JP4522139B2 - 基板処理ユニット、基板載置状態検出方法および基板処理装置 - Google Patents

基板処理ユニット、基板載置状態検出方法および基板処理装置 Download PDF

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Description

本発明は、基板に各種処理を行う基板処理ユニット、基板載置状態検出方法および基板処理装置に関する。
従来より、半導体ウェハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板または光ディスク用ガラス基板等の各種基板の処理工程においては、基板に加熱処理を行うための基板加熱装置が用いられている(例えば、特許文献1参照)。
このような基板加熱装置においては、加熱プレート上に基板が載置されることにより、基板の加熱処理が行われる。基板の加熱処理時には、基板の面内の温度を均一に変化させることが望ましい。これにより、処理工程の精度が向上する。
処理工程の精度向上を目的として、次のような対策が提案されてきた。
例えば、加熱プレート上に基板を覆う蓋部を設けることにより、基板加熱装置の上方から流れる気流(ダウンフロー)が処理対象となる基板にあたることが防止される。それにより、加熱処理時における基板の面内の温度がダウンフローの影響を受けない。
また、加熱処理時において、加熱処理雰囲気を減圧することにより不要な気体が基板に接触することによる基板の反応が防止される。
このような対策とともに、加熱処理時においては、基板の載置位置が正確であることが要求されている。加熱プレート上に基板がずれた状態で載置されると、基板の一部が加熱プレートからはみ出す。その結果、基板の全面に対して均一な加熱処理が行われない場合がある。
ところで、従来から、基板の搬送状況または載置状態を知るために、光電センサ、近接センサ等により基板の状態を直接検出する方法が用いられている。そこで、加熱プレート上の基板の載置状態についても、光電センサ、近接センサ等により何らかの情報が得られないかと提案されてきた。
ところが、上述のような加熱処理装置においては、加熱プレートからの熱影響または基板加熱装置の他の周辺ユニットとのレイアウト上での制約および干渉等により、基板の載置状態を知る上で光電センサまたは近接センサを設置することは困難であった。
また、光電センサまたは近接センサの他、高耐熱性の光電センサや基板の質量を測定する重量測定センサおよび基板加熱装置内の温度変化を検出する温度測定センサ等があるが、いずれも、スペース的な問題、複数台設置することによるコスト的な問題および検知精度の問題等により、基板加熱装置の載置状態の検出に適用するには困難であった。
そこで、従来の基板加熱装置においては、加熱プレートの基板載置位置を囲むようにテーパー部を有する位置決めガイドを設け、基板の載置位置のずれを防止していた。この場合、基板がずれた状態で搬入されても、位置決めガイドのテーパー部により基板の外周端面が案内されることにより、基板が加熱プレート上の所定の位置に誘導される。
これにより、基板加熱装置においては、位置決めガイドにより正確な位置に基板が載置されているものとして、基板に加熱処理が行われる。
特開2001−189368号公報
しかしながら、加熱プレートの基板載置位置を囲むように位置決めガイドが設けられた基板加熱装置では、所定の範囲を超えた大きなずれ(基板の外周部がテーパー部を超えるようなずれ)が生じると、基板が位置決めガイドに乗り上げてしまう場合がある。この場合、基板が加熱プレート上の所定の位置に誘導されず、基板の位置がずれた状態で加熱処理が行われる。その結果、基板全面についての均一な加熱処理が行われない。
本発明の目的は、簡単な構成で、基板の位置ずれの検出が可能な基板処理ユニット、基板載置状態検出方法および基板処理装置を提供することである。
第1の発明に係る基板処理ユニットは、基板に所定の処理を行う基板処理ユニットであって、基板が載置される基板載置台と、基板を基板載置台上で上昇および下降させる昇降手段と、昇降手段による基板の上昇または下降における基板と基板載置台との間の空間における気流の変化を検出する検出手段と、検出手段により検出される気流の変化に基づいて基板載置台における基板の載置状態を判定する判定手段とを備えたものである。
第1の発明に係る基板処理ユニットにおいては、基板が昇降手段により基板載置台上で上昇または下降される。そして、昇降手段による基板の上昇または下降における基板と基板載置台との間の空間における気流の変化が検出手段により検出され、検出された気流の変化に基づいて判定手段により基板載置台における基板の載置状態が判定される。
これにより、基板の上昇または下降により発生する気流の変化に基づいて基板の載置状態を判定することができるので、簡単な構成で基板の位置ずれの検出が可能となる。
検出手段は、気流の変化による圧力変化を検出する圧力検出手段を含んでもよい。この場合、圧力検出手段により圧力変化が検出されるので、簡単な構成で基板の位置ずれの検出が可能となる。
圧力検出手段は第1の空間と第2の空間との圧力差を検出するための差圧センサであり、第1の空間は、基板載置台と基板との間の空間であり、第2の空間は、第1の空間に連通する空間であってもよい。
この場合、第1の空間と第2の空間とが連通しているので、第1の空間と第2の空間との圧力差が過大とならない。その結果、差圧センサが、過大な圧力差により故障することが防止される。
基板載置台を収容する密閉容器と、密閉容器内の雰囲気を排気するための排気配管とをさらに備え、第2の空間は、排気配管の内部空間であってもよい。この場合、密閉容器内の雰囲気が排気配管により排気される。これにより、密閉容器の内部を減圧することができる。
また、第1の空間と排気配管の内部空間である第2の空間とが連通しているので、第1の空間と第2の空間との圧力差が過大とならない。その結果、差圧センサが、過大な圧力差により故障することが防止される。
基板載置台を収容する密閉容器と、密閉容器内の雰囲気を排気するための排気配管とをさらに備え、第2の空間は、基板載置台と基板との間の空間を除く密閉容器の内部空間であってもよい。この場合、密閉容器内の雰囲気が排気配管により排気される。これにより、密閉容器の内部を減圧することができる。
また、第1の空間と第2の空間とがともに密閉容器の内部空間に含まれるので、第1の空間と第2の空間との圧力差が過大とならない。その結果、差圧センサが、過大な圧力差により故障することが防止される。
検出手段は、気流の変化による流量変化を検出する流量検出手段を含んでもよい。この場合、流量検出手段により流量変化が検出されるので、簡単な構成で基板の位置ずれの検出が可能となる。
基板載置台は、上下に貫通する貫通孔を有し、検出手段は、昇降手段による基板の上昇または下降における貫通孔を通る気流の変化を検出してもよい。
この場合、基板載置台の貫通孔を通る気流の変化が検出手段により検出される。これにより、簡単な構成で基板の位置ずれの検出が可能となる。
基板載置台は、上下に貫通する複数の貫通孔を有し、昇降手段は、複数の貫通孔内に上下動可能に設けられた複数の支持部材と、複数の支持部材を上昇および下降させる駆動手段とを含み、検出手段は、駆動手段による複数の支持部材の上昇または下降における複数の貫通孔の少なくとも1つを通る気流の変化を検出してもよい。
この場合、複数の貫通孔内で複数の支持部材が駆動手段により上昇および下降されることにより基板が上昇および下降される。そして、複数の支持部材の上昇または下降における貫通孔を通る気流の変化が検出手段により検出される。これにより、気流の変化の検出のために気体の通路を別途設ける必要がないので簡単な構成で基板の位置ずれの検出が可能となる。
基板載置台は、上下に貫通する複数の貫通孔を有し、昇降手段は、複数の貫通孔内に上下動可能に設けられた複数の支持部材と、複数の支持部材を上昇および下降させる駆動手段とを含み、支持部材の少なくとも1つは、基板載置台と基板との間の空間に開口する通路を有し、検出手段は、駆動手段による複数の支持部材の上昇または下降における通路を通る気流の変化を検出してもよい。
この場合、複数の貫通孔内で複数の支持部材が駆動手段により上昇および下降されることにより基板が上昇および下降される。
そして、複数の支持部材の上昇または下降における通路を通る気流の変化が検出手段により検出される。これにより、気流の変化の検出のために気体の通路を別途設ける必要がないので、簡単な構成で基板の位置ずれの検出が可能となる。
検出手段は、圧力または流量を検出する少なくとも1つのセンサを含み、少なくとも1つのセンサの出力信号を処理する処理手段と、昇降手段による昇降動作を制御するとともに処理手段の処理結果に基づいて基板載置台における基板の載置状態を判定する制御手段とをさらに備えてもよい。
この場合、少なくとも1つのセンサにより圧力または流量が検出され、処理手段により少なくとも1つのセンサの出力信号が処理され、制御手段により昇降手段の昇降動作が制御され、処理手段の処理結果に基づいて基板載置台における基板の載置状態が判定される。
このように、処理手段と制御手段とが別個に設けられるので、制御手段の負担を増加させることなく、基板の載置状態を検出することが可能となる。
センサは、複数設けられ、処理手段は、複数のセンサの出力信号を処理し、制御手段は、処理手段により得られる複数の処理結果に基づいて基板載置台における基板の載置状態を判定してもよい。
この場合、処理手段により複数のセンサの出力信号が処理され、制御手段により複数の処理結果に基づいて基板の載置状態が判定される。このように、複数のセンサの出力信号の処理結果に基づいて基板の載置状態が判定されるので、基板の載置状態の判定精度が向上する。
制御手段は、処理手段により得られる複数の処理結果の各々に基づいて基板載置台における基板の載置状態が正常か否かを判別し、複数の判別結果の全てが正常である場合に、基板載置台における基板の載置状態が正常であると判定してもよい。
この場合、基板と基板載置台との間の空間における気流の変化が複数のセンサにより検出され、複数のセンサの複数の出力信号に基づいて、基板の載置状態が判定されるので、基板の載置状態の判定精度がより向上する。それにより、基板の位置ずれのみならず、基板載置台に載置された基板の処理異常についても判定を行うことができる。
処理手段は、少なくとも1つのセンサの出力信号を予め定められたしきい値と比較し、比較結果を示す比較信号を出力し、制御手段は、処理手段により出力された比較信号に基づいて基板載置台における基板の載置状態を判定してもよい。
この場合、処理手段により少なくとも1つのセンサの出力信号が予め定められたしきい値と比較され、比較信号が出力される。また、制御手段により比較信号に基づいて基板載置台における基板の載置状態が判定される。これにより、簡単な処理で基板の位置ずれの検出が可能となる。
処理手段は、少なくとも1つのセンサの出力信号に移動平均処理を行い、処理された出力信号をしきい値と比較してもよい。この場合、処理手段により少なくとも1つのセンサの出力信号が移動平均処理される。これにより、少なくとも1つのセンサの出力信号のノイズが低減される。
処理手段は、少なくとも1つのセンサの出力信号としきい値とを比較し、比較された少なくとも1つのセンサの出力信号にディレイフィルタ処理を行ってもよい。
この場合、処理手段によりしきい値と比較された少なくとも1つのセンサの出力信号にディレイフィルタ処理が行われる。これにより、誤った比較信号が生成されることが防止される。
基板載置台は、基板を所定の処理温度に調整する温度調整手段を含み、処理手段は、処理温度に応じた遅延時間に基づいてディレイフィルタ処理を行ってもよい。
ここで、基板の処理温度によってセンサの出力信号は異なる。この場合、基板載置台に載置される基板の温度が、温度調整手段により所定の処理温度に調整される。そして、処理手段により処理温度に応じた遅延時間に基づいてディレイフィルタ処理が行われる。
これにより、基板の処理温度に応じて、基板載置台における基板の載置状態が判定される。
処理温度に応じて遅延時間を設定するための設定手段をさらに備え、処理手段は、設定手段により設定された遅延時間に基づいてディレイフィルタ処理を行ってもよい。
この場合、処理温度に応じた遅延時間が設定手段により設定され、設定された遅延時間に基づくディレイフィルタ処理が処理手段により行われる。
制御手段は、駆動手段による複数の支持部材の上昇前または下降前に、処理手段の比較信号を所定の状態にリセットし、駆動手段による複数の支持部材の上昇後または下降後に、処理手段から比較信号を受け取ってもよい。
