WO2020179283A1 - 熱処理装置および熱処理方法 - Google Patents

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WO2020179283A1
WO2020179283A1 PCT/JP2020/002793 JP2020002793W WO2020179283A1 WO 2020179283 A1 WO2020179283 A1 WO 2020179283A1 JP 2020002793 W JP2020002793 W JP 2020002793W WO 2020179283 A1 WO2020179283 A1 WO 2020179283A1
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substrate
heat treatment
mounting surface
space
pressure
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PCT/JP2020/002793
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恵 林
茂宏 後藤
正晃 古川
慧 末永
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株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス
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Publication date
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    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
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    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping

Definitions

  • the present invention relates to a heat treatment apparatus and a heat treatment method for performing heat treatment on a substrate.
  • FPD Fluorescence Display
  • semiconductor substrates semiconductor substrates
  • optical disk substrates magnetic disk substrates
  • magneto-optical disk substrates photomask substrates used in liquid crystal display devices or organic EL (Electro Luminescence) display devices, etc.
  • photomask substrates used in liquid crystal display devices or organic EL (Electro Luminescence) display devices, etc.
  • a heat treatment apparatus is used to perform heat treatment on various substrates such as a ceramic substrate or a solar cell substrate.
  • the heat treatment unit (heat treatment device) described in Patent Document 1 includes a temperature control plate, a plurality of substrate elevating pins, and an elevating device.
  • a plurality of substrate mounting pieces are discretely arranged at the center of the mounting surface of the temperature control plate.
  • a plurality of positioning members are arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction of the temperature control plate on the mounting surface peripheral portion of the temperature control plate.
  • the temperature control plate is formed with a plurality of pin introduction holes extending in the vertical direction. The plurality of substrate elevating pins are held by an elevating device so that they can be raised and lowered through a plurality of pin introduction holes.
  • the board is placed on the upper ends of the board lift pins with the board lift pins protruding above the temperature control plate. Then, the lifting device lowers the plurality of substrate lifting pins. By moving the upper ends of the plurality of board elevating pins below the plurality of board mounting pieces on the temperature control plate, the substrates on the upper ends of the plurality of board elevating pins are moved between the plurality of positioning members. It is supported by the mounting piece. In this state, heat treatment of the substrate is started.
  • the factors that deteriorate the quality of the heat treatment on the substrate are not limited to the above-mentioned misalignment.
  • the foreign matter if foreign matter is present in the space above the plate, the foreign matter reduces the uniformity of heat treatment on the substrate.
  • the airflow generated in the space on the plate when the substrate is placed on the temperature control plate is when the substrate is placed in a predetermined position on the temperature control plate and there is no foreign matter in the space on the plate. Even if there is, it actually changes depending on the shape of the substrate.
  • An object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus and a heat treatment method that enable the support state of the substrate during the heat treatment to be determined with high accuracy so that the uniformity of the heat treatment on the substrate can be grasped.
  • the heat treatment apparatus is a heat treatment apparatus that heats a substrate, and includes a plate member having a mounting surface and a plurality of heat treatment devices provided on the mounting surface so as to support the lower surface of the substrate.
  • a support a heat treatment section that heats the substrate supported on the mounting surface, a suction section that sucks gas in the space between the substrate supported on the mounting surface and the mounting surface, and mounting.
  • a pressure detector that detects the pressure in the space between the substrate supported on the surface and the mounting surface, and the gas in the space between the substrate supported on the mounting surface and the mounting surface are sucked by the suction unit.
  • a state determination unit that determines the support state of the substrate based on the pressure detected by the pressure detector in the suctioned state, and the suction unit is on the mounting surface during the initial predetermined period of heat treatment on the substrate. The gas in the space between the supported substrate and the mounting surface is sucked, and the suction is stopped between the lapse of a predetermined period and the end of the heat treatment.
  • the substrate is supported on at least part of the plurality of supports on the mounting surface of the plate member, and the substrate is heat-treated.
  • the gas in the space between the substrate supported on the mounting surface and the mounting surface is sucked by the suction unit.
  • the entire lower surface of the substrate is attracted toward the mounting surface by reducing the pressure in the space between the substrate and the mounting surface. It Therefore, when the substrate is present at a predetermined position with respect to the plate member and no foreign matter is present in the space between the substrate and the mounting surface, the lower surface of the substrate is a plurality of supports on the mounting surface. Will be supported by all.
  • the substrate when the substrate is in a position displaced from the plate member, it is highly possible that the lower surface of the substrate is not supported by all of the plurality of supports. Further, when foreign matter is present in the space between the substrate and the mounting surface, it is highly possible that the lower surface of the substrate is not supported by all of the plurality of supports.
  • the space between the substrate and the mounting surface is largely open to the outside of the space, the gas in the space surrounding the plate member easily flows into the space between the substrate and the mounting surface. .. Therefore, even if the gas in the space between the substrate and the mounting surface is sucked by the suction unit, the pressure in the space is less likely to decrease than in the case where the supporting state is normal. That is, the absolute value of the difference between the pressure in the space between the substrate and the mounting surface and the atmospheric pressure is unlikely to be large. As a result, the pressure in the space between the substrate and the mounting surface is maintained at about atmospheric pressure.
  • the suction of the gas is performed during at least a part of the heat treatment. It is prevented from continuing. Thereby, it is possible to reduce the deterioration of the uniformity of the heat treatment on the substrate due to the suction of the gas. Therefore, according to the above determination result, it is possible to grasp the uniformity of the heat treatment on the substrate.
  • the suction unit stops suction after a lapse of a predetermined period, and during the predetermined period, the temperature of the mounting surface is set in advance for heat treatment after the substrate is mounted on the mounting surface. It may be a period until reaching.
  • Heat treatment of the substrate proceeds stably with the substrate placed on the placement surface maintained at the set temperature.
  • the temperature of the mounting surface temporarily changes from the set temperature, then returns to the set temperature and is maintained. According to the above configuration, suction is stopped between the time when the substrate is placed on the mounting surface and the time when the temperature of the mounting surface reaches the set temperature.
  • the state determination unit determines that the support state of the substrate is normal when the magnitude of the detected pressure is equal to or higher than a predetermined threshold value, and the magnitude of the detected pressure is predetermined. It may be determined that the support state of the substrate is abnormal when it is lower than the threshold value.
  • the supporting state of the substrate can be determined with high accuracy by a simple process.
  • the heat treatment apparatus may further include a first presentation unit that presents the determination result by the state determination unit.
  • the user can easily understand the determination result regarding the support state of the substrate.
  • the heat treatment apparatus includes a type determination unit that determines the type of abnormality of a substrate whose support state is determined to be abnormal, and a type determination unit, based on a plurality of determination results of the plurality of substrates by the state determination unit.
  • a second presentation unit for presenting the determination result according to the above may be further provided.
  • the user can easily understand the type of abnormality of the board whose support state is determined to be abnormal.
  • the heat treatment method according to another aspect of the present invention is a heat treatment method for heat-treating a substrate, which is provided on the mounting surface by mounting the substrate on the mounting surface of the plate member. Between the step of supporting the lower surface of the substrate by at least a part of the plurality of supports, the step of heat-treating the substrate supported on the mounting surface, and the substrate supported on the mounting surface and the mounting surface. The step of sucking the gas in the space, the step of detecting the pressure in the space between the substrate supported on the mounting surface and the mounting surface, and the substrate and the mounting surface supported on the mounting surface.
  • the suction step includes an initial predetermined period of heat treatment on the substrate, which includes a step of determining the support state of the substrate based on the pressure detected by the detection step in a state where the gas in the space between the spaces is sucked. It includes sucking the gas in the space between the substrate supported on the intermediate mounting surface and the mounting surface, and stopping the suction between the time when a predetermined period elapses and the end of the heat treatment.
  • the substrate is supported on at least part of the plurality of supports on the mounting surface of the plate member, and the substrate is heat-treated.
  • the gas in the space between the substrate supported on the mounting surface and the mounting surface is sucked.
  • the entire lower surface of the substrate is attracted toward the mounting surface by reducing the pressure in the space between the substrate and the mounting surface. It Therefore, when the substrate is present at a predetermined position with respect to the plate member and no foreign matter is present in the space between the substrate and the mounting surface, the lower surface of the substrate is a plurality of supports on the mounting surface. Will be supported by all.
  • the substrate when the substrate is in a position displaced from the plate member, it is highly possible that the lower surface of the substrate is not supported by all of the plurality of supports. Further, when foreign matter is present in the space between the substrate and the mounting surface, it is highly possible that the lower surface of the substrate is not supported by all of the plurality of supports.
  • the space between the substrate and the mounting surface is largely open to the outside of the space, the gas in the space surrounding the plate member easily flows into the space between the substrate and the mounting surface. .. Therefore, even if the gas in the space between the substrate and the mounting surface is sucked by the suction unit, the pressure in the space is less likely to decrease than in the case where the supporting state is normal. That is, the absolute value of the difference between the pressure in the space between the substrate and the mounting surface and the atmospheric pressure is unlikely to be large. As a result, the pressure in the space between the substrate and the mounting surface is maintained at about atmospheric pressure.
  • the suction of the gas is performed during at least a part of the heat treatment. It is prevented from continuing. Thereby, it is possible to reduce the deterioration of the uniformity of the heat treatment on the substrate due to the suction of the gas. Therefore, according to the above determination result, it is possible to grasp the uniformity of the heat treatment on the substrate.
  • the suction step includes stopping the suction at the elapse of a predetermined period, and during the predetermined period, the temperature of the mounting surface is preset for heat treatment after the substrate is mounted on the mounting surface. It may be a period until the set temperature is reached.
  • Heat treatment of the substrate proceeds stably with the substrate placed on the placement surface maintained at the set temperature.
  • the temperature of the mounting surface temporarily changes from the set temperature, then returns to the set temperature and is maintained. According to the above configuration, the suction is stopped after the substrate is placed on the placement surface until the temperature of the placement surface reaches the set temperature.
  • the step of determining the support state of the substrate determines that the support state of the substrate is normal when the magnitude of the detected pressure is equal to or larger than a predetermined threshold value, and It may include determining that the support state of the substrate is abnormal when the size is lower than a predetermined threshold value.
  • the supporting state of the substrate can be determined with high accuracy by a simple process.
  • the heat treatment method may further include a step of presenting the determination result of the step of determining the support state of the substrate.
  • the user can easily understand the determination result regarding the support state of the substrate.
  • the heat treatment method includes a step of determining the type of abnormality for a substrate whose support state is determined to be abnormal, based on a plurality of determination results for a plurality of substrates by the step of determining the support state of the substrate.
  • the method may further include the step of presenting the determination result obtained by the step of determining the type of abnormality.
  • the user can easily understand the type of abnormality of the board whose support state is determined to be abnormal.
  • FIG. 1 is a schematic side view showing the configuration of a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the heat treatment apparatus of FIG.
  • FIG. 3 is a schematic side view showing a state where the substrate is normally supported on the heat treatment plate.
  • FIG. 4 is a schematic side view showing a state where the substrate is not normally supported on the heat treatment plate due to foreign matter.
  • FIG. 5 is a schematic side view showing a state where the substrate is not normally supported on the heat treatment plate due to the positional shift.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of a state determination process executed in the control device of FIG.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of pressure fluctuations in the plate upper space when the state determination process is executed.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of a type determination process executed in the control device of FIG.
