CN116097399A - 热处理装置、热处理方法以及存储介质 - Google Patents

热处理装置、热处理方法以及存储介质 Download PDF

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Abstract

一种热处理装置,对形成有抗蚀剂的覆膜且该覆膜被实施了曝光处理的基板进行热处理,所述热处理装置具备:热板,其用于支承所述基板并对所述基板进行加热;以及腔室,其收容所述热板,其中,所述腔室具有顶部,在所述顶部的下方形成有用于进行所述热处理的处理空间,所述顶部与所述热板上的所述基板相向,所述热处理装置还具备:气体喷出部,其设置于所述顶部,用于从上方朝向所述热板上的所述基板喷出处理用气体;气体供给部,其从所述热板上的所述基板的侧方且所述处理空间的下部朝向所述热板上的所述基板供给气体;中央排气部,其从所述顶部中的、在俯视时靠所述热板上的所述基板的中央的位置对所述腔室内的所述处理空间内进行排气;周缘排气部,其从所述顶部中的、在俯视时相比于所述中央排气部靠所述热板上的所述基板的周缘部侧的位置对所述处理空间内进行排气;以及控制部,其中,所述控制部在所述热处理过程中进行控制,使得持续地进行利用所述气体喷出部进行的喷出、利用所述气体供给部进行的气体的供给以及利用所述周缘排气部进行的排气,并且从所述热处理的中途起使得利用所述中央排气部进行的排气加强。

Description

热处理装置、热处理方法以及存储介质
技术领域
本公开涉及一种热处理装置、热处理方法以及存储介质。
背景技术
在专利文献1中公开了一种用于利用放射线将基板图案化的方法。该方法包括以下步骤:沿着所选择的图案照射覆盖基板,来形成具有照射涂层的区域和被照射涂层的区域的照射构造。覆盖基板包括涂层,该涂层包含通过金属碳键以及/或者金属羧酸酯键具有有机配体的金属氧-氢氧网。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2016-530565号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开所涉及的技术抑制由从基板上的抗蚀剂的覆膜产生的升华物造成的基板的污染,并且提高热处理的基板面内均匀性。
用于解决问题的方案
本公开的一个方式是一种热处理装置,对形成有抗蚀剂的覆膜且该覆膜被实施了曝光处理的基板进行热处理,所述热处理装置具备:热板,其用于支承所述基板并对所述基板进行加热;以及腔室,其收容所述热板,其中,所述腔室具有顶部,在所述顶部的下方形成有用于进行所述热处理的处理空间,所述顶部与所述热板上的所述基板相向,所述热处理装置还具备:气体喷出部,其设置于所述顶部,用于从上方朝向所述热板上的所述基板喷出处理用气体;气体供给部,其从所述热板上的所述基板的侧方且所述处理空间的下部朝向所述热板上的所述基板供给气体;中央排气部,其从所述顶部中的、在俯视时靠所述热板上的所述基板的中央的位置对所述腔室内的所述处理空间内进行排气;周缘排气部,其从所述顶部中的、在俯视时相比于所述中央排气部靠所述热板上的所述基板的周缘部侧的位置对所述处理空间内进行排气;以及控制部,其中,所述控制部在所述热处理过程中进行控制,使得持续地进行利用所述气体喷出部进行的喷出、利用所述气体供给部进行的气体的供给以及利用所述周缘排气部进行的排气,并且从所述热处理的中途起使得利用所述中央排气部进行的排气加强。
发明的效果
根据本公开,能够抑制由从基板上的抗蚀剂的覆膜产生的升华物造成的基板的污染,并且能够提高热处理的基板面内均匀性。
附图说明
图1是示出作为包括本实施方式所涉及的热处理装置的基板处理系统的涂布显影系统的内部结构的概要的说明图。
图2是示出涂布显影系统的正面侧的内部结构的概要的图。
图3是示出涂布显影系统的背面侧的内部结构的概要的图。
图4是示意性地示出在PEB处理中使用的热处理装置的结构的概要的纵剖截面图。
图5是示意性地示出上腔室的结构的概要的仰视图。
图6是示出在使用热处理装置进行的晶圆处理过程中的、热处理装置的状态的图。
图7是示出在使用热处理装置进行的晶圆处理过程中的、热处理装置的状态的图。
图8是示出在使用热处理装置进行的晶圆处理过程中的、热处理装置的状态的图。
图9是示出本实施方式所涉及的热处理装置的效果的图。
图10是示出确认试验的结果的图。
图11是示出确认试验的结果的图。
图12是示出确认试验的结果的图。
图13是示出确认试验的结果的图。
图14是示出确认试验的结果的图。
具体实施方式
在半导体器件等的制造工艺中,进行规定的处理以在半导体晶圆(下面,称作“晶圆”。)上形成抗蚀剂图案。上述规定的处理例如为向晶圆上供给抗蚀剂液来形成抗蚀剂的覆膜的抗蚀剂涂布处理、将上述覆膜曝光的曝光处理、在曝光后进行加热以促进上述覆膜内的化学反应的PEB(Post Exposure Bake:曝光后烘烤)处理、使曝光后的上述覆膜显影的显影处理等。
PEB处理例如是一边对基板的周围的气氛进行排气一边进行的。在该情况下,根据排气的方式等的不同,抗蚀剂图案的尺寸有时在面内出现偏差。另外,在为含金属抗蚀剂等会产生升华物的抗蚀剂的情况下,根据排气的方式等的不同,基板的斜面部分、背面有时被升华物污染。
因此,本公开所涉及的技术抑制由从基板上的抗蚀剂的覆膜产生的升华物造成的基板的污染,并且提高热处理的基板面内均匀性。
下面,参照附图来对本实施方式所涉及的热处理装置和热处理方法进行说明。此外,在本说明书和附图中,对具有实质上相同的功能结构的要素标注相同的标记,由此省略重复说明。
<涂布显影系统>
图1是示出作为包括本实施方式所涉及的热处理装置的基板处理系统的涂布显影系统的内部结构的概要的说明图。图2及图3分别为示出涂布显影系统的正面侧和背面侧的内部结构的概要的图。
涂布显影系统1使用抗蚀剂来在作为基板的晶圆W形成抗蚀剂图案。所使用的抗蚀剂是会产生升华物那样的抗蚀剂,例如为含金属抗蚀剂。此外,含金属抗蚀剂中包含的金属是任意的,例如为锡。
涂布显影系统1如图1~图3所示,具有:盒站2,其被搬入搬出作为能够收容多个晶圆的容器的盒C;以及处理站3,其具备多个用于实施抗蚀剂涂布处理等规定的处理的各种处理装置。而且,涂布显影系统1具有将盒站2、处理站3以及接口站5连接为一体的结构,该接口站5是与处理站3相邻的与曝光装置4之间进行晶圆W的交接的接口站。
