KR20160024741A - 감압 건조 장치, 기판 처리 장치 및 감압 건조 방법 - Google Patents

감압 건조 장치, 기판 처리 장치 및 감압 건조 방법 Download PDF

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Abstract

감압 건조 장치에 있어서, 보다 원하는 감압 속도에 가까운 감압 속도로 감압 처리를 행하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 감압 건조 장치(1)는, 챔버(20) 내로 처리액이 부착된 기판 G를 수용하고, 챔버(20) 내를 감압함으로써, 기판 G를 건조시킨다. 감압 건조 장치(1)는, 기판 G를 수용하는 챔버(20)와, 감압 배기 수단(30)과, 감압 배기의 유량을 조절하는 밸브(45)와, 챔버(20) 내의 감압 곡선 데이터를 취득하는 학습 수단(80)과, 목표 압력치 및 목표 도달 시간이 입력되는 입력 수단(70)과, 밸브(45)의 개도를 제어하는 제어부(60)를 가진다. 제어부(60)는, 사용하는 챔버(20)의 설치 환경에 있어서의 감압 곡선 데이터를 취득하고, 상기 감압 곡선 데이터와, 목표 압력치 및 목표 도달 시간에 의거하여 밸브(45)의 개도를 조절한다. 이것에 의해, 장치의 개체차나 설치 환경에 관계없이, 보다 원하는 감압 속도에 가까운 감압 속도로 감압 처리를 행할 수 있다.

Description

감압 건조 장치, 기판 처리 장치 및 감압 건조 방법{REDUCED PRESSURE DRYING APPARATUS, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, AND REDUCED PRESSURE DRYING METHOD}
본 발명은, 처리액이 부착된 기판을 감압 건조하는 기술에 관한 것이다.
종래, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 유리 기판, PDP용 유리 기판, 포토마스크용 유리 기판, 칼라 필터용 기판, 기록 디스크용 기판, 태양 전지용 기판, 전자 페이퍼용 기판 등의 정밀 전자 장치용 기판의 제조 공정에서는, 기판에 도포된 처리액을 건조시키기 위해, 감압 건조 장치가 사용된다. 이러한 감압 건조 장치는, 기판을 수용하는 챔버와, 챔버 내의 기체를 배출하는 배기 장치를 가진다. 종래의 감압 건조 장치에 대해서는, 예를 들면, 특허 문헌 1에 기재되어 있다.
기판에 도포한 포토레지스트 등의 처리액을 건조시켜 박막을 형성시키는 경우, 급격한 감압을 행하면, 돌비(突沸)가 발생할 우려가 있다. 돌비는, 기판 표면에 도포된 포토레지스트 중의 용제 성분이 급격하게 증발함으로써 발생한다. 감압 건조 처리 중에 돌비가 생기면, 포토레지스트의 표면에 작은 거품이 형성되는 탈포 현상이 발생한다. 그 때문에, 감압 건조 처리에 있어서, 초기 단계에서는 챔버 내를 급격하게 감압하지 않고, 단계적으로 감압을 행할 필요가 있다.
일본국 특허공개 2006-261379호 공보
챔버 내의 압력을 단계적으로 변경하기 위해서는, 감압 속도를 조절할 필요가 있다. 특허 문헌 1에 기재된 감압 건조 장치에서는, 감압 처리 중, 챔버 내의 기체를 배기하면서, 불활성 가스를 챔버 내로 공급함으로써, 감압 속도를 조절하고 있다. 또, 감압 속도를 적절히 조절하기 위해, 불활성 가스의 공급원과 챔버 사이에 복수 단계로 개도를 변경할 수 있는 밸브가 설치되어 있다.
또, 챔버 내의 감압 속도를 조절하는 그 외의 방법으로서, 챔버와 배기 장치 사이에, 복수 단계로 개도를 변경할 수 있는 밸브를 설치해도 된다. 이 경우, 챔버로부터의 배기량을 단계적으로 조정할 수 있다.
불활성 가스의 공급량 및 챔버로부터의 배기량 중 어느 하나를 조정하는 경우여도, 원하는 감압 속도로 감압 처리를 행하기 위해서는, 상기 밸브를, 그 감압 속도에 따른 개도로 설정할 필요가 있다. 그러나, 동일 기종의 감압 건조 장치에 대해 동일한 밸브 개도를 설정한 경우여도, 장치의 개체차나 설치 환경의 차이 등에 따라, 감압 속도에 편차가 발생한다. 그 때문에, 원하는 감압 속도와 현실의 감압 속도 사이에 괴리가 생기는 경우가 있었다.
본 발명은, 이러한 사정을 감안한 것이며, 복수 단계로 개도를 변경할 수 있는 밸브를 가지는 감압 건조 장치에 있어서, 보다 원하는 감압 속도에 가까운 감압 속도로 감압 처리를 행할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 원의 제1 발명은, 처리액이 부착된 기판을 감압 건조하는 감압 건조 장치로서, 상기 기판을 수용하는 챔버와, 상기 챔버 내를 감압 배기하는 감압 배기 수단과, 상기 챔버와 상기 감압 배기 수단 사이에 개재하며, 그 개도에 따라 감압 배기의 유량을 조절하는 밸브와, 상기 밸브의 소정의 개도마다, 감압 배기에 의한 상기 챔버 내의 압력 변화를 나타내는 감압 곡선 데이터를 취득하는 학습 수단과, 목표 압력치 및 목표 도달 시간이 입력되는 입력 수단과, 상기 밸브의 개도를 제어하는 제어부를 가지며, 상기 제어부는, 상기 감압 곡선 데이터와, 입력된 상기 목표 압력치 및 상기 목표 도달 시간에 의거하여 상기 밸브의 개도를 조절한다.