この場合、制御手段により、複数の支持部材の上昇前または下降前に、処理手段の比較信号が所定の状態にリセットされ、複数の支持部材の上昇後または下降後に処理手段から比較信号が受け取られる。これにより、容易に比較信号を取り出すことができる。
第2の発明に係る基板載置状態検出方法は、基板載置台における基板の載置状態を検出する基板載置状態検出方法であって、基板を基板載置台上で上昇または下降させるステップと、基板の上昇または下降における基板と基板載置台との間の空間における気流の変化を検出するステップと、前検出される気流の変化に基づいて基板載置台における基板の載置状態を判定するステップとを備えたものである。
第2の発明に係る基板処理方法においては、基板が基板載置台上で上昇または下降される。そして、基板の上昇または下降における基板と基板載置台との間の空間における気流の変化が検出され、検出された気流の変化に基づいて基板載置台における基板の載置状態が判定される。
これにより、基板の上昇または下降により発生する気流の変化に基づいて基板の載置状態を判定することができるので、簡単な構成で基板の位置ずれの検出が可能となる。
第3の発明に係る基板処理装置は、第1の発明に係る基板処理ユニットと、基板処理ユニットに基板を搬入および搬出する搬送手段とを備えたものである。
第3の発明に係る基板処理装置においては、搬送手段により基板処理ユニットに基板が搬入および搬出される。そして、第1の発明に係る基板処理ユニットにおいて、基板が昇降手段により基板載置台上で上昇または下降される。そして、昇降手段による基板の上昇または下降における基板と基板載置台との間の空間における気流の変化が検出手段により検出され、検出された気流の変化に基づいて判定手段により基板載置台における基板の載置状態が判定される。
これにより、基板の上昇または下降により発生する気流変化に基づいて、基板の載置状態を判定することができるので、簡単な構成で基板の位置ずれの検出が可能となる。
本発明に係る基板処理ユニットにおいては、基板が昇降手段により基板載置台上で上昇または下降される。そして、昇降手段による基板の上昇または下降における基板と基板載置台との間の空間における気流の変化が検出手段により検出され、検出された気流の変化に基づいて判定手段により基板載置台における基板の載置状態が判定される。
これにより、基板の上昇または下降により発生する気流の変化に基づいて基板の載置状態を判定することができるので、簡単な構成で基板の位置ずれの検出が可能となる。
以下、本発明の一実施の形態に係る基板処理ユニット、基板載置状態検出方法および基板処理装置について図1〜図20に基づき説明する。
(第1の実施の形態)
以下の説明において、基板とは、半導体ウェハ、液晶表示装置用ガラス基板、PDP(プラズマディスプレイパネル)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をいう。
また、基板処理ユニットとして、下記の説明では基板に熱処理を行う熱処理ユニットを一例に挙げて説明する。
図1は、第1の実施の形態に係る熱処理ユニットの構成の一例を示す模式図である。
図1に示すように、第1の実施の形態に係る熱処理ユニット1は基板載置検出装置20に接続されており、基板載置検出装置20はベークユニットコントローラ30と接続されている。また、ベークユニットコントローラ30は図示しない上位のコントローラまたは警報発生装置等と接続されている。
熱処理ユニット1は、温調プレート2および昇降装置8を含む。これら、温調プレート2および昇降装置8はベークユニットコントローラ30と接続されている。これにより、温調プレート2および昇降装置8の動作はベークユニットコントローラ30により制御される。
温調プレート2の上面側周縁部には、基板Wの温調プレート2上への載置時に基板Wのずれを防止するための複数の位置決め部材(位置決めガイド)3がほぼ等間隔に配置されている。位置決め部材3の数は、例えば3個である。
温調プレート2の上面側中央部には、基板Wの加熱処理時に基板Wを支持するための複数の半球状の基板載置片4が離散的に配置されている。基板載置片4の数は、例えば10個である。
温調プレート2の中央部には、複数のピン導入孔2Hが所定の同心円上にほぼ等間隔に形成されている。ピン導入孔2Hの数は、例えば3個である。
各ピン導入孔2Hには、温調プレート2の下方から基板昇降ピン6が挿入されている。なお、ピン導入孔2Hの内径は、基板昇降ピン6の外径よりもやや大きくなるように設定されており、ピン導入孔2Hと基板昇降ピン6との間には隙間が形成されている。また、図1に示すように、温調プレート2の基板載置片4上に基板Wが載置されている場合、複数の基板昇降ピン6の上端部は基板Wの下面側に接触しないように位置する。
複数の基板昇降ピン6の下端は連結部材7により連結されている。連結部材7は、複数の基板昇降ピン6を連結するとともに、矢印Gに示すように、昇降装置8により昇降可能に保持されている。
昇降装置8は所定のタイミングで連結部材7の昇降動作を行う。これにより、連結部材7に連結された複数の基板昇降ピン6が昇降動作を行う。
基板Wの搬入時において、昇降装置8は連結部材7を上昇させる。これにより、複数の基板昇降ピン6が上昇し、温調プレート2のピン導入孔2Hから基板昇降ピン6が所定の高さまで突出する。
そこで、図示しない搬送装置から送られる基板Wが、所定の高さまで突出した基板昇降ピン6の上端部で支持される。
次に、昇降装置8は連結部材7を下降させる。これにより、所定の高さまで突出されている基板昇降ピン6が基板載置片4の高さよりも低い高さまで下降する。それにより、基板昇降ピン6の上端部に支持されていた基板Wが複数の基板載置片4により支持される。
さらに、昇降装置8は基板Wの搬出時に、再び連結部材7を上昇させる。これにより、複数の基板昇降ピン6が上昇し、温調プレート2のピン導入孔2Hから基板昇降ピン6が所定の高さまで突出する。
そこで、基板載置片4により支持されていた基板Wが、基板昇降ピン6により支持され、所定の高さまで上昇される。上昇された基板Wは図示しない搬送装置により搬出される。
昇降装置8の内部には、上部センサ9Aおよび下部センサ9Bが設けられている。上部センサ9Aは、昇降装置8により連結部材7が所定の高さまで上昇している場合にオンし、下降した場合にオフする。また、下部センサ9Bは昇降装置8により連結部材7が所定の高さまで下降している場合にオンし、上昇した場合にオフする。
これら上部センサ9Aおよび下部センサ9Bは、ベークユニットコントローラ30に接続されており、上記のオン/オフの信号(上昇下降判別信号)をベークユニットコントローラ30に与える。これにより、ベークユニットコントローラ30は基板昇降ピン6の昇降状態(上昇しているか下降しているか)を認識することができる。
温調プレート2の複数のピン導入孔2Hのうち、少なくとも1つの下方には圧力測定管5が設けられている。圧力測定管5は、径大の直管部5aと径小の枝管部5bからなる。直管部5aの一端部がピン導入孔2Hの下端部、すなわち温調プレート2の下面側に取り付けられている。
直管部5aは、ピン導入孔2Hの内径を維持しつつピン導入孔2Hと同軸となるように、所定の長さで形成されている。枝管部5bは、圧力測定管5の長手方向の中央部に設けられている。枝管部5bは微差圧センサPSに接続されている。なお、枝管部5bは直管部5aの下端に設けられてもよいが、中央部から上方に設けられることが好ましい。また、枝管部5bはオリフィス部として形成されている。
これにより、上述のピン導入孔2Hと基板昇降ピン6との間に生じる隙間と、枝管部5bとが連通される。換言すれば、基板Wと温調プレート2の上面により囲まれる空間と枝管部5bとが連通される。
その結果、微差圧センサPSは、基板Wと温調プレート2の上面により囲まれる空間から枝管部5bを通じて排気される気流の圧力を検出する。なお、微差圧センサPSは枝管部5bを通じて基板Wと温調プレート2の上面により囲まれる空間に供給される気流の圧力を検出してもよい。
この微差圧センサPSは、枝管部5bにおける圧力に対応する圧力信号を基板載置検出装置20に与える。
基板載置検出装置20は、微差圧センサPSから与えられる圧力信号に基づいて、後述の比較検出値信号を生成し、ベークユニットコントローラ30に与える。
ベークユニットコントローラ30は基板載置検出装置20に対して後述の比較検出値リセット信号を与える。
また、ベークユニットコントローラ30は、基板載置検出装置20から与えられる比検出値信号に基づいて警報を発生させる旨の信号(警報信号)を図示しない上位のコントローラまたは警報発生装置等に与える。なお、ベークユニットコントローラ30は警報発生装置を有してもよい。この場合、ベークユニットコントローラ30は警報信号に基づいて警報を発生させる。警報はブザー等の音により聴覚的に発生されてもよく、ランプ等の点灯により視覚的に発生されてもよい。
温調プレート2上への基板Wの載置時または温調プレート2からの基板Wの搬出時において、基板Wと温調プレート2の上面により囲まれる空間の微小な圧力変動、すなわち上述の枝管部5bにおける圧力の変動について説明する。
図2は、基板Wが温調プレート2上の所定の位置に正常に載置される様子を示す模式図である。ここで、温調プレート2上の所定の位置とは、温調プレート2により基板Wの全面を均一に熱処理することが可能な位置であり、基板Wが複数の位置決め部材3間に存在する状態をいう。
例えば、図2(a)に示すように、基板昇降ピン6が上昇された状態で熱処理ユニット1内に搬入された基板Wが基板昇降ピン6により支持される。そして、基板昇降ピン6が下降することにより、基板Wと温調プレート2の上面との間に形成される空間K内の雰囲気が圧縮され圧力が上昇する。
これにより、基板Wの外周部と温調プレート2の外周部との隙間およびピン導入孔2Hと基板昇降ピン6との間の隙間に矢印N1で示すような気流が発生する。また、圧力測定管5と基板昇降ピン6との隙間にも矢印N1で示すような気流が発生する。その結果、圧力測定管5の圧力が上昇する。
圧力測定管5内の圧力の上昇は、上記の各部の隙間の大きさ、基板Wの面積および基板昇降ピン6の下降速度等により変化する。
その後、基板Wが基板載置片4に支持されることにより空間Kの圧力は熱処理ユニット1内の周囲の圧力と同一となる。
一方、図2(b)に示すように、基板昇降ピン6が下降された状態では熱処理ユニット1内に載置されている基板Wは基板載置片4により支持されている。そして、基板昇降ピン6が上昇することにより、基板Wは基板昇降ピン6により支持され上昇する。その結果、基板Wと温調プレート2の上面との間に形成される空間K内の雰囲気が負圧となり圧力が低下する。
これにより、基板Wの外周部と温調プレート2の外周部との隙間およびピン導入孔2Hと基板昇降ピン6との間の隙間に矢印N2で示すような気流が発生する。また、圧力測定管5と基板昇降ピン6との隙間にも矢印N2で示すような気流が発生する。その結果、圧力測定管5内の圧力が低下する。
圧力測定管5内の圧力の低下は、上記の各部の隙間の大きさ、基板Wの面積および基板昇降ピン6の上昇速度等により変化する。
その後、基板昇降ピン6の上昇が停止することにより基板Wの上昇が停止する。これにより、空間Kの圧力は熱処理ユニット1内の周囲の圧力と同一となる。
基板Wが温調プレート2上の所定の位置に正常に載置されない場合、基板Wと温調プレート2の上面により囲まれる空間Kの圧力変動は、基板Wが温調プレート2に正常に載置される場合と異なる。
図3は、基板Wが温調プレート2上の所定の位置に正常に載置されない様子を示す模式図である。
図3に示すように、位置決め部材3は、上部がテーパー状に形成されている。したがって、基板Wが正常な位置からわずかにずれた状態で温調プレート2上に載置される場合、基板Wの外周部が位置決め部材3のテーパー部に接触し、正常な載置位置まで誘導される。
しかしながら、基板Wの外周部が位置決め部材3のテーパー部を越えてずれている場合、図3(b)に示すように基板Wの周縁部の一部が位置決め部材3に乗り上げてしまう場合がある。したがって、正常に載置されない場合とは、基板Wの周縁部の一部が位置決め部材3に乗り上げてしまう場合をいう。
例えば、図3(a)に示すように、基板昇降ピン6が上昇された状態で熱処理ユニット1内に搬入された基板Wが正常な支持位置からずれて基板昇降ピン6により支持される場合を想定する。この場合、基板昇降ピン6が下降することにより、基板Wと温調プレート2の上面との間に形成される空間K内の雰囲気が圧縮され圧力が上昇する。
これにより、基板Wの外周部と温調プレート2の外周部との隙間およびピン導入孔2Hと基板昇降ピン6との間の隙間に矢印M1で示すような気流が発生する。また、圧力測定管5と基板昇降ピン6との隙間にも矢印M1で示すような気流が発生する。その結果、圧力測定管5内の圧力が上昇する。
