特許 6802667 熱処理装置、基板処理装置、熱処理方法および基板処理方法

(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】6802667

(24)【登録日】2020年12月1日

(45)【発行日】2020年12月16日

(54)【発明の名称】熱処理装置、基板処理装置、熱処理方法および基板処理方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20201207BHJP

   B05D 3/02 20060101ALI20201207BHJP

   B05D 3/04 20060101ALI20201207BHJP

   G03F 7/40 20060101ALI20201207BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/30 502D

   H01L21/30 565

   H01L21/30 502R

   B05D3/02 Z

   B05D3/04 Z

   G03F7/40 511

【請求項の数】10

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2016-160561(P2016-160561)

(22)【出願日】2016年8月18日

(65)【公開番号】特開2018-29133(P2018-29133A)

(43)【公開日】2018年2月22日

【審査請求日】2019年6月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100098305

【弁理士】

【氏名又は名称】福島 祥人

(74)【代理人】

【識別番号】100108523

【弁理士】

【氏名又は名称】中川 雅博

(74)【代理人】

【識別番号】100187931

【弁理士】

【氏名又は名称】澤村 英幸

(72)【発明者】

【氏名】春本 将彦

(72)【発明者】

【氏名】浅井 正也

(72)【発明者】

【氏名】田中 裕二

(72)【発明者】

【氏名】金山 幸司

【審査官】 今井 彰

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０２２５７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５１５５３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１１１１１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１６−５１５３０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１８７１０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１５７９２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７、２１／３０

Ｇ０３Ｆ ７／２６−７／４２

Ｂ０５Ｄ １／００−７／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

誘導自己組織化材料からなる処理膜が形成された基板に熱処理を行う熱処理装置であって、
前記基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を行う加熱部と、
前記加熱部を収容するチャンバと、
有機溶剤を含む溶剤含有気体を前記チャンバ内に供給する気体供給部と、
前記チャンバ内で前記加熱部により基板に熱処理が行われない第１の位置と前記加熱部により基板に前記熱処理が行われる第２の位置とに基板を移動させる基板移動部と、
前記チャンバ内に前記気体供給部により供給された溶剤含有気体が存在する状態で前記基板が前記第１の位置で保持されるように前記基板移動部を制御した後、前記チャンバ内に溶剤含有気体が存在する状態で前記基板が前記第２の位置で保持されるように前記基板移動部を制御する移動制御部とを備え、
前記第１の位置は、溶剤含有気体が存在する状態で前記加熱部の温度が前記熱処理温度である場合に前記処理膜にミクロ相分離が行われない位置に設定され、
前記第２の位置は、溶剤含有気体が存在する状態で前記加熱部の温度が前記熱処理温度である場合に前記処理膜にミクロ相分離が行われる位置に設定された、熱処理装置。

【請求項2】

前記加熱部は、加熱面を有する加熱プレートを含み、
前記第１の位置は前記加熱プレートの前記加熱面の上方位置であり、前記第２の位置は前記加熱プレートにより前記熱処理が行われるように前記加熱面に近接した位置であり、
前記基板移動部は、前記基板を支持しつつ前記チャンバ内で前記基板を前記加熱面の上方位置と前記加熱面に近接した位置とに移動させる支持部材を含む、請求項１記載の熱処理装置。

【請求項3】

前記基板が前記基板移動部により前記第１の位置で保持された状態で、前記チャンバ内の空気を排出することにより前記チャンバ内を減圧する排気部をさらに備え、
前記気体供給部は、前記排気部により減圧された前記チャンバ内に前記溶剤含有気体を供給する、請求項１または２記載の熱処理装置。

【請求項4】

前記チャンバ内の溶剤濃度を検出する溶剤濃度検出部をさらに備え、
前記排気部および前記気体供給部は、前記溶剤濃度検出部により検出される溶剤濃度が予め設定された許容値以上になるように前記チャンバ内を排気するとともに前記チャンバ内に前記溶剤含有気体を供給する、請求項３記載の熱処理装置。

【請求項5】

前記移動制御部は、前記基板に前記加熱部により前記熱処理が行われた後に、前記基板の温度が前記処理膜のミクロ相分離が生じない温度に低下するまで前記基板が前記第１の位置で保持されるように前記基板移動部を制御し、
前記熱処理装置は、
前記熱処理後の前記基板移動部による前記基板の保持後に前記チャンバ内の溶剤含有気体を空気で置換する置換部をさらに備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱処理装置。

【請求項6】

前記溶剤含有気体は不活性ガスを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の熱処理装置。

【請求項7】

基板に誘導自己組織化材料を塗布することにより前記基板上に処理膜を形成する塗布装置と、
前記塗布装置により基板上に形成された処理膜に熱処理を行う請求項１〜６のいずれか一項に記載の熱処理装置とを備えた、基板処理装置。

【請求項8】

前記熱処理装置による熱処理後の処理膜に露光処理を行う露光装置と、
前記露光装置による露光処理後の処理膜に現像処理を行う現像装置とをさらに備えた、請求項７記載の基板処理装置。

【請求項9】

誘導自己組織化材料からなる処理膜が形成された基板に熱処理を行う熱処理方法であって、
加熱部を収容するチャンバ内において有機溶剤を含む有機溶剤含有気体が存在する状態で前記加熱部により熱処理が行われない第１の位置で前記基板を保持する工程と、
前記第１の位置で前記基板を保持した後、前記チャンバ内において前記加熱部により前記熱処理が行われる第２の位置で前記基板を保持する工程とを含み、
前記第１の位置は、溶剤含有気体が存在する状態で前記加熱部の温度が予め定められた熱処理温度である場合に前記処理膜にミクロ相分離が行われない位置に設定され、
前記第２の位置は、溶剤含有気体が存在する状態で前記加熱部の温度が前記熱処理温度である場合に前記処理膜にミクロ相分離が行われる位置に設定された、熱処理方法。

【請求項10】

塗布装置において、基板上に誘導自己組織化材料からなる処理膜を形成する工程と、
前記処理膜が形成された前記基板に請求項９記載の熱処理方法により熱処理を行う工程とを含む、基板処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板に熱処理を行う熱処理装置、それを備えた基板処理装置、基板に熱処理を行う熱処理方法、およびそれを含む基板処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体基板、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板等の各種基板に種々の処理を行うために、基板処理装置が用いられている。

【0003】

近年、基板上のパターンのさらなる微細化を実現するため、ブロック共重合体のミクロ相分離を利用したＤＳＡ（Directed Self Assembly；誘導自己組織化）技術が提案されている。

【0004】

例えば、特許文献１に記載されたパターン形成方法では、ポリスチレン−ポリメチルメタクリレートブロック共重合体の膜が基板に形成され、ブロック共重合体の膜が加熱される。加熱されたブロック共重合体の膜に対して不活性ガスの雰囲気の下でＸｅエキシマランプから紫外光が照射され、紫外光が照射されたブロック共重合体の膜に有機溶剤が供給される。

【0005】

特許文献２に記載された基板処理方法では、基板上面を覆うように下地層が形成され、下地層上にガイドパターンが形成される。ガイドパターンが形成されていない下地層上の領域に、２種類の重合体から構成されるＤＳＡ膜が形成される。基板上のＤＳＡ膜に溶剤熱処理が行われることによりＤＳＡ膜のミクロ相分離が生じる。その後、露光処理および現像処理が順に行われることによりパターンが形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第５９１８１２２号公報

