(57)【要約】【課題】熱処理プロセスに好適な熱処理空間の処理雰囲気を形成することにより、成膜を適正に行わせることができる。【解決手段】基板下空間ＷＳに窒素ガスを供給して基板下空間ＷＳの気体を排除した後、熱処理を実施する。したがって、基板下空間ＷＳに滞留する酸素も不活性ガスで置換できるので、熱処理空間ＨＳ内の酸素濃度を極めて低くできる。その結果、熱処理における熱処理空間ＨＳの処理雰囲気を熱処理プロセスに好適でき、成膜を適正に行わせることができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理膜が形成された基板を熱処理チャンバ内の熱処理空間内にて熱処理を行う基板処理方法において、
熱処理プレートの上面から突出した支持ピンに基板を載置させる搬入ステップと、
前記熱処理空間の気体を排気する排気ステップと、
前記熱処理空間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ステップと、
前記基板と前記熱処理プレートの上面との間の基板下空間の気体を排出する基板下空間気体排出ステップと、
前記支持ピンを前記熱処理プレート内に退出させ、前記熱処理プレートの上面の上に載置された前記熱処理空間内の基板に対して熱処理を行う熱処理ステップと、
をその順に実施することを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理方法において、
前記基板下空間気体排出ステップは、前記基板下空間に不活性ガスを供給することを特徴とする基板処理方法。
【請求項３】
請求項１に記載の基板処理方法において、
前記基板下空間気体排出ステップは、前記熱処理プレートの上面から前記基板下空間の気体を排気することを特徴とする基板処理方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の基板処理方法において、
前記基板下空間気体排出ステップは、前記熱処理ステップにおいて前記基板が前記熱処理プレートの上面の上に載置されるまでに停止することを特徴とする基板処理方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の基板処理方法において、
前記処理膜は、誘導自己組織化材料からなることを特徴とする基板処理方法。
【請求項６】
処理膜が形成された基板を熱処理空間内にて熱処理を行う基板処理装置において、
カバー部で周囲の雰囲気から隔離され、前記カバー部内に熱処理空間を形成する熱処理プレートと、
前記熱処理プレートの上面から突出した基板の受渡位置と、支持した基板を前記熱処理プレートの上面の上に載置するために前記熱処理プレート内に退出した退出位置とにわたって移動する支持ピンと、
前記カバー部内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
前記カバー部内の気体を排出する排気手段と、
前記支持ピンで支持された基板と前記熱処理プレートの上面との間の基板下空間の気体を排出する基板下空間気体排出手段と、
を備え、
受渡位置において基板を前記支持ピンに支持させ、前記排気手段で熱処理空間の気体を排気させるとともに前記不活性ガス供給手段で不活性ガスを供給させ、前記基板下空間気体排出手段により基板下空間の気体を排出させ、前記支持ピンを退出位置に移動させて基板を前記熱処理プレートの上面の上に載置させて基板に熱処理を行うことを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載の基板処理装置において、
前記基板下空間気体排出手段は、前記熱処理プレートの上面に開口したプレート上面開口から基板下空間に不活性ガスを供給することを特徴とする基板処理装置。
【請求項８】
請求項６に記載の基板処理装置において、
前記基板下空間気体排出手段は、前記熱処理プレートの上面に開口したプレート上面開口から基板下空間の気体を排気することを特徴とする基板処理装置。
【請求項９】
請求項６から８のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記基板下空間気体排出手段は、前記支持ピンを退出位置に移動させるまでに停止することを特徴とする基板処理装置。
【請求項１０】
