KR102516013B1

KR102516013B1 - 기판 가열 장치 및 기판 가열 방법

Info

Publication number: KR102516013B1
Application number: KR1020180073738A
Authority: KR
Inventors: 히로키 사카이; 겐이치 시게토미; 마사히로 나카하라다
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2017-07-19
Filing date: 2018-06-27
Publication date: 2023-03-31
Also published as: CN109285797B; JP6926765B2; CN109285797A; JP2019021806A; KR20190009701A

Abstract

본 발명의 과제는 가열 처리가 종료된 후의 기판을 즉시 냉각함으로써, 가열 처리의 과도한 진행을 정지할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
적재대에 적재된 기판인 웨이퍼(W)를 하면측으로부터 가열하여 가열 처리하는 기판 가열 장치에 있어서, 적재대를 이루는 열판의 적재면과 대향하도록 천장판부를 설치함과 함께, 천장판부에 펠티에 소자로 이루어지는 냉각부를 설치한다. 웨이퍼를 열판에 적재하여 가열 처리를 행한 후, 웨이퍼를 열판으로부터 승강부에 의해 천장판부의 근접 위치까지 상승시켜, 냉각부에 의해 냉각한다. 웨이퍼를 열판으로부터 상승시켜, 냉각부에 의해 냉각된 천장판부에 근접시킴으로써, 가열 처리 후 즉시 냉각할 수 있으므로, 웨이퍼의 온도가 빠르게 저하되어, 가열 처리의 과도한 진행을 정지시킬 수 있다.

Description

기판 가열 장치 및 기판 가열 방법 {SUBSTRATE HEATING APPARATUS AND SUBSTRATE HEATING METHOD}

본 발명은 적재대에 적재된 기판을, 기판의 하면측으로부터 가열하여 가열 처리하는 기판 가열 장치 및 기판 가열 방법에 관한 것이다.

기판인 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 기재함)에 도포막 패턴을 형성하는 포토리소그래피 공정에서 행해지는 처리의 하나로, 적재대를 이루는 열판 상에 기판인 웨이퍼를 적재하여 가열하는 처리가 있다. 이 가열 처리의 예로서는, 노광 후의 웨이퍼를, 레지스트막의 화학 반응을 촉진시키기 위해 가열하는 PEB(Post Exposure Bake) 처리를 들 수 있다. 예를 들어, 화학 증폭형 레지스트는 노광 처리에 의해 노광된 개소에서 광산 발생제가 광분해되어 산이 발생한다. 그리고, PEB 처리에 의해 웨이퍼를 반응 온도 이상으로 가열함으로써, 상기 발생한 산이 확산되어 레지스트 내에서 화학 반응이 진행되어, 노광된 영역의 현상액에 대한 용해성이 변화된다.

종래부터, PEB 처리는 열판과, 전달 기구를 겸용하는 냉각 플레이트를 구비한 가열 모듈에서 실시되고 있다. 이 가열 모듈에서는, 외부의 반송 기구로부터 냉각 플레이트를 통해 열판으로 웨이퍼를 전달하여 가열 처리를 행한다. 그리고, 가열 처리가 종료된 후에는 열판으로부터 냉각 플레이트로 웨이퍼를 전달하고, 당해 냉각 플레이트 상에서 웨이퍼를 냉각한 후, 이 웨이퍼를 외부의 반송 기구로 전달하는 일이 행해지고 있다. 그러나, 이 가열 모듈에서는, 열판으로부터 냉각 플레이트로 웨이퍼를 전달하기까지의 동안에 레지스트 내에 있어서의 화학 반응이 진행되어 버린다는 점에서, 이것에 기인하는 패턴 선폭의 정밀도의 저하가 염려되고 있다.

특허문헌 1에는 기판에 LED광을 조사함으로써 제1 온도까지 가열한 후, 기판을 열처리판으로부터 이격시켜 제2 온도까지 가열하고, 이어서, 기판을 열처리판에 적재하고 제3 온도에서 가열하는 기술이 기재되어 있다. 그러나, 이 기술을 PEB 처리에 응용해도, 가열 처리 종료 후, 즉시 레지스트 내에 있어서의 화학 반응의 진행을 정지시킬 수는 없어, 본 발명의 과제의 해결을 도모하는 것은 곤란하다.

일본 특허 공개 제2015-79779호 공보

본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것이고, 그 목적은 가열 처리가 종료된 후의 기판을 즉시 냉각함으로써, 가열 처리의 과도한 진행을 정지시킬 수 있는 기술을 제공하는 데 있다.

이로 인해, 본 발명의 기판 가열 장치는,

적재대에 적재된 기판을, 기판의 하면측으로부터 가열하여 가열 처리하는 기판 가열 장치에 있어서,

기판을 적재대의 적재면과 당해 적재면보다도 상방 위치의 사이에서 승강시키는 승강부와,

상기 적재대의 적재면과 대향하도록 설치된 천장판부와,

상기 천장판부에 설치된 냉각부와,

가열 처리가 종료된 후의 기판을, 상기 승강부에 의해 상기 적재대의 적재면으로부터 상기 천장판부의 근접 위치까지 상승시켜, 상기 냉각부에 의해 기판을 냉각하도록 제어 신호를 출력하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 기판 가열 방법은,

기판을 적재대에 적재하는 공정과,

이어서 상기 기판을 당해 기판의 하면측으로부터 가열하여 가열 처리하는 공정과,

가열 처리 후의 기판을 승강부에 의해 상기 적재대의 적재면으로부터 상승시켜, 당해 적재면과 대향하도록 설치된 천장판부의 근방 위치까지 상승시키는 공정과,

상기 천장판부에 설치된 냉각부에 의해 기판을 냉각하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 적재대에 기판을 적재하여 가열 처리하고, 이 가열 처리가 종료된 후의 기판을, 승강부에 의해 천장판부의 근접 위치까지 상승시켜, 천장판부에 설치된 냉각부에 의해 냉각하고 있다. 이와 같이, 기판을 적재대로부터 상승시킴으로써, 가열 처리 후 즉시 냉각할 수 있으므로, 기판 온도가 빠르게 저하되어, 가열 처리의 과도한 진행을 정지시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 기판 가열 장치의 제1 실시 형태를 도시하는 종단 측면도이다.
도 2는 기판 가열 장치를 도시하는 평면도이다.
도 3은 기판 가열 장치의 작용을 도시하는 종단 측면도이다.
도 4는 기판 가열 장치의 작용을 도시하는 종단 측면도이다.
도 5는 기판 가열 장치의 작용을 도시하는 종단 측면도이다.
도 6은 기판 가열 장치의 제1 실시 형태의 다른 예를 도시하는 종단 측면도이다.
도 7은 기판 가열 장치의 제2 실시 형태를 도시하는 종단 측면도이다.

