JP7365387B2 - 加熱処理装置及び加熱処理方法 - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、２０１８年３月２３日に日本国に出願された特願２０１８－５６７５４号に基づき、優先権を主張し、その内容をここに援用する。

本発明は、加熱処理装置及び加熱処理方法に関する。

半導体デバイスの製造工程において、たとえばレジスト膜などの塗布膜が形成された基板、たとえば半導体ウェハ（以下の説明において、単にウェハという場合がある）に対して、前記塗布膜を乾燥させるために、当該半導体ウェハに対して加熱処理が行なわれている。

このような加熱処理は、従来から加熱処理装置を用いて行われているが、加熱するにあたっては、膜厚の均一性に影響するため、加熱処理容器内における気流制御、排気制御に留意する必要がある。例えば加熱処理容器内の排気処理を、ウェハの中央部上方に設けられた排気口のみから行った場合、処理容器内に形成される排気流の影響で、ウェハ上に塗布された塗布膜の膜厚は、中心部が外周部に比べて厚くなってしまう。

そこで特許文献１に記載の加熱処理装置においては、載置部に載置されたウェハの中心と一致する上方位置に設けられた中央排気口の他に、ウェハの外縁よりも外側の上方位置で、周方向に等間隔に形成された外周排気口をさらに有している。

特許文献１においては、ウェハを加熱して架橋反応を進行させるにあたって、中央排気口からは少ない排気流量で排気し、外周排気口から大きい流量で排気を行なうようにしている。これにより、加熱処理容器内における、特にウェハの中心部における排気流が制御され、ウェハの中心における膜の盛り上がりを抑制し、ウェハ上に形成される塗布膜の膜厚について、良好な面内均一性を確保することができる。

日本国特開２０１６－１１５９１９号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載された加熱処理装置においては、全体として膜厚の面内均一性を向上させることができたものの、加熱処理中に中心排気口及び外周排気口の双方から処理容器雰囲気を排気することにより、双方の排気口へと向かう排気流が処理容器内に発生する。その結果、塗布膜の中心部及び周縁部における膜厚が、その他の部分の膜厚よりも厚くなってしまう場合があった。すなわち、ウェハ上の膜厚の面内均一性には更なる改善の余地があった。

本発明の一態様は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板を加熱処理する際に基板上の塗布膜の膜厚の面内均一性をさらに向上させる。

本発明の一態様は、基板に形成された塗布膜を加熱処理する加熱処理装置であって、基板を載置する載置部と、前記載置部に載置された基板を加熱するための加熱部と、前記載置部の外周を囲うように設けられたリング体と、前記載置部を覆い、かつその下面が前記リング体と当接または近接することで加熱処理空間を形成する蓋体と、前記蓋体の中央部に配置され、前記加熱処理空間内を排気する中央排気部と、前記載置部に載置された基板の加熱処理の制御を行う制御部と、を有し、前記制御部は、前記加熱処理空間が形成されてかつ前記加熱処理空間内に前記基板が在る状態にて前記加熱処理空間内を排気しないで前記基板の加熱を行なう第１の加熱処理工程と、前記中央排気部を作動させて前記加熱処理空間内を排気しつつ前記基板の加熱を行なう第２の加熱処理工程を行なうように制御し、前記第１の加熱処理工程は、前記中央排気部による排気を行わないことを含み、前記隙間は、前記外周排気部によって前記加熱処理空間に対し実質的に排気が行われない大きさである。
（１）かかる加熱処理装置において、前記加熱処理空間を形成する蓋体は、前記リング体と蓋体との当接または近接部分の外側に外周排気部を有するように構成してもよい。
（２）上記（１）の場合、前記外周排気部は、前記蓋体の下面側に全周に亘って開口した環状の形状を有する。
（３）上記（１）の場合、前記外周排気部は、前記第２の加熱処理工程において作動するようにしてもよい。
（４）上記（３）の場合、前記リング体は上下動自在であって、前記外周排気部が作動するときには、前記リング体が下降して、前記リング体と前記蓋体の下面と前記リング体の上面との間に前記近接時の隙間よりも広い隙間が形成されるように構成してもよい。
（５）既述した本発明の一態様の、基板に形成された塗布膜を加熱処理する加熱処理装置においては、前記リング体の外周外側に設けられ、前記加熱処理空間の外に漏洩した雰囲気を排気するための外側排気部を有するように構成してもよい。
（６）上記（５）の場合、前記外側排気部は、前記載置部に載置された基板の温度に関わらず、少なくとも前記基板を加熱している間は作動しているように構成してもよい。

