JP2008141071A - 基板の熱処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱処理中の基板の温度および温度分布を計測することができる装置を提供する。
【解決手段】熱プレート１０を平面視で複数の区画に分割し、各区画ごとに個別に制御可能な分割ヒータを配設し、熱プレート上に支持されて熱処理されている基板Ｗの温度および温度分布を計測するサーモグラフィ２８を備える。サーモグラフィ２８によって計測される基板Ｗの温度および温度分布と、熱プレート１０の各区画に対応する予め記憶された位置および平面的大きさの情報とに基づいて、基板の、熱プレートの各区画に対応する各領域における平均温度が等しくなるように、各分割ヒータをフィードバック制御する。
【選択図】図１

Description

この発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等の基板を熱プレート上に支持して熱処理する基板の熱処理装置に関する。

半導体デバイスや液晶ディスプレイなどの製造プロセスにおいては、フォトリソグラフィ技術を利用して半導体ウエハやガラス基板などの基板に対しレジスト塗布、露光、現像、エッチングなどの一連の処理を施すことにより製品が製造されている。これらの一連の処理のうち、例えばレジスト塗布処理および現像処理ならびにそれらに付随する熱処理をそれぞれ行う複数の処理ユニットと、それらの各処理ユニット間で基板の搬送を行う複数の搬送ロボットとを備えた基板処理装置（一般に「コータ＆デベロッパ」と呼ばれている）が広く用いられている。そして、そのような基板処理装置に露光装置を併設して、レジスト塗布から露光、現像までの一連の処理が行われている。

上記した半導体デバイスや液晶ディスプレイなどを製造する場合において、基板を熱処理するときは、熱プレート（ホットプレート）の上面に基板を直接にもしくは近接して載置し、熱プレートに内設されたヒータによって基板を加熱するようにする。このような基板の熱処理工程において、例えば、フォトレジストの塗布前における基板の温度分布や、塗布処理後に行われる熱処理中における基板の温度分布は、基板表面に形成されるレジストの膜厚に影響を及ぼす。また、露光による光化学反応によって生じた生成物をレジスト膜内部に均一に拡散させる目的で露光後に行われる基板の熱処理（露光後ベーク（ＰＥＢ）処理）中における基板の温度分布や、現像処理後に行われる基板の熱処理中における基板の温度分布は、レジスト膜に形成されるパターン線幅に影響を及ぼす。その他、各種時点における基板の温度や温度分布は、熱処理後の酸化膜厚や膜質等、各種の処理品質に影響を及ぼすことが知られている。

上記したように熱プレートの上面に基板を載置して熱処理する場合において、基板下面と熱処理プレート上面との間には隙間が存在し、その隙間量が基板ごとに、また基板面内の位置により、さらには熱処理ユニット間で僅かずつ相違する。このため、ヒータを制御して熱プレートの温度を一定にかつ面内で均一に調節しても、熱プレートによって基板に与えられる熱量が基板により、また基板面内の位置により、さらには熱処理ユニット間で差を生じる。したがって、基板を一定温度にかつ均一に加熱するためには、実際に処理している基板の温度や温度分布を計測し、その計測値に基づいてヒータを制御する必要がある。

基板の温度を測定する方法としては、従来から、基板に熱電対もしくは測温抵抗体の検出端を直接に取着して基板の温度を測定したり、放射温度計を使用して基板に非接触で基板の温度を測定したりする方法が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。そして、基板の温度分布を見る場合には、複数の熱電対もしくは測温抵抗体を基板に取着して、基板上の複数個所の温度をそれぞれ個別に測定するようにしていた。
特開２００５−１１８５２号公報（第６−７頁、図１、図３、図４）

熱電対による基板の温度の測定では、熱電対に電流を流してそのときの電圧値を計測し、この電圧値を温度に換算する。また、測温抵抗体による基板温度の測定では、測温抵抗体に電流を流してそのときの電流値を計測し、この電流値を温度に換算する。したがって、熱電対のセンサ部と計測部とを導線で接続して温度測定を行うこととなるため、熱処理中の基板の温度を直接に測定することは不可能である。また、近年では、導線が不要な熱電対もあるが、そのような熱電対を使用する場合でも、熱処理中の基板の温度を直接に測定することは困難である。

