JP2010045190A - 加熱システム、塗布、現像装置及び塗布、現像方法並びに記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】基板を加熱処理する熱板について基板の種別の切り替わりにより加熱処理温度を低くするにあたって、温度の変更が速やかに行うことができる技術を提供すること。
【解決手段】ウェハＷを加熱処理するための熱板２を有する加熱ユニット１０ａと、加熱ユニット１０ａにウェハＷを搬送するメインアームＡ２と、熱板２を冷却するための冷却治具６の収納部５０と、加熱ユニット１０ａ内の熱板２の温度を第１の処理温度から当該第１の処理温度よりも低い第２の処理温度に変更するときに収納部５０内の冷却治具６を当該加熱ユニット１０ａに搬送するようにメインアームＡ２を制御する制御部１１０と、を備えた。
【選択図】図７

Description

本発明は、熱板上に基板を載置して加熱処理を行う加熱システムにおいて、熱板を降温させる技術分野、及びレジストの塗布後や現像後の基板に対してこの加熱システムを適用した塗布、現像装置の技術分野に関する。

従来塗布、現像装置では、半導体製造工程である、半導体ウェハ（以下「ウェハ」という）の表面にレジスト膜を塗布し、このレジストを所定のパターンで露光した後に当該ウェハに現像液を供給して現像を行うことによってレジストパターンを作成する、フォトレジスト工程を行う。この工程は一般に塗布ユニットと現像ユニットとを含んだ塗布、現像装置に露光装置を接続したシステムを用いて行われる。塗布、現像装置には加熱ユニットが設けられており、塗布ユニットや現像ユニットで行われる処理の前後の工程で、ウェハに対して目的に応じた加熱処理が行われる。

フォトレジスト工程では、ウェハの種類に応じて加熱ユニットの処理温度を温度整定する必要がある。この温度整定はウェハのロットの切り替え時に行われ、処理温度を上昇させる場合と、処理温度を降下させる場合とがある。処理温度を上昇させる場合には、加熱ユニットのヒーターの出力を上昇させることにより、短時間で昇温させることができるが、降温させる場合には、自然冷却では長時間を要するため、ウェハを載置する熱板の裏面にパージガスを供給して温度整定（温度冷却）に要する時間を短縮する方法がある。しかしながら熱板裏面にパージガスを供給して冷却を行う方法の場合、降温速度を向上させようとすると、パージガスの供給量が増大し、それに伴ってパージガスの噴出リスクが増大してパーティクル等が塗布、現像装置内に拡散するリスクが増大するという問題点があった。

一方特許文献１には、加熱処理装置の熱板７０にウェハを搬送すると共にウェハＷの粗熱取りを行う冷却プレート９３に昇降装置を設け、加熱処理装置の温度を降下させる場合、熱板７０に冷却プレート９３を接触させて熱板７０と冷却プレート９３との間で熱交換を行うと共に熱板７０の裏面にパージガスを供給して熱板７０を冷却することが記載されている。これにより特許文献１の加熱処理装置では、パージガスの供給量を抑えながら速やかに熱板７０を冷却するようにしている。しかしながら、冷却プレート９３を熱板７０の冷却に使用する場合、冷却プレート９３を昇降させる昇降装置が必要になる。

特開２００１−１１８７８９号公報（段落番号００４５、００５７）

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は基板を加熱処理する熱板について基板の種別の切り替わりにより加熱処理温度を低くするにあたって、特別な機構を設けることなく温度の変更を速やかに行うことができる技術を提供することにある。

本発明の加熱システムでは、
基板が載置され、当該基板を加熱処理するための熱板を有する加熱ユニットと、
この加熱ユニットに基板を搬送する基板搬送手段と、
前記熱板を冷却するための冷却治具を収納する収納部と、
前記冷却治具を前記収納部と加熱ユニットとの間で搬送するための治具搬送手段と、
前記加熱ユニット内の熱板の温度を第１の処理温度から当該第１の処理温度よりも低い第２の処理温度に変更するときに前記収納部内の冷却治具を当該加熱ユニットに搬送するように前記治具搬送手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴としている。

また前記基板搬送手段は治具搬送手段を兼用していてもよい。また前記冷却治具は半導体ウェハにより構成されていてもよい。また前記収納部は、冷却治具を冷却するための冷却部を備えていてもよい。また前記加熱ユニットは、熱板の上方位置と熱板の側方位置との間で移動する冷却板を備え、前記基板は前記冷却板を介して熱板と基板搬送手段との間で受け渡されると共に、前記冷却治具は前記冷却板を介して熱板と治具搬送手段との間で受け渡される。また前記制御部は、熱板上に載置された冷却治具を一旦冷却板に受け渡して冷却し、その後当該冷却治具を熱板に載置して冷却を再開するように制御信号を出力する。

