特許 5726136 熱処理装置、熱処理方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5726136

(24)【登録日】2015年4月10日

(45)【発行日】2015年5月27日

(54)【発明の名称】熱処理装置、熱処理方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20150507BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 A

【請求項の数】16

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2012-171923(P2012-171923)

(22)【出願日】2012年8月2日

(65)【公開番号】特開2014-33043(P2014-33043A)

(43)【公開日】2014年2月20日

【審査請求日】2014年7月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096389

【弁理士】

【氏名又は名称】金本 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100095957

【弁理士】

【氏名又は名称】亀谷 美明

(74)【代理人】

【識別番号】100101557

【弁理士】

【氏名又は名称】萩原 康司

(74)【代理人】

【識別番号】100167634

【弁理士】

【氏名又は名称】扇田 尚紀

(72)【発明者】

【氏名】諸 翔憲

【審査官】 杉山 悟史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−００７７９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−００３６０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６７ − ２１／６８７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を１の処理容器内で熱処理する熱処理装置であって、
基板を載置して冷却する冷却機構と、
基板を載置して熱処理する第１の熱処理機構と、
平面視において前記冷却機構を挟んで前記第１の熱処理機構の反対側に設けられた第２の熱処理機構と、
前記冷却機構を、前記各熱処理機構上方の受け渡し位置と、基板を冷却する冷却位置との間で移動させる移動機構と、を有し、
前記冷却機構、前記第１の熱処理機構、前記第２の熱処理機構及び前記移動機構は、前記１の処理容器の内部に配置され、
前記１の処理容器の側面における前記冷却機構の冷却位置と対向する位置には、当該１の処理容器の外部に設けられた基板搬送機構により前記冷却機構に対して基板の受け渡しを行う搬入出口が形成されていることを特徴とする、熱処理装置。

【請求項2】

前記冷却機構は、上下方向に複数設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の熱処理装置。

【請求項3】

前記各熱処理機構は上下方向に複数設けられ、且つ上下方向に複数配置された前記冷却機構を挟んで配置されていることを特徴とする、請求項２に記載の熱処理装置。

【請求項4】

前記冷却機構を挟んで配置された前記各熱処理機構は、同一の高さに位置しないように互い違いに配置されていることを特徴とする、請求項３に記載の熱処理装置。

【請求項5】

前記移動機構は、前記冷却機構を水平方向に移動させることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の熱処理装置。

【請求項6】

前記移動機構と共に前記冷却機構を鉛直方向に移動させる駆動機構をさらに有することを特徴とする、請求項５に記載の熱処理装置。

【請求項7】

前記各熱処理板には、前記受け渡し位置において前記冷却機構と基板の受け渡しを行う昇降ピンが設けられ、
前記冷却機構には、前記昇降ピンを挿通させるためのスリットが形成されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の熱処理装置。

【請求項8】

基板を１の処理容器内で熱処理する熱処理装置を用いた熱処理方法であって、
前記熱処理装置は、
基板を載置して冷却する冷却機構と、基板を載置して熱処理する第１の熱処理機構と、平面視において前記冷却機構を挟んで前記第１の熱処理機構の反対側に設けられた第２の熱処理機構と、前記冷却機構を、前記各熱処理機構上方の受け渡し位置と、基板を冷却する冷却位置との間で移動させる移動機構と、を有し、
前記冷却機構、前記第１の熱処理機構、前記第２の熱処理機構及び前記移動機構は、前記１の処理容器の内部に配置され、
前記１の処理容器の側面における前記冷却機構の冷却位置と対向する位置には、当該１の処理容器の外部に設けられた基板搬送機構により前記冷却機構に対して基板の受け渡しを行う搬入出口が形成され、
前記熱処理方法は、
前記基板搬送機構により前記冷却機構上に載置された基板を、前記移動機構により第１の熱処理機構または第２の熱処理機構のいずれかの上方の受渡位置に移動させ、
前記第１の熱処理機構または第２の熱処理機構のいずれかによって基板を熱処理し、
前記熱処理後の基板を前記冷却機構上に載置し、
前記冷却機構上に載置された基板を、前記移動機構により前記冷却位置に移動させ、
前記冷却位置において、前記冷却機構により基板を冷却することを特徴とする、熱処理方法。