一方、放射温度計を使用すれば、熱処理中の基板の温度を測定することが可能である。しかしながら、放射温度計には空間分解能が無いので、単一の放射温度計では基板の温度分布を見ることができない。このため、放射温度計を使用して基板の温度分布を見ようとすると、複数の放射温度計を設置する必要があるが、処理チャンバ内等に複数の放射温度計を設置することは、スペース的に難しい。このように、放射温度計を用いる方法では、基板の温度分布を見ることが困難である。

この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、熱処理中の基板の温度および温度分布を計測することができる基板の熱処理装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、上面に基板を直接にもしくは近接して載置する熱プレートと、この熱プレートに内設されたヒータとを備えた基板の熱処理装置において、前記熱プレート上に支持されて熱処理されている基板の温度および温度分布を計測するサーモグラフィと、このサーモグラフィによって計測される基板の温度および温度分布に基づいて、順次熱処理される各基板の温度および温度分布がそれぞれ等しくなるように前記ヒータをフィードバック制御する制御手段とをさらに備えたことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、上面に基板を直接にもしくは近接して載置する熱プレートと、この熱プレートに内設されたヒータとを備えた基板の熱処理装置において、前記熱プレートを平面視で複数の区画に分割して、その各区画ごとに、個別に制御可能な分割ヒータをそれぞれ配設し、前記熱プレート上に支持されて熱処理されている基板の温度および温度分布を計測するサーモグラフィと、このサーモグラフィによって計測される基板の温度および温度分布、ならびに、前記熱プレートの各区画にそれぞれ対応する予め記憶された位置および平面的大きさの情報に基づいて、基板の、前記熱プレートの各区画にそれぞれ対応する各領域における平均温度がそれぞれ等しくなるように、前記各分割ヒータをそれぞれフィードバック制御する制御手段とをさらに備えたことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、上面に基板を直接にもしくは近接して載置する熱プレートと、この熱プレートに内設されたヒータとを備えた基板の熱処理装置において、前記熱プレートを平面視で複数の区画に分割して、その各区画ごとに、個別に制御可能な分割ヒータをそれぞれ配設し、前記熱プレート上に支持されて熱処理されている基板の温度および温度分布を計測するサーモグラフィと、このサーモグラフィによって計測された基板の温度および温度分布、ならびに、前記熱プレートの各区画にそれぞれ対応する予め記憶された位置および平面的大きさの情報に基づいて、基板の、前記熱プレートの各区画にそれぞれ対応する各領域ごとに、積算温度がそれぞれ等しくなるように、前記各分割ヒータをそれぞれフィードバック制御する制御手段とをさらに備えたことを特徴とする。ここで、積算温度とは、ある基準温度に対する実際の温度の差分（超過分または不足分）を処理時間について積算した値である。

請求項４に係る発明は、上面に基板を直接にもしくは近接して載置する複数の熱プレートと、この各熱プレートにそれぞれ内設された複数のヒータとを備えた基板の熱処理装置において、前記各熱プレート上に支持されて熱処理されている基板の温度および温度分布をそれぞれ計測する複数のサーモグラフィと、この各サーモグラフィによって計測される基板の温度および温度分布に基づいて、前記各熱プレート上に支持されて熱処理される各基板の温度および温度分布がそれぞれ等しくなるように、前記各熱プレートのヒータをそれぞれフィードバック制御する制御手段とをさらに備えたことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、上面に基板を直接にもしくは近接して載置する複数の熱プレートと、この各熱プレートにそれぞれ内設された複数のヒータとを備えた基板の熱処理装置において、前記各熱プレート上に支持されて熱処理されている基板の温度および温度分布をそれぞれ計測する複数のサーモグラフィと、この各サーモグラフィによって計測される基板の温度および温度分布から基板の平均温度をそれぞれ算出して、その各平均温度がそれぞれ等しくなるように、前記各熱プレートのヒータをそれぞれフィードバック制御する制御手段とをさらに備えたことを特徴とする。

