(57)【要約】【課題】不必要な昇温を抑制しつつも最小限必要な昇温については確実に実行することができる熱処理装置および熱処理方法を提供する。【解決手段】反射防止膜用の塗布液が塗布された基板Ｗは熱処理プレート２１１の載置面２１１ａに載置されて加熱される。また、熱処理プレート２１１の周縁部近傍からカバー２４０を介して熱処理空間２３０に供給された窒素ガスは排気口２６６に向けて流れて装置外部に排気される。加熱処理を行うときのレシピを複数のステップに分割し、最初のステップでは比較的低温で基板Ｗを加熱した後、次のステップにて比較的高温で加熱処理を行う。熱処理プレートの温度を段階的に変化させることにより、不必要な昇温を抑制しつつも最小限必要な昇温については確実に実行し、塗布液からの昇華物が多量に発生するのを防止しつつ必要な特性を有する反射防止膜を確実に焼成する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を加熱して所定の処理を行う熱処理装置であって、
基板を載置面に載置して加熱する熱処理プレートと、
前記載置面に基板を載置している熱処理期間の前記熱処理プレートの温度を段階的に変化させる温度制御手段と、
を備えることを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の熱処理装置において、
前記熱処理プレートの上方を覆うカバーと、
前記カバーと前記熱処理プレートとによって囲まれた熱処理空間に所定のガスを供給するガス供給手段と、
前記熱処理空間からガスを排気する排気手段と、
前記熱処理期間の前記熱処理空間へのガス供給流量および前記熱処理空間からの排気流量が段階的に変化するように前記ガス供給手段および前記排気手段を制御する給排気制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする熱処理装置。
【請求項３】
請求項２記載の熱処理装置において、
前記熱処理プレートは、加熱されることによって昇華物を発生しつつ膜を形成する薬液が塗布された基板を加熱し、
前記温度制御手段は、前記載置面に前記基板が載置されてからの第１の期間の前記熱処理プレートの温度を第１の温度とし、その後の第２の期間の前記熱処理プレートの温度を前記第１の温度よりも高温の第２の温度とすることを特徴とする熱処理装置。
【請求項４】
請求項３記載の熱処理装置において、
前記給排気制御手段は、前記第１の期間よりも前記第２の期間のガス供給流量および排気流量が多くなるように前記ガス供給手段および前記排気手段を制御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、
前記薬液は、反射防止膜を形成するための塗布液であり、
前記薬液が塗布された基板が前記熱処理プレートにて加熱されることによって、当該基板上に反射防止膜が焼成されることを特徴とする熱処理装置。
【請求項６】
請求項３または請求項４に記載の熱処理装置において、
前記薬液は、下層膜を形成するための塗布液であり、
前記薬液が塗布された基板が前記熱処理プレートにて加熱されることによって、当該基板上に下層膜が焼成されることを特徴とする熱処理装置。
【請求項７】
基板を加熱して所定の処理を行う熱処理方法であって、
基板を熱処理プレートの載置面に載置して加熱する熱処理期間を複数のステップに分割する分割工程と、
前記複数のステップごとに前記熱処理プレートの温度を設定する温度設定工程と、
を備えることを特徴とする熱処理方法。
【請求項８】
請求項７記載の熱処理方法において、
前記複数のステップごとに、前記熱処理プレートと前記熱処理プレートの上方を覆うカバーとによって囲まれた熱処理空間へのガス供給流量および当該熱処理空間からの排気流量を設定する給排気流量設定工程をさらに備えることを特徴とする熱処理方法。
【請求項９】
請求項８記載の熱処理方法において、
前記熱処理プレートは、加熱されることによって昇華物を発生しつつ膜を形成する薬液が塗布された基板を加熱し、
前記温度設定工程は、前記載置面に前記基板が載置されてからの第１の期間に対応するステップに第１の温度を設定し、その後の第２の期間に対応するステップに前記第１の温度よりも高温の第２の温度を設定することを特徴とする熱処理方法。
【請求項１０】
請求項９記載の熱処理方法において、
前記給排気流量設定工程は、前記第１の期間に対応するステップよりも多いガス供給流量および排気流量を前記第２の期間に対応するステップに設定することを特徴とする熱処理方法。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載の熱処理方法において、
前記薬液は、反射防止膜を形成するための塗布液であり、
前記薬液が塗布された基板が前記熱処理プレートにて加熱されることによって、当該基板上に反射防止膜が焼成されることを特徴とする熱処理方法。
【請求項１２】
請求項９または請求項１０に記載の熱処理方法において、
前記薬液は、下層膜を形成するための塗布液であり、
前記薬液が塗布された基板が前記熱処理プレートにて加熱されることによって、当該基板上に下層膜が焼成されることを特徴とする熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等（以下、単に「基板」と称する）を加熱して所定の処理を行う熱処理装置および熱処理方法、特に焼成時に昇華物を発生する反射防止膜や下層膜を形成する熱処理装置および熱処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスや液晶ディスプレイなどの製品は、上記基板に対して洗浄、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、層間絶縁膜の形成、熱処理、ダイシングなどの一連の諸処理を施すことにより製造されている。近年の微細加工の急速な進展に伴って、露光工程で使用する露光光の波長も短波長化してきており、従来のｇ線，ｉ線と称される紫外線からＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）が主流を占めるようになってきている。このようなエキシマレーザを使用した露光処理を行う際には、基板上に化学増幅型レジストの膜を形成する。
【０００３】
ところが、化学増幅型レジストの膜を形成した基板にエキシマレーザを照射して露光処理を行うと、従来（ｇ線やｉ線）よりも下地からの反射の影響（定在波効果）が大きくなる。このような反射の影響を低減するために、基板上に反射防止膜を形成することが行われており、特にレジスト膜よりも下層に形成する反射防止膜はＢＡＲＣ（Bottom Anti-Reflection Coating）と称される。
【０００４】
基板上に反射防止膜を形成するときには、反射防止膜の塗布液をスピンコート法等によって基板上に均一に塗布した後、当該基板を加熱処理することによって反射防止膜を焼成するのであるが、この加熱処理の際に塗布液中の樹脂成分が昇華するため、排気ガス中には多量の昇華物や揮発物が含まれることとなる。このような昇華物は排気管に析出して目詰まりを引き起こしたり汚染源となるおそれがあるため、特許文献１には熱処理ユニットからの排気管を加熱して昇華物の析出を防止する技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−６４２７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特に反射防止膜の塗布液からは著しく多量の昇華物が発生するため、特許文献１のように排気管への析出を防止したとしても、熱処理ユニットの内部や周辺部にも昇華物が付着して汚染源になるという問題が生じている。このような汚染源を放置することは出来ないため、反射防止膜の処理を行う熱処理ユニットについては頻繁にメンテナンス（清掃）を行う必要があり、装置の運転効率を著しく低下させる要因となっていた。
【０００７】
また、近年の微細加工プロセスに対応すべく、レジスト膜の下層に塗布炭素膜（下層膜）を形成し、この下層膜をエッチングマスクとして使用する技術が開発されている。このような下層膜を形成する際にも下層膜薬液を基板上に塗布してから加熱処理によって下層膜を焼成するのであるが、このときに上記反射防止膜の焼成時以上の多量の昇華物が発生することが知られている。よって、下層膜の焼成処理を行うときには上記反射防止膜の処理と同様或いはそれ以上に深刻な昇華物付着の問題が生じることとなる。
【０００８】
反射防止膜や下層膜の焼成処理時に多量の昇華物や揮発物が発生するのは加熱温度が高いからであり、その加熱温度を低くすれば昇華物の発生量を低減することができるのであるが、樹脂成分が十分に抜けないために所望の特性を有する膜を形成することができない。すなわち、従来にあっては、加熱処理時に必要十分な程度での昇温を行うのが困難であったのである。
【０００９】
また、反射防止膜や下層膜の焼成処理以外の加熱処理（例えば、レジスト塗布後の加熱処理や露光後加熱処理）においても、不必要に昇温を避けつつ、最小限必要な昇温を確実に行うようにした方がプロセスとして好ましいだけでなく、消費電力を削減することもできる。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、不必要な昇温を抑制しつつも最小限必要な昇温については確実に実行することができる熱処理装置および熱処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板を加熱して所定の処理を行う熱処理装置において、基板を載置面に載置して加熱する熱処理プレートと、前記載置面に基板を載置している熱処理期間の前記熱処理プレートの温度を段階的に変化させる温度制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る熱処理装置において、前記熱処理プレートの上方を覆うカバーと、前記カバーと前記熱処理プレートとによって囲まれた熱処理空間に所定のガスを供給するガス供給手段と、前記熱処理空間からガスを排気する排気手段と、前記熱処理期間の前記熱処理空間へのガス供給流量および前記熱処理空間からの排気流量が段階的に変化するように前記ガス供給手段および前記排気手段を制御する給排気制御手段と、をさらに備えることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明に係る熱処理装置において、前記熱処理プレートは、加熱されることによって昇華物を発生しつつ膜を形成する薬液が塗布された基板を加熱し、前記温度制御手段は、前記載置面に前記基板が載置されてからの第１の期間の前記熱処理プレートの温度を第１の温度とし、その後の第２の期間の前記熱処理プレートの温度を前記第１の温度よりも高温の第２の温度とすることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項４の発明は、請求項３の発明に係る熱処理装置において、前記給排気制御手段は、前記第１の期間よりも前記第２の期間のガス供給流量および排気流量が多くなるように前記ガス供給手段および前記排気手段を制御することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項５の発明は、請求項３または請求項４の発明に係る熱処理装置において、前記薬液は、反射防止膜を形成するための塗布液であり、前記薬液が塗布された基板が前記熱処理プレートにて加熱されることによって、当該基板上に反射防止膜が焼成されることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項６の発明は、請求項３または請求項４の発明に係る熱処理装置において、前記薬液は、下層膜を形成するための塗布液であり、前記薬液が塗布された基板が前記熱処理プレートにて加熱されることによって、当該基板上に下層膜が焼成されることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項７の発明は、基板を加熱して所定の処理を行う熱処理方法において、基板を熱処理プレートの載置面に載置して加熱する熱処理期間を複数のステップに分割する分割工程と、前記複数のステップごとに前記熱処理プレートの温度を設定する温度設定工程と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項８の発明は、請求項７の発明に係る熱処理方法において、前記複数のステップごとに、前記熱処理プレートと前記熱処理プレートの上方を覆うカバーとによって囲まれた熱処理空間へのガス供給流量および当該熱処理空間からの排気流量を設定する給排気流量設定工程をさらに備えることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項９の発明は、請求項８の発明に係る熱処理方法において、前記熱処理プレートは、加熱されることによって昇華物を発生しつつ膜を形成する薬液が塗布された基板を加熱し、前記温度設定工程は、前記載置面に前記基板が載置されてからの第１の期間に対応するステップに第１の温度を設定し、その後の第２の期間に対応するステップに前記第１の温度よりも高温の第２の温度を設定することを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１０の発明は、請求項９の発明に係る熱処理方法において、前記給排気流量設定工程は、前記第１の期間に対応するステップよりも多いガス供給流量および排気流量を前記第２の期間に対応するステップに設定することを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１１の発明は、請求項９または請求項１０の発明に係る熱処理方法において、前記薬液は、反射防止膜を形成するための塗布液であり、前記薬液が塗布された基板が前記熱処理プレートにて加熱されることによって、当該基板上に反射防止膜が焼成されることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１２の発明は、請求項９または請求項１０の発明に係る熱処理方法において、前記薬液は、下層膜を形成するための塗布液であり、前記薬液が塗布された基板が前記熱処理プレートにて加熱されることによって、当該基板上に下層膜が焼成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１の発明によれば、熱処理プレートの載置面に基板を載置している熱処理期間の熱処理プレートの温度を段階的に変化させるため、不必要な昇温を抑制しつつも最小限必要な昇温については確実に実行することができる。
【００２４】
また、請求項２の発明によれば、熱処理期間の熱処理空間へのガス供給流量および熱処理空間からの排気流量を段階的に変化させるため、不要なガス消費を抑制しつつも最小限必要な給排気を確実に実行することができる。
【００２５】
また、請求項３の発明によれば、熱処理プレートの載置面に基板が載置されてからの第１の期間の熱処理プレートの温度を第１の温度とし、その後の第２の期間の熱処理プレートの温度を第１の温度よりも高温の第２の温度とするため、昇華物等の大量発生を防止しつつ確実な膜形成を行うことができる。
【００２６】
また、請求項４の発明によれば、第１の期間よりも第２の期間のガス供給流量および排気流量を多くしているため、第２の期間に昇華物発生量が増えても、それを確実に排出することができる。
【００２７】
また、請求項５の発明によれば、昇華物等の大量発生を防止しつつ確実な反射防止膜の焼成を行うことができる。
【００２８】
また、請求項６の発明によれば、昇華物等の大量発生を防止しつつ確実な下層膜の焼成を行うことができる。
【００２９】
また、請求項７の発明によれば、基板を熱処理プレートの載置面に載置して加熱する熱処理期間を複数のステップに分割し、それら複数のステップごとに熱処理プレートの温度を設定するため、不必要な昇温を抑制しつつも最小限必要な昇温については確実に実行することができる。
【００３０】
また、請求項８の発明によれば、複数のステップごとに、熱処理プレートと熱処理プレートの上方を覆うカバーとによって囲まれた熱処理空間へのガス供給流量および熱処理空間からの排気流量を設定するため、不要なガス消費を抑制しつつも最小限必要な給排気を確実に実行することができる。
【００３１】
また、請求項９の発明によれば、熱処理プレートの載置面に基板が載置されてからの第１の期間に対応するステップに第１の温度を設定し、その後の第２の期間に対応するステップに第１の温度よりも高温の第２の温度を設定するため、昇華物等の大量発生を防止しつつ確実な膜形成を行うことができる。
【００３２】
また、請求項１０の発明によれば、第１の期間に対応するステップよりも多いガス供給流量および排気流量を第２の期間に対応するステップに設定するため、第２の期間に昇華物発生量が増えても、それを確実に排出することができる。
【００３３】
また、請求項１１の発明によれば、昇華物等の大量発生を防止しつつ確実な反射防止膜の焼成を行うことができる。
【００３４】
また、請求項１２の発明によれば、昇華物等の大量発生を防止しつつ確実な下層膜の焼成を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００３６】
図１は、本発明に係る熱処理装置を組み入れた基板処理装置の平面図である。また、図２は基板処理装置の液処理部の正面図であり、図３は熱処理部の正面図であり、図４は基板載置部の周辺構成を示す図である。なお、図１から図４にはそれらの方向関係を明確にするためＺ軸方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ直交座標系を付している。
【００３７】
本実施形態の基板処理装置は、半導体ウェハ等の基板に反射防止膜やフォトレジスト膜を塗布形成するとともに、パターン露光後の基板に現像処理を行う装置である。なお、本発明に係る基板処理装置の処理対象となる基板は半導体ウェハに限定されるものではなく、液晶表示装置用のガラス基板等であっても良い。
【００３８】
本実施形態の基板処理装置は、インデクサブロック１、バークブロック２、レジスト塗布ブロック３、現像処理ブロック４およびインターフェイスブロック５の５つの処理ブロックを並設して構成されている。インターフェイスブロック５には本基板処理装置とは別体の外部装置である露光ユニット（ステッパ）ＥＸＰが接続配置されている。また、本実施形態の基板処理装置および露光ユニットＥＸＰはホストコンピュータ１００とＬＡＮ回線（図示省略）を経由して接続されている。
【００３９】
インデクサブロック１は、装置外から受け取った未処理基板をバークブロック２やレジスト塗布ブロック３に払い出すとともに、現像処理ブロック４から受け取った処理済み基板を装置外に搬出するための処理ブロックである。インデクサブロック１は、複数のキャリアＣ（本実施形態では４個）を並べて載置する載置台１１と、各キャリアＣから未処理の基板Ｗを取り出すとともに、各キャリアＣに処理済みの基板Ｗを収納する基板移載機構１２とを備えている。基板移載機構１２は、載置台１１に沿って（Ｙ軸方向に沿って）水平移動可能な可動台１２ａを備えており、この可動台１２ａに基板Ｗを水平姿勢で保持する保持アーム１２ｂが搭載されている。保持アーム１２ｂは、可動台１２ａ上を昇降（Ｚ軸方向）移動、水平面内の旋回移動、および旋回半径方向に進退移動可能に構成されている。これにより、基板移載機構１２は、保持アーム１２ｂを各キャリアＣにアクセスさせて未処理の基板Ｗの取り出しおよび処理済みの基板Ｗの収納を行うことができる。なお、キャリアＣの形態としては、基板Ｗを密閉空間に収納するＦＯＵＰ(front opening unified pod)の他に、ＳＭＩＦ(Standard Mechanical Inter Face)ポッドや収納基板Ｗを外気に曝すＯＣ(open cassette)であっても良い。
【００４０】
インデクサブロック１に隣接してバークブロック２が設けられている。インデクサブロック１とバークブロック２との間には、雰囲気遮断用の隔壁１３が設けられている。この隔壁１３にインデクサブロック１とバークブロック２との間で基板Ｗの受け渡しを行うために基板Ｗを載置する２つの基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２が上下に積層して設けられている。
【００４１】
上側の基板載置部ＰＡＳＳ１は、インデクサブロック１からバークブロック２へ基板Ｗを搬送するために使用される。基板載置部ＰＡＳＳ１は３本の支持ピンを備えており、インデクサブロック１の基板移載機構１２はキャリアＣから取り出した未処理の基板Ｗを基板載置部ＰＡＳＳ１の３本の支持ピン上に載置する。そして、基板載置部ＰＡＳＳ１に載置された基板Ｗを後述するバークブロック２の搬送ロボットＴＲ１が受け取る。一方、下側の基板載置部ＰＡＳＳ２は、バークブロック２からインデクサブロック１へ基板Ｗを搬送するために使用される。基板載置部ＰＡＳＳ２も３本の支持ピンを備えており、バークブロック２の搬送ロボットＴＲ１は処理済みの基板Ｗを基板載置部ＰＡＳＳ２の３本の支持ピン上に載置する。そして、基板載置部ＰＡＳＳ２に載置された基板Ｗを基板移載機構１２が受け取ってキャリアＣに収納する。なお、後述する基板載置部ＰＡＳＳ３〜ＰＡＳＳ１０の構成も基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２と同じである。
【００４２】
基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２は、隔壁１３の一部に部分的に貫通して設けられている。また、基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２には、基板Ｗの有無を検出する光学式のセンサ（図示省略）が設けられており、各センサの検出信号に基づいて、基板移載機構１２やバークブロック２の搬送ロボットＴＲ１が基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２に対して基板Ｗを受け渡しできる状態にあるか否かが判断される。
【００４３】
次に、バークブロック２について説明する。バークブロック２は、露光時に発生する反射の影響（定在波効果やハレーション）を減少させるために、フォトレジスト膜の下地に反射防止膜を塗布形成する、すなわち基板Ｗ上にＢＡＲＣの形成処理を行うための処理ブロックである。バークブロック２は、基板Ｗの表面に反射防止膜を形成するため塗布液を薬液として塗布する下地塗布処理部ＢＲＣと、反射防止膜の塗布形成に付随する熱処理を行う２つの熱処理タワー２１，２１と、下地塗布処理部ＢＲＣおよび熱処理タワー２１，２１に対して基板Ｗの受け渡しを行う搬送ロボットＴＲ１とを備える。
【００４４】
バークブロック２においては、搬送ロボットＴＲ１を挟んで下地塗布処理部ＢＲＣと熱処理タワー２１，２１とが対向して配置されている。具体的には、下地塗布処理部ＢＲＣが装置正面側に、２つの熱処理タワー２１，２１が装置背面側に、それぞれ位置している。また、熱処理タワー２１，２１の正面側には図示しない熱隔壁を設けている。下地塗布処理部ＢＲＣと熱処理タワー２１，２１とを隔てて配置するとともに熱隔壁を設けることにより、熱処理タワー２１，２１から下地塗布処理部ＢＲＣに熱的影響を与えることを回避しているのである。
【００４５】
下地塗布処理部ＢＲＣは、図２に示すように、同様の構成を備えた３つの塗布処理ユニットＢＲＣ１，ＢＲＣ２，ＢＲＣ３を下から順に積層配置して構成されている。なお、３つの塗布処理ユニットＢＲＣ１，ＢＲＣ２，ＢＲＣ３を特に区別しない場合はこれらを総称して下地塗布処理部ＢＲＣとする。各塗布処理ユニットＢＲＣ１，ＢＲＣ２，ＢＲＣ３は、基板Ｗを略水平姿勢で吸着保持して略水平面内にて回転させるスピンチャック２２、このスピンチャック２２上に保持された基板Ｗ上に薬液として反射防止膜用の塗布液を吐出する塗布ノズル２３、スピンチャック２２を回転駆動させるスピンモータ（図示省略）およびスピンチャック２２上に保持された基板Ｗの周囲を囲繞するカップ（図示省略）等を備えている。
【００４６】
