JP6994424B2 - 基板処理装置、基板処理方法、及び記憶媒体 - Google Patents

Description

本開示は、基板処理装置、基板処理方法、及び記憶媒体に関する。

基板を熱板によって加熱する熱処理では、基板面内の温度均一性を担保することが重要となる。ここで、反り等の変形のある基板については、熱板と基板の各領域との距離を一定に保つことが難しく、基板面内の温度均一性を担保することが難しい。例えば特許文献１に記載された基板処理装置では、熱板側から基板を吸引する吸引部を設け、基板の反りの矯正を行うことにより、基板面内の温度均一性向上を図っている。

特開２０１６－１１９３３７号公報

しかしながら、上述した吸引部を用いた場合であっても、基板の反り等の変形を十分に矯正できないことが考えられる。この場合には、熱板と基板の各領域との距離が一定とならず、基板面内の温度均一性を担保することができない。

本開示は上記実情に鑑みてなされたものであり、熱処理における基板面内の温度均一性の向上を目的とする。

本開示の一態様に係る基板処理装置は、複数の分割片に分割され、載置された基板を加熱する熱板と、複数の分割片に対応して設けられ、各分割片を昇降させる昇降機構と、を備える。

本開示の一態様に係る基板処理装置では、熱処理を行う熱板が複数の分割片に分割されており、各分割片が昇降機構によって昇降可能とされている。これにより、例えば基板が反り形状を有している場合において、基板の反り（変形）に合わせて各分割片を昇降させることが可能となる。このことで、基板が反り等の変形を有している場合であっても、基板の各領域と対応する分割片（熱板）との距離を所望の距離に調整して加熱をより均一に行うことができ、熱処理における基板面内の温度均一性を向上させることができる。

昇降機構は、分割片の傾きを調整する傾き調整機構を有していてもよい。分割片の傾きが調整されることにより、該分割片に対応する基板の領域内の傾斜や凹凸に合わせて分割片（熱板）を配置することができ、熱処理における基板面内の温度均一性をより向上させることができる。

傾き調整機構は、１つの分割片の第１領域を昇降させる第１昇降部と、該分割片における前記第１領域とは異なる第２領域を昇降させる第２昇降部と、を有していてもよい。これにより、簡易な構成によって分割片の傾きを適切に調整することができる。

第１領域及び第２領域は、熱板を平面視した場合に、熱板の中心から外側に向かう方向に並んで配置されていてもよい。基板は、平面視した場合の外側から中心に向かって凸の反り形状となるか、或いは、外側から中心に向かって凹の反り形状となることが多い。このため、中心から外側に向かう方向に並んで配置された第１領域及び第２領域がそれぞれ昇降可能とされることにより、上述した凸の反り形状又は凹の反り形状を有する基板と分割片との距離を適切に調整することができる。

上記基板処理装置は、熱板に載置される基板の位置に関する位置情報を検出する複数の位置検出部と、制御部と、を更に備え、制御部は、位置情報に基づき、各分割片と基板との距離のばらつきが小さくなるように昇降機構を制御してもよい。基板の位置情報が検出され、各分割片と基板との距離のばらつきが小さくなるように昇降機構が制御されることにより、基板の各領域と対応する分割片との距離を確実に所望の位置に調整し、熱処理における基板面内の温度均一性をより向上させることができる。

制御部は、位置情報に基づき、各分割片と基板との距離が所定値以下となった場合に、熱板に対する基板の載置が完了したと判定し、昇降機構に対する制御を終了してもよい。これにより、基板を適切に加熱することができる位置まで、各分割片を確実に移動させることができる。

位置検出部は、１つの分割片に対して少なくとも１つ設けられ、制御部は、各分割片について、対応する位置検出部に検出された位置情報と、隣り合う他の分割片に対応する位置検出部に検出された位置情報とに基づき、対応する昇降機構を制御してもよい。例えば１つの分割片の領域が大きくなるように熱板が分割されている場合には、位置検出部によって検出される位置と、該位置検出部に対応する分割片の領域の一部の位置とが大きく乖離するおそれがある。この点、対応する位置検出部に検出された位置情報に加えて、隣り合う他の分割片に対応する位置検出部に検出された位置情報も考慮することによって、分割片の各領域の位置をより高精度に推定することができる。これにより、昇降機構を用いた分割片の位置決めをより高精度に行い、熱処理における基板面内の温度均一性をより向上させることができる。

制御部は、基板が熱板に載置される際の載置動作における位置情報に基づき、基板の凹凸傾向を推定してもよい。基板を載置する際には、基板のどの部分が熱板に早く近づいたか等の情報を把握することができる。このような情報を用いて、分割片に対する昇降制御を行う前に基板の凹凸傾向を事前に推定することにより、その後の分割片の昇降制御を、事前に推定した基板の凹凸傾向に応じて円滑に行うことができる。また、基板の反り形状は例えばロット単位で同様になる傾向があるため、事前に基板の凹凸傾向を推定し、それに応じた同一の昇降制御をロット単位で準備することにより、ロット単位で行う基板の熱処理を円滑に行うことができる。

上記基板処理装置は、基板又は熱板を回転させる回転機構を更に備え、制御部は、推定した凹凸傾向に基づき、処理対象の基板が、周方向に沿って凹凸が変化する場合に、基板又は熱板を回転させるように回転機構を制御してもよい。分割片単位で昇降制御が行われるところ、同一の分割片内においては極力凹凸の変化が少ないことが好ましい。この点、例えば周方向に沿って凹凸が変化する場合に、各分割片が凹の部分か或いは凸の部分のいずれか一方に極力対応するように、基板又は熱板が回転させられることにより、同一の分割片内における凹凸の変化を少なくすることができ、基板の各領域と対応する分割片との距離を適切に所望の位置に調整することができる。

上記基板処理装置においては、隣り合う各分割片間には隙間が形成されており、基板処理装置は、熱板の下方において熱板に近接して設けられた気流抑制部材を備えていてもよい。隣り合う分割片間に隙間が形成されていることにより、分割片が、温度膨張によって熱変形した場合や昇降時に隣り合う分割片と擦れ合った場合等に摩耗・破損することを防止することができる。一方で、上述した隙間が形成された場合には、通気性が上がることで基板面内の温度均一性が阻害されるおそれがある。この点、熱板の下方に熱板に近接する気流抑制部材が設けられることにより、通気性が上がることを抑制し、基板面内の温度均一性を担保することができる。

