TWI505367B - 熱處理方法及熱處理裝置 - Google Patents

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Description

熱處理方法及熱處理裝置
本發明係關於對半導體晶圓或液晶顯示裝置用玻璃基板等薄板狀之精密電子基板(以下，僅稱作「基板」)進行曝光後烘烤處理之熱處理方法及熱處理裝置。
半導體器件及液晶顯示器等製品係藉由對上述基板實施清洗、抗蝕劑塗佈、曝光、顯影、蝕刻、層間絕緣膜之形成、熱處理、切割等一系列處理而製造成。於該些處理中，對基板進行抗蝕劑塗佈處理後將該基板傳遞至曝光單元，並且自該曝光單元接受曝光後之基板而進行顯影處理之基板處理裝置作為所謂塗佈顯影機得以廣泛使用。於專利文獻1中揭示有此種基板處理裝置之一例。
於與使用ArF或KrF等準分子雷射之曝光單元對應之塗佈顯影機中，必需於基板上形成化學增幅型抗蝕劑之膜後將該基板傳遞至曝光單元，並且對曝光後之基板進行曝光後烘烤處理(Post Exposure Bake，曝光後烘)。於專利文獻1中記載有進行曝光後烘烤處理之內容，即，將藉由曝光時之光化學反應而生成之產物作為酸觸媒使抗蝕劑樹脂進行交聯‧聚合等反應，以使抗蝕劑之膜相對於顯影液之溶解度僅於曝光部分局部性地發生變化。另外，於專利文獻2中記載有使雷射於基板上掃描而進行曝光後烘烤處理。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2008-235535號公報
[專利文獻2]日本專利特開2004-134674號公報
自先前以來，曝光後烘烤處理亦如專利文獻1中所記載般係藉由將曝光後之基板於被管理為特定加熱溫度之熱板上載置特定時間而進行。通常之曝光後烘烤處理中之熱板之加熱溫度為130℃左右。
另一方面，隨著近年來圖案尺寸之微細化而正在研究將圖案曝光時抗蝕膜中所產生之酸於曝光後烘烤處理時擴散之擴散長度控制得儘可能地短。作為實現此之通常方法，考慮曝光後烘烤處理之處理溫度低溫化及處理時間之縮短。然而，於使處理溫度低溫化之情形時，曝光後烘烤處理本身容易受環境氣體影響，從而擔心基板之溫度均勻性會惡化。
因此，希望縮短曝光後烘烤處理之處理時間，但於將基板載置於熱板上進行加熱之情形時，至該基板溫度達到目標加熱溫度為止至少需要30秒以上。從而，處理時間之縮短亦存在極限，若嘗試勉強縮短處理時間，則存在亦使抗蝕劑感度降低之問題。
另外，如專利文獻2中所揭示之使用雷射之曝光後烘烤處理中，由於雷射之照射區域受到限定，故難以對基板整個表面統一進行處理，必需使雷射於基板上掃描。因此，存在於曝光後烘烤處理之開始位置與結束位置產生時間差而導致圖案尺寸變得不均勻之問題。另外，因必需進行掃描，故亦有處理時間變長而產量降低之虞。
本發明係鑒於上述問題而完成者，其目的在於提供一種可將曝光後烘烤處理時之酸之擴散長度抑制得較短之熱處理方法及熱處理裝置。
為解決上課題，請求項1之發明係一種於對曝光後之基板進行曝光後烘烤處理之熱處理方法，其特徵在於包括：收納步驟，對形成於基板表面之化學增幅型抗蝕膜進行曝光處理後將該基板收納於腔室內；以及閃光照射步驟，將閃光照射於收納於上述腔室內之上述基板表面而進行曝光後烘烤處理。
又，請求項2之發明係如請求項1之發明之熱處理方法，其中包括：排氣步驟，自上述腔室進行排氣；以及加濕空氣供給步驟，向上述腔室內供給加濕空氣。
又，請求項3之發明係如請求項1之發明之熱處理方法，其中一面將上述基板保持於上述腔室內之冷卻板上一面進行閃光照射。
又，請求項4之發明係如請求項3之發明之熱處理方法，其中於閃光照射之前後持續將上述基板保持於上述冷卻板上。
又，請求項5之發明係如請求項1之發明之熱處理方法，其中上述閃光照射步驟中之藉由閃光照射而進行之加熱處理時間為1秒以下。
又，請求項6之發明係如請求項1至5中任一項發明之熱處理方法，其中自照射至上述基板表面之閃光中去除波長未達300 nm之光。
又，請求項7之發明係對曝光後之基板進行曝光後烘烤處理之熱處理裝置，其特徵在於包括：腔室，其收納對形成於表面之化學增幅型抗蝕膜實施了曝光處理之基板；冷卻板，其於上述腔室內載置並保持上述基板；排氣機構，其自上述腔室進行排氣；加濕空氣供給機構，其向上述腔室內供給加濕空氣；閃光燈，其對保持於上述冷卻板上之上述基板照射閃光；以及濾波器，其從自上述閃光燈照射至上述基板之閃光中去除波長未達300 nm之光。
根據請求項1至6之發明，由於對基板表面照射閃光而進行曝光後烘烤處理，故可顯著縮短曝光後烘烤處理所需之時間，且可將曝光後烘烤處理時之酸之擴散長度抑制得較短。
尤其，依據請求項3之發明，由於將基板保持於腔室內之冷卻板上並進行閃光之照射，故可使連續處理之複數片基板間之溫度歷史變得均勻。
尤其，根據請求項6之發明，由於自照射至基板表面之閃光中去除波長未達300 nm之光，故於曝光後烘烤處理時，可防止藉由閃光而使化學增幅型抗蝕膜感光。
尤其，根據請求項7之發明，包括對保持於冷卻板上之基板照射閃光之閃光燈，藉由短時間之閃光照射而執行曝光後烘烤處理，故可將曝光後烘烤處理時之酸之擴散長度抑制得較短。又，由於包括自閃光中去除波長未達300 nm之光之濾波器，故於曝光後烘烤處理時，可防止藉由閃光而使化學增幅型抗蝕膜感光。
以下，參照圖式詳細說明本發明之實施形態。
首先，說明組入有本發明之熱處理裝置之基板處理裝置之整體構成。圖1係組入有本發明之熱處理裝置之基板處理裝置1之俯視圖。又，圖2係基板處理裝置1之液體處理部之前視圖，圖3係熱處理部之前視圖，圖4係表示搬送機器人與基板載置部之配置構成之圖。再者，於圖1及其後之各圖中，為明確各圖之方向關係，適當地附有將Z軸方向設為垂直方向、且將XY平面設為水平面之XYZ正交座標系。又，於圖1及其後之各圖中，為易於理解而根據需要誇大或簡化描述各部分之尺寸及數量。
本實施形態之基板處理裝置1係於半導體晶圓等基板W上塗佈形成光阻膜並對圖案曝光後之基板W進行顯影處理之裝置(所謂塗佈顯影機)。再者，成為本發明之基板處理裝置1之處理對象之基板W並不限定於半導體晶圓，也可為液晶顯示裝置用玻璃基板及光罩用玻璃基板等。
