JP7308671B2 - 基板熱処理装置、基板熱処理方法及び記憶媒体 - Google Patents

Description

本開示は、基板熱処理装置、基板熱処理方法及び記憶媒体に関する。

特許文献１には、処理容器内に設けられ基板を載置する載置部と、載置部に載置された基板を加熱するための加熱部と、載置部上の基板よりも外側にて周方向に沿って設けられ、処理容器内を排気するための外周排気口と、を備える加熱処理装置が開示されている。

特開２０１６－１１５９１９号公報

本開示は、熱処理対象の被膜の膜厚均一性と、熱処理による昇華物の回収の確実性との両立に有効な基板熱処理装置を提供する。

本開示の一側面に係る基板熱処理装置は、被膜が形成された基板を支持して加熱する加熱部と、前記加熱部上の処理空間と外部空間とを隔てるチャンバーと、前記基板の周縁よりも外において前記処理空間内に開口し、前記処理空間内のガスを排出する外周排気部と、前記加熱部による前記基板の加熱時間が経過するのに応じて前記外周排気部による前記ガスの排出量を増やす排気制御部と、を備える。

本開示によれば、熱処理対象の被膜の膜厚均一性と、熱処理による昇華物の回収の確実性との両立に有効な基板熱処理装置を提供することができる。

基板処理システムの概略構成を例示する模式図である。 熱処理ユニットの概略構成を例示する模式図である。 制御部のハードウェア構成を例示するブロック図である。 基板熱処理手順を例示するフローチャートである。 ウェハの受け入れから加熱部への設置までの熱処理ユニットの状態を示す模式図である。 加熱時間に応じて外周排気部の処理空間内への開口面積を増やす熱処理ユニットを示す模式図である。 熱処理ユニットの変形例を示す模式図である。 図７の熱処理ユニットの動作を例示する模式図である。

以下、実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

〔基板処理システム〕
図１に示すように、基板処理システム１は、基板に対し、感光性被膜の形成、当該感光性被膜の露光、及び当該感光性被膜の現像を施すシステムである。処理対象の基板は、例えば半導体のウェハＷである。感光性被膜は、例えばレジスト膜である。基板処理システム１は、塗布・現像装置２と露光装置３とを備える。露光装置３は、ウェハＷ（基板）上に形成されたレジスト膜（感光性被膜）の露光処理を行う。具体的には、液浸露光等の方法によりレジスト膜の露光対象部分にエネルギー線を照射する。塗布・現像装置２は、露光装置３による露光処理の前に、ウェハＷ（基板）の表面にレジスト膜を形成する処理を行い、露光処理後にレジスト膜の現像処理を行う。

〔塗布処理装置〕
以下、基板熱処理装置の一例として、塗布・現像装置２の構成を説明する。塗布・現像装置２は、キャリアブロック４と、処理ブロック５と、インタフェースブロック６と、制御部１００とを備える。

キャリアブロック４は、塗布・現像装置２内へのウェハＷの導入及び塗布・現像装置２内からのウェハＷの導出を行う。例えばキャリアブロック４は、ウェハＷ用の複数のキャリアＣを支持可能であり、受け渡しアームＡ１を内蔵している。キャリアＣは、例えば円形の複数枚のウェハＷを収容する。受け渡しアームＡ１は、キャリアＣからウェハＷを取り出して処理ブロック５に渡し、処理ブロック５からウェハＷを受け取ってキャリアＣ内に戻す。

処理ブロック５は、複数の処理モジュール１１，１２，１３，１４を有する。処理モジュール１１，１２，１３は、塗布ユニットＵ１と、熱処理ユニットＵ２と、これらのユニットにウェハＷを搬送する搬送アームＡ３とを内蔵している。

処理モジュール１１は、塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２によりウェハＷの表面上に下層膜を形成する。処理モジュール１１の塗布ユニットＵ１は、下層膜形成用の成膜液をウェハＷ上に塗布する。処理モジュール１１の熱処理ユニットＵ２は、下層膜の形成に伴う各種熱処理を行う。下層膜の具体例としては、例えばスピンオンカーボン（ＳＯＣ）膜等の所謂ハードマスクが挙げられる。

処理モジュール１２は、塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２により下層膜上にレジスト膜を形成する。処理モジュール１２の塗布ユニットＵ１は、レジスト膜形成用の成膜液を下層膜の上に塗布する。処理モジュール１２の熱処理ユニットＵ２は、レジスト膜の形成に伴う各種熱処理を行う。

処理モジュール１３は、塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２によりレジスト膜上に上層膜を形成する。処理モジュール１３の塗布ユニットＵ１は、上層膜形成用の成膜液をレジスト膜の上に塗布する。処理モジュール１３の熱処理ユニットＵ２は、上層膜の形成に伴う各種熱処理を行う。