図３に示すように、インデクサブロック１に近い側の熱処理タワー２１には、塗布後の基板Ｗを加熱して反射防止膜を焼成する６個のホットプレートＨＰ１〜ＨＰ６と、加熱された基板Ｗを冷却して所定の温度にまで降温するとともに基板Ｗを当該所定の温度に維持するクールプレートＣＰ１〜ＣＰ３とが設けられている。この熱処理タワー２１には、下から順にクールプレートＣＰ１〜ＣＰ３、ホットプレートＨＰ１〜ＨＰ６が積層配置されている。一方、インデクサブロック１から遠い側の熱処理タワー２１には、レジスト膜と基板Ｗとの密着性を向上させるためにＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）の蒸気雰囲気で基板Ｗを熱処理する３個の密着強化処理部ＡＨＬ１〜ＡＨＬ３が下から順に積層配置されている。なお、図３において「×」印で示した箇所には配管配線部や、予備の空きスペースが割り当てられている。
【００４７】
このように塗布処理ユニットＢＲＣ１〜ＢＲＣ３や熱処理ユニット（バークブロック２ではホットプレートＨＰ１〜ＨＰ６、クールプレートＣＰ１〜ＣＰ３、密着強化処理部ＡＨＬ１〜ＡＨＬ３）を多段に積層配置することにより、基板処理装置の占有スペースを小さくしてフットプリントを削減することができる。また、２つの熱処理タワー２１，２１を並設することによって、熱処理ユニットのメンテナンスが容易になるとともに、熱処理ユニットに必要なダクト配管や給電設備をあまり高い位置にまで引き延ばす必要がなくなるという利点がある。
【００４８】
上記のホットプレートＨＰ１〜ＨＰ６は、下地塗布処理部ＢＲＣにて反射防止膜用の塗布液が塗布された基板Ｗを加熱して基板Ｗ上に反射防止膜を焼成するための熱処理ユニットであって、本発明に係る熱処理装置である。図７および図８は、ホットプレートＨＰ１の概略構成を示す側断面図である。なお、ここではホットプレートＨＰ１について説明するが、ホットプレートＨＰ２〜ＨＰ６についても全く同様である。ホットプレートＨＰ１は、熱処理プレート２１１を有する下部チャンバー２１０と、上部チャンバーとして構成されたカバー２４０と、を備える。
【００４９】
熱処理プレート２１１は、載置面２１１ａに基板Ｗを載置して加熱処理するための円盤形状のヒータであり、例えばマイカヒータによって構成されている。また、熱処理プレート２１１の表面には、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）等の部材から構成された複数個（例えば３個）のプロキシミティボール（図示省略）が配設されている。これらプロキシミティボールは、その上端が熱処理プレート２１１の載置面２１１ａより微小量だけ突出する状態にて配設されており、基板Ｗを熱処理プレート２１１の載置面２１１ａ上に載置したときには、基板Ｗと載置面２１１ａとの間にいわゆるプロキシミティギャップと称される微小間隔が形成される。なお、プロキシミティボールを省略して基板Ｗを面接触の状態で熱処理プレート２１１の載置面２１１ａ上に直接載置するようにしても良い。
【００５０】
熱処理プレート２１１を収容する下部チャンバー２１０には、載置面２１１ａに基板Ｗを載置したり載置面２１１ａから基板Ｗを突き上げる突き上げ機構２２０が付設されている。突き上げ機構２２０は、複数本（本実施形態では３本）の支持ピン２２１、支持板２２３およびエアシリンダ２２５を備える。３本の支持ピン２２１は支持板２２３上にそれぞれ固定されて立設されている。支持板２２３はエアシリンダ２２５のピストンに連結されており、エアシリンダ２２５の駆動に伴って昇降する。また、熱処理プレート２１１および下部チャンバー２１０の底板には支持ピン２２１が挿通可能な程度の大きさの貫通孔が穿設されており、エアシリンダ２２５の駆動に伴って３本の支持ピン２２１が該貫通孔を通って昇降する。エアシリンダ２２５が支持板２２３を昇降させると、支持板２２３上に立設された３本の支持ピン２２１が一斉に昇降する。
【００５１】
３本の支持ピン２２１は、図７に示す処理位置と図８に示す待機位置との間でエアシリンダ２２５によって昇降される。図７に示すように、支持ピン２２１が処理位置にまで下降すると、その上端が熱処理プレート２１１の貫通孔内に埋入する。一方、図８に示すように、支持ピン２２１が待機位置にまで上昇すると、その上端が熱処理プレート２１１の載置面２１１ａから突出する。
【００５２】
カバー２４０は、基板Ｗの加熱処理時に熱処理プレート２１１の上方を覆うことによって、加熱効率を高めるとともに、反射防止膜の塗布液からの昇華物（或いは揮発物）を回収してユニット外部に拡散するのを防止するものである。カバー２４０の全体は、下部を開放した円筒形状を有しており、外側カバー２４３と内側カバー２４６とで構成された二重構造を有する。
【００５３】
外側カバー２４３の外面中央部上側には給排気ブロック２５０が固設されている。給排気ブロック２５０は、給気管２５１を介してガス供給源２５５と連通接続されている。給気管２５１には給気弁２５２および流量調整弁２５３が介挿されている。ガス供給源２５５は、種々の処理ガス（例えば、窒素（Ｎ2）ガスやヘリウム（Ｈｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス等の不活性ガス、あるいは、酸素（０2）ガス等）を供給することが可能であり、本実施形態では窒素ガスを供給する。給気弁２５２は開閉弁であり、流量調整弁２５３は給気管２５１を通過する窒素ガスの流量を調整するニードルバルブである。給気弁２５２を開放することにより、ガス供給源２５５から給気管２５１を通って給排気ブロック２５０に窒素ガスが送給され、その流量は流量調整弁２５３によって調整される。
【００５４】
また、給排気ブロック２５０の内部には排気ポート２６０が設けられている。排気ポート２６０は、排気管２６１を介して排気部２６５と連通接続されている。排気管２６１には排気弁２６２および流量調整弁２６３が介挿されている。排気部２６５としては、例えば、基板処理装置内部に排気ポンプを設けるようにしても良いし、基板処理装置外部の工場排気ユーティリティを使用するようにしても良い。排気弁２６２は開閉弁であり、流量調整弁２６３は排気管２６１を通過する排気ガスの流量を調整するニードルバルブである。排気部２６５を作動させつつ排気弁２６２を開放することにより、排気ポート２６０に負圧が作用し、排気ポート２６０周辺の雰囲気を排気管２６１を介して排気することができ、その排気流量は流量調整弁２６３によって調整される。
【００５５】
内側カバー２４６は複数本（例えば６本）のボス２４４によって外側カバー２４３に取り付けられている。内側カバー２４６と外側カバー２４３との間には隙間が形成されている。外側カバー２４３はリフタ２３９によって昇降可能とされている。外側カバー２４３が昇降すると、それに取り付けられた内側カバー２４６も外側カバー２４３と一体的に昇降する。すなわち、リフタ２３９はカバー２４０全体を図７に示す処理位置と図８に示す待機位置との間で昇降させるものである。リフタ２３９としては、例えばエアシリンダやベルト駆動機構等の公知の種々の機構を採用することができる。なお、カバー２４０が昇降可能なように、給気管２５１および排気管２６１のうちの少なくとも給排気ブロック２５０の近傍は可撓性のチューブ等を用いて構成されている。
【００５６】
リフタ２３９によってカバー２４０が図７の処理位置まで降下したときに、内側カバー２４６の内側と熱処理プレート２１１の載置面２１１ａとによって囲まれる熱処理空間２３０が形成される。すなわち、内側カバー２４６は熱処理空間２３０に直接接する。そして、本実施の形態においては、内側カバー２４６の熱処理空間２３０と接する内壁面２４６ａがテーパ面とされている。具体的には、内側カバー２４６の中央部に排気口２６６が開口されており、内側カバー２４６の内壁面２４６ａは排気口２６６から熱処理プレート２１１に向けて拡がるような（つまり下側ほど径が大きくなるような）テーパ面とされている。
【００５７】
内側カバー２４６は強度と耐熱性に優れたステンレススチールによって形成されている。内側カバー２４６の内壁面２４６ａは電解研磨によって鏡面仕上げされており、その平均表面粗さ（Ｒａ）は１．６μｍ以下とされている。また、内側カバー２４６の外側カバー２４３に対向する外壁面２４６ｂにはヒータ２４７が貼設されている。ヒータ２４７としては、例えばシリコンラバーヒータのような面形状のヒータが使用される。
【００５８】
一方、内側カバー２４６を覆うように設けられた外側カバー２４３もステンレススチールによって形成されている。外側カバー２４３は、主として内側カバー２４６から外部への放熱を緩和するための部材である。外側カバー２４３の上部中央には開口が形成されており、その開口部分を覆うように給排気ブロック２５０が取り付けられている。給排気ブロック２５０の内側は排気ポート２６０によって雰囲気分離されている。すなわち、排気口２６６は排気ポート２６０によって覆われており、給排気ブロック２５０の内側空間のうち排気ポート２６０の内側は排気経路とされる一方、外側は給気経路とされ、それらは排気ポート２６０によって相互に雰囲気遮断されている。
【００５９】
給排気ブロック２５０の内側空間のうち排気ポート２６０の外側は、給気管２５１に連通接続されるとともに、内側カバー２４６と外側カバー２４３との間に形成された隙間とも外側カバー２４３の中央開口を介して連通している。従って、ガス供給源２５５から給気管２５１を介して給排気ブロック２５０に送給された窒素ガスは、外側カバー２４３の中央開口（正確には中央開口のうち排気ポート２６０の周囲）を通過して内側カバー２４６と外側カバー２４３との間に形成された隙間に流れ込む。窒素ガスは、さらに当該隙間に沿って流れ、カバー２４０の周縁部から熱処理空間２３０に供給される。すなわち、内側カバー２４６と外側カバー２４３との間の隙間は外側カバー２４３の中央開口からカバー２４０の周縁部まで繋がっており、カバー２４０周縁部における内側カバー２４６と外側カバー２４３との間の隙間が円環状の気体供給口として機能する。
【００６０】
カバー２４０の周縁部から供給された窒素ガスは熱処理空間２３０内に流入し、熱処理プレート２１１の周縁部から中央部に向けて（つまり熱処理中の基板Ｗの外周側から中心部に向けて）流れる。そして、熱処理空間２３０に流れ込んだ窒素ガスは、内側カバー２４６の上部中央の排気口２６６を介して排気ポート２６０に回収され、排気管２６１を経て排気部２６５へと排気される。ここで、給排気ブロック２５０内は排気ポート２６０によって雰囲気分離されているため、給気流と排気流とが混じり合うことはない。なお、ホットプレートＨＰ１において、下部チャンバー２１０およびカバー２４０は搬送ロボットＴＲ１がアクセスするためのシャッターを備えた筐体（図示省略）内に収容されており、ユニット全体として搬送ロボットＴＲ１近傍とは雰囲気分離されている。
【００６１】
図５は、搬送ロボットＴＲ１を説明するための図である。図５（ａ）は搬送ロボットＴＲ１の平面図であり、（ｂ）は搬送ロボットＴＲ１の正面図である。搬送ロボットＴＲ１は、基板Ｗを略水平姿勢で保持する２個の保持アーム６ａ，６ｂを上下に近接させて備えている。保持アーム６ａ，６ｂは、先端部が平面視で「Ｃ」字形状になっており、この「Ｃ」字形状のアームの内側から内方に突き出た複数本のピン７で基板Ｗの周縁を下方から支持するようになっている。
【００６２】
搬送ロボットＴＲ１の基台８は装置基台（装置フレーム）に対して固定設置されている。この基台８上に、ガイド軸９ｃが立設されるとともに、螺軸９ａが回転可能に立設支持されている。また、基台８には螺軸９ａを回転駆動するモータ９ｂが固定設置されている。そして、螺軸９ａには昇降台１０ａが螺合されるとともに、昇降台１０ａはガイド軸９ｃに対して摺動自在とされている。このような構成により、モータ９ｂが螺軸９ａを回転駆動することにより、昇降台１０ａがガイド軸９ｃに案内されて鉛直方向（Ｚ方向）に昇降移動するようになっている。
【００６３】