본 발명의 기판 가열 장치(1)의 제1 실시 형태에 대하여, 도 1의 종단 측면도 및 도 2의 평면도를 참조하여 설명한다. 본 발명의 기판 가열 장치(1)는, 예를 들어 노광 처리 후의 PEB 처리를 실시하는 장치에 적용된다. 기판 가열 장치(1)는 하우징(10)을 구비하고 있고, 하우징(10)의 측벽에는 웨이퍼(W)의 반송구(11)가 형성되어 있다. 하우징(10) 내에 있어서의 반송구(11)측을 전방측이라 하면, 하우징(10) 내의 안측에는 수평 열판(2)이 설치되어 있다. 이 열판(2)은 웨이퍼(W)에 대하여 가열 처리를 행하기 위해 웨이퍼(W)를 적재하는 적재대를 이루는 것이다. 열판(2)은, 예를 들어 웨이퍼(W)보다도 큰, 평면으로 볼 때 원 형상으로 형성되고, 예를 들어 알루미늄(Al) 등의 금속이나, 예를 들어 알루미나(Al₂O₃), 질화알루미늄(AlN) 등의 세라믹스에 의해 구성된다.

도 1 중 부호 21은 열판(2)을 가열하기 위한 히터이다. 열판(2)의 표면(적재면)에는 웨이퍼(W)의 주연부를 지지하기 위한 복수의 돌기부(22)가 열판(2)의 둘레 방향을 따라 설치되어 있다. 웨이퍼(W)는 돌기부(22)에 의해 수평으로 지지되고, 열판(2)으로부터 약간 뜬 상태에서 가열되기 때문에, 돌기부(22)에 의해 지지되어 있는 웨이퍼(W)를 열판(2)의 적재면에 적재된 웨이퍼(W)라 한다. 웨이퍼(W)는 승강 기구(24)에 의해 열판(2)의 적재면에 대하여 돌출 함몰 가능하게 설치된 승강 핀(23)에 의해, 열판(2)의 적재면과, 이 적재면보다도 상방 위치의 사이에서 승강 가능하게 구성되어 있다. 승강 핀(23) 및 승강 기구(24)는 승강부를 이루는 것이다. 이와 같이 하여, 웨이퍼(W)는 열판(2)의 적재면과, 후술하는 웨이퍼(W)의 냉각을 행하는 냉각 위치와, 후술하는 냉각판과 열판(2)의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하는 전달 위치 사이에서 승강 가능하게 구성되어 있다. 또한, 냉각 위치와 전달 위치는 동일한 높이 위치여도 된다.

열판(2)의 상방측에는 열판(2)의 적재면과 대향하도록 천장판부(3)가 설치되어 있다. 이 천장판부(3)는, 예를 들어 열판(2)보다도 큰, 평면으로 볼 때 원 형상으로 형성된 천장 부재(31)와, 이 천장 부재(31)의 외측 테두리로부터 하방측으로 연신되는 측벽부(32)를 구비하고 있다. 또한, 천장판부(3)는 승강 기구(33)에 의해, 도 1에 도시하는 처리 위치와, 처리 위치보다도 상방측의 전달 위치의 사이에서 승강 가능하게 구성되어 있다.

천장판부(3)에는 열판(2)과 대향하도록 가스 공급부(4)가 설치되어 있다. 이 가스 공급부(4)는, 예를 들어 평면으로 볼 때 원 형상의 편평한 가스 공급실(41)을 구비하고 있고, 예를 들어 가스 공급실(41)의 내부는 중앙측의 제1 공급실(42)과, 제1 공급실(42)의 외측의 제2 공급실(43)로, 구획 부재(44)에 의해 구획되어 있다. 가스 공급부(4)의 하면은 천장부(3)의 하면에 상당하는 것이고, 열판(2)과 대향하도록 설치되고, 예를 들어 웨이퍼(W)와 거의 동일하거나 웨이퍼(W)보다도 큰, 평면으로 볼 때 원 형상으로 형성되어 있다. 이 가스 공급부(4)의 하면은 제1 공급실(42)에 연통되는 제1 가스 토출구(451)와, 제2 공급실(43)에 연통되는 제2 가스 토출구(452)로 이루어지는 다수의 가스 토출구(45)를 구비하고 있다.

제1 공급실(42) 및 제2 공급실(43)은 각각 제1 가스 공급로(421) 및 제2 가스 공급로(431)를 거쳐서, 퍼지 가스의 공급원(46)에 접속되어 있다. 퍼지 가스로서는, 실온의 공기나 질소(N₂) 가스 등이 사용된다. 도 1 중 부호 422, 432는 개폐 밸브나 매스 플로우 컨트롤러 등을 구비한 유량 조정부이다.

이와 같은 가스 공급부(4)는, 예를 들어 열전도성이 양호한 재질, 예를 들어 알루미늄(Al)에 의해 구성되고, 예를 들어 그 상면에는 복수개의 냉각부를 이루는 펠티에 소자(5)가 설치되어 있다. 이들 펠티에 소자(5)는, 예를 들어 가스 공급부(4)에 접촉하는 면이 냉각면이 되도록 설치되어 있고, 이들 복수의 펠티에 소자(5)는, 예를 들어 서로 직렬로 연결되고, 배선(51)을 통해 전력 공급부(52)에 접속되어 있다. 펠티에 소자(5)에 전력을 공급하면, 가스 공급부(4)가 상면으로부터 냉각되어, 가스 공급부(4) 전체의 온도가 저하되고, 이와 같이 하여 천장부(3)가 냉각된다.