請求項６から９のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記処理膜は、誘導自己組織化材料からなることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ、液晶ディスプレイ用基板、プラズマディスプレイ用基板、有機ＥＬ用基板、ＦＥＤ(Field Emission Display)用基板、光ディスプレイ用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、太陽電池用基板（以下、単に基板と称する）に対して、熱処理を行う基板処理方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近のプロセス技術においては、液浸リソグラフィや極端紫外線(EUV: Extreme Ultraviolet Lithography)リソグラフィに代わる技術として、例えば、DSAプロセスが注目されている。DSAプロセスは、基板上における微細化をより一層高めるために、ブロック共重合体のミクロ相分離を利用した誘導自己組織化(DSA: Directed Self Assembly))技術を利用したものである。
【０００３】
このようなDSAプロセスにおける従来の基板処理方法は、BCP(Block Co-Polymer)を基板に塗布して処理膜を形成した後、熱処理チャンバの熱処理空間において基板の処理膜を加熱する熱処理を行って、処理膜中の二種類のポリマーを互いに（相）分離させる。その後、（相）分離された一方のポリマーをエッチングすることで微細なパターンを形成する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２２５７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の方法では、熱処理空間に形成された処理雰囲気によっては処理膜中のポリマーを適正に分離させることができないことがあるという問題がある。また、DSAプロセス以外のプロセス、例えばSOG(Spin On Glass)溶液を基板に塗布した後に、熱処理を行って膜を生成するプロセスなどのように、熱処理チャンバ内で基板を熱処理するプロセスにおいても、熱処理空間に形成された処理雰囲気によっては成膜された膜の特性・性能に問題が生じることがある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、熱処理プロセスにおいて、好適な熱処理空間の処理雰囲気を形成することにより、成膜を適正に行わせることができる基板処理方法及びその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】
【０００７】
本発明者等は、上記の問題を解決するために鋭意研究した結果、次のような知見を得た。
熱処理チャンバにおいて熱処理空間の種々の処理雰囲気で熱処理を行った後、熱処理空間の各種パラメータとポリマーの分離状態との関係から熱処理空間の酸素による影響に着目した。これは、ポリマーの相分離が適正に行われない現象が生じたのは、熱処理空間の酸素濃度が下がりきっていなかった熱処理の場合であったことを見出したからである。なお、酸素濃度が下がりきっていない場合には、ポリマーが相分離する際に悪影響を受け、正常な相分離が阻害されると推測される。また、DSAプロセス以外の熱処理プロセスにおいても、酸素に起因する酸化が成膜の特性に悪影響を及ぼしている。なお、発明者等は、熱処理空間内の酸素濃度を低減する処理を行った後、熱処理プレート上へ基板を載置させて基板への熱処理を開始した際に、一時的に熱処理空間における酸素濃度が上昇することを見出した。このような知見に基づく本発明は、次のように構成されている。
【０００８】
すなわち、請求項１に記載の発明は、処理膜が形成された基板を熱処理チャンバ内の熱処理空間内にて熱処理を行う基板処理方法において、熱処理プレートの上面から突出した支持ピンに基板を載置させる搬入ステップと、前記熱処理空間の気体を排気する排気ステップと、前記熱処理空間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ステップと、前記基板と前記熱処理プレートの上面との間の基板下空間の気体を排出する基板下空間気体排出ステップと、前記支持ピンを前記熱処理プレート内に退出させ、前記熱処理プレートの上面の上に載置された前記熱処理空間内の基板に対して熱処理を行う熱処理ステップと、をその順に実施することを特徴とするものである。