本開示の他の態様に係る基板処理方法は、複数の分割片に分割された熱板に基板を載置し基板を加熱する基板処理方法であって、各分割片を分割片単位で昇降させ、各分割片と基板との離間距離を調整する。

上記基板処理方法において、基板の凹凸を考慮して、各分割片と各分割片に対応する基板の領域との距離が所定値以内となるように、各分割片を昇降させてもよい。

本開示の他の態様に係る記憶媒体は、上述した基板処理方法を装置に実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であってもよい。

本開示によれば、熱処理における基板面内の温度均一性の向上を実現することができる。

基板処理システムの概略構成を示す斜視図である。 図１中のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。 図２中のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。 熱処理ユニットの一例を示す概略縦断面図である。 熱板の平面図である。 昇降機構の斜視図である。 昇降機構の動作を説明するための図である。 昇降機構の動作を説明するための図である。 温度センサの配置を説明するための図である。 昇降機構の動作を説明するための図である。 昇降機構の配置を説明するための図である。 ウェハの凹凸傾向の推定を説明するための図である。 コントローラのハードウェア構成図である。 基板処理を示すフローチャートである。 凹凸傾向推定処理を示すフローチャートである。 変形例に係る熱処理ユニットを説明するための図である。 変形例に係る熱処理ユニットを説明するための図である。 変形例に係る熱処理ユニットを説明するための図である。

以下、実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

〔基板処理システム〕
基板処理システム１は、基板に対し、感光性被膜の形成、当該感光性被膜の露光、及び当該感光性被膜の現像を施すシステムである。処理対象の基板は、例えば半導体のウェハＷである。感光性被膜は、例えばレジスト膜である。

基板処理システム１は、塗布・現像装置２と露光装置３とを備える。露光装置３は、ウェハＷ上に形成されたレジスト膜の露光処理を行う。具体的には、液浸露光等の方法によりレジスト膜の露光対象部分にエネルギー線を照射する。塗布・現像装置２は、露光装置３による露光処理の前に、ウェハＷの表面にレジスト膜を形成する処理を行い、露光処理後にレジスト膜の現像処理を行う。

（塗布・現像装置）
以下、基板処理装置の一例として、塗布・現像装置２の構成を説明する。図１～図３に示すように、塗布・現像装置２は、キャリアブロック４と、処理ブロック５と、インタフェースブロック６と、コントローラ１００とを備える。

キャリアブロック４は、塗布・現像装置２内へのウェハＷの導入及び塗布・現像装置２内からのウェハＷの導出を行う。例えばキャリアブロック４は、ウェハＷ用の複数のキャリア１１を支持可能であり、受け渡しアームＡ１を内蔵している。キャリア１１は、例えば円形の複数枚のウェハＷを収容する。受け渡しアームＡ１は、キャリア１１からウェハＷを取り出して処理ブロック５に渡し、処理ブロック５からウェハＷを受け取ってキャリア１１内に戻す。

処理ブロック５は、複数の処理モジュール１４，１５，１６，１７を有する。図２及び図３に示すように、処理モジュール１４，１５，１６，１７は、複数の液処理ユニットＵ１と、複数の熱処理ユニットＵ２と、これらのユニットにウェハＷを搬送する搬送アームＡ３とを内蔵している。処理モジュール１７は、液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２を経ずにウェハＷを搬送する直接搬送アームＡ６を更に内蔵している。液処理ユニットＵ１は、処理液をウェハＷの表面に塗布する。熱処理ユニットＵ２は、例えば熱板及び冷却板を内蔵しており、熱板によりウェハＷを加熱し、加熱後のウェハＷを冷却板により冷却して熱処理を行う。

処理モジュール１４は、液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２によりウェハＷの表面上に下層膜を形成する。処理モジュール１４の液処理ユニットＵ１は、下層膜形成用の処理液をウェハＷ上に塗布する。処理モジュール１４の熱処理ユニットＵ２は、下層膜の形成に伴う各種熱処理を行う。

処理モジュール１５は、液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２により下層膜上にレジスト膜を形成する。処理モジュール１５の液処理ユニットＵ１は、レジスト膜形成用の処理液（塗布液）を下層膜の上に塗布する。処理モジュール１５の熱処理ユニットＵ２は、レジスト膜の形成に伴う各種熱処理を行う。処理モジュール１５の液処理ユニットＵ１についての詳細は後述する。

処理モジュール１６は、液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２によりレジスト膜上に上層膜を形成する。処理モジュール１６の液処理ユニットＵ１は、上層膜形成用の処理液をレジスト膜の上に塗布する。処理モジュール１６の熱処理ユニットＵ２は、上層膜の形成に伴う各種熱処理を行う。

処理モジュール１７は、液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２により、露光後のレジスト膜の現像処理を行う。処理モジュール１７の液処理ユニットＵ１は、露光済みのウェハＷの表面上に現像用の処理液（現像液）を塗布した後、これを洗浄用の処理液（リンス液）により洗い流すことで、レジスト膜の現像処理を行う。処理モジュール１７の熱処理ユニットＵ２は、現像処理に伴う各種熱処理を行う。熱処理の具体例としては、現像処理前の加熱処理（ＰＥＢ：Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ）、現像処理後の加熱処理（ＰＢ：Ｐｏｓｔ Ｂａｋｅ）等が挙げられる。

処理ブロック５内におけるキャリアブロック４側には棚ユニットＵ１０が設けられている。棚ユニットＵ１０は、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。棚ユニットＵ１０の近傍には昇降アームＡ７が設けられている。昇降アームＡ７は、棚ユニットＵ１０のセル同士の間でウェハＷを昇降させる。処理ブロック５内におけるインタフェースブロック６側には棚ユニットＵ１１が設けられている。棚ユニットＵ１１は、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。

