JP2003269859A - 減圧乾燥装置及び減圧乾燥方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塗布液が表面に塗布された基板を減圧状態で
乾燥するための減圧乾燥装置において、乾燥時の塗布液
の表面張力を均一にして、面内均一性の高い減圧乾燥処
理を行うこと。 【解決手段】 減圧排気手段を備えた減圧乾燥装置を用
いて基板を減圧乾燥する際ウェハの表面と対向するよう
に整流板を設け、当該整流板において基板の周縁部に対
向する第１の加熱部の温度が、その内側よりも高くして
減圧排気を行う構成とする。この場合、塗布液膜の側周
面からも蒸発して溶剤の蒸発が盛んに行われる基板の周
縁部と、その内側の領域との液温差を小さくしながら溶
剤を蒸発することができる。このため塗布液の表面張力
の面内でのばらつきが抑えられて膜厚の均一な塗布膜を
形成することができる。また他の構成として基板と整流
板との間に通気抵抗体を設けるようにしてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば層間絶縁
膜、デバイスの保護膜用の塗布液あるいはレジスト液な
どが表面に塗布された基板を減圧乾燥処理し、この塗布
液を乾燥させる減圧乾燥装置及び減圧乾燥方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造工程の一つとして、層間絶縁
膜や半導体デバイスの保護膜を形成するために、所定の
塗布液を半導体ウエハなどの基板上に塗布して塗布膜を
形成する処理がある。この処理は、例えばポリイミドお
よび溶剤を含む塗布液を基板表面に塗布し、溶剤が蒸発
してポリイミド成分からなる塗布膜を形成する手法によ
り行われる。

【０００３】前記塗布液に含まれる溶剤としては、揮発
性の低い溶剤例えば高沸点シンナーが使用されるので、
ウェハに塗布液を塗布した後、短時間で乾燥させるため
の減圧乾燥ユニットにて減圧乾燥処理されることが得策
である。従来の減圧乾燥ユニットは、例えば図１５に示
すように蓋体１１及び載置部１２にて構成される密閉容
器１が設けられている。また当該蓋体１１の天井部には
排気口１３が設けられ、排気路例えば配管１４を介して
真空ポンプ１５が接続されており、密閉容器１の内部を
減圧することができるようになっている。更に密閉容器
１の内部には、塗布液からの蒸発成分がウェハＷ表面に
おいて均一な排気流を形成するように整流板１６が昇降
可能に設けられている。

【０００４】このような減圧乾燥ユニットにおいて、先
ず上述の塗布処理を終えたウェハＷは載置部１２に載置
され、このウェハＷと対向するように整流板１６が所定
の高さ位置に設定される。次いで載置部１２に設けられ
た図示しない温度調整手段にてウェハＷの温度を例えば
３０℃に調整すると共に真空ポンプ１５を作動させ、密
閉容器１内を減圧することで、整流板１６とウェハＷと
の間を外方側に広がる排気流を形成しながら塗布液中の
溶剤が蒸発（乾燥）し、残ったポリイミド成分により塗
布膜がウェハＷ表面に形成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで上述の減圧乾
燥手法の場合、減圧乾燥処理を行う前のウェハＷの周縁
部例えば基板の周縁から内側に例えば５ｍｍに亘る領域
の塗布液の液膜は、ウェハＷの表面への付着力と液体の
凝縮力との表面張力の作用により図１６（ａ）に示すよ
うに角が丸まった状態にある。このような状態の塗布液
を減圧乾燥すると、周縁部の塗布液においては上方側に
加えて側周側の表面からも溶剤が蒸発する。即ち、その
内側の領域よりも蒸発表面積の大きい周縁部の塗布液
は、その領域の内側の領域にある塗布液よりも溶剤の蒸
発が盛んに行われる。ここで塗布液から溶剤が蒸発する
ときには、ウェハＷ表面の塗布液は蒸発する溶剤に気化
熱を奪われて塗布液表面の液温が低下して表面張力が大
きくなる。このような周縁部とその内側の領域との間に
生じる蒸発表面積による蒸発量の差および表面張力の差
とが相俟って塗布液は周縁部側に引き寄せられるので、
図１６（ｂ）に示すように周縁部が盛り上がった塗布膜
が形成されてしまう懸念がある。

【０００６】本発明はこのような事情に基づいてなされ
たものであり、その目的は塗布液が表面に塗布された基
板を減圧状態で乾燥するための減圧乾燥装置において、
周縁部の表面張力の上昇を抑え、面内均一性の高い減圧
乾燥処理を行うことができる技術を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の減圧乾燥装置
は、塗布液が表面に塗布された基板を減圧状態で乾燥す
るための減圧乾燥装置において、基板を載置するための
基板載置部がその内部に設けられた気密容器と、前記基
板載置部に載置された基板の表面と隙間を介して対向
し、当該隙間の気体をその外方側に向かって排気するた
めに設けられ、基板と略同じかそれ以上の大きさの整流
板と、前記基板載置部に設けられ、基板の温度を調整す
るための基板温度調整手段と、前記気密容器内を減圧す
るための減圧排気手段と、を備え、前記整流板は、基板
の周縁部に対向する領域の温度が当該領域の内側の温度
よりも高くなるように温度調整するための温度調整部を
備えたことを特徴とする。

