JP2000068184A

JP2000068184A - 基板加熱処理装置および基板加熱処理方法

Info

Publication number: JP2000068184A
Application number: JP10234593A
Authority: JP
Inventors: Koji Kizaki; 幸治木▲崎▼
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1998-08-20
Filing date: 1998-08-20
Publication date: 2000-03-03

Abstract

(57)【要約】【課題】パーティクルの発生を抑制して、基板加熱処理
を良好に行うこと。【解決手段】基板加熱室２１内には、基板を加熱するた
めのホットプレート２２が備えられている。基板加熱室
２１に形成された基板通過口２６に関連して、シャッタ
機構３０が配置されている。シャッタ機構３０は、開閉
モードと常時開成モードの間で、動作モードが切り換え
可能である。開閉モードにおいては、基板の出し入れの
際に基板通過口２６が開成され、基板の加熱処理期間中
は基板通過口２６が閉成状態に保持される。常時開成モ
ードでは、基板通過口２６は常時開成状態に保持され
る。基板温度の面内均一性に対する要求が厳密に場合に
は開閉モードが適している。基板温度の面内均一化に対
する要求が緩やかな場合には常時開成モードを採用する
ことにより、パーティクルの発生を抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウエハ、
液晶表示装置用ガラス基板およびＰＤＰ（プラズマディ
スプレイパネル）用ガラス基板などの各種の被処理基板
に対して加熱処理を行う基板加熱処理装置および基板加
熱処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置の製造工程では、液晶表示
装置用ガラス基板に対して種々の薄膜が繰り返しパター
ン形成される。薄膜のパターン形成には、一般に、フォ
トリソグラフィ工程が適用される。フォトリソグラフィ
工程は、たとえば、基板を洗浄する洗浄工程、洗浄後の
基板表面の水分を加熱脱水するためのデハイドベーク工
程、レジスト液塗布工程、レジスト液を乾燥させるため
のプリベーク工程、レジスト膜を所定パターンに露光す
るための露光工程、露光後のレジスト膜を現像液によっ
て処理し、レジスト膜の不要部分を除去する現像工程、
および現像工程後のレジスト膜を焼き固めるためのポス
トベーク工程を含む。こうしてパターン形成されたレジ
スト膜をマスクとして、その下地の薄膜のエッチングを
行い、その後に、レジスト膜を剥離すれば、当該下地の
薄膜をパターン化できる。

【０００３】たとえば、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）液
晶パネルの製造工程には、液晶を挟持することになる一
対のガラス基板の一方に薄膜トランジスタ素子を形成す
るためのＴＦＴ工程と、他方のガラス基板の表面にカラ
ーフィルタを形成するためのカラーフィルタ形成工程と
が含まれる。このうち、ＴＦＴ工程は、ゲート電極を形
成するゲート工程、絶縁膜としての窒化シリコン膜を形
成する窒化シリコン工程、ソース・ドレイン配線を形成
するためのソース・ドレイン工程、アモルファスシリコ
ン層を形成するためのアモルファスシリコン工程、透明
電極膜としてのＩＴＯ膜（インジウム錫酸化物）を形成
するためのＩＴＯ工程、および表面保護膜を形成するた
めの保護膜工程を含む。一方、カラーフィルタ形成工程
は、ブラックマトリクス形成工程、赤色フィルタ形成工
程、緑色フィルタ形成工程、青色フィルタ形成工程を含
む。

【０００４】これらの各処理工程において、上述のフォ
トリソグラフィ技術が適用され、各層の膜のパターン化
が行われる。ただし、使用されるレジストの種類や、エ
ッチングの手法（ドライエッチングまたはウエットエッ
チング）などは、処理工程ごとに適切なものが選択され
る。フォトリソグラフィ工程を実行するための装置は、
基板を収容するカセットが載置されるインデクサ部と、
基板を洗浄する基板洗浄部と、デハイドベークを行うた
めの第１ベーク部と、レジスト塗布部と、プリベークを
行う第２ベーク部と、露光機と、現像部と、ポストベー
クを行う第３ベーク部とを備えている。この基板処理装
置により、ＴＦＴ工程やカラーフィルタ工程を構成する
上述の各処理工程が実行される。

【０００５】第１、第２および第３ベーク部は、ヒータ
を内蔵したホットプレートと、このホットプレートを収
容する加熱処理室とをそれぞれ有しており、ホットプレ
ート上に基板を載置して、この基板を所定の温度に加熱
する構成となっている。加熱時の温度や加熱処理時間
は、処理工程ごとに最適値に設定される。加熱処理室に
は、基板を出し入れするための基板通過口が形成されて
おり、この基板通過口に関連してシャッタ機構が備えら
れている。そして、搬送ロボットによって基板通過口か
ら基板を出し入れするときにはシャッタ機構を開成する
一方、加熱処理期間中には、シャッタ機構を閉成して基
板通過口を閉じ、基板通過口に近い位置における基板の
温度低下を防止している。これにより、基板温度の面内
均一化が図られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、シャッタ機
構は、一般に、シャッタ板を上下動させる上下駆動機構
を備えており、この上下駆動機構などからの発塵は避け
られない。この発塵は、上下駆動機構周辺およびその他
の摺動箇所の局部排気によって或る程度は抑制できる
が、完全に排除することはできず、加熱処理室内で加熱
処理を受けている基板を汚染するパーティクルの増大を
招く。