盒站2例如分为盒搬入搬出部10和晶圆搬送部11。例如,盒搬入搬出部10设置于涂布显影系统1的Y方向负方向(图1的左方向)侧的端部。在盒搬入搬出部10设置有盒载置台12。在盒载置台12上设置有多个、例如4个载置板13。载置板13以沿水平方向的X方向(图1的上下方向)排成一列的方式设置。在相对于涂布显影系统1的外部搬入搬出盒C时,能够在这些载置板13载置盒C。
在晶圆搬送部11设置有用于搬送晶圆W的搬送装置20。搬送装置20构成为在沿X方向延伸的搬送路21上移动自如。搬送装置20还能够沿上下方向移动自如以及绕铅垂轴(θ方向)移动自如,从而能够在各载置板13上的盒C与后述的处理站3的第三块G3的交接装置之间搬送晶圆W。
在处理站3设置有具备各种装置的多个、例如第一块~第四块这4个块G1、G2、G3、G4。例如,在处理站3的正面侧(图1的X方向负方向侧)设置有第一块G1,在处理站3的背面侧(图1的X方向正方向侧)设置有第二块G2。另外,在处理站3的靠盒站2侧(图1的Y方向负方向侧)设置有第三块G3,在处理站3的靠接口站5侧(图1的Y方向正方向侧)设置有第四块G4。
在第一块G1,如图2所示,从下起依次配置有多个液处理装置、例如显影处理装置30、下部防反射膜形成装置31、抗蚀剂涂布装置32、上部防反射膜形成装置33。显影处理装置30对晶圆W实施显影处理。具体地说,显影处理装置30对被实施了PEB处理后的晶圆W的含金属抗蚀剂膜实施显影处理。下部防反射膜形成装置31在晶圆W的含金属抗蚀剂膜的下层形成防反射膜(下面,称作“下部防反射膜”。)。抗蚀剂涂布装置32向晶圆W涂布含金属抗蚀剂,来形成含金属抗蚀剂的覆膜即含金属抗蚀剂膜。上部防反射膜形成装置33在晶圆W的含金属抗蚀剂膜的上层形成防反射膜(下面,称作“上部防反射膜”。)。
例如,显影处理装置30、下部防反射膜形成装置31、抗蚀剂涂布装置32、上部防反射膜形成装置33分别以沿水平方向排列有3个的方式配置。此外,关于这些显影处理装置30、下部防反射膜形成装置31、抗蚀剂涂布装置32、上部防反射膜形成装置33的数量、配置,能够任意地选择。
在显影处理装置30、下部防反射膜形成装置31、抗蚀剂涂布装置32、上部防反射膜形成装置33中,例如通过旋涂法在晶圆W上涂布规定的处理液。在旋涂法中,例如从喷出嘴向晶圆W上喷出处理液,并且使晶圆W旋转来使处理液在晶圆W的表面扩散。
例如,在第二块G2,如图3所示,以沿上下方向及水平方向排列的方式设置有对晶圆W进行热处理的热处理装置40。关于热处理装置40的数量、配置,也能够任意地选择。此外,在热处理装置40中,进行用于对抗蚀剂涂布处理后的晶圆W进行加热处理的预烘烤处理(下面,称作“PAB处理”。)、对露光处理后的晶圆W进行加热处理的PEB处理、对显影处理后的晶圆W进行加热处理的后烘烤处理(下面,称作“POST处理”。)等。
例如,在第三块G3,从下起依次设置有多个交接装置50、51、52、53、54、55、56。另外,在第四块G4,从下起依次设置有多个交接装置60、61、62、以及对晶圆W的背面进行清洗的背面清洗装置63。
如图1所示,在由第一块G1~第四块G4包围的区域形成有晶圆搬送区域D。在晶圆搬送区域D配置有作为例如搬送晶圆W的基板搬送装置的搬送装置70。
搬送装置70具有例如沿Y方向、θ方向以及上下方向移动自如的搬送臂70a。关于搬送装置70,能够使保持晶圆W的搬送臂70a在晶圆搬送区域D内移动,来向周围的第一块G1、第二块G2、第三块G3以及第四块G4内的规定的装置搬送晶圆W。搬送装置70例如图3所示那样,上下地配置有多台,能够例如向各块G1~G4的同等程度的高度的规定的装置搬送晶圆W。
另外,在晶圆搬送区域D设置有在第三块G3与第四块G4之间直线地搬送晶圆W的梭式搬送装置80。
梭式搬送装置80能够使所支承的晶圆W沿Y方向直线地移动,来在同等程度的高度的第三块G3的交接装置52与第四块G4的交接装置62之间搬送晶圆W。
如图1所示,在第三块G3的X方向正方向侧设置有搬送装置90。搬送装置90具有例如沿θ方向及上下方向移动自如的搬送臂90a。搬送装置90能够使保持晶圆W的搬送臂90a上下地移动,来向第三块G3内的各交接装置搬送晶圆W。
在接口站5设置有搬送装置100和交接装置101。搬送装置100具有例如沿θ方向及上下方向移动自如的搬送臂100a。搬送装置100能够在搬送臂100a保持晶圆W,来与第四块G4内的各交接装置、交接装置101以及曝光装置4之间搬送晶圆W。
在以上的涂布显影系统1,如图1所示设置有控制部200。控制部200为例如具备CPU等处理器、存储器等的计算机,具有程序保存部(未图示)。在程序保存部保存有控制上述的各种处理装置、各种搬送装置等的驱动系统的动作来控制后述的晶圆处理的程序。此外,上述程序也可以记录在计算机可读取的非暂态性的存储介质H中,从该存储介质H安装到控制部200。存储介质H可以是暂态性的,也可以是非暂态性的。程序的一部分或全部也可以由专用硬件(电路基板)来实现。
<使用涂布显影系统1进行的晶圆处理>
接着,对使用涂布显影系统1进行的晶圆处理的一例进行说明。此外,以下的处理在控制部200的控制下进行。
首先,将收纳有多个晶圆W的盒C搬入到涂布显影系统1的盒站2,并载置于载置板13。之后,由搬送装置20依次取出盒C内的各晶圆W,并搬送到处理站3的第三块G3的交接装置53。
接着,由搬送装置70将晶圆W搬送到第二块G2的热处理装置40来进行温度调节处理。之后,由搬送装置70将晶圆W例如搬送到第一块G1的下部防反射膜形成装置31,来在晶圆W上形成下部防反射膜。之后,将晶圆W搬送到第二块G2的热处理装置40,来进行加热处理。之后,将晶圆W返回到第三块G3的交接装置53。
接着,由搬送装置70将晶圆W搬送到抗蚀剂涂布装置32,来在晶圆W上形成含金属抗蚀剂膜。之后,由搬送装置70将晶圆W搬送到热处理装置40,来进行PAB处理。之后,由搬送装置70将晶圆W搬送到第三块G3的交接装置55。
接着,由搬送装置70将晶圆W搬送到上部防反射膜形成装置33,来在晶圆W上形成上部防反射膜。之后,由搬送装置70将晶圆W搬送到热处理装置40,来进行加热,以进行温度调节。
之后,由搬送装置70将晶圆W搬送到第三块G3的交接装置56。