【請求項9】

前記冷却機構は、上下方向に複数設けられていることを特徴とする、請求項８に記載の熱処理方法。

【請求項10】

前記各熱処理機構は上下方向に複数設けられ、且つ上下方向に複数配置された前記冷却機構を挟んで配置されていることを特徴とする、請求項９に記載の熱処理方法。

【請求項11】

前記冷却機構を挟んで配置された前記各熱処理機構は、同一の高さに位置しないように互い違いに配置されていることを特徴とする、請求項１０に記載の熱処理方法。

【請求項12】

前記移動機構は、前記冷却機構を水平方向に移動させることを特徴とする、請求項８〜１１のいずれかに記載の熱処理方法。

【請求項13】

前記移動機構と共に前記冷却機構を鉛直方向に移動させる駆動機構をさらに有することを特徴とする、請求項１２に記載の熱処理方法。

【請求項14】

前記各熱処理板には、前記受け渡し位置において前記冷却機構と基板の受け渡しを行う昇降ピンが設けられ、
前記冷却機構には、前記昇降ピンを挿通させるためのスリットが形成されていることを特徴とする、請求項８〜１３のいずれかに記載の熱処理方法。

【請求項15】

請求項８〜１４のいずれかに記載の熱処理方法を熱処理装置によって実行させるように、当該熱処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラム。

【請求項16】

請求項１５に記載のプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板の熱処理装置、基板の熱処理方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば半導体デバイスの製造工程におけるフォトリソグラフィー工程では、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という）上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、レジスト膜を所定のパターンに露光する露光処理、露光されたレジスト膜を現像する現像処理、レジスト塗布処理後や露光処理後、現像処理後に行われる熱処理などの一連の処理が例えば塗布現像処理システムにより順次行われ、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成される。

【0003】

上述した熱処理は、例えば特許文献１に記載された熱処理装置で行われる。熱処理装置には、ウェハを載置して加熱する熱板と、ウェハを載置して冷却（温度調節）する冷却板とが隣接して設けられている。熱板には、例えばヒータが内蔵されている。冷却板には、例えばペルチェ素子が内蔵されている。そして、例えば熱板でウェハを所定の温度で加熱した後、冷却板でウェハを常温に高精度に冷却する。このように熱処理装置では、ウェハに対する加熱処理と冷却処理の両方を行うことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−３６０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで上述の熱処理装置では、例えば図１１に示すように、複数の冷却板３５０と熱板３５１を設ける場合、処理容器３６０内に冷却板３５０と熱板３５１を一対一で設け、その処理容器３６０を水平方向に並べるのが通常である。そして、各処理容器３６０内へのウェハの搬入出は搬送アーム（図示せず）が、処理容器３６０に形成された搬入出口３６１からアクセスすることにより行なわれる。

【0006】

ところで近年、ウェハの大径化が進み、従来の３００ｍｍ径のウェハに代えて４５０ｍｍ径のウェハが主流となっている。ウェハの大径化に伴い、上述の熱板や冷却板そのものも大きくなるため、熱処理装置のフットプリントが増加してしまう。そのため、熱処理装置のフットプリントを小さくすることが求められている。

【0007】

その一方、ウェハ処理のスループットの観点からは、時間を要する工程である熱処理を効率よく行うために熱処理装置の設置台数は多いほうが好ましい。しかしながら、図１１に示すような従来の熱処理装置では、例えば熱板３５１と冷却板３５０を２つずつ設けようとすると、最低でもウェハ４枚分のスペースが必要となっていた。そのため、フットプリントの低減と熱処理のスループット向上を両立させることが困難であった、

【0008】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、熱処理装置のフットプリントを低減することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記の目的を達成するため、本発明は、基板を１の処理容器内で熱処理する熱処理装置であって、基板を載置して冷却する冷却機構と、基板を載置して熱処理する第１の熱処理機構と、平面視において前記冷却機構を挟んで前記第１の熱処理機構の反対側に設けられた第２の熱処理機構と、前記冷却機構を、前記各熱処理機構上方の受け渡し位置と、基板を冷却する冷却位置との間で移動させる移動機構と、を有し、前記冷却機構、前記第１の熱処理機構、前記第２の熱処理機構及び前記移動機構は、前記１の処理容器の内部に配置され、前記１の処理容器の側面における前記冷却機構の冷却位置と対向する位置には、当該１の処理容器の外部に設けられた基板搬送機構により前記冷却機構に対して基板の受け渡しを行う搬入出口が形成されていることを特徴としている。

【0010】

本発明によれば、冷却機構を挟んで第１の熱処理機構と第２の熱処理機構を配置している。また、冷却機構を各熱処理機構との間で移動させる移動機構を有している。かかる場合、２つの熱処理機構に対して１つの冷却機構で兼用できるので、冷却機構を従来のように更にもう１つ設ける必要がない。したがって、熱処理装置のフットプリントを低減することができる。