本発明の一態様によれば、蓋体とリング体が当接または近接することにより形成される加熱処理空間内の排気は、第１の加熱処理工程では行われない。そしてその後の第２の加熱処理工程にて前記中央排気部を作動させて前記加熱処理空間内を排気しつつ前記基板の加熱を行なう第２の加熱処理工程を行なわれる。したがって排気流による膜厚への影響が軽減され、塗布膜の面内均一性を向上させることができる。
なおここで近接とは、例えば隙間の大きさが、０ｍｍを超えて１ｍｍ以下までの大きさの隙間が蓋体とリング体との間に存在している状態をいう。

別な観点による本発明の一態様は、基板に形成された塗布膜を加熱処理する加熱処理方法であって、加熱機能を有する載置部に基板を載置した状態で、当該載置部及び基板を収容する加熱処理空間を形成し、前記加熱処理空間内に前記基板が在る状態にて前記加熱処理空間内を排気しないで前記基板の加熱を行なう第１の加熱処理工程と、少なくとも前記加熱処理空間の中央部の上方から、前記加熱処理空間内を排気しつつ前記基板の加熱を行なう第２の加熱処理工程と、を有し、前記第１の加熱処理工程は、前記加熱処理空間の中央部の上方から、前記加熱処理空間内を排気しないことを含み、
前記隙間は、前記外周排気部によって前記加熱処理空間に対し実質的に排気が行われない大きさである。
かかる場合、前記第２の加熱処理工程において、前記加熱処理空間内の周縁部からも前記加熱処理空間内を排気して排気量を増加させるようにしてもよい。

本発明の一態様によれば、基板を加熱する際、基板上の塗布膜の膜厚の面内均一性を従来よりも向上させることができる。

本実施の形態にかかる加熱処理装置を備えた基板処理システムの概略を示す平面図である。 図１の基板処理システムの正面図である。 図１の基板処理システムの背面図である。 本実施の形態にかかる加熱処理装置の構成の概略を示す、側面断面を模式的に示した説明図である。 図４の加熱処理装置が加熱処理空間を形成した場合を模式的に示した説明図である。 図５の加熱処理装置においてリング体が降下した状態を模式的に示した説明図である。 本実施の形態にかかる加熱処理装置の一連の動作の流れを示した説明図である。 本実施の形態にかかる加熱処理装置の一連の動作の流れを示した説明図である。 本実施の形態にかかる加熱処理装置において、ウェハ加熱中の一連の動作の流れ、及び基板温度をそれぞれ経時変化で示したグラフである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜基板処理システム＞
まず、本実施の形態にかかる加熱処理装置を備えた基板処理システムの構成について説明する。図１は、基板処理システム１の構成の概略を模式的に示す平面図である。図２及び図３は、各々基板処理システム１の内部構成を模式的に示す正面図と背面図である。基板処理システム１では、被処理基板としてのウェハＷに所定の処理を行う。

基板処理システム１は、図１に示すように複数枚のウェハＷを収容したカセットＣが搬入出されるカセットステーション１０と、ウェハＷに所定の処理を施す複数の各処理装置を備えた処理ステーション１１と、処理ステーション１１に隣接する露光装置１２との間でウェハＷの受け渡しを行うインターフェイスステーション１３とを一体に接続した構成を有している。

カセットステーション１０には、カセット載置台２０が設けられている。カセット載置台２０には、基板処理システムの外部に対してカセットＣを搬入出する際にカセットＣを載置するカセット載置板２１が複数設けられている。

