JP7237154B2 - 基板温調装置及び基板温調方法 - Google Patents

Description

本開示は、基板温調装置及び基板温調方法に関する。

特許文献１には、加熱装置の載置台に半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）を載置するにあたって、基板の反りを矯正した状態で載置する技術が開示されている。より詳細には、特許文献１では、載置台の表面から突没する吸引用部材が設けられており、昇降ピンにより基板搬送機構から受け渡されたウェハを載置台に載置するときにウェハの下面に吸引用部材を吸着させる。そして、吸引用部材と昇降ピンとを同期させて下降させて、ウェハを載置台に載置している。さらに、圧力センサにより吸引用部材の吸引用圧力を監視し、吸引用部材がウェハに吸着しているかを判断し、吸引用部材がウェハに吸着した後は、吸引用部材の吸引圧力を下げるようにしている。これにより、吸引ポンプの負荷を下げている。また、特許文献１では、吸引用部材に接続された吸引管にダンパが設けられており、ダンパの開度により吸引用部材側の吸引圧力が調整されている。

特開２０１７－２２８６９６号公報

本開示にかかる技術は、温度調整装置の載置台に適切な吸引力で基板を吸着することを可能とし、さらに、吸引力の切替時の応答性及び吸引力の再現性を向上させる。

本開示の一態様は、基板の温度を調節する基板温調装置であって、基板が載置される載置台と、前記載置台に載置された基板の温度を調節するために当該載置台の温度を調節する温調部と、基板を吸引する吸引力を発生させ、温度が調節された前記載置台に当該基板を吸着させるものであり、基板の周囲の空気を吸い込む吸込配管を有する吸引力発生部と、前記吸引力を調整する吸引力調整ガスを前記吸引力発生部に供給する調整ガス配管を有する吸引力調整部と、を備え、前記吸引力発生部は、ガスが通流されることにより前記吸引力を発生させる真空エジェクタを１つのみ有し、前記真空エジェクタに通流されるガスと前記吸引力調整ガスは、同一のガス供給源から供給され、前記調整ガス配管は、前記ガス供給源と前記真空エジェクタとを接続する主供給配管から当該基板温調装置内において分岐したものであり、前記吸引力調整ガスの供給量を調整するガス供給量調整機構を構成する、前記吸引力調整ガスの流量を調整するスピードコントローラと前記吸引力調整ガスの流量を切り替える切替弁と、が設けられている。

本開示によれば、温度調整装置の載置台に適切な吸引力で基板を吸着することができ、さらに、吸引力の切替時の応答性及び吸引力の再現性を向上させることができる。

第１実施形態に係る基板温調装置としての熱処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。 第１実施形態に係る基板温調装置としての熱処理装置の構成の概略を示横断面図である。 熱板の構成の概略を示す断面図である。 熱板の構成の概略を示す平面図である。 吸引機構の構成の概略を示す説明図である。 図５の吸引機構の構成の概略を説明するための配管系統を示し、通常ＶＡＣモード時の説明図である。 図５の吸引機構の構成の概略を説明するための配管系統を示し、高ＶＡＣモード時の説明図である。 図５の吸引機構の構成の概略を説明するための配管系統を示し、超高ＶＡＣモード時の説明図である。 図５の吸引機構の構成の概略を説明するための配管系統を示し、ＶＡＣーＯＦＦモード時の説明図である。 図５の吸引機構の構成の概略を説明するための配管系統を示し、アイドルモード時の説明図である。 第２実施形態に係る基板温調装置としての熱処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。 第２実施形態の変形例に係る基板温調装置としての熱処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。 第３実施形態に係る基板温調装置としての熱処理装置が備える吸引機構の構成の概略を示す説明図である。 図１３の吸引機構の構成の概略を説明するための配管系統を示し、通常ＶＡＣモード時の説明図である。 図１３の吸引機構の構成の概略を説明するための配管系統を示し、高ＶＡＣモード時の説明図である。 図１３の吸引機構の構成の概略を説明するための配管系統を示し、超高ＶＡＣモード時の説明図である。 図１３の吸引機構の構成の概略を説明するための配管系統を示し、ＶＡＣーＯＦＦモード時の説明図である。 図１３の吸引機構の構成の概略を説明するための配管系統を示し、アイドルモード時の説明図である。 参考の実施形態に係る熱処理装置の構成の概略を示す説明図である。

半導体デバイス等の製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では、基板としてのウェハ上に所定のレジストパターンを形成するために一連の処理が行われる。上記一連の処理には、レジスト液を塗布してレジスト膜を形成する塗布処理、レジスト膜を所定のパターンに露光する露光処理、露光されたレジスト膜に現像液を塗布して現像する現像処理、ウェハを加熱する熱処理等が含まれる。なお、加熱処理には、露光後にレジスト膜内の化学反応を促進させるポストエクスポージャーベーキング（ＰＥＢ）処理等が含まれる。

加熱処理以前の工程の影響によりウェハに反りが生じていると、ウェハを加熱する熱板と当該ウェハとの距離がウェハ面内でばらつくので、ウェハを面内均一に加熱することが困難となる。そのため、ヒータ等の温度調節機構が埋設された熱板として機能する載置台に、ウェハを吸引して吸着させることで、ウェハの反りを矯正した状態で載置台にウェハが載置されるようにしている。

ところで、３Ｄ ＮＡＮＤ型の半導体デバイス等の分野では、近年、ウェハ上に形成される膜が厚くなってきており、それに伴い、ウェハの反りが（例えば数百μｍまで）大きくなってきている。このようにウェハの反りが大きい場合、反りの矯正には強い吸引力が必要となる。
しかし、本発明者らの鋭意検討したところによれば、大きな反りを解消するために吸引力を強くすると、ウェハと載置台との間を流れる気流によって局所的に冷えることがあり、ウェハを面内均一に加熱することができなくなることがある。この点は、吸引力が強くなるほどより顕著になる。また、吸引力を強くすると、ウェハの下面に傷等が生じるおそれがある。
さらにウェハと載置台の間に形成される空間内の空気の吸込み量が同じであっても上記空間の圧力は載置台の温度によって変わる。したがって、載置台の温度によって、ウェハの反りの矯正に必要な上記吸込み量も変わる。

なお、特許文献１には、載置台の表面から突没する吸引用部材を設け、吸引用部材がウェハに吸着した後は、吸引用部材の吸引圧力を下げることが開示されている。しかし、特許文献１は、吸引力を強くしたときの上述の課題等について開示するものではない。また、特許文献１では、吸引圧力の変更をダンパの開度により調整している。ダンパは、その開度が所定開度となるように用いられるため、動作開始から完了までに時間を要し、応答性が悪い。したがって、特許文献１のようにダンパを用いると吸引圧力の静定までに時間を要する。また、ダンパの開度で吸引力を調整すると、僅かな開度のばらつきで吸引力が変わるため、吸引力の再現性が悪い。

上述の点を鑑み、本開示にかかる技術は、温度調整装置の載置台に適切な吸引力で基板を吸着することを可能とし、さらに、吸引力の切替時の応答性及び吸引力の再現性を向上させる。

以下、本実施形態にかかる基板温調装置及び基板温調方法を、図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１実施形態）
図１及び図２は、第１実施形態に係る基板温調装置としての熱処理装置１の構成の概略を示す縦断面図及び横断面図である。
熱処理装置１は、図１及び図２に示すように筐体１０内に、ウェハＷを加熱処理する加熱部１１と、ウェハＷを冷却処理する冷却部１２を備えている。図２に示すように筐体１０の冷却部１２近傍の両側面には、ウェハＷを搬入出するための搬入出口１３が形成されている。

加熱部１１は、図１に示すように上側に位置して上下動自在な蓋体２０と、下側に位置してその蓋体２０と一体となって処理室Ｓを形成する熱板収容部２１を備えている。

蓋体２０は、下面が開口した略筒形状を有し、後述の熱板３０上に載置されたウェハＷの処理対象面である上面を覆う。蓋体２０の上面中央部には、排気部２０ａが設けられている。処理室Ｓ内の雰囲気は、排気部２０ａから排気される。

熱板収容部２１の中央には、載置台としての熱板３０が設けられている。熱板３０は、ウェハＷが載置され、該載置されたウェハＷを加熱するものである。この熱板３０は、厚みのある略円盤形状を有しており、熱板３０の上面すなわちウェハＷの搭載面を加熱する温調部としてのヒータ３１がその内部に設けられている。ヒータ３１としては、例えば電気ヒータが用いられる。

熱板収容部２１には、熱板３０を厚み方向に貫通する昇降ピン４０が設けられている。昇降ピン４０は、シリンダ等の昇降駆動部４１により昇降自在であり、熱板３０の上面に突出して後述する冷却板６０との間でウェハＷの受け渡しを行うことができる。

熱板収容部２１は、例えば図１に示すように熱板３０を収容して熱板３０の外周部を保持する環状の保持部材５０と、その保持部材５０の外周を囲む略筒状のサポートリング５１を有している。