処理モジュール１４は、現像ユニットＵ３と、熱処理ユニットＵ４と、これらのユニットにウェハＷを搬送する搬送アームＡ３とを内蔵している。処理モジュール１４は、現像ユニットＵ３及び熱処理ユニットＵ４により、露光後のレジスト膜の現像処理を行う。現像ユニットＵ３は、露光済みのウェハＷの表面上に現像液を塗布した後、これをリンス液により洗い流すことで、レジスト膜の現像処理を行う。熱処理ユニットＵ４は、現像処理に伴う各種熱処理を行う。熱処理の具体例としては、現像処理前の加熱処理（ＰＥＢ：Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ）、現像処理後の加熱処理（ＰＢ：Ｐｏｓｔ Ｂａｋｅ）等が挙げられる。

処理ブロック５内におけるキャリアブロック４側には棚ユニットＵ１０が設けられている。棚ユニットＵ１０は、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。棚ユニットＵ１０の近傍には昇降アームＡ７が設けられている。昇降アームＡ７は、棚ユニットＵ１０のセル同士の間でウェハＷを昇降させる。

処理ブロック５内におけるインタフェースブロック６側には棚ユニットＵ１１が設けられている。棚ユニットＵ１１は、上下方向に並ぶ複数のセルに区画されている。

インタフェースブロック６は、露光装置３との間でウェハＷの受け渡しを行う。例えばインタフェースブロック６は、受け渡しアームＡ８を内蔵しており、露光装置３に接続される。受け渡しアームＡ８は、棚ユニットＵ１１に配置されたウェハＷを露光装置３に渡し、露光装置３からウェハＷを受け取って棚ユニットＵ１１に戻す。

制御部１００は、例えば以下の手順で塗布・現像処理を実行するように塗布・現像装置２を制御する。まず制御部１００は、キャリアＣ内のウェハＷを棚ユニットＵ１０に搬送するように受け渡しアームＡ１を制御し、このウェハＷを処理モジュール１１用のセルに配置するように昇降アームＡ７を制御する。

次に制御部１００は、棚ユニットＵ１０のウェハＷを処理モジュール１１内の塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２に搬送するように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷの表面上に下層膜を形成するように塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２を制御する。その後制御部１００は、下層膜が形成されたウェハＷを棚ユニットＵ１０に戻すように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷを処理モジュール１２用のセルに配置するように昇降アームＡ７を制御する。

次に制御部１００は、棚ユニットＵ１０のウェハＷを処理モジュール１２内の塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２に搬送するように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷの下層膜上にレジスト膜を形成するように塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２を制御する。その後制御部１００は、ウェハＷを棚ユニットＵ１０に戻すように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷを処理モジュール１３用のセルに配置するように昇降アームＡ７を制御する。

次に制御部１００は、棚ユニットＵ１０のウェハＷを処理モジュール１３内の塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２に搬送するように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷのレジスト膜上に上層膜を形成するように塗布ユニットＵ１及び熱処理ユニットＵ２を制御する。その後制御部１００は、ウェハＷを棚ユニットＵ１１に搬送するように搬送アームＡ３を制御する。

次に制御部１００は、棚ユニットＵ１１のウェハＷを露光装置３に送り出すように受け渡しアームＡ８を制御する。その後制御部１００は、露光処理が施されたウェハＷを露光装置３から受け入れて、棚ユニットＵ１１における処理モジュール１４用のセルに配置するように受け渡しアームＡ８を制御する。

次に制御部１００は、棚ユニットＵ１１のウェハＷを処理モジュール１４内の現像ユニットＵ３及び熱処理ユニットＵ４に搬送するように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷのレジスト膜に現像処理を施すように現像ユニットＵ３及び熱処理ユニットＵ４を制御する。その後制御部１００は、ウェハＷを棚ユニットＵ１０に戻すように搬送アームＡ３を制御し、このウェハＷをキャリアＣ内に戻すように昇降アームＡ７及び受け渡しアームＡ１を制御する。以上で塗布・現像処理が完了する。

なお、基板処理装置の具体的な構成は、以上に例示した塗布・現像装置２の構成に限られない。基板処理装置は、熱処理ユニットＵ２と、これを制御可能な制御部１００とを備えていればどのようなものであってもよい。

〔熱処理ユニット〕
続いて、処理モジュール１１の熱処理ユニットＵ２の構成を具体的に説明する。図２に示すように、熱処理ユニットＵ２は、加熱部２０と、チャンバー３０と、外周排気部４０と、開口面積変更部５０とを有する。

