JP5522144B2 - 加熱装置、加熱方法及び記憶媒体 - Google Patents
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Description
加熱処理を行う加熱装置としては処理容器内に基板の載置台を兼用する加熱プレートが設けられると共に処理容器内を排気する排気路が接続された構造のものが用いられる。加熱処理の目的は塗布膜中に残留している溶剤を乾燥させ、また架橋剤の架橋反応を促進させたりすることなどが挙げられる。
特許文献1において、不純物の排気路内の付着を防止する手段が提示されているが、排気路内にもパージガスを供給することで排気路に昇華物が付着することを防ぐ構成であり、排気内に含まれる昇華物を分解する構成を開示するものではない。
前記処理容器内の雰囲気を排気するための排気路と、
前記排気路に設けられ、前記塗布膜から発生する有機物である昇華物を析出させて捕集する捕集部と、
酸素を含む気体をプラズマ化し、これにより得た酸素の活性種を、前記捕集部にて捕集された昇華物を分解するために当該昇華物に供給するプラズマ発生部と、を備えたことを特徴とする。
前記処理容器内の雰囲気を排気するための排気路と、
前記処理容器内の天井面または側面に、前記塗布膜から発生する有機物である昇華物を析出させて捕集するために当該天井面または側面を冷却する冷却機構と、
酸素を含む気体をプラズマ化し、これにより得た酸素の活性種を、前記捕集部にて捕集された昇華物を分解するために設けられたプラズマ発生用の電極部を含むプラズマ発生部と、を備えたことを特徴としてもよい。
基板を加熱処理しているときに前記処理容器内の雰囲気を排気路により排気する工程と、
前記塗布膜から発生する有機物である昇華物を、前記排気路に設けられた捕集部に析出させて捕集する工程と、
酸素を含む気体をプラズマ化し、これにより得た酸素の活性種を、前記捕集部にて捕集された昇華物を分解するために当該昇華物に供給する工程と、を備えたことを特徴とする。
また本発明の加熱方法は、塗布膜が形成された基板を処理容器内にて加熱処理する工程と、
基板を加熱処理しているときに前記処理容器内の雰囲気を排気路により排気する工程と、
前記塗布膜から発生する有機物である昇華物を、前記処理容器内の天井面または側面に、析出させて捕集するために当該天井面または側面を冷却機構により冷却する工程と、
酸素を含む気体をプラズマ化し、これにより得た酸素の活性種を、前記捕集部にて捕集された昇華物を分解するために設けられたプラズマ発生用の電極部を含むプラズマ発生部により発生させる工程と、を備えたことを特徴してもよい。
前記コンピュータプログラムは、上述の加熱方法を実行するようにステップ群が組み込まれていることを特徴とする。
図1は本発明の実施の形態に係る加熱装置1の全体構成を示している。図1中の2は処理容器であり、この処理容器2は上面が開口している扁平な円筒体からなる下部材25と、この下部材25に対して上下に移動して処理容器2を開閉する蓋部22とからなり、基板であるウエハWの加熱処理を行う加熱室を構成している。
下部材25は加熱室の外装体をなす図示しない筐体の底面部に相当する基台27の上に支持部材26を介して支持されており、ウエハWを載置して加熱処理するための加熱部をなす図示しないヒータが内蔵された加熱板21が設けられている。前記基台27には、下部材25の底部28及び加熱板21を貫通しウエハWを外部の図示しない搬送アームとの間で受け渡しを行うための昇降ピン23を昇降させるための昇降機構24が設けられている。蓋部21は下面が開口している扁平な円筒体からなり、下部材25周壁部の上面に接触して処理容器2を閉じた状態とする下降位置と、ウエハWを加熱板21に対して受け渡すときの上昇位置との間で昇降できるように構成されている。この例では蓋部22の昇降動作は蓋部22の外周面に取り付けられた昇降アーム18を基台27に設けられた昇降機構19により駆動することにより行われる。
図3の6はコンピュータからなる制御部であり。図3中の60はバス、61はCPUである。バス60にはメモリ63及びプログラム62を格納したプログラム格納部(図では省略している)が接続される。プログラム62は、例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、MO(光磁気ディスク)、メモリーカードなどの記憶媒体により格納されて制御部6にインストールされる。
ウエハW上の塗布膜からの昇華物の主な成分はVOC(揮発性有機化合物)であり、従って捕集部4に捕集された付着物はプラズマ10中のラジカルやオゾンなどの高い酸化力によって酸化されて、H2OやCO2に分解され、気体として排出される。そして予め設定した時間が経過した後、高周波電力の供給を停止し、ウエハWの加熱処理を再開する。