カセットステーション１０には、図１に示すようにＸ方向に延びる搬送路２２上を移動自在なウェハ搬送装置２３が設けられている。ウェハ搬送装置２３は、上下方向及び鉛直軸回り（θ方向）にも移動自在であり、各カセット載置板２１上のカセットＣと、後述する処理ステーション１１の第３のブロックＧ３の受け渡し装置との間でウェハＷを搬送できる。

処理ステーション１１には、各種装置を備えた複数、例えば４つのブロック、すなわち第１のブロックＧ１～第４のブロックＧ４が設けられている。例えば処理ステーション１１の背面側（図１のＸ方向正方向側、図面の上側）には、第２のブロックＧ２が設けられている。また、処理ステーション１１のカセットステーション１０側（図１のＹ方向負方向側）には既述の第３のブロックＧ３が設けられ、処理ステーション１１のインターフェイスステーション１３側（図１のＹ方向正方向側）には、第４のブロックＧ４が設けられている。

例えば第１のブロックＧ１には、図２に示すように複数の液処理装置、例えばウェハＷを現像処理する現像処理装置３０、ウェハＷの処理膜の下層に反射防止膜（以下「下部反射防止膜」という）を形成する下部反射防止膜形成装置３１、ウェハＷにレジストを塗布して処理膜を形成する処理液塗布装置としてのレジスト塗布装置３２、ウェハＷの処理膜の上層に反射防止膜（以下「上部反射防止膜」という）を形成する上部反射防止膜形成装置３３が下からこの順に配置されている。

例えば現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３は、それぞれ水平方向に３つずつ並べて配置される。なお、これら現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３の数や配置は、任意に選択できる。

これら現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３では、例えばウェハＷ上に所定の処理液を塗布するスピンコーティングが行われる。スピンコーティングでは、例えば塗布ノズルからウェハＷ上に処理液を吐出すると共に、ウェハＷを回転させて、処理液をウェハＷの表面に拡散させる。

例えば第２のブロックＧ２には、図３に示すようにウェハＷの加熱処理を行う実施の形態にかかる加熱処理装置４０や、レジスト液とウェハＷとの定着性を高めるために疎水化処理を行う疎水化処理装置４１、ウェハＷの外周部を露光する周辺露光装置４２が上下方向と水平方向に並べて設けられている。これら加熱処理装置４０、疎水化処理装置４１、周辺露光装置４２の数や配置についても、任意に選択できる。

例えば第３のブロックＧ３には、複数の受け渡し装置５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６が下から順に設けられている。また、第４のブロックＧ４には、複数の受け渡し装置６０、６１、６２が下から順に設けられている。

図１に示すように第１のブロックＧ１～第４のブロックＧ４に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域Ｅが形成されている。ウェハ搬送領域Ｅには、例えばＹ方向、Ｘ方向、θ方向および上下方向に移動自在な搬送アーム７０ａを有する、ウェハ搬送装置７０が複数配置されている。ウェハ搬送装置７０は、ウェハ搬送領域Ｅ内を移動し、周囲の第１のブロックＧ１、第２のブロックＧ２、第３のブロックＧ３および第４のブロックＧ４内の所定の装置にウェハＷを搬送できる。

また、ウェハ搬送領域Ｅには、図３に示すように、第３のブロックＧ３と第４のブロックＧ４との間で直線的にウェハＷを搬送するシャトル搬送装置８０が設けられている。

シャトル搬送装置８０は、例えば図３のＹ方向に直線的に移動自在になっている。シャトル搬送装置８０は、ウェハＷを支持した状態でＹ方向に移動し、第３のブロックＧ３の受け渡し装置５２と第４のブロックＧ４の受け渡し装置６２との間でウェハＷを搬送できる。

図１に示すように第３のブロックＧ３のＸ方向正方向側の隣には、ウェハ搬送装置８１が設けられている。ウェハ搬送装置８１は、例えばＸ方向、θ方向および上下方向に移動自在な搬送アーム８１ａを有している。ウェハ搬送装置８１は、搬送アーム８１ａによってウェハＷを支持した状態で上下に移動して、第３のブロックＧ３内の各受け渡し装置にウェハＷを搬送できる。