しかしながら、基板Wが正常な支持位置からずれた状態で基板昇降ピン6により支持されると、基板Wの周縁部の一部が位置決め部材3に乗り上げることにより、基板Wが温調プレート2上に傾斜した状態で載置される。それにより、気流が一側方へ逃げやすくなる。
その結果、基板Wの下降時における圧力測定管5の圧力の上昇は、基板Wが正常に温調プレート2上に載置される場合に比べて小さくなる。
その後、基板Wが基板載置片4に支持されることにより空間Kの圧力は熱処理ユニット1内の周囲の圧力と同一となる。
一方、図3(b)に示すように、基板昇降ピン6が下降された状態で基板Wの周縁部の一部が位置決め部材3に乗り上げている場合を想定する。この場合、基板昇降ピン6が上昇することにより、基板Wは基板昇降ピン6により支持され上昇する。その結果、基板Wと温調プレート2の上面との間に形成される空間K内の雰囲気が負圧となり圧力が下降する。
これにより、基板Wの外周部と温調プレート2の外周部との隙間およびピン導入孔2Hと基板昇降ピン6との間の隙間に矢印M2で示すような気流が発生する。また、圧力測定管5と基板昇降ピン6との隙間にも矢印M2で示すような気流が発生する。その結果、圧力測定管5内の圧力が低下する。
しかしながら、基板Wが温調プレート2上に傾斜した状態で載置されていると、基板Wが温調プレート2上に正常に載置されている場合に比べ、気流が一側方から流入しやすくなる。
その結果、基板Wの上昇時における圧力測定管5内の圧力の低下は、基板Wが温調プレート2上に正常に載置されている場合に比べて小さくなる。
その後、基板昇降ピン6の上昇が停止することにより基板Wの上昇が停止する。これにより、空間Kの圧力は熱処理ユニット1内の周囲の圧力と同一となる。
上述のように、第1の実施の形態では、図2および図3の空間Kの圧力変動を圧力測定管5に設けられた微差圧センサPSが枝管部5bの圧力を検出することにより測定し、載置時における基板Wのずれを検出する。
ここで、温調プレート2上に基板Wが正常に載置される場合の基板昇降ピン6の上昇に伴う圧力変動と、温調プレート2上に基板Wがずれて載置されている場合(基板Wの周縁部の一部が位置決め部材3に乗り上げる場合)の基板昇降ピン6の上昇に伴う圧力変動とを比較する。
図4は、温調プレート2に基板Wが正常に載置されている場合と温調プレート2に基板Wがずれて載置されている場合とで基板W上昇時の圧力変動の差異を比較するためのグラフである。
図4(a)が温調プレート2に基板Wが正常に載置されている場合の基板W上昇時の圧力変動を示し、図4(b)が温調プレート2に基板Wがずれて載置されている場合の基板W上昇時の圧力変動を示す。
図4(a),(b)において、縦軸は電圧を示し、横軸は時間を示す。実線が図2および図3の空間Kの圧力変動に伴う微差圧センサPSの枝管部5bの圧力の検出値(圧力信号)を示す。さらに、図4(a),(b)中の破線は図1の下部センサ9Bのオン/オフ(上昇下降判別信号)を示す。上述のように、基板Wを支持する基板昇降ピン6が上昇を開始することにより、下部センサ9Bの上昇下降判別信号がオンからオフに切り替わる。
図4(a)に示すように、基板Wが温調プレート2上に正常に載置されている場合、微差圧センサPSの圧力信号は基板昇降ピン6の上昇開始から微小時間の経過の後、最大約1.8Vまで上昇している。その後、微差圧センサPSの圧力信号は徐々に減少している。
一方、図4(b)に示すように、基板Wが温調プレート2上にずれて載置されている場合、微差圧センサPSの圧力信号は基板昇降ピン6の上昇開始から微小時間の経過の後、最大約1.2Vまで上昇している。その後、微差圧センサPSの圧力信号は徐々に減少している。
このように、基板Wが温調プレート2上に正常に載置される場合と、基板Wが温調プレート2上にずれて載置される場合とで、枝管部5bにおける圧力、すなわち、空間Kの圧力変動には大きな差異が認められる。
温調プレート2上にずれて載置されている基板Wが上昇される場合の圧力変動は、温調プレート2に正常に載置されている基板Wが上昇される場合の圧力変動に比べて非常に小さい。
図1〜図3の微差圧センサPSは、上記のような圧力信号を基板載置検出装置20へ与える。
これにより、基板載置検出装置20は下記の要領で比較検出値信号を生成する。基板載置検出装置20により生成された比較検出値信号がベークユニットコントローラ30に与えられることにより、ベークユニットコントローラ30が比較検出値信号に基づいて温調プレート2上の基板Wの載置状態を判別する。
図5は、図1の基板載置検出装置20による比較検出値信号の生成方法を説明するための図である。
ここで、基板載置検出装置20には予めベークユニットコントローラ30から比較検出値リセット信号が与えられるとともに、種々のコマンドパラメータが与えられている。コマンドパラメータとは、例えば、後述のしきい値SHおよび遅延時間DT等を指す。
図5(a)は、図1の微差圧センサPSからの圧力信号に基づいて基板載置検出装置20により生成される圧力値検出波形が示されている。ここで、縦軸は電圧を示し、横軸は時間を示す。なお、縦軸の電圧は図1の枝管部5bにおける圧力、すなわち図2および図3の圧力測定管5内の圧力に比例している。
第1の実施の形態において、微差圧センサPSから基板載置検出装置20に与えられる圧力信号はアナログ信号である。そこで、基板載置検出装置20は微差圧センサPSから与えられる圧力信号に基づいて移動平均処理を行うことにより圧力値検出波形を生成する。
移動平均処理は、所定のタイミングで入力されるデータを所定数バッファリングし、平均化することにより行われる。これにより、アナログ信号に付帯されたノイズが平均化されるので、図5(a)に示すような滑らかな波形を得ることができる。
ここで、基板載置検出装置20にはベークユニットコントローラ30からのコマンドパラメータにより破線で示される所定のしきい値SHが設定されている。
図5(b)に示すように、基板載置検出装置20は圧力値検出波形がしきい値SH以上である場合に論理「1」の比較値を生成し、しきい値SHよりも小さい場合に論理「0」の比較値を生成する。
その結果、比較値は基板Wの載置状態が正常である場合に論理「1」を示し、基板Wの載置状態が異常である場合(ずれている場合)に論理「0」を示す。
なお、上記において、ベークユニットコントローラ30には上部センサ9Aおよび下部センサ9Bから上昇下降判別信号が与えられており、図1の基板昇降ピン6の昇降状態を判別する。
基板載置検出装置20は、生成された比較値およびコマンドパラメータにより設定される遅延時間DTに基づいて、図5(c)に示す比較検出値を生成する。比較検出値は上記の比較値と同様に、論理「1」および「0」からなる。
遅延時間DTは、例えば、圧力値検出波形のチャタリングに起因して論理「1」の比較値が誤って生成されることを防止するために用いられる。すなわち、基板載置検出装置20は、圧力値検出波形がしきい値SH以上となることにより、比較値が論理「1」となった場合でも、遅延時間DTの間、比較値が積算して同じ値でない場合、比較検出値の値を論理「1」とはしない(ディレイフィルタ処理)。このように、遅延時間DTを圧力検出波形のチャタリング期間より長く設定することによって、誤った比較値が生成されることが防止される。
逆に、基板載置検出装置20は、比較値が論理「1」となり、遅延時間DTの間、比較値が積算して論理「1」を示した場合、比較検出値の値を論理「1」とする。
基板載置検出装置20において、比較検出値信号は、ベークユニットコントローラ30から所定のタイミングで与えられる比較検出値リセット信号によりリセットされ、論理「0」となる。また、基板載置検出装置20により生成される比較検出値信号は所定のタイミングでベークユニットコントローラ30に送信される。なお、所定のタイミングとは、上述のコマンドパラメータにより予め基板載置検出装置20に設定されたタイミングである。
基板Wの載置状態を検出する基板載置検出装置20およびベークユニットコントローラ30の動作について、図6〜図8のフローチャートに基づき説明する。
図6は図1の基板昇降ピン6が上昇する際に基板Wの載置状態を検出する場合のベークユニットコントローラ30の動作を示すフローチャートである。
以下の説明において、ベークユニットコントローラ30は、温調プレート2および昇降装置8の動作を制御することができる。
初めに、ベークユニットコントローラ30は基板Wを支持した基板昇降ピン6を下降させる旨の信号を昇降装置8に与える。これにより、基板昇降ピン6が下降され、基板Wが温調プレート2上に載置される(ステップS11)。
次に、ベークユニットコントローラ30は、温調プレート2に基板Wの熱処理を開始する旨の信号を与える。これにより、基板Wの温調プレート2による熱処理が開始される(ステップS12)。
続いて、ベークユニットコントローラ30は基板載置検出装置20に比較値リセット信号を送信する(ステップS13)。ここで、ベークユニットコントローラ30は、比較値リセット信号とともに上述のコマンドパラメータを基板載置検出装置20に与えてもよい。
その後、基板Wの温調プレート2に基板Wの熱処理を停止する旨の信号を与える。これにより、基板Wの温調プレート2による熱処理が終了される(ステップS14)。
ベークユニットコントローラ30は基板昇降ピン6を上昇させる旨の信号を昇降装置8に与える。これにより、基板昇降ピン6が上昇され、基板Wを支持する(ステップS15)。それにより、基板Wが上昇される。
ベークユニットコントローラ30は基板昇降ピン6を所定の高さまで上昇させると、基板昇降ピン6の上昇を停止させる旨の信号を昇降装置8に与える。これにより、基板昇降ピン6の上昇が停止する(ステップS16)。それにより、基板Wが所定の高さに支持される。
ここで、ベークユニットコントローラ30は基板載置検出装置20から比較検出値信号を受信したか否かを判別する(ステップS17)。
基板載置検出装置20から比較検出値信号を受信した場合、ベークユニットコントローラ30は、受信した比較検出値信号が論理「1」であるか否か(基板Wがずれていないか)を判別する(ステップS18)。
ベークユニットコントローラ30は、受信した比較検出値信号が論理「1」である場合、基板Wの載置状態が正常であると判別して、基板Wの載置状態の検出動作を終了する。
一方、ベークユニットコントローラ30は、受信した比較検出値信号が論理「0」である場合、基板Wの載置状態が異常であると判別して、警報信号を図示しない上位のコントローラまたは警報発生装置等に与える(ステップS19)。
このような、ベークユニットコントローラ30の動作に対して基板載置検出装置20は次のように動作する。
図7は図1の基板昇降ピン6が上昇する際に基板Wの載置状態を検出する場合の基板載置検出装置20の動作を示すフローチャートである。
初めに、基板載置検出装置20はベークユニットコントローラ30から比較検出値リセット信号が受信されたか否かを判別する(ステップS31)。
基板載置検出装置20は、比較検出値リセット信号を受信した場合、自己の比較検出値をリセットする(ステップS32)。ここで、上記ステップS31においては、ベークユニットコントローラ30から比較検出値リセット信号とともにコマンドパラメータが受信されているものとする。
その後、基板載置検出装置20は図1の微差圧センサPSから圧力信号を受信したか否かを判別する(ステップS33)。
基板載置検出装置20は、微差圧センサPSから圧力信号を受信した場合、入力された圧力信号とコマンドパラメータにより得られるしきい値とを比較し、圧力信号がしきい値以上であるか否かを判別する(ステップS34)。
圧力信号がしきい値以上である場合、基板載置検出装置20は論理「1」の比較検出値信号を生成する(ステップS35)。そして、基板載置検出装置20は生成された比較検出値信号をベークユニットコントローラ30へ送信する(ステップS36)。
上記ステップS34において、圧力信号がしきい値以上でない場合、基板載置検出装置20は論理「0」の比較検出値信号をベークユニットコントローラ30へ送信する(ステップS36)。
これにより、基板載置検出装置20による基板Wの載置状態の検出動作が終了する。
ベークユニットコントローラ30は、基板昇降ピン6が下降する際に基板Wの載置状態を検出してもよい。この場合、ベークユニットコントローラ30は次のように動作する。
図8は図1の基板昇降ピン6が下降する際に基板Wの載置状態を検出する場合のベークユニットコントローラ30の動作を示すフローチャートである。
以下の説明において、ベークユニットコントローラ30は、温調プレート2および昇降装置8の動作を制御することができる。