本實施形態之基板處理裝置1係於一個方向(X方向)連續設置有分度器塊10、覆膜塊20、抗蝕劑塗佈塊30、顯影處理塊40及界面塊50之5個處理塊而構成。於界面塊50上連接配置與基板處理裝置1分開之作為外部裝置之曝光單元(步進器)EXP。
分度器塊10係將自裝置外所接受之未處理基板搬入至裝置內，並將顯影處理結束後之處理完畢之基板搬出至裝置外之處理塊。分度器塊10包括：並排載置複數個載體C(於本實施形態中為4個)之載置台11；以及自各載體C取出未處理之基板W，並將處理完畢之基板W收納至各載體C之分度器機器人IR。
分度器機器人IR包括可沿載置台11(沿Y軸方向)水平移動並且可升降(沿Z軸方向)移動以及可沿垂直方向進行繞軸心之旋轉動作之可動台12。於可動台12上搭載有以水平姿勢保持基板W之2個保持臂13a、13b。保持臂13a、13b可相互獨立地於前後滑動移動。由此，保持臂13a、13b分別進行沿Y軸方向之水平移動、升降移動、水平面內之旋轉動作以及沿旋轉半徑方向之進退移動。由此，分度器機器人IR可使保持臂13a、13b個別地對各載體C進行存取而進行未處理之基板W之取出、以及處理完畢之基板W之收納。再者，作為載體C之形態，除將基板W收納於密閉空間之FOUP(front opening unified pod，前開式晶圓盒)外，亦可為SMIF(Standard Mechanical Inter Face，標準機械界面)盒及將收納基板暴露於大氣中之OC(open cassette，開放式卡匣)。
與分度器塊10鄰接設置有覆膜塊20。於分度器塊10與覆膜塊20之間設置有環境氣體阻斷用之隔離壁15。於該隔離壁15沿上下積層設置有載置基板W之2個基板載置部PASS1、PASS2，以於分度器塊10與覆膜塊20之間進行基板W之交接。
上側之基板載置部PASS1用於自分度器塊10向覆膜塊20搬送基板W。基板載置部PASS1具有3個支撐銷，分度器塊10之分度器機器人IR將自載體C取出之未處理基板W載置於基板載置部PASS1之3個支撐銷上。然後，後述之覆膜塊20之搬送機器人TR1接受載置於基板載置部PASS1之基板W。另一方面，下側之基板載置部PASS2用於自覆膜塊20向分度器塊10搬送基板W。基板載置部PASS2亦具有3個支撐銷，覆膜塊20之搬送機器人TR1將處理完畢之基板W載置於基板載置部PASS2之3個支撐銷上。然後，分度器機器人IR接受載置於基板載置部PASS2之基板W並將其收納於載體C。再者，後述之基板載置部PASS3~PASS10之構成亦與PASS1、PASS2相同。
基板載置部PASS1、PASS2部分地貫通隔離壁15之一部分而設置。又，於基板載置部PASS1、PASS2設置有檢測基板W之有無之光學式感測器(省略圖示)，基於各感測器之檢測信號而判斷分度器機器人IR或搬送機器人TR1是否處於可將基板W交接給基板載置部PASS1、PASS2之狀態。
下面說明覆膜塊20。覆膜塊20係為使曝光時所發生之駐波或光暈減少而用於於抗蝕膜之基底塗佈形成抗反射膜之處理塊。覆膜塊20包括：用於於基板W之表面塗佈形成抗反射膜之基底塗佈處理部21；進行隨附於塗佈形成抗反射膜後之熱處理之2個熱處理塔22、23；以及對基底塗佈處理部21及熱處理塔22、23進行基板W之交接之搬送機器人TR1。
於覆膜塊20中，基底塗佈處理部21與熱處理塔22、23夾持搬送機器人TR1而對向配置。具體而言，基底塗佈處理部21位於裝置正面側((-Y)側)，2個熱處理塔22、23位於裝置背面側((+Y)側)。又，於熱處理塔22、23之正面側設置有未圖示之隔熱壁。將基底塗佈處理部21與熱處理塔22、23隔開配置並設置隔熱壁，由此避免自熱處理塔22、23對基底塗佈處理部21帶來熱影響。
如圖2所示，基底塗佈處理部21係沿上下積層配置具有相同結構之4個塗佈處理單元BRC而構成。各個塗佈處理單元BRC包括：以大致水平姿勢吸附保持基板W並使之於大致水平面內旋轉之旋轉夾盤26；向保持於該旋轉夾盤26上之基板W上噴射抗反射膜用之塗佈液之塗佈噴嘴27；使旋轉夾盤26旋轉驅動之旋轉馬達(省略圖示)；以及圍繞保持於旋轉夾盤26上之基板W周圍之杯狀物(省略圖示)等。
如圖3所示，於熱處理塔22沿上下積層配置有：2個加熱單元HP，其將基板W加熱至特定溫度為止；2個冷卻單元CP，其對經加熱之基板W進行冷卻而使之溫度降低至特定溫度為止並將基板W維持於該特定溫度；以及3個密接強化處理單元AHL，其為提高抗蝕膜與基板W之密接性而於HMDS(六甲基二矽氮烷)之蒸氣環境中對基板W進行熱處理。另一方面，於熱處理塔23亦沿上下積層配置有2個加熱單元HP與2個冷卻單元CP。加熱單元HP與密接強化處理單元AHL包括載置基板W進行加熱之熱板，冷卻單元CP包括載置基板W進行冷卻之冷卻板。再者，圖3中，於以「×」符號所示之部位分配有配管配線部或預備之空置空間(後述之其它熱處理塔亦相同)。
如圖4所示，搬送機器人TR1包括搬送臂24a、24b，且使該以大致水平姿勢保持基板W之搬送臂24a、24b呈上下2段地接近。搬送臂24a、24b各自之前端部於俯視時呈「C」字形，以自該「C」字形臂之內側向內部突出之複數個銷自下方支撐基板W之周緣。搬送臂24a、24b搭載於搬送頭28上。搬送頭28可藉由省略圖示之驅動機構而進行沿垂直方向(Z軸方向)之升降移動及沿垂直方向之繞軸心之旋轉動作。又，搬送頭28可藉由省略圖示之滑動機構而使搬送臂24a、24b相互獨立地於水平方向進退移動。由此，搬送臂24a、24b分別進行升降移動、水平面內之旋轉動作以及沿旋轉半徑方向之進退移動。由此，搬送機器人TR1可使2個搬送臂24a、24b分別個別地對設置於基板載置部PASS1、PASS2、熱處理塔22、23之熱處理單元(加熱單元HP、冷卻單元CP及密接強化處理單元AHL)、設置於基底塗佈處理部21之4個塗佈處理單元BRC及後述之基板載置部PASS3、PASS4進行存取，從而於與該些之間進行基板W之交接。
