JP3628200B2 - 基板熱処理方法及び基板熱処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハや液晶表示器用のガラス基板、フォトマスク用のガラス基板、光ディスク用の基板などの基板を処理室内に支持して加熱処理や冷却処理などの熱処理を基板に施す基板熱処理方法及び基板熱処理装置に係り、特には、処理室内の排気に要する排気用力を軽減するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、プリベークやポストベークなどの加熱処理では、加熱処理中に処理室内に放出される、基板に塗布されたフォトレジスト膜中の残留溶剤の蒸気や、基板に残留する現像液やリンス液などの液分の蒸気などを処理室から排出するために、処理室内の排気を行っている。
【０００３】
また、加熱された基板を冷却する冷却処理では、例えば、加熱された基板から放出される熱気を処理室から排出することなどを目的に、処理室内の排気を行っている。
【０００４】
このような基板熱処理装置の処理室内の排気は、従来、予め設定された所定の排気量を維持して常時一定の排気量で行うように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
例えば、加熱処理において、残留溶剤や残留液分の蒸気の放出量は、加熱処理の初期の段階で多く、加熱処理の進行に従って減少するが、初期の段階での放出蒸気が十分に処理室内から排出されないと、基板に再付着するなどの不都合を招く。そのため、従来は、初期の段階の多量の放出蒸気を漏れなく処理室内から排出できる程度に、上記所定の排気量を比較的大きく設定している。
【０００６】
また、冷却処理でも、冷却効率を高めるために、従来は、冷却処理の初期の段階の基板が最も高温の状態における基板からの放熱を効率良く処理室内から排出できる程度に、上記所定の排気量を比較的大きく設定している。
【０００７】
すなわち、従来は、比較的大きな排気量で常時、処理室内の排気を行っている。そのため、排気用力が大きくなり、工場側のユーティリティの負担が大きくなっている。特に、近年、基板は大型化しつつあるが、基板が大型化すれば、それに伴って、加熱処理では放出蒸気量が増加し、冷却処理では放熱量が増加するので、処理室内からの排気量は、基板のサイズに応じて大きく設定しなければならず、排気用力の一層の増大を招来する。
【０００８】
また、フォトリソグラフィ工程のフォトレジスト塗布処理や現像処理、加熱処理及び冷却処理などの熱処理を含む一連の基板処理を行うレジスト処理装置は、複数の基板に並行して処理を行って、生産効率を高めるようにしている。そのため、レジスト処理装置には同じ処理を行う装置を複数搭載している。ここで、通常、加熱処理及び冷却処理は、フォトレジスト塗布処理の前後と、現像処理の前後に行われるので、各工程の加熱処理及び冷却処理を並行して行うために、レジスト処理装置には多数の基板加熱処理装置及び基板冷却処理装置が搭載される。この場合、上述したように１つの基板熱処理装置の排気用力が大きいと、レジスト処理装置に搭載された全ての基板熱処理装置に要する排気用力は膨大になる。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、熱処理に要する排気用力を軽減することができる基板熱処理方法及び基板熱処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、処理室内に基板を支持して基板に熱処理を施す基板熱処理方法において、前記処理室内で熱処理を基板に施している間に、その処理室内の排気量を変更するものであって、前記熱処理における初期の第１段階での前記処理室内の排気を第１の排気量で行い、前記第１段階が経過して以降は、前記第１の排気量より小さい排気量に変更することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、処理室内に基板を支持して基板に熱処理を施す基板熱処理方法において、前記処理室内で熱処理を基板に施している間に、その処理室内の排気量を変更するものであって、複数の処理室で複数の基板に対して同じ熱処理を並行して行う際に、各処理室で最大の排気量となるタイミングをずらせることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の基板熱処理方法において、複数の処理室で複数の基板に対して同じ熱処理を並行して行う際に、各処理室で最大の排気量となるタイミングをずらせることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、上記請求項１ないし３のいずれかに記載の基板熱処理方法において、前記熱処理が、基板にフォトレジスト膜を塗布した後に行うプリベークであることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、上記請求項１ないし３のいずれかに記載の基板熱処理方法において、前記熱処理が、基板に現像処理を施した後に行うポストベークであることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、上記請求項１ないし３のいずれかに記載の基板熱処理方法において、前記熱処理が、基板に加熱処理を施した後に行う冷却処理であることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、処理室内に基板を支持して基板に熱処理を施す基板熱処理装置において、前記処理室内の排気を行う排気手段と、前記排気手段による前記処理室内の排気量を変更する排気量変更手段と、前記処理室内で熱処理を基板に施している間に、前記処理室内の排気量を変更するように前記排気量変更手段を制御する排気量変更制御手段と、を備え、前記排気量変更制御手段は、前記熱処理における初期の第１段階での前記処理室内の排気を第１の排気量で行い、前記第１段階が経過して以降は、前記第１の排気量より小さい排気量に変更することを特徴とするものである。
【００１８】
【作用】
請求項１に記載の発明に係る基板熱処理方法の作用は次のとおりである。
例えば、加熱処理では、残留溶剤や残留液分の蒸気の放出量は、加熱処理の初期の段階で多く、加熱処理の進行に従って減少するので、放出蒸気量が減少した段階での処理室内の排気に必要な排気量は、放出蒸気量が多い初期の段階での必要排気量より小さくてもよい。また、冷却処理では、冷却処理の進行に従って基板からの放熱量は減少していくので、冷却処理中の処理室内の排気に必要な排気量は冷却処理の進行に従って小さくなる。このように、熱処理中の処理室内の排気に必要な排気量は、熱処理の進行などに応じて変動する。従来は、熱処理中での必要排気量が最大となる最大排気量を常時維持するようにしているので、必要排気量が最大排気量より小さい処理段階では、無駄な排気を行っていることになる。これに対して、請求項１に記載の発明では、熱処理中に変動する必要排気量に応じて、必要な排気量が確保できるように、処理室内で熱処理を基板に施している間に、その処理室内の排気量を変更する。
さらに、熱処理の初期の段階での必要排気量が大きく、その段階以降の必要排気量が小さくなる一般的な熱処理を好適に行うために、熱処理における初期の第１段階での処理室内の排気を第１の排気量、例えば、最大排気量で行い、その第１段階が経過して以降は、上記第１の排気量より小さい排気量に変更する。なお、この場合の排気量の変更は、第１の排気量とその第１の排気量より小さい所定の第２の排気量の２段階の排気量での切り替え変更であってもよいし、また、第１段階が経過して以降は、第１の排気量から排気量を段階的に順次小さくするように変更してもよいし、さらに、第１段階が経過して以降は、第１の排気量から排気量を序々に小さくするように変更してもよい。
【００１９】
請求項２に記載の発明に係る基板熱処理方法の作用は次のとおりである。
例えば、加熱処理では、残留溶剤や残留液分の蒸気の放出量は、加熱処理の初期の段階で多く、加熱処理の進行に従って減少するので、放出蒸気量が減少した段階での処理室内の排気に必要な排気量は、放出蒸気量が多い初期の段階での必要排気量より小さくてもよい。また、冷却処理では、冷却処理の進行に従って基板からの放熱量は減少していくので、冷却処理中の処理室内の排気に必要な排気量は冷却処理の進行に従って小さくなる。このように、熱処理中の処理室内の排気に必要な排気量は、熱処理の進行などに応じて変動する。従来は、熱処理中での必要排気量が最大となる最大排気量を常時維持するようにしているので、必要排気量が最大排気量より小さい処理段階では、無駄な排気を行っていることになる。これに対して、請求項１に記載の発明では、熱処理中に変動する必要排気量に応じて、必要な排気量が確保できるように、処理室内で熱処理を基板に施している間に、その処理室内の排気量を変更する。
さらに、レジスト処理装置のように、複数の処理室で複数の基板に対して熱処理を並行して行う際に、各処理室で最大の排気量となるタイミングをずらせて、同じタイミングでの合計排気量の最大値を小さくする。
【００２０】