본 원의 제2 발명은, 제1 발명의 감압 건조 장치로서, 상기 입력 수단에는, 연속하는 복수의 상기 목표 압력치 및 상기 목표 도달 시간이 입력된다.
본 원의 제3 발명은, 제1 발명의 감압 건조 장치로서, 복수의 상기 밸브를 가지며, 상기 제어부는, 복수의 상기 밸브 모두를 동일한 개도로 동작시킨다.
본 원의 제4 발명은, 제1 발명의 감압 건조 장치로서, 상기 밸브는, 밸브의 각도를 바꿈으로써 개도를 조절한다.
본 원의 제5 발명은, 제1 발명의 감압 건조 장치로서, 상기 감압 곡선 데이터는, 시간의 경과에 따라 상기 챔버 내의 압력이 하강하는 압력 하강부와, 상기 챔버 내의 압력이 소정의 압력치에서 안정되는 압력 안정부를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 목표 압력치가 상기 챔버 내의 원래의 압력치보다 낮은 기간에서는 상기 압력 하강부를 참조하여 상기 밸브의 개도를 설정하고, 상기 목표 압력치가 상기 챔버 내의 원래의 압력치와 동일한 기간에서는 상기 압력 안정부를 참조하여 상기 밸브의 개도를 설정한다.
본 원의 제6 발명은, 제1 발명의 감압 건조 장치로서, 복수의 상기 챔버를 가지며, 상기 학습 수단은, 상기 챔버의 각각에 대해, 고유의 상기 감압 곡선 데이터를 취득한다.
본 원의 제7 발명은, 상기 기판에 대해 레지스트액의 도포와 현상을 행하는 기판 처리 장치로서, 노광 처리 전의 상기 기판에 상기 레지스트액을 도포하는 도포부와, 상기 레지스트액이 부착된 상기 기판을 감압 건조하는, 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 감압 건조 장치와, 상기 노광 처리가 실시된 상기 기판에 대해 현상 처리를 행하는 현상부를 가진다.
본 원의 제8 발명은, 처리액이 부착된 기판을 챔버 내로 수용하여 상기 챔버 내를 감압함으로써, 상기 기판을 건조시키는 감압 건조 방법으로서, a) 상기 챔버로부터의 감압 배기의 유량을 조절하는 밸브의 소정의 개도마다, 감압 배기에 의한 상기 챔버 내의 압력 변화를 나타내는 감압 곡선 데이터를 취득하는 학습 공정과, b) 목표 압력치 및 목표 도달 시간을 입력하는 입력 공정과, c) 상기 공정 a) 및 상기 공정 b) 후에, 상기 감압 곡선 데이터와, 입력된 상기 목표 압력치 및 목표 도달 시간에 의거하여, 상기 밸브의 개도를 조절하는 감압 건조 공정을 가진다.
본 원의 제9 발명은, 제8 발명의 감압 건조 방법으로서, 상기 공정 b)에 있어서, 연속하는 복수의 상기 목표 압력치 및 상기 목표 도달 시간이 입력된다.
본 원의 제10 발명은, 제8 발명 또는 제9 발명의 감압 건조 방법으로서, 상기 감압 곡선 데이터는, 시간의 경과에 따라 상기 챔버 내의 압력이 하강하는 압력 하강부와, 상기 챔버 내의 압력이 소정의 압력치에서 안정되는 압력 안정부를 포함하며, 상기 공정 c)에 있어서, 상기 목표 압력치가 상기 챔버 내의 원래의 압력치보다 낮은 기간에서는 상기 압력 하강부를 참조하여 상기 밸브의 개도를 설정하고, 상기 목표 압력치가 상기 챔버 내의 원래의 압력치와 동일한 기간에서는 상기 압력 안정부를 참조하여 상기 밸브의 개도를 설정한다.
본 원의 제1 발명으로부터 제10 발명에 의하면, 사용하는 챔버의 설치 환경에 있어서의 감압 곡선 데이터를 취득하고, 상기 감압 곡선 데이터에 의거하여, 밸브의 개도를 조절한다. 이 때문에, 장치의 개체차나 설치 환경에 관계없이, 보다 원하는 감압 속도에 가까운 감압 속도로 감압 처리를 행할 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 관련된 기판 처리 장치의 구성을 나타낸 개략도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 관련된 감압 건조 장치의 구성을 나타낸 개략도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 관련된 감압 건조 처리의 흐름을 나타낸 플로차트이다.
도 4는 제1 실시 형태에 관련된 감압 곡선 데이터의 일례를 나타낸 도이다.
도 5는 제1 실시 형태에 관련된 목표 감압 파형의 일례를 나타낸 도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.
＜1. 제1 실시 형태＞
＜1-1. 기판 처리 장치의 구성＞
도 1은, 제1 실시 형태에 관련된 감압 건조 장치(1)를 구비한 기판 처리 장치(9)의 구성을 나타낸 개략도이다. 본 실시 형태의 기판 처리 장치(9)는, 액정 표시 장치용 유리 기판 G에 대해, 레지스트액의 도포, 노광, 및 노광 후의 현상을 행하는 장치이다. 이하에서는, 액정 표시 장치용 유리 기판 G를 「기판 G」라고 칭한다.
기판 처리 장치(9)는, 복수의 처리부로서, 반입부(90), 세정부(91), 디하이드베이크(dehydration bake)부(92), 도포부(93), 감압 건조부로서의 감압 건조 장치(1), 프리베이크(pre-bake)부(94), 노광부(95), 현상부(96), 린스부(97), 포스트베이크(post-bake)부(98), 및 반출부(99)를 가진다. 기판 처리 장치(9)의 각 처리부는, 상기의 순서로 서로 인접해서 배치된다. 기판 G는, 반송 기구(도시하지 않음)에 의해, 파선 화살표로 나타내는 바와 같이, 처리의 진행에 따라 각 처리부에 상기의 순서로 반송된다.