請求項６に係る発明は、上面に基板を直接にもしくは近接して載置する複数の熱プレートと、この各熱プレートにそれぞれ内設された複数のヒータとを備えた基板の熱処理装置において、前記各熱プレート上に支持されて熱処理されている基板の温度および温度分布をそれぞれ計測する複数のサーモグラフィと、前記各熱プレート上にそれぞれ支持されて熱処理されている各基板ごとに、積算温度がそれぞれ等しくなるように、前記各熱プレートのヒータをそれぞれフィードバック制御する制御手段とをさらに備えたことを特徴とする。

請求項１に係る発明の基板の熱処理装置においては、熱処理中の基板の温度および温度分布がサーモグラフィにより、基板に非接触でかつ単一の計器で計測される。そして、制御手段により、サーモグラフィによって計測される基板の温度および温度分布に基づいてヒータがフィードバック制御され、順次熱処理される各基板の温度および温度分布がそれぞれ等しくなる。
したがって、この基板の熱処理装置を使用すると、順次熱処理される基板を一定温度にかつ面内で均一に加熱することができるので、基板表面に形成されるレジストの膜厚均一性やレジスト膜に形成されるパターン線幅の均一性など、各種の熱処理品質を向上させることができる。

請求項２に係る発明の基板の熱処理装置においては、熱処理中の基板の温度および温度分布がサーモグラフィにより、基板に非接触でかつ単一の計器で計測される。そして、制御手段により、サーモグラフィによって計測される基板の温度および温度分布と熱プレートの各区画にそれぞれ対応する予め記憶された位置および平面的大きさの情報とに基づいて、熱プレートの各区画ごとに配設された分割ヒータがそれぞれ個別にフィードバック制御され、基板の、熱プレートの各区画にそれぞれ対応する各領域における平均温度がそれぞれ等しくなる。
したがって、この基板の熱処理装置を使用すると、熱処理される基板の全面を均一に加熱することができるので、基板表面に形成されるレジストの膜厚均一性やレジスト膜に形成されるパターン線幅の均一性など、各種の熱処理品質を向上させることができる。

請求項３に係る発明の基板の熱処理装置においては、熱処理中の基板の温度および温度分布がサーモグラフィにより、基板に非接触でかつ単一の計器で計測される。そして、制御手段により、サーモグラフィによって計測される基板の温度および温度分布と熱プレートの各区画にそれぞれ対応する予め記憶された位置および平面的大きさの情報とに基づいて、熱プレートの各区画ごとに配設された分割ヒータがそれぞれ個別にフィードバック制御され、基板の、熱プレートの各区画にそれぞれ対応する各領域ごとに、積算温度がそれぞれ等しくなる。そして、基板の各領域ごとに積算温度がそれぞれ等しくなることにより、各分割ヒータから基板の各領域へ同一時間内に実際に与えられる総熱量がそれぞれ等しくなる。
したがって、この基板の熱処理装置を使用すると、熱処理される基板の全面を均一に加熱することができるので、基板表面に形成されるレジストの膜厚均一性やレジスト膜に形成されるパターン線幅の均一性など、各種の熱処理品質を向上させることができる。

請求項４に係る発明の基板の熱処理装置においては、熱プレートごとに、熱処理中の基板の温度および温度分布がサーモグラフィにより、基板に非接触でかつ単一の計器で計測される。そして、制御手段により、各サーモグラフィによってそれぞれ計測される基板の温度および温度分布に基づいて、各熱プレートに配設されたヒータがそれぞれフィードバック制御され、各基板の温度および温度分布がそれぞれ等しくなる。
したがって、この基板の熱処理装置を使用すると、熱プレート間での基板の温度差を無くすことができるので、基板表面に形成されるレジストの膜厚均一性やレジスト膜に形成されるパターン線幅の均一性など、各種の熱処理品質を向上させることができる。

