JP4472647B2 - 加熱処理装置、加熱処理方法、コンピュータ読取可能な記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用のガラス基板等の基板を加熱処理する加熱処理装置および加熱処理方法、ならびにこのような加熱処理方法を行うためのコンピュータ読取可能な記憶媒体に関する。

ＦＰＤの製造においては、ＦＰＤ用のガラス基板上に回路パターンを形成するためにフォトリソグラフィ技術が用いられる。フォトリソグラフィによる回路パターンの形成は、ガラス基板上にレジスト膜を塗布形成し、回路パターンに対応するようにレジスト膜を露光し、これを現像処理するといった手順で行われる。

フォトリソグラフィ技術では通常、レジスト膜の塗布後、さらには現像処理後に、レジスト膜を乾燥させるためにガラス基板を加熱処理する。このような加熱処理には、ガラス基板を下側から加熱する加熱プレートと、ガラス基板が加熱プレートに接触して帯電しないように、ガラス基板を載置して加熱プレート上で支持する支持ピンとを備えた加熱処理装置が用いられている（例えば特許文献１参照）。

しかしながら、上記した従来の加熱処理装置は、支持ピンの形状に対応してレジスト膜の膜厚が変化するといった要因で、ガラス基板に支持ピンの跡が転写されて基板の品質を低下させてしまうという問題を有している。

このため、ガラス基板への支持ピンの転写跡の発生を抑止する方法として、加熱処理前に、ガラス基板を減圧下に保持してレジスト膜に含まれる溶剤を除去することも行われているが（例えば特許文献２参照）、近時、高感度のレジストが用いられるようになってきており、その効果が十分に得られなくなっているのが実状である。

一方で、支持ピンの転写跡の発生を抑えるには、支持ピンの数を極力減らすことも考えられるが、近時、ＦＰＤの大型化が指向され、一辺が２ｍ以上にもなる巨大なガラス基板が出現するに至っており、少数の支持ピンによる大型のガラス基板の支持は、基板の撓みの発生につながり、結果的に基板の品質低下を招く原因となる。
特開２００１−１９６２９９号公報 特開２００２−３４６４５８号公報

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、基板が大型であっても、基板への転写跡の発生ならびに基板の撓みの発生に起因する基板の品質低下を防止することが可能な加熱処理装置および加熱処理方法、ならびにこのような加熱処理方法を行うためのコンピュータ読取可能な記憶媒体の提供を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、基板を加熱処理する加熱処理装置であって、基板を収容する収容容器と、前記収容容器内で基板の縁部を保持する保持機構と、前記保持機構に保持された基板に下方から加熱流体を供給して基板を加熱する流体供給機構と、前記流体供給機構によって供給された加熱流体を基板の上方から前記収容容器外に排出する流体排出機構とを具備し、前記流体供給機構による加熱流体の供給量および／または前記流体排出機構による加熱流体の排出量を調整することにより、基板の上方部分の圧力と下方部分の圧力とを、基板の撓みが許容範囲になるように調整して加熱することを特徴とする加熱処理装置を提供する。

本発明において、前記流体供給機構による加熱流体の供給および／または前記流体排出機構による加熱流体の排出を制御して、基板の上方部分の圧力と下方部分の圧力とを、基板の撓みが許容範囲になるように調整する制御機構をさらに具備することが好ましい。この場合に、前記制御機構は、前記保持機構に保持された基板の撓み量を計測する撓み計測部と、前記撓み計測部により計測された撓み量が許容範囲になるように前記流体供給機構による加熱流体の供給および／または前記流体排出機構による加熱流体の排出を制御する制御本部とを有することが好ましく、前記制御機構は、所定の温度よりも高い第１の温度に設定された加熱流体を供給して基板を前記所定の温度近傍まで加熱した後、前記第１の温度よりも低い第２の温度に設定された加熱流体を供給して基板を前記所定の温度に加熱するように、前記流体供給機構を制御することが好ましい。

また、以上の発明において、前記保持機構は、基板の縁部の下端または下面に全周にわたって当接して基板を支持可能な枠状の支持部を有し、前記流体供給機構は、前記支持部内に加熱流体を供給することが好ましい。この場合に、前記保持機構は、基板の縁部の上端または上面に全周にわたって当接して基板を押さえ付け可能な枠状の押さえ付け部をさらに有し、前記支持部と前記押さえ付け部とで基板の縁部を挟むように保持することが好ましい。さらに、この場合に、前記保持機構は、基板を保持した際に、前記押さえ付け部と前記支持部とが当接し、前記支持部および前記押さえ付け部の壁部には、前記支持部内と前記押さえ付け部内とを連通する連通路が設けられており、前記流体供給機構によって前記支持部内に供給された加熱流体が、前記連通路を通って前記押さえ付け部内に流入し、前記押さえ付け部内に流入した加熱流体が、前記流体排出機構によって前記収容容器外に排出されるように構成されていることが好ましい。さらに、この場合に、前記連通路には加熱流体を浄化する浄化機構が設けられていることが好ましく、前記連通路は加熱流体の流量調整可能であることが好ましい。

