JP2023133315A - 加熱処理装置、および加熱処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】チャンバの内部にある異物の充分な除去が可能な有機膜形成装置、および有機膜形成装置のクリーニング方法を提供することである。【解決手段】チャンバ内に支持され、均熱部で囲われたワークを加熱処理する。チャンバの内部空間を第１の圧力まで減圧し、ワークを加熱部により加熱処理し、加熱処理後、均熱部を冷却する第１の冷却工程とワークを冷却する第２の冷却工程を実施し、第２の冷却工程は、チャンバ内の内圧が第２の圧力となったときに開始する。第２の圧力は第１の圧力よりも大気圧に近い圧力である。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、加熱処理装置、および加熱処理方法に関する。

有機膜形成装置は、例えば、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能なチャンバと、チャンバの内部に設けられ、ワークを加熱するヒータと、を備えている。この様な有機膜形成装置は、有機材料と溶媒を含む溶液が塗布された基板を、大気圧よりも減圧された雰囲気において加熱し、溶液に含まれている溶媒を蒸発させることで、有機膜を形成する。（例えば、特許文献１を参照）
ここで、溶液を加熱した際に、溶液に含まれていた物質が昇華（気化）する場合がある。昇華物に含まれている成分は、加熱されたワークよりも温度の低いチャンバの内壁などに固体となって付着する場合がある。チャンバの内壁などに付着した固体が、チャンバの内壁などから剥がれると、パーティクルなどの異物となってワークの表面に付着するおそれがある。

そのため、定期的に、あるいは必要に応じて、チャンバの内壁などに付着した固体を除去するクリーニングが行われる。例えば、半導体製造装置などの、有機膜形成装置とは異なる技術分野においては、チャンバを密閉した状態で、チャンバの内部の排気と、チャンバの内部へのクリーニングガスの供給と、を順次実行することで、チャンバの内部にある異物を排出する技術が提案されている。（特許文献２を参照）
ところが、有機膜形成装置において、半導体製造装置のようなクリーニング（例えば、チャンバを密閉した状態で、チャンバの内部の排気と、チャンバの内部へのクリーニングガスの供給と、を順次実行するクリーニング）を行っても、異物の充分な除去ができないことが判明した。
そこで、チャンバの内部にある、パーティクルなどの異物の充分な除去が可能な有機膜形成装置、および有機膜形成装置のクリーニング方法の開発が望まれていた。

特開２０１９－１８４２２９号公報 特開２００２－１８４７０８号公報

本発明が解決しようとする課題は、チャンバの内部にある異物の充分な除去が可能な有機膜形成装置、および有機膜形成装置のクリーニング方法を提供することである。

実施形態に係る加熱処理装置は、チャンバと、前記チャンバの内部に設けられ、支持部により支持されるワークを処理する処理領域と、前記チャンバの内部に設けられ、前記処理領域を囲うように設けられる均熱部と、前記チャンバの内部に設けられ、前記処理領域内の前記ワークを加熱する加熱部と、前記均熱部により囲われた前記処理領域の外側に設けられ、前記均熱部を冷却する冷却ガスを供給する第１のノズルと、前記均熱部により囲われた前記処理領域の内側に設けられ、前記ワークを直接冷却する冷却ガスを供給する第２のノズルと、前記第１のノズルおよび前記第２のノズルを制御するガス制御部と、前記チャンバの内部を排気し、前記チャンバの内圧が第１の圧力となるよう制御する圧力制御部を有する排気部と、を有し、前記排気部は、前記加熱部による前記ワークの加熱時に前記チャンバの内圧が前記第１の圧力となるよう制御し、前記ガス制御部は、前記加熱部による前記ワークの加熱の後、前記第１のノズルからの前記冷却ガスの供給を開始し、前記チャンバの内圧が第２の圧力となったときに前記第２のノズルからの前記冷却ガスの供給を開始するよう制御し、前記第２の圧力は前記第１の圧力よりも大気圧に近い圧力であることを特徴とする。
実施形態に係る加熱処理方法は、チャンバ内に支持され、均熱部で囲われたワークを加熱処理する加熱処理方法であって、前記チャンバの内部空間を第１の圧力まで減圧する排気工程と、前記ワークを加熱部により加熱処理する加熱処理工程と、前記加熱処理工程の後、前記均熱部を冷却する第１の冷却工程と、前記加熱処理工程の後、前記ワークを冷却する第２の冷却工程と、を有し、前記第２の冷却工程は、前記チャンバ内の内圧が第２の圧力となったときに開始し、前記第２の圧力は前記第１の圧力よりも大気圧に近い圧力であることを特徴とする。

本発明の実施形態によれば、チャンバの内部にある異物の充分な除去が可能な有機膜形成装置、および有機膜形成装置のクリーニング方法が提供される。

本実施の形態に係る有機膜形成装置を例示するための模式斜視図である。 ワークの処理工程を例示するためのグラフである。 クリーニング部の作用を例示するための模式断面図である。 排気部によるパーティクルの排出と、クリーニング部によるパーティクルの排出とを組み合わせた場合のグラフである。 クリーニング部によるパーティクルの排出のみを行った場合のグラフである。 クリーニング部によるパーティクルの排出のみを行った場合のグラフである。 他の実施形態に係るクリーニング部を例示するための模式断面図である。 他の実施形態に係るクリーニング部を例示するための模式断面図である。 他の実施形態に係る有機膜形成装置を例示するための模式斜視図である。 他の実施形態に係るクリーニング部を例示するための模式断面図である。 他の実施形態に係る有機膜形成装置を例示するための模式斜視図である。 他の実施形態に係るクリーニング部を例示するための模式断面図である。

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

図１は、本実施の形態に係る有機膜形成装置１を例示するための模式斜視図である。
なお、図１中のＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向は、互いに直交する三方向を表している。本明細書における上下方向は、Ｚ方向とすることができる。

有機膜を形成する前のワーク１００は、基板と、基板の上面に塗布された溶液と、を有する。
基板は、例えば、ガラス基板や半導体ウェーハなどとすることができる。ただし、基板は、例示をしたものに限定されるわけではない。
溶液は、例えば、有機材料と溶剤を含んでいる。有機材料は、溶剤により溶解が可能なものであれば特に限定はない。溶液は、例えば、ポリアミド酸を含むワニスなどとすることができる。ただし、溶液は、例示をしたものに限定されるわけではない。

図１に示すように、有機膜形成装置１には、例えば、チャンバ１０、排気部２０、処理部３０、冷却部４０、クリーニング部５０、およびコントローラ６０が設けられている。

コントローラ６０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算部と、メモリなどの記憶部とを備えている。コントローラ６０は、例えば、コンピュータなどとすることができる。コントローラ６０は、記憶部に格納されている制御プログラムに基づいて、有機膜形成装置１に設けられた各要素の動作を制御する。

チャンバ１０は、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能な気密構造を有している。チャンバ１０は、箱状を呈している。チャンバ１０の外観形状には特に限定はない。チャンバ１０の外観形状は、例えば、直方体とすることができる。チャンバ１０は、例えば、ステンレスなどの金属から形成することができる。

Ｙ方向において、チャンバ１０の一方の端部にはフランジ１１を設けることができる。フランジ１１には、Ｏリングなどのシール材１２を設けることができる。チャンバ１０の、フランジ１１が設けられた側の開口１１ａは、扉１３により開閉可能となっている。図示しない駆動装置により、扉１３がフランジ１１（シール材１２）に押し付けられることで、チャンバ１０の開口１１ａが気密になるように閉鎖される。図示しない駆動装置により、扉１３がフランジ１１から離隔することで、チャンバ１０の開口１１ａが解放され、開口１１ａを介したワーク１００の搬入または搬出が可能となる。また、チャンバ１０の開口１１ａが解放されることで、後述するクリーニング部５０によるクリーニングが可能となる。
すなわち、チャンバ１０は、ワーク１００を搬入または搬出する開口１１ａを有し、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能となっている。扉１３は、チャンバ１０の開口１１ａを開閉可能となっている。

Ｙ方向において、チャンバ１０の他方の端部にはフランジ１４を設けることができる。フランジ１４には、Ｏリングなどのシール材１２を設けることができる。チャンバ１０の、フランジ１４が設けられた側の開口は、蓋１５により開閉可能となっている。例えば、蓋１５は、ネジなどの締結部材を用いてフランジ１４に着脱可能に設けることができる。メンテナンスなどを行う際には、蓋１５を取り外すことで、チャンバ１０の、フランジ１４が設けられた側の開口を露出させる。