【０００７】したがって、パーティクルの低減のために
は、シャッタを開成したままとしておくことが好ましい
が、その反面、基板通過口からの外気の侵入により、基
板通過口側における基板温度の低下が不可避である。一
方、基板温度の面内均一化の要求には、工程ごとに程度
の差があり、たとえば、レジスト塗布部において基板表
面に塗布されたレジスト膜の基板面内膜厚分布を均一に
する必要性から、レジスト塗布後のプリベーク工程にお
ける基板の面内温度均一性に対する要求は厳格である
が、基板の脱水を目的としたデハイドベーク工程におい
ては、さほど厳密に基板温度を均一化する必要はない。

【０００８】また、ＴＦＴ工程のうち、ＩＴＯ工程や保
護膜工程においては、形成される膜のパターンが大きい
ので、多少のパターンの変形はさほど問題ではなく、し
たがってこれらの処理工程に適用されるフォトリソグラ
フィ工程でのベーク処理では、基板温度をあまり厳密に
均一化する必要がない。その一方、たとえば、ＴＦＴ素
子を形成するためのゲート工程やソース・ドレイン工程
などでは、微細パターンを形成する必要があるので、基
板温度の厳密な管理が要求される。

【０００９】さらに、ＶＧＡ(Video Graphics Array)、
ＳＶＧＡ(Super Video Graphics Array)、ＸＧＡ(eXten
ded Graphics Array)、ＳＸＧＡ(Super eXtended Graph
icsArray)、ＵＧＡ(Ultra Graphics Array)など、作成
すべき液晶表示装置の解像度に応じて素子の微細化の度
合いが異なるから、これによっても、基板温度の均一化
に対する要求は異なる。

【００１０】従来からの基板処理装置では、シャッタ機
構の開閉動作に関しては、いずれの処理を行う場合にも
同様とされており、処理の内容によっては、過度に厳密
な基板温度均一性を達成するために、発塵の原因となる
シャッタ開閉動作を行っていたことになる。そこで、こ
の発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、パーティ
クルの発生を抑制して、基板加熱処理を良好に行えるよ
うにした基板加熱処理装置および基板加熱処理方法を提
供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板に加
熱処理を施す加熱処理室と、この加熱処理室に形成さ
れ、この加熱処理室に出し入れされる基板が通過する基
板通過口と、この基板通過口を開閉するための開閉手段
と、この開閉手段の動作モードを、上記加熱処理室内で
基板を加熱処理している際には上記基板通過口を閉成
し、基板が上記基板通過口を通過している際には上記基
板通過口を開成する開閉モード、基板通過口を常時開成
しておく常時開成モード、および予め定めた間隔で上記
基板通過口を閉成し、残余の期間には上記基板通過口を
開成状態に保持する間欠開閉モードの３つの動作モード
うち、少なくとも２つの動作モードの間で切り換える動
作モード切り換え手段とを備えたことを特徴とする基板
加熱処理装置である。

【００１２】上記の構成において、開閉手段が開閉モー
ドで動作する場合には、加熱処理室内で基板に対して加
熱処理が行われているときには、基板通過口が閉成状態
に保持されるので、基板通過口からの外気の侵入が最小
限に抑えられる。そのため、加熱処理室内では、基板の
各部を均一に加熱することができる。したがって、開閉
モードは、基板温度の面内均一性に対する要求が厳格な
場合に適している。

【００１３】開閉手段が常時開成モードで動作する場合
には、基板通過口は開成状態に保持されるから、この開
閉手段に関連する駆動機構やその他の摺動部分からの発
塵を防止できる。そのため、パーティクルの発生が抑制
されるので、基板を清浄な状態に維持することができ、
結果として、基板に対する処理を良好に行える。ただ
し、常時開成モードにおいては、基板通過口を介して加
熱処理室内外の雰囲気が交換されるから、とくに基板通
過口の近傍においては、基板温度が低くなる傾向にあ
る。そのため、この常時開成モードは、基板温度の面内
均一性に対する要求がさほど厳格でない場合に適してい
る。

【００１４】開閉手段が間欠開閉モードで動作する場合
には、一定の間隔で基板通過口を閉塞することにより、
基板通過口を開成状態に保持することにより失われた基
板加熱室内の温度分布の均一性を回復することができ
る。しかも、開閉手段の動作回数は開閉モードの場合に
比較して少ないので、パーティクルも低減できる。この
間欠開閉モードは、たとえば、常時開成モードの場合よ
りも高い温度均一性が求められる場合に適している。

【００１５】なお、上記間欠開閉モードにおいては、た
とえば、一定時間間隔で、一定時間だけ基板を閉成する
ようにしてもよい。また、たとえば、一定枚数の基板を
処理するごとに、一定時間ずつ開閉手段を閉成するよう
にしてもよい。いずれの場合にも、開閉手段が閉成され
る期間は、基板加熱室内において基板に対する加熱処理
が行われているときであってもよい。また、加熱処理室
内に基板が存在していない期間において開閉手段を閉成
するようにして、加熱処理室内の温度保持を行うように
してもよい。さらに、開閉手段の近傍（たとえば加熱処
理室内）に基板が存在している場合には、開閉手段の開
閉動作を禁止するようにしてもよい。このようにすれ
ば、開閉手段の作動に伴うパーティクルにより基板が汚
染されることがない。