また、昇降台１０ａ上にアーム基台１０ｂが鉛直方向に沿った軸心周りに旋回可能に搭載されている。昇降台１０ａには、アーム基台１０ｂを旋回駆動するモータ１０ｃが内蔵されている。そして、このアーム基台１０ｂ上に上述した２個の保持アーム６ａ，６ｂが上下に配設されている。各保持アーム６ａ，６ｂは、アーム基台１０ｂに装備されたスライド駆動機構（図示省略）によって、それぞれ独立して水平方向（アーム基台１０ｂの旋回半径方向）に進退移動可能に構成されている。
【００６４】
このような構成によって、図５（ａ）に示すように、搬送ロボットＴＲ１は２個の保持アーム６ａ，６ｂをそれぞれ個別に基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２、熱処理タワー２１に設けられた熱処理ユニット、下地塗布処理部ＢＲＣに設けられた塗布処理ユニットおよび後述する基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４に対してアクセスさせて、それらとの間で基板Ｗの授受を行うことができる。
【００６５】
次に、レジスト塗布ブロック３について説明する。バークブロック２と現像処理ブロック４との間に挟み込まれるようにしてレジスト塗布ブロック３が設けられている。このレジスト塗布ブロック３とバークブロック２との間にも、雰囲気遮断用の隔壁２５が設けられている。この隔壁２５にバークブロック２とレジスト塗布ブロック３との間で基板Ｗの受け渡しを行うために基板Ｗを載置する２つの基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４が上下に積層して設けられている。基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４は、上述した基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２と同様の構成を備えている。
【００６６】
上側の基板載置部ＰＡＳＳ３は、バークブロック２からレジスト塗布ブロック３へ基板Ｗを搬送するために使用される。すなわち、バークブロック２の搬送ロボットＴＲ１が基板載置部ＰＡＳＳ３に載置した基板Ｗをレジスト塗布ブロック３の搬送ロボットＴＲ２が受け取る。一方、下側の基板載置部ＰＡＳＳ４は、レジスト塗布ブロック３からバークブロック２へ基板Ｗを搬送するために使用される。すなわち、レジスト塗布ブロック３の搬送ロボットＴＲ２が基板載置部ＰＡＳＳ４に載置した基板Ｗをバークブロック２の搬送ロボットＴＲ１が受け取る。
【００６７】
基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４は、隔壁２５の一部に部分的に貫通して設けられている。また、基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４には、基板Ｗの有無を検出する光学式のセンサ（図示省略）が設けられており、各センサの検出信号に基づいて、搬送ロボットＴＲ１，ＴＲ２が基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４に対して基板Ｗを受け渡しできる状態にあるか否かが判断される。さらに、基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４の下側には、基板Ｗを大まかに冷却するための水冷式の２つのクールプレートＷＣＰが隔壁２５を貫通して上下に設けられている。
【００６８】
レジスト塗布ブロック３は、バークブロック２にて反射防止膜が塗布形成された基板Ｗ上にレジストを塗布してレジスト膜を形成するための処理ブロックである。なお、本実施形態では、フォトレジストとして化学増幅型レジストを用いている。レジスト塗布ブロック３は、下地塗布された反射防止膜の上にレジストを塗布するレジスト塗布処理部ＳＣと、レジスト塗布処理に付随する熱処理を行う２つの熱処理タワー３１，３１と、レジスト塗布処理部ＳＣおよび熱処理タワー３１，３１に対して基板Ｗの受け渡しを行う搬送ロボットＴＲ２とを備える。
【００６９】
レジスト塗布ブロック３においては、搬送ロボットＴＲ２を挟んでレジスト塗布処理部ＳＣと熱処理タワー３１，３１とが対向して配置されている。具体的には、レジスト塗布処理部ＳＣが装置正面側に、２つの熱処理タワー３１，３１が装置背面側に、それぞれ位置している。また、熱処理タワー３１，３１の正面側には図示しない熱隔壁を設けている。レジスト塗布処理部ＳＣと熱処理タワー３１，３１とを隔てて配置するとともに熱隔壁を設けることにより、熱処理タワー３１，３１からレジスト塗布処理部ＳＣに熱的影響を与えることを回避しているのである。
【００７０】
レジスト塗布処理部ＳＣは、図２に示すように、同様の構成を備えた３つの塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３を下から順に積層配置して構成されている。なお、３つの塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３を特に区別しない場合はこれらを総称してレジスト塗布処理部ＳＣとする。各塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３は、基板Ｗを略水平姿勢で吸着保持して略水平面内にて回転させるスピンチャック３２、このスピンチャック３２上に保持された基板Ｗ上にレジスト液を吐出する塗布ノズル３３、スピンチャック３２を回転駆動させるスピンモータ（図示省略）およびスピンチャック３２上に保持された基板Ｗの周囲を囲繞するカップ（図示省略）等を備えている。
【００７１】
図３に示すように、インデクサブロック１に近い側の熱処理タワー３１には、基板Ｗを所定の温度にまで加熱する６個の加熱部ＰＨＰ１〜ＰＨＰ６が下から順に積層配置されている。一方、インデクサブロック１から遠い側の熱処理タワー３１には、加熱された基板Ｗを冷却して所定の温度にまで降温するとともに基板Ｗを当該所定の温度に維持するクールプレートＣＰ４〜ＣＰ９が下から順に積層配置されている。
【００７２】
各加熱部ＰＨＰ１〜ＰＨＰ６は、基板Ｗを載置して加熱処理を行う通常のホットプレートの他に、そのホットプレートと隔てられた上方位置に基板Ｗを載置しておく基板仮置部と、該ホットプレートと基板仮置部との間で基板Ｗを搬送するローカル搬送機構３４（図１参照）とを備えた熱処理ユニットである。ローカル搬送機構３４は、昇降移動および進退移動が可能に構成されるとともに、冷却水を循環させることによって搬送過程の基板Ｗを冷却する機構を備えている。
【００７３】
ローカル搬送機構３４は、上記ホットプレートおよび基板仮置部を挟んで搬送ロボットＴＲ２とは反対側、すなわち装置背面側に設置されている。そして、基板仮置部は搬送ロボットＴＲ２側およびローカル搬送機構３４側の双方に対して開口している一方、ホットプレートはローカル搬送機構３４側にのみ開口し、搬送ロボットＴＲ２側には閉塞している。従って、基板仮置部に対しては搬送ロボットＴＲ２およびローカル搬送機構３４の双方がアクセスできるが、ホットプレートに対してはローカル搬送機構３４のみがアクセス可能である。
【００７４】
このような構成を備える各加熱部ＰＨＰ１〜ＰＨＰ６に基板Ｗを搬入するときには、まず搬送ロボットＴＲ２が基板仮置部に基板Ｗを載置する。そして、ローカル搬送機構３４が基板仮置部から基板Ｗを受け取ってホットプレートまで搬送し、該基板Ｗに加熱処理が施される。ホットプレートでの加熱処理が終了した基板Ｗは、ローカル搬送機構３４によって取り出されて基板仮置部まで搬送される。このときに、ローカル搬送機構３４が備える冷却機能によって基板Ｗが冷却される。その後、基板仮置部まで搬送された熱処理後の基板Ｗが搬送ロボットＴＲ２によって取り出される。
【００７５】
このように、加熱部ＰＨＰ１〜ＰＨＰ６においては、搬送ロボットＴＲ２が常温の基板仮置部に対して基板Ｗの受け渡しを行うだけで、ホットプレートに対して直接に基板Ｗの受け渡しを行わないため、搬送ロボットＴＲ２の温度上昇を抑制することができる。また、ホットプレートはローカル搬送機構３４側にのみ開口しているため、ホットプレートから漏出した熱雰囲気によって搬送ロボットＴＲ２やレジスト塗布処理部ＳＣが悪影響を受けることが防止される。なお、クールプレートＣＰ４〜ＣＰ９に対しては搬送ロボットＴＲ２が直接基板Ｗの受け渡しを行う。
【００７６】
搬送ロボットＴＲ２の構成は、搬送ロボットＴＲ１と全く同じである。よって、搬送ロボットＴＲ２は２個の保持アームをそれぞれ個別に基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４、熱処理タワー３１，３１に設けられた熱処理ユニット、レジスト塗布処理部ＳＣに設けられた塗布処理ユニットおよび後述する基板載置部ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６に対してアクセスさせて、それらとの間で基板Ｗの授受を行うことができる。
【００７７】
次に、現像処理ブロック４について説明する。レジスト塗布ブロック３とインターフェイスブロック５との間に挟み込まれるようにして現像処理ブロック４が設けられている。レジスト塗布ブロック３と現像処理ブロック４との間にも、雰囲気遮断用の隔壁３５が設けられている。この隔壁３５にレジスト塗布ブロック３と現像処理ブロック４との間で基板Ｗの受け渡しを行うために基板Ｗを載置する２つの基板載置部ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６が上下に積層して設けられている。基板載置部ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６は、上述した基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２と同様の構成を備えている。
【００７８】
上側の基板載置部ＰＡＳＳ５は、レジスト塗布ブロック３から現像処理ブロック４へ基板Ｗを搬送するために使用される。すなわち、レジスト塗布ブロック３の搬送ロボットＴＲ２が基板載置部ＰＡＳＳ５に載置した基板Ｗを現像処理ブロック４の搬送ロボットＴＲ３が受け取る。一方、下側の基板載置部ＰＡＳＳ６は、現像処理ブロック４からレジスト塗布ブロック３へ基板Ｗを搬送するために使用される。すなわち、現像処理ブロック４の搬送ロボットＴＲ３が基板載置部ＰＡＳＳ６に載置した基板Ｗをレジスト塗布ブロック３の搬送ロボットＴＲ２が受け取る。
【００７９】
基板載置部ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６は、隔壁３５の一部に部分的に貫通して設けられている。また、基板載置部ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６には、基板Ｗの有無を検出する光学式のセンサ（図示省略）が設けられており、各センサの検出信号に基づいて、搬送ロボットＴＲ２，ＴＲ３が基板載置部ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６に対して基板Ｗを受け渡しできる状態にあるか否かが判断される。さらに、基板載置部ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６の下側には、基板Ｗを大まかに冷却するための水冷式の２つのクールプレートＷＣＰが隔壁３５を貫通して上下に設けられている。
【００８０】
現像処理ブロック４は、露光処理後の基板Ｗに対して現像処理を行うための処理ブロックである。現像処理ブロック４は、パターンが露光された基板Ｗに対して現像液を供給して現像処理を行う現像処理部ＳＤと、現像処理に付随する熱処理を行う２つの熱処理タワー４１，４２と、現像処理部ＳＤおよび熱処理タワー４１，４２に対して基板Ｗの受け渡しを行う搬送ロボットＴＲ３とを備える。なお、搬送ロボットＴＲ３は、上述した搬送ロボットＴＲ１，ＴＲ２と全く同じ構成を有する。
【００８１】
