(57)【要約】【課題】基板を加熱処理する熱処理装置において、基板の熱処理の面内均一性を高める技術を提供すること。【解決手段】載置された基板を第１の温度に加熱する熱板と、前記基板を支持する支持部を備え、前記熱板の上方領域と当該上方領域から横方向に外れた外側領域との間で当該基板を搬送する搬送体と、前記上方領域における前記搬送体と前記熱板との間で前記基板を受け渡す受け渡し機構と、前記外側領域において前記支持部に支持された前記熱板による加熱前の基板を、前記第１の温度よりも低い第２の温度に加熱する加熱機構と、前記熱板で加熱済みで前記外側領域へ搬送するために前記支持部に支持された前記基板が前記第２の温度よりも低い第３の温度になるように冷却する冷却機構と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
載置された基板を第１の温度に加熱する熱板と、
前記基板を支持する支持部を備え、前記熱板の上方領域と当該上方領域から横方向に外れた外側領域との間で当該基板を搬送する搬送体と、
前記上方領域における前記搬送体と前記熱板との間で前記基板を受け渡す受け渡し機構と、
前記外側領域において前記支持部に支持された前記熱板による加熱前の基板を、前記第１の温度よりも低い第２の温度に加熱する加熱機構と、
前記熱板で加熱済みで前記外側領域へ搬送するために前記支持部に支持された前記基板が前記第２の温度よりも低い第３の温度になるように冷却する冷却機構と、
を備える熱処理装置。
【請求項２】
前記基板には露光後で現像前のレジスト膜が形成されている請求項１記載の熱処理装置。
【請求項３】
前記支持部は前記加熱機構と前記冷却機構とに共用され、
前記加熱機構及び前記冷却機構は、支持された前記基板が前記第２の温度になるように前記支持部を加熱する加熱状態と、支持された前記基板が前記第３の温度になるように前記支持部を冷却する冷却状態とを互いに切り替える請求項１または２記載の熱処理装置。
【請求項４】
前記支持部はペルチェ素子により構成され、
前記加熱機構及び冷却機構は当該ペルチェ素子に供給する電流の向きを切り替えることで前記加熱状態と前記冷却状態とを互いに切り替える切り替え機構により構成される請求項３記載の熱処理装置。
【請求項５】
制御信号を出力する制御部が設けられ、
前記基板が前記支持部に支持されると同時か支持された後に、当該基板を前記第２の温度にするために前記冷却状態から前記加熱状態への切り替えが行われるように前記制御信号が出力される請求項３または４記載の熱処理装置。
【請求項６】
前記制御部が設けられ、
前記冷却状態から前記加熱状態へ切り替わるタイミングは、前記基板を支持する前記搬送体が前記上方領域に位置する予定のタイミングに応じたタイミングとなるように前記制御信号が出力される請求項３ないし５のいずれか一つに記載の熱処理装置。
【請求項７】
前記制御部が設けられ、
当該制御部は、前記支持部に載置される前の前記基板の温度についての情報を取得し、
前記基板が搬送されるときの前記支持部の温度が、当該基板の温度に対応する温度になるように制御信号を出力する請求項３または４記載の熱処理装置。
【請求項８】
前記制御部が設けられ、
前記基板が前記熱板に載置されている間、前記支持部が前記冷却状態とされて降温されるように制御信号を出力する請求項３ないし７のいずれか一つに記載の熱処理装置。
【請求項９】
前記搬送体は、
前記各々前記支持部を備えた互いに別体の第１の搬送体と、第２の搬送体とを備え、
前記加熱機構、前記冷却機構により前記第１の搬送体の支持部の温度、前記第２の搬送体の温度が各々調整される請求項１または２記載の熱処理装置。
【請求項１０】
前記第２の温度は２０℃〜７０℃である請求項１ないし９のいずれか一つに記載の熱処理装置。
【請求項１１】
熱板に載置された基板を第１の温度に加熱する工程と、
前記基板を支持する支持部を備え、前記熱板の上方領域と当該上方領域から横方向に外れた外側領域との間で当該基板を搬送する工程と、
前記上方領域における前記搬送体と前記熱板との間で前記基板を受け渡す工程と、
前記外側領域において前記支持部に支持された前記熱板による加熱前の基板を、前記第１の温度よりも低い第２の温度に加熱する工程と、