【００１６】この発明では、開閉手段の動作モードが、
上述の開閉モード、常時開成モードおよび間欠開閉モー
ドのうちの少なくとも２つの動作モードの間で切り換え
られるようになっている。すなわち、たとえば、加熱処
理される基板の種類（請求項２）や、加熱処理の種類
（請求項３）に応じて、動作モードを適切に切り換える
ことにより、基板温度の面内均一性の要求の度合いに応
じて動作モードを選択できる。これにより、開閉手段の
開閉動作を必要な場合のみに制限できるので、基板への
パーティクルの付着が低減できる。そのうえ、開閉手段
の動作回数が少なくなるから、開閉手段を駆動するため
のエネルギーを節約でき、しかも、開閉手段の長寿命化
を併せて達成できる。なお、「基板の種類」とは、基板
自体の種類の他、処理対象の基板の最表面に形成された
層の種類や、基板上に形成されるべき薄膜パターンの微
細化の程度などをも表すものとする。また、「加熱処理
の種類」とは、たとえば、フォトリソグラフィ工程にお
ける、デハイドベーク、プリベーク、ポストイクスポー
ジャベークおよびポストベークなどを表すものとする。

【００１７】たとえば、基板温度の面内均一性の要求度
合いに応じて、開閉モードと常時開成モードとの間で動
作モードを切り換えてもよいし、開閉モードと間欠開閉
モードとの間で動作モードを切り換えてもよいし、常時
開成モードと間欠開閉モードとの間で動作モードを切り
換えてもよい。さらには、開閉モード、常時開成モード
および間欠開閉モードの３つの動作モードを切り換えて
使い分けるようにしてもよい。

【００１８】さらに、具体的には、請求項４に記載のよ
うに、切り換え手段の動作モードを、入力パネルからの
入力信号に基づいて行うようにしてもよい。たとえば、
上記入力パネルは、基板加熱処理装置の制御装置に接続
され、当該基板加熱処理装置の動作態様（プログラム）
を選択するためのものであってもよい。この場合に、そ
のプログラムのなかに、上記開閉手段に動作に関する記
述が含まれていることが好ましい。

【００１９】また、複数の基板加熱処理装置を有する基
板処理装置に本発明が適用される場合に、上記入力パネ
ルは、個々の基板加熱処理装置の個別制御装置に対して
指令を与えることができる主制御装置に接続されたもの
であってもよい。この場合に、入力パネルから、当該基
板処理装置が備える複数の処理部（上記複数の基板加熱
処理装置を含む。）の動作態様の組み合わせ（レシピ）
が入力できるようになっていてもよい。そして、このレ
シピの中に、上記開閉手段の動作に関する記述が含まれ
ていてもよい。

【００２０】請求項５記載の発明は、開閉手段により開
閉される基板通過口が設けられた加熱処理室内で基板を
加熱する基板加熱処理方法であって、上記開閉手段の動
作モードを、上記加熱処理室内で基板を加熱処理してい
る際には上記基板通過口を閉成し、基板が上記基板通過
口を通過する際には上記基板通過口を開成する開閉モー
ドと、基板通過口を常時開成しておく常時開成モード
と、予め定めた間隔で上記基板通過口を閉成し、残余の
期間には上記基板通過口を開成状態に保持する間欠開閉
モードとの３つの動作モードのうち、少なくとも２つの
動作モードの間で切り換えることを特徴とする基板加熱
処理方法である。

【００２１】この方法により、請求項１記載の発明と同
様な効果を達成できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下では、この発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。ＴＦＴ液晶パ
ネルは、ＴＦＴ側ガラス基板とカラーフィルタ側ガラス
基板との間に液晶を充填してなる。ＴＦＴ側ガラス基板
において液晶に対向する側の表面には、画素ごとに透明
電極が形成されており、各透明電極ごとに薄膜トランジ
スタが形成されている。また、カラーフィルタ側ガラス
基板には、画素ごとに赤、青または緑のカラーフィルタ
が形成されており、このカラーフィルタの表面を覆うよ
うに透明電極が形成されている。ＴＦＴ側ガラス基板の
背後には、蛍光灯などからなる照明装置が配置されてい
る。

【００２３】薄膜トランジスタを個別に制御して、各画
素の透明電極への通電を制御すると、個々の画素の領域
における液晶の配向状態を制御できる。すなわち、電界
が印加された画素の液晶は分子配列方向が整列し、照明
装置からの光をカラーフィルタ側へと透過させるが、電
界が印加されていない画素の液晶は分子配列方向が一様
ではなく、照明装置からの光の大部分を遮蔽する。した
がって、所望の画像パターンに応じて個々の薄膜トラン
ジスタをオン／オフ制御することにより、カラーフィル
タ側ガラス基板の外側から、その画像パターンを観測す
ることができる。

