JP3847473B2 - 基板熱処理装置および基板熱処理方法 - Google Patents
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Description
【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、プリベーク処理、露光処理、露光後ベーク処理、現像処理およびポストベーク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、露光後ベーク処理とは、光化学反応によって生じた生成物をレジスト膜内で均一に拡散させるための処理であり、ポストベーク処理とは、耐ドライエッチング性を向上させるための処理である。以下、プリベーク処理、露光後ベーク処理およびポストベーク処理を熱処理と総称する。
【0004】
このような熱処理は、基板加熱装置(ホットプレート)、基板冷却装置(クーリングプレート)等の基板熱処理装置を用いて行われる。熱処理時には、基板加熱装置で基板を昇温した後、基板冷却装置で基板を常温まで降温する。
【0005】
図7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7の基板熱処理装置は基板加熱装置である。
【0006】
図7において、基板熱処理装置は、基板搬入出口32を有する筐体31を備える。筐体31の基板搬入出口32には、シャッタ33がエアシリンダ等の駆動装置34により開閉自在に設けられている。
【0007】
筐体31内には加熱プレート35が配置されている。加熱プレート35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36が三角形状に配置されている。また、加熱プレート35には、ヒータ、ぺルチェ素子等からなる熱源(図示せず)が内蔵されている。
【0008】
筐体31内の上部には、不活性ガス供給チャンバ38が配設されている。不活性ガス供給チャンバ38の上面には不活性ガス導入口39が設けられ、下面には複数の不活性ガス吹き出し孔40が設けられている。
【0009】
不活性ガス供給チャンバ38の不活性ガス導入口39には、窒素ガス等の不活性ガスを導く給気管路42が接続されている。給気管路42は、流量調整弁43を介して窒素ガス等の不活性ガスを供給するガス供給源(図示せず)に接続されている。加熱プレート35と不活性ガス供給チャンバ38との間には処理空間80が形成されている。
【0010】
また、加熱プレート35の周囲には複数の排気口41が設けられている。複数の排気口41は、排気管路45を介して工場の排気設備(図示せず)に接続されている。
【0011】
基板Wの搬入または搬出時には、駆動装置34によりシャッタ33が開かれ、基板搬入出口32が開放される。そして、開放された基板搬入出口32を通して筐体31内に基板Wが搬入または搬出される。
【0012】
例えば、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35の球状スペーサ36上に支持され、加熱プレート35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。
【0013】
このとき、給気管路42から不活性ガスが不活性ガス供給チャンバ38内に供給され、さらに不活性ガス吹き出し孔40を通して処理空間80内に供給される。処理空間80に供給された不活性ガスは、処理空間80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口41から排気管路45を通して外部に排気される。
【0014】
プリベーク処理の終了後、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。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
基板熱処理装置による基板の熱処理において、基板上のレジスト膜の膜厚の均一性や現像後のパターン線幅の均一性は、加熱プレート35上の球状スペーサ36に支持された基板Wの温度均一性の程度に影響される。したがって、基板Wの温度均一性を保つために、加熱プレート35の温度均一性を保ち、不活性ガスの流量および排気流量を調整している。
【0016】
しかしながら、近年、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均一性および現像後のパターン線幅の均一性の許容誤差が厳しくなっており、基板の温度均一性をさらに向上させる必要が生じている。その結果、基板熱処理装置の加熱プレート35の温度均一性を保ち、不活性ガスの流量および排気流量を調整するのみでは、要求される基板の温度均一性を確保することが困難になってきた。
【0017】
本発明の目的は、基板の温度均一性を向上させることができる基板熱処理装置を提供することである。
【0018】
【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手段と、支持手段に支持された基板を取り囲む筐体と、支持手段に支持された基板の上面の全域に対向する領域に分散的に配置された複数の給気口を有し、複数の給気口から筐体内に気体を供給する給気手段と、支持手段に支持された基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に配置された複数の排気口を有し、複数の排気口から筐体内の気体を排出する排気手段と、給気手段に気体を供給する気体供給源とを備え、複数の給気口および複数の排気口は、支持手段に支持された基板の上方の領域から基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に気流が形成されるように配置されたものである。