インタフェースブロック６は、露光装置３との間でウェハＷの受け渡しを行う。例えばインタフェースブロック６は、受け渡しアームＡ８を内蔵しており、露光装置３に接続される。受け渡しアームＡ８は、棚ユニットＵ１１に配置されたウェハＷを露光装置３に渡し、露光装置３からウェハＷを受け取って棚ユニットＵ１１に戻す。

コントローラ１００は、例えば以下の手順で塗布・現像処理を実行するように塗布・現像装置２を制御する。

まずコントローラ１００は、キャリア１１内のウェハＷを棚ユニットＵ１０に搬送するように受け渡しアームＡ１を制御し、このウェハＷを処理モジュール１４用のセルに配置するように昇降アームＡ７を制御する。

次にコントローラ１００は、棚ユニットＵ１０のウェハＷを処理モジュール１４内の液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２に搬送するように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷの表面上に下層膜を形成するように液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２を制御する。その後コントローラ１００は、下層膜が形成されたウェハＷを棚ユニットＵ１０に戻すように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷを処理モジュール１５用のセルに配置するように昇降アームＡ７を制御する。

次にコントローラ１００は、棚ユニットＵ１０のウェハＷを処理モジュール１５内の液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２に搬送するように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷの下層膜上にレジスト膜を形成するように液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２を制御する。その後コントローラ１００は、ウェハＷを棚ユニットＵ１０に戻すように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷを処理モジュール１６用のセルに配置するように昇降アームＡ７を制御する。

次にコントローラ１００は、棚ユニットＵ１０のウェハＷを処理モジュール１６内の各ユニットに搬送するように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷのレジスト膜上に上層膜を形成するように液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２を制御する。その後コントローラ１００は、ウェハＷを棚ユニットＵ１０に戻すように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷを処理モジュール１７用のセルに配置するように昇降アームＡ７を制御する。

次にコントローラ１００は、棚ユニットＵ１０のウェハＷを棚ユニットＵ１１に搬送するように直接搬送アームＡ６を制御し、このウェハＷを露光装置３に送り出すように受け渡しアームＡ８を制御する。その後コントローラ１００は、露光処理が施されたウェハＷを露光装置３から受け入れて棚ユニットＵ１１に戻すように受け渡しアームＡ８を制御する。

次にコントローラ１００は、棚ユニットＵ１１のウェハＷを処理モジュール１７内の各ユニットに搬送するように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷのレジスト膜に現像処理を施すように液処理ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２を制御する。その後コントローラ１００は、ウェハＷを棚ユニットＵ１０に戻すように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷをキャリア１１内に戻すように昇降アームＡ７及び受け渡しアームＡ１を制御する。以上で塗布・現像処理が完了する。

なお、基板処理装置の具体的な構成は、以上に例示した塗布・現像装置２の構成に限られない。基板処理装置は、被膜形成用の液処理ユニットＵ１（処理モジュール１４，１５，１６の液処理ユニットＵ１）と、これを制御可能なコントローラ１００とを備えていればどのようなものであってもよい。

〔熱処理ユニット〕
続いて、処理モジュール１５の熱処理ユニットＵ２について図４～図１３を参照して詳細に説明する。図４に示すように、熱処理ユニットＵ２は、筐体９０と、温度調整機構５０と、加熱機構３０と、コントローラ１００（制御部）とを有する。

筐体９０は、加熱機構３０及び温度調整機構５０を収容する処理容器である。筐体９０の側壁にはウェハＷの搬入口９１が開口されている。また、筐体９０内には、筐体９０内をウェハＷの移動領域である上方領域と、下方領域とに区画する床板９２が設けられている。

温度調整機構５０は、熱板３４と外部の搬送アームＡ３（図３参照）との間でウェハＷを受け渡す（搬送する）と共に、ウェハＷの温度を所定温度に調整する構成である。温度調整機構５０は、温度調整プレート５１と、連結ブラケット５２とを有する。

温度調整プレート５１は、載置されたウェハＷの温度調整を行うプレートであり、詳細には、加熱機構３０の熱板３４により加熱されたウェハＷを載置し該ウェハＷを所定温度に冷却するプレートである。本実施形態では、温度調整プレート５１は、略円盤状に形成されている。温度調整プレート５１は、例えば熱伝導率の高い、アルミ、銀、又は銅等の金属によって構成されており、熱による変形を防止する観点等から同一の材料で構成されることが好ましい。温度調整プレート５１の内部には、冷却水及び（又は）冷却気体を流通させるための冷却流路（不図示）が形成されている。

連結ブラケット５２は、温度調整プレート５１に連結されると共に、コントローラ１００によって制御される駆動機構５３によって駆動させられ、筐体９０内を移動する。より詳細には、連結ブラケット５２は、筐体９０の搬入口９１から加熱機構３０の近傍にまで延びるガイドレール（不図示）に沿って移動可能とされている。連結ブラケット５２がガイドレール（不図示）に沿って移動することにより、温度調整プレート５１が搬入口９１から加熱機構３０まで移動可能となっている。連結ブラケット５２は、例えば熱伝導率の高い、アルミ、銀、又は銅等の金属によって構成されている。

加熱機構３０は、ウェハＷを加熱処理する構成である。加熱機構３０は、支持台３１と、天板部３２と、昇降機構３３と、支持ピン３５と、昇降機構３６と、熱板３４と、複数の温度センサ８０（位置検出部）と、複数の昇降機構６０と、を有する。

支持台３１は、中央部分に凹部が形成された円筒形状を呈する部材である。支持台３１は、熱板３４を支持する。天板部３２は、支持台３１と同程度の直径の円板状の部材である。天板部３２は、例えば筐体９０の天井部分に支持された状態で、支持台３１と隙間を介して対向する。天板部３２の上部には排気ダクト３７が接続されている。排気ダクト３７は、チャンバ内の排気を行う。

昇降機構３３は、コントローラ１００の制御に応じて天板部３２を昇降させる構成である。昇降機構３３によって天板部３２が上昇させられることにより、ウェハＷの加熱処理を行う空間であるチャンバが開かれた状態となり、天板部３２が下降させられることにより、チャンバが閉じられた状態となる。

