(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】設定された低減プロセスに応じて酸素濃度を低減し、その後に熱処理を行う。したがって、熱処理空間ＨＳ内の酸素濃度を低くして基板Ｗに熱処理を行うので、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。その上、レシピの酸素濃度レベルに応じて酸素濃度を低減するので、過剰に酸素濃度を低減させることがなく、スループットを低下させることがない。【選択図】図１
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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、
基板を処理する条件を規定したレシピのうち、酸素濃度レベルに応じた低減プロセスを設定する設定ステップと、
前記設定された低減プロセスに応じて熱処理空間の酸素濃度を低減する酸素濃度低減ステップと、
を実施した後、
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を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、
前記酸素濃度低減ステップは、
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、
を備えてい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、
前記酸素濃度低減ステップは、
前記熱処理空間の気体を排気する排気ステップを備えていることを特徴とする基板処理方法。
【請求項４】
請求項２に記載の基板処理方法において、
前記排気ステップは、熱処理プレートから進退する支持ピンが挿通された貫通口から排気することを特徴とする基板処理方法。
【請求項５】
請求項２または３に記載の基板処理方法において、
前記排気ステップは、熱処理プレートの周囲を囲うカバー部の排気口と、前記熱処理プレートから進退する支持ピンが挿通された貫通口とから排気することを特徴とする基板処理方法。
【請求項６】
請求項１から５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７】
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、
処理対象の基板が載置される熱処理プレートと、
前記熱処理プレートの周囲を囲って内部に熱処理空間を形成するカバー部と、
前記熱処理空間の酸素濃度を低減する酸素濃度低減手段と、
基板を処理する条件を規定したレシピのうち、酸素濃度レベルに応じた低減プロセスを設定する設定手段と、
前記設定手段で設定された低減プロセスに応じて前記酸素濃度低減手段を操作して、熱処理空間の酸素濃度を低減させ、前記熱処理空間の基板に対して熱処理を行わせる制御部と、
を備えていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項８】
請求項７に記載の基板処理装置において、
前記酸素濃度低減手段は、前記熱処理空間の気体を排気するとともに、前記熱処理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９】
請求項７に記載の基板処理装置において、
前記酸素濃度低減手段は、前記熱処理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１０】
請求項８に記載の基板処理装置において、
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手段と、
前記熱処理プレートから進退する支持ピンが挿通された貫通口と、
を備え、
前記酸素濃度低減手段は、前記熱処理空間の気体を前記貫通口から排気させるとともに、前記不活性ガス供給手段から不活性ガスを供給させることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１１】
請求項８または９に記載の基板処理装置において、
前記熱処理プレートから進退する支持ピンが挿通された貫通口と、
前記熱処理プレートの周囲を囲うカバー部の排気口と、
を備え、
前記酸素濃度低減手段は、前記熱処理空間の気体の排気を前記排気口と前記貫通口とから行わせることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１２】
請求項７から１１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。但し、酸素濃度を低くすればするほど上記の問題が解消されるものの、酸素濃度の低減には長時間を要することになる。処理膜によっては酸素濃度の影響が少ない膜があるにも関わらず、そのような場合も含めて酸素濃度を一律に低くすると、酸素低減に時間がかかって処理のスループットが低下するという別異の問題が生じる。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】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