【0019】
本発明に係る基板熱処理装置においては、気体供給源から給気手段に気体が供給され、給気手段により基板の上面の全域に対向する領域に分散的に配置された複数の給気口から筐体内に気体が供給されるとともに排気手段により基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に配置された複数の排気口から筐体内の気体が排出されつつ、支持手段に支持された基板に熱処理が行われる。
【0020】
この場合、基板の上方の領域から基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に気体の流れが形成されるので、気体が支持手段に支持された基板に影響を与えることが防止される。それにより、筐体内に支持された基板の温度均一性が向上するとともに、基板からの蒸発成分の再付着による基板の汚染が防止される。また、筐体内の気体の流れが基板に直接接触することが防止される。その結果、基板の処理の均一性を向上させることができる。
【0021】
第2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手段と、支持手段に支持された基板を取り囲む筐体と、支持手段に支持された基板の上面の全域に対向する領域に分散的に配置された複数の給気口を有し、複数の給気口から筐体内に気体を供給する給気手段と、支持手段に支持された基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に配置された複数の排気口を有し、複数の排気口から筐体内の気体を排出する排気手段と、給気手段による気体の供給量を調整する供給量調整手段と、排気手段による気体の排出量を調整する排出量調整手段とを備え、複数の給気口および複数の排気口は、支持手段に支持された基板の上方の領域から基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に気流が形成されるように配置されたものである。
【0022】
本発明に係る基板熱処理装置においては、給気手段により基板の上面の全域に対向する領域に分散的に配置された複数の給気口から筐体内に気体が供給されるとともに排気手段により基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に配置された複数の排気口から筐体内の気体が排出されつつ、支持手段に支持された基板に熱処理が行われる。また、供給量調整手段により気体の供給量が調整され、排出量調整手段により気体の排出量が調整される。
【0023】
この場合、基板の上方の領域から基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に気体の流れが形成されるので、気体が支持手段に支持された基板に影響を与えることが防止される。それにより、筐体内に支持された基板の温度均一性が向上するとともに、基板からの蒸発成分の再付着による基板の汚染が防止される。また、筐体内の気体の流れが基板に直接接触することが防止される。その結果、基板の処理の均一性を向上させることができる。
【0024】
第3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手段と、支持手段に支持された基板を取り囲む筐体と、支持手段に支持された基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に配置された複数の給気口を有し、複数の給気口から筐体内に気体を供給する給気手段と、支持手段に支持された基板の上面の全域に対向する領域に分散的に配置された複数の排気口を有し、複数の排気口から筐体内の気体を排出する排気手段とを備え、複数の給気口および複数の排気口は、支持手段に支持された基板の外側を取り囲む領域の上方の領域から基板の上方の領域に気流が形成されるように配置されたものである。
【0025】
本発明に係る基板熱処理装置においては、給気手段により基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に配置された複数の給気口から筐体内に気体が供給されるとともに排気手段により基板の上面の全域に対向する領域に分散的に配置された複数の排気口から筐体内の気体が排出されつつ、支持手段に支持された基板に熱処理が行われる。
【0026】
この場合、基板の外側を取り囲む領域の上方の領域から基板の上方の領域に気体の流れが形成されるので、気体が支持手段に支持された基板に影響を与えることが防止される。それにより、筐体内に支持された基板の温度均一性が向上するとともに、基板からの蒸発成分の再付着による基板の汚染が防止される。また、筐体内の気体の流れが基板に直接接触することが防止される。その結果、基板の処理の均一性を向上させることができる。
【0027】
第4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手段と、支持手段に支持された基板を取り囲む筐体と、支持手段に支持された基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に配置された複数の給気口を有し、複数の給気口から筐体内に気体を供給する給気手段と、支持手段に支持された基板の上面の全域に対向する領域に分散的に配置された複数の排気口を有し、複数の排気口から筐体内の気体を排出する排気手段と、給気手段による気体の供給量を調整する供給量調整手段と、排気手段による気体の排出量を調整する排出量調整手段とを備え、複数の給気口および複数の排気口は、支持手段に支持された基板の外側を取り囲む領域の上方の領域から基板の上方の領域に気流が形成されるように配置されたものである。
