JP7186096B2 - 熱板の冷却方法及び加熱処理装置 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態にかかる加熱処理装置1の構成の概略を示す縦断面の説明図である。加熱処理装置1は、図1に示すようにウェハWを内部に収容する筐体10を有している。筐体10の一側面には、ウェハWを搬入出するための搬入出口11が形成されている。
先ず、オーバーシュートの発生メカニズムについて、加熱処理装置1を対象として説明する。具体的には、高温の熱板30に対して複数のガスノズルN1~N7から冷却ガスを供給して、当該熱板30を設定温度T0にまで冷却する。この際、各ガスノズルN1~N7から供給される冷却ガスの流量は同じとする。なお、熱板30の目標冷却温度は設定温度T0であるが、数℃程度の整定幅ΔTがある。そこで、各領域R1~R7は、目標温度範囲T1~T2の間に制定されればよいものとする。温度T1は設定温度T0に整定幅ΔTを加えたものであり(T1=T0+ΔT)、温度T2は設定温度T0から整定幅ΔTを引いたものである(T2=T0-ΔT)。
そこで本実施形態では、このオーバーシュートを抑制するため、領域R1~R7間の相対的な降温速度の違いに応じて、ガスノズルN1~N7からの冷却ガスの流量を制御する。なお、その他の冷却条件は、図5及び図6に示した場合と同様である。すなわち、本実施形態における熱板30の設定温度はT0であり、整定幅ΔTを加味して、目標温度範囲はT1~T2である。また、熱板30における降温速度の順は、第2領域、第1領域、第3領域であり、さらに第2領域における領域R2の降温速度が最も速く、第3領域における領域R7の降温速度が最も遅い。
以上の実施形態の加熱処理装置1では、予め領域R1~R7の降温速度の傾向が分かっており、この傾向に合わせて、分岐部42のオリフィス43の径を調整していたが、ガスノズルN1~N7からの冷却ガスの流量を制御する方法は、これに限定されない。例えば分岐部42に代えて、図10に示すように電磁弁100を設けてもよい。電磁弁100は、ガスノズルN1~N7にそれぞれ設けられ、当該ガスノズルN1~N7の開口を個別に調整する。
(1)基板を加熱処理する熱板の冷却方法であって、
前記熱板は複数の領域に区画され、当該領域毎に加熱機構によって温度設定可能であり、
複数の冷媒供給部から前記熱板に冷却媒体を供給して当該熱板を冷却する際に、前記領域間の相対的な降温速度の違いに応じて、前記冷媒供給部毎の冷却媒体の流量制御を行う、熱板の冷却方法。
前記(1)では、領域間の相対的な降温速度の違いに応じて、冷媒供給部毎の冷却媒体の流量制御を行うので、領域間の熱干渉を抑えて、オーバーシュートの発生を抑制することができる。このため、熱板の複数の領域の温度制定を短時間で行うことができ、その結果、加熱処理のスループットを向上させることができる。
前記流量制御では、前記複数の冷媒供給部における冷却媒体の流量バランスを制御する、前記(1)に記載の熱板の冷却方法。
前記(2)では、冷却媒体の総流量を変更することなく、流量バランスのみを制御するので、全体として制御が簡易になる。
前記(3)では、冷却媒体の総流量を経時的に変化させるので、熱板の冷却に使用される冷却媒体の量を軽減することができる。
前記流量制御では、前記熱板において、径方向内側の前記領域の温度が、径方向外側の前記領域の温度以上になるように、前記冷媒供給部からの冷却媒体の流量を制御する、前記(1)~(3)のいずれか1に記載の熱板の冷却方法。
ここで、径方向外側の領域では熱を外部に放出できるが、径方向内側の領域では熱が放出されず蓄積されやすい。前記(4)では、径方向内側の前記領域の温度が、径方向外側の前記領域の温度以上にすることで、熱板において径方向内側から外側に向けて熱が流れる。その結果、領域間の熱干渉を抑制することができ、オーバーシュートの発生を抑制することができる。
前記流量制御では、前記温度の測定結果に基づいて、前記冷媒供給部からの冷却媒体の流量を制御する、前記(1)~(4)のいずれか1に記載の熱板の冷却方法。
前記(5)では、温度の測定結果に基づいて、冷媒供給部からの冷却媒体の流量をリアルタイム制御するので、当該冷却ガスの流量制御をより精密に行うことができる。
前記(6)では、冷却ガスの供給停止タイミングを、複数の冷媒供給部間で同時にしているので、冷媒供給部における冷却媒体の供給制御が簡易になる。
基板を加熱処理する熱板と、
前記熱板が区画された複数の領域に対し、当該領域毎に加熱して温度を設定する加熱機構と、
前記熱板に対して冷却媒体を供給する複数の冷媒供給部と、
前記加熱機構と前記冷媒供給部を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記領域間の相対的な降温速度の違いに応じて、前記冷媒供給部毎の冷却媒体の流量を制御する、加熱処理装置。
31 ヒータ
N1~N7 ガスノズル
R1~R7 領域
W ウェハ
Claims (6)
- 基板を加熱処理する熱板の冷却方法であって、
前記熱板は複数の領域に区画され、当該領域毎に加熱機構によって温度設定可能であり、
複数の冷媒供給部から前記熱板に冷却媒体を供給して当該熱板を冷却する際に、前記領域間の相対的な降温速度の違いに応じて、前記冷媒供給部毎の冷却媒体の流量制御を行い、
前記複数の冷媒供給部から供給される冷却媒体の総流量は一定であり、
前記流量制御では、前記複数の冷媒供給部における冷却媒体の流量バランスを制御する、熱板の冷却方法。 - 前記複数の領域は前記熱板と同心円状に配置され、
前記流量制御では、前記熱板において、径方向外側の前記領域における冷却媒体の流量を、径方向内側の前記領域における冷却媒体の流量よりも多くする、請求項1に記載の熱板の冷却方法。 - 前記複数の領域は前記熱板と同心円状に配置され、
前記流量制御では、前記熱板において、径方向内側の前記領域の温度が、径方向外側の前記領域の温度以上になるように、前記冷媒供給部からの冷却媒体の流量を制御する、請求項1又は2に記載の熱板の冷却方法。 - 前記熱板を冷却しながら前記複数の領域の温度を測定し、
前記流量制御では、前記温度の測定結果に基づいて、前記冷媒供給部からの冷却媒体の流量を制御する、請求項1~3のいずれか1項に記載の熱板の冷却方法。 - 前記複数の領域が目標温度範囲に到達した際に、前記複数の冷媒供給部からの冷却媒体の供給を同時に停止する、請求項1~4のいずれか1項に記載の熱板の冷却方法。
- 基板を加熱処理する加熱処理装置であって、
基板を加熱処理する熱板と、
前記熱板が区画された複数の領域に対し、当該領域毎に加熱して温度を設定する加熱機構と、
前記熱板に対して冷却媒体を供給する複数の冷媒供給部と、
前記加熱機構と前記冷媒供給部を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記領域間の相対的な降温速度の違いに応じて、前記冷媒供給部毎の冷却媒体の流量を制御し、
前記複数の冷媒供給部から供給される冷却媒体の総流量は一定であり、
前記冷却媒体の流量の制御では、前記複数の冷媒供給部における冷却媒体の流量バランスを制御する、加熱処理装置。
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