初めに、ベークユニットコントローラ30は基板載置検出装置20に比較値リセット信号を送信する(ステップS41)。上記と同様に、ベークユニットコントローラ30は、比較値リセット信号とともに上述のコマンドパラメータを基板載置検出装置20に与えてもよい。
続いて、ベークユニットコントローラ30は基板Wを支持した基板昇降ピン6を下降させる旨の信号を昇降装置8に与える。これにより、基板昇降ピン6が下降される(ステップS42)。
ベークユニットコントローラ30は基板昇降ピン6を所定の高さまで下降させると、基板昇降ピン6の下降を停止させる旨の信号を昇降装置8に与える。これにより、基板昇降ピン6の下降が停止する(ステップS43)。それにより、基板Wが温調プレート2上に載置される。
次に、ベークユニットコントローラ30は、温調プレート2に基板Wの熱処理を開始する旨の信号を与える。これにより、基板Wの温調プレート2による熱処理が開始される(ステップS44)。
ここで、ベークユニットコントローラ30は基板載置検出装置20から比較検出値信号を受信したか否かを判別する(ステップS45)。
基板載置検出装置20から比較検出値信号を受信した場合、ベークユニットコントローラ30は、受信した比較検出値信号が論理「1」であるか否か(基板Wがずれていないか)を判別する(ステップS46)。
ベークユニットコントローラ30は、受信した比較検出値信号が論理「1」である場合、基板Wの載置状態が正常であると判別して、基板Wの温調プレート2に基板Wの熱処理を停止する旨の信号を与える。これにより、基板Wの温調プレート2による熱処理が終了される(ステップS47)。
そして、ベークユニットコントローラ30は基板昇降ピン6を上昇させる旨の信号を昇降装置8に与える。これにより、基板昇降ピン6が上昇され、基板Wを支持する(ステップS48)。それにより、基板Wが上昇され、ベークユニットコントローラ30による基板Wの載置状態の検出動作が終了する。
一方、ベークユニットコントローラ30は、受信した比較検出値信号が論理「0」である場合、基板Wの載置状態が異常であると判別して、警報信号を図示しない上位のコントローラまたは警報発生装置等に与える(ステップS49)。その後、上記ステップS48の動作を行う。
このようなベークユニットコントローラ30による基板昇降ピン6が下降する際の基板Wの載置状態の検出時において、図1の基板載置検出装置20の動作は図7のフローチャートに示される動作と同じである。
以上のように、第1の実施の形態に係る熱処理ユニット1、基板載置検出装置20、ベークユニットコントローラ30によれば、基板Wが基板昇降ピン6により温調プレート2上で上昇または下降される。そして、基板昇降ピン6による基板Wの上昇時または下降時における基板Wと温調プレート2との間の空間における気流の変化、すなわち圧力の変化が圧力測定管5および微差圧センサPSにより検出され、検出された圧力の変化に基づいて基板載置検出装置20およびベークユニットコントローラ30により温調プレート2における基板Wの載置状態が判定される。
これにより、基板Wの上昇または下降により発生する圧力の変化に基づいて基板Wの載置状態を判定することができるので、簡単な構成で基板Wの位置ずれの検出が可能となる。
なお、図1の熱処理ユニット1の例では、圧力測定管5の枝管部5bに微差圧センサPSを接続し、基板Wの上昇または下降により発生する圧力の変化を検出しているが、微差圧センサPSに代えて、枝管部5bに流量センサを接続してもよい。この場合、基板Wの上昇または下降により発生する圧力に基づいて枝管部5bを流れる流体の流量の変化が、流量センサにより検出される。そして、流量センサにより検出された流量の変化に基づいて、基板Wの載置状態が判定される。
また、温調プレート2のピン導入孔2Hを通る気流の変化、すなわち圧力の変化が検出手段により検出される。これにより、気体の通路を別途設ける必要がなく簡単な構成で基板Wの位置ずれの検出が可能となっている。
また、第1の実施の形態においては、微差圧センサPSまたは流量センサにより圧力または流量が検出され、基板載置検出装置20により微差圧センサPSまたは流量センサの検出する信号が処理され、ベークユニットコントローラ30により基板昇降ピン6、連結部材7および昇降装置8の昇降動作が制御され、基板載置検出装置20の処理結果に基づいて温調プレート2における基板Wの載置状態が判定される。
このように、基板載置検出装置20とベークユニットコントローラ30とが別個に設けられるので、ベークユニットコントローラ30の負担を増加させることなく、基板Wの載置状態を検出することが可能となる。
基板載置検出装置20により微差圧センサPSまたは流量センサの出力信号が予め定められたしきい値と比較され、比較検出値信号が出力される。また、ベークユニットコントローラ30により比較検出値信号に基づいて温調プレート2における基板Wの載置状態が判定される。これにより、簡単な処理で基板Wの位置ずれの検出が可能となっている。
さらに、ベークユニットコントローラ30により、複数の基板昇降ピン6の上昇前または下降前に、基板載置検出装置20の比較検出値が比較検出値リセット信号により所定の状態にリセットされ、複数の基板昇降ピン6の上昇後または下降後に基板載置検出装置20から比較検出値信号が受け取られる。これにより、容易に比較検出値信号を取り出すことができる。なお、比較検出値信号は次回リセットされるまで基板載置検出装置20内で保持される。
第1の実施の形態に係る熱処理ユニット1は、図1に示すように圧力測定管5および微差圧センサPSを用いる代わりに、以下の構成を有してもよい。
図9は、図1の熱処理ユニット1に流量センサを用いた場合の構成例を示す図である。図9の熱処理ユニット1は以下の点で図1の熱処理ユニット1と異なる。
図9の熱処理ユニット1においては、温調プレート2の所定の位置に流体導入孔2Jが設けられている。
そして、流体導入孔2Jの下端には流量測定管5Bが設けられている。流量測定管5Bは、流体導入孔2Jの内径を維持しつつ流体導入孔2Jと同軸となるように、所定の長さで形成されている。流量測定管5Bには流量センサFLが設けられている。流量センサFLは、基板Wと温調プレート2の上面により囲まれる空間から流体導入孔2Jおよび流量測定管5Bを通じて排気される流体の流量を検出する。
この場合、流量センサFLにより基板Wの上昇時または下降時における基板Wと温調プレート2との間の空間における気流の変化、すなわち流量の変化に基づいて基板Wの載置状態を判定することができるので、簡単な構成で基板Wの位置ずれの検出が可能となる。
また、温調プレート2の流体導入孔2Jを通る気流の変化、すなわち流量の変化が検出手段により検出される。これにより、簡単な構成Wで基板の位置ずれの検出が可能となっている。
さらに、上記の図1の例と同様に、ベークユニットコントローラ30により、複数の基板昇降ピン6の上昇前または下降前に、基板載置検出装置20の比較検出値が比較検出値リセット信号により所定の状態にリセットされ、複数の基板昇降ピン6の上昇後または下降後に基板載置検出装置20から比較検出値信号が受け取られる。これにより、容易に比較検出値信号を取り出すことができる。なお、比較検出値信号は次回リセットされるまで基板載置検出装置20内で保持される。
図10(a)は温調プレート2上に正常に基板Wが載置された場合の流体の流れを示す図であり、図10(b)は温調プレート2上にずれた状態で基板Wが載置された場合の流体の流れを示す図である。
図10(a),(b)に示すように、基板昇降ピン6により温調プレート2上で基板Wが上昇および下降すると、基板Wと温調プレート2の上面との間に形成される空間の圧力変動に伴い、流量測定管5Bの端部では矢印Qの方向に流体の流れが発生する。
この流体の流れは上記の空間の圧力変動に起因して変化する。例えば、圧力変動が大きければ、流体の速度は増加する。また、圧力変動が小さければ、流体の速度は減少する。
この場合、上記の図4に示すように、温調プレート2上に正常に基板Wが載置されると圧力変動が大きくなる。その結果、図10(a)の流量センサFLは高い流量を検出する。また、温調プレート2上にずれた状態で基板Wが載置されると圧力変動が小さくなる。その結果、図10(a)の流量センサFLは低い流量を検出する。
したがって、流量センサFLにより検出される流量値を上述の圧力信号と同様に用いることで、図10の熱処理ユニット1においては、基板Wの載置状態が検出される。
なお、図9の熱処理ユニット1の例では、流体導入孔2Jに流量センサFLが設けられた流量測定管5Bが接続されているが、これに代えて、流体導入孔2Jに図1の微差圧センサPSが設けられた圧力測定管5が接続されてもよい。この場合、上述のように基板Wの上昇または下降により発生する圧力の変化に基づいて、基板Wの載置状態が判定される。
以下、第1の実施の形態に係る熱処理ユニット1、基板載置検出装置20およびベークユニットコントローラ30を用いた基板処理装置について説明する。
図11は、第1の実施の形態に係る熱処理ユニット1、基板載置検出装置20およびベークユニットコントローラ30を用いた基板処理装置の平面図である。
図11から後述の図13までの各図には、位置関係を明確にするために互いに直交するX方向、Y方向およびZ方向を示す矢印を付している。X方向およびY方向は水平面内で互いに直交し、Z方向は鉛直方向に相当する。なお、各方向において矢印が向かう方向を+方向、その反対の方向を−方向とする。また、Z方向を中心とする回転方向をθ方向としている。
図11に示すように、基板処理装置500は、インデクサブロック9、反射防止膜用処理ブロック10、レジスト膜用処理ブロック11、現像処理用ブロック12およびインターフェースブロック13を含む。インターフェースブロック13に隣接するようにステッパ部14が配置される。
インデクサブロック9は、複数のキャリア載置台60およびインデクサロボットIRを含む。インデクサロボットIRは、基板Wを受け渡すためのハンドIRHを有する。また、インデクサブロック9には、後述する熱処理ユニットの動作を制御するとともに基板Wの載置状態を検出する図1のベークユニットコントローラ30が設けられる。反射防止膜用処理ブロック10は、反射防止膜用熱処理部100,101、反射防止膜用塗布処理部70および第1のセンターロボットCR1を含む。反射防止膜用塗布処理部70は、第1のセンターロボットCR1を挟んで反射防止膜用熱処理部100,101に対向して設けられる。第1のセンターロボットCR1は、基板Wを受け渡すためのハンドCRH1を有する。
レジスト膜用処理ブロック11は、レジスト膜用熱処理部110,111、レジスト膜用塗布処理部80および第2のセンターロボットCR2を含む。レジスト膜用塗布処理部80は、第2のセンターロボットCR2を挟んでレジスト膜用熱処理部110,111に対向して設けられる。第2のセンターロボットCR2は、基板Wを受け渡すためのハンドCRH2を有する。
現像処理用ブロック12は、現像用熱処理部120,121、現像処理部90および第3のセンターロボットCR3を含む。現像処理部90は、第3のセンターロボットCR3を挟んで現像用熱処理部120,121に対向して設けられる。第3のセンターロボットCR3は、基板Wを受け渡すためのハンドCRH3を有する。
インターフェースブロック13は、第4のセンターロボットCR4、バッファSBF、インターフェース用搬送機構IFRおよびエッジ露光部EEWを含む。第4のセンターロボットCR4は、基板Wを受け渡すためのハンドCRH4を有する。インターフェース用搬送機構IFRは、後述する基板載置部PASS8とステッパ部14との間で基板Wの受け渡しを行う。
第1の実施の形態に係る基板処理装置500においては、Y方向に沿ってインデクサブロック9、反射防止膜用処理ブロック10、レジスト膜用処理ブロック11、現像処理用ブロック12およびインターフェースブロック13の順に並設されている。
以下、インデクサブロック9、反射防止膜用処理ブロック10、レジスト膜用処理ブロック11、現像処理用ブロック12およびインターフェースブロック13の各々を処理ブロックと呼ぶ。
基板処理装置500には、各処理ブロックの動作を制御するメインコントローラ(図示せず)が設けられている。
また、各処理ブロックの間には隔壁が設けられている。この各隔壁には、各処理ブロック間に基板Wの受け渡しを行うための基板載置部PASS1〜PASS6が2個ずつ上下に近接して設けられている。
また、現像処理用ブロック12の現像用熱処理部121には、後述するように、基板載置部PASS7が設けられ、インターフェースブロック13のエッジ露光部EEWには、後述するように、基板載置部PASS8が設けられている。基板載置部PASS1〜PASS8には、固定設置された複数本の支持ピンが設けられている。また、基板載置部PASS1〜PASS8には、基板Wの有無を検出する光学式のセンサ(図示せず)が設けられている。それにより、基板載置部PASS1〜PASS8において基板Wが載置されているか否かの判定を行うことが可能となる。