【特許文献2】特開２０１４−２２５７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明者は、種々の実験を行った結果、上記の従来のＤＳＡ技術を用いたパターン形成方法では、ＤＳＡ材料のミクロ相分離が適切に行われない場合が生じることがわかった。その場合、所望のパターンを得ることができない。

【0008】

本発明の目的は、誘導自己組織化材料の適切なミクロ相分離を生じさせることが可能な熱処理装置およびそれを備えた基板処理装置ならびに熱処理方法およびそれを含む基板処理方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

（１）第１の発明に係る熱処理装置は、誘導自己組織化材料からなる処理膜が形成された基板に熱処理を行う熱処理装置であって、基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を行う加熱部と、加熱部を収容するチャンバと、有機溶剤を含む溶剤含有気体をチャンバ内に供給する気体供給部と、チャンバ内で加熱部により基板に熱処理が行われない第１の位置と加熱部により基板に熱処理が行われる第２の位置とに基板を移動させる基板移動部と、チャンバ内に気体供給部により供給された溶剤含有気体が存在する状態で基板が第１の位置で保持されるように基板移動部を制御した後、チャンバ内に溶剤含有気体が存在する状態で基板が第２の位置で保持されるように基板移動部を制御する移動制御部とを備え、第１の位置は、溶剤含有気体が存在する状態で加熱部の温度が熱処理温度である場合に処理膜にミクロ相分離が行われない位置に設定され、第２の位置は、溶剤含有気体が存在する状態で加熱部の温度が熱処理温度である場合に処理膜にミクロ相分離が行われる位置に設定される。

【0010】

その熱処理装置においては、チャンバ内に溶剤含有気体が存在する状態で、第１の位置で熱処理が行われずに基板が保持される。それにより、基板上の処理膜が溶剤含有気体に接する。誘導自己組織化材料を構成する複数の重合体に対する有機溶剤の親和性は互いに近い。すなわち、処理膜に接する雰囲気が中性化されている。その後、第２の位置で基板に熱処理が行われる。それにより、処理膜においてミクロ相分離が生じる。この場合、熱処理前に処理膜に接する雰囲気が中性化されているので、誘導自己組織化材料を構成する一の重合体のみが雰囲気に接する層を形成することが防止される。その結果、誘導自己組織化材料の適切なミクロ相分離を生じさせることが可能となる。

【0011】

（２）加熱部は、加熱面を有する加熱プレートを含み、第１の位置は加熱プレートの加熱面の上方位置であり、第２の位置は加熱プレートにより熱処理が行われるように加熱面に近接した位置であり、基板移動部は、基板を支持しつつチャンバ内で基板を加熱面の上方位置と加熱面に近接した位置とに移動させる支持部材を含んでもよい。

【0012】

この場合、基板を上下移動させることにより雰囲気の中性化および基板の熱処理を簡単な構成で行うことができる。

【0014】

（３）熱処理装置は、基板が基板移動部により第１の位置で保持された状態で、チャンバ内の空気を排出することによりチャンバ内を減圧する排気部をさらに備え、気体供給部は、排気部により減圧されたチャンバ内に溶剤含有気体を供給してもよい。

【0015】

この場合、空気を溶剤含有気体に効率良く置換することができる。それにより、ミクロ相分離により形成されるパターンに欠陥が生じにくくなる。

【0016】

（４）熱処理装置は、チャンバ内の溶剤濃度を検出する溶剤濃度検出部をさらに備え、排気部および気体供給部は、溶剤濃度検出部により検出され溶剤濃度が予め設定された許容値以上になるようにチャンバ内を排気するとともにチャンバ内に溶剤含有気体を供給してもよい。

【0017】

この場合、溶剤含有気体中の溶剤濃度が許容値以上になるので、ミクロ相分離により形成されるパターンに欠陥が生じることが防止される。

【0018】

（５）移動制御部は、基板に加熱部により熱処理が行われた後に、基板の温度が処理膜のミクロ相分離が生じない温度に低下するまで基板が第１の位置で保持されるように基板移動部を制御し、熱処理装置は、熱処理後の基板移動部による基板の保持後にチャンバ内の溶剤含有気体を空気で置換する置換部をさらに備えてもよい。

【0019】

この場合、チャンバ内の溶剤含有気体が空気で置換されるときに基板上の処理膜においてミクロ相分離が生じない。したがって、空気中でミクロ相分離が生じることが防止される。

【0020】

（６）溶剤含有気体は不活性ガスを含んでもよい。

【0021】

（７）本発明に係る基板処理装置は、基板に誘導自己組織化材料を塗布することにより基板上に処理膜を形成する塗布装置と、塗布装置により基板上に形成された処理膜に熱処理を行う上記の熱処理装置とを備える。

【0022】

その基板処理装置によれば、基板上に誘導自己組織化材料からなる処理膜を形成することができるとともに、処理膜において誘導自己組織化材料の適切なミクロ相分離を生じさせることが可能となる。

【0023】

（８）基板処理装置は、熱処理装置による熱処理後の処理膜に露光処理を行う露光装置と、露光装置による露光処理後の処理膜に現像処理を行う現像装置とをさらに備える。

【0024】

この場合、誘導自己組織化材料の適切なミクロ相分離が生じた処理膜にパターンを形成することができる。

【0025】

（９）本発明に係る熱処理方法は、誘導自己組織化材料からなる処理膜が形成された基板に熱処理を行う熱処理方法であって、加熱部を収容するチャンバ内において有機溶剤を含む溶剤含有気体が存在する状態で加熱部により熱処理が行われない第１の位置で基板を保持する工程と、第１の位置で基板を保持した後、チャンバ内において加熱部により熱処理が行われる第２の位置で基板を保持する工程とを含み、第１の位置は、溶剤含有気体が存在する状態で加熱部の温度が予め定められた熱処理温度である場合に処理膜にミクロ相分離が行われない位置に設定され、第２の位置は、溶剤含有気体が存在する状態で加熱部の温度が熱処理温度である場合に処理膜にミクロ相分離が行われる位置に設定される。

【0026】

この熱処理方法においては、処理膜に接する雰囲気が中性化されているので、誘導自己組織化材料を構成する一の重合体のみが雰囲気に接する層を形成することが防止される。その結果、誘導自己組織化材料の適切なミクロ相分離を生じさせることが可能となる。

【0027】

（１０）本発明に係る基板処理方法は、塗布装置において、基板上に誘導自己組織化材料からなる処理膜を形成する工程と、処理膜が形成された基板に上記の熱処理方法により熱処理を行う工程とを含む。

【0028】

その基板処理方法によれば、基板上に誘導自己組織化材料からなる処理膜を形成することができるとともに、処理膜において誘導自己組織化材料の適切なミクロ相分離を生じさせることが可能となる。

【発明の効果】

【0029】

本発明によれば、誘導自己組織化材料の適切なミクロ相分離を生じさせることができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明の一実施の形態に係る熱処理装置の構成を示す模式的断面図である。

【図2】図１の熱処理装置の制御系統の構成を示すブロック図である。

【図3】図１の熱処理装置を用いた基板処理方法の一例を示す模式的断面図である。

【図4】熱処理前の雰囲気の中性化の有無によるミクロ相分離後のパターンの違いを説明するための模式図である。

【図5】図１の熱処理装置の動作を示すフローチャートである。

【図6】図１の熱処理装置を備えた基板処理装置の模式的平面図である。

【図7】図６の塗布現像処理部の概略側面図である。

【図8】図６の熱処理部の概略側面図である。

【図9】図６の搬送部の模式的側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、本発明の実施の形態に係る熱処理装置およびそれを備えた基板処理装置ならびに熱処理方法およびそれを含む基板処理方法について図面を用いて説明する。なお、以下の説明において、基板とは、半導体基板、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板およびフォトマスク用基板等をいう。