加熱部１１に隣接する冷却部１２には、例えばウェハＷを載置して冷却する冷却板６０が設けられている。冷却板６０は、例えば図２に示すように略方形の平板形状を有し、加熱部１１側の端面が円弧状に湾曲している。冷却板６０の内部には、例えばペルチェ素子などの図示しない冷却部材が内蔵されており、冷却板６０を所定の設定温度に調整できる。

冷却板６０は、例えば図１に示すように支持アーム６１に支持され、その支持アーム６１は、加熱部１１側のＸ方向に向かって延伸するレール６２に取付けられている。冷却板６０は、支持アーム６１に取り付けられた駆動機構６３によりレール６２上を移動できる。これにより、冷却板６０は、加熱部１１側の熱板３０の上方まで移動できる。

冷却板６０には、例えば図２のＸ方向に沿った２本のスリット６４が形成されている。スリット６４は、冷却板６０の加熱部１１側の端面から冷却板６０の中央部付近まで形成されている。このスリット６４により、加熱部１１側に移動した冷却板６０と、熱板３０上の昇降ピン４０との干渉が防止される。図１に示すように冷却部１２内に位置する冷却板６０の下方には、昇降ピン６５が設けられている。昇降ピン６５は、昇降駆動部６６によって昇降できる。昇降ピン６５は、冷却板６０の下方から上昇してスリット６４を通過し、冷却板６０の上方に突出して、例えば搬入出口１３から筐体１０の内部に進入するウェハ搬送装置（図示せず）との間でウェハＷの受け渡しを行うことができる。

以上の熱処理装置１には、図１に示すように制御部７０が設けられている。制御部７０は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、熱処理装置１における処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、上述の各部や後述の吸引機構の動作を制御して、熱処理装置１における後述の反りの矯正処理を含む熱処理を実現させるためのプログラムも格納されている。なお、上記プログラムは、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、当該記憶媒体から制御部７０にインストールされたものであってもよい。

次に、熱板３０の構成について詳述する。図３及び図４は、熱板３０の構成の概略を示す断面図及び平面図である。図５は、後述の吸引機構の構成の概略を示す説明図である。

熱板３０は、図３及び図４に示すように、前述のヒータ３１が設けられている他、前述の昇降ピン４０が挿通される貫通孔３２が形成されている。
また、熱板３０の表面には、ウェハＷを支持する突起としてのギャップピン３３が複数設けられている。このギャップピン３３は、図４に示すように、平面視において、熱板３０の中心を軸とした円周上に等間隔で設けられている。なお、ギャップピン３３の高さは、例えば０．０５ｍｍ以上０．１ｍｍ以下である。

さらに、熱板３０の表面における、平面視においてギャップピン３３と重ならない位置に、ウェハＷの下面を吸引する吸引孔３４が複数設けられている。この吸引孔３４は、平面視において、熱板３０の中心を軸とした円周上に等間隔で設けられている。本例では、平面視において、吸引孔３４の設けられた円環状の領域は、ギャップピン３３の設けられた円環状の領域の内側に位置する。

なお、ギャップピン３３と吸引孔３４が上述のように設けられているため、ウェハＷを吸着しても、ウェハＷと熱板３０との間に隙間が存在するので、ウェハＷの吸着中に、ウェハＷの下面に沿って気流が生じる。この気流により、ウェハＷの面内均一加熱が阻害されている。

熱板３０の説明に戻る。
図３に示すように、熱板３０における吸引孔３４それぞれに対して、下方に延びる流路３５が設けられている。各吸引孔３４は、流路３５を介して環状流路３６に接続されている。環状流路３６は、吸引孔３４の配列方向に沿って環状に形成されており、吸引機構１００が接続されている。

吸引機構１００は、図５に示すように、吸引力発生部１０１と、吸引力調整部１０２とを有する。

吸引力発生部１０１は、ウェハＷを吸引する吸引力を発生させ当該ウェハＷの反りを矯正させ、温度が調節された熱板３０に当該ウェハＷを吸着させるものであり、真空エジェクタ１１０を有する。真空エジェクタ１１０は、低圧口１１０ａと高圧口１１０ｂからなる２つの入口と、１つの出口１１０ｃとを有する。

低圧口１１０ａには、熱板３０の環状流路３６に連通する、すなわち、吸引孔３４に連通する吸込配管１５０が接続されている。また、高圧口１１０ｂには、圧縮空気（以下、「エア」ということがある。）の供給源（図示せず）に通ずる主供給配管１５１が接続されている。出口１１０ｃには、工場排気系（ＥＸＨ）のダクトＤに通ずる排気配管１５２が接続されている。

吸引力発生部１０１では、高速のエアが、主供給配管１５１を介して、真空エジェクタ１１０の高圧口１１０ｂに供給されて、当該真空エジェクタ１１０の出口１１０ｃから排出されると、この高速のエアに誘引されて、当該真空エジェクタ１１０の低圧口１１０ａから空気が吸引される。これにより、ウェハＷの周囲の空気が、吸引孔３４を介して吸込配管１５０に吸い込まれ、ウェハＷを吸引する吸引力が生じる。
真空エジェクタ１１０の低圧口１１０ａから吸引された空気と高圧口１１０ｂに供給された高速の圧縮空気は、出口１１０ｃから排気配管１５２へ排出される。

なお、吸込配管１５０には、吸引切替弁１１１が設けられ、吸引切替弁１１１の上流側に圧力センサ１１２が設けられている。
また、主供給配管１５１には、高速のエアの流量を調節するスピードコントローラ１１３が設けられている。主供給配管１５１におけるスピードコントローラ１１３の上流側には、上流側から順に、フィルタ１１４、レギュレータ１１５、遮断弁１１６が設けられている。フィルタ１１４は、エア供給源（図示せず）からのエア内の異物を除去する。レギュレータ１１５は、一次側の圧力によらず二次側のエアの圧力を所定の圧力に調整するものである。遮断弁１１６は、レギュレータ１１５を介したエアの供給を遮断するか否か切り替えるためのものである。

吸引力調整部１０２は、ウェハＷに作用させる吸引力を弱め当該吸引力を調整するものであり、吸引力調整ガスとしてのエアを吸引力発生部１０１（具体的には例えば吸込配管１５０）に供給する調整ガス配管１５３を有する。

調整ガス配管１５３は、主供給配管１５１から分岐し吸込配管１５０に合流する第１の配管１５３ａを含む。第１の配管１５３ａの一端は、主供給配管１５１における遮断弁１１６とスピードコントローラ１１３との間の部分に接続され、他端は、吸込配管１５０における真空エジェクタ１１０と吸引切替弁１１１との間の部分に接続されている。
この第１の配管１５３ａには、上流側から順にスピードコントローラ１１７、切替弁１１８が設けられている。スピードコントローラ１１７は、第１の配管１５３ａを通じて吸込配管１５０に供給するエアの流量を調節する。切替弁１１８については後述する。

また、調整ガス配管１５３は、第１の配管１５３ａにおけるスピードコントローラ１１７をバイパスする第２の配管１５３ｂを含む。第２の配管１５３ｂの一端は、第１の配管１５３ａにおけるスピードコントローラ１１３の上流側の部分に接続され、他端は、切替弁１１８の内部流路に接続されている。また、第２の配管１５３ｂには、上流側から順にスピードコントローラ１１９、切替弁１２０が設けられている。スピードコントローラ１１９は、第２の配管１５３ｂを通じて吸込配管１５０に供給するエアの流量を調節する。切替弁１２０は、スピードコントローラ１１９により流量が調節されたエアを切替弁１１８に供給するか否かを切り替える。また、前述した切替弁１１８は、吸込配管１５０に接続する配管をスピードコントローラ１１７側と切替弁１２０側とで切り替える。

吸引力調整部１０２における、スピードコントローラ１１７、１１９及び切替弁１１８、１２０は、吸込配管１５０への吸引力調整ガスとしてのエアの供給量を調整するガス供給量調整機構を構成する。

なお、以下の説明では、吸引切替弁１１１がＯＮ状態とは、吸込配管１５０を介して真空エジェクタ１１０と吸引孔３４とが連通する状態を意味する。一方、吸引切替弁１１１がＯＦＦ状態とは、真空エジェクタ１１０と吸引孔３４との間の部分において吸込配管１５０が遮断されている状態を意味する。つまり、吸引切替弁１１１がＯＮ状態とは、吸引孔３４からの空気の吸い込みが行われる状態を意味し、吸引切替弁１１１がＯＦＦ状態とは、吸引孔３４からの空気の吸い込みが行われない状態を意味する。また、切替弁１１８がＯＮ状態とは、吸込配管１５０と切替弁１２０の内部流路とが連通する状態を意味し、切替弁１１８がＯＦＦ状態とは、吸込配管１５０とスピードコントローラ１１７とが連通する状態を意味する。そして、切替弁１２０がＯＮ状態とは、切替弁１１８へのスピードコントローラ１１９を介したエアの供給が行われる状態を意味し、切替弁１２０がＯＦＦ状態とは、切替弁１１８へのエアの供給が行われない状態を意味する。

