CN111276396A - 热处理装置和热处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在对基板进行加热处理的热处理装置中，提高基板的热处理的面内均匀性的技术。本发明的热处理装置包括：将载置的基板加热至第1温度的热板；具有支承上述基板的支承部，在上述热板的上方区域和从该上方区域在横向离开的外侧区域之间搬送该基板的搬送体；在上述上方区域中的上述搬送体和上述热板之间交接上述基板的交接机构；在上述外侧区域中将由上述支承部支承的上述热板进行加热前的基板加热至比上述第1温度低的第2温度的加热机构；和为了被上述热板加热完而向上述外侧区域搬送，而将由上述支承部支承的上述基板冷却至比上述第2温度低的第3温度的冷却机构。

Description

热处理装置和热处理方法
技术领域
本发明涉及加热基板的技术。
背景技术
在半导体制造工艺的光刻工序中，对作为基板的半导体晶片进行抗蚀剂等药液的涂敷的各涂覆膜的形成、作为涂敷膜的抗蚀剂膜的曝光和显影。然后，在对基板涂敷了涂敷膜后、以及在对抗蚀剂膜进行了曝光处理后等，实施对基板进行加热的热处理。作为这样的热处理装置，例如，公知有对水平载置的基板进行加热的热处理装置。
专利文献1记载了一种热处理装置，其包括：具有在容器内对被处理体进行加热的发热体的载置台；和在该容器内中与载置台的上方相对设置的被处理体温度控制机构。而且，在被处理体由载置台加热之前，使被处理体接近或者接触被处理体温度控制机构以对被处理体进行预加热。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-150696号公报
发明内容
发明想要解决的技术问题
本发明是鉴于这样的情况之下而完成的，本发明提供一种在对基板进行加热处理的热处理装置中，提高基板的热处理的面内均匀性的技术。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的热处理装置包括：将载置的基板加热至第1温度的热板；具有支承上述基板的支承部，在上述热板的上方区域和从该上方区域在横向离开的外侧区域之间搬送该基板的搬送体；在上述上方区域中的上述搬送体和上述热板之间交接上述基板的交接机构；在上述外侧区域中将由上述支承部支承的被上述热板进行加热前的基板加热至比上述第1温度低的第2温度的加热机构；和为了被上述热板加热完而向上述外侧区域搬送，而将由上述支承部支承的上述基板冷却至比上述第2温度低的第3温度的冷却机构。
发明效果
根据本发明，在对基板进行加热处理的热处理装置中，能够提高基板的热处理的面内均匀性。
附图说明
图1是表示本实施方式的热处理装置的纵截面侧视图。
图2是表示上述热处理装置的俯视图。
图3是表示设置在上述热处理装置的控制部的构成图。
图4是表示上述热处理装置的作用的说明图。
图5是表示上述热处理装置的作用的说明图。
图6是表示上述热处理装置的作用的说明图。
图7是表示上述热处理装置的作用的说明图。
图8是表示上述热处理装置的作用的说明图。
图9是表示上述热处理装置的作用的说明图。
图10是表示本实施方式的热处理装置的另一例的纵截面侧视图。
图11是表示热处理装置的再一例中所设置的控制部的构成图。
图12是表示设置有上述热处理装置的涂敷、显影装置的立体图。
图13是上述涂敷显影装置的俯视图。
附图标记说明
1 热处理装置
2 热板
4 搬送臂
40 支承板
41 珀尔帖元件部。
具体实施方式
各自参照图1的纵截面侧视图、图2的俯视图来说明本发明的实施方式的热处理装置1。在搬送至该热处理装置1的晶片W的表面上形成化学增强型的抗蚀剂膜，对该抗蚀剂膜的表面进行曝光，使得在由该热处理装置1实施加热后进行显影处理形成抗蚀剂图案。即，热处理装置1进行曝光后烘烤(PEB)，使通过曝光产生的氧在抗蚀剂膜中扩散。
