(57)【要約】【課題】  排気ポンプにフォトレジスト等の薄膜の成分が固着することを防止することが可能な減圧乾燥装置を提供することを目的とする。【解決手段】  減圧乾燥装置は、基板Ｗの周囲を覆うチャンバー１０と、排気ポンプ５０と、第１開閉弁４１と、第２開閉弁４２と、第３開閉弁４３とを備える。第１開閉弁４１を開放してチャンバー１０内を排気することにより基板Ｗの主面に形成されたフォトレジストを減圧乾燥した後、第１開閉弁４１を閉鎖して前記チャンバー１０の排気を停止する。次に、第２開閉弁４２を開放して排気ポンプ５０に不活性ガスを供給するとともに、第３開閉弁４３を開放して前記チャンバー１０内に不活性ガスを供給する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の主面に形成された薄膜を減圧乾燥する減圧乾燥装置において、
基板の周囲を覆うチャンバーと、
前記チャンバー内の雰囲気を排気する排気ポンプと、
前記排気ポンプと前記チャンバーとの間に配設された第１開閉弁とを備え、
前記第１開閉弁を開放して前記チャンバー内を排気することにより基板の主面に形成された薄膜を減圧乾燥し、前記第１開閉弁を閉鎖して前記チャンバーの排気を停止した後、前記第１開閉弁と前記排気ポンプとを連結する管路中に不活性ガスを供給することを特徴とする減圧乾燥装置。
【請求項２】
基板の主面に形成された薄膜を減圧乾燥する減圧乾燥装置において、
基板の周囲を覆うチャンバーと、
前記チャンバー内の雰囲気を排気する排気ポンプと、
前記排気ポンプと前記チャンバーとの間に配設された第１開閉弁と、
前記第１開閉弁と前記排気ポンプとを連結する管路に接続され、当該管路に不活性ガスを導入するための第２開閉弁と、
前記チャンバー内に不活性ガスを供給するための第３開閉弁と、
前記第１開閉弁を開放して前記チャンバー内を排気することにより基板の主面に形成された薄膜を減圧乾燥し、前記第１開閉弁を閉鎖して前記チャンバーの排気を停止した後、前記第２開閉弁を開放して前記第１開閉弁と前記排気ポンプとを連結する管路中に不活性ガスを供給するとともに、前記第３開閉弁を開放して前記チャンバー内に不活性ガスを供給する制御手段と、
を備えたことを特徴とする減圧乾燥装置。
【請求項３】
請求項２に記載の減圧乾燥装置において、
前記制御部は、前記第２開閉弁と前記第３開閉弁とを同時に開放する減圧乾燥装置。
【請求項４】
基板の主面に形成された薄膜を減圧乾燥する減圧乾燥装置において、
基板の周囲を覆うチャンバーと、
前記チャンバー内の雰囲気を排気する排気ポンプと、
前記排気ポンプと前記チャンバーとの間に配設された第１開閉弁と、
前記排気ポンプに不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
前記排気ポンプによる排気によりチャンバー内が予め設定した真空度に到達した後に、前記第１開閉弁を閉止するとともに、前記不活性ガス供給手段により排気ポンプに供給する不活性ガスの流量を増大させるように制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする減圧乾燥装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の減圧乾燥装置において、
前記薄膜は、カラーフィルター用レジストまたはアクリル系樹脂を含有するレジストである減圧乾燥装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の減圧乾燥装置において、
前記排気ポンプは、ドライポンプである減圧乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、減圧乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板あるいは半導体製造装置用マスク基板等の基板に塗布されたフォトレジスト等の薄膜を減圧乾燥する減圧乾燥装置は、特許文献１に開示されている。この特許文献１に記載の減圧乾燥装置においては、基板を搬入したチャンバー内をドライポンプ等の排気ポンプにより減圧することで、レジスト液の成分の中心である溶剤の蒸発を促進し、フォトレジストを迅速に乾燥させるようにしている。このような減圧乾燥装置を使用してフォトレジストを乾燥させた場合には、風や熱等の外的要因の影響を防止して、フォトレジストをムラなく乾燥させることが可能となる。
【０００３】
また、このような減圧乾燥装置を使用した場合、減圧乾燥処理を開始した直後に突沸と呼ばれる現象が発生する場合がある。これは、基板表面に塗布されたフォトレジスト中の溶剤成分が急激に蒸発して突然沸騰することにより生ずる現象である。このような突沸が発生した場合には、脱泡と呼ばれるフォトレジストの表面に小さな泡が形成される現象が生じ、その基板の使用が不可能となる。このため、減圧乾燥処理の初期段階においては、チャンバー内より低速で排気を行って、脱泡の発生を防止した後、チャンバー内を強力に排気して、基板の全面において迅速で均一な乾燥を行うようにしている。
