CN107658237B - 热处理装置、基板处理装置和热处理方法 - Google Patents

热处理装置、基板处理装置和热处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供可提高基板的面内温度均匀性的热处理装置、具备该热处理装置的基板处理装置以及热处理方法。热处理装置含有待机部、加热部和搬送机构。待机部含有多个支承销。搬送机构含有对基板进行保持的搬送臂，通过移动搬送臂在待机部与加热部之间搬送基板。搬送臂具有多个区域，在搬送臂内设置分别冷却多个区域的多个冷却水通道。

Description

热处理装置、基板处理装置和热处理方法
技术领域
本发明涉及对基板进行热处理的热处理装置、具备该热处理装置的基板处理装置以及热处理方法。
背景技术
基板处理装置用于对半导体基板、液晶显示装置用基板、等离子显示器用基板、光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板或光掩模用基板等各种基板进行各种处理。
例如，日本专利第5220517号公报记载的基板处理装置含有加热单元。加热单元在框体的内部具备加热板、冷却板和局部搬送机构。局部搬送机构的搬送臂在冷却板的上方位置与加热板的上方位置之间水平移动。该搬送臂在冷却板的上方位置接收被搬入框体内的基板，并将该基板搬送到加热板上。在通过加热板对基板进行加热处理的期间，搬送臂与冷却板的上表面接触。由此，搬送臂被冷却。加热板对基板的加热处理结束后，冷却了的搬送臂将基板从加热板搬送到冷却板的上方位置。然后，基板被搬到框体外。
日本专利第5220517号公报记载的加热单元中，搬送臂由冷却板进行冷却，从而防止由在加热板的上方被加热后的搬送臂对基板进行搬送。由此，防止在加热单元的加热处理结束后由于搬送臂的温度而继续进行基板的加热处理。近年来，存在提高在基板上形成的抗蚀膜在曝光后的线宽均匀性这样的需求。为了提高抗蚀膜在曝光处理后的线宽均匀性，需要在加热处理中降低基板的面内温度偏差。还有，不仅是曝光处理后，在各种工序的基板加热处理中也要求提高基板的面内温度均匀性。
发明内容
本发明的目的是提供可提高基板的面内温度均匀性的热处理装置、具备该热处理装置的基板处理装置以及热处理方法。
(1)本发明的一种方式的热处理装置具备：加热部，对基板进行加热处理；待机部，包括对基板进行支承的支承部；以及搬送部，包括对基板进行保持的保持部，并通过使保持部进行移动来在待机部与加热部之间搬送基板。保持部具有多个区域，在保持部内设有多个冷却部，多个冷却部分别对多个区域进行冷却。
在该热处理装置中，保持部保持住基板并将其从待机部移动到加热部。在加热部中，对基板进行加热处理。加热处理后，保持部保持住基板并将其从加热部移动到待机部。这种情况下，保持部内的多个冷却部分别对保持部的多个区域进行冷却。由此，能够使保持部的多个区域的温度在加热处理后保持均匀。其结果，能够提高基板的面内温度均匀性。
(2)也可以是如下方式：多个冷却部具有各不相同的冷却能力，使得在加热部对基板进行加热处理后由保持部保持的基板的面内温度偏差在预先设定的容许值以下。
这种情况下，通过将容许值设定为进行加热处理的温度的下限值，就能够使基板的多个部分的加热处理时间相等。由此，能够对整个基板进行均匀的加热处理。
(3)也可以是如下方式：保持部具有保持面，保持面与基板的一个面相对并具有多个区域，多个冷却部在保持部内设置成分别与所述多个区域重叠。这种情况下，能够分别使保持部的各区域内的温度均匀。
(4)也可以是如下方式：多个区域包括第一和第二区域，第一区域在加热部接收的热量小于第二区域在加热部接收的热量，多个冷却部包括设置成与第一和第二区域分别重叠的第一和第二冷却部，第二冷却部的冷却能力高于第一冷却部的冷却能力。
这种情况下，能够使接收较大热量的第二区域的温度接近或等于第一区域的温度。
(5)也可以是如下方式：保持部具有开口部，加热部的热能够穿过开口部，所述第二区域至少局部包围开口部。
这种情况下，由于热穿过保持部的开口部，因此第二区域接收的热量大于第一区域接收的热量。第二区域由具有较高的冷却能力的第二冷却部进行冷却，因此第二区域的温度接近或等于第一区域的温度。
(6)也可以是如下方式：待机部的支承部含有多个第一支承构件，多个第一支承构件用于对基板的下表面进行支承且能够上下移动。加热部包括：具有加热面的加热板；和多个第二支承构件，多个第二支承构件用于对基板的下表面进行支承且能够上下移动以使基板在加热板的上方位置与加热板的加热面之间移动。多个第一支承构件在保持部位于待机部时，能够插穿开口部。多个第二支承构件在保持部位于加热板的加热面的上方时，能够插穿所述开口部。
这种情况下，在待机部中，多个第一支承构件穿过保持部的开口部对基板的下表面进行支承，并能够上下移动。在加热部中，多个第二支承构件穿过保持部的开口部对基板的下表面进行支承，并能够上下移动。此时，具有较高的冷却能力的第二冷却部抑制由于穿过开口部的热而导致的基板的部分温度上升。由此，无需使在多个第一支承构件与保持部之间的基板交接动作与在多个第二支承构件与保持部之间的基板交接动作复杂化，就能够提高基板的面内温度均匀性。
(7)也可以是如下方式：保持部具有与基板的外周部的一部分相对应的外周部，开口部具有从保持部的外周部延伸到保持部的内侧的一个或多个切口，第二区域沿着一个或多个切口延伸。
这种情况下，在待机部中，多个第一支承构件插穿保持部的一个或多个切口的状态下，保持部能够移动。还有，在加热部中，多个第二支承构件插穿保持部的一个或多个切口的状态下，保持部能够移动。由此，无需使在待机部和加热部中的基板交接动作复杂化，就能够提高基板的面内温度均匀性。