請求項５に係る発明の基板の熱処理装置においては、熱プレートごとに、熱処理中の基板の温度および温度分布がサーモグラフィにより、基板に非接触でかつ単一の計器で計測される。そして、制御手段により、各サーモグラフィによってそれぞれ計測される基板の温度および温度分布に基づいて、各熱プレートに配設されたヒータがそれぞれフィードバック制御され、各基板における平均温度がそれぞれ等しくなる。
したがって、この基板の熱処理装置を使用すると、熱プレート間での基板の温度差を無くすことができるので、基板表面に形成されるレジストの膜厚均一性やレジスト膜に形成されるパターン線幅の均一性など、各種の熱処理品質を向上させることができる。

請求項６に係る発明の基板の熱処理装置においては、熱プレートごとに、熱処理中の基板の温度および温度分布がサーモグラフィにより、基板に非接触でかつ単一の計器で計測される。そして、制御手段により、各サーモグラフィによってそれぞれ計測される基板の温度および温度分布に基づいて、各熱プレートに配設されたヒータがそれぞれフィードバック制御され、各基板ごとに積算温度がそれぞれ等しくなり、すなわち、各熱プレートのヒータから各基板へ同一時間内に実際に与えられる総熱量がそれぞれ等しくなる。
したがって、この基板の熱処理装置を使用すると、基板に対し実際に与えられる総熱量を熱プレート間で同一にすることができるので、基板表面に形成されるレジストの膜厚均一性やレジスト膜に形成されるパターン線幅の均一性など、各種の熱処理品質を向上させることができる。

以下、この発明の最良の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１ないし図３は、この発明の実施形態の１例を示し、図１は、基板の熱処理装置の概略構成を示す模式図であり、図２は、その熱処理装置の熱プレートの平面図であり、図３は、その熱処理装置の制御系の概略構成を熱プレートの断面図と共に示す模式図である。この熱処理装置は、上面に基板Ｗを載置する熱プレート１０と、熱プレート１０の上面全体を開放および閉塞可能に覆うチャンバ１２とを備えている。

熱プレート１０には、図示していないが、熱プレート１０を貫通して昇降する複数本、例えば３本の支持ピンが設けられており、それらの支持ピンの昇降動作により、基板Ｗの搬入および搬出に際して基板搬送ロボット（図示せず）と熱プレート１０との間での基板Ｗの受け渡しが行われる。そして、基板Ｗは、熱プレート１０の上面に直接に載置され、あるいは、熱プレート１０の上面に固設された複数の小突起（図示せず）に支持されて、熱プレート１０の上面と僅かな隙間を介し近接して載置される。

チャンバ１２は、パージボックス１４と外部ケーシング１６とから構成された二重壁構造となっている。パージボックス１４は、ガス導入空間１８を有し、ガス導入空間１８には、パージ用ガス、例えば窒素ガスの供給源に流路接続されたガス供給管２０が連通している。また、ガス導入空間１８は、パージボックス１４の底面に形成された複数の微細孔２２を介して熱プレート１０の上面側空間と連通している。そして、ガス供給源からガス供給管２０を通してガス導入空間１８内へ導入された窒素ガスが、ガス導入空間１８内から複数の微細孔２２を通って熱プレート１０上の基板Ｗの表面へ均一に吹き付けられるようになっている。また、外部ケーシング１６の内面とパージボックス１４の外面との間にガス排出路２４が形成されており、ガス排出路２４は、外部ケーシング１６の天井部でガス排出管２６に連通している。そして、ガス導入空間１８内から複数の微細孔２２を通って熱プレート１０上の基板Ｗの表面に向かって吹き出した窒素ガスが、熱プレート１０の周辺方向へ流れて、熱プレート１０の周辺部からガス排出路２４内へ流入し、ガス排出路２４内からガス排出管２６を通って排気されるようになっている。

