JP2008202930A - 減圧乾燥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】減圧乾燥処理と加熱処理とを迅速に行うとともに全体として装置の占有面積を低減させ、かつ、非加熱時の基板に対する熱的影響が少ない減圧乾燥装置を提供する。
【解決手段】減圧乾燥装置１は、チャンバ１０の内部を減圧する機能を備えるとともに、チャンバ１０内の基板を加熱するための加熱部３０を備えている。このため、減圧乾燥装置１は、基板に対して減圧乾燥処理を行った後、基板を搬送することなく加熱することができる。したがって、減圧乾燥処理および加熱処理を迅速に行うことができる。また、加熱処理のために別個の装置を設置する必要がないので、全体として装置の占有面積を低減することができる。また、加熱部３０は、基板９を上方側から加熱するため、非加熱時の余熱が基板９に影響を与える恐れも少ない。
【選択図】図１

Description

本発明は、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、光ディスク用基板等の基板に対して減圧乾燥処理を行う減圧乾燥装置に関する。

従来より、基板の製造工程においては、フォトレジスト等の薄膜が塗布された基板に対して減圧乾燥処理を行う減圧乾燥装置が知られている。減圧乾燥装置は、所定のチャンバ内に基板を搬入した後、排気ポンプによってチャンバ内のガスを吸引排気し、チャンバの内部を減圧する。これにより、基板上の薄膜の中の溶媒成分が気化し、薄膜が乾燥する。従来の減圧乾燥装置の構成は、例えば特許文献１に開示されている。

また、従来の基板の製造工程では、このような減圧乾燥装置において減圧乾燥処理がされた基板を、その後、他の加熱装置や冷却装置に順次に搬送し、これらの装置において基板に対して加熱処理および冷却処理を順次に行っていた。これにより、基板上の薄膜の乾燥を更に促進させ、薄膜を硬化させていた。

特開２００６−１０５５２４号公報

しかしながら、従来の装置構成では、加熱装置における加熱時に基板上の薄膜中の溶媒成分が突沸することを防止するためには、減圧乾燥装置において十分に時間を掛けて減圧乾燥処理を行う必要があった。特に、近年では、処理対象となる基板のサイズが大型化しているため、減圧乾燥処理に要する時間は更に増大している。

また、従来では、上記のように減圧乾燥装置と加熱装置とが別体の装置として構成されていた。このため、減圧乾燥処理と加熱処理との間に、減圧乾燥装置から加熱装置に基板を搬送する必要があった。したがって、減圧乾燥処理と加熱処理とを迅速に行うことが困難であり、また、全体として装置の占有面積が大きくなっていた。

一方、減圧乾燥装置のチャンバ内に加熱機構を設置しようとすると、非加熱時にも加熱機構の余熱が基板に熱的影響を与えてしまう恐れがあった。このような余熱による熱的影響は、薄膜の突沸や乾燥ムラの原因となる場合があるため、望ましくなかった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、減圧乾燥処理と加熱処理とを迅速に行うとともに全体として装置の占有面積を低減させ、かつ、非加熱時の基板に対する熱的影響が少ない減圧乾燥装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、基板の主面に形成された薄膜を減圧乾燥する減圧乾燥装置において、基板の周囲を覆うチャンバと、前記チャンバの内部において、主面を上方に向けた状態で基板を支持する支持手段と、前記チャンバの内部を減圧する減圧手段と、前記支持手段に支持された基板を上方側から加熱する加熱手段と、を備え、前記加熱手段は、前記減圧手段による減圧が開始され、所定時間が経過した後に基板に熱を与えることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の減圧乾燥装置において、前記加熱手段は、光を照射することで熱を発生させるランプヒータと、前記ランプヒータから発生する熱を拡散する拡散板とを有することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の減圧乾燥装置において、前記加熱手段と基板との間の距離を調節する第１の距離調節手段を更に備えることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の減圧乾燥装置において、前記第１の距離調節手段は、前記加熱手段による加熱時に、前記加熱手段と基板とを徐々に接近させることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の減圧乾燥装置において、前記減圧手段は、前記加熱手段による加熱時に前記チャンバ内を復圧させることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５までのいずれかに記載の減圧乾燥装置において、前記加熱手段に対して気体を供給する加熱部パージ手段を更に備えることを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項１から請求項６までのいずれかに記載の減圧乾燥装置において、基板が前記支持手段に支持されるときの前記チャンバ内における基板位置の温度は、４０℃以下であることを特徴とする。