上述の吸引機構１００は、通常ＶＡＣモード、高ＶＡＣモード、超高ＶＡＣモード、ＶＡＣ－ＯＦＦモード、アイドルモードで動作する。
吸引機構１００の各モードでの動作について、図６～図１０を用いて説明する。なお、これらの図では、吸引孔３４から吸い込まれた空気や圧縮空気の供給源（図示せず）からの圧縮空気が流通している管を太線で示すことで、一部の弁の開閉については説明を省略する。

（通常ＶＡＣモード）
通常ＶＡＣモードでは、図６に示すように、遮断弁１１６が開状態とされると共に、吸引切替弁１１１、切替弁１１８、切替弁１２０のうち、吸引切替弁１１１のみがＯＮ状態とされる。この場合、真空エジェクタ１１０には、スピードコントローラ１１３により制御された流量（例えば４０Ｌ／ｍｉｎ）のエアが供給されることで、当該真空エジェクタ１１０の低圧口１１０ａには、吸込流量Ｖ（例えば１５Ｌ／ｍｉｎ）の吸込流が発生する。そして、スピードコントローラ１１７により制御された流量Ｄ（例えば１３Ｌ／ｍｉｎ）のエアが、切替弁１１８を介して吸込配管１５０に供給（パージ）されるので、吸引孔３４を介した吸込み空気の流量Ｑは小さくなる（例えば、Ｑ＝Ｖ－Ｄ＝１５－１３＝２Ｌ／ｍｉｎとなる）。

（高ＶＡＣモード）
高ＶＡＣモードでは、図７に示すように、遮断弁１１６が開状態とされると共に、吸引切替弁１１１、切替弁１１８、切替弁１２０のうち、吸引切替弁１１１及び切替弁１１８がＯＮ状態とされる。この場合、真空エジェクタ１１０の低圧口１１０ａに生じる吸込み流の吸込流量Ｖは通常ＶＡＣモードと同様であるが、切替弁１１８がＯＮ状態であるため、スピードコントローラ１１９により制御された流量Ａ（例えば７Ｌ／ｍｉｎ）のエアが吸込配管１５０に供給される。そのため、吸引孔３４における吸込み空気の流量Ｑは通常ＶＡＣモードより大きくなる（例えば、Ｑ＝Ｖ－Ａ＝１５－７＝８Ｌ／ｍｉｎとなる）。つまり、高ＶＡＣモードでは、ウェハＷの吸引力が、通常ＶＡＣモード時の吸引力（以下、「通常吸引力」という。）より強い、強吸引力となる。

（超高ＶＡＣモード）
超高ＶＡＣモードでは、図８に示すように、遮断弁１１６が開状態とされると共に、吸引切替弁１１１、切替弁１１８、切替弁１２０の全てがＯＮ状態とされる。この場合、真空エジェクタ１１０の低圧口１１０ａに生じる吸込み流の吸込流量Ｖは通常ＶＡＣモード等と同様であるが、切替弁１１８、１２０がＯＮ状態であるため、吸引力調整のためのエアは吸込配管１５０に供給されない。そのため、吸引孔３４における吸込み空気の流量Ｑは高ＶＡＣモードよりさらに大きくなる（例えば、Ｑ＝Ｖ＝１５Ｌ／ｍｉｎとなる）。つまり、超高ＶＡＣモードでは、ウェハＷの吸引力が高ＶＡＣモードよりさらに強い、超強吸引力となる。

（ＶＡＣ－ＯＦＦモード）
ＶＡＣ－ＯＦＦモードでは、図９に示すように、遮断弁１１６が開状態とされるが、吸引切替弁１１１がＯＦＦ状態とされる。このモードでは、吸引孔３４を介した空気の吸い込みは行われない。

（アイドルモード）
このモードでは、図１０に示すように、ＶＡＣ－ＯＦＦモードと同様に吸引切替弁１１１がＯＦＦ状態とされる他、ＶＡＣ－ＯＦＦモードとは異なり、遮断弁１１６が閉状態とされる。このモードでは、真空エジェクタ１１０にエアが供給されないため、ウェハＷの吸着が必要ない場合に、当該モードで動作することにより、エアの消費量を抑えることができる。
なお、１つの半導体製造装置に、複数の熱処理装置１を搭載することがあり、このときに、圧縮空気の供給源が、熱処理装置１間で共通とされる場合、具体的には、熱処理装置１の吸引機構１００間で共通とされる場合がある。この場合において、各吸引機構１００にレギュレータ１１５を設けていないと、一の吸引機構１００をアイドルモードとしたりアイドルモードから復帰させたりしたときに、他の吸引機構１００においてエアの流量が変動する。その結果、吸引力が不足し熱処理中にウェハＷの吸着やウェハＷの反りの矯正が解消されてしまったり、吸引力が過多になりウェハＷと熱板３０との間を流れる気流によって熱処理の面内均一性が損なわれたりすることがある。これらを防ぐため、吸引機構１００にレギュレータ１１５が設けられている。

続いて、熱処理装置１での熱処理について、当該熱処理に含まれる、ウェハＷの反りの矯正処理を中心に説明する。

熱処理装置１では、ウェハＷの反りの状態に応じて、異なる熱処理が行われる。具体的には、例えば、反り量が大きい凹形状のウェハＷの場合、反り量が小さい凹形状のウェハＷの場合、凸形状のウェハＷの場合とで、異なる熱処理が行われる。いずれの熱処理が行われるかは、例えば、ロット毎にユーザにより設定される。なお、「反り量」とは、ウェハＷの中央部に対する外周部の高さを言う。

（反り量が大きい凹形状のウェハＷの場合）
ウェハＷが凹形状すなわち下に凸形状の反りを有し、その反り量が例えば数百μｍ以上と大きい場合、熱処理に際し、まず第１の吸引力でウェハＷを吸引し、反りを矯正させて熱板３０に吸着させた後、第１の吸引力より弱い第２の吸引力に切り替えてウェハＷを吸引する。

具体的には、反り量が大きい凹形状のウェハＷの場合、例えば、ウェハＷが載置されるより前から（例えば数秒前から）、吸引機構１００は超高ＶＡＣモードでの動作を開始する。そして、昇降ピン４０が下降し、熱板３０にウェハＷが載置され、ウェハＷの加熱が開始される。このとき、吸引機構１００が既に超高ＶＡＣモードで動作しているため、ウェハＷに即座に超強吸引力が第１の吸引力として作用し、当該ウェハＷが熱板３０に吸着され、その反り量が例えば５０μｍ以下に矯正される。
熱板３０にウェハＷが載置されてから所定時間経過後（例えば数秒経過後）、吸引機構１００は超高ＶＡＣモードから高ＶＡＣモードへ動作を切り替える。これにより、ウェハＷに作用する吸引力が変化し、第２の吸引力としての強吸引力がウェハＷに作用する。このように変化させても、ウェハＷの反りの矯正は超強吸引力で吸着させたときと同等になるよう、上記強吸引力は設定されている。
ウェハＷの加熱の終了後、吸引機構１００はＶＡＣ－ＯＦＦモードへ動作を切り替え、ウェハＷの吸着及び反りの矯正を解消する。その後、昇降ピン４０が上昇し、熱板３０上からウェハＷが搬出される。

（反り量が小さい凹形状のウェハＷの場合）
ウェハＷが凹形状の反りを有し、その反り量が例えば１００μｍ程度と小さい場合、前述の反り量が大きい場合と同様、熱処理に際し、第１の吸引力でウェハＷを吸引し、反りを矯正させて熱板３０に吸着させた後、第１の吸引力より弱い第２の吸引力で吸引する。ただし、前述の反り量が大きい場合とは、第１及び第２の吸引力の強さが異なる。

具体的には、反り量が大きい凹形状のウェハＷの場合、例えば、ウェハＷが載置されるより前から（例えば数秒前から）、吸引機構１００は高ＶＡＣモードでの動作を開始する。そして、昇降ピン４０が下降し、熱板３０にウェハＷが載置され、ウェハＷの加熱が開始される。このとき、吸引機構１００が既に高ＶＡＣモードで動作しているため、ウェハＷに即座に強吸引力が第１の吸引力として作用し、当該ウェハＷが熱板３０に吸着され、その反り量が例えば５０μｍ以下に矯正される。
熱板３０にウェハＷが載置されてから所定時間経過後（例えば数秒経過後）、吸引機構１００は高ＶＡＣモードから通常ＶＡＣモードへ動作を切り替える。これにより、ウェハＷに作用する吸引力が変化し、第２の吸引力としての通常吸引力がウェハＷに作用する。このように変化させても、ウェハＷの反りの矯正は強吸引力で吸着させたときと同等になるよう、上記通常吸引力は設定されている。
ウェハＷの加熱の終了後、吸引機構１００はＶＡＣ－ＯＦＦモードへ動作を切り替え、ウェハＷの吸着及び反りの矯正を解消する。その後、昇降ピン４０が上昇し、熱板３０上からウェハＷが搬出される。