この実施の形態では、捕集部4に付着した昇華物の付着量を監視する監視部を、昇華物が付着する部位、例えば屈曲路の屈曲部分に対応する排気管30の内壁に設ける。監視部としては例えば水晶振動子を用いた質量センサー(QCM:Quartz Crystal Microbalance)を用いることができ、例えば図4に示すようにセンサー部分を、前記内壁に形成した凹部に嵌め込んで設置する。水晶振動子の電極上に既述の昇華物が付着して質量が変動すると、その共振周波数が変動する。そのため共振周波数をモニターし、周波数の変化値により付着物の量を測定できる。水晶振動子を用いた質量センサー(以下QCMという)は検出力に優れ、数μg単位の微量の質量変化も検出することができる。
このような実施の形態によれば、より正確に、昇華物の付着量に応じた除去処理のタイミングを設定することができる。
また更には光イオン化検出器を用いて、捕集部4を通過した排気に含まれるVOCの濃度をモニターしてもよい。
捕集部4は前述したような、排気管30の屈曲部位に昇華物を付着させる構成に限らず、フィンを並べて設置することにより、昇華物をフィンに付着させるように構成してもよい。図7はこのような実施の形態を示しており、排気管30の幅方向に伸びるように設置した複数の平板状のフィン59を高さ方向に互いに隙間ができるように重ねてフィン59の積層部を形成し、複数の積層部を流路に沿って、例えば互いに間隔をおいて配置する。互いに隣接する積層部のフィン59同士の高さ方向について千鳥状に(互い違いに)配列されており、一の積層部におけるフィン同士の間の流路に臨む位置には、他の積層部のフィン59が位置している。各フィン59の左右両端は排気管30の側面に接触しており、従って排気流に各積層部のフィン59の間を通過することになる。
捕集部4は円筒部材を並べて、昇華物を捕集するように構成してもよい。この実施の形態は図8に示すように排気管30の幅方向に各々が伸びるように複数の円筒部材65を配置して、捕集部4を構成している。円筒部材65の配列パターン、設置数、外径については、昇華物の捕集効率が良好になるように予め実験等により決めることができる。円筒部材65は誘電体により構成され、筒孔部を冷却水路60に利用し、冷却水路60に冷却水を通流することで円筒部材65の表面全体を冷却するように構成されている。図示の便宜上1個の円筒部材65により、その構造を代表して示すと、円筒部材65の外周面に接触して、例えばその円筒部材65の長さ方向に沿って伸びるように電極部42が設けられると共に円筒部材65の筒壁の内部には接地電極68が円筒部材65と同芯の筒状に形成されている。電極部42は高周波電源64に接続され既述の実施の形態と同様にプラズマが生成され、同様の作用効果が得られる。
さらに第5の実施の形態を図9〜図11を用いて説明する。この実施の形態は、図9(a)に示すように内部が空洞の誘電体で構成された六角柱型の配管66を流路方向に平行に並べ、前後方向(流路の伸びる方向)から見てハニカム状になるように設置して捕集部4に相当するハニカム構造体58を構成している。捕集部4の排気が流入する側には、パンチングプレート55を設け、パンチング孔72により流路が一旦絞られており、図10(a)に示すように、この絞られた流路(パンチング孔72)は、ハニカム構造体58の各六角柱型の配管66の中央に位置するように配列されている。一方捕集部4の出口側には図10(b)に示すように、ハニカム構造体58の終端から隙間を介してパンチングプレート56が設けられている。捕集部4の出口側のパンチングプレート56の孔部はハニカム構造体58の流路の出口に対し、ずれるように配置されており、従ってハニカム構造体58を通過した排気がパンチングプレート56の壁部に衝突する。
この実施の形態に用いられる捕集部4は、図12及び図13に示すように排気管30内に下流側に向かうにつれて口径が縮小するいわば逆ラッパ状の流路69を形成し、この流路69の縮小端である出口に隙間を介して対向するように捕集面を形成した、例えば熱伝導率の大きい部材であるアルミニウムからなる捕集部材49と、を備えている。捕集部材49の内部には冷却機構48例えば冷却水が通流する配管が用いられ、捕集面を冷却するようにしている。
この例では排気流が逆ラッパ状の流路を通過するときに加速され、出口にて一気に膨張しようとするときに、冷却されている捕集面に衝突し、このため昇華物が析出して付着する。
この実施の形態は排気管30にて昇華物を捕集する代わりに処理容器21内にて昇華物を捕集する構成を採用している。この例では図14に示すように、蓋部22の天井面に水冷配管46を設けて蓋部22を冷却し、ウエハWからの昇華物を熱泳動により天井面の表面に集めて付着昇華物44として捕集するようにしている。天井面は誘電体で覆われており、図14、図15に示すように蓋部22の下面に近接した位置には当該下面と平行になるように、第1の実施の形態で用いたと同様の複数本の放電用の電極部45が並行状に設けられる。蓋部22の外側面には、ソケット52が当該蓋部22に対して着脱自在に取り付けられている。このソケット52には各電極部45に夫々接続される給電路72が配線されており、これら給電路72は高周波電源64と接続される。蓋部22は接地されており、電極部45と蓋部22の下面との間に高周波電界が発生し、処理容器21内の大気が活性化され酸素の活性種を含むプラズマを発生させることができ、蓋部22に付着した昇華物44を既述の実施の形態と同様に分解除去することができる。このように排気管30に吸引される排気の昇華物を減らすことで排気管30内に昇華物が付着することを抑制できる。