(8)也可以是如下方式：待机部与加热部沿着一个方向排列，保持部在待机部的多个第一支承构件的上方位置与加热板的上方位置之间沿着一个方向移动，一个或多个切口沿一个方向平行地延伸，在多个第一支承构件插穿一个或多个切口的状态下，保持部能在一个方向上移动，而且在多个第二支承构件插穿一个或多个切口的状态下，保持部能在一个方向上移动。
这种情况下，在待机部中，多个第一支承构件插穿保持部的一个或多个切口的状态下，保持部能够朝向加热部直线移动。还有，在加热部中，多个第二支承构件插穿保持部的一个或多个切口的状态下，保持部能够朝向待机部直线移动。由此，能够在待机部与加热部之间迅速搬送基板，并提高基板的面内温度均匀性。
(9)也可以是如下方式：多个冷却部是彼此独立设置在保持部内的多个通道，不同温度的冷却液供给到多个通道内。
这种情况下，基于保持部的多个区域接收的热量，分别设定在多个通道内流动的冷却液温度，从而能够使保持部的多个区域的温度保持相等或在一定范围内。
(10)也可以是如下方式：多个冷却部是彼此独立设置在保持部内的多个散热管，保持部内的多个散热管的温度各不相同。
这种情况下，基于保持部的多个区域接收的热量，分别设定多个散热管的温度，从而能够使保持部的多个区域的温度保持相等或在一定范围内。
(11)本发明的另一方式的基板处理装置配置成与曝光装置相邻，具备：涂布装置，将感光膜涂布在基板上；上述热处理装置，对基板进行热处理；以及搬送装置，在涂布装置、曝光装置和热处理装置之间搬送基板。
在该基板处理装置中，涂布了感光膜的基板在涂布装置、曝光装置和热处理装置之间由搬送装置进行搬送。这种情况下，能够提高基板在热处理装置中加热处理后的面内温度均匀性。
(12)也可以是如下方式：热处理装置对由曝光装置进行曝光后的基板进行曝光后热处理。
这种情况下，能够对基板上的感光膜均匀地进行曝光后热处理。由此，能够提高感光膜的线宽均匀性。
(13)本发明的另一方式的热处理方法是对基板进行热处理，包括：支承步骤，在待机部对基板进行支承；加热步骤，在加热部对基板进行加热；以及搬送步骤，通过使对基板进行保持的保持部移动而在待机部与加热部之间搬送基板。搬送步骤中，通过设置在保持部内的多个冷却部分别冷却保持部的多个区域。
根据该热处理方法，保持部的多个区域分别由保持部内的多个冷却部进行冷却。由此，能够使保持部的多个区域的温度在加热处理后保持均匀。其结果，能够提高基板的面内温度均匀性。
附图说明
图1是本发明的一实施方式所涉及的基板处理装置的示意性俯视图。
图2是基板处理装置的示意性侧视图，主要表示图1的涂布处理部、涂布显影处理部和清洗干燥处理部。
图3是基板处理装置的示意性侧视图，主要表示图1的热处理部和清洗干燥处理部。
图4是主要表示图1的涂布处理部、搬送部和热处理部的截面图。
图5是主要表示图1的搬送部的侧视图。
图6是图3的热处理装置的立体图。
图7是图3的热处理装置的俯视图。
图8是图3的热处理装置的侧视图。
图9是表示搬送臂内部详细结构的水平截面图。
图10是表示热处理装置的动作的示意性侧视图。
图11是表示热处理装置的动作的示意性侧视图。
图12是表示热处理装置的动作的示意性侧视图。
图13是表示热处理装置的动作的示意性侧视图。
图14是表示热处理装置的动作的示意性侧视图。
图15是表示热处理装置的动作的示意性侧视图。
图16是表示热处理装置的动作的示意性侧视图。
图17是表示热处理装置的动作的示意性侧视图。
图18是表示热处理装置的动作的示意性侧视图。
图19是表示热处理装置的动作的示意性侧视图。
图20是用于说明热处理装置内的基板的面内平均温度和基板的面内温度偏差的图。
具体实施方式
以下，参考附图，对具备本发明的一实施方式所涉及的热处理装置的基板处理装置进行说明。另外，以下说明中，基板是指半导体基板、液晶显示装置用基板、等离子显示器用基板、光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板、光掩模用基板等。
首先，参照图1～图5对具备本实施方式所涉及的热处理装置的基板处理装置进行说明。然后，参照图6～图20对本实施方式所涉及的热处理装置进行详细说明。
(1)基板处理装置的结构
图1是本发明的一实施方式所涉及的基板处理装置的示意性俯视图。
图1和图2及之后的附图中，为了明确位置关系，用箭头表示彼此正交的X方向、Y方向和Z方向。X方向和Y方向在水平面内彼此正交，Z方向相当于铅锤方向。
如图1所示，基板处理装置100具备：分度器模块11、第一处理模块12、第二处理模块13、清洗干燥处理模块14A和搬入搬出模块14B。清洗干燥处理模块14A和搬入搬出模块14B构成接口模块14。曝光装置15配置成与搬入搬出模块14B相邻。在曝光装置15中，通过液浸法对基板W进行曝光处理。
如图1所示，分度器模块11含有多个运送器放置部111和搬送部112。在各运送器放置部111上，放置了运送器113，运送器113将多个基板W分成多层地进行收纳。
控制部114和搬送装置115设置在搬送部112上。控制部114对基板处理装置100的各种结构要素进行控制。搬送装置115具有用于保持基板W的机械手116。搬送装置115通过机械手116保持住基板W来搬送该基板W。
第一处理模块12含有涂布处理部121、搬送部122和热处理部123。涂布处理部121和热处理部123设置成隔着搬送部122而相对。在搬送部122与分度器模块11之间，设置有用来放置基板W的基板放置部PASS1和后面叙述的基板放置部PASS2～PASS4(参照图5)。在搬送部122上，设置有用来搬送基板W的搬送装置127和后面叙述的搬送装置128(参照图5)。
