JP2018018860A - 熱処理装置、基板処理装置および熱処理方法 - Google Patents

熱処理装置、基板処理装置および熱処理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】基板の面内温度の均一性を向上させることが可能な熱処理装置、それを備えた基板処理装置、および熱処理方法を提供する。【解決手段】熱処理装置ＰＨＰは、待機部５１０、加熱部５２０および搬送機構５４０を含む。待機部５１０は、複数の支持ピン５１３を含む。搬送機構５４０は、基板Ｗを保持する搬送アーム５５０を含み、搬送アーム５５０を移動させることにより待機部５１０と加熱部５２０との間で基板Ｗを搬送する。搬送アーム５５０は、複数の領域を有し、搬送アーム５５０内には複数の領域をそれぞれ冷却する複数の冷却水通路５５３ａ，５５３ｂが設けられる。【選択図】図７

Description

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、および熱処理方法に関する。
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または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。
例えば、特許文献１に記載された基板処理装置は、加熱ユニットを含む。加熱ユニットは、筐体の内部にホットプレート、クレールプレートおよびローカル搬送機構を備える。ローカル搬送機構の搬送アームは、クールプレートの上方の位置とホットプレートの上方の位置との間で水平移動する。この搬送アームは、筐体内に搬入された基板をクールプレートの上方の位置で受け取り、ホットプレートに搬送する。ホットプレートにより基板に加熱処理が行われている間、搬送アームはクールプレートの上面に接触する。それにより、搬送アームが冷却される。ホットプレートによる基板の加熱処理が終了すると、冷却された搬送アームが基板をホットプレートからクールプレートの上方の位置まで搬送する。その後、筐体外へ基板が搬出される。
特許第５２２０５１７号公報
特許文献１に記載された加熱ユニットでは、搬送アームがクールプレートにより冷却されるので、ホットプレートの上方で加熱された搬送アームにより基板が搬送されることが防止される。それにより、加熱ユニットによる加熱処理の終了後に搬送アームの温度により基板の加熱処理が継続することが防止される。近年、基板上に形成されたレジスト膜の露光後の線幅均一性を向上させることが求められている。レジスト膜の露光処理後の線幅均一性を向上させるためには、加熱処理において基板の面内温度のばらつきを低減する必要がある。また、露光処理後に限らず、種々の工程での基板の加熱処理において基板の面内温度の均一性を向上させることが求められる。
本発明の目的は、基板の面内温度の均一性を向上させることが可能な熱処理装置、それを備えた基板処理装置、および熱処理方法を提供することである。
（１）本発明に係る熱処理装置は、基板に加熱処理を行う加熱部と、基板を支持する支持部を含む待機部と、基板を保持する保持部を含み、保持部を移動させることにより待機部と加熱部との間で基板を搬送する搬送部とを備え、保持部は複数の領域を有し、保持部内には複数の領域をそれぞれ冷却する複数の冷却部が設けられる。
その熱処理装置においては、保持部が基板を保持して待機部から加熱部へ移動する。加熱部において基板に加熱処理が行われる。加熱処理後、保持部が基板を保持して加熱部から待機部へ移動する。この場合、保持部内の複数の冷却部により保持部の複数の領域がそれぞれ冷却される。それにより、加熱処理後に保持部の複数の領域の温度を均一に保つことができる。その結果、基板の面内温度の均一性を向上させることが可能となる。
（２）複数の冷却部は、加熱部による基板の加熱処理後に保持部により保持された基板の面内温度のばらつきが予め定められた許容値以下となるようにそれぞれ異なる冷却能力を有してもよい。
この場合、許容値を加熱処理が進行する温度の下限値に定めることにより基板の複数の部分の加熱処理の時間を等しくすることができる。それにより、基板の全体に均一な加熱処理を行うことができる。
（３）保持部は、基板の一面が対向しかつ複数の領域を有する保持面を有し、複数の冷却部は、保持部内で複数の領域にそれぞれ重なるように設けられてもよい。この場合、保持部の各領域内の温度をそれぞれ均一にすることができる。
（４）複数の領域は第１および第２の領域を含み、第１の領域が加熱部において受ける熱量は第２の領域が加熱部において受ける熱量よりも小さく、複数の冷却部は、第１および第２の領域にそれぞれ重なるように設けられた第１および第２の冷却部を含み、第２の冷却部は第１の冷却部よりも高い冷却能力を有してもよい。
この場合、より大きな熱量を受ける第２の領域の温度を第１の領域の温度に近づけるかまたは等しくすることができる。
（５）保持部は、加熱部における熱が通過可能な開口部を有し、第２の領域は開口部を少なくとも部分的に取り囲んでもよい。
この場合、保持部の開口部を熱が通過するので、第２の領域が受ける熱量は、第１の領域が受ける熱量よりも大きくなる。第２の領域は、より高い冷却能力を有する第２の冷却部により冷却されるので、第２の領域の温度が第１の領域の温度に近くなりまたは等しくなる。
（６）待機部の支持部は、基板の下面を支持しかつ上下動可能な複数の第１の支持部材を含み、加熱部は、加熱面を有する加熱プレートと、基板の下面を支持しかつ基板を加熱プレートの上方の位置と加熱プレートの加熱面との間で移動させるように上下動可能な複数の第２の支持部材とを含み、複数の第１の支持部材は、保持部が待機部に位置するときに開口部に挿通可能に設けられ、複数の第２の支持部材は、保持部が加熱プレートの加熱面の上方に位置するときに開口部に挿通可能に設けられてもよい。
この場合、待機部で複数の第１の支持部材が保持部の開口部を通過して基板の下面を支持しかつ上下動することができる。加熱部で複数の第２の支持部材が保持部の開口部を通過して基板の下面を支持しかつ上下動することができる。このとき、開口部を通過する熱による基板の部分的な温度上昇がより高い冷却能力を有する第２の冷却部により抑えられる。それにより、複数の第１の支持部材と保持部との間での基板の受け渡し動作および複数の第２の支持部材と保持部との間での基板の受け渡し動作を複雑化することなく、基板の面内温度の均一性を向上させることが可能となる。
（７）保持部は、基板の外周部の一部に対応する外周部を有し、開口部は、保持部の外周部から保持部の内方に延びる一または複数の切り込みを有し、第２の領域は一または複数の切り込みに沿って延びてもよい。
この場合、待機部において複数の第１の支持部材が保持部の一または複数の切り込みに挿通された状態で保持部が移動することができる。また、加熱部において複数の第２の支持部材が保持部の一または複数の切り込みに挿通された状態で保持部が移動することができる。それにより、待機部および加熱部での基板の受け渡し動作を複雑化することなく、基板の面内温度の均一性を向上させることが可能となる。
（８）待機部と加熱部とは一方向に並び、保持部は、待機部の複数の第１の支持部材の上方の位置と加熱プレートの上方の位置との間で一方向に移動し、一または複数の切り込みは、一方向に平行に延び、複数の第１の支持部材が一または複数の切り込みに挿通されている状態で保持部が一方向に移動可能かつ複数の第２の支持部材が一または複数の切り込みに挿通されている状態で保持部が一方向に移動可能であってもよい。
この場合、待機部において複数の第１の支持部材が保持部の一または複数の切り込みに挿通された状態で保持部が待機部に向かって直線的に移動することができる。また、加熱部において複数の第２の支持部材が保持部の一または複数の切り込みに挿通された状態で保持部が待機部に向かって直線的に移動することができる。それにより、待機部と加熱部との間で基板を迅速に搬送するとともに、基板の面内温度の均一性を向上させることが可能となる。
