JP2002025904A - 加熱処理装置及び基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱不良を防止することができ，位置ずれが
起こっても基板の搬出を円滑に行うことができる，加熱
処理装置を提供する。 【解決手段】 加熱・冷却処理装置４３は，ウェハＷを
載置して加熱処理する熱板７２と，搬入位置Ｐ１にて主
搬送装置１３から受け取ったウェハＷを吸着口８０によ
り吸着し，熱板７２上の加熱位置Ｐ２に載置する昇降自
在な第１の支持ピン７７と，ウェハＷを載置して冷却処
理する冷却プレート９１と，搬出前にウェハＷの位置を
検出する位置センサ１００，１０１とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，基板を加熱する加
熱処理装置及び基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造におけるフォトレ
ジスト処理工程が行われる塗布現像処理装置おいては，
半導体ウェハ（以下，「ウェハ」）の表面にレジスト液
を塗布した後の加熱処理であるプリベーキング（ＰＲＥ
ＢＡＫＥ）や，パターンの露光を行った後の加熱処理で
あるポストエクスポージャーベーキング（ＰＥＢ）等，
種々の加熱処理が行われている。かかる一連の処理を行
うにあたっては，従来から塗布現像処理システムが用い
られている。この塗布現像処理システムには，各種処理
が行われる処理装置が個別に配置され，これら処理装置
に対するウェハの搬送は，ウェハを保持するピンセット
を備えた主搬送装置によって行われている。

【０００３】これらの加熱処理は，通常，加熱処理装置
によって行われる。この加熱処理装置は，円盤状の熱板
を備えている。この熱板には３本の支持ピンが設けられ
ており，各支持ピンは，熱板内に形成された各孔内を昇
降自在となっている。

【０００４】ウェハを加熱処理する場合，先ず主搬送装
置が加熱処理装置に移動し，ウェハを保持したピンセッ
トを進入させる。次いで，熱板の上方の所定位置にて，
上昇して熱板から突出している３本の支持ピンに対して
ウェハを受け渡す。その後，ウェハを水平姿勢で支持し
た支持ピンを下降させ，熱板上の加熱位置にウェハを載
置する。熱板に内蔵されている発熱体（ヒータ等）によ
って熱板を所定温度に加熱することで，ウェハを加熱処
理する。その後，支持ピンを上昇させて熱板の上方の所
定位置にウェハを持ち上げると，再び進入してきたピン
セットが，支持ピンからウェハを受け取る。

【０００５】ところで，ウェハを下降させる際，空気抵
抗などによりウェハが支持ピンから浮き上がる。そうな
ると，下降中にウェハが横ずれしたり，または載置され
る瞬間に熱板上で横滑りし，熱板上の加熱位置からずれ
た位置にウェハを載置する場合がある。加熱後，このよ
うなウェハを支持ピンにより上昇させると，熱板の上方
の所定位置からずれた位置に持ち上げることになる。通
常，主搬送装置は，熱板の上方の所定位置でウェハの授
受を行うようにプログラム制御されているので，このよ
うに熱板の上方の所定位置からずれた位置にウェハがあ
ると，ウェハの受け渡しが困難になる。例えばピンセッ
トが支持ピンからウェハを受け取る際に，ウェハを取り
こぼしてしまい，落として破損させるおそれがある。

【０００６】そこで，このような位置ずれを防止するた
めに，図１６に示すように，熱板２００に，環状のウェ
ハガイド２０１が設けられている。このウェハガイド２
０１は，ウェハＷとのクリアランス（隙間）Ｌを０．２
ｍｍ程度とるように設計されている。このため，支持ピ
ン２０２は，ウェハガイド２０１に沿ってウェハＷを，
図１３中の二点鎖線Ｗ’で示す位置に真っ直ぐに降ろ
し，熱板２００上に載置することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，ウェハ
ガイド２０１のクリアランスＬが０．２ｍｍ程度と非常
に厳しいため，ウェハＷを搬入する場合，主搬送装置内
に設けられたモータ等の振動等により，ピンセットが僅
かに横にぶれるだけでも，支持ピン２０２に対する受け
渡しに失敗して，図１６中の実線で示すように，ウェハ
ガイド２０１上にウェハＷが乗り上げる場合がある。こ
のため，熱板２００にウェハＷを載置することができ
ず，加熱不良となる。さらにウェハＷを搬出する場合，
ウェハガイド２０１上に乗り上げた状態では，主搬送装
置のピンセットは，ウェハＷを保持することができず，
搬出を行うことができない。

【０００８】本発明はかかる点に鑑みてなされてもので
あり，その目的は，加熱不良を防止することができ，位
置ずれ等が起こっても基板の搬出を円滑に行うことがで
きる，新規な加熱処理装置を提供する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に，請求項１の発明は，基板を加熱処理する装置であっ
て，搬入された基板を載置して加熱処理する熱板を備
え，前記熱板に，前記熱板の上方の所定位置で基板を水
平姿勢で支持すると共に，熱板上の加熱位置に基板を載
置するように昇降自在に構成された支持手段を設け，前
記基板を搬出する前に前記基板の位置を検出する位置セ
ンサを設けたことを特徴とする，加熱処理装置を提供す
る。

【００１０】請求項２の発明は，基板を加熱処理する装
置であって，搬入された基板を載置して加熱処理する熱
板を備え，前記熱板に，前記熱板の上方の所定位置で基
板を水平姿勢で支持すると共に，熱板上の加熱位置に基
板を載置するように昇降自在に構成された支持手段を設
け，前記基板を搬出する前に前記基板の位置合わせを行
うための位置合わせ手段を設けたことを特徴とする，加
熱処理装置を提供する。