热处理装置1具有框体11，在框体11的侧壁设置有晶片W的搬送口12。在框体11内，搬送口12开口一侧为前方侧时，在框体11内的后方侧，在框体11的底面设置有隔着支承柱23设置的水平的圆形的热板2。在热板2的上表面，分散地设置有多个支承晶片W的间隙销22。另外，在热板2埋设有例如由发热电阻体构成的加热器21，能够将载置在热板2的晶片W加热处理至第1温度、例如110℃。在热板2，在周向设置有三处在厚度方向贯通热板2的贯通孔30。在各贯通孔30插通垂直的升降销31。各升降销31经升降板32与设置在框体11的底面的升降机构33连接，各升降销31通过升降机构33升降，升降销31的前端在热板2的表面突出和没入。图1中的标号94是用于使加热器21升温的电源部。
在热板2的上方，以包围载置于热板2上的晶片W的方式设置有底面侧开口的扁平的圆筒形的罩24。罩24经由支承部25与升降机构26连接，使得罩24能够在热板2上进行升降。在对晶片W进行加热处理时，如图1所示，罩24的侧壁的下端与热板2相接，由罩24和热板2划分晶片W的周围，在将晶片W交接到热板2时，罩24上升。晶片W的周围开放。
在框体11内的前方侧(搬送口12侧)设置有作为搬送体的搬送臂4。搬送臂4具有水平的大致圆板状的作为支承部的支承板40，在支承板40的表面载置晶片W。该支承板40通过经支承部材42连接的移动机构43在前后方向移动，能够在热板2的上方区域和沿热板2的横向离开的外侧区域(图1所示的位置)之间移动。
在搬送臂4位于外侧区域时，保持晶片W的热处理装置1的外部的搬送机构从搬送口12进入框体11内，从支承板40的上方向下方进行升降，在该外部的搬送机构与臂34之间进行晶片W的交接。其中，在该例子中，外部的搬送机构等间隔地在四处从下方侧支承晶片W的周缘部。因此，为了避免在交接晶片W时搬送机构和支承板40彼此不互相干涉，在支承板40的周缘等间隔地形成四处的切口44。另外，如图2所示，在支承板40从后端向前方侧形成缝隙45。通过该缝隙45而支承板40位于热板2上时，从热板2突出和没入的升降销31能够经由该缝隙45向支承板40之上突出，通过升降销31的升降和搬送臂4的进退的协动，在热板2和支承板40之间进行晶片W的交接。升降销31相当于交接机构。
另外，在支承板40的内部埋设有兼用作加热机构和冷却机构的珀尔帖元件部41。珀尔帖元件部41与冷热切换部95连接，该冷热切换部95切换向珀尔帖元件部41供给的电流的方向，来切换使支承板40加热为第2温度、例如40℃的加热状态和冷却到第3温度、例如23℃的冷却状态。此外，冷热切换部95也可以构成为能够调整向珀尔帖元件部41供给的电流的大小，来调整珀尔帖元件部41的加热温度和冷却温度。珀尔帖元件部41被四分割为例如前后2行左右2列的2×2的行列状，能够将载置在支承板40的晶片W的整个面均匀地加热或者冷却。由此，在热处理装置1中，利用在热板2的上方区域及其外侧区域之间直接搬送晶片W的搬送体即搬送臂4设置的支承板40进行晶片W的加热和冷却。即，对晶片W进行温度调整的搬送体和向热板2的上方区域搬送晶片W的搬送体为一体的。
如图3所示，热处理装置1具备例如由计算机构成的控制部9。控制部9包括CPU91、存储器92、程序储存部93。图3中的90是主线(总线)。另外，控制部9能够对冷热切换部95、对加热器21进行加热的电源部94、搬送臂4的移动机构43、各升降机构33、26(在图3中，省略了罩24的升降机构)输出控制信号。
在程序储存部93保存有汇编了命令(步骤组)的程序，以使得实施后述的热处理装置1的作用所示的珀尔帖元件部41的加热状态和冷却状态和的切换的控制、搬送臂4的移动、罩24的升降、晶片W的交接等的流程。该程序例如由光盘、硬盘、MO(光磁盘)、DVD、存储卡等的存储介所质储存而被安装到控制部9。
接着，利用图4～图9的示意图来说明本实施方式的热处理装置1的作用。形成化学增强型的抗蚀剂膜进行了曝光处理的晶片W，由框体11的外部的搬送机构A5搬送到框体11内。在热处理装置1中，在晶片W被搬送之前，热板2被加热到例如110℃，支承板40在例如被冷却至23℃的冷却状态下在外侧区域待机。在图4～图9中，支承板40为冷却状态(23℃)时，以从支承板40伸出虚线的箭头进行表示，在支承板40为加热状态时，以从支承板40伸出实线的波形的箭头进行表示。热板2所载置的晶片W被加热时，也以从热板2伸出实线的波形的箭头进行表示。