前記熱板で加熱済みで前記外側領域へ搬送するために前記支持部に支持された前記基板が前記第２の温度よりも低い第３の温度になるように冷却する工程と、含む熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、基板を加熱する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスのフォトリソグラフィ工程においては、基板である半導体ウエハにレジストなどの薬液の塗布による各塗布膜の形成、塗布膜であるレジスト膜の露光、及び現像が行われる。そして基板に塗布膜を塗布した後や、レジスト膜に露光処理を行った後などに基板を加熱する熱処理が行われる。このような熱処理装置としては、例えば水平に載置した基板を加熱する熱処理装置が知られている。
特許文献１には、容器内において被処理体を加熱する発熱体を有する載置台と、当該容器内において載置台の上方に相対向して設けられた被処理体温度制御手段とを備えた熱処理装置が記載されている。そして被処理体を載置台にて加熱する前に被処理体を被処理体温度制御手段に近接あるいは接触させて被処理体を予備加熱するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１５０６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示はこのような事情の下になされたものであり、基板を加熱処理する熱処理装置において、基板の熱処理の面内均一性を高める技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の熱処理装置は、載置された基板を第１の温度に加熱する熱板と、
前記基板を支持する支持部を備え、前記熱板の上方領域と当該上方領域から横方向に外れた外側領域との間で当該基板を搬送する搬送体と、
前記上方領域における前記搬送体と前記熱板との間で前記基板を受け渡す受け渡し機構と、
前記外側領域において前記支持部に支持された前記熱板による加熱前の基板を、前記第１の温度よりも低い第２の温度に加熱する加熱機構と、
前記熱板で加熱済みで前記外側領域へ搬送するために前記支持部に支持された前記基板が前記第２の温度よりも低い第３の温度になるように冷却する冷却機構と、を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば基板を加熱処理する熱処理装置において、基板の熱処理の面内均一性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施の形態に係る熱処理装置を示す縦断側面図である。
【図２】前記熱処理装置を示す平面図である。
【図３】前記熱処理装置に設けられる制御部を示す構成図である。
【図４】前記熱処理装置の作用を示す説明図である。
【図５】前記熱処理装置の作用を示す説明図である
【図６】前記熱処理装置の作用を示す説明図である
【図７】前記熱処理装置の作用を示す説明図である
【図８】前記熱処理装置の作用を示す説明図である
【図９】前記熱処理装置の作用を示す説明図である
【図１０】本実施の形態に係る熱処理装置の他の例を示す縦断側面図である。
【図１１】熱処理装置のさらに他の例に設けられる制御部を示す構成図である。
【図１２】前記熱処理装置が設けられる塗布、現像装置を示す斜視図である。
【図１３】前記塗布、現像装置の平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本開示の実施の形態に係る熱処理装置１について、図１の縦断側面図、図２の平面図を夫々参照しながら説明する。この熱処理装置１に搬送されるウエハＷの表面には化学増幅型のレジスト膜が形成されており、当該レジスト膜の表面は、この熱処理装置１による加熱後に現像処理を行うことでレジストパターンが形成されるように露光されている。つまり熱処理装置１はポストエクスポージャベーク（ＰＥＢ）を行い、露光により生じた酸をレジスト膜中に拡散させる。
【０００９】
熱処理装置１は、筐体１１を備え、筐体１１の側壁には、ウエハＷの搬送口１２が設けられている。筐体１１内において搬送口１２が開口している側を前方側とすると、筐体１１内の後方側には、筐体１１の底面に支持柱２３を介して設置された水平な円形の熱板２が設けられている。熱板２の上面にはウエハＷを支持するギャップピン２２が多数分散して設けられている。また熱板２には、例えば発熱抵抗体からなるヒーター２１が埋設され、熱板２に載置されたウエハＷを、第１の温度、例えば１１０℃に加熱処理できるように構成されている。熱板２には、熱板２を厚さ方向に貫通する貫通孔３０が周方向に３カ所設けられている。各貫通孔３０には垂直な昇降ピン３１が挿通されている。各昇降ピン３１は、昇降板３２を介して筐体１１の底面に設置された昇降機構３３に接続され、各昇降ピン３１は、昇降機構３３により昇降し、昇降ピン３１の先端は熱板２の表面において突没する。図１中の９４は、ヒーター２１を昇温させるための電源部である。
