JP5063741B2 - 熱処理装置及び熱処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、被処理基板を平流し搬送しながら前記被処理基板に熱処理を施す熱処理装置及び熱処理方法に関する。

例えば、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）の製造においては、いわゆるフォトリソグラフィ工程により回路パターンを形成することが行われている。
具体的には、ガラス基板等の被処理基板に所定の膜を成膜した後、処理液であるフォトレジスト（以下、レジストと呼ぶ）を塗布してレジスト膜を形成し、回路パターンに対応してレジスト膜を露光し、これを現像処理するものである。

ところで近年、このフォトリソグラフィ工程では、スループット向上の目的により、被処理基板を略水平姿勢の状態で搬送しながら、その被処理面に対しレジストの塗布、乾燥、加熱、冷却処理等の各処理を施す構成が多く採用されている。
例えば、基板を加熱し、レジスト膜の乾燥や現像処理後の乾燥を行う熱処理装置では、特許文献１に開示されるように、基板を水平方向に平流し搬送しながら、搬送路に沿って配置されたヒータによって加熱処理する構成が普及している。
このような平流し搬送構造を有する熱処理装置にあっては、複数の基板を搬送路上に連続的に流しながら熱処理を行うことができるため、スループットの向上を期待することができる。

図８（ａ）〜（ｄ）に一例を挙げて具体的に説明すると、図示する熱処理装置６０は、複数の搬送コロ６１が回転可能に敷設されてなる平流しの基板搬送路６２を備え、この基板搬送路６２に沿って熱処理空間を形成するチャンバ６５が設けられている。チャンバ６５には、スリット状の基板搬入口６５ａと基板搬出口６５ｂとが設けられている。
即ち、基板搬送路６２を搬送される基板Ｇ（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，・・・）は、基板搬入口６５ａから連続的にチャンバ６５内に搬入されて所定の熱処理が施され、基板搬出口６５ｂから搬出されるようになっている。

チャンバ６５内には、基板Ｇ（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，・・・）に対し予備加熱を行い、基板Ｇを所定温度まで昇温するプレヒータ部６３と、基板温度を維持するための主加熱を行うメインヒータ部６４とが連続して設けられている。
プレヒータ部６３は、各搬送コロ６１の間に設けられた下部ヒータ６６と、天井部に設けられた上部ヒータ６７とを備え、メインヒータ部６４は、各搬送コロ６１の間に設けられた下部ヒータ６９と、天井部に設けられた上部ヒータ７０とを備えている。

このように構成された熱処理装置６０にあっては、プレヒータ部６３において、基板Ｇを所定温度（例えば１００℃）まで加熱するために、下部ヒータ６６及び上部ヒータ６７が所定の設定温度（例えば１６０℃）となされる。
一方、メインヒータ部６４にあっては、プレヒータ部６３において加熱された基板Ｇの温度を維持し、熱処理を効率的に行うために、下部ヒータ６９及び上部ヒータ７０が所定の熱処理温度（例えば１００℃）とされる。

そして、図８（ａ）〜（ｄ）に時系列に状態を示すように、ロット単位で複数の基板Ｇ（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，・・・）が連続的に搬入口６５ａからプレヒータ部６３に搬入され、そこで各基板Ｇは所定温度（例えば１００℃）まで加熱される。
プレヒータ部６３において昇温された各基板Ｇは、続けてメインヒータ部６４に搬送され、そこで基板温度が維持されて所定の熱処理（例えば、レジスト中の溶剤を蒸発させる処理）が施され、搬出口６５ｂから連続して搬出される。

特開２００７−１５８０８８号公報

しかしながら、図８（ａ）〜図８（ｄ）に示した平流し搬送構造の熱処理装置にあっては、ロット単位で複数の基板Ｇを連続加熱する際、先頭の基板Ｇ１と後続の基板Ｇ（Ｇ２，Ｇ３，・・・）との間の加熱温度（基板面内平均温度）にばらつきが生じ、配線パターンの線幅が不均一になるという課題があった。
即ち、連続的に処理される複数の基板Ｇのうち、ロット先頭の基板Ｇ１にあっては、この基板Ｇ１の直前にチャンバ６５（プレヒータ部６３）内に搬入される基板Ｇが無いため、比較的、熱が籠もった状態のチャンバ６５に搬入される。
一方、２枚目以降にチャンバ６５内に搬入される基板Ｇ（Ｇ２，Ｇ３，・・・）にあっては、その直前に搬入された基板Ｇによってチャンバ６５内の雰囲気熱が奪われるため、チャンバ内温度が、先頭基板Ｇ１の加熱時よりも低下した状態で加熱処理が施される。

このため、先頭の基板Ｇ１が受ける熱量に対して、後続の基板Ｇ（Ｇ２，Ｇ３，・・・）が受ける熱量が低下することとなり、チャンバ６５内での熱処理温度に差異が生じていた。また、その結果として、先頭の基板Ｇ１の配線パターンの線幅が他の基板Ｇよりも太く形成されることがあった。

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、複数の被処理基板を連続的に平流し搬送しながら熱処理を施す熱処理装置であって、基板間での熱処理温度のばらつきを抑制し、基板間における配線パターンの線幅をより均一化することのできる熱処理装置及び熱処理方法を提供する。

