JP7153485B2

JP7153485B2 - 基板熱処理装置及び基板熱処理方法

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Publication number: JP7153485B2
Application number: JP2018126144A
Authority: JP
Inventors: 大輝岡本; 康裕芝; 雄大和食
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd
Priority date: 2018-07-02
Filing date: 2018-07-02
Publication date: 2022-10-14
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Also published as: TW202013637A; WO2020008831A1; JP2020004933A; TWI709202B

Description

本発明は、半導体ウエハ、液晶ディスプレイ用基板、プラズマディスプレイ用基板、有機ＥＬ用基板、ＦＥＤ(Field Emission Display)用基板、光ディスプレイ用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、太陽電池用基板などの各種基板（以下、単に基板と称する）に対して、熱処理を施す基板熱処理装置及び基板熱処理方法に関する。

従来、この種の装置として、上面に載置された基板を加熱する加熱プレートと、加熱プレートの上方に配置され、基板に対して不活性ガスを供給する不活性ガス供給チャンバと、加熱プレート及び不活性ガス供給チャンバを囲う筐体と、基板の外周縁の上方にあたる位置に形成された排気口とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。また、加熱プレートの上方に配置され、複数個の不活性ガス吹き出し孔を有する不活性ガス供給チャンバと、加熱プレートの周囲に形成された複数個の排気口とを備えたものもある。

このように構成された装置では、不活性ガス供給チャンバから不活性ガスを基板に供給し、筐体内の気体をパージしつつ、基板を加熱プレートで加熱処理する。

最近の半導体プロセスにおいては、微細加工用の多層レジストプロセスなどで強固な下層膜を形成することが行われている。このような多層レジストプロセスにおいては、下層膜用の処理液を基板に塗布して塗布被膜を被着させた後、その基板を例えば３００℃などの高温で焼成することにより、塗布被膜から下層膜を生成する。その際には、塗布被膜から昇華物が発生するので、不活性ガスにより昇華物を押し出しつつ、不活性ガスとともに昇華物を排気口から排出している。

特開２０００－１２４１０６号公報

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の装置は、不活性ガスの流れが基板の外周縁の排出口までと比較的長い距離となっているので、基板の表面上における不活性ガスの気流が不安定になりやすく、不活性ガスの気流にムラが生じやすい。したがって、塗布被膜がその影響を受け、熱処理後の下層膜における膜厚均一性が悪化するという問題がある。

なお、上述したような問題は、昇華物を生じる下層膜の場合には顕著であるが、例えば、フォトレジスト液よりなる塗布被膜を１２０～１６０℃程度で加熱しても、塗布被膜から溶剤を含むガスを不活性ガスでパージするので、同様の問題が生じ得る。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、気体の排出を工夫することにより、膜厚均一性を向上できる基板熱処理装置及び基板熱処理方法を提供することを目的とする。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、塗布被膜を被着された基板に熱処理を行う基板熱処理装置において、前記基板を載置して前記基板を加熱する加熱プレートと、前記加熱プレートを囲って処理雰囲気を形成する筐体と、前記筐体に形成され、前記処理雰囲気の気体を前記筐体の外部へと排出する排出口と、前記加熱プレートの上方に配置され、前記処理雰囲気に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、前記加熱プレートの上方に配置され、前記処理雰囲気の気体を前記排出口から排気する排気手段と、を備え、前記排気手段は、平面視にて前記基板の全面に分散して配置された複数個の排気口を備え、前記不活性ガス供給手段と前記排気手段とを一体的に構成した給排ユニットを備え、前記給排ユニットは、前記基板の全面にわたって不活性ガスを供給する複数個の吹き出し孔が形成された第１の拡散板と、天井面が閉塞された円筒形状を呈し、前記加熱プレートの外径より大きな内径を備え、前記排出口に連通接続された外カバー排気口を形成されている外カバーと、天井面が閉塞された円筒形状を呈し、前記外カバーの内径より小さな外径を有し、かつ、前記基板の外径より大きな内径を有し、前記外カバーの内周面と、前記外カバーの天井面との間に隙間を設けて配置され、前記隙間を前記外カバー排気口に連通接続され、前記処理雰囲気に不活性ガスを導入する導入口を備え、天井面から下方に離間して前記第１の拡散板を取り付けられた排気カバーと、を備え、前記複数個の排気口は、前記第１の拡散板の下面と前記排気カバーの上面とを連通接続している排気ダクトであることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、排気手段が複数個の排気口を備えているので、処理雰囲気の気体が平面視で基板の全面に分散した箇所から排気される。したがって、不活性ガス供給手段からいずれかの排気口までの距離が従来に比べて短くできるので、基板の表面上における不活性ガスの気流が安定し、不活性ガスの気流のムラを抑制できる。したがって、塗布被膜が悪影響を受けることがなく、膜厚均一性を向上できる。また、不活性ガス供給手段と排気手段とを給排ユニットとして一体的に構成したので、装置の小型化を図ることができる。さらに、第１の拡散板の複数個の吹き出し孔から不活性ガスを基板の全面にわたって供給するので、基板の全面における処理雰囲気におけるパージを効率的にできる。また、複数個の排気口が複数個の排気ダクトであり、外カバーの内部に設けられた第１の拡散板の下面と排気カバーの上面とを連通接続しているので、排気カバーの上面と外カバーの天井面との隙間を通して外カバー排気口及び排出口に排気でき、また、外カバーの内周面と排気カバーの外周面との隙間を通して処理雰囲気の気体を基板の外周縁から排気する。したがって、基板の全面及び外周縁から排気するので、処理雰囲気の気体を効率的に排出できる。

