KR20180110587A - 기판 가열 장치, 기판 처리 시스템 및 기판 가열 방법 - Google Patents

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KR20180110587A
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츠토무 사호다
겐이치 야마야
요시아키 마스
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도오꾜오까고오교 가부시끼가이샤
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Abstract

챔버의 내면에 승화물이 부착되는 것을 억제한다.
실시 형태의 기판 가열 장치는, 용액을 도포한 기판을 수용 가능한 수용 공간이 내부에 형성된 챔버와, 상기 수용 공간의 분위기를 감압 가능한 감압부와, 상기 기판의 일방측 및 타방측 중 적어도 일방에 배치됨과 함께, 상기 기판을 가열 가능한 기판 가열부와, 상기 챔버의 내면의 적어도 일부를 가열 가능한 챔버 가열부를 포함한다.

Description

기판 가열 장치, 기판 처리 시스템 및 기판 가열 방법{SUBSTRATE HEATING APPARATUS, SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM AND SUBSTRATE HEATING METHOD}
본 발명은, 기판 가열 장치, 기판 처리 시스템 및 기판 가열 방법에 관한 것이다.
최근, 전자 디바이스용의 기판으로서, 유리 기판 대신에 플렉시블성을 가진 수지 기판의 시장 요구가 있다. 예를 들어, 이와 같은 수지 기판은, 폴리이미드막을 사용한다. 예를 들어, 폴리이미드막은, 기판에 폴리이미드의 전구체의 용액을 도포한 후, 상기 기판을 가열하는 공정 (가열 공정) 을 거쳐 형성된다. 예를 들어, 폴리이미드의 전구체의 용액으로서는, 폴리아믹산과 용매로 이루어지는 폴리아믹산바니시가 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 및 특허문헌 2 참조).
일본 공개특허공보 2001－210632호 국제 공개 제2009/104371호
그런데, 상기 서술한 가열 공정은, 기판을 수용 가능한 챔버 내에서 실시된다. 그러나, 챔버의 내면에 승화물이 부착된다는 과제가 있었다.
이상과 같은 사정을 감안하여, 본 발명은, 챔버의 내면에 승화물이 부착되는 것을 억제하는 것이 가능한 기판 가열 장치, 기판 처리 시스템 및 기판 가열 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태에 관련된 기판 가열 장치는, 용액을 도포한 기판을 수용 가능한 수용 공간이 내부에 형성된 챔버와, 상기 수용 공간의 분위기를 감압 가능한 감압부와, 상기 기판의 일방측 및 타방측 중 적어도 일방에 배치됨과 함께, 상기 기판을 가열 가능한 기판 가열부와, 상기 챔버의 내면의 적어도 일부를 가열 가능한 챔버 가열부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 챔버의 내면의 적어도 일부를 가열 가능한 챔버 가열부를 포함함으로써, 챔버의 내면의 강온을 억제할 수 있다. 그 때문에, 챔버의 수용 공간 중의 기체가 챔버의 내면에서 냉각되어 고체의 퇴적물 (승화물) 이 되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 챔버의 내면에 승화물이 부착되는 것을 억제할 수 있다.
상기의 기판 가열 장치에 있어서, 상기 챔버는, 상기 기판의 주위를 덮는 둘레벽을 포함하고, 상기 챔버 가열부는, 적어도 상기 둘레벽에 배치되어 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 챔버의 둘레벽의 내면의 강온을 억제할 수 있다. 그 때문에, 챔버의 수용 공간 중의 기체가 챔버의 둘레벽의 내면에서 냉각되어 승화물이 되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 챔버의 둘레벽의 내면에 승화물이 부착되는 것을 억제할 수 있다.
상기의 기판 가열 장치에 있어서, 상기 감압부는, 상기 챔버에 접속된 진공 배관을 포함하고, 상기 진공 배관의 내면의 적어도 일부를 가열 가능한 진공 배관 가열부를 추가로 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 진공 배관의 내면의 강온을 억제할 수 있다. 그 때문에, 진공 배관을 통과하는 기체가 진공 배관의 내면에서 냉각되어 승화물이 되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 진공 배관의 내면에 승화물이 부착되는 것을 억제할 수 있다.
상기의 기판 가열 장치에 있어서, 상기 기판 가열부는, 상기 기판을 적외선에 의해 가열 가능한 적외선 히터를 포함하고, 상기 챔버의 내면의 적어도 일부는, 상기 적외선을 반사하는 챔버측 반사면으로 되어 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 챔버측 반사면에 의해 반사된 적외선의 적어도 일부는 기판에 흡수되기 때문에, 기판의 가열을 촉진할 수 있다. 한편, 챔버측 반사면에 의해 반사된 적외선에 의한 기판의 온도 상승분을 근거로 하여, 적외선 히터의 출력을 저감할 수 있다. 그런데, 오븐에서 열풍을 순환시켜 기판을 가열하는 방식이면, 열풍의 순환에 의해 기판의 수용 공간에 이물질이 휘말릴 가능성이 있다. 이에 대해, 이 구성에 의하면, 기판의 수용 공간의 분위기를 감압한 상태로 기판을 가열할 수 있기 때문에, 기판의 수용 공간에 이물질이 휘말리는 일은 없다. 따라서, 챔버의 내면 또는 기판에 이물질이 부착되는 것을 억제하는데 있어서 바람직하다.
상기의 기판 가열 장치에 있어서, 상기 수용 공간에 불활성 가스를 공급함으로써 상기 수용 공간의 상태를 조정 가능한 가스 공급부와, 상기 가스 공급부로부터 공급되는 상기 불활성 가스를 상기 기판을 향하여 확산되는 가스 확산부를 추가로 포함하고 있어도 된다.
그런데, 불활성 가스를 챔버의 둘레벽의 내면을 향하여 분사하는 구성이면, 불활성 가스가 챔버의 둘레벽의 내면에 충돌한 후에 챔버 내를 대류함으로써, 기판의 수용 공간에 이물질이 휘말릴 가능성이 있다. 이에 대해, 이 구성에 의하면, 불활성 가스가 기판을 향하여 확산되기 때문에, 불활성 가스가 챔버 내를 대류하는 것을 억제하여, 기판의 수용 공간에 이물질이 휘말리는 것을 회피할 수 있다. 따라서, 챔버의 내면 또는 기판에 이물질이 부착되는 것을 억제하는데 있어서 바람직하다.
상기의 기판 가열 장치에 있어서, 상기 가스 공급부는, 상기 챔버에 접속된 가스 공급 배관을 포함하고, 상기 가스 공급 배관의 내면의 적어도 일부를 가열 가능한 가스 공급 배관 가열부를 추가로 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 가스 공급 배관의 내면의 강온을 억제할 수 있다. 그 때문에, 가스 공급 배관을 통과하는 기체가 가스 공급 배관의 내면에서 냉각되어 승화물이 되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 가스 공급 배관의 내면에 승화물이 부착되는 것을 억제할 수 있다.
상기의 기판 가열 장치에 있어서, 상기 수용 공간에 상기 기판을 반입 가능 및 배출 가능한 기판 반출입부와, 상기 기판 반출입부의 적어도 일부를 가열 가능한 기판 반출입부 가열부를 추가로 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 기판 반출입부의 강온을 억제할 수 있다. 그 때문에, 기판 반출입구를 통과하는 기체가 기판 반출입부에서 냉각되어 승화물이 되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 기판 반출입부에 승화물이 부착되는 것을 억제할 수 있다.
상기의 기판 가열 장치에 있어서, 상기 챔버 가열부의 적어도 일부를 상기 챔버의 외방으로부터 덮는 단열 부재를 추가로 구비하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 챔버의 외방으로의 열이동을 억제할 수 있기 때문에, 챔버 가열부에 의해 챔버의 내면을 효율적으로 가열할 수 있다.
상기의 기판 가열 장치에 있어서, 상기 단열 부재의 적어도 일부를 상기 챔버의 외방으로부터 덮는 커버 부재를 추가로 구비하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 챔버 가열부 및 단열 부재를 보호할 수 있기 때문에, 챔버 가열부에 의해 챔버의 내면을 안정되게 효율적으로 가열할 수 있다.
상기의 기판 가열 장치에 있어서, 상기 감압부는, 상기 챔버에 접속된 진공 배관을 포함하고, 상기 진공 배관을 통과하는 기체를 액화함과 함께, 상기 기판에 도포된 상기 용액으로부터 휘발된 용매를 회수 가능한 기체 액화 회수부를 추가로 구비하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 진공 배관을 통과하는 기체를 액화할 수 있기 때문에, 진공 배관을 통과하는 기체가 챔버 내에 역류하는 것을 방지할 수 있다. 더하여, 기판에 도포된 용액으로부터 휘발된 용매를 회수 가능하기 때문에, 용액으로부터 휘발된 용매가 공장측으로 배출되는 것을 방지할 수 있다. 또, 기체 액화 회수부를 감압부 (진공 펌프) 의 라인에 접속한 경우에는, 용액으로부터 휘발된 용매가 다시 액화하여 진공 펌프 내로 역류하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 용액으로부터 휘발된 용매를, 세정액으로서 재이용할 수 있다. 예를 들어, 세정액은, 노즐 선단의 세정, 노즐에 부착된 액을 긁어내는 부재에 부착된 액의 세정 등에 사용할 수 있다.
상기의 기판 가열 장치에 있어서, 상기 기판 가열부는, 상기 기판의 일방측에 배치된 핫 플레이트와, 상기 기판의 타방측에 배치됨과 함께, 상기 기판을 적외선에 의해 가열 가능한 적외선 히터를 포함하고 있어도 된다.
그런데, 오븐에서 열풍을 순환시켜 기판을 가열하는 방식이면, 열풍의 순환에 의해 기판의 수용 공간에 이물질이 휘말릴 가능성이 있다. 이에 대해, 이 구성에 의하면, 기판의 수용 공간의 분위기를 감압한 상태로 기판을 가열할 수 있기 때문에, 기판의 수용 공간에 이물질이 휘말리는 일은 없다. 따라서, 챔버의 내면 또는 기판에 이물질이 부착되는 것을 억제하는데 있어서 바람직하다. 더하여, 기판의 일방측에 배치된 핫 플레이트에 의해, 기판의 가열 온도를 기판의 면내에서 균일화시킬 수 있기 때문에, 막 특성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 핫 플레이트의 일면과 기판의 제 2 면을 맞닿게 한 상태로 기판을 가열함으로써, 기판의 가열 온도의 면내 균일성을 높일 수 있다.
상기의 기판 가열 장치에 있어서, 상기 챔버는, 상기 기판의 일방측에 배치된 저판과, 상기 기판의 타방측에 배치됨과 함께, 상기 저판과 대향하는 천판과, 상기 천판 및 상기 저판의 외주 가장자리에 연결되는 둘레벽을 포함하고, 상기 핫 플레이트는, 상기 저판의 측에 배치되고, 상기 적외선 히터는, 상기 천판의 측에 배치되고, 상기 챔버 가열부는, 적어도 상기 둘레벽에 배치되어 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 핫 플레이트에 의해 챔버의 저판의 내면의 강온을 억제할 수 있다. 더하여, 적외선 히터에 의해 챔버의 천판의 내면의 강온을 억제할 수 있다. 더하여, 챔버 가열부에 의해 챔버의 둘레벽의 내면의 강온을 억제할 수 있다. 즉, 챔버 전체의 내면의 강온을 억제할 수 있다. 그 때문에, 챔버의 수용 공간 중의 기체가 챔버 전체의 내면에서 냉각되어 승화물이 되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 챔버 전체의 내면에 승화물이 부착되는 것을 억제할 수 있다. 더하여, 챔버 가열부가 챔버의 둘레벽에만 배치되어 있는 경우에는, 챔버 가열부가 천판 및 저판에 추가로 배치된 경우와 비교해서, 간소한 구성으로 챔버 전체의 내면에 승화물이 부착되는 것을 억제할 수 있다. 그런데, 챔버의 천판에는 적외선 히터의 지지 부재 등이 배치되기 때문에, 챔버 가열부가 챔버의 천판에 배치되는 경우에는 레이아웃 상의 제약을 받는다. 이에 대해, 이 구성에 의하면, 챔버 가열부가 챔버의 둘레벽에만 배치되어 있기 때문에, 상기 레이아웃 상의 제약을 받는 일은 없다.
상기의 기판 가열 장치에 있어서, 상기 수용 공간에 불활성 가스를 공급함으로써 상기 수용 공간의 상태를 조정 가능한 가스 공급부와, 상기 가스 공급부로부터 공급되는 상기 불활성 가스를 상기 기판을 향하여 확산되는 가스 확산부를 추가로 포함하고, 상기 가스 공급부는, 상기 둘레벽에 있어서의 상기 천판의 측에 접속된 가스 공급 배관을 포함하고 있어도 된다.
그런데, 불활성 가스를 챔버의 둘레벽의 내면을 향하여 분사하는 구성이면, 불활성 가스가 챔버의 둘레벽의 내면에 충돌한 후에 챔버 내를 대류함으로써, 기판의 수용 공간에 이물질이 휘말릴 가능성이 있다. 이에 대해, 이 구성에 의하면, 불활성 가스가 기판을 향하여 확산되기 때문에, 불활성 가스가 챔버 내를 대류하는 것을 억제하여, 기판의 수용 공간에 이물질이 휘말리는 것을 회피할 수 있다. 따라서, 챔버의 내면 또는 기판에 이물질이 부착되는 것을 억제하는데 있어서 바람직하다. 그런데, 챔버의 천판에는 적외선 히터의 지지 부재 등이 배치되기 때문에, 가스 공급 배관이 챔버의 천판에 접속되는 경우에는 레이아웃 상의 제약을 받는다. 이에 대해, 이 구성에 의하면, 가스 공급 배관이 챔버의 둘레벽에 접속되어 있기 때문에, 상기 레이아웃 상의 제약을 받는 일은 없다. 더하여, 가스 공급 배관이 챔버의 둘레벽에 있어서의 천판의 측에 접속되어 있음으로써, 불활성 가스가 천판의 측으로부터 기판을 향하여 보다 널리 확산되기 쉬워지기 때문에, 불활성 가스가 챔버 내를 대류하는 것을 보다 효과적으로 억제하여, 기판의 수용 공간에 이물질이 휘말리는 것을 보다 효과적으로 회피할 수 있다.
상기의 기판 가열 장치에 있어서, 상기 핫 플레이트와 상기 적외선 히터의 사이에 배치됨과 함께, 상기 핫 플레이트를 향하는 상기 적외선을 반사하는 핫 플레이트측 반사면을 갖는 적외선 반사부를 추가로 포함하고, 상기 핫 플레이트는, 상기 적외선 반사부를 재치 가능한 재치면을 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 핫 플레이트와 적외선 히터의 사이에 배치됨과 함께 핫 플레이트를 향하는 적외선을 반사하는 핫 플레이트측 반사면을 포함함으로써, 핫 플레이트에 적외선이 흡수되는 것을 회피할 수 있기 때문에, 적외선에 의한 핫 플레이트의 승온을 억제할 수 있다. 그 때문에, 적외선에 의한 핫 플레이트의 승온에 수반되는 핫 플레이트의 강온 시간을 고려할 필요가 없다. 따라서, 핫 플레이트의 강온에 필요로 하는 택트 타임을 단축화할 수 있다. 더하여, 핫 플레이트측 반사면에 의해 반사된 적외선의 적어도 일부는 기판에 흡수되기 때문에, 기판의 가열을 촉진할 수 있다. 한편, 핫 플레이트측 반사면에 의해 반사된 적외선에 의한 기판의 온도 상승분을 근거로 하여, 적외선 히터의 출력을 저감할 수 있다. 더하여, 핫 플레이트는, 적외선 반사부를 재치 가능한 재치면을 포함함으로써, 기판의 수용 공간의 분위기를 감압하여 진공 상태로 했을 경우, 핫 플레이트에 있어서의 재치면과 적외선 반사부의 사이를 진공 단열할 수 있다. 즉, 재치면과 적외선 반사부의 계면에 있어서의 간극을 단열층으로서 기능시킬 수 있다. 그 때문에, 적외선에 의한 핫 플레이트의 승온을 억제할 수 있다. 한편, 기판의 수용 공간에 질소를 공급 (N2 퍼지) 했을 경우, 재치면과 적외선 반사부의 사이의 진공 단열을 해제할 수 있다. 그 때문에, 핫 플레이트가 강온되어 있을 때에는 적외선 반사부도 강온되어 있다고 추정할 수 있다.