【００２４】図１は、ＴＦＴ側ガラス基板に形成された
アモルファスシリコン薄膜トランジスタの構成の一例
（逆スタガ型チャネルエッチタイプ）を拡大して示す断
面図である。ガラス基板１０の表面に、ゲート電極１が
形成されており、このゲート電極１及びその周囲のガラ
ス基板１０の表面を覆うように窒化シリコン絶縁膜２が
形成されている。この窒化シリコン絶縁膜２の表面のゲ
ート電極１の上方にはアモルファスシリコン膜３及びほ
ぼ中央部分で分断されたアモルファスシリコン半導体層
４が順次積層されて形成されている。そして、この分断
されたアモルファスシリコン半導体層４のそれぞれに接
触した状態で、ソース電極５およびドレイン電極６が形
成されている。ドレイン電極６は、ガラス基板１０の表
面に形成された透明電極膜としてのＩＴＯ膜７に接続さ
れている。そして、これらは、表面保護膜（パッシベー
ション膜）８により覆われている。

【００２５】ゲート電極１、窒化シリコン絶縁膜２、ア
モルファスシリコン膜３、アモルファスシリコン半導体
層４、ソース電極５およびドレイン電極６、ＩＴＯ膜７
ならびに表面保護膜８は、それぞれ、フォトリソグラフ
ィ工程を用いてパターン形成される。この場合に、ゲー
ト電極１を形成する処理工程は、ゲート工程と呼ばれ、
窒化シリコン絶縁膜２を形成する処理工程は、窒化シリ
コン工程とよばれ、アモルファスシリコン膜３およびア
モルファスシリコン半導体層４を形成する処理工程はア
モルファスシリコン工程と呼ばれ、ソース・ドレイン電
極５，６を形成する処理工程はソース・ドレイン工程と
呼ばれ、ＩＴＯ膜７を形成する処理工程はＩＴＯ工程と
呼ばれ、表面保護膜８を形成する処理工程は保護膜工程
と呼ばれる。そして、ＴＦＴ側ガラス基板を形成するた
めのこれら全ての処理工程の組み合わせがＴＦＴ工程と
呼ばれる。

【００２６】図２は、ＴＦＴ工程を構成する各処理工程
におけるフォトリソグラフィ工程において共通に用いら
れる基板処理装置の平面視におけるレイアウトを示す概
念図である。この基板処理装置は、インデクサ部１１か
ら露光機２０に至り、さらに、露光機２０からインデク
サ部１１に戻る往復の経路を通って基板を搬送し、その
過程で、フォトリソグラフィ工程を構成する各種の処理
を基板に施すものである。インデクサ部１１には、複数
枚の基板を収容するためのカセットを複数個載置するこ
とができるカセット載置部１１１と、このカセット載置
部１１１に載置されたカセットに対して基板を搬入／搬
出するためのインデクサロボット１１２とが備えられて
いる。

【００２７】インデクサ部１１から露光機２０に向かう
往路には、インデクサ部１１側から順に、洗浄ユニット
１２、デハイドベークのための第１ベークユニット１
３、レジスト液を基板表面に塗布するための塗布ユニッ
ト１４、露光前の基板加熱（プリベーク）のための第２
ベークユニット１５、露光機２０との基板のやりとりの
ためのインタフェース部１６が配列されている。一方、
露光機２０からインデクサ部１１に至る復路には、イン
タフェース部１６に続いて、ポストエクスポージャベー
クのための第３ベークユニット１７、露光後のレジスト
膜を現像するための現像ユニット１８、現像後のレジス
ト膜を焼き固めるためのポストベークを行う第４ベーク
ユニット１９が順に配列されている。

【００２８】往路に配列された洗浄ユニット１２、第１
ベークユニット１３、塗布ユニット１４および第２ベー
クユニット１５からなる第１処理ユニット群と、復路に
配列された第３ベークユニット１７、現像ユニット１８
および第４ベークユニット１９からなる第２処理ユニッ
ト群との間には、直線状搬送路１００が設けられてお
り、ここに、主搬送ロボットＴＲが配置されている。

【００２９】主搬送ロボットＴＲは、直線状搬送路１０
０に沿って双方向に走行することができ、たとえば、基
板をそれぞれ保持することができる一対の基板保持ハン
ドと、この基板保持ハンドを昇降させる昇降機構、基板
保持ハンドを鉛直な回転軸まわりに回動させる回動機
構、各基板保持ハンドを上記回転軸に対して近接／離反
する方向に沿って進退させる進退駆動機構とを備えてい
る。

【００３０】この構成により、主搬送ロボットＴＲは、
インデクサロボット１１２及びインターフェース１６部
との間で基板の受け渡しを行うことができ、かつ、上記
第１および第２の処理ユニット群の各処理ユニットに対
して任意の順序でアクセスし、当該処理ユニットとの間
で基板の受け渡しを行うことができる。この場合、当該
処理ユニットでの処理済みの基板を一方の基板保持ハン
ドを用いて搬出し、これに引き続いて、他方の基板保持
ハンドに保持している未処理の基板を当該処理ユニット
に搬入するように動作することが好ましい。

【００３１】第１ベークユニット１３は、たとえば、ホ
ットプレート部と、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザ
ン）のような密着強化ガスにより基板表面を処理するた
めの密着強化部と、クールプレート部とを上下方向に積
層した多段構成のユニットを形成している。また、第２
ベークユニット１５、第３ベークユニット１７および第
４ベークユニット１９は、それぞれ、ホットプレート部
とクールプレート部とを上下に積層した多段構成のユニ
ットを形成している。

