JP2005203712A - 基板加熱装置および基板加熱方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 昇華物成分を含む排気ガスの排出を防止することができる基板加熱装置および基板加熱方法を提供する。
【解決手段】 ポンプ６３は、ＣＰＵ１０の指令に基づき、昇華物トラップ６１の内部に貯留されている冷却水を吸引する。冷却水は、アスピレータ６０の第１の入口６０ｂからアスピレータ６０内部へ流入する。アスピレータ６０の内部に流入した冷却水は、アスピレータ６０内部で吐出されることにより圧力低下が発生する。この圧力低下により配管Ｕ２からの排気ガスが吸引され、アスピレータ６０内部の冷却水に混合される。この場合、冷却水により排気ガスが冷却されるので、排気ガスに含まれる昇華物成分が昇華物として析出される。析出された昇華物は冷却水とともにアスピレータ６０の出口６０ｄから排出され、排水管Ｕ３を介して昇華物トラップ６１内に流入する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基板を加熱する基板加熱装置および基板加熱方法に関する。

半導体ウェハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板および光ディスク用ガラス基板等の各種基板の処理工程においては、基板を加熱する加熱処理が行われる。

基板に加熱処理を行う基板加熱装置は、例えば、次のような構成を有する。図７は従来の基板加熱装置の一例を示す模式図である。

図７に示すように、基板加熱装置９０は、ホットプレートＨＰ、チャンバＣＨおよびエアシリンダ７０を備える。

ホットプレートＨＰ上には処理対象となる基板Ｗが載置される。そこで、ホットプレートＨＰの温度が調整されることにより基板Ｗの熱処理が行われる。

基板ＷのホットプレートＨＰ上への載置時には、外部から搬送装置の搬送アーム（図示せず）等により基板加熱装置９０内に搬入される基板Ｗが、予めホットプレートＨＰから突出した昇降ピン７１の上端に受け渡される。その後、昇降ピン７１が下降することにより、基板ＷがホットプレートＨＰ上に載置される。

加熱処理が施された基板Ｗは、ホットプレートＨＰの内部から上方に突出可能に設けられた昇降ピン７１により持ち上げられ、上記の搬送アームに受け渡され、他の処理装置へ搬送される。

基板Ｗの上昇時および下降時には、チャンバＣＨが昇降ピン７１の動作に連動して上下する（矢印Ｚの方向）。昇降ピン７１およびチャンバＣＨの上下動作はエアシリンダ７０により行われる。

チャンバＣＨは、パージボックス９１および外部ケーシング９２から構成されている。パージボックス９１は、ガス導入空間９１Ｓを有するとともに、ホットプレートＨＰ側に複数の微細孔９１Ｈを有する。ガス導入空間９１Ｓは複数の微細孔９１Ｈを介して外部（ホットプレートＨＰ上の空間）と連通している。さらに、パージボックス９１は配管９１Ｌを介して図示しないガスユーティリティに接続されている。

パージボックス９１の外部には、パージボックス９１の外表面と所定の間隔を保った状態で、ホットプレートＨＰ側が開口した外部ケーシング９２が設けられている。これにより、パージボックス９１の外表面と外部ケーシング９２の内表面との間にガス導入路９２Ｓが形成されている。さらに、外部ケーシング９２は配管９２Ｌを介して図示しない工場の排気設備に接続されている。

基板の加熱処理時において、パージボックス９１内部のガス導入空間９１Ｓには、上記のガスユーティリティにより配管９１Ｌを通じて所定のガスが供給される。ガス導入空間９１Ｓに供給された所定のガスは、複数の微細孔９１Ｈから基板Ｗ表面に向かって噴出される。一方、基板の加熱処理時においては、ホットプレートＨＰ上の雰囲気がガス導入路９２Ｓおよび配管９２Ｌを通じて外部に排出される。

これにより、チャンバＣＨ内には気体の流れが発生する。すなわち、図７に示すように、基板Ｗ上部の雰囲気が回り込むようにガス導入路９２Ｓから排気される。それにより、基板Ｗ上部の雰囲気が、常に複数の微細孔９１Ｈから噴出される所定のガスによりパージされるので、所望の雰囲気で基板Ｗの加熱処理を行うことが可能となる。また、所定のガスが複数の微細孔９１Ｈにより基板Ｗ上に均一に噴出されるので、基板Ｗ表面の均一な加熱処理が行われる。