【００１１】請求項１及び２に記載の加熱処理装置にお
いて，請求項３に記載したように，前記支持手段に，前
記基板を吸着する吸着口が形成されていることが好まし
い。

【００１２】請求項１，３に記載した加熱処理装置に対
しては，例えば搬送装置が基板を搬入出する。かかる加
熱処理装置によれば，搬送装置が基板を加熱処理装置内
に搬入し，上昇した支持手段に受け渡す。支持手段は，
熱板の上方の所定位置にて基板を水平姿勢で支持する。
次いで，支持手段の下降により熱板上の加熱位置に基板
を載置する。この場合，吸着口により支持手段に基板を
吸着させるので，下降中に空気抵抗等を受けても基板が
支持手段から浮き上がることがない。このため，下降中
の横ずれ等による位置ずれを防止することができ，熱板
上の加熱位置に基板を正確に載置することが可能とな
る。また，基板の位置ずれが起こらないことから，従来
のように，基板を真っ直ぐに降ろすための基板ガイドを
設ける必要がなくなる。このため，基板を支持手段に受
け渡す際に，基板ガイドに基板が乗り上げる事態を未然
に防ぐことができ，加熱不良を防止することができる。
なお，下降中の基板の浮き上がりを防止する他の構成と
して，例えば基板の昇降が行われる空間内の空気を逃が
す手段を設け，下降中の空気抵抗を無くすようにしても
良い。

【００１３】加熱処理後，支持手段の上昇により基板を
持ち上げ，再び熱板の上方の所定位置にて水平姿勢で支
持する。搬送装置は，支持手段から基板を受け取り加熱
処理装置内から搬出する。この場合，基板を搬出する前
に，位置センサにより基板の位置を検出し，位置センサ
の検出信号を搬送装置に入力して基板の位置を知らせ
る。このため，基板を加熱処理装置内に搬入してから何
れかの時点において，万が一基板に位置ずれが起こっ
て，搬出する際に熱板の上方の所定位置からずれた位置
に基板を持ち上げた状態になっても，基板の位置に合わ
せて搬送装置の搬出動作や位置をフィードバック制御
し，リアルタイムで補正することができる。その結果，
搬送装置は，支持手段から円滑に基板を受け取り，装置
内から搬出することができる。

【００１４】また，請求項２，３に記載した加熱処理装
置によれば，請求項１，３に記載した加熱処理装置と同
様に，基板ガイドを設ける必要が無くなり，基板が乗り
上げる事態を未然に防いで，加熱不良を防止することが
できる。また，万が一基板に位置ずれが起こっても，位
置合わせ手段により基板の位置を位置合わせするので，
搬送装置は，通常どおりに熱板の上方の所定位置にて支
持手段から円滑に基板を受け取り，装置内から搬出する
ことができる。

【００１５】請求項４に記載したように，前記熱板に，
前記熱板上の加熱位置に載置した際には少なくとも基板
との間に隙間が１．５ｍｍ以上ある，基板の位置ずれを
防止するずれ防止部材を設けても良い。かかる構成によ
れば，防止部材は，熱板上に基板を載置した際に横滑り
が起こり，加熱位置から大幅に基板が位置ずれする事態
を防止することができる。また，少なくとも熱板と基板
との隙間に１．５ｍｍ以上の余裕を持たせているので，
支持手段に基板を受け渡す際に，搬送装置に多少の横ぶ
れが起こっても，ずれ防止部材上に基板が乗り上げるよ
うなことがない。

【００１６】請求項５に記載したように，前記熱板によ
り加熱処理された基板を載置して冷却処理する冷却板を
設けても良い。かかる構成によれば，熱板により加熱処
理された基板を冷却板に載置して冷却処理する。冷却板
に，冷却板の上方の所定位置で基板を水平姿勢で支持す
ると共に，冷却板上の冷却位置に基板を載置するように
昇降自在に構成された冷却板側の支持手段を設け，冷却
板側から基板を搬出するように構成しても良い。

【００１７】この場合，前記請求項１，３に記載した加
熱処理装置であれば，冷却板側に位置センサを配置す
る。即ち，加熱処理後，基板を冷却板に載置して冷却す
る。その後，冷却板側の支持手段の上昇により基板を持
ち上げ，冷却板の上方の所定位置にて水平姿勢で支持す
る。搬送装置は，冷却板側の支持手段から基板を受け取
り加熱処理装置内から搬出する。この場合，基板を搬出
する前に，位置センサにより基板の位置を検出して確認
する。さらに位置センサの検出信号を搬送装置に入力
し，基板の位置を知らせる。このため，基板を加熱処理
装置内に搬入してから何れかの時点において，万が一基
板に位置ずれが起こって，搬出する際に冷却板の上方の
所定位置からずれた位置に基板を持ち上げた状態になっ
ても，基板の位置に合わせて搬送装置の搬出動作や位置
をフィードバック制御し，リアルタイムで補正すること
ができる。その結果，搬送装置は，冷却板側の支持手段
から円滑に基板を受け取り，装置内から搬出することが
できる。

【００１８】一方，前記請求項２，３に記載した加熱処
理装置であれば，冷却板側に位置合わせ手段を配置す
る。即ち，万が一基板に位置ずれが起こっても，位置合
わせ手段により基板の位置を位置合わせするので，搬送
装置は，通常どおりに冷却板の上方の所定位置にて冷却
板側の支持手段から円滑に基板を受け取り，装置内から
搬出することができる。

【００１９】請求項６に記載したように，前記冷却板
は，前記熱板に対して進退自在であり，かつ熱板との間
で基板の授受が行えるように構成されていることが好ま
しい。

【００２０】請求項７の発明は，基板を処理する装置で
あって，請求項１，３，４，５又は６に記載の加熱処理
装置と，前記加熱処理装置に対して基板を搬入出する搬
送装置とを備え，前記搬送装置は，前記位置センサから
入力されてくる検出信号に基づいて基板の搬出を行うよ
うに構成されていることを特徴とする，基板処理装置を
提供する。