  • FIG. 9 is a schematic block diagram showing an example of a substrate processing apparatus including the heat treatment apparatus of FIG.
  • a substrate is an FPD (Flat Panel Display) substrate used in a liquid crystal display device or an organic EL (Electro Luminescence) display device, a semiconductor substrate, an optical disc substrate, a magnetic disc substrate, a magneto-optical disc.
  • FPD Fluorescence Panel Display
  • a heat treatment apparatus that heat-treats a substrate will be described as an example of the heat treatment apparatus.
  • FIG. 1 is a schematic side view showing the configuration of the heat treatment apparatus according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic plan view of heat treatment apparatus 100 in FIG.
  • the heat treatment apparatus 100 mainly includes a support S, a lifting device 30, an intake device 40, a control device 50, and a presentation device 60. Note that in FIG. 2, some of the plurality of constituent elements shown in FIG. 1 are omitted.
  • the support portion S includes a heat treatment plate 10, a plurality of supports 11, a plurality of guide members 12, and a heating element 20, and is used as a hot plate.
  • the heat treatment plate 10 is, for example, a heat transfer plate having a disc shape, and has a flat mounting surface 10s.
  • the mounting surface 10s has an outer diameter larger than the outer diameter of the substrate to be heat-treated.
  • a heating element 20 is provided on the heat treatment plate 10.
  • the heating element 20 is composed of, for example, a mica heater or a Peltier element.
  • a heating drive circuit 21 is connected to the heating element 20.
  • the heat generation drive circuit 21 drives the heating element 20 under the control of the temperature control unit 51 described later. As a result, the heating element 20 generates heat during the heat treatment of the substrate W.
  • a plurality (10 in this example) of support bodies 11 and a plurality (4 in this example) of guide members 12 are projected upward. It is provided in.
  • the plurality of supports 11 are discretely arranged in the central region of the mounting surface 10s of the heat treatment plate 10 excluding the outer peripheral edge portion and its vicinity, and are configured to be able to support the lower surface of the substrate W.
  • Each support 11 is a spherical proximity ball and is made of, for example, ceramic.
  • the substrate W supported by the plurality of supports 11 on the heat treatment plate 10 is indicated by a dashed line.
  • the plurality of guide members 12 are arranged on the peripheral edge of the mounting surface 10s of the heat treatment plate 10 at equal angular intervals.
  • the upper half of each guide member 12 has a truncated cone shape whose diameter gradually decreases toward the upper end.
  • the outer peripheral surface of the upper half of each guide member 12 is the outer peripheral end portion of the substrate W when the substrate W is lowered by the plurality of elevating pins 31 described later and supported on the plurality of supports 11.
  • Each guide member 12 is formed of a resin having high heat resistance such as PEEK (polyether ether ketone).
  • a gap is formed between the substrate W and the mounting surface 10s in a state where the substrate W is normally supported by the plurality of supports 11.
  • the size of this gap is, for example, 80 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the space between the substrate W supported on the mounting surface 10s and the mounting surface 10s is referred to as a space SS on the plate.
  • the heat treatment plate 10 is formed with a plurality of (7 in this example) through holes 13 and 14 penetrating in the thickness direction.
  • the plurality of through holes 13 and 14 are shown by thick solid lines.
  • a part (three in this example) of the plurality of through holes 13 and 14 is formed so that a plurality of lifting pins 31 described later can be inserted therein.
  • the plurality of through holes 13 are formed at equal angular intervals on a predetermined virtual circle with the center of the heat treatment plate 10 as a reference.
  • the remaining (four in this example) through holes 14 are formed as gas flow paths for sucking the gas in the plate upper space SS by an intake device 40 described later.
  • the plurality of through holes 14 are formed at equal angular intervals on a predetermined virtual circle with the center of the heat treatment plate 10 as a reference. Note that, in FIG. 1, the illustration of two through holes 14 out of the four through holes 14 is omitted.
  • the lifting device 30 includes a plurality (three in this example) of lifting pins 31 and a connecting member 32.
  • the elevating device 30 further includes a motor, a motor drive circuit, and the like (not shown).
  • Each of the plurality of elevating pins 31 is a rod-shaped member, and is formed of, for example, ceramic. Further, the plurality of elevating pins 31 are connected to each other by the connecting member 32, and a part of the plurality of elevating pins 31 is inserted into the plurality of through holes 13 of the heat treatment plate 10 and extends in the vertical direction. Retained.
  • the coupling member 32 moves in the vertical direction by the operation of a motor (not shown) under the control of the lifting control unit 57 described later.
  • the plurality of lifting pins 31 have an upper position in which the upper ends of the plurality of lifting pins 31 are located above the upper ends of the plurality of supports 11, and the upper ends of the plurality of lifting pins 31 have a plurality of supports. It moves between a lower position located below the upper end of 11.
  • the elevating device 30 receives the substrate W passed from the outside of the heat treatment apparatus 100 and mounts it on the plurality of supports 11, and raises the substrate W mounted on the plurality of supports 11. Then, it functions as a delivery unit that passes the heat treatment apparatus 100 to the outside.
  • a plurality of (four in this example) auxiliary pipes 42 are connected to the heat treatment plate 10.
  • the inner spaces of the plurality of auxiliary pipes 42 communicate with the inner spaces of the plurality of through holes 14, respectively.
  • the plurality of sub pipes 42 are connected to the common main pipe 41.
  • the main pipe 41 is provided so as to extend from the intake device 40.
  • the intake device 40 is composed of, for example, an aspirator, a vacuum pump, a control valve connected to an exhaust power facility in a factory, or the like.
  • the support state of the substrate W by the plurality of supports 11 is either normal or abnormal. It is determined whether or not. This determination of the support state is called state determination.
  • the air intake device 40 sucks the atmosphere in the plate upper space SS through the plurality of sub pipes 42 and the main pipe 41 when determining the state. Details of the state determination and details of the operation of the intake device 40 at the time of the state determination will be described later.
  • a pressure sensor 43 is provided on the main pipe 41.
  • the pressure sensor 43 is, for example, a micro differential pressure sensor, which detects the pressure of the space SS on the plate through the main pipe 41 and the plurality of sub pipes 42 at the time of determining the state, and outputs a detection signal corresponding to the detected pressure.
  • the control device 50 controls the operations of the heat generation drive circuit 21, the lifting device 30, the intake device 40, and the like.
  • the presentation device 60 includes a display and an audio output device (not shown). Details of the control device 50 and the presentation device 60 will be described later.
  • FIG. 3 is a schematic side view showing a state where the substrate W is normally supported on the heat treatment plate 10.
  • the normal support state of the substrate W means that the substrate W is located between the upper ends of the plurality of guide members 12 in plan view as shown in FIG. 2 and as shown in FIG. That is, there is no foreign matter having a height larger than that of each support 11 in the plate upper space SS.
  • the atmosphere in the plate upper space SS is sucked through the plurality of through holes 14 at a predetermined flow rate, the pressure in the plate upper space SS greatly decreases.
  • FIG. 4 is a schematic side view showing a state where the substrate W is not normally supported on the heat treatment plate 10 due to a foreign substance.
  • a part of the substrate W is supported on the heat treatment plate 10 by the foreign matter cn depending on the size of the foreign matter cn. It As a result, the substrate W is not supported by all of the plurality of supports 11. Even when the foreign matter cn adheres to the mounting surface 10s of the heat treatment plate 10, as in the example of FIG. 4, a part of the substrate W is supported on the heat treatment plate 10 by the foreign matter cn depending on the size of the foreign matter cn. To be done.
  • FIG. 5 is a schematic side view showing a state in which the substrate W is not normally supported on the heat treatment plate 10 due to misalignment. As shown in FIG. 5, for example, when the position of the substrate W with respect to the heat treatment plate 10 is significantly deviated from a predetermined position (for example, the position of the substrate W shown in FIGS. 2 and 3), a part of the substrate W is partially displaced. Climb on any of the plurality of guide members 12.
  • the space SS on the plate is outside (side) as compared with the case where the supporting state of the substrate W is normal. Greater openness to space. Therefore, the atmosphere outside the plate upper space SS easily flows into the plate upper space SS. Therefore, when the atmosphere in the space SS on the plate is sucked through the plurality of through holes 14 at a predetermined flow rate, the pressure in the space SS on the plate does not drop significantly and is maintained at substantially atmospheric pressure.
  • the pressure in the space SS on the plate is detected while the gas in the space SS on the plate is sucked, and based on the detected pressure.
  • State determination is performed. At the time of this state determination, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 3, even if the substrate W has a locally deformed portion such as a warp, the entire substrate W is sucked toward the mounting surface 10s. Thereby, the shape of the substrate W is temporarily corrected. Therefore, it is possible to determine with high accuracy whether the support state of the substrate W is normal or abnormal.
  • the abnormality of the mounting state of the substrate W is caused by, for example, the abnormality caused by the foreign matter cn adhering to the substrate W, the abnormality caused by the foreign matter cn adhering to the heat treatment plate 10, and the positional deviation of the substrate W. It is considered that there is an abnormality that
  • the abnormality caused by the foreign matter cn adhering to the heat treatment plate 10 cannot be eliminated unless the foreign matter cn is removed from the mounting surface 10s of the heat treatment plate 10.
  • the abnormality caused by the positional displacement of the substrate W is an abnormality caused by the fact that the substrate is not normally delivered from the outside of the heat treatment apparatus 100 to the heat treatment apparatus 100.
  • the abnormality caused by the misalignment of the substrate W is an abnormality caused by the operation of the transfer robot that carries the substrate into the heat treatment apparatus 100. This abnormality will not be resolved unless the transfer robot is taught.
  • the type of abnormality is further determined for the substrate W that is determined to be abnormal, based on the result of the state determination for the plurality of substrates W.
  • This type of abnormality determination is called type determination. Specifically, in the type determination, when a predetermined number of consecutive abnormalities in the support state are determined for the plurality of substrates W, the abnormality for those substrates W is the foreign matter cn adhering to the heat treatment plate 10. Alternatively, it is determined that the displacement of the substrate W is caused. On the other hand, the abnormality regarding the other substrates W whose support state is determined to be abnormal is determined to be due to the foreign matter cn adhering to the substrate W.
  • control device 50 includes a CPU (central processing unit), RAM (random access memory), and ROM (read-only memory), and includes a temperature control unit 51, an intake control unit 52, and a pressure acquisition unit. 53, a state determination unit 54, a storage unit 55, a type determination unit 56, and a lift control unit 57.
  • the CPU executes a computer program stored in a ROM or another storage medium to implement each of the functional units described above. It should be noted that some or all of the functional components of the control device 50 may be realized by hardware such as an electronic circuit.
  • the temperature control unit 51 controls the heat generation drive circuit 21 so as to operate according to a predetermined heat treatment condition. Thereby, the temperature of the heating element 20 is adjusted for each substrate W to be processed.
  • the elevating controller 57 moves the plurality of elevating pins 31 from the upper position to the lower position when the substrate W carried in from the outside of the heat treatment apparatus 100 is placed on the placing surface 10s of the heat treatment plate 10.
  • the lifting device 30 is controlled.