其次，說明抗蝕劑塗佈塊30。以夾持於覆膜塊20與顯影處理塊40之間之方式設置有抗蝕劑塗佈塊30。於該抗蝕劑塗佈塊30與覆膜塊20之間亦設置有環境氣體阻斷用之隔離壁25。於該隔離壁25沿上下積層設置有載置基板W之2個基板載置部PASS3、PASS4以於覆膜塊20與抗蝕劑塗佈塊30之間進行基板W之交接。基板載置部PASS3、PASS4具有與上述基板載置部PASS1、PASS2相同之構成。
上側之基板載置部PASS3用於自覆膜塊20向抗蝕劑塗佈塊30搬送基板W。即，抗蝕劑塗佈塊30之搬送機器人TR2接受由覆膜塊20之搬送機器人TR1載置於基板載置部PASS3上之基板W。另一方面，下側之基板載置部PASS4用於自抗蝕劑塗佈塊30向覆膜塊20搬送基板W。即，覆膜塊20之搬送機器人TR1接受由抗蝕劑塗佈塊30之搬送機器人TR2載置於基板載置部PASS4上之基板W。
基板載置部PASS3、PASS4部分性地貫通隔離壁25之一部分而設置。又，於基板載置部PASS3、PASS4設置有檢測基板W之有無之光學式感測器(省略圖示)，基於各感測器之檢測信號而判斷搬送機器人TR1、TR2是否處於可將基板W交接給基板載置部PASS3、PASS4之狀態。
抗蝕劑塗佈塊30係用以於塗佈形成有抗反射膜之基板W上塗佈抗蝕劑以形成抗蝕膜之處理塊。再者，於本實施形態中，使用化學增幅型抗蝕劑作為抗蝕劑。抗蝕劑塗佈塊30包括：抗蝕劑塗佈處理部31，其於塗佈於基底之抗反射膜上塗佈抗蝕劑；2個熱處理塔32、33，其進行隨附於抗蝕劑塗佈處理之熱處理；以及搬送機器人TR2，其對抗蝕劑塗佈處理部31及熱處理塔32、33進行基板W之交接。
於抗蝕劑塗佈塊30中，抗蝕劑塗佈處理部31與熱處理塔32、33夾持搬送機器人TR2而對向配置。具體而言，抗蝕劑塗佈處理部31位於裝置正面側，2個熱處理塔32、33位於裝置背面側。又，於熱處理塔32、33之正面側設置有未圖示之隔熱壁。藉由抗蝕劑塗佈處理部31與熱處理塔32、33隔開配置並設置有隔熱壁，而避免自熱處理塔32、33對抗蝕劑塗佈處理部31帶來熱影響。
如圖2所示，抗蝕劑塗佈處理部31係沿上下積層配置有具有相同結構之4個塗佈處理單元SC而構成。各個塗佈處理單元SC包括：以大致水平姿勢吸附保持基板W並使之於大致水平面內旋轉之旋轉夾盤36；向保持於該旋轉夾盤36上之基板W噴射抗蝕劑之塗佈液之塗佈噴嘴37；使旋轉夾盤36旋轉驅動之旋轉馬達(省略圖示)；以及圍繞保持於旋轉夾盤36上之基板W周圍之杯狀物(省略圖示)等。
如圖3所示，於熱處理塔32沿上下積層配置有：2個加熱單元HP，其具有將基板W加熱至特定溫度為止之熱板；以及2個冷卻單元CP，其具有對經加熱之基板W進行冷卻而使之溫度降低至特定溫度為止並將基板W維持於該特定溫度之冷卻板。另一方面，於熱處理塔33亦沿上下積層配置有2個加熱單元HP及2個冷卻單元CP。
如圖4所示，搬送機器人TR2具有與搬送機器人TR1相同之構成，包括搬送臂34a、34b，且使該以大致水平姿勢保持基板W之搬送臂34a、34b呈上下2段地接近。搬送臂34a、34b以自「C」字形臂之內側向內部突出之複數個銷自下方支撐基板W之周緣。搬送臂34a、34b搭載於搬送頭38上。搬送頭38可藉由省略圖示之驅動機構而進行沿垂直方向(Z軸方向)之升降移動及沿垂直方向之繞軸心之旋轉動作。又，搬送頭38可藉由省略圖示之滑動機構而使搬送臂34a、34b相互獨立地於水平方向進退移動。由此，搬送臂34a、34b分別進行升降移動、水平面內之旋轉動作以及沿旋轉半徑方向之進退移動。由此，搬送機器人TR2可使2個搬送臂34a、34b分別個別地對設置於基板載置部PASS3、PASS4、熱處理塔32、33之熱處理單元、設置於抗蝕劑塗佈處理部31之4個塗佈處理單元SC及後述之基板載置部PASS5、PASS6進行存取，從而於與該些之間進行基板W之交接。
其次，說明顯影處理塊40。以夾持於抗蝕劑塗佈塊30與界面塊50之間之方式設置顯影處理塊40。於該顯影處理塊40與抗蝕劑塗佈塊30之間亦設置有環境氣體阻斷用之隔離壁35。於該隔離壁35沿上下積層設置有載置基板W之2個基板載置部PASS5、PASS6以於抗蝕劑塗佈塊30與顯影處理塊40之間進行基板W之交接。基板載置部PASS5、PASS6具有與上述基板載置部PASS1、PASS2相同之構成。
上側之基板載置部PASS5用於自抗蝕劑塗佈塊30向顯影處理塊40搬送基板W。即，顯影處理塊40之搬送機器人TR3接受由抗蝕劑塗佈塊30之搬送機器人TR2載置於基板載置部PASS5上之基板W。另一方面，下側之基板載置部PASS6用於自顯影處理塊40向抗蝕劑塗佈塊30搬送基板W。即，抗蝕劑塗佈塊30之搬送機器人TR2接受由顯影處理塊40之搬送機器人TR3載置於基板載置部PASS6上之基板W。
基板載置部PASS5、PASS6部分性地貫通隔離壁35之一部分而設置。又，於基板載置部PASS5、PASS6設置有檢測基板W之有無之光學式感測器(省略圖示)，基於各感測器之檢測信號而判斷搬送機器人TR2、TR3是否處於可將基板W交接給基板載置部PASS5、PASS6之狀態。
顯影處理塊40係用以對曝光處理後之基板W進行顯影處理之處理塊。顯影處理塊40包括：顯影處理部41，其對圖案經曝光之基板W供給顯影液而進行顯影處理；熱處理塔42、43，其進行顯影處理後之熱處理；以及搬送機器人TR3，其對顯影處理部41及熱處理塔42、43進行基板W之交接。
如圖2所示，顯影處理部41係沿上下積層配置有具有相同結構之5個顯影處理單元SD而構成。各個顯影處理單元SD包括：以大致水平姿勢吸附保持基板W並使之於大致水平面內旋轉之旋轉夾盤46；向保持於該旋轉夾盤46上之基板W供給顯影液之噴嘴47；使旋轉夾盤46旋轉驅動之旋轉馬達(省略圖示)；以及圍繞保持於旋轉夾盤46上之基板W周圍之杯狀物(省略圖示)等。
如圖3所示，於熱處理塔42沿上下積層配置有：2個加熱單元HP，其具有將基板W加熱至特定溫度為止之熱板；以及2個冷卻單元CP，其具有對經加熱之基板W進行冷卻而使之溫度降低至特定溫度為止並將基板W維持於該特定溫度之冷卻板。另一方面，於熱處理塔43亦沿上下積層配置有2個加熱單元HP及2個冷卻單元CP。