現像処理部ＳＤは、図２に示すように、同様の構成を備えた５つの現像処理ユニットＳＤ１，ＳＤ２，ＳＤ３，ＳＤ４，ＳＤ５を下から順に積層配置して構成されている。なお、５つの現像処理ユニットＳＤ１〜ＳＤ５を特に区別しない場合はこれらを総称して現像処理部ＳＤとする。各現像処理ユニットＳＤ１〜ＳＤ５は、基板Ｗを略水平姿勢で吸着保持して略水平面内にて回転させるスピンチャック４３、このスピンチャック４３上に保持された基板Ｗ上に現像液を供給するノズル４４、スピンチャック４３を回転駆動させるスピンモータ（図示省略）およびスピンチャック４３上に保持された基板Ｗの周囲を囲繞するカップ（図示省略）等を備えている。
【００８２】
図３に示すように、インデクサブロック１に近い側の熱処理タワー４１には、基板Ｗを所定の温度にまで加熱する５個のホットプレートＨＰ７〜ＨＰ１１と、加熱された基板Ｗを冷却して所定の温度にまで降温するとともに基板Ｗを当該所定の温度に維持するクールプレートＣＰ１０〜ＣＰ１３とが設けられている。この熱処理タワー４１には、下から順にクールプレートＣＰ１０〜ＣＰ１３、ホットプレートＨＰ７〜ＨＰ１１が積層配置されている。一方、インデクサブロック１から遠い側の熱処理タワー４２には、６個の加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２とクールプレートＣＰ１４とが積層配置されている。各加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２は、上述した加熱部ＰＨＰ１〜ＰＨＰ６と同様に、基板仮置部およびローカル搬送機構を備えた熱処理ユニットである。但し、各加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２の基板仮置部およびクールプレートＣＰ１４はインターフェイスブロック５の搬送ロボットＴＲ４の側には開口しているが、現像処理ブロック４の搬送ロボットＴＲ３の側には閉塞している。つまり、加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２およびクールプレートＣＰ１４に対してはインターフェイスブロック５の搬送ロボットＴＲ４はアクセス可能であるが、現像処理ブロック４の搬送ロボットＴＲ３はアクセス不可である。なお、熱処理タワー４１に組み込まれた熱処理ユニットに対しては現像処理ブロック４の搬送ロボットＴＲ３がアクセスする。
【００８３】
また、熱処理タワー４２の最上段には、現像処理ブロック４と、これに隣接するインターフェイスブロック５との間で基板Ｗの受け渡しを行うための２つの基板載置部ＰＡＳＳ７，ＰＡＳＳ８が上下に近接して組み込まれている。上側の基板載置部ＰＡＳＳ７は、現像処理ブロック４からインターフェイスブロック５へ基板Ｗを搬送するために使用される。すなわち、現像処理ブロック４の搬送ロボットＴＲ３が基板載置部ＰＡＳＳ７に載置した基板Ｗをインターフェイスブロック５の搬送ロボットＴＲ４が受け取る。一方、下側の基板載置部ＰＡＳＳ８は、インターフェイスブロック５から現像処理ブロック４へ基板Ｗを搬送するために使用される。すなわち、インターフェイスブロック５の搬送ロボットＴＲ４が基板載置部ＰＡＳＳ８に載置した基板Ｗを現像処理ブロック４の搬送ロボットＴＲ３が受け取る。なお、基板載置部ＰＡＳＳ７，ＰＡＳＳ８は、現像処理ブロック４の搬送ロボットＴＲ３およびインターフェイスブロック５の搬送ロボットＴＲ４の両側に対して開口している。
【００８４】
次に、インターフェイスブロック５について説明する。インターフェイスブロック５は、現像処理ブロック４に隣接して設けられ、レジスト塗布処理が行われてレジスト膜が形成された基板Ｗをレジスト塗布ブロック３から受け取って本基板処理装置とは別体の外部装置である露光ユニットＥＸＰに渡すとともに、露光済みの基板Ｗを露光ユニットＥＸＰから受け取って現像処理ブロック４に渡すブロックである。本実施形態のインターフェイスブロック５には、露光ユニットＥＸＰとの間で基板Ｗの受け渡しを行うための搬送機構５５の他に、レジスト膜が形成された基板Ｗの周縁部を露光する２つのエッジ露光ユニットＥＥＷ１，ＥＥＷ２と、現像処理ブロック４内に配設された加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２、クールプレートＣＰ１４およびエッジ露光ユニットＥＥＷ１，ＥＥＷ２に対して基板Ｗを受け渡しする搬送ロボットＴＲ４とを備えている。
【００８５】
エッジ露光ユニットＥＥＷ１，ＥＥＷ２（２つのエッジ露光ユニットＥＥＷ１，ＥＥＷ２を特に区別しない場合はこれらを総称してエッジ露光部ＥＥＷとする）は、図２に示すように、基板Ｗを略水平姿勢で吸着保持して略水平面内にて回転させるスピンチャック５６や、このスピンチャック５６に保持された基板Ｗの周縁に光を照射して露光する光照射器５７などを備えている。２つのエッジ露光ユニットＥＥＷ１，ＥＥＷ２は、インターフェイスブロック５の中央部に上下に積層配置されている。このエッジ露光部ＥＥＷと現像処理ブロック４の熱処理タワー４２とに隣接して配置されている搬送ロボットＴＲ４は上述した搬送ロボットＴＲ１〜ＴＲ３と同様の構成を備えている。
【００８６】
また、図２に示すように、２つのエッジ露光ユニットＥＥＷ１，ＥＥＷ２の下側には基板戻し用のリターンバッファＲＢＦが設けられ、さらにその下側には２つの基板載置部ＰＡＳＳ９，ＰＡＳＳ１０が上下に積層して設けられている。リターンバッファＲＢＦは、何らかの障害によって現像処理ブロック４が基板Ｗの現像処理を行うことができない場合に、現像処理ブロック４の加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２で露光後の加熱処理を行った後に、その基板Ｗを一時的に収納保管しておくものである。このリターンバッファＲＢＦは、複数枚の基板Ｗを多段に収納できる収納棚によって構成されている。また、上側の基板載置部ＰＡＳＳ９は搬送ロボットＴＲ４から搬送機構５５に基板Ｗを渡すために使用するものであり、下側の基板載置部ＰＡＳＳ１０は搬送機構５５から搬送ロボットＴＲ４に基板Ｗを渡すために使用するものである。なお、リターンバッファＲＢＦに対しては搬送ロボットＴＲ４がアクセスを行う。
【００８７】
搬送機構５５は、図２に示すように、Ｙ方向に水平移動可能な可動台５５ａを備え、この可動台５５ａ上に基板Ｗを保持する保持アーム５５ｂを搭載している。保持アーム５５ｂは、可動台５５ａに対して昇降移動、旋回動作および旋回半径方向への進退移動が可能に構成されている。このような構成によって、搬送機構５５は、露光ユニットＥＸＰとの間で基板Ｗの受け渡しを行うとともに、基板載置部ＰＡＳＳ９，ＰＡＳＳ１０に対する基板Ｗの受け渡しと、基板送り用のセンドバッファＳＢＦに対する基板Ｗの収納および取り出しを行う。センドバッファＳＢＦは、露光ユニットＥＸＰが基板Ｗの受け入れをできないときに、露光処理前の基板Ｗを一時的に収納保管するもので、複数枚の基板Ｗを多段に収納できる収納棚によって構成されている。
【００８８】
以上のインデクサブロック１、バークブロック２、レジスト塗布ブロック３、現像処理ブロック４およびインターフェイスブロック５には常に清浄空気がダウンフローとして供給されており、各ブロック内でパーティクルの巻き上がりや気流によるプロセスへの悪影響を回避している。また、各ブロック内は装置の外部環境に対して若干陽圧に保たれ、外部環境からのパーティクルや汚染物質の進入などを防いでいる。
【００８９】
また、上述したインデクサブロック１、バークブロック２、レジスト塗布ブロック３、現像処理ブロック４およびインターフェイスブロック５は、本実施形態の基板処理装置を機構的に分割した単位である。各ブロックは、各々個別のブロック用フレーム（枠体）に組み付けられ、各ブロック用フレームを連結して基板処理装置が構成されている。
【００９０】
一方、本実施形態では、基板搬送に係る搬送制御単位を機械的に分割したブロックとは別に構成している。本明細書では、このような基板搬送に係る搬送制御単位を「セル」と称する。１つのセルは、基板搬送を担当する搬送ロボットと、その搬送ロボットによって基板が搬送されうる搬送対象部とを含んで構成されている。そして、上述した各基板載置部が、セル内に基板Ｗを受け入れるための入口基板載置部またはセルから基板Ｗを払い出すための出口基板載置部として機能する。すなわち、セル間の基板Ｗの受け渡しも基板載置部を介して行われる。なお、セルを構成する搬送ロボットとしては、インデクサブロック１の基板移載機構１２やインターフェイスブロック５の搬送機構５５も含まれる。
【００９１】
本実施形態の基板処理装置には、インデクサセル、バークセル、レジスト塗布セル、現像処理セル、露光後ベークセルおよびインターフェイスセルの６つのセルが含まれている。インデクサセルは、載置台１１と基板移載機構１２とを含み、機械的に分割した単位であるインデクサブロック１と結果的に同じ構成となっている。また、バークセルは、下地塗布処理部ＢＲＣと２つの熱処理タワー２１，２１と搬送ロボットＴＲ１とを含む。このバークセルも、機械的に分割した単位であるバークブロック２と結果として同じ構成になっている。さらに、レジスト塗布セルは、レジスト塗布処理部ＳＣと２つの熱処理タワー３１，３１と搬送ロボットＴＲ２とを含む。このレジスト塗布セルも、機械的に分割した単位であるレジスト塗布ブロック３と結果として同じ構成になっている。
【００９２】
一方、現像処理セルは、現像処理部ＳＤと熱処理タワー４１と搬送ロボットＴＲ３とを含む。上述したように、搬送ロボットＴＲ３は熱処理タワー４２の加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２およびクールプレートＣＰ１４に対してアクセスすることができず、現像処理セルに熱処理タワー４２は含まれない。この点において、現像処理セルは機械的に分割した単位である現像処理ブロック４と異なる。
【００９３】
また、露光後ベークセルは、現像処理ブロック４に位置する熱処理タワー４２と、インターフェイスブロック５に位置するエッジ露光部ＥＥＷと搬送ロボットＴＲ４とを含む。すなわち、露光後ベークセルは、機械的に分割した単位である現像処理ブロック４とインターフェイスブロック５とにまたがるものである。このように露光後加熱処理を行う加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２と搬送ロボットＴＲ４とを含んで１つのセルを構成しているので、露光後の基板Ｗを速やかに加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２に搬入して熱処理を行うことができる。このような構成は、パターンの露光を行った後なるべく速やかに加熱処理を行う必要のある化学増幅型レジストを使用した場合に好適である。
【００９４】
なお、熱処理タワー４２に含まれる基板載置部ＰＡＳＳ７，ＰＡＳＳ８は現像処理セルの搬送ロボットＴＲ３と露光後ベークセルの搬送ロボットＴＲ４との間の基板Ｗの受け渡しのために介在する。
【００９５】
インターフェイスセルは、外部装置である露光ユニットＥＸＰに対して基板Ｗの受け渡しを行う搬送機構５５を含んで構成されている。このインターフェイスセルは、搬送ロボットＴＲ４やエッジ露光部ＥＥＷを含まない点で、機械的に分割した単位であるインターフェイスブロック５とは異なる構成となっている。なお、エッジ露光部ＥＥＷの下方に設けられた基板載置部ＰＡＳＳ９，ＰＡＳＳ１０は露光後ベークセルの搬送ロボットＴＲ４とインターフェイスセルの搬送機構５５との間の基板Ｗの受け渡しのために介在する。
【００９６】
次に、本実施形態の基板処理装置の制御機構について説明する。図６は、制御機構の概略を示すブロック図である。同図に示すように、本実施形態の基板処理装置は、メインコントローラＭＣ、セルコントローラＣＣ、ユニットコントローラの３階層からなる制御階層を備えている。メインコントローラＭＣ、セルコントローラＣＣ、ユニットコントローラのハードウェアとしての構成は一般的なコンピュータと同様である。すなわち、各コントローラは、各種演算処理を行うＣＰＵ、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭおよび制御用アプリケーションやデータなどを記憶しておく磁気ディスク等を備えている。