請求項３に記載の発明に係る基板熱処理方法によれば、レジスト処理装置のように、複数の処理室で複数の基板に対して熱処理を並行して行う際に、各処理室で最大の排気量となるタイミングをずらせて、同じタイミングでの合計排気量の最大値を小さくする。
【００２１】
請求項４に記載の発明に係る基板熱処理方法によれば、処理室内でプリベークを基板に施している間に、例えば、プリベークにおける初期の第１段階での処理室内の排気を第１の排気量（最大排気量）で行い、その第１段階が経過して以降は、その第１の排気量より小さい排気量に変更するようにして、プリベーク中に変動する必要排気量に応じて、必要な排気量が確保できるように、その処理室内の排気量を変更する。また、複数の処理室で複数の基板に対してプリベークを並行して行う際には、各処理室で最大の排気量となるタイミングをずらせてもよい。
【００２２】
請求項５に記載の発明に係る基板熱処理方法によれば、処理室内でポストベークを基板に施している間に、例えば、ポストベークにおける初期の第１段階での処理室内の排気を第１の排気量（最大排気量）で行い、その第１段階が経過して以降は、その第１の排気量より小さい排気量に変更するようにして、ポストベーク中に変動する必要排気量に応じて、必要な排気量が確保できるように、その処理室内の排気量を変更する。また、複数の処理室で複数の基板に対してポストベークを並行して行う際には、各処理室で最大の排気量となるタイミングをずらせてもよい。
【００２３】
請求項６に記載の発明に係る基板熱処理方法によれば、処理室内で冷却処理を基板に施している間に、例えば、冷却処理における初期の第１段階での処理室内の排気を第１の排気量（最大排気量）で行い、その第１段階が経過して以降は、その第１の排気量より小さい排気量に変更するようにして、冷却処理中に変動する必要排気量に応じて、必要な排気量が確保できるように、その処理室内の排気量を変更する。また、複数の処理室で複数の基板に対して冷却処理を並行して行う際には、各処理室で最大の排気量となるタイミングをずらせてもよい。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、上記請求項１に記載の基板熱処理方法を好適に実施する基板熱処理装置であって、その作用は次のとおりである。
【００２５】
すなわち、排気手段によって処理室内の排気が行われ、排気量変更手段によって排気手段による処理室内の排気量を変更することができる。排気量変更制御手段は、熱処理中に変動する必要排気量に応じて、必要な排気量が確保できるように、処理室内で熱処理を基板に施している間に、処理室内の排気量を変更するように排気量変更手段を制御する。
【００２７】
さらに、排気量変更制御手段は、熱処理における初期の第１段階での処理室内の排気を第１の排気量で行い、その第１段階が経過して以降は、上記第１の排気量より小さい排気量に変更する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の第１実施例に係る基板加熱処理装置の構成を示す縦断面図である。
【００２９】
この第１実施例装置は、ホットプレート１Ｈやカップ部材２、カップ部材２及び基板支持ピン３を昇降させるエアシリンダ４などがケーシング５によって囲まれた空間内に配設されている。
【００３０】
ケーシング５の側面には、基板Ｗを搬入搬出する際に、図示しない基板搬送装置の基板搬送アームが通過するための開口６が形成され、この開口６を開閉するシャッター７も設けられている。
【００３１】
ケーシング５内の空間は、仕切り部材８によって分けられており、開口６が形成された方の空間に、ホットプレート１Ｈやカップ部材２、基板支持ピン３などが配設され、他方の空間にエアシリンダ４を配設して、処理を行う空間に、エアシリンダ４から発生したパーティクルを流れ込み難くしている。
【００３２】
ホットプレート１Ｈは、アルミニウムなどの伝熱性の良い金属材料で形成され、内部あるいは底面に設けられた図示を省略したヒーターなどの発熱体によって、上面に支持された基板Ｗを所定の目標温度に加熱できるように構成されている。
【００３３】
ホットプレート１Ｈには、複数本の基板支持ピン３が、プレート１Ｈの上面と底面とをシールした状態で昇降可能に挿入されている。各基板支持ピン３はエアシリンダ４と連動連結して昇降可能な支持部材９に立設され、各基板支持ピン３が同期して昇降できるようになっている。
【００３４】
カップ部材２は、有蓋円筒状の形状を有し、底部にはＯリングなどのシール部材１０が取り付けられている。
【００３５】
カップ部材２は、エアシリンダ４に連動連結された支持アーム１１に支持されており、エアシリンダ４のロッド４ａを伸縮することで、カップ部材２が昇降されるようになっている。エアシリンダ４のロッド４ａを収縮すると、カップ部材２が下降されて、シール部材１０がホットプレート１Ｈの上面に押圧され、処理室１２が形成されるようになっている。
【００３６】
また、各基板支持ピン３が立設された支持部材９は、連結部材１３を介してカップ部材２の支持アーム１１に連結され、カップ部材２の昇降に同期して各基板支持ピン３が昇降されるようになっている。
【００３７】
カップ部材２の天井には、排気口１４が設けられている。この排気口１４は、排気管１５を介して工場のユーティリティなどで構成される図示しない排気源に連通接続されていて、処理室１２内の排気が行えるようになっている。この排気口１４や排気管１５などは、本発明における排気手段を構成する。排気管１５の管路途中には、処理室１２内からの排気量を可変に調節変更する排気量変更手段に相当する排気量調節機構１６も設けられている。
【００３８】
排気量調節機構１６は、例えば、図２（ａ）に示すように、モーターなどの駆動部１６ａによって、排気管１５内に設けられた遮蔽板１６ｂの傾斜角度を変更して、その遮蔽板１６ｂの傾斜角度に応じて、排気量を調節変更するように構成される。また、例えば、図２（ｂ）に示すように、駆動部１６ａによって、遮蔽板１６ｂをスライド移動させて、排気管１５内の排気路の開度を変更して排気量を調節変更するように構成してもよい。その他、複数種類のオリフィスが形成された部材を設け、駆動部によって排気管１５内の排気路に配置させるオリフィスを選択的に変更して排気量を調節変更するように構成することもできる。
【００３９】
図１に戻って、カップ部材２には、窒素ガスなどの不活性ガスやクリーンエアなどの所定の気体を導入する気体導入口１７も設けられている。この気体導入口１７は、気体供給管１８を介して工場のユーティリティなどで構成される図示しない気体供給源に連通接続されていて、処理室１２内に気体を供給できるようになっている。気体供給管１８の管路途中には、処理室１２内に供給する気体の供給流量を可変に調節変更する供給流量調節機構１９も設けられている。この供給流量調節機構１９は、例えば、上記排気量調節機構１６と同様の機構で構成される。
【００４０】
制御部２０は、ホットプレート１Ｈの加熱制御や、エアシリンダ４の駆動制御、シャッター７の駆動制御、排気量調節機構１６による排気量の調節制御、供給流量調節機構１９による気体供給流量の調節制御など、装置全体の制御を統括的に行って、以下のような動作を行う。本発明における排気量変更制御手段の機能を備えた制御部２０は、例えば、コンピューターなどで構成される。
【００４１】
次に、この第１実施例装置の動作を説明する。
なお、以下の動作で行う加熱処理は、例えば、基板Ｗにフォトレジスト膜を塗布する前に行う加熱処理であってもよいし、基板Ｗにフォトレジスト膜を塗布した後に行う加熱処理（プリベーク）であってもよいし、基板Ｗに露光処理を施した後であって、現像処理を施す前に行う加熱処理であってもよいし、基板Ｗに現像処理を施した後に行う加熱処理（ポストベーク）であってもよい。以下の動作では、実施する加熱処理に応じた基板Ｗが装置に搬入される。
【００４２】
ホットプレート１Ｈは、予め設定されている目標温度になるように温度調節され、その目標温度を維持するように温度制御されている。
【００４３】
そして、まず、エアシリンダ４のロッド４ａを伸長させてカップ部材２及び各基板支持ピン３を上昇させるとともに、シャッター７を駆動して開口６を開く。
【００４４】
この状態で、基板搬送装置の基板搬送アームが開口６を通過して以下で行う加熱処理に応じた基板Ｗをケーシング５内に搬入し、ホットプレート１Ｈの上方において、基板搬送アームから各基板支持ピン３へ基板Ｗが受け渡される。基板Ｗの受け渡しを終えて、基板搬送アームがケーシング５の外に退出されると、シャッター７を駆動して開口６を閉じるとともに、エアシリンダ４のロッド４ａを収縮させてカップ部材２及び各基板支持ピン３を下降させる。これにより、基板Ｗは基板支持ピン３からホットプレート１Ｈに受け渡されて、ホットプレート１Ｈの上面に支持されると同時に、その基板Ｗが処理室１２内に収容されて、処理室１２内への基板Ｗの搬入が完了する（図１に示す状態）。
【００４５】
処理室１２内に基板Ｗが搬入されると、所定の加熱処理時間が経過するまで、基板Ｗを処理室１２内のホットプレート１Ｈに支持して基板Ｗに加熱処理が施される。
【００４６】
この加熱処理中、以下のような制御で処理室１２内からの排気と処理室１２内への気体の供給が行われる。これを図３に示すタイミングチャートを参照して説明する。
