JP4849004B2 - 加熱装置、加熱方法及び塗布、現像装置並びに記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、例えばレジスト液が塗布された基板例えば半導体ウエハＷやＬＣＤ基板（液晶ディスプレイ用ガラス基板）等に対して加熱処理を行う加熱装置、加熱方法及び塗布、現像装置並びに記憶媒体に関する。

半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）や、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）用のガラス基板に対してレジストパターンを形成する装置として、ウエハに対してレジストを塗布し、また露光後のウエハを現像する塗布、現像装置が用いられている。この装置内には、ベーク装置等と呼ばれている加熱装置が組み込まれており、例えばレジストを塗布したウエハを加熱する装置にあっては、レジスト中の溶剤を乾燥させる役割を果たしている。

この加熱装置としては、例えば特許文献１に、図１３に示す装置が提案されている。この装置は、一方側がウエハＷを搬入出するために開口する扁平な加熱室１と、前記ウエハＷを上方側及び下方側から加熱するように、前記加熱室１に設けられた熱板１１，１２と、前記加熱室１の開口側に隣接するように設けられ、熱板１１，１２で加熱されたウエハＷを冷却するための冷却プレート１３とを備え、冷却プレート１３の上方側の位置と加熱室２の内部との間でワイヤ１４，１５により搬送するように構成されている。

このような装置では、ウエハを加熱する熱板の上方領域をカバーで覆って気流の通路を形成し、この通路の一方の開口から他方側に流れる、いわば一方向流の気流を形成しながら加熱処理を行うことにより、レジストから昇華した昇華物がパーティクルとしてウエハＷに付着することを低減でき、またオーバーヘッドタイムを削減して高いスループットを確保することができるという効果がある。

ところで塗布、現像装置に複数の上述の加熱装置を組み込む場合、１台の加熱装置においては１時間当たりの処理枚数が例えば３５枚程度のスループットを得ることができるが、前記塗布、現像装置ではさらに高スループット化が要請されており、このため１台の加熱装置において１時間当たりの処理枚数が例えば４５枚程度のさらなるスループットの向上が求められている。これに対応するためにはウエハＷの加熱処理や粗熱取り以外の作業時間（オーバーヘッドタイム）をさらに削減することが必要であり、このためには基板搬送手段による加熱装置に対する処理前のウエハＷの受け渡しと処理後のウエハＷの受け取りとの時間を短縮することも有効であると考えられるが、上述の特許文献１にはこの点については何ら言及されていない。

特開２００７−６９１７８号公報

本発明は、このような事情の下になされたものであり、その目的は、加熱装置において、スループットの向上を図ることができる技術を提供することにある。

このため本発明の加熱装置は、塗布膜が塗布された基板を加熱処理するための、基板搬送手段により基板が搬送される加熱装置において、
水平軸のまわりに回動し、回動軸が互いに平行になるように前後に配置された一対の回動体と、
これら回動体の間に架け渡されて周回軌道に沿って移動し、互いの離間距離が基板の幅よりも大きい一対のタイミングベルトと、
前記一対のタイミングベルトにその両端が夫々接続されると共に各々前記回動軸と平行に伸び、その上に基板を載置して基板の搬送路に沿って搬送するために、搬送路に沿って互に離間して配置した複数の搬送部材であるワイヤと、
前記搬送路の上流端に設けられ、前記基板搬送手段とワイヤとの間で基板の受け渡しを行なうための搬入用受け渡し部と、
前記搬送路の上流端と下流端との間にて基板の搬送路の下方側及び上方側に夫々設けられた、基板を加熱するための第１の熱板及び第２の熱板と、
前記熱板の下流側に設けられ、前記基板搬送手段とワイヤとの間で基板の受け渡しを行うための搬出用受け渡し部を構成し、前記熱板により加熱された基板をその上に載置して冷却するための冷却プレートと、
この冷却プレートを前記ワイヤよりも下方位置と上方位置との間で昇降させるための昇降機構と、を備え、
前記冷却プレートには、ワイヤの配列に対応してワイヤに沿って伸びる溝部が形成され、前記冷却プレートが上昇して前記溝部内にワイヤが潜り込み、これによりワイヤ上の基板が当該冷却プレート上に受け渡されることを特徴とする。

また前記タイミングベルトを前記周回軌道に沿って移動させるために、前記一対の回動体の少なくとも一方を回転駆動させるためのモータを備えるように構成してもよい。さらに前記搬送路部材のタイミングベルトは、少なくともその外表面に、Ｎ極とＳ極とが交互に配列される電磁石が設けられるように構成され、前記タイミングベルトを前記周回軌道に沿って移動させるための、Ｎ極とＳ極とが交互に配列されると共に磁性の切り替えが行われる駆動電磁石を備えるように構成してもよく、このような構成では電磁石の反発作用により前記タイミングベルトは駆動電磁石により非接触で駆動される。

また加熱装置は、基板を下方側から加熱するために搬送路部材の下方側に設けられた第１の熱板と、基板を上方側から加熱するために、前記第１の熱板と対向するように設けられた第２の熱板と、を備えることが望ましい。さらに加熱装置は、前記搬送路部材の移動方向から見て左右側の一方に設けられ、第１の熱板と第２の熱板との間にガスを吐出して前記基板の幅をカバーできる幅の気流を形成するためのガス吐出部と、前記搬送路部材の移動方向から見て左右側の他方に設けられ、前記第１の熱板と第２の熱板との間からガスを吸引するための基板の幅をカバーできる幅に形成された吸引排気口と、を備えるように構成してもよい。さらに前記搬出用受け渡し部は、熱板により加熱された基板を冷却するための冷却プレートを備えるように構成することもできる。

さらに本発明の塗布、現像装置は、複数の基板を収納したキャリアが搬入出されるキャリアブロックと、前記キャリアから取り出された基板の表面にレジストを塗布する塗布部と、基板を加熱する加熱部と、加熱された基板を冷却する冷却部と、露光後の基板を現像する現像処理部と、を含む処理ブロックと、この処理ブロックと露光装置との間で基板の受け渡しを行なうインターフェース部と、を備えた塗布、現像装置において、前記加熱部として、前記加熱装置を用いることを特徴とする。

