JP5226037B2 - 熱処理装置及び熱処理方法 - Google Patents
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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。
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。
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７（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。
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。
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。
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７（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。
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。
しかしながら、図７（ａ）〜図７（ｄ）に示した平流し搬送構造の熱処理装置にあっては、プレヒータ部６３による予備加熱後の基板温度が、基板Ｇの前部領域及び後部領域と、中央部の領域とで異なる傾向があった。
具体的には、基板Ｇの前部領域は、前方に続く基板面（熱を吸収する面）が無いため、比較的、熱が籠もった状態のチャンバ内に搬入されることとなり、中央部領域よりも多くの熱量を受け、より高温になっていた。
一方、基板Ｇの後部領域にあっては、後方に続く基板面（熱を吸収する面）が無いため、比較的、熱が籠もった状態のチャンバ内を搬送されることとなり、中央部領域よりも多くの熱量を受け、より高温になっていた。
このため、プレヒータ部６３で昇温された基板Ｇに対しメインヒータ部６４において所定の加熱処理を施す際に、基板面内の温度ばらつきによって、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。
具体的には、基板Ｇの前部領域は、前方に続く基板面（熱を吸収する面）が無いため、比較的、熱が籠もった状態のチャンバ内に搬入されることとなり、中央部領域よりも多くの熱量を受け、より高温になっていた。
一方、基板Ｇの後部領域にあっては、後方に続く基板面（熱を吸収する面）が無いため、比較的、熱が籠もった状態のチャンバ内を搬送されることとなり、中央部領域よりも多くの熱量を受け、より高温になっていた。
このため、プレヒータ部６３で昇温された基板Ｇに対しメインヒータ部６４において所定の加熱処理を施す際に、基板面内の温度ばらつきによって、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。
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、被処理基板を平流し搬送しながら熱処理を施す熱処理装置であって、基板面内における熱処理温度のばらつきを抑制し、基板面内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、前記被処理基板を前記基板搬送路に沿って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、前記基板搬送路に沿って前記第一のチャンバ内の上部及び下部に配置された、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、前記基板搬送手段による基板搬送速度を制御可能な制御手段とを備え、前記制御手段は、前記基板検出手段の検出信号により被処理基板の搬送位置を取得し、前記被処理基板の前部領域が第一のチャンバに搬入される間及び前記被処理基板の後部領域が第一のチャンバから搬出される間の基板搬送速度が、被処理基板の中央部領域が第一のチャンバに搬入され、搬出される間の基板搬送速度よりも速くなるように、前記基板搬送手段による基板搬送速度を切り換え、前記第一のチャンバ内における被処理基板の前部領域及び後部領域の滞在時間が、被処理基板の中央部領域よりも短くなるように制御することに特徴を有する。
このような構成により、被処理基板を搬送する場合、例えば、その中央部は通常の搬送速度で第一のチャンバ内を搬送され、基板前部を第一のチャンバに搬入する間と基板後部を第一のチャンバから搬出する間は、通常の搬送速度よりも高速に搬送される制御が可能となる。
これにより、被処理基板の中央部が第一のチャンバに滞在する時間に対して、基板前部及び基板後部の滞在時間が短くなり、基板全体として受ける熱量が均一となって、基板面内における温度ばらつきが抑制される。その結果、基板面内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。