【0032】

（１）熱処理装置
図１は本発明の一実施の形態に係る熱処理装置の構成を示す模式的断面図である。図１に示すように、熱処理装置３００は、チャンバ３１０を備える。チャンバ３１０は、底板３１１、周壁３１２および蓋３１３により構成される。周壁３１２の下部開口を閉塞するように底板３１１が設けられる。底板３１１と周壁３１２とはシール部材Ｓｅ１によりシールされる。周壁３１２の内側において、底板３１１上に加熱プレート３２０が設けられる。加熱プレート３２０内には、発熱体（ヒータ）が設けられる。

【0033】

蓋３１３の中心部には、供給口３１４が形成される。蓋３１３の下側には、複数の孔を有する拡散板３１５が取り付けられる。蓋３１３は、周壁３１２の上部開口を閉塞するように設けられる。蓋３１３と周壁３１２とはシール部材Ｓｅ２によりシールされる。

【0034】

蓋３１３は蓋昇降装置３３０に接続される。蓋昇降装置３３０によって蓋３１３が上方位置と下方位置との間で昇降される。蓋３１３が上方位置にある場合、周壁３１２の上部開口が開放される。蓋３１３が下方位置にある場合、周壁３１２の上部開口が閉塞される。この場合、蓋３１３の下面がシール部材Ｓｅ２に密着し、チャンバ３１０の内部に気密な処理空間が形成される。

【0035】

加熱プレート３２０の上面には、複数（例えば３つ）のプロキシミティボール３２１が設けられる。加熱プレート３２０の上面が加熱面となる。加熱プレート３２０の上面から一定距離（例えば０．１ｍｍ）だけ離間するように複数のプロキシミティボール３２１上に基板Ｗが載置される。加熱プレート３２０を上下方向に貫通するように、複数（例えば３つ）の貫通孔３２２が設けられる。底板３１１の下面には、シール部材Ｓｅ３を介して補助板３４０が配置される。シール部材Ｓｅ１，Ｓｅ２，Ｓｅ３は例えばＯリングからなる。補助板３４０には底板３１１の複数の貫通孔３２２に対応する複数の貫通孔が形成される。底板３１１の複数の貫通孔を取り囲むように底板３１１の下面に複数の円筒部材３４１が取り付けられる。

【0036】

複数の円筒部材３４１の内部、底板３１１の複数の貫通孔および加熱プレート３２０の複数の貫通孔３２２に複数（例えば３つ）の支持ピン３５０がそれぞれ挿入される。複数の支持ピン３５０の上端上に基板Ｗが支持される。各支持ピン３５０と円筒部材３４１との間にはシール部材Ｓｅ４が設けられる。シール部材Ｓｅ４は、例えば金属シールである。

【0037】

補助板３４０の下方には、連結部材３５１が配置される。複数の支持ピン３５０は上下方向に延びるように連結部材３５１に取り付けられる。連結部材３５１は、支持ピン昇降装置３５２と接続される。支持ピン昇降装置３５２は、例えばエアシリンダにより構成される。支持ピン昇降装置３５２により、複数の支持ピン３５０が上方位置と下方位置との間で一体的に昇降される。シール部材Ｓｅ１〜Ｓｅ４によりチャンバ３１０の内部に気密な処理空間が形成される。

【0038】

蓋３１３の供給口３１４には、共通供給管ＰＣの一端が接続される。共通供給管ＰＣの他端には、ガス供給管ＰＧの一端および複数の溶剤供給管ＰＳの一端が接続される。ガス供給管ＰＧにはガス供給バルブＶ１が介挿され、複数の溶剤供給管ＰＳには溶剤供給バルブＶ２がそれぞれ介挿される。ガス供給管ＰＧの他端は、ガス供給源ＧＳに接続される。複数の溶剤供給管ＰＳの他端は溶剤供給源ＳＳにそれぞれ接続される。ガス供給源ＧＳは、窒素ガス等の不活性ガスを供給する。複数の溶剤供給源ＳＳは、それぞれ異なる種類の有機溶剤（以下、溶剤と略記する。）を気化された状態で供給する。例えば、溶剤としては、トルエン、ヘプタン、アセトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）、シクロヘキサノン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、二硫化炭素またはテトラヒドロフラン等が用いられる。

【0039】

ガス供給バルブＶ１が開かれることにより、ガス供給源ＧＳから不活性ガスがガス供給管ＰＧ、共通供給管ＰＣおよび供給口３１４を通してチャンバ３１０内に供給される。１または複数の溶剤供給バルブＶ２が選択的に開かれることにより、その溶剤供給バルブＶ２に対応する溶剤供給源ＳＳから気化された溶剤が溶剤供給管ＰＳ、共通供給管ＰＣおよび蓋３１３の供給口３１４を通してチャンバ３１０内に供給される。これにより、複数種類の溶剤のうち選択された１種類の溶剤または混合された複数種類の溶剤が基板Ｗに供給される。ガス供給バルブＶ１が開かれるとともに１または複数の溶剤供給バルブＶ２が開かれることにより、不活性ガスと選択された１種類または複数種類の溶剤とが混合されてチャンバ３１０内に供給される。

【0040】

周壁３１２には、検出孔３１６が形成される。検出孔３１６は検出管Ｐｄを通して溶剤濃度センサ３８０に接続される。検出管Ｐｄには、検出バルブＶ３が介挿される。溶剤濃度センサ３８０は、チャンバ３１０内の溶剤濃度を検出する。

【0041】

周壁３１２の下部には、外周面に沿って複数の排気口３１８が設けられる。排気口３１８は、排気管Ｐｅ１，Ｐｅ２を通して外部排気部ＥＸに接続される。排気管Ｐｅ２には、排気バルブＶ４および排気ポンプＰＭが介挿される。排気ポンプＰＭが作動しかつ排気バルブＶ４が開かれると、チャンバ３１０内の雰囲気が排気管Ｐｅ１，Ｐｅ２を通して外部排気部ＥＸに導かれる。これにより、チャンバ３１０内が減圧される。

【0042】

熱処理装置３００は熱処理コントローラ３９０を備える。熱処理コントローラ３９０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）およびＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等を含む。ＲＯＭには、制御プログラムが記憶される。ＣＰＵはＲＯＭに記憶された制御プログラムをＲＡＭを用いて実行することにより熱処理装置３００の各部の動作を制御する。

【0043】

（２）熱処理装置の制御系統
図２は図１の熱処理装置３００の制御系統の構成を示すブロック図である。図２には、熱処理コントローラ３９０の機能的な構成が示される。熱処理コントローラ３９０は、熱処理温度制御部３９１、蓋開閉制御部３９２、支持ピン昇降制御部３９３、排気制御部３９４、ガス供給制御部３９５、溶剤供給制御部３９６、溶剤濃度取得部３９７および時間計測部３９８を含む。図２の熱処理コントローラ３９０の各部の機能は、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより実現される。