【０００９】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、搬入ステップの後に排気ステップ及び不活性ガス供給ステップを行うが、基板下空間は基板下面と熱処理プレートの上面とで挟まれて狭い空間であるので、基板下空間の酸素は置換されにくい。そこで、基板下空間気体排出ステップにより、基板下空間の気体を排出した後、熱処理ステップを実施する。したがって、基板下空間に滞留する酸素も不活性ガスで置換できるので、熱処理空間内の酸素濃度を極めて低くできる。その結果、熱処理ステップにおける熱処理空間の処理雰囲気を熱処理プロセスに好適化でき、成膜を適正に行わせることができる。
【００１０】
また、本発明において、前記基板下空間気体排出ステップは、前記基板下空間に不活性ガスを供給することが好ましい（請求項２）。
【００１１】
不活性ガスを供給することで、基板下空間に滞留する酸素を追い出すことができる。
【００１２】
また、本発明において、前記基板下空間気体排出ステップは、前記熱処理プレートの表面から前記基板下空間の気体を排気することが好ましい（請求項３）。
【００１３】
基板下空間の気体を排気することで、基板下空間に滞留する酸素を追い出すことができる。
【００１４】
また、本発明において、前記基板下空間気体排出ステップは、前記熱処理ステップにおいて前記基板が前記熱処理プレートの上面の上に載置されるまでに停止することが好ましい（請求項４）。
【００１５】
基板が熱処理プレートに載置されるまでに基板下空間気体排出ステップを停止するので、基板を熱処理プレートに安定して載置できる。
【００１６】
また、本発明において、前記処理膜は、誘導自己組織化材料からなることが好ましい（請求項５）。
【００１７】
熱処理空間の処理雰囲気をDSAプロセスに好適でき、ポリマーを適正に（相）分離させることができる。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明は、処理膜が形成された基板を熱処理空間内にて熱処理を行う基板処理装置において、カバー部で周囲の雰囲気から隔離され、前記カバー部内に熱処理空間を形成する熱処理プレートと、前記熱処理プレートの上面から突出した基板の受渡位置と、支持した基板を前記熱処理プレートの上面の上に載置するために前記熱処理プレート内に退出した退出位置とにわたって移動する支持ピンと、前記カバー部内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、前記カバー部内の気体を排出する排気手段と、前記支持ピンで支持された基板と前記熱処理プレートの上面との間の基板下空間の気体を排出する基板下空間気体排出手段と、を備え、受渡位置において基板を前記支持ピンに支持させ、前記排気手段で熱処理空間の気体を排気させるとともに前記不活性ガス供給手段で不活性ガスを供給させ、前記基板下空間気体排出手段により基板下空間の気体を排出させ、前記支持ピンを退出位置に移動させて基板を前記熱処理プレートの上面の上に載置させて基板に熱処理を行うことを特徴とするものである。
【００１９】
［作用・効果］請求項６に記載の発明によれば、受渡位置において基板を支持ピンに支持させた後に排気及び不活性ガス供給を行うが、基板下空間は基板下面と熱処理プレートの上面とで挟まれて狭い空間であるので、基板下空間の酸素は置換されにくい。そこで、基板下空間気体排出手段により、基板下空間の気体を排出した後、熱処理を実施する。したがって、基板下空間に滞留する酸素も不活性ガスで置換できるので、熱処理空間内の酸素濃度を極めて低くできる。その結果、熱処理における熱処理空間の処理雰囲気を熱処理プロセスに好適でき、成膜を適正に行わせることができる。
【００２０】
また、本発明において、前記基板下空間気体排出手段は、前記熱処理プレートの上面に開口したプレート上面開口から基板下空間に不活性ガスを供給することが好ましい（請求項７）。
【００２１】
プレート上面開口から不活性ガスを供給することで、基板下空間に滞留する酸素を追い出すことができる。
【００２２】