【特許文献１】特開平７−２８３１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
薄膜を構成するフォトレジストのうち、例えば、カラーフィルター（Ｃｏｌｏｒ  Ｆｉｌｔｅｒ）用レジストまたは有機膜用レジスト（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｒｅｓｉｓｔ）などのアクリル系樹脂を含有するレジストは、経時変化により固化しやすいという性質を有する。このため、フォトレジストとしてこのようなカラーフィルター用レジストまたはアクリル系樹脂を含有するレジストを使用した場合には、排気ポンプ内にレジストが固着するという問題が生ずる。
【０００５】
すなわち、減圧乾燥処理を行う場合には、排気プロセスの初期においては、チャンバー内に存在する不活性ガス等が多量に排気ポンプを通過する。一方、排気プロセスの中盤においては、フォトレジスト中の溶剤成分の気化が開始される。このときには、チャンバー内には不活性ガス等はほとんど存在しないため、気体中に含まれる高濃度な溶剤成分がポンプ中を通過することになる。
【０００６】
このとき、排気ポンプとしては、一般的にドライポンプが使用される。このドライポンプは、スクリュータイプのポンプであり、ケーシング内でロータを回転させることにより、気体を圧縮させながら移動させて排気する構成を有する。このような、排気ポンプ中に高濃度の溶剤成分が侵入した場合には、気体が圧縮される際にフォトレジストの溶剤成分がポンプのロータ部分に固着する。そして、ロータに固着した溶剤成分が堆積した場合には、排気ポンプの排気動作に支障を来すことになる。
【０００７】
なお、このようなドライポンプにおいては、ロータとケーシングとをわずかな隙間を介した非接触な状態に維持するため、ポンプ内に少量のパージガスを流している。このため、このパージガスの流量を大きくすることで溶剤成分の固着を防止することも可能ではあるが、このような構成を採用した場合には、排気ポンプの排気性能が低下し、チャンバーの真空到達度が低下するという問題が生ずる。
【０００８】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、排気ポンプにフォトレジスト等の薄膜の成分が固着することを防止することが可能な減圧乾燥装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、基板の主面に形成された薄膜を減圧乾燥する減圧乾燥装置において、基板の周囲を覆うチャンバーと、前記チャンバー内の雰囲気を排気する排気ポンプと、前記排気ポンプと前記チャンバーとの間に配設された第１開閉弁とを備え、前記第１開閉弁を開放して前記チャンバー内を排気することにより基板の主面に形成された薄膜を減圧乾燥し、前記第１開閉弁を閉鎖して前記チャンバーの排気を停止した後、前記第１開閉弁と前記排気ポンプとを連結する管路中に不活性ガスを供給することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、基板の主面に形成された薄膜を減圧乾燥する減圧乾燥装置において、基板の周囲を覆うチャンバーと、前記チャンバー内の雰囲気を排気する排気ポンプと、前記排気ポンプと前記チャンバーとの間に配設された第１開閉弁と、前記第１開閉弁と前記排気ポンプとを連結する管路に接続され、当該管路に不活性ガスを導入するための第２開閉弁と、前記チャンバー内に不活性ガスを供給するための第３開閉弁と、前記第１開閉弁を開放して前記チャンバー内を排気することにより基板の主面に形成された薄膜を減圧乾燥し、前記第１開閉弁を閉鎖して前記チャンバーの排気を停止した後、前記第２開閉弁を開放して前記第１開閉弁と前記排気ポンプとを連結する管路中に不活性ガスを供給するとともに、前記第３開閉弁を開放して前記チャンバー内に不活性ガスを供給する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記制御部は、前記第２開閉弁と前記第３開閉弁とを同時に開放する。