加熱部２０は、下層膜形成用の処理液の塗布・乾燥により被膜が形成されたウェハＷを支持して加熱する。例えば加熱部２０は、熱板２１と、基板昇降部２２とを有する。熱板２１は、水平に配置されたウェハＷを支持して加熱する。熱板２１は、加熱用の熱源として電熱線等のヒータを内蔵している。

基板昇降部２２は、熱板２１上においてウェハＷを昇降させる。例えば基板昇降部２２は、複数本の昇降ピン２３と、昇降駆動部２４とを有する。複数本の昇降ピン２３は、熱板２１を下から上に貫通してウェハＷを支持する。昇降駆動部２４は、例えば電動モータ又はエアシリンダ等を動力源として複数の昇降ピン２３を昇降させる。これにより、熱板２１上への昇降ピン２３の突出高さが変化し、昇降ピン２３の端部に支持されたウェハＷが昇降する。

チャンバー３０は、加熱部２０上（例えば熱板２１上）の処理空間３４と外部空間３５とを隔てる。例えばチャンバー３０は、周壁３１と、天板３２とを有する。周壁３１は、加熱部２０（熱板２１）と処理空間３４とを包囲する。天板３２は周壁３１の上部を閉じる。

チャンバー３０は、周壁３１の昇降により周壁３１と天板３２との間を開閉し得るように構成されていてもよい。例えば、周壁３１と天板３２とは周壁３１の上端面と天板３２の下端面との間で分かれている。

チャンバー３０は、天板３２を加熱部２０上の所定高さ（以下、「開閉用高さ」という。）に支持する天板支持部３３を更に有する。天板３２は上記所定高さよりも下には下降しないので、上記所定高さの天板３２から離れるまで周壁３１を下降させれば周壁３１と天板３２との間を開くことが可能である。これにより、周壁３１と天板３２との間を経て、処理空間３４内へのウェハＷの搬入及び処理空間３４内からのウェハＷの搬出を行うことができる。

天板支持部３３は、上記所定高さより上への天板３２の上昇は妨げないように構成されている。このため、上記所定高さにある天板支持部３３に接した周壁３１を更に上昇させれば、周壁３１と天板３２とを共に上昇させることが可能である。

なお、周壁３１と天板３２との間を開閉し得る構成は必須ではなく、周壁３１と天板３２とは互いに固定されていてもよい。この場合、周壁３１及び天板３２を上昇させて周壁３１の下端と熱板２１の上面との間を開くことで、処理空間３４内へのウェハＷの搬入及び処理空間３４内からのウェハＷの搬出が可能となる。

外周排気部４０は、ウェハＷの周縁よりも外において処理空間３４内に開口し、処理空間３４内のガスを排出する。外周排気部４０は、処理空間３４内のガスを外部空間３５に出すことなく処理空間３４外の排気ダクト９０に排出するように構成されていてもよい。例えば外周排気部４０は、高さ方向（ウェハＷの厚さ方向）に並ぶように周壁３１に設けられた複数段（例えば３段）の開口部４１，４２，４３を有する。開口部４１，４２，４３はこの順に上から下に並んでいる。開口部４１，４２，４３のそれぞれは、チューブ等により外部空間３５から隔てられた流路を経て排気ダクト９０に接続されている。

一例として、外周排気部４０は、処理空間３４を囲むように周壁３１内に形成された環状のバッファ空間４４を有し、開口部４１，４２，４３はいずれもバッファ空間４４を経て排気ダクト９０に接続されている。

例えば開口部４１は、処理空間３４とバッファ空間４４とを接続するように周壁３１に設けられた複数の排気口４５を有する。複数の排気口４５は、同じ高さにおいて処理空間３４を囲む複数箇所にそれぞれ設けられており、周壁３１の内周面とバッファ空間４４の内面との間を貫通する。

開口部４２は、処理空間３４とバッファ空間４４とを接続するように周壁３１に設けられた複数の排気口４６を有する。複数の排気口４６は、同じ高さにおいて処理空間３４を囲む複数箇所にそれぞれ設けられており、周壁３１の内周面とバッファ空間４４の内面との間を貫通する。

開口部４３は、処理空間３４とバッファ空間４４とを接続するように周壁３１に設けられた複数の排気口４７を有する。複数の排気口４７は、同じ高さにおいて処理空間３４を囲む複数箇所にそれぞれ設けられており、周壁３１の内周面とバッファ空間４４の内面との間を貫通する。

なお、開口部４１，４２，４３の段数に特に制限はない。開口部４１，４２，４３のそれぞれは、排気ダクト９０に接続された状態と、排気ダクト９０に接続されていない状態とを個別に切り替えられるように構成されていてもよい。

