JP7093693B2

JP7093693B2 - 熱処理装置及び基板滑り検出方法

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Publication number: JP7093693B2
Application number: JP2018132992A
Authority: JP
Inventors: 優溝部; 和幸岩男
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Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2018-07-13
Filing date: 2018-07-13
Publication date: 2022-06-30
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Description

本開示は、熱処理装置及び基板滑り検出方法に関する。

特許文献１は、基板を加熱する加熱板上において基板が異物に乗り上げているかを判断するための構成を有する熱処理装置を開示している。この熱処理装置は、加熱板に、水平方向に互いに離間するように複数のヒータが設けられ、これらヒータに対応するように温度センサが配置されている。設定温度に設定された加熱板上に基板が載置された後、加熱板の温度が基板に吸熱されて下降し始めてから上記設定温度に戻るまでの間に測定された温度センサの温度測定値について標準偏差が算出される。この標準偏差と予め設定した閾値との比較結果に基づいて、基板が加熱板上において異物に乗り上げているか判断される。

特開２０１２－１５１２４７号公報

本開示にかかる技術は、基板が熱板へ載置された際の当該基板の滑りの有無を検出する。

本開示の一態様は、基板を熱処理する熱処理装置であって、前記基板が載置され当該基板を加熱する熱板を有し、前記熱板は、当該熱板の中央部を除く外周部を周方向に分割した外周分割領域を含む複数の領域に区画され、且つ、前記領域毎に温度設定され、当該熱処理装置はさらに、前記熱板の前記外周分割領域それぞれに設けられ、前記熱板の当該外周分割領域の温度を測定する温度測定部と、前記基板が前記熱板へ載置された際の、前記温度測定部で測定された温度の設定温度からの降下量に基づいて、当該基板が前記熱板へ載置された際の当該基板の滑りの有無を推定する滑り推定部と、前記熱板の中央部の温度を測定する別の温度測定部と、前記熱板の基板搭載面と交差する方向へ移動し、前記熱板との間で前記基板を受け渡す受け渡し部と、前記受け渡し部を駆動する駆動部と、前記受け渡し部を高速で移動させる高速域と前記受け渡し部を低速で移動させる低速域とを設定する速度域設定部と、を有し、前記速度域設定部は、前記基板が載置されたときの、前記熱板の中央部のみの温度の変化に基づいて、前記高速域と前記低速域を設定する。

本開示によれば、基板が熱板へ載置された際の当該基板の滑りの有無を検出することができる。

第１実施形態にかかる基板処理システムの構成の概略を模式的に示す平面図である。第１実施形態にかかる基板処理システムの内部構成の概略を示す側面図である。第１実施形態にかかる基板処理システムの内部構成の概略を示す側面図である。熱処理装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。熱処理装置の構成の概略を示す横断面の説明図である。熱処理装置の熱板の構成の概略を示す平面の説明図である。搬送アームの構成の概略を示す平面の説明図である。検出部の構成の概略を示す側面の説明図である。第１実施形態にかかる制御部の構成の概略を模式的に示すブロック図である。滑り推定部での推定方法の説明図であり、基板が滑った状態を示している。滑り推定部での推定方法の説明図であり、基板が滑らなかった状態を示している。滑り推定部での推定方法の説明図であり、基板が逆方向に滑った状態を示している。滑り推定部での推定方法を説明するための、熱板における領域の温度の時間変化を示す図である。滑り推定部での推定方法を説明するための、熱板における別の領域の温度の時間変化を示す図である。熱板に対して設定された複数の方向の例を示す説明図である。滑り方向推定用テーブルの一例を示す図である。第２実施形態にかかる制御部の構成の概略を模式的に示すブロック図である。昇降ピンの移動区間に対する高速域と低速域の位置の説明図である。低速域の位置が不適切な場合における、低速域と熱板表面の位置関係を示す図である。低速域の位置が不適切な場合における、熱板の温度変化を示す図である。

先ず、特許文献１に記載されている従来の熱処理装置について説明する。
半導体デバイス等の製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では、各種処理が行われ、基板としての半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上に、所定のレジストパターンが形成される。各種処理とは、ウェハＷ上にレジスト液を塗布しレジスト膜を形成する処理、レジスト膜を露光する処理、露光後にウェハを加熱しレジスト膜内の化学反応を促進させる処理（ＰＥＢ（Post Exposure Bake）処理）、露光されたレジスト膜を現像する処理等である。

上述のＰＥＢ処理等の熱処理は、通常、ウェハが載置されて当該ウェハを加熱する熱板を有する熱処理装置で行われる。熱処理装置の熱板には、例えば、給電により発熱するヒータが内蔵されており、このヒータによる発熱により熱板は所定温度に調整されている。

加熱処理における熱処理温度は、最終的にウェハ上に形成されるレジストパターンの線幅に大きな影響を与える。そこで、加熱時のウェハ面内の温度を厳密に調整するために、上述の熱処理装置の熱板は、複数の領域に区画され、領域毎の独立したヒータ及び温度センサが内蔵され、領域毎に温度調整されている。

なお、上記熱板の各領域の処理温度を共通とすると、例えば当該熱板の各領域の熱抵抗の相違等により、熱板上のウェハ面内の温度がばらつき、この結果、レジストパターンの線幅がばらつくことがある。このため、熱板の各領域で個別に処理温度が設定されている。

また、熱処理の際は、熱板に対し昇降自在に設けられた昇降ピンの動作により、上記搬送アームとの動作により、熱板上にウェハが載置される。例えば、昇降ピンが上昇することにより、外部から熱処理装置内に挿入された基板搬送装置の搬送アームから昇降ピンへウェハが受け渡され、その後、搬送アームが退避してから、昇降ピンが下降することにより、昇降ピンから熱板へウェハが受け渡される。