接着,由搬送装置90将晶圆W搬送到交接装置52,并由梭式搬送装置80将该晶圆W搬送到第四块G4的交接装置62。之后,由搬送装置100将晶圆W搬送到背面清洗装置63,来进行背面清洗。接着,由接口站5的搬送装置100将晶圆W搬送到曝光装置4,来使用EUV光按规定的图案进行曝光处理。
接着,由搬送装置100将晶圆W搬送到第四块G4的交接装置60。之后,将晶圆W搬送到热处理装置40,来进行PEB处理。
接着,由搬送装置70将晶圆W搬送到显影处理装置30,来进行显影。在显影结束后,由搬送装置90将晶圆W搬送到热处理装置40,来进行POST处理。
之后,由搬送装置70将晶圆W搬送到第三块G3的交接装置50,之后,由盒站2的搬送装置20将该晶圆W搬送到规定的载置板13的盒C。通过这样,一系列的光刻工序结束。
<热处理装置>
接着,对热处理装置40中的、用于PEB处理的热处理装置40进行说明。图4是示意性地示出用于PEB处理的热处理装置40的结构的概要的纵剖截面图。图5是示意性地示出后述的上腔室301的结构的概要的仰视图。
图4的热处理装置40具备腔室300。腔室300具备上腔室301、下腔室302以及整流构件303。上腔室301位于上侧,下腔室302位于下侧。整流构件303位于上腔室301与下腔室302之间,具体地说,位于上腔室301的周缘部与下腔室302的周缘部之间。
上腔室301构成为升降自如。使上腔室301升降的、具有马达等驱动源的升降机构(未图示)由控制部200进行控制。
另外,上腔室301例如形成为圆板状。上腔室301具有顶部310。在顶部310的下方形成有用于进行热处理的处理空间K1,顶部310设置为与热板328上的晶圆W相向。另外,在顶部310设置有作为气体喷出部的喷淋头311。
喷淋头311从上方朝向热板328上的晶圆W喷出处理用气体。处理用气体例如为含有水分的气体即含水分气体。
喷淋头311具有气体分配空间313和多个喷出孔312。
喷出孔312分别形成于喷淋头311的下表面。喷出孔312例如图5所示,大致均匀地配置于喷淋头311的下表面的除后述的排气孔以外的部分。多个喷出孔312包括位于热板328上的晶圆W的周缘部的上方的第一喷出孔和位于热板328上的晶圆W的中央部的上方的第二喷出孔。
气体分配空间313将供给到该气体分配空间313的处理用气体分配地供给到各喷出孔312。如图4所示,喷淋头311经由气体供给管314与贮存处理用气体的处理用气体源315连接。在气体供给管314设置有包括用于控制处理用气体的流通的阀、流量调节阀等的供给设备组316。
并且,在上腔室301的顶部310设置有中央排气部317。中央排气部317从顶部310中的、靠热板328上的晶圆W的俯视时的中央的位置(在附图的例子中为上述中央的位置)对腔室300内的位于热板328的上方的处理空间K1内进行排气。中央排气部317具有排气孔318。排气孔318如图5所示,设置于喷淋头311的下表面中的、靠热板328上的晶圆W的俯视时的中央的位置(在附图的例子中为上述中央的位置),并向下方开口。中央排气部317经由该排气孔318来对处理空间K1内进行排气。
另外,排气口318也可以以包围正对晶圆W的中心的正上方的位置的方式设置有多个,但没有进行图示。在该情况下,将上述多个排气口318例如设置于在俯视时从晶圆W的中心起的晶圆半径的三分之一以内的区域的位置,以不损害利用后述的中央排气部317进行的排气的作用。
如图4所示,中央排气部317具有以从排气孔318向上方向延伸的方式形成的中央排气路319。中央排气路319经由排气管320与真空泵等排气装置321连接。在排气管320设置有具有用于调整排气量的阀等的排气设备组322。
另外,在上腔室301的顶部310设置有周缘排气部323。周缘排气部323从顶部310中的、在俯视时相比于中央排气部317靠热板328上的晶圆W的周缘部侧的位置对处理空间K1内进行排气。周缘排气部323具有排气口324。排气口324如图5所示,以包围喷淋头311的外周的方式从顶部310的下表面向下方开口。排气口324也可以是沿着喷淋头311的外周排列多个排气孔而得到的。周缘排气部323经由该排气口324来对处理空间K1内进行排气。
关于排气口324,例如该排气口324的周端设置于在俯视时同热板328上的晶圆W的周端重叠的位置与该位置的内侧10mm的位置之间。
图4的周缘排气部323具有从排气口324起延伸的周缘排气路。周缘排气路经由排气管325与真空泵等排气装置326连接。在排气管325设置有具有用于调整排气量的阀等的排气设备组327。
并且,上腔室301构成为能够对该上腔室301进行加热。例如,在上腔室301内置有用于加热上腔室301的加热器(未图示)。该加热器由控制部200进行控制,将上腔室301(具体地说例如为喷淋头311)调整为规定的温度。
下腔室302设置为包围支承晶圆W并对该晶圆W进行加热的热板328的周围。
热板328呈具有厚度的圆盘形状。另外,在热板328例如内置有加热器329。而且,热板328的温度例如由控制部200进行控制,将载置于热板328上的晶圆W加热为规定的温度。
并且,热板328例如具有多个用于将晶圆W吸附于该热板328的吸附孔330。各吸附孔330以沿厚度方向贯通热板328的方式形成。
另外,各吸附孔330与中继构件331的中继孔332连接。各中继孔332与进行用于进行吸附的排气的排气线路333连接。
吸附孔330与中继孔332之间的连接经由金属制的金属构件334及树脂制的垫335来进行。具体地说,吸附孔330与中继孔332之间的连接经由金属构件334内的流路及树脂制的垫335内的流路来进行。
金属构件334位于吸附孔330侧,树脂制的垫335位于中继孔332侧。金属构件334的一端与热板328(具体地说为吸附孔330)直接连接,金属构件334的另一端与对应的树脂制的垫335的一端直接连接。换言之,各树脂制的垫335经由金属构件334与对应的吸附孔330连通且与热板328连接。另外,树脂制的垫335的另一端与中继构件331(具体地说为中继孔332)直接连接。
金属构件334在树脂制的垫335侧具有大径部336。大径部336的内部具有截面积比所述金属构件334的与热板328连接的部分的截面积大的流路空间336a,从而减少了由在热处理中产生的升华物造成堵塞的风险。另外,通过该截面积大的流路空间336a,使得在晶圆W的吸附时从处理空间K1吸引的气体的热被缓和地朝向用于进行吸附的排气线路333流动。也就是说,能够抑制树脂制的垫335、构成直至到达排气线路333为止的排气流路的设备的由高温引起的劣化风险。
