JP5102861B2 - 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、所定の処理レシピに従って基板の処理を行うように構成されている（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、加熱装置の昇温が行われる。

特開２００６−２８７１７８号公報

ところで、塗布現像処理システムの電源は、通常、三相交流電源であるが、上述の電気ヒータは単相交流負荷である。このため、塗布現像処理システムの電源系統においては、通常運転時に各電気ヒータを使用した状態において三相交流電源の線間電流値が各相で平衡するように考慮して、各電気ヒータが各相に接続されている。

ところが、加熱装置の昇温に要する電力と、加熱装置が所定の温度に昇温された状態で待機するために要する電力とでは、その値が異なる。そのため、塗布現像処理システムの起動の際、電気ヒータによる加熱装置の昇温を行うと、通常運転時には平衡する線間電流値も、昇温時には各相の平衡が崩れ、即ちある相において線間電流値が制限値を超え、それにより欠相等が生じる場合がある。この場合、当該欠相等が生じるのを防止するため、線間電流値が制限値を超えないように電気ヒータによる加熱装置の昇温が制限され、当該制限された加熱装置の昇温開始までは昇温待機の状態となる。このため、昇温時に各相の線間電流値の平衡が崩れると、加熱装置の昇温に要する時間が長くなり、塗布現像処理システムの起動時間が長くなるという問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板処理システムの加熱装置を昇温するにあたり、三相交流電源の各相の線間電流の平衡を維持しつつ、基板処理システムの起動時間が長くなることを防止す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、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供給される三相交流電源の各相に接続され、単相交流電源により昇温して基板を加熱する、前記基板処理システムに設置された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前記複数の加熱装置を昇温する際に、当該各加熱装置が接続された各相の負荷電流値を監視し、前記各加熱装置の昇温中に負荷電流値が制限値を上回り加熱装置の昇温が制限された相が生じた際に、当該昇温が制限された相以外の相における前記所定の処理レシピに設定された基板の処理順序における次順以降の加熱装置の昇温の可否を判断し、制限された相の加熱装置を飛ばして、昇温可能な加熱装置の昇温を行うことを特徴としている。

本発明によれば、所定の処理レシピに設定された基板の処理順序で複数の加熱装置を昇温するにあたり、加熱装置が接続された交流電源の各相の負荷電流値を監視し、昇温が制限された相が生じた際に、当該昇温が制限された相以外の相における前記所定の処理レシピに設定された基板の処理順序における次順以降の加熱装置の昇温の可否を判断し、昇温が制限された相の加熱装置を飛ばして昇温可能な加熱装置の昇温を行うので、待ち状態となっている加熱装置を昇温することができる。これにより、三相交流電源の各相の線間電流の平衡を維持しつつ、基板処理システム全体として加熱装置の昇温時間、即ち起動時間が長くなることを防止することができる。また、飛ばして昇温した加熱装置から放散する熱が、昇温が完了していない他の加熱装置に伝達することにより、加熱装置の昇温に要する時間を短縮することができる。

前記複数の加熱装置は上下方向に積層して配置され、前記処理レシピに設定された基板の処理順序は、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を用いるように設定され、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ってもよい。

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、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、前記基板処理システムに供給される三相交流電源の各相に接続され、単相交流電源により昇温して基板を加熱する複数の加熱装置と、前記所定の処理レシピに設定された基板の処理順序にしたがって前記複数の加熱装置を昇温する際に、当該各加熱装置が接続された各相の線間電流値を監視し、前記各加熱装置の昇温中に線間電流値が制限値を上回り加熱装置の昇温が制限された相が生じた際に、当該昇温が制限された相以外の相における前記所定の処理レシピに設定された基板の処理順序において次順以降に昇温される加熱装置の昇温の可否を判断する監視部と、前記昇温が制限された相に接続された加熱装置を飛ばして、前記昇温が制限された相以外の相に接続された昇温可能な加熱装置の昇温を行う制御部と、を有することを特徴としている。

前記複数の加熱装置は上下方向に積層して配置され、前記処理レシピに設定された基板の処理順序は、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を用いるように設定されていてもよい。

前記制御部は、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、前記制御部は、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、三相交流電源の各相の線間電流の平衡を維持しつつ、基板処理システムの起動時間が長くなることを防止できる。