また、本発明において、前記複数個の排気口は、気体を集合部位にて集合して前記排出口に排気する構成であって、平面視にて前記集合部位を中心とする同心円状に配置されていることが好ましい（請求項２）。

複数個の排気口を、集合部位を中心とした同心円状にすることにより、基板の表面上のどの位置においても、基板の全面において排気までの距離を従来に比較して短くできる。

また、本発明において、前記複数個の排気口は、中心部から遠い排気口の内径が、中心部に近い排気口の内径より大きいことが好ましい（請求項３）。

中心部から遠い方が排気する不活性ガスの量が中心部よりも多いので、全ての排気口から円滑に排気することができ、基板の全面において均等に排気できる。

（削除）

また、本発明において、前記第１の拡散板は、平面視にて前記導入口に対応する領域における前記複数個の吹き出し孔の配置密度が、前記導入口に対応する領域以外における前記複数個の吹き出し孔の配置密度よりも低いことが好ましい（請求項４）。

第１の拡散板を通して基板に供給される不活性ガスは、導入口に対応する領域における複数個の吹き出し孔における圧力が高く、供給量が増加しやすい。そこで、導入口に対応する領域では、複数個の吹き出し孔の配置密度を低くして、導入口に対応する領域とそれ以外における不活性ガスの供給のバランスをとる。したがって、基板の全面において均等に不活性ガスを供給できる。

また、本発明において、前記給排ユニットは、前記第１の拡散板の下方に、前記基板の全面にわたって不活性ガスを供給する複数個の吹き出し孔が形成された第２の拡散板を備えていることが好ましい（請求項５）。

第１の拡散板と第２の拡散板との二重構造で不活性ガスを供給するので、不活性ガスの供給を緩やかにできる。したがって、不活性ガスの供給に起因する塗布被膜への悪影響を抑制できる。

また、本発明において、前記第１の拡散板の複数個の吹き出し孔は、前記第２の拡散板の複数個の吹き出し孔より小径であることが好ましい（請求項６）。

第１の拡散板から第２の拡散板への不活性ガスの供給が緩やかになり、第２の拡散板から基板への不活性ガスの供給をさらに緩やかにできる。したがって、不活性ガスの供給に起因する塗布被膜への悪影響をさらに抑制できる。

また、本発明において、前記第１の拡散板は、前記排気カバーの天井面に当接するスペーサを上面に備えていることが好ましい（請求項７）。

第１の拡散板の上面と排気カバーの天井面との間隔を一定に維持できるので、組み立て時や動作時の振動などにより第１の拡散板が排気カバー内で傾くことを防止できる。したがって、第１の拡散板の傾きに起因する基板の全面への不活性ガスの供給が不均一になるのを防止できる。

また、本発明において、前記第２の拡散板は、前記第１の拡散板を貫通して、前記排気カバーの天井面に当接するスペーサを上面に備えていることが好ましい（請求項８）。

第２の拡散板の上面と第１の拡散板の下面との間隔を一定に維持できるので、組み立て時や動作時の振動などにより第２の拡散板が排気カバー内で傾くことを防止できる。したがって、第２の拡散板の傾きに起因する基板の全面への不活性ガスの供給が不均一になるのを防止できる。