本発明の塗布、現像装置では、
基板にレジストを塗布する塗布ユニットと、レジスト塗布後に基板を加熱処理する第１の加熱ユニットと、レジストが塗布され更に露光された基板に対して現像液により現像を行う現像ユニットと、現像前の基板を加熱処理する第２の加熱ユニットと、を備えた塗布、現像装置において、
請求項１ないし６のいずれか一つに記載の加熱システムが組み込まれ、当該加熱システムの加熱ユニットは、前記第１の加熱ユニット及び第２の加熱ユニットの少なくとも一方に相当することを特徴としている。

本発明の塗布、現像方法では、
基板を加熱ユニットにて第１の温度で加熱処理する工程と、
当該基板を熱板から搬出し、収納部内の冷却治具を加熱ユニットの熱板上に載置して第１の温度から第２の温度に温度整定する工程と、
冷却治具を搬送して収納部に戻す工程と、
次の基板を加熱ユニットに搬入して第２の温度で加熱処理する工程と、を含むことを特徴としている。

また前記加熱ユニットは、熱板の上方位置と熱板の側方位置との間で移動する冷却板を備え、前記加熱ユニットの外と熱板との間における基板及び冷却治具の搬入出は、冷却板を介して行われることを特徴としている。また熱板上に載置された冷却治具を一旦冷却板に受け渡して冷却し、その後当該冷却治具を熱板に載置して冷却を再開する工程を含むことを特徴としている。また本発明の記憶媒体は、冷却治具により加熱ユニットの冷却を行う塗布、現像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、前記コンピュータプログラムは、上記各々の塗布、現像方法を実行するようにステップ群が構成されていることを特徴としている。

本発明によれば、熱板を冷却するにあたって、収納部に収納されている冷却治具を取り出して熱板上に搬送し、これにより熱板を強制的に降温させるようにしている。従って、温度の整定（変更）を速やかに行うことができ、また加熱ユニットに格別な駆動機構を設けずとも良い。またパージガスによる冷却を併用する場合であっても、パージガスの供給量を抑えることができる。そしてこの加熱システムを塗布、現像装置に適用できれば、全体の処理効率の向上に寄与する。

本発明の実施形態に係る加熱システムを適用した塗布、現像装置の一例について説明する。図１は、本実施形態の塗布、現像装置と露光装置とを接続して構成したレジストパターン形成システムの平面図であり、図２は同概略斜視図である。図中Ｂ１は、基板であるウェハＷが例えば１３枚密閉収納されたキャリアＣ１を搬入出するためのキャリアブロックであり、複数のキャリア載置台１２０と、キャリアＣ１に対してウェハＷの受け渡しを行うための受け渡しアームＡ１とを備えている。１２１は、キャリアＣ１の蓋を開閉する機構である。

キャリアブロックＢ１の奥側には筐体１２２にて周囲を囲まれる処理ブロックＢ２が接続されており、この処理ブロックＢ２には棚ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３と、液処理ユニットＥ１、Ｅ２とウェハＷの受け渡しを行う主搬送手段である、メインアームＡ２、Ａ３とが設けられている。液処理ユニットＥ１、Ｅ２は、図２に示すように、反射防止膜の塗布ユニット（ＢＡＲＣ）、レジストの塗布ユニット（ＣＯＴ）、及び現像ユニット（ＤＥＶ）を総称したものである。なお反射防止膜の塗布ユニットを反射防止膜ユニット、レジストの塗布ユニットを塗布ユニットという。そして棚ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３は、液処理ユニットＥ１、Ｅ２にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための各種ユニットを複数段積層して構成されている。

図３に示すように、棚ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３は、液処理の前処理あるいは後処理である加熱処理を行う加熱ユニット１０、加熱されたウェハＷを冷却する冷却ユニット（ＣＰＬ）、及び受け渡しのためのステージを有する受け渡しユニット（ＴＲＳ）等を備えている。加熱処理としては、レジスト塗布後の加熱処理（ＰＡＢ）、現像前の加熱処理（ＰＥＢ）、現像後の加熱処理（ＰＯＳＴ）等が挙げられる。この実施形態では、加熱ユニット１０は、熱板で加熱されたウェハＷに対して粗熱取りを行う為の水平アームを兼ねた冷却プレート３（後述する図４参照）を有する構造となっている。そして前述及び後述の各アームＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４は、受け渡しユニット等を介して各アーム間でウェハＷの受け渡しができるようになっている。なお図３では、説明の便宜上各ユニットの略語を記載してある。また各ユニットの段数や各ユニットの配置は便宜上のものであり、実際のレジストパターン形成システムでは、処理時間等に応じて設定される。メインアームＡ２、Ａ３は各々進退できる例えば２枚のアーム体を備え、このアーム体を支持する本体部分が昇降及び鉛直軸周りに移動できるように構成されている。