【0044】

熱処理温度制御部３９１は加熱プレート３２０の温度を制御し、蓋開閉制御部３９２は蓋昇降装置３３０の動作を制御し、支持ピン昇降制御部３９３は支持ピン昇降装置３５２の動作を制御する。排気制御部３９４は排気バルブＶ４の開閉を制御し、ガス供給制御部３９５はガス供給バルブＶ１の開閉を制御し、溶剤供給制御部３９６は溶剤供給バルブＶ２の開閉を制御する。溶剤濃度取得部３９７は溶剤濃度センサ３８０から溶剤濃度を取得し、取得した溶剤濃度を排気制御部３９４、ガス供給制御部３９５および溶剤供給制御部３９６に与える。時間計測部３９８は時間経過を計測する。各制御部３９１〜３９６の動作タイミングは、時間計測部３９８により計測される時間経過に基づいて決定される。

【0045】

（３）基板処理方法の一例
図３は図１の熱処理装置３００を用いた基板処理方法の一例を示す模式的断面図である。図３（ａ）〜（ｅ）の工程のうち図３（ｃ），（ｄ）の工程が図１の熱処理装置３００により行われる。本例では、微細なホールパターンの形成方法が示される。

【0046】

まず、図３（ａ）に示すように、基板Ｗの上面を覆うように下地層Ｌ１が形成され、下地層Ｌ１上に例えばフォトレジストからなるガイドパターンＬ２が形成される。本例では、ガイドパターンＬ２が円形の孔部Ｈを有する。次に、図３（ｂ）に示すように、ガイドパターンＬ２の孔部Ｈ内の下地層Ｌ１上の領域に、ＤＳＡ（Directed Self Assembly；誘導自己組織化）材料によりＤＳＡ膜Ｌ３が形成される。ＤＳＡ材料は、複数種類の重合体によって構成されるブロック共重合体である。ブロック共重合体を構成する複数種類の重合体は、互いに非相溶であることが好ましい。

【0047】

本実施の形態では、２種類の重合体から構成されるＤＳＡ材料が用いられる。２種類の重合体の組み合わせとして、例えば、ポリスチレン−ポリメチルメタクリレート（ＰＳ−ＰＭＭＡ）、ポリスチレン−ポリジメチルシロキサン（ＰＳ−ＰＤＭＳ）、ポリエチレン−ポリフェロセニルジメチルシラン（ＰＳ−ＰＦＳ）、ポリスチレン−ポリエチレンオキシド（ＰＳ−ＰＥＯ）、ポリスチレン−ポリビニルピリジン（ＰＳ−ＰＶＰ）、ポリエチレン−ポリヒドロキシスチレン（ＰＳ−ＰＨＯＳＴ）、およびポリメチルメタクリレート−ポリメタクリレートポリヘドラルオリゴメリックシルセスキオキサン（ＰＭＭＡ−ＰＭＡＰＯＳＳ）等が挙げられる。

【0048】

次に、図３（ｃ）に示すように、図１の熱処理装置３００のチャンバ３１０内に基板Ｗが搬入される。加熱プレート３２０の上面（加熱面）の温度は、予め熱処理温度に設定される。ここで、熱処理温度とは、ＤＳＡ材料のミクロ相分離が生じる温度である。熱処理温度は、２００℃以上であり、例えば２５０℃〜３００℃である。熱処理温度は、本例に限定されず、ＤＳＡ膜においてミクロ相分離が生じるようにＤＳＡ膜の材料に応じて決定される。

【0049】

基板Ｗは、加熱プレート３２０の上面から上方へ離間した状態で支持ピン３５０上に支持される。この状態で、チャンバ３１０内の雰囲気（空気）が溶剤と不活性ガス（本実施の形態では窒素ガス）との混合ガス（以下、溶剤含有気体と呼ぶ。）で置換される。これにより、後述する雰囲気の中性化が行われる。溶剤含有気体中の溶剤の濃度は、例えば２００ｐｐｍ〜８００ｐｐｍである。溶剤の濃度は、本例に限定されず、ＤＳＡ膜の材料に応じて決定される。このとき、基板Ｗは加熱プレート３２０から離間しているので、基板Ｗの温度は、ＤＳＡ膜Ｌ３においてミクロ相分離が生じる温度よりも低い温度（ミクロ相分離が生じない温度）に保たれる。そのため、ＤＳＡ膜Ｌ３においてミクロ相分離は生じない。例えば、基板Ｗの温度は２００℃よりも低い温度に保たれる。

【0050】

ここで、ＤＳＡ膜Ｌ３を構成する一方の重合体に対する溶剤の親和性とＤＳＡ膜Ｌ３を構成する他方の重合体に対する溶剤の親和性とはほぼ等しい。あるいは、ＤＳＡ膜Ｌ３を構成する２種類の重合体に対する親和性がほぼ等しくなるように一種類または複数種類の溶剤が選択される。例えば、溶剤として、シクロヘキサノンとＰＧＭＥＡとの混合溶剤、またはＰＧＭＥＡとＰＧＭＥとの混合溶剤が用いられる。溶剤によりＤＳＡ膜Ｌ３に接する雰囲気が中性化される。ここで、雰囲気の中性化とは、ＤＳＡ膜を構成する一の重合体に対する溶剤の親和性とＤＳＡ膜を構成する他の重合体に対する溶剤の親和性とをほぼ等しくすることを意味する。このように、基板Ｗを熱処理温度よりも低い温度（ミクロ相分離が生じない温度）に保ちつつ溶剤含有気体中で一定時間保持する。ここで、一定時間は、例えば１秒〜５秒であるが、これに限定されず、ＤＳＡ膜の材料および形成すべきパターン等に応じて予め設定される。

【0051】

その後、図３（ｄ）に示すように、複数の支持ピン３５０が下降することにより、基板Ｗが加熱プレート３２０の上面（加熱面）上（加熱プレート３２０の上面に近接する位置）に支持される。加熱プレート３２０の上面の温度は予め熱処理温度に設定されているので、基板Ｗ上のＤＳＡ膜Ｌ３においてミクロ相分離が生じる。その結果、一方の重合体からなるパターンＰ１および他方の重合体からなるパターンＰ２が形成される。本例では、ガイドパターンＬ２の円形の孔部Ｈの内周面に沿うように、円環状のパターンＰ１が形成されるとともに、パターンＰ１の内側に円形のパターンＰ２が形成される。この場合、溶剤によってＤＳＡ膜Ｌ３を膨潤させることができるので、ＤＳＡ材料のミクロ相分離を促進させることができる。

【0052】

次に、ミクロ相分離後のＤＳＡ膜Ｌ３の全面に露光処理が行われることにより、一方の重合体と他方の重合体との間の結合が切断され、パターンＰ１とパターンＰ２とが分離される。次に、基板Ｗ上のＤＳＡ膜Ｌ３に現像処理が行われることにより、図３（ｅ）に示すように、パターンＰ２が除去される。最終的に、基板Ｗ上に円形の孔部ｈを有するパターンＰ１（ホールパターン）が残存する。

【0053】

図４は熱処理前の雰囲気の中性化の有無によるミクロ相分離後のパターンの違いを説明するための模式図である。図４（ａ），（ｂ）は加熱プレート３２０による基板Ｗの熱処理前に雰囲気の中性化を行わなかった場合に形成されるパターンの例を示し、図４（ｃ）は加熱プレート３２０による基板Ｗの熱処理前に雰囲気の中性化を行った場合に形成されるパターンの例を示す。

【0054】

ここで、ＤＳＡ膜Ｌ３を構成する一方の重合体は、他方の重合体に比べて空気に対して高い親和性を有する。以下、ＤＳＡ膜Ｌ３を構成する２種類の重合体のうち空気に対する親和性が高い重合体を第１の重合体と呼び、空気に対する親和性が低い重合体を第２の重合体と呼ぶ。