また、本発明において、前記基板下空間気体排出手段は、前記熱処理プレートの上面に開口したプレート上面開口から基板下空間の気体を排気することが好ましい（請求項８）。
【００２３】
プレート上面開口から基板下空間の気体を排気することで、基板下空間に滞留する酸素を追い出すことができる。
【００２４】
また、本発明において、前記基板下空間気体排出手段は、前記支持ピンを退出位置に移動させるまでに停止することが好ましい（請求項９）。
【００２５】
基板が熱処理プレートの上面の上に載置されるまでに基板下空間気体排出手段を停止するので、基板を熱処理プレートに安定して載置できる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る基板処理方法によれば、搬入ステップの後に排気ステップ及び不活性ガス供給ステップを行うが、基板下空間は基板下面と熱処理プレートの上面とで挟まれて狭い空間であるので、基板下空間の酸素は置換されにくい。そこで、基板下空間気体排出ステップにより、基板下空間の気体を排出した後、熱処理ステップを実施する。したがって、基板下空間に滞留する酸素も不活性ガスで置換できるので、熱処理空間内の酸素濃度を極めて低くできる。その結果、熱処理ステップにおける熱処理空間の処理雰囲気を熱処理プロセスに好適化でき、成膜を適正に行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例に係る基板処理装置の全体構成を示す概略構成図である。
【図２】実施例に係る基板の処理例を示すタイムチャートである。
【図３】排気及び不活性ガスの供給時における気体の流れを示す模式図である。
【図４】排気及び不活性ガスの供給並びに基板下空間気体排除時における気体の流れを示す模式図である。
【図５】変形例に係る基板処理装置の全体構成を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明する。
図１は、実施例に係る基板処理装置の全体構成を示す概略構成図である。
【００２９】
本実施例に係る基板処理方法を実施するための基板処理装置は、基板Ｗを熱処理するものである。本実施例における基板Ｗは、一例として、誘導自己組織化材料からなる処理膜が表面に形成されているものとする。
【００３０】
本実施例に係る基板処理装置は、熱処理プレート部１と、熱処理チャンバ３と、上部ガス供給部５と、シャッター部７と、チャンバ排気部９と、支持ピン昇降部１１と、下部ガス供給部１３と、支持ピンシール排気部１５と、制御部１７と、設定部１９とを備えている。
【００３１】
熱処理プレート部１は、その上面に基板Ｗを載置して熱処理するためのものである。熱処理プレート部１は、ベース板２１と、熱処理プレート２３と、ヒータ２５とを備えている。ベース板２１は、熱処理プレート２３の下部が取り付けられ、熱処理プレート２３とともに熱処理チャンバ３の下部に取り付けられる。熱処理プレート２３は、例えば、銅（Cu）やアルミニウム（Al）等の熱伝導率が高い金属を基材とする材料で構成されている。熱処理プレート２３は、ヒータ２５が埋設されており、このヒータ２５によって熱処理プレート２３の温度が調節される。熱処理プレート２３は、例えば、ヒータ２３によって３００〜４００℃の範囲で温調される。この熱処理プレート２３は、その上面に図示しないプロキシミティボールが埋設されており、基板Ｗの下面を熱処理プレート２３の上面から所定間隔（例えば、０．１ｍｍ）だけ隔てて載置する。
【００３２】
熱処理プレート２３は、平面視で正三角形の頂点に相当する位置に貫通口２７が形成されている。これらの貫通口２７は、熱処理プレート２３の上面から下面に貫通し、さらにベース板２１も貫通して形成され、後述する支持ピンが挿通される。また、熱処理プレート２３の中央部付近には、熱処理プレート２３及びベース板２１を上下方向に貫通したプレート上面供給口２９が形成されている。
【００３３】
なお、上述したプレート上面供給口２９が本発明に係る請求項７における「プレート上面開口」及び「基板下空間気体排出手段」に相当する。
【００３４】