【0011】

記冷却機構は、上下方向に複数配置されていてもよい。

【0012】

前記各熱処理機構は上下方向に複数設けられ、且つ上下方向に複数配置された前記冷却機構を挟んで配置されていてもよい。

【0013】

前記冷却機構を挟んで配置された前記各熱処理機構は、同一の高さに位置しないように互い違いに配置されていてもよい。

【0014】

前記移動機構は、前記冷却機構を水平方向に移動させてもよい。

【0015】

前記移動機構と共に前記冷却機構を鉛直方向に移動させる駆動機構をさらに有していてもよい。

【0016】

別な観点による本発明は、基板を１の処理容器内で熱処理する熱処理装置を用いた熱処理方法であって、前記熱処理装置は、基板を載置して冷却する冷却機構と、基板を載置して熱処理する第１の熱処理機構と、平面視において前記冷却機構を挟んで前記第１の熱処理機構の反対側に設けられた第２の熱処理機構と、前記冷却機構を、前記各熱処理機構上方の受け渡し位置と、基板を冷却する冷却位置との間で移動させる移動機構と、を有し、前記冷却機構、前記第１の熱処理機構、前記第２の熱処理機構及び前記移動機構は、前記１の処理容器の内部に配置され、前記１の処理容器の側面における前記冷却機構の冷却位置と対向する位置には、当該１の処理容器の外部に設けられた基板搬送機構により前記冷却機構に対して基板の受け渡しを行う搬入出口が形成され、前記熱処理方法は、前記基板搬送機構により前記冷却機構上に載置された基板を、前記移動機構により第１の熱処理機構または第２の熱処理機構のいずれかの上方の受渡位置に移動させ、前記第１の熱処理機構または第２の熱処理機構のいずれかによって基板を熱処理し、前記熱処理後の基板を前記冷却機構上に載置し、前記冷却機構上に載置された基板を、前記移動機構により前記冷却位置に移動させ、前記冷却位置において、前記冷却機構により基板を冷却することを特徴としている。

【0017】

前記冷却機構は、上下方向に複数配置されていてもよい。

【0018】

前記各熱処理機構は上下方向に複数設けられ、且つ上下方向に複数配置された前記冷却機構を挟んで配置されていてもよい。

【0019】

前記冷却機構を挟んで配置された前記各熱処理機構は、同一の高さに位置しないように互い違いに配置されていてもよい。

【0020】

前記移動機構は、前記冷却機構を水平方向に移動させてもよい。

【0021】

前記移動機構と共に前記冷却機構を鉛直方向に移動させる駆動機構をさらに有していてもよい。

【0022】

前記各熱処理板には、前記受け渡し位置において前記冷却機構と基板の受け渡しを行う昇降ピンが設けられ、前記冷却機構には、前記昇降ピンを挿通させるためのスリットが形成されていてもよい。

【0023】

また別な観点による本発明によれば、前記熱処理方法を熱処理装置によって実行させるように、当該熱処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムが提供される。

【0024】

さらに別な観点による本発明によれば、前記プログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、熱処理装置のフットプリントを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本実施の形態にかかる熱処理装置を備えた塗布現像処理システムの内部構成の概略を示す平面図である。

【図2】塗布現像処理システムの内部構成の概略を示す側面図である。

【図3】塗布現像処理システムの内部構成の概略を示す側面図である。

【図4】熱処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。

【図5】熱処理装置の構成の概略を示す横断面図である。

【図6】冷却機構を受渡位置に移動させた状態を示す説明図である。

【図7】他の実施の形態にかかる熱処理装置の構成の概略を示す平面視における説明図である。

【図8】他の実施の形態にかかる熱処理装置の構成の概略を示す平面視における説明図である。

【図9】他の実施の形態にかかる熱処理装置の構成の概略を示す側面視における説明図である。

【図10】他の実施の形態にかかる熱処理装置の構成の概略を示す側面視における説明図である。

【図11】従来の熱処理装置の構成の概略を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる熱処理装置を備えた塗布現像処理システム１の内部構成の概略を示す平面図である。図２及び図３は、塗布現像処理システム１の内部構成の概略を示す側面図である。

【0028】

塗布現像処理システム１は、図１に示すように例えば外部との間で複数枚のウェハＷを収容したカセットＣが搬入出されるカセットステーション２と、フォトリソグラフィー処理の中で枚葉式に所定の処理を施す複数の各種処理装置を備えた処理ステーション３と、処理ステーション３に隣接する露光装置４との間でウェハＷの受け渡しを行うインターフェイスステーション５とを一体に接続した構成を有している。

【0029】

カセットステーション２には、カセット載置台１０が設けられている。カセット載置台１０には、複数、例えば４つのカセット載置板１１が設けられている。カセット載置板１１は、水平方向のＸ方向（図１中の上下方向）に一列に並べて設けられている。これらのカセット載置板１１には、塗布現像処理システム１の外部に対してカセットＣを搬入出する際に、カセットＣを載置することができる。