チャンバ１２には、基板Ｗの表面を臨むようにサーモグラフィ２８が取着されている。サーモグラフィ２８は、熱プレート１０上の基板Ｗの全面の温度を測定することができるように取り付けられる。また、図示例のように、基板Ｗとの間にパージボックス１４の底壁面が介在するような場合において、パージボックス１４が石英ガラス材料で形成されているときは、８μｍ〜１４μｍといった長波長域の赤外線は石英ガラスを透過しないので、例えば３μｍ〜５μｍといった短波長域を検出波長帯とするサーモグラフィを使用する。また、基板Ｗがシリコンウエハであるときは、シリコンウエハは１．１μｍ以上の波長域の光を透過するので、例えば０．７μｍ〜１．０μｍといった波長域を検出波長帯とするサーモグラフィを使用する。そして、サーモグラフィ２８には、カラーモニタ３０が接続されている。また、サーモグラフィ２８は、ＣＰＵ３２に接続されており、ＣＰＵ３２にメモリ３４が接続されている。

熱プレート１０は、この実施形態では平面視で３つの区画に分割されており、各区画ごとに、個別に制御可能な分割ヒータ３６ａ、３６ｂ、３６ｃがそれぞれ内設されている。図２に示すように、第１の分割ヒータ３６ａは、熱プレート１０の中央部に円形状に配設されており、第２および第３の各分割ヒータ３６ｂ、３６ｃは、第１の分割ヒータ３６ａと同心的に環状にそれぞれ配設されている。メモリ３４には、この熱プレート１０の３つの区画にそれぞれ対応する位置および平面的大きさの情報が予め記憶させられている。各分割ヒータ３６ａ、３６ｂ、３６ｃは、電源装置３８ａ、３８ｂ、３８ｃにそれぞれ接続されている。各電源装置３８ａ、３８ｂ、３８ｃには、ＣＰＵ３２に接続されたコントローラ４０ａ、４０ｂ、４０ｃがそれぞれ接続されている。そして、ＣＰＵ３２から各コントローラ４０ａ、４０ｂ、４０ｃへそれぞれ信号が送られて、各コントローラ４０ａ、４０ｂ、４０ｃから出力される制御信号により、各電源装置３８ａ、３８ｂ、３８ｃから各分割ヒータ３６ａ、３６ｂ、３６ｃへの供給電力がそれぞれ制御されるようになっている。

図１ないし図３に示した基板の熱処理装置において、熱プレート１０上に支持されて熱処理されている基板Ｗの温度および温度分布がサーモグラフィ２８によって計測され、その計測信号がＣＰＵ３２へ送られる。ＣＰＵ３２においては、基板Ｗの温度および温度分布の計測値とメモリ３４から読み出された位置・大きさの情報とから、基板Ｗの、熱プレート１０の各区画にそれぞれ対応する各領域における平均温度がそれぞれ算出される。この算出値に基づいて、基板Ｗの各領域における平均温度をそれぞれ等しくするための供給電力の補正量が演算され、ＣＰＵ３２から各コントローラ４０ａ、４０ｂ、４０ｃへそれぞれ指令信号が送られる。そして、各コントローラ４０ａ、４０ｂ、４０ｃから各電源装置３８ａ、３８ｂ、３８ｃへそれぞれ制御信号が送られて、各分割ヒータ３６ａ、３６ｂ、３６ｃへの供給電力が補正される。このようにして分割ヒータ３６ａ、３６ｂ、３６ｃがそれぞれ個別にフィードバック制御されることにより、基板Ｗの各領域における平均温度がそれぞれ等しくなって、基板Ｗ面内の温度分布が均一になる。したがって、基板Ｗの全面が均一に加熱されるので、例えば、基板Ｗの表面に形成されるレジストの膜厚均一性が向上したり、基板表面のレジスト膜に形成されるパターン線幅の均一性が向上したりすることとなる。