これにより、被処理基板の中央部が第一のチャンバに滞在する時間に対して、基板前部及び基板後部の滞在時間が短くなり、基板全体として受ける熱量が均一となって、基板面内における温度ばらつきが抑制される。その結果、基板面内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、被処理基板を基板搬送路に沿って平流し搬送し、前記基板搬送路に沿って前記第一のチャンバ内の上部及び下部に配置された第一の加熱・冷却手段によって所定温度に加熱または冷却された第一のチャンバ内に、前記被処理基板を搬入すると共に、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、前記被処理基板の検出により被処理基板の搬送位置を取得し、前記被処理基板の前部領域が第一のチャンバに搬入される間及び前記被処理基板の後部領域が第一のチャンバから搬出される間の基板搬送速度が、被処理基板の中央部領域が第一のチャンバに搬入され、搬出される間の基板搬送速度よりも速くなるように、基板搬送速度を切り換え、前記第一のチャンバ内における被処理基板の前部領域及び後部領域の滞在時間が、被処理基板の中央部領域よりも短くなるように制御するステップとを含むことに特徴を有する。
このような方法によれば、被処理基板を搬送する場合、例えば、その中央部は通常の搬送速度で第一のチャンバ内を搬送され、基板前部を第一のチャンバに搬入する間と基板後部を第一のチャンバから搬出する間は、通常の搬送速度よりも高速に搬送される制御が可能となる。
これにより、被処理基板の中央部が第一のチャンバに滞在する時間に対して、基板前部及び基板後部の滞在時間が短くなり、基板全体として受ける熱量が均一となって、基板面内における温度ばらつきが抑制される。その結果、基板面内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。
これにより、被処理基板の中央部が第一のチャンバに滞在する時間に対して、基板前部及び基板後部の滞在時間が短くなり、基板全体として受ける熱量が均一となって、基板面内における温度ばらつきが抑制される。その結果、基板面内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、被処理基板を平流し搬送しながら熱処理を施す熱処理装置であって、基板面内における熱処理温度のばらつきを抑制し、基板面内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。
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。
また、以下の説明において用いる基板Ｇの前部（領域）とは、例えば基板全長に対して基板前端から四分の一程度（基板全長を２０００ｍｍとすれば５００ｍｍ）までの領域とし、基板Ｇの後部（領域）とは、基板全長に対して基板後端から四分の一程度までの領域とする。また、基板Ｇの中央部（領域）とは、前記基板Ｇの前部及び後部を除く領域とする。
また、以下の説明において用いる基板Ｇの前部（領域）とは、例えば基板全長に対して基板前端から四分の一程度（基板全長を２０００ｍｍとすれば５００ｍｍ）までの領域とし、基板Ｇの後部（領域）とは、基板全長に対して基板後端から四分の一程度までの領域とする。また、基板Ｇの中央部（領域）とは、前記基板Ｇの前部及び後部を除く領域とする。
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、基板搬出部６とが配置されている。
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、基板搬出部６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、複数のコロ２０によって基板搬入部３から基板搬出部６にかけて形成された基板搬送路２は、基板搬送方向に沿って複数のエリアに区切られている。
具体的には、基板搬入部３に設けられた複数のコロ２０により第一の搬送部２ａが形成される。
また、プレヒータ部４内の上流領域に設けられたコロ２０により第二の搬送部２ｂが形成される。尚、この第二の搬送部２ｂの基板搬送方向の長さ、即ち、プレヒータ部４の開始位置からの長さは、少なくとも基板Ｇの前部の長さよりも長く設けられている。
具体的には、基板搬入部３に設けられた複数のコロ２０により第一の搬送部２ａが形成される。
また、プレヒータ部４内の上流領域に設けられたコロ２０により第二の搬送部２ｂが形成される。尚、この第二の搬送部２ｂの基板搬送方向の長さ、即ち、プレヒータ部４の開始位置からの長さは、少なくとも基板Ｇの前部の長さよりも長く設けられている。
また、プレヒータ部４内の中央領域に設けられたコロ２０により第三の搬送部２ｃが形成され、プレヒータ部４内の下流領域からメインヒータ部５内の中央領域にかけて設けられたコロ２０により第四の搬送部２ｄが形成されている。
尚、第四の搬送部２ｄのプレヒータ部４内における基板搬送方向の長さは、少なくとも基板Ｇの後部の長さよりも長く設けられている。
更に、メインヒータ部５内の下流領域から基板搬出部６にかけて設けられたコロ２０により第五の搬送部２ｅが形成されている。
尚、第四の搬送部２ｄのプレヒータ部４内における基板搬送方向の長さは、少なくとも基板Ｇの後部の長さよりも長く設けられている。
更に、メインヒータ部５内の下流領域から基板搬出部６にかけて設けられたコロ２０により第五の搬送部２ｅが形成されている。
前記第一の搬送部２ａ〜第五の搬送部２ｅは、それぞれ駆動系が独立して設けられている。
即ち、図２に示すように、第一の搬送部２ａ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、第二の搬送部２ｂ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。