ここで、上記の所定のガスは、加熱処理の目的に応じて異なる。例えば、プリベーク工程では窒素（Ｎ₂ ）ガス等の不活性ガスが用いられ、ＰＥＢ（ポストエクスポージャーベーク）工程では加湿エア等が用いられる。なお、上記のガス導入路９２Ｓから排気される基板Ｗ上部の雰囲気（以下、排気ガスと呼ぶ。）は、基板Ｗに塗布された薬液が蒸発する際に発生されるガス、基板Ｗに塗布された薬液が昇華することにより発生する昇華物成分および複数の微細孔９１Ｈより噴出される所定のガス等を含む。

上記の他、対象となる基板の処理温度の面内均一性を得るために、ホットプレートの表面内に外枠を設けることにより基板の周囲に空気が入るのを抑えて基板の外側の温度が低下することを防止する加熱処理ユニットがある（例えば、特許文献１参照）。

この加熱処理ユニットでは、基板を載置するホットプレート上に排気カバーが設けられ、ホットプレートの周辺にシャッタが設けられている。排気カバーとシャッタとの間には隙間が形成されている。

そして、ホットプレートの側面側に沿って流れる側面気流と、上記の隙間を介してホットプレート上の基板の処理空間内に流れる供給気流とを調整することにより基板の処理温度の面内均一性を向上させている。
特開平１１−２０４４２８号公報

ところで、近年、基板上のパターンの微細化にともない、基板Ｗ上にＢＡＲＣ（ボトムアンチリフレクションコーティング）等の反射防止膜を設ける場合がある。

ＢＡＲＣ等の反射防止膜塗布後の加熱処理は、反射防止膜として用いられる薬液または樹脂成分が気化または昇華する温度以上の高温で行わなければならない。

しかしながら、このような加熱処理を行った場合、昇華物成分を含む排気ガスが、ガス導入路９２Ｓおよび配管９２Ｌを通じて外部に排出される場合がある。このような排気ガスが冷却されると昇華物成分が昇華物として析出される。

そして、析出した昇華物は、工場の排気設備に付着し、堆積する。したがって、昇華物の付着および堆積を防止するためには定期的に排気設備の洗浄または部品の交換等をする必要がある。一方で、このようなメンテナンスをしない場合、析出した昇華物により排気設備が詰まり、排気不足による加熱処理の異常が生じる。

本発明の目的は、昇華物成分を含む排気ガスの排出を防止することができる基板加熱装置および基板加熱方法を提供することである。

第１の発明に係る基板加熱装置は、基板加熱空間を形成するとともに基板加熱空間内で基板に加熱処理を行う加熱手段と、基板加熱空間の雰囲気を排気ガスとして排出する排出部と、液体の吐出により発生する圧力低下を利用して排出部から排気ガスを吸引するとともに、吸引された排気ガスを液体と混合して排出する吸引手段とを備えたものである。

本発明に係る基板加熱装置においては、加熱手段により基板加熱空間が形成され、基板加熱空間内で加熱手段により基板に対して加熱処理が行われる。排出部により基板加熱空間の雰囲気が排気ガスとして排出される。排出部からの排気ガスは液体の吐出により発生する圧力低下を利用して吸引手段により吸引されるとともに、吸引された排気ガスは、吸引手段により液体と混合され排出される。

この場合、排出部からの排気ガスが液体と混合されることにより、排気ガスに含まれる昇華物成分が昇華物として析出され、液体とともに排出される。これにより、昇華物成分を含む排気ガスの排出を防止することができる。

液体は冷却水であってもよい。この場合、排気ガスは、冷却水により急速に冷却されるので、排気ガスに含まれる昇華物成分を昇華物として確実に析出させることができるとともに、析出された昇華物を冷却水とともに排出することができる。