반입부(90)는, 기판 처리 장치(9)에 있어서 처리되는 기판 G를, 기판 처리 장치(9) 내에 반입한다. 세정부(91)는, 반입부(90)로 반입된 기판 G를 세정하고, 미세한 파티클을 비롯하여, 유기 오염이나 금속 오염, 유지, 자연 산화막 등을 제거한다. 디하이드베이크부(92)는, 기판 G를 가열하여, 세정부(91)에 있어서 기판 G에 부착된 세정액을 기화시킴으로써, 기판 G를 건조시킨다.
도포부(93)는, 디하이드베이크부(92)에서 건조 처리를 행한 후의 기판 G에 대해, 그 표면에 처리액을 도포한다. 본 실시 형태의 도포부(93)에서는, 기판 G의 표면에 레지스트액을 도포한다. 그리고, 감압 건조 장치(1)는, 기판 G의 표면에 도포된 상기 레지스트액의 용매를 감압에 의해 증발시켜, 기판 G를 건조시킨다. 프리베이크부(94)는, 감압 건조 장치(1)에 있어서 감압 건조 처리가 실시된 기판 G를 가열하여, 기판 G 표면의 레지스트 성분을 고체화시키는 가열 처리부이다. 이것에 의해, 기판 G의 표면에 처리액의 박막, 즉 레지스트막이 형성된다.
다음에, 노광부(95)는, 레지스트막이 형성된 기판 G의 표면에 대해, 노광 처리를 행한다. 노광부(95)는, 회로 패턴이 묘화된 마스크를 통해 원자외선을 조사하고, 레지스트막에 패턴을 전사한다. 현상부(96)는, 노광부(95)에 있어서 패턴이 노광된 기판 G를 현상액에 담그고, 현상 처리를 행한다.
린스부(97)는, 현상부(96)에 있어서 현상 처리한 기판 G를 린스액으로 헹군다. 이것에 의해, 현상 처리의 진행을 정지시킨다. 포스트베이크부(98)는, 기판 G를 가열하여, 린스부(97)에 있어서 기판 G에 부착된 린스액을 기화시킴으로써, 기판 G를 건조시킨다. 기판 처리 장치(9)의 각 처리부에 있어서 처리가 실시된 기판 G는, 반출부(99)로 반송된다. 그리고, 반출부(99)로부터 기판 G가 기판 처리 장치(9)의 외부로 반출된다.
또한, 본 실시 형태의 기판 처리 장치(9)는 노광부(95)를 가지고 있지만, 본 발명의 기판 처리 장치에 있어서는, 노광부가 생략되어 있어도 된다. 그 경우, 기판 처리 장치를, 별체의 노광 장치와 조합해서 사용하면 된다.
＜1-2. 감압 건조 장치의 구성＞
도 2는, 본 실시 형태에 관련된 감압 건조 장치(1)의 구성을 나타낸 개략도이다. 감압 건조 장치(1)는, 상기 서술한 대로, 레지스트액 등의 처리액이 도포된 기판 G를 감압 건조하는 장치이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 감압 건조 장치(1)는, 챔버(20), 배기 펌프(30), 배관부(40), 불활성 가스 공급부(50), 제어부(60) 및 입력부(70)를 가진다.
챔버(20)는, 베이스부(21) 및 뚜껑부(22)를 가진다. 베이스부(21)는, 대략 수평으로 확장되는 판형상의 부재이다. 뚜껑부(22)는, 베이스부(21)의 상방을 덮는 뚜껑이 있는 통형상의 부재이다. 베이스부(21) 및 뚜껑부(22)에 의해 구성되는 케이스의 내부에는, 기판 G가 수용된다. 또, 뚜껑부(22)의 하단부에는, 시일재(221)가 구비되어 있다. 이것에 의해, 베이스부(21)와 뚜껑부(22)의 접촉 개소에 있어서의, 챔버(20)의 내부와 외부의 연통이 차단된다.
베이스부(21)에는, 배기구(23)가 설치되어 있다. 이것에 의해, 챔버(20) 내의 기체를, 배기구(23)를 통하여 챔버(20) 밖으로 배출할 수 있다. 본 실시 형태의 챔버(20)에는, 4개의 배기구(23)가 설치되어 있다. 도 2에는, 4개의 배기구(23) 중 2개의 23 만이 도시되어 있다. 또한, 챔버(20)에 설치되는 배기구(23)의 수는 1개, 2개, 또는 3개여도 되고, 5개 이상이어도 된다.
챔버(20)의 내부에는, 지지 기구(24)가 설치되어 있다. 지지 기구(24)는, 지지판(241), 복수의 지지 핀(242) 및 지지기둥(243)을 가진다. 지지판(241)은, 대략 수평으로 확장되는 판형상의 부재이다. 지지판(241)은, 복수의 지지 핀(242)을 유지한다. 복수의 지지 핀(242)은, 그 상단에 기판 G가 올려 놓아지고, 기판 G를 이면으로부터 지지한다. 지지 핀(242)은 각각, 지지판(241)으로부터 상방으로 연장된다. 복수의 지지 핀(242)은, 수평 방향으로 분산해서 배치된다. 이것에 의해, 기판 G가 안정적으로 지지된다. 지지기둥(243)은, 지지판(241)을 지지하는 부재이다. 지지기둥(243)의 하단부는, 베이스부(21)에 고정되어 있다. 또한, 지지기둥(243)의 하단부는, 승강 장치 등의 다른 부재에 고정되어도 된다.