即ち、図２に示すように、第一の搬送部２ａ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、第二の搬送部２ｂ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。
また、第三の搬送部２ｃ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。
また、第四の搬送部２ｄにおける複数のコロ２０は、その回転軸２１の回転がベルト２２ｄ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１０ｄに接続されている。
また、第一の搬送部２ｅにおける複数のコロ２０は、その回転軸２１の回転がベルト２２ｅ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１０ｅに接続されている。
また、第四の搬送部２ｄにおける複数のコロ２０は、その回転軸２１の回転がベルト２２ｄ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１０ｄに接続されている。
また、第一の搬送部２ｅにおける複数のコロ２０は、その回転軸２１の回転がベルト２２ｅ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１０ｅ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。
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、複数の下部面状ヒータ１７及び上部面状ヒータ１８を備える。これら下部面状ヒータ１７及び上部面状ヒータ１８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。
下部面状ヒータ１７は、それぞれ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１８は、それぞれ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。
また、下部面状ヒータ１７と上部面状ヒータ１８には、ヒータ電源３６により駆動電流が供給され、ヒータ電源３６は、コンピュータからなる制御部４０（制御手段）によって制御される。
下部面状ヒータ１７は、それぞれ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１８は、それぞれ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。
また、下部面状ヒータ１７と上部面状ヒータ１８には、ヒータ電源３６により駆動電流が供給され、ヒータ電源３６は、コンピュータからなる制御部４０（制御手段）によって制御される。
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３９により駆動電流が供給され、ヒータ電源３９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。
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の中央領域には、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による一連の熱処理工程について、更に図３乃至図６を用いて説明する。尚、図３及び図５は、加熱処理ユニット１における基板搬送制御の流れを示すフローであり、図４及び図６は、加熱処理ユニット１における基板搬送状態を示す断面図である。
先ず、ヒータ電源３６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１７及び上部面状ヒータ１８の温度が予備加熱温度（例えば１６０℃）に設定される。また、ヒータ電源３９からの駆動電流の供給により、メインヒータ部５の下部面状ヒータ２３及び上部面状ヒータ２４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熱処理温度（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（１６０℃）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、第一の搬送部２ａ〜第五の搬送部２ｅは通常速度（例えば５０ｍｍ／ｓｅｃ）の駆動がなされ、被処理基板である基板Ｇは、基板搬入部３の基板搬送路２を搬送される。
そして、図４（ａ）に示すように基板検出センサ４５によって基板Ｇが検出されると（図３のステップＳ１）、制御部４０にその基板検出信号が供給される。
そして、図４（ａ）に示すように基板検出センサ４５によって基板Ｇが検出されると（図３のステップＳ１）、制御部４０にその基板検出信号が供給される。
制御部４０は、前記基板検出信号と基板搬送速度とに基づいて、基板Ｇの搬送位置を取得（検出）開始する。そして、制御部４０は、図４（ａ）に示すように、基板Ｇがチャンバ８の搬入口５１からプレヒータ部４に搬入されるタイミングにおいて（図３のステップＳ２）、第一、第二の搬送部２ａ，２ｂの搬送速度が所定速度上昇するようコロ駆動装置１０ａ，１０ｂを制御する（図３のステップＳ３）。これにより基板Ｇの前部は、通常よりも速い搬送速度（例えば１００ｍｍ／ｓｅｃ）でプレヒータ部４に搬入される。
