(57)【要約】      （修正有）【課題】基板を熱処理空間で加熱する際に、熱処理空間内の気流のよどみの発生を防止して、昇華物の排気に必要な排気量を低減する。【解決手段】熱処理空間Ｓの側面部は、外側シャッター２６０と内側シャッター２７０を有するシャッター部材２５０によって構成される。載置台２１０の熱板２１１上のウェハＷと同じ高さにある、シャッター部材２５０下端部の空隙ｄ１から給気Ａが水平層流となってウェハＷに向けて供給され、ウェハＷよりも高い位置にあるシャッター部材２５０の上端部の空隙ｄ２から給気Ｂが熱処理空間Ｓ内に供給される。給気Ａの流量と給気Ｂの流量比は、４：１である。【選択図】図４
2019057672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布膜が形成された基板を加熱する加熱処理装置であって、
前記基板を載置する載置台と、
前記載置台に載置された基板を加熱する加熱機構と、
前記載置台の上方に位置して前記載置台を被う上面部と
前記載置台を囲い、前記載置台の外周に位置する側面部と、を有し、
前記載置台、上面部、側面部によって熱処理空間が形成され、
前記上面部の中央に、前記熱処理空間内の雰囲気を排気する排気部が設けられ、
前記側面部の周方向に沿って設けられて、前記熱処理空間に気体が供給される第１の気体供給口と第２の気体供給口とを有し、
前記第１の気体供給口の高さ位置は、前記載置台に載置された基板と同じであり、前記第２の気体供給口の高さ位置は、前記第１の気体供給口の高さ位置よりも高い位置であり、
前記第１の気体供給口から前記熱処理空間に供給される気体の流量は、前記第２の気体供給口から前記熱処理空間に供給される気体の流量よりも多いことを特徴とする、加熱処理装置。
【請求項２】
前記第１の気体供給口から前記熱処理空間に供給される気体の流量と、前記第２の気体供給口から前記熱処理空間に供給される気体の流量の比は、９：１〜６：４であることを特徴とする、請求項１に記載の加熱処理装置。
【請求項３】
塗布膜が形成された基板を加熱する加熱処理装置であって、
前記基板を載置する載置台と、
前記載置台に載置された基板を加熱する加熱機構と、
前記載置台の上方に位置して前記載置台を被う上面部と
前記載置台を囲い、前記載置台の外周に位置する側面部と、を有し、
前記載置台、上面部、側面部によって熱処理空間が形成され、
前記上面部の中央に、前記熱処理空間内の雰囲気を排気する排気部が設けられ、
前記側面部の周方向に沿って設けられて、前記熱処理空間に気体が供給される第１の気体供給口と第２の気体供給口とを有し、
前記第１の気体供給口の高さ位置は、前記載置台に載置された基板と同じであり、前記第２の気体供給口の高さ位置は、前記第１の気体供給口の高さ位置よりも高い位置であり、
前記第１の気体供給口は、前記第２の気体供給口よりも大きいことを特徴とする、加熱処理装置。
【請求項４】
前記第１の気体供給口の大きさと、前記第２の気体供給口の大きさは、９：１〜６：４であることを特徴とする、請求項３に記載の加熱処理装置。
【請求項５】
前記側面部は、上下動自在なシャッター部材によって構成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の加熱処理装置。
【請求項６】
前記基板の加熱時は、前記シャッター部材が上昇し、前記シャッター部材の上端部と前記上面部との間の隙間により、前記第２の気体供給口が形成されることを特徴とする、請求項５に記載の加熱処理装置。
【請求項７】
前記シャッター部材は、一体化された外側シャッターと内側シャッターとを有し、前記第１の気体供給口は、外側シャッターと内側シャッターとの間に形成された流路に通じていることを特徴とする、請求項５または６のいずれか一項に記載の加熱処理装置。
【請求項８】
前記外側シャッターは、中空構造を有していることを特徴とする、請求項７項に記載の加熱処理装置。
【請求項９】
塗布膜が形成された基板を、熱処理空間内の載置台上で加熱する加熱処理方法であって、
加熱時においては、前記熱処理空間の上方中央から前記熱処理空間の雰囲気を排気しつつ、前記載置台上の基板と同じ高さ位置にて熱処理空間の外側から熱処理空間に向けて気体を水平に供給すると共に、前記載置台上の基板よりも高い位置にて、熱処理空間の外側から熱処理空間に向けて気体を供給し、