（凸形状のウェハＷの場合）
ウェハＷが上方に突出する凸形状の反りを有する場合、ウェハＷが凹形状の反りを有する場合と異なり、熱処理に際し、吸引力を途中で変化させずに、弱い吸引力でウェハを一定に吸引する。

凸形状のウェハＷの場合、具体的には、例えば、ウェハＷが載置されるより前から（例えば数秒前から）、吸引機構１００は通常ＶＡＣモードでの動作を開始する。そして、昇降ピン４０が下降し、熱板３０にウェハＷが載置され、ウェハＷの加熱が開始される。このとき、吸引機構１００が既に通常モードで動作しているため、ウェハＷに即座に通常吸引力が作用し、当該ウェハＷが熱板３０に吸着され、その反り量が例えば５０μｍ以下に矯正される。そして、吸引機構１００は、ウェハＷの加熱が終了するまで通常ＶＡＣモードで動作し、上記加熱が終了後に、ＶＡＣ－ＯＦＦモードへ動作を切り替え、ウェハＷの吸着を解消する。その後、昇降ピン４０が上昇し、熱板３０上からウェハＷが搬出される。

以上の実施形態では、熱処理装置１が、ウェハＷを吸引する吸引力を発生させ、温度が調節された熱板に当該ウェハＷを吸着させるものであり、ウェハＷの周囲の空気を吸い込む吸込配管１５０を有する吸引力発生部１０１を備える。また、熱処理装置１が、ウェハＷの吸引力を調整する吸引力調整ガスとしてのエアを吸引力発生部１０１（具体的には吸込配管１５０）に供給する調整ガス配管１５３を有する吸引力調整部１０２を備える。したがって、熱処理装置１における熱板３０へのウェハＷの吸着を適切な吸引力で行うことができる。その結果、ウェハＷの裏面に傷が生じたり、ウェハの割れが生じたりするのを防止することができ、また、ウェハＷの裏面に傷が生じないため、当該裏面に付着するパーティクルの量を低減させることができ、さらに、エア消費量を低減させることができる。
さらにまた、本実施形態では、上述のように吸引力調整ガスを吸込配管１５０に供給することでウェハＷの吸引力を調整している。したがって、最大吸引力を生む用力を供給した状態で、吸引力調整ガスの吸込配管１５０への供給と供給停止とを切り替えることで、すなわち、上記供給と供給停止を切り替えるバルブの単純な開閉を行うことで、ウェハＷの吸引力の大きさを切り替えることができる。したがって、特許文献１のように吸引力の切替をダンパの開度で行う場合に比べて、吸引力の切替時の応答性が高い。また、特許文献１のようにダンパの開度で吸引力を切り替える場合、ダンパの僅かな開度のばらつきで吸引力がばらつくが、本実施形態のように吸引力調整ガスで吸引力を切り替えることで、吸引力のばらつきのリスクを低くすることができる。すなわち、吸引力の再現性を高くすることができる。

また、本実施形態では、常に最大吸引力に必要な用力を配管系に取り込んでいる。そのため、当該用力の圧力を（例えばレギュレータ１１５の出口側に設けられた圧力計により）監視することで、処理の直前までに大元の用力が低下した場合を検出し、用力が不足したまま次の処理を進めるという、リスクを回避することができる。つまり、処理不良を防止することができる。

なお、特許文献１のようにダンパの開度で吸引力を切り替える場合、ダンパの僅かな開度のばらつきで吸引力がばらつくため、高精度・高再現性のダンパを用いることで、吸引力の再現性や精度を向上できる可能性があるが、高精度・高再現性のダンパは高価である。それに対し、本実施形態のように、吸引力調整ガスの吸込配管１５０への供給と供給停止とを切り替えることで、低コストで、吸引力の再現性や精度を向上させることができる。また、吸引力調整ガスの流量の制御も、安価なスピードコントローラを用いることで、高精度且つ高再現性で行うことができるため、吸引力の精密な調整も、高精度、高再現性、低コストで行うことができる。

また、本実施形態では、ウェハＷの反りの状態に応じて、異なる熱処理を行う。具体的には、反りの矯正に強い吸引力が必要な場合には、まず強い吸引力（第１の吸引力）でウェハＷを吸引し熱板３０に吸着しその反りを矯正した後に、吸着と反りの矯正が維持される範囲で上記吸引力を弱くした第２の吸引力へ吸引力を切り替えて、ウェハの加熱を継続する。したがって、強い吸引力によるウェハＷの局所的な冷えを抑えることができるため、ウェハＷを面内均一に加熱することができる。また、強い吸引力で吸引する時間が少ないため、エアの消費量も抑えることができる。

さらに、本実施形態では、ウェハＷへ作用させる吸引力を発生させる吸引力発生源として、エアが通流されることにより吸引力を発生させる真空エジェクタ１１０を用いている。そして、真空エジェクタ１１０に通量させるエアと吸引力調整ガスとしてのエアは、同一の圧縮空気供給源から供給され、また、調整ガス配管１５３は、圧縮空気供給源と真空エジェクタ１１０とを接続する主供給配管１５１から熱処理装置１内において分岐したものである。したがって、本実施形態によれば、真空エジェクタ１１０に通量させるガスと、吸引力調整ガスとで別々にガス系統を設ける必要がなく、１つのガス系統で足りるため、容易に設置することができる。また、調整ガス配管１５３から、吸込配管１５０を逆流するようにエアを供給することで吸込配管１５０の清掃を行うことができる。

さらにまた、本実施形態では、遮断弁１１６が設けられており、吸引機構１００のアイドルモードでは、遮断弁１１６を閉状態とし、真空エジェクタ１１０等へのエア供給を遮断する。したがって、エアの消費量を削減することができる。

（第２実施形態）
図１１は、第２実施形態に係る基板温調装置としての熱処理装置２の構成の概略を示す縦断面図である。
図１１の熱処理装置２は、ウェハＷの反りの状態を検出するための反り状態検出部としての距離センサ８０を有する。距離センサ８０は、冷却部１２の上方に設けられており、冷却板６０上に載置されたウェハＷの反りの状態、すなわち、加熱部１１で加熱処理される前のウェハＷの反りの状態を検出するためのものである。

距離センサ８０は、当該距離センサ８０から、ウェハＷにおける当該距離センサ８０の直下の部分までの距離を例えば光学的に測定する。距離センサ８０は複数設けられており、一の距離センサ８０は、ウェハＷの中央部分までの距離を測定し、他の一の距離センサ８０は、ウェハＷの外周部までの距離を測定する。これらの測定結果に基づいて、ウェハＷの反りの状態が検出され、すなわち、ウェハＷの反り方向（ウェハが凹形状であるか凸形状であるか）が検出され反り量が測定される。

そして、本実施形態の熱処理装置２では、反り方向及び反り量の検出結果に応じて、以下のように動作する。
すなわち、第１実施形態では、ウェハＷの反りの状態に応じて、異なる熱処理を行うよう構成され、いずれの熱処理が行われるかは、ロット毎にユーザにより設定されていた。それに対し、本実施形態では、距離センサ８０による測定結果から検出されるウェハＷの反りの状態に応じて、制御部７０が、いずれの熱処理を行うか決定する。特に、制御部７０は、ウェハＷが凹形状に反っている場合、反り量に基づいて、前述の第１の吸引力と第２の吸引力とを決定する。具体的には、例えば、制御部７０は、凹形状のウェハＷの反り量が所定の閾値を超えている場合には、第１の吸引力が前述の超強吸引力となり、第２の吸引力が前述の強吸引力となるように、第１の吸引力と第２の吸引力とを決定する。つまりは、吸引機構１００の動作モードとして、超高ＶＡＣモードと高ＶＡＣモードとを用い熱処理の途中で超高ＶＡＣモードから高ＶＡＣモードに切り替えるよう制御部７０は動作順序を決定する。また、凹形状のウェハＷの反り量が所定の閾値を超えていない場合は、第１の吸引力が前述の強吸引力となり、第２の吸引力が前述の通常吸引力となるように、第１の吸引力と第２の吸引力とを決定する。つまりは、吸引機構１００の動作モードとして、高ＶＡＣモードと通常ＶＡＣモードとを用い熱処理の途中で高ＶＡＣモードから通常ＶＡＣモードに切り替えるよう制御部７０は動作順序を決定する。