支持ピン３５は、支持台３１及び熱板３４を貫通するように延びウェハＷを下方から支持する部材である。支持ピン３５は、上下方向に昇降することにより、ウェハＷを所定の位置に配置する。支持ピン３５は、ウェハＷを搬送する温度調整プレート５１との間でウェハＷの、受け渡しを行う構成である。支持ピン３５は、例えば周方向等間隔に３本設けられている。昇降機構３６は、コントローラ１００の制御に応じて支持ピン３５を昇降させる構成である。

熱板３４は、支持台３１の凹部に嵌合されると共に、ウェハＷを載置し該ウェハＷを加熱する。熱板３４は、ウェハＷを加熱処理するためのヒータを有している。当該ヒータは例えば抵抗発熱体から構成されている。熱板３４は、図５に示すように、複数の分割片４１に分割されている。各分割片４１は、熱板３４を厚さ方向に切断することにより形成されており、隣り合う分割片４１との間には隙間（不図示）が形成されている。図５に示す例では、熱板３４の中央に平面視円形の分割片４１が形成されており、該円形の分割片４１の外周を囲う領域が略均等に４分割されて４つの分割片４１，４１，４１，４１が形成されている。

温度センサ８０は、ウェハＷが熱板３４に載置される際又は載置状態における温度変化を検出することにより、熱板３４に載置されるウェハＷの位置に関する位置情報を検出する。温度センサ８０は、例えば熱板３４及びウェハＷ間に空間（エア層）を形成するためのギャップピンとしての機能を有するものであってもよい。温度センサ８０は、検出した温度情報（すなわちウェハＷの位置情報）をコントローラ１００に送信する。温度センサ８０は、図５に示すように、１つの分割片４１（詳細には分割片４１の中央）に対応して１つ設けられてもよい。これにより、各分割片４１に対向するウェハＷの領域の位置を検出することができる。

温度センサ８０は、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、１つの分割片４１に対応して複数設けられていてもよい。これにより、分割片４１に対するウェハＷの位置をより詳細に検出することができる。図９（ａ）に示す例では、中央の分割片４１に対して３つの温度センサ８３が設けられており、外周の４つの分割片４１に対してそれぞれ２つの温度センサ８１，８２が設けられている。温度センサ８３は、例えば中央の分割片４１を三等分した各領域の中央部分に設けられている。温度センサ８１は、例えば外周の４つの分割片４１それぞれの中央部分に設けられている。温度センサ８２は、例えば外周の４つの分割片４１における周方向一端側に設けられている。温度センサ８２は、対応する分割片４１における周方向一端側におけるウェハＷの位置情報を検出することができるだけでなく、隣り合う分割片４１における周方向他端側におけるウェハＷの位置情報を検出することができる。すなわち、温度センサ８２は、周方向において隣り合う分割片４１が互いに連続する領域ＥｗにおけるウェハＷの位置情報を検出することができる（図９（ａ）参照）。このように、温度センサ８２による検出結果が隣り合う分割片４１におけるウェハＷの位置情報としても用いられることにより、温度センサ８０の数を最小限に抑えながら、分割片４１に対するウェハＷの位置を詳細に検出することができる。また、図９（ｂ）に示す例では、中央の分割片４１に対する温度センサ８３が１つのみ設けられている。この場合、例えば外周の４つの分割片４１それぞれの中央部分に設けられた温度センサ８１は、対応する分割片４１におけるウェハＷの位置情報を検出するだけでなく、中央の分割片４１における外周側の領域におけるウェハＷの位置情報を検出するセンサとして用いられる。すなわち、温度センサ８１は、径方向において隣り合う分割片４１が互いに連続する領域Ｅｃの位置情報を検出することができる（図９（ｂ）参照）。

昇降機構６０は、複数の分割片４１に対応して設けられ、各分割片４１を昇降させる。昇降機構６０は、図６に示すように、駆動部６１と、支持部６２とを有する。支持部６２は、その上端において分割片４１を支持している。駆動部６１は、コントローラ１００の制御に応じて支持部６２を上下に昇降（伸縮）させる。

昇降機構６０は、例えば１つの分割片４１に対応して１つ設けられている。例えば図７（ａ）に示すように、ウェハＷの一部の領域と分割片４１（図７（ａ）における右側の分割片４１）とが大きく離間している場合において、昇降機構６０の駆動部６１が、コントローラ１００の制御に応じて支持部６２を上昇させる（伸ばす）ことにより、図７（ｂ）に示すように、ウェハＷの各領域と各分割片４１との離間距離を所望の距離とすることができる。

昇降機構６０は、図１０に示すように、分割片４１の傾きを調整する傾き調整機構７０を有していてもよい。傾き調整機構７０は、１つの分割片４１の第１領域７８を昇降させる第１昇降部７１と、該分割片４１における第１領域７８とは異なる第２領域７９を昇降させる第２昇降部７２と、を有する。第１昇降部７１及び第２昇降部７２は、互いに同様の構成とされており、上述した駆動部６１及び支持部６２を有している。昇降機構６０が傾き調整機構７０を有し、傾き調整機構７０の第１昇降部７１及び第２昇降部７２それぞれが同一の分割片４１における異なる領域を昇降させることにより、同一の分割片４１に対応するウェハＷの領域内の傾斜や凸凹に合わせて分割片４１を配置することができる。例えば図１０に示す例では、ウェハＷの反りに応じて、分割片４１の第２領域７９をウェハＷに接近させている。なお、同一の分割片４１における異なる領域であるとして説明した上記第１領域７８及び第２領域７９は、例えば、図１１に示すように、熱板３４を平面視した場合に、熱板３４の中心から外側に向かう方向（すなわち径方向）に並んで配置されている。

コントローラ１００は、図４に示すように、機能モジュールとして、チャンバ開閉制御部１０１と、支持ピン昇降制御部１０２と、プレート移動制御部１０３と、位置取得部１０４と、昇降制御部１０５とを有する。