更にまた本発明の加熱方法は、基板搬送手段により基板が搬送される加熱装置にて、塗布膜が塗布された基板を加熱処理する加熱方法において、
水平軸のまわりに回動し、回動軸が互いに平行になるように前後に配置された一対の回動体と、
これら回動体の間に架け渡されて周回軌道に沿って移動し、互いの離間距離が基板の幅よりも大きい一対のタイミングベルトと、
前記一対のタイミングベルトにその両端が夫々接続されると共に各々前記回動軸と平行に伸び、その上に基板を載置して基板の搬送路に沿って搬送するために、搬送路に沿って互に離間して配置した複数の搬送部材であるワイヤと、を備えた加熱装置を用い、
前記搬送路の上流側に設けられた搬入用受け渡し部を介して前記基板搬送手段から基板をワイヤの上に受け渡す工程と、
次いで前記ワイヤにより基板を下流側に移動させ、基板の搬送路の下方側及び上方側に夫々設けられた第１の熱板及び第２の熱板により当該基板に対して熱処理を行う工程と、
次いで前記ワイヤにより基板を前記熱板の下流側に位置する搬出用受け渡し部の上方に移動させる工程と、
続いてワイヤの配列に対応してワイヤに沿って伸びる溝部が形成された、搬出用受け渡し部を構成する冷却プレートをワイヤの下方側から上昇させて前記溝部内にワイヤを潜り込ませ、これによりワイヤ上の基板を当該冷却プレート上に受け渡して基板を冷却する工程と、
しかる後、前記冷却プレートから前記基板搬送手段に基板を受け渡す工程と、
次いで基板が載置されていないワイヤを、前記搬出用受け渡し部から搬入用受け渡し部に戻るように周回軌道に沿って移動させる工程と、を含むことを特徴とする。

さらにまた本発明の記憶媒体は、塗布膜が塗布された基板を加熱処理するための加熱装置に用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記プログラムは、前記加熱方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする。

本発明によれば、基板搬送手段から搬入用受け渡し部に順次基板を受け渡し、この基板を順次下流側に移動させ、この基板が移動する間に、当該基板に対して熱処理を行ない、こうして熱処理が終了した基板を順次搬出用受け渡し部を介して前記基板搬送手段に受け渡している。このため本発明の加熱装置では、基板に対して流れ作業状態で熱処理を行うことができ、これにより複数の基板に対して熱処理を途切れることなく連続して行うことができるため、スループットの向上を図ることができる。また１つの加熱装置に対しては前記基板搬送手段によりアクセスされる箇所は、搬入用受け渡し部と搬出用受け渡し部との２箇所であるため、基板搬送手段の負荷が軽減され、スループットの向上を図ることができる。

本発明の加熱装置の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、前記装置の一実施の形態の概略斜視図を示し、図２は同平面図、図３は同側面図である。この加熱装置は、ウエハＷに対して熱処理を行うための図中Ｙ方向に伸びる加熱領域２と、この加熱領域２の長さ方向（Ｙ方向）の一方側に設けられた搬入用受け渡し部２１と、前記加熱領域２の長さ方向の他方側に設けられた搬出用受け渡し部２２とを備えている。

前記加熱領域２は、例えばその長さ方向の大きさは、複数枚例えば３枚のウエハＷが長さ方向に配列できる程度に設定され、その幅方向（図中Ｘ方向）の大きさは、例えば１枚のウエハＷに対して加熱処理を行なうために適した大きさに設定されている。そしてウエハＷは、搬送路部材３の上に載置されて前記加熱領域２内を、搬入用受け渡し部２１を上流側、搬出用受け渡し部２２を下流側とすると、前記上流側から下流側に搬送されるように構成されている。前記搬送路部材３は、水平軸のまわりに回動し、回動軸が互いに平行になるように前後に配置された一対の回動体３１，３２の間に架け渡されて周回軌道に沿って移動するように構成され、こうしてウエハＷの搬送路を形成するものである。具体的には、搬送路部材３は、前記回動軸と平行に伸び、その上にウエハＷが載置される複数の棒状の搬送部材と、前記搬送部材の両端に接続され、前記周回軌道に沿って移動する一対のタイミングベルト３３，３３とを備えており、前記タイミングベルト３３，３３は前記回動体３１，３２の間に巻き掛けられている。

前記搬送部材は前記回動体３１，３２の回動軸と平行に伸び、ウエハＷを載置して搬送する多数のワイヤ４よりなる。例えばこのワイヤ４の長さは、例えば図２に示すように加熱領域２の幅方向の長さをカバーする程度に設定されている。このようなワイヤ４は、例えばアラミド繊維（例えばデュポン社製ケプラー等）等の合成繊維や、炭化ケイ素繊維（例えば日本カーボン社製ニカロン等)、炭素繊維（例えば東レ社製等）等のセラミック繊維等の、２３℃〜２５０℃にてウエハＷを熱処理しても熱により変性しない耐熱性の材質により構成され、例えば直径が０．５ｍｍ程度の太さのものが用いられ、ウエハＷは互いに並行に設けられた２本のワイヤ４，４に保持されて搬送される。

また前記ワイヤ４には、例えば図４に示すように、例えばセラミックスや石英等により構成された基板ガイド４１が設けられており、外部の基板搬送手段５からワイヤ４にウエハＷが受け渡されるときには、この基板ガイド４１がウエハＷの外縁近傍に位置し、ウエハＷの位置ずれを防止した状態で受け渡されるようになっている。さらにワイヤ４には、例えばセラミックスや石英等により構成されたプロキシミティ部材４２が設けられており、これによりウエハＷは、ワイヤ４から例えば０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の僅かに浮上した状態で保持されるようになっている。