本実施形態によれば、ウェハ単位で自動的に、適切な吸引力で吸引しながら、ウェハＷの熱処理を行うことができる。
また、第１の吸引力が適切な吸引力となるため、ウェハＷを面内均一に加熱できる他、ウェハＷに傷等が生じる可能性を低減させることができる。また、第２の吸引力が適切な吸引力となるため、ウェハＷを面内均一に加熱できる他、エアの消費量を削減することができる。

また、本実施形態では、ウェハＷの反り量に応じて、ウェハＷに作用させる吸引力を補正してもよい。
例えば、上述の例では、凹形状のウェハＷの反り量が所定の閾値を超えている場合、第１の吸引力が前述の超強吸引力とされ、第２の吸引力が前述の強吸引力とされるが、これら超強吸引力及び強吸引力を、反り量に応じて補正してもよい。この補正は、例えば、反り量が大きいほど吸引力が大きくなるように行われる。
なお、凹形状のウェハＷの反り量が所定の閾値を超えていない場合や、凸形状のウェハＷの場合についても、同様に、ウェハＷの反り量に応じて吸引力を補正してもよい。

ウェハＷの反り量に応じた第１の吸引力及び第２の吸引力とするための吸引力調整ガスの流量は、例えば以下のようにして決定される。すなわち、各種形状のウェハＷを用意し、各ウェハＷの反りの状態を検出する。そして、各ウェハＷについて、熱板３０へ載置し、スピードコントローラ１１７を介した吸引力調整ガスの供給を開始し、徐々に当該供給量を上げていく。このときに、ウェハＷが吸着され圧力センサ１１２で検出される圧力が大きく減少するところがある。その直前の吸引力調整ガス供給量が、当該ウェハＷが有する反りの状態に対応する、第１の吸引力用の吸引力調整ガス供給量として決定され、制御部７０に記憶される。また、熱板３０へ吸着させた後、吸引力調整ガスの供給量を徐々に減らしていく。このときに、ウェハＷの反り矯正が解消され圧力センサ１１２で検出される圧力が大きく増加するところがある。その直前の吸引力調整ガス供給量が、当該ウェハＷが有する反りの状態に対応する、第２の吸引力用の吸引力調整ガス供給量として決定され、制御部７０に記憶される。

また、第１の実施形態のように、ウェハＷの反りの状態に応じて、異なる熱処理を行うよう構成され、いずれの熱処理が行われるかが、ロット毎にユーザにより設定される場合においても、ウェハＷの反り量に応じて吸引力を補正してもよい。この場合、例えば図１１と同様に、距離センサ８０を設けられ、ウェハＷの反り量を測定する必要がある。

上述のような補正を行うことにより、ウェハＷの反り量に応じたより適切な吸引力で吸引しながら、ウェハＷの熱処理を行うことができる。

なお、反り状態検出部としての距離センサ８０を設ける位置は、冷却部１２の上方に限られず、他であってもよい。

（第２実施形態の変形例）
図１２は、第２実施形態の変形例に係る基板温調装置としての熱処理装置２の構成の概略を示す縦断面図である。
図１２の熱処理装置２は、熱板３０内に当該熱板３０の温度を測定する温度センサ９０が設けられている。
ところで、ウェハＷと載置台としての熱板３０の間に形成される空間内の空気の吸込み量が同じであっても、上記空間の圧力Ｐ、すなわちウェハＷに作用する吸引力は、熱板３０の温度が上昇すると強くなる。上記圧力Ｐは、気体の粘度をμ、気体の密度をρとしたときに、μ／ρに比例する。そして、気体の温度が上がると、粘度μが増加し、密度ρが低下するため、上記圧力Ｐは増加する。具体的には、熱板３０の温度をＴ、室温をＴ_０としたときに、上記Ｐは（Ｔ／Ｔ_０）^5/3に比例する。
そこで、本例では、温度センサ９０で測定された熱板３０の温度Ｔに応じて、ウェハＷに作用させる吸引力を補正する。
例えば、凹形状のウェハＷの反り量が所定の閾値を超えている場合、第１の吸引力が前述の超強吸引力とされ、第２の吸引力が前述の強吸引力とされるが、これら超強吸引力及び強吸引力を、熱板３０の温度に応じて補正してもよい。この補正は、温度が高いほど吸引力が小さくなるように、当該吸引力すなわち吸引力調整ガスとしてのエアの流量を補正する。
なお、凹形状のウェハＷの反り量が所定の閾値を超えていない場合や、凸形状のウェハＷの場合についても、同様に、熱板３０の温度に応じて吸引力を補正してもよい。

熱板の温度に応じた第１の吸引力及び第２の吸引力とするための吸引力調整ガスの流量は、例えば以下のようにして決定される。例えば、各種形状のウェハＷを用意し、各ウェハＷの反りの状態を検出する。また、熱板３０の温度を、温度センサ９０を用いて検出しておく。そして、各ウェハＷについて、熱板３０へ載置し、スピードコントローラ１１７を介した吸引力調整ガスの供給を開始し、徐々に当該供給量を上げていく。このときに、ウェハＷが吸着され圧力センサ１１２で検出される圧力が大きく減少するところがある。その直前の吸引力調整ガス供給量を、当該ウェハＷが有する反りの状態と熱板３０の温度の組み合わせに対応する、第１の吸引力用の吸引力調整ガス供給量として決定され、制御部７０に記憶される。また、熱板３０へ吸着させた後、吸引力調整ガスの供給量を徐々に減らしていく。このときに、ウェハＷの反り矯正が解消され圧力センサ１１２で検出される圧力が大きく増加する。その直前の吸引力調整ガス供給量が、当該ウェハＷが有する反りの状態と熱板３０の温度の組み合わせに対応する、第１の吸引力用の吸引力調整ガス供給量として決定され、制御部７０に記憶される。

また、処理レシピで熱板３０の設定温度が指定されている場合は、その熱板３０の設定温度に応じて、ウェハＷに作用させる吸引力を補正してもよい。

また、第１の実施形態のように、ウェハＷの反りの状態に応じて、異なる熱処理を行うよう構成され、いずれの熱処理が行われるかは、ロット毎にユーザにより設定される場合においても、熱板３０の温度に応じて吸引力を補正してもよい。

上述のような補正を行うことにより、熱板３０の温度に応じたより適切な吸引力で吸引しながら、ウェハＷの熱処理を行うことができる。

なお、熱処理前のウェハＷの温度に応じて吸引力を補正するようにしてもよい。

（第３実施形態）
図１３は、第３実施形態に係る基板温調装置としての熱処理装置が備える吸引機構２００の構成の概略を示す説明図である。
図１３に示すように、本実施形態にかかる吸引機構２００は、吸引力発生部２０１と、吸引力調整部２０２とを有する。

吸引力発生部２０１は、ウェハＷを吸引する吸引力を発生させ当該ウェハＷの反りを矯正させ、温度が調節された熱板３０に当該ウェハＷを吸着させるものである。この吸引力発生部２０１は、ブロアファンＢが設けられた工場排気系（ＥＸＨ）のダクトＤに接続されている。ブロアファンＢに代えて真空ポンプとしてもよい。

吸引力発生部２０１は、吸込配管２５０を有する。吸込配管２５０の一端は、熱板３０の環状流路３６に連通し、すなわち、吸引孔３４に連通し、他端は、上記ダクトＤに接続されている。
吸引力発生部２０１では、ブロアファンＢの動作により、ウェハＷの周囲の空気が、吸引孔３４を介して吸込配管２５０に吸い込まれ、ウェハＷを吸引する吸引力が生じる。
吸込配管２５０に吸引された空気は、上記ダクトＤへ排出される。

なお、吸込配管２５０には、吸引切替弁２１０が設けられ、吸引切替弁２１０の上流側に圧力センサ１１２が設けられている。吸引切替弁２１０は、ブロアファンＢによる吸引対象を吸引孔３４側の空気とするか外気とするかを切り替えるものである。

吸引力調整部２０２は、ウェハＷに作用させる吸引力を弱め当該吸引力を調整するものであり、吸引力調整ガスとしてのエアを吸込配管２５０に供給する調整ガス配管２５１を有する。

調整ガス配管２５１は、第１～第３の配管２５１ａ～２５１ｃを含む。

第１の配管２５１ａの一端は、吸込み配管２５０における吸引切替弁２１０とダクトＤとの間の部分に接続され、他端は、圧縮空気供給源（図示せず）に通じている。
第１の配管２５１ａには、上流側から順に、フィルタ１１４、レギュレータ１１５、遮断弁１１６、スピードコントローラ２１１が設けられている。スピードコントローラ２１１は、当該スピードコントローラ２１１を介して吸込配管２５０に供給するエアの流量を調節する。

第２の配管２５１ｂは、第１の配管２５１ａにおけるスピードコントローラ２１１をバイバスする。第２の配管２５１ｂの一端は、第１の配管１５３ａにおける遮断弁１１６とスピードコントローラ２１１との間の部分に接続され、他端は、第１の配管１５３ａにおけるスピードコントローラ２１１より下流側の部分に接続されている。この第２の配管２５１ｂには、上流側から順にスピードコントローラ２１２、切替弁２１３が設けられている。スピードコントローラ２１２は、当該スピードコントローラ２１２を介して吸込配管２５０に供給するエアの流量を調節する。切替弁２１３については後述する。

