特許 6244317 基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6244317

(24)【登録日】2017年11月17日

(45)【発行日】2017年12月6日

(54)【発明の名称】基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/68 20060101AFI20171127BHJP

   H01L 21/027 20060101ALI20171127BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 F

   H01L21/30 567

【請求項の数】7

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-14446(P2015-14446)

(22)【出願日】2015年1月28日

(65)【公開番号】特開2016-139737(P2016-139737A)

(43)【公開日】2016年8月4日

【審査請求日】2016年10月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100122507

【弁理士】

【氏名又は名称】柏岡 潤二

(74)【代理人】

【識別番号】100171099

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】磧本 栄一

(72)【発明者】

【氏名】福島 賢治

【審査官】 宮久保 博幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−３１９８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１６５４３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１０９３６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１９３９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１５２５７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６８

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を支持する支持台と、
複数の昇降ピンを有し、前記複数の昇降ピンにより前記支持台上において前記基板を昇降させる昇降機構と、
前記複数の昇降ピンの少なくとも一つと前記基板との接触状態及び非接触状態の切り替わりのタイミングに関する情報に基づいて前記基板の載置状態を検出する検出機構と、を備え、
前記検出機構は、前記昇降ピンにて生じた振動を検出可能な振動センサを有し、前記振動センサにより検出される振動の強度が第１の閾値よりも大きくなった期間の合計値を前記切り替わりに関する情報として用い、当該期間の合計値に基づいて前記載置状態を検出する、基板処理装置。

【請求項2】

前記検出機構は、前記非接触状態から前記接触状態への前記切り替わりのタイミングに基づいて前記基板の載置状態を検出する、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記基板を前記支持台上に載置した後に当該基板を再度上昇させ、当該基板を前記支持台上に再度載置する昇降制御部を更に備え、
前記検出機構は、前記昇降機構が前記基板を再度上昇させるときにおける前記切り替わりのタイミングに基づいて前記基板の載置状態を検出する、請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記振動センサは、固体を介して前記振動を検出するように設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記昇降機構は、前記複数の昇降ピンを支持するピン支持部を有し、
前記振動センサは、前記ピン支持部に設けられている、請求項４に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記検出機構は、前記複数の昇降ピンのそれぞれに対応する複数の前記振動センサを有する、請求項５に記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記検出機構は、前記合計値が第２の閾値よりも小さいか否かに基づいて前記載置状態が正常であるか否かを検出する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造工程は、例えば熱処理など、基板を載置した状態にて行う処理を含む。このような処理においては、基板の載置状態が処理に影響を及ぼす場合がある。例えば熱処理において基板が傾いて載置されると、基板の面内温度分布が不均一となる場合がある。これに対し特許文献１には、熱処理プレートの表面温度と設定温度との積分値が所定の閾値以下であるときに異常が発生したものとする異常検知手段を備えた熱処理装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−１２３８１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載される熱処理装置は、載置状態の影響により生じた異常を検知するものであり、載置状態を検出するものではない。異常の要因を特定し、処理の安定性を向上させるためには、載置状態を検出することが望まれる。しかしながら、載置状態を検出する機構を付加すると装置の構成が複雑化するおそれがある。そこで本開示は、単純な構成にて基板の載置状態を検出できる基板処理装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示に係る基板処理装置は、基板を支持する支持台と、複数の昇降ピンを有し、複数の昇降ピンにより支持台上において基板を昇降させる昇降機構と、複数の昇降ピンの少なくとも一つと基板との接触状態及び非接触状態の切り替わりのタイミングに関する情報に基づいて基板の載置状態を検出する検出機構と、を備える。

【0006】

複数の昇降ピンの少なくとも一つと基板との接触状態及び非接触状態の切り替わりのタイミングは、当該接触部分と支持台との間隔に相関する。このため、当該切り替わりのタイミングに関する情報に基づくことで基板の載置状態を検出できる。また、この検出機構によれば、基板を昇降させるための昇降ピンが基板の載置状態の検出に活用されるので、装置構成の複雑化が抑制される。従って、本開示に係る基板処理装置によれば、単純な構成にて基板の載置状態を検出できる。