処理ブロックＢ２の棚ユニットＵ３の奥側には、インターフェイスブロックＢ３を介して露光装置Ｂ４が接続されている。インターフェイスブロックＢ３には、移載アームＡ４、Ａ５と、ウェハＷのエッジ部分のみを選択的に露光するための周縁露光装置、受け渡しユニット、高精度温度調整ユニット等を積層して構成された棚ユニットＵ４と、複数例えば２５枚のウェハＷを一時的に収容するバッファカセットＣＯとが設けられている。そしてキャリアブロックＢ１、処理ブロックＢ２、及びインターフェイスブロックＢ３の各ユニットとアームは、制御部１１０によって制御されている。

このレジストパターン形成システムにおけるウェハＷが露光されるまでの経路については、キャリアＣ１→ＴＲＳ１→ＢＡＲＣ→ＣＰＬ１→ＣＯＴ→ＰＡＢ→ＣＰＬ２→移載アームＡ４、Ａ５→露光装置Ｂ４となる。また露光が終了後の経路は、インターフェイスブロックＢ３→ＰＥＢ→ＣＰＬ３→ＤＥＶ→ＰＯＳＴ→ＣＰＬ４→キャリアＣ１となる。メインアームＡ２、Ａ３では、１サイクルの中で予め定められた順序でユニット間のウェハＷの搬送を行い、１サイクルが終了すると次のサイクルに移るサイクル搬送制御が行われている。これに対して移載アームＡ４、Ａ５は、メインアームＡ２、Ａ３に対して非同期で搬送を行う。

次に本実施形態の塗布、現像装置における要部について図３ないし図７を参照して説明する。本実施形態の要部は、棚ユニットＵ２に、後述する冷却治具６を収納しておくための収納部５０を備え、冷却治具６により加熱ユニット、例えば（ＰＡＢ）を行う加熱ユニットについて温度整定（変更）を行う点にある。この（ＰＡＢ）を行う加熱ユニットに符号１０ａを当てはめると、加熱ユニット１０ａと収納部５０とは、図３に示すように棚ユニットＵ２に備えられている。

加熱ユニット１０ａは、図４、図５に示すように処理容器１を備えており、処理容器１は仕切り壁１１によって仕切られて上部領域１２と下部領域１３とに分離されている。上部領域１２側の側壁にはウェハＷの搬入出口１４が設けられている。この搬入出口１４が形成されている領域を装置手前側とすると、処理容器１内部の装置奥手側には、ウェハＷを加熱する熱板２が設けられており、装置手前側には、加熱されたウェハＷの粗熱取り（冷却）を行う共にメインアームＡ２によりウェハＷの受け渡しが行われる待機位置から熱板２の上方領域までの間を移動する冷却プレート３が配設されている。そしてこの加熱ユニット１０ａにはメインアームＡ２が、加熱ユニット１０ａの処理容器１の側壁に対して、−Ｘ方向に例えば３０度の角度が与えられた状態で搬入出口１４に進入し、冷却プレート３等とウェハＷの受け渡しを行う。

熱板２にはウェハＷを載置する載置面に孔部２１が３つ形成され、この孔部２１には、熱板２と冷却プレート３との間でウェハＷの受け渡しを行う３本の支持ピン４１が軸通している。また熱板２は、裏面に熱板２を加熱するヒーター２２と温度測定装置２２ａとが、孔部２１と重ならない位置に複数配設され、熱板２の下方側には、支持ピン４１を昇降させる昇降装置４と、熱板２の裏面にパージガスを供給する図示しないガス供給源に接続された複数のパージガス供給口５が設けられている。

冷却プレート３は、ウェハＷを載置する載置部３１と、載置部３１を移動支持する移動支持部３２とを備えており、移動支持部３２が仕切り壁１１に設けられた横長の溝部１１ａを貫通して、下部領域１３に設けられているガイドレール３３に沿ってガイドされるよう構成されている。この冷却プレート３は、図示しない駆動装置によりガイドレール３３にガイドされて移動し、ウェハＷを待機位置と熱板２の上方領域との間で搬送する役割を有する。また載置部３１には、載置部３１と支持ピン４１とが平面上で干渉しないように切り欠き部３１ａ、３１ｂが形成されている。切り欠き部３１ａ、３１ｂの下方には、図４に示すように昇降駆動機構（図示せず）によって昇降する昇降ピン３４が設けられている。この昇降ピン３４は、切り欠き３１ａ、３１ｂの間を通って上昇し、冷却プレート３上のウェハＷを上昇させて冷却プレート３から離間させ、降下して冷却プレート３及びメインアームＡ２にウェハＷを載置するように構成されており、昇降ピン３４とメインアームＡ２との協働によりウェハＷの受け渡しを行う。そして加熱ユニット１０ａでは、支持ピン４１を上昇させてウェハＷを熱板２若しくは冷却プレート３から離間させ、支持ピン４１を下降させてウェハＷを熱板２若しくは冷却プレート３上に載置するように構成されており、支持ピン４１と冷却プレート３との協働によりウェハＷの受け渡しを行う。