前記一対の回動体３１，３２は、それらの回動軸が、加熱領域２の幅方向に互いに平行に伸びるように設けられている。これら回動体３１，３２の長さは加熱領域２の幅方向の長さをカバーする程度に設定され、一方の回動体３１が前記搬入用受け渡し部２１の上流側に位置し、他方の回動体３２が前記搬出用受け渡し部２２の下流側に位置するように、互いに加熱領域２を挟んで対向するように夫々設けられている。こうして前記搬入用受け渡し部２１は、搬送路部材３により形成された搬送路の上流端に設けられ、搬出用受け渡し部２２は前記搬送路の下流端に設けられることになる。前記回動体３１は、例えば図１に示すように、モータＭにより回転駆動される駆動プーリよりなり、前記回動体３２は従動プーリよりなる。そして回動体３１，３２の長さ方向の両端には、夫々タイミングベルト３３，３３が巻き掛けられ、このタイミングベルト３３，３３に前記一対のワイヤ４が所定の間隔で設けられることになる。モータＭは後述する制御部１１０により駆動制御される。

こうして回動体３１，３２を回転駆動することにより、ワイヤ４が、搬入用受け渡し部２１から加熱領域２を通って搬出用受け渡し部２２側に移動し、次いで再び搬入用受け渡し部２１に戻るように周回軌道に沿って移動される。なお図１は搬送路部材３を説明するための斜視図であり、図示の便宜上後述する上部側の熱板や、タイミングベルト３３，３３の周回軌道の内部に設けられた部材等を省略して描いている。

前記加熱領域２には、例えば前記ワイヤ４の下方側及び上方側に、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）や炭化ケイ素（ＳｉＣ）製の熱板６１，６２が夫々設けられている。このうち下方側の熱板６１は第１の熱板に相当するものであって、ワイヤ４の周回軌道の内側に設けられ、上方側の熱板６２は第２の熱板に相当するものである。これら熱板６１，６２は、例えばその長さ方向の大きさは、前記加熱領域２に長さ方向に配列された複数枚例えば３枚のウエハＷをカバーできる程度に設定され、その幅方向（図中Ｘ方向）の大きさは、例えば１枚のウエハＷに対して加熱処理を行なうために適した大きさに設定されている。こうして上下の熱板６１，６２同士の間にウエハＷの加熱空間６３が形成され、この加熱空間６３の高さ方向の距離Ｌ１（図５参照）は、例えば５ｍｍ程度に設定される。

またこの熱板６１，６２の幅方向の一端側には例えば図５に示すように、前記加熱空間６５にガスを供給するためのガス吐出部７１が、前記熱板６１，６２の長さ方向の全体に亘って、これら熱板６１，６２同士の隙間を塞ぐように、熱板６１，６２と接触して設けられている。前記ガス吐出部７１は、前記ワイヤ４の通過領域をなす隙間７１ａを備えており、例えば前記隙間７１ａの上側と下側とから前記加熱空間６３に向かってガスを吐出するように構成されている。例えば前記ガス吐出部７１は、図示しない多数の小孔が吐出口として、加熱領域２の長さ方向に沿って夫々一定の間隔をおいて設けられており、この吐出口を介してガスが前記加熱空間６３に吐出されるようになっている。ガス吐出部７１はガス供給管７１ｂ、バルブＶ１を介して、クリーンなパージ用ガス例えば窒素ガスなどの不活性ガスが貯留されているガス供給源７１ｃに接続されている。このようなガス吐出部７１にはパージ用ガスの加熱手段を設けてもよく、例えば加熱手段としては、ガス吐出部７１の内部に伝熱板を設けると共に、この伝熱板に一端側が熱板６１（又は６２）に接続されたヒートパイプを接続して、熱板６１（又は６２）の熱をヒートパイプにより伝熱板に供給してパージ用ガスを加熱するものでもよいし、ガス供給管７１ｂの出口付近に設けたヒータによりパージ用ガスを加熱するものであってもよい。

一方この熱板６１，６２の幅方向の他端側には排気部７２が接続されている。前記ガス吐出部７１と排気部７２とは、ウエハＷが加熱領域２内にあるときに、ウエハＷを挟んでウエハＷの移動方向から見て右側と左側に夫々設けられており、これによりウエハＷの直径（幅）をカバーし、さらに加熱空間６３を前記右側から左側へ、即ちウエハＷの一端側から他端側へと流れるいわば一方向流ともいうべき気流を形成できるように設けられている。

この排気部７２は、前記熱板６１，６２の長さ方向の全体に亘って、これら熱板６１，６２同士の隙間を塞ぐように、熱板６１，６２と接触して設けられている。また排気部７２は、図５に示すように、前記ワイヤの通過領域をなす隙間７２ａを備えており、さらに例えば隙間７２ａの上側と下側から前記加熱空間６３内の雰囲気を排気するための図示しない吸引排気口が加熱領域２の長さ方向に沿って形成されている。この吸引排気口は例えば前記ガス吐出部７１と対向するように例えばスリット状に形成してもよいし、小孔を加熱領域２の長さ方向に沿って夫々一定の間隔をおいて設けたものであってもよい。このような排気部７２は排気管７２ｂ、バルブＶ２を介して、排気手段７２ｃ例えばエジェクタに接続されている。

ここで前記ガス吐出部７１の隙間７１ａや、排気部７２の隙間７２ａは夫々例えば３ｍｍ程度に形成され、これら隙間７１ａ，７２ａに前記ワイヤ４が入り込むようになっていて、前記タイミングベルト３３，３３はガス吐出部７１や、排気部７２の外側に位置するように構成されている。また前記ガス供給管７１ｂ、排気管７２ｂ等は、ワイヤ４の周回移動を阻害しないように設けられている。前記バルブＶ１、Ｖ２は後述する制御部１１０により制御されるように構成されている。

この際、前記ガス吐出部７１、排気部７２を加熱領域２の長さ方向に複数に分割して設け、夫々にガス供給路と排気路とを接続するように構成してもよい。この場合、搬入用受け渡し部２１の近傍領域では溶剤の揮発量が多く、搬出用受け渡し部２２の近傍領域では加熱処理終了直前であって溶剤の揮発量が少なくなることから、溶剤の揮発が多い領域と溶剤の揮発の少ない場所とにおいて、供給するガスの流量や排気量を変えるように構成してもよい。

前記搬入用受け渡し部２１は、例えばワイヤ４の周回軌道の内側領域に設けられた第１の冷却プレート８１を備えている。この第１の冷却プレート８１は、ウエハＷと略同じ直径を有する略円形板状に例えばアルミニウムにより形成され、その裏面側に設けられた図示しない冷却機構により、ウエハＷを粗冷却するように構成されている。