前記した課題を解決するために、本発明に係る熱処理装置は、平流し搬送される複数の被処理基板に対し熱処理を施す熱処理装置であって、基板搬送路を形成し、前記複数の被処理基板を前記基板搬送路に沿って連続的に平流し搬送する基板搬送手段と、前記基板搬送路の所定区間を覆うと共に、前記基板搬送路を搬送される前記被処理基板に対する熱処理空間を形成する第一のチャンバと、加熱または冷却温度の設定温度を変更可能であって、前記第一のチャンバ内を加熱または冷却可能な第一の加熱・冷却手段と、前記第一のチャンバの前段に設けられ、前記基板搬送路を搬送される前記被処理基板を検出する基板検出手段と、前記基板検出手段の検出信号が供給されると共に、前記第一の加熱・冷却手段の制御を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記第一のチャンバに向けて搬送される複数の被処理基板のうち、先頭の被処理基板が前記基板検出手段によって検出されると、前記第一の加熱・冷却手段の設定温度を第一の温度から第二の温度に変更し、前記第一のチャンバ内に搬入された前記先頭の被処理基板は、前記第一の温度と第二の温度との間の雰囲気温度で熱処理されることに特徴を有する。

尚、前記基板搬送路に沿って前記第一のチャンバの後段に設けられ、前記基板搬送路の所定区間を覆うと共に、前記基板搬送路を搬送される前記被処理基板に対する熱処理空間を形成する第二のチャンバと、前記第二のチャンバ内を加熱または冷却可能な第二の加熱・冷却手段とを更に備え、前記制御手段は、前記第二の加熱・冷却手段の設定温度を第三の温度に設定し、前記第一のチャンバから前記第二のチャンバに搬入された前記被処理基板は、前記第三の温度に設定された前記第二の加熱・冷却手段により、前記第一のチャンバにおいて熱処理された基板の温度が保持されると共に、所定の熱処理が施されることが望ましい。
また、前記加熱・冷却手段が前記チャンバ内を加熱し、前記チャンバ内に搬入される複数の被処理基板に対し加熱処理を施す場合、前記第一の温度は前記第二の温度よりも低い温度であることが望ましい。また、前記加熱・冷却手段が前記チャンバ内を冷却し、前記チャンバ内に搬入される複数の被処理基板に対し冷却処理を施す場合、前記第一の温度は前記第二の温度よりも高い温度であることが望ましい。

このような構成において、前記チャンバ内に搬入される複数の被処理基板に対し加熱処理を施す場合、前記チャンバの前段において少なくとも先頭の被処理基板が検出されるまでは、加熱・冷却手段の設定温度が、後続の複数の基板に対する設定温度よりも低くなされる。
一方、前記チャンバ内に搬入される複数の被処理基板に対し冷却処理を施す場合、前記チャンバの前段において少なくとも先頭の被処理基板が検出されるまでは、加熱・冷却手段の設定温度が、後続の複数の基板に対する設定温度よりも高くなされる。
これにより、チャンバ内に直前に搬入される被処理基板のない先頭基板に対する熱処理温度と、直前に搬入された被処理基板の熱吸収若しくは熱放出が生じる後続の基板に対する熱処理温度とが略等しくなり、熱処理後の基板温度のばらつきを抑制することができる。その結果、基板間における配線パターンの線幅をより均一化することができる。

また、前記した課題を解決するために、本発明に係る熱処理方法は、複数の被処理基板を基板搬送路に沿って連続的に平流し搬送し、前記被処理基板を所定温度に加熱または冷却された第一のチャンバ内に搬入すると共に、前記第一のチャンバ内に搬入された被処理基板に対し所定の熱処理を施す熱処理方法であって、前記基板搬送路を搬送される複数の被処理基板のうち、先頭の被処理基板を前記第一のチャンバへの搬入前に検出するステップと、前記先頭の被処理基板の検出から所定時間の経過後に、前記第一のチャンバ内の第一の加熱・冷却手段の設定温度を第一の温度から第二の温度に変更するステップとを含み、前記先頭の被処理基板を、前記第一のチャンバ内において前記第一の温度と第二の温度との間の雰囲気温度で熱処理することに特徴を有する。

更に、前記基板搬送路に沿って前記第一のチャンバの後段に設けられた第二のチャンバにおいて、前記第二のチャンバ内の第二の加熱・冷却手段の設定温度を第三の温度に設定するステップと、前記被処理基板を前記第一のチャンバから前記第二のチャンバに搬入し、前記第三の温度に設定された第二の加熱・冷却手段により、前記第一のチャンバにおいて熱処理された基板の温度を保持すると共に、所定の熱処理を施すステップとを含むことが望ましい。
また、前記チャンバ内に搬入される複数の被処理基板に対し加熱処理を施す場合、前記第一の温度は前記第二の温度よりも低い温度であることが望ましい。
また、前記チャンバ内に搬入される複数の被処理基板に対し冷却処理を施す場合、前記第一の温度は前記第二の温度よりも高い温度であることが望ましい。

このような方法によれば、前記チャンバ内に搬入される複数の被処理基板に対し加熱処理を施す場合、前記チャンバの前段において少なくとも先頭の被処理基板が検出されるまでは、熱処理の設定温度が、後続の複数の基板に対する設定温度よりも低くなされる。
一方、前記チャンバ内に搬入される複数の被処理基板に対し冷却処理を施す場合、前記チャンバの前段において少なくとも先頭の被処理基板が検出されるまでは、熱処理の設定温度が、後続の複数の基板に対する設定温度よりも高くなされる。
これにより、チャンバ内に直前に搬入される被処理基板の無い先頭基板に対する熱処理温度と、直前に搬入された被処理基板の熱吸収若しくは熱放出が生じる後続の基板に対する熱処理温度とが略等しくなり、熱処理後の基板温度のばらつきを抑制することができる。その結果、基板間における配線パターンの線幅をより均一化することができる。