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。 本実施の形態にかかる塗布現像処理システムの電源系統図である。 ウェハ処理の各工程を示したフロー図である。 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。 熱板の昇温順序及び電源系統の線間電流値を示す説明図である。 熱板の昇温順序及び電源系統の線間電流値を示す説明図である。 熱板の昇温順序及び電源系統の線間電流値を示す説明図である。 他の実施の形態にかかる熱板の構成を示す平面図である

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる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、１ロットの複数枚のウェハが収容されたカセット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を備えた複数の熱処理ユニット４０〜４７が設けられている。各熱処理ユニット４０〜４７は、下から熱処理ユニット４０〜４７の順に積層して設けられ、各熱処理ユニット４０〜４７の加熱装置から放散する熱が、他の熱処理ユニットに互いに伝達するように構成されている。

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。なお、図４においては１台の熱処理ユニット４０に４台の加熱装置４０ａ〜４０ｄが設けられた状態を描図しているが、当該熱処理ユニット及び加熱装置の台数は本実施の形態に限定されるものではなく、任意に設定が可能である。

例えば加熱装置４０ａ〜４０ｄ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、加熱装置４０ａ〜４０ｄ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１１２ａ〜１１２ｄと、ウェハＷを載置して温度調節する冷却板１１３ａ〜１１３ｄ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１１２ａ〜１１２ｄは、厚みのある略円盤形状を有している。熱板１１２ａ〜１１２ｄ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１１２ａ〜１１２ｄ上に吸着保持できる。

熱板１１２ａ〜１１２ｄの内部には、図５に示すように、電気ヒータ１２１ａ〜１２１ｄ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１２１ａ〜１２１ｄへの電力の供給量を制御することにより、熱板１１２ａ〜１１２ｄを所定の設定温度に制御することができる。

熱板１１２ａ〜１１２ｄ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１１２ａ〜１１２ｄの上面に突出し、ウェハＷを支持して昇降できる。

熱板１１２ａ〜１１２ｄには、当該熱板１１２ａ〜１１２ｄ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１１３ａ〜１１３ｄは、厚みのある略円盤形状を有している。冷却板１１３ａ〜１１３ｄ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１１３ａ〜１１３ｄ上に吸着保持できる。

冷却板１１３ａ〜１１３ｄ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１１３ａ〜１１３ｄを所定の設定温度に調整できる。

冷却板１１３ａ〜１１３ｄのその他の構成は、熱板１１２ａ〜１１２ｄと同様の構成を有している。すなわち、冷却板１１３ａ〜１１３ｄ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１１３ａ〜１１３ｄの上面に突出し、ウェハＷを支持して昇降できる。

冷却板１１３ａ〜１１３ｄには、当該冷却板１１３ａ〜１１３ｄ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４１〜４７の構成については、それぞれ熱処理ユニット４０の構成と同一であるので、説明を省略する。

次に、加熱装置４０ａ〜４０ｄの熱板１１２ａ〜１１２ｄに内蔵された電気ヒータ１２１ａ〜１２１ｄへの電源供給について説明する。図６に、塗布現像処理システム１の電源系統図を示す。

図６に示すように、塗布現像処理システム１には、外部からＲ相、Ｓ相、Ｔ相の三相からなる交流電源が供給されている。この三相交流電源は、塗布現状処理システム１内において、さらに各ブロックＧ１〜Ｇ４の各処理ユニットや、カセットステーション２のウェハ搬送装置２１等と接続されている。なお、本実施の形態においては、熱処理ユニット４０〜４７に対する電源供給を、例えば図６に示すように、熱処理ユニット４０、４１の組、熱処理ユニット４２、４３の組、熱処理ユニット４４、４５の組及び熱処理ユニット４６、４７の組のそれぞれに対して１のフィーダで電源を供給している状態を例にして説明を行うが、電源の供給方法については、本実施の形態に限定されるものではない。

