JP3647278B2 - 基板熱処理装置および基板熱処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に所定の熱処理を行う基板熱処理装置および基板熱処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、光ディスク用基板等の基板の処理工程の１つに、基板上にレジストパターンを形成するフォトリソグラフィ工程がある。フォトリソグラフィ工程では、基板上にレジスト液が回転塗布された後、プリべーク処理、露光処理および現像処理がそれぞれ行われる。
【０００３】
プリベーク処理とは、基板上に塗布されたレジスト液中の余分な溶媒を蒸発させるための処理であり、基板熱処理装置を用いて行われる。
【０００４】
図４は従来の基板熱処理装置の概略構成を示す模式的断面図である。図４において、基板熱処理装置は、基板搬入出口２を有する筐体１を備える。筐体１の基板搬入出口２には、シャッタ３が駆動装置４により開閉自在に設けられている。
【０００５】
筐体１内には加熱プレート５が設けられている。加熱プレート５にはヒータ等の熱源が内蔵されており、その上面には基板Ｗの裏面を支持する３つの球状スペーサ６が設けられている。
【０００６】
筐体１内の上部には、複数の孔２３を有する天板２２が筐体１の上面と間隔を隔てて設けられている。加熱プレート５と天板２２との間には処理空間３０が形成されている。筐体１の上面には、窒素ガス等の不活性ガスを供給する給気管路８が接続されており、筐体１の上面と天板２２との間にはガス導入空間２１が形成されている。不活性ガスは給気管路８からガス導入空間２１内に供給され、さらに天板２２の孔２３を通して処理空間３０内に供給される。
【０００７】
また、加熱プレート５の周囲には排気孔１４が設けられている。排気孔１４は筐体１の排気口１５に連通している。さらに、排気口１５は、排気管路１７を介して工場の排気設備（図示せず）に接続されている。これにより、給気管路８を通して処理空間３０に供給された不活性ガスは、処理空間３０内で基板Ｗ上のレジスト液中から蒸発した溶媒を伴って排気孔１４から排気口１５および排気管路１７を通して外部へ排気される。
【０００８】
通常、不活性ガスの供給量は、不活性ガスが処理空間３０内で対流して処理空間３０内の温度分布を乱さないように低く抑えられている。例えば、外径２００ｍｍの基板Ｗを処理する基板熱処理装置の場合、処理空間３０内には窒素ガスが１Ｌ／分で供給され、ゲージ圧力表示で−５０Ｐａの圧力で排気される。
【０００９】
基板Ｗの搬入または搬出時には、駆動装置４によりシャッタ３が開かれ、基板搬入出口２が開放される。そして、開放された基板搬入出口２を通して筐体１内に基板Ｗが搬入または搬出される。
【００１０】
プリベーク処理時には、レジスト液が塗布された基板Ｗが加熱プレート５の球状スペーサ６上に支持され、加熱プレート５に内蔵された熱源により約１００℃に昇温される。それにより、基板Ｗ上のレジスト液中から余分な溶媒が蒸発して除去される。プリベーク処理が終了した基板Ｗは、基板冷却装置に移され、ほぼ常温にまで降温される。
【００１１】
近年では、半導体デバイスの高集積化に伴って基板上に形成されるパターンが微細化している。このため、基板上に塗布されるレジスト膜の膜厚も小さくなり、膜厚の許容誤差も厳しくなっている。基板熱処理装置による基板のプリベーク処理では、レジスト膜の膜厚は、昇温時の基板Ｗの温度に影響される。すなわち、基板Ｗの温度が所定の温度から外れると、それに伴ってレジスト膜の膜厚も所望の値から外れる。
【００１２】
また、基板Ｗの面内で温度不均一が生じると、溶媒の蒸発量にむらが生じ、それによってレジスト膜の膜厚が不均一となる。このため、基板Ｗが保持される基板熱処理装置の処理空間３０内の温度分布を均一に保つことが要求されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、基板Ｗの搬入または搬出時に、基板搬入出口２が開放されると、基板熱処理装置の上方から下降する低温の清浄な外気の一部が処理空間３０内に侵入する。また、基板熱処理装置の処理空間３０内の高温の不活性ガスの一部が基板搬入出口２から外部に排出される。このため、基板搬入出口２側の基板Ｗの部分は、基板搬入出口２と反対側（処理空間３０の奥側）の基板Ｗの部分に比べて低温の外気の影響を受けやすい。
【００１４】
図５はプリベーク処理における基板の温度変化（ａ）とシャッタの開閉（ｂ）との関係を示す図である。図５（ａ）において、実線は基板搬入出口２側での基板の温度変化を示し、破線は基板搬入出口２と反対側での基板の温度変化を示している。
【００１５】
加熱プレート５は熱源によりほぼ一定温度に昇温されている。このため、基板Ｗの搬入前の処理空間３０の温度はほぼ一定の温度に保持されている。
【００１６】
基板Ｗの搬入時には、基板搬入出口２が開放され、基板Ｗが処理空間３０内に搬入され、球状スペーサ６上に載置される。その後、基板搬入出口２が閉塞される。この際には、処理空間３０内の温度よりも低温の外気が基板搬入出口２から処理空間３０内に侵入する。このため、処理空間３０内の基板搬入出口２側の温度が低下し、基板Ｗの基板搬入出口２側の昇温速度が基板搬入出口２と反対側の基板Ｗの昇温速度に比べて遅くなる。
【００１７】
また、所定時間の熱処理が終了すると、基板搬入出口２が開放され、基板Ｗが処理空間３０から外部へ搬出される。この際には、再び低温の外気が基板搬入出口２から処理空間３０内に侵入する。そのため、処理空間３０内の基板搬入出口２側の温度が低下し、基板Ｗの基板搬入出口２側の降温速度が基板搬入出口２と反対側の基板Ｗの降温速度に比べて速くなる。
【００１８】
このように、従来の基板熱処理装置においては、基板Ｗの搬入時または搬出時に基板搬入出口２から外気が処理空間３０内に侵入することにより、基板搬入出口２側とその反対側とで温度分布が不均一となり、基板Ｗに供給される熱量に差が生じる。この結果、基板Ｗ上のレジスト膜の膜厚に不均一が生じるおそれがある。
【００１９】
本発明の目的は、基板が保持される処理空間の温度分布を均一化することができる基板熱処理装置および基板熱処理方法を提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明に係る基板熱処理装置は、基板に熱処理を行う基板熱処理装置であって、基板を支持する支持部および基板を昇温する熱源を有する基台と、基台の支持部に支持された基板の上方および周囲を取り囲み、基板の搬入および搬出のための基板搬入出口を有する筐体と、筐体の基板搬入出口を開閉する開閉手段と、筐体内に気体を供給する給気手段と、筐体内の気体を排出する排気手段と、給気手段により筐体内に供給される気体の量を開閉手段の開閉動作に連動して調整する給気量調整手段とを備え、給気量調整手段は、開 閉手段により筐体の基板搬入出口が開放される際に筐体内に供給される気体の量を増加させ、開閉手段により筐体の基板搬入出口が閉塞された際に筐体内に供給される気体の量を減少させるものである。