本発明によれば、複数の被処理基板を連続的に平流し搬送しながら熱処理を施す熱処理装置であって、基板間での熱処理温度のばらつきを抑制し、基板間における配線パターンの線幅を均一化することのできる熱処理装置及び熱処理方法を得ることができる。

図１は、本発明にかかる一実施形態の全体概略構成を示す断面図である。 図２は、本発明にかかる一実施形態の全体概略構成を示す平面図である。 図３（ａ）〜（ｄ）は、本発明の熱処理装置の動作の第一の実施形態を説明するための断面図である。 図４は、本発明の熱処理装置の動作の第一の実施形態を示すフローである。 図５（ａ）〜（ｄ）は、本発明の熱処理装置の動作の第二の実施形態を説明するための断面図である。 図６（ａ）〜（ｄ）は、図に示した動作の第二の後の動作を説明するための断面図である。 図７は、本発明の熱処理装置の動作の第二の実施形態を示すフローである。 図８（ａ）〜（ｄ）は、従来の熱処理装置の課題を説明するための断面図である。

以下、本発明の熱処理装置にかかる実施形態を、図面に基づいて説明する。尚、この実施形態にあっては、熱処理装置を、被処理基板であるガラス基板（以下、基板Ｇと呼ぶ）に対し加熱処理する加熱処理ユニットに適用した場合を例にとって説明する。
図１は、加熱処理ユニット１の全体の概略構成を示す断面図、図２は、加熱処理ユニット１の（平面方向の断面を示す）平面図である。
この加熱処理ユニット１は、図１、図２に示すように、回転可能に敷設された複数のコロ２０によって基板ＧをＸ方向に向かって搬送する基板搬送路２を具備する。この基板搬送路２に沿って、上流側から順に（Ｘ方向に向かって）、基板搬入部３と、予備加熱を行うプレヒータ部４と、主加熱を行うメインヒータ部５とが配置されている。

基板搬送路２は、図２に示すようにＹ方向に延びる円柱状のコロ２０（基板搬送手段）を複数有し、それら複数のコロ２０は、Ｘ方向に所定の間隔をあけて、それぞれ回転可能に配置されている。また、基板搬入部３におけるコロ２０と、プレヒータ部４におけるコロ２０と、メインヒータ部５におけるコロ２０とは、それぞれ駆動系が独立して設けられている。具体的には、基板搬入部３における複数のコロ２０は、その回転軸２１の回転がベルト２２ａによって連動可能に設けられ、１つの回転軸２１がモータ等のコロ駆動装置１０ａに接続されている。

また、プレヒータ部４における複数のコロ２０は、その回転軸２１の回転がベルト２２ｂによって連動可能に設けられ、１つの回転軸２１がモータ等のコロ駆動装置１０ｂに接続されている。更に、メインヒータ部５における複数のコロ２０は、その回転軸２１の回転がベルト２２ｃによって連動可能に設けられ、１つの回転軸２１がモータ等のコロ駆動装置１０ｃに接続されている。

尚、各コロ２０は、その周面が基板Ｇの全幅にわたって接するように設けられ、加熱された基板Ｇの熱が伝達しにくいように、外周面部が樹脂等の熱伝導率の低い材料、例えば、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）で形成されている。また、コロ２０の回転軸２１は、アルミニウム、ステンレス、セラミック等の高強度かつ低熱伝導率の材料で形成されている。

また、加熱処理ユニット１は所定の熱処理空間を形成するためのチャンバ８を備える。チャンバ８は、基板搬送路２の周りを覆う薄型の箱状に形成され、このチャンバ８内において、コロ搬送される基板Ｇに対しプレヒータ部４による予備加熱とメインヒータ部５による主加熱とが連続して行われる。
尚、本実施形態においては、チャンバ８は、プレヒータ部４の熱処理空間を形成する第一のチャンバ８Ａと、この第一のチャンバ８Ａの後端から連続形成され、メインヒータ部５の熱処理空間を形成する第二のチャンバ８Ｂとからなるものとする。

図１に示すようにチャンバ８の前部側壁には、Ｙ方向に延びるスリット状の搬入口５１が設けられている。この搬入口５１を基板搬送路２上の基板Ｇが通過し、チャンバ８内に搬入されるように構成されている。
また、チャンバ８の後部側壁には、基板搬送路２上の基板Ｇが通過可能なＹ方向に延びるスリット状の搬出口５２が設けられている。即ち、この搬出口５２を基板搬送路２上の基板Ｇが通過し、チャンバ８から搬出されるように構成されている。

また、チャンバ８の上下左右の壁部は、互いに空間をあけて設けられた内壁１２及び外壁１３を備えた二重壁構造を有しており、内壁１２及び外壁１３の間の空間１４が、チャンバ８内外を断熱する空気断熱層として機能する。尚、外壁１３の内側面には、断熱材１５が設けられている。
また、図２に示すように、チャンバ８において、Ｙ方向に対向する（前記内壁１２と外壁１３とからなる）側壁には、軸受け２２が設けられ、その軸受け２２によって、基板搬送路２のコロ２０がそれぞれに回転可能に支持されている。

また、図１に示すようにチャンバ８において、搬入口５１付近の上壁部には排気口２５が設けられ、下壁部には排気口２６が設けられ、それぞれ排気量可変な排気装置３１，３２に接続されている。
さらに、チャンバ８の搬出口５２付近の上壁部には排気口２７が設けられ、下壁部には排気口２８が設けられ、それぞれ排気量可変な排気装置３３、３４に接続されている。
即ち、前記排気装置３１〜３４が稼働することにより排気口２５〜２８を介してチャンバ８内の排気が行われ、チャンバ内温度をより安定化させる構成となされている。

