JP2023167835A - 加熱処理装置、加熱処理方法及びコンピュータ記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱処理中に処理空間内に生じた物質に起因する欠陥が基板に発生するのを抑制する。【解決手段】塗布膜が形成された基板を加熱する加熱処理装置であって、基板を収容する処理空間を形成する処理容器と、前記処理空間に収容された基板を加熱する加熱部と、前記処理空間に不活性ガスを供給するガス供給部と、前記処理空間を排気する排気部と、制御部と、を備え、前記制御部は、（Ａ）前記塗布膜において酸素との反応による架橋反応が所定の進行度合いになるまで、前記処理空間への不活性ガスの供給を行わずに前記処理空間の排気を行い、酸素含有ガスの雰囲気で基板を加熱する工程と、（Ｂ）前記（Ａ）工程後、前記処理空間への不活性ガスの供給及び前記処理空間の排気を行い、前記（Ａ）工程より酸素濃度が低い雰囲気で基板を加熱する工程と、を実行するよう、制御を行う。【選択図】図３

Description

本開示は、加熱処理装置、加熱処理方法及びコンピュータ記憶媒体に関する。

特許文献１に開示の加熱処理装置は、塗布膜が形成された基板を処理容器内で加熱するものであって、処理容器内に設けられ、基板を載置する載置部と、載置部に載置された基板を加熱するための加熱部と、を有する。また、特許文献１において、処理容器は、天井部を構成する蓋部を有し、蓋部は、上面部と下面部との間に排気室が形成されている。蓋部の下面部における周辺部には、排気室と連通する外周排気口が形成されている。蓋面部の下面部における中央部には、中央排気口が形成されている。中央排気口は、排気室を貫通するように設けられた中央排気管の一端側が接続されている。

特開２０２１－９９２３号公報

本開示にかかる技術は、加熱処理中に処理空間内に生じた物質に起因する欠陥が基板に発生するのを抑制する。

本開示の一態様は、塗布膜が形成された基板を加熱する加熱処理装置であって、基板を収容する処理空間を形成する処理容器と、前記処理空間に収容された基板を加熱する加熱部と、前記処理空間に不活性ガスを供給するガス供給部と、前記処理空間を排気する排気部と、制御部と、を備え、前記制御部は、（Ａ）前記塗布膜において酸素との反応による架橋反応が所定の進行度合いになるまで、前記処理空間への不活性ガスの供給を行わずに前記処理空間の排気を行い、酸素含有ガスの雰囲気で基板を加熱する工程と、（Ｂ）前記（Ａ）工程後、前記処理空間への不活性ガスの供給及び前記処理空間の排気を行い、前記（Ａ）工程より酸素濃度が低い雰囲気で基板を加熱する工程と、を実行するよう、制御を行う。

本開示によれば、加熱処理中に処理空間内に生じた物質に起因する欠陥が基板に発生するのを抑制することができる。

本実施形態にかかる加熱処理装置の構成を側面から見て模式的に示した説明図である。 加熱処理装置を用いて行われるウェハ処理の比較例の課題の説明図である。 本実施形態にかかるウェハ処理に含まれる加熱処理中の、ウェハＷの温度履歴及び処理空間中の酸素濃度履歴の例を示す図である。 本実施形態にかかるウェハ処理の作用の説明図である。 本実施形態にかかるウェハ処理の他の例の各工程における、底部材に対する蓋部材の高さを示す図である。 本実施形態にかかるウェハ処理の他の例における、加熱処理開始時の熱板に対するウェハＷの高さを示す図である。 本例における加熱処理中のウェハＷの温度履歴を示す図である。 本実施形態にかかるウェハ処理の他の例における、処理空間の排気形態を示す図である。 本実施形態にかかるウェハ処理の他の例における、加熱処理を終了させる工程での処理空間の状態を示す図である。 加熱処理が所定の進行度合いになったか否かの判定に用いられるデータの説明図である。

半導体デバイス等の製造プロセスでは、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）等の基板の表面上に、各種処理液、例えばハードマスクとして用いられるＳＯＣ膜形成用の処理液が塗布されることがある。そして、これらの処理液の塗布後すなわち塗布膜の形成後においては、加熱処理装置の処理容器内で基板を加熱する加熱処理が行われる。

塗布膜の種類によっては、加熱により塗布膜中に架橋反応が起こることで当該塗布膜が硬化し、その際、塗布膜から欠陥原因物質が発生する。欠陥原因物質とは、基板に付着することにより欠陥の原因となる物質である。この欠陥原因物質を回収することを目的として、加熱処理装置では、処理容器内が排気される。しかし、加熱処理中に上記欠陥原因物質が処理容器内の酸素と結合して、質量の大きな別の欠陥物質が発生し、処理容器内の排気を行っても上記別の欠陥原因物質を回収し切れない場合がある。

そこで、本開示にかかる技術は、加熱処理中に処理容器内（具体的には処理容器により形成される処理空間内）に生じた物質に起因する欠陥が基板に発生するのを抑制する。

以下、本実施形態にかかる加熱処理装置及び加熱処理方法を、図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜加熱処理装置＞
図１は、本実施形態にかかる加熱処理装置の構成を側面から見て模式的に示した説明図である。

図１に示すように、加熱処理装置１は、基板としてのウェハＷを収容する処理空間Ｓを形成する処理容器２を有している。この処理容器２は、熱板１１を有する底部材３と、底部材３の後述の載置面１１ａと対向する天井部４ａを含み底部材３との間で処理空間Ｓを形成する蓋部材４を有している。また、処理容器２は、図示しない筐体内に設けられている。

底部材３は、図示しない前記筐体の基台５の上に支持部材６を介して支持されている。底部材３は、周縁部１２ａよりも内側に凹部が形成された扁平な円筒体からなる支持台１２を備えている。支持台１２の凹部に熱板１１が設けられる。

熱板１１の上面１１ａは、ウェハＷが載置される載置面である。熱板１１の上面１１ａ（以下、載置面１１ａ）には、ウェハＷの下面を支持する図示しない複数のギャップピンが設けられていてもよい。
また、熱板１１内には、ウェハＷを加熱する加熱部としてのヒータ１３が設けられている。ヒータ１３は、載置面１１ａを加熱することにより、ウェハＷを加熱することができる。具体的には、ヒータ１３は、載置面１１ａを加熱することにより、載置面１１ａに載置されたウェハＷを加熱し、また、載置面１１ａから離間した位置に位置するウェハＷを加熱することができる。ヒータ１３は後述の制御部１００により制御される。

蓋部材４の天井部４ａは、底部材３よりも直径の大きい円板状に形成されている。
また、蓋部材４は、底部材３と天井部４ａとの間の隙間の周囲を塞ぎ処理空間Ｓを形成する側壁部４ｂを有する。側壁部４ｂは平面視円環状に形成されている。

この蓋部材４は、昇降機構２０によって昇降する。昇降機構２０は、蓋部材４の昇降のための駆動力すなわち底部材３に対する蓋部材４の高さを調整するための駆動力を発生するモータ等の駆動源を有し、例えば基台５に設けられる。この昇降機構２０は、後述の制御部１００により制御される。昇降機構２０は、蓋部材４を下降させることで、処理空間Ｓを形成することができる。また、昇降機構２０は、蓋部材４を上昇させることで、処理空間Ｓを開放することができる。さらに、昇降機構２０は、蓋部材４を昇降させることで、すなわち、底部材３に対する蓋部材４の高さを調整することで、処理空間Ｓの容積を変更することができる。
このように、昇降機構２０は、底部材３に対する蓋部材４の高さを調整する調整機構を構成すると共に、処理空間Ｓの容積を変更する変更部を構成する。

また、蓋部材４の天井部４ａには、シャワーヘッド３０が設けられている。
シャワーヘッド３０は、天井部４ａから下方に、酸素を含有するガスすなわち酸素含有ガスを供給する。シャワーヘッド３０が供給する酸素含有ガスは例えばドライエアである。
また、シャワーヘッド３０は、天井部４ａから下方に、酸素を含まない不活性ガスを供給する。シャワーヘッド３０が供給する不活性ガスは例えば窒素ガスである。