另外,在下腔室302内,在热板328的下方设置有例如3个从下方支承晶圆W并使该晶圆W升降的升降销(未图示)。升降销通过具有马达等驱动源的升降机构(未图示)进行升降。该升降机构由控制部200进行控制。此外,在热板328的中央部形成有供上述升降销通过的贯通孔(未图示)。升降销能够穿过贯通孔来从热板的上表面突出。
并且,下腔室302具有支撑环337和底腔室338。
支撑环337具有圆筒形状。支撑环337的材料例如使用不锈钢等金属。支撑环337覆盖热板328的外侧面。支撑环337固定于底腔室338上。
底腔室338具有有底的圆筒形状。
前述的热板328例如支承于底腔室338的底壁。具体地说,热板328经由支承部339支承于底腔室338的底壁。支承部339例如具有上端与热板328连接的支承柱340、对支承柱340进行支承的环状构件341、以及将环状构件341支承于底腔室338的底壁的腿构件342。
环状构件341由金属形成,以相对于热板328的背面的大部分具有与支承柱340的高度相应的量的间隙的方式设置。通过使树脂制的垫335位于以该方式设置的环状构件341的下方,环状构件341有效地切断来自热板328的热,而使得树脂制的垫335不易暴露于高温中(不易发生热劣化)。
并且,下腔室302具有取入口343。取入口343用于从腔室300的外部向该腔室300内取入气体。取入口343例如形成于底腔室338的圆筒状的侧壁。
此外,底腔室338的侧壁的内周面与支撑环337的内周面例如是相同直径。
另外,腔室300具有气体供给部344。气体供给部344从比热板328上的晶圆W的表面(即上表面)靠下方的位置朝向热板328上的晶圆W供给气体。
气体供给部344包括以包围热板328的侧面的方式设置的气体流路345、以及整流构件303。
气体流路345例如由热板328的外侧面与支撑环337的内周面之间的空间构成。因而,气体流路345例如形成为在俯视时呈圆环状。此外,也可以是,经由支承构件以下腔室302的侧壁的内周面支承热板328的外侧面,并在上述支承构件以环状设置多个沿上下方向贯通的贯通孔,将多个上述贯通孔作为气体流路345。
整流构件303为使沿着气体流路345上升的气体朝向热板328上的晶圆W的构件。
整流构件303例如形成为在俯视时呈圆环状。
整流构件303的内周侧下表面为使沿着气体流路345上升的气体朝向热板328的中心的引导面。整流构件303的下表面中的内周侧端位于处理空间K1的高度的二分之一以下的高度处,也就是位于从载置晶圆W的热板328的表面到形成有喷出孔312且与热板328上的晶圆W相向的喷淋头311的下表面为止的高度的二分之一以下的高度处。例如,整流构件303的下表面中的内周侧端位于比热板328上的晶圆W的表面靠下方的位置。
整流构件303的内周侧部在俯视时与热板328的周缘部重叠,且在俯视时与热板328上的晶圆W不重叠。沿着气体流路345上升的气体通过整流构件303的内周侧下表面与热板328的周缘部的上表面之间的间隙G,从处理空间K1内的热板328上的晶圆W的侧方去向该晶圆W。当将从热板328的表面起的上方的空间设为处理空间K1时,用于向处理空间K1内流入气体的间隙G设置于处理空间K1的下部。
上述间隙G与气体流路345的一端连接。另外,气体流路345的另一端与腔室300内的位于热板328的下方的缓冲空间K2连接。位于热板328的下方的缓冲空间K2的体积比位于热板328的上方的处理空间的体积大。
整流构件303的内周面从上腔室301的顶部310起向下方直线地延伸。
在一个实施方式中,整流构件303是实心体。整流构件303的材料例如使用不锈钢等金属材料。
另外,整流构件303的上表面整体与上腔室301的下表面接触。
更具体地说,整流构件303以其上表面整体与上腔室301的下表面接触的方式固定于上腔室301,与上腔室301一同升降。
整流构件303与上腔室301一同下降,来与下腔室302(具体地说为支撑环337)抵接,由此将腔室300关闭。也可以如以下这样设置,以抑制由于金属制的整流构件303与金属制的支撑环337之间的接触而发尘。即,也可以设为,在支撑环337中的与整流构件303相向的面设置树脂制的突起,在整流构件303下降时,与上述树脂制的突起接触。另外,还可以设为,在整流构件303中的与支撑环337相向的面设置树脂制的突起,在整流构件303下降时,上述树脂制的突起与支撑环337接触。在这些情况下,优选树脂制的突起的高度极其小。是为了减小整流构件303的下表面与支撑环337的上表面之间的间隙而抑制升华物等进入该间隙。树脂制的突起的高度为至少使得整流构件303的下表面与支撑环337的上表面之间的间隙比从整流构件303到热板328上的晶圆W为止的最短距离小的高度。
此外,热处理装置40也可以还具备具有冷却晶圆W的功能的冷却板(未图示)。冷却板例如在交接位置与腔室300外的冷却位置之间往复移动,该交接位置的至少一部分配置于腔室300内,该交接位置用于在该冷却板与热板328之间交接晶圆W。或者,还可以是,冷却板固定于与热板328在水平方向上排列的位置,热处理装置40具有在冷却板与热板328之间搬送晶圆W的搬送臂。
<使用热处理装置40进行的晶圆处理>
接着,使用图6~图8来对使用热处理装置40进行的晶圆处理的一例进行说明。图6~图8是示出使用热处理装置40进行的晶圆处理过程中的、热处理装置40的状态的图。此外,以下的晶圆处理在控制部200的控制下进行。
(步骤S1:腔室内的状态调整)
首先,例如,在将晶圆W载置于热板328之前,调整腔室300内的状态。
具体地说,将热板328调整为规定的温度。
另外,调整处理空间K1内的湿度。处理空间K1内的湿度调整如图6的(a)所示,通过利用中央排气部317进行的排气、利用周缘排气部323进行的排气、以及自喷淋头311的处理用气体的喷出来进行。
(步骤S2:晶圆载置)
接着,将形成有含金属抗蚀剂的覆膜的晶圆W载置于热板328。
具体地说,如图6的(b)所示,依旧持续地进行利用周缘排气部323进行的排气、以及自喷淋头311的处理用气体的喷出,仅停止利用中央排气部317进行的排气,另外,使上腔室301上升。之后,由搬送装置70将上述晶圆W搬送到热板328的上方。接着,进行升降销的升降等,来进行从搬送装置70向升降销的晶圆W的交接、从升降销向热板328的晶圆W的交接,如图7的(a)所示,晶圆W被载置于热板328。之后,经由吸附孔330进行晶圆W向热板328的吸附。