チャンバ１０の外壁、および扉１３の外面には冷却部１６を設けることができる。冷却部１６には、図示しない冷却水供給部が接続されている。冷却部１６は、例えば、ウォータージャケット（Water Jacket）とすることができる。冷却部１６が設けられていれば、チャンバ１０の外壁の温度や、扉１３の外面の温度が所定の温度よりも高くなるのを抑制することができる。

排気部２０は、チャンバ１０の内部を排気する。排気部２０は、例えば、第１の排気部２１、第２の排気部２２、および第３の排気部２３を有する。
第１の排気部２１は、例えば、チャンバ１０の底面に設けられた排気口１７に接続されている。
第１の排気部２１は、例えば、排気ポンプ２１ａと、圧力制御部２１ｂとを有する。
排気ポンプ２１ａは、大気圧から所定の圧力まで粗引き排気を行う排気ポンプとすることができる。そのため、排気ポンプ２１ａは、後述する排気ポンプ２２ａよりも排気量が多い。排気ポンプ２１ａは、例えば、ドライ真空ポンプなどとすることができる。

圧力制御部２１ｂは、例えば、排気口１７と排気ポンプ２１ａとの間に設けられている。圧力制御部２１ｂは、チャンバ１０の内圧を検出する図示しない真空計などの出力に基づいて、チャンバ１０の内圧が所定の圧力となるように制御する。圧力制御部２１ｂは、例えば、ＡＰＣ（Auto Pressure Controller）などとすることができる。

なお、排気口１７と圧力制御部２１ｂとの間には、排気された昇華物をトラップするためのコールドトラップ２４が設けられている。また、排気口１７とコールドトラップ２４との間にバルブ２５が設けられている。バルブ２５は、後述の冷却工程において、流体１０１がコールドトラップ２４に流入するのを防ぐ役割を果たす。

第２の排気部２２は、例えば、チャンバ１０の底面に設けられた排気口１８に接続されている。
第２の排気部２２は、例えば、排気ポンプ２２ａと、圧力制御部２２ｂを有する。
排気ポンプ２２ａは、排気ポンプ２１ａによる粗引き排気の後、さらに低い所定の圧力まで排気を行う。排気ポンプ２２ａは、例えば、高真空の分子流領域まで排気可能な排気能力を有する。例えば、排気ポンプ２２ａは、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ：Turbo Molecular Pump）などとすることができる。

圧力制御部２２ｂは、例えば、排気口１８と排気ポンプ２２ａとの間に設けられている。圧力制御部２２ｂは、チャンバ１０の内圧を検出する図示しない真空計などの出力に基づいて、チャンバ１０の内圧が所定の圧力となるように制御する。圧力制御部２２ｂは、例えば、ＡＰＣなどとすることができる。なお、排気口１８と圧力制御部２１ｂとの間には、第１の排気部２１と同様に、コールドトラップ２４およびバルブ２５を設けることができる。

なお、以上においては、排気口１７および排気口１８がチャンバ１０の底面に設けられる場合を例示したが、排気口１７および排気口１８は、例えば、チャンバ１０の天井面に設けることもできる。排気口１７および排気口１８がチャンバ１０の底面、または天井面に設けられていれば、チャンバ１０の内部に、チャンバ１０の底面、または天井面に向かう気流を形成することができる。

ここで、有機材料と溶媒を含む溶液が塗布されたワーク１００を加熱した際に、溶液に含まれていた物質が昇華（気化）する場合がある。昇華物に含まれている成分は、加熱されたワーク１００よりも温度の低いチャンバ１０の内壁などに固体となって付着する場合がある。チャンバ１０の内壁などに付着した固体が、チャンバ１０の内壁などから剥がれると、パーティクルなどの異物となってワーク１００の表面に付着するおそれがある。

この場合、チャンバ１０の内部に、チャンバ１０の底面、または天井面に向かう気流が形成されていれば、昇華物やパーティクルなどの異物を、気流に乗せてチャンバ１０の外部に排出し易くなる。そのため、パーティクルなどの異物が、ワーク１００に付着するのを抑制することができる。

処理部３０は、例えば、フレーム３１、加熱部３２、支持部３３、均熱部３４、均熱板支持部３５、および、カバー３６を有する。
処理部３０の内部には、処理領域３０ａおよび処理領域３０ｂが設けられている。処理領域３０ａ、３０ｂは、ワーク１００に処理を施す空間となる。ワーク１００は、処理領域３０ａ、３０ｂの内部に支持される。処理領域３０ｂは、処理領域３０ａの上方に設けられている。なお、２つの処理領域が設けられる場合を例示したがこれに限定されるわけではない。１つの処理領域のみが設けられるようにすることもできるし、３つ以上の処理領域が設けられるようにすることもできる。本実施の形態においては、一例として、２つの処理領域が設けられる場合を例示するが、１つの処理領域、および、３つ以上の処理領域が設けられる場合も同様に考えることができる。

処理領域３０ａ、３０ｂは、加熱部３２と加熱部３２との間に設けられている。処理領域３０ａ、３０ｂは、均熱部３４（上部均熱板３４ａ、下部均熱板３４ｂ、側部均熱板３４ｃ、側部均熱板３４ｄ）により囲まれている。

後述するように、上部均熱板３４ａおよび下部均熱板３４ｂは、複数の板状の部材が複数の均熱板支持部３５によって支持されることで形成される。このため、処理領域３０ａとチャンバ１０の内部の空間は、上部均熱板３４ａ同士の間、および下部均熱板３４ｂ同士の間などに設けられた隙間を介して繋がっている。また、上部均熱板３４ａ（下部均熱板３４ｂ）と側部均熱板３４ｃとの間、および上部均熱板３４ａ（下部均熱板３４ｂ）と側部均熱板３４ｄとの間にも隙間が形成されている。そのため、チャンバ１０の内壁と処理部３０との間の空間の圧力が減圧されると、処理領域３０ａの内部の空間も減圧される。なお、処理領域３０ｂは、処理領域３０ａと同様の構造であるので、説明は省略する。

チャンバ１０の内壁と処理部３０との間の空間の圧力が減圧されていれば、処理領域３０ａ、３０ｂから外部に放出される熱を抑制することができる。すなわち、加熱効率や蓄熱効率を向上させることができる。そのため、後述するヒータ３２ａに印加する電力を低減させることができる。また、ヒータ３２ａに印加する電力を低減させることができれば、ヒータ３２ａの温度が所定の温度以上となるのを抑制することができるので、ヒータ３２ａの寿命を長くすることができる。

また、蓄熱効率が向上するので、処理領域３０ａ、３０ｂの温度を迅速に上昇させることができる。そのため、急激な温度上昇を必要とする処理にも対応が可能となる。また、チャンバ１０の外壁の温度が高くなるのを抑制することができるので、冷却部１６を簡易なものとすることができる。

フレーム３１は、細長い板材や形鋼などからなる骨組み構造を有している。フレーム３１の外観形状は、チャンバ１０の外観形状と同様とすることができる。フレーム３１の外観形状は、例えば、直方体とすることができる。

加熱部３２は、複数設けられている。加熱部３２は、処理領域３０ａ、３０ｂの下部、および処理領域３０ａ、３０ｂの上部に設けることができる。処理領域３０ａ、３０ｂの下部に設けられた加熱部３２は、下部加熱部となる。処理領域３０ａ、３０ｂの上部に設けられた加熱部３２は、上部加熱部となる。下部加熱部は、上部加熱部と対向している。なお、複数の処理領域が上下方向に重ねて設けられる場合には、下側の処理領域に設けられた上部加熱部は、上側の処理領域に設けられた下部加熱部と兼用することができる。

加熱部３２は、チャンバ１０の内部に設けられ、ワーク１００を加熱する。
例えば、処理領域３０ａに支持されたワーク１００の下面（裏面）は、処理領域３０ａの下部に設けられた加熱部３２により加熱される。処理領域３０ａに支持されたワーク１００の上面（表面）は、処理領域３０ａと処理領域３０ｂとにより兼用される加熱部３２により加熱される。

処理領域３０ｂに支持されたワーク１００の下面（裏面）は、処理領域３０ａと処理領域３０ｂとにより兼用される加熱部３２により加熱される。処理領域３０ｂに支持されたワーク１００の上面（表面）は、処理領域３０ｂの上部に設けられた加熱部３２により加熱される。
この様にすれば、加熱部３２の数を減らすことができるので消費電力の低減、製造コストの低減、省スペース化などを図ることができる。