首先，如图4所示，使保持有热处理对象的晶片W的搬送机构A5进入热处理装置1内，从支承板40的上方向下方移动而将晶片W载置在支承板40上。然后，例如，如图5所示，晶片W载置在支承板40的同时，将珀尔帖元件部41从冷却状态切换至加热状态。由此，晶片W的温度从作为冷却温度的23℃升温至比抗蚀剂膜的内部中氧开始扩散的温度的下限低的温度、例如40℃。
接着，如图6所示，使热板2侧的罩24上升，在使支承板40保持为加热状态的情况下，向热板2的正上的上方区域移动。进一步，利用升降销31将由支承板40支承的晶片W顶起而接收，并使支承板40向外侧区域退避。之后，如图7所示，使升降销31下降从而将晶片W载置于热板2上，并使罩24下降。由此，晶片W通过热板2进一步被加热至110℃，在晶片W的面内进行氧扩散反应。在支承板40中，使晶片W交接至升降销31之后，将珀尔帖元件部41切换至冷却状态，在外侧区域待机。
之后，在晶片W的加热完成时，由升降销31顶起热板2上的晶片W，在使支承板40保持为冷却状态的情况下，向上方区域移动。进一步，如图8所示，使升降销31下降将晶片W交接到支承板40。支承板40在接收晶片W时如图9所示快速地移动到外侧区域。因为支承板40预先切换为冷却状态，因此，晶片W刚被载置到支承板40上，便开始晶片W的冷却。然后，因为支承板40为比将晶片W搬送到热板2上时低的温度，因此，载置的晶片W的温度急剧降低，在晶片W的面内整体氧扩散反应停止。
然后，在搬送臂4在外侧位置待机期间，晶片W例如被冷却至23℃。之后，例如使外部的搬送机构A5进入支承板40的下方，使搬送机构A5上升。由此，载置在支承板40的晶片W被交接到搬送机构A5。之后，支承板40在维持冷却状态的状态下在外侧区域，为了搬送后续的晶片W而待机。对于后续的晶片W与之前处理过的晶片W同样地进行处理。即，按已述的步骤进行处理。
在此，对如上述方式在热板2利用支承板40加热载置前的晶片W的理由进行说明。从热处理装置1搬出的晶片W被搬送到显影装置。在显影装置中，对晶片W供给显影液对在抗蚀剂膜上曝光的图案进行显影。涂敷了化学增强型抗蚀剂的晶片W，在进行了曝光处理后，例如加热至110℃，由此，氧在抗蚀剂中扩散。因该氧，在负型的抗蚀剂的情况下，未曝光的区域在显影液中成为可溶，在正型的抗蚀剂的情况下，曝光了的区域在显影液中成为可溶。此时，将晶片W在面内均匀地加热，氧在抗蚀剂膜中均匀地扩散，在进行了显影处理时的线宽变得均匀。
但是，在刚将晶片W放置在热板2之后，很难在该晶片W的面内控制温度的均匀性，具体而言，在晶片W的面内在升温过度特性(开始升温之后，至温度成为一定为止的温度变化的特性)产生差。即，难以在将晶片W的温度在面内维持均匀的状态下上升至目标温度。尤其是，在热板2的温度和晶片W的温度之差较大的情况下，在晶片W的面内容易产生对于升温过度特性的差。而且，在晶片W的面内在升温过度特性产生差时，晶片W的面内热经历产生差、晶片W的面内氧的扩散情况不均，在显影处理时图案的线宽的均匀性变差。近年来，通过热板2的加热器图案的最优化和控制等，实现升温过度特性的提高，但是在实现图案的微小化方面要求进一步地改善。
所以，根据上述的实施方式，在对形成有曝光后的抗蚀剂膜的显影前的晶片W进行热处理的热处理装置1中，设置以抗蚀剂膜中的氧扩散的第1温度对晶片W进行加热的热板2。并且，设置有在热板2的上方区域和从上方区域在横向离开的外侧区域之间，搬送载置在支承板40上的晶片W的搬送臂4。而且，在外侧区域，在利用热板2实施加热之前，对载置在支承板40上的晶片W以比抗蚀剂膜中的氧扩散的温度低的第2温度进行加热，在由支承板40将利用热板2进行了加热处理的晶片W搬送到外侧区域时，以比第2温度低的第3温度进行冷却。