【００３２】第１〜第４ベークユニット１３，１５，１
７，１９におけるホットプレート部およびクールプレー
ト部の数は、各１つでもよいが、要求される処理時間に
応じてそれぞれ複数個設けられてもよい。図３は、図２
の基板処理装置によるフォトリソグラフィ工程の一例を
説明するための流れ図である。処理の開始に際し、イン
デクサ部１１のインデクサロボット１１２は、未処理の
基板をカセットから取り出し、主搬送ロボットＴＲに受
け渡す。そして、主搬送ロボットＴＲは、その基板を洗
浄ユニット１２に搬入する。洗浄ユニット１２により洗
浄された基板は、主搬送ロボットＴＲによって、第１ベ
ークユニット１３のホットプレート部に搬入され、表面
の水分が蒸発させられる。その後、この基板は、当該第
１ベークユニット１３に備えられた密着強化部に搬入さ
れ、密着強化ガス（ＨＭＤＳ）による処理を受ける。そ
の後、この基板は、第１ベークユニット１３に備えられ
たクールプレート部に搬入され、室温にまで冷却され
る。

【００３３】第１ベークユニット１３によってデハイド
ベーク処理を受けた後の基板は、主搬送ロボットＴＲに
よって、塗布ユニット１４へと搬送され、この塗布ユニ
ット１４において、表面にレジスト液が塗布される。レ
ジスト液塗布処理後の基板は、主搬送ロボットＴＲによ
って、第２ベークユニットへと搬入される。第２ベーク
ユニット１５では、まず、基板がホットプレート部に搬
入され、基板上のレジスト膜が加熱されて乾燥させられ
る。その後、基板は、クールプレート部へと移され、室
温にまで冷却される。ここで、第２ベークユニット１５
のホットプレート部で加熱乾燥される基板の温度が面内
で大きくばらついていると、基板上のレジスト膜の膜厚
が基板の各部で異なってしまい、これが最終の液晶基板
製品を目視したときにムラとなって現れる。そのため、
とりわけ第２ベークユニット１４のホットプレート部に
おいては厳密な温度管理が必要とされる。

【００３４】この第２ベークユニット１５での処理を受
けた基板は、主搬送ロボットＴＲによってインタフェー
ス部１６に移され、さらに、露光機２０へと搬入されて
露光処理を受ける。露光機２０による露光処理後の基板
は、インタフェース部１６を経て、第３ベークユニット
１７へと搬入される。第３ベークユニット１７は、化学
増幅型のフォトレジスト膜が塗布された基板を露光処理
後に加熱するためのポストイクスポージャーベーク（Ｐ
ＥＢ）を行うための装置である。この第３ベークユニッ
ト１７では、まず、ホットプレート部に基板が搬入され
て加熱され、さらに、クールプレート部で室温まで冷却
される。化学増幅型レジストの場合、レジストの熱反応
を利用しているため、プリベーク処理よりも一層厳密な
温度管理が要求される。

【００３５】第３ベークユニット１７での処理後の基板
は、主搬送ロボットＴＲによって、現像ユニット１８へ
と搬入され、基板表面に現像液が供給される。これによ
り、レジストの不要部分が除去され、パターン化された
レジスト膜が得られる。次いで、主搬送ロボットＴＲ
は、現像ユニット１８から処理済みの基板を搬出して、
第４ベークユニット１９へと搬入する。この第４ベーク
ユニット１９では、パターン化されたレジスト膜を焼き
固めるために、基板は、まず、ホットプレート部に搬入
されて加熱処理を受け、その後、クールプレート部に移
されて室温まで冷却される。こうして、いわゆるポスト
ベーク処理が行われ、処理済みの基板は、主搬送ロボッ
トＴＲからインデクサロボット１１２へと受け渡され、
カセット載置部１１１に載置されているいずれかのカセ
ットに収容される。

【００３６】ポストベーク処理における温度管理の程度
は、その後に行われるエッチングの種類によって異な
る。すなわち、たとえば反応性イオンエッチングなどの
ドライエッチングが行われる場合には、基板の面内温度
分布は、プリベークの場合と同等の温度均一性を達成す
る必要がある。その反面、たとえばふっ酸などのエッチ
ング液を用いるウエットエッチングが行われる場合に
は、デハイドベーク時と同等の温度管理を実現すれば足
りる。

【００３７】図４は、第１〜第４のベークユニット１
３，１５，１７，１９に備えられているホットプレート
部およびその制御に関連する構成を示す概念図である。
ホットプレート部は、加熱処理室２１と、この加熱処理
室２１内に水平配置されたホットプレート２２とを有し
ている。ホットプレート２２には、面状ヒータ（図示せ
ず）が内蔵されており、ホットプレート２２の表面（上
面）が一定の温度に保持されるようになっている。この
ホットプレート２２の表面に基板を載置することによ
り、基板の加熱を行える。

【００３８】加熱方式は、基板の下面をホットプレート
２２の表面に密着させて熱伝導による加熱を行う密着加
熱方式が採用されてもよいし、ホットプレート２２の表
面に分散して形成された複数のプロキシミティピンによ
り、ホットプレート２２の表面と基板の裏面との間にわ
ずかな間隙（プロキシミティギャップ）を保持しつつ、
その間隙における熱対流および熱伝導を利用して基板を
加熱するプロキシミティ方式が採用されてもよい。ただ
し、基板をホットプレート２２の表面から剥離する際に
生じる剥離帯電による静電破壊を考慮するならば、プロ
キシミティ方式の方が好ましい。