チャンバ開閉制御部１０１は、天板部３２の昇降によってチャンバが開閉するように、昇降機構３３を制御する。

支持ピン昇降制御部１０２は、支持ピン３５の昇降によって温度調整プレート５１と支持ピン３５との間でウェハＷの受け渡しが行われるように、昇降機構３６を制御する。また、支持ピン昇降制御部１０２は、ウェハＷを支持する支持ピン３５が降下し支持ピン３５から熱板３４にウェハＷが載置されるように、昇降機構３６を制御する。なお、支持ピン昇降制御部１０２は、ウェハＷを載置する際の支持ピン３５の位置データ（Ｚ軸ポジションデータ）を取得可能とされている。

プレート移動制御部１０３は、温度調整プレート５１が筐体９０内を移動するように、駆動機構５３を制御する。

位置取得部１０４は、各分割片４１に対応して設けられた温度センサ８０から位置情報を取得する。

昇降制御部１０５は、位置取得部１０４によって取得された位置情報に基づき、各分割片４１とウェハＷとの距離のばらつきが小さくなるように昇降機構６０を制御する。昇降制御部１０５は、例えばウェハＷが熱板３４に載置される際又は載置状態におけるウェハＷの位置情報に基づき、昇降機構６０を制御する。例えば図７（ａ）に示す例では、図７（ａ）の左側の分割片４１に設けられた温度センサ８０によって検出された位置情報においてウェハＷと分割片４１とが近接していることが示されるのに対して、図７（ａ）の右側の分割片４１に設けられた温度センサ８０によって検出された位置情報においてはウェハＷと分割片４１とが大きく離間していることが示される。この場合、昇降制御部１０５は、各分割片４１とウェハＷの距離のばらつきが小さくなるように、図７（ｂ）に示すように、右側の昇降機構６０の駆動部６１を制御することにより、支持部６２を上昇させ、右側の分割片４１をウェハＷに近接させる。

昇降制御部１０５は、位置取得部１０４によって取得された位置情報に基づき、各分割片４１とウェハＷとの距離が所定値以下となった場合に、熱板３４に対するウェハＷの載置が完了したと判定し、昇降機構６０に対する制御を終了する。例えば上述した図７（ｂ）に示す例では、昇降制御部１０５は、右側の昇降機構６０に対する制御（分割片４１を上昇させる制御）を行った後に、位置取得部１０４によって取得された位置情報に基づき、全ての分割片４１についてウェハＷとの離間距離が所定値以下となっているか否かを判定し、所定値以下となっている場合に昇降機構６０に対する制御を終了する。なお、分割片４１とウェハＷとの距離が所定値以下となった状態とは、例えば、分割片４１上の温度センサ８０がウェハＷの裏面と接触した状態である。

例えば１つの分割片４１の領域が広い場合等において、図８（ａ）に示すように１つの分割片４１に対して１つの温度センサ８０しか設けられていない場合には、温度センサ８０によって位置情報が検出される領域Ｅ１と、領域Ｅ１よりもウェハＷとの離間距離が短い領域Ｅ２と、領域Ｅ１よりもウェハＷとの離間距離が長い領域Ｅ３とが存在することとなる。この場合、領域Ｅ１の情報のみに基づいて昇降制御部１０５による昇降機構６０の制御が行われると、図８（ａ）に示すように、昇降制御前においてウェハＷとの離間距離が最も短かった領域Ｅ２において分割片４１が直接ウェハＷの裏面に接触してしまうおそれがある。この点、図８（ｂ）に示すように１つの分割片４１に対して複数の温度センサ８０が設けられている場合には、昇降制御部１０５は、当該複数の温度センサ８０の情報に基づき昇降機構６０を制御することができるため、図８（ａ）に示すようなウェハＷと分割片４１との接触（例えば領域Ｅ２における接触）を防止することができる。

昇降制御部１０５は、各分割片４１について、対応する温度センサ８０に検出された位置情報と、隣り合う他の分割片４１に対応する温度センサ８０に検出された位置情報とに基づき、対応する昇降機構６０を制御する。ウェハＷの反りは、急峻な段状ではなく緩やかなカーブを描くことが多い。このため、例えば隣り合う２つの分割片４１がある場合に、一方の分割片４１に対応する温度センサ８０であっても、当該温度センサ８０が他方の分割片４１に近接した位置に設けられている場合等においては、当該温度センサ８０の位置情報を、他方の分割片４１に関する昇降制御の際に用いることができる。すなわち、例えば図８（ｂ）に示す例において、昇降制御部１０５は、左側の分割片４１の昇降制御において、左側の分割片４１に設けられた温度センサ８０の位置情報だけでなく、隣り合う右側の分割片４１に設けられた温度センサ８０（詳細には、右側の分割片４１に設けられた温度センサ８０のうち左寄りの温度センサ８０）の位置情報を用いて、対応する昇降機構６０を制御してもよい。

昇降制御部１０５は、ウェハＷが熱板３４に載置される際の載置動作における位置情報に基づき、ウェハＷの凸凹傾向（反り傾向）を推定する。昇降制御部１０５は、ウェハＷが支持ピン３５から熱板３４に載置される際において、位置取得部１０４から位置情報（温度センサが検出した位置情報）を取得すると共に、支持ピン昇降制御部１０２から支持ピン３５の位置データを取得する。昇降制御部１０５は、これらの情報から、支持ピン３５がどの位置である場合に、どの分割片４１がウェハＷに近接したか（例えばどの分割片４１の温度センサ８０がウェハＷの裏面に接触したか）を把握する。昇降制御部１０５は、予め、ウェハＷに目立った反りがない場合（凹凸がない場合）における、位置情報と支持ピン３５の位置データとの関係（正解データ）を取得している。そして、昇降制御部１０５は、取得した位置情報及び支持ピン３５の位置データと正解データとを比較することにより、ウェハＷの凸凹傾向（反り傾向）を推定する。ウェハＷの主な凸凹傾向（反り傾向）は、平面視した場合の外側から中心に向かって凸の反り形状（逆お椀型）か、又は、外側から中心に向かって凹の反り形状（お椀型）となることが一般的である。このため、昇降制御部１０５は、正解データと比べて、支持ピン３５が高い状態（すなわち載置動作における早い段階）で中央部分の分割片４１がウェハＷに近接している場合には、当該ウェハＷをお椀型と推定でき、支持ピン３５が高い状態（すなわち載置動作における早い段階）で外側部分の分割片４１がウェハＷに近接している場合には、当該ウェハＷを逆お椀型と推定することができる。