（９）複数の冷却部は、保持部内で互いに独立に設けられた複数の通路であり、複数の通路内に異なる温度を有する冷却液が供給されてもよい。
この場合、保持部の複数の領域が受ける熱量に基づいて複数の通路内を流れる冷却液の温度をそれぞれ設定することにより保持部の複数の領域の温度を等しくまたは一定の範囲内に保つことができる。
（１０）複数の冷却部は、保持部内で互いに独立に設けられた複数のヒートパイプであり、保持部内における複数のヒートパイプの温度はそれぞれ異なってもよい。
この場合、保持部の複数の領域が受ける熱量に基づいて複数のヒートパイプの温度をそれぞれ設定することにより保持部の複数の領域の温度を等しくまたは一定の範囲内に保つことができる。
（１１）本発明に係る基板処理装置は、露光装置に隣接するように配置される基板処理装置であって、基板に感光性膜を塗布する塗布装置と、基板に熱処理を行う上記の熱処理装置と、塗布装置、露光装置および熱処理装置の間で基板を搬送する搬送装置とを備えたものである。
この基板処理装置においては、感光性膜が塗布された基板が塗布装置、露光装置および熱処理装置の間で搬送装置により搬送される。この場合、熱処理装置において、加熱処理後における基板の面内温度の均一性を向上させることが可能となる。
（１２）熱処理装置は、露光装置による露光後の基板に露光後熱処理を行ってもよい。
この場合、基板上の感光性膜に露光後熱処理を均一に行うことができる。それにより、感光性膜の線幅均一性を向上させることが可能となる。
（１３）本発明に係る熱処理方法は、基板に熱処理を行う熱処理方法であって、待機部で基板を支持するステップと、加熱部で基板を加熱するステップと、基板を保持する保持部を移動させることにより待機部と加熱部との間で基板を搬送するステップとを含み、搬送するステップは、保持部内に設けられた複数の冷却部により保持部の複数の領域をそれぞれ冷却することを含むものである。
その熱処理方法によれば、保持部内の複数の冷却部により保持部の複数の領域がそれぞれ冷却される。それにより、加熱処理後に保持部の複数の領域の温度を均一に保つことができる。その結果、基板の面内温度の均一性を向上させることが可能となる。
本発明によれば、基板の面内温度の均一性を向上させることが可能となる。
本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の模式的平面図である。 主として図１の塗布処理部、塗布現像処理部および洗浄乾燥処理部を示す基板処理装置の模式的側面図である。 主として図１の熱処理部および洗浄乾燥処理部を示す基板処理装置の模式的側面図である。 主として図１の塗布処理部、搬送部および熱処理部を示す断面図である。 主として図１の搬送部を示す側面図である。 図３の熱処理装置の斜視図である。 図３の熱処理装置の平面図である。 図３の熱処理装置の側面図である。 搬送アームの内部の詳細な構成を示す水平断面図である。 熱処理装置の動作を示す模式的側面図である。 熱処理装置の動作を示す模式的側面図である。 熱処理装置の動作を示す模式的側面図である。 熱処理装置の動作を示す模式的側面図である。 熱処理装置の動作を示す模式的側面図である。 熱処理装置の動作を示す模式的側面図である。 熱処理装置の動作を示す模式的側面図である。 熱処理装置の動作を示す模式的側面図である。 熱処理装置の動作を示す模式的側面図である。 熱処理装置の動作を示す模式的側面図である。 熱処理装置内での基板の面内平均温度および基板の面内温度ばらつきを説明するための図である。
以下、本発明の一実施の形態に係る熱処理装置を備えた基板処理装置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、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をいう。
まず、図１〜図５を参照しながら本実施の形態に係る熱処理装置を備えた基板処理装置について説明し、その後、図６〜図２０を参照しながら本実施の形態に係る熱処理装置について詳細に説明する。
（１）基板処理装置の構成
図１は、本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の模式的平面図である。
図１および図２以降の図面には、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。
図１に示すように、基板処理装置１００は、インデクサブロック１１、第１の処理ブロック１２、第２の処理ブロック１３、洗浄乾燥処理ブロック１４Ａおよび搬入搬出ブロック１４Ｂを備える。洗浄乾燥処理ブロック１４Ａおよび搬入搬出ブロック１４Ｂにより、インターフェイスブロック１４が構成される。搬入搬出ブロック１４Ｂに隣接するように露光装置１５が配置される。露光装置１５においては、液浸法により基板Ｗに露光処理が行われる。
図１に示すように、インデクサブロック１１は、複数のキャリア載置部１１１および搬送部１１２を含む。各キャリア載置部１１１には、複数の基板Ｗを多段に収納するキャリア１１３が載置される。
搬送部１１２には、制御部１１４および搬送装置１１５が設けられる。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。搬送装置１１５は、基板Ｗを保持するためのハンド１１６を有する。搬送装置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。
第１の処理ブロック１２は、塗布処理部１２１、搬送部１２２および熱処理部１２３を含む。塗布処理部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５参照）が設けられる。搬送部１２２には、基板Ｗを搬送する搬送装置１２７および後述する搬送装置１２８（図５参照）が設けられる。
第２の処理ブロック１３は、塗布現像処理部１３１、搬送部１３２および熱処理部１３３を含む。塗布現像処理部１３１および熱処理部１３３は、搬送部１３２を挟んで対向するように設けられる。搬送部１３２と搬送部１２２との間には、基板Ｗが載置される基板載置部ＰＡＳＳ５および後述する基板載置部ＰＡＳＳ６〜ＰＡＳＳ８（図５参照）が設けられる。搬送部１３２には、基板Ｗを搬送する搬送装置１３７および後述する搬送装置１３８（図５参照）が設けられる。
洗浄乾燥処理ブロック１４Ａは、洗浄乾燥処理部１６１，１６２および搬送部１６３を含む。洗浄乾燥処理部１６１，１６２は、搬送部１６３を挟んで対向するように設けられる。搬送部１６３には、搬送装置１４１，１４２が設けられる。
搬送部１６３と搬送部１３２との間には、載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ１および後述の載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ２（図５参照）が設けられる。
また、搬送装置１４１，１４２の間において、搬入搬出ブロック１４Ｂに隣接するように、基板載置部ＰＡＳＳ９および後述の載置兼冷却部Ｐ−ＣＰ（図５参照）が設けられる。
搬入搬出ブロック１４Ｂには、搬送装置１４６が設けられる。搬送装置１４６は、露光装置１５に対する基板Ｗの搬入および搬出を行う。露光装置１５には、基板Ｗを搬入するための基板搬入部１５ａおよび基板Ｗを搬出するための基板搬出部１５ｂが設けられる。
（２）塗布処理部および塗布現像処理部の構成
図２は、主として図１の塗布処理部１２１、塗布現像処理部１３１および洗浄乾燥処理部１６１を示す基板処理装置１００の模式的側面図である。
図２に示すように、塗布処理部１２１には、塗布処理室２１，２２，２３，２４が階層的に設けられる。塗布処理室２１〜２４の各々には、塗布処理ユニット（スピンコータ）１２９が設けられる。塗布現像処理部１３１には、現像処理室３１，３３および塗布処理室３２，３４が階層的に設けられる。現像処理室３１，３３の各々には現像処理ユニット（スピンデベロッパ）１３９が設けられ、塗布処理室３２，３４の各々には塗布処理ユニット１２９が設けられる。