また、本発明において、前記第１の拡散板と第２の拡散板は、互いの複数個の吹き出し孔の位置が平面視で不一致であることが好ましい（請求項９）。

不活性ガスの流れが第１の拡散板で緩やかにされ、さらに第２の拡散板で緩やかにされるので、不活性ガスの供給に起因する塗布被膜への悪影響をさらに抑制できる。

また、本発明において、前記排気カバーは、前記外カバーの天井面に当接するスペーサを上面に備えていることが好ましい（請求項１０）。

外カバーの天井面と排気カバーの上面との隙間の間隔を一定に維持できるので、組み立て時や動作時の振動などにより排気カバーが外カバー内で傾くことを防止できる。したがって、排気カバーの傾きに起因して基板の全面における排気が不均一になるのを防止できる。

また、請求項１１に記載の発明は、塗布被膜を被着された基板に熱処理を行う基板熱処理方法において、前記基板を加熱プレート上に載置して加熱し、前記基板の全面にわたって不活性ガスを供給する複数個の吹き出し孔が形成された第１の拡散板を通して前記基板の処理雰囲気に不活性ガスを供給するとともに、前記加熱プレートの外径より大きな内径を有する外カバーを備え、前記外カバーの内周面と、前記外カバーの天井面との間に隙間を設けて配置された排気カバーを備え、前記排気カバーの天井面から下方に離間して前記第１の拡散板を取り付けられ、前記第１の拡散板の下面と前記排気カバーの上面とを連通接続した複数個の排気ダクトを備えている給排ユニットのうち、前記複数個の排気ダクト及び前記隙間から排気して、基板の全面に分散した複数箇所から前記処理雰囲気の気体を排気することを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１１に記載の発明によれば、処理雰囲気の気体が平面視で基板の全面に分散した箇所から排気される。したがって、基板の全面における気体の排出に係る距離が従来に比べて短くできるので、基板の表面上における不活性ガスの気流が安定し、不活性ガスの気流のムラを抑制できる。したがって、塗布被膜が悪影響を受けることがなく、膜厚均一性を向上できる。また、第１の拡散板の複数個の吹き出し孔から不活性ガスを基板の全面にわたって供給するので、基板の全面における処理雰囲気におけるパージを効率的にできる。また、基板の全面及び外周縁から排気するので、処理雰囲気の気体を効率的に排出できる。

本発明に係る基板熱処理装置によれば、排気手段が複数個の排気口を備えているので、処理雰囲気の気体が平面視で基板の全面に分散した箇所から排気される。したがって、不活性ガス供給手段からいずれかの排気口までの距離が従来に比べて短くできるので、基板の表面上における不活性ガスの気流が安定し、不活性ガスの気流のムラを抑制できる。したがって、塗布被膜が悪影響を受けることがなく、膜厚均一性を向上できる。また、不活性ガス供給手段と排気手段とを給排ユニットとして一体的に構成したので、装置の小型化を図ることができる。さらに、第１の拡散板の複数個の吹き出し孔から不活性ガスを基板の全面にわたって供給するので、基板の全面における処理雰囲気におけるパージを効率的にできる。また、複数個の排気口が複数個の排気ダクトであり、外カバーの内部に設けられた第１の拡散板の下面と排気カバーの上面とを連通接続しているので、排気カバーの上面と外カバーの天井面との隙間を通して外カバー排気口及び排出口に排気でき、また、外カバーの内周面と排気カバーの外周面との隙間を通して処理雰囲気の気体を基板の外周縁から排気する。したがって、基板の全面及び外周縁から排気するので、処理雰囲気の気体を効率的に排出できる。

実施例に係る基板熱処理装置の全体構成を示す縦断面図である。給排ユニットの斜視図である。第１の拡散板を示す平面図である。第２の拡散板を示す平面図である。第１の変形例に係る基板熱処理装置の全体構成を示す縦断面図である。第２の変形例に係る基板熱処理装置の全体構成を示す縦断面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明する。
図１は、実施例に係る基板熱処理装置の全体構成を示す縦断面図であり、図２は、給排ユニットの斜視図である。

実施例に係る基板熱処理装置は、基板Ｗを一枚ずつ順次に熱処理していく枚葉式の装置である。この基板熱処理装置は、表面（上面）に塗布被膜が被着されている基板Ｗを処理する。例えば、本実施例における塗布被膜は、下層膜用の処理液を塗布して形成された塗布被膜である。この基板熱処理装置は、加熱プレート１と、筐体３と、排出口５と、給排ユニット７と、昇降ピンユニット９とを備えている。基板熱処理装置には、基板Ｗを基板熱処理装置との間で受け渡すための搬送アーム１１が配置されている。

