WO2020022069A1 - 基板加熱装置及び基板加熱方法 - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to a substrate heating device and a substrate heating method.
- Patent Literature 1 discloses a heating unit that heats a mounted substrate, a lid that covers an upper part of the heating unit, and an inert gas that is supplied between the lid and the substrate during the heating of the substrate. And a gas supply unit for forming a gas atmosphere.
- Patent Document 2 describes a heating device including a hot plate on which a substrate is placed, and a cover that covers the hot plate so as to form an airflow from one end of the hot plate to the other end.
- Patent Document 3 discloses a heating device in which a top plate for rectification is arranged on a hot plate, and an airflow from one end of the hot plate toward the other end is formed to heat the wafer.
- the present disclosure provides a technology that can quickly set the atmosphere around the substrate to a low oxygen atmosphere when heating the substrate.
- the substrate heating device of the present disclosure a heating plate for mounting and heating the substrate, An annular portion surrounding the side of the heating plate, so that a gap is formed between the heating plate and the entire circumference of the heating plate, A processing space forming portion provided opposite to the heating plate and the annular portion so that the gap communicates with the heating plate and the annular portion so that a processing space for heating the substrate is formed between the heating plate and the annular portion.
- a low-oxygen atmosphere forming gas for supplying a low-oxygen atmosphere to the processing space is supplied from one end to the other end of the processing space to cover the width of the substrate and the substrate.
- a gas supply unit for forming an airflow from one end to the other end of the An exhaust port provided at the other end of the processing space to suction and exhaust the low oxygen atmosphere gas in the processing space to form the airflow;
- a replacement unit for replacing the gas that accumulates in the gap before the formation of the airflow with the low-oxygen-forming atmosphere forming gas until the substrate is heated; Is provided.
- FIG. 1 is a vertical sectional side view of a substrate heating device according to an embodiment of the present disclosure.
- FIG. 3 is a cross-sectional plan view of the substrate heating device.
- FIG. 3 is a perspective view showing a water cooling plate provided in the substrate heating device. It is a perspective view which shows a cooling plate. It is a vertical front view showing the cooling plate in the heating device. It is a vertical front view which shows the heating part in the said heating apparatus.
- FIG. 3 is a cross-sectional plan view of a hot plate constituting the heating unit.
- FIG. 3 is a perspective view of a substrate transport mechanism provided in the substrate heating device. It is explanatory drawing which shows the effect
- FIG. 13 is a graph showing the results of an evaluation test according to the device of the present disclosure.
- a substrate heating apparatus 1 according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to a longitudinal side view in FIG. 1 and a cross-sectional plan view in FIG.
- the substrate heating device 1 is provided in an air atmosphere and includes a rectangular and horizontally long casing 10.
- the inside of the case 10 is vertically divided by the water cooling plate 2, and the wafer W is subjected to a heat treatment on the upper side inside the case 10.
- an SOC (Spin On Carbon) film is formed on the wafer W transferred to the substrate heating apparatus 1, and a crosslinking reaction occurs in the SOC film by the heat treatment, and the SOC film is cured.
- SOC Spin On Carbon
- the wafer W is kept at a temperature of, for example, 450 ° C. or more, in a state of a low oxygen atmosphere around the wafer. Is heated at 600 ° C. or more.
- the low-oxygen atmosphere is an atmosphere in which the oxygen concentration is lower than the air atmosphere, for example, an atmosphere in which the oxygen concentration is 400 ppm or less, preferably 50 ppm or less.
- a low oxygen concentration atmosphere is formed by setting the inside of the housing 10 to an inert gas atmosphere using a nitrogen (N 2 ) gas.
- a loading / unloading port 11 for loading / unloading the wafer W is formed at a position above the water cooling plate 2 on the front end surface of the casing 10.
- the loading / unloading port 11 is provided with a shutter 12 for opening and closing the loading / unloading port 11, and the shutter 12 is configured to be opened and closed by a shutter opening / closing mechanism 13 provided inside the housing 10 and below the water cooling plate 2.
- the water cooling plate 2 will be described with reference to the perspective view of FIG.
- the water cooling plate 2 as a heat shield plate is formed of a rectangular metal plate, and a cooling channel 22 for flowing cooling water, for example, is routed inside the water cooling plate 2.
- the cooling channel 22 is connected to a chiller 23 for flowing, for example, cooling water through the cooling channel 22.
- the cooling channel 22 and the chiller 23 serve as a cooling mechanism 29 for cooling the water cooling plate 2.
- Is configured as Notches 21 penetrating the water cooling plate 2 in the thickness direction and extending in the front-rear direction are formed at positions on the left and right sides of the water cooling plate 2.
- three holes 24 in the circumferential direction are formed at a position near the front of the water cooling plate 2 for raising and lowering a lifting pin 58 provided in the heating unit 4 described later.
- a leak sensor 25 On the upper surface of the water cooling plate 2, a leak sensor 25 for detecting water leakage from the cooling channel 22 is provided.
- a cooling unit 3 that cools the wafer W from the front side (front side) to the back side (rear side) when viewed from the loading / unloading port 11 is provided above the water cooling plate 2,
- a heating unit 4 for heating W is provided side by side in this order. That is, the water cooling plate 2 is provided from below the cooling unit 3 to the heating unit 4.
- the cooling unit 3 will be described with reference to a perspective view of FIG. 4 and a vertical front view of FIG.
- the cooling unit 3 includes a circular metal plate 30, and a cooling channel 31 is provided on the lower surface of the metal plate 30 so that the entire lower surface is routed. 1 and 5, only the metal plate 30 is shown and the cooling channel 31 is omitted in FIGS. 1 and 5 to avoid complicating the drawings.
- a chiller 32 is connected to the cooling channel 31, and cools the wafer W placed on the metal plate 30 by flowing, for example, cooling water through the cooling channel 31.
- the cooling unit 3 On the surface of the cooling unit 3, for example, fifteen gap pins 33 for keeping the gap between the wafer W and the cooling unit 3 constant are arranged, and an annular ring surrounding the center of the cooling unit 3. A convex portion 34 is formed.
- the convex portion 34 is provided to ensure that the center of the wafer W is in contact with the cooling unit 3 even for the warped wafer W. Further, the convex portion 34 is formed in an annular shape in order to avoid cooling only the central portion of the wafer W locally.
- the cooling unit 3 is formed with three through holes 35 penetrating in the thickness direction in the circumferential direction, and each of the through holes 35 has an elevating pin 36 as an elevating member. Is arranged.
- the elevating pin 36 is configured to be raised and lowered by an elevating mechanism 37 so as to protrude and retract on the surface of the cooling unit 3. The wafer W is transferred between them.
- the elevating mechanism 37 is provided on the water cooling plate 2 and is configured to be cooled by the water cooling plate 2.
- reference numeral 38 denotes a support member that supports the cooling unit 3 on the water cooling plate 2.
- the configuration in which the wafer W is transferred by the elevating pins 36 as described above is such that when the wafer W is placed on the cooling unit 3, the area of the wafer W overlapping the cooling unit 3 is increased. It is intended to cool the wafer W quickly and with high uniformity. More specifically, a notch corresponding to the shape of each transfer mechanism is provided in the cooling unit 3 and each transfer mechanism is moved up and down with respect to the cooling unit 3 to transfer the wafer W. In this case, when the wafer W is placed on the cooling unit 3, the area of the surface of the wafer W overlapping the cooling unit 3 is reduced by the size of the notch, and the cooling performance of the wafer W is reduced. Go down. The delivery by the elevating pins 36 eliminates the need to provide such a notch in the cooling unit 3.
- a gas supply unit 39 that supplies N 2 gas toward the cooling unit 3 is provided above the cooling unit 3.
- the gas supply unit 39 is formed in a flat rectangular tube shape, and has a lower surface formed of a punching plate having a plurality of holes 39A.
- the gas supply unit 39 is connected to the N 2 gas supply source 15 via the gas supply path 14.
- M1, V1 is the flow rate adjusting portion which is interposed in each gas supply path 14 in FIG. 1, a valve, by opening and closing the valves V1, is performed supply interruption of N 2 gas to the gas supply unit 39.
- the heating unit 4 is provided separately from the cooling unit 3 and includes a heating plate 40, a lower support unit 44, an annular unit 47, a plate 51, and a top plate 61 forming a processing space forming unit.
- the heating plate 40 has a flat cylindrical shape, and is configured by laminating a circular heating body 41 and a heat insulating member 42 in this order from above.
- the heating main body 41 is made of, for example, ceramic such as SiC (silicon carbide).
- the upper end of the heating main body 41 extends outward and forms a circular flange 43.
- projections (not shown) for supporting the wafer W apart from the upper surface are dispersedly provided, and the wafer W is horizontally supported on these projections. Is done.
- a plurality of displacement prevention pins 67 for preventing displacement of the wafer W mounted on the heating main body 41 are provided along the periphery of the heating main body 41. And are spaced apart from each other. The wafer W is placed in a region surrounded by the shift prevention pins 67.
- the heating main body 41 includes a heater, and the wafer W placed as described above is heated by the heating main body 41.
- the heat insulating member 42 is provided so that the lower side thereof is supported by the lower support portion 44 in order to insulate the lower side of the heating main body 41.
- the lower support portion 44 is configured as a disk member formed to support the heating plate 40 on the water-cooled plate 2 via a support 45 and to cover the bottom surface of the heating plate 40.
- a peripheral portion of the lower support portion 44 is located outside the heating plate 40, and an annular portion 47 is provided on the peripheral portion.
- the annular portion 47 forms an annular shape so as to surround the side of the heating plate 40, and is configured as, for example, a hollow heat insulating member. Further, between the annular portion 47 and the side surface of the heating plate 40, an annular gap 48 in a plan view is formed over the entire circumference of the heating plate 40.
- annular plate 49 which is a vertical upright plate forming an annular shape in plan view, is provided on the periphery of the lower support portion 44 so as to divide the gap 48 into two concentric circles.