또한, 천장부(3)에 있어서의 가스 공급부(4)의 외측에는 웨이퍼(W)의 주연부측으로부터 배기하기 위한 배기구(61)가 형성되어 있다. 이 예에 있어서의 배기구(61)는 후술하는 근방 위치에 있는 웨이퍼(W)보다도 높은 위치에 개구하도록 형성되어 있고, 가스 공급부(4)의 주위에 둘레 방향을 따라 복수개 형성되고, 예를 들어 천장판부(3)의 내부에 형성된 배기 유로(62) 및 배기로(63)를 통해 배기 기구(64)에 접속되어 있다. 도면 중 부호 631은 개폐 밸브 등을 구비한 배기량 조정부이다.

이 예의 제1 가스 토출구(451)는 천장판부(3)에 있어서 웨이퍼(W)의 주연부보다도 중앙 근방의 위치에 대향하는 부위에 형성된 가스 토출구에 상당한다. 그리고, 제1 가스 토출구(451)는 당해 제1 가스 토출구(451)로부터 가스를 토출하고, 배기구(61)로부터 배기했을 때에, 웨이퍼(W)의 중앙부로부터 주연부를 향하는 가스류에 의한 베르누이 효과에 의해 웨이퍼(W)의 중앙부에 부압이 발생하도록 구성되어 있다.

천장판부(3)의 측벽부(32)는, 예를 들어 가스 공급부(4)의 하면보다도 하방측까지 연신되도록 구성되고, 천장판부(3)가 처리 위치에 있을 때의, 이 측벽부(32)의 하방측에는, 예를 들어 벽부(25)가 설치되어 있다. 벽부(25)는 열판(2)의 측방에, 열판(2)을, 간극을 사이에 두고 둘러싸도록 기립한 원통 형상으로 구성되고, 예를 들어 하우징(10)의 저판에 설치되어 있다. 처리 위치에 있는 천장판부(3)의 측벽부(32)의 하부 테두리와, 벽부(25)의 상부 테두리는 서로 접하도록 해도 되고, 도 1에 도시한 바와 같이 약간의 간극을 형성하여 접근하도록 구성해도 된다. 또한, 벽부(25)의 상부 테두리는 후술하는 냉각판이 열판(2)측으로 이동할 때에, 냉각판과 접촉하지 않도록 구성된다.

또한, 열판(2)과 벽부(25)의 사이에는 배기구(65)가 형성되어 있다. 이 예에 있어서의 배기구(65)는 열판(24)의 주위에 둘레 방향을 따라 복수개 형성되고, 배기로(66)를 통해 배기 기구(67)에 접속되어 있다. 도면 중 부호 661은 개폐 밸브 등을 구비한 배기량 조정부이다. 또한, 배기구(65)는 배기로(66)를 통해, 가스 공급부(4)의 주위에 형성된 배기구(61)를 배기하기 위한 배기 기구(64)에 접속해도 된다.

도 1 및 도 2 중 부호 7은 도시하지 않은 냉각 매체의 유로를 구비한 냉각 형태를 이루는 냉각판이고, 열판(2)과 외부의 반송 기구(도시하지 않음)의 사이에서 웨이퍼(W)를 전달하는 역할 및 웨이퍼(W)를 보조적으로 냉각하는 역할을 갖고 있다. 냉각판(7)은, 예를 들어 알루미늄 등에 의해, 웨이퍼(W)와 거의 동일한 크기의, 평면으로 볼 때 대략 원 형상으로 형성되고, 구동 기구(71)에 의해, 도 1에서 도시하는 대기 위치와 열판(2)의 상방측의 전달 위치 사이에서 진퇴 가능하게 구성되어 있다. 대기 위치에 있는 냉각판(7)에 대해서는, 외부의 반송 기구가 승강함으로써, 웨이퍼(W)의 전달이 행해진다. 도 2 중 부호 72는 반송 기구에 설치된 웨이퍼 보유 지지용의 돌출부에 대응하는 절결부이고, 73, 74는 승강 핀(23)이 통과하기 위한 슬릿이다.

이 기판 가열 장치(1)는 제어부(100)를 구비하고 있고, 제어부(100)는, 예를 들어 컴퓨터로 이루어지고, 도시하지 않은 프로그램 저장부를 갖고 있다. 이 프로그램 저장부에는 웨이퍼(W)의 가열 처리 및 냉각 처리, 상기한 냉각판(7)에 의한 웨이퍼(W)의 반송 등, 각종 동작을 행할 수 있도록 명령(스텝군)이 짜여진 프로그램이 저장되어 있다. 그리고, 이 프로그램에 의해 제어부(100)로부터 기판 가열 장치(1)의 각 부, 예를 들어 승강 기구(24, 33), 히터(21), 유량 조정부(422, 432), 배기량 조정부(631, 661), 전력 공급부(52) 등에 제어 신호가 출력됨으로써, 당해 기판 가열 장치(1)의 각 부의 동작이 제어된다. 또한, 제어부(100)는 냉각 처리에 있어서, 가열 처리가 종료된 후의 웨이퍼(W)를, 승강 핀(23)에 의해 열판(2)의 적재면으로부터 천장판부(3)의 근방 위치까지 상승시켜, 냉각부에 의해 웨이퍼(W)를 냉각하는 제어 신호를 출력하도록 구성되어 있다. 이 프로그램은, 예를 들어 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 마그네트 옵티컬 디스크 또는 메모리 카드 등의 기억 매체에 수납된 상태로 프로그램 저장부에 저장된다.

이어서 기판 가열 장치(1)의 작용에 대하여, 도 3 내지 도 5를 참조하면서 설명한다. 우선, 열처리 대상의 웨이퍼(W)를 외부의 반송 기구에 의해 하우징(10) 내에 반입하고, 냉각판(7)으로 전달한다. 열처리 대상의 웨이퍼(W)란, 예를 들어 표면에 화학 증폭형 레지스트액이 도포되고, 노광 처리된 웨이퍼(W)이다. 한편, 천장판부(3)를, 처리 위치보다도 상방측의 전달 위치까지 상승시키고, 냉각판(7)이 열판(2)을 향해 이동할 때까지 열판(2)의 표면을 히터(21)에 의해 미리 설정된 온도, 예를 들어 80℃ 내지 150℃로 가열한다. 전달 위치란, 천장판부(3)의 측벽부(32)의 하단이, 냉각판(7)과 열판(2) 사이의 웨이퍼(W)의 전달을 방해하지 않는 위치이다.