因此，能够在将搬入到热处理装置1的晶片W交接到热板2之前，预先加热至比抗蚀剂膜反应的温度低的温度，之后，交接到热板2。所以，载置热板2上之后的晶片W的第1温度和载置在热板2上之前的晶片W的温度之差变小，在晶片W的面内，升温过度特性的差变小，因此，在晶片W的面内均匀性高地进行反应。而且，之后，通过晶片W的以第3温度进行冷却，在面内整体同时使反应停止。如上所述进行处理，在晶片W的面内各部能够均匀性高地使抗蚀剂膜反应。所以，能够在对该晶片W进行了显影时使图案的线宽均匀。
此外，通过在上述的引用文献1的装置中包含热板的容器内设置的加热部，在热板上对载置前的晶片W进行加热。因此，受到容器内的温度分布的影响，所以认为难以在晶片W的面内高精度地控制温度。因此，在热处理装置1中，与引用文献1的装置相比，能够在晶片W的面内进行均匀性高的处理。
在上述的热处理装置1的处理中，在将晶片W交接至热板2上之后，支承板40从加热状态切换至冷却状态，利用热板2进行的晶片W的加热和支承板40的降温并行进行。所以，在利用热板2进行的处理完成后，快速利用支承板40冷却晶片W，能够防止过剩反应进行。另外，不需要设置为了在利用热板2进行的处理完成之后冷却支承板40所需要的时间，能够防止生产效率的降低。
此外，作为将支承板40从加热状态切换至冷却状态的时刻，不限于上述的例子，例如，可以在将晶片W交接到31之前，也可以在支承板40向外侧区域移动后。
另外，在上述的热处理装置1的处理中，在支承板40载置晶片W的同时支承板40成为加热状态开始升温。当晶片W急剧地成为比较高的温度时，有时该晶片W产生翘曲。而且，因为该翘曲，有时在热处理装置1中晶片W的面内各部的反应产生不均而存在偏差。但是，如上所述，在载置晶片W的时刻开始支承板40的加热，所以，能够防止这样的不良情况。
另外，对依次搬送到热处理装置1的各晶片W以上述的定时进行利用支承板40进行的加热，所以，在晶片W间，从开始利用支承板40进行的加热起，至向热板40交接而由支承板40进行的加热结束为止的时间的长度一致。所以，如上所述，控制支承板40的升温开始的时刻，能够在晶片W之间进行均匀性高的处理。此外，以载置晶片W的时刻和支承板40切换为加热状态的时刻为同时进行了说明，但是，也可以在从晶片W载置到支承板40后经过了规定的时间后，进行向支承板40的加热状态的切换。
例如也考虑在将之前的晶片W从热处理装置1搬出而利用支承板40冷却后，在将后续的晶片W载置到支承板40之前使支承板40的温度上升至规定的温度，向成为该规定的温度的支承板40载置后续的晶片W进行加热。即，如上述方式将多个晶片W依次搬送到热处理装置1进行处理时，也可以在将各晶片W搬送到支承板40前，进行加热使得支承板40成为规定的温度。其中，在该情况下，认为根据由搬送机构A5进行的各晶片W的搬送状况，在对热处理装置1搬送晶片W时支承板40不达到规定的温度，产生该搬送机构A5不将晶片W交接到支承板40而待机的需要。所以，为了防止产生这样的待机时间提高生产率，从支承板40的冷却装置至加热状态的切换，优选如上述方式在对支承板40载置晶片W后或载置的同时进行。
另外，为了在晶片W的面内和多个晶片W之间进行均匀的处理，优选在由支承板40加热的晶片W的温度以上述的第2温度稳定的状态下将晶片W搬入烘烤设备(加热区)(位于热板2的上方区域)。即，优选在晶片W的温度达到第2温度之后，至向烘烤设备的搬入为止确保充足的时间。其中，从晶片W载置到支承板40之后向烘烤设备搬入的时间过长时，会导致生产率的降低，具有抗蚀剂膜变质的问题。所以，优选进行控制，使得根据向烘烤设备搬入晶片W的预定的时刻，调整载置晶片W的支承板40的从冷却状态向加热状态的切换的时刻。换言之，优选进行控制，使得向烘烤设备搬入晶片W的时刻和开始由支承板40进行的加热的时刻的时间成为规定的时间。
对这样的控制的具体的一例进行说明。例如在热板2的温度的变更中，成为不能将晶片W搬入烘烤设备。在支承板40载置有晶片W时，通过上述的一系列的动作，在支承板40位于上方区域的预定的时刻与不能向烘烤设备搬入晶片W的期间重合的情况下，延迟加热状态的切换的时刻，使得在该不能搬入的期间结束后，使支承板40位于上方区域。即，不是在将晶片W载置到支承板40的同时进行利用支承板40的加热，在使支承板40待机后开始该加热，从该加热开始之后至搬入烘烤设备为止的时间不从预定的时间错开。