シャワーヘッド３０は、複数の吐出孔３１と、ガス分配空間３２と、を有する。

吐出孔３１はそれぞれ、シャワーヘッド３０の下面に形成されている。吐出孔３１は、例えば、シャワーヘッド３０の下面中央部における、後述する排気口４１以外の部分に、略均一に配置されている。複数の吐出孔３１は、熱板１１上のウェハＷの周縁部の上方に位置する第１吐出孔と、熱板１１上のウェハＷの中央部の上方に位置する第２吐出孔と、を含む。

ガス分配空間３２は、シャワーヘッド３０に導入された酸素含有ガスまたは不活性ガスを分配して各吐出孔３１に供給する。
シャワーヘッド３０には、当該シャワーヘッド３０に酸素含有ガスまたは不活性ガスを導入する導入管３３が接続されている。

導入管３３には、供給管３４を介して、酸素含有ガスを貯留するガス源３５が接続されている。供給管３４には、酸素含有ガスの流通を制御する開閉弁や流量調節弁等を含む供給機器群３６が設けられている。
また、導入管３３には、供給管３７を介して、不活性ガスを貯留するガス源３８が接続されている。供給管３７には、不活性ガスの流通を制御する開閉弁や流量調節弁等を含む供給機器群３９が設けられている。
供給機器群３６、３９は後述の制御部１００により制御される。

加熱処理装置１においては、シャワーヘッド３０、導入管３３、供給管３７、供給機器群３９によって、処理空間Ｓに不活性ガスを供給するガス供給部が構成され、シャワーヘッド３０、導入管３３、供給管３４、供給機器群３６によって、処理空間Ｓに酸素含有ガスを供給する他のガス供給部が構成されている。

さらに、加熱処理装置１には、中央排気部４０と周縁排気部５０が設けられている。これら中央排気部４０と周縁排気部５０により、処理空間Ｓを排気する排気部が構成されている。

中央排気部４０は、載置面１１ａの上方であって、当該載置面１１ａ上のウェハＷの中央寄りの位置（図の例では上記中央の位置）に相当する位置から、処理空間Ｓを排気する。中央排気部４０は排気口４１を有する。排気口４１は、シャワーヘッド３０の下面における中央寄りの位置（図の例では中央の位置）に設けられており、下方に開口している。中央排気部４０は、この排気口４１を介して、処理空間Ｓを排気する。

また、中央排気部４０は、排気口４１から上方向に延伸するように形成された中央排気路４２を有する。中央排気路４２には、排気管４３を介して、真空ポンプ等の排気装置４４が接続されている。排気管４３には、排気量を調整するバルブ等を有する排気機器群４５が設けられている。排気装置４４及び排気機器群４５は後述の制御部１００により制御される。

周縁排気部５０は、載置面１１ａの上方であって、当該載置面１１ａ上のウェハＷの周縁部寄りの位置（図の例では上記ウェハＷの周端のやや外側の位置）に相当する位置から、処理空間Ｓを排気する。周縁排気部５０は、排気口５１を有する。排気口５１は、シャワーヘッド３０の外周を囲むように、天井部４ａの下面から、下方に開口している。排気口５１は、複数の排気孔をシャワーヘッド３０の外周に沿って並べたものであってもよい。周縁排気部５０は、この排気口５１を介して、処理空間Ｓを排気する。

また、周縁排気部５０は、排気口５１に通ずる周縁排気路５２を有する。周縁排気路５２には、排気管５３を介して、真空ポンプ等の排気装置５４が接続されている。排気管５３には、排気量を調整するバルブ等を有する排気機器群５５が設けられている。排気装置５４及び排気機器群５５は後述の制御部１００により制御される。

さらに、天井部４ａは、加熱されるように構成されている。例えば、天井部４ａには、当該天井部４ａを加熱する図示しないヒータが内蔵されている。このヒータが後述の制御部１００により制御され、天井部４ａ（具体的には例えばシャワーヘッド３０）が所定の温度に調整される。

さらに、加熱処理装置１では、底部材３の下方に、ウェハＷを昇降させる昇降機構６０が設けられている。昇降機構６０は、処理容器２の外部に設けられた図示しない搬送機構との間でウェハＷの受け渡しを行うための受渡部材としての昇降ピン６１が、支持台１２及び熱板１１を貫通するように設けられている。昇降ピン６１は、例えば熱板１１の周方向に等間隔で少なくとも３本設けられる。

昇降ピン６１は、昇降機構６２によって昇降し、上昇したときに熱板１１の上方に突出可能に構成されている。昇降機構６２は、昇降ピン６１の昇降のための駆動力を発生するモータ等の駆動源を有し、例えば基台５に設けられる。昇降ピン６１を昇降させることで、熱板１１に対する、昇降ピン６１に支持されたウェハＷの高さを調整することができる。この昇降機構６２は、後述の制御部１００により制御される。
このように、昇降機構６０は、熱板１１に対するウェハＷの高さを調整する調整機構を構成する。

上述した加熱処理装置１は、制御部１００を備えている。制御部１００は、例えばＣＰＵ等のプロセッサやメモリ等を備えたコンピュータであり、記憶部１０１を有している。記憶部１０１には、例えば後述する加熱処理装置１の各種動作を制御するプログラムが格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、当該記憶媒体Ｈから制御部１００にインストールされたものであってもよい。記憶媒体Ｈは一時的に記憶するものであっても非一時的に記憶するものであってもよい。また、プログラムの一部または全ては専用ハードウェア（回路基板）で実現してもよい。

＜ウェハ処理の比較例＞
次に、加熱処理装置１を用いて行われる加熱処理を含むウェハ処理について、本実施形態にかかる例を説明する前に、比較例を説明する。
図２は、上記ウェハ処理の比較例の課題の説明図である。

まず、蓋部材４が上昇される。そして、塗布膜としてＳＯＣ膜が形成されたウェハＷが、図示しない搬送機構によって、熱板１１の上方まで移動される。その後、昇降ピン６１が上昇され、当該昇降ピン６１にウェハＷが受け渡される。この受け渡しが完了したときの熱板１１に対するウェハＷの高さを受け渡し高さという。

次いで、図２（Ａ）に示すように、蓋部材４が下降されて処理空間Ｓが形成されると共に、昇降ピン６１が下降されてウェハＷが熱板１１の載置面１１ａに載置され、これにより加熱処理が開始される。

加熱処理中、シャワーヘッド３０からの酸素含有ガスの供給が行われる。そして、ＳＯＣ膜中の材料が、処理空間Ｓ中等の酸素と熱により架橋反応し、当該ＳＯＣ膜に硬化すなわちエッチング耐性が生じる。
また、加熱処理中、中央排気部４０による排気及び周縁排気部５０による排気が行われる。ＳＯＣ膜から処理空間Ｓ中に放出された欠陥原因物質を回収するためである。

ウェハＷが載置面１１ａに載置されてから所定の時間が経過すると、昇降ピン６１の上昇によりウェハＷが載置面１１ａから離されて受け渡し高さまで移動されると共に、蓋部材４が上昇され、加熱処理が終了となる。その後、ウェハＷが、図示しない搬送機構によって、熱板１１の上方から移動される。これで、比較例にかかるウェハ処理は完了となる。

この比較例にかかるウェハ処理では以下の課題がある。
すなわち、ウェハＷを載置した時の熱板１１の温度が例えば２００℃～４５０℃と高い場合等において、載置直後を含む加熱処理の初期段階で、図２（Ａ）に示すように、急激な温度変化等によって、比較的大粒の欠陥原因物質Ｐ１がＳＯＣ膜から飛散する。この欠陥原因物質Ｐ１の飛散は、加熱処理が進行すれば収まる。しかし、加熱処理が進行するとこの初期段階で飛散した欠陥原因物質Ｐ１が、図２（Ｂ）に示すように、加熱処理の初期段階以降にウェハＷ上のＳＯＣ膜から気化した材料による微粒子Ｐ２と、処理空間Ｓ中の酸素と結合し、質量が大きい別の欠陥原因物質Ｐ３となる。この欠陥原因物質Ｐ３は、質量が大きいだけでなく、大量に発生する。したがって、中央排気部４０による排気及び周縁排気部５０による排気では、欠陥原因物質Ｐ３を回収し切れず、図２（Ｃ）に示すように、欠陥原因物質Ｐ３が、加熱処理終了時の処理空間Ｓ中に充満してしまい、ウェハ処理終了後のウェハＷの表面全面に付着したまま残ってしまうことがある。