- the upper end of the annular plate 49 is located slightly below the flange 43, slightly away from the flange 43 provided on the heating plate 40.
- a plate 51 made of a metal such as SUS (stainless steel) is provided on the annular portion 47.
- the plate 51 guides an air flow, which will be described later, formed on the heating plate 40 and is provided horizontally at substantially the same height as the upper end of the heating plate 40 so as to partition the upper and lower portions on the rear side in the housing 10. ing.
- the plate 51 has a circular opening 52 for exposing the surface (upper surface) of the heating plate 40.
- the diameter of the lower side of the opening 52 is larger than that of the upper side, and the upper side and the lower side of the opening 52 are stepped in a vertical cross section.
- the side surface of the lower opening edge of the opening 52 faces the side surface of the flange 43 of the heating plate 40 at an interval.
- the opening edge on the upper side of the opening 52 is formed as an annular gap covering portion 53 that is located above the flange 43 and overlaps the flange 43 so as to be close to the flange 43. That is, the gap covering portion 53 is provided so as to cover above the gap 48.
- the role of the gap covering portion 53 will be described later. Since the flange 43 and the gap covering portion 53 are configured as described above, the gap 48 communicates with a space above the heating plate 40 (a processing space 63 described later). In addition, in order to make the figure easy to see, the minute gap formed between the flange 43 and the gap covering portion 53 is shown larger than the actual size.
- the lower support portion 44 is provided with an exhaust port (exhaust port for the gap) so as to open to a region forming an outer circle of the gap 48 concentrically divided by the annular plate 49 as described above. 54 are formed. As shown in FIG. 7, for example, four exhaust ports 54 are provided at intervals in the circumferential direction of the annular portion 47. One end of an exhaust pipe 55 is connected to the exhaust port 54, and the other end of the exhaust pipe 55 is connected to an exhaust unit 56 via a valve V 2, and the on / off of the suction and exhaust of the gap 48 is switched by opening and closing the valve V 2. .
- the heating plate 40 and the lower support portion 44 are formed with three through-holes 57 penetrating them in the thickness direction along the circumferential direction of the heating plate 40.
- the three lifting pins 58 are inserted into the three holes 24 formed in the water cooling plate 2 described above, and are connected to a lifting mechanism 59 provided below the water cooling plate 2 and on the upper surface of the bottom plate of the housing 10. Have been.
- the elevating pins 58 are raised and lowered by the elevating mechanism 59 and protrude and retract on the upper surface of the heating plate 40. Since the elevating mechanism 59 is disposed below the water cooling plate 2 as described above, radiant heat from the heating unit 4 is suppressed from reaching the elevating mechanism 59.
- a rectangular horizontal top plate 61 is provided above the heating plate 40 and the plate 51 so as to face the heating plate 40 and the plate 51.
- the top plate 61 also faces the annular portion 47 via the plate 51.
- left and right edges of the top plate 61 extend downward to form legs 62, and are supported on the plate 51.
- the space surrounded by the top plate 61, the leg 62, the heating plate 40, and the plate 51 is configured as a flat processing space 63.
- the top plate 61 and the legs 62 are preferably made of a material having high heat resistance and a small linear expansion coefficient.
- the top plate 61 and the leg 62 be made of a material such as quartz or ceramic such as SiC.
- a gas supply unit 7 for discharging N 2 gas which is a low-oxygen atmosphere forming gas, is provided on the ceiling of the housing 10 on the front side of the processing space 63.
- Gas supply unit 7 is a gas nozzle which is formed so as to extend in the lateral direction, provided with a number of gas supply ports 71 along the lateral direction, N 2 gas toward the one end portion of the oblique rearward, i.e. the processing space 63 Is discharged.
- the N 2 gas discharged in this way is supplied so as to cover the left and right widths of the wafer W. .
- the gas supply ports 71 are opened so that the N 2 gas is supplied to all portions of the left and right portions of the wafer W.
- the N 2 gas supply source 15 shown in FIG. 1 is connected to the gas supply unit 7 via a gas supply path 73.
- M2, V3, the flow adjustment portion which is interposed in each gas supply path 73, a valve, by opening and closing the valve V3, is performed supply interruption of N 2 gas to the gas supply unit 7.
- An exhaust block 74 for exhausting the atmosphere in the housing 10 is provided on the plate 51 so as to close the rear side of the processing space 63.
- the exhaust block 74 has a large number of exhaust ports 75 opened in the left-right direction toward the front. That is, the exhaust port 75 is provided at the other end of the processing space 63.
- the downstream side of the exhaust block 74 is connected to the exhaust unit 56 via a valve V4, and the on / off of the suction / exhaust by the exhaust block 74 is switched by opening and closing the valve V4.
- the exhaust unit 56 includes an exhaust path that constantly exhausts gas in a factory where the substrate heating apparatus 1 is provided, and an exhaust mechanism such as a fan or a blower that exhausts the exhaust path.
- the apparatus is configured such that the exhaust amount per unit time of the processing space 63 by the exhaust block 74 is larger than the exhaust amount per unit time of the gap 48 outside the heating plate 40. .
- an airflow flowing along the surface of the wafer W from the front to the rear of the processing space 63 is formed.
- Such an air flow is formed in the processing space 63, which is a space where the wafer W is heated, in order to reduce the oxygen concentration around the wafer W and to remove sublimates generated from the heated wafer W. is there.
- the airflow formed in the processing space 63 will be described as a one-way flow.
- the gas supply unit 7 and the exhaust block 74 are provided with a plurality of gas supply ports 71 and a plurality of exhaust ports 75 in the left-right direction, respectively.
- the gas supply port 71 and the exhaust port 75 are not limited to being provided in a plurality in the left-right direction as in this example, and may be formed as, for example, one elongated slit in the left and right.
- the N 2 gas supplied into the housing 10 from the gas supply unit 39 provided on the cooling unit 3 side as described above also flows into the processing space 63 and the exhaust port 75 It is exhausted from.
- FIGS. 1 and 6 for example, two heat insulating plates 64 and a flat heat insulating member 65 are arranged above the top plate 61 so as to overlap with each other from the bottom in this order at intervals. It is provided horizontally.
- the heat insulating member 65 is provided to insulate the upper region in the housing 10 and the heating unit 4, and for example, the inside thereof is hollow and has a vacuum atmosphere.
- the two heat insulating plates 64 are provided to reduce heat radiation from the heating unit 4 to the heat insulating member 65 and to prevent deformation and breakage of the heat insulating member 65.
- the number of heat insulating plates 64 is not limited to two, and may be three or more, for example.
- heat insulating panels 66 for insulating the side wall of the housing 10 and the heating unit 4 are provided on the left and right side walls of the heating unit 4 in the housing 10, respectively. .
- the substrate heating device 1 includes a substrate transfer mechanism 26 that transfers the wafer W between the cooling unit 3 and the heating unit 4.
- the substrate transfer mechanism 26 will be described with reference to a perspective view of FIG. In FIG. 8, a part of the water cooling plate 2 is shown in a simplified manner.
- the substrate transfer mechanism 26 includes support portions 27A and 27B extending vertically at left and right positions of the cooling unit 3, respectively.
- the support portions 27A and 27B face each other.
- the upper ends of the support portions 27A and 27B are formed such that the tips project toward the right and left sides, respectively.
- the upper surfaces of the tips of the support portions 27A and 27B are made of, for example, ceramic or quartz having relatively high heat resistance, extend toward the heating portion 4 (as viewed from the cooling portion 3) (toward the rear), and A plate-like left holding member 28A and a right holding member 28B are provided to hold the left and right peripheral portions on the lower surface of W, respectively.
- the left holding member 28A and the right holding member 28B may be referred to as a substrate holding unit 28 in some cases.
- the above-mentioned ceramic and quartz constituting the substrate holding portion 28 are difficult to process, and it is difficult to form a complicated shape such as providing a slit so that the lifting pins 36 and 58 and the substrate transport mechanism 26 do not interfere with each other.
- the substrate holding portion 28 has a plate shape as described above, it can be easily manufactured.
- the support portions 27A and 27B are inserted into notches 21 formed in the water cooling plate 2, respectively.
- the base ends of the support portions 27A and 27B are connected to a common moving mechanism 16 provided below the water cooling plate 2.
- the moving mechanism 16 is configured to move along a guide rail 17 extending in the front-rear direction below the water cooling plate 2 by, for example, a belt driving mechanism (not shown).
- Reference numeral 18 in the figure is a base for adjusting the height of the guide rail 17.
- the substrate holding unit 28 is positioned above the cooling unit 3 (shown as a near side position) indicated by a solid line in FIG.
- the moving mechanism 16 and the guide rail 17 are provided on the front side of the housing 10 and below the water cooling plate 2 so that the supply of radiant heat from the heating plate 40 is suppressed. Further, as shown in FIG. 2, the board holding unit 28 moving back and forth, the lifting pins 36 on the cooling unit 3 side, and the lifting pins 58 on the heating plate 40 side have a layout that does not interfere with each other in a plane.
- the substrate transport mechanism 26 will be described in detail by the operation of the substrate heating device 1 described later.
- the substrate transport mechanism 26 is located at the near side position as long as it does not hinder the transfer of the wafer W in each part in the housing 10. .
- the operation is performed so that the time of being located at the back side position is not increased. This is to suppress the heat radiated from the heating unit 4 from being accumulated in the substrate transfer mechanism 26 and to prevent a failure or a short maintenance cycle.
- the oxygen concentration is set on the upper surface of the plate 51 forming the processing space 63 so that the concentration on the downstream side of the one-way flow formed in the processing space 63 can be detected.
- the detection unit 19 is embedded. Specifically, when viewed from the front and rear centers of the heating plate 40 toward the rear side, it is located near the exhaust block 74 behind the gap 48. Therefore, when viewed in the front-rear direction, the oxygen concentration detection unit 19 is provided downstream of the processing space 63, that is, at a position closer to the exhaust block 74 than the gas supply unit 7.