热处理装置1可以各自包括：加热晶片W并将其交接到热板2的搬送臂4；和接收由热板2加热后的晶片W并进行冷却的搬送臂4。例如替代图1、图2所示的热处理装置1的搬送臂4，如图10所示在热板2的前方侧上下叠层地设置加热臂4A和冷却臂4B。加热臂4A和冷却臂4B各自包括支承板400，在加热臂4A的支承板40埋设加热器41A，在冷却臂4B埋设例如能够供冷却水通流的水冷管41B即可。
并且，能够各自单独在外侧区域和热板2的上方区域之间移动即可。在图10中，标号42A、42B分别是支承加热臂4A、冷却臂4B的支承板40的支承部，标号430是使加热臂4A、冷却臂4B单独移动的移动机构。此外，在图10的例子中，设置与升降销31同样构成的升降销34，将升降销34经升降板35与升降机构36连接。然后，通过升降销34和外部的搬送机构的协同动作进行交接。
而且，将加热处理前的晶片W载置到成为23℃的温度的加热臂4A，之后，从23℃升温至40℃。并且，使加热臂4A向上方区域移动将晶片W交接到热板2。并且，利用冷却臂4B接收加热处理后的晶片W，将其冷却至23℃。并且，从冷却臂4B向外部的搬送机构交接晶片W时，使加热臂4A向热板2的上方区域移动利用升降销34将载置在冷却臂4B的晶片W升起，交接到外部的搬送机构即可。另外，通过将如上述方式加热晶片W并进行搬送的加热臂4A和冷却晶片W并进行搬送的冷却臂4B上下配置，在热处理装置1内设置多个搬送臂4的情况下，具有能够避免装置的空间的大型化的效果。并且，如图1、图2所示，通过1台搬送臂4能够切换晶片W的加热状态和冷却状态，使得能够不需要单独设置将晶片W加热至第2温度的搬送臂4和冷却至第3温度的搬送臂4，具有能够抑制装置的大型化的效果。
另外，在支承板40内可以埋设温度调节水的配管和冷却水的配管或者加热器和冷却机构。在图1、图2所示的热处理装置1中，设置有能够通过向支承板40供给的电流的方向来切换加热和冷却的珀尔帖元件部41。因此，不需要单独地设置将晶片W加热至第2温度的加热机构和冷却至第3温度的冷却机构，从而能够避免装置的大型化和布局的复杂化。
另外，在将曝光后的抗蚀剂膜载置在热板2进行加热时的加热温度为110℃程度，所以，在由支承板40加热晶片W时，加热至比气氛温度高的第2温度例如20℃至70℃即可。一般来说，由热板2进行的加热温度根据每种抗蚀剂的推荐处理温度来决定，但是，严格来说，抗蚀剂膜从比其低的温度开始不少都反应。换言之，抗蚀剂膜的反应开始温度比由热板2进行的加热温度低。即，第2温度应至少为比常温(装置内气氛温度)高且抗蚀剂膜的反应开始温度以下，即，有时设定为如这次的方式那样相对于热板2的加热温度低20％以上。
并且，优选在将晶片W载置在热板2进行加热处理期间，将支承板40切换降温至第3温度、例如23℃的冷却状态。通过如上述方式的构成，能够在将由热板2加热的晶片W刚交接到支承板40之后便快速地进行冷却。
另外，将加热处理后的晶片W交接到搬送臂4冷却至比第2温度低的第3温度，但是，该第3温度是将晶片W继续载置在搬送臂4时最终达到的温度，该温度比第2温度低即可。所以，在将加热处理后的晶片W交接到搬送臂4后，晶片W的温度没完全下降到第2温度以下的期间内，将晶片W交接到热处理装置1的外部的构成，也包含于本发明的范围。
另外，在将晶片W搬送到热处理装置1之前进行晶片W的温度的测定，可以基于测定温度，调整从外部接收晶片W时支承板40的温度。例如图11所示，对保持在外部的搬送机构A5的晶片W的温度进行测定的温度测定部96被设置在该搬送机构A5，该温度测定部96将相当于测定温度的测定信号输出到控制部9。然后，在控制部9中基于测定信号调整向珀尔帖元件部41输入的电流即可。作为一例，公知有因为要检测的晶片W的测定温度在比某基准低的情况下，需要较大的温度变化量，所以，提高支承板的初期温度或在加热时逐渐提高温度的方法。但是，考虑为了不发生基板温度超过规定温度的过冲，在加热后半段降低如上述方式举起的支承板的温度。相反，在晶片W的测定温度比某基准高的情况下，为了保持加热前半段的加热速率，考虑与上述同样地改变初期温度、加热时温度变化，过冲的风险及其加热后半段中的对策也可以说相同。