【００３９】ホットプレート２２を垂直に貫通するよう
に、複数本のリフトピン２３が設けられている。これら
の複数本のリフトピン２３は、モータＭなどを含むリフ
トピン駆動部２４によって上下動されるフレーム２５に
固定されている。加熱処理室２１には、その一側壁に基
板通過口２６が形成されている。主搬送ロボットＴＲ
は、この基板通過口２６を介して、ホットプレート２２
との間で基板をやりとりする。基板の受け渡しの際、リ
フトピン２３は、ホットプレート２２から上方に離間し
た位置で基板を支持する上位置にあり、主搬送ロボット
ＴＲは、まず、その上位置にあるリフトピン２３から処
理済みの基板を受け取って加熱処理室２１から基板通過
口２６を通して搬出し、つづいて、未処理の基板を基板
通過口２６を介して加熱処理室２１内に搬入し、リフト
ピン２３に支持させる。主搬送ロボットＴＲから未処理
の基板を受け渡されたリフトピン２３は、下降して、当
該基板をホットプレート２２の表面に設けられたほぼ球
状のプロキシミティーピン２７上に載置し、当該基板を
ホットプレート２２の表面に近接した状態に置く。

【００４０】基板通過口２６に関連して、たとえば上下
にスライド移動するシャッタ板３１を備えたシャッタ機
構３０（開閉手段）が設けられている。シャッタ機構３
０は、シャッタ板３１を上下駆動するためのエアシリン
ダ３２を有するシャッタ開閉駆動部３３を備えている。
リフトピン駆動部２４およびシャッタ開閉駆動部３３
は、当該ホットプレート部が備えられている処理ユニッ
トのためのＣＰＵ４０（個別制御装置）によって制御さ
れるようになっている。ＣＰＵ４０は、他の処理ユニッ
トにそれぞれ設けられた全てのＣＰＵ４００（図４にお
いては、代表的な１つのみを示す。）と、ケーブル４０
１を介してネットワーク接続されており、このネットワ
ークには、メインコンピュータ５０（主制御装置）が接
続されている。メインコンピュータ５０には、操作者
が、全体の処理手順であるレシピを入力するためのメイ
ンパネル５１（入力パネル）が接続されている。

【００４１】ＣＰＵ４０は、予め指定されたプログラム
に従って動作し、リフトピン駆動部２４およびシャッタ
開閉駆動部３３を制御し、さらに、当該ホットプレート
部とともに設けられたクールプレート部や密着強化ユニ
ットなどを併せて制御する。ＣＰＵ４０がいずれのプロ
グラムを実行するかは、ＣＰＵ４０に接続されたプログ
ラム入力パネル４１（入力パネル）から指定することが
できるほか、メインパネル５１において選択されたレシ
ピによって指定することもできる。

【００４２】説明を明瞭にするためにプログラムとレシ
ピについての定義を与えるとすれば、プログラムとは、
個々の処理ユニットの動作手順であり、レシピとは、基
板処理装置が全体として実行する基板処理手順であり、
個々の処理ユニットが実行すべきプログラムの組み合わ
せによって表される。表１は、プログラム入力パネル４
１から入力することができるプログラムの一例を示す。

【００４３】

【表１】プログラム番号１番のプログラムでは、ホットプレート
２２上に基板が載置されて加熱される時間であるベーク
時間が１００秒とされ、このとき、シャッタ板３１（す
なわち、基板通過口２６）は、開成状態に保持される。
プログラム番号２番のプログラムでは、ベーク時間が１
００秒とされ、その間、シャッタ板３１（すなわち、基
板通過口２６）は、閉成状態に保持される。また、プロ
グラム番号３番のプログラムでは、ベーク時間が１５０
秒とされ、その間、シャッタ板３１は、閉成状態に保持
される。

【００４４】プログラム入力パネル４１には、上述のよ
うな複数のプログラムのうちのいずれかを選択するため
の画面が表示されるようになっており、操作者は、工程
の内容に応じていずれかのプログラムを選択することに
なる。これにより、加熱処理期間中、シャッタ板３１を
開成状態としておくのか、それとも閉成状態に保持する
のかを選択できる。

【００４５】加熱処理期間中シャッタ板３１を閉成状態
としておくためには、基板の搬入／搬出時に基板通過口
２６を開成することになるから、この場合のシャッタ機
構３０の動作モードは開閉モードとして把握される。一
方、加熱処理期間中シャッタ板３１を開成しておくので
あれば、シャッタ板３１は終始開成状態としておけばよ
いので、この場合のシャッタ駆動機構３０の動作モード
は常時開成モードとして把握される。

【００４６】表２は、メインパネル５１から選択入力す
ることができるレシピの一例を示す。

【００４７】

【表２】たとえば、レシピ番号１０番のレシピは、洗浄ユニット
１２においてはプログラム番号３の洗浄プログラムによ
る処理を行い、第１ベークユニット１３においてはプロ
グラム番号５のデハイドベークプログラムによる処理を
行い、塗布ユニット１４においてプログラム番号５のコ
ータプログラムによる処理を行うようにして基板に一連
の処理を施すことを表している。