以上の発明は、基板は表面に塗布膜を有しており、基板を加熱することにより塗布膜を乾燥させる場合に好適である。

また、本発明は、基板を加熱処理する加熱処理方法であって、収容容器内に基板を収容する工程と、前記収容容器内で基板の縁部を保持する工程と、保持した基板に下方から加熱流体を供給しつつ、供給した加熱流体を上方から前記収容容器外に排出して基板を加熱する工程とを具備し、前記加熱工程では、加熱流体の供給量および／または排出量を調整することにより、基板の上方部分の圧力と下方部分の圧力とを、基板の撓みが許容範囲になるように調整して加熱することを特徴とする加熱処理方法を提供する。

本発明において、前記加熱工程では、保持した基板の撓み量を計測しつつ、計測された撓み量が許容範囲になるように加熱流体の供給量および／または排出量を調整することが好ましい。

また、以上の本発明において、前記加熱工程では、所定の温度よりも高い第１の温度に設定された加熱流体を供給して基板を前記所定の温度近傍まで加熱した後、前記第１の温度よりも低い第２の温度に設定された加熱流体を供給して基板を前記所定の温度に加熱することが好ましい。

さらに、本発明は、コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、前記制御プログラムは、実行時に上記の加熱処理方法が行われるように、コンピュータに処理装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体を提供する。

本発明によれば、収容容器内で縁部を保持した基板に下方から加熱流体を供給しつつ、供給した加熱流体を上方から前記収容容器外に排出することにより基板を加熱し、この際に、加熱流体の供給量および／または排出量を調整することにより、基板の上方部分の圧力と下方部分の圧力とを、基板の撓みが許容範囲になるように調整するため、加熱流体によって基板を効率よく加熱することができるとともに、保持部が基板に及ぼす影響を小さく抑えて基板への保持部の転写跡の発生を抑止し、かつ、基板の撓みを抑止することができる。このため、基板の品質を高めることが可能となる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る加熱処理装置が搭載された、ＦＰＤ用のガラス基板（以下、単に「基板」と記す）へのレジスト膜の形成および露光処理後のレジスト膜の現像処理を行うレジスト塗布・現像処理システムの概略平面図である。

レジスト塗布・現像処理システム１００は、複数の基板Ｇを収容するためのカセットＣが載置されるカセットステーション１と、基板Ｇにレジスト塗布および現像を含む一連の処理を施す処理ステーション２と、基板Ｇに露光処理を施す露光装置９０との間で基板Ｇの受け渡しを行うインターフェースステーション９とを具備し、カセットステーション１およびインターフェースステーション９はそれぞれ、処理ステーション２の両側に配置されている。なお、図１において、レジスト塗布・現像処理システム１００の長手方向をＸ方向、平面上においてＸ方向と直交する方向をＹ方向とする。

カセットステーション１は、カセットＣをＹ方向に並列に載置可能な載置台１１と、Ｙ方向に延びるガイド１２に沿って移動可能であるとともに、上下動、前後動および水平回転可能に構成された、載置台１１上のカセットＣと処理ステーション２との間で基板Ｇを搬送する搬送アーム１３とを備えている。

処理ステーション２は、カセットステーション１とインターフェースステーション９との間でＸ方向に延びる２列の搬送ラインＡ、Ｂを有している。搬送ラインＡは基本的に、コロ搬送やベルト搬送等の搬送機構によって基板Ｇを略水平姿勢でカセットステーション１側からインターフェースステーション９側に向かって搬送するように構成され、搬送ラインＢは基本的に、コロ搬送やベルト搬送等の搬送機構によって基板Ｇを略水平姿勢でインターフェースステーション９側からカセットステーション１側に向かって搬送するように構成されている。

搬送ラインＡ上には、カセットステーション１側からインターフェースステーション９側に向かって、エキシマＵＶ照射ユニット（ｅ−ＵＶ）２１、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２２、第１の熱的処理ユニットセクション２３、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）２４、加熱処理ユニット（ＨＴ）３０（加熱処理装置）、第２の熱的処理ユニットセクション２５が順に配列されている。

また、搬送ラインＡには、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）２４から加熱処理ユニット（ＨＴ）３０への基板Ｇの搬送、および加熱処理ユニット（ＨＴ）３０から後述する第１の熱的処理ユニットセクション２３に設けられたパスユニットへの基板Ｇの搬送を行う１つあるいは複数の搬送アーム４１が設けられている（図１には１つのみ図示）。搬送アーム４１は、基板Ｇの縁部を把持して基板Ｇを搬送するように構成されている。

搬送ラインＢ上には、インターフェースステーション９側からカセットステーション１側に向かって、第２の熱的処理ユニットセクション２５、現像ユニット（ＤＥＶ）２６、第３の熱的処理ユニットセクション２７が順に配列されている。なお、第３の熱的処理ユニットセクション２７とカセットステーション１との間には、レジスト塗布および現像を含む一連の処理が施された基板Ｇを検査する検査装置（ＩＰ）２８が設けられている。

