JP2013089633A - 減圧乾燥装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被処理基板を収容し、処理空間を形成するチャンバ9と、前記被処理基板を保持する保持部11と、前記保持部を昇降移動させる昇降手段25と、前記チャンバに形成された給気口16と、前記給気口から不活性ガスをチャンバ内の処理空間に供給する供給手段18と、前記チャンバに形成された排気口13と、前記排気口からチャンバ内の雰囲気を排気する排気手段14と、前記被処理基板の上方に設けられ、複数のエリアに分割された第1の熱処理部20と、前記第1の熱処理部のエリア毎に温度制御する第1の制御部41とを備える。
【選択図】図5
Description
そして前記レジスト膜の形成工程において、基板へのレジスト塗布後、塗布膜としての前記レジスト膜を減圧により乾燥させる減圧乾燥処理が行われる。
従来、このような減圧乾燥処理を行う装置としては、例えば、特許文献1に示される減圧乾燥処理ユニットが知られている。
この減圧乾燥処理ユニット30は、下部チャンバ31に対して、上部チャンバ32を閉じることにより、内部に処理空間が形成されるように構成されている。その処理空間には、被処理基板を載置するためのステージ33が設けられている。このステージ33には基板Gを載置するための複数の固定ピン34が設けられている。
その後、下部チャンバ31に対して上部チャンバ32を閉じることにより、基板Gは気密状態の処理空間内に置かれた状態となる。
次いで、処理空間内の雰囲気が排気口35から排気され、所定の減圧雰囲気となされる。この減圧状態が所定時間、維持されることにより、レジスト液中のシンナー等の溶剤がある程度蒸発され、レジスト液中の溶剤が徐々に放出され、レジストに悪影響を与えることなくレジストの乾燥が促進される。
このようなチャンバを用いてレジスト膜が形成された基板を減圧乾燥した場合には、減圧時に基板表面を伝って排気口に向うように気流が形成され、その基板表面の気流が一定方向ではく、気流方向にバラツキが生じている。
また、大きな容積を有するチャンバから断面積の小さな排気口に、気流が流入するため、排気口周辺の流速が最も早くなり、基板表面の流速にもバラツキが生じている。
この基板表面の気流方向のバラツキ、流速のバラツキによって、基板全面における乾燥度合が異なり、それが乾燥ムラとなり、減圧乾燥後に行われる加熱処理(以下、プリベーク処理という)後の残膜(ハーフ露光時の現像残膜も含む)に差ができるという技術的課題があった。
即ち、前記した乾燥ムラの発生が、基板の品質を低下させ、また歩留まりを低下させるという解決すべき課題があった。
特に、第1の熱処理部を、複数のエリアに分割し、エリア毎に温度制御することにより、基板表面をより細かな領域で温度を制御することができ、基板表面の塗布膜の乾燥の均一性の精度をより向上させることができる。
特に、第2の熱処理部を、複数のエリアに分割し、エリア毎に温度制御することにより、基板表面をより細かな領域で温度を制御することができ、基板表面の塗布膜の乾燥の均一性の精度をより向上させることができる。
本発明の減圧乾燥装置は、例えば、フォトリソグラフィ工程において被処理基板にレジスト膜を形成する塗布プロセス部1内の減圧乾燥ユニット5に適用することができる。
この支持台2の両側には一対のガイドレール6が敷設され、このガイドレール6に沿って平行移動する一組の搬送アーム7により、基板Gがレジスト塗布ユニット4から減圧乾燥ユニット5へ搬送できるようになされている。
また、減圧乾燥ユニット5は、上面が開口している底浅容器型の下部チャンバ9と、この下部チャンバ9の上面に気密に密着可能に構成された蓋状の上部チャンバ10とを有している。
一方、前記上部チャンバ10は、上部チャンバ移動手段12によって前記ステージ11の上方に昇降自在に配置されている。そして、減圧乾燥処理の際には、上部チャンバ10が下降して下部チャンバ9と密着して閉じ、ステージ11上に載置された基板Gを処理空間に収容した状態とする。
