KR102261974B1 - 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102261974B1
KR102261974B1 KR1020180010610A KR20180010610A KR102261974B1 KR 102261974 B1 KR102261974 B1 KR 102261974B1 KR 1020180010610 A KR1020180010610 A KR 1020180010610A KR 20180010610 A KR20180010610 A KR 20180010610A KR 102261974 B1 KR102261974 B1 KR 102261974B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
heating
cooling
gas
processing
Prior art date
Application number
KR1020180010610A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190097333A (ko
Inventor
야스히로 후쿠모토
유지 다나카
도모히로 마쓰오
다케하루 이시이
Original Assignee
가부시키가이샤 스크린 홀딩스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 스크린 홀딩스 filed Critical 가부시키가이샤 스크린 홀딩스
Publication of KR20190097333A publication Critical patent/KR20190097333A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102261974B1 publication Critical patent/KR102261974B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/40—Treatment after imagewise removal, e.g. baking
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70991—Connection with other apparatus, e.g. multiple exposure stations, particular arrangement of exposure apparatus and pre-exposure and/or post-exposure apparatus; Shared apparatus, e.g. having shared radiation source, shared mask or workpiece stage, shared base-plate; Utilities, e.g. cable, pipe or wireless arrangements for data, power, fluids or vacuum
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/033—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers
    • H01L21/0334—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane
    • H01L21/0338—Process specially adapted to improve the resolution of the mask
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68742—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a lifting arrangement, e.g. lift pins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
    • H01L21/76822—Modification of the material of dielectric layers, e.g. grading, after-treatment to improve the stability of the layers, to increase their density etc.
    • H01L21/76828—Modification of the material of dielectric layers, e.g. grading, after-treatment to improve the stability of the layers, to increase their density etc. thermal treatment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

자기 조직화 재료가 도포된 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서, 가열 공정과 냉각 공정을 구비한다. 가열 공정은, 처리 용기 내를 비산화성 가스 분위기로 유지하고, 또한, 가열 위치에 기판을 위치시킴으로써, 기판을 가열하여 자기 조직화 재료를 상분리시킨다. 냉각 공정은, 처리 용기 내를 비산화성 가스 분위기로 유지하고, 가열 위치에 비해 가열부로부터 먼 처리 용기 내의 냉각 위치에 기판을 위치시켜, 처리 용기 내에 비산화성 가스를 공급하고, 또한, 처리 용기 내의 기체를 배출함으로써, 기판을 냉각한다.

Description

기판 처리 방법{SUBSTRATE TREATING METHOD}
본 발명은, 자기 조직화 재료가 도포된 기판을 처리하는 기판 처리 방법에 관한 것이다. 기판은, 반도체 웨이퍼, 포토마스크용 기판, 액정 표시용 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, 유기 EL용 기판, FED(Field Emission Display)용 기판, 광디스플레이용 기판, 자기 디스크용 기판, 광디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 태양 전지용 기판 등이다.
일본 일본국 특허공개 2014-22570호 공보는, 자기 조직화(DSA： Directed Self Assembly) 기술에 의해 기판 상에 패턴을 형성하는 기판 처리 방법을 개시한다. 이 기판 처리 방법은, 도포 공정과 가열 공정과 현상 공정을 포함한다. 도포 공정은 기판에 자기 조직화 재료를 도포한다. 자기 조직화 재료는, 예를 들면 2종류의 중합체를 포함한다. 가열 공정은, 용제를 기판에 공급하면서 기판을 가열한다(이하, 「용제 열처리」라고 적당하게 부른다). 용제 열처리에 의해, 자기 조직화 재료가 상분리된다. 상분리된 자기 조직화 재료는, 2종의 중합체가 규칙적으로 배열된 구조를 가진다. 현상 공정은, 일방의 중합체를 기판 상에 잔존시키면서, 타방의 중합체를 기판 상으로부터 제거한다. 이것에 의해, 일방의 중합체로 이루어지는 패턴이 기판 상에 형성된다.
가열 공정은, 열처리 유닛에 있어서 실행된다. 열처리 유닛은 챔버와 플레이트와 도입 구멍과 배기 구멍을 구비한다. 챔버는 밀폐 가능하다. 플레이트는 챔버 내에 배치된다. 플레이트는 기판을 가열한다. 도입 구멍은 챔버에 용제를 도입한다. 배기 구멍은 챔버 내의 기체를 배출한다.
가열 공정의 순서는, 이하와 같다. 우선, 기판을 플레이트 상에 재치(載置)하고, 챔버를 밀폐한다. 계속해서, 용제 열처리를 기판에 행한다. 구체적으로는, 도입 구멍을 통해서 챔버 내에 용제를 공급하고, 배기 구멍을 통해서 챔버 내의 기체를 배출하고, 또한, 플레이트에 의해 기판을 가열한다. 기판을 가열하는 온도는, 상온 이상이며 250도 이하의 범위에서 조정된다. 소정 시간이 경과한 후, 챔버 내의 용제를 불활성 가스로 치환한다. 구체적으로는, 챔버로의 용제의 공급을 정지하고, 챔버 내에 불활성 가스를 공급한다. 계속해서, 챔버 내의 기체의 배출을 정지한다. 그 후, 챔버를 개방하고, 기판을 챔버로부터 반출한다.
종래예에 의해 기판을 처리해도, 기판 처리의 품질이 저하되거나, 불균일해지는 경우가 있다. 예를 들면, 종래예에 의해 기판을 처리해도, 기판에 적절한 패턴을 형성할 수 없는 경우가 있다. 이 원인은, 자기 조직화 재료가 적절히 상분리되지 않았던 것으로 추측된다.
본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 자기 조직화 재료를 적절히 상분리시킬 수 있는 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 가열 공정에 있어서의 처리의 변경을 시도했다. 구체적으로는, 본 발명자들은, 용제 가열 처리 대신에, 용제를 기판에 공급하지 않고 기판을 가열하는 것(이하, 「단순 가열 처리」라고 적당하게 부른다)를 시도했다. 그 결과, 본 발명자들은, 이하의 지견을 얻었다. 단순 가열 처리여도, 처리 품질의 저하나 불균일이 생겼다. 또한, 단순 가열 처리에 있어서 기판을 한층 높은 온도(예를 들면, 300도 이상)로 가열했을 때에, 처리 품질의 저하나 불균일이 커졌다.
본 발명자들은, 이러한 지견에 의거하여, 자기 조직화 재료가 도포된 기판을 고온으로 가열하는 경우여도, 자기 조직화 재료를 적절히 상분리시킬 수 있는 기판 처리 방법을 더 검토했다.
본 발명은, 이러한 시행, 지견 및 검토에 의해 얻어진 것이며, 다음과 같은 구성을 취한다. 즉, 본 발명은, 자기 조직화 재료가 도포된 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서, 처리 용기 내를 비산화성 가스 분위기로 유지하고, 또한, 상기 처리 용기 내의 가열부에 접촉 또는 근접하는 가열 위치에 기판을 위치시킴으로써, 기판을 가열하여 자기 조직화 재료를 상분리시키는 가열 공정과, 상기 처리 용기 내를 비산화성 가스 분위기로 유지하고, 상기 가열 위치에 비해 상기 가열부로부터 먼 냉각 위치에 기판을 위치시켜, 상기 처리 용기 내에 비산화성 가스를 공급하고, 또한, 상기 처리 용기 내의 기체를 배출함으로써, 기판을 냉각하는 냉각 공정을 구비하는 기판 처리 방법이다.
가열 공정은, 처리 용기 내를 비산화성 가스 분위기로 유지하고, 또한, 기판을 가열 위치에 위치시킨다. 이것에 의해, 가열 공정은 비산화성 가스 분위기에서 기판을 가열한다. 이 때문에, 가열 공정은, 기판 상의 자기 조직화 재료가 산화되는 것을 방지하면서, 자기 조직화 재료를 적절히 상분리시킬 수 있다.
냉각 공정은, 처리 용기 내를 비산화성 가스 분위기로 유지하고, 기판을 냉각 위치에 위치시켜, 처리 용기 내에 비산화성 가스를 공급하고, 또한, 상기 처리 용기 내의 기체를 배출한다. 이것에 의해, 냉각 공정은 비산화성 가스 분위기에서 기판을 냉각한다. 여기서, 냉각 공정은, 처리 용기 내를 비산화성 가스 분위기로 유지하고, 또한, 기판을 냉각 위치에 위치시키므로, 상분리한 자기 조직화 재료의 구조를 적합하게 유지할 수 있다. 구체적으로는, 상분리한 자기 조직화 재료의 구조가 열화되는 것이나 붕괴하는 것을 적합하게 방지할 수 있다. 기판 처리 방법은 이러한 냉각 공정을 포함하므로, 가열 공정이 기판을 고온으로 가열하는 경우여도, 상분리한 자기 조직화 재료의 구조를 적합하게 보호할 수 있다.
이상 대로, 기판 처리 방법은 가열 공정과 냉각 공정을 포함하므로, 자기 조직화 재료가 도포된 기판을 고온으로 가열하는 경우여도, 자기 조직화 재료를 적절히 상분리시킬 수 있다.
또한, 냉각 공정은, 처리 용기 내에 비산화성 가스를 공급하고, 또한, 처리 용기 내의 기체를 배출한다. 이 때문에, 냉각 공정은 기판을 단시간에 냉각할 수 있다.
상술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 냉각 공정은, 상기 자기 조직화 재료의 유리 전이점과 동일한 온도 이하까지 기판을 냉각하는 것이 바람직하다. 냉각 공정은, 기판의 온도가 자기 조직화 재료의 유리 전이 온도와 동일한 온도 이하로 저하될 때까지, 비산화성 가스 분위기에서 기판을 냉각한다. 이 때문에, 냉각 공정의 실행 중은 물론, 냉각 공정의 종료 후에 있어서도, 상분리한 자기 조직화 재료의 구조를 적합하게 유지할 수 있다.
상술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 자기 조직화 재료는, 제1 중합체와 제2 중합체를 포함하고, 상기 가열 공정은, 상기 제1 중합체와 상기 제2 중합체를 서로 상분리시키고, 상기 냉각 공정은, 상기 제1 중합체의 유리 전이점 및 상기 제2 중합체의 유리 전이점 중 적어도 어느 한쪽과 동일한 온도 이하까지 기판을 냉각하는 것이 바람직하다. 가열 공정은, 제1 중합체와 제2 중합체를 서로 상분리시킨다. 이것에 의해, 자기 조직화 재료는, 제1 중합체와 제2 중합체가 규칙적으로 배열된 구조를 가진다. 냉각 공정은, 기판의 온도가 제1 중합체의 유리 전이 온도 및 제2 중합체의 유리 전이 온도 중 적어도 어느 한쪽과 동일한 온도 이하로 저하될 때까지, 비산화성 가스 분위기에서 기판을 냉각한다. 이 때문에, 냉각 공정의 실행 중은 물론, 냉각 공정의 종료 후에 있어서도, 제1 중합체와 제2 중합체가 규칙적으로 배열된 구조를 적합하게 유지할 수 있다.
상술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 가열 공정은, 기판을 300도 이상으로 가열하는 것이 바람직하다. 가열 공정이 기판을 300도 이상으로 가열하는 경우여도, 본 기판 처리 방법에 의하면, 상분리한 자기 조직화 재료의 구조를 적합하게 보호할 수 있다. 이와 같이, 가열 공정이 기판을 고온으로 가열하는 경우에는, 본 기판 처리 방법은 특히 높은 유용성을 발휘한다.
상술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 냉각 공정은 상기 처리 용기 내의 산소 농도를 10000ppm 이하로 유지하는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 냉각 공정은, 상분리한 자기 조직화 재료의 구조를 한층 적합하게 보호할 수 있다.
상술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 냉각 공정은 상기 처리 용기 내의 산소 농도를 1000ppm 이하로 유지하는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 냉각 공정은, 상분리한 자기 조직화 재료의 구조를 한층 적합하게 보호할 수 있다.
상술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 비산화성 가스는 불활성 가스인 것이 바람직하다. 가열 공정은 불활성 가스 분위기에서 기판을 가열하므로, 가열 공정은 기판 상의 자기 조직화 재료가 산화되는 것을 적합하게 방지할 수 있다. 냉각 공정은 불활성 가스 분위기에서 기판을 냉각하므로, 냉각 공정은 상분리한 자기 조직화 재료의 구조를 적합하게 보호할 수 있다.
상술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 냉각 공정에 있어서의 비산화성 가스의 공급량은, 상기 가열 공정에 있어서의 비산화성 가스의 공급량보다 큰 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 냉각 공정은 기판을 한층 단시간에 냉각할 수 있다.
상술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 냉각 공정에 있어서의 상기 처리 용기 내의 기체의 배출량은, 상기 가열 공정에 있어서의 상기 처리 용기 내의 기체의 배출량보다 큰 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 냉각 공정은 기판을 한층 단시간에 냉각할 수 있다.
상술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 냉각 공정에 있어서의 상기 처리 용기 내의 압력은, 부압인 것이 바람직하다. 냉각 공정에서는 처리 용기 내의 압력이 부압이므로, 처리 용기의 접합부가 한층 기밀하게 밀착되어, 처리 용기의 기밀성이 한층 높아진다. 따라서, 냉각 공정은, 처리 용기 내를 비산화성 가스 분위기로 한층 용이하게 유지할 수 있다.