さらに基板と同じ高さ位置から供給する気体の流量は、基板よりも高い位置から供給する気体の流量よりも多くすることを特徴とする、加熱処理方法。
【請求項１０】
前記基板と同じ高さ位置から供給する気体の流量と、基板よりも高い位置から供給する気体の流量の流量比は、９：１〜６：４であることを特徴とする、請求項９に記載の加熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱処理装置及び加熱処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程において、たとえはレジスト膜などの塗布膜が形成された基板、たとえば半導体ウェハ（以下の説明において、単にウェハをいう場合がある）に対して、前記塗布膜を乾燥させるために、当該半導体ウェハに対して加熱処理が行なわれている。
【０００３】
このような加熱処理は、従来から加熱処理装置を用いて行われているが、加熱するにあたっては、膜厚の均一性に影響するため、均一に加熱することが求められる。
【０００４】
かかる点を考慮して、従来の加熱処理装置は、基板を載置する載置台と、該載置台を収容して処理空間を形成する筐体と、前記載置台を囲むようにしてその周囲に設けられたシャッタ部材と、該シャッタ部材を上下動させる昇降機構と、前記筐体内の処理空間の上部を覆うように設けられて中央部に排気ラインが接続されたカバー部材と、前記シャッタ部材にその周方向に沿って設けられた多数の通気孔とを備え、前記シャッタ部材を上方へ持ち上げた時に前記カバー部材の周縁部との間で環状の空気流入口を形成するリング状の空気整流板を備えている（特許文献１）。
【０００５】
かかる構成により、処理空間の周方向から装置近傍のダウンフローを均一に処理空間内に取り込むことができ、これによって従来ウェハ出入口から流入するダウンフローがウェハに直接当たってウェハの温度が局部的に低下して、レジスト膜厚の均一化の妨げとなっていたことを改善するようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−３２６３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１に記載された加熱処理装置は、筐体内の処理空間の上部のみから、ダウンフローの空気（通常２３℃）を処理空間に取り入れていたため、処理空間内の熱雰囲気中に中心に向かう下降気流が形成され、その結果、当該下降気流とシャッタ部材内壁との間に気流のよどみが形成され、昇華物がよどみ中に浮遊して、装置隙間から外部に漏洩する可能性があった。かかるよどみの発生を抑えて昇華物の漏えいを防止するには、排気流量を多くする必要があり、省エネルギーの点で改善する余地があった。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、この種の基板の加熱処理装置において、前記したような処理空間内の気流のよどみの発生を防止して、従来より少ない排気量で昇華物を排気することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、塗布膜が形成された基板を加熱する加熱処理装置であって、前記基板を載置する載置台と、前記載置台に載置された基板を加熱する加熱機構と、前記載置台の上方に位置して前記載置台を被う上面部と
前記載置台を囲い、前記載置台の外周に位置する側面部と、を有し、前記載置台、上面部、側面部によって熱処理空間が形成され、前記上面部の中央に、前記熱処理空間内の雰囲気を排気する排気部が設けられ、前記側面部の周方向に沿って設けられて、前記熱処理空間に気体が供給される第１の気体供給口と第２の気体供給口とを有し、前記第１の気体供給口の高さ位置は、前記載置台に載置された基板と同じであり、前記第２の気体供給口の高さ位置は、前記第１の気体供給口の高さ位置よりも高い位置であり、前記第１の気体供給口から前記熱処理空間に供給される気体の流量は、前記第２の気体供給口から前記熱処理空間に供給される気体の流量よりも多いことを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば、熱処理空間に気体が供給される第１の気体供給口と第２の気体供給口とを有し、第１の気体供給口の高さ位置は、載置台に載置された基板と同じであるから、載置台上の基板表面に対して水平層流を供給することが可能である。そして第２の気体供給口の高さ位置は、第１の気体供給口の高さ位置よりも高い位置にあり、第１の気体供給口から前記熱処理空間に供給される気体の流量は、第２の気体供給口から前記熱処理空間に供給される気体の流量よりも多いので、第２の気体供給口からの供給される気体により、熱処理空間内の気流のよどみの発生は防止される。その結果、熱処理空間内の雰囲気を排気するにあたっては、従来よりも少ない排気量で昇華物の漏えいを防止して、これを排気することができる。
