度調節処理され、その後、ウェハ搬送装置７０によって現像処理ユニット３０に搬送され、現像される。現像終了後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理ユニット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、冷却板１１３により冷却される（図６の工程Ｓ５）。

その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡しユニット５０に搬送され、その後カセットステーション４のウェハ搬送装置２１によって所定の載置板１４のカセットＣに搬送される。こうして、一連の処理（フォトリソグラフィー処理）が終了し、ウェハＷ上に所定のレジストパターンが形成される。

以上の実施の形態によれば、塗布現像処理システム１を起動するにあたり、各熱処理ユニット４０〜４３の熱板１１２ａ〜１１２ｄの昇温を昇温レシピに基づき段階的に行うので、塗布現像処理システム１起動時の消費電力のピーク値を下げることができる。したがって、従来のように各熱処理ユニット４０〜４３の昇温を一斉に行う場合と比較して、塗布現像処理システム１の電気系統の上位に設置される電気設備の容量を小さくすることができる。これにより、電気設備の設置に要する費用を低減することができる。また、塗布現像処理システム１の起動時、即ちピーク時の消費電力と通常運転時の消費電力の差が小さくなるため、塗布現像処理システム１の上位に設置されている変圧器等の電気設備を従来よりも定格点に近い点で運転できる。このため、電気設備の運転時の効率が上がり、エネルギーのロスを減少させることができる。

さらには、熱処理ユニット４０〜４３の昇温において、昇温が完了した熱処理ユニット、若しくは昇温中の熱処理ユニットから放散する熱を、他の熱処理ユニットに伝達させながら昇温を行うため、各熱処理ユニット４０〜４３の昇温に要する時間を短縮することができる。

なお、以上の実施の形態においては、各熱処理ユニット４０〜４３の昇温が全て完了した後に、ウェハＷの塗布現像処理ユニット１への搬入を開始したが、全ての熱処理ユニット４０〜４３の昇温が完了する前にウェハＷを塗布現像処理ユニット１へ搬入し、処理レシピに設定されたウェハＷの処理順序に従ってウェハＷが各熱処理ユニット４０〜４３で加熱される際、各熱処理ユニット４０〜４３の昇温が予め完了するように、各熱処理ユニット４０〜４３の昇温開始の時期を制御してもよい。

具体的には、例えば図１０に示す手順で昇温を行う場合に、塗布現像処理ユニット１に搬入されたウェハＷが処理レシピに従って熱処理ユニット４２に搬入されるまでに要する時間が、熱処理ユニット４２の熱板１１２ｃの昇温期間Ｈｃ１より短い時間Ｈｘであるとする。すると、熱処理ユニット４１の熱板１１２ｂの昇温が完了した時点で塗布現像処理ユニット１へウェハＷを搬入した場合、処理レシピに従ってウェハＷが熱処理ユニット４２に搬送された時点では熱処理ユニット４２の昇温が完了しておらず、ウェハＷの処理が渋滞してしまう。この場合、例えば図１０に破線で示すように、熱処理ユニット４２の熱板１１２ｃの昇温を開始するタイミングを、熱板１１２ｂの昇温完了後ではなく熱板１１２ｂの昇温中で、且つ熱板１１２ｂの昇温完了から熱板１１２ｃの昇温完了までの期間が時間Ｈｘより短くなるように予め昇温レシピを設定しておけば、制御装置１５０により熱板１１２ｃの昇温が適切に制御され、ウェハＷの処理が渋滞することがない。また、このように昇温の制御を行うことで、塗布現像処理システム１の起動から、ウェハＷの処理開始までの待ち時間を短縮することができるため、塗布現像処理システム１の生産性を向上させることができる。熱板１１２ｃ以降の熱処理を行う熱板１１２ｄ、１１２ａにおけるウェハＷの処理渋滞の回避についての方法も同様であるので、説明を省略する。

なお、各熱板１１２ａ〜１１２ｄの昇温開始のタイミングを早めることにより、例えば図１１に破線で示すように、各熱処理ユニット４０〜４３のうち複数の熱処理ユニットに電気ヒータ１２１の定格値に相当する電力が同時に供給される可能性がある。かかる場合、塗布現像処理システム１での消費電力が上位の電源系統の定格値を超え、例えば電気系統に設置された保護継電器等がトリップするおそれがある。したがって、このような保護継電器等のトリップを防止するために、例えば各熱処理ユニット４０〜４３の電気ヒータ１２１に供給される電力の総量を監視する検出手段１５２を設け、検出手段１５２により検出される消費電力の総量が所定の値、例えば保護継電器等の保護動作の設定値を超えないように、制御装置１５０により各熱処理ユニット４０〜４３に供給する電力の量を制限する制御を行ってもよい。