前記第１の冷却プレート８１には、前記ワイヤ４が潜り込むための溝部８１ａが、ワイヤ４が第１の受け渡し位置にあるときの、２本のワイヤ４，４に対応する位置に形成されている。ここで第１の受け渡し位置とは、図２及び図３に示すように、ワイヤ４が第１の冷却プレート８１の上方側に位置し、基板搬送手段５からワイヤ４上にウエハＷを受け渡すときの位置である。なお図１には溝部８１ａは描いておらず、図３には図示の便宜上溝部８１ａを大きく描いている。

また前記ワイヤ４の周回軌道の内側領域には、前記第１の冷却プレート８１を昇降させるための、第１の昇降ピン機構８２が設けられており、複数の昇降ピン８２ａが昇降自在に構成されていて、こうして第１の冷却プレート８１はワイヤ４に対して相対的に昇降自在に構成されている。なお冷却プレート８１を昇降させずに、ワイヤ４を昇降させることにより、冷却プレート８１をワイヤ４に対して相対的に昇降自在に構成するようにしてもよい。さらに第１の冷却プレート８１の周縁部の例えば４ヵ所には、図１及び図２に示すように当該冷却プレート８１の中心部に向けて切欠部８１ｂが形成されている。この切欠部８１ｂは、後述するように、前記基板搬送手段５と第１の冷却プレート８１との間でウエハＷの受け渡しを行なうときに必要なものである。

また前記搬出用受け渡し部２２は搬入用受け渡し部２１と同様に構成され、例えばワイヤ４の周回軌道の内側領域に、第２の冷却プレート８３が設けられている。この第２の冷却プレート８３は第１の冷却プレート８１と同様に構成され、前記ワイヤ４が潜り込むための溝部８３ａが、ワイヤ４が第２の受け渡し位置にあるときの、２本のワイヤ４，４に対応する位置に形成されている。ここで第２の受け渡し位置とは、図２及び図３に示すように、ワイヤ４が第２の冷却プレート８３の上方側に位置し、ワイヤ４から基板搬送手段５にウエハＷを受け渡すときの位置である。そして第２の冷却プレート８３には溝部８３ａと切欠部８３ｂとが形成されると共に、昇降ピン８４ａを昇降させる第２の昇降ピン機構８４が設けられている。図３中８５は、昇降ピン機構８２，８４が設けられるベースプレートである。

ここで前記基板搬送手段５の保持アーム５１の形状について説明する。前記保持アーム５１は、例えば図３及び図６に示すような、水平な馬蹄形状をなしており、保持アーム５１の前方には切欠部５３が形成されている。保持アーム５１の内周の大きさは、前記第１及び第２の冷却プレート８１，８３の直径よりも若干大きく形成されており、この内周における下部には内方へ向かう４つの突片５４が設けられ、これらの突片５４上にウエハＷが保持される。この突片５４は、前記冷却プレート８１，８３の外周の切欠部８１ｂ，８３ｂと対応する位置に設けられている。なお図６（ｂ）の冷却プレート８１，８３では溝部８１ａ，８３ａが省略されている。

保持アーム５１は昇降自在かつ進退自在、鉛直軸周りに回転自在及び前記Ｙ方向に移動自在に構成され、第１の冷却プレート８１にウエハＷを受け渡す際には、先ずワイヤ４を前記第１の受け渡し位置に位置させ、冷却プレート８１とワイヤ４との間から保持アーム５１が退却できるように、ワイヤ４を冷却プレート８１の溝部８１ａ内に下降させ、冷却プレート８１をワイヤ４の上方側に位置させる。ここで溝部８１ａの大きさは冷却プレート８１とワイヤ４との間から保持アーム５１が退却できる程度に設定されている。

そしてウエハＷを保持した保持アーム５１を搬入用受け渡し部２１の第１の冷却プレート８１の上方側に進入させる。ここで冷却プレート８１の外周の切欠部８１ｂは、夫々保持アーム５１の突片５４と対応する位置に設けられていることから、保持アーム５１が冷却プレート８１に対して上方から覆い被さるように下降することで、保持アーム５１上のウエハＷが冷却プレート８１に受け渡される。ウエハＷを受け渡した保持アーム５１は、ワイヤ４の上方側まで下降して、前方の切欠部５３が溝部８１ａの外側を通り抜けるように手前側に後退して退去するようになっている。

一方搬出用受け渡し部２２では、ワイヤ４によりウエハＷを前記第２の受け渡し位置へ搬送してから、ワイヤ４を溝部８３ａ内に下降させることにより第２の冷却プレート８３をワイヤ４の上方側まで上昇させて、当該第２の冷却プレート８３にウエハＷを受け渡し、次いで第２の冷却プレート８３とワイヤ４の間に基板搬送手段５を進入させてから上昇させることにより、第２の冷却プレート８３のウエハＷを保持アーム５１に受け渡す。ウエハＷを受け取った保持アーム５１は、そのまま後退して退去する。

そしてこの加熱装置は、当該装置にて行われる現像処理のレシピの管理や、基板搬送手段５との受け渡し、パージガスの供給や排気、搬送路部材３の駆動の制御を行うコンピュータからなる制御部１１０を備えている。この制御部１１０は、例えばコンピュータプログラムからなるプログラム格納部を有しており、プログラム格納部には、現像装置全体の作用、つまりウエハＷに対して所定の現像処理が実施されるようにステップ（命令）群を備えた例えばソフトウェアからなるプログラムが格納される。そしてこれらプログラムが制御部１１０に読み出されることにより、制御部１１０によって現像装置全体の作用が制御される。なおこのプログラムは、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカード等の記憶媒体に収納された状態でプログラム格納部に格納される。

次にこの加熱装置にて行なわれる加熱処理について、図７及び図８を用いて説明する。先ずワイヤ４を前記第１の受け渡し位置に位置した状態で停止させ、基板搬送手段５により、表面に塗布膜であるレジスト膜が塗布されたウエハＷ１を搬入し、ウエハＷ１を搬入用受け渡し部２１にて、既述のように第１の冷却プレート８１を介してワイヤ４上に受け渡す。