【００９７】
第１階層のメインコントローラＭＣは、基板処理装置全体に１つ設けられており、装置全体の管理、メインパネルＭＰの管理およびセルコントローラＣＣの管理を主に担当する。メインパネルＭＰは、メインコントローラＭＣのディスプレイとして機能するものである。また、メインコントローラＭＣに対してはキーボードＫＢから種々のコマンドを入力することができる。なお、メインパネルＭＰをタッチパネルにて構成し、メインパネルＭＰからメインコントローラＭＣに入力作業を行うようにしても良い。
【００９８】
第２階層のセルコントローラＣＣは、６つのセル（インデクサセル、バークセル、レジスト塗布セル、現像処理セル、露光後ベークセルおよびインターフェイスセル）のそれぞれに対して個別に設けられている。各セルコントローラＣＣは、対応するセル内の基板搬送管理およびユニット管理を主に担当する。具体的には、各セルのセルコントローラＣＣは、所定の基板載置部に基板Ｗを置いたという情報を、隣のセルのセルコントローラＣＣに送り、その基板Ｗを受け取ったセルのセルコントローラＣＣは、当該基板載置部から基板Ｗを受け取ったという情報を元のセルのセルコントローラＣＣに返すという情報の送受信を行う。このような情報の送受信はメインコントローラＭＣを介して行われる。そして、各セルコントローラＣＣはセル内に基板Ｗが搬入された旨の情報を搬送ロボットコントローラＴＣに与え、該搬送ロボットコントローラＴＣが搬送ロボットを制御してセル内で基板Ｗを所定の手順に従って循環搬送させる。なお、搬送ロボットコントローラＴＣは、セルコントローラＣＣ上で所定のアプリケーションが動作することによって実現される制御部である。
【００９９】
また、第３階層のユニットコントローラとしては、例えばスピンコントローラＰＣやベークコントローラＢＣが設けられている。スピンコントローラＰＣは、セルコントローラＣＣの指示に従ってセル内に配置されたスピンユニット（塗布処理ユニットおよび現像処理ユニット）を直接制御するものである。具体的には、スピンコントローラＰＣは、例えばスピンユニットのスピンモータを制御して基板Ｗの回転数を調整する。また、ベークコントローラＢＣは、セルコントローラＣＣの指示に従ってセル内に配置された熱処理ユニット（ホットプレート、クールプレート、加熱部等）を直接制御するものである。例えば、ホットプレートＨＰ１を管理するバークセルのベークコントローラＢＣは、熱処理プレート２１１、エアシリンダ２２５、給気弁２５２、流量調整弁２５３、排気弁２６２、流量調整弁２６３およびリフタ２３９を制御し、熱処理プレート２１１の温度や熱処理空間２３０への給排気等を調整する。
【０１００】
また、基板処理装置に設けられた３階層からなる制御階層のさらに上位の制御機構として、基板処理装置とＬＡＮ回線を介して接続されたホストコンピュータ１００が位置している（図１参照）。ホストコンピュータ１００は、各種演算処理を行うＣＰＵ、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭおよび制御用アプリケーションやデータなどを記憶しておく磁気ディスク等を備えており、一般的なコンピュータと同様の構成を有している。ホストコンピュータ１００には、本実施形態の基板処理装置が通常複数台接続されている。ホストコンピュータ１００は、接続されたそれぞれの基板処理装置に処理手順および処理条件を記述したレシピを渡す。ホストコンピュータ１００から渡されたレシピは各基板処理装置のメインコントローラＭＣの記憶部（例えばメモリ）に記憶される。
【０１０１】
なお、露光ユニットＥＸＰには、上記の基板処理装置の制御機構から独立した別個の制御部が設けられている。すなわち、露光ユニットＥＸＰは、基板処理装置のメインコントローラＭＣの制御下で動作しているものではなく、単体で独自の動作制御を行っているものである。もっとも、このような露光ユニットＥＸＰもホストコンピュータ１００から受け取ったレシピに従って動作制御を行っており、露光ユニットＥＸＰにおける露光処理と同期した処理を基板処理装置が行うこととなる。
【０１０２】
次に、本実施形態の基板処理装置の動作について説明する。以下に説明する処理手順は、ホストコンピュータ１００から受け取ったレシピの記述内容に従って図６の制御機構が各部を制御することにより実行されるものである。
【０１０３】
まず、装置外部から未処理の基板ＷがキャリアＣに収納された状態でＡＧＶ等によってインデクサブロック１に搬入される。続いて、インデクサブロック１から未処理の基板Ｗの払い出しが行われる。具体的には、インデクサセル（インデクサブロック１）の基板移載機構１２が所定のキャリアＣから未処理の基板Ｗを取り出し、上側の基板載置部ＰＡＳＳ１に載置する。基板載置部ＰＡＳＳ１に未処理の基板Ｗが載置されると、バークセルの搬送ロボットＴＲ１が保持アーム６ａ，６ｂのうちの一方を使用してその基板Ｗを受け取る。そして、搬送ロボットＴＲ１は受け取った未処理の基板Ｗを塗布処理ユニットＢＲＣ１〜ＢＲＣ３のいずれかに搬送する。塗布処理ユニットＢＲＣ１〜ＢＲＣ３では、基板Ｗの表面に反射防止膜（本実施形態ではＢＡＲＣ）を形成するための塗布液が薬液として回転塗布される。塗布処理が終了した後、基板Ｗは搬送ロボットＴＲ１によってホットプレートＨＰ１〜ＨＰ６のいずれかに搬送される。
【０１０４】
ここでは反射防止膜用の塗布液が回転塗布された基板ＷがホットプレートＨＰ１に搬送されたものとして説明を続けるが、ホットプレートＨＰ２〜ＨＰ６に搬送された場合であっても全く同様である。搬送ロボットＴＲ１が基板ＷをホットプレートＨＰ１に搬入するときには、カバー２４０はリフタ２３９によって図８の待機位置に上昇される一方、３本の支持ピン２２１は図７の処理位置に下降しており、それらの上端は熱処理プレート２１１に埋入している。この状態にて、搬送ロボットＴＲ１は基板Ｗを保持する保持アーム６ａ（または６ｂ）を熱処理プレート２１１の上方に進出させる。続いて、３本の支持ピン２２１がエアシリンダ２２５の駆動によって図８の待機位置にまで上昇して搬送ロボットＴＲ１から基板Ｗを受け取る。そして、搬送ロボットＴＲ１が保持アーム６ａをホットプレートＨＰ１から退出させた後、３本の支持ピン２２１がエアシリンダ２２５によって処理位置にまで下降することにより、熱処理プレート２１１の載置面２１１ａに基板Ｗが載置される。また、カバー２４０もリフタ２３９によって図７の処理位置に下降され、その結果カバー２４０と熱処理プレート２１１とによって囲まれた熱処理空間２３０が形成される。
【０１０５】
熱処理プレート２１１はベークコントローラＢＣによる制御に従って昇温している。ベークコントローラＢＣは、レシピに記述された処理条件を満足するように熱処理プレート２１１を昇温している。また、基板Ｗの加熱処理時には、ガス供給源２５５から熱処理空間２３０に窒素ガスが供給されるとともに、熱処理空間２３０内の雰囲気が排気口２６６を介して排気部２６５に排気される。これにより、熱処理空間２３０内においては、熱処理プレート２１１の周縁部近傍から供給された窒素ガスが排気口２６６に向けて流れるような気流が形成される。ベークコントローラＢＣは、レシピに従って給気弁２５２、流量調整弁２５３、排気弁２６２および流量調整弁２６３を制御し、熱処理空間２３０への窒素ガスの供給流量および排気流量を調整している。次の表１は、本実施形態において実行されているレシピの一部であり、ホットプレートＨＰ１の加熱温度条件および給排気流量に関する記述部分である。
【０１０６】
【表１】
2008186934.tif 000003
【０１０７】
表１に示すように、ホットプレートＨＰ１の熱処理期間は２つのステップに分割されている。ここで、ホットプレートＨＰ１における「熱処理期間」とは、熱処理プレート２１１の載置面２１１ａに基板Ｗが載置されている期間であり、より具体的には支持ピン２２１が下降して載置面２１１ａに基板Ｗが載置されてから支持ピン２２１が再度上昇して載置面２１１ａから基板Ｗを突き上げるまでの期間である。本実施形態においては、反射防止膜を形成するための塗布液が薬液として基板Ｗの表面に塗布されており、９０秒の熱処理期間を２つのステップに分割して２段階で基板Ｗを加熱するようにしている。すなわち、レシピには、熱処理プレート２１１の温度を１８０℃とする６０秒間の第１ステップと、２３０℃とする３０秒間の第２ステップとが記述されている。ベークコントローラＢＣは、このレシピの記述内容に従って、９０秒の熱処理期間のうちの最初の６０秒（第１の期間）は熱処理プレート２１１の温度を１８０℃とし、続く３０秒（第２の期間）は２３０℃とする２段階の温調制御を行っている。
【０１０８】
また、レシピには、第１の期間に対応する第１ステップにはガス供給流量および排気流量を「小」とし、第２の期間に対応する第２ステップにはガス供給流量および排気流量を「大」とすることが記述されている。ベークコントローラＢＣは、このレシピの記述内容に従って、第１の期間は熱処理空間２３０への窒素ガス供給流量が「小」となり、第２の期間は熱処理空間２３０への窒素ガスの供給流量がそれよりも多い「大」となるように、給気弁２５２および流量調整弁２５３を制御している。同様に、ベークコントローラＢＣは、レシピの記述内容に従って、第１の期間は熱処理空間２３０からの排気流量が「小」となり、第２の期間は熱処理空間２３０からの排気流量がそれよりも多い「大」となるように、排気弁２６２および流量調整弁２６３を制御している。
【０１０９】
上記のような温調制御および給排気制御によって、熱処理プレート２１１の温度および熱処理空間２３０への給排気流量は図９のように変化する。図９（ａ）は熱処理プレート２１１の温度変化を示し、図９（ｂ）は熱処理空間２３０への窒素ガスの供給流量変化を示し、図９（ｃ）は熱処理空間２３０からの排気流量変化を示す。なお、「熱処理時間」とは、熱処理プレート２１１の載置面２１１ａに基板Ｗが載置されてからの時間であり、より具体的には支持ピン２２１が下降して載置面２１１ａに基板Ｗが載置されてからの経過時間である。
【０１１０】
熱処理プレート２１１はベークコントローラＢＣによる制御の下で１８０℃を６０秒間維持した後に２３０℃に昇温してその温度を３０秒間維持する。熱処理プレート２１１の載置面２１１ａに載置された基板Ｗは熱処理プレート２１１とほぼ同じ温度にまで加熱されるため、最初１８０℃で６０秒加熱された後に２３０℃で３０秒加熱されることとなる。この加熱処理によって反射防止膜の塗布液から溶剤や樹脂成分が揮発または昇華して基板Ｗ上に反射防止膜が焼成される。
【０１１１】
ここで、従来の反射防止膜の焼成処理は２００℃以上で行っており、第１の期間の１８０℃という加熱温度は反射防止膜の焼成温度としてはやや低い温度である。このため十分な焼成処理はできないものの、塗布液からの成分の揮発または昇華は発生する。但し、１８０℃に基板Ｗが加熱されたときの揮発量または昇華量は２００℃以上に加熱されたときよりも顕著に少ない。揮発量または昇華量が少量であれば、ホットプレートＨＰ１の内部機構への付着はほとんど生じない。
【０１１２】
１８０℃での加熱処理によって塗布液から溶剤や樹脂成分がある程度抜けた後に、基板Ｗは２３０℃に昇温される。この第２の期間の２３０℃での加熱処理によって反射防止膜が十分に焼きしめられ、所望の特性を有する反射防止膜の焼成が行われることとなる。第１の期間の１８０℃での加熱処理によって塗布液からある程度溶剤や樹脂成分が抜けているため、第２の期間で２３０℃に昇温したとしても、従来に比較すると塗布液から発生する揮発量または昇華量は少量である。このため、第２の期間においてもホットプレートＨＰ１の内部機構への成分付着を抑制することができる。
【０１１３】