  • the elevating control unit 57 also moves the elevating device 30 so that the plurality of elevating pins 31 move from the lower position to the upper position when the substrate W placed on the placing surface 10s is transferred to the outside of the heat treatment apparatus 100. To control.
  • the intake control unit 52 controls the intake device 40 so as to suck the gas in the plate upper space SS when determining the state. More specifically, the intake control unit 52 sucks the gas of the space SS on the plate during the initial predetermined period of the heat treatment on the substrate W, and stops the suction from the time when the predetermined period elapses to the end of the heat treatment.
  • the intake device 40 is controlled so that In the following description, the above-described predetermined period during which the suction device 40 should perform the suction operation is referred to as a suction period.
  • the heat treatment of the substrate W proceeds stably with the substrate W placed on the placing surface 10s maintained at the preset temperature for the heat treatment.
  • the temperature of the placement surface 10s is temporarily changed from the set temperature and then returned to the set temperature and maintained.
  • the suction period is, for example, a period from when the substrate W is placed on the placement surface 10s to when the temperature of the placement surface 10s reaches the set temperature.
  • the elapsed time point of the suction period can be determined by, for example, setting an appropriate suction period in advance by an experiment or a simulation and measuring the set suction period from the time when the substrate W is placed on the placement surface 10s. ..
  • the elapsed time of the suction period can be determined based on the monitoring result while monitoring the temperature of the mounting surface 10s using the temperature sensor at the initial stage of the heat treatment on the substrate W.
  • the pressure acquisition unit 53 acquires the pressure in the plate upper space SS based on the detection signal output from the pressure sensor 43. Specifically, the pressure acquisition unit 53 acquires the pressure value at the timing by sampling the detection signal output from the pressure sensor 43 at a predetermined time point. Alternatively, the pressure acquisition unit 53 acquires a pressure waveform indicating a change in pressure by sampling the detection signal output from the pressure sensor 43 at regular intervals during a predetermined period.
  • the state determination unit 54 determines the state based on the pressure acquired by the pressure acquisition unit 53. Further, the state determination unit 54 stores the determination result in the storage unit 55 as the state determination result and outputs it to the presentation device 60.
  • the state determination unit 54 is in a normal support state of the substrate W when the magnitude (absolute value) of the pressure acquired by the pressure acquisition unit 53 at a predetermined time point is equal to or greater than a predetermined threshold value. Determine that there is. Further, the state determination unit 54 determines that the support state of the substrate W is abnormal when the magnitude of pressure (absolute value) is lower than a predetermined threshold value.
  • the state determination unit 54 determines that the support state of the substrate W is normal when the pressure waveform acquired by the pressure acquisition unit 53 during the predetermined period satisfies a predetermined pressure condition.
  • the state determination unit 54 determines that the support state of the substrate W is abnormal when the pressure waveform does not satisfy the predetermined pressure condition.
  • the pressure condition may be that the magnitude (absolute value) of the average value or the maximum value of the pressure in the pressure waveform is equal to or larger than a predetermined threshold value.
  • the pressure condition may be that the rate of change in pressure in the pressure waveform (for example, the magnitude of the slope of rise or fall of pressure) is equal to or greater than a predetermined threshold value.
  • the storage unit 55 stores the state determination result given by the state determination unit 54 for each substrate W. Further, the storage unit 55 stores information for determining the state (threshold value or pressure condition in the above example), heat treatment conditions for each substrate W, and the like.
  • the type determination unit 56 performs a type determination that determines the type of abnormality of the substrate W that is determined to have an abnormality, based on a plurality of state determination results. The type determination unit 56 further outputs the determination result of the type determination to the presentation device 60 as the type determination result.
  • the presentation device 60 includes, for example, a display and a voice output device.
  • the display displays the state determination result and the type determination result provided by the state determination unit 54 and the type determination unit 56.
  • the voice output device outputs the state determination result and the type determination result by voice. This allows the user to easily understand whether the support state of the substrate W in the heat treatment apparatus 100 is abnormal. In addition, the user can easily grasp the type of abnormality when the abnormality in the supporting state occurs.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of a state determination process executed in the control device 50 of FIG.
  • the state determination process is started when the power of the heat treatment apparatus 100 is turned on.
  • the plurality of lifting pins 31 in FIG. 1 are assumed to be in the upper position. Further, it is assumed that the temperature of the mounting surface 10s is maintained at the set temperature.
  • the elevating control unit 57 of FIG. 1 determines whether the substrate W has been loaded into the heat treatment apparatus 100 (step S10). That is, the lifting control unit 57 determines whether or not the substrate W is transferred onto the plurality of lifting pins 31 by the transfer robot outside the heat treatment apparatus 100. Specifically, this determination process is performed based on whether or not a signal indicating that the substrate W has been transferred into the thermal processing apparatus 100 is given from the outside of the thermal processing apparatus 100 by the transfer robot. When the substrate W is not loaded, the lift control unit 57 repeats the process of step S10.
  • the lifting control unit 57 lowers the plurality of lifting pins 31 from the upper position to the lower position (step S11). Further, the intake control unit 52 in FIG. 1 controls the intake device 40 so as to suck the gas in the plate upper space SS (step S12).
  • the pressure acquisition unit 53 in FIG. 1 acquires the pressure in the space SS on the plate based on the detection signal output from the pressure sensor 43 (step S13). After that, the suction control unit 52 controls the suction device 40 so as to stop sucking the gas in the plate upper space SS when the suction period elapses after the substrate W is mounted on the mounting surface 10s (step S14). ).
  • the state determination unit 54 of FIG. 1 determines the support state of the substrate W based on the pressure acquired in the immediately preceding step S13 (step S15). Further, the state determination unit 54 stores the determination result as the state determination result in the storage unit 55 and outputs it to the presentation device 60 (step S16).
  • the elevation control unit 57 determines whether or not the heat treatment of the substrate W currently placed on the heat treatment plate 10 is completed (step S17). Specifically, the elevating control unit 57 determines whether or not the heat treatment is completed based on whether or not a predetermined time has elapsed for the substrate W to be processed since the process of the immediately preceding step S11 was performed. To judge.
  • the lifting control unit 57 raises the plurality of lifting pins 31 from the lower position to the upper position (step S18), and returns to the process of step S10.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of pressure fluctuations in the plate upper space SS when the state determination process is executed.
  • the vertical axis represents the magnitude of pressure (absolute value) in the plate space SS
  • the horizontal axis represents time.
  • the vertical axis of FIG. 7 represents the absolute value of the difference between the reference pressure (for example, atmospheric pressure) and the pressure (negative pressure) in the plate space SS.
  • the substrate W supported by the plurality of elevating pins 31 at the position above the heat treatment plate 10 descends from time t0 to time t1 and is supported on the mounting surface 10s at time t1.
  • the substrate W supported on the mounting surface 10s is to be subjected to the heat treatment from time t1 to time t2 after the elapse of a predetermined heat treatment time. To do.
  • the gas in the plate space SS is sucked during the initial suction period of the heat treatment on the substrate W, and during the period from the suction period elapses to the end of the heat treatment.
  • the suction is stopped. More specifically, the gas in the space SS on the plate is sucked by the intake device 40 of FIG. 1 from the time t1 when the heat treatment to the substrate W is started to the time t3 when a minute suction period elapses.
  • the suction period is, for example, about 5 seconds.
  • the suction period may be, for example, about 2 seconds as long as the pressure required to determine the support state of the substrate W can be detected.
  • the pressure in the plate upper space SS changes relatively sharply from time t1 and reaches a predetermined value pd.
  • the pressure in the space SS on the plate changes relatively slowly and is as high as when the support state is normal. I won't.
  • the pressure in the space SS on the plate is maintained at approximately atmospheric pressure.
  • the support state of the substrate W is normal when the magnitude (absolute value) of the pressure detected when the gas in the space SS on the plate is sucked is equal to or higher than a predetermined threshold value Th. Determine that. Further, when the magnitude (absolute value) of the pressure detected during suction of the gas in the plate space SS is lower than a predetermined threshold Th, it is determined that the support state of the substrate W is abnormal. .. In this case, the support state of the substrate W can be determined with high accuracy by a simple process.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of the type determination processing executed in the control device 50 of FIG.
  • the type determination process is performed independently of the above state determination process, and is started when the power of the heat treatment apparatus 100 is turned on.
  • the control device 50 shown in FIG. 1 has a built-in counter for counting the state determination result indicating abnormality in advance.
  • the type determination unit 56 in FIG. 1 resets the value of the counter (step S20).
  • the type determination unit 56 determines whether or not the state determination result newly stored in the storage unit 55 of FIG. 1 indicates normal (step S21).
  • the type determination unit 56 increments the value of the counter built in the control device 50 (step S22), and returns to the process of step S21.
  • the type determination unit 56 determines whether the previous abnormality determination result is abnormal (step S23).
  • the type determination unit 56 returns to the process of step S21.
  • the type determination unit 56 continuously stores the abnormality determination result indicating the abnormality by a predetermined number n (n is a natural number of 2 or more) or more. It is determined (step S24).
  • the value of the number n may be settable by the user operating an operation unit (not shown) provided in the heat treatment apparatus 100.
  • the type determination unit 56 determines that the abnormality determined continuously for n or more until immediately before is the position of the foreign matter cn or the substrate W adhering to the mounting surface 10s. It is determined that the deviation is caused (step S25). After that, the type determination unit 56 outputs the determination result as the type determination result to the presenting device 60 (step S27), and returns to the process of step S20.
  • step S24 when the abnormality determination result indicating an abnormality is not continuously stored for n or more, the type determination unit 56 determines that the abnormality is less than n alone or continuously until immediately before, and the abnormality is a foreign substance adhering to the substrate W. It is determined that it is caused by cn (step S26). Then, the type determination unit 56 proceeds to the process of step S27.
  • the type determination result output in step S27 is presented to the user by the presentation device 60 of FIG. This allows the user to easily understand the type of abnormality of the substrate W whose support state is determined to be abnormal.
  • the substrate W is supported on the mounting surface 10s of the heat treatment plate 10 by at least a part of the plurality of supports 11, and the substrate W is subjected to heat treatment.
  • the gas in the plate upper space SS is sucked by the intake device 40.
  • the entire lower surface of the substrate W is sucked toward the mounting surface 10s due to the decrease in the pressure in the plate upper space SS. Therefore, when the substrate W exists at a predetermined position with respect to the heat treatment plate 10 and no foreign matter exists in the space SS on the plate, the lower surface of the substrate W is all of the plurality of supports 11 on the mounting surface 10s.
  • the substrate W exists at a position displaced from the heat treatment plate 10, it is highly possible that the lower surface of the substrate W is not supported by all of the plurality of supports 11. Further, when the foreign matter cn exists in the plate upper space SS, there is a high possibility that the lower surface of the substrate W is not supported by all of the plurality of supports 11.
  • the space SS on the plate is largely opened to the outside of the space, the gas in the space surrounding the heat treatment plate 10 easily flows into the space between the substrate W and the mounting surface 10s. Therefore, even if the gas in the plate upper space SS is sucked, the pressure in the plate upper space SS is less likely to decrease than in the case where the substrate W is normally supported. That is, the absolute value of the difference between the pressure in the plate upper space SS and the atmospheric pressure is unlikely to be large. As a result, the pressure of the space SS on the plate is maintained at approximately atmospheric pressure.