또, 챔버(20)에는, 챔버(20) 내의 압력을 측정하는 압력 센서(25)가 설치되어 있다. 본 실시 형태의 압력 센서(25)는, 베이스부(21)에 설치되어 있지만, 배관부(40)의 개별 배관(41) 또는 제1 공유 배관(42)에, 압력 센서가 설치되어도 된다.
배기 펌프(30)는, 챔버(20) 내의 기체를 배출하는 펌프이다. 배기 펌프(30)는, 배관부(40)를 통하여 챔버(20)의 배기구(23)와 접속되어 있다. 이것에 의해, 배기 펌프(30)가 구동하면, 배기구(23) 및 배관부(40)를 통하여 챔버(20) 내의 기체가 감압 건조 장치(1)의 외부로 배출된다. 이 배기 펌프(30)는, 일정한 출력으로 구동함으로써, 챔버(20) 내를 감압 배기하는 감압 배기 수단이다. 챔버(20)로부터의 배기 속도의 조절은, 후술하는 밸브(45)에 의해 행해진다.
배관부(40)는, 4개의 개별 배관(41), 제1 공유 배관(42), 제2 공유 배관(43) 및 2개의 분기 배관(44)을 가진다. 개별 배관(41)은 각각, 상류측의 단부가 배기구(23)에 접속되며, 하류측의 단부가 제1 공유 배관(42)에 접속된다. 또한 본 실시 형태에서는, 2개의 개별 배관(41)의 하류측의 단부가 제1 공유 배관(42)의 일단에 접속되며, 다른 2개의 개별 배관(41)의 하류측의 단부가 제1 공유 배관(42)의 타단에 접속된다.
제2 공유 배관(43)은, 하류측의 단부가 배기 펌프(30)에 접속된다. 2개의 분기 배관(44)은 각각, 상류측의 단부가 제1 공유 배관(42)의 관로 도중에 접속되며, 하류측의 단부가 제2 공유 배관(43)의 상류측의 단부에 접속된다. 이것에 의해, 챔버(20)의 내부와 배기 펌프(30)는, 4개의 배기구(23), 4개의 개별 배관(41), 제1 공유 배관(42), 2개의 분기 배관(44) 및 제2 공유 배관(43)을 통하여 연통한다.
분기 배관(44)에는 각각, 밸브(45)가 끼워져 있다. 밸브(45)는, 챔버(20)와 배기 펌프(30) 사이에 개재하여, 감압 배기의 유량을 조절한다. 본 실시 형태의 밸브(45)는, 밸브의 각도를 바꿈으로써 그 개도를 조절하는 버터플라이 밸브이다. 또한, 본 실시 형태에서는 밸브(45)에 버터플라이 밸브가 이용되고 있지만, 그 개도에 따라 감압 배기의 유량을 조절할 수 있는 밸브이면 글로브 밸브(옥형(玉型) 밸브)나, 그 외의 밸브가 이용되어도 된다.
또, 본 실시 형태에서는, 2개의 밸브(45)는, 동일한 개도로 동작한다. 즉, 제어부(60)가 밸브(45)의 개도를 20%로 설정하면, 2개의 밸브(45)의 개도가 함께 20%로 조절된다.
불활성 가스 공급부(50)는, 챔버(20) 내로 불활성 가스를 공급한다. 불활성 가스 공급부(50)는, 불활성 가스 공급 배관(51), 불활성 가스 공급원(52) 및 개폐 밸브(53)를 가진다. 불활성 가스 공급 배관(51)은, 일단이 챔버(20)의 내부 공간에 접속하며, 타단이 불활성 가스 공급원(52)에 접속한다. 본 실시 형태의 불활성 가스 공급원(52)은, 불활성 가스로서, 건조한 질소 가스를 공급한다. 개폐 밸브(53)는, 불활성 가스 공급 배관(51)에 끼워져 있다. 이 때문에, 개폐 밸브(53)가 개방되면, 불활성 가스 공급원(52)으로부터 챔버(20) 내로 불활성 가스가 공급된다. 또, 개폐 밸브(53)가 폐쇄되면, 불활성 가스 공급원(52)으로부터 챔버(20)로의 불활성 가스의 공급이 정지된다.
또한, 불활성 가스 공급부(50)는, 질소 가스 대신에, 아르곤 가스 등의 다른 건조한 불활성 가스를 공급하는 것이어도 된다. 또, 감압 건조 장치(1)는, 불활성 가스 공급부(50) 대신에, 대기를 공급하는 대기 공급부를 가지고 있어도 된다.
제어부(60)는, 감압 건조 장치(1)의 각 부를 제어한다. 도 2 중에 개념적으로 나타내는 바와 같이, 제어부(60)는, CPU 등의 연산 처리부(61), RAM 등의 메모리(62) 및 하드 디스크 드라이브 등의 기억부(63)를 가지는 컴퓨터에 의해 구성되어 있다. 또, 제어부(60)는, 압력 센서(25), 배기 펌프(30), 2개의 밸브(45), 개폐 밸브(53) 및 입력부(70)와, 각각 전기적으로 접속되어 있다.
제어부(60)는, 기억부(63)에 기억된 컴퓨터 프로그램이나 데이터를, 메모리(62)에 일시적으로 읽어내고, 상기 컴퓨터 프로그램 및 데이터에 의거하여, 연산 처리부(61)가 연산 처리를 행함으로써, 감압 건조 장치(1) 내의 각 부의 동작을 제어한다. 이것에 의해, 감압 건조 장치(1)에 있어서의 감압 건조 처리가 실행된다. 또한, 제어부(60)는, 감압 건조 장치(1) 만을 제어하는 것이어도 되고, 기판 처리 장치(9)의 전체를 제어하는 것이어도 된다.