また、図１に示すようにプレヒータ部４は、第一の加熱手段として、基板搬送路２に沿ってチャンバ８内に配列された、下部面状ヒータ１７ａ〜１７ｃと上部面状ヒータ１８ａ〜１８ｃとを備える。これら下部面状ヒータ１７ａ〜１７ｃ及び上部面状ヒータ１８ａ〜１８ｃは、それぞれに駆動電流が供給されることにより発熱する構成となされている。
尚、図１，図２に示す例においては、下部面状ヒータ１７ａ〜１７ｃは、それぞれ２本の短冊状のプレートからなり、各プレートは下方から基板Ｇを加熱するよう隣り合うコロ部材２０の間に敷設されている。
また、上部面状ヒータ１８ａ〜１８ｃは、それぞれ２本の短冊状のプレートからなり、図１に示すように上方から基板Ｇを加熱するようチャンバ８の天井部に敷設されている。

尚、下部面状ヒータ１７ａと上部面状ヒータ１８ａとにより、プレヒータ部４における上流領域（ゾーンＡと呼ぶ）が加熱され、下部面状ヒータ１７ｂと上部面状ヒータ１８ｂとにより、プレヒータ部４内の中央領域（ゾーンＢと呼ぶ）が加熱されるようになされている。また、下部面状ヒータ１７ｃと上部面状ヒータ１８ｃとにより、プレヒータ部４内の下流領域（ゾーンＣと呼ぶ）が加熱されるようになされている。
各ゾーンＡ〜Ｃは、その領域ごとに加熱制御が可能な構成とされる。即ち、下部面状ヒータ１７ａと上部面状ヒータ１８ａには、それぞれヒータ電源３５ａ、３５ｂにより駆動電流が供給される。また、下部面状ヒータ１７ｂと上部面状ヒータ１８ｂには、それぞれヒータ電源３６ａ、３６ｂにより駆動電流が供給され、下部面状ヒータ１７ｃと上部面状ヒータ１８ｃには、ヒータ電源３７ａ、３７ｂにより駆動電流が供給される。これら各ヒータ電源３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂは、それぞれコンピュータからなる制御部４０（制御手段）によって、それぞれ独立制御される。

一方、メインヒータ部５は、第二の加熱手段として、基板搬送路２に沿ってチャンバ８内に設けられた短冊状のプレートからなる下部面状ヒータ２３と上部面状ヒータ２４とを備える。このうち、下部面状ヒータ２３は、基板Ｇの下方から加熱するよう隣り合うコロ部材２０の間に敷設され、上部面状ヒータ２４は、基板Ｇの上方から加熱するようチャンバ８の天井部に敷設されている。前記下部面状ヒータ２３と上部面状ヒータ２４には、ヒータ電源３９ａ，３９ｂにより駆動電流が供給され、各ヒータ電源３９ａ，３９ｂは制御部４０によって制御されるよう構成されている。

また、この加熱処理ユニット１にあっては、基板搬入部３の所定位置に、基板搬送路２を搬送される基板Ｇを検出するための基板検出センサ４５（基板検出手段）が設けられ、その検出信号を制御部４０に出力するようになされている。
この基板検出センサ４５は、例えばチャンバ８の搬入口５１より手前側に所定距離を空けて設けられ、センサ上を基板Ｇの所定箇所（例えば先端）が通過して所定時間の経過後に、基板Ｇが搬入口５１からチャンバ８内（プレヒータ部４）に搬入されるようになされている。

また、チャンバ８内においてメインヒータ部５の入口付近には、このメインヒータ部５に搬入される基板Ｇに対し、例えば赤外線照射により非接触に基板温度の検出を行う基板温度検出センサ４６（基板温度検出手段）が設けられ、その検出信号を制御部４０に出力するようになされている。即ち、制御部４０は、基板温度検出センサ４６の出力に基づき、プレヒータ部４によって加熱された基板Ｇの温度を取得することができる。

続いて、このように構成された加熱処理ユニット１に係る第一の実施の形態について、更に図３及び図４を用いて説明する。尚、図３は加熱処理ユニット１における基板処理状態を示す断面図であり、図４はプレヒータ部４に対する制御動作の流れを示すフローである。
先ず、各ヒータ電源３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂからの駆動電流の供給により、プレヒータ部４の下部面状ヒータ１７ａ〜１７ｃ及び上部面状ヒータ１８ａ〜１８ｃの温度が一括して第一の温度（例えば１５０℃）に設定される（図４のステップＳ１）。また、ヒータ電源３９ａ，３９ｂからの駆動電流の供給により、メインヒータ部５の上部面状ヒータ２４及び下部面状ヒータ２５の温度が、プレヒータ部４において加熱された基板Ｇの温度を維持するための第三の温度（例えば１００℃）に設定される。

このヒータ温度の設定により、チャンバ８内の雰囲気はプレヒータ部４がメインヒータ部５よりも所定温度高い状態となされる。即ち、基板Ｇは、高温（１５０℃）の雰囲気となされたプレヒータ部４を通過することにより、その基板温度が所定の熱処理温度（例えば１００℃）まで昇温され、メインヒータ部５を通過する間、基板温度が維持される構成となされている。

前記のように基板搬入前においてチャンバ８内の雰囲気温度が調整された後、図３（ａ）に示すようにロット先頭の基板Ｇ１は、基板搬入部３の基板搬送路２を所定の搬送速度（例えば５０ｍｍ／ｓｅｃ）で搬送される。そして、図３（ｂ）に示すように基板検出センサ４５によって基板Ｇ１が検出されると（図４のステップＳ２）、制御部４０にその基板検出信号が供給される。前記基板検出信号が供給されると、制御部４０は、基板Ｇ１の搬送位置を、センサ検出時からの経過時間、及び基板搬送速度に基づき取得する。