【0007】

検出機構は、一つの昇降ピンにおける切り替わりのタイミングと、他の昇降ピンにおける切り替わりのタイミングとのずれに関する情報に基づいて載置状態を検出してもよい。一つの昇降ピンにおける上記切り替わりのタイミングと、他の昇降ピンにおける上記切り替わりのタイミングとのずれに関する情報は、当該一つの昇降ピン及び他の昇降ピンの間における基板の傾きに相関する。このため、基板の載置状態として、基板の傾きを検出できる。

【0008】

検出機構は、一つの昇降ピンにおける切り替わりのタイミングと、他の昇降ピンにおける切り替わりのタイミングとの差分を切り替わりのタイミングのずれに関する情報として用い、当該差分に基づいて載置状態を検出してもよい。この場合、基板の傾きをより高い精度で検出できる。

【0009】

検出機構は、複数の昇降ピンの少なくとも一つにおける切り替わりのタイミングと、予め設定された基準タイミングとに関する情報に基づいて載置状態を検出してもよい。この場合、上記基準タイミングとの関係に基づいて切り替わりのタイミングを評価し、基板の載置状態をより明確に検出できる。

【0010】

検出機構は、複数の昇降ピンの少なくとも一つにおける切り替わりのタイミングと、基準タイミングとの差分を、当該切り替わりのタイミングと基準タイミングとに関する情報として用い、当該差分に基づいて載置状態を検出してもよい。上記切り替わりのタイミングと基準タイミングとの差分を求めることにより、上記切り替わりのタイミングから基板の載置状態に相関する成分のみを抽出することが可能となる。このため、基板の載置状態をより明確に検出できる。

【0011】

検出機構は、非接触状態から接触状態への切り替わりのタイミングに基づいて基板の載置状態を検出してもよい。非接触状態から接触状態に切り替わる際には昇降ピンが基板に衝突するので、接触状態から非接触状態に切り替わる際に比べて、昇降ピンに大きな変化が生じ易い。このため、上記切り替わりのタイミングをより確実に検出できる。

【0012】

基板を支持台上に載置した後に当該基板を再度上昇させ、当該基板を支持台上に再度載置する昇降制御部を更に備え、検出機構は、昇降機構が基板を再度上昇させるときにおける切り替わりのタイミングに基づいて基板の載置状態を検出してもよい。この場合、非接触状態から接触状態への切り替わりのタイミングに基づく基板の載置状態の検出を自動化できる。

【0013】

検出機構は、昇降ピンにて生じた振動を検出可能な振動センサを有し、振動に基づいて切り替わりのタイミングを検出してもよい。昇降ピンと基板との接触状態及び非接触状態が切り替わる際には、昇降ピンに振動が生じる。このため、振動センサを用いた単純な構成にて上記切り替わりのタイミングを検出できる。

【0014】

振動センサは、固体を介して振動を検出するように設けられていてもよい。この場合、昇降ピンに生じた振動が固体の媒介により高い感度で検出されるので、上記切り替わりのタイミングをより確実に検出できる。

【0015】

昇降機構は、複数の昇降ピンを支持するピン支持部を有し、振動センサは、ピン支持部に設けられていてもよい。この場合、一つの振動センサによって複数の昇降ピンにおける振動を検出することが可能となる。このため、装置構成を更に単純化できる。

【0016】

検出機構は、複数の昇降ピンのそれぞれに対応する複数の振動センサを有してもよい。この場合、検出した切り替わりのタイミングがいずれの昇降ピンにおいて生じたものなのかを特定することが可能となる。このため、基板の載置状態をより詳細に検出することができる。

【0017】

検出機構は、複数の昇降ピンにおける切り替わりのタイミングをそれぞれ検出する複数のセンサを有してもよい。この場合、検出した切り替わりのタイミングがいずれの昇降ピンにおけるものなのかを特定することが可能となる。このため、基板の載置状態をより詳細に検出することができる。

【0018】

検出機構は、昇降ピンにて生じた振動を検出可能な振動センサを有し、振動センサにより検出される振動の強度が第１の閾値よりも大きくなった期間の合計値を切り替わりのタイミングのずれに関する情報として用い、当該期間の合計値に基づいて載置状態を検出してもよい。上記合計値は、切り替わりのタイミングのずれに相関する。具体的に、切り替わりのタイミングのずれが大きくなると上記合計値も大きくなる。このため、上記合計値に基づくことによっても基板の傾きを検出できる。なお、一つの昇降ピンにおける切り替わりのタイミングに伴って生じる振動と、他の昇降ピンにおける切り替わりのタイミングに伴って生じる振動とが重なり合っている場合、これらの切り替わりのタイミングを個別に検出し難くなる可能性がある。このような場合であっても、上記合計値は検出可能である。このため、上記合計値を切り替わりのタイミングのずれの代用特性として用いることで、基板の傾きをより高い感度で検出できる。