【0030】

カセットステーション２には、図１に示すようにＸ方向に延びる搬送路２０上を移動自在なウェハ搬送装置２１が設けられている。ウェハ搬送装置２１は、上下方向及び鉛直軸周り（θ方向）にも移動自在であり、各カセット載置板１１上のカセットＣと、後述する処理ステーション３の第３のブロックＧ３の受け渡し装置との間でウェハＷを搬送できる。

【0031】

処理ステーション３には、各種装置を備えた複数、例えば４つのブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４が設けられている。例えば処理ステーション３の正面側（図１のＸ方向負方向側）には、第１のブロックＧ１が設けられ、処理ステーション３の背面側（図１のＸ方向正方向側）には、第２のブロックＧ２が設けられている。また、処理ステーション３のカセットステーション２側（図１のＹ方向負方向側）には、第３のブロックＧ３が設けられ、処理ステーション３のインターフェイスステーション５側（図１のＹ方向正方向側）には、第４のブロックＧ４が設けられている。

【0032】

例えば第１のブロックＧ１には、図３に示すように複数の液処理装置、例えばウェハＷを現像処理する現像装置３０、ウェハＷのレジスト膜の下層に反射防止膜（以下、「下部反射防止膜」という）を形成する下部反射防止膜形成装置３１、ウェハＷにレジスト液を塗布して塗布膜としてのレジスト膜を形成するレジスト塗布装置３２、ウェハＷのレジスト膜の上層に反射防止膜（以下、「上部反射防止膜」という）を形成する上部反射防止膜形成装置３３が下から順に４段に重ねられている。

【0033】

例えば第１のブロックＧ１の各装置３０〜３３は、処理時にウェハＷを収容するカップＦを水平方向に複数有し、複数のウェハＷを並行して処理することができる。

【0034】

例えば第２のブロックＧ２には、図２に示すようにウェハＷの熱処理を行う熱処理装置４０や、ウェハＷを疎水化処理するアドヒージョン装置４１、ウェハＷの外周部を露光する周辺露光装置４２が上下方向と水平方向に並べて設けられている。なお、熱処理装置４０、アドヒージョン装置４１及び周辺露光装置４２の数や配置は、任意に選択できる。また、熱処理装置４０の詳細な構成については後述する。

【0035】

例えば第３のブロックＧ３には、複数の受け渡し装置５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６が下から順に設けられている。また、第４のブロックＧ４には、複数の受け渡し装置６０、６１、６２が下から順に設けられている。

【0036】

図１に示すように第１のブロックＧ１〜第４のブロックＧ４に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域Ｄが形成されている。ウェハ搬送領域Ｄには、例えばウェハ搬送装置７０が配置されている。

【0037】

ウェハ搬送装置７０は、例えばＹ方向、Ｘ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム７１を有している。ウェハ搬送装置７０は、ウェハ搬送領域Ｄ内を移動し、周囲の第１のブロックＧ１、第２のブロックＧ２、第３のブロックＧ３及び第４のブロックＧ４内の所定の装置にウェハＷを搬送できる。

【0038】

ウェハ搬送装置７０は、例えば図２に示すように上下に複数台配置され、例えば各ブロックＧ１〜Ｇ４の同程度の高さの所定の装置にウェハＷを搬送できる。

【0039】

また、ウェハ搬送領域Ｄには、第３のブロックＧ３と第４のブロックＧ４との間で直線的にウェハＷを搬送するシャトル搬送装置８０が設けられている。

【0040】

シャトル搬送装置８０は、例えばＹ方向に直線的に移動自在になっている。シャトル搬送装置８０は、ウェハＷを支持した状態でＹ方向に移動し、第３のブロックＧ３の受け渡し装置５２と第４のブロックＧ４の受け渡し装置６２との間でウェハＷを搬送できる。

【0041】

図１に示すように第３のブロックＧ３のＸ方向正方向側の隣には、ウェハ搬送装置９０が設けられている。ウェハ搬送装置９０は、例えばＸ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置９０は、ウェハＷを支持した状態で上下に移動して、第３のブロックＧ３内の各受け渡し装置にウェハＷを搬送できる。

【0042】

インターフェイスステーション５には、ウェハ搬送装置１００と受け渡し装置１０１が設けられている。ウェハ搬送装置１００は、例えばＹ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置１００は、例えば搬送アームにウェハＷを支持して、第４のブロックＧ４内の各受け渡し装置と受け渡し装置１０１にウェハＷを搬送できる。