インターフェイスステーション１３には、ウェハ搬送装置９０、受け渡し装置９１、９２が設けられている。ウェハ搬送装置９０は、例えばＹ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム９０ａを有している。ウェハ搬送装置９０は、例えば搬送アーム９０ａにウェハＷを支持して、第４のブロックＧ４内の各受け渡し装置、受け渡し装置９１、９２、及び露光装置１２との間でウェハＷを搬送できる。

以上の基板処理システム１には、図１に示すように制御部１００が設けられている。制御部１００は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、基板処理システム１におけるウェハＷの処理を制御するプログラムが格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御部１００にインストールされたものであっても良い。

＜基板処理システムの動作＞
次に、以上のように構成された基板処理システム１を用いて行われるウェハ処理について説明する。

先ず、複数のウェハＷを収納したカセットＣが、基板処理システム１のカセットステーション１０に搬入され、カセット載置板２１に載置される。次に、ウェハ搬送装置２３によりカセットＣ内の各ウェハＷが順次取り出され、処理ステーション１１の第３のブロックＧ３の受け渡し装置５３に搬送される。

受け渡し装置５３に搬送されたウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の加熱処理装置４０に搬送され温度調節処理される。続いてウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって例えば第１のブロックＧ１の下部反射防止膜形成装置３１に搬送され、ウェハＷ上に下部反射防止膜が形成される。その後ウェハＷは、第２のブロックＧ２の加熱処理装置４０に搬送され、加熱処理が行われ、第３のブロックＧ３の受け渡し装置５３に戻される。

受け渡し装置５３に戻されたウェハＷは、ウェハ搬送装置８１によって同じ第３のブロックＧ３の受け渡し装置５４に搬送される。続いてウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の疎水化処理装置４１に搬送され、疎水化処理が行われる。

疎水化処理が行われたウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によってレジスト塗布装置３２に搬送され、ウェハＷ上にレジスト膜が形成される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって加熱処理装置４０に搬送されて、プリベーク処理され、第３のブロックＧ３の受け渡し装置５５に搬送される。

第３のブロックＧ３の受け渡し装置５５に搬送されたウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって上部反射防止膜形成装置３３に搬送され、ウェハＷ上に上部反射防止膜が形成される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって加熱処理装置４０に搬送されて加熱され、その後温度調節される。温度調節後、ウェハＷは周辺露光装置４２に搬送され、周辺露光処理される。

次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡し装置５６に搬送される。

第３のブロックＧ３の受け渡し装置５６に搬送されたウェハＷは、ウェハ搬送装置８１によって受け渡し装置５２に搬送され、シャトル搬送装置８０によって第４のブロックＧ４の受け渡し装置６２に搬送される。受け渡し装置６２に搬送されたウェハＷは、インターフェイスステーション１３のウェハ搬送装置９０によって露光装置１２に搬送され、所定のパターンで露光処理される。

露光処理されたウェハＷは、ウェハ搬送装置９０によって第４のブロックＧ４の受け渡し装置６０に搬送される。その後、ウェハ搬送装置７０によって加熱処理装置４０に搬送され、露光後ベーク処理がなされる。

次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって現像処理装置３０に搬送され、現像される。現像終了後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって加熱処理装置４０に搬送され、ポストベーク処理される。

その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡し装置５０に搬送され、カセットステーション１０のウェハ搬送装置２３によって所定のカセット載置板２１のカセットＣに搬送される。こうして、一連のフォトリソグラフィー工程が終了する。

＜加熱処理装置の構成＞
次に、本発明の実施の形態にかかる加熱処理装置４０の構成について図４を参照して説明する。

図４は、加熱処理装置４０の構成の概略を模式的に示した側面断面図である。加熱処理装置４０には、図４に示すようにウェハＷが載置される載置部２００、載置部２００の外周を囲うように設けられるリング体２１０、及び載置部２００に対向して設けられ、前記リング体２１０と当接して前記載置部２００を覆うことで加熱処理空間Ｓを形成する、蓋体２２０が設けられている。