【０００８】前記整流板に設けられた前記温度調整部
は、例えば基板の周縁部に対向する領域に設けるように
してもよく、例えば第１の加熱部の内側であって、第１
の加熱部に囲まれるように設けられ、第１の加熱部より
も低い温度に設定された第２の加熱部を含むようにして
もよい。また第１の加熱部と第２の加熱部との間には例
えば断熱部材が設けられていてもよい。更に整流板の下
面には、例えば断熱部に対応する第１の加熱部から第２
の加熱部に亘る温度変化を連続的にするための均熱板が
設けられていてもよい。更にまた、前記基板の周縁部
は、例えば基板の外周縁から内側に向かって１０ｍｍ±
５ｍｍに亘る領域であってもよい。

【０００９】本発明によれば、減圧乾燥時において、溶
剤の蒸発の際に発生する周縁部の温度低下を抑えながら
塗布膜を形成することができる。即ち基板の周縁部の表
面張力の上昇を抑えられるので、塗布液は周縁部側に引
き寄せられず減圧乾燥処理が行われて厚みが均一な塗布
膜を形成することができる。即ち面内均一性の高い減圧
乾燥処理をすることができる。

【００１０】また本発明の減圧乾燥装置は、塗布液が表
面に塗布された基板を減圧状態で乾燥するための減圧乾
燥装置において、基板を載置するための基板載置部がそ
の内部に設けられた気密容器と、前記基板載置部に載置
された基板の表面と隙間を介して対向し、基板の周縁部
に対向する領域の通気性が当該領域の内側の領域の通気
性よりも小さい通気抵抗体と、この通気抵抗体を通過し
た塗布液からの蒸発成分を含む気体をその外方側に向か
って排気するように、通気抵抗体と隙間を介して対向し
て設けられた整流板と、前記基板載置部に設けられ、基
板の温度を調整するための基板温度調整手段と、前記気
密容器内を減圧するための減圧排気手段と、を備えたこ
とを特徴とする。

【００１１】また基板載置部に載置された基板と通気抵
抗体との離間距離は例えば０．５ｍｍに設定するように
してもよく、更には通気抵抗体と整流板との離間距離は
例えば０．５ｍｍに設定するようにしてもよい。更にま
た、前記基板の周縁部は、例えば基板の外周縁から内側
に向かって１０ｍｍ±５ｍｍに亘る領域であってもよ
い。

【００１２】本発明によれば、基板の周縁部の領域に対
向するように設けられた通気抵抗体に衝突して蒸発成分
の一部は塗布液の表面側に戻されるので、周縁部の領域
の塗布液から蒸発した溶剤成分は上方側に抜け難くな
る。このため溶剤成分の蒸発量が抑えられ、周縁部とそ
の内側の領域との蒸発状態の差が小さくなる。その結
果、基板の面内における塗布液の表面張力のばらつきが
抑えられるので、塗布液は周縁部側に引き寄せられず減
圧乾燥処理が行われて厚みが均一な塗布膜を形成するこ
とができる。即ち面内均一性の高い減圧乾燥処理をする
ことができる。

【００１３】本発明の減圧乾燥方法は、塗布液が表面に
塗布された基板を減圧乾燥するための減圧乾燥方法にお
いて、前記基板を気密容器の内部に設けられた基板載置
部に載置する工程と、次いで基板載置部に載置された基
板の表面と隙間を介して対向するように基板と略同じか
それ以上の大きさの整流板を位置させる工程と、前記基
板載置部に載置された基板の温度を所定の温度に調整す
る工程と、続いて整流板における基板の周縁部に対向す
る領域の温度が当該領域の内側の温度よりも高くなるよ
うに温度調整する工程と、気密容器内を減圧することに
より前記隙間の気体を整流板の外方に向かって排気し、
塗布液に含まれる溶剤成分を蒸発させる工程と、を備え
たことを特徴とする。

【００１４】また本発明の減圧乾燥方法は、塗布液が表
面に塗布された基板を減圧乾燥するための減圧乾燥方法
において、前記基板を気密容器の内部に設けられた基板
載置部に載置する工程と、基板載置部に載置された基板
の表面と隙間を介して対向し、基板の周縁部に対向する
領域の通気性が当該領域の内側の領域の通気性よりも小
さくなるように通気抵抗体を位置させる工程と、通気抵
抗体の上方側にて当該通気抵抗体と隙間を介して対向す
るように整流板を位置させる工程と、気密容器内を減圧
することにより基板の周縁部の塗布液からの蒸発成分を
通気抵抗体を通過させると供に、通気抵抗体と整流板の
隙間の気体を整流板の外方に向かって排気し、塗布液に
含まれる溶剤成分を蒸発させる工程と、を備えたことを
特徴とする。