複数の加熱部３２のそれぞれは、少なくとも１つのヒータ３２ａと、一対のホルダ３２ｂを有する。なお、以下においては、複数のヒータ３２ａが設けられる場合を説明する。
ヒータ３２ａは、棒状を呈し、一対のホルダ３２ｂの間をＹ方向に延びている。複数のヒータ３２ａは、Ｘ方向に並べて設けることができる。複数のヒータ３２ａは、例えば、等間隔に設けることができる。ヒータ３２ａは、例えば、シーズヒータ、遠赤外線ヒータ、遠赤外線ランプ、セラミックヒータ、カートリッジヒータなどとすることができる。また、各種ヒータを石英カバーで覆うこともできる。

なお、本明細書においては、石英カバーで覆われた各種ヒータをも含めて「棒状のヒータ」と称する。また、「棒状」の断面形状には限定がなく、例えば、円柱状や角柱状なども含まれる。
また、ヒータ３２ａは、例示をしたものに限定されるわけではない。ヒータ３２ａは、大気圧よりも減圧された雰囲気においてワーク１００を加熱することができるものであればよい。すなわち、ヒータ３２ａは、放射による熱エネルギーを利用するものであればよい。

上部加熱部および下部加熱部における複数のヒータ３２ａの仕様、数、間隔などは、加熱する溶液の組成（溶液の加熱温度）、ワーク１００の大きさなどに応じて適宜決定することができる。複数のヒータ３２ａの仕様、数、間隔などは、シミュレーションや実験などを行うことで適宜決定することができる。

また、複数のヒータ３２ａが設けられた空間は、ホルダ３２ｂ、上部均熱板３４ａ、下部均熱板３４ｂ、側部均熱板３４ｃ、および側部均熱板３４ｄにより囲まれている。上部均熱板３４ａ同士の間、下部均熱板３４ｂ同士の間には隙間が設けられている。そのため、後述する冷却部４０から、複数のヒータ３２ａが設けられた空間に供給された冷却ガスの一部が処理領域３０ａあるいは、処理領域３０ｂに流入する。しかし、複数のヒータ３２ａが設けられた空間は、ほぼ閉鎖された空間と見なすことができる。したがって、複数のヒータ３２ａが設けられた空間に冷却部４０から冷却ガスを供給することで、複数のヒータ３２ａ、上部均熱板３４ａ、下部均熱板３４ｂ、側部均熱板３４ｃ、および側部均熱板３４ｄを冷却することができる。

一対のホルダ３２ｂは、Ｘ方向（例えば、処理領域３０ａ、３０ｂの長手方向）に延びている。一対のホルダ３２ｂは、Ｙ方向において、互いに対向している。一方のホルダ３２ｂは、フレーム３１の、扉１３側の端面に固定されている。他方のホルダ３２ｂは、フレーム３１の、扉１３側とは反対側の端面に固定されている。一対のホルダ３２ｂは、例えば、ネジなどの締結部材を用いてフレーム３１に固定することができる。一対のホルダ３２ｂは、ヒータ３２ａの端部近傍の非発熱部を保持する。一対のホルダ３２ｂは、例えば、細長い金属の板材や形鋼などから形成することができる。一対のホルダ３２ｂの材料には特に限定はないが、耐熱性と耐食性を有する材料とすることが好ましい。一対のホルダ３２ｂの材料は、例えば、ステンレスなどとすることができる。

支持部３３は、チャンバ１０の内部に設けられ、ワーク１００を支持する。例えば、支持部３３は、上部加熱部と下部加熱部との間にワーク１００を支持する。支持部３３は、複数設けることができる。複数の支持部３３は、処理領域３０ａの下部、および、処理領域３０ｂの下部に設けられている。複数の支持部３３は、棒状体とすることができる。

複数の支持部３３の一方の端部（上方の端部）は、ワーク１００の下面（裏面）に接触する。そのため、複数の支持部３３の一方の端部の形状は、半球状などとすることが好ましい。複数の支持部３３の一方の端部の形状が半球状であれば、ワーク１００の下面に損傷が発生するのを抑制することができる。また、ワーク１００の下面と複数の支持部３３との接触面積を小さくすることができるので、ワーク１００から複数の支持部３３に伝わる熱を少なくすることができる。

ワーク１００は、大気圧よりも減圧された雰囲気において、放射による熱エネルギーにより加熱されるので、上部加熱部からワーク１００の上面までの距離、及び下部加熱部からワーク１００の下面までの距離は、放射による熱エネルギーがワーク１００に到達できる距離となっている。

複数の支持部３３の他方の端部（下方の端部）は、例えば、一対のフレーム３１の間に架け渡された複数の棒状部材または板状部材などに固定することができる。この場合、複数の支持部３３は、棒状部材などに着脱可能に設けることが好ましい。この様にすれば、メンテナンスなどの作業が容易となる。

複数の支持部３３の数、配置、間隔などは、ワーク１００の大きさや剛性（撓み）などに応じて適宜変更することができる。
複数の支持部３３の材料には特に限定はないが、耐熱性と耐食性を有する材料とすることが好ましい。複数の支持部３３の材料は、例えば、ステンレスなどとすることができる。

均熱部３４は、複数の上部均熱板３４ａ、複数の下部均熱板３４ｂ、複数の側部均熱板３４ｃ、および、複数の側部均熱板３４ｄを有する。複数の上部均熱板３４ａ、複数の下部均熱板３４ｂ、複数の側部均熱板３４ｃ、および、複数の側部均熱板３４ｄは、板状を呈している。

複数の上部均熱板３４ａは、上部加熱部において下部加熱部側（ワーク１００側）に設けられている。複数の上部均熱板３４ａは、複数のヒータ３２ａと離隔して設けられている。すなわち、複数の上部均熱板３４ａの上側表面と複数のヒータ３２ａの下表面との間には隙間が設けられている。複数の上部均熱板３４ａは、Ｘ方向に並べて設けられている。複数の上部均熱板３４ａ同士の間には隙間が設けられている。隙間が設けられていれば、熱膨張による寸法差を吸収することができる。そのため、上部均熱板３４ａ同士が干渉して変形が生じるのを抑制することができる。また、前述したように、この隙間を介して、処理領域３０ａ、３０ｂの空間の圧力を減圧することができる。

複数の下部均熱板３４ｂは、下部加熱部において上部加熱部側（ワーク１００側）に設けられている。複数の下部均熱板３４ｂは、複数のヒータ３２ａと離隔して設けられている。すなわち、複数の下部均熱板３４ｂの下側表面と複数のヒータ３２ａの上側表面との間には隙間が設けられている。複数の下部均熱板３４ｂは、Ｘ方向に並べて設けられている。複数の下部均熱板３４ｂ同士の間には隙間が設けられている。隙間が設けられていれば、熱膨張による寸法差を吸収することができる。そのため、下部均熱板３４ｂ同士が干渉して変形が生じるのを抑制することができる。また、この隙間を介して、処理領域３０ａ、３０ｂの空間の圧力を減圧することができる。

側部均熱板３４ｃは、Ｘ方向において、処理領域３０ａ、３０ｂの両側の側部のそれぞれに設けられている。側部均熱板３４ｃは、カバー３６の内側に設けることができる。また、前述したように、側部均熱板３４ｃは、上部均熱板３４ａあるいは、下部均熱板３４ｂとの間に隙間が設けられている。この隙間を介して、処理領域３０ａ、３０ｂの空間の圧力を減圧することができる。

側部均熱板３４ｄは、Ｙ方向において、処理領域３０ａ、３０ｂの両側の側部のそれぞれに設けられている。扉１３側に設けられる側部均熱板３４ｄは、カバー３６と間隔をあけて扉１３に設けることができる。蓋１５側に設けられる側部均熱板３４ｄは、カバー３６の内側に設けることができる。また、前述したように、側部均熱板３４ｄは、上部均熱板３４ａあるいは、下部均熱板３４ｂとの間に隙間が設けられている。この隙間を介して、処理領域３０ａ、３０ｂの空間の圧力を減圧することができる。

本実施形態では、上部均熱板３４ａ同士の間、および下部均熱板３４ｂ同士の間などに設けられた隙間は、上部均熱板３４ａ（下部均熱板３４ｂ）と側部均熱板３４ｃとの間、および上部均熱板３４ａ（下部均熱板３４ｂ）と側部均熱板３４ｄとの間に設けられた隙間よりも大きくなるように形成されている。その理由については後述する。

