(57)【要約】【課題】昇華物の付着および堆積を抑制することが可能な熱処理装置を提供する。【解決手段】熱処理装置１００は、ヒータを内蔵するホットプレートＨＰを備える。基板Ｗは、ホットプレートＨＰ上に載置されることにより所定の温度に加熱される。それにより、基板Ｗ上に形成された塗布膜が焼き固まる。ホットプレートＨＰ上に載置された基板Ｗを覆うように、当該ホットプレートＨＰ上に円錐型のカバー１が設けられている。カバー１には、上下方向に延びるスリット状の開口部１ａが設けられている。開口部１ａは、カバー１の４つの側面にそれぞれ設けられる。カバー１の４つの側面に開口部１ａをそれぞれ設けることによって、各開口部１ａからカバー１内に導入されたパージガスから竜巻状の気流が生成される。竜巻状の気流とは、螺旋状に旋回する気流をいう。【選択図】図１
2008060303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を加熱する基板載置台と、
前記基板載置台に載置された基板の上方に基板加熱空間を形成する空間形成部材と、
前記基板載置台に載置された基板の接線方向または当該接線方向に平行な方向で前記基板加熱空間に気体を噴出する３つ以上の噴出口を有する気体噴出手段とを備えたことを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】
前記気体噴出手段の噴出口の各々は、前記基板加熱空間に螺旋状の気流が発生するように配置されることを特徴とする請求項１記載の熱処理装置。
【請求項３】
前記気体噴出手段は、
前記基板加熱空間へ気体を供給する気体供給手段と、
前記基板加熱空間を取り囲むように設けられた気流形成室とを含み、
前記気流形成室は、前記３つ以上の噴出口を有することを特徴とする請求項１または２記載の熱処理装置。
【請求項４】
前記噴出口の各々は、上下方向に延びるスリット状に形成されたことを特徴とする請求項１または２記載の熱処理装置。
【請求項５】
前記３つ以上の噴出口は、前記基板載置台に載置された基板の中心に関して等角度間隔で配置されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の熱処理装置。
【請求項６】
前記基板加熱空間の気体を前記空間形成部材の外部に排出する排気手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の熱処理装置。
【請求項７】
前記排気手段は、前記空間形成部材の上部中央に接続されたことを特徴とする請求項６記載の熱処理装置。
【請求項８】
前記基板は、表面上に塗布膜を有し、
前記基板載置台は、前記塗布膜を有する基板を加熱することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に熱処理を行う熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス、液晶ディスプレイ等の製造工程では、半導体ウエハ、ガラス基板等の基板に対して洗浄、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、イオン注入、レジスト剥離、層間絶縁膜の形成、熱処理等の各種処理が行われる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
近年、基板上に形成される配線パターンの微細化に伴って、当該基板上にＢＡＲＣ（ボトムアンチリフレクションコーティング）等の反射防止膜が設けられる場合がある。この反射防止膜は、紫外線光を吸収または減衰させる特徴を有し、露光処理時に発生する定在波またはハレーションを減少させるために、レジスト膜の上部または下部に形成される。また、遮光膜として金属等からなるハードマスクを用いた処理おいて、ポリマ等からなる下層膜が基板上に形成される。
【０００４】
このように基板上に形成される上記反射防止膜または上記下層膜を焼き固めるために、加熱処理が行われる。加熱処理は、例えば、反射防止膜として用いられる樹脂の成分が昇華する温度以上の温度環境下で行われる。
【０００５】
このような加熱処理は、通常、チャンバ内に加熱プレート（ホットプレート）を備える加熱処理装置によって行われる。このような加熱処理装置においては、加熱プレート上に基板が載置される。そして、加熱プレートをヒータにより加熱することによって、当該加熱プレート上に載置された基板に加熱処理が施される。