つまり先ず図７（ａ）に示すように、既述の手法にてウエハＷを第１の冷却プレート８１に受け渡した後、図７（ｂ）に示すように、第１の冷却プレート８１を下降させて、第１の冷却プレート８１上のウエハＷをワイヤ４に受け渡す。次いで第１の冷却プレート８１をさらに下降させ、図７（ｃ）に示すように、ウエハＷを保持するワイヤ４を加熱領域２側へ移動させる。加熱領域２の加熱空間６３内は、ウエハＷがワイヤ４により搬送されるまでに、熱板６１，６２により加熱され、例えば１００℃程度になっている。

加熱空間６３内にウエハＷがワイヤ４により保持された状態で搬入されると、バルブＶ１が開かれ、ガス供給源７１ｃからガス供給管７１ｂにパージ用ガスが供給される。当該パージ用ガスはガス吐出部７１で略１００℃に加熱されて、図示しない吐出口から加熱空間６３内へ向けて吐出される。この吐出口からパージ用ガスの吐出が開始されるのと略同時に、バルブＶ２が開き、排気手段７２ｃにより排気部７２を介して加熱空間６３内の排気が行なわれる。

こうして図５中、矢印で示すように、ガス吐出部７１から供給されたパージ用ガスは加熱空間６３の上部側熱板６１と下部側熱板６２との間を、搬出用受け渡し部２２側から見てウエハＷの左側から右側に流れ、ウエハＷの周囲を通過した後に、排気部７２に流入し、外部へ除去される。前記ウエハＷは加熱空間６３内をワイヤ４により保持された状態で移動していき、熱板６１，６２とは直接接触していないが、熱板６１，６２により伝熱性材料により構成された加熱空間６３を介して上下方向から加熱されると共に、加熱されたパージ用ガスがウエハＷの表面に沿って流れることでウエハＷを予め設定したプロセス温度で加熱できるように構成されている。

ここで、前記加熱空間６３の一方側に設けられたガス吐出部７１からは、ウエハＷの幅をカバーできる幅の気流が形成され、加熱空間６３の他方側に設けられた吸引排気口（図示せず）もウエハＷの幅をカバーできる幅に構成されているので、ウエハＷの周囲には、ウエハＷの幅をカバーできる幅の一方向流が形成される。このように熱板６１，６２の熱と一方向流とにより、ウエハＷに塗布されたレジスト液の加熱、乾燥が行われて、ウエハＷにレジスト膜が形成される。

このようにして加熱領域２内を移動しながら熱処理されたウエハＷ１は、図８（ａ）に示すように、搬出用受け渡し部２２にて一旦移動を停止する。つまりウエハＷ１を保持したワイヤ４を前記第２の受け渡し位置に位置させて停止する。なお図８中Ｗ２はウエハＷ１の後続のウエハであり、Ｗ３はウエハＷ２の後続のウエハであって、このように所定のタイミングで順次基板搬送手段５から搬入用受け渡し部２１に対してウエハＷの受け渡しが行われる。

そして図８（ｂ）に示すように、第２の冷却プレート８３を上昇させ、当該冷却プレート８３とウエハＷ１下面とを接触させるか、冷却プレート８３上面とウエハＷ下面との間に、例えば０．１ｍｍ程度の隙間を形成した状態で、冷却プレート８３によりウエハＷを冷却し、ウエハＷ１の粗熱取りを行なう。そして粗熱取りが終了した後、冷却プレート８３を介して、既述のように基板搬送手段５にウエハＷ１を受け渡す。ここで所定の加熱時間を確保するために、加熱領域２のウエハＷ１の移動方向の長さを調整してもよいし、ウエハＷ１の移動速度を制御するようにしてもよいし、途中で一旦停止するようにしてもよい。ウエハＷを受け渡したワイヤ４は、再び搬入用受け渡し部２１まで前記周回軌道に沿って移動する。

このような加熱装置はスループットの向上を図ることができる。つまり前記加熱装置では、基板搬送手段５から搬入用受け渡し部２１に所定のタイミングで順次ウエハＷが受け渡される。そして搬入用受け渡し部２１に受け渡されたウエハＷは、加熱領域２を移動しながら既述のように加熱処理が行われ、次いで搬出用受け渡し部２２に搬送される。この搬出用受け渡し部２２においては、加熱処理後のウエハＷが所定のタイミングで順次搬送されることになり、この加熱処理後のウエハＷは所定のタイミングで基板搬送手段５に受け渡される。

ここで本発明の加熱装置は加熱領域２において３枚のウエハＷが移動方向に配列できる程度の大きさに設定されているので、従来の加熱装置を横に３個配列する場合とスループットを比較すると、いずれの場合も加熱処理に要する時間はほぼ同じであるので、本発明の加熱装置において１枚のウエハＷに対して加熱処理が終了するタイミングで、順次ウエハＷを搬入用受け渡し部２１から搬入するようにすれば、本発明の加熱装置は従来の３個の加熱装置を用いて処理を行う場合に比べてスループットが大きくなる。

つまり本発明の加熱装置は、ウエハＷを移動させながら処理を行っており、前記所定のタイミングで搬入用受け渡し部２１から順次ウエハＷを搬入することによって、複数枚のウエハＷに対して加熱処理を途切れることなく連続して行うことができるからである。これに対して従来の３個の加熱装置では基板搬送手段５による処理済みのウエハＷの搬出と、処理前のウエハＷの搬入という工程が必要であり、これらの工程を実施する時間は加熱処理を行うことができないため、その分スループットが低下してしまう。

また従来の構成の加熱装置では、夫々の加熱装置に対して基板搬送手段５によりウエハＷの受け渡しと受け取りとが行われているので、３個の加熱装置が配列されているときには、基板搬送手段５のアクセスポイントは３箇所となる。これに対して本発明では加熱装置は搬入用受け渡し部２１と搬出用受け渡し部２２とを備えており、基板搬送手段５によるアクセスポイントは２箇所となる。このように基板搬送手段５によるアクセスポイントが少なくなるので、基板搬送手段５の負担が軽減され、この点からもスループットの向上を図ることができる。