請求項８に係る発明は、請求項１から請求項７までのいずれかに記載の減圧乾燥装置において、前記チャンバの内部において、基板を下方側から冷却する冷却手段を更に備えることを特徴とする。

請求項９に係る発明は、請求項８に記載の減圧乾燥装置において、前記冷却手段と基板との間の距離を調節する第２の距離調節手段を更に備えることを特徴とする。

請求項１０に係る発明は、請求項８または請求項９に記載の減圧乾燥装置において、前記支持手段に支持された基板に対して気体を供給する基板パージ手段を更に備えることを特徴とする。

請求項１１に係る発明は、請求項１０に記載の減圧乾燥装置において、前記基板パージ手段は、前記冷却手段による冷却が開始され、所定時間が経過した後に気体の供給を開始することを特徴とする。

請求項１〜８に記載の発明によれば、減圧乾燥装置は、基板の周囲を覆うチャンバと、チャンバの内部において主面を上方に向けた状態で基板を支持する支持手段と、支持手段を昇降させる昇降手段と、チャンバの内部を減圧する減圧手段と、支持手段に支持された基板を上方側から加熱する加熱手段と、を備える。このため、減圧乾燥装置は、基板に対して減圧乾燥処理を行った後、基板を搬送することなく加熱することができる。このため、減圧乾燥処理と加熱処理とを迅速に行うことができ、全体として装置の占有面積も低減される。また、加熱手段は基板を上方側から加熱するため、非加熱時には基板に対する熱的影響が少ない。また、加熱手段は、減圧手段による減圧が開始され、所定時間が経過した後に基板に熱を与える。このため、加熱手段が基板に熱を与えるときには既に減圧乾燥処理がある程度進行しており、薄膜の突沸や加熱ムラを防止しつつ、基板を加熱することができる。

特に、請求項２に記載の発明によれば、加熱手段は、光を照射することで熱を発生させるランプヒータと、ランプヒータから発生する熱を拡散する拡散板とを有する。このため、ランプヒータから照射された光および熱を拡散板を介して基板の表面に到達させ、基板の上面を均一に加熱することができる。また、ランプヒータは非加熱時の余熱が極めて小さいため、非加熱時に基板に熱的影響を与える恐れが小さい。

特に、請求項３に記載の発明によれば、減圧乾燥装置は、加熱手段と基板との間の距離を調節する第１の距離調節手段を更に備える。このため、基板に対する加熱の強さを調節することができる。

特に、請求項４に記載の発明によれば、第１の距離調節手段は、加熱手段による加熱時に、加熱手段と基板とを徐々に接近させる。このため、薄膜の突沸や加熱ムラを防止しつつ、基板に対する加熱効率を向上させることができる。

特に、請求項５に記載の発明によれば、減圧手段は、加熱手段による加熱時にチャンバ内を復圧させる。このため、加熱手段から基板への熱の伝搬効率を向上させて基板の上面を効率よく加熱することができる。

特に、請求項６に記載の発明によれば、減圧乾燥装置は、加熱手段に対して気体を供給する加熱部パージ手段を更に備える。このため、加熱手段の余熱を低減させることができる。

特に、請求項７に記載の発明によれば、基板が支持手段に支持されるときのチャンバ内における基板位置の温度は、４０℃以下である。このため、基板が支持手段に支持されたときに、未乾燥の薄膜に対して突沸などのムラの原因となる悪影響が発生することを防止することができる。

特に、請求項８に記載の発明によれば、減圧乾燥装置は、チャンバの内部において基板を下方側から冷却する冷却手段を更に備える。このため、減圧乾燥装置は、基板に対して減圧乾燥処理および加熱処理を行った後、基板を搬送することなく冷却することができる。このため、減圧乾燥処理、加熱処理、および冷却処理を迅速に行うことができ、全体として装置の占有面積も低減する。また、冷却手段は基板を下方側から冷却するため、非冷却時には基板に対する熱的影響が少ない。

特に、請求項９に記載の発明によれば、減圧乾燥装置は、冷却手段と基板との間の距離を調節する第２の距離調節手段を更に備える。このため、基板に対する冷却の強さを調節することができる。

特に、請求項１０に記載の発明によれば、減圧乾燥装置は、支持手段に支持された基板に対して気体を供給する基板パージ手段を更に備える。このため、基板の上面側をより迅速かつ均一に冷却することができる。