상술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 가열 위치는, 상기 가열부의 상면과 접촉하는 위치, 또는, 상기 가열부의 상면에 가까운 위치이며, 상기 냉각 위치는, 상기 가열 위치의 상방의 위치인 것이 바람직하다. 가열 위치는 가열부의 상면과 접촉하는 위치 또는 가열부의 상면에 가까운 위치이므로, 기판이 가열 위치에 있을 때에, 가열부는 기판을 적합하게 가열할 수 있다. 냉각 위치는 가열 위치의 상방의 위치이므로, 냉각 위치는 가열 위치에 비해 가열부로부터 멀다. 따라서, 기판이 냉각 위치에 있을 때에, 기판을 적합하게 냉각할 수 있다.
상술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 냉각 공정은, 상기 냉각 위치에 있는 기판의 상방에 배치되는 상부 공급구로부터, 상기 비산화성 가스를 취출(吹出)하는 것이 바람직하다. 상부 공급구는 냉각 위치의 상방에 배치되므로, 상부 공급구는 냉각 위치에 있는 기판을 향해 비산화성 가스를 적합하게 취출할 수 있다. 따라서, 냉각 공정은, 냉각 위치에 있는 기판을 효율적으로 냉각할 수 있다.
상술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 냉각 공정은, 상기 가열부의 상면에 형성되는 가열부 공급구로부터, 상기 비산화성 가스를 취출하는 것이 바람직하다. 가열부 공급구는 가열부의 상면에 배치되므로, 가열부 공급구는 가열부의 상방을 향해 비산화성 가스를 적합하게 취출할 수 있다. 이것에 의해, 기체가 가열부의 상방에 체류하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 냉각 공정은 기판을 한층 효율적으로 냉각할 수 있다.
상술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 냉각 공정은, 상기 냉각 위치에 있는 기판의 측방에 배치되는 측부 배출구를 통해서, 상기 처리 용기 내의 기체를 배출하는 것이 바람직하다. 측부 배출구는 냉각 위치의 측방에 배치되므로, 측부 배출구는 기판의 주위의 기체를 원활하게 배출할 수 있다. 따라서, 냉각 공정은 기판을 한층 효율적으로 냉각할 수 있다.
상술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 측부 배출구의 폭은 기판의 폭보다 큰 것이 바람직하다. 측부 배출구는, 기판의 주위의 기체를 한층 원활하게 배출할 수 있다. 따라서, 냉각 공정은 기판을 한층 효율적으로 냉각할 수 있다.
상술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 냉각 공정은, 상기 가열부의 상면에 형성되는 가열부 배출구를 통해서, 상기 처리 용기 내의 기체를 배출하는 것이 바람직하다. 가열부 배출구는 가열부의 상면에 배치되므로, 가열부 배출구는 가열부의 상방의 기체를 배출할 수 있다. 이것에 의해, 기체가 가열부의 상방에 체류하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 냉각 공정은, 기판을 한층 효율적으로 냉각할 수 있다.
상술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 처리 용기는, 기판이 통과하는 반송구를 가지는 하우징과, 상기 하우징에 착탈되며, 상기 반송구를 개폐하는 셔터를 구비하고, 상기 기판 처리 방법은, 상기 반송구를 통해서, 기판을 상기 처리 용기 내에 반입하는 반입 공정과, 상기 셔터에 의해 상기 반송구를 밀폐하는 밀폐 공정과, 상기 처리 용기 내의 기체를 비산화성 가스로 치환하는 치환 공정을 구비하고, 상기 치환 공정 후에, 상기 반송구가 밀폐된 상태로 상기 가열 공정 및 상기 냉각 공정을 실행하는 것이 바람직하다. 처리 용기는 셔터를 구비하므로, 반송구를 적합하게 밀폐할 수 있다. 본 기판 처리 방법은, 밀폐 공정을 실행한 후(즉, 반송구를 밀폐한 후)에 치환 공정을 행한다. 이 때문에, 치환 공정은 처리 용기 내의 기체를 비산화성 가스로 용이하게 치환할 수 있다. 본 기판 처리 방법은, 반송구가 밀폐된 상태로 가열 공정을 실행한다. 이 때문에, 가열 공정은, 처리 용기 내를 비산화성 가스 분위기로 용이하게 유지할 수 있다. 본 기판 처리 방법은 반송구가 밀폐된 상태로 냉각 공정을 실행한다. 이 때문에, 냉각 공정은 처리 용기 내를 비산화성 가스 분위기로 용이하게 유지할 수 있다.
상술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 반송구를 개방하는 개방 공정과, 상기 반송구를 통해서, 상기 처리 용기로부터 기판을 반출하는 반출 공정을 구비하고, 상기 냉각 공정 후에, 상기 개방 공정을 실행하는 것이 바람직하다. 본 기판 처리 방법은, 냉각 공정이 종료될 때까지, 개방 공정을 실행하지 않는다. 즉, 본 기판 처리 방법은, 반송구가 밀폐된 상태로 냉각 공정을 실행한다. 이 때문에, 냉각 공정은, 처리 용기 내를 비산화성 가스 분위기로 용이하게 유지할 수 있다.
상술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 냉각 공정은, 기판이 대기의 산소 농도와 동일한 정도의 산소 농도를 가지는 기체와 접촉해도, 상분리한 자기 조직화 재료의 구조가 실질적으로 열화 또는 붕괴되지 않는 온도 이하까지 기판을 냉각하는 것이 바람직하다. 기판의 온도가 어느 값 이하이면, 기판이 대기와 동일한 정도의 산소 농도를 가지는 기체와 접촉해도, 상분리한 자기 조직화 재료의 구조가 실질적으로 열화 또는 붕괴되지 않는다. 본 기판 처리 방법에 의하면, 냉각 공정은, 기판의 온도가 그러한 값 이하로 저하될 때까지, 비산화성 가스 분위기에서 기판을 냉각한다. 이 때문에, 냉각 공정의 실행 중은 물론, 냉각 공정의 종료 후에 있어서도, 상분리한 자기 조직화 재료의 구조를 적합하게 유지할 수 있다.
상술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 가열 공정은, 기판 상의 자기 조직화 재료의 유리 전이점보다 높은 온도로 기판을 가열하는 것이 바람직하다. 본 기판 처리 방법에 의하면, 가열 공정이 자기 조직화 재료의 유리 전이 온도보다 높은 온도로 기판을 가열하는 경우여도, 상분리한 자기 조직화 재료의 구조를 적합하게 보호할 수 있다. 이와 같이, 가열 공정이 기판을 고온으로 가열하는 경우에는, 본 기판 처리 방법은 특히 높은 유용성을 발휘한다.
또한, 본 명세서는, 다음과 같은 기판 처리 방법에 관련된 발명도 개시한다.
(1) 상술한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 냉각 공정은 상기 처리 용기 내의 산소 농도를 100ppm 이하로 유지한다.
상기 (1)에 기재된 기판 처리 방법에 의하면, 냉각 공정은, 상분리한 자기 조직화 재료의 구조를 한층 적합하게 보호할 수 있다.
발명을 설명하기 위해 현재 적합하다고 생각되는 몇가지의 형태가 도시되어 있지만, 발명이 도시된 대로의 구성 및 방책에 한정되는 것은 아님을 이해하길 바란다.
도 1은, 열처리 장치의 개략 구성을 나타내는 도이다.
도 2는, 처리 용기의 일부의 분해 사시도이다.
도 3은, 처리 용기의 일부의 분해 사시도이다.
도 4는, 배면으로부터 볼 때의 측부 배출구와 냉각 위치의 기판의 위치 관계를 나타내는 도이다.
도 5는, 집합부의 사시도이다.
도 6은, 기판 처리 방법의 순서를 나타내는 플로차트이다.
도 7은, 치환 공정과 가열 공정과 냉각 공정의 순서를 예시하는 타이밍 차트이다.
도 8은, 기판의 온도 및 처리 용기 내의 산소 농도의 시간적 변화를 나타내는 그래프이다.
도 9는, 냉각 공정에 있어서의 열처리 장치를 모식적으로 나타내는 도이다.
이하, 도면을 참조하여 이 발명의 실시예를 설명한다.
본 실시예에 관련된 기판 처리 방법은, 자기 조직화 재료가 도포된 기판(예를 들면, 반도체 웨이퍼)(W)을 가열하고, 또한, 냉각한다. 기판(W)을 가열함으로써, 자기 조직화 재료를 상분리시킨다. 상분리한 자기 조직화 재료는 규칙성이 높은 구조를 가진다. 그 후, 기판(W)을 냉각함으로써, 상분리한 자기 조직화 재료의 구조를 열화나 붕괴로부터 보호한다.
1. 자기 조직화 재료
자기 조직화 재료는 2종의 중합체를 포함한다. 기판(W)을 가열함으로써, 2종의 중합체는 상분리된다. 상분리에 의해, 2종의 중합체는 규칙적으로 배열된다.
자기 조직화 재료는, 예를 들면, 2종의 중합체가 화합된 화합물(즉, 블록 공중합체)이어도 된다. 블록 공중합체는, 디블록 공중합체여도 되고, 트리블록 공중합체여도 된다. 혹은, 자기 조직화 재료는, 2종의 중합체가 혼합된 혼합물이어도 된다.
2종의 중합체의 조합은, 예를 들면, 폴리스티렌-폴리메틸메타크릴레이트(PS-PMMA), 폴리스티렌-폴리디메틸실록산(PS-PDMS), 폴리에틸렌-폴리페로세닐디메틸실란(PS-PFS), 폴리스티렌-폴리에틸렌옥시드(PS-PEO), 폴리스티렌-폴리비닐피리딘(PS-PVP), 폴리에틸렌-폴리히드록시스티렌(PS-PHOST), 및 폴리메틸메타크릴레이트-폴리메타크릴레이트폴리폴리히드럴올리고메릭실세스퀴옥산(PMMA-PMAPOSS)이다.
상술한 2종의 중합체의 일방이, 본 발명에 있어서의 제1 중합체의 예이다. 상술한 2종의 중합체의 타방이, 본 발명에 있어서의 제2 중합체의 예이다.
자기 조직화 재료는 3종의 중합체를 포함해도 된다. 자기 조직화 재료는, 예를 들면, 3종의 중합체가 화합된 블록 공중합체여도 된다. 혹은, 자기 조직화 재료는, 3종의 중합체가 혼합된 혼합물이어도 된다.
상술한 3종의 중합체의 하나가, 본 발명에 있어서의 제1 중합체의 예이다. 상술한 3종의 중합체의 다른 1개가, 본 발명에 있어서의 제2 중합체의 예이다.
2. 열처리 장치의 구성
도 1은, 열처리 장치의 개략 구성을 나타내는 도이다. 열처리 장치(1)는, 본 실시예에 관련된 기판 처리 방법을 실행 가능하다.
2-1. 처리 용기(3)와 가열부(11)
열처리 장치(1)는 밀폐 가능한 처리 용기(3)를 구비한다. 기판(W)은 처리 용기(3) 내에 있어서 가열되며, 또한, 냉각된다.
도 1~도 3을 참조한다. 도 2는, 처리 용기(3)의 일부의 분해 사시도이다. 도 3은, 처리 용기(3)의 일부의 분해 사시도이다. 또한, 도 2는, 상방으로부터 본 사시도이다. 도 3은 하방으로부터 본 사시도이다.
처리 용기(3)는 하우징(4)을 구비한다. 하우징(4)은 편평한 대략 상자 형상을 가진다. 하우징(4)은 반송구(A)를 가진다(도 2 참조). 반송구(A)는 하우징(4)의 전면에 형성된다. 반송구(A)는, 처리 용기(3) 내에 기판(W)을 반입하고, 또한, 처리 용기(3) 내로부터 기판(W)을 반출하기 위한 개구이다. 반송구(A)는 횡방향으로 긴 형상을 가진다.
처리 용기(3)는 셔터(5)를 구비한다. 셔터(5)는 반송구(A)를 개폐한다. 셔터(5)는 하우징(4)의 전(前)부에 착탈 가능하게 설치된다. 셔터(5)는 시일 부재(9)를 통하여 하우징(4)과 밀착 가능하다. 시일 부재(9)는 반송구(A)의 주위에 배치된다. 시일 부재(9)는 예를 들면 합성 수지제이다. 시일 부재(9)는 예를 들면 O링이다. 셔터(5)가 하우징(4)과 밀착됨으로써, 반송구(A)는 밀폐된다. 셔터(5)가 하우징(4)으로부터 이탈함으로써, 반송구(A)는 개방된다.
하우징(4)은 개구(B)를 가진다(도 2 참조). 개구(B)는 하우징(4)의 상면에 형성된다. 개구(B)는 예를 들면 대략 원 형상을 가진다.
처리 용기(3)는 덮개부(6)를 구비한다. 덮개부(6)는 개구(B)를 개폐한다. 덮개부(6)는 하우징(4)의 상부에 착탈 가능하게 설치된다. 덮개부(6)는 시일 부재(9)를 통하여 하우징(4)과 밀착 가능하다. 시일 부재(9)는, 개구(B)의 주위에 배치된다. 덮개부(6)가 하우징(4)에 밀착됨으로써, 개구(B)는 밀폐된다. 덮개부(6)가 하우징(4)으로부터 이탈함으로써, 개구(B)는 개방된다.