さらにまた本発明では例えば２個の基板搬送手段５を用意して、加熱装置へのウエハＷの搬入と、加熱装置からのウエハＷの搬出とを別個の基板搬送手段で行なうようにしてもよく、この場合にはさらに基板搬送手段５の負担が軽減される。つまりこの場合には基板搬送手段５は長さ方向（Ｙ方向）へは移動しなくて済むため、この移動分の搬送時間が短縮され、また一方の基板搬送手段５はウエハＷの搬入のみ、他方の基板搬送手段５はウエハＷの搬出のみを夫々請け負っているので、従来のように処理済みのウエハＷを搬出してから、処理前のウエハＷの搬入を行なう場合に比べて基板搬送手段５の作業工程数が減少するからである。

ここで従来の加熱装置において、２個の基板搬送手段５を用いてウエハＷの受け渡しを行ったとしても、既述のように従来の加熱装置ではアクセスポイントが多く、また処理済みのウエハＷの搬出後に処理前のウエハＷの搬入を行なわなければならないので、結果として基板搬送手段５の作業工程は本発明の基板搬送手段５よりも大きく、従来の基板搬送手段５の負担は本発明の基板搬送手段５よりも大きい。

続いて本発明の他の実施の形態について図９を用いて説明する。この実施の形態が上述の実施の形態と異なる点は、ワイヤ４のタイミングベルト９１，９１がリニアモータにより周回軌道に沿って周回移動する点である。この例では、既述の回動体３１の駆動プーリの代わりに第１のプーリ９２、回動体３２の従動プーリの代わりに第２のプーリ（図示せず）が設けられ、これら第１のプーリ９２と第２のプーリとの間にタイミングベルト９１，９１が巻き掛けられている。前記第１のプーリ９２及び第２のプーリの位置や大きさは、上述の搬送路部材３の回動体３１，３２と夫々同じである。

前記タイミングベルト９１，９１は、少なくともその外表面に、Ｎ極とＳ極とが交互に配列される電磁石を備えている。またタイミングベルト９１，９１の周回軌道の一部例えば周回軌道の下部の直線部位には、前記タイミングベルト９１，９１を移動させるための駆動電磁石９３が設けられている。この駆動電磁石９３は、上記タイミングベルト９１，９１の移動時には、当該タイミングベルト９１，９１と僅かな隙間を介して接するように設けられている。前記駆動電磁石９３は、Ｎ極とＳ極とが交互に配列されると共に、磁性の切り替えが行われる電磁石により構成され、制御部７により磁性の切替が制御されるようになっている。また前記タイミングベルト９１，９１の、駆動電磁石９３に対する面には例えば山形の凹部９４が形成される一方、駆動電磁石９３のタイミングベルト９１，９１と対する面には、前記タイミングベルト９１，９１の凹部９４と適合する形状の突部９５が形成されている。

このような構成では、駆動電磁石９３を作動させ、駆動電磁石９３の磁性を切り替えることによって、タイミングベルト９１，９１が駆動電磁石９３から僅かに浮上した状態で、磁石の吸着と反発の作用と、第１及び第２のプーリの回転により、前記第１の周回軌道に沿って周回移動するように構成されている。

続いて前記加熱装置を組み込んだ塗布、現像装置に、露光部（露光装置）を接続したレジストパターン形成システムの一例について簡単に説明する。図１０は前記システムの平面図であり、図１１は同システムの斜視図である。この装置には、キャリアブロックＳ１が設けられており、このブロックＳ１では、載置台１０１上に載置された密閉型のキャリア１００から受け渡しアームＣがウエハＷを取り出して、当該ブロックＳ１に隣接された処理ブロックＳ２に受け渡すと共に、前記受け渡しアームＣが、処理ブロックＳ２にて処理された処理済みのウエハＷを受け取って前記キャリア１００に戻すように構成されている。

前記処理ブロックＳ２には、図１１に示すように、この例では現像処理を行うための第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１、レジスト膜の下層側に形成される反射防止膜の形成処理を行なうための第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２、レジスト液の塗布処理を行うための第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３、レジスト膜の上層側に形成される反射防止膜の形成処理を行なうための第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４を下から順に積層して構成されている。

第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２と第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４とは、各々反射防止膜を形成するための薬液をスピンコーティングにより塗布する塗布部をなす反射防止膜形成ユニットと、この塗布ユニットにて行われる処理の前処理及び後処理を行うための加熱・冷却系の処理ユニット群と、前記反射防止膜形成ユニットと処理ユニット群との間に設けられ、これらの間でウエハＷの受け渡しを行なう搬送アームＡ２，Ａ４とにより構成されている。

第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３においても、前記薬液がレジスト液であることを除けば同様の構成であり、レジスト液を塗布する塗布部をなす塗布ユニットと、加熱・冷却系の処理ユニット群として、レジスト液が塗布されたウエハＷを を加熱する加熱部と、加熱された基板を冷却する冷却部とが設けられており、前記加熱部として本発明の加熱装置が組み込まれている。

一方、第１の処理ブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１については、例えば一つのＤＥＶ層Ｂ１内に現像処理部をなす現像ユニット１０２が２段に積層されている。そして当該ＤＥＶ層Ｂ１内には、これら２段の現像ユニット１０２にウエハＷを搬送するための搬送アームＡ１が設けられている。つまり２段の現像ユニット１０２に対して搬送アームＡ１が共通化されている構成となっている。また加熱・冷却系の処理ユニット群として、露光処理後のウエハＷを加熱する加熱部や、現像処理後のウエハＷを加熱する加熱部、加熱されたウエハＷを冷却する冷却部が設けられている。

さらに処理ブロックＳ２には、図１０及び図１２に示すように、棚ユニットＵ５が設けられ、この棚ユニットＵ５の各部同士の間では、前記棚ユニットＵ５の近傍に設けられた昇降自在な第１の受け渡しアームＤ１によってウエハＷが搬送される。

キャリアブロックＳ１からのウエハＷは前記棚ユニットＵ５の一つの受け渡しユニット、例えば第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２の対応する受け渡しユニットＣＰＬ２に受け渡しアームＣによって順次搬送される。第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２内の搬送アームＡ２は、この受け渡しユニットＣＰＬ２からウエハＷを受け取って各ユニット（反射防止膜ユニット及び加熱・冷却系の処理ユニット群）に搬送し、これらユニットにてウエハＷには反射防止膜が形成される。