特に、請求項１１に記載の発明によれば、基板パージ手段は、冷却手段による冷却が開始され、所定時間が経過した後に気体の供給を開始する。このため、基板をより緩やかに冷却することができ、冷却ムラの発生をより低減させることができる。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜１．減圧乾燥装置の全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る減圧乾燥装置１の構成を示した縦断面図である。図１には、減圧乾燥装置１に接続される吸排気系や駆動系の構成も概念的に示されている。この減圧乾燥装置１は、液晶表示装置用の角形ガラス基板（以下、単に「基板」という）９の表面を選択的にエッチングするフォトリソグラフィ工程において、レジスト塗布後の基板９に対して減圧乾燥処理およびそれに続く加熱・冷却処理を行うための装置である。図１に示したように、減圧乾燥装置１は、チャンバ１０と、基板保持部２０と、加熱部３０と、冷却部４０と、給気部５０と、排気部６０とを備えている。

チャンバ１０は、基板に対して減圧乾燥処理、加熱処理、および冷却処理を行うための処理空間を内部に有する耐圧容器である。チャンバ１０は、互いに分離可能なベース部１１と蓋部１２とを有している。ベース部１１は、装置フレーム（図示省略）上に固定設置されている。また、蓋部１２には、図１において概念的に示した昇降機構１２ａが接続されており、昇降機構１２ａを動作させると、ベース部１１に対して蓋部１２が上下に昇降移動する。蓋部１２を下降させたときには、ベース部１１と蓋部１２とが当接して一体となり、その内部に基板９の処理空間が形成される。一方、蓋部１２を上昇させたときには、チャンバ１０が開放され、チャンバ１０の内部と外部との間で基板９を搬送できる状態となる。

ベース部１１の上面の周縁部には、シリコンゴムなどで構成されたＯリング１３が設けられている。蓋部１２が下降したときには、ベース部１１の上面と蓋部１２の下面との間がＯリング１３によって密閉され、チャンバ１０内部の処理空間は気密状態となる。

基板保持部２０は、チャンバ１０の内部において基板９を保持するための機構である。基板保持部２０は、複数の基板保持ピン２１を有しており、各基板保持ピン２１の頭部を基板９の下面に当接させることにより、基板９を水平姿勢に支持する。複数の基板保持ピン２１は、チャンバ１０の外部に配置された１つの支持部材２２上に立設されており、それぞれベース部１１および後述する冷却プレート４１を貫通してチャンバ１０の内部に突き出している。

また、支持部材２２には、図１において概念的に示した昇降機構２３が接続されている。このため、昇降機構２３を動作させると、支持部材２２および複数の基板保持ピン２１が一体として上下に昇降移動する。減圧乾燥装置１は、複数の基板保持ピン２１上に基板９を保持しつつ、昇降機構２３を動作させることにより、チャンバ１０内における基板９の高さ位置を調節することができる。

加熱部３０は、チャンバ１０内において、基板保持部２０に保持された基板９の上面を加熱するための機構である。加熱部３０は、加熱源となる複数本の棒状ランプヒータ３１と、ランプヒータ３１から照射される光および熱を拡散させる拡散板３２とを有している。複数のランプヒータ３１は、チャンバ１０の蓋部１２の下面側に所定の治具（図示省略）を介して取り付けられており、水平（図１の紙面に直交する方向）かつ全体として基板９の上方を覆うように配列されている。ランプヒータ３１は、オンオフ性能に優れており、照射時には基板９に対して大きな熱量を与えるものの、停止した後の余熱は極めて小さい。また、ランプヒータ３１は、基板９よりも上方側に配置されている。このため、ランプヒータ３１を停止させた後の僅かな余熱が基板９に影響を与える恐れも少ない。

拡散板３２は、チャンバ１０の蓋部１２の下面側に所定の治具（図示省略）を介して取り付けられており、複数のランプヒータ３１と基板９との間に水平に配置されている。拡散板３２は、例えば石英ガラスにより構成されている。ランプヒータ３１を動作させると、ランプヒータ３１から照射された光および熱は拡散板３２を介して均一化されつつ基板９の表面に到達し、基板９の上面を加熱する。また、複数の基板保持ピン２１上に基板９を保持し、上記の昇降機構２３を動作させると、基板９と拡散板３２との間の距離が変化する。減圧乾燥装置１は、このように基板９と拡散板３２との間の距離を変化させることにより、基板９に対する加熱の強さを調節することができる。