【0043】

次に、上述した熱処理装置４０の構成について説明する。熱処理装置４０は、図４及び図５に示すように内部を閉鎖可能な処理容器２００を有している。処理容器２００のウェハ搬送領域Ｄ側の側面には、ウェハＷの搬入出口２０１が形成され、当該搬入出口２０１には開閉シャッタ（図示せず）が設けられている。

【0044】

処理容器２００の内部には、ウェハＷを加熱処理する熱処理機構としての第１の加熱部２１０及び第２の加熱部２１１と、ウェハＷを冷却して温度調節する冷却部２１２が設けられている。第１の加熱部２１０、冷却部２１２及び第２の加熱部２１１はＹ方向に沿ってこの順に並んで配置されている。換言すれば、冷却部２１２は、平面視において第１の加熱部２１０と第２の加熱部２１１の間に挟まれた位置に配置されている。

【0045】

第１の加熱部２１０は、熱処理機構２２０を有している。熱処理機構２２０は、厚みのある略円盤形状を有し、ウェハＷを載置して加熱することができる。また、熱処理機構２２０には、例えばヒータ２２１が内蔵されている。熱処理機構２２０の加熱温度は例えば制御部３００により制御され、熱処理機構２２０上に載置されたウェハＷが所定の温度に加熱される。

【0046】

熱処理機構２２０の周囲には、当該熱処理機構２２０を収容して熱処理機構２２０の外周部を保持する環状の保持部材２２２と、その保持部材２２２の外周を囲む略筒状のサポートリング２２３とが設けられている。

【0047】

熱処理機構２２０の上方には、上下動自在の蓋体２３０が設けられている。蓋体２３０は、下面が開口し、熱処理機構２２０、保持部材２２２及びサポートリング２２３と一体となって熱処理室Ｋを形成する。そして、熱処理室Ｋは、その内部を密閉可能に構成されている。

【0048】

熱処理機構２２０の上方であって蓋体２３０の天井面の中央部には、熱処理室Ｋの内部を排気する排気部２３１が設けられている。熱処理室Ｋ内の雰囲気は、排気部２３１から均一に排気される。

【0049】

熱処理機構２２０の下方には、ウェハＷを下方から支持し昇降させるための昇降ピン２３２が例えば３本設けられている。昇降ピン２３２は、昇降駆動部２３３により鉛直方向に昇降できる。熱処理機構２２０の中央部付近には、当該熱処理機構２２０を厚み方向に貫通する貫通孔２３４が例えば３箇所に形成されている。そして、昇降ピン２３２は貫通孔２３４を挿通し、熱処理機構２２０の上面から突出可能になっている。

【0050】

なお、第２の加熱部２１１の構成は、熱処理機構２２０の高さが第１の加熱部２１０より低い点を除いては第１の加熱部２１０と同様であるので、説明を省略する。

【0051】

冷却部２１２は、第１の冷却機構２４０と第２の冷却機構２４１を有している。第１の冷却機構２４０と第２の冷却機構２４１は、上下方向に多段に配置されている。第１の冷却機構２４０は、ウェハＷより径の小さな略円盤形状を有し、ウェハＷを載置して冷却することができる。第１の冷却機構２４０の下面側には、加熱されたウェハＷを粗冷却するために、例えば冷媒を通流させるための図示しない冷媒流路が設けられている。

【0052】

第１の冷却機構２４０は、図５に示すように、搬入出口２０１と反対側の端部であって第２の加熱部２１１よりの位置が支持部材２５０によって支持されている。支持部材２５０には移動機構２５１が取り付けられている。移動機構２５１は、Ｙ方向に延伸するレール２５２に取り付けられている。レール２５２は、第１の加熱部２１０から第２の加熱部２１１まで延伸しており、第１の冷却機構２４０用と第２の冷却機構２４１用の２本が平行に設けられている。第１の冷却機構２４０は、レール２５２に沿って第１の加熱部２１０との間でウェハＷの受け渡しを行う位置（受渡位置）と第１の加熱部２１０と第２の加熱部２１１の間の位置（冷却位置）と、の間を移動可能になっている。

【0053】

第１の冷却機構２４０には、２本のスリット２６０が形成されている。スリット２６０は、図５に示すように第１の冷却機構２４１の第１の加熱部２１０側の端面から第１の冷却機構２４０の中央部付近まで形成されている。このスリット２６０により、第１の冷却機構２４０が受け渡し位置に移動した際、当該第１の冷却機構２４０が第１の加熱部２１０の昇降ピン２３２と干渉することを防止することができる。