【0019】

検出機構は、合計値が第２の閾値よりも小さいか否かに基づいて載置状態が正常であるか否かを検出してもよい。

【発明の効果】

【0020】

本開示によれば、単純な構成にて基板の載置状態を検出できる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】基板処理システムの概略構成を示す斜視図である。

【図2】図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。

【図3】図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。

【図4】熱処理ユニットの概略構成を示す模式図である。

【図5】ウエハの加熱手順のフローチャートである。

【図6】ウエハの載置状態と切り替わりのタイミングとの関係を示す模式図である。

【図7】ウエハの載置状態と切り替わりのタイミングとの関係を示す模式図である。

【図8】熱処理ユニットの変形例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

〔基板処理システム〕
まず、図１、図２及び図３を参照して、本実施形態に係る基板処理システム１の概要を説明する。図１に示されるように、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、レジスト膜（感光性被膜）の露光処理を行う。塗布・現像装置２は、露光装置３による露光処理の前に、ウエハＷ（基板）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。

【0023】

塗布・現像装置２は、図２及び図３に更に示されるように、キャリアブロック４と、処理ブロック５と、インターフェースブロック６とを備える。キャリアブロック４、処理ブロック５及びインターフェースブロック６は、水平方向に並んでいる。

【0024】

キャリアブロック４は、キャリアステーション１２と搬入・搬出部１３とを有する。搬入・搬出部１３はキャリアステーション１２と処理ブロック５との間に介在する。キャリアステーション１２は、複数のキャリア１１を支持する。キャリア１１は、例えば円形の複数枚のウエハＷを密封状態で収容する。キャリア１１は、一つの側面１１ａ側に、ウエハＷを出し入れするための開閉扉を有している。キャリア１１は、側面１１ａが搬入・搬出部１３側に面するように、キャリアステーション１２上に着脱自在に設置される。

【0025】

搬入・搬出部１３は、キャリアステーション１２上の複数のキャリア１１にそれぞれ対応する複数の開閉扉１３ａを有する。側面１１ａの開閉扉と開閉扉１３ａとを同時に開放することで、キャリア１１内と搬入・搬出部１３内とが連通する。搬入・搬出部１３は受け渡しアームＡ１を内蔵している。受け渡しアームＡ１は、キャリア１１からウエハＷを取り出して処理ブロック５に渡し、処理ブロック５からウエハＷを受け取ってキャリア１１内に戻す。

【0026】

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。処理モジュール１４，１５，１６，１７は、複数の塗布ユニットＵ１と、複数の熱処理ユニットＵ２と、これらのユニットにウエハＷを搬送する搬送アームＡ３とを内蔵している（図３参照）。処理モジュール１７は、塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２を経ずにウエハＷを搬送する直接搬送アームＡ６を更に内蔵している（図２参照）。塗布ユニットＵ１は、レジスト液をウエハＷの表面に塗布する。熱処理ユニットＵ２は、例えば熱板によりウエハＷを加熱し、加熱後のウエハＷを例えば冷却板により冷却して熱処理を行う。

【0027】

処理モジュール１４は、塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２によりウエハＷの表面上に下層膜を形成するＢＣＴモジュールである。処理モジュール１４の塗布ユニットＵ１は、下層膜形成用の液体をウエハ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。

【0028】

処理モジュール１５は、塗布ユニット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ＣＯＴモジュールである。処理モジュール１５の塗布ユニットＵ１は、レジスト膜形成用の液体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。

【0029】

処理モジュール１６は、塗布ユニット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ＴＣＴモジュールである。処理モジュール１６の塗布ユニットＵ１は、上層膜形成用の液体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。

【0030】

処理モジュール１７は、塗布ユニット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ＤＥＶモジュールである。現像ユニットは、露光済みのウエハＷの表面上に現像液を塗布した後、これをリンス液によって洗い流すことで、レジスト膜の現像処理を行う。熱処理ユニットは、現像処理に伴う各種熱処理を行う。熱処理は、例えば、現像処理前の加熱処理（ＰＥＢ：ＰｏｓｔＥｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ）、または、現像処理後の加熱処理（ＰＢ：Ｐｏｓｔ Ｂａｋｅ）等である。