【００１０】
熱板２の上方には、熱板２に載置されたウエハＷを囲むように、底面側が開口した扁平な円筒形のカバー２４が設けられる。カバー２４は、支持部２５を介して昇降機構２６に接続され、カバー２４は、熱板２上において昇降する。ウエハＷを加熱処理する際には、図１に示すようにカバー２４の側壁の下端は熱板２に接し、カバー２４と熱板２とにより、ウエハＷの周囲が区画され、ウエハＷを熱板２に受け渡すときには、カバー２４が上昇し、ウエハＷの周囲が開放される。
【００１１】
筐体１１内の前方側（搬送口１２側）には、搬送体である搬送アーム４が設けられる。搬送アーム４は、水平な概略円板状の支持部である支持プレート４０を備え、支持プレート４０の表面にウエハＷが載置される。この支持プレート４０は支持部材４２を介して接続された移動機構４３により前後方向に移動し、熱板２の上方領域と、熱板２の横方向に外れた外側領域（図１に示す位置）と、の間で移動することができる。
【００１２】
搬送アーム４が外側領域に位置するときに、ウエハＷを保持した熱処理装置１の外部の搬送機構が搬送口１２から筐体１１内に進入し、支持プレート４０の上方から下方に昇降することで、当該外部の搬送機構とアーム３４との間でウエハＷの受け渡しが行われる。なおこの例では、外部の搬送機構は、ウエハＷの周縁部を等間隔に４か所下方側から支持するように構成されている。従ってウエハＷを受け渡す時に搬送機構と支持プレート４０とが互いに干渉し合うことを避けるため、支持プレート４０の周縁には、等間隔に４か所の切り欠き４４が形成されている。また図２に示すように支持プレート４０には、後端から前方側に向けてスリット４５が形成されている。このスリット４５により熱板２上に支持プレート４０が位置したときに、熱板２から突没する昇降ピン３１が当該スリット４５を介して支持プレート４０上に突出することができ、昇降ピン３１の昇降と搬送アーム４の進退との協働により、熱板２と支持プレート４０との間でウエハＷの受け渡しが行われる。昇降ピン３１は、受け渡し機構に相当する。
【００１３】
また支持プレート４０の内部には、加熱機構及び冷却機構を兼用するペルチェ素子部４１が埋設されている。ペルチェ素子部４１は、ペルチェ素子部４１に供給する電流の向きを切り替えて、支持プレート４０を第２の温度、例えば４０℃で加熱する加熱状態と、第３の温度、例えば２３℃で冷却する冷却状態とに切り替える温冷切り替え部９５に接続されている。なお温冷切り替え部９５は、ペルチェ素子部４１に供給する電流の大きさを調整して、ペルチェ素子部４１の加熱温度及び冷却温度を調整できるように構成してもよい。ペルチェ素子部４１は、例えば前後２行左右２列の２×２の行列状に４分割されており、支持プレート４０に載置されたウエハＷの全面を均一に加熱あるいは冷却できるように構成されている。このように熱処理装置１においては、熱板２の上方領域とその外側領域との間でウエハＷを直接搬送する搬送体である搬送アーム４に設けられた支持プレート４０によりウエハＷの加熱及び冷却を行う。即ちウエハＷを温度調整する搬送体と、熱板２の上方領域へウエハＷを搬送する搬送体とが一体となっている。
【００１４】
図３に示すように熱処理装置１は、例えばコンピュータからなる制御部９を備えている。制御部９は、ＣＰＵ９１、メモリ９２、プログラム格納部９３を備えている。図３中の９０はバスである。また制御部９は、温冷切り替え部９５、ヒーター２１を加熱する電源部９４、搬送アーム４の移動機構４３、各昇降機構３３、２６（図３中では、カバー２４の昇降機構は省略している）に制御信号を出力できるように構成されている。
【００１５】
プログラム格納部９３には、後述する熱処理装置１の作用に示すペルチェ素子部４１の加熱状態と冷却状態との切り替えの制御、搬送アーム４の移動、カバー２４の昇降、ウエハＷの受け渡し等のシーケンスが実施されるように命令（ステップ群）が組まれた、プログラムが格納される。このプログラムは、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）、ＤＶＤ、メモリーカードなどの記憶媒体により格納されて制御部９にインストールされる。
【００１６】