이어서, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)를, 냉각판(7)을 통해 열판(2)에 적재하고, 천장판부(3)를 처리 위치로 하강하여, 가열 처리를 실시한다. 이 가열 처리에서는, 예를 들어 배기 기구(67)에 의해 배기구(65)를 통해 배기함과 함께, 가스 공급실(4)의 제1 공급실(42) 및 제2 공급실(43)에 각각 퍼지 가스를 공급한다. 이렇게 하여, 가스 공급실(4)의 하면 전체에 형성된 가스 토출구(45)[제1 가스 토출구(451) 및 제2 가스 토출구(452)]로부터 각각 열판(2) 상의 웨이퍼(W)를 향해 가스를 공급한 상태에서, 웨이퍼(W)를 소정 시간 가열한다.

이 가열 처리(PEB 처리)에서는, 이미 설명한 바와 같이 노광 처리에 의해 발생된 산이 확산되어 레지스트의 탈보호 반응이 진행되므로, 이 탈보호 반응의 반응 온도 이상의 온도로 웨이퍼(W)를 가열한다. 또한, 이 반응에 의해 승화물이 생성되지만, 웨이퍼(W)의 전체면을 향해 퍼지 가스를 공급함과 함께, 배기구(65)로부터 배기하고 있으므로, 승화물은 퍼지 가스의 흐름과 함께, 열판(2)과 측벽부(25)의 사이를 통류하여 배기구(65)로부터 배기되어, 하우징(10) 내로의 확산이 억제된다.

이렇게 하여 가열 처리를 소정 시간, 예를 들어 60초 실시한 후, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 1차 냉각 처리를 실시한다. 우선, 가열 처리의 종료 직전, 예를 들어 가열 처리의 종료 시각보다도 20초 전의 타이밍에서, 냉각부인 펠티에 소자(5)에 전력을 공급하여, 펠티에 소자(5)에 의한 가스 공급부(4)의 냉각을 개시한다. 가스 공급부(4)는 펠티에 소자(5)에 의해 상면측으로부터 열이 빼앗겨 가고, 예를 들어 가열 처리 종료 시에는 가스 공급부(4) 전체의 온도가 저하되어, 천장부(3)가 냉각된다. 이렇게 하여, 펠티에 소자(5)에 의해 가스 공급부(4)의 하면의 온도는, 예를 들어 20 내지 25℃가 된다.

그리고, 가열 처리가 종료되면, 웨이퍼(W)를 승강 핀(23)에 의해 상승시켜, 천장판부(3)의 근방 위치까지 접근시킴으로써, 1차 냉각 처리를 개시한다. 근방 위치란, 웨이퍼(W)를 냉각하기 위해 유효한 위치이고, 예를 들어 웨이퍼(W)의 표면이 천장판(3)의 하면[가스 공급부(4)의 하면]으로부터 1㎜ 내지 3㎜만큼 하방의 위치이다. 또한, 가스 공급부(4)에 대해서는, 제1 공급실(42)로 퍼지 가스를 공급함과 함께, 제2 공급실(43)에 대한 퍼지 가스의 공급을 정지하고, 제1 가스 토출구(451)로부터만 소정 유량의 퍼지 가스를 웨이퍼(W)에 공급한다. 또한, 예를 들어 배기구(65)로부터의 배기를 정지하거나, 가열 처리 시보다 배기량을 작게 하여, 가스 토출구(45)의 측방에 형성된 배기구(61)로부터의 배기를 개시한다. 이에 의해, 예를 들어 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 중앙부에 가스가 공급됨과 함께, 웨이퍼(W)의 주연부 외측으로부터 가스가 배기된다.

이와 같이, 냉각된 천장판부(3)[가스 공급부(4)]에 접근함으로써, 웨이퍼(W)의 열이 천장판부(3)측으로 이동해 가, 웨이퍼(W)는 레지스트 반응이 종료되는 온도 이하로 급속하게 냉각된다. 또한, 냉각된 가스 공급부(4)를 통류함으로써, 퍼지 가스가 냉각되고, 이 퍼지 가스는 웨이퍼(W)의 중앙부로부터 주연부를 향해 웨이퍼(W)와 접촉하면서 통류해 가므로, 이 냉각된 퍼지 가스와의 접촉에 의해서도 웨이퍼(W)가 냉각된다. 따라서, 이 예에서는, 천장판부(3)를 냉각하는 냉각부로서, 천장판부(3)의 하면에 개구되고, 웨이퍼(W)에 공급하기 위한 냉각 가스의 유로를 구비하고 있다.

또한, 웨이퍼(W)를 상기 상방 위치에 위치시켰을 때의 웨이퍼(W)와 천장부(3)의 하면의 거리와, 제1 가스 토출구(451)로부터의 퍼지 가스의 토출 유량과, 배기구(61)로부터의 배기량을 제어함으로써, 웨이퍼(W)의 중앙부로부터 주연부를 향하는 가스류에 의해 베르누이 효과가 발생한다. 즉, 웨이퍼(W)의 중앙부에서는, 다른 영역보다도 가스 유속이 커져, 부압이 발생한다는 베르누이 효과가 얻어진다.

도 4는 1차 냉각 처리에 있어서의 웨이퍼(W)의 모습을 모식적으로 도시하는 것으로, 도 4의 (a)는 베르누이 효과를 발생시켰을 때, 도 4의 (b)는 베르누이 효과를 발생시키지 않고 1차 냉각 처리를 행하였을 때의 모습을 각각 도시하고 있다. 도 4의 (a), (b)에 있어서, 좌측 도면은 1차 냉각 처리를 개시한 상태, 우측 도면은 1차 냉각 처리를 종료한 상태이다.

베르누이 효과를 발생시켜 1차 냉각 처리를 행하면, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 중앙부의 상방측이 부압이 되므로, 웨이퍼(W) 중앙부에 있어서 상향의 힘이 작용하여, 예를 들어 웨이퍼(W)의 급랭에 의해 발생하기 쉬운 웨이퍼(W)의 휨을 교정하면서 냉각할 수 있다. 한편, 베르누이 효과를 발생시키지 않는 경우에는, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)를 상방측으로부터 급속하게 냉각하면, 웨이퍼(W)의 상면측과 하면측의 온도차에 의해, 웨이퍼 상면측이 수축하여, 웨이퍼(W)의 주연부가 중앙부보다도 높아지는 아래로 볼록 형상인 휨이 발생하는 경향이 있다. 이와 같이, 베르누이 효과에 의해, 웨이퍼(W)의 중앙부를 가스 공급부(4)측으로부터 흡인하는 힘을 발생시키면서 냉각을 행함으로써, 웨이퍼(W)의 휨이 억제된다.