【0054】

なお、第２の冷却機構２４１は、第１の冷却機構２４０と左右対称に構成されている点を除いて第１の冷却機構２４０と同様の構成を有しているので説明は省略する。

【0055】

以上の塗布現像処理システム１には、図１に示すように制御部３００が設けられている。制御部３００は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、熱処理装置４０におけるウェハＷの熱処理を実行するプログラムが格納されている。これに加えて、プログラム格納部には、塗布現像処理システム１におけるウェハ処理を実行するプログラムも格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、その記憶媒体Ｈから制御部３００にインストールされたものであってもよい。

【0056】

次に、以上のように構成された塗布現像処理システム１を用いて行われるウェハＷの処理方法について説明する。

【0057】

先ず、複数枚のウェハＷを収容したカセットＣが、カセットステーション２の所定のカセット載置板１１に載置される。その後、ウェハ搬送装置２１によりカセットＣ内の各ウェハＷが順次取り出され、処理ステーション３の第３のブロックＧ３の例えば受け渡し装置５３に搬送される。

【0058】

次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、温度調節される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第１のブロックＧ１の下部反射防止膜形成装置３１に搬送され、ウェハＷ上に下部反射防止膜が形成される。その後ウェハＷは、第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、加熱され、温度調節され、その後第３のブロックＧ３の受け渡し装置５３に戻される。なお、熱処理装置４０におけるウェハＷの熱処理の詳細については後述する。

【0059】

次にウェハＷは、ウェハ搬送装置９０によって同じ第３のブロックＧ３の受け渡し装置５４に搬送される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２のアドヒージョン装置４１に搬送され、アドヒージョン処理される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送され、温度調節される。

【0060】

その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によってレジスト塗布装置３２に搬送され、回転中のウェハＷ上にレジスト液を塗布し、ウェハＷ上にレジスト膜が形成される。

【0061】

その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送されて、プリベーク処理される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡し装置５５に搬送される。

【0062】

次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって上部反射防止膜形成装置３３に搬送され、ウェハＷ上に上部反射防止膜が形成される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送されて、加熱され、温度調節される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって周辺露光装置４２に搬送されて、ウェハＷ上のレジスト膜の周縁部に対して周辺露光処理が行わる。

【0063】

その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡し装置５６に搬送される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置９０によって受け渡し装置５２に搬送され、シャトル搬送装置８０によって第４のブロックＧ４の受け渡し装置６２に搬送される。

【0064】

その後ウェハＷは、インターフェイスステーション５のウェハ搬送装置１００によって露光装置４に搬送され、露光処理される。

【0065】

次に、ウェハＷは、ウェハ搬送装置１００によって露光装置４から第４のブロックＧ４の受け渡し装置６０に搬送される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送され、露光後ベーク処理される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって現像装置３０に搬送され、現像される。現像終了後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送され、ポストベーク処理される。

【0066】

その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡し装置５０に搬送され、その後カセットステーション２のウェハ搬送装置２１によって所定のカセット載置板１１のカセットＣに搬送される。こうして、一連のフォトリソグラフィー工程が終了する。

【0067】

次に、上述した熱処理装置４０におけるウェハＷの熱処理について説明する。熱処理装置４０では、プリベーク処理、露光後ベーク処理、ポストベーク処理、下部反射防止膜又は上部反射防止膜を形成後の熱処理など、種々の熱処理が行われるが、これらの熱処理方法は同じである。

【0068】

先ず、ウェハ搬送装置７０によってウェハＷが熱処理装置４０に搬送される。このとき、各冷却機構２４０、２４１は冷却位置で待機している。熱処理装置４０内に搬入されたウェハＷは、ウェハ搬送装置７０の搬送アーム７１が下降して第１の冷却機構２４０に受け渡される。

【0069】

その後、第１の冷却機構２４０は移動機構２５１により第１の加熱部２１０方向に移動し、第１の加熱部２１０の上方の受渡位置まで移動する。そして、ウェハＷは予め上昇して待機していた昇降ピン２３２に受け渡され、第１の冷却機構２４０は冷却位置に移動する。このとき、第１の冷却機構２４０に形成されたスリット２６０によって、第１の冷却機構２４０は昇降ピン２３２と干渉することがない。続いて昇降ピン２３２が下降して、ウェハＷが熱処理機構２２０上に載置される

【0070】

その後、蓋体２３０を閉じて内部が密閉された熱処理室Ｋを形成する。そして、熱処理機構２２０によってウェハＷが所定の温度に加熱される。

【0071】

一方、第１の冷却機構２４０が受渡位置へ移動することにより、図６に示すように、ウェハ搬送装置７０が第２の冷却機構２４１へアクセス可能となる。したがって、第１の冷却機構２４０の受渡位置への移動している間に、ウェハ搬送装置７０により他のウェハＷが第２の冷却機構２４１に受け渡される。その後、第２の冷却機構２４１は移動機構２５１により第２の加熱部２１１方向に移動し、第２の加熱部２１１の上方の受渡位置まで移動する。そして、この他のウェハＷも第２の加熱部２１１の昇降ピン２３２に受け渡され、第１の冷却機構２４０の場合と同様にして、ウェハＷが第２の加熱部２１１の熱処理機構２２０上に載置され加熱処理される。