【0031】

処理ブロック５内において、キャリアブロック４側には棚ユニットＵ１０が設けられており、インターフェースブロック６側には棚ユニットＵ１１が設けられている（図２及び図３参照）。棚ユニットＵ１０は、床面から処理モジュール１６に亘るように設けられており、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エハＷを昇降させる。棚ユニットＵ１１は床面から処理モジュール１７の上部に亘るように設けられており、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。

【0032】

インターフェースブロック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に配置されたウエハＷを露光装置３に渡し、露光装置３からウエハＷを受け取って棚ユニットＵ１１に戻す。

【0033】

基板処理システム１は、次に示す手順で塗布・現像処理を実行する。まず、受け渡しアームＡ１がキャリア１１内のウエハＷを棚ユニットＵ１０に搬送する。このウエハＷを、昇降アームＡ７が処理モジュール１４用のセルに配置し、搬送アームＡ３が処理モジュール１４内の各ユニットに搬送する。処理モジュール１４の塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２は、搬送アームＡ３によって搬送されたウエハＷの表面上に下層膜を形成する。下層膜の形成が完了すると、搬送アームＡ３がウエハＷを棚ユニットＵ１０に戻す。

【0034】

次に、棚ユニットＵ１０に戻されたウエハＷを、昇降アームＡ７が処理モジュール１５用のセルに配置し、搬送アームＡ３が処理モジュール１５内の各ユニットに搬送する。処理モジュール１５の塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２は、搬送アームＡ３によって搬送されたウエハＷの下層膜上にレジスト膜を形成する。レジスト膜の形成が完了すると、搬送アームＡ３がウエハＷを棚ユニットＵ１０に戻す。

【0035】

次に、棚ユニットＵ１０に戻されたウエハＷを、昇降アームＡ７が処理モジュール１６用のセルに配置し、搬送アームＡ３が処理モジュール１６内の各ユニットに搬送する。処理モジュール１６の塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２は、搬送アームＡ３によって搬送されたウエハＷのレジスト膜上に上層膜を形成する。上層膜の形成が完了すると、搬送アームＡ３がウエハＷを棚ユニットＵ１０に戻す。

【0036】

次に、棚ユニットＵ１０に戻されたウエハＷを、昇降アームＡ７が処理モジュール１７用のセルに配置し、直接搬送アームＡ６が棚ユニットＵ１１に搬送する。このウエハＷを受け渡しアームＡ８が露光装置３に送り出す。露光装置３における露光処理が完了すると、受け渡しアームＡ８がウエハＷを露光装置３から受け入れ、棚ユニットＵ１１に戻す。

【0037】

次に、棚ユニットＵ１１に戻されたウエハＷを、処理モジュール１７の搬送アームＡ３が処理モジュール１７内の各ユニットに搬送する。処理モジュール１７の塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２は、搬送アームＡ３によって搬送されたウエハＷのレジスト膜の現像処理及びこれに伴う熱処理を行う。レジスト膜の現像が完了すると、搬送アームＡ３はウエハＷを棚ユニットＵ１０に搬送する。

【0038】

次に、棚ユニットＵ１０に搬送されたウエハＷを、昇降アームＡ７が受け渡し用のセルに配置し、受け渡しアームＡ１がキャリア１１内に戻す。以上で、塗布・現像処理が完了する。

【0039】

〔基板処理装置〕
続いて、基板処理装置の一例として、熱処理ユニットＵ２の構成について詳細に説明する。図４に示されるように、熱処理ユニットＵ２は、熱板２０と、熱板保持部２３と、昇降機構３０と、制御部５０とを有する。

【0040】

熱板２０は円板状を呈し、ヒータ２１を内蔵している。熱板２０上には複数のプロキシミティピン２２が設けられている。複数のプロキシミティピン２２は熱板２０上に載置されるウエハＷを支持する。これにより、熱板２０とウエハＷとの間に空隙が確保される。

【0041】

熱板保持部２３は底板２４と周壁２５とを有する。底板２４は熱板２０に対向している。周壁２５は底板２４の周縁に沿って設けられている。周壁２５は熱板２０の外周部分を保持している。熱板２０及び熱板保持部２３は、ウエハを支持する支持台２８として機能する。

