JPH10223515A - 基板の熱処理方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱処理プレート上に載置された基板の上方を
カバーで覆って基板を熱処理する場合に、基板の面内温
度を均一にして熱処理品質を向上させることができる方
法を提供する。 【解決手段】 熱処理プレート１０の上面に基板Ｗを載
置し、熱処理プレートの上方をカバー１２で覆い、熱処
理プレートとカバーとの間の熱処理空間の排気を、基板
の熱処理の内容に応じて熱処理中の全期間もしくは一部
の期間において停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウエハ、
液晶表示装置（ＬＣＤ）用あるいはフォトマスク用のガ
ラス基板などの基板の表面にフォトレジスト、ＳＯＧ材
などの塗布液を塗布した後において、基板を熱処理プレ
ート上に載置して熱処理する基板の熱処理方法、ならび
に、その方法を実施するために使用される基板の熱処理
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】基板の表面にフォトレジストを塗布した
後に基板をベーク処理したり、表面に化学増幅型レジス
トが塗布された基板を露光後ベーク（ＰＥＢ）処理した
りする場合などには、ホットプレートを備えた熱処理装
置が使用される。このベーク処理を行う場合には、ホッ
トプレート上に基板をホットプレート上面から僅かに浮
かせた状態で載置し、あるいは、ホットプレートの上面
に基板を直接に載置し、基板を均一に加熱するために、
基板の表面から所定間隔をあけて基板表面と平行にベー
クカバーを配置して、基板の上方をベークカバーで覆う
ようにしている。また、ホットプレートによる基板の加
熱に伴って、基板の表面に塗布された塗布液から溶剤が
蒸発するが、その発生した溶剤蒸気が周囲へ拡散しない
ようにするため、排気手段により、例えばホットプレー
トの周囲から下方へ吸引して、ホットプレートとベーク
カバーとの間の熱処理空間の排気を行うようにしてい
る。そして、従来は、基板を熱処理している期間中、熱
処理空間の排気を常時行うようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、基板の
熱処理中にホットプレートの周囲などから熱処理空間の
排気を行うことは、基板の面内温度の均一性を損う大き
な原因となっていた。そして、基板の面内温度の均一性
が損われると、基板の各位置での溶剤の蒸発量に差を生
じて、フォトレジストの膜厚均一性に悪影響を及ぼした
り、ＰＥＢ処理後に現像処理されたレジスト膜における
線幅均一性に悪影響を及ぼしたりすることになる。

【０００４】この発明は、以上のような事情に鑑みてな
されたものであり、熱処理プレート上に載置された基板
の上方をカバーで覆って基板を熱処理する場合に、基板
の面内温度を均一にして、熱処理品質を向上させること
ができる基板の熱処理方法を提供すること、ならびに、
その方法を好適に実施することができる基板の熱処理装
置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
熱処理プレートの上面に基板を直接にもしくは間隔を設
けて載置し、前記熱処理プレートの上方を覆うようにカ
バーを配置して熱処理プレートとの間で熱処理空間を形
成し、その熱処理空間の排気を行って、基板を熱処理す
る基板の熱処理方法において、基板の熱処理の内容に応
じて、熱処理中の全期間もしくは一部の期間における前
記熱処理空間の排気を停止させることを特徴とする。

【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１記載の熱
処理方法において、熱処理空間の排気を停止した状態か
ら熱処理空間の排気を開始する時機を、基板の熱処理が
完了する直前から完了した直後までの間とすることを特
徴とする。

【０００７】請求項３に係る発明は、請求項１記載の熱
処理方法において、基板の熱処理中の全期間にわたって
熱処理空間の排気を停止し、基板の熱処理が完了した直
後から前記熱処理空間の排気を行うことを特徴とする。

【０００８】請求項４に係る発明は、上面に基板を直接
にもしくは間隔を設けて載置する熱処理プレートと、こ
の熱処理プレートの上方を覆うように配置されて熱処理
プレートとの間で熱処理空間を形成するカバーと、排気
吸引源に流路接続され、前記熱処理空間の排気を行うた
めの排気路とを備えた基板の熱処理装置において、前記
排気路に、前記排気吸引源に対する連通状態と遮断状態
とを切り換える切換え手段を設け、基板の熱処理の内容
に応じて、前記熱処理空間の排気および排気停止の期間
設定を入力するための設定入力手段と、この設定入力手
段によって入力された熱処理空間の排気および排気停止
の期間設定を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶
された前記期間設定に基づいて、前記熱処理空間が所望
の各時期に排気されまたは排気停止されるように前記切
換え手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とす
る。