상기의 기판 가열 장치에 있어서, 상기 용액은, 상기 기판의 제 1 면에만 도포되어 있고,
상기 핫 플레이트는, 상기 기판의 제 1 면과는 반대측의 제 2 면의 측에 배치되어 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 핫 플레이트로부터 발생된 열이, 기판의 제 2 면의 측으로부터 제 1 면의 측을 향하여 전달되도록 되기 때문에, 기판을 효과적으로 가열할 수 있다. 더하여, 핫 플레이트로 기판을 가열하고 있는 동안에, 기판에 도포된 용액의 휘발 또는 이미드화 (예를 들어, 성막 중의 가스 빼기) 를 효율적으로 실시할 수 있다.
상기의 기판 가열 장치에 있어서, 상기 핫 플레이트 및 상기 적외선 히터 중 적어도 일방은, 상기 기판을 단계적으로 가열 가능해도 된다.
이 구성에 의하면, 핫 플레이트 및 적외선 히터가 기판을 일정한 온도에서만 가열 가능한 경우와 비교해서, 기판에 도포된 용액의 성막 조건에 적합하도록, 기판을 효율적으로 가열할 수 있다. 따라서, 기판에 도포된 용액을 단계적으로 건조시켜, 양호하게 경화시킬 수 있다.
상기의 기판 가열 장치에 있어서, 상기 핫 플레이트 및 상기 적외선 히터 중 적어도 일방과 상기 기판의 상대 위치를 조정 가능한 위치 조정부를 추가로 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 상기 위치 조정부를 구비하지 않은 경우와 비교해서, 기판의 가열 온도를 조정하기 쉬워진다. 예를 들어, 기판의 가열 온도를 높게 하는 경우에는 핫 플레이트 및 적외선 히터와 기판을 근접시키고, 기판의 가열 온도를 낮게 하는 경우에는 핫 플레이트 및 적외선 히터와 기판을 이반시킬 수 있다. 따라서, 기판을 단계적으로 가열하기 쉬워진다.
상기의 기판 가열 장치에 있어서, 상기 위치 조정부는, 상기 기판을 상기 핫 플레이트와 상기 적외선 히터의 사이에서 이동 가능하게 하는 이동부를 추가로 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 기판을 핫 플레이트와 적외선 히터의 사이에서 이동시킴으로써, 핫 플레이트 및 적외선 히터 중 적어도 일방을 정위치에 배치한 상태로, 기판의 가열 온도를 조정할 수 있다. 따라서, 핫 플레이트 및 적외선 히터 중 적어도 일방을 이동 가능하게 하는 장치를 별도 형성할 필요가 없기 때문에, 간소한 구성으로 기판의 가열 온도를 조정할 수 있다.
상기의 기판 가열 장치에 있어서, 상기 핫 플레이트와 상기 적외선 히터의 사이에는, 상기 기판을 반송 가능하게 하는 반송부가 형성되어 있고, 상기 반송부에는, 상기 이동부를 통과 가능하게 하는 통과부가 형성되어 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 기판을 핫 플레이트와 적외선 히터의 사이에서 이동시키는 경우에, 통과부를 통과시킬 수 있기 때문에, 반송부를 우회하여 기판을 이동시킬 필요가 없다. 따라서, 반송부를 우회하여 기판을 이동시키기 위한 장치를 별도 형성할 필요가 없기 때문에, 간소한 구성으로 기판의 이동을 순조롭게 실시할 수 있다.
상기의 기판 가열 장치에 있어서, 상기 이동부는, 상기 기판의 제 1 면과는 반대측의 제 2 면을 지지 가능하고 또한 상기 제 2 면의 법선 방향으로 이동 가능한 복수의 핀을 포함하고, 상기 복수의 핀의 선단은, 상기 제 2 면과 평행한 면내에 배치되어 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 기판을 안정적으로 지지한 상태로, 기판을 가열할 수 있기 때문에, 기판에 도포된 용액을 안정적으로 성막시킬 수 있다.
상기의 기판 가열 장치에 있어서, 상기 핫 플레이트에는, 상기 핫 플레이트를 상기 제 2 면의 법선 방향으로 개구하는 복수의 삽입 통과 구멍이 형성되어 있고, 상기 복수의 핀의 선단은, 상기 복수의 삽입 통과 구멍을 통하여 상기 제 2 면에 맞닿음 가능하게 되어 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 복수의 핀과 핫 플레이트의 사이에서의 기판의 받아넘김을 단시간에 실시할 수 있기 때문에, 기판의 가열 온도를 효율적으로 조정할 수 있다.
상기의 기판 가열 장치에 있어서, 상기 기판의 온도를 검지 가능한 온도 검지부를 추가로 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 기판의 온도를 실시간으로 파악할 수 있다. 예를 들어, 온도 검지부의 검지 결과에 기초하여 기판을 가열함으로써, 기판의 온도가 목표치로부터 벗어나는 것을 억제할 수 있다.
상기의 기판 가열 장치에 있어서, 상기 기판 및 상기 기판 가열부는, 공통의 상기 챔버에 수용되어 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 공통의 챔버 내에서 기판에 대한 기판 가열부에 의한 가열 처리를 일괄할 수 있다. 예를 들어, 공통의 챔버 내에서 기판에 대한 핫 플레이트에 의한 가열 처리와 적외선 히터에 의한 가열 처리를 일괄하여 실시할 수 있다. 즉, 핫 플레이트 및 적외선 히터가 서로 상이한 챔버에 수용된 경우와 같이, 상이한 2 개의 챔버간에서 기판을 반송시키기 위한 시간을 필요로 하지 않는다. 따라서, 기판의 가열 처리를 보다 한층 효율적으로 실시할 수 있다. 더하여, 상이한 2 개의 챔버를 구비한 경우와 비교해서, 장치 전체를 소형화할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관련된 기판 처리 시스템은, 상기 기판 가열 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 상기 기판 가열 장치를 포함함으로써, 기판 처리 시스템에 있어서 챔버의 내면에 승화물이 부착되는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관련된 기판 가열 방법은, 용액을 도포한 기판을 챔버의 내부의 수용 공간에 수용하는 수용 공정과, 상기 수용 공간의 분위기를 감압하는 감압 공정과, 상기 기판의 일방측 및 타방측 중 적어도 일방에 배치되어 있는 기판 가열부를 사용하여 상기 기판을 가열하는 기판 가열 공정과, 상기 챔버의 내면의 적어도 일부를 가열하는 챔버 가열 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 방법에 의하면, 챔버 가열 공정에 있어서 챔버의 내면의 적어도 일부를 가열함으로써, 챔버의 내면의 강온을 억제할 수 있다. 그 때문에, 챔버의 수용 공간 중의 기체가 챔버의 내면에서 냉각되어 승화물이 되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 챔버의 내면에 승화물이 부착되는 것을 억제할 수 있다.
상기의 기판 가열 방법에 있어서, 상기 챔버에 접속된 진공 배관의 내면의 적어도 일부를 가열하는 진공 배관 가열 공정을 추가로 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 진공 배관의 내면의 강온을 억제할 수 있다. 그 때문에, 진공 배관을 통과하는 기체가 진공 배관의 내면에서 냉각되어 승화물이 되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 진공 배관의 내면에 승화물이 부착되는 것을 억제할 수 있다.
본 발명에 의하면, 챔버의 내면에 승화물이 부착되는 것을 억제할 수 있는 기판 가열 장치, 기판 처리 시스템 및 기판 가열 방법을 제공할 수 있다.
도 1 은, 제 1 실시 형태에 관련된 기판 가열 장치의 사시도이다.
도 2 는, 제 1 실시 형태에 관련된 기판 가열 장치에 있어서의 가열 유닛, 단열 부재 및 커버 부재의 단면을 포함하는 도면이다.
도 3 은, 핫 플레이트 및 그 주변 구조를 나타내는 측면도이다.
도 4 는, 반송 롤러, 기판 및 핫 플레이트의 배치 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 는, 제 1 실시 형태에 관련된 기판 가열 장치의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 6 은, 도 5 에 계속되는, 제 1 실시 형태에 관련된 기판 가열 장치의 동작 설명도이다.
도 7 은, 도 6 에 계속되는, 제 1 실시 형태에 관련된 기판 가열 장치의 동작 설명도이다.
도 8 은, 제 2 실시 형태에 관련된 기판 가열 장치에 있어서의 가열 유닛, 단열 부재 및 커버 부재의 단면을 포함하는 도면이다.
도 9 는, 제 2 실시 형태에 관련된 기판 가열 장치의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 10 은, 도 9 에 계속되는, 제 2 실시 형태에 관련된 기판 가열 장치의 동작 설명도이다.
도 11 은, 도 10 에 계속되는, 제 2 실시 형태에 관련된 기판 가열 장치의 동작 설명도이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태를 설명한다. 이하의 설명에 있어서는, XYZ 직교 좌표계를 설정하고, 이 XYZ 직교 좌표계를 참조하면서 각 부재의 위치 관계에 대해 설명한다. 수평면 내의 소정 방향을 X 방향, 수평면 내에 있어서 X 방향과 직교하는 방향을 Y 방향, X 방향 및 Y 방향의 각각과 직교하는 방향 (즉 연직 방향) 을 Z 방향으로 한다.
(제 1 실시 형태)
＜기판 가열 장치＞
도 1 은, 제 1 실시 형태에 관련된 기판 가열 장치 (1) 의 사시도이다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 기판 가열 장치 (1) 는, 챔버 (2), 기판 반출입부 (24), 감압부 (3), 가스 공급부 (4), 가스 확산부 (40) (도 2 참조), 핫 플레이트 (5), 적외선 히터 (6), 위치 조정부 (7), 반송부 (8), 온도 검지부 (9), 기체 액화 회수부 (11), 적외선 반사부 (30), 가열 유닛 (80), 단열 부재 (26), 커버 부재 (27) 및 제어부 (15) 를 구비하고 있다. 제어부 (15) 는, 기판 가열 장치 (1) 의 구성 요소를 통괄 제어한다. 편의 상, 도 1 에 있어서는, 챔버 (2) 의 일부 (천판 (21) 의 일부를 제외한 부분), 기판 반출입부 (24) 및 가스 공급부 (4) 를 2 점 쇄선으로 나타내고 있다.
＜챔버＞
챔버 (2) 는, 기판 (10), 핫 플레이트 (5) 및 적외선 히터 (6) 를 수용 가능하다. 챔버 (2) 의 내부에는, 기판 (10) 을 수용 가능한 수용 공간 (2S) 이 형성되어 있다. 기판 (10), 핫 플레이트 (5) 및 적외선 히터 (6) 는, 공통의 챔버 (2) 에 수용되어 있다. 챔버 (2) 는, 직방체의 상자형으로 형성되어 있다. 구체적으로, 챔버 (2) 는, 직사각형 판상의 천판 (21) 과, 천판 (21) 과 대향하는 직사각형 판상의 저판 (22) 과, 천판 (21) 및 저판 (22) 의 외주 가장자리에 연결되는 직사각형 프레임상의 둘레벽 (23) 에 의해 형성되어 있다. 예를 들어, 둘레벽 (23) 의 -X 방향측에는, 챔버 (2) 에 대해 기판 (10) 의 반입 및 반출을 하기 위한 기판 반출입구 (23a) 가 형성되어 있다.
챔버 (2) 는, 기판 (10) 을 밀폐 공간에서 수용 가능하게 구성되어 있다. 예를 들어, 천판 (21), 저판 (22) 및 둘레벽 (23) 의 각 접속부를 용접 등으로 간극 없이 결합함으로써, 챔버 (2) 내의 기밀성을 향상할 수 있다.
챔버 (2) 의 내면은, 적외선 히터 (6) 로부터의 적외선을 반사하는 챔버측 반사면 (2a) (도 2 참조) 으로 되어 있다. 예를 들어, 챔버 (2) 의 내면은, 알루미늄 등의 금속에 의한 경면 (반사면) 으로 되어 있다. 이로써, 챔버 (2) 의 내면이 적외선을 흡수 가능하게 되어 있는 경우와 비교해서, 챔버 (2) 내의 온도 균일성을 높일 수 있다.
챔버측 반사면 (2a) 은, 챔버 (2) 의 내면 전체에 형성되어 있다. 챔버측 반사면 (2a) 은, 경면 마무리가 실시되어 있다. 구체적으로, 챔버측 반사면 (2a) 의 표면 조도 (Ra) 는, 0.01 ㎛ 정도, Rmax 0.1 ㎛ 정도로 되어 있다. 또한, 챔버측 반사면 (2a) 의 표면 조도 (Ra) 는, 토쿄 정밀사 제조의 측정 기기 (서프콤 1500SD2) 로 측정하고 있다.
＜기판 반출입부＞
기판 반출입부 (24) 는, 둘레벽 (23) 의 -X 방향측에 형성되어 있다. 기판 반출입부 (24) 는, 수용 공간 (2S) 에 기판 (10) 을 반입 가능하게 함과 함께, 수용 공간 (2S) 으로부터 기판 (10) 을 배출 가능하게 한다. 예를 들어, 기판 반출입부 (24) 는, 기판 반출입구 (23a) 를 개폐 가능하게 이동 가능하게 되어 있다. 구체적으로, 기판 반출입부 (24) 는, 둘레벽 (23) 을 따른 방향 (Z 방향 또는 Y 방향) 으로 이동 가능하게 되어 있다.
＜감압부＞
감압부 (3) 는, 챔버 (2) 내를 감압 가능하다. 감압부 (3) 는, 챔버 (2) 에 접속된 진공 배관 (3a) 을 포함한다. 진공 배관 (3a) 은, Z 방향으로 연장되는 원통상의 배관이다. 예를 들어, 진공 배관 (3a) 은, X 방향으로 간격을 두고 복수 배치되어 있다. 편의 상, 도 1 에서는, 1 개의 진공 배관 (3a) 만을 나타내고 있다. 또한, 진공 배관 (3a) 의 설치수는 한정되지 않는다.
도 1 에 나타내는 진공 배관 (3a) 은, 저판 (22) 의 -X 방향측의 기판 반출입구 (23a) 부근의 부분에 접속되어 있다. 또한, 진공 배관 (3a) 의 접속 부위는, 저판 (22) 의 -X 방향측의 기판 반출입구 (23a) 부근의 부분에 한정되지 않는다. 진공 배관 (3a) 은, 챔버 (2) 에 접속되어 있으면 된다.
예를 들어, 감압부 (3) 는, 펌프 기구 등의 감압 기구를 구비하고 있다. 감압 기구는, 진공 펌프 (13) 를 구비하고 있다. 진공 펌프 (13) 는, 진공 배관 (3a) 에 있어서 챔버 (2) 와의 접속부 (상단부) 와는 반대측의 부분 (하단부) 으로부터 연장되는 라인에 접속되어 있다.
감압부 (3) 는, 폴리이미드막 (폴리이미드) 을 형성하기 위한 용액 (이하 「폴리이미드 형성용 액」 이라고 한다.) 이 도포된 기판 (10) 의 수용 공간 (2S) 의 분위기를 감압 가능하다. 예를 들어, 폴리이미드 형성용 액은, 폴리아믹산 또는 폴리이미드 파우더를 포함한다. 폴리이미드 형성용 액은, 직사각형 판상을 이루는 기판 (10) 의 제 1 면 (10a) (상면) 에만 도포되어 있다. 또한, 용액은, 폴리이미드 형성용 액으로 한정되지 않는다. 용액은, 기판 (10) 에 소정의 막을 형성하기 위한 것이면 된다.
＜가스 공급부＞
가스 공급부 (4) 는, 챔버 (2) 의 내부 분위기의 상태를 조정 가능하다. 가스 공급부 (4) 는, 챔버 (2) 에 접속된 가스 공급 배관 (4a) 을 포함한다. 가스 공급 배관 (4a) 은, X 방향으로 연장되는 원통상의 배관이다. 가스 공급 배관 (4a) 은, 둘레벽 (23) 의 ＋X 방향측의 천판 (21) 부근의 부분에 접속되어 있다. 또한, 가스 공급 배관 (4a) 의 접속 부위는, 둘레벽 (23) 의 ＋X 방향측의 천판 (21) 부근의 부분으로 한정되지 않는다. 가스 공급 배관 (4a) 은, 챔버 (2) 에 접속되어 있으면 된다.
가스 공급부 (4) 는, 수용 공간 (2S) 에 불활성 가스를 공급함으로써 수용 공간 (2S) 의 상태를 조정 가능하다. 가스 공급부 (4) 는, 질소 (N2), 헬륨 (He), 아르곤 (Ar) 등의 불활성 가스를 챔버 (2) 내에 공급한다. 또한, 가스 공급부 (4) 는, 기판 강온 시에 가스를 공급함으로써, 상기 가스를 기판 냉각에 사용해도 된다.