載置部２００は、ウェハＷが直接載置される熱板２０１を有し、熱板２０１は熱板支持部２０２によって支持されている。熱板支持部２０２は複数の支持柱２０３を介して、加熱処理装置４０の底部を成す基台２０４に支持されている。熱板２０１の内部には加熱部としてのヒーター２０５が設けられている。

基台２０４には、支持ピン昇降機構２０６が設けられ、支持ピン２０７を上下動させることができる。これによって、支持ピン２０７は熱板２０１から上方に突出自在となり、既述のウェハ搬送装置７０の搬送アーム７０ａとの間でウェハＷの授受が可能になっている。

前記したリング体２１０はリング体昇降機構２１１によって上下動自在になっている。そしてリング体２１０が最も上方に持ち上げられた状態では、リング体２１０の上面２１０ａと前記熱板２０１の上面との高さが一致するように配置されている。

蓋体２２０は、熱板２０１に対向して加熱処理空間Ｓの天井面を形成する天板２２０ａと、加熱処理空間Ｓの側壁を形成する垂下部２２０ｂを有している。蓋体２２０は蓋体昇降機構（図示せず）によって昇降自在に構成されており、該蓋体昇降機構によって蓋体２２０を降下させることで、垂下部２２０ｂの下面２２０ｃと前記リング体２１０の上面２１０ａとを当接させ、これにより加熱処理空間Ｓが形成される。

また、加熱処理空間Ｓを形成している際にリング体昇降機構２１１によってリング体２１０を下降させることにより、図６に示すように蓋体２２０の垂下部２２０ｂの下面２２０ｃと、リング体２１０の上面２１０ａとの間に、隙間Ｄを形成することができる。

天板２２０ａの中央、すなわち熱板２０１に載置されたウェハＷの中央部上方には、加熱処理空間Ｓ内を排気するための中央排気部２２１が設けられている。この中央排気部２２１は、例えば加熱処理装置４０の外に設けられた排気装置２２２に通じており、加熱処理空間Ｓ内の雰囲気を排気することができる。

蓋体２２０の外周外側には、環状の外側延出部２２５が設けられている。外側延出部２２５は、延出部２２５ａ、垂下部２２５ｂとによって構成され、垂下部２２５ｂと蓋体２２０の垂下部２２０ｂの外側との間には、下面側に開口した環状の開口部２２５ｃが形成されている。この開口部２２５ｃは、排気部（図示せず）に通じており、本発明の外周排気部２３０を構成する。

外側延出部２２５の垂下部２２５ｂの下端面２２５ｄの高さ位置は、蓋体２２０の垂下部２２０ｂの下面２２０ｃよりも高く設定されている。したがって、蓋体２２０がリング体２１０と当接することにより加熱処理空間Ｓが形成された際、外側延出部２２５の垂下部２２５ｂの下端面２２５ｄは、リング体２１０の上面２１０ａや後述の外側排気部２４０の上面とは当接せず、図５及び図６に示すように隙間Ｄ２が形成される。

リング体２１０の外周外側には、前記加熱処理空間Ｓの外側に漏洩した雰囲気を排気するための外側排気部２４０が設けられている。外側排気部２４０は、例えば加熱処理装置４０の外に設けられた排気装置２４１に通じている。

＜加熱処理装置の動作＞
実施の形態にかかる加熱処理装置４０は以上の構成を有しており、次に加熱処理装置４０を用いた加熱処理方法について説明する。図７、図８は一連の加熱処理工程による加熱処理装置４０の動作を模式的に表した説明図、図９は加熱処理装置４０による加熱処理中における基板温度の経時変化と、各種排気、リング体２１０の動作のタイミングチャートを示している。なお、図９においては、後述の第１の加熱処理工程を開始した時点を横軸の０としている。