冷却部４０は、チャンバ１０内において、基板保持部２０に保持された基板９を冷却するための機構である。冷却部４０は、チャンバ１０のベース部１１に固定的に取り付けられた冷却プレート４１を有しており、冷却プレート４１の内部には冷却水を通すための冷却水路４２が形成されている。冷却水路４２の上流側の端部は、配管４３ａおよび開閉弁４３ｂを介して冷却水供給源４３ｃに接続されている。また、冷却水路４２の下流側の端部は、配管４３ｄを介して排液ラインに接続されている。このため、開閉弁４３ｂを開放すると、冷却水供給源４３ｃから冷却水路４２に冷却水が供給され、冷却プレート４１が冷却される。そして、冷却水によって低温化された冷却プレート４１が基板９から放射される熱を吸収することにより、基板９が冷却される。

複数の基板保持ピン２１上に基板９を保持し、上記の昇降機構２３を動作させると、基板９と冷却プレート４１との間の距離が変化する。減圧乾燥装置１は、このように基板９と冷却プレート４１との間の距離を変化させることにより、基板９に対する冷却の強さを調節することができる。また、冷却プレート４１は、基板９よりも下方側に配置されている。このため、非冷却時には、冷却プレート４１が基板９に熱的影響を与える恐れは少ない。

給気部５０は、チャンバ１０内に窒素ガスを供給するための配管系である。給気部５０は、チャンバ１０の蓋部１２に形成された吐出部５１ａ，５１ｂ，５１ｃと、これらの吐出部５１ａ，５１ｂ，５１ｃに窒素ガスを送給するための配管部５２とを有している。配管部５２は、複数の配管５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄと、複数の開閉弁５２ｅ，５２ｆ，５２ｇと、窒素ガス供給源５２ｈを組み合わせて構成されている。

吐出部５１ａ，５１ｂ，５１ｃには、それぞれ配管５２ａ，５２ｂ，５２ｃが接続されており、各配管５２ａ，５２ｂ，５２ｃの経路途中には開閉弁５２ｅ，５２ｆ，５２ｇが介挿されている。また、配管５２ａ，５２ｂ，５２ｃの上流側の端部は１つの配管５２ｄに接続されており、配管５２ｄの更に上流側の端部には窒素ガス供給源５２ｈが接続されている。このため、開閉弁５２ｅ，５２ｆ，５２ｇを開放すると、窒素ガス供給源５２ｈから吐出部５１ａ，５１ｂ，５１ｃにそれぞれ窒素ガスが送給され、各吐出部５１ａ，５１ｂ，５１ｃからチャンバ１０の内部に向けて窒素ガスが吐出される。

吐出部５１ａ，５１ｂ，５１ｃのうち、吐出部５１ａおよび５１ｃは、ランプヒータ３１の上方側に吐出口が設けられている。このため、吐出部５１ａ，５１ｃから吐出された窒素ガスは、ランプヒータ３１および拡散板３２に対して吹き付けられ、ランプヒータ３１および拡散板３２を冷却する効果を有する。また、吐出部５１ｂは、拡散板３２を貫通して拡散板３２の下面側まで延設されており、拡散板３２の下方側に吐出口が設けられている。このため、吐出部５１ｂから吐出された窒素ガスは、基板９の上面に対して吹き付けられ、基板９を冷却する効果を有する。吐出部５１ｂは、基板９の中心位置に向けて窒素ガスを吹き付ける。このため、吐出部５１ｂから吐出された窒素ガスは、基板９の上面に沿って中心位置から外周側へ拡散し、基板９の全体を効率よく冷却する。

排気部６０は、チャンバ１０内のガスを吸引排気するための配管系である。排気部６０は、チャンバ１０のベース部１１に形成された排気口６１ａ，６１ｂと、これらの排気口６１ａ，６１ｂから吸引したガスを排気ラインへ送給するための配管部６２とを有している。配管部６２は、複数の配管６２ａ，６２ｂ，６２ｃと、開閉弁６２ｄと、排気ポンプ６２ｅとを組み合わせて構成されている。

排気口６１ａ，６１ｂには、それぞれ配管６２ａ，６２ｂが接続されており、配管６２ａ，６２ｂの下流側の端部は合流して１つの配管６２ｃとなる。また、配管６２ｃの経路途中には、開閉弁６２ｄと排気ポンプ６２ｅとが介挿されており、配管６２ｃの更に下流側の端部は排気ラインに接続されている。このため、開閉弁６２ｄを開放するとともに排気ポンプ６２ｅを動作させると、チャンバ１０内のガスが排気口６１ａ，６１ｂに吸引され、配管部６２を経由して排気ラインへ排気される。