  • the support state of the substrate W can be determined with high accuracy.
  • the suction is stopped when the initial suction period of the heat treatment on the substrate W elapses, so that the air flow due to the suction flows into the space SS on the plate when the heat treatment of the substrate W proceeds stably. Does not occur.
  • the uniformity of the heat treatment on the substrate W due to the suction of the gas is suppressed. Therefore, according to the above determination result, it is possible to accurately grasp the uniformity of the heat treatment on the substrate W.
  • FIG. 9 is a schematic block diagram showing an example of a substrate processing apparatus including the heat treatment apparatus 100 of FIG.
  • the substrate processing apparatus 400 is provided adjacent to the exposure apparatus 500, and includes a control unit 410, a coating processing unit 420, a development processing unit 430, a thermal processing unit 440, and a substrate transfer device 450.
  • the thermal processing unit 440 includes a plurality of thermal processing apparatuses 100 shown in FIG. 1 for performing a thermal processing on the substrate W and a plurality of thermal processing apparatuses (not shown) for performing a cooling processing on the substrate W.
  • a plurality of heat treatment devices (not shown) for cooling the substrate W are provided with a configuration for cooling the substrate W (for example, a Peltier element or a cooling water circulation mechanism) instead of the heating element 20 of FIG. And has the same configuration and operation as the heat treatment apparatus 100 of FIG. As a result, the above-described state determination and type determination are performed also in each heat treatment apparatus that performs cooling processing.
  • a configuration for cooling the substrate W for example, a Peltier element or a cooling water circulation mechanism
  • the control unit 410 includes, for example, a CPU and a memory, or a microcomputer, and controls the operations of the coating processing unit 420, the developing processing unit 430, the heat treatment unit 440, and the substrate transfer device 450. Further, in the example of FIG. 9, a display device 490 is connected to the control unit 410.
  • the substrate transfer apparatus 450 transfers the substrate W among the coating processing section 420, the development processing section 430, the thermal processing section 440, and the exposure apparatus 500 when the substrate processing apparatus 400 processes the substrate W.
  • the coating processing unit 420 forms a resist film on one surface of the unprocessed substrate W (coating processing).
  • the coating process W on which the resist film is formed is exposed by the exposure apparatus 500.
  • the development processing unit 430 performs the development processing on the substrate W by supplying the developing solution to the substrate W after the exposure processing by the exposure device 500.
  • the thermal processing section 440 performs thermal processing on the substrate W before and after the coating processing by the coating processing section 420, the developing processing by the developing processing section 430, and the exposure processing by the exposure apparatus 500.
  • the coating processing unit 420 may form an antireflection film on the substrate W.
  • the heat treatment section 440 may be provided with a processing unit for performing an adhesion strengthening process for improving the adhesion between the substrate W and the antireflection film.
  • the coating processing section 420 may form a resist cover film on the substrate W for protecting the resist film formed on the substrate W.
  • the heat treatment unit 440 makes a state determination and a type determination.
  • the state determination result and the type determination result are given to the control unit 410.
  • the control unit 410 causes the display device 490 to display the given state determination result and the type determination result.
  • the user can easily grasp whether or not appropriate heat treatment is performed in each heat treatment apparatus in the heat treatment unit 440.
  • the type of the abnormality can be easily grasped.
  • the support portion S has a plurality of supports 11 and a plurality of guide members 12 for supporting the lower surface of the substrate W on the heat treatment plate 10.
  • the present invention is not limited to this.
  • a circular sheet-like member for supporting the lower surface of the substrate W may be provided on the mounting surface 10s of the heat treatment plate 10 of the support portion S instead of the plurality of supports 11 and the plurality of guide members 12. Good.
  • the sheet-like member is formed of a heat-resistant resin and is provided so as to cover the entire mounting surface 10s of the heat treatment plate 10.
  • An annular seal portion capable of supporting the lower peripheral peripheral portion of the substrate W is provided at a portion having a constant width from the outer peripheral end portion of the sheet-shaped member toward the center of the sheet-shaped member.
  • a plurality of convex portions capable of supporting the lower surface of the substrate W are provided in the region inside the seal portion.
  • the support state of the substrate W can be determined with high accuracy by performing the same state determination and type determination as in the above embodiment.
  • the heat treatment apparatus for performing the heating treatment or the cooling treatment on the substrate W on the fixed heat treatment plate 10 has been described. Meanwhile, it can be applied to a configuration in which the substrate W being transported is subjected to heat treatment.
  • a transfer mechanism including a transfer arm having the mounting surface 10s and the plurality of supports 11 described above.
  • the transfer mechanism is configured to be able to transfer the substrate W supported on the mounting surface 10s between two positions separated from each other.