基板加熱装置は、排出部からの排気ガスが冷却水により冷却されることによって析出される昇華物を捕獲する捕獲手段をさらに備えてもよい。

この場合、排出部からの排気ガスが冷却水により冷却されることによって析出される昇華物が捕獲手段により捕獲される。作業者は、昇華物が捕獲された捕獲手段を定期的に清掃または取り替えるだけで昇華物の除去を行うことができる。したがって、昇華物除去の作業性が格段に高くなる。

液体は有機溶剤であってもよい。この場合、排気ガスが有機溶剤に混合されることにより排気ガスに含まれる昇華物成分を有機溶剤により確実に溶解させることができる。したがって、捕獲手段を設けることなく昇華物を容易に除去することができる。

基板加熱装置は、吸引手段により排出された液体を吸引手段に戻す循環系をさらに備えてもよい。この場合、液体を再利用することができる。

基板加熱装置は、排出部から排出される排気ガスを吸引手段に導く排気管と、排気管の温度を調整する温度調整手段とをさらに備えてもよい。

この場合、排出部から排気管を通して排気ガスが吸引手段に導かれる。また、排気管の温度は温度調整手段により調整される。これにより、排気ガスが排気管で冷却されることにより排気ガス中の昇華物成分が昇華物として析出することが防止される。その結果、析出した昇華物が排気管内へ付着および堆積することが防止される。

基板加熱装置は、排気管の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段により検出された排気管の温度に基づいて温度調整手段を制御する制御手段とをさらに備えてもよい。

この場合、温度検出手段により排気管の温度が検出され、検出された排気管の温度に基づいて制御手段により温度調整手段が制御される。これにより、排気管の温度を昇華物成分の析出を防止可能な温度に正確に調整することができる。

制御手段は、排気管の温度が所定の温度以上に維持されるように、温度調整手段を制御してもよい。

これにより、排気管の温度を昇華物成分の析出を防止可能な温度に維持することができる。その結果、排気管への昇華物の付着および堆積を常時防止することができる。

第２の発明に係る基板加熱方法は、基板加熱空間を形成するとともに基板加熱空間内で基板に加熱処理を行うステップと、基板加熱空間の雰囲気を排気ガスとして排出するステップと、液体の吐出により発生する圧力低下を利用して排気ガスを吸引するとともに、吸引された排気ガスを液体と混合して排出するステップとを備えたものである。

本発明に係る基板加熱方法においては、基板加熱空間が形成され、基板加熱空間内で基板に対して加熱処理が行われる。また、基板加熱空間の雰囲気が排気ガスとして排出される。排出された排気ガスは液体の吐出により発生する圧力低下を利用して吸引されるとともに、吸引された排気ガスは、液体と混合され排出される。

この場合、排気ガスが液体と混合されることにより、排気ガスに含まれる昇華物成分が昇華物として析出され、液体とともに排出される。これにより、昇華物成分を含む排気ガスの排出を防止することができる。

本発明によれば、排気ガスが液体と混合されることにより、排気ガスに含まれる昇華物成分が昇華物として析出され、液体とともに排出される。これにより、昇華物成分を含む排気ガスの排出を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

以下の説明において、基板とは、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等をいう。

図１は本実施の形態に係る基板加熱装置の一例を示す模式図である。

図１に示すように、基板加熱装置１００は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）１０、メモリ２０、プレート温度調整器３０、ヒータ温度調整器４０、エアシリンダ７０、ホットプレートＨＰ、チャンバＣＨ、ヒートホースＨＴ１，ＨＴ２、マスフローコントローラＭＦ１，ＭＦ２および昇華物回収系１０１を備える。

ＣＰＵ１０は、予め定められた基板Ｗの加熱処理条件および後述の各種温度センサにより得られる温度測定値等に応じて、プレート温度調整器３０、ヒータ温度調整器４０、エアシリンダ７０、ヒートホースＨＴ１，ＨＴ２およびマスフローコントローラＭＦ１，ＭＦ２等の動作ならびに昇華物回収系１０１の後述するポンプ６３の吸引動作を制御する。メモリ２０には、上記の加熱処理条件等が記録されている。