基板載置部PASS1,PASS3,PASS5は、未処理の基板Wを受け渡す場合に用いられ、基板載置部PASS2,PASS4,PASS6は、処理済みの基板Wを受け渡す場合に用いられる。
次に、第1の実施の形態に係る基板処理装置500の動作について簡潔に説明する。
インデクサブロック9のキャリア載置台60の上には、複数枚の基板Wを多段に収納するキャリアCが搬入される。インデクサロボットIRは、基板Wの受け渡しをするためのハンドIRHを用いてキャリアC内に収納された未処理の基板Wを取り出す。その後、インデクサロボットIRは±X方向に移動しつつ±θ方向に回転移動し、未処理の基板Wを基板載置部PASS1に移載する。
また、第1の実施の形態においては、キャリアCとしてFOUP(front opening unified pod)を採用しているが、これに限定されず、SMIF(Standard Mechanical Inter Face)ポッドや収納基板Wを外気に曝すOC(open cassette)等を用いてもよい。さらに、インデクサロボットIR、第1〜第4のセンターロボットCR1〜CR4およびインターフェース用搬送機構IFRには、それぞれ基板Wに対して直線的にスライドさせてハンドの進退動作を行う直動型搬送ロボットを用いているが、これに限定されず、関節を動かすことにより直線的にハンドの進退動作を行う多関節型搬送ロボットを用いてもよい。
基板載置部PASS1に移載された未処理の基板Wは、反射防止膜用処理ブロック10の第1のセンターロボットCR1のハンドCRH1により受け取られる。第1のセンターロボットCR1は、基板Wを反射防止膜用塗布処理部70に搬入する。この反射防止膜用塗布処理部70では、露光時に発生する低在波やハレーションを減少させるためフォトレジスト膜の下部に反射防止膜が後述の塗布ユニットBARCにより塗布形成される。
その後、第1のセンターロボットCR1は、反射防止膜用塗布処理部70から基板Wを取り出し、反射防止膜用熱処理部100,101に搬入する。反射防止膜用熱処理部100,101において所定の処理が施された後、第1のセンターロボットCR1は、反射防止膜用熱処理部100,101から基板Wを取り出し、基板載置部PASS3に移載する。
基板載置部PASS3に移載された基板Wは、レジスト膜用処理ブロック11の第2のセンターロボットCR2のハンドCRH2により受け取られる。第2のセンターロボットCR2は、基板Wをレジスト膜用塗布処理部80に搬入する。このレジスト膜用塗布処理部80では、反射防止膜が塗布形成された基板W上にフォトレジスト膜が後述の塗布ユニットRESにより塗布形成される。その後、第2のセンターロボットCR2は、レジスト膜用塗布処理部80から基板Wを取り出し、レジスト膜用熱処理部110,111に搬入する。レジスト膜用熱処理部110,111において所定の処理が施された後、第2のセンターロボットCR2は、レジスト膜用熱処理部110,111から基板Wを取り出し、基板載置部PASS5に移載する。
基板載置部PASS5に移載された基板Wは、現像処理用ブロック12の第3のセンターロボットCR3のハンドCRH3により受け取られる。第3のセンターロボットCR3は、基板Wを基板載置部PASS7に移載する。基板載置部PASS7に移載された基板Wは、インターフェースブロック13の第4のセンターロボットCR4のハンドCRH4により受け取られる。第4のセンターロボットCR4は、基板Wをエッジ露光部EEWに搬入する。エッジ露光部EEWにおいて所定の処理が施された後、第4のセンターロボットCR4は、エッジ露光部EEWから基板Wを取り出し、エッジ露光部EEWに設けられた基板載置部PASS8に移載する。
基板載置部PASS8に移載された基板Wは、インターフェース用搬送機構IFRにより受け取られる。インターフェース用搬送機構IFRは、基板Wをステッパ部14に搬入する。ステッパ部14において、所定の処理が基板Wに施される。その後、インターフェース用搬送機構IFRは、ステッパ部14より基板Wを受け取り、エッジ露光部EEWに設けられた基板載置部PASS8に移載する。
基板載置部PASS8に移載された基板Wは、インターフェースブロック13の第4のセンターロボットCR4のハンドCRH4により受け取られる。第4のセンターロボットCR4は、基板Wを現像用熱処理部121に搬入する。現像用熱処理部121においては、基板Wに対して熱処理が行われる。その後、第4のセンターロボットCR4は、現像用熱処理部121から基板Wを取り出し、基板載置部PASS7に移載する。
基板載置部PASS7に移載された基板Wは、現像処理ブロック12の第3のセンターロボットCR3のハンドCRH3により受け取られる。第3のセンターロボットCR3は、基板Wを現像処理部90に搬入する。現像処理部90においては、露光された基板Wに対して現像処理が施される。その後、第3のセンターロボットCR3は、現像処理部90から基板Wを取り出し、現像用熱処理部120に搬入する。現像用熱処理部120において所定の処理が施された後、第3のセンターロボットCR3は、現像用熱処理部120から基板Wを取り出し、レジスト膜用処理ブロック11に設けられた基板載置部PASS6に移載する。
基板載置部PASS6に移載された基板Wは、レジスト膜用処理ブロック11の第2のセンターロボットCR2により基板載置部PASS4に移載される。基板載置部PASS4に移載された基板Wは反射防止膜用処理ブロック10の第1のセンターロボットCR1により基板載置部PASS2に移載される。
基板載置部PASS2に移載された基板Wは、インデクサブロック9のインデクサロボットIRによりキャリアC内に収納される。
次に、図12は、図11の基板処理装置500を−X方向から見た側面図である。
インデクサブロック9のキャリア載置台60上に基板Wを収納したキャリアCが載置される。インデクサロボットIRのハンドIRHは、±θ方向に回転または±Y方向に進退してキャリアC内の基板Wを受け取る。
反射防止膜用処理ブロック10の反射防止膜用熱処理部100には、2個の受け渡し部付き熱処理ユニットPHP(以下、単に熱処理ユニットと呼ぶ。)と3個のホットプレートHPが上下に積層配置され、反射防止膜用熱処理部101には、2個の密着強化剤塗布処理部AHLおよび4個のクーリングプレートCPが上下に積層配置される。また、反射防止膜用熱処理部100,101には、最上部に熱処理ユニットPHP、ホットプレートHP、密着強化剤塗布処理部AHLおよびクーリングプレートCPの温度を制御するローカルコントローラLCが各々配置される。
ここで、熱処理ユニットPHP、ホットプレートHP、密着強化剤塗布処理部AHLおよびクーリングプレートCPは上記図1の熱処理ユニット1の構成を有する。また、ローカルコントローラLCは上記図1の基板載置検出装置20の構成および動作を有する。
これにより、熱処理ユニットPHP、ホットプレートHP、密着強化剤塗布処理部AHLおよびクーリングプレートCPの動作時における基板Wの載置状態が検出される。
レジスト膜用処理ブロック11のレジスト膜用熱処理部110には、6個の熱処理ユニットPHPが上下に積層配置され、レジスト膜用熱処理部111には、4個のクーリングプレートCPが上下に積層配置される。また、レジスト膜用熱処理部110,111には、最上部に熱処理ユニットPHPおよびクーリングプレートCPの温度を制御するローカルコントローラLCが各々配置される。
ここで、熱処理ユニットPHPおよびクーリングプレートCPは上記図1の熱処理ユニット1の構成を有する。また、ローカルコントローラLCは上記図1の基板載置検出装置20の構成および動作を有する。
これにより、熱処理ユニットPHPおよびクーリングプレートCPの動作時における基板Wの載置状態が検出される。
現像処理用ブロック12の現像用熱処理部120には、4個のホットプレートHPおよび4個のクーリングプレートCPが上下に積層配置され、現像熱処理部121には、基板載置部PASS7、5個の熱処理ユニットPHPおよびクーリングプレートCPが上下に積層配置されている。また、現像用熱処理部120,121には、最上部に熱処理ユニットPHP、ホットプレートHPおよびクーリングプレートCPの温度を制御するローカルコントローラLCが各々配置される。
ここで、熱処理ユニットPHP、ホットプレートHPおよびクーリングプレートCPは上記図1の熱処理ユニット1の構成を有する。また、ローカルコントローラLCは上記図1の基板載置検出装置20の構成および動作を有する。
これにより、熱処理ユニットPHP、ホットプレートHPおよびクーリングプレートCPの動作時における基板Wの載置状態が検出される。
インターフェースブロック13には、2個のエッジ露光部EEW、バッファ部BF、基板載置部PASS8が上下に積層配置されるとともに、第4のセンターロボットCR4およびインターフェース搬送機構IFR(図示せず)が配置される。
図13は、図11の基板処理装置500を+X方向から見た側面図である。
インデクサブロック9の上方には、図1のベークユニットコントローラ30が配置されている。反射防止膜用塗布処理部70には、3個の塗布ユニットBARCが上下に積層配置されている。レジスト膜用塗布処理部80には、3個の塗布ユニットRESが上下に積層配置されている。現像処理部90には、5個の現像処理装置DEVが上下に積層配置されている。
上記図11の基板処理装置500においては、熱処理ユニット1の構成を有するホットプレートPHP,HP、密着強化剤塗布処理部AHLおよびクーリングプレートCPが設けられている。また、ホットプレートPHP,HP、密着強化剤塗布処理部AHLおよびクーリングプレートCPの動作時における基板Wの載置状態を検出する基板載置検出装置20の動作および構成を有するローカルコントローラLCが設けられている。また、図1のベークユニットコントローラ30が設けられている。
これにより、基板WのホットプレートPHP,HP、密着強化剤塗布処理部AHLおよびクーリングプレートCPにおける各種処理時に基板の載置状態が検出される。
(第2の実施の形態)
第2の実施の形態に係る基板処理ユニットは以下の点で第1の実施の形態に係る基板処理ユニットと異なる。
第2の実施の形態においても、基板に熱処理を行う熱処理ユニットを一例に挙げて説明する。
図14は、第2の実施の形態に係る熱処理ユニットを説明するための模式図である。図14(a)に、第2の実施の形態に係る熱処理ユニット1の温調プレート2の構造が平面図で示されている。図14(a)では、温調プレート2上の基板Wの載置位置が破線で示されている。図14(b)に、第2の実施の形態に係る熱処理ユニットの構成が示され、主として図14(a)のE−E線断面が示されている。
図14(a)に示すように、温調プレート2上には第1の実施の形態と同様に、複数(例えば、3個)の位置決め部材3および複数(例えば、10個)の基板載置片4が設けられている。温調プレート2の中央部には、所定の同心円上に複数(例えば、3個)のピン導入孔2Hが形成されている。
さらに、温調プレート2には複数の流体導入孔21a,21bが設けられている。図14の例では、温調プレート2に2個の流体導入孔21a,21bが設けられているが、温調プレート2に3個以上の流体導入孔を設けてもよい。
図14(b)に示すように、温調プレート2の複数の流体導入孔21a,21bの下端には、それぞれ圧力測定管5が設けられている。圧力測定管5の構造は図1の圧力測定管5と同様である。圧力測定管5は枝管部5bを通じて微差圧センサPSに接続されている。
これにより、流体導入孔21a,21bのそれぞれに対応して設けられた微差圧センサPSは、基板Wと温調プレート2の上面により囲まれる空間から枝管部5bを通じて排気される気流の圧力を検出する。
なお、微差圧センサPSは枝管部5bを通じて基板Wと温調プレート2の上面とにより囲まれる空間に供給される気流の圧力を検出してもよい。
複数の微差圧センサPSは、それぞれ基板載置検出装置20に接続されている。それにより、複数の微差圧センサPSの各々は、枝管部5bにおける圧力に対応する圧力信号を基板載置検出装置20に与える。
基板載置検出装置20は、複数の微差圧センサPSから与えられる圧力信号およびベークユニットコントローラ30から予め与えられる遅延時間に基づいて複数の比較検出値信号を生成し、ベークユニットコントローラ30に与える。ベークユニットコントローラ30は基板載置検出装置20に対して、比較検出値リセット信号を与える。