【００１１】
かかる場合、第１の気体供給口から前記熱処理空間に供給される気体の流量と、前記第２の気体供給口から前記熱処理空間に供給される気体の流量の比は、９：１〜６：４であるようにしてもよい。より好ましくは、５：１〜７：３がよい。またさらに好ましくは４：１程度がよい。
また発明者らの知見によれば、第２の気体供給口の高さ位置は高ければ高いほど好ましく、例えば熱処理空間の半分の高さ位置よりも高い位置に、第２の気体供給口の高さ位置を設定することで、よどみ発生の効果を得ることができると考えられ、さらに熱処理空間の上面部に近ければ近いほど、よどみの発生を防止できる。後述の実施の形態で説明するように、熱処理空間の上面部（熱処理空間の最高部）に第２の気体供給口が位置しているのが最も好ましい。
【００１２】
別な観点による本発明は、塗布膜が形成された基板を加熱する加熱処理装置であって、前記基板を載置する載置台と、前記載置台に載置された基板を加熱する加熱機構と、前記載置台の上方に位置して前記載置台を被う上面部と前記載置台を囲い、前記載置台の外周に位置する側面部と、を有し、前記載置台、上面部、側面部によって熱処理空間が形成され、前記上面部の中央に、前記熱処理空間内の雰囲気を排気する排気部が設けられ、前記側面部の周方向に沿って設けられて、前記熱処理空間に気体が供給される第１の気体供給口と第２の気体供給口とを有し、前記第１の気体供給口の高さ位置は、前記載置台に載置された基板と同じであり、前記第２の気体供給口の高さ位置は、前記第１の気体供給口の高さ位置よりも高い位置であり、前記第１の気体供給口は、前記第２の気体供給口よりも大きいことを特徴としている。
【００１３】
本発明によれば、第１の気体供給口は、第２の気体供給口よりも大きいので、加熱処理装置が設置されている領域のダウンフローを取り込んで、熱処理空間に供給する際、第２の気体供給口の圧力損失が大きいので、第１の気体供給口から供給される気体の流量を第２の気体供給口から供給される気体の流量よりも多くすることができる。これによって、第２の気体供給口からの供給される気体を、熱処理空間内によどみが発生することを防止するために使用でき、熱処理空間内のよどみの発生は防止することができる。したがって、熱処理空間内の雰囲気を排気するにあたっては、従来よりも少ない排気量で昇華物を排気することができる。
【００１４】
かかる場合、前記第１の気体供給口の大きさ、すなわち開口断面積は、前記第２の気体供給口の大きさ、すなわち開口断面積は、９：１〜６：４であるようにしてもよい。より好ましくは、５：１〜７：３がよい。またさらに好ましくは４：１程度がよい。
【００１５】
前記側面部は、上下動自在なシャッター部材によって構成されていてもよい。
【００１６】
かかる場合、前記基板の加熱時は、前記シャッター部材が上昇し、前記シャッター部材の上端部と前記上面部との間の隙間により、前記第２の気体供給口が形成されるようにしてもよい。
【００１７】
前記シャッター部材は、一体化された外側シャッターと内側シャッターとを有し、前記第１の気体供給口は、外側シャッターと内側シャッターとの間に形成された流路に通じているようにしてもよい。
【００１８】
かかる場合、前記外側シャッターは、中空構造を有していてもよい。
【００１９】
別な観点による本発明は、塗布膜が形成された基板を、熱処理空間内の載置台上で加熱する加熱処理方法であって、加熱時においては、前記熱処理空間の上方中央から前記熱処理空間の雰囲気を排気しつつ、前記載置台上の基板と同じ高さ位置にて熱処理空間の外側から熱処理空間に向けて気体を水平に供給すると共に、前記載置台上の基板よりも高い位置にて、熱処理空間の外側から熱処理空間に向けて気体を供給し、さらに基板と同じ高さ位置から供給する気体の流量は、基板よりも高い位置から供給する気体の流量よりも多くすることを特徴としている。
【００２０】