前述したように、複数のヒータ３２ａは、棒状を呈し、所定の間隔を空けて並べて設けられている。ヒータ３２ａが棒状である場合、ヒータ３２ａの中心軸から放射状に熱が放射される。この場合、ヒータ３２ａの中心軸と加熱される部分との間の距離が短くなるほど加熱される部分の温度が高くなる。そのため、複数のヒータ３２ａに対して対向するようにワーク１００が保持された場合には、ヒータ３２ａの直上または直下に位置するワーク１００の領域は、複数のヒータ３２ａ同士の間の空間の直上または直下に位置するワーク１００の領域よりも温度が高くなる。すなわち、棒状を呈する複数のヒータ３２ａを用いてワーク１００を直接加熱すると、加熱されたワーク１００の温度に面内分布が生じる。

ワーク１００の温度に面内分布が生じると、形成された有機膜の品質が低下するおそれがある。例えば、温度が高くなった部分に泡が発生したり、温度が高くなった部分において有機膜の組成が変化したりするおそれがある。

本実施の形態に係る有機膜形成装置１には、前述した複数の上部均熱板３４ａおよび複数の下部均熱板３４ｂが設けられている。そのため、複数のヒータ３２ａから放射された熱は、複数の上部均熱板３４ａおよび複数の下部均熱板３４ｂに入射し、これらの内部を面方向に伝搬しながらワーク１００に向けて放射される。その結果、ワーク１００の温度に面内分布が生じるのを抑制することができ、ひいては形成された有機膜の品質を向上させることができる。

複数の上部均熱板３４ａおよび複数の下部均熱板３４ｂは、入射した熱を面方向に伝搬させるので、これらの材料は、熱伝導率の高い材料とすることが好ましい。複数の上部均熱板３４ａおよび複数の下部均熱板３４ｂは、例えば、アルミニウム、銅、ステンレスなどとすることができる。なお、アルミニウムや銅などの酸化しやすい材料を用いる場合には、酸化しにくい材料を含む層を表面に設けることが好ましい。

複数の上部均熱板３４ａおよび複数の下部均熱板３４ｂから放射された熱の一部は、処理領域の側方に向かう。そのため、処理領域の側部には、前述した側部均熱板３４ｃ、３４ｄが設けられている。側部均熱板３４ｃ、３４ｄに入射した熱は、側部均熱板３４ｃ、３４ｄを面方向に伝搬しながら、その一部がワーク１００に向けて放射される。そのため、ワーク１００の加熱効率を向上させることができる。

側部均熱板３４ｃ、３４ｄの材料は、前述した上部均熱板３４ａおよび下部均熱板３４ｂの材料と同じとすることができる。

なお、以上においては、複数の上部均熱板３４ａおよび複数の下部均熱板３４ｂが、Ｘ方向に並べて設けられる場合を例示したが、上部均熱板３４ａおよび下部均熱板３４ｂの少なくとも一方は、単一の板状部材とすることもできる。

複数の均熱板支持部３５は、Ｘ方向に並べて設けられている。均熱板支持部３５は、Ｘ方向において、上部均熱板３４ａ同士の間の直下に設けることができる。複数の均熱板支持部３５は、ネジなどの締結部材を用いて一対のホルダ３２ｂに固定することができる。一対の均熱板支持部３５は、上部均熱板３４ａの両端を着脱自在に支持する。なお、複数の下部均熱板３４ｂを支持する複数の均熱板支持部３５も同様の構成を有することができる。

一対の均熱板支持部３５により、上部均熱板３４ａおよび下部均熱板３４ｂが支持されていれば、上部均熱板３４ａおよび下部均熱板３４ｂが熱膨張したとしても、上部均熱板３４ａと下部均熱板３４ｂが干渉するのを抑制することができる。そのため、上部均熱板３４ａおよび下部均熱板３４ｂが変形するのを抑制することができる。

カバー３６は、板状を呈し、フレーム３１の上面、底面、および側面を覆っている。すなわち、カバー３６によりフレーム３１の内部が覆われている。ただし、扉１３側のカバー３６は、例えば、扉１３に設けることができる。

カバー３６は処理領域３０ａ、３０ｂを囲っているが、フレーム３１の上面と側面の境目、フレーム３１の側面と底面の境目、扉１３の付近には、隙間が設けられている。

また、フレーム３１の上面および底面に設けられるカバー３６は複数に分割されている。また、分割されたカバー３６同士の間には隙間が設けられている。すなわち、処理部３０（処理領域３０ａ、処理領域３０ｂ）の内部空間は、これらの隙間を介して、チャンバ１０の内部空間に連通している。そのため、処理領域３０ａ、３０ｂの圧力が、チャンバ１０の内壁とカバー３６との間の空間の圧力と同じとなるようにすることができる。カバー３６は、例えば、ステンレスなどから形成することができる。

冷却部４０は、加熱部３２が設けられた領域に冷却ガスを供給する。例えば、冷却部４０は、冷却ガスにより、処理領域３０ａ、３０ｂを囲む均熱部３４を冷却し、冷却された均熱部３４により高温状態にあるワーク１００を間接的に冷却する。また、例えば、冷却部４０は、ワーク１００に冷却ガスを供給して、高温状態にあるワーク１００を直接的に冷却することもできる。

つまり、冷却部４０は、ワーク１００を、間接的および直接的に冷却することができる。また、冷却部４０は、後述するクリーニング工程において、後述するクリーニングガスＧを処理領域３０ａ、３０ｂに供給するクリーニング部５０としての役割を有することができる。

冷却部４０は、例えば、第１のガス供給経路４０ａと、第２のガス供給経路４０ｂとを有する。
まず、第１のガス供給経路４０ａについて説明する。第１のガス供給経路４０ａは、ノズル４１、ガス源４２、ガス制御部４３および切替バルブ５４を有する。

図１に示すように、ノズル４１は、複数のヒータ３２ａが設けられた空間に接続することができる。ノズル４１は、例えば、カバー３６を貫通し、側部均熱板３４ｃやフレーム３１などに取り付けることができる。ノズル４１は、Ｙ方向において、複数個設けることができる（図３参照）。なお、ノズル４１の数や配置は適宜変更することができる。例えば、Ｘ方向において、処理部３０の一方の側にノズル４１を設けることもできるし、処理部３０の両側にノズル４１を設けることもできる。

ガス源４２は、ノズル４１に冷却ガスを供給する。ガス源４２は、例えば、高圧ガスボンベ、工場配管などとすることができる。また、ガス源４２は、複数設けることもできる。

冷却ガスは、加熱されたワーク１００と反応し難いガスとすることが好ましい。冷却ガスは、例えば、窒素ガス、希ガスなどとすることができる。希ガスは、例えば、アルゴンガスやヘリウムガスなどである。冷却ガスが窒素ガスであれば、ランニングコストの低減を図ることができる。ヘリウムガスの熱伝導率は高いので、冷却ガスとしてヘリウムガスを用いれば、冷却時間の短縮を図ることができる。
冷却ガスの温度は、例えば、室温（例えば、２５℃）以下とすることができる。

ガス制御部４３は、ノズル４１とガス源４２との間に設けられている。ガス制御部４３は、例えば、冷却ガスの供給と停止や、冷却ガスの流速および流量の少なくともいずれかの制御を行うことができる。

また、冷却ガスの供給タイミングは、ワーク１００に対する加熱処理が完了した後とすることができる。なお、加熱処理の完了とは、有機膜が形成される温度を所定時間維持した後とすることができる。

切替バルブ５４は、第１のガス供給経路４０ａと第２のガス供給経路４０ｂとを切り替えるためのバルブである。切替バルブ５４は、ノズル４１とガス制御部４３との間であって、チャンバ１０の外部に設けられる。

次に、第２のガス供給経路４０ｂについて説明する。第２のガス供給経路４０ｂは、後述するクリーニング工程において、チャンバ１０の内部をクリーニングするために設けられている。第２のガス供給経路４０ｂは、チャンバ１０の開口１１ａを介して、チャンバ１０の内部にあるパーティクルなどの異物を、チャンバ１０の外部に排出する。例えば、第２のガス供給経路４０ｂは、処理領域３０ａ、３０ｂの内部にクリーニングガスＧを供給して、チャンバ１０の開口１１ａに向かう気流を形成する。

本実施形態では、第２のガス供給経路４０ｂが本発明の「クリーニング部」としても機能する。以下、第２のガス供給経路４０ｂをクリーニング部５０と呼ぶこともある。

クリーニング部５０は、例えば、ノズル４１、ガス源５２、ガス制御部５３、および切替バルブ５４を有する。この場合、クリーニング部５０は、第１のガス供給経路４０ａと切替バルブ５４を介して接続されている。