처리 용기(3)는 수용부(7)와 저판(8)을 구비한다. 수용부(7)는 하우징(4)의 하면에 접속된다. 수용부(7)는 예를 들면 대략 원통 형상을 가진다. 수용부(7)의 내부는, 하우징(4)의 내부에 개방되어 있다. 즉, 수용부(7)의 내부는 하우징(4)의 내부와 연통하고 있다. 수용부(7)는 하우징(4)의 하면으로부터 하방으로 연장된다. 수용부(7)의 하단은 개방되어 있다. 저판(8)은 수용부(7)의 하단에 부착된다. 저판(8)은, 시일 부재(9)를 통하여 수용부(7)의 하단과 밀착된다. 저판(8)이 수용부(7)에 밀착됨으로써, 수용부(7)의 하단은 밀폐된다.
열처리 장치(1)는 가열부(11)를 구비한다. 가열부(11)는 기판(W)을 가열한다. 가열부(11)는 기판(W)을 비교적으로 높은 온도로 가열 가능하다. 가열부(11)는, 예를 들면, 300도 이상으로 기판(W)을 가열 가능하다. 가열부(11)는, 예를 들면, 자기 조직화 재료의 유리 전이점보다 높은 온도로 기판(W)을 가열 가능하다. 또한, 가열부(11)는 기판(W)을 가열하는 온도를 조정한다.
가열부(11)는 처리 용기(3) 내에 배치된다. 가열부(11)는 저판(8) 상에 재치된다. 가열부(11)는 수용부(7)의 내부에 배치된다. 가열부(11)는 대략 원반 형상을 가진다. 가열부(11)의 외경은 수용부(7)의 내경보다 미소하게 작다. 따라서, 수용부(7)와 가열부(11)의 간극은 충분히 작다.
가열부(11)는 대략 평탄한 상면(11a)을 가진다. 가열부(11)의 상면(11a)은, 하우징(4)의 내부의 저면(4b)과 대략 동일 높이 위치에 위치한다(도 1 참조).
가열부(11)는, 예를 들면, 온조부와 플레이트(모두 도시하지 않음)를 구비하고 있다. 온조부는 열을 발생시킨다. 또한, 온조부는 기판(W)을 가열하는 온도를 조정한다. 온조부는 예를 들면 히터이다. 온조부는 플레이트에 부착된다. 온조부는, 예를 들면, 플레이트의 상부 또는 플레이트의 내부에 배치된다. 플레이트는 기판(W)을 재치한다. 플레이트는, 온조부가 출발한 열을 플레이트 상의 기판(W)에 전달한다. 플레이트는 예를 들면 금속제이다.
기판(W)은, 처리 용기(3) 내에 있어서 가열 위치(PH)와 냉각 위치(PC)에 위치한다. 도 1은, 가열 위치(PH)에 있는 기판(W)을 실선으로 나타낸다. 도 1은, 냉각 위치(PC)에 있는 기판(W)을 점선으로 나타낸다. 가열 위치(PH)는 가열부(11)에 접촉하는 기판(W)의 위치이다. 구체적으로는, 가열 위치(PH)는, 가열부(11)의 상면(11a)과 접촉하는 기판(W)의 위치이다. 냉각 위치(PC)는 가열 위치(PH)에 비해 가열부(11)로부터 먼 기판(W)의 위치이다. 구체적으로는, 냉각 위치(PC)는 가열 위치(PH)의 상방의 위치이다. 기판(W)이 냉각 위치(PC)에 있을 때에, 기판(W)은 가열부(11)와 접촉하지 않는다. 또한, 가열 위치(PH) 및 냉각 위치(PC)는 모두, 처리 용기(3) 내에 있어서의 기판(W)의 위치이다.
하우징(4)은 측부 배출구(D)를 가진다(도 3 참조). 측부 배출구(D)는, 하우징(4)의 배면에 형성된다. 측부 배출구(D)는 처리 용기(3) 내의 기체를 배출하기 위한 개구이다. 측부 배출구(D)는 냉각 위치(PC)의 측방에 배치된다.
도 4는, 배면으로부터 볼 때의 측부 배출구(D)와 냉각 위치(PC)의 기판(W)의 위치 관계를 나타내는 도이다. 배면으로부터 볼 때, 측부 배출구(D)는 냉각 위치(PC)에 있는 기판(W)의 전체부와 겹친다. 배면으로부터 볼 때, 냉각 위치(PC)에 있는 기판(W)의 전체부는, 측부 배출구(D)를 통하여, 시인 가능하다. 측부 배출구(D)는 냉각 위치(PC)에 있는 기판(W)과 대략 동일 높이 위치에 배치된다. 측부 배출구(D)의 폭(Wd)은 기판(W)의 폭(Ww)보다 크다. 기판(W)의 폭(Ww)은 기판(W)의 직경에 상당한다.
측부 배출구(D)는 하우징(4)의 내부와 대략 동일한 크기를 가진다. 구체적으로는, 측부 배출구(D)의 폭(Wd)은 하우징(4)의 내부의 폭과 대략 동일하다. 측부 배출구(D)의 높이(Hd)는 하우징(4)의 내부의 높이와 대략 동일하다.
측부 배출구(D)는 횡방향으로 긴 형상을 가진다. 측부 배출구(D)의 폭(Wd)은 측부 배출구(D)의 높이(Hd)보다 길다. 폭(Wd)은 높이(Hd)의 10배 이상의 길이를 가진다.
2-2. 셔터 구동 기구(21)
도 1을 참조한다. 열처리 장치(1)는 셔터 구동 기구(21)를 구비한다. 셔터 구동 기구(21)는, 셔터(5)를 이동시킴으로써, 셔터(5)를 하우징(4)에 착탈시킨다. 셔터 구동 기구(21)는 처리 용기(3)의 외부에 배치된다. 셔터 구동 기구(21)는 예를 들면 에어 실린더를 포함한다.
2-3. 기판 이동 기구(23) 및 봉지 기구(26)
열처리 장치(1)는 기판 이동 기구(23)를 구비한다. 기판 이동 기구(23)는, 가열 위치(PH)와 냉각 위치(PC)에 걸쳐 기판(W)을 이동시킨다.
기판 이동 기구(23)는 복수(예를 들면 3개)의 지지핀(24)을 구비한다. 지지핀(24)은 기판(W)을 지지한다. 지지핀(24)은 처리 용기(3)의 내부와 외부에 걸쳐 배치된다. 지지핀(24)은 저판(8)에 형성되는 개구(8a)를 통해서, 저판(8)을 관통한다. 지지핀(24)의 하부는 처리 용기(3)의 외부(하방)에 위치한다. 지지핀(24)의 상부는 처리 용기(3)의 내부에 위치한다. 지지핀(24)의 상부는 지지핀 구멍(12)에 배치된다. 지지핀 구멍(12)은 가열부(11)의 내부에 형성된 관통 구멍이다. 지지핀 구멍(12)은 가열부(11)의 상방에 개방된다. 지지핀 구멍(12)의 상단은, 가열부(11)의 상면(11a)에 형성된 개구(12a)(도 2 참조)에 상당한다. 개구(12a)는, 본 발명에 있어서의 가열부 배출구의 예이다.
기판 이동 기구(23)는 지지핀 구동 기구(25)를 구비한다. 지지핀 구동 기구(25)는 지지핀(24)을 승강시킨다. 지지핀 구동 기구(25)는 처리 용기(3)의 외부에 배치된다. 지지핀 구동 기구(25)는 지지핀(24)의 하부와 접속한다. 지지핀(24)의 승강에 의해, 기판(W)은 가열 위치(PH)와 냉각 위치(PC) 사이에서 이동한다. 지지핀 구동 기구(25)는 예를 들면 에어 실린더를 포함한다.
열처리 장치(1)는 봉지 기구(26)를 구비한다. 봉지 기구(26)는 저판(8)의 개구(8a)를 봉지한다. 봉지 기구(26)는 처리 용기(3)의 외부에 배치된다.
봉지 기구(26)는 1개의 집합부(27)를 구비한다. 집합부(27)는 그 내부에 1개의 공간(E)을 가진다.
도 1, 도 5를 참조한다. 도 5는, 집합부(27)의 사시도이다. 집합부(27)는 대략 삼각환 형상을 가진다. 집합부(27)는 그 상면에 복수(예를 들면 3)의 개구(27a)를 가진다.
도 1을 참조한다. 집합부(27)는 그 하면에 복수(예를 들면 3)의 개구(27b)를 가진다. 각 개구(27a) 및 각 개구(27b)는 각각, 공간(E)에 연통하고 있다. 저판(8)은, 복수의 시일 부재(9)를 통하여 집합부(27)의 상면과 밀착된다. 각 개구(8a)는 각 개구(27a)와 서로 마주 본다. 각 시일 부재(9)는, 서로 마주 보는 1개의 개구(8a) 및 1개의 개구(27a)의 주위에 배치된다. 각 개구(8a)는 각 개구(27a)와 기밀하게 연통한다. 각 개구(8a)는 1개의 공간(E)과 기밀하게 연통한다. 지지핀(24)은, 개구(27a, 27b)를 통해서, 집합부(27)를 관통한다.
봉지 기구(26)는 복수(예를 들면 3개)의 축봉부(28)를 구비한다. 축봉부(28)는 외통(28a)과 시일 부재(28b)를 가진다. 외통(28a)은 원통 형상을 가진다. 시일 부재(28b)는 외통(28a)의 내부에 배치된다. 시일 부재(28b)는 원환 형상을 가진다. 시일 부재(28b)는 금속제이다.
외통(28a)의 상단은 집합부(27)의 하면과 밀착된다. 개구(27b)는 외통(28a)의 내부와 기밀하게 연통한다.
지지핀(24)은, 외통(28a)의 내부를 통해서, 외통(28a)을 관통한다. 시일 부재(28b)는, 지지핀(24)의 외주면에 밀착된 상태로, 지지핀(24)과 슬라이드 이동 가능하다. 시일 부재(28b)는, 외통(28a)의 내부를 2개의 공간(F1, F2)으로 나눈다. 공간(F1)은 시일 부재(28b)의 상방의 공간이다. 공간(F2)은 시일 부재(28b)의 하방의 공간이다. 공간(F1)과 공간(F2)은 서로 차단되어 있다. 각 공간(F1)은 각 개구(27b)와 기밀하게 연통한다. 복수의 공간(F1)은 1개의 공간(E)과 기밀하게 연통한다. 1개의 공간(E)과 복수의 공간(F1)은, 복수의 개구(8a)와 연통한다. 1개의 공간(E)과 복수의 공간(F1)이 복수의 개구(8a)에 개방되어 있는 것을 제외하고, 1개의 공간(E)과 복수의 공간(F1)은 저판(8)과 집합부(27)와 축봉부(28)에 의해 밀폐된다.
이상 대로, 봉지 기구(26)가 저판(8)에 밀착됨으로써, 각 개구(8a)는 밀폐된다.
2-4. 상부 공급부(31)
열처리 장치(1)는 상부 공급부(31)를 구비한다. 상부 공급부(31)는 처리 용기(3) 내에 비산화성 가스를 공급한다. 상부 공급부(31)는 냉각 위치(PC)보다 높은 위치로부터 비산화성 가스를 취출한다. 비산화성 가스는 예를 들면 불활성 가스이다. 불활성 가스는 예를 들면 질소 가스나 아르곤 가스이다.
상부 공급부(31)는, 배관(32)과 공급 포트(33)와 개폐 밸브(34)와 유량 조정부(35)를 구비한다. 배관(32)의 일단은 비산화성 가스 공급원(49)에 접속된다. 비산화성 가스 공급원(49)은 비산화성 가스를 공급한다. 배관(32)의 타단은 공급 포트(33)에 접속된다. 공급 포트(33)는 덮개부(6)에 부착되어 있다. 공급 포트(33)는 처리 용기(3)의 내부와 연통한다. 개폐 밸브(34)와 유량 조정부(35)는 각각 배관(32) 상에 설치된다. 개폐 밸브(34)는 배관(32) 내의 유로를 개폐한다. 유량 조정부(35)는 배관(32)을 흐르는 비산화성 가스의 유량을 조정한다. 유량 조정부(35)는, 예를 들면, 니들 밸브 또는 매스 플로우 미터 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
상부 공급부(31)는 정류판(36)을 구비한다. 정류판(36)은 처리 용기(3) 내에 배치된다. 정류판(36)은 개구(B)에 배치된다. 정류판(36)은 덮개부(6)의 하방에 배치된다. 정류판(36)은 냉각 위치(PC)의 상방에 배치된다. 정류판(36)은 대략 수평인 판 형상을 가진다. 정류판(36)은 복수의 작은 구멍(36a)을 가진다. 작은 구멍(36a)은 정류판(36)을 연직 방향으로 관통한다. 작은 구멍(36a)은 본 발명에 있어서의 상부 공급구의 예이다.
여기서, 덮개부(6)와 정류판(36)에 의해 구획되는 공간을 「도입실(Sp1)」이라고 부른다. 하우징(4)과 셔터(5)와 정류판(36)과 가열부(11)에 의해 구획되는 공간을 「처리실(Sp2)」이라고 부른다. 도입실(Sp1)은, 정류판(36)의 상방에 위치한다. 처리실(Sp2)은, 정류판(36)의 하방에 위치한다. 도입실(Sp1)과 처리실(Sp2)은 작은 구멍(36a)을 통해서 서로 연통하고 있다. 또한, 도입실(Sp1) 및 처리실(Sp2)은 모두, 처리 용기(3) 내의 공간이다.