【００２１】
本発明に係る基板熱処理装置においては、給気手段により筐体内に気体が供給され、排気手段により筐体内の気体が排出される。開閉手段により筐体の基板搬入出口が開放され、基板が基板搬入出口を通して筐体内に搬入され、基台の支持部に支持される。そして、開閉手段により基板搬入出口が閉塞された後、支持部に支持された基板が熱源により昇温された後、所定温度に保持される。熱処理の終了後、開閉手段により筐体の基板搬入出口が開放され、基板が基板搬入出口から外部に搬出される。
【００２２】
基板の搬入および搬出時には、開閉手段により開放された筐体の基板搬入出口から低温の外気が筐体内に侵入するとともに筐体内の高温の気体の一部が基板搬入出口から外部に漏れ出ることにより、筐体内の温度分布が乱されやすい。
【００２３】
この場合、開閉手段により筐体の基板搬入出口が開放された際に筐体内に供給される気体の量が増加するので、筐体内に基板搬入出口から外気が侵入することが困難になる。また、筐体内に基板搬入出口から外気が侵入した場合でも、筐体内に侵入した外気が筐体内の気体により速やかに攪拌される。その結果、筐体内の温度分布が均一化される。
【００２４】
また、開閉手段により筐体の基板搬入出口が閉塞された際に筐体内に供給される気体の量が減少するので、熱処理中には筐体内の気体の流動による均熱性の乱れが防止される。
【００２５】
このように、筐体内の温度分布の均一性を保持することができる。したがって、均一な温度分布下で基板の熱処理を行うことができる。
【００２６】
第２の発明に係る基板熱処理装置は、第１の発明に係る基板熱処理装置の構成において、給気量調整手段は、筐体の基板搬入出口が開放される際において開閉手段により筐体の基板搬入出口が開放される前に筐体内に供給される気体の量を増加させるものである。
【００２７】
この場合、開閉手段により筐体の基板搬入出口が開放される前に筐体内に供給される気体の量が増加するので、筐体内に基板搬入出口から外気が侵入することが困難になる。また、筐体内に基板搬入出口から外気が侵入した場合でも、筐体内に侵入した外気が筐体内の気体により速やかに攪拌される。その結果、筐体内の温度分布が均一化される。
【００２８】
第３の発明に係る基板熱処理装置は、第１または第２の発明に係る基板熱処理装置の構成において、給気量調整手段は、筐体の基板搬入出口が閉塞された際において開閉手段により筐体の基板搬入出口が閉塞された後に筐体内に供給される気体の量を減少させるものである。
【００２９】
この場合、開閉手段により筐体の基板搬入出口が閉塞された後に筐体内に供給される気体の量が減少するので、熱処理中には筐体内の気体の流動による均熱性の乱れが防止される。
【００３０】
第４の発明に係る基板熱処理装置は、第１〜第３のいずれかの発明に係る基板熱処理装置の構成において、給気手段は、気体供給源と、気体供給源からの気体を筐体内に導く給気管路とを備え、給気量調整手段は、給気管路の通気量を調整する第１の通気量調整手段と、開閉手段の開閉動作に連動して第１の通気量調整手段を制御する給気制御手段とを備えたものである。
【００３１】
この場合、気体供給源から給気管路を通して筐体内に気体が導かれる。開閉手段の開閉動作に連動して第１の通気量調整手段を制御することにより、給気管路の通気量が調整される。それにより、基板搬入出口の開放時および閉塞時を通じて筐体内の温度分布を均一に保持し、基板に均一な熱処理を行うことができる。
【００３２】
第５の発明に係る基板熱処理装置は、第１〜第４のいずれかの発明に係る基板熱処理装置の構成において、排気手段により筐体内から排出される気体の量を開閉手段の開閉動作に連動して調整する排気量調整手段をさらに備え、排気量調整手段は、開閉手段により筐体の基板搬入出口が開放される際に筐体内から排出される気体の量を増加させるものである。
【００３３】
この場合、開閉手段の開閉動作に連動して排気量調整手段により筐体内から排出される気体の量が調整される。それにより、筐体内の気体の流動状態を所望の状態に調整することができる。したがって、筐体内の温度分布をより均一に保持することができる。
【００３４】
この場合、開閉手段により筐体の基板搬入出口が開放される際に筐体内から排出される気体の量が増加するので、筐体内の気体が新たに供給される気体で速やかに置換される。
【００３５】
第６の発明に係る基板熱処理装置は、第５の発明に係る基板熱処理装置の構成において、排気量調整手段は、筐体の基板搬入出口が開放される際において開閉手段により筐体の基板搬入出口が開放される前に筐体内から排出される気体の量を増加させるものである。
【００３６】
この場合、開閉手段により筐体の基板搬入出口が開放される前に筐体内から排出される気体の量が増加するので、筐体内の気体が新たに供給される気体で速やかに置換される。
【００３７】
第７の発明に係る基板熱処理装置は、第１〜第４のいずれかの発明に係る基板熱処理装置の構成において、排気手段により筐体内から排出される気体の量を開閉手段の開閉動作に連動して調整する排気量調整手段をさらに備え、排気量調整手段は、開閉手段により筐体の基板搬入出口が閉塞された際に筐体内から排出される気体の量を減少させるものである。
【００３８】
この場合、開閉手段の開閉動作に連動して排気量調整手段により筐体内から排出される気体の量が調整される。それにより、筐体内の気体の流動状態を所望の状態に調整することができる。したがって、筐体内の温度分布をより均一に保持することができる。
【００３９】
また、開閉手段により筐体の基板搬入出口が閉塞された際に筐体内から排出される気体の量が減少するので、熱処理中には筐体内の気体の流動による均熱性の乱れが防止される。
【００４０】
第８の発明に係る基板熱処理装置は、第７の発明に係る基板熱処理装置の構成において、排気量調整手段は、筐体の基板搬入出口が閉塞された際において開閉手段により筐体の基板搬入出口が閉塞された後に筐体内から排出される気体の量を減少させるものである。
【００４１】
この場合、開閉手段により筐体の基板搬入出口が閉塞された後に筐体内から排出される気体の量が減少するので、熱処理中には筐体内の気体の流動による均熱性の乱れが防止される。
【００４２】
第９の発明に係る基板熱処理装置は、第５〜第８のいずれかの発明に係る基板熱処理装置の構成において、排気手段が、筐体内の気体を所定の排気設備に導く排気管路を備え、排気量調整手段が、排気管路の通気量を調整する第２の通気量調整手段と、開閉手段の開閉動作に連動して第２の通気量調整手段を制御する排気制御手段とを備えたものである。
【００４３】
この場合、排気管路を通して筐体内の気体が排気設備に導かれる。開閉手段の開閉動作に連動して第２の通気量調整手段を制御することにより、排気管路の通気量が調整される。それにより、基板搬入出口の開放時および閉塞時を通じて筐体内の温度分布を均一に保持し、基板に均一な熱処理を行うことができる。