かかる場合、前記基板と同じ高さ位置から供給する気体の流量と、基板よりも高い位置から供給する気体の流量の流量比は、９：１〜６：４であることが好ましい。より好ましくは、５：１〜７：３がよい。またさらに好ましくは４：１程度がよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、熱処理空間内の気流のよどみの発生は防止され、熱処理空間内の雰囲気を排気するにあたっては、従来よりも少ない排気量で熱処理空間内の昇華物を排気することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施の形態にかかる加熱処理装置を備えた基板処理システムの概略を示す平面図である。
【図２】図１の基板処理システムの正面図である。
【図３】図１の基板処理システムの背面図である。
【図４】本実施の形態にかかる加熱処理装置の構成の概略を示す、側面断面を模式的に示した説明図である。
【図５】図４の加熱処理装置におけるシャッター部材の斜視図である。
【図６】図４の加熱処理装置におけるシャッター部材を拡大して示した説明図である。
【図７】図４の加熱処理装置において、ウェハを搬入出する際の様子を示した説明図ある。
【図８】シャッター部材における外側シャッターが中空構造の加熱処理装置の構成の概略を示す、側面断面を模式的に示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２４】
＜基板処理システム＞
まず、本実施の形態にかかる加熱処理装置を備えた基板処理システムの構成について説明する。図１は、基板処理システム１の構成の概略を模式的に示す平面図である。図２及び図３は、各々基板処理システム１の内部構成を模式的に示す正面図と背面図である。基板処理システム１では、被処理基板としてのウェハＷに所定の処理を行う。
【００２５】
基板処理システム１は、図１に示すように複数枚のウェハＷを収容したカセットＣが搬入出されるカセットステーション１０と、ウェハＷに所定の処理を施す複数の各処理装置を備えた処理ステーション１１と、処理ステーション１１に隣接する露光装置１２との間でウェハＷの受け渡しを行うインターフェイスステーション１３とを一体に接続した構成を有している。
【００２６】
カセットステーション１０には、カセット載置台２０が設けられている。カセット載置台２０には、基板処理システムの外部に対してカセットＣを搬入出する際にカセットＣを載置するカセット載置板２１が複数設けられている。
【００２７】
カセットステーション１０には、図１に示すようにＸ方向に延びる搬送路２２上を移動自在なウェハ搬送装置２３が設けられている。ウェハ搬送装置２３には、上下方向及び鉛直軸回り（θ方向）にも移動自在であり、各カセット載置板２１上のカセットＣと、後述する処理ステーション１１の第３のブロックＧ３の受け渡し装置との間でウェハＷを搬送できる。
【００２８】
処理ステーション１１には、各種装置を備えた複数、例えば４つのブロック、すなわち第１のブロックＧ１〜第４のブロックＧ４が設けられている。例えば処理ステーション１１の背面側（図１のＸ方向正方向側、図面の上側）には、第２のブロックＧ２が設けられている。また、処理ステーション１１のカセットステーション１０側（図１のＹ方向負方向側）には既述の第３のブロックＧ３が設けられ、処理ステーション１１のインターフェイスステーション１３側（図１のＹ方向正方向側）には、第４のブロックＧ４が設けられている。
【００２９】
例えば第１のブロックＧ１には、図２に示すように複数の液処理装置、例えばウェハＷを現像処理する現像処理装置３０、ウェハＷの処理膜の下層に反射防止膜（以下「下部反射防止膜」という）を形成する下部反射防止膜形成装置３１、ウェハＷにレジストを塗布して処理膜を形成する処理液塗布装置としてのレジスト塗布装置３２、ウェハＷの処理膜の上層に反射防止膜（以下「上部反射防止膜」という）を形成する上部反射防止膜形成層内３３が下からこの順に配置されている。
【００３０】
例えば現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３は、それぞれ水平方向に３つずつ並べて配置される。なお、これら現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３の数や配置は、任意に選択できる。
【００３１】