又，用以於顯影處理塊40與界面塊50之間進行基板W之交接之2個基板載置部PASS7、PASS8沿上下接近地組入於熱處理塔43。上側之基板載置部PASS7用於自顯影處理塊40向界面塊50搬送基板W。即，界面塊50之搬送機器人T4接受由顯影處理塊40之搬送機器人TR3載置於基板載置部PASS7上之基板W。另一方面，下側之基板載置部PASS8用於自界面塊50向顯影處理塊40搬送基板W。即，顯影處理塊40之搬送機器人TR3接受由界面塊50之搬送機器人TR4載置於基板載置部PASS8上之基板W。再者，基板載置部PASS7、PASS8相對於顯影處理塊40之搬送機器人TR3與界面塊50之搬送機器人TR4之兩側而開口。
搬送機器人TR3包括搬送臂44a、44b，且使該以大致水平姿勢保持基板W之搬送臂44a、44b上下接近。搬送臂44a、44b以自「C」字形臂之內側向內部突出之複數個銷自下方支撐基板W之周緣。搬送臂44a、44b搭載於搬送頭48上。搬送頭48可藉由省略圖示之驅動機構而進行沿垂直方向(Z軸方向)之升降移動及沿垂直方向之繞軸心之旋轉動作。又，搬送頭48可藉由省略圖示之滑動機構而使搬送臂44a、44b相互獨立地於水平方向進退移動。由此，搬送臂44a、44b分別進行升降移動、水平面內之旋轉動作以及沿旋轉半徑方向之進退移動。由此，搬送機器人TR3可使2個搬送臂44a、44b分別個別地對設置於基板載置部PASS5、PASS6、熱處理塔42、43上之熱處理單元，設置於顯影處理部41上之5個顯影處理單元SD及熱處理塔43之基板載置部PASS7、PASS8進行存取，從而於與該些之間進行基板W之交接。
其次，說明界面塊50。界面塊50係如下處理塊，其與顯影處理塊40相鄰地配置，將塗佈形成有抗蝕膜之未曝光基板W傳遞至與基板處理裝置1分開之作為外部裝置之曝光單元EXP，且自曝光單元EXP接受曝光完畢之基板W並傳遞至顯影處理塊40。
圖5係界面塊50之側視圖。界面塊50包括：搬送機構IFR，其用以於與曝光單元EXP之間進行基板W之交接；以及搬送機器人TR4，其用以於與顯影處理塊40之熱處理塔43之間進行基板W之交接。又，界面塊50包括：周緣曝光單元EEW，其對形成有抗蝕膜之基板W之周緣部進行曝光；以及1個閃光烘烤單元FLB，其照射閃光而對基板W之表面瞬間加熱。
如圖2所示，周緣曝光單元EEW包括以大致水平姿勢吸附保持基板W並使之於大致水平面內旋轉之旋轉夾盤56及將光照射至保持於旋轉夾盤56上之基板W之周緣而進行曝光之光照射器57。周緣曝光單元EEW配置於界面單元50之最上部，搬送機器人TR4對該處理單元進行基板W之交接。
於周緣曝光單元EEW之下方空間且搬送機構IFR之存取範圍內配置有閃光烘烤單元FLB。至於該閃光烘烤單元FLB之詳細構成下文會進一步敍述。搬送機構IFR對閃光烘烤單元FLB進行基板W之交接。
又，於作為周緣曝光單元EEW之下方空間且搬送機器人TR4與搬送機構IFR之間，沿上下積層配置有基板傳送用之傳送緩衝器SBF、基板返回用之返回緩衝器RBF、以及2個基板載置部PASS9、PASS10。上側之基板載置部PASS9用於將基板W自搬送機器人TR4傳遞至搬送機構IFR，下側之基板載置部PASS10用於將基板W自搬送機構IFR傳遞至搬送機器人TR4。
返回緩衝器RBF於因某種故障致使顯影處理塊40無法對曝光完畢之基板W進行顯影處理之情形時，於以閃光烘烤單元FLB進行曝光後烘烤處理之後，暫時收納保管該基板W。另一方面，傳送緩衝器SBF於曝光單元EXP無法接受未曝光之基板W時，暫時收納保管曝光處理前之基板W。返回緩衝器RBF及傳送緩衝器SBF均由可呈多段收納複數個基板W之收納擱板構成。再者，搬送機器人TR4對返回緩衝器RBF進行存取，搬送機構IFR對傳送緩衝器SBF進行存取。
與顯影處理塊40之熱處理塔43相鄰配置之搬送機器人TR4具有與搬送機器人TR1~TR3相同之構成，且包括搬送臂54a、54b，且使該以大致水平姿勢保持基板W之搬送臂54a、54b上下接近。搬送臂54a、54b以自「C」字形臂之內側向內部突出之複數個銷自下方支撐基板W之周緣。搬送臂54a、54b搭載於搬送頭58上。搬送頭58可藉由省略圖示之驅動機構而進行沿垂直方向(Z軸方向)之升降移動及沿垂直方向之繞軸心之旋轉動作。又，搬送頭58可藉由省略圖示之滑動機構而使搬送臂54a、54b相互獨立地於水平方向進退移動。
又，搬送機構IFR包括可進行升降移動以及沿垂直方向之繞軸心之旋轉動作之可動台52。於該可動台52上搭載有以水平姿勢保持基板W之2個保持臂53a、53b。保持臂53a、53b可相互獨立地於前後滑動移動。由此，保持臂53a、53b分別進行升降移動、水平面內之旋轉動作以及沿旋轉半徑方向之進退移動。
曝光單元EXP自搬送機構IFR接受以基板處理裝置進行了抗蝕劑塗佈之曝光前之基板W並進行曝光處理。以曝光單元EXP進行了曝光處理之基板W由搬送機構IFR接受。本實施形態之曝光單元EXP對形成有化學增幅型抗蝕膜之基板W以準分子雷射進行曝光處理。再者，曝光單元EXP亦可為對應於在投影光學系統與基板W之間充滿折射率較大之液體(例如，折射率n=1.44之純水)之狀態下進行曝光處理之所謂「液浸曝光處理」者。又，曝光單元EXP亦可為進行電子束曝光或EUV(Extreme Ultra Violet，遠紫外線)曝光等於真空中進行曝光處理者。
其次，說明設置於界面塊50之閃光烘烤單元FLB。圖6係表示閃光烘烤單元FLB之主要部分構成之圖。閃光烘烤單元FLB係藉由閃光照射而對曝光後之基板W進行曝光後烘烤處理之熱處理單元。
閃光烘烤單元FLB包括：腔室70，其收納基板W；冷卻板(Cooling Plate)81，其於腔室70內載置並保持基板W；排氣部77，其自腔室70進行排氣；加濕空氣供給部74，其向腔室70內供給加濕空氣；以及閃光照射部60，其對基板W照射閃光。又，閃光烘烤單元FLB包括控制該些各部分而使之執行曝光後烘烤處理之單元控制器90。
腔室70係設置於閃光照射部60之下方且可收納基板W之筐體。腔室窗69安裝於腔室70內之上部開口並被封閉。藉由腔室70之側壁、底壁及腔室窗69包圍之空間被規定為熱處理空間65。構成腔室70之頂部之腔室窗69係由石英形成之板狀構件，作為使自閃光照射部60射出之閃光透過熱處理空間65之石英窗而發揮功能。石英之透過光譜於波長未達300 nm時急遽降低。由此，石英之腔室窗69亦作為從自閃光燈FL照射至熱處理空間65之基板W之閃光中去除波長未達300 nm之光之濾波器而發揮功能。