また、基板Ｗの各領域における平均温度をそれぞれ等しくする代わりに、基板Ｗの各領域ごとに積算温度をそれぞれ等しくするようにしてもよい。すなわち、ＣＰＵ３２において、基板Ｗの温度および温度分布の計測値、熱プレート１０の各区画にそれぞれ対応する位置・大きさの情報、ならびに、メモリ３４に予め記憶させておいた基準温度の値から、基板Ｗの、熱プレート１０の各区画にそれぞれ対応する各領域ごとに積算温度がそれぞれ算出される。この算出値に基づいて、基板Ｗの各領域における積算温度をそれぞれ等しくするための供給電力の補正量が演算され、ＣＰＵ３２から各コントローラ４０ａ、４０ｂ、４０ｃへそれぞれ指令信号が送られる。そして、各コントローラ４０ａ、４０ｂ、４０ｃから各電源装置３８ａ、３８ｂ、３８ｃへそれぞれ制御信号が送られて、各分割ヒータ３６ａ、３６ｂ、３６ｃへの供給電力がそれぞれ補正される。このようにして分割ヒータ３６ａ、３６ｂ、３６ｃがそれぞれ個別にフィードバック制御されることにより、基板Ｗの各領域における積算温度がそれぞれ等しくなる。この結果、各分割ヒータ３６ａ、３６ｂ、３６ｃから基板Ｗの各領域へ同一時間内に実際に与えられる総熱量がそれぞれ等しくなって、基板Ｗ面内の温度分布が均一になる。

さらには、メモリ３４に予め目標温度を記憶させておき、サーモグラフィ２８によって計測された基板Ｗの温度および温度分布から算出される基板Ｗの各領域における平均温度がそれぞれ目標温度となるように、分割ヒータ３６ａ、３６ｂ、３６ｃをそれぞれ個別にフィードバック制御するようにしてもよい。

なお、熱プレート１０を複数の区画に分割する形態は、図２に示したように同心円状の複数区画に分割するものに限らず、例えば図４に示すように、熱プレート１０をマス目状の複数区画に分割して、各区画ごとに、個別に制御可能な分割ヒータ４２ａ〜４２ｉをそれぞれ内設するようにしてもよい。

次に、図５は、複数の熱処理ユニットを備えた基板の熱処理装置にこの発明を適用した実施形態を示す模式図である。図５においては、熱プレートだけを示して処理ユニットの全体構成を示していないが、各熱処理ユニットは、例えば図１に示した装置と同様の構成をそれぞれ備えている。

この基板の熱処理装置には、各熱処理ユニットごとに、熱プレート１０ａ、１０ｂ、１０ｃ上に支持されて熱処理されている基板Ｗの温度および温度分布をそれぞれ計測するサーモグラフィ２８ａ、２８ｂ、２８ｃが配設されている。各サーモグラフィ２８ａ、２８ｂ、２８ｃは、それぞれＣＰＵ４４に接続されている。ＣＰＵ４４にはメモリ４６が接続されており、また、ＣＰＵ４４にはコントローラ４８ａ、４８ｂ、４８ｃがそれぞれ接続されている。各コントローラ４８ａ、４８ｂ、４８ｃは、各熱プレート１０ａ、１０ｂ、１０ｃに内設されたヒータ（図示せず）の電源装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃにそれぞれ接続されている。そして、ＣＰＵ４４から各コントローラ４８ａ、４８ｂ、４８ｃへそれぞれ信号が送られて、各コントローラ４８ａ、４８ｂ、４８ｃから出力される制御信号により、各電源装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃから各熱プレート１０ａ、１０ｂ、１０ｃのヒータへの供給電力がそれぞれ制御されるようになっている。

図５に示した基板の熱処理装置において、各熱プレート１０ａ、１０ｂ、１０ｃ上に支持されて熱処理されている基板Ｗの温度および温度分布が各サーモグラフィ２８ａ、２８ｂ、２８ｃによってそれぞれ計測され、その各計測信号がそれぞれＣＰＵ４４へ送られる。ＣＰＵ４４においては、各基板Ｗの温度および温度分布の計測値から各基板Ｗの平均温度がそれぞれ算出される。この算出値に基づいて、各基板Ｗの平均温度をそれぞれ等しくするための供給電力の補正量が演算され、ＣＰＵ４４から各コントローラ４８ａ、４８ｂ、４８ｃへそれぞれ指令信号が送られる。そして、各コントローラ４８ａ、４８ｂ、４８ｃから各電源装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃへそれぞれ制御信号が送られて、各熱プレート１０ａ、１０ｂ、１０ｃのヒータへの供給電力がそれぞれ補正される。このようにして熱プレート１０ａ、１０ｂ、１０ｃのヒータがそれぞれ個別にフィードバック制御されることにより、各熱プレート１０ａ、１０ｂ、１０ｃ上に支持されて熱処理されている基板Ｗの平均温度がそれぞれ等しくなって、熱プレート１０ａ、１０ｂ、１０ｃ間での基板Ｗの温度差が無くなる。したがって、熱処理ユニット間での基板の熱処理品質の差を無くすことができる。