各塗布処理ユニット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、各塗布処理ユニット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。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、図１に示すように、各塗布処理ユニット１２９は、処理液を吐出する複数の処理液ノズル２８およびその処理液ノズル２８を搬送するノズル搬送機構２９を備える。
塗布処理ユニット１２９においては、図示しない駆動装置によりスピンチャック２５が回転されるとともに、複数の処理液ノズル２８のうちのいずれかの処理液ノズル２８がノズル搬送機構２９により基板Ｗの上方に移動され、その処理液ノズル２８から処理液が吐出される。それにより、基板Ｗ上に処理液が塗布される。また、図示しないエッジリンスノズルから、基板Ｗの周縁部にリンス液が吐出される。それにより、基板Ｗの周縁部に付着する処理液が除去される。
塗布処理室２２，２４の塗布処理ユニット１２９においては、反射防止膜用の処理液が処理液ノズル２８から基板Ｗに供給される。塗布処理室２１，２３の塗布処理ユニット１２９においては、レジスト膜用の処理液が処理液ノズル２８から基板Ｗに供給される。塗布処理室３２，３４の塗布処理ユニット１２９においては、レジストカバー膜用の処理液が処理液ノズル２８から基板Ｗに供給される。
現像処理ユニット１３９は、塗布処理ユニット１２９と同様に、スピンチャック３５およびカップ３７を備える。また、図１に示すように、現像処理ユニット１３９は、現像液を吐出する２つの現像ノズル３８およびその現像ノズル３８をＸ方向に移動させる移動機構３９を備える。
現像処理ユニット１３９においては、図示しない駆動装置によりスピンチャック３５が回転されるとともに、一方の現像ノズル３８がＸ方向に移動しつつ各基板Ｗに現像液を供給し、その後、他方の現像ノズル３８が移動しつつ各基板Ｗに現像液を供給する。この場合、基板Ｗに現像液が供給されることにより、基板Ｗの現像処理が行われる。また、本実施の形態においては、２つの現像ノズル３８から互いに異なる現像液が吐出される。それにより、各基板Ｗに２種類の現像液を供給することができる。
洗浄乾燥処理部１６１には、洗浄乾燥処理室８１，８２，８３，８４が階層的に設けられる。洗浄乾燥処理室８１〜８４の各々には、洗浄乾燥処理ユニットＳＤ１が設けられる。洗浄乾燥処理ユニットＳＤ１においては、露光処理前の基板Ｗの洗浄および乾燥処理が行われる。
図１および図２に示すように、塗布処理部１２１において塗布現像処理部１３１に隣接するように流体ボックス部５０が設けられる。同様に、塗布現像処理部１３１において洗浄乾燥処理ブロック１４Ａに隣接するように流体ボックス部６０が設けられる。流体ボックス部５０および流体ボックス部６０内には、塗布処理ユニット１２９および現像処理ユニット１３９への処理液および現像液の供給ならびに塗布処理ユニット１２９および現像処理ユニット１３９からの排液および排気等に関する流体関連機器が収納される。流体関連機器は、導管、継ぎ手、バルブ、流量計、レギュレータ、ポンプ、温度調節器等を含む。
（３）熱処理部の構成
図３は、主として図１の熱処理部１２３，１３３および洗浄乾燥処理部１６２を示す基板処理装置１００の模式的側面図である。図４は、主として図１の塗布処理部１２１、搬送部１２２および熱処理部１２３を示す断面図である。図３および図４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には、複数の熱処理装置ＰＨＰ、複数の密着強化処理ユニットＰＡＨＰおよび複数の冷却ユニットＣＰが設けられる。
熱処理装置ＰＨＰにおいては、基板Ｗの加熱処理が行われる。密着強化処理ユニットＰＡＨＰにおいては、基板Ｗと反射防止膜との密着性を向上させるための密着強化処理が行われる。具体的には、密着強化処理ユニットＰＡＨＰにおいて、基板ＷにＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラサン）等の密着強化剤が塗布されるとともに、基板Ｗに加熱処理が行われる。冷却ユニットＣＰにおいては、基板Ｗの冷却処理が行われる。
熱処理部１３３は、上方に設けられる上段熱処理部３０３および下方に設けられる下段熱処理部３０４を有する。上段熱処理部３０３および下段熱処理部３０４には、冷却ユニットＣＰ、複数の熱処理装置ＰＨＰおよびエッジ露光部ＥＥＷが設けられる。
エッジ露光部ＥＥＷにおいては、基板Ｗ上に形成されたレジスト膜の周縁部の一定幅の領域に露光処理（エッジ露光処理）が行われる。上段熱処理部３０３および下段熱処理部３０４において、洗浄乾燥処理ブロック１４Ａに隣り合うように設けられる熱処理装置ＰＨＰは、洗浄乾燥処理ブロック１４Ａからの基板Ｗの搬入が可能に構成される。
洗浄乾燥処理部１６２には、洗浄乾燥処理室９１，９２，９３，９４，９５が階層的に設けられる。洗浄乾燥処理室９１〜９５の各々には、洗浄乾燥処理ユニットＳＤ２が設けられる。洗浄乾燥処理ユニットＳＤ２は、洗浄乾燥処理ユニットＳＤ１と同じ構成を有する。洗浄乾燥処理ユニットＳＤ２においては、露光処理後の基板Ｗの洗浄および乾燥処理が行われる。洗浄乾燥処理室９１〜９５の各々には、上記の洗浄乾燥処理室８１〜８４と同様に、給気ユニット９８および排気ユニット９９が設けられる。それにより、処理室内に清浄な空気の下降流が形成される。
（４）搬送部の構成
図５は、主として図１の搬送部１２２，１３２，１６３を示す側面図である。図５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。搬送部１３２は、上段搬送室１３５および下段搬送室１３６を有する。上段搬送室１２５には搬送装置（搬送ロボット）１２７が設けられ、下段搬送室１２６には搬送装置１２８が設けられる。また、上段搬送室１３５には搬送装置１３７が設けられ、下段搬送室１３６には搬送装置１３８が設けられる。
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。上段搬送室１２５と上段搬送室１３５との間には、基板載置部ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６が設けられ、下段搬送室１２６と下段搬送室１３６との間には、基板載置部ＰＡＳＳ７，ＰＡＳＳ８が設けられる。
上段搬送室１３５と搬送部１６３との間には、載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ１が設けられ、下段搬送室１３６と搬送部１６３との間には載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ２が設けられる。搬送部１６３において搬入搬出ブロック１４Ｂと隣接するように、基板載置部ＰＡＳＳ９および複数の載置兼冷却部Ｐ−ＣＰが設けられる。
搬送装置１２７は、基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２，ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６、塗布処理室２１，２２（図２）および上段熱処理部３０１（図３）の間で基板Ｗを搬送可能に構成される。搬送装置１２８は、基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４，ＰＡＳＳ７，ＰＡＳＳ８、塗布処理室２３，２４（図２）および下段熱処理部３０２（図３）の間で基板Ｗを搬送可能に構成される。
搬送装置１３７は、基板載置部ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６、載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ１、現像処理室３１（図２）、塗布処理室３２（図２）および上段熱処理部３０３（図３）の間で基板Ｗを搬送可能に構成される。搬送装置１３８は、基板載置部ＰＡＳＳ７，ＰＡＳＳ８、載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ２、現像処理室３３（図２）、塗布処理室３４（図２）および下段熱処理部３０４（図３）の間で基板Ｗを搬送可能に構成される。