【００４７】
図３において、ＴＰで示す期間が１枚の基板Ｗに対する熱処理（ここでは加熱処理）の期間に相当する。
【００４８】
プリベークやポストベークなどの加熱処理では、基板Ｗを加熱することによって残留溶剤や残留液分の蒸気が放出されるが、この放出蒸気量は、加熱処理の初期の段階で多く、加熱処理の進行に従って減少する。より詳しくは、加熱処理の初期の段階で多量の蒸気が放出され、所定時間が経過すると、放出蒸気量は急激に減少する。
【００４９】
従って、例えば、加熱処理開始ＴＳから所定時間の間の期間を、加熱処理の初期の第１段階ＳＰとし、この第１段階ＳＰでの処理室１２内の排気を第１の排気量Ｅ１で行い、その第１段階ＳＰが経過して以降は、上記第１の排気量Ｅ１より小さい第２の排気量Ｅ２に変更する。一方、処理室１２内の排気に応じて、第１段階ＳＰでの処理室１２内への気体の供給流量を比較的大きい第１の供給流量Ｓ１で行い、その第１段階ＳＰが経過して以降は、上記第１の供給流量Ｓ１より小さい第２の供給流量Ｓ２に変更して、処理室１２内の圧力を予め決められた基準圧力（例えば、大気圧かそれより若干低い圧力）を維持するようにする。
【００５０】
加熱処理開始ＴＳは、基板Ｗがホットプレート１Ｈの上面に支持されると同時に、その基板Ｗが処理室１２内に収容されて、処理室１２内への基板Ｗの搬入が完了した時点である。
【００５１】
上記第１段階ＳＰを規定する所定時間は、放出される蒸気が第２の排気量Ｅ２で十分に排気されるような放出蒸気量に減少するまでの時間であり、実験などによって決められる。
【００５２】
第１の排気量Ｅ１は、初期の段階の多量の放出蒸気を漏れなく処理室１２内から排出できる程度の大きな排気量であり、従来設定していた排気量と同じ排気量である。なお、この第１の排気量Ｅ１が、加熱処理中での必要排気量が最大となる最大排気量になる。
【００５３】
第２の排気量Ｅ２は、放出蒸気量が減少した後に放出される蒸気を十分に排気できる程度の排気量であり、例えば、第１の排気量Ｅ１の１０％程度の排気量とする。
【００５４】
第１の供給流量Ｓ１は、第１の排気量Ｅ１で処理室１２内の排気を行っているときに、処理室１２内の圧力を基準圧力に維持できる気体の供給流量であり、第２の供給流量Ｓ２は、第２の排気量Ｅ２で処理室１２内の排気を行っているときに、処理室１２内の圧力を基準圧力に維持できる気体の供給流量である。
【００５５】
このように、加熱処理中に変動する放出蒸気量に応じて、排気量を変更したので、放出される蒸気を排出するのに必要な排気量を確保しつつ、無駄な排気を無くすことができ、排気用力を軽減して加熱処理を実施することができる。従って、工場のユーテイリティなどの排気に要する負担を大幅に軽減することができる。
【００５６】
また、上述したように、加熱処理における初期の第１段階ＳＰでの処理室１２内の排気を第１の排気量Ｅ１で行い、その第１段階ＳＰが経過して以降は、第１の排気量Ｅ１より小さい排気量（第２の排気量Ｅ２）に変更することで、プリベークやポストベークなどの加熱処理のように初期の段階での必要排気量が大きく、その段階以降の必要排気量が小さくなる一般的な加熱処理を排気用力を軽減して実施することができる。
【００５７】
さて、上記加熱処理時間が経過すると、エアシリンダ４のロッド４ａを伸長させてカップ部材２及び各基板支持ピン３を上昇させるとともに、シャッター７を駆動して開口６を開く。これにより、加熱処理を終えた基板Ｗは、各基板支持ピン３によってホットプレート１Ｈの上方に持ち上げられた状態となる。
【００５８】
この状態で、基板搬送装置の空の基板搬送アームが開口６を通過してケーシング５内に進入し、ホットプレート１Ｈの上方において、基板搬送アームが各基板支持ピン３から基板Ｗを受け取り、ケーシング５の外に退出して加熱処理済の基板Ｗが装置から搬出され、後工程の冷却処理を行う基板冷却処理装置（後述する第２実施例参照）へと搬送されていく。
【００５９】
上記動作を繰り返して基板Ｗへの所定の加熱処理が次々に行われていく。
【００６０】
なお、上述した図３に示すタイムチャートでは、加熱処理中の排気量の変更を、第１の排気量Ｅ１とその第１の排気量Ｅ１より小さい第２の排気量Ｅ２の２段階の排気量での切り替え変更としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図４に示すタイムチャートのように、第１段階ＳＰが経過して以降は、第１の排気量（最大排気量）Ｅ１から排気量を段階的に順次小さくするように変更してもよいし、また、図５や図６などに示すタイムチャートのように、第１段階ＳＰが経過して以降は、第１の排気量（最大排気量）Ｅ１から排気量を直線状や曲線状などに序々に小さくするように変更してもよい。また、加熱処理中の排気量の変更の仕方に応じて、第１段階ＳＰの時間を適宜に変動させてもよい。加熱処理中の放出蒸気量の変化に応じて、漏れなく放出蒸気が排出する上で、最も無駄な排気が無くせるような排気量の変更の仕方を選択すればよい。
【００６１】
さらに、上記説明では、加熱処理開始ＴＳから所定時間の間の期間を、加熱処理の初期の第１段階ＳＰとしたが、この第１段階ＳＰを、加熱処理開始ＴＳより若干遅いタイミングから所定時間の間の期間としてもよい。また、例えば、ホットプレート１Ｈの上方において基板搬送装置の基板搬送アームから各基板支持ピン３に加熱処理前の基板Ｗが受け渡されたときから第１の排気量Ｅ１での排気を開始したり、基板搬送装置の基板搬送アームが加熱処理前の基板Ｗをケーシング５内に搬入するためにシャッター７が駆動されて開口６が開かれたときから第１の排気量Ｅ１での排気を開始したりするなど、加熱処理開始ＴＳより早いタイミングから第１の排気量Ｅ１での排気を開始するようにしてもよい。なお、これら変形例や上記図４ないし図６の変形例などは、以下の第２実施例でも同様に変形実施することができる。
【００６２】
次に、本発明の第２実施例を図７を参照して説明する。
図７は本発明の第２実施例に係る基板冷却処理装置の構成を示す縦断面図である。
【００６３】
この第２実施例装置は、第１実施例のカップ部材２を省略し、ホットプレート１Ｈに代えてクールプレート１Ｃを備えている。
【００６４】
クールプレート１Ｃは、アルミニウムなどの伝熱性の良い金属材料で形成され、ヒーターなどの発熱体に代えてペルチェ素子などの冷却機器を備えていて、クールプレート１Ｃの上面に支持された基板Ｗを常温付近の目標温度に冷却できるように構成されている。
【００６５】
また、この第２実施例装置では、ケーシング５内のクールプレート１Ｃが配設された空間を処理室１２としている。そして、ケーシング５に排気口３１と気体導入口３２が設けられている。
【００６６】
第１実施例と同様に、排気口３１は、管路途中に排気量調節機構１６が設けられた排気管１５を介して工場のユーティリティなどで構成される図示しない排気源に連通接続されており、気体導入口３２は、管路途中に供給流量調節機構１９が設けられた気体供給管１８を介して工場のユーティリティなどで構成される図示しない気体供給源に連通接続されている。
【００６７】
なお、図７では、排気口３１や気体導入口３２を各々１つだけ示しているが、排気口３１や気体導入口３２を各々複数備えていてもよい。
【００６８】
その他の構成は、第１実施例と同様であるので、共通する部分は図１と同一符号を付してその詳述を省略する。
【００６９】
次に、この第２実施例装置の動作を説明する。
クールプレート１Ｃは、予め設定されている目標温度になるように温度調節され、その目標温度を維持するように温度制御されている。
【００７０】
そして、まず、エアシリンダ４のロッド４ａを伸長させて各基板支持ピン３を上昇させるとともに、シャッター７を駆動して開口６を開く。
【００７１】
この状態で、基板搬送装置の基板搬送アームが開口６を通過して第１実施例装置のような基板加熱処理装置で加熱された基板Ｗをケーシング５（処理室１２）内に搬入し、クールプレート１Ｃの上方において、基板搬送アームから各基板支持ピン３へ基板Ｗが受け渡される（図７の二点鎖線に示す状態）。基板Ｗの受け渡しを終えて、基板搬送アームがケーシング５の外に退出されると、シャッター７を駆動して開口６を閉じるとともに、エアシリンダ４のロッド４ａを収縮させて各基板支持ピン３を下降させる。これにより、基板Ｗは基板支持ピン３からクールプレート１Ｃに受け渡されて、クールプレート１Ｃの上面に支持される（図７の実線に示す状態）。
【００７２】
そして、所定の冷却処理時間が経過するまで、基板Ｗを処理室１２内のクールプレート１Ｃの上面に支持して基板Ｗに冷却処理が施される。
【００７３】
この冷却処理中、上記第１実施例と同様に、冷却処理の進行状況に応じて排気量を途中で変更して処理室１２内からの排気を行うとともに、排気量に応じて供給流量を変更して処理室３０内への気体の供給を行う。
【００７４】
排気量の変更は、図３ないし図６などに示すタイムチャートに従って、冷却処理開始から所定時間の間の期間を、冷却処理の初期の第１段階ＳＰとし、この第１段階ＳＰでの処理室１２内の排気を第１の排気量Ｅ１で行い、その第１段階ＳＰが経過して以降は、上記第１の排気量Ｅ１より小さい排気量に変更する。