このように、ベークユニットコントローラ30は複数の比較検出値信号を得ることができる。そこで、ベークユニットコントローラ30は複数の比較検出値信号がそれぞれ論理「1」であるか否かを判別する。
ベークユニットコントローラ30は複数の比較検出値信号の全てが論理「1」である場合に、基板Wの載置状態が正常であると判別して、基板Wの載置状態の検出動作を終了する。
一方、ベークユニットコントローラ30は複数の比較検出値信号の全てが論理「1」でない場合に、基板Wの載置状態が異常であると判別して、警報信号を図示しない上位のコントローラまたは警報発生装置等に与える。
図14(b)においては、温調プレート2上に載置される基板Wを所定の温度に調整するための温度調整装置2Tおよび温調部2Zが示されている。
温度調整装置2Tはベークユニットコントローラ30に接続されており、ベークユニットコントローラ30から与えられる後述の温調設定信号に基づいて温調部2Zの制御を行う。温調部2Zは、例えばヒータまたはペルチェ素子であり、温度調整装置2Tの制御に応じて温調プレート2上の基板Wの温度を調整する。
上記構成を有する第2の実施の形態に係る熱処理ユニット1においては、温調プレート2上の複数の箇所で、基板Wと温調プレート2の上面との間に形成される空間における気流の変化、すなわち圧力の変化が複数の圧力測定管5および複数の微差圧センサPSにより検出される。そして、複数の検出結果に基づいて温調プレート2上における基板Wの載置状態が基板載置検出装置20およびベークユニットコントローラ30により判定される。
その結果、基板Wの上昇または下降により発生する圧力の変化の複数の検出結果に基づいて基板Wの載置状態が判定されるので、基板Wの位置ずれの検出精度が向上する。さらに、基板Wの位置ずれの検出精度が向上することにより、基板Wの処理工程の異常を検出することが可能となる。
基板Wの処理工程の異常(以下、処理異常と呼ぶ。)とは、破損された基板Wの破片等の微小な異物が温調プレート2上に残留することにより、基板Wの一部がその異物に乗り上げることをいう。この場合、基板Wの全面に対して均一な処理が行われない。
なお、上記では、基板Wと温調プレート2の上面との間に形成される空間における気流の変化を検出するために微差圧センサPSを用いているが、この気流の変化の検出は第1の実施の形態と同様に流量センサFLにより行ってもよい。
ここで、温調プレート2に設けられる複数の流体導入孔21a,21bの配置位置は以下の内容を考慮して決定されることが好ましい。
第1の実施の形態で示したように、基板載置検出装置20およびベークユニットコントローラ30による基板Wの載置状態の検出は、基板Wと温調プレート2の上面により囲まれる空間の微小な圧力変動に基づいて行われる。
温調プレート2上で基板Wが所定の方向に傾斜する場合、微小な圧力変動は温調プレート2上の位置に応じて変化する。
これは、基板Wが所定の方向に傾斜することにより、基板Wと温調プレート2との間の距離が温調プレート2上の位置に応じて異なるためである。以下、温調プレート2上の特定の位置における基板Wと温調プレート2との間の距離をギャップと呼ぶ。
次に、温調プレート2上での流体導入孔21a,21bの好ましい配置位置について説明する。
図15は、傾斜した基板Wと温調プレート2とのギャップを示す模式図である。
図15では、熱処理ユニット1の平面図および側面図が示されている。図15の側面図では、温調プレート2上で、所定の方向に基板Wが傾斜して載置された状態が示されている。
図15の平面図においては、温調プレート2のプレート中心2Cから距離rの同心円上に等間隔で位置X1,X2,X3,X4が定義されている。
ここで、温調プレート2のプレート中心2Cを原点とし、プレート中心2Cと位置X1とを結ぶ太線CLを基準としたときの時計回りの回転角度を角度θと定義する。これにより、位置X1は角度θが0度の方向に位置し、位置X2は角度θが90度の方向に位置し、位置X3は角度θが180度の方向に位置し、位置X4は角度θが270度の方向に位置する。
なお、図15の側面図に示すように、基板Wは角度θが180度の位置で最大のギャップが生じるように傾斜しているものとする。
この場合、ギャップの大きさは、角度θが0度から90度に増加するにつれて大きくなり、角度θが90度から180度に増加するにつれてさらに大きくなり、角度θが180度から270度に増加するにつれて小さくなり、角度θが270度から360度に増加するにつれてさらに小さくなる。
したがって、位置X1,X2,X3,X4のそれぞれの位置におけるギャップは、ギャップGX1が最も小さく、ギャップGX2,GX4が中程度であり、ギャップGX3が最も大きい。
上述のように、基板Wと温調プレート2との間の空間に生じる微小な圧力変動はギャップの大きさに応じて異なる。圧力変動の大きさはギャップが大きくなるほど小さくなり、ギャップが小さくなるほど大きくなる。
基板Wが温調プレート2上に正常に載置される場合には、ギャップがほとんど発生しないため、温調プレート2上のいずれの位置においても圧力変動の大きさは最大となる。
一方、基板Wが温調プレート2上に傾斜して載置される場合には、正常に載置される場合に比べて、ギャップが大きくなり圧力変動の大きさが小さくなる。
しかしながら、基板Wが温調プレート2上に傾斜して載置される場合でも、ギャップが小さい位置では圧力変動の大きさが、正常に載置される場合の圧力変動に近くなる。これにより、流体導入孔の位置におけるギャップが小さい場合には、基板Wが温調プレート2上で傾斜しているにもかかわらず、基板Wの載置状態が正常であると誤判別される場合がある。
図15の例では、位置X1に流体導入孔が設けられる場合に誤判別の確率が最も高く、位置X2,X4に流体導入孔が設けられる場合に誤判別の確率が中程度となり、位置X3に流体導入孔が設けられる場合に誤判別の確率が最も低くなる。
ところが、基板Wの傾斜方向が変化すると、基板の傾斜方向に応じて各位置X1,X2,X3,X4における誤判別の確率も変化する。
基板Wの傾斜方向、温調プレート2上の位置および誤判別の確率を考慮すると、温調プレート2に2個の流体導入孔21a,21bを設ける場合、各流体導入孔21a,21bは、それぞれ図15の位置X1,X3に設けるか、または図15の位置X2,X4に設けることが好ましい。
流体導入孔21a,21bを上記のように温調プレート2に設けることにより、流体導入孔21a,21bのいずれかの位置においては、基板Wの傾斜方向にかかわらず、ギャップが中程度以上となる。それにより、流体導入孔21a,21bのいずれかの位置においては、誤判別の確率が中程度以下となる。その結果、基板Wの載置状態の検出精度が向上する。
上述のように、第2の実施の形態に係る熱処理ユニット1において、温調プレート2には、3個の流体導入孔が設けられてもよい。この場合、例えば、3個の流体導入孔の各々を図15の位置X1,X2,X3,X4のいずれかに配置する。
この場合、基板Wの傾斜方向にかかわらず3個の流体導入孔のいずれかにおいて、誤判別の確率が中程度以下となるとともに、基板Wの載置状態の検出箇所が増加するので基板Wの載置状態の検出精度がさらに向上する。
温調プレート2に3個の流体導入孔を設ける場合、流体導入孔の各々は以下のように配置されることがより好ましい。図16は、3つの流体導入孔が設けられた温調プレート2の平面図である。
図16においては、温調プレート2のプレート中心2Cから距離rの同心円上に等間隔で流体導入孔21a,21b,21cが設けられている。
図15のようにプレート中心2Cと位置X1とを結ぶ太線CLを基準としたときの時計回りの回転角度を角度θと定義する。この場合、流体導入孔21aは角度θが0度の方向に位置し、流体導入孔21bは角度θが120度の方向に位置し、流体導入孔21cは角度θが240度の方向に位置する。
ここで、基板Wの傾斜方向により発生する流体導入孔21a,21b,21cの各位置におけるギャップをギャップGXa、GXb,GXcとする。
この場合、ギャップGXa、GXb,GXcのうち少なくとも1つは、基板Wの傾斜方向にかかわらず、図15において説明した中程度の大きさのギャップよりも大きくなる。
それにより、流体導入孔21a,21b,21cのいずれかの位置における誤判別の確率が中程度よりもさらに低くなる。その結果、基板Wの載置状態の検出精度がさらに向上する。
第2の実施の形態に係る熱処理ユニット1において、温調プレート2には、4個の流体導入孔が設けられてもよい。この場合、例えば、4個の流体導入孔の各々を図15の位置X1,X2,X3,X4に配置する。
この場合、基板Wの傾斜方向にかかわらず4個の流体導入孔のいずれかにおいて、誤判別の確率が中程度以下となるとともに、基板Wの載置状態の検出箇所が増加するので基板Wの載置状態の検出精度がさらに向上する。
上記のように、第2の実施の形態において、温調プレート2に設けられる流体導入孔の数は複数であればよく、個数が多くなるとともに基板Wの載置状態の検出感度が向上する。そして、流体導入孔の数が増加した場合の各流体導入孔の配置位置は、上記の内容を考慮することが好ましい。
なお、図15において、基板Wの載置時に温調プレート2上で発生する圧力変動の大きさは位置X1,X2,X3,X4およびプレート中心2C間の距離rによっても大きく変化する。
図15において位置X3における圧力変動の大きさは、プレート中心2Cからの距離rが大きくなるにつれて大きくなる。それにより、位置X3に流体導入孔を設ける場合、距離rが大きく設定されるにつれて誤判別の確率が順次低くなる。
例えば、直径300mmの基板Wに対応する温調プレート2に、流体導入孔21a,21bを図15の位置X1,X3に、プレート中心2Cとの間の距離rが80mm以上となるように設ける。
このように、流体導入孔21a,21bを距離rが80mm以上となるように設ける場合、基板載置検出装置20およびベークユニットコントローラ30は流体導入孔21a,21bにおける圧力変動に基づいて、基板Wの位置ずれまたは処理異常により発生する0.5mm以上のギャップを検出することが可能となる。
上述のように、温度調整装置2Tにベークユニットコントローラ30から温調設定信号が入力されると、温度調整装置2Tは温調部2Zの制御を行う。これにより、温調プレート2上に載置される基板Wが所定の温度に調整される。この場合の所定の温度を処理温度と呼ぶ。なお、処理温度は、予めベークユニットコントローラ30に設定される。
ベークユニットコントローラ30からの温調設定信号により温調プレート2上の処理温度が変化すると、上述の圧力値検出波形はその処理温度に応じて変化する。
ここで、ベークユニットコントローラ30は予め処理温度と基板載置検出装置20に設定すべき遅延時間との関係を示すテーブルを記憶している。使用者により上述の温調設定信号が生成されることにより、ベークユニットコントローラ30はテーブルに基づいて温調設定信号により示される処理温度に応じた遅延時間を抽出し、基板載置検出装置20に与える。
図17は、基板Wの処理温度に応じた圧力値検出波形、比較値および比較検出値の一例を示す図である。
図17(a)に、処理温度が比較的低い場合の圧力値検出波形が実線で示され、処理温度が比較的高い場合の圧力値検出波形が一点鎖線で示されている。図17(a)においては、図5(a)に示したように、縦軸が電圧を表し、横軸が時間を表す。ここでも、基板載置検出装置20には破線で示される所定のしきい値SHが設定されている。
図17(a)によれば、処理温度が低い場合の変化に比べて、処理温度が高い場合の圧力値検出波形の変化は時間軸方向に延びている。このように、圧力値検出波形が延びるのは処理温度が上昇することにより温調プレート2上の空間の気体が熱膨張するためと考えられる。
図17(a)のしきい値SHにより、処理温度が低い場合に生成される比較値は図17(b)に示す通りである。処理温度が低い場合、基板載置検出装置20にはベークユニットコントローラ30から低い温度に対応する遅延時間DT1が与えられている。
これにより、基板載置検出装置20には、遅延時間DT1が設定される。この遅延時間DT1に基づいて図17(c)の比較検出値が生成される。
これに対して、図17(a)のしきい値SHにより、処理温度が高い場合に生成される比較値は図17(d)に示す通りである。処理温度が高い場合、基板載置検出装置20にはベークユニットコントローラ30から高い温度に対応する遅延時間DT2が与えられている。
これにより、基板載置検出装置20には、遅延時間DT2が設定される。この遅延時間DT2に基づいて図17(e)の比較検出値が生成される。
このように、第2の実施の形態においては、処理温度に応じて遅延時間が設定されるので、処理温度による圧力値検出波形の相違に起因する基板Wの載置状態の誤判別が防止される。この場合の誤判別とは、例えば次のことをいう。