第３の配管２５１ｃは、第２の配管２５１ｂにおけるスピードコントローラ２１２をバイパスする。第３の配管２５１ｃの一端は、第２の配管２５１ｂにおけるスピードコントローラ２１２の上流側の部分に接続され、他端は、切替弁２１３の内部流路に接続されている。また、第３の配管２５１ｃには、上流側から順にスピードコントローラ２１４、切替弁２１５が設けられている。スピードコントローラ２１４は、当該スピードコントローラ２１４を介して吸込配管２５０に供給するエアの流量を調節する。切替弁２１５は、スピードコントローラ２１４により流量が調節されたエアを切替弁２１３に供給するか否かを切り替える。また、前述した切替弁２１３は、吸込配管２５０に接続する配管をスピードコントローラ２１２側と切替弁２１５側とで切り替える。

吸引力調整部２０２における、スピードコントローラ２１１、２１２、２１４及び切替弁２１３、２１５は、吸込配管２５０への吸引力調整ガスとしてのエアの供給量を調整するガス供給量調整機構を構成する。

なお、以下の説明では、吸引切替弁２１０がＯＮ状態とは、ブロアファンＢで吸引孔３４側の空気を吸引する状態を意味し、一方、吸引切替弁２１０がＯＦＦ状態とは、ブロアファンＢで外気を吸引する状態を意味する。また、切替弁２１３がＯＮ状態とは、吸込配管２５０と切替弁２１５の内部流路とが連通する状態を意味し、切替弁２１３がＯＦＦ状態とは、吸込配管２５０とスピードコントローラ２１２とが連通する状態を意味する。そして、切替弁２１５がＯＮ状態とは、切替弁２１３へのスピードコントローラ２１４を介したエアの供給が行われる状態を意味し、切替弁２１５がＯＦＦ状態とは、切替弁２１３へのエアの供給が行われない状態を意味する。

上述の吸引機構２００は、通常ＶＡＣモード、高ＶＡＣモード、超高ＶＡＣモード、ＶＡＣ－ＯＦＦモード、アイドルモードで動作する。
吸引機構の各モードでの動作について、図１４～図１８を用いて説明する。なお、これらの図では、吸引孔３４から吸い込まれた空気や圧縮空気の供給源（図示せず）からの圧縮空気が流通している管を太線で示すことで、一部の弁の開閉については説明を省略する。

（通常ＶＡＣモード）
通常ＶＡＣモードでは、図１４に示すように、遮断弁１１６が開状態とされると共に、吸引切替弁２１０、切替弁２１３、切替弁２１５のうち、吸引切替弁２１０のみがＯＮ状態とされる。このとき、ブロアファンＢの出力すなわちブロアファンＢによる吸引量Ｖと、スピードコントローラ２１１により制御されるエアの流量Ｃは、吸込配管２５０の下流端における吸込流の流量が一定値になるよう調整されている。つまり、Ｖ－Ｃ＝一定（例えば１５Ｌ／ｍｉｎ）になるように調整されている。このように調整されているのは、各吸引機構２００でブロアファンＢを共有した場合に、吸引機構２００間で、当該ブロアファンＢによる吸込み流量に差が出てくることがあるからである。
また、スピードコントローラ２１２により制御された流量Ｄ（例えば１３Ｌ／ｍｉｎ）のエアが、切替弁２１３を介して吸込配管２５０に供給（パージ）される。したがって、吸引孔３４を介した吸込み空気の流量Ｑは小さくなる（例えば、Ｑ＝（Ｖ－Ｃ）－Ｄ＝１５－１３＝２Ｌ／ｍｉｎとなる）。

（高ＶＡＣモード）
高ＶＡＣモードでは、図１５に示すように、遮断弁１１６が開状態とされると共に、吸引切替弁２１０、切替弁２１３、切替弁２１５のうち、吸引切替弁２１０及び切替弁２１３がＯＮ状態とされる。この場合、吸込配管２５０の下流端における吸込流の流量は通常ＶＡＣモードと同様であるが、切替弁２１３がＯＮ状態であるため、スピードコントローラ２１２により制御された流量Ａ（例えば７Ｌ／ｍｉｎ）のエアが吸込配管２５０に供給される。そのため、吸引孔３４における吸込み空気の流量Ｑは通常ＶＡＣモードより大きくなる（例えば、Ｑ＝（Ｖ－Ｃ）－Ａ＝１５－７＝８Ｌ／ｍｉｎとなる）。つまり、高ＶＡＣモードでは、ウェハＷの吸引力が、通常吸引力すなわち通常ＶＡＣモード時の吸引力より強い、強吸引力となる。

（超高ＶＡＣモード）
超高ＶＡＣモードでは、図１６に示すように、遮断弁１１６が開状態とされると共に、吸引切替弁２１０、切替弁２１３、切替弁２１５の全てがＯＮ状態とされる。この場合、吸込配管２５０の下流端における吸込流の流量は通常ＶＡＣモード等と同様であるが、切替弁２１３、２１５がＯＮ状態であるため、切替弁２１３から吸込配管２５０へのエアの供給は行われない。そのため、吸引孔３４における吸込み空気の流量Ｑは高ＶＡＣモードよりさらに大きくなる（例えば、Ｑ＝Ｖ－Ｃ＝１５Ｌ／ｍｉｎとなる）。つまり、超高ＶＡＣモードでは、ウェハＷの吸引力が高ＶＡＣモードよりさらに強い、超強吸引力となる。

（ＶＡＣ－ＯＦＦモード）
ＶＡＣ－ＯＦＦモードでは、図１７に示すように、遮断弁１１６が開状態とされるが、吸引切替弁２１０がＯＦＦ状態とされる。このモードでは、吸引孔３４を介した空気の吸い込みは行われない。ただし、ブロアファンＢは、他の熱処理装置の吸引機構２００と共有されているため動作を続けるので、吸込配管２５０には吸引切替弁２１０を介して外気が吸い込まれる。

（アイドルモード）
このモードでは、図１８に示すように、ＶＡＣ－ＯＦＦモードと同様に吸引切替弁２１０がＯＦＦ状態とされる他、ＶＡＣ－ＯＦＦモードとは異なり、遮断弁１１６が閉状態とされる。このモードでは、吸込配管２５０にエアが供給されないため、ウェハＷの吸着が必要ない場合に、当該モードで動作することにより、エアの消費量を抑えることができる。
なお、圧縮空気の供給源を、他の熱処理装置の吸引機構２００と共有しても、レギュレータ１１５が設けられているため、一の吸引機構２００をアイドルモードとしたりアイドルモードから復帰させたりしたときに、他の吸引機構２００においてエアの流量が変動しない。そのため、熱処理中にウェハＷの吸着やウェハＷの反りの矯正が解消されてしまうのを防ぐことができる。

なお、本実施形態における熱処理装置全体としての動作は、吸引機構２００の動作を除き、第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。

本実施形態は、熱処理時の昇華物が多い場合に好適に用いられる。
本実施形態においても、第１実施形態と同様に、吸引力調整ガスとしてのエアを吸込配管２５０に供給しているため、熱板３０へのウェハＷの吸着を適切な吸引力で行うことができる。

また、本実施形態では、吸引孔３４を介した空気の吸込みは行わないＶＡＣ－ＯＦＦモードやアイドルモードでは、ブロアファンＢの動作を止めず、吸引切替弁２１０を切り替えて、ブロアファンＢで外気を吸込むようにしている。ブロアファンＢを他の吸引機構２００と共有する場合、一の吸引機構２００においてＶＡＣ－ＯＦＦモードとしたときに当該一の吸引機構２００でのブロアファンＢによる吸込み流量をゼロにすると、他の吸引機構２００でのブロアファンＢによる吸込み流量が変動してしまう。本実施形態によれば、この変動を防ぐことができる。

なお、本実施形態においても、ウェハＷの反りの状態や熱板３０の温度に応じて、吸引力を変更するようにしてもよい。

（参考の実施形態）
図１９は、参考の実施形態に係る熱処理装置３００の構成の概略を示す説明図である。
図１９の熱処理装置３００は、ギャップピン３３、吸引孔３４、環状流路３６等を有する熱板３０と、ウェハＷを吸引しその反りを矯正して熱板３０に吸着する吸引機構３１０と、を備える。さらに、熱処理装置３００は、図１１の例と同様に、ウェハＷの反りの状態を検出するための反り状態検出部としての距離センサ８０を備え、また、図１２の例と同様に、熱板３０の温度を測定する温度センサ９０を備える。