例えば図１２に示す例では、逆お椀型のウェハＷを分割片４１に載置している。支持ピン３５はウェハＷの中央部分を支持するため、載置前の状態においてウェハＷは外側が通常位置ＷＬ（反りがないウェハＷを支持した場合の位置）よりも下方に垂れ下がった状態となっている。この状態から、支持ピン３５が下降すると、ウェハＷの外側が最初に直下の分割片４１，４１に近接することとなる。このような情報に基づき、昇降制御部１０５は、ウェハＷの凸凹傾向（図１２に示す例では逆お椀型）を推定することができる。なお、ウェハＷがお椀型である場合においてウェハＷの中央部分が直下の分割片４１に近接した場合、当該ウェハＷがお椀型であるのか或いは平坦（目立った反りなし）であるのかを判別できないおそれがある。このため、図１２に示すように、ウェハＷの中央直下の分割片４１は、他の分割片４１よりも少し下方にずらして配置されることが好ましい。

なお、昇降制御部１０５は、ウェハＷが熱板３４に載置される際の載置動作における位置情報に基づき、ウェハＷの凸凹傾向（反り傾向）を推定するとして説明したが、これに限定されず、例えばウェハＷを熱板３４に載置する処理とは別に、例えば別装置によって測定されたウェハＷの凸凹傾向を単に取得するものであってもよい。

コントローラ１００は、一つ又は複数の制御用コンピュータにより構成される。例えばコントローラ１００は、図１３に示す回路１２０を有する。回路１２０は、一つ又は複数のプロセッサ１２１と、メモリ１２２と、ストレージ１２３と、入出力ポート１２４と、タイマー１２５とを有する。

入出力ポート１２４は、昇降機構３３、昇降機構３６、駆動機構５３、昇降機構６０、及び温度センサ８０との間で電気信号の入出力を行う。タイマー１２５は、例えば一定周期の基準パルスをカウントすることで経過時間を計測する。ストレージ１２３は、例えばハードディスク等、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体を有する。記録媒体は、後述の基板処理手順を実行させるためのプログラムを記録している。記録媒体は、不揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク及び光ディスク等の取り出し可能な媒体であってもよい。メモリ１２２は、ストレージ１２３の記録媒体からロードしたプログラム及びプロセッサ１２１による演算結果を一時的に記録する。プロセッサ１２１は、メモリ１２２と協働して上記プログラムを実行することで、上述した各機能モジュールを構成する。

なお、コントローラ１００のハードウェア構成は、必ずしもプログラムにより各機能モジュールを構成するものに限られない。例えばコントローラ１００の各機能モジュールは、専用の論理回路又はこれを集積したＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）により構成されていてもよい。

〔基板処理手順〕
次に、基板処理方法の一例として、コントローラ１００の制御に応じて熱処理ユニットＵ２が実行する基板処理手順を、図１４及び図１５を参照して説明する。図１４に示すフローチャートは、熱板３４によるウェハＷの熱処理を開始するに際して行う分割片４１の位置決め処理を示している。また、図１５に示すフローチャートは、ウェハＷを熱板３４に載置する際（図１４のステップＳ１）において行う凸凹傾向推定処理を示している。

図１４に示すように、まず、コントローラ１００は、ウェハＷを支持する支持ピン３５が降下し支持ピン３５から熱板３４にウェハＷが載置されるように、昇降機構３６を制御する（ステップＳ１）。

つづいて、コントローラ１００は、各分割片４１に対応して設けられた温度センサ８０から位置情報（各分割片４１とウェハＷとの離間距離）を取得する（ステップＳ２）。コントローラ１００は、位置情報に基づいて、各分割片４１の昇降量を決定する（ステップＳ３）。すなわち、コントローラ１００は、位置情報に基づき、各分割片４１とウェハＷとの距離のばらつきが小さくなるように、各分割片４１の昇降量を決定する。

そして、コントローラ１００は、決定した昇降量となるように、分割片４１の昇降制御を行う（ステップＳ４）。具体的には、コントローラ１００は、決定した昇降量となるように、昇降機構６０の駆動部６１を制御して、各分割片４１の支持部６２を上昇させる。

つづいて、コントローラ１００は、全ての分割片４１について、ウェハＷとの離間距離が所定値以下となっているか否かを判定する（ステップＳ５）。Ｓ５において所定値以下となっていないと判定された場合には、再度ステップＳ３からの処理が行われる。一方で、Ｓ５において所定値以下となっていると判定された場合には、処理が終了する。以上が、熱板３４によるウェハＷの熱処理を開始するに際して行う分割片４１の位置決め処理である。

図１５に示すように、上述したステップＳ１の処理では、最初に、コントローラ１００が、ウェハＷの載置動作における、温度センサ８０との接触位置を取得する（ステップＳ１１）。具体的には、コントローラ１００は、位置取得部１０４から位置情報（温度センサが検出した位置情報）を取得すると共に、支持ピン昇降制御部１０２から支持ピン３５の位置データを取得し、これらの情報から、支持ピン３５がどの位置である場合に、どの分割片４１の温度センサ８０がウェハＷの裏面に接触したかを特定する。

つづいて、コントローラ１００は、上述した接触位置の情報に基づいてウェハＷの凸凹傾向を推定する。具体的には、コントローラ１００は、取得した位置情報及び支持ピン３５の位置データと、予め把握している正解データ（ウェハＷに目立った反りがない場合における、位置情報と支持ピン３５の位置データとの関係）とを比較することにより、ウェハＷの凸凹傾向（反り傾向）を推定する。このように、分割片４１の昇降制御を行う前にウェハＷの凸凹傾向が推定されることにより、凸凹傾向に応じて予め昇降機構６０を制御する等が可能となり、昇降制御をより円滑に行うことができる。