これら現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２、上部反射防止膜形成装置３３では、例えばウェハＷ上に所定の処理液を塗布するスピンコーティングが行われる。スピンコーティングでは、例えば塗布ノズルからウェハＷ上に処理液を吐出すると共に、ウェハＷを回転させて、処理液をウェハＷの表面に拡散させる。
【００３２】
例えば第２のブロックＧ２には、図３に示すようにウェハＷの加熱処理を行う実施の形態にかかる加熱処理装置４０や、レジスト液とウェハＷとの定着性を高めるために疎水化処理を行う疎水化処理装置４１、ウェハＷの外周部を露光する周辺露光装置４２が上下方向と水平方向に並べて設けられている。これら加熱処理装置４０、疎水化処理装置４１、周辺露光装置４２の数や配置についても、任意に選択できる。
【００３３】
例えば第３のブロックＧ３には、複数の受け渡し装置５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６が下から順に設けられている。また、第４のブロックＧ４には、複数の受け渡し装置６０、６１、６２が下から順に設けられている。
【００３４】
図１に示すように第１のブロックＧ１〜第４のブロックＧ４に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域Ｄが形成されている。ウェハ搬送領域Ｄには、例えばＹ方向、Ｘ方向、θ方向および上下方向に移動自在な搬送アーム７０ａを有する、ウェハ搬送装置７０が複数配置されている。ウェハ搬送装置７０は、ウェハ搬送領域Ｄ内を移動し、周囲の第１のブロックＧ１、第２のブロックＧ２、第３のブロックＧ３および第４のブロックＧ４内の所定の装置にウェハＷを搬送できる。
【００３５】
また、ウェハ搬送領域Ｄには、図３に示すように、第３のブロックＧ３と第４のブロックＧ４との間で直線的にウェハＷを搬送するシャトル搬送装置８０が設けられている。
【００３６】
シャトル搬送装置８０は、例えば図３のＹ方向に直線的に移動自在になっている。シャトル搬送装置８０は、ウェハＷを支持した状態でＹ方向に移動し、第３のブロックＧ３の受け渡し装置５２と第４のブロックＧ４の受け渡し装置６２との間でウェハＷを搬送できる。
【００３７】
図１に示すように第３のブロックＧ３のＸ方向正方向側の隣には、ウェハ搬送装置８１が設けられている。ウェハ搬送装置８１は、例えばＸ方向、θ方向および上下方向に移動自在な搬送アーム８１ａを有している。ウェハ搬送装置８１は、搬送アーム８１ａによってウェハＷを支持した状態で上下に移動して、第３のブロックＧ３内の各受け渡し装置にウェハＷを搬送できる。
【００３８】
インターフェイスステーション１３には、ウェハ搬送装置９０、受け渡し装置９１、９２が設けられている。ウェハ搬送装置９０は、例えばＹ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム９０ａを有している。ウェハ搬送装置９０は、例えば搬送アーム９０ａにウェハＷを支持して、第４のブロックＧ４内の各受け渡し装置、受け渡し装置９１、９２、及び露光装置１２との間でウェハＷを搬送できる。
【００３９】
以上の基板処理システム１には、図１に示すように制御部１１０が設けられている。制御部１１０は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、基板処理システム１におけるウェハＷの処理を制御するプログラムが格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御部１１０にインストールされたものであっても良い。
【００４０】
＜加熱処理装置の構成＞
次に、本発明の実施の形態にかかる加熱処理装置４０の構成について図４を参照して説明する。
【００４１】
図４は、加熱処理装置４０の構成の概略を模式的に示しており、加熱処理装置４０は、上面部を構成する天板部２００、天板部２００と対向して配置される載置台２１０、側面部を構成するシャッター部材２５０とによって、熱処理空間Ｓが形成される。
【００４２】
天板部２００の中央には、排気部となる排気口２０１が設けられている。この排気口２０１は、例えば加熱処理装置４０の外に設けられている排気装置２０２に通じている。天板部２００の上面には、遮熱体２０３が設けられている。
【００４３】