プレート温度調整器３０は、ＣＰＵ１０からの指令信号に基づいてホットプレートＨＰの温度を調整する。ヒータ温度調整器４０は、ＣＰＵ１０からの指令信号に基づいてヒートホースＨＴ１，ＨＴ２の温度を調整する。また、プレート温度調整器３０は、ヒートホースＨＴ１，ＨＴ２の各々に取り付けられた温度センサＳ１，Ｓ２から得られる温度測定値をＣＰＵ１０へ出力する。プレート温度調整器３０およびヒータ温度調整器４０の動作の詳細については後述する。

エアシリンダ７０は、ＣＰＵ１０からの指令信号に基づいて動作する。これにより、ホットプレートＨＰの内部から上方に突出可能に設けられた昇降ピン７１およびチャンバＣＨ本体が連動して上下動作する（矢印Ｚの方向）。

チャンバＣＨは、パージボックス９１および外部ケーシング９２から構成されている。チャンバＣＨには、所定の位置に温度センサＳ３が取り付けられている。

パージボックス９１は、ガス導入空間９１Ｓを有するとともに、ホットプレートＨＰ側に複数の微細孔９１Ｈを有する。ガス導入空間９１Ｓは複数の微細孔９１Ｈを介して外部（ホットプレートＨＰ上の空間）と連通している。

さらに、パージボックス９１は、ヒートホースＨＴ１を介してマスフローコントローラＭＦ１と接続されている。パージボックス９１の外部には、パージボックス９１の外表面と所定の間隔を保った状態で、ホットプレートＨＰ側が開口した外部ケーシング９２が設けられている。これにより、パージボックス９１の外表面と外部ケーシング９２の内表面との間にガス導入路９２Ｓが形成されている。さらに、外部ケーシング９２は、ヒートホースＨＴ２を介してマスフローコントローラＭＦ２と接続されている。

ヒートホースＨＴ１，ＨＴ２は例えば図２の構成を有する。図２は図１のヒートホースＨＴ１，ＨＴ２の構成の一例を示す切り欠き断面図である。

図２に示すように、ヒートホースＨＴ１，ＨＴ２は流体チューブ５０、発熱体５１および断熱チューブ５２から構成されている。ヒートホースＨＴ１，ＨＴ２において、流体チューブ５０には２本の発熱体５１がスパイラル状に巻回されており、発熱体５１が巻回された流体チューブ５０に断熱チューブ５２が被覆されている。発熱体５１は上述のヒータ温度調整器４０に接続されている。

流体チューブ５０は、ヒートホースＨＴ１，ＨＴ２を流れる流体の温度に応じてシリコンゴムまたはフッ素樹脂等の樹脂製のチューブを用いてもよいし、アルミニウム（Ａｌ）またはステンレス（ＳＵＳ）等の金属製のチューブを用いてもよい。なお、流体チューブ５０に樹脂製のチューブを用いた場合、フレキシブル性を得ることができる。

図１に示すように、ヒートホースＨＴ１，ＨＴ２には、それぞれ温度センサＳ１，Ｓ２が設けられている。温度センサＳ１，Ｓ２により得られる温度測定値は、図示しないケーブルによりヒータ温度調整器４０に送られる。

ヒータ温度調整器４０は、得られた温度測定値をＣＰＵ１０に出力するとともに、ＣＰＵ１０からの指令信号を受け、ヒートホースＨＴ１，ＨＴ２のそれぞれの温度を調整する。

マスフローコントローラＭＦ１，ＭＦ２はＣＰＵ１０からの指令信号に基づいて動作する。これにより、マスフローコントローラＭＦ１は、供給配管Ｕ１からチャンバＣＨへ供給される後述の窒素ガスの流量を調整する。また、マスフローコントローラＭＦ２は、チャンバＣＨから排気される後述の排気ガスの流量を調整する。マスフローコントローラＭＦ２は、ヒートホースＨＴ２に接続されるとともに、配管Ｕ２を介して昇華物回収系１０１の後述のアスピレータ６０の第２の入口６０ｃに接続されている。

供給配管Ｕ１は図示しない工場のガスユーティリティに接続されている。ガスユーティリティは、供給配管Ｕ１を通じてチャンバＣＨへ窒素ガスを供給する。

昇華物回収系１０１は、アスピレータ６０、昇華物トラップ６１、フィルタ６２およびポンプ６３を備える。アスピレータ６０は、第１の入口６０ｂ、第２の入口６０ｃおよび出口６０ｄを有する。