尚、図4,5に示すように、前記ステージ11は、例えばモータを駆動源とするボールねじ機構からなる昇降装置25(昇降手段)によって昇降移動可能となされている
そして、前記下部チャンバ9に前記上部チャンバ10を被せた状態で、チャンバ内の処理空間を前記真空ポンプ15により所定の真空度まで減圧できるようになっている。
前記給気口16には、図4,5に示すように給気管17が接続され、更に給気管17には、不活性ガス供給部18(給気手段)が接続されている。
そして、前記不活性ガス供給部18(給気手段)から給気管17を介して給気口16には不活性ガス(例えば窒素ガス)が供給され、チャンバ内雰囲気がパージされる。
この熱処理板20は、図9に示すように、複数のエリア20aに分割して温度制御することが可能となっている。即ち、図9に示す熱処理板20は、6×6の36個のエリア20aに分割されている。
そして、例えば、複数のエリア20aを夫々、個別に温度制御できるように構成されている。例えば、この熱処理板20の領域20A、20B、20Cを加熱状態にする必要がある場合には、それら領域に対応するエリア20aを制御し、加熱状態になすように構成されている。
図10に示すように、熱処理板20の各エリア20aに加熱冷却ユニット20a1が設けられ、また温度センサー20bも配置されている。加熱冷却ユニット20a1の加熱手段としては、赤外線ヒータやペルチェ素子を用いることができ、また冷却手段としてはペルチェ素子を用いることができる。
前記加熱冷却ユニット20a1は、加熱冷却制御部40に接続され、加熱冷却制御部40と温度センサー20bは共に温度制御部41へ接続されている。
この温度制御を、熱処理板20のエリア20a毎に行うことができるため、精度の高い温度制御を行うことができる。
即ち、被処理基板Gの表面を流れる気流方向、流速のバラツキにより、基板表面のレジスト膜の乾燥速度にバラツキが生じ、その状態にてプリベークを行い、露光し、現像処理を行うと、残膜にもバラツキが生じる。
より具体的には、基板表面のレジスト膜の上を流れる気流が早い場合は、レジスト膜の乾燥も速くなり、現像処理後の残膜も厚くなる。一方、基板表面のレジスト膜の上を流れる気流が遅い場合は、レジスト膜の乾燥も遅くなり、現像処理後の残膜も薄くなる。
したがって、予め基板の各エリアの残膜状態を計測することで、残膜が厚いエリアについては、レジスト膜の乾燥速度を抑制するために、基板温度を常温より低くし、また、残膜が薄いエリアについては、レジスト膜の乾燥速度を促進するために、基板温度を常温より高くする。このように、基板の各エリアの温度を制御することで、残膜を制御することが可能となる。
先ず、基板Gが搬入され搬送アーム7上に載置されると、搬送アーム7はガイドレール6上を移動し、レジスト塗布ユニット4のゲート8下を通過移動する。その際、ゲート8に固定されたノズル3からは、その下を移動する基板Gに対しレジスト液Rが吐出され、基板Gの一辺から他辺に向かってレジスト液Rが塗布される(図7のステップS1)。
尚、レジスト液Rが基板Gの全面にわたり塗布された時点(塗布終了位置)では、基板Gは減圧乾燥ユニット5の上部チャンバ10の下に位置する状態となる。
ここで、基板Gの上面は熱処理板20に近接しており、基板Gの上面にある気体は、熱処理板20の下面を通って排気口13へ流れる。このとき、前記排気口13は例えば2箇所に配置されており、チャンバ内のガスは、2箇所の排気口13に分かれて排気されることになる。
そのため、図6に示すように、基板上に形成される気流方向は一定方向ではなく、バラツキが生じる。また基板上に形成される気流の流速も一定方向ではなく、排気口13の近くが最も流速が早くなり、流速にもバラツキが生じる。
この熱処理板20により、基板表面の塗布膜の温度をエリア毎に制御することで、気流方向のバラツキや気流の流速にバラツキがあっても、塗布膜の乾燥速度の補正を行うことができ、乾燥ムラを抑制することが可能となる。