【００２１】請求項７に記載の基板処理装置によれば，
搬送装置は，加熱処理装置に対して基板を円滑に搬入出
することができる。

【００２２】請求項８のように，前記冷却板上の基板を
位置合わせする位置合わせ機構備えた構成としてもよ
い。この場合，位置合わせ機構としては，たとえば冷却
板上に固定されたガイドピンと，このガイドピンに向け
て冷却板上の基板を押圧する押圧部材，あるいは冷却板
上の基板を挟んで対向して該基板を押圧する複数の押圧
部材とが提案できる。

【００２３】このような位置合わせ機構を備えること
で，熱板と冷却板との間で基板を授受する際に，位置ズ
レが発生しても，これを修正して，次処理や搬送をを適
切に実施することが可能である。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下，本発明の好ましい実施の形
態について説明する。図１は，第１の実施の形態にかか
る加熱処理装置を備えた塗布現像処理システム１（基板
処理装置）の平面図であり，図２は，塗布現像処理シス
テム１の正面図であり，図３は，塗布現像処理システム
１の背面図である。

【００２５】塗布現像処理システム１は，図１に示すよ
うに，例えば２５枚のウェハＷをカセット単位で外部か
ら塗布現像処理システム１に対して搬入出したり，カセ
ットＣに対してウェハＷを搬入出したりするカセットス
テーション２と，塗布現像処理工程の中で枚葉式に所定
の処理を施す各種処理装置を多段配置してなる処理ステ
ーション３と，この処理ステーション３に隣接して設け
られている露光装置（図示せず）との間でウェハＷの受
け渡しをするインターフェイス部４とを一体に接続した
構成を有している。

【００２６】カセットステーション２では，載置部とな
るカセット載置台５上の所定の位置に，複数のカセット
ＣをＸ方向（図１中の上下方向）に一列に載置自在とな
っている。そして，このカセット配列方向（Ｘ方向）と
カセットＣに収容されたウェハＷのウェハ配列方向（Ｚ
方向；鉛直方向）に対して移送可能なウェハ搬送体７が
搬送路８に沿って移動自在に設けられており，各カセッ
トＣに対して選択的にアクセスできるようになってい
る。

【００２７】ウェハ搬送体７は，ウェハＷの位置合わせ
を行うアライメント機能を備えている。このウェハ搬送
体７は後述するように処理ステーション３側の第３の処
理装置群Ｇ３に属するアドヒージョン装置３１やエクス
テンション装置３２に対してもアクセスできるように構
成されている。

【００２８】処理ステーション３では，ウェハＷを保持
するピンセット１０，１１，１２を上中下３本備えた主
搬送装置１３が中心部に配置されている。主搬送装置１
３の周辺には各種処理装置が多段に配置されて処理装置
群を構成している。該塗布現像処理システム１において
は，４つの処理装置群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４が配置さ
れており，第１及び第２の処理装置群Ｇ１，Ｇ２は塗布
現像処理システム１の正面側に配置され，第３の処理装
置群Ｇ３は，カセットステーション２に隣接して配置さ
れ，第４の処理装置群Ｇ４は，インターフェイス部４に
隣接して配置されている。さらにオプションとして破線
で示した第５の処理装置群Ｇ５を背面側に別途配置可能
となっている。

【００２９】第１の処理装置群Ｇ１では図２に示すよう
に，２種類のスピンナ型の液塗布処理装置，例えばウェ
ハＷに対してレジストを塗布して処理するレジスト塗布
装置１５と，ウェハＷに現像液を供給して処理する現像
処理装置１６が下から順に２段に配置されている。第２
の処理装置群Ｇ２の場合も同様に，レジスト塗布装置１
７と，現像処理装置１８とが下から順に２段に積み重ね
られている

【００３０】第３の処理装置群Ｇ３では，図３に示すよ
うに，ウェハＷを冷却処理するクーリング装置３０，レ
ジスト液とウェハＷとの定着性を高めるためのアドヒー
ジョン装置３１，ウェハＷを待機させるエクステンショ
ン装置３２，レジスト塗布後の加熱処理を行うプリベー
キング装置３３，３４及び現像処理後の加熱処理を行う
ポストベーキング装置３５，３６等が下から順に例えば
８段に重ねられている。

【００３１】第４の処理装置群Ｇ４では，例えばクーリ
ング装置４０，載置したウェハＷを自然冷却させるエク
ステンション・クーリング装置４１，エクステンション
装置４２，第１の実施の形態にかかる加熱・冷却処理装
置４３，４４，４５，ポストベーキング装置４６，４７
等が下から順に例えば８段に積み重ねられている。

【００３２】インターフェイス部４の中央部にはウェハ
搬送体５０が設けられている。このウェハ搬送体５０
は，第４の処理装置群Ｇ４に属するエクステンション・
クーリング装置４１，エクステンション装置４２，周辺
露光装置５１及び露光装置（図示せず）に対してアクセ
スできるように構成されている。

【００３３】ここで，加熱・冷却処理装置４３，４４，
４５の構成について，加熱・冷却処理装置４３を例にと
って説明する。図４及び図５に示すように，加熱・冷却
処理装置４３は，露光処理後の加熱処理を行うポストエ
クスポージャーベーキングと，その後の冷却処理を行う
ように構成されている。

【００３４】加熱・冷却処理装置４３は，ケーシング６
１内に加熱部６２と冷却部６３とを有している。加熱部
６２側におけるケーシング６１の側面に，ウェハＷを搬
入するための搬入口６４が設けられ，冷却部６２側にお
けるケーシング６１側面に，ウェハＷを搬出するための
搬出口６５が設けられている。

【００３５】加熱部６２は，上側に位置して上下動自在
な蓋体６６と，下側に位置して蓋体６６と一体となって
処理室Ｓを形成する熱板収容部６７とからなっている。

【００３６】蓋体６６は，中心部に向かって次第に高く
なる略円錐状の形態を有し，頂上部には排気管６８が接
続され，処理室Ｓ内の雰囲気は排気管６８から均一に排
気されるようになっている。