【００４４】
第１０の発明に係る基板熱処理装置は、第１〜第９のいずれかの発明に係る基板熱処理装置の構成において、支持部は、基板を静止状態で支持するものである。
【００４５】
第１１の発明に係る基板熱処理方法は、開閉可能な基板搬入出口を有する筐体内に気体を供給するとともに筐体内の気体を排出しつつ、筐体内で基板に熱処理を行う基板熱処理方法であって、筐体の基板搬入出口の開放に連動して筐体内に供給される気体の量を増加させ、筐体の基板搬入出口の閉塞に連動して筐体内に供給される気体の量を減少させるものである。
【００４６】
本発明に係る基板熱処理装置においては、筐体内に気体が供給されるとともに筐体内から気体が排出される。筐体の基板搬入出口が開放され、基板が基板搬入出口を通して筐体内に搬入される。そして、基板搬入出口が閉塞された後、筐体内の基板が昇温された後、所定温度に保持される。熱処理の終了後、筐体の基板搬入出口が開放され、基板が基板搬入出口から外部に搬出される。
【００４７】
基板の搬入および搬出時には、開放された筐体の基板搬入出口から低温の外気が筐体内に侵入するとともに筐体内の高温の気体の一部が基板搬入出口から外部に漏れ出ることにより、筐体内の温度分布が乱されやすい。
【００４８】
この場合、筐体の基板搬入出口が開放された際に筐体内に供給される気体の量が増加するので、筐体内に基板搬入出口から外気が侵入することが困難になる。また、筐体内に基板搬入出口から外気が侵入した場合でも、筐体内に侵入した外気が筐体内の気体により速やかに攪拌される。その結果、筐体内の温度分布が均一化される。
【００４９】
また、筐体の基板搬入出口が閉塞された際に筐体内に供給される気体の量が減少するので、熱処理中には筐体内の気体の流動による均熱性の乱れが防止される。
【００５０】
このように、筐体内の温度分布の均一性を保持することができる。したがって、均一な温度分布下で基板の熱処理を行うことができる。
【００５１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例による基板熱処理装置の模式的断面図である。
【００５２】
図１において、基板熱処理装置は、基板搬入出口２を有する筐体１を備える。筐体１の基板搬入出口２には、シャッタ３がエアシリンダ等の駆動装置４により開閉自在に設けられている。
【００５３】
筐体１内には加熱プレート５が配置されている。加熱プレート５の上面には、基板Ｗの裏面を支持する３つの球状スペーサ６が三角形状に配置されている。また、加熱プレート５にはヒータ、ペルチェ素子等からなる熱源（図示せず）が内蔵されている。
【００５４】
筐体１内の上部には、複数の孔２３を有する天板２２が筐体１の上面と間隔を隔てて設けられている。加熱プレート５と天板２２との間には処理空間３０が形成されている。また、筐体１の上面と天板２２との間にはガス導入空間２１が形成されている。筐体１の上面にはガス導入空間２１に窒素ガス等の不活性ガスを供給するガス供給系７が接続されている。
【００５５】
ガス供給系７は、不活性ガスを通過させる給気管路８、給気管路８内の通気量を測定する流量計９、給気管路８内の通気量を調整する流量調整弁１０、フィルタ１１、給気管路８を開閉する開閉弁１２および不活性ガスを供給するガス供給源１３を備える。ガス供給系１３から開閉弁１２、フィルタ１１、流量調整弁１０、流量計９および給気管路８を通して不活性ガスがガス導入空間２１内に供給され、さらに天板２２の孔２３を通して処理空間３０内に供給される。
【００５６】
加熱プレート５の周囲には排気孔１４が環状に設けられている。排気孔１４は筐体１の排気口１５に連通している。排気口１５には排気系１６が接続されている。排気系１６は、排気口１５と工場の排気用力設備１９とを接続する排気管路１７、および排気管路１７内の通気量を調整する流量調整弁１８を備える。処理空間３０に供給された不活性ガスは、処理空間３０内で基板Ｗ上のレジスト液から蒸発する溶媒を伴って排気孔１４、排気口１５、排気管路１７および流量調整弁１８を通して排気用力設備１９により外部へ排出される。
【００５７】
制御部２０は、シャッタ３の駆動装置４および流量調整弁１０，１８の各動作を制御するコントローラおよびＣＰＵ（中央演算処理装置）を備える。
【００５８】
本実施例では、加熱プレート５が基台に相当し、シャッタ３および駆動装置４が開閉手段を構成し、ガス供給系７が給気手段に相当し、排気系１６が排気手段に相当する。また、流量調整弁１０および制御部２０が給気量調整手段を構成し、ガス供給源１３が気体供給源に相当し、流量調整弁１０が第１の通気量調整手段に相当し、制御部２０が給気制御手段に相当する。流量調整弁１８および制御部２０が排気量調整手段を構成し、流量調整弁１８が第２の通気量調整手段に相当し、制御部２０が排気制御手段に相当する。
【００５９】
次に、上記の基板熱処理装置を用いた基板の熱処理について説明する。フォトリソグラフィ工程では、基板Ｗ上に回転塗布された処理液であるレジスト液の薄膜（以下、レジスト膜と称する）にパターンの露光処理を行う前にプリベーク処理が行われる。プリベーク処理は、基板Ｗを昇温してレジスト膜中の余分な溶媒を蒸発させるために行われる。
【００６０】
図２はプリベーク処理における基板の温度変化（ａ）、シャッタの開閉（ｂ）、処理空間へのガス供給量（ｃ）および処理空間からの排気量（ｄ）の関係を示す図である。以下の基板熱処理装置の動作において、シャッタ３の駆動装置４、流量調整弁１０および流量調整弁１８の各動作は制御部２０により制御されている。
【００６１】
プリベーク処理中、加熱プレート５に内蔵された熱源は連続的にして駆動され、処理空間３０内を予め所定の温度に保持する。
【００６２】
プリベーク処理の開始時には、ガス供給系７から低供給量、例えば１Ｌ／分の不活性ガスが処理空間３０内に供給されるとともに、排気系１６を通して低排気量で排気が行われている。
【００６３】
図２の（ｂ）〜（ｄ）において、シャッタ３が開かれる数秒前には、制御部２０がガス供給系７の流量調整弁１０の開度を増加させ、給気管路８から天板２２の孔２３を通して処理空間３０内に供給される不活性ガスの供給量を増加させる。同時に、制御部２０は排気系１６の流量調整弁１８の開度を増加させ、処理空間３０からの排気量を増加させる。例えば、ガス供給系７では不活性ガスの供給量を２〜３Ｌ／分に増加させ、排気系１６ではゲージ圧力表示で−１００Ｐａの圧力で排気する。
【００６４】
基板Ｗの搬入時には、シャッタ３が開かれ、基板搬入出口２が開放される。そして、レジスト液が塗布された基板Ｗが基板搬入出口２から処理空間３０内に搬入され、球状スペーサ６上に載置される。
【００６５】
このとき、処理空間３０内では不活性ガスの供給量および排気量が増加され、不活性ガスが対流状態になっている。このため、この基板熱処理装置が設置されたクリーンルーム内の上方から降下する低温の外気が基板搬入出口２から処理空間３０に侵入しにくくなる。また、基板搬入出口２から処理空間３０内に低温の外気が侵入した場合でも、その外気が不活性ガスの対流により速やかに攪拌され、処理空間３０内の温度分布が均一化される。