また、各基板Ｗの平均温度をそれぞれ等しくする代わりに、各基板Ｗごとに積算温度をそれぞれ等しくするようにしてもよい。すなわち、ＣＰＵ４４において、各基板Ｗの温度および温度分布の計測値、ならびに、メモリ４６に予め記憶させておいた基準温度の値から、各基板Ｗごとに積算温度がそれぞれ算出される。この算出値に基づいて、各基板Ｗの積算温度をそれぞれ等しくするための供給電力の補正量が演算され、ＣＰＵ４４から各コントローラ４８ａ、４８ｂ、４８ｃへそれぞれ指令信号が送られる。そして、各コントローラ４８ａ、４８ｂ、４８ｃから各電源装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃへそれぞれ制御信号が送られて、各熱プレート１０ａ、１０ｂ、１０ｃのヒータへの供給電力がそれぞれ補正される。このようにして熱プレート１０ａ、１０ｂ、１０ｃのヒータがそれぞれ個別にフィードバック制御されることにより、各熱プレート１０ａ、１０ｂ、１０ｃで熱処理される基板Ｗの積算温度がそれぞれ等しくなる。この結果、各熱プレート１０ａ、１０ｂ、１０ｃのヒータから各基板Ｗへ同一時間内に実際に与えられる総熱量がそれぞれ等しくなって、熱プレート１０ａ、１０ｂ、１０ｃ間での基板Ｗの温度差が無くなる。

さらには、メモリ４６に予め目標温度を記憶させておき、各サーモグラフィ２８ａ、２８ｂ、２８ｃによって計測された基板Ｗの温度および温度分布から算出される各基板Ｗの平均温度がそれぞれ目標温度となるように、熱プレート１０ａ、１０ｂ、１０ｃのヒータをそれぞれ個別にフィードバック制御するようにしてもよい。

なお、この発明は、図１に示したような構成の熱処理装置に限らず、ヒータが内設された熱プレート上に基板を支持して熱処理する各種の熱処理装置に適用し得るものである。また、サーモグラフィによって計測された基板の温度および温度分布に基づいて熱プレートのヒータをフィードバック制御する具体的方法も、上記実施形態で説明したものに限定されない。

この発明の実施形態の１例を示し、基板の熱処理装置の概略構成を示す模式図である。 図１に示した熱処理装置の熱プレートの平面図である。 図１に示した熱処理装置の制御系の概略構成を熱プレートの断面図と共に示す模式図である。 熱プレートを複数の区画に分割する別の実施形態を示す熱プレートの平面図である。 この発明の、図１とは異なる実施形態を示し、基板の熱処理装置の概略構成を示す模式図である。

符号の説明

１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 熱プレート
１２ チャンバ
１４ パージボックス
１６ 外部ケーシング
１８ ガス導入空間
２０ ガス供給管
２４ ガス排出路
２６ ガス排出管
２８、２８ａ、２８ｂ、２８ｃ サーモグラフィ
３０ カラーモニタ
３２、４４ ＣＰＵ
３４、４６ メモリ
３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、４２ａ〜４２ｉ 分割ヒータ
３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ 電源装置
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４８ａ、４８ｂ、４８ｃ コントローラ
Ｗ 基板

Claims (6)