熱処理装置内での処理に要する時間を短くするためには、昇降ピンを高速で昇降させることが好ましい。ただし、昇降ピンを高速で下降させると、昇降ピンから熱板へのウェハの受け渡しの際に当該ウェハが熱板上で滑ることがある。そこで、昇降ピンの移動区間には高速動作する区間と低速動作する区間とが設けられている。

しかし、使用ウェハの変更や、昇降ピンの駆動部であるシリンダ等の機械部品の経時変化によって、昇降ピンが低速動作する区間が、昇降ピンの昇降方向に関し、熱板の位置に対してずれることがある。その結果、昇降ピンから熱板へのウェハの受け渡しの際における昇降ピンの移動速度が低速とならずに高速のままとなり、ウェハが熱板へ載置された時にウェハが熱板上で滑ることがある。

このように滑りが生じると、ウェハのいずれかの部分の温度が目標温度から大きくずれ、最終的にウェハ上に形成されるレジストパターンの線幅に悪影響を及ぼすことがある。また、熱板へ基板が載置される際の速度又は加速度が想定よりも大きいために滑りが起こっていると考えられることから基板が想定以上の衝撃を受けている懸念もあり、追加の機能を求められる場合もある。追加の機能とは、例えば、熱処理後の基板が搬出時受渡される部材での落下防止の機能や次の処理の為の位置合せの機能である。
したがって、熱板へ載置された時の当該熱板上でのウェハの滑りの有無を検知することが肝要である。

特許文献１の熱処理装置は、基板を加熱する加熱板上において基板が異物に乗り上げているかを判断するものであるが、ウェハの滑りを検知するものではない。

以下、基板が熱板へ載置された際の当該基板の滑りの有無を検出する、本実施形態にかかる熱処理装置及び基板滑り検出方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態にかかる熱処理装置を備えた基板処理システム１の構成の概略を示す平面図である。図２及び図３は、各々基板処理システム１の内部構成の概略を模式的に示す、正面図と背面図である。なお、本実施の形態では、基板処理システム１がウェハＷに対して塗布現像処理を行う塗布現像処理システムである場合を例にして説明する。

基板処理システム１は、図１に示すように、複数枚のウェハＷを収容したカセットＣが搬入出されるカセットステーション１０と、ウェハＷに所定の処理を施す複数の各種処理装置を備えた処理ステーション１１と、を有する。そして、基板処理システム１は、カセットステーション１０と、処理ステーション１１と、処理ステーション１１に隣接する露光装置１２との間でウェハＷの受け渡しを行うインターフェイスステーション１３と、を一体に接続した構成を有している。

カセットステーション１０には、カセット載置台２０が設けられている。カセット載置台２０には、基板処理システム１の外部に対してカセットＣを搬入出する際に、カセットＣを載置するカセット載置板２１が複数設けられている。

カセットステーション１０には、Ｘ方向に延びる搬送路２２上を移動自在なウェハ搬送装置２３が設けられている。ウェハ搬送装置２３は、上下方向及び鉛直軸周り（θ方向）にも移動自在であり、各カセット載置板２１上のカセットＣと、後述する処理ステーション１１の第３のブロックＧ３の受け渡し装置との間でウェハＷを搬送できる。

処理ステーション１１には、各種装置を備えた複数例えば４つのブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４が設けられている。例えば処理ステーション１１の正面側（図１のＸ方向負方向側）には、第１のブロックＧ１が設けられ、処理ステーション１１の背面側（図１のＸ方向正方向側）には、第２のブロックＧ２が設けられている。また、処理ステーション１１のカセットステーション１０側（図１のＹ方向負方向側）には、第３のブロックＧ３が設けられ、処理ステーション１１のインターフェイスステーション１３側（図１のＹ方向正方向側）には、第４のブロックＧ４が設けられている。

第１のブロックＧ１には、図２に示すように複数の液処理装置、例えば現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３が下からこの順に配置されている。現像処理装置３０は、ウェハＷを現像処理するものであり、下部反射防止膜形成装置３１は、ウェハＷのレジスト膜の下層に反射防止膜（以下「下部反射防止膜」という）を形成するものである。レジスト塗布装置３２は、ウェハＷにレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するものであり、上部反射防止膜形成装置３３は、ウェハＷのレジスト膜の上層に反射防止膜（以下「上部反射防止膜」という）を形成するものである。

例えば現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３は、それぞれ水平方向に３つ並べて配置されている。なお、これら現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３の数や配置は、任意に選択できる。

これら現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３では、例えばウェハＷ上に所定の塗布液を塗布するスピンコーティングが行われる。スピンコーティングでは、例えば塗布ノズルからウェハＷ上に塗布液を吐出すると共に、ウェハＷを回転させて、塗布液をウェハＷの表面に拡散させる。

第２のブロックＧ２には、図３に示すようにウェハＷの加熱や冷却といった熱処理を行う熱処理装置４０や、レジスト液とウェハＷとの定着性を高めるためのアドヒージョン装置４１、ウェハＷの外周部を露光する周辺露光装置４２が設けられている。これら熱処理装置４０、アドヒージョン装置４１、周辺露光装置４２は、上下方向と水平方向に並べて設けられており、その数や配置は、任意に選択できる。

例えば第３のブロックＧ３には、複数の受け渡し装置５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６が下から順に設けられている。また、第４のブロックＧ４には、複数の受け渡し装置６０、６１、６２と、基板検査装置としての検査装置６３とが下から順に設けられている。検査装置６３の構成については後述する。

図１に示すように第１のブロックＧ１～第４のブロックＧ４に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域Ｄが形成されている。ウェハ搬送領域Ｄには、基板搬送装置としてのウェハ搬送装置７０が配置されている。