【０００９】請求項１に係る発明の基板の熱処理方法に
よると、熱処理プレート上に基板を載置し熱処理プレー
トの上方をカバーで覆って基板を熱処理する場合に、基
板の熱処理の内容に応じて、熱処理中における熱処理空
間の排気が全期間にわたりあるいは一部の期間において
停止されるので、熱処理空間の排気によって基板の面内
温度の均一性が阻害されることが無くなりもしくは最小
限に抑えられる。

【００１０】請求項２に係る発明の熱処理方法では、基
板の熱処理中における熱処理空間の排気が全期間にわた
りもしくはほぼ全期間にわたって停止されるので、熱処
理空間の排気によって基板の面内温度の均一性が阻害さ
れることが無くなりもしくはほとんど無くなる。そし
て、基板の熱処理が完了する直前から完了した直後まで
の間に熱処理空間の排気が開始されるので、熱処理中に
基板の表面上の塗布液から蒸発して熱処理空間に滞留し
た溶剤蒸気は、熱処理空間から速やかに排気される。

【００１１】請求項３に係る発明の熱処理方法では、基
板の熱処理中の全期間にわたって熱処理空間の排気が停
止されるので、熱処理空間の排気によって基板の面内温
度の均一性が阻害されることが無くなる。そして、基板
の熱処理が完了した直後から熱処理空間の排気が行われ
るので、熱処理中に基板の表面上の塗布液から蒸発して
熱処理空間に滞留した溶剤蒸気は、熱処理空間から速や
かに排気される。

【００１２】請求項４に係る発明の基板の熱処理装置で
は、熱処理プレートの上面に基板が載置され、熱処理プ
レートの上方がカバーで覆われて熱処理プレートとカバ
ーとの間に熱処理空間が形成され、この状態で基板の熱
処理が行われる。この場合、制御手段により、設定入力
手段によって入力され記憶手段に記憶された熱処理空間
の排気および排気停止の期間設定に基づいて切換え手段
が制御され、熱処理空間の排気を行うための排気路が排
気吸引源に連通した状態と排気吸引源と遮断された状態
とが適宜切り換えられて、熱処理空間が所望の各時期に
排気され排気停止される。したがって、基板の熱処理の
内容に応じて、熱処理中における熱処理空間の排気が適
当な期間に停止されるようにすることができるため、熱
処理空間の排気によって基板の面内温度の均一性が阻害
されることを無くしもしくは最小限に抑えることが可能
になる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
について図面を参照しながら説明する。

【００１４】図１は、この発明に係る基板の熱処理方法
を実施するのに使用される熱処理装置の１例を示す概略
構成図である。この図においては、ベークカバーの支持
機構や昇降機構の図示を省略している。

【００１５】この熱処理装置は、表面に塗布液、例えば
フォトレジストやＳＯＧ材などが塗布された基板Ｗを直
接にもしくは間隔を設けて上面に載置するホットプレー
ト１０を有し、ホットプレート１０の上方に、それを覆
うようにベークカバー１２が配置されていて、ベークカ
バー１２とホットプレート１０との間に熱処理空間が形
成されるようになっている。ホットプレート１０および
ベークカバー１２の周囲は、チャンバ１４によって囲ま
れており、ホットプレート１０の周囲に、その全周にわ
たって排気通路１６の排気口が開設され、排気通路１６
は、排気路２０を通して排気吸引源に流路接続されてい
る。そして、ホットプレート１０の周囲から雰囲気ガス
が下方へ吸引されて、ホットプレート１０とベークカバ
ー１２との間の熱処理空間の排気が行われる。