【発明の実施の形態】先ず本発明の減圧乾燥装置を説明
する前に、当該減圧乾燥装置が組み込まれた塗布膜形成
装置の一例について図１及び図２を参照しながら説明す
る。図中２１はカセットステーションであり、例えば２
５枚のウエハＷを収納したカセットＣを載置するカセッ
ト載置部２２と、載置されたカセットＣとの間でウエハ
Ｗの受け渡しを行うための受け渡し手段２３とが設けら
れている。この受け渡し手段２３の奥側には筐体２４に
て周囲を囲まれる処理部Ｓ１が接続されている。処理部
Ｓ１の中央には主搬送手段２５が設けられており、これ
を取り囲むように例えば奥を見て右側には複数の塗布ユ
ニット３が、左側、手前側、奥側には加熱・冷却系のユ
ニット等を多段に積み重ねた棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ
３が夫々配置されている。

【００１５】棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３は、塗布ユニ
ット３の前処理及び後処理を行うためのユニットなどを
各種組み合わせて構成されるものであり、その組み合わ
せは塗布ユニット３にて表面に塗布液が塗られたウエハ
Ｗを減圧雰囲気下で乾燥し、該塗布液中に含まれる溶剤
を揮発する減圧乾燥装置である減圧乾燥ユニット、ウエ
ハＷを加熱（ベーク）する加熱ユニット、ウエハＷを冷
却する冷却ユニット等が含まれる。なお棚ユニットＵ３
については、ウエハＷを受け渡すための受け渡し台を備
えた受け渡しユニットも組み込まれる。また、上述した
主搬送手段２５は例えば昇降及び前後に移動自在で且つ
鉛直軸周りに回転自在に構成されており、塗布ユニット
３及び棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３を構成する各ユニッ
ト間でウエハＷの受け渡しを行うことが可能となってい
る。

【００１６】この装置のウェハＷの流れについて説明す
ると、先ず外部からウェハＷが収納されたカセットＣが
カセット載置部２２に載置され、受け渡し手段２３によ
りカセットＣ内からウェハＷが取り出され、加熱・冷却
ユニットＵ３の棚の一つである受け渡しユニットを介し
て主搬送手段２５に受け渡される。次いでユニットＵ３
の一の棚の処理部内にて疎水化処理が行われた後、塗布
ユニット３にて塗布液が塗布される。その後ウェハＷは
減圧乾燥ユニットに搬送され、減圧乾燥処理により塗布
膜が形成される。塗布膜が形成されたウェハＷは加熱ユ
ニットで加熱された後、冷却ユニットで所定の温度に冷
却される。しかる後ウェハＷはカセット載置部２２上の
カセットＣ内に戻される。

【００１７】ここで本発明に係る減圧乾燥手法の前段に
ある上述の塗布ユニット３において、例えば乾燥後に塗
布膜を形成するポリイミド成分と溶剤例えば高沸点シン
ナーとを混ぜ合わせて成る塗布液ｉをウェハＷ表面に塗
布する塗布手法の一例について図３を用いて簡単に説明
する。当該塗布手法は、いわゆるスパイラル型の塗布手
法であり、塗布ユニット３の基板処理空間内において、
基板保持部３１により水平に保持されたウェハＷを周方
向に回転させると供に、ウェハＷ表面の中心に対向する
ように設定され、塗布液ｉを供給するためのディスペン
スノズル３１をウェハＷの径方向（図中Ｘ方向）に向か
って所定の速度で移動させながら塗布液ｉを線状に供給
する。このようにして渦巻状のいわゆる一筆書きの要領
で塗布液ｉがウェハＷに塗布される。

【００１８】続いて本発明に係る減圧乾燥装置の実施の
形態について説明する。図４に示すようにこの減圧乾燥
装置は塗布液ｉが塗布された例えば８インチサイズのウ
ェハＷを載置するための基板載置部である載置台４を備
えている。この載置台４には、載置されたウェハＷの温
度を調整するための基板温度調整手段４１例えば抵抗発
熱体からなる加熱部が埋設されていて、載置台４と基板
温度調整手段４１とにより温調プレートが構成されてい
る。なお詳しくはウェハＷが載置台４の表面から僅かな
隙間、例えば０．１ｍｍ程度浮いた状態で載置されるよ
うにウェハＷの裏面側の周縁に対応する位置に基板保持
用の突起部４２が設けられている。また載置台４にはウ
ェハＷを搬入出する際、ウェハＷの裏面を下方向から支
持して昇降するように基板支持ピン４３が、載置台４を
上下方向に貫通し、昇降機構４４により突没自在に設け
られており、ウェハＷは前記主搬送手段２５と基板支持
ピン４３との協働作用により載置台４に載置されるよう
に構成されている。なお、図中４５は基板支持ピン４３
の貫通孔を介して気密容器４０内の減圧状態が破られな
いようにするためのベローズである。

【００１９】載置台４の上方側には、蓋体５が図示しな
い蓋体昇降機構により昇降自在に設けられている。この
蓋体５はウェハＷの搬入出時には上昇し、減圧乾燥を行
う時には下降して、蓋体５と載置台４とにより気密容器
４０を形成する構成となっている。また蓋体５の天井部
の中心付近には排気口５１が設けられ、この排気口５１
は排気路例えば配管５２を介して減圧排気手段である真
空ポンプ５３が接続されており、その途中にはバルブ５
４、気密容器４０内の圧力調整部５５が設けられてい
る。