保護継電器等の保護動作の設定値を超えないように、各熱処理ユニット４０〜４３に供給する電力の量を制限する場合、例えば処理レシピに設定されたウェハＷの加熱処理の順序とは逆の順序、即ち本実施の形態においては、熱処理ユニット４０、４３、４２、４１の順で、各熱処理ユニットに供給する電力の量を減少さてもよい。こうすることで、制御装置１５０により各熱処理ユニット４０〜４３に供給する電力の量を制限する必要が生じた場合でも、処理レシピに設定されたウェハＷの処理順序に従って熱処理ユニット４０〜４３の昇温を継続することができる。このため、熱板１１２の昇温が完了してないことに起因して、ウェハＷの処理が中断することがない。

以上の実施の形態では、一つの熱板１１２に対して一つの電気ヒータ１２１が設けられていたが、例えば図１２に示すように、熱板１１２を同心円状の３つ領域Ａ１〜Ａ３に区画し、各領域に電気ヒータ１２１を各々設け、領域毎に温度設定可能な構成としてもよい。このように熱板１１２に複数の領域Ａ１〜Ａ３を設けることで、例えば熱板１１２を昇温する際に、熱板１１２の外側から内側へ向かって、即ち領域Ａ１から領域Ａ３の順に昇温を開始することができる。これにより、領域Ａ１の熱を領域Ａ３に向かう方向に伝達させ、熱板１１２の昇温に要する電力の消費量をさらに抑制することができる。なお、図１２においては３つの領域Ａ１〜Ａ３を描図しているが、区画の数は３つに限定されるものではなく、また、区画の形状も同心円状である必要はなく、例えば、扇型状等であってもよい。

また、制御装置１５０により各熱処理ユニット４０〜４３に供給する電力の量を制限する際も、例えば熱板１１２の領域Ａ１〜Ａ３の全ての電気ヒータ１２１への電力の供給を一度に制限するのではなく、例えば内側の領域、即ち領域Ａ３から領域Ａ１の順に制限するように制御を行ってもよい。こうすることで、制御装置１５０により領域Ａ２及び領域Ａ３への電力の供給量が制限された場合でも、例えば領域Ａ１からの熱伝導により領域Ａ１及び領域Ａ２の昇温を行うことができる。

なお、以上の実施の形態における昇温レシピでは、熱処理ユニット４０〜４３の昇温開始の順序と処理レシピにおけるウェハＷの加熱処理の順序が一致するように昇温開始の順序を設定していたが、昇温レシピに設定する昇温開始の順序としては、例えば熱板１１２の昇温開始から昇温完了までの制定時間が短い順に昇温を開始するものであったり、上下方向に積層して配置された熱処理ユニット４０〜４３を下方に配置された熱処理ユニット４０から上方に配置された熱処理ユニット４３の順で昇温を開始するものであったりしてもよい。

熱板１１２の昇温開始から昇温完了までの制定時間が短い順に昇温を開始する場合は、例えば図１０において昇温に要する時間が短い順、即ち熱板１１２ｃ、１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｄの順に昇温レシピが設定される。このように昇温レシピを設定した場合、例えば図１３に示すように各熱処理ユニット４０〜４３の熱板１１２ａ〜１１２ｄの昇温が行われる。この場合、昇温完了までの制定時間が短い熱板、例えば熱板１１２ｃは、設定温度Ｔｃに到達した後は少ない電力で他の熱処理ユニットへ熱を伝達することができる。

また、発明者らが検証したところによれば、例えば熱処理ユニット４１から放散する熱は、熱処理ユニット４０に比べ熱処理ユニット４２に対してより伝達しやすい。即ち一の熱処理ユニットから放散した熱は、下方に位置する熱処理ユニットに比べ上方に位置する熱処理ユニットに対してより伝達しやすい。したがって、熱処理ユニット４０〜４３を下から上、即ち熱処理ユニット４０、４１、４２、４３の順序で昇温を開始してもよい。かかる場合、最も効率よく各熱処理ユニット４０〜４３の昇温を行うことができる。