＜ウェハ処理の例１＞
続いて、加熱処理装置１を用いて行われる加熱処理を含むウェハ処理の、本実施形態にかかる例を説明する。
図３は、本実施形態にかかるウェハ処理に含まれる加熱処理中の、ウェハＷの温度履歴及び処理空間Ｓ中の酸素濃度履歴の例を示す図である。図４は、本実施形態にかかるウェハ処理の作用の説明図である。
なお、以下で例示する本実施形態にかかるウェハ処理はいずれも、制御部１００の制御の下、行われる。

（ステップＳ１：ウェハＷの搬入）
まず、加熱処理装置１内にウェハＷが搬入される。
具体的には、蓋部材４が上昇された後、塗布膜としてＳＯＣ膜が形成されたウェハＷが、図示しない搬送機構によって、熱板１１の上方まで移動される。その後、昇降ピン６１が上昇され、ウェハＷが当該昇降ピン６１に受け渡され受け渡し高さまで上昇する。受け渡し高さは例えば３０ｍｍ～５０ｍｍである。
このとき、熱板１１の載置面１１ａの温度が例えば２００～４５０℃となるようにヒータ１３が制御されている。なお、ウェハ処理中、ヒータ１３は例えば熱板１１の載置面１１ａの温度が一定となるように制御される。また、天井部４ａに対する図示しないヒータは、ウェハ処理中、例えば天井部４ａ（具体的にはシャワーヘッド３０）の温度が所定の温度で一定になるように制御される。

（ステップＳ２：加熱処理の開始）
続いて、熱板１１の載置面１１ａにウェハＷが載置され、加熱処理が開始される。
具体的には、蓋部材４が下降されて処理空間Ｓが形成される。
また、昇降ピン６１が下降され、ウェハＷが熱板１１の載置面１１ａに載置される。このようにウェハＷが載置され、処理空間Ｓが形成されると、加熱処理の開始となる。なお、加熱処理中、底部材３に対する蓋部材４の高さ、すなわち、処理空間Ｓの容積は、一定である。

（ステップＳ３：酸素含有ガスの雰囲気での加熱）
次に、処理空間Ｓへの酸素含有ガスの供給及び処理空間Ｓの排気が行われ、酸素含有ガスの雰囲気でウェハＷが加熱されると共に加熱中に処理空間Ｓに生じた欠陥原因物質の回収が行われる。

具体的には、熱板１１の載置面１１ａへのウェハＷの載置後、シャワーヘッド３０から処理空間Ｓへの酸素含有ガスの供給が行われる。熱板１１により加熱されたウェハＷがある温度を超えると、ウェハＷ上のＳＯＣ膜中の材料が、処理空間Ｓ中等の酸素と熱により架橋反応する。
また、処理空間Ｓへの酸素含有ガスの供給と共に、中央排気部４０による排気及び周縁排気部５０による排気が行われる。加熱中にＳＯＣ膜から生じた欠陥原因物質等、処理空間Ｓ内の欠陥原因物質を回収するためである。

なお、シャワーヘッド３０からの酸素含有ガスの吐出、中央排気部４０による排気または周縁排気部５０による排気の少なくともいずれか１つは、加熱処理の開始前から行われていてもよい。

ステップＳ３は、ウェハＷ上のＳＯＣ膜において酸素との反応による架橋反応が所定の進行度合いになるまで行われる。具体的には、ステップＳ３は、図３に示すように、ウェハＷの温度が、ＳＯＣ膜における上記架橋反応が完了する温度以上の所定の温度Ｔｓとなるまで行われる。

ＳＯＣ膜において酸素との反応による架橋反応が所定の進行度合いになったか否かの判定すなわちウェハＷの温度が所定の温度Ｔｓになったか否かの判定は、例えば、ウェハＷが熱板１１に載置されてから経過した時間が所定の時間Ｔ１を超えたか否かに基づいて行われる。制御部１００は、上記所定の時間Ｔ１を超えると、所定の進行度合いになったと判定し、すなわち、所定の温度Ｔｓになったと判定する。この判定に用いられる「所定の時間Ｔ１」は、ＳＯＣ膜の種類によって異なり、例えば、図示しないキーボードやタッチパネル等の入力部を介したユーザ入力に基づいて予め設定され、記憶部１０１に記憶されている。

（ステップＳ４：低酸素濃度の雰囲気での加熱）
そして、ＳＯＣ膜において上記架橋反応が所定の進行度合いになった後は、処理空間Ｓへの不活性ガスの供給と処理空間Ｓの排気が行われ、ステップＳ３より低酸素濃度の雰囲気でウェハＷが加熱されると共に加熱中に処理空間Ｓに生じた欠陥原因物質の回収が行われる。

ステップＳ４は、例えば以下のステップＳ４ａとステップＳ４ｂを含む。

（ステップＳ４ａ：不活性ガスへの置換）
本ステップでは、処理空間Ｓ内の酸素含有ガスが不活性ガスで置換される。
具体的には、例えば、中央排気部４０による排気及び周縁排気部５０による排気が維持されたまま、供給機器群３６、３９が制御され、シャワーヘッド３０から処理空間Ｓへ供給されるガスが酸素含有ガスから不活性ガスに切り替えられる。切り替え後、所定の時間Ｔ２が経過すると、処理空間Ｓ内の酸素含有ガスが不活性ガスで置換される。

（ステップＳ４ｂ：不活性ガスの雰囲気での加熱）
ステップＳ４ａに続いて行われる本ステップでは、不活性ガスの雰囲気でウェハＷが加熱される。
具体的には、例えば、ステップＳ４ａに引き続いて、シャワーヘッド３０から処理空間Ｓへの不活性ガスの供給、中央排気部４０による排気及び周縁排気部５０による排気が行われ、不活性ガスの雰囲気でウェハＷが熱板１１により加熱されると共に加熱中に処理空間Ｓに生じた欠陥原因物質の回収が行われる。

（ステップＳ５：加熱処理の終了）
ステップＳ４ｂが開始されてから所定の時間Ｔ３が経過すると、昇降ピン６１の上昇によりウェハＷが載置面１１ａから離されると共に、蓋部材４が上昇され処理空間Ｓが開放され、加熱処理が終了となる。
具体的には、ステップＳ４ｂが開始されてから所定の時間Ｔ３が経過すると、例えば、シャワーヘッド３０から処理空間Ｓへの不活性ガスの供給が停止された後、中央排気部４０による排気及び周縁排気部５０による排気が維持されたまま、昇降ピン６１の上昇と蓋部材４の上昇が同時に行われる。これにより、ウェハＷが受け渡し高さまで上昇すると共に、処理空間Ｓが開放される。

（ステップＳ６：ウェハＷの搬出）
その後、加熱処理装置１外へウェハＷが搬出される。
具体的には、昇降ピン６１が下降され、ウェハＷが、図示しない搬送機構に受け渡され、当該搬送機構によって、熱板１１の上方から移動される。
これで、本例にかかるウェハ処理は完了となる。

本例にかかるウェハ処理でも、ウェハＷの載置直後を含む加熱処理の初期段階で、急激な温度変化等によって、比較的大粒の欠陥原因物質Ｐ１がＳＯＣ膜から飛散する（図２（Ａ）参照）。ただし、本例にかかるウェハ処理では、ＳＯＣ膜において酸素による架橋反応が所定の進行度合いになった後（具体的には架橋反応が完了した後）は、処理空間Ｓへ供給されるガスが酸素含有ガスから不活性ガスに切り替えられる。そのため、初期段階で飛散した欠陥原因物質Ｐ１が、図４（Ａ）に示すように、前述の微粒子Ｐ２と、処理空間Ｓ中の酸素と結合しないため、質量が大きい別の欠陥原因物質Ｐ３（図２（Ｂ）参照）に変化しない。代わりに、上記欠陥原因物質Ｐ１は、その一部が熱で揮発して縮小していく（図４（Ａ）中、Ｐ４は縮小した欠陥原因物質）。縮小した欠陥原因物質Ｐ４は、図４（Ｂ）に示すように、中央排気部４０による排気及び周縁排気部５０による排気により、容易に回収することができる。したがって、上記欠陥原因物質Ｐ３（図２（Ｂ）参照）やその他の欠陥原因物質が、加熱処理終了時の処理空間Ｓ中に充満するのを抑制することができ、ウェハ処理終了後のウェハＷの表面全面に欠陥原因物質が付着したまま残るのを抑制することができる。