於腔室70之側壁上設置有用以進行基板W之搬入及搬出之搬送開口部68。搬送開口部68可藉由省略圖示之擋閘而進行開閉。若開放搬送開口部68，則可藉由搬送機器人TR1對腔室70進行基板W之搬入與搬出。又，若封閉搬送開口部68，則熱處理空間65成為與外部之通氣被阻斷之密閉空間。
冷卻板81係內置有冷卻機構82之金屬製(例如鋁製)之大致圓板形之構件，於腔室70內載置基板W並將該基板W保持於水平姿勢(主面之法線方向沿垂直方向之姿勢)。作為冷卻機構82，可使用水冷管或帕耳帖元件等。冷卻機構82以均勻配置密度設置於至少冷卻板81中之與所載置基板W對向之區域。因此，冷卻機構82可均勻地冷卻該區域。冷卻機構82之冷卻溫度藉由單元控制器90進行控制，於本實施形態中，以維持半導體製造技術領域中之常溫即23℃之方式進行控制。
又，於冷卻板81之內部配置有使用熱電偶所構成之溫度感測器83。溫度感測器83測定冷卻板81之上表面附近之溫度。溫度感測器83之測定結果被傳達至單元控制器90。以藉由溫度感測器83測定之冷卻板81之溫度成為預先設定之特定溫度(於本實施形態中為23℃)之方式，藉由單元控制器90控制冷卻機構82。即，單元控制器90基於溫度感測器83之測定結果而反饋控制冷卻板81之溫度。再者，溫度感測器83亦可於與冷卻板81所載置之基板W對向之區域設置有複數個。
於冷卻板81之上表面配置有省略圖示之複數個(3個以上)接近球。接近球由例如氧化鋁(Al2 O3 )等之構件構成，且以其上端自冷卻板81之上表面僅微量突出之狀態配置。因此，於藉由複數個接近球支撐基板W時，於基板W之背面與冷卻板81之上表面之間形成有稱之為所謂接近間隙之微小間隔。再者，亦可於冷卻板81之上表面設置晶座，並經由該晶座支撐基板W。
經由複數個接近球而載置於冷卻板81上之基板W藉由冷卻板81而調節至常溫(23℃)。即，若基板W之溫度高於常溫，則將其冷卻至常溫為止。又，至於常溫附近之基板W，直接將該基板穩定地維持於常溫。
於冷卻板81上設置有出沒於其上表面之複數個(於本實施形態中為3個)升降銷84。3個升降銷84之上端高度位置處於同一水平面內。3個升降銷84藉由氣缸85統一沿垂直方向升降。各升降銷84沿上下貫通冷卻板81而設置之插通孔內側升降。若氣缸85使3個升降銷84上升，則各升降銷84之前端自冷卻板81之上表面突出。又，若氣缸85使3個升降銷84下降，則各升降銷84之前端埋入冷卻板81之插通孔內部。
加濕空氣供給部74向腔室70內供給經加濕之空氣。加濕空氣供給部74包括加濕空氣供給源75與閥門76，藉由開啟閥門76而向腔室70內之熱處理空間65供給經加濕之空氣。再者，加濕空氣供給源75成為於內部包括冷凍器、加熱器、加濕器、化學物過濾器等、調節溫度與濕度且可供給去除了氨成分之加濕空氣之結構。
排氣部77包括排氣機構78與閥門79，藉由開啟閥門79而排出腔室70內之環境氣體。作為排氣機構78，可利用設置有基板處理裝置1之工廠之排氣設施。
閃光照射部60設置於腔室70之上方。閃光照射部60包括包含複數個閃光燈FL之光源、以及以覆蓋該光源上方之方式設置之反射器62而構成。閃光照射部60對腔室70內保持於冷卻板81上之基板W經由石英之腔室窗69自閃光燈FL照射閃光。
複數個閃光燈FL分別為具有長圓筒形之棒狀燈，以各自之長邊方向沿保持於冷卻板81上之基板W之主面(亦即沿水平方向)相互平行之方式呈平面狀排列。由此，藉由閃光燈FL之排列而形成之平面亦為水平面。
電源單元63與閃光照射部60連接，自該電源單元63對複數個閃光燈FL之各個供給電力。電源單元63包括蓄積用以發出閃光之電荷之電容器及調整流過閃光燈FL之電流波形之線圈等。
於本實施形態中，作為閃光燈FL使用氙閃光燈。氙閃光燈FL包括：於其內部封入氙氣且於其兩端部配置有與電源單元63之電容器連接之陽極及陰極之棒狀玻璃管(放電管)；以及附設於該玻璃管之外周面上之觸發電極。由於氙氣於電性方面為絕緣體，故即便於電容器蓄積有電荷，於通常狀態下於玻璃管內亦無電氣流過。然而，於對觸發電極施加高電壓而破壞絕緣之情形時，蓄積於電容器之電氣藉由兩端電極間之放電而瞬時流過玻璃管內，藉由此時之氙原子或氙分子之激發而放射出光。於此種氙閃光燈FL中，具有如下特徵：由於預先蓄積於電容器之靜電能量被轉換為0.1毫秒至100毫秒之極短光脈衝，故與連續點亮之光源相比，可照射極強之光。
又，反射器62於複數個閃光燈FL之上方以覆蓋全部閃光燈之方式設置。反射器62之基本功能係將自複數個閃光燈FL射出之閃光反射至熱處理空間65一側。反射器62用鋁合金板形成，其表面(面向閃光燈FL一側之面)藉由噴砂處理實施粗面化加工而呈現緞紋圖案。
單元控制器90控制設置於閃光烘烤單元FLB上之上述各種動作機構。作為單元控制器90之硬體之構成與普通電腦相同。即，單元控制器90包括進行各種運算處理之CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)、儲存基本程式之讀出專用之記憶體即ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)、儲存各種資訊之自由讀寫之記憶體即RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)以及預先儲存控制用應用程式及資料之磁盤等而構成。單元控制器90之CPU藉由執行特定之處理程式而進行閃光烘烤單元FLB中之處理。再者，單元控制器90亦可作為管理基板處理裝置1之整體之主控制器之下位控制器而設置。
其次，說明具有上述構成之基板處理裝置1中之基板處理之順序。於此處，首先簡單說明基板處理裝置1中之整體處理順序，之後說明閃光烘烤單元FLB中之處理。