なお、例えば熱処理ユニット４０〜４３を下から上の順に昇温する場合や、熱処理ユニット４０の昇温完了までの制定時間が短い順に昇温する場合も、制御装置１５０のプログラム格納部１５１に夫々の昇温レシピを格納しておき、塗布現像処理システム１の起動の際に複数の昇温レシピを組み合わせて選択してもよい。さらには、複数の昇温レシピを同時に選択する場合、いずれの昇温レシピを優先して実施するかを選択できるようにしてもよい。

複数の昇温レシピを同時に選択する場合について説明する。例えば各熱処理ユニット４０〜４３の熱板１１２ａ〜１１２ｄの設置温度が、複数の処理レシピに対応するために、例えば図１４に示すように各熱処理ユニット４０〜４３内で、更にエリア２０１〜２０８毎に異なる値に設定されているものとする。図１４では、例えば、エリア２０４、２０７の設定温度が１８０℃、エリア２０１の設定温度が２００℃、エリア２０２、２０５、２０６、２０８の設定温度が２５０℃、エリア２０３の設定温度が３５０℃に設定されている。昇温順序は、昇温レシピから、処理レシピの順序に基づいて昇温するものと、熱処理ユニット４０〜４３を下から上の順に昇温するものを選択し、処理レシピ順に昇温することを優先選択するものとする。なお、処理レシピにおける加熱処理はエリア２０１〜２０８の順に行われるものとする。この場合、例えば図１５に示すように、先ず処理レシピにおいて、最初にウェハＷの加熱処理を行うエリア２０１、２０２、及び最下段に配置されているエリア２０７の昇温が開始される。

次いで、最も設定温度が低いエリア２０７の昇温が完了すると、エリア２０２の次にウェハＷの加熱処理を行うエリア２０３、及び最下段に配置されているエリア２０８の昇温が開始される（図１５の期間Ｋ１）。

その後、エリア２０１が設定温度に達すると、エリア２０３の次にウェハＷの加熱処理を行うエリア２０４の昇温が開始される（図１５の期間Ｋ２）。

その後、エリア２０２が設定温度に達すると共に、エリア２０１やエリア２０２からの熱伝達により予め昇温されていたエリア２０４も設定温度に到達し、エリア２０４の次にウェハＷの加熱処理を行うエリア２０５の昇温が開始される（図１５の期間Ｋ３）。その後、エリア２０４が設定温度に達すると、エリア２０６の昇温が開始され（図１５の期間Ｋ４）、やがて全てのエリアにおいて熱板の昇温が完了する。

なお、以上のように昇温レシピを複数選択する場合においても、当然制御装置１５０により電気ヒータ１２１への供給電力を制限してもよい。かかる場合、電力の制限は、選択されている昇温レシピにおいて最後に昇温が開始されるものから順に電力の制限が行われるように制御される。

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、基板処理システム用加熱装置の昇温を行うのに有用である。

１ 塗布現像処理システム
２ カセットステーション
３ 処理ステーション
４ 露光装置
５ インターフェイスステーション
１０ カセット搬入部
１１ ウェハ搬送部１１
１２ カセット載置台
１３ カセット載置板
２０ 搬送路
２１ ウェハ搬送装置
３０ 現像処理ユニット
３１ 下部反射防止膜形成ユニット
３２ レジスト塗布ユニット
３３ 上部反射防止膜形成ユニット
４０〜４３ 熱処理ユニット
５０〜５６ 受け渡しユニット
６０〜６２ 受け渡しユニット
７０〜７３ ウェハ搬送装置
８０ シャトル搬送装置
９０ ウェハ搬送装置
１００ ウェハ搬送装置
１１０ 処理容器
１１１ 搬入出口
１１２ 熱板
１１３ 冷却板
１２１ 電気ヒータ
１２２ 貫通孔
１２３ 昇降ピン
１２４ 昇降駆動機構
１２５ 保持部材
１２６ サポートリング
１３１ 貫通孔
１３２ 昇降ピン
１３３ 昇降駆動機構
１３４ 保持部材
１３５ サポートリング
１５０ 制御装置
１５１ プログラム格納部
１５２ 検出手段
２０１〜２０８ エリア
Ｗ ウェハ
Ｆ カップ
Ｄ ウェハ搬送領域
Ｃ カセット