【００６６】
基板Ｗの搬入が終了すると、シャッタ３が閉じられ、基板搬入出口２が閉塞される。これにより、基板Ｗは外気と遮断された処理空間３０内に保持される。
【００６７】
基板搬入出口２が閉塞されると、数秒後に制御部２０はガス供給系７の流量調整弁１０の開度を絞り、処理空間３０へ供給される不活性ガスの供給量を減少させる。また、制御部２０は排気系１６の流量調整弁１８の開度を絞り、処理空間３０からの排気量を減少させる。例えば、ガス供給系７では不活性ガスの供給量を１Ｌ／分に減少させ、排気系１６ではゲージ圧力表示で−５０Ｐａの圧力で排気する。この場合には、処理空間３０内での不活性ガスの対流は抑制され、対流による均熱性の乱れが発生するおそれがなくなる。基板Ｗ上のレジスト膜から蒸発した溶媒は、不活性ガスとともに処理空間３０から排気系１６を通して外部に排出される。
【００６８】
さらに、基板Ｗの熱処理が終了する数秒前から、再び制御部２０がガス供給系７の流量調整弁１０の開度を増加させて処理空間３０への不活性ガスの供給量を増加させるとともに、排気系１６の流量調整弁１８の開度を増加させて処理空間３０からの排気量を増加させる。これにより、処理空間３０内で不活性ガスが対流状態になる。
【００６９】
この状態で、シャッタ３が開かれ、基板搬入出口２が開放される。そして、熱処理が終了した基板Ｗが基板搬入出口２から筐体１の外部へ搬出される。
【００７０】
この際、基板の搬入時と同様に、処理空間３０内では不活性ガスが対流しているので、外気の侵入が抑制される。また、低温の外気が処理空間３０内に侵入した場合でも、不活性ガスにより速やかに攪拌される。これにより、処理空間３０内の温度分布が均一に保持される。その後、基板Ｗが筐体１の外部に搬出されると、外気に触れて基板Ｗの全体の温度がほぼ均一に降下する。
【００７１】
このように、基板搬入出口２が開放される際に、処理空間３０への不活性ガスの供給量および処理空間３０からの排気量を増加させることにより、処理空間３０内の温度分布を均一化することができる。これにより、図２（ａ）に示すように、基板Ｗの温度を全面にわたって均一に変化させることができ、温度分布の不均一によるレジスト膜の膜厚不均一の発生を防止することができる。
【００７２】
処理空間３０への不活性ガスの供給量が所定の値となるように流量計９を用いて流量調整弁１０の開度を予め求めておいてもよく、流量計９の出力を制御部２０に与え、その出力に基づいて流量調整弁１０の開度を調整してもよい。
【００７３】
上記実施例では、１系統のガス供給系７を用いる場合について説明したが、複数系統のガス供給系を設けてもよい。図３は複数系統のガス供給系を備えた基板熱処理装置の要部の平面模式図である。
【００７４】
図３においては、筐体１には主となるガス供給系７に加えて補助のガス供給系５０が接続されている。補助のガス供給系５０は、給気管路５１、開閉弁５２およびガス供給源５３から構成される。基板の搬入および搬出時以外には、補助のガス供給系５０の開閉弁５２を閉じ、基板の搬入および搬出時には、開閉弁５２を開き、不活性ガスの供給量を増加させる。
【００７５】
ガス供給系７，５０の給気管路８，５１の下流端は筐体１の上面の複数の箇所に均等に分散して接続されることが好ましい。これにより、処理空間３０内に均一に不活性ガスの対流を生じさせることができる。
【００７６】
また、上記実施例の基板熱処理装置において、排気系１６の排気能力を高めるために、排気管路１７中にアスピレータ等の排気手段をさらに設けてもよい。
【００７７】
なお、本発明に係る基板熱処理装置は、レジスト膜が塗布された基板のプリベーク処理のみならず他の処理液が供給された基板の熱処理に用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による基板熱処理装置の構成を示す模式的断面図である。
【図２】プリベーク処理における基板の温度変化、シャッタの開閉、処理空間へのガス供給量および処理空間からの排気量の関係を示す図である。
【図３】複数系統のガス供給系を有する基板熱処理装置の要部の平面模式図である。
【図４】従来の基板熱処理装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図５】プリベーク処理における基板温度の変化とシャッタの開閉との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ 筐体
２ 基板搬入出口
３ シャッタ
５ 加熱プレート
６ 球状スペーサ
７ ガス供給系
８ 給気管路
９ 流量計
１０，１８ 流量調整弁
１３，５３ ガス供給源
１６ 排気系
１７ 排気管路
２０ 制御部
２１ ガス導入空間
３０ 処理空間
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に所定の熱処理を行う基板熱処理装置および基板熱処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、光ディスク用基板等の基板の処理工程の１つに、基板上にレジストパターンを形成するフォトリソグラフィ工程がある。フォトリソグラフィ工程では、基板上にレジスト液が回転塗布された後、プリべーク処理、露光処理および現像処理がそれぞれ行われる。
【０００３】
プリベーク処理とは、基板上に塗布されたレジスト液中の余分な溶媒を蒸発させるための処理であり、基板熱処理装置を用いて行われる。
【０００４】
図４は従来の基板熱処理装置の概略構成を示す模式的断面図である。図４において、基板熱処理装置は、基板搬入出口２を有する筐体１を備える。筐体１の基板搬入出口２には、シャッタ３が駆動装置４により開閉自在に設けられている。
【０００５】
筐体１内には加熱プレート５が設けられている。加熱プレート５にはヒータ等の熱源が内蔵されており、その上面には基板Ｗの裏面を支持する３つの球状スペーサ６が設けられている。
【０００６】
筐体１内の上部には、複数の孔２３を有する天板２２が筐体１の上面と間隔を隔てて設けられている。加熱プレート５と天板２２との間には処理空間３０が形成されている。筐体１の上面には、窒素ガス等の不活性ガスを供給する給気管路８が接続されており、筐体１の上面と天板２２との間にはガス導入空間２１が形成されている。不活性ガスは給気管路８からガス導入空間２１内に供給され、さらに天板２２の孔２３を通して処理空間３０内に供給される。
【０００７】
また、加熱プレート５の周囲には排気孔１４が設けられている。排気孔１４は筐体１の排気口１５に連通している。さらに、排気口１５は、排気管路１７を介して工場の排気設備（図示せず）に接続されている。これにより、給気管路８を通して処理空間３０に供給された不活性ガスは、処理空間３０内で基板Ｗ上のレジスト液中から蒸発した溶媒を伴って排気孔１４から排気口１５および排気管路１７を通して外部へ排気される。
