JP7018713B2 - 基板加熱装置、基板処理システム及び基板加熱方法 - Google Patents

基板加熱装置、基板処理システム及び基板加熱方法 Download PDF

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Description

本発明は、基板加熱装置、基板処理システム及び基板加熱方法に関する。
近年、電子デバイス用の基板として、ガラス基板に代わりフレキシブル性を有した樹脂基板の市場ニーズがある。例えば、このような樹脂基板は、ポリイミド膜を用いる。例えば、ポリイミド膜は、基板にポリイミドの前駆体の溶液を塗布した後、前記基板を加熱する工程（加熱工程）を経て形成される。例えば、ポリイミドの前駆体の溶液としては、ポリアミック酸と溶媒からなるポリアミック酸ワニスがある（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
特開２００１－２１０６３２号公報 国際公開第２００９／１０４３７１号
ところで、上述の加熱工程は、基板を収容可能なチャンバ内で行われる。しかしながら、チャンバの内面に昇華物が付着するという課題があった。
以上のような事情に鑑み、本発明は、チャンバの内面に昇華物が付着することを抑制することが可能な基板加熱装置、基板処理システム及び基板加熱方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る基板加熱装置は、溶液を塗布した基板を収容可能な収容空間が内部に形成されたチャンバと、前記収容空間の雰囲気を減圧可能な減圧部と、前記基板の一方側及び他方側の少なくとも一方に配置されるとともに、前記基板を加熱可能な基板加熱部と、前記チャンバの内面の少なくとも一部を加熱可能なチャンバ加熱部と、を含むことを特徴とする。
この構成によれば、チャンバの内面の少なくとも一部を加熱可能なチャンバ加熱部を含むことで、チャンバの内面の降温を抑制することができる。そのため、チャンバの収容空間中の気体がチャンバの内面で冷却されて固体の堆積物（昇華物）となることを抑制することができる。したがって、チャンバの内面に昇華物が付着することを抑制することができる。
上記の基板加熱装置において、前記チャンバは、前記基板の周囲を覆う周壁を含み、前記チャンバ加熱部は、少なくとも前記周壁に配置されていてもよい。
この構成によれば、チャンバの周壁の内面の降温を抑制することができる。そのため、チャンバの収容空間中の気体がチャンバの周壁の内面で冷却されて昇華物となることを抑制することができる。したがって、チャンバの周壁の内面に昇華物が付着することを抑制することができる。
上記の基板加熱装置において、前記減圧部は、前記チャンバに接続された真空配管を含み、前記真空配管の内面の少なくとも一部を加熱可能な真空配管加熱部を更に含んでいてもよい。
この構成によれば、真空配管の内面の降温を抑制することができる。そのため、真空配管を通る気体が真空配管の内面で冷却されて昇華物となることを抑制することができる。したがって、真空配管の内面に昇華物が付着することを抑制することができる。
上記の基板加熱装置において、前記基板加熱部は、前記基板を赤外線によって加熱可能な赤外線ヒータを含み、前記チャンバの内面の少なくとも一部は、前記赤外線を反射するチャンバ側反射面とされていてもよい。
この構成によれば、チャンバ側反射面によって反射された赤外線の少なくとも一部は基板に吸収されるため、基板の加熱を促進することができる。一方、チャンバ側反射面によって反射された赤外線による基板の温度上昇分を踏まえて、赤外線ヒータの出力を低減することができる。ところで、オーブンで熱風を循環させて基板を加熱する方式であると、熱風の循環によって基板の収容空間に異物が巻き上げられる可能性がある。これに対し、この構成によれば、基板の収容空間の雰囲気を減圧した状態で基板を加熱することができるため、基板の収容空間に異物が巻き上げられることはない。したがって、チャンバの内面又は基板に異物が付着することを抑制する上で好適である。
上記の基板加熱装置において、前記収容空間に不活性ガスを供給することによって前記収容空間の状態を調整可能なガス供給部と、前記ガス供給部から供給される前記不活性ガスを前記基板に向けて拡散するガス拡散部と、を更に含んでいてもよい。
ところで、不活性ガスをチャンバの周壁の内面に向けて噴射する構成であると、不活性ガスがチャンバの周壁の内面に衝突した後にチャンバ内を対流することによって、基板の収容空間に異物が巻き上げられる可能性がある。これに対し、この構成によれば、不活性ガスが基板に向けて拡散されるため、不活性ガスがチャンバ内を対流することを抑制し、基板の収容空間に異物が巻き上げられることを回避することができる。したがって、チャンバの内面又は基板に異物が付着することを抑制する上で好適である。
上記の基板加熱装置において、前記ガス供給部は、前記チャンバに接続されたガス供給配管を含み、前記ガス供給配管の内面の少なくとも一部を加熱可能なガス供給配管加熱部を更に含んでいてもよい。
この構成によれば、ガス供給配管の内面の降温を抑制することができる。そのため、ガス供給配管を通る気体がガス供給配管の内面で冷却されて昇華物となることを抑制することができる。したがって、ガス供給配管の内面に昇華物が付着することを抑制することができる。
上記の基板加熱装置において、前記収容空間に前記基板を搬入可能及び排出可能な基板搬出入部と、前記基板搬出入部の少なくとも一部を加熱可能な基板搬出入部加熱部と、を更に含んでいてもよい。
この構成によれば、基板搬出入部の降温を抑制することができる。そのため、基板搬出入口を通る気体が基板搬出入部で冷却されて昇華物となることを抑制することができる。したがって、基板搬出入部に昇華物が付着することを抑制することができる。
上記の基板加熱装置において、前記チャンバ加熱部の少なくとも一部を前記チャンバの外方から覆う断熱部材を更に備えていてもよい。
この構成によれば、チャンバの外方への熱移動を抑えることができるため、チャンバ加熱部によってチャンバの内面を効率的に加熱することができる。
上記の基板加熱装置において、前記断熱部材の少なくとも一部を前記チャンバの外方から覆うカバー部材を更に備えていてもよい。
この構成によれば、チャンバ加熱部及び断熱部材を保護することができるため、チャンバ加熱部によってチャンバの内面を安定して効率的に加熱することができる。
上記の基板加熱装置において、前記減圧部は、前記チャンバに接続された真空配管を含み、前記真空配管を通る気体を液化するとともに、前記基板に塗布された前記溶液から揮発した溶媒を回収可能な気体液化回収部を更に備えていてもよい。
この構成によれば、真空配管を通る気体を液化することができるため、真空配管を通る気体がチャンバ内に逆流することを防ぐことができる。加えて、基板に塗布された溶液から揮発した溶媒を回収可能であるため、溶液から揮発した溶媒が工場側へ排出されることを防ぐことができる。また、気体液化回収部を減圧部（真空ポンプ）のラインに接続した場合には、溶液から揮発した溶媒が再び液化して真空ポンプ内に逆流することを防ぐことができる。さらに、溶液から揮発した溶媒を、洗浄液として再利用することができる。例えば、洗浄液は、ノズル先端の洗浄、ノズルに付着した液をかき取る部材に付着した液の洗浄等に用いることができる。
上記の基板加熱装置において、前記基板加熱部は、前記基板の一方側に配置されたホットプレートと、前記基板の他方側に配置されるとともに、前記基板を赤外線によって加熱可能な赤外線ヒータと、を含んでいてもよい。
ところで、オーブンで熱風を循環させて基板を加熱する方式であると、熱風の循環によって基板の収容空間に異物が巻き上げられる可能性がある。これに対し、この構成によれば、基板の収容空間の雰囲気を減圧した状態で基板を加熱することができるため、基板の収容空間に異物が巻き上げられることはない。したがって、チャンバの内面又は基板に異物が付着することを抑制する上で好適である。加えて、基板の一方側に配置されたホットプレートによって、基板の加熱温度を基板の面内で均一化させることができるため、膜特性を向上させることができる。例えば、ホットプレートの一面と基板の第二面とを当接させた状態で基板を加熱することによって、基板の加熱温度の面内均一性を高めることができる。
上記の基板加熱装置において、前記チャンバは、前記基板の一方側に配置された底板と、前記基板の他方側に配置されるとともに、前記底板と対向する天板と、前記天板及び前記底板の外周縁に繋がる周壁と、を含み、前記ホットプレートは、前記底板の側に配置され、前記赤外線ヒータは、前記天板の側に配置され、前記チャンバ加熱部は、少なくとも前記周壁に配置されていてもよい。
この構成によれば、ホットプレートによってチャンバの底板の内面の降温を抑制することができる。加えて、赤外線ヒータによってチャンバの天板の内面の降温を抑制することができる。加えて、チャンバ加熱部によってチャンバの周壁の内面の降温を抑制することができる。すなわち、チャンバ全体の内面の降温を抑制することができる。そのため、チャンバの収容空間中の気体がチャンバ全体の内面で冷却されて昇華物となることを抑制することができる。したがって、チャンバ全体の内面に昇華物が付着することを抑制することができる。加えて、チャンバ加熱部がチャンバの周壁にのみ配置されている場合には、チャンバ加熱部が天板及び底板に更に配置された場合と比較して、簡素な構成でチャンバ全体の内面に昇華物が付着することを抑制することができる。ところで、チャンバの天板には赤外線ヒータの支持部材などが配置されるため、チャンバ加熱部がチャンバの天板に配置される場合にはレイアウト上の制約を受ける。これに対し、この構成によれば、チャンバ加熱部がチャンバの周壁にのみ配置されているため、前記レイアウト上の制約を受けることはない。
上記の基板加熱装置において、前記収容空間に不活性ガスを供給することによって前記収容空間の状態を調整可能なガス供給部と、前記ガス供給部から供給される前記不活性ガスを前記基板に向けて拡散するガス拡散部と、を更に含み、前記ガス供給部は、前記周壁における前記天板の側に接続されたガス供給配管を含んでいてもよい。
ところで、不活性ガスをチャンバの周壁の内面に向けて噴射する構成であると、不活性ガスがチャンバの周壁の内面に衝突した後にチャンバ内を対流することによって、基板の収容空間に異物が巻き上げられる可能性がある。これに対し、この構成によれば、不活性ガスが基板に向けて拡散されるため、不活性ガスがチャンバ内を対流することを抑制し、基板の収容空間に異物が巻き上げられることを回避することができる。したがって、チャンバの内面又は基板に異物が付着することを抑制する上で好適である。ところで、チャンバの天板には赤外線ヒータの支持部材などが配置されるため、ガス供給配管がチャンバの天板に接続される場合にはレイアウト上の制約を受ける。これに対し、この構成によれば、ガス供給配管がチャンバの周壁に接続されているため、前記レイアウト上の制約を受けることはない。加えて、ガス供給配管がチャンバの周壁における天板の側に接続されていることで、不活性ガスが天板の側から基板に向けてより広く拡散されやすくなるため、不活性ガスがチャンバ内を対流することをより効果的に抑制し、基板の収容空間に異物が巻き上げられることをより効果的に回避することができる。
上記の基板加熱装置において、前記ホットプレートと前記赤外線ヒータとの間に配置されるとともに、前記ホットプレートに向かう前記赤外線を反射するホットプレート側反射面を有する赤外線反射部を更に含み、前記ホットプレートは、前記赤外線反射部を載置可能な載置面を含んでいてもよい。