이렇게 하여, 웨이퍼(W)의 온도를 레지스트의 반응 온도보다 낮은 온도까지 냉각한 후, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 냉각판(7)으로 웨이퍼(W)를 전달하고, 냉각판(7) 상에서 웨이퍼(W)의 2차 냉각을 실시한다. 구체적으로는, 펠티에 소자(5)에 대한 전력 공급 및 퍼지 가스의 공급, 배기구(61)로부터의 배기를 각각 정지하고, 배기구(65)로부터의 배기를 개시한다. 그리고, 천장판부(3)를 전달 위치까지 상승시켜, 웨이퍼(W)를 승강 핀(23)에 의해 전달 위치에 위치시킨다. 그리고, 냉각판(7)을 열판(2)의 상방측으로 이동하고, 이어서, 승강 핀(23)을 하강시킴으로써, 냉각판(7) 상으로 웨이퍼(W)를 전달한다.

이 후, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 냉각판(7)을 대기 위치까지 퇴행시켜, 예를 들어 천장판부(3)를 처리 위치로 하강시킨다. 웨이퍼(W)는 냉각판(7) 상에 적재됨으로써, 예를 들어 실온까지 냉각된다. 이 후, 도시하지 않은 외부의 반송 기구에 의해, 웨이퍼(W)를 하우징(10)으로부터 반출한다.

이 실시 형태에 따르면, 천장판부(3)에 냉각부를 이루는 펠티에 소자(5)를 설치하고, 가열 처리(PEB 처리)가 종료된 후, 웨이퍼(W)를 열판(2)으로부터 승강 핀(23)에 의해 상승시켜, 펠티에 소자(5)에 의해 냉각된 천장판부(3)의 근방 위치까지 접근시키고 있다. 이렇게 하여, 웨이퍼(W)를 열원으로부터 이격하고, 냉각원에 접근시킴으로써, 웨이퍼(W)를 가열 처리 후 즉시 급속하게 냉각할 수 있기 때문에, 웨이퍼 온도가 빠르게 저하되어, 가열 처리의 과도한 진행을 정지할 수 있다. 이 결과, PEB 처리에 있어서는 레지스트 내에 있어서의 화학 반응의 진행을 적절한 타이밍에서 정지시킬 수 있어, 패턴 선폭의 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 웨이퍼(W)를 천장판부(3)에 접근시킴으로써 냉각하고 있고, 웨이퍼(W)와 천장판부(3)의 하면인 가스 공급부(4)의 하면과는 대향하고 있으므로, 웨이퍼(W)의 열은 면 내에 고른 상태로 천장판부(3)측으로 이동해 간다. 이에 의해 웨이퍼(W)의 면 내에 있어서 균일하게 냉각 처리가 진행되어, 웨이퍼(W)의 온도를, 면내 균일성을 확보하면서 저하시킬 수 있다.

또한, 이미 설명한 베르누이 효과를 발생시키도록 하면, 급속한 냉각 시에 발생하는 경향이 있는, 아래로 볼록형의 웨이퍼(W)의 휨을 교정하면서 냉각할 수 있다. 이로 인해, 웨이퍼(W)의 상면과 천장판부(3)의 하면의 거리가, 웨이퍼(W)의 면 내에 있어서 일정하게 되고, 웨이퍼 면 내에 있어서 더 균일하게 냉각 처리가 행해진다. 또한, 웨이퍼(W)에 휨이 발생하고, 웨이퍼(W)의 중앙부가 천장판부(3)로부터 이격되어, 이에 의해 냉각 효율이 저하되는 것이 억제된다. 이와 같이 냉각 효율의 저하가 억제된다는 점에서, 전체의 냉각 처리 시간을 단축할 수 있어, 스루풋의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 종래와 같이 가열 처리 후의 웨이퍼(W)를 열판(2)으로부터 냉각판(7)으로 직접 전달하여 냉각을 행하는 구성에서는, 냉각판(7)의 형상 상, 절결부(72)나 슬릿(73, 74)에 닿는 영역은, 다른 영역에 비해 냉각 효율이 낮은 점에서, 웨이퍼 온도의 면내 균일성에 악영향을 미치고 있었다. 이에 비해, 본 발명에서는, 이미 설명한 바와 같이 웨이퍼(W)의 전체면이 천장판부(3)에 접근하여 냉각되기 때문에, 이 점으로부터도 웨이퍼 온도의 면내 균일성이 높아진다.

또한, 종래와 같이 가열 처리 후의 웨이퍼(W)를 열판(2)으로부터 냉각판(7)으로 직접 전달하여 냉각을 행하는 구성에서는, 냉각판(7)으로 전달되는 웨이퍼(W)의 온도가 높으므로, 웨이퍼(W)로부터의 열 이동에 의해 냉각판(7)의 온도가 상승한다. 이로 인해, 다음의 웨이퍼(W)가 외부의 반송 기구로부터 전달될 때까지 냉각판(7)의 온도가 당초에 설정된 온도까지 완전히 내려가지 않고, 열이 축적된 상태가 되어 버린다. 이 결과, 로트의 2매째의 웨이퍼(W)가 외부의 반송 기구로부터 냉각판(7)으로 전달되었을 때의 냉각판(7)의 온도는 로트의 1매의 웨이퍼(W)가 전달되었을 때의 온도보다도 높아져 버려, 열판(2)으로 웨이퍼(W)를 전달했을 때의 웨이퍼(W)의 온도가 변동되어, 동일한 로트의 웨이퍼(W)끼리의 사이에서, 가열 처리에 변동이 발생할 우려가 있다.

이에 비해, 상술한 실시 형태에서는, 1차 냉각에 의해 온도가 저하된 웨이퍼(W)를 냉각판(7)으로 전달하고 있으므로, 냉각판(7)으로의 열의 이동량이 작다. 이로 인해, 냉각판(7)에 웨이퍼(W)가 적재됨으로써, 냉각판(7)의 온도가 상승했다고 해도, 로트의 2매째 웨이퍼(W)가 외부의 반송 기구로부터 전달될 때까지, 냉각판(7)의 온도가 충분히 다 내려간다. 따라서, 웨이퍼(W)가 외부의 반송 기구로부터 냉각판(7)으로 전달될 때의 냉각판(7)의 온도가 고른 상태가 되어, 동일한 로트의 웨이퍼(W)끼리의 사이에서, 가열 처리에 변동이 발생할 우려는 없다.