가스 공급부 (4) 에 의해, 챔버 (2) 의 내부 분위기의 산소 농도를 조정할 수 있다. 챔버 (2) 의 내부 분위기의 산소 농도 (질량 기준) 는, 낮을수록 바람직하다. 구체적으로는, 챔버 (2) 의 내부 분위기의 산소 농도를, 100 ppm 이하로 하는 것이 바람직하고, 20 ppm 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
예를 들어, 후술과 같이, 기판 (10) 에 도포된 폴리이미드 형성용 액을 경화할 때의 분위기에 있어서, 이와 같이 산소 농도를 바람직한 상한 이하로 함으로써, 폴리이미드 형성용 액의 경화를 진행하기 쉽게 할 수 있다.
＜가스 확산부＞
도 2 에 나타내는 바와 같이, 가스 공급 배관 (4a) 의 -X 방향측은, 챔버 (2) 내에 돌출되어 있다. 가스 확산부 (40) 는, 챔버 (2) 내에 있어서의 가스 공급 배관 (4a) 의 돌출단에 접속되어 있다. 가스 확산부 (40) 는, 챔버 (2) 내에 있어서 천판 (21) 부근의 부분에 배치되어 있다. 가스 확산부 (40) 는, 챔버 (2) 내에 있어서 적외선 히터 (6) 와 반송부 (8) 의 사이에 배치되어 있다. 가스 확산부 (40) 는, 가스 공급 배관 (4a) 으로부터 공급되는 불활성 가스를 기판 (10) 을 향하여 확산시킨다.
가스 확산부 (40) 는, X 방향으로 연장되는 원통상의 확산관 (41) 과, 확산관 (41) 의 -X 방향단을 폐색하는 뚜껑부 (42) 와, 확산관 (41) 의 ＋X 방향단과 가스 공급 배관 (4a) 의 -X 방향단 (돌출단) 을 연결하는 연결부 (43) 를 구비하고 있다. 확산관 (41) 의 외경은, 가스 공급 배관 (4a) 의 외경보다 크다. 확산관 (41) 의 -Z 방향측 (하측) 에는, 복수의 세공 (도시 생략) 이 형성되어 있다. 즉, 확산관 (41) 의 하부는, 포러스상 (다공질체) 으로 되어 있다. 가스 공급 배관 (4a) 의 내부 공간은, 연결부 (43) 를 통하여 확산관 (41) 내에 연통되어 있다.
가스 공급 배관 (4a) 으로부터 공급되는 불활성 가스는, 연결부 (43) 를 통하여 확산관 (41) 내로 들어간다. 확산관 (41) 내로 들어간 불활성 가스는, 확산관 (41) 의 하부에 형성된 복수의 세공을 통과하여 하방으로 확산된다. 즉, 가스 공급 배관 (4a) 으로부터 공급되는 불활성 가스는, 확산관 (41) 을 통과함으로써, 기판 (10) 을 향하여 확산된다.
＜핫 플레이트＞
도 1 에 나타내는 바와 같이, 핫 플레이트 (5) 는, 챔버 (2) 내의 하방에 배치되어 있다. 핫 플레이트 (5) 는, 기판 (10) 의 일방측에 배치됨과 함께, 기판 (10) 을 가열 가능한 기판 가열부이다. 핫 플레이트 (5) 는, 기판 (10) 을 제 1 온도에서 가열 가능하다. 핫 플레이트 (5) 는, 기판 (10) 을 단계적으로 가열 가능하다. 예를 들어, 제 1 온도를 포함하는 온도 범위는, 20 ℃ 이상 또한 300 ℃ 이하의 범위이다. 핫 플레이트 (5) 는, 기판 (10) 의 제 1 면 (10a) 과는 반대측의 제 2 면 (10b) (하면) 의 측에 배치되어 있다. 핫 플레이트 (5) 는, 챔버 (2) 의 저판 (22) 의 측에 배치되어 있다.
핫 플레이트 (5) 는, 직사각형 판상을 이루고 있다. 핫 플레이트 (5) 는, 적외선 반사부 (30) 를 하방으로부터 지지 가능하다.
도 3 은, 핫 플레이트 (5) 및 그 주변 구조를 나타내는 측면도이다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 핫 플레이트 (5) 는, 가열원인 히터 (5b) 와, 히터 (5b) 를 덮는 베이스 플레이트 (5c) 를 구비하고 있다.
히터 (5b) 는, XY 평면에 평행한 면상 발열체이다.
베이스 플레이트 (5c) 는, 히터 (5b) 를 상방으로부터 덮는 어퍼 플레이트 (5d) 와, 히터 (5b) 를 하방으로부터 덮는 로어 플레이트 (5e) 를 구비하고 있다. 어퍼 플레이트 (5d) 및 로어 플레이트 (5e) 는, 직사각형 판상을 이루고 있다. 어퍼 플레이트 (5d) 의 두께는, 로어 플레이트 (5e) 의 두께보다 두꺼워져 있다.
또한, 도 3 에 있어서, 부호 18 은 핫 플레이트 (5) 에 있어서의 히터의 온도를 검지 가능한 히터 온도 검지부, 부호 19 는 핫 플레이트 (5) 에 있어서의 어퍼 플레이트 (5d) 의 온도를 검지 가능한 플레이트 온도 검지부를 각각 나타낸다. 예를 들어, 히터 온도 검지부 (18) 및 플레이트 온도 검지부 (19) 는, 열전쌍 등의 접촉식 온도 센서이다.
핫 플레이트 (5) (즉, 어퍼 플레이트 (5d)) 는, 적외선 반사부 (30) 를 재치 가능한 재치면 (5a) (상면) 을 구비하고 있다. 재치면 (5a) 은, 적외선 반사부 (30) 의 이면을 따른 평탄면을 이루고 있다. 재치면 (5a) 은, 알루마이트 처리가 실시되어 있다. 재치면 (5a) 은, 재치면 (5a) 의 면내에서 구획된 복수 (예를 들어, 본 실시 형태에서는 4 개) 의 재치 영역 (도 3 에서는 -Y 방향측에 위치하는 2 개의 재치 영역 (A1, A2) 만을 도시) 을 포함하고 있다. 재치 영역은, 평면에서 보아 X 방향으로 길이를 갖는 장방형 형상을 이루고 있다. 또한, 재치 영역의 수는 4 개로 한정되지 않고, 적절히 변경할 수 있다.
＜적외선 히터＞
도 1 에 나타내는 바와 같이, 적외선 히터 (6) 는, 챔버 (2) 내의 상방에 배치되어 있다. 적외선 히터 (6) 는, 기판 (10) 을 적외선에 의해 가열 가능하다. 적외선 히터 (6) 는, 기판 (10) 의 타방측에 배치됨과 함께, 기판 (10) 을 가열 가능한 기판 가열부이다. 적외선 히터 (6) 는, 제 1 온도보다 높은 제 2 온도에서 기판 (10) 을 가열 가능하다. 적외선 히터 (6) 는, 핫 플레이트 (5) 와는 별개 독립하여 형성되어 있다. 적외선 히터 (6) 는, 기판 (10) 을 단계적으로 가열 가능하다. 예를 들어, 제 2 온도를 포함하는 온도 범위는, 200 ℃ 이상 또한 600 ℃ 이하의 범위이다. 적외선 히터 (6) 는, 기판 (10) 의 제 1 면 (10a) 의 측에 배치되어 있다. 적외선 히터 (6) 는, 챔버 (2) 의 천판 (21) 의 측에 배치되어 있다.
적외선 히터 (6) 는, 천판 (21) 에 지지되어 있다. 적외선 히터 (6) 와 천판 (21) 의 사이에는, 적외선 히터 (6) 의 지지 부재 (도시 생략) 가 형성되어 있다. 적외선 히터 (6) 는, 챔버 (2) 내의 천판 (21) 부근에서 정위치에 고정되어 있다. 예를 들어, 적외선 히터 (6) 의 피크 파장 범위는, 1.0 ㎛ 이상 또한 4 ㎛ 이하의 범위이다. 또한, 적외선 히터 (6) 의 피크 파장 범위는, 상기 범위에 한정하지 않고, 요구 사양에 따라 여러 가지의 범위로 설정할 수 있다.
＜위치 조정부＞
위치 조정부 (7) 는, 챔버 (2) 의 하방에 배치되어 있다. 위치 조정부 (7) 는, 핫 플레이트 (5) 및 적외선 히터 (6) 와 기판 (10) 의 상대 위치를 조정 가능하다. 위치 조정부 (7) 는, 이동부 (7a) 와 구동부 (7b) 를 구비한다. 이동부 (7a) 는, 상하 (Z 방향) 로 연장되는 기둥상의 부재이다. 이동부 (7a) 의 상단은, 핫 플레이트 (5) 의 하면에 고정되어 있다. 구동부 (7b) 는, 이동부 (7a) 를 상하로 이동 가능하게 한다. 이동부 (7a) 는, 기판 (10) 을 핫 플레이트 (5) 와 적외선 히터 (6) 의 사이에서 이동 가능하게 한다. 구체적으로, 이동부 (7a) 는, 기판 (10) 이 적외선 반사부 (30) 에 지지된 상태로, 구동부 (7b) 의 구동에 의해, 기판 (10) 을 상하로 이동시킨다 (도 6 및 도 7 참조).
구동부 (7b) 는, 챔버 (2) 의 외부에 배치되어 있다. 그 때문에, 가령 구동부 (7b) 의 구동에 수반하여 파티클이 발생했다고 해도, 챔버 (2) 내를 밀폐 공간으로 함으로써, 챔버 (2) 내로의 파티클의 침입을 회피할 수 있다.
＜반송부＞
반송부 (8) 는, 챔버 (2) 내에 있어서, 핫 플레이트 (5) 와 적외선 히터 (6) 의 사이에 배치되어 있다. 반송부 (8) 는, 기판 (10) 을 반송 가능하다. 반송부 (8) 에는, 이동부 (7a) 를 통과 가능하게 하는 통과부 (8h) 가 형성되어 있다. 반송부 (8) 는, 기판 (10) 의 반송 방향인 X 방향을 따라 배치된 복수의 반송 롤러 (8a) 를 구비하고 있다.
복수의 반송 롤러 (8a) 는, 둘레벽 (23) 의 ＋Y 방향측과 -Y 방향측에 이반 되어 배치되어 있다. 즉, 통과부 (8h) 는, 둘레벽 (23) 의 ＋Y 방향측의 반송 롤러 (8a) 와, 둘레벽 (23) 의 -Y 방향측의 반송 롤러 (8a) 의 사이의 공간이다.
예를 들어, 둘레벽 (23) 의 ＋Y 방향측 및 -Y 방향측의 각각에는, Y 방향으로 연장되는 복수의 샤프트 (도시 생략) 가 X 방향을 따라 간격을 두고 배치되어 있다. 각 반송 롤러 (8a) 는, 구동 기구 (도시 생략) 에 의해, 각 샤프트의 둘레로 회전 구동되도록 되어 있다.
도 4 는, 반송 롤러 (8a), 기판 (10) 및 핫 플레이트 (5) 의 배치 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 4 는, 기판 가열 장치 (1) (도 1 참조) 의 상면도에 상당한다. 편의 상, 도 4 에 있어서는, 챔버 (2) 를 2 점 쇄선으로 나타낸다.
도 4 에 있어서, 부호 L1 은, 둘레벽 (23) 의 ＋Y 방향측의 반송 롤러 (8a) 와, 둘레벽 (23) 의 -Y 방향측의 반송 롤러 (8a) 가 이반되는 간격 (이하 「롤러 이반 간격」 이라고 한다.) 이다. 또, 부호 L2 는, 기판 (10) 의 Y 방향의 길이 (이하 「기판 길이」 라고 한다.) 이다. 또, 부호 L3 은, 핫 플레이트 (5) 의 Y 방향의 길이 (이하 「핫 플레이트 길이」 라고 한다.) 이다. 또한, 핫 플레이트 길이 L3 은, 적외선 반사부 (30) 의 Y 방향의 길이와 실질적으로 동일한 길이이다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 롤러 이반 간격 L1 은, 기판 길이 L2 보다 작고 또한 핫 플레이트 길이 L3 보다 크다 (L3 ＜ L1 ＜ L2). 롤러 이반 간격 L1 이 핫 플레이트 길이 L3 보다 큼으로써, 이동부 (7a) 는, 핫 플레이트 (5) 및 적외선 반사부 (30) 와 함께 통과부 (8h) 를 통과할 수 있도록 되어 있다 (도 6 및 도 7 참조).
＜온도 검지부＞
도 1 에 나타내는 바와 같이, 온도 검지부 (9) 는, 챔버 (2) 외에 배치되어 있다. 온도 검지부 (9) 는, 기판 (10) 의 온도를 검지 가능하다. 구체적으로, 온도 검지부 (9) 는, 천판 (21) 의 상부에 설치되어 있다. 천판 (21) 에는, 도시 생략된 창이 장착되어 있다. 온도 검지부 (9) 는, 천판 (21) 의 창 너머로 기판 (10) 의 온도를 검지한다. 예를 들어, 온도 검지부 (9) 는, 방사 온도계 등의 비접촉 온도 센서이다. 또한, 도 1 에서는 온도 검지부 (9) 를 1 개만 도시하고 있지만, 온도 검지부 (9) 의 수는 1 개에 한정하지 않고, 복수여도 된다. 예를 들어, 복수의 온도 검지부 (9) 를 천판 (21) 의 중앙부 및 네 귀퉁이에 배치하는 것이 바람직하다.
＜기체 액화 회수부＞
기체 액화 회수부 (11) 는, 감압부 (3) (진공 펌프 (13)) 의 라인에 접속되어 있다. 기체 액화 회수부 (11) 는, 감압부 (3) 의 라인에 있어서 진공 펌프 (13) 보다 하류측에 배치되어 있다. 기체 액화 회수부 (11) 는, 진공 배관 (3a) 을 통과하는 기체를 액화함과 함께, 기판 (10) 에 도포된 폴리이미드 형성용 액으로부터 휘발된 용매를 회수 가능하다.
가령, 기체 액화 회수부 (11) 가 감압부 (3) 의 라인에 있어서 진공 펌프 (13) 보다 상류측에 배치되어 있는 경우, 상류측에서 액화된 액체가 다음의 감압 시에 기화되는 경우가 있어, 진공 빼기 시간이 지연되어 버릴 가능성이 있다. 이에 대해, 본 실시 형태에 의하면, 기체 액화 회수부 (11) 가 감압부 (3) 의 라인에 있어서 진공 펌프 (13) 보다 하류측에 배치되어 있음으로써, 하류측에서 액화된 액체는 다음의 감압 시에 기화되는 일이 없기 때문에, 진공 빼기 시간이 지연되는 것을 회피할 수 있다.
＜요동부＞
또한, 기판 가열 장치 (1) 는, 기판 (10) 을 요동 가능한 요동부 (도시 생략) 를 추가로 구비하고 있어도 된다. 예를 들어, 요동부는, 기판 (10) 이 가열되어 있는 상태에 있어서, 기판 (10) 을 XY 평면을 따른 방향 또는 Z 방향을 따른 방향으로 요동시킨다. 이로써, 기판 (10) 을 요동시키면서 가열할 수 있기 때문에 기판 (10) 의 온도 균일성을 높일 수 있다.
예를 들어, 요동부는, 위치 조정부 (7) 에 형성되어 있어도 된다. 또한, 요동부의 배치 위치는, 한정되지 않는다.
＜적외선 반사부＞
적외선 반사부 (30) 는, 적외선 히터 (6) 로부터 핫 플레이트 (5) 를 향하는 적외선을 반사하는 핫 플레이트측 반사면 (30a) 을 구비하고 있다. 핫 플레이트측 반사면 (30a) 은, 핫 플레이트 (5) 와 적외선 히터 (6) 의 사이에 배치되어 있다.
핫 플레이트측 반사면 (30a) 은, 경면 마무리가 실시되어 있다. 구체적으로, 핫 플레이트측 반사면 (30a) 의 표면 조도 (Ra) 는, 0.01 ㎛ 정도, Rmax 0.1 ㎛ 정도로 되어 있다. 또한, 핫 플레이트측 반사면 (30a) 의 표면 조도 (Ra) 는, 토쿄 정밀사 제조의 측정 기기 (서프콤 1500SD2) 로 측정하고 있다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 핫 플레이트측 반사면 (30a) 에는, 기판 (10) 을 지지 가능한 복수 (도 3 에서는 -Y 방향측에 위치하는 10 개만 도시) 의 기판 지지 볼록부 (35) (도 1 에서는 도시 생략) 가 형성되어 있다. 기판 지지 볼록부 (35) 는, 원기둥상의 핀이다. 또한, 기판 지지 볼록부 (35) 는, 원기둥상으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 기판 지지 볼록부 (35) 는, 세라믹 볼 등의 구상체여도 된다. 또, 기판 지지 볼록부 (35) 는, 각기둥상이어도 되고, 적절히 변경할 수 있다.