【0042】

昇降機構３０は、複数本（例えば３本）の昇降ピン３１と、複数の昇降ピン３１を支持するピン支持部３２と、ピン支持部３２を昇降させる昇降駆動部３３とを有する。

【0043】

昇降駆動部３３は、モータやエアシリンダ等の駆動源を内蔵している。昇降駆動部３３がピン支持部３２を昇降させることにより、昇降ピン３１が昇降する。これにより、昇降ピン３１が底板２４及び熱板２０を貫通して昇降する。昇降ピン３１の上部は、昇降ピン３１の上昇に伴って熱板２０上に突出し、昇降ピン３１の下降に伴って支持台２８内に収容される。このため、昇降機構３０は、複数の昇降ピン３１を昇降させることで、支持台２８上においてウエハＷを昇降させるように機能する。

【0044】

ピン支持部３２には、振動センサ４０が設けられている。振動センサ４０は、例えばピエゾセラミックマイクロフォン等の圧電変換型のセンサであり、昇降ピン３１からピン支持部３２に伝播した振動を検出するように配置されている。すなわち、振動センサ４０は、昇降ピン３１にて生じた振動を、固体を介して検出する骨伝導式センサとして機能する。

【0045】

制御部５０は、ウエハ搬送制御部５１と、昇降制御部５２と、タイミング検出部５３と、データ格納部５５と、差分算出部５７と、載置状態検出部５９とを有する。

【0046】

ウエハ搬送制御部５１は、熱板２０上へのウエハＷを搬入と、熱板２０上からのウエハＷの搬出とを行うように、搬送アームＡ３を制御する。

【0047】

昇降制御部５２は、支持台２８上においてウエハＷを昇降させるように昇降機構３０を制御する。

【0048】

タイミング検出部５３は、振動センサ４０により検出された振動データに基づいて、昇降ピン３１とウエハＷとの接触状態（互いに接触した状態）及び非接触状態（互いに離間した状態）の切り替わりのタイミングを検出する。一例として、タイミング検出部５３は、昇降ピン３１とウエハＷとの非接触状態が接触状態に切り替わるタイミング（以下、「接触タイミング」という。）を検出する。接触タイミングにおいては、昇降ピン３１がウエハＷに衝突するので、振動センサ４０に伝わる振動の振幅が急上昇する。そこで、例えば上記振幅が所定の閾値（第１の閾値）を超えた時点を接触タイミングとして検出することが可能である。第１の閾値は、例えば振動の実測データに基づいて予め設定可能である。タイミング検出部５３は、検出した接触タイミングをデータ格納部５５に格納する。

【0049】

差分算出部５７は、データ格納部５５に格納された接触タイミングと、基準タイミングとに関する情報の一例として、当該接触タイミングと基準タイミングとの差分を算出する。基準タイミングは、例えば反りのない平坦なウエハＷがプロキシミティピン２２上に浮き上がりなく載置された場合の接触タイミングである。基準タイミングは、例えば実測データに基づいて予め設定され、データ格納部５５に格納されている。差分算出部５７は、一つの昇降ピン３１における接触タイミングと、他の昇降ピン３１における接触タイミングとのずれに関する情報の一例として、一つの昇降ピン３１における接触タイミングと、他の昇降ピン３１における接触タイミングとの差分も検出する。

【0050】

載置状態検出部５９は、差分算出部５７によって算出される差分に基づいて、ウエハＷの載置状態を検出する。具体的には、支持台２８上におけるウエハＷの浮き上がりまたはウエハＷの傾き等をウエハＷの載置状態として検出する。載置状態検出部５９は、ウエハＷの浮き上がりまたはウエハＷの傾き等に基づいて、ウエハＷの載置状態が正常であるか否かを更に検出してもよい。

【0051】

このように、振動センサ４０、タイミング検出部５３、差分算出部５７及び載置状態検出部５９は、昇降ピン３１とウエハＷとの接触状態及び非接触状態の切り替わりのタイミングに基づいてウエハＷの載置状態を検出する検出機構６０として機能する。

【0052】

このような制御部５０は、例えば一つまたは複数の制御用コンピュータにより構成される。この場合、制御部５０の各要素は、制御用コンピュータのプロセッサ、メモリ及びモニタ等の協働により構成される。制御用コンピュータを制御部５０として機能させるためのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されていてもよい。この場合、記録媒体は、後述の基板熱処理方法を装置に実行させるためのプログラムを記録する。コンピュータ読み取り可能な記録媒体としては、例えばハードディスク、コンパクトディスク、フラッシュメモリ、フレキシブルディスク、メモリーカード等が挙げられる。