於將未處理之基板W收納於載體C內之狀態下藉由AGV(automated guided vehicle，無人搬送車)等自裝置外部搬入分度器塊10。繼而，自分度器塊10進行未處理之基板W之提取。具體而言，分度器機器人IR自特定之載體C取出未處理之基板W並載置於上側之基板載置部PASS1。若將未處理之基板W載置於基板載置部PASS1上，則覆膜塊20之搬送機器人TR1接受該基板W並將其搬送至熱處理塔22之任一密接強化處理單元AHL。於密接強化處理單元AHL中，於HMDS之蒸氣環境氣體下對基板W進行熱處理，使基板W之密接性得以提高。藉由搬送機器人TR1取出密接強化處理結束後之基板W，搬送至熱處理塔22、23之任一冷卻單元CP進行冷卻。
已冷卻之基板W藉由搬送機器人TR1自冷卻單元CP搬送至基底塗佈處理部21之任一塗佈處理單元BRC。於塗佈處理單元BRC中，對基板W之表面供給抗反射膜之塗佈液並進行旋轉塗佈。
於塗佈處理結束之後，基板W藉由搬送機器人TR1搬送至熱處理塔22、23之任一加熱單元HP。藉由以加熱單元HP加熱基板W，將塗佈液乾燥並於基板W上燒結基底之抗反射膜。其後，藉由搬送機器人TR1將自加熱單元HP取出之基板W搬送至熱處理塔22、23之任一冷卻單元CP進行冷卻。冷卻後之基板W藉由搬送機器人TR1載置於基板載置部PASS3。
其次，若形成有抗反射膜之基板W被載置於基板載置部PASS3，則抗蝕劑塗佈塊30之搬送機器人TR2接受該基板W並將其搬送至熱處理塔32、33之任一冷卻單元CP且調節至特定溫度。繼而，搬送機器人TR2將溫度調節完畢之基板W搬送至抗蝕劑塗佈處理部31之任一塗佈處理單元SC。以塗佈處理單元SC將抗蝕膜之塗佈液旋轉塗佈於基板W上。於本實施形態中，作為抗蝕劑，使用化學增幅型抗蝕劑。
於抗蝕劑塗佈處理結束之後，自塗佈處理單元SC搬出之基板W藉由搬送機器人TR2搬送至熱處理塔32、33之任一加熱單元HP。藉由以加熱單元HP加熱基板W(Post Applied Bake，後烤)，將塗佈液乾燥並於基板W上形成抗蝕膜。其後，藉由搬送機器人TR2將自加熱單元HP取出之基板W搬送至熱處理塔32、33之任一冷卻單元CP進行冷卻。冷卻後之基板W藉由搬送機器人TR2載置於基板載置部PASS5。
若形成有抗蝕膜之基板W被載置於基板載置部PASS5，則顯影處理塊40之搬送機器人TR3接受該基板W並直接將其載置於基板載置部PASS7。然後，載置於基板載置部PASS7之基板W由界面塊50之搬送機器人TR4接受並搬入至周緣曝光單元EEW。於周緣曝光單元EEW中，進行基板W之端緣部之曝光處理(周緣曝光處理)。藉由搬送機器人TR4將周緣曝光處理結束後之基板W載置於基板載置部PASS9。然後，載置於基板載置部PASS9之基板W由搬送機構IFR接受並搬入至曝光單元EXP以供進行圖案曝光處理。於本實施形態中，由於使用化學增幅型抗蝕劑，故於基板W上所形成之抗蝕膜中已曝光之部分因光化學反應而生成酸。
圖案曝光處理結束後曝光完畢之基板W自曝光單元EXP再次返回至界面塊50，藉由搬送機構IFR搬送至閃光烘烤單元FLB。詳情將於下文敍述，但於閃光烘烤單元FLB中進行曝光後烘烤處理(Post Exposure Bake，曝光後烘)，即將因曝光時之光化學反應所生成之產物作為酸觸媒而使抗蝕劑樹脂進行交聯‧聚合等反應，從而進行使相對於顯影液之溶解度僅於曝光部分局部性地發生變化。
曝光後烘烤處理結束後之基板W藉由閃光烘烤單元FLB之冷卻板81進行冷卻，由此停止上述化學反應。繼而，基板W藉由搬送機構IFR而自閃光烘烤單元FLB取出並載置於基板載置部PASS10。若曝光後烘烤處理後之基板W載置於基板載置部PASS10，則搬送機器人TR4接受該基板並將其載置於熱處理塔43之基板載置部PASS8。
若將基板W載置於基板載置部PASS8，則顯影處理塊40之搬送機器人TR3接受該基板W並搬送至熱處理塔42、43之任一冷卻單元CP。於冷卻單元CP中，進一步冷卻曝光後已結束烘烤處理後之基板W，並準確地調節至特定溫度。其後，搬送機器人TR3自冷卻單元CP取出基板W並將其搬送至顯影處理部41之任一顯影處理單元SD。於顯影處理單元SD中，向基板W供給顯影液而使之進行顯影處理。顯影處理結束後不久，基板W藉由搬送機器人TR3搬送至熱處理塔42、43之任一加熱單元HP，其後再被搬送至任一冷卻單元CP。
其後，基板W藉由搬送機器人TR3載置於基板載置部PASS6。載置於基板載置部PASS6之基板W藉由抗蝕劑塗佈塊30之搬送機器人TR2直接載置於基板載置部PASS4。進而，載置於基板載置部PASS4之基板W藉由覆膜塊20之搬送機器人TR1直接載置於基板載置部PASS2，由此儲存於分度器塊10內。載置於基板載置部PASS2之處理完畢之基板W藉由分度器機器人IR收納於特定之載體C內。其後，收納有特定個數之處理完畢基板W之載體C被搬出至裝置外部，從而結束一系列光微影處理。
進而說明閃光烘烤單元FLB中之處理。圖7係表示閃光烘烤單元FLB中之基板W之處理順序之流程圖。又，圖8係表示基板W之表面溫度變化之圖。以下說明之閃光烘烤單元FLB中之處理順序係藉由單元控制器90控制閃光烘烤單元FLB之各動作機構而進行。
首先，使熱處理空間65成為密閉空間，且將腔室70內置換為加濕空氣環境(步驟S1)。即，自加濕空氣供給部74向腔室70內供給經加濕之空氣，並且藉由排氣部77進行自腔室70之排氣。由此，將腔室70內之空氣置換為已調節成特定溫度與濕度之空氣，熱處理空間65成為加濕空氣環境。
其次，開啟省略圖示之擋閘而開放搬送開口部68，藉由搬送機構IFR經由搬送開口部68，將剛剛進行了圖案曝光後之基板W搬入至腔室70內(步驟S2)。具體而言，自曝光單元EXP接受已結束圖案曝光後之基板W之搬送機構IFR之保持臂53a(或53b)自搬送開口部68進入腔室70內，於冷卻板81之正上方停止。繼而，3個升降銷84上升，自保持臂53a接受基板W。其後，搬送機構IFR之保持臂53a自腔室70退出，並且封閉搬送開口部68。
搬送機構IFR之保持臂53a退出之後，支撐曝光後之基板W之3個升降銷84下降而埋入至冷卻板81之插通孔內部。於升降銷84下降之過程中，於時刻t1基板W自升降銷84被傳遞至冷卻板81之上表面，並以水平姿勢載置‧保持於該上表面。於交接給冷卻板81之時刻t1之時間點之基板W之溫度與設置有基板處理裝置1之環境之溫度相同，大致為常溫。