第２のブロックＧ２の熱処理ユニット４０、４１の熱板１１２ａ〜１１２ｄに内蔵される電気ヒータ１２１ａ〜１２１ｄは、単相交流負荷であり、図６に示すように、例えば熱処理ユニット４０、４１に電源を供給する三相交流電源から分岐された、ＲＳ相、ＳＴ相、ＴＲ相の単相電源系統に接続された電源装置１４０ａ〜１４０ｃに夫々接続されている。なお、図６においてはＲＳ相に設けられた電源装置１４０ａに電気ヒータ１２１ａ、１２１ｄが、ＳＴ相に設けられた電源装置１４０ｂに電気ヒータ１２１ｂが、ＴＲ相に設けられた電源装置１４０ｃに電気ヒータ１２１ｃが夫々接続されている状態を描図しているが、各電源装置１４０ａ〜１４０ｃと電気ヒータ１２１ａ〜１２１ｄとの接続は本実施の形態に限定されるものではなく、任意に決定が可能である。また、熱処理ユニット４２〜４７への電源供給についても熱処理ユニット４０、４１の組と同様であるので、説明を省略する。

次に塗布現像処理システム１の制御装置１５０について説明する。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と、各電源装置１４０ａ〜１４０ｃから加熱装置４０ａ〜４０ｄの各電気ヒータ１２１ａ〜１２１ｄに供給される電流値を監視する監視部１５２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４０〜４７の熱板１１２ａ〜１１２ｄ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７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７に示す工程Ｓ１では、下部反射防止膜形成ユニット３１と加熱装置４０ａ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と加熱装置４０ｂ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と加熱装置４０ｃ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と加熱装置４０ｄにより現像処理が行われる。

次に、制御装置１５０による各熱板１１２ａ〜１１２ｄ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４０〜４７の熱板１１２ａ〜１１２ｄの設定温度は、通常、熱処理の目的に応じて異なった値に設定されるが、本実施の形態においては、すべての熱板１１２ａ〜１１２ｄの温度はＴａに設定されているものとして説明する。

加熱装置４０ａの熱板１１２ａを設定温度Ｔａまで昇温する場合、例えば図８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９に示すように、電気ヒータ１２１の定格値に相当する電流Ｐａ１が電気ヒータ１２１に供給される。この電流の供給の制御は、制御装置１５０により電源装置１４０ａの出力を制御することにより行われる。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１４０ａ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流Ｐａ２を供給する制御を行う。他の加熱装置４０ｂ〜４０ｄ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、熱処理ユニット４０〜４７の各熱板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、例えば三相交流電源が供給される熱処理ユニットの組毎に、即ち８つの加熱装置毎に昇温順序が設定されている。加熱装置の昇温順序は、例えば図１０に示すように、熱処理ユニット４０から熱処理ユニット４１の順に昇温を行い、各熱処理ユニット４０、４１においては、処理レシピに設定されたウェハＷの処理順序で、即ち、工程Ｓ１に用いられる加熱装置４０ａ、工程Ｓ２に用いられる加熱装置４０ｂ、工程Ｓ３に用いられる加熱装置４０ｃ、工程Ｓ５に用いられる加熱装置４０ｄ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。なお熱処理ユニット４２〜４７についても同様である。

次に監視部１５２について説明する。監視部１５２は、昇温レシピに従って加熱装置４０ａ〜４０ｄの熱板１１２ａ〜１１２ｄを昇温する際に、電気ヒータ１２１ａ〜１２１ｄが接続された各相の負荷電流値を監視し、各熱板１１２ａ〜１１２ｄの昇温中に当該負荷電流値が各相における制限値を上回ることがないように、電気ヒータ１２１ａ〜１２１ｄへの電流の供給を制限する機能を有している。また、監視部１５２は、電気ヒータ１２１ａ〜１２１ｄのいずれかにおいて電流の供給が制限された場合に、当該電流の供給が制限された電気ヒータが接続された相以外の相において、昇温レシピに設定された昇温順序が当該電流の供給が制限された電気ヒータの次順以降に昇温される電気ヒータを昇温しても各相の電流値のバランスが崩れないか否かを判断する機能をさらに有している。そして、電流の供給が制限された相に接続された電気ヒータの次順以降に昇温される電気ヒータであって、当該電流の供給が制限された電気ヒータが接続された相以外の相への電流の供給が可能と判断した場合は、電流の供給が制限された電気ヒータへの電流の供給開始を待つことなく、次順以降の熱板を昇温する機能をさらに有する。監視部１５２の具体的な機能について、例えば熱処理ユニット４０、４１の各熱板１１２ａ〜１１２ｄに供給される電流値Ｐａ１が一律で１０アンペア（Ａ）、熱板１１２ａ〜１１２ｄを設定温度Ｔａに保つために供給する電流値Ｐａ２が一律で２アンペア（Ａ）、熱板１１２ａ〜１１２ｄの電気ヒータ１２１ａ〜１２１ｄが接続された各相の電流の制限値２５アンペア（Ａ）であるとした場合を例にして以下に説明する。