ウェハ搬送装置７０は、例えばＹ方向、Ｘ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム７０ａを有している。ウェハ搬送装置７０は、ウェハ搬送領域Ｄ内を移動し、周囲の第１のブロックＧ１、第２のブロックＧ２、第３のブロックＧ３及び第４のブロックＧ４内の所定の装置にウェハＷを搬送できる。ウェハ搬送装置７０は、例えば図３に示すように上下に複数台配置され、例えば各ブロックＧ１～Ｇ４の同程度の高さの所定の装置にウェハＷを搬送できる。

また、ウェハ搬送領域Ｄには、第３のブロックＧ３と第４のブロックＧ４との間で直線的にウェハＷを搬送するシャトル搬送装置８０が設けられている。

シャトル搬送装置８０は、例えば図３のＹ方向に直線的に移動自在になっている。シャトル搬送装置８０は、ウェハＷを支持した状態でＹ方向に移動し、第３のブロックＧ３の受け渡し装置５２と第４のブロックＧ４の受け渡し装置６２との間でウェハＷを搬送できる。

図１に示すように第３のブロックＧ３のＸ方向正方向側の隣には、ウェハ搬送装置９０が設けられている。ウェハ搬送装置９０は、例えばＸ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム９０ａを有している。ウェハ搬送装置９０は、ウェハＷを支持した状態で上下に移動して、第３のブロックＧ３内の各受け渡し装置にウェハＷを搬送できる。

インターフェイスステーション１３には、ウェハ搬送装置１００と受け渡し装置１０１が設けられている。ウェハ搬送装置１００は、例えばＹ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム１００ａを有している。ウェハ搬送装置１００は、例えば搬送アーム１００ａにウェハＷを支持して、第４のブロックＧ４内の各受け渡し装置、受け渡し装置１０１及び露光装置１２との間でウェハＷを搬送できる。

ここで、上述した熱処理装置４０の構成について説明する。例えば熱処理装置４０は、図４及び図５に示すように筐体１２０内に、ウェハＷに対して熱処理としての加熱処理を行う加熱部１２１を備えている。筐体１２０の一側面には、ウェハＷを搬入出するための搬入出口１２２が形成されている。

加熱部１２１は、図４に示すように上側に位置して上下動自在な蓋体１３０と、下側に位置してその蓋体１３０と一体となって処理室Ｓを形成する熱板収容部１３１を備えている。

蓋体１３０は、下面が開口した略筒形状を有している。蓋体１３０の上面中央部には、排気部１３０ａが設けられている。処理室Ｓ内の雰囲気は、排気部１３０ａから排気される。

熱板収容部１３１の中央には、ウェハＷが載置され当該ウェハＷを加熱する熱板１３２が設けられている。熱板１３２は、厚みのある略円盤形状を有しており、その内部に熱板１３２を加熱するヒータ１４０が設けられている。ヒータ１４０としては、例えば電気ヒータが用いられる。また、熱板１３２の上面には、ウェハＷを熱板１３２上の所定位置にガイドするガイドピン１３３と、ウェハＷの裏面を熱板１３２の上面から離間させて当該ウェハＷを支持する支持ピン１３４とが設けられている。なお、ガイドピン１３３や支持ピン１３４の図示は図５では省略している。また、熱板１３２の温度制御にかかる構成については後述する。

熱板収容部１３１には、図４及び図５に示すように熱板１３２を厚み方向に貫通する受け渡し部としての昇降ピン１４１が設けられている。昇降ピン１４１は、シリンダ等の駆動部１４２により昇降自在である。昇降ピン１４１は、熱板１３２の上面に突出して、例えば搬入出口１２２から筐体１２０の内部に進入するウェハ搬送装置７０との間でウェハＷの受け渡しを行うことができる。

熱板収容部１３１は、熱板１３２を収容して熱板１３２の外周部を保持する環状の保持部材１５０と、その保持部材１５０の外周を囲む略筒状のサポートリング１５１を有している。

次に、熱板１３２の構成について詳述する。熱板１３２は、当該熱板１３２の中央部を除く外周部を周方向に分割した外周分割領域を含む複数の領域に区画されている。
図６の例では、平面視の中央部に設けられた１つの円形の領域Ｒ_０と、平面視の外周部を周方向に４等分した円弧状の領域Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４（以下、「外周分割領域Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４」と言うことがある）との計５つの領域に区画されている。

熱板１３２の各領域Ｒ_０～Ｒ_４には、ヒータ１４０が個別に内蔵され、各領域Ｒ_０～Ｒ_４は個別に加熱できる。また、領域Ｒ_０～Ｒ_４それぞれには、温度測定部としての温度センサ１６０が埋設されている。各温度センサ１６０は、当該温度センサ１６０が設けられた熱板１３２の領域Ｒ_０～Ｒ_４の温度を測定する。各領域Ｒ_０～Ｒ_４のヒータ１４０の発熱量は、例えば制御部２００により、領域Ｒ_０～Ｒ_４毎に、それぞれの温度センサ１６０で測定される温度が設定温度となるように、調整される。

続いて、熱処理装置４０にウェハＷを搬入出するウェハ搬送装置７０の搬送アーム７０ａについて図７及び図８を用いて説明する。
ウェハ搬送装置７０が有する、基板保持部としての搬送アーム７０ａは、当該装置７０の基台（図示せず）から進退自在に設けられ、ウェハＷを保持するものである。図７に示すように、搬送アーム７０ａには、ウェハＷの周縁部が載置される保持爪７１が例えば４つ設けられている。

また、搬送アーム７０ａがウェハＷを保持した状態で後退しているときに、当該ウェハＷの縁の位置を、それぞれ異なる位置で検出する３個以上（図の例では４つ）の検出部１７０（１７０Ａ～１７０Ｄ）が、搬送アーム７０ａに対して設けられている。検出部１７０（１７０Ａ～１７０Ｄ）は、搬送アーム７０ａが後退したときに、搬送アーム７０ａに保持されているウェハＷの縁部と平面視において重なるように設けられている。