- the oxygen concentration detection unit 19 transmits a signal corresponding to the detected oxygen concentration to the control unit 5 described later, and the control unit 5 is configured to be able to display the oxygen concentration based on the signal.
- the N 2 gas supply from the gas supply units 7 and 39 and the exhaust from the exhaust block 74 are performed as in the heat treatment of the wafer W. Then, the time from the start of the gas supply and the exhaust until the detected oxygen concentration becomes equal to or less than the reference value is measured. Based on the measured time, the control unit 5 waits until the wafer W is transferred from above the elevating pins 36 to the heating plate 40 after the supply and exhaust of the N 2 gas is started. Is set. The user of the substrate heating apparatus 1 performs the measurement of the time until the oxygen concentration falls below the reference value and the setting of the standby time based on the measured time. However, when the user performs a predetermined operation from the control unit 5, the above test is automatically performed, and the measurement of the time until the value becomes equal to or less than the reference value and the setting of the standby time may be automatically performed.
- the oxygen concentration detecting section 19 is provided at a position slightly deviated from the left and right centers of the processing space 63, but is not limited to this position. Since the oxygen in the processing space 63 flows to the exhaust block 74 by the one-way flow, the oxygen concentration detecting section 19 is provided at a position near the exhaust block 74 as described above. That is, by arranging the oxygen concentration detector 19 near the exhaust block 74 in this manner, it is possible to more accurately determine whether the oxygen concentration around the wafer W is equal to or less than the reference value.
- the annular portion 47 which is a heat insulating member is provided around the heating plate 40. Further, a gap 48 is formed between the annular portion 47 and the heating plate 40 to obtain a heat insulating effect. More specifically, since the gap 48 is provided in such a manner, the heating plate 40 has a configuration in which the side periphery of the heating main body 41 including a heater does not contact other members. Heat conduction to members other than the portion 41 is prevented, and a heat insulating effect is obtained. As a result, the wafer W can be heated while maintaining the heating main body 41 at a relatively high temperature of 450 ° C. or higher as described above.
- the gap 48 is divided into a concentric inner region and an outer region by the annular plate 49 as described above to form two gas layers so that a higher heat insulating effect can be obtained. ing.
- the members provided around the heating plate 40 and the heating plate 40 thermally expand, respectively.
- the heating main body 41 is damaged, which may affect the processing of the wafer W.
- Providing the gap 48 also serves to prevent such damage.
- an apparatus configuration other than the apparatus configuration for forming a one-way flow in the processing space 63 may be considered.
- a processing container with an opening / closing mechanism for carrying in / out the wafer W is provided in the housing 10. Then, exhaust is performed from one of the central part of the ceiling in the processing container and the vicinity of the outer periphery of the wafer W, and the other side supplies N 2 gas.
- an apparatus configuration for forming a one-way flow in the processing space 63 can eliminate the above-mentioned opening / closing mechanism. Therefore, since it is not necessary to take measures to prevent the heat supplied to the opening / closing mechanism, it is advantageous to form the unidirectional flow when heating the wafer W at a relatively high temperature as described above. It is.
- the gap 48 whose upper side is open to the processing space 63 is provided around the heating plate 40. Since the substrate heating device 1 is installed in the atmosphere, the air is stored in the gap 48 before the one-way flow is formed. Since the air is accumulated in the gap 48 and the one-way flow is formed above the gap 48, the N 2 gas forming the one-way flow hardly enters the gap 48. That is, the atmosphere is hardly replaced with the N 2 gas in the gap 48, and the atmosphere leaks from the gap 48 into the processing space 63, so that the oxygen concentration around the wafer W becomes lower than the reference value. May take a long time.
- the air in the gap 48 is exhausted, and the one-way flow flowing through the processing space while rapidly lowering the oxygen concentration around the wafer W. It is configured to be guided to the gap 48 of the N 2 gas to form a. Further, when the gap 48 is exhausted from the exhaust port 54 which is locally opened to the lower surface of the gap 48 provided over the entire outer periphery of the heating plate 40, a gap covering portion 53 which covers the upper part of the gap 48 is provided. ing. By providing a gap covering portion 53, a relatively high pressure loss for the N 2 gas flowing into the gap 48 from the processing space 63 occurs, i.e. it flows into the gap 48 of the N 2 gas is restricted.
- the exhaust of the N 2 flowing from the processing space 63 from the exhaust port 54 is suppressed, and the ratio of the gas exhausted from the exhaust port 54 to the atmosphere is increased. That is, the air in the gap 48 is quickly and reliably removed from the exhaust port 54 by the gap covering portion 53. Further, the risk of the exhaust of the gap 48 disturbing the one-way flow flowing through the processing space 63 is also reduced.
- the tip (inner peripheral end) of the gap covering portion 53 and the side wall of the heating plate 40 face each other, and a minute gap is formed between them. Good. Even with such a configuration, a pressure loss occurs in the N 2 gas flowing between the gap 48 and the processing space 63 when the gap 48 is exhausted.
- the horizontal dimension of the heating plate 40 is larger than the vertical dimension, the rate of increase in the length in the horizontal direction is greater than that in the vertical direction when thermally expanded. That is, when the tip of the gap covering portion 53 and the side wall of the heating plate 40 are opposed to each other as described above, the gap covering portion 53 and the heating plate 40 may interfere with each other due to thermal expansion.
- the gap covering portion 53 is located above the peripheral edge of the heating plate 40 and a minute gap is formed between the gap covering portion 53 and the heating plate 40.
- the gap covering portion 53 is located on the flange 43 of the heating plate 40.
- the flange 43 is not provided, and the inner peripheral end of the gap covering portion 53 is The configuration may be located near the center of 40. In such a configuration, interference between the gap covering portion 53 and the slip prevention pin 67 may be prevented. To prevent this interference, the position and size of the slip prevention pin 67 may be adjusted.
- the inner peripheral edge of the gap covering portion 53 may be extended to a position where the slip prevention pin 67 is provided, and the inner peripheral edge may be provided with a concave portion which is directed upward and in which the slip prevention pin 67 is stored. . Further, the position of the wafer W may be regulated by the inner peripheral end of the gap covering portion 53 without providing the slip prevention pin 67.
- the flange 43 is provided as described above, and the upper portion is covered with the gap covering portion 53, it is not necessary to consider such interference with the slip prevention pin 67. That is, it is preferable to provide the flange 43 because the design of a device for causing the above-described pressure loss is facilitated.
- the substrate heating apparatus 1 includes a control unit 5 for controlling the substrate heating apparatus 1.
- a control unit 5 for example, a program stored in a storage medium such as a compact disk, a hard disk, an MO (magneto-optical disk), a memory card, and a DVD is installed.
- the installed program includes a command (each step) for transmitting a control signal to each part of the substrate heating apparatus 1 to control the operation of the substrate heating apparatus 1 described in the following description of the operation.
- the heating plate 40 is heated to, for example, 600 ° C., and the cooling unit 3 is in a state in which cooling water flows.
- the inside of the housing 10 is in an atmospheric atmosphere, and the substrate holding unit 28 is in a standby state at the near side position as shown by a solid line in FIG.
- Wafer W having an SOC film formed by applying a chemical solution to the surface of substrate heating apparatus 1 in such a state is transported while being supported by transport arm A1 as a transport mechanism.
- the valves V1 to V4 are opened, and the discharge of the N 2 gas from the gas supply units 7 and 39, the exhaust from the exhaust block 74, and the exhaust of the gap 48 are started.
- the discharge of the N 2 gas from the gas supply unit 7 and the exhaust from the exhaust block 74 form a one-way flow flowing from the front to the rear in the processing space 63.
- Solid arrows in FIG. 10 indicate the flow of the N 2 gas in the housing 10.
- the air remaining in the gap 48 is removed by exhausting the gap 48, and the N 2 gas flows from the processing space 63 into the gap 48. .
- the oxygen concentration in the housing 10 is rapidly reduced, and a low oxygen atmosphere is formed.
- the preset value is set after the discharge and the exhaust of the N 2 gas in the casing 10 are started as described above.
- the substrate holding unit 28 moves to the near side position.
- the elevating pins 36 are lowered to transfer the wafer W to the substrate holding unit 28, and the substrate holding unit 28 moves to the back position.
- the elevating pins 58 of the heating plate 40 move up to receive the wafer W from the substrate holding unit 28, and after moving to the near side position of the substrate holding unit 28, the elevating pins 58 descend, and the wafer W is heated. It is placed on the substrate 40 and heated, for example, for 60 seconds (FIG. 11).
- the substrate holding unit 28 moves to the back side position, and the wafer W is transferred from the heating plate 40 to the substrate holding unit 28 in an operation reverse to that when the wafer W is transferred to the heating plate 40. Then, the substrate holding unit 28 moves to the near side position, and the elevating pins 36 push up the wafer W.
- the elevating pins 36 move down, the wafer W is placed on the cooling unit 3 and cooled (FIG. 12), and the substrate holding unit 28 returns to the near position.
- the wafer W is cooled, for example, for 70 seconds to 110 ° C.
- valves V1 to V4 are closed, and the supply of the N 2 gas from the gas supply units 7, 39, the exhaust by the exhaust block 74, and the exhaust of the gap 48 are stopped. . Thereafter, the substrate holding unit 28 moves to the back side position, and the shutter 12 is opened. The wafer W is transferred to the transfer arm A1 and carried out of the case 10 by the cooperation of the transfer arm A1 and the lift pins 36 which have entered the case 10. Thereafter, the shutter 12 is closed and the substrate holding unit 28 returns to the near side position.