その後、ウエハＷは棚ユニットＵ５の受け渡しユニットＢＦ２、受け渡しアームＤ１、棚ユニットＵ５の受け渡しユニットＣＰＬ３及び搬送アームＡ３を介して第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３に搬入され、レジスト膜が形成される。更にウエハＷは、搬送アームＡ３により棚ユニットＵ５の受け渡しユニットＢＦ３に受け渡される。なおレジスト膜が形成されたウエハＷは、第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４にて更に反射防止膜が形成される場合もある。この場合は、ウエハＷは受け渡しユニットＢＦ３から受け渡しアームＤ１、受け渡しユニットＣＰＬ４を介して搬送アームＡ４に受け渡され、反射防止膜が形成された後、搬送アームＡ４により受け渡しユニットＴＲＳ４に受け渡される。

一方ＤＥＶ層Ｂ１内の上部には、棚ユニットＵ５に設けられた受け渡しユニットＣＰＬ１１から棚ユニットＵ６に設けられた受け渡しユニットＣＰＬ１２にウエハＷを直接搬送するための専用の搬送手段であるシャトルアームＥが設けられている。レジスト膜やさらに反射防止膜が形成されたウエハＷは、受け渡しアームＤ１により受け渡しユニットＢＦ３、ＴＲＳ４を介して受け渡しユニットＣＰＬ１１に受け渡され、ここからシャトルアームＥにより棚ユニットＵ６の受け渡しユニットＣＰＬ１２に直接搬送され、インターフェイスブロックＳ３に取り込まれることになる。なお図１２中のＣＰＬが付されている受け渡しユニットは、温調用の冷却ユニットを兼ねており、ＢＦが付されている受け渡しユニットは、複数枚のウエハＷを載置可能なバッファユニットを兼ねている。

次いで、ウエハＷはインターフェイスアームＢにより露光装置Ｓ４に搬送され、ここで所定の露光処理が行われた後、棚ユニットＵ６の受け渡しユニットＴＲＳ６に載置されて処理ブロックＳ２に戻される。戻されたウエハＷは、第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１にて現像処理が行われ、搬送アームＡ１により棚ユニットＵ５における受け渡しアームＣのアクセス範囲の受け渡し台に搬送され、受け渡しアームＣを介してキャリア１００に戻される。なお図１０においてＵ１〜Ｕ４は各々加熱部と冷却部とを積層した熱系ユニット群である。

以上において、熱板６１，６２は、温度の異なるゾーンに分けて構成してもよい。上述の例では長さ方向に３枚のウエハＷが配列される程度の大きさで加熱領域２を構成しているので、例えば熱板６１，６２を３つのゾーンに分割して構成し、搬入用受け渡し部２１側から搬出用受け渡し部２２に向けて徐々に温度が低くなるように夫々の熱板６１，６２の温度を制御するようにしてもよい。この場合においても加熱領域２を通過するウエハＷの熱履歴は同じになり、また加熱領域２では、搬入用受け渡し部２１側では溶剤の揮発量が多く、搬出用受け渡し部２２側では溶剤の揮発量が少なくなるので、搬出用受け渡し部２２側の熱板６１，６２の温度を低くしても加熱処理の進行の程度に問題はなく、また搬出用受け渡し部２２に受け渡されるまでにウエハＷの温度が徐々に低下していることから、搬出用受け渡し部２２における粗熱取りに要する時間を短縮することができる。

このように熱板６１，６２のゾーンを分けることによって、不要な加熱を抑制することができる上、加熱量の段階的向上もできるため、加熱プロセスの自由度が広がるというメリットがある。また熱板６１，６２のゾーンの分割に合わせて、ガス吐出部７１と排気部７２とを加熱領域２の長さ方向に分割して設けるように構成してもよい。

また本発明では、加熱装置の構成は、ウエハＷの搬送路を形成する搬送路部材３が周回軌道に沿って移動し、前記搬送路の上流端に搬入用受け渡し部２１を設けると共に、前記搬送路の下流端に搬出用受け渡し部２２を設け、前記搬送路の上流端と下流端との間にウエハＷを加熱するための熱板３１（３２）を備える構成であれば、加熱領域２の大きさ等は上述の例には限られない。またワイヤ４を周回軌道に沿って移動させるための駆動機構も上述の例に限られないし、熱板は少なくとも上方側熱板３１、下方側熱板３２の一方を有する構成であればよい。さらにガス吐出部７１や排気部７２を設けることにより、いわば一方向流の気流を形成しながら加熱処理を行うことができ、レジストから昇華した昇華物がパーティクルとしてウエハＷに付着することを低減できるという効果があるが、必ずしもこれらガス吐出部７１や排気部７２は設ける必要はない。

さらにまた搬入用受け渡し部２１や搬出用受け渡し部２２の構成も上述の例に限らず、搬入用受け渡し部２１に第１の冷却プレート８１を設けるようにすると、加熱処理を行う前のウエハＷの温度が揃えられ、複数のウエハＷにおいて均一に加熱処理を行うことができるという利点があるが、必ずしも第１の冷却プレート８１を設ける必要はない。

以上において本発明の加熱装置は、レジスト液塗布後露光処理前のウエハＷの加熱処理（ベーキング処理）以外に、露光処理後現像処理前のウエハＷの加熱処理（ＰＥＢ）や、現像処理後のウエハＷの加熱処理（ＰＯＳＴ）にも適用することができる。また本発明は、基板の表面にレジストを塗布する塗布部と、露光後の基板を現像する現像処理部とを異なる単位ブロックに設ける場合のみならず、処理ブロックの同じエリア内に設ける場合にも適用され、半導体ウエハＷ以外に、例えばＬＣＤ基板、マスク基板などの処理にも適用できる。