この構成によれば、ホットプレートと赤外線ヒータとの間に配置されるとともにホットプレートに向かう赤外線を反射するホットプレート側反射面を含むことで、ホットプレートに赤外線が吸収されることを回避することができるため、赤外線によるホットプレートの昇温を抑制することができる。そのため、赤外線によるホットプレートの昇温に伴うホットプレートの降温時間を考慮する必要がない。したがって、ホットプレートの降温に要するタクトタイムを短縮化することができる。加えて、ホットプレート側反射面によって反射された赤外線の少なくとも一部は基板に吸収されるため、基板の加熱を促進することができる。一方、ホットプレート側反射面によって反射された赤外線による基板の温度上昇分を踏まえて、赤外線ヒータの出力を低減することができる。加えて、ホットプレートは、赤外線反射部を載置可能な載置面を含むことで、基板の収容空間の雰囲気を減圧して真空状態とした場合、ホットプレートにおける載置面と赤外線反射部との間を真空断熱することができる。すなわち、載置面と赤外線反射部との界面における隙間を断熱層として機能させることができる。そのため、赤外線によるホットプレートの昇温を抑制することができる。一方、基板の収容空間に窒素を供給（Ｎ2パージ）した場合、載置面と赤外線反射部との間の真空断熱を解除することができる。そのため、ホットプレートが降温しているときは赤外線反射部も降温していると推定することができる。
上記の基板加熱装置において、前記溶液は、前記基板の第一面にのみ塗布されており、
前記ホットプレートは、前記基板の第一面とは反対側の第二面の側に配置されていてもよい。
この構成によれば、ホットプレートから発せられた熱が、基板の第二面の側から第一面の側に向けて伝わるようになるため、基板を効果的に加熱することができる。加えて、ホットプレートで基板を加熱している間に、基板に塗布された溶液の揮発又はイミド化（例えば、成膜中のガス抜き）を効率良く行うことができる。
上記の基板加熱装置において、前記ホットプレート及び前記赤外線ヒータの少なくとも一方は、前記基板を段階的に加熱可能であってもよい。
この構成によれば、ホットプレート及び赤外線ヒータが基板を一定の温度でのみ加熱可能な場合と比較して、基板に塗布された溶液の成膜条件に適合するように、基板を効率良く加熱することができる。したがって、基板に塗布された溶液を段階的に乾燥させ、良好に硬化させることができる。
上記の基板加熱装置において、前記ホットプレート及び前記赤外線ヒータの少なくとも一方と前記基板との相対位置を調整可能な位置調整部を更に含んでいてもよい。
この構成によれば、前記位置調整部を備えない場合と比較して、基板の加熱温度を調整し易くなる。例えば、基板の加熱温度を高くする場合にはホットプレート及び赤外線ヒータと基板とを近接させ、基板の加熱温度を低くする場合にはホットプレート及び赤外線ヒータと基板とを離反させることができる。したがって、基板を段階的に加熱し易くなる。
上記の基板加熱装置において、前記位置調整部は、前記基板を前記ホットプレートと前記赤外線ヒータとの間で移動可能とする移動部を更に含んでいてもよい。
この構成によれば、基板をホットプレートと赤外線ヒータとの間で移動させることによって、ホットプレート及び赤外線ヒータの少なくとも一方を定位置に配置した状態で、基板の加熱温度を調整することができる。したがって、ホットプレート及び赤外線ヒータの少なくとも一方を移動可能とする装置を別途設ける必要がないため、簡素な構成で基板の加熱温度を調整することができる。
上記の基板加熱装置において、前記ホットプレートと前記赤外線ヒータとの間には、前記基板を搬送可能とする搬送部が設けられており、前記搬送部には、前記移動部を通過可能とする通過部が形成されていてもよい。
この構成によれば、基板をホットプレートと赤外線ヒータとの間で移動させる場合に、通過部を通過させることができるため、搬送部を迂回して基板を移動させる必要がない。したがって、搬送部を迂回して基板を移動させるための装置を別途設ける必要がないため、簡素な構成で基板の移動をスムーズに行うことができる。
上記の基板加熱装置において、前記移動部は、前記基板の第一面とは反対側の第二面を支持可能かつ前記第二面の法線方向に移動可能な複数のピンを含み、前記複数のピンの先端は、前記第二面と平行な面内に配置されていてもよい。
この構成によれば、基板を安定して支持した状態で、基板を加熱することができるため、基板に塗布された溶液を安定して成膜させることができる。
上記の基板加熱装置において、前記ホットプレートには、前記ホットプレートを前記第二面の法線方向に開口する複数の挿通孔が形成されており、前記複数のピンの先端は、前記複数の挿通孔を介して前記第二面に当接可能とされていてもよい。
この構成によれば、複数のピンとホットプレートとの間での基板の受け渡しを短時間で行うことができるため、基板の加熱温度を効率良く調整することができる。
上記の基板加熱装置において、前記基板の温度を検知可能な温度検知部を更に含んでいてもよい。
この構成によれば、基板の温度をリアルタイムで把握することができる。例えば、温度検知部の検知結果に基づいて基板を加熱することによって、基板の温度が目標値からずれることを抑制することができる。
上記の基板加熱装置において、前記基板及び前記基板加熱部は、共通の前記チャンバに収容されていてもよい。
この構成によれば、共通のチャンバ内で基板への基板加熱部による加熱処理を一括することができる。例えば、共通のチャンバ内で基板へのホットプレートによる加熱処理と赤外線ヒータによる加熱処理とを一括して行うことができる。すなわち、ホットプレート及び赤外線ヒータが互いに異なるチャンバに収容された場合のように、異なる２つのチャンバ間で基板を搬送させるための時間を要しない。したがって、基板の加熱処理をより一層効率良く行うことができる。加えて、異なる２つのチャンバを備えた場合と比較して、装置全体を小型化することができる。
本発明の一態様に係る基板処理システムは、上記基板加熱装置を含むことを特徴とする。
この構成によれば、上記基板加熱装置を含むことで、基板処理システムにおいてチャンバの内面に昇華物が付着することを抑制することができる。
本発明の一態様に係る基板加熱方法は、溶液を塗布した基板をチャンバの内部の収容空間に収容する収容工程と、前記収容空間の雰囲気を減圧する減圧工程と、前記基板の一方側及び他方側の少なくとも一方に配置されている基板加熱部を用いて前記基板を加熱する基板加熱工程と、前記チャンバの内面の少なくとも一部を加熱するチャンバ加熱工程と、を含むことを特徴とする。
この方法によれば、チャンバ加熱工程においてチャンバの内面の少なくとも一部を加熱することで、チャンバの内面の降温を抑制することができる。そのため、チャンバの収容空間中の気体がチャンバの内面で冷却されて昇華物となることを抑制することができる。したがって、チャンバの内面に昇華物が付着することを抑制することができる。
上記の基板加熱方法において、前記チャンバに接続された真空配管の内面の少なくとも一部を加熱する真空配管加熱工程を更に含んでいてもよい。
この方法によれば、真空配管の内面の降温を抑制することができる。そのため、真空配管を通る気体が真空配管の内面で冷却されて昇華物となることを抑制することができる。したがって、真空配管の内面に昇華物が付着することを抑制することができる。
本発明によれば、チャンバの内面に昇華物が付着することを抑制することができる基板加熱装置、基板処理システム及び基板加熱方法を提供することができる。
第一実施形態に係る基板加熱装置の斜視図である。 第一実施形態に係る基板加熱装置における加熱ユニット、断熱部材及びカバー部材の断面を含む図である。 ホットプレート及びその周辺構造を示す側面図である。 搬送ローラ、基板及びホットプレートの配置関係を説明するための図である。 第一実施形態に係る基板加熱装置の動作の一例を説明するための図である。 図５に続く、第一実施形態に係る基板加熱装置の動作説明図である。 図６に続く、第一実施形態に係る基板加熱装置の動作説明図である。 第二実施形態に係る基板加熱装置における加熱ユニット、断熱部材及びカバー部材の断面を含む図である。 第二実施形態に係る基板加熱装置の動作の一例を説明するための図である。 図９に続く、第二実施形態に係る基板加熱装置の動作説明図である。 図１０に続く、第二実施形態に係る基板加熱装置の動作説明図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をＸ方向、水平面内においてＸ方向と直交する方向をＹ方向、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ方向とする。
（第一実施形態）
＜基板加熱装置＞
図１は、第一実施形態に係る基板加熱装置１の斜視図である。
図１に示すように、基板加熱装置１は、チャンバ２、基板搬出入部２４、減圧部３、ガス供給部４、ガス拡散部４０（図２参照）、ホットプレート５、赤外線ヒータ６、位置調整部７、搬送部８、温度検知部９、気体液化回収部１１、赤外線反射部３０、加熱ユニット８０、断熱部材２６、カバー部材２７及び制御部１５を備えている。制御部１５は、基板加熱装置１の構成要素を統括制御する。便宜上、図１においては、チャンバ２の一部（天板２１の一部を除く部分）、基板搬出入部２４及びガス供給部４を二点鎖線で示している。
＜チャンバ＞
チャンバ２は、基板１０、ホットプレート５及び赤外線ヒータ６を収容可能である。チャンバ２の内部には、基板１０を収容可能な収容空間２Ｓが形成されている。基板１０、ホットプレート５及び赤外線ヒータ６は、共通のチャンバ２に収容されている。チャンバ２は、直方体の箱状に形成されている。具体的に、チャンバ２は、矩形板状の天板２１と、天板２１と対向する矩形板状の底板２２と、天板２１及び底板２２の外周縁に繋がる矩形枠状の周壁２３とによって形成されている。例えば、周壁２３の－Ｘ方向側には、チャンバ２に対して基板１０の搬入及び搬出をするための基板搬出入口２３ａが設けられている。
チャンバ２は、基板１０を密閉空間で収容可能に構成されている。例えば、天板２１、底板２２及び周壁２３の各接続部を溶接等で隙間なく結合することで、チャンバ２内の気密性を向上することができる。
チャンバ２の内面は、赤外線ヒータ６からの赤外線を反射するチャンバ側反射面２ａ（図２参照）とされている。例えば、チャンバ２の内面は、アルミニウム等の金属による鏡面（反射面）とされている。これにより、チャンバ２の内面が赤外線を吸収可能とされている場合と比較して、チャンバ２内の温度均一性を高めることができる。
チャンバ側反射面２ａは、チャンバ２の内面全体に設けられている。チャンバ側反射面２ａは、鏡面仕上げを施されている。具体的に、チャンバ側反射面２ａの表面粗さ（Ｒａ）は、０．０１μｍ程度、Ｒｍａｘ０．１μｍ程度とされている。なお、チャンバ側反射面２ａの表面粗さ（Ｒａ）は、東京精密社製の測定機器（サーフコム１５００ＳＤ２）で測定している。
＜基板搬出入部＞
基板搬出入部２４は、周壁２３の－Ｘ方向側に設けられている。基板搬出入部２４は、収容空間２Ｓに基板１０を搬入可能とするとともに、収容空間２Ｓから基板１０を排出可能とする。例えば、基板搬出入部２４は、基板搬出入口２３ａを開閉可能に移動可能とされている。具体的に、基板搬出入部２４は、周壁２３に沿う方向（Ｚ方向又はＹ方向）に移動可能とされている。
＜減圧部＞
減圧部３は、チャンバ２内を減圧可能である。減圧部３は、チャンバ２に接続された真空配管３ａを含む。真空配管３ａは、Ｚ方向に延在する円筒状の配管である。例えば、真空配管３ａは、Ｘ方向に間隔をあけて複数配置されている。便宜上、図１では、１つの真空配管３ａのみを示している。なお、真空配管３ａの設置数は限定されない。
図１に示す真空配管３ａは、底板２２の－Ｘ方向側の基板搬出入口２３ａ寄りの部分に接続されている。なお、真空配管３ａの接続部位は、底板２２の－Ｘ方向側の基板搬出入口２３ａ寄りの部分に限定されない。真空配管３ａは、チャンバ２に接続されていればよい。