2 処理容器
10 プラズマ
21 加熱板
22 蓋部
25 底部
30 排気管
4 捕集部
42 電極部
43 水冷配管
44 付着昇華物
6 制御部
64 高周波電源
7 QCM
Claims (13)
- 塗布膜が形成された基板を処理容器内にて加熱処理する加熱装置において、
前記処理容器内の雰囲気を排気するための排気路と、
前記排気路に設けられ、前記塗布膜から発生する有機物である昇華物を析出させて捕集する捕集部と、
酸素を含む気体をプラズマ化し、これにより得た酸素の活性種を、前記捕集部にて捕集された昇華物を分解するために当該昇華物に供給するプラズマ発生部と、を備えたことを特徴とする加熱装置。 - 前記プラズマ発生部は、プラズマ発生用の電極部を有することを特徴とする請求項1に記載の加熱装置。
- 前記捕集部は昇華物の析出を促進させるために冷却機構を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の加熱装置。
- 塗布膜が形成された基板を処理容器内にて加熱処理する加熱装置において、
前記処理容器内の雰囲気を排気するための排気路と、
前記処理容器内の天井面または側面に、前記塗布膜から発生する有機物である昇華物を析出させて捕集するために当該天井面または側面を冷却する冷却機構と、
酸素を含む気体をプラズマ化し、これにより得た酸素の活性種を、前記捕集部にて捕集された昇華物を分解するために設けられたプラズマ発生用の電極部を含むプラズマ発生部と、を備えたことを特徴とする加熱装置。 - 前記捕集部に付着した昇華物の量を監視する監視部と、
前記監視部の監視結果に基づいて、前記プラズマ発生部におけるプラズマの発生開始及びプラズマの発生停止の少なくとも一方を行うように制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の加熱装置。 - 前記捕集部に付着した昇華物の量を監視する監視部を備え、
前記監視部の監視結果に基づいて、プラズマの出力及びプラズマ発生時間の少なくとも一方を調整する手段を備えていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載の加熱装置。 - 塗布膜が形成された基板を処理容器内にて加熱処理する工程と、
基板を加熱処理しているときに前記処理容器内の雰囲気を排気路により排気する工程と、
前記塗布膜から発生する有機物である昇華物を、前記排気路に設けられた捕集部に析出させて捕集する工程と、
酸素を含む気体をプラズマ化し、これにより得た酸素の活性種を、前記捕集部にて捕集された昇華物を分解するために当該昇華物に供給する工程と、を備えたことを特徴とする加熱方法。 - 酸素を含む気体のプラズマ化は、プラズマ発生用の電極部を用いて行うことを特徴とする請求項7に記載の加熱方法。
- 前記捕集部は、昇華物の析出を促進させるために冷却機構により冷却される工程を特徴とする請求項7または8に記載の加熱方法。
- 塗布膜が形成された基板を処理容器内にて加熱処理する工程と、
基板を加熱処理しているときに前記処理容器内の雰囲気を排気路により排気する工程と、
前記塗布膜から発生する有機物である昇華物を、前記処理容器内の天井面または側面に、析出させて捕集するために当該天井面または側面を冷却機構により冷却する工程と、
酸素を含む気体をプラズマ化し、これにより得た酸素の活性種を、前記捕集部にて捕集された昇華物を分解するために設けられたプラズマ発生用の電極部を含むプラズマ発生部により発生させる工程と、を備えたことを特徴とする加熱方法。
- 前記捕集部に付着した昇華物の量を監視部により監視する工程と、
前記監視部の監視結果に基づいて、プラズマ発生部におけるプラズマの発生開始及びプラズマの発生停止の少なくとも一方を行うように制御する工程と、
を備えたことを特徴とする請求項7ないし10のいずれか一項に記載の加熱方法。 - 前記捕集部に付着した昇華物の量を監視部により監視する工程と、
前記監視部の監視結果に基づいて、プラズマの出力及びプラズマ発生時間の少なくとも一方を調整する工程と、
を特徴とする請求項7ないし11のいずれか一項に記載の加熱方法。 - 塗布膜が形成された基板を処理容器内にて加熱処理する加熱装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項7ないし12のいずれか一項に記載された加熱方法を実行するようにステップ群が組み込まれていることを特徴とする記憶媒体。
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