복수의 기판 지지 볼록부 (35) 는, 핫 플레이트측 반사면 (30a) 의 면내에 있어서 X 방향 및 Y 방향으로 일정한 간격을 두고 배치되어 있다. 예를 들어, 기판 지지 볼록부 (35) 의 배치 간격은, 50 mm 정도로 되어 있다. 예를 들어, 기판 지지 볼록부 (35) 의 높이는, 0.1 mm 정도로 되어 있다. 예를 들어, 기판 지지 볼록부 (35) 의 높이는, 0.05 mm ∼ 3 mm 의 범위에서 조정 가능하다. 또한, 기판 지지 볼록부 (35) 의 배치 간격, 기판 지지 볼록부 (35) 의 높이는 상기 치수로 한정되지 않고, 핫 플레이트측 반사면 (30a) 과 기판 (10) 의 사이에 간극을 형성한 상태로 기판 (10) 을 지지 가능한 범위에 있어서 적절히 변경할 수 있다.
적외선 반사부 (30) 는, 복수 (예를 들어, 본 실시 형태에서는 4 개) 의 재치 영역 (도 3 에서는 -Y 방향측에 위치하는 2 개의 재치 영역 (A1, A2) 만을 도시) 마다 분할된 복수 (예를 들어, 본 실시 형태에서는 4 개) 의 적외선 반사판 (도 3 에서는 -Y 방향측에 위치하는 2 개의 적외선 반사판 (31, 32) 만을 도시) 을 구비하고 있다. 또한, 적외선 반사판의 수는 4 개로 한정되지 않고, 적절히 변경할 수 있다. 예를 들어, 적외선 반사판은 1 매만이어도 된다.
복수의 적외선 반사판은, 서로 실질적으로 동일한 크기로 되어 있다. 이로써, 각 재치 영역에 있어서 재치하는 적외선 반사판을 공용할 수 있다. 또한, 적외선 반사판의 크기는, 서로 다르게 해도 되고, 적절히 변경할 수 있다.
이웃하는 2 개의 적외선 반사판 (31, 32) 은, 간격 (S1) 을 두고 배치되어 있다. 간격 (S1) 은, 이웃하는 2 개의 적외선 반사판 (31, 32) 의 열팽창을 허용할 수 있는 크기로 되어 있다. 구체적으로, X 방향으로 이웃하는 2 개의 적외선 반사판 (31, 32) 의 간격 (S1) 은, X 방향으로의 적외선 반사판 (31, 32) 의 팽창을 흡수 가능한 크기로 되어 있다. 또한, 도시는 하지 않지만, Y 방향으로 이웃하는 2 개의 적외선 반사판의 간격은, Y 방향으로의 적외선 반사판의 팽창을 흡수 가능한 크기로 되어 있다.
또한, 적외선 반사판의 배치 구조는 상기에 한정되지 않는다. 예를 들어, 적외선 반사판을 측면으로부터 탄성 지지 부재로 가압하여 고정해도 된다. 예를 들어, 탄성 지지 부재로서는, 적외선 반사판의 팽창을 흡수 가능하게 신축하는 스프링을 사용할 수 있다.
또, 적외선 반사부 (30) 를 G6 사이즈 (세로 150 cm × 가로 185 cm) 이상의 1 매의 판부재로 한 경우에는, 상기 판부재를 측면으로부터 스프링 등의 탄성 지지 부재로 가압하여 고정해도 된다. 그런데, 상기 판부재가 G6 사이즈 이상이면, 상기 판부재 1 매라도 상당한 중량이 된다. 그러나, 상기 판부재를 측면으로부터 스프링 등의 탄성 지지 부재로 가압하여 고정시킴으로써, 상기 판부재를 용이하게 고정시킬 수 있다.
＜핫 플레이트와 적외선 반사부의 착탈 구조＞
도시는 하지 않지만, 핫 플레이트 (5) 와 적외선 반사부 (30) 의 사이에는, 적외선 반사부 (30) 를 핫 플레이트 (5) 에 착탈 가능하게 하는 착탈 구조가 형성되어 있다.
예를 들어, 착탈 구조는, 재치면 (5a) 으로부터 돌출하는 돌출부와, 적외선 반사부 (30) 에 형성됨과 함께 상기 돌출부가 삽입되는 삽입부를 구비하고 있다. 또한, 착탈 구조는, 적외선 반사부 (30) 의 하면으로부터 돌출하는 볼록부와, 재치면 (5a) 에 형성됨과 함께 상기 볼록부가 삽입되는 오목부를 구비하고 있어도 된다.
＜냉각 기구＞
도 3 에 나타내는 바와 같이, 기판 가열 장치 (1) 는, 핫 플레이트 (5) 를 냉각 가능한 냉각 기구 (50) 를 추가로 구비하고 있다.
냉각 기구 (50) 는, 핫 플레이트 (5) 의 내부에 배치됨과 함께, 냉매를 통과 가능하게 하는 냉매 통과부 (51) 를 구비하고 있다. 예를 들어, 냉매는, 공기이다. 또한, 냉매는, 공기 등의 기체로 한정되지 않는다. 예를 들어, 냉매는, 물 등의 액체여도 된다.
냉매 통과부 (51) 는, 재치면 (5a) 과 평행한 일방향으로 연장됨과 함께, 재치면 (5a) 과 평행이고 또한 상기 일방향과 교차하는 방향으로 늘어서는 복수의 냉각 통로를 구비하고 있다. 즉, 냉매 통과부 (51) 는, X 방향으로 연장됨과 함께 Y 방향으로 늘어서는 복수의 냉각 통로를 구비하고 있다.
냉매 통과부 (51) 는, 핫 플레이트 (5) 의 일단측과 타단측에 있어서 복수의 냉각 통로에 연결되는 냉각 매니폴드 (52, 53) 를 추가로 구비하고 있다. 냉각 매니폴드 (52, 53) 는, 핫 플레이트 (5) 의 -X 방향측에 있어서 복수의 냉각 통로에 연결되는 제 1 매니폴드 (52) 와, 가열부의 ＋X 방향측에 있어서 복수의 냉각 통로에 연결되는 제 2 매니폴드 (53) 를 구비하고 있다.
제 1 매니폴드 (52) 는, 복수의 냉각 통로의 -X 방향단을 연결하도록 Y 방향으로 연장되는 제 1 연결로 (52a) 를 구비하고 있다. 제 1 매니폴드 (52) 에는, 제 1 연결로 (52a) 에 접속된 제 1 배관 (54) 이 형성되어 있다.
제 2 매니폴드 (53) 는, 복수의 냉각 통로의 ＋X 방향단을 연결하도록 Y 방향으로 연장되는 제 2 연결로 (53a) 를 구비하고 있다. 제 2 매니폴드 (53) 에는, 제 2 연결로 (53a) 에 접속된 제 2 배관 (55) 이 형성되어 있다.
예를 들어, 제 1 배관 (54) 의 내부 공간에는, 도시 생략된 송풍기에 의해 공기가 도입되도록 되어 있다. 이로써, 송풍기로부터의 공기는, 제 1 배관 (54), 제 1 연결로 (52a) 를 거쳐 복수의 냉각 통로를 각각 ＋X 방향측을 향하여 흐른 후, 제 2 연결로 (53a), 제 2 배관 (55) 을 거쳐 외부로 배출되도록 되어 있다.
또한, 공기의 도입은, 송풍기에 한정하지 않고, 드라이 에어에 의한 압축 공기로 실시해도 된다.
＜가열 유닛＞
도 2 에 나타내는 바와 같이, 가열 유닛 (80) 은, 챔버 가열부 (81), 진공 배관 가열부 (82), 가스 공급 배관 가열부 (83) 및 기판 반출입부 가열부 (84) 를 구비하고 있다. 예를 들어, 가열 유닛 (80) 은, 각 구성 요소의 가열 부재로서 가요성을 갖는 면상 발열체를 포함한다. 예를 들어, 면상 발열체는, 러버 히터이다. 또한, 가열 부재는, 러버 히터에 한정하지 않고, 핫 플레이트여도 되고, 러버 히터와 핫 플레이트의 조합이어도 되고, 적절히 변경할 수 있다.
가열 유닛 (80) 은, 챔버 가열부 (81), 진공 배관 가열부 (82), 가스 공급 배관 가열부 (83) 및 기판 반출입부 가열부 (84) 중 적어도 하나를 선택적으로 가열 가능하게 되어 있다. 제어부 (15) (도 1 참조) 는, 가열 유닛 (80) 을 제어하여, 챔버 가열부 (81), 진공 배관 가열부 (82), 가스 공급 배관 가열부 (83) 및 기판 반출입부 가열부 (84) 중 적어도 하나를 선택적으로 가열시킨다. 예를 들어, 진공 배관 (3a) 의 내면이 강온할 것 같은 경우에는, 제어부 (15) 는, 가열 유닛 (80) 을 제어하여, 진공 배관 가열부 (82) 를 선택적으로 가열시킨다.
＜챔버 가열부＞
챔버 가열부 (81) 는, 챔버 (2) 의 내면의 적어도 일부를 가열 가능하다. 실시 형태에 있어서, 챔버 가열부 (81) 는, 챔버 (2) 의 둘레벽 (23) 에만 배치되어 있다. 챔버 가열부 (81) 는, 챔버 (2) 의 둘레벽 (23) 의 외면을 따른 면상 발열체이다. 실시 형태에 있어서, 챔버 가열부 (81) 는, 챔버 (2) 의 둘레벽 (23) 의 외면 전체를 덮고 있다. 예를 들어, 챔버 가열부 (81) 를 챔버 (2) 의 둘레벽 (23) 의 외면 전체에 피복시킨 상태로 챔버 (2) 의 둘레벽 (23) 을 가열함으로써, 챔버 (2) 의 둘레벽 (23) 의 내면의 온도의 면내 균일성을 높일 수 있다.
예를 들어, 챔버 가열부 (81) 는, 챔버 (2) 의 둘레벽 (23) 의 내면의 온도가 40 ℃ 이상 또한 150 ℃ 이하의 범위가 되도록 가열 가능하다. 기판 (10) 에 폴리이미드 형성용 액이 도포되어 있는 경우에 있어서, 챔버 (2) 의 둘레벽 (23) 의 내면에 승화물이 부착되는 것을 억제하는 관점에서는, 챔버 (2) 의 둘레벽 (23) 의 내면의 온도를 75 ℃ 이상 또한 105 ℃ 이하의 범위로 설정하는 것이 바람직하고, 90 ℃ 로 설정하는 것이 특히 바람직하다. 또한, 챔버 (2) 의 둘레벽 (23) 의 내면의 온도는, 상기 범위에 한정하지 않고, 챔버 (2) 의 수용 공간 (2S) 중의 기체가 챔버 (2) 의 둘레벽 (23) 의 내면에서 냉각되어 승화물이 되는 것을 억제할 수 있는 범위로 설정되면 된다.
＜진공 배관 가열부＞
진공 배관 가열부 (82) 는, 진공 배관 (3a) 의 내면의 적어도 일부를 가열 가능하다. 실시 형태에 있어서, 진공 배관 가열부 (82) 는, 진공 배관 (3a) 의 외면을 따른 면상 발열체이다. 실시 형태에 있어서, 진공 배관 가열부 (82) 는, 진공 배관 (3a) 의 외면 전체를 덮고 있다. 예를 들어, 진공 배관 가열부 (82) 를 진공 배관 (3a) 의 외면 전체에 피복시킨 상태로 진공 배관 (3a) 을 가열함으로써, 진공 배관 (3a) 의 내면의 온도의 면내 균일성을 높일 수 있다.
＜가스 공급 배관 가열부＞
가스 공급 배관 가열부 (83) 는, 가스 공급 배관 (4a) 의 내면의 적어도 일부를 가열 가능하다. 실시 형태에 있어서, 가스 공급 배관 가열부 (83) 는, 가스 공급 배관 (4a) 의 외면을 따른 면상 발열체이다. 실시 형태에 있어서, 가스 공급 배관 가열부 (83) 는, 가스 공급 배관 (4a) 의 외면 전체를 덮고 있다. 예를 들어, 가스 공급 배관 가열부 (83) 를 가스 공급 배관 (4a) 의 외면 전체에 피복시킨 상태로 가스 공급 배관 (4a) 을 가열함으로써, 가스 공급 배관 (4a) 의 내면의 온도의 면내 균일성을 높일 수 있다.
＜기판 반출입부 가열부＞
기판 반출입부 가열부 (84) 는, 기판 반출입부 (24) 의 적어도 일부를 가열 가능하다. 실시 형태에 있어서, 기판 반출입부 가열부 (84) 는, 기판 반출입부 (24) 의 외면을 따른 면상 발열체이다. 실시 형태에 있어서, 기판 반출입부 가열부 (84) 는, 기판 반출입부 (24) 의 외면 전체를 덮고 있다.
＜단열 부재＞
단열 부재 (26) 는, 챔버 가열부 (81) 의 적어도 일부를 챔버 (2) 의 외방으로부터 덮고 있다. 실시 형태에 있어서, 단열 부재 (26) 는, 챔버 단열 부재 (26a), 진공 배관 단열 부재 (26b), 가스 공급 배관 단열 부재 (26c) 및 기판 반출입부 단열 부재 (26d) 를 구비하고 있다. 예를 들어, 단열 부재 (26) 는, 각 구성 요소의 가열부를 덮는 단열재를 포함한다. 예를 들어, 단열재는, 발포계 단열재이다. 또한, 단열재는, 발포계 단열재에 한정하지 않고, 섬유계 단열재여도 되고, 복수층의 판유리의 간극에 공기를 개재시킨 구조여도 되고, 적절히 변경할 수 있다.
실시 형태에 있어서, 챔버 단열 부재 (26a) 는, 챔버 가열부 (81) 의 외면 전체를 덮고 있다. 진공 배관 단열 부재 (26b) 는, 진공 배관 가열부 (82) 의 외면 전체를 덮고 있다. 가스 공급 배관 단열 부재 (26c) 는, 가스 공급 배관 가열부 (83) 의 외면 전체를 덮고 있다. 기판 반출입부 단열 부재 (26d) 는, 기판 반출입부 가열부 (84) 의 외면 전체를 덮고 있다.
＜커버 부재＞
커버 부재 (27) 는, 단열 부재 (26) 의 적어도 일부를 챔버 (2) 의 외방으로부터 덮고 있다. 실시 형태에 있어서, 커버 부재 (27) 는, 챔버 커버 부재 (27a), 진공 배관 커버 부재 (27b), 가스 공급 배관 커버 부재 (27c) 및 기판 반출입부 커버 부재 (27d) 를 구비하고 있다. 예를 들어, 커버 부재 (27) 는, 각 구성 요소의 단열 부재를 덮는 보호재를 포함한다. 예를 들어, 보호재는, 금속제이다. 또한, 보호재는, 금속제에 한정하지 않고, 수지제여도 되고, 적절히 변경할 수 있다.
실시 형태에 있어서, 챔버 커버 부재 (27a) 는, 챔버 단열 부재 (26a) 의 외면 전체를 덮고 있다. 진공 배관 커버 부재 (27b) 는, 진공 배관 단열 부재 (26b) 의 외면 전체를 덮고 있다. 가스 공급 배관 커버 부재 (27c) 는, 가스 공급 배관 단열 부재 (26c) 의 외면 전체를 덮고 있다. 기판 반출입부 커버 부재 (27d) 는, 기판 반출입부 단열 부재 (26d) 의 외면 전체를 덮고 있다.
＜기판 가열 방법＞
다음으로, 본 실시 형태에 관련된 기판 가열 방법을 설명한다. 본 실시 형태에서는, 상기의 기판 가열 장치 (1) 를 사용하여 기판 (10) 을 가열한다. 기판 가열 장치 (1) 의 각 부에서 실시되는 동작은, 제어부 (15) 에 의해 제어된다.
도 5 는, 제 1 실시 형태에 관련된 기판 가열 장치 (1) 의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 6 은, 도 5 에 계속되는, 제 1 실시 형태에 관련된 기판 가열 장치 (1) 의 동작 설명도이다. 도 7 은, 도 6 에 계속되는, 제 1 실시 형태에 관련된 기판 가열 장치 (1) 의 동작 설명도이다.
편의 상, 도 5 ∼ 도 7 에 있어서는, 기판 가열 장치 (1) 의 구성 요소 중, 기판 반출입부 (24), 감압부 (3), 가스 공급부 (4), 가스 확산부 (40), 온도 검지부 (9), 기체 액화 회수부 (11), 냉각 기구 (50), 가열 유닛 (80), 단열 부재 (26), 커버 부재 (27) 및 제어부 (15) 의 도시를 생략한다.
본 실시 형태에 관련된 기판 가열 방법은, 수용 공정, 감압 공정, 기판 가열 공정 및 챔버 가열 공정을 포함한다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, 수용 공정에서는, 폴리이미드 형성용 액을 도포한 기판 (10) 을 챔버 (2) 의 내부의 수용 공간 (2S) 에 수용한다.