例えば、減圧部３は、ポンプ機構等の減圧機構を備えている。減圧機構は、真空ポンプ１３を備えている。真空ポンプ１３は、真空配管３ａにおいてチャンバ２との接続部（上端部）とは反対側の部分（下端部）から延びるラインに接続されている。
減圧部３は、ポリイミド膜（ポリイミド）を形成するための溶液（以下「ポリイミド形成用液」という。）が塗布された基板１０の収容空間２Ｓの雰囲気を減圧可能である。例えば、ポリイミド形成用液は、ポリアミック酸又はポリイミドパウダーを含む。ポリイミド形成用液は、矩形板状をなす基板１０の第一面１０ａ（上面）にのみ塗布されている。なお、溶液は、ポリイミド形成用液に限定されない。溶液は、基板１０に所定の膜を形成するためのものであればよい。
＜ガス供給部＞
ガス供給部４は、チャンバ２の内部雰囲気の状態を調整可能である。ガス供給部４は、チャンバ２に接続されたガス供給配管４ａを含む。ガス供給配管４ａは、Ｘ方向に延在する円筒状の配管である。ガス供給配管４ａは、周壁２３の＋Ｘ方向側の天板２１寄りの部分に接続されている。なお、ガス供給配管４ａの接続部位は、周壁２３の＋Ｘ方向側の天板２１寄りの部分に限定されない。ガス供給配管４ａは、チャンバ２に接続されていればよい。
ガス供給部４は、収容空間２Ｓに不活性ガスを供給することによって収容空間２Ｓの状態を調整可能である。ガス供給部４は、窒素（Ｎ2）、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスをチャンバ２内へ供給する。なお、ガス供給部４は、基板降温時にガスを供給することで、前記ガスを基板冷却に使用してもよい。
ガス供給部４により、チャンバ２の内部雰囲気の酸素濃度を調整することができる。チャンバ２の内部雰囲気の酸素濃度（質量基準）は、低いほど好ましい。具体的には、チャンバ２の内部雰囲気の酸素濃度を、１００ｐｐｍ以下とすることが好ましく、２０ｐｐｍ以下とすることがより好ましい。
例えば、後述のように、基板１０に塗布されたポリイミド形成用液を硬化するときの雰囲気において、このように酸素濃度を好ましい上限以下とすることにより、ポリイミド形成用液の硬化を進行しやすくすることができる。
＜ガス拡散部＞
図２に示すように、ガス供給配管４ａの－Ｘ方向側は、チャンバ２内に突出している。ガス拡散部４０は、チャンバ２内におけるガス供給配管４ａの突出端に接続されている。ガス拡散部４０は、チャンバ２内において天板２１寄りの部分に配置されている。ガス拡散部４０は、チャンバ２内において赤外線ヒータ６と搬送部８との間に配置されている。ガス拡散部４０は、ガス供給配管４ａから供給される不活性ガスを基板１０に向けて拡散する。
ガス拡散部４０は、Ｘ方向に延在する円筒状の拡散管４１と、拡散管４１の－Ｘ方向端を閉塞する蓋部４２と、拡散管４１の＋Ｘ方向端とガス供給配管４ａの－Ｘ方向端（突出端）とを連結する連結部４３と、を備えている。拡散管４１の外径は、ガス供給配管４ａの外径よりも大きい。拡散管４１の－Ｚ方向側（下側）には、複数の細孔（不図示）が形成されている。すなわち、拡散管４１の下部は、ポーラス状（多孔質体）とされている。ガス供給配管４ａの内部空間は、連結部４３を介して拡散管４１内に連通している。
ガス供給配管４ａから供給される不活性ガスは、連結部４３を介して拡散管４１内に入り込む。拡散管４１内に入り込んだ不活性ガスは、拡散管４１の下部に形成された複数の細孔を通過して下方に拡散される。すなわち、ガス供給配管４ａから供給される不活性ガスは、拡散管４１を通過することにより、基板１０に向けて拡散される。
＜ホットプレート＞
図１に示すように、ホットプレート５は、チャンバ２内の下方に配置されている。ホットプレート５は、基板１０の一方側に配置されるとともに、基板１０を加熱可能な基板加熱部である。ホットプレート５は、基板１０を第一の温度で加熱可能である。ホットプレート５は、基板１０を段階的に加熱可能である。例えば、第一の温度を含む温度範囲は、２０℃以上かつ３００℃以下の範囲である。ホットプレート５は、基板１０の第一面１０ａとは反対側の第二面１０ｂ（下面）の側に配置されている。ホットプレート５は、チャンバ２の底板２２の側に配置されている。
ホットプレート５は、矩形板状をなしている。ホットプレート５は、赤外線反射部３０を下方から支持可能である。
図３は、ホットプレート５及びその周辺構造を示す側面図である。
図３に示すように、ホットプレート５は、加熱源であるヒータ５ｂと、ヒータ５ｂを覆うベースプレート５ｃと、を備えている。
ヒータ５ｂは、ＸＹ平面に平行な面状発熱体である。
ベースプレート５ｃは、ヒータ５ｂを上方から覆うアッパープレート５ｄと、ヒータ５ｂを下方から覆うロアプレート５ｅと、を備えている。アッパープレート５ｄ及びロアプレート５ｅは、矩形板状をなしている。アッパープレート５ｄの厚みは、ロアプレート５ｅの厚みよりも厚くなっている。
なお、図３において、符号１８はホットプレート５におけるヒータの温度を検知可能なヒータ温度検知部、符号１９はホットプレート５におけるアッパープレート５ｄの温度を検知可能なプレート温度検知部をそれぞれ示す。例えば、ヒータ温度検知部１８及びプレート温度検知部１９は、熱電対等の接触式温度センサである。
ホットプレート５（すなわち、アッパープレート５ｄ）は、赤外線反射部３０を載置可能な載置面５ａ（上面）を備えている。載置面５ａは、赤外線反射部３０の裏面に沿う平坦面をなしている。載置面５ａは、アルマイト処理を施されている。載置面５ａは、載置面５ａの面内で区画された複数（例えば、本実施形態では４つ）の載置領域（図３では－Ｙ方向側に位置する２つの載置領域Ａ１，Ａ２のみを図示）を含んでいる。載置領域は、平面視でＸ方向に長手を有する長方形形状をなしている。なお、載置領域の数は４つに限定されず、適宜変更することができる。
＜赤外線ヒータ＞
図１に示すように、赤外線ヒータ６は、チャンバ２内の上方に配置されている。赤外線ヒータ６は、基板１０を赤外線によって加熱可能である。赤外線ヒータ６は、基板１０の他方側に配置されるとともに、基板１０を加熱可能な基板加熱部である。赤外線ヒータ６は、第一の温度よりも高い第二の温度で基板１０を加熱可能である。赤外線ヒータ６は、ホットプレート５とは別個独立して設けられている。赤外線ヒータ６は、基板１０を段階的に加熱可能である。例えば、第二の温度を含む温度範囲は、２００℃以上かつ６００℃以下の範囲である。赤外線ヒータ６は、基板１０の第一面１０ａの側に配置されている。赤外線ヒータ６は、チャンバ２の天板２１の側に配置されている。
赤外線ヒータ６は、天板２１に支持されている。赤外線ヒータ６と天板２１との間には、赤外線ヒータ６の支持部材（不図示）が設けられている。赤外線ヒータ６は、チャンバ２内の天板２１寄りで定位置に固定されている。例えば、赤外線ヒータ６のピーク波長範囲は、１．０μｍ以上かつ４μｍ以下の範囲である。なお、赤外線ヒータ６のピーク波長範囲は、上記範囲に限らず、要求仕様に応じて種々の範囲に設定することができる。
＜位置調整部＞
位置調整部７は、チャンバ２の下方に配置されている。位置調整部７は、ホットプレート５及び赤外線ヒータ６と基板１０との相対位置を調整可能である。位置調整部７は、移動部７ａと駆動部７ｂとを備える。移動部７ａは、上下（Ｚ方向）に延びる柱状の部材である。移動部７ａの上端は、ホットプレート５の下面に固定されている。駆動部７ｂは、移動部７ａを上下に移動可能とする。移動部７ａは、基板１０をホットプレート５と赤外線ヒータ６との間で移動可能とする。具体的に、移動部７ａは、基板１０が赤外線反射部３０に支持された状態で、駆動部７ｂの駆動によって、基板１０を上下に移動させる（図６及び図７参照）。
駆動部７ｂは、チャンバ２の外部に配置されている。そのため、仮に駆動部７ｂの駆動に伴いパーティクルが発生したとしても、チャンバ２内を密閉空間とすることによって、チャンバ２内へのパーティクルの侵入を回避することができる。
＜搬送部＞
搬送部８は、チャンバ２内において、ホットプレート５と赤外線ヒータ６との間に配置されている。搬送部８は、基板１０を搬送可能である。搬送部８には、移動部７ａを通過可能とする通過部８ｈが形成されている。搬送部８は、基板１０の搬送方向であるＸ方向に沿って配置された複数の搬送ローラ８ａを備えている。
複数の搬送ローラ８ａは、周壁２３の＋Ｙ方向側と－Ｙ方向側とに離反して配置されている。すなわち、通過部８ｈは、周壁２３の＋Ｙ方向側の搬送ローラ８ａと、周壁２３の－Ｙ方向側の搬送ローラ８ａとの間の空間である。
例えば、周壁２３の＋Ｙ方向側及び－Ｙ方向側のそれぞれには、Ｙ方向に延びる複数のシャフト（不図示）がＸ方向に沿って間隔をあけて配置されている。各搬送ローラ８ａは、駆動機構（不図示）によって、各シャフトの回りに回転駆動されるようになっている。
図４は、搬送ローラ８ａ、基板１０及びホットプレート５の配置関係を説明するための図である。図４は、基板加熱装置１（図１参照）の上面図に相当する。便宜上、図４においては、チャンバ２を二点鎖線で示す。
図４において、符号Ｌ１は、周壁２３の＋Ｙ方向側の搬送ローラ８ａと、周壁２３の－Ｙ方向側の搬送ローラ８ａとが離反する間隔（以下「ローラ離反間隔」という。）である。また、符号Ｌ２は、基板１０のＹ方向の長さ（以下「基板長さ」という。）である。また、符号Ｌ３は、ホットプレート５のＹ方向の長さ（以下「ホットプレート長さ」という。）である。なお、ホットプレート長さＬ３は、赤外線反射部３０のＹ方向の長さと実質的に同じ長さである。
図４に示すように、ローラ離反間隔Ｌ１は、基板長さＬ２よりも小さくかつホットプレート長さＬ３よりも大きい（Ｌ３＜Ｌ１＜Ｌ２）。ローラ離反間隔Ｌ１がホットプレート長さＬ３よりも大きいことによって、移動部７ａは、ホットプレート５及び赤外線反射部３０と共に通過部８ｈを通過できるようになっている（図６及び図７参照）。
＜温度検知部＞
図１に示すように、温度検知部９は、チャンバ２外に配置されている。温度検知部９は、基板１０の温度を検知可能である。具体的に、温度検知部９は、天板２１の上部に設置されている。天板２１には、不図示の窓が取り付けられている。温度検知部９は、天板２１の窓越しに基板１０の温度を検知する。例えば、温度検知部９は、放射温度計等の非接触温度センサである。なお、図１では温度検知部９を１つのみ図示しているが、温度検知部９の数は１つに限らず、複数であってもよい。例えば、複数の温度検知部９を天板２１の中央部及び四隅に配置することが好ましい。
＜気体液化回収部＞
気体液化回収部１１は、減圧部３（真空ポンプ１３）のラインに接続されている。気体液化回収部１１は、減圧部３のラインにおいて真空ポンプ１３よりも下流側に配置されている。気体液化回収部１１は、真空配管３ａを通る気体を液化するとともに、基板１０に塗布されたポリイミド形成用液から揮発した溶媒を回収可能である。
仮に、気体液化回収部１１が減圧部３のラインにおいて真空ポンプ１３よりも上流側に配置されている場合、上流側で液化した液体が次の減圧時に気化されることがあり、真空引き時間が遅延してしまう可能性がある。これに対し、本実施形態によれば、気体液化回収部１１が減圧部３のラインにおいて真空ポンプ１３よりも下流側に配置されていることで、下流側で液化した液体は次の減圧時に気化されることがないため、真空引き時間が遅延することを回避することができる。
＜揺動部＞
なお、基板加熱装置１は、基板１０を揺動可能な揺動部（不図示）を更に備えていてもよい。例えば、揺動部は、基板１０が加熱されている状態において、基板１０をＸＹ平面に沿う方向又はＺ方向に沿う方向に揺動させる。これにより、基板１０を揺動させつつ加熱することができるため、基板１０の温度均一性を高めることができる。
例えば、揺動部は、位置調整部７に設けられていてもよい。なお、揺動部の配置位置は、限定されない。
＜赤外線反射部＞