加熱プレート１は、平面視で円形状を呈する。加熱プレート１は、内部にヒータ１ａを内蔵している。ヒータ１ａは、加熱プレート１を加熱して、基板Ｗを処理するための所定の熱処理温度（例えば、２００～４００℃）に昇温する。加熱プレート１は、その外周面から離間した位置に環状部材１ｂが配置されている。環状部材１ｂの上面には、平面視で環状を呈するシール部材１ｃが取り付けられている。

加熱プレート１の下方には、昇降ピンユニット９が配置されている。昇降ピンユニット９は、３本の昇降ピン９ａを備えている。図１では、図示の関係上、２本の昇降ピン９ａだけを示す。３本の昇降ピン９ａは、平面視で正三角形の各頂点の位置に対応して配置されている。３本の昇降ピン９ａは、基端部側が連結部材９ｂで連結されている。図示しない昇降機構は、連結部材９ｂを昇降することで、３本の昇降ピン９ａを一体的に昇降する。昇降位置は、最も上昇した受け渡し位置と、加熱プレート１の上面から下降した待機位置とである。

筐体３は、加熱プレート１及び環状部材１ｂの全体を囲って処理雰囲気ｐａを形成する。詳細には、加熱プレート１の上面を含む上方空間に処理雰囲気ｐａを形成する。筐体３は、排出口５が形成されている。具体的には、排出口５は、例えば、筐体３の平面視における上面の中央部に形成されている。この排出口５は、処理雰囲気ｐａの気体を筐体３の外部へと排出する。排出口５は、排気処理部に連通接続された排気管１５を介して気体を排出する。排出管１５には、開閉弁Ｖ１が設けられている。この開閉弁Ｖ１は、排出管１５における気体の流通を遮断したり、許容したりする。筐体３は、図１における左側（搬送アーム１１が配置されている方向）には、搬入出口３ａが形成されている。この搬入出口３ａは、基板熱処理装置と搬送アーム１１との間で基板Ｗを受け渡すために用いられる。この搬入出口３ａには、シャッタ（不図示）が配置されており、搬入出口３ａは、熱処理時に閉止され、基板Ｗを受け渡す際には開放される。

給排ユニット７は、処理雰囲気ｐａに不活性ガス（例えば、窒素ガス）を供給するとともに、処理雰囲気ｐａの気体を排出口５から外部へと排出する。給排ユニット７は、筐体３と加熱プレート１との間に配置されている。本実施例装置は、不活性ガス供給と排気とを給排ユニット７で行うように構成したので、装置の小型化を図ることができる。

給排ユニット７は、外カバー２１と、排気カバー２３と、第１の拡散板２５と、第２の拡散板２７とを備えている。外カバー２１は、筐体３内において処理位置（図１に示す高さ位置）と、筐体３内において上昇した搬入出位置（図１に二点鎖線で示す高さ位置）とにわたって昇降機構（不図示）によって昇降される。外カバー２１は、天井面が閉塞された円筒形状を呈し、外周面の下端部に、外周方向に延出されたフランジ２１ａが形成されている。外カバー２１は、平面視で中央部に外カバー排気口２１ｂが形成されている。フランジ２１ａは、外カバー２１が処理位置に移動された際に下面がシール部材１ｃに当接し、外カバー２１によって処理雰囲気ｐａが周囲に対して閉塞される。外カバー排気口２１ｂは、排出口５に連通接続されている。外カバー２１の上面には、上部ヒータ２１ｃが取り付けられている。この上部ヒータ２１ｃは、昇華物が含まれている気体を排気する際に、昇華物が外カバー２１に堆積することを防止する。また、上部ヒータ２１ｃは、後述する不活性ガスを昇温する。

外カバー２１の内部には、排気カバー２３が取り付けられている。排気カバー２３は、天井面が閉塞された円筒形状を呈する。排気カバー２３は、円筒形状の高さが外カバー２１よりも低く、外カバー２１の内径よりも小さな外径で構成されており、外カバー２１内に完全に収容される大きさである。排気カバー２３は、上面に複数個のボス２３ａと、１つの導入口２３ｂが形成されている。排気カバー２３は、複数個のボス２３ａにより、外カバー２１の天井面からその上面が所定距離だけ離間され、隙間を設けた状態で取り付けられる。排気カバー２３の導入口２３ｂは、上端が外カバー２１の上面を貫通して上方へ突出して配置されている。排気カバー２３の外側面及び上面と、外カバー２１の内側面及び天井面とは、排気経路ｅｐを構成する。排気経路ｅｐは、集合部位である外カバー排気口２１ｂで集合されて排気される。

