JP2004319626A - Heat treatment apparatus and substrate processing apparatus - Google Patents

Heat treatment apparatus and substrate processing apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat treatment apparatus capable of surely preventing overbaking caused by a hot plate and obtaining high throughput. <P>SOLUTION: The heat treatment apparatus 16 is provided with a post-exposure bake plate PEB, a cooling plate CP3, and a local transfer robot LHU. A holding plate 51 of the local transfer robot LHU can move closely to the substantially whole surface of the bottom of a substrate W to hold the substrate W. Also, the holding plate 51 is configured so that it can reciprocate between the bake plate PEB and the cooling plate CP3 and can also move in the upward and downward directions. The substrate heated with the bake plate PEB is somewhat cooled by being received by the holding plate 51, and is moved to the cooling plate CP3 and fits a recessed portion 49, thereby cooling the substrate W and performing accurate temperature control. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等(以下、「基板」と称する)を加熱するホットプレートと、当該基板を冷却するクールプレートと、前記ホットプレートと前記クールプレートとの間で基板を搬送する搬送機構とを備えた熱処理装置およびその熱処理装置を組み込んだ基板処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、半導体や液晶ディスプレイなどの製品は、上記基板に対して洗浄、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、層間絶縁膜の形成、熱処理、ダイシングなどの一連の諸処理を施すことにより製造されている。これらの諸処理のうち例えばレジスト塗布処理、現像処理およびそれらに付随する熱処理のそれぞれを行う処理ユニットを複数組み込み、搬送ロボットによってそれら各処理ユニット間で基板の循環搬送を行うことにより基板に一連のフォトリソグラフィー処理を施す基板処理装置がいわゆるコータ&デベロッパとして広く用いられている。
【0003】
また、パターンの微細化要求にともなって、近年のコータ&デベロッパは化学増幅型レジストに対応した装置が主流になりつつある。このような化学増幅型レジスト対応の装置では、露光時に生成された酸触媒を加熱して反応を進めることにより高い感度を得るため、露光後のベーク処理の管理が非常に重要となる。具体的には、ベーク温度を一定に維持しなければ基板の面内線幅均一性が低下し、ベーク時間を一定に維持しなければ連続処理における基板間の線幅均一性に影響を与える。
【0004】
従って、露光後ベーク処理の処理条件が一定となるように管理が行われているのであるが、後工程(例えば現像処理)での処理時間が長い場合や、後工程でトラブルがあって基板の停留が有ると、露光後ベーク処理がオーバーベークとなり、線幅均一性が低下することとなる。
【0005】
そこで、露光後ベーク処理を行うホットプレートと冷却処理を行うクールプレートとその間を搬送する専用アームとを一体化したユニットを設け、後工程でのトラブル等があった場合に、所定時間のベーク処理が終了した基板を専用アームでホットプレートからクールプレートに搬送し、線幅均一性に影響を与えない温度まで基板温度を降下させる装置が種々提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。
【0006】
また、熱処理ユニットにローカル搬送アームを付設し、そのローカル搬送アームそのものにペルチェ素子等の冷却機能を持たせることにより、オーバーベークを防止しているものもある(例えば、特許文献3参照)。
【0007】
【特許文献1】
特開平10−270307号公報
【特許文献2】
特開平10−270523号公報
【特許文献3】
特開平8−162405号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、所定時間のベーク処理が終了した基板を専用アームで直ちにホットプレートからクールプレートに搬送したとしても、その搬送自体に一定時間を要するため、オーバーベークとなるのを確実に防止することは難しかった。また、ローカル搬送アームに冷却機能を付与したとしても、オーバーベークを防止する程度には冷却できるものの、温調精度が十分でないため、ローカル搬送アームによって冷却した基板をさらに通常のクールプレートにて精密に温調するという工程が必要となり、スループットの向上を阻害する要因となっていた。
【0009】
本発明は、上記実施形態に鑑みてなされたものであり、ホットプレートによるオーバーベークを確実に防止するとともに、高いスループットを得ることができる熱処理装置およびそれを組み込んだ基板処理装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1の発明は、基板を加熱するホットプレートと、当該基板を冷却するクールプレートと、前記ホットプレートと前記クールプレートとの間で基板を搬送する搬送機構とを備えた熱処理装置において、前記搬送機構に、基板の下面のほぼ全面に近接して当該基板を保持する保持プレートと、前記保持プレートを前記ホットプレートと前記クールプレートとの間で往復移動させる往復移動機構と、前記保持プレートを昇降させる昇降機構と、を備え、前記ホットプレートにて加熱された基板を受け取った前記保持プレートが前記往復移動機構によって前記クールプレートの上方に移動された状態にて前記昇降機構に前記保持プレートを下降させて前記クールプレートに密着させている。
【0011】
また、請求項2の発明は、請求項1の発明にかかる熱処理装置において、前記クールプレートに前記保持プレートの形状に沿った凹部を形成し、前記ホットプレートにて加熱された基板を受け取った前記保持プレートが前記往復移動機構によって前記クールプレートの上方に移動された状態にて前記昇降機構に前記保持プレートを下降させて前記凹部に嵌合させている。
【0012】
また、請求項3の発明は、請求項1または請求項2の発明にかかる熱処理装置において、前記ホットプレートおよび前記クールプレートに、それぞれのプレート面よりも下方と上方との間で昇降することによって基板を当該プレート面に接離させる基板支持ピンを備え、前記昇降機構に、上昇した前記基板支持ピンよりも上方の第1の位置、前記クールプレートに密着する第2の位置、前記第1の位置と前記第2の位置との間の中間位置の間で前記保持プレートを昇降させ、前記ホットプレートおよび/または前記クールプレートの前記基板支持ピンが上昇した状態において、前記中間位置に位置する前記保持プレートが前記往復移動機構によって前記ホットプレートおよび/または前記クールプレートの上方に移動できるように前記基板支持ピンを配置している。
【0013】
また、請求項4の発明は、請求項1から請求項3のいずれかの発明にかかる熱処理装置において、前記ホットプレートを、露光処理が行われた後の基板の加熱処理を行う露光後ベーク用ホットプレートとしている。
【0014】
また、請求項5の発明は、基板に所定の処理を行う基板処理装置において、基板に処理液を供給して液処理を行う液処理部と、請求項1から請求項4のいずれかの発明にかかる熱処理装置と、前記液処理部と前記熱処理装置との間で基板の搬送を行う搬送手段と、を備える。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0016】
図1は、本発明にかかる基板処理装置の全体構成を示す平面図である。また、図2は図1の基板処理装置の熱処理部付近を示す平面図である。
【0017】
この基板処理装置1は、レジスト塗布処理、現像処理およびそれらに付随する熱処理を行ういわゆるコータ&デベロッパである。基板処理装置1は、複数枚の基板Wを収納したキャリアCから処理を行うべき基板Wを1枚ずつ搬出するとともに処理を終えた基板Wを再度キャリアCに搬入するためのインデクサINDと、基板Wに対してレジスト塗布処理を行う2個の塗布処理ユニットSCと、露光後の基板Wの現像処理を行う2個の現像処理ユニットSDと、塗布処理や現像処理に付随する熱処理を行う熱処理部16と、塗布処理ユニットSC,現像処理ユニットSDおよび熱処理部16の間で基板Wを搬送するための主搬送ロボットTRと、図外の露光装置(ステッパ)に対して基板Wの受け渡しを行うためのインターフェイスIFBとを備える。
【0018】
インデクサINDは、移載ロボットTFおよび載置ステージ10を備えている。載置ステージ10には、4つのキャリアCを水平方向に沿って配列して載置することができる。それぞれのキャリアCには、多段の収納溝が刻設されており、それぞれの溝には1枚の基板Wを水平姿勢にて(主面を水平面に沿わせて)収容することができる。従って、各キャリアCには、複数の基板W(例えば25枚)を水平姿勢かつ多段に所定の間隔を隔てて積層した状態にて収納することができる。なお、キャリアCの形態としては、基板Wを密閉空間に収納するFOUP(front opening unified pod)やSMIF(Standard Mechanical Inter Face)ポッド、または収納基板Wを外気に曝すOC(open cassette)のいずれであっても良い。
【0019】
移載ロボットTFは、1本の移載アームTFAを備えており、その移載アームTFAを高さ方向に昇降動作させること、回転動作させることおよび水平方向に進退移動させることができる。また、移載ロボットTFは、2本のガイドレール13に摺動自在に設けられるとともに、ボールネジ12に螺合されている。図示を省略するモータによってボールネジ12を回転させることにより、移載ロボットTFがガイドレール13に沿って水平移動するとともに、それにともなって移載アームTFAもスライド移動することとなる。つまり、移載ロボットTFは、移載アームTFAを3次元的に移動させることができるのである。このような移載ロボットTFの動作により、インデクサINDは、キャリアCから未処理の基板Wを1枚ずつ取り出して主搬送ロボットTRに渡すとともに、処理が完了した基板Wを主搬送ロボットTRから受け取ってキャリアCに収納することができる。
【0020】
基板処理装置1の中央部には、主搬送ロボットTRが配置され、その周囲を取り囲むようにして2個の塗布処理ユニットSCおよび2個の現像処理ユニットSDが配置されている。すなわち、基板処理装置1の手前側(図面下側)に2個の塗布処理ユニットSCが並設され、奥側(図面上側)に2個の現像処理ユニットSDが並設され、それらの中央に主搬送ロボットTRが配置されている。