【0028】
本発明に係る基板熱処理装置においては、給気手段により基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に配置された複数の給気口から筐体内に気体が供給されるとともに排気手段により基板の上面の全域に対向する領域に分散的に配置された複数の排気口から筐体内の気体が排出されつつ、支持手段に支持された基板に熱処理が行われる。また、供給量調整手段により気体の供給量が調整され、排出量調整手段により気体の排出量が調整される。
【0029】
この場合、基板の外側を取り囲む領域の上方の領域から基板の上方の領域に気体の流れが形成されるので、気体が支持手段に支持された基板に影響を与えることが防止される。それにより、筐体内に支持された基板の温度均一性が向上するとともに、基板からの蒸発成分の再付着による基板の汚染が防止される。また、筐体内の気体の流れが基板に直接接触することが防止される。その結果、基板の処理の均一性を向上させることができる。
【0030】
第5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手段と、支持手段に支持された基板を取り囲む筐体と、筐体内に気体を供給する給気手段と、支持手段に支持された基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に配置された複数の排気口を有し、複数の排気口から筐体内の気体を排出する排気手段とを備え、給気手段は、導入口および複数の給気口を有するチャンバを含み、チャンバの複数の給気口は、支持手段に支持された基板の上面の全域に対向する領域に分散的に配置され、導入口からチャンバ内に導入された気体が複数の給気口から筐体内に供給され、複数の給気口および複数の排気口は、支持手段に支持された基板の上方の領域から基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に気流が形成されるように配置されたものである。
【0031】
本発明に係る基板熱処理装置においては、チャンバの導入口からチャンバ内に導入された気体が基板の上面の全域に対向する領域に分散的に配置された複数の給気口から筐体内に供給されるとともに排気手段により基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に配置された複数の排気口から筐体内の気体が排出されつつ、支持手段に支持された基板に熱処理が行われる。
【0032】
この場合、基板の上方の領域から基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に気体の流れが形成されるので、気体が支持手段に支持された基板に影響を与えることが防止される。それにより、筐体内に支持された基板の温度均一性が向上するとともに、基板からの蒸発成分の再付着による基板の汚染が防止される。また、筐体内の気体の流れが基板に直接接触することが防止される。その結果、基板の処理の均一性を向上させることができる。
【0033】
第6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手段と、支持手段に支持された基板を取り囲む筐体と、支持手段に支持された基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に配置された複数の給気口を有し、複数の給気口から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を備え、排気手段は、複数の排気口および導出口を有するチャンバを含み、チャンバの複数の排気口は、支持手段に支持された基板の上面の全域に対向する領域に分散的に配置され、複数の排気口からチャンバ内に導入された筐体内の気体がチャンバの導出口から排出され、複数の給気口および複数の排気口は、支持手段に支持された基板の外側を取り囲む領域の上方の領域から基板の上方の領域に気流が形成されるように配置されたものである。
【0034】
本発明に係る基板熱処理装置においては、給気手段により基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に配置された複数の給気口から筐体内に気体が供給されるとともに基板の上面 の全域に対向する領域に分散的に配置されたチャンバの複数の排気口からチャンバ内に導入された気体が導出口から排出されつつ、支持手段に支持された基板に熱処理が行われる。
【0035】
この場合、基板の外側を取り囲む領域の上方の領域から基板の上方の領域に気体の流れが形成されるので、気体が支持手段に支持された基板に影響を与えることが防止される。それにより、筐体内に支持された基板の温度均一性が向上するとともに、基板からの蒸発成分の再付着による基板の汚染が防止される。また、筐体内の気体の流れが基板に直接接触することが防止される。その結果、基板の処理の均一性を向上させることができる。
【0036】