熱処理チャンバ３は、カバー部３１を備えている。カバー部３１は、下部に開口を備え、この開口に上述した熱処理プレート部１が取り付けられている。カバー部３１は、熱処理プレート部１の側方及び上方を囲う形状を呈する。カバー部３１の天井面と、熱処理プレート２３の上面との間には空間が形成されている。この空間が熱処理空間ＨＳである。カバー部３１の一方側の側面には、搬入出口３３が形成されている。この搬入出口３３は、処理する基板Ｗを熱処理空間ＨＳに搬入したり、処理済みの基板Ｗを熱処理空間ＨＳから搬出したりするために用いられる。搬入出口３３の周囲には、冷却管３５が取り付けられている。この冷却管３５は、供給された冷却水によってカバー部３１を冷却し、搬入出口３３の周囲のＯリングを保護する。
【００３５】
搬入出口３３の反対側にあたるカバー部３１の側面には、排気口３７が形成されている。この排気口３７は、カバー部３１内の気体を排出するためのものである。この排気口３７は、熱処理空間ＨＳの縦断面積に相当する程度の流路断面積を有する。排気口３７の外側には、Ｏリングを介して排気口カバー３９が着脱自在に設けられている。カバー部３１の天井面は、複数個の貫通口４１が形成されている。カバー部３１のうち、熱処理プレート部１の周囲には、熱処理プレート２３の外周面との間に、平面視環状の間隙４３が存在する。この間隙４３に面したカバー部３１の側面には、間隙４３に連通した開口４５が形成されている。開口４５は、例えば、平面視で対向する二箇所に設けられている。開口４５の下方には、カバー部３１の外面に冷却管３５が配置されている。この冷却管３５は、カバー部３１とベース板２１との間のＯリングを保護する。下部ガス供給部１３は、開口４５及びプレート上面供給口２９に窒素ガスを供給する。下部ガス供給部１３は、複数個の流量調整弁や開閉弁を備え、窒素ガスの流量を調整可能に構成されている。
【００３６】
上述した排気口３７は、熱処理空間ＨＳの縦断面積に相当する程度の大きな流路断面積の排気を通して排気するので、排気を効率的に行うことができる。
【００３７】
カバー部３１の上方であって、搬入出口３３側には、圧力センサ４７が配置されている。また、カバー部３１の上方であって、排気口３７側には、酸素濃度センサ４９が配置されている。圧力センサ４７は、熱処理空間ＨＳ内の圧力を測定し、酸素濃度センサ４９は、熱処理空間ＨＳ内の酸素濃度を測定する。なお、酸素濃度センサ４９は、後述するように、酸素濃度が目標値以下となる経過時間を測定する実験の際にだけに使用し、通常の処理時には備える必要はない。
【００３８】
カバー部３１の上部には、ガス供給バッファ部５１が配置されている。カバー部３１の上面中心部から供給された窒素（Ｎ２）ガスは、内部で周囲に拡散しつつ、上面中心部よりも広い面積の下面開口部から複数個の貫通口４１を通して熱処理空間ＨＳ内に供給される。カバー部３１との上面とガス供給バッファ部５１の下面との間には、Ｏリングが配置されている。ガス供給バッファ部５１の内部には、冷却管３５が配備されている。この冷却管３５は、そのＯリングを保護する。上記のガス供給バッファ部５１には、上部ガス供給部５が不活性ガスとして窒素ガスを供給する。この上部ガス供給部５は、例えば、２個の流量調整弁などを備え、窒素ガスの流量を二段階に切り替え可能に構成されている。
【００３９】
なお、上述した開口４５及びガス供給バッファ部５１が本発明における「不活性ガス供給手段」に相当する。
【００４０】
シャッター部７は、搬入出口３３の前面に配置されている。シャッター部７は、搬入出口３３と、シャッター本体５７と、アクチュエータ５９とを有する。シャッター本体５７は、作動片が垂直方向に進退するアクチュエータ５９によって昇降駆動される。シャッター本体５７は、上昇された際にＯリングを介して搬入出口３３を閉塞する。アクチュエータ５９が作動されると、シャッター本体５７が図１の実線で示す位置に移動して搬入出口３３を閉塞し、アクチュエータ５９が非作動とされると、シャッター本体５７が図１に二点鎖線で示す位置に下降して搬入出口３３を開放する。
【００４１】
チャンバ排気部９は、上述した排気口カバー３９を介して熱処理空間ＨＳの気体を排出する。チャンバ排気部９は、複数個の開閉弁や流量調整弁、アスピレータなどを備え、空気供給源からの空気供給によって熱処理空間ＨＳを排気する。なお、アスピレータと空気供給源などに代えて排気ポンプなどを用いて構成してもよい。
【００４２】