ボス２３ａにより、外カバー２１の天井面と排気カバー２３の上面との隙間の間隔を一定に維持できるので、組み立て時や動作時の振動などにより排気カバー２３が外カバー２１内で傾くことを防止できる。したがって、排気カバー２３の傾きに起因して基板Ｗの全面における排気が不均一になるのを防止できる。

導入口２３ｂには、供給管２４の一端側が連通接続されている。供給管２４の他端側は、不活性ガス供給源に連通接続されている。供給管２４には、開閉弁Ｖ２が設けられている。この開閉弁Ｖ２は、供給管２４における気体の流通を制御する。

排気カバー２３の内部には、第１の拡散板２５が取り付けられている。第１の拡散板２５は、排気カバー２３の天井面から下方に上面が所定距離だけ離間された状態で取り付けられている。また、排気カバー２３の下端面、つまり、第１の拡散板２５の下方には、第１の拡散板２５から所定距離だけ離間された状態で第２の拡散板２７が取り付けられている。本実施例では、第１の拡散板２５の上面と排気カバー２３の天井面の間隔と、第１の拡散板２５の下面と第２の拡散板２７の上面との間隔とは、同じ距離に設定されている。

ここで、図３及び図４を参照する。なお、図３は、第１の拡散板を示す平面図であり、図４は、第２の拡散板を示す平面図である。

第１の拡散板２５は、全面にわたって分散して複数個の吹き出し孔２５ａが形成されている。各吹き出し孔２５ａは、直径がｄ１（例えば、１ｍｍ）とされている。各吹き出し孔２５ａは、導入口２３ｂに対応する領域における配置密度が、導入口２３ｂに対応する領域以外の配置密度よりも低くなるように形成されている。各吹き出し孔２５ａと重ならない位置には、平面視で同心円状に２１個の第１の排気用開口２５ｂが形成されている。具体的には、外カバー排気口２１ｂを中心とし、中心側に３個の第１の排気用開口２５ｂが形成され、その外周側に６個の第１の排気用開口２５ｂが形成され、その外周側に１２個の第１の排気用開口２５ｂが形成されている。第１の拡散板２５に形成された２１個の第１の排気用開口２５ｂは、中心部から遠いものの内径が、中心部に近いものの内径より大きく設定されている。

このように第１の拡散板２５を通して供給される不活性ガスは、導入口２３ｂに対応する領域における複数個の吹き出し孔２５ａにおける圧力が高く、供給量が増加しやすい。そこで、導入口２３ｂに対応する領域では、複数個の吹き出し孔２５ａの配置密度を低くして、導入口２３ｂに対応する領域とそれ以外における不活性ガスの供給のバランスをとる。したがって、均等に不活性ガスを供給できる。

また、第１の拡散板２５は、６個のボス２５ｃ（図３中でハッチングされた円）と、６個の貫通口２５ｄ（図３中で黒塗りされた円）とが形成されている。６個のボス２５ｃは、中心側の３個のボス２５ｃと、その外側の３個のボス２５ｃとに分けられる。中心側の３個のボス２５ｃは、平面視で正三角形の各頂点の位置に設けられ、その外側の３個のボス２５ｃは、内側の３個のボス２５ｃを結んだ各辺に対向する位置に設けられている。第１の拡散板２５は、６個のボス２５ｃにより排気カバー２３に取り付けられている。

第２の拡散板２７は、平面視で全面にわたって複数個の吹き出し孔２７ａが形成されている。各吹き出し孔２７ａは、直径が吹き出し孔ｄ２５ａの直径ｄ１より大きな直径ｄ２（例えば、２ｍｍ）とされている。また、各吹き出し孔２７ａは、平面視で、第１の拡散板２５の各吹き出し孔２５ａの位置と重ならない位置（平面視で不一致となる位置関係）となるように形成されている。各吹き出し孔２７ａと重ならない位置には、平面視で同心円状に２１個の第２の排気用開口２７ｂが形成されている。具体的には、外カバー排気口２１ｂを中心とし、中心側に３個の第２の排気用開口２７ｂが形成され、その外周側に６個の第２の排気用開口２７ｂが形成され、その外周側に１２個の第２の排気用開口２７ｂが形成されている。第２の拡散板２７に形成された２１個の第２の排気用開口２７ｂは、平面視で第１の拡散板２５に形成された第１の排気用開口２５ｂと対応する位置に形成され、同様に、中心部から遠いものの内径が、中心部に近いものの内径より大きく設定されている。

また、第２の拡散板２７は、６個のボス２７ｃ（図４中でハッチングされた円）が形成されている。６個のボス２７ｃは、上述した第１の拡散板２５に形成されている６個の貫通口２５ｄ（図３中で黒塗りされた円）に対応する位置に形成されている。