【００１６】また、この熱処理装置では、図示していな
いが、ベークカバー１２の内部が仕切られてガス分配室
が形設されており、必要により、不活性ガス、例えば窒
素ガスの供給源からガス供給路２２を通ってベークカバ
ー１２内部のガス分配室へ窒素ガスを供給し、ガス分配
室から多数のガス吹出し孔（図示せず）を通ってホット
プレート１０上の基板Ｗの表面全体へ均一に窒素ガスを
供給することができる構成となっている。また、図示し
ていないが、ベークカバー１２は支持機構によって支持
され、支持機構が昇降機構によって上下方向へ移動可能
とされている。これにより、ベークカバー１２は、図示
しているようにホットプレート１０の上方を覆う処理位
置と、ホットプレート１０から上方へ離間した図示して
いない待機位置との間で、上昇および下降するように支
持されている。

【００１７】ホットプレート１０の周囲に配設された排
気通路１６と排気吸引源とを流路接続させている排気路
２０には、排気通路１６を排気吸引源に連通させた状態
と排気通路１６を排気吸引源と遮断した状態とに切り換
える開閉弁２４が介設されている。開閉弁２４は、コン
トローラ２６に接続されており、コントローラ２６は、
マイクロコンピュータのＣＰＵ２８に接続されている。
また、ＣＰＵ２８には、キーボード３０およびメモリ３
２が接続されている。そして、予め、基板の内容に応じ
て、熱処理空間の排気を行う期間および排気を停止する
期間を設定し、その期間設定を含む熱処理条件をキーボ
ード３０によって入力しておく。この設定入力された熱
処理条件は、プログラムされたレシピとしてメモリ３２
に記憶される。例えば、基板の熱処理中の大部分の期間
は熱処理空間の排気を停止しておき、基板の熱処理が完
了する直前から熱処理空間の排気を開始するとか、基板
の熱処理中の全期間にわたって熱処理空間の排気を停止
しておき、基板の熱処理が完了した時点もしくはその直
後から熱処理空間の排気を開始するとか、基板の表面に
塗布された塗布液から蒸発する溶剤蒸気の量が熱処理中
を通して多いような基板の熱処理を行うときには、熱処
理空間の排気を常時行うようにし、あるいは、熱処理の
開始当初は排気を停止しておき、或る程度時間が経過し
た時点で熱処理空間の排気を開始する、といった熱処理
空間の排気および排気停止の期間設定をし、それをメモ
リ３２に記憶させておく。なお、ベークカバー１２の内
部のガス分配室への窒素ガスの供給は、熱処理空間を排
気する時期に合わせて行うようにする。

【００１８】上記したような構成の熱処理装置を使用し
て基板をベーク処理する場合には、ベークカバー１２を
ホットプレート１０から上方に離間した待機位置へ上昇
させた状態において、基板Ｗを装置内へ搬入してホット
プレート１０の上面に載置する。次に、昇降機構により
ベークカバー１２を下降させて、図示しているようにホ
ットプレート１０の上面に載置された基板Ｗの上方をベ
ークカバー１２で覆ってから、基板Ｗの熱処理を開始す
る。熱処理が開始されると、メモリ３２から読み出され
たレシピのプログラム内容に従い、ＣＰＵ２８からの信
号によりコントローラ２６から制御信号が出力されて、
その制御信号により開閉弁２４の開閉動作が制御され、
ホットプレート１０とベークカバー１２との間の熱処理
空間が所望の各時期に排気されまたは排気停止される。
例えば、基板Ｗの熱処理中は、開閉弁２４を閉じて熱処
理空間の排気が行われないようにし、熱処理が完了する
直前あるいは熱処理が完了した時点もしくはその直後に
おいて、ベークカバー１２が上昇してホットプレート１
０から上方へ離間する前後に、コントローラ２６からの
制御信号により開閉弁２４を開いて、ホットプレート１
０の周囲の排気通路１６と排気吸引源とを排気路２０に
より連通させた状態にし、熱処理空間の排気が開始され
るようにする。このように熱処理空間の排気および排気
停止を制御することにより、基板Ｗの熱処理中は、排気
が行われないために、基板Ｗの面内温度の均一性が向上
し、一方、熱処理に伴って基板Ｗの表面の塗布液から蒸
発し熱処理空間に滞留した溶剤蒸気は、基板Ｗの熱処理
が終了した時点で速やかに強制排気されることとなる。