第二处理模块13含有涂布显影处理部131、搬送部132和热处理部133。涂布显影处理部131和热处理部133设置成隔着搬送部132而相对。在搬送部132与搬送部122之间，设置有用来放置基板W的基板放置部PASS5和后面叙述的基板放置部PASS6～PASS8(参照图5)。在搬送部132上，设置有用来搬送基板W的搬送装置137和后面叙述的搬送装置138(参照图5)。
清洗干燥处理模块14A含有清洗干燥处理部161、162和搬送部163。清洗干燥处理部161、162设置成隔着搬送部163而相对。搬送装置141、142设置在搬送部163上。
在搬送部163与搬送部132之间，设置有放置兼缓冲部P-BF1和后面叙述的放置兼缓冲部P-BF2(参照图5)。
还有，在搬送装置141、142之间，基板放置部PASS9和后面叙述的放置兼冷却部P-CP(参照图5)设置成与搬入搬出模块14B相邻。
搬送装置146设置在搬入搬出模块14B中。搬送装置146进行基板W相对于曝光装置15的搬入和搬出。在曝光装置15中，设置有用于搬入基板W的基板搬入部15a和用于搬出基板W的基板搬出部15b。
(2)涂布处理部和涂布显影处理部的结构
图2是基板处理装置100的示意性侧视图，主要表示图1的涂布处理部121、涂布显影处理部131和清洗干燥处理部161。
如图2所示，在涂布处理部121中，分层地设有涂布处理室21、22、23、24。在涂布处理室21～24的每一个中，设置有涂布处理单元(旋涂机)129。在涂布显影处理部131中，分层地设有显影处理室31、33和涂布处理室32、34。显影处理室31、33中分别设有显影处理单元(旋转显影机)139，涂布处理室32、34中分别设有涂布处理单元129。
各涂布处理单元129具备旋转卡盘25和杯27，旋转卡盘25保持住基板W，杯27设置成覆盖旋转卡盘25的周围。本实施方式中，各涂布处理单元129中设置2组的旋转卡盘25和杯27。旋转卡盘25由未图示的驱动装置(例如，电动机)进行驱动而旋转。还有，如图1所示，各涂布处理单元129具备多个处理液喷嘴28和喷嘴搬送机构29，处理液喷嘴28用于喷出处理液，喷嘴搬送机构29用于搬送这些处理液喷嘴28。
在涂布处理单元129中，未图示的驱动装置使旋转卡盘25进行旋转，并且，多个处理液喷嘴28中的某个处理液喷嘴28由喷嘴搬送机构29移动到基板W的上方，从该处理液喷嘴28喷出处理液。由此，处理液涂布在基板W上。还有，从未图示的边缘冲洗喷嘴向基板W的周缘部喷出冲洗液。由此，附着在基板W的周缘部的处理液被去除。
在涂布处理室22、24的涂布处理单元129中，防反射膜用的处理液由处理液喷嘴28供给到基板W上。在涂布处理室21、23的涂布处理单元129中，抗蚀膜用的处理液由处理液喷嘴28供给到基板W上。在涂布处理室32、34的涂布处理单元129中，抗蚀覆盖膜用的处理液由处理液喷嘴28供给到基板W上。
显影处理单元139与涂布处理单元129同样地也具备旋转卡盘35和杯37。还有，如图1所示，显影处理单元139具备2个显影喷嘴38和移动机构39，显影喷嘴38用于喷出显影液，移动机构39用于使这些显影喷嘴38在X方向上移动。
在显影处理单元139中，未图示的驱动装置使旋转卡盘35进行旋转，并且，一个显影喷嘴38在X方向上移动并向各基板W供给显影液，然后，另一个显影喷嘴38续移动并向各基板W供给显影液。这种情况下，显影液供给到基板W上，从而进行基板W的显影处理。还有，在本实施方式中，从2个显影喷嘴38喷出彼此不同的显影液。由此，能够向各基板W供给2种显影液。
清洗干燥处理部161中，分层地设置清洗干燥处理室81、82、83、84。清洗干燥处理室81～84的每一个中，设置清洗干燥处理单元SD1。在清洗干燥处理单元SD1中，对曝光处理前的基板W进行清洗和干燥处理。
如图1和图2所示，在涂布处理部121中，将流体盒部50设置成与涂布显影处理部131相邻。同样地，在涂布显影处理部131中，将流体盒部60设置成与清洗干燥处理模块14A相邻。在流体盒部50和流体盒部60内，收纳了流体相关设备，流体相关设备是与处理液和显影液供给到涂布处理单元129和显影处理单元139以及来自涂布处理单元129和显影处理单元139的排液和排气等有关的设备。流体相关设备含有：导管、接头、阀门、流量计、调节器、泵、温度调节器等。
(3)热处理部的结构
图3是基板处理装置100的示意性侧视图，主要表示图1的热处理部123、133和清洗干燥处理部162。图4是主要表示图1的涂布处理部121、搬送部122和热处理部123的截面图。如图3和图4所示，热处理部123具有设置在上方的上层热处理部301和设置在下方的下层热处理部302。在上层热处理部301和下层热处理部302中，设置多个热处理装置PHP、多个紧贴强化处理单元PAHP和多个冷却单元CP。
在热处理装置PHP中，进行基板W的加热处理。在紧贴强化处理单元PAHP中，进行紧贴强化处理，紧贴强化处理用于提高基板W与防反射膜的紧贴性。具体来说，紧贴强化处理单元PAHP中，对基板W涂布HMDS(六甲基二硅氮烷)等紧贴强化剂，并对基板W进行加热处理。在冷却单元CP中，进行基板W的冷却处理。
热处理部133具有设置在上方的上层热处理部303和设置在下方的下层热处理部304。在上层热处理部303和下层热处理部304中，设置冷却单元CP、多个热处理装置PHP和边缘曝光部EEW。
边缘曝光部EEW中，对基板W上所形成的抗蚀膜的周缘部的一定宽度区域进行曝光处理(边缘曝光处理)。上层热处理部303和下层热处理部304中，以与清洗干燥处理模块14A相邻的方式设置的热处理装置PHP构成为，可以从清洗干燥处理模块14A将基板W搬入。