本発明に係る加熱装置の一実施の形態を示す概略斜視図である。 前記加熱装置を示す平面図である。 前記加熱装置を示す側面図である。 前記加熱装置に設けられるワイヤを示す斜視図である。 前記加熱装置の熱板とワイヤとを示す前面図である。 前記加熱装置にウエハを搬送する基板搬送手段を示す平面図と斜視図である。 前記加熱装置の作用を説明するための工程図である。 前記加熱装置の作用を説明するための工程図である。 前記加熱装置の他の例を示す断面図と斜視図である。 前記加熱装置が組み込まれるレジストパターン形成システムの実施の形態を示す平面図である。 前記レジストパターン形成システムの実施の形態を示す斜視図である。 前記レジストパターン形成システムの実施の形態を示す側面図である。 従来の加熱装置を示す断面図である。

符号の説明

Ｗ 半導体ウエハ
２０ キャリア
Ｓ１ キャリアブロック
Ｓ２ 処理ブロック
Ｓ３ インターフェイスブロック
Ｓ４ 露光装置
２ 加熱領域
２１ 搬入用受け渡し部
２２ 搬出用受け渡し部
３ 搬送路部材
３１，３２ 回動体
５ 基板搬送手段
４ ワイヤ
６１，６２ 熱板
６３ 加熱空間
１１０ 制御部

Claims (7)

1. 塗布膜が塗布された基板を加熱処理するための、基板搬送手段により基板が搬送される加熱装置において、
   水平軸のまわりに回動し、回動軸が互いに平行になるように前後に配置された一対の回動体と、
   これら回動体の間に架け渡されて周回軌道に沿って移動し、互いの離間距離が基板の幅よりも大きい一対のタイミングベルトと、
   前記一対のタイミングベルトにその両端が夫々接続されると共に各々前記回動軸と平行に伸び、その上に基板を載置して基板の搬送路に沿って搬送するために、搬送路に沿って互に離間して配置した複数の搬送部材であるワイヤと、
   前記搬送路の上流端に設けられ、前記基板搬送手段とワイヤとの間で基板の受け渡しを行なうための搬入用受け渡し部と、
   前記搬送路の上流端と下流端との間にて基板の搬送路の下方側及び上方側に夫々設けられた、基板を加熱するための第１の熱板及び第２の熱板と、
   前記熱板の下流側に設けられ、前記基板搬送手段とワイヤとの間で基板の受け渡しを行うための搬出用受け渡し部を構成し、前記熱板により加熱された基板をその上に載置して冷却するための冷却プレートと、
   この冷却プレートを前記ワイヤよりも下方位置と上方位置との間で昇降させるための昇降機構と、を備え、
   前記冷却プレートには、ワイヤの配列に対応してワイヤに沿って伸びる溝部が形成され、前記冷却プレートが上昇して前記溝部内にワイヤが潜り込み、これによりワイヤ上の基板が当該冷却プレート上に受け渡されることを特徴とする加熱装置。
2. 前記タイミングベルトを前記周回軌道に沿って移動させるために、前記一対の回動体の少なくとも一方を回転駆動させるためのモータを備えることを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
3. 前記タイミングベルトは、少なくともその外表面に、Ｎ極とＳ極とが交互に配列される電磁石が設けられ、
   前記タイミングベルトを前記周回軌道に沿って移動させるための、Ｎ極とＳ極とが交互に配列されると共に磁性の切り替えが行われる駆動電磁石を備えることを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
4. 前記ワイヤの移動方向から見て左右側の一方に設けられ、第１の熱板と第２の熱板との間にガスを吐出して前記基板の幅をカバーできる幅の気流を形成するためのガス吐出部と、
   前記ワイヤの移動方向から見て左右側の他方に設けられ、前記第１の熱板と第２の熱板との間からガスを吸引するための基板の幅をカバーできる幅に形成された吸引排気口と、を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の加熱装置。
5. 複数の基板を収納したキャリアが搬入出されるキャリアブロックと、
   前記キャリアから取り出された基板の表面にレジストを塗布する塗布部と、基板を加熱する加熱部と、加熱された基板を冷却する冷却部と、露光後の基板を現像する現像処理部と、を含む処理ブロックと、
   この処理ブロックと露光装置との間で基板の受け渡しを行なうインターフェース部と、を備えた塗布、現像装置において、
   前記加熱部として、請求項１ないし４のいずれか一に記載の加熱装置を用いることを特徴とする塗布、現像装置。
6. 基板搬送手段により基板が搬送される加熱装置にて、塗布膜が塗布された基板を加熱処理する加熱方法において、
   水平軸のまわりに回動し、回動軸が互いに平行になるように前後に配置された一対の回動体と、
   これら回動体の間に架け渡されて周回軌道に沿って移動し、互いの離間距離が基板の幅よりも大きい一対のタイミングベルトと、
   前記一対のタイミングベルトにその両端が夫々接続されると共に各々前記回動軸と平行に伸び、その上に基板を載置して基板の搬送路に沿って搬送するために、搬送路に沿って互に離間して配置した複数の搬送部材であるワイヤと、を備えた加熱装置を用い、
   前記搬送路の上流側に設けられた搬入用受け渡し部を介して前記基板搬送手段から基板をワイヤの上に受け渡す工程と、
   次いで前記ワイヤにより基板を下流側に移動させ、基板の搬送路の下方側及び上方側に夫々設けられた第１の熱板及び第２の熱板により当該基板に対して熱処理を行う工程と、
   次いで前記ワイヤにより基板を前記熱板の下流側に位置する搬出用受け渡し部の上方に移動させる工程と、
   続いてワイヤの配列に対応してワイヤに沿って伸びる溝部が形成された、搬出用受け渡し部を構成する冷却プレートをワイヤの下方側から上昇させて前記溝部内にワイヤを潜り込ませ、これによりワイヤ上の基板を当該冷却プレート上に受け渡して基板を冷却する工程と、
   しかる後、前記冷却プレートから前記基板搬送手段に基板を受け渡す工程と、
   次いで基板が載置されていないワイヤを、前記搬出用受け渡し部から搬入用受け渡し部に戻るように周回軌道に沿って移動させる工程と、を含むことを特徴とする加熱方法。
7. 塗布膜が塗布された基板を加熱処理するための加熱装置に用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
   前記プログラムは、請求項６に記載された加熱方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする記憶媒体。

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