입력부(70)는, 사용자가 목표 압력치 및 목표 도달 시간을 입력하기 위한 입력 수단이다. 본 실시 형태의 입력부(70)는, 기판 처리 장치(9)에 설치된 입력 패널이지만, 입력부(70)는, 그 외의 형태의 입력 수단(예를 들면, 키보드나 마우스 등)이어도 된다. 목표 압력치 및 목표 도달 시간이 입력부(70)로 입력되면, 상기 데이터는 제어부(60)로 도입되다.
＜1-3. 감압 건조 처리의 흐름＞
계속해서, 이 감압 건조 장치(1)에 있어서의 감압 건조 처리에 대해서, 도 3~도 5를 참조하면서 설명한다. 도 3은, 감압 건조 장치(1)에 있어서의 감압 건조 처리의 흐름을 나타낸 플로차트이다. 도 4는, 감압 곡선 데이터 D의 일례를 나타낸 도이다. 도 5는, 목표 감압 파형 R의 일례를 나타낸 도이다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 감압 건조 장치(1)는, 처음에 학습 공정을 행한다(단계 ST101). 학습 공정에 있어서, 감압 건조 장치(1)는, 미리 결정된 밸브(45)의 개도마다, 감압 배기에 의한 챔버(20) 내의 압력 변화를 나타내는 감압 곡선 데이터 D(도 4 참조)를 취득한다.
단계 ST101의 학습 공정에서는, 대기 개방에 의해 챔버(20) 내의 압력을 대기압인 100,000[Pa]로 한 후, 배기 펌프(30)를 구동시킴과 함께, 소정의 개도로 밸브(45)를 개방한다. 그리고, 밸브(45)의 개방 후 소정의 시간이 경과할 때까지, 압력 센서(25)에 의해 챔버(20) 내의 압력 변화를 계측한다. 이것에 의해, 제어부(60)는, 감압 곡선 데이터 D를 취득한다. 이러한 압력 계측을 미리 결정된 개도마다 행함으로써, 복수의 개도에 대해서 각각 감압 곡선 데이터 D가 취득된다. 감압 곡선 데이터 D는, 예를 들면, 밸브(45)의 개도마다, 경과 시간과 압력치의 대응 관계를 나타낸 테이블 데이터로서, 기억부(63) 내에 유지된다.
본 실시 형태에서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 밸브(45)의 개도가 5%, 7%, 8%, 10%, 12%, 15%, 20%, 50% 및 100%인 경우에 대해서, 각각 감압 곡선 데이터 D를 취득한다. 이와 같이, 본 실시 형태에서는, 압력 센서(25) 및 제어부(60)가, 밸브(45)의 소정의 개도마다 감압 곡선 데이터 D를 취득하는 학습 수단(80)을 구성한다.
본 실시 형태에서는, 단계 ST101의 학습 공정을 행한 후, 기판 G의 감압 건조 처리가 진행된다. 우선, 목표 압력치 및 목표 도달 시간이 입력 수단(70)으로 입력된다(단계 ST102). 본 실시 형태에서는, 연속하는 복수의 목표 압력치 및 목표 도달 시간이, 입력 수단(70)으로 입력된다. 상기 복수의 목표 압력치 및 목표 도달 시간에 의해 구성되는 목표 감압 파형 R의 일례가, 도 5에 나타나 있다.
도 5의 예의 목표 감압 파형 R에서는, 제1 기간 T1에서는, 목표 압력치가 10,000[Pa], 목표 도달 시간이 20[sec]이다. 제2 기간 T2에서는, 목표 압력치가 400[Pa], 목표 도달 시간이 10[sec]이다. 제3 기간 T3에서는, 목표 압력치가 400[Pa], 목표 도달 시간이 10[sec]이다. 즉, 제3 기간 T3에서는, 압력치를 400[Pa]로 유지하는 것을 목표로 한다. 또, 제4 기간 T4에서는, 목표 압력치가 20[Pa], 목표 도달 시간이 5[sec]이다. 그리고, 제4 기간 T4에서 목표 압력치에 도달한 후, 불활성 가스 퍼지에 의해 챔버(20) 내의 압력을 대기압까지 되돌린다. 도 5의 예의 목표 감압 파형 R과 같이, 단계적으로 감압을 행함으로써, 기판 G의 표면에 도포된 처리액이 돌비하는 것이 억제된다.
다음에, 챔버(20) 내에 기판 G가 반입된다(단계 ST103). 이 때, 밸브(45) 및 개폐 밸브(53)가 폐쇄된 상태로, 챔버(20)의 뚜껑부(22)를 챔버 개폐 기구(도시하지 않음)에 의해 상승시킨다. 이것에 의해, 챔버(20)가 개방된다. 그리고, 처리액이 도포된 기판 G가 챔버(20) 내로 반입되어, 지지 핀(242) 상에 올려 놓아진다. 그 후, 챔버 개폐 기구에 의해 뚜껑부(22)를 하강시킨다. 이것에 의해, 챔버(20)가 폐쇄되고, 챔버(20) 내로 기판 G가 수용된다.
본 실시 형태에서는, 단계 ST102의 입력 공정 후에 단계 ST103의 기판의 반입 공정이 행해지지만, 단계 ST102와 단계 ST103의 순서는 역이어도 된다.