【0021】
塗布処理ユニットSCは、基板Wを回転させつつフォトレジストを滴下してレジスト塗布処理を行う、いわゆるスピンコータである。一方、現像処理ユニットSDは露光後の基板W上に現像液を供給することによって現像処理を行う、いわゆるスピンデベロッパである。塗布処理ユニットSCおよび現像処理ユニットSDはいずれも基板Wに対してフォトレジストや現像液等の処理液を供給する処理ユニットであり、本明細書ではこれら処理液を使用する処理ユニットを「液処理ユニット」と称する。なお、塗布処理ユニットSCまたは現像処理ユニットSDのいずれかに代えて基板Wを洗浄液によって洗浄する洗浄処理ユニットを配置するようにしても良いし、レジスト塗布後の基板Wの端縁部を露光するエッジ露光ユニットを設けるようにしても良い。
【0022】
塗布処理ユニットSCおよび現像処理ユニットSDのそれぞれの上部には熱処理部16が配置されている。熱処理部16は多段に積層配置されるものであるが、図2では図示の便宜上、1段の4個の熱処理部16のみを示している。各熱処理部16は、基板Wを加熱するホットプレートと、基板Wを冷却するクールプレートと、それらホットプレートとクールプレートとの間で基板Wを搬送するローカル搬送ロボットとを備えたものであるが、その構成の詳細については後述する。また、本明細書では液処理ユニットおよび熱処理ユニットを総称して「処理ユニット」としている。
【0023】
図3は、主搬送ロボットTRの外観斜視図である。この主搬送ロボットTRは、例えば特開平11−186360号公報に開示されるようなロボットと同様の構成を備えており、基板Wを保持する一対の搬送アーム5a,5bを互いに独立に水平方向(X方向)に移動させるための水平移動機構と、搬送アーム5a,5bを同期して鉛直方向(Z方向)に移動させるための伸縮昇降機構と、鉛直軸周り(θ方向)に回転させるための回転駆動機構とを備えている。そして、これらの機構によって搬送アーム5a,5bは3次元的に移動することが可能である。
【0024】
主搬送ロボットTR1の伸縮昇降機構は、いわゆるテレスコピック型の伸縮機構である。すなわち、ベルトとローラとを複数の組み合わせたものをモータによって駆動することにより多段入れ子構造を伸縮させる構造であって、カバー40dをカバー40cに収納可能であり、カバー40cをカバー40bに収納可能であり、カバー40bをカバー40aに収納可能である。そして、搬送アーム5a,5bを降下させる際には、カバーを順次に収納していくことができ、逆に、搬送アーム5a,5bを上昇させる際には収納した状態のカバーが順次に引き出されるように構成されている。これらのカバー40a〜40dは内部に設けられている伸縮昇降機構が、動作する際に発生する粉塵を主搬送ロボットTR1の外部に出さないために設けられており、これにより基板Wへのパーティクルの付着を抑制することができる。
【0025】
また、この主搬送ロボットTR1は基台25上に設置されており、基台25の中心を軸としてθ方向に回転することができるように回転駆動機構が構成されている。なお、基台25に固定された状態で、固定カバー26が取り付けられている。さらに、一対の搬送アーム5a,5bが2本のアームセグメントの屈伸動作によって互いに独立に直線状に進退可能となるように水平移動機構が構成されている。
【0026】
以上のような動作機構によって、主搬送ロボットTRは一対の搬送アーム5a,5bを3次元的に移動させることができ、インデクサIND、各処理ユニットおよびインターフェイスIFBの間で基板Wの受け渡しを行う。
【0027】
インターフェイスIFBは、図示を省略する搬送機構およびバッファカセットを備えており、主搬送ロボットTRからレジスト塗布処理済の基板Wを受け取って図外の露光装置に渡すとともに、該露光装置から露光済の基板Wを受け取って主搬送ロボットTRに渡す機能を有する。また、インターフェイスIFBは、基板処理装置1での処理時間と露光装置での処理時間との差に起因した基板受け渡しタイミングのずれを調整すべく、露光前後の基板Wを一時的にバッファカセットに収容することもある。
【0028】
次に、熱処理部16の構成について図4から図7を用いてさらに説明する。上述したように熱処理部16は、基板Wを加熱するホットプレートと、基板Wを冷却するクールプレートと、それらの間で基板Wを搬送するローカル搬送ロボットとを備えている。ホットプレートは基板Wを加熱して所定の温度にまで昇温するものであるが、本実施形態の基板処理装置1にはその用途に応じて、密着強化処理を行う密着強化プレートAHL、露光前のレジスト塗布済基板を加熱処理するプリベークプレートHP1、露光直後の基板を加熱処理する露光後ベークプレートPEB、現像後の基板を加熱処理するホットプレートHP2等が設けられている(図2参照)。以下では、ホットプレートとして露光後ベークプレートPEBを備えた熱処理部16について説明するが、他のホットプレートを備えた熱処理部16についても同様の構成である。
【0029】
図4および図5はそれぞれ、熱処理部16の要部斜視図および平面図である。この熱処理部16は、露光後ベーク処理を行う露光後ベークプレートPEBと、露光後ベーク処理後の冷却処理を行うクールプレートCP3と、露光後ベークプレートPEBとクールプレートCP3との間で基板Wを搬送するローカル搬送ロボットLHUとを備える。
【0030】
露光後ベークプレートPEBは、基板Wを加熱して露光後ベーク処理に必要な温度、例えば140℃程度にまで昇温するホットプレートである。また、クールプレートCP3は、基板Wを冷却して所定の温度にまで降温するとともに、基板Wを当該所定の温度に維持するクールプレートである。露光後ベークプレートPEBおよびクールプレートCP3は、基板Wを裏面から支持して昇降させる支持ピンを備えている。図6は、図5におけるクールプレートCP3のX−X線断面図である。
【0031】
クールプレートCP3には6本の支持ピン61が設けられている。6本の支持ピン61はクールプレートCP3に設けられた貫通孔を貫通してリンク部材65に立設されており、そのリンク部材65はエアシリンダ66によって昇降される。エアシリンダ66によってリンク部材65が昇降されることにより、6本の支持ピン61もそれに同期して昇降される。リンク部材65が上昇されると、6本の支持ピン61もそれにともなって上昇し、それらの先端がプレート面よりも上方に突出する(図6の二点鎖線)。逆に、リンク部材65が下降されると、6本の支持ピン61もそれにともなって下降し、それらの先端が貫通孔内に入り込んでプレート面よりも下方に下がる(図6の実線)。
【0032】
図5に示すように、露光後ベークプレートPEBには4本の支持ピン62が設けられている。これら支持ピン62も支持ピン61と同様に露光後ベークプレートPEBのプレート面よりも上方と下方との間で同期して昇降される。
【0033】
ローカル搬送ロボットLHUは、保持プレート51と、その保持プレート51を水平方向に沿って露光後ベークプレートPEBとクールプレートCP3との間で往復移動させる往復移動機構71と、保持プレート51を昇降させる昇降機構70とを備える。
【0034】
保持プレート51は、熱伝導の良好な金属、例えばアルミニウムにて形成された板状部材である。保持プレート51を上面から見た形状は矩形の板状部材の四隅に矩形の切り欠き部を設けたものとなっている。保持プレート51の幅方向Dの長さは、切り欠き部が存在しない位置においても基板Wの径より若干短い。また、保持プレート51の長手方向Lの長さは切り欠き部が存在しない位置においては基板Wの径よりも長いものの、切り欠き部が存在する位置では基板Wの径より若干短い。このため、基板Wの中心を保持プレート51の中心に合わせて保持プレート51が基板Wを保持すると、基板Wの一部は保持プレート51からはみ出ることとなる。なお、保持プレート51の上面には基板Wを位置決めする4個のウェハガイド48および基板Wを載置する複数の突起が設けられており、これによって基板Wの中心が保持プレート51の中心に合わせられた状態で保持プレート51に基板Wが保持されるとともに、保持プレート51とそれに保持された基板Wの裏面との間には所定のプロキシミティーギャップが形成されることとなる。従って、保持プレート51は、基板Wの下面のほぼ全面に近接してその基板Wを保持することとなる。
【0035】
図7は、ローカル搬送ロボットLHUの往復移動機構71および昇降機構70を説明する正面図である。保持プレート51はアーム52に連結されている。なお、保持プレート51はアーム52に対して完全に固定されているものではなく、例えばゴム等の弾性部材を介して連結したり、一点にて掛着することにより、保持プレート51がアーム52に対して若干動けるように連結されている。アーム52は基台50に立設されたガイドレール57に対して摺動自在とされるとともに、基台50に回転自在に立設されたボールネジ58に螺合されている。ボールネジ58はベルト60を介して基台50に固設されたモータ59に連動連結されている。すなわち、ボールネジ58の外周に固設された従動プーリとモータ59の回転軸に連結された主動プーリとにベルト60が巻き掛けられている。モータ59が駆動すると、その駆動力はベルト60を介してボールネジ58に伝達され、ボールネジ58が回転することによってアーム52および保持プレート51が昇降するように昇降機構70は構成されている。
【0036】
このときにモータ59の回転量に応じて、上昇位置H1(第1の位置)と、下降位置H3(第2の位置)と、それらの間の中間位置H2の間で保持プレート51が昇降する。上昇位置H1は、上昇した支持ピン61,62の先端よりも上方の位置である。下降位置H3は、保持プレート51がクールプレートCP3に密着する位置である。そして、中間位置H2は、上昇した支持ピン61,62の先端よりも下方ではあるが、クールプレートCP3および露光後ベークプレートPEBのプレート面よりも上方の位置である。
【0037】
また、基台50はベルト56に固設されている。ベルト56は、ローカル搬送ロボットLHUに固定配置されたモータ53の回転軸に連結された主動プーリ54と従動プーリ55とに巻き掛けられている。モータ53が駆動すると、ベルト56が回走し、それにともなって基台50およびそれに連結された保持プレート51が水平方向に沿って移動するように往復移動機構71は構成されている。この往復移動機構71によって保持プレート51はクールプレートCP3と露光後ベークプレートPEBとの間で往復移動することができる。
【0038】
ところで、支持ピン61,62は図5に示すような位置に配置されている。基板Wを保持する保持プレート51が露光後ベークプレートPEBの上方の上昇位置H1に位置している状態で、支持ピン62を上昇させ、さらに保持プレート51が中間位置H2まで下降すると、保持プレート51から支持ピン62に基板Wが渡される。このときに、4本の支持ピン62の配置態様はクールプレートCP3側が開放されているため、中間位置H2の保持プレート51がクールプレートCP3に向かってスライド移動を行っても支持ピン62と干渉しない。すなわち、露光後ベークプレートPEBの支持ピン62が上昇した状態において、中間位置H2に位置する保持プレート51が往復移動機構71によってクールプレートCP3の上方に移動できるように4本の支持ピン62は配置されているのである。
【0039】
基板Wを受け取った支持ピン62が下降すると、その基板Wは露光後ベークプレートPEBのプレート面に載置される。その後、支持ピン62が再び上昇すると露光後ベークプレートPEBのプレート面から支持ピン62によって基板Wが持ち上げられる。すなわち、支持ピン62が露光後ベークプレートPEBのプレート面よりも下方と上方との間で昇降することによって基板Wは当該プレート面に接離されるのである。
【0040】
一方、基板Wを保持する保持プレート51がクールプレートCP3の上方の上昇位置H1に位置している状態で、支持ピン61を上昇させ、さらに保持プレート51が中間位置H2まで下降すると、保持プレート51から支持ピン61に基板Wが渡される。6本の支持ピン61の配置態様は露光後ベークプレートPEB側が開放されたものではないため、中間位置H2の保持プレート51がクールプレートCP3に向かってスライド移動を行うことはできない。
【0041】
また、クールプレートCP3のプレート面には保持プレート51の形状に沿った凹部49が形成されている。保持プレート51がクールプレートCP3の上方に位置しているときに、昇降機構70が保持プレート51を下降位置H3まで下降させることによってその保持プレート51を凹部49に嵌合させることができる。このときに、保持プレート51はアーム52に対して若干動けるように連結されているため、多少の設置誤差等があったとしても保持プレート51は凹部49に密着した状態で嵌合する。保持プレート51が凹部49に嵌合した状態では、クールプレートCP3のプレート面が面一となる。よって、支持ピン61が下降しているときに、基板Wを保持する保持プレート51が凹部49に嵌合すると、クールプレートCP3のプレート面に基板Wが載置されることとなる。
【0042】
この状態で支持ピン61が上昇すると、クールプレートCP3のプレート面から支持ピン61によって基板Wが持ち上げられる。すなわち、支持ピン61がクールプレートCP3のプレート面よりも下方と上方との間で昇降することによって基板Wは当該プレート面に接離されるのである。
【0043】
なお、主搬送ロボットTRと熱処理部16との間の基板Wの受け渡しは、ホットプレートおよびクールプレートのいずれにおいても可能であるが、通常は搬送アーム5a,5bへの熱影響を低減するためにクールプレートにおいて行われる。
【0044】
以上のような構成を有する基板処理装置1における基板Wの処理手順について説明を続ける。ここではまず、基板処理装置1全体におけるフローについて簡単に説明した後、熱処理部16の動作について説明する。
【0045】
図8は、基板処理装置1における基板Wの搬送手順を示す図である。まず、インデクサINDから未処理の基板Wが払い出される。具体的には、移載ロボットTFがキャリアCから未処理の基板Wを1枚取り出して主搬送ロボットTRに渡す。主搬送ロボットTRは、受け取った基板Wを密着強化プレートAHLに搬入する。密着強化処理が終了した基板Wは主搬送ロボットTRによってクールプレートCP1に搬送され冷却される。そして、主搬送ロボットTRはクールプレートCP1から塗布処理ユニットSCに基板Wを搬送する。塗布処理ユニットSCでは基板Wのレジスト塗布処理が行われる。なお、塗布処理ユニットSCは2つ設けられているが、主搬送ロボットTRはこれらのうちのいずれかに基板Wを搬送するようにすれば良い。また、本実施形態にて塗布されるレジストは化学増幅型レジストである。
【0046】
レジスト塗布処理が終了した基板Wは、主搬送ロボットTRによって塗布処理ユニットSCからプリベークプレートHP1を有する熱処理部16に搬送される。このときには一旦該熱処理部16内のクールプレートCP2に基板Wが搬入され、その基板Wは熱処理部16内のローカル搬送ロボットによってプリベークプレートHP1に搬送される。プリベークプレートHP1では、塗布されたレジスト中の余分な溶媒成分を蒸発させ、レジストと基板Wとの密着性を強固にし、安定した感度のレジスト膜を形成するための加熱処理(プリベーク)が行われる。プリベークが終了してレジスト膜が形成された基板Wは上記ローカル搬送ロボットによってプリベークプレートHP1から再びクールプレートCP2に搬送され冷却される。
【0047】
その後、主搬送ロボットTRが熱処理部16のクールプレートCP2から基板Wを取り出してインターフェイスIFBに渡す。インターフェイスIFBに搬送された基板Wは、基板処理装置1に連結された露光装置に渡され、その露光装置においてパターン露光が行われる。
【0048】
パターン露光が終了した基板Wは再びインターフェイスIFBに戻され、主搬送ロボットTRによって露光後ベークプレートPEBを有する熱処理部16に搬送される。このときにも一旦該熱処理部16内のクールプレートCP3に基板Wが搬入され、その基板Wは熱処理部16内のローカル搬送ロボットLHUによって露光後ベークプレートPEBに搬送される。露光後ベークプレートPEBでは、露光時の光化学反応によって生じた生成物をレジスト膜内に均一に拡散させるための加熱処理(Post Exposure Bake)が行われる。露光後ベーク処理が終了した基板Wは上記ローカル搬送ロボットLHUによって露光後ベークプレートPEBから再びクールプレートCP3に搬送され冷却される。
【0049】
次に、主搬送ロボットTRが熱処理部16のクールプレートCP3から基板Wを取り出して現像処理ユニットSDに搬送する。現像処理ユニットSDでは、基板Wの現像処理が行われる。なお、現像処理ユニットSDも2つ設けられているが、主搬送ロボットTRはこれらのうちのいずれかに基板Wを搬送するようにすれば良い。
【0050】
現像処理が終了した基板Wは、主搬送ロボットTRによって現像処理ユニットSDからホットプレートHP2を有する熱処理部16に搬送される。このときにも一旦該熱処理部16内のクールプレートCP4に基板Wが搬入され、その基板Wは熱処理部16内のローカル搬送ロボットによってホットプレートHP2に搬送される。ホットプレートHP2では、現像処理後の基板Wの加熱処理が行われる。加熱処理が終了した基板Wは上記ローカル搬送ロボットによってホットプレートHP2から再びクールプレートCP4に搬送され冷却される。
【0051】
その後、主搬送ロボットTRが熱処理部16のクールプレートCP4から基板Wを取り出してインデクサINDに戻す。具体的には、移載ロボットTFが主搬送ロボットTRから処理済の基板Wを受け取ってキャリアCに格納する。このようにして一連のフォトリソグラフィー処理が終了する。
【0052】
次に、熱処理部16における動作について図9から図17を参照しつつさらに説明する。ここでは、露光後ベークプレートPEBを備えた熱処理部16について説明するが、他のホットプレートを備えた熱処理部16についても同様の動作を行う。
【0053】
上述したように、露光後ベークプレートPEBを備えた熱処理部16には、主搬送ロボットTRによって露光直後の基板Wが搬入される。基板Wが搬入されるときには、図9に示すように、支持ピン61,62がともに上昇するとともに、保持プレート51がクールプレートCP3の下降位置H3まで下降されて凹部49に嵌合した状態となっている。この状態にて、主搬送ロボットTRが基板を保持する搬送アーム5a(または搬送アーム5b)をクールプレートCP3の上方に進入させて下降することにより、搬送アーム5aから支持ピン61に基板Wが渡される。図10は、支持ピン61に基板Wが渡された状態を示している。なお、搬送アーム5a,5bは基板Wの端縁部を保持するものであるため、基板Wの受け渡し時に支持ピン61と干渉することはない。また、このときには保持プレート51がクールプレートCP3の凹部49に嵌合・密着され、クールプレートCP3によって約23℃に温調されている。
【0054】
次に、昇降機構70によって保持プレート51が下降位置H3から上昇位置H1まで上昇して支持ピン61から基板Wを受け取る(図11)。このときには、基板Wの下面のほぼ全面が保持プレート51に近接した状態にて基板Wが保持されるため、基板Wの温調もなされることとなる。
【0055】
次に、基板Wを受け取った保持プレート51が往復移動機構71によってクールプレートCP3から露光後ベークプレートPEBに向けてスライド移動する(図12)。このスライド移動では、保持プレート51が上昇位置H1にまで上昇しているため、支持ピン61,62と干渉するおそれはない。
【0056】
次に、基板Wを保持する保持プレート51が上昇位置H1から中間位置H2まで下降する。これにより、図13に示すように、保持プレート51から支持ピン62に基板Wが渡される。このときに、保持プレート51は中間位置H2にまでしか下降しないため、露光後ベークプレートPEBに接触することはなく、その熱影響は最小限に抑制される。また、支持ピン62に基板Wが渡されるのと同時に、支持ピン61がプレート面より下方に下降する。
【0057】
そして、基板Wを渡した保持プレート51が往復移動機構71によって露光後ベークプレートPEBからクールプレートCP3に向けてスライド移動して戻ってくる。それと同時に、基板Wを受け取った支持ピン62が下降して、露光後ベークプレートPEBのプレート面に基板Wが載置される(図14)。これにより、基板Wの露光後ベーク処理が進行する。なお、露光後ベークプレートPEBのベーク温度は例えば140℃である。
【0058】
基板Wを渡した保持プレート51がクールプレートCP3に向けてスライド移動するときには、中間位置H2にて水平方向に移動することとなる。このときに、4本の支持ピン62の配置態様はクールプレートCP3側が開放されているため、中間位置H2の保持プレート51がクールプレートCP3に向かってスライド移動を行っても支持ピン62と干渉しない。また、クールプレートCP3の支持ピン61は下降しているため、その支持ピン61と保持プレート51とが干渉することもない。これにより、保持プレート51は中間位置H2のままクールプレートCP3の上方まで戻ってくることができる。なお、支持ピン61を下降させるのは保持プレート51との干渉を防止することが目的であるため、支持ピン62に基板Wが渡されるのと同時に下降させることに限定されず、保持プレート51が上昇して支持ピン61から基板Wを受け取った後クールプレートCP3に戻ってくるまでの任意の時点で支持ピン61を下降させることが可能である。
【0059】
図14の状態にて所定時間の露光後ベーク処理が行われる。なお、これに並行して、クールプレートCP3に戻ってきた保持プレート51を下降位置H3まで下降させて凹部49に嵌合・密着させ、クールプレートCP3による温調を行うようにしても良い。
【0060】
所定時間が経過した後、支持ピン62が上昇して露光後ベークプレートPEBのプレート面から基板Wを受け取って上昇させる。これにより基板Wに対する加熱は終了する。それと同時に、保持プレート51が中間位置H2の高さにてクールプレートCP3から露光後ベークプレートPEBに向けてスライド移動する。その結果、図13に示したのと同じ状態となる。
【0061】
次に、保持プレート51が中間位置H2から上昇位置H1にまで上昇して、支持ピン62から基板Wを受け取る(図15)。このときには、基板Wの下面のほぼ全面が保持プレート51に近接した状態にて基板Wが保持されるため、保持プレート51によって基板Wの温度が直ちに約30℃低下し、加熱による反応が停止する。
【0062】
次に、基板Wを受け取った保持プレート51が往復移動機構71によって露光後ベークプレートPEBからクールプレートCP3に向けてスライド移動する(図16)。このスライド移動では、保持プレート51が上昇位置H1にまで上昇しているため、支持ピン62と干渉するおそれはない。なお、支持ピン62は下降したままである。
【0063】
そして、基板Wを保持する保持プレート51が上昇位置H1から下降位置H3まで下降する。これによって、図17に示すように、保持プレート51が凹部49に嵌合・密着し、クールプレートCP3による基板Wの冷却および精密な温調が行われることとなる。
【0064】
その後、所定時間の冷却・温調処理が終了した後、支持ピン61が上昇してクールプレートCP3のプレート面から基板Wを受け取って上昇させる。そして、主搬送ロボットTRが搬送アーム5a(または搬送アーム5b)をクールプレートCP3の上方に進入させて支持ピン61から基板Wが受け取った後、搬送アーム5aを退出させる。このようにして熱処理部16における一連の動作が終了する。
【0065】
以上のようにすれば、露光後ベーク処理が終了した基板Wは、その下面のほぼ全面が保持プレート51に近接した状態にて直ちに保持プレート51に保持されることとなるため、それ以上の熱処理反応が進まない温度域にまで迅速に冷却されることとなる。従って、後工程(例えば現像処理)でトラブルがあったような場合であっても、オーバーベークとなるのを確実に防止することができる。特に、露光後ベーク処理では加熱処理時間が連続処理における基板W間の線幅均一性に影響を与えるため、オーバーベークを確実に防止することの意義は大きい。
【0066】
また、保持プレート51によってオーバーベークを防止する程度にまで冷却された基板Wはそのままローカル搬送ロボットLHUによってクールプレートCP3に搬送されて、冷却・温調される。このクールプレートCP3は基板Wの精密な温調が可能であるため、主搬送ロボットTRが熱処理部16から基板Wを受け取って別のクールプレートに搬送する必要はなく、そのまま現像処理ユニットSDに搬送することができる。すなわち、従来であれば、露光後ベーク処理の終了した基板Wを主搬送ロボットTRが精密温調可能なクールプレートに搬送しなければならなかったのであるが、本実施形態では主搬送ロボットTRが熱処理部16に基板Wを搬送するだけで露光後ベーク処理およびその後の冷却・精密温調が行われることとなる。従って、主搬送ロボットTRによる搬送工程数を削減することができ、基板処理装置1全体におけるスループットを向上させることができる。
【0067】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、露光後ベークプレートPEBとクールプレートCP3との間で基板Wを搬送するローカル搬送ロボットLHUを図18,19に示すようなものとしても良い。このローカル搬送ロボットでは、保持アーム93とリンク部材92とが屈伸運動を行うことによって基板Wをスライド移動させる。
【0068】
保持アーム93の基端部には軸96が配設されており、この軸96にはプーリ97が固定されている。また、リンク部材92の基端部には軸98が配設されており、この軸98には歯車89およびプーリ99が固定されている。プーリ97とプーリ99との間にはベルト88が巻き掛けられている。なお、プーリ99の径とプーリ97の径とは2対1に設定されている。
【0069】
歯車89は基台91に内蔵されたモータ87の回転軸に噛合されている。また、基台91自体も固定台90に内蔵されたボールネジ95に螺合されている。ボールネジ95の外周に固設された歯車にはモータ94の回転軸が噛合されている。
【0070】
このような構成により、モータ94が駆動するとボールネジ95が回転し、基台91および保持アーム93が昇降する。また、モータ87が駆動して、リンク部材92を時計回りに回転させると、保持アーム93はプーリ99,ベルト88,プーリ97を介して駆動を受け、リンク部材92に対して反時計回りに回転する。このようにして保持アーム93は露光後ベークプレートPEBとクールプレートCP3との間で往復移動することとなる。
【0071】
また、このようなローカル搬送ロボット以外にも、2軸の垂直リンク機構を採用したロボット等を採用することができる。すなわち、ローカル搬送ロボットとしては、基板Wの下面のほぼ全面に近接して当該基板Wを保持する保持プレートと、保持プレートをホットプレートとクールプレートとの間で往復移動させる往復移動機構と、保持プレートを昇降させる昇降機構と、を備えたものであれば種々のものを用いることが可能である。
【0072】
また、上記実施形態においては、露光後ベークプレートPEBを備えた熱処理部16について主に説明したが、プリベークプレートHP1やホットプレートHP2を備えた熱処理部16についても同様に構成することで、同様の効果が得られることは勿論である。
【0073】
また、上記実施形態においては、クールプレートCP3に凹部49を設け、そこに保持プレート51を嵌合させるようにしていたが、特に凹部を設けず単に保持プレート51をクールプレートCP3のプレート面に密着させるようにしても良い。保持プレート51は熱伝導の良好な金属にて形成されているため、クールプレートCP3に密着させるだけでその温調を容易に行うことができる。もっとも、上記実施形態のようにクールプレートCP3の凹部49に保持プレート51を嵌合させた方がより確実に精密な温調を行うことができる。
【0074】
また、本発明にかかる熱処理装置および基板処理装置は半導体基板を処理する装置のみならず、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等を処理する装置に適用することができる。
【0075】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明によれば、搬送機構が基板の下面のほぼ全面に近接して当該基板を保持する保持プレートを備え、ホットプレートにて加熱された基板を受け取った保持プレートが往復移動機構によってクールプレートの上方に移動された状態にて昇降機構が保持プレートを下降させてクールプレートに密着させるため、保持プレートが加熱された基板を受け取るだけでホットプレートによるオーバーベークを確実に防止することができ、さらに保持プレートをクールプレートに密着させることによって精密温調が可能となり、高いスループットを得ることができる。
【0076】
また、請求項2の発明によれば、ホットプレートにて加熱された基板を受け取った保持プレートが往復移動機構によってクールプレートの上方に移動された状態にて昇降機構が保持プレートを下降させてクールプレートの凹部に嵌合させるため、保持プレートを介したクールプレートによる基板の精密温調がより確実なものとなる。
【0077】
また、請求項3の発明によれば、ホットプレートおよび/またはクールプレートの基板支持ピンが上昇した状態において、中間位置に位置する保持プレートが往復移動機構によってホットプレートおよび/またはクールプレートの上方に移動できるように基板支持ピンを配置しているため、基板の下面のほぼ全面に近接して当該基板を保持する保持プレートであってもホットプレートおよび/またはクールプレートに対する基板の受け渡しが可能となる。
【0078】
また、請求項4の発明によれば、ホットプレートが露光処理が行われた後の基板の加熱処理を行う露光後ベーク用ホットプレートであるため、露光後ベークのオーバーベークを防止することができ、基板間の線幅均一性を維持することができる。
【0079】
また、請求項5の発明によれば、基板処理装置が請求項1から請求項4のいずれかに記載の熱処理装置を備えるため、ホットプレートによるオーバーベークを確実に防止することができるとともに、保持プレートをクールプレートに密着させることによって精密温調が可能となり、その結果搬送手段が改めて基板をクールプレートに搬送する必要がなくなり、高いスループットを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる基板処理装置の全体構成を示す平面図である。
【図2】図1の基板処理装置の熱処理部付近を示す平面図である。
【図3】図1の基板処理装置の主搬送ロボットの外観斜視図である。
【図4】図1の基板処理装置の熱処理部の要部斜視図である。
【図5】図1の基板処理装置の熱処理部の平面図である。
【図6】図5におけるクールプレートのX−X線断面図である。
【図7】ローカル搬送ロボットの往復移動機構および昇降機構を説明する正面図である。
【図8】図1の基板処理装置における基板の搬送手順を示す図である。
【図9】熱処理部の動作を示す図である。
【図10】熱処理部の動作を示す図である。
【図11】熱処理部の動作を示す図である。
【図12】熱処理部の動作を示す図である。
【図13】熱処理部の動作を示す図である。
【図14】熱処理部の動作を示す図である。
【図15】熱処理部の動作を示す図である。
【図16】熱処理部の動作を示す図である。
【図17】熱処理部の動作を示す図である。
【図18】ローカル搬送ロボットの他の例を示す図である。
【図19】ローカル搬送ロボットの他の例を示す図である。
【符号の説明】
1 基板処理装置
16 熱処理部
49 凹部
51 保持プレート
61,62 支持ピン
70 昇降機構
71 往復移動機構
CP1,CP2,CP3,CP4 クールプレート
HP1,HP2 ホットプレート
IFB インターフェイス
IND インデクサ
LHU ローカル搬送ロボット
PEB 露光後ベークプレート
SC 塗布処理ユニット
SD 現像処理ユニット
TR 主搬送ロボット
W 基板
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a hot plate for heating a semiconductor substrate, a glass substrate for a liquid crystal display device, a glass substrate for a photomask, a substrate for an optical disk (hereinafter, referred to as a “substrate”), a cool plate for cooling the substrate, The present invention relates to a heat treatment apparatus having a transfer mechanism for transferring a substrate between a hot plate and the cool plate, and a substrate processing apparatus incorporating the heat treatment apparatus.
[0002]
[Prior art]
As is well known, products such as semiconductors and liquid crystal displays are manufactured by applying a series of processes such as cleaning, resist coating, exposure, development, etching, formation of an interlayer insulating film, heat treatment, and dicing on the above-mentioned substrate. Have been. Among these various processes, for example, a plurality of processing units for performing each of a resist coating process, a developing process, and a heat treatment associated therewith are incorporated, and a substrate is circulated and transported between the respective processing units by a transport robot. A substrate processing apparatus for performing a photolithography process is widely used as a so-called coater & developer.
[0003]
Also, with the demand for finer patterns, coaters and developers in recent years have become mainstream devices that are compatible with chemically amplified resists. In such an apparatus corresponding to a chemically amplified resist, baking treatment after exposure is very important in order to obtain high sensitivity by heating the acid catalyst generated at the time of exposure and proceeding the reaction, thereby obtaining high sensitivity. Specifically, if the baking temperature is not kept constant, the in-plane line width uniformity of the substrate is reduced, and if the baking time is not kept constant, the line width uniformity between the substrates in continuous processing is affected.
[0004]
Therefore, management is performed so that the processing conditions of the post-exposure bake processing are constant. However, when the processing time in the post-process (for example, the development process) is long, or when there is a trouble in the post-process, If there is a stop, the post-exposure bake processing is overbaked, and the line width uniformity is reduced.
[0005]
Therefore, a unit that integrates a hot plate that performs baking after exposure, a cool plate that performs cooling, and a dedicated arm that conveys between them is provided, and if there is a problem in the post-process, the baking process is performed for a predetermined time. Various devices have been proposed in which a substrate having been completed is transferred from a hot plate to a cool plate by a dedicated arm, and the substrate temperature is lowered to a temperature that does not affect line width uniformity (for example, see Patent Documents 1 and 2). .
[0006]
In some cases, overheating is prevented by attaching a local transfer arm to the heat treatment unit and providing the local transfer arm itself with a cooling function such as a Peltier element (for example, see Patent Document 3).
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-10-270307
[Patent Document 2]
JP-A-10-270523
[Patent Document 3]
JP-A-8-162405
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, even if the substrate that has been subjected to the baking process for a predetermined time is immediately transferred from the hot plate to the cool plate by the dedicated arm, the transfer itself requires a certain period of time, so it is difficult to reliably prevent overbaking. Was. Even if the local transfer arm is provided with a cooling function, it can be cooled to the extent that overbaking is prevented, but the temperature control accuracy is not sufficient. This requires a temperature control step, which is a factor that hinders an improvement in throughput.
[0009]
The present invention has been made in view of the above-described embodiment, and provides a heat treatment apparatus capable of reliably preventing overbaking by a hot plate and obtaining a high throughput, and providing a substrate processing apparatus incorporating the heat treatment apparatus. Aim.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 includes a hot plate for heating a substrate, a cool plate for cooling the substrate, and a transport mechanism for transporting the substrate between the hot plate and the cool plate. A heat treatment apparatus comprising: a holding plate that holds the substrate in proximity to substantially the entire lower surface of the substrate; and a reciprocating movement that reciprocates the holding plate between the hot plate and the cool plate. Mechanism, and an elevating mechanism for elevating and lowering the holding plate, wherein the holding plate that has received the substrate heated by the hot plate has been moved above the cool plate by the reciprocating mechanism. The holding plate is moved down by an elevating mechanism to make close contact with the cool plate.
[0011]
The invention according to claim 2 is the heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the cooling plate is formed with a concave portion along the shape of the holding plate, and the substrate heated by the hot plate is received. In a state where the holding plate is moved above the cool plate by the reciprocating mechanism, the holding plate is lowered by the elevating mechanism and fitted into the recess.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in the heat treatment apparatus according to the first or second aspect of the present invention, the hot plate and the cool plate are raised and lowered between below and above the respective plate surfaces. A substrate support pin for bringing the substrate into and out of contact with the plate surface; a first position above the raised substrate support pin, a second position in close contact with the cool plate, and the first Raising and lowering the holding plate between an intermediate position between the position and the second position, wherein the substrate supporting pin of the hot plate and / or the cool plate is raised, and the holding plate is located at the intermediate position. The substrate support so that a holding plate can be moved above the hot plate and / or the cool plate by the reciprocating mechanism. It is arranged the pin.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in the heat treatment apparatus according to any one of the first to third aspects, the hot plate is used for a post-exposure bake for performing a heat treatment of the substrate after the exposure process is performed. Has a hot plate.
[0014]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus for performing a predetermined processing on a substrate, a liquid processing unit for supplying a processing liquid to the substrate and performing a liquid processing, and any one of the first to fourth aspects of the invention. And a transfer unit for transferring the substrate between the liquid processing unit and the heat treatment apparatus.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 is a plan view showing the overall configuration of the substrate processing apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a plan view showing the vicinity of a heat treatment section of the substrate processing apparatus of FIG.
[0017]
The substrate processing apparatus 1 is a so-called coater and developer that performs a resist coating process, a developing process, and a heat treatment associated therewith. The substrate processing apparatus 1 includes an indexer IND for unloading one substrate W to be processed from a carrier C storing a plurality of substrates W one by one and reloading the processed substrate W into the carrier C; Two coating processing units SC for performing resist coating processing on W, two development processing units SD for performing development processing of the exposed substrate W, and a heat treatment unit that performs heat treatment accompanying the coating processing and the development processing 16, a main transport robot TR for transporting the substrate W between the coating processing unit SC, the development processing unit SD, and the heat treatment unit 16, and for transferring the substrate W to an exposure apparatus (stepper) (not shown). Interface IFB.
[0018]
The indexer IND includes a transfer robot TF and a mounting stage 10. Four carriers C can be arranged and mounted on the mounting stage 10 along the horizontal direction. Each carrier C has a plurality of storage grooves formed therein, and each groove can store one substrate W in a horizontal posture (with the main surface along a horizontal plane). Therefore, in each carrier C, a plurality of substrates W (for example, 25 substrates) can be stored in a horizontal posture and in a state of being stacked in multiple stages at predetermined intervals. The form of the carrier C is any of a front opening unified pod (FOUP) or a standard mechanical inter face (SMIF) pod for accommodating the substrate W in a closed space, or an OC (open casing) for exposing the substrate W to the outside air. There may be.
[0019]
The transfer robot TF includes one transfer arm TFA, and can move the transfer arm TFA up and down in the height direction, rotate the transfer arm TFA, and move in the horizontal direction. The transfer robot TF is slidably provided on two guide rails 13 and is screwed to the ball screw 12. When the ball screw 12 is rotated by a motor (not shown), the transfer robot TF moves horizontally along the guide rail 13 and the transfer arm TFA slides accordingly. That is, the transfer robot TF can move the transfer arm TFA three-dimensionally. By such an operation of the transfer robot TF, the indexer IND takes out the unprocessed substrates W one by one from the carrier C and transfers them to the main transport robot TR, and receives the processed substrates W from the main transport robot TR. Can be stored in the carrier C.
[0020]
In the center of the substrate processing apparatus 1, a main transport robot TR is disposed, and two coating processing units SC and two developing processing units SD are disposed so as to surround the main transport robot TR. That is, two coating processing units SC are arranged side by side on the front side (lower side in the drawing) of the substrate processing apparatus 1, and two development processing units SD are arranged side by side on the rear side (upper side in the drawing). The main transfer robot TR is arranged.
[0021]
The coating unit SC is a so-called spin coater that performs a resist coating process by dropping a photoresist while rotating the substrate W. On the other hand, the developing unit SD is a so-called spin developer that performs a developing process by supplying a developing solution onto the exposed substrate W. Each of the coating processing unit SC and the developing processing unit SD is a processing unit for supplying a processing liquid such as a photoresist and a developing liquid to the substrate W. In this specification, the processing units using these processing liquids are referred to as “liquid processing”. Unit ". A cleaning unit for cleaning the substrate W with a cleaning liquid may be provided in place of either the coating unit SC or the developing unit SD, or the edge of the substrate W after resist application is exposed. An edge exposure unit may be provided.
[0022]
A heat treatment section 16 is arranged above each of the coating processing unit SC and the developing processing unit SD. The heat treatment sections 16 are stacked and arranged in multiple stages, but FIG. 2 shows only four heat treatment sections 16 in one stage for convenience of illustration. Each heat treatment unit 16 includes a hot plate for heating the substrate W, a cool plate for cooling the substrate W, and a local transfer robot for transferring the substrate W between the hot plate and the cool plate. The details of the configuration will be described later. In this specification, the liquid processing unit and the heat treatment unit are collectively referred to as a “processing unit”.
[0023]
FIG. 3 is an external perspective view of the main transport robot TR. The main transfer robot TR has a configuration similar to that of a robot as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-186360, in which a pair of transfer arms 5a and 5b holding a substrate W are horizontally independent of each other. (X direction), a telescopic elevating mechanism for synchronously moving the transfer arms 5a and 5b in the vertical direction (Z direction), and a rotating mechanism for rotating around the vertical axis (θ direction). A rotation drive mechanism. The transport arms 5a and 5b can move three-dimensionally by these mechanisms.
[0024]
The telescopic elevating mechanism of the main transport robot TR1 is a so-called telescopic type telescopic mechanism. That is, the multi-stage nesting structure is expanded and contracted by driving a combination of a plurality of belts and rollers by a motor. The cover 40d can be stored in the cover 40c, and the cover 40c can be stored in the cover 40b. Yes, the cover 40b can be stored in the cover 40a. When lowering the transfer arms 5a and 5b, the covers can be sequentially stored. Conversely, when raising the transfer arms 5a and 5b, the stored covers are sequentially pulled out. It is configured as follows. These covers 40a to 40d are provided in order that the telescopic elevating mechanism provided inside does not allow the dust generated during operation to be emitted to the outside of the main transport robot TR1. Adhesion can be suppressed.
[0025]
The main transfer robot TR1 is installed on the base 25, and has a rotation drive mechanism that can rotate in the θ direction about the center of the base 25 as an axis. Note that the fixed cover 26 is attached while being fixed to the base 25. Further, the horizontal movement mechanism is configured such that the pair of transfer arms 5a and 5b can linearly advance and retreat independently of each other by bending and extending operations of the two arm segments.
[0026]
With the above operation mechanism, the main transport robot TR can move the pair of transport arms 5a and 5b three-dimensionally, and transfers the substrate W between the indexer IND, each processing unit, and the interface IFB.
[0027]
The interface IFB includes a transport mechanism and a buffer cassette (not shown). The interface IFB receives the resist-coated substrate W from the main transport robot TR and transfers the substrate W to an exposure device (not shown). It has a function of receiving W and passing it to the main transport robot TR. Further, the interface IFB temporarily stores the substrates W before and after exposure in a buffer cassette in order to adjust a shift in substrate delivery timing due to a difference between a processing time in the substrate processing apparatus 1 and a processing time in the exposure apparatus. Sometimes.
[0028]
Next, the configuration of the heat treatment unit 16 will be further described with reference to FIGS. As described above, the heat treatment unit 16 includes the hot plate for heating the substrate W, the cool plate for cooling the substrate W, and the local transport robot for transporting the substrate W between them. The hot plate heats the substrate W and raises the temperature to a predetermined temperature. The substrate processing apparatus 1 of the present embodiment includes an adhesion strengthening plate AHL for performing an adhesion strengthening process, There are provided a pre-bake plate HP1 for heat-treating the resist-coated substrate, a post-exposure bake plate PEB for heat-treating the substrate immediately after exposure, and a hot plate HP2 for heat-treating the developed substrate (see FIG. 2). Hereinafter, the heat treatment unit 16 having the post-exposure bake plate PEB as the hot plate will be described. However, the heat treatment unit 16 having another hot plate has the same configuration.
[0029]
FIGS. 4 and 5 are a perspective view and a plan view, respectively, of a main part of the heat treatment unit 16. The heat treatment unit 16 includes a post-exposure bake plate PEB for performing a post-exposure bake process, a cool plate CP3 for performing a cooling process after the post-exposure bake process, and a substrate W between the post-exposure bake plate PEB and the cool plate CP3. And a local transfer robot LHU for transferring.
[0030]
The post-exposure bake plate PEB is a hot plate that heats the substrate W and raises the temperature to a temperature required for post-exposure bake processing, for example, about 140 ° C. The cool plate CP3 is a cool plate that cools the substrate W to lower the temperature to a predetermined temperature and maintains the substrate W at the predetermined temperature. The post-exposure bake plate PEB and the cool plate CP3 are provided with support pins for supporting the substrate W from the back and moving it up and down. FIG. 6 is a sectional view taken along line XX of the cool plate CP3 in FIG.
[0031]
The cool plate CP3 is provided with six support pins 61. The six support pins 61 penetrate through through holes provided in the cool plate CP3 and are erected on a link member 65, and the link member 65 is moved up and down by an air cylinder 66. When the link member 65 is moved up and down by the air cylinder 66, the six support pins 61 are also moved up and down in synchronization therewith. When the link member 65 is raised, the six support pins 61 are also raised accordingly, and their tips project above the plate surface (two-dot chain line in FIG. 6). Conversely, when the link member 65 is lowered, the six support pins 61 are also lowered accordingly, and their tips enter the through holes and lower below the plate surface (solid line in FIG. 6).
[0032]
As shown in FIG. 5, the post-exposure bake plate PEB is provided with four support pins 62. Similarly to the support pins 61, these support pins 62 are moved up and down synchronously between a position above and below the plate surface of the post-exposure bake plate PEB.
[0033]
The local transfer robot LHU includes a holding plate 51, a reciprocating mechanism 71 for moving the holding plate 51 back and forth between the post-exposure bake plate PEB and the cool plate CP3 along the horizontal direction, and an elevating unit for moving the holding plate 51 up and down. And a mechanism 70.
[0034]
The holding plate 51 is a plate-like member formed of a metal having good heat conductivity, for example, aluminum. The shape of the holding plate 51 as viewed from above is such that rectangular notches are provided at four corners of a rectangular plate member. The length of the holding plate 51 in the width direction D is slightly shorter than the diameter of the substrate W even at a position where the notch does not exist. The length of the holding plate 51 in the longitudinal direction L is longer than the diameter of the substrate W at the position where the notch does not exist, but is slightly shorter than the diameter of the substrate W at the position where the notch exists. Therefore, when the holding plate 51 holds the substrate W by aligning the center of the substrate W with the center of the holding plate 51, a part of the substrate W protrudes from the holding plate 51. The upper surface of the holding plate 51 is provided with four wafer guides 48 for positioning the substrate W and a plurality of protrusions for mounting the substrate W, whereby the center of the substrate W is aligned with the center of the holding plate 51. In this state, the substrate W is held by the holding plate 51, and a predetermined proximity gap is formed between the holding plate 51 and the back surface of the substrate W held thereby. Therefore, the holding plate 51 holds the substrate W close to almost the entire lower surface of the substrate W.
[0035]
FIG. 7 is a front view illustrating the reciprocating mechanism 71 and the elevating mechanism 70 of the local transfer robot LHU. The holding plate 51 is connected to the arm 52. The holding plate 51 is not completely fixed to the arm 52, but is connected to the arm 52 by an elastic member such as rubber, or is hooked at a single point. It is connected so that it can move slightly. The arm 52 is slidable on a guide rail 57 erected on the base 50 and is screwed to a ball screw 58 erected on the base 50 so as to be rotatable. The ball screw 58 is linked to a motor 59 fixed to the base 50 via a belt 60. That is, the belt 60 is wound around a driven pulley fixed to the outer periphery of the ball screw 58 and a driven pulley connected to the rotation shaft of the motor 59. When the motor 59 is driven, the driving force is transmitted to the ball screw 58 via the belt 60, and the lifting mechanism 70 is configured such that the arm 52 and the holding plate 51 are raised and lowered by the rotation of the ball screw 58.
[0036]
At this time, according to the amount of rotation of the motor 59, the holding plate 51 moves up and down between a raised position H1 (first position), a lowered position H3 (second position), and an intermediate position H2 therebetween. . The rising position H1 is a position above the tips of the raised support pins 61 and 62. The descending position H3 is a position where the holding plate 51 is in close contact with the cool plate CP3. The intermediate position H2 is a position that is lower than the ends of the raised support pins 61 and 62, but higher than the plate surfaces of the cool plate CP3 and the post-exposure bake plate PEB.
[0037]
The base 50 is fixed to the belt 56. The belt 56 is wound around a main pulley 54 and a driven pulley 55 connected to a rotation shaft of a motor 53 fixedly disposed on the local transfer robot LHU. When the motor 53 is driven, the reciprocating mechanism 71 is configured so that the belt 56 runs and the base 50 and the holding plate 51 connected thereto move along the horizontal direction. The reciprocating mechanism 71 allows the holding plate 51 to reciprocate between the cool plate CP3 and the post-exposure bake plate PEB.
[0038]
By the way, the support pins 61 and 62 are arranged at positions as shown in FIG. In a state where the holding plate 51 holding the substrate W is located at the ascending position H1 above the post-exposure bake plate PEB, the support pins 62 are raised, and when the holding plate 51 is further lowered to the intermediate position H2, the holding plate 51 The substrate W is transferred to the support pins 62 from. At this time, since the arrangement of the four support pins 62 is such that the cool plate CP3 side is open, even if the holding plate 51 at the intermediate position H2 slides toward the cool plate CP3, it does not interfere with the support pins 62. . That is, the four support pins 62 are arranged such that the holding plate 51 located at the intermediate position H2 can be moved above the cool plate CP3 by the reciprocating mechanism 71 in a state where the support pins 62 of the post-exposure bake plate PEB are raised. It is being done.
[0039]
When the support pins 62 having received the substrate W are lowered, the substrate W is placed on the plate surface of the post-exposure bake plate PEB. Thereafter, when the support pins 62 rise again, the substrate W is lifted by the support pins 62 from the plate surface of the post-exposure bake plate PEB. That is, the substrate W comes into contact with or separates from the plate surface of the post-exposure bake plate PEB by moving up and down between below and above the plate surface.
[0040]
On the other hand, in a state where the holding plate 51 holding the substrate W is located at the rising position H1 above the cool plate CP3, the support pins 61 are raised, and when the holding plate 51 is further lowered to the intermediate position H2, the holding plate 51 is lowered. The substrate W is transferred to the support pins 61 from the substrate. Since the arrangement of the six support pins 61 is not such that the bake plate PEB side after exposure is open, the holding plate 51 at the intermediate position H2 cannot slide toward the cool plate CP3.
[0041]
In addition, a concave portion 49 is formed on the plate surface of the cool plate CP3 along the shape of the holding plate 51. When the holding plate 51 is located above the cool plate CP3, the lifting plate 70 lowers the holding plate 51 to the lowering position H3, so that the holding plate 51 can be fitted into the concave portion 49. At this time, since the holding plate 51 is connected to the arm 52 so as to be able to move slightly, the holding plate 51 is fitted in a state of being in close contact with the concave portion 49 even if there is some installation error or the like. When the holding plate 51 is fitted in the concave portion 49, the plate surface of the cool plate CP3 is flush. Therefore, when the holding plate 51 holding the substrate W fits into the concave portion 49 while the support pins 61 are lowered, the substrate W is placed on the plate surface of the cool plate CP3.
[0042]
When the support pins 61 rise in this state, the substrate W is lifted by the support pins 61 from the plate surface of the cool plate CP3. That is, the substrate W is brought into contact with and separated from the plate surface by moving the support pins 61 up and down below and above the plate surface of the cool plate CP3.
[0043]
Note that the transfer of the substrate W between the main transfer robot TR and the heat treatment unit 16 can be performed by using either a hot plate or a cool plate. However, usually, in order to reduce the thermal effect on the transfer arms 5a and 5b. Performed on a cool plate.
[0044]
The processing procedure of the substrate W in the substrate processing apparatus 1 having the above configuration will be described. First, the flow of the entire substrate processing apparatus 1 will be briefly described, and then the operation of the heat treatment unit 16 will be described.
[0045]
FIG. 8 is a diagram showing a procedure for transporting the substrate W in the substrate processing apparatus 1. First, an unprocessed substrate W is paid out from the indexer IND. Specifically, the transfer robot TF takes out one unprocessed substrate W from the carrier C and transfers it to the main transport robot TR. The main transport robot TR carries the received substrate W into the adhesion strengthening plate AHL. The substrate W after the adhesion strengthening process is transferred to the cool plate CP1 by the main transfer robot TR and cooled. Then, the main transport robot TR transports the substrate W from the cool plate CP1 to the coating unit SC. In the coating processing unit SC, a resist coating processing of the substrate W is performed. Although two coating processing units SC are provided, the main transport robot TR may transport the substrate W to any of them. The resist applied in the present embodiment is a chemically amplified resist.
[0046]
The substrate W after the completion of the resist coating process is transported by the main transport robot TR from the coating unit SC to the heat treatment unit 16 having the pre-bake plate HP1. At this time, the substrate W is once carried into the cool plate CP2 in the heat treatment unit 16, and the substrate W is transferred to the pre-bake plate HP1 by the local transfer robot in the heat treatment unit 16. In the pre-bake plate HP1, a heat treatment (pre-bake) is performed to evaporate excess solvent components in the applied resist, to strengthen the adhesion between the resist and the substrate W, and to form a resist film with stable sensitivity. . The substrate W on which the pre-bake is completed and the resist film is formed is transferred from the pre-bake plate HP1 to the cool plate CP2 again by the local transfer robot and cooled.
[0047]
After that, the main transport robot TR takes out the substrate W from the cool plate CP2 of the heat treatment section 16 and transfers it to the interface IFB. The substrate W conveyed to the interface IFB is transferred to an exposure device connected to the substrate processing apparatus 1, where pattern exposure is performed.
[0048]
The substrate W on which the pattern exposure has been completed is returned to the interface IFB again, and is transferred by the main transfer robot TR to the heat treatment section 16 having the post-exposure bake plate PEB. At this time, the substrate W is once carried into the cool plate CP3 in the heat treatment unit 16, and the substrate W is transferred to the post-exposure bake plate PEB by the local transfer robot LHU in the heat treatment unit 16. In the post-exposure bake plate PEB, a heat treatment (Post Exposure Bake) is performed to uniformly diffuse the product generated by the photochemical reaction at the time of exposure into the resist film. The substrate W after the post-exposure bake processing is transferred again from the post-exposure bake plate PEB to the cool plate CP3 by the local transfer robot LHU and cooled.
[0049]
Next, the main transport robot TR takes out the substrate W from the cool plate CP3 of the heat treatment unit 16 and transports the substrate W to the development processing unit SD. In the development processing unit SD, the development processing of the substrate W is performed. Although two development processing units SD are also provided, the main transport robot TR may transport the substrate W to any one of them.
[0050]
The substrate W after the development processing is transferred by the main transfer robot TR from the development processing unit SD to the heat treatment section 16 having the hot plate HP2. Also at this time, the substrate W is once carried into the cool plate CP4 in the heat treatment unit 16, and the substrate W is transferred to the hot plate HP2 by the local transfer robot in the heat treatment unit 16. In the hot plate HP2, a heating process of the substrate W after the development process is performed. The substrate W after the heating process is transferred from the hot plate HP2 to the cool plate CP4 again by the local transfer robot and cooled.
[0051]
After that, the main transport robot TR takes out the substrate W from the cool plate CP4 of the heat treatment unit 16 and returns the substrate W to the indexer IND. Specifically, the transfer robot TF receives the processed substrate W from the main transport robot TR and stores it in the carrier C. In this way, a series of photolithography processing ends.
[0052]
Next, the operation of the heat treatment unit 16 will be further described with reference to FIGS. Here, the heat treatment unit 16 including the post-exposure bake plate PEB will be described, but the same operation is performed for the heat treatment unit 16 including another hot plate.
[0053]
As described above, the substrate W immediately after exposure is carried into the heat treatment unit 16 including the post-exposure bake plate PEB by the main transport robot TR. When the substrate W is carried in, as shown in FIG. 9, both the support pins 61 and 62 are raised, and the holding plate 51 is lowered to the lowering position H3 of the cool plate CP3 to be in a state of being fitted into the concave portion 49. ing. In this state, the main transfer robot TR moves the transfer arm 5a (or the transfer arm 5b) holding the substrate above the cool plate CP3 and descends, so that the substrate W is transferred from the transfer arm 5a to the support pins 61. It is. FIG. 10 shows a state where the substrate W has been transferred to the support pins 61. Since the transfer arms 5a and 5b hold the edge of the substrate W, they do not interfere with the support pins 61 when the substrate W is transferred. At this time, the holding plate 51 is fitted and adhered to the concave portion 49 of the cool plate CP3, and the temperature is controlled to about 23 ° C. by the cool plate CP3.
[0054]
Next, the holding plate 51 is raised from the lowered position H3 to the raised position H1 by the lifting mechanism 70, and receives the substrate W from the support pins 61 (FIG. 11). At this time, since the substrate W is held in a state where substantially the entire lower surface of the substrate W is close to the holding plate 51, the temperature of the substrate W is also controlled.
[0055]
Next, the holding plate 51 having received the substrate W is slid by the reciprocating mechanism 71 from the cool plate CP3 to the post-exposure bake plate PEB (FIG. 12). In this sliding movement, since the holding plate 51 has moved up to the ascending position H1, there is no possibility that the holding plate 51 will interfere with the support pins 61 and 62.
[0056]
Next, the holding plate 51 holding the substrate W is lowered from the raised position H1 to the intermediate position H2. As a result, the substrate W is transferred from the holding plate 51 to the support pins 62 as shown in FIG. At this time, since the holding plate 51 is lowered only to the intermediate position H2, the holding plate 51 does not come into contact with the post-exposure bake plate PEB, and its thermal influence is suppressed to a minimum. At the same time as the substrate W is transferred to the support pins 62, the support pins 61 are lowered below the plate surface.
[0057]
Then, the holding plate 51 having passed the substrate W is slid from the post-exposure bake plate PEB to the cool plate CP3 by the reciprocating movement mechanism 71 and returned. At the same time, the support pins 62 that have received the substrate W are lowered, and the substrate W is placed on the plate surface of the post-exposure bake plate PEB (FIG. 14). Thereby, the post-exposure bake processing of the substrate W proceeds. The bake temperature of the post-exposure bake plate PEB is, for example, 140 ° C.
[0058]
When the holding plate 51 having passed the substrate W slides toward the cool plate CP3, the holding plate 51 moves in the horizontal direction at the intermediate position H2. At this time, since the arrangement of the four support pins 62 is such that the cool plate CP3 side is open, even if the holding plate 51 at the intermediate position H2 slides toward the cool plate CP3, it does not interfere with the support pins 62. . Further, since the support pins 61 of the cool plate CP3 are lowered, there is no interference between the support pins 61 and the holding plate 51. Thus, the holding plate 51 can return to the position above the cool plate CP3 with the intermediate position H2. Since the purpose of lowering the support pins 61 is to prevent interference with the holding plate 51, the support pins 61 are not limited to being lowered simultaneously with the transfer of the substrate W to the support pins 62. It is possible to lower the support pins 61 at any time from when the substrate W is raised to receive the substrate W from the support pins 61 and returns to the cool plate CP3.
[0059]
In the state of FIG. 14, a post-exposure bake process is performed for a predetermined time. At the same time, the holding plate 51 returning to the cool plate CP3 may be lowered to the lowering position H3 to be fitted and adhered to the concave portion 49, and the temperature may be controlled by the cool plate CP3.
[0060]
After a lapse of a predetermined time, the support pins 62 rise to receive and raise the substrate W from the plate surface of the post-exposure bake plate PEB. Thus, the heating of the substrate W ends. At the same time, the holding plate 51 slides from the cool plate CP3 to the post-exposure bake plate PEB at the height of the intermediate position H2. As a result, the state becomes the same as that shown in FIG.
[0061]
Next, the holding plate 51 is raised from the intermediate position H2 to the raised position H1, and receives the substrate W from the support pins 62 (FIG. 15). At this time, since the substrate W is held in a state where almost the entire lower surface of the substrate W is close to the holding plate 51, the temperature of the substrate W is immediately lowered by about 30 ° C. by the holding plate 51, and the reaction by heating stops. .
[0062]
Next, the holding plate 51 that has received the substrate W slides from the post-exposure bake plate PEB toward the cool plate CP3 by the reciprocating movement mechanism 71 (FIG. 16). In this sliding movement, since the holding plate 51 has moved up to the ascending position H1, there is no possibility of interference with the support pins 62. Note that the support pin 62 remains down.
[0063]
Then, the holding plate 51 holding the substrate W is lowered from the raised position H1 to the lowered position H3. As a result, as shown in FIG. 17, the holding plate 51 is fitted and adhered to the concave portion 49, so that the cooling of the substrate W by the cool plate CP3 and precise temperature control are performed.
[0064]
Thereafter, after the cooling / temperature control processing for a predetermined time is completed, the support pins 61 are raised to receive and raise the substrate W from the plate surface of the cool plate CP3. Then, the main transfer robot TR causes the transfer arm 5a (or the transfer arm 5b) to enter above the cool plate CP3, and after the substrate W is received from the support pin 61, the transfer arm 5a is retreated. Thus, a series of operations in the heat treatment section 16 is completed.
[0065]
In this manner, the substrate W after the post-exposure bake processing is immediately held on the holding plate 51 with almost the entire lower surface thereof being close to the holding plate 51. It will be cooled rapidly to the temperature range where the reaction does not proceed. Therefore, even if there is a trouble in a subsequent step (for example, a developing process), overbake can be reliably prevented. In particular, in the post-exposure bake processing, since the heat treatment time affects the line width uniformity between the substrates W in the continuous processing, it is significant to reliably prevent overbake.
[0066]
Further, the substrate W cooled to such an extent that overbake is prevented by the holding plate 51 is transferred to the cool plate CP3 by the local transfer robot LHU as it is, and cooled and temperature-controlled. Since the cool plate CP3 can precisely control the temperature of the substrate W, the main transport robot TR does not need to receive the substrate W from the heat treatment unit 16 and transport the substrate W to another cool plate. can do. That is, in the related art, the substrate W after the post-exposure bake processing has to be transferred to the cool plate capable of precise temperature control by the main transfer robot TR. By simply transporting the substrate W to the heat treatment section 16, post-exposure bake processing and subsequent cooling and precise temperature control are performed. Therefore, the number of transfer steps by the main transfer robot TR can be reduced, and the throughput of the entire substrate processing apparatus 1 can be improved.
[0067]
The embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above examples. For example, the local transfer robot LHU for transferring the substrate W between the post-exposure bake plate PEB and the cool plate CP3 may be configured as shown in FIGS. In this local transfer robot, the substrate W is slid by the bending and stretching movement of the holding arm 93 and the link member 92.
[0068]
A shaft 96 is provided at the base end of the holding arm 93, and a pulley 97 is fixed to the shaft 96. A shaft 98 is provided at the base end of the link member 92, and a gear 89 and a pulley 99 are fixed to the shaft 98. A belt 88 is wound between the pulley 97 and the pulley 99. In addition, the diameter of the pulley 99 and the diameter of the pulley 97 are set to 2: 1.
[0069]
The gear 89 is meshed with a rotation shaft of a motor 87 built in the base 91. The base 91 itself is also screwed into a ball screw 95 built in the fixed base 90. The rotating shaft of the motor 94 is meshed with a gear fixed on the outer periphery of the ball screw 95.
[0070]
With such a configuration, when the motor 94 is driven, the ball screw 95 rotates, and the base 91 and the holding arm 93 move up and down. When the motor 87 is driven to rotate the link member 92 clockwise, the holding arm 93 is driven via the pulley 99, the belt 88, and the pulley 97, and rotates counterclockwise with respect to the link member 92. I do. In this manner, the holding arm 93 reciprocates between the post-exposure bake plate PEB and the cool plate CP3.
[0071]
Further, in addition to such a local transfer robot, a robot employing a two-axis vertical link mechanism or the like can be employed. That is, as the local transfer robot, a holding plate that holds the substrate W in close proximity to substantially the entire lower surface of the substrate W, a reciprocating mechanism that reciprocates the holding plate between the hot plate and the cool plate, Various devices can be used as long as they have a lifting mechanism for raising and lowering the plate.
[0072]
Further, in the above-described embodiment, the heat treatment unit 16 including the post-exposure bake plate PEB is mainly described. However, the heat treatment unit 16 including the pre-bake plate HP1 and the hot plate HP2 may be configured in the same manner, so that the same Of course, an effect can be obtained.
[0073]
In the above embodiment, the concave portion 49 is provided in the cool plate CP3, and the holding plate 51 is fitted therein. However, the concave portion 49 is not particularly provided, and the holding plate 51 is simply brought into close contact with the plate surface of the cool plate CP3. You may make it do. Since the holding plate 51 is formed of a metal having good heat conductivity, the temperature of the holding plate 51 can be easily adjusted only by bringing the metal into close contact with the cool plate CP3. However, by fitting the holding plate 51 into the concave portion 49 of the cool plate CP3 as in the above embodiment, more accurate temperature control can be performed.
[0074]
Further, the heat treatment apparatus and the substrate processing apparatus according to the present invention can be applied not only to apparatuses for processing semiconductor substrates, but also to apparatuses for processing glass substrates for liquid crystal display devices, glass substrates for photomasks, substrates for optical disks, and the like. .
[0075]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the transfer mechanism includes the holding plate that holds the substrate in close proximity to substantially the entire lower surface of the substrate, and holds the substrate heated by the hot plate. When the plate is moved above the cool plate by the reciprocating mechanism, the elevating mechanism lowers the holding plate and makes it closely adhere to the cool plate. The temperature can be reliably prevented, and the temperature can be precisely controlled by bringing the holding plate into close contact with the cool plate, so that a high throughput can be obtained.
[0076]
According to the second aspect of the present invention, the holding plate receiving the substrate heated by the hot plate is moved above the cool plate by the reciprocating mechanism, and the elevating mechanism lowers the holding plate to cool the plate. Since the substrate is fitted into the concave portion of the plate, precise temperature control of the substrate by the cool plate via the holding plate is more reliable.
[0077]
According to the third aspect of the present invention, when the substrate support pins of the hot plate and / or the cool plate are raised, the holding plate located at the intermediate position is moved above the hot plate and / or the cool plate by the reciprocating mechanism. Since the substrate supporting pins are arranged so as to be movable, even if the holding plate holds the substrate in close proximity to substantially the entire lower surface of the substrate, the substrate can be transferred to the hot plate and / or the cool plate. .
[0078]
Further, according to the invention of claim 4, since the hot plate is a post-exposure bake hot plate for performing a heating process on the substrate after the exposure process is performed, it is possible to prevent over-baking of the post-exposure bake. In addition, uniformity of line width between substrates can be maintained.
[0079]
According to the fifth aspect of the present invention, since the substrate processing apparatus includes the heat treatment apparatus according to any one of the first to fourth aspects, overbaking by a hot plate can be reliably prevented and the substrate can be held. By bringing the plate into close contact with the cool plate, precise temperature control becomes possible. As a result, there is no need for the transfer means to transfer the substrate to the cool plate again, and high throughput can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an overall configuration of a substrate processing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing the vicinity of a heat treatment section of the substrate processing apparatus of FIG.
FIG. 3 is an external perspective view of a main transfer robot of the substrate processing apparatus of FIG. 1;
FIG. 4 is a perspective view of a main part of a heat treatment unit of the substrate processing apparatus of FIG.
FIG. 5 is a plan view of a heat treatment section of the substrate processing apparatus of FIG.
FIG. 6 is a sectional view taken along line XX of the cool plate in FIG.
FIG. 7 is a front view illustrating a reciprocating mechanism and an elevating mechanism of the local transfer robot.
FIG. 8 is a diagram showing a substrate transfer procedure in the substrate processing apparatus of FIG. 1;
FIG. 9 is a view showing the operation of a heat treatment unit.
FIG. 10 is a diagram showing an operation of a heat treatment unit.
FIG. 11 is a view showing the operation of a heat treatment unit.
FIG. 12 is a diagram showing an operation of a heat treatment unit.
FIG. 13 is a diagram showing an operation of a heat treatment unit.
FIG. 14 is a view showing the operation of a heat treatment unit.
FIG. 15 is a view showing the operation of a heat treatment unit.
FIG. 16 is a view showing the operation of a heat treatment section.
FIG. 17 is a view showing the operation of the heat treatment section.
FIG. 18 is a diagram illustrating another example of the local transfer robot.
FIG. 19 is a diagram illustrating another example of the local transfer robot.
[Explanation of symbols]
1 Substrate processing equipment
16 Heat treatment section
49 recess
51 Holding plate
61,62 Support pin
70 Lifting mechanism
71 Reciprocating mechanism
CP1, CP2, CP3, CP4 Cool plate
HP1, HP2 hot plate
IFB interface
IND indexer
LHU local transfer robot
PEB Bake plate after exposure
SC coating unit
SD processing unit
TR main transfer robot
W substrate

Claims (5)

基板を加熱するホットプレートと、当該基板を冷却するクールプレートと、前記ホットプレートと前記クールプレートとの間で基板を搬送する搬送機構とを備えた熱処理装置において、
前記搬送機構は、
基板の下面のほぼ全面に近接して当該基板を保持する保持プレートと、
前記保持プレートを前記ホットプレートと前記クールプレートとの間で往復移動させる往復移動機構と、
前記保持プレートを昇降させる昇降機構と、
を備え、
前記ホットプレートにて加熱された基板を受け取った前記保持プレートが前記往復移動機構によって前記クールプレートの上方に移動された状態にて前記昇降機構が前記保持プレートを下降させて前記クールプレートに密着させることを特徴とする熱処理装置。
A hot plate for heating the substrate, a cool plate for cooling the substrate, and a heat treatment apparatus including a transfer mechanism for transferring the substrate between the hot plate and the cool plate,
The transport mechanism,
A holding plate that holds the substrate in proximity to substantially the entire lower surface of the substrate;
A reciprocating mechanism for reciprocating the holding plate between the hot plate and the cool plate,
An elevating mechanism for elevating the holding plate,
With
In a state where the holding plate receiving the substrate heated by the hot plate is moved above the cool plate by the reciprocating mechanism, the elevating mechanism lowers the holding plate to bring the holding plate into close contact with the cool plate. A heat treatment apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1記載の熱処理装置において、
前記クールプレートに前記保持プレートの形状に沿った凹部を形成し、
前記ホットプレートにて加熱された基板を受け取った前記保持プレートが前記往復移動機構によって前記クールプレートの上方に移動された状態にて前記昇降機構が前記保持プレートを下降させて前記凹部に嵌合させることを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to claim 1,
Forming a recess along the shape of the holding plate in the cool plate,
With the holding plate receiving the substrate heated by the hot plate being moved above the cool plate by the reciprocating mechanism, the elevating mechanism lowers the holding plate and fits the holding plate into the recess. A heat treatment apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1または請求項2記載の熱処理装置において、
前記ホットプレートおよび前記クールプレートは、それぞれのプレート面よりも下方と上方との間で昇降することによって基板を当該プレート面に接離させる基板支持ピンを備え、
前記昇降機構は、上昇した前記基板支持ピンよりも上方の第1の位置、前記クールプレートに密着する第2の位置、前記第1の位置と前記第2の位置との間の中間位置の間で前記保持プレートを昇降させ、
前記ホットプレートおよび/または前記クールプレートの前記基板支持ピンが上昇した状態において、前記中間位置に位置する前記保持プレートが前記往復移動機構によって前記ホットプレートおよび/または前記クールプレートの上方に移動できるように前記基板支持ピンを配置したことを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to claim 1 or 2,
The hot plate and the cool plate each include a substrate supporting pin that moves the substrate toward and away from the plate surface by moving up and down below and above the respective plate surfaces,
The elevating mechanism includes a first position above the raised substrate support pin, a second position in close contact with the cool plate, and an intermediate position between the first position and the second position. Raising and lowering the holding plate with
In a state where the substrate support pins of the hot plate and / or the cool plate are raised, the holding plate located at the intermediate position can be moved above the hot plate and / or the cool plate by the reciprocating mechanism. A heat treatment apparatus, wherein the substrate support pins are arranged on the substrate.
請求項1から請求項3のいずれかに記載の熱処理装置において、
前記ホットプレートは、露光処理が行われた後の基板の加熱処理を行う露光後ベーク用ホットプレートであることを特徴とする熱処理装置。
The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the hot plate is a post-exposure bake hot plate that performs a heating process on the substrate after the exposure process.
基板に所定の処理を行う基板処理装置において、
基板に処理液を供給して液処理を行う液処理部と、
請求項1から請求項4のいずれかに記載の熱処理装置と、
前記液処理部と前記熱処理装置との間で基板の搬送を行う搬送手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
In a substrate processing apparatus that performs a predetermined process on a substrate,
A liquid processing unit for performing a liquid processing by supplying a processing liquid to the substrate,
A heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 4,
Transport means for transporting the substrate between the liquid processing unit and the heat treatment apparatus,
A substrate processing apparatus comprising:
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