載置台２１０は、ウェハＷが載置される載置部となる熱板２１１と熱板２１１を支持する熱板支持部２１２とによって構成される。熱板支持部２１２は、複数の支持柱２１３を介して、加熱処理装置４０の底部をなす基台２１４に支持されている。熱板２１１の内部には、ヒーター２１５が設けられている。
【００４４】
基台２１４には、支持ピン昇降機構２１６が設けられ、支持ピン昇降機構２１６に設けられた支持ピン２１７は支持ピン昇降機構２１６によって上下動する。これによって、支持ピン２１７は、熱板２１１から上方に突出自在となり、既述したウェハ搬送装置７０の搬送アーム７０ａとの間でウェハＷの授受が可能になっている。
【００４５】
本実施の形態では、側面部は、リング状のシャッター部材２５０によって構成されている。シャッター部材２５０は、外側に位置する外側シャッター２６０と、外側シャッター２６０と空隙をおいて内側に配置された内側シャッター２７０とによって構成されている。外側シャッター２６０と内側シャッター２７０とは、図５に示したように、例えば固定部材２６１によって一体化されている。そして、外側シャッター２６０の底部２６２には、基台２１４に設けられた昇降機構２１８によって上下動する昇降部材２１９が固定されている。したがって、昇降部材２１９が上下動すると、シャッター部材２５０は上下動する。すなわち、外側シャッター２６０と内側シャッター２７０とが一体に上下動する。
【００４６】
外側シャッター２６０は、図６にも示したように、底部２６２と、外周面となる側壁部２６３とによって構成されている。また底部２６２の内側端部には、段部形成された係止部２６２ａが設けられ、熱板支持部２１２の外周端部２１２ａと係止する。したがって、熱板支持部２１２の外周端部２１２ａはストッパーとして機能し、シャッター部材２５０が所定の範囲を超えて上昇することはない。なお図６に示した状態、すなわち、シャッター部材２５０が上昇しきった状態は、ウェハＷの加熱処理時の状態である。
【００４７】
内側シャッター２７０は、円環状の水平部２７１と、水平部２７１の内側端部に設けられ垂下部２７２とによって構成されている。そして内側シャッター２７０と外側シャッター２６０とは、以下に説明するように、所定の空隙を確保して一体化されている。
【００４８】
すなわち、まず内側シャッター２７０の垂下部２７２の下端面と、外側シャッター２６０の底部２６２の上面との間で全周に亘って形成される空隙ｄ１は、例えば２ｍｍに設定されている。そして内側シャッター２７０の垂下部２７２の外周と、外側シャッター２６０の側壁部２６３の内周との間の空隙Ｄ１は、例えば２ｍｍに設定されている。そして内側シャッター２７０の水平部２７１の下面と、外側シャッター２６０の側壁部２６３の上端面との間の空隙Ｄ２は、例えば２ｍｍに設定されている。この実施の形態においては、空隙Ｄ１、Ｄ２≧空隙ｄ１であればよい。
【００４９】
そして図６に示した状態、すなわち、シャッター部材２５０が上昇しきった状態においては、天板部２００の下面と、内側シャッター２７０の水平部２７１の上面との間には、全周に亘って空隙ｄ２が形成されるように設定されている。この例では、空隙ｄ２は、例えば０．５ｍｍである。
【００５０】
上記した空隙ｄ１がスリット状の第１の気体供給口となり、空隙ｄ２がスリット状の第２の気体供給口となる。したがって、本実施の形態では、第１の気体供給口と第２の気体供給口との大きさの比は、４：１である。また第１の気体供給口となる空隙ｄ１の高さ位置は、載置台２１０の熱板２１１上に載置されたウェハＷの高さ位置と同じである。すなわち、シャッター部材２５０が上昇しきった状態において、ウェハＷの上面位置が、第１の気体供給口となる空隙ｄ１の上下方向の範囲に入っている。
【００５１】
＜加熱処理装置の動作＞
実施の形態にかかる加熱処理装置４０は以上の構成を有しており、次にその動作等について説明する。
【００５２】
まず図７に示したように、シャッター部材２５０が下降し、支持ピン２１７が上昇した状態で、基板処理システム１のウェハ搬送装置７０の搬送アーム７０ａによって、加熱対象であるウェハＷが、載置台２１０の熱板２１１上に搬送され、支持ピン２１７上に載置される。次いで、搬送アーム７０ａが退避し、その後支持ピン２１７が降下して、ウェハＷは熱板２１１上に載置される。その後、シャッター部材２５０が上昇して、図４に示した加熱処理状態となる。すなわち、天板部２００、載置台２１０と、シャッター部材２５０によって、熱処理空間Ｓが形成される。なお排気装置２０２は常時稼働している。