＜本実施形態の主な効果＞
以上のように、本実施形態にかかる例のウェハ処理は、ウェハＷ上の塗布膜において酸素との反応による架橋反応が所定の進行度合いになるまで、処理空間Ｓへの不活性ガスの供給を行わずに処理空間Ｓの排気を行い、酸素含有ガスの雰囲気でウェハを加熱する（ａ）工程と、（ａ）工程後、処理空間Ｓへの不活性ガスの供給及び前記処理空間の排気を行い、（ａ）工程より酸素濃度が低い雰囲気でウェハＷを加熱する（ｂ）工程を含む。そのため、加熱処理の初期段階で塗布膜から飛散した欠陥原因物質Ｐ１が、処理空間Ｓ中の酸素と結合し、質量が大きい別の欠陥原因物質Ｐ３となるのを抑制することができる。したがって、本実施形態によれば、加熱処理中に処理空間Ｓ内に生じた物質に起因する欠陥がウェハＷに発生するのを抑制することができる。

また、本実施形態にかかる例のウェハ処理では、ウェハＷの温度が、当該ウェハＷ上の塗布膜における上記架橋反応が完了する温度以上の所定の温度Ｔｓとなるまで、上記（ａ）工程が行われる。したがって、塗布膜の硬度が不足するのを抑制することができる。

＜ウェハ処理の例２＞
図５は、本実施形態にかかるウェハ処理の他の例の各工程における、底部材３に対する蓋部材４の高さを示す図である。
以上の例では、加熱処理中、底部材３に対する蓋部材４の高さすなわち処理空間Ｓの容積は一定であった。これに代えて、ステップＳ４ａの不活性ガスへの置換工程において、ステップＳ３の酸素含有ガスの雰囲気での加熱工程より、処理空間Ｓの容積を小さくしてもよい。また、この場合、ステップＳ４ｂの不活性ガスの雰囲気での加熱工程において、ステップＳ４ａの不活性ガスへの置換工程より、処理空間Ｓの容積を大きくしてもよい。

具体的には、図５（Ａ）に示すように、底部材３に対する蓋部材４の高さを第１の高さＨ１にした状態で、ステップＳ３の酸素含有ガスの雰囲気での加熱工程が行われ、図５（Ｂ）に示すように、底部材３に対する蓋部材４の高さを第１の高さＨ１より低い第２の高さＨ２にした状態で、ステップＳ４ａの不活性ガスへの置換工程が行われてもよい。また、この場合に、底部材３に対する蓋部材４の高さを第２の高さＨ２より高い第３の高さＨ３にした状態で、ステップＳ４ｂの不活性ガスの雰囲気での加熱工程が行われてもよい。第３の高さＨ３は、第１の高さＨ１と同じであってもよいし、異なっていてもよい。

本例のようにステップＳ４ａの置換工程において処理空間Ｓの容積を小さくすることで、処理空間Ｓ内の雰囲気を不活性ガスで置換するのに要する時間を短縮することができる。その結果、前述の質量が大きい欠陥原因物質Ｐ３の発生を抑制することができる。

また、ステップＳ４ｂの不活性ガスの雰囲気での加熱工程において、上述のように処理空間Ｓの容積を大きくすることで、すなわち、底部材３に対する蓋部材４の高さを高くすることで、ウェハＷの直上における気流をウェハ面内でより均一にすることができる。また、蓋部材４（具体的にはシャワーヘッド３０）に欠陥原因物質が付着し汚染されるのを抑制することができる。

ステップＳ４ｂの不活性ガスの雰囲気での加熱工程において、前述のようにステップＳ４ａの不活性ガスへの置換工程より処理空間Ｓの容積を大きくする場合、処理空間Ｓへの不活性ガスの供給流量を、ステップＳ４ａにおいて大きくし、ステップＳ４ｂにおいて相対的に小さくしてもよい。これにより、ステップＳ４ａにおいて処理空間Ｓ内の雰囲気を不活性ガスで置換するのに要する時間を短くしつつ、加熱処理全体での不活性ガスの消費量を抑えることができる。

＜ウェハ処理の例３＞
以上の例では、加熱処理中、中央排気部４０による排気及び周縁排気部５０による排気の両方が行われており、すなわち、中央排気部４０による排気及び周縁排気部５０による排気の両方をＯＮにされていた。これに代えて、加熱処理において、周縁排気部５０による排気のみ常時ＯＮとされ、中央排気部４０による排気は、ステップＳ３の酸素含有ガスの雰囲気での加熱工程においてＯＦＦとされ、ステップＳ４の低酸素濃度雰囲気での加熱工程からＯＮにされるようにしてもよい。これにより、以下を抑制することができる。すなわち、塗布膜の流動性の高い加熱処理の前半段階において、中央排気部４０による排気によりウェハＷの中央部において塗布膜が厚くなり、その結果、加熱処理後においてもウェハＷの中央部で塗布膜が厚くなるのを抑制することができる。

また、ステップＳ４の低酸素濃度雰囲気での加熱工程から中央排気部４０による排気がＯＮにされる場合、ステップＳ４ａの不活性ガスへの置換工程からＯＮにされてもよい。これにより、ステップＳ４ａにおいて処理空間Ｓ内の雰囲気を不活性ガスで置換するのに要する時間を短縮することができる。

ステップＳ４ａの不活性ガスへの置換工程から中央排気部４０による排気がＯＮにされる場合であって、前述の例２のように、処理空間Ｓの容積を変化させる場合は、以下のようにしてもよい。
すなわち、ステップＳ４ａの不活性ガスへの置換工程中であって、底部材３に対する蓋部材４の高さが第２の高さＨ２の期間は、中央排気部４０による排気がＯＮにされる。その後、底部材３に対する蓋部材４の高さを第２の高さＨ２から第３の高さＨ３に高くしていく期間すなわち処理空間Ｓの容積を大きくしていく期間では、少なくとも最初において中央排気部４０による排気がＯＦＦにされてもよい。これにより、処理空間Ｓの容積を大きくしていく期間における断熱膨張による処理空間Ｓの温度低下を抑制することができ、その結果、処理空間Ｓの温度低下による欠陥原因物質の発生を抑制することができる。

＜ウェハ処理の例４＞
図６は、本実施形態にかかるウェハ処理の他の例における、加熱処理開始時の熱板１１に対するウェハＷの高さを示す図である。図７は、本例における加熱処理中のウェハＷの温度履歴を示す図である。
以上の例では、ステップＳ２において、熱板１１の載置面１１ａにウェハＷが載置され、加熱処理が開始されていた。これに代えて、ステップＳ２において、図６に示すように、熱板１１に対するウェハＷの高さが、熱板１１から所定の距離離れる所定の高さすなわち第１の高さＨ１１とされ、加熱処理が開始されてもよい。

具体的には、蓋部材４が下降されて処理空間Ｓが形成される。
また、蓋部材４の下降と同時または蓋部材４の下降後、昇降ピン６１が下降され、熱板１１に対するウェハＷの高さが、受け渡し高さＨｄと異なり受け渡し高さＨｄより低い第１の高さＨ１１とされる。このように熱板１１に対するウェハＷの高さが第１の高さＨ１１とされ、処理空間Ｓが形成されると、加熱処理の開始となる。なお、第１の高さＨ１１は、例えば２ｍｍ～１０ｍｍであり、予め設定され、記憶部１０１に記憶されている。

また、本例では、ステップＳ３の酸素含有ガスの雰囲気での加熱において、例えばまず、第１の高さＨ１でウェハＷが加熱される（ステップＳ３ａ）。
具体的には、熱板１１に対するウェハＷの高さが第１の高さＨ１１で維持されると共に、シャワーヘッド３０から処理空間Ｓへの酸素含有ガスの供給が行われる。

ステップＳ３ａは、加熱処理が所定の進行度合いになるまで行われる。具体的には、ステップＳ３ａは、図７に示すように、ウェハＷの温度が、ＳＯＣ膜における酸素との架橋反応が開始する温度よりやや低い所定の温度Ｔｔになるまで行われる。