プログラム格納部１５１に格納されている昇温レシピに従って熱処理ユニット４０〜４７の加熱装置４０ａ〜４０ｄに設けられた各熱板１１２ａ〜１１２ｄの昇温が開始されると、図１０に示すように、昇温レシピにおいて最初に昇温が開始されるように設定されている熱処理ユニット４０の加熱装置４０ａの電気ヒータ１２１ａに、ＲＳ相に接続された電源装置１４０ａを介して、先ず１０アンペア（Ａ）の電流が供給される。この際監視部１５２は、電気ヒータ１２１ａへの電流の供給に先立ち、電源装置１４０ａから供給される電流値、即ちＲＳ相の線間電流値が所定の制限値を上回っていないことを確認し、制御部１５０はこの監視部１５２による確認結果に基づいて電源装置１４０ａからの電流の供給を開始する。

次いで監視部１５２は、ＳＴ相に接続された電気ヒータ１２１ｂへの電流供給に先立ち、ＳＴ相の線間電流値についてもＲＳ相と同様に確認を行い、その後電気ヒータ１２１ｂに１０アンペア（Ａ）の電流が供給される。そして、電気ヒータ１２１ｃ及び電気ヒータ１２１ｄへの電流供給の際にも同様に監視部１５２により線間電流値の確認が行われ、適宜電気ヒータ１２１ｃ及び電気ヒータ１２１ｄへ夫々１０アンペア（Ａ）の電流が供給される。なお、熱処理ユニット４０の熱板１１２ａ〜１１２ｄの昇温にあたっては、線間電流値が制限値を上回っていないため、熱板１１２ａ〜１１２ｄの電気ヒータ１２１ａ〜１２１ｄへの電流の供給は特に制限されることなく行われる。この場合、熱処理ユニット４０の熱板１１２ａ〜１１２ｄの昇温は実質的に同時に開始される。

次いで、電源装置１４０ａから熱処理ユニット４０の電気ヒータ１２１ａ、１２１ｄに電流を供給した状態で、熱処理ユニット４０の電気ヒータ１２１ｄの次に昇温が開始されることになる、熱処理ユニット４１の電気ヒータ１２１ａに電流を供給するにあたり、監視部１５２によりＲＳ相の線間電流値の確認が行われる。この場合、熱処理ユニット４０の電気ヒータ１２１ａ、１２１ｄに電流を供給した状態で熱処理ユニット４１の電気ヒータ１２１ａに電流を供給すると、ＲＳ相の線間電流値は３０アンペア（Ａ）となり制限値の２５アンペア（Ａ）を越えるため、監視部１５２により熱処理ユニット４１の電気ヒータ１２１ａへの電流の供給が制限される。

ＲＳ相への電流の供給が制限されると、監視部１５２はＲＳ相以外の相、即ちＳＴ相及びＴＲ相以外における線間電流値を確認し、ＳＴ相及びＴＲ相において熱処理ユニット４１の電気ヒータ１２１ｂ及び１２１ｃへ夫々電流を供給しても線間電流値が制限値を越えないか否かを確認する。そして、本実施の形態においては、図１１に示すように、熱処理ユニット４１の電気ヒータ１２１ｂ及び１２１ｃへ夫々電流を供給してもＳＴ相及びＴＲ相へ供給される電流値は夫々２０アンペア（Ａ）であり、制限値以内となる。この場合、監視部１５２は、電流の供給が制限されたＲＳ相に接続された熱処理ユニット４１の電気ヒータ１２１ａへの電流の供給開始を待つことなく、即ち熱処理ユニット４１の熱板１１２ａの昇温順序を追い越して、換言すれば熱処理ユニット４１の熱板１１２ａを飛ばして、昇温可能な熱処理ユニット４１の電気ヒータ１２１ｂ及び１２１ｃの昇温を開始する。このように、電流の供給が制限された電気ヒータへの電流の供給開始を待つことなく、次順以降の熱板を昇温することで、電気ヒータへの電流の供給に制限がかかった場合でも、熱板の昇温が停滞することなく続けられる。

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７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４０〜４７に設けられた加熱装置４０ａ〜４０ｄの各熱板１１２ａ〜１１２ｄの昇温が順次開始される。