赤外線反射部３０は、赤外線ヒータ６からホットプレート５に向かう赤外線を反射するホットプレート側反射面３０ａを備えている。ホットプレート側反射面３０ａは、ホットプレート５と赤外線ヒータ６との間に配置されている。
ホットプレート側反射面３０ａは、鏡面仕上げを施されている。具体的に、ホットプレート側反射面３０ａの表面粗さ（Ｒａ）は、０．０１μｍ程度、Ｒｍａｘ０．１μｍ程度とされている。なお、ホットプレート側反射面３０ａの表面粗さ（Ｒａ）は、東京精密社製の測定機器（サーフコム１５００ＳＤ２）で測定している。
図３に示すように、ホットプレート側反射面３０ａには、基板１０を支持可能な複数（図３では－Ｙ方向側に位置する１０個のみ図示）の基板支持凸部３５（図１では図示略）が設けられている。基板支持凸部３５は、円柱状のピンである。なお、基板支持凸部３５は、円柱状に限定されない。例えば、基板支持凸部３５は、セラミックボール等の球状体であってもよい。また、基板支持凸部３５は、角柱状であってもよく、適宜変更することができる。
複数の基板支持凸部３５は、ホットプレート側反射面３０ａの面内においてＸ方向及びＹ方向に一定の間隔をあけて配置されている。例えば、基板支持凸部３５の配置間隔は、５０ｍｍ程度とされている。例えば、基板支持凸部３５の高さは、０.１ｍｍ程度とされている。例えば、基板支持凸部３５の高さは、０．０５ｍｍ～３ｍｍの範囲で調整可能である。なお、基板支持凸部３５の配置間隔、基板支持凸部３５の高さは上記寸法に限定されず、ホットプレート側反射面３０ａと基板１０との間に隙間を形成した状態で基板１０を支持可能な範囲において適宜変更することができる。
赤外線反射部３０は、複数（例えば、本実施形態では４つ）の載置領域（図３では－Ｙ方向側に位置する２つの載置領域Ａ１，Ａ２のみを図示）ごとに分割された複数（例えば、本実施形態では４つ）の赤外線反射板（図３では－Ｙ方向側に位置する２つの赤外線反射板３１，３２のみを図示）を備えている。なお、赤外線反射板の数は４つに限定されず、適宜変更することができる。例えば、赤外線反射板は１枚のみであってもよい。
複数の赤外線反射板は、互いに実質的に同じ大きさとされている。これにより、各載置領域において載置する赤外線反射板を共用することができる。なお、赤外線反射板の大きさは、互いに異ならせてもよく、適宜変更することができる。
隣り合う２つの赤外線反射板３１，３２は、間隔Ｓ１をあけて配置されている。間隔Ｓ１は、隣り合う２つの赤外線反射板３１，３２の熱膨張を許容しうる大きさとされている。具体的に、Ｘ方向に隣り合う２つの赤外線反射板３１，３２の間隔Ｓ１は、Ｘ方向への赤外線反射板３１，３２の膨張を吸収可能な大きさとされている。なお、図示はしないが、Ｙ方向に隣り合う２つの赤外線反射板の間隔は、Ｙ方向への赤外線反射板の膨張を吸収可能な大きさとされている。
なお、赤外線反射板の配置構造は上記に限らない。例えば、赤外線反射板を側面から付勢部材で押し付けて固定してもよい。例えば、付勢部材としては、赤外線反射板の膨張を吸収可能に伸縮するバネを用いることができる。
また、赤外線反射部３０をＧ６サイズ（縦１５０ｃｍ×横１８５ｃｍ）以上の１枚の板部材とした場合には、前記板部材を側面からバネ等の付勢部材で押し付けて固定してもよい。ところで、前記板部材がＧ６サイズ以上であると、前記板部材１枚でもかなりの重量がある。しかし、前記板部材を側面からバネ等の付勢部材で押し付けて固定することによって、前記板部材を容易に固定することができる。
＜ホットプレートと赤外線反射部との着脱構造＞
図示はしないが、ホットプレート５と赤外線反射部３０との間には、赤外線反射部３０をホットプレート５に着脱可能とする着脱構造が設けられている。
例えば、着脱構造は、載置面５ａから突出する突出部と、赤外線反射部３０に形成されるとともに前記突出部が挿し込まれる挿込部と、を備えている。なお、着脱構造は、赤外線反射部３０の下面から突出する凸部と、載置面５ａに形成されるとともに前記凸部が挿し込まれる凹部と、を備えていてもよい。
＜冷却機構＞
図３に示すように、基板加熱装置１は、ホットプレート５を冷却可能な冷却機構５０を更に備えている。
冷却機構５０は、ホットプレート５の内部に配置されるとともに、冷媒を通過可能とする冷媒通過部５１を備えている。例えば、冷媒は、空気である。なお、冷媒は、空気等の気体に限定されない。例えば、冷媒は、水等の液体であってもよい。
冷媒通過部５１は、載置面５ａと平行な一方向に延びるとともに、載置面５ａと平行でかつ前記一方向と交差する方向に並ぶ複数の冷却通路を備えている。すなわち、冷媒通過部５１は、Ｘ方向に延びるとともにＹ方向に並ぶ複数の冷却通路を備えている。
冷媒通過部５１は、ホットプレート５の一端側と他端側とにおいて複数の冷却通路に連結される冷却マニホールド５２，５３を更に備えている。冷却マニホールド５２，５３は、ホットプレート５の－Ｘ方向側において複数の冷却通路に連結される第一マニホールド５２と、加熱部の＋Ｘ方向側において複数の冷却通路に連結される第二マニホールド５３と、を備えている。
第一マニホールド５２は、複数の冷却通路の－Ｘ方向端を連結するようにＹ方向に延びる第一連結路５２ａを備えている。第一マニホールド５２には、第一連結路５２ａに接続された第一配管５４が設けられている。
第二マニホールド５３は、複数の冷却通路の＋Ｘ方向端を連結するようにＹ方向に延びる第二連結路５３ａを備えている。第二マニホールド５３には、第二連結路５３ａに接続された第二配管５５が設けられている。
例えば、第一配管５４の内部空間には、不図示の送風機によって空気が導入されるようになっている。これにより、送風機からの空気は、第一配管５４、第一連結路５２ａを経て複数の冷却通路をそれぞれ＋Ｘ方向側に向けて流れた後、第二連結路５３ａ、第二配管５５を経て外部に排出されるようになっている。
なお、空気の導入は、送風機に限らず、ドライエアーによる圧縮空気で行ってもよい。
＜加熱ユニット＞
図２に示すように、加熱ユニット８０は、チャンバ加熱部８１、真空配管加熱部８２、ガス供給配管加熱部８３及び基板搬出入部加熱部８４を備えている。例えば、加熱ユニット８０は、各構成要素の加熱部材として、可撓性を有する面状発熱体を含む。例えば、面状発熱体は、ラバーヒーターである。なお、加熱部材は、ラバーヒーターに限らず、ホットプレートであってもよいし、ラバーヒーターとホットプレートの組み合わせであってもよく、適宜変更することができる。
加熱ユニット８０は、チャンバ加熱部８１、真空配管加熱部８２、ガス供給配管加熱部８３及び基板搬出入部加熱部８４の少なくとも一つを選択的に加熱可能となっている。制御部１５（図１参照）は、加熱ユニット８０を制御して、チャンバ加熱部８１、真空配管加熱部８２、ガス供給配管加熱部８３及び基板搬出入部加熱部８４の少なくとも一つを選択的に加熱させる。例えば、真空配管３ａの内面が降温しそうな場合には、制御部１５は、加熱ユニット８０を制御して、真空配管加熱部８２を選択的に加熱させる。
＜チャンバ加熱部＞
チャンバ加熱部８１は、チャンバ２の内面の少なくとも一部を加熱可能である。実施形態において、チャンバ加熱部８１は、チャンバ２の周壁２３にのみ配置されている。チャンバ加熱部８１は、チャンバ２の周壁２３の外面に沿う面状発熱体である。実施形態において、チャンバ加熱部８１は、チャンバ２の周壁２３の外面全体を覆っている。例えば、チャンバ加熱部８１をチャンバ２の周壁２３の外面全体に被覆させた状態でチャンバ２の周壁２３を加熱することによって、チャンバ２の周壁２３の内面の温度の面内均一性を高めることができる。
例えば、チャンバ加熱部８１は、チャンバ２の周壁２３の内面の温度が４０℃以上かつ１５０℃以下の範囲になるよう加熱可能である。基板１０にポリイミド形成溶液が塗布されている場合において、チャンバ２の周壁２３の内面に昇華物が付着することを抑制する観点からは、チャンバ２の周壁２３の内面の温度を７５℃以上かつ１０５℃以下の範囲に設定することが好ましく、９０℃に設定することが特に好ましい。なお、チャンバ２の周壁２３の内面の温度は、上記範囲に限らず、チャンバ２の収容空間２Ｓ中の気体がチャンバ２の周壁２３の内面で冷却されて昇華物となることを抑制し得る範囲で設定されればよい。
＜真空配管加熱部＞
真空配管加熱部８２は、真空配管３ａの内面の少なくとも一部を加熱可能である。実施形態において、真空配管加熱部８２は、真空配管３ａの外面に沿う面状発熱体である。実施形態において、真空配管加熱部８２は、真空配管３ａの外面全体を覆っている。例えば、真空配管加熱部８２を真空配管３ａの外面全体に被覆させた状態で真空配管３ａを加熱することによって、真空配管３ａの内面の温度の面内均一性を高めることができる。
＜ガス供給配管加熱部＞
ガス供給配管加熱部８３は、ガス供給配管４ａの内面の少なくとも一部を加熱可能である。実施形態において、ガス供給配管加熱部８３は、ガス供給配管４ａの外面に沿う面状発熱体である。実施形態において、ガス供給配管加熱部８３は、ガス供給配管４ａの外面全体を覆っている。例えば、ガス供給配管加熱部８３をガス供給配管４ａの外面全体に被覆させた状態でガス供給配管４ａを加熱することによって、ガス供給配管４ａの内面の温度の面内均一性を高めることができる。
＜基板搬出入部加熱部＞
基板搬出入部加熱部８４は、基板搬出入部２４の少なくとも一部を加熱可能である。実施形態において、基板搬出入部加熱部８４は、基板搬出入部２４の外面に沿う面状発熱体である。実施形態において、基板搬出入部加熱部８４は、基板搬出入部２４の外面全体を覆っている。
＜断熱部材＞
断熱部材２６は、チャンバ加熱部８１の少なくとも一部をチャンバ２の外方から覆っている。実施形態において、断熱部材２６は、チャンバ断熱部材２６ａ、真空配管断熱部材２６ｂ、ガス供給配管断熱部材２６ｃ及び基板搬出入部断熱部材２６ｄを備えている。例えば、断熱部材２６は、各構成要素の加熱部を覆う断熱材を含む。例えば、断熱材は、発泡系断熱材である。なお、断熱材は、発泡系断熱材に限らず、繊維系断熱材であってもよいし、複数層の板ガラスの隙間に空気を介在させた構造であってもよく、適宜変更することができる。
実施形態において、チャンバ断熱部材２６ａは、チャンバ加熱部８１の外面全体を覆っている。真空配管断熱部材２６ｂは、真空配管加熱部８２の外面全体を覆っている。ガス供給配管断熱部材２６ｃは、ガス供給配管加熱部８３の外面全体を覆っている。基板搬出入部断熱部材２６ｄは、基板搬出入部加熱部８４の外面全体を覆っている。
＜カバー部材＞
カバー部材２７は、断熱部材２６の少なくとも一部をチャンバ２の外方から覆っている。実施形態において、カバー部材２７は、チャンバカバー部材２７ａ、真空配管カバー部材２７ｂ、ガス供給配管カバー部材２７ｃ及び基板搬出入部カバー部材２７ｄを備えている。例えば、カバー部材２７は、各構成要素の断熱部材を覆う保護材を含む。例えば、保護材は、金属製である。なお、保護材は、金属製に限らず、樹脂製であってもよく、適宜変更することができる。
実施形態において、チャンバカバー部材２７ａは、チャンバ断熱部材２６ａの外面全体を覆っている。真空配管カバー部材２７ｂは、真空配管断熱部材２６ｂの外面全体を覆っている。ガス供給配管カバー部材２７ｃは、ガス供給配管断熱部材２６ｃの外面全体を覆っている。基板搬出入部カバー部材２７ｄは、基板搬出入部断熱部材２６ｄの外面全体を覆っている。
＜基板加熱方法＞
次に、本実施形態に係る基板加熱方法を説明する。本実施形態では、上記の基板加熱装置１を用いて基板１０を加熱する。基板加熱装置１の各部で行われる動作は、制御部１５によって制御される。
図５は、第一実施形態に係る基板加熱装置１の動作の一例を説明するための図である。図６は、図５に続く、第一実施形態に係る基板加熱装置１の動作説明図である。図７は、図６に続く、第一実施形態に係る基板加熱装置１の動作説明図である。