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、基板を処理する条件を規定したレシピのうち、酸素濃度レベルに応じた低減プロセスを設定する設定ステップと、前記設定された低減プロセスに応じて熱処理空間の酸素濃度を低減する酸素濃度低減ステップと、  を実施した後、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を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、設定ステップで設定された低減プロセスに応じて酸素濃度低減ステップにて酸素濃度を低減し、その後に熱処理ステップで熱処理を行う。したがって、熱処理空間内の酸素濃度を低くして熱処理を行うので、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。その上、レシピの酸素濃度レベルに応じて酸素濃度を低減すればよいので、過剰に酸素濃度を低減させることがなく、スループットを低下させることがない。
【００１０】
また、本発明において、前記酸素濃度低減ステップは、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、を備えていることが好ましい（請求項２）。
【００１１】
気体を排気し、さらに不活性ガスを供給するので、熱処理空間から酸素を効率的に追い出すことができる。
【００１２】
また、本発明において、前記酸素濃度低減ステップは、前記熱処理空間の気体を排気する排気ステップを備えていることが好ましい（請求項３）。
【００１３】
不活性ガスを供給することなく気体を排気するだけで、熱処理空間から酸素を追い出す。したがって、不活性ガスを消費しないので、製造コストを抑制できる。
【００１４】
また、本発明において、前記排気ステップは、熱処理プレートから進退する支持ピンが挿通された貫通口から排気することが好ましい（請求項４）。
【００１５】
基板の下面側に位置する貫通口から排気するので、基板の上面付近の熱処理雰囲気における気流が安定する。したがって、処理膜における熱処理を安定して行わせることができる。
【００１６】
また、本発明において、前記排気ステップは、熱処理プレートの周囲を囲うカバー部の排気口と、前記熱処理プレートから進退する支持ピンが挿通された貫通口とから排気することが好ましい（請求項５）。
【００１７】
排気口と貫通口とから排気するので、短時間で一定の低い酸素濃度にさせることができる。
【００１８】
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６）。
【００１９】
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。
【００２０】
また、請求項７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、処理対象の基板が載置される熱処理プレートと、前記熱処理プレートの周囲を囲って内部に熱処理空間を形成するカバー部と、前記熱処理空間の酸素濃度を低減する酸素濃度低減手段と、基板を処理する条件を規定したレシピのうち、酸素濃度レベルに応じた低減プロセスを設定する設定手段と、前記設定手段で設定された低減プロセスに応じて前記酸素濃度低減手段を操作して、熱処理空間の酸素濃度を低減させ、前記熱処理空間の基板に対して熱処理を行わせる制御部と、を備えていることを特徴とするものである。
【００２１】
［作用・効果］請求項７に記載の発明によれば、制御部は、設定手段で設定された低減プロセスに応じて酸素濃度低減手段を操作して、熱処理空間の酸素濃度を低減させ、熱処理空間内の基板に対して熱処理を行わせる。したがって、熱処理空間内の酸素濃度を低くして熱処理を行うので、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。その上、レシピの酸素濃度レベルに応じて酸素濃度を低減すればよいので、過剰に酸素濃度を低減させることがなく、スループットを低下させることがない。
【００２２】
また、本発明において、前記酸素濃度低減手段は、前記熱処理空間の気体を排気するとともに、前記熱処理空間に不活性ガスを供給することが好ましい（請求項８）。
【００２３】
制御部は、気体を排気させ、さらに不活性ガスを供給させるので、熱処理空間から酸素を効率的に追い出すことができる。
【００２４】
また、本発明において、前記酸素濃度低減手段は、前記熱処理空間の気体を排気することが好ましい（請求項９）。
【００２５】
制御部は、不活性ガスを供給させることなく気体を排気させるだけで、熱処理空間から酸素を追い出す。したがって、不活性ガスを消費しないので、製造コストを抑制できる。
【００２６】
また、本発明において、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手段と、
前記熱処理プレートから進退する支持ピンが挿通された貫通口と、を備え、前記酸素濃度低減手段は、前記熱処理空間の気体を前記貫通口から排気させるとともに、前記不活性ガス供給手段から不活性ガスを供給させることが好ましい（請求項１０）。
【００２７】
酸素濃度低減手段は、基板の下面側に位置する貫通口から排気させるとともに、不活性ガス供給手段から不活性ガスを供給させるので、基板の上面付近の熱処理雰囲気における気流が安定する。したがって、処理膜における熱処理を安定して行わせることができる。
【００２８】
また、本発明において、前記熱処理プレートから進退する支持ピンが挿通された貫通口と、前記熱処理プレートの周囲を囲うカバー部の排気口と、を備え、前記酸素濃度低減手段は、前記熱処理空間の気体の排気を前記排気口と前記貫通口とから行わせることが好ましい（請求項１１）。
【００２９】
酸素濃度低減手段は、熱処理空間の気体の排気を排気口と貫通口とから行わせるので、短時間で一定の低い酸素濃度にさせることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係る基板処理方法によれば、設定ステップで設定された低減プロセスに応じて酸素濃度低減ステップにて酸素濃度を低減し、その後に熱処理ステップで熱処理を行う。したがって、熱処理空間内の酸素濃度を低くして熱処理を行うので、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。その上、レシピの酸素濃度レベルに応じて酸素濃度を低減すればよいので、過剰に酸素濃度を低減させることがなく、スループットを低下させることがない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【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】レシピの一例を示す模式図である。