又，冷卻板81藉由冷卻機構82預先調節至常溫(23℃)。單元控制器90基於溫度感測器83之測定結果而以使冷卻板81之溫度為23℃之方式控制冷卻機構82。藉由升降銷84下降而將基板W載置於被調節為常溫之冷卻板81，自時刻t1開始藉由冷卻板81對基板W進行溫度調節。由此，將基板W準確地調節為23℃，其結果可使批次中所包含之複數個基板W間之溫度歷史均勻性得以提高。
腔室70內之熱處理空間65形成加濕空氣環境，於將基板W保持於冷卻板81上並調節溫度至23℃後，於時刻t2藉由單元控制器90之控制自閃光照射部60之閃光燈FL向保持於冷卻板81上之基板W之表面照射閃光(步驟S3)。自閃光燈FL放射之閃光之一部分直接射向腔室70內之熱處理空間65，其他部分一度藉由反射器62反射之後射向熱處理空間65。藉由此種閃光之照射，基板W之表面受到閃光加熱。
自閃光燈FL照射之閃光為預先蓄積之靜電能量被轉換為極短之光脈衝之照射時間為0.1毫秒以上100毫秒以下程度之極短強閃光。自閃光燈FL照射閃光之基板W之表面溫度瞬間上升至處理溫度T1，其後急遽下降至常溫。藉由此種閃光加熱，以藉由圖案曝光時之光化學反應於化學增幅型抗蝕膜中所生成之活性種作為酸觸媒使之進行抗蝕劑樹脂之交聯‧聚合等之連鎖反應。由此，進行使抗蝕膜對顯影液之溶解度僅於曝光部分局部性地發生變化之曝光後烘烤處理。即，於本實施形態中，藉由閃光照射瞬間提高基板W之表面溫度，進行曝光後烘烤處理。
照射閃光，自基板W之表面溫度開始上升之時刻t2至下降至常溫之時刻t3之時間為1秒以下。即使為此種1秒以下之短時間，藉由自閃光燈FL照射高強度之閃光，可使利用觸媒反應之化學反應確實得以執行。
即使於閃光照射所作之曝光後烘烤處理結束後，藉由將基板W持續保持於冷卻板81上進行冷卻，使之維持於常溫(步驟S4)。又，於閃光照射之前後，持續自加濕空氣供給部74向腔室70內供給加濕空氣，並且由排氣部77繼續進行自腔室70之排氣。由此，將閃光加熱時及其前後之基板W維持於常溫時，腔室70內繼續成為加濕空氣環境氣體。
不久，於經過特定時間到達時刻t4之時間點，3個升降銷84上升，將載置於冷卻板81上之基板W上推而使之與冷卻板81分離。其後，再次開放搬送開口部68，搬送機構IFR之保持臂53a(或53b)自搬送開口部68進入腔室70內，於基板W之正下方停止。繼而，藉由升降銷84下降，基板W自升降銷84傳遞至保持臂53a。然後，接受基板W之搬送機構IFR之保持臂53a自腔室70退出，由此將基板W自腔室70搬出，閃光烘烤單元FLB中之曝光後烘烤處理結束(步驟S5)。
於本實施形態中，藉由來自閃光燈FL之閃光照射，進行圖案曝光後對基板W之曝光後烘烤處理。閃光照射所作之閃光加熱處理為處理時間於1秒以下之極短時間之處理。於此處，曝光後烘烤處理時酸觸媒之擴散長度用2(D‧t)1/2 表示。t為曝光後烘烤處理時間。D為抗蝕膜中酸觸媒之擴散係數，為藉由化學增幅型抗蝕劑之種類決定之常數。從而，若為同一種化學增幅型抗蝕劑，則酸觸媒之擴散長度依賴於曝光後烘烤處理之時間t，曝光後烘烤處理時間t越長，酸觸媒之擴散長度亦越長。
於載置於熱板上加熱之先前之曝光後烘烤處理中，基板W達到目標溫度至少要30秒以上。與之相比，閃光照射所作之曝光後烘烤處理所需之時間為短至1秒以下之極短時間，可將曝光後烘烤處理時之酸之擴散長度較之先前抑制得顯著地短。若可將酸之擴散長度抑制得較短，則可提高圖案曝光之尺寸精度，並且可謀求圖案粗糙度之降低，亦可與近年來圖案尺寸之急遽微細化相對應。
又，由於閃光照射所作之曝光後烘烤處理所需之時間足夠極短，故可將閃光烘烤單元FLB中之處理時間定為顯著短之時間，作為其結果可使基板處理裝置1中之產量得以提高。
此外，若曝光後處理所需之時間為短時間，則即使於基板處理裝置1中僅載置1個閃光烘烤單元FLB，曝光後烘烤處理亦不會決定整個基板處理裝置1之反應速率。從而，為得以與先前同等之產量，可顯著地減少載置於基板處理裝置1上之單元數量，使裝置尺寸變得緊湊，並且亦可抑制功耗之增加。
然而，曝光後烘烤處理之溫度亦往往因化學增幅型抗蝕劑之種類而異。因而，於持續處理形成有不同種類之抗蝕膜之基板W之情形時，於使用先前之熱板之曝光後烘烤處理中，為使熱板溫度變更至所希望之溫度，需要相應之時間，由於必需花費該時間待機，從而導致產量降低。若為本實施形態之閃光烘烤單元FLB，則藉由使來自閃光燈FL之閃光照射之強度發生變化，亦可容易地變更基板W之加熱溫度，故即使為形成有不同種類之抗蝕膜之基板W，亦可無溫度變更所費之待機時間而連續地進行曝光後烘烤處理。其結果為，即使為連續處理形成了不同種類之抗蝕膜之基板W之情形，亦可防止基板處理裝置1之產量降低。再者，來自閃光燈FL之閃光照射之強度例如可藉由使電源單元63中對電容器之充電電壓發生變化而改變。
又，本實施形態之閃光烘烤單元FLB具有冷卻板81，藉由該冷卻板81將閃光照射前之基板W準確地調節至常溫。因此，可使連續處理之複數個基板W間之溫度歷史變均勻，可謀求曝光後烘烤處理後之圖案尺寸精度之提高，以及可謀求圖案粗糙度之降低。
冷卻板81藉由冷卻剛剛進行閃光照射後之基板W，亦承擔確實使利用了酸觸媒之化學反應停止之作用。藉由冷卻板81冷卻剛剛進行閃光照射後之基板W，由此可使基板W之表面溫度自藉由閃光照射開始上升之時刻t2至下降到常溫之時刻t3之時間為恆定，可使溫度歷史恆定，使曝光後烘烤處理後之圖案尺寸精度得以提高。又，於閃光烘烤單元FLB中具有冷卻板81，由此可防止向保持住基板W之構件蓄熱，使複數個基板W間之溫度歷史變均勻。
又，於本實施形態中，由於藉由閃光照射進行基板W之曝光後烘烤處理，因此同時統一處理基板W之整個表面成為可能。由此，可防止起因於處理時間差之圖案尺寸之均勻性降低。
又，化學增幅型抗蝕劑以藉由波長未達300 nm之光而感光者居多。本實施形態之閃光烘烤單元FLB具有石英之腔室窗69，由此自由閃光燈FL照射至熱處理空間65之基板W之閃光中去除波長未達300 nm之光。儘管自氙閃光燈放射之閃光中不太包含波長未達300 nm之光，但藉由石英之腔室窗69可自閃光中去除波長未達300 nm之光，由此確實防止於曝光後烘烤處理時藉由閃光使抗蝕膜感光。