【0053】

なお、制御部５０の各要素を構成するハードウェアは、必ずしもプロセッサ、メモリ及びモニタに限られない。例えば、制御部５０の各要素は、その機能に特化した電気回路により構成されていてもよいし、当該電気回路を集積したＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）により構成されていてもよい。

【0054】

〔基板熱処理方法〕
続いて、基板熱処理方法の一例として、熱処理ユニットＵ２によるウエハＷの加熱手順について説明する。

【0055】

図５に示されるように、まず、制御部５０はステップＳ０１を実行する。ステップＳ０１では、昇降ピン３１を上昇させてその端部を熱板２０上に突出させるように昇降制御部５２が昇降駆動部３３を制御し、昇降ピン３１上にウエハＷを載置するようにウエハ搬送制御部５１が搬送アームＡ３を制御する。

【0056】

次に、制御部５０はステップＳ０２を実行する。ステップＳ０２では、ウエハＷを下降させて支持台２８上に載置するように、昇降制御部５２が昇降駆動部３３を制御する。

【0057】

次に、制御部５０はステップＳ０３を実行する。ステップＳ０３では、昇降制御部５２が、昇降ピン３１の再上昇を開始するように昇降駆動部３３を制御する。

【0058】

次に、制御部５０はステップＳ０４を実行する。ステップＳ０４では、タイミング検出部５３が、上記接触タイミングを検出する。

【0059】

次に、制御部５０はステップＳ０５を実行する。ステップＳ０５では、昇降制御部５２が、ウエハＷを下降させて支持台２８上に再度載置するように昇降駆動部３３を制御する。このように、昇降制御部５２は、ウエハＷを支持台２８上に載置した後にウエハＷを再度上昇させ、当該ウエハＷを支持台２８上に再度載置する。

【0060】

次に、制御部５０はステップＳ０６を実行する。ステップＳ０６では、差分算出部５７が、接触タイミングと基準タイミングとの差分を算出する。また、差分算出部５７は、一つの昇降ピン３１における接触タイミングと、他の昇降ピン３１における接触タイミングとの差分も検出する。

【0061】

次に、制御部５０はステップＳ０７を実行する。ステップＳ０７では、ステップＳ０６において算出された差分に基づいて、載置状態検出部５９が支持台２８に対するウエハＷの載置状態を検出する。

【0062】

例えば図６の（ａ）に示されるように、反りのない平坦なウエハＷがプロキシミティピン２２上に浮き上がりなく載置された状態（以下、これを「正常な載置状態」という。）においては、接触タイミングは基準タイミングに一致する。また、各昇降ピン３１における接触タイミング同士も互いに一致する。このため、ステップＳ０６においていずれの差分もゼロとなる。この場合、載置状態検出部５９は、ウエハＷが浮き上がりなく正常に載置されていること検出する。

【0063】

図６の（ｂ）は、裏面が凹状となるように反ったウエハＷがプロキシミティピン２２上に載置された状態を例示している。このような状態では、プロキシミティピン２２に囲まれる領域内において、正常な載置状態に比較してウエハＷが浮き上がった状態となる。このため、接触タイミングが基準タイミングに対して遅れ、接触タイミングと基準タイミングとの差分が大きくなる。この場合、載置状態検出部５９は、ウエハＷの載置状態としてウエハＷの浮き上がりを検出する。載置状態検出部５９は、接触タイミングと基準タイミングとの差分の大きさに基づいて、ウエハＷの浮き上がりの程度を更に検出してもよい。

【0064】

図７の（ａ）は、異物Ｔに乗り上げることでウエハＷが傾いて載置された状態を例示している。この場合、傾斜の下側に位置する昇降ピン３１Ａが最初にウエハＷに接触し、その後他の昇降ピン３１Ｂ，３１ＣがウエハＷに接触する（図７の（ｂ）参照）。このため、昇降ピン３１Ｂ，３１Ｃにおける接触タイミングと、昇降ピン３１Ａにおける接触タイミングとの差分が大きくなる。この場合、載置状態検出部５９は、ウエハＷの載置状態としてウエハＷの傾きを検出する。載置状態検出部５９は、昇降ピン３１Ｂ，３１Ｃにおける接触タイミングと、昇降ピン３１Ａにおける接触タイミングとの差分の大きさに基づいて、ウエハＷの傾きの程度を更に検出してもよい。