감압 공정에서는, 수용 공간 (2S) 의 분위기를 감압한다.
감압 공정에서는, 기판 (10) 이 반송 롤러 (8a) 에 배치되어 있다. 또, 감압 공정에서는, 핫 플레이트 (5) 는, 저판 (22) 부근에 위치하고 있다. 감압 공정에 있어서, 핫 플레이트 (5) 및 기판 (10) 은, 핫 플레이트 (5) 의 열이 기판 (10) 에 전해지지 않을 정도로 이반되어 있다. 감압 공정에 있어서, 핫 플레이트 (5) 의 전원은 온으로 되어 있다. 예를 들어, 핫 플레이트 (5) 의 온도는, 250 ℃ 정도로 되어 있다. 한편, 감압 공정에 있어서, 적외선 히터 (6) 의 전원은 오프로 되어 있다.
감압 공정에서는, 기판 (10) 의 수용 공간 (2S) 의 분위기를 대기압으로부터 500 Pa 이하까지 감압한다. 예를 들어, 감압 공정에서는, 챔버 내 압력을, 대기압으로부터 20 Pa 까지 서서히 하강시킨다.
감압 공정에서는, 챔버 (2) 의 내부 분위기의 산소 농도를 가급적으로 낮게 한다. 예를 들어, 감압 공정에서는, 챔버 (2) 내의 진공도를 20 Pa 이하로 한다. 이로써, 챔버 (2) 내의 산소 농도를 100 ppm 이하로 할 수 있다.
감압 공정 후, 기판 가열 공정에서는, 기판 (10) 의 일방측에 배치되어 있는 핫 플레이트 (5) 와 기판 (10) 의 타방측에 배치되어 있는 적외선 히터 (6) 를 사용하여 기판 (10) 을 가열한다.
기판 가열 공정은, 제 1 가열 공정 및 제 2 가열 공정을 포함한다.
감압 공정 후, 제 1 가열 공정에서는, 기판 (10) 을 제 1 온도에서 가열한다.
도 6 에 나타내는 바와 같이, 제 1 가열 공정에서는, 핫 플레이트 (5) 를 상방으로 이동시켜, 기판 (10) 을 적외선 반사부 (30) 의 핫 플레이트측 반사면 (30a) 에 재치시킨다. 구체적으로, 기판 (10) 을 핫 플레이트측 반사면 (30a) 에 형성된 기판 지지 볼록부 (35) (도 3 참조) 에 지지시킨다. 이로써, 핫 플레이트측 반사면 (30a) 은 기판 (10) 의 제 2 면 (10b) 에 근접하기 때문에, 핫 플레이트 (5) 의 열이 적외선 반사부 (30) 를 통하여 기판 (10) 에 전해지게 된다. 예를 들어, 제 1 가열 공정에 있어서, 핫 플레이트 (5) 의 온도는, 250 ℃ 를 유지하고 있다. 그 때문에, 기판 온도는, 250 ℃ 까지 상승 가능하게 되어 있다. 한편, 제 1 가열 공정에 있어서, 적외선 히터 (6) 의 전원은 오프인 채로 되어 있다.
또한, 제 1 가열 공정에 있어서, 핫 플레이트 (5) 는, 통과부 (8h) (도 1 참조) 내에 위치하고 있다. 편의 상, 도 6 에 있어서, 이동 전 (감압 공정 시의 위치) 의 핫 플레이트 (5) 를 2 점 쇄선, 이동 후 (제 1 가열 공정 시의 위치) 의 핫 플레이트 (5) 를 실선으로 나타낸다.
제 1 가열 공정에서는, 감압 공정의 분위기를 유지한 상태로, 기판 온도가 150 ℃ 내지 300 ℃ 의 범위에서, 기판 (10) 에 도포된 폴리이미드 형성용 액이 휘발 또는 이미드화될 때까지 기판 (10) 을 가열한다. 예를 들어, 제 1 가열 공정에서는, 기판 (10) 을 가열하는 시간을 10 min 이하로 한다. 구체적으로는, 제 1 가열 공정에서는, 기판 (10) 을 가열하는 시간을 3 min 으로 한다. 예를 들어, 제 1 가열 공정에서는, 기판 온도를 25 ℃ 에서 250 ℃ 까지 완만하게 상승시킨다.
제 1 가열 공정 후, 제 2 가열 공정에서는, 제 1 온도보다 높은 제 2 온도에서 기판 (10) 을 가열한다. 제 2 가열 공정에서는, 제 1 가열 공정에서 사용하는 핫 플레이트 (5) 와는 별개 독립하여 형성되어 있는 적외선 히터 (6) 를 사용하여 기판 (10) 을 가열한다.
도 7 에 나타내는 바와 같이, 제 2 가열 공정에서는, 핫 플레이트 (5) 를 제 1 가열 공정 시의 위치보다 더욱 상방으로 이동시켜, 기판 (10) 을 적외선 히터 (6) 에 근접시킨다. 예를 들어, 제 2 가열 공정에 있어서, 핫 플레이트 (5) 의 온도는, 250 ℃ 를 유지하고 있다. 또, 제 2 가열 공정에 있어서, 적외선 히터 (6) 의 전원은 온으로 된다. 예를 들어, 적외선 히터 (6) 는, 450 ℃ 에서 기판 (10) 을 가열 가능하다. 그 때문에, 기판 온도는, 450 ℃ 까지 상승 가능하게 되어 있다. 제 2 가열 공정에서는, 제 1 가열 공정 시보다 기판 (10) 이 적외선 히터 (6) 에 가까워지기 때문에, 적외선 히터 (6) 의 열이 기판 (10) 에 충분히 전해지게 된다.
또한, 제 2 공정에 있어서, 핫 플레이트 (5) 는, 반송 롤러 (8a) (도 1 에 나타내는 통과부 (8h)) 의 상방 또한 적외선 히터 (6) 의 하방에 위치하고 있다. 편의 상, 도 7 에 있어서, 이동 전 (제 1 가열 공정 시의 위치) 의 핫 플레이트 (5) 를 2 점 쇄선, 이동 후 (제 2 가열 공정 시의 위치) 의 핫 플레이트 (5) 를 실선으로 나타낸다.
제 2 가열 공정에서는, 감압 공정의 분위기를 유지한 상태로, 기판 온도가 제 1 가열 공정의 온도로부터 600 ℃ 이하가 될 때까지 기판 (10) 을 가열한다. 예를 들어, 제 2 가열 공정에서는, 기판 온도를 250 ℃ 에서 450 ℃ 까지 가파르게 상승시킨다. 또, 제 2 가열 공정에서는, 챔버 내 압력을 20 Pa 이하로 유지한다.
제 2 가열 공정에서는, 핫 플레이트 (5) 와 적외선 히터 (6) 의 사이에 배치되어 있는 핫 플레이트측 반사면 (30a) 을 사용하여 핫 플레이트 (5) 를 향하는 적외선을 반사한다. 이로써, 핫 플레이트 (5) 에 적외선이 흡수되는 것을 회피할 수 있다. 또한, 핫 플레이트측 반사면 (30a) 에 의해 반사된 적외선의 적어도 일부는 기판 (10) 에 흡수된다.
더하여, 제 2 가열 공정에서는, 챔버 (2) 의 내면에 형성된 챔버측 반사면 (2a) 에 있어서 적외선이 반사된다. 이로써, 챔버 (2) 내의 온도 균일성을 높일 수 있다. 또한, 챔버측 반사면 (2a) 에 의해 반사된 적외선의 적어도 일부는 기판 (10) 에 흡수된다.
더하여, 제 2 가열 공정에서는, 핫 플레이트 (5) 를 냉각시킨다. 예를 들어, 제 2 가열 공정에서는, 가열부의 내부에 배치된 냉매 통과부 (51) 에 냉매 (공기) 를 통과시킨다 (도 3 참조).
제 2 가열 공정은, 기판 (10) 을 냉각시키는 냉각 공정을 포함한다. 예를 들어, 냉각 공정에서는, 감압 공정의 분위기, 혹은 저산소 분위기를 유지한 상태로, 기판 온도가 제 2 가열 공정의 온도로부터 기판 (10) 을 반송 가능한 온도가 될 때까지 기판 (10) 을 냉각시킨다. 냉각 공정에서는, 적외선 히터 (6) 의 전원을 오프로 한다.
이상의 공정을 거침으로써, 기판 (10) 에 도포된 폴리이미드 형성용 액의 휘발 또는 이미드화를 실시함과 함께, 기판 (10) 에 도포된 폴리이미드 형성용 액의 이미드화 시의 분자 사슬의 재배열을 실시하여, 폴리이미드막을 형성할 수 있다.
실시 형태에 있어서는, 챔버 (2) 의 수용 공간 (2S) 중의 기체가 챔버 (2) 의 내면에서 냉각되어 승화물이 되는 것을 억제하는 관점에서, 이하의 챔버 가열 공정을 실시한다.
챔버 가열 공정에서는, 챔버 (2) 의 내면의 적어도 일부를 가열한다. 실시 형태에 있어서, 챔버 가열 공정에서는, 챔버 (2) 의 둘레벽 (23) 에 배치된 챔버 가열부 (81) 를 사용하여, 챔버 (2) 의 둘레벽 (23) 의 내면을 가열한다 (도 2 참조). 예를 들어, 챔버 가열 공정에서는, 챔버 (2) 의 둘레벽 (23) 의 내면의 온도가 40 ℃ 이상 또한 150 ℃ 이하의 범위가 되도록 가열한다. 예를 들어, 챔버 가열 공정은, 적어도 기판 가열 공정 동안, 상시 실시된다.
실시 형태의 기판 가열 방법은, 진공 배관 가열 공정, 가스 공급 배관 가열 공정 및 기판 반출입부 가열 공정을 추가로 포함한다.
진공 배관 가열 공정에서는, 챔버 (2) 에 접속된 진공 배관 (3a) 의 내면의 적어도 일부를 가열한다. 실시 형태에 있어서, 진공 배관 가열 공정에서는, 진공 배관 (3a) 의 외면을 덮는 진공 배관 가열부 (82) 를 사용하여, 진공 배관 (3a) 의 내면을 가열한다 (도 2 참조). 예를 들어, 진공 배관 가열 공정은, 적어도 기판 가열 공정 동안, 상시 실시된다.
가스 공급 배관 가열 공정에서는, 가스 공급 배관 (4a) 의 내면의 적어도 일부를 가열한다. 실시 형태에 있어서, 가스 공급 배관 가열 공정에서는, 가스 공급 배관 (4a) 의 외면을 덮는 가스 공급 배관 가열부 (83) 를 사용하여, 가스 공급 배관 (4a) 의 내면을 가열한다 (도 2 참조). 예를 들어, 가스 공급 배관 가열 공정은, 적어도 기판 가열 공정 동안, 상시 실시된다.
기판 반출입부 가열 공정에서는, 기판 반출입부 (24) 의 적어도 일부를 가열 가능하다. 실시 형태에 있어서, 기판 반출입부 가열 공정에서는, 기판 반출입부 (24) 의 외면을 덮는 기판 반출입부 가열부 (84) 를 사용하여, 기판 반출입부 (24) 를 가열한다 (도 2 참조). 예를 들어, 기판 반출입부 가열 공정은, 적어도 기판 가열 공정 동안, 상시 실시된다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 의하면, 챔버 (2) 의 내면의 적어도 일부를 가열 가능한 챔버 가열부 (81) 를 포함함으로써, 챔버 (2) 의 내면의 강온을 억제할 수 있다. 그 때문에, 챔버 (2) 의 수용 공간 (2S) 중의 기체가 챔버 (2) 의 내면에서 냉각되어 고체의 퇴적물 (승화물) 이 되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 챔버 (2) 의 내면에 승화물이 부착되는 것을 억제할 수 있다.
또, 챔버 (2) 는, 기판 (10) 의 주위를 덮는 둘레벽 (23) 을 포함하고, 챔버 가열부 (81) 는, 적어도 둘레벽 (23) 에 배치되어 있음으로써, 챔버 (2) 의 둘레벽 (23) 의 내면의 강온을 억제할 수 있다. 그 때문에, 챔버 (2) 의 수용 공간 (2S) 중의 기체가 챔버 (2) 의 둘레벽 (23) 의 내면에서 냉각되어 승화물이 되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 챔버 (2) 의 둘레벽 (23) 의 내면에 승화물이 부착되는 것을 억제할 수 있다.
또, 감압부 (3) 는, 챔버 (2) 에 접속된 진공 배관 (3a) 을 포함하고, 진공 배관 (3a) 의 내면의 적어도 일부를 가열 가능한 진공 배관 가열부 (82) 를 추가로 포함함으로써, 진공 배관 (3a) 의 내면의 강온을 억제할 수 있다. 그 때문에, 진공 배관 (3a) 을 통과하는 기체가 진공 배관 (3a) 의 내면에서 냉각되어 승화물이 되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 진공 배관 (3a) 의 내면에 승화물이 부착되는 것을 억제할 수 있다.
또, 기판 가열부는, 기판 (10) 을 적외선에 의해 가열 가능한 적외선 히터 (6) 를 포함하고, 챔버 (2) 의 내면의 적어도 일부는, 적외선을 반사하는 챔버측 반사면 (2a) 으로 되어 있음으로써, 이하의 효과를 발휘한다. 챔버측 반사면 (2a) 에 의해 반사된 적외선의 적어도 일부는 기판 (10) 에 흡수되기 때문에, 기판 (10) 의 가열을 촉진할 수 있다. 한편, 챔버측 반사면 (2a) 에 의해 반사된 적외선에 의한 기판 (10) 의 온도 상승분을 근거로 하여, 적외선 히터 (6) 의 출력을 저감할 수 있다. 그런데, 오븐에서 열풍을 순환시켜 기판을 가열하는 방식이면, 열풍의 순환에 의해 기판의 수용 공간에 이물질이 휘말릴 가능성이 있다. 이에 대해, 이 구성에 의하면, 기판 (10) 의 수용 공간 (2S) 의 분위기를 감압한 상태로 기판 (10) 을 가열할 수 있기 때문에, 기판 (10) 의 수용 공간 (2S) 에 이물질이 휘말리는 일은 없다. 따라서, 챔버 (2) 의 내면 또는 기판 (10) 에 이물질이 부착되는 것을 억제하는데 있어서 바람직하다.
또, 수용 공간 (2S) 에 불활성 가스를 공급함으로써 수용 공간 (2S) 의 상태를 조정 가능한 가스 공급부 (4) 와, 가스 공급부 (4) 로부터 공급되는 불활성 가스를 기판 (10) 을 향하여 확산시키는 가스 확산부 (40) 를 추가로 포함하고 있음으로써, 이하의 효과를 발휘한다.
그런데, 불활성 가스를 챔버의 둘레벽의 내면을 향하여 분사하는 구성이면, 불활성 가스가 챔버의 둘레벽의 내면에 충돌한 후에 챔버 내를 대류함으로써, 기판의 수용 공간에 이물질이 휘말릴 가능성이 있다. 이에 대해, 이 구성에 의하면, 불활성 가스가 기판 (10) 을 향하여 확산되기 때문에, 불활성 가스가 챔버 (2) 내를 대류하는 것을 억제하여, 기판 (10) 의 수용 공간 (2S) 에 이물질이 휘말리는 것을 회피할 수 있다. 따라서, 챔버 (2) 의 내면 또는 기판 (10) 에 이물질이 부착되는 것을 억제하는데 있어서 바람직하다.
또, 가스 공급부 (4) 는, 챔버 (2) 에 접속된 가스 공급 배관 (4a) 을 포함하고, 가스 공급 배관 (4a) 의 내면의 적어도 일부를 가열 가능한 가스 공급 배관 가열부 (83) 를 추가로 포함함으로써, 가스 공급 배관 (4a) 의 내면의 강온을 억제할 수 있다. 그 때문에, 가스 공급 배관 (4a) 을 통과하는 기체가 가스 공급 배관 (4a) 의 내면에서 냉각되어 승화물이 되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 가스 공급 배관 (4a) 의 내면에 승화물이 부착되는 것을 억제할 수 있다.
또, 수용 공간 (2S) 에 기판 (10) 을 반입 가능 및 배출 가능한 기판 반출입부 (24) 와, 기판 반출입부 (24) 의 적어도 일부를 가열 가능한 기판 반출입부 가열부 (84) 를 추가로 포함함으로써, 기판 반출입부 (24) 의 강온을 억제할 수 있다. 그 때문에, 기판 반출입구 (23a) 를 통과하는 기체가 기판 반출입부 (24) 에서 냉각되어 승화물이 되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 기판 반출입부 (24) 에 승화물이 부착되는 것을 억제할 수 있다.