搬送部１６３の搬送装置１４１（図１）は、載置兼冷却部Ｐ−ＣＰ、基板載置部ＰＡＳＳ９、載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ１，Ｐ−ＢＦ２および洗浄乾燥処理部１６１（図２）の間で基板Ｗを搬送可能に構成される。
搬送部１６３の搬送装置１４２（図１）は、載置兼冷却部Ｐ−ＣＰ、基板載置部ＰＡＳＳ９、載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ１，Ｐ−ＢＦ２、洗浄乾燥処理部１６２（図３）、上段熱処理部３０３（図３）および下段熱処理部３０４（図３）の間で基板Ｗを搬送可能に構成される。
（５）基板処理装置の動作
図１〜図５を参照しながら基板処理装置１００の動作を説明する。インデクサブロック１１のキャリア載置部１１１（図１）に、未処理の基板Ｗが収容されたキャリア１１３が載置される。搬送装置１１５は、キャリア１１３から基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ３（図５）に未処理の基板Ｗを搬送する。また、搬送装置１１５は、基板載置部ＰＡＳＳ２，ＰＡＳＳ４（図５）に載置された処理済の基板Ｗをキャリア１１３に搬送する。
第１の処理ブロック１２において、搬送装置１２７（図５）は、基板載置部ＰＡＳＳ１に載置された基板Ｗを密着強化処理ユニットＰＡＨＰ（図３）、冷却ユニットＣＰ（図３）および塗布処理室２２（図２）に順に搬送する。次に、搬送装置１２７は、塗布処理室２２により反射防止膜が形成された基板Ｗを熱処理装置ＰＨＰ（図３）、冷却ユニットＣＰ（図３）および塗布処理室２１（図２）に順に搬送する。続いて、搬送装置１２７は、塗布処理室２１によりレジスト膜が形成された基板Ｗを、熱処理装置ＰＨＰ（図３）および基板載置部ＰＡＳＳ５（図５）に順に搬送する。
この場合、密着強化処理ユニットＰＡＨＰにおいて、基板Ｗに密着強化処理が行われた後、冷却ユニットＣＰにおいて、反射防止膜の形成に適した温度に基板Ｗが冷却される。次に、塗布処理室２２において、塗布処理ユニット１２９（図２）により基板Ｗ上に反射防止膜が形成される。続いて、熱処理装置ＰＨＰにおいて、基板Ｗの熱処理が行われた後、冷却ユニットＣＰにおいて、レジスト膜の形成に適した温度に基板Ｗが冷却される。次に、塗布処理室２１において、塗布処理ユニット１２９（図２）により、基板Ｗ上にレジスト膜が形成される。その後、熱処理装置ＰＨＰにおいて、基板Ｗの熱処理が行われ、その基板Ｗが基板載置部ＰＡＳＳ５に載置される。
また、搬送装置１２７は、基板載置部ＰＡＳＳ６（図５）に載置された現像処理後の基板Ｗを基板載置部ＰＡＳＳ２（図５）に搬送する。
搬送装置１２８（図５）は、基板載置部ＰＡＳＳ３に載置された基板Ｗを密着強化処理ユニットＰＡＨＰ（図３）、冷却ユニットＣＰ（図３）および塗布処理室２４（図２）に順に搬送する。次に、搬送装置１２８は、塗布処理室２４により反射防止膜が形成された基板Ｗを熱処理装置ＰＨＰ（図３）、冷却ユニットＣＰ（図３）および塗布処理室２３（図２）に順に搬送する。続いて、搬送装置１２８は、塗布処理室２３によりレジスト膜が形成された基板Ｗを熱処理装置ＰＨＰ（図３）および基板載置部ＰＡＳＳ７（図５）に順に搬送する。
また、搬送装置１２８（図５）は、基板載置部ＰＡＳＳ８（図５）に載置された現像処理後の基板Ｗを基板載置部ＰＡＳＳ４（図５）に搬送する。塗布処理室２３，２４（図２）および下段熱処理部３０２（図３）における基板Ｗの処理内容は、上記の塗布処理室２１，２２（図２）および上段熱処理部３０１（図３）における基板Ｗの処理内容と同様である。
第２の処理ブロック１３において、搬送装置１３７（図５）は、基板載置部ＰＡＳＳ５に載置されたレジスト膜形成後の基板Ｗを塗布処理室３２（図２）、熱処理装置ＰＨＰ（図３）、エッジ露光部ＥＥＷ（図３）および載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ１（図５）に順に搬送する。この場合、塗布処理室３２において、塗布処理ユニット１２９（図２）により、基板Ｗ上にレジストカバー膜が形成される。その後、熱処理装置ＰＨＰにおいて、基板Ｗの熱処理が行われ、その基板Ｗがエッジ露光部ＥＥＷに搬入される。続いて、エッジ露光部ＥＥＷにおいて、基板Ｗにエッジ露光処理が行われる。エッジ露光処理後の基板Ｗが載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ１に載置される。
また、搬送装置１３７（図５）は、洗浄乾燥処理ブロック１４Ａに隣接する熱処理装置ＰＨＰ（図３）から露光装置１５による露光処理後でかつ熱処理後の基板Ｗを取り出す。搬送装置１３７は、その基板Ｗを冷却ユニットＣＰ（図３）、現像処理室３１（図２）、熱処理装置ＰＨＰ（図３）および基板載置部ＰＡＳＳ６（図５）に順に搬送する。
この場合、冷却ユニットＣＰにおいて、現像処理に適した温度に基板Ｗが冷却された後、現像処理室３１において、現像処理ユニット１３９によりレジストカバー膜が除去されるとともに基板Ｗの現像処理が行われる。その後、熱処理装置ＰＨＰにおいて、基板Ｗの熱処理が行われ、その基板Ｗが基板載置部ＰＡＳＳ６に載置される。
搬送装置１３８（図５）は、基板載置部ＰＡＳＳ７に載置されたレジスト膜形成後の基板Ｗを塗布処理室３４（図２）、熱処理装置ＰＨＰ（図３）、エッジ露光部ＥＥＷ（図３）および載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ２（図５）に順に搬送する。
また、搬送装置１３８（図５）は、洗浄乾燥処理ブロック１４Ａに隣接する熱処理装置ＰＨＰ（図３）から露光装置１５による露光処理後でかつ熱処理後の基板Ｗを取り出す。搬送装置１３８は、その基板Ｗを冷却ユニットＣＰ（図３）、現像処理室３３（図２）、熱処理装置ＰＨＰ（図３）および基板載置部ＰＡＳＳ８（図５）に順に搬送する。現像処理室３３、塗布処理室３４および下段熱処理部３０４における基板Ｗの処理内容は、上記の現像処理室３１、塗布処理室３２（図２）および上段熱処理部３０３（図３）における基板Ｗの処理内容と同様である。
洗浄乾燥処理ブロック１４Ａにおいて、搬送装置１４１（図１）は、載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ１，Ｐ−ＢＦ２（図５）に載置された基板Ｗを洗浄乾燥処理部１６１の洗浄乾燥処理ユニットＳＤ１（図２）に搬送する。続いて、搬送装置１４１は、基板Ｗを洗浄乾燥処理ユニットＳＤ１から載置兼冷却部Ｐ−ＣＰ（図５）に搬送する。この場合、洗浄乾燥処理ユニットＳＤ１において、基板Ｗの洗浄および乾燥処理が行われた後、載置兼冷却部Ｐ−ＣＰにおいて、露光装置１５（図１）における露光処理に適した温度に基板Ｗが冷却される。
搬送装置１４２（図１）は、基板載置部ＰＡＳＳ９（図５）に載置された露光処理後の基板Ｗを洗浄乾燥処理部１６２の洗浄乾燥処理ユニットＳＤ２（図３）に搬送する。また、搬送装置１４２は、洗浄および乾燥処理後の基板Ｗを洗浄乾燥処理ユニットＳＤ２から上段熱処理部３０３の熱処理装置ＰＨＰ（図３）または下段熱処理部３０４の熱処理装置ＰＨＰ（図３）に搬送する。この熱処理装置ＰＨＰにおいては、露光後ベーク（ＰＥＢ）処理が行われる。
搬入搬出ブロック１４Ｂにおいて、搬送装置１４６（図１）は、載置兼冷却部Ｐ−ＣＰ（図５）に載置された露光処理前の基板Ｗを露光装置１５の基板搬入部１５ａ（図１）に搬送する。また、搬送装置１４６（図１）は、露光装置１５の基板搬出部１５ｂ（図１）から露光処理後の基板Ｗを取り出し、その基板Ｗを基板載置部ＰＡＳＳ９（図５）に搬送する。