【０００６】
加熱処理を行う際には、基板上に形成された反射防止膜に対して均一な加熱処理を行うために、チャンバ内の外周から窒素等のパージガスが供給される。チャンバ内に供給されたパージガスは、チャンバの上部中央から排出される。これにより、加熱処理中に反射防止膜から生じる揮発成分である昇華物が上記パージガスとともに排出される。
【特許文献１】特開２０００−２４５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の加熱処理装置においては、加熱プレートの加熱による熱対流がチャンバ内に発生する。そのため、上述のように、チャンバ内に供給されたパージガスが上記熱対流とともに上昇し、当該チャンバの上部中央から排出されてしまう。その結果、チャンバ内の雰囲気が均一なパージガス雰囲気にならず、均一な成膜を行うことが困難である。
【０００８】
また、チャンバの上部中央から排出される排気には昇華物が含まれている。そのため、昇華物が析出し、析出した昇華物がチャンバの内壁に付着および堆積する。その結果、チャンバの内壁に付着および堆積した昇華物の定期的な除去を行う必要があり、非常に手間がかかっている。
【０００９】
本発明の目的は、昇華物の付着および堆積を抑制することが可能な熱処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明に係る熱処理装置は、基板を加熱する基板載置台と、基板載置台に載置された基板の上方に基板加熱空間を形成する空間形成部材と、基板載置台に載置された基板の接線方向または当該接線方向に平行な方向で基板加熱空間に気体を噴出する３つ以上の噴出口を有する気体噴出手段とを備えたものである。
【００１１】
本発明に係る熱処理装置においては、基板は基板載置台に載置されることにより加熱される。基板載置台に載置された基板の上方に空間形成部材により基板加熱空間が形成される。そして、基板載置台に載置された基板の接線方向または当該接線方向に平行な方向で基板加熱空間に、３つ以上の噴出口を有する気体噴出手段により気体が噴出される。それにより、基板加熱空間に竜巻状の気流が生成される。
【００１２】
このように、基板加熱空間に気体を供給することによって、基板上に塗布膜が形成されている場合に、塗布膜の厚さを均一に維持しつつ加熱処理を行うことができるとともに、加熱処理の際に塗布膜から発生する昇華物を、生成された上記竜巻状の気流内に吸収することが可能となる。これにより、昇華物が空間形成部材に付着および堆積することが抑制される。
【００１３】
（２）気体噴出手段の噴出口の各々は、基板加熱空間に螺旋状の気流が発生するように配置されてもよい。
【００１４】
このように、気体噴出手段の噴出口の各々が基板加熱空間に螺旋状の気流が発生するように配置されることによって、螺旋状に旋回する渦気流からなる良好な竜巻状の気流を発生させることが可能となる。それにより、昇華物を竜巻状の気流内に十分に吸収することができる。これにより、昇華物が空間形成部材に付着および堆積することが十分に抑制される。
【００１５】
（３）気体噴出手段は、基板加熱空間へ気体を供給する気体供給手段と、基板加熱空間を取り囲むように設けられた気流形成室とを含み、気流形成室は、３つ以上の噴出口を有してもよい。
【００１６】
この場合、気体供給手段により基板加熱空間に気体が供給される。また、基板加熱空間を取り囲むように気流形成室が設けられる。そして、気流形成室は３つ以上の噴出口を有している。これにより、基板加熱空間に供給された気体は、気流形成室の３つ以上の噴出口から基板の上方に導入される。このような構成により、気流形成室内に良好な竜巻状の気流を発生させることが可能となる。
【００１７】
（４）噴出口の各々は、上下方向に延びるスリット状に形成されてもよい。このように、噴出口の各々が上下方向に延びるスリット状に形成されていることにより、噴出口の各々から噴出される気体の旋回力が増し、良好な竜巻状の気流を発生させることが可能となる。
【００１８】
（５）３つ以上の噴出口は、基板載置台に載置された基板の中心に関して等角度間隔で配置されてもよい。
【００１９】
このような構成により、さらに旋回力が増した信頼性の高い竜巻上の気流を発生させることが可能となる。