続いて本実施の形態に係る熱処理装置１の作用について図４〜図９の模式図を用いて説明する。化学増幅型のレジスト膜が形成され露光処理が行われたウエハＷは、筐体１１の外部の搬送機構Ａ５により筐体１１内に搬送される。熱処理装置１においては、ウエハＷが搬送される前に、熱板２が例えば１１０℃に加熱され、支持プレート４０は、例えば２３℃に冷却された冷却状態にて外側領域に待機している。図４〜図９においては、支持プレート４０が冷却状態（２３℃）の時には、支持プレート４０から破線の矢印を伸ばして示し、支持プレート４０が加熱状態のときには、支持プレート４０から実線の波型の矢印を伸ばして示している。熱板２に載置されたウエハＷが加熱されているときも熱板２から実線の波型の矢印を伸ばして示している。
【００１７】
まず図４に示すように熱処理装置１内に熱処理対象のウエハＷを保持した搬送機構Ａ５を進入させ、支持プレート４０の上方から下方に移動させてウエハＷを支持プレート４０上に載置する。そして例えば図５に示すようにウエハＷが支持プレート４０に載置されると同時に、ペルチェ素子部４１を冷却状態から加熱状態に切り替える。これによりウエハＷの温度は冷却温度である２３℃から、レジスト膜の内部において酸が拡散を開始する温度の下限よりも低い温度、例えば４０℃まで昇温する。
【００１８】
次いで図６に示すように熱板２側のカバー２４を上昇させ、支持プレート４０を加熱状態にしたまま、熱板２の直上の上方領域に移動させる。さらに昇降ピン３１により支持プレート４０に支持されたウエハＷを突き上げて受け取り、支持プレート４０を外側領域に退避させる。その後図７に示すように昇降ピン３１を下降させて熱板２にウエハＷを載置し、カバー２４を下降させる。これによりウエハＷが熱板２によりさらに１１０℃に加熱され、ウエハＷの面内で酸拡散反応が進行する。支持プレート４０においては、ウエハＷを昇降ピン３１に受け渡した後は、ペルチェ素子部４１を冷却状態に切り替え、外側領域にて待機する。
【００１９】
そしてウエハＷの加熱が完了すると、昇降ピン３１により熱板２上のウエハＷを突き上げ、支持プレート４０を冷却状態としたまま、上方領域に移動させる。さらに図８に示すように昇降ピン３１を下降させてウエハＷを支持プレート４０に受け渡す。支持プレート４０は、ウエハＷを受け取ると図９に示すように速やかに外側領域に移動する。支持プレート４０は、予め冷却状態に切り替えられているため、支持プレート４０に載置された直後からウエハＷの冷却が開始される。そして、支持プレート４０はウエハＷを熱板２上へ搬送したときよりも低い温度であるため、載置されたウエハＷの温度は急激に低下し、ウエハＷの面内全体で酸拡散反応が停止する。
【００２０】
そして搬送アーム４が外側位置に待機している間にウエハＷは、例えば２３℃まで冷却される。その後例えば外部の搬送機構Ａ５を支持プレート４０の下方に進入させ、搬送機構Ａ５を上昇させる。これにより支持プレート４０に載置されたウエハＷが搬送機構Ａ５に受け渡される。この後支持プレート４０は、冷却状態を維持したまま外側領域にて、後続のウエハＷを搬送するために待機する。後続のウエハＷについても、先に処理されたウエハＷと同様に処理が行われる。つまり、既述した手順で処理が行われる。
【００２１】
ここで、上記のように熱板２に載置前のウエハＷを支持プレート４０により加熱する理由について説明する。熱処理装置１から搬出されたウエハＷは、現像装置に搬送される。現像装置においては、ウエハＷに現像液を供給してレジスト膜に露光されたパターンを現像する。化学増幅型レジストを塗布したウエハＷにおいては、露光処理を行った後、例えば１１０℃に加熱することにより、レジスト中に酸が拡散する。この酸によりネガ型のレジストの場合には露光されていない領域が現像液に可溶となり、ポジ型のレジストの場合には露光された領域が現像液に可溶になる。この時ウエハＷを面内で均一に加熱することにより、レジスト膜中に酸が均一に拡散し、現像処理を行った時の線幅が均一になる。
【００２２】
しかしながらウエハＷを熱板２においた直後は、当該ウエハＷの面内において温度の均一性を制御しにくく、具体的には、ウエハＷの面内で昇温過度特性（昇温を開始した後、温度が一定になるまでの温度変化の特性）に差が生じてしまう。つまり、ウエハＷの温度を面内で均一に維持したまま目標温度まで上昇させることは難しい。とりわけ熱板２の温度と、ウエハＷの温度と、の差が大きい場合には、ウエハＷの面内で昇温過度特性についての差が生じやすくなる。そしてウエハＷの面内で昇温過度特性に差が生じると、ウエハＷの面内において熱履歴に差が生じてしまい、ウエハＷの面内において酸の拡散具合がばらつき、現像処理時にパターンの線幅の均一性が悪くなるおそれがある。近年では熱板２のヒーターパターンの最適化や制御などにより昇温過度特性の向上を図っているがパターンの微細化を図る上で更なる改善が求められている。
【００２３】