便宜上、図５～図７においては、基板加熱装置１の構成要素のうち、基板搬出入部２４、減圧部３、ガス供給部４、ガス拡散部４０、温度検知部９、気体液化回収部１１、冷却機構５０、加熱ユニット８０、断熱部材２６、カバー部材２７及び制御部１５の図示を省略する。
本実施形態に係る基板加熱方法は、収容工程、減圧工程、基板加熱工程及びチャンバ加熱工程を含む。
図５に示すように、収容工程では、ポリイミド形成用液を塗布した基板１０をチャンバ２の内部の収容空間２Ｓに収容する。
減圧工程では、収容空間２Ｓの雰囲気を減圧する。
減圧工程では、基板１０が搬送ローラ８ａに配置されている。また、減圧工程では、ホットプレート５は、底板２２寄りに位置している。減圧工程において、ホットプレート５及び基板１０は、ホットプレート５の熱が基板１０に伝わらない程度に離反している。減圧工程において、ホットプレート５の電源はオンになっている。例えば、ホットプレート５の温度は、２５０℃程度になっている。一方、減圧工程において、赤外線ヒータ６の電源はオフになっている。
減圧工程では、基板１０の収容空間２Ｓの雰囲気を大気圧から５００Ｐａ以下まで減圧する。例えば、減圧工程では、チャンバ内圧力を、大気圧から２０Ｐａまで徐々に下降させる。
減圧工程では、チャンバ２の内部雰囲気の酸素濃度を可及的に低くする。例えば、減圧工程では、チャンバ２内の真空度を２０Ｐａ以下とする。これにより、チャンバ２内の酸素濃度を１００ｐｐｍ以下とすることができる。
減圧工程の後、基板加熱工程では、基板１０の一方側に配置されているホットプレート５と基板１０の他方側に配置されている赤外線ヒータ６とを用いて基板１０を加熱する。
基板加熱工程は、第一加熱工程及び第二加熱工程を含む。
減圧工程の後、第一加熱工程では、基板１０を第一の温度で加熱する。
図６に示すように、第一加熱工程では、ホットプレート５を上方に移動させて、基板１０を赤外線反射部３０のホットプレート側反射面３０ａに載置させる。具体的に、基板１０をホットプレート側反射面３０ａに設けられた基板支持凸部３５（図３参照）に支持させる。これにより、ホットプレート側反射面３０ａは基板１０の第二面１０ｂに近接するため、ホットプレート５の熱が赤外線反射部３０を介して基板１０に伝わるようになる。例えば、第一加熱工程において、ホットプレート５の温度は、２５０℃を維持している。そのため、基板温度は、２５０℃まで上昇可能とされている。一方、第一加熱工程において、赤外線ヒータ６の電源はオフのままとなっている。
なお、第一加熱工程において、ホットプレート５は、通過部８ｈ（図１参照）内に位置している。便宜上、図６において、移動前（減圧工程時の位置）のホットプレート５を二点鎖線、移動後（第一加熱工程時の位置）のホットプレート５を実線で示す。
第一加熱工程では、減圧工程の雰囲気を保った状態で、基板温度が１５０℃から３００℃の範囲で、基板１０に塗布されたポリイミド形成用液が揮発又はイミド化するまで基板１０を加熱する。例えば、第一加熱工程では、基板１０を加熱する時間を１０ｍｉｎ以下とする。具体的には、第一加熱工程では、基板１０を加熱する時間を３ｍｉｎとする。例えば、第一加熱工程では、基板温度を２５℃から２５０℃まで緩やかに上昇させる。
第一加熱工程の後、第二加熱工程では、第一の温度よりも高い第二の温度で基板１０を加熱する。第二加熱工程では、第一加熱工程で用いるホットプレート５とは別個独立して設けられている赤外線ヒータ６を用いて基板１０を加熱する。
図７に示すように、第二加熱工程では、ホットプレート５を第一加熱工程時の位置よりも更に上方に移動させて、基板１０を赤外線ヒータ６に近接させる。例えば、第二加熱工程において、ホットプレート５の温度は、２５０℃を維持している。また、第二加熱工程において、赤外線ヒータ６の電源はオンとされる。例えば、赤外線ヒータ６は、４５０℃で基板１０を加熱可能である。そのため、基板温度は、４５０℃まで上昇可能とされている。第二加熱工程では、第一加熱工程時よりも基板１０が赤外線ヒータ６に近づくため、赤外線ヒータ６の熱が基板１０に十分に伝わるようになる。
なお、第二工程において、ホットプレート５は、搬送ローラ８ａ（図１に示す通過部８ｈ）の上方かつ赤外線ヒータ６の下方に位置している。便宜上、図７において、移動前（第一加熱工程時の位置）のホットプレート５を二点鎖線、移動後（第二加熱工程時の位置）のホットプレート５を実線で示す。
第二加熱工程では、減圧工程の雰囲気を保った状態で、基板温度が第一加熱工程の温度から６００℃以下になるまで基板１０を加熱する。例えば、第二加熱工程では、基板温度を２５０℃から４５０℃まで急峻に上昇させる。また、第二加熱工程では、チャンバ内圧力を２０Ｐａ以下に維持する。
第二加熱工程では、ホットプレート５と赤外線ヒータ６との間に配置されているホットプレート側反射面３０ａを用いてホットプレート５に向かう赤外線を反射する。これにより、ホットプレート５に赤外線が吸収されることを回避することができる。なお、ホットプレート側反射面３０ａによって反射された赤外線の少なくとも一部は基板１０に吸収される。
加えて、第二加熱工程では、チャンバ２の内面に設けられたチャンバ側反射面２ａにおいて赤外線が反射される。これにより、チャンバ２内の温度均一性を高めることができる。なお、チャンバ側反射面２ａによって反射された赤外線の少なくとも一部は基板１０に吸収される。
加えて、第二加熱工程では、ホットプレート５を冷却する。例えば、第二加熱工程では、加熱部の内部に配置された冷媒通過部５１に冷媒（空気）を通過させる（図３参照）。
第二加熱工程は、基板１０を冷却させる冷却工程を含む。例えば、冷却工程では、減圧工程の雰囲気、もしくは低酸素雰囲気を保った状態で、基板温度が第二加熱工程の温度から基板１０を搬送可能な温度になるまで基板１０を冷却する。冷却工程では、赤外線ヒータ６の電源をオフにする。
以上の工程を経ることにより、基板１０に塗布されたポリイミド形成用液の揮発又はイミド化を行うとともに、基板１０に塗布されたポリイミド形成用液のイミド化時の分子鎖の再配列を行い、ポリイミド膜を形成することができる。
実施形態においては、チャンバ２の収容空間２Ｓ中の気体がチャンバ２の内面で冷却されて昇華物となることを抑制する観点から、以下のチャンバ加熱工程を行う。
チャンバ加熱工程では、チャンバ２の内面の少なくとも一部を加熱する。実施形態において、チャンバ加熱工程では、チャンバ２の周壁２３に配置されたチャンバ加熱部８１を用いて、チャンバ２の周壁２３の内面を加熱する（図２参照）。例えば、チャンバ加熱工程では、チャンバ２の周壁２３の内面の温度が４０℃以上かつ１５０℃以下の範囲になるよう加熱する。例えば、チャンバ加熱工程は、少なくとも基板加熱工程の間、常時行われる。
実施形態の基板加熱方法は、真空配管加熱工程、ガス供給配管加熱工程及び基板搬出入部加熱工程を更に含む。
真空配管加熱工程では、チャンバ２に接続された真空配管３ａの内面の少なくとも一部を加熱する。実施形態において、真空配管加熱工程では、真空配管３ａの外面を覆う真空配管加熱部８２を用いて、真空配管３ａの内面を加熱する（図２参照）。例えば、真空配管加熱工程は、少なくとも基板加熱工程の間、常時行われる。
ガス供給配管加熱工程では、ガス供給配管４ａの内面の少なくとも一部を加熱する。実施形態において、ガス供給配管加熱工程では、ガス供給配管４ａの外面を覆うガス供給配管加熱部８３を用いて、ガス供給配管４ａの内面を加熱する（図２参照）。例えば、ガス供給配管加熱工程は、少なくとも基板加熱工程の間、常時行われる。
基板搬出入部加熱工程では、基板搬出入部２４の少なくとも一部を加熱可能する。実施形態において、基板搬出入部加熱工程では、基板搬出入部２４の外面を覆う基板搬出入部加熱部８４を用いて、基板搬出入部２４を加熱する（図２参照）。例えば、基板搬出入部加熱工程は、少なくとも基板加熱工程の間、常時行われる。
以上のように、本実施形態によれば、チャンバ２の内面の少なくとも一部を加熱可能なチャンバ加熱部８１を含むことで、チャンバ２の内面の降温を抑制することができる。そのため、チャンバ２の収容空間２Ｓ中の気体がチャンバ２の内面で冷却されて固体の堆積物（昇華物）となることを抑制することができる。したがって、チャンバ２の内面に昇華物が付着することを抑制することができる。
また、チャンバ２は、基板１０の周囲を覆う周壁２３を含み、チャンバ加熱部８１は、少なくとも周壁２３に配置されていることで、チャンバ２の周壁２３の内面の降温を抑制することができる。そのため、チャンバ２の収容空間２Ｓ中の気体がチャンバ２の周壁２３の内面で冷却されて昇華物となることを抑制することができる。したがって、チャンバ２の周壁２３の内面に昇華物が付着することを抑制することができる。
また、減圧部３は、チャンバ２に接続された真空配管３ａを含み、真空配管３ａの内面の少なくとも一部を加熱可能な真空配管加熱部８２を更に含むことで、真空配管３ａの内面の降温を抑制することができる。そのため、真空配管３ａを通る気体が真空配管３ａの内面で冷却されて昇華物となることを抑制することができる。したがって、真空配管３ａの内面に昇華物が付着することを抑制することができる。
また、基板加熱部は、基板１０を赤外線によって加熱可能な赤外線ヒータ６を含み、チャンバ２の内面の少なくとも一部は、赤外線を反射するチャンバ側反射面２ａとされていることで、以下の効果を奏する。チャンバ側反射面２ａによって反射された赤外線の少なくとも一部は基板１０に吸収されるため、基板１０の加熱を促進することができる。一方、チャンバ側反射面２ａによって反射された赤外線による基板１０の温度上昇分を踏まえて、赤外線ヒータ６の出力を低減することができる。ところで、オーブンで熱風を循環させて基板を加熱する方式であると、熱風の循環によって基板の収容空間に異物が巻き上げられる可能性がある。これに対し、この構成によれば、基板１０の収容空間２Ｓの雰囲気を減圧した状態で基板１０を加熱することができるため、基板１０の収容空間２Ｓに異物が巻き上げられることはない。したがって、チャンバ２の内面又は基板１０に異物が付着することを抑制する上で好適である。
また、収容空間２Ｓに不活性ガスを供給することによって収容空間２Ｓの状態を調整可能なガス供給部４と、ガス供給部４から供給される不活性ガスを基板１０に向けて拡散するガス拡散部４０と、を更に含んでいることで、以下の効果を奏する。
ところで、不活性ガスをチャンバの周壁の内面に向けて噴射する構成であると、不活性ガスがチャンバの周壁の内面に衝突した後にチャンバ内を対流することによって、基板の収容空間に異物が巻き上げられる可能性がある。これに対し、この構成によれば、不活性ガスが基板１０に向けて拡散されるため、不活性ガスがチャンバ２内を対流することを抑制し、基板１０の収容空間２Ｓに異物が巻き上げられることを回避することができる。したがって、チャンバ２の内面又は基板１０に異物が付着することを抑制する上で好適である。
また、ガス供給部４は、チャンバ２に接続されたガス供給配管４ａを含み、ガス供給配管４ａの内面の少なくとも一部を加熱可能なガス供給配管加熱部８３を更に含むことで、ガス供給配管４ａの内面の降温を抑制することができる。そのため、ガス供給配管４ａを通る気体がガス供給配管４ａの内面で冷却されて昇華物となることを抑制することができる。したがって、ガス供給配管４ａの内面に昇華物が付着することを抑制することができる。
また、収容空間２Ｓに基板１０を搬入可能及び排出可能な基板搬出入部２４と、基板搬出入部２４の少なくとも一部を加熱可能な基板搬出入部加熱部８４と、を更に含むことで、基板搬出入部２４の降温を抑制することができる。そのため、基板搬出入口２３ａを通る気体が基板搬出入部２４で冷却されて昇華物となることを抑制することができる。したがって、基板搬出入部２４に昇華物が付着することを抑制することができる。
また、チャンバ加熱部８１の少なくとも一部をチャンバ２の外方から覆う断熱部材２６を更に備えることで、チャンバ２の外方への熱移動を抑えることができるため、チャンバ加熱部８１によってチャンバ２の内面を効率的に加熱することができる。