【００２０】また載置台４の上方側には、この載置台４
に載置されたウェハＷの表面と対向するように温度調整
部を含む例えばウェハＷと略同じかそれ以上の大きさに
形成された例えば厚さ５ｍｍの円形状の整流板６が設け
られている。ここでいうウェハＷと略同じ大きさとは、
例えばウェハＷのデバイス形成領域をカバーしている大
きさではあるがウェハＷよりも若干小さい場合などを指
す。整流板６について詳しくは図５に示すように、少な
くともウェハＷの周縁部例えばウェハＷの外周縁からそ
の内側に向かって例えば幅１０ｍｍに亘る領域に対向す
るように第１の加熱部６１例えばリング状の面状ヒータ
ーが設けられている。また第１の加熱部６１の内側に
は、その外周縁を当該第１の加熱部６１に囲まれるよう
に第２の加熱部６２例えば円形状の面状ヒーターが設け
られている。ここで各面状ヒーターは、前記形状に形成
された抵抗発熱体をアルミニウム板により上下から挟ん
だサンドイッチ構造として構成される。

【００２１】更に前記第１の加熱部６１の内周縁と第２
の加熱部６２の外周縁との間には、例えば幅５ｍｍのリ
ング状の断熱部材６３が設けられ、第１の加熱部６１の
外周縁を囲うように例えば幅５ｍｍのリング状の断熱部
材６４が設けられている。ここで断熱部材６３、６４に
は、例えばグラスウールが用いられる。更に整流板６の
下面には、各加熱部に加熱される領域の温度を面内で均
熱化するための均熱板６５例えば厚さ０．１ｍｍのアル
ミニウム箔が被着されている。更にまた、整流板６の上
面側には外装プレート６６が設けられている。

【００２２】説明を図４に戻すと、前記整流板６は外装
プレート６６を例えば３ヵ所で支持部材６７により支持
されている。これら支持部材６７は蓋体５を貫通してお
り、そのうち一の支持部材６７ａはボールネジ機構を用
いた昇降手段６８に接続され、残りの支持部材６７は整
流板６が左右にズレないように位置合わせ用のガイドバ
ーとしての役割を有する。当該昇降手段６８により整流
板６が昇降し、所定の高さ位置に高精度で調整ができる
ように構成されている。

【００２３】また図中の７は制御部であり、この制御部
７はウェハＷの減圧乾燥処理を行う際、第１の加熱部６
１、第２の加熱部６２を後述のようなシーケンスで所定
の温度に夫々制御する機能、および昇降手段６８、圧力
調整部５５を夫々制御する機能を有する。

【００２４】このような減圧乾燥装置を用いて減圧乾燥
を行う工程について図６、図７を用いて説明する。図６
に示すように、先ず時刻ｔ１において、蓋体５が上昇し
た状態で、既述の手法にて塗布液ｉが塗布されたウェハ
Ｗが主搬送手段２５により搬入され、更に基板支持ピン
４３との協働作用により載置台４に載置される。次いで
蓋体５が下降してウェハＷの周囲を囲む気密容器４０が
形成される。続いて整流板６が下降して、整流板６の下
面がウェハＷの表面から例えば２ｍｍ離れた高さ位置Ｌ
１に設定される。またウェハＷは、基板温度調整手段４
１により裏面側から加熱されて所定の温度、例えばクリ
ーンルームの設定温度である２３℃よりも高い温度、例
えば３０℃に設定される。次いでバルブ５２が開いて真
空ポンプ５３により減圧排気が開始されると供に、第１
の加熱部６１と第２の加熱部６２の加熱動作が行われ、
第１の加熱部６１は例えば９０℃に、第２の加熱部６２
は例えば３０℃に夫々設定される。このとき気密容器４
０内の圧力Ｐは大気圧雰囲気Ｐ０から急速に低下する。

【００２５】しかる後、時刻ｔ１から例えば３０秒後の
時刻ｔ２には気密容器４０内の圧力がＰ１になり、ウェ
ハＷ表面の塗布液ｉ中の溶剤が激しく蒸発し始め、蒸発
した成分によりウェハＷ表面と整流板６との僅かな隙間
を中心側から外方側に向かって流れる排気流が形成され
る。ここで溶剤が沸騰して塗布膜の表面を粗くするのを
抑えるために気密容器４０内の圧力Ｐは圧力調整部５５
により調整されて溶剤の蒸気圧手前付近にて緩やかに低
下する。

【００２６】このように溶剤が激しく蒸発しているとき
の塗布液ｉおよび整流板６の表面の温度を示したのが図
７である。図７（ａ）はウェハＷと整流板６の縦断面図
であり、この断面図に対応する位置の温度を示した温度
分布図が図７（ｂ）、（ｃ）であり、図中の実線は塗布
液ｉの温度を、一点斜線は整流板６の表面の温度を示
す。先ず図７（ｂ）に示すように、加熱動作中の整流板
６においては、第１の加熱部６１および第２の加熱部６
２の熱は隣接する均熱板６５に伝熱されて、各加熱部６
１、６３毎に均熱化される。当該均熱板６５の表面は、
第１の加熱部６１が形成する領域である周縁部が９０℃
に、また第２の加熱部６２が形成する領域である周縁部
の内側にある領域が３０℃になる。ここで断熱部材６３
により第１の加熱部６１と第２の加熱部６２とが熱的に
分離されているので温度制御で互いが干渉するのが抑え
られ、当該断熱部材６３に対応する部位の均熱板６５の
温度は、周縁部の温度と前記内側の領域の温度とに亘る
温度勾配が形成される。