そして制御部４０は、プレヒータ部４のヒータ電源３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂを制御し、所定時間経過後に下部面状ヒータ１７ａ〜１７ｃ及び上部面状ヒータ１８ａ〜１８ｃへの供給電流を変更（増加）する。
即ち、前記基板検出から所定時間経過後（例えば基板Ｇ１がチャンバ８の搬入口５１から搬入される直前）に、プレヒータ部４のヒータ設定温度は、前記第一の温度から第二の温度（例えば１６０℃）に変更される（図４のステップＳ３）。

ここで、先頭の基板Ｇ１がプレヒータ部４に搬入されると、その時点では、プレヒータ部４内の雰囲気温度は、未だ前記第二の温度（１６０℃）には達していない。このため、基板Ｇ１は、第一の温度（１５０℃）と第二の温度（１６０℃）との間の雰囲気温度により加熱される。このプレヒータ部４における加熱処理によって、基板Ｇ１は所定温度（１００℃付近）まで昇温され、続けてメインヒータ部５に搬入される。
そして、メインヒータ部５を搬送される基板Ｇ１は、下部面状ヒータ２３及び上部面状ヒータ２４による加熱によって基板温度が維持され、所定の熱処理（例えばレジスト中の溶剤の蒸発）が施され、搬出口５２から搬出される。

また、図３（ｃ）に示すように、先頭の基板Ｇ１に続き、連続的に複数の基板Ｇ（Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，・・・）がチャンバ８内に搬入される。
ここで、プレヒータ部４における下部面状ヒータ１７ａ〜１７ｃ及び上部面状ヒータ１８ａ〜１８ｃの設定温度は、ステップＳ３において第二の温度（１６０℃）となされている。しかしながら、基板Ｇ１の後続の基板Ｇ（Ｇ２，Ｇ３，・・・）の加熱処理時にあっては、それぞれ直前に搬送された基板Ｇによってプレヒータ部４内の雰囲気熱が奪われ、雰囲気温度が低下する。そのため、基板Ｇ１に続く複数の基板Ｇは、それぞれ第一の温度（１５０℃）と第二の温度（１６０℃）との間の雰囲気温度で加熱されることとなる。
その結果、プレヒータ部４においては、先頭の基板Ｇ１に対する加熱温度と、後続の複数の基板Ｇに対する加熱温度とが略等しくなり、基板間での熱処理温度のばらつきが小さく抑えられる。
また、プレヒータ部４において所定温度（１００℃）まで昇温された複数の基板Ｇ（Ｇ２，Ｇ３，・・・）は、先頭の基板Ｇ１と同様にメインヒータ部５に搬入され、そこで所定の熱処理が施され、搬出口５２から搬出される。

また、前記にようにして複数の基板Ｇの熱処理が進み（図４のステップＳ４）、ロット最後の基板Ｇｎが、基板搬入部３の基板検出センサ４５によって検出されると（図４のステップＳ５）、制御部４０は、所定時間経過後にヒータ電源３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂを制御する。
具体的には、最後の基板Ｇｎがプレヒータ部４を通過後に、下部面状ヒータ１７ａ〜１７ｃ及び上部面状ヒータ１８ａ〜１８ｃへの供給電流を減少し、そのヒータ温度を第一の温度（１５０℃）に戻すよう制御する（図４のステップＳ６）。
これにより、加熱処理ユニット１において、次のロットの複数の基板Ｇの加熱処理を行う準備が完了する。

以上のように第一の実施形態によれば、チャンバ８内に搬入される複数の基板Ｇに対し加熱処理を施す場合、前記チャンバ８の前段において少なくとも先頭の基板Ｇ１が検出されるまでは、プレヒータ部４のヒータ設定温度が、後続の複数の基板Ｇに対する設定温度（第二の温度）よりも低い第一の温度となされる。そして、基板Ｇ１がプレヒータ部４に搬入されるタイミングで、ヒータ設定温度が第二の温度に変更される。
この制御により、プレヒータ部４において、直前に搬入される基板Ｇがない先頭基板Ｇ１に対する雰囲気温度と、直前に搬入された基板Ｇによる熱吸収（雰囲気温度低下）が生じる後続の複数の基板Ｇに対する雰囲気温度とが略等しくなり、加熱処理温度のばらつきを抑制することができる。その結果、基板間における配線パターンの線幅をより均一化することができる。

続いて、加熱処理ユニット１における熱処理工程の第二の実施形態について、図１、図２、及び図５乃至図７を用いて説明する。尚、図５、図６は加熱処理ユニット１における基板処理状態を示す断面図であり、図７はプレヒータ部４に対する制御動作の流れを示すフローである。
この第二の実施形態にあっては、前記した第一の実施形態とは、プレヒータ部４におけるヒータ設定温度の制御方法のみが異なる。
即ち、前記第一の実施形態においては、プレヒータ部４における下部面状ヒータ１７ａ〜１７ｃ及び上部面状ヒータ１８ａ〜１８ｃのヒータ設定温度を、一括して同じタイミングで第一の温度（１５０℃）と第二の温度（１６０℃）との間で切り換えるものとした。一方、この第二の実施形態にあっては、プレヒータ部４内の領域（ゾーンＡ〜Ｃ）毎に異なるタイミングでヒータ設定温度が切り換えられる。