【0055】

熱処理前に雰囲気の中性化を行わなかった場合、熱処理の際に第１の重合体が雰囲気に接するようにミクロ相分離が行われやすい。図４（ａ）の例では、第１の重合体のパターンＰ１０ａ、第２の重合体のパターンＰ２０および第１の重合体のパターンＰ１０ｂが層状に形成される。図４（ｂ）の例では、第１の重合体のパターンＰ１１ａが環状に形成されるとともに、パターンＰ１１ａの内側に第２の重合体の円形のパターンＰ２１が形成され、パターンＰ１１ａ，Ｐ２１を覆うように第１の重合体のパターンＰ１１ｂが層状に形成される。これらの場合、露光処理および現像処理により所望のホールパターンを形成することができない。

【0056】

これに対して、熱処理前に雰囲気の中性化を行った場合、溶剤含有気体に対する第１の重合体の親和性と溶剤含有気体に対する第２の重合体の親和性とがほぼ等しくなる。それにより、図４（ｃ）に示すように、第１の重合体のパターンＰ１が環状に形成されるとともに、パターンＰ１の内側に第２の重合体の円形のパターンＰ２が形成される。パターンＰ１，Ｐ２の上面を覆うパターンは形成されない。したがって、露光処理および現像処理によりパターンＰ２を除去することにより、所望のホールパターンを形成することができる。

【0057】

（４）熱処理装置３００の動作
図５は図１の熱処理装置３００の動作を示すフローチャートである。以下、図１、図２および図５を参照しながら図１の熱処理装置３００の動作を説明する。

【0058】

図２の熱処理温度制御部３９１は、予め加熱プレート３２０の温度を熱処理温度に設定する（ステップＳ１）。次に、蓋開閉制御部３９２は、蓋３１３を開状態にするように蓋昇降装置３３０を制御する（ステップＳ２）。支持ピン昇降制御部３９３は、複数の支持ピン３５０を上昇させるように支持ピン昇降装置３５２を制御する。それにより、複数の支持ピン３５０が基板Ｗを受け取る（ステップＳ３）。その後、支持ピン昇降制御部３９３は、複数の支持ピン３５０をチャンバ３１０内に下降させるように支持ピン昇降装置３５２を制御する。それにより、複数の支持ピン３５０がチャンバ３１０内の加熱プレート３２０の上方位置で基板Ｗを支持する（ステップＳ４）。その後、蓋開閉制御部３９２は、蓋３１３を閉状態にするように蓋昇降装置３３０を制御する（ステップＳ５）。

【0059】

次に、排気制御部３９４は、排気バルブＶ４を開くことによりチャンバ３１０内を排気する（ステップＳ６）。また、ガス供給制御部３９５は、ガス供給バルブＶ１を開くことによりチャンバ３１０内に不活性ガスを供給する（ステップＳ７）。さらに、溶剤供給制御部３９６は、一または複数の溶剤供給バルブＶ２を開くことによりチャンバ３１０内に一種類または複数種類の溶剤を供給する（ステップＳ８）。これにより、チャンバ３１０内の空気が溶剤含有気体で置換される。なお、ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ８の順序は図５の順序に限定されず、ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ８が他の順序で行われてもよく、同時に行われてもよい。また、本例では、排気ポンプＰＭが予め動作を開始しているが、ステップＳ６の時点で排気ポンプＰＭが動作してもよい。

【0060】

溶剤濃度取得部３９７は、溶剤濃度センサ３８０から溶剤濃度を取得し、取得した溶剤濃度が予め設定された許容値以上であるか否かを判定する（ステップＳ９）。溶剤濃度の許容値は、例えば１００ｐｐｍであるが、これに限定されず、ＤＳＡ膜Ｌ３の材料または形成されるべきパターン等に応じて予め設定される。

【0061】

溶剤濃度取得部３９７は、溶剤濃度が許容値よりも低い場合にはステップＳ６に戻る。溶剤濃度が許容値以上になると、排気制御部３９４、ガス供給制御部３９５および溶剤供給制御部３９６が排気バルブＶ４、ガス供給バルブＶ１および溶剤供給バルブＶ２を閉じることにより、排気、不活性ガスの供給および溶剤の供給を停止する（ステップＳ１０）。これにより、基板Ｗは、加熱プレート３２０から離間した状態で溶剤含有気体中で支持される。この場合、基板Ｗの温度は、ＤＳＡ膜においてミクロ相分離が生じない温度に保たれる。

【0062】

この状態で、時間計測部３９８が予め設定された中性化処理時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１１）。中性化処理時間が経過するまで、基板Ｗは、加熱プレート３２０から離間した状態で溶剤含有気体中で支持される。中性化処理時間は、ＤＳＡ膜の材料および形成すべきパターン等に応じて予め設定される。

【0063】

中性化処理時間が経過すると、支持ピン昇降制御部３９３は、複数の支持ピン３５０を下方位置まで下降させるように支持ピン昇降装置３５２を制御することにより、基板Ｗを加熱プレート３２０の上面まで下降させる（ステップＳ１２）。それにより、基板Ｗの温度が熱処理温度まで上昇する。

【0064】

次に、時間計測部３９８が予め設定された熱処理時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１３）。熱処理時間が経過するまで、基板Ｗに熱処理が行われる。それにより、ＤＳＡ膜にミクロ相分離が生じる。

【0065】

熱処理時間が経過すると、支持ピン昇降制御部３９３は、複数の支持ピン３５０をチャンバ３１０内で上昇させるように支持ピン昇降装置３５２を制御する。それにより、複数の支持ピン３５０がチャンバ３１０内の加熱プレート３２０の上方位置で基板Ｗを支持する（ステップＳ１４）。

【0066】

この状態で、時間計測部３９８が予め設定された温度低下時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１５）。温度低下時間は、基板Ｗの温度がミクロ相分離が生じない温度まで低下するために要する時間に設定される。温度低下時間が経過するまで、基板Ｗは、加熱プレート３２０から離間した状態で溶剤含有気体中で支持される。それにより、基板Ｗの温度が低下する。

【0067】

温度低下時間が経過すると、排気制御部３９４は、排気バルブＶ４を開くことによりチャンバ３１０内を排気させ（ステップＳ１６）、蓋開閉制御部３９２は、蓋３１３を開状態にするように蓋昇降装置３３０を制御する（ステップＳ１７）。それにより、チャンバ３１０内の溶剤含有気体が空気で置換される。その後、支持ピン昇降制御部３９３は、複数の支持ピン３５０を上昇させるように支持ピン昇降装置３５２を制御する（ステップＳ１８）。それにより、チャンバ３１０から基板Ｗを搬出することができる。

【0068】

（５）基板処理装置の構成
図６は図１の熱処理装置３００を備えた基板処理装置の模式的平面図である。図６および図７以降の所定の図には、位置関係を明確にするために互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を示す矢印を付している。Ｘ方向およびＹ方向は水平面内で互いに直交し、Ｚ方向は鉛直方向に相当する。

【0069】

図６に示すように、基板処理装置１００は、インデクサブロック１１および処理ブロック１２を備える。インデクサブロック１１は、複数のキャリア載置部４０および搬送部１１２を含む。各キャリア載置部４０には、複数の基板Ｗを多段に収容するキャリアＣがそれぞれ載置される。