【００２７】このような温度分布が形成された整流板６
からの輻射熱を受けてウェハＷの塗布液ｉは加熱され、
周縁部にある塗布液ｉは第１の加熱部６１の輻射熱を受
けて例えば３５〜４０℃に、周縁部の内側にある領域は
第２の加熱部６２の輻射熱を受けて例えば２７〜３０℃
になる。そして溶剤の蒸発が進むにつれて整流板６の表
面温度は放熱により低下していき、また塗布液ｉは気化
熱を奪われて液温が低下し、蒸発が盛んな周縁部の液温
が中央部よりも速く低下する。

【００２８】このようにして溶剤の蒸発が進み、溶剤の
殆どが蒸発し終わる例えば時刻ｔ４には、図７（ｃ）に
示すように、整流板６の周縁部の温度は３５〜４０℃
に、整流板６の周縁部の内側にある領域の温度は２５℃
になり、また塗布液ｉにおける周縁部の内側にある領域
は例えば２５℃になり、塗布液ｉの周縁部はその内側の
領域と同じか僅かに低い温度例えば２５℃になる。その
後ウェハＷ表面に塗布液ｉに含まれるポリイミド成分か
らなる塗布膜が形成されると、気密容器４０内に残存す
る蒸発した溶剤雰囲気及び空気が排気されて再度気密容
器４０内の圧力がＰ２から急速に低下し、時刻ｔ４にお
いて所定の圧力Ｐ３になるとバルブ５２を閉じて減圧排
気が停止される。しかる後気密容器４０には図示しない
給気手段によりパージ用の気体例えば窒素等の不活性ガ
スが供給され、時刻ｔ５には気密容器４０の圧力Ｐが大
気雰囲気Ｐ０まで復帰され、ウェハＷが搬出されて減圧
乾燥処理が終了する。

【００２９】このような実施の形態においては、周縁部
の温度が高く、その内側の領域の温度が低く設定された
整流板６の輻射熱によりウェハＷ表面の塗布液ｉが加熱
される。即ち周縁部の塗布液ｉは、その内側の領域の溶
剤の蒸発状態の違いにより生じる液温差に見合うよう
に、予め高めの温度に設定される。このような場合であ
っても、蒸発面積の大きい周縁部は内側の領域よりも蒸
発が盛んに行われ気化熱により塗布液の温度が低下す
る。しかし、予め周縁部の液温を高めに設定してあるの
で従来のように周縁部と内側の領域との温度差を大きく
しながら塗布膜を形成するのではなく、溶剤の蒸発が進
むにつれて周縁部と中央部との液温差を小さくしながら
塗布膜を形成することができる。このため周縁部と内側
の領域との間で塗布液ｉの表面張力が均一になり、周縁
部の塗布液ｉは内側にある液を引き寄せることなく、あ
るいは引き寄せたとしてもその程度が小さい状態で塗布
膜を形成することができる。その結果、膜厚の均一性の
高い塗布膜を形成することができる。

【００３０】またこの実施の形態においては、上述のよ
うに輻射熱によりウェハＷの上方側から加熱する構成に
限られず、図８に示すように例えば基板温度調整手段４
１に第１の加熱部６１および第２の加熱部６２の役割を
割り当てた構成としてもよい。この場合であってもウェ
ハＷを介して塗布液は加熱され、周縁部の温度がその内
側の温度よりも高くすることができ、上述の場合と同様
の効果を得ることができる。

【００３１】続いて本発明の減圧乾燥装置の他の実施の
形態について図９を用いて説明する。なお減圧乾燥装置
の他の構成であって上述の実施の形態と重複するものに
ついては、図中に同じ符号を付すことで説明を省略す
る。この実施の形態の減圧乾燥装置は、塗布液から蒸発
した溶剤成分をその裏面側に通過することができるウェ
ハＷと略同じかそれ以上の大きさの厚さ例えば１０ｍｍ
の円形状の通気抵抗体８が、載置台に載置されたウェハ
Ｗの表面と対向するように支持部材８１に支持された状
態で昇降手段８２により昇降可能に設けられており、制
御部７により制御される構成である。ここで通気抵抗体
８には、例えばセラミックスから選択される材質が用い
られる。また通気抵抗体８の上方側には、例えばウェハ
Ｗと同じかそれ以上の大きさの例えば厚さ３ｍｍの円形
状の整流板９が昇降手段６８により昇降可能に設けられ
ている。