- the substrate heating apparatus 1 a one-way flow from the front to the back is formed on the heating plate 40, and the wafer W is heated. Then, a gap 48 formed between the side wall of the annular portion 47 and the side wall of the heating plate 40 that insulates by surrounding the outer periphery of the heating plate 40 is exhausted by the exhaust unit 56. Therefore, since the oxygen concentration around the heating plate 40 can be rapidly reduced, the time from when the wafer W is loaded into the substrate heating apparatus 1 to when the heating of the wafer W is started can be shortened. Therefore, according to the substrate heating apparatus 1, the throughput can be increased. In the example described above, the wafer W is heated at a relatively high temperature.
- the heating of the wafer W is not limited to such a temperature.
- the wafer W is heated to about 100 ° C.
- the device 1 can be used.
- the wafer W is heated to 450 ° C. or higher, it is advantageous to form a one-way flow as described above, and thus the configuration of the substrate heating apparatus 1 is particularly effective.
- the heating device of Patent Document 1 is not a device that forms a one-way flow like the substrate heating device 1, nor is a configuration in which a gap is provided between the heating unit and the annular portion.
- the heating devices disclosed in Patent Literatures 2 and 3 do not have a configuration in which gaps are provided outside the hot plate and the hot plate.
- the configuration of the apparatus of each of the cited documents 1 to 3 is different from the configuration of the apparatus of the present disclosure, and the above effects of the substrate heating apparatus 1 cannot be obtained.
- the gap 48 is continuously exhausted while the N 2 gas is discharged from the gas supply units 7 and 39 and the exhaust is performed from the exhaust block 74.
- the oxygen concentration around the wafer W is equal to or lower than the reference value before the heating of the wafer W is started, so that the gap 48 is not necessarily exhausted during such a period.
- the gap 48 is evacuated only from the start of the discharge of the N 2 gas from the gas supply units 7 and 39 and the evacuation of the evacuation block 74 until the wafer W is placed on the heating plate 40. Is also good.
- the exhaust port 54 for exhausting the gap 48 may not be provided at the above position.
- the annular portion 47 may be provided so as to penetrate in the lateral direction.
- the substrate heating apparatus 1 is not limited to heating the wafer W on which the SOC film is formed, but may be used for heating the wafer W to which a resist or a chemical for forming an anti-reflection film is applied.
- the low-oxygen atmosphere forming gas supplied into the housing 10 is not limited to the above N 2 gas, but may be another inert gas such as an Ar (argon) gas.
- FIG. 13 shows an example in which the substrate heating apparatus 1 is configured to be able to supply a purge gas instead of exhausting the gap 48.
- the hole used as the exhaust port 54 in the above-described configuration example is the gas supply port 91. This is the gas supply port 91 is connected to one end of the gas supply pipe 92, the other end of the gas supply pipe 92 via the valve V5, which is connected to the above N 2 gas supply source 15.
- the supply of the N 2 gas to the gap 48 may be performed from the start of the formation of the one-way flow to the end thereof, similarly to the exhaust of the gap 48, or may be performed until the wafer W is placed on the heating plate 40. Is also good.
- the purge gas is not limited to using the same gas as the gas supplied to the processing space 63 because it is sufficient that the gap 48 can be replaced from the air atmosphere to a low oxygen atmosphere.
- an inert gas other than the N 2 gas is used as the purge gas. May be used. That is, the low oxygen atmosphere forming gas that forms the one-way flow and the low oxygen atmosphere forming gas that is used to replace the atmosphere in the gap 48 are not limited to the same gas.
- the exhaust port 54 may not be connected to the exhaust pipe 55 and the exhaust unit 56.
- the exhaust port 54 communicates with an outer space (indicated as 93 in the drawing) located below the lower support 44.
- the outer space 93 is a space located outside the region surrounded by the annular portion 47 and the lower support portion 44 and provided separately from the processing space 63, similarly to the gas flow path in the exhaust pipe 55. .
- the exhaust port 54 communicates with the outer space 93 as described above, the air collected in the gap 48 is discharged to the outer space 93 by the one-way flow wind pressure, and the oxygen concentration around the wafer W is quickly reduced. Can be reduced.
- the exhaust portion 56 is connected to the gap 48 as described above, and the gap 48 is sucked and exhausted, or the purge gas is supplied to the gap 48, so that the oxygen concentration can be reduced more quickly. Is preferred because
- evaluation test An evaluation test performed in connection with the present disclosure will be described.