加熱処理が所定の進行度合いになったか否かの判定すなわちウェハＷの温度が所定の温度Ｔｔになったか否かの判定は、例えば、熱板１１に対するウェハＷの高さが第１の高さＨ１１とされてから経過した時間が所定の時間Ｔ１１を超えたか否かに基づいて行われる。制御部１００は、上記所定の時間Ｔ１１を超えると、所定の進行度合いになったと判定し、すなわち、所定の温度Ｔｔになったと判定する。この判定に用いられる「所定の時間Ｔ１１」は、ＳＯＣ膜の種類によって異なり、例えば、図示しないキーボードやタッチパネル等の入力部を介したユーザ入力に基づいて予め設定され、記憶部１０１に記憶されている。なお、後述のステップＳ３ｂでの加熱時間とステップＳ４での加熱時間との合計時間Ｔ１２は例えば３０秒～１２０秒であり、また、ステップＳ３ａでの加熱時間すなわち上記所定の時間Ｔ１１は、例えば上記合計時間Ｔ１２の０．５～１．５倍である。

そして、加熱処理が所定の進行度合いになった後は、ウェハＷが下降される。
具体的には、昇降ピン６１が下降され、ウェハＷが熱板１１の載置面１１ａに載置される。

次に、ウェハＷが熱板１１に載置された状態で加熱される（ステップＳ３ｂ）。
具体的には、ウェハＷが熱板１１に載置された状態が維持されると共に、シャワーヘッド３０から処理空間Ｓへの酸素含有ガスの供給が行われる。

ステップＳ３ｂの後、ステップＳ４の低酸素濃度雰囲気での加熱が行われる。

本例にかかるウェハ処理では、ウェハＷは、第１の高さＨ１１での加熱が行われた後、熱板１１に載置される。そのため、加熱処理開始直後のウェハＷの温度変化及び熱板１１に載置された直後のウェハＷの温度変化が比較的緩やかである。したがって、本例にかかるウェハ処理によれば、加熱処理の初期段階での急激な温度変化による欠陥原因物質Ｐ１の飛散を抑制することができる。よって、当該欠陥原因物質Ｐ１と酸素が反応することにより生じ得る、質量が大きい別の欠陥原因物質Ｐ３の発生も抑制することができる。

本例では、ステップＳ３ａ及びステップＳ３ｂの両方で、中央排気部４０による排気及び周縁排気部５０による排気の両方をＯＮにさせてもよい。

また、周縁排気部５０による排気をウェハ処理中ＯＮのまま維持させ、中央排気部４０による排気を、ステップＳ３ａの終了までＯＦＦに維持し、ステップＳ３ｂでＯＦＦからＯＮに切り替えてもよい。これにより、加熱処理後においてウェハＷの中央部で塗布膜が厚くなるのを抑制することができる。

中央排気部４０による排気がＯＦＦからＯＮに切り替えられるタイミングは、具体的には、例えば、ステップＳ３ａの加熱の開始直後（すなわちウェハＷの熱板１１への載置直後）である。また、上記タイミングは、ステップＳ３ａの加熱が開始されてから（すなわちウェハＷが熱板１１に載置されてから）所定の時間Ｔ１３経過後であってもよい。これは、塗布膜の種類や第１の高さＨ１での加熱時間等によっては、第１の高さＨ１での加熱のみでは、塗布膜の流動性を、中央排気部４０による排気の影響を受けない程度に、十分に落とすことができない場合があるからである。なお、上記所定の時間Ｔ１３は例えば２秒以上１０秒以下である。

＜ウェハ処理の例５＞
前述のウェハ処理の例４では、熱板１１に対するウェハＷの高さが、熱板１１から所定の距離離れる第１の高さＨ１１とされた状態で、ステップＳ３の酸素含有ガスの雰囲気での加熱が開始され、当該加熱の途中でウェハＷが熱板１１に載置されていた。これに代えて、熱板１１に対するウェハＷの高さが第１の高さＨ１１とされた状態で、ステップＳ３の酸素含有ガスの雰囲気での加熱工程全体が行われ、その後のステップＳ４の低酸素濃度雰囲気での加熱に含まれる、処理空間Ｓ内の酸素含有ガスを不活性ガスで置換する工程の際に、ウェハＷが熱板１１に載置されてもよい。本例にかかるウェハ処理によっても、加熱処理の初期段階での急激な温度変化による欠陥原因物質Ｐ１の飛散を抑制することができる。その結果、当該欠陥原因物質Ｐ１と酸素が反応することにより生じ得る、質量が大きい別の欠陥原因物質Ｐ３の発生も抑制することができる。

本例では、ステップＳ３及びステップＳ４の両方で、中央排気部４０による排気及び周縁排気部５０による排気の両方をＯＮにさせてもよい。

また、周縁排気部５０による排気をステップＳ３からＯＮのまま維持させ、中央排気部４０による排気を、ステップＳ３でＯＦＦに維持し、ステップＳ４でＯＦＦからＯＮに切り替えてもよい。これにより、加熱処理後においてウェハＷの中央部で塗布膜が厚くなるのを抑制することができる。

なお、上述のウェハ処理の例４、５では、ウェハＷが第１の高さＨ１で加熱された後、熱板１１に載置された状態で加熱されていた。第１の高さＨ１で加熱された後の加熱の際の、熱板１１に対するウェハＷの高さは、熱板１１に載置された状態となる高さに限られず、第１の高さＨ１より熱板１１に近接する状態となる高さであればよい。
また、上述のウェハ処理の例１～３において、ウェハＷは、熱板１１に載置された状態で加熱されていた。これに代えて、ウェハＷは、熱板１１に載置された状態から離れた状態で、加熱されてもよい。

（ウェハ処理の例６）
図８は、本実施形態にかかるウェハ処理の他の例における、処理空間Ｓの排気形態を示す図である。
以上の例では、ステップＳ５の加熱処理を終了させる工程では、中央排気部４０による排気及び周縁排気部５０による排気がＯＮに維持されたまま、蓋部材４の上昇が行われ、処理空間Ｓが開放されていた。これに代えて、ステップＳ５の加熱処理を終了させる工程では、図８に示すように、中央排気部４０による排気がＯＮに維持されたまま、周縁排気部５０による排気をＯＦＦにさせ、その後、所定の時間Ｔ１４経過してから、蓋部材４の上昇が行われ、処理空間Ｓが開放されてもよい。これにより、処理空間Ｓが開放されたときに、欠陥原因物質が、底部材３と蓋部材４との間の隙間から、処理容器２外に漏れ出すのを抑制することができる。

（ウェハ処理の例７）
図９は、本実施形態にかかるウェハ処理の他の例における、ステップＳ５の加熱処理を終了させる工程での処理空間Ｓの状態を示す図である。
上述のウェハ処理の例１等では、ステップＳ５の加熱処理を終了させる工程で、中央排気部４０による排気及び周縁排気部５０による排気がＯＮに維持されたまま、昇降ピン６１の上昇すなわちウェハＷの上昇と蓋部材４の上昇とが同時に行われ、ウェハＷが受け渡し高さＨｄまで上昇すると共に、処理空間Ｓが開放されていた。これに代えて、ステップＳ６の加熱処理を終了させる工程では、まず、図９に示すように、中央排気部４０による排気及び周縁排気部５０による排気がＯＮに維持されたまま、昇降ピン６１の上昇のみが行われ、熱板１１に対するウェハＷの高さが第２の高さＨ１２とされ、処理空間Ｓが形成されたままとしてもよい。そして、その後、所定の時間Ｔ１５経過してから、昇降ピン６１の再上昇と蓋部材４の上昇が同時に行われ、ウェハＷが受け渡し高さＨｄまで上昇すると共に、処理空間Ｓが開放されてもよい。
なお、第１の高さＨ１１と第２の高さＨ１２は同じであってもよいし、異なってもよい。

第２の高さＨ１２は、例えば、第１の高さＨ１１と同様、予め設定され、記憶部１０１に記憶されている。
また、第２の高さＨ１２は、以下のように制御部１００により予め算出され決定され、記憶部１０１に記憶されていてもよい。すなわち、制御部１００により、処理対象のウェハＷの反り量の検出結果が、図示しない外部の検出装置から取得され、上記検出結果に基づいて、第２の高さＨ１２が予め算出され決定され、記憶部１０１に記憶されていてもよい。なお、上記外部の検出装置は、例えば、ウェハＷを側方から撮像し撮像結果から当該ウェハＷの反り量を検出する、公知の装置である。