なお、露光装置１５が基板Ｗの受け入れをできない場合、露光処理前の基板Ｗが載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ１，Ｐ−ＢＦ２に一時的に収容される。また、第２の処理ブロック１３の現像処理ユニット１３９（図２）が露光処理後の基板Ｗの受け入れをできない場合、露光処理後の基板Ｗが載置兼バッファ部Ｐ−ＢＦ１，Ｐ−ＢＦ２に一時的に収容される。
本実施の形態においては、上段に設けられた塗布処理室２１，２２，３２、現像処理室３１および上段熱処理部３０１，３０３における基板Ｗの処理と、下段に設けられた塗布処理室２３，２４，３４、現像処理室３３および下段熱処理部３０２，３０４における基板Ｗの処理とを並行して行うことができる。それにより、フットプリントを増加させることなく、スループットを向上させることができる。
（６）熱処理装置の構成
図６は図３の熱処理装置ＰＨＰの斜視図であり、図７は図３の熱処理装置ＰＨＰの平面図であり、図８は図３の熱処理装置ＰＨＰの側面図である。
図６〜図８に示すように、熱処理装置ＰＨＰは、待機部５１０、加熱部５２０、筐体５３０、ローカル搬送機構（以下、搬送機構と略記する。）５４０およびシャッタ装置５６０を含む。待機部５１０、加熱部５２０、搬送機構５４０およびシャッタ装置５６０は、筐体５３０内に収容される。図６ではシャッタ装置５６０の図示を省略する。また、図７および図８では筐体５３０の図示を省略する。
図６に示すように、筐体５３０は直方体形状を有する。筐体５３０の一側面５３０ａには、筐体５３０の内部空間と搬送室（例えば、図５の上段搬送室１２５または下段搬送室１２６等）の内部空間とを連通する開口部５３１が形成されている。開口部５３１を通して熱処理装置ＰＨＰに対する基板Ｗの搬入および基板Ｗの搬出が行われる。なお、図３の複数の熱処理装置ＰＨＰのうち洗浄乾燥処理ブロック１４Ａに隣接する熱処理装置ＰＨＰにおいては、筐体５３０の洗浄乾燥処理ブロック１４Ａ側の側面にも開口部（図示せず）が形成される。その開口部は、筐体５３０の内部空間と洗浄乾燥処理ブロック１４Ａとの間で基板Ｗの搬入および搬出を行うために用いられる。
筐体５３０の内部では、一側面５３０ａからその一側面５３０ａに対向する他側面５３０ｂに向かう一方向に沿って並ぶように待機部５１０および加熱部５２０がこの順で配置されている。
図８に示すように、待機部５１０は、昇降装置５１１、連結部材５１２および複数（本例では３つ）の支持ピン５１３を含む。昇降装置５１１には、連結部材５１２が上下方向に移動可能に取り付けられる。
連結部材５１２に複数（本例では３つ）の支持ピン５１３がそれぞれ上下方向に延びるように取り付けられている。各支持ピン５１３は円形状の断面を有する棒状部材である。昇降装置５１１が動作することにより連結部材５１２が上下方向に移動する。
加熱部５２０は、加熱プレート（ホットプレート）５２４、昇降装置５２１、連結部材５２２および複数（本例では３つ）の支持ピン５２３を含む。加熱プレート５２４内にマイカヒータ等の発熱体が設けられる。
昇降装置５２１には、連結部材５２２が上下方向に移動可能に取り付けられる。昇降装置５２１に取り付けられた連結部材５２２が、加熱プレート５２４の下方に配置される。連結部材５２２に複数の支持ピン５２３がそれぞれ上下方向に延びるように取り付けられている。各支持ピン５２３は円形状の断面を有する棒状部材である。昇降装置５２１が動作することにより連結部材５２２が上下方向に移動する。
加熱プレート５２４には、複数の支持ピン５２３が通過可能な複数（本例では３つ）の支持ピン挿入孔５２５が形成されている。複数の支持ピン５２３は、複数の支持ピン挿入孔５２５にそれぞれ挿入可能に配置される。昇降装置５２１が動作することにより連結部材５２２が上下方向に移動する。それにより、複数の支持ピン５２３の上端部がそれぞれ複数の支持ピン挿入孔５２５を通って加熱プレート５２４の上方の位置と加熱プレート５２４の上面（加熱面）よりも下方の位置との間で移動する。図７に示すように、加熱プレート５２４の上面には、複数（本例では８個）の突起部５２６が基板Ｗの外周部に沿うように形成されている。複数の突起部５２６により加熱プレート５２４の上面上で基板Ｗが保持される。この場合、基板Ｗの下面が加熱プレート５２４の上面に対向する。
図６に示すように、搬送機構５４０は、上下方向に延びるように設けられた一対の長尺状の上下移動装置５４１を備える。筐体５３０内において、一方の上下移動装置５４１は筐体５３０の一側面５３０ａ側に固定され、他方の上下移動装置５４１は筐体５３０の他側面５３０ｂ側に固定される。一対の上下移動装置５４１の間には、長尺状のガイドレール５４２が設けられる。ガイドレール５４２は、上下動可能に一対の上下移動装置５４１に取り付けられる。ガイドレール５４２に長手方向に移動可能に水平移動装置５４３が取り付けられる。水平移動装置５４３にローカル搬送アーム（以下、搬送アームと略記する。）５５０が取り付けられる。上下移動装置５４１がガイドレール５４２を上下に移動させ、水平移動装置５４３がガイドレール５４２に沿って移動する。これにより、搬送アーム５５０は、上下方向およびガイドレール５４２の長手方向（本例では、水平方向）に移動可能である。
図７に示すように、搬送アーム５５０は、基板Ｗの外形よりも大きい外形を有する平板状部材である。搬送アーム５５０の外周部は、水平移動装置５４３との取り付け部分を除いて、基板Ｗの外周部に対応する円弧状を有する。搬送アーム５５０は、例えば、アルミニウム等の金属材料により形成される。搬送アーム５５０内には、複数の冷却水通路が形成されている。本実施の形態では、２つの冷却水通路５５３ａ，５５３ｂが形成されている。冷却水通路５５３ａは、図７に太い点線で示され、配管５７１，５７２を通して冷却水供給源５７０ａに接続される。冷却水通路５５３ｂは、図７に太い一点鎖線で示され、配管５７３，５７４を通して冷却水供給源５７０ｂに接続される。冷却水供給源５７０ａ，５７０ｂは、熱交換器、および冷却水の温度を調整する温度調整装置を含む。冷却水供給源５７０ａ，５７０ｂは、基板処理装置１００の内部に設けられてもよく、基板処理装置１００の外部に設けられてもよい。
搬送アーム５５０の上面（保持面）には、複数（本例では８個）の突起部５５２が基板Ｗの外周部に沿うように形成されている。複数の突起部５５２により搬送アーム５５０の上面上で基板Ｗが保持される。このとき、基板Ｗの下面が搬送アーム５５０の上面に対向する。また、搬送アーム５５０には、待機部５１０の昇降装置５１１の複数の支持ピン５１３と干渉しないように、開口部として直線状の複数の切り込み（スリット）設けられている。本実施の形態では、搬送アーム５５０は、直線状の２つの切り込み５５１ａ，５５１ｂを有する。切り込み５５１ａ，５５１ｂはガイドレール５４２と平行に形成される。切り込み５５１ｂは切り込み５５１ａよりも長い。本実施の形態では、切り込み５５１ａには１本の支持ピン５１３が挿通可能であり、切り込み５５１ｂには２本の支持ピン５１３が挿通可能である。
図８に示すように、シャッタ装置５６０は、待機部５１０と加熱部５２０との間に設けられる。シャッタ装置５６０は、シャッタ５６１およびシャッタ駆動部５６２を含む。本例では、シャッタ駆動部５６２は、搬送アーム５５０の上面および加熱プレート５２４の上面よりも上方の位置（以下、閉位置と呼ぶ。）と搬送アーム５５０の上面および加熱プレート５２４の上面よりも下方の位置（以下、開位置と呼ぶ。）との間でシャッタ５６１を移動させる。シャッタ５６１が閉位置にある場合、筐体５３０内の待機部５１０を取り囲む空間と加熱部５２０を取り囲む空間とがシャッタ５６１により遮断される。一方、シャッタ５６１が開位置にある場合、筐体５３０内の待機部５１０を取り囲む空間と加熱部５２０を取り囲む空間とが連通する。
昇降装置５１１，５２１、搬送機構５４０、加熱プレート５２４、シャッタ装置５６０および冷却水供給源５７０ａ，５７０ｂは、図７のローカルコントローラ５８０により制御される。ローカルコントローラ５８０は、例えば、図３の上段熱処理部３０１，３０３および下段熱処理部３０２，３０４の各々に設けられてもよい。この場合、複数のローカルコントローラ５８０は図１の制御部１１４により統括的に制御される。
（７）搬送アーム５５０の構成