【００３７】熱板収容部６７は，外周の略円筒状のケー
ス６９，ケース６９内に配置された略円筒状の内側ケー
ス７０，内側ケース７０内に固着された断熱性の良好な
サポートリング７１，このサポートリング７１に支持さ
れた円盤状の熱板７２を有している。内側ケース７０の
上面には，吹き出し口７０ａが設けられ，処理室Ｓ内に
向けて例えば空気や不活性ガス等を吹き出すことが可能
である。

【００３８】熱板７２の内部には，給電により発熱する
ヒータ７５が内蔵されていると共に，３個の孔７６が形
成されている。各孔７６には，ウェハＷの裏面を支持す
る熱板７２側の支持手段として第１の支持ピン７７がそ
れぞれ挿入されている。これら各孔７６と内側ケース７
０の底板７０ａとの間には，第１の支持ピン７７の外周
を被って外部雰囲気と隔離するための筒状のガイド７８
が各々垂直に配置されている。これら３本の第１の支持
ピン７７は，昇降機構７９により上下動する。従って，
第１の支持ピン７７は，熱板７２の上方の所定位置であ
る搬入位置Ｐ１でウェハＷを水平姿勢で支持すると共
に，熱板７２上の加熱位置Ｐ２にウェハＷを載置するよ
うに構成されている。

【００３９】図６及び図７に示すように，第１の支持ピ
ン７７の上部に，ウェハＷを第１の支持ピン７７に吸着
させる吸着口８０が各々形成されている。第１の支持ピ
ン７７の内部には，吸着口８０に接続された引き込み流
路８１が設けられており，この引き込み流路８１は，真
空ポンプや負圧発生器等からなる吸引機構８２に通じて
いる。引き込み流路８１には，バルブ８３が介装されて
いる。吸引機構８２，バルブ８３と前記昇降機構７９
は，コントローラ８４に接続されている。コントローラ
８４は，昇降機構７９及び吸引機構８２の稼働と，バル
ブ８３の開閉による吸引タイミングとを制御するように
構成されている。なお，前記支持ピン７７の先端部分の
みが弾性体である例えば耐熱性ゴムで形成されている。

【００４０】図４及び図６に示すように，昇降機構７９
によって第１の支持ピン７７が上昇すると，加熱・冷却
処理装置４３内に進入してきた前記主搬送装置１３のピ
ンセット１０〜１２との間でウェハＷの授受が行える状
態になる。例えば主搬送装置１３のピンセット１１から
ウェハＷを受け取ると，第１の支持ピン７７は，搬入位
置Ｐ１でウェハＷを水平姿勢で支持するようになってい
る。このとき，吸引機構８２の真空吸引によりウェハＷ
を吸着口８０にしっかりと吸着させる。平面からウェハ
Ｗをみると，熱板７２上の加熱位置Ｐ２に位置決めされ
た状態となる。この場合，吸引のタイミングとして，例
えばウェハを受け渡す際に主搬送装置１３から出力され
る受け渡し動作信号と同期して吸引機構８２が吸引を開
始すると良い。なお，ピンセット１０〜１２の使い分け
として，例えばピンセット１１，１２を加熱・冷却処理
装置４３，４４，４５やプリベーキング装置３３，３４
等のウェハＷの受け渡し，クーリング装置４０等へウェ
ハＷの渡し，スピンナ型の液塗布処理装置からのウェハ
Ｗの受け取りに用い，ピンセット１０を，クーリング装
置４０等からのウェハＷの受け取り，スピンナ型の液塗
布処理装置へのウェハＷの渡しに用いるとよい。

【００４１】次いで，昇降機構７９によって第１の支持
ピン７７が下降すると，ウェハＷを熱板７２上の加熱位
置Ｐ２に載置するようになっている。このとき，コント
ローラ８４は，ウェハＷを熱板７２に載置するタイミン
グを見計らって吸引機構８２による真空吸引を停止させ
る。従って，載置した瞬間に第１の支持ピン７７からウ
ェハＷを離して熱板７２上で跳ね返らないようにし，安
定した載置を行う構成となっている。なお載置するタイ
ミングは，例えば予めウェハＷを載置するのに必要な第
１の支持ピン７７の下降時間をコントローラ８４に記憶
させておき，この下降時間に基づいて載置するタイミン
グを見計らうようにしても良いし，昇降機構７９に位置
検出センサを設けて，この位置検出センサから出力され
る検出信号に基づいて載置するタイミングを見計らうよ
うにしても良い。

【００４２】図８に示すように，熱板７２の周縁部に
は，周方向に沿って環状のずれ防止部材８５が設けられ
ている。ずれ防止部材８５は，熱板７２上の加熱位置Ｐ
２にウェハＷを載置した際には少なくともウェハＷとの
間にクリアランス（隙間）Ｌが，１．５ｍｍ以上あるよ
うに設計されている。

【００４３】冷却部６３は，移動レール９０に沿って移
動自在でかつ上下動自在な駆動機構（図示せず）に接続
された冷却板としての冷却プレート９１と，冷却プレー
ト側９１側の支持手段として第２の支持ピン９２を有し
ている。

【００４４】この冷却プレート９１は，全体として略方
形の平板形状をなしている。加熱後，冷却プレート９１
がウェハＷを受け取る場合，まず冷却プレート９１は上
昇する。一方，加熱部６２側では，第１の支持ピン７７
が上昇して搬入位置Ｐ１でウェハＷを支持すると共に，
蓋体６６が上昇する。その後，冷却プレート９１は，加
熱部６２側に移動し，搬入位置Ｐ１において，第１の支
持ピン７７の下降によりウェハＷを冷却プレート９１上
の冷却位置Ｐ３に載せて受け取るようになっている。こ
のとき，冷却プレート９１に形成されたスリット９４，
９５により，第１の支持ピン７７と冷却プレート９１と
は接触することがない。その後，冷却プレート９１は冷
却部６３側に戻って元の高さに下降し，冷却部６３の処
理位置Ｐ４にウェハＷを移動させる。このように，冷却
プレート９１は，熱板７２に対して進退自在であり，か
つ熱板７２との間でウェハＷの授受が行えるように構成
されている。