【0072】

熱処理機構２２０によりウェハＷの加熱処理が終了すると、当該ウェハＷは昇降ピン２３２によって上昇して待機している。その後、第１の冷却機構２４０が熱処理機構２２０の上方の受渡位置まで移動する。そして、昇降ピン２３２が下降して、ウェハＷが第１の冷却機構２４０上に載置される。

【0073】

その後、ウェハＷを載置した第１の冷却機構２４０は冷却位置まで移動する。この移動中、ウェハＷは第１の冷却機構２４０によって冷却される。また、ウェハＷは冷却位置においても引き続き冷却される。

【0074】

所定の温度に冷却されたウェハＷは、第１の冷却機構２４０からウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０から搬出され熱処理が終了する。続いて、ウェハ搬送装置７０により第１の冷却機構２４０に新たなウェハＷが載置され、第１の冷却機構２４０が第１の加熱部２１０の上方の受渡位置まで移動する。これにより、ウェハ搬送装置７０が第２の冷却機構２４１へアクセス可能となり、第２の冷却機構２４１上のウェハＷがウェハ搬送装置７０により熱処理装置４０から搬出される。そして、再び新たなウェハＷがウェハ搬送装置７０により第２の冷却機構２４１に受け渡され、熱処理装置４０における一連のウェハＷの熱処理が繰り返し行われる。

【0075】

以上の実施の形態によれば、冷却部２１２を挟んで第１の加熱部２１０と第２の加熱部２１１を配置している。また、冷却機構２４０、２４１は上下方向に並んで設けられ、当該冷却機構２４０、２４１を各加熱部２１０、２１１との間で移動させる移動機構を有している。したがって、例えば２つの加熱部２１０、２１１を設ける際に、従来のように冷却機構を平面的に２つ設置する必要がない。したがって、熱処理装置４０のフットプリントを低減することができる。

【0076】

また、例えば図５において、ウェハ搬送装置７０のアクセスは、処理容器２００の移動機構２５１が設けられているウェハ搬送領域Ｄの反対側のみ制限され、搬送領域Ｄ側の側面、第１の加熱部２１０側の側面及び第２の加熱部２１１側の側面からのアクセスは制限されない。そのため、熱処理装置４０に対するウェハ搬送装置７０の配置の自由度が向上する。その結果、熱処理装置４０周辺の機器レイアウトを最適化しフットプリントの増加を最小限とすることができる。

【0077】

また、第１の冷却機構２４０と第２の冷却機構２４１用にそれぞれレール２５２と移動機構２５１が設けられているので、それぞれの移動機構２５１、２５１が互いに干渉することなく移動できる。

【0078】

なお、以上の実施の形態では、第１の加熱部２１０と第２の加熱部２１１の間に、冷却部２１２として第１の冷却機構２４０と第２の冷却機構２４１を設けていたが、第１の加熱部２１０と第２の加熱部２１１に共通して、第１の冷却機構２４０のみを設けるようにしてもよい。かかる場合、一本のレール２５２が、第１の加熱部２１０から第２の加熱部２１１まで延伸して設けられる。この場合においても、第１の冷却機構２４０が第１の加熱部２１０から第２の加熱部２１１までを自由に移動できるので、１の冷却機構により、２つの熱処理機構２２０に対するウェハＷの搬送及び当該ウェハＷの冷却をまかなうことができる。

【0079】

以上の実施の形態では、第１の冷却機構２４０と第２の冷却機構２４１のみを上下方向に多段に配置したが、第１の加熱部２１０及び第２の加熱部２１１も上下方向に多段に配置してもよい。複数の第１の加熱部２１０、第２の加熱部２１１及び冷却部２１２を多段に配置する場合の例としては、複数の冷却機構２４０、２４１を例えば図７に示すように同一の鉛直線状に多段に配置し、これらの冷却機構２４０、２４１を挟んで複数の熱処理機構２２０を多段に配置することが提案できる。かかる場合、冷却機構２４０、２４１を挟んで配置する熱処理機構２２０の高さ方向の位置を、左側と右側とで互いに同じとする必要はなく、図７に示すように千鳥状となるようにしてもよい。第１の加熱部２１０、第２の加熱部２１１及び冷却部２１２を多段に配置することで、熱処理機構２２０や冷却機構２４０、２４１の設置数を増やしても熱処理装置４０のフットプリントが増加することがない。また、熱処理機構２２０を千鳥状に配置することで、各冷却機構２４０、２４１の上下方向の間隔を狭めることができるので、熱処理装置４０の高さも低減できる。