具体的に説明すると、図５（ａ）に示すようにロット先頭の基板Ｇ１がプレヒータ部４に搬入される前において、プレヒータ部４のヒータ設定温度は第一の温度（１５０℃）とされ、メインヒータ部５のヒータ設定温度は第三の温度（１００℃）とされる（図７のステップＳｔ１）。
これによりチャンバ８内は、プレヒータ部４とメインヒータ部５とにおいて、それぞれ略ヒータ設定温度に近い温度の雰囲気となされる。

図５（ａ）に示すように、ロット先頭の基板Ｇ１が所定の搬送速度（例えば５０ｍｍ／ｓｅｃ）で搬送され、基板検出センサ４５によって検出されると、制御部４０に検出信号が供給される（図７のステップＳｔ２）。
制御部４０は、基板Ｇ１の搬送位置をセンサ検出時からの経過時間、及び基板搬送速度に基づき取得（検出）開始する。
そして制御部４０は、図５（ｂ）に示すようにロット先頭の基板Ｇ１の先端がプレヒータ部４に搬入される直前にまで搬送されたことを検出すると（図７のステップＳｔ３）、ゾーンＡに設けられた下部面状ヒータ１７ａ及び上部面状ヒータ１８ａの設定温度を第二の温度（１６０℃）に変更する（図７のステップＳｔ４）。

また、制御部４０は、図５（ｃ）に示すように基板Ｇ１の先端がプレヒータ部４の中央領域であるゾーンＢの直前まで達したことを検出すると（図７のステップＳｔ５）、ゾーンＢに設けられた下部面状ヒータ１７ｂ及び上部面状ヒータ１８ｂの設定温度を第二の温度（１６０℃）に変更する（図７のステップＳｔ６）。
更に、制御部４０は、図５（ｄ）に示すように基板Ｇ１の先端がプレヒータ部４の下流領域であるゾーンＣの直前まで達したことを検出すると（図７のステップＳｔ７）、ゾーンＣに設けられた下部面状ヒータ１７ｃ及び上部面状ヒータ１８ｃの設定温度を第二の温度（１６０℃）に変更する（図７のステップＳｔ８）。

このように第二の実施形態にあっては、先頭の基板Ｇ１がプレヒータ部４を搬送される間、基板Ｇ１がゾーンＡ〜Ｃの各領域を通過するタイミングで、ヒータ設定温度が第一の温度（１５０℃）から第二の温度（１６０℃）に切り換えられる。
このため、先頭の基板Ｇ１がプレヒータ部４内を通過する間は、プレヒータ部４の雰囲気温度は、未だ前記第二の温度（１６０℃）には達しておらず、基板Ｇ１は第一の温度（１５０℃）と第二の温度（１６０℃）との間の雰囲気温度で加熱処理される。このプレヒータ部４における加熱処理によって、基板Ｇ１は所定温度（１００℃付近）まで昇温され、続けてメインヒータ部５に搬入される。
そして、メインヒータ部５では、基板Ｇ１は、下部面状ヒータ２３及び上部面状ヒータ２４による加熱によって基板温度が維持され、所定の熱処理（例えばレジスト中の溶剤の蒸発）が施され、搬出口５２から搬出される。

尚、前記第一の実施形態と同様に、先頭基板Ｇ１に続き、連続的に複数の基板Ｇがチャンバ８内に搬入される。ここで、プレヒータ部４における下部面状ヒータ１７ａ〜１７ｃ及び上部面状ヒータ１８ａ〜１８ｃの設定温度は、ステップＳｔ８において全て第二の温度（１６０℃）となされている。しかしながら、基板Ｇ１の後続の基板Ｇ（Ｇ２，Ｇ３，・・・）の加熱処理時にあっては、それぞれ直前に搬送された基板Ｇによってプレヒータ部４内の雰囲気熱が奪われ、雰囲気温度が低下する。そのため、基板Ｇ１に続く複数の基板Ｇは、それぞれ第一の温度（１５０℃）と第二の温度（１６０℃）との間の雰囲気温度で加熱されることとなる（図７のステップＳｔ９）。
その結果、プレヒータ部４における先頭の基板Ｇ１への加熱温度と、基板Ｇ１に続けて連続的に搬入される複数の基板Ｇへの加熱温度とは略等しくなり、基板間での熱処理温度のばらつきが小さく抑えられる。
また、プレヒータ部４において所定温度（１００℃）まで昇温された複数の基板Ｇは、先頭の基板Ｇ１と同様にメインヒータ部５に搬入され、そこで所定の熱処理が施され、搬出口５２から搬出される。

また、複数の基板Ｇの連続処理が進行し、図６（ａ）に示すように、ロット最後の基板Ｇｎが基板検出センサ４５によって検出されると、制御部４０に検出信号が供給される（図７のステップＳｔ１０）。
制御部４０は、基板Ｇｎの搬送位置をセンサ検出時からの経過時間、及び基板搬送速度に基づき取得（検出）開始する。
そして、制御部４０は、図６（ｂ）に示すようにロット最後の基板Ｇｎがプレヒータ部４に搬入され、基板全体が上流側のゾーンＡを通過したことを検出すると、ゾーンＡに設けられた下部面状ヒータ１７ａ及び上部面状ヒータ１８ａの設定温度を第一の温度（１５０℃）に変更する。