【図３】第１の低減プロセスによる酸素濃度の低減経緯を示すグラフである。
【図４】第２の低減プロセスによる酸素濃度の低減経緯を示すグラフである。
【図５】第３の低減プロセスによる酸素濃度の低減経緯を示すグラフである。
【図６】基板処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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、平面視で熱処理プレート２３の中心を挟ん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。
【００３９】
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。
【００４０】
なお、上述した貫通口２７と、排気口３７とが本発明における「酸素濃度低減手段」に相当する。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
なお、上述したプレート上面供給口２９と、開口４５と、ガス供給バッファ部５１とが本発明における「不活性ガス供給手段」及び「酸素濃度低減手段」に相当する。
【００４４】
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、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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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基板を処理する条件を規定したレシピを予め複数個記憶している。また、制御部１７は、後述する酸素濃度レベルと酸素濃度の低減プロセスの対応関係を予め記憶している。設定部１９は、オペレータによって各種指示を行うために操作されるものであり、例えば、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。この設定部１９は、例えば、レシピ番号を設定したり、酸素濃度の低減プロセスを設定したりするためのキーボートで構成されている。
【００５１】
なお、上述した設定部１９が本発明における「設定手段」に相当する。
【００５２】
ここで、図２を参照する。なお、図２は、レシピの一例を示す模式図である。
【００５３】
本実施例では、図２に示すように、例えば、レシピ番号で区別されたレシピに、予め酸素濃度レベル（目標濃度）、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、制御部１７によって参照される。この熱処理移行時間は、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予め計測されて決められている。上記のレシピは、例えば、DSAプロセスに応じて決められている。特に、レシピ内の酸素濃度レベルは、目標濃度と、目標濃度に達するまでの時間とを規定することになる。また、成膜に影響する度合いが処理膜やDSAプロセスに応じて異なるので、影響度合いに応じて酸素濃度レベルをレシピで規定すればよい。
【００５４】
具体的には、上述した酸素濃度レベルは、以下に説明するような酸素濃度の低減プロセスに対応付けされる。酸素濃度レベルが設定されると、低減プロセスが決まる。ここで、図３〜図５を参照する。なお、図３は、第１の低減プロセスによる酸素濃度の低減経緯を示すグラフであり、図４は、第２の低減プロセスによる酸素濃度の低減経緯を示すグラフであり、図５は、第３の低減プロセスによる酸素濃度の低減経緯を示すグラフである。
【００５５】
低減プロセスは、例えば、以下のように三種類設けてある。
【００５６】
第１の低減プロセスは、例えば、支持ピンシール排気部１５による貫通口２７からの排気と、上部ガス供給部５によるガス供給バッファ部５１からの窒素ガスの供給と、下部ガス供給部１３による開口４５及びプレート上面供給口２９からの窒素ガスの供給によって、酸素濃度の低減プロセスが行われる。この第１の低減プロセスによる酸素濃度の低減経緯は、例えば、図３のようになる。ここで、ｔ１時点は、酸素濃度が目標濃度ｔｃ１（例えば、０．５％、０．１％、０．０５％）でほぼ一定になる時間を示す。そのｔ１時点は、窒素ガスの流量を変えることで前後するが、ここでは代表例としてｔ１時点で目標濃度ｔｃ１に到達して低減が完了するものとする。第１の低減プロセスによると、基板Ｗの下面側に位置する貫通口２７から排気するので、基板Ｗの上面付近の熱処理雰囲気ＨＳにおける気流が安定する。したがって、処理膜における熱処理を安定して行わせることができる。
【００５７】
第２の低減プロセスは、例えば、支持ピンシール排気部１５による貫通口２７からの排気と、チャンバ排気部３による排気口３７からの排気と、上部ガス供給部５によるガス供給バッファ部５１からの窒素ガスの供給と、下部ガス供給部１３による開口４５及びプレート上面供給口２９からの窒素ガスの供給によって、酸素濃度の低減プロセスが行われる。この第２の低減プロセスによる酸素濃度の低減経緯は、例えば、図４のようになる。ここで、ｔ２時点は、酸素濃度が目標濃度ｔｃ２（例えば、１〜５％）でほぼ一定になる時間を示し、目標濃度ｔｃ２に到達した時間を示す。そのｔ２時点は、排気流量と窒素ガスの流量を変えることで前後するが、ここでは代表例としてｔ２時点で目標濃度ｔｃ２に到達して低減が完了するものとする。第２の低減プロセスによると、気体を排気し、さらに窒素ガスを供給するので、熱処理空間ＨＳから酸素を効率的に追い出すことができる。また、排気口３７と貫通口２７とから排気するので、短時間で一定の低い酸素濃度にさせることができる。