【0080】

なお、第１の冷却機構２４０と第２の冷却機構２４１は必ずしも上下方向に配置する必要はなく、例えば図８に示すように、平面視において互いに隣り合うように配置してもよい。冷却機構２４０、２４１を隣り合って配置する際に、各熱処理機構２２０を上下方向に多段に配置する場合は、例えば図９に示すように、各冷却機構２４０、２４１を挟んで配置された各熱処理機構２２０及び蓋体２３０の高さが同じになるように配置してもよい。なお、図９では、第１の冷却機構２４０を上下方向に複数配置し、第２の冷却機構２４１を、第１の冷却機構２４０と隣り合う位置に、上下方向に複数配置した場合の例について描図している。

【0081】

また、平面視においては最上段に配置される熱処理機構２２０及び冷却機構２４０、２４１を図８のように配置した場合であっても、例えば図１０に示すように、下段に設ける熱処理機構２２０及び冷却機構２４０、２４１を、平面視において交互に互い違いとなるように千鳥状に配置してもよい。加熱部２１０、２１１は、熱処理機構２２０と蓋体２３０とにより構成されるため、配置には所定の高さが必要となる一方、冷却機構２４０、２４１は、当該冷却機構２４０、２４１の厚みと移動機構２５１の高さが加熱部２１０、２１１と比較して低いため、加熱部２１０、２１１よりも設置高さが低い。そのため、図９のように熱処理機構２２０と冷却機構２４０、２４１を高さ方向に交互に設けることで、熱処理装置４０全体の高さを低減することができる。

【0082】

なお、熱処理装置４０との間でウェハＷの搬入出を行うウェハ搬送装置７０は、当該ウェハ搬送装置７０を昇降動作させるための機構を収容するスペースの関係上、塗布現像処理システム１の上端から下端まで移動することができない。そのため、熱処理装置４０において熱処理機構２２０及び冷却機構２４０、２４１を上下方向に多段に配置した場合、ウェハ搬送装置７０は、最下段に配置した冷却機構２４０、２４１や、最上段に配置した冷却機構２４０、２４１との間でウェハＷの受け渡しを行うことができない場合がある。かかる場合、冷却機構２４０、２４１を熱処理装置４０の処理容器２００内で鉛直方向に移動させる駆動機構を設けてもよい。

【0083】

具体的には、例えばレール２５２と移動機構２５１を支持板の上面に配置し、当該支持板を昇降動させる駆動機構を処理容器２００内に別途設ける。そうすることで、冷却機構２４０、２４１を上昇または下降させて、塗布現像処理システム１の下限位置または上限位置にあるウェハ搬送機構７０との間でウェハＷを受け渡すことができる。その結果、塗布現像処理システム１の上下方向のスペースを有効に使いきることができるので、例えば単位面積当たりに設置できる熱処理機構２２０の数を最大化できる。

【0084】

また、ウェハ搬送装置７０とのウェハＷの受け渡しを行う冷却機構２４０、２４１のみを昇降動させるので、駆動機構を最小限のものとすることができる。

【0085】

なお、冷却機構２４０、２４１を昇降可能に構成する場合、冷却機構２４０、２４１は例えばメンテナンス時等に手動で昇降操作できるようにすることが好ましい。そうすることで、ウェハ搬送装置７０ではアクセスできない冷却機構２４０、２４１に、メンテナンス時もアクセスすることができる。

【0086】

あるいは、メンテナンス時には、ウェハ搬送装置７０ではアクセスできない位置にある冷却機構２４０、２４１を、自動的にウェハ搬送装置７０でアクセス可能な位置まで昇降動するようにしてもよい。

【0087】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、基板がウェハ以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。

【産業上の利用可能性】

【0088】

本発明は、例えば半導体ウェハ等の基板を熱処理する際に有用である。

【符号の説明】

【0089】

１ 塗布現像処理システム
４０ 熱処理装置
７０ ウェハ搬送装置
７１ 搬送アーム
７１ａ 保持部
２１０ 第１の加熱部
２１１ 第２の加熱部
２１２ 冷却部
２２０ 熱処理機構
２２１ ヒータ
２４０ 第１の冷却機構
２４１ 第２の冷却機構
２５０ 支持部材
２５１ 移動機構
２６０ スリット
３００ 制御部
Ｗ ウェハ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】