また、断熱部材２６の少なくとも一部をチャンバ２の外方から覆うカバー部材２７を更に備えることで、チャンバ加熱部８１及び断熱部材２６を保護することができるため、チャンバ加熱部８１によってチャンバ２の内面を安定して効率的に加熱することができる。
また、減圧部３は、チャンバ２に接続された真空配管３ａを含み、真空配管３ａを通る気体を液化するとともに、前記基板に塗布された前記溶液から揮発した溶媒を回収可能な気体液化回収部１１を更に備えることで、以下の効果を奏する。真空配管３ａを通る気体を液化することができるため、真空配管３ａを通る気体がチャンバ２内に逆流することを防ぐことができる。加えて、基板１０に塗布されたポリイミド形成用液から揮発した溶媒を回収可能であるため、ポリイミド形成用液から揮発した溶媒が工場側へ排出されることを防ぐことができる。また、気体液化回収部１１を減圧部３（真空ポンプ１３）のラインに接続した場合には、ポリイミド形成用液から揮発した溶媒が再び液化して真空ポンプ１３内に逆流することを防ぐことができる。さらに、ポリイミド形成用液から揮発した溶媒を、洗浄液として再利用することができる。例えば、洗浄液は、ノズル先端の洗浄、ノズルに付着した液をかき取る部材に付着した液の洗浄等に用いることができる。
ところで、気体液化回収部１１が減圧部３のラインにおいて真空ポンプ１３よりも上流側に配置されている場合、上流側で液化した液体が次の減圧時に気化されることがあり、真空引き時間が遅延してしまう可能性がある。これに対し、本実施形態によれば、気体液化回収部１１が減圧部３のラインにおいて真空ポンプ１３よりも下流側に配置されていることで、下流側で液化した液体は次の減圧時に気化されることがないため、真空引き時間が遅延することを回避することができる。
また、基板加熱部は、基板１０の一方側に配置されたホットプレート５と、基板１０の他方側に配置されるとともに、基板１０を赤外線によって加熱可能な赤外線ヒータ６と、を含んでいることで、以下の効果を奏する。
ところで、オーブンで熱風を循環させて基板を加熱する方式であると、熱風の循環によって基板の収容空間に異物が巻き上げられる可能性がある。これに対し、この構成によれば、基板１０の収容空間２Ｓの雰囲気を減圧した状態で基板１０を加熱することができるため、基板１０の収容空間２Ｓに異物が巻き上げられることはない。したがって、チャンバ２の内面又は基板１０に異物が付着することを抑制する上で好適である。加えて、基板１０の一方側に配置されたホットプレート５によって、基板１０の加熱温度を基板１０の面内で均一化させることができるため、膜特性を向上させることができる。例えば、ホットプレート５の一面と基板１０の第二面１０ｂとを当接させた状態で基板を加熱することによって、基板１０の加熱温度の面内均一性を高めることができる。
また、チャンバ２は、基板１０の一方側に配置された底板２２と、基板１０の他方側に配置されるとともに、底板２２と対向する天板２１と、天板２１及び底板２２の外周縁に繋がる周壁２３と、を含み、ホットプレート５は、底板２２の側に配置され、赤外線ヒータ６は、天板２１の側に配置され、チャンバ加熱部８１は、少なくとも周壁２３に配置されていることで、以下の効果を奏する。ホットプレート５によってチャンバ２の底板２２の内面の降温を抑制することができる。加えて、赤外線ヒータ６によってチャンバ２の天板２１の内面の降温を抑制することができる。加えて、チャンバ加熱部８１によってチャンバ２の周壁２３の内面の降温を抑制することができる。すなわち、チャンバ２全体の内面の降温を抑制することができる。そのため、チャンバ２の収容空間２Ｓ中の気体がチャンバ２全体の内面で冷却されて昇華物となることを抑制することができる。したがって、チャンバ２全体の内面に昇華物が付着することを抑制することができる。加えて、チャンバ加熱部８１がチャンバ２の周壁２３にのみ配置されているため、チャンバ加熱部８１が天板２１及び底板２２に更に配置された場合と比較して、簡素な構成でチャンバ２全体の内面に昇華物が付着することを抑制することができる。ところで、チャンバの天板には赤外線ヒータの支持部材などが配置されるため、チャンバ加熱部がチャンバの天板に配置される場合にはレイアウト上の制約を受ける。これに対し、この構成によれば、チャンバ加熱部８１がチャンバ２の周壁２３にのみ配置されているため、前記レイアウト上の制約を受けることはない。
また、収容空間２Ｓに不活性ガスを供給することによって収容空間２Ｓの状態を調整可能なガス供給部４と、ガス供給部４から供給される不活性ガスを基板１０に向けて拡散するガス拡散部４０と、を更に含み、ガス供給部４は、周壁２３における天板２１の側に接続されたガス供給配管４ａを含んでいることで、以下の効果を奏する。
ところで、不活性ガスをチャンバの周壁の内面に向けて噴射する構成であると、不活性ガスがチャンバの周壁の内面に衝突した後にチャンバ内を対流することによって、基板の収容空間に異物が巻き上げられる可能性がある。これに対し、この構成によれば、不活性ガスが基板１０に向けて拡散されるため、不活性ガスがチャンバ２内を対流することを抑制し、基板１０の収容空間２Ｓに異物が巻き上げられることを回避することができる。したがって、チャンバ２の内面又は基板１０に異物が付着することを抑制する上で好適である。ところで、チャンバの天板には赤外線ヒータの支持部材などが配置されるため、ガス供給配管がチャンバの天板に接続される場合にはレイアウト上の制約を受ける。これに対し、この構成によれば、ガス供給配管４ａがチャンバ２の周壁２３に接続されているため、前記レイアウト上の制約を受けることはない。加えて、ガス供給配管４ａがチャンバ２の周壁２３における天板２１の側に接続されていることで、不活性ガスが天板２１の側から基板１０に向けてより広く拡散されやすくなるため、不活性ガスがチャンバ２内を対流することをより効果的に抑制し、基板１０の収容空間２Ｓに異物が巻き上げられることをより効果的に回避することができる。
また、ホットプレート５と赤外線ヒータ６との間に配置されるとともに、ホットプレート５に向かう赤外線を反射するホットプレート側反射面３０ａを有する赤外線反射部３０を更に含み、ホットプレート５は、赤外線反射部３０を載置可能な載置面５ａを含んでいることで、以下の効果を奏する。この構成によれば、ホットプレート５と赤外線ヒータ６との間に配置されるとともにホットプレート５に向かう赤外線を反射するホットプレート側反射面３０ａを含むことで、ホットプレート５に赤外線が吸収されることを回避することができるため、赤外線によるホットプレート５の昇温を抑制することができる。そのため、赤外線によるホットプレート５の昇温に伴うホットプレート５の降温時間を考慮する必要がない。したがって、ホットプレート５の降温に要するタクトタイムを短縮化することができる。加えて、ホットプレート側反射面３０ａによって反射された赤外線の少なくとも一部は基板１０に吸収されるため、基板１０の加熱を促進することができる。一方、ホットプレート側反射面３０ａによって反射された赤外線による基板１０の温度上昇分を踏まえて、赤外線ヒータ６の出力を低減することができる。加えて、ホットプレート５は、赤外線反射部３０を載置可能な載置面５ａを含むことで、基板１０の収容空間の雰囲気を減圧して真空状態とした場合、ホットプレート５における載置面５ａと赤外線反射部３０との間を真空断熱することができる。すなわち、載置面５ａと赤外線反射部３０との界面における隙間を断熱層として機能させることができる。そのため、赤外線によるホットプレート５の昇温を抑制することができる。一方、基板１０の収容空間に窒素を供給（Ｎ2パージ）した場合、載置面５ａと赤外線反射部３０との間の真空断熱を解除することができる。そのため、ホットプレート５が降温しているときは赤外線反射部３０も降温していると推定することができる。
また、ポリイミド形成用液が基板１０の第一面１０ａにのみ塗布されており、ホットプレート５が基板１０の第一面１０ａとは反対側の第二面１０ｂの側に配置されていることで、以下の効果を奏する。ホットプレート５から発せられた熱が、基板１０の第二面１０ｂの側から第一面１０ａの側に向けて伝わるようになるため、基板１０を効果的に加熱することができる。加えて、ホットプレート５で基板１０を加熱している間に、基板１０に塗布されたポリイミド形成用液の揮発又はイミド化（例えば、成膜中のガス抜き）を効率良く行うことができる。
また、ホットプレート５及び赤外線ヒータ６の双方が基板１０を段階的に加熱可能であることで、以下の効果を奏する。ホットプレート５及び赤外線ヒータ６が基板１０を一定の温度でのみ加熱可能な場合と比較して、基板１０に塗布されたポリイミド形成用液の成膜条件に適合するように、基板１０を効率良く加熱することができる。したがって、基板１０に塗布されたポリイミド形成用液を段階的に乾燥させ、良好に硬化させることができる。
また、ホットプレート５及び赤外線ヒータ６と基板１０との相対位置を調整可能な位置調整部７を更に含むことで、前記位置調整部７を備えない場合と比較して、基板１０の加熱温度を調整し易くなる。例えば、基板１０の加熱温度を高くする場合にはホットプレート５及び赤外線ヒータ６と基板１０とを近接させ、基板１０の加熱温度を低くする場合にはホットプレート５及び赤外線ヒータ６と基板１０とを離反させることができる。したがって、基板１０を段階的に加熱し易くなる。
また、位置調整部７は、基板１０をホットプレート５と赤外線ヒータ６との間で移動可能とする移動部７ａを含むことで、以下の効果を奏する。基板１０をホットプレート５と赤外線ヒータ６との間で移動させることによって、ホットプレート５及び赤外線ヒータ６の少なくとも一方を定位置に配置した状態で、基板１０の加熱温度を調整することができる。したがって、ホットプレート５及び赤外線ヒータ６の少なくとも一方を移動可能とする装置を別途設ける必要がないため、簡素な構成で基板１０の加熱温度を調整することができる。
また、ホットプレート５と赤外線ヒータ６との間には、基板１０を搬送可能とする搬送部８が設けられており、搬送部８には、移動部７ａを通過可能とする通過部８ｈが形成されていることで、以下の効果を奏する。基板１０をホットプレート５と赤外線ヒータ６との間で移動させる場合に、通過部８ｈを通過させることができるため、搬送部８を迂回して基板１０を移動させる必要がない。したがって、搬送部８を迂回して基板１０を移動させるための装置を別途設ける必要がないため、簡素な構成で基板１０の移動をスムーズに行うことができる。
また、基板１０の温度を検知可能な温度検知部９を更に含むことで、基板１０の温度をリアルタイムで把握することができる。例えば、温度検知部９の検知結果に基づいて基板１０を加熱することによって、基板１０の温度が目標値からずれることを抑制することができる。
また、基板１０及び基板加熱部５，６が共通のチャンバ２に収容されていることで、共通のチャンバ２内で基板１０への基板加熱部５，６による加熱処理を一括することができる。例えば、共通のチャンバ２内で基板１０へのホットプレート５による加熱処理と赤外線ヒータ６による加熱処理とを一括して行うことができる。すなわち、ホットプレート５及び赤外線ヒータ６が互いに異なるチャンバ２に収容された場合のように、異なる２つのチャンバ２間で基板１０を搬送させるための時間を要しない。したがって、基板１０の加熱処理をより一層効率良く行うことができる。また、異なる２つのチャンバ２を備えた場合と比較して、装置全体を小型化することができる。
また、基板１０、ホットプレート５及び赤外線ヒータ６を収容可能なチャンバ２を含むことで、チャンバ２内で基板１０の加熱温度を管理することができるため、基板１０を効果的に加熱することができる。加えて、チャンバ２内でホットプレート５の温度を管理することができるため、ホットプレート５を効果的に降温することができる。