【0070】

搬送部１１２には、主制御部１１４および搬送機構（搬送ロボット）１１５が設けられる。主制御部１１４は、基板処理装置１００の種々の構成要素を制御する。搬送機構１１５は、基板Ｗを保持するためのハンド１１６を有する。搬送機構１１５は、ハンド１１６により基板Ｗを保持しつつその基板Ｗを搬送する。後述の図９に示すように、搬送部１１２には、キャリアＣと搬送機構１１５との間で基板Ｗを受け渡すための開口部１１７が形成される。

【0071】

搬送部１１２の側面には、メインパネルＰＮが設けられる。ユーザは、基板処理装置１００における基板Ｗの処理状況等をメインパネルＰＮで確認することができる。また、メインパネルＰＮの近傍には、例えばキーボードからなる操作部（図示せず）が設けられる。ユーザは、操作部を操作することにより、基板処理装置１００の動作設定等を行うことができる。

【0072】

処理ブロック１２は、塗布現像処理部１２１、搬送部１２２および熱処理部１２３を含む。塗布現像処理部１２１および熱処理部１２３は、搬送部１２２を挟んで対向するように設けられる。搬送部１２２とインデクサブロック１１との間には、基板Ｗが載置される基板載置部ＰＡＳＳ１および後述する基板載置部ＰＡＳＳ２〜ＰＡＳＳ４（図９）が設けられる。搬送部１２２には、基板Ｗを搬送する搬送機構（搬送ロボット）１２７および後述する搬送機構（搬送ロボット）１２８（図９）が設けられる。

【0073】

図７は図６の塗布現像処理部１２１の概略側面図である。図７に示すように、塗布現像処理部１２１には、現像処理室２１，２３および塗布処理室２２，２４が階層的に設けられる。現像処理室２１，２３の各々には、現像装置（デベロッパ）１２９が設けられる。塗布処理室２２，２４の各々には、塗布装置（コータ）１３９が設けられる。

【0074】

各現像装置１２９は、基板Ｗを保持するスピンチャック２５およびスピンチャック２５の周囲を覆うように設けられるカップ２７を備える。本実施の形態では、各現像装置１２９に２組のスピンチャック２５およびカップ２７が設けられる。各スピンチャック２５は、図示しない駆動装置（例えば、電動モータ）により回転駆動される。また、各現像装置１２９は、スピンチャック２５により保持される基板Ｗに現像液を供給するためのノズル２８を備える。本例では、複数のスピンチャック２５にそれぞれ対応するように複数のノズル２８が設けられるが、複数のスピンチャック２５に対して共通のノズル２８が用いられてもよい。

【0075】

各塗布装置１３９は、基板Ｗを保持するスピンチャック３５およびスピンチャック３５の周囲を覆うように設けられるカップ３７を備える。本実施の形態では、各塗布装置１３９に２組のスピンチャック３５およびカップ３７が設けられる。各スピンチャック３５は、図示しない駆動装置（例えば、電動モータ）により回転駆動される。また、各塗布装置１３９は、スピンチャック３５により保持される基板Ｗに処理液を供給するためのノズル３８を備える。本例では、複数のスピンチャック３５にそれぞれ対応するように複数のノズル３８が設けられるが、複数のスピンチャック３５に対して共通のノズル３８が用いられてもよい。

【0076】

塗布処理室２２，２４の塗布装置１３９においては、ＤＳＡ材料からなる処理液が基板Ｗに塗布される。これにより、基板Ｗ上にＤＳＡ膜が形成される。現像処理室２１，２３の現像装置１２９においては、ＤＳＡ膜が形成された基板Ｗに現像処理が行われる。具体的には、ＤＳＡ膜が形成された基板Ｗに現像液が供給されることにより、ＤＳＡ膜の不要な部分が除去される。現像液としては、例えば、トルエン、ヘプタン、アセトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）、シクロヘキサノン、酢酸またはテトラヒドロフラン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等が用いられる。

【0077】

図６および図７に示すように、塗布現像処理部１２１の一端には流体ボックス部５０が設けられる。流体ボックス部５０内には、現像装置１２９および塗布装置１３９への処理液および現像液の供給ならびに現像装置１２９および塗布装置１３９からの廃液および排気等に関する導管、継ぎ手、バルブ、流量計、レギュレータ、ポンプ、温度調節器等の流体関連機器が収納される。

【0078】

図８は図６の熱処理部１２３の概略側面図である。図８に示すように、熱処理部１２３は、上方に設けられる上段熱処理部３０１および下方に設けられる下段熱処理部３０２を有する。上段熱処理部３０１および下段熱処理部３０２の各々には、複数の熱処理装置３００、複数の露光装置２５０および複数の冷却装置（クーリングプレート）ＣＰが設けられる。

【0079】

熱処理装置３００においては、上記のように、雰囲気の中性化が行われた後にＤＳＡ膜の形成後の基板Ｗに溶剤を用いた熱処理が行われる。露光装置２５０においては、溶剤熱処理後の基板Ｗに露光処理が行われる。冷却装置ＣＰにおいては、ＤＳＡ膜の形成前の基板Ｗおよび熱処理後の基板Ｗに冷却処理が行われる。

【0080】

図９は搬送部１１２，１２２の模式的側面図である。図９に示すように、搬送部１２２は、上段搬送室１２５および下段搬送室１２６を有する。上段搬送室１２５には搬送機構１２７が設けられ、下段搬送室１２６には搬送機構１２８が設けられる。

【0081】

搬送部１１２と上段搬送室１２５との間には、基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２が設けられ、搬送部１１２と下段搬送室１２６との間には、基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４が設けられる。

【0082】

基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ３には、インデクサブロック１１から処理ブロック１２へ搬送される基板Ｗが載置される。基板載置部ＰＡＳＳ２，ＰＡＳＳ４には、処理ブロック１２からインデクサブロック１１へ搬送される基板Ｗが載置される。

【0083】

搬送機構１２７，１２８の各々は、ガイドレール１３１，１３２，１３３、移動部材１３４、回転部材１３５およびハンドＨ１，Ｈ２を備える。ガイドレール１３１，１３２は、上下方向に延びるようにそれぞれ設けられる。ガイドレール１３３は、ガイドレール１３１とガイドレール１３２と間で水平方向（Ｘ方向）に延びるように設けられ、上下動可能にガイドレール１３１，１３２に取り付けられる。移動部材１３４は、水平方向（Ｘ方向）に移動可能にガイドレール１３３に取り付けられる。

【0084】

移動部材１３４の上面に、回転部材１３５が回転可能に設けられる。回転部材１３５には、基板Ｗを保持するためのハンドＨ１およびハンドＨ２が取り付けられる。ハンドＨ１，Ｈ２は、回転部材１３５を基準に進退可能に構成される。

【0085】

このような構成により、搬送機構１２７，１２８の各々は、ハンドＨ１，Ｈ２を用いて基板Ｗを保持し、Ｘ方向およびＺ方向に移動して基板Ｗを搬送することができる。搬送機構１２７は、基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２、現像処理室２１（図７）、塗布処理室２２（図７）および上段熱処理部３０１（図８）の間で基板Ｗを搬送する。搬送機構１２８は、基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４、現像処理室２３（図７）、塗布処理室２４（図７）および下段熱処理部３０２（図８）の間で基板Ｗを搬送する。