検出部１７０（１７０Ａ～１７０Ｄ）は、図８に示すように、光源１７１（１７１Ａ～１７１Ｄ）と、複数の受光素子が配列してなる受光部１７２（１７２Ａ～１７２Ｄ）との組み合わせにより構成されている。光源１７１（１７１Ａ～１７１Ｄ）は例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）であり、受光部１７２（１７２Ａ～１７２Ｄ）は例えばリニアイメージセンサである。光源１７１（１７１Ａ～１７１Ｄ）と受光部１７２（１７２Ａ～１７２Ｄ）とは、後退している搬送アーム１７０が保持しているウェハＷを間に挟んで対向するように設けられている。

上述の検出部１７０（１７０Ａ～１７０Ｄ）での検出結果に基づいて、搬送アーム７０ａ内でのウェハＷの位置、具体的には、ウェハＷの中心位置を検出することができる。

以上の基板処理システム１には、図１に示すように制御部２００が設けられている。制御部２００は、例えばＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータにより構成され、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、ウェハＷが熱板１３２へ載置された際における当該ウェハＷの熱板１３２上での滑りの有無を検出するプログラムを含む、基板処理システム１におけるウェハＷの処理を制御するプログラムが格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、当該記憶媒体Ｈから制御部２００にインストールされたものであってもよい。

また、制御部２００は、図９に示すように、記憶部２１０と、滑り推定部２１１と、滑り方向推定部２１２と、保持位置取得部２１３と、滑り決定部２１４とを有する。

記憶部２１０は、熱板１３２の各領域Ｒ_０～Ｒ_４の設定温度の情報や、滑り方向推定用テーブル等の各種情報を記憶する。

滑り推定部２１１は、ウェハＷが熱板１３２へ載置された際における、当該ウェハＷの熱板１３２上での滑りの有無を推定する。
ここで、ウェハＷが熱板１３２へ載置された際、熱板１３２の温度は、ウェハＷによる吸熱によって、設定温度から一旦下降し、その後、当該設定温度に戻る。
ただし、図１０Ａのように熱板１３２への載置の際にウェハＷが領域Ｒ_１側に滑った場合、図１０ＢのようにウェハＷが滑らず熱板１３２の中央部に載置されたときに比べて、図１１Ａに示すように、熱板１３２の領域Ｒ_１の設定温度からの最大下降量が大きくなる。また、ウェハＷが領域Ｒ_１側に滑った場合、中央の領域Ｒ_０を挟んで領域Ｒ_１と対向する領域Ｒ_３では、図１１Ｂに示すように熱板１３２の設定温度からの最大下降量が小さくなる。
一方、図１０Ｃのように熱板１３２への載置の際にウェハＷが領域Ｒ_３側に滑った場合、ウェハＷが滑らず熱板１３２の中心に載置されたときに比べて、図１１Ｂに示すように、熱板１３２の領域Ｒ_３の設定温度からの最大下降量が大きくなる。また、ウェハＷが領域Ｒ_３側に滑った場合、中央の領域Ｒ_０を挟んで領域Ｒ_３と対向する領域Ｒ_１では、図１１Ａに示すように熱板１３２の設定温度からの最大下降量が小さくなる。なお、以下では、「ウェハＷが熱板１３２へ載置されたときの設定温度からの最大下降量」を「アンダーシュート量」と言うことがある。

上述のような知見を元に、滑り推定部２１１は、ウェハＷが熱板１３２へ載置されている間の、温度センサ１６０での温度測定結果に基づいて、ウェハＷが熱板１３２へ載置された際における、当該ウェハＷの熱板１３２上での滑りの有無を推定する。なお、以下では、「ウェハＷが熱板１３２へ載置された際の当該ウェハＷの滑り」を「ウェハＷの滑り」と省略して記載することがある。
滑り推定部２１１は、具体的には、以下の場合に、ウェハＷの滑りがあったと推定する。すなわち、熱板１３２の外周分割領域Ｒ_１～Ｒ_４のいずれか１以上の領域で、アンダーシュート量が基準値を超えた場合である。ただし、上述の場合であって、且つ、上記いずれか１以上の領域と対向する外周分割領域Ｒ_１～Ｒ_４で、アンダーシュート量が基準値未満であった場合に、上記滑りがあったと推定してもよい。本例では、後者のようにしてウェハＷの滑りがあったと推定する。
また、上記基準値は、外周分割領域Ｒ_１～Ｒ_４毎に個別に設定されても、外周分割領域Ｒ_１～Ｒ_４で共通であってもよい。
さらに、上記基準値に幅を持たせ、基準域としてもよい。この場合、アンダーシュート量が「基準値を超える」とは、基準域における最大値を超えることを意味し、「基準値未満である」とは、基準域における最小値未満であることを意味し、「基準値である」とは、「基準域内に収まる」ことを意味する。

滑り方向推定部２１２は、ウェハＷの滑りがあった場合に、その滑りの方向を推定するものである。ここで、ウェハＷが熱板１３２へ載置されている間に、外周分割領域Ｒ_１～Ｒ_４のいずれかに設けられた温度センサ１６０において、測定した温度の設定温度からの最大下降量が基準値を超えたとする。この場合、滑り方向推定部２１２は、測定した温度の上記設定温度からの最大下降量が基準値を超えた温度センサ１６０が設けられた外周分割領域Ｒ_１～Ｒ_４に対応する方向を、ウェハＷの滑り方向と推定する。つまり、滑り方向推定部２１２は、熱板１３２の外周分割領域Ｒ_１～Ｒ_４のいずれか１以上の領域で、アンダーシュート量が基準値を超えた場合に、当該いずれか１以上の領域に対応する方向を、ウェハＷの滑り方向と推定する。ただし、滑り方向推定部２１２は、外周分割領域Ｒ_１～Ｒ_４のいずれか１以上の領域でアンダーシュート量が基準値を超え、当該外周分割領域と対向する領域で基準値未満であった場合、これらの外周分割領域に対応する方向を、ウェハＷの滑り方向と推定してもよい。本例では、後者のようにして滑り方向を推定する。