계속해서, 단계 ST102에 있어서 입력된 목표 압력치 및 목표 도달 시간에 의거하여, 챔버(20) 내를 감압시킴으로써, 처리액이 부착된 기판 G를 건조시킨다(단계 ST104). 단계 ST104에서는, 제어부(60)는, 목표 압력치 및 목표 도달 시간에 의해 구성되는 목표 감압 파형 R을 따른 파형을 가지는 감압 곡선 데이터 D를 선택하고, 상기 감압 곡선 데이터 D에 있어서의 밸브(45)의 개도에 의거하여, 각 기간에 있어서의 밸브(45)의 개도를 선택한다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 감압 곡선 데이터 D는, 각각, 압력 하강부 D1과 압력 안정부 D2를 포함한다. 압력 하강부 D1에서는, 시간의 경과에 따라서 챔버(20) 내의 압력이 하강한다. 한편, 압력 안정부 D2에서는, 챔버(20) 내의 압력과 감압 배기의 배기압이 평형 상태가 되거나, 혹은, 챔버(20) 내로부터 배기 펌프(30)로의 배기량과, 챔버(20) 외부로부터 챔버(20) 내로의 기체의 유입량이 평형 상태가 됨으로써, 챔버(20) 내의 압력이 소정의 압력치에서 안정된다.
단계 ST104에 있어서, 압력이 하강하는 제1 기간 T1, 제2 기간 T2 및 제4 기간 T4에서는, 감압 곡선 데이터 D의 압력 하강부 D1로부터 밸브(45)의 개도를 결정한다. 또, 압력이 유지되는 제3 기간 T3에서는, 감압 곡선 데이터 D의 압력 안정부 D2로부터 밸브(45)의 개도를 결정한다.
예를 들면, 제1 기간 T1에서는, 20[sec] 동안에 대기압 100,000[Pa]에서 10,000[Pa]로 감압할 필요가 있다. 제어부(60)는, 감압 곡선 데이터 D의 압력 하강부 D1을 참조하여, 개도가 8%인 경우, 100,000[Pa]에서 10,000[Pa]로 감압되는 기간이 약 20[sec]인 것에 의거하여, 제1 기간 T1에 있어서의 밸브(45)의 개도를 8%로 설정한다. 즉, 목표 압력치 10,000[Pa]가 챔버(20) 내의 원래의 압력치 100,000[Pa]보다 낮은 제1 기간 T1에서는, 감압 곡선 데이터 D의 압력 하강부 D1을 참조하여 밸브(45)의 개도를 설정한다.
다음에, 제2 기간 T2에서는, 10[sec] 동안에 제1 기간 T1에 있어서의 목표 압력치 10,000[Pa]에서 400[Pa]로 감압할 필요가 있다. 한편, 감압 곡선 데이터 D의 압력 하강부 D1을 참조하면, 개도가 12%인 경우, 10,000[Pa]에서 400[Pa]로 감압되는 기간이 약 9[sec]이다. 또, 개도가 10%인 경우, 10,000[Pa]에서 400[Pa]로 감압되는 기간이 약 12[sec]이다.
이것에 의거하여, 본 실시 형태에서는, 제어부(60)는 제2 기간 T2에 있어서의 밸브(45)의 개도를 10%로 설정한다. 즉, 감압 곡선 데이터 D를 취득한 복수의 개도 중에, 원하는 목표 감압 파형 R에 합치하는 개도가 없는 경우, 본 실시 형태의 제어부(60)는, 근사하는 2개의 개도 중, 개도가 작은 것을 선택한다. 이와 같이, 목표 감압 파형 R보다 감압 속도가 늦은 개도를 선택하면, 챔버(20) 내의 압력이 목표 감압 파형 R보다 저하하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 기판 G 상에 도포된 처리액의 돌비가 더 억제된다. 이 때, 제어부(60)는, 제2 기간 T2를, 개도 10%의 감압 곡선 데이터 D에 의거하여, 12[sec]로 연장해도 된다.
또한, 제어부(60)는, 상기 기간에 있어서 목표 감압 파형 R에 근사하는 2개의 개도로부터, 목표 감압 파형 R에 합치하는 개도를 계산에 의해 산출해도 된다. 그 경우, 제2 기간 T2에 있어서의 밸브(45)의 개도를, 계산에 의해 산출한 개도로 설정한다.
계속해서, 제3 기간 T3에 있어서의 목표 압력치 400[Pa]는, 제2 기간 T2에 있어서의 목표 압력치 400[Pa]와 동일한 압력치이다. 즉, 제3 기간 T3에서는, 10[sec] 동안, 챔버(20) 내의 압력을 400[Pa]로 유지할 필요가 있다. 제어부(60)는, 감압 곡선 데이터 D의 압력 안정부 D2를 참조하여, 개도가 7%인 경우, 약 400[Pa]로 압력이 유지되는 것에 의거하여, 제3 기간 T3에 있어서의 밸브(45)의 개도를 7%로 설정한다. 즉, 목표 압력치 400[Pa]가 챔버(20) 내의 원래의 압력치 400[Pa]과 동일한 제3 기간 T3에서는, 감압 곡선 데이터 D의 압력 안정부 D2를 참조하여 밸브(45)의 개도를 설정한다. 또한, 여기서 말하는 「동일」이란, 대략 동일을 포함하는 것으로 한다.
그리고, 제4 기간 T4에서는, 5[sec] 동안에 제3 기간 T3에 있어서의 목표 압력치 400[Pa]에서 20[Pa]로 감압할 필요가 있다. 제어부(60)는, 감압 곡선 데이터 D의 압력 하강부 D1을 참조하여, 개도 50%인 경우, 400[Pa]에서 20[Pa]로 감압되는 기간이 약 5[sec]인 것에 의거하여, 제4 기간 T4에 있어서의 밸브(45)의 개도를 50%로 설정한다.