(步骤S3:PEB处理)
接着,对热板328上的晶圆W进行PEB处理。
(步骤S3a:PEB处理的开始)
具体地说,如图7的(b)所示,使上腔室301下降,来使整流构件303与下腔室302的支撑环337抵接,将腔室300设为关闭状态。由此,开始针对热板328上的晶圆W的PEB处理。
从PEB处理的开始起到经过第一规定时间为止,不进行利用中央排气部317进行的排气,进行自喷淋头311的气体的喷出以及利用周缘排气部323进行的排气。另外,以使得进行利用气体供给部344进行的气体供给的方式进行自喷淋头311的处理用气体的喷出以及利用周缘排气部323进行的排气。例如,进行控制,以使利用周缘排气部323进行的自处理空间K1的排气流量L2比从喷淋头311向处理空间K1的喷出流量L1大。由此,经由取入口343从腔室300外部向腔室300内取入与流量(L2-L1)对应的气体。而且,与流量(L2-L1)对应的气体被从气体供给部344朝向热板328上的晶圆W供给。被从气体供给部344朝向热板328上的晶圆W供给的气体的流量遍及周向大致均等。也可以说取入口343是比热板328靠下方的位置处的、使气体流入处理空间K1内的导入部。
在仅进行利用周缘排气部323进行的排气的情况下,在晶圆W的表面附近,形成沿着晶圆W的表面沿径向向晶圆W的周缘部移动的处理用气体的流动。
与此相对,在伴有利用中央排气部317进行的排气的情况下,处理用气体不沿着晶圆W的表面流动,而以随着从晶圆W上的周缘去向中央上升的方式流动。因此,处理用气体的去向中央排气部317的气流的边界层与晶圆W的表面之间的间隔在晶圆W的面内不同。这成为来自于晶圆W上的覆膜的挥发量不均的主要原因。而且,关于该挥发量不均,在PEB处理的初始时的固化未进展从而挥发量多时,对晶圆W上的膜厚的面内均匀性带来不良影响。
因此,如上所述,在从PEB处理开始起到经过第一规定时间为止,不进行利用中央排气部317进行的排气,进行自喷淋头311的气体的喷出以及利用周缘排气部323进行的排气。上述第一规定时间设定为使得晶圆W上的含金属抗蚀剂的覆膜固化到期望的水平为止。换言之,上述第一规定时间设定为使得晶圆W上的含金属抗蚀剂的脱水缩合进展到期望的水平为止。
另外,以使得进行利用气体供给部344进行的气体供给的方式进行自喷淋头311的处理用气体的喷出以及利用周缘排气部323进行的排气,因此,在晶圆W的周围,从气体供给部344朝向晶圆W供给的气体向排气口324移动,形成上升流。此时,从喷淋头311朝向晶圆W喷出并沿着晶圆W的表面移动的、可能包含升华物的处理用气体也与上述的上升流一同向上方移动,并经由排气口324排出到外部。因而,能够抑制升华物附着于晶圆W的背面、斜面。
此外,在PEB处理过程中,对上腔室301进行加热。是为了抑制升华物再次固化而附着于上腔室301。另外,在PEB处理过程中,从喷淋头311供给的处理用气体由被加热的上腔室301加热。另一方面,在PEB处理过程中,从气体供给部344朝向热板328上的晶圆W供给的气体是从取入口343取入到腔室300内的气体,是在缓冲空间K2内被热板328加热后的气体或被该气体加热后的气体。另外,在PEB处理过程中,从气体供给部344朝向热板328上的晶圆W供给的气体也由被上腔室301加热的整流构件303加热。
(步骤S3b:中央排气的开始)
当从PEB处理的开始起经过了第一规定时间时,依旧持续地进行自喷淋头311的气体的喷出以及利用周缘排气部323进行的排气,并开始进行利用中央排气部317进行的排气。上述第一规定时间如前所述,设定为使得晶圆W上的含金属抗蚀剂的覆膜固化到期望的水平为止。另外,上述第一规定时间的信息存储于存储部(未图示)。
在该阶段,以使得进行利用气体供给部344进行的气体供给的方式进行利用中央排气部317进行的排气、自喷淋头311的处理用气体的喷出以及利用周缘排气部323进行的排气。例如,进行控制,以使利用周缘排气部323进行的自处理空间K1的排气流量L2与利用中央排气部317进行的排气L3之和比从喷淋头311向处理空间K1的喷出流量L1大。也就是说,进行控制,以使L2+L3>L1。由此,经由取入口343从腔室300外部向腔室300内取入与流量(L2+L3-L1)对应的气体。而且,与流量(L2+L3-L1)对应的气体被从气体供给部344朝向热板328上的晶圆W供给。被从气体供给部344朝向热板328上的晶圆W供给的气体的流量遍及周向大致均等。
通过进行中央排气部317,在晶圆W的表面附近,形成从晶圆W的外周侧去向晶圆W的中央部的处理用气体的流动。因此,晶圆W的表面附近的可能包含升华物的处理用气体也经由中央排气部317被排出。另外,也可以使利用中央排气部317进行的排气量比利用周缘排气部323进行的排气量大,在该情况下,晶圆W的表面附近的可能包含升华物的处理用气体主要经由中央排气部317被排出。因而,能够进一步抑制升华物附着于晶圆W的背面、斜面。此外,在进行该利用中央排气部317进行的排气的阶段,含金属抗蚀剂的覆膜的固化进展,伴随排气而产生的气流对膜厚变动带来的影响小。因此,即使进行利用中央排气部317进行的排气,对膜厚的面内均匀性的影响也小。
(步骤S3c:PEB处理的停止)
当从开始进行利用中央排气部317进行的排气起经过了第二规定时间时,PEB处理结束。具体地说,例如,使上腔室301上升,将腔室300设为打开状态。此时,持续地进行利用中央排气部317进行的排气、自喷淋头311的处理用气体的喷出、以及利用周缘排气部323进行的排气。
上述第二规定时间设定为使得晶圆W上的含金属抗蚀剂的覆膜固化到期望的水平为止。上述第二规定时间的信息存储于存储部(未图示)。
另外,上述第一规定时间和上述第二规定时间以如下方式设定。即,设定为,在PEB处理的总时间中,进行利用中央排气部317进行的排气的期间所占的比例为1/20~1/2。更具体地说,在PEB处理的总时间为60秒的情况下,设定为进行利用中央排气部317进行的排气的期间为3秒~30秒。PEB处理的总时间例如为从在将晶圆W载置于热板328后使上腔室301下降来将腔室300设为关闭状态起、到使上腔室301上升来将腔室300设为打开状态为止的时间。
(步骤S4:晶圆搬出)
