JP7198718B2 - 熱処理装置および熱処理方法 - Google Patents
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Description
図1は本発明の一実施の形態に係る熱処理装置の構成を示す模式的側面図である。図1に示すように、熱処理装置100は、熱処理プレート10、能動冷却プレート20、受動冷却プレート30、昇降装置40および制御装置50を含む。
図1の熱処理装置100においては、複数の基板Wがそれぞれの加熱処理の内容に応じた設定温度で順次加熱処理される。図2は、複数の基板Wについて順次加熱処理が行われる場合の熱処理プレート10の温度変化の一例を示す図である。
図4は、初期動作条件の具体的な変更例を説明するための図である。図4の上段に示されるグラフにおいては、縦軸が温度を表し、横軸が時間を表す。また、そのグラフにおいては、一の基板Wの加熱処理中に図1の温度センサ19により検出される熱処理プレート10の温度変化の一例が太い実線で示される。この太い実線で示される波形を実波形と呼ぶ。さらに、図4の上段に示されるグラフにおいては、本例の加熱処理の設定温度に対応して予め定められた基準波形が一点鎖線で示される。
図1に示すように、制御装置50は、機能部として、記憶部51、発熱制御部52、冷却制御部53、昇降制御部54、温度取得部55および条件変更部56を有する。制御装置50は、CPU(中央演算処理装置)、RAM(ランダムアクセスメモリ)およびROM(リードオンリメモリ)により構成される。CPUがROMまたは他の記憶媒体に記憶されたコンピュータプログラム(後述する温度調整処理用のプログラム)を実行することにより、上記の各機能部が実現される。なお、制御装置50の機能的な構成要素の一部または全てが電子回路等のハードウェアにより実現されてもよい。
記憶部51に記憶される初期動作条件の変更は、図1の制御装置50が下記の温度調整処理を実行することにより行われる。図5および図6は、温度調整処理の一例を示すフローチャートである。温度調整処理は、熱処理装置100の電源がオンされることにより開始される。
上記の熱処理装置100においては、熱処理プレート10上に基板Wが載置され、載置された基板Wに熱処理が行われる。この熱処理の初期には、熱処理プレート10上に基板Wが載置された時点から一定期間、記憶部51に記憶された初期動作条件に従ってヒータ11が動作する。また、熱処理プレート10の温度の変化が検出される。検出された温度の変化が基準波形に近づくように記憶部51に記憶された初期動作条件が変更される。
図7は、図1の熱処理装置100を備える基板処理装置の一例を示す模式的ブロック図である。図7に示すように、基板処理装置400は、露光装置500に隣接して設けられ、制御部410、塗布処理部420、現像処理部430、熱処理部440および基板搬送装置450を備える。熱処理部440は、基板Wに加熱処理を行う複数の図1の熱処理装置100と、基板Wに冷却処理のみを行う複数のクーリングプレート(図示せず)とを含む。
(a)上記実施の形態においては、熱処理プレート10を加熱する構成および冷却する構成を有する熱処理装置100について説明したが、本発明はこれに限定されない。熱処理装置100は、熱処理プレート10を冷却する構成(上記の例では、能動冷却プレート20、受動冷却プレート30および昇降装置40)を有さなくてもよい。
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明する。上記実施の形態では、熱処理装置100が熱処理装置の例であり、熱処理プレート10がプレート部材の例であり、ヒータ11および発熱駆動部13が熱処理部の例であり、初期動作条件が動作条件の例であり、記憶部51が記憶部の例であり、発熱制御部52が動作制御部の例であり、温度センサ19が温度検出器の例であり、温度取得部55および条件変更部56が条件変更部の例である。
(10)参考形態
(10-1)第1の参考形態に係る熱処理装置は、基板に熱処理を行う熱処理装置であって、基板が載置されるプレート部材と、プレート部材上に載置された基板にプレート部材を通して熱処理を行う熱処理部と、プレート部材上に基板が載置された時点から一定期間における熱処理部の動作条件を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された動作条件に従って熱処理部を動作させる動作制御部と、プレート部材の温度を検出する温度検出器と、動作条件に従って熱処理部が動作する際に温度検出器により検出された温度の変化が予め定められた基準波形に近づくように、記憶部に記憶された動作条件を変更する条件変更部とを備える。