而且，将晶片W载置在支承板40，升温至第2温度时，设置将支承板40上的晶片W的周围的空间从周边隔离的罩也可以。通过如上述方式构成，能够将晶片W的周围的空间隔离绝热，因此，具有能够促进晶片W的升温的效果。该罩在冷却晶片W时，也可以不上升。罩也可以与热板2侧的罩24成为一体进行升降，此时，支承板侧的罩和罩24的连结部分例如也可以隔着陶瓷板等的隔热材料。
接着，对组装有上述的热处理装置1的涂敷、显影装置的全体构成简单地进行述说。涂敷、显影装置如图12和图13所示将载体块B1、处理块B2和接口块B3以直线状连接构成。接口块B3还与曝光站B4连接。
载体块B1具有将作为产品用的基板的例如直径300mm的晶片W从收纳有多个的作为搬送容器的载体C(例如FOUP/前开式晶片盒)搬入到装置内或从装置搬出的作用，包括载体C的载置台101、门102、用于从载体C搬送晶片W的搬送臂103。
处理块B2通过用于对晶片W进行液处理的第1～第6单位块D1～D6从下方起依次叠层而构成，各单位块D1～D6是在后述的液处理单元110中，除了对晶片W供给的处理液不同之外，其它大致相同的构成。
以图13为代表表示单位块D5的构成时，在单位块D5设置有在从载体块B1侧向接口块B3去的直线状的搬送区域R3移动的搬送机构A5和具备罩体组件111的、例如用于对晶片W供给显影液的液处理单元110。此外，单位块D1(D2)在液处理单元110中对晶片W涂敷作为防反射膜的处理液，在单位块D3(D4)中，在液处理单元110中对晶片W涂敷抗蚀剂液。另外，在架单元U1～U6层叠已述的热处理装置1。在搬送区域R5的载体块B1侧设置有由彼此叠层的多个组件构成的架单元U7。搬送臂103和搬送机构A5之间的晶片W的交接经由架单元U7的交接组件和搬送臂104进行。
接口块B3是用于在处理块B2和曝光站B4之间进行晶片W的交接的单元，具备由多个处理组件彼此叠层而成的架单元U8、U9、U10。此外，图中105、106各自是用于在架单元U8、U9间、架单元U9、U10间进行晶片W的交接的搬送臂，图中的标号107是用于在架单元U10和曝光站B4之间进行晶片W的交接的搬送臂。
对由涂敷、显影装置和曝光站B4构成的系统晶片W的搬送路径的概略简单地进行说明说明。晶片W按载体C→搬送臂103→架单元U7的交接组件→搬送臂104→架单元U7的交接组件→单位块D1(D2)→单位块D3(D4)→接口块B3→曝光站B4的顺序前进。由此，在晶片W的表面涂敷防反射膜和抗蚀剂膜，并且，在抗蚀剂膜的表面进行曝光处理。并且，进行了曝光处理的晶片W经接口块B3被搬送到单位块D5(D6)。
并且，在单位块D5(D6)中，被搬送到热处理装置1进行已述的热处理，接着，被搬送到液处理单元110进行显影处理。之后，晶片W按架单元U7的交接组件TRS→搬送臂103→载体C的顺序前进。
如上所述，曝光后的晶片W要求对晶片W均匀地进行热处理。因此，通过将本实施方式的热处理装置1适用于对曝光后的晶片W进行加热的热处理装置1能够获得较大的效果。
另外，本实施方式的热处理装置1，除了在晶片W的曝光处理后进行加热的热处理装置以外，例如也可以适用于将涂敷了抗蚀剂膜的晶片W搬送到曝光站B4前进行加热的热处理装置1。即，可以用于PAB(预烘烤)。其中，对于上述的PEB，抗蚀剂膜对温度的误差的变化量较大，要求进行晶片W的面内的高精度的温度控制，所以，作为热处理装置1尤其优选用于PEB。
此外，作为热处理装置1可以适用于化学增强型抗蚀剂膜的加热以外的处理。即，可以用于形成有化学增强型抗蚀剂以外的抗蚀剂膜的晶片W的加热处理，也可以对涂敷有防反射膜形成用的药液和绝缘膜形成用的药液的晶片W进行加热，形成上述防反射膜和绝缘膜的情况。另外，作为热处理装置1不限于上述的构成。也可以为不设置罩24，在热板2的一端侧、另一端侧设置气体供给部、排气部，形成从热板2的一端侧向另一端侧去的气流来加热晶片W的构成。