【０００８】
通常、不活性ガスの供給量は、不活性ガスが処理空間３０内で対流して処理空間３０内の温度分布を乱さないように低く抑えられている。例えば、外径２００ｍｍの基板Ｗを処理する基板熱処理装置の場合、処理空間３０内には窒素ガスが１Ｌ／分で供給され、ゲージ圧力表示で−５０Ｐａの圧力で排気される。
【０００９】
基板Ｗの搬入または搬出時には、駆動装置４によりシャッタ３が開かれ、基板搬入出口２が開放される。そして、開放された基板搬入出口２を通して筐体１内に基板Ｗが搬入または搬出される。
【００１０】
プリベーク処理時には、レジスト液が塗布された基板Ｗが加熱プレート５の球状スペーサ６上に支持され、加熱プレート５に内蔵された熱源により約１００℃に昇温される。それにより、基板Ｗ上のレジスト液中から余分な溶媒が蒸発して除去される。プリベーク処理が終了した基板Ｗは、基板冷却装置に移され、ほぼ常温にまで降温される。
【００１１】
近年では、半導体デバイスの高集積化に伴って基板上に形成されるパターンが微細化している。このため、基板上に塗布されるレジスト膜の膜厚も小さくなり、膜厚の許容誤差も厳しくなっている。基板熱処理装置による基板のプリベーク処理では、レジスト膜の膜厚は、昇温時の基板Ｗの温度に影響される。すなわち、基板Ｗの温度が所定の温度から外れると、それに伴ってレジスト膜の膜厚も所望の値から外れる。
【００１２】
また、基板Ｗの面内で温度不均一が生じると、溶媒の蒸発量にむらが生じ、それによってレジスト膜の膜厚が不均一となる。このため、基板Ｗが保持される基板熱処理装置の処理空間３０内の温度分布を均一に保つことが要求されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、基板Ｗの搬入または搬出時に、基板搬入出口２が開放されると、基板熱処理装置の上方から下降する低温の清浄な外気の一部が処理空間３０内に侵入する。また、基板熱処理装置の処理空間３０内の高温の不活性ガスの一部が基板搬入出口２から外部に排出される。このため、基板搬入出口２側の基板Ｗの部分は、基板搬入出口２と反対側（処理空間３０の奥側）の基板Ｗの部分に比べて低温の外気の影響を受けやすい。
【００１４】
図５はプリベーク処理における基板の温度変化（ａ）とシャッタの開閉（ｂ）との関係を示す図である。図５（ａ）において、実線は基板搬入出口２側での基板の温度変化を示し、破線は基板搬入出口２と反対側での基板の温度変化を示している。
【００１５】
加熱プレート５は熱源によりほぼ一定温度に昇温されている。このため、基板Ｗの搬入前の処理空間３０の温度はほぼ一定の温度に保持されている。
【００１６】
基板Ｗの搬入時には、基板搬入出口２が開放され、基板Ｗが処理空間３０内に搬入され、球状スペーサ６上に載置される。その後、基板搬入出口２が閉塞される。この際には、処理空間３０内の温度よりも低温の外気が基板搬入出口２から処理空間３０内に侵入する。このため、処理空間３０内の基板搬入出口２側の温度が低下し、基板Ｗの基板搬入出口２側の昇温速度が基板搬入出口２と反対側の基板Ｗの昇温速度に比べて遅くなる。
【００１７】
また、所定時間の熱処理が終了すると、基板搬入出口２が開放され、基板Ｗが処理空間３０から外部へ搬出される。この際には、再び低温の外気が基板搬入出口２から処理空間３０内に侵入する。そのため、処理空間３０内の基板搬入出口２側の温度が低下し、基板Ｗの基板搬入出口２側の降温速度が基板搬入出口２と反対側の基板Ｗの降温速度に比べて速くなる。
【００１８】
このように、従来の基板熱処理装置においては、基板Ｗの搬入時または搬出時に基板搬入出口２から外気が処理空間３０内に侵入することにより、基板搬入出口２側とその反対側とで温度分布が不均一となり、基板Ｗに供給される熱量に差が生じる。この結果、基板Ｗ上のレジスト膜の膜厚に不均一が生じるおそれがある。
【００１９】
本発明の目的は、基板が保持される処理空間の温度分布を均一化することができる基板熱処理装置および基板熱処理方法を提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明に係る基板熱処理装置は、基板に熱処理を行う基板熱処理装置であって、基板を支持する支持部および基板を昇温する熱源を有する基台と、基台の支持部に支持された基板の上方および周囲を取り囲み、基板の搬入および搬出のための基板搬入出口を有する筐体と、筐体の基板搬入出口を開閉する開閉手段と、筐体内に気体を供給する給気手段と、筐体内の気体を排出する排気手段と、給気手段により筐体内に供給される気体の量を開閉手段の開閉動作に連動して調整する給気量調整手段とを備え、給気量調整手段は、開 閉手段により筐体の基板搬入出口が開放される際に筐体内に供給される気体の量を増加させ、開閉手段により筐体の基板搬入出口が閉塞された際に筐体内に供給される気体の量を減少させるものである。
【００２１】
本発明に係る基板熱処理装置においては、給気手段により筐体内に気体が供給され、排気手段により筐体内の気体が排出される。開閉手段により筐体の基板搬入出口が開放され、基板が基板搬入出口を通して筐体内に搬入され、基台の支持部に支持される。そして、開閉手段により基板搬入出口が閉塞された後、支持部に支持された基板が熱源により昇温された後、所定温度に保持される。熱処理の終了後、開閉手段により筐体の基板搬入出口が開放され、基板が基板搬入出口から外部に搬出される。
【００２２】
基板の搬入および搬出時には、開閉手段により開放された筐体の基板搬入出口から低温の外気が筐体内に侵入するとともに筐体内の高温の気体の一部が基板搬入出口から外部に漏れ出ることにより、筐体内の温度分布が乱されやすい。
【００２３】
この場合、開閉手段により筐体の基板搬入出口が開放された際に筐体内に供給される気体の量が増加するので、筐体内に基板搬入出口から外気が侵入することが困難になる。また、筐体内に基板搬入出口から外気が侵入した場合でも、筐体内に侵入した外気が筐体内の気体により速やかに攪拌される。その結果、筐体内の温度分布が均一化される。
【００２４】
また、開閉手段により筐体の基板搬入出口が閉塞された際に筐体内に供給される気体の量が減少するので、熱処理中には筐体内の気体の流動による均熱性の乱れが防止される。
【００２５】
このように、筐体内の温度分布の均一性を保持することができる。したがって、均一な温度分布下で基板の熱処理を行うことができる。
【００２６】
第２の発明に係る基板熱処理装置は、第１の発明に係る基板熱処理装置の構成において、給気量調整手段は、筐体の基板搬入出口が開放される際において開閉手段により筐体の基板搬入出口が開放される前に筐体内に供給される気体の量を増加させるものである。
【００２７】
この場合、開閉手段により筐体の基板搬入出口が開放される前に筐体内に供給される気体の量が増加するので、筐体内に基板搬入出口から外気が侵入することが困難になる。また、筐体内に基板搬入出口から外気が侵入した場合でも、筐体内に侵入した外気が筐体内の気体により速やかに攪拌される。その結果、筐体内の温度分布が均一化される。