また、制御部４０は、図６（ｃ）に示すように基板Ｇｎ全体がプレヒータ部４の中央領域であるゾーンＢを通過したことを検出すると、ゾーンＢに設けられた下部面状ヒータ１７ｂ及び上部面状ヒータ１８ｂの設定温度を第一の温度（１５０℃）に変更する。
更に、制御部４０は、図６（ｄ）に示すように基板Ｇｎ全体がプレヒータ部４の下流領域であるゾーンＣを通過したことを検出すると（即ち基板Ｇｎ全体がプレヒータ部４を通過すると）、ゾーンＣに設けられた下部面状ヒータ１７ｃ及び上部面状ヒータ１８ｃの設定温度を第一の温度（１５０℃）に変更する。
このように、ロット最後の基板Ｇｎが通過したゾーンＡ，Ｂ，Ｃの各領域は、そのヒータ温度設定が直ぐさま第一の温度に変更され、次のロットの熱処理に備えることとなる。

以上のように、第二の実施形態によれば、前記第一の実施形態と同様に、プレヒータ部４における先頭基板Ｇ１に対する加熱温度と、基板Ｇ１に続けて連続的に搬入される後続の複数の基板Ｇに対する加熱温度とを略等しくすることができ、基板間での熱処理温度のばらつきを小さく抑制することができる。
また、先頭基板Ｇ１がプレヒータ部４を通過する間、基板Ｇ１がゾーンＡ〜Ｃの各領域を通過する毎にヒータ設定温度が変更（上昇）されるため、プレヒータ部４における雰囲気温度の急激な変化が緩和される。このため、基板間及び基板面内における熱処理温度のばらつきをより低減することができる。
更には、ロット最後の基板Ｇｎが通過したゾーンＡ〜Ｃの各領域は、そのヒータ温度設定が直ぐさま第一の温度（１５０℃）に戻されるため、プレヒータ部４内の雰囲気温度をより迅速に第一の温度付近まで低下させることができる。従って、次のロットを処理するまでの待機時間を短縮することができ、生産性を向上することができる。

尚、前記第二の実施形態においては、ロット先頭の基板Ｇ１の先端がゾーンＡ〜Ｃの各領域の直前に達するタイミングで各領域のヒータ設定温度を変更するものとした。
しかしながら、それに限定されず、基板Ｇ１の任意の箇所（例えば中央部、或いは後端）がゾーンＡ〜Ｃの各領域に到達したタイミングで、その領域におけるヒータ設定温度を変更する制御を行ってもよい。
また、その場合、基板温度検出センサ４６により検出された、プレヒータ部４での加熱処理後の基板温度に基づき、前記ヒータ設定温度の変更タイミングを決定してもよい。

また、前記第一、第二の実施形態においては、プレヒータ部４におけるヒータ設定温度を、第一の温度（１５０℃）と第二の温度（１６０℃）の二段階に切換可能な構成例を示した。しかしながら、本発明に係る熱処理装置にあっては、それに限定されず、例えば、第一の温度と第二の温度との間に、更に複数段階に（より細かく）ヒータ設定温度を設けてもよい。その場合、例えば、チャンバ８内に連続的に搬入されるロット先頭側の複数枚数については、連続処理する基板Ｇ毎にヒータ設定温度が段階的に徐々に上昇するように制御し、所定枚数に達したときにヒータ設定温度が第二の温度に達するよう制御することが考えられる。
このような制御を行った場合、連続処理される基板間の加熱温度の差が小さくなり、そのばらつきをより抑制することができる。

また、前記第一、第二の実施形態においては、前記第一の温度及び第二の温度は、予め決められた固定の温度としたが、例えば、制御部４０が、第二の温度を基板温度検出センサ４６の出力（プレヒータ部４による加熱後の基板温度）に基づき、基板Ｇごとに、その都度決定するようにしてもよい。
より具体的には、例えば１６０℃に設定された第二の温度による加熱後に、基板温度検出センサ４６の検出した基板温度が所望の温度（例えば１００℃）まで達していない場合には、次の基板の加熱時において第二の温度をより高い温度に設定するのが望ましい。
一方、例えば１６０℃に設定された第二の温度による加熱後に、基板温度検出センサ４６の検出した基板温度が所望の温度（例えば１００℃）よりも高い場合には、次の基板の加熱時において第二の温度をより低い温度に設定するのが望ましい。

また、前記実施の形態においては、本発明に係る熱処理装置を、被処理基板Ｇに対し加熱処理を施す加熱処理ユニット１に適用するものとしたが、それに限定されず、基板Ｇに対し冷却処理を施す基板冷却装置に適用してもよい。その場合、冷却手段として、例えばペルチェ素子により冷却されたプレートを用いることができる。
また、その場合、前記第一の温度は、第二の温度よりも所定温度、高い温度に設定することによって、先頭の被処理基板と後続の被処理基板に対する熱処理空間の雰囲気温度を略等しくし、熱処理（冷却）温度のばらつきを抑制することができる。

１ 加熱処理ユニット（熱処理装置）
２ 基板搬送路
８ 第一のチャンバ
１７ａ〜１７ｃ 下部面状ヒータ（第一の加熱・冷却手段）
１８ａ〜１８ｃ 上部面状ヒータ（第一の加熱・冷却手段）
２０ コロ（基板搬送手段）
４０ 制御部（制御手段）
４５ 基板検出センサ（基板検出手段）
Ｇ 基板（被処理基板）

Claims (13)