【００３２】前記通気抵抗体８は、少なくともウェハＷ
の周縁部例えばウェハＷの外周縁からその内側に向かっ
て例えば幅１０ｍｍに亘る領域に対向するようにリング
状の第１の通気抵抗体８３を備えている。この第１の通
気抵抗体８３の内側には、その外周縁を当該第１の通気
抵抗体８３に囲まれるように他の通気抵抗体例えば円形
状の第２の通気抵抗体８４が設けられている。ここで第
１の通気抵抗体８３および第２の通気抵抗体８４は、例
えば空隙率の違う部材を用いて第１の通気抵抗体８３が
第２の通気抵抗体８４よりも通気性が小さくなるように
構成される。

【００３３】この場合、図１０に示すように、先ず通気
抵抗体８がウェハＷの表面との離間距離Ｌ２例えば０．
５ｍｍの高さ位置に設定され、次いで整流板９が通気抵
抗体８の上面と離間距離Ｌ３例えば０．５ｍｍの高さ位
置に設定されて減圧乾燥処理が行われる。

【００３４】この実施の形態では、ウェハＷの周縁部の
塗布液から蒸発した溶剤成分は、通気抵抗体に衝突して
塗布液の表面側に戻されるので、上方側に抜けて排気さ
れる割合がその内側の領域よりも小さい。このため周縁
部の領域においては、その内側の領域に比べて塗布液ｉ
の表面から上方に至る蒸発量が抑えられ、周縁部とその
内側の領域との蒸発状態の差が小さくなる。その結果、
ウェハＷの面内における表面張力のばらつきが抑えられ
て減圧乾燥処理がなされるので周縁部の塗布膜が盛り上
がる現象が緩和されて、膜厚の面内均一性が高くなる。
なお、離間距離Ｌ２、Ｌ３は０．５ｍｍであるが、発明
を分かり易くするため図１０では実際よりも広く書いて
いる。

【００３５】またこの実施の形態においては、第１の通
気抵抗体８３および第２の通気抵抗体８４を含む通気抵
抗体８を設ける構成に限られず、第２の通気抵抗体６４
の通気抵抗をゼロにする構成、あるいは第１の通気抵抗
体６３の通気抵抗を無限大にする構成でもよく、この場
合も基板（ウェハＷ）の周縁部に対向する領域の通気性
が当該領域の内側の通気性よりも小さいに相当するもの
である。その一例を挙げると、図１１（ａ）に示すよう
に第１の通気抵抗体６３のみを含むリング状の通気抵抗
体８を設けて、いわば第２の通気抵抗体６４の通気抵抗
をゼロにする構成であってもよく、または図１１（ｂ）
に示すように第１の通気抵抗体８３と同じ形状のいわば
通気抵抗が無限大である邪魔板８５を設ける構成であっ
てもよい。このような構成としても、周縁部の領域の塗
布液ｉの表面から上方に至る溶剤成分の濃度勾配が緩や
かになって周縁部の内側の領域との蒸発の状態の差が小
さくなり上述の場合と同様の効果を得ることができる。

【００３６】更にまた、この実施の形態においては離間
距離Ｌ２、Ｌ３は０．５ｍｍに限られず、０．５〜３０
ｍｍの範囲内で設定してもよい。ここで離間距離Ｌ２、
Ｌ３をどのように設定するかは、使用する塗布液ｉの成
分に応じて予め実験を行って決めておくのが好ましい。

【００３７】また本発明の他の実施の形態として、例え
ば塗布ユニット３において所定の液温の塗布液を塗布
し、減圧乾燥装置に搬入されるウェハＷの塗布液の液温
が、基板温度調整手段４１の設定温度よりも例えば３〜
５℃低い温度例えば２５〜２７℃に設定するようにして
もよい。

【００３８】この場合、図１２（ａ）に示すように、ウ
ェハＷが搬入される前に基板温度調整手段４１の加熱動
作を行い、載置台４と基板温度調整手段４１とにより構
成される温調プレートを予め前記設定温度例えば３０℃
に調製しておき、その後ウェハＷを搬入して減圧乾燥処
理が行われる。

【００３９】この実施の形態では、図１２（ｂ）に示す
ように、搬入されたウェハＷの塗布液には、ウェハＷを
介して温調プレートからは面内で略均一に熱が伝わって
加熱されるが、周縁部の塗布液は表面張力により角が丸
まっていて液量が少ないので、内側の領域の塗布液より
も高い温度に上昇する。このように周縁部とその内側の
領域との液温差が形成された状態で減圧乾燥がなされ、
減圧乾燥時において蒸発が盛んな周縁部と蒸発が盛んで
ない内側の領域との液温差を小さくしながら塗布膜を形
成することができるので上述の場合と同様の効果が得ら
れる。

【００４０】更に本発明においては、ウェハＷの温度を
当該減圧乾燥装置が設けられる例えばクリーンルームの
温度よりも低く設定してもよい。この場合、熱的には整
流板の冷却動作を行うことになるが、このような場合で
あっても塗布液ｉの表面張力を面内均一にすることがで
きるので膜厚の均一な塗布膜を得ることができる。

【００４１】更にまた、本発明にあっては被処理基板に
半導体ウエハ以外の基板、例えばＬＣＤ基板、フォトマ
スク用レチクル基板の減圧乾燥処理にも適用でき、また
層間絶縁膜やデバイスの保護膜以外の例えばレジスト膜
の形成にも適用できる。