滑り方向推定部２１２は、例えば、図１２に示すように、熱板１３２に対して設定された複数の方向の中から１つの方向を選択し、当該方向を滑り方向と推定する。なお、図１２の例では、外周分割領域Ｒ_１～Ｒ_４が設けられた熱板１３２に対して、４つの方向Ｄ１～Ｄ４が設定されている。

また、滑り方向推定部２１２は、図１３に示すような滑り方向推定用テーブルＴを用いて、ウェハＷの滑り方向を推定する。滑り方向推定用テーブルＴは、上述の熱板１３２に対して設定された複数の方向それぞれと、アンダーシュート量が基準値を超えた外周分割領域及び基準値未満の外周分割領域とが対応付けられている。なお、上記テーブルＴ中、「deep」とは、基準値を超えた場合、「shallow」とは、基準値未満であった場合を意味する。図１３の滑り方向推定用テーブルＴでは、例えば、熱板１３２に対して設定された方向Ｄ１と、アンダーシュート量が基準値を超えた外周分割領域Ｒ_１、Ｒ_２及び基準値未満の外周分割領域Ｒ_３、Ｒ_４とが対応付けられている。

保持位置取得部２１３は、ウェハＷを保持して熱処理装置４０へ搬入出するウェハ搬送装置７０が有する搬送アーム７０ａにおける、ウェハＷの保持位置を取得する。上記保持位置に係る情報は、例えば、ウェハ搬送装置７０が有する検出部１７０（１７０Ａ～１７０Ｄ）の受光部１７２（１７２Ａ～１７２Ｄ）から取得される。上述の保持位置取得部２１３は、当該熱処理装置４０での熱処理前と後とで、搬送アーム７０ａにおけるウェハＷの保持位置を取得する。

滑り決定部２１４は、滑り方向推定部２１２の推定結果と、保持位置取得部２１３の取得結果とに基づいて、ウェハＷの滑りの有無を決定する。より具体的には、滑り決定部２１４は、保持位置取得部２１３の取得結果に基づいて、当該熱処理装置４０での熱処理前後で、搬送アーム７０ａでウェハＷの保持位置がズレた方向（以下、「位置ズレ方向」という。）を算出する。そして、算出した位置ズレ方向と、滑り方向推定部２１２で推定された滑り方向とが一致するか否かに基づいて、ウェハＷの滑りの有無を決定する。例えば、上記算出した位置ズレ方向と、滑り方向推定部２１２で推定された滑り方向とが一致する場合に、ウェハＷの滑りがあったと決定する。

次に、基板処理システム１で行われるウェハＷの処理について説明する。

ウェハＷの処理においては、先ず、複数枚のウェハＷを収容したカセットＣがカセットステーション１０の所定のカセット載置板２１に載置される。その後、ウェハ搬送装置２３によりカセットＣ内の各ウェハＷが順次取り出され、処理ステーション１１の第３のブロックＧ３の例えば受け渡し装置５３に搬送される。

次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、温度調節される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって例えば第１のブロックＧ１の下部反射防止膜形成装置３１に搬送され、ウェハＷ上に下部反射防止膜が形成される。その後ウェハＷは、第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、加熱処理が行われる。

熱処理装置４０での加熱処理の際、まず、ウェハＷを保持したウェハ搬送装置７０の搬送アーム７０ａが、熱処理装置４０内に挿入される前の、後退した状態で、検出部１７０（１７０Ａ～１７０Ｄ）により、ウェハＷの縁の位置が検出される。そして、熱処理装置４０による熱処理前の、搬送アーム７０ａにおけるウェハＷの保持位置に係る情報として、ウェハＷの縁の位置の情報が、保持位置取得部２１３により取得される。

次いで、ウェハＷを保持した搬送アーム７０ａが、熱板１３２の上方に移動される。次に、昇降ピン１４１が上昇され、搬送アーム７０ａのウェハＷが昇降ピン１４１に受け渡される。その後、搬送アーム７０ａが熱板１３２上から退避され、昇降ピン１４１が下降され、熱板１３２上へウェハＷが載置され、熱板１３２による加熱処理が開始される。

熱板１３２の領域Ｒ_０～Ｒ_４それぞれを設定温度に制御するため、ウェハＷが熱板１３２へ載置されている間は、領域Ｒ_０～Ｒ_４それぞれの温度センサ１６０で当該外周分割領域の温度が測定され続ける。そして、熱板１３２の外周分割領域Ｒ_１～Ｒ_４のいずれかの領域で、熱板１３２の温度のアンダーシュート量が基準値を超え、その外周分割領域と対向する外周分割領域で上記アンダーシュート量が基準値未満であったか、滑り推定部２１１により判定される。その結果、熱板１３２の外周分割領域Ｒ_１～Ｒ_４のいずれかの領域でアンダーシュート量が基準値を超え、対向する外周分割領域でアンダーシュート量が基準値未満である場合、滑り推定部２１１により、ウェハＷの滑りがあったと推定される。例えば、それ以外の場合は、ウェハＷの滑りがなかったと推定される。

また、ウェハＷの滑りがあったと推定された場合、滑り方向推定部２１２により、滑り方向推定用テーブルＴを用いて、ウェハＷの滑り方向が推定される。例えば、外周分割領域Ｒ_１、Ｒ_２のアンダーシュート量が基準値を超え、外周分割領域Ｒ_３、Ｒ_４のアンダーシュート量が基準値未満の場合、滑り方向推定用テーブルＴに基づいて、方向Ｄ１が滑り方向と推定される。