図９は搬送アーム５５０の内部の詳細な構成を示す水平断面図である。搬送アーム５５０が加熱プレート５２４の上方の位置に移動したときには、加熱プレート５２４からの熱が搬送アーム５５０の下面に伝達されるとともに切り込み５５１ａ，５５１ｂを通して搬送アーム５５０の上面でかつ切り込み５５１ａ，５５１ｂに近い部分に伝達される。そのため、搬送アーム５５０の切り込み５５１ａ，５５１ｂに近い部分の温度上昇は他の部分の温度上昇よりも大きくなる。この状態で、搬送アーム５５０上に基板Ｗが保持されると、基板Ｗの面内温度のばらつきが大きくなる。
そこで、搬送アーム５５０は、加熱プレート５２４の上方の位置に移動したときの温度分布に基づいて複数の領域に区分される。図９においては、領域Ａにおける搬送アーム５５０の断面をハッチングで示し、領域Ｂにおける搬送アーム５５０の断面をドットパターンで示す。本実施の形態では、搬送アーム５５０は、２つの領域Ａ，Ｂに区分される。領域Ａは、搬送アーム５５０が加熱プレート５２４の上方に移動したときの温度が所定のしきい値以下の領域に設定される。領域Ｂは、搬送アーム５５０が加熱プレート５２４の上方に移動したときの温度が所定のしきい値よりも高い領域に設定される。領域Ｂは、切り込み５５１ａ，５５１ｂの周囲を取り囲む領域である。領域Ａは領域Ｂを除く残りの領域である。２つの領域Ａ，Ｂの境界５５４は、一点鎖線で示されるように、切り込み５５１ａ，５５１ｂの周囲の領域を取り囲むように湾曲する。
冷却水通路５５３ａが領域Ａに設けられ、冷却水通路５５３ｂは領域Ｂに設けられる。この場合、冷却水経路５５３ａは、搬送アーム５５０の上面の領域Ａに重なるように設けられ、冷却水経路５５３ｂは、搬送アーム５５０の上面の領域Ｂに重なるように設けられる。冷却水通路５５３ａには、図７の冷却水供給源５７０ａから第１の冷却水が供給される。第１の冷却水は、冷却水通路５５３ａおよび冷却水供給源５７０ａを循環する。冷却水通路５５３ｂには、図７の冷却水供給源５７０ｂから第２の冷却水が供給される。第２の冷却水は、冷却水通路５５３ｂおよび冷却水供給源５７０ｂを循環する。第２の冷却水の温度は、第１の冷却水の温度よりも低い。本実施の形態では、第１の冷却水の温度は例えば約２３℃であり、第２の冷却水の温度は例えば約２１℃である。したがって、冷却水通路５５３ｂの冷却能力は冷却水通路５５３ａの冷却能力よりも高い。第１の冷却水の温度および第２の冷却水の温度は、本例に限定されず、加熱プレート５２４の加熱温度、加熱プレート５２４から搬送アーム５５０までの距離および加熱プレート５２４の上方に搬送アーム５５０が存在する時間等の条件に基づいて予め設定される。
（８）熱処理装置の動作
図６〜図９の熱処理装置ＰＨＰの動作について説明する。図１０〜図１９は、熱処理装置ＰＨＰの動作を示す模式的側面図である。図１０〜図１９においては、図８に示される複数の構成要素のうち一部の構成要素が示される。
図１０に示すように、まず、待機部５１０の複数の支持ピン５１３の上端部が切り込み５５１ａ，５５１ｂ（図９参照）を通過してそれぞれ搬送アーム５５０の上方の位置まで上昇する。また、加熱部５２０の複数の支持ピン５２３の上端部がそれぞれ加熱プレート５２４の上面よりも下方に位置する。さらに、シャッタ５６１が閉位置にある。この状態で、筐体５３０の開口部４１１（図６）を通して熱処理装置ＰＨＰに搬入された基板Ｗが待機部５１０の複数の支持ピン５１３上に載置される。
次に、図１１に示すように、搬送アーム５５０が上昇するとともに、待機部５１０の複数の支持ピン５１３が下降する。それにより、基板Ｗが複数の支持ピン５１３から搬送アーム５５０に渡される。また、加熱部５２０の複数の支持ピン５２３の上端部がそれぞれ加熱プレート５２４の上面よりも上方の位置まで上昇する。さらに、シャッタ５６１が閉位置から開位置に移動する。
次に、図１２に示すように、搬送アーム５５０が待機部５１０から加熱部５２０の加熱プレート５２４の上方の位置まで移動する。続いて、搬送アーム５５０が複数の支持ピン５２３の上端部よりも下方の位置まで下降する。それにより、図１３に示すように、基板Ｗが加熱部５２０の複数の支持ピン５２３上に載置される。その後、搬送アーム５５０が待機部５１０の複数の支持ピン５１３の上方の位置まで移動する。
次に、図１４に示すように、加熱部５２０の複数の支持ピン５２３が加熱プレート５２４の上面よりも下方の位置まで下降する。それにより、基板Ｗが加熱プレート５２４の上面上に載置される。また、シャッタ５６１が開位置から閉位置に移動する。この状態で、加熱プレート５２４により基板Ｗに加熱処理が行われる。このとき、搬送アーム５５０は、第１および第２の冷却水により冷却されつつ待機部５１０で待機する。
次に、図１５に示すように、加熱部５２０の複数の支持ピン５２３の上端部が加熱プレート５２４の上面よりも上方の位置まで上昇する。それにより、基板Ｗが加熱部５２０の複数の支持ピン５２３により支持される。また、シャッタ５６１が閉位置から開位置に移動する。
次に、図１６に示すように、搬送アーム５５０が待機部５１０から加熱部５２０の加熱プレート５２４の上方の位置まで移動する。このとき、搬送アーム５５０の領域Ｂには、切り込み５５１ａ，５５１ｂを通して領域Ａよりも多くの熱量が与えられる。しかしながら、領域Ｂの冷却水通路５５３ｂを循環する第２の冷却水の温度は、領域Ａの冷却水通路５５３ａを循環する第１の冷却水の温度よりも低いので、搬送アーム５５０の全体の温度がほぼ一定に保たれる。続いて、搬送アーム５５０が加熱部５２０の複数の支持ピン５２３の上端部よりも上方の位置まで上昇する。それにより、基板Ｗが搬送アーム５５０により受け取られ、基板Ｗが複数の搬送アーム５５０の上面上に保持される。この場合、搬送アーム５５０の全体の温度がほぼ一定に保たれているので、基板Ｗの面内温度のばらつきが小さく抑えられる。その後、図１７に示すように、搬送アーム５５０が待機部５１０の複数の支持ピン５１３の上方の位置まで移動する。
次に、図１８に示すように、搬送アーム５５０が下降し、シャッタ５６１が開位置から閉位置に移動し、加熱部５２０の複数の支持ピン５２３が加熱プレート５２４の上面よりも下方の位置まで下降する。最後に、図１９に示すように、待機部５１０の複数の支持ピン５１３の上端部が搬送アーム５５０の上面よりも上方の位置まで上昇する。それにより、基板Ｗが複数の支持ピン５１３により支持される。この状態で、複数の支持ピン５１３上の基板Ｗが、例えば図５の搬送機構１２６，１２７，１３６，１３７のいずれかにより受け取られる。
（９）熱処理装置ＰＨＰ内での基板Ｗの温度変化
図２０は熱処理装置ＰＨＰ内での基板Ｗの面内平均温度および基板Ｗの面内温度ばらつきを説明するための図である。図２０において、搬送アーム５５０に第１および第２の冷却水が供給されていない場合における基板Ｗの面内平均温度の変化が太い実線Ｌ１で示される。また、搬送アーム５５０に第１および第２の冷却水が供給されていない場合における基板Ｗの面内温度ばらつきが太い点線Ｌ２で示される。基板Ｗの面内平均温度は、基板Ｗの複数の部分の温度の平均値である。基板Ｗの面内温度ばらつきは、基板Ｗの複数の部分の温度のうち最高温度と最低温度との差である。基板Ｗの面内温度ばらつきが小さいほど基板Ｗの面内温度の均一性が高い。
時点ｔ０から時点ｔ１までの期間には、基板Ｗが搬送アーム５５０により保持されている。このとき、基板Ｗの面内平均温度は一定であり、基板Ｗの面内温度ばらつきは小さい。時点ｔ１において、基板Ｗが搬送アーム５５０から加熱部５２０の複数の支持ピン５２３に渡された後、加熱プレート５２４の上面上に支持される。それにより、基板Ｗの面内平均温度が上昇する。時点ｔ１から時点ｔ２までの期間では、基板Ｗが複数の支持ピン５２３に接触することにより、基板Ｗの面内温度ばらつきが一時的に増加した後、基板Ｗが加熱プレート５２４により加熱されることにより基板Ｗの面内温度ばらつきが減少する。時点ｔ２から時点ｔ３までの期間では、基板Ｗの面内平均温度がほぼ一定に安定し、かつ基板Ｗの面内温度ばらつきが小さく保たれる。