【００４８】この場合のデハイドベークプログラムは、
たとえば、上述の表１のようなものであってもよい。す
なわち、ベーク時間の記述とシャッタ板３１の開成／閉
成の記述との組み合わせにより、デハイドベークプログ
ラムが構成されていてもよい。むろん、密着強化処理や
クールプレート部による冷却処理の時間も可変設定した
い場合には、デハイドベークプログラム中にこれらの記
述を設ければよい。

【００４９】表３は、メインパネル５１から入力するこ
とができるレシピの他の例を示す。

【００５０】

【表３】この例では、個々のレシピは、第１ベークユニット１３
のホットプレート部のシャッタの開閉に関するプログラ
ムを含む。すなわち、デハイドベークのプログラムに
は、ベーク時間のみが記述されており、シャッタの開閉
に関する記述はない。その代わりに、シャッタの開閉制
御のためのプログラムがこれとは別個に用意されてい
る。

【００５１】上述のとおり、ＴＦＴ工程を構成する各処
理工程における温度均一性に対する要求は一律ではな
い。また、ノボラック系の一般的なレジストにおいては
温度均一性が比較的悪くても大きな支障はないのに対し
て、有機平坦化膜や化学増幅型レジスト等の特殊なレジ
ストでは、高い温度精度が求められる。基板処理装置の
オペレータやプロセス・生産技術エンジニアは、個々の
工程ごと、または使用されるレジストの種類ごとにどの
程度の温度精度が要求されるのかを経験的に知ってお
り、また、実験により必要な温度精度を検証することが
できる。

【００５２】そこで、このような温度精度に関する知識
に基づいて、第１〜第４ベークユニット１３，１５，１
７，１９のホットプレート部の動作プログラムを適切に
選択するようにすれば、高い温度精度が必要ない場合に
は、シャッタ機構３０を不動作状態（常時開成モード）
に保持できる。これにより、シャッタ機構３０の動作に
伴う発塵が低減されるうえ、シャッタ機構３０の駆動エ
ネルギーを省力化できる。しかも、シャッタ機構３０の
動作回数が減少するので、シャッタ機構３０の長寿命化
を図ることができる。

【００５３】具体的には、ＴＦＴ工程のうち、ゲート工
程、窒化シリコン工程、ソース・ドレイン工程および、
アモルファスシリコン工程においては、高精細パターン
の形成が必要であるから、第１ないし第４ベークユニッ
ト１３，１５，１７，１９のホットプレート部において
は、シャッタ板３１を閉成した状態で加熱処理が行われ
ることが好ましい。これに対して、ＩＴＯ工程および保
護膜工程においては、比較的大きなパターンが形成され
るので、第１〜第４ベークユニット１３，１５，１７，
１９のホットプレート部においては、シャッタ板３１を
開成した状態で加熱処理を行うことが、発塵抑制等の観
点から、望ましいと言える。

【００５４】ただし、高精細パターンを形成する場合で
あっても、第１ベークユニット１３によるデハイドベー
ク処理においては、ホットプレート部による加熱処理
を、シャッタ板３１を開成状態に保持して行ってもよ
い。また、ＴＦＴ液晶パネルの中でも、ＶＧＡ型のよう
に解像度の少ないものから、ＵＧＡ型のように高解像度
のものまで種々のものがある。そこで、高解像度の液晶
パネルの製造時には、温度管理を十分に行うために、ホ
ットプレート部のシャッタ板３１を閉成状態として加熱
処理を行うようにし、低解像度の液晶パネルの製造時に
は、ホットプレート部のシャッタ板３１を開成状態に保
持して、発塵を抑制するようにしてもよい。

【００５５】また、一般には、プリベーク処理（第２ベ
ークユニット１５）およびポストエクスポージャベーク
処理（第３ベークユニット１７）においては、高精度な
温度管理が必要であるので、加熱処理時にはホットプレ
ート部のシャッタ板３１を閉成状態に保持することが好
ましい。また、デハイドベーク処理（第１ベークユニッ
ト１３）においては、厳密な温度管理が要求されること
がないので、シャッタ板３１を開成状態に保持して基板
加熱処理を行うことが好ましい。

【００５６】さらに、ポストベーク処理を行う第４ベー
クユニット１９のホットプレート部のシャッタ機構３０
の動作については、その後のエッチング工程がドライエ
ッチングである場合にはシャッタ板３１を閉成状態とし
て加熱処理を行うこととし、その後のエッチング工程が
ウエットエッチングである場合にはシャッタ板３１を開
成状態に保持して加熱処理を行うこととしてもよい。

【００５７】なお、密着強化部は、ホットプレート部と
同様な構成を有し、さらに、加熱処理室に密着強化ガス
を導入するためのガス導入機構を備えている。この密着
強化部の加熱処理室にも基板通過口が形成されており、
この基板通過口に関連してシャッタ機構が設けられてい
るが、密着強化ガスの外部への漏洩を防止するために、
処理期間中は、基板通過口はシャッタ機構によって閉成
されているのがのぞましい。