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、基板の主面に形成された薄膜を減圧乾燥する減圧乾燥装置において、基板の周囲を覆うチャンバーと、前記チャンバー内の雰囲気を排気する排気ポンプと、前記排気ポンプと前記チャンバーとの間に配設された第１開閉弁と、前記排気ポンプに不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、前記排気ポンプによる排気によりチャンバー内が予め設定した真空度に到達した後に、前記第１開閉弁を閉止するとともに、前記不活性ガス供給手段により排気ポンプに供給する不活性ガスの流量を増大させるように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発明において、前記薄膜は、カラーフィルター用レジストまたはアクリル系樹脂を含有するレジストである。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発明において、前記排気ポンプは、ドライポンプである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１、請求項２および請求項４に記載の発明によれば、減圧乾燥後に第１開閉弁と排気ポンプとを連結する管路中に不活性ガスを供給することから、当該管路を介して排気ポンプに不活性ガスを供給することにより、排気ポンプにフォトレジスト等の薄膜の成分が固着することを防止することが可能となる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、第２開閉弁と第３開閉弁とを同時に開放することから、装置を制御するための構成を簡易なものとすることができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、固化し易いカラーフィルター用レジストまたはアクリル系樹脂を含有するレジストの成分が排気ポンプに付着することを防止することが可能となる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、気体を圧縮するときに固化を生じやすいドライポンプへの固着を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はこの発明に係る減圧乾燥装置の概要図である。
【００２０】
この減圧乾燥装置は、蓋部１１と、パッキング１２と、基部１３とから成るチャンバー１０と、このチャンバー１０における基部１３に立設された支持ピン１５と、複数の昇降ピン２１が立設された支持板２２とを備える。その主面に薄膜としてのカラーフィルター用レジストまたは有機膜用レジストなどのアクリル系樹脂を含有するレジストが塗布された基板Ｗは、チャンバー１０内において、その主面を上方に向けた水平姿勢で支持ピン１５または昇降ピン２１により支持される。
【００２１】
支持板２２は、支持棒２４を介して昇降機構２５と連結されている。昇降ピン２１は支持板２２とともに、昇降機構２５の作用により、図示しない搬送アームとの間で基板Ｗを受け渡す基板Ｗの受け渡し位置と、図１に示す乾燥位置との間を昇降可能となっている。
【００２２】
チャンバー１０における基部１３には、排気口３１が形成されている。この排気口３１は、管路５３、第１開閉弁４１および管路５１を介して排気ポンプ５０に接続されている。この排気ポンプ５０は、ロータを回転させることにより気体を圧縮させながら移動させて排気するスクリュータイプのドライポンプから構成される。この排気ポンプ５０には、パージガス供給用の管路５４が配設されている。この排気ポンプ５０内には、この管路５４を介して少量の窒素ガスが常時パージされる。
【００２３】
また、この排気ポンプ５０は、管路５５を介して気液分離部５６に接続されている。排気ポンプ５０から排出される気体は、気液分離部５６において液体成分を除去された後、大気中、または、排気エリアに排気される。
【００２４】
第１開閉弁４１と排気ポンプ５４とを連結する管路５１には、第２開閉弁４２が、管路５２を介して接続されている。この第２開閉弁４２は、管路５１、５２を介して排気ポンプ５０に窒素ガスを供給するためのものであり、図示しない窒素ガスの供給源と接続されている。
【００２５】
なお、管路５１内にカラーフィルター用レジストまたはアクリル系樹脂を含有するレジストが固着する場合があるが、この管路５１内に固着したレジストを窒素ガスによりパージして除去するため、管路５２が管路５１に接続される箇所は、第１開閉弁４１の可及的、近傍であることが好ましい。
【００２６】
チャンバー１０における基部１３には、窒素ガス導入口３２が形成されている。この窒素ガス導入孔３２には、第３開閉弁４３が、管路５７を介して接続されている。この第３開閉弁４３は、管路５７を介してチャンバー１０内に窒素ガスを供給するためのものであり、図示しない窒素ガスの供給源と接続されている。
【００２７】
図２は、この発明に係る減圧乾燥装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。
【００２８】