제4 기간 T4의 종료 후, 제어부(60)는 밸브(45)를 폐쇄하고, 챔버(20) 내로부터의 배기를 정지한다. 그리고, 개폐 밸브(53)를 개방하여, 불활성 가스 공급원(52)으로부터 챔버(20) 내로의 불활성 가스의 퍼지를 행한다. 이것에 의해, 챔버(20) 내의 기압을 대기압까지 상승시킨다. 챔버(20) 내의 압력이 대기압이 되면, 개폐 밸브(53)가 폐쇄된다. 이것에 의해, 감압 건조 공정이 종료된다.
그 후, 챔버(20)로부터 기판 G가 반출된다(단계 ST105). 단계 ST105에서는, 단계 ST103과 마찬가지로, 밸브(45) 및 개폐 밸브(53)가 폐쇄된 상태로, 챔버(20)의 뚜껑부(22)를 챔버 개폐 기구에 의해 상승시킨다. 이것에 의해, 챔버(20)가 개방된다. 그리고, 감압 건조 처리가 실시된 기판 G가 챔버(20) 밖으로 반출된다.
감압 건조 장치(1)의 설치 환경이 상이하면, 밸브(45)의 개도가 동일해도, 챔버(20) 내의 감압 속도가 각각 상이하다. 그 때문에, 감압 건조 장치(1)의 설치 환경에 따라, 원하는 감압 속도와 현실의 감압 속도 사이에 괴리가 생길 우려가 있다.
본 실시 형태에서는, 단계 ST102, 단계 ST103, 단계 ST104 및 단계 105에서 행해지는 기판 G의 감압 건조 처리 전에 단계 ST101의 학습 공정이 행해진다. 이것에 의해, 감압 건조 장치(1)가 기판 G의 감압 건조 처리를 행할 때와 동일한 설치 환경 하에서, 감압 곡선 데이터 D가 취득된다. 상기 감압 곡선 데이터 D에 의거하여 감압 건조 처리를 행함으로써, 원하는 감압 속도와 현실의 감압 속도 사이에 괴리가 생기는 것이 억제할 수 있다. 즉, 보다 원하는 감압 속도에 가까운 감압 속도로 감압 처리를 행할 수 있다.
또한, 단계 ST101의 학습 공정은, 단계 ST102, 단계 ST103, 단계 ST104 및 단계 105에서 행해지는 기판 G의 감압 건조 처리마다 행해지지 않아도 된다. 상기 학습 공정은, 감압 건조 장치(1)의 설치나 이설(移設) 시에 행해지거나, 정기적인 메인터넌스 시에 행해지는 것이어도 된다.
또, 동일 설계에 의해 제조되는 복수의 감압 건조 장치(1)여도, 제조 오차 등에 의해, 동일 밸브(45)의 개도로 감압 건조 처리를 행해도, 각 감압 건조 장치(1)에 있어서의 챔버(20) 내의 감압 속도에는 편차가 존재한다. 본 실시 형태와 같이, 각 감압 건조 장치(1)에 있어서 감압 건조 처리 전에 감압 곡선 데이터 D를 취득함으로써, 감압 건조 장치(1)의 개체차에 기인하여 원하는 감압 속도와 현실의 감압 속도 사이에 괴리가 생기는 것이 억제할 수 있다. 즉, 보다 원하는 감압 속도에 가까운 감압 속도로 감압 처리를 행할 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태의 감압 건조 장치(1)에 의하면, 장치의 개체차나 설치 환경에 관계없이, 목표 감압 파형 R의 각 기간에 있어서 원하는 감압 속도에 가까운 감압 속도로 감압 처리를 행할 수 있다. 이것에 의해, 레지스트액의 돌비가 억제되어, 평활한 레지스트막을 얻을 수 있다.
＜2. 변형예＞
이상, 본 발명의 일실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은, 상기의 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 이하와 같이 변형 실시되어도 된다.
상기의 실시 형태의 감압 건조 장치에서는, 목표 감압 파형 R의 기간 마다, 각 감압 곡선 데이터에 있어서의 원래의 압력치로부터 목표 압력치까지의 감압에 걸리는 시간과, 목표 도달 시간을 비교함으로써, 밸브의 개도를 설정하고 있었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명의 감압 건조 장치는, 각 감압 곡선 데이터로부터 감압 속도나 감압 가속도 등의 파라미터를 산출하고, 상기 파라미터에 의거하여 밸브의 개도를 설정해도 된다. 또, 본 발명의 감압 건조 장치는, 그 외의 알고리즘을 이용하여, 감압 곡선 데이터에 의거하여 밸브의 개도를 설정해도 된다.
또, 상기의 실시 형태에서는, 감압 건조 장치가 1개의 챔버 만을 가지고 있었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 감압 건조 장치는, 복수의 챔버와, 챔버의 각각에 접속하는 복수의 배관부를 가지고 있어도 된다. 그 경우, 제어부는, 복수의 챔버의 각각에 대해, 고유의 감압 곡선 데이터를 취득하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 챔버마다의 고유의 압력 변화 특성에 대응하여, 목표 감압 파형에 의해 가까운 감압 파형을 실현할 수 있다.
또, 상기의 실시 형태에서는, 배관부가 밸브를 2개 가지고 있었지만, 배관부에 구비되는 밸브는 1개여도 되고, 3개 이상이어도 된다.
또, 상기의 실시 형태에서는, 2개의 밸브를 동일한 개도로 동작시키고 있었지만, 각각 상이한 개도로 동작시켜도 된다. 이 경우, 각각의 밸브의 개도를 조합한 테이블 데이터를 작성하면 된다.