【００５８】また、クールプレート部の構成もホットプ
レート部と同様であるが、ホットプレートの代わりにク
ールプレートが用いられる。処理室には基板通過口が設
けられているが、基板を室温に冷却する場合には、基板
通過口を開閉するためのシャッタ機構は必ずしも必要で
はない。この発明の一実施形態の説明は以上のとおりで
あるが、この発明は上記の実施形態に限定されるもので
はない。たとえば、上述の実施形態では、シャッタ機構
３０の動作モードが開閉モードと常時開成モードとで切
り換えられる構成について説明したが、シャッタ機構３
０を、一定の時間間隔または一定枚数の基板を処理する
ごとに閉成し、残余の期間は開成状態に保持する間欠開
閉モードにより動作させてもよい。この場合、基板温度
の面内均一性の要求の厳密さに応じて、シャッタ機構３
０を、開閉モードと間欠開閉モードとで切り換えて動作
させてもよく、常時開成モードと間欠開閉モードとで切
り換えて動作させてもよく、上記３つの動作モードを適
宜切り換えるようにしてもよい。

【００５９】たとえば一定枚数の基板を処理する度にシ
ャッタ機構３０を閉成することとする場合、当該一定枚
数の基板を処理した直後の基板に対する加熱処理の期間
中、シャッタ機構３０を閉成状態とし、その基板に対す
る加熱処理の完了から、上記一定枚数の基板の処理が完
了するまでの間は、シャッタ機構３０を開成状態に保持
するようにしてもよい。また、同様の動作を、一定時間
が経過する度に行うようにしてもよい。このような間欠
開閉モードにおける利点は、シャッタ機構３０の動作回
数を低減しつつ、加熱処理室２１内の温度分布を或る程
度均一に保持できる点にある。

【００６０】また、上述の実施形態では、ＴＦＴ工程に
本発明が適用される場合について説明したが、カラーフ
ィルタ工程においても同様であり、必要な温度精度に応
じてホットプレート部のシャッタを開閉するか開成状態
に保持するかを適切に選択すればよい。さらに、上述の
実施形態では、液晶表示装置用ガラス基板に対するフォ
トリソグラフィ工程に本発明が適用された例について説
明したが、この発明は、半導体ウエハなどの他の種類の
被処理基板の加熱処理に対しても適用でき、また、フォ
トリソグラフィ工程以外の基板処理における基板加熱処
理にも適用可能である。

【００６１】その他、特許請求の範囲に記載された技術
的事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＴＦＴ液晶パネルの薄膜トランジスタの構成を
示す断面図である。

【図２】フォトリソグラフィ工程のための基板処理装置
の平面レイアウトを示す概念図である。

【図３】フォトリソグラフィ工程の流れを説明するため
の流れ図である。

【図４】この発明の一実施形態に係るホットプレート部
の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０ガラス基板１２洗浄ユニット１３第１ベークユニット１４塗布ユニット１５第２ベークユニット１７第３ベークユニット１８現像ユニット１９第４ベークユニット２０露光機２１加熱処理室２２ホットプレート３０シャッタ機構３１シャッタ板３３シャッタ開閉駆動部４０ＣＰＵ４１プログラム入力パネル５０メインコンピュータ５１メインパネル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に加熱処理を施す加熱処理室と、この加熱処理室に形成され、この加熱処理室に出し入れ
される基板が通過する基板通過口と、この基板通過口を開閉するための開閉手段と、この開閉手段の動作モードを、上記加熱処理室内で基板
を加熱処理している際には上記基板通過口を閉成し、基
板が上記基板通過口を通過している際には上記基板通過
口を開成する開閉モード、基板通過口を常時開成してお
く常時開成モード、および予め定めた間隔で上記基板通
過口を閉成し、残余の期間には上記基板通過口を開成状
態に保持する間欠開閉モードの３つの動作モードうち、
少なくとも２つの動作モードの間で切り換える動作モー
ド切り換え手段とを備えたことを特徴とする基板加熱処
理装置。
【請求項２】上記動作モード切り換え手段は、加熱処理
すべき基板の種類に基づいて上記開閉手段の動作モード
を切り換えるものであることを特徴とする請求項１記載
の基板加熱処理装置。
【請求項３】上記動作モード切り換え手段は、上記基板
加熱室における基板加熱処理の種類に基づいて、上記開
閉手段の動作モードを切り換えるものであることを特徴
とする請求項１または２に記載の基板加熱処理装置。
【請求項４】上記動作モード切り換え手段は、入力パネ
ルから入力された入力信号に基づいて上記開閉手段の動
作モードを切り換えるものであることを特徴とする請求
項１ないし３のいずれかに記載の基板加熱処理装置。
【請求項５】開閉手段により開閉される基板通過口が設
けられた加熱処理室内で基板を加熱する基板加熱処理方
法であって、上記開閉手段の動作モードを、上記加熱処理室内で基板
を加熱処理している際には上記基板通過口を閉成し、基
板が上記基板通過口を通過する際には上記基板通過口を
開成する開閉モードと、基板通過口を常時開成しておく
常時開成モードと、予め定めた間隔で上記基板通過口を
閉成し、残余の期間には上記基板通過口を開成状態に保
持する間欠開閉モードとの３つの動作モードのうち、少
なくとも２つの動作モードの間で切り換えることを特徴
とする基板加熱処理方法。