所定時間ウェハＷの加熱処理が行われると、昇降ピン１４１が上昇され、ウェハＷが熱板１３２の上方に移動される。その後、搬送アーム７０ａがウェハＷと熱板１３２との間に挿入された後に、昇降ピン１４１が下降され、昇降ピン１４１から搬送アーム７０ａにウェハＷが受け渡される。
次いで、ウェハＷを保持した搬送アーム７０ａが後退した状態になると、検出部１７０（１７０Ａ～１７０Ｄ）により、ウェハＷの縁の位置が再度検出される。そして、熱処理装置４０による熱処理後の、搬送アーム７０ａにおけるウェハＷの保持位置に係る情報として、ウェハＷの縁の位置の情報が、検出部１７０（１７０Ａ～１７０Ｄ）から送られ、保持位置取得部２１３により取得される。

次に、保持位置取得部２１３が取得した、熱処理前と後の、搬送アーム７０ａにおけるウェハＷの保持位置に係る情報に基づいて、熱処理前後での搬送アーム７０ａにおけるウェハＷの位置ズレ傾向が、滑り決定部２１４により算出される。そして、算出した上記位置ズレ方向と、滑り方向推定部２１２で推定された滑り方向とが一致するか否かに基づいて、ウェハＷの滑りがあったか否か、滑り決定部２１４により決定される。

滑り決定部２１４により滑りがあったと決定された場合は、ウェハＷの処理は中止され、当該ウェハＷは例えばカセットＣに戻される。

一方、滑り決定部２１４により滑りがなかったと決定された場合、ウェハＷは、第３のブロックＧ３の受け渡し装置５３に戻される。次いで、ウェハＷは、ウェハ搬送装置９０によって同じ第３のブロックＧ３の受け渡し装置５４に搬送される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２のアドヒージョン装置４１に搬送され、疎水化処理される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によってレジスト塗布装置３２に搬送され、ウェハＷ上にレジスト膜が形成される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送されて、プリベーク処理される。なお、これ以降の加熱処理においても、上述のレジスト膜形成前の加熱処理と同様に、ウェハＷの滑りの有無の推定や、ウェハＷの滑り方向の推定、熱処理前後での位置ズレ方向の算出、ウェハＷの滑りの有無の決定が行われる。

プリベーク処理後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡し装置５５に搬送される。
次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって上部反射防止膜形成装置３３に搬送され、ウェハＷ上に上部反射防止膜が形成される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送されて、加熱され、温度調節される。その後、ウェハＷは、周辺露光装置４２に搬送され、周辺露光処理される。

その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡し装置５６に搬送される。

次にウェハＷは、ウェハ搬送装置９０によって受け渡し装置５２に搬送され、シャトル搬送装置８０によって第４のブロックＧ４の受け渡し装置６２に搬送される。

その後、ウェハＷは、インターフェイスステーション７のウェハ搬送装置１００によって露光装置１２に搬送され、露光処理される。次に、ウェハＷは、ウェハ搬送装置１００によって第４のブロックＧ４の受け渡し装置６０に搬送される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送され、露光後ベーク処理される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって現像処理装置３０に搬送され、現像される。現像終了後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置９０によって熱処理装置４０に搬送され、ポストベーク処理される。
その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡し装置５０に搬送され、その後カセットステーション１０のウェハ搬送装置２３によって所定のカセット載置板２１のカセットＣに搬送される。こうして、一連のフォトリソグラフィー処理が終了する。

本実施形態によれば、ウェハＷの滑りと相関がある、熱板１３２の外周分割領域Ｒ_１～Ｒ_４の温度を温度センサ１６０で測定し、その測定結果を取得している。そのため、上記測定結果に基づいて、ウェハＷの滑りの有無を精度良く推定することができる。

また、本実施形態によれば、ウェハＷの滑り方向を推定すると共に、熱板１３２での熱処理前後での搬送アーム７０ａにおけるウェハＷの位置ズレ傾向を取得する。そして、推定した滑り方向と上記位置ズレ方向とに基づいて、ウェハＷの滑りの有無を決定する。したがって、ウェハＷの滑りの有無をより正確に検知することができる。

以上の例では、滑り推定部２１１での推定結果を踏まえた、滑り決定部２１４での決定結果に基づいて、ウェハＷの処理を中止するようにしていた。しかし、これに代えて、滑り決定部２１４や滑り方向推定部２１２を設けずに、滑り推定部２１１により滑りがあったと推定されたときに、ウェハＷの処理を中止するようにしてもよい。

（第２実施形態）
第１実施形態では、滑り決定部２１４によりウェハＷの滑りがあったと決定した場合、または、滑り推定部２１１によりウェハＷの滑りがあったと推定された場合、ウェハＷの処理を中止していた。言い換えると、前述のように、昇降ピンの移動区間には高速動作する区間（高速域）と低速動作する区間（低速域）が設けられているところ、第１実施形態では、昇降ピン１４１の高速域と低速域の位置が適切でない場合、ウェハＷの処理を中止していた。
それに対し、本実施形態では、図１４に示すように、昇降ピン１４１を相対的に高速で移動させる高速域と昇降ピン１４１を相対的に低速で移動させる低速域とを設定する速度域設定部２２０を、制御部２００ａが有する。そして、本実施形態では、昇降ピン１４１の高速域と低速域の位置が適切でない場合、すなわち、滑り決定部２１４または滑り推定部２１１によりウェハＷの滑りがあったと決定または推定された場合、速度域設定部２２０が低速域と高速域とを再設定する。なお、図１５に示すように、高速域と高速域との間に、低速域が含まれている。