この熱処理装置３００が備える吸引機構３１０は、真空エジェクタ３１１を有する。真空エジェクタ３１１には、低圧口３１１ａと高圧口３１１ｂからなる２つの入口と、１つの出口３１１ｃとを有する。
低圧口３１１ａには、熱板３０の環状流路３６に連通する、すなわち、吸引孔３４に連通する吸込配管３５０が接続されている。吸込み配管３５０には圧力センサ１１２が接続されている。また、高圧口３１１ｂには、エアの供給源（図示せず）に通ずる供給配管３５１が接続されている。供給配管３５１には、電空レギュレータ３１２が介設されている。出口３１１ｃには、工場排気系に通ずる排気配管３５２が接続されている。

吸引機構３１０では、電空レギュレータ３１２により流量制御された高速のエアが、供給配管３５１を介して、真空エジェクタ３１１の高圧口３１１ｂに供給される。そして、上記高速のエアが、当該真空エジェクタ３１１の出口３１１ｃから排出されると、当該高速のエアに誘引されて、当該真空エジェクタ３１１の低圧口３１１ａから空気が吸引される。これにより、ウェハＷの周囲の空気が、吸引孔３４を介して吸込配管３５０に吸い込まれ、ウェハＷを吸引する吸引力が生じる。
真空エジェクタ３１１の低圧口３１１ａから吸引された空気と高圧口３１１ｂに供給された高速の圧縮空気は、出口３１１ｃから排気配管３５２へ排出される。

さらに、熱処理装置３００は、制御部３２０を有する。制御部３２０は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、熱処理装置３００における処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、吸引機構３１０等の動作を制御して、熱処理装置１における反りの矯正処理を含む熱処理を実現させるためのプログラムも格納されている。なお、上記プログラムは、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、当該記憶媒体から制御部３２０にインストールされたものであってもよい。

熱処理装置３００では、距離センサ８０の出力から検出されるウェハＷの反りの状態及び熱板３０の温度に基づいて、制御部３２０が電空レギュレータ３１２を制御し、真空エジェクタ３１１へのエアの供給量を制御する。これにより、真空エジェクタ３１１による吸込み量、すなわち、ウェハＷの吸引力を制御する。真空エジェクタ３１１へのエアの供給量の制御には、さらに圧力センサ１１２での測定結果も用いてもよい。

続いて、熱処理装置３００におけるウェハＷの吸着処理について説明する。なお、以下の説明では、吸着対象のウェハＷは、反り量が大きい凹上のウェハＷのように、熱処理の途中で真空エジェクタ３１１のエア供給量を変更することが好ましいウェハＷであるものとする。

吸着処理では、まず、ウェハＷの熱板３０への載置の数秒前から、処理対象のウェハＷの反りの状態（ウェハＷの反りの方向及びウェハＷの反り量）及び熱板３０の温度に応じた、反りの矯正に最適な吸引力でウェハＷが吸引されるよう、制御部３２０が電空レギュレータ３１２を制御する。具体的には、処理対象のウェハＷの反りの状態及び熱板３０の温度の組み合わせに最適な、反り矯正用エアの供給量が真空エジェクタ３１１に供給されるよう、制御部７０が、距離センサ８０での測定結果及び温度センサ９０での測定結果に基づいて、電空レギュレータ３１２を制御する。なお、ウェハＷの反りの状態及び熱板３０の温度の組み合わせ毎の、最適な反り矯正用エアの供給量は、例えば、データテーブルとして制御部３２０に予め記憶されている。

そして、ウェハＷが熱板３０へ載置されると、既に上述のように吸引は開始されているため、ウェハＷに即座に、反り矯正に適した吸引力が作用し、当該ウェハＷが熱板３０に吸着され、その反り量が矯正される。

次いで、熱板３０にウェハＷが載置されてから数秒経過後から、処理対象のウェハＷの反りの状態及び熱板３０の温度に応じた、反り矯正の維持に最適な吸引力でウェハＷが吸引されるよう、制御部３２０が電空レギュレータ３１２を制御する。具体的には、処理対象のウェハＷの反りの状態及び熱板３０の温度の組み合わせに最適な、反り矯正維持用のエアの供給量が真空エジェクタ３１１に供給されるよう、制御部３２０が、距離センサ８０での測定結果及び温度センサ９０での測定結果に基づいて、電空レギュレータ３１２を制御する。なお、ウェハＷの反りの状態及び熱板３０の温度の組み合わせ毎の、最適な反り矯正維持用エアの供給量は、例えば、データテーブルとして制御部３２０に予め記憶されている。

なお、強制を維持している間、圧力センサ１１２での測定結果に基づいて、真空エジェクタ３１１へのエア供給量を自動制御するようにしてもよい。この場合の目標圧力は、処理対象のウェハＷの反りの状態及び熱板３０の温度の組み合わせに基づいて設定される。なお、ウェハＷの反りの状態及び熱板３０の温度の組み合わせ毎の目標圧力は、データテーブルとして制御部３２０に記憶される。

ウェハＷの加熱の終了後、吸引機構３１０によるウェハＷの吸着及び反りの矯正は解消され、その後、熱板３０上からウェハＷが搬出される。

本参考の実施形態によれば、ウェハの温度の面内均一性をさらに向上させることができる。また、ウェハＷの裏面に傷が生じたり、ウェハの割れが生じたりするのを防止することができる。さらに、ウェハＷの裏面に付着するパーティクルの量を低減させることができる。さらにまた、エア消費量を低減させることができる。

以上の説明では、ウェハＷの反りの状態及び熱板３０の温度の組み合わせ毎の、最適な反り矯正用エアの供給量及び最適な反り矯正維持用エアの供給量は、データテーブルとして予め記憶されているものとした。これらのデータテーブルに記載の、最適な反り矯正用エアの供給量及び最適な反り矯正維持用エアの供給量は、以下のようにして較正するようにしてもよい。

例えば、各種形状のウェハＷを用意し、各ウェハＷの反りの状態を検出する。また、熱板３０の温度を、温度センサ９０を用いて検出しておく。そして、各ウェハＷについて、熱板３０へ載置し、真空エジェクタ３１１へのエアの供給を開始し、徐々に当該供給量を上げていく。このときに、ウェハＷが吸着され圧力センサ１１２で検出される圧力が大きく減少するところがあるので、その直前のエア供給量を、当該ウェハＷが有する反りの状態と熱板３０の温度の組み合わせについて最適な、反り矯正用エアの供給量として、データテーブルの修正等を行う。また、熱板３０へ吸着させた後、真空エジェクタ３１１へのエアの供給量を徐々に減らしていく。このときに、ウェハＷの反り矯正が解消され圧力センサ１１２で検出される圧力が大きく増加するところがあるので、その直前のエアの供給量を、当該ウェハＷが有する反りの状態と熱板３０の温度の組み合わせについて最適な、矯正維持用エアの供給量として、データテーブルの修正等を行う。

なお、上述のデータテーブルの構成は、熱処理装置３００毎に行ってもよい。これにより、熱処理装置３００毎に最適な吸引力でウェハＷを吸引することができる。

以上の説明では、温調装置は、加熱処理を行う熱処理装置であるものとした。しかし、本開示にかかる温調装置は、冷却処理を行う冷却装置であってもよい。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。

（１）基板の温度を調節する基板温調装置であって、
基板が載置される載置台と、
前記載置台に載置された基板の温度を調節するために当該載置台の温度を調節する温調部と、
基板を吸引する吸引力を発生させ、温度が調節された前記載置台に当該基板を吸着させるものであり、基板の周囲の空気を吸い込む吸込配管を有する吸引力発生部と、
前記吸引力を調整する吸引力調整ガスを前記吸引力発生部に供給する調整ガス配管を有する吸引力調整部と、を備える、基板温調装置。
前記（１）によれば、吸引力を調節することができるため、適切な吸引力で基板の反りを矯正して当該基板を吸着させることができる。そのため、基板を面内均一に温度処理することができ、基板に傷等が生じるのを防止することができる。

（２）前記吸引力は、第１の吸引力と、前記第１の吸引力より弱い第２の吸引力とを含み、
前記吸引力調整部は、前記吸引力調整ガスの供給量を調整するガス供給量調整機構を有し、
当該基板温調装置は、基板に作用する前記吸引力が、当該基板が前記載置台に吸着された後に、前記第１の吸引力から前記第２の吸引力に切り替わるよう、前記ガス供給量調整機構を制御する制御部を備える、前記（１）に記載の基板温調装置。
前記（２）によれば、より面内均一に基板を温度処理することができる。また、吸引力の発生にガスを用いる場合、そのガスの消費量を抑えることができる。

（３）前記制御部は、前記載置台に吸着される前の基板の反りの状態に応じて、前記第１の吸引力及び前記第２の吸引力を決定する、前記（２）に記載の基板温調装置。
前記（３）によれば、より適切な吸引力で基板の反りを矯正して当該吸着させることができる。そのため、より面内均一に基板を温度処理することができ、基板に傷等が生じる可能性をより低減させることができる。