各熱板１１２ａ〜１１２ｄの昇温にあたっては、先ず熱処理ユニット４０の熱板１１２ａ〜１１２ｄの昇温が昇温レシピに従って開始され、熱処理ユニット４０の電気ヒータ１２１ａ〜１２１ｄに、図１０に示すように電源装置１４０ａ〜１４０ｃから夫々電流が供給される。次いで、監視部１５２によりＲＳ相、ＳＴ相、ＴＲ相の各相の線間電流値の確認が行われる。そして、監視部１５２により、熱処理ユニット４１の熱板１１２ａの昇温を開始するとＲＳ相の線間電流値が制限値を越えると判断されると、図１１に示すように監視部１５２により、線間電流値が制限値を越えないと判断された、昇温レシピにおいて昇温順序が次順以降に設定されているＳＴ相及びＴＲ相の電気ヒータ１２１ｂ及び１２１ｃに電流が供給される。この場合、ＲＳ相、ＳＴ相及びＴＲ相には夫々２０アンペア（Ａ）ずつの電流が供給されている。

次いで、熱処理ユニット４０の熱板１１２ａ及び熱板１１２ｄの昇温が完了し、監視部１５２により、熱処理ユニット４１の熱板１１２ａの昇温を開始してもＲＳ相の線間電流値が制限値を越えることがないと判断されると、図１２に示すように、熱処理ユニット４１の熱板１１２ａと同じくＲＳ相に接続された熱板１１２ｄの昇温が開始される。

その後、熱処理ユニット４１の熱板１１２ａ及び熱板１１２ｄの昇温が完了すると、昇温レシピに従って、熱処理ユニット４２〜４７の熱板１１２ａ〜１１２ｄの昇温が順次おこなわれ、各熱処理ユニット４０〜４７の全ての熱板１１２ａ〜１１２ｄの昇温が完了する。

各熱処理ユニット４０〜４７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、１ロットの複数枚のウェハ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４０の加熱装置４０ａに搬送され、冷却板１１３ａ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４０の加熱装置４０ａに搬送され、熱板１１２ａにより加熱処理が行われる（図７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４０の加熱装置４０ｂに搬送され、冷却板１１３ｂ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によって加熱装置４０ｂに搬送され、熱板１１２ｂによりプリベーク処理される（図７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の加熱装置４０ｃに搬送され、冷却板１１３ｃ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７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７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によって加熱装置４０ｄ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１１３ｄ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によって加熱装置４０ｄ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１１３ｄにより冷却される（図７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、所定の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４０〜４７に設けられた複数の加熱装置４０ａ〜４０ｄを昇温するにあたり、加熱装置４０ａ〜４０ｄの熱板１１２ａ〜１１２ｄに電流を供給する交流電源１４０ａ〜１４０ｃが接続された各相の線間電流値を監視部１５２により監視し、線間電流値が制限値を越えることにより昇温が制限された相が生じた際に、当該昇温が制限された相以外の相において、処理レシピに設定された基板の処理順序における次順以降の加熱装置の昇温の可否を判断し、昇温が制限された相の加熱装置を飛ばして、昇温可能な相の加熱装置の昇温を行うので、通常であれば待ち状態となっている加熱装置を昇温することができる。これにより、三相交流電源の各相の線間電流の平衡を維持しつつ、塗布現像処理システム１全体として加熱装置４０ａ〜４０ｄの昇温時間、即ち起動時間が長くなることを防止することができる。

また、加熱装置４０ａ〜４０ｄ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が、他の加熱装置に伝達されるため、各熱処理ユニット４０〜４７の昇温に要する時間を短縮することができる。特に、従来の昇温制御方法においては、例えば図１０の状態から、熱処理ユニット４１の熱板１１２ａを昇温する場合、ＲＳ相の線間電流値が制限値を越えなくなるまで熱処理ユニット４１の熱板１１２ａ〜１１２ｄの昇温を開始しないため、加熱装置間の熱伝達は、熱処理ユニット４０の加熱装置４０ａ〜４０ｄから、熱処理ユニット４１の加熱装置４０ａ〜４０ｄに向かって発生するのみであるが、本実施の形態にかかる昇温制御方法によれば、昇温が制限された相の加熱装置を飛ばして昇温するため、熱処理ユニット４０の加熱装置４０ａ〜４０ｄ及び熱処理ユニット４１の加熱装置４０ｂ、４０ｃから、熱処理ユニット４１の加熱装置４０ａ、４０ｄに向かって熱伝達が生じる。したがって、従来の昇温方法を用いた場合に比べ、更に昇温に要する時間を短縮できる。