前述のように、ウェハＷが熱板１３２へ載置された際、熱板１３２の温度は、設定温度から一旦下降し、その後、当該設定温度に戻る。
ただし、熱板１３２の表面（支持ピン１３４の上面）が、図１６に示すように、昇降ピン１４１の移動区間において、設定された場所より相対的に上方に位置すると、熱板１３２への載置の際、ウェハＷが熱板１３２からの輻射熱により熱せられる時間が短い。そのため、相対的に低温のウェハＷが熱板１３２へ載置されるので、図１７に示すように、熱板１３２のアンダーシュート量が大きくなる。一方、熱板１３２の表面が、受け渡しピン１４１が移動される区間において、設定された場所より相対的に下方に位置すると、熱板１３２へ載置される際に、ウェハＷが熱板１３２からの輻射熱により熱せられる時間が長い。そのため、相対的に高温のウェハＷが熱板１３２へ載置されるので、熱板１３２のアンダーシュート量が小さくなる。

上述のような知見を元に、速度域設定部２２０は、ウェハＷが載置されたときの熱板１３２の温度に基づいて、高速域と低速域を再設定する。具体的には、高速域と低速域の位置が適切でない場合、アンダーシュート量が閾値を上回るか下回るか否かに応じて、高速域と低速域を再設定する。例えば、アンダーシュート量が閾値を上回る場合、低速域を上方に移動するよう再設定し、閾値を下回る場合、低速域が下方に移動するよう再設定する。なお、速度域設定部２２０は、ウェハＷが載置されたときの、熱板１３２の中央部の温度変化に基づいて（例えば中央の領域Ｒ_０のアンダーシュート量に基づいて）、高速域と低速域を設定してもよい。また、これに代えて、速度域設定部２２０は、ウェハＷが載置されたときの熱板１３２全体の温度変化に基づいて（例えば領域Ｒ_０～Ｒ_４のアンダーシュート量に基づいて、高速域と低速域を設定してもよい。
なお、上記閾値に幅を持たせ、閾域としてもよい。この場合、アンダーシュート量が「閾値値を上回る」とは、閾域における最大値を超えることを意味し、「閾値を下回る」とは、閾域における最小値未満であることを意味する。

なお、低速域は、例えば図１５に示すように低速駆動開始点から熱板１３２の表面までの距離を６割、上記表面から低速駆動終了点までを４割で設計されている。上記６割のうちの２/３である４割が、昇降ピン１４１から熱板１３２への受け渡し時の速度静定に要する領域として設けられており、１／３である２割が猶予分である。また、熱板１３２から昇降ピン１４１への受け渡し時の速度静定に要する領域として、低速域のうちの０．５割が割り当てられている。

したがって、速度域設定部２２０は、例えば、以下の（Ａ）または（Ｂ）のようにして、高速域と低速域を再設定する。

（Ａ）第１の再設定方法
本方法では、例えば、速度域設定部２２０は、アンダーシュート量が閾値を上回る場合、低速域を下側に上述の猶予分すなわち２割分スライドさせ、閾値値を下回る場合は、低速域を上側に２割分スライドさせる。
このように低速域を再設定する場合、再設定後も低速域の位置が適切でないときは、低速域を同じ方向に同じ量スライドさせる。

（Ｂ）第２の再設定方法
本方法では、速度域設定部２２０は、速度静定のためのマージンを考慮して、高速域と低速域を再設定する。例えば、アンダーシュート量が閾値を上回る場合、低速域を下側に４割分スライドさせる。また、例えばアンダーシュート量が判定値を下回る場合、上側に、（低速域全体－マージンの和）の差の分である５．５割分、低速域をスライドさせる。
このように低速域を再設定する場合、再設定後も低速域の位置が適切でないときは、低速域のズレが大き過ぎると考えられるため、その後、ウェハＷの処理を停止させてもよい。

本実施形態によれば、適切でない低速域の位置を適切にすることができ、ウェハＷの処理を止めることなく、ウェハＷの滑りを解消することができる。

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

なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）基板を熱処理する熱処理装置であって、
前記基板が載置され当該基板を加熱する熱板を有し、
前記熱板は、当該熱板の中央部を除く外周部を周方向に分割した外周分割領域を含む複数の領域に区画され、且つ、前記領域毎に温度設定され、
当該熱処理装置はさらに、
前記熱板の前記外周分割領域それぞれに設けられ、前記熱板の当該外周分割領域の温度を測定する温度測定部と、
前記基板が前記熱板へ載置された際の、前記温度測定部で測定された温度の設定温度からの降下量に基づいて、当該基板が前記熱板へ載置された際の当該基板の滑りの有無を推定する滑り推定部と、を有する熱処理装置。
前記（１）では、熱板へ載置された際の基板の滑りと相関がある、熱板の外周分割領域の温度を温度測定部で測定し、その測定結果を取得している。そのため、上記測定結果に基づいて、上記基板の滑りの有無を精度良く推定することができる。

（２）前記滑り推定部は、前記基板が前記熱板へ載置されている際に、前記外周分割領域のいずれかに設けられた前記温度測定部において、測定された温度の設定温度からの最大下降量が基準値を超えた場合、当該基板の滑りがあったと推定する、前記（１）に記載の熱処理装置。

（３）前記基板が前記熱板へ載置されている際に、前記外周分割領域のいずれかに設けられた前記温度測定部において、測定された温度の設定温度からの最大下降量が基準値を超えた場合、当該温度測定部が設けられた前記外周分割領域に対応する方向を、当該基板の滑り方向と推定する滑り方向推定部を有する、前記（１）または（２）に記載の熱処理装置。

（４）前記基板を保持して当該熱処理装置へ搬入出する基板搬送装置が有する基板保持部における、前記基板の保持位置を取得する保持位置取得部と、
前記滑りの有無を決定する滑り決定部と、を有し、
前記保持位置取得部は、当該熱処理装置による熱処理前と後とで、前記基板保持部における前記基板の前記保持位置を取得し、
前記滑り決定部は、前記滑り方向推定部の推定結果と前記保持位置取得部の取得結果と、に基づいて、前記滑りの有無を決定する前記（３）に記載の熱処理装置。
前記（３）では、基板の滑り方向を推定すると共に、熱板での熱処理前後での基板保持部における基板の保持位置を取得する。そして、推定した滑り方向と基板の保持位置の取得結果とに基づいて、基板の滑りの有無を決定する。したがって、基板の滑りの有無をより正確に検知することができる。