上述した第１の拡散板２５と第２の拡散板２７は、図１及び図２に示すように、第１の排気用開口２５ｂと第２の排気用開口２７ｂとが排気ダクト２９で連通接続されている。複数個の排気ダクト２９を、平面視で外カバー排気口２１ｂを中心とした同心円状にすることにより、基板Ｗの表面上のどの位置においても、基板Ｗの全面において排気までの距離を従来に比較して短くできる。また、排気ダクト２９は、中心部から遠いものの内径が、中心部に近いものの内径より大きく設定されている。中心部から遠い方が排気する不活性ガスの量が中心部よりも多いので、全ての排気ダクト２９から円滑に排気することができ、基板Ｗの全面において均等に排気できる。

なお、上述したボス２３ａと、ボス２５ｃと、ボス２７ｃとが本発明における「スペーサ」に相当する。また、給排ユニット７及び排気ダクト２９が本発明における「排気手段」に相当し、第１の排気用開口２５ｂと第２の排気用開口２７ｂと排気ダクト２９とが本発明における「排気口」に相当し、給排ユニット７及び第１の拡散板２５、第２の拡散板２７が本発明における「不活性ガス供給手段」に相当する。

上述した搬送アーム１１の移動と、昇降ピンユニット９の昇降と、給排ユニット７の昇降と、開閉弁Ｖ１，Ｖ２の開閉とは、制御部３１により統括的に制御される。制御部３１は、ＣＰＵやメモリで構成されており、熱処理の処理条件を規定したレシピに応じて各部を操作する。

上述したように構成された基板熱処理装置では、次のようにして塗布被膜が被着された基板Ｗに対して熱処理が行われる。なお、開閉弁Ｖ１，Ｖ２は、常時開放されており、不活性ガスが給排ユニット７から処理雰囲気ｐａに常時供給されているとともに、処理雰囲気ｐａ中の気体が常時排気されている。また、制御部３１は、ヒータ１ａにより予め加熱プレート１を処理温度（例えば、３００℃）に温調している。

制御部３１は、外カバー２１を給排ユニット７とともに搬入出位置に上昇させるとともに、図示しないシャッタを移動させて搬入出口３ａを開放させる。次いで、昇降ピンユニット９を操作して、昇降ピン９ａを受け渡し位置に移動させ、処理対象の基板Ｗを保持した搬送アーム１１を処理雰囲気ｐａに進出させ、基板Ｗを昇降ピン９ａに載置するとともに、搬送アーム１１を搬入出口３ａから退出させる。次いで、昇降ピンユニット９を操作して、昇降ピン９ａを待機位置に移動させるとともに、外カバー２１及び給排ユニット７を処理位置に下降させる。これにより、基板Ｗが加熱プレート１に載置され、熱処理が開始される。

このとき、給排ユニット７からは不活性ガスが基板Ｗの表面に供給されるとともに、処理雰囲気ｐａの気体が排出される。基板Ｗの表面には下層膜を形成するための塗布被膜が被着されているが、第１の拡散板２５と第２の拡散板２７とにより不活性ガスが緩やかにされているので、塗布被膜が悪影響を受けにくい。また、塗布被膜から昇華物が発生し、不活性ガスの流れに乗って排気される。排気は、複数個の排気ダクト２９によって行われる。複数個の排気ダクト２９は、平面視で基板Ｗの全面に分散して配置されているので、処理雰囲気ｐａの気体が平面視で基板Ｗの全面に分散した箇所から排気される。したがって、処理雰囲気ｐａに供給された不活性ガスからいずれかの排気ダクト２９までの距離が従来に比べて短くできるので、基板Ｗの表面上における不活性ガスの気流が安定し、不活性ガスの気流のムラを抑制できる。したがって、塗布被膜が悪影響を受けることがなく、膜厚均一性を向上できる。

また、給排ユニット７は、第１の拡散板２５の複数個の吹き出し孔２５ａから不活性ガスを基板Ｗの全面にわたって供給するので、基板Ｗの全面における処理雰囲気ｐａにおけるパージを効率的にできる。また、複数個の排気ダクト２９は、外カバー２１の内部に設けられた排気経路ｅｐを通して外カバー排気口２１ｂ及び排出口５に排気でき、また、外カバー２１の内周面と排気カバー２３の外周面との隙間を通して処理雰囲気ｐａの気体を基板Ｗの外周縁から排気する。したがって、基板Ｗの全面及び外周縁から排気するので、処理雰囲気ｐａの気体を効率的に排出できる。