【００７５】
ここで、上記第１段階ＳＰの終了（排気量を第１の排気量Ｅ１からそれより小さい排気量に変更するタイミング）は、この冷却処理では、例えば、クールプレート１Ｃの温度が目標温度、あるいは、それに近い所定温度になった時点とする。
【００７６】
また、この第２実施例における第１の排気量Ｅ１は、冷却処理の初期の段階の基板Ｗが最も高温の状態における基板Ｗからの放熱を効率良く処理室１２内から排出できる程度の大きな排気量であり、従来設定していた排気量と同じ排気量である。なお、この場合の第１の排気量Ｅ１が、冷却処理中での必要排気量が最大となる最大排気量になる。
【００７７】
このように排気量を変更制御することで、冷却処理において、無駄な排気を低減しつつ、加熱された基板Ｗから放出される熱気を効率良く排出することができる。
【００７８】
上記冷却処理時間が経過すると、エアシリンダ４のロッド４ａを伸長させて各基板支持ピン３を上昇させるとともに、シャッター７を駆動して開口６を開く。これにより、冷却処理を終えた基板Ｗは、各基板支持ピン３によってクールプレート１Ｃの上方に持ち上げられた状態となる。
【００７９】
この状態で、基板搬送装置の空の基板搬送アームが開口６を通過してケーシング５（処理室１２）内に進入し、クールプレート１Ｃの上方において、基板搬送アームが各基板支持ピン３から基板Ｗを受け取り、ケーシング５（処理室１２）の外に退出して冷却処理済の基板Ｗが装置から搬出され、後工程へと搬送されていく。
【００８０】
上記動作を繰り返して基板Ｗへの冷却処理が次々に行われていく。
【００８１】
次に、フォトリソグラフィ工程のフォトレジスト塗布処理や現像処理、加熱処理及び冷却処理などの熱処理を含む一連の基板処理を行うレジスト処理装置のように、上記実施例に係る基板加熱処理装置や基板冷却処理装置をそれぞれ複数搭載して、複数の基板Ｗに対して同一工程の熱処理を複数の基板熱処理装置で並行して行う場合について説明する。
【００８２】
この場合、例えば、２台の基板熱処理装置で同一工程の熱処理を並行して行うときの排気量調節機構１６は、例えば、図８に示すように、排気管１５の分岐部分に設けられる。そして、モーターなどの駆動部１６ａｂ、１６ａｃによって、各遮蔽板１６ｂｂ、１６ｂｃの傾斜角度を独立して変更して、排気源側の排気管１５ａと各基板熱処理装置側の排気管１５ｂ、１５ｃの各排気路の開度をそれぞれ調節して各基板熱処理装置の排気量を個別に調節変更するように構成される。
【００８３】
このとき、例えば、図９に示すように、各基板熱処理装置（各処理室１２）で最大の排気量（上記各実施例では第１の排気量Ｅ１）となるタイミングが重なるようにしてもよいが、この場合、一時的ではあるが、ある期間の合計排気量が大きくなる。そのため、例えば、図８の排気管１５ａでの排気量は（２×Ｅ１）に設定する必要がある。
【００８４】
そこで、図１０に示すように、各基板熱処理装置への基板Ｗの搬入をずらせて、各基板熱処理装置での熱処理ＴＰの開始タイミングをずらせるようにして、各基板熱処理装置（各処理室１２）で最大の排気量（Ｅ１）となるタイミングをずらせるようにすることが好ましい。このように動作させれば、合計排気量の最大値が（Ｅ１＋Ｅ２）となって図９の場合よりも小さくすることができ、例えば、図８の排気管１５ａでの排気量を小さく設定することができて、排気用力への負担を軽減することができる。
【００８５】
なお、２台の基板熱処理装置で同一工程の熱処理を並行して行う場合に限らず、３台以上の基板熱処理装置で同一工程の熱処理を並行して行う場合にも、各基板熱処理装置（各処理室１２）で最大の排気量となるタイミングをずらせるようにすることが好ましい。
【００８６】
上記実施例では、ホットプレート１Ｈやクールプレート１Ｃなどの熱処理プレートを備えた基板熱処理装置を例に採ったが、本発明はこれに限定されない。例えば、処理室内を所定の温度雰囲気に制御して、その処理室内の温度雰囲気によって基板に熱処理を施すような基板熱処理方法及び基板熱処理装置などの各種の基板熱処理方法及び基板熱処理装置にも本発明は同様に適用することができる。
【００８７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載の発明に係る基板熱処理方法によれば、処理室内に基板を支持して基板に熱処理を施す基板熱処理方法において、処理室内で熱処理を基板に施している間に、その処理室内の排気量を変更するので、熱処理中に必要な排気量を確保しつつ、無駄な排気を無くすことができ、排気用力を軽減して熱処理を実施することができる。従って、工場のユーテイリティなどの排気に要する負担を大幅に軽減することができる。
さらに、熱処理における初期の第１段階での処理室内の排気を第１の排気量で行い、その第１段階が経過して以降は、上記第１の排気量より小さい排気量に変更するので、プリベークやポストベークなどの加熱処理や、冷却処理などの熱処理のように、初期の段階での必要排気量が大きく、その段階以降の必要排気量が小さくなる一般的な熱処理を排気用力を軽減して好適に実施することができる。
【００８８】
請求項２に記載の発明に係る基板熱処理方法によれば、処理室内に基板を支持して基板に熱処理を施す基板熱処理方法において、処理室内で熱処理を基板に施している間に、その処理室内の排気量を変更するので、熱処理中に必要な排気量を確保しつつ、無駄な排気を無くすことができ、排気用力を軽減して熱処理を実施することができる。従って、工場のユーテイリティなどの排気に要する負担を大幅に軽減することができる。
さらに、複数の処理室で複数の基板に対して同じ熱処理を並行して行う際に、各処理室で最大の排気量となるタイミングをずらせるので、同じタイミングでの合計排気量の最大値を小さくすることができ、複数の熱処理で瞬間的に必要になる最大排気用力も軽減することができる。
【００８９】
請求項３に記載の発明に係る基板熱処理方法によれば、複数の処理室で複数の基板に対して同じ熱処理を並行して行う際に、各処理室で最大の排気量となるタイミングをずらせるので、同じタイミングでの合計排気量の最大値を小さくすることができ、複数の熱処理で瞬間的に必要になる最大排気用力も軽減することができる。
【００９０】
請求項４に記載の発明に係る基板熱処理方法によれば、排気用力を軽減してプリベークを実施することができる。
【００９１】
請求項５に記載の発明に係る基板熱処理方法によれば、排気用力を軽減してポストベークを実施することができる。
【００９２】
請求項６に記載の発明に係る基板熱処理方法によれば、排気用力を軽減して冷却処理を実施することができる。
【００９３】
請求項７に記載の発明によれば、上記請求項１に記載の基板熱処理方法を好適に実施し得る基板熱処理装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る基板加熱処理装置の構成を示す縦断面図である。
【図２】排気量調節機構の一例の構成を示す縦断面図である。
【図３】処理室内の排気と気体供給の変更状態を示すタイムチャートである。
【図４】処理室内の排気と気体供給の別の変更状態を示すタイムチャートである。
【図５】処理室内の排気と気体供給のさらに別の変更状態を示すタイムチャートである。
【図６】処理室内の排気と気体供給のさらに別の変更状態を示すタイムチャートである。
【図７】本発明の第２実施例に係る基板冷却処理装置の構成を示す縦断面図である。
【図８】２台の基板熱処理装置で同一工程の熱処理を並行して行う場合の排気量調節機構の一例の構成を示す縦断面図である。
【図９】２台の基板熱処理装置で同一工程の熱処理を並行して行う場合に、各基板熱処理装置での排気の変更状態の一例を示したタイムチャートである。
【図１０】２台の基板熱処理装置で同一工程の熱処理を並行して行う場合に、各基板熱処理装置での排気の好ましい変更状態の例を示したタイムチャートである。
【符号の説明】
１Ｈ：ホットプレート
１Ｃ：クールプレート
１２：処理室
１４、３１：排気口
１５：排気管
１６：排気量調節機構
２０：制御部
Ｗ：基板
ＳＰ：第１段階
Ｅ１：第１の排気量
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハや液晶表示器用のガラス基板、フォトマスク用のガラス基板、光ディスク用の基板などの基板を処理室内に支持して加熱処理や冷却処理などの熱処理を基板に施す基板熱処理方法及び基板熱処理装置に係り、特には、処理室内の排気に要する排気用力を軽減するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、プリベークやポストベークなどの加熱処理では、加熱処理中に処理室内に放出される、基板に塗布されたフォトレジスト膜中の残留溶剤の蒸気や、基板に残留する現像液やリンス液などの液分の蒸気などを処理室から排出するために、処理室内の排気を行っている。
【０００３】
また、加熱された基板を冷却する冷却処理では、例えば、加熱された基板から放出される熱気を処理室から排出することなどを目的に、処理室内の排気を行っている。
【０００４】