【0065】

次に、制御部５０は図５に示すようにステップＳ０８を実行する。ステップＳ０８では、制御部５０は所定時間の経過を待機する。これにより、ウエハＷが熱板２０によって所定時間加熱される。

【0066】

次に、制御部５０はステップＳ０９を実行する。ステップＳ０９では、ウエハ搬送制御部５１が、ウエハＷを搬出するように、搬送アームＡ３を制御する。

【0067】

以上説明したように、熱処理ユニットＵ２は、ウエハＷを支持する支持台２８と、複数の昇降ピン３１を有し、複数の昇降ピン３１により支持台２８上においてウエハＷを昇降させる昇降機構３０と、複数の昇降ピン３１の少なくとも一つとウエハＷとの接触状態及び非接触状態の切り替わりのタイミングに関する情報に基づいてウエハＷの載置状態を検出する検出機構６０とを備える。

【0068】

複数の昇降ピン３１の少なくとも一つとウエハＷとの接触状態及び非接触状態の切り替わりのタイミングは、当該接触部分と支持台２８との間隔に相関する。このため、当該切り替わりのタイミングに基づくことで、ウエハＷの載置状態を検出できる。また、この検出機構６０によれば、ウエハＷを昇降させるための昇降ピン３１がウエハＷの載置状態の検出に活用されるので、装置構成の複雑化が抑制される。従って、熱処理ユニットＵ２によれば、単純な構成にてウエハＷの載置状態を検出できる。

【0069】

検出機構６０は、一つの昇降ピン３１における切り替わりのタイミングと、他の昇降ピン３１における切り替わりのタイミングとのずれに関する情報に基づいて、載置状態を検出してもよい。一つの昇降ピン３１における上記切り替わりのタイミングと、他の昇降ピン３１における上記切り替わりのタイミングとのずれに関する情報は、当該一つの昇降ピン３１及び他の昇降ピン３１の間におけるウエハＷの傾きに相関する。このため、ウエハＷの載置状態として、ウエハＷの傾きを検出できる。

【0070】

検出機構６０は、一つの昇降ピン３１における切り替わりのタイミングと、他の昇降ピン３１における切り替わりのタイミングとの差分を切り替わりのタイミングのずれに関する情報として用い、当該差分に基づいて載置状態を検出してもよい。この場合、ウエハＷの傾きをより高い精度で検出できる。

【0071】

検出機構６０は、複数の昇降ピン３１の少なくとも一つにおける切り替わりのタイミングと、予め設定された基準タイミングとに関する情報に基づいて載置状態を検出してもよい。この場合、上記基準タイミングとの関係に基づいて切り替わりのタイミングを評価し、ウエハＷの載置状態をより明確に検出できる。

【0072】

検出機構６０は、複数の昇降ピン３１の少なくとも一つにおける切り替わりのタイミングと、予め設定された基準タイミングとの差分を、当該切り替わりのタイミングと基準タイミングとに関する情報として用い、当該差分に基づいて載置状態を検出してもよい。上記切り替わりのタイミングと基準タイミングとの差分を求めることにより、上記切り替わりのタイミングからウエハＷの載置状態に相関する成分のみを抽出することが可能となる。このため、ウエハＷの載置状態をより明確に検出できる。

【0073】

検出機構６０は、非接触状態から接触状態への切り替わりのタイミングに基づいてウエハＷの載置状態を検出してもよい。非接触状態から接触状態に切り替わる際には昇降ピン３１がウエハＷに衝突するので、接触状態から非接触状態に切り替わる際に比べて、昇降ピン３１に大きな変化が生じ易い。このため、上記切り替わりのタイミングをより確実に検出できる。但し、非接触状態から接触状態への切り替わりのタイミングに基づいてウエハＷの載置状態を検出することは必須ではない。検出機構６０は、接触状態から非接触状態への切り替わりのタイミングに基づいてウエハＷの載置状態を検出してもよい。