【００２０】
（６）熱処理装置は、基板加熱空間の気体を空間形成部材の外部に排出する排気手段をさらに備えてもよい。
【００２１】
この場合、竜巻状の気流内に吸収された昇華物を排気手段により空間形成部材の外部に排出することが可能となる。これにより、昇華物が空間形成部材に付着および堆積することが確実に抑制される。また、このような構成により、昇華物の除去装置が不要となる。
【００２２】
（７）排気手段は、空間形成部材の上部中央に接続されてもよい。この場合、昇華物を吸収した竜巻状の気流を空間形成部材の外部に排出し易くなる。それにより、気流形成室内の昇華物を空間形成部材の外部に確実に排出することができる。
【００２３】
（８）基板は表面上に塗布膜を有し、基板載置台は、塗布膜を有する基板を加熱してもよい。
【００２４】
塗布膜を有する基板を加熱する場合には、昇華物が生じる。このような場合でも、生じた昇華物を竜巻状の気流内に吸収し、空間形成部材の外部に排出することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る熱処理装置によれば、昇華物の付着および堆積を抑制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】
【００２６】
以下、本発明の一実施の形態に係る熱処理装置について図面を参照しながら説明する。
【００２７】
以下の説明において、基板とは、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等をいう。
【００２８】
（１）熱処理装置の全体構成
最初に、本実施の形態に係る熱処理装置の構成について図面を参照しながら説明する。
【００２９】
図１は、本実施の形態に係る熱処理装置の全体構成を示す断面図である。
【００３０】
図１に示すように、本実施の形態に係る熱処理装置１００は、ヒータを内蔵するホットプレートＨＰを備える。このホットプレートＨＰ上には、半球状に形成された複数の支持部Ｐがそれぞれ設けられている。基板Ｗは、複数の支持部Ｐ上に載置される。以下、複数の支持部Ｐ上に載置された基板Ｗを、単に、ホットプレートＨＰ上に載置された基板Ｗと呼ぶ。基板Ｗは、ホットプレートＨＰ上に載置されることにより所定の温度に加熱される。
【００３１】
ここで、ホットプレートＨＰによる基板Ｗの加熱処理が行われる場合について説明する。
【００３２】
例えば、基板Ｗ上にＢＡＲＣ（ボトムアンチリフレクションコーティング）等の反射防止膜が形成される。この反射防止膜は、紫外線光を吸収または減衰させる特徴を有し、露光処理時に発生する定在波またはハレーションを減少させるために、レジスト膜の上部または下部に形成される。また、遮光膜として金属等からなるハードマスクを用いた処理おいて、ポリマ等からなる下層膜が基板Ｗ上に形成される。以下、反射防止膜および下層膜のように処理液の塗布により基板Ｗ上に形成される膜を塗布膜と呼ぶ。
【００３３】
このように基板Ｗ上に形成される上記塗布膜を焼き固めるために、ホットプレートＨＰによる加熱処理が行われる。加熱処理は、塗布膜として用いられる樹脂の成分が昇華する温度以上の温度環境下で行われる。
【００３４】
ホットプレートＨＰ上に載置された基板Ｗを覆うように、当該ホットプレートＨＰ上に円錐型のカバー１が設けられている。
【００３５】
また、カバー１の上部中央には、当該カバー１内の雰囲気を排出するための排気部２が設けられている。この排気部２には、排気管３の一端が接続されており、当該排気管３の他端は図示しない排気設備に接続されている。カバー１内の雰囲気は、排気管３および上記排気設備を通じて外部に放出される。なお、上記排気管３には、排気部２側から排気量調整バルブ４および開閉バルブ５が順に介挿されている。
【００３６】
ホットプレートＨＰの下面および側面を覆うように、断面凹形状を有する第１のチャンバ本体６ａが設けられている。
【００３７】
また、カバー１を覆うように、断面凹形状を有する第２のチャンバ本体６ｂが設けられている。これにより、カバー１と第２のチャンバ本体６ｂとの間にパージガス導入空間７が形成されている。なお、パージガス導入空間７へのパージガスの導入の方法については後述する。
【００３８】
第１のチャンバ本体６ａと第２のチャンバ本体６ｂとが密着されることにより、パージガス導入空間７が密閉される。なお、第１のチャンバ本体６ａおよび第２のチャンバ本体６ｂによりチャンバ６が構成されている。