（４）前記制御部は、前記載置台に吸着される前の基板の反り量及び前記載置台の温度の少なくともいずれか一方に基づいて、前記第１の吸引力及び前記第２の吸引力の少なくともいずれか一方を補正する、前記（２）または（３）に記載の基板温調装置。
前記（４）によれば、より適切な吸引力で基板の反りを矯正して当該吸着させることができる。

（５）前記吸引力発生部は、ガスが通流されることにより前記吸引力を発生させる真空エジェクタを有し、
前記真空エジェクタに通流されるガスと前記吸引力調整ガスは、同一のガス供給源から供給され、
前記調整ガス配管は、前記ガス供給源と前記真空エジェクタとを接続する主供給配管から当該基板温調装置内において分岐したものである、前記（１）～（４）のいずれか１に記載の基板温調装置。
前記（５）によれば、真空エジェクタに通量させるガスと、吸引力調整ガスとで別々にガス系統を設ける必要がなく、１つのガス系統で足りるため、容易に設置することができる。また、調整ガス配管から、吸込配管を逆流するようにエアを供給することで吸込配管の清掃を行うことができる。

（６）前記主供給配管における、前記調整ガス配管への分岐点より上流側に遮断弁、当該遮断弁より上流側に圧力レギュレータを有する、前記（５）に記載の基板温調装置。
前記（６）によれば、吸引力調整ガスの消費量を抑えることができ、また、吸引力調整ガスの供給を停止したときに他の装置の吸引力調整ガスの供給に影響が及ぶのを防ぐことができる。

（７）前記吸引力発生部における、基板の周囲の空気を吸い込む力は、ブロアファンまたは真空ポンプにより発生され、
前記吸込配管は、基板の周囲の吸込みと外気の吸込みとを切り替える切替弁を有する、前記（１）～（４）のいずれか１に記載の基板温調装置。
前記（７）によれば、ブロアファンまたは真空ポンプを複数の基板温調装置で共有しても、一の基板温調装置における、ブロアファンまたは真空ポンプによる、基板の周囲の吸込みの停止が、他の基板温調装置における同吸込みに影響を及ぼすことがない。したがって、ブロアファン等を基板温調装置毎に設ける必要がないため、設置コストを削減することができる。

（８）基板の温度を調節する基板温調方法であって、
基板が載置される載置台の温度を調節する温度調節工程と、
温度が調節された前記載置台に基板を載置する載置工程と、
前記載置台上の基板の周囲からの、吸込配管を有する吸引力発生部の空気の吸い込みによる吸引力で、前記載置台に基板を吸着させる吸着工程と、を有し、
前記吸着工程は、前記吸引力発生部へ吸引力調整ガスを供給して、前記吸引力を調整する吸引力調整工程を有する、基板温調方法。

（９）前記吸引力調整工程は、前記載置台への基板の吸着後に、第１の吸引力から当該第１の吸引力より弱い第２の吸引力に切り替わるよう、前記吸引力発生部への前記吸引力調整ガスの供給量を調整する、前記（８）に記載の基板温調方法。

（１０）前記載置台に吸着される前の基板の反りの状態に応じて、前記第１の吸引力及び前記第２の吸引力を決定する工程を有する、前記（９）に記載の基板温調方法。

（１１）前記載置台に吸着される前の基板の反り量及び前記載置台の温度の少なくともいずれか一方に基づいて、前記第１の吸引力及び前記第２の吸引力を補正する、前記（９）または（１０）のいずれか１に記載の基板温調方法。

１、２ 熱処理装置
３０ 熱板
３１ ヒータ
１０１、２０１ 吸引力発生部
１０２、２０２ 吸引力調整部
１５０、２５０ 吸込配管
１５３、２５１ 調整ガス配管
Ｗ ウェハ

Claims (11)

1. 基板の温度を調節する基板温調装置であって、
   基板が載置される載置台と、
   前記載置台に載置された基板の温度を調節するために当該載置台の温度を調節する温調部と、
   基板を吸引する吸引力を発生させ、温度が調節された前記載置台に当該基板を吸着させるものであり、基板の周囲の空気を吸い込む吸込配管を有する吸引力発生部と、
   前記吸引力を調整する吸引力調整ガスを前記吸引力発生部に供給する調整ガス配管を有する吸引力調整部と、を備え、
   前記吸引力発生部は、ガスが通流されることにより前記吸引力を発生させる真空エジェクタを１つのみ有し、
   前記真空エジェクタに通流されるガスと前記吸引力調整ガスは、同一のガス供給源から供給され、
   前記調整ガス配管は、
   前記ガス供給源と前記真空エジェクタとを接続する主供給配管から当該基板温調装置内において分岐したものであり、
   前記吸引力調整ガスの供給量を調整するガス供給量調整機構を構成する、前記吸引力調整ガスの流量を調整するスピードコントローラと前記吸引力調整ガスの流量を切り替える切替弁と、が設けられている、基板温調装置。
2. 前記吸引力は、第１の吸引力と、前記第１の吸引力より弱い第２の吸引力とを含み、
   当該基板温調装置は、基板に作用する前記吸引力が、当該基板が前記載置台に吸着された後に、前記第１の吸引力から前記第２の吸引力に切り替わるよう、前記ガス供給量調整機構を制御する制御部を備える、請求項１に記載の基板温調装置。
3. 前記制御部は、前記載置台に吸着される前の基板の反りの状態に応じて、前記第１の吸引力及び前記第２の吸引力を決定する、請求項２に記載の基板温調装置。
4. 前記制御部は、前記載置台に吸着される前の基板の反り量及び前記載置台の温度の少なくともいずれか一方に基づいて、前記第１の吸引力及び前記第２の吸引力の少なくともいずれか一方を補正する、請求項２または３に記載の基板温調装置。
5. 前記調整ガス配管は、前記主供給配管から分岐され前記スピードコントローラが設けられた第１の配管と、前記第１の配管の前記スピードコントローラをバイパスし前記スピードコントローラが設けられた第２の配管と、を有し、
   前記切替弁は、前記第１の配管と前記第２の配管の中で、前記吸引力発生部と連通させる配管を切り替える、請求項１または２に記載の基板温調装置。
6. 前記調整ガス配管は、前記主供給配管から分岐され前記スピードコントローラが設けられた第１の配管と、前記第１の配管の前記スピードコントローラをバイパスし前記スピードコントローラが設けられた第２の配管と、を有し、
   前記切替弁は、前記第１の配管と前記第２の配管の中で、前記吸引力発生部と連通させる配管を切り替え、
   前記制御部は、前記切替弁を制御することにより、前記第１の吸引力から前記第２の吸引力に切り替えさせる、請求項３または４に記載の基板温調装置。
7. 前記主供給配管における、前記調整ガス配管への分岐点より上流側に遮断弁、当該遮断弁より上流側に圧力レギュレータを有する、請求項１～６のいずれか１項に記載の基板温調装置。
8. 基板の温度を調節する基板温調方法であって、
   基板が載置される載置台の温度を調節する温度調節工程と、
   温度が調節された前記載置台に基板を載置する載置工程と、
   前記載置台上の基板の周囲からの、吸込配管を有する吸引力発生部の空気の吸い込みによる吸引力で、前記載置台に基板を吸着させる吸着工程と、を有し、
   前記吸着工程は、調整ガス配管を介して前記吸引力発生部へ吸引力調整ガスを供給して、前記吸引力を調整する吸引力調整工程を有し、
   前記吸引力発生部は、ガスが通流されることにより前記吸引力を発生させる真空エジェクタを１つのみ有し、
   前記真空エジェクタに通流されるガスと前記吸引力調整ガスは、同一のガス供給源から供給され、
   前記調整ガス配管は、
   前記ガス供給源と前記真空エジェクタとを接続する主供給配管から分岐したものであり、
   前記吸引力調整ガスの供給量を調整するガス供給量調整機構を構成する、前記吸引力調整ガスの流量を調整するスピードコントローラと前記吸引力調整ガスの流量を切り替える切替弁と、が設けられ、
   前記吸引力調整工程は、前記切替弁による前記吸引力調整ガスの流量の切り替えにより、前記吸引力を調整する、基板温調方法。
9. 前記吸引力調整工程は、前記載置台への基板の吸着後に、第１の吸引力から当該第１の吸引力より弱い第２の吸引力に切り替わるよう、前記吸引力発生部への前記吸引力調整ガスの供給量を調整する、請求項８に記載の基板温調方法。
10. 前記載置台に吸着される前の基板の反りの状態に応じて、前記第１の吸引力及び前記第２の吸引力を決定する工程を有する、請求項９に記載の基板温調方法。
11. 前記載置台に吸着される前の基板の反り量及び前記載置台の温度の少なくともいずれか一方に基づいて、前記第１の吸引力及び前記第２の吸引力を補正する、請求項９または１０に記載の基板温調方法。

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