在清洗干燥处理部162中，分层地设置清洗干燥处理室91、92、93、94、95。在清洗干燥处理室91～95的每一个中，设置清洗干燥处理单元SD2。清洗干燥处理单元SD2具有与清洗干燥处理单元SD1相同的结构。在清洗干燥处理单元SD2中，对曝光处理后的基板W进行清洗和干燥处理。在清洗干燥处理室91～95的每一个中，与上述清洗干燥处理室81～84同样地，设置供气单元和排气单元。由此，在处理室内形成清洁空气的下降流。
(4)搬送部的结构
图5是主要表示图1的搬送部122、132、163的侧视图。如图5所示，搬送部122具有上层搬送室125和下层搬送室126。搬送部132具有上层搬送室135和下层搬送室136。在上层搬送室125中设置搬送装置(搬运机械手)127，在下层搬送室126中设置搬送装置128。还有，在上层搬送室135中设置搬送装置137，在下层搬送室136中设置搬送装置138，。
在搬送部112与上层搬送室125之间，设置基板放置部PASS1、PASS2，在搬送部112与下层搬送室126之间，设置基板放置部PASS3、PASS4。在上层搬送室125与上层搬送室135之间，设置基板放置部PASS5、PASS6，在下层搬送室126与下层搬送室136之间，设置基板放置部PASS7、PASS8。
在上层搬送室135与搬送部163之间，设置放置兼缓冲部P-BF1，在下层搬送室136与搬送部163之间，设置放置兼缓冲部P-BF2。在搬送部163中，基板放置部PASS9和多个放置兼冷却部P-CP设置成与搬入搬出模块14B相邻。
搬送装置127可以在基板放置部PASS1、PASS2、PASS5、PASS6和涂布处理室21、22(图2)以及上层热处理部301(图3)之间对基板W进行搬送。搬送装置128可以在基板放置部PASS3、PASS4、PASS7、PASS8和涂布处理室23、24(图2)以及下层热处理部302(图3)之间对基板W进行搬送。
搬送装置137可以在基板放置部PASS5、PASS6和放置兼缓冲部P-BF1、显影处理室31(图2)、涂布处理室32(图2)以及上层热处理部303(图3)之间对基板W进行搬送。搬送装置138可以在基板放置部PASS7、PASS8和放置兼缓冲部P-BF2、显影处理室33(图2)、涂布处理室34(图2)以及下层热处理部304(图3)之间对基板W进行搬送。
搬送部163的搬送装置141(图1)可以在放置兼冷却部P-CP、基板放置部PASS9和放置兼缓冲部P-BF1、P-BF2以及清洗干燥处理部161(图2)之间对基板W进行搬送。
搬送部163的搬送装置142(图1)可以在放置兼冷却部P-CP、基板放置部PASS9和放置兼缓冲部P-BF1、P-BF2以及清洗干燥处理部162(图3)、上层热处理部303(图3)、下层热处理部304(图3)之间对基板W进行搬送。
(5)基板处理装置的动作
参照图1～图5，对基板处理装置100的动作进行说明。在分度器模块11的运送器放置部111(图1)上，放置运送器113，运送器113中收纳了未处理的基板W。搬送装置115将未处理的基板W从运送器113搬送到基板放置部PASS1、PASS3(图5)。还有，搬送装置115将放置在基板放置部PASS2、PASS4(图5)中的处理完成的基板W搬送到运送器113上。
第一处理模块12中，搬送装置127(图5)将放置在基板放置部PASS1中的基板W依次搬送到紧贴强化处理单元PAHP(图3)、冷却单元CP(图3)和涂布处理室22(图2)。接下来，搬送装置127将通过涂布处理室22形成了防反射膜的基板W依次搬送到热处理装置PHP(图3)、冷却单元CP(图3)和涂布处理室21(图2)。接下来，搬送装置127将通过涂布处理室21形成了抗蚀膜的基板W依次搬送到热处理装置PHP(图3)和基板放置部PASS5(图5)。
这种情况下，在紧贴强化处理单元PAHP中，对基板W进行紧贴强化处理，然后，在冷却单元CP中，基板W被冷却到适于形成防反射膜的温度。接下来，在涂布处理室22中，通过涂布处理单元129(图2)在基板W上形成防反射膜。接下来，在热处理装置PHP中，进行基板W的热处理，然后，在冷却单元CP中，基板W被冷却到适于形成抗蚀膜的温度。接下来，在涂布处理室21中，通过涂布处理单元129(图2)在基板W上形成抗蚀膜。然后，在热处理装置PHP中，进行基板W的热处理，并将该基板W放置到基板放置部PASS5中。
还有，搬送装置127将基板放置部PASS6(图5)中放置的显影处理后的基板W搬送到基板放置部PASS2(图5)中。
搬送装置128(图5)将放置在基板放置部PASS3中的基板W依次搬送到紧贴强化处理单元PAHP(图3)、冷却单元CP(图3)和涂布处理室24(图2)。接下来，搬送装置128将通过涂布处理室24形成了防反射膜的基板W依次搬送到热处理装置PHP(图3)、冷却单元CP(图3)和涂布处理室23(图2)。接下来，搬送装置128将通过涂布处理室23形成了抗蚀膜的基板W依次搬送到热处理装置PHP(图3)和基板放置部PASS7(图5)。
还有，搬送装置128(图5)将放置在基板放置部PASS8(图5)中的显影处理后的基板W搬送到基板放置部PASS4(图5)。基板W在涂布处理室23、24(图2)和下层热处理部302(图3)中的处理内容与基板W在上述的涂布处理室21、22(图2)和上层热处理部301(图3)中的处理内容相同。
第二处理模块13中，搬送装置137(图5)将放置在基板放置部PASS5中的形成抗蚀膜后的基板W依次搬送到涂布处理室32(图2)、热处理装置PHP(图3)、边缘曝光部EEW(图3)和放置兼缓冲部P-BF1(图5)。这种情况下，涂布处理室32中，通过涂布处理单元129(图2)在基板W上形成抗蚀覆盖膜。然后，在热处理装置PHP中，进行基板W的热处理，并将该基板W搬入到边缘曝光部EEW。接下来，边缘曝光部EEW中，对基板W进行边缘曝光处理。边缘曝光处理后的基板W放置在放置兼缓冲部P-BF1中。