また処理容器１には、下部領域１３の奥手側に処理容器１内を排気する排気装置１６と排気ダクト１７が備えられている。熱板２の奥手側近傍には排気装置１６に接続された排気口２３が形成され、熱板２の手前側近傍には図示しないガス供給源に接続された吐出口２４が形成されている。そして熱板２の上方には、支持部２５に支持された天板２６が配設されている。この加熱ユニット１０ａでは、吐出口２４からパージ用ガスを供給し、このパージ用ガスを排気口２３で吸引してガス流を形成すると共に天板２６によってこのガス流を整流しており、この整流されたガス流によって加熱処理中のウェハＷにパーティクルが付着することを防止している。

収納部５０は、図３に示すように一面側がメインアームＡ２に冷却治具６を受け渡すために開口している治具筐体５０ａと収納棚５１とを備えており、例えば未処理の半導体ウェハからなる冷却治具６を複数枚、例えば加熱ユニット１０ａと同数の３枚収納している。また本実施形態の塗布、現像装置では、図１に示すように制御部１１０にスケジュール搬送プログラム１１２と、温度整定プログラム１１３とが記憶されている。スケジュール搬送プログラム１１２は、受け渡しアームＡ１、メインアームＡ２、Ａ３によりウェハＷをサイクル搬送するためのプログラムであり、サイクル毎にどのユニットにどのウェハＷを置くのかを定めている。温度整定プログラム１１３は、各ロットの処理レシピ、加熱ユニット１０ａの温度整定を行うためにヒーター２２への電力供給制御、及び冷却治具６の搬送制御を実行するプログラムである。これらのプログラムは、記憶媒体を介して制御部１１０であるコンピュータの記憶部１１１にインストールされる。

次に処理が行われるウェハＷのロットの切り替わりに併せて加熱ユニット１０ａの温度を第１の処理温度から第２の処理温度に変更する温度整定方法について図６のフローチャート、及び図７ないし図９を参照して説明する。なお本実施形態では、図３に示すように加熱ユニット１０ａを３台備えているが、作用の説明では便宜上１台の加熱ユニット１０ａの温度整定方法についてのみ説明するものとする。また図７、図８では、説明の便宜上搬入出口１４の位置を変更している。

今加熱ユニット１０ａにて、あるロットの最後のウェハＷの加熱処理が第１の処理温度で実施されており、設定された加熱時間が経過して当該ウェハＷが当該加熱ユニット１０ａ内の冷却プレート３に受け渡されたものとする。制御部１１０では、当該加熱ユニット１０ａにおけるウェハＷの終了時間が、いつの搬送サイクルに含まれるのかを予め把握しており、このロットのウェハＷの加熱処理の温度と次のロットのウェハＷの加熱処理時の温度とについても把握している。このため先の加熱処理の温度（第１の処理温度）が例えば１４０℃であり、次の加熱処理の温度（第２の処理温度）が例えば９０℃と、第２の処理温度の方が低い場合には、当該搬送サイクルにおいてメインアームＡ２に収納部５０内の冷却治具６を搬出させる（ステップＳ１）。

次にメインアームＡ２にて、ウェハＷを加熱ユニット１０ａから搬出する際に、図７（ａ）に示すようにメインアームＡ２の２つのアーム体と昇降ピン３４との協働によりこのウェハＷを搬出する。具体的には、冷却プレート３に載置されている加熱処理後のウェハＷを昇降ピン３４により上昇させて一方のアーム体に受け渡し、他方のアーム体に載置されている冷却治具６を昇降ピン３４に受け渡すと共に昇降ピン３４を降下させて冷却プレート３に受け渡す（ステップＳ２）。その後メインアームＡ２により当該ウェハＷを受け渡しユニットＴＲＳ２に受け渡す一方、図７（ｂ）に示すように冷却プレート３が熱板２の上方領域へと移動する。熱板２の上方領域に冷却プレート２が到着すると、支持ピン４１が上昇して冷却治具６を持ち上げ、冷却プレート３から離間させる。冷却治具６が離間すると冷却プレート３は待機位置まで後退し、その後支持ピン４１が降下して冷却治具６が熱板２上に載置される（ステップＳ３）。そして冷却治具６が熱板２上に載置された時点で、パージガス供給口５から熱板２の裏面に冷却用のパージガスの供給が開始され、冷却用のパージガス及び冷却治具６と熱板２との間で発生する熱交換により熱板２を冷却する。

