JP2005005439A - Substrate treatment equipment - Google Patents
Substrate treatment equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005005439A JP2005005439A JP2003166357A JP2003166357A JP2005005439A JP 2005005439 A JP2005005439 A JP 2005005439A JP 2003166357 A JP2003166357 A JP 2003166357A JP 2003166357 A JP2003166357 A JP 2003166357A JP 2005005439 A JP2005005439 A JP 2005005439A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- heat treatment
- unit
- cooling
- plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
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、単に「基板」と称する)に対して加熱および冷却処理を施す基板処理装置に関するもので、特に、熱処理ユニットの大型化を防止しつつ熱処理全体のスループットを向上させるための改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年の半導体ウェハの製造において、高密度化、高集積化の要求にともない、半導体ウェハ上に形成される回路パターンの微細化が要求されている。この微細化の要求により、基板を加熱・冷却する熱処理における熱処理温度や熱処理時間をさらに精度よく制御するため、加熱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、当該ホットプレートとクールプレートとの間で基板の搬送を行うローカル搬送装置とを一体的に構成した熱処理ユニットを複数個有する基板処理装置が提案されている(例えば、特許文献1)。
【0003】
【特許文献1】
特開平10−270307号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献1の熱処理ユニットでは、上述のようにホットプレート、クールプレート、およびローカル搬送装置が一体的に構成されている。そのため、熱処理のさらなるスループット向上のため、当該熱処理ユニットの数を増加させると、基板処理装置全体のサイズが大型化してしまい、フットプリントの増大ならびに基板処理装置のコストアップするという問題が生ずる。
【0005】
そこで、本発明では、加熱ユニットと冷却ユニットとを一体的に構成した熱処理ユニットを有し、基板処理装置のフットプリントを増大させることなく熱処理のスループットを向上させることができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【0006】
【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、基板に所定の処理を施す基板処理装置であって、搬送ロボットによって受け渡される基板に対して熱処理を施す熱処理ユニット、を備え、前記熱処理ユニットは、基板に冷却処理を施す冷却部と、前記冷却部を基準として分かれて配置され、それぞれが基板に加熱処理を施す複数の加熱部と、前記冷却部と前記複数の加熱部との間にそれぞれ規定された複数の搬送経路に沿って基板をそれぞれ搬送する複数の搬送部と、を有し、前記熱処理ユニットでは、複数の基板に対する加熱処理を前記複数の加熱部とにおいて並行して実行可能であり、前記熱処理ユニットにおいて熱処理が施される各基板は、前記複数の加熱部のうち基板ごとに選択された加熱部へと前記搬送ロボットから受け渡され、熱処理が完了した各基板は、前記冷却部から前記搬送ロボットに受け渡されることを特徴とする。
【0007】
また、請求項2の発明は、請求項1に記載の基板処理装置であって、前記熱処理ユニットは、前記複数の搬送経路の付近にそれぞれ配設され、一連の基板のうち先行基板が前記冷却部から出発できない状況が発生したときに、前記加熱処理を終えて前記冷却部に搬送されるべき後続の対象基板を受け入れて、当該対象基板に対して冷却処理を施す複数の補助冷却部、をさらに有することを特徴とする。
【0008】
また、請求項3の発明は、請求項2に記載の基板処理装置であって、前記複数の補助冷却部は、前記冷却部と前記複数の加熱処理部とが属する設置階層の上方であって、かつ前記冷却部の近傍に、前記複数の搬送経路にそれぞれ対応させて配設されていることを特徴とする。
【0009】
また、請求項4の発明は、請求項2または請求項3に記載の基板処理装置であって、前記複数の補助冷却部は、それぞれヒートパイプ構造を有することを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
<1.基板処理装置の構成>
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1はこの発明に係る基板処理装置1の熱処理部16を取り除いて見た平面概要図であり、図2はその熱処理部16付近を示す平面図である。また、図3は熱処理部16の平面図である。
【0011】