排気ポンプ６２ｅは、その排気力を調節することができる。排気ポンプ６２ｅの排気力を調節すると、チャンバ１０内のガスを強力に吸引してチャンバ１０内を減圧する状態と、チャンバ１０内を大きく減圧することなく排気する状態とを切り替えることができる。

また、減圧乾燥装置１は、上記各部の動作を制御するための制御部７０を備えている。図２は、減圧乾燥装置１の上記各部と制御部７０との接続構成を示したブロック図である。図２に示したように、制御部７０は、上記の昇降機構１２ａ，２３、ランプヒータ３１、開閉弁４３ｂ，５２ｅ，５２ｆ，５２ｇ，６２ｄ、および排気ポンプ６２ｅと電気的に接続されており、これらの動作を制御する。制御部７０は、例えば、ＣＰＵやメモリを有するコンピュータによって構成され、コンピュータにインストールされたプログラムに従ってコンピュータが動作することにより、上記各部の制御を行う。

＜２．減圧乾燥装置の動作＞
続いて、上記構成を有する減圧乾燥装置１の動作について、図３のフローチャートおよび図４〜図８の動作状態図を参照しつつ説明する。なお、以下に説明する動作は、制御部７０が、上記の昇降機構１２ａ，２３、ランプヒータ３１、開閉弁４３ｂ，５２ｅ，５２ｆ，５２ｇ，６２ｄ、排気ポンプ６２ｅ等の動作を制御することにより進行する。

この減圧乾燥装置１において基板９を処理するときには、まず、上面にフォトレジストが塗布された基板９をチャンバ１０内に搬入する（ステップＳ１，図４の状態）。具体的には、まず、減圧乾燥装置１は、昇降機構１２ａによりチャンバ１０の蓋部１２を上昇させる。そして、所定の搬送ロボット８０により基板９をチャンバ１０の内部に搬入し、複数の基板保持ピン２１上に基板９を載置する。基板９の搬入が完了すると、搬送ロボット８０はチャンバ１０の外部へ退避し、減圧乾燥装置１は、チャンバ１０の蓋部１２を下降させてチャンバ１０の内部を密閉する。

ここで、基板９を搬入したときのチャンバ１０内の温度（より正確には、チャンバ１０内において基板９を載置する位置の温度）が高すぎると、基板９の上面の未乾燥のフォトレジストが加熱されて突沸を起こし、基板９の上面に処理ムラが発生してしまう。このため、基板９を搬入するときには、チャンバ１０内の温度をある程度低くしておくことが望ましい。表１は、本実施形態の減圧乾燥装置１において、基板９の搬入時におけるチャンバ１０内の温度と、処理後の基板９の表面状態との関係を調べた結果を示している。表１において、「○」は、処理後の基板９の表面に処理ムラが確認されなかったことを示し、「△」は、処理後の基板９の表面に部分的に処理ムラが確認されたことを示し、「×」は、基板９の表面に全体的に処理ムラが確認されたことを示している。表１の結果から、基板９を基板保持ピン２１上に載置するときには、チャンバ１０内の温度を４０℃以下としておくことが望ましく、３５℃以下としておけばより望ましいことが分かる。

次に、減圧乾燥装置は、チャンバ１０内の減圧を開始する（ステップＳ２，図５の状態）。具体的には、減圧乾燥装置１は、排気部６０の開閉弁６２ｄを開放するとともに排気ポンプ６２ｅを動作させ、チャンバ１０の内部のガスを排気口６１ａ，６１ｂから強制排気することにより、チャンバ１０の内部を減圧する。チャンバ１０の内部が減圧されると、基板９の表面に塗布されたフォトレジストに含まれる溶媒成分が気化する。これにより、基板９上のフォトレジストが乾燥する。

図９は、チャンバ１０内の圧力の変化を示した図である。減圧乾燥装置１は、減圧開始直後の一定時間の間は、排気ポンプ６２ｅの排気力を比較的弱めに設定する。これにより、図９中のＴ１のように、チャンバ１０の内部を緩やかに減圧する。そして、減圧開始から一定時間が経過した後、減圧乾燥装置１は、排気ポンプ６２ｅの排気力を上昇させ、図９中のＴ２のように、チャンバ１０の内部を強力に減圧する。このように、減圧乾燥装置１は、チャンバ１０の内部を２段階に分けて減圧する。これにより、チャンバ１０内の急激な圧力変化を防止し、基板９上のフォトレジストに含まれる溶媒成分が突沸することを回避する。