上述说明的方式，说明书公开的实施方式在所有的方面都是例示，不应理解为限制性的。上述的实施方式，不脱离随附的权利要求的范围及其主旨，可以以各种的方式省略、置换、变更。

Claims (11)

1.一种热处理装置，其特征在于，包括：
将载置的基板加热至第1温度的热板；
具有支承所述基板的支承部，在所述热板的上方区域和从该上方区域在横向离开的外侧区域之间搬送该基板的搬送体；
在所述上方区域中的所述搬送体和所述热板之间交接所述基板的交接机构；
在所述外侧区域中将由所述支承部所支承的被所述热板加热前的基板加热至比所述第1温度低的第2温度的加热机构；和
为了被所述热板加热完而向所述外侧区域搬送，将由所述支承部所支承的所述基板冷却至比所述第2温度低的第3温度的冷却机构。
2.如权利要求1所述的热处理装置，其特征在于：
在所述基板上在曝光后形成显影前的抗蚀剂膜。
3.如权利要求1所述的热处理装置，其特征在于：
所述支承部共用于所述加热机构和所述冷却机构，
所述加热机构和所述冷却机构彼此切换以下两个状态：加热所述支承部使支承的所述基板成为所述第2温度的加热状态；和冷却所述支承部使支承的所述基板成为所述第3温度的冷却状态。
4.如权利要求3所述的热处理装置，其特征在于：
所述支承部由珀尔帖元件构成，
所述加热机构和冷却机构由通过切换向该珀尔帖元件供给的电流的方向来彼此切换所述加热状态和所述冷却状态的切换机构构成。
5.如权利要求3所述的热处理装置，其特征在于：
设置有输出控制信号的控制部，
输出所述控制信号，使得所述基板由所述支承部支承的同时或支承后，为了使该基板成为所述第2温度而进行从所述冷却状态向所述加热状态的切换。
6.如权利要求3所述的热处理装置，其特征在于：
设置有所述控制部，
输出所述控制信号，使得从所述冷却状态向所述加热状态切换的时刻成为与支承所述基板的所述搬送体位于所述上方区域的预定时刻相应的时刻。
7.如权利要求3所述的热处理装置，其特征在于：
设置有所述控制部，
该控制部取得关于载置在所述支承部之前的所述基板的温度的信息，并输出控制信号，使得所述基板被搬送时的所述支承部的温度成为与该基板的温度对应的温度。
8.如权利要求3至7中任一项所述的热处理装置，其特征在于：
设置有所述控制部，
输出控制信号，使得在所述基板被载置于所述热板期间，所述支承部成为所述冷却状态而降温。
9.如权利要求1或2所述的热处理装置，其特征在于：
所述搬送体包括分别具备所述支承部的彼此单独的第1搬送体和第2搬送体，
由所述加热机构、所述冷却机构分别调整所述第1搬送体的支承部的温度和所述第2搬送体的温度。
10.如权利要求1至7中任一项所述的热处理装置，其特征在于：
所述第2温度为20℃～70℃。
11.一种热处理方法，其特征在于，包括：
将载置的基板加热至第1温度的工序；
具有支承所述基板的支承部，在所述热板的上方区域和从该上方区域在横向离开的外侧区域之间搬送该基板的工序；
在所述上方区域中的所述搬送体和所述热板之间交接所述基板的工序；
在所述外侧区域中将由所述支承部所支承的被所述热板加热前的基板加热至比所述第1温度低的第2温度的工序；和
为了被所述热板加热完而向所述外侧区域搬送，将由所述支承部所支承的所述基板冷却至比所述第2温度低的第3温度的工序。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115376978B (zh) * 2022-07-05 2023-11-24 南京原磊纳米材料有限公司 多片式晶圆传输冷却机构

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003037033A (ja) * 2001-07-24 2003-02-07 Tokyo Electron Ltd 熱処理装置
US20090060686A1 (en) * 2007-03-20 2009-03-05 Sokudo Co., Ltd. Substrate transport apparatus and heat treatment apparatus