之后,通过与晶圆W的载置时相反的过程来将晶圆W从热板328上去除,并向热处理装置40的外部搬出。
<变形例>
在以上的例子中,设为在PEB处理的开始时不进行利用中央排气部317进行的排气,并设为从PEB处理的中途起进行利用中央排气部317进行的排气。作为替代,也可以是,在PEB处理的开始时,较弱地进行利用中央排气部317进行的排气,从PEB处理的中途起加强利用中央排气部317进行的排气。
另外,控制部200也可以进行控制,以使在从PEB处理的中途起的、进行利用中央排气部317进行的排气的期间或加强利用中央排气部317进行的排气的期间(下面,称作“中央排气强化期间”),使向喷淋头311的气体分配空间313供给的处理用气体的供给流量增高。其理由如下。
周缘部侧的喷出孔312和中央部侧的喷出孔312共有气体分配空间313。另外,在中央排气强化期间,自靠近中央排气部317(具体地说为排气孔318)的中央部侧的喷出孔312喷出的处理用气体的喷出流量增高。因此,在中央排气强化期间,根据利用中央排气部317进行的排气的强度,如图9所示,有时不进行从周缘部侧的喷出孔312向处理空间K1的处理用气体的喷出,相反地进行由周缘部侧的喷出孔312自处理空间K1的气体的吸入。在中央排气强化期间,通过增高向喷淋头311的气体分配空间313供给的处理用气体的供给流量,能够抑制由上述的周缘部的喷出孔312自处理空间K1的气体的吸入、即气体向喷淋头311内的逆流。
<本实施方式的主要效果>
如以上那样,在本实施方式中,热处理装置40具备:热板328,其用于支承晶圆W并对该晶圆W进行加热;以及腔室300,其收容热板328,该腔室300具有与热板328上的晶圆W相向的顶部310。另外,热处理装置40具备:喷淋头311,其设置于顶部310,用于从上方朝向上述晶圆W喷出处理用气体;以及气体供给部344,其从比上述晶圆W的表面靠下方的位置朝向上述晶圆W供给气体。并且,热处理装置40具备:中央排气部317,其从顶部310中的、在俯视时靠上述晶圆W的中央的位置对腔室300内的位于热板328的上方的处理空间K1内进行排气;周缘排气部323,其从顶部310中的、在俯视时相比于中央排气部317靠上述晶圆W的周缘部侧的位置对处理空间K1内进行排气;以及控制部200。而且,控制部200在热处理过程中进行控制,使得持续地进行利用气体喷出部进行的喷出、利用气体供给部进行的气体的供给以及利用周缘排气部进行的排气,并且从热处理的中途起使得利用中央排气部进行的排气加强。
另外,本实施方式所涉及的晶圆处理包括将晶圆W载置于热板328的工序、以及对热板328上的晶圆W进行热处理的工序。进行热处理的工序包括:
工序(A),从收容热板328的腔室300的与上述晶圆W相向的顶部310朝向上述晶圆W喷出处理用气体;
工序(B),从比上述晶圆W的表面靠下方的位置朝向上述晶圆W供给气体;
工序(C),从顶部310中的、在俯视时靠上述晶圆W的中央的位置对腔室300内的位于热板328的上方的处理空间K1内进行排气;以及
工序(D),从顶部310中的、在俯视时相比于所述工序(C)靠上述晶圆W的周缘部侧的位置对处理空间K1内进行排气。
在本晶圆处理中,在热处理过程中,持续地进行上述工序(A),并且持续地进行上述工序(B)以及上述工序(D),来在上述晶圆W的周围形成上升流,并从热处理的中途起加强上述工序(C)中的排气。
也就是说,在本实施方式中,在热处理的期间,持续地进行向热板328上的晶圆W的处理用气体的供给、以及自顶部310中的、靠热板328上的晶圆W的周缘部的位置进行的排气。因此,能够提高热处理的面内均匀性。因而,能够抑制由从晶圆W上的抗蚀剂的覆膜产生的升华物造成的晶圆W的斜面及背面的污染。
另外,在热处理的期间,持续地进行自顶部310中的、靠热板328上的晶圆W的周缘部的位置进行的排气、以及从比热板328上的晶圆W的表面靠下方的位置朝向该晶圆W的气体的供给。因此,在晶圆W的周缘部形成上升流。
并且,在本实施方式中,从热处理进展,从而自靠热板328上的晶圆W的中央部的位置进行的排气(即中央排气)对膜厚变动的影响变小起,进行升华物回收性优异的中央排气。因而,能够进一步抑制由从晶圆W上的抗蚀剂的覆膜产生的升华物造成的晶圆W的污染。
因此,根据本实施方式,能够抑制由从晶圆上的抗蚀剂的覆膜产生的升华物造成的晶圆W的污染,并且能够提高热处理的晶圆面内均匀性。
并且,由于如上所述形成上升流,因此,根据本实施方式,能够抑制升华物附着于位于热板328的周边的构件(例如腔室300)。
另外,在本实施方式中,通过气体供给部344从比热板328上的晶圆的表面靠下方的位置朝向热板328上的晶圆W供给的气体是在缓冲空间K2内被热板328加热后的气体或被该气体加热后的气体。而且,缓冲空间K2的体积比处理空间K1的体积大。因此,能够极长时间地进行向处理空间K1的被加热后的气体的供给。如果处理空间K1被供给未被加热的气体,则上述气体使处理空间K1的周围的构件(例如上腔室301)冷却,有时导致升华物固化。在本实施方式中,由于能够极长时间地进行向处理空间K1的被加热后的气体的供给,因此能够抑制上述的升华物的固化。另外,如果从气体供给部344朝向晶圆W供给未被加热的气体,则有可能对晶圆W的周缘部的热处理带来影响。与此相对,在本实施方式中,从气体供给部344朝向晶圆W供给的气体被加热,因此能够抑制由于上述气体而导致热处理的面内均匀性恶化。另一方面,通过使处理空间K1的体积小,处理空间K1的内部的气体的热容量也小,因此被长时间地向处理空间K1进行被加热后的气体时的处理空间K1的温度也容易稳定。
并且,在本实施方式中,上腔室301构成为能够对该上腔室301进行加热。另外,整流构件303的整个上表面与上腔室301的下表面接触。因此,通过对上腔室301进行加热,能够高效地对整流构件303进行加热。并且,整流构件303是实心体,从而热容量大。因此,通过对整流构件303进行加热,能够通过整流构件303高效地对从气体供给部344供给的气体进行加热。因而,根据本实施方式,能够通过被加热后的上腔室301对从气体供给部344供给的气体进行加热。因此,能够抑制因从气体供给部344供给的气体引起的、上述的升华物的固化、热处理的面内均匀性的恶化。