その熱処理装置においては、プレート部材上に基板が載置され、載置された基板に熱処理が行われる。この熱処理の初期には、プレート部材上に基板が載置された時点から一定期間、記憶部に記憶された動作条件に従って熱処理部が動作する。また、プレート部材の温度の変化が検出される。検出された温度の変化が基準波形に近づくように記憶部に記憶された動作条件が変更される。
これにより、複数の基板が順次熱処理される場合、各熱処理の初期には前回の熱処理時に変更された動作条件に従って熱処理部が動作する。それにより、プレート部材上に基板が載置された直後のプレート部材の温度変化が前回の熱処理時に比べて基準波形に近づく。
このように、プレート部材上に基板が載置された直後のプレート部材の温度変化が漸次適切に修正される。したがって、基板が載置された直後のプレート部材の温度が、その基板の熱処理を行うための適切な温度に迅速に調整される。
また、上記の構成によれば、熱処理装置の周辺の温度が変化する場合でも、その温度変化に応じて動作条件が変更されることになる。したがって、熱処理装置の周囲の温度変化の影響を受けることなく、基板の熱処理が適切に行われる。これらの結果、基板の熱処理を迅速かつ高い精度で行うことが可能になる。
(10-2)動作条件は、一または複数の制御パラメータの値を含み、条件変更部は、検出された温度の変化が基準波形に近づくように、記憶部に記憶された一または複数の制御パラメータのうち少なくとも1つの値を変更してもよい。
この場合、一または複数の制御パラメータのうち少なくとも1つの値を変更する簡単な処理で、基板が載置された直後のプレート部材の温度を適切に調整することができる。
(10-3)熱処理部は、PID制御が可能に構成され、一または複数の制御パラメータは、プレート部材上に基板が載置された時点からプレート部材の温度を基板を処理するための処理温度に戻すためのPID制御の比例パラメータ、積分パラメータおよび微分パラメータのうち少なくとも1つを含んでもよい。
この場合、比例パラメータ、積分パラメータおよび微分パラメータの値のうち少なくとも1つを変更することにより、基板が載置された直後のプレート部材の温度を適切に調整することができる。
(10-4)一または複数の制御パラメータは、熱処理部の出力の上限を含んでもよい。
この場合、熱処理部の出力の上限を変更することにより、基板が載置された直後のプレート部材の温度を適切に調整することができる。
(10-5)条件変更部は、プレート部材上に基板が載置された時点から温度検出器により検出された温度が基板を処理するための処理温度に戻る時点までの到達時間が予め設定された設定時間に近づくように動作条件の変更を行ってもよい。
この場合、到達時間および設定時間に基づいて、基板が載置された直後のプレート部材の温度を適切に調整することができる。
(10-6)条件変更部は、プレート部材上に基板が載置された時点から一定期間内の特定時点に温度検出器により検出された温度の値が、基準波形のうち特定時点に対応する部分の温度の値に近づくように動作条件の変更を行ってもよい。
この場合、プレート部材の温度の値に基づいて、基板が載置された直後のプレート部材の温度を適切に調整することができる。
(10-7)条件変更部は、検出された温度の波形に発生する、基板に熱処理を行うための設定温度に対するオーバーシュート量またはアンダーシュート量が小さくなるように動作条件の変更を行ってもよい。
この場合、設定温度に対するオーバーシュート量またはアンダーシュート量に基づいて、基板が載置された直後のプレート部材の温度を適切に調整することができる。
(10-8)第2の参考形態に係る熱処理方法は、基板に熱処理を行う熱処理方法であって、プレート部材上に基板を載置するステップと、載置された基板にプレート部材を通して熱処理部による熱処理を行うステップと、プレート部材上に基板が載置された時点から一定期間における熱処理部の動作条件を記憶部に記憶するステップと、記憶部に記憶された動作条件に従って熱処理部を動作させるステップと、プレート部材の温度を温度検出器により検出するステップと、動作条件に従って熱処理部が動作する際に温度検出器により検出された温度の変化が予め定められた基準波形に近づくように、記憶部に記憶された動作条件を変更するステップとを含む。
その熱処理方法においては、プレート部材上に基板が載置され、載置された基板に熱処理が行われる。この熱処理の初期には、プレート部材上に基板が載置された時点から一定期間、記憶部に記憶された動作条件に従って熱処理部が動作する。また、プレート部材の温度の変化が検出される。検出された温度の変化が基準波形に近づくように記憶部に記憶された動作条件が変更される。
これにより、複数の基板が順次熱処理される場合、各熱処理の初期には前回の熱処理時に変更された動作条件に従って熱処理部が動作する。それにより、プレート部材上に基板が載置された直後のプレート部材の温度変化が前回の熱処理時に比べて基準波形に近づく。