減圧開始から所定時間が経過すると、減圧乾燥装置１は、チャンバ１０の内部の減圧を継続しつつ基板９の加熱を開始する（ステップＳ３，図６の状態）。具体的には、減圧乾燥装置１は、ランプヒータ３１を動作させ、拡散板３２を介して基板９の上面を均一に加熱する。これにより、基板９上のフォトレジストに含まれる溶媒成分を昇温させ、溶媒成分の気化を更に促進させる。このように、減圧乾燥装置１は、処理空間の減圧と、基板９に対する加熱とを併用し、フォトレジストの乾燥効率を向上させる。

その後、減圧乾燥装置１は、排気ポンプ６２ｅの排気力を低下させるとともに給気部の開閉弁５２ｅ，５２ｆ，５２ｇを開放することによりチャンバ１０内に窒素ガスを供給する。これにより、図９中のＴ３に示したように、チャンバ１０の内部を常圧Ｐｏよりもやや低い圧力（例えば、１×１０⁴〜１×１０⁵Ｐａ）まで復圧させる。そして、減圧乾燥装置１は、チャンバ１０内の圧力を上昇させた状態で、ランプヒータ３１による加熱を継続する。

チャンバ１０内の圧力が上昇すると、ランプヒータ３１から基板９への熱の伝搬効率が向上する。このため、基板９の上面は効率よく加熱され、フォトレジスト中の溶媒成分の気化が更に進行する。また、ここでは、チャンバ１０からの排気が継続されているため、フォトレジストから気化した溶媒成分は、速やかにチャンバ１０の外部に排出される。したがって、チャンバ１０の内部が溶媒成分により汚染される恐れは少ない。また、この時点では、フォトレジストの乾燥がある程度進行している。このため、基板９の上面を強力に加熱しても、フォトレジスト中の溶媒成分が突沸する恐れはない。

また、基板９を加熱するときには、基板保持部２０の昇降機構２３を断続的あるいは連続的に動作させ、基板９を徐々に上昇させる。これにより、基板９に対する加熱の強さ（基板９に与えられる熱量）を徐々に上昇させ、溶媒成分の突沸や加熱ムラを防止しつつ、加熱効率を向上させる。ランプヒータ３１と基板９との間には拡散板３２が配置されているため、フォトレジストから気化した溶媒成分がランプヒータ３１に付着してランプヒータ３１の表面を汚染させる恐れはない。

所定時間の加熱が終了すると、減圧乾燥装置１は、ランプヒータ３１を停止させて基板９の加熱を終了する。ランプヒータ３１は、オンオフ性能に優れており、かつ、チャンバ１０内において基板９よりも上方側に配置されている。このため、ランプヒータ３１を停止させた後の余熱が基板９に熱的影響を与える恐れは少ない。特に、次回の基板搬入時に、ランプヒータ３１の余熱が熱対流によって基板９に伝わり、基板９を加熱してしまう恐れは少ない。

続いて、減圧乾燥装置１は、冷却部４０による基板９の冷却を開始する（ステップＳ４，図７の状態）。具体的には、減圧乾燥装置１は、開閉弁４３ｂを開放することにより冷却プレート４１内の冷却水路４２に冷却水を供給し、冷却プレート４１を冷却する。そして、冷却された冷却プレート４１が基板９から放射される熱を吸収することにより、基板９が冷却される。

冷却処理時においても、減圧乾燥装置１は、吐出部５１ａ，５１ｂ，５１ｃからの窒素ガスの吐出を継続している。吐出部５１ｂから吐出された窒素ガスは、基板９の上面に吹き付けられ、基板９の冷却を促進させる。このため、基板９の上面側は、より迅速かつ均一に冷却される。また、吐出部５１ａおよび５１ｃから吐出された窒素ガスは、ランプヒータ３１および拡散板３２に対して吹き付けられ、ランプヒータ３１や拡散板３２の冷却を促進させる。このため、ランプヒータ３１および拡散板３２の余熱が更に低減され、基板９はより均一に冷却される。