또, 챔버 가열부 (81) 의 적어도 일부를 챔버 (2) 의 외방으로부터 덮는 단열 부재 (26) 를 추가로 구비함으로써, 챔버 (2) 의 외방으로의 열 이동을 억제할 수 있기 때문에, 챔버 가열부 (81) 에 의해 챔버 (2) 의 내면을 효율적으로 가열 할 수 있다.
또, 단열 부재 (26) 의 적어도 일부를 챔버 (2) 의 외방으로부터 덮는 커버 부재 (27) 를 추가로 구비함으로써, 챔버 가열부 (81) 및 단열 부재 (26) 를 보호할 수 있기 때문에, 챔버 가열부 (81) 에 의해 챔버 (2) 의 내면을 안정되게 효율적으로 가열할 수 있다.
또, 감압부 (3) 는, 챔버 (2) 에 접속된 진공 배관 (3a) 을 포함하고, 진공 배관 (3a) 을 통과하는 기체를 액화함과 함께, 상기 기판에 도포된 상기 용액으로부터 휘발된 용매를 회수 가능한 기체 액화 회수부 (11) 를 추가로 구비함으로써, 이하의 효과를 발휘한다. 진공 배관 (3a) 을 통과하는 기체를 액화할 수 있기 때문에, 진공 배관 (3a) 을 통과하는 기체가 챔버 (2) 내에 역류하는 것을 방지할 수 있다. 더하여, 기판 (10) 에 도포된 폴리이미드 형성용 액으로부터 휘발된 용매를 회수 가능하기 때문에, 폴리이미드 형성용 액으로부터 휘발된 용매가 공장측으로 배출되는 것을 방지할 수 있다. 또, 기체 액화 회수부 (11) 를 감압부 (3) (진공 펌프 (13)) 의 라인에 접속한 경우에는, 폴리이미드 형성용 액으로부터 휘발된 용매가 다시 액화되어 진공 펌프 (13) 내로 역류하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 폴리이미드 형성용 액으로부터 휘발된 용매를, 세정액으로서 재이용할 수 있다. 예를 들어, 세정액은, 노즐 선단의 세정, 노즐에 부착된 액을 긁어내는 부재에 부착된 액의 세정 등에 사용할 수 있다.
그런데, 기체 액화 회수부 (11) 가 감압부 (3) 의 라인에 있어서 진공 펌프 (13) 보다 상류측에 배치되어 있는 경우, 상류측에서 액화된 액체가 다음의 감압 시에 기화되는 경우가 있어, 진공 빼기 시간이 지연되어 버릴 가능성이 있다. 이에 대해, 본 실시 형태에 의하면, 기체 액화 회수부 (11) 가 감압부 (3) 의 라인에 있어서 진공 펌프 (13) 보다 하류측에 배치되어 있음으로써, 하류측에서 액화된 액체는 다음의 감압 시에 기화되는 일이 없기 때문에, 진공 빼기 시간이 지연되는 것을 회피할 수 있다.
또, 기판 가열부는, 기판 (10) 의 일방측에 배치된 핫 플레이트 (5) 와, 기판 (10) 의 타방측에 배치됨과 함께, 기판 (10) 을 적외선에 의해 가열 가능한 적외선 히터 (6) 를 포함하고 있음으로써, 이하의 효과를 발휘한다.
그런데, 오븐에서 열풍을 순환시켜 기판을 가열하는 방식이면, 열풍의 순환 에 의해 기판의 수용 공간에 이물질이 휘말릴 가능성이 있다. 이에 대해, 이 구성에 의하면, 기판 (10) 의 수용 공간 (2S) 의 분위기를 감압한 상태로 기판 (10) 을 가열할 수 있기 때문에, 기판 (10) 의 수용 공간 (2S) 에 이물질이 휘말리는 일은 없다. 따라서, 챔버 (2) 의 내면 또는 기판 (10) 에 이물질이 부착되는 것을 억제하는데 있어서 바람직하다. 더하여, 기판 (10) 의 일방측에 배치된 핫 플레이트 (5) 에 의해, 기판 (10) 의 가열 온도를 기판 (10) 의 면내에서 균일화시킬 수 있기 때문에, 막 특성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 핫 플레이트 (5) 의 일면과 기판 (10) 의 제 2 면 (10b) 을 맞닿게 한 상태로 기판을 가열함으로써, 기판 (10) 의 가열 온도의 면내 균일성을 높일 수 있다.
또, 챔버 (2) 는, 기판 (10) 의 일방측에 배치된 저판 (22) 과, 기판 (10) 의 타방측에 배치됨과 함께, 저판 (22) 과 대향하는 천판 (21) 과, 천판 (21) 및 저판 (22) 의 외주 가장자리에 연결되는 둘레벽 (23) 을 포함하고, 핫 플레이트 (5) 는, 저판 (22) 의 측에 배치되고, 적외선 히터 (6) 는, 천판 (21) 의 측에 배치되고, 챔버 가열부 (81) 는, 적어도 둘레벽 (23) 에 배치되어 있음으로써, 이하의 효과를 발휘한다. 핫 플레이트 (5) 에 의해 챔버 (2) 의 저판 (22) 의 내면의 강온을 억제할 수 있다. 더하여, 적외선 히터 (6) 에 의해 챔버 (2) 의 천판 (21) 의 내면의 강온을 억제할 수 있다. 더하여, 챔버 가열부 (81) 에 의해 챔버 (2) 의 둘레벽 (23) 의 내면의 강온을 억제할 수 있다. 즉, 챔버 (2) 전체의 내면의 강온을 억제할 수 있다. 그 때문에, 챔버 (2) 의 수용 공간 (2S) 중의 기체가 챔버 (2) 전체의 내면에서 냉각되어 승화물이 되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 챔버 (2) 전체의 내면에 승화물이 부착되는 것을 억제할 수 있다. 더하여, 챔버 가열부 (81) 가 챔버 (2) 의 둘레벽 (23) 에만 배치되어 있기 때문에, 챔버 가열부 (81) 가 천판 (21) 및 저판 (22) 에 추가로 배치된 경우와 비교해서, 간소한 구성으로 챔버 (2) 전체의 내면에 승화물이 부착되는 것을 억제할 수 있다. 그런데, 챔버의 천판에는 적외선 히터의 지지 부재 등이 배치되기 때문에, 챔버 가열부가 챔버의 천판에 배치되는 경우에는 레이아웃 상의 제약을 받는다. 이에 대해, 이 구성에 의하면, 챔버 가열부 (81) 가 챔버 (2) 의 둘레벽 (23) 에만 배치되어 있기 때문에, 상기 레이아웃 상의 제약을 받는 일은 없다.
또, 수용 공간 (2S) 에 불활성 가스를 공급함으로써 수용 공간 (2S) 의 상태를 조정 가능한 가스 공급부 (4) 와, 가스 공급부 (4) 로부터 공급되는 불활성 가스를 기판 (10) 을 향하여 확산시키는 가스 확산부 (40) 를 추가로 포함하고, 가스 공급부 (4) 는, 둘레벽 (23) 에 있어서의 천판 (21) 의 측에 접속된 가스 공급 배관 (4a) 을 포함하고 있음으로써, 이하의 효과를 발휘한다.
그런데, 불활성 가스를 챔버의 둘레벽의 내면을 향하여 분사하는 구성이면, 불활성 가스가 챔버의 둘레벽의 내면에 충돌한 후에 챔버 내를 대류함으로써, 기판의 수용 공간에 이물질이 휘말릴 가능성이 있다. 이에 대해, 이 구성에 의하면, 불활성 가스가 기판 (10) 을 향하여 확산되기 때문에, 불활성 가스가 챔버 (2) 내를 대류하는 것을 억제하여, 기판 (10) 의 수용 공간 (2S) 에 이물질이 휘말리는 것을 회피할 수 있다. 따라서, 챔버 (2) 의 내면 또는 기판 (10) 에 이물질이 부착되는 것을 억제하는데 있어서 바람직하다. 그런데, 챔버의 천판에는 적외선 히터의 지지 부재 등이 배치되기 때문에, 가스 공급 배관이 챔버의 천판에 접속되는 경우에는 레이아웃 상의 제약을 받는다. 이에 대해, 이 구성에 의하면, 가스 공급 배관 (4a) 이 챔버 (2) 의 둘레벽 (23) 에 접속되어 있기 때문에, 상기 레이아웃 상의 제약을 받는 일은 없다. 더하여, 가스 공급 배관 (4a) 이 챔버 (2) 의 둘레벽 (23) 에 있어서의 천판 (21) 의 측에 접속되어 있음으로써, 불활성 가스가 천판 (21) 의 측으로부터 기판 (10) 을 향하여 보다 널리 확산되기 쉬워지기 때문에, 불활성 가스가 챔버 (2) 내를 대류하는 것을 보다 효과적으로 억제하여, 기판 (10) 의 수용 공간 (2S) 에 이물질이 휘말리는 것을 보다 효과적으로 회피할 수 있다.
또, 핫 플레이트 (5) 와 적외선 히터 (6) 의 사이에 배치됨과 함께, 핫 플레이트 (5) 를 향하는 적외선을 반사하는 핫 플레이트측 반사면 (30a) 을 갖는 적외선 반사부 (30) 를 추가로 포함하고, 핫 플레이트 (5) 는, 적외선 반사부 (30) 를 재치 가능한 재치면 (5a) 을 포함하고 있음으로써, 이하의 효과를 발휘한다. 이 구성에 의하면, 핫 플레이트 (5) 와 적외선 히터 (6) 의 사이에 배치됨과 함께 핫 플레이트 (5) 를 향하는 적외선을 반사하는 핫 플레이트측 반사면 (30a) 을 포함함으로써, 핫 플레이트 (5) 에 적외선이 흡수되는 것을 회피할 수 있기 때문에, 적외선에 의한 핫 플레이트 (5) 의 승온을 억제할 수 있다. 그 때문에, 적외선에 의한 핫 플레이트 (5) 의 승온에 수반되는 핫 플레이트 (5) 의 강온 시간을 고려할 필요가 없다. 따라서, 핫 플레이트 (5) 의 강온에 필요로 하는 택트 타임을 단축화할 수 있다. 더하여, 핫 플레이트측 반사면 (30a) 에 의해 반사된 적외선의 적어도 일부는 기판 (10) 에 흡수되기 때문에, 기판 (10) 의 가열을 촉진할 수 있다. 한편, 핫 플레이트측 반사면 (30a) 에 의해 반사된 적외선에 의한 기판 (10) 의 온도 상승분을 근거로 하여, 적외선 히터 (6) 의 출력을 저감할 수 있다. 더하여, 핫 플레이트 (5) 는, 적외선 반사부 (30) 를 재치 가능한 재치면 (5a) 을 포함함으로써, 기판 (10) 의 수용 공간의 분위기를 감압하여 진공 상태로 했을 경우, 핫 플레이트 (5) 에 있어서의 재치면 (5a) 과 적외선 반사부 (30) 의 사이를 진공 단열할 수 있다. 즉, 재치면 (5a) 과 적외선 반사부 (30) 의 계면에 있어서의 간극을 단열층으로서 기능시킬 수 있다. 그 때문에, 적외선에 의한 핫 플레이트 (5) 의 승온을 억제할 수 있다. 한편, 기판 (10) 의 수용 공간에 질소를 공급 (N2 퍼지) 했을 경우, 재치면 (5a) 과 적외선 반사부 (30) 의 사이의 진공 단열을 해제할 수 있다. 그 때문에, 핫 플레이트 (5) 가 강온되어 있을 때는 적외선 반사부 (30) 도 강온되어 있다고 추정할 수 있다.
또, 폴리이미드 형성용 액이 기판 (10) 의 제 1 면 (10a) 에만 도포되어 있고, 핫 플레이트 (5) 가 기판 (10) 의 제 1 면 (10a) 과는 반대측의 제 2 면 (10b) 의 측에 배치되어 있음으로써, 이하의 효과를 발휘한다. 핫 플레이트 (5) 로부터 발생된 열이, 기판 (10) 의 제 2 면 (10b) 의 측으로부터 제 1 면 (10a) 의 측을 향하여 전해지게 되기 때문에, 기판 (10) 을 효과적으로 가열할 수 있다. 더하여, 핫 플레이트 (5) 로 기판 (10) 을 가열하고 있는 동안에, 기판 (10) 에 도포된 폴리이미드 형성용 액의 휘발 또는 이미드화 (예를 들어, 성막 중의 가스 빼기) 를 효율적으로 실시할 수 있다.
또, 핫 플레이트 (5) 및 적외선 히터 (6) 의 쌍방이 기판 (10) 을 단계적으로 가열 가능함으로써, 이하의 효과를 발휘한다. 핫 플레이트 (5) 및 적외선 히터 (6) 가 기판 (10) 을 일정한 온도에서만 가열 가능한 경우와 비교해서, 기판 (10) 에 도포된 폴리이미드 형성용 액의 성막 조건에 적합하도록, 기판 (10) 을 효율적으로 가열할 수 있다. 따라서, 기판 (10) 에 도포된 폴리이미드 형성용 액을 단계적으로 건조시켜, 양호하게 경화시킬 수 있다.
또, 핫 플레이트 (5) 및 적외선 히터 (6) 와 기판 (10) 의 상대 위치를 조정 가능한 위치 조정부 (7) 를 추가로 포함함으로써, 상기 위치 조정부 (7) 를 구비하지 않은 경우와 비교해서, 기판 (10) 의 가열 온도를 조정하기 쉬워진다. 예를 들어, 기판 (10) 의 가열 온도를 높게 하는 경우에는 핫 플레이트 (5) 및 적외선 히터 (6) 와 기판 (10) 을 근접시키고, 기판 (10) 의 가열 온도를 낮게 하는 경우에는 핫 플레이트 (5) 및 적외선 히터 (6) 와 기판 (10) 을 이반시킬 수 있다. 따라서, 기판 (10) 을 단계적으로 가열하기 쉬워진다.
또, 위치 조정부 (7) 는, 기판 (10) 을 핫 플레이트 (5) 와 적외선 히터 (6) 의 사이에서 이동 가능하게 하는 이동부 (7a) 를 포함함으로써, 이하의 효과를 발휘한다. 기판 (10) 을 핫 플레이트 (5) 와 적외선 히터 (6) 의 사이에서 이동시킴으로써, 핫 플레이트 (5) 및 적외선 히터 (6) 의 적어도 일방을 정위치에 배치한 상태로, 기판 (10) 의 가열 온도를 조정할 수 있다. 따라서, 핫 플레이트 (5) 및 적외선 히터 (6) 의 적어도 일방을 이동 가능하게 하는 장치를 별도 형성할 필요가 없기 때문에, 간소한 구성으로 기판 (10) 의 가열 온도를 조정할 수 있다.
또, 핫 플레이트 (5) 와 적외선 히터 (6) 의 사이에는, 기판 (10) 을 반송 가능하게 하는 반송부 (8) 가 형성되어 있고, 반송부 (8) 에는, 이동부 (7a) 를 통과 가능하게 하는 통과부 (8h) 가 형성되어 있음으로써, 이하의 효과를 발휘한다. 기판 (10) 을 핫 플레이트 (5) 와 적외선 히터 (6) 의 사이에서 이동시키는 경우에, 통과부 (8h) 를 통과시킬 수 있기 때문에, 반송부 (8) 를 우회하여 기판 (10) 을 이동시킬 필요가 없다. 따라서, 반송부 (8) 를 우회하여 기판 (10) 을 이동시키기 위한 장치를 별도 형성할 필요가 없기 때문에, 간소한 구성으로 기판 (10) 의 이동을 순조롭게 실시할 수 있다.
또, 기판 (10) 의 온도를 검지 가능한 온도 검지부 (9) 를 추가로 포함함으로써, 기판 (10) 의 온도를 실시간으로 파악할 수 있다. 예를 들어, 온도 검지부 (9) 의 검지 결과에 기초하여 기판 (10) 을 가열함으로써, 기판 (10) 의 온도가 목표치로부터 벗어나는 것을 억제할 수 있다.
또, 기판 (10) 및 기판 가열부 (5, 6) 가 공통의 챔버 (2) 에 수용되어 있음으로써, 공통의 챔버 (2) 내에서 기판 (10) 에 대한 기판 가열부 (5, 6) 에 의한 가열 처리를 일괄할 수 있다. 예를 들어, 공통의 챔버 (2) 내에서 기판 (10) 에 대한 핫 플레이트 (5) 에 의한 가열 처리와 적외선 히터 (6) 에 의한 가열 처리를 일괄하여 실시할 수 있다. 즉, 핫 플레이트 (5) 및 적외선 히터 (6) 가 서로 상이한 챔버 (2) 에 수용되었을 경우와 같이, 상이한 2 개의 챔버 (2) 간에서 기판 (10) 을 반송시키기 위한 시간을 필요로 하지 않는다. 따라서, 기판 (10) 의 가열 처리를 보다 한층 효율적으로 실시할 수 있다. 또, 상이한 2 개의 챔버 (2) 를 구비한 경우와 비교해서, 장치 전체를 소형화할 수 있다.