また、熱処理空間２３０内においては、熱処理プレート２１１の周縁部近傍からカバー２４０を介して供給された窒素ガスが排気口２６６に向けて流れるような気流が形成されており、反射防止膜用の塗布液から発生した揮発物や昇華物はこの窒素ガスの気流によってホットプレートＨＰ１のユニット外部に排出されることとなる。そして、熱処理空間２３０への窒素ガス供給流量は第１の期間よりも第２の期間の方が多く、熱処理空間２３０からの排気流量も第１の期間よりも第２の期間の方が多い。すなわち、熱処理空間２３０内に形成される気流の流量は第１の期間よりも第２の期間の方が多い。基板Ｗが２３０℃に昇温される第２の期間では単位時間当たりの塗布液からの揮発量または昇華量が１８０℃の第１の期間よりも多くなるのであるが、熱処理空間２３０内に形成される気流の流量も第１の期間よりも第２の期間の方が多いため、発生量が増加しても揮発物や昇華物を確実にホットプレートＨＰ１の外部に排出することができ、ホットプレートＨＰ１の内部機構への成分付着を確実に抑制することができる。
【０１１４】
また、内側カバー２４６の中央部上方に排気口２６６が開口され、内側カバー２４６の内壁面２４６ａが排気口２６６から熱処理プレート２１１に向けて拡がるようなテーパ面とされているため、そのテーパ面に沿って窒素ガスの気流が円滑に流れ、熱処理空間２３０内に気流の滞留部が発生することが抑制される。その結果、反射防止膜用の塗布液から発生した昇華物も気流とともにスムースに排気ポート２６０から排出されることとなり、昇華物の回収効率が向上するとともに、ホットプレートＨＰ１の内部機構への昇華物付着をより効果的に防止することができる。
【０１１５】
また、内側カバー２４６の内壁面２４６ａが電解研磨によって平滑面（平均表面粗さが１．６μｍ以下）とされているため、内壁面２４６ａへの昇華物付着がより効果的に防止されることとなる。
【０１１６】
さらに、内側カバー２４６の外壁面２４６ｂにはヒータ２４７が貼設されており、このヒータ２４７によって内側カバー２４６が所定温度に加熱されている。このため、内側カバー２４６の内壁面２４６ａに昇華物が析出して付着することがより効果的に防止される。ヒータ２４７による内側カバー２４６の加熱温度としては昇華物の析出を抑制できる程度の温度であれば良い。
【０１１７】
また、内側カバー２４６の内壁面２４６ａをテーパ面とすることにより熱処理空間２３０内から気流の滞留部が排除された結果、熱処理空間２３０内の対流も抑制され、加熱処理時における基板Ｗの面内温度分布均一性が向上する。このため、第２の期間において従来よりも大流量の給排気を行ったとしても基板Ｗの面内温度分布均一性を損なうことが防止される。
【０１１８】
以上のようにして塗布液から発生した昇華物を効果的に回収しつつ９０秒間の熱処理時間が経過して基板Ｗ上に反射防止膜が形成された時点で、焼成処理が完了し、カバー２４０が待機位置にまで上昇するとともに、３本の支持ピン２２１も待機位置に上昇する。３本の支持ピン２２１が上昇すると、図８に示すように、熱処理プレート２１１の載置面２１１ａに載置されていた基板Ｗがそれら支持ピン２２１によって突き上げられ、載置面２１１ａから離間することとなる。その結果、３本の支持ピン２２１によって支持されている基板Ｗへの熱供給が停止されることとなり、基板温度が徐々に降下し始める。
【０１１９】
本実施形態においては、図９（ｃ）に示すように、熱処理期間が終了してカバー２４０が待機位置に上昇した時点での排気流量を第２の期間よりもさらに増加している。これは、熱処理空間２３０内に浮遊していた昇華物等がホットプレートＨＰ１の外部空間（搬送ロボットＴＲ１が配置されている周辺空間）に飛散して基板処理装置の全体に拡散して汚染源となるのを防止するためである。すなわち、カバー２４０が待機位置に上昇した時点で非常に大きな流量にて排気口２６６から排気を行うことにより、カバー２４０の内側空間の浮遊物が強力に排気口２６６から吸引されて排出されることとなり、昇華物等がホットプレートＨＰ１の外部に漏出するのを防止することができるのである。
【０１２０】
焼成処理の終了した基板Ｗが支持ピン２２１によって載置面２１１ａから突き上げられてから所定の待機時間が経過した時点で搬送ロボットＴＲ１がホットプレートＨＰ１から基板Ｗを搬出する。搬送ロボットＴＲ１が基板ＷをホットプレートＨＰ１から搬出する手順は上記の搬入手順の逆となる。すなわち、搬送ロボットＴＲ１が保持アーム６ａ（または６ｂ）を支持ピン２２１に支持された基板Ｗの下方に進出させ、次いで３本の支持ピン２２１が処理位置にまで下降することによって基板Ｗが保持アーム６ａに渡される。その後、搬送ロボットＴＲ１が保持アーム６ａをホットプレートＨＰ１から退出させることによって、基板Ｗの搬出が完了する。なお、基板Ｗが突き上げられてからの待機時間としては、昇華物等が発生しない程度にまで基板Ｗが降温するまでの時間とするのが好ましい。
【０１２１】
ホットプレートＨＰ１から搬出された基板Ｗは次工程（レジスト塗布工程）に十分な程度には冷却されていないため、搬送ロボットＴＲ１によってクールプレートＣＰ１〜ＣＰ３のいずれかに搬送されて冷却される。なお、このときにクールプレートＷＣＰによって基板Ｗを冷却するようにしても良い。冷却後の基板Ｗは搬送ロボットＴＲ１によって基板載置部ＰＡＳＳ３に載置される。
【０１２２】
また、反射防止膜用の塗布液を塗布する前に脱水処理を行うようにしても良い。この場合はまず、基板載置部ＰＡＳＳ１に載置された未処理の基板Ｗを搬送ロボットＴＲ１が密着強化処理部ＡＨＬ１〜ＡＨＬ３のいずれかに搬送する。密着強化処理部ＡＨＬ１〜ＡＨＬ３では、ＨＭＤＳの蒸気を供給することなく基板Ｗに単に脱水のための加熱処理（デハイドベーク）を行う。脱水のための加熱処理の終了した基板Ｗは搬送ロボットＴＲ１によって取り出され、クールプレートＣＰ１〜ＣＰ３のいずれかに搬送されて冷却される。冷却後の基板Ｗは搬送ロボットＴＲ１によって塗布処理ユニットＢＲＣ１〜ＢＲＣ３のいずれかに搬送され、反射防止膜用の塗布液が回転塗布される。その後、基板Ｗは搬送ロボットＴＲ１によってホットプレートＨＰ１〜ＨＰ６のいずれかに搬送され、加熱処理によって基板Ｗ上に下地の反射防止膜（ＢＡＲＣ）が形成される。このときの、ホットプレートＨＰ１〜ＨＰ６の動作は上述と同様のものである。その後、搬送ロボットＴＲ１によってホットプレートから取り出された基板ＷはクールプレートＣＰ１〜ＣＰ３のいずれかに搬送されて冷却された後、基板載置部ＰＡＳＳ３に載置される。
【０１２３】
基板Ｗが基板載置部ＰＡＳＳ３に載置されると、レジスト塗布セルの搬送ロボットＴＲ２がその基板Ｗを受け取って塗布処理ユニットＳＣ１〜ＳＣ３のいずれかに搬送する。塗布処理ユニットＳＣ１〜ＳＣ３では、反射防止膜が形成された基板Ｗにレジストが回転塗布される。なお、レジスト塗布処理には精密な基板温調が要求されるため、基板Ｗを塗布処理ユニットＳＣ１〜ＳＣ３に搬送する直前にクールプレートＣＰ４〜ＣＰ９のいずれかに搬送するようにしても良い。
【０１２４】
レジスト塗布処理が終了した後、基板Ｗは搬送ロボットＴＲ２によって加熱部ＰＨＰ１〜ＰＨＰ６のいずれかに搬送される。加熱部ＰＨＰ１〜ＰＨＰ６にて基板Ｗが加熱処理されることにより、レジスト中の溶媒成分が除去されて基板Ｗ上にレジスト膜が形成される。その後、搬送ロボットＴＲ２によって加熱部ＰＨＰ１〜ＰＨＰ６から取り出された基板ＷはクールプレートＣＰ４〜ＣＰ９のいずれかに搬送されて冷却される。冷却後の基板Ｗは搬送ロボットＴＲ２によって基板載置部ＰＡＳＳ５に載置される。
【０１２５】
レジスト塗布処理が行われてレジスト膜が形成された基板Ｗが基板載置部ＰＡＳＳ５に載置されると、現像処理セルの搬送ロボットＴＲ３がその基板Ｗを受け取ってそのまま基板載置部ＰＡＳＳ７に載置する。そして、基板載置部ＰＡＳＳ７に載置された基板Ｗは露光後ベークセルの搬送ロボットＴＲ４によって受け取られ、エッジ露光ユニットＥＥＷ１，ＥＥＷ２のいずれかに搬入される。エッジ露光ユニットＥＥＷ１，ＥＥＷ２においては、基板Ｗの周縁部の露光処理が行われる。エッジ露光処理が終了した基板Ｗは搬送ロボットＴＲ４によって基板載置部ＰＡＳＳ９に載置される。そして、基板載置部ＰＡＳＳ９に載置された基板Ｗはインターフェイスセルの搬送機構５５によって受け取られ、露光ユニットＥＸＰに搬入され、パターン露光処理に供される。本実施形態では化学増幅型レジストを使用しているため、基板Ｗ上に形成されたレジスト膜のうち露光された部分では光化学反応によって酸が生成する。なお、エッジ露光処理が終了した基板Ｗを露光ユニットＥＸＰに搬入する前に、搬送ロボットＴＲ４によってクールプレートＣＰ１４に搬入して冷却処理を行うようにしても良い。
【０１２６】
パターン露光処理が終了した露光済みの基板Ｗは露光ユニットＥＸＰから再びインターフェイスセルに戻され、搬送機構５５によって基板載置部ＰＡＳＳ１０に載置される。露光後の基板Ｗが基板載置部ＰＡＳＳ１０に載置されると、露光後ベークセルの搬送ロボットＴＲ４がその基板Ｗを受け取って加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２のいずれかに搬送する。加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２では、露光時の光化学反応によって生じた生成物を酸触媒としてレジストの樹脂の架橋・重合等の反応を進行させ、現像液に対する溶解度を露光部分のみ局所的に変化させるための露光後加熱処理(Post Exposure Bake)が行われる。露光後加熱処理が終了した基板Ｗは、冷却機構を備えたローカル搬送機構（加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２内の搬送機構：図１参照）によって搬送されることにより冷却され、上記化学反応が停止する。続いて基板Ｗは、搬送ロボットＴＲ４によって加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２から取り出され、基板載置部ＰＡＳＳ８に載置される。
【０１２７】
基板載置部ＰＡＳＳ８に基板Ｗが載置されると、現像処理セルの搬送ロボットＴＲ３がその基板Ｗを受け取ってクールプレートＣＰ１０〜ＣＰ１３のいずれかに搬送する。クールプレートＣＰ１０〜ＣＰ１３においては、露光後加熱処理が終了した基板Ｗがさらに冷却され、所定温度に正確に温調される。その後、搬送ロボットＴＲ３は、クールプレートＣＰ１０〜ＣＰ１３から基板Ｗを取り出して現像処理ユニットＳＤ１〜ＳＤ５のいずれかに搬送する。現像処理ユニットＳＤ１〜ＳＤ５では、基板Ｗに現像液を供給して現像処理を進行させる。やがて現像処理が終了した後、基板Ｗは搬送ロボットＴＲ３によってホットプレートＨＰ７〜ＨＰ１１のいずれかに搬送され、さらにその後クールプレートＣＰ１０〜ＣＰ１３のいずれかに搬送される。
【０１２８】
その後、基板Ｗは搬送ロボットＴＲ３によって基板載置部ＰＡＳＳ６に載置される。基板載置部ＰＡＳＳ６に載置された基板Ｗは、レジスト塗布セルの搬送ロボットＴＲ２によってそのまま基板載置部ＰＡＳＳ４に載置される。さらに、基板載置部ＰＡＳＳ４に載置された基板Ｗは、バークセルの搬送ロボットＴＲ１によってそのまま基板載置部ＰＡＳＳ２に載置されることにより、インデクサブロック１に格納される。基板載置部ＰＡＳＳ２に載置された処理済みの基板Ｗはインデクサセルの基板移載機構１２によって所定のキャリアＣに収納される。その後、所定枚数の処理済み基板Ｗが収納されたキャリアＣが装置外部に搬出されて一連のフォトリソグラフィー処理が完了する。
【０１２９】
以上のように、反射防止膜の焼成処理時においては、ベークコントローラＢＣが熱処理期間における第１の期間の熱処理プレート２１１の温度を１８０℃とし、その後の第２の期間の熱処理プレート２１１の温度を２３０℃としており、熱処理期間の熱処理プレート２１１の温度を段階的に変化させている。このため、反射防止膜用の塗布液が塗布された基板Ｗは、まず１８０℃に加熱されて塗布液から溶剤や樹脂成分が少しずつ揮発または昇華する。ここで、従来のように塗布液が塗布された基板Ｗをいきなり２００℃以上に加熱すると多量の揮発物や昇華物が発生してホットプレートＨＰ１の内部機構に付着するおそれがある。本実施形態においては、第１の期間の熱処理プレート２１１の温度を１８０℃とすることによって、基板Ｗの不必要な昇温を抑制して塗布液から溶剤や樹脂成分が一気に多量に揮発または昇華するのを防止しつつ、塗布液に含まれる溶剤や樹脂成分の総量を確実に減少させている。よって、熱処理期間の初期段階においては、ホットプレートＨＰ１の内部機構への成分付着を防止しつつ、塗布液から溶剤や樹脂成分を確実に除くことができる。