  • the transfer arm of the transfer mechanism is further provided with a heating element or a cooling mechanism for performing heat treatment on the substrate W supported on the mounting surface 10s.
  • the state determination and the type determination can be performed by providing the transport mechanism with a configuration for sucking the gas in the space SS on the plate and a configuration for detecting the pressure in the space SS on the plate.
  • the support state of the substrate W on the transport arm can be determined by the state determination.
  • the type determination can determine the type of abnormality in the support state of the substrate W on the transfer arm.
  • the heat treatment apparatus 100 is an example of a heat treatment apparatus
  • the mounting surface 10s is an example of a mounting surface
  • the heat treatment plate 10 is an example of a plate member
  • the heating element 20 is an example of a heat treatment unit.
  • the intake device 40 is an example of a suction unit
  • the pressure sensor 43 is an example of a pressure detector
  • the pressure acquisition unit 53 and the state determination unit 54 are examples of a state determination unit
  • the presentation device 60 is the first and first. This is an example of the second presentation unit
  • the type determination unit 56 is an example of the type determination unit.

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Abstract

熱処理プレートは、載置面を有する。載置面上には、基板の下面を支持可能に複数の支持体が設けられている。熱処理プレートには、さらに発熱体が設けられている。発熱体は、載置面上で支持された基板に熱処理を行う。載置面上で支持された基板と載置面との間の支持空間の気体が、吸気装置により吸引される。このとき支持空間の圧力が圧力センサにより検出される。検出された圧力に基づいて基板の支持状態が判定される。吸気装置による吸引は、基板への熱処理の初期の所定期間の経過時点から熱処理の終了までの間に停止される。

Description

熱処理装置および熱処理方法
　本発明は、基板に熱処理を行う熱処理装置および熱処理方法に関する。
　従来より、液晶表示装置または有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等に用いられるＦＰＤ（Flat Panel Display）用基板、半導体基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板または太陽電池用基板等の各種基板に熱処理を行うために、熱処理装置が用いられている。
　特許文献１に記載された熱処理ユニット（熱処理装置）は、温調プレート、複数の基板昇降ピンおよび昇降装置を含む。温調プレートの載置面中央部には、複数の基板載置片が離散的に配置されている。また、温調プレートの載置面周縁部には、複数の位置決め部材が温調プレートの周方向においてほぼ等間隔に配置されている。さらに、温調プレートには、上下方向に延びる複数のピン導入孔が形成されている。複数の基板昇降ピンは、昇降装置により複数のピン導入孔を通して昇降可能に保持されている。
　複数の基板昇降ピンが温調プレートの上方に突出した状態で、複数の基板昇降ピンの上端部上に基板が載置される。その後、昇降装置が複数の基板昇降ピンを下降させる。複数の基板昇降ピンの上端部が温調プレート上の複数の基板載置片よりも下方まで移動することにより、複数の基板昇降ピンの上端部上の基板が複数の位置決め部材間で複数の基板載置片により支持される。この状態で、基板の熱処理が開始される。
　このとき、温調プレートに対する基板の位置が大きくずれていると、基板全体に対する均一な熱処理を行うことができない。そこで、上記の熱処理ユニットにおいては、温調プレートに基板が載置される際の基板と温調プレートとの間の空間（以下、プレート上空間と呼ぶ。）における気流の変化に基づいて基板の位置ずれが判定される。
特許第４５２２１３９号
　ところで、基板に対する熱処理の品質を低下させる要因は、上記の位置ずれに限られない。例えば、プレート上空間に異物が存在すると、その異物は基板に対する熱処理の均一性を低下させる。
　プレート上空間に複数の基板載置片よりも大きい異物が存在する場合、温調プレート上で基板の一部がその異物上に乗り上がる。そのため、異物が存在する場合にプレート上空間に発生する気流の変化は、異物が存在しない場合にプレート上空間に発生する気流の変化とは異なる。したがって、特許文献１に記載された位置ずれの判定方法によれば、プレート上空間における気流の変化に基づいて異物の有無についての判定を行うことも可能になると考えられる。
　しかしながら、温調プレートに基板が載置される際にプレート上空間に発生する気流は、基板が温調プレート上の予め定められた位置に載置されかつプレート上空間に異物が存在しない場合であっても、実際には基板の形状に依存して変化する。
　近年基板に形成される膜の多層化が進められている。このような膜の多層化は、膜の形成対象となる基板に発生する反り等の変形量を増大させる。基板の複数の部分についてそれぞれ変形量を調整することは容易ではない。互いに異なる形状を有する複数の基板が上記の温調プレートに載置されると、複数の基板にそれぞれ対応してプレート上空間に発生する気流の変化にばらつきが生じる。この場合、特許文献１に記載された上記の判定方法では、基板の位置ずれおよび異物の有無を高い精度で判定することは難しい。
　本発明の目的は、基板に対する熱処理の均一性を把握することができるように熱処理時における基板の支持状態を高い精度で判定することを可能にする熱処理装置および熱処理方法を提供することである。
　（１）本発明の一局面に従う熱処理装置は、基板に熱処理を行う熱処理装置であって、載置面を有するプレート部材と、基板の下面を支持可能に載置面上に設けられた複数の支持体と、載置面上で支持された基板に熱処理を行う熱処理部と、載置面上で支持された基板と載置面との間の空間の気体を吸引する吸引部と、載置面上で支持された基板と載置面との間の空間の圧力を検出する圧力検出器と、載置面上で支持された基板と載置面との間の空間の気体が吸引部により吸引された状態で、圧力検出器により検出された圧力に基づいて基板の支持状態を判定する状態判定部とを備え、吸引部は、基板への熱処理の初期の所定期間中載置面上で支持された基板と載置面との間の空間の気体を吸引し、所定期間の経過時点から熱処理の終了までの間に吸引を停止する。
　その熱処置装置においては、プレート部材の載置面上で基板が複数の支持体の少なくとも一部により支持され、基板に熱処理が行われる。載置面上で支持された基板と載置面との間の空間の気体が吸引部により吸引される。この場合、基板に反り等の局所的な変形部分が存在する場合でも、基板と載置面との間の空間の圧力が低下することにより基板の下面の全体が載置面に向かって吸引される。したがって、基板がプレート部材に対して予め定められた位置に存在しかつ基板と載置面との間の空間内に異物が存在しない場合、基板の下面は載置面上で複数の支持体の全てにより支持されることになる。このように、基板の支持状態が正常である場合には、基板の下面と載置面との間の距離が小さく維持されかつ基板と載置面との間の空間がその空間の外方に大きく開放されない。したがって、その空間内の圧力は大きく低下する。すなわち、基板と載置面との間の空間の圧力と大気圧との差分の絶対値が大きくなる。
　一方、基板がプレート部材に対してずれた位置に存在する場合には、基板の下面が複数の支持体の全てにより支持されない可能性が高い。また、基板と載置面との間の空間に異物が存在する場合には、基板の下面が複数の支持体の全てにより支持されない可能性が高い。このとき、基板と載置面との間の空間がその空間の外方に大きく開放されていると、プレート部材を取り囲む空間の気体が基板と載置面との間の空間に流入しやすくなる。そのため、基板と載置面との間の空間の気体が吸引部により吸引されても、その空間内の圧力は支持状態が正常である場合に比べて低下しにくい。すなわち、基板と載置面との間の空間の圧力と大気圧との差分の絶対値は大きくなりにくい。それにより、基板と載置面との間の空間の圧力はほぼ大気圧で維持される。
　したがって、圧力検出器により検出された圧力によれば、基板の支持状態を高い精度で判定することが可能になる。
　さらに、上記の構成によれば、基板への熱処理の初期の所定期間の経過時点から熱処理の終了までの間に吸引が停止されるので、熱処理が行われる少なくとも一部の期間中気体の吸引が継続されることが防止される。それにより、気体の吸引に起因して基板に対する熱処理の均一性が損なわれることが低減される。したがって、上記の判定結果によれば、基板に対する熱処理の均一性を把握することができる。
　（２）吸引部は、所定期間の経過時点で吸引を停止し、所定期間は、載置面上に基板が載置されてから載置面の温度が熱処理のために予め設定された設定温度に到達するまでの期間であってもよい。
　基板の熱処理は、設定温度に維持された載置面上に基板が載置された状態で安定して進行する。一方、載置面の温度は、未処理の基板が載置されると、設定温度から一時的に変化した後、設定温度に戻され、維持される。上記の構成によれば、載置面上に基板が載置されてから載置面の温度が設定温度に到達するまでの間に吸引が停止される。
　したがって、基板の熱処理が安定して進行する時点で、基板と載置面との間の空間に吸引による気流が発生しない。それにより、気体の吸引に起因して基板に対する熱処理の均一性が損なわれることが抑制される。したがって、上記の判定結果によれば、基板に対する熱処理の均一性を正確に把握することができる。
　（３）状態判定部は、検出された圧力の大きさが予め定められたしきい値以上であるときに基板の支持状態が正常であると判定し、検出された圧力の大きさが予め定められたしきい値よりも低いときに基板の支持状態が異常であると判定してもよい。
　この場合、簡単な処理で基板の支持状態を高い精度で判定することができる。
　（４）熱処理装置は、状態判定部による判定結果を提示する第１の提示部をさらに備えてもよい。
　この場合、使用者は、基板の支持状態についての判定結果を容易に把握することができる。
　（５）熱処理装置は、状態判定部による複数の基板についての複数の判定結果に基づいて、支持状態が異常であると判定された基板について異常の種類を判定する種類判定部と、種類判定部による判定結果を提示する第２の提示部とをさらに備えてもよい。
　この場合、使用者は、支持状態が異常であると判定された基板について、その異常の種類を容易に把握することができる。
　（６）本発明の他の局面に従う熱処理方法は、基板に熱処理を行う熱処理方法であって、プレート部材が有する載置面上に基板を載置することにより、載置面上に設けられた複数の支持体の少なくとも一部により基板の下面を支持させるステップと、載置面上で支持された基板に熱処理を行うステップと、載置面上で支持された基板と載置面との間の空間の気体を吸引するステップと、載置面上で支持された基板と載置面との間の空間の圧力を検出するステップと、載置面上で支持された基板と載置面との間の空間の気体が吸引された状態で、検出するステップにより検出された圧力に基づいて基板の支持状態を判定するステップとを含み、吸引するステップは、基板への熱処理の初期の所定期間中載置面上で支持された基板と載置面との間の空間の気体を吸引し、所定期間の経過時点から熱処理の終了までの間に吸引を停止することを含む。