처리실(Sp2)은 편평한 대략 직육면체 형상을 가진다. 처리실(Sp2)의 배면의 전체가, 측부 배출구(D)에 상당한다.
개폐 밸브(34)가 열림으로써, 비산화성 가스는 비산화성 가스 공급원(49)으로부터 배관(32) 및 공급 포트(33)를 통해서 도입실(Sp1)에 유입된다. 또한, 비산화성 가스는, 도입실(Sp1)로부터 정류판(36)의 작은 구멍(36a)을 통해서 처리실(Sp2)에 흐른다. 작은 구멍(36a)은, 비산화성 가스를 하방으로 취출한다. 유량 조정부(35)는, 상부 공급부(31)가 처리 용기(3)에 공급하는 비산화성 가스의 공급량을 조정한다. 개폐 밸브(34)가 닫힘으로써, 상부 공급부(31)는 비산화성 가스의 공급을 정지한다. 개폐 밸브(34)가 닫힘으로써, 공급 포트(33)는 밀폐된다.
2-5. 하부 공급부(41)
열처리 장치(1)는 하부 공급부(41)를 구비한다. 하부 공급부(41)는 처리 용기(3) 내에 비산화성 가스를 공급한다. 하부 공급부(41)는 냉각 위치(PC)보다 낮은 위치로부터 비산화성 가스를 취출한다.
하부 공급부(41)는 배관(42)과 포트(43)와 개폐 밸브(44)와 유량 조정부(45)를 구비한다. 배관(42)의 일단은 비산화성 가스 공급원(49)에 접속된다. 배관(42)의 타단은 포트(43)에 접속된다. 포트(43)는 저판(8)에 부착되어 있다. 포트(43)는 처리 용기(3)의 내부와 연통한다. 개폐 밸브(44)와 유량 조정부(45)는 각각 배관(42) 상에 설치된다. 개폐 밸브(44)는 배관(42) 내의 유로를 개폐한다. 유량 조정부(45)는 배관(42)을 흐르는 비산화성 가스의 유량을 조정한다. 유량 조정부(45)는, 예를 들면, 니들 밸브 또는 매스 플로우 미터 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
포트(43)는 가스 유통 구멍(14)에 연통 접속된다. 가스 유통 구멍(14)은 가열부(11)의 내부에 형성된 관통 구멍이다. 가스 유통 구멍(14)은 가열부(11)의 상면에 개방된다. 가스 유통 구멍(14)의 상단은, 가열부(11)의 상면(11a)에 형성된 개구(14a)(도 2 참조)에 상당한다. 개구(14a)는, 본 발명에 있어서의 가열부 공급구의 예이다.
개폐 밸브(44)가 열림으로써, 비산화성 가스는 비산화성 가스 공급원(49)으로부터 배관(42) 및 포트(43)를 통해서 처리 용기(3) 내에 유입된다. 또한, 비산화성 가스는 가스 유통 구멍(14)을 통해서 처리실(Sp2)에 흐른다. 가열부(11)의 상면(11a)에 형성된 개구(14a)는, 비산화성 가스를 상방으로 취출한다. 유량 조정부(45)는, 하부 공급부(41)가 처리 용기(3)에 공급하는 비산화성 가스의 공급량을 조정한다. 개폐 밸브(44)가 닫힘으로써, 하부 공급부(41)는 비산화성 가스의 공급을 정지한다. 개폐 밸브(44)가 닫힘으로써, 포트(43)는 밀폐된다.
2-6. 측부 배출부(51)
열처리 장치(1)는 측부 배출부(51)를 구비한다. 측부 배출부(51)는 처리 용기(3) 내의 기체를 처리 용기(3)의 외부로 배출한다. 측부 배출부(51)는 냉각 위치(PC)의 측방의 위치를 통해서 기체를 배출한다.
측부 배출부(51)는, 배기 덕트(52)와 배기관(53)과 개폐 밸브(54)와 배기 기구(55)를 구비한다. 배기 덕트(52)의 일단은 측부 배출구(D)에 기밀하게 연통 접속된다. 구체적으로는, 배기 덕트(52)는, 시일 부재(9)를 통하여, 하우징(4)의 후부에 밀착된다. 시일 부재(9)는 측부 배출구(D)의 주위에 배치된다. 배기 덕트(52)의 타단은 배기관(53)에 연통 접속된다. 개폐 밸브(54)는 배기관(53) 상에 설치된다. 배기 기구(55)는 배기관(53)에 연통 접속된다. 배기 기구(55)는, 기체를 흡인하고, 배출한다. 배기 기구(55)는, 기체의 배출량을 조정 가능하다. 보다 구체적으로는, 배기 기구(55)는, 기체의 유량 또는 기체의 흡인압을 조정함으로써, 기체의 배출량을 조정 가능하다. 배기 기구(55)는, 예를 들면 진공 펌프, 배기 블로워 또는 이젝터이다.
개폐 밸브(54)가 개방되고, 또한, 배기 기구(55)가 구동됨으로써, 처리 용기(3) 내의 기체는 측부 배출구(D)를 통해서 처리 용기(3)의 외부로 배출된다. 이것에 의해, 처리실(Sp2)의 기체가 원활하게 배출된다. 또한, 배기 기구(55)는, 측부 배출부(51)가 배출하는 기체의 배출량을 조정한다. 배기 기구(55)의 구동이 정지함으로써, 측부 배출부(51)는 기체의 배출을 정지한다. 개폐 밸브(54)가 닫힘으로써, 측부 배출구(D)는 밀폐된다.
2-7. 하부 배출부(61)
열처리 장치(1)는 하부 배출부(61)를 구비한다. 하부 배출부(61)는 처리 용기(3) 내의 기체를 처리 용기(3)의 외부로 배출한다. 하부 배출부(61)는 냉각 위치(PC)보다 낮은 위치를 통해서 기체를 배출한다.
하부 배출부(61)는, 배관(62)과 배기 포트(63)와 개폐 밸브(64)와 배기 기구(65)를 구비한다. 배관(62)의 일단은 배기 포트(63)에 접속된다. 배기 포트(63)는 집합부(27)에 부착되어 있다. 배기 포트(63)는 집합부(27) 내의 공간(E)과 연통한다. 개폐 밸브(64)는 배관(62) 상에 설치된다. 개폐 밸브(64)는 배관(62) 내의 유로를 개폐한다. 배기 기구(65)는 배관(62)의 타단과 연통 접속된다. 배기 기구(65)는 기체를 흡인하고, 배출한다. 배기 기구(65)는 기체의 배출량을 조정 가능하다. 보다 구체적으로는, 배기 기구(65)는, 기체의 유량 또는 기체의 흡인압을 조정함으로써, 기체의 배출량을 조정 가능하다. 배기 기구(65)는, 예를 들면 진공 펌프, 배기 블로워 또는 이젝터이다.
개폐 밸브(64)가 개방되고, 또한, 배기 기구(65)가 구동됨으로써, 처리 용기(3) 내의 기체는, 가열부(1)의 상면(11a)에 형성된 개구(12a)를 통해서 처리 용기(3)의 외부로 배출된다. 구체적으로는, 처리 용기(3) 내의 기체는, 지지핀 구멍(12)과 개구(8a)와 공간(E)과 배기 포트(63)와 배관(62)을, 이 순서로 흐른다. 이것에 의해, 처리실(S2)의 기체(특히 가열부(11)의 상방의 기체)는, 원활하게 처리 용기(3)의 외부로 배출된다. 또한, 만일 지지핀(24)과 축봉부(28)의 슬라이드 이동에 의해 먼지가 공간(F1)에서 발생했다고 해도, 먼지는, 공간(F1)과 공간(E)과 배기 포트(63)와 배관(62)을, 이 순서로 흐른다. 이와 같이, 하부 배출부(61)는, 먼지가 처리 용기(3) 내에 진입하는 것을 적확하게 방지할 수 있다. 하부 배출부(61)는, 공간(E, F1)에 있어서의 먼지를 적합하게 배출할 수 있다. 배기 기구(65)는, 하부 배출부(61)가 배출하는 기체의 배출량을 조정한다. 배기 기구(65)의 구동이 정지하면, 하부 배출부(61)는 기체의 배출을 정지한다. 개폐 밸브(64)가 닫히면, 배기 포트(63)는 밀폐된다.
2-8. 센서(71, 73)
열처리 장치(1)는 압력 센서(71)와 산소 농도 센서(73)를 구비한다. 압력 센서(71)는 처리 용기(3) 내의 기체의 압력을 검출한다. 산소 농도 센서(73)는 처리 용기(3) 내의 산소 농도를 검출한다. 산소 농도 센서(73)는, 예를 들면, 갈바니 전지식 산소 센서 또는 산화 지르코늄식 산소 센서이다.
2-9. 제어부(75)
열처리 장치(1)는 제어부(75)를 구비한다. 제어부(75)는, 가열부(11)와 셔터 구동 기구(21)와 지지핀 구동 기구(25)와 개폐 밸브(34, 44, 54, 64)와 유량 조정부(35, 45)와 배기 기구(55, 65)와 압력 센서(71)와 산소 농도 센서(73)와 통신 가능하게 접속되어 있다. 제어부(75)는, 압력 센서(71)의 검출 결과와 산소 농도 센서(73)의 검출 결과를 수신한다. 제어부(75)는, 가열부(11)와 셔터 구동 기구(21)와 지지핀 구동 기구(25)와 개폐 밸브(34, 44, 54, 64)와 유량 조정부(35, 45)와 배기 기구(55, 65)를 제어한다. 제어부(75)는, 각종 처리를 실행하는 중앙 연산 처리 장치(CPU), 연산 처리의 작업 영역이 되는 RAM(Random-Access Memory), 고정 디스크 등의 기억 매체 등에 의해 실현되어 있다. 기억 매체에는, 기판(W)을 처리하기 위한 처리 레시피(처리 프로그램)나, 산소 농도의 기준치 등 각종 정보가 기억되어 있다.
3. 기판 처리 방법
다음에, 실시예에 관련된 기판 처리 방법에 대해서 설명한다. 도 6은, 기판 처리 방법의 순서를 나타내는 플로차트이다. 기판 처리 방법은, 반입 공정(단계 S1)과 밀폐 공정(단계 S2)과 치환 공정(단계 S3)과 가열 공정(단계 S4)과 냉각 공정(단계 S5)과 개방 공정(단계 S6)과 반출 공정(단계 S7)을 포함한다. 이하, 각 공정을 설명한다. 이하의 동작예에 있어서, 각 부재는, 제어부(75)에 의한 제어에 따라서 동작한다.
＜단계 S1＞ 반입 공정
셔터 구동 기구(21)가 셔터(5)를 하우징(4)으로부터 이탈시킨다. 이것에 의해, 반송구(A)가 개방된다. 도시하지 않은 기판 반송 기구가 기판(W)을 처리 용기(3) 내에 반입한다. 구체적으로는, 기판 반송 기구가, 기판(W)을 수평 자세로 유지하고, 반송구(A)를 통해서 처리 용기(3)의 내부에 진입한다. 이것에 의해, 기판(W)이 반송구(A)를 통해서 처리 용기(3) 내에 반입된다. 기판(W) 상에는 자기 조직화 재료가 이미 도포되어 있다. 지지핀 구동 기구(25)가 지지핀(24)을 상승시킨다. 지지핀(24)이 기판 반송 기구로부터 기판(W)을 수취한다. 지지핀(24)이 기판(W)을 수취하는 위치(이하, 「수도 위치」라고 부른다)는, 가열부(11)의 상방의 위치이다. 수도 위치는 냉각 위치(PC)와 동일해도 된다. 지지핀(24)이 기판(W)을 수취한 후, 기판 이동 기구가 처리 용기(3)의 외부로 퇴출한다.
＜단계 S2＞ 밀폐 공정
셔터 구동 기구(21)는 셔터(5)를 하우징(4)에 밀착시킨다. 이것에 의해, 반송구(A)는 밀폐된다. 처리 용기(3)는 대략 밀폐된다.
＜단계 S3＞ 치환 공정
치환 공정은 처리 용기(3) 내의 기체를 비산화성 가스로 치환한다. 구체적으로는, 기판(W)을 수도 위치에서 대기시켜, 비산화성 가스를 처리 용기(3) 내에 공급하고, 또한, 처리 용기(3) 내의 기체를 배출한다. 치환 공정에서는, 시간의 경과에 수반하여 처리 용기(3) 내의 산소 농도가 저하된다.
도 7은, 치환 공정과 가열 공정과 냉각 공정의 순서를 예시하는 타이밍 차트이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 치환 공정은, 시각(t0)부터 시각(t3)까지의 기간에 실행된다. 치환 공정은 제1 공정과 제2 공정과 제3 공정을 포함한다. 제1 공정은, 시각(t0)부터 시각(t1)까지의 기간에 실행된다. 제2 공정은, 시각(t1)부터 시각(t2)까지의 기간에 실행된다. 제3 공정은, 시각(t2)부터 시각(t3)까지의 기간에 실행된다.