또, 상기의 실시 형태의 감압 건조 장치는, 기판 처리 장치의 일부였지만, 본 발명의 감압 건조 장치는, 다른 처리부와 함께 설치되지 않는 독립된 장치여도 된다. 또, 상기의 실시 형태의 감압 건조 장치는, 레지스트액이 부착된 기판을 건조시키는 것이었지만, 본 발명의 감압 건조 장치는, 그 외의 처리액이 부착된 기판을 건조시키는 것이어도 된다.
또, 상기의 실시 형태의 감압 건조 장치는, 액정 표시 장치용 유리 기판을 처리 대상으로 하고 있었지만, 본 발명의 감압 건조 장치는, PDP용 유리 기판, 반도체 웨이퍼, 포토마스크용 유리 기판, 칼라 필터용 기판, 기록 디스크용 기판, 태양 전지용 기판 등의 다른 정밀 전자 장치용 기판을 처리 대상으로 하는 것이어도 된다.
또, 상기의 실시 형태나 변형예에 등장한 각 요소를, 모순이 생기지 않는 범위에서, 적절히 조합해도 된다.
1 감압 건조 장치 9 기판 처리 장치
20 챔버 23 배기구
24 지지 기구 25 압력 센서
30 배기 펌프 40 배관부
45 밸브 50 불활성 가스 공급부
51 불활성 가스 공급 배관 52 불활성 가스 공급원
53 개폐 밸브 60 제어부
70 입력 수단 70 입력부
80 학습 수단 D 감압 곡선 데이터
D1 압력 하강부 D2 압력 안정부
R 목표 감압 파형 G 기판

Claims (10)

  1. 처리액이 부착된 기판을 감압 건조하는 감압 건조 장치로서,
    상기 기판을 수용하는 챔버와,
    상기 챔버 내를 감압 배기하는 감압 배기 수단과,
    상기 챔버와 상기 감압 배기 수단 사이에 개재하며, 그 개도에 따라 감압 배기의 유량을 조절하는 밸브와,
    상기 밸브의 소정의 개도마다, 감압 배기에 의한 상기 챔버 내의 압력 변화를 나타내는 감압 곡선 데이터를 취득하는 학습 수단과,
    목표 압력치 및 목표 도달 시간이 입력되는 입력 수단과,
    상기 밸브의 개도를 제어하는 제어부를 가지며,
    상기 제어부는, 상기 감압 곡선 데이터와, 입력된 상기 목표 압력치 및 상기 목표 도달 시간에 의거하여 상기 밸브의 개도를 조절하는, 감압 건조 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 입력 수단에는, 연속하는 복수의 상기 목표 압력치 및 상기 목표 도달 시간이 입력되는, 감압 건조 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    복수의 상기 밸브를 가지며,
    상기 제어부는 복수의 상기 밸브 모두를 동일한 개도로 동작시키는, 감압 건조 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 밸브는 밸브의 각도를 바꿈으로써 개도를 조절하는, 감압 건조 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 감압 곡선 데이터는,
    시간의 경과에 따라 상기 챔버 내의 압력이 하강하는 압력 하강부와,
    상기 챔버 내의 압력이 소정의 압력치에서 안정되는 압력 안정부를 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 목표 압력치가 상기 챔버 내의 원래의 압력치보다 낮은 기간에서는 상기 압력 하강부를 참조하여 상기 밸브의 개도를 설정하고, 상기 목표 압력치가 상기 챔버 내의 원래의 압력치와 동일한 기간에서는 상기 압력 안정부를 참조하여 상기 밸브의 개도를 설정하는, 감압 건조 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    복수의 상기 챔버를 가지며,
    상기 학습 수단은 상기 챔버의 각각에 대해, 고유의 상기 감압 곡선 데이터를 취득하는, 감압 건조 장치.
  7. 상기 기판에 대해 레지스트액의 도포와 현상을 행하는 기판 처리 장치로서,
    노광 처리 전의 상기 기판에 상기 레지스트액을 도포하는 도포부와,
    상기 레지스트액이 부착된 상기 기판을 감압 건조하는, 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 감압 건조 장치와,
    상기 노광 처리가 실시된 상기 기판에 대해 현상 처리를 행하는 현상부를 가지는, 기판 처리 장치.
  8. 처리액이 부착된 기판을 챔버 내에 수용하여 상기 챔버 내를 감압함으로써, 상기 기판을 건조시키는 감압 건조 방법으로서,
    a) 상기 챔버로부터의 감압 배기의 유량을 조절하는 밸브의 소정의 개도마다, 감압 배기에 의한 상기 챔버 내의 압력 변화를 나타내는 감압 곡선 데이터를 취득하는 학습 공정과,
    b) 목표 압력치 및 목표 도달 시간을 입력하는 입력 공정과,
    c) 상기 공정 a) 및 상기 공정 b) 후에, 상기 감압 곡선 데이터와, 입력된 상기 목표 압력치 및 목표 도달 시간에 의거하여, 상기 밸브의 개도를 조절하는 감압 건조 공정을 가지는, 감압 건조 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 공정 b)에 있어서, 연속하는 복수의 상기 목표 압력치 및 상기 목표 도달 시간이 입력되는, 감압 건조 방법.
  10. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
    상기 감압 곡선 데이터는,
    시간의 경과에 따라 상기 챔버 내의 압력이 하강하는 압력 하강부와,
    상기 챔버 내의 압력이 소정의 압력치에서 안정되는 압력 안정부를 포함하며,
    상기 공정 c)에 있어서, 상기 목표 압력치가 상기 챔버 내의 원래의 압력치보다 낮은 기간에서는 상기 압력 하강부를 참조하여 상기 밸브의 개도를 설정하고, 상기 목표 압력치가 상기 챔버 내의 원래의 압력치와 동일한 기간에서는 상기 압력 안정부를 참조하여 상기 밸브의 개도를 설정하는, 감압 건조 방법.
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