そこで、上述の実施の形態によれば、露光後のレジスト膜が形成された現像前のウエハＷを熱処理する熱処理装置１において、ウエハＷをレジスト膜中の酸が拡散する第１の温度で加熱する熱板２を設けている。さらに熱板２の上方領域と、上方領域から横方向に外れた外側領域との間で、支持プレート４０に載置されたウエハＷを搬送する搬送アーム４を設けている。そして外側領域にて熱板２による加熱を行う前に支持プレート４０に載置されたウエハＷをレジスト膜中の酸が拡散する温度よりも低い第２の温度で加熱するように構成し、熱板２で加熱処理を行ったウエハＷを支持プレート４０にて外側領域に搬送するときに第２の温度よりも低い第３の温度で冷却するようにしている。
【００２４】
そのため熱処理装置１に搬入されたウエハＷを熱板２に受け渡す前に予めレジスト膜が反応する温度よりも低い温度に加熱し、その後熱板２に受け渡すことができる。従って熱板２に載置した後のウエハＷの第１の温度と熱板２に載置される前のウエハＷの温度との差が小さくなり、ウエハＷの面内において、昇温過度特性の差が小さくなるため、ウエハＷの面内で均一性高く反応が進む。そして、その後、ウエハＷの第３の温度で冷却することで、面内全体で同時に反応を停止させる。このように処理が行われることで、ウエハＷの面内各部で均一性高くレジスト膜を反応させることができる。従って、当該ウエハＷを現像したときにパターンの線幅を均一にすることができる。
【００２５】
なお、上記した引用文献１の装置では熱板が含まれる容器内に設けられる加熱部により、熱板に載置前のウエハＷを加熱する。そのため、容器内の温度分布の影響を受けることになるので、ウエハＷの面内で精度高く温度を制御することは難しいと考えられる。従って、熱処理装置１では、引用文献１の装置よりもウエハＷの面内で均一性高い処理を行うことができる。
【００２６】
ところで上記の熱処理装置１による処理においては、熱板２にウエハＷを受け渡した後、支持プレート４０が加熱状態から冷却状態に切り替わり、熱板２によるウエハＷの加熱と、支持プレート４０の降温とが並行して行われる。従って、熱板２による処理完了後、速やかに支持プレート４０によりウエハＷを冷却し、過剰に反応が進行することを防ぐことができる。また熱板２による処理完了後に支持プレート４０を冷却するために必要な時間を設ける必要が無いのでスループットの低下を防ぐことができる。
なお、支持プレート４０を加熱状態から冷却状態に切り替えるタイミングとしては、上記の例には限られず、例えばウエハＷを昇降ピン３１に受け渡す直前であってもよいし、支持プレート４０が外側領域に移動後であってもよい。
【００２７】
また、上記の熱処理装置１による処理においては、支持プレート４０にウエハＷが載置されると同時に支持プレート４０が加熱状態となり昇温が開始される。ウエハＷが急激に比較的高い温度とされると当該ウエハＷに反りが発生する懸念が有る。そして、この反りによって熱処理装置１においてウエハＷの面内各部の反応にばらつきが生じるおそれが有る。しかし、上記のようにウエハＷが載置されるタイミングで支持プレート４０の加熱を開始しているので、そのような不具合を防ぐことができる。
【００２８】
また、熱処理装置１に順次搬送される各ウエハＷについてこのようなタイミングで支持プレート４０による加熱が行われるので、ウエハＷ間で支持プレート４０による加熱が開始されてから、熱板４０へ受け渡されて支持プレート４０による加熱が終了するまでの時間の長さが揃うことになる。従って、上記のように支持プレート４０の昇温開始のタイミングを制御することは、ウエハＷ間で均一性高い処理を行うことにもなる。なお、ウエハＷが載置されるタイミングと支持プレート４０が加熱状態に切り替わるタイミングとが同時と説明してきたが、ウエハＷが支持プレート４０に載置されてから所定の時間が経過した後に支持プレート４０の加熱状態への切り替えが行われるようにしてもよい。
【００２９】
ところで、例えば先のウエハＷを熱処理装置１から搬出するために支持プレート４０により冷却した後、後続のウエハＷを支持プレート４０に載置する前に支持プレート４０の温度を上昇させて所定の温度にし、当該所定の温度になった支持プレート４０に後続のウエハＷを載置して加熱することも考えられる。つまり、上記のように複数のウエハＷを熱処理装置１に順次搬送して処理するにあたり、各ウエハＷを支持プレート４０に搬送する前に、支持プレート４０が所定の温度になるように加熱しておいてもよい。ただし、その場合、搬送機構Ａ５による各ウエハＷの搬送状況によっては、熱処理装置１へのウエハＷの搬送時に支持プレート４０が所定の温度に到達しておらず、当該搬送機構Ａ５がウエハＷを支持プレート４０に受け渡せずに待機させる必要が生じることが考えられる。従って、そのような待機時間が生じることを防いでスループットを向上させるために、支持プレート４０の冷却状態から加熱状態の切り替えは、既述のように支持プレート４０へのウエハＷの載置後あるいは載置と同時に行うことが好ましい。