エキシマＵＶ照射ユニット（ｅ−ＵＶ）２１は、基板Ｇに含まれる有機物の除去処理を行い、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２２は、基板Ｇのスクラブ洗浄処理および乾燥処理を行う。レジスト塗布ユニット（ＣＴ）２４は、基板Ｇ上にレジスト液を塗布してレジスト膜（塗布膜）を形成し、後に詳述する加熱処理ユニット（ＨＴ）３０は、基板Ｇを加熱することによりレジスト膜に含まれる揮発成分を蒸発させてレジスト膜をある程度まで乾燥させる。現像ユニット（ＤＥＶ）２６は、基板Ｇ上への現像液の塗布、基板Ｇのリンス処理、基板Ｇの乾燥処理を順次行う。

第１の熱的処理ユニットセクション２３は、基板Ｇに熱的処理を施す熱的処理ユニットが積層して構成された２つの熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３１、３２を有しており、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３１はスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２２側に設けられ、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３２はレジスト塗布ユニット（ＣＴ）２４側に設けられている。熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３１、３２の間には第１の搬送アーム３３が設けられている。

熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３１は、基板Ｇの受け渡しを行うパスユニット、基板Ｇに対して脱水ベーク処理を行う２つの脱水用ホットプレートユニット、基板Ｇに対して疎水化処理を施すアドヒージョンユニットが下から順に積層された構成を有し、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３２は、基板Ｇの受け渡しを行うパスユニット、基板Ｇを冷却する２つのクーリングユニット、基板Ｇに対して疎水化処理を施すアドヒージョンユニットが下から順に積層された構成を有している（図示せず）。第１の搬送アーム３３は、上下動、前後動および水平回転可能であり、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３１のパスユニットを介してのスクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２２からの基板Ｇの受け取り、脱水用ホットプレートユニット、アドヒージョンユニットおよびクーリングユニット間の基板Ｇの搬入出、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３２のパスユニットを介してのレジスト塗布ユニット（ＣＴ）２４への基板Ｇの受け渡しを行う。

第２の熱的処理ユニットセクション２５は、基板Ｇに熱的処理を施す熱的処理ユニットが積層して構成された２つの熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３４、３５を有しており、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３４は搬送ラインＡ上に設けられ、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３５（ＴＢ）は搬送ラインＢ上に設けられている。熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３４、３５の間には第２の搬送アーム３６が設けられている。

熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３４は、基板Ｇの受け渡しを行うパスユニット、基板Ｇに対してプリベーク処理を行う３つのプリベーク用ホットプレートユニットが下から順に積層された構成を有し、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３５は、基板Ｇの受け渡しを行うパスユニット、基板Ｇを冷却するクーリングユニット、基板Ｇに対してプリベーク処理を行う２つのプリベーク用ホットプレートユニットが下から順に積層された構成を有している（図示せず）。第２の搬送アーム３６は、上下動、前後動および水平回転可能であり、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３４のパスユニットを介してのレジスト塗布ユニット（ＣＴ）２４からの基板Ｇの受け取り、プリベーク用ホットプレートユニットおよびクーリングユニットの基板Ｇの搬入出、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３５のパスユニットを介しての現像ユニット（ＤＥＶ）２６への基板Ｇの受け渡し、および後述するインターフェースステーション９の基板受け渡し部であるロータリーステージ（ＲＳ）９１との間の基板Ｇの受け渡しおよび受け取りを行う。

第３の熱的処理ユニットセクション２７は、基板Ｇに熱的処理を施す熱的処理ユニットが積層して構成された２つの熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３７、３８を有しており、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３７は現像ユニット（ＤＥＶ）２６側に設けられ、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３８は検査装置（ＩＰ）２８側に設けられている。熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３７、３８の間には第３の搬送アーム３９が設けられている。

熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３７は、基板Ｇの受け渡しを行うパスユニット、基板Ｇに対してポストベーク処理を行う３つのポストベーク用ホットプレートユニットが積層された構成を有し、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３８は、基板Ｇに対してポストベーク処理を行うポストベーク用ホットプレートユニット、基板Ｇの受け渡しおよび冷却を行うパス・クーリングユニット、さらに２つのポストベーク用ホットプレートユニットが下から順に積層された構成を有している（図示せず）。第３の搬送アーム３９は、上下動、前後動および水平回転可能であり、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３７のパスユニットを介しての現像ユニット（ＤＥＶ）２６からの基板Ｇの受け取り、ポストベーク用ホットプレートユニットおよびパス・クーリングユニット間の基板Ｇの搬入出、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３８のパスユニットを介しての検査装置（ＩＰ）２８への基板Ｇの受け渡しを行う。

搬送ラインＡと搬送ラインＢとの空間には、シャトル４０がＸ方向に往復動可能に設けられている。シャトル４０は、基板Ｇを保持可能に構成され、搬送ラインＡ、Ｂ間で基板Ｇの受け渡しを行う。シャトル４０と搬送ラインＡ、Ｂとの基板Ｇの受け渡しは、第１、２、３の搬送アーム３３、３６、３９によって行われる。

インターフェースステーション９は、基板Ｇを収容可能なバッファカセットが配置された、基板Ｇの受け渡し部であるロータリーステージ（ＲＳ）９１と、ロータリーステージ（ＲＳ）９１および露光装置９０の間で基板Ｇの搬送する、上下動、前後動および水平回転可能な搬送アーム９２とを備えている。搬送アーム９２の隣りには、周辺露光装置（ＥＥ）およびタイトラー（ＴＩＴＬＥＲ）を有する外部装置ブロック９３が設けられており、搬送アーム９２は外部装置ブロック９３にもアクセス可能である。