【００４２】

【実施例】続いて本発明の効果を確認するために行った
実施例について説明する。 （実施例１）本例は、第１の実施の形態の減圧乾燥装置
を用いて塗布液が塗布されたウェハＷの減圧乾燥処理を
行った実施例１である。先ず８インチサイズ（直径２０
０ｍｍ）のウェハＷの表面に図３に記載の塗布手法にて
ポリイミドおよび高沸点シンナーを含む塗布液を塗布し
た。次いで当該ウェハＷを減圧乾燥装置に搬入し、蓋体
５を下降して気密容器４０を形成した後、基板温度調整
手段４１によりウェハＷを加熱して２３℃に設定すると
供に、整流板６をウェハＷの表面との隙間が１０ｍｍに
なる高さ位置に設定した。続いて第１の加熱部６１を１
００℃に、第２の加熱部６２を２３℃に夫々設定すると
供に、真空ポンプを作動させて減圧乾燥処理を行った。

【００４３】（実施例２）本例は、第１の加熱部６１を
実施例１と異なる設定温度にしたときの実施例２であ
る。ここで第１の加熱部６１を７０℃に設定し、その他
は実施例１と同じくして減圧乾燥処理を行った。

【００４４】（実施例３）本例は、第１の加熱部６１を
実施例１および実施例２と異なる設定温度にしたときの
実施例３である。ここで第１の加熱部６１を５０℃に設
定し、その他は実施例１と同じくして減圧乾燥処理を行
った。

【００４５】（比較例１）本例は、第１の加熱部６１お
よび第２の加熱部６２の加熱動作なかったときの比較例
１である。当該加熱を行わないことを除いては実施例１
と同様の処理を行った。

【００４６】（実施例１および比較例１の考察）実施例
１および比較例１により形成された塗布膜の膜厚の状態
を図１３に示す。この結果から明らかなように、実施例
１により形成された塗布膜は、周縁部の塗布膜の盛り上
がりが加熱を行わなかった比較例１よりも少ない。即
ち、整流板６の加熱動作を行うことで周縁部とその内側
の領域との塗布液の表面張力の差が緩和されて減圧乾燥
処理を行えることが確認された。

【００４７】（実施例１、実施例２および実施例３の考
察）実施例１、実施例２および実施例３により形成され
た塗布膜の膜厚の状態を図１４に示す。この結果から明
らかなように、形成される塗布膜の周縁部の盛り上がり
は第１の加熱部６１の設定温度が高くなるにつれて緩和
され、より好ましい設定温度は７０〜１００℃であるこ
とが確認された。なお本発明においては、設定温度は１
００℃よりも高く設定してもよいが、周縁部の膜厚低下
が考えられるとの理由により１００℃以下にすることが
好ましい。

【００４８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、塗布液が
表面に塗布された基板を減圧状態で乾燥するための減圧
乾燥装置において、乾燥時の塗布液の表面張力を均一に
して、面内均一性の高い減圧乾燥処理を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る減圧乾燥装置を組み込んだ塗布装
置の一例を示す斜視図である。

【図２】本発明に係る減圧乾燥装置を組み込んだ塗布装
置の一例を示す平面図である。

【図３】減圧乾燥処理の対象となる塗布液の液膜を形成
する様子を示す説明図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係る減圧乾燥装置
を示す縦断面図である。

【図５】第１の実施の形態に係る減圧乾燥装置に用いら
れる整流板を示す斜視図である。

【図６】第１の実施の形態に係る減圧乾燥装置の減圧乾
燥工程を示す工程図である。

【図７】第１の実施の形態に係る減圧乾燥装置の減圧乾
燥時の温度分布を説明する説明図である。

【図８】第１の実施の形態の他の温度調整部を説明する
説明図である。

【図９】本発明の第２の実施の形態に係る減圧乾燥装置
を示す縦断面図である。

【図１０】第２の実施の形態に係る減圧乾燥装置を用い
て減圧乾燥したときの塗布膜の状態を示す説明図であ
る。

【図１１】第２の実施の形態の他の通気抵抗体を用いて
減圧乾燥したときの塗布膜の状態を示す説明図である。

【図１２】第３の実施の形態の減圧乾燥手法を示す説明
図である。

【図１３】本発明の効果を確認するために行った実施例
を示す特性図である。

【図１４】本発明の効果を確認するために行った実施例
を示す特性図である。

【図１５】従来の減圧乾燥装置を示す説明図である。

【図１６】従来の減圧乾燥装置を用いたときの塗布膜の
状態を示す説明図である。

【符号の説明】

Ｗ ウェハ ４ 載置台 ４０ 気密容器 ４１ 基板温度調整手段 ５ 蓋体 ５１ 排気口 ５３ 真空ポンプ ６ 整流板 ６１ 第１の加熱部 ６２ 第２の加熱部 ６３ 断熱部材 ６８ 昇降手段 ７ 制御部 ８ 通気抵抗体 ８３ 第１の通気抵抗体 ８４ 第２の通気抵抗体 ９ 整流板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２６Ｂ 9/00 Ｆ２６Ｂ 9/00 Ａ 21/00 21/00 Ｃ (72)発明者 北野 高広 東京都港区赤坂五丁目３番６号 ＴＢＳ放 送センター東京エレクトロン株式会社内 Ｆターム(参考） 3L113 AA01 AB06 AC23 AC55 AC67 BA34 DA24 4D075 BB24X BB56 BB93 CA47 DA06 DB14 DC22 EA07 EA45 EB39 4F042 AA02 AA07 AB00 BA06 DB01