例えば、以下のようにして、制御部１００により、処理対象のウェハＷの反り量の検出結果から第２の高さＨ１２が算出され決定される。
すなわち、制御部１００により、取得されたウェハＷの反り量Ｗｐと記憶部１０１に記憶されていた第２の高さＨ１２のデフォルト値Ｈ１２_０との和が算出され、その結果が実際の第２の高さＨ１２（＝Ｗｐ＋Ｈ１２_０）に決定される。これにより、蓋部材４の周縁部の下端に対するウェハＷの周縁部の高さＨ１３が、ウェハＷの反り量によらず一定となる。
蓋部材４の周縁部の下端に対するウェハＷの周縁部の高さＨ１３が異なると、昇降ピン６１の再上昇と蓋部材４の上昇が同時に行われ処理空間Ｓが開放される際に、蓋部材４の周縁部の下を通ってウェハＷの表面に流れ込む気流も異なってくる。具体的には、昇降ピン６１の再上昇と蓋部材４の上昇が同時に行われ処理空間Ｓが開放される際、上記高さＨ１３が大きいと、ウェハＷの表面に流れ込む気流が少なくなり、上記高さＨ１３が小さいと、ウェハＷの表面に流れ込む気流が多くなる。したがって、蓋部材４の周縁部の下端に対するウェハＷの周縁部の高さＨ１３をウェハＷの反り量によらず一定にすることにより、上述の処理空間Ｓの開放の際にウェハＷの表面に流れ込む気流も略一定となる。その結果、ウェハＷの反り量が熱処理結果に与える影響を抑制することができる。

また、本例の場合、ステップＳ５の加熱処理を終了させる工程における処理空間Ｓの排気形態を、上述のウェハ処理の例６と同様にしてもよい。すなわち、ステップＳ５の加熱処理を終了させる工程で、中央排気部４０による排気及び周縁排気部５０による排気のうち、蓋部材４の上昇前に、周縁排気部５０による排気のみＯＦＦにさせ、その後所定の時間Ｔ１４経過してから、蓋部材４の上昇が行われ、処理空間Ｓが開放されてもよい。

（変形例）
上述のウェハ処理の例４等では、加熱処理が所定の進行度合いになったか否かの判定すなわちウェハＷの温度が所定の温度Ｔｔになったか否かの判定が、図示しないキーボードやタッチパネル等の入力部を介したユーザ入力に基づいて予め設定された所定の時間Ｔ１１に基づいて行われていた。

加熱処理が所定の進行度合いになったか否かの判定方法すなわちウェハＷの温度が所定の温度Ｔｔになったか否かの判定方法は、これに限られない。
例えば、図１０に示すような関係Ｒを示すデータＤ１を予め記憶部１０１に記憶させておく。上記関係Ｒは、熱板１１を現在の設定温度とし、当該熱板１１に対するウェハＷの高さを予め設定された第１の高さＨ１１としてウェハＷを加熱したときの、ウェハＷの温度と加熱時間との関係である。また、上記所定の温度（すなわち、第１の高さＨ１１での加熱による目標到達温度）Ｔｔを、図示しないキーボードやタッチパネル等の入力部を介してユーザから受け付けておき、予め記憶部１０１に記憶させておく。そして、ウェハＷの温度が所定の温度Ｔｔになったか否かの判定が、記憶部１０１に記憶された上記データＤ１に基づいて、行われてもよい。具体的には、まず、制御部１００により、記憶部１０１に記憶された上記データＤ１と所定の温度Ｔｔとに基づいて、所定の温度Ｔｔに到達するまでに要する時間Ｔ２１が算出され決定されてもよい。そして、制御部１００により、熱板１１に対するウェハＷの高さが第１の高さＨ１１とされてから経過した時間が上記時間Ｔ２１を超えたか否かの判定に基づき、ウェハＷの温度が所定の温度Ｔｔになったか否かの判定が行われてもよい。

ウェハＷの温度が所定の温度Ｔｔになったか否かの判定に用いる情報として決定した、所定の温度Ｔｔに到達するまでに要する時間Ｔ２１は、図示しない表示部（例えば液晶ディスプレイ）等の外部出力部を介して外部出力されてもよい。

また、熱板１１に対するウェハＷの高さを第１の高さＨ１１としてウェハＷを加熱したときのウェハＷの温度と加熱時間との関係Ｒを、熱板１１の設定温度毎且つ熱板１１に対するウェハＷの高さ毎に示すデータＤ２を、予め記憶部１０１に記憶させてもよい。そして、ウェハＷの温度が所定の温度Ｔｔになったか否かの判定が、記憶部１０１に記憶された上記データＤ２に基づいて、行われてもよい。

例えば、熱板１１の温度、上記所定の温度Ｔｔ及び第１の高さＨ１１の設定値を、図示しないキーボードやタッチパネル等の入力部を介してユーザから受け付けておき、予め記憶部１０１に記憶させておく。また、制御部１００により、これらの情報と上記データＤ２とに基づいて、所定の温度Ｔｔに到達するまでに要する時間Ｔ２１が算出され決定される。そして、制御部１００により、熱板１１に対するウェハＷの高さが第１の高さＨ１とされてから経過した時間が上記時間Ｔ２１を超えたか否かの判定に基づき、ウェハＷの温度が所定の温度Ｔｔになったか否かの判定が行われる。

なお、熱板１１に対するウェハＷの高さを第１の高さＨ１１としてウェハＷを加熱したときのウェハＷの温度と加熱時間との関係Ｒは、熱板１１の温度及び熱板１１に対するウェハＷの高さだけでなく、蓋部材４（具体的にはシャワーヘッド３０）の設定温度の影響を受ける。したがって、上記関係Ｒを、熱板１１の温度毎、熱板１１に対するウェハＷの高さ毎且つ蓋部材４の温度毎に示すデータＤ３を、予め記憶部１０１に記憶させてもよい。そして、ウェハＷの温度が所定の温度Ｔｔになったか否かの判定が、記憶部１０１に記憶された上記データＤ３に基づいて、行われてもよい。

例えば、蓋部材４の温度、熱板１１の温度、上記所定の温度Ｔｔ及び第１の高さＨ１１の設定値を、図示しないキーボードやタッチパネル等の入力部を介してユーザから受け付けておき、予め記憶部１０１に記憶させておく。また、制御部１００により、これらの情報と上記データＤ２とに基づいて、所定の温度Ｔｔに到達するまでに要する時間Ｔ２１が算出され決定される。そして、制御部１００により、熱板１１に対するウェハＷの高さが第１の高さＨ１とされてから経過した時間が上記時間Ｔ２１を超えたか否かの判定に基づき、ウェハＷの温度が所定の温度Ｔｔになったか否かの判定が行われる。

上記データＤ１を用いる例と同様、上記データＤ２または上記データＤ３を用いる例でも、ウェハＷの温度が所定の温度Ｔｔになったか否かの判定に用いる情報として決定した、所定の温度Ｔｔに到達するまでに要する時間Ｔ２１は、図示しない表示部（例えば液晶ディスプレイ）等の外部出力部を介して外部出力されてもよい。

また、上記データＤ２に基づいて、ウェハＷの温度が所定の温度Ｔｔになったか否かの判定に用いる情報の候補が決定されてもよい。
例えば、熱板１１の温度及び上記所定の温度Ｔｔの設定値と、所定の温度Ｔｔに到達するまでに要する時間Ｔ２１として許容される範囲とを、図示しないキーボードやタッチパネル等の入力部を介してユーザから受け付けておき、予め記憶部１０１に記憶させておく。また、制御部１００により、これらの情報と上記データＤ２とに基づいて、上記時間Ｔ２１と第１の高さＨ１との組み合わせの候補が決定される。決定された候補は、図示しない表示部（例えば液晶ディスプレイ）等の外部出力部を介して外部出力されてもよい。