熱板２の温度は、制御部１１０が温度測定装置２２ａからの温度検出値を所定のサンプリング間隔で読込む事によって監視しており、温度整定中も制御部１１０は熱板の温度を読み込んでいる（ステップＳ４）。そして熱板２が、第２の処理温度に到達しているかを判定する（ステップＳ５）。ステップＳ５の結果、熱板２の温度が、設定された第２の処理温度に到達していない場合、サンプリングした温度検出値に基づいて熱板２の降温速度を演算する（ステップＳ６）。この降温速度は、現時点のサンプリング値と、予め設定されたタイミングだけ遡った時点までのサンプリング値との差分を求め、この差分を両サンプリング値の時間間隔で除算することにより求めることができる。

ステップＳ６の判定により、降温速度が設定値以上である場合には、制御部１１０はそのまま冷却を続行し、再度ステップＳ４を実行する。一方降温速度が設定値を下回った場合には、熱交換によって熱板２の温度と冷却治具６との温度差が小さくなり、冷却治具６による冷却効率が低下しているため、図７（ｃ）に示すように冷却治具６による冷却を一旦中断して、冷却治具６を既述の工程とは逆の工程を経て冷却プレート３に受け渡し、冷却治具６を例えば温度整定プログラム１１３にレシピに応じて予め設定されている所定時間冷却する（ステップＳ７）。そして冷却が終了した時点で、図８（ａ）に示すように、ステップＳ３に戻り冷却治具６を熱板２へと受け渡す。

ステップＳ３からステップＳ７を繰り返した結果、ステップＳ５にて熱板２の温度が第２の処理温度に到達すると、パージガスの供給を停止し、熱板２に載置されている冷却治具６を冷却プレート３に受け渡す。そして搬送スケジュールに基づいて当該加熱ユニット１０ａの一つ上流側のユニットから、後ロットのウェハＷがメインアームＡ２により加熱ユニット１０ａの搬入出口１４まで搬送され、図８（ｂ）に示すようにメインアームＡ２の２つのアームと昇降ピン３４との協働により、既述の工程を経て一方のアーム体に載置されているウェハＷと冷却プレート３に載置されている冷却治具６とを交換する（ステップＳ８）。その後冷却プレート３から熱板２にウェハＷが受け渡され、冷却治具６はメインアームＡ２により収納部５０へ搬入される（ステップＳ９）。以上の各ステップにより本実施形態では加熱ユニット１０ａの降温を行う。

上述した各ステップは、制御部１１０によって制御された状態で行われる。また加熱ユニット１０ａの温度を上昇させる場合には、従来と同様にヒーター２２の出力を上げるだけであるため説明は省略する。本実施形態では、加熱ユニット１０ａの温度整定にどのくらい時間が掛かるのか、予め温度整定プログラム１１３に調整時間として記憶されており、制御部１１０は、この調整時間を基に次のロットのウェハＷの加熱処理開始時間を算出して、ウェハＷを塗布ユニットＣＯＴから排出するように設定されている。以上の説明は、１台の（ＰＡＢ）の温度整定について記載したが、実際には複数台の（ＰＡＢ）が使用され、１サイクルずつサずれた各サイクルにおいて、順次各（ＰＡＢ）の温度整定が行われることになる。この様子については後述する。

次に本実施形態の効果について図９を参照して説明する。図９は、上記の一連の動作における熱板２の温度推移を表しており、横軸に経過時間、縦軸に熱板の温度２を示している。Ｔａ、Ｔｂは夫々第１の処理温度及び第２の処理温度である。即ち先ロットの最後のウェハＷを熱板２から冷却プレート３に受け渡した後、ヒーター２２への給電が停止する。この時刻をｔ０とすると、熱板２の温度は、その後冷却治具６が熱板２の上に載置されて冷却が開始されるまで自然冷却現象により第１の処理温度Ｔａから緩やかに降温していく。その後ステップＳ３で、冷却治具６を熱板２に載置してパージガスの供給を開始する。この時刻をｔ１とすると、それ以降の熱板２の降温速度は冷却開始前と比較して増速する。

冷却治具６による冷却を開始して一定時間が経過した際に、ステップＳ６にて降温速度が設定値以下になったと判定された場合、ステップＳ７にて冷却治具６が冷却プレート３に受け渡されて冷却される。この時刻をｔ２とすると、この前後の時間は、冷却治具６による冷却が行われていないことになり、パージガスのみで冷却が行われていることになるので降温速度は大幅に減速する。その後時刻ｔ３にてステップＳ３で再び冷却治具６を熱板２に載置すると、冷却治具６との間で熱交換による冷却が再開されるため、熱板２の降温速度が再び増速する。上述した工程を経て、時刻ｔ４で熱板２の温度が第２の処理温度Ｔｂに達している。以上、図９に示すように、本実施形態の冷却治具６を使用した冷却方法では、熱板２の降温速度の向上に効果があることが分かる。