【００４５】冷却プレート９１の内部には，循環路９１
ａ内が形成され，この循環路９１ａには，外部に設置さ
れている恒温水供給源９６から供給される所定温度（た
とえば２３℃）の液体，たとえば恒温水が冷却プレート
９１内に循環供給されている。従って，冷却プレート９
１は，冷却部６３の処理位置Ｐ４にて，熱板７２により
加熱処理されたウェハＷを冷却プレート上の冷却位置Ｐ
３に載置した状態で冷却処理するように構成されてい
る。

【００４６】各第２の支持ピン９２は，昇降機構９７に
より上下動する。冷却プレート９１に載置されたウェハ
Ｗを搬出する場合，第２の支持ピン９２は，昇降機構９
７により上昇してスリット９４，９５内を通り，冷却部
６３における冷却プレート９１の上方の所定位置である
搬出位置Ｐ５でウェハＷを水平姿勢で支持するようにな
っている。

【００４７】冷却部６３には，ウェハＷを搬出する前に
ウェハＷの位置を検出する位置センサ１００，１０１が
設けられている。この位置センサ１００，１０１は，ウ
ェハＷを冷却部６３に移動させた際に，ウェハＷの位置
ずれを検出するように構成されている。また，冷却部６
３には，位置決めセンサ１０２が設けられている。この
位置決めセンサ１０２は，ウェハＷが冷却部６３に移動
してきたことを検出するように構成されている。位置セ
ンサ１００，１０１，位置決めセンサ１０２は，何れも
前記コントローラ８４に接続されている。コントローラ
８４は，位置センサ１００，１０１から入力される検出
信号に基づいて主搬送装置１３の搬出動作や位置を，位
置決めセンサ１０２から入力される検出信号に基づいて
冷却プレート９１の移動動作をそれぞれフィードバック
制御する。

【００４８】ここで，ウェハＷを加熱・冷却処理装置４
１内に搬入してから何れかの時点においても，ウェハＷ
に位置ずれが起こらなかった場合について説明すると，
先ず図９に示すように，冷却プレート９１は，熱板７２
から受け取ったウェハＷを冷却部６３に移動する。冷却
部６３に移動する途中で，冷却プレート９１（図９中の
二点鎖線９１’で示す）上の冷却位置Ｐ３（図９中の二
点鎖線Ｐ３’で示す）に載置されたウェハＷが，図９中
の二点鎖線Ｗ’で示す位置に移動すると，位置決めセン
サ１０２がウェハＷの周縁部を検出し，コントローラ８
４に検出信号を入力してウェハＷが来たことを知らせ
る。コントローラ８４は，位置決めセンサ１０２の検出
信号が入力された時点から例えば所定の距離若しくは時
間だけ冷却プレート９１を動かす。このため，図９中の
実線で示す位置にウェハＷを移動させた際には，ウェハ
Ｗに位置ずれが起こるか否かに関わらずに，常に平面視
で冷却部６３の処理位置Ｐ４におけるＹ方向の中心線
と，ウェハＷにおけるＹ方向の中心線とは一致するよう
になる。また，位置ずれも無く，ウェハＷを正常に冷却
部６３に移動させているため，冷却部６３の処理位置Ｐ
４におけるＸ方向の中心線と，ウェハＷにおけるＸ方向
の中心線も一致する。

【００４９】また，ウェハＷが冷却部６３の処理位置Ｐ
４に移動してくると，位置センサ１００，１０１がウェ
ハＷの周縁部を同時に検出する。何れの位置センサ１０
０，１０１の検出信号も等しくコントローラ８４に入力
され，コントローラ８４は，ウェハＷに位置ずれがない
ことを確認する。冷却後，第２の支持ピン９２が上昇
し，搬出位置Ｐ５にウェハＷを持ち上げる。コントロー
ラ８４は特に主搬送装置１３をフィードバック制御する
ことはなく，主搬送装置１３は，通常どおりに冷却プレ
ート９１側から円滑にウェハＷを受け取り，装置内から
搬出するようになっている。

【００５０】一方，ウェハＷに位置ずれが起こった場合
では，図１０に示すように，例えば一方の位置センサ１
００だけが先にウェハＷを検出し，他方の位置センサ１
０１は遅れて検出するか若しくはウェハＷの位置を検出
することができない。そうなると，コントローラ８４に
対する位置センサ１００，１０１の検出信号の入力に時
間差が生じる。この時間差と冷却プレート９１の移動速
度（既知の値）とを所定の関係式に代入すると，ウェハ
Ｗのずれ量，即ち冷却部６３の処理位置Ｐ４におけるＸ
方向の中心線と，ウェハＷにおけるＸ方向の中心線とが
どれくらいずれているか把握することができる。そし
て，冷却後に第２の支持ピン９２によりウェハＷを上昇
させると，搬出位置Ｐ５からずれた位置にウェハＷを持
ち上げることになる。この場合には，コントローラ８４
は主搬送装置１３をフィードバック制御し，例えば装置
内にピンセット１０〜１２を進入させる際のピンセット
１０〜１２の突っ込み量を変化させる。このため，位置
ずれが起こっても取りこぼさずに，第２の支持ピン９２
からウェハＷを受けることができるようになっている。

【００５１】第１の実施の形態にかかる加熱・冷却処理
装置４３は，以上のように構成されており，次にその作
用等について説明する。先ず露光装置において露光処理
が終了したウェハＷが，第４の処理装置郡Ｇ４に属する
加熱・冷却処理装置４３内に搬入される。

【００５２】ここで，加熱・冷却処理装置４３において
行われる処理について説明する。まず，主搬送装置１３
がウェハＷを加熱・冷却処理装置４３内に搬入し，上昇
した第１の支持ピン７７に受け渡す。第１の支持ピン７
７は，搬入位置Ｐ１にてウェハＷを水平姿勢で支持す
る。次いで，第１の支持ピン７７の下降により熱板７２
上の加熱位置Ｐ２にウェハＷを載置する。この場合，吸
着口８０により第１の支持ピン７７にウェハＷを吸着さ
せるので，下降中に空気抵抗等を受けてもウェハＷが第
１の支持ピン７７から浮き上がることがない。このた
め，下降中の横ずれを防止することができ，熱板７２上
の加熱位置Ｐ２にウェハＷを正確に載置することが可能
となる。