JP2010034209A (ja) * 2008-07-28 2010-02-12 Sokudo Co Ltd 熱処理装置および基板処理装置
JP2010056223A (ja) * 2008-08-27 2010-03-11 Sokudo Co Ltd 基板処理装置
JP2010074185A (ja) * 2009-12-18 2010-04-02 Tokyo Electron Ltd 加熱装置、塗布、現像装置及び加熱方法
JP2014022497A (ja) * 2012-07-17 2014-02-03 Tokyo Electron Ltd 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
CN104425325A (zh) * 2013-09-10 2015-03-18 斯克林集团公司 基板处理方法以及基板处理装置
CN107658237A (zh) * 2016-07-25 2018-02-02 株式会社斯库林集团 热处理装置、基板处理装置和热处理方法
JP2018133513A (ja) * 2017-02-17 2018-08-23 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 熱処理装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3525022B2 (ja) * 1996-12-20 2004-05-10 大日本スクリーン製造株式会社 基板加熱装置
JP2005150696A (ja) 2003-10-22 2005-06-09 Tokyo Electron Ltd 熱処理装置および熱処理方法
JP2008153369A (ja) * 2006-12-15 2008-07-03 Chugai Ro Co Ltd レジスト液塗布処理装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003037033A (ja) * 2001-07-24 2003-02-07 Tokyo Electron Ltd 熱処理装置
US20090060686A1 (en) * 2007-03-20 2009-03-05 Sokudo Co., Ltd. Substrate transport apparatus and heat treatment apparatus
JP2010034209A (ja) * 2008-07-28 2010-02-12 Sokudo Co Ltd 熱処理装置および基板処理装置
JP2010056223A (ja) * 2008-08-27 2010-03-11 Sokudo Co Ltd 基板処理装置
JP2010074185A (ja) * 2009-12-18 2010-04-02 Tokyo Electron Ltd 加熱装置、塗布、現像装置及び加熱方法
JP2014022497A (ja) * 2012-07-17 2014-02-03 Tokyo Electron Ltd 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
CN104425325A (zh) * 2013-09-10 2015-03-18 斯克林集团公司 基板处理方法以及基板处理装置
CN107658237A (zh) * 2016-07-25 2018-02-02 株式会社斯库林集团 热处理装置、基板处理装置和热处理方法
JP2018133513A (ja) * 2017-02-17 2018-08-23 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 熱処理装置

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