時点ｔ３において、基板Ｗが搬送アーム５５０により受け取られる。その後、基板Ｗの面内平均温度が低下する。搬送アーム５５０の複数の領域で温度のばらつきがある場合には、基板Ｗの面内温度ばらつきが増加する。これに対して、本実施の形態に係る熱処理装置ＰＨＰでは、搬送アーム５５０が加熱部５２０から基板Ｗを受け取る際に搬送アーム５５０の温度が均一に保たれているので、時点ｔ３以降の期間で、熱処理後の基板Ｗの面内温度ばらつきが矢印Ｚで示されるように減少する。この場合、基板Ｗの面内温度ばらつきが予め定められた許容値Ｒｅ以下になるように第１および第２の冷却水の温度が設定される。
特に、基板Ｗ上の露光後熱処理（ＰＥＢ）は基板Ｗの温度が下限処理温度値ＴＲ以上で進行する。図２０の例では、基板Ｗの面内平均温度が下限処理温度値ＴＲ以上となっている期間ΔＴにおいて露光後熱処理が進行する。本実施の形態に係る熱処理装置ＰＨＰによると、熱処理後の基板Ｗの面内温度ばらつきが許容値Ｒｅ以下に減少するので、熱処理後に基板Ｗの一部の温度が下限処理温度値ＴＲ以上になることが防止される。したがって、基板Ｗ上の露光後のレジスト膜の全体に均一にかつ一定時間の露光後熱処理を行うことができる。その結果、露光後のレジスト膜の線幅均一性が向上する。
（１０）他の実施の形態
（ａ）上記実施の形態では、搬送アーム５５０の２つの領域Ａ，Ｂに対応するように２つの冷却水通路５５３ａ，５５３ｂが複数の冷却部として設けられるが、搬送アーム５５０が３以上の領域に区分され、３以上の冷却部がそれぞれの領域に対応して設けられてもよい。
（ｂ）上記実施の形態では、搬送アーム５５０内に複数の冷却部として複数の冷却水通路が設けられるが、搬送アーム５５０内に複数の冷却水通路の代わりに複数のヒートパイプが設けられてもよい。また、搬送アーム５５０内に複数の冷却部として冷却水以外の冷却液が循環する複数の冷却液通路が設けられてもよい。さらに、搬送アーム５５０内に複数の冷却部として冷却気体が循環する複数の冷却気体通路が設けられてもよい。あるいは、搬送アーム５５０内に複数の冷却部としてペルチェ素子が設けられてもよい。
（ｃ）上記実施の形態では、搬送アーム５５０が開口部として直線状の２本の切り込み５５１ａ，５５１ｂを有するが、搬送アーム５５０に他の形状の開口部が設けられてもよい。例えば、搬送アーム５５０に開口部として３本の支持ピン５１３，５２３が一体的に通過可能な単一の切り込みが設けられてもよい。また、搬送アーム５５０に開口部として湾曲する一または複数の切り込みが設けられてもよい。
（１１）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各構成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。
上記実施の形態においては、搬送機構５４０が搬送部の例であり、搬送アーム５５０が保持部の例であり、冷却水通路５５３ａ，５５３ｂが複数の冷却部または通路の例であり、冷却水通路５５３ａが第１の冷却部の例であり、冷却水通路５５３ｂが第２の冷却部の例である。領域Ａ，Ｂが複数の領域の例であり、領域Ａが第１の領域の例であり、領域Ｂが第２の領域の例である。複数の支持ピン５１３が支持部または複数の第１の支持部材の例であり、複数の支持ピン５２３が複数の第２の支持部材の例であり、切り込み５５１ａ，５５１ｂが開口部または切り込みの例である。塗布処理ユニット１２９が塗布装置の例であり、搬送装置１２７，１２８，１３７，１３８が搬送装置の例である。
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構成要素を用いることもできる。
本発明は、基板に熱処理を行う熱処理装置等に利用可能である。
１５ 露光装置
１００ 基板処理装置
１１５，１２７，１２８，１３７，１３８，１４１，１４２，１４６ 搬送装置
１２９ 塗布処理ユニット
５１０ 待機部
５１１，５２１ 昇降装置
５１２，５２２ 連結部材
５１３，５２３ 支持ピン
５２０ 加熱部
５２４ 加熱プレート
５２５ 支持ピン挿入孔
５２６，５５２ 突起部
５３０ 筐体
５３０ａ 一側面
５３０ｂ 他側面
５４０ 搬送機構
５４１ 上下移動装置
５４２ ガイドレール
５４３ 水平移動装置
５５０ 搬送アーム
５５１ａ，５５１ｂ 切り込み
５５３ａ，５５３ｂ 冷却水通路
５５４ 境界
５６０ シャッタ装置
５６１ シャッタ
５６２ シャッタ駆動部
５７０ａ，５７０ｂ 冷却水供給源
５７１，５７２，５７３，５７４ 配管
５８０ ローカルコントローラ
ＰＨＰ 熱処理装置
例えば、特許文献１に記載された基板処理装置は、加熱ユニットを含む。加熱ユニットは、筐体の内部にホットプレート、クールプレートおよびローカル搬送機構を備える。ローカル搬送機構の搬送アームは、クールプレートの上方の位置とホットプレートの上方の位置との間で水平移動する。この搬送アームは、筐体内に搬入された基板をクールプレートの上方の位置で受け取り、ホットプレートに搬送する。ホットプレートにより基板に加熱処理が行われている間、搬送アームはクールプレートの上面に接触する。それにより、搬送アームが冷却される。ホットプレートによる基板の加熱処理が終了すると、冷却された搬送アームが基板をホットプレートからクールプレートの上方の位置まで搬送する。その後、筐体外へ基板が搬出される。
この場合、待機部において複数の第１の支持部材が保持部の一または複数の切り込みに挿通された状態で保持部が加熱部に向かって直線的に移動することができる。また、加熱部において複数の第２の支持部材が保持部の一または複数の切り込みに挿通された状態で保持部が待機部に向かって直線的に移動することができる。それにより、待機部と加熱部との間で基板を迅速に搬送するとともに、基板の面内温度の均一性を向上させることが可能となる。
洗浄乾燥処理部１６２には、洗浄乾燥処理室９１，９２，９３，９４，９５が階層的に設けられる。洗浄乾燥処理室９１〜９５の各々には、洗浄乾燥処理ユニットＳＤ２が設けられる。洗浄乾燥処理ユニットＳＤ２は、洗浄乾燥処理ユニットＳＤ１と同じ構成を有する。洗浄乾燥処理ユニットＳＤ２においては、露光処理後の基板Ｗの洗浄および乾燥処理が行われる。洗浄乾燥処理室９１〜９５の各々には、上記の洗浄乾燥処理室８１〜８４と同様に、給気ユニットおよび排気ユニットが設けられる。それにより、処理室内に清浄な空気の下降流が形成される。
図７に示すように、搬送アーム５５０は、基板Ｗの外径よりも大きい外径を有する平板状部材である。搬送アーム５５０の外周部は、水平移動装置５４３との取り付け部分を除いて、基板Ｗの外周部に対応する円弧状を有する。搬送アーム５５０は、例えば、アルミニウム等の金属材料により形成される。搬送アーム５５０内には、複数の冷却水通路が形成されている。本実施の形態では、２つの冷却水通路５５３ａ，５５３ｂが形成されている。冷却水通路５５３ａは、図７に太い点線で示され、配管５７１，５７２を通して冷却水供給源５７０ａに接続される。冷却水通路５５３ｂは、図７に太い一点鎖線で示され、配管５７３，５７４を通して冷却水供給源５７０ｂに接続される。冷却水供給源５７０ａ，５７０ｂは、熱交換器、および冷却水の温度を調整する温度調整装置を含む。冷却水供給源５７０ａ，５７０ｂは、基板処理装置１００の内部に設けられてもよく、基板処理装置１００の外部に設けられてもよい。
搬送アーム５５０の上面（保持面）には、複数（本例では８個）の突起部５５２が基板Ｗの外周部に沿うように形成されている。複数の突起部５５２により搬送アーム５５０の上面上で基板Ｗが保持される。このとき、基板Ｗの下面が搬送アーム５５０の上面に対向する。また、搬送アーム５５０には、待機部５１０の昇降装置５１１の複数の支持ピン５１３と干渉しないように、開口部として直線状の複数の切り込み（スリット）が設けられている。本実施の形態では、搬送アーム５５０は、直線状の２つの切り込み５５１ａ，５５１ｂを有する。切り込み５５１ａ，５５１ｂはガイドレール５４２と平行に形成される。切り込み５５１ｂは切り込み５５１ａよりも長い。本実施の形態では、切り込み５５１ａには１本の支持ピン５１３が挿通可能であり、切り込み５５１ｂには２本の支持ピン５１３が挿通可能である。