　その熱処置方法においては、プレート部材の載置面上で基板が複数の支持体の少なくとも一部により支持され、基板に熱処理が行われる。載置面上で支持された基板と載置面との間の空間の気体が吸引される。この場合、基板に反り等の局所的な変形部分が存在する場合でも、基板と載置面との間の空間の圧力が低下することにより基板の下面の全体が載置面に向かって吸引される。したがって、基板がプレート部材に対して予め定められた位置に存在しかつ基板と載置面との間の空間内に異物が存在しない場合、基板の下面は載置面上で複数の支持体の全てにより支持されることになる。このように、基板の支持状態が正常である場合には、基板の下面と載置面との間の距離が小さく維持されかつ基板と載置面との間の空間がその空間の外方に大きく開放されない。したがって、その空間内の圧力は大きく低下する。すなわち、基板と載置面との間の空間の圧力と大気圧との差分の絶対値が大きくなる。
　一方、基板がプレート部材に対してずれた位置に存在する場合には、基板の下面が複数の支持体の全てにより支持されない可能性が高い。また、基板と載置面との間の空間に異物が存在する場合には、基板の下面が複数の支持体の全てにより支持されない可能性が高い。このとき、基板と載置面との間の空間がその空間の外方に大きく開放されていると、プレート部材を取り囲む空間の気体が基板と載置面との間の空間に流入しやすくなる。そのため、基板と載置面との間の空間の気体が吸引部により吸引されても、その空間内の圧力は支持状態が正常である場合に比べて低下しにくい。すなわち、基板と載置面との間の空間の圧力と大気圧との差分の絶対値は大きくなりにくい。それにより、基板と載置面との間の空間の圧力はほぼ大気圧で維持される。
　したがって、検出された圧力によれば、基板の支持状態を高い精度で判定することが可能になる。
　さらに、上記の構成によれば、基板への熱処理の初期の所定期間の経過時点から熱処理の終了までの間に吸引が停止されるので、熱処理が行われる少なくとも一部の期間中気体の吸引が継続されることが防止される。それにより、気体の吸引に起因して基板に対する熱処理の均一性が損なわれることが低減される。したがって、上記の判定結果によれば、基板に対する熱処理の均一性を把握することができる。
　（７）吸引するステップは、所定期間の経過時点で吸引を停止することを含み、所定期間は、載置面上に基板が載置されてから載置面の温度が熱処理のために予め設定された設定温度に到達するまでの期間であってもよい。
　基板の熱処理は、設定温度に維持された載置面上に基板が載置された状態で安定して進行する。一方、載置面の温度は、未処理の基板が載置されると、設定温度から一時的に変化した後、設定温度に戻され、維持される。上記の構成によれば、載置面上に基板が載置されてから載置面の温度が設定温度に到達するまでの間に吸引が停止される。
　したがって、基板の熱処理が安定して進行する時点で、基板と載置面との間の空間に吸引による気流が発生しない。それにより、気体の吸引に起因して基板に対する熱処理の均一性が損なわれることが抑制される。したがって、上記の判定結果によれば、基板に対する熱処理の均一性を正確に把握することができる。
　（８）基板の支持状態を判定するステップは、検出された圧力の大きさが予め定められたしきい値以上であるときに基板の支持状態が正常であると判定し、検出された圧力の大きさが予め定められたしきい値よりも低いときに基板の支持状態が異常であると判定することを含んでもよい。
　この場合、簡単な処理で基板の支持状態を高い精度で判定することができる。
　（９）熱処理方法は、基板の支持状態を判定するステップによる判定結果を提示するステップをさらに備えてもよい。
　この場合、使用者は、基板の支持状態についての判定結果を容易に把握することができる。
　（１０）熱処理方法は、基板の支持状態を判定するステップによる複数の基板についての複数の判定結果に基づいて、支持状態が異常であると判定された基板について異常の種類を判定するステップと、異常の種類を判定するステップによる判定結果を提示するステップとをさらに備えてもよい。
　この場合、使用者は、支持状態が異常であると判定された基板について、その異常の種類を容易に把握することができる。
　本発明によれば、熱処理時における基板の支持状態を高い精度で判定することが可能になる。
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２は図１の熱処理装置の模式的平面図である。 図３は基板が熱処理プレート上で正常に支持されている状態を示す模式的側面図である。 図４は異物に起因して熱処理プレート上で基板が正常に支持されていない状態を示す模式的側面図である。 図５は位置ずれに起因して熱処理プレート上で基板が正常に支持されていない状態を示す模式的側面図である。 図６は図１の制御装置において実行される状態判定処理の一例を示すフローチャートである。 図７は状態判定処理の実行時におけるプレート上空間内の圧力変動の一例を示す図である。 図８は図１の制御装置において実行される種類判定処理の一例を示すフローチャートである。 図９は図１の熱処理装置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。
　以下、本発明の実施の形態に係る熱処理装置および熱処理方法について図面を参照しつつ説明する。以下の説明において、基板とは、液晶表示装置または有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等に用いられるＦＰＤ（Flat Panel Display）用基板、半導体基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板または太陽電池用基板等をいう。以下の説明においては、熱処理装置の一例として基板に加熱処理を行う熱処理装置を説明する。
　（１）熱処理装置の構成
　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り、図２は図１の熱処理装置１００の模式的平面図である。図１に示すように、熱処理装置１００は、主として支持部Ｓ、昇降装置３０、吸気装置４０、制御装置５０および提示装置６０を備える。なお、図２では、図１に示される複数の構成要素のうち一部の図示が省略されている。
　支持部Ｓは、熱処理プレート１０、複数の支持体１１、複数のガイド部材１２および発熱体２０を含み、ホットプレートとして用いられる。熱処理プレート１０は、例えば円板形状を有する伝熱プレートであり、平坦な載置面１０ｓを有する。載置面１０ｓは、加熱処理の対象となる基板の外径よりも大きい外径を有する。熱処理プレート１０には、発熱体２０が設けられている。発熱体２０は、例えばマイカヒータまたはペルチェ素子等で構成される。発熱体２０には、発熱駆動回路２１が接続されている。発熱駆動回路２１は、後述する温度制御部５１の制御に基づいて発熱体２０を駆動する。それにより、基板Ｗの加熱処理時に発熱体２０が発熱する。
　図２に示すように、熱処理プレート１０の載置面１０ｓ上に、複数（本例では１０個）の支持体１１および複数（本例では４個）のガイド部材１２が、上方に突出するように設けられている。
　複数の支持体１１は、熱処理プレート１０の載置面１０ｓのうち外周縁部およびその近傍を除く中央領域で離散的に配置され、基板Ｗの下面を支持可能に構成されている。各支持体１１は、球状のプロキシミティボールであり、例えばセラミックにより形成される。図１および図２では、熱処理プレート１０上で複数の支持体１１により支持される基板Ｗが一点鎖線で示される。
　複数のガイド部材１２は、熱処理プレート１０の載置面１０ｓの周縁部に等角度間隔で配置されている。各ガイド部材１２の上半部は、上端部に向かって漸次径小となる円錐台形状を有する。それにより、各ガイド部材１２の上半部の外周面は、後述する複数の昇降ピン３１により基板Ｗが下降して複数の支持体１１上で支持される際に、当該基板Ｗの外周端部を熱処理プレート１０上の予め定められた位置へ導く。各ガイド部材１２は、例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等の高い耐熱性を有する樹脂により形成される。
　図１に示すように、熱処理プレート１０上では、複数の支持体１１により基板Ｗが正常に支持された状態で、基板Ｗと載置面１０ｓとの間に隙間が形成される。この隙間の大きさ（上下方向における基板Ｗと載置面１０ｓとの間の距離）は、例えば８０μｍ～１００μｍである。以下の説明において、載置面１０ｓ上で支持された基板Ｗと載置面１０ｓとの間の空間をプレート上空間ＳＳと呼ぶ。
　図２に示すように、熱処理プレート１０には、厚み方向に貫通する複数（本例では７個）の貫通孔１３，１４が形成されている。図２では、複数の貫通孔１３，１４と複数の支持体１１との区別を容易にするために、複数の貫通孔１３，１４が太い実線で示される。
　複数の貫通孔１３，１４のうち一部（本例では３個）の貫通孔１３は、後述する複数の昇降ピン３１をそれぞれ挿入可能に形成されている。また、複数の貫通孔１３は、熱処理プレート１０の中心を基準とする所定の仮想円上に等角度間隔で形成されている。一方、残り（本例では４個）の貫通孔１４は、プレート上空間ＳＳの気体を後述する吸気装置４０により吸引するための気体流路として形成されている。複数の貫通孔１４は、複数の貫通孔１３と同様に、熱処理プレート１０の中心を基準とする所定の仮想円上に等角度間隔で形成されている。なお、図１では、４個の貫通孔１４のうち２個の貫通孔１４の図示が省略されている。
　図１に示すように、昇降装置３０は、複数（本例では３個）の昇降ピン３１および連結部材３２を含む。昇降装置３０は、さらに図示しないモータおよびモータ駆動回路等を含む。複数の昇降ピン３１の各々は、棒状部材であり、例えばセラミックにより形成される。また、複数の昇降ピン３１は、連結部材３２により互いに連結されるとともに、複数の昇降ピン３１の一部が熱処理プレート１０の複数の貫通孔１３にそれぞれ挿入された状態で上下方向に延びるように保持される。
　昇降装置３０においては、後述する昇降制御部５７の制御に基づいて図示しないモータが動作することにより、連結部材３２が上下方向に移動する。それにより、複数の昇降ピン３１は、複数の昇降ピン３１の上端部が複数の支持体１１の上端部よりも上方に位置する上方位置と、複数の昇降ピン３１の上端部が複数の支持体１１の上端部よりも下方に位置する下方位置との間を移動する。
　このような構成により、昇降装置３０は、熱処理装置１００の外部から渡される基板Ｗを受け取って複数の支持体１１上に載置し、複数の支持体１１上に載置された基板Ｗを上昇させて熱処理装置１００の外部に渡す受渡部として機能する。
　熱処理プレート１０には、複数（本例では４個）の副配管４２が接続されている。複数の副配管４２の内部空間は、それぞれ複数の貫通孔１４の内部空間に連通している。複数の副配管４２は、共通の主配管４１に接続されている。主配管４１は、吸気装置４０から延びるように設けられている。吸気装置４０は、例えばアスピレータ、真空ポンプ、または工場内の排気用力設備に接続された制御バルブ等で構成される。
　本実施の形態に係る熱処理装置１００においては、熱処理プレート１０の載置面１０ｓ上で基板Ｗが支持された状態で、複数の支持体１１による基板Ｗの支持状態が正常および異常のいずれであるか否かが判定される。この支持状態の判定を状態判定と呼ぶ。吸気装置４０は、状態判定時に、プレート上空間ＳＳ内の雰囲気を複数の副配管４２および主配管４１を通して吸引する。状態判定の詳細および状態判定時における吸気装置４０の動作の詳細は後述する。
　主配管４１には、圧力センサ４３が設けられる。圧力センサ４３は、例えば微差圧センサであり、状態判定時に主配管４１および複数の副配管４２を通してプレート上空間ＳＳの圧力を検出し、検出した圧力に対応する検出信号を出力する。
　制御装置５０は、発熱駆動回路２１、昇降装置３０および吸気装置４０等の動作を制御する。提示装置６０は、図示しない表示器および音声出力装置を含む。制御装置５０および提示装置６０の詳細は後述する。
　（２）基板Ｗの支持状態
　図３は、基板Ｗが熱処理プレート１０上で正常に支持されている状態を示す模式的側面図である。図３および後述する図４および図５では、複数の支持体１１および複数のガイド部材１２のうち一部の図示が省略されている。本実施の形態では、基板Ｗの支持状態が正常であることは、図２に示すように平面視で基板Ｗが複数のガイド部材１２の上端部の間に位置しかつ図３に示すようにプレート上空間ＳＳに各支持体１１よりも大きい高さを有する異物が存在しないことである。この場合、プレート上空間ＳＳ内の雰囲気が複数の貫通孔１４を通して予め定められた流量で吸引されると、プレート上空間ＳＳ内の圧力は、大きく低下する。
　図４は、異物に起因して熱処理プレート１０上で基板Ｗが正常に支持されていない状態を示す模式的側面図である。図４に示すように、例えば熱処理の対象となる基板Ｗの下面に異物ｃｎが付着している場合、異物ｃｎの大きさによっては基板Ｗの一部が異物ｃｎにより熱処理プレート１０上に支持される。それにより、基板Ｗは、複数の支持体１１の全てにより支持されない。熱処理プレート１０の載置面１０ｓに異物ｃｎが付着している場合にも、図４の例と同様に、異物ｃｎの大きさによっては基板Ｗの一部が異物ｃｎにより熱処理プレート１０上に支持される。
　図５は、位置ずれに起因して熱処理プレート１０上で基板Ｗが正常に支持されていない状態を示す模式的側面図である。図５に示すように、例えば熱処理プレート１０に対する基板Ｗの位置が予め定められた位置（例えば図２および図３に示される基板Ｗの位置）から大きくずれていると、基板Ｗの一部が複数のガイド部材１２のいずれかの上に乗り上がる。