또, 기판 (10), 핫 플레이트 (5) 및 적외선 히터 (6) 를 수용 가능한 챔버 (2) 를 포함함으로써, 챔버 (2) 내에서 기판 (10) 의 가열 온도를 관리할 수 있기 때문에, 기판 (10) 을 효과적으로 가열할 수 있다. 더하여, 챔버 (2) 내에서 핫 플레이트 (5) 의 온도를 관리할 수 있기 때문에, 핫 플레이트 (5) 를 효과적으로 강온할 수 있다.
또, 적외선 히터 (6) 가 기판 (10) 의 제 1 면 (10a) 의 측에 배치되어 있음 으로써, 적외선 히터 (6) 로부터 발생된 열이, 기판 (10) 의 제 1 면 (10a) 의 측으로부터 제 2 면 (10b) 의 측을 향하여 전해지게 되기 때문에, 핫 플레이트 (5) 에 의한 가열과 적외선 히터 (6) 에 의한 가열이 함께, 기판 (10) 을 보다 한층 효과적으로 가열할 수 있다.
또, 적외선 히터 (6) 의 적외선 가열에 의해, 기판 (10) 을 제 2 온도까지 단시간에 승온할 수 있다. 또, 적외선 히터 (6) 와 기판 (10) 을 이반시킨 상태로 기판 (10) 을 가열 (이른바 비접촉 가열) 할 수 있기 때문에, 기판 (10) 을 청정하게 유지 (이른바 크린 가열을 실시한다) 할 수 있다.
또, 적외선 히터의 피크 파장 범위가 1.0 ㎛ 이상 또한 4 ㎛ 이하의 범위임으로써, 1.0 ㎛ 이상 또한 4 ㎛ 이하의 범위의 파장은, 유리 및 물 등의 흡수 파장과 일치하기 때문에, 기판 (10) 및 기판 (10) 에 도포된 폴리이미드 형성용 액을 보다 한층 효과적으로 가열할 수 있다.
또, 챔버 가열 공정에 있어서 챔버 (2) 의 내면의 적어도 일부를 가열함으로써, 챔버 (2) 의 내면의 강온을 억제할 수 있다. 그 때문에, 챔버 (2) 의 수용 공간 (2S) 중의 기체가 챔버 (2) 의 내면에서 냉각되어 승화물이 되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 챔버 (2) 의 내면에 승화물이 부착되는 것을 억제할 수 있다.
또, 챔버 (2) 에 접속된 진공 배관 (3a) 의 내면의 적어도 일부를 가열하는 진공 배관 가열 공정을 추가로 포함함으로써, 진공 배관 (3a) 의 내면의 강온을 억제할 수 있다. 그 때문에, 진공 배관 (3a) 을 통과하는 기체가 진공 배관 (3a) 의 내면에서 냉각되어 승화물이 되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 진공 배관 (3a) 의 내면에 승화물이 부착되는 것을 억제할 수 있다.
또, 제 2 가열 공정에 있어서 핫 플레이트 (5) 와 적외선 히터 (6) 의 사이에 배치되어 있는 핫 플레이트측 반사면 (30a) 을 사용하여 핫 플레이트 (5) 를 향하는 적외선을 반사함으로써, 핫 플레이트 (5) 에 적외선이 흡수되는 것을 회피할 수 있기 때문에, 적외선에 의한 핫 플레이트 (5) 의 승온을 억제할 수 있다. 그 때문에, 적외선에 의한 핫 플레이트 (5) 의 승온에 수반되는 핫 플레이트 (5) 의 강온 시간을 고려할 필요가 없다. 따라서, 핫 플레이트 (5) 의 강온에 필요로 하는 택트 타임을 단축화할 수 있다. 더하여, 핫 플레이트측 반사면 (30a) 에 의해 반사된 적외선의 적어도 일부는 기판 (10) 에 흡수되기 때문에, 기판 (10) 의 가열을 촉진할 수 있다. 한편, 핫 플레이트측 반사면 (30a) 에 의해 반사된 적외선에 의한 기판 (10) 의 온도 상승분을 근거로 하여, 적외선 히터 (6) 의 출력을 저감할 수 있다.
또, 제 2 가열 공정에 있어서 핫 플레이트 (5) 를 냉각시킴으로써, 제 2 가열 공정 후에 핫 플레이트 (5) 를 냉각시키는 경우와 비교해서, 핫 플레이트 (5) 를 단시간에 강온할 수 있다. 따라서, 핫 플레이트 (5) 의 강온에 필요로 하는 택트 타임을 보다 한층 단축화할 수 있다.
(제 2 실시 형태)
다음으로, 본 발명의 제 2 실시 형태에 대해, 도 8 ∼ 도 11 을 사용하여 설명한다.
제 2 실시 형태에서는, 제 1 실시 형태에 대해, 위치 조정부 (207) 의 구성이 특히 상이하다. 도 9 ∼ 도 11 에 있어서, 제 1 실시 형태와 동일한 구성에는 동일 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 8 은, 제 2 실시 형태에 관련된 기판 가열 장치 (201) 에 있어서의 가열 유닛 (80), 단열 부재 (26) 및 커버 부재 (27) 의 단면을 포함하는, 도 2 에 상당하는 도면이다.
＜위치 조정부＞
도 8 에 나타내는 바와 같이, 위치 조정부 (207) 는, 수용부 (270), 이동부 (275) 및 구동부 (279) 를 구비하고 있다.
수용부 (270) 는, 챔버 (2) 의 하측에 배치되어 있다. 수용부 (270) 는, 이동부 (275) 및 구동부 (279) 를 수용 가능하다. 수용부 (270) 는, 직방체의 상자형으로 형성된다. 구체적으로, 수용부 (270) 는, 직사각형 판상의 제 1 지지판 (271) 과, 제 1 지지판 (271) 과 대향하는 직사각형 판상의 제 2 지지판 (272) 과, 제 1 지지판 (271) 및 제 2 지지판 (272) 의 외주 가장자리에 연결됨과 함께 이동부 (275) 및 구동부 (279) 의 주위를 둘러싸도록 덮는 위요판 (273) 에 의해 형성되어 있다. 또한, 위요판 (273) 은 형성되어 있지 않아도 된다. 즉, 위치 조정부 (207) 는, 적어도 제 1 지지판 (271), 이동부 (275) 및 구동부 (279) 를 구비하고 있으면 된다. 예를 들어, 장치 전체를 덮는 외장 커버가 형성되어 있어도 된다.
제 1 지지판 (271) 의 외주 가장자리는, 챔버 (2) 의 둘레벽 (23) 의 하단에 접속되어 있다. 제 1 지지판 (271) 은, 챔버 (2) 의 저판으로서도 기능한다. 제 1 지지판 (271) 에는, 핫 플레이트 (205) 가 배치되어 있다. 구체적으로, 핫 플레이트 (205) 는, 챔버 (2) 내에서 제 1 지지판 (271) 에 지지되어 있다.
위요판 (273) 과 둘레벽 (23) 은, 상하로 연속해서 늘어서 있다. 챔버 (2) 는, 기판 (10) 을 밀폐 공간에서 수용 가능하게 구성되어 있다. 예를 들어, 천판 (21), 저판으로서의 제 1 지지판 (271), 및 둘레벽 (23) 의 각 접속부를 용접 등으로 간극 없이 결합함으로써, 챔버 (2) 내의 기밀성을 향상할 수 있다.
이동부 (275) 는, 핀 (276), 신축관 (277) 및 기대 (278) 를 구비한다.
핀 (276) 은, 기판 (10) 의 제 2 면 (10b) 을 가능하고 또한 제 2 면 (10b) 의 법선 방향 (Z 방향) 으로 이동 가능하다. 핀 (276) 은, 상하로 연장되는 봉상의 부재이다. 핀 (276) 의 선단 (상단) 은, 기판 (10) 의 제 2 면 (10b) 에 맞닿음 가능한 동시에 기판 (10) 의 제 2 면 (10b) 으로부터 이반 가능하게 되어 있다.
핀 (276) 은, 제 2 면 (10b) 과 평행한 방향 (X 방향 및 Y 방향) 으로 간격을 두고 복수 형성되어 있다. 복수의 핀 (276) 은, 각각 대략 동일한 길이로 형성되어 있다. 복수의 핀 (276) 의 선단은, 제 2 면 (10b) 과 평행한 면내 (XY 평면내) 에 배치되어 있다.
신축관 (277) 은, 제 1 지지판 (271) 과 기대 (278) 의 사이에 형성되어 있다. 신축관 (277) 은, 핀 (276) 의 주위를 둘러싸도록 덮음과 함께, 상하로 연장되는 관상의 부재이다. 신축관 (277) 은, 제 1 지지판 (271) 과 기대 (278) 의 사이에서 상하로 신축 자재로 되어 있다. 예를 들어, 신축관 (277) 은, 진공 빌로우즈이다.
신축관 (277) 은, 복수의 핀 (276) 과 동일한 수만큼 복수 형성되어 있다. 복수의 신축관 (277) 의 선단 (상단) 은, 제 1 지지판 (271) 에 고정되어 있다. 구체적으로, 제 1 지지판 (271) 에는, 제 1 지지판 (271) 을 두께 방향으로 개구하는 복수의 삽입 통과 구멍 (271h) 이 형성되어 있다. 각 삽입 통과 구멍 (271h) 의 내경은, 각 신축관 (277) 의 외경과 대략 동일한 크기로 되어 있다. 예를 들어, 각 신축관 (277) 의 선단은, 제 1 지지판 (271) 의 각 삽입 통과 구멍 (271h) 에 끼워 맞춤 고정되어 있다.
기대 (278) 는, 제 1 지지판 (271) 과 대향하는 판상의 부재이다. 기대 (278) 의 상면은, 기판 (10) 의 제 2 면 (10b) 을 따른 평탄면을 이루고 있다. 기대 (278) 의 상면에는, 복수의 핀 (276) 의 기단 (하단) 및 복수의 신축관 (277) 의 기단 (하단) 이 고정되어 있다.
복수의 핀 (276) 의 선단은, 핫 플레이트 (205) 를 삽입 통과 가능하게 되어 있다. 핫 플레이트 (205) 에는, 제 1 지지판 (271) 의 각 삽입 통과 구멍 (271h) (각 신축관 (277) 의 내부 공간) 에 제 2 면 (10b) 의 법선 방향으로 겹치는 위치에서, 핫 플레이트 (205) 를 제 2 면 (10b) 의 법선 방향 (핫 플레이트 (205) 의 두께 방향) 으로 개구하는 복수의 삽입 통과 구멍 (205h) 이 형성되어 있다.
복수의 핀 (276) 의 선단은, 적외선 반사부 (230) 를 삽입 통과 가능하게 되어 있다. 적외선 반사부 (230) 에는, 제 1 지지판 (271) 의 각 삽입 통과 구멍 (271h) (각 신축관 (277) 의 내부 공간) 에 제 2 면 (10b) 의 법선 방향으로 겹치는 위치에서, 적외선 반사부 (230) 를 제 2 면 (10b) 의 법선 방향 (적외선 반사판의 두께 방향) 으로 개구하는 복수의 삽입 통과 구멍 (230h) 이 형성되어 있다.
복수의 핀 (276) 의 선단은, 각 신축관 (277) 의 내부 공간, 핫 플레이트 (205) 의 각 삽입 통과 구멍 (205h) 및 적외선 반사부 (230) 의 각 삽입 통과 구멍 (230h) 을 통하여, 기판 (10) 의 제 2 면 (10b) 에 맞닿음 가능하게 되어 있다. 그 때문에, 복수의 핀 (276) 의 선단에 의해, 기판 (10) 이 XY 평면에 평행하게 지지되도록 되어 있다. 복수의 핀 (276) 은, 챔버 (2) 내에 수용되는 기판 (10) 을 지지하면서 챔버 (2) 내의 Z 방향으로 이동하게 되어 있다 (도 9 ∼ 도 11 참조).
구동부 (279) 는, 챔버 (2) 의 외부인 수용부 (270) 내에 배치되어 있다. 그 때문에, 가령 구동부 (279) 의 구동에 수반하여 파티클이 발생했다고 해도, 챔버 (2) 내를 밀폐 공간으로 함으로써, 챔버 (2) 내로의 파티클의 침입을 회피할 수 있다.
＜기판 가열 방법＞
다음으로, 본 실시 형태에 관련된 기판 가열 방법을 설명한다. 본 실시 형태에서는, 상기의 기판 가열 장치 (201) 를 사용하여 기판 (10) 을 가열한다. 기판 가열 장치 (201) 의 각 부에서 실시되는 동작은, 제어부 (15) 에 의해 제어된다. 또한, 제 1 실시 형태와 동일한 공정에 대해서는, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 9 는, 제 2 실시 형태에 관련된 기판 가열 장치 (201) 의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 10 은, 도 9 에 계속되는, 제 2 실시 형태에 관련된 기판 가열 장치 (201) 의 동작 설명도이다. 도 11 은, 도 10 에 계속되는, 제 2 실시 형태에 관련된 기판 가열 장치 (201) 의 동작 설명도이다.
편의 상, 도 9 ∼ 도 11 에 있어서는, 기판 가열 장치 (201) 의 구성 요소 중, 기판 반출입부 (24), 감압부 (3), 가스 공급부 (4), 가스 확산부 (40), 온도 검지부 (9), 기체 액화 회수부 (11), 냉각 기구 (50), 가열 유닛 (80), 단열 부재 (26), 커버 부재 (27) 및 제어부 (15) 의 도시를 생략한다.
본 실시 형태에 관련된 기판 가열 방법은, 수용 공정, 감압 공정, 기판 가열 공정 및 챔버 가열 공정을 포함한다.
도 9 에 나타내는 바와 같이, 수용 공정에서는, 폴리이미드 형성용 액을 도포한 기판 (10) 을 챔버 (2) 의 내부의 수용 공간 (2S) 에 수용한다.
감압 공정에서는, 수용 공간 (2S) 의 분위기를 감압한다.
감압 공정에서는, 기판 (10) 이 핫 플레이트 (205) 로부터 이반되어 있다. 구체적으로, 각 신축관 (277) 의 내부 공간, 핫 플레이트 (205) 의 각 삽입 통과 구멍 (205h) 및 적외선 반사부 (230) 의 각 삽입 통과 구멍 (230h) 을 통하여 복수의 핀 (276) 의 선단을 기판 (10) 의 제 2 면 (10b) 에 맞닿게 함과 함께, 기판 (10) 을 상승시킴으로써, 기판 (10) 을 핫 플레이트 (205) 로부터 이반시키고 있다. 감압 공정에 있어서, 핫 플레이트 (205) 및 기판 (10) 은, 핫 플레이트 (205) 의 열이 기판 (10) 에 전해지지 않을 정도로 이반되어 있다. 감압 공정에 있어서, 핫 플레이트 (205) 의 전원은 온으로 되어 있다. 예를 들어, 핫 플레이트 (205) 의 온도는, 250 ℃ 정도로 되어 있다. 한편, 감압 공정에 있어서, 적외선 히터 (6) 의 전원은 오프로 되어 있다.
감압 공정 후, 기판 가열 공정에서는, 기판 (10) 의 일방측에 배치되어 있는 핫 플레이트 (205) 와 기판 (10) 의 타방측에 배치되어 있는 적외선 히터 (6) 를 사용하여 기판 (10) 을 가열한다.
기판 가열 공정은, 제 1 가열 공정 및 제 2 가열 공정을 포함한다.
감압 공정 후, 제 1 가열 공정에서는, 기판 (10) 을 제 1 온도에서 가열한다.
도 10 에 나타내는 바와 같이, 제 1 가열 공정에서는, 복수의 핀 (276) 의 선단을 기판 (10) 의 제 2 면 (10b) 으로부터 이반시킴으로써, 기판 (10) 을 적외선 반사부 (230) 의 핫 플레이트측 반사면 (230a) 에 재치시킨다. 구체적으로, 기판 (10) 을 핫 플레이트측 반사면 (230a) 에 형성된 기판 지지 볼록부 (도시 생략) 에 지지시킨다. 이로써, 핫 플레이트측 반사면 (230a) 은 기판 (10) 의 제 2 면 (10b) 에 근접하기 때문에, 핫 플레이트 (205) 의 열이 적외선 반사부 (230) 를 통하여 기판 (10) 에 전해지게 된다. 예를 들어, 제 1 가열 공정에 있어서, 핫 플레이트 (205) 의 온도는, 250 ℃ 를 유지하고 있다. 그 때문에, 기판 온도는, 250 ℃ 까지 상승 가능하게 되어 있다. 한편, 제 1 가열 공정에 있어서, 적외선 히터 (6) 의 전원은 오프인 채로 되어 있다.