レジスト塗布・現像処理装置１００は、ＣＰＵを備えたプロセスコントローラ１０１に接続されて制御されるように構成されている。プロセスコントローラ１０１には、工程管理者がレジスト塗布・現像処理装置１００の各部または各ユニットを管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、各部または各ユニットの稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース１０２と、レジスト塗布・現像処理装置１００で実行される加熱処理や冷却処理などの各種処理をプロセスコントローラ１０１の制御にて実現するための制御プログラムや処理条件データ等が記録されたレシピが格納された記憶部１０３とが接続されている。

そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース１０２からの指示等で任意のレシピを記憶部１０３から呼び出してプロセスコントローラ１０１に実行させることにより、プロセスコントローラ１０１の制御下で、レジスト塗布・現像処理装置１００で所望の処理が行われる。また、制御プログラムや処理条件データ等のレシピは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フレキシブルディスク、フラッシュメモリなどに格納された状態のものを利用したり、あるいは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。

このように構成されたレジスト塗布・現像処理装置１００においては、まず、カセットステーション１の載置台１１に載置されたカセットＣ内の基板Ｇが、搬送アーム１３によって処理ステーション２の搬送ラインＡ上に設けられたエキシマＵＶ照射ユニット（ｅ−ＵＶ）２１に搬送され、エキシマＵＶ照射ユニット（ｅ−ＵＶ）２１で基板Ｇに含まれる有機物の除去処理が行われる。エキシマＵＶ照射ユニット（ｅ−ＵＶ）２１での有機物の除去処理が終了した基板Ｇは、搬送ラインＡ上を搬送され、スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２２でスクラブ洗浄処理および乾燥処理が施される。スクラブ洗浄ユニット（ＳＣＲ）２２での処理が終了した基板Ｇは、第１の熱的処理ユニットセクション２３に属する熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３１のパスユニットに搬送される。

熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３１のパスユニットに配置された基板Ｇは、まず、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３１の脱水用ホットプレートユニットに搬送され、そこで脱水ベーク処理が施される。次に、基板Ｇは、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３２のクーリングユニットに搬送され、そこで冷却された後、レジストの定着性を高めるために熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３１、３２のアドヒージョンユニットのいずれかに搬送され、そこでＨＭＤＳにより疎水化処理される。その後、基板Ｇは、クーリングユニットに搬送され、そこで冷却され、さらに熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３２のパスユニットに搬送される。このような一連の処理を行う際の基板Ｇの搬送は、第１の搬送アーム３３によって行われる。

熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３２のパスユニットに配置された基板Ｇは、このパスユニットからレジスト塗布ユニット（ＣＴ）２４に搬送される。レジスト塗布ユニット（ＣＴ）２４では、基板Ｇが水平姿勢で搬送ラインＡ上を搬送されながら、基板Ｇ上にレジスト液が供給されてレジスト膜が形成される。次に、基板Ｇは、搬送アーム４１によって加熱処理ユニット（ＨＴ）３０に搬送され、加熱処理ユニット（ＨＴ）３０で加熱されてレジスト膜の乾燥処理が施される。その後、基板Ｇは、搬送アーム４１によって加熱処理ユニット（ＨＴ）３０から第２の熱的処理ユニットセクション２５に属する熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３４のパスユニットに搬送されて受け渡される。

熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３４のパスユニットに配置された基板Ｇは、まず、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３４、３５のプリベーク用ホットプレートユニットのいずれかに搬送され、そこでプリベーク処理された後、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３５のクーリングユニットに搬送され、そこで冷却される。そして、基板Ｇは、インターフェースステーション９のロータリーステージ（ＲＳ）９１に搬送される。このような一連の処理を行う際の基板Ｇの搬送は、第２の搬送アーム３６によって行われる。

ロータリーステージ（ＲＳ）９１に配置された基板Ｇは、搬送アーム９２によって外部装置ブロック９３の周辺露光装置（ＥＥ）に搬送され、そこでレジスト膜の外周部の不要部分を除去するための露光処理が施される。次に、基板Ｇは、搬送アーム９２によって露光装置９０に搬送され、そこでレジスト膜に所定パターンの露光処理が施される。なお、基板Ｇは、一時的にロータリーステージ（ＲＳ）９１上のバッファカセットに収容された後に、露光装置９０に搬送される場合がある。続いて、基板Ｇは、搬送アーム９２によって外部装置ブロック９３のタイトラー（ＴＩＴＬＥＲ）に搬送され、そこで所定の情報が記される。その後、基板Ｇは、搬送アーム９２によってロータリーステージ（ＲＳ）９１に搬送される。