また、基板９を冷却するときには、基板保持部２０の昇降機構２３を断続的あるいは連続的に動作させ、基板９を徐々に降下させる。これにより、基板９に対する冷却の強さ（基板９から吸収する熱量）を徐々に上昇させ、冷却ムラを防止しつつ冷却効率を向上させる。やがて、基板保持ピン２１の頭部が冷却プレート４１の上面よりも下方まで降下すると、基板９は基板保持ピン２１上から冷却プレート４１上に移載され、基板９は、冷却プレート４１上に接触保持された状態で直接的に冷却される。

その後、減圧乾燥装置１は、冷却後の基板９をチャンバ１０から搬出する（ステップＳ５，図８の状態）。具体的には、減圧乾燥装置１は、排気ポンプ６２ｅを停止させることによってチャンバ１０の内部を常圧まで復圧させる。そして、減圧乾燥装置１は、複数の基板保持ピン２１を上昇させることにより、冷却プレートから基板９を離間させる。その後、減圧乾燥装置１は、昇降機構１２ａによりチャンバ１０の蓋部１２を上昇させ、チャンバ１０の内部に搬送ロボット８０を挿入するとともに、基板保持ピン２１上の基板９を搬送ロボット８０が受け取ってチャンバ１０の外部へ搬出する。以上をもって、１枚の基板９に対する減圧乾燥処理、加熱処理、および冷却処理が終了する。

以上のように、この減圧乾燥装置１は、チャンバ１０の内部を減圧する機能を備えるとともに、チャンバ１０内の基板を加熱するための加熱部３０と、チャンバ１０内の基板を冷却するための冷却部４０とを備えている。このため、減圧乾燥装置１は、基板に対して減圧乾燥処理を行った後、基板を搬送することなく加熱・冷却することができる。したがって、減圧乾燥処理、加熱処理、および冷却処理を全体として迅速に行うことができる。また、加熱処理および冷却処理のために、それぞれ別個の装置を設置する必要がないので、全体として装置の占有面積を低減することができる。

また、この減圧乾燥装置１の加熱部３０は、基板９を上方側から加熱する。このため、非加熱時の余熱が基板９に影響を与える恐れは少ない。また、この減圧乾燥装置１の冷却部４０は、基板９の下方側に配置されている。このため、非冷却時に冷却プレート４１が基板９に熱的影響を与える恐れは少ない。したがって、加熱ムラや冷却ムラを発生させることなく、基板９を加熱および冷却することができる。

また、加熱部３０は、チャンバ１０内の減圧が開始され、所定時間が経過した後に基板９に熱を与える。このため、加熱部３０が基板に熱を与えるときには、既にフォトレジストの減圧乾燥処理がある程度進行している。したがって、フォトレジストの突沸や、急激な乾燥によって加熱が不均一となることなどを防止しつつ、基板９を加熱することができる。

＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記の例では、ステップＳ４の冷却処理において吐出部５１ａ，５１ｂ，５１ｃからの窒素ガスの吐出を行っていたが、冷却処理の初期段階では窒素ガスの吐出を行わず、冷却処理の途中から窒素ガスの吐出を行うようにしてもよい。このようにすれば、基板９をより緩やかに冷却することができるため、冷却ムラの発生をより低減させることができる。

また、上記の例では、減圧乾燥処理（ステップＳ２）の途中から基板９の加熱（ステップＳ３）を開始していたが、他のタイミングで加熱を開始してもよい。例えば、減圧乾燥処理が完了し、チャンバ１０の内部を復圧させた後に基板９の加熱を開始してもよい。また、減圧乾燥処理の初期段階（例えば、図９中のＴ１の間）に基板９の加熱を開始してもよい。なお、加熱部３０は、ステップＳ３よりも前において必ずしも停止させておく必要はない。例えば、ステップＳ３よりも前において、基板９に熱を与えない程度にランプヒータ３１を予熱しておき、ステップＳ３において、ランプヒータ３１の出力を上げて基板９に熱を与えるようにしてもよい。

また、上記の例では、基板保持ピン２１を昇降移動させることにより、加熱部３０に対して基板９を接近および離間させていたが、基板９の高さ位置を固定し、基板９に対して加熱部３０を接近および離間させる構成であってもよい。例えば、ランプヒータ３１および拡散板３２を１つの支持部材に接続し、所定の昇降機構によって支持部材を昇降させることにより、ランプヒータ３１および拡散板３２を一体的に昇降移動させる構成としてもよい。また、同様に、冷却プレート４１を昇降移動させる構成としてもよい。