開口面積変更部５０は、外周排気部４０の処理空間３４内への開口面積を変更する。例えば開口面積変更部５０は昇降駆動部５１を有する。昇降駆動部５１は、複数段の開口部４１，４２，４３のうち処理空間３４内に開口する開口部の段数を変更するように周壁３１を昇降させる。例えば昇降駆動部５１は、電動モータを動力源として周壁３１を昇降させる。

開口面積変更部５０は、ウェハＷの厚さ方向の所定位置（加熱部２０上の所定高さ）における外周排気部４０の開口面積を変更するように構成されていてもよい。例えば開口部４１，４２，４３の開口面積が互いに異なっており、開口面積変更部５０は、上記所定位置に開口部４１，４２，４３のいずれを配置するかによって上記所定位置における外周排気部４０の開口面積を変更してもよい。

一例として、開口部４１，４２，４３のそれぞれの開口面積は、下段に向かうにつれて大きくなっていてもよい。すなわち、開口部４２の開口面積が開口部４１の開口面積より大きく、開口部４３の開口面積が開口部４２の開口面積より大きくてもよい。例えば、複数の排気口４６の開口面積の総和が複数の排気口４５の開口面積の総和より大きく、複数の排気口４７の開口面積の総和が複数の排気口４６の開口面積の総和よりも大きい。

より具体的に、排気口４６の数が排気口４５の数よりも多く、排気口４７の数が排気口４６の数よりも多くてもよい。各排気口４６の開口面積が各排気口４５の開口面積よりも大きく、各排気口４７の開口面積が各排気口４６の開口面積より大きくてもよい。更に、排気口４６の数が排気口４５の数よりも多く、排気口４７の数が排気口４６の数よりも多く、且つ各排気口４６の開口面積が各排気口４５の開口面積より大きく、各排気口４７の開口面積が各排気口４６の開口面積より大きくてもよい。

開口面積変更部５０は、外周排気部４０の処理空間３４内への開口面積を増やすのに応じて、処理空間３４の容積を増やすように構成されていてもよい。例えば昇降駆動部５１は、開口部４１，４２，４３のうち処理空間３４内に開口する開口部の段数を変更するように周壁３１を昇降させ、周壁３１と共に天板３２を昇降させる。

より具体的に、開口部４１，４２，４３の高さは、上記開閉用高さの天板３２に周壁３１が接した状態で、少なくとも開口部４３が処理空間３４よりも下に位置するように設定されている。一例として、上記開閉用高さの天板３２に周壁３１が接した状態では、最上段の開口部４１のみが処理空間３４内に開口し、開口部４２及び開口部４３は処理空間３４よりも下に位置する。

開閉用高さの天板３２に接した周壁３１を昇降駆動部５１が更に上昇させると、開口部４１，４２，４３のうち処理空間３４内に開口する開口部の段数が増え、天板３２が周壁３１と共に上昇して処理空間３４の容積も増える。

以上のように構成された塗布ユニットＵ１は、制御部１００により制御される。制御部１００は、少なくとも、加熱部２０によるウェハＷの加熱時間が経過するのに応じて外周排気部４０によるガスの排出量を増やすことを実行するように構成されている。例えば制御部１００は、機能上の構成（以下、「機能ブロック」という。）として、開閉制御部１１１と、排気制御部１１２と、基板昇降制御部１１３とを有する。

開閉制御部１１１は、周壁３１の昇降によってチャンバー３０を開閉させるように昇降駆動部５１を制御する。例えば開閉制御部１１１は、天板３２が上記開閉用高さに位置する状態で周壁３１を下降させ、周壁３１と天板３２との間を開くように昇降駆動部５１を制御する。また、開閉制御部１１１は、上記開閉用高さに位置する天板３２に接するまで周壁３１を上昇させ、周壁３１と天板３２との間を閉じるように昇降駆動部５１を制御する。

排気制御部１１２は、加熱部２０によるウェハＷの加熱時間が経過するのに応じて外周排気部４０によるガスの排出量を増やす。例えば排気制御部１１２は、加熱部２０によるウェハＷの加熱時間が経過するのに応じて、処理空間３４内への外周排気部４０の開口面積を開口面積変更部５０により増やす。

基板昇降制御部１１３は、加熱部２０上（熱板２１上）のウェハＷを基板昇降部２２により昇降させる。

図３は、制御部１００のハードウェア構成を示すブロック図である。制御部１００は、一つ又は複数の制御用コンピュータにより構成される。図３に示すように、制御部１００は、回路１２０を有する。回路１２０は、少なくとも一つのプロセッサ１２１と、メモリ１２２と、ストレージ１２３と、入出力ポート１２４とを含む。ストレージ１２３は、例えばハードディスク等、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を有する。ストレージ１２３は、加熱部２０によりウェハＷが支持され、処理空間３４と外部空間３５とがチャンバー３０により隔てられた状態にて、ウェハＷの周縁よりも外において処理空間３４内のガスを外周排気部４０により排出することと、加熱部２０によるウェハＷの加熱時間が経過するのに応じて外周排気部４０によるガスの排出量を増やすことと、を熱処理ユニットＵ２に実行させるためのプログラムを記憶している。例えばストレージ１２３は、加熱部２０によるウェハＷの加熱時間が経過するのに応じて外周排気部４０によるガスの排出量を増やすことを制御部１００に実行させるためのプログラムを記憶している。

メモリ１２２は、ストレージ１２３の記憶媒体からロードしたプログラム及びプロセッサ１２１による演算結果を一時的に記憶する。プロセッサ１２１は、メモリ１２２と協働して上記プログラムを実行することで、上述した各機能ブロックを構成する。入出力ポート１２４は、プロセッサ１２１からの指令に従って、昇降駆動部２４及び昇降駆動部５１との間で電気信号の入出力を行う。

なお、制御部１００のハードウェア構成は、必ずしもプログラムにより各機能ブロックを構成するものに限られない。例えば制御部１００の上記機能ブロックの少なくとも一部は、専用の論理回路又はこれを集積したＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）により構成されていてもよい。

〔熱処理手順〕
続いて、基板熱処理方法の具体例として、熱処理ユニットＵ２が実行する基板熱処理手順を例示する。この手順は、加熱部２０によりウェハＷが支持され、処理空間３４と外部空間３５とがチャンバー３０により隔てられた状態にて、ウェハＷの周縁よりも外において処理空間３４内のガスを外周排気部４０により排出することと、加熱部２０によるウェハＷの加熱時間が経過するのに応じて外周排気部４０によるガスの排出量を増やすことと、を含む。

図４に示すように、制御部１００は、まずステップＳ０１，Ｓ０２，Ｓ０３，Ｓ０４，Ｓ０５を実行する。ステップＳ０１では、周壁３１と天板３２との間が開き、昇降ピン２３が熱板２１上に突出した状態で、ウェハＷが処理空間３４内に搬入され昇降ピン２３上に配置されるのを開閉制御部１１１が待機する。

ステップＳ０２では、開閉制御部１１１が、昇降駆動部５１により周壁３１を上昇させて周壁３１と天板３２との間を閉じる。より具体的に、開閉制御部１１１は、開閉用高さの天板３２に接するまで周壁３１を昇降駆動部５１により上昇させる（図５の（ａ）及び（ｂ）参照）。開閉用高さの天板３２に周壁３１が接した状態では、最上段の開口部４１のみが処理空間３４内に開口し、開口部４２及び開口部４３は処理空間３４よりも下に位置する。以下、開閉用高さの天板３２に周壁３１が接した状態で開口部４１が位置する高さを「排気用基準高さ」という。

ステップＳ０３では、昇降ピン２３の端部が熱板２１内に没入するまで、基板昇降制御部１１３が昇降駆動部２４により昇降ピン２３を下降させる。これにより、ウェハＷが熱板２１上に設置される（図５の（ｃ）参照）。ステップＳ０４では、排気制御部１１２が、所定の加熱時間の経過を待機する。

ステップＳ０５では、周壁３１の高さが上昇完了高さに達しているかを排気制御部１１２が確認する。上昇完了高さは、開口部４１，４２，４３の全てが処理空間３４内に開口する高さである。

ステップＳ０５において周壁３１の高さが上昇完了高さに達していないと判定した場合、制御部１００はステップＳ０６を実行する。ステップＳ０６では、開口部４１，４２，４３のうち、処理空間３４内に開口する開口部の段数を１段増やすように、排気制御部１１２が昇降駆動部５１により周壁３１を上昇させる。例えば排気制御部１１２は、上記排気用基準高さに位置する開口部の１段下の開口部が排気用基準高さに達するまで昇降駆動部５１により周壁３１を上昇させる。より具体的に、排気用基準高さに開口部４１が位置する場合には開口部４２が排気用基準高さに達するまで昇降駆動部５１により周壁３１を上昇させる（図６の（ａ）参照）。排気用基準高さに開口部４２が位置する場合には開口部４３が排気用基準高さに達するまで昇降駆動部５１により周壁３１を上昇させる（図６の（ｂ）参照）。これにより、排気用基準高さにおける外周排気部４０の開口面積が変更される。

その後、制御部１００は処理をステップＳ０４に戻す。以後、周壁３１の高さが上記上昇完了高さに達するまで、周壁３１を上昇させながらのウェハＷの加熱が継続される。このため、加熱部２０によるウェハＷの加熱時間が経過するのに応じて外周排気部４０によるガスの排出量が増やされる。

ステップＳ０５において周壁３１の高さが上昇完了高さに達していると判定した場合、制御部１００はステップＳ０７，Ｓ０８を実行する。ステップＳ０７では、昇降ピン２３の端部が熱板２１上に突出するまで、基板昇降制御部１１３が昇降駆動部２４により昇降ピン２３を上昇させる。これにより、ウェハＷが熱板２１から離れて上昇する。

ステップＳ０８では、開閉制御部１１１が、昇降駆動部５１により周壁３１を下降させて周壁３１と天板３２との間を開く。より具体的に、開閉制御部１１１は、天板３２が開閉用高さに達するまで周壁３１を昇降駆動部５１により下降させ、更に周壁３１の下降を継続させて周壁３１と天板３２との間を開く。これにより、処理空間３４内からのウェハＷの搬出が可能となる。以上で熱処理ユニットＵ２による基板熱処理手順が完了する。

〔変形例〕
熱処理ユニットＵ２は、加熱部２０によるウェハＷの加熱時間が経過するのに応じて外周排気部４０によるガスの排出量を増やすように構成される限りにおいて、適宜変更可能である。

図７は、熱処理ユニットＵ２の変形例を示す模式図である。図７の熱処理ユニットＵ２は、処理空間内に開口する開口部の段数に代えて、周壁と加熱部との間隔の変更により外周排気部の処理空間内への開口面積を変更する。この熱処理ユニットＵ２は、上述した熱処理ユニットＵ２の周壁３１及び外周排気部４０を周壁６０及び外周排気部７０に置き換えたものである。

周壁６０は、加熱部２０上において処理空間３４を囲む。例えば周壁６０は、本体部６１と、延出部６２と、延出部６３とを有する。本体部６１は、加熱部２０上（熱板２１上）において処理空間３４を囲む。延出部６２は、本体部６１の下端から下方に延出し、加熱部２０と本体部６１との間において処理空間３４を囲む。延出部６３は、延出部６２の下端から下方に延出し、加熱部２０（熱板２１）を囲む。

延出部６２の内径は本体部６１の内径よりも大きく、延出部６３の内径は延出部６２の内径よりも大きい。このため、本体部６１の下端面６１ａと、延出部６２の下端面６２ａと、延出部６３の下端面６３ａとが、周壁６０の内周側から外周に向かって階段状に並んでおり、下端面６１ａと下端面６２ａとが熱板２１の上面に対向している。

外周排気部７０は、周壁６０と加熱部２０との間からガスを排出するように構成されている。例えば外周排気部７０は、下端面６１ａと熱板２１の上面との間と、下端面６２ａと熱板２１の上面との間からガスを排出するように構成されている。

一例として、外周排気部７０は、バッファ空間７１と、複数の排気口７２と、複数の排気口７３とを有する。バッファ空間７１は、処理空間３４を囲むように本体部６１内に形成された環状の空間であり、排気ダクト９０に接続されている。

複数の排気口７２は、熱板２１の上面と下端面６１ａとの間と、バッファ空間７１とを接続するように本体部６１に設けられている。換言すると、複数の排気口７２は、バッファ空間７１の内面と下端面６１ａとの間を貫通している。複数の排気口７２は、処理空間３４を囲む複数箇所にそれぞれ設けられている。

複数の排気口７３は、熱板２１の上面と下端面６２ａとの間と、バッファ空間７１とを接続するように本体部６１に設けられている。換言すると、複数の排気口７３は、バッファ空間７１の内面と下端面６２ａとの間を貫通している。複数の排気口７３は、処理空間３４を囲む複数箇所にそれぞれ設けられている。

このような外周排気部７０によれば、処理空間３４内のガスは、下端面６１ａ，６２ａと熱板２１の上面との間を経て排気ダクト９０に排出されることとなる。すなわち、下端面６１ａ，６２ａと熱板２１の上面との間が外周排気部７０の一部を構成する。このため、下端面６１ａ，６２ａと熱板２１の上面との間隔を変更することによって、外周排気部７０の処理空間３４内への開口面積が変更される。

図７の熱処理ユニットＵ２において、開口面積変更部５０は、昇降駆動部５１により周壁６０を昇降させ、周壁６０と加熱部２０との間隔を変更するように構成されている。例えば開口面積変更部５０は、延出部６３が熱板２１を囲んだ状態で、下端面６１ａ，６２ａと熱板２１の上面との間隔を変更するように昇降駆動部５１により周壁６０を昇降させる。

排気制御部１１２は、加熱部２０によるウェハＷの加熱時間が経過するのに応じて、下端面６１ａ，６２ａと熱板２１の上面との間隔を大きくするように昇降駆動部５１により周壁６０を上昇させる（図８の（ａ）参照）。

なお、この熱処理ユニットＵ２においては、下端面６１ａ，６２ａが熱板２１の上面に対向するので、処理空間３４を開放するまで周壁６０を下降させることができない。そこで開閉制御部１１１は、天板３２と周壁６０との間を開くのに代えて、周壁６０の上昇によって下端面６３ａと熱板２１の上面との間を開く（図８の（ｂ）参照）。このため、天板３２は周壁６０に固定されていてもよい。

〔本実施形態の効果〕
以上に説明したように、塗布・現像装置２は、被膜が形成されたウェハＷを支持して加熱する加熱部２０と、加熱部２０上の処理空間３４と外部空間３５とを隔てるチャンバー３０と、ウェハＷの周縁よりも外において処理空間３４内に開口し、処理空間３４内のガスを排出する外周排気部４０と、加熱部２０によるウェハＷの加熱時間が経過するのに応じて外周排気部４０によるガスの排出量を増やす排気制御部１１２と、を備える。

この塗布・現像装置２によれば、加熱部２０による加熱の初期段階においては気流が小さく抑えられる。このため、加熱の初期段階においては、気流に起因する被膜の膜厚の乱れを抑えながら、加熱による被膜の硬化を進行させることができる。一方、被膜の硬化の進行により被膜からの昇華物がたまるので、その排出が必要となる。これに対し、加熱時間の経過に応じて外周排気部４０によるガスの排出量が増やされるので、たまった昇華物をしっかりと排出することができる。このとき、加熱の初期段階における被膜の硬化の進行により膜厚は気流の影響を受けにくくなっているので、排出量の増大に起因する膜厚の乱れは抑えられる。従って、この塗布・現像装置２は、被膜の膜厚均一性と、昇華物の回収の確実性との両立に有効である。

塗布・現像装置２は、外周排気部４０の処理空間３４内への開口面積を変更する開口面積変更部５０を更に備え、排気制御部１１２は、加熱部２０によるウェハＷの加熱時間が経過するのに応じて開口面積変更部５０により開口面積を増やしてもよい。この場合、ガスの排出量を変更するための構成を簡素化することができる。

チャンバー３０は、加熱部２０を包囲する周壁３１を有し、外周排気部４０は、ウェハＷの厚さ方向に並ぶように周壁３１に設けられそれぞれ排気ダクトに接続された複数段の開口部４１，４２，４３を有し、開口面積変更部５０は、複数段の開口部４１，４２，４３のうち処理空間３４内に開口する開口部の段数を変更するように周壁３１を昇降させる昇降駆動部５１を有していてもよい。この場合、ガスの排出量を変更するための構成を更に簡素化することができる。

開口面積変更部５０は、ウェハＷの厚さ方向の所定位置における開口面積を変更するように構成されていてもよい。この場合、昇華物をより効率よく排出することができる。

チャンバー３０は、加熱部２０を包囲する周壁３１を有し、外周排気部４０は、高さ方向に並ぶように周壁３１に設けられそれぞれ排気ダクトに接続された複数段の開口部４１，４２，４３を有し、開口面積変更部５０は、複数段の開口部４１，４２，４３のうち処理空間３４内に開口する開口部の段数を変更するように周壁３１を昇降させる昇降駆動部５１を有し、複数段の開口部４１，４２，４３のそれぞれの開口面積が、下段に向かうにつれて大きくなっていてもよい。この場合、昇華物をより効率よく排出することができる。

開口面積変更部５０は、開口面積を増やすのに応じて処理空間３４の容積を増やすように構成されていてもよい。この塗布・現像装置２によれば、加熱部２０による加熱の初期段階においては、処理空間３４内の容積を小さくすることで処理空間３４内のガスの自然対流が抑制される。このため、加熱の初期段階においては、自然対流に起因する被膜の膜厚の乱れも抑えながら、加熱による被膜の硬化を進行させることができる。一方、処理空間３４内の容積が小さいまま維持されると、昇華物の濃度が過大になり、チャンバー３０内からの昇華物の漏出、チャンバー３０への昇華物の付着等が生じ易くなる。これに対し、開口面積変更部５０が、開口面積を増やすのに応じて処理空間３４の容積を増やすように構成されるので、加熱時間の経過に応じて処理空間３４の容積も増やされることとなる。このため、昇華物の濃度が過大になることは抑えられる。従って、被膜の膜厚均一性と、昇華物の回収の確実性との両立に更に有効である。

チャンバー３０は、加熱部２０を包囲する周壁３１と、周壁３１の上部を閉じる天板３２とを有し、外周排気部４０は、高さ方向に並ぶように周壁３１に設けられそれぞれチャンバー３０内のガスを排出する複数段の開口部４１，４２，４３を有し、開口面積変更部５０は、複数段の開口部４１，４２，４３のうち処理空間３４内に開口する開口部４１，４２，４３の数を変更するように周壁３１を昇降させ、周壁３１と共に天板３２を昇降させる昇降駆動部５１を含んでいてもよい。この場合、開口面積を増やすのに応じて処理空間３４の容積を増やす構成を簡素化することができる。