インターフェースステーション９での処理が終了してロータリーステージ（ＲＳ）９１に配置された基板Ｇは、第２の搬送アーム３６によって熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３５のパスユニットに搬送される。次に、基板Ｇは、このパスユニットから現像ユニット（ＤＥＶ）２６に搬送され、現像ユニット（ＤＥＶ）２６で現像液の塗布処理、リンス処理および乾燥処理が順次施される。現像液の塗布処理、リンス処理および乾燥処理は、例えば、基板Ｇが搬送ラインＢ上を搬送されながら基板Ｇ上に現像液が液盛りされ、次に、搬送が一旦停止されて基板が所定角度傾斜して現像液が流れ落ち、この状態で基板Ｇ上にリンス液が供給されて現像液が洗い流され、その後、基板Ｇが水平姿勢に戻って再び搬送されながら基板Ｇに乾燥ガスが吹き付けられるといった手順で行われる。その後、基板Ｇは、第３の熱的処理ユニットセクション２７に属する熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３７のパスユニットに搬送される。なお、現像ユニット（ＤＥＶ）２６と熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３７との間には、現像液の脱色処理を行うｉ線ＵＶ照射ユニットを設けてもよい。

熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３７のパスユニットに搬送された基板Ｇは、第３の搬送アーム３９により熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３７、３８のポストベーク用ホットプレートユニットのいずれかに搬送され、そこでポストベーク処理された後、熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３８のパス・クーリングユニットに搬送され、そこで冷却される。このような一連の処理を行う際の基板Ｇの搬送は、第３の搬送アーム３９によって行われる。

熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３８のパス・クーリングユニットで冷却された基板Ｇは、検査装置（ＩＰ）２８に搬送され、検査装置（ＩＰ）２８で検査される。検査を通過した基板Ｇは、カセットステーション１に設けられた搬送アーム１３により載置台１１に載置された所定のカセットＣに収容されることとなる。

次に、加熱処理ユニット（ＨＴ）３０について詳細に説明する。
図２は加熱処理ユニット（ＨＴ）３０（加熱処理装置）の平面図であり、図３はその側面方向の断面図である。

加熱処理ユニット（ＨＴ）３０は、基板Ｇを収容するケーシング５（収容容器）と、ケーシング内で基板Ｇの縁部を保持する保持機構６と、保持機構６に保持された基板Ｇに下方から加熱流体、例えば加熱エアを供給することにより基板Ｇを加熱する流体供給機構７と、流体供給機構７によって供給された加熱エアを上方からケーシング５外に排出する流体排出機構８とを備えている。

ケーシング５は、互いに対向して設けられた上側容器部５１および下側容器部５２を有し（図２には下側容器部５２のみ図示）、昇降機構５３によって上側容器部５１が下側容器部５２に対して昇降することにより開閉可能に構成されている（図３の実線が開放された状態であり、仮想線が閉塞された状態）。

図４は加熱処理ユニット（ＨＴ）３０の構成要素である保持機構６の一部を切り欠いた斜視図であり、図５はその要部を示す図である。保持機構６は、基板Ｇの縁部を下方から支持可能な支持部６１と、基板Ｇの縁部を上方から押さえ付け可能な押さえ付け部６２とを有し、支持部６１と押さえ付け部６２とで基板Ｇの縁部を挟むように保持する。

支持部６１は、基板Ｇの形状に対応して矩形の枠状に形成され、下側容器部５２の内壁に設けられている。支持部６１の押さえ付け部６２との対向面には、例えば内周側端部に、上方に突出する支持突部６３が全周にわたって設けられており、支持部６１は、支持突部６３が搬送アーム４１によって搬送された基板Ｇの縁部の下端または下面に全周にわたって当接することにより基板Ｇを支持するように構成されている。

押さえ付け部６２は、基板Ｇの形状に対応して矩形の枠状に形成され、例えば外周側部が支持部６１に全周にわたって当接可能であり、支持部６１と対向するように上側容器部５１の内壁に設けられている。これにより、押さえ付け部６２は、上側容器部５１とともに、下側容器部５２および支持部６１に対して昇降可能である。押さえ付け部６２の支持部６１との対向面には、内周側部に下方から上方に向かって収縮するテーパ部６４が形成されている。押さえ付け部６２は、テーパ部６４が基板Ｇの縁部の上端または上面に当接することにより基板Ｇを押さえ付け可能に構成されている。なお、テーパ部６４は、支持部６１と押さえ付け部６２とが当接した際に、支持部６１に支持された基板Ｇに常に当接するように形成されていてもよいが、図５（ｂ）に示すように、支持部６１に支持された基板Ｇから離れるように形成されていてもよい。

流体供給機構７は、加熱エアを供給する流体供給源７１と、流体供給源７１により供給された加熱エアをケーシング５の下側容器部５２内、より具体的には支持部６１内（支持部６１に囲まれた空間内）に導く供給ダクト７２と、供給ダクト７２によって導かれた加熱エアを支持部６１内に拡散させるための多数の拡散孔７３が形成された拡散板７４とを有している。供給ダクト７２および拡散板７４は、下側容器部５２の底部に接続されており、これにより、流体供給機構７は、支持部６１内に下方から加熱エアを供給して、支持部６１上に支持された基板Ｇを加熱するように構成されている。