【００２８】
第３の発明に係る基板熱処理装置は、第１または第２の発明に係る基板熱処理装置の構成において、給気量調整手段は、筐体の基板搬入出口が閉塞された際において開閉手段により筐体の基板搬入出口が閉塞された後に筐体内に供給される気体の量を減少させるものである。
【００２９】
この場合、開閉手段により筐体の基板搬入出口が閉塞された後に筐体内に供給される気体の量が減少するので、熱処理中には筐体内の気体の流動による均熱性の乱れが防止される。
【００３０】
第４の発明に係る基板熱処理装置は、第１〜第３のいずれかの発明に係る基板熱処理装置の構成において、給気手段は、気体供給源と、気体供給源からの気体を筐体内に導く給気管路とを備え、給気量調整手段は、給気管路の通気量を調整する第１の通気量調整手段と、開閉手段の開閉動作に連動して第１の通気量調整手段を制御する給気制御手段とを備えたものである。
【００３１】
この場合、気体供給源から給気管路を通して筐体内に気体が導かれる。開閉手段の開閉動作に連動して第１の通気量調整手段を制御することにより、給気管路の通気量が調整される。それにより、基板搬入出口の開放時および閉塞時を通じて筐体内の温度分布を均一に保持し、基板に均一な熱処理を行うことができる。
【００３２】
第５の発明に係る基板熱処理装置は、第１〜第４のいずれかの発明に係る基板熱処理装置の構成において、排気手段により筐体内から排出される気体の量を開閉手段の開閉動作に連動して調整する排気量調整手段をさらに備え、排気量調整手段は、開閉手段により筐体の基板搬入出口が開放される際に筐体内から排出される気体の量を増加させるものである。
【００３３】
この場合、開閉手段の開閉動作に連動して排気量調整手段により筐体内から排出される気体の量が調整される。それにより、筐体内の気体の流動状態を所望の状態に調整することができる。したがって、筐体内の温度分布をより均一に保持することができる。
【００３４】
この場合、開閉手段により筐体の基板搬入出口が開放される際に筐体内から排出される気体の量が増加するので、筐体内の気体が新たに供給される気体で速やかに置換される。
【００３５】
第６の発明に係る基板熱処理装置は、第５の発明に係る基板熱処理装置の構成において、排気量調整手段は、筐体の基板搬入出口が開放される際において開閉手段により筐体の基板搬入出口が開放される前に筐体内から排出される気体の量を増加させるものである。
【００３６】
この場合、開閉手段により筐体の基板搬入出口が開放される前に筐体内から排出される気体の量が増加するので、筐体内の気体が新たに供給される気体で速やかに置換される。
【００３７】
第７の発明に係る基板熱処理装置は、第１〜第４のいずれかの発明に係る基板熱処理装置の構成において、排気手段により筐体内から排出される気体の量を開閉手段の開閉動作に連動して調整する排気量調整手段をさらに備え、排気量調整手段は、開閉手段により筐体の基板搬入出口が閉塞された際に筐体内から排出される気体の量を減少させるものである。
【００３８】
この場合、開閉手段の開閉動作に連動して排気量調整手段により筐体内から排出される気体の量が調整される。それにより、筐体内の気体の流動状態を所望の状態に調整することができる。したがって、筐体内の温度分布をより均一に保持することができる。
【００３９】
また、開閉手段により筐体の基板搬入出口が閉塞された際に筐体内から排出される気体の量が減少するので、熱処理中には筐体内の気体の流動による均熱性の乱れが防止される。
【００４０】
第８の発明に係る基板熱処理装置は、第７の発明に係る基板熱処理装置の構成において、排気量調整手段は、筐体の基板搬入出口が閉塞された際において開閉手段により筐体の基板搬入出口が閉塞された後に筐体内から排出される気体の量を減少させるものである。
【００４１】
この場合、開閉手段により筐体の基板搬入出口が閉塞された後に筐体内から排出される気体の量が減少するので、熱処理中には筐体内の気体の流動による均熱性の乱れが防止される。
【００４２】
第９の発明に係る基板熱処理装置は、第５〜第８のいずれかの発明に係る基板熱処理装置の構成において、排気手段が、筐体内の気体を所定の排気設備に導く排気管路を備え、排気量調整手段が、排気管路の通気量を調整する第２の通気量調整手段と、開閉手段の開閉動作に連動して第２の通気量調整手段を制御する排気制御手段とを備えたものである。
【００４３】
この場合、排気管路を通して筐体内の気体が排気設備に導かれる。開閉手段の開閉動作に連動して第２の通気量調整手段を制御することにより、排気管路の通気量が調整される。それにより、基板搬入出口の開放時および閉塞時を通じて筐体内の温度分布を均一に保持し、基板に均一な熱処理を行うことができる。
【００４４】
第１０の発明に係る基板熱処理装置は、第１〜第９のいずれかの発明に係る基板熱処理装置の構成において、支持部は、基板を静止状態で支持するものである。
【００４５】
第１１の発明に係る基板熱処理方法は、開閉可能な基板搬入出口を有する筐体内に気体を供給するとともに筐体内の気体を排出しつつ、筐体内で基板に熱処理を行う基板熱処理方法であって、筐体の基板搬入出口の開放に連動して筐体内に供給される気体の量を増加させ、筐体の基板搬入出口の閉塞に連動して筐体内に供給される気体の量を減少させるものである。
【００４６】
本発明に係る基板熱処理装置においては、筐体内に気体が供給されるとともに筐体内から気体が排出される。筐体の基板搬入出口が開放され、基板が基板搬入出口を通して筐体内に搬入される。そして、基板搬入出口が閉塞された後、筐体内の基板が昇温された後、所定温度に保持される。熱処理の終了後、筐体の基板搬入出口が開放され、基板が基板搬入出口から外部に搬出される。
【００４７】
基板の搬入および搬出時には、開放された筐体の基板搬入出口から低温の外気が筐体内に侵入するとともに筐体内の高温の気体の一部が基板搬入出口から外部に漏れ出ることにより、筐体内の温度分布が乱されやすい。
【００４８】
この場合、筐体の基板搬入出口が開放された際に筐体内に供給される気体の量が増加するので、筐体内に基板搬入出口から外気が侵入することが困難になる。また、筐体内に基板搬入出口から外気が侵入した場合でも、筐体内に侵入した外気が筐体内の気体により速やかに攪拌される。その結果、筐体内の温度分布が均一化される。
【００４９】
また、筐体の基板搬入出口が閉塞された際に筐体内に供給される気体の量が減少するので、熱処理中には筐体内の気体の流動による均熱性の乱れが防止される。
【００５０】
このように、筐体内の温度分布の均一性を保持することができる。したがって、均一な温度分布下で基板の熱処理を行うことができる。
【００５１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例による基板熱処理装置の模式的断面図である。
【００５２】