- the evaluation test 1 As the evaluation test 1, as described above, the supply of the N 2 gas by the gas supply unit 7 and the exhaust block 74 using the substrate heating apparatus 1 described in FIG. And the gap 48 were evacuated. During the supply and exhaust of the gas, the detected value was monitored by the oxygen concentration detector 19, and the time from the start of the supply and exhaust of the gas until the oxygen concentration became equal to or less than the target concentration of Appm was measured. (A is a real number). The gap 48 was evacuated so that the exhaust volume from the four exhaust ports 54 was 0.5 L / min. In addition, a test similar to the evaluation test 1 was performed as a comparative test 1 except that the gap 48 was not evacuated.
- the graph of FIG. 15 shows the outline of the transition of the oxygen concentration measured in each of the evaluation test 1 and the comparative test 1.
- the vertical axis of the graph indicates the oxygen concentration, and the lower the oxygen concentration, the lower the oxygen concentration.
- the horizontal axis of the graph indicates the elapsed time from the start of gas supply and exhaust.
- the solid line in the graph indicates the result of the evaluation test 1, and the chain line indicates the result of the comparative test 1.
- the oxygen concentration similarly decreases with time in Evaluation Test 1 and Comparative Test 1.
- the target concentration was relatively quickly reached to Appm.
- Comparative Test 1 it took 300 seconds or more to reach the target concentration from the start of gas supply and exhaust, but in Evaluation Test 1, the target concentration was reached before 100 seconds had elapsed. Therefore, it was confirmed from the evaluation test 1 that the air was accumulated in the gap 48, and that it was effective to exhaust the gap 48 in order to remove the air and quickly reduce the oxygen concentration. Was. That is, the effect of the apparatus of the substrate heating apparatus 1 was confirmed.
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Abstract
【課題】基板を加熱するにあたり、当該基板の周囲の雰囲気を速やかに低酸素雰囲気とすること。 【解決手段】加熱板の全周に亘って当該加熱板との間に隙間が形成されるように、当該加熱板の側方を囲む環状部と、前記隙間が連通すると共に基板を加熱処理するための処理空間が当該加熱板及び環状部との間に形成されるように、加熱板及び環状部に対向して設けられる処理空間形成部と、前記基板を加熱するときに前記処理空間を低酸素雰囲気とするための低酸素雰囲気形成ガスを前記処理空間の一端部から他端部へ向けて供給し、前記基板の幅をカバーすると共に当該基板の一端部から他端部へ向かう気流を形成するためのガス供給部と、当該処理空間の他端部に設けられた排気口と、気流の形成前に前記隙間に溜まるガスを、基板を加熱するまでに低酸素形成雰囲気形成ガスに置換するための置換部と、を備えるように装置を構成する。
Description
本開示は、基板加熱装置及び基板加熱方法に関する。
半導体デバイスの製造工程においては、基板である半導体ウエハ(以下、ウエハと記載する)を加熱装置により加熱する処理が行われ、基板にガスを供給した状態でこの加熱処理が行われるように当該加熱装置が構成される場合がある。特許文献1には、載置された基板を加熱する加熱部と、加熱部の上方を覆う蓋部と、基板の加熱中に蓋部と基板との間に不活性ガスを供給して不活性ガス雰囲気を形成するガス供給部と、を備える加熱装置について記載されている。特許文献2には、基板が載置されるホットプレートと、ホットプレートの一端から他端へ向かう気流を形成するようにホットプレートを覆うカバーと、を備える加熱装置について記載されている。特許文献3には、熱板上に整流用の天板を配置し、熱板の一端側から他端側へ向かう気流を形成してウエハを加熱する加熱装置について記載されている。
本開示は、基板を加熱するにあたり、当該基板の周囲の雰囲気を速やかに低酸素雰囲気とすることができる技術を提供する。
本開示の基板加熱装置は、基板を載置して加熱する加熱板と、
前記加熱板の全周に亘って当該加熱板との間に隙間が形成されるように、当該加熱板の側方を囲む環状部と、
前記隙間が連通すると共に前記基板を加熱処理するための処理空間が当該加熱板及び環状部との間に形成されるように、前記加熱板及び環状部に対向して設けられる処理空間形成部と、
前記基板を加熱するときに前記処理空間を低酸素雰囲気とするための低酸素雰囲気形成ガスを前記処理空間の一端部から他端部へ向けて供給し、前記基板の幅をカバーすると共に当該基板の一端部から他端部へ向かう気流を形成するためのガス供給部と、
前記処理空間における前記低酸素雰囲気ガスを吸引排気して前記気流を形成するために、当該処理空間の他端部に設けられた排気口と、
前記気流の形成前に前記隙間に溜まるガスを、前記基板を加熱するまでに前記低酸素形成雰囲気形成ガスに置換するための置換部と、
を備える。
前記加熱板の全周に亘って当該加熱板との間に隙間が形成されるように、当該加熱板の側方を囲む環状部と、
前記隙間が連通すると共に前記基板を加熱処理するための処理空間が当該加熱板及び環状部との間に形成されるように、前記加熱板及び環状部に対向して設けられる処理空間形成部と、
前記基板を加熱するときに前記処理空間を低酸素雰囲気とするための低酸素雰囲気形成ガスを前記処理空間の一端部から他端部へ向けて供給し、前記基板の幅をカバーすると共に当該基板の一端部から他端部へ向かう気流を形成するためのガス供給部と、
前記処理空間における前記低酸素雰囲気ガスを吸引排気して前記気流を形成するために、当該処理空間の他端部に設けられた排気口と、
前記気流の形成前に前記隙間に溜まるガスを、前記基板を加熱するまでに前記低酸素形成雰囲気形成ガスに置換するための置換部と、
を備える。
本開示によれば、基板を加熱するにあたり、当該基板の周囲の雰囲気を速やかに低酸素雰囲気とする技術を提供することができる。
本開示の実施の形態である基板加熱装置1について、図1の縦断側面図、図2の横断平面図を夫々参照しながら説明する。この基板加熱装置1は大気雰囲気に設けられ、矩形で横長の筐体10を備えている。筐体10は、水冷板2により内部が上下に区画されており、筐体10内の上部側でウエハWが加熱処理される。この基板加熱装置1に搬送されるウエハWには例えばSOC(Spin On carbon)膜が形成されており、加熱処理されることにより当該SOC膜中で架橋反応が起こり、当該SOC膜が硬化する。そのように硬化するSOC膜の緻密性を高くして後のエッチング工程での耐性を高くするために、その周囲が低酸素雰囲気とされた状態で、ウエハWは例えば450℃以上、より具体的には600℃以上で加熱処理される。上記の低酸素雰囲気は、大気雰囲気よりも酸素濃度が低い雰囲気であり、例えば酸素濃度が400ppm以下、好ましくは50ppm以下の雰囲気である。以下に示す例では、筐体10内を窒素(N2)ガスによる不活性ガス雰囲気とすることで、低酸素濃度雰囲気を形成する。
上記の筐体10の長さ方向を前後方向とすると、筐体10の前方側の端面における水冷板2よりも上方の位置には、ウエハWを搬入出するための搬入出口11が形成されている。搬入出口11には搬入出口11を開閉するシャッタ12が設けられ、シャッタ12は、筐体10の内側であって、水冷板2の下方に設けられたシャッタ開閉機構13により、開閉するように構成されている。
水冷板2について、図3の斜視図を参照して説明する。遮熱板である水冷板2は、矩形の金属板で形成され、その内部に例えば冷却水を通流させるための冷却流路22が引き回されている。冷却流路22は、当該冷却流路22に例えば冷却水を通流させるためのチラー23に接続されており、これら冷却流路22及びチラー23が、水冷板2を冷却するための冷却機構29として構成される。水冷板2における左右寄りの位置には、水冷板2を厚さ方向に貫通し、前後方向に伸びる切り欠き21が各々形成されている。また水冷板2の前方寄りの位置には、後述する加熱部4に設けられる昇降ピン58を昇降させるための孔部24が周方向に3カ所形成されている。また水冷板2の上面には、冷却流路22からの水漏れを検知するためのリークセンサー25が設けられている。
図1に戻って説明すると、水冷板2の上方には、搬入出口11から見て手前側(前方側)から奥側(後方側)に向かって、ウエハWを冷却する冷却部3と、ウエハWを加熱する加熱部4とがこの順で並べて設けられている。つまり水冷板2は、冷却部3の下方側から加熱部4に亘って設けられている。
上記の冷却部3について、図4の斜視図、図5の縦断正面図も参照して説明する。図4に示すように冷却部3は、円形の金属板30を備え、金属板30の下面には、冷却流路31が下面全体を引き回されるように設けられている。なお図面が繁雑になることを避けるため、図1、図5では、金属板30のみ記載し、冷却流路31の記載は省略している。冷却流路31には、チラー32が接続されており、冷却流路31に例えば冷却水を通流させることにより、金属板30上に載置されたウエハWを冷却する。
また冷却部3の表面には、ウエハWと冷却部3との間を一定に保つための例えば15個のギャップピン33が分散して配置されると共に、冷却部3の中心を囲む円環状の凸状部34が形成されている。凸状部34は、反りが発生しているウエハWについても、ウエハWの中心部が確実に冷却部3に接するようするにために設けられている。また凸状部34は、ウエハWの中心部のみを局所的に冷却することを避けるため、円環状に構成されている。