基板載置検出装置20において図17(c)の遅延時間が処理温度にかかわらず一定の遅延時間DT1に設定されている場合を想定する。
処理温度が高い場合、上述のように圧力値検出波形の変化は時間軸方向に長く延びる。そのため、基板Wの載置状態が異常である場合でも、比較値が遅延時間DT1の経過前に論理「0」にならない場合が生じる。それにより、ベークユニットコントローラ30は基板Wの載置状態が異常であるにもかかわらず、基板Wの載置状態が正常であると誤判別する。
また、基板載置検出装置20において図17(c)の遅延時間が処理温度にかかわらず一定の遅延時間DT2に設定されている場合を想定する。
処理温度が低い場合、圧力値検出波形の変化は時間軸方向に短く縮む。この場合、基板Wの載置状態が正常である場合でも、比較値が遅延時間DT2の経過前に論理「0」となる場合が生じる。それにより、ベークユニットコントローラ30は基板Wの載置状態が正常であるにもかかわらず、基板Wの載置状態が異常であると誤判別する。
第2の実施の形態において、ベークユニットコントローラ30に記憶されるテーブルは、例えば、複数の処理温度において、基板Wが下降する際の複数の載置状態に対応する圧力値検出波形を測定し、その測定結果に基づいて各処理温度に応じた最適な遅延時間を算出することにより作成する。
図18は、ベークユニットコントローラ30に記憶されるテーブルの一例を示す図である。図18において、縦軸は遅延時間を表し、横軸は処理温度(温調プレート2上の温度)を表す。図18によれば、最適な遅延時間は処理温度が上昇するとともに二次曲線的に上昇している。
第2の実施の形態に係る熱処理ユニット1において、図18に示すテーブルから基板Wの処理温度に応じた遅延時間が抽出され、基板載置検出装置20およびベークユニットコントローラ30により抽出された遅延時間を用いた基板Wの載置状態の判別が行われる。
それにより、基板Wの載置状態の誤判別が防止されるとともに、高い精度で基板Wの位置ずれおよび処理異常を検出することが可能となる。
上記では、第2の実施の形態に係る基板処理ユニットとして熱処理ユニット1について説明したが、上記の構成は第1の実施の形態に係る熱処理ユニットPHP、ホットプレートHP、クーリングプレートCPおよび密着強化剤塗布処理部AHLに適用できる。
なお、基板が下降する際の圧力値検出波形の時間軸方向の変化の長さは、基板が上昇する際の圧力値検出波形の時間軸方向の変化の長さに比べて長い。圧力値検出波形の時間軸方向の変化の長さが長い場合、基板Wの載置状態の判別が容易になる。したがって、基板Wの載置状態の判別は、基板Wが下降する際の基板Wと温調プレート2との間の圧力の変化に基づいて行われることが好ましい。
特に、熱処理ユニットPHP、ホットプレートHPおよび密着強化剤塗布処理部AHLにおいては、常温の基板Wが搬入され、基板昇降ピン6により下降される際に安定した圧力値検出波形を得ることができる。
一方、クーリングプレートCPに搬入される基板Wは、一般に所定の処理温度に加熱されている。所定の処理温度に加熱された基板Wが温調プレート2上で基板昇降ピン6により下降されると、基板Wと温調プレート2との温度差に起因する急激な熱移動が発生する。それにより、基板Wの中心部と周縁部との間で温度差が発生し、基板Wが変形する。これにより、微差圧センサPSは、基板Wの載置状態に異常がない場合でも、図5(a)または図17(a)に示す安定した圧力値検出波形を得ることが困難となる。
したがって、第2の実施の形態において、熱処理ユニット1の構成をクーリングプレートCPに適用する場合には、基板Wが図1の基板昇降ピン6により上昇される際の基板Wと温調プレート2との間の圧力の変化に基づいて基板Wの載置状態の判別を行うことが好ましい。
上記第2の実施の形態においては、基板載置検出装置20により複数の微差圧センサPSの圧力値検出波形が処理され、ベークユニットコントローラ30により複数の比較検出値信号に基づいて基板Wの載置状態が判定される。このように、複数の微差圧センサPSの圧力値検出波形により得られる比較検出値信号に基づいて基板Wの載置状態が判定されるので、基板Wの載置状態の判定精度が向上する。
また、基板Wと温調プレート2との間の空間における気流の変化が複数の微差圧センサPSにより検出され、複数の微差圧センサPSの複数の圧力値検出波形に基づいて、基板Wの載置状態が判定されるので、基板Wの載置状態の判定精度がより向上する。それにより、基板Wの位置ずれのみならず、温調プレート2に載置された基板Wの処理異常についても判定を行うことができる。
上述のように、基板Wの処理温度によって微差圧センサPSの圧力値検出波形は異なる。この場合、温調プレート2に載置される基板Wの温度が、温度調整装置2Tおよび温調部2Zにより所定の処理温度に調整される。そして、基板載置検出装置20により処理温度に応じた遅延時間に基づいてディレイフィルタ処理が行われる。
これにより、基板Wの処理温度に応じて、温調プレート2における基板Wの載置状態が判定される。なお、基板Wの処理温度に応じた遅延時間は、基板載置検出装置20およびベークユニットコントローラ30により設定される。
(第3の実施の形態)
第3の実施の形態に係る基板処理ユニットは以下の点で第1の実施の形態に係る基板処理ユニット1と異なる。
第3の実施の形態に係る熱処理ユニット1の構成は主に第1の実施の形態において説明した密着強化剤塗布処理部AHLに用いられる。以下、密着強化剤塗布処理部AHLについて説明する。
図19は第3の実施の形態に係る密着強化剤塗布処理部AHLの構成を示す模式図である。
図19に示すように、第3の実施の形態に係る密着強化剤塗布処理部AHLは、第1の実施の形態に係る熱処理ユニット1の構成に加えて、密閉蓋C10およびプレート収容台座C11を含む。
プレート収容台座C11は温調プレート2の下方を覆うように設けられる。密閉蓋C10はプレート収容台座C11上で開閉自在に設けられている。密閉蓋C10が閉じることにより、温調プレート2上の空間が密閉空間Vとなる。
プレート収容台座C11の側面には排気管C14が設けられている。排気管C14の内部空間NEは上述の密閉空間Vに連通している。排気管C14の内部空間NEを通じて密閉空間V内の内部雰囲気が排気される。それにより、密閉空間Vの内部が減圧される。
一方、密閉蓋C10の上部にはガス供給配管C13が設けられている。ガス供給配管C13は密閉空間Vの内部に、HMDS(ヘキサメチルジシラザン)または窒素ガス(不活性ガス)を供給する。ここで、HMDSは密着強化剤として用いられる。
このような構成を有する密着強化剤塗布処理部AHLにおいては、初めに密閉蓋C10が開かれた状態で基板Wが温調プレート2上に搬入され、載置される。その後、密閉蓋C10が閉じられ、排気管C14から密閉空間Vの内部雰囲気が排気される。これにより、密閉空間V内の圧力が減圧される。その後、ガス供給配管C13からHMDSが供給され、温調プレート2により所定の処理温度に保たれた基板Wに対して密着強化処理が施される。
HMDSによる密着強化処理が終了すると、再び排気管C14から密閉空間V内の内部雰囲気が排気される。その後、ガス供給配管C13から密閉空間V内に窒素ガスが供給され、密閉空間Vの内部雰囲気の置換が行われる。
最後に、密閉蓋C10が開かれ、密着強化処理の行われた基板Wが温調プレート2上から取り出される。
ところで、微差圧センサPSは図19に示すように2個のポートPHS,PLSを有する。そして、2個のポートPHS,PLSのそれぞれが所定の空間に接続される。それにより、微差圧センサPSは一方のポートPHSが接続される空間と、他方のポートPLSが接続される空間との差圧を測定する。
第3の実施の形態では、微差圧センサPSの一方のポートPHSは温調プレート2の下部に設けられる圧力測定管5を介して密閉空間Vに接続される。さらに、微差圧センサPSの他方のポートPLSは差圧測定配管SYを介して排気管C14の内部空間NEに接続されている。
微差圧センサPSは、基板Wが上昇または下降することにより発生する基板Wと温調プレート2との間の空間のわずかな圧力変動を検出するために用いられている。
上述の密着強化剤塗布処理部AHLのように、密閉空間Vの内部が減圧される場合、一方のポートPHSを圧力測定管5に接続し、他方のポートPLSを大気中に開放させると、密閉空間Vが減圧されたときに測定される差圧が非常に大きくなる。それにより、微差圧センサPSが故障する場合がある。
したがって、本例では、上述のように2個のポートPHS,PLSを互いに連通する空間(密閉空間Vおよび内部空間NE)に接続している。これにより、2個のポートPHS,PLSが互いに連通する密閉空間Vおよび内部空間NEに接続されるので、密閉空間V内部が減圧された場合でも、一方のポートPHSが接続される空間の圧力と、他方のポートPLSが接続される空間の圧力との差圧は小さくなる。それにより、微差圧センサPSの故障が防止される。
なお、第3の実施の形態において、微差圧センサPSの一方のポートPHSが圧力測定管5を介して基板Wと温調プレート2との間の空間に接続されている場合、微差圧センサPSの他方のポートPLSは密閉空間V内でかつ基板Wと温調プレート2との間以外の空間に接続されてもよい。
例えば、図19の点線で示すように、密閉蓋C10の一部に開口C15を設け、その開口C15とポートPLSとを接続するような差圧測定配管SYbを設ける。この場合においても、微差圧センサPSの一方のポートPHSが接続される基板Wと温調プレート2との間の空間が、他方のポートPLSが接続される密閉空間Vに含まれるので、一方のポートPHSが接続される空間の圧力と、他方のポートPLSが接続される空間の圧力との差圧は小さくなる。それにより、微差圧センサPSの故障が防止される。
上記第3の実施の形態においては、密閉空間V内の雰囲気が排気管C14により排気され、減圧される。このように、密閉空間Vの内部雰囲気が減圧された場合でも、基板Wと温調プレート2との間の空間と、排気管C14の内部空間NEとが連通しているので、これらの空間の圧力差が過大とならない。その結果、微差圧センサPSの2個のポートPHS,PLSの各々が、基板Wと温調プレート2との間の空間および排気管C14の内部空間NEに接続された場合に、微差圧センサPSが過大な圧力差により故障することが防止される。
また、微差圧センサPSの2個のポートPHS,PLSが、基板Wと温調プレート2との間の空間および基板Wと温調プレート2との間の空間を除く密閉空間Vにそれぞれ接続される場合においても、これらの空間の圧力差が過大とならない。その結果、微差圧センサPSが過大な圧力差により故障することが防止される。
なお、第3の実施の形態において、温調プレート2に設けられる流体導入孔の数および微差圧センサPSの数について言及していないが、第2の実施の形態と同様に、流体導入孔および微差圧センサPSは複数設けられてもよい。
さらに、第2の実施の形態と同様に、第3の実施の形態においても、基板載置検出装置20およびベークユニットコントローラ30は、基板Wの処理温度に対応した遅延時間を用いて、基板Wの載置状態の判別を行ってもよい。
(第4の実施の形態)
第4の実施の形態に係る基板処理ユニットは以下の点で第1の実施の形態に係る基板処理ユニット1と異なる。
図20は、第4の実施の形態に係る熱処理ユニットおよび基板昇降ピンの構成および構造の一例を示す模式図である。図20(a)に第4の実施の形態に係る熱処理ユニット1の構成が示されている。
図20(a)に示すように、第4の実施の形態に係る熱処理ユニット1には図1の圧力測定管5が設けられない。また、第4の実施の形態に係る基板昇降ピン6は第1の実施の形態に係る基板昇降ピン6と構造が異なる。
図20(b)に第4の実施の形態に係る基板昇降ピン6の構造の詳細が示されている。図20(b)に示すように、複数の基板昇降ピン6の内部には気流通路6iが設けられている。また、基板昇降ピン6の上端部近傍には、基板Wと温調プレート2の上面との間に形成される空間Kと気流通路6iとを連通する上開口部6uが設けられている。
さらに、基板昇降ピン6において、基板昇降ピン6が昇降動作した場合でも温調プレート2の下方となる位置に、枝管部6rの一端が接続されている。枝管部6rはその他端が微差圧センサPSに接続されている。
これにより、基板Wの昇降動作が行われる際には、矢印Q1に示すように、気流通路6i内で吸気または排気に伴う気流が発生する。
そして、気流通路6i内で発生する気流の圧力が、枝管部6rに接続された微差圧センサPSにより検出される。これにより、微差圧センサPSは、気流通路6i内で発生する気流の圧力に対応する信号を第1の実施の形態で示した圧力信号として基板載置検出装置20に与える。