このような基板熱処理装置の処理室内の排気は、従来、予め設定された所定の排気量を維持して常時一定の排気量で行うように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
例えば、加熱処理において、残留溶剤や残留液分の蒸気の放出量は、加熱処理の初期の段階で多く、加熱処理の進行に従って減少するが、初期の段階での放出蒸気が十分に処理室内から排出されないと、基板に再付着するなどの不都合を招く。そのため、従来は、初期の段階の多量の放出蒸気を漏れなく処理室内から排出できる程度に、上記所定の排気量を比較的大きく設定している。
【０００６】
また、冷却処理でも、冷却効率を高めるために、従来は、冷却処理の初期の段階の基板が最も高温の状態における基板からの放熱を効率良く処理室内から排出できる程度に、上記所定の排気量を比較的大きく設定している。
【０００７】
すなわち、従来は、比較的大きな排気量で常時、処理室内の排気を行っている。そのため、排気用力が大きくなり、工場側のユーティリティの負担が大きくなっている。特に、近年、基板は大型化しつつあるが、基板が大型化すれば、それに伴って、加熱処理では放出蒸気量が増加し、冷却処理では放熱量が増加するので、処理室内からの排気量は、基板のサイズに応じて大きく設定しなければならず、排気用力の一層の増大を招来する。
【０００８】
また、フォトリソグラフィ工程のフォトレジスト塗布処理や現像処理、加熱処理及び冷却処理などの熱処理を含む一連の基板処理を行うレジスト処理装置は、複数の基板に並行して処理を行って、生産効率を高めるようにしている。そのため、レジスト処理装置には同じ処理を行う装置を複数搭載している。ここで、通常、加熱処理及び冷却処理は、フォトレジスト塗布処理の前後と、現像処理の前後に行われるので、各工程の加熱処理及び冷却処理を並行して行うために、レジスト処理装置には多数の基板加熱処理装置及び基板冷却処理装置が搭載される。この場合、上述したように１つの基板熱処理装置の排気用力が大きいと、レジスト処理装置に搭載された全ての基板熱処理装置に要する排気用力は膨大になる。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、熱処理に要する排気用力を軽減することができる基板熱処理方法及び基板熱処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、処理室内に基板を支持して基板に熱処理を施す基板熱処理方法において、前記処理室内で熱処理を基板に施している間に、その処理室内の排気量を変更するものであって、前記熱処理における初期の第１段階での前記処理室内の排気を第１の排気量で行い、前記第１段階が経過して以降は、前記第１の排気量より小さい排気量に変更することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、処理室内に基板を支持して基板に熱処理を施す基板熱処理方法において、前記処理室内で熱処理を基板に施している間に、その処理室内の排気量を変更するものであって、複数の処理室で複数の基板に対して同じ熱処理を並行して行う際に、各処理室で最大の排気量となるタイミングをずらせることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の基板熱処理方法において、複数の処理室で複数の基板に対して同じ熱処理を並行して行う際に、各処理室で最大の排気量となるタイミングをずらせることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、上記請求項１ないし３のいずれかに記載の基板熱処理方法において、前記熱処理が、基板にフォトレジスト膜を塗布した後に行うプリベークであることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、上記請求項１ないし３のいずれかに記載の基板熱処理方法において、前記熱処理が、基板に現像処理を施した後に行うポストベークであることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、上記請求項１ないし３のいずれかに記載の基板熱処理方法において、前記熱処理が、基板に加熱処理を施した後に行う冷却処理であることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、処理室内に基板を支持して基板に熱処理を施す基板熱処理装置において、前記処理室内の排気を行う排気手段と、前記排気手段による前記処理室内の排気量を変更する排気量変更手段と、前記処理室内で熱処理を基板に施している間に、前記処理室内の排気量を変更するように前記排気量変更手段を制御する排気量変更制御手段と、を備え、前記排気量変更制御手段は、前記熱処理における初期の第１段階での前記処理室内の排気を第１の排気量で行い、前記第１段階が経過して以降は、前記第１の排気量より小さい排気量に変更することを特徴とするものである。
【００１８】
【作用】
請求項１に記載の発明に係る基板熱処理方法の作用は次のとおりである。
例えば、加熱処理では、残留溶剤や残留液分の蒸気の放出量は、加熱処理の初期の段階で多く、加熱処理の進行に従って減少するので、放出蒸気量が減少した段階での処理室内の排気に必要な排気量は、放出蒸気量が多い初期の段階での必要排気量より小さくてもよい。また、冷却処理では、冷却処理の進行に従って基板からの放熱量は減少していくので、冷却処理中の処理室内の排気に必要な排気量は冷却処理の進行に従って小さくなる。このように、熱処理中の処理室内の排気に必要な排気量は、熱処理の進行などに応じて変動する。従来は、熱処理中での必要排気量が最大となる最大排気量を常時維持するようにしているので、必要排気量が最大排気量より小さい処理段階では、無駄な排気を行っていることになる。これに対して、請求項１に記載の発明では、熱処理中に変動する必要排気量に応じて、必要な排気量が確保できるように、処理室内で熱処理を基板に施している間に、その処理室内の排気量を変更する。
さらに、熱処理の初期の段階での必要排気量が大きく、その段階以降の必要排気量が小さくなる一般的な熱処理を好適に行うために、熱処理における初期の第１段階での処理室内の排気を第１の排気量、例えば、最大排気量で行い、その第１段階が経過して以降は、上記第１の排気量より小さい排気量に変更する。なお、この場合の排気量の変更は、第１の排気量とその第１の排気量より小さい所定の第２の排気量の２段階の排気量での切り替え変更であってもよいし、また、第１段階が経過して以降は、第１の排気量から排気量を段階的に順次小さくするように変更してもよいし、さらに、第１段階が経過して以降は、第１の排気量から排気量を序々に小さくするように変更してもよい。
【００１９】
請求項２に記載の発明に係る基板熱処理方法の作用は次のとおりである。
例えば、加熱処理では、残留溶剤や残留液分の蒸気の放出量は、加熱処理の初期の段階で多く、加熱処理の進行に従って減少するので、放出蒸気量が減少した段階での処理室内の排気に必要な排気量は、放出蒸気量が多い初期の段階での必要排気量より小さくてもよい。また、冷却処理では、冷却処理の進行に従って基板からの放熱量は減少していくので、冷却処理中の処理室内の排気に必要な排気量は冷却処理の進行に従って小さくなる。このように、熱処理中の処理室内の排気に必要な排気量は、熱処理の進行などに応じて変動する。従来は、熱処理中での必要排気量が最大となる最大排気量を常時維持するようにしているので、必要排気量が最大排気量より小さい処理段階では、無駄な排気を行っていることになる。これに対して、請求項１に記載の発明では、熱処理中に変動する必要排気量に応じて、必要な排気量が確保できるように、処理室内で熱処理を基板に施している間に、その処理室内の排気量を変更する。
さらに、レジスト処理装置のように、複数の処理室で複数の基板に対して熱処理を並行して行う際に、各処理室で最大の排気量となるタイミングをずらせて、同じタイミングでの合計排気量の最大値を小さくする。
【００２０】
請求項３に記載の発明に係る基板熱処理方法によれば、レジスト処理装置のように、複数の処理室で複数の基板に対して熱処理を並行して行う際に、各処理室で最大の排気量となるタイミングをずらせて、同じタイミングでの合計排気量の最大値を小さくする。
【００２１】
請求項４に記載の発明に係る基板熱処理方法によれば、処理室内でプリベークを基板に施している間に、例えば、プリベークにおける初期の第１段階での処理室内の排気を第１の排気量（最大排気量）で行い、その第１段階が経過して以降は、その第１の排気量より小さい排気量に変更するようにして、プリベーク中に変動する必要排気量に応じて、必要な排気量が確保できるように、その処理室内の排気量を変更する。また、複数の処理室で複数の基板に対してプリベークを並行して行う際には、各処理室で最大の排気量となるタイミングをずらせてもよい。
【００２２】
請求項５に記載の発明に係る基板熱処理方法によれば、処理室内でポストベークを基板に施している間に、例えば、ポストベークにおける初期の第１段階での処理室内の排気を第１の排気量（最大排気量）で行い、その第１段階が経過して以降は、その第１の排気量より小さい排気量に変更するようにして、ポストベーク中に変動する必要排気量に応じて、必要な排気量が確保できるように、その処理室内の排気量を変更する。また、複数の処理室で複数の基板に対してポストベークを並行して行う際には、各処理室で最大の排気量となるタイミングをずらせてもよい。