〔作用効果〕
本実施形態に係る熱処理ユニットＵ２は、複数の分割片４１に分割され、載置されたウェハＷを加熱する熱板３４と、複数の分割片４１に対応して設けられ、各分割片４１を昇降させる昇降機構６０と、を備える。このような熱処理ユニットＵ２では、熱処理を行う熱板３４が複数の分割片４１に分割されており、各分割片４１が昇降機構６０によって昇降可能とされている。これにより、例えばウェハＷが反り形状を有している場合において、ウェハＷの反り（変形）に合わせて各分割片４１を昇降させることが可能となる。このことで、ウェハＷが反り等の変形を有している場合であっても、ウェハＷの各領域と対応する分割片４１（熱板３４）との距離を所望の距離に調整することができ、熱処理におけるウェハＷ面内の温度均一性を向上させることができる。

昇降機構６０は、分割片４１の傾きを調整する傾き調整機構７０を有する。分割片４１の傾きが調整されることにより、該分割片４１に対応するウェハＷの領域内の傾斜や凹凸に合わせて分割片４１を配置することができ（図１０参照）、熱処理におけるウェハＷ面内の温度均一性をより向上させることができる。

傾き調整機構７０は、図１０に示すように、１つの分割片４１の第１領域７８を昇降させる第１昇降部７１と、該分割片４１における第１領域７８とは異なる第２領域７９を昇降させる第２昇降部７２と、を有する。これにより、簡易な構成によって分割片４１の傾きを適切に調整することができる。

図１１に示すように、第１領域７８及び第２領域７９は、熱板３４を平面視した場合に、熱板３４の中心から外側に向かう方向（すなわち径方向）に並んで配置されている。ウェハＷは、平面視した場合の外側から中心に向かって凸の反り形状となるか、或いは、外側から中心に向かって凹の反り形状となることが多い。このため、中心から外側に向かう方向に並んで配置された第１領域７８及び第２領域７９がそれぞれ昇降可能とされることにより、上述した凸の反り形状又は凹の反り形状を有するウェハＷと分割片４１との距離を適切に調整することができる。

熱処理ユニットＵ２は、熱板３４に載置されるウェハＷの位置に関する位置情報を検出する複数の温度センサ８０と、コントローラ１００と、を備え、コントローラ１００は、位置情報に基づき、各分割片４１とウェハＷとの距離のばらつきが小さくなるように昇降機構６０を制御する（図１０（ａ）及び（ｂ）参照）。ウェハＷの位置情報が検出され、各分割片４１とウェハＷとの距離のばらつきが小さくなるように昇降機構６０が制御されることにより、ウェハＷの各領域と対応する分割片４１との距離を確実に所望の位置に調整し、熱処理におけるウェハＷ面内の温度均一性をより向上させることができる。

コントローラ１００は、位置情報に基づき、各分割片４１とウェハＷとの距離が所定値以下となった場合に、熱板３４に対するウェハＷの載置が完了したと判定し、昇降機構６０に対する制御を終了する。これにより、ウェハＷを適切に加熱することができる位置まで、各分割片４１を確実に移動させることができる。

温度センサ８０は、１つの分割片４１に対して少なくとも１つ設けられ、コントローラ１００は、各分割片４１について、対応する温度センサ８０に検出された位置情報と、隣り合う他の分割片４１に対応する温度センサ８０に検出された位置情報とに基づき、対応する昇降機構６０を制御する（図８（ａ）及び（ｂ）参照）。例えば１つの分割片４１の領域が大きくなるように熱板が分割されている場合には、温度センサ８０によって検出される位置と、該温度センサ８０に対応する分割片４１の領域の一部の位置とが大きく乖離するおそれがある（例えば図８（ａ）中の領域Ｅ１と領域Ｅ２等）。この点、対応する温度センサ８０に検出された位置情報に加えて、隣り合う他の分割片４１に対応する温度センサ８０に検出された位置情報も考慮することによって、分割片４１の各領域の位置をより高精度に推定することができる。これにより、昇降機構６０を用いた分割片４１の位置決めをより高精度に行い、熱処理におけるウェハＷ面内の温度均一性をより向上させることができる。

コントローラ１００は、ウェハＷが熱板３４に載置される際の載置動作における位置情報に基づき、ウェハＷの凹凸傾向を推定する（図１２参照）。ウェハＷを載置する際には、ウェハＷのどの部分が熱板３４に早く近づいたか等の情報を把握することができる。このような情報を用いて、分割片４１に対する昇降制御を行う前にウェハＷの凹凸傾向を事前に推定することにより、その後の分割片４１の昇降制御を、事前に推定したウェハＷの凹凸傾向に応じて円滑に行うことができる。また、ウェハＷの反り形状は例えばロット単位で同様になる傾向があるため、事前にウェハＷの凹凸傾向を推定し、それに応じた同一の昇降制御をロット単位で準備することにより、ロット単位で行うウェハＷの熱処理を円滑に行うことができる。

以上、実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、熱処理ユニットＵ２において、図１６に示す圧損付与部材９５（気流抑制部材）が設けられていてもよい。圧損付与部材９５は、分割片４１の下方において分割片４１に近接して設けられており、例えば金属の板である。圧損付与部材９５と熱板３４（分割片４１）との間の距離は、後述する隙間ｃｌと同程度であり、例えば１ｍｍ程度とされ、好ましくは５００μｍ以下とされる。図１６に示す構成では、各分割片４１間には隙間ｃｌが形成されている。各分割片４１間には隙間ｃｌが形成されることにより、分割片４１が、温度膨張によって熱変形した場合や昇降時に隣り合う分割片４１と擦れ合った場合等に摩耗・破損することを効果的に防止できる。一方で、上述した隙間ｃｌが形成された場合には、通気性が上がることでウェハＷ面内の温度均一性が阻害されるおそれがある。この点、各分割片４１の下方に、各分割片４１に近接する金属製の圧損付与部材９５が設けられることにより、通気性が上がることを効果的に抑制し、ウェハＷ面内の温度均一性を担保することができる。