また、制御部４０は、図４（ｂ）に示すように、基板Ｇの中央部がプレヒータ部４に搬入されるタイミングにおいて（図３のステップＳ４）、第一、第二の搬送部２ａ，２ｂの搬送速度が通常速度（５０ｍｍ／ｓｅｃ）に戻るようコロ駆動装置１０ａ，１０ｂを制御する（図３のステップＳ５）。これにより基板Ｇの中央部は、通常速度（５０ｍｍ／ｓｅｃ）でプレヒータ部４に搬入される。
また、制御部４０は、図４（ｃ）に示すように、基板Ｇの中央部がプレヒータ部４から搬出され、基板Ｇの後部のみがプレヒータ部４内に残るタイミングにおいて（図３のステップＳ６）、第四、第五の搬送部２ｄ，２ｅの搬送速度が所定速度上昇するようコロ駆動装置１０ｄ，１０ｅを制御する（図３のステップＳ７）。これにより基板Ｇの後部は、通常よりも速い搬送速度（例えば１００ｍｍ／ｓｅｃ）でプレヒータ部４から搬出され、メインヒータ部５に搬入される（図３のステップＳ８）。
また、制御部４０は、前記のように基板Ｇの全体がメインヒータ部５に搬入されると、第四，第五の搬送速度が通常速度（５０ｍｍ／ｓｅｃ）に戻るようコロ駆動装置１０ｄ，１０ｅを制御する（図３のステップＳ９）。これにより基板Ｇは、通常の搬送速度（５０ｍｍ／ｓｅｃ）でメインヒータ部５を搬送されることとなる。
このように加熱処理ユニット１において基板Ｇを搬送する場合、その中央部は通常の搬送速度（５０ｍｍ／ｓｅｃ）でプレヒータ部４を搬送されるが、基板前部をプレヒータ部４に搬入する間と基板後部をプレヒータ部４から搬出する間は、通常の搬送速度よりも高速（１００ｍｍ／ｓｅｃ）で搬送される。
その結果、基板Ｇの中央部がプレヒータ部４に滞在する時間に対して、基板前部及び基板後部の滞在時間がより短くなり、基板全体として受ける熱量が均一となって基板面内における温度ばらつきが抑制される。
その結果、基板Ｇの中央部がプレヒータ部４に滞在する時間に対して、基板前部及び基板後部の滞在時間がより短くなり、基板全体として受ける熱量が均一となって基板面内における温度ばらつきが抑制される。
また、制御部４０は、図６（ａ）に示すように、メインヒータ部５においては、基板Ｇの中央部領域が基板温度検出センサ４６の付近を通過するタイミングにおいて基板中央部の温度を取得する（図５のステップＳｔ１）。
更に、制御部４０は、図６（ｂ）に示すように、基板Ｇの後部が基板温度検出センサ４６の付近を通過するタイミングにおいて基板後部領域の温度を取得する（図５のステップＳｔ２）。
更に、制御部４０は、図６（ｂ）に示すように、基板Ｇの後部が基板温度検出センサ４６の付近を通過するタイミングにおいて基板後部領域の温度を取得する（図５のステップＳｔ２）。
制御部４０は、取得した基板中央部の温度と基板後部の温度とを比較し、基板後部の温度がより高い場合には（図５のステップＳｔ３）、図６（ｃ）に示す状態から、基板後部を通常の搬送速度よりも速くメインヒータ部５から搬出するようコロ駆動装置１０ｅを制御する（図５のステップＳｔ４）。これにより、基板Ｇは、第五の搬送部２ｅにおいて通常よりも所定速度高速（例えば１００ｍｍ／ｓｅｃ）で搬送され、メインヒータ部５での熱処理時間がより短くなされる（図５のステップＳｔ６）。
一方、制御部４０は、取得した基板中央部の温度が基板後部の温度よりも高い場合には、図６（ｃ）に示す状態から、基板後部を通常の搬送速度よりも遅くメインヒータ部５から搬出するようコロ駆動装置１０ｅを制御する（図５のステップＳｔ５）。この場合には、基板Ｇは第五の搬送部２ｅ上を通常よりも所定速度低速（例えば３０ｍｍ／ｓｅｃ）で搬出され、メインヒータ部５での熱処理時間がより長くなされる（図５のステップＳｔ６）。
尚、取得した基板中央部の温度と基板後部の温度との差分が許容範囲内の場合はそのまま搬出される（図５のステップＳｔ６）。
このようにメインヒータ部５における基板後部の滞在時間が調整可能となされることにより、基板面内温度がより均一化される。
このようにメインヒータ部５における基板後部の滞在時間が調整可能となされることにより、基板面内温度がより均一化される。
以上のように本発明に係る実施形態によれば、加熱処理ユニット１において基板Ｇを搬送する場合、その中央部は通常の搬送速度でプレヒータ部４を搬送され、基板前部をプレヒータ部４に搬入する間と基板後部をプレヒータ部４から搬出する間は、通常の搬送速度よりも高速に搬送される。
これにより、基板Ｇの中央部がプレヒータ部４に滞在する時間に対して、基板前部及び基板後部の滞在時間が短くなり、基板全体として受ける熱量が均一となって、基板面内における温度ばらつきが抑制される。その結果、基板面内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。
これにより、基板Ｇの中央部がプレヒータ部４に滞在する時間に対して、基板前部及び基板後部の滞在時間が短くなり、基板全体として受ける熱量が均一となって、基板面内における温度ばらつきが抑制される。その結果、基板面内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。
尚、前記実施の形態においては、プレヒータ部４における基板中央部の搬送速度に対して基板前部及び基板後部の搬送速度が高速となる期間を設けるものとしたが、その制御方法に限定されるものではない。
即ち、基板中央部の搬送速度に対して基板前部及び基板後部の搬送速度が相対的に高速となればよく、例えば、プレヒータ部４内において少なくとも基板中央部の搬送時は通常よりも低速搬送となるよう制御を行ってもよい。
即ち、基板中央部の搬送速度に対して基板前部及び基板後部の搬送速度が相対的に高速となればよく、例えば、プレヒータ部４内において少なくとも基板中央部の搬送時は通常よりも低速搬送となるよう制御を行ってもよい。