支持部６１の側壁部には、内壁面と押さえ付け部６２との対向面とを貫通する貫通路６５が、略等間隔に複数全周にわたって形成されているとともに、押さえ付け部６２の側壁部には、内壁面と支持部６１との対向面とを貫通する貫通路６６が、略等間隔に複数全周にわたって形成されており、貫通路６５および貫通路６６は、支持部６１と押さえ付け部６２とが当接した際に連続するように設けられている。これにより、流体供給機構７によって支持部６１内に供給された加熱エアが、貫通路６５および貫通路６６を通ってケーシング５の上側容器部５１内、より具体的には押さえ付け部６２内（押さえ付け部６２に囲まれた空間内）に流入するように構成されている。貫通路６５および貫通路６６は、支持部６１内と押さえ付け部６２内とを連通する連通路を構成する。

連通路、例えば貫通路６５には、バルブやダンパ等の連通流量調整機構６７が設けられており（図４には図示せず）、連通路は、連通流量調整機構６７によって加熱エアの流量調整可能に構成されている。また、連通路、例えば貫通路６６には、フィルタ等の浄化機構６８が設けられており（図４には図示せず）、この浄化機構６８により、連通路内を流通した加熱エアが押さえ付け部６２内に流入する前に浄化されるように構成されている。このため、基板Ｇ上に形成されたレジスト膜へのパーティクルの付着が抑止される。

流体排出機構８は、押さえ付け部６２内に流入した加熱エアをケーシング５外に排出する流体排出装置８１と、押さえ付け部６２内に流入した加熱エアを流体排出装置８１に導く排出ダクト８２と、押さえ付け部６２内に流入した加熱エアを、流体排出装置８１の例えば吸引力によって拡散させるとともに、排出ダクト８２内に導くための多数の排出孔８３が形成された排出板８４と、排出ダクト８２内を流通する加熱エアの流量を調整するバルブやダンパ等の排出流量調整機構８５とを有している。排出ダクト８２および排出板８４は、上側容器部５１の上部に接続されており、これにより、流体排出機構８は、押さえ付け部６２内に流入した加熱エアを上方からケーシング５外に排出するように構成されている。なお、供給ダクト７２または排出ダクト８２は、上側容器部５１の下側容器部５２に対する昇降に追従できるように、フレキシブル機構を有していることが好ましい。

図６は加熱処理ユニット（ＨＴ）３０の制御系を概念的に示すブロック図である。図６に示すように、流体供給源７１による加熱エアの供給量および供給温度、連通流量調整機構６７による連通路内の加熱エアの流量、ならびに排出流量調整機構８５による排出ダクト８２内の加熱エアの排出流量は、プロセスコントローラ１０１からの指令を受けたユニットコントローラ（制御本部）１０４によって制御される。ケーシング５内、例えば上側容器部５１内には、保持機構６に保持された基板Ｇの撓み（および反り）変位量を計測する変位計（撓み計測部）１０５が設けられており、ユニットコントローラ１０４は、変位計１０５により計測された変位量に基づいて、基板Ｇの例えば中心部の変位量が許容範囲となるように、流体供給機構７による加熱エアの供給量や連通流量調整機構６７による連通路内の加熱エアの流量などを制御する。すなわち、ユニットコントローラ１０４および変位計１０５は、基板Ｇの撓みが許容範囲になるように、流体供給機構７による加熱エアの供給および流体排出機構８による加熱エアの排出を制御する制御機構を構成する。なお、変位計１０５は、レーザー光によるドップラー効果を利用したレーザー変位計等で構成することができる。

次に、上述の通り構成された加熱処理ユニット（ＨＴ）３０での基板Ｇの加熱処理について説明する。

加熱処理ユニット（ＨＴ）３０においては、まず、ケーシング５が開放された状態で、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）２４での処理が終了して搬送アーム４１によって搬送された基板Ｇが、支持部６１の支持突部６３上に全周にわたって載置されて支持される。この際に、搬送アーム４１は、基板Ｇの縁部を把持して基板Ｇを搬送するが、支持突部６３の側方に入り込むことができるため（図５（ａ）参照）、基板Ｇを落下させることなく支持突部６３上に受け渡すことができる。次に、上側容器部５１が下側容器部５２に対して下降してケーシング５が閉塞されるとともに、支持部６１と押さえ付け部６２とが当接し、基板Ｇが保持機構６によって保持される。

図７は加熱処理ユニット（ＨＴ）３０による基板Ｇの加熱処理を説明するための図である。基板Ｇが保持機構６によって保持されると、図７に示すように、流体供給機構７によって支持部６１内に加熱エアが供給されて基板Ｇが加熱される。ここで、基板Ｇを所定の温度に加熱する場合に、流体供給機構７は、ユニットコントローラ１０４の制御の下で、所定の温度よりも高い第１の温度に設定された加熱エアを供給して基板Ｇを所定の温度近傍まで加熱した後、第１の温度よりも低い第２の温度に設定された加熱エアを供給して基板Ｇを所定の温度に加熱する。これにより、基板Ｇの加熱時間の短縮化を図ることができる。

加熱エアの供給によって支持部６１内が陽圧に保持され、しかも、変位計１０５により計測された変位量に基づくユニットコントローラ１０４の制御の下で、流体供給機構７による加熱エアの供給量ならびに連通流量調整機構６７による支持部６１内からの加熱エアの流出量、すなわち下方からの基板Ｇへの圧力が調整される。このため、基板Ｇの撓みの発生が抑止される。また、この際に、下方からの加熱エアの圧力によって基板Ｇに浮力が作用しても、押さえ付け部６２によって基板Ｇが上方から押さえ付けられ、押さえ付け部６２のテーパ部６４が基板Ｇに当接するため、基板Ｇの損傷が防止される。