제1 공정은, 처리 용기(3) 내를 진공 흡인한다. 구체적으로는, 제1 공정에서는, 상부 공급부(31) 및 하부 공급부(41)가 처리 용기(3) 내에 비산화성 가스를 공급하지 않으며, 측부 배출부(51) 및 하부 배출부(61)가 처리 용기(3) 내의 기체를 배출한다. 측부 배출부(51)는 비교적으로 큰 배출량 QEH로 기체를 배출한다. 제1 공정에서는, 처리 용기(3) 내의 압력은 급속히 저하된다. 시각(t1)에 있어서의 처리 용기(3) 내의 기체의 압력(p1)은, 예를 들면 -30［kPa］이다. 또한, 본 명세서에서는, 압력을, 대기압을 기준으로 한 게이지압으로 표기한다.
제2 공정에서는, 상부 공급부(31)가 처리 용기(3) 내에 비산화성 가스를 공급하고, 하부 공급부(41)가 처리 용기(3) 내에 비산화성 가스를 공급하지 않으며, 측부 배출부(51) 및 하부 배출부(61)가 처리 용기(3)의 내부로부터 기체를 배출한다. 상부 공급부(31)는 비교적으로 큰 공급량 QSH로 비산화성 가스를 공급한다. 측부 배출부(51)는 배출량 QEH로 기체를 배출한다. 제2 공정에서는, 처리 용기(3) 내의 압력은 압력(p1)보다 높다. 단, 제2 공정에서는, 처리 용기(3) 내의 압력은 여전히 부압이다(즉, 대기압보다 낮다). 시각(t2)에 있어서의 처리 용기(3) 내의 압력(p2)은, 예를 들면 -10［kPa］이다.
제3 공정에서는, 상부 공급부(31)가 처리 용기(3) 내에 비산화성 가스를 공급하고, 하부 공급부(41)가 처리 용기(3) 내에 비산화성 가스를 공급하지 않으며, 측부 배출부(51)가 처리 용기(3) 내의 기체를 배출하지 않고, 하부 배출부(61)가 처리 용기(3) 내의 기체를 배출한다. 상부 공급부(31)는 공급량 QSH로 비산화성 가스를 공급한다. 제3 공정에서는, 처리 용기(3) 내의 압력은 압력(p2)보다 높다. 제3 공정에서는, 처리 용기(3) 내의 압력은 정압이다(즉, 대기압보다 높다).
도 8은, 기판(W)의 온도 및 처리 용기(3) 내의 산소 농도의 시간적 변화를 나타내는 그래프이다. 도시하는 바와 같이, 치환 공정의 종료 시(즉 시각 t3)에서는, 처리 용기(3) 내의 산소 농도가 기준치(R) 이하로 저하된다. 본 명세서에서는, 처리 용기(3) 내의 산소 농도가 기준치(R) 이하인 것은, 처리 용기(3) 내가 비산화성 가스 분위기인 것과 동의이다.
여기서, 기준치(R)는 10000ppm인 것이 바람직하다. 기준치(R)는 1000ppm인 것이 한층 바람직하다. 기준치(R)는 100ppm인 것이 더 바람직하다. 또한, 처리 용기(3) 내의 산소 농도란, 처리 용기(3) 내의 기체의 체적과, 처리 용기(3) 내의 산소 가스의 체적의 비이다.
＜단계 S4＞ 가열 공정
도 7을 참조한다. 가열 공정은 시각(t3)부터 시각(t4)까지의 기간에 실행된다. 가열 공정은 처리 용기(3) 내를 비산화성 가스 분위기로 유지한다. 또한, 가열 공정에서는, 상부 공급부(31)가 비산화성 가스를 처리 용기(3) 내에 공급하고, 측부 배출부(51) 및 하부 배출부(61)가 처리 용기(3)의 내부로부터 기체를 배출한다. 상부 공급부(31)는 공급량(QSH)보다 낮은 공급량(QSL)으로 비산화성 가스를 공급한다. 측부 배출부(51)는 배출량(QEH)보다 낮은 배출량(QEL)으로 기체를 배출한다. 가열 공정에서는 처리 용기(3) 내의 압력은 정압이다.
가열 공정은 기판(W)을 가열 위치(PH)에 위치시킨다. 구체적으로는, 가열 공정이 시작될 때(시각(t3)), 지지핀 구동 기구(25)가 지지핀(24)을 하강시킨다. 이것에 의해, 기판(W)은 수도 위치로부터 가열 위치(PH)로 하강한다. 기판(W)은 가열부(11)의 상면(11a)에 재치된다. 기판(W)이 수도 위치로부터 가열 위치(PH)로 이동하는 기간 만, 하부 공급부(41)가 처리 용기(3) 내에 비산화성 가스를 공급하고, 가열부(11)의 상면(11a)에 형성되는 개구(14a)가 상방에 비산화성 가스를 취출한다. 이것에 의해, 기판(W)과 가열부(11)의 간극에 산소가 체류하는 것을 확실히 방지한다.
기판(W)이 가열 위치(PH)에 도달한 후, 가열 공정이 종료될 때까지, 기판(W)은 가열 위치(PH)에서 정지(靜止)한다. 기판(W)이 가열 위치(PH)에 도달한 후, 가열 공정이 종료될 때까지, 하부 공급부(41)는 처리 용기(3) 내에 비산화성 가스를 공급하지 않는다. 가열부(11)는 가열 위치(PH)에 있는 기판(W)을 가열한다. 기판(W)의 가열에 의해, 기판(W) 상의 자기 조직화 재료를 상분리시킨다.
도 8을 참조한다. 가열 공정에서는, 처리 용기(3) 내의 산소 농도가 기준치(R) 이하로 유지되어 있다. 즉, 가열 공정은 처리 용기(3) 내를 비산화성 가스 분위기로 유지한다. 가열 공정은 비산화성 가스 분위기에서 기판(W)을 가열한다. 가열 공정은 기판(W)을 온도(T1)로 가열한다. 온도(T1)는 비교적으로 높다. 온도(T1)는 예를 들면 300도 이상이다. 온도(T1)는 예를 들면 자기 조직화 재료의 유리 전이점 이상이다. 본 실시예에서는, 온도(T1)는 예를 들면 340도에서 360도의 범위 내의 값이다.
＜단계 S5＞ 냉각 공정
도 7을 참조한다. 냉각 공정은 시각(t4)부터 시각(t5)까지의 기간에 실행된다. 냉각 공정도 처리 용기(3) 내를 비산화성 가스 분위기로 유지한다.
냉각 공정은, 가열 공정보다 높은 공급량으로 비산화성 가스를 처리 용기(3) 내에 공급한다. 구체적으로는, 상부 공급부(31) 및 하부 공급부(41)가 비산화성 가스를 처리 용기(3) 내에 공급한다. 상부 공급부(31)는 공급량 QSH로 비산화성 가스를 공급한다.
냉각 공정은, 가열 공정보다 높은 배출량으로 처리 용기(3) 내의 기체를 배출한다. 구체적으로는, 측부 배출부(51) 및 하부 배출부(61)가 처리 용기(3) 내의 기체를 배출한다. 측부 배출부(51)는 배출량 QEH로 기체를 배출한다.
냉각 공정에서는, 처리 용기(3) 내의 압력은 부압이다.
냉각 공정은 기판(W)을 냉각 위치(PC)에 위치시킨다. 구체적으로는, 냉각 공정이 시작될 때(즉, 시각 t4), 지지핀 구동 기구(25)가 지지핀(24)을 상승시킨다. 이것에 의해, 기판(W)은 가열 위치(PH)로부터 냉각 위치(PC)로 상승한다. 기판(W)이 냉각 위치(PC)에 도달한 후, 냉각 공정이 종료될 때까지, 기판(W)은 냉각 위치(PC)에 정지한다.
도 9는, 냉각 공정에 있어서의 열처리 장치를 모식적으로 나타내는 도이다. 도 9에서는, 처리 용기(3) 내에 공급되는 비산화성 가스의 흐름과, 배출되는 처리 용기(3) 내의 기체의 흐름을 일점 쇄선으로 모식적으로 나타낸다.
상부 공급부(31)는, 냉각 위치(PC)의 상방에 위치하는 작은 구멍(36a)으로부터, 비산화성 가스를 취출한다. 작은 구멍(36a)은, 하방에 비산화성 가스를 취출한다. 즉, 작은 구멍(36a)은, 냉각 위치(PC)에 있는 기판(W)을 향해 비산화성 가스를 취출한다. 복수의 작은 구멍(36a)은, 기판(W)의 상면의 전체를 향해 비산화성 가스를 취출한다.
하부 공급부(41)는, 가열부(11)의 상면(11a)에 형성된 개구(14a)로부터, 비산화성 가스를 취출한다. 즉, 개구(14a)는, 냉각 위치(PC)의 하방의 위치로부터 비산화성 가스를 취출한다. 개구(14a)는 상방에 비산화성 가스를 취출한다. 즉, 개구(14a)는 냉각 위치(PC)에 있는 기판(W)을 향해 비산화성 가스를 취출한다. 개구(14a)는 냉각 위치(PC)에 있는 기판(W)의 하면을 향해 비산화성 가스를 취출한다.
측부 배출부(51)는, 냉각 위치(PC)의 측방에 위치하는 측부 배출구(D)를 통해서, 처리 용기(3)의 기체를 배출한다. 기판(W)의 상면에 접하는 기체 및 기판(W)의 하면에 접하는 기체는, 측부 배출구(D)에 흡인된다.
하부 배출부(61)는, 가열부(11)의 상면(11a)에 형성된 개구(12a)를 통해서, 처리 용기(3) 내의 기체를 배출한다. 즉, 하부 배출부(61)는, 냉각 위치(PC)의 하방에 위치하는 개구(12a)를 통해서, 처리 용기(3)의 기체를 배출한다. 기판(W)의 하면에 접하는 기체는, 측부 배출구(D)뿐만 아니라, 개구(12a)에도 흡인된다.
도 8을 참조한다. 냉각 공정에 있어서도, 처리 용기(3) 내의 산소 농도가 기준치(R) 이하로 유지되어 있다. 즉, 냉각 공정도, 처리 용기(3) 내를 비산화성 가스 분위기로 유지한다. 냉각 공정은, 비산화성 가스 분위기에서 기판(W)을 냉각한다.
냉각 공정은, 기판(W)의 온도를 온도(T2) 이하로 저하시킨다. 온도(T2)는 온도(T1)보다 낮다. 냉각 공정에 있어서 기판(W)의 각 부위의 온도가 불균일해지는 경우(예를 들면, 기판(W)가, 온도가 비교적으로 빠르게 저하되는 부위와, 온도가 비교적으로 늦게 저하되는 부위를 포함하는 경우), 냉각 공정은, 기판(W)의 모든 부위를 온도(T2) 이하로 저하시키는 것이 바람직하다.
온도(T2)는, 예를 들면, 기판(W)이 대기와 동일한 정도의 산소 농도를 가지는 기체와 접촉해도, 상분리한 자기 조직화 재료의 구조가 실질적으로 열화 또는 붕괴되지 않는 기판(W)의 온도인 것이 바람직하다. 온도(T2)는, 예를 들면, 자기 조직화 재료의 유리 전이점과 동일한 온도 이하인 것이 바람직하다. 온도(T2)는, 예를 들면, 자기 조직화 재료에 포함되는 중합체의 유리 전이점과 동일한 온도 이하인 것이 바람직하다. 온도(T2)는, 예를 들면, 자기 조직화 재료에 포함되는 제1 중합체의 유리 전이점 및 자기 조직화 재료에 포함되는 제2 중합체의 유리 전이점 중 적어도 어느 한쪽과 동일한 온도 이하인 것이 바람직하다. 또한, 유리 전이점을 문헌값에 의해 특정해도 된다. 혹은, 유리 전이점을 시차 조작 열량계(DSC)에 의해 특정해도 된다. 본 실시예에서는, 온도(T2)는, 예를 들면 240도에서 260도의 범위 내의 값이다.
본 기판 처리 방법을 실행하기 전에, 냉각 공정에 필요로 하는 시간(즉, 시각 t4~t5의 기간)이, 실험이나 시뮬레이션에 의해 특정되어 있으며, 특정된 시간이 처리 레시피에 설정되어 있다. 이 때문에, 본 기판 처리 방법에서는, 냉각 공정을 개시하고 나서 처리 레시피에 설정된 시간이 경과했을 때에, 냉각 공정을 종료한다. 냉각 공정에 필요로 하는 시간은, 예를 들면 200［s］에서 300［s］의 범위 내의 값이다.
＜단계 S6＞ 개방 공정
도 1을 참조한다. 셔터 구동 기구(21)는 셔터(5)를 하우징(4)으로부터 이탈시킨다. 이것에 의해, 반송구(A)가 개방된다. 처리 용기(3)가 개방된다.
＜단계 S7＞ 반출 공정
도시하지 않은 기판 반송 기구가 기판(W)을 처리 용기(3)로부터 반출한다. 구체적으로는, 기판 반송 기구가 반송구(A)를 통해서 처리 용기(3)의 내부에 진입한다. 지지핀 구동 기구(25)가 지지핀(24)을 하강시킨다. 기판 반송 기구는 지지핀(24)으로부터 기판(W)을 수취한다. 그 후, 기판 이동 기구가 처리 용기(3)의 외부로 퇴출한다.
4. 실시예의 효과
이와 같이, 실시예에 관련된 기판 처리 방법에 의하면, 이하의 효과를 나타낸다.