この減圧乾燥装置は、装置の制御に必要な動作プログラムが格納されたＲＯＭ６１と、制御時にデータ等が一時的にストアされるＲＡＭ６２と、論理演算を実行するＣＰＵ６３とから成る制御部６０を有する。この制御部６０は、上述した第１開閉弁４１、第２開閉弁４２および第３開閉弁４３と、インターフェース６４を介して接続されている。また、この制御部６０は、上述した昇降機構２５や、チャンバー１０の蓋部１１を開閉するための駆動機構等を含む、その他の駆動機構６５とも接続されている。
【００２９】
次に、この減圧乾燥装置により基板の主面に形成された薄膜を乾燥する乾燥動作について説明する。図３および図４は、この発明に係る減圧乾燥装置による乾燥動作を示すフローチャートである。
【００３０】
基板Ｗの主面に形成された薄膜を乾燥する場合には、最初に、第１、第２、第３開閉弁４１、４２、４３を閉止しておく。この状態で、チャンバー１０における蓋部１１を図示しない昇降機構により上昇させて、チャンバー１０を開放する（ステップＳ１１）。次に、基板Ｗを支持した図示しない搬送アームがチャンバー１０内に進入する（ステップＳ１２）。
【００３１】
次に、昇降機構２５の駆動により、昇降ピン２１が支持板２２とともに基板Ｗの受け渡し位置まで上昇する（ステップＳ１３）。これにより、搬送アームに支持されていた基板Ｗが、昇降ピン２１により支持される。そして、搬送アームがチャンバー１０内より退出する（ステップＳ１４）。
【００３２】
次に、昇降機構２５の駆動により、昇降ピン２１が支持板２２とともに乾燥位置まで下降する（ステップＳ１５）。これにより、昇降ピン２１にその下面を支持されていた基板Ｗが支持ピン１５に移載される。そして、チャンバー１０における蓋部１１を図示しない昇降機構により下降させて、チャンバー１０を閉止する（ステップＳ１６）。
【００３３】
この状態において、第１の開閉弁４１を開放し、排気ポンプ５０の作用により少量の排気を行う（ステップＳ１７）。このように少量の排気量により減圧乾燥を行った場合には、基板Ｗの主面における中央から端縁に向かう緩やかな空気流により、突沸による脱泡を防止した状態で、適切な減圧乾燥を実行することが可能となる。
【００３４】
この状態で一定の時間が経過すれば（ステップＳ１８）、排気ポンプ５０の駆動を切り替え、排気口３１からの排気量を大きくする（ステップＳ１９）。このときには、基板Ｗの主面において、その中央から端縁に向かう比較的大きな空気流が発生する。このように大きな排気量により減圧乾燥を行った場合には、基板Ｗの主面全域にわたり、迅速に乾燥が行われる。しかしながら、上述した少量排気による乾燥工程において薄膜はある程度乾燥していることから、突沸による脱泡が発生することはない。
【００３５】
この状態で、図示しないセンサによりチャンバー１０内の真空度が予め設定した値に到達したことを検知すれば（ステップＳ２０）、第３開閉弁４３を開放して窒素ガスをチャンバ１０内に供給し、チャンバ１０内を窒素ガスでパージする（ステップＳ２１）。また、これと同時に、第１開閉弁４１を閉止して第２開閉弁４２を開放する弁切り替え動作を実行する（ステップＳ２２）。
【００３６】
この状態においては、開閉弁４２から管路５２および管路５１を介して多量の窒素ガスが排気ポンプ５０に流入する。すなわち、窒素ガスの流量がゼロから所定量に増加する。これにより、カラーフィルター用レジストまたはアクリル系樹脂を含有するレジストの溶剤成分を窒素ガスとともに気液分離部５６に向けて流出させることが可能となる。従って、排気ポンプ５０にカラーフィルター用レジストまたはアクリル系樹脂を含有するレジストの成分が固着することを防止することが可能となる。また、このとき、排気ポンプ５０に固着するレジストの除去と同時に、管路５１に固着するレジストの除去をも実行することが可能となる。
【００３７】
なお、このように多量の窒素ガスを排気ポンプ５０に流入させても、チャンバー１０内の真空度が予め設定した値に到達していて、かつ、第１開閉弁４１を閉止している状態であるため、チャンバー１０内の真空度に影響を与えることなく、基板の乾燥処理を良好に実行することができる。
【００３８】
なお、この実施形態においては、第１、第２、第３開閉弁４１、４２、４３の開閉動作を同時に実行している。これにより、開閉動作を実行するためのタイマー等を簡略化でき、装置を制御するための構成を簡易なものとすることができる。
【００３９】
第３開閉弁４３からの窒素ガスによるパージでチャンバー１０内が大気圧となれば（ステップＳ２３）、第２開閉弁４２を閉止して排気ポンプ５４への窒素ガスの供給を停止するとともに、第３開閉弁４３を閉止してチャンバー１０への窒素ガスパージを停止する（ステップＳ２４）。なお、この場合にも、第２、第３開閉弁４２、４３の開閉動作を同時に実行している。これにより、開閉動作を実行するためのタイマー等を簡略化でき、装置を制御するための構成を簡易なものとすることができる。