还有，搬送装置137(图5)从与清洗干燥处理模块14A相邻的热处理装置PHP(图3)中，取出曝光装置15曝光处理后及热处理后的基板W。搬送装置137将该基板W依次搬送到冷却单元CP(图3)、显影处理室31(图2)、热处理装置PHP(图3)和基板放置部PASS6(图5)。
这种情况下，在冷却单元CP中，基板W冷却到适于显影处理的温度，然后，在显影处理室31中，通过显影处理单元139去除抗蚀覆盖膜并进行基板W的显影处理。然后，在热处理装置PHP中，进行基板W的热处理，并将该基板W放置到基板放置部PASS6中。
搬送装置138(图5)将放置在基板放置部PASS7中的形成抗蚀膜后的基板W依次搬送到涂布处理室34(图2)、热处理装置PHP(图3)、边缘曝光部EEW(图3)和放置兼缓冲部P-BF2(图5)。
还有，搬送装置138(图5)从与清洗干燥处理模块14A相邻的热处理装置PHP(图3)中，取出曝光装置15曝光处理后及热处理后的基板W。搬送装置138将该基板W依次搬送到冷却单元CP(图3)、显影处理室33(图2)、热处理装置PHP(图3)和基板放置部PASS8(图5)。基板W在显影处理室33、涂布处理室34和下层热处理部304中的处理内容与基板W在上述的显影处理室31、涂布处理室32(图2)和上层热处理部303(图3)中的处理内容相同。
清洗干燥处理模块14A中，搬送装置141(图1)将放置在放置兼缓冲部P-BF1、P-BF2(图5)中的基板W搬送到清洗干燥处理部161的清洗干燥处理单元SD1(图2)。接下来，搬送装置141将基板W从清洗干燥处理单元SD1搬送到放置兼冷却部P-CP(图5)。这种情况下，在清洗干燥处理单元SD1中，进行基板W的清洗和干燥处理，然后，在放置兼冷却部P-CP中，基板W被冷却到适于曝光装置15(图1)进行曝光处理的温度。
搬送装置142(图1)将放置在基板放置部PASS9(图5)中的曝光处理后的基板W搬送到清洗干燥处理部162的清洗干燥处理单元SD2(图3)。还有，搬送装置142将清洗和干燥处理后的基板W从清洗干燥处理单元SD2搬送到上层热处理部303的热处理装置PHP(图3)中或下层热处理部304的热处理装置PHP(图3)中。在该热处理装置PHP中，进行曝光后烘烤(PEB)处理。
搬入搬出模块14B中，搬送装置146(图1)将放置在放置兼冷却部P-CP(图5)中的曝光处理前的基板W搬送到曝光装置15的基板搬入部15a(图1)。还有，搬送装置146(图1)从曝光装置15的基板搬出部15b(图1)中取出曝光处理后的基板W，并将该基板W搬送到基板放置部PASS9(图5)。
另外，在曝光装置15不能接收基板W的情况下，曝光处理前的基板W被临时收纳在放置兼缓冲部P-BF1、P-BF2中。还有，在第二处理模块13的显影处理单元139(图2)不能接收曝光处理后的基板W的情况下，曝光处理后的基板W被临时收纳在放置兼缓冲部P-BF1、P-BF2中。
本实施方式中，基板W在设置于上层的涂布处理室21、22、32和显影处理室31以及上层热处理部301、303中的处理可以与基板W在设置于下层的涂布处理室23、24、34和显影处理室33以及下层热处理部302、304中的处理并行进行。由此，无需增加占用面积(footprint)，就能够提高生产吞吐量。
(6)热处理装置的结构
图6是图3的热处理装置PHP的立体图，图7是图3的热处理装置PHP的俯视图，图8是图3的热处理装置PHP的侧视图。
如图6～图8所示，热处理装置PHP含有：待机部510、加热部520、框体530、局部搬送机构(以下，简称为搬送机构)540和闸门装置560。待机部510、加热部520、搬送机构540和闸门装置560收纳在框体530内。图6中省略了闸门装置560的图示。还有，图7和图8中省略了框体530的图示。
如图6所示，框体530是长方体形状。在框体530的一侧面530a，形成有开口部531，开口部531连通框体530的内部空间与搬送室(例如，图5的上层搬送室125或下层搬送室126等)的内部空间。通过开口部531进行基板W相对于热处理装置PHP的搬入和搬出。另外，图3的多个热处理装置PHP中的与清洗干燥处理模块14A相邻的热处理装置PHP中，框体530的清洗干燥处理模块14A侧的侧面也形成有开口部(未图示)。该开口部用于基板W在框体530的内部空间与清洗干燥处理模块14A之间的搬入和搬出。
在框体530的内部，沿着从一侧面530a朝向与该一侧面530a相对的另一侧面530b的一个方向，依次配置待机部510和加热部520。
如图8所示，待机部510含有：升降装置511、连结构件512和多个(本例中为3个)支承销513。在升降装置511中，连结构件512安装成可以在上下方向移动。
在连结构件512上，多个(本例中为3个)支承销513各自安装成在上下方向延伸。各支承销513是具有圆形截面的棒状构件。通过升降装置511的动作，使连结构件512在上下方向移动。
加热部520含有：加热板524、升降装置521、连结构件522和多个(本例中为3个)支承销523。在加热板524内设置云母加热器等发热体。
在升降装置521中，连结构件522安装成可以在上下方向移动。安装在升降装置521中的连结构件522配置在加热板524的下方。在连结构件522上，多个支承销523各自安装成在上下方向延伸。各支承销523是具有圆形截面的棒状构件。通过升降装置521的动作，使连结构件522在上下方向移动。
在加热板524上，形成有可以供多个支承销523穿过的多个(本例中为3个)支承销插入孔525。多个支承销523配置成可以分别插入多个支承销插入孔525。通过升降装置521的动作，使连结构件522在上下方向移动。由此，多个支承销523的上端部分别穿过多个支承销插入孔525，在加热板524的上方位置与加热板524的上表面(加热面)的下方位置之间移动。如图7所示，在加热板524的上表面上，多个(本例中为8个)突起部526形成为沿着基板W的外周部。通过多个突起部526，使基板W被保持在加热板524的上表面上。这种情况下，基板W的下表面与加热板524的上表面相对。
如图6所示，搬送机构540具备一对长条形状的上下移动装置541，一对上下移动装置541在上下方向延伸。在框体530内，一个上下移动装置541固定在框体530的一侧面530a侧，另一个上下移动装置541固定在框体530的另一侧面530b侧。在一对上下移动装置541之间，设置长条形状的导轨542。导轨542安装在一对上下移动装置541上，并可上下移动。水平移动装置543安装在导轨542上，并可在长度方向上移动。局部搬送臂(以下，简称为搬送臂)550安装在水平移动装置543上。上下移动装置541使导轨542上下移动，水平移动装置543沿着导轨542移动。由此，搬送臂550可以在上下方向和导轨542的长度方向(本例中为水平方向)移动。
如图7所示，搬送臂550是平板状构件，其外径大于基板W的外径。关于搬送臂550的外周部，除了安装到水平移动装置543上的部分之外，具有与基板W的外周部相对应的圆弧状。搬送臂550例如由铝等金属材料形成。在搬送臂550内有若干条冷却水通道。本实施方式中，有2条冷却水通道553a、553b。冷却水通道553a在图7中由粗虚线表示，经由管道571、572与冷却水供应源570a连接。冷却水通道553b在图7中由粗点划线表示，经由管道573、574与冷却水供应源570b连接。冷却水供应源570a、570b含有热交换器和调整冷却水温度的温度调整装置。冷却水供应源570a、570b可以设置在基板处理装置100的内部，也可以设置在基板处理装置100的外部。
在搬送臂550的上表面(保持面)上，多个(本例中为8个)突起部552形成为沿着基板W的外周部。通过多个突起部552，使基板W被保持在搬送臂550的上表面上。此时，基板W的下表面与搬送臂550的上表面相对。还有，在搬送臂550上，设有直线状的多个切口(狭缝)来作为开口部，使搬送臂550与待机部510的升降装置511的多个支承销513不相互干扰。本实施方式中，搬送臂550具有2个直线状切口551a、551b。切口551a、551b与导轨542平行。切口551b比切口551a长。本实施方式中，1根支承销513可插穿切口551a，2根支承销513可插穿切口551b。
如图8所示，闸门装置560设置在待机部510与加热部520之间。闸门装置560含有闸门561和闸门驱动部562。本例中，闸门驱动部562使闸门561在搬送臂550的上表面和加热板524的上表面的上方位置(以下，称为关闭位置)与搬送臂550的上表面和加热板524的上表面的下方位置(以下，称为开放位置)之间移动。在闸门561处于关闭位置时，在框体530内，包围待机部510的空间与包围加热部520的空间被闸门561隔断。另一方面，在闸门561处于开放位置时，在框体530内，包围待机部510的空间与包围加热部520的空间是连通的。
升降装置511、521和搬送机构540、加热板524、闸门装置560以及冷却水供应源570a、570b由图7的局部控制器580进行控制。局部控制器580例如可以设置在图3的上层热处理部301、303和下层热处理部302、304的每一个中。这种情况下，多个局部控制器580由图1的控制部114进行整体控制。
(7)搬送臂550的结构
图9是表示搬送臂550的内部详细结构的水平截面图。搬送臂550移动到加热板524的上方位置后，来自加热板524的热传递到搬送臂550的下表面，也穿过切口551a、551b传递到搬送臂550的上表面上靠近切口551a、551b的部分。因此，搬送臂550中，靠近切口551a、551b的部分的温度上升多于其它部分的温度上升。这样的状态下，若基板W保持在搬送臂550上，则基板W的面内温度偏差会变大。
因此，搬送臂550基于移动到加热板524的上方位置后的温度分布，分成多个区域。图9中，搬送臂550在区域A的截面用阴影线表示，搬送臂550在区域B的截面用点阵图形表示。本实施方式中，搬送臂550分成2个区域A、B。搬送臂550移动到加热板524的上方后的温度是规定阈值以下的区域被设为区域A。搬送臂550移动到加热板524的上方后的温度比规定阈值高的区域设为区域B。区域B是包围切口551a、551b的周围的区域。区域A是区域B以外的区域。2个区域A、B的边界554如单点划线所示那样弯曲成包围切口551a、551b的周围区域。
冷却水通道553a设置在区域A，冷却水通道553b设置在区域B。这种情况下，冷却水通道553a设置成与搬送臂550的上表面的区域A重叠，冷却水通道553b设置成与搬送臂550的上表面的区域B重叠。第一冷却水从图7的冷却水供应源570a供给到冷却水通道553a。第一冷却水在冷却水通道553a和冷却水供应源570a间循环。第二冷却水从图7的冷却水供应源570b供给到冷却水通道553b。第二冷却水在冷却水通道553b和冷却水供应源570b间循环。第二冷却水的温度低于第一冷却水的温度。本实施方式中，第一冷却水的温度例如约为23℃，第二冷却水的温度例如约为21℃。因此，冷却水通道553b的冷却能力高于冷却水通道553a的冷却能力。第一冷却水的温度和第二冷却水的温度不限于本例，基于加热板524的加热温度、从加热板524到搬送臂550距离以及搬送臂550停留在加热板524的上方的时间等条件来预先设定。
(8)热处理装置的动作
对图6～图9的热处理装置PHP的动作进行说明。图10～图19是表示热处理装置PHP的动作的示意性侧视图。在图10～图19中，表示了图8所示的多个结构要素中的一部分结构要素。
如图10所示，首先，待机部510的多个支承销513的上端部分别穿过切口551a、551b(参照图9)上升到搬送臂550的上方位置。还有，加热部520的多个支承销523的上端部各自位于加热板524的上表面下方。而且，闸门561处于关闭位置。这样的状态下，通过框体530的开口部531(图6)搬入热处理装置PHP的基板W放置到待机部510的多个支承销513上。
接下来，如图11所示，搬送臂550上升，并且待机部510的多个支承销513下降。由此，基板W从多个支承销513上被传递到搬送臂550上。还有，加热部520的多个支承销523的上端部各自上升到加热板524的上表面的上方位置。而且，闸门561从关闭位置向开放位置移动。
接下来，如图12所示，搬送臂550从待机部510移动到加热部520的加热板524的上方位置。接下来，搬送臂550下降到多个支承销523的上端部的下方位置。由此，如图13所示，基板W被放置到加热部520的多个支承销523上。然后，搬送臂550移动到待机部510的多个支承销513的上方位置。
接下来，如图14所示，加热部520的多个支承销523下降到加热板524的上表面的下方位置。由此，基板W被放置到加热板524的上表面上。还有，闸门561从开放位置向关闭位置移动。这样的状态下，加热板524对基板W进行加热处理。此时，搬送臂550由第一和第二冷却水进行冷却，并在待机部510待机。
接下来，如图15所示，加热部520的多个支承销523的上端部上升到加热板524的上表面的上方位置。由此，基板W由加热部520的多个支承销523进行支承。还有，闸门561从关闭位置向开放位置移动。
接下来，如图16所示，搬送臂550从待机部510移动到加热部520的加热板524的上方位置。此时，穿过切口551a、551b，对搬送臂550的区域B赋予比区域A多的热量。不过，在区域B的冷却水通道553b中循环的第二冷却水的温度低于在区域A的冷却水通道553a中循环的第一冷却水的温度，从而搬送臂550的整体温度基本保持一定。接下来，搬送臂550上升到加热部520的多个支承销523的上端部的上方位置。由此，基板W被搬送臂550接收，基板W被保持在搬送臂550的上表面上。这种情况下，搬送臂550的整体温度基本保持一定，因此基板W的面内温度偏差被抑制得比较小。然后，如图17所示，搬送臂550移动到待机部510的多个支承销513的上方位置。
接下来，如图18所示，搬送臂550下降，闸门561从开放位置向关闭位置移动，加热部520的多个支承销523下降到加热板524的上表面的下方位置。最后，如图19所示，待机部510的多个支承销513的上端部上升到搬送臂550的上表面的上方位置。由此，基板W被多个支承销513支承。这样的状态下，多个支承销513上的基板W例如被图5的搬送装置127、128、137、138中的某一个接收。
(9)基板W在热处理装置PHP内的温度变化
图20是用于说明热处理装置PHP内的基板W的面内平均温度和基板W的面内温度偏差的图。在图20中，在第一和第二冷却水不供给到搬送臂550的情况下，基板W的面内平均温度的变化以粗实线L1表示。还有，在第一和第二冷却水不供给到搬送臂550的情况下，基板W的面内温度偏差以粗虚线L2表示。基板W的面内平均温度是基板W的多个部分的温度平均值。基板W的面内温度偏差是基板W的多个部分的温度中的最高温度与最低温度的差。基板W的面内温度偏差越小，表示基板W的面内温度均匀性越高。
从时刻t0到时刻t1的期间，基板W由搬送臂550保持住。此时，基板W的面内平均温度是一定的，基板W的面内温度偏差小。在时刻t1，基板W从搬送臂550被传递到加热部520的多个支承销523上之后，被支承在加热板524的上表面上。由此，基板W的面内平均温度上升。从时刻t1到时刻t2的期间，由于基板W与多个支承销523接触，导致基板W的面内温度偏差暂时增加，然后，基板W被加热板524加热，使基板W的面内温度偏差减少。从时刻t2到时刻t3的期间，基板W的面内平均温度基本稳定在一定温度，而且基板W的面内温度偏差保持为较小。
在时刻t3，基板W被搬送臂550接收。然后，基板W的面内平均温度下降。在搬送臂550的多个区域上存在温度偏差的情况下，基板W的面内温度偏差增加。相对于此，本实施方式所涉及的热处理装置PHP中，在搬送臂550从加热部520接收基板W期间，搬送臂550的温度保持均匀，因此，在时刻t3以后的期间，热处理后的基板W的面内温度偏差如箭头Z所示那样减少。这种情况下，通过设定第一和第二冷却水的温度，使基板W的面内温度偏差在预先设定的容许值Re以下。
尤其是，基板W上的曝光后热处理(PEB)在基板W的温度为下限处理温度值TR以上时进行。在图20的例子中，于基板W的面内平均温度在下限处理温度值TR以上的期间ΔT，进行曝光后热处理。根据本实施方式所涉及的热处理装置PHP，由于热处理后的基板W的面内温度偏差减少到容许值Re以下，所以防止了基板W的一部分在热处理后的温度在下限处理温度值TR以上。因此，能够对基板W上的曝光后的抗蚀膜整体进行均匀及一定时间的曝光后热处理。其结果，提高曝光后的抗蚀膜的线宽均匀性。
(10)其它实施方式
(a)上述实施方式中，设置了2个冷却水通道553a、553b作为多个冷却部来对应搬送臂550的2个区域A、B，不过也可以将搬送臂550分成3个以上的区域，设置3个以上的冷却部来对应各区域。
(b)上述实施方式中，在搬送臂550内设置了多个冷却水通道来作为多个冷却部，不过也可以在搬送臂550内设置多个散热管来代替多个冷却水通道。还有，也可以在搬送臂550内设置供冷却水以外的冷却液进行循环的多个冷却液通道来作为多个冷却部。而且，还可以在搬送臂550内设置供冷却气体进行循环的多个冷却气体通道来作为多个冷却部。或者，还可以在搬送臂550内设置珀尔帖元件来作为多个冷却部。
(c)上述实施方式中，搬送臂550具有直线状的2个切口551a、551b来作为开口部，不过也可以在搬送臂550上设置其它形状的开口部。例如，也可以在搬送臂550上设置3根支承销513、523可以整体穿过的单个切口来作为开口部。还有，还可以在搬送臂550上设置弯曲的一个或多个切口来作为开口部。
(11)权利要求的各结构要素与实施方式的各构件的对应关系
以下，对权利要求的各结构要素与实施方式的各结构要素的对应关系的例子进行说明，但本发明不限于下述例子。
在上述实施方式中，搬送机构540是搬送部的例子，搬送臂550是保持部的例子，冷却水通道553a、553b是多个冷却部或通道的例子，冷却水通道553a是第一冷却部的例子，冷却水通道553b是第二冷却部的例子。区域A、B是多个区域的例子，区域A是第一区域的例子，区域B是第二区域的例子。多个支承销513是支承部或多个第一支承构件的例子，多个支承销523是多个第二支承构件的例子，切口551a、551b是开口部或切口的例子。涂布处理单元129是涂布装置的例子，搬送装置127、128、137、138是搬送装置的例子。
对于权利要求的各结构要素来说，也可以使用具有权利要求记载的结构或功能的其它各种结构要素。
[产业可利用性]
本发明可用在对基板进行热处理的热处理装置等装置中。

Claims (12)

1.一种热处理装置，其特征在于，具备：
加热部，对基板进行加热处理；
待机部，包括对基板进行支承的支承部；以及
搬送部，包括对基板进行保持的保持部，通过使所述保持部进行移动来在所述待机部与所述加热部之间沿着与一个方向平行的方向搬送基板，
所述保持部具有外周部且具有从所述外周部与所述一个方向平行地延伸的一个或多个切口，
在所述保持部内设置有彼此独立的第一冷却部和第二冷却部，
所述第二冷却部配置在所述第一冷却部和所述一个或多个切口之间，
所述第一冷却部设定为第一温度，
所述第二冷却部设定为比所述第一温度低的第二温度。
2.根据权利要求1所述的热处理装置，其特征在于，
所述第一温度和所述第二温度设定为，在所述加热部对基板进行加热处理后由所述保持部保持的基板的面内温度偏差在预先设定的容许值以下。
3.根据权利要求1或2所述的热处理装置，其特征在于，
所述第二冷却部至少局部包围所述一个或多个切口中的每一个。
4.根据权利要求1或2所述的热处理装置，其特征在于，
所述待机部的所述支承部包括多个第一支承构件，所述多个第一支承构件用于对基板的下表面进行支承且能够上下移动，
所述加热部包括：
具有加热面的加热板；和
多个第二支承构件，所述多个第二支承构件用于对基板的下表面进行支承且能够上下移动，以使基板在所述加热板的上方位置与所述加热板的所述加热面之间移动，
所述多个第一支承构件在所述保持部位于所述待机部时，能够插穿所述一个或多个切口，
所述多个第二支承构件在所述保持部位于所述加热板的所述加热面的上方时，能够插穿所述一个或多个切口。
5.根据权利要求4所述的热处理装置，其特征在于，
所述一个或多个切口设置为，在所述多个第一支承构件插穿所述一个或多个切口的状态下，所述保持部能够在所述一个方向上移动，在所述多个第二支承构件插穿所述一个或多个切口的状态下，所述保持部能够在所述一个方向上移动。
6.根据权利要求1或2所述的热处理装置，其特征在于，
所述第一冷却部包括第一冷却液通道，
所述第二冷却部包括第二冷却液通道，
还具有：
第一冷却液供给源，与所述第一冷却液通道连接，将所述第一冷却液通道冷却到所述第一温度，
第二冷却液供给源，与所述第二冷却液通道连接，将所述第二冷却液通道冷却到所述第二温度。
7.根据权利要求1或2所述的热处理装置，其特征在于，
所述第一冷却部包括第一冷却流体通道，
所述第二冷却部包括第二冷却流体通道，
还具有：
第一冷却流体供给源，与所述第一冷却流体通道连接，将所述第一冷却流体通道冷却到所述第一温度，
第二冷却流体供给源，与所述第二冷却流体通道连接，将所述第二冷却流体通道冷却到所述第二温度。
8.根据权利要求1或2所述的热处理装置，其特征在于，
所述第一冷却部包括第一散热管，
所述第二冷却部包括第二散热管，
所述第一散热管的冷却温度设定为所述第一温度，
所述第二散热管的冷却温度设定为所述第二温度。
9.根据权利要求1或2所述的热处理装置，其特征在于，
所述第一冷却部包括第一珀尔帖元件，
所述第二冷却部包括第二珀尔帖元件，
所述第一珀尔帖元件的冷却温度设定为所述第一温度，
所述第二珀尔帖元件的冷却温度设定为所述第二温度。
10.一种基板处理装置，配置成与曝光装置相邻，其特征在于，具备：
涂布装置，在基板上涂布感光膜；
权利要求1～9中任一项所述的热处理装置，对基板进行热处理；以及
搬送装置，在所述涂布装置、所述曝光装置和所述热处理装置之间搬送基板。
11.根据权利要求10所述的基板处理装置，其特征在于，
所述热处理装置对由所述曝光装置进行曝光后的基板进行曝光后热处理。
12.一种热处理方法，对基板进行热处理，其特征在于，包括：
支承步骤，在待机部对基板进行支承；
加热步骤，在加热部对基板进行加热；以及
搬送步骤，通过使对基板进行保持的保持部进行移动而在所述待机部与所述加热部之间沿着与一个方向平行的方向搬送基板，
所述保持部具有外周部且具有从所述外周部与所述一个方向平行地延伸的一个或多个切口，
在所述保持部内设置有彼此独立的第一冷却部和第二冷却部，
所述第二冷却部配置在所述第一冷却部和所述一个或多个切口之间，
所述搬送步骤中，所述第一冷却部设定为第一温度，所述第二冷却部设定为比所述第一温度低的第二温度。
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