기판 처리 방법은 가열 공정을 구비한다. 가열 공정은, 처리 용기(3) 내를 비산화성 가스 분위기로 유지하고, 또한, 기판(W)을 가열 위치(PH)에 위치시킨다. 이것에 의해, 가열 공정은, 비산화성 가스 분위기에서 기판(W)을 가열한다. 이 때문에, 기판(W) 상의 자기 조직화 재료가 산화되는 것을 방지하면서, 자기 조직화 재료를 적절히 상분리시킬 수 있다. 상분리에 의해, 자기 조직화 재료는 규칙성이 높은 구조를 가진다.
기판 처리 방법은 냉각 공정을 구비한다. 냉각 공정은, 처리 용기(3) 내를 비산화성 가스 분위기로 유지하고, 또한, 기판(W)을 냉각 위치(PC)에 위치시킨다. 이것에 의해, 냉각 공정은 비산화성 가스 분위기에서 기판을 냉각한다. 이 때문에, 냉각 공정은, 상분리한 자기 조직화 재료의 구조를 적합하게 유지할 수 있다. 구체적으로는, 냉각 공정은, 자기 조직화 재료의 규칙성이 높은 구조가 열화되는 것이나 붕괴하는 것을 적합하게 방지할 수 있다. 기판 처리 방법은 이러한 냉각 공정을 포함하므로, 가열 공정이 기판(W)을 고온으로 가열하는 경우여도, 상분리한 자기 조직화 재료의 구조를 적합하게 보호할 수 있다.
이상 대로, 기판 처리 방법은 가열 공정과 냉각 공정을 포함하므로, 자기 조직화 재료가 도포된 기판(W)을 고온으로 가열하는 경우여도, 자기 조직화 재료를 적절히 상분리시킬 수 있다.
또한, 냉각 공정은, 처리 용기(3) 내에 비산화성 가스를 공급하고, 또한, 처리 용기(3) 내의 기체를 배출한다. 이것에 의해, 냉각 공정은 기판(W)을 효율적으로 냉각할 수 있다.
냉각 공정은, 기판(W)의 온도가 온도(T2) 이하로 저하될 때까지, 기판(W)을 냉각한다. 온도(T2)는, 예를 들면, 기판(W)이 대기와 동일한 정도의 산소 농도를 가지는 기체와 접촉해도, 상분리한 자기 조직화 재료의 구조가 실질적으로 열화 또는 붕괴되지 않는 기판(W)의 온도이다. 이 때문에, 냉각 공정의 실행 중은 물론, 냉각 공정의 종료 후에 있어서도, 상분리한 자기 조직화 재료의 구조를 적합하게 유지할 수 있다.
온도(T2)는, 예를 들면, 자기 조직화 재료의 유리 전이점과 동일한 온도 이하이다. 이 때문에, 냉각 공정의 실행 중, 및, 냉각 공정의 종료 후에 있어서, 상분리한 자기 조직화 재료의 구조를 적합하게 유지할 수 있다.
온도(T2)는, 예를 들면, 자기 조직화 재료에 포함되는 중합체의 유리 전이점과 동일한 온도 이하이다. 이 때문에, 냉각 공정의 실행 중, 및, 냉각 공정의 종료 후에 있어서, 중합체가 규칙적으로 배열된 구조를 적합하게 유지할 수 있다.
온도(T2)는, 예를 들면, 자기 조직화 재료에 포함되는 제1 중합체의 유리 전이점 및 자기 조직화 재료에 포함되는 제2 중합체의 유리 전이점 중 적어도 어느 한쪽과 동일한 온도 이하이다. 이 때문에, 냉각 공정의 실행 중, 및, 냉각 공정의 종료 후에 있어서, 제1 중합체와 제2 중합체가 규칙적으로 배열된 구조를 적합하게 유지할 수 있다.
가열 공정은, 기판(W)을 비교적으로 높은 온도(T1)로 가열한다. 이러한 경우여도, 본 기판 처리 방법은 상술한 냉각 공정을 구비하므로, 상분리한 자기 조직화 재료의 구조를 적합하게 보호할 수 있다. 바꾸어 말하면, 가열 공정이 기판(W)을 가열하는 온도가 높아질수록, 본 기판 처리 방법은 높은 유용성을 발휘한다.
냉각 공정은, 처리 용기(3) 내의 산소 농도를 기준치(R) 이하로 유지한다. 여기서, 기준치(R)가 예를 들면 10000ppm인 경우, 냉각 공정은, 상분리한 자기 조직화 재료의 구조를, 열화나 붕괴로부터 적합하게 보호할 수 있다. 기준치(R)가 예를 들면 1000ppm인 경우, 냉각 공정은 상분리한 자기 조직화 재료의 구조를 한층 적합하게 보호할 수 있다. 기준치(R)가 예를 들면 100ppm인 경우, 냉각 공정은 상분리한 자기 조직화 재료의 구조를 더 적합하게 보호할 수 있다.
비산화성 가스는 예를 들면 불활성 가스이다. 이 경우, 가열 공정은 불활성 가스 분위기에서 기판(W)을 가열한다. 이 때문에, 가열 공정은 자기 조직화 재료의 산화를 적합하게 방지할 수 있다. 또한, 냉각 공정은 불활성 가스 분위기에서 기판(W)을 냉각한다. 이 때문에, 냉각 공정은 상분리한 자기 조직화 재료의 구조를 적합하게 보호할 수 있다.
냉각 공정에 있어서의 비산화성 가스의 공급량은, 가열 공정에 있어서의 비산화성 가스의 공급량보다 크다. 이 때문에, 냉각 공정에서는, 처리 용기(3) 내에 있어서의 기체의 흐름이 비교적 강하다. 따라서, 냉각 공정은 기판(W)의 방열을 촉진할 수 있어, 기판(W)을 단시간에 냉각할 수 있다. 가열 공정에 있어서의 비산화성 가스의 공급량은, 냉각 공정에 있어서의 비산화성 가스의 공급량보다 작다. 이 때문에, 가열 공정에서는, 처리 용기(3) 내에 있어서의 기체의 흐름이 비교적 약하다. 따라서, 가열 공정은 기판(W)의 전체면을 균일하게 가열할 수 있다.
냉각 공정에 있어서의 처리 용기(3) 내의 기체의 배출량은, 가열 공정에 있어서의 처리 용기(3) 내의 기체의 배출량보다 크다. 이 때문에, 냉각 공정에서는, 처리 용기(3) 내에 있어서의 기체의 흐름이 비교적 강하다. 따라서, 냉각 공정은 기판(W)의 방열을 촉진할 수 있어, 기판(W)을 단시간에 냉각할 수 있다. 가열 공정에 있어서의 처리 용기(3) 내의 기체의 배출량은, 냉각 공정에 있어서의 처리 용기(3) 내의 기체의 배출량보다 작다. 이 때문에, 가열 공정에서는, 처리 용기(3) 내에 있어서의 기체의 흐름이 비교적 약하다. 따라서, 가열 공정은 기판(W)의 전체면을 균일하게 가열할 수 있다.
냉각 공정에 있어서의 처리 용기(3) 내의 압력은 부압이다. 이 때문에, 처리 용기(3)의 접합부가 한층 기밀하게 밀착된다. 처리 용기(3)의 접합부는, 예를 들면, 하우징(4)과 셔터(5)의 접합부, 하우징(4)과 덮개부(6)의 접합부, 수용부(7)와 저판(8)의 접합부, 하우징(4)과 배기 덕트(52)의 접합부 등이다. 그 결과, 처리 용기(3)의 기밀성이 한층 높아진다. 이 때문에, 처리 용기(3)의 외부의 기체가 처리 용기(3) 내에 진입하는 것을 한층 확실히 방지할 수 있다. 따라서, 냉각 공정에서는, 처리 용기(3) 내를 비산화성 가스 분위기로 한층 용이하게 유지할 수 있다.
가열 위치(PH)는 가열부(11)의 상면(11a)과 접촉하는 위치이다. 따라서, 기판(W)이 가열 위치(PH)에 있을 때에, 가열부(11)는 기판(W)을 적합하게 가열할 수 있다. 냉각 위치(PC)는 가열 위치(PH)의 상방의 위치이므로, 냉각 위치(PC)는 가열 위치(PH)에 비해 가열부(11)로부터 멀다. 따라서, 기판(W)이 냉각 위치(PC)에 있을 때에, 기판(W)을 적합하게 냉각할 수 있다.
냉각 공정은, 냉각 위치(PC)에 있는 기판(W)의 상방에 배치되는 작은 구멍(36a)으로부터, 비산화성 가스를 취출한다. 작은 구멍(36a)은 냉각 위치(PC)의 상방에 위치하므로, 작은 구멍(36a)은 냉각 위치(PC)에 있는 기판(W)의 상면을 향해 비산화성 가스를 적합하게 취출할 수 있다. 따라서, 냉각 공정은 냉각 위치(PC)에 있는 기판(W)을 효율적으로 냉각할 수 있다.
냉각 공정은, 가열부(11)의 상면(11a)에 형성되는 개구(14a)로부터, 비산화성 가스를 취출한다. 개구(14a)는 가열부(11)의 상면(11a)에 위치하므로, 개구(14a)는 가열부(11)의 상방을 향해 비산화성 가스를 취출할 수 있다. 이것에 의해, 기체가 가열부(11)의 상방에 체류하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 냉각 공정은 기판(W)을 한층 효율적으로 냉각할 수 있다. 또한, 개구(14a)는 냉각 위치(PC)의 하방에 위치하므로, 개구(14a)는 기판(W)의 하면을 향해 비산화성 가스를 적합하게 취출할 수 있다. 따라서, 냉각 공정은 냉각 위치(PC)에 있는 기판(W)을 한층 효율적으로 냉각할 수 있다.
상술한 기판 처리 방법에 있어서, 냉각 공정은, 냉각 위치(PC)에 있는 기판(W)의 측방에 배치되는 측부 배출구(D)를 통해서, 처리 용기(3) 내의 기체를 배출한다. 측부 배출구(D)는 냉각 위치(PC)의 측방에 위치하므로, 측부 배출구(D)는 기판(W)의 주위의 기체를 원활하게 흡인할 수 있다. 따라서, 냉각 공정은 기판(W)을 한층 효율적으로 냉각할 수 있다.
측부 배출구(D)의 폭(Wd)은 기판(W)의 폭(Ww)보다 크기 때문에, 측부 배출구(D)는 기판(W)의 주위의 기체를 한층 원활하게 배출할 수 있다. 따라서, 냉각 공정은 기판(W)을 한층 효율적으로 냉각할 수 있다.
냉각 공정은, 가열부(11)의 상면(11a)에 형성되는 개구(12a)를 통해서, 처리 용기(3) 내의 기체를 배출한다. 개구(12a)는 가열부(11)의 상면(11a)에 위치하므로, 개구(12a)는 가열부(11)의 상방의 기체를 적합하게 흡인할 수 있다. 이것에 의해, 기체가 가열부(11)의 상방에 체류하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 냉각 공정은 기판(W)을 한층 효율적으로 냉각할 수 있다. 또한, 개구(12a)는 냉각 위치(PC)의 하방에 위치하므로, 개구(12a)는 기판(W)의 하방의 기체를 적합하게 흡인할 수 있다. 따라서, 냉각 공정은 냉각 위치(PC)에 있는 기판(W)을 한층 효율적으로 냉각할 수 있다.
본 기판 처리 방법은, 밀폐 공정과 치환 공정을 구비하고, 밀폐 공정이 종료된 후에 치환 공정을 시작한다. 이것에 의해, 치환 공정은, 반송구(A)가 밀폐된 상태(즉, 처리 용기(3)가 대략 밀폐된 상태)로 실행된다. 이 때문에, 치환 공정은 처리 용기(3) 내의 기체를 비산화성 가스로 용이하게 치환할 수 있다.
가열 공정은 처리 용기(3)가 대략 밀폐된 상태로 실행된다. 이 때문에, 가열 공정은 처리 용기(3) 내를 비산화성 가스 분위기로 용이하게 유지할 수 있다. 따라서, 가열 공정은 기판(W) 상의 자기 조직화 재료의 산화를 적확하게 방지할 수 있다.
냉각 공정은 처리 용기(3)가 대략 밀폐된 상태로 실행된다. 이 때문에, 냉각 공정은 처리 용기(3) 내를 비산화성 가스 분위기로 용이하게 유지할 수 있다. 따라서, 냉각 공정은 상분리한 자기 조직화 재료의 구조를 적합하게 유지할 수 있다.
기판 처리 방법은 개방 공정과 반출 공정을 구비하고, 냉각 공정이 종료된 후에, 개방 공정을 시작한다. 바꾸어 말하면, 냉각 공정이 종료될 때까지, 개방 공정은 실행되지 않는다. 따라서, 냉각 공정은, 처리 용기(3) 내를 비산화성 가스 분위기로 용이하게 유지할 수 있다. 따라서, 냉각 공정은 상분리한 자기 조직화 재료의 구조를 적합하게 유지할 수 있다.
본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 하기와 같이 변형 실시할 수 있다.
(1) 상술한 실시예에서는, 가열 위치(PH)는, 가열부(11)에 접촉하는 기판(W)의 위치이지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 가열 위치(PH)는, 가열부(11)에 근접하는 기판(W)의 위치여도 된다. 바꾸어 말하면, 가열 위치(PH)는, 가열부(11)에 가까운 기판(W)의 위치여도 된다. 가열 위치(PH)는, 가열부(11)에 접촉하지 않는 기판(W)의 위치여도 된다.