【0086】

（６）基板処理装置１００の動作
基板処理装置１００の動作について説明する。まず、インデクサブロック１１のキャリア載置部４０（図６）に、初期状態（図３（ａ））の基板Ｗが収容されたキャリアＣが載置される。搬送機構１１５は、キャリアＣから基板載置部ＰＡＳＳ１および基板載置部ＰＡＳＳ３（図９）に交互に初期状態の基板Ｗを搬送する。

【0087】

基板載置部ＰＡＳＳ１に載置された基板Ｗは、搬送機構１２７（図９）のハンドＨ１により取り出される。次に、搬送機構１２７（図９）は、ハンドＨ２により上段熱処理部３０１（図８）の所定の冷却装置ＣＰから冷却処理後の基板Ｗを取り出し、ハンドＨ１に保持される基板Ｗをその冷却装置ＣＰに搬入する。この場合、冷却装置ＣＰにおいて、基板Ｗの温度がＤＳＡ膜Ｌ３の形成に適した温度に調整される。

【0088】

次に、搬送機構１２７（図９）は、ハンドＨ１により塗布処理室２２（図７）のスピンチャック３５上からＤＳＡ膜Ｌ３が形成された後の基板Ｗ（図３（ｂ））を取り出し、ハンドＨ２に保持される冷却処理後の基板Ｗをそのスピンチャック３５上に載置する。塗布処理室２２において、塗布装置１３９（図７）により、基板Ｗ上にＤＳＡ膜Ｌ３が形成される（図３（ｂ））。

【0089】

次に、搬送機構１２７（図９）は、ハンドＨ２により上段熱処理部３０１（図８）の所定の熱処理装置３００から熱処理後の基板Ｗ（図３（ｄ））を取り出し、ハンドＨ１に保持されるＤＳＡ膜Ｌ３の形成後の基板Ｗをその熱処理装置３００に搬入する。熱処理装置３００において、基板Ｗの熱処理が行われる（図３（ｃ），（ｄ））。

【0090】

次に、搬送機構１２７（図９）は、ハンドＨ１により上段熱処理部３０１（図８）の所定の冷却装置ＣＰから冷却処理後の基板Ｗを取り出し、ハンドＨ２に保持される熱処理後の基板Ｗをその冷却装置ＣＰに搬入する。この場合、冷却装置ＣＰにおいて、基板Ｗの温度が露光処理に適した温度に調整される。

【0091】

次に、搬送機構１２７（図９）は、ハンドＨ２により上段熱処理部３０１（図８）の所定の露光装置２５０から露光処理後の基板Ｗを取り出し、ハンドＨ１に保持される冷却処理後の基板Ｗをその露光装置２５０に搬入する。露光装置２５０において、熱処理後の基板Ｗに露光処理が行われる。

【0092】

次に、搬送機構１２７（図９）は、ハンドＨ１により現像処理室２１（図７）のスピンチャック２５上から現像処理後の基板Ｗ（図３（ｅ））を取り出し、ハンドＨ２に保持される露光処理後の基板Ｗをそのスピンチャック３５上に載置する。現像処理室２１において、現像装置１２９により、露光処理後の基板Ｗに現像処理が行われる（図３（ｅ））。その後、搬送機構１２７は、ハンドＨ１に保持される現像処理後の基板Ｗを基板載置部ＰＡＳＳ２（図９）に載置する。

【0093】

搬送機構１２７が上記の処理を繰り返すことにより、処理ブロック１２内において複数の基板Ｗに所定の処理が連続的に行われる。

【0094】

搬送機構１２８は、搬送機構１２７と同様の動作により、基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４、現像処理室２３、塗布処理室２４および下段熱処理部３０２に対して基板Ｗの搬入および搬出を行う。現像処理室２３、塗布処理室２４および下段熱処理部３０２において、現像処理室２１、塗布処理室２２および上段熱処理部３０１と同様の処理が行われる。

【0095】

このように、本実施の形態においては、搬送機構１２７によって搬送される基板Ｗは、現像処理室２１、塗布処理室２２および上段熱処理部３０１において処理され、搬送機構１２８によって搬送される基板Ｗは、現像処理室２３、塗布処理室２４および下段熱処理部３０２において処理される。この場合、上段の処理部（現像処理室２１、塗布処理室２２および上段熱処理部３０１）および下段の処理部（現像処理室２３、塗布処理室２４および下段熱処理部３０２）において並行して基板Ｗの処理を行うことができる。

【0096】

（７）効果
本実施の形態に係る基板処理装置１００においては、塗布装置１３９により基板Ｗ上にＤＳＡ膜Ｌ３が形成される。次に、熱処理装置３００のチャンバ３１０内で基板Ｗが加熱プレート３２０から離間された状態で溶剤含有気体中に一定時間保持される。それにより、熱処理装置３００のチャンバ３１０内で熱処理前に雰囲気の中性化が行われる。その後、基板Ｗ上のＤＳＡ膜Ｌ３に熱処理が行われる。この場合、熱処理前にＤＳＡ膜Ｌ３に接する雰囲気が中性化されているので、ミクロ相分離を適切に生じさせることができる。その結果、基板Ｗ上に微細なパターンを精度よく形成することができる。

【0097】

また、雰囲気の中性化の際に基板Ｗが加熱プレート３２０の上方位置に保持され、熱処理の際に基板Ｗが加熱プレート３２０上に保持される。それにより、予め加熱プレート３２０の温度を変化させることなく、雰囲気の中性化の際に基板Ｗの温度をミクロ相分離を生じない温度に保つことができる。したがって、スループットの低下が生じない。

【0098】

さらに、チャンバ３１０内に溶剤含有気体が供給される際にチャンバ３１０内が減圧されるので、チャンバ３１０内の空気を溶剤含有気体に効率良く置換できる。それにより、ミクロ相分離により形成されるパターンに欠陥が生じることが防止される。

【0099】

また、基板Ｗに熱処理が行われた後に、基板Ｗの温度が低下するまで基板Ｗが加熱プレート３２０の上方位置で保持された後、チャンバ３１０内の溶剤含有気体が空気で置換される。それにより、チャンバ３１０内の溶剤含有気体が空気で置換されるときに基板Ｗ上のＤＳＡ膜においてミクロ相分離が生じない。したがって、空気中でミクロ相分離によりパターンに欠陥が生じることが防止される。

【0100】

（８）他の実施の形態
上記実施の形態では、熱処理前の雰囲気の中性化の際に基板Ｗを加熱プレート３２０の上面から上方に離間させるが、本発明は、これに限定されない。熱処理前の雰囲気の中性化の際に基板Ｗを加熱プレート３２０の側方に離間させてよい。

【0101】

上記実施の形態では、基板処理装置１００が露光装置２５０および現像装置１２９を備えるが、露光装置２５０および現像装置１２９の少なくとも一方が基板処理装置１００の外部装置として設けられてもよい。

【0102】

（９）請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。

【0103】

上記実施の形態では、加熱プレート３２０が加熱部の例であり、ガス供給管ＰＧ、ガス供給バルブＶ１、溶剤供給管ＰＳおよび溶剤供給バルブＶ２が気体供給部の例であり、支持ピン３５０、連結部材３５１および支持ピン昇降装置３５２が基板移動部の例であり、熱処理コントローラ３９０および支持ピン昇降制御部３９３が移動制御部の例であり、支持ピン３５０が支持部材の例である。加熱プレート３２０の上方位置が第１の位置の例であり、加熱プレート３２０に近接した位置が第２の位置の例であり、排気管Ｐｅ１，Ｐｅ２、排気バルブＶ４および排気ポンプＰＭが排気部または置換部の例である。