（５）前記熱板の基板搭載面と交差する方向へ移動し、前記熱板との間で前記基板を受け渡す受け渡し部と、
前記受け渡し部を駆動する駆動部と、
前記受け渡し部を高速で移動させる高速域と前記受け渡し部を低速で移動させる低速域とを設定する速度域設定部と、を有し、
前記速度域設定部は、前記基板が載置されたときの前記熱板の温度に基づいて、前記高速域と前記低速域を設定する前記（１）～（４）のいずれか１に記載の熱処理装置。
上記（６）では、基板が載置されたときの熱板の温度に基づいて、高速域と低速域を設定する。したがって、適切でない低速域の位置を適切にすることができ、ウェハＷの処理を止めることなく、ウェハＷの滑りを解消することができる。

（６）前記速度域設定部は、前記基板が載置されたときの、前記熱板の中央部の温度の変化に基づいて、前記高速域と前記低速域を設定する前記（６）に記載の熱処理装置。

（７）前記速度域設定部は、前記基板が載置されたときの、前記熱板全体の温度の変化に基づいて、前記高速域と前記低速域を設定する前記（６）に記載の熱処理装置。

（８）熱板上での基板の滑りの有無を検知する基板滑り検知方法であって、
前記熱板は、当該熱板の中央部を除く外周部を周方向に分割した外周分割領域を含む複数の領域に区画され、且つ、前記領域毎に温度設定されると共に前記外周分割領域毎に温度測定部が設けられており、
当該基板滑り検知方法は、
前記基板が前記熱板へ載置された際の、前記温度測定部で測定された温度の設定温度からの降下量に基づいて、当該基板が前記熱板へ載置された際の当該基板の滑りの有無を推定する滑り推定工程、を有する。

４０熱処理装置
１３２熱板
１６０温度センサ
２１１滑り推定部
Ｒ_１～Ｒ_４外周分割領域

Claims

基板を熱処理する熱処理装置であって、
前記基板が載置され当該基板を加熱する熱板を有し、
前記熱板は、当該熱板の中央部を除く外周部を周方向に分割した外周分割領域を含む複数の領域に区画され、且つ、前記領域毎に温度設定され、
当該熱処理装置はさらに、
前記熱板の前記外周分割領域それぞれに設けられ、前記熱板の当該外周分割領域の温度を測定する温度測定部と、
前記基板が前記熱板へ載置された際の、前記温度測定部で測定された温度の設定温度からの降下量に基づいて、当該基板が前記熱板へ載置された際の当該基板の滑りの有無を推定する滑り推定部と、
前記熱板の中央部の温度を測定する別の温度測定部と、
前記熱板の基板搭載面と交差する方向へ移動し、前記熱板との間で前記基板を受け渡す受け渡し部と、
前記受け渡し部を駆動する駆動部と、
前記受け渡し部を高速で移動させる高速域と前記受け渡し部を低速で移動させる低速域とを設定する速度域設定部と、を有し、
前記速度域設定部は、前記基板が載置されたときの、前記熱板の中央部のみの温度の変化に基づいて、前記高速域と前記低速域を設定する熱処理装置。
前記滑り推定部は、前記基板が前記熱板へ載置されている際に、前記外周分割領域のいずれかに設けられた前記温度測定部において、測定された温度の設定温度からの最大下降量が基準値を超えた場合、当該基板の滑りがあったと推定する請求項１に記載の熱処理装置。
前記基板が前記熱板へ載置されている際に、前記外周分割領域のいずれかに設けられた前記温度測定部において、測定された温度の設定温度からの最大下降量が基準値を超えた場合、当該温度測定部が設けられた前記外周分割領域に対応する方向を、当該基板の滑り方向と推定する滑り方向推定部を有する請求項１または２に記載の熱処理装置。
前記基板を保持して当該熱処理装置へ搬入出する基板搬送装置が有する基板保持部における、前記基板の保持位置を取得する保持位置取得部と、
前記滑りの有無を決定する滑り決定部と、を有し、
前記保持位置取得部は、当該熱処理装置による熱処理前と後とで、前記基板保持部における前記基板の前記保持位置を取得し、
前記滑り決定部は、前記滑り方向推定部の推定結果と前記保持位置取得部の取得結果と、に基づいて、前記滑りの有無を決定する請求項３に記載の熱処理装置。
前記低速域は、前記熱板の表面から上の上側低速域と前記熱板の表面から下の下側低速域を有し、
前記上側低速域は、その一部分として猶予領域を有し、
前記速度域設定部は、前記熱板の設定温度からの最大下降量が閾値を超えた場合に、前記低速域を下側に、前記猶予領域の分スライドさせる、請求項１～４のいずれか１項に記載の熱処理装置。
熱板上での基板の滑りの有無を検知する基板滑り検知方法であって、
前記熱板は、当該熱板の中央部を除く外周部を周方向に分割した外周分割領域を含む複数の領域に区画され、且つ、前記領域毎に温度設定されると共に前記外周分割領域毎に温度測定部が設けられており、
当該基板滑り検知方法は、
前記基板が前記熱板へ載置された際の、前記温度測定部で測定された温度の設定温度からの降下量に基づいて、当該基板が前記熱板へ載置された際の当該基板の滑りの有無を推定する滑り推定工程と、
前記熱板の基板搭載面と交差する方向へ移動し前記熱板との間で前記基板を受け渡す受け渡し部を高速で移動させる高速域と前記受け渡し部を低速で移動させる低速域とを設定する速度域設定工程と、を有し、
前記速度域設定工程は、前記基板が載置されたときの、前記熱板の中央部のみの温度の変化に基づいて、前記高速域と前記低速域を設定する基板滑り検知方法。