Claims (8)

1. 基板を加熱する複数の加熱装置を備え、所定の処理レシピに設定された順序に従って基板を処理する基板処理システムにおいて、前記複数の加熱装置の昇温を制御する方法であって、
   前記所定の処理レシピに設定された基板の処理順序で加熱装置を昇温するルール、
   上下方向に積層して配置された前記複数の加熱装置のうち、下方に配置された加熱装置から上方に配置された加熱装置の順に昇温するルール、
   昇温開始から昇温完了までの制定時間が短い加熱装置から、前記制定時間が長い加熱装置の順に昇温するルール、
   の少なくともいずれか一つ、又は二つ以上を組み合わせたルールに従って、一の前記加熱装置の昇温に伴い当該一の加熱装置から放散する熱を、他の前記加熱装置へ伝達させながら、前記複数の加熱装置の昇温を行い、
   さらに、前記複数の加熱装置で消費される電力の総量を監視し、前記消費電力の総量が所定の値を超えないように、前記所定の処理レシピに設定された基板の処理順序とは逆の順序で、前記加熱装置に供給する電力の量を減少させることを特徴とする、加熱装置の昇温制御方法。
2. 前記所定の処理レシピに設定された基板の処理順序で加熱装置を昇温する場合において、
   前記処理レシピに設定された基板の処理順序に従って各加熱装置が基板の加熱を行う前に、当該加熱装置の昇温が予め完了しているように当該各加熱装置の昇温を開始する時期を制御することを特徴とする、請求項１に記載の加熱装置の昇温制御方法。
3. 前記複数の加熱装置は、基板を載置して加熱する加熱板を夫々備え、
   前記加熱板は複数の領域に区画され、当該領域毎に温度設定可能であり、
   前記加熱板を昇温する際に、前記加熱板の外側から当該加熱板の内側に向かう方向に熱が伝達するように前記熱処理板を昇温する、請求項１または２のいずれかに記載の加熱装置の昇温制御方法。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の加熱装置の昇温制御方法を基板処理システムによって実行させるために、当該基板処理システムを制御する制御装置のコンピュータ上で動作するプログラム。
5. 請求項４に記載の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。
6. 基板を加熱する複数の加熱装置を備え、所定の処理レシピに設定された順序に従って基板を処理する基板処理システムであって、
   前記所定の処理レシピに設定された基板の処理順序で加熱装置を昇温するルール、
   上下方向に積層して配置された前記複数の加熱装置のうち、下方に配置された加熱装置から上方に配置された加熱装置の順に昇温するルール、
   昇温開始から昇温完了までの制定時間が短い加熱装置から、前記制定時間が長い加熱装置の順に昇温するルール、
   の少なくともいずれか一つ、又は二つ以上を組み合わせたルールに従って前記複数の加熱装置を昇温し、さらに前記複数の加熱装置で消費される電力の総量を監視し、前記消費電力の総量が所定の値を超えないように、前記処理レシピに設定された基板の処理順序とは逆の順序で、前記加熱装置に供給する電力の量を減少させる制御を行う制御装置と、を有し、
   前記複数の加熱装置は、一の前記加熱装置の昇温に伴い当該一の加熱装置から放散する熱が、他の前記加熱装置へ伝達するように配置されていることを特徴とする、基板処理システム。
7. 前記制御装置は、前記所定の処理レシピに設定された基板の処理順序で加熱装置を昇温する場合において、
   前記処理レシピに設定された基板の処理順序に従って各加熱装置が基板の加熱を行う前に、当該各加熱装置の昇温が予め完了するように当該各加熱装置の昇温の開始時期をさらに制御することを特徴とする、請求項６に記載の基板処理システム。
8. 前記複数の加熱装置は、前記基板を載置して加熱する加熱板を夫々備え、
   前記加熱板は複数の領域に区画され、当該領域毎に温度設定可能であり、
   前記制御装置は、前記加熱板を昇温する際に、前記加熱板の外周部から当該加熱板の内側に向かう方向に熱が伝達するように前記熱処理板を昇温する制御をさらに行うことを特徴とする、請求項６または７のいずれかに記載の基板処理システム。

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