이상에 있어서, 이 실시 형태에서는 웨이퍼(W)의 처리의 종별에 따라, 펠티에 소자(5)에 대하여 가열 처리 시부터 상시 전력 공급하도록 해도 된다. 펠티에 소자(5)에 의해 냉각되는 천장판부(3)[가스 공급부(4)]의 온도가, 예를 들어 20℃ 내지 25℃이며, 가열 처리의 온도가, 예를 들어 80℃일 때에는, 가열 처리 시에 있어서는, 웨이퍼(W)는 천장판부(3)로부터 이격되어 있으므로, 웨이퍼(W)를 열판(2)에 적재함으로써, 충분히 가열할 수 있기 때문이다.

또한, 이 실시 형태에서는, 천장판부(3)를 냉각하는 냉각부는 냉각 매체의 통류로여도 된다. 이 예에서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 천장판부(3)에 펠티에 소자를 설치하는 대신에, 예를 들어 천장판부(3)의 천장 부재(31)의 내부에 냉각 매체의 통류로(310)가 형성되어 있다. 이 통류로(310)는 공급로(311)를 통해 냉각 매체, 예를 들어 냉각수의 공급원(312)에 접속되고, 이 통류로(310)에 냉각수를 통류시킴으로써, 천장부(3)가 냉각된다. 그 밖의 구성은 상술한 기판 가열 장치(1)와 마찬가지이다. 이 예에서는, 제어부(100)로부터의 제어 신호에 기초하여, 가열 처리가 종료된 후의 웨이퍼(W)를, 승강 핀(23)에 의해 천장판부(3)의 근방 위치까지 상승시키고, 통류로(310)에 냉각수를 통류시켜, 웨이퍼(W)의 1차 냉각 처리가 실행된다. 냉각 매체의 통류로는 가스 공급부(4)의 상면을 형성하는 부재나 측면을 형성하는 부재에 형성해도 된다.

또한, 이 제1 실시 형태에서는 가스 공급부(4)의 내부 공간을 구획하지 않고, 1차 냉각 시에 가스 공급부(4)의 전체면에 형성된 가스 토출구(45)로부터 가스를 토출하고, 웨이퍼 중앙부로부터 주연부를 향하는 가스류에 의한 베르누이 효과에 의해, 웨이퍼 중앙부에 부압을 발생시키도록 해도 된다. 이 경우에는, 예를 들어 가스 토출구(45)의 형상이나 구멍 직경, 배치를 연구함으로써, 상기 베르누이 효과가 발생하도록, 웨이퍼 중앙부의 가스의 유속이 다른 영역보다도 커지도록 구성한다.

또한, 1차 냉각 처리에 있어서, 예를 들어 웨이퍼(W)에 대한 처리의 종별에 따라, 웨이퍼(W)의 휨의 억제를 고려할 필요가 없는 경우 등에는, 반드시 베르누이 효과를 발생시킬 필요는 없다. 이 경우에는, 1차 냉각 처리 시에는 가스 공급부(4)로부터 웨이퍼(W)의 전체면에 대하여, 유량을 고르게 한 상태에서 가스를 공급하여 냉각하도록 해도 된다. 또한, 1차 냉각 처리에서는, 가스 공급부(4)로부터의 가스의 공급을 정지하고, 웨이퍼(W)를 냉각하도록 해도 된다. 이와 같이 베르누이 효과를 발생시키지 않고 일시 냉각 처리를 행하는 경우에는, 반드시 천장판부(3)측에 배기구(61)를 형성할 필요는 없다. 또한, 1차 냉각 처리에 있어서의 가스의 배기는 배기구(61, 65)의 어느 한쪽을 통해 행해도 되고, 양쪽의 배기구(61, 65)를 사용하여 행해도 된다.

계속해서, 본 발명의 기판 가열 장치의 제2 실시 형태에 대하여, 도 7을 참조하여 설명한다. 이 실시 형태의 기판 가열 장치(12)가 제1 실시 형태와 상이한 점은, 천장판부(8)에 설치된 냉각부는 천장판부(8)의 하면에 개구되고, 웨이퍼(W)에 공급하기 위한 냉각 가스의 유로인 것이다. 이 예의 천장판부(8)는 천장 부재(81)와 측벽부(82)를 구비하고, 천장 부재(81)에는 열판(2)과 대향하도록 가스 공급부(83)가 설치되어 있다. 가스 공급부(83)는 냉각 가스의 유로를 구성하는 것이고, 예를 들어 평면 형상이 웨이퍼(W)와 동일하거나 또는 웨이퍼(W)보다도 큰 편평한 원통 형상으로 구성되고, 그 하면에는 다수의 가스 토출구(831)가 형성되어 있다.

가스 공급부(83)는 공급로(84)를 통해 실온의 퍼지 가스, 예를 들어 공기의 공급원(85)에 접속되어 있음과 함께, 공급로(84)로부터 분기되는 분기로(841)에 의해, 냉각 기구(86)를 거쳐 퍼지 가스의 공급원(85)에 접속되어 있다. 냉각 기구(86)는, 예를 들어 퍼지 가스의 유로의 주위에 펠티에 소자 등을 설치함으로써, 퍼지 가스를 냉각하도록 구성되어 있다. 도면 중 부호 851, 852는 개폐 밸브와 매스 플로우 컨트롤러 등을 구비한 유량 조정부이다. 또한, 가스 공급부(83)와 측벽부(82)의 사이에는, 예를 들어 복수의 배기구(87)가, 가스 공급부(83)의 둘레 방향을 따라 형성되어 있고, 이 배기구(87)는 측벽부(82) 내의 배기 유로(821) 및 배기로(88)를 통해 배기 기구(89)에 접속되어 있다. 881은 배기량 조정부이다.