同様に、上記データＤ３に基づいて、ウェハＷの温度が所定の温度Ｔｔになったか否かの判定に用いる情報の候補が決定されてもよい。
例えば、蓋部材４の温度、熱板１１の温度及び上記所定の温度Ｔｔの設定値と、所定の温度Ｔｔに到達するまでに要する時間Ｔ２１として許容される範囲とを、図示しないキーボードやタッチパネル等の入力部を介してユーザから受け付けておき、予め記憶部１０１に記憶させておく。また、制御部１００により、これらの情報と上記データＤ２とに基づいて、上記時間Ｔ２１と第１の高さＨ１との組み合わせの候補が決定される。決定された候補は、図示しない表示部（例えば液晶ディスプレイ）等の外部出力部を介して外部出力されてもよい。

また、上記データＤ２または上記データＤ３に基づいて決定された、上記時間Ｔ２１と上記高さＨ１との組み合わせの候補が、以下のようにして処理対象のウェハＷの反り量の検出結果に基づいて絞られるようにしてもよい。
すなわち、ウェハＷの形状が側面視凸状（中央部が上方にと突出した形状）であり当該ウェハＷの反り量が大きい場合、当該ウェハＷの周縁部において熱板１１との距離が近くなって加熱量が多くなり、その結果、膜厚の面内均一性が損なわれるおそれがある。そのため、例えばウェハＷが側面視凸状に沿っておりその反り量が５００μｍ以上の場合は、制御部１００により、上記時間Ｔ２１と第１の高さＨ１との組み合わせの候補が、第１の高さＨ１が３ｍｍ以上のもののみに絞られるようにしてもよい。
なお、処理対象のウェハＷの反り量の検出結果は、例えば図示しない外部の検出装置から取得される。また、上記組み合わせ候補の絞り込みに必要な、ウェハＷの反り量以外の情報は、例えば記憶部１０１に予め記憶されている。

なお、第１の高さＨ１が以下のようにして処理対象のウェハＷの反り量の検出結果に基づいて調整されるようにしてもよい。すなわち、第１の高さＨ１の基本値を設定しておき、例えばウェハＷが側面視凸状に沿っておりその反り量が５００μｍ以上の場合は、第１の高さＨ１が基本値より大きい値が適用され、それ以外の場合は、第１の高さＨ１に基本値が適用されてもよい。

以上では、底部材３に対する蓋部材４の高さを、蓋部材４を昇降させることで調整していたが、蓋部材４を昇降させることで調整してもよい。
以上では、熱板１１に対するウェハＷの高さを、ウェハＷを昇降させることで調整していたが、熱板１１を昇降させることで調整してもよい。

以上では、塗布膜の例としてＳＯＣ膜を挙げたが、本開示にかかる技術は、酸素と架橋反応を示す材料を含む他の塗布膜（例えばレジスト膜の下層に形成される反射防止膜等）にも用いることができる。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲、後述の付記項及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。例えば、上記実施形態の構成要件は上記の効果を損なわない範囲で、任意に組み合わせることができる。また、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、又は、上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。

なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
［付記項１］
塗布膜が形成された基板を加熱する加熱処理装置であって、
基板を収容する処理空間を形成する処理容器と、
前記処理空間に収容された基板を加熱する加熱部と、
前記処理空間に不活性ガスを供給するガス供給部と、
前記処理空間を排気する排気部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
（Ａ）前記塗布膜において酸素との反応による架橋反応が所定の進行度合いになるまで、前記処理空間への不活性ガスの供給を行わずに前記処理空間の排気を行い、酸素含有ガスの雰囲気で基板を加熱する工程と、
（Ｂ）前記（Ａ）工程後、前記処理空間への不活性ガスの供給及び前記処理空間の排気を行い、前記（Ａ）工程より酸素濃度が低い雰囲気で基板を加熱する工程と、を実行するよう、制御を行う、加熱処理装置。
［付記項２］
前記処理空間の容積を変更する変更部をさらに備え、
前記（Ｂ）工程は、
（Ｃ）前記処理空間の容積を前記（Ａ）工程よりも小さくして当該処理空間内の酸素含有ガスを不活性ガスで置換する工程と
（Ｄ）不活性ガスの雰囲気で基板を加熱する工程と、を含む、付記項１に記載の加熱処理装置。
［付記項３］
前記処理空間の容積は、前記（Ｃ）工程時よりも前記（Ｄ）工程時が大きい、付記項２に記載の加熱処理装置。
［付記項４］
前記処理空間に供給される不活性ガスの流量は、前記（Ｄ）工程時よりも前記（Ｃ）工程時が大きい、付記項３に記載の加熱処理装置。
［付記項５］
前記処理容器は、
基板が載置される載置面と、前記加熱部と、を含む底部材と、
前記載置面に対向する天壁を含み、前記底部材との間で前記処理空間を形成する蓋部材と、を有し、
前記変更部は、前記底部材に対する前記蓋部材の高さを調整することで、前記処理空間の容積を変更する、付記項２に記載の加熱処理装置。
［付記項６］
前記処理容器は、
基板が載置される載置面と、前記加熱部と、を含む底部材と、
前記載置面に対向する天壁を含み、前記底部材との間で前記処理空間を形成する蓋部材と、を有し、
前記変更部は、前記底部材に対する前記蓋部材の高さを調整することで、前記処理空間の容積を変更する、付記項３または４に記載の加熱処理装置。
［付記項７］
前記制御部は、
前記底部材に対する前記蓋部材の高さを第１の高さにした状態で前記（Ａ）工程を実行し、
前記底部材に対する前記蓋部材の高さを前記第１の高さから第２の高さまで低くして前記（Ｃ）工程を実行し、
前記底部材に対する前記蓋部材の高さを前記第２の高さから第３の高さまで高くして前記（Ｄ）工程を実行するよう、制御を行う、付記項６に記載の加熱処理装置。
［付記項８］
前記処理容器内に酸素含有ガスを供給する他のガス供給部をさらに有する、請求項１～７のいずれか１項に記載の加熱処理装置。
［付記項９］
前記処理空間に収容された基板が載置される載置面と、前記加熱部と、を有する熱板と、
前記熱板に対する基板の高さを調整する調整機構と、をさらに備え、
前記制御部は、
（Ｅ）前記熱板に対する基板の高さを前記熱板から所定の距離離れる所定の高さとし基板の加熱処理を開始する工程と、
（Ｆ）前記加熱処理が前記所定の進行度合いになった際に、前記熱板に対する基板の高さを前記所定の高さより低くし、基板を前記熱板に載置した状態または近接した状態にする工程と、をさらに実行するよう、制御を行う、付記項１～８のいずれか１項に記載の加熱処理装置。
［付記項１０］
前記制御部は、前記（Ａ）工程の途中で前記（Ｆ）工程を実行するよう、制御を行う、付記項９に記載の加熱処理装置。
［付記項１１］
前記制御部は、前記（Ｂ）工程に含まれる、前記処理空間内の酸素含有ガスを不活性ガスで置換する工程の際に、前記（Ｆ）工程を実行するよう、制御を行う、付記項９に記載の加熱処理装置。
［付記項１２］
前記排気部は、
前記載置面の上方であって、前記載置面上の基板の中央寄りの位置に相当する位置から、前記処理空間を排気する中央排気部と、
前記載置面の上方であって、前記載置面上の前記基板の周縁部寄りの位置に相当する位置から、前記処理空間を排気する周縁排気部と、を有し、
前記制御部は、
前記中央排気部による排気を、前記（Ｅ）工程でＯＦＦに維持し、前記（Ｆ）工程でＯＦＦからＯＮに切り替え、
前記周縁排気部による排気を、前記（Ｅ）工程からＯＮのまま維持するよう、制御を行う、付記項９～１１のいずれか１項に記載の加熱処理装置。
［付記項１３］
前記処理容器は、
前記熱板を含む底部材と、
前記載置面に対向する天壁を含み、前記底部材との間で前記処理空間を形成する蓋部材と、を有し、
前記底部材に対する前記蓋部材の高さを調整する別の調整機構をさらに備え、
前記制御部は、
（Ｇ）前記加熱処理の終了時に、前記中央排気部による排気をＯＮに維持したまま、前記周辺排気部による排気をＯＦＦにし、その後、所定の時間経過してから、前記底部材に対する前記蓋部材の高さを高くし、前記処理空間を開放する工程をさらに実行するよう、制御を行う、付記項１２に記載の加熱処理装置。
［付記項１４］
塗布膜が形成された基板を加熱する加熱処理方法であって、
（ａ）前記塗布膜において酸素との反応による架橋反応が所定の進行度合いになるまで、基板が収容された処理空間への不活性ガスの供給を行わずに前記処理空間の排気を行い、酸素含有ガスの雰囲気で基板を加熱する工程と、
（ｂ）前記（ａ）工程後、前記処理空間への不活性ガスの供給及び前記処理空間の排気を行い、前記（ａ）工程より酸素濃度が低い雰囲気で基板を加熱する工程と、を含む、加熱処理方法。
［付記項１５］
塗布膜が形成された基板を加熱する加熱処理方法を、加熱処理装置によって実行させるように、当該加熱処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体であって、
前記加熱処理方法は、
（ａ）前記塗布膜において酸素との反応による架橋反応が所定の進行度合いになるまで、基板が収容された処理空間への不活性ガスの供給を行わずに前記処理空間の排気を行い、酸素含有ガスの雰囲気で基板を加熱する工程と、
（ｂ）前記（ａ）工程後、前記処理空間への不活性ガスの供給及び前記処理空間の排気を行い、前記（ａ）工程より酸素濃度が低い雰囲気で基板を加熱する工程と、を含む、コンピュータ記憶媒体。