ガス源５２は、複数のノズル４１にクリーニングガスＧを供給する。ガス源５２は、例えば、高圧ガスボンベ、工場配管などとすることができる。また、ガス源５２は、複数設けることもできる。

クリーニングガスＧは、加熱されたチャンバ１０の内壁や、チャンバ１０の内部にある要素と反応し難いガスとすることが好ましい。クリーニングガスＧは、例えば、クリーンドライエア、窒素ガス、炭酸ガス（ＣＯ２）、希ガスなどとすることができる。希ガスは、例えば、アルゴンガスやヘリウムガスなどである。この場合、クリーニングガスＧがクリーンドライエアや窒素ガスであれば、ランニングコストの低減を図ることができる。

クリーニングガスＧは、前述した冷却ガスと同じとすることもできるし、異なるものとすることもできる。クリーニングガスＧを、冷却ガスと同じとする場合には、ガス源５２およびガス源４２のいずれかを設けるようにすることもできる。
クリーニングガスＧの温度は、例えば、室温（例えば、２５℃）とすることができる。

ガス制御部５３は、切替バルブ５４とガス源５２との間に設けられている。ガス制御部５３は、例えば、クリーニングガスＧの供給と、供給の停止とを制御することができる。また、ガス制御部５３は、例えば、クリーニングガスＧの流速および流量の少なくともいずれかの制御を行うこともできる。クリーニングガスＧの流速や流量は、チャンバ１０の大きさや、ノズル４１の形状、数、配置などに応じて適宜変更することができる。クリーニングガスＧの流速や流量は、例えば、実験やシミュレーションを行うことで適宜求めることができる。

次に、有機膜形成装置１の動作について例示をする。
図２は、ワーク１００の処理工程を例示するためのグラフである。
図２に示すように、有機膜の形成工程は、ワークの搬入工程と、昇温工程と、加熱処理工程と、冷却工程、ワークの搬出工程と、クリーニング工程とを含む。
まず、ワークの搬入工程では、開閉扉１３がフランジ１１から離隔し、ワーク１００がチャンバ１０の内部空間に搬入される。チャンバ１０の内部空間にワーク１００が搬入されると、排気部２０によりチャンバ１０の内部空間が所定の圧力まで減圧される。

チャンバ１０の内部空間が所定の圧力まで減圧されると、ヒータ３２ａに電力が印加される。すると、図２に示すように、ワーク１００の温度が上昇する。ワーク１００の温度が上昇する工程を昇温工程と呼ぶ。本実施形態では、昇温工程が二回（昇温工程（１）、（２））実施される。なお、所定の圧力は、溶液中のポリアミド酸がチャンバ１０の内部空間に残留する酸素と反応して酸化されない圧力であればよい。所定の圧力は、例えば、１×１０－２～１００Ｐａとすればよい。つまり、第２の排気部２２で排気することは、必ずしも必要ではなく、第１の排気部２１で排気が開始された後、チャンバ１０の内部空間が１０～１００Ｐａの範囲内の圧力となったら、加熱部３２によるワーク１００の加熱を開始するようにしてもよい。

昇温工程の後、加熱処理工程が行われる。加熱処理工程は、所定の温度を所定時間維持する工程である。本実施形態では、加熱処理工程（１）および加熱処理工程（２）を設けることができる。
加熱処理工程（１）は、例えば、第１の温度でワーク１００を所定時間加熱し、溶液に含まれている水分やガスなどを排出させる工程とすることができる。第１の温度は、例えば、１００℃～２００℃とすればよい。

加熱処理工程（１）を実施することで、溶液に含まれている水分やガスが完成品である有機膜に含まれることを防ぐことができる。なお、溶液の成分などによっては第１の加熱処理工程は、温度を変えて複数回実施することもできるし、第１の加熱処理工程を省くこともできる。

加熱処理工程（２）は、溶液が塗布された基板（ワーク１００）を、所定の圧力および温度で所定時間維持し、有機膜を形成する工程である。第２の温度は、イミド化が起きる温度とすればよく、例えば、３００℃以上とすればよい。本実施形態では、分子鎖の充填度の高い有機膜を得るため、４００℃～６００℃で加熱処理工程（２）を実施している。

冷却工程は、有機膜が形成されたワーク１００の温度を低下させる工程である。本実施形態では加熱処理工程（２）の後に行われる。ワーク１００は、搬出可能な温度まで冷却される。例えば、搬出されるワーク１００の温度が常温であれば、ワーク１００の搬出が容易である。ところが、有機膜形成装置１においては、ワーク１００は、連続的に加熱処理される。そのため、ワーク１００を搬出するたびにワーク１００の温度を常温にすると、次のワーク１００を昇温させる時間が長くなる。すなわち、生産性が低下するおそれがある。搬出するワーク１００の温度は、例えば、５０℃～９０℃とすればよい。この搬出温度を第３の温度とする。

コントローラ６０は、第１の排気部２１のバルブ２５を閉じる。そして、冷却部４０を制御して、複数のヒータ３２ａが設けられた空間に冷却ガスを供給することで、間接的および直接的にワーク１００の温度を低下させる。

そのため、上部均熱板３４ａ同士の間、および下部均熱板３４ｂ同士の間などに設けられた隙間は、上部均熱板３４ａ（下部均熱板３４ｂ）と側部均熱板３４ｃとの間、および上部均熱板３４ａ（下部均熱板３４ｂ）と側部均熱板３４ｄとの間に設けられた隙間よりも大きい。このようにすることで、冷却部４０が冷却ガスを供給する場合、ワーク１００に向かう冷却ガスの量を増加させることができる。また、処理領域３０ａ、３０ｂから排気される冷却ガスの量を減少させることができる。したがって、ワーク１００を効率的に冷却することができる。

また、有機膜が形成された直後においては、チャンバ１０の内圧が大気圧よりも低い、すなわち、チャンバ１０の内部にガスが少ない状態となっている。そのため、冷却ガスをチャンバ１０の内部に供給しても、供給された冷却ガスにより、昇華物に含まれていた成分が固体となったものが飛散するのを抑制することができる。

コントローラ６０は、チャンバ１０の内圧を検出する図示しない真空計の出力が大気圧と同じ圧力となったら、第２の排気部２２のバルブ２５を閉じ、第３の排気部２３のバルブ２５を開け、冷却ガスを常時排気する。

コントローラ６０は、不図示の温度計の検出値が２００℃以下となったら切替バルブ５４を制御し、複数のヒータ３２ａが設けられた空間にクリーニングガスＧを供給するようにしてもよい。クリーニングガスＧがＣＤＡであって、冷却ガスがＮ２や希ガスで有った場合、Ｎ２や希ガスの使用量を低減することができる。

ワークの搬出工程では、有機膜が形成されたワーク１００の温度が第３の温度となったら、チャンバ１０内に導入していた冷却ガスあるいはクリーニングＧの供給を停止する。そして、開閉扉１３がフランジ１１から離隔し、上記ワーク１００が搬出される。

前述したように、昇華物が、加熱されたワーク１００よりも温度の低い要素に接触すると、昇華物に含まれている成分が固体となって、当該要素に付着する場合がある。

しかしながら、上部均熱板３４ａおよび下部均熱板３４ｂは加熱されているので、昇華物に含まれていた成分が、上部均熱板３４ａおよび下部均熱板３４ｂに付着するのを抑制することができる。また、前述したように、チャンバ１０の内部には、排気口１７または排気口１８が設けられたチャンバ１０の底面（または、天井面）に向かう気流が形成されているので、昇華物は、この気流に乗ってチャンバ１０の外に排出される。

前述の通り、昇華物は、チャンバ１０の外に排出されると考えられていたので、昇華物に含まれていた成分がワーク１００に付着するのを抑制することができると考えられていた。そのため、従来は、上記ワーク１００を搬出した後、次のワーク１００がチャンバ１０内に搬入され、上記の工程が繰り返されていた。

しかし、実際は、少量の昇華物がチャンバ１０の内壁に付着していることが判明した。有機膜の形成工程を繰り返すとことで、少量の昇華物がチャンバ１０の内壁に付着することも繰り返される。その結果、昇華物から生じた固体が大きくなる。昇華物から生じた固体は、ある程度大きくなると、チャンバ１０の内壁から剥がれる。チャンバ１０の内壁から剥がれた固体は、パーティクルなどの異物となってワーク１００の表面に付着するおそれがある。