【００５３】
この状態で、載置台２１０の熱板２１１に載置されたウェハＷは、ヒーター２１５による加熱によって加熱処理される。このとき、側面部となるシャッター部材２５０の下端側からは、第１の気体供給口となる空隙ｄ１からダウンフローのエアが供給される。
【００５４】
すなわち、熱処理空間Ｓ内は、排気装置２０２の稼働によって天板部２００の中央に設けられた排気口２０１から排気され、負圧になっている。一方、加熱処理装置４０が搭載されている基板処理システム１内は、その上方から下方に向けて室温、例えば２３℃の清浄な空気が常時流され、ダウンフローが形成されている。したがって、当該ダウンフローの空気は、図４に示したように、シャッター部材２５０における下側の空隙Ｄ２、Ｄ１から取り入れられて、空隙ｄ１から熱処理空間Ｓに給気Ａとして供給される。また当該ダウンフローの空気は、シャッター部材２５０における上側の空隙ｄ２から取り入れられて、空隙ｄ２から給気Ｂとして熱処理空間Ｓに供給される。
【００５５】
ここで既述したように、空隙ｄ１と空隙ｄ２との大きさの比は、４：１であるから、給気Ａ、Ｂの流量比も４：１である。そして給気Ａは、図４に示したように、側面部を構成するシャッター部材２５０の下端側、すなわち載置台２１０の熱板２１１上のウェハＷの高さ位置にある空隙ｄ１から、全周に亘ってウェハＷに向けて層流となって水平に流れていく。一方、側面部を構成するシャッター部材２５０の上端側、すなわち空隙ｄ２からの給気Ｂは、給気Ａの１／４の流量で、熱処理空間Ｓの上方に供給されている。これによって従来熱処理空間Ｓの側面部の上方に発生していた、気流のよどみの発生は防止される。
【００５６】
したがって、熱処理空間Ｓ内で発生している加熱時の昇華物が、熱処理空間Ｓで滞留、浮遊することはなく、排気口２０１から円滑に排気され、昇華物の漏えいは防止される。
【００５７】
そのように熱処理空間Ｓ内によどみが発生せず、昇華物の排気が従来よりも円滑になされるので、排気装置２０２による排気量も従来よりも少なくて済む。したがって、その分省エネルギー効果が高い。発明者らが実際に調べたところ、従来の同種、同大の加熱処理装置では、昇華物の漏えいを防止するためには、７０Ｌ／ｍｉｎの排気流量が必要であったが、実施の形態によれば、３０Ｌ／ｍｉｎの排気流量でも昇華物の漏えいはみられなかった。
またよどみの発生が防止されるということは、乱流の発生が防止されることでもある。したがってウェハＷ表面の塗布膜が、乱流により局所的に乾き方が変わって膜厚の均一性が悪化することも抑制できる。
【００５８】
また従来のように昇華物の漏えい防止のために、天井部分の中央からの排気流量を増大させると、ウェハＷの中央部の膜厚が厚くなる傾向があったが、本実施の形態によれば、従来よりも少ない排気流量で済むので、そのような傾向を緩和でき、膜厚の均一性の向上に資する。
【００５９】
ところで給気Ａは、空隙Ｄ２から取り入れられ、空隙Ｄ１を経て、空隙ｄ１から供給されているが、シャッター部材２５０の内側シャッター２７０の垂下部２７２は、熱処理空間Ｓ内の熱雰囲気などで昇温しているので、ダウンフローからの空気は、空隙Ｄ２、空隙Ｄ１によって形成される流路を流れる際に加熱される。したがって、空隙ｄ１から給気Ａが熱処理空間Ｓに供給されたときには、ダウンフローの温度（例えば２３℃）よりも昇温している。したがって、給気ＡがウェハＷに到達した際には、従来のようにほぼ室温のままウェハＷに接した場合と比べると、ウェハＷから熱を奪う量が少なくなっている。また給気Ａは、従来のようにウェハＷの上方からウェハＷに向けて流れていないので、気流が当たることによるウェハＷ表面の塗布膜に対する物理的衝撃もない。
さらに、ウェハＷへの熱影響が少ないだけでなく熱処理空間Ｓを形成する部材表面へのダウンフローによる熱影響も少ない為、内側シャッター２７０の垂下部２７２をはじめとする熱処理空間Ｓを形成する部材の各表面に、昇華物が付着するリスクも低くなる。
【００６０】
実際に加熱時のウェハＷ表面の定常温度精度について調べると、従来の加熱処理装置では、２４０℃の加熱時において、平均０．５０％のばらつきがあったが、実施の形態にかかる加熱処理装置４０では、平均０．３０％のばらつきに抑えることができた。
【００６１】