支持ピン昇降部１１は、三本の支持ピン６１（図１では図示の関係上、二本のみ示す）と、マニホールド６３と、メカニカルシール６５と、昇降部材６７と、アクチュエータ６９とを備えている。各支持ピン６１は、上述した各貫通口２７に挿通されている。各支持ピン６１は、マニホールド６３を貫通し、メカニカルシール６５を介して昇降部材６７に下端部が連結されている。マニホールド６３の上面とベース板２１の間には、各貫通穴２７を囲うようにＯリングが取り付けられている。メカニカルシール６５は、マニホールド６３の下面に上端部が取り付けられている。メカニカルシール６５は、支持ピン６１の外周面を気密に支持しつつ、支持ピン６１の昇降を許容する、金属部材によるシールである。マニホールド６３は、平面視で三角形状を呈し、内部に一つの空間が形成されている。マニホールド６３の一部位には、その空間に連通した排気口７１が形成されている。
【００４３】
昇降部材６７は、平面視で環状を呈し、アクチュエータ６９によって昇降される。アクチュエータ６９は、作動片が鉛直方向に進退する姿勢で配置されている。アクチュエータ６９が作動されると、支持ピン６１が突出して図１中に二点鎖線で示す基板Ｗの受渡位置に移動し、アクチュエータ６９が非作動とされると、支持ピン６１が図１中に実線で示す退出位置に移動する。この支持ピン６１が退出位置に移動した時に基板Ｗは熱処理プレート２３の上面の上に載置される。
【００４４】
支持ピンシール排気部１５は、上述したマニホールド６３の排気口７１から排気を行う。支持ピンシール排気部１５は、複数個の開閉弁や流量調整弁、アスピレータなどを備え、空気供給源からの空気供給により、マニホールド６３及び貫通口２７を介して熱処理空間ＨＳを排気する。また、メカニカルシール６５で生じる塵埃をも同時に排気する。なお、支持ピンシール排気部１５は、アスピレータと空気供給源などに代えて減圧ポンプなどを用いて構成してもよい。
【００４５】
支持ピンシール排気部１５により、熱処理時に基板Ｗが載置される場所の近くに形成された貫通口２７を通して排気するので、熱処理時の成膜に大きな影響を与える基板Ｗの周囲の酸素濃度を効率的に低減できる。また、メカニカルシール６５において支持ピン６１の摺動により生じる塵埃が熱処理空間ＨＳに入ることなく排出されるので、基板Ｗを清浄に処理できる。
【００４６】
なお、上述した排気口３７及び排気口７１が本発明における「排気手段」に相当する。
【００４７】
上述した上部ガス供給部５と、チャンバ排気部９と、下部ガス供給部１３と、支持ピンシール排気部１５と、アクチュエータ５９，６９とは、制御部１７によって統括的に制御される。制御部１７は、図示しないＣＰＵ、メモリ、タイマを内蔵している。制御部１７は、図示しないメモリに熱処理の手順を規定したレシピを予め複数個記憶している。設定部１９は、オペレータによって操作されるものであり、複数個のレシピの一つを選択したり、処理の開始を指示したり、警報発生時の操作を指示したりする。
【００４８】
なお、本実施例では、図示しないメモリに予めチャンバ排気時間、熱処理移行時間、熱処理時間、冷却時間などが記憶されており、適宜に制御部１７によって参照される。この熱処理移行時間は、後述する熱処理において、熱処理空間ＨＳの酸素の濃度が目標値以下となる排気開始時点からの経過時間である。これは、酸素濃度センサ４９を設置した状態で実験により予め計測されて決められている。
【００４９】
次に、図２〜図４を参照して、上述した基板処理装置による熱処理の一例について説明する。なお、図２は、実施例に係る基板の処理例を示すタイムチャートであり、図３は、排気及び不活性ガスの供給時における気体の流れを示す模式図であり、図４は、排気及び不活性ガスの供給並びに基板下空間気体排除時における気体の流れを示す模式図である。ここで、図２のタイムチャート中における実線は熱処理空間ＨＳの圧力を示し、点線は熱処理空間ＨＳの酸素濃度を示す。
【００５０】
なお、処理対象の基板Ｗは、図示しない搬送機構で熱処理空間ＨＳ内に搬入され、図３に示すように、受渡位置の支持ピン６１によって熱処理プレート２３の表面から離間した位置で支持されている（本発明における「搬入ステップ」に相当）。このときの基板Ｗの下面と熱処理プレート２３の上面との間隔は、例えば、２０ｍｍ程度と狭くなっている。また、基板Ｗの下面と熱処理プレート２３の上面との空間を基板下空間ＷＳとする。
【００５１】