第7の発明に係る基板熱処理装置は、内部に処理空間を備えた基板熱処理装置であって、処理空間の下方で基板を支持する支持手段と、処理空間に気体を供給する給気手段と、支持手段に支持された基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に配置された複数の排気口を有し、複数の排気口から処理空間の気体を排出する排気手段とを備え、給気手段は、導入口および複数の給気口を有するチャンバを含み、チャンバの複数の給気口は、支持手段に支持された基板の上面の全域に対向する領域に分散的に配置され、導入口からチャンバ内に導入された気体が複数の給気口から処理空間に供給され、複数の給気口および複数の排気口は、支持手段に支持された基板の上方の領域から基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に気流が形成されるように配置されたものである。
【0037】
本発明に係る基板熱処理装置においては、チャンバの導入口からチャンバ内に導入された気体が基板の上面の全域に対向する領域に分散的に配置された複数の給気口から処理空間に供給されるとともに排気手段により基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に配置された複数の排気口から処理空間の気体が排出されつつ、支持手段に支持された基板に熱処理が行われる。
【0038】
この場合、基板の上方の領域から基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に気体の流れが形成されるので、気体が支持手段に支持された基板に影響を与えることが防止される。それにより、処理空間の下方で支持された基板の温度均一性が向上するとともに、基板からの蒸発成分の再付着による基板の汚染が防止される。また、処理空間の気体の流れが基板に直接接触することが防止される。その結果、基板の処理の均一性を向上させることができる。
【0039】
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、排気口は、チャンバの周囲に設けられるものである。
【0040】
第9の発明に係る基板熱処理装置は、内部に処理空間を備えた基板熱処理装置であって、処理空間の下方で基板を支持する支持手段と、支持手段に支持された基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に配置された複数の給気口を有し、複数の給気口から処理空間に気体を供給する給気手段と、処理空間の気体を排出する排気手段とを備え、排気手段は、複数の排気口および導出口を有するチャンバを含み、チャンバの複数の排気口は、支持手段に支持された基板の上面の全域に対向する領域に分散的に配置され、複数の排気口からチャンバ内に導入された処理空間の気体がチャンバの導出口から排出され、複数の給気口および複数の排気口は、支持手段により支持された基板の外側を取り囲む領域の上方の領域から基板の上方の領域に気流が形成されるように配置されたものである。
【0041】
本発明に係る基板熱処理装置においては、給気手段により基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に配置された複数の給気口から処理空間に気体が供給されるとともに基板の上面の全域に対向する領域に分散的に配置されたチャンバの複数の排気口からチャンバ内に導入された気体が導出口から排出されつつ、支持手段に支持された基板に熱処理が行われる。
【0042】
この場合、基板の外側を取り囲む領域の上方の領域から基板の上方の領域に気体の流れが形成されるので、気体が支持手段に支持された基板に影響を与えることが防止される。それにより、処理空間の下方で支持された基板の温度均一性が向上するとともに、基板からの蒸発成分の再付着による基板の汚染が防止される。また、処理空間の気体の流れが基板に直接接触することが防止される。その結果、基板の処理の均一性を向上させることができる。
【0043】
第10の発明に係る基板熱処理装置は、第9の発明に係る基板熱処理装置の構成において、給気口は、チャンバの周囲に設けられるものである。
【0044】
第11の発明に係る基板熱処理装置は、第1〜第10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、給気手段により供給されて排気手段により排出される気体の流れが支持手段に支持された基板に接触しないように給気手段による気体の供給量および排気手段による気体の排気量の少なくとも一方を制御する制御手段をさらに備えたものである。
【0045】
この場合、気体の流れが支持手段に支持された基板に接触しないように気体の供給量および気体の排出量の少なくとも一方が制御手段により制御される。それにより、基板の温度均一性がさらに向上するとともに、基板上からの蒸発成分の再付着による基板の汚染が十分に防止される。
【0046】
第12の発明に係る基板熱処理装置は、第1〜第11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、給気手段の給気口において排気口側の内壁は、排気口に向かう方向に傾斜したものである。
【0047】
この場合、給気口から筐体内に供給される気体が排気口の方向に流れやすくなる。それにより、筐体内の上部の給気口から筐体内の上部の排気口に向かう気体の流れが形成されやすくなり、筐体内の気体の流れが基板に直接接触することが十分に防止される。
【0048】
第13の発明に係る基板熱処理装置は、第1〜第12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、排気手段の排気口において給気口側の内壁は、給気口に向かう方向に傾斜したものである。
【0049】
この場合、給気口から筐体内に供給された気体が排気口に流れ込みやすくなる。それにより、筐体内の上部の給気口から筐体内の上部の排気口に向かう気体の流れが形成されやすくなり、筐体内の気体の流れが基板に直接接触することが十分に防止される。
【0050】