また、給気口16付近の低速気流エリア23については、気流が遅く塗布膜の乾燥速度が遅くなる為に、熱処理板20の高温制御エリア20Aの制御温度を室温よりも高く設定することで、塗布膜の乾燥速度を促進することができる。
このようにして、例えば、予め塗布膜の露光後の現像膜減り量を基板のエリア毎に計測し、その計測データを下に、熱処理板20の加熱または冷却の温度を決定し、加熱冷却ユニット20a1毎に温度制御を行うことで、塗布膜の乾燥度合を制御することが可能となる。
チャンバ内が常気圧に達した(図7のステップ8)ところで、上部チャンバ移動手段12により上部チャンバ10が上昇移動され(図7のステップS9)、ステージ11が基板搬送位置まで上昇し(図7のステップS10)、基板Gは減圧乾燥ユニット5から次の処理工程に向け搬出される。
その場合、温調ステージ26の大きさを可能な限り大きく製作することが好ましい。また、熱処理板20と温調ステージ26の両方を使用してもよい。
また、前記実施の形態において、基板Gは、減圧乾燥ユニット5に対し、搬送アーム7により搬入出がなされる例を示したが、それに限定されず、コロ搬送により基板搬入出を行う構造にも本発明の減圧乾燥装置を適用することができる。
5 減圧乾燥ユニット(減圧乾燥装置)
9 下部チャンバ
10 上部チャンバ
11 ステージ
12 上部チャンバ移動手段
13 排気口
14 排気管
15 真空ポンプ
16 給気口
17 給気管
18 不活性ガス供給部
20 熱処理板(熱処理手段)
20a エリア
20a1 加熱冷却ユニット
20b 温度センサー
25 昇降装置
40 加熱冷却制御部
41 温度制御部
Claims (4)
- 塗布液が塗布された被処理基板に対し前記塗布液の減圧乾燥処理を行い、塗布膜を形成する減圧乾燥装置であって、
被処理基板を収容し、処理空間を形成するチャンバと、
前記チャンバ内に設けられ、前記被処理基板を保持する保持部と、
前記保持部を昇降移動させる昇降手段と、
前記チャンバに形成された給気口と、
前記給気口から不活性ガスをチャンバ内の処理空間に供給する供給手段と、
前記チャンバに形成された排気口と、
前記排気口からチャンバ内の雰囲気を排気する排気手段と、
前記被処理基板の上方に設けられ、複数のエリアに分割された第1の熱処理部と、
前記第1の熱処理部のエリア毎に温度制御する第1の制御部と、
を備え、
前記減圧乾燥処理する際、前記第1の制御部にて前記第1の熱処理部をエリア毎に制御し、被処理基板を加熱または冷却することを特徴とする減圧乾燥装置。 - 塗布液が塗布された被処理基板に対し前記塗布液の減圧乾燥処理を行い、塗布膜を形成する減圧乾燥装置であって、
被処理基板を収容し、処理空間を形成するチャンバと、
前記チャンバ内に設けられ、前記被処理基板を保持する保持部と、
前記保持部を昇降移動させる昇降手段と、
前記チャンバに形成された給気口と、
前記給気口から不活性ガスをチャンバ内の処理空間に供給する供給手段と、
前記チャンバに形成された排気口と、
前記排気口からチャンバ内の雰囲気を排気する排気手段と、
前記保持部に設けられ、複数のエリアに分割された第2の熱処理部と、
前記第2の熱処理部のエリア毎に温度制御する第2の制御部と
を備え、
前記減圧乾燥処理する際、前記第2の制御部にて前記第2の熱処理部をエリア毎に制御し、被処理基板を加熱または冷却することを特徴とする減圧乾燥装置。 - 前記第1、第2の熱処理部は、加熱または冷却手段を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の減圧乾燥装置。
- 前記加熱手段は赤外線ヒータあるいはペルチェ素子であり、冷却手段はペルチェ素子であること特徴とする請求項3に記載の減圧乾燥装置。
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