【００３９】
第２のチャンバ本体６ｂには、連結部材８を介して昇降機構９が連結されている。そして、カバー１の外壁と第２のチャンバ本体６ｂの内壁とが、複数の連結部材１０により連結されている。
【００４０】
このような構成において、図示しない搬送装置により基板ＷをホットプレートＨＰ上に載置する場合には、昇降機構９によって第２のチャンバ本体６ｂが上昇される。カバー１は、複数の連結部材１０により第２のチャンバ本体６ｂに連結されているので、第２のチャンバ本体６ｂの上昇に伴って上昇する。
【００４１】
ここで、ホットプレートＨＰの内部から上方に突出可能に複数の昇降ピン１１が設けられている。複数の昇降ピン１１は、連結部１２にそれぞれ固定されている。連結部１２は、駆動軸１３を介してエアシリンダ１４に接続されている。
【００４２】
このような構成において、熱処理装置１００による処理後の基板Ｗを図示しない搬送装置により当該熱処理装置１００内から搬出する際に、以下の動作が行われる。
【００４３】
まず、昇降機構９により第２のチャンバ本体６ｂがカバー１とともに上昇される。また、エアシリンダ１４により駆動軸１３が上方に駆動されると、連結部１２に固定された複数の昇降ピン１１が上昇する。それにより、ホットプレートＨＰ上に載置された処理後の基板Ｗに複数の昇降ピン１１が当接し、当該基板ＷはホットプレートＨＰ上から持ち上げられる。この状態で、搬送装置により基板Ｗが搬出される。
【００４４】
逆に、処理前の基板Ｗを上記搬送装置により熱処理装置１００内に搬入する際には、まず、昇降機構９により第２のチャンバ本体６ｂがカバー１とともに上昇される。また、エアシリンダ１４の動作により複数の昇降ピン１１が上昇される。この状態で、上記搬送装置により当該基板Ｗが複数の昇降ピン１１上に載置される。そして、エアシリンダ１４の動作により上記複数の昇降ピン１１が下降され、処理前の基板ＷがホットプレートＨＰ上に載置される。
【００４５】
第２のチャンバ本体６ｂにおける上部の一部は開口されており、この開口された領域を覆うようにパージガス導入部１５が当該第２のチャンバ本体６ｂ上に設けられている。
【００４６】
パージガス導入部１５には、導入管１６の一端が接続されており、当該導入管１６の他端はパージガス供給源１７に接続されている。上記導入管１６には、パージガス導入部１５側から導入量調整バルブ１８および開閉バルブ１９が順に介挿されている。このような構成により、パージガス供給源１７からのパージガスは、開閉バルブ１９、導入量調整バルブ１８および導入管１６を介してパージガス導入部１５に供給され、パージガス導入空間７に導入される。本実施の形態において、上記パージガスとして、例えば窒素または希ガスを用いることができる。
【００４７】
ここで、本実施の形態においては、カバー１には、上下方向に延びるスリット状の開口部１ａが設けられている。開口部１ａの詳細については後述する。
【００４８】
本実施の形態において、熱処理装置１００には制御部５０が設けられている。制御部５０は、ホットプレートＨＰの加熱温度の制御、昇降機構９の昇降動作の制御、エアシリンダ１４の動作の制御、ならびに、排気量調整バルブ４、開閉バルブ５、導入量調整バルブ１８および開閉バルブ１９の動作の制御を行う。
【００４９】
（２）処理カップにおける開口部の位置
続いて、カバー１における開口部１ａの位置について図面を参照しながら説明する。
【００５０】
図２は、カバー１における開口部１ａの位置について示す説明図である。
【００５１】
図２に示すように、開口部１ａは、カバー１の４つの側面にそれぞれ設けられる。カバー１の４つの側面に開口部１ａをそれぞれ設けることによって、各開口部１ａからカバー１内に導入されたパージガスから竜巻状の気流が生成される。ここで、竜巻状の気流とは、螺旋状に旋回する気流（渦気流）をいう。
【００５２】
本実施の形態においては、各開口部１ａは、基板Ｗの接線の延長線がカバー１の内壁に垂直に交差する領域にそれぞれ設けられる。このような構成により、基板Ｗの上方に良好な竜巻状の気流を発生させることが可能となる。
【００５３】
（３）本実施の形態における効果
上記のように、熱処理装置１００において基板Ｗの加熱処理を行う際に、パージガスがカバー１の４つの開口部１ａから当該カバー１内に導入される。それにより、各開口部１ａからカバー１内に導入されたパージガスから竜巻状の気流が生成される。