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４２から放散する熱は、熱処理ユニット４１に比べ熱処理ユニット４３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、以上の実施の形態のように、上下方向に積層して配置された熱処理ユニット４０〜４７のうち、下方に配置された熱処理ユニット４０の加熱装置４０ａ〜４０ｄから、上方に配置された熱処理ユニット４３の加熱装置４０ａ〜４０ｄの順に昇温を行うことで、最も効率よく各熱処理ユニット４０〜４７の昇温を行うことができる。

なお、以上の実施の形態においては、各熱処理ユニット４０〜４７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４０〜４７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４０〜４７で加熱される際、各熱処理ユニット４０〜４７の昇温が予め完了するように、各熱処理ユニット４０〜４７の昇温開始の時期を制御してもよい。

以上の実施の形態では、一つの熱板に対して一つの電気ヒータが設けられていたが、例えば図１３に示すように、熱板１６０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１６１を各々設け、領域毎に温度設定可能な構成としてもよい。このように複数の領域Ａ１〜Ａ３を設けた熱板１６０を用いるとで、例えば熱板１６０を昇温する際に、熱板１６０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１６０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１１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。

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４０〜４７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１１２ａ〜１１２ｄ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てもよい。

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
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
４０〜４７ 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
１４０ａ〜１４０ｄ 電源装置
１５０ 制御装置
１５１ プログラム格納部
１５２ 監視部
１６０ 熱板
１６１ 電気ヒータ
Ｗ ウェハ
Ｆ カップ
Ｄ ウェハ搬送領域
Ｃ カセット

Claims (10)

1. 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供給される三相交流電源の各相に接続され、単相交流電源により昇温して基板を加熱する、前記基板処理システムに設置された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にしたがって前記複数の加熱装置を昇温する際に、当該各加熱装置が接続された各相の線間電流値を監視し、
   前記各加熱装置の昇温中に線間電流値が制限値を上回り加熱装置の昇温が制限された相が生じた際に、当該昇温が制限された相以外の相における前記所定の処理レシピに設定された基板の処理順序において次順以降に昇温される加熱装置の昇温の可否を判断し、
   前記昇温が制限された相に接続された加熱装置を飛ばして、前記昇温が制限された相以外の相に接続された昇温可能な加熱装置の昇温を行うことを特徴とする、基板処理システム用加熱装置の昇温制御方法。
2. 前記複数の加熱装置は上下方向に積層して配置され、
   前記処理レシピに設定された基板の処理順序は、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を用いるように設定され、
   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うことを特徴とする、請求項１に記載の基板処理システム用加熱装置の昇温制御方法。
3. 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または２のいずれかに記載の基板処理システム用加熱装置の昇温制御方法。
4. 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１〜４のいずれかに記載の基板処理システム用加熱装置の昇温制御方法。
5. 請求項１〜４の基板処理システム用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。
6. 請求項５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。
7. 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、
   前記基板処理システムに供給される三相交流電源の各相に接続され、単相交流電源により昇温して基板を加熱する複数の加熱装置と、
   前記所定の処理レシピに設定された基板の処理順序にしたがって前記複数の加熱装置を昇温する際に、当該各加熱装置が接続された各相の線間電流値を監視し、前記各加熱装置の昇温中に線間電流値が制限値を上回り加熱装置の昇温が制限された相が生じた際に、当該昇温が制限された相以外の相における前記所定の処理レシピに設定された基板の処理順序において次順以降に昇温される加熱装置の昇温の可否を判断する監視部と、
   前記昇温が制限された相に接続された加熱装置を飛ばして、前記昇温が制限された相以外の相に接続された昇温可能な加熱装置の昇温を行う制御部と、を有することを特徴とする、基板処理システム。
8. 前記複数の加熱装置は上下方向に積層して配置され、
   前記処理レシピに設定された基板の処理順序は、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を用いるように設定されていることを特徴とする、請求項７に記載の基板処理システム。
9. 前記制御部は、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８に記載の基板処理システム。
10. 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、
    前記制御部は、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７〜１０のいずれかに記載の基板処理システム。
    
    
    

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