【００２３】
請求項６に記載の発明に係る基板熱処理方法によれば、処理室内で冷却処理を基板に施している間に、例えば、冷却処理における初期の第１段階での処理室内の排気を第１の排気量（最大排気量）で行い、その第１段階が経過して以降は、その第１の排気量より小さい排気量に変更するようにして、冷却処理中に変動する必要排気量に応じて、必要な排気量が確保できるように、その処理室内の排気量を変更する。また、複数の処理室で複数の基板に対して冷却処理を並行して行う際には、各処理室で最大の排気量となるタイミングをずらせてもよい。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、上記請求項１に記載の基板熱処理方法を好適に実施する基板熱処理装置であって、その作用は次のとおりである。
【００２５】
すなわち、排気手段によって処理室内の排気が行われ、排気量変更手段によって排気手段による処理室内の排気量を変更することができる。排気量変更制御手段は、熱処理中に変動する必要排気量に応じて、必要な排気量が確保できるように、処理室内で熱処理を基板に施している間に、処理室内の排気量を変更するように排気量変更手段を制御する。
【００２７】
さらに、排気量変更制御手段は、熱処理における初期の第１段階での処理室内の排気を第１の排気量で行い、その第１段階が経過して以降は、上記第１の排気量より小さい排気量に変更する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の第１実施例に係る基板加熱処理装置の構成を示す縦断面図である。
【００２９】
この第１実施例装置は、ホットプレート１Ｈやカップ部材２、カップ部材２及び基板支持ピン３を昇降させるエアシリンダ４などがケーシング５によって囲まれた空間内に配設されている。
【００３０】
ケーシング５の側面には、基板Ｗを搬入搬出する際に、図示しない基板搬送装置の基板搬送アームが通過するための開口６が形成され、この開口６を開閉するシャッター７も設けられている。
【００３１】
ケーシング５内の空間は、仕切り部材８によって分けられており、開口６が形成された方の空間に、ホットプレート１Ｈやカップ部材２、基板支持ピン３などが配設され、他方の空間にエアシリンダ４を配設して、処理を行う空間に、エアシリンダ４から発生したパーティクルを流れ込み難くしている。
【００３２】
ホットプレート１Ｈは、アルミニウムなどの伝熱性の良い金属材料で形成され、内部あるいは底面に設けられた図示を省略したヒーターなどの発熱体によって、上面に支持された基板Ｗを所定の目標温度に加熱できるように構成されている。
【００３３】
ホットプレート１Ｈには、複数本の基板支持ピン３が、プレート１Ｈの上面と底面とをシールした状態で昇降可能に挿入されている。各基板支持ピン３はエアシリンダ４と連動連結して昇降可能な支持部材９に立設され、各基板支持ピン３が同期して昇降できるようになっている。
【００３４】
カップ部材２は、有蓋円筒状の形状を有し、底部にはＯリングなどのシール部材１０が取り付けられている。
【００３５】
カップ部材２は、エアシリンダ４に連動連結された支持アーム１１に支持されており、エアシリンダ４のロッド４ａを伸縮することで、カップ部材２が昇降されるようになっている。エアシリンダ４のロッド４ａを収縮すると、カップ部材２が下降されて、シール部材１０がホットプレート１Ｈの上面に押圧され、処理室１２が形成されるようになっている。
【００３６】
また、各基板支持ピン３が立設された支持部材９は、連結部材１３を介してカップ部材２の支持アーム１１に連結され、カップ部材２の昇降に同期して各基板支持ピン３が昇降されるようになっている。
【００３７】
カップ部材２の天井には、排気口１４が設けられている。この排気口１４は、排気管１５を介して工場のユーティリティなどで構成される図示しない排気源に連通接続されていて、処理室１２内の排気が行えるようになっている。この排気口１４や排気管１５などは、本発明における排気手段を構成する。排気管１５の管路途中には、処理室１２内からの排気量を可変に調節変更する排気量変更手段に相当する排気量調節機構１６も設けられている。
【００３８】
排気量調節機構１６は、例えば、図２（ａ）に示すように、モーターなどの駆動部１６ａによって、排気管１５内に設けられた遮蔽板１６ｂの傾斜角度を変更して、その遮蔽板１６ｂの傾斜角度に応じて、排気量を調節変更するように構成される。また、例えば、図２（ｂ）に示すように、駆動部１６ａによって、遮蔽板１６ｂをスライド移動させて、排気管１５内の排気路の開度を変更して排気量を調節変更するように構成してもよい。その他、複数種類のオリフィスが形成された部材を設け、駆動部によって排気管１５内の排気路に配置させるオリフィスを選択的に変更して排気量を調節変更するように構成することもできる。
【００３９】
図１に戻って、カップ部材２には、窒素ガスなどの不活性ガスやクリーンエアなどの所定の気体を導入する気体導入口１７も設けられている。この気体導入口１７は、気体供給管１８を介して工場のユーティリティなどで構成される図示しない気体供給源に連通接続されていて、処理室１２内に気体を供給できるようになっている。気体供給管１８の管路途中には、処理室１２内に供給する気体の供給流量を可変に調節変更する供給流量調節機構１９も設けられている。この供給流量調節機構１９は、例えば、上記排気量調節機構１６と同様の機構で構成される。
【００４０】
制御部２０は、ホットプレート１Ｈの加熱制御や、エアシリンダ４の駆動制御、シャッター７の駆動制御、排気量調節機構１６による排気量の調節制御、供給流量調節機構１９による気体供給流量の調節制御など、装置全体の制御を統括的に行って、以下のような動作を行う。本発明における排気量変更制御手段の機能を備えた制御部２０は、例えば、コンピューターなどで構成される。
【００４１】
次に、この第１実施例装置の動作を説明する。
なお、以下の動作で行う加熱処理は、例えば、基板Ｗにフォトレジスト膜を塗布する前に行う加熱処理であってもよいし、基板Ｗにフォトレジスト膜を塗布した後に行う加熱処理（プリベーク）であってもよいし、基板Ｗに露光処理を施した後であって、現像処理を施す前に行う加熱処理であってもよいし、基板Ｗに現像処理を施した後に行う加熱処理（ポストベーク）であってもよい。以下の動作では、実施する加熱処理に応じた基板Ｗが装置に搬入される。
【００４２】
ホットプレート１Ｈは、予め設定されている目標温度になるように温度調節され、その目標温度を維持するように温度制御されている。
【００４３】
そして、まず、エアシリンダ４のロッド４ａを伸長させてカップ部材２及び各基板支持ピン３を上昇させるとともに、シャッター７を駆動して開口６を開く。
【００４４】
この状態で、基板搬送装置の基板搬送アームが開口６を通過して以下で行う加熱処理に応じた基板Ｗをケーシング５内に搬入し、ホットプレート１Ｈの上方において、基板搬送アームから各基板支持ピン３へ基板Ｗが受け渡される。基板Ｗの受け渡しを終えて、基板搬送アームがケーシング５の外に退出されると、シャッター７を駆動して開口６を閉じるとともに、エアシリンダ４のロッド４ａを収縮させてカップ部材２及び各基板支持ピン３を下降させる。これにより、基板Ｗは基板支持ピン３からホットプレート１Ｈに受け渡されて、ホットプレート１Ｈの上面に支持されると同時に、その基板Ｗが処理室１２内に収容されて、処理室１２内への基板Ｗの搬入が完了する（図１に示す状態）。
【００４５】
処理室１２内に基板Ｗが搬入されると、所定の加熱処理時間が経過するまで、基板Ｗを処理室１２内のホットプレート１Ｈに支持して基板Ｗに加熱処理が施される。
【００４６】
この加熱処理中、以下のような制御で処理室１２内からの排気と処理室１２内への気体の供給が行われる。これを図３に示すタイミングチャートを参照して説明する。
【００４７】
図３において、ＴＰで示す期間が１枚の基板Ｗに対する熱処理（ここでは加熱処理）の期間に相当する。
【００４８】
プリベークやポストベークなどの加熱処理では、基板Ｗを加熱することによって残留溶剤や残留液分の蒸気が放出されるが、この放出蒸気量は、加熱処理の初期の段階で多く、加熱処理の進行に従って減少する。より詳しくは、加熱処理の初期の段階で多量の蒸気が放出され、所定時間が経過すると、放出蒸気量は急激に減少する。
【００４９】
従って、例えば、加熱処理開始ＴＳから所定時間の間の期間を、加熱処理の初期の第１段階ＳＰとし、この第１段階ＳＰでの処理室１２内の排気を第１の排気量Ｅ１で行い、その第１段階ＳＰが経過して以降は、上記第１の排気量Ｅ１より小さい第２の排気量Ｅ２に変更する。一方、処理室１２内の排気に応じて、第１段階ＳＰでの処理室１２内への気体の供給流量を比較的大きい第１の供給流量Ｓ１で行い、その第１段階ＳＰが経過して以降は、上記第１の供給流量Ｓ１より小さい第２の供給流量Ｓ２に変更して、処理室１２内の圧力を予め決められた基準圧力（例えば、大気圧かそれより若干低い圧力）を維持するようにする。