【００１９】なお、基板Ｗの熱処理中に、基板Ｗが載置
されたホットプレート１０の上部空間をベークカバー１
２によって密閉（完全密閉でなくてもよい）し、その密
閉空間に基板Ｗの表面の塗布液から蒸発した溶剤蒸気を
閉じ込めておき、熱処理が終了してベークカバー１２が
上昇する前後に排気を開始して、密閉空間から漏れ出た
溶剤蒸気をチャンバ１４内から強制排気するようにして
もよい。

【００２０】上記実施形態では、熱処理空間の排気を、
ホットプレート１０の周囲から下方への吸引によって行
うようにしているが、基板の熱処理が完了する前後の時
点で排気を開始するときは、排気はどのような方法によ
ってもよく、例えば、ガス供給路２２を流路切換え手段
により排気吸引源に流路接続できるようにしておき、ベ
ークカバー１２の内部からガス供給路２２の一部を経て
熱処理空間の排気を行うようにしてもよい。また、ベー
クカバー１２へのガス供給系は、特に必要が無ければ設
けなくてもよい。

【００２１】

【発明の効果】請求項１に係る発明の基板の熱処理方法
によると、熱処理プレート上に載置された基板の上方を
カバーで覆って基板を熱処理したときに、熱処理中にお
ける基板の面内温度の均一性が熱処理空間の排気によっ
て阻害されることが無くなりもしくは最小限に抑えられ
るので、基板の熱処理品質が向上する。

【００２２】請求項２に係る発明の熱処理方法では、熱
処理中における基板の面内温度の均一性が熱処理空間の
排気によって阻害されることが無くなりもしくはほとん
ど無くなるため、基板の熱処理品質が向上する。

【００２３】請求項３に係る発明の熱処理方法では、熱
処理中における基板の面内温度の均一性が熱処理空間の
排気によって阻害されることが無くなるため、基板の熱
処理品質が向上する。

【００２４】請求項４に係る発明の基板の熱処理装置を
使用すると、請求項１に係る発明の熱処理方法を好適に
実施することができ、請求項１に係る発明の上記効果が
得られて、基板の熱処理品質を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る基板の熱処理方法を実施するの
に使用される熱処理装置の１例を示す概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１０ ホットプレート １２ ベークカバー １４ チャンバ １６ 排気通路 ２０ 排気路 ２４ 開閉弁 ２６ コントローラ ２８ ＣＰＵ ３０ キーボード ３２ メモリ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱処理プレートの上面に基板を直接にも
   しくは間隔を設けて載置し、前記熱処理プレートの上方
   を覆うようにカバーを配置して熱処理プレートとの間で
   熱処理空間を形成し、その熱処理空間の排気を行って、
   基板を熱処理する基板の熱処理方法において、 基板の熱処理の内容に応じて、熱処理中の全期間もしく
   は一部の期間における前記熱処理空間の排気を停止させ
   ることを特徴とする基板の熱処理方法。
2. 【請求項２】 熱処理空間の排気を停止した状態から熱
   処理空間の排気を開始する時機が、基板の熱処理が完了
   する直前から完了した直後までの間とされる請求項１記
   載の基板の熱処理方法。
3. 【請求項３】 基板の熱処理中の全期間にわたって熱処
   理空間の排気が停止され、基板の熱処理が完了した直後
   から前記熱処理空間の排気が行われる請求項１記載の基
   板の熱処理方法。
4. 【請求項４】 上面に基板を直接にもしくは間隔を設け
   て載置する熱処理プ レートと、この熱処理プレートの上方を覆うように配置
   されて熱処理プレートとの間で熱処理空間を形成するカ
   バーと、 排気吸引源に流路接続され、前記熱処理空間の排気を行
   うための排気路とを備えた基板の熱処理装置において、 前記排気路に、前記排気吸引源に対する連通状態と遮断
   状態とを切り換える切換え手段を設け、 基板の熱処理の内容に応じて、前記熱処理空間の排気お
   よび排気停止の期間設定を入力するための設定入力手段
   と、 この設定入力手段によって入力された熱処理空間の排気
   および排気停止の期間設定を記憶する記憶手段と、 この記憶手段に記憶された前記期間設定に基づいて、前
   記熱処理空間が所望の各時期に排気されまたは排気停止
   されるように前記切換え手段を制御する制御手段とを備
   えたことを特徴とする基板の熱処理装置。