【０１３０】
続いて、塗布液から溶剤や樹脂成分がある程度低減した基板Ｗは２３０℃に加熱されて反射防止膜が確実に焼成される。基板Ｗを１８０℃で加熱し続けても必要な特性を有する反射防止膜を形成することは不可能であり（形成できたとしても非常に長時間の処理となって現実的には不可能）、第２の期間で２３０℃に加熱することによって所望の特性を有する反射防止膜の焼成が行われることとなる。すなわち、第２の期間の熱処理プレート２１１の温度を２３０℃とすることによって、基板Ｗへの最小限必要な昇温については確実に実行することができるのである。基板Ｗを２３０℃にまで加熱したとしても、既に第１の期間に塗布液からある程度の溶剤や樹脂成分が除かれているため、著しく多量の揮発や昇華は生じない。
【０１３１】
また、反射防止膜の焼成処理時においては、ベークコントローラＢＣの制御によって、第１の期間よりも第２の期間の熱処理空間２３０への窒素ガス供給流量および熱処理空間２３０からの排気流量が多くなるようにされている。すなわち、ベークコントローラＢＣは、熱処理期間の窒素ガス供給流量および排気流量をも段階的に変化させている。第１の期間よりも加熱温度が高温となる第２の期間では、単位時間当たりの塗布液からの揮発物または昇華物の発生量は多くなるのであるが、それに対応して窒素ガス供給流量および排気流量を多くすることにより、発生した揮発物や昇華物を確実にホットプレートＨＰ１から排出して内部機構への付着を防止することができる。
【０１３２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態においては、塗布処理ユニットＢＲＣ１〜ＢＲＣ３にて基板Ｗの表面に反射防止膜（本実施形態ではＢＡＲＣ）を形成するための塗布液を塗布し、その基板ＷをホットプレートＨＰ１〜ＨＰ６にて加熱して反射防止膜を焼成していたが、これに代えて、基板Ｗの表面に薬液として下層膜を形成するための塗布液を塗布し、その基板ＷをホットプレートＨＰ１〜ＨＰ６にて加熱することによって基板Ｗ上に下層膜を焼成するものであっても良い。下層膜とは、近年の微細加工プロセスにも対応可能なエッチングマスクとして開発されたものであり、レジスト膜の下層に形成される塗布炭素膜（ＳＯＣ：Spin on Carbon Hard Mask）である。この塗布炭素膜の下層膜の特徴は、低反射率でエッチング耐性が高いことである。
【０１３３】
このような特徴を有する下層膜を形成するプロセスは、下層膜薬液（下層膜を形成するための塗布液）を上記反射防止膜と同様の手法によって基板Ｗの表面に塗布し、その基板Ｗを加熱してカーボン以外の成分を焼き飛ばして不純物含有量が最小限のカーボン膜を焼成するというものである。使用する薬液の種類にもよるが、通常、下層膜の焼成処理温度は反射防止膜（ＢＡＲＣ）の焼成処理温度よりも高温である。そして、下層膜の焼成処理時にカーボン以外の成分を焼き飛ばした結果として大量の（反射防止膜焼成時以上の）昇華物が発生する。このため、下層膜の焼成処理を行うときには、ベークコントローラＢＣが次の表２のレシピに従ってホットプレートＨＰ１を制御している。
【０１３４】
【表２】
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【０１３５】
反射防止膜の焼成処理についての表１のレシピと同様に、ホットプレートＨＰ１の熱処理期間は２つのステップに分割されている。但し、表２のレシピには、熱処理プレート２１１の温度を２２０℃とする６０秒間の第１ステップと、３００℃とする３０秒間の第２ステップとが記述されている。また、表２のレシピにも、第１の期間に対応する第１ステップにはガス供給流量および排気流量を「小」とし、第２の期間に対応する第２ステップにはガス供給流量および排気流量を「大」とすることが記述されている。ベークコントローラＢＣは、下層膜の焼成処理を行うときに、かかる表２のレシピに従って熱処理プレート２１１を昇温するとともに、給気弁２５２、流量調整弁２５３、排気弁２６２および流量調整弁２６３を制御し、熱処理空間２３０への窒素ガスの供給流量および排気流量を調整している。
【０１３６】
このようにしても、上記実施形態と同様に下層膜の焼成処理時において、ベークコントローラＢＣが熱処理期間における第１の期間の熱処理プレート２１１の温度を２２０℃とし、その後の第２の期間の熱処理プレート２１１の温度を３００℃としており、熱処理期間の熱処理プレート２１１の温度を段階的に変化させている。第１の期間の熱処理プレート２１１の温度を２２０℃とすることによって、基板Ｗの不必要な昇温を抑制して塗布液から溶剤や樹脂成分が一気に多量に揮発または昇華するのを防止しつつ、塗布液に含まれる溶剤や樹脂成分の総量を確実に減少させている。よって、熱処理期間の初期段階においては、ホットプレートＨＰ１の内部機構への成分付着を防止しつつ、塗布液から溶剤や樹脂成分を確実に除くことができる。
【０１３７】
続いて、塗布液から溶剤や樹脂成分がある程度低減した基板Ｗは３００℃に加熱されて下層膜が確実に焼成される。基板Ｗを２２０℃で加熱し続けても必要な特性を有する下層膜を形成することは不可能であり、第２の期間で３００℃に加熱することによって所望の特性を有する下層膜の焼成が行われる。すなわち、第２の期間の熱処理プレート２１１の温度を３００℃とすることによって、基板Ｗへの最小限必要な昇温については確実に実行することができるのである。基板Ｗを３００℃にまで加熱したとしても、既に第１の期間に塗布液からある程度の溶剤や樹脂成分が除かれているため、著しく多量の揮発や昇華は生じない。
【０１３８】
また、下層膜の焼成処理時においても、ベークコントローラＢＣの制御によって、第１の期間よりも第２の期間の熱処理空間２３０への窒素ガス供給流量および熱処理空間２３０からの排気流量が多くなるようにされている。すなわち、ベークコントローラＢＣは、熱処理期間の窒素ガス供給流量および排気流量をも段階的に変化させている。第１の期間よりも加熱温度が高温となる第２の期間では、単位時間当たりの塗布液からの揮発物または昇華物の発生量は多くなるのであるが、それに対応して窒素ガス供給流量および排気流量を多くすることにより、反射防止膜の焼成処理と同様に発生した揮発物や昇華物を確実にホットプレートＨＰ１から排出して内部機構への付着を防止することができる。
【０１３９】
また、本発明に係る熱処理技術は、加熱処理時に昇華物が多く発生する種々の被膜の焼成処理に対して有効であり、上記の反射防止膜や下層膜に限定されず、加熱処理時に昇華物が多く発生するフォトレジスト膜や、カラーフィルタ用に用いられるカラーレジスト膜などにも好適に使用できる。これらの被膜の焼成処理を行うときのレシピの熱処理期間を複数のステップに分割し、熱処理期間の熱処理プレートの温度を段階的に変化させることにより、上記実施形態と同様に、不必要な昇温を抑制しつつも最小限必要な昇温については確実に実行し、昇華物等の付着を防止して被膜を確実に焼成することができる。また、熱処理期間の窒素ガス供給流量および排気流量をも段階的に変化させることにより、昇華物等の付着をより確実に防止することができる。
【０１４０】
また、本発明に係る熱処理技術は、加熱されることによって昇華物を発生しつつ反射防止膜や下層膜を形成する薬液が塗布された基板を加熱して膜の焼成処理を行うホットプレートに限定されるものではなく、レジストが塗布された基板Ｗを加熱する加熱部ＰＨＰ１〜ＰＨＰ６や露光後の基板Ｗを加熱する加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２に適用することもできる。これらの熱処理を行うときのレシピの熱処理期間を複数のステップに分割し、熱処理期間の熱処理プレートの温度を段階的に変化させることにより、不必要な昇温を抑制しつつも最小限必要な昇温については確実に実行し、プロセスを最適化することができる。また、熱処理期間の窒素ガス供給流量および排気流量をも段階的に変化させても良い。もっとも、熱処理期間中に熱処理プレートの温度を変化させると、その瞬間は基板Ｗの面内温度分布が不均一となる可能性が高い。レジスト塗布後の加熱処理や露光後加熱処理では、基板の面内温度分布が不均一になると、レジスト膜厚やパターンの線幅も不均一となるおそれがある。この点、反射防止膜や下層膜の焼成処理であれば、基板Ｗの面内温度分布が少々不均一になったとしても処理結果に大きな影響は無く、本発明に係る熱処理技術を適用するのに好ましい。
【０１４１】
これらの内容を集約すると、本発明に係る熱処理技術は、基板を加熱して所定の処理を行う種々の熱処理装置に適用することが可能である。そして、その加熱処理を行うときのレシピの熱処理期間を複数のステップに分割し、ステップごとにプレート温度を設定して熱処理期間の熱処理プレートの温度を段階的に変化させることにより、不必要な昇温を抑制しつつも最小限必要な昇温については確実に実行することができる。これにより、プロセスの最適化が図れるとともに、消費電力を低減することもできる。また、複数のステップごとに窒素ガス供給流量および排気流量を設定して熱処理期間の給排気流量を段階的に変化させることにより、不要なガス消費を抑制しつつも最小限必要な給排気を確実に実行することができる。
【０１４２】
また、上記実施形態においては、加熱処理を行うときのレシピの熱処理期間を２つのステップに分割していたが、分割数は２つに限定されるものではなく、２以上の任意の数とすることができる。レシピの熱処理期間を３以上に分割した場合であっても、各ステップごとに熱処理プレートの温度を設定するとともに、熱処理空間へのガス供給流量および熱処理空間からの排気流量を設定することにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。また、設定するプレート温度や給排気流量についても、各ステップに任意に設定することができ、例えば上記実施形態とは逆に段階的に熱処理プレートの温度が低下するように設定しても良い。
【０１４３】
また、上記実施形態においては、ホットプレートＨＰ１の熱処理プレート２１１をマイカヒータとしていたが、これに限定されるものではなく、例えばヒートパイプ構造を有するプレートとしても良い。
【０１４４】
また、ガス供給源２５５が供給するガスとしては、窒素ガスに限らず、アルゴンやヘリウム等の他の不活性ガスを供給するようにしてもよい。もっとも、コストの観点からは、窒素ガスを使用するのが好ましい。
【０１４５】
また、本発明に係る熱処理装置によって処理の対象となる基板は半導体ウエハに限定されるものではなく、液晶ガラス基板であっても良い。
【０１４６】
また、本発明に係る熱処理装置を組み込んだ基板処理装置の構成は図１から図４に示したような形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】本発明に係る熱処理装置を組み入れた基板処理装置の平面図である。
【図２】図１の基板処理装置の液処理部の正面図である。
【図３】図１の基板処理装置の熱処理部の正面図である。
【図４】図１の基板処理装置の基板載置部の周辺構成を示す図である。
【図５】図１の基板処理装置の搬送ロボットを説明するための図である。
【図６】図１の基板処理装置の制御機構の概略を示すブロック図である。
【図７】ホットプレートの概略構成を示す側断面図である。
【図８】ホットプレートの概略構成を示す側断面図である。
【図９】プレート温度および給排気流量を示す図である。
【符号の説明】
【０１４８】
２１１  熱処理プレート
２１１ａ  載置面
２３０  熱処理空間
２４０  カバー
２４３  外側カバー
２４６  内側カバー
２５０  給排気ブロック
２５５  ガス供給源
２６０  排気ポート
２６５  排気部
２６６  排気口
ＢＣ  ベークコントローラ
ＢＲＣ１〜ＢＲＣ３  塗布処理ユニット
ＴＲ１  搬送ロボット
ＨＰ１〜ＨＰ６  ホットプレート
Ｗ  基板
【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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