【００４０】
次に、チャンバー１０における蓋部１１を図示しない昇降機構により上昇させて、チャンバー１０を開放する（ステップＳ２５）。次に、昇降機構２５の駆動により、昇降ピン２１が支持板２２とともに基板Ｗの受け渡し位置まで上昇する（ステップＳ２６）。
【００４１】
この状態において、図示しない搬送アームがチャンバー１０内に進入する（ステップＳ２７）。そして、昇降機構２５の駆動により、昇降ピン２１が支持板２２とともに下降する（ステップＳ２８）。これにより、昇降ピン２１に支持されていた基板Ｗが搬送アームにより支持される。そして、基板Ｗを支持した搬送アームがチャンバー１０内より退出する（ステップＳ２９）。
【００４２】
次に、この減圧乾燥装置による乾燥動作の他の実施形態について説明する。図５および図６は、この発明に係る減圧乾燥装置による乾燥動作を示すフローチャートである。
【００４３】
上述した実施形態においては、第３開閉弁４３からの窒素ガスによるパージでチャンバー１０内が大気圧となれば（ステップＳ２３）、第２開閉弁４２を閉止して排気ポンプ５４への窒素ガスの供給を停止するとともに、第３開閉弁４３を閉止してチャンバー１０への窒素ガスパージを停止する（ステップＳ２４）ことにより、開閉動作を実行するためのタイマー等を簡略化し、装置を制御するための構成を簡易なものとしている。
【００４４】
これに対して、この実施形態においては、第２開閉弁４２を開放して排気ポンプ５０への供給を開始してから予め設定した時間が経過した後、第２開閉弁４２を閉止して排気ポンプ５０への窒素ガスの供給を停止するようにしている。その他の動作は、上述した実施形態と同様である。
【００４５】
すなわち、この実施形態においては、第３開閉弁４３を開放して窒素ガスをチャンバ１０内に供給し、チャンバ１０内を窒素ガスでパージした後（ステップＳ２１）、チャンバー１０内が大気圧となれば（ステップＳ２３ａ）、第３開閉弁４３を閉止してチャンバー１０への窒素ガスの供給を停止する（ステップＳ２４ａ）。一方、これと並行して開閉弁４２を開放して窒素ガスの排気ポンプ５０への供給の開始後（ステップＳ２２）、予め設定した一定の時間が経過した後（ステップＳ２３ｂ）、第２開閉弁４２を閉止して排気ポンプ５４への窒素ガスの供給を停止する（ステップＳ２４ｂ）。この実施形態によれば、排気ポンプ５０への窒素ガスの供給時間を、排気ポンプ５０へのカラーフィルター用レジストまたはアクリル系樹脂を含有するレジストの成分の固着を防止するのに最適な時間とすることが可能となる。
【００４６】
なお、上述した実施形態においては、いずれも、排気ポンプ１０に接続する管路５１は、窒素ガスの供給源と接続された管路５２を接続することにより、排気ポンプ１０に多量の窒素ガスを供給する構成となっている。しかしながら、排気ポンプ５０にパージガスを供給する管路５４に流量調整弁を設け、チャンバー１０内の真空度が予め設定した値に到達し、第１開閉弁４１を閉止した後に、管路５４を介して多量の窒素ガスを排気ポンプ５０に流入させることで、排気ポンプ５０にカラーフィルター用レジストまたはアクリル系樹脂を含有するレジストの成分が固着することを防止する構成を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明に係る減圧乾燥装置の概要図である。
【図２】この発明に係る減圧乾燥装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。
【図３】乾燥動作を示すフローチャートである。
【図４】乾燥動作を示すフローチャートである。
【図５】乾燥動作を示すフローチャートである。
【図６】乾燥動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
１０      チャンバー
１１      蓋部
１２      パッキング
１３      基部
１４      上面
１５      支持ピン
１５      凹部
２１      昇降ピン
２２      支持板
２５      昇降機構
３１      排気口
３２      窒素ガス導入孔
４１      第１開閉弁
４２      第２開閉弁
４３      第３開閉弁
５０      排気ポンプ
５１      管路
５２      管路
５３      管路
５６      気液分離部
５７      管路
Ｗ        基板
【図１】
2006253517.tif 000003
【図２】
2006253517.tif 000004
【図３】
2006253517.tif 000005
【図４】
2006253517.tif 000006
【図５】
2006253517.tif 000007
【図６】
2006253517.tif 000008