(2) 상술한 실시예에서는, 가열 위치(PH)는, 가열부(11)의 상면(11a)에 접촉하는 위치이지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 가열 위치(PH)는, 상면(11a) 이외의 가열부(11)의 부분과 접촉하는 기판(W)의 위치여도 된다.
(3) 상술한 실시예에서는, 냉각 위치(PC)는, 가열 위치(PH)의 상방의 위치이지만, 이것에 한정되지 않는다. 가열 위치(PH)와 냉각 위치(PC)의 상대적인 위치는, 적당하게 변경해도 된다. 예를 들면, 냉각 위치(PC)는, 가열 위치(PH)의 측방이나 하방의 위치여도 된다.
(4) 상술한 실시예에서는, 작은 구멍(36a)의 수는 복수였지만, 이것에 한정되지 않는다. 작은 구멍(36a)의 수는 1개여도 된다.
(5) 상술한 실시예에서는, 하우징(4)과 정류판(36)은 별체였지만, 이것에 한정되지 않는다. 하우징(4)과 정류판(36)은 일체여도 된다.
(6) 상술한 실시예에서는, 상부 공급부(31)는 냉각 위치(PC)의 상방의 위치로부터 비산화성 가스를 취출했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 상부 공급부(31)는, 냉각 위치(PC)의 상방으로부터 벗어난 위치로부터, 비산화성 가스를 취출해도 된다. 바꾸어 말하면, 상부 공급부(31)는, 평면으로부터 볼 때 냉각 위치(PC)에 있는 기판(W)과 겹치지 않는 위치로부터, 비산화성 가스를 취출해도 된다. 본 변형 실시예에 있어서도, 상부 공급부(31)는 냉각 위치(PC)보다 높은 위치로부터 비산화성 가스를 취출하는 것이 바람직하다.
상술한 실시예에서는, 작은 구멍(36a)은 냉각 위치(PC)의 상방에 배치되었지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 냉각 위치(PC)의 상방으로부터 벗어난 위치에, 작은 구멍(36a)을 배치해도 된다. 바꾸어 말하면, 평면으로부터 볼 때 냉각 위치(PC)에 있는 기판(W)과 겹치지 않는 위치에, 작은 구멍(36a)을 배치해도 된다. 본 변형 실시예에 있어서도, 냉각 위치(PC)보다 높은 위치에 작은 구멍(36a)을 배치하는 것이 바람직하다.
(7) 상술한 실시예에서는, 개구(14a)의 수는 1개였지만, 이것에 한정되지 않는다. 개구(14a)의 수는 복수여도 된다.
(8) 상술한 실시예에서는, 하부 공급부(41)는 가열부(11)의 상면(11a)에 배치된 개구(14a)로부터 비산화성 가스를 취출했지만, 이것에 한정되지 않는다. 하부 공급부(41)는 가열부(11)의 상면(11a) 이외의 위치로부터 비산화성 가스를 취출해도 된다. 예를 들면, 하부 공급부(41)는, 하우징(4)의 내부의 저면(4b)에 배치되는 개구로부터 비산화성 가스를 취출해도 된다.
(9) 상술한 실시예에서는, 하부 공급부(41)는 냉각 위치(PC)의 하방의 위치로부터 비산화성 가스를 취출했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 하부 공급부(41)는, 냉각 위치(PC)의 하방으로부터 벗어난 위치로부터, 비산화성 가스를 취출해도 된다. 바꾸어 말하면, 하부 공급부(41)는, 평면으로부터 볼 때 냉각 위치(PC)에 있는 기판(W)과 겹치지 않는 위치로부터, 비산화성 가스를 취출해도 된다. 본 변형 실시예에 있어서도, 하부 공급부(41)는 냉각 위치(PC)보다 낮은 위치로부터 비산화성 가스를 취출하는 것이 바람직하다.
상술한 실시예에서는, 개구(14a)는 냉각 위치(PC)의 하방에 배치되었지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 냉각 위치(PC)의 하방으로부터 벗어난 위치에, 개구(14a)를 배치해도 된다. 바꾸어 말하면, 평면으로부터 볼 때 냉각 위치(PC)에 있는 기판(W)과 겹치지 않는 위치에, 개구(14a)를 배치해도 된다. 본 변형 실시예에 있어서도, 냉각 위치(PC)보다 낮은 위치에 개구(14a)를 배치하는 것이 바람직하다.
(10) 상술한 실시예에서는, 열처리 장치(1)는 하부 공급부(41)를 구비했지만, 이것에 한정되지 않는다. 즉, 하부 공급부(41)를 생략해도 된다.
(11) 상술한 실시예에서는, 가스 유통 구멍(14)을 이용하여 비산화성 가스를 공급했지만, 이것에 한정되지 않는다. 가스 유통 구멍(14)을 이용하여 처리 용기(3) 내의 기체를 배출해도 된다. 본 변형 실시예에서는, 가스 유통 구멍(14)의 개구(14a)는, 본 발명에 있어서의 가열부 배출구의 예이다.
(12) 상술한 실시예에서는, 개구(12a)의 수는 복수였지만, 이것에 한정되지 않는다. 개구(12a)의 수는 1개여도 된다.
(13) 상술한 실시예에서는, 하부 배출부(61)는 가열부(11)의 상면(11a)에 배치된 개구(12a)를 통해서 처리 용기(3) 내의 기체를 배출했지만, 이것에 한정되지 않는다. 하부 배출부(61)는 가열부(11)의 상면(11a) 이외의 위치를 통해서 처리 용기(3) 내의 기체를 배출해도 된다. 예를 들면, 하부 배출부(61)는, 하우징(4)의 내부의 저면(4b)에 배치되는 개구를 통해서 처리 용기(3) 내의 기체를 배출해도 된다.
(14) 상술한 실시예에서는, 하부 배출부(61)는 냉각 위치(PC)의 하방의 위치를 통해서 처리 용기(3) 내의 기체를 배출했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 하부 배출부(61)는, 냉각 위치(PC)의 하방으로부터 벗어난 위치를 통해서, 처리 용기(3) 내의 기체를 배출해도 된다. 바꾸어 말하면, 하부 배출부(61)는, 평면으로부터 볼 때 냉각 위치(PC)에 있는 기판(W)과 겹치지 않는 위치를 통해서, 처리 용기(3) 내의 기체를 배출해도 된다. 본 변형 실시예에 있어서도, 하부 배출부(61)는 냉각 위치(PC)보다 낮은 위치를 통해서 처리 용기(3) 내의 기체를 배출하는 것이 바람직하다.
상술한 실시예에서는, 개구(12a)는 냉각 위치(PC)의 하방에 배치되었지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 냉각 위치(PC)의 하방으로부터 벗어난 위치에, 개구(12a)를 배치해도 된다. 바꾸어 말하면, 평면으로부터 볼 때 냉각 위치(PC)에 있는 기판(W)과 겹치지 않는 위치에, 개구(12a)를 배치해도 된다. 본 변형 실시예에 있어서도, 냉각 위치(PC)보다 낮은 위치에 개구(12a)를 배치하는 것이 바람직하다.
(15) 상술한 실시예에서는, 열처리 장치(1)는 하부 배출부(61)를 구비했지만, 이것에 한정되지 않는다. 즉, 하부 배출부(61)를 생략해도 된다.
(16) 상술한 실시예에서는, 치환 공정은, 제1 공정과 제2 공정과 제3 공정을 포함했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제1 공정과 제2 공정과 제3 공정 중 적어도 어느 하나를 생략해도 된다. 상술한 실시예에서는, 치환 공정은, 제1 공정과 제2 공정과 제3 공정을 이 순서로 실행했지만, 이것에 한정되지 않는다. 즉, 제1 공정과 제2 공정과 제3 공정을 실행하는 차례를 변경해도 된다.
(17) 상술한 실시예에서는, 냉각 공정은, 처리 용기(3) 내에 공급하는 비산화성 가스의 공급량을, 시간적으로 변화시키지 않았지만, 이것에 한정되지 않는다. 즉, 냉각 공정은, 처리 용기(3) 내에 공급하는 비산화성 가스의 공급량을, 시간적으로 변화시켜도 된다. 또한, 처리 용기(3) 내에 공급하는 비산화성 가스의 공급량은, 상부 공급부(31)가 처리 용기(3) 내에 공급하는 비산화성 가스의 공급량(이하, 「상부 공급부(31)의 공급량」이라고 한다)과, 하부 공급부(41)가 처리 용기(3) 내에 공급하는 비산화성 가스의 공급량(이하, 「하부 공급부(41)의 공급량」이라고 한다)의 합이다.
(18) 상술한 실시예에서는, 상부 공급부(31)의 공급량은 냉각 공정에 있어서 시간적으로 변화되지 않았지만, 이것에 한정되지 않는다. 즉, 상부 공급부(31)의 공급량이 냉각 공정에 있어서 시간적으로 변화되어도 된다. 마찬가지로, 하부 공급부(41)의 공급량은 냉각 공정에 있어서 시간적으로 변화되지 않았지만, 이것에 한정되지 않는다. 즉, 하부 공급부(41)의 공급량이 냉각 공정에 있어서 시간적으로 변화되어도 된다.
(19) 상술한 실시예에서는, 냉각 공정은, 처리 용기(3) 내의 기체를 배출하는 배출량을, 시간적으로 변화시키지 않았지만, 이것에 한정되지 않는다. 즉, 냉각 공정은, 처리 용기(3) 내의 기체를 배출하는 배출량을, 시간적으로 변화시켜도 된다. 또한, 처리 용기(3) 내의 기체를 배출하는 배출량은, 측부 배출부(51)가 처리 용기(3) 내의 기체를 배출하는 배출량(이하, 「측부 배출부(51)의 배출량」이라고 한다)과, 하부 배출부(61)가 처리 용기(3) 내의 기체를 배출하는 배출량(이하, 「하부 배출부(61)의 배출량」이라고 한다)의 합이다.
(20) 상술한 실시예에서는, 측부 배출부(51)의 배출량은 냉각 공정에 있어서 시간적으로 변화되지 않았지만, 이것에 한정되지 않는다. 즉, 측부 배출부(51)의 배출량이 냉각 공정에 있어서 시간적으로 변화되어도 된다. 마찬가지로, 하부 배출부(61)의 배출량은 냉각 공정에 있어서 시간적으로 변화되지 않았지만, 이것에 한정되지 않는다. 즉, 하부 배출부(61)의 배출량이 냉각 공정에 있어서 시간적으로 변화되어도 된다.
(21) 상술한 실시예에서는, 냉각 공정에서는, 처리 용기(3) 내의 압력은 부압이었지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 냉각 공정에 있어서의 처리 용기(3) 내의 압력은 대기압과 동등 이상이어도 된다.
(22) 상술한 실시예에서는, 냉각 공정을 개시하고 나서 처리 레시피에 설정된 시간이 경과했을 때에, 냉각 공정을 종료했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 냉각 공정은, 기판(W)의 온도를 감시해도 된다. 구체적으로는, 냉각 공정은, 기판(W)의 온도를 직접적으로 검출해도 된다. 혹은, 냉각 공정은, 기판(W)의 온도를 추정해도 된다. 예를 들면, 냉각 공정은, 지지핀(24)의 온도 및 처리 용기(3)로부터 배출된 기체의 온도 중 적어도 어느 하나에 의거하여 기판(W)의 온도를 추정해도 된다. 또한, 냉각 공정은, 검출 또는 추정된 기판(W)의 온도와 온도(T2)를 비교하여, 검출 또는 추정된 기판(W)의 온도가 온도(T2) 이하로 저하되었을 때에 냉각 공정을 종료해도 된다.
(23) 상술한 실시예에서는, 냉각 공정에 있어서, 상부 공급부(31) 및 하부 공급부(41)가 처리 용기(3) 내에 비산화성 가스를 공급했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 냉각 공정에 있어서, 상부 공급부(31) 만이 처리 용기(3) 내에 비산화성 가스를 공급하고, 하부 공급부(41)는 처리 용기(3) 내에 비산화성 가스를 공급하지 않아도 되다.
(24) 상술한 실시예에서는, 냉각 공정에 있어서, 측부 배출부(51) 및 하부 배출부(61)가 처리 용기(3) 내의 기체를 배출했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 냉각 공정에 있어서, 측부 배출부(51) 만이 처리 용기(3) 내의 기체를 배출하고, 하부 배출부(61)는 처리 용기(3) 내의 기체를 배출하지 않아도 되다.
(25) 상술한 실시예에서는, 가열 공정은, 처리 용기(3) 내에 비산화성 가스를 공급했지만, 이것에 한정되지 않는다. 즉, 가열 공정은, 처리 용기(3) 내에 비산화성 가스를 공급하지 않아도 되다.
(26) 상술한 실시예에서는, 가열 공정은, 처리 용기(3) 내의 기체를 배출했지만, 이것에 한정되지 않는다. 즉, 가열 공정은, 처리 용기(3) 내의 기체를 배출하지 않아도 되다.
(27) 상술한 각 실시예 및 상기 (1) 내지 (26)에서 설명한 각 변형 실시예에 대해서는, 각 구성을 다른 변형 실시예의 구성으로 치환 또는 조합하거나 하여 적당하게 더 변경해도 된다.
본 발명은, 그 사상 또는 본질로부터 일탈하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있으며, 따라서, 발명의 범위를 나타내는 것으로서 이상의 설명이 아니라, 부가된 클레임을 참조해야 한다.