このように、プレート部材上に基板が載置された直後のプレート部材の温度変化が漸次適切に修正される。したがって、基板が載置された直後のプレート部材の温度が、その基板の熱処理を行うための適切な温度に迅速に調整される。
また、上記の方法によれば、熱処理装置の周辺の温度が変化する場合でも、その温度変化に応じて動作条件が変更されることになる。したがって、熱処理装置の周囲の温度変化の影響を受けることなく、基板Wの熱処理が適切に行われる。これらの結果、基板の熱処理を迅速かつ高い精度で行うことが可能になる。
(10-9)動作条件は、一または複数の制御パラメータの値を含み、動作条件を変更するステップは、検出された温度の変化が基準波形に近づくように、記憶部に記憶された一または複数の制御パラメータのうち少なくとも1つの値を変更することを含んでもよい。
この場合、一または複数の制御パラメータのうち少なくとも1つの値を変更する簡単な処理で、基板が載置された直後のプレート部材の温度を適切に調整することができる。
Claims (9)
- 複数の基板に順次熱処理を行う熱処理装置であって、
前記複数の基板が順次載置されるプレート部材と、
前記プレート部材上に載置された基板に前記プレート部材を通して熱処理を行う熱処理部と、
前記プレート部材上に基板が載置された時点から一定期間における前記熱処理部の動作条件を記憶する記憶部と、
基板が前記プレート部材上に載置されるごとに、前記記憶部に記憶された動作条件に従って前記熱処理部を動作させる動作制御部と、
前記プレート部材の温度を検出する温度検出器と、
前記複数の基板のうち一の基板が前記プレート部材上に載置された状態で前記動作条件に従って前記熱処理部が動作する際に前記温度検出器により検出された温度の変化が予め定められた基準波形に近づくように、前記一の基板に続く次の基板が前記プレート部材上に載置される前に前記記憶部に記憶された動作条件を変更する条件変更部とを備える、熱処理装置。 - 前記動作条件は、一または複数の制御パラメータの値を含み、
前記条件変更部は、前記検出された温度の変化が前記基準波形に近づくように、前記記憶部に記憶された前記一または複数の制御パラメータのうち少なくとも1つの値を変更する、請求項1記載の熱処理装置。 - 前記熱処理部は、PID制御が可能に構成され、
前記一または複数の制御パラメータは、前記プレート部材上に基板が載置された時点から前記プレート部材の温度を基板を処理するための処理温度に戻すための前記PID制御の比例パラメータ、積分パラメータおよび微分パラメータのうち少なくとも1つを含む、請求項2記載の熱処理装置。 - 前記一または複数の制御パラメータは、前記熱処理部の出力の上限を含む、請求項2または3記載の熱処理装置。
- 前記条件変更部は、前記プレート部材上に基板が載置された時点から前記温度検出器により検出された温度が基板を処理するための処理温度に戻る時点までの到達時間が予め設定された設定時間に近づくように前記動作条件の変更を行う、請求項1~4のいずれか一項に記載の熱処理装置。
- 前記条件変更部は、前記プレート部材上に基板が載置された時点から前記一定期間内の特定時点に前記温度検出器により検出された温度の値が、前記基準波形のうち前記特定時点に対応する部分の温度の値に近づくように前記動作条件の変更を行う、請求項1~5のいずれか一項に記載の熱処理装置。
- 前記条件変更部は、前記検出された温度の波形に発生する、基板に熱処理を行うための設定温度に対するオーバーシュート量またはアンダーシュート量が小さくなるように前記動作条件の変更を行う、請求項1~6のいずれか一項に記載の熱処理装置。
- 複数の基板に順次熱処理を行う熱処理方法であって、
プレート部材上に前記複数の基板を順次載置するステップと、
前記載置された基板に前記プレート部材を通して熱処理部による熱処理を行うステップと、
前記プレート部材上に基板が載置された時点から一定期間における前記熱処理部の動作条件を記憶部に記憶するステップと、
基板が前記プレート部材上に載置されるごとに、前記記憶部に記憶された動作条件に従って前記熱処理部を動作させるステップと、
前記プレート部材の温度を温度検出器により検出するステップと、
前記複数の基板のうち一の基板が前記プレート部材上に載置された状態で前記動作条件に従って前記熱処理部が動作する際に前記温度検出器により検出された温度の変化が予め定められた基準波形に近づくように、前記一の基板に続く次の基板が前記プレート部材上に載置される前に前記記憶部に記憶された動作条件を変更するステップとを含む、熱処理方法。 - 前記動作条件は、一または複数の制御パラメータの値を含み、
前記動作条件を変更するステップは、前記検出された温度の変化が前記基準波形に近づくように、前記記憶部に記憶された前記一または複数の制御パラメータのうち少なくとも1つの値を変更することを含む、請求項8記載の熱処理方法。
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