アスピレータ６０の出口６０ｄは、排水管Ｕ３を介して昇華物トラップ６１に接続されている。昇華物トラップ６１は、冷却水配管Ｕ５を介してアスピレータ６０の第１の入口６０ｂに接続されている。なお、冷却水配管Ｕ５には、フィルタ６２およびポンプ６３が介挿されている。また、昇華物トラップ６１には、排気管Ｕ４が接続されている。

ポンプ６３は、ＣＰＵ１０の指令に基づき、昇華物トラップ６１の内部に貯留されている冷却水を吸引する。ポンプ６３により吸引された冷却水が、フィルタ６２内を通過することにより、冷却水に含まれる不純物がフィルタ６２により除去される。

その後、上記の冷却水は、アスピレータ６０の第１の入口６０ｂからアスピレータ６０内部へ流入する。アスピレータ６０の内部に流入した冷却水は、アスピレータ６０内部で吐出されることにより圧力差を発生させる。詳細については後述する。

冷却水が吐出されることにより発生する上記圧力差により配管Ｕ２からの排気ガスが吸引され、アスピレータ６０内部の冷却水に混合される。この場合、冷却水により排気ガスが冷却されるので、排気ガスに含まれる昇華物成分が昇華物として析出される。

析出された昇華物は冷却水とともにアスピレータ６０の出口６０ｄから排出され、排水管Ｕ３を介して昇華物トラップ６１内に流入する。

ここで、昇華物トラップ６１内に流入した昇華物は、アスピレータ６０内に設けられているメッシュ部６１ａに捕獲される。なお、メッシュ部６１ａは、網状の金属等からなり、取り外し可能に設けられている。

また、昇華物トラップ６１内に流入した冷却水は、昇華物トラップ６１内に貯留される。貯留された冷却水は、再びポンプ６３により吸引されることによって、冷却水配管Ｕ５、アスピレータ６０、排水管Ｕ３および昇華物トラップ６１により構成される経路を循環する。冷却水がこの経路を循環する際、冷却水の温度が上昇する可能性がある場合には、上記経路に放熱器を設けてもよい。

なお、排気管Ｕ４は、図示しない工場の排気設備に接続されている。それにより、昇華物トラップ６１内は、排気管Ｕ４を通して排気されている。

続いて、図１の基板加熱装置１００の動作について、チャンバＣＨ内に発生する流体の流れとともに説明する。

基板Ｗの加熱処理は、ホットプレートＨＰ上に基板Ｗが載置されることにより行われる。ホットプレートＨＰ上への基板Ｗの載置は次のように行われる。

初めに、基板加熱装置１００の外部から、図示しない搬送装置の搬送アーム等によりホットプレートＨＰの上方に突出した昇降ピン７１の上端に基板Ｗが受け渡される。その後、昇降ピン７１が下降することにより基板ＷがホットプレートＨＰ上に載置される。

昇降ピン７１の上下動作はエアシリンダ７０により行われる。したがって、チャンバＣＨは昇降ピン７１の上下動作に連動する。それにより、基板ＷのホットプレートＨＰへの載置時においては、チャンバＣＨはホットプレートＨＰの上面近傍に位置する。

一方、ホットプレートＨＰにより加熱処理の施された基板Ｗは、昇降ピン７１が上昇することにより、昇降ピン７１により持ち上げられ、図示しない搬送装置の搬送アーム等により受け渡され、他の処理装置へ搬送される。

この場合、チャンバＣＨは上述のように昇降ピン７１の上下動作に連動し、ホットプレートＨＰの上面から離れた場所に位置する。これにより、基板Ｗの受け渡しが円滑に行われる。

図３は図１のアスピレータ６０の詳細を示す断面図である。

図３に示すように、アスピレータ６０は、筒状の本体部６０ａを備える。この本体部６０ａ内に、第１の入口６０ｂに連通する冷却水吐出ノズル６０ｅが設けられている。冷却水吐出ノズル６０ｅの先端はテーパ形状となっている。

アスピレータ６０の第１の入口６０ｂから流入された冷却水は、冷却水吐出ノズル６０ｅのテーパ状の先端において加速され、本体部６０ａ内で吐出される。この場合、本体部６０ａ内の冷却水吐出ノズル６０ｅの出口付近が負圧になる。それにより、アスピレータ６０の第２に入口６０ｃ内と本体部６０ａ内とで圧力差が発生する。

上述したように、上記圧力差によりアスピレータ６０の第２の入口６０ｃを通過する排気ガスが本体部６０ａ内に吸引されるとともに、冷却水吐出ノズル６０ｅにより吐出された冷却水に混合される。その結果、排気ガスが冷却されることにより、排気ガスに含まれる昇華物成分が昇華物として析出される。析出された昇華物は冷却水とともにアスピレータ６０の出口６０ｄから排出される。

図４は本実施の形態において基板Ｗの加熱処理時にチャンバＣＨ内に発生する流体の流れを説明するための模式図である。

基板Ｗの加熱処理時において、パージボックス９１のガス供給空間９１Ｓには、ヒートホースＨＴ１により所定の温度に加熱された窒素ガス（不活性ガス）が供給される。ガス導入空間９１Ｓに窒素ガスが充満されることにより、パージボックス９１のホットプレートＨＰ側に設けられた複数の微細孔９１Ｈから窒素ガスが噴出される。これにより、基板Ｗ上の雰囲気が所定の温度の窒素ガスによりパージされる。

一方、基板Ｗ上の雰囲気が排気ガスとして上述のガス導入路９２ＳからヒートホースＨＴ２、配管Ｕ２、アスピレータ６０、昇華物トラップ６１、排気管Ｕ４および図示しない工場の排気設備を通じて外部に排出される。この排気ガスは複数の微細孔９１Ｈから噴出される窒素ガス、基板Ｗに予め塗布された薬液または樹脂成分が蒸発する際に発生されるガスおよび基板Ｗに塗布された薬液または樹脂成分が昇華した際に発生する昇華物成分等を含む。

このように、本実施の形態では基板Ｗの加熱処理時に基板Ｗ上の雰囲気が加熱された窒素ガスによりパージされるので、冷たい窒素ガスが供給されることにより基板Ｗ上の雰囲気に含まれる昇華物成分が析出することが防止される。その結果、析出した昇華物がチャンバＣＨに付着および堆積することが防止される。

また、所定の温度に加熱された窒素ガスが、パージボックス９１の複数の微細孔９１Ｈから基板Ｗの全面に対して噴出されるので、基板Ｗ上の雰囲気が全面に渡って均一に保たれる。したがって、基板Ｗの加熱処理の均一性が向上する。

上記の所定の温度は、予め基板Ｗに塗布される薬液または樹脂成分が気化または昇華する温度に応じて決定される。このように、微細孔９１Ｈから噴出される窒素ガスが所定の温度に加熱されていることにより、基板Ｗの加熱処理時に基板Ｗ上の雰囲気の温度低下が防止される。

その結果、予め基板Ｗに塗布される薬液または樹脂成分がホットプレートＨＰの加熱処理により蒸発または昇華した場合であっても、基板Ｗ上の温度が薬液または樹脂成分が気化または昇華する温度以上の高温に保たれているので昇華物成分等の析出が常時防止される。すなわち、チャンバＣＨ内部での昇華物の付着および堆積が低減される。

ところで、本実施の形態では、ガス導入路９２Ｓを介してヒートホースＨＴ２から排出される排気ガスは、ヒートホースＨＴ２により所定の温度に保たれる。ここで、ヒートホースＨＴ２内での排気ガスの所定の温度とは、例えば、予め基板Ｗに塗布される薬液または樹脂成分がホットプレートＨＰの加熱処理により蒸発または昇華される温度である。

これにより、昇華物成分等が含まれる排気ガスの排気時の温度低下が防止されるので、ヒートホースＨＴ２内部での析出した昇華物の付着および堆積が防止される。

上述のように、ヒートホースＨＴ２および配管Ｕ２によりチャンバＣＨから排気される排気ガスは、アスピレータ６０へ送られる。ここで、この排気ガスは、冷却水によって冷却されることにより、排気ガスに含まれる昇華物成分が昇華物として析出される。

そして、析出された昇華物および冷却水は、それぞれ排水管Ｕ３を介して昇華物トラップ６１に送られる。ここで、昇華物は、昇華物トラップ６１内に設けられたメッシュ部６１ａにより捕獲され、冷却水は、昇華物トラップ６１内に貯留される。また、昇華物成分が除去された排気ガスは、昇華物トラップ６１の排気管Ｕ４および図示しない工場の排気設備を通じて外部に放出される。

このように、本実施の形態に係る基板加熱装置１００においては、アスピレータ６０内部において、昇華物成分を含む排気ガスの全体を冷却水により急速に直接冷却することにより、確実に昇華物成分を昇華物として析出させ捕獲することができる。これにより、昇華物成分を含む排気ガスの排出を防止することができる。

また、チャンバＣＨにより基板Ｗ周辺の雰囲気をパージした結果発生する排気ガスのうち、昇華物成分が昇華物トラップ６１のメッシュ部６１ａにより捕獲される。したがって、作業者は、定期的に昇華物が捕獲されたメッシュ部６１ａを取り外し、このメッシュ部６１ａを清掃または取り替えるだけで昇華物の除去を行うことができる。したがって、昇華物除去の作業性が格段に高くなる。

なお、本実施の形態においては、アスピレータ６０内に冷却水を供給することにより、排気ガスに含まれる昇華物成分を昇華物として析出させ、析出された昇華物を昇華物トラップ６１のメッシュ部６１ａにより捕獲することとしているが、これに限らず、アスピレータ６０内に有機溶剤を供給してもよい。この場合、排気ガスがアスピレータ６０内に供給された有機溶剤に混合されることにより、排気ガスに含まれる昇華物成分を有機溶剤により確実に溶解させることができる。したがって、メッシュ部６１ａを設けることなく昇華物を容易に除去することができる。

以下、チャンバＣＨのガス導入路９２ＳおよびヒートホースＨＴ２を排気系と呼ぶ。

本実施の形態においては、排気ガスの排気時に排気系で排気ガスが加熱されるので、排気ガス中の昇華物が析出することが防止される。その結果、排気系での昇華物の付着および堆積が十分に低減される。

さらに、所定の温度に加熱された窒素ガスが、パージボックス９１の複数の微細孔９１Ｈから基板Ｗの全面に対して噴出されるので、基板Ｗ上の雰囲気が全面に渡って均一に保たれる。したがって、基板Ｗの加熱処理の均一性が向上する。

複数の微細孔９１Ｈから噴出される不活性ガスとして、本実施の形態では窒素ガスを用いているが、これに限らず、基板Ｗの加熱処理時に基板Ｗの化学反応を防止できるものであれば、アルゴン（Ａｒ）ガス等の他の不活性ガスを用いてもよい。

温度センサＳ１はヒートホースＨＴ１内部を流れる流体の温度を計測できるように設けられることが望ましく、温度センサＳ２はヒートホースＨＴ２の流体チューブ５０の温度を計測できるように設けられることが望ましい。

この場合、温度センサＳ１により基板Ｗ上に供給される窒素ガスの温度を直接的に把握することができるので、より正確に基板Ｗの熱処理を行うことができる。また、温度センサＳ２によりヒートホースＨＴ２の流体チューブ５０の温度が把握できるので、排気ガスによる昇華物の付着および堆積を防止できるようにヒートホースＨＴ２の温度調整を行うことが可能となる。

ＣＰＵ１０は、温度センサＳ３により得られる温度測定値に基づいてプレート温度調整器３０に指令信号を出力することによりホットプレートＨＰの温度を制御してもよい。この場合、温度センサＳ３はガス導入路９２Ｓ内の排気ガスの温度、ガス導入空間９１Ｓ内の温度または外部ケーシング９２の温度のいずれかを計測できるように設けられることが望ましい。

ＣＰＵ１０は、基板Ｗ上に供給される窒素ガスの温度がホットプレートＨＰにより暖められる基板Ｗ上の雰囲気と同程度の温度となるようにヒートホースＨＴ１を制御することが望ましい。基板Ｗの加熱処理が全面にわたって均一に行われる。