并且,另外,在本实施方式中,整流构件303与上腔室301一同升降。因此,不论上腔室301位于何位置,整流构件303均被该上腔室301加热。也就是说,即使使上腔室301上升来将腔室300设为打开状态,以将晶圆W载置于热板328,整流构件303也被上腔室301加热。其结果,能够将整流构件303维持为高温。因而,根据本实施方式,即使是在刚将腔室300设为关闭状态后,也能够由整流构件303对从气体供给部344供给的气体进行加热。因此,能够抑制因从气体供给部344供给的气体引起的、上述的升华物的固化、热处理的面内均匀性的恶化。
另外,在本实施方式中,整流构件303的内周面从上腔室301的顶部310起向下方直线地延伸。也就是说,在整流构件303的内周侧部,在比该内周侧部的下表面即引导面靠上方的位置不存在朝向外侧凹陷的凹处。如果存在这样的凹处,则在该凹处内滞留可能包含升华物的气体,成为微粒的产生原因。与此相对,由于不存在上述那样的凹处,因此能够抑制微粒的产生。
此外,整流构件303的内周面从上腔室301的顶部310起向下方延伸的方式也可以不是完美的直线,换言之,整流构件303的内周面也可以在不产生气体的滞留的范围内朝向外侧稍微凹陷。例如,也可以对整流构件303的内周面的上端角部进行倒角加工以抑制上述上端角部的破损,其结果,整流构件303的内周面向外侧凹陷。通过用于抑制角部的破损的倒角加工形成的凹处充分小,从而不产生气体的滞留,另外,即使产生了气体的滞留,影响也小。
并且,在本实施方式中,树脂制的垫335经由金属构件334与吸附孔330连通且与热板328连接。因此,根据本实施方式,相比于树脂制的垫335与热板328直接连接的情况,能够抑制由于来自热板328的热引起的树脂制的垫335的劣化。
<确认试验>
在以下的情形1-3中,进行了测定含金属抗蚀剂的抗蚀剂图案的线宽、和晶圆W的背面及斜面处的金属原子的数量的试验。图10~图14分别是示出该试验结果的图。图10~图12分别用黑色的浓淡来表示抗蚀剂图案的线宽的粗细。图13的纵轴用线性刻度示出表示抗蚀剂图案的线宽的面内均匀性(CDU:Critical Dimension Uniformity:临界尺寸均匀性)的抗蚀剂图案的线宽的3σ。图14的纵轴用对数刻度示出每单位面积的金属原子的数量。
(情形1)
使用不具有气体供给部344的以往的热处理装置。在PEB处理过程中进行利用中央排气部317进行的排气以及自喷淋头311的处理气体的喷出,不进行利用周缘排气部323进行的排气。
(情形2)
使用图4等所示的热处理装置40。从PEB处理的开始起到结束为止,以进行自气体供给部344的气体的供给的方式,持续地进行利用周缘排气部323进行的排气以及自喷淋头311的处理气体的喷出。另外,在PEB处理过程中,完全不进行利用中央排气部317进行的排气。
(情形3)
使用图4等所示的热处理装置40。从PEB处理的开始起到结束为止,以进行自气体供给部344的气体的供给的方式,持续地进行利用周缘排气部323进行的排气以及自喷淋头311的处理气体的喷出。另外,从PEB处理的中途起到PEB处理的结束为止,进行利用中央排气部317进行的排气。
此外,在情形1~3中,在PEB处理后,均进行了显影处理和POST处理,来形成了含金属抗蚀剂的抗蚀剂图案,之后,进行了抗蚀剂图案的线宽的测定、和晶圆W的背面及斜面处的金属原子的数量的测定。
在情形1中,如图10所示,在晶圆W的中央部和周缘部处,抗蚀剂图案的线宽产生了大的差。与此相对,在情形2及情形3中,如图11及图12所示,在晶圆W的中央部和周缘部处,抗蚀剂图案的线宽几乎没有差。
另外,如图13所示,在情形2及情形3中,相比于情形1,表示抗蚀剂图案的线宽的面内均匀性(CDU)的3σ(σ为抗蚀剂图案的线宽)约为一半。
并且,如图14所示,在情形2中,相比于情形1,晶圆W的背面及斜面处的金属原子的数量约为1/10左右。
与此相对,在情形3中,相比于情形1,晶圆W的背面及斜面处的金属原子的数量约为1/100。
根据这些结果还可知:根据本实施方式,能够抑制由从晶圆W上的抗蚀剂的覆膜产生的升华物造成的晶圆W的污染,并且能够提高热处理的晶圆的面内的均匀性。
应当认为,本次公开的实施方式的所有点均是例示性而非限制性的。也可以不脱离所附的权利要求书及其主旨地将上述的实施方式以各种方式进行省略、置换、变更。
附图标记说明
40:热处理装置;200:控制部;300:腔室;310:顶部;311:喷淋头;317:中央排气部;323:周缘排气部;328:热板;344:气体供给部;K1:处理空间;W:晶圆。

Claims (20)

1.一种热处理装置,对形成有抗蚀剂的覆膜且该覆膜被实施了曝光处理的基板进行热处理,所述热处理装置具备:
热板,其用于支承所述基板并对所述基板进行加热;以及
腔室,其收容所述热板,
其中,所述腔室具有顶部,在所述顶部的下方形成有用于进行所述热处理的处理空间,所述顶部与所述热板上的所述基板相向,
所述热处理装置还具备:
气体喷出部,其设置于所述顶部,用于从上方朝向所述热板上的所述基板喷出处理用气体;
气体供给部,其从所述热板上的所述基板的侧方且所述处理空间的下部朝向所述热板上的所述基板供给气体;
中央排气部,其从所述顶部中的、在俯视时靠所述热板上的所述基板的中央的位置对所述腔室内的所述处理空间内进行排气;
周缘排气部,其从所述顶部中的、在俯视时相比于所述中央排气部靠所述热板上的所述基板的周缘部侧的位置对所述处理空间内进行排气;以及
控制部,
其中,所述控制部在所述热处理过程中进行控制,使得持续地进行利用所述气体喷出部进行的喷出、利用所述气体供给部进行的气体的供给以及利用所述周缘排气部进行的排气,并且从所述热处理的中途起使得利用所述中央排气部进行的排气加强。
2.根据权利要求1所述的热处理装置,其特征在于,
所述抗蚀剂为含金属抗蚀剂。
3.根据权利要求1或2所述的热处理装置,其特征在于,
所述气体供给部具有:
气体流路,其以包围所述热板的侧面的方式设置;以及
整流构件,其使沿着所述气体流路上升的气体朝向所述热板上的基板。
4.根据权利要求3所述的热处理装置,其特征在于,
所述气体流路与所述腔室内的位于所述热板的下方的缓冲空间连接,
所述缓冲空间的体积比所述处理空间的体积大。
5.根据权利要求3或4所述的热处理装置,其特征在于,
所述腔室具有上腔室,所述上腔室包括所述顶部,所述上腔室构成为升降自如,
所述上腔室构成为能够对该上腔室进行加热,
所述整流构件为实心体,所述整流构件的上表面整体与所述上腔室的下表面接触。