また、赤外線ヒータ６が基板１０の第一面１０ａの側に配置されていることで、赤外線ヒータ６から発せられた熱が、基板１０の第一面１０ａの側から第二面１０ｂの側に向けて伝わるようになるため、ホットプレート５による加熱と赤外線ヒータ６による加熱とが相まって、基板１０をより一層効果的に加熱することができる。
また、赤外線ヒータ６の赤外線加熱によって、基板１０を第二の温度まで短時間で昇温することができる。また、赤外線ヒータ６と基板１０とを離反させた状態で基板１０を加熱すること（いわゆる非接触加熱）ができるため、基板１０を清浄に保つ（いわゆるクリーン加熱を行う）ことができる。
また、赤外線ヒータのピーク波長範囲が１．０μｍ以上かつ４μｍ以下の範囲であることで、１．０μｍ以上かつ４μｍ以下の範囲の波長は、ガラス及び水等の吸収波長と一致するため、基板１０及び基板１０に塗布されたポリイミド形成用液をより一層効果的に加熱することができる。
また、チャンバ加熱工程においてチャンバ２の内面の少なくとも一部を加熱することで、チャンバ２の内面の降温を抑制することができる。そのため、チャンバ２の収容空間２Ｓ中の気体がチャンバ２の内面で冷却されて昇華物となることを抑制することができる。したがって、チャンバ２の内面に昇華物が付着することを抑制することができる。
また、チャンバ２に接続された真空配管３ａの内面の少なくとも一部を加熱する真空配管加熱工程を更に含むことで、真空配管３ａの内面の降温を抑制することができる。そのため、真空配管３ａを通る気体が真空配管３ａの内面で冷却されて昇華物となることを抑制することができる。したがって、真空配管３ａの内面に昇華物が付着することを抑制することができる。
また、第二加熱工程においてホットプレート５と赤外線ヒータ６との間に配置されているホットプレート側反射面３０ａを用いてホットプレート５に向かう赤外線を反射することで、ホットプレート５に赤外線が吸収されることを回避することができるため、赤外線によるホットプレート５の昇温を抑制することができる。そのため、赤外線によるホットプレート５の昇温に伴うホットプレート５の降温時間を考慮する必要がない。したがって、ホットプレート５の降温に要するタクトタイムを短縮化することができる。加えて、ホットプレート側反射面３０ａによって反射された赤外線の少なくとも一部は基板１０に吸収されるため、基板１０の加熱を促進することができる。一方、ホットプレート側反射面３０ａによって反射された赤外線による基板１０の温度上昇分を踏まえて、赤外線ヒータ６の出力を低減することができる。
また、第二加熱工程においてホットプレート５を冷却することで、第二加熱工程の後にホットプレート５を冷却する場合と比較して、ホットプレート５を短時間で降温することができる。したがって、ホットプレート５の降温に要するタクトタイムをより一層短縮化することができる。
（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態について、図８～図１１を用いて説明する。
第二実施形態では、第一実施形態に対して、位置調整部２０７の構成が特に異なる。図９～図１１において、第一実施形態と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図８は、第二実施形態に係る基板加熱装置２０１における加熱ユニット８０、断熱部材２６及びカバー部材２７の断面を含む、図２に相当する図である。
＜位置調整部＞
図８に示すように、位置調整部２０７は、収容部２７０、移動部２７５及び駆動部２７９を備えている。
収容部２７０は、チャンバ２の下側に配置されている。収容部２７０は、移動部２７５及び駆動部２７９を収容可能である。収容部２７０は、直方体の箱状に形成される。具体的に、収容部２７０は、矩形板状の第一支持板２７１と、第一支持板２７１と対向する矩形板状の第二支持板２７２と、第一支持板２７１及び第二支持板２７２の外周縁に繋がるとともに移動部２７５及び駆動部２７９の周囲を囲むように覆う囲い板２７３とによって形成されている。なお、囲い板２７３は設けられていなくてもよい。すなわち、位置調整部２０７は、少なくとも第一支持板２７１、移動部２７５及び駆動部２７９を備えていればよい。例えば、装置全体を覆う外装カバーが設けられていてもよい。
第一支持板２７１の外周縁は、チャンバ２の周壁２３の下端に接続されている。第一支持板２７１は、チャンバ２の底板としても機能する。第一支持板２７１には、ホットプレート２０５が配置されている。具体的に、ホットプレート２０５は、チャンバ２内で第一支持板２７１に支持されている。
囲い板２７３と周壁２３とは、上下に連続して連なっている。チャンバ２は、基板１０を密閉空間で収容可能に構成されている。例えば、天板２１、底板としての第一支持板２７１、及び周壁２３の各接続部を溶接等で隙間なく結合することで、チャンバ２内の気密性を向上することができる。
移動部２７５は、ピン２７６、伸縮管２７７及び基台２７８を備える。
ピン２７６は、基板１０の第二面１０ｂを支持可能かつ第二面１０ｂの法線方向（Ｚ方向）に移動可能である。ピン２７６は、上下に延びる棒状の部材である。ピン２７６の先端（上端）は、基板１０の第二面１０ｂに当接可能かつ基板１０の第二面１０ｂから離反可能とされている。
ピン２７６は、第二面１０ｂと平行な方向（Ｘ方向及びＹ方向）に間隔を空けて複数設けられている。複数のピン２７６は、それぞれ略同じ長さに形成されている。複数のピン２７６の先端は、第二面１０ｂと平行な面内（ＸＹ平面内）に配置されている。
伸縮管２７７は、第一支持板２７１と基台２７８との間に設けられている。伸縮管２７７は、ピン２７６の周囲を囲むように覆うとともに、上下に延びる管状の部材である。伸縮管２７７は、第一支持板２７１と基台２７８との間で上下に伸縮自在とされている。例えば、伸縮管２７７は、真空ベローズである。
伸縮管２７７は、複数のピン２７６と同じ数だけ複数設けられている。複数の伸縮管２７７の先端（上端）は、第一支持板２７１に固定されている。具体的に、第一支持板２７１には、第一支持板２７１を厚み方向に開口する複数の挿通孔２７１ｈが形成されている。各挿通孔２７１ｈの内径は、各伸縮管２７７の外径と略同じ大きさとされている。例えば、各伸縮管２７７の先端は、第一支持板２７１の各挿通孔２７１ｈに嵌合固定されている。
基台２７８は、第一支持板２７１と対向する板状の部材である。基台２７８の上面は、基板１０の第二面１０ｂに沿う平坦面をなしている。基台２７８の上面には、複数のピン２７６の基端（下端）及び複数の伸縮管２７７の基端（下端）が固定されている。
複数のピン２７６の先端は、ホットプレート２０５を挿通可能とされている。ホットプレート２０５には、第一支持板２７１の各挿通孔２７１ｈ（各伸縮管２７７の内部空間）に第二面１０ｂの法線方向で重なる位置で、ホットプレート２０５を第二面１０ｂの法線方向（ホットプレート２０５の厚み方向）に開口する複数の挿通孔２０５ｈが形成されている。
複数のピン２７６の先端は、赤外線反射部２３０を挿通可能とされている。赤外線反射部２３０には、第一支持板２７１の各挿通孔２７１ｈ（各伸縮管２７７の内部空間）に第二面１０ｂの法線方向で重なる位置で、赤外線反射部２３０を第二面１０ｂの法線方向（赤外線反射板の厚み方向）に開口する複数の挿通孔２３０ｈが形成されている。
複数のピン２７６の先端は、各伸縮管２７７の内部空間、ホットプレート２０５の各挿通孔２０５ｈ及び赤外線反射部２３０の各挿通孔２３０ｈを介して、基板１０の第二面１０ｂに当接可能とされている。そのため、複数のピン２７６の先端によって、基板１０がＸＹ平面に平行に支持されるようになっている。複数のピン２７６は、チャンバ２内に収容される基板１０を支持しつつチャンバ２内のＺ方向に移動するようになっている（図９～図１１参照）。
駆動部２７９は、チャンバ２の外部である収容部２７０内に配置されている。そのため、仮に駆動部２７９の駆動に伴いパーティクルが発生したとしても、チャンバ２内を密閉空間とすることによって、チャンバ２内へのパーティクルの侵入を回避することができる。
＜基板加熱方法＞
次に、本実施形態に係る基板加熱方法を説明する。本実施形態では、上記の基板加熱装置２０１を用いて基板１０を加熱する。基板加熱装置２０１の各部で行われる動作は、制御部１５によって制御される。なお、第一実施形態と同様の工程については、その詳細な説明は省略する。
図９は、第二実施形態に係る基板加熱装置２０１の動作の一例を説明するための図である。図１０は、図９に続く、第二実施形態に係る基板加熱装置２０１の動作説明図である。図１１は、図１０に続く、第二実施形態に係る基板加熱装置２０１の動作説明図である。
便宜上、図９～図１１においては、基板加熱装置２０１の構成要素のうち、基板搬出入部２４、減圧部３、ガス供給部４、ガス拡散部４０、温度検知部９、気体液化回収部１１、冷却機構５０、加熱ユニット８０、断熱部材２６、カバー部材２７及び制御部１５の図示を省略する。
本実施形態に係る基板加熱方法は、収容工程、減圧工程、基板加熱工程及びチャンバ加熱工程を含む。
図９に示すように、収容工程では、ポリイミド形成用液を塗布した基板１０をチャンバ２の内部の収容空間２Ｓに収容する。
減圧工程では、収容空間２Ｓの雰囲気を減圧する。
減圧工程では、基板１０がホットプレート２０５から離反している。具体的に、各伸縮管２７７の内部空間、ホットプレート２０５の各挿通孔２０５ｈ及び赤外線反射部２３０の各挿通孔２３０ｈを介して複数のピン２７６の先端を基板１０の第二面１０ｂに当接させるとともに、基板１０を上昇させることによって、基板１０をホットプレート２０５から離反させている。減圧工程において、ホットプレート２０５及び基板１０は、ホットプレート２０５の熱が基板１０に伝わらない程度に離反している。減圧工程において、ホットプレート２０５の電源はオンになっている。例えば、ホットプレート２０５の温度は、２５０℃程度になっている。一方、減圧工程において、赤外線ヒータ６の電源はオフになっている。
減圧工程の後、基板加熱工程では、基板１０の一方側に配置されているホットプレート２０５と基板１０の他方側に配置されている赤外線ヒータ６とを用いて基板１０を加熱する。
基板加熱工程は、第一加熱工程及び第二加熱工程を含む。
減圧工程の後、第一加熱工程では、基板１０を第一の温度で加熱する。
図１０に示すように、第一加熱工程では、複数のピン２７６の先端を基板１０の第二面１０ｂから離反させることによって、基板１０を赤外線反射部２３０のホットプレート側反射面２３０ａに載置させる。具体的に、基板１０をホットプレート側反射面２３０ａに設けられた基板支持凸部（不図示）に支持させる。これにより、ホットプレート側反射面２３０ａは基板１０の第二面１０ｂに近接するため、ホットプレート２０５の熱が赤外線反射部２３０を介して基板１０に伝わるようになる。例えば、第一加熱工程において、ホットプレート２０５の温度は、２５０℃を維持している。そのため、基板温度は、２５０℃まで上昇可能とされている。一方、第一加熱工程において、赤外線ヒータ６の電源はオフのままとなっている。
第一加熱工程の後、第二加熱工程では、第一の温度よりも高い第二の温度で基板１０を加熱する。
図１１に示すように、第二加熱工程では、基板１０を第一加熱工程時の位置よりも更に上昇させることによって、基板１０を赤外線ヒータ６に近接させる。例えば、第二加熱工程において、ホットプレート２０５の温度は、２５０℃を維持している。また、第二加熱工程において、赤外線ヒータ６の電源はオンとされる。例えば、赤外線ヒータ６は、４５０℃で基板１０を加熱可能である。そのため、基板温度は、４５０℃まで上昇可能とされている。第二加熱工程では、第一加熱工程時よりも基板１０が赤外線ヒータ６に近づくため、赤外線ヒータ６の熱が基板１０に十分に伝わるようになる。