【００５３】さらに熱板７２上に，ずれ防止部材８５が
設けられているので，熱板７２上にウェハＷを載置した
際に横滑りが起こり，加熱位置Ｐ２から大幅にウェハＷ
が位置ずれする事態を防止することができる。また，少
なくともずれ防止部材８５とウェハＷとのクリアランス
（隙間）Ｌに１．５ｍｍ以上の余裕を持たせているの
で，第１の支持ピン７７にウェハＷを受け渡す際に，主
搬送装置１３に多少の横ぶれが起こり，僅かに横ずれし
て第１の支持ピン７７にウェハＷが受け渡されるように
なっても，加熱位置Ｐ２にウェハＷを載置する際には，
ずれ防止部材８５上にウェハＷが乗り上げるようなこと
がない。

【００５４】加熱後，冷却プレート９１は，熱板７２か
らウェハＷを受け取り，冷却位置Ｐ３に載置する。その
後，冷却部６３の処理位置Ｐ４にウェハＷを移動させて
冷却処理する。その後，第２の支持ピン９２の上昇によ
りウェハＷを持ち上げ，搬出位置Ｐ５にて水平姿勢で支
持する。その後，主搬送装置１３が，第２の支持ピン９
２からウェハＷを受け取り，加熱・冷却処理装置４０内
から搬入する。

【００５５】かかる加熱・冷却処理装置４３によれば，
熱板７２上の加熱位置Ｐ２にウェハＷを正確に載置する
ことができるので，従来のように，ウェハＷを真っ直ぐ
に降ろすためのウェハガイドを設ける必要がなくなる。
このため，ウェハＷを第１の支持ピン７７に受け渡す際
に，ウェハガイドにウェハＷが乗り上げる事態を未然に
防ぐことができ，加熱不良を防止することができる。な
お，下降中のウェハＷの浮き上がりを防止する他の構成
として，例えばウェハＷの昇降が行われる空間内の空気
を逃がす手段を設け，下降中の空気抵抗を無くすように
しても良い。

【００５６】一方，ウェハＷを搬出する前に，位置セン
サ１００，１０１によりウェハＷの位置を検出し，位置
センサ１００，１０１の検出信号を主搬送装置１３に入
力してウェハＷの位置を知らせる。このため，ウェハＷ
を加熱・冷却処理装置４０内に搬入してから何れかの時
点において，万が一ウェハＷに位置ずれが起こって，搬
出する際に搬出位置Ｐ５からずれた位置にウェハＷを持
ち上げた状態になっても，ウェハＷの位置に合わせて主
搬送装置１３のピンセット１０〜１２の搬出動作や位置
をフィードバック制御し，リアルタイムで補正すること
ができる。その結果，主搬送装置１３は，第２の支持ピ
ン９２から円滑にウェハＷを受け取り，装置内から搬出
することができる。

【００５７】また従来では，ウェハガイドに接触するこ
とがないように，さらには第１の支持ピン７７，第２の
支持ピン９２との間でウェハＷの授受を円滑に行えるよ
うに，加熱・冷却処理装置４３のインスタレーション時
（立ち上げ時）に，工場内のオペレータ等が，搬入出時
における主搬送装置１３のピンセット１０〜１２の動作
ポジションを目でみながら慎重にマニュアル調整してい
た。しかしながら，本実施の形態によれば，ウェハガイ
ドを無くし，ピンセット１０〜１２の搬出動作や位置を
フィードバック制御できることから，従来に比べてマニ
ュアル調整を簡単に済ますことができるようになり，加
熱・冷却処理装置４３のインスタレーション時間を短縮
することができる。

【００５８】プリベーキング装置３３，３４，ポストベ
ーキング装置４６，４７に対して，加熱・冷却処理装置
４３の基本的な構成を応用することができる。即ち，プ
リベーキング装置３３，３４，ポストベーキング装置４
６，４７は，内部に冷却部６３を設けない以外は，基本
的に加熱・冷却処理装置４３と同様の構成を有している
ので，各装置内に設けられた第１の支持ピン７７に吸着
口８０を形成すれば，熱板７２上にウェハガイドを設け
なくて済むようになる。さらに，熱板７２側に位置セン
サ１００，１０１を設置し，仮に位置ずれが起こって
も，主搬送装置１３による搬出が円滑に行えるようにす
る。

【００５９】さらに，位置センサ１００，１０１により
Ｘ方向におけるウェハＷのずれ量を検出するだけでな
く，Ｙ方向におけるウェハＷのずれ量，例えば加熱・冷
却処理装置４３であれば，冷却部６３の処理位置Ｐ４に
おけるＹ方向の中心線と，ウェハＷにおけるＹ方向の中
心線とがどれくらいずれているか検出する位置センサを
設けて，より正確にウェハＷの位置ずれを検出するよう
にしても良い。

【００６０】また，第１の支持ピンの上部を適宜加工し
て，吸着口の形状を自由に形成しても良い。例えば図１
１に示すように，第１の支持ピン１１０の吸着口１１１
は，上端を拡径とし下方になるに従って口径が狭められ
ていく，いわゆる逆三角錘台状の形態を成している。こ
のように吸着口１１１の吸着面積を広げると，第１の支
持ピン１１０は，より強力にウェハＷを吸着することが
できるようになり，下降中の横ずれをより確実に防止す
ることができる。また，吸着口１１１の吸着面積は広い
ので，例えば３本の第１の支持ピン１１０のうち，２本
の第１の支持ピン１１０のみに吸着口を設けても，効果
的にウェハＷを吸着することができる。