제 1 가열 공정 후, 제 2 가열 공정에서는, 제 1 온도보다 높은 제 2 온도에서 기판 (10) 을 가열한다.
도 11 에 나타내는 바와 같이, 제 2 가열 공정에서는, 기판 (10) 을 제 1 가열 공정 시의 위치보다 더욱 상승시킴으로써, 기판 (10) 을 적외선 히터 (6) 에 근접시킨다. 예를 들어, 제 2 가열 공정에 있어서, 핫 플레이트 (205) 의 온도는, 250 ℃ 를 유지하고 있다. 또, 제 2 가열 공정에 있어서, 적외선 히터 (6) 의 전원은 온으로 된다. 예를 들어, 적외선 히터 (6) 는, 450 ℃ 에서 기판 (10) 을 가열 가능하다. 그 때문에, 기판 온도는, 450 ℃ 까지 상승 가능하게 되어 있다. 제 2 가열 공정에서는, 제 1 가열 공정 시보다 기판 (10) 이 적외선 히터 (6) 에 가까워지기 때문에, 적외선 히터 (6) 의 열이 기판 (10) 에 충분히 전해지게 된다.
그 후, 제 1 실시 형태와 동일한 공정을 거침으로써, 기판 (10) 에 도포된 폴리이미드 형성용 액의 휘발 또는 이미드화를 실시함과 함께, 기판 (10) 에 도포된 폴리이미드 형성용 액의 이미드화 시의 분자 사슬의 재배열을 실시하여, 폴리이미드막을 형성할 수 있다.
또, 챔버 (2) 의 수용 공간 (2S) 중의 기체가 챔버 (2) 의 내면에서 냉각되어 승화물이 되는 것을 억제하는 관점에서, 제 1 실시 형태와 동일한 챔버 가열 공정 등을 실시한다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 의하면, 이동부 (275) 가 기판 (10) 의 제 2 면 (10b) 을 가능하고 또한 제 2 면 (10b) 의 법선 방향으로 이동 가능한 복수의 핀 (276) 을 포함하고, 복수의 핀 (276) 의 선단이 제 2 면 (10b) 과 평행한 면내에 배치되어 있음으로써, 이하의 효과를 발휘한다. 기판 (10) 을 안정적으로 지지한 상태로, 기판 (10) 을 가열할 수 있기 때문에, 기판 (10) 에 도포된 폴리이미드 형성용 액을 안정적으로 성막시킬 수 있다.
또, 핫 플레이트 (205) 에는, 핫 플레이트 (205) 를 제 2 면 (10b) 의 법선 방향으로 개구하는 복수의 삽입 통과 구멍 (205h) 이 형성되어 있고, 각 핀 (276) 의 선단이 각 삽입 통과 구멍 (205h) 을 통하여 제 2 면 (10b) 에 맞닿음 가능하게 되어 있음으로써, 이하의 효과를 발휘한다. 복수의 핀 (276) 과 핫 플레이트 (205) 의 사이에서의 기판 (10) 의 받아넘김을 단시간에 실시할 수 있기 때문에, 기판 (10) 의 가열 온도를 효율적으로 조정할 수 있다.
또한, 상기 서술한 예에 있어서 나타낸 각 구성 부재의 제형상이나 조합 등은 일례로서, 설계 요구 등에 기초하여 여러 가지 변경 가능하다.
예를 들어, 상기 실시 형태에 있어서는, 기판 가열부는, 기판의 일방측에 배치된 핫 플레이트와, 기판의 타방측에 배치됨과 함께, 기판을 적외선에 의해 가열 가능한 적외선 히터를 구비하고 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 기판 가열부는, 기판의 일방측에 배치된 핫 플레이트만을 구비하고 있어도 되고, 기판의 타방측에 배치된 적외선 히터만을 구비하고 있어도 된다. 즉, 기판 가열부는, 기판의 일방측 및 타방측의 적어도 일방에 배치되어 있으면 된다.
또, 상기 실시 형태에 있어서는, 챔버 가열부가 챔버의 둘레벽에만 배치되어 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 챔버 가열부가 챔버의 둘레벽에 더하여, 챔버의 천판 및 저판에 배치되어 있어도 된다. 즉, 챔버 가열부는, 챔버의 내면의 적어도 일부를 가열 가능하면 된다.
또, 상기 실시 형태에 있어서는, 반사면을 갖는 적외선 반사부를 구비하고 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 적외선 반사부를 구비하지 않고, 핫 플레이트의 상면이 적외선을 반사하는 반사면으로 되어 있어도 된다.
또, 상기 실시 형태에 있어서는, 기판, 핫 플레이트 및 적외선 히터가 공통의 챔버에 수용되어 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 핫 플레이트 및 적외선 히터가 서로 상이한 챔버에 수용되어 있어도 된다.
또, 상기 실시 형태에 있어서는, 핫 플레이트 및 적외선 히터의 쌍방이 기판을 단계적으로 가열 가능하지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 핫 플레이트 및 적외선 히터의 적어도 일방이, 기판을 단계적으로 가열 가능해도 된다. 또, 핫 플레이트 및 적외선 히터의 쌍방이, 기판을 일정한 온도에서만 가열 가능해도 된다.
또, 상기 실시 형태에 있어서는, 반송부로서 복수의 반송 롤러를 사용했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 반송부로서 벨트 컨베이어를 사용해도 되고, 리니어 모터 액추에이터를 사용해도 된다. 예를 들어, 벨트 컨베이어 및 리니어 모터 액추에이터는, X 방향으로 덧붙임 가능하게 되어도 된다. 이로써, X 방향에 있어서의 기판의 반송 거리를 조정할 수 있다.
또, 반송부로서 도 4 에 나타내는 구성 (반송부에 통과부가 형성되어 있는 구성) 이외의 구성을 채용하는 경우에는, 핫 플레이트의 평면에서 본 사이즈는, 기판의 평면에서 본 사이즈와 동등 이상이어도 된다. 이로써, 핫 플레이트의 평면에서 본 사이즈가 기판의 평면에서 본 사이즈보다 작은 경우와 비교해서, 기판의 가열 온도의 면내 균일성을 보다 한층 높일 수 있다.
또, 상기 실시 형태에 있어서는, 감압 공정 및 제 1 가열 공정에 있어서, 핫 플레이트의 전원은 온으로 되어 있고, 적외선 히터의 전원은 오프로 되어 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 감압 공정 및 제 1 가열 공정에 있어서, 핫 플레이트 및 적외선 히터의 전원이 온으로 되어 있어도 된다.
또, 상기 제 2 실시 형태에 있어서는, 복수의 핀의 선단이 적외선 반사부를 삽입 통과 가능하게 되어 있지만 (즉, 적외선 반사부에는 복수의 삽입 통과 구멍이 형성되어 있다), 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 복수의 핀의 선단이 적외선 반사부를 삽입 통과 불가능하게 되어 있어도 된다. 즉, 적외선 반사부에는 삽입 통과 구멍이 형성되어 있지 않아도 된다. 이 경우, 복수의 핀의 선단은, 각 신축관의 내부 공간 및 핫 플레이트의 각 삽입 통과 구멍을 통하여, 적외선 반사부의 이면에 맞닿음 가능하게 된다. 그 때문에, 복수의 핀의 선단에 의해, 적외선 반사부가 XY 평면에 평행하게 지지되게 된다. 복수의 핀은, 적외선 반사부를 개재하여 챔버 내에 수용되는 기판을 지지하면서 챔버 내의 Z 방향으로 이동한다.
또, 상기 실시 형태의 기판 가열 장치를 포함하는 기판 처리 시스템에 본 발명을 적용해도 된다. 예를 들어, 기판 처리 시스템은, 공장 등의 제조 라인에 삽입되어 이용되고, 기판의 소정 영역에 박막을 형성하는 시스템이다. 도시는 하지 않지만, 예를 들어, 기판 처리 시스템은, 상기 기판 가열 장치를 포함하는 기판 처리 유닛과, 처리 전의 기판을 수용한 반입용 카세트가 공급됨과 함께 빈 반입용 카세트가 회수되는 유닛인 기판 반입 유닛과, 처리 후의 기판을 수용한 반출용 카세트가 회수됨과 함께 빈 반출용 카세트가 공급되는 유닛인 기판 반출 유닛과, 기판 처리 유닛과 기판 반입 유닛의 사이에서 반입용 카세트를 반송함과 함께, 기판 처리 유닛과 기판 반출 유닛의 사이에서 반출용 카세트를 반송하는 반송 유닛과, 각 유닛을 통괄 제어하는 제어 유닛을 구비하고 있다.
이 구성에 의하면, 상기 기판 가열 장치를 포함함으로써, 기판 처리 시스템에 있어서 챔버의 내면에 승화물이 부착되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기에 있어서 실시 형태 또는 그 변형예로서 기재한 각 구성 요소는, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적절히 조합할 수 있고, 또, 조합된 복수의 구성 요소 중 일부의 구성 요소를 적절히 사용하지 않도록 할 수도 있다.
1, 201 : 기판 가열 장치
2 : 챔버
2a : 챔버측 반사면
2S : 수용 공간
3 : 감압부
3a : 진공 배관
4 : 가스 공급부
4a : 가스 공급 배관
5, 205 : 핫 플레이트 (기판 가열부)
5a : 재치면
6 : 적외선 히터 (기판 가열부)
7, 207 : 위치 조정부
7a, 275 : 이동부
8 : 반송부
8h : 통과부
9 : 온도 검지부
10 : 기판
10a : 제 1 면
10b : 제 2 면
11 : 기체 액화 회수부
21 : 천판
22 : 저판
23 : 둘레벽
24 : 기판 반출입부
26 : 단열 부재
27 : 커버 부재
30, 230 : 적외선 반사부
30a, 230a : 핫 플레이트측 반사면
40 : 가스 확산부
81 : 챔버 가열부
82 : 진공 배관 가열부
83 : 가스 공급 배관 가열부
84 : 기판 반출입부 가열부
205h : 삽입 통과 구멍
276 : 핀

Claims (26)

  1. 용액을 도포한 기판을 수용 가능한 수용 공간이 내부에 형성된 챔버와,
    상기 수용 공간의 분위기를 감압 가능한 감압부와,
    상기 기판의 일방측 및 타방측 중 적어도 일방에 배치됨과 함께, 상기 기판을 가열 가능한 기판 가열부와,
    상기 챔버의 내면의 적어도 일부를 가열 가능한 챔버 가열부를 포함하는 기판 가열 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버는, 상기 기판의 주위를 덮는 둘레벽을 포함하고,
    상기 챔버 가열부는, 적어도 상기 둘레벽에 배치되어 있는 기판 가열 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 감압부는, 상기 챔버에 접속된 진공 배관을 포함하고,
    상기 진공 배관의 내면의 적어도 일부를 가열 가능한 진공 배관 가열부를 추가로 포함하는 기판 가열 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 가열부는, 상기 기판을 적외선에 의해 가열 가능한 적외선 히터를 포함하고,
    상기 챔버의 내면의 적어도 일부는, 상기 적외선을 반사하는 챔버측 반사면으로 되어 있는 기판 가열 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 수용 공간에 불활성 가스를 공급함으로써 상기 수용 공간의 상태를 조정 가능한 가스 공급부와,
    상기 가스 공급부로부터 공급되는 상기 불활성 가스를 상기 기판을 향하여 확산시키는 가스 확산부를 추가로 포함하는 기판 가열 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 가스 공급부는, 상기 챔버에 접속된 가스 공급 배관을 포함하고,
    상기 가스 공급 배관의 내면의 적어도 일부를 가열 가능한 가스 공급 배관 가열부를 추가로 포함하는 기판 가열 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 수용 공간에 상기 기판을 반입 가능 및 배출 가능한 기판 반출입부와,
    상기 기판 반출입부의 적어도 일부를 가열 가능한 기판 반출입부 가열부를 추가로 포함하는 기판 가열 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버 가열부의 적어도 일부를 상기 챔버의 외방으로부터 덮는 단열 부재를 추가로 구비하는 기판 가열 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 단열 부재의 적어도 일부를 상기 챔버의 외방으로부터 덮는 커버 부재를 추가로 구비하는 기판 가열 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 감압부는, 상기 챔버에 접속된 진공 배관을 포함하고,
    상기 진공 배관을 통과하는 기체를 액화함과 함께, 상기 기판에 도포된 상기 용액으로부터 휘발된 용매를 회수 가능한 기체 액화 회수부를 추가로 구비하는 기판 가열 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 가열부는,
    상기 기판의 일방측에 배치된 핫 플레이트와,
    상기 기판의 타방측에 배치됨과 함께, 상기 기판을 적외선에 의해 가열 가능한 적외선 히터를 포함하는 기판 가열 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 챔버는,
    상기 기판의 일방측에 배치된 저판과,
    상기 기판의 타방측에 배치됨과 함께, 상기 저판과 대향하는 천판과,
    상기 천판 및 상기 저판의 외주 가장자리에 연결되는 둘레벽을 포함하고,
    상기 핫 플레이트는, 상기 저판의 측에 배치되고,
    상기 적외선 히터는, 상기 천판의 측에 배치되고,
    상기 챔버 가열부는, 적어도 상기 둘레벽에 배치되어 있는 기판 가열 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 수용 공간에 불활성 가스를 공급함으로써 상기 수용 공간의 상태를 조정 가능한 가스 공급부와,
    상기 가스 공급부로부터 공급되는 상기 불활성 가스를 상기 기판을 향하여 확산시키는 가스 확산부를 추가로 포함하고,
    상기 가스 공급부는, 상기 둘레벽에 있어서의 상기 천판의 측에 접속된 가스 공급 배관을 포함하는 기판 가열 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 핫 플레이트와 상기 적외선 히터의 사이에 배치됨과 함께, 상기 핫 플레이트를 향하는 상기 적외선을 반사하는 핫 플레이트측 반사면을 갖는 적외선 반사부를 추가로 포함하고,
    상기 핫 플레이트는, 상기 적외선 반사부를 재치 가능한 재치면을 포함하는 기판 가열 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 용액은, 상기 기판의 제 1 면에만 도포되어 있고,
    상기 핫 플레이트는, 상기 기판의 제 1 면과는 반대측의 제 2 면의 측에 배치되어 있는 기판 가열 장치.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 핫 플레이트 및 상기 적외선 히터의 적어도 일방은, 상기 기판을 단계적으로 가열 가능한 기판 가열 장치.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 핫 플레이트 및 상기 적외선 히터의 적어도 일방과 상기 기판의 상대 위치를 조정 가능한 위치 조정부를 추가로 포함하는 기판 가열 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 위치 조정부는, 상기 기판을 상기 핫 플레이트와 상기 적외선 히터의 사이에서 이동 가능하게 하는 이동부를 추가로 포함하는 기판 가열 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 핫 플레이트와 상기 적외선 히터의 사이에는, 상기 기판을 반송 가능하게 하는 반송부가 형성되어 있고,
    상기 반송부에는, 상기 이동부를 통과 가능하게 하는 통과부가 형성되어 있는 기판 가열 장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 이동부는, 상기 기판의 제 1 면과는 반대측의 제 2 면을 지지 가능하고 또한 상기 제 2 면의 법선 방향으로 이동 가능한 복수의 핀을 포함하고,
    상기 복수의 핀의 선단은, 상기 제 2 면과 평행한 면내에 배치되어 있는 기판 가열 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 핫 플레이트에는, 상기 핫 플레이트를 상기 제 2 면의 법선 방향으로 개구하는 복수의 삽입 통과 구멍이 형성되어 있고,
    상기 복수의 핀의 선단은, 상기 복수의 삽입 통과 구멍을 통하여 상기 제 2 면에 맞닿음 가능하게 되어 있는 기판 가열 장치.
  22. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 온도를 검지 가능한 온도 검지부를 추가로 포함하는 기판 가열 장치.
  23. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 및 상기 기판 가열부는, 공통의 상기 챔버에 수용되어 있는 기판 가열 장치.
  24. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 기판 가열 장치를 포함하는 기판 처리 시스템.
  25. 용액을 도포한 기판을 챔버의 내부의 수용 공간에 수용하는 수용 공정과,
    상기 수용 공간의 분위기를 감압하는 감압 공정과,
    상기 기판의 일방측 및 타방측 중 적어도 일방에 배치되어 있는 기판 가열부를 사용하여 상기 기판을 가열하는 기판 가열 공정과,
    상기 챔버의 내면의 적어도 일부를 가열하는 챔버 가열 공정을 포함하는 기판 가열 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 챔버에 접속된 진공 배관의 내면의 적어도 일부를 가열하는 진공 배관 가열 공정을 추가로 포함하는 기판 가열 방법.
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