図4、図5に示すように冷却部3には、厚さ方向に貫通する貫通孔35が、周方向に3か所形成されており各貫通孔35には各々昇降部材である昇降ピン36が配置されている。昇降ピン36は昇降機構37により昇降し、冷却部3の表面にて突没するように構成されており、基板加熱装置1の外部の搬送機構、冷却部3及び後述の基板搬送機構26との間でウエハWを受け渡す。また昇降機構37は水冷板2上に設けられ、水冷板2により冷却されるように構成されている。図中38は、水冷板2上に冷却部3を支持する支持部材である。なお、上記のように昇降ピン36によりウエハWを受け渡す構成とするのは、ウエハWが冷却部3に載置されたときに、ウエハWの面内における冷却部3に重なる面積を大きくし、速やかに且つ高い均一性をもってウエハWを冷却することを目的としている。詳しく述べると、冷却部3に各搬送機構の形状に対応した切り欠きを設けると共に各搬送機構を冷却部3に対して昇降させてウエハWを受け渡すものとする。その場合、ウエハWが冷却部3に載置されたときに、その切り欠きの大きさの分だけウエハWの面内のうちの冷却部3に重なる面積が小さくなり、ウエハWの冷却性が下がる。昇降ピン36による受け渡しとすることで、冷却部3にそのような切り欠きを設ける必要を無くしている。
図1に示すように冷却部3の上方には、当該冷却部3に向けてN2ガスを供給するガス供給部39が設けられている。ガス供給部39は、扁平な角筒状に構成され、下面が複数の孔部39Aが形成されたパンチングプレートで構成されている。ガス供給部39は、ガス供給路14を介してN2ガス供給源15に接続されている。図1中のM1、V1は夫々ガス供給路14に介設された流量調整部、バルブであり、バルブV1の開閉により、ガス供給部39へのN2ガスの給断が行われる。
続いて加熱部4について、上記の図1及び図2に加えて、図6の縦断正面図及び図7の横断平面図も参照しながら説明する。加熱部4は冷却部3から離れて設けられ、加熱板40と、下方支持部44と、環状部47と、プレート51と、処理空間形成部をなす天板61と、を備えている。加熱板40は扁平な円柱形状をなし、各々円形の加熱本体部41と断熱部材42とが、上方からこの順に積層されて構成されている。加熱本体部41は例えばSiC(炭化シリコン)などのセラミックにより構成されている。加熱本体部41の上端部は外方へと広がり、円形のフランジ43をなす。そして、加熱本体部41の上面(表面)には、ウエハWを当該上面から離れて支持するための図示しない突起が分散して設けられており、ウエハWは、これらの突起上に水平に支持される。
加熱本体部41の上面におけるフランジ43の内側には、当該加熱本体部41に載置されるウエハWの位置ずれを防止するための複数のずれ防止ピン67が、加熱本体部41の周に沿って、互いに間隔を空けて設けられている。このずれ防止ピン67に囲まれる領域にウエハWが載置される。加熱本体部41にはヒーターが含まれており、上記のように載置されたウエハWが当該加熱本体部41により加熱される。断熱部材42は加熱本体部41の下方側を断熱するために、下方支持部44にその下方側が支持されるように設けられている。
下方支持部44は、支柱45を介して水冷板2上に加熱板40を支持し、加熱板40の底面を覆うように形成された円板部材として構成されている。下方支持部44の周縁部は加熱板40の外側に位置しており、当該周縁部上に環状部47が設けられている。環状部47は、加熱板40の側方を囲むように円環をなし、例えば中空である断熱部材として構成されている。また、環状部47と加熱板40の側面との間には、加熱板40の全周に亘って平面視円環状の隙間48が形成されている。さらに、上記の下方支持部44の周縁部には、平面視円環をなす垂直な立て板である環状板49が、隙間48を同心円状に2分割するように設けられている。環状板49の上端は、上記の加熱板40に設けられるフランジ43から若干離れて、当該フランジ43の下方に位置している。
上記の環状部47上に、例えばSUS(ステンレス鋼)などの金属により構成されるプレート51が設けられている。このプレート51は加熱板40上に形成される後述の気流をガイドし、筐体10内の後方側の上下を区画するように、加熱板40の上端部と略同じ高さに水平に設けられている。また、プレート51は、加熱板40の表面(上面)を露出させるための円形の開口部52を備えている。この開口部52の下方側は上方側に比べて拡径されており、当該開口部52の上方側及び下方側は、縦断面で見て段をなしている。
開口部52の下方側の開口縁の側面は、上記の加熱板40のフランジ43の側面に間隔を空けて対向している。開口部52の上方側の開口縁は、フランジ43の上方に位置すると共に、当該フランジ43に近接するように重なる円環状の隙間被覆部53として構成されている。つまり、隙間被覆部53は、隙間48の上方を覆うように設けられている。この隙間被覆部53の役割については後述する。このようにフランジ43及び隙間被覆部53が構成されるため、上記の隙間48は、加熱板40の上方空間(後述する処理空間63)に連通する。なお、図を見やすくするために、フランジ43と隙間被覆部53との間に形成される微小な隙間について、実際の大きさよりも大きく示している。
例えば、下方支持部44には、例えば上記のように環状板49によって同心円状に分割される隙間48のうちの外側の円をなす領域に開口するように、排気口(隙間用の排気口)54が形成されている。図7に示すように排気口54は環状部47の周方向に間隔を空けて例えば4つ設けられている。排気口54には排気管55の一端が接続されており、排気管55の他端はバルブV2を介して排気部56に接続され、バルブV2の開閉によって隙間48の吸引排気のオンオフが切り替えられる。
上記の加熱板40及び下方支持部44には、これらを厚さ方向に貫通する貫通孔57が、加熱板40の周方向に沿って3か所形成されており、この3つの貫通孔57には各々昇降ピン58が配置されている。3つの昇降ピン58は前述の水冷板2に形成された3つの孔部24に各々挿入され、水冷板2の下方であって、筐体10の底板の上面に設けられた昇降機構59に接続されている。昇降機構59により昇降ピン58は昇降し、加熱板40の上面にて突没する。昇降機構59は、このように水冷板2の下方に配置されているので、加熱部4による輻射熱が昇降機構59へ及ぶことが抑制される。
加熱板40及びプレート51の上方には、これら加熱板40及びプレート51に対向するように、矩形状の水平な天板61が設けられている。なお、天板61はプレート51を介して環状部47にも対向している。図1、図6に示すように天板61の左右の縁部は下方に伸びて脚部62をなし、プレート51上に支持されている。天板61、脚部62、加熱板40及びプレート51に囲まれる空間は、扁平な処理空間63として構成される。上記の天板61及び脚部62は、耐熱性が高く且つ線膨張係数が小さい材料により構成することが好ましい。これは、ウエハWの処理中に熱によってこれらの部材が変形して処理空間63の高さが変化することによる、ウエハW上の気流の変化を防ぐためである。具体的には例えば石英や、SiCなどのセラミックなどの材料により、天板61及び脚部62を構成することが好ましい。
図1、図2に示すように処理空間63の手前側の筐体10の天井部には、低酸素雰囲気形成ガスであるN2ガスを吐出するガス供給部7が設けられている。ガス供給部7は、左右方向に伸びるように形成されたガスノズルであり、当該左右方向に沿って多数のガス供給口71を備え、斜め後方、即ち処理空間63の一端部に向けてN2ガスを吐出する。後述のように処理空間63の排気を行うことで当該処理空間63に気流を形成するときに、このように吐出されたN2ガスは、ウエハWの左右の幅をカバーするように供給される。つまり、ウエハWの左右の各部の全ての箇所にN2ガスが供給されるように、ガス供給口71が開口している。図1中に示したN2ガスの供給源15は、ガス供給路73を介してガス供給部7に接続されている。M2、V3は、夫々ガス供給路73に介設された流量調整部、バルブであり、バルブV3の開閉により、ガス供給部7へのN2ガスの給断が行われる。
そして処理空間63の後方側を塞ぐように、筐体10内の雰囲気を排気する排気ブロック74が、プレート51上に設けられている。この排気ブロック74は、左右方向に多数、前方へ向けて開口した排気口75を備えている。つまり、処理空間63の他端部に排気口75が設けられている。そして排気ブロック74の下流側は、バルブV4を介して排気部56に接続されており、バルブV4の開閉により、排気ブロック74による吸引排気のオンオフが切り替えられる。なお、排気部56は、例えば基板加熱装置1が設けられる工場において常時排気が行われる排気路と、当該排気路を排気するファンやブロアなどの排気機構とにより構成されている。また、上記の加熱板40の外側の隙間48の単位時間あたりの排気量よりも、この排気ブロック74による処理空間63の単位時間あたりの排気量の方が大きくなるように装置が構成されている。
上記のガス供給部7からN2ガスを吐出すると共にこの排気ブロック74から排気を行うことによって、処理空間63を前方から後方へ向けてウエハWの表面に沿って流れる気流が形成される。ウエハWが加熱される空間である処理空間63にそのように気流を形成するのは、ウエハWの周囲の酸素濃度を低下させると共に、加熱されるウエハWから発生する昇華物を除去するためである。以下、この処理空間63にて形成される気流を一方向流として記載する。既述したようにガス供給部7、排気ブロック74には、左右方向において複数のガス供給口71、複数の排気口75が夫々設けられている。それによって、処理空間63の左右方向に均一性高い一方向流が形成され、ウエハWの面内で均一性高い加熱処理が行われるように構成されている。なお、ガス供給口71及び排気口75はこの例のように左右方向に複数設けることに限られず、例えば左右に細長の1つのスリットとして形成してもよい。また、補足しておくと、既述のように冷却部3側に設けられたガス供給部39から筐体10内に供給されたN2ガスについてもこの処理空間63に流れ込み、当該排気口75から排気される。
また図1、図6に示すように、天板61の上方には例えば2枚の断熱板64と、扁平な断熱部材65とが、下側からこの順に互いに間隔を空けて重なるように、各々水平に設けられている。断熱部材65は、筐体10内の上方領域と加熱部4とを断熱するために設けられ、例えばその内部は空洞で真空雰囲気とされている。2枚の断熱板64は、加熱部4から断熱部材65への熱輻射を緩和し、当該断熱部材65の変形及び破損を防止するために設けられている。なお、断熱板64の枚数は2枚であることには限られず、例えば3枚以上であってもよい。また図2、図6に示すように、筐体10内における加熱部4の左右の側壁には、筐体10の側壁と加熱部4とを断熱するための断熱パネル66が各々設けられている。
基板加熱装置1は冷却部3と、加熱部4との間でウエハWを搬送する基板搬送機構26を備えており、この基板搬送機構26について図8の斜視図も参照して説明する。なお、図8においては水冷板2の一部を簡略化して示している。基板搬送機構26は、冷却部3の左側及び右側の位置に各々上下に伸びる支持部27A、27Bを備え、支持部27A、27Bは互いに対向している。支持部27A、27Bの上方側端部は、先端が夫々右側及び左側に向かって梁出すように形成されている。また支持部27A、27Bの先端の上面には、耐熱性が比較的高い例えばセラミック、あるいは石英で構成され、冷却部3から見て加熱部4側に向かって(後方に向かって)伸び、ウエハWの下面における左側周縁部及び右側周縁部を夫々保持する板状の左側保持部材28A及び右側保持部材28Bが設けられている。
このようにウエハWを左側保持部材28A及び右側保持部材28Bの両方によって、その左右を夫々保持することで、保持されたウエハWがその重量によって傾き、位置ずれすることを防ぐことができる。これら左側保持部材28A及び右側保持部材28Bを、基板保持部28と記載する場合が有る。なお、基板保持部28を構成する上記のセラミックや石英は加工が難しく、昇降ピン36、58と基板搬送機構26とが互いに干渉しないようにスリットを設けるなどの複雑な形状にすることが難しい。しかし、基板保持部28は上記のように板状であるため、容易に製造することができる。