가스 토출구(831)는, 예를 들어 천장판부(8)에 있어서 웨이퍼(W)의 주연부보다도 중앙 근방의 위치에 대향하는 부위에 형성되어 있다. 그리고, 예를 들어 웨이퍼(W)의 중앙부로부터 주연부를 향하는 가스류에 의한 베르누이 효과에 의해 웨이퍼(W)의 중앙부에 부압을 발생시키도록, 가스 토출구(831)의 형상이나 구멍 직경, 배치를 연구함으로써, 웨이퍼 중앙부의 가스의 유속이 다른 영역보다도 커지도록 설정되어 있다. 그 밖의 구성은 제1 실시 형태와 마찬가지이고, 동일한 구성 부재에 대해서는 동일한 부호를 부여하여, 설명을 생략한다.

이와 같은 기판 가열 장치(12)에서는 제1 실시 형태와 마찬가지로, 열처리 대상의 웨이퍼(W)를 외부의 반송 기구에 의해 하우징(10) 내에 반입하고, 냉각판(7)을 통해 웨이퍼(W)를 열판(2)으로 전달하여 가열 처리를 실시한다. 즉, 예를 들어 배기 기구(67)에 의해 배기구(65)를 통해 배기함과 함께, 가스 공급부(83)에 퍼지 가스를 공급하고, 이렇게 하여, 가스 공급부(83)의 하면 전체에 형성된 가스 토출구(831)로부터 열판(2) 상의 웨이퍼(W)를 향해 가스를 공급한 상태에서, 웨이퍼(W)를 반응 온도보다도 높은 온도, 예를 들어 80℃ 내지 110℃로 소정 시간 가열한다. 이 가열 처리에 의해 발생한 승화물은 퍼지 가스의 흐름과 함께, 열판(2)과 측벽부의 사이로 통류하여, 배기구(65)로부터 배기된다.

이와 같이 하여 가열 처리를 실시한 후, 가스 공급부(83)에 대한 냉각 가스의 공급을 개시하여, 1차 냉각 처리를 실시한다. 냉각 가스의 공급은, 예를 들어 퍼지 가스의 공급원(85)의 퍼지 가스를 분기로(841), 공급로(84)를 통해 가스 공급부(83)로 공급함으로써 행한다. 이에 의해 퍼지 가스는 냉각 기구(86)에 의해 냉각되어, 냉각 가스로서 가스 공급부(83)에 공급된다.

1차 냉각 처리에서는, 웨이퍼(W)를 승강 핀(23)에 의해 상승시켜, 가스 공급부(83)의 근방 위치에 접근시킨다. 근방 위치에 있는 웨이퍼(W) 표면과 가스 공급부(8)의 하면의 거리는, 예를 들어 1 내지 3㎜이다. 또한, 예를 들어 배기구(65)로부터의 배기를 정지하거나, 가열 처리 시보다도 배기량을 작게 하여, 가스 토출구(831)의 측방에 형성된 배기구(87)로부터의 배기를 개시한다. 이에 의해, 냉각 가스는 웨이퍼(W)의 중앙부로부터 주연측을 향해 웨이퍼(W)와 접촉하면서 통류해 가므로, 이 냉각 가스와의 접촉에 의해 웨이퍼(W)가 반응 온도보다도 낮은 온도, 예를 들어 가열 처리 시의 온도보다도 20℃ 내지 30℃ 낮은 온도로 냉각된다.

또한, 가스 토출구(831)는, 예를 들어 베르누이 효과가 발생하도록 형성되어 있고, 예를 들어 웨이퍼(W)를 근방 위치에 위치시켰을 때의 웨이퍼 표면과 가스 공급부(83) 하면의 거리에 있어서, 가스 토출구(831)로부터의 가스의 공급 유량 및 배기구(67)로부터의 배기량을 제어함으로써, 베르누이 효과가 발생한다. 이렇게 하여, 웨이퍼의 중앙부에 부압을 발생시킨다는 베르누이 효과에 의해, 웨이퍼(W)의 중앙부에 대해서는 상향의 힘이 작용하여, 웨이퍼(W)의 아래로 볼록 형상인 휨을 교정하면서 냉각할 수 있다.

이와 같이 하여, 웨이퍼(W)의 온도를 레지스트의 반응 온도보다 낮은 온도까지 냉각한 후, 냉각판(7)에 웨이퍼(W)를 전달하고, 냉각판(7) 상에서 웨이퍼(W)의 2차 냉각을 실시한다. 구체적으로는, 가스 공급부(83)에 대한 냉각 가스의 공급, 배기구(87)로부터의 배기를 각각 정지하고, 배기구(65)로부터의 배기를 개시하고, 냉각판(7) 상으로 웨이퍼(W)를 전달한다. 이 후, 냉각판(7)을 대기 위치까지 퇴행시켜, 예를 들어 웨이퍼(W)를 실온까지 냉각한 후, 도시하지 않은 외부의 반송 기구에 의해, 웨이퍼(W)를 하우징(10)으로부터 반출한다.

이 실시 형태에 따르면, 천장판부(8)에 냉각부인 냉각 가스의 유로를 설치하고, 가열 처리가 종료된 후, 웨이퍼(W)를 천장판부(8)의 근방 위치까지 상승시켜 냉각하고 있다. 이에 의해, 웨이퍼(W)를 가열 처리 후 즉시 급속하게 냉각할 수 있으므로, 가열 처리의 과도한 진행을 정지할 수 있다. 또한, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 웨이퍼 면 내에 있어서 균일한 냉각 처리를 행할 수 있고, 베르누이 효과를 발생시키도록 하면, 휨을 교정하면서 냉각할 수 있다. 이에 의해, 이미 설명한 바와 같이 냉각 효율의 저하가 억제되어, 스루풋의 향상을 도모할 수 있다.

이상에 있어서, 이 실시 형태에서는 퍼지 가스의 공급로(분기로)에 냉각 기구(86)를 설치하는 대신에, 퍼지 가스의 공급원에 있어서, 예를 들어 실온보다도 낮은 온도로 조정된 가스를 저류해 두고, 이 가스를 냉각 가스로서 공급해도 된다. 이 경우에는, 웨이퍼(W)의 처리 종별에 따라, 가열 처리의 온도가, 예를 들어 80℃일 때에는, 가열 처리 시에 있어서도, 이 냉각 가스를 퍼지 가스로서 공급해도 된다. 가열 처리 시는, 웨이퍼(W)는 천장판부(8)로부터 이격되어 있으므로, 냉각 가스를 공급해도, 웨이퍼(W)를 열판(2)에 적재함으로써, 충분히 가열할 수 있기 때문이다.