まず排気装置２２２、排気装置２４１、外側排気部を作動させ、中央排気部２２１、外周排気部２３０、外側排気部２４０からの排気を行うことにより、加熱処理装置４０内の雰囲気を安定させる。そのようにして雰囲気が安定したら、図７（ａ）に示すように、蓋体２２０を上昇させる。その状態で、基板処理システム１のウェハ搬送装置７０の搬送アーム７０ａによって、加熱対象であるウェハＷが、載置部２００の熱板２０１上に搬送され、支持ピン２０７上に載置される。その後搬送アーム７０ａは加熱処理装置４０の外へ退避し、次いで支持ピン２０７が下降し、ウェハＷは熱板２０１上に載置される。ウェハＷが熱板２０１上に載置された後、蓋体昇降機構（図示せず）によって蓋体２２０を降下させることにより、リング体２１０の上面２１０ａと蓋体２２０の垂下部２２０ｂの下面２２０ｃとを当接させ、加熱処理空間Ｓを形成する（準備工程）。かかる場合、完全に当接していなくとも、リング体２１０の上面２１０ａと蓋体２２０の垂下部２２０ｂの下面２２０ｃとの間から実質的に排気が行なわれない若干の隙間、例えば０ｍｍを超えて、１ｍｍ以下、例えば０．５ｍｍの隙間が形成されていてもよい。

続いて図７（ｂ）および図９に示すように、排気装置２２２の作動を止め、中央排気部２２１からの排気を停止させるとともに、載置部２００の熱板２０１に載置されたウェハＷに対して、ヒーター２０５による第１の加熱処理を開始する（第１の加熱処理工程）。第１の加熱処理工程においては、中央排気部２２１からの排気は行われていない。すなわち、ウェハＷの温度がウェハＷ上に塗布された塗布膜の架橋温度に達するまで中央排気部２２１からの排気は行われない。

そしてウェハ温度が架橋温度に到達した後に、すなわち、塗布膜の反応が安定し、塗布膜に対する気流影響が弱くなった後に、再び排気装置２２２の作動を開始し、中央排気部２２１からの排気を実施する（第２の加熱処理工程）。

このように、第１の加熱処理工程、すなわちウェハＷの温度が塗布膜の架橋温度に達するまでの間は加熱処理空間Ｓ内における中央排気部２２１からの排気は行われないため、加熱処理空間Ｓ内に排気流が形成されることは無い。したがって、加熱処理空間Ｓ内に発生する排気流の影響により塗布膜の膜厚がその影響を受けて、面内不均一になることは防止される。これによって、ウェハＷ上の膜厚の面内均一性を従来よりも向上させることができる。

なお図９に示すように、第１の加熱処理工程においてはもちろん、外周排気部２３０、外側排気部２４０からの排気は準備工程から第２の加熱処理工程までを通して継続していてもよい。本実施の形態によれば、外周排気部２３０及び外側排気部２４０は、加熱処理空間Ｓの外部に形成されているため、当該処理空間内に気流を形成せず、ウェハＷ上の膜厚に影響を与えることがない。

そして、加熱処理中に継続して外周排気部２３０による加熱処理空間Ｓの外側で排気を行うことにより、隙間Ｄ２を介して蓋体２２０の外方の雰囲気を取り込みやすくなり、蓋体２２０の垂下部２２０ｂの外周にエアカーテンとしての排気流を形成することができる。これによって加熱処理空間Ｓに対する外部からの影響、例えば熱的影響を遮断することが可能であり、加熱処理空間Ｓ内における反応を安定化させ、塗布膜の面内均一性を更に高めることができる。しかも実施の形態においては、外側延出部２２５の垂下部２２５ｂの下端面２２５ｄの高さ位置は、蓋体２２０の垂下部２２０ｂの下面２２０ｃよりも高く設定されているので、外部からのエアを外周排気部２３０により効果的に導くことができ、これによって適切にエアカーテンを形成することができる。
なお前記した例では、蓋体２２０の外周に外側延出部２２５を形成して、蓋体２２０との間に外周排気部２３０を形成したが、これに代えて蓋体２２０の該左側に別途他の蓋体を設け、一体的に上下動する双方の蓋体の間に外周排気部２３０を形成するようにしてもよい。

熱板２０１上に載置されたウェハＷの温度が、塗布膜の架橋温度に到達した後、すなわち第２の加熱処理工程においては、中央排気部２２１からの排気を再開する。これにより、例えばウェハＷの加熱処理中に昇華物等の不純物が発生していた場合であっても、これを排気することができる。また、前述の通りウェハＷの温度が架橋温度に達した後に排気を開始しているため、中央排気部２２１へと向かう排気流が塗布膜の膜厚に影響を与えることがない。

また、図７（ｃ）、図９に示すように中央排気部２２１による加熱処理空間Ｓの雰囲気の排気を開始する際、すなわち第２の加熱処理工程を開始する際、リング体昇降機構２１１によりリング体２１０を降下させ、リング体２１０の上面２１０ａと蓋体２２０の垂下部２２０ｂの下面２２０ｃとの間に隙間Ｄを形成してもよい。これによって、隙間Ｄは加熱処理空間Ｓの下方周辺からの排気流路として機能し、加熱処理空間Ｓ内の排気処理を中央排気部２２１のみからではなく、外周排気部２３０および外側排気部２４０による加熱処理空間Ｓの周縁部からも同時に行うことができるため、不純物回収効率をあげることができる。

なお本実施の形態においては、中央排気部２２１および外周排気部２３０の他に、リング体２１０の外周外側に配置された外側排気部２４０からも同時に雰囲気の排気を行っているため、たとえ加熱処理空間Ｓから漏れ出た不純物の量が多く外周排気部２３０によって回収しきれなかった場合であっても、適切にこれら不純物等の回収に資することができる。

ウェハＷの加熱処理が終了すると、図８（ａ）に示すように、リング体２１０が上昇し、続けて蓋体昇降機構により蓋体２２０が持ち上げられ、支持ピン２０７がウェハＷを上昇させた後、ウェハ搬送装置７０の搬送アーム７０ａによって加熱処理が終了したウェハＷは、加熱処理装置４０の外部へと搬出される。

ウェハＷの搬出が完了すると、図８（ｂ）に示すように再び蓋体２２０を降下させることでリング体２１０と当接させ、かかる状態で中央排気部２２１、外周排気部２３０、外側排気部２４０からの排気を継続させ、加熱処理装置４０内の残存不純物等を回収し、次のウェハＷを受け入れるために加熱処理装置４０内の安定化を行う。こうして、一連の加熱処理工程が終了する。

なお以上説明した例では、中央排気部２２１の排気の再開タイミング、すなわち第２の加熱処理工程開始のタイミングはウェハ温度により制御していたが、第２の加熱処理工程開始のタイミングは、温度によって判断されるものでなくてもよい。例えば、カメラ等により加熱処理空間Ｓ内を監視できるように構成し、塗布膜の仕上がり状況によって制御してもよいし、塗布膜の材料やその他条件をあらかじめ制御部１００に記憶させ、設定された条件により膜の反応速度を計算し、かかる計算によって算出された時間によって制御してもよい。

また、上記実施形態ではリング体２１０は第２の加熱処理工程において降下させ、外周排気部２３０および外側排気部２４０による加熱処理空間Ｓの雰囲気の排気を開始した。しかし、第１の加熱処理工程において加熱処理空間Ｓ内に過度に昇華物等の不純物を充満させないようにするため、第１の加熱処理工程においてもリング体２１０を降下させ、隙間Ｄを形成するように適宜制御してもよい。ただしかかる場合、加熱処理空間Ｓ内に気流を生じさせない程度の隙間Ｄの幅に制御する必要がある。このように、第１の加熱処理工程において隙間Ｄを形成することにより、加熱処理空間Ｓ内に過度の不純物が充満することを防止することができ、また発生した不純物がウェハＷ上に再付着してしまうことを防止することができる。

また、上記実施形態では外周排気部２３０および、外側排気部２４０からの排気は、加熱処理中を通じて常時作動させていたが、中央排気部２２１と同様に基板温度が塗布膜の架橋温度に到達した後、すなわち第２の加熱処理工程に入ってから作動させるように制御してもよい。このように制御することで、例えばリング体２１０の上面２１０ａと、蓋体２２０の垂下部２１０ｂの下面２１０ｃとの当接部においてクリアランスが発生してしまっていた場合に、外部からの排気によって当該クリアランスから加熱処理空間Ｓ内の雰囲気が漏出して、加熱処理空間Ｓ内排気流を形成して、等膜の均一性に影響を与えてしまうことを防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、基板を加熱する際に有用である。