1: 열처리 장치 3: 처리 용기
4: 하우징 5: 셔터
11: 가열부 11a: 가열부의 상면
12: 지지핀 구멍 12a: 개구(가열부 배출구)
14: 가스 유통 구멍 14a: 개구(가열부 공급구)
36a: 작은 구멍(상부 공급구) A: 반송구
D: 측부 배출구 PH: 기판의 가열 위치
PC: 기판의 냉각 위치 W: 기판

Claims (24)

  1. 자기 조직화 재료가 도포된 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서,
    처리 용기 내를 불활성 가스만에 의한 비산화성 가스 분위기로 유지하고, 또한, 상기 처리 용기 내의 가열부에 접촉 또는 근접하는 가열 위치에 기판을 위치시킴으로써, 기판을 가열하여 자기 조직화 재료를 상분리시키는 가열 공정과,
    상기 처리 용기 내를 불활성 가스만에 의한 비산화성 가스 분위기로 유지하고, 상기 가열 위치에 비해 상기 가열부로부터 먼 냉각 위치에 기판을 위치시켜, 상기 처리 용기 내에 비산화성 가스를 공급하고, 또한, 상기 처리 용기 내의 기체를 배출함으로써, 기판을 냉각하는 냉각 공정을 구비하고,
    상기 가열 위치는, 상기 가열부의 상면과 접촉하는 위치, 또는, 상기 가열부의 상면에 가까운 위치이며,
    상기 냉각 위치는, 상기 가열 위치의 상방의 위치이고,
    상기 가열 위치 및 상기 냉각 위치는 각각, 상기 처리 용기 내에 있어서의 기판의 위치이고,
    상기 냉각 공정은, 상기 냉각 위치에 있는 기판의 측방에 배치되는 측부 배출구를 통해서, 상기 처리 용기 내의 기체를 배출하고,
    상기 측부 배출구는, 측면으로부터 볼 때, 상기 냉각 위치에 있는 기판의 전체부와 겹치는, 기판 처리 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각 공정은, 상기 자기 조직화 재료의 유리 전이점과 동일한 온도 이하까지 기판을 냉각하는, 기판 처리 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 자기 조직화 재료는, 제1 중합체와 제2 중합체를 포함하고,
    상기 가열 공정은, 상기 제1 중합체와 상기 제2 중합체를 서로 상분리시키고,
    상기 냉각 공정은, 상기 제1 중합체의 유리 전이점 및 상기 제2 중합체의 유리 전이점 중 적어도 어느 한쪽과 동일한 온도 이하까지 기판을 냉각하는, 기판 처리 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 가열 공정은, 기판을 300도 이상으로 가열하는, 기판 처리 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각 공정은 상기 처리 용기 내의 산소 농도를 10000ppm 이하로 유지하는, 기판 처리 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각 공정은 상기 처리 용기 내의 산소 농도를 1000ppm 이하로 유지하는, 기판 처리 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 비산화성 가스는 불활성 가스만인, 기판 처리 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각 공정에 있어서의 비산화성 가스의 공급량은, 상기 가열 공정에 있어서의 비산화성 가스의 공급량보다 큰, 기판 처리 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각 공정에 있어서의 상기 처리 용기 내의 기체의 배출량은, 상기 가열 공정에 있어서의 상기 처리 용기 내의 기체의 배출량보다 큰, 기판 처리 방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 가열 공정에 있어서의 상기 처리 용기 내의 압력은 정압이고,
    상기 냉각 공정에 있어서의 상기 처리 용기 내의 압력은 부압인, 기판 처리 방법.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각 공정은, 상기 냉각 위치에 있는 기판의 상방에 배치되는 상부 공급구로부터, 상기 비산화성 가스를 취출(吹出)하는, 기판 처리 방법.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각 공정은, 상기 가열부의 상면에 형성되는 가열부 공급구로부터, 상기 비산화성 가스를 취출하는, 기판 처리 방법.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 측부 배출구의 폭은 기판의 폭보다 큰, 기판 처리 방법.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각 공정은, 상기 가열부의 상면에 형성되는 가열부 배출구를 통해서, 상기 처리 용기 내의 기체를 배출하는, 기판 처리 방법.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 처리 용기는,
    기판이 통과하는 반송구를 가지는 하우징과,
    상기 하우징에 착탈되며, 상기 반송구를 개폐하는 셔터를 구비하고,
    상기 기판 처리 방법은,
    상기 반송구를 통해서, 기판을 상기 처리 용기 내에 반입하는 반입 공정과,
    상기 셔터에 의해 상기 반송구를 밀폐하는 밀폐 공정과,
    상기 처리 용기 내의 기체를 비산화성 가스로 치환하는 치환 공정을 구비하고,
    상기 치환 공정 후에, 상기 반송구가 밀폐된 상태로 상기 가열 공정 및 상기 냉각 공정을 실행하는, 기판 처리 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 반송구를 개방하는 개방 공정과,
    상기 반송구를 통해서, 상기 처리 용기로부터 기판을 반출하는 반출 공정을 구비하고,
    상기 냉각 공정 후에, 상기 개방 공정을 실행하는, 기판 처리 방법.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각 공정은, 기판이 대기의 산소 농도와 동일한 정도의 산소 농도를 가지는 기체와 접촉해도, 상분리된 자기 조직화 재료의 구조가 열화 또는 붕괴되지 않는 온도 이하까지 기판을 냉각하는, 기판 처리 방법.
  18. 청구항 1에 있어서,
    상기 가열 공정은, 기판 상의 자기 조직화 재료의 유리 전이점보다 높은 온도로 기판을 가열하는, 기판 처리 방법.
  19. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판 처리 방법은,
    상기 처리 용기 내의 기체를 비산화성 가스로 치환하는 치환 공정을 구비하고,
    상기 치환 공정 후, 상기 가열 공정 및 상기 냉각 공정을 실행하는, 기판 처리 방법.
  20. 청구항 1에 있어서,
    상기 가열 공정은, 또한 상기 처리 용기 내의 기체를 배출하는, 기판 처리 방법.
  21. 청구항 1에 있어서,
    상기 가열 공정이 시작될 때, 수도 위치로부터 상기 가열 위치로 기판을 하강시키고,
    기판이 상기 수도 위치로부터 상기 가열 위치로 이동하는 기간에 걸쳐, 상기 가열부의 상면에 형성된 가열부 공급구로부터, 상기 비산화성 가스를 취출하는, 기판 처리 방법.
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
KR1020180010610A 2017-02-14 2018-01-29 기판 처리 방법 KR102261974B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017025230A JP6896447B2 (ja) 2017-02-14 2017-02-14 基板処理方法
JPJP-P-2017-025230 2017-02-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190097333A KR20190097333A (ko) 2019-08-21
KR102261974B1 true KR102261974B1 (ko) 2021-06-07

Family

ID=63106305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180010610A KR102261974B1 (ko) 2017-02-14 2018-01-29 기판 처리 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10915025B2 (ko)
JP (1) JP6896447B2 (ko)
KR (1) KR102261974B1 (ko)
CN (1) CN108428625B (ko)
TW (1) TWI655673B (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110133969A (zh) * 2019-04-26 2019-08-16 厦门通富微电子有限公司 一种用于烘烤光刻胶的烘烤设备、烘烤系统及烘烤方法
CN114518690A (zh) * 2020-11-19 2022-05-20 中国科学院微电子研究所 晶圆工作台、光刻机及晶圆工作台温度调节方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001148379A (ja) * 1999-11-19 2001-05-29 Tatsumo Kk 半導体基板の熱処理装置及び熱処理方法
JP2006040943A (ja) * 2004-07-22 2006-02-09 Epiquest:Kk 面発光レーザ作製用酸化装置
JP2007201077A (ja) * 2006-01-25 2007-08-09 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置
US20120269603A1 (en) * 2011-04-20 2012-10-25 Tokyo Electron Limited Loading unit and processing system
US20140370718A1 (en) * 2013-06-14 2014-12-18 Tokyo Electron Limited Etch process for reducing directed self assembly pattern defectivity using direct current positioning

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3535457B2 (ja) * 2000-09-11 2004-06-07 東京エレクトロン株式会社 基板の熱処理装置
JP3515963B2 (ja) * 2001-04-25 2004-04-05 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
US20040058560A1 (en) * 2002-09-20 2004-03-25 Applied Materials, Inc. Fast gas exchange for thermal conductivity modulation
KR20090083091A (ko) * 2008-01-29 2009-08-03 삼성전자주식회사 블록 공중합체를 이용한 미세 패턴 형성 방법
US8623458B2 (en) * 2009-12-18 2014-01-07 International Business Machines Corporation Methods of directed self-assembly, and layered structures formed therefrom
US8696918B2 (en) * 2010-05-05 2014-04-15 Micron Technology, Inc. Methods of utilizing block copolymer to form patterns
JP2011243655A (ja) * 2010-05-14 2011-12-01 Hitachi Ltd 高分子薄膜、パターン媒体、及びこれらの製造方法、並びに表面改質材料
JP5758846B2 (ja) * 2012-05-23 2015-08-05 東京エレクトロン株式会社 パターン形成方法、パターン形成装置、及びコンピュータ可読記憶媒体
JP6239813B2 (ja) 2012-07-18 2017-11-29 株式会社Ｓｃｒｅｅｎセミコンダクターソリューションズ 基板処理装置および基板処理方法
JP6141144B2 (ja) 2012-10-02 2017-06-07 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び基板処理システム
US9147574B2 (en) * 2013-03-14 2015-09-29 Tokyo Electron Limited Topography minimization of neutral layer overcoats in directed self-assembly applications
US20140273534A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Tokyo Electron Limited Integration of absorption based heating bake methods into a photolithography track system
US9209014B2 (en) * 2013-03-15 2015-12-08 Tokyo Electron Limited Multi-step bake apparatus and method for directed self-assembly lithography control
ITRM20130278A1 (it) * 2013-05-10 2014-11-11 Consiglio Nazionale Ricerche Procedimento di fabbricazione di film autoassemblati di copolimeri a blocchi
US8945408B2 (en) * 2013-06-14 2015-02-03 Tokyo Electron Limited Etch process for reducing directed self assembly pattern defectivity
KR102066301B1 (ko) 2013-11-25 2020-01-14 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 패턴 형성 방법 및 가열 장치
CN106104754B (zh) 2014-01-16 2020-07-28 布鲁尔科技公司 用于直接自组装的高chi嵌段共聚物
KR102315662B1 (ko) 2014-08-04 2021-10-22 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JPWO2016133115A1 (ja) 2015-02-20 2017-11-30 Jsr株式会社 自己組織化膜の形成方法、パターン形成方法及び自己組織化膜形成用組成物
JP6487244B2 (ja) * 2015-03-25 2019-03-20 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 熱処理装置および熱処理方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001148379A (ja) * 1999-11-19 2001-05-29 Tatsumo Kk 半導体基板の熱処理装置及び熱処理方法
JP2006040943A (ja) * 2004-07-22 2006-02-09 Epiquest:Kk 面発光レーザ作製用酸化装置
JP2007201077A (ja) * 2006-01-25 2007-08-09 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置
US20120269603A1 (en) * 2011-04-20 2012-10-25 Tokyo Electron Limited Loading unit and processing system
US20140370718A1 (en) * 2013-06-14 2014-12-18 Tokyo Electron Limited Etch process for reducing directed self assembly pattern defectivity using direct current positioning

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018133409A (ja) 2018-08-23
TW201830476A (zh) 2018-08-16
CN108428625B (zh) 2022-09-27
KR20190097333A (ko) 2019-08-21
CN108428625A (zh) 2018-08-21
TWI655673B (zh) 2019-04-01
US20180231895A1 (en) 2018-08-16
JP6896447B2 (ja) 2021-06-30
US10915025B2 (en) 2021-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10796932B2 (en) Plasma processing apparatus
KR101332125B1 (ko) 가열 장치, 가열 방법 및 기억 매체
KR101664939B1 (ko) 로드록 장치
US8262300B2 (en) Coating and developing apparatus, developing method and non-transitory medium
JP2009164369A (ja) 被収容物搬送システム
KR20120092057A (ko) 열처리 장치 및 열처리 방법
KR102261974B1 (ko) 기판 처리 방법
JP2008192756A (ja) 加熱装置及び加熱方法
US11143964B2 (en) Substrate treating method and apparatus used therefor
CN108630570B (zh) 基板处理装置
JP2007335500A (ja) 基板処理装置の温度制御方法
JP4090313B2 (ja) 基板保持装置および基板処理装置
JP2008066339A (ja) 半導体装置の製造装置
KR20230085211A (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
US10115611B2 (en) Substrate cooling method, substrate transfer method, and load-lock mechanism
US7431584B2 (en) Heat processing apparatus and heat processing method
KR102444876B1 (ko) 기판 처리 장치
JP2000150368A (ja) ガス処理方法及びその装置
US20230393483A1 (en) Heat treatment apparatus, heat treatment method, and recording medium
JP3594820B2 (ja) 基板熱処理装置
KR102277550B1 (ko) 기판 처리 장치
JPWO2019012978A1 (ja) 基板搬送装置および基板搬送方法
JP2007281010A (ja) 基板ステージとそれを用いた基板処理装置及び方法
KR20060011674A (ko) 반도체 식각장비의 웨이퍼 냉각 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant