(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に塗布液を塗布した後にその基板を熱処理する、基板へ被膜を形成する熱処理方法において、
表面に塗布液が塗布された基板を処理空間に収納し、処理空間のガス濃度を測定し処理空間に供給する処理ガスの供給を制御するガス供給工程と、
前記処理空間に連通する第１配管と、窒素ガス供給源に連通する第２配管と、酸素濃度測定手段に連通する第３配管との接続部分に設けた三方流路切換弁または六方流路切換弁を切換弁として使用し、前記処理空間と流路接続された前記酸素濃度測定手段への前記処理空間からのガス流入を前記切換弁によって遮断しつつ、前記酸素濃度測定手段に前記第２配管と前記第３配管とを経由して窒素ガスを供給した後に、前記切換弁を切り換えて前記酸素濃度測定手段への窒素ガスの供給を停止して前記処理空間から前記第１配管と前記第３配管とを経由して前記酸素濃度測定手段へガスを流して前記処理空間内の酸素濃度を測定するサンプリング工程と、
前記酸素濃度測定手段によって測定された酸素濃度値が一定値以下となった時点で基板を熱処理する熱処理工程と、
を有することを特徴とする基板へ被膜を形成する熱処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の熱処理方法において、
前記塗布液は、低誘電体材料であることを特徴とする熱処理方法。
【請求項３】
基板を載置し加熱する加熱手段を有し、表面に塗布液が塗布された基板を熱処理する熱処理部と、
前記熱処理部の加熱手段が配置される処理空間へ処理ガスを供給する気体供給手段と、
前記処理空間に基板を搬出入するための開口と、
前記処理空間のガスを吸入するサンプリング用配管と、
前記サンプリング用配管に流路接続され、サンプリング用配管を通して流入されたガスの酸素濃度を測定する酸素濃度測定手段と、
不活性ガス供給源に流路接続されるとともに、前記サンプリング用配管の流路に連通接続された不活性ガス供給用配管と、
前記サンプリング用配管と前記不活性ガス供給用配管との接続部分に設けられた三方流路切換弁または六方流路切換弁であって、前記処理空間から前記酸素濃度測定手段へのガス流入を遮断しつつ、前記不活性ガス供給源から前記不活性ガス供給用配管を通して前記酸素濃度測定手段へ不活性ガスを導入する遮断状態と、前記サンプリング用配管を通して前記酸素濃度測定手段へ前記処理空間のガスを導入するサンプリング状態と、を切り替える切換弁と、
前記開口を介して搬入された基板が前記加熱手段に載置され、前記開口が遮蔽された後所定時間が経過するまでは前記気体供給手段から前記処理空間に処理ガスを供給しつつ前記切換弁を前記遮断状態とし、前記所定時間が経過した後は前記切換弁を前記サンプリング状態とする調整手段と、
を備え、
前記切換弁が前記サンプリング状態とされ、前記酸素濃度測定手段によって測定された前記処理空間のガスの酸素濃度値が一定値以下となった時点で前記熱処理部が基板を熱処理することを特徴とする熱処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の熱処理装置において、前記切換弁は、前記処理空間のガスのサンプリング以外の時に、前記サンプリング用配管と酸素濃度測定手段の両方に不活性ガスを供給することを特徴とする熱処理装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の熱処理装置において、前記塗布液は、低誘電体材料であることを特徴とする熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板等の基板（以下「基板」という。）の表面に、塗布液を塗布した後において、基板を加熱手段上に載置して熱処理する方法、並びに、その方法を実施するのに使用される熱処理装置に関する。特に、低誘電体材料等の塗布液が塗布された基板に熱処理を施すことによってその基板上に層間絶縁膜等の所定の膜を形成する熱処理方法及び熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、上記基板上に形成される回路パターンは多層配線とされており、それらの層間における層間絶縁膜の平坦性や絶縁性（低い誘電率）が重要である。このような層間絶縁膜は、基板にＳＯＤ（Spin-on-Dielectronics）やポリイミド等の低誘電体材料を塗布した後、その基板を熱処理によって焼成することにより形成される。
【０００３】
例えば、従来において、ポリイミド塗布によって形成される層間絶縁膜は、次のようにして形成される。まず、回転式塗布処理装置（スピンコータ）などによって、基板上にＳＯＤの処理液を均一に塗布する。ＳＯＤが塗布された基板は、熱処理を行なうための熱処理装置のチャンバに搬入される。このとき、その基板はチャンバ内の所定温度に加熱されたホットプレート（加熱手段）上に載置される。チャンバ内に基板が搬入されると、窒素ガス等の不活性ガスが導入され、チャンバ内は低酸素濃度雰囲気になる。この低酸素濃度雰囲気において、その基板がＳＯＤの反応臨界温度以上に加熱されると、基板上のＳＯＤに化学反応を生じて、誘電率が比較的低く平坦性の高い層間絶縁膜が形成される。
【０００４】
また、熱処理装置はその内部へパージ用不活性ガス、例えば窒素ガスを排気量に見合った量で供給し、処理室内に安定した気流を発生させ、その内部雰囲気を常時置換することで基板から蒸発した溶剤等の基板を汚染する物質を処理室外に排出している。即ち、基板Ｗの表面に塗布された塗布液から蒸発した溶剤蒸気が周囲へ拡散しないように、排気手段によりホットプレートの周囲から下方へ排気しながら、ホットプレートにより基板Ｗを加熱するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来技術による基板の熱処理には以下のような問題があった。
【０００６】
すなわち、層間絶縁膜を形成した場合には層間絶縁膜の誘電率を下げるために、ＳＯＤ等の処理液が塗布された基板は、低酸素濃度の雰囲気で加熱する必要があるが、従来においては、基板がチャンバ内に搬入された直後に、チャンバ内に大気雰囲気が残った状態で基板が所定温度に加熱されることとなり、層間絶縁膜の誘電率が上がると言う問題があった。
【０００７】
より具体的に説明すると、ＳＯＤが塗布された基板がチャンバ内に搬入されると、基板の搬入に伴って外気がチャンバ内に流入し、チャンバ内の酸素濃度が大気中の酸素濃度に近くなる。このため、チャンバ内に不活性ガスを導入し、チャンバ内を低酸素濃度雰囲気にするのであるが、基板がチャンバ内に搬入された直後から低酸素濃度雰囲気になるまでの間に、その基板は、塗布された処理液に化学反応が生じる反応臨界温度以上に加熱されることとなる。その結果、酸素濃度の比較的高い雰囲気で化学反応が起こり、層間絶縁膜内に酸素分子が取り込まれ、誘電率の比較的高い層間絶縁膜が形成されるという難点があった。
【０００８】
また、チャンバ内雰囲気は基板の搬入に伴って流入する外気により処理毎に窒素ガス雰囲気がばらついていた。そのため、内部雰囲気を置換するのに充分な時間を見越す必要があった。その上、初期のガス濃度のばらつきのまま熱処理を行うと、基板表面に形成される塗布膜が基板毎に不均一な処理となっていた。
【０００９】
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、処理条件を一定にして膜を形成することができ、しかも処理効率の高い基板の熱処理方法を提供すること、並びに、その方法を実施するのに使用される基板の熱処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
また、この発明は低酸素濃度雰囲気の処理条件で、誘電率の低い所定の膜を形成することができる基板の熱処理方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
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。すわなち、請求項１に係る発明は、基板の表面に塗布液を塗布した後にその基板を熱処理する、基板へ被膜を形成する熱処理方法において、表面に塗布液が塗布された基板を処理空間に収納し、処理空間のガス濃度を測定し処理空間に供給する処理ガスの供給を制御するガス供給工程と、前記処理空間に連通する第１配管と、窒素ガス供給源に連通する第２配管と、酸素濃度測定手段に連通する第３配管との接続部分に設けた三方流路切換弁または六方流路切換弁を切換弁として使用し、前記処理空間と流路接続された前記酸素濃度測定手段への前記処理空間からのガス流入を前記切換弁によって遮断しつつ、前記酸素濃度測定手段に前記第２配管と前記第３配管とを経由して窒素ガスを供給した後に、前記切換弁を切り換えて前記酸素濃度測定手段への窒素ガスの供給を停止して前記処理空間から前記第１配管と前記第３配管とを経由して前記酸素濃度測定手段へガスを流して前記処理空間内の酸素濃度を測定するサンプリング工程と、前記酸素濃度測定手段によって測定された酸素濃度値が一定値以下となった時点で基板を熱処理する熱処理工程と、を有することを特徴とする基板へ被膜を形成する熱処理方法である。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の熱処理方法において、前記塗布液は、低誘電体材料であることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る発明は、基板を載置し加熱する加熱手段を有し、表面に塗布液が塗布された基板を熱処理する熱処理部と、前記熱処理部の加熱手段が配置される処理空間へ処理ガスを供給する気体供給手段と、前記処理空間に基板を搬出入するための開口と、前記処理空間のガスを吸入するサンプリング用配管と、前記サンプリング用配管に流路接続され、サンプリング用配管を通して流入されたガスの酸素濃度を測定する酸素濃度測定手段と、不活性ガス供給源に流路接続されるとともに、前記サンプリング用配管の流路に連通接続された不活性ガス供給用配管と、前記サンプリング用配管と前記不活性ガス供給用配管との接続部分に設けられた三方流路切換弁または六方流路切換弁であって、前記処理空間から前記酸素濃度測定手段へのガス流入を遮断しつつ、前記不活性ガス供給源から前記不活性ガス供給用配管を通して前記酸素濃度測定手段へ不活性ガスを導入する遮断状態と、前記サンプリング用配管を通して前記酸素濃度測定手段へ前記処理空間のガスを導入するサンプリング状態と、を切り替える切換弁と、前記開口を介して搬入された基板が前記加熱手段に載置され、前記開口が遮蔽された後所定時間が経過するまでは前記気体供給手段から前記処理空間に処理ガスを供給しつつ前記切換弁を前記遮断状態とし、前記所定時間が経過した後は前記切換弁を前記サンプリング状態とする調整手段と、を備え、前記切換弁が前記サンプリング状態とされ、前記酸素濃度測定手段によって測定された前記処理空間のガスの酸素濃度値が一定値以下となった時点で前記熱処理部が基板を熱処理することを特徴とする熱処理装置である。
【００１５】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の熱処理装置において、前記切換弁は、前記処理空間のガスのサンプリング以外の時に、前記サンプリング用配管と酸素濃度測定手段の両方に不活性ガスを供給することを特徴とする。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項３または請求項４に記載の熱処理装置において、前記塗布液は、低誘電体材料であることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る熱処理装置の実施の形態を実施例に基づき説明する。
【００１８】
＜１．基板処理装置の全体構成＞
まず、本発明に係る熱処理装置を組み込んだ基板処理装置の全体構成について説明する。図１は、基板処理装置の全体構成の一例を示す平面図である。この基板処理装置は、基板Ｗを払い出すためのインデクサＩＤと、ＳＯＤやポリイミド等の低誘電体材料を塗布するための回転式塗布処理装置（スピンコータ）ＳＣ１，ＳＣ２と、本発明に係る熱処理装置ＬＯＨ１，ＬＯＨ２と、基板Ｗに加熱処理を施すホットプレート部ＨＰ１，ＨＰ２と、基板Ｗに冷却処理を施すクールプレート部ＣＰ１，ＣＰ２と、これらの間で基板Ｗの搬送を行なう搬送ロボットＴＲとを備えている。
【００１９】
インデクサＩＤは、複数の基板Ｗを収納可能なカセットを複数載置することができるとともに、そのカセットと搬送ロボットＴＲとの間で基板Ｗの移載を行なう移載機構（図示省略）を備える。インデクサＩＤは、カセットに収納された未処理の基板Ｗを搬送ロボットＴＲに払い出すとともに、処理が終了した基板Ｗを搬送ロボットＴＲから受け取ってカセットに収納する機能を有する。
【００２０】
回転式塗布処理装置ＳＣ１，ＳＣ２は、ともに略水平姿勢にて保持した基板Ｗを回転させつつ、ＳＯＤやポリイミド等の低誘電体材料の処理液をその基板Ｗに吐出することにより低誘電体材料の塗布処理を行なう。
【００２１】
熱処理装置ＬＯＨ１，ＬＯＨ２は、いずれもＳＯＤやポリイミド等の低誘電体材料の処理液が塗布された基板Ｗに低酸素濃度雰囲気にて熱処理を施すことによって、その基板Ｗ上に層間絶縁膜を形成する機能を有する。なお、熱処理装置ＬＯＨ１，ＬＯＨ２については、後に詳述する。
【００２２】
ホットプレート部ＨＰ１，ＨＰ２は、加熱機構を有し、搬入された基板Ｗを所定温度まで加熱する機能を有する。また、クールプレート部ＣＰ１，ＣＰ２は、冷却機構を有し、搬入された基板Ｗを所定温度にまで冷却するとともに、基板Ｗをその温度にて維持する機能を有する。なお、ホットプレート部ＨＰ１，ＨＰ２およびクールプレート部ＣＰ１，ＣＰ２はこの順序で上から順に積層されているものであるが、図１においては図示の便宜上、平面的に配置されているように記載している。
【００２３】
搬送ロボットＴＲは、回転式塗布処理装置ＳＣ１，ＳＣ２からなる処理部列と熱処理装置ＬＯＨ１，ＬＯＨ２、ホットプレート部ＨＰ１，ＨＰ２、クールプレート部ＣＰ１，ＣＰ２からなる処理部列との間の搬送路に沿って矢印ＡＲ１にて示すように水平方向に移動可能に構成されている。また、搬送ロボットＴＲは、図示を省略する駆動機構によって回転動作と鉛直方向の昇降動作が可能に構成されている。これにより、搬送ロボットＴＲは、インデクサＩＤおよび上記の各処理部間で基板Ｗの搬送を行なうことができる。
【００２４】
また、基板処理装置の内部にはコンピュータを用いて構成される制御部ＣＲが設けられている。制御部ＣＲは、上述した各処理部と電気的に接続されており、所定の処理プログラムに従って各処理部の動作や搬送ロボットＴＲによる基板搬送を制御する。
【００２５】
＜２．熱処理装置ＬＯＨ１，ＬＯＨ２の構成＞
次に、上記基板処理装置に組み込まれた熱処理装置ＬＯＨ１，ＬＯＨ２の構成について説明する。ここでは、熱処理装置ＬＯＨ１について説明するが、熱処理装置ＬＯＨ２についても全く同様である。図２は熱処理装置ＬＯＨ１の平面図であり、図３は熱処理装置ＬＯＨ１を側面から見た断面図である。なお、各図においては、それらの方向関係を明確にするため、水平面をＸＹ面とし、鉛直方向をＺ方向とするＸＹＺ直交座標系を付している。
【００２６】
熱処理装置ＬＯＨ１は、大別して熱処理部１０と搬出入部５０とを備えている。熱処理部１０は低酸素濃度雰囲気にて加熱処理を行う機能を有し、搬出入部５０は基板Ｗを熱処理部１０に搬入し、または熱処理部１０から搬出する機能を有する。
【００２７】
熱処理部１０は、チャンバ１１の内部に載置台１２を配置して構成されている。チャンバ１１は略直方体形状の筐体であり、その天井部分１３は円柱形状とされている。チャンバ１１は、その内部に搬入された基板Ｗに層間絶縁膜形成のための熱処理を行う処理室であり、後述する低酸素濃度雰囲気維持機構と調整機構によって常に低酸素濃度雰囲気に維持されている。
【００２８】
載置台１２は、円盤状の部材であってその内部に抵抗加熱等による加熱源（ヒータ）を有しており、予め設定された所定温度を維持している。また、載置台１２を鉛直方向（Ｚ方向）に貫通して支持ピン１４が３本設けられている。３本の支持ピン１４は基板Ｗの裏面に当接してその基板Ｗを支持することが可能であるとともに、昇降部１５によって昇降可能とされている。
【００２９】
そして、この支持ピン１４から基板Ｗを受取って載置台１２上に支持する図示省略するプロキシミティギャップ用ボールとを備える。プロキシミティギャップ用ボールは、載置台１２上に固設されており、支持ピン１４の下降に伴って下降してきた基板Ｗを載置台１２上に載置台１２表面と平行になるように支持する。なお、載置台１２上の基板Ｗには載置台１２からの輻射熱が供給されるが、このときの載置台１２の温度は、処理中の基板Ｗの中心直下に対応させて載置台１２表面直下に埋込まれている温度センサの出力をモニタすることによって制御される。
【００３０】
昇降部１５は、例えば、エアシリンダ等を用いて構成すれば良い。３本の支持ピン１４が基板Ｗを支持した状態にて昇降部１５が支持ピン１４を昇降させることにより、支持ピン１４に支持された基板Ｗが載置台１２直上の加熱位置とそれよりも上方の基板受け渡し位置との間で鉛直方向に昇降する。
【００３１】
そして、基板Ｗが加熱位置に支持されているときには、その基板Ｗが載置台１２によって所定温度に加熱されることとなり、換言すれば、載置台１２はチャンバ１１に搬入された基板Ｗを載置して加熱する加熱手段であると言える。
【００３２】
また、チャンバ１１には基板Ｗを搬出入するための開口１６が設けられている。開口１６は、載置台１２に載置された基板Ｗ、すなわち加熱位置に支持された基板Ｗの一端側の側方に設けられている。さらに、チャンバ１１にはゲートバルブ１７が設けられている。ゲートバルブ１７は図示を省略する駆動機構によって昇降可能とされており、開口１６はゲートバルブ１７が上昇することによって遮蔽され、ゲートバルブ１７が下降することによって開放される。ゲートバルブ１７が下降して開口１６が開放されているときには、開口１６を介して搬出入部５０がチャンバ１１への基板Ｗの搬出入を行う。ゲートバルブ１７が上昇して開口１６が遮蔽されているときには、チャンバ１１の内部に閉空間が形成されている。
【００３３】
上述の低酸素濃度雰囲気維持機構は、主としてガス供給口２０および排気口２１によって構成されている。この低酸素濃度雰囲気維持機構は、ゲートバルブ１７が下降して開口１６が開放されているときに、チャンバ１１の内部を低酸素濃度雰囲気に維持する役割を有する。
【００３４】
ガス供給口２０は、載置台１２に載置された基板Ｗから見て開口１６とは反対側となる基板Ｗの他端側の側方に設けられている。また、ガス供給口２０は、バルブ２２を介して窒素ガス供給部２３に接続されている。バルブ２２が開放状態となると、窒素ガス供給部２３から供給された窒素ガスがガス供給口２０からチャンバ１１内に上記他端側側方から流入する。チャンバ１１内のガス供給口２０近傍には拡散フィルタ２４が設けられており、ガス供給口２０からチャンバ１１内に流入した窒素ガスは拡散フィルタ２４によって拡散され、チャンバ１１内を水平方向（Ｙ方向）に流れる、すなわち載置台１２に載置された基板Ｗの主面と平行に流れる均一な層流を形成する。
【００３５】
そして、開口１６が開放されているときには、形成された層流は開口１６からチャンバ１１外に流れ出る。チャンバ１１内部に基板Ｗの主面と平行に流れる窒素ガスの均一な層流が形成されてそのまま開口１６から流れ出ることにより、開口１６からの外気の流入が防止されることとなり、チャンバ１１内に酸素が流入することもなくなり、その結果チャンバ１１内部が低酸素濃度雰囲気に維持されるのである。
【００３６】
また、排気口２１は、チャンバ１１内であってゲートバルブ１７の直前、すなわち開口１６の下部に直線状に設けられている。排気口２１は、図示を省略するバルブを介して図外の排気ラインに接続されており、そのバルブを開放することによって排気口２１から排気を行うことができる。ゲートバルブ１７が上昇して開口１６が遮蔽されているときには、チャンバ１１内に形成された層流は排気口２１から流れ出ることとなる。また、ゲートバルブ１７が下降して開口１６が開放されているときには、開口１６からわずかに流入する外気が排気口２１から排気されることとなるため、チャンバ１１内への外気の流入が防止され、チャンバ１１内部が低酸素濃度雰囲気に維持されることとなる。
【００３７】
また、チャンバ１１には、主にガス供給口３０および排気口３１より構成される低酸素濃度雰囲気調整機構が設けられている。ガス供給口３０は、チャンバ１１の天井部分１３の中心部に設けられている。そして、ガス供給口３０は、バルブ３２を介して上記と同じ窒素ガス供給部２３に接続されている。バルブ３２が開放状態にされると、窒素ガス供給部２３から供給された窒素ガスがガス供給口３０からチャンバ１１内に上方から流入する。具体的には窒素ガス供給部２３からの配管２０ａには圧力レギュレータ２６、流量計２７及びフィルタ２８が介装されている。
【００３８】
以上のような構成となっているので、圧力レギュレータ２６及び流量計２７によって窒素ガスの流量および圧力を一定に保ちチャンバ１１内に十分で安定な気流を形成することができる。
【００３９】
排気口３１は、チャンバ１１内であって載置台１２の周囲に円環状に設けられている。排気口３１も後述する排気ラインに接続されており、そのバルブを開放することによって排気口３１から排気を行うことができる。排気口３１には図２に示した配管系統図により、真空排気配管系４０及びサンプリング配管系６０が接続される。
【００４０】
真空排気配管系４０は、真空排気装置４１が圧縮空気源に流路接続されたエアー配管４２にエアー操作弁４３及びコンベム４４を介挿し、コンベム４４に、チャンバ１１内の排気口３１に接続された配管４０ａを連通接続することにより構成されている。符号４６は、排気口３１から排気を行うときに開放するエアー操作弁である。
【００４１】
サンプリング配管系６０は、配管６０ａの途中に符号６１で示すものは流路切換弁であって、例えば三方流路切換弁で、この三方流路切換弁６１には他端が酸素濃度計６２に接続した配管６０ｂと、不活性ガス、例えば窒素ガス供給部６３に接続された配管６０ｃが接続されている。
【００４２】
酸素濃度計６２は、そこを通過する気体中の酸素濃度を検出するもので、例えば、燃料電池の反応電流（還元電流）から酸素ガス濃度を検出する隔膜ガルバニ電池式センサや、固体電解質に安定ジルコニアを用いた酸素濃淡電池の酸素濃度差による起電力から酸素濃度を測定するジルコニア固体電解質式センサ等が使用される。酸素濃度計６２による酸素濃度の検出値は、電気信号として制御部ＣＲに送られる。また、制御部ＣＲには、酸素濃度計６２による酸素濃度の検出値を表示する表示パネル８１と、酸素濃度の検出値が一定値以上になった場合に注意報または警報を発生する警告灯８２とが接続されている。また、酸素濃度計６２には図示しない配管６０ａを介してチャンバ１１内のガスを吸引する吸引ポンプが内設される。
【００４３】
窒素ガス供給部６３に接続する配管６０ｃには、圧力レギュレータ６５、流量計６６、フィルタ６７がそれぞれ設けられている。そして、三方流路切換弁６１の切換を制御することにより、窒素ガス供給部６３から配管６０ｃを通して配管６０ａ内へ窒素ガスを供給する状態と、窒素ガス供給部６３と配管６０ａとの連通を遮断して窒素ガス供給部６３から配管６０ｂ内へ窒素ガスを供給する状態とを切り替えることができるように構成されている。即ち、三方流路切換弁６１のによって、これら配管６０ｂ，６０ｃの一本が配管６０ａに接続される。
【００４４】
これら低酸素濃度雰囲気調整機構のガス供給口３０および排気口３１は、上記のガス供給口２０および排気口２１とは異なり、主としてチャンバ１１内において基板Ｗの加熱処理が行われているときに動作するものである。すなわち、基板Ｗの加熱処理中においては、ガス供給口３０からチャンバ１１に供給した窒素ガスを排気口３１から排気することにより、加熱によって基板Ｗから昇華した不純物を排除するとともに、チャンバ１１内に気体の対流が生じるのを防止しているのである。
【００４５】
次に、上記のように構成された低酸素濃度雰囲気調整機構を制御する制御部ＣＲについて図４のブロック図を用いて説明する。この制御部ＣＲには、検出手段として酸素濃度計６２及び流量計２７，６６が接続され、制御対象としてバルブ２２，３２と圧力レギュレータ２６，６５とエアー操作弁４３，４６と三方流路切換弁６１、真空排気装置４１及び表示パネル８１が接続されている。酸素濃度計６２にて検出された検出値、又はオペレータによって操作される図示しない操作入力手段からの指示に基づいて、上述した制御対象が制御されるようになっている。
【００４６】
また、配管２０ａ，６０ｃに介装された流量計２７，６６と圧力レギュレータ２６，６５とフィルタ２８，６７は以下のように機能する。流量計２７，６６からの流量信号は制御部ＣＲに送られ、制御部ＣＲはその信号に基づいて圧力レギュレータ２６，６５を制御し、配管２０ａ，６０ｃを流れる窒素の流量が所定量になるように窒素ガス供給部２３，６３からの供給圧力を調節する。フィルタ２８，６７は窒素ガスに含まれた塵埃等を除去して清浄に保つ。このようにして、配管２０ａ，６０ｃ を通じて清浄な窒素ガスが必要な流量および圧力に調節され、安定して常時供給される。
【００４７】
図３に戻って、チャンバ１１の天井部分１３の内部には天板１８が設けられている。天板１８は、ガス供給口３０から流入した窒素ガスが通過するための通気孔を多数有する円盤状の部材である。
【００４８】
搬出入部５０は、主として搬送アーム５１と、搬送アーム５１を駆動するモータ５２とによって構成されている。搬送アーム５１には、複数の突起５３と、２つの切欠部５４とが設けられている。複数の突起５３が基板Ｗの裏面に当接して支持することにより、搬送アーム５１は基板Ｗを保持することができる。また、２つの切欠部５４には加熱部１０の支持ピン１４が入り込むことができるようにされている。これにより、搬送アーム５１のチャンバ１１への進退移動と支持ピン１４の昇降動作とが相互に干渉することが防止され、支持ピン１４が上昇した状態にて搬送アーム５１がチャンバ１１に進入することができるとともに、搬送アーム５１がチャンバ１１に進入した状態にて支持ピン１４が上昇することができる。
【００４９】
搬送アーム５１は、モータ５２、駆動プーリ５５ａ、従動プーリ５５ｂ、ベルト５６からなる駆動機構によってＹ方向に移動することができる。モータ５２のモータ軸には駆動プーリ５５ａが固設されている。従動プーリ５５ｂは、回転自在に設けられている。駆動プーリ５５ａと従動プーリ５５ｂとにはベルト５６が巻き掛けられている。これにより、モータ５２が正または逆方向に回転すると、その回転に伴って駆動プーリ５５ａも回転することとなり、ベルト５６が駆動プーリ５５ａと従動プーリ５５ｂとの間で回走する。
【００５０】
一方、搬送アーム５１の下部にはアーム支持部５７が垂設されている。アーム支持部５７はガイド部材５８に対して摺動自在とされている。そして、アーム支持部５７とベルト５６とは連結部材５９によって連結されている。従って、モータ５２が回転してベルト５６が回走すると、アーム支持部５７はＹ方向にスライド移動し、それに伴って搬送アーム５１がチャンバ１１に対して進退移動を行うこととなる。このような搬送アーム５１のチャンバ１１に対する進退移動により、搬送アーム５１はチャンバ１１への基板Ｗの搬入およびチャンバ１１からの基板Ｗの搬出を行うことができる。
【００５１】
以上、熱処理装置ＬＯＨ１の構成について説明したが、例えば、搬送アーム５１をＹ方向に駆動させる機構は上述したベルト送り機構に限定されるものではなく、例えば、ボールねじと雌ねじとの組み合わせによる送りねじ機構等、搬送アーム５１をＹ方向に直線的に駆動できる機構であればよい。
【００５２】
なお、本実施形態においては、載置台１２が加熱手段に、三方流路切換弁６１が切替手段に、配管６０ｂと酸素濃度計６２が酸素濃度測定手段に、配管２０ａの構成が気体供給手段に、配管６０ｃが不活性ガス供給用配管に、配管６０ａがサンプリング用配管にそれぞれ相当する。そして制御部ＣＲが調整手段に相当する機能を有することとなる。
【００５３】
＜３．熱処理装置ＬＯＨ１，ＬＯＨ２における処理手順＞
次に、熱処理装置ＬＯＨ１，ＬＯＨ２における処理手順について、図５及び図６を用いつつ説明する。図５は、図１の基板処理装置における処理工程の一例を示す図である。同図は、基板Ｗが搬送される処理部をその搬送順に示したものであり、各処理部間の搬送は全て制御部ＣＲの指示に従って搬送ロボットＴＲによって行われる。また、各処理部における処理も制御部ＣＲの指示に従って行われる。図６は、熱処理装置ＬＯＨ１における処理手順の一工程を示すフローチャートである。ここでは、熱処理装置ＬＯＨ１について説明するが、熱処理装置ＬＯＨ１と熱処理装置ＬＯＨ２とは並列処理を行う関係にあり、熱処理装置ＬＯＨ２についても全く同様である。また、熱処理装置ＬＯＨ１における処理は、全て制御部ＣＲの指示に従って行われる。
【００５４】
インデクサＩＤに未処理基板を収納したカセットが載置されると、そのカセットから未処理の基板Ｗが払い出され、搬送ロボットＴＲに渡される。搬送ロボットＴＲは受け取った未処理の基板Ｗを回転式塗布処理装置ＳＣ１またはＳＣ２のいずれかに搬入する。回転式塗布処理装置ＳＣ１またはＳＣ２は、搬入された基板Ｗを回転させつつＳＯＤの処理液を塗布する。なお、塗布する処理液はＳＯＤ以外にもポリイミド等の他の低誘電体材料の処理液であっても良い。また、基板Ｗを回転式塗布処理装置ＳＣ１またはＳＣ２のいずれに搬入するかはその時点での空き状況に応じて決定すれば良く（いわゆる並列処理）、このようにしているのは塗布処理が他の処理に比較して長時間を要するからである。
【００５５】
次に、塗布処理が終了すると、搬送ロボットＴＲが回転式塗布処理装置ＳＣ１またはＳＣ２から基板Ｗを搬出し、ホットプレート部ＨＰ１に搬入する。ホットプレート部ＨＰ１は、ＳＯＤの処理液が塗布された基板Ｗを所定温度にまで加熱する。この熱処理は、熱処理装置ＬＯＨ１，ＬＯＨ２における層間絶縁膜の焼成処理のための予備熱処理であり、加熱温度も熱処理装置ＬＯＨ１，ＬＯＨ２における加熱処理温度よりも相当に低い温度（低誘電体材料の反応臨界温度以下の温度）である。
【００５６】
その後、搬送ロボットＴＲは、ホットプレート部ＨＰ１から基板Ｗを搬出し、ホットプレート部ＨＰ２に搬入する。ホットプレート部ＨＰ２も基板Ｗを所定温度にまで加熱する。この熱処理も熱処理装置ＬＯＨ１，ＬＯＨ２における層間絶縁膜の焼成処理のための予備熱処理であり、その加熱温度は熱処理装置ＬＯＨ１，ＬＯＨ２における加熱処理温度とホットプレート部ＨＰ１における加熱処理温度との間の温度である。但し、ホットプレート部ＨＰ２による加熱温度も低誘電体材料の反応臨界温度以下の温度である。
【００５７】
ホットプレート部ＨＰ２における加熱処理が終了すると、搬送ロボットＴＲは、ホットプレート部ＨＰ２から基板Ｗを搬出し、熱処理装置ＬＯＨ１またはＬＯＨ２のいずれかに搬入する。熱処理装置ＬＯＨ１またはＬＯＨ２は、いずれも低酸素濃度雰囲気にて基板Ｗの層間絶縁膜の焼成処理を行う。この熱処理装置ＬＯＨ１またはＬＯＨ２による熱処理については後に詳述するが低誘電体材料の反応臨界温度以上の温度にて加熱処理を行い、層間絶縁膜を焼成する処理である。なお、図５に示すように、熱処理装置ＬＯＨ１またはＬＯＨ２による熱処理もいわゆる並列処理とされており、それらのいずれかに基板Ｗを搬入するようにしても良い。
【００５８】
上述したように、ホットプレート部ＨＰ２における予備加熱処理が終了した基板Ｗは搬送ロボットＴＲによって熱処理装置ＬＯＨ１に搬入される。具体的には、搬送ロボットＴＲが予備加熱処理が終了した基板Ｗを搬送アーム５１に渡す。そして、搬送アーム５１に基板Ｗが渡されたときに、ガス供給口２０のバルブ２２および排気口２１が開放される。ガス供給口２０からは窒素ガスが流入し、その窒素ガスは拡散フィルタ２４によって拡散され、チャンバ１１内を水平方向（Ｙ方向）に流れる均一な層流を形成する。この時点ではゲートバルブ１７が上昇して開口１６が遮蔽されており、チャンバ１１内に形成された窒素ガスの層流は排気口２１から流れ出る。なお、このときには、ガス供給口３０からの窒素ガス供給および排気口３１からの排気は行っていない。
【００５９】
次に、ゲートバルブ１７が下降して開口１６が開放される。開口１６が開放されることによって、チャンバ１１内に形成された窒素ガスの層流は、開口１６からチャンバ１１外に流れ出る。既述したように、窒素ガスの均一な層流が開口１６から流れ出ることにより、開口１６からの外気の流入が防止されることとなり、チャンバ１１内に酸素が流入することもなくなり、その結果チャンバ１１内部が低酸素濃度雰囲気に維持される。
【００６０】
次に、基板Ｗを保持する搬送アーム５１が前進してチャンバ１１内に進入する。搬送アーム５１は、チャンバ１１内の所定位置（基板Ｗが載置台１２の直上となる位置）にて停止する。そして、支持ピン１４が上昇して基板Ｗの裏面に当接し、その基板Ｗを持ち上げて搬送アーム５１から離間させる。次に、基板Ｗを渡した搬送アーム５１が後退してチャンバ１１から退出する。そして、ゲートバルブ１７が上昇して開口１６が遮蔽された後、基板Ｗを支持する支持ピン１４が下降し、その基板Ｗを載置台１２直上の加熱位置まで下降させる。
【００６１】
次に、この熱処理装置ＬＯＨ１における熱処理工程について図６を参照して説明する。基板Ｗの熱処理を行うに先立ち、低酸素濃度雰囲気調整機構によりガス供給工程が始まる（ステップＳ１）。即ち、窒素ガス供給部２３より供給された窒素ガスをガス供給口３０よりチャンバ１１内に導入するとともに、チャンバ１１内の気体を排出口３１から排出する。チャンバ１１内へは圧力レギュレータ２６により排気量に見合った量の窒素ガスが窒素ガス供給部２３から供給される。バルブ３２の開放と同時に真空排気装置４１が作動し、エアー操作弁４３が開くことでコンベム４４を介して排気が行われる。このときには、ガス供給口２０からの窒素ガス供給および排気口２１からの排気が停止される。
【００６２】
ガス供給口３０から導入された窒素ガスは、天井部分１３と天板１８の間の導入室１１ａ内に充満し、天板１８に穿設された複数個のガス吹出し孔を通って下向きに吹き出すようになっている。窒素ガスは天板１８と載置台１２上面との間の処理空間１１ｂに供給される。
【００６３】
熱処理装置ＬＯＨ１では、基板Ｗの熱処理時にチャンバ１１の内部雰囲気を窒素などの処理ガスで高純度に保つ必要があり、基板Ｗの熱処理は、チャンバ１１内へ基板Ｗを搬入した後、チャンバ１１内部が窒素ガスでほぼ完全に置換されたことを確認した上で開始されることになる。そこで、チャンバ１１内部が高純度の窒素ガスで満たされたかどうかを監視するために、チャンバ１１内のガス或いはチャンバ１１内から排気されるガスをサンプリングして、そのガスの酸素濃度を測定する。
【００６４】
即ち、サンプリング工程（ステップＳ２）は、基板Ｗ載置時から前もって実験で求められた時間を制御部ＣＲに設定し、その時間経過後に、配管６０ｂを通して酸素濃度計６２へ導入されるガスの酸素濃度が所定の低濃度に到達しているかを測定する。
【００６５】
初期に窒素ガスが導入されている状態の時には、三方流路切換弁６１により、窒素ガス供給部６３から配管６０ｃを通して配管６０ｂ内へ窒素ガスが供給される。即ち、三方流路切換弁６１を介して配管６０ｃへ供給された窒素ガスは酸素濃度計６２へ流れ込む。窒素ガス供給部６３から配管６０ｂ内へ供給する窒素ガスの流量は、酸素濃度計６２において測定のために必要とするサンプルガス流量と同等もしくはそれより若干（０〜３０％）多い程度とする。このように、配管６０ｂ内は窒素ガスによってパージされている。
【００６６】
また、三方流路切換弁６１により通常は、配管６０ａと配管６０ｂは遮断されているので、チャンバ１１内へ開口１６を通って大気が一部引き込まれ、配管６０ａ内を高濃度の酸素を含むガスが流れても、そのガスが配管６０ａから酸素濃度計６２内へ流れ込むことが防止される。
【００６７】
次に、所定時間が経過したことが確認されると、三方流路切換弁６１が切換えられて窒素ガス供給部６３から配管６０ｂ内への窒素ガスの供給が停止される。そして、チャンバ１１内から流出して配管６０ａを流れるガスが配管６０ｂ内へ吸入され、酸素濃度計６２へ導入し、その酸素濃度が測定される（ステップＳ３）。
【００６８】
この際、配管６０ｂや酸素濃度計６２のセンサ部はチャンバ１１の開口１６の開放時にも高い酸素濃度のガスに曝されていなかったため、低濃度の酸素を含むガスの酸素濃度もただちに測定することが可能である。そして、酸素濃度計６２によって測定された酸素濃度が一定値以下になった時点（ステップＳ４においてＹＥＳの時）で、基板Ｗの熱処理工程（ステップＳ５）へ進み開始される。これによりチャンバ１１内部は所望の低酸素濃度雰囲気の状態とされる。
【００６９】
次に、前述した酸素濃度の監視は、酸素濃度計６２がサンプリングされる気体の酸素濃度を常時あるいは一定時間ごとに検出し、その値を制御部ＣＲを介して表示パネル８１に表示している。オペレータが、この表示パネル８１により装置の稼働状態等をチェックして酸素濃度の減少を確認する。
【００７０】
熱処理工程（ステップＳ５）の開始とともに、三方流路切換弁６１の切り換えにより窒素ガス供給部６３から配管６０ｃを通して配管６０ｂ内へ窒素ガスが供給され、配管６０ｂ内および酸素濃度計６２のセンサ部がパージされる。
【００７１】
熱処理工程中は、排気口３１から真空排気配管系４０へ排気される。処理空間１１ｂ内の気体は、基板Ｗの周辺へ流下し、載置台１２の周囲から下方への排気流に乗ってそのまま排気される。一方、基板Ｗの表面へ流下した窒素ガスは、基板Ｗの表面に塗布されたＳＯＤ材から蒸発した溶剤蒸気と共に基板Ｗの周辺へ緩やかに流れ下方へ排気される。これにより、加熱によって基板Ｗから昇華した不純物を排除するとともに、チャンバ１１内に気体の対流が生じるのを抑制して基板Ｗに不純物が付着するのを防止できる。また、基板Ｗの加熱処理中は、ゲートバルブ１７が上昇して開口１６が遮蔽されているため、開口１６から外気が流入することはあり得ず、チャンバ１１内部は低酸素濃度雰囲気に維持され続けている。
【００７２】
基板Ｗの熱処理が終了し、基板Ｗがチャンバ１１内において所望の温度まで冷却されると、ゲートバルブ１７が移動して開口１６が開放され、それと同時に、ストップバルブ５４が開かれ、基板Ｗの次工程への搬出が行われる（ステップＳ６）。
【００７３】
チャンバ１１の開口１６の開放時やチャンバ１１内への基板Ｗの挿入時に、配管６０ａ内へ排気口３１を通して一時的に高濃度の酸素を含むガス（大気）が吸入される。仮にサンプリング用配管系６０、特に酸素濃度計６２のセンサ部が高い酸素濃度のガスに曝されると、配管６０ｂの内壁面や酸素濃度計６２のセンサ部などに酸素分子が付着するため、数十ｐｐｍから数ｐｐｍ以下といった測定の目的とする低濃度の酸素を含むガスの酸素濃度が測定可能となるまでに長時間を要することになる。このため、測定で目的としている数十ｐｐｍから数ｐｐｍ以下といった低濃度の酸素を含むガスの酸素濃度が測定可能となるまでに長時間を要する。
【００７４】
ガス濃度測定で上記したように、測定で目的としている低い酸素濃度を測定することが可能になるまでに長時間を要すると、チャンバ１１内への基板Ｗの搬入後において基板Ｗの熱処理を開始する時点の判断時機が遅れ勝ちとなる。この結果として、基板１枚当たりの処理時間が長くなって、スループットが低下する、といった問題点がある。この発明に係る装置を使用すると、サンプリング配管系６０内に残存する酸素濃度が低減されるので配管６０ａを通して酸素濃度計６２へ導入されるガスの酸素濃度が低濃度に到達するまでの時間が短くなる。また、ガスの酸素濃度が低くなるほど、到達時間の開きが大きくなることが分かる。
【００７５】
図７は、低誘電体材料の加熱温度とその反応度合との相関を示す図である。ホットプレート部ＨＰ１およびホットプレート部ＨＰ２による加熱温度はいずれも低誘電体材料の反応臨界温度以下の温度であり、この温度域では低誘電体材料内に酸素分子が取り込まれることはない。これに対して、熱処理装置ＬＯＨ１における基板Ｗへの加熱温度は反応臨界温度以上の焼成温度である。この焼成温度であれば低誘電体材料の反応が十分に進行し、その結果層間絶縁膜が焼成されることとなる。但し、既述したように、反応臨界温度以上の焼成温度にまで基板Ｗを加熱すると、層間絶縁膜に酸素分子が取り込まれるおそれがあるが、本実施形態のようにすれば、チャンバ１１内部が常に低酸素濃度雰囲気に維持され続けているため、層間絶縁膜に酸素分子が取り込まれるのを防止することができる。従って、形成される層間絶縁膜の誘電率を低くすることができる。
【００７６】
基板Ｗの焼成処理が終了すると、支持ピン３６が上昇し、基板Ｗを載置台３０直上の加熱位置から基板受け渡し位置まで上昇させる。そして、ガス供給口３０からの窒素ガス供給および排気口３１からの排気が停止されるとともに、ガス供給口２０のバルブ２２および排気口２１のバルブが開放される。これにより、上記と同様に、ガス供給口２０から流入した窒素ガスはチャンバ１１内に均一な層流を形成し、排気口２１から流れ出る。
【００７７】
その後、ゲートバルブ１７が下降して開口１６が開放される。このときには、ガス供給口２０からの窒素ガス供給によってチャンバ１１内に層流が形成されて開口１６から流れ出るとともに、巻き込まれた外気が排気口２１から排気されるため、チャンバ１１内部は低酸素濃度雰囲気に維持され続けている。そして、搬送アーム５１が前進してチャンバ１１内に進入し、その後、基板Ｗを支持する支持ピン１４が下降し、基板Ｗが支持ピン１４から搬送アーム５１に渡される。その後、基板Ｗを保持する搬送アーム５１が後退してチャンバ１１から退出する。そして、搬送ロボットＴＲが熱処理後の基板Ｗを搬送アーム５１から受け取り、熱処理装置ＬＯＨ１における一連の処理が終了する。
【００７８】
熱処理装置ＬＯＨ１またはＬＯＨ２による基板Ｗの層間絶縁膜の焼成処理が終了すると、搬送ロボットＴＲがその基板Ｗを搬出し、インデクサＩＤに処理済み基板として戻す。インデクサＩＤは、受け取った処理済みの基板Ｗをカセットに収容する。やがて、所定の枚数の処理済み基板を収納したカセットは、装置外部に運び出される。なお、熱処理装置ＬＯＨ１またはＬＯＨ２による熱処理が終了した基板Ｗを一旦クールプレート部ＣＰ１またはＣＰ２に搬入した後に、インデクサＩＤに戻すようにしても良い。
【００７９】
以上のようにして、基板Ｗへの層間絶縁膜形成の一連の処理が終了する。
【００８０】
本実施形態の熱処理装置ＬＯＨ１においては、少なくとも熱処理工程開始の時点では、チャンバ１１内部は常に所望の低酸素濃度雰囲気に設定され維持されている。そして、層間絶縁膜に酸素分子が取り込まれるのを防止することができ、その結果、形成される層間絶縁膜の誘電率を低くすることができるのである。
【００８１】
更に、上記第１の実施形態においては、チャンバ１１の排気系に連通した酸素濃度計６２を使用し、チャンバ１１内から排気されるガスの酸素濃度を測定するようにしていた。即ち、排出されるガスの酸素濃度を監視しているため、チャンバ１１内の酸素濃度が上昇して基板の処理が適正に行えなくなる前に熱処理装置の異常を検知することが可能となる。また、基板の処理開始時において、チャンバ１１内の酸素濃度が基板の処理に適した状態となったことを検出し、その後すぐに基板の処理を開始することが可能となる。
【００８２】
なお、本実施形態におけるチャンバ１５内部の低酸素濃度とは、基板Ｗの温度が反応臨界温度以上であっても層間絶縁膜に酸素分子が取り込まれない酸素濃度のことであり、具体的には１００ｐｐｍ以下、より好ましくは１０ｐｐｍ以下である。
【００８３】
以上本発明の実施例について説明したが、本発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。
【００８４】
本発明に係る熱処理装置を組み込んだ基板処理装置は図１に示すものに限定されず、処理全体の目的や内容に応じて適宜図１とは異なる構成を採用することができる。さらに、基板処理装置における処理順序も図５に示したものに限定されず、低誘電体材料の種類に応じて適宜決定すれば良く、例えば、ホットプレート部ＨＰ１およびホットプレート部ＨＰ２における予備熱処理を省力しても良い。
【００８５】
更に、図２及び図３に示した構成の熱処理部構成において、昇降駆動機構によりフードが上方へ移動させられ、載置台１２の上面が開放した状態にされる構造にしてもよい。この状態において、基板Ｗが載置台１２の上面に載置されると、昇降駆動機構によってフードが下方へ移動させられ、フードの下端が載置台１２の上面に密接することにより、基板の周囲の空間が気密に閉塞される。
【００８６】
更に、酸素濃度計６２により気体の酸素濃度を熱処理工程の終了時にも検出することにより、チャンバ１１内に存在する気体の酸素濃度が、基板Ｗの処理を行うに適した状態であったか否かをチェックするようにしても良い。処理終了時の酸素濃度を監視しているため、チャンバ１１内の酸素濃度が上昇して基板の処理が適正に行えなくなる前に異常を検知することが可能となる。
【００８７】
更に、図８に示すように切替手段を六方流路切換弁９１としてサンプリング配管系９０を構成してもよい。排気口３１に連通される配管９０ａには六方流路切換弁９１を介して酸素濃度計９２と窒素ガス供給部９３に接続され、サンプリング時点で六方流路切換弁９１を実線で示す流路に切換えるよう制御部ＣＲにプログラムされている。
【００８８】
六方流路切換弁９０は、実線で示すようにポート「ｂ」とポート「ｃ」、ポート「ｄ」とポート「ｅ」、ポート「ｆ」とポート「ａ」を接続するサンプリング位置と、点線で示すようにポート「ａ」とポート「ｂ」、ポート「ｃ」とポート「ｄ」、ポート「ｅ」とポート「ｆ」を接続する非サンプリング位置とのいずれかに切り換えるものであって、六方流路切換弁９１が、サンプリング位置にある場合に、酸素濃度計９２が配管９０ａに接続され、一方、非サンプリング位置にある場合に、窒素ガス供給部９３が酸素濃度計９２に通じるように接続されるようになっている。
【００８９】
また、サンプリング位置の時、実線で示すように窒素ガス供給部９３からの配管９３ａはポート「ｄ」から「ｅ」を経て配管９３ｃに、配管９３ｂはポート「ａ」から「ｆ」を経て配管９３ｄに接続されている。非サンプリング位置の時、点線で示すように窒素ガス供給部９３からの配管９３ａはポート「ｄ」から「ｃ」を経て配管９２ａと酸素濃度計９２に、配管９３ｂはポート「ａ」から「ｂ」を経て配管９０ａに接続されている。
【００９０】
以下、制御部ＣＲが行う主な制御と作用について説明する。 通常は非サンプリング状態であり、六方流路切換弁９１は点線に示すように切り換わる。その際、酸素濃度計９２は窒素ガスによりパージされるとともに、配管９３ｂを介して配管９０ａもパージされ酸素の付着が防止される。
【００９１】
サンプリング時は、ポート「ｂ」とポート「ｃ」とが接続されるように（すなわち、実線で示すように）六方流路切換弁９１を切り換える。そして、この状態で酸素濃度が測定される。その際、窒素ガス供給部９３から窒素ガスを供給することによりポート「ａ」，「ｆ」，「ｅ」，「ｄ」をパージすることで六方流路切換弁９１内のゴミを排出する。
【００９２】
このように六方流路切換弁９１を用いることにより、酸素濃度計９２と配管９０ａを同時に清浄な状態に維持することができる。
【００９３】
更に、図９に示す他の実施例のようにサンプリング配管系６０を排気口３１に連通するのではなく、真空排気配管系４０の配管４０ａの途中に接続する構成としてもよい。即ち、サンプリング配管系６０は配管６０ｄを配管４０ａのエアー操作弁４６が配置される部位の上流側に接続する。こうすることにより、酸素濃度測定のサンプリング時は真空排気配管系４０により排気されるガスを一部、導入する。そして、非サンプリング時、例えば、基板Ｗ搬出工程後に三方流路切換弁６１を操作して、窒素ガス供給部６３からの窒素ガスを配管６０ａを介して配管４０ａに供給する。よって、サンプリング配管系６０と真空排気配管系４０の両方を窒素ガスにより清浄化することができる。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明においては、請求項１に係る発明の方法により、基板を処理する処理空間に供給されるガス濃度が測定されるので酸素濃度が上昇して基板の処理が適正に行えなくなることが防止される。この結果、基板の熱処理品質の向上が図られる。
【００９５】
また、請求項２に係る発明の方法により、熱処理に適したガス濃度の雰囲気のもとに熱処理を行うことができ、とりわけ、ＳＯＤを用いた層間膜形成工程に使用した場合に膜質均一性の良好な低誘電体塗布膜形成が可能となる。
【００９６】
請求項３に係る発明の基板の熱処理装置を使用すれば、請求項１に係る発明の方法を好適に実施して、上記効果を奏することができる。また、切換弁が設けられているので流路を切り換えることによって酸素濃度測定手段に不活性ガスを導くことができ、これによって酸素濃度測定手段に目詰まりが発生して、分析ができなくなるというトラブルを未然に防止することができる。また、酸素濃度測定手段により低濃度の酸素を含むガスの酸素濃度を測定することが可能になるまでの無駄な待ち時間を無くし、基板１枚当たりの処理時間を短縮できる。
【００９７】
請求項３に係る発明の装置ではまた、開口が遮蔽された後所定時間が経過するまでは処理空間から酸素濃度測定手段へのガス流入を遮断するため、酸素濃度測定手段が高い酸素濃度のガスに曝されるのが防がれる。
【００９８】
請求項３に係る発明の装置ではさらに、処理空間のガスの酸素濃度値が一定値以下となった時点で基板を熱処理するため、基板を確実に低酸素濃度雰囲気で熱処理することができる。
【００９９】
請求項３に係る発明の装置ではさらに、切換弁が三方流路切換弁または六方流路切換弁であるため、遮断状態とサンプリング状態とを確実に切り替えることができる。
請求項４に係る発明の装置では、切換弁により流路が切り替えられ、不活性ガスがサンプリング用配管と酸素濃度測定手段へ導入される。これにより、酸素濃度の高いガス（大気など）の残留や、配管内のゴミが排出され、常に清浄な状態に維持される。
請求項５に係る発明により、 ＳＯＤを用いた層間膜形成工程に使用した場合に膜質均一性の良好な低誘電体塗布膜形成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】基板処理装置の全体構成の一例を示す平面図である。
【図２】図１の基板処理装置に組み込まれた熱処理装置の概略構成の平面図である。
【図３】図１の基板処理装置に組み込まれた熱処理装置を側面から見た断面図である。
【図４】熱処理装置の制御部を示すブロック図である。
【図５】図１の基板処理装置における処理工程の一例を示す図である。
【図６】熱処理装置の処理工程を示すフローチャートである。
【図７】低誘電体材料の加熱温度とその反応度合との相関を示す図である。
【図８】切替手段の他の実施例を示す概略配管図である。
【図９】更に他の実施例を示す熱処理装置の要部概略構成の平面図である。
【符号の説明】
１０ 熱処理部
１１  チャンバ
１２  載置台
２３、６３  窒素ガス供給部
３０  ガス供給口
３１  排気口
４１  開口
４０  真空排気配管系
４１  真空排気装置
５０  搬出入部
６０  サンプリング配管系
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ  配管
６１  三方流路切換弁
６２  酸素濃度計
ＬＯＨ１、ＬＯＨ２  熱処理装置
ＣＲ  制御部
９１  六方流路切換弁
Ｗ  基板
【図１】
0003949860.tif 000002
【図２】
0003949860.tif 000003
【図３】
0003949860.tif 000004
【図４】
0003949860.tif 000005
【図５】
0003949860.tif 000006
【図６】
0003949860.tif 000007
【図７】
0003949860.tif 000008
【図８】
0003949860.tif 000009
【図９】
0003949860.tif 000010