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗布液が表面に塗布された基板を減圧状
   態で乾燥するための減圧乾燥装置において、 基板を載置するための基板載置部がその内部に設けられ
   た気密容器と、 前記基板載置部に載置された基板の表面と隙間を介して
   対向し、当該隙間の気体をその外方側に向かって排気す
   るために設けられ、基板と略同じかそれ以上の大きさの
   整流板と、 前記基板載置部に設けられ、基板の温度を調整するため
   の基板温度調整手段と、 前記気密容器内を減圧するための減圧排気手段と、を備
   え、 前記整流板は、基板の周縁部に対向する領域の温度が当
   該領域の内側の温度よりも高くなるように温度調整する
   ための温度調整部を備えたことを特徴とする減圧乾燥装
   置。
2. 【請求項２】 整流板に設けられた前記温度調整部は、
   基板の周縁部に対向する領域に設けられた第１の加熱部
   を含むことを特徴とする請求項１記載の減圧乾燥装置。
3. 【請求項３】 整流板に設けられた前記温度調整部は、
   第１の加熱部の内側であって、第１の加熱部に囲まれる
   ように設けられ、第１の加熱部よりも低い温度に設定さ
   れた第２の加熱部を含むことを特徴とする請求項２記載
   の減圧乾燥装置。
4. 【請求項４】 第１の加熱部と第２の加熱部との間には
   断熱部材が設けられていることを特徴とする請求項３記
   載の減圧乾燥装置。
5. 【請求項５】 整流板の下面には、断熱部の温度変化を
   連続的に変化させるための均熱板が設けられていること
   を特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の減圧
   乾燥装置。
6. 【請求項６】 塗布液が表面に塗布された基板を減圧状
   態で乾燥するための減圧乾燥装置において、 基板を載置するための基板載置部がその内部に設けられ
   た気密容器と、 前記基板載置部に載置された基板の表面と隙間を介して
   対向し、基板の周縁部に対向する領域の通気性が当該領
   域の内側の領域の通気性よりも小さい通気抵抗体と、 この通気抵抗体を通過した塗布液からの蒸発成分を含む
   気体をその外方側に向かって排気するように、通気抵抗
   体と隙間を介して対向して設けられた整流板と、 前記基板載置部に設けられ、基板の温度を調整するため
   の基板温度調整手段と、 前記気密容器内を減圧するための減圧排気手段と、を備
   えたことを特徴とする減圧乾燥装置。
7. 【請求項７】 基板載置部に載置された基板と通気抵抗
   体との離間距離は０．５〜３０ｍｍに設定されることを
   特徴とする請求項６記載の減圧乾燥装置。
8. 【請求項８】 通気抵抗体と整流板との離間距離は０．
   ５〜１０ｍｍに設定されることを特徴とする請求項６ま
   たは７記載の減圧乾燥装置。
9. 【請求項９】 前記基板の周縁部は、基板の外周縁から
   内側に向かって１０ｍｍ±５ｍｍに亘る領域であること
   を特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の減圧
   乾燥装置。
10. 【請求項１０】 塗布液が表面に塗布された基板を減圧
    乾燥するための減圧乾燥方法において、 前記基板を気密容器の内部に設けられた基板載置部に載
    置する工程と、 次いで基板載置部に載置された基板の表面と隙間を介し
    て対向するように基板と略同じかそれ以上の大きさの整
    流板を位置させる工程と、 前記基板載置部に載置された基板の温度を所定の温度に
    調整する工程と、 続いて整流板における基板の周縁部に対向する領域の温
    度が当該領域の内側の温度よりも高くなるように温度調
    整する工程と、 気密容器内を減圧することにより前記隙間の気体を整流
    板の外方に向かって排気し、塗布液に含まれる溶剤成分
    を蒸発させる工程と、を備えたことを特徴とする減圧乾
    燥方法。
11. 【請求項１１】 塗布液が表面に塗布された基板を減圧
    乾燥するための減圧乾燥方法において、 前記基板を気密容器の内部に設けられた基板載置部に載
    置する工程と、 基板載置部に載置された基板の表面と隙間を介して対向
    し、基板の周縁部に対向する領域の通気性が当該領域の
    内側の領域の通気性よりも小さくなるように通気抵抗体
    を位置させる工程と、 通気抵抗体の上方側にて当該通気抵抗体と隙間を介して
    対向するように整流板を位置させる工程と、 気密容器内を減圧することにより基板の周縁部の塗布液
    からの蒸発成分を通気抵抗体を通過させると共に、通気
    抵抗体と整流板の隙間の気体を整流板の外方に向かって
    排気し、塗布液に含まれる溶剤成分を蒸発させる工程
    と、を備えたことを特徴とする減圧乾燥方法。