制御部１７は、０時点において、支持ピンシール排気部１５により排気口７１からの排気を開始するとともに、チャンバ排気部９により排気口３７からの排気を開始する。これにより、熱処理空間ＨＳ内の気体が排気され始め、チャンバ排気時間であるｔ１時点で−ｐ３［ｋＰａ］まで圧力が急速に低下する。なお、チャンバ排気時間であるｔ１時点で−ｐ３［ｋＰａ］に達するようにする条件は、チャンバ排気部９と支持ピンシール排気部１５とからの排気量を調整する種々の実験を行って予め決定してある。また、制御部１７は、これとともに計時を開始する。この急速排気により、シャッター本体５７を搬入出口３３のＯリングに強く密着させて、外部から熱処理空間ＨＳに空気が侵入することを防止する効果もある。
【００５２】
制御部１７は、チャンバ排気時間であるｔ１時点を計時したら、上部ガス供給部５と、下部ガス供給部１３から窒素ガスの供給を開始する。これにより熱処理空間ＨＳの圧力が急速に大気圧側に戻り始めるが、−ｐ１［ｋＰａ］付近の負圧を維持させる。これは、上部ガス供給部５と下部ガス供給部１３とからの窒素ガスの供給量を、チャンバ排気部９と支持ピンシール排気部１５とからの排気量よりも少なくすることによって行われる。ｔ１からｔ７時点までは、排気と窒素ガスの供給による酸素濃度低減が行われる。
【００５３】
ｔ１からｔ７時点においては、窒素ガスの供給量よりも排気量を多くして負圧としているが、熱処理チャンバ３内の角部などで滞留している酸素は、窒素ガスの流れよりも排気の流れによって排出されやすい。したがって、より酸素濃度を低減できる。
【００５４】
制御部１７は、０時点から所定時間後に相当するｔ７時点においてチャンバ排気部９を停止させ、貫通口２７を介した排気（支持ピンシール排気）と、上部ガス供給部５と下部ガス供給部１３から窒素ガスを供給するパージによる酸素濃度低減に移行する。これにより、熱処理空間ＨＳの圧力は、排気流量が減るので、大気圧側に振れ、与圧を維持する。
【００５５】
このとき、プレート上面開口２９からの窒素ガスの供給がない場合には、図３に示すように、狭い空間となっている基板下空間ＷＳに気体が滞留する恐れがある。発明者等は、プレート上面供給口２９から窒素ガスを供給しない状態で支持ピン６１を下降させると、基板Ｗの下面で押し上げられた気体により熱処理空間ＨＳの酸素濃度が上昇する現象を確認している。その場合には、例えば、図２のｔ９〜ｔ１０時点に二点鎖線で示す符号ｐｃのように酸素濃度が目標値よりも上昇する。そこで、下部ガス供給部１３から窒素ガスを供給することで、図４に示すように基板下空間ＷＳの気体を窒素ガスの流れで貫通口２７から排出できる。また、熱処理プレート２３の周囲にある間隙４３には酸素が滞留する恐れがあるが、開口４５から窒素ガスを供給することで、その酸素も排出できる。したがって、熱処理空間ＨＳの酸素濃度を極めて低くできる。
【００５６】
制御部１７は、計時している時間が、予め設定されている熱処理移行時間に到達した場合には、支持ピン６１を下降させて熱処理に移行する。ｔ７〜ｔ９時点までは、チャンバ排気を停止して、貫通口２７を介した排気（支持ピンシール排気）と窒素ガスを供給することで、ｔ７時点までの熱処理空間ＨＳ内における流れに変化を生じさせることができる。したがって、熱処理空間ＨＳ内で滞留している酸素を流れの変化に乗せて排出でき、より酸素濃度を低減できる。
【００５７】
なお、上述したｔ１〜ｔ９時点までが本発明における「排気ステップ」及び「不活性ガス供給ステップ」並びに「基板下空間気体排出ステップ」に相当する。
【００５８】
制御部１７は、熱処理移行時間に到達している場合は、ｔ９時点でアクチュエータ６９を非作動とし、支持ピン６１を退出位置まで下降させる。これにより基板Ｗが熱処理プレート２３の上面の上に載置されて基板Ｗに対して熱処理が開始される。制御部１７は、計時を開始するとともに、熱処理時間に達するｔ１０時点までこの状態を維持する。なお、このｔ９時点で、熱処理空間ＨＳにおける酸素濃度は、目標値である１００ｐｐｍ以下まで低減される。
【００５９】
上記のように酸素濃度計４９を使用せず、熱処理移行時間を計測するだけで熱処理へ移行させることができるので、基板処理装置の構成を簡易化でき、処理に要するコストを抑制できる。
【００６０】
制御部１７は、計時している時間が熱処理時間に達すると、ｔ１０時点でアクチュエータ６９を作動させて支持ピン６１を上昇させる。これにより、基板Ｗが熱処理プレート２３から離間されて受渡位置に移動される。制御部１７は、チャンバ排気部９を作動させて排気口３７からの排気を開始し、さらに計時を開始する。これにより基板Ｗに対して冷却処理が施される。