流体供給機構７によって支持部６１内に加熱エアが供給されると、加熱エアが、連通路を通って押さえ付け部６２内に流入した後、流体排出機構８によって排出される。このため、基板Ｇを下方の支持部６１内側および上方の押さえ付け部６２内側から加熱することができる。特に、変位計１０５により計測された変位量に基づくユニットコントローラ１０４の制御の下で、連通流量調整機構６７による押さえ付け部６２内への加熱エアの流入量ならびに排出流量調整機構８５による加熱エアの排出量、すなわち上方からの基板Ｇへの圧力が調整されるため、基板Ｇの上方への反りの発生が抑止される。また、連通路が、保持機構６の全周にわたって略等間隔に設けられているため、基板Ｇを周方向に均等に加熱することができる。さらに、流体排出機構８によって押さえ付け部６２内の加熱エアを強制的に排出することで、押さえ付け部６２内を負圧にして、押さえ付け部６２と支持部６１とを密着させることができるため、加熱効率を高めることができる。

基板Ｇが所定の温度に所定の時間加熱されてレジスト膜の乾燥処理が行われると、流体供給機構７による加熱エアの供給が停止されるとともに、排出流量調整機構８５による加熱エアの排出流量が所定量以下に調整される。次に、上側容器部５１が下側容器部５２に対して上昇して、保持機構６による基板Ｇの保持が解除されるとともに、ケーシング５が開放される。そして、基板Ｇが、搬送アーム４１によって把持されて第２の熱的処理ユニットセクション２５に属する熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３４のパスユニットに搬送されることとなる。

なお、図８の第２の熱的処理ユニットセクション２５の変更例を示す図に示すように、加熱処理ユニット（ＨＴ）３０は、第２の熱的処理ユニットセクション２５に設けてもよい。この場合には、基板Ｇの受け渡しを行うパスユニット（ＰＡＳＳ）４４、基板Ｇに対してプリベーク処理を行うプリベーク用ホットプレートユニット（ＨＰ）４２、基板Ｇを冷却するクーリングユニット（ＣＯＬ）４３とともに、加熱処理ユニット（ＨＴ）３０を１台または複数台積層して熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３４または３５を構成することができる。レジスト塗布ユニット（ＣＴ）２４での処理が終了した基板Ｇを、まず、搬送アーム４１によって熱的処理ユニットブロック（ＴＢ）３４のパスユニット（ＰＡＳＳ）４４に搬送し、次に、基板Ｇを第２の搬送アーム３６によってパスユニット（ＰＡＳＳ）４４から加熱処理ユニット（ＨＴ）３０に搬送し、加熱処理ユニット（ＨＴ）３０での加熱処理終了後に、基板Ｇを第２の搬送アーム３６によって加熱処理ユニット（ＨＴ）３０からプリベーク用ホットプレートユニット（ＨＰ）４２に搬送することができる。第２の搬送アーム３６と加熱処理ユニット（ＨＴ）３０との基板Ｇの受け渡しは、例えば、支持部６１の押さえ付け部６２との対向面あるいは支持部６１内に昇降可能な支持ピンを設けておき、この支持ピンを昇降させることにより行うことができる。

また、プリベーク用ホットプレートユニット（ＨＰ）を設けずに、加熱処理ユニット（ＨＴ）３０での加熱時間を長く設定するなどして、加熱処理ユニット（ＨＴ）３０のみによって基板Ｇのプリベーグ処理を行ってもよく、あるいは、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）２４と加熱処理ユニット（ＨＴ）３０との間に減圧乾燥ユニットを設けておき、レジスト塗布ユニット（ＣＴ）２４によって基板Ｇにレジスト膜を形成し、減圧乾燥ユニットによって基板Ｇを減圧下に保持してレジスト膜に含まれる溶剤を除去した後、加熱処理ユニット（ＨＴ）３０によって基板Ｇを加熱処理してもよい。さらに、加熱処理ユニット（ＨＴ）３０を、スクラブ洗浄処理後の脱水ベーク処理や現像処理後のポストベーク処理等に用いてもよい。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、流体供給機構による加熱エアの供給および流体排出機構による加熱エアの排出のうちの一方のみをユニットコントローラによって制御させて、保持機構によって保持された基板の上方部分および下方部分の圧力を調整してもよい。また、支持部または押さえ付け部の側方から加熱エアを供給または排出するように構成してもよく、連通路を、支持部および押さえ付け部の壁部から突出する管状に設けてもよい。さらに、収容容器を昇降させずに、収容容器に基板の搬入口および搬出口をあらかじめ設けておき、収容容器内で押さえ付け部を支持部に対して昇降させて基板を保持するように構成してもよい。

本発明によれば、ＦＰＤ用のガラス基板のように特に基板が大型の場合に好適であるが、ＦＰＤ用のガラス基板に限らず、その他のガラス基板、半導体ウエハ、フォトマスク、あるいはプリント基板等の他の基板の加熱処理にも広く適用することができる。