また、熱処理ユニットＵ２は、図１７に示すように、熱板３４を回転させる回転機構１９０を更に備え、コントローラ１００は、推定した凸凹傾向に基づき、処理対象のウェハＷが、周方向に沿って凸凹が変化する場合に、熱板３４（分割片４１）を回転させるように回転機構１９０を制御してもよい。回転機構１９０は、例えば熱板３４及び昇降機構６０の下方に設けられており、複数の昇降機構６０を回転させることにより、昇降機構６０が支持する熱板３４（分割片４１）を回転させる機構である。ウェハＷの凸凹傾向は、周方向に沿って変化する場合がある。例えば図１７（ａ）に示す例では、周方向に沿って、下反りが強い領域Ｅｓと上反りが強い領域Ｅｕとが交互に並んでいる。ここで、熱処理ユニットＵ２においては分割片４１単位で昇降制御が行われるところ、同一の分割片４１内においては極力凸凹の変化が少ないこと、すなわち領域Ｅｓ又は領域Ｅｕのいずれか一方の領域となることが好ましい。しかしながら、図１７（ａ）に示す例では、同一の分割片４１内に領域Ｅｓ及びＥｕの双方が含まれるようになっており、分割片４１をウェハＷに沿って配置することが難しい。この点、図１７（ｂ）に示す例では、回転機構１９０が設けられていることにより、熱板３４を回転させ、１つの分割片４１に領域Ｅｓ又は領域Ｅｕのいずれか一方のみが含まれているようにすることができている。このように、熱板３４を回転させることにより、同一の分割片４１内における凸凹の変化を少なくすることができ、ウェハＷの各領域と対応する分割片４１との距離を適切に所望の位置に調整することができる。なお、回転機構１９０が熱板３４を回転させるとして説明したが、回転機構１９０はウェハＷを回転させるものであってもよい。

また、熱板３４の分割態様についても、上述した態様に限定されない。すなわち、図１８（ａ）に示すように、熱板１３４の中央に平面視円形の分割片１４１が形成されており、該円形の分割片１４１の外周を囲う領域が略均等に４分割されて４つの分割片１４１が形成されており、さらに、４つの分割片１４１の外周を囲う領域が略均等に８分割されて８つの分割片１４１が形成されていてもよい。また、図１８（ｂ）に示すように、熱板２３４において、例えば正六角形の分割片２４１が複数連続して形成されていてもよい。なお、熱板３４のように分割数が少なくされることにより、分割数に応じて必要となる制御機器及び昇降機構の増加を抑制すると共に、温度制御・調整を簡易化することができる。

位置検出部の例として温度センサ８０を説明したが、熱板３４に載置されるウェハＷの位置に関する位置情報を検出することができるものであれば、位置検出部は他のセンサであってもよい。

２…塗布・現像装置（基板処理装置）、３４…熱板、４１…分割片、６０…昇降機構、７０…傾き調整機構、７１…第１昇降部、７２…第２昇降部、７８…第１領域、７９…第２領域、８０…温度センサ（位置検出部）、９５…圧損付与部材（気流抑制部材）、１００…コントローラ、１９０…回転機構、Ｗ…ウェハ、ｃｌ…隙間。

Claims (11)

1. 複数の分割片に分割され、載置された基板を加熱する熱板と、
   前記複数の分割片に対応して設けられ、各分割片を昇降させる昇降機構と、
   前記熱板に載置される前記基板の位置に関する位置情報を検出する複数の位置検出部と、
   制御部と、を備え、
   前記位置検出部は、１つの分割片に対して少なくとも１つ設けられ、
   前記制御部は、前記位置情報に基づき、各分割片と前記基板との距離のばらつきが小さくなるように前記昇降機構を制御し、
   前記制御部は、各分割片について、対応する前記位置検出部に検出された前記位置情報と、隣り合う他の分割片に対応する前記位置検出部に検出された前記位置情報とに基づき、対応する前記昇降機構を制御する、基板処理装置。
2. 前記昇降機構は、前記分割片の傾きを調整する傾き調整機構を有する、請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記傾き調整機構は、１つの分割片の第１領域を昇降させる第１昇降部と、該分割片における前記第１領域とは異なる第２領域を昇降させる第２昇降部と、を有する、請求項２記載の基板処理装置。
4. 前記第１領域及び前記第２領域は、前記熱板を平面視した場合に、前記熱板の中心から外側に向かう方向に並んで配置されている、請求項３記載の基板処理装置。
5. 前記制御部は、前記位置情報に基づき、各分割片と前記基板との距離が所定値以下となった場合に、前記熱板に対する前記基板の載置が完了したと判定し、前記昇降機構に対する制御を終了する、請求項１～４のいずれか一項記載の基板処理装置。
6. 前記制御部は、前記基板が前記熱板に載置される際の載置動作における前記位置情報に基づき、前記基板の凹凸傾向を推定する、請求項１～５のいずれか一項記載の基板処理装置。
7. 前記基板又は前記熱板を回転させる回転機構を更に備え、
   前記制御部は、推定した前記凹凸傾向に基づき、処理対象の前記基板が、周方向に沿って凹凸が変化する場合に、前記基板又は前記熱板を回転させるように前記回転機構を制御する、請求項６記載の基板処理装置。
8. 複数の分割片に分割され、載置された基板を加熱する熱板と、
   前記複数の分割片に対応して設けられ、各分割片を昇降させる昇降機構と、を備え、
   隣り合う各分割片間には隙間が形成されており、
   前記熱板の下方において前記熱板に近接して設けられた気流抑制部材を更に備える基板処理装置。
9. 複数の分割片に分割された熱板に基板を載置し基板を加熱する基板処理方法であって、
   前記熱板に載置される前記基板の各分割片の位置に関する位置情報を検出し、
   各分割片について、自身の位置情報と、隣り合う他の分割片の位置情報とに基づき、各分割片と前記基板との距離のばらつきが小さくなるように、各分割片を分割片単位で昇降させる、基板処理方法。
10. 前記基板の凹凸を考慮して、各分割片と各分割片に対応する基板の領域との距離が所定値以内となるように、各分割片を昇降させる、請求項９記載の基板処理方法。
11. 請求項９又は１０記載の基板処理方法を装置に実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。

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