第14の発明に係る基板熱処理装置は、第1〜13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、給気手段の給気口と支持手段に支持された基板との間の距離が7mm以上15mm以下であるものである。
【0051】
この場合、筐体内の気体の流れが基板に接触せず、かつ基板の上方で熱の対流が生じない。それにより、基板の温度均一性が十分に向上する。
【0052】
第15の発明に係る基板熱処理装置は、第1〜14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、基板はレジスト膜を有する基板であることを特徴とするものである。
【0053】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の一参考例における基板熱処理装置の模式的断面図である。図1の基板熱処理装置は基板加熱装置である。
【0054】
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がエアシンダ等の駆動装置4により開閉自在に設けられている。
【0055】
筐体1内には円形の加熱プレート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。
【0056】
筐体1内の上部には、不活性ガス供給チャンバ8が配設されている。不活性ガス供給チャンバ8の下面は、例えばアルミニウム、銅等の熱伝導率の高い材質で形成されている。それにより、放熱性が良好となる。
【0057】
不活性ガス供給チャンバ8の上面の中央部には不活性ガス導入口9が設けられ、不活性ガス供給チャンバ8の下面の中央部には円形の不活性ガス吹き出し口10が設けられている。加熱プレート5と不活性ガス供給チャンバ8との間には処理空間50が形成されている。
【0058】
不活性ガス供給チャンバ8の上部には、例えばステンレスからなるカバー部材11が設けられている。カバー部材11と不活性ガス供給チャンバ8との間に空気断熱層60が形成されている。
【0059】
不活性ガス供給チャンバ8の不活性ガス導入口9には、窒素ガス等の不活性ガスを供給するガス供給系13が接続されている。ガス供給系13は、不活性ガスを不活性ガス供給チャンバ8の不活性ガス導入口9に導く給気管路14、給気管路14内の不活性ガスの流量を測定する流量計15、不活性ガスの流量を調整する流量調整弁16および不活性ガスを供給するガス供給源17を備える。
【0060】
ガス供給源17から流量調整弁16、流量計15および給気管路14を通して不活性ガスが不活性ガス供給チャンバ8内に供給され、さらに不活性ガス吹き出し口10を通して処理空間50内に供給される。
【0061】
筐体1内の上部における不活性ガス供給チャンバ8の周囲には、複数の排気口12が設けられている。複数の排気口12には排気系18が接続されている。排気系18は、各排気口12と工場の排気用力設備21とを接続する排気管路19および排気管路19内の通気量を調整するダンパ20を備える。
【0062】
処理空間50に供給された不活性ガスは、排気口12から排気管路19を通して排気用力設備21により外部へ排出される。
【0063】
制御部25は、CPU(中央演算処理装置)等からなり、流量調整弁16および各ダンパ20の動作を制御する。
【0064】
図2は図1の基板熱処理装置における不活性ガス吹き出し口および排気口の配置を示す図である。
【0065】
図2に示すように、不活性ガス吹き出し口10は、不活性ガス供給チャンバ8の中央部に設けられ、複数の排気口12は、不活性ガス供給チャンバ8の周囲にほぼ等間隔に配置されている。それにより、矢印で示すように、不活性ガス供給チャンバ8の中央部から外周部に向かう不活性ガスの流れが形成される。
【0066】
参考例および実施例では、球状スペーサ6が支持手段に相当し、ガス供給系13および不活性ガス供給チャンバ8が給気手段に相当し、排気系18が排気手段に相当し、ガス供給源17が気体供給源に相当する。また、不活性ガス吹き出し口10が給気口に相当し、排気口12が排気口に相当する。さらに、流量調整弁16が供給量調整手段に相当し、ダンパ20が排出量調整手段に相当し、流量調整弁16、ダンパ20および制御部25が制御手段に相当し、ガス供給チャンバ8がチャンバに相当する。
【0067】
例えば、プリベーク処理時には、レジスト液が塗布された基板Wが基板搬入出口2から筐体1内に搬入され、加熱プレート5の球状スペーサ6上に支持される。シャッタ3を閉じることにより、筐体1内は密閉空間となる。加熱プレート5の球状スペーサ6上の基板Wは、加熱プレート5に内蔵された熱源により昇温される。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。
【0068】
このとき、ガス供給系13から不活性ガス導入口9を通して不活性ガス供給チャンバ8内に不活性ガスが供給され、さらに不活性ガス吹き出し口10を通して処理空間50に供給される。処理空間50に供給された不活性ガスは、処理空間50内で基板W上のレジスト液から蒸発する溶媒を伴って、排気口12を通して排気系18により排出される。通常は、処理空間50への不活性ガスの供給量と処理空間50からの排気量とは等しく設定される。
【0069】
不活性ガス吹き出し口10が筐体1内の上部の中央部に設けられ、かつ複数の排気口12が筐体1内の上部の外周部に設けられているので、筐体1内の上部の中央部から筐体1内の上部の外周部に向かう不活性ガスの流れが形成される。それにより、処理空間50での不活性ガスの流れが基板Wに直接当たらず、基板Wが不活性ガスの影響を受けることが防止される。
【0070】