1. 平流し搬送される複数の被処理基板に対し熱処理を施す熱処理装置であって、
   基板搬送路を形成し、前記複数の被処理基板を前記基板搬送路に沿って連続的に平流し搬送する基板搬送手段と、前記基板搬送路の所定区間を覆うと共に、前記基板搬送路を搬送される前記被処理基板に対する熱処理空間を形成する第一のチャンバと、加熱または冷却温度の設定温度を変更可能であって、前記第一のチャンバ内を加熱または冷却可能な第一の加熱・冷却手段と、前記第一のチャンバの前段に設けられ、前記基板搬送路を搬送される前記被処理基板を検出する基板検出手段と、前記基板検出手段の検出信号が供給されると共に、前記第一の加熱・冷却手段の制御を行う制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記第一のチャンバに向けて搬送される複数の被処理基板のうち、先頭の被処理基板が前記基板検出手段によって検出されると、前記第一の加熱・冷却手段の設定温度を第一の温度から第二の温度に変更し、
   前記第一のチャンバ内に搬入された前記先頭の被処理基板は、前記第一の温度と第二の温度との間の雰囲気温度で熱処理されることを特徴とする熱処理装置。
2. 前記基板搬送路に沿って前記第一のチャンバの後段に設けられ、前記基板搬送路の所定区間を覆うと共に、前記基板搬送路を搬送される前記被処理基板に対する熱処理空間を形成する第二のチャンバと、前記第二のチャンバ内を加熱または冷却可能な第二の加熱・冷却手段とを更に備え、
   前記制御手段は、前記第二の加熱・冷却手段の設定温度を第三の温度に設定し、
   前記第一のチャンバから前記第二のチャンバに搬入された前記被処理基板は、前記第三の温度に設定された前記第二の加熱・冷却手段により、前記第一のチャンバにおいて熱処理された基板の温度が保持されると共に、所定の熱処理が施されることを特徴とする請求項１に記載された熱処理装置。
3. 前記第一の温度は、前記第二の温度よりも低い温度であって、
   前記第一の加熱・冷却手段は前記第一のチャンバ内を加熱し、前記第一のチャンバ内に搬入される複数の被処理基板に対し加熱処理が施されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された熱処理装置。
4. 前記第一の温度は、前記第二の温度よりも高い温度であって、
   前記第一の加熱・冷却手段は前記第一のチャンバ内を冷却し、前記第一のチャンバ内に搬入される複数の被処理基板に対し冷却処理が施されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された熱処理装置。
5. 前記制御手段は、前記第一のチャンバに向けて搬送される複数の被処理基板のうち、最後の被処理基板が前記基板検出手段によって検出され、前記最後の被処理基板の熱処理が完了すると、前記第一の加熱・冷却手段の前記設定温度を前記第二の温度から第一の温度に変更することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載された熱処理装置。
6. 前記第一の加熱・冷却手段は、前記第一のチャンバ内において基板搬送路に沿って複数に分割された領域毎に加熱温度または冷却温度を設定可能であって、
   前記制御手段は、先頭の被処理基板または最後の被処理基板が、前記分割された各領域を通過する所定のタイミングで、その領域における前記加熱・冷却手段の設定温度を変更することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載された熱処理装置。
7. 前記第一のチャンバ内で熱処理された被処理基板の温度を検出し、検出結果を前記制御手段に供給する基板温度検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記検出結果に基づき、前記第二の温度の値を設定することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載された熱処理装置。
8. 前記制御手段は、前記第一のチャンバ内に連続的に搬入される複数の被処理基板のうち、先頭側の所定枚数については、前記第一の加熱・冷却手段の設定温度が、連続処理する被処理基板毎に段階的に上昇または下降するよう制御し、且つ、前記所定枚数の熱処理後に前記設定温度が前記第二の温度に達するよう制御することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載された熱処理装置。
9. 複数の被処理基板を基板搬送路に沿って連続的に平流し搬送し、前記被処理基板を所定温度に加熱または冷却された第一のチャンバ内に搬入すると共に、前記第一のチャンバ内に搬入された被処理基板に対し所定の熱処理を施す熱処理方法であって、
   前記基板搬送路を搬送される複数の被処理基板のうち、先頭の被処理基板を前記第一のチャンバへの搬入前に検出するステップと、
   前記先頭の被処理基板の検出から所定時間の経過後に、前記第一のチャンバ内の第一の加熱・冷却手段の設定温度を第一の温度から第二の温度に変更するステップとを含み、
   前記先頭の被処理基板を、前記第一のチャンバ内において前記第一の温度と第二の温度との間の雰囲気温度で熱処理することを特徴とする熱処理方法。
10. 更に、前記基板搬送路に沿って前記第一のチャンバの後段に設けられた第二のチャンバにおいて、前記第二のチャンバ内の第二の加熱・冷却手段の設定温度を第三の温度に設定するステップと、
    前記被処理基板を前記第一のチャンバから前記第二のチャンバに搬入し、前記第三の温度に設定された第二の加熱・冷却手段により、前記第一のチャンバにおいて熱処理された基板の温度を保持すると共に、所定の熱処理を施すステップとを含むことを特徴とする請求項９に記載された熱処理方法。
11. 前記第一の温度は、前記第二の温度よりも低い温度であって、
    前記第一のチャンバ内に搬入される複数の被処理基板に対し加熱処理が施されることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載された熱処理方法。
12. 前記第一の温度は、前記第二の温度よりも高い温度であって、
    前記第一のチャンバ内に搬入される複数の被処理基板に対し冷却処理が施されることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載された熱処理方法。
13. 更に、前記基板搬送路を搬送される複数の被処理基板のうち、最後の被処理基板を前記第一のチャンバへの搬入前に検出するステップと、
    前記最後の被処理基板の検出から所定時間の経過後に、前記第一のチャンバ内の熱処理の設定温度を第二の温度から第一の温度に変更するステップとを含むことを特徴とする請求項９乃至請求項１２のいずれかに記載された熱処理方法。

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