以上上述した本実施形態では、熱板２を冷却するにあたって、収納部５０に収納されている冷却治具６を取り出して熱板２上に搬送し、これにより熱板２を強制的に降温させるようにしている。従って、温度の整定（変更）を速やかに行うことができ、また加熱ユニット１０ａに格別な駆動機構を設ける必要がない。更にパージガスによる冷却を併用する場合であっても、パージガスの供給量を抑えることができるので、パーティクルの拡散リスクを抑えることができ、パージガスの消費量を低減させることができる。そしてこの加熱ユニット１０ａを備えた塗布、現像装置では、加熱ユニット１０ａの冷却に要する時間を短縮できるので、全体の処理効率の向上に寄与する。更に冷却治具６が加熱されたときに加熱ユニット１０ａ内の冷却プレート３により当該冷却治具６を冷却して熱板２の冷却を再開するようにしているので、熱板の冷却をより一層速やかに行うことができる。

上述した実施形態では、メインアームＡ２により冷却治具６を格納部５０から搬入出させているが、本発明としては、例えばメインアームＡ２により加熱ユニット１０ａに冷却治具６を搬入させ、メインアームＡ３により加熱ユニット１０ａから冷却治具６を搬出するように構成してもよい。また熱板２の裏面にパージガスを供給せず、冷却治具のみで熱板を冷却するように構成してもよい。また本実施形態では、冷却治具６として未処理の半導体ウェハＷを使用しているが、本発明の冷却治具はこれに限定されるものではなく、例えば未処理の半導体ウェハを３枚重ねたものを冷却治具としてもよいし、例えば表面に溝が形成された専用のプレート等を用いてもよい。また本実施形態では、冷却プレート３は、自然冷却によって冷却するように構成されているが、本発明としては、冷却プレートを強制的に冷却する強制冷却媒体、例えばプレート内部に冷媒を流通させる流路を形成してこの流路に冷媒を流す等して、冷却プレートを強制的に冷却するように構成してもよい。

［他の実施形態］
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではない。例えば本発明を実施するにあたっては（ＰＡＢ）に限らず、（ＰＥＢ）や（ＰＯＳＴ）に適用することもできる。ここで２台の（ＰＥＢ）に適用した場合の棚ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３の構成を図１０に示し、スケジュール搬送の一例を図１１に示す。図１１の搬送スケジュールのＷＡ１８〜ＷＡ２５、ＷＢ１〜ＷＢ３はウェハを示し、ＪＧ１、ＪＧ２は冷却治具６を示す。ここでＷＡ１８はＡロットの１８番目のウェハ、ＷＢ１はＡロットに続くＢロットの１番目のウェハ、ＪＧ２は２番目の冷却治具といった具合にどのロットの何番目のウェハであるかを示している。またｎ−１、ｎ、ｎ＋１等は何番目の搬送サイクルであるかを示し、図１１の搬送スケジュールでは、どのサイクルで、どのロットのウェハＷが、どのユニットで処理されるのかが分かるようになっている。

図１１に示すように本実施形態では、冷却治具６による加熱ユニット１０ｂ、１０ｃの温度整定を３サイクルで行うように搬送スケジュールにより定められており、温度整定が開始されたサイクルの２サイクル後のサイクルにおいて、メインアームＡ３が加熱ユニット１０ｂ（１０ｃ）内の冷却治具ＪＧ１、ＪＧ２を取りに行くまでに温度整定が終了し、当該加熱ユニット１０ｂ（１０ｃ）に次のロットのウェハＷＢ１が搬入される。このように複数台の加熱ユニットを備えた加熱システムに対しても、本発明を適用することができる。

また図１２に示すように、加熱ユニット１０ａに冷却治具６を搬送する専用の治具搬送アームＡ６を設けてもよい。この場合には、メインアームＡ２で冷却治具６を搬送しないため、メインアームＡ２の搬送の負担を軽減することができ、スループットを低下させる虞がない。図１２に示すように、治具搬送アームＡ６を設けた場合には、次のような収納部を設けることが好適である。例えば図１３（ａ）、１３（ｂ）に示す収納部６０を適用することもできる。この収納部６０は収納棚６１の上部に、冷媒を流通させる冷媒流通管６４が内部に形成された冷却部６３と、冷却治具６を吸着するための図示しない吸着ユニットとが設けられており、冷媒流通管６４には冷媒供給菅６５が接続されている。そしてメインアームＡ６に冷却治具６を受け渡す際には吸着ユニットの吸着力を切り、メインアームＡ６から冷却部６３に冷却治具６を受け渡す際には逆に吸着ユニットの吸着力により冷却治具６を吸着する。