　図４および図５に示されるように、基板Ｗの支持状態が異常である場合には、基板Ｗの支持状態が正常である場合に比べてプレート上空間ＳＳがその外方（側方）の空間に対してより大きく開放される。そのため、プレート上空間ＳＳの外方の雰囲気がプレート上空間ＳＳに流入しやすくなる。したがって、プレート上空間ＳＳ内の雰囲気が複数の貫通孔１４を通して予め定められた流量で吸引されると、プレート上空間ＳＳ内の圧力は、大きく低下せず、ほぼ大気圧で維持される。
　そこで、本実施の形態では、基板Ｗが熱処理プレート１０上に支持されるごとに、プレート上空間ＳＳの気体が吸引されつつプレート上空間ＳＳ内の圧力が検出され、検出された圧力に基づいて状態判定が行われる。この状態判定時には、図３に一点鎖線で示すように、基板Ｗに反り等の局所的な変形部分が存在する場合でも、基板Ｗの全体が載置面１０ｓに向かって吸引される。それにより、一時的に基板Ｗの形状が矯正される。したがって、基板Ｗの支持状態が正常であるか異常であるかを高い精度で判定することができる。
　上記のように、基板Ｗの載置状態の異常には、例えば基板Ｗに付着する異物ｃｎに起因する異常、熱処理プレート１０に付着する異物ｃｎに起因する異常、および基板Ｗの位置ずれに起因する異常が存在すると考えられる。
　ところで、熱処理プレート１０に付着する異物ｃｎに起因する異常は、熱処理プレート１０の載置面１０ｓから異物ｃｎが除去されない限り、解消されない。また、基板Ｗの位置ずれに起因する異常は、熱処理装置１００の外部から熱処理装置１００に正常に基板が渡されないことに起因する異常である。換言すれば、基板Ｗの位置ずれに起因する異常は、熱処理装置１００に基板を搬入する搬送ロボットの動作に起因する異常である。この異常は、当該搬送ロボットのティーチングが実施されない限り、解消されない。
　したがって、複数の基板Ｗが順次加熱処理される場合、熱処理プレート１０に付着する異物ｃｎおよび基板Ｗの位置ずれに起因する異常は、基板Ｗに付着する異物ｃｎに起因する異常に比べて連続して判定される可能性が高い。
　そこで、本実施の形態では、複数の基板Ｗについての状態判定の結果に基づいて、異常があると判定された基板Ｗについて異常の種類がさらに判定される。この異常の種類の判定を種類判定と呼ぶ。具体的には、種類判定では、複数の基板Ｗについて予め定められた数連続して支持状態の異常が判定された場合に、それらの基板Ｗについての異常は、熱処理プレート１０に付着する異物ｃｎまたは基板Ｗの位置ずれに起因すると判定される。一方、支持状態が異常であると判定されたその他の基板Ｗについての異常は、基板Ｗに付着する異物ｃｎに起因すると判定される。
　（３）制御装置５０および提示装置６０
　図１に示すように、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、温度制御部５１、吸気制御部５２、圧力取得部５３、状態判定部５４、記憶部５５、種類判定部５６および昇降制御部５７を有する。制御装置５０においては、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。
　温度制御部５１は、予め定められた熱処理条件に従って動作するように発熱駆動回路２１を制御する。それにより、発熱体２０の温度が処理対象となる基板Ｗごとに調整される。
　昇降制御部５７は、熱処理装置１００の外部から搬入される基板Ｗを熱処理プレート１０の載置面１０ｓ上に載置する際に、複数の昇降ピン３１が上方位置から下方位置へ移動するように昇降装置３０を制御する。また、昇降制御部５７は、載置面１０ｓ上に載置された基板Ｗを熱処理装置１００の外部へ渡す際に、複数の昇降ピン３１が下方位置から上方位置へ移動するように昇降装置３０を制御する。
　吸気制御部５２は、状態判定時に、プレート上空間ＳＳの気体を吸引するように吸気装置４０を制御する。より具体的には、吸気制御部５２は、基板Ｗへの熱処理の初期の所定期間中、プレート上空間ＳＳの気体を吸引し、所定期間の経過時点から熱処理の終了までの間に吸引を停止するように吸気装置４０を制御する。以下の説明では、吸気装置４０が吸引動作を行うべき上記の所定期間を吸引期間と呼ぶ。
　ここで、基板Ｗの熱処理は、熱処理のために予め設定された設定温度に維持された載置面１０ｓ上に基板Ｗが載置された状態で安定して進行する。一方、載置面１０ｓの温度は、未処理の基板Ｗが載置されると、設定温度から一時的に変化した後、設定温度に戻され、維持される。上記の吸引期間は、例えば載置面１０ｓ上に基板Ｗが載置されてから載置面１０ｓの温度が設定温度に到達するまでの期間である。
　吸引期間の経過時点は、例えば実験またはシミュレーションにより予め適切な吸引期間を設定し、基板Ｗが載置面１０ｓに載置された時点から設定された吸引期間を計測することにより判定することができる。あるいは、吸引期間の経過時点は、基板Ｗへの熱処理の初期に、温度センサを用いて載置面１０ｓの温度を監視しつつ監視結果に基づいて判定することもできる。
　圧力取得部５３は、圧力センサ４３から出力される検出信号に基づいて、プレート上空間ＳＳ内の圧力を取得する。具体的には、圧力取得部５３は、圧力センサ４３から出力される検出信号を所定の時点でサンプリングすることにより当該タイミングにおける圧力の値を取得する。あるいは、圧力取得部５３は、圧力センサ４３から出力される検出信号を所定の期間中に一定周期でサンプリングすることにより圧力の変化を示す圧力波形を取得する。
　状態判定部５４は、圧力取得部５３により取得された圧力に基づいて状態判定を行う。また、状態判定部５４は、その判定結果を状態判定結果として記憶部５５に記憶させるとともに提示装置６０に出力する。
　例えば、状態判定部５４は、圧力取得部５３により所定の時点で取得された圧力の大きさ（絶対値）が予め定められたしきい値以上であるときに、基板Ｗの支持状態が正常であることを判定する。また、状態判定部５４は、圧力の大きさ（絶対値）が予め定められたしきい値よりも低いときに、基板Ｗの支持状態が異常であることを判定する。
　あるいは、状態判定部５４は、圧力取得部５３により所定期間中に取得された圧力波形が予め定められた圧力条件を満たすときに、基板Ｗの支持状態が正常であることを判定する。また、状態判定部５４は、圧力波形が予め定められた圧力条件を満たさないときに、基板Ｗの支持状態が異常であることを判定する。この場合、圧力条件は、圧力波形における圧力の平均値または最大値等の大きさ（絶対値）が予め定められたしきい値以上であることであってもよい。または、圧力条件は、圧力波形における圧力の変化率（例えば、圧力の立ち上がりまたは立ち下がりの傾きの大きさ）が予め定められたしきい値以上であることであってもよい。
　記憶部５５は、状態判定部５４から与えられる状態判定結果を基板Ｗごとに記憶する。また、記憶部５５は、状態判定のための情報（上記の例では、しきい値または圧力条件）および基板Ｗごとの熱処理条件等を記憶する。種類判定部５６は、複数の状態判定結果に基づいて、異常があると判定された基板Ｗについて異常の種類を判定する種類判定を行う。種類判定部５６は、さらに種類判定の判定結果を種類判定結果として提示装置６０へ出力する。
　提示装置６０は、例えば表示器および音声出力装置を含む。この場合、表示器は、状態判定部５４および種類判定部５６から与えられる状態判定結果および種類判定結果を表示する。また、音声出力装置は、状態判定結果および種類判定結果を音声出力する。これにより、使用者は、熱処理装置１００における基板Ｗの支持状態が異常であるか否かを容易に把握することができる。また、使用者は、支持状態の異常の発生時に、その異常の種類を容易に把握することができる。
　（４）状態判定処理
　上記の状態判定は、図１の制御装置５０が下記の状態判定処理を実行することにより行われる。図６は、図１の制御装置５０において実行される状態判定処理の一例を示すフローチャートである。
　状態判定処理は、熱処理装置１００の電源がオン状態となることにより開始される。初期状態においては、図１の複数の昇降ピン３１は上方位置にあるものとする。また、載置面１０ｓの温度は、設定温度に維持されているものとする。
　まず、図１の昇降制御部５７は、熱処理装置１００に基板Ｗが搬入されたか否かを判定する（ステップＳ１０）。すなわち、昇降制御部５７は、熱処理装置１００の外部の搬送ロボットにより複数の昇降ピン３１上に基板Ｗが渡されたか否かを判定する。この判定処理は、具体的には、熱処理装置１００の外部から、搬送ロボットにより熱処理装置１００内に基板Ｗが搬送された旨の信号が与えられたか否かに基づいて行われる。基板Ｗが搬入されない場合、昇降制御部５７は、ステップＳ１０の処理を繰り返す。
　一方、基板Ｗが搬入されると、昇降制御部５７は、複数の昇降ピン３１を上方位置から下方位置へ下降させる（ステップＳ１１）。また、図１の吸気制御部５２は、プレート上空間ＳＳの気体を吸引するように吸気装置４０を制御する（ステップＳ１２）。図１の圧力取得部５３は、圧力センサ４３から出力される検出信号に基づいて、プレート上空間ＳＳ内の圧力を取得する（ステップＳ１３）。その後、吸気制御部５２は、載置面１０ｓ上に基板Ｗが載置されてから吸引期間の経過時点でプレート上空間ＳＳの気体の吸引を停止するように吸気装置４０を制御する（ステップＳ１４）。
　続いて、図１の状態判定部５４は、直前のステップＳ１３で取得された圧力に基づいて基板Ｗの支持状態を判定する（ステップＳ１５）。また、状態判定部５４は、判定結果を状態判定結果として記憶部５５に記憶させるとともに提示装置６０へ出力する（ステップＳ１６）。
　その後、昇降制御部５７は、現在熱処理プレート１０上に載置されている基板Ｗについての熱処理が終了したか否かを判定する（ステップＳ１７）。具体的には、昇降制御部５７は、直前のステップＳ１１の処理が行われてから処理対象となる基板Ｗについて予め定められた時間が経過したか否かに基づいて熱処理が終了したか否かを判定する。
　熱処理が終了すると、昇降制御部５７は、複数の昇降ピン３１を下方位置から上方位置へ上昇させ（ステップＳ１８）、ステップＳ１０の処理に戻る。
　（５）状態判定の具体例
　図７は、状態判定処理の実行時におけるプレート上空間ＳＳ内の圧力変動の一例を示す図である。図７に示すグラフにおいては、縦軸がプレート上空間ＳＳの圧力の大きさ（絶対値）を表し、横軸が時間を表す。換言すれば、図７の縦軸は、基準圧力（例えば大気圧）とプレート上空間ＳＳの圧力（負圧）との差分の絶対値を表す。
　図７の例では、熱処理プレート１０の上方の位置で複数の昇降ピン３１により支持された基板Ｗが、時点ｔ０から時点ｔ１にかけて下降し、時点ｔ１で載置面１０ｓ上に支持されるものとする。また、図７に白抜きの矢印で示すように、載置面１０ｓ上に支持された基板Ｗには、時点ｔ１から予め定められた熱処理時間経過後の時点ｔ２にかけて加熱処理が行われるものとする。
　図７に太い点線の矢印で示すように、本例では基板Ｗへの加熱処理の初期の吸引期間中プレート上空間ＳＳの気体が吸引され、吸引期間の経過時点から熱処理の終了までの間にその吸引が停止される。より具体的には、基板Ｗへの加熱処理が開始される時点ｔ１から微小な吸引期間が経過した時点ｔ３までの間、プレート上空間ＳＳの気体が図１の吸気装置４０により吸引される。吸引期間は、例えば５秒程度である。なお、基板Ｗの支持状態の判定に要する圧力を検出することができるのであれば、吸引期間は、例えば２秒程度であってもよい。
　支持状態が正常である場合には、図７に太い実線で示すように、プレート上空間ＳＳ内の圧力が時点ｔ１から比較的急峻に変化し、所定の値ｐｄに到達する。一方、支持状態が異常である場合には、図７に一点鎖線で示すように、プレート上空間ＳＳ内の圧力は、比較的緩やかに変化し、支持状態が正常である場合と同程度まで高くならない。プレート上空間ＳＳ内の圧力は、ほぼ大気圧で維持される。
　そこで、本例では、プレート上空間ＳＳの気体の吸引時に検出される圧力の大きさ（絶対値）が予め定められたしきい値Ｔｈ以上であるときに、基板Ｗの支持状態が正常であることを判定する。また、プレート上空間ＳＳの気体の吸引時に検出される圧力の大きさ(絶対値)が予め定められたしきい値Ｔｈよりも低いときに、基板Ｗの支持状態が異常であることを判定する。この場合、簡単な処理で基板Ｗの支持状態を高い精度で判定することができる。
　なお、図７の例では、基板Ｗへの加熱処理が開始されてから初期の吸引期間が経過した時点ｔ３で吸引が停止されるので、加熱処理が行われる期間中気体の吸引が継続されることが防止される。それにより、基板Ｗに対する加熱処理の期間中、気体の吸引によりプレート上空間ＳＳ内に気流が発生することが低減される。したがって、基板Ｗに対する加熱処理の均一性が損なわれることが低減される。
　（６）種類判定処理
　上記の種類判定は、図１の制御装置５０が下記の種類判定処理を実行することにより行われる。図８は、図１の制御装置５０において実行される種類判定処理の一例を示すフローチャートである。
　種類判定処理は、上記の状態判定処理とは独立して行われ、熱処理装置１００の電源がオン状態となることにより開始される。以下の説明において、図１の制御装置５０には予め異常を示す状態判定結果をカウントするためのカウンタが内蔵されているものとする。
　まず、図１の種類判定部５６は、カウンタの値をリセットする（ステップＳ２０）。次に、種類判定部５６は、図１の記憶部５５に新たに記憶される状態判定結果が正常を示すものであるか否かを判定する（ステップＳ２１）。
　状態判定結果が異常を示す場合、種類判定部５６は、制御装置５０に内蔵されたカウンタの値をインクリメントし（ステップＳ２２）、ステップＳ２１の処理に戻る。一方、異常判定結果が正常を示す場合、種類判定部５６は、前回の異常判定結果が異常であったか否かを判定する（ステップＳ２３）。