このように、第4の実施の形態では、基板昇降ピン6の内部に設けられた気流通路6i、基板昇降ピン6に接続された枝管部6rおよび微差圧センサPSにより基板Wと温調プレート2との間の空間Kの圧力変動を検出することが可能であり、基板Wの温調プレート2上への載置状態の判別を行うことが可能である。
したがって、第1の実施の形態において用いられた圧力測定管5を設ける必要なく、簡単な構成で基板Wの温調プレート2上への載置状態の判別を行うことができる。
さらに、基板昇降ピン6の上端部近傍に上開口部6uが設けられるので微差圧センサPSは基板Wの直下の圧力変動を検出することができる。したがって、圧力変動の検出精度が向上する。
上記第4の実施の形態においては、複数のピン導入孔2H内で複数の基板昇降ピン6が昇降装置8により上昇および下降されることにより基板Wが上昇および下降される。
そして、複数の基板昇降ピン6の上昇時または下降時における気流通路6iを通る気流の変化が微差圧センサPSにより検出される。これにより、気流の変化の検出のために気体の通路を別途設ける必要がないので、簡単な構成で基板Wの位置ずれの検出が可能となる。
なお、第3の実施の形態においては、微差圧センサPSの代わりに流量センサFLを設けて、気流通路6i内で発生する気流の変化を検出することにより基板Wの載置状態の判別を行ってもよい。
以上、第1〜第4の実施の形態において、熱処理ユニット1、基板載置検出装置20およびベークユニットコントローラ30は基板処理ユニットに相当し、温調プレート2は基板載置台に相当し、基板昇降ピン6、連結部材7および昇降装置8は昇降手段に相当し、圧力測定管5、流量測定管5B、微差圧センサPSおよび流量センサFLは検出手段に相当し、基板載置検出装置20およびベークユニットコントローラ30は判定手段に相当し、微差圧センサPSは圧力検出手段に相当し、流量センサFLは流量検出手段に相当し、ピン導入孔2H、流体導入孔2Jおよび流体導入孔21a,21b,21cは貫通孔に相当する。
また、ピン導入孔2Hは複数の貫通孔に相当し、基板昇降ピン6は複数の支持部材に相当し、昇降装置8は駆動手段に相当し、微差圧センサPSおよび流量センサFLはセンサに相当し、圧力信号は出力信号に相当し、基板載置検出装置20は処理手段に相当し、ベークユニットコントローラ30は制御手段に相当し、比較検出値信号は比較信号に相当する。
さらに、微差圧センサPSは差圧センサに相当し、基板Wと温調プレート2との間の空間は第1の空間に相当し、排気管C14の内部空間NEは第2の空間に相当し、密閉蓋C10およびプレート収容台座C11は密閉容器に相当し、排気管C14は排気配管に相当する。
気流通路6iおよび上開口部6uが通路に相当する。比較値および比較検出値信号が処理結果に相当し、温度調整装置2Tおよび温調部2Zは温度調整手段に相当し、遅延時間DT1,DT2は遅延時間に相当し、基板載置検出装置20およびベークユニットコントローラ30は設定手段に相当する。
本発明は、基板の載置状態を検出する基板処理ユニット、基板載置状態検出方法および基板処理装置として有用である。
第1の実施の形態に係る熱処理ユニットの構成の一例を示す模式図である。 基板が温調プレート上の所定の位置に正常に載置される様子を示す模式図である。 基板が温調プレート上の所定の位置に正常に載置されない様子を示す模式図である。 温調プレートに基板が正常に載置されている場合と温調プレートに基板Wがずれて載置されている場合とで基板上昇時の圧力変動の差異を比較するためのグラフである。 図1の基板載置検出装置による比較検出値信号の生成方法を説明するための図である。 図1の基板昇降ピンが上昇する際に基板の載置状態を検出する場合のベークユニットコントローラの動作を示すフローチャートである。 図1の基板昇降ピンが上昇する際に基板の載置状態を検出する場合の基板載置検出装置の動作を示すフローチャートである。 図1の基板昇降ピンが下降する際に基板の載置状態を検出する場合のベークユニットコントローラの動作を示すフローチャートである。 図1の熱処理ユニットに流量センサを用いた場合の構成例を示す図である。 (a)は温調プレート上に正常に基板が載置された場合の流体の流れを示す図であり、(b)は温調プレート上にずれた状態で基板が載置された場合の流体の流れを示す図である。 第1の実施の形態に係る熱処理ユニット、基板載置検出装置およびベークユニットコントローラを用いた基板処理装置の平面図である。 図11の基板処理装置を−X方向から見た側面図である。 図11の基板処理装置を+X方向から見た側面図である。 第2の実施の形態に係る熱処理ユニットを説明するための模式図である。 傾斜した基板と温調プレートとのギャップを示す模式図である。 3つの流体導入孔が設けられた温調プレートの平面図である。 基板の処理温度に応じた圧力値検出波形、比較値および比較検出値の一例を示す図である。 ベークユニットコントローラに記憶されるテーブルの一例を示す図である。 第3の実施の形態に係る密着強化剤塗布処理部の構成を示す模式図である。 第4の実施の形態に係る熱処理ユニットおよび基板昇降ピンの構成および構造の一例を示す模式図である。
符号の説明
1 熱処理ユニット
2 温調プレート
2H ピン導入孔
2J 流体導入孔
2T 温度調整装置
2Z 温調部
5 圧力測定管
5B 流量測定管
6 基板昇降ピン
6i 気流通路
6u 上開口部
7 連結部材
8 昇降装置
20 基板載置検出装置
21a,21b,21c 流体導入孔
30 ベークユニットコントローラ
500 基板処理装置
C10 密閉蓋
C11 プレート収容台座
C14 排気管
DT1,DT2 遅延時間
FL 流量センサ
NE 内部空間
PS 微差圧センサ

Claims (20)

  1. 基板に所定の処理を行う基板処理ユニットであって、
    基板が載置される基板載置台と、
    基板を前記基板載置台上で上昇および下降させる昇降手段と、
    前記昇降手段による基板の上昇または下降における基板と前記基板載置台との間の空間における気流の変化を検出する検出手段と、
    前記検出手段により検出される気流の変化に基づいて前記基板載置台における基板の載置状態を判定する判定手段とを備えたことを特徴とする基板処理ユニット。
  2. 前記検出手段は、前記気流の変化による圧力変化を検出する圧力検出手段を含むことを特徴とする請求項1記載の基板処理ユニット。
  3. 前記圧力検出手段は第1の空間と第2の空間との圧力差を検出するための差圧センサであり、
    前記第1の空間は、前記基板載置台と基板との間の空間であり、
    前記第2の空間は、前記第1の空間に連通する空間であることを特徴とする請求項2記載の基板処理ユニット。
  4. 前記基板載置台を収容する密閉容器と、
    前記密閉容器内の雰囲気を排気するための排気配管とをさらに備え、
    前記第2の空間は、前記排気配管の内部空間であることを特徴とする請求項3記載の基板処理ユニット。
  5. 前記基板載置台を収容する密閉容器と、
    前記密閉容器内の雰囲気を排気するための排気配管とをさらに備え、
    前記第2の空間は、前記基板載置台と基板との間の空間を除く前記密閉容器の内部空間であることを特徴とする請求項3記載の基板処理ユニット。
  6. 前記検出手段は、前記気流の変化による流量変化を検出する流量検出手段を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の基板処理ユニット。
  7. 前記基板載置台は、上下に貫通する貫通孔を有し、
    前記検出手段は、前記昇降手段による基板の上昇または下降における前記貫通孔を通る気流の変化を検出することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の基板処理ユニット。
  8. 前記基板載置台は、上下に貫通する複数の貫通孔を有し、
    前記昇降手段は、
    前記複数の貫通孔内に上下動可能に設けられた複数の支持部材と、
    前記複数の支持部材を上昇および下降させる駆動手段とを含み、
    前記検出手段は、前記駆動手段による前記複数の支持部材の上昇または下降における前記複数の貫通孔の少なくとも1つを通る気流の変化を検出することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の基板処理ユニット。
  9. 前記基板載置台は、上下に貫通する複数の貫通孔を有し、
    前記昇降手段は、
    前記複数の貫通孔内に上下動可能に設けられた複数の支持部材と、
    前記複数の支持部材を上昇および下降させる駆動手段とを含み、
    前記支持部材の少なくとも1つは、前記基板載置台と基板との間の空間に開口する通路を有し、
    前記検出手段は、前記駆動手段による前記複数の支持部材の上昇または下降における前記通路を通る気流の変化を検出することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の基板処理ユニット。
  10. 前記検出手段は、圧力または流量を検出する少なくとも1つのセンサを含み、
    前記少なくとも1つのセンサの出力信号を処理する処理手段と、
    前記昇降手段による昇降動作を制御するとともに前記処理手段の処理結果に基づいて前記基板載置台における基板の載置状態を判定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1〜9のいずれかに記載の基板処理ユニット。
  11. 前記センサは、複数設けられ、
    前記処理手段は、前記複数のセンサの出力信号を処理し、
    前記制御手段は、前記処理手段により得られる複数の処理結果に基づいて前記基板載置台における基板の載置状態を判定することを特徴とする請求項10記載の基板処理ユニット。
  12. 前記制御手段は、前記処理手段により得られる複数の処理結果の各々に基づいて前記基板載置台における基板の載置状態が正常か否かを判別し、複数の判別結果の全てが正常である場合に、前記基板載置台における基板の載置状態が正常であると判定することを特徴とする請求項11記載の基板処理ユニット。
  13. 前記処理手段は、前記少なくとも1つのセンサの出力信号を予め定められたしきい値と比較し、比較結果を示す比較信号を出力し、
    前記制御手段は、前記処理手段により出力された比較信号に基づいて前記基板載置台における基板の載置状態を判定することを特徴とする請求項10〜12のいずれかに記載の基板処理ユニット。
  14. 前記処理手段は、前記少なくとも1つのセンサの出力信号に移動平均処理を行い、処理された出力信号を前記しきい値と比較することを特徴とする請求項13記載の基板処理ユニット。
  15. 前記処理手段は、前記少なくとも1つのセンサの出力信号と前記しきい値とを比較し、比較された前記少なくとも1つのセンサの出力信号にディレイフィルタ処理を行うことを特徴とする請求項14または15記載の基板処理ユニット。
  16. 前記基板載置台は、基板を所定の処理温度に調整する温度調整手段を含み、
    前記処理手段は、前記処理温度に応じた遅延時間に基づいて前記ディレイフィルタ処理を行うことを特徴とする請求項15記載の基板処理ユニット。
  17. 前記処理温度に応じて前記遅延時間を設定するための設定手段をさらに備え、
    前記処理手段は、前記設定手段により設定された前記遅延時間に基づいて前記ディレイフィルタ処理を行うことを特徴とする請求項16記載の基板処理ユニット。
  18. 前記制御手段は、前記駆動手段による前記複数の支持部材の上昇前または下降前に、前記処理手段の前記比較信号を所定の状態にリセットし、前記駆動手段による前記複数の支持部材の上昇後または下降後に、前記処理手段から前記比較信号を受け取ることを特徴とする請求項13〜17のいずれかに記載の基板処理ユニット。
  19. 基板載置台における基板の載置状態を検出する基板載置状態検出方法であって、
    基板を前記基板載置台上で上昇または下降させるステップと、
    前記基板の上昇または下降における基板と前記基板載置台との間の空間における気流の変化を検出するステップと、
    検出される気流の変化に基づいて前記基板載置台における基板の載置状態を判定するステップとを備えたことを特徴とする基板載置状態検出方法。
  20. 請求項1〜18のいずれかに記載の基板処理ユニットと、
    前記基板処理ユニットに基板を搬入および搬出する搬送手段とを備えたことを特徴とする基板処理装置。
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