したがって、基板Wの温度均一性が向上し、かつ基板W上のレジスト液から蒸発した溶媒により基板Wが汚染されることが防止される。その結果、基板W上の塗布膜の均一性が向上する。
【0071】
また、筐体1内の加熱プレート5、シャッタ3および筐体1の内壁が溶媒を伴った不活性ガスにより汚染されることも防止される。
【0072】
この場合、制御部25により流量調整弁16を制御することにより、給気管路14内の不活性ガスの流量を調整することができる。また、制御部25により各排気管路19内のダンパ20の開度を調整することにより、各排気口12での排気流量を調整することができる。それにより、筐体1内で不活性ガスの流れを制御することができる。その結果、基板Wの温度均一性をさらに向上させるとともに、基板W上のレジスト液から蒸発した溶媒による基板Wの汚染を十分に防止することができる。
【0073】
不活性ガス供給チャンバ8の下面と球状スペーサ6上に支持された基板Wの表面との間の距離(以下、ギャップと呼ぶ)Hが所定値よりも小さいと、不活性ガス供給チャンバ8の不活性ガス吹き出し口10から供給された不活性ガスが基板Wに影響を与えやすくなる。一方、ギャップHが所定値よりも大きいと、不活性ガス供給チャンバ8の不活性ガス吹き出し口10から供給された不活性ガスが処理空間50内で対流を起こしやすくなる。
【0074】
ここで、不活性ガス供給チャンバ8の下面と球状スペーサ6上に支持された基板の表面との間のギャップHを変えて基板の温度、基板の温度の変動幅および基板の温度のばらつきを示す3σを測定した。その測定結果を図3および表1に示す。
【0075】
【表1】
【0076】
この測定では、直径200mmの基板を用い、処理空間50へ供給する不活性ガスの流量を1L(リットル)/minとし、処理空間50からの排気量を1L/minとした。また、不活性ガス供給チャンバ8の下面はアルミニウムにより形成される。
【0077】
図3および表1に示すように、ギャップHが7mmから15mmの範囲では、基板の温度の変動幅が0.4以下と小さくなり、ギャップHが10mmのときに基板の温度の変動幅が最小となっている。したがって、不活性ガス供給チャンバ8の下面と基板の表面との間のギャップHは、7mm以上15mm以下の範囲内に設定することが好ましく、10mmに設定することがより好ましい。
【0078】
本参考例の基板熱処理装置においては、不活性ガス供給チャンバ8の上部に空気断熱層60が設けられているので、不活性ガス供給チャンバ8が外気の温度の影響を受けることが防止される。それにより、不活性ガス供給チャンバ8の表面の温度均一性が高められ、不活性ガス供給チャンバ8内に導入された不活性ガスが一定の温度に保たれる。
【0079】
なお、空気断熱層60を設ける代わりに不活性ガス供給チャンバ8の上部に断熱材を設けてもよい。また、空気断熱層60と断熱材とを組み合わせて設けてもよい。
【0080】
図4は本発明の他の参考例における基板熱処理装置の模式的断面図である。
図4の基板熱処理装置において、筐体1内の加熱プレート5の上方に不活性ガス供給チャンバ8aが配設されている。不活性ガス供給チャンバ8aの上面の中央部に不活性ガス導入口9aが設けられている。不活性ガス導入口9aには、給気管路14が接続されている。不活性ガス導入口9aから下方に向かって漸次径大となる周壁部10bが延び、不活性ガス供給チャンバ8aの下面の中央部に不活性ガス吹き出し口10aが開口している。
【0081】
また、不活性ガス供給チャンバ8aの上面の外周部に複数の不活性ガス排出口12aが設けられている。各不活性ガス排出口12aには、排気管路19が接続されている。不活性ガス排出口12aから下方に向かって漸次径大となる周壁部12bが延び、不活性ガス供給チャンバ8aの下面に排気口12cが開口している。
【0082】
本参考例の基板熱処理装置の他の部分の構成は、図1に示した基板熱処理装置の構成と同様である。
【0083】
本参考例の基板熱処理装置においては、不活性ガス吹き出し口10aおよび排気口12cがともに不活性ガス供給チャンバ8aに設けられているので、製造が容易になる。
【0084】
また、給気管路14に接続される周壁部10bが下方に向かって漸次径大となり、排気管路19に接続される周壁部12bが下方に向かって漸次径大となっているので、不活性ガス吹き出し口10aから供給される不活性ガスが排気口12cの方向に流れやすくなり、かつその不活性ガスが排気口12c内に流れ込みやすくなる。それにより、不活性ガス吹き出し口8aから排気口12cに向かう不活性ガスの流れが形成されやすくなる。その結果、基板Wの温度均一性がさらに向上するとともに、基板W上から蒸発した溶媒を伴った不活性ガスによる基板Wの汚染が十分に防止される。
【0085】
図5は本発明の一実施例における基板熱処理装置の不活性ガス吹き出し口および排気口の一例を示す図である。
図5の例では、不活性ガス供給チャンバ8bの下面の全域に複数の不活性ガス吹き出し口10bが設けられ、不活性ガス供給チャンバ8bの周囲に複数の排気口12bが設けられている。
【0086】
この場合にも、筐体1内の上部の中央部から筐体1内の上部の外周部に向かう不活性ガスの流れが形成される。
【0087】
図6は不活性ガス吹き出し口および排気口のさらに他の例を示す図である。
図6の例では、不活性ガス供給チャンバ8cの中央部に不活性ガス吹き出し口10cが設けられ、不活性ガス供給チャンバ8cの周囲に環状の排気口12cが設けられている。
【0088】
この場合にも、筐体1内の上部の中央部から筐体1内の上部の外周部に向かう不活性ガスの流れが形成される。
【0089】