【００５０】
加熱処理開始ＴＳは、基板Ｗがホットプレート１Ｈの上面に支持されると同時に、その基板Ｗが処理室１２内に収容されて、処理室１２内への基板Ｗの搬入が完了した時点である。
【００５１】
上記第１段階ＳＰを規定する所定時間は、放出される蒸気が第２の排気量Ｅ２で十分に排気されるような放出蒸気量に減少するまでの時間であり、実験などによって決められる。
【００５２】
第１の排気量Ｅ１は、初期の段階の多量の放出蒸気を漏れなく処理室１２内から排出できる程度の大きな排気量であり、従来設定していた排気量と同じ排気量である。なお、この第１の排気量Ｅ１が、加熱処理中での必要排気量が最大となる最大排気量になる。
【００５３】
第２の排気量Ｅ２は、放出蒸気量が減少した後に放出される蒸気を十分に排気できる程度の排気量であり、例えば、第１の排気量Ｅ１の１０％程度の排気量とする。
【００５４】
第１の供給流量Ｓ１は、第１の排気量Ｅ１で処理室１２内の排気を行っているときに、処理室１２内の圧力を基準圧力に維持できる気体の供給流量であり、第２の供給流量Ｓ２は、第２の排気量Ｅ２で処理室１２内の排気を行っているときに、処理室１２内の圧力を基準圧力に維持できる気体の供給流量である。
【００５５】
このように、加熱処理中に変動する放出蒸気量に応じて、排気量を変更したので、放出される蒸気を排出するのに必要な排気量を確保しつつ、無駄な排気を無くすことができ、排気用力を軽減して加熱処理を実施することができる。従って、工場のユーテイリティなどの排気に要する負担を大幅に軽減することができる。
【００５６】
また、上述したように、加熱処理における初期の第１段階ＳＰでの処理室１２内の排気を第１の排気量Ｅ１で行い、その第１段階ＳＰが経過して以降は、第１の排気量Ｅ１より小さい排気量（第２の排気量Ｅ２）に変更することで、プリベークやポストベークなどの加熱処理のように初期の段階での必要排気量が大きく、その段階以降の必要排気量が小さくなる一般的な加熱処理を排気用力を軽減して実施することができる。
【００５７】
さて、上記加熱処理時間が経過すると、エアシリンダ４のロッド４ａを伸長させてカップ部材２及び各基板支持ピン３を上昇させるとともに、シャッター７を駆動して開口６を開く。これにより、加熱処理を終えた基板Ｗは、各基板支持ピン３によってホットプレート１Ｈの上方に持ち上げられた状態となる。
【００５８】
この状態で、基板搬送装置の空の基板搬送アームが開口６を通過してケーシング５内に進入し、ホットプレート１Ｈの上方において、基板搬送アームが各基板支持ピン３から基板Ｗを受け取り、ケーシング５の外に退出して加熱処理済の基板Ｗが装置から搬出され、後工程の冷却処理を行う基板冷却処理装置（後述する第２実施例参照）へと搬送されていく。
【００５９】
上記動作を繰り返して基板Ｗへの所定の加熱処理が次々に行われていく。
【００６０】
なお、上述した図３に示すタイムチャートでは、加熱処理中の排気量の変更を、第１の排気量Ｅ１とその第１の排気量Ｅ１より小さい第２の排気量Ｅ２の２段階の排気量での切り替え変更としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図４に示すタイムチャートのように、第１段階ＳＰが経過して以降は、第１の排気量（最大排気量）Ｅ１から排気量を段階的に順次小さくするように変更してもよいし、また、図５や図６などに示すタイムチャートのように、第１段階ＳＰが経過して以降は、第１の排気量（最大排気量）Ｅ１から排気量を直線状や曲線状などに序々に小さくするように変更してもよい。また、加熱処理中の排気量の変更の仕方に応じて、第１段階ＳＰの時間を適宜に変動させてもよい。加熱処理中の放出蒸気量の変化に応じて、漏れなく放出蒸気が排出する上で、最も無駄な排気が無くせるような排気量の変更の仕方を選択すればよい。
【００６１】
さらに、上記説明では、加熱処理開始ＴＳから所定時間の間の期間を、加熱処理の初期の第１段階ＳＰとしたが、この第１段階ＳＰを、加熱処理開始ＴＳより若干遅いタイミングから所定時間の間の期間としてもよい。また、例えば、ホットプレート１Ｈの上方において基板搬送装置の基板搬送アームから各基板支持ピン３に加熱処理前の基板Ｗが受け渡されたときから第１の排気量Ｅ１での排気を開始したり、基板搬送装置の基板搬送アームが加熱処理前の基板Ｗをケーシング５内に搬入するためにシャッター７が駆動されて開口６が開かれたときから第１の排気量Ｅ１での排気を開始したりするなど、加熱処理開始ＴＳより早いタイミングから第１の排気量Ｅ１での排気を開始するようにしてもよい。なお、これら変形例や上記図４ないし図６の変形例などは、以下の第２実施例でも同様に変形実施することができる。
【００６２】
次に、本発明の第２実施例を図７を参照して説明する。
図７は本発明の第２実施例に係る基板冷却処理装置の構成を示す縦断面図である。
【００６３】
この第２実施例装置は、第１実施例のカップ部材２を省略し、ホットプレート１Ｈに代えてクールプレート１Ｃを備えている。
【００６４】
クールプレート１Ｃは、アルミニウムなどの伝熱性の良い金属材料で形成され、ヒーターなどの発熱体に代えてペルチェ素子などの冷却機器を備えていて、クールプレート１Ｃの上面に支持された基板Ｗを常温付近の目標温度に冷却できるように構成されている。
【００６５】
また、この第２実施例装置では、ケーシング５内のクールプレート１Ｃが配設された空間を処理室１２としている。そして、ケーシング５に排気口３１と気体導入口３２が設けられている。
【００６６】
第１実施例と同様に、排気口３１は、管路途中に排気量調節機構１６が設けられた排気管１５を介して工場のユーティリティなどで構成される図示しない排気源に連通接続されており、気体導入口３２は、管路途中に供給流量調節機構１９が設けられた気体供給管１８を介して工場のユーティリティなどで構成される図示しない気体供給源に連通接続されている。
【００６７】
なお、図７では、排気口３１や気体導入口３２を各々１つだけ示しているが、排気口３１や気体導入口３２を各々複数備えていてもよい。
【００６８】
その他の構成は、第１実施例と同様であるので、共通する部分は図１と同一符号を付してその詳述を省略する。
【００６９】
次に、この第２実施例装置の動作を説明する。
クールプレート１Ｃは、予め設定されている目標温度になるように温度調節され、その目標温度を維持するように温度制御されている。
【００７０】
そして、まず、エアシリンダ４のロッド４ａを伸長させて各基板支持ピン３を上昇させるとともに、シャッター７を駆動して開口６を開く。
【００７１】
この状態で、基板搬送装置の基板搬送アームが開口６を通過して第１実施例装置のような基板加熱処理装置で加熱された基板Ｗをケーシング５（処理室１２）内に搬入し、クールプレート１Ｃの上方において、基板搬送アームから各基板支持ピン３へ基板Ｗが受け渡される（図７の二点鎖線に示す状態）。基板Ｗの受け渡しを終えて、基板搬送アームがケーシング５の外に退出されると、シャッター７を駆動して開口６を閉じるとともに、エアシリンダ４のロッド４ａを収縮させて各基板支持ピン３を下降させる。これにより、基板Ｗは基板支持ピン３からクールプレート１Ｃに受け渡されて、クールプレート１Ｃの上面に支持される（図７の実線に示す状態）。
【００７２】
そして、所定の冷却処理時間が経過するまで、基板Ｗを処理室１２内のクールプレート１Ｃの上面に支持して基板Ｗに冷却処理が施される。
【００７３】
この冷却処理中、上記第１実施例と同様に、冷却処理の進行状況に応じて排気量を途中で変更して処理室１２内からの排気を行うとともに、排気量に応じて供給流量を変更して処理室３０内への気体の供給を行う。
【００７４】
排気量の変更は、図３ないし図６などに示すタイムチャートに従って、冷却処理開始から所定時間の間の期間を、冷却処理の初期の第１段階ＳＰとし、この第１段階ＳＰでの処理室１２内の排気を第１の排気量Ｅ１で行い、その第１段階ＳＰが経過して以降は、上記第１の排気量Ｅ１より小さい排気量に変更する。
【００７５】
ここで、上記第１段階ＳＰの終了（排気量を第１の排気量Ｅ１からそれより小さい排気量に変更するタイミング）は、この冷却処理では、例えば、クールプレート１Ｃの温度が目標温度、あるいは、それに近い所定温度になった時点とする。
【００７６】
また、この第２実施例における第１の排気量Ｅ１は、冷却処理の初期の段階の基板Ｗが最も高温の状態における基板Ｗからの放熱を効率良く処理室１２内から排出できる程度の大きな排気量であり、従来設定していた排気量と同じ排気量である。なお、この場合の第１の排気量Ｅ１が、冷却処理中での必要排気量が最大となる最大排気量になる。
【００７７】
このように排気量を変更制御することで、冷却処理において、無駄な排気を低減しつつ、加熱された基板Ｗから放出される熱気を効率良く排出することができる。
【００７８】
上記冷却処理時間が経過すると、エアシリンダ４のロッド４ａを伸長させて各基板支持ピン３を上昇させるとともに、シャッター７を駆動して開口６を開く。これにより、冷却処理を終えた基板Ｗは、各基板支持ピン３によってクールプレート１Ｃの上方に持ち上げられた状態となる。