チャンバー３０は、加熱部２０上において処理空間３４を囲む周壁６０を有し、外周排気部７０は、周壁６０と加熱部２０との間からガスを排出するように構成されており、開口面積変更部５０は、周壁６０と加熱部２０との間隔を変更するように構成されていてもよい。この場合も、ガスの排出量を変更するための構成を簡素化することができる。

以上、実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、以上に例示した構成は、処理モジュール１２の熱処理ユニットＵ２及び処理モジュール１３の熱処理ユニットＵ２にも適用可能である。処理対象の基板は、半導体ウェハに限られず、例えばガラス基板、マスク基板、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等であってもよい。

２…塗布・現像装置（基板熱処理装置）、２０…加熱部、３０…チャンバー、３１，６０…周壁、３２…天板、３４…処理空間、３５…外部空間、４０，７０…外周排気部、４１，４２，４３…開口部、５０…開口面積変更部、５１…昇降駆動部、９０…排気ダクト、１１２…排気制御部、Ｗ…ウェハ（基板）。

Claims (9)

1. 被膜が形成された基板を支持して加熱する加熱部と、
   前記加熱部上の処理空間と外部空間とを隔てるチャンバーと、
   前記基板の周縁よりも外において前記処理空間内に開口し、前記処理空間内のガスを排出する外周排気部と、
   前記外周排気部の前記処理空間内への開口面積を変更する開口面積変更部と、
   前記加熱部による前記基板の加熱時間が経過するのに応じて前記開口面積変更部により前記開口面積を増やして前記外周排気部による前記ガスの排出量を増やす排気制御部と、を備える基板熱処理装置。
2. 前記チャンバーは、前記加熱部を包囲する周壁を有し、
   前記外周排気部は、前記基板の厚さ方向に並ぶように前記周壁に設けられそれぞれ排気ダクトに接続された複数段の開口部を有し、
   前記開口面積変更部は、複数段の前記開口部のうち前記処理空間内に開口する前記開口部の段数を変更するように前記周壁を昇降させる昇降駆動部を有する、請求項１記載の基板熱処理装置。
3. 前記開口面積変更部は、前記基板の厚さ方向の所定位置における開口面積を変更するように構成されている、請求項１記載の基板熱処理装置。
4. 前記チャンバーは、前記加熱部を包囲する周壁を有し、
   前記外周排気部は、高さ方向に並ぶように前記周壁に設けられそれぞれ排気ダクトに接続された複数段の開口部を有し、
   前記開口面積変更部は、複数段の前記開口部のうち前記処理空間内に開口する前記開口部の段数を変更するように前記周壁を昇降させる昇降駆動部を有し、
   前記複数段の開口部のそれぞれの開口面積が、下段に向かうにつれて大きくなっている、請求項３記載の基板熱処理装置。
5. 前記開口面積変更部は、前記開口面積を増やすのに応じて前記処理空間の容積を増やすように構成されている、請求項１記載の基板熱処理装置。
6. 前記チャンバーは、
   前記加熱部を包囲する周壁と、
   前記周壁の上部を閉じる天板とを有し、
   前記外周排気部は、高さ方向に並ぶように前記周壁に設けられそれぞれ前記チャンバー内の前記ガスを排出する複数段の開口部を有し、
   前記開口面積変更部は、前記複数段の開口部のうち前記処理空間内に開口する前記開口部の数を変更するように前記周壁を昇降させ、前記周壁と共に前記天板を昇降させる昇降駆動部を含む、請求項５記載の基板熱処理装置。
7. 前記チャンバーは、
   前記加熱部上において前記処理空間を囲む周壁を有し、
   前記外周排気部は、前記周壁と前記加熱部との間から前記ガスを排出するように構成されており、
   前記開口面積変更部は、前記周壁と前記加熱部との間隔を変更するように構成されている、請求項１記載の基板熱処理装置。
8. 加熱部により基板が支持され、前記加熱部上の処理空間と外部空間とがチャンバーにより隔てられた状態にて、前記基板の周縁よりも外において前記処理空間内のガスを外周排気部により排出することと、
   前記加熱部による前記基板の加熱時間が経過するのに応じて前記外周排気部の前記処理空間内への開口面積を増やして前記外周排気部による前記ガスの排出量を増やすことと、を含む基板熱処理方法。
9. 請求項８に記載の基板熱処理方法を装置に実行させるためのプログラムを記憶した、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。

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