또한, 1차 냉각 처리에 있어서, 예를 들어 웨이퍼(W)로의 처리의 종별에 따라, 웨이퍼(W)의 휨의 억제를 고려할 필요가 없는 경우 등에는, 반드시 베르누이 효과를 발생시킬 필요는 없다. 이 경우에는, 가열 처리 시 및 1차 냉각 처리 시에 있어서, 가스 공급부(83)로부터 웨이퍼(W)의 전체면에 대하여, 유량을 고르게 한 상태에서 가스를 공급하여 냉각하도록 해도 된다. 이와 같이 베르누이 효과를 발생시키지 않고 일시 냉각 처리를 행하는 경우에는, 반드시 천장판부(8)측에 배기구(87)를 형성할 필요는 없다. 또한, 1차 냉각 처리 시에 있어서의 가스의 배기는 배기구(65, 87)의 어느 한쪽을 통해 행해도 되고, 양쪽의 배기구(65, 87)를 사용하여 행해도 된다.

이상에 있어서, 본 발명에서는 가열 처리 시의 웨이퍼(W)의 온도, 1차 냉각 처리의 온도는 상술한 예에 제한되지 않는다. 또한, 본 발명의 가열 처리는 PEB 처리에 한정되는 것은 아니고, 레지스트 도포 후 노광 처리 전의 가열 처리나, 현상 처리 후의 가열 처리에 적용할 수 있다. 또한, 적재대에 적재된 기판을, 기판의 하면측으로부터 가열하여 가열 처리하는 방법으로서는, 적재대를 열판에 의해 구성하는 경우에 한정되지 않고, 예를 들어 적재대를 석영 등의 투과 부재에 의해 구성하고, 가열 기구로서 적외선을 조사하는 가열 램프를 사용하여, 적재대에 적재된 기판을, 기판의 하면측으로부터 가열하는 것이어도 된다.

또한, 본 발명의 기판 가열 장치에서는, 예를 들어 제1 실시 형태와 같이, 천장판부에 설치된 냉각부가 펠티에 소자나 냉각 매체의 통류로인 경우에는, 가열 처리 시에 적재대의 외주로부터 퍼지 가스를 공급하고, 천장판부의 중앙부로부터 배기하는 구성에도 적용할 수 있다.

1, 12 : 기판 가열 장치
2 : 열판
23 : 승강 핀
24 : 승강 기구
3, 8 : 천장판부
310 : 통류로
4, 83 : 가스 공급부
45, 831 : 가스 토출구
5 : 펠티에 소자
7 : 냉각판
86 : 냉각 기구
61, 87 : 배기구
100 : 제어부
W : 반도체 웨이퍼

Claims

적재대에 적재된 기판을, 기판의 하면측으로부터 가열하여 가열 처리하는 기판 가열 장치에 있어서,
기판을 적재대의 적재면과 당해 적재면보다도 상방 위치의 사이에서 승강시키는 승강부와,
상기 적재대의 적재면과 대향하도록 설치된 천장판부와,
상기 천장판부에 설치된 냉각부와,
상기 천장판부의 하면에 각각 개구되고, 기판의 주연부보다도 중앙 근방의 위치에 대향하는 부위에 형성된 제1 가스 토출구 및 상기 제1 가스 토출구보다도 천장판부의 주연측에 형성된 제2 가스 토출구를 포함하는 가스 공급부와,
상기 기판의 주연부측으로부터 배기하기 위한 배기구와,
상기 냉각부에 의해 천장판부를 냉각하고, 가열 처리가 종료된 후의 기판을, 상기 승강부에 의해 상기 적재대의 적재면으로부터 상기 천장판부의 근방 위치까지 상승시키도록 제어 신호를 출력하는 제어부를 구비하고,
상기 제어부는, 상기 천장판부의 근방 위치까지 상승한 기판에 대하여, 상기 제1 및 2 가스 토출구로부터의 가스의 토출량과 상기 배기구로부터의 배기량을 제어하여, 상기 기판의 중앙부로부터 당해 기판의 주연부를 향하는 가스류에 의한 베르누이 효과에 의해 기판의 중앙부에 부압을 발생시키는 스텝을 실행하도록 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
제1항에 있어서, 상기 냉각부는 펠티에 소자이고, 상기 천장판부는 당해 펠티에 소자에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
제1항에 있어서, 상기 냉각부는 냉각 매체의 통류로이고, 상기 천장판부는 당해 냉각 매체에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각부는 상기 천장판부의 하면에 개구되고, 상기 기판에 공급하기 위한 냉각 가스의 유로인 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 배기구는 천장판부의 근방 위치에 있는 기판보다도 높은 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적재대의 측방에는 기판을 보조적으로 냉각하기 위한 냉각체가 설치되고,
상기 제어부는 상기 천장판부에 설치된 냉각부에 의해 기판을 냉각한 후의 기판을 상기 냉각체에 의해 냉각하도록 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 기판 가열 장치.
기판의 적재대의 적재면과 대향하도록 설치된 천장판부의 하면에 각각 개구되고, 기판의 주연부보다도 중앙 근방의 위치에 대향하는 부위에 형성된 제1 가스 토출구 및 상기 제1 가스 토출구보다도 천장판부의 주연측에 형성된 제2 가스 토출구를 포함하는 가스 공급부와, 상기 기판의 주연부측으로부터 배기하기 위한 배기구를 구비한 기판 가열 장치를 사용하여,
기판을 적재대에 적재하는 공정과,
이어서 상기 기판을 당해 기판의 하면측으로부터 가열하여 가열 처리하는 공정과,
상기 천장판부에 설치된 냉각부에 의해 천장판부를 냉각하는 공정과,
가열 처리 후의 기판을 승강부에 의해 상기 적재대의 적재면으로부터 상승시켜, 당해 적재면과 대향하도록 설치된 천장판부의 근방 위치까지 상승시키는 공정과,
상기 천장판부에 의해 기판을 냉각하는 공정과,
상기 제1 및 2 가스 토출구로부터의 가스의 토출량과 상기 배기구로부터의 배기량을 제어하여, 상기 기판의 중앙부로부터 당해 기판의 주연부를 향하는 가스류에 의한 베르누이 효과에 의해 기판의 중앙부에 부압을 발생시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가열 방법.
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