また、上記の例では、加熱部３０にランプヒータ３１を使用していたが、ランプヒータ３１の代わりにニクロム線などの他の加熱源を使用してもよい。ただし、ランプヒータ３１は非加熱時の余熱が極めて小さく、必要なときにだけ基板９に熱量を与えることができるという利点を有する。

また、上記の例では、石英ガラスにより構成された拡散板３２を使用していたが、アルミニウム（Ａｌ）等の金属により構成された拡散板３２を使用してもよい。ただし、石英ガラスにより構成された拡散板３２は、蓄熱量が極めて小さく、必要なときにだけ基板９に熱量を伝達できるという利点を有する。

また、上記の減圧乾燥装置は、液晶表示装置用の角形ガラス基板を処理するものであったが、本発明の減圧乾燥装置は、半導体ウエハ、ＰＤＰ用ガラス基板、光ディスク用基板等の他の基板に対して処理を行うものであってもよい。

本発明の一実施形態に係る減圧乾燥装置の縦断面図である。 制御部と各部との接続構成を示したブロック図である。 減圧乾燥装置による処理の流れを示したフローチャートである。 減圧乾燥装置の動作状態図である。 減圧乾燥装置の動作状態図である。 減圧乾燥装置の動作状態図である。 減圧乾燥装置の動作状態図である。 減圧乾燥装置の動作状態図である。 チャンバ内の圧力の変化を示した図である。

符号の説明

１ 減圧乾燥装置
９ 基板
１０ チャンバ
２０ 基板保持部
２１ 基板保持ピン
２３ 昇降機構
３０ 加熱部
３１ ランプヒータ
３２ 拡散板
４０ 冷却部
４１ 冷却プレート
５０ 給気部
５１ａ，５１ｂ，５１ｃ 吐出部
５２ｅ，５２ｆ，５２ｇ 開閉弁
６０ 排気部
６２ｅ 排気ポンプ
７０ 制御部

Claims (11)

1. 基板の主面に形成された薄膜を減圧乾燥する減圧乾燥装置において、
   基板の周囲を覆うチャンバと、
   前記チャンバの内部において、主面を上方に向けた状態で基板を支持する支持手段と、
   前記チャンバの内部を減圧する減圧手段と、
   前記支持手段に支持された基板を上方側から加熱する加熱手段と、
   を備え、
   前記加熱手段は、前記減圧手段による減圧が開始され、所定時間が経過した後に基板に熱を与えることを特徴とする減圧乾燥装置。
2. 請求項１に記載の減圧乾燥装置において、
   前記加熱手段は、
   光を照射することで熱を発生させるランプヒータと、
   前記ランプヒータから発生する熱を拡散する拡散板と
   を有することを特徴とする減圧乾燥装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の減圧乾燥装置において、
   前記加熱手段と基板との間の距離を調節する第１の距離調節手段を更に備えることを特徴とする減圧乾燥装置。
4. 請求項３に記載の減圧乾燥装置において、
   前記第１の距離調節手段は、前記加熱手段による加熱時に、前記加熱手段と基板とを徐々に接近させることを特徴とする減圧乾燥装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載の減圧乾燥装置において、
   前記減圧手段は、前記加熱手段による加熱時に前記チャンバ内を復圧させることを特徴とする減圧乾燥装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれかに記載の減圧乾燥装置において、
   前記加熱手段に対して気体を供給する加熱部パージ手段を更に備えることを特徴とする減圧乾燥装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれかに記載の減圧乾燥装置において、
   基板が前記支持手段に支持されるときの前記チャンバ内における基板位置の温度は、４０℃以下であることを特徴とする減圧乾燥装置。
8. 請求項１から請求項７までのいずれかに記載の減圧乾燥装置において、
   前記チャンバの内部において、基板を下方側から冷却する冷却手段を更に備えることを特徴とする減圧乾燥装置。
9. 請求項８に記載の減圧乾燥装置において、
   前記冷却手段と基板との間の距離を調節する第２の距離調節手段を更に備えることを特徴とする減圧乾燥装置。
10. 請求項８または請求項９に記載の減圧乾燥装置において、
    前記支持手段に支持された基板に対して気体を供給する基板パージ手段を更に備えることを特徴とする減圧乾燥装置。
11. 請求項１０に記載の減圧乾燥装置において、
    前記基板パージ手段は、前記冷却手段による冷却が開始され、所定時間が経過した後に気体の供給を開始することを特徴とする減圧乾燥装置。

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