したがって、熱処理空間Ｓの外部から取り入れる気体によるウェハＷに対する熱の影響が、従来より少なくなっており、かかる点からも、ウェハＷの加熱を従来よりも均一に行うことができ、膜厚の均一性を向上させることができる。
【００６２】
さらにまたシャッター部材２５０において、空隙Ｄ２、空隙Ｄ１によって形成される流路は、断熱空間としても機能するので、外側シャッター２６０からの放熱は抑えられ、加熱処理装置４０周辺の各種機器、装置に対する熱影響も少なくなっている。
【００６３】
＜加熱処理装置の他の構成例＞
前記実施の形態では、第１の気体供給口となる空隙ｄ１の大きさと、第２の気体供給口となる空隙ｄ２の大きさの比を、４：１としていたが、もちろんこれに限らず９：１〜６：４としてもよく、また５：１〜７：３としてもよい。
【００６４】
また前記実施の形態では、第１の気体供給口となる空隙ｄ１の大きさと、第２の気体供給口となる空隙ｄ２の大きさの比を変えて、第１の気体供給口からの気体の流量を、第２の気体供給口からの気体の流量よりも多くしていたが、もちろん供給口の大きさをそのような比に設定するのではなく、空隙ｄ１、ｄ２に通ずる流路をラビリンス構造として圧力損失を調整したり、ダウンフローの取り入れ口の大きさを変えるなどして、第１の気体供給口からの気体の流量を、第２の気体供給口からの気体の流量よりも多くして、所定の流量比を実現するようにしてもよい。
【００６５】
また前記した実施の形態では、第１の気体供給口、第２の気体供給口とも、スリット状の空隙ｄ１、空隙ｄ２で形成されていたが、これに限らず、複数の細孔によって、第１の気体供給口、第２の気体供給口を形成してもよい。
【００６６】
なお前記した実施の形態では、シャッター部材２５０は、外側シャッター２６０と内側シャッター２７０によるいわゆる二重リングシャッター構成としていたが、図８に示したように、外側シャッター２８０を中空構造とした、三重リングシャッター構成としてもよい。
【００６７】
すなわち、図８に示した加熱処理装置４０のシャッター部材２５０における外側シャッター２８０は、外側の側壁部２８１と内側の側壁部２８２との間に空間２８３を設けたものである。これによって、空間２８３は断熱空間として機能するので、二重リングシャッター構成よりもさらに外側シャッター２８０からの放熱は抑えられ、加熱処理装置４０周辺の各種機器、装置に対する熱影響もより一層少なくなる。また取り入れたダウンフローが第１の気体供給口となる空隙ｄ１から供給されるまでの間に昇温する温度がより高くなり、空隙ｄ１から熱処理空間Ｓに供給される給気Ａと、ウェハＷとの温度差がさらに小さくなり、ウェハＷに対する熱的影響をさらに抑えて、より均一な加熱を行なうことが可能になる。
【００６８】
なお以上説明した例では、加熱処理装置の側面部は上下動自在なシャッター部材２５０によって構成していたが、これに限らず、例えば上下動しない通常の側壁構成であってもよい。その場合、例えばウェハＷの熱処理空間Ｓへの搬入、搬出は、当該側壁の一部に設けたシャッター構成としてもよい。また天板部自体が開放して、熱処理空間の上方からウェハＷの搬入出を行う構成の加熱処理装置であっても、本発明は適用可能である。
【００６９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、基板を加熱する際に有用である。
【符号の説明】
【００７１】
１  基板処理システム
４０  加熱処理装置
２００  天板部
２０１  排気口
２０２  排気装置
２１０  載置台
２１１  熱板
２１２  熱板支持部
２１３  支持柱
２１４  基台
２１６  支持ピン昇降機構
２１７  支持ピン
２１８  昇降機構
２１９  昇降部材
２５０  シャッター部材
２６０  外側シャッター
２６１  固定部材
２６２  底部
２６３  側壁部
２７０  内側シャッター
２７１  水平部
２７２  垂下部
【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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【図７】
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【図８】
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