6.根据权利要求3或4所述的热处理装置,其特征在于,
所述腔室具有上腔室,所述上腔室包括所述顶部,所述上腔室构成为升降自如,
所述上腔室构成为能够对该上腔室进行加热,
所述整流构件为实心体,所述整流构件以上表面整体与所述上腔室的下表面接触的方式固定于所述上腔室,与所述上腔室一同升降。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的热处理装置,其特征在于,
所述热板具有用于将所述基板吸附于该热板的吸附孔,
所述热处理装置还具备树脂制的垫,所述树脂制的垫具有与所述吸附孔连通的流路,
所述树脂制的垫经由金属制的构件与所述吸附孔连通且与所述热板连接。
8.根据权利要求7所述的热处理装置,其特征在于,
所述金属制的构件具有大径部。
9.根据权利要求7所述的热处理装置,其特征在于,
还具备环状构件,所述环状构件经由支承柱在所述热板的下方与所述热板连接,
所述树脂制的垫位于所述环状构件的下方。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的热处理装置,其特征在于,
所述气体喷出部具有:
第一喷出孔,其位于所述热板上的基板的周缘部的上方;
第二喷出孔,其位于所述热板上的基板的中央部的上方;以及
气体分配空间,其将供给来的所述处理用气体分配到所述第一喷出孔和所述第二喷出孔,
所述控制部在使得利用所述中央排气部进行的排气加强的期间进行控制,使得向所述气体分配空间供给的所述处理用气体的流量增高。
11.一种热处理方法,对形成有抗蚀剂的覆膜且该覆膜被实施了曝光处理的基板进行热处理,所述热处理方法包括以下工序:
将所述基板载置于支承所述基板并对所述基板进行加热的热板;以及
对所述热板上的所述基板进行热处理,
其中,进行所述热处理的工序包括:
工序(A),从收容所述热板的腔室的顶部朝向所述热板上的所述基板喷出处理用气体,该顶部与所述热板上的所述基板相向,在该顶部的下方形成有用于进行所述热处理的处理空间;
工序(B),从所述热板上的所述基板的侧方且所述处理空间的下部朝向所述热板上的所述基板供给气体;
工序(C),从所述顶部中的、在俯视时靠所述热板上的所述基板的中央的位置对所述腔室内的所述处理空间内进行排气;以及
工序(D),从所述顶部中的、在俯视时相比于所述工序(C)靠所述热板上的所述基板的周缘部侧的位置对所述处理空间内进行排气,
在所述热处理过程中,持续地进行所述工序(A),并且持续地进行所述工序(B)及所述工序(D),来在所述热板上的所述基板的周围形成上升流,并从所述热处理的中途起加强所述工序(C)中的排气。
12.根据权利要求11所述的热处理方法,其特征在于,
所述抗蚀剂为含金属抗蚀剂。
13.根据权利要求11或12所述的热处理方法,其特征在于,
在所述工序(B)中,通过整流构件使沿着以包围所述热板的侧面的方式设置的气体流路上升的气体朝向所述热板上的基板。
14.根据权利要求13所述的热处理方法,其特征在于,
所述气体流路与所述腔室内的位于所述热板的下方的缓冲空间连接,
在所述工序(B)中,朝向所述热板上的所述基板供给被所述热板加热后的所述缓冲空间内的气体,
所述缓冲空间的体积比所述处理空间的体积大。
15.根据权利要求13或14所述的热处理方法,其特征在于,
所述腔室具有上腔室,所述上腔室包括所述顶部,所述上腔室构成为升降自如,
所述上腔室构成为能够对该上腔室进行加热,
所述整流构件为实心体,所述整流构件的上表面整体与所述上腔室的下表面接触,所述整流构件由被加热的所述上腔室加热,
在所述工序(B)中,朝向所述热板上的基板供给被所述整流构件加热后的气体。
16.根据权利要求13或14所述的热处理方法,其特征在于,
所述腔室具有上腔室,所述上腔室包括所述顶部,所述上腔室构成为升降自如,
所述上腔室构成为能够对该上腔室进行加热,
所述整流构件为实心体,所述整流构件以上表面整体与所述上腔室的下表面接触的方式固定于所述上腔室,与所述上腔室一同升降,
不论被加热的所述上腔室位于上下方向上的何位置,所述整流构件均被该上腔室加热,
在所述工序(B)中,朝向所述热板上的基板供给被所述整流构件加热后的气体。
17.根据权利要求11至16中的任一项所述的热处理方法,其特征在于,
所述热板具有用于将所述基板吸附于该热板的吸附孔,
还具备树脂制的垫,所述树脂制的垫具有与所述吸附孔连通的流路,
所述树脂制的垫经由金属制的构件与所述吸附孔连通且与所述热板连接。
18.根据权利要求17所述的热处理方法,其特征在于,
所述金属制的构件具有大径部。
19.根据权利要求11至18中的任一项所述的热处理方法,其特征在于,
在所述工序(A)中,将供给到气体分配空间的所述处理用气体分配到位于所述热板上的基板的周缘部的上方的第一喷出孔和位于所述热板上的基板的中央部的上方的第二喷出孔,并经由所述第一喷出孔及所述第二喷出孔喷出所述处理用气体,
在使得通过所述工序(C)进行的排气加强的期间,增高向所述气体分配空间供给的所述处理用气体的流量。
20.一种可读取的计算机存储介质,
存储有在控制热处理装置的控制部的计算机上动作以使所述热处理装置执行根据权利要求11至19中的任一项所述的热处理方法的程序。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP6781031B2 (ja) * 2016-12-08 2020-11-04 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法及び熱処理装置
JP6850627B2 (ja) * 2017-02-21 2021-03-31 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理方法
JP7208813B2 (ja) * 2019-02-08 2023-01-19 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理方法
JP7499106B2 (ja) * 2019-10-17 2024-06-13 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法、及びプログラム

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