冷却水通路５５３ａが領域Ａに設けられ、冷却水通路５５３ｂは領域Ｂに設けられる。この場合、冷却水通路５５３ａは、搬送アーム５５０の上面の領域Ａに重なるように設けられ、冷却水通路５５３ｂは、搬送アーム５５０の上面の領域Ｂに重なるように設けられる。冷却水通路５５３ａには、図７の冷却水供給源５７０ａから第１の冷却水が供給される。第１の冷却水は、冷却水通路５５３ａおよび冷却水供給源５７０ａを循環する。冷却水通路５５３ｂには、図７の冷却水供給源５７０ｂから第２の冷却水が供給される。第２の冷却水は、冷却水通路５５３ｂおよび冷却水供給源５７０ｂを循環する。第２の冷却水の温度は、第１の冷却水の温度よりも低い。本実施の形態では、第１の冷却水の温度は例えば約２３℃であり、第２の冷却水の温度は例えば約２１℃である。したがって、冷却水通路５５３ｂの冷却能力は冷却水通路５５３ａの冷却能力よりも高い。第１の冷却水の温度および第２の冷却水の温度は、本例に限定されず、加熱プレート５２４の加熱温度、加熱プレート５２４から搬送アーム５５０までの距離および加熱プレート５２４の上方に搬送アーム５５０が存在する時間等の条件に基づいて予め設定される。
図１０に示すように、まず、待機部５１０の複数の支持ピン５１３の上端部が切り込み５５１ａ，５５１ｂ（図９参照）を通過してそれぞれ搬送アーム５５０の上方の位置まで上昇する。また、加熱部５２０の複数の支持ピン５２３の上端部がそれぞれ加熱プレート５２４の上面よりも下方に位置する。さらに、シャッタ５６１が閉位置にある。この状態で、筐体５３０の開口部５３１（図６）を通して熱処理装置ＰＨＰに搬入された基板Ｗが待機部５１０の複数の支持ピン５１３上に載置される。
次に、図１６に示すように、搬送アーム５５０が待機部５１０から加熱部５２０の加熱プレート５２４の上方の位置まで移動する。このとき、搬送アーム５５０の領域Ｂには、切り込み５５１ａ，５５１ｂを通して領域Ａよりも多くの熱量が与えられる。しかしながら、領域Ｂの冷却水通路５５３ｂを循環する第２の冷却水の温度は、領域Ａの冷却水通路５５３ａを循環する第１の冷却水の温度よりも低いので、搬送アーム５５０の全体の温度がほぼ一定に保たれる。続いて、搬送アーム５５０が加熱部５２０の複数の支持ピン５２３の上端部よりも上方の位置まで上昇する。それにより、基板Ｗが搬送アーム５５０により受け取られ、基板Ｗが搬送アーム５５０の上面上に保持される。この場合、搬送アーム５５０の全体の温度がほぼ一定に保たれているので、基板Ｗの面内温度のばらつきが小さく抑えられる。その後、図１７に示すように、搬送アーム５５０が待機部５１０の複数の支持ピン５１３の上方の位置まで移動する。
次に、図１８に示すように、搬送アーム５５０が下降し、シャッタ５６１が開位置から閉位置に移動し、加熱部５２０の複数の支持ピン５２３が加熱プレート５２４の上面よりも下方の位置まで下降する。最後に、図１９に示すように、待機部５１０の複数の支持ピン５１３の上端部が搬送アーム５５０の上面よりも上方の位置まで上昇する。それにより、基板Ｗが複数の支持ピン５１３により支持される。この状態で、複数の支持ピン５１３上の基板Ｗが、例えば図５の搬送装置１２７，１２８，１３７，１３８のいずれかにより受け取られる。

Claims (13)

  1. 基板に加熱処理を行う加熱部と、
    基板を支持する支持部を含む待機部と、
    基板を保持する保持部を含み、前記保持部を移動させることにより前記待機部と前記加熱部との間で基板を搬送する搬送部とを備え、
    前記保持部は複数の領域を有し、前記保持部内には前記複数の領域をそれぞれ冷却する複数の冷却部が設けられた、熱処理装置。
  2. 前記複数の冷却部は、前記加熱部による基板の加熱処理後に前記保持部により保持された基板の面内温度のばらつきが予め定められた許容値以下となるようにそれぞれ異なる冷却能力を有する、請求項１記載の熱処理装置。
  3. 前記保持部は、基板の一面が対向しかつ前記複数の領域を有する保持面を有し、前記複数の冷却部は、前記保持部内で前記複数の領域にそれぞれ重なるように設けられた、請求項１または２記載の熱処理装置。
  4. 前記複数の領域は第１および第２の領域を含み、
    前記第１の領域が前記加熱部において受ける熱量は前記第２の領域が前記加熱部において受ける熱量よりも小さく、
    前記複数の冷却部は、前記第１および第２の領域にそれぞれ重なるように設けられた第１および第２の冷却部を含み、前記第２の冷却部は前記第１の冷却部よりも高い冷却能力を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱処理装置。
  5. 前記保持部は、前記加熱部における熱が通過可能な開口部を有し、
    前記第２の領域は前記開口部を少なくとも部分的に取り囲む、請求項４記載の熱処理装置。
  6. 前記待機部の前記支持部は、基板の下面を支持しかつ上下動可能な複数の第１の支持部材を含み、
    前記加熱部は、
    加熱面を有する加熱プレートと、
    基板の下面を支持しかつ基板を前記加熱プレートの上方の位置と前記加熱プレートの前記加熱面との間で移動させるように上下動可能な複数の第２の支持部材とを含み、
    前記複数の第１の支持部材は、前記保持部が前記待機部に位置するときに前記開口部に挿通可能に設けられ、
    前記複数の第２の支持部材は、前記保持部が前記加熱プレートの前記加熱面の上方に位置するときに前記開口部に挿通可能に設けられる、請求項５記載の熱処理装置。
  7. 前記保持部は、基板の外周部の一部に対応する外周部を有し、
    前記開口部は、前記保持部の前記外周部から前記保持部の内方に延びる一または複数の切り込みを有し、
    前記第２の領域は前記一または複数の切り込みに沿って延びる、請求項６記載の熱処理装置。
  8. 前記待機部と前記加熱部とは一方向に並び、
    前記保持部は、前記待機部の前記複数の第１の支持部材の上方の位置と前記加熱プレートの上方の位置との間で前記一方向に移動し、
    前記一または複数の切り込みは、前記一方向に平行に延び、前記複数の第１の支持部材が前記一または複数の切り込みに挿通されている状態で前記保持部が前記一方向に移動可能かつ前記複数の第２の支持部材が前記一または複数の切り込みに挿通されている状態で前記保持部が前記一方向に移動可能である、請求項７記載の熱処理装置。
  9. 前記複数の冷却部は、前記保持部内で互いに独立に設けられた複数の通路であり、前記複数の通路内に異なる温度を有する冷却液が供給される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の熱処理装置。
  10. 前記複数の冷却部は、前記保持部内で互いに独立に設けられた複数のヒートパイプであり、前記保持部内における前記複数のヒートパイプの温度はそれぞれ異なる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の熱処理装置。
  11. 露光装置に隣接するように配置される基板処理装置であって、
    基板に感光性膜を塗布する塗布装置と、
    基板に熱処理を行う請求項１〜１０のいずれか一項に記載の熱処理装置と、
    前記塗布装置、前記露光装置および前記熱処理装置の間で基板を搬送する搬送装置とを備えた、基板処理装置。
  12. 前記熱処理装置は、前記露光装置による露光後の基板に露光後熱処理を行う、請求項１１に記載の基板処理装置。
  13. 基板に熱処理を行う熱処理方法であって、
    待機部で基板を支持するステップと、
    加熱部で基板を加熱するステップと、
    基板を保持する保持部を移動させることにより前記待機部と前記加熱部との間で基板を搬送するステップとを含み、
    前記搬送するステップは、前記保持部内に設けられた複数の冷却部により前記保持部の複数の領域をそれぞれ冷却することを含む、熱処理方法。
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