また、給排ユニット７は、第１の拡散板２５と第２の拡散板２７の二重構造で不活性ガスを供給するので、不活性ガスの供給を緩やかにできる。したがって、不活性ガスの供給に起因する塗布被膜への悪影響を抑制できる。さらに、第１の拡散板２５の吹き出し孔２５ａの直径ｄ１は、第２の拡散板２７の吹き出し孔２７ａの直径ｄ２より小径（ｄ１＜ｄ２）であるので、第１の拡散板２５から第２の拡散板２７への不活性ガスの供給が緩やかになり、第２の拡散板２７から基板Ｗへの不活性ガスの供給をさらに緩やかにできる。したがって、不活性ガスの供給に起因する塗布被膜への悪影響をさらに抑制できる。

上述した給排ユニット７は、第１の拡散板２５がボス２５ｃを備え、第２の拡散板２７がボス２７ｃを備えているので、上面との間隔を一定に維持できるので、組み立て時や動作時の振動などにより第１の拡散板２５や第２の拡散板２７が排気カバー２３内で傾くことを防止できる。したがって、第１の拡散板２５や第２の拡散板２７の傾きに起因する基板のＷ全面への不活性ガスの供給が不均一になるのを防止できる。

本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した実施例では、給排ユニット７により不活性ガスの供給と排気とを一体的に行ったが、本発明はこのような形態に限定されない。例えば、図５に示すように構成してもよい。なお、図５は、第１の変形例に係る基板熱処理装置の全体構成を示す縦断面図である。

この変形例は、排気ユニット４１（排気手段）と、不活性ガス供給ユニット４３（不活性ガス供給手段）とを別体で備えている。排気ユニット４１は、複数個の排気ダクト２９を基板Ｗの全面にわたって分散して備えている。不活性ガス供給ユニット４３は、基板Ｗの中央部から外周方向に向けて放射状に不活性ガスを供給する。このように排気ユニット４１（排気手段）と、不活性ガス供給ユニット４３（不活性ガス供給手段）とを別体とした構成であっても、排気に関して上述した実施例と同等の効果を奏する。

（３）上述した実施例では、排気ダクト２９が長い筒状であったが、本発明はこのような形態に限定されない。ここで、図６を参照する。なお、図６は、第２の変形例に係る基板熱処理装置の全体構成を示す縦断面図である。

この変形例は、排気ユニット４１（排気手段）と、不活性ガス供給ユニット４３（不活性ガス供給手段）とを別体で備え、排気ダクト２９が筒状ではなく排気口２９Ａにより形成されている。このような構成であっても、排気に関して上述した実施例と同等の効果を奏する。

（２）上述した実施例では、給排ユニット７が第１の拡散板２５と第２の拡散板２７とを二重に備えているが、本発明はこのような構成に限定されない。つまり、拡散板を一枚の構成としてもよい。また、拡散板自体を備えない構成であってもよい。

（３）上述した実施例では、基板Ｗに被着された塗布被膜が下層膜を形成するものとして説明したが、本発明はこのような塗布被膜に限定されない。例えば、フォトレジスト液よりなる塗布被膜を１２０～１６０℃程度で加熱処理する装置にも適用できる。

（４）上述した実施例では、排気ダクト２９や排気口２９Ａを平面視で同心円状に配置したが、本発明はこのような形態に限定されない。

（５）上述した実施例では、複数個の排気ダクト２９のうち、中心部から遠いものほど内径が大きくされているが、全ての排気ダクト２９の内径を同じにして、排気ダクト２９を配置する本数で排気流量のバランスをとるようにしてもよい。

Ｗ … 基板
１ … 加熱プレート
１ａ … ヒータ
３ … 筐体
３ａ … 搬入出口
５ … 排出口
７ … 給排ユニット
９ … 昇降ピンユニット
１１ … 搬送アーム
ｐａ … 処理雰囲気
１５ … 排気管
Ｖ１，Ｖ２ … 開閉弁
２１ … 外カバー
２１ａ … フランジ
２１ｂ … 外カバー排気口
２１ｃ … 上部ヒータ
２３ … 排気カバー２３
２３ａ … ボス
２３ｂ … 導入口
ｅｐ … 排気経路
２５ … 第１の拡散板
２５ａ … 吹き出し孔
２５ｂ … 第１の排気用開口
２５ｃ … ボス
２５ｄ … 貫通口
２７ … 第２の拡散板
２７ａ … 吹き出し孔
２７ｂ … 第２の排気用開口
２７ｃ … ボス
２９ … 排気ダクト
３１ … 制御部