【００３０】
また、ウエハＷの面内及び複数のウエハＷ間で均一な処理を行うためには、支持プレート４０により加熱されたウエハＷの温度が上記の第２の温度で安定した状態でウエハＷをオーブンに搬入する（熱板２の上方領域に位置させる）ことが好ましい。つまりウエハＷの温度が第２の温度に到達してから、オーブンへの搬入されるまでに十分な時間を確保することが好ましい。ただし、ウエハＷが支持プレート４０に載置されてからオーブンへ搬入されるまでの時間が長すぎると、スループットの低下を招くし、レジスト膜が変質するおそれが有る。そこで、オーブンにウエハＷを搬入する予定のタイミングに応じて、ウエハＷを載置した支持プレート４０の冷却状態から加熱状態への切り替えのタイミングを調整するように制御を行うことが好ましい。言い換えると、オーブンにウエハＷが搬入されるタイミングと支持プレート４０による加熱が開始されるタイミングとの時間が所定の時間になるように制御することが好ましい。
【００３１】
このような制御の具体的な一例を述べる。例えば熱板２の温度の変更中はウエハＷをオーブンに搬入できないものとする。支持プレート４０にウエハＷが載置されたとき、上記の一連の動作により支持プレート４０が上方領域に位置する予定のタイミングがオーブンにウエハＷを搬入できない期間と重なる場合、その搬入できない期間の終了後に支持プレート４０が上方領域に位置するように加熱状態の切り替えのタイミングを遅らせる。つまり、ウエハＷを支持プレート４０に載置すると同時に支持プレート４０による加熱を行うのではなく、支持プレート４０に待機させた後に当該加熱を開始し、この加熱開始からオーブン搬入までの時間が予定された時間からずれないようにする。
【００３２】
熱処理装置１は、ウエハＷを加熱して熱板２に受け渡す搬送アーム４と、熱板２で加熱したウエハＷを受け取り冷却する搬送アーム４と、を各々個別に備えていてもよい。例えば図１、図２に示した熱処理装置１の搬送アーム４に代えて、図１０に示すように熱板２の前方側に、加熱アーム４Ａと、冷却アーム４Ｂと、を上下に積層して設ける。加熱アーム４Ａと、冷却アーム４Ｂと、は、各々支持プレート４００を備え、加熱アーム４Ａの支持プレート４０には、ヒーター４１Ａを埋設し、冷却アーム４Ｂには、例えば冷却水を通流できるように構成した水冷管４１Ｂを埋設すればよい。
【００３３】
さらに夫々個別に外側領域と熱板２の上方領域との間を移動できるように構成すればよい。図１０中４２Ａ、４２Ｂは、夫々加熱アーム４Ａ、冷却アーム４Ｂの支持プレート４０を支持する支持部であり、４３０は、加熱アーム４Ａ、冷却アーム４Ｂを個別に移動させる移動機構である。なお図１０の例では、昇降ピン３１と同様に構成された昇降ピン３４を設け、昇降ピン３４を昇降板３５を介して昇降機構３６に接続している。そして昇降ピン３４と、外部の搬送機構との協働作用により受け渡しを行うように構成している。
【００３４】
そして加熱処理前のウエハＷを２３℃の温度とした加熱アーム４Ａに載置し、その後２３℃から４０℃に昇温する。さらに加熱アーム４Ａを上方領域に移動させてウエハＷを熱板２に受け渡す。さらに加熱処理後のウエハＷを冷却アーム４Ｂで受けとり、２３℃に冷却する。さらに冷却アーム４Ｂから外部の搬送機構にウエハＷを受け渡すにあたっては、加熱アーム４Ａを熱板２の上方領域に移動させ冷却アーム４Ｂに載置されたウエハＷを昇降ピン３４で突き上げ、外部の搬送機構に受け渡すようにすればよい。またこのようにウエハＷを加熱して搬送する加熱アーム４Ａと、ウエハＷを冷却して搬送する冷却アーム４Ｂとを上下に配置することで、熱処理装置１内に複数の搬送アーム４を設けた場合にも、装置のフットプリントの大型化を避けることができる効果がある。さらには図１、図２のように１台の搬送アーム４によりウエハＷの加熱状態と、冷却状態とを切り替えることができるように構成することでウエハＷを第２の温度に加熱する搬送アーム４と、第３の温度に冷却する搬送アーム４とを個別に設ける必要がなく装置の大型化を抑制できる効果がある。
【００３５】
また支持プレート４０内に、温調水の配管及び冷却水の配管、あるいはヒータ及び冷却機構を埋設してもよい。図１、図２に示した熱処理装置１においては、支持プレート４０に供給される電流の向きにより加熱と冷却とを切り替えることができるペルチェ素子部４１を設けている。そのためウエハＷを第２の温度に加熱する加熱機構と、第３の温度に冷却する冷却機構とを個別に設ける必要がなく装置の大型化やレイアウトの複雑化を避けることができる。