【００７９】
この状態で、基板搬送装置の空の基板搬送アームが開口６を通過してケーシング５（処理室１２）内に進入し、クールプレート１Ｃの上方において、基板搬送アームが各基板支持ピン３から基板Ｗを受け取り、ケーシング５（処理室１２）の外に退出して冷却処理済の基板Ｗが装置から搬出され、後工程へと搬送されていく。
【００８０】
上記動作を繰り返して基板Ｗへの冷却処理が次々に行われていく。
【００８１】
次に、フォトリソグラフィ工程のフォトレジスト塗布処理や現像処理、加熱処理及び冷却処理などの熱処理を含む一連の基板処理を行うレジスト処理装置のように、上記実施例に係る基板加熱処理装置や基板冷却処理装置をそれぞれ複数搭載して、複数の基板Ｗに対して同一工程の熱処理を複数の基板熱処理装置で並行して行う場合について説明する。
【００８２】
この場合、例えば、２台の基板熱処理装置で同一工程の熱処理を並行して行うときの排気量調節機構１６は、例えば、図８に示すように、排気管１５の分岐部分に設けられる。そして、モーターなどの駆動部１６ａｂ、１６ａｃによって、各遮蔽板１６ｂｂ、１６ｂｃの傾斜角度を独立して変更して、排気源側の排気管１５ａと各基板熱処理装置側の排気管１５ｂ、１５ｃの各排気路の開度をそれぞれ調節して各基板熱処理装置の排気量を個別に調節変更するように構成される。
【００８３】
このとき、例えば、図９に示すように、各基板熱処理装置（各処理室１２）で最大の排気量（上記各実施例では第１の排気量Ｅ１）となるタイミングが重なるようにしてもよいが、この場合、一時的ではあるが、ある期間の合計排気量が大きくなる。そのため、例えば、図８の排気管１５ａでの排気量は（２×Ｅ１）に設定する必要がある。
【００８４】
そこで、図１０に示すように、各基板熱処理装置への基板Ｗの搬入をずらせて、各基板熱処理装置での熱処理ＴＰの開始タイミングをずらせるようにして、各基板熱処理装置（各処理室１２）で最大の排気量（Ｅ１）となるタイミングをずらせるようにすることが好ましい。このように動作させれば、合計排気量の最大値が（Ｅ１＋Ｅ２）となって図９の場合よりも小さくすることができ、例えば、図８の排気管１５ａでの排気量を小さく設定することができて、排気用力への負担を軽減することができる。
【００８５】
なお、２台の基板熱処理装置で同一工程の熱処理を並行して行う場合に限らず、３台以上の基板熱処理装置で同一工程の熱処理を並行して行う場合にも、各基板熱処理装置（各処理室１２）で最大の排気量となるタイミングをずらせるようにすることが好ましい。
【００８６】
上記実施例では、ホットプレート１Ｈやクールプレート１Ｃなどの熱処理プレートを備えた基板熱処理装置を例に採ったが、本発明はこれに限定されない。例えば、処理室内を所定の温度雰囲気に制御して、その処理室内の温度雰囲気によって基板に熱処理を施すような基板熱処理方法及び基板熱処理装置などの各種の基板熱処理方法及び基板熱処理装置にも本発明は同様に適用することができる。
【００８７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載の発明に係る基板熱処理方法によれば、処理室内に基板を支持して基板に熱処理を施す基板熱処理方法において、処理室内で熱処理を基板に施している間に、その処理室内の排気量を変更するので、熱処理中に必要な排気量を確保しつつ、無駄な排気を無くすことができ、排気用力を軽減して熱処理を実施することができる。従って、工場のユーテイリティなどの排気に要する負担を大幅に軽減することができる。
さらに、熱処理における初期の第１段階での処理室内の排気を第１の排気量で行い、その第１段階が経過して以降は、上記第１の排気量より小さい排気量に変更するので、プリベークやポストベークなどの加熱処理や、冷却処理などの熱処理のように、初期の段階での必要排気量が大きく、その段階以降の必要排気量が小さくなる一般的な熱処理を排気用力を軽減して好適に実施することができる。
【００８８】
請求項２に記載の発明に係る基板熱処理方法によれば、処理室内に基板を支持して基板に熱処理を施す基板熱処理方法において、処理室内で熱処理を基板に施している間に、その処理室内の排気量を変更するので、熱処理中に必要な排気量を確保しつつ、無駄な排気を無くすことができ、排気用力を軽減して熱処理を実施することができる。従って、工場のユーテイリティなどの排気に要する負担を大幅に軽減することができる。
さらに、複数の処理室で複数の基板に対して同じ熱処理を並行して行う際に、各処理室で最大の排気量となるタイミングをずらせるので、同じタイミングでの合計排気量の最大値を小さくすることができ、複数の熱処理で瞬間的に必要になる最大排気用力も軽減することができる。
【００８９】
請求項３に記載の発明に係る基板熱処理方法によれば、複数の処理室で複数の基板に対して同じ熱処理を並行して行う際に、各処理室で最大の排気量となるタイミングをずらせるので、同じタイミングでの合計排気量の最大値を小さくすることができ、複数の熱処理で瞬間的に必要になる最大排気用力も軽減することができる。
【００９０】
請求項４に記載の発明に係る基板熱処理方法によれば、排気用力を軽減してプリベークを実施することができる。
【００９１】
請求項５に記載の発明に係る基板熱処理方法によれば、排気用力を軽減してポストベークを実施することができる。
【００９２】
請求項６に記載の発明に係る基板熱処理方法によれば、排気用力を軽減して冷却処理を実施することができる。
【００９３】
請求項７に記載の発明によれば、上記請求項１に記載の基板熱処理方法を好適に実施し得る基板熱処理装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る基板加熱処理装置の構成を示す縦断面図である。
【図２】排気量調節機構の一例の構成を示す縦断面図である。
【図３】処理室内の排気と気体供給の変更状態を示すタイムチャートである。
【図４】処理室内の排気と気体供給の別の変更状態を示すタイムチャートである。
【図５】処理室内の排気と気体供給のさらに別の変更状態を示すタイムチャートである。
【図６】処理室内の排気と気体供給のさらに別の変更状態を示すタイムチャートである。
【図７】本発明の第２実施例に係る基板冷却処理装置の構成を示す縦断面図である。
【図８】２台の基板熱処理装置で同一工程の熱処理を並行して行う場合の排気量調節機構の一例の構成を示す縦断面図である。
【図９】２台の基板熱処理装置で同一工程の熱処理を並行して行う場合に、各基板熱処理装置での排気の変更状態の一例を示したタイムチャートである。
【図１０】２台の基板熱処理装置で同一工程の熱処理を並行して行う場合に、各基板熱処理装置での排気の好ましい変更状態の例を示したタイムチャートである。
【符号の説明】
１Ｈ：ホットプレート
１Ｃ：クールプレート
１２：処理室
１４、３１：排気口
１５：排気管
１６：排気量調節機構
２０：制御部
Ｗ：基板
ＳＰ：第１段階
Ｅ１：第１の排気量
Claims (7)
- 処理室内に基板を支持して基板に熱処理を施す基板熱処理方法において、
前記処理室内で熱処理を基板に施している間に、その処理室内の排気量を変更するものであって、
前記熱処理における初期の第１段階での前記処理室内の排気を第１の排気量で行い、前記第１段階が経過して以降は、前記第１の排気量より小さい排気量に変更することを特徴とする基板熱処理方法。 - 処理室内に基板を支持して基板に熱処理を施す基板熱処理方法において、
前記処理室内で熱処理を基板に施している間に、その処理室内の排気量を変更するものであって、
複数の処理室で複数の基板に対して同じ熱処理を並行して行う際に、各処理室で最大の排気量となるタイミングをずらせることを特徴とする基板熱処理方法。 - 請求項１に記載の基板熱処理方法において、
複数の処理室で複数の基板に対して同じ熱処理を並行して行う際に、各処理室で最大の排気量となるタイミングをずらせることを特徴とする基板熱処理方法。 - 請求項１ないし３のいずれかに記載の基板熱処理方法において、
前記熱処理が、基板にフォトレジスト膜を塗布した後に行うプリベークであることを特徴とする基板熱処理方法。 - 請求項１ないし３のいずれかに記載の基板熱処理方法において、
前記熱処理が、基板に現像処理を施した後に行うポストベークであることを特徴とする基板熱処理方法。 - 請求項１ないし３のいずれかに記載の基板熱処理方法において、
前記熱処理が、基板に加熱処理を施した後に行う冷却処理であることを特徴とする基板熱処理方法。 - 処理室内に基板を支持して基板に熱処理を施す基板熱処理装置において、
前記処理室内の排気を行う排気手段と、
前記排気手段による前記処理室内の排気量を変更する排気量変更手段と、
前記処理室内で熱処理を基板に施している間に、前記処理室内の排気量を変更するように前記排気量変更手段を制御する排気量変更制御手段と、
を備え、
前記排気量変更制御手段は、前記熱処理における初期の第１段階での前記処理室内の排気を第１の排気量で行い、前記第１段階が経過して以降は、前記第１の排気量より小さい排気量に変更することを特徴とする基板熱処理装置。
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