　前回の異常判定結果が正常であった場合、種類判定部５６は、ステップＳ２１の処理に戻る。一方、前回の異常判定結果が異常であった場合、種類判定部５６は、異常を示す異常判定結果が、予め定められた数ｎ（ｎは２以上の自然数）以上連続して記憶されたか否かを判定する（ステップＳ２４）。なお、数ｎの値は、使用者が熱処理装置１００に設けられる図示しない操作部を操作することにより、設定可能であってもよい。
　異常を示す異常判定結果がｎ以上連続して記憶された場合、種類判定部５６は、直前までｎ以上連続して判定された異常は、載置面１０ｓに付着する異物ｃｎまたは基板Ｗの位置ずれに起因すると判定する（ステップＳ２５）。その後、種類判定部５６は、判定結果を種類判定結果として提示装置６０へ出力し（ステップＳ２７）、ステップＳ２０の処理に戻る。
　ステップＳ２４において、異常を示す異常判定結果がｎ以上連続して記憶されていない場合、種類判定部５６は、直前までｎ未満単独でまたは連続して判定された異常は、基板Ｗに付着した異物ｃｎに起因すると判定する（ステップＳ２６）。その後、種類判定部５６は、ステップＳ２７の処理に進む。
　上記の種類判定処理によれば、ステップＳ２７で出力された種類判定結果が、図１の提示装置６０により使用者に提示される。それにより、使用者は、支持状態が異常であると判定された基板Ｗについて、その異常の種類を容易に把握することができる。
　（７）効果
　上記の熱処理装置１００においては、熱処理プレート１０の載置面１０ｓ上で基板Ｗが複数の支持体１１の少なくとも一部により支持され、基板Ｗに加熱処理が行われる。プレート上空間ＳＳの気体が吸気装置４０により吸引される。この場合、基板Ｗに反り等の局所的な変形部分が存在する場合でも、プレート上空間ＳＳの圧力が低下することにより基板Ｗの下面の全体が載置面１０ｓに向かって吸引される。したがって、基板Ｗが熱処理プレート１０に対して予め定められた位置に存在しかつプレート上空間ＳＳ内に異物が存在しない場合、基板Ｗの下面は載置面１０ｓ上で複数の支持体１１の全てにより支持されることになる。このように、基板Ｗの支持状態が正常で場合には、基板Ｗの下面と載置面１０ｓとの間の距離が小さく維持されかつプレート上空間ＳＳがそのプレート上空間ＳＳの外方に大きく開放されない。したがって、そのプレート上空間ＳＳ内の圧力は大きく低下する。すなわち、プレート上空間ＳＳの圧力と大気圧との差分の絶対値が大きくなる。
　一方、基板Ｗが熱処理プレート１０に対してずれた位置に存在する場合には、基板Ｗの下面が複数の支持体１１の全てにより支持されない可能性が高い。また、プレート上空間ＳＳに異物ｃｎが存在する場合には、基板Ｗの下面が複数の支持体１１の全てにより支持されない可能性が高い。このとき、プレート上空間ＳＳがその空間の外方に大きく開放されていると、熱処理プレート１０を取り囲む空間の気体が基板Ｗと載置面１０ｓとの間の空間に流入しやすくなる。そのため、プレート上空間ＳＳの気体が吸引されても、そのプレート上空間ＳＳ内の圧力は基板Ｗの支持状態が正常である場合に比べて低下しにくい。すなわち、プレート上空間ＳＳの圧力と大気圧との差分の絶対値は大きくなりにくい。それにより、プレート上空間ＳＳの圧力はほぼ大気圧で維持される。
　したがって、圧力センサ４３により検出された圧力によれば、基板Ｗの支持状態を高い精度で判定することができる。
　さらに、上記の構成によれば、基板Ｗへの熱処理の初期の吸引期間の経過時点で吸引が停止されるので、基板Ｗの熱処理が安定して進行する時点でプレート上空間ＳＳに吸引による気流が発生しない。それにより、気体の吸引に起因して基板Ｗに対する熱処理の均一性が損なわれることが抑制される。したがって、上記の判定結果によれば、基板Ｗに対する熱処理の均一性を正確に把握することができる。
　（８）図１の熱処理装置１００を備える基板処理装置
　図９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１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に冷却処理を行う複数の熱処理装置（図示せず）とを含む。基板Ｗに冷却処理を行う複数の熱処理装置（図示せず）は、図１の発熱体２０に代えて基板Ｗを冷却するための構成（例えばペルチェ素子または冷却水循環機構等）を備える点を除いて、図１の熱処理装置１００と同じ構成および動作を有する。それにより、冷却処理を行う各熱処理装置においても、上記の状態判定および種類判定が行われる。
　制御部４１０は、例えばＣＰＵおよびメモリ、またはマイクロコンピュータを含み、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の動作を制御する。また、図９の例では、制御部４１０には表示装置４９０が接続されている。
　基板搬送装置４５０は、基板処理装置４００による基板Ｗの処理時に、基板Ｗを塗布処理部４２０、現像処理部４３０、熱処理部４４０および露光装置５００の間で搬送する。
　塗布処理部４２０は、未処理の基板Ｗの一面上にレジスト膜を形成する（塗布処理）。レジスト膜が形成された塗布処理後の基板Ｗには、露光装置５００において露光処理が行われる。現像処理部４３０は、露光装置５００による露光処理後の基板Ｗに現像液を供給することにより、基板Ｗの現像処理を行う。熱処理部４４０は、塗布処理部４２０による塗布処理、現像処理部４３０による現像処理、および露光装置５００による露光処理の前後に基板Ｗの熱処理を行う。
　なお、塗布処理部４２０は、基板Ｗに反射防止膜を形成してもよい。この場合、熱処理部４４０には、基板Ｗと反射防止膜との密着性を向上させるための密着強化処理を行うための処理ユニットが設けられてもよい。また、塗布処理部４２０は、基板Ｗ上に形成されたレジスト膜を保護するためのレジストカバー膜を基板Ｗに形成してもよい。
　上記のように、熱処理部４４０においては、状態判定および種類判定が行われる。本例では、状態判定結果および種類判定結果は制御部４１０に与えられる。この場合、制御部４１０は、与えられた状態判定結果および種類判定結果を表示装置４９０に表示させる。それにより、使用者は、熱処理部４４０における各熱処理装置で適切な熱処理が行われているか否かを容易に把握することができる。また、各熱処理装置で基板Ｗの支持状態に異常があると判定された場合には、その異常の種類を容易に把握することができる。
　（９）他の実施の形態
　（ａ）上記実施の形態においては、支持部Ｓは、熱処理プレート１０に基板Ｗの下面を支持するための複数の支持体１１および複数のガイド部材１２を有するが、本発明はこれに限定されない。支持部Ｓの熱処理プレート１０の載置面１０ｓ上には、複数の支持体１１および複数のガイド部材１２に代えて、基板Ｗの下面を支持するための円形のシート状部材が設けられてもよい。
　シート状部材は、耐熱性を有する樹脂により形成され、熱処理プレート１０の載置面１０ｓ全体を覆うように設けられる。シート状部材の外周端部からシート状部材の中心に向かって一定幅の部分には、基板Ｗの下面周縁部を支持可能な円環状のシール部が設けられている。シール部の内側の領域には、基板Ｗの下面を支持可能な複数の凸部が設けられている。このような構成により、基板Ｗの支持状態が正常であるときにプレート上空間ＳＳの気体が吸引されると、プレート上空間ＳＳ内が急激に真空化される。一方、基板Ｗの支持状態が異常であるときにプレート上空間ＳＳの気体が吸引されても、基板Ｗの下面とシール部との間に隙間が形成されることにより、プレート上空間ＳＳ内は大気圧から大きく変化しない。
　これにより、熱処理プレート１０にシート状部材が設けられる場合においても、上記実施の形態と同様の状態判定および種類判定を行うことにより、基板Ｗの支持状態を高い精度で判定することができる。
　（ｂ）上記実施の形態においては、固定された熱処理プレート１０上で基板Ｗに加熱処理または冷却処理を行う熱処理装置について説明したが、本発明の熱処理装置に係る構成は、基板Ｗを搬送しつつ搬送中の基板Ｗに熱処理を行う構成に適用することもできる。
　例えば、上記の載置面１０ｓおよび複数の支持体１１を有する搬送アームを備える搬送機構がある。この搬送機構は、載置面１０ｓ上に支持される基板Ｗを互いに離間した２つの位置の間で搬送可能に構成されている。さらに、この搬送機構の搬送アームには、載置面１０ｓ上に支持された基板Ｗに熱処理を行うための発熱体または冷却機構がさらに設けられている。
　この場合、搬送機構にプレート上空間ＳＳの気体を吸引する構成およびプレート上空間ＳＳ内の圧力を検出するための構成を設けることにより、状態判定および種類判定を行うことが可能になる。その結果、状態判定により搬送アーム上の基板Ｗの支持状態を判定することができる。また、種類判定により搬送アーム上の基板Ｗの支持状態の異常の種類を判定することができる。
　（１０）請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応関係
　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、載置面１０ｓが載置面の例であり、熱処理プレート１０がプレート部材の例であり、発熱体２０が熱処理部の例であり、吸気装置４０が吸引部の例であり、圧力センサ４３が圧力検出器の例であり、圧力取得部５３および状態判定部５４が状態判定部の例であり、提示装置６０が第１および第２の提示部の例であり、種類判定部５６が種類判定部の例である。
　請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。

Claims (10)

  1. 基板に熱処理を行う熱処理装置であって、
    　載置面を有するプレート部材と、
    　基板の下面を支持可能に前記載置面上に設けられた複数の支持体と、
    　前記載置面上で支持された基板に熱処理を行う熱処理部と、
    　前記載置面上で支持された基板と前記載置面との間の空間の気体を吸引する吸引部と、
    　前記載置面上で支持された基板と前記載置面との間の空間の圧力を検出する圧力検出器と、
    　前記載置面上で支持された基板と前記載置面との間の空間の気体が前記吸引部により吸引された状態で、前記圧力検出器により検出された圧力に基づいて基板の支持状態を判定する状態判定部とを備え、
    　前記吸引部は、基板への前記熱処理の初期の所定期間中前記載置面上で支持された基板と前記載置面との間の空間の気体を吸引し、前記所定期間の経過時点から前記熱処理の終了までの間に前記吸引を停止する、熱処理装置。
  2. 前記吸引部は、前記所定期間の経過時点で前記吸引を停止し、
    　前記所定期間は、前記載置面上に基板が載置されてから前記載置面の温度が前記熱処理のために予め設定された設定温度に到達するまでの期間である、請求項１記載の熱処理装置。
  3. 前記状態判定部は、前記検出された圧力の大きさが予め定められたしきい値以上であるときに基板の支持状態が正常であると判定し、前記検出された圧力の大きさが予め定められたしきい値よりも低いときに基板の支持状態が異常であると判定する、請求項１または２記載の熱処理装置。
  4. 前記状態判定部による判定結果を提示する第１の提示部をさらに備える、請求項１～３のいずれか一項に記載の熱処理装置。
  5. 前記状態判定部による複数の基板についての複数の判定結果に基づいて、支持状態が異常であると判定された基板について異常の種類を判定する種類判定部と、
    　前記種類判定部による判定結果を提示する第２の提示部とをさらに備える、請求項１～４のいずれか一項に記載の熱処理装置。
  6. 基板に熱処理を行う熱処理方法であって、
    　プレート部材が有する載置面上に基板を載置することにより、前記載置面上に設けられた複数の支持体の少なくとも一部により基板の下面を支持させるステップと、
    　前記載置面上で支持された基板に熱処理を行うステップと、
    　前記載置面上で支持された基板と前記載置面との間の空間の気体を吸引するステップと、
    　前記載置面上で支持された基板と前記載置面との間の空間の圧力を検出するステップと、
    　前記載置面上で支持された基板と前記載置面との間の空間の気体が吸引された状態で、前記検出するステップにより検出された圧力に基づいて基板の支持状態を判定するステップとを含み、
    　前記吸引するステップは、基板への前記熱処理の初期の所定期間中前記載置面上で支持された基板と前記載置面との間の空間の気体を吸引し、前記所定期間の経過時点から前記熱処理の終了までの間に前記吸引を停止することを含む、熱処理方法。
  7. 前記吸引するステップは、前記所定期間の経過時点で前記吸引を停止することを含み、
    　前記所定期間は、前記載置面上に基板が載置されてから前記載置面の温度が前記熱処理のために予め設定された設定温度に到達するまでの期間である、請求項６記載の熱処理方法。
  8. 前記基板の支持状態を判定するステップは、前記検出された圧力の大きさが予め定められたしきい値以上であるときに基板の支持状態が正常であると判定し、前記検出された圧力の大きさが予め定められたしきい値よりも低いときに基板の支持状態が異常であると判定することを含む、請求項６または７記載の熱処理方法。
  9. 前記基板の支持状態を判定するステップによる判定結果を提示するステップをさらに含む、請求項６～８のいずれか一項に記載の熱処理方法。
  10. 前記基板の支持状態を判定するステップによる複数の基板についての複数の判定結果に基づいて、支持状態が異常であると判定された基板について異常の種類を判定するステップと、
    　前記異常の種類を判定するステップによる判定結果を提示するステップとをさらに含む、請求項６～９のいずれか一項に記載の熱処理方法。
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