図１において、基板熱処理装置は、基板搬入出口２を有する筐体１を備える。筐体１の基板搬入出口２には、シャッタ３がエアシリンダ等の駆動装置４により開閉自在に設けられている。
【００５３】
筐体１内には加熱プレート５が配置されている。加熱プレート５の上面には、基板Ｗの裏面を支持する３つの球状スペーサ６が三角形状に配置されている。また、加熱プレート５にはヒータ、ペルチェ素子等からなる熱源（図示せず）が内蔵されている。
【００５４】
筐体１内の上部には、複数の孔２３を有する天板２２が筐体１の上面と間隔を隔てて設けられている。加熱プレート５と天板２２との間には処理空間３０が形成されている。また、筐体１の上面と天板２２との間にはガス導入空間２１が形成されている。筐体１の上面にはガス導入空間２１に窒素ガス等の不活性ガスを供給するガス供給系７が接続されている。
【００５５】
ガス供給系７は、不活性ガスを通過させる給気管路８、給気管路８内の通気量を測定する流量計９、給気管路８内の通気量を調整する流量調整弁１０、フィルタ１１、給気管路８を開閉する開閉弁１２および不活性ガスを供給するガス供給源１３を備える。ガス供給系１３から開閉弁１２、フィルタ１１、流量調整弁１０、流量計９および給気管路８を通して不活性ガスがガス導入空間２１内に供給され、さらに天板２２の孔２３を通して処理空間３０内に供給される。
【００５６】
加熱プレート５の周囲には排気孔１４が環状に設けられている。排気孔１４は筐体１の排気口１５に連通している。排気口１５には排気系１６が接続されている。排気系１６は、排気口１５と工場の排気用力設備１９とを接続する排気管路１７、および排気管路１７内の通気量を調整する流量調整弁１８を備える。処理空間３０に供給された不活性ガスは、処理空間３０内で基板Ｗ上のレジスト液から蒸発する溶媒を伴って排気孔１４、排気口１５、排気管路１７および流量調整弁１８を通して排気用力設備１９により外部へ排出される。
【００５７】
制御部２０は、シャッタ３の駆動装置４および流量調整弁１０，１８の各動作を制御するコントローラおよびＣＰＵ（中央演算処理装置）を備える。
【００５８】
本実施例では、加熱プレート５が基台に相当し、シャッタ３および駆動装置４が開閉手段を構成し、ガス供給系７が給気手段に相当し、排気系１６が排気手段に相当する。また、流量調整弁１０および制御部２０が給気量調整手段を構成し、ガス供給源１３が気体供給源に相当し、流量調整弁１０が第１の通気量調整手段に相当し、制御部２０が給気制御手段に相当する。流量調整弁１８および制御部２０が排気量調整手段を構成し、流量調整弁１８が第２の通気量調整手段に相当し、制御部２０が排気制御手段に相当する。
【００５９】
次に、上記の基板熱処理装置を用いた基板の熱処理について説明する。フォトリソグラフィ工程では、基板Ｗ上に回転塗布された処理液であるレジスト液の薄膜（以下、レジスト膜と称する）にパターンの露光処理を行う前にプリベーク処理が行われる。プリベーク処理は、基板Ｗを昇温してレジスト膜中の余分な溶媒を蒸発させるために行われる。
【００６０】
図２はプリベーク処理における基板の温度変化（ａ）、シャッタの開閉（ｂ）、処理空間へのガス供給量（ｃ）および処理空間からの排気量（ｄ）の関係を示す図である。以下の基板熱処理装置の動作において、シャッタ３の駆動装置４、流量調整弁１０および流量調整弁１８の各動作は制御部２０により制御されている。
【００６１】
プリベーク処理中、加熱プレート５に内蔵された熱源は連続的にして駆動され、処理空間３０内を予め所定の温度に保持する。
【００６２】
プリベーク処理の開始時には、ガス供給系７から低供給量、例えば１Ｌ／分の不活性ガスが処理空間３０内に供給されるとともに、排気系１６を通して低排気量で排気が行われている。
【００６３】
図２の（ｂ）〜（ｄ）において、シャッタ３が開かれる数秒前には、制御部２０がガス供給系７の流量調整弁１０の開度を増加させ、給気管路８から天板２２の孔２３を通して処理空間３０内に供給される不活性ガスの供給量を増加させる。同時に、制御部２０は排気系１６の流量調整弁１８の開度を増加させ、処理空間３０からの排気量を増加させる。例えば、ガス供給系７では不活性ガスの供給量を２〜３Ｌ／分に増加させ、排気系１６ではゲージ圧力表示で−１００Ｐａの圧力で排気する。
【００６４】
基板Ｗの搬入時には、シャッタ３が開かれ、基板搬入出口２が開放される。そして、レジスト液が塗布された基板Ｗが基板搬入出口２から処理空間３０内に搬入され、球状スペーサ６上に載置される。
【００６５】
このとき、処理空間３０内では不活性ガスの供給量および排気量が増加され、不活性ガスが対流状態になっている。このため、この基板熱処理装置が設置されたクリーンルーム内の上方から降下する低温の外気が基板搬入出口２から処理空間３０に侵入しにくくなる。また、基板搬入出口２から処理空間３０内に低温の外気が侵入した場合でも、その外気が不活性ガスの対流により速やかに攪拌され、処理空間３０内の温度分布が均一化される。
【００６６】
基板Ｗの搬入が終了すると、シャッタ３が閉じられ、基板搬入出口２が閉塞される。これにより、基板Ｗは外気と遮断された処理空間３０内に保持される。
【００６７】
基板搬入出口２が閉塞されると、数秒後に制御部２０はガス供給系７の流量調整弁１０の開度を絞り、処理空間３０へ供給される不活性ガスの供給量を減少させる。また、制御部２０は排気系１６の流量調整弁１８の開度を絞り、処理空間３０からの排気量を減少させる。例えば、ガス供給系７では不活性ガスの供給量を１Ｌ／分に減少させ、排気系１６ではゲージ圧力表示で−５０Ｐａの圧力で排気する。この場合には、処理空間３０内での不活性ガスの対流は抑制され、対流による均熱性の乱れが発生するおそれがなくなる。基板Ｗ上のレジスト膜から蒸発した溶媒は、不活性ガスとともに処理空間３０から排気系１６を通して外部に排出される。
【００６８】
さらに、基板Ｗの熱処理が終了する数秒前から、再び制御部２０がガス供給系７の流量調整弁１０の開度を増加させて処理空間３０への不活性ガスの供給量を増加させるとともに、排気系１６の流量調整弁１８の開度を増加させて処理空間３０からの排気量を増加させる。これにより、処理空間３０内で不活性ガスが対流状態になる。
【００６９】
この状態で、シャッタ３が開かれ、基板搬入出口２が開放される。そして、熱処理が終了した基板Ｗが基板搬入出口２から筐体１の外部へ搬出される。
【００７０】
この際、基板の搬入時と同様に、処理空間３０内では不活性ガスが対流しているので、外気の侵入が抑制される。また、低温の外気が処理空間３０内に侵入した場合でも、不活性ガスにより速やかに攪拌される。これにより、処理空間３０内の温度分布が均一に保持される。その後、基板Ｗが筐体１の外部に搬出されると、外気に触れて基板Ｗの全体の温度がほぼ均一に降下する。
【００７１】