図8に示すように上記の支持部27A、27Bが、水冷板2に形成された切欠き21に各々挿入されている。そして図1、図5に示すように、各支持部27A、27Bの基端側は、水冷板2よりも下方側に設けられた共通の移動機構16に接続されている。移動機構16は、例えば図示しないベルト駆動機構などにより、水冷板2の下方にて前後方向に伸びるガイドレール17に沿って移動するように構成されている。なお、図中18はガイドレール17の高さを調整するための台部である。この移動機構16をガイドレール17に沿って移動させることにより、基板保持部28が、図1中に実線で示す冷却部3の上方位置(手前側位置とする)と、図1中に点線で示す加熱板40の上方位置(奥側位置とする)との間を移動する。この移動機構16及びガイドレール17は、筐体10の前方側、且つ水冷板2の下方に設けられることで、加熱板40からの輻射熱の供給が抑えられるようになっている。また図2に示すように、前後に移動する基板保持部28と、冷却部3側の昇降ピン36及び加熱板40側の昇降ピン58と、は平面的に干渉しないレイアウトとなっている。
後述の基板加熱装置1の作用で基板搬送機構26の動作を詳細に示すが、筐体10内の各部におけるウエハWの受け渡しの妨げにならない限り、当該基板搬送機構26は手前側位置に位置する。つまり、奥側位置に位置する時間が長くなることが抑制されるように動作する。これは、加熱部4から輻射される熱が基板搬送機構26へ蓄積されることを抑制し、故障やメンテナンス周期が短くなることを防ぐためである。
ところで図1、図2に示すように、処理空間63を形成するプレート51の上面には、処理空間63に形成される一方向流の下流側の濃度を検出することができるように、酸素濃度検出部19が埋設されている。具体的には、加熱板40の前後の中心から後方側に向かって見たときに、上記の隙間48の後方で排気ブロック74の近傍に位置している。従って、前後方向に見たときに酸素濃度検出部19は処理空間63の下流側、即ちガス供給部7よりも排気ブロック74寄りの位置に設けられている。酸素濃度検出部19は検出した酸素濃度に対応する信号を、後述の制御部5に送信し、制御部5はこの信号に基づいて当該酸素濃度を表示できるように構成される。
ウエハWの加熱処理前に行われる試験において、ウエハWの加熱処理時と同様にガス供給部7、39からのN2ガス供給及び排気ブロック74からの排気が行われる。そして、このガス供給及び排気を開始してから、検出される酸素濃度が基準値以下となるまでの時間が測定される。そして、この測定された時間に基づき、N2ガスの供給及び排気の開始後、後述するようにウエハWを昇降ピン36上から加熱板40への搬送を行うまでの待機時間が制御部5において設定される。上記の酸素濃度が基準値以下になるまでの時間の測定、及びこの測定された時間に基づいた待機時間の設定は、基板加熱装置1のユーザーが行う。ただし、ユーザーが制御部5から所定の操作を行うと自動で上記の試験が行われ、基準値以下になるまでの時間の測定及び待機時間の設定が自動で行われるようにしてもよい。
なお、処理空間63の左右方向(幅方向)の各部に一方向流は均一性高く形成されるので、酸素濃度についても処理空間63の左右の各部における差は比較的小さい。つまり、図2に示す例では、酸素濃度検出部19を処理空間63の左右の中心から若干外れた位置に設けているが、この位置に設けることには限られない。なお、一方向流により当該排気ブロック74へと処理空間63の酸素が流されるため、上記のように酸素濃度検出部19を排気ブロック74寄りの位置に設けている。つまり、酸素濃度検出部19をこのように排気ブロック74寄りに配置することで、ウエハW周囲の酸素濃度が基準値以下か否かを、より正確に判断することができるようにしている。
上記の加熱板40及びその周囲の各部の構成について、さらに詳しく説明する。既述のように加熱板40の周囲には、断熱部材である環状部47が設けられている。さらに、この環状部47と加熱板40との間には、断熱効果を得るために隙間48が形成されている。詳しく説明すると、そのように隙間48が設けられることで、加熱板40にてヒーターを備える加熱本体部41の側周が他の部材と接触しない構成とされるため、加熱本体部41から加熱本体部41以外の部材への熱伝導を防ぎ、断熱効果が得られるようにしている。その結果として、上記のように450℃以上と当該加熱本体部41を比較的高い温度に保ち、ウエハWを加熱することができる。なお、この隙間48は上記のように環状板49によって同心円状の内側領域と外側領域とに区画されて2層の気体の層を形成することによって、より高い断熱効果が得られるように構成されている。
また、ウエハWの処理時において加熱板40の周囲に設けた部材及び加熱板40は、各々熱膨張する。この熱膨張によって、加熱板40の周囲の部材と加熱本体部41とが接触すると、加熱本体部41が破損してしまい、ウエハWの処理に影響するおそれが有る。上記の隙間48を設けることは、そのような破損を防ぐ役割も果たしている。
ところで、加熱中のウエハWの表面に低酸素雰囲気を形成するための気流を形成するにあたっては、上記の処理空間63に一方向流を形成する装置構成以外の装置構成とすることも考えられる。具体的には、ウエハWを搬入出するための開閉機構付きの処理容器を筐体10内に設ける。そして、その処理容器内の天井の中央部及びウエハWの外周付近の一方から排気を行うと共に、他方からN2ガスの供給を行う。それにより、処理容器内にウエハWの外周側から中央側へ向かうか、あるいは中央側から外周側に向かう気流が形成されるような装置構成とすることが考えられる。その一方で処理空間63に一方向流を形成する装置構成は、上記の開閉機構を不要とすることができる。従って、この開閉機構に供給される熱を防ぐための対策を取る必要が無いため、上記のように比較的高い温度でウエハWを加熱するにあたり、一方向流を形成する構成とすることが有利である。
しかし、上記のように加熱板40の周囲には、上方側が処理空間63に開放される隙間48が設けられる。そして、基板加熱装置1は大気雰囲気に設置されることで、一方向流の形成前から隙間48には大気が溜まっている。そのように隙間48に大気が溜まっていること、及び一方向流は隙間48の上側に形成されることから、当該一方向流をなすN2ガスは隙間48に進入し難い。即ち、隙間48においては大気からN2ガスへの置換が起こり難く、この隙間48から処理空間63へ大気が漏れ出すことによって、ウエハWの周囲の酸素濃度が、基準値より低くなるまでに比較的長い時間がかかるおそれがある。
そこで、この基板加熱装置1においては、一方向流が形成される際に隙間48内の大気が排気されて、ウエハWの周囲の酸素濃度を速やかに低下させながら、処理空間を流れる一方向流を形成するN2ガスを隙間48内に誘導できるように構成されている。さらに、加熱板40の外側全周に亘って設けられる隙間48の下面に対して局所的に開口する排気口54から隙間48を排気するにあたり、隙間48の上方を被覆する隙間被覆部53を設けている。隙間被覆部53を設けることで、処理空間63から隙間48へ流れるN2ガスについて比較的高い圧力損失が生じる、即ちN2ガスの隙間48への流入が制限される。これによって排気口54からは処理空間63から流れ込んだN2が排気されることが抑制されることになり、排気口54から排気されるガスの比率として大気の比率が大きくなる。つまり隙間被覆部53により、隙間48内の大気が当該排気口54から速やかに且つ確実に除去される。また、隙間48の排気が処理空間63を流れる一方向流を乱すリスクも低減される。
ところで、加熱板40のフランジ43が設けられず、隙間被覆部53の先端(内周端)と加熱板40の側壁とが対向して、これらの間に微小な隙間が形成される構成としてもよい。このような構成によっても、隙間48の排気時に上記の隙間48と処理空間63との間を流れるN2ガスに圧力損失が生じる。ただし、加熱板40については縦方向の寸法よりも横方向の寸法の方が大きいことから、熱膨張した際に、縦方向よりも横方向における長さの上昇率が大きい。つまり、上記のように隙間被覆部53の先端と加熱板40の側壁とが対向する構成とする場合、これら隙間被覆部53と加熱板40とが熱膨張により互いに干渉するおそれが有る。
従って、隙間被覆部53が加熱板40の周縁部の上方に位置し、これら隙間被覆部53と加熱板40との間に微小な隙間が形成される構成とすることが好ましい。そして、上記の例では当該加熱板40のフランジ43上に隙間被覆部53が位置しているが、このフランジ43が設けられず、図示した例よりも隙間被覆部53の内周端が加熱板40の中心寄りに位置する構成であってもよい。そのような構成とする場合には、隙間被覆部53とずれ防止ピン67との干渉が起こらないようにすればよい。この干渉を防ぐには、ずれ防止ピン67の位置や大きさを調整すればよい。その他、隙間被覆部53の内周縁部がずれ防止ピン67が設けられる位置まで延伸されると共に、当該内周縁部に上方へ向かい、ずれ防止ピン67が格納される凹部が設けられる構成としてもよい。また、ずれ防止ピン67を設けず、隙間被覆部53の内周端によってウエハWの位置が規制される構成としてもよい。ただし、上記のようにフランジ43が設けられ、その上方を隙間被覆部53が覆う構成とすることで、そのようにずれ防止ピン67との干渉を考慮する必要が無くなる。つまり、フランジ43が設けられる場合、上記の圧力損失を生じさせるための装置の設計が容易になるので好ましい。
また図1に示すように基板加熱装置1は、基板加熱装置1を制御する制御部5を備えている。制御部5には、例えばコンパクトディスク、ハードディスク、MO(光磁気ディスク)、メモリーカード及びDVDなどの記憶媒体に格納されたプログラムがインストールされる。インストールされたプログラムは、基板加熱装置1の各部に制御信号を送信して後述の作用の説明に示す基板加熱装置1の動作を制御するように命令(各ステップ)が組み込まれている。
続いて基板加熱装置1の作用について、図9~図12を用いて説明する。基板加熱装置1において、加熱板40が例えば600℃に加熱され、冷却部3には冷却水が通流された状態とされる。このとき筐体10内は大気雰囲気となっており、図1に実線で示したように基板保持部28は手前側位置で待機した状態となっている。このような状態の基板加熱装置1に、表面に薬液が塗布されることでSOC膜が形成されたウエハWが、搬送機構である搬送アームA1に支持されて搬送される。シャッタ12が開くと共に基板保持部28が奥側位置に移動し、筐体10内に搬送アームA1が進入すると、冷却部3側の昇降ピン36が上昇して、ウエハWが当該昇降ピン36に支持される。そして、搬送アームA1が筐体10内から退避する(図9)。
シャッタ12が閉じられた後にバルブV1~V4が開かれて、ガス供給部7、39からのN2ガスの吐出と、排気ブロック74からの排気と、隙間48の排気とが開始される。ガス供給部7からのN2ガスの吐出と排気ブロック74からの排気とによって、処理空間63に前方から後方に流れる一方向流が形成される。図10中の実線の矢印は、筐体10内におけるN2ガスの流れを示している。また、図10中に点線の矢印で示すように、隙間48が排気されることで当該隙間48に溜まっていた大気が除去されると共に、隙間48には処理空間63からN2ガスが流入する。このように、一方向流を形成するのみでは気体の置換が起こり難い隙間48においても当該置換が起きるため、筐体10内の酸素濃度が速やかに低下し、低酸素雰囲気が形成される。
筐体10内がN2ガスで満たされて処理空間63の酸素濃度が基準値以下となり、既述したように筐体10内におけるN2ガスの吐出及び排気とを開始してから予め設定された待機時間が経過すると、基板保持部28が手前側位置に移動する。そして、昇降ピン36が下降してウエハWが基板保持部28に受け渡され、当該基板保持部28は奥側位置へと移動する。その後、加熱板40の昇降ピン58が上昇して基板保持部28からウエハWを受け取り、基板保持部28の手前側位置への移動後、当該昇降ピン58が下降して、ウエハWが加熱板40に載置されて、例えば60秒間加熱される(図11)。