一般的には、チャンバの内壁に昇華物が付着することを防止するための防着板を設け、定期的に防着板を交換することが行われている。しかし、この方法は、交換作業が煩雑である。そこで、本発明者らは、昇華物から生じた固体を、チャンバ１０の内壁などから除去するクリーニングについて検討を行った。

次に、クリーニング部５０の作用とともに、本実施の形態に係る有機膜形成装置のクリーニング方法について説明する。
図３は、クリーニング部５０の作用を例示するための模式断面図である。
なお、煩雑となるのを避けるために、チャンバ１０の内部に設けられる要素などを省略して描いている。

図３に示すように、クリーニング部５０は、チャンバ１０の開口１１ａが解放されている際に（扉１３がフランジ１１から離隔した際に）、チャンバ１０の内部にクリーニングガスＧを供給する。例えば、コントローラ６０は、チャンバ１０の開口１１ａが解放されている際に、ガス制御部５３を制御して、ノズル４１から加熱部３２内に向けてクリーニングガスＧを流す。クリーニングガスＧは、加熱部３２内からチャンバ１０の内部へと供給される。

前述の通り、上部均熱板３４ａ同士の間、および下部均熱板３４ｂ同士の間などに設けられた隙間は、上部均熱板３４ａ（下部均熱板３４ｂ）と側部均熱板３４ｃとの間、および上部均熱板３４ａ（下部均熱板３４ｂ）と側部均熱板３４ｄとの間に設けられた隙間よりも大きい。したがって、クリーニング部５０がクリーニングガスＧを供給する場合、処理領域３０ａ、３０ｂに供給されるクリーニングガスＧの量を増加させることができる。

チャンバ１０の内部に供給されたクリーニングガスＧは、チャンバ１０の開口１１ａを介してチャンバ１０の外部に排出される。この際、チャンバ１０の内部にある昇華物やパーティクルなどの異物がクリーニングガスＧの気流に乗って、チャンバ１０の外部に排出される。なお、ヒータ３２ａ、ホルダ３２ｂ、均熱部３４および均熱板支持部３５が熱膨張により擦れる。これらが擦れることで、微小の金属片が発生する。この金属片も異物に含まれる。また、チャンバ１０の内部に気流が形成されれば、チャンバ１０の内壁や、チャンバ１０の内部に設けられている要素に付着している昇華物の成分（固体）を剥離させるとともに、チャンバ１０の外部に排出させることができる。

この場合、定期的に、あるいは必要に応じて、チャンバ１０の内部にクリーニングガスＧを供給することができる。すなわち、ワーク１００の処理を行う工程とは別にクリーニング工程を設け、クリーニング工程において、チャンバ１０の内部にクリーニングガスＧを供給することができる。

また、処理済みのワーク１００をチャンバ１０から搬出し、次に処理を行うワーク１００をチャンバ１０に搬入するまでの間に、チャンバ１０の内部にクリーニングガスＧを供給することもできる。すなわち、ワーク１００の処理を行う一連の工程であっても、チャンバ１０の内部にワーク１００が無い場合には、クリーニング部５０によるクリーニングを行うことができる。

クリーニング部５０が設けられていれば、チャンバ１０の内部にある昇華物やパーティクルなどの異物をクリーニングガスＧの気流に乗せて、チャンバ１０の外部に排出することができる。また、チャンバ１０の内壁などに付着している昇華物の成分（固体）を剥離させるとともに、チャンバ１０の外部に排出させることができる。
すなわち、クリーニング部５０が設けられていれば、チャンバ１０の内部にある異物の充分な除去が可能となる。

次に、クリーニング部５０の効果についてさらに説明する。
図４は、排気部２０によるパーティクルの排出と、クリーニング部５０によるパーティクルの排出とを組み合わせた場合のグラフである。
排気部２０によるパーティクルの排出においては、チャンバ１０の内部を減圧し、減圧したチャンバ１０の内部を大気圧に戻す作業を１０回繰り返した。
クリーニング部５０によるパーティクルの排出においては、排気部２０によるパーティクルの排出を行った後に、複数のノズル４１から同時にクリーニングガスＧを供給した。つまり、クリーニング部５０によるパーティクルの排出を行う前に、排気部２０によるパーティクルの排出を予め行った。

図４から分かるように、排気部２０によるパーティクルの排出と、クリーニング部５０によるパーティクルの排出とを行えば、種々のサイズのパーティクルを排出させることができる。

図５は、クリーニング部５０によるパーティクルの排出のみを行った場合のグラフである。
クリーニング部５０によるパーティクルの排出においては、複数のノズル４１から同時にクリーニングガスＧを供給した。
図５から分かるように、クリーニング部５０によるパーティクルの排出のみを行っても、種々のサイズのパーティクルを排出させることができる。

ここで、図４と図５の比較を行う。図４と図５の比較から分かるように、排気部２０によるパーティクルの排出を予め行っても、行わなくても、クリーニング部５０によるパーティクルの排出の開始直後に排出されるパーティクルの数に大きな違いはない。このことは、排気部２０によるパーティクルの充分な除去は困難であることを意味する。すなわち、チャンバ１０を密閉した状態で、チャンバ１０の内部の排気と、チャンバ１０の内部へのガスの供給と、を順次実行するクリーニングを行えば、パーティクルなどの異物をある程度除去できたとしても、パーティクルなどの異物の充分な除去はできない。
これに対して、クリーニング部５０によるクリーニングを行えば、図５から分かるように、チャンバ１０の内部にある異物の充分な除去が可能となる。

ここで、クリーニング部５０によるパーティクルの排出開始からの経過時間が３ｍｉｎから５ｍｉｎの間の種々のサイズのパーティクルの検出量を図４と図５で比較する。図４と図５の比較から分かるように、クリーニング部５０によるパーティクルの排出開始からの経過時間が３ｍｉｎから５ｍｉｎの間において、図４の方が、パーティクルの検出量が少ない。したがって、クリーニング部５０によるパーティクルの排出時間を短くすることができる。つまり、排気部２０によるパーティクルの排出と、クリーニング部５０によるパーティクルの排出とを行うことがより好ましい。けれども、排気部２０によるパーティクルの排出をワーク１００がチャンバ１０内にある状態で行うと、ワーク１００の表面にパーティクルが付着するおそれがある。排気部２０によるパーティクルの排出と、クリーニング部５０によるパーティクルの排出とを行うことは、有機膜形成装置１の待機中に行うことが好ましい。

図６も、クリーニング部５０によるパーティクルの排出のみを行った場合のグラフである。
ただし、図６の場合は、複数のノズル４１からクリーニングガスＧを順次供給した。例えば、任意の複数のノズル４１からクリーニングガスＧを所定の時間供給し、当該複数のノズル４１からのクリーニングガスＧの供給を停止した後に、他の複数のノズル４１からクリーニングガスＧを所定の時間供給した。この場合、上方に設けられた複数のノズル４１から順にクリーニングガスＧを供給してもよいし、下方に設けられた複数のノズル４１から順にクリーニングガスＧを供給してもよいし、任意の複数のノズル４１から順にクリーニングガスＧを供給してもよい。また、クリーニングガスＧを供給する際に用いるノズル４１は、１つであってもよい。

図６から分かるように、クリーニング部５０によるパーティクルの排出開始から経過時間が３ｍｉｎの間において、パーティクルの検出量が減少している。しかし、クリーニング部５０によるパーティクルの排出開始からの経過時間が４ｍｉｎにおいて、パーティクルの検出量が増加している。これは、当該複数のノズル４１から他の複数のノズル４１へとクリーニングガスの供給を変更したことで、チャンバ１０内でのクリーニングガスＧの気流が変化したためと考えられる。チャンバ１０内でのクリーニングガスＧの気流が変化することで、それまでのクリーニングガスＧの気流では排出できなかったパーティクルがチャンバ１０の外部へと排出されたと考えられる。

したがって、図５と図６の比較から分かるように、当該複数のノズル４１から他の複数のノズル４１へとクリーニングガスＧを順次供給すれば、排出されるパーティクルの数を大幅に増やすことができる。このことは、チャンバ１０の内部にある異物をさらに効果的に除去することができることを意味する。

図７は、他の実施形態に係るクリーニング部５０ａを例示するための模式断面図である。
前述したクリーニング部５０と同様に、クリーニング部５０ａは、例えば、複数のノズル４１、ガス源５２、およびガス制御部５３を有する。
また、図６に示すように、クリーニング部５０ａは、検出部５６をさらに有することができる。

検出部５６は、チャンバ１０の開口１１ａに対向する位置に設けることができる。検出部５６は、チャンバ１０の開口１１ａから排出されたクリーニングガスＧに含まれているパーティクルなどの異物を検出する。検出部５６は、例えば、パーティクルカウンタなどとすることができる。