1. 上面に基板を直接にもしくは近接して載置する熱プレートと、
   この熱プレートに内設されたヒータと、
   を備えた基板の熱処理装置において、
   前記熱プレート上に支持されて熱処理されている基板の温度および温度分布を計測するサーモグラフィと、
   このサーモグラフィによって計測される基板の温度および温度分布に基づいて、順次熱処理される各基板の温度および温度分布がそれぞれ等しくなるように前記ヒータをフィードバック制御する制御手段と、
   をさらに備えたことを特徴とする基板の熱処理装置。
2. 上面に基板を直接にもしくは近接して載置する熱プレートと、
   この熱プレートに内設されたヒータと、
   を備えた基板の熱処理装置において、
   前記熱プレートを平面視で複数の区画に分割して、その各区画ごとに、個別に制御可能な分割ヒータをそれぞれ配設し、
   前記熱プレート上に支持されて熱処理されている基板の温度および温度分布を計測するサーモグラフィと、
   このサーモグラフィによって計測される基板の温度および温度分布、ならびに、前記熱プレートの各区画にそれぞれ対応する予め記憶された位置および平面的大きさの情報に基づいて、基板の、前記熱プレートの各区画にそれぞれ対応する各領域における平均温度がそれぞれ等しくなるように、前記各分割ヒータをそれぞれフィードバック制御する制御手段と、
   をさらに備えたことを特徴とする基板の熱処理装置。
3. 上面に基板を直接にもしくは近接して載置する熱プレートと、
   この熱プレートに内設されたヒータと、
   を備えた基板の熱処理装置において、
   前記熱プレートを平面視で複数の区画に分割して、その各区画ごとに、個別に制御可能な分割ヒータをそれぞれ配設し、
   前記熱プレート上に支持されて熱処理されている基板の温度および温度分布を計測するサーモグラフィと、
   このサーモグラフィによって計測された基板の温度および温度分布、ならびに、前記熱プレートの各区画にそれぞれ対応する予め記憶された位置および平面的大きさの情報に基づいて、基板の、前記熱プレートの各区画にそれぞれ対応する各領域ごとに、積算温度がそれぞれ等しくなるように、前記各分割ヒータをそれぞれフィードバック制御する制御手段と、
   をさらに備えたことを特徴とする基板の熱処理装置。
4. 上面に基板を直接にもしくは近接して載置する複数の熱プレートと、
   この各熱プレートにそれぞれ内設された複数のヒータと、
   を備えた基板の熱処理装置において、
   前記各熱プレート上に支持されて熱処理されている基板の温度および温度分布をそれぞれ計測する複数のサーモグラフィと、
   この各サーモグラフィによって計測される基板の温度および温度分布に基づいて、前記各熱プレート上に支持されて熱処理される各基板の温度および温度分布がそれぞれ等しくなるように、前記各熱プレートのヒータをそれぞれフィードバック制御する制御手段と、
   をさらに備えたことを特徴とする基板の熱処理装置。
5. 上面に基板を直接にもしくは近接して載置する複数の熱プレートと、
   この各熱プレートにそれぞれ内設された複数のヒータと、
   を備えた基板の熱処理装置において、
   前記各熱プレート上に支持されて熱処理されている基板の温度および温度分布をそれぞれ計測する複数のサーモグラフィと、
   この各サーモグラフィによって計測される基板の温度および温度分布から基板の平均温度をそれぞれ算出して、その各平均温度がそれぞれ等しくなるように、前記各熱プレートのヒータをそれぞれフィードバック制御する制御手段と、
   をさらに備えたことを特徴とする基板の熱処理装置。
6. 上面に基板を直接にもしくは近接して載置する複数の熱プレートと、
   この各熱プレートにそれぞれ内設された複数のヒータと、
   を備えた基板の熱処理装置において、
   前記各熱プレート上に支持されて熱処理されている基板の温度および温度分布をそれぞれ計測する複数のサーモグラフィと、
   前記各熱プレート上にそれぞれ支持されて熱処理されている各基板ごとに、積算温度がそれぞれ等しくなるように、前記各熱プレートのヒータをそれぞれフィードバック制御する制御手段と、
   をさらに備えたことを特徴とする基板の熱処理装置。

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