そして基板保持部28が奥側位置に移動し、加熱板40への受け渡し時とは逆の動作で、ウエハWは加熱板40から基板保持部28に受け渡される。そして、当該基板保持部28は手前側位置に移動し、昇降ピン36がウエハWを突き上げる。基板保持部28が奥側位置に移動すると昇降ピン36が下降して、ウエハWが冷却部3に載置されて冷却され(図12)、基板保持部28は手前側位置に戻る。ウエハWが例えば70秒間冷却されて110℃以下になると、バルブV1~V4が閉鎖され、ガス供給部7、39からのN2ガスの供給、排気ブロック74による排気及び隙間48の排気が停止する。然る後、基板保持部28が奥側位置に移動し、シャッタ12が開かれる。そして、筐体10内に進入した搬送アームA1と昇降ピン36との協働により、ウエハWは当該搬送アームA1に受け渡され、筐体10外に搬出される。その後、シャッタ12が閉じられると共に基板保持部28は手前側位置に戻る。
上記の基板加熱装置1によれば、加熱板40上に前方から後方に向かう一方向流が形成されてウエハWが加熱される。そして、この加熱板40の外周を囲むことで断熱する環状部47の側壁と加熱板40の側壁との間に形成される隙間48が、排気部56により排気される。従って、加熱板40の周囲の酸素濃度を速やかに低下させることができるので、ウエハWを基板加熱装置1に搬入後、ウエハWの加熱を開始するまでの時間を短くすることができる。それ故に、この基板加熱装置1によればスループットを高くすることができる。既述した例ではウエハWを比較的高い温度で加熱しているが、そのような温度でウエハWを加熱することには限られず、例えば100℃程度にウエハWを加熱する場合にも基板加熱装置1を用いることができる。ただし450℃以上にウエハWを加熱する場合は、上記のように一方向流を形成することが有利であるため、この基板加熱装置1の構成が特に有効である。
なお、上記の特許文献1の加熱装置は、基板加熱装置1のような一方向流を形成する装置ではないし、加熱部と環状部との間に隙間が設けられる構成でもない。特許文献2、3の加熱装置についても、ホットプレート、熱板の外側に夫々隙間が設けられる構成ではない。つまり、各引用文献1~3の装置の構成は、本開示の装置の構成とは異なり、基板加熱装置1についての上記の効果が得られるものでは無い。
既述の処理例ではガス供給部7、39からのN2ガスの吐出と排気ブロック74からの排気とが行われる間、隙間48が排気され続ける。しかし、ウエハWの加熱を開始するまでに、ウエハWの周囲の酸素濃度が基準値以下となっていればよいので、そのような期間、隙間48を排気することには限られない。例えば、ガス供給部7、39からのN2ガスの吐出と排気ブロック74からの排気とを開始してからウエハWを加熱板40に載置されるまでの間のみ、隙間48が排気されてもよい。また、隙間48を排気するための排気口54としては、上記の位置に設けられなくてもよい。例えば、環状部47を横方向に貫通するように設けてもよい。ところで基板加熱装置1は、SOC膜が形成されたウエハWを加熱処理することに限られず、レジストや反射防止膜形成用の薬液が塗布されたウエハWを加熱するために用いられてもよい。なお、筐体10内に供給する低酸素雰囲気形成ガスとしては、上記のN2ガスには限られず、例えばAr(アルゴン)ガスなどの他の不活性ガスであってもよい。
ところで隙間48の酸素濃度を低下させることができればよいため、隙間48を排気することには限られず、当該隙間48にパージガスを供給する構成であってもよい。図13は、基板加熱装置1において隙間48を排気する代わりに、そのようにパージガスを供給可能に構成した例を示している。この例では、既述の構成例で排気口54として用いられる孔を、ガス供給口91としている。このガス供給口91にはガス供給管92の一端が接続されており、ガス供給管92の他端はバルブV5を介して、上記のN2ガス供給源15に接続されている。そしてバルブV5の開閉により、隙間48へパージガスとしてのN2ガスの給断が行われる。例えば、この隙間48へのN2ガスの供給は隙間48の排気と同様に、一方向流の形成開始から形成終了まで行ってもよいし、加熱板40にウエハWを載置するまで行ってもよい。なお、隙間48を大気雰囲気から低酸素雰囲気に置換できればよいため、パージガスとしては処理空間63に供給されるガスと同じガスを用いることに限られず、例えばN2ガス以外の不活性ガスをパージガスとして用いてもよい。つまり、一方向流を形成する低酸素雰囲気形成ガスと、隙間48の雰囲気の置換に用いる低酸素雰囲気形成ガスとは同じガスであることには限られない。
また、図14に示すように排気口54が、排気管55及び排気部56に接続されない構成であってもよい。この図14に示す例では排気口54が、下方支持部44の下方に位置する外側空間(図中93として表示している)に連通している。この外側空間93は、上記の排気管55内のガス流路と同様に、環状部47及び下方支持部44に囲まれる領域の外側に位置すると共に処理空間63とは別個に設けられる空間である。このように排気口54が外側空間93に連通する構成とした場合、一方向流の風圧により隙間48に溜まった大気が当該外側空間93に排出されて、ウエハWの周囲の酸素濃度を速やかに低下させることができる。ただし、上記のように隙間48に排気部56を接続して当該隙間48が吸引排気される構成や、隙間48にパージガスを供給する構成とすることで、より速やかに当該酸素濃度を低下させることができるため好ましい。
なお、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
(評価試験)
本開示に関連して実施された評価試験について説明する。評価試験1として、図1で説明した基板加熱装置1を用いて、筐体10内が大気雰囲気とされた状態から既述したように、ガス供給部7によるN2ガスの供給、排気ブロック74による排気、隙間48の排気を各々行った。そして、このガス供給及び排気を行う間、酸素濃度検出部19により検出値をモニターし、ガス供給及び排気を開始してから、酸素濃度が目標濃度であるAppm以下になるまでの時間を測定した(Aは実数である)。4つの排気口54からの排気量は、各々0.5L/分となるように隙間48の排気を行った。また、比較試験1として隙間48の排気を行わないことを除き、評価試験1と同様の試験を行った。
本開示に関連して実施された評価試験について説明する。評価試験1として、図1で説明した基板加熱装置1を用いて、筐体10内が大気雰囲気とされた状態から既述したように、ガス供給部7によるN2ガスの供給、排気ブロック74による排気、隙間48の排気を各々行った。そして、このガス供給及び排気を行う間、酸素濃度検出部19により検出値をモニターし、ガス供給及び排気を開始してから、酸素濃度が目標濃度であるAppm以下になるまでの時間を測定した(Aは実数である)。4つの排気口54からの排気量は、各々0.5L/分となるように隙間48の排気を行った。また、比較試験1として隙間48の排気を行わないことを除き、評価試験1と同様の試験を行った。
図15のグラフは、評価試験1、比較試験1で各々測定された酸素濃度の推移の概略を示している。グラフの縦軸は酸素濃度を示しており、下側に向かうほど酸素濃度が小さい。グラフの横軸は、ガス供給及び排気を開始してからの経過時間を示す。グラフにおける実線が評価試験1の結果を、鎖線が比較試験1の結果を夫々示している。グラフに示すように経過時間が比較的短いうちは、評価試験1、比較試験1について同様に時間と共に酸素濃度が低下する。しかし経過時間が比較的長くなると、評価試験1の方が比較試験1より時間あたりの経過時間の低下量が大きくなり、目標濃度であるAppmに比較的速やかに到達した。具体的に、比較試験1ではガス供給及び排気を開始してから目標濃度に達するまでに300秒以上を要したが、評価試験1では100秒経過前に目標濃度に達した。従って、この評価試験1から隙間48に大気が溜まること、及びこの大気を除去して酸素濃度を速やかに低下させるために、当該隙間48を排気する構成とすることが有効であることが確認された。つまり、基板加熱装置1の装置の効果が確認された。
W ウエハ
1 基板加熱装置
40 加熱板
47 環状部
48 隙間
61 天板
63 処理空間
7 ガス供給部
75 排気口
1 基板加熱装置
40 加熱板
47 環状部
48 隙間
61 天板
63 処理空間
7 ガス供給部
75 排気口
Claims (9)
- 基板を載置して加熱する加熱板と、
前記加熱板の全周に亘って当該加熱板との間に隙間が形成されるように、当該加熱板の側方を囲む環状部と、
前記隙間が連通すると共に前記基板を加熱処理するための処理空間が当該加熱板及び環状部との間に形成されるように、前記加熱板及び環状部に対向して設けられる処理空間形成部と、
前記基板を加熱するときに前記処理空間を低酸素雰囲気とするための低酸素雰囲気形成ガスを前記処理空間の一端部から他端部へ向けて供給し、前記基板の幅をカバーすると共に当該基板の一端部から他端部へ向かう気流を形成するためのガス供給部と、
前記ガス供給部から前記低酸素雰囲気形成ガスが供給されるときに前記処理空間における前記低酸素雰囲気ガスを吸引排気して前記気流を形成するために、当該処理空間の他端部に設けられた排気口と、
前記気流の形成前に前記隙間に溜まるガスを、前記基板を加熱するまでに前記低酸素形成雰囲気形成ガスに置換するための置換部と、
を備える基板加熱装置。 - 前記置換部は、前記環状部により囲まれる領域の外側に位置すると共に前記処理空間とは別個に設けられる空間へと排出するための隙間用の排気口を備える請求項1記載の基板加熱装置。
- 前記隙間用の排気口は当該隙間の気体を吸引排気する排気部に接続され、
前記処理空間とは別個に設けられる空間は、当該隙間用の排気口と前記排気部とを接続するガス流路である請求項2記載の基板加熱装置。 - 前記処理空間から前記隙間に向かう低酸素雰囲気ガスに圧力損失を生じさせるように、当該隙間の上方を覆う隙間被覆部が設けられる請求項2記載の基板加熱装置。
- 前記置換部は、前記隙間に前記低酸素雰囲気形成ガスを供給し、前記気流の形成前に前記隙間に溜まるガスを前記処理空間へパージするガス供給口を備える請求項1記載の基板加熱装置。
- 前記気流が流れる方向を前後方向とすると、前記処理空間をこの前後方向に見て、前記ガス供給部に比べて前記排気口に近い位置に当該処理空間の酸素濃度を検出するための酸素濃度検出部が設けられた請求項1記載の基板加熱装置。
- 前記加熱板は、前記基板を450℃以上の温度に加熱する請求項1記載の基板加熱装置。
- 前記環状部に対して横方向に離れて設けられ、前記加熱板による加熱処理後の基板が載置されて冷却される冷却部と、
前記加熱板の下方側から前記冷却部の下方側へ亘って設けられた遮熱板と、
前記遮熱板を冷却するための冷却機構と、
前記基板を保持する基板保持部を備え、前記冷却部と前記加熱板との間で前記基板を搬送する基板搬送機構と、
前記基板搬送機構を構成し、前記基板保持部を横方向に移動させるために前記遮熱板よりも下方側に設けられた移動機構と、
を備える請求項1記載の基板加熱装置。 - 環状部によってその側方が囲まれ、当該環状部との間に全周に亘って隙間が形成される加熱板に基板を載置して加熱する工程と、
前記加熱板及び環状部に対向して設けられる処理空間形成部により当該加熱板及び環状部との間に前記隙間が連通するように形成された、前記基板を加熱処理するための処理空間において、前記基板を加熱するときに低酸素雰囲気を形成する工程と、
前記低酸素雰囲気を形成するための低酸素雰囲気形成ガスによって前記基板の幅をカバーすると共に当該基板の一端部から他端部へ向かう気流を形成するために、ガス供給部により前記処理空間の一端部から他端部へ向けて当該低酸素雰囲気形成ガスを供給する工程と、
前記ガス供給部から前記低酸素雰囲気形成ガスが供給されるときに、前記処理空間の他端部に設けられた排気口から当該処理空間における低酸素雰囲気ガスを吸引排気して、前記気流を形成する工程と、
置換部により前記気流の形成前に前記隙間に溜まるガスを、前記基板を加熱するまでに前記低酸素形成雰囲気形成ガスに置換する工程と、
を備える基板加熱方法。
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