【0074】

ウエハＷを支持台２８上に載置した後に当該ウエハＷを再度上昇させ、当該ウエハＷを支持台２８上に再度載置する昇降制御部５２を更に備え、検出機構６０は、昇降機構３０がウエハＷを再度上昇させるときにおける切り替わりのタイミングに基づいてウエハＷの載置状態を検出してもよい。この場合、非接触状態から接触状態への切り替わりのタイミングに基づくウエハＷの載置状態の検出を自動化できる。

【0075】

検出機構６０は、昇降ピン３１にて生じた振動を検出可能な振動センサ４０を有し、振動に基づいて切り替わりのタイミングを検出してもよい。昇降ピン３１とウエハＷとの接触状態及び非接触状態が切り替わる際には、昇降ピン３１に振動が生じる。このため、振動センサを用いた単純な構成にて上記切り替わりのタイミングを検出できる。

【0076】

振動センサ４０は、固体を介して振動を検出するように設けられていてもよい。この場合、昇降ピン３１に生じた振動が固体の媒介により高い感度で検出されるので、上記切り替わりのタイミングをより確実に検出できる。

【0077】

昇降機構３０は、複数の昇降ピン３１を支持するピン支持部３２を有し、振動センサ４０は、ピン支持部３２に設けられていてもよい。この場合、一つの振動センサ４０によって複数の昇降ピン３１における振動を検出することが可能となる。このため、装置構成を更に単純化できる。

【0078】

図８に示されるように、検出機構６０は、複数の昇降ピン３１のそれぞれに対応する複数の振動センサ４０を有していてもよい。この場合、検出した切り替わりのタイミングがいずれの昇降ピンにおいて生じたものなのかを特定することが可能となる。このため、ウエハＷの載置状態をより詳細に検出することができる。例えば、ウエハＷの傾きを検出する場合において、ウエハＷがいずれの方向に傾いているのかをも検出することができる。

【0079】

なお、本実施形態では、一つの昇降ピン３１における切り替わりのタイミングと、他の昇降ピン３１における切り替わりのタイミングとの差分を切り替わりのタイミングのずれに関する情報として用いる場合を示したが、これに限られない。例えば検出機構６０は、振動センサ４０により検出される振動の強度が上記第１の閾値よりも大きくなった期間の合計値を切り替わりのタイミングのずれに関する情報として用い、当該期間の合計値に基づいて載置状態を検出してもよい。

【0080】

例えば、全ての昇降ピン３１における切り替わりのタイミングに伴って生じる振動が互いに重なり合って一つの振動波形をなしている場合、当該一つの振動波形が上記第１の閾値よりも大きくなった期間が上記合計値となる。上記振動が互いに重なり合うことなく複数の振動波形をなしている場合には、それぞれの振動波形が上記第１の閾値よりも大きくなった期間の総和が上記合計値となる。

【0081】

上記合計値は、切り替わりのタイミングのずれに相関する。具体的に、切り替わりのタイミングのずれが大きくなると上記合計値も大きくなる。このため、上記合計値に基づくことによってもウエハＷの傾きを検出できる。なお、一つの昇降ピン３１における切り替わりのタイミングに伴って生じる振動と、他の昇降ピン３１における切り替わりのタイミングに伴って生じる振動とが重なり合っている場合、これらの切り替わりのタイミングを個別に検出し難くなる可能性がある。このような場合であっても、上記合計値は検出可能である。このため、上記合計値を切り替わりのタイミングのずれの代用特性として用いることで、ウエハＷの傾きをより高い感度で検出できる。

【0082】

検出機構６０は、合計値が第２の閾値よりも小さいか否かに基づいて載置状態が正常であるか否かを検出してもよい。第２の閾値は、例えば振動の実測データとウエハＷの載置状態とを対比することにより予め設定可能である。

【0083】

以上、実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

【0084】

例えば、切り替わりのタイミングを検出するためのセンサは振動センサ４０に限られない。切り替わりのタイミングを検出するための他のセンサとしては、例えば歪みゲージ式の力センサ、静電容量式の接触センサ等が挙げられる。

【0085】

また、例えば、処理対象の基板は半導体ウエハに限られず、例えばガラス基板、マスク基板、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）であってもよい。

【符号の説明】

【0086】

２０…熱板、２２…プロキシミティピン、２８…支持台、３０…昇降機構、３１…昇降ピン、３２…ピン支持部、３３…昇降駆動部、４０…振動センサ、５０…制御部、６０…検出機構、Ｕ２…熱処理ユニット、Ｗ…ウエハ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】