検出部５６が設けられていれば、クリーニングの終点を検出することができる。例えば、コントローラ６０は、検出部５６により検出された異物の数が所定の値以下となった場合には、ガス制御部５３を制御して、クリーニングガスＧの供給を停止し、クリーニング作業を終了させることができる。
クリーニングの終点を検出することができれば、時間管理などによりクリーニングを終了させる場合に比べて、クリーニングガスＧの消費量を低減させることが可能となる。また、チャンバ１０の内部にある異物をより適切に除去することができる。

図８は、他の実施形態に係るクリーニング部５０ｂを例示するための模式断面図である。
前述したクリーニング部５０と同様に、クリーニング部５０ｂは、例えば、複数のノズル４１、ガス源５２、およびガス制御部５３を有する。
また、図８に示すように、クリーニング部５０ｂは、検出部５６、および筐体５５をさらに有することができる。

筐体５５は、気密構造を有し、チャンバ１０の開口１１ａに対向する位置に設けることができる。検出部５６は、筐体５５の内部に設けることができる。筐体５５は、例えば、ミニエンバイロメント（局所清浄環境）とすることができる。

前述したように、チャンバ１０から排出されたクリーニングガスＧにはパーティクルなどの異物が含まれている。そのため、チャンバ１０から排出された異物が、有機膜形成装置１が設置されている雰囲気中に拡散する場合がある。拡散したパーティクルなどの異物が、有機膜形成装置１の周辺にある装置や要素に到達すると、汚染や故障などが発生するおそれがある。また、作業者がパーティクルなどの異物やクリーニングガスＧを吸い込むのは好ましくない場合もある。

筐体５５が設けられていれば、チャンバ１０から排出された異物やクリーニングガスＧが、有機膜形成装置１が設置されている雰囲気中に拡散するのを抑制することができる。

図９は、他の実施形態に係る有機膜形成装置１ａを例示するための模式斜視図である。
前述したクリーニング部５０と同様に、クリーニング部１５０は、例えば、複数のノズル４１、ガス源５２、およびガス制御部５３を有する。
また、図９に示すように、クリーニング部１５０は、もう一つのクリーニング部５０ｃをさらに有することができる。

クリーニング部５０ｃは、ノズル５１、ガス源５２、およびガス制御部５３を有する。
図９に示すように、ノズル５１は、チャンバ１０の側面に接続することができる。ノズル５１は、チャンバ１０の側面に複数設けることができる。本実施形態のノズル５１は、先端が閉塞された筒状を呈している。ノズル５１の閉塞された先端は、ノズル５１が設けられたチャンバ１０の側面と対向するチャンバ１０の側面まで伸びている。ノズル５１の側面には、複数のノズル孔５１ａが設けられている。なお、ノズル５１の数や配置は適宜変更することができる。例えば、チャンバ１０の側面に複数のノズル５１をＹ方向に並べて設けることもできる。チャンバ１０の対向する側面の両方にノズル５１を設けることもできる。チャンバ１０の対向する側面の両方を貫通するノズル５１を設けることもできる。複数のノズル５１をＸ方向に並べて蓋１５に設けることもできる。

図１０は、他の実施形態に係るクリーニング部１５０を例示するための模式断面図である。
図１０に示すように、ノズル５１のノズル孔５１ａからクリーニングガスＧをチャンバ１０内に導入することができる。クリーニング部５０ｃを設けることで、ノズル４１で形成されるクリーニングガスＧの気流を補強することができる。あるいは、ノズル４１で形成されるクリーニングガスＧの気流とは異なる気流を発生させることができる。そのため、ノズル４１で形成されるクリーニングガスＧの気流では排出できなかったパーティクルがチャンバ１０の外部へと排出される。したがって、排出されるパーティクルの数を大幅に増やすことができる。このことは、チャンバ１０の内部にある異物をさらに効果的に除去することができることを意味する。

また、冷却工程において、クリーニング部５０ｃから冷却ガスをチャンバ内に供給することもできる。冷却ガスの供給タイミングが、有機膜が形成された直後、または、チャンバ１０の内圧を大気圧に戻す途中とすれば、冷却時間と、大気圧に戻す時間を重複させることができる。すなわち、実質的な冷却時間の短縮を図ることができる。なお、チャンバ１０の内壁には、昇華物が付着している。したがって、昇華物がチャンバ１０の内壁から剥がれて処理領域３０ａ、３０ｂの内部に流れ込むのを防ぐため、クリーニング部５０ｃからの冷却ガスの供給量は、冷却部４０からの冷却ガスの供給量よりも少なくすることが好ましい。

なお、本実施の形態では１つのノズル５１に複数のノズル孔を設けたが、これに限定されない。例えば、１つのノズル５１に１つのノズル孔としてもよい。この場合、ノズル５１は、開口した先端にフランジが設けられた筒状を呈する。そして、ノズル５１は、チャンバ１０の側面の孔と気密に接続する。つまり、チャンバ１０の側面の孔がノズル孔５１ａとして機能してもよい。あるいは、ノズル５１が蓋１５に設けられた孔と気密に接続する場合、蓋１５に設けられた孔がノズル孔５１ａとして機能してもよい。

図１１は、他の実施形態に係る有機膜形成装置１ｂを例示するための模式斜視図である。
前述したクリーニング部１５０と同様に、クリーニング部２５０は、例えば、複数のノズル４１、ガス源５２、クリーニング部５０ｃおよびガス制御部５３を有する。
また、図１１に示すように、クリーニング部２５０は、もう一つの冷却部１４０をさらに有することができる。

冷却部１４０は、処理領域３０ａ、３０ｂの内部にあるワーク１００に冷却ガスを供給する。つまり、冷却部１４０は、高温状態にあるワーク１００を直接的に冷却する。
冷却部１４０は、ノズル４１に変えてノズル１４１を有する点で冷却部４０と相違する。

ノズル１４１は、処理領域３０ａ、３０ｂの内部に少なくとも１つ設けることができる（図１２参照）。ノズル１４１は、例えば、蓋１５およびカバー３６を貫通し、側部均熱板３４ｄやフレーム３１などに取り付けることができる。本実施形態では、ワーク１００の裏面に冷却ガスを供給できる位置にノズル１４１が取り付けられる。また、ノズル１４１は、Ｘ方向に複数個設けることができる。あるいは、ノズル１４１は、先端が閉塞された筒状とすることができる。そして、ノズル１４１の側面に複数の孔が設けられ、チャンバ１０の側面から挿入されるようにしてもよい。

冷却工程において、冷却ガスは、ノズル１４１からワーク１００に対して平行に吐出される。なお、図１２においては、扉１３は開いた状態になっているが、次に述べる冷却工程においては、扉１３は閉められた状態となっている。冷却ガスは、ノズル１４１からワーク１００の裏面（すなわち、支持部３３で支持されている面）に対して略平行に供給される。これにより、ワーク１００と支持部３３との間に冷却ガスが満たされ、ワーク１００を直接的に冷却することができる。また、ノズル１４１から供給され、ワーク１００の裏面を経由した冷却ガスは、不図示の排出口からチャンバ１０の外へ排出される。排出口は、チャンバ１０の天井部分に複数（例えば４つ）設けられる。冷却工程においてチャンバ１０に冷却ガスが供給されると、チャンバ１０内の熱はチャンバ１０の上方へ移動するため、天井部分に設けられた排出口により効率的に排熱することができる。さらに、複数のノズル１４１のうち、チャンバ１０内の下方側に位置するノズル１４１から順に冷却ガスを供給することで、チャンバ１０内にチャンバ１０の天井側へ向かう気流が作られる。これによって、チャンバ１０内のパーティクルを効率よく排出口から排出することができる。

ここで、冷却工程が開始されると、冷却ガスが供給されることにより、大気圧よりも低かったチャンバ１０の内圧が徐々に大気圧に近づく。このとき、チャンバ１０の内圧が急激に大気圧に近づくと、支持部３３に支持されたワーク１００が圧力変動によって動いてしまい、支持部３３と擦れてパーティクルが発生する。そこで、まず、冷却工程開始後、チャンバ１０の内圧が所定圧力となるまでの間は、ノズル４１からのみ冷却ガスを供給して、ワーク１００を間接的に冷却する。ノズル４１から供給される冷却ガスは、直接ワーク１００に供給されることなく、均熱部３４に供給される。これにより、チャンバ１０の内圧は、ワーク１００の近傍の圧力が急激に変化することを避けながら徐々に上がっていく。その後チャンバ１０の内圧が所定圧力となったら、ノズル１４１からも冷却ガスを供給して、ワーク１００を直接冷却する。所定圧力は、ノズル１４１から冷却ガスを供給することによる圧力変動によってワーク１００が移動することのない圧力であり、予め実験等によって求める。ノズル１４１からの冷却ガスの供給は、ある程度チャンバ１０の内圧が上がった後であるため、ワーク１００が圧力変動によって動くことがない。これによって、ワーク１００と支持部３３が擦れることによるパーティクル発生を効果的に抑制することができる。