１ 基板処理システム
４０ 加熱処理装置
１００ 制御部
２００ 載置部
２０１ 熱板
２０２ 熱板支持部
２１０ リング体
２１１ リング体昇降機構
２２０ 蓋体
２２０ａ 天板
２２０ｂ 垂下部
２２０ｃ 下面
２２１ 中央排気部
２３０ 外周排気部
２４０ 外側排気部
２２２、２４１ 排気装置
Ｗ ウェハ

Claims (6)

1. 基板に形成された塗布膜を加熱処理する加熱処理装置であって、
   基板を載置する載置部と、
   前記載置部に載置された基板を加熱するための加熱部と、
   前記載置部の外周を囲うように設けられたリング体と、
   前記載置部を覆い、かつその下面が前記リング体と近接することで加熱処理空間を形成する蓋体と、
   前記蓋体の中央部に配置され、前記加熱処理空間内を排気する中央排気部と、
   前記載置部に載置された基板の加熱処理の制御を行う制御部と、を有し、
   前記蓋体は、前記リング体と蓋体との近接部分の外側に設けられ、前記蓋体の外方の雰囲気を取り込み可能な外周排気部を有し、
   前記制御部は、
   前記加熱処理空間が形成されてかつ前記加熱処理空間内に前記基板が在り、かつ前記近接部分における前記リング体と前記蓋体との間に隙間を形成した状態で前記外周排気部にて排気を行いながら前記基板の加熱を行なう第１の加熱処理工程と、前記中央排気部を作動させて前記加熱処理空間内を排気しつつ前記基板の加熱を行なう第２の加熱処理工程を行なうように制御し、
   前記第１の加熱処理工程は、前記中央排気部による排気を行わないことを含み、
   前記隙間は、前記外周排気部によって前記加熱処理空間に対し実質的に排気が行われない大きさである。
2. 前記リング体は上下動自在であって、前記外周排気部が作動するときには、前記リング体が下降して、前記加熱処理空間を形成する際に生じた、前記リング体と前記蓋体の下面と前記リング体の上面との間に前記近接時の０ｍｍを超えて１ｍｍ以下までの大きさの隙間よりも広い隙間が形成される、請求項１に記載の加熱処理装置。
3. 前記リング体の外周外側に設けられ、前記加熱処理空間の外に漏洩した雰囲気を排気するための外側排気部を有する、請求項１または２のいずれか一項に記載の加熱処理装置。
4. 前記第２の加熱処理工程は、前記基板の温度が前記塗布膜の架橋温度に到達したあとに行われる、請求項１～３のいずれか一項に記載の加熱処理装置。
5. 基板に形成された塗布膜を加熱処理する加熱処理方法であって、
   加熱機能を有する載置部に基板を載置した状態で、当該載置部及び基板を収容する加熱処理空間を形成し、
   前記加熱処理空間が形成されてかつ前記加熱処理空間内に前記基板が在り、かつ前記加熱処理空間から当該加熱処理空間の外部に通ずる隙間が形成された状態で、前記外部に設けられた外周排気部で排気を行いながら前記基板の加熱を行なう第１の加熱処理工程と、
   少なくとも前記加熱処理空間の中央部の上方から、前記加熱処理空間内を排気しつつ前記基板の加熱を行なう第２の加熱処理工程と、
   を有し、
   前記第１の加熱処理工程は、前記加熱処理空間の中央部の上方から、前記加熱処理空間内を排気しないことを含み、
   前記隙間は、前記外周排気部によって前記加熱処理空間に対し実質的に排気が行われない大きさである。
6. 前記第２の加熱処理工程は、前記基板の温度が前記塗布膜の架橋温度に到達したあとに行われる、請求項５に記載の加熱処理方法。

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