【００３６】
また露光後のレジスト膜を熱板２に載置して加熱するときの加熱温度は、１１０℃程度であることから、支持プレート４０にてウエハＷを加熱するときには、雰囲気の温度よりも高い第２の温度、例えば２０℃から７０℃に加熱するようにすればよい。一般に、熱板２による加熱温度はレジスト種毎の推奨処理温度から決定されるが、厳密にはレジスト膜はそれよりも低い温度から少なからず反応は始まる。換言すると、レジスト膜の反応開始温度は、熱板２による加熱温度よりも低い。つまり、第２の温度は、少なくとも常温（装置内雰囲気温度）より高くレジスト膜の反応開始温度以下であるべきであり、今回の様に熱板２による加熱温度に対し２０％以上低く設定される場合がある。
【００３７】
さらにウエハＷを熱板２に載置して加熱処理を行っている間に支持プレート４０を第３の温度、例えば２３℃の冷却状態に切り替えて降温しておくことが好ましい。このように構成することで熱板２にて加熱したウエハＷを支持プレート４０に受け渡した直後から速やかに冷却することができる。
また加熱処理後のウエハＷを搬送アーム４に受け渡して第２の温度より低い、第３の温度に冷却するが、この第３の温度とは、ウエハＷを搬送アーム４に載置し続けたときに最終的に到達する温度であり、この温度が第２の温度よりも低ければよい。従って加熱処理後のウエハＷを搬送アーム４に受け渡した後、ウエハＷの温度が第２の温度以下に下がりきらないうちに、ウエハＷを熱処理装置１の外部に受け渡す構成であっても本開示の範囲に含まれる。
【００３８】
またウエハＷを熱処理装置１に搬送する前にウエハＷの温度の測定を行い、測定温度に基づいて、外部からウエハＷを受け取るとき支持プレート４０の温度を調整するようにしてもよい。例えば図１１に示すように外部の搬送機構Ａ５に保持されたウエハＷの温度を測定する温度測定部９６を当該搬送機構Ａ５に設け、当該温度測定部９６は測定温度に相当する測定信号を制御部９に出力するように構成される。そして制御部９にて、測定信号に基づきペルチェ素子部４１に入力する電流を調整すればよい。一例としては、検出されるウエハＷの測定温度が、ある基準より低くなった場合はより大きな温度変化量が必要なので支持プレートの初期温度を上げたり加熱時に徐々に温度を上げる手法がとられる。しかし、基板温度が所定温度を超えるオーバーシュートが起きないように、そうして上げられた支持プレートの温度を加熱後半に下げるといったことが考えられる。反対に、ウエハＷの測定温度が、ある基準より高くなった場合は、加熱前半の加熱レートを保つために、上記と同様に初期温度や加熱時温度変化を変えることが考えられるが、オーバーシュートのリスクとその加熱後半における対策も同様のことが言える。
【００３９】
さらにウエハＷを支持プレート４０に載置し、第２の温度に昇温するときに支持プレート４０上のウエハＷの周囲の空間を周辺から隔離するカバーを設けてもよい。このように構成することでウエハＷの周囲の空間を隔離断熱することができるためウエハＷの昇温を促進できる効果がある。このカバーは、ウエハＷを冷却するときには、上昇させておくようにしてもよい。カバーは、熱板２側のカバー２４と一体となって昇降するように構成してもよく、このとき支持プレート側のカバーと、カバー２４と、の連結部分に例えばセラミック板などの断熱材を挟んでもよい。
【００４０】
続いて上述の熱処理装置１が組み込まれる塗布、現像装置の全体構成について簡単に述べておく。塗布、現像装置は図１２及び図１３に示すようにキャリアブロックＢ１と、処理ブロックＢ２と、インターフェイスブロックＢ３と、を直線状に接続して構成されている。インターフェイスブロックＢ３には、更に露光ステーションＢ４が接続されている。
【００４１】
キャリアブロックＢ１は、製品用の基板である例えば直径３００ｍｍのウエハＷを複数枚収納する搬送容器であるキャリアＣ（例えばＦＯＵＰ）から装置内に搬入出する役割を有し、キャリアＣの載置ステージ１０１と、ドア１０２と、キャリアＣからウエハＷを搬送するための搬送アーム１０３と、を備えている。  
処理ブロックＢ２はウエハＷに液処理を行うための第１〜第６の単位ブロックＤ１〜Ｄ６が下から順に積層されて構成され、各単位ブロックＤ１〜Ｄ６は、後述の液処理ユニット１１０にて、ウエハＷに供給する処理液が異なることを除いて概ね同じ構成である。
【００４２】