また冷却機能を有する収納部の変形例としては、図１４に示す収納部７０のような構成を採用することもできる。この収納部７０には、夫々の収納棚７１に対応する開口部７２が複数形成されており、各開口部７２には個別にシャッタ７３が形成されている。そして収納部７０の筐体７０ａには冷媒流路７４が設けられており、冷媒を流通させて収納部７０全体を冷却するようになっている。

このような冷却機能を有する収納部６０、７０を適用した場合、加熱ユニット１０ａを冷却する際に、加熱された冷却治具６を冷却プレート３で冷却する変わりに収納部６０、７０で冷却することが可能となる。そのため治具搬送アームＡ６にて、加熱された冷却治具６と、収納部６０、７０の冷却治具６とを交換して加熱された冷却治具６を冷却することができるので、冷却プレート３で冷却治具６を冷却する時間分だけ、加熱ユニット１０ａの冷却時間を短縮することが可能となる。なお収納部６０、７０はメインアームＡ２、Ａ３で冷却治具６を加熱ユニット１０ａに搬送する塗布、現像装置においても適応可能である。

また加熱ユニットとしては、例えば筐体内に冷却プレート３を備えていない加熱ユニットに適用することもできる。この加熱ユニットは、第１の実施形態の冷却プレート３及びガイドレール３３等の部材が一切備えられておらず、その分筐体１の長さが短縮されている。搬入出口１４は、アーム体が直接熱板２にウェハＷ及び冷却治具６を載置できるように形成されており、アーム体が筐体の搬入出口１４から熱板２の上方領域まで侵入し、熱板２とアーム体との間で直接ウェハＷ及び冷却治具６の受け渡しが行われる。なおこのような加熱ユニットでは、筐体内で冷却治具を冷却することができないので、図１３、図１４に示すような冷却機能を有する収納部６０、７０を適用することが好適である。

また収納部としては、図１５に示すように加熱ユニット１０ａ内における冷却プレート３の待機位置の上部に、例えば冷却治具６を１枚収納する個別収納部１８を設けてもよく、この場合には、個別収納部１８の開口部１８ａからメインアームＡ２により冷却治具６を取り出して冷却プレート３に載置するようにする。

次に本発明の効果を確認するために行った実験について説明する。本実験では、本実施形態の加熱ユニット１０ａを用い、未処理のウェハＷを３枚重ねたものを冷却治具６として熱板２に載置すると共に裏面にパージガスを供給して熱板２の温度推移を調べた。なお第１の実験では比較例として別の加熱ユニット１０を用い、裏面にパージガスを供給して熱板２の温度推移を調べた。この実験の結果を図１６に示す。なお図１６の実線Ｌ１は、加熱ユニット１０ａの熱板２の温度推移を示し、破線Ｌ２は、加熱ユニット１０の熱板２の温度推移を示す。

図１６のグラフに示すように、ｔ１１で加熱ユニット１０ａと加熱ユニット１０の各ヒーター２２をオフにすると、熱板２の温度は自然冷却により緩やかに降温する。このとき加熱ユニット１０ａの熱板２には冷却治具６が載置されていないため降温速度は、加熱ユニット１０と等しくなる。次にｔ１２になった時点で、加熱ユニット１０ａの熱板２に冷却治具６を載置すると、降温速度が増大してｔ１３で第２の処理温度Ｔｂまで降温する。これに対し、加熱ユニット１０ではそのまま緩やかに降温を続け、ｔ１４で第２の処理温度Ｔｂまで降温する。この結果を基に加熱ユニット１０ａと加熱ユニット１０とを比較すると、ｔ１２からｔ１４までに要した時間は、ｔ１２からｔ１３までに要した時間の凡そ３倍となった。このことから冷却治具６を使用した冷却方法を用いることにより、冷却治具６を使用しない冷却方法より熱板２の冷却を速やかに行うことができることが証明された。

本実施形態の塗布、現像装置の概略を示す平面図である。 本実施形態の塗布、現像装置の概略を示す斜視図である。 本実施形態の棚ユニットの概略を示す側面図である。 本実施形態の温度調整ユニットの概略を示す断面図である。 本実施形態の温度調整ユニットの概略を示す平面図である。 本実施形態の温度調整ユニットの冷却工程を説明するためのフローである。 本実施形態の温度調整ユニットの冷却工程を説明するための第１の説明図である。 本実施形態の温度調整ユニットの冷却工程を説明するための第２の説明図である。 本実施形態の温度調整ユニットの冷却工程を説明するための第３の説明図である。 本温度調整ユニットの冷却工程の変形例を説明するための第１の説明図である。 本温度調整ユニットの冷却工程の変形例を説明するための第２の説明図である。 本発明の他の実施形態を説明するための説明図である。 他の実施形態の収納部を説明するための第１の説明図である。 他の実施形態の収納部を説明するための第２の説明図である。 他の実施形態の加熱ユニットを説明するための説明図である。 本発明に係る実施例を説明するための第１の説明図である。