【００５８】
第３の低減プロセスは、例えば、支持ピンシール排気部１５による貫通口２７からの排気と、チャンバ排気部３による排気口３７からの排気のみによって、酸素濃度の低減プロセスが行われる。この第３の低減プロセスによる酸素濃度の低減経緯は、例えば、図５のようになる。ここで、ｔ３時点は、酸素濃度が目標濃度ｔｃ３（例えば、１０％）でほぼ一定となる時間を示す。そのｔ３時点は、排気流量を変えることで前後するが、ここでは代表例としてｔ３時点で目標濃度ｔｃ３に到達して低減が完了するものとする。第３の低減プロセスによると、不活性ガスを供給することなく気体を排気するだけで、熱処理空間ＨＳから酸素を追い出す。したがって、不活性ガスを消費しないので、製造コストを抑制できる。
【００５９】
なお、上述した各低減プロセスにおける完了時点までの時間関係は、例えば、ｔ３＞ｔ１＞ｔ２となる。但し、目標濃度の大小関係は、ｔｃ１＜ｔｃ２＜ｔｃ３となっている。したがって、熱処理移行時間は、第２の低減プロセス、第１の低減プロセス、第３の低減プロセスの順に長くなるので、熱処理時間が同じである場合には、その順にスループットが低下する。また、目標濃度は成膜の仕上がりに影響するので、DSAプロセスに求められるスループットと成膜の品質とを勘案していずれかの低減プロセスを選択するため、レシピに酸素濃度レベルを記載しておくようにする。
【００６０】
次に、図６を参照して、上述した装置による熱処理について説明する。なお、図６は、基板処理の流れを示すフローチャートである。
【００６１】
ステップＳ１，Ｓ２（設定ステップ）
装置のオペレータは、設定部１９を操作して、レシピ番号を指定してレシピを設定する。これにより基板Ｗを処理する条件が設定されるとともに、制御部１７は、レシピに規定された酸素濃度レベルに応じて低減プロセスを設定する。
【００６２】
なお、レシピに酸素濃度レベルが規定されていない場合には、オペレータが設定部１９を操作して手動で設定するようにしてもよい。
【００６３】
ステップＳ３
制御部１７は、アクチュエータ５９を操作してシャッター本体５７を下降させ、図示しない搬送機構によって基板Ｗを熱処理空間ＨＳ内に搬入する。このとき基板Ｗは、受渡位置に進出した支持ピン６１に支持されている。
【００６４】
ステップＳ４（酸素濃度低減ステップ）
制御部１７は、設定された低減レシピに応じて各部を操作する。例えば、第２の低減プロセスが設定されている場合には、支持ピンシール排気部１５による貫通口２７からの排気と、チャンバ排気部３による排気口３７からの排気とによって「排気ステップ」を実施するとともに、上部ガス供給部５によるガス供給バッファ部５１からの窒素ガスの供給と、下部ガス供給部１３による開口４５及びプレート上面供給口２９からの窒素ガスの供給とによって「不活性ガス供給ステップ」を実施する。
【００６５】
ステップＳ５（熱処理ステップ）
制御部１７は、レシピに規定された熱処理移行時間に達すると、アクチュエータ５９を操作して支持ピン６１を退出位置に退出させる。これにより基板Ｗが熱処理プレート２３に載置されて、熱処理が開始される。
【００６６】
ステップＳ６
制御部１７は、レシピに規定された熱処理時間が経過すると、アクチュエータ６９を操作して支持ピン６１を受渡位置に進出させる。そして、アクチュエータ５９を操作してシャッター本体を下降させ、図示しない搬送機構により、熱処理を終えた基板Ｗを熱処理空間ＨＳから搬出する。
【００６７】
本実施例によると、設定された低減プロセスに応じて酸素濃度を低減し、その後に熱処理を行う。したがって、熱処理空間ＨＳ内の酸素濃度を低くして基板Ｗに熱処理を行うので、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。その上、レシピの酸素濃度レベルに応じて酸素濃度を低減するので、過剰に酸素濃度を低減させることがなく、スループットを低下させることがない。
【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、低減プロセスを三種類設定しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、上述した各低減プロセスにて排気や不活性ガスの供給における流量を細かく設定して、４種類以上の低減プロセスを設定するようにし、基板の処理プロセスに応じて細かく設定された酸素濃度レベルに対応させるようにしてもよい。
【００７１】
（３）上述した実施例では、レシピを設定することで低減プロセスを設定したが、本発明はこのような形態に限定されない。例えば、レシピに酸素濃度レベルを規定せず、レシピを設定するとともに、酸素濃度レベルを設定して低減プロセスを設定するようにしてもよい。
【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
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
ｔｃ１〜ｔｃ３  …  目標濃度
【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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【図６】
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