マスフローコントローラＭＦ１，ＭＦ２は、内部流体の流量を変化させることができるのであれば、これらに代えて、定流量弁、流量調整弁およびバイパス管を用いた加速ライン等を用いてもよい。

本実施の形態においては、チャンバＣＨおよびホットプレートＨＰにより形成される空間は基板加熱空間に相当し、チャンバＣＨ、ホットプレートＨＰおよびプレート温度調整器３０は加熱手段に相当し、基板Ｗは基板に相当し、ヒートホースＨＴ２は排出部および排気管に相当し、ヒータ温度調整器４０およびヒートホースＨＴ１は温度調整手段に相当し、温度センサＳ２は温度検出手段に相当する。

また、ＣＰＵ１０は制御手段に相当し、アスピレータ６０は吸引手段に相当し、昇華物トラップ６１は捕獲手段に相当し、冷却水配管Ｕ５、アスピレータ６０、排水管Ｕ３および昇華物トラップ６１により構成される経路は循環系に相当する。

本発明は、予め所定の薬液または樹脂等により表面処理の施された基板を加熱するとともに基板上の雰囲気をパージする基板加熱装置および基板加熱方法として有用である。

本実施の形態に係る基板加熱装置の一例を示す模式図である。 図１のヒートホースの構成の一例を示す切り欠き断面図である。 図１のアスピレータの詳細を示す断面図である。 本実施の形態において基板の加熱処理時にチャンバ内に発生する流体の流れを説明するための模式図である。 従来の基板加熱装置の一例を示す模式図である。

符号の説明

１０ ＣＰＵ
３０ プレート温度調整器
４０ ヒータ温度調整器
６０ アスピレータ
６１ 昇華物トラップ
６１ａ メッシュ部
７０ エアシリンダ
９１ パージボックス
９１Ｈ 微細孔
９２ 外部ケーシング
９２Ｓ ガス導入路
１００ 基板加熱装置
１０１ 昇華物回収系
ＣＨ チャンバ
ＨＰ ホットプレート
ＨＴ１，ＨＴ２ ヒートホース
ＭＦ１，ＭＦ２ マスフローコントローラ
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ 温度センサ
Ｗ 基板

Claims (9)

1. 基板加熱空間を形成するとともに前記基板加熱空間内で基板に加熱処理を行う加熱手段と、
   前記基板加熱空間の雰囲気を排気ガスとして排出する排出部と、
   液体の吐出により発生する圧力低下を利用して前記排出部から排気ガスを吸引するとともに、前記吸引された排気ガスを前記液体と混合して排出する吸引手段とを備えたことを特徴とする基板加熱装置。
2. 前記液体は冷却水であることを特徴とする請求項１記載の基板加熱装置。
3. 前記排出部からの前記排気ガスが前記冷却水により冷却されることによって析出される昇華物を捕獲する捕獲手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２記載の基板加熱装置。
4. 前記液体は有機溶剤であることを特徴とする請求項１または２記載の基板加熱装置。
5. 前記吸引手段により排出された液体を前記吸引手段に戻す循環系をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の基板加熱装置。
6. 前記排出部から排出される排気ガスを前記吸引手段に導く排気管と、
   前記排気管の温度を調整する温度調整手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の基板加熱装置。
7. 前記排気管の温度を検出する温度検出手段と、
   前記温度検出手段により検出された前記排気管の温度に基づいて前記温度調整手段を制御する制御手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項６記載の基板加熱装置。
8. 前記制御手段は、前記排気管の温度が所定の温度以上に維持されるように、前記温度調整手段を制御することを特徴とする請求項７記載の基板加熱装置。
9. 基板加熱空間を形成するとともに前記基板加熱空間内で基板に加熱処理を行うステップと、
   前記基板加熱空間の雰囲気を排気ガスとして排出するステップと、
   液体の吐出により発生する圧力低下を利用して排気ガスを吸引するとともに、前記吸引された排気ガスを前記液体と混合して排出するステップとを備えたことを特徴とする基板加熱方法。