その後、第一実施形態と同様の工程を経ることにより、基板１０に塗布されたポリイミド形成用液の揮発又はイミド化を行うとともに、基板１０に塗布されたポリイミド形成用液のイミド化時の分子鎖の再配列を行い、ポリイミド膜を形成することができる。
また、チャンバ２の収容空間２Ｓ中の気体がチャンバ２の内面で冷却されて昇華物となることを抑制する観点から、第一実施形態と同様のチャンバ加熱工程などを行う。
以上のように、本実施形態によれば、移動部２７５が基板１０の第二面１０ｂを支持可能かつ第二面１０ｂの法線方向に移動可能な複数のピン２７６を含み、複数のピン２７６の先端が第二面１０ｂと平行な面内に配置されていることで、以下の効果を奏する。基板１０を安定して支持した状態で、基板１０を加熱することができるため、基板１０に塗布されたポリイミド形成用液を安定して成膜させることができる。
また、ホットプレート２０５には、ホットプレート２０５を第二面１０ｂの法線方向に開口する複数の挿通孔２０５ｈが形成されており、各ピン２７６の先端が各挿通孔２０５ｈを介して第二面１０ｂに当接可能とされていることで、以下の効果を奏する。複数のピン２７６とホットプレート２０５との間での基板１０の受け渡しを短時間で行うことができるため、基板１０の加熱温度を効率良く調整することができる。
なお、上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上記実施形態においては、基板加熱部は、基板の一方側に配置されたホットプレートと、基板の他方側に配置されるとともに、基板を赤外線によって加熱可能な赤外線ヒータと、を備えているが、これに限らない。例えば、基板加熱部は、基板の一方側に配置されたホットプレートのみを備えていてもよいし、基板の他方側に配置された赤外線ヒータのみを備えていてもよい。すなわち、基板加熱部は、基板の一方側及び他方側の少なくとも一方に配置されていればよい。
また、上記実施形態においては、チャンバ加熱部がチャンバの周壁にのみ配置されているが、これに限らない。例えば、チャンバ加熱部がチャンバの周壁に加え、チャンバの天板及び底板に配置されていてもよい。すなわち、チャンバ加熱部は、チャンバの内面の少なくとも一部を加熱可能であればよい。
また、上記実施形態においては、反射面を有する赤外線反射部を備えているが、これに限らない。例えば、赤外線反射部を備えることなく、ホットプレートの上面が赤外線を反射する反射面とされていてもよい。
また、上記実施形態においては、基板、ホットプレート及び赤外線ヒータが共通のチャンバに収容されているが、これに限らない。例えば、ホットプレート及び赤外線ヒータが互いに異なるチャンバに収容されていてもよい。
また、上記実施形態においては、ホットプレート及び赤外線ヒータの双方が基板を段階的に加熱可能であるが、これに限らない。例えば、ホットプレート及び赤外線ヒータの少なくとも一方が、基板を段階的に加熱可能であってもよい。また、ホットプレート及び赤外線ヒータの双方が、基板を一定の温度でのみ加熱可能であってもよい。
また、上記実施形態においては、搬送部として複数の搬送ローラを用いたが、これに限らない。例えば、搬送部としてベルトコンベアを用いてもよいし、リニアモータアクチュエータを用いてもよい。例えば、ベルトコンベア及びリニアモータアクチュエータは、Ｘ方向に継ぎ足し可能とされてもよい。これにより、Ｘ方向における基板の搬送距離を調整することができる。
また、搬送部として図４に示す構成（搬送部に通過部が形成されている構成）以外の構成を採用する場合には、ホットプレートの平面視サイズは、基板の平面視サイズと同等以上であってもよい。これにより、ホットプレートの平面視サイズが基板の平面視サイズよりも小さい場合と比較して、基板の加熱温度の面内均一性をより一層高めることができる。
また、上記実施形態においては、減圧工程及び第一加熱工程において、ホットプレートの電源はオンになっており、赤外線ヒータの電源はオフになっているが、これに限らない。例えば、減圧工程及び第一加熱工程において、ホットプレート及び赤外線ヒータの電源がオンになっていてもよい。
また、上記第二実施形態においては、複数のピンの先端が赤外線反射部を挿通可能とされている（すなわち、赤外線反射部には複数の挿通孔が形成されている）が、これに限らない。例えば、複数のピンの先端が赤外線反射部を挿通不能とされていてもよい。すなわち、赤外線反射部には挿通孔が形成されていなくてもよい。この場合、複数のピンの先端は、各伸縮管の内部空間及びホットプレートの各挿通孔を介して、赤外線反射部の裏面に当接可能とされる。そのため、複数のピンの先端によって、赤外線反射部がＸＹ平面に平行に支持されるようになる。複数のピンは、赤外線反射部を介してチャンバ内に収容される基板を支持しつつチャンバ内のＺ方向に移動する。
また、上記実施形態の基板加熱装置を含む基板処理システムに本発明を適用してもよい。例えば、基板処理システムは、工場などの製造ラインに組み込まれて用いられ、基板の所定の領域に薄膜を形成するシステムである。図示はしないが、例えば、基板処理システムは、上記基板加熱装置を含む基板処理ユニットと、処理前の基板を収容した搬入用カセットが供給されると共に空の搬入用カセットが回収されるユニットである基板搬入ユニットと、処理後の基板を収容した搬出用カセットが回収されると共に空の搬出用カセットが供給されるユニットである基板搬出ユニットと、基板処理ユニットと基板搬入ユニットとの間で搬入用カセットを搬送すると共に、基板処理ユニットと基板搬出ユニットの間で搬出用カセットを搬送する搬送ユニットと、各ユニットを統括制御する制御ユニットと、を備えている。
この構成によれば、上記基板加熱装置を含むことで、基板処理システムにおいてチャンバの内面に昇華物が付着することを抑制することができる。
なお、上記において実施形態又はその変形例として記載した各構成要素は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜組み合わせることができるし、また、組み合わされた複数の構成要素のうち一部の構成要素を適宜用いないようにすることもできる。
１，２０１…基板加熱装置 ２…チャンバ ２ａ…チャンバ側反射面 ２Ｓ…収容空間 ３…減圧部 ３ａ…真空配管 ４…ガス供給部 ４ａ…ガス供給配管 ５，２０５…ホットプレート（基板加熱部） ５ａ…載置面 ６…赤外線ヒータ（基板加熱部） ７，２０７…位置調整部 ７ａ，２７５…移動部 ８…搬送部 ８ｈ…通過部 ９…温度検知部 １０…基板 １０ａ…第一面 １０ｂ…第二面 １１…気体液化回収部 ２１…天板 ２２…底板 ２３…周壁 ２４…基板搬出入部 ２６…断熱部材 ２７…カバー部材 ３０，２３０…赤外線反射部 ３０ａ，２３０ａ…ホットプレート側反射面 ４０…ガス拡散部 ８１…チャンバ加熱部 ８２…真空配管加熱部 ８３…ガス供給配管加熱部 ８４…基板搬出入部加熱部 ２０５ｈ…挿通孔 ２７６…ピン

Claims (13)

  1. ポリイミド形成用液を塗布した基板を収容可能な収容空間が内部に形成されたチャンバと、
    前記収容空間の雰囲気を減圧可能な減圧部と、
    前記基板の一方側及び他方側の少なくとも一方に配置されるとともに、前記基板を加熱可能な基板加熱部と、
    前記チャンバの内面の少なくとも一部を加熱可能なチャンバ加熱部と、
    前記収容空間に不活性ガスを供給することによって前記収容空間の状態を調整可能なガス供給部と、
    前記ガス供給部から供給される前記不活性ガスを前記基板に向けて拡散するガス拡散部と、
    前記チャンバ加熱部の少なくとも一部を前記チャンバの外方から覆う断熱部材と、を含み、
    前記チャンバは、
    前記基板の一方側に配置された底板と、
    前記基板の他方側に配置されるとともに、前記底板と対向する天板と、
    前記天板及び前記底板の外周縁に繋がる周壁と、を含み、
    前記ガス供給部は、前記周壁における前記天板の側に接続されたガス供給配管を含み、
    前記ガス供給配管の少なくとも一部を加熱可能なガス供給配管加熱部を更に含み、
    前記ガス供給配管加熱部は、前記ガス供給配管の外面全体を覆っている
    基板加熱装置。
  2. 前記チャンバ加熱部は、少なくとも前記周壁に配置されている
    請求項１に記載の基板加熱装置。
  3. 前記減圧部は、前記チャンバに接続された真空配管を含み、
    前記真空配管の内面の少なくとも一部を加熱可能な真空配管加熱部を更に含む
    請求項１又は２に記載の基板加熱装置。
  4. 前記基板加熱部は、前記基板を赤外線によって加熱可能な赤外線ヒータを含み、
    前記チャンバの内面の少なくとも一部は、前記赤外線を反射するチャンバ側反射面とされている
    請求項１から３の何れか一項に記載の基板加熱装置。
  5. 前記断熱部材の少なくとも一部を前記チャンバの外方から覆うカバー部材を更に備える
    請求項１から４の何れか一項に記載の基板加熱装置。
  6. 前記基板加熱部は、
    前記基板の一方側に配置されたホットプレートと、
    前記基板の他方側に配置されるとともに、前記基板を赤外線によって加熱可能な赤外線ヒータと、を含む
    請求項１から５の何れか一項に記載の基板加熱装置。
  7. 前記ホットプレートは、前記底板の側に配置され、
    前記赤外線ヒータは、前記天板の側に配置され、
    前記チャンバ加熱部は、少なくとも前記周壁に配置されている
    請求項６に記載の基板加熱装置。
  8. 前記ホットプレートと前記赤外線ヒータとの間に配置されるとともに、前記ホットプレートに向かう前記赤外線を反射するホットプレート側反射面を有する赤外線反射部を更に含み、
    前記ホットプレートは、前記赤外線反射部を載置可能な載置面を含む
    請求項６又は７に記載の基板加熱装置。
  9. 前記基板の温度を検知可能な温度検知部を更に含む
    請求項１から８の何れか一項に記載の基板加熱装置。
  10. 前記基板及び前記基板加熱部は、共通の前記チャンバに収容されている
    請求項１から９の何れか一項に記載の基板加熱装置。
  11. 請求項１から１０の何れか一項に記載の基板加熱装置を含む基板処理システム。
  12. ポリイミド形成用液を塗布した基板をチャンバの内部の収容空間に収容する収容工程と、
    前記収容空間の雰囲気を減圧する減圧工程と、
    前記基板の一方側及び他方側の少なくとも一方に配置されている基板加熱部を用いて前記基板を加熱する基板加熱工程と、
    前記チャンバの内面の少なくとも一部を加熱するチャンバ加熱工程と、を含み、
    前記収容空間に不活性ガスを供給することによって前記収容空間の状態を調整可能なガス供給部と、
    前記ガス供給部から供給される前記不活性ガスを前記基板に向けて拡散するガス拡散部と、
    前記チャンバの内面の少なくとも一部を加熱可能なチャンバ加熱部の少なくとも一部を前記チャンバの外方から覆う断熱部材と、を更に含み、
    前記チャンバは、
    前記基板の一方側に配置された底板と、
    前記基板の他方側に配置されるとともに、前記底板と対向する天板と、
    前記天板及び前記底板の外周縁に繋がる周壁と、を含み、
    前記ガス供給部は、前記周壁における前記天板の側に接続されたガス供給配管を含み、
    前記ガス供給配管の少なくとも一部を加熱可能なガス供給配管加熱部を更に含み、
    前記ガス供給配管加熱部は、前記ガス供給配管の外面全体を覆っている
    基板加熱方法。
  13. 前記チャンバに接続された真空配管の内面の少なくとも一部を加熱する真空配管加熱工程を更に含む
    請求項１２に記載の基板加熱方法。
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