符号の説明

１ 処理容器
２ 熱板
３ 冷却プレート（冷却板）
４ 昇降装置
５ パージガス供給口
６ 冷却治具
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 加熱ユニット
１１ 仕切り壁
１１ａ 溝部
１２ 上部領域
１３ 下部領域
１４ 搬入出口
１８ 個別収納部
２２ ヒーター
２２ａ 温度測定装置（温度測定手段）
３１ 載置部
３２ 移動支持部
５０、６０、７０ 収納部
５１、６１、７１ 収納棚
６３ 冷却部
６４、７４ 冷媒流通管
６５ 冷媒供給菅
７３ シャッタ
１１０ 制御部
１１２ スケジュール搬送プログラム
１１３ 温度整定プログラム
Ａ２、Ａ３ メインアーム
Ａ６ 治具搬送アーム
Ｂ２ 処理ブロック
Ｂ３ インターフェイスブロック
ＣＯ バッファカセット
Ｅ１、Ｅ２ 液処理ユニット
Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４ 棚ユニット
Ｗ ウェハ

Claims (11)

1. 基板が載置され、当該基板を加熱処理するための熱板を有する加熱ユニットと、
   この加熱ユニットに基板を搬送する基板搬送手段と、
   前記熱板を冷却するための冷却治具を収納する収納部と、
   前記冷却治具を前記収納部と加熱ユニットとの間で搬送するための治具搬送手段と、
   前記加熱ユニット内の熱板の温度を第１の処理温度から当該第１の処理温度よりも低い第２の処理温度に変更するときに前記収納部内の冷却治具を当該加熱ユニットに搬送するように前記治具搬送手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする加熱システム。
2. 前記基板搬送手段は治具搬送手段を兼用していることを特徴とする請求項１に記載の加熱システム。
3. 前記冷却治具は半導体ウェハにより構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の加熱システム。
4. 前記収納部は、冷却治具を冷却するための冷却部を備えていることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載の加熱システム。
5. 前記加熱ユニットは、熱板の上方位置と熱板の側方位置との間で移動する冷却板を備え、
   前記基板は前記冷却板を介して熱板と基板搬送手段との間で受け渡されると共に、前記冷却治具は前記冷却板を介して熱板と治具搬送手段との間で受け渡されることを特徴とする請求項１ないし４の何れか一項に記載の加熱システム。
6. 前記制御部は、熱板上に載置された冷却治具を一旦冷却板に受け渡して冷却し、その後当該冷却治具を熱板に載置して冷却を再開するように制御信号を出力することを特徴とする請求項５に記載の加熱システム。
7. 基板にレジストを塗布する塗布ユニットと、レジスト塗布後に基板を加熱処理する第１の加熱ユニットと、レジストが塗布され更に露光された基板に対して現像液により現像を行う現像ユニットと、現像前の基板を加熱処理する第２の加熱ユニットと、を備えた塗布、現像装置において、
   請求項１ないし６のいずれか一つに記載の加熱システムが組み込まれ、当該加熱システムの加熱ユニットは、前記第１の加熱ユニット及び第２の加熱ユニットの少なくとも一方に相当することを特徴とする塗布、現像装置。
8. 基板を加熱ユニットにて第１の温度で加熱処理する工程と、
   当該基板を熱板から搬出し、収納部内の冷却治具を加熱ユニットの熱板上に載置して第１の温度から第２の温度に温度整定する工程と、
   冷却治具を搬送して収納部に戻す工程と、
   次の基板を加熱ユニットに搬入して第２の温度で加熱処理する工程と、を含むことを特徴とする塗布、現像方法。
9. 前記加熱ユニットは、熱板の上方位置と熱板の側方位置との間で移動する冷却板を備え、
   前記加熱ユニットの外と熱板との間における基板及び冷却治具の搬入出は、冷却板を介して行われることを特徴とする請求項８に記載の塗布、現像方法。
10. 熱板上に載置された冷却治具を一旦冷却板に受け渡して冷却し、その後当該冷却治具を熱板に載置して冷却を再開する工程を含むことを特徴とする請求項９に記載の塗布、現像方法。
11. 冷却治具により加熱ユニットの冷却を行う塗布、現像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、
    前記コンピュータプログラムは、請求項８ないし１０のいずれか一つに記載の塗布、現像方法を実行するようにステップ群が構成されていることを特徴とする記憶媒体。

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