このように、基板搬入出口２が開放される際に、処理空間３０への不活性ガスの供給量および処理空間３０からの排気量を増加させることにより、処理空間３０内の温度分布を均一化することができる。これにより、図２（ａ）に示すように、基板Ｗの温度を全面にわたって均一に変化させることができ、温度分布の不均一によるレジスト膜の膜厚不均一の発生を防止することができる。
【００７２】
処理空間３０への不活性ガスの供給量が所定の値となるように流量計９を用いて流量調整弁１０の開度を予め求めておいてもよく、流量計９の出力を制御部２０に与え、その出力に基づいて流量調整弁１０の開度を調整してもよい。
【００７３】
上記実施例では、１系統のガス供給系７を用いる場合について説明したが、複数系統のガス供給系を設けてもよい。図３は複数系統のガス供給系を備えた基板熱処理装置の要部の平面模式図である。
【００７４】
図３においては、筐体１には主となるガス供給系７に加えて補助のガス供給系５０が接続されている。補助のガス供給系５０は、給気管路５１、開閉弁５２およびガス供給源５３から構成される。基板の搬入および搬出時以外には、補助のガス供給系５０の開閉弁５２を閉じ、基板の搬入および搬出時には、開閉弁５２を開き、不活性ガスの供給量を増加させる。
【００７５】
ガス供給系７，５０の給気管路８，５１の下流端は筐体１の上面の複数の箇所に均等に分散して接続されることが好ましい。これにより、処理空間３０内に均一に不活性ガスの対流を生じさせることができる。
【００７６】
また、上記実施例の基板熱処理装置において、排気系１６の排気能力を高めるために、排気管路１７中にアスピレータ等の排気手段をさらに設けてもよい。
【００７７】
なお、本発明に係る基板熱処理装置は、レジスト膜が塗布された基板のプリベーク処理のみならず他の処理液が供給された基板の熱処理に用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による基板熱処理装置の構成を示す模式的断面図である。
【図２】プリベーク処理における基板の温度変化、シャッタの開閉、処理空間へのガス供給量および処理空間からの排気量の関係を示す図である。
【図３】複数系統のガス供給系を有する基板熱処理装置の要部の平面模式図である。
【図４】従来の基板熱処理装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図５】プリベーク処理における基板温度の変化とシャッタの開閉との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ 筐体
２ 基板搬入出口
３ シャッタ
５ 加熱プレート
６ 球状スペーサ
７ ガス供給系
８ 給気管路
９ 流量計
１０，１８ 流量調整弁
１３，５３ ガス供給源
１６ 排気系
１７ 排気管路
２０ 制御部
２１ ガス導入空間
３０ 処理空間
Claims (11)
- 基板に熱処理を行う基板熱処理装置であって、
基板を支持する支持部および基板を昇温する熱源を有する基台と、
前記基台の前記支持部に支持された基板の上方および周囲を取り囲み、基板の搬入および搬出のための基板搬入出口を有する筐体と、
前記筐体の前記基板搬入出口を開閉する開閉手段と、
前記筐体内に気体を供給する給気手段と、
前記筐体内の気体を排出する排気手段と、
前記給気手段により前記筐体内に供給される気体の量を前記開閉手段の開閉動作に連動して調整する給気量調整手段とを備え、
前記給気量調整手段は、前記開閉手段により前記筐体の前記基板搬入出口が開放される際に前記筐体内に供給される気体の量を増加させ、前記開閉手段により前記筐体の前記基板搬入出口が閉塞された際に前記筐体内に供給される気体の量を減少させることを特徴とする基板熱処理装置。 - 前記給気量調整手段は、前記筐体の前記基板搬入出口が開放される際において前記開閉手段により前記筐体の前記基板搬入出口が開放される前に前記筐体内に供給される気体の量を増加させることを特徴とする請求項１記載の基板熱処理装置。
- 前記給気量調整手段は、前記筐体の前記基板搬入出口が閉塞された際において前記開閉手段により前記筐体の前記基板搬入出口が閉塞された後に前記筐体内に供給される気体の量を減少させることを特徴とする請求項１または２記載の基板熱処理装置。
- 前記給気手段は、気体供給源と、前記気体供給源からの気体を前記筐体内に導く給気管路とを備え、
前記給気量調整手段は、前記給気管路の通気量を調整する第１の通気量調整手段と、前記開閉手段の開閉動作に連動して前記第１の通気量調整手段を制御する給気制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の基板熱処理装置。 - 前記排気手段により前記筐体内から排出される気体の量を前記開閉手段の開閉動作に連動して調整する排気量調整手段をさらに備え、
前記排気量調整手段は、前記開閉手段により前記筐体の前記基板搬入出口が開放される際に前記筐体内から排出される気体の量を増加させることを特徴とする請求項１〜４のいずかに記載の基板熱処理装置。 - 前記排気量調整手段は、前記筐体の前記基板搬入出口が開放される際において前記開閉手段により前記筐体の前記基板搬入出口が開放される前に前記筐体内から排出される気体の量を増加させることを特徴とする請求項５記載の基板熱処理装置。
- 前記排気手段により前記筐体内から排出される気体の量を前記開閉手段の開閉動作に連動して調整する排気量調整手段をさらに備え、
前記排気量調整手段は、前記開閉手段により前記筐体の前記基板搬入出口が閉塞された際に前記筐体内から排出される気体の量を減少させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の基板熱処理装置。 - 前記排気量調整手段は、前記筐体の前記基板搬入出口が閉塞された際において前記開閉手段により前記筐体の前記基板搬入出口が閉塞された後に前記筐体内から排出される気体の量を減少させることを特徴とする請求項７記載の基板熱処理装置。
- 前記排気手段は、前記筐体内の気体を所定の排気設備に導く排気管路を備え、
前記排気量調整手段は、前記排気管路の通気量を調整する第２の通気量調整手段と、前記開閉手段の開閉動作に連動して前記第２の通気量調整手段を制御する排気制御手段とを備えたことを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の基板熱処理装置。 - 前記支持部は、基板を静止状態で支持することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の基板熱処理装置。
- 開閉可能な基板搬入出口を有する筐体内に気体を供給するとともに前記筐体内の気体を排出しつつ、前記筐体内で基板に熱処理を行う基板熱処理方法であって、
前記筐体の前記基板搬入出口の開放に連動して前記筐体内に供給される気体の量を増加させ、前記筐体の前記基板搬入出口の閉塞に連動して前記筐体内に供給される気体の量を減少させることを特徴とする基板熱処理方法。
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