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、従来の課題として、基板Ｇの前部領域及び後部領域の温度が、中央部領域の温度よりも低くなることが考えられる。そのため、前記実施の形態と同様にチャンバ内における基板Ｇの前部領域及び後部領域の搬送速度が、中央部領域の搬送速度よりも速くなるよう制御することにより、基板面内における熱処理（冷却）温度のばらつきを抑制することができる。
また、その場合、従来の課題として、基板Ｇの前部領域及び後部領域の温度が、中央部領域の温度よりも低くなることが考えられる。そのため、前記実施の形態と同様にチャンバ内における基板Ｇの前部領域及び後部領域の搬送速度が、中央部領域の搬送速度よりも速くなるよう制御することにより、基板面内における熱処理（冷却）温度のばらつきを抑制することができる。
また、前記実施の形態においては、基板搬送手段としてコロ２０を用いるものとしたが、それに限定されるものではなく、他の搬送手段を用いるものであってもよい。例えば、基板Ｇを保持しつつ基板搬送方向に沿って設けられたレールをスライド移動する手段を設け、第一の搬送部２ａ〜第五の搬送部２での搬送速度をそれぞれ制御する構成としてもよい。
１ 加熱処理ユニット（熱処理装置）
２ 基板搬送路
８ チャンバ
８Ａ 第一のチャンバ
８Ｂ 第二のチャンバ
１７ 下部面状ヒータ（第一の加熱・冷却手段）
１８ 上部面状ヒータ（第二の加熱・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）
２ 基板搬送路
８ チャンバ
８Ａ 第一のチャンバ
８Ｂ 第二のチャンバ
１７ 下部面状ヒータ（第一の加熱・冷却手段）
１８ 上部面状ヒータ（第二の加熱・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 (4)
- 平流し搬送される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、前記被処理基板を前記基板搬送路に沿って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、
前記基板搬送路に沿って前記第一のチャンバ内の上部及び下部に配置された、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、前記基板搬送手段による基板搬送速度を制御可能な制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記基板検出手段の検出信号により被処理基板の搬送位置を取得し、前記被処理基板の前部領域が第一のチャンバに搬入される間及び前記被処理基板の後部領域が第一のチャンバから搬出される間の基板搬送速度が、被処理基板の中央部領域が第一のチャンバに搬入され、搬出される間の基板搬送速度よりも速くなるように、前記基板搬送手段による基板搬送速度を切り換え、前記第一のチャンバ内における被処理基板の前部領域及び後部領域の滞在時間が、被処理基板の中央部領域よりも短くなるように制御することを特徴とする熱処理装置。 - 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、
前記第二のチャンバ内を搬送される前記被処理基板の中央部領域と後部領域の温度をそれぞれ検出可能し、検出信号を前記制御手段に供給する基板温度検出手段とを更に備え、
前記制御部は、前記基板温度検出手段から取得した前記被処理基板における中央部領域の温度と後部領域の温度とを比較し、その比較結果に基づいて、被処理基板の後部領域を前記第二のチャンバから搬出する基板搬送速度を決定することを特徴とする請求項１に記載された熱処理装置。 - 被処理基板を基板搬送路に沿って平流し搬送し、前記基板搬送路に沿って前記第一のチャンバ内の上部及び下部に配置された第一の加熱・冷却手段によって所定温度に加熱または冷却された第一のチャンバ内に、前記被処理基板を搬入すると共に、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、
前記被処理基板の検出により被処理基板の搬送位置を取得し、前記被処理基板の前部領域が第一のチャンバに搬入される間及び前記被処理基板の後部領域が第一のチャンバから搬出される間の基板搬送速度が、被処理基板の中央部領域が第一のチャンバに搬入され、搬出される間の基板搬送速度よりも速くなるように、基板搬送速度を切り換え、前記第一のチャンバ内における被処理基板の前部領域及び後部領域の滞在時間が、被処理基板の中央部領域よりも短くなるように制御するステップとを含むことを特徴とする熱処理方法。 - 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、
前記被処理基板に所定の熱処理を施しながら前記被処理基板を搬送するステップと、
前記第二のチャンバ内を搬送される前記被処理基板の中央部領域と後部領域の温度をそれぞれ検出するステップと、
取得した前記被処理基板における中央部領域の温度と後部領域の温度とを比較し、その比較結果に基づいて、被処理基板の後部領域を前記第二のチャンバから搬出する基板搬送速度を決定するステップとを含むことを特徴とする請求項３に記載された熱処理方法。
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