【００６１】次に，第２の実施の形態にかかる加熱・冷
却処理装置１２０について説明する。図１２に示すよう
に，冷却部６３には，冷却板収容部１２１内に収納され
た冷却板１２２が設けられている。冷却板１２２に形成
された３本の孔（図示せず）には，第２の支持ピン９２
がそれぞれ挿入されている。さらに熱板７２と冷却板１
２２の間でウェハＷを移動させるユニットアーム１２５
が設けられている。

【００６２】冷却板１２１の一方側（図１２中の左側）
には，図１２に示すように，位置合わせ手段として機械
的なアライメント板１２６が設けられている。図１３に
示すように，前記ユニットアーム１２５は，加熱後にウ
ェハＷを熱板７２から冷却板１２２に移動させ，上昇し
た第２の支持ピン９２に受け渡す前に，ウェハＷをアラ
イメント板１２６に押し当てる。アライメント板１２６
の形状は，万が一ウェハＷに位置ずれが起こった場合，
ウェハＷが押し当てられた際には，ウェハＷの位置ずれ
を補正するような形態をなしている。このため，冷却板
１２２上に載置する前にウェハＷの位置合わせを行うよ
うになっている。

【００６３】かかる構成によれば，万が一ウェハＷに位
置ずれが起こっても，アライメント板１２６によりウェ
ハＷの位置を位置合わせするので，主搬送装置１３は，
通常どおりに搬出位置Ｐ５にて第２の支持ピン９２から
円滑にウェハＷを受け取り，装置内から搬出することが
できる。また，位置センサ１００，１０１等を用いたフ
ィードバック制御を行う必要が無くなるので，装置を簡
素化することができる。もちろん，このようなアライメ
ント板１２６を前記加熱・冷却処理装置４３内に設け，
冷却プレート９１がウェハＷを冷却部６３に移動させる
際に，位置合わせを行うようにしても良い。

【００６４】なお前記加熱・冷却処理装置において，冷
却プレート９１上のウエハＷを位置合わせする位置合わ
せ機構を別途設けてもよい。

【００６５】図１４に示した例では，冷却プレート９１
上におけるスリット９４，９５の各外側の所定位置に，
ガイドピン１５１，１５１が設けられている。そして冷
却プレート９１上におけるスリット９４，９５の基部の
外側には，押圧部材１５２が設けられている。この押圧
部材１５２自体は，シリンダなどの駆動機構によってス
リット９４，９５と平行に熱板７２側に移動可能であ
る。この押圧部材１５２の動作方向における熱板７２側
の面は，ウエハＷの外周とほぼ同じ曲率半径の，熱板７
２側に凹の湾曲部１５３を有している。なお押圧部材１
５２の押圧面の形状は，そのような湾曲形状に限られる
ものではなく，もちろん棒状や適宜の凸部の形状を有し
ていてもよい。たとえば棒状の先端部を突き出す構成の
ものでもよい。

【００６６】かかる押圧部材１５２によれば，冷却プレ
ート９１上のウエハＷをスリット９４，９５に沿ってガ
イドピン１５１，１５１側に押すことで，ウエハＷを所
定位置に位置合わせすることができる。したがって，冷
却プレート９１が熱板７２からウエハＷを受け取った際
に，ウエハＷが位置ズレを起こしても，これを修正して
所定の位置に位置合わせすることが可能である。それゆ
えピンセット１０によって冷却プレート９１からウエハ
Ｗを搬出する際にも，位置再現性が高く，受け渡しを好
適に実施することができる。

【００６７】位置合わせするタイミングについては，下
記の例を提案できる。 熱板７２側に冷却プレート９１が移動して，加熱処理
の終了したウエハＷを受け取った後， 加熱・冷却処理装置４３内にピンセット１０からウエ
ハＷが搬入され，冷却プレート９１が該ウエハＷを受け
取った後であって，熱板７２上にこのウエハＷを移送す
る際 そして，のいずれの場合であっても，冷却プレート
９１の移動中に同時に位置合わせを実施することで，格
別位置合わせに必要な時間が不要であり，スループット
を低下させることはない。

【００６８】図１５に示した例では，ガイドピン１５１
を省略すると共に，一対の押圧部材１５２，１５２をウ
エハＷを挟んで対向した位置，すなわちスリット９４，
９５と直角方向に対向して配置したものである。かかる
構成によっても，冷却プレート９１上のウエハＷを一対
の押圧部材１５２，１５２で押すことで，ウエハＷを所
定位置に位置合わせすることができ，熱板７２と冷却プ
レート９１との間でのウエハＷの授受の際に位置ズレが
発生しても，これを修正することができる。なお，図１
５の例において，一方の押圧部材１５２を省略して，前
記ガイドピンを採用してもよい。

【００６９】なお，本発明の実施の形態の一例について
説明したが，本発明はこの例に限らず種々の態様を採り
うるものである。例えば基板を上記ウェハＷに限定せ
ず，方形の他の基板，たとえばＬＣＤ基板を加熱処理す
る方法及び装置に対しても適用可能である。

【００７０】

【発明の効果】請求項１〜６に記載の加熱処理装置によ
れば，従来のように，基板を真っ直ぐに降ろすための基
板ガイドを設ける必要がなくなり，基板が基板ガイドに
乗り上げることによる加熱不良を防止することができ
る。また，万が一基板に位置ずれが起こっても，請求項
１では，基板の位置に合わせて搬送装置の搬出動作や位
置をフィードバック制御し，請求項２では，基板の位置
合わせを行うので，基板の搬出を円滑に行うことができ
る。その結果，例えば搬出する際に基板を取りこぼして
破損させるような事態を防止することができる。また，
加熱処理装置のインスタレーション時間を短縮すること
ができる。

【００７１】特に請求項３によれば，下降中の横ずれ等
による位置ずれを防止することができ，熱板上の加熱位
置に基板を正確に載置することが可能となる。さらに請
求項４によれば，基板が部材上に乗り上げることもな
く，熱板上に基板を載置した際の横滑りを防止すること
ができる，ずれ防止部材を実現することができる。請求
項５，６の記載では，冷却板側から基板を円滑に搬出す
ることができる。