【００５４】
このように、基板Ｗ上にパージガスを供給することによって、基板Ｗ上に形成された塗布膜の厚さを均一に維持しつつ加熱処理を行うことができるとともに、加熱処理の際に上記塗布膜から発生する昇華物を、生成された渦気流からなる竜巻状の気流内に吸収することが可能となる。
【００５５】
そして、昇華物が吸収された竜巻状の気流を、カバー１の上部中央に設けられた排気部２から排出することによって、昇華物がカバー１の内壁に付着および堆積することが抑制される。
【００５６】
（４）他の実施の形態
図３は、上記実施の形態に係る熱処理装置１００におけるカバー１の他の例を示す断面図である。
【００５７】
上記実施の形態におけるカバー１の代わりに、図３に示すように、中空の円柱形状を有するカバー２１を用いてもよい。
【００５８】
本例のカバー２１においては、スリット状に形成された４つの開口部２１ａが、カバー２１の側面上に基板Ｗの中心に関してほぼ９０°間隔で設けられる。そして、各開口部２１ａには、カバー２１の内周面から内方へ向くように供給管２１ｂが接続されている。各供給管２１ｂ内に図示しないパージガス供給源からそれぞれパージガスが供給される。
【００５９】
各供給管２１ｂの先端部は、基板Ｗの接線の方向と同じ方向にそれぞれ屈曲し、各供給管２１ｂからのパージガスが一定の方向（時計周りまたは反時計周り）にそれぞれ供給されるような方向に開口されている。
【００６０】
なお、図３においては、カバー２１の側面上にほぼ９０°間隔で４つの開口部１１ａとこれらに対応する４つの供給管２１ｂとをそれぞれ設けることとしたが、これに限定されるものではなく、カバー２１の側面上に例えば１２０°間隔で３つの開口部２１ａとこれらに対応する３つの供給管２１ｂとをそれぞれ設けてもよく、あるいは５つ以上の開口部２１ａおよび供給管２１ｂをそれぞれ設けてもよい。
【００６１】
このような構成により、基板Ｗの回転方向と同方向に旋回する良好な竜巻状の気流を基板Ｗの上方に発生させることが可能となる。
【００６２】
また、上下方向に延びるスリット状の開口部１ａ，２１ａの代わりに、上下方向に並ぶ複数の孔を設けてもよい。
【００６３】
（５）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【００６４】
上記実施の形態においては、ホットプレートＨＰが基板載置台に相当し、チャンバ６が空間形成部材に相当し、開口部１ａ，２１ａが気体噴出手段および噴出口に相当し、パージガス導入部１５、導入管１６、パージガス供給源１７、導入量調整バルブ１８および開閉バルブ１９が気体供給手段に相当し、カバー１，２１が気流形成室に相当し、排気部２、排気管３、排気量調整バルブ４および開閉バルブ５が排気手段に相当する。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明に係る基板塗布装置は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等の種々の基板に所定の処理を行うため等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本実施の形態に係る熱処理装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】処理カップにおける開口部の位置について示す説明図である。
【図３】本実施の形態に係る熱処理装置における処理カップの他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１，２１  カバー
１ａ，２１ａ  開口部
２  排気部
３  排気管
４  排気量調整バルブ
５  開閉バルブ
６  チャンバ
６ａ  第１のチャンバ本体
６ｂ  第２のチャンバ本体
７  パージガス導入空間
１５  パージガス導入部
１６  導入管
１７  パージガス供給源
１８  導入量調整バルブ
１９  開閉バルブ
２１ｂ  供給管
５０  制御部
１００  熱処理装置
ＨＰ  ホットプレート
Ｗ  基板
【図１】
2008060303.tif 000003
【図２】
2008060303.tif 000004
【図３】
2008060303.tif 000005