【0104】

請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
（参考形態）
（１）第１の参考形態に係る熱処理装置は、誘導自己組織化材料からなる処理膜が形成された基板に熱処理を行う熱処理装置であって、基板に予め設定された熱処理温度で熱処理を行う加熱部と、加熱部を収容するチャンバと、有機溶剤を含む溶剤含有気体をチャンバ内に供給する気体供給部と、チャンバ内で加熱部により基板に熱処理が行われない第１の位置と加熱部により基板に熱処理が行われる第２の位置とに基板を移動させる基板移動部と、チャンバ内に気体供給部により供給された溶剤含有気体が存在する状態で基板が第１の位置で保持されるように基板移動部を制御した後、チャンバ内に溶剤含有気体が存在する状態で基板が第２の位置で保持されるように基板移動部を制御する移動制御部とを備える。
その熱処理装置においては、チャンバ内に溶剤含有気体が存在する状態で、第１の位置で熱処理が行われずに基板が保持される。それにより、基板上の処理膜が溶剤含有気体に接する。誘導自己組織化材料を構成する複数の重合体に対する有機溶剤の親和性は互いに近い。すなわち、処理膜に接する雰囲気が中性化されている。その後、第２の位置で基板に熱処理が行われる。それにより、処理膜においてミクロ相分離が生じる。この場合、熱処理前に処理膜に接する雰囲気が中性化されているので、誘導自己組織化材料を構成する一の重合体のみが雰囲気に接する層を形成することが防止される。その結果、誘導自己組織化材料の適切なミクロ相分離を生じさせることが可能となる。
（２）加熱部は、加熱面を有する加熱プレートを含み、第１の位置は加熱プレートの加熱面の上方位置であり、第２の位置は加熱プレートにより熱処理が行われるように加熱面に近接した位置であり、基板移動部は、基板を支持しつつチャンバ内で基板を加熱面の上方位置と加熱面に近接した位置とに移動させる支持部材を含んでもよい。
この場合、基板を上下移動させることにより雰囲気の中性化および基板の熱処理を簡単な構成で行うことができる。
（３）基板が第１の位置にあるときの基板の温度は、処理膜においてミクロ相分離が生じない温度であってもよい。この場合、雰囲気の中性化の際に、処理膜においてミクロ相分離が生じることが防止される。
（４）熱処理装置は、基板が基板移動部により第１の位置で保持された状態で、チャンバ内の空気を排出することによりチャンバ内を減圧する排気部をさらに備え、気体供給部は、排気部により減圧されたチャンバ内に溶剤含有気体を供給してもよい。
この場合、空気を溶剤含有気体に効率良く置換することができる。それにより、ミクロ相分離により形成されるパターンに欠陥が生じにくくなる。
（５）熱処理装置は、チャンバ内の溶剤濃度を検出する溶剤濃度検出部をさらに備え、排気部および気体供給部は、溶剤濃度検出部により検出され溶剤濃度が予め設定された許容値以上になるようにチャンバ内を排気するとともにチャンバ内に溶剤含有気体を供給してもよい。
この場合、溶剤含有気体中の溶剤濃度が許容値以上になるので、ミクロ相分離により形成されるパターンに欠陥が生じることが防止される。
（６）移動制御部は、基板に加熱部により熱処理が行われた後に、基板の温度が処理膜のミクロ相分離が生じない温度に低下するまで基板が第１の位置で保持されるように基板移動部を制御し、熱処理装置は、熱処理後の基板移動部による基板の保持後にチャンバ内の溶剤含有気体を空気で置換する置換部をさらに備えてもよい。
この場合、チャンバ内の溶剤含有気体が空気で置換されるときに基板上の処理膜においてミクロ相分離が生じない。したがって、空気中でミクロ相分離が生じることが防止される。
（７）溶剤含有気体は不活性ガスを含んでもよい。
（８）本参考形態に係る基板処理装置は、基板に誘導自己組織化材料を塗布することにより基板上に処理膜を形成する塗布装置と、塗布装置により基板上に形成された処理膜に熱処理を行う上記の熱処理装置とを備える。
その基板処理装置によれば、基板上に誘導自己組織化材料からなる処理膜を形成することができるとともに、処理膜において誘導自己組織化材料の適切なミクロ相分離を生じさせることが可能となる。
（９）基板処理装置は、熱処理装置による熱処理後の処理膜に露光処理を行う露光装置と、露光装置による露光処理後の処理膜に現像処理を行う現像装置とをさらに備える。
この場合、誘導自己組織化材料の適切なミクロ相分離が生じた処理膜にパターンを形成することができる。
（１０）本参考形態に係る熱処理方法は、誘導自己組織化材料からなる処理膜が形成された基板に熱処理を行う熱処理方法であって、加熱部を収容するチャンバ内において有機溶剤を含む溶剤含有気体が存在する状態で加熱部により熱処理が行われない第１の位置で基板を保持する工程と、第１の位置で基板を保持した後、チャンバ内において加熱部により熱処理が行われる第２の位置で基板を保持する工程とを含む。
この熱処理方法においては、処理膜に接する雰囲気が中性化されているので、誘導自己組織化材料を構成する一の重合体のみが雰囲気に接する層を形成することが防止される。その結果、誘導自己組織化材料の適切なミクロ相分離を生じさせることが可能となる。
（１１）本参考形態に係る基板処理方法は、塗布装置において、基板上に誘導自己組織化材料からなる処理膜を形成する工程と、処理膜が形成された基板に上記の熱処理方法により熱処理を行う工程とを含む。
その基板処理方法によれば、基板上に誘導自己組織化材料からなる処理膜を形成することができるとともに、処理膜において誘導自己組織化材料の適切なミクロ相分離を生じさせることが可能となる。

【産業上の利用可能性】

【0105】

本発明は、種々の基板の処理に利用可能である。

【符号の説明】

【0106】

１００ 基板処理装置
１２９ 現像装置
１３１，１３２，１３３ ガイドレール
１３９ 塗布装置
２５０ 露光装置
３００ 熱処理装置
３１０ チャンバ
３１１ 底板
３１２ 周壁
３１３ 蓋
３１４ 供給口
３１５ 拡散板
３１６ 検出孔
３１８ 排気口
３２０ 加熱プレート
３２１ プロキシミティボール
３２２ 貫通孔
３３０ 蓋昇降装置
３４０ 補助板
３４１ 円筒部材
３５０ 支持ピン
３５１ 連結部材
３５２ 支持ピン昇降装置
３８０ 溶剤濃度センサ
３９０ 熱処理コントローラ
３９１ 熱処理温度制御部
３９２ 蓋開閉制御部
３９３ 支持ピン昇降制御部
３９４ 排気制御部
３９５ ガス供給制御部
３９６ 溶剤供給制御部
３９７ 溶剤濃度取得部
３９８ 時間計測部
ＥＸ 外部排気部
ＧＳ ガス供給源
Ｌ１ 下地層
Ｌ２ ガイドパターン
Ｌ３ ＤＳＡ膜
ＰＣ 共通供給管
ＰＧ ガス供給管
ＰＳ 溶剤供給管
ＰＤ 検出管
Ｐｅ１，Ｐｅ２ 排気管
ＰＭ 排気ポンプ
ＳＳ 溶剤供給源
Ｖ１ ガス供給バルブ
Ｖ２ 溶剤供給バルブ
Ｖ３ 検出バルブ
Ｖ４ 排気バルブ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】