【００７２】請求項７に記載の基板処理装置によれば，
搬送装置は，加熱処理装置に対して基板を円滑に搬入出
することができる。請求項８〜１０の加熱処理装置によ
れば，熱板と冷却板との間での基板の授受の際に位置ズ
レが発生しても，これを修正することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる加熱・冷却
処理装置を備えた塗布現像処理システムの平面図であ
る。

【図２】図１の塗布現像処理システムの正面図である。

【図３】図１の塗布現像処理システムの背面図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態にかかる加熱・冷却
処理装置の縦断面を示す説明図である。

【図５】図４の加熱・冷却処理装置の平面説明図であ
る。

【図６】図４の加熱・冷却処理装置の要部を拡大して示
した説明図である。

【図７】吸着口を拡大して示した説明図である。

【図８】ずれ防止部材を拡大して示した拡大図である。

【図９】ウェハを正常に冷却部に移動させる際の様子を
平面から示した説明図である。

【図１０】位置ずれしたウェハを冷却部に移動させる際
の様子を平面から示した説明図である。

【図１１】吸着口の変形例を示す説明図である。

【図１２】本発明の第２の実施の形態にかかる加熱・冷
却処理装置の平面説明図である。

【図１３】アライメント板にウェハを押し当てる際の様
子を示す平面説明図である。

【図１４】加熱・冷却処理装置の冷却プレートに位置合
わせ用の押圧部材を設けた様子を示す平面説明図であ
る。

【図１５】加熱・冷却処理装置の冷却プレートに位置合
わせ用の押圧部材を設けた別の例の様子を示す平面説明
図である。

【図１６】従来の加熱処理装置において，ウェハガイド
にウェハが乗り上げた様子を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 塗布現像処理システム １３ 主搬送装置 ４３，４４，４５ 加熱・冷却処理装置 ７２ 熱板 ７７ 第１の支持ピン ８０ 吸着口 ８５ ずれ防止部材 ９１ 冷却プレート ９２ 第２の支持ピン １００，１０１ 位置センサ Ｐ１ 搬入位置 Ｐ２ 加熱位置 Ｐ３ 冷却位置 Ｐ５ 搬出位置 Ｗ ウェハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０２Ｊ (72)発明者 飯田 成昭 東京都港区赤坂五丁目３番６号 ＴＢＳ放 送センター 東京エレクトロン株式会社内 (72)発明者 磧本 栄一 東京都港区赤坂五丁目３番６号 ＴＢＳ放 送センター 東京エレクトロン株式会社内 Ｆターム(参考） 3K058 AA41 BA00 CA15 CA23 CA31 5F031 CA02 FA01 FA07 FA12 GA03 GA42 GA47 GA49 HA02 HA13 HA33 HA37 HA38 HA57 HA58 HA60 JA06 JA14 JA17 JA22 JA29 JA36 KA02 KA03 KA11 KA15 LA15 MA02 MA04 MA06 MA24 MA26 NA04 PA02 5F046 CD01 KA04 KA10

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を加熱処理する装置であって，搬入
   された基板を載置して加熱処理する熱板を備え，前記熱
   板に，前記熱板の上方の所定位置で基板を水平姿勢で支
   持すると共に，熱板上の加熱位置に基板を載置するよう
   に昇降自在に構成された支持手段を設け，前記基板を搬
   出する前に前記基板の位置を検出する位置センサを設け
   たことを特徴とする，加熱処理装置。
2. 【請求項２】 基板を加熱処理する装置であって，搬入
   された基板を載置して加熱処理する熱板を備え，前記熱
   板に，前記熱板の上方の所定位置で基板を水平姿勢で支
   持すると共に，熱板上の加熱位置に基板を載置するよう
   に昇降自在に構成された支持手段を設け，前記基板を搬
   出する前に前記基板の位置合わせを行うための位置合わ
   せ手段を設けたことを特徴とする，加熱処理装置。
3. 【請求項３】 前記支持手段に，前記基板を吸着する吸
   着口が形成されていることを特徴とする，請求項１又は
   ２に記載の加熱処理装置。
4. 【請求項４】 前記熱板に，前記熱板上の加熱位置に載
   置した際には少なくとも基板との間に隙間が1．５ｍｍ
   以上ある，基板の位置ずれを防止するずれ防止部材を設
   けたことを特徴とする，請求項１，２又は３に記載の加
   熱処理装置。
5. 【請求項５】 前記熱板により加熱処理された基板を載
   置して冷却処理する冷却板を設けたことを特徴とする，
   請求項１，２，３又は４に記載の加熱処理装置。
6. 【請求項６】 前記冷却板は，前記熱板に対して進退自
   在であり，かつ熱板との間で基板の授受が行えるように
   構成されていることを特徴とする，請求項５に記載の加
   熱処理装置。
7. 【請求項７】 基板を処理する装置であって，請求項
   １，３，４，５又は６に記載の加熱処理装置と，前記加
   熱処理装置に対して基板を搬入出する搬送装置とを備
   え，前記搬送装置は，前記位置センサから入力されてく
   る検出信号に基づいて基板の搬出を行うように構成され
   ていることを特徴とする，基板処理装置。
8. 【請求項８】 前記冷却板上の基板を位置合わせする位
   置合わせ機構を有することを特徴とする，請求項６に記
   載の加熱処理装置。
9. 【請求項９】 前記位置合わせ機構は，冷却板上に固定
   されたガイドピンと，このガイドピンに向けて冷却板上
   の基板を押圧する押圧部材とを有することを特徴とす
   る，請求項８に記載の加熱処理装置。
10. 【請求項１０】 前記位置合わせ機構は，冷却板上の基
    板を挟んで対向して該基板を押圧する複数の押圧部材と
    を有することを特徴とする，請求項８に記載の加熱処理
    装置。