また、チャンバ１０の開口１１ａ側端部に、チャンバ１０の底面から天井に向かってエアを吹きだす不図示のノズルを複数設けるようにしても良い。この様にすれば、チャンバ１０の底面から天井へ向かう気流を形成することができるので、ノズル１４１およびノズル４１によって吹き飛ばされたパーティクルを排出口に効率的に運び、且つ、排出することができる。なお、この不図示のノズルにより形成される気流は、扉１３が開いているときにはチャンバ１０の外からパーティクルが侵入するのを防ぐエアカーテンとしての役割も果たす。

なお、チャンバ１０の天井から底面に向かってエアを吹きだす不図示のノズルを複数設けるようにしても良い。そして、エアカーテンとして用いるときには(扉１３が開いているときには)、チャンバ１０の天井から底面へ向かう気流を形成するようにしても良い。この場合には、有機膜形成装置１の設置されるクリーンルーム内のダウンフローと同じ向きにエアが流れるエアカーテンを形成できるため、より効果的にチャンバ１０内へのパーティクル侵入を防止することができる。

また、チャンバ１０の底面から天井に向かってエアを吹きだす不図示のノズルは、開口１１ａ側のみならず、蓋１５側にも設けるようにしても良い。冷却ノズル１４１から吐出される冷却ガスは、吐出された後にワーク１００の裏面を経由して扉１３側へ進んでいくとともに徐々に流速が減速していく。冷却ガスが扉１３に衝突し、蓋１５側に衝突する頃には冷却ガスの流速はかなり遅くなっており、蓋１５側の壁面において冷却ガスが淀みやすくなる。そうすると、蓋１５側の壁面にパーティクルが付着したままになり、この蓋１５側壁面に付着したパーティクルが、次に処理されるワークに付着してしまうことになる。蓋１５側の壁面に沿って、チャンバ１０の底面から天井に向かってエアを吹きだすノズルを設けることにより、壁面に付着したパーティクルを効率的に排出口から排出することができる。

ワーク１００を間接的および直接的に冷却する場合には、冷却工程において、冷却部４０および冷却部１４０から冷却ガスを供給する。つまり、冷却部１４０のノズル１４１を用いて、ワーク１００を直接的に冷却することができる。このようにすることで、実質的な冷却時間の短縮を図ることができる。

図１２は、他の実施形態に係るクリーニング部２５０を例示するための模式断面図である。
冷却部１４０を設けることで、ノズル１４１からもクリーニングガスＧを処理領域３０ａ、３０ｂの内部に供給することができるようになる。そのため、ノズル４１で形成されるクリーニングガスＧの気流を補強することができる。したがって、ノズル４１で形成されるクリーニングガスＧの気流では排出できなかったパーティクルがチャンバ１０の外部へと排出される。したがって、排出されるパーティクルの数を大幅に増やすことができる。このことは、チャンバ１０の内部にある異物をさらに効果的に除去することができることを意味する。

以上に説明した様に、本実施の形態に係る有機膜形成装置のクリーニング方法は、ワーク１００を搬入または搬出する開口１１ａを有し、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能なチャンバ１０を有する有機膜形成装置のクリーニング方法である。
本実施の形態に係る有機膜形成装置のクリーニング方法においては、チャンバ１０の開口１１ａが解放されている際に、チャンバ１０の内部に、チャンバ１０の開口１１ａに向かって流れるクリーニングガスＧの流れを形成する。

また、複数のノズル４１からクリーニングガスＧを順次供給することで、クリーニングガスＧの流れを形成する。

また、チャンバ１０の開口１１ａから排出されたクリーニングガスＧに含まれている異物の数が所定の値以下となった場合には、クリーニングガスＧの流れの形成を停止する。
チャンバ１０の開口１１ａに向かって流れるクリーニングガスＧの流れを形成する際には、チャンバ１０の内部にワーク１００が支持されていない。

また、複数のノズル５１または複数のノズル１４１あるいはその両方からクリーニングガスＧを順次供給することで、複数のノズル４１からクリーニングガスＧを順次供給することで形成されたクリーニングガスＧの流れを補強してもよい。あるいは、複数のノズル５１または複数のノズル１４１あるいはその両方からクリーニングガスＧを順次供給することで、複数のノズル４１からクリーニングガスＧを順次供給することで形成されたクリーニングガスＧの流れとは異なる流れを形成してもよい。

以上、実施の形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、有機膜形成装置１の形状、寸法、配置などは、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
例えば、クリーニング工程を行う際に、チャンバ１０の開口１１ａだけでなく、第３の排気部２３も解放してもよい。このようにすることで、第３の排気部からもクリーニングガスＧが排出されるので、チャンバ１０の内部にある異物の充分な除去がより可能となる。

１ 有機膜形成装置、１０ チャンバ、１１ａ 開口、２０ 排気部、３０ 処理部、３０ａ 処理領域、３０ｂ 処理領域、３２ 加熱部、３２ａ ヒータ、５０ クリーニング部、５０ａ クリーニング部、５０ｂ クリーニング部、５１ ノズル、５２ ガス源、５３ ガス制御部、５４ 切替バルブ、５５ 筐体、６０ コントローラ、１００ ワーク、Ｇ クリーニングガス

Claims (5)

1. チャンバと、
   前記チャンバの内部に設けられ、支持部により支持されるワークを処理する処理領域と、
   前記チャンバの内部に設けられ、前記処理領域を囲うように設けられる均熱部と、
   前記チャンバの内部に設けられ、前記処理領域内の前記ワークを加熱する加熱部と、
   前記均熱部により囲われた前記処理領域の外側に設けられ、冷却ガスを供給する第１のノズルと、
   前記均熱部により囲われた前記処理領域の内側に設けられ、前記ワークを直接冷却する冷却ガスを供給する第２のノズルと、
   前記第１のノズルおよび前記第２のノズルを制御するガス制御部と、
   前記チャンバの内部を排気し、前記チャンバの内圧が第１の圧力となるよう制御する圧力制御部を有する排気部と、を有し、
   前記排気部は、前記加熱部による前記ワークの加熱時に前記チャンバの内圧が前記第１の圧力となるよう制御し、
   前記ガス制御部は、前記加熱部による前記ワークの加熱の後、前記第１のノズルからの前記冷却ガスの供給を開始し、前記チャンバの内圧が第２の圧力となったときに前記第２のノズルからの前記冷却ガスの供給を開始するよう制御し、
   前記第２の圧力は前記第１の圧力よりも大気圧に近い圧力であることを特徴とする加熱処理装置。
2. 前記均熱部は、
   均熱板支持部と、
   前記均熱板支持部によって支持される複数の板状の部材である均熱板と、を有し、
   前記処理領域は、前記複数の均熱板同士の間に設けられた隙間を介し、前記チャンバの内部の空間と繋がっていることを特徴とする請求項１記載の加熱処理装置。
3. 前記チャンバの内部において、前記処理領域は鉛直方向に間を空けて複数重ねて配置され、
   前記加熱部および前記第１のノズルは、複数の前記処理領域の前記間に配置されることを特徴とする請求項１または２記載の加熱処理装置。
4. 前記第２のノズルは、前記ワークの裏面に対して平行に前記供給ガスを供給することを特徴とする請求項１または２記載の加熱処理装置。
5. チャンバ内において、均熱部で囲われた処理領域内に支持されたワークを加熱処理する加熱処理方法であって、
   前記チャンバの内部空間を第１の圧力まで減圧する排気工程と、
   前記ワークを加熱部により加熱処理する加熱処理工程と、
   前記加熱処理工程の後、前記均熱部を冷却する第１の冷却工程と、
   前記加熱処理工程の後、前記ワークを冷却する第２の冷却工程と、を有し、
   前記第２の冷却工程は、前記チャンバ内の内圧が第２の圧力となったときに開始し、
   前記第２の圧力は前記第１の圧力よりも大気圧に近い圧力であることを特徴とする加熱処理方法。

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