１ 加熱処理装置
２ 処理容器
１３ ヒータ
３０ シャワーヘッド
３３ 導入管
３４ 供給管
３６ 供給機器群
４０ 中央排気部
５０ 周縁排気部
１００ 制御部
Ｓ 処理空間
Ｗ ウェハ

Claims (15)

1. 塗布膜が形成された基板を加熱する加熱処理装置であって、
   基板を収容する処理空間を形成する処理容器と、
   前記処理空間に収容された基板を加熱する加熱部と、
   前記処理空間に不活性ガスを供給するガス供給部と、
   前記処理空間を排気する排気部と、
   制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   （Ａ）前記塗布膜において酸素との反応による架橋反応が所定の進行度合いになるまで、前記処理空間への不活性ガスの供給を行わずに前記処理空間の排気を行い、酸素含有ガスの雰囲気で基板を加熱する工程と、
   （Ｂ）前記（Ａ）工程後、前記処理空間への不活性ガスの供給及び前記処理空間の排気を行い、前記（Ａ）工程より酸素濃度が低い雰囲気で基板を加熱する工程と、を実行するよう、制御を行う、加熱処理装置。
2. 前記処理空間の容積を変更する変更部をさらに備え、
   前記（Ｂ）工程は、
   （Ｃ）前記処理空間の容積を前記（Ａ）工程よりも小さくして当該処理空間内の酸素含有ガスを不活性ガスで置換する工程と
   （Ｄ）不活性ガスの雰囲気で基板を加熱する工程と、を含む、請求項１に記載の加熱処理装置。
3. 前記処理空間の容積は、前記（Ｃ）工程時よりも前記（Ｄ）工程時が大きい、請求項２に記載の加熱処理装置。
4. 前記処理空間に供給される不活性ガスの流量は、前記（Ｄ）工程時よりも前記（Ｃ）工程時が大きい、請求項３に記載の加熱処理装置。
5. 前記処理容器は、
   基板が載置される載置面と、前記加熱部と、を含む底部材と、
   前記載置面に対向する天壁を含み、前記底部材との間で前記処理空間を形成する蓋部材と、を有し、
   前記変更部は、前記底部材に対する前記蓋部材の高さを調整することで、前記処理空間の容積を変更する、請求項２に記載の加熱処理装置。
6. 前記処理容器は、
   基板が載置される載置面と、前記加熱部と、を含む底部材と、
   前記載置面に対向する天壁を含み、前記底部材との間で前記処理空間を形成する蓋部材と、を有し、
   前記変更部は、前記底部材に対する前記蓋部材の高さを調整することで、前記処理空間の容積を変更する、請求項３または４に記載の加熱処理装置。
7. 前記制御部は、
   前記底部材に対する前記蓋部材の高さを第１の高さにした状態で前記（Ａ）工程を実行し、
   前記底部材に対する前記蓋部材の高さを前記第１の高さから第２の高さまで低くして前記（Ｃ）工程を実行し、
   前記底部材に対する前記蓋部材の高さを前記第２の高さから第３の高さまで高くして前記（Ｄ）工程を実行するよう、制御を行う、請求項６に記載の加熱処理装置。
8. 前記処理容器内に酸素含有ガスを供給する他のガス供給部をさらに有する、請求項１～５のいずれか１項に記載の加熱処理装置。
9. 前記処理空間に収容された基板が載置される載置面と、前記加熱部と、を有する熱板と、
   前記熱板に対する基板の高さを調整する調整機構と、をさらに備え、
   前記制御部は、
   （Ｅ）前記熱板に対する基板の高さを前記熱板から所定の距離離れる所定の高さとし基板の加熱処理を開始する工程と、
   （Ｆ）前記加熱処理が前記所定の進行度合いになった際に、前記熱板に対する基板の高さを前記所定の高さより低くし、基板を前記熱板に載置した状態または近接した状態にする工程と、をさらに実行するよう、制御を行う、請求項１に記載の加熱処理装置。
10. 前記制御部は、前記（Ａ）工程の途中で前記（Ｆ）工程を実行するよう、制御を行う、請求項９に記載の加熱処理装置。
11. 前記制御部は、前記（Ｂ）工程に含まれる、前記処理空間内の酸素含有ガスを不活性ガスで置換する工程の際に、前記（Ｆ）工程を実行するよう、制御を行う、請求項９に記載の加熱処理装置。
12. 前記排気部は、
    前記載置面の上方であって、前記載置面上の基板の中央寄りの位置に相当する位置から、前記処理空間を排気する中央排気部と、
    前記載置面の上方であって、前記載置面上の前記基板の周縁部寄りの位置に相当する位置から、前記処理空間を排気する周縁排気部と、を有し、
    前記制御部は、
    前記中央排気部による排気を、前記（Ｅ）工程でＯＦＦに維持し、前記（Ｆ）工程でＯＦＦからＯＮに切り替え、
    前記周縁排気部による排気を、前記（Ｅ）工程からＯＮのまま維持するよう、制御を行う、請求項９～１１のいずれか１項に記載の加熱処理装置。
13. 前記処理容器は、
    前記熱板を含む底部材と、
    前記載置面に対向する天壁を含み、前記底部材との間で前記処理空間を形成する蓋部材と、を有し、
    前記底部材に対する前記蓋部材の高さを調整する別の調整機構をさらに備え、
    前記制御部は、
    （Ｇ）前記加熱処理の終了時に、前記中央排気部による排気をＯＮに維持したまま、前記周縁排気部による排気をＯＦＦにし、その後、所定の時間経過してから、前記底部材に対する前記蓋部材の高さを高くし、前記処理空間を開放する工程をさらに実行するよう、制御を行う、請求項１２に記載の加熱処理装置。
14. 塗布膜が形成された基板を加熱する加熱処理方法であって、
    （ａ）前記塗布膜において酸素との反応による架橋反応が所定の進行度合いになるまで、基板が収容された処理空間への不活性ガスの供給を行わずに前記処理空間の排気を行い、酸素含有ガスの雰囲気で基板を加熱する工程と、
    （ｂ）前記（ａ）工程後、前記処理空間への不活性ガスの供給及び前記処理空間の排気を行い、前記（ａ）工程より酸素濃度が低い雰囲気で基板を加熱する工程と、を含む、加熱処理方法。
15. 塗布膜が形成された基板を加熱する加熱処理方法を、加熱処理装置によって実行させるように、当該加熱処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体であって、
    前記加熱処理方法は、
    （ａ）前記塗布膜において酸素との反応による架橋反応が所定の進行度合いになるまで、基板が収容された処理空間への不活性ガスの供給を行わずに前記処理空間の排気を行い、酸素含有ガスの雰囲気で基板を加熱する工程と、
    （ｂ）前記（ａ）工程後、前記処理空間への不活性ガスの供給及び前記処理空間の排気を行い、前記（ａ）工程より酸素濃度が低い雰囲気で基板を加熱する工程と、を含む、コンピュータ記憶媒体。

Images