又，於本實施形態中，於界面塊50中配置有進行曝光後烘烤處理之閃光烘烤單元FLB，使得藉由搬送機構IFR對該閃光烘烤單元FLB進行基板W之交接。因此，於藉由搬送機構IFR自曝光單元EXP接受圖案曝光處理結束後曝光完畢之基板W之後，直接搬送至閃光烘烤單元FLB，進行曝光後烘烤處理。其結果為，於圖案曝光處理結束之後至進行曝光後烘烤處理之時間(PED：Post Exposure Delay，曝光後延時)儘量縮短，可使曝光後烘烤處理後之圖案尺寸精度得以提高。
以上，儘管說明了本發明之實施形態，但本發明於不脫離其宗旨之限度內除上述內容以外還可進行各種變更。例如，於基板處理裝置1之界面塊50中，儘管載置有1個閃光烘烤單元FLB，但並不限定於此，亦可載置有複數個閃光烘烤單元FLB。此時，亦可預備一部分閃光烘烤單元FLB。
當然，由於於藉由閃光照射進行曝光後烘烤處理之閃光烘烤單元FLB中之處理時間為顯著短之時間，故即使為1個閃光烘烤單元FLB，曝光後烘烤處理亦不會決定整個基板處理裝置1之反應速率。若載置數量為1個已足夠，則即使為界面塊50之空置空間少之情形，亦可將閃光烘烤單元FLB設置於界面塊50內。由此，搬送機構IFR將自曝光單元EXP接受之曝光完畢之基板W直接搬送至閃光烘烤單元FLB，可縮短PED。
又，進行曝光後烘烤處理之閃光烘烤單元FLB亦可配置於顯影處理塊40之熱處理塔43上，而不是配置於界面塊50上。此時，藉由搬送機器人TR4將搬送機構IFR自曝光單元EXP所接受之曝光完畢之基板W搬送至閃光烘烤單元FLB。即，基板處理裝置1之構成並不限定於圖1至圖5所示之形態，若將對曝光後之基板W進行曝光後烘烤處理之閃光烘烤單元FLB組入至任一位置之基板處理裝置，則採用各種配置構成成為可能。
又，於上述實施形態中，雖將閃光烘烤單元FLB中之曝光後烘烤處理結束後之基板W搬送至熱處理塔42、43之任一冷卻單元CP而準確地調節至特定溫度，但由於亦藉由閃光烘烤單元FLB之冷卻板81於閃光照射後進行溫度調節，故亦可省略冷卻板CP中之溫度調節處理。
又，於電源單元63中設置有絕緣柵雙極電晶體(IGBT)等開關元件，藉由該開關元件控制流過閃光燈FL之電流，由此亦可改變閃光照射之強度，變更閃光加熱時之處理溫度T1。又，亦可於電源單元63中設置有容量不同之2種電容器，藉由切換該2種電容器以改變閃光照射之強度。
又，於上述實施形態中，儘管可藉由閃光照射進行曝光後烘烤處理，但並不限定於此，亦可藉由閃光照射執行於基板處理裝置1中所進行之其它加熱處理。例如，亦可將加熱塗佈有抗反射膜或抗蝕膜之塗佈液之基板W並對該膜進行燒結之加熱處理(Post Applied Bake：後烤)於閃光烘烤單元FLB中藉由閃光照射進行。又，亦可進行向顯影處理結束後之基板W照射閃光以進行乾燥之加熱處理。
又，藉由本發明之熱處理技術成為處理對象之基板W並不限定於半導體晶圓，亦可為用於液晶顯示裝置等之玻璃基板或太陽電池用之基板。
1．．．基板處理裝置
10．．．分度器塊
20．．．覆膜塊
30．．．抗蝕劑塗佈塊
40．．．顯影處理塊
50．．．界面塊
60．．．閃光照射部
65．．．熱處理空間
69．．．腔室窗
70．．．腔室
74．．．加濕空氣供給部
77．．．排氣部
81．．．冷卻板
84．．．升降銷
90．．．單元控制器
BRC、SC．．．塗佈處理單元
CP．．．冷卻單元
FL．．．閃光燈
FLB．．．閃光烘烤單元
HP．．．加熱單元
IFR．．．搬送機構
PASS1~PASS10．．．基板載置部
SD．．．顯影處理單元
TR1、TR2、TR3、TR4．．．搬送機器人
W．．．基板
圖1係組入有本發明之熱處理裝置之基板處理裝置之俯視圖。
圖2係圖1之基板處理裝置之液體處理部之前視圖。
圖3係圖1之基板處理裝置之熱處理部之前視圖。
圖4係表示圖1之基板處理裝置之搬送機器人與基板載置部之配置構成之圖。
圖5係圖1之基板處理裝置之界面塊之側視圖。
圖6係表示閃光烘烤單元之主要構成之圖。
圖7係表示閃光烘烤單元中之基板處理順序之流程圖。
圖8係表示基板表面溫度變化之圖。
60．．．閃光照射部
62．．．反射器
63．．．電源單元
65．．．熱處理空間
68．．．搬送開口部
69．．．腔室窗
70．．．腔室
74．．．加濕空氣供給部
75．．．加濕空氣供給源
76．．．閥門
77．．．排氣部
78．．．排氣機構
79．．．閥門
81．．．冷卻板
82．．．冷卻機構
83．．．溫度感測器
84．．．升降銷
85．．．氣缸
90．．．單元控制器
FL．．．閃光燈
FLB．．．閃光烘烤單元
W．．．基板

Claims (6)

  1. 一種熱處理方法，其係對曝光後之基板進行曝光後烘烤處理之熱處理方法，其特徵在於包括：收納步驟，於對形成於基板表面之化學增幅型抗蝕膜進行曝光處理之後，將該基板收納於腔室內；以及閃光照射步驟，向收納於上述腔室內之上述基板表面照射閃光而進行曝光後烘烤處理，其中一面將上述基板保持於上述腔室內之冷卻板上一面進行閃光照射。
  2. 如請求項1之熱處理方法，其中包括：排氣步驟，自上述腔室進行排氣；以及加濕空氣供給步驟，向上述腔室內供給加濕空氣。
  3. 如請求項1之熱處理方法，其中於閃光照射之前後持續將上述基板保持於上述冷卻板上。
  4. 如請求項1之熱處理方法，其中於上述閃光照射步驟中之藉由閃光照射而進行之加熱處理時間為1秒以下。
  5. 如請求項1至4中任一項之熱處理方法，其中自照射至上述基板表面之閃光中去除波長未達300nm之光。
  6. 一種熱處理裝置，其係對曝光後之基板進行曝光後烘烤處理者，其特徵在於包括：腔室，其收納對形成於表面之化學增幅型抗蝕膜實施了曝光處理之基板；冷卻板，其於上述腔室內載置並保持上述基板；排氣機構，其自上述腔室進行排氣； 加濕空氣供給機構，其向上述腔室內供給加濕空氣；閃光燈，其向保持於上述冷卻板上之上述基板照射閃光；以及濾波器，其從自上述閃光燈照射至上述基板之閃光中去除波長未達300nm之光。
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