図１３に代表して単位ブロックＤ５の構成を示すと、単位ブロックＤ５には、キャリアブロックＢ１側からインターフェイスブロックＢ３へ向かう直線状の搬送領域Ｒ３を移動する搬送機構Ａ５と、カップモジュール１１１を備えた、例えばウエハＷに現像液を供給するための液処理ユニット１１０と、が設けられている。なお単位ブロックＤ１（Ｄ２）は液処理ユニット１１０においてウエハＷに反射防止膜となる処理液を塗布し、単位ブロックＤ３（Ｄ４）においては、液処理ユニット１１０においてウエハＷにレジスト液を塗布する。また棚ユニットＵ１〜Ｕ６には既述の熱処理装置１が積層されている。搬送領域Ｒ５のキャリアブロックＢ１側には、互いに積層された複数のモジュールにより構成されている棚ユニットＵ７が設けられている。搬送アーム１０３と搬送機構Ａ５との間のウエハＷの受け渡しは、棚ユニットＵ７の受け渡しモジュールと搬送アーム１０４とを介して行なわれる。
【００４３】
インターフェイスブロックＢ３は、処理ブロックＢ２と露光ステーションＢ４との間でウエハＷの受け渡しを行うためのものであり複数の処理モジュールが互いに積層された棚ユニットＵ８、Ｕ９、Ｕ１０を備えている。なお図中１０５、１０６は夫々棚ユニットＵ８、Ｕ９間、棚ユニットＵ９、Ｕ１０間でウエハＷの受け渡しをするための搬送アームであり、図中１０７は、棚ユニットＵ１０と露光ステーションＢ４との間でウエハＷの受け渡しをするための搬送アームである。
【００４４】
塗布、現像装置及び露光ステーションＢ４からなるシステムのウエハＷの搬送経路の概略について簡単に説明する。ウエハＷは、キャリアＣ→搬送アーム１０３→棚ユニットＵ７の受け渡しモジュール→搬送アーム１０４→棚ユニットＵ７の受け渡しモジュール→単位ブロックＤ１（Ｄ２）→単位ブロックＤ３（Ｄ４）→インターフェイスブロックＢ３→露光ステーションＢ４の順に流れていく。これによりウエハＷの表面に反射防止膜及びレジスト膜が塗布され、さらにレジスト膜の表面に露光処理が行われる。さらに露光処理が行われたウエハＷは、インターフェイスブロックＢ３を介して、単位ブロックＤ５（Ｄ６）に搬送される。
さらに単位ブロックＤ５（Ｄ６）において熱処理装置１に搬送され既述の熱処理が行われ、次いで液処理ユニット１１０に搬送されて現像処理が行われる。その後ウエハＷは、棚ユニットＵ７の受け渡しモジュールＴＲＳ→搬送アーム１０３→キャリアＣの順で流れていく。
既述のように露光後のウエハＷは、ウエハＷを均一に熱処理することが求められる。そのため本実施の形態の熱処理装置１を露光後のウエハＷを加熱する熱処理装置１に適用することで大きな効果を得ることができる。
【００４５】
また本実施の形態に係る熱処理装置１は、ウエハＷの露光処理後に加熱する熱処理装置以外、例えばレジスト膜を塗布したウエハＷを露光ステーションＢ４に搬送する前に加熱する熱処理装置１に適用してもよい。つまり、ＰＡＢ（プリアプライドベーク）を行うために用いてもよい。ただし、上記のＰＥＢについては、温度の誤差に対するレジスト膜反応の変化量が大きく、ウエハＷの面内における高精度な温度制御が求められることから、熱処理装置１としてはＰＥＢに用いることが特に好ましい。
【００４６】
なお、熱処理装置１としては化学増幅型レジスト膜の加熱以外の処理に適用してもよい。つまり、化学増幅型レジスト以外のレジスト膜が形成されたウエハＷの加熱処理に用いてもよいし、反射防止膜形成用の薬液や絶縁膜形成用の薬液が塗布されたウエハＷを加熱して、これら反射防止膜及び絶縁膜を形成する場合にも適用してもよい。また、熱処理装置１としては上記の構成に限られない。カバー２４が設けられず、熱板２の一端側、他端側にガス供給部、排気部を設け、熱板２の一端側から他端側に向かう気流を形成してウエハＷを加熱する構成であってもよい。
【００４７】
以上に検討したように、今回開示された実施形態はすべ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、添付の請求の範囲及びその主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。
【符号の説明】
【００４８】
１                  熱処理装置
２                  熱板
４                  搬送アーム
４０                支持プレート
４１                ペルチェ素子部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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