本発明の一実施形態に係る加熱処理装置が搭載された、ＦＰＤ用のガラス基板へのレジスト膜の形成および露光処理後のレジスト膜の現像処理を行うレジスト塗布・現像処理システムの概略平面図である。 加熱処理装置の平面図である。 加熱処理装置の側面方向の断面図である。 加熱処理装置の構成要素である保持機構の一部を切り欠いた斜視図である。 保持機構の要部を示す図である。 加熱処理装置の制御系を概念的に示すブロック図である。 加熱処理装置による基板の加熱処理を説明するための図である。 レジスト塗布・現像処理システムの構成要素である第２の熱的処理ユニットセクションの変更例を示す図である。

符号の説明

３０…加熱処理ユニット（加熱処理装置）
５…ケーシング（収容容器）
６…保持機構
７…流体供給機構
８…流体排出機構
６１…支持部
６２…押さえ付け部
６５、６６…貫通路
６７…連通流量調整機構
６８…浄化機構
７１…流体供給源
８５…排出流量調整機構
１０４…ユニットコントローラ（制御本部）
１０５…変位計（撓み計測部）
Ｇ…基板

Claims (14)

1. 基板を加熱処理する加熱処理装置であって、
   基板を収容する収容容器と、
   前記収容容器内で基板の縁部を保持する保持機構と、
   前記保持機構に保持された基板に下方から加熱流体を供給して基板を加熱する流体供給機構と、
   前記流体供給機構によって供給された加熱流体を基板の上方から前記収容容器外に排出する流体排出機構と
   を具備し、
   前記流体供給機構による加熱流体の供給量および／または前記流体排出機構による加熱流体の排出量を調整することにより、基板の上方部分の圧力と下方部分の圧力とを、基板の撓みが許容範囲になるように調整して加熱することを特徴とする加熱処理装置。
2. 前記流体供給機構による加熱流体の供給および／または前記流体排出機構による加熱流体の排出を制御して、基板の上方部分の圧力と下方部分の圧力とを、基板の撓みが許容範囲になるように調整する制御機構をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の加熱処理装置。
3. 前記制御機構は、
   前記保持機構に保持された基板の撓み量を計測する撓み計測部と、
   前記撓み計測部により計測された撓み量が許容範囲になるように前記流体供給機構による加熱流体の供給および／または前記流体排出機構による加熱流体の排出を制御する制御本部と
   を有することを特徴とする請求項２に記載の加熱処理装置。
4. 前記制御機構は、所定の温度よりも高い第１の温度に設定された加熱流体を供給して基板を前記所定の温度近傍まで加熱した後、前記第１の温度よりも低い第２の温度に設定された加熱流体を供給して基板を前記所定の温度に加熱するように、前記流体供給機構を制御することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の加熱処理装置。
5. 前記保持機構は、基板の縁部の下端または下面に全周にわたって当接して基板を支持可能な枠状の支持部を有し、
   前記流体供給機構は、前記支持部内に加熱流体を供給することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の加熱処理装置。
6. 前記保持機構は、基板の縁部の上端または上面に全周にわたって当接して基板を押さえ付け可能な枠状の押さえ付け部をさらに有し、前記支持部と前記押さえ付け部とで基板の縁部を挟むように保持することを特徴とする請求項５に記載の加熱処理装置。
7. 前記保持機構は、基板を保持した際に、前記押さえ付け部と前記支持部とが当接し、
   前記支持部および前記押さえ付け部の壁部には、前記支持部内と前記押さえ付け部内とを連通する連通路が設けられており、
   前記流体供給機構によって前記支持部内に供給された加熱流体が、前記連通路を通って前記押さえ付け部内に流入し、前記押さえ付け部内に流入した加熱流体が、前記流体排出機構によって前記収容容器外に排出されるように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の加熱処理装置。
8. 前記連通路には加熱流体を浄化する浄化機構が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の加熱処理装置。
9. 前記連通路は加熱流体の流量調整可能であることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の加熱処理装置。
10. 基板は表面に塗布膜を有しており、基板を加熱することにより塗布膜を乾燥させることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の加熱処理装置。
11. 基板を加熱処理する加熱処理方法であって、
    収容容器内に基板を収容する工程と、
    前記収容容器内で基板の縁部を保持する工程と、
    保持した基板に下方から加熱流体を供給しつつ、供給した加熱流体を上方から前記収容容器外に排出して基板を加熱する工程と
    を具備し、
    前記加熱工程では、加熱流体の供給量および／または排出量を調整することにより、基板の上方部分の圧力と下方部分の圧力とを、基板の撓みが許容範囲になるように調整して加熱することを特徴とする加熱処理方法。
12. 前記加熱工程では、保持した基板の撓み量を計測しつつ、計測された撓み量が許容範囲になるように加熱流体の供給量および／または排出量を調整することを特徴とする請求項１１に記載の加熱処理方法。
13. 前記加熱工程では、所定の温度よりも高い第１の温度に設定された加熱流体を供給して基板を前記所定の温度近傍まで加熱した後、前記第１の温度よりも低い第２の温度に設定された加熱流体を供給して基板を前記所定の温度に加熱することを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の加熱処理方法。
14. コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、
    前記制御プログラムは、実行時に請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載の加熱処理方法が行われるように、コンピュータに処理装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体。

Images