【００６１】
なお、上述したｔ９〜ｔ１０時点までが本発明における「熱処理ステップ」に相当する。
【００６２】
制御部１７は、計時している時間が冷却時間に達した場合、ｔ１１時点においてチャンバ排気部９と、上部ガス供給部５と、下部ガス供給部１３とを停止させる。そして、アクチュエータ５９を非作動として、シャッター本体５７を下降させて基板Ｗを搬出させる。
【００６３】
本実施例によると、基板Ｗの搬入の後に排気及び不活性ガス供給を行うが、基板下空間ＷＳは基板Ｗの下面と熱処理プレート２３の表面とで挟まれて狭い空間であるので、基板下空間ＷＳの酸素は置換されにくい。そこで、基板下空間ＷＳに窒素ガスを供給して基板下空間ＷＳの気体を排除した後、ｔ９〜ｔ１０時点で熱処理を実施する。したがって、基板下空間ＷＳに滞留する酸素も不活性ガスで置換できるので、熱処理空間ＨＳ内の酸素濃度を極めて低くできる。その結果、熱処理における熱処理空間ＨＳの処理雰囲気を熱処理プロセスに好適でき、成膜を適正に行わせることができる。
【００６４】
＜変形例＞
【００６５】
次に、図５を参照して変形例について説明する。なお、図５は、変形例に係る基板処理装置の全体構成を示す概略構成図である。
【００６６】
上述した実施例は、プレート上面供給口２９から窒素ガスを供給した。この変形例は、プレート上面排気口２９０を支持ピンシール排気部１５に連通接続して構成されている。このように構成し、ｔ１〜ｔ１０時点までプレート上面排気口２９０から排気を行うようにしても、基板下空間ＷＳの気体を貫通口２７から排出できる。したがって、上述した実施例と同様の効果を奏することができる。
【００６７】
なお、この場合、プレート上面排気口２９０が本発明に係る請求項８における「プレート上面開口」及び「基板下空間気体排出手段」に相当する。
【００６８】
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００６９】
（１）上述した実施例では、基板Ｗが誘導自己組織化材料からなる処理膜を被着されているものとして説明したが、本発明は、このような基板Ｗに限定されない。例えば、熱処理空間ＨＳにおける酸素濃度が悪影響を与える処理、例えば、SOG(Spin On Glass)溶液などを塗布された基板に対する処理であっても適用できる。
【００７０】
（２）上述した実施例では、熱処理の開始後もプレート上面供給口２９からの窒素ガスの供給を維持している。しかしながら、基板Ｗを処理位置に下降させるまでにその供給を停止するようにしてもよい。これにより、その供給量によっては基板Ｗの姿勢が不安定となり、処理位置に安定的に載置されないといった不都合を回避できる。
【００７１】
（３）上述した変形例では、熱処理の開始後もプレート上面排気口２９０から排気を行っている。しかしながら、基板Ｗを処理位置に下降させるまでにその排気を停止するようにしてもよい。これにより、排気量によって基板Ｗの姿勢が不安定となり、安定して載置されない不都合を回避できる。
【００７２】
（４）上述した実施例では、不活性ガスとして窒素ガスを例にとって説明したが、例えば、アルゴンやヘリウムなどの他の不活性ガスを用いてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
Ｗ  …  基板
１  …  熱処理プレート部
３  …  熱処理チャンバ
５  …  上部ガス供給部
７  …  シャッター部
９  …  チャンバ排気部
１１  …  支持ピン昇降部
１３  …  下部ガス供給部
１５  …  支持ピンシール排気部
１７  …  制御部
１９  …  設定部
２３  …  熱処理プレート
２５  …  ヒータ
２７  …  貫通口
２９  …  プレート上面供給口
２９０  …  プレート上面排気口
３１  …  カバー部
３７  …  排気口
５１  …  ガス供給バッファ部
５７  …  シャッター本体
６１  …  支持ピン
６５  …  メカニカルシール
６９  …  アクチュエータ
６３  …  マニホールド
７１  …  排気口
ＨＳ  …  熱処理空間
ＷＳ  …  基板下空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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