なお、上記参考例および実施例では、不活性ガス吹き出し口10,10a,10b,10cが筐体1内の上部の中央部に設けられ、排気口12,12a,12b,12cが筐体1内の上部の外周部に設けられているが、不活性ガス吹き出し口を筐体1内の上部の外周部に設け、排気口を筐体1内の上部の中央部に設けてもよい。この場合には、筐体1内の上部の外周部から中央部に向かう不活性ガスの流れが形成される。
【0090】
上記参考例および実施例では、本発明を基板加熱装置に適用した場合を説明したが、本発明は、基板冷却装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一参考例における基板熱処理装置の模式的断面図である。
【図2】 図1の基板熱処理装置における不活性ガス吹き出し口および排気口の配置を示す図である。
【図3】 不活性ガス供給チャンバの下面と基板の表面との間の距離を変えた場合の基板の温度、基板の温度の変動幅および基板の温度の3σの測定結果を示す図である。
【図4】 本発明の他の参考例における基板熱処理装置の模式的断面図である。
【図5】 本発明の一実施例における基板熱処理装置の不活性ガス吹き出し口および排気口の一例を示す図である。
【図6】 不活性ガス吹き出し口および排気口のさらに他の例を示す図である。
【図7】 従来の基板熱処理装置の模式的断面図である。
【符号の説明】
1 筐体
5 加熱プレート
6 球状スペーサ
8,8a,8b,8c 不活性ガス供給チャンバ
9,9a 不活性ガス導入口
10,10a 不活性ガス吹き出し口
12,12c 排気口
13 給気系
14 給気管路
16 流量調整弁
17 ガス供給源
18 排気系
19 排気管路
21 排気用力設備
25 制御部
Claims (15)
- 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手段と、
前記支持手段に支持された基板を取り囲む筐体と、
前記支持手段に支持された基板の上面の全域に対向する領域に分散的に配置された複数の給気口を有し、前記複数の給気口から前記筐体内に気体を供給する給気手段と、
前記支持手段に支持された基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に配置された複数の排気口を有し、前記複数の排気口から前記筐体内の気体を排出する排気手段と、
前記給気手段に気体を供給する気体供給源とを備え、
前記複数の給気口および前記複数の排気口は、前記支持手段に支持された基板の上方の領域から基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に気流が形成されるように配置されたことを特徴とする基板熱処理装置。 - 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手段と、
前記支持手段に支持された基板を取り囲む筐体と、
前記支持手段に支持された基板の上面の全域に対向する領域に分散的に配置された複数の給気口を有し、前記複数の給気口から前記筐体内に気体を供給する給気手段と、
前記支持手段に支持された基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に配置された複数の排気口を有し、前記複数の排気口から前記筐体内の気体を排出する排気手段と、
前記給気手段による気体の供給量を調整する供給量調整手段と、
前記排気手段による気体の排出量を調整する排出量調整手段とを備え、
前記複数の給気口および前記複数の排気口は、前記支持手段に支持された基板の上方の領域から基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に気流が形成されるように配置されたことを特徴とする基板熱処理装置。 - 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手段と、
前記支持手段に支持された基板を取り囲む筐体と、
前記支持手段に支持された基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に配置された複数の給気口を有し、前記複数の給気口から前記筐体内に気体を供給する給気手段と、
前記支持手段に支持された基板の上面の全域に対向する領域に分散的に配置された複数の排気口を有し、前記複数の排気口から前記筐体内の気体を排出する排気手段とを備え、
前記複数の給気口および前記複数の排気口は、前記支持手段に支持された基板の外側を取り囲む領域の上方の領域から基板の上方の領域に気流が形成されるように配置されたことを特徴とする基板熱処理装置。 - 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手段と、
前記支持手段に支持された基板を取り囲む筐体と、
前記支持手段に支持された基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に配置された複数の給気口を有し、前記複数の給気口から前記筐体内に気体を供給する給気手段と、
前記支持手段に支持された基板の上面の全域に対向する領域に分散的に配置された複数の排気口を有し、前記複数の排気口から前記筐体内の気体を排出する排気手段と、
前記給気手段による気体の供給量を調整する供給量調整手段と、
前記排気手段による気体の排出量を調整する排出量調整手段とを備え、
前記複数の給気口および前記複数の排気口は、前記支持手段に支持された基板の外側を取り囲む領域の上方の領域から基板の上方の領域に気流が形成されるように配置されたことを特徴とする基板熱処理装置。 - 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手段と、