Claims

塗布被膜を被着された基板に熱処理を行う基板熱処理装置において、
前記基板を載置して前記基板を加熱する加熱プレートと、
前記加熱プレートを囲って処理雰囲気を形成する筐体と、
前記筐体に形成され、前記処理雰囲気の気体を前記筐体の外部へと排出する排出口と、
前記加熱プレートの上方に配置され、前記処理雰囲気に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
前記加熱プレートの上方に配置され、前記処理雰囲気の気体を前記排出口から排気する排気手段と、
を備え、
前記排気手段は、
平面視にて前記基板の全面に分散して配置された複数個の排気口を備え、
前記不活性ガス供給手段と前記排気手段とを一体的に構成した給排ユニットを備え、
前記給排ユニットは、
前記基板の全面にわたって不活性ガスを供給する複数個の吹き出し孔が形成された第１の拡散板と、
天井面が閉塞された円筒形状を呈し、前記加熱プレートの外径より大きな内径を備え、前記排出口に連通接続された外カバー排気口を形成されている外カバーと、
天井面が閉塞された円筒形状を呈し、前記外カバーの内径より小さな外径を有し、かつ、前記基板の外径より大きな内径を有し、前記外カバーの内周面と、前記外カバーの天井面との間に隙間を設けて配置され、前記隙間を前記外カバー排気口に連通接続され、前記処理雰囲気に不活性ガスを導入する導入口を備え、天井面から下方に離間して前記第１の拡散板を取り付けられた排気カバーと、
を備え、
前記複数個の排気口は、前記第１の拡散板の下面と前記排気カバーの上面とを連通接続している排気ダクトであることを特徴とする基板熱処理装置。
請求項１に記載の基板熱処理装置において、
前記複数個の排気口は、気体を集合部位にて集合して前記排出口に排気する構成であって、平面視にて前記集合部位を中心とする同心円状に配置されていることを特徴とする基板熱処理装置。
請求項２に記載の基板熱処理装置において、
前記複数個の排気口は、中心部から遠い排気ダクトの内径が、中心部に近い排気ダクトの内径より大きいことを特徴とする基板熱処理装置。
請求項１に記載の基板熱処理装置において、
前記第１の拡散板は、平面視にて前記導入口に対応する領域における前記複数個の吹き出し孔の配置密度が、前記導入口に対応する領域以外における前記複数個の吹き出し孔の配置密度よりも低いことを特徴とする基板熱処理装置。
請求項４に記載の基板熱処理装置において、
前記給排ユニットは、前記第１の拡散板の下方に、前記基板の全面にわたって不活性ガスを供給する複数個の吹き出し孔が形成された第２の拡散板を備えていることを特徴とする基板熱処理装置。
請求項５に記載の基板熱処理装置において、
前記第１の拡散板の複数個の吹き出し孔は、前記第２の拡散板の複数個の吹き出し孔より小径であることを特徴とする基板熱処理装置。
請求項４から６のいずれかに記載の基板熱処理装置において、
前記第１の拡散板は、前記排気カバーの天井面に当接するスペーサを上面に備えていることを特徴とする基板熱処理装置。
請求項５または６に記載の基板熱処理装置において、
前記第２の拡散板は、前記第１の拡散板を貫通して、前記排気カバーの天井面に当接するスペーサを上面に備えていることを特徴とする基板熱処理装置。
請求項５，６，８のいずれかに記載の基板熱処理装置において、
前記第１の拡散板と第２の拡散板は、互いの複数個の吹き出し孔の位置が平面視で不一致であることを特徴とする基板熱処理装置。
請求項５から９のいずれかに基板熱処理装置において、
前記排気カバーは、前記外カバーの天井面に当接するスペーサを上面に備えていることを特徴とする基板熱処理装置。
塗布被膜を被着された基板に熱処理を行う基板熱処理方法において、
前記基板を加熱プレート上に載置して加熱し、前記基板の全面にわたって不活性ガスを供給する複数個の吹き出し孔が形成された第１の拡散板を通して前記基板の処理雰囲気に不活性ガスを供給するとともに、前記加熱プレートの外径より大きな内径を有する外カバーを備え、前記外カバーの内周面と、前記外カバーの天井面との間に隙間を設けて配置された排気カバーを備え、前記排気カバーの天井面から下方に離間して前記第１の拡散板を取り付けられ、前記第１の拡散板の下面と前記排気カバーの上面とを連通接続した複数個の排気ダクトを備えている給排ユニットのうち、前記複数個の排気ダクト及び前記隙間から排気して、基板の全面に分散した複数箇所から前記処理雰囲気の気体を排気することを特徴とする基板熱処理方法。