前記支持手段に支持された基板を取り囲む筐体と、
前記筐体内に気体を供給する給気手段と、
前記支持手段に支持された基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に配置された複数の排気口を有し、前記複数の排気口から前記筐体内の気体を排出する排気手段とを備え、
前記給気手段は、導入口および複数の給気口を有するチャンバを含み、
前記チャンバの複数の給気口は、前記支持手段に支持された基板の上面の全域に対向する領域に分散的に配置され、
前記導入口から前記チャンバ内に導入された気体が前記複数の給気口から前記筐体内に供給され、
前記複数の給気口および前記複数の排気口は、前記支持手段に支持された基板の上方の領域から基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に気流が形成されるように配置されたことを特徴とする基板熱処理装置。 - 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手段と、
前記支持手段に支持された基板を取り囲む筐体と、
前記支持手段に支持された基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に配置された複数の給気口を有し、前記複数の給気口から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を備え、
前記排気手段は、複数の排気口および導出口を有するチャンバを含み、
前記チャンバの複数の排気口は、前記支持手段に支持された基板の上面の全域に対向する領域に分散的に配置され、
前記複数の排気口から前記チャンバ内に導入された前記筐体内の気体が前記チャンバの前記導出口から排出され、
前記複数の給気口および前記複数の排気口は、前記支持手段に支持された基板の外側を取り囲む領域の上方の領域から基板の上方の領域に気流が形成されるように配置されたことを特徴とする基板熱処理装置。 - 内部に処理空間を備えた基板熱処理装置であって、
前記処理空間の下方で基板を支持する支持手段と、
前記処理空間に気体を供給する給気手段と、
前記支持手段に支持された基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に配置された複数の排気口を有し、前記複数の排気口から前記処理空間の気体を排出する排気手段とを備え、
前記給気手段は、導入口および複数の給気口を有するチャンバを含み、
前記チャンバの複数の給気口は、前記支持手段に支持された基板の上面の全域に対向する領域に分散的に配置され、
前記導入口から前記チャンバ内に導入された気体が前記複数の給気口から前記処理空間に供給され、
前記複数の給気口および前記複数の排気口は、前記支持手段に支持された基板の上方の領域から基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に気流が形成されるように配置されたことを特徴とする基板熱処理装置。 - 前記複数の排気口は、前記チャンバの周囲に設けられることを特徴とする請求項7記載の基板熱処理装置。
- 内部に処理空間を備えた基板熱処理装置であって、
前記処理空間の下方で基板を支持する支持手段と、
前記支持手段に支持された基板の外側を取り囲む領域の上方の領域に配置された複数の給気口を有し、前記複数の給気口から前記処理空間に気体を供給する給気手段と、
前記処理空間の気体を排出する排気手段とを備え、
前記排気手段は、複数の排気口および導出口を有するチャンバを含み、
前記チャンバの複数の排気口は、前記支持手段に支持された基板の上面の全域に対向する領域に分散的に配置され、
前記複数の排気口から前記チャンバ内に導入された前記処理空間の気体が前記チャンバの前記導出口から排出され、
前記複数の給気口および前記複数の排気口は、前記支持手段に支持された基板の外側を 取り囲む領域の上方の領域から基板の上方の領域に気流が形成されるように配置されたことを特徴とする基板熱処理装置。 - 前記複数の給気口は、前記チャンバの周囲に設けられることを特徴とする請求項9記載の基板熱処理装置。
- 前記給気手段により供給されて前記排気手段により排出される気体の流れが前記支持手段に支持された基板に接触しないように前記給気手段による気体の供給量および前記排気手段による気体の排出量の少なくとも一方を制御する制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の基板熱処理装置。
- 前記給気手段の前記給気口において前記排気口側の内壁は、前記排気口に向かう方向に傾斜したことを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の基板熱処理装置。
- 前記排気手段の前記排気口において前記給気口側の内壁は、前記給気口に向かう方向に傾斜したことを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の基板熱処理装置。
- 前記給気手段の前記給気口と前記支持手段に支持された基板との間の距離が7mm以上15mm以下であることを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の基板熱処理装置。
- 前記基板はレジスト膜を有する基板であることを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載の基板熱処理装置。
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