この基板処理装置1は、複数枚の基板Wを収納したカセット10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を再度カセット10内に搬入するためのインデクサ部19と、基板Wに対する薬液処理を実行するための4個の薬液処理部15と、基板Wに対して熱処理を施す熱処理部16と、基板Wを薬液処理部15および熱処理部16の間で搬送するための第1搬送機構11と、基板Wをインデクサ部19と第1搬送機構11との間で搬送するための第3搬送機構13とを備える。また、この基板処理装置1の側方には、基板Wに対して露光を実行するための露光装置に基板Wを搬送するためのインターフェースIFが設置されている。
【0012】
なお、上述した4個の薬液処理部15のうち、2個の薬液処理部15aは、現像液により基板Wを現像処理するための現像処理ユニットとなっている。また、残りの2個の薬液処理部15bは、基板Wに対してレジストを塗布するためのレジスト塗布ユニットとなっている。この明細書においては、これらを総称する場合には薬液処理部15と呼称し、これらを区別する場合には現像処理ユニット15aまたはレジスト塗布ユニット15bと呼称する。また、これらの現像処理ユニット15aおよびレジスト塗布ユニット15bの他に、基板Wを洗浄液により洗浄する洗浄処理ユニットを配設してもよい。
【0013】
インデクサ部19の側方に配置された第3搬送機構13は、インデクサ部19上に載置されたカセット10から処理を行うべき基板Wを取り出して基板処理装置1の中央部に配設された第1搬送機構11に搬送し、あるいは、処理が完了した基板Wを第1搬送機構11から受け取って載置台に載置されたカセット10内に収納するためのものである。また、基板処理装置1の中央部に配設された第1搬送機構11は、各薬液処理部15と各熱処理部16のホットプレート17およぴクールプレート18とにアクセスして、これらとの間で基板Wの受け渡しをするためのものである。
【0014】
図4はこの第1搬送機構11の要部を示す斜視図である。この第1搬送機構11は、基板Wを保持して搬送するための上下一対の基板搬送アーム5a、5bと、これらの基板搬送アーム5a、5bを互いに独立して水平方向(X方向)に移動させるための水平移動機構と、これらの基板搬送アーム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、これらの基板搬送アーム5a、5bを鉛直軸まわり(θ方向)に同期して回転させるための回転駆動機構とを備える。
【0015】
上述した伸縮昇降機構は、カバー24をカバー23内に、カバー23をカバー22内に、カバー22をカバー21内に、各々収納可能なテレスコピック型の多投入れ子構造を有する。基板搬送アーム5a、5bを下降させる際には、カバー24をカバー23内に、カバー23をカバー22内に、カバー22をカバー21内に、各々収納する。また、基板搬送アーム5a、5bを上昇させる際には、カバー24をカバー23内から、カバー23をカバー22内から、カバー22をカバー21内から、各々引き出すようにする。
【0016】
また、上述した回転駆動機構は、テレスコピック型の伸縮昇降機構を基台25に対してθ方向に回転させる構成を有する。なお、基台25には、カバー26が付設されている。
【0017】
以上のように、第1搬送機構11は、基板Wを保持して搬送するための上下一対の基板搬送アーム5a、5bと、これらの基板搬送アーム5a、5bを互いに独立して水平方向に移動させるための水平移動機構と、これらの基板搬送アーム5a、5bを同期して鉛直方向に移動させるための伸縮昇降機構と、これらの基板搬送アーム5a、5bを鉛直軸まわりに同期して回転させるための回転駆動機構とを備え、基板保持部51に保持した基板Wを任意の基板処理ユニットに搬送することが可能な構成となっている。
【0018】
図5は、第3搬送機構13の要部を示す斜視図である。この第3搬送機構13は、上述した第1搬送機構11における上下一対の基板搬送アーム5a、5bの代わりに、単一の基板搬送アーム5cを備える点のみが上述した第1搬送機構11と異なる。この第3搬送機構13は、図示しないモータの駆動により回転するボールネジ20の作用により、インデクサ部19に沿って配設された一対のガイド部材30に沿って往復移動可能となっている。
【0019】
このような構成を有する基板処理装置1においては、基板Wの搬送は以下のように行われる。インデクサ部19に載置されたカセット10内の基板Wのうちの1枚の基板Wが第3搬送機構13により取り出され、第1搬送機構11に受け渡される。第1搬送機構11はこの基板Wを熱処理部16が有する2つのホットプレート17のうちいずれか一方まで搬送する。また、第1搬送機構11は、熱処理部16において加熱処理および冷却処理がなされた基板Wをクールプレート18からレジスト塗布ユニット15bに搬送するとともに、レジストの塗布が終了した基板Wを熱処理部16が有する2つのホットプレート17のうちいずれか一方まで搬送する。そして、第1搬送機構11は、熱処理部16において加熱処理および冷却処理がなされた基板Wを、クールプレート18から露光装置に基板Wを搬送するためのインターフェースIFに受け渡す。
【0020】
また、第1搬送機構11は、インターフェースIFから露光が終了した基板Wを受け取り、熱処理部16が有する2つのホットプレート17のうちいずれか一方まで搬送する。また、第1搬送機構11は、熱処理部16において露光後の加熱処理および冷却処理がなされた基板Wをクールプレート18から現像処理ユニット15aに搬送するとともに、現像処理が終了した基板Wを熱処理部16が有する2つのホットプレート17のうちいずれか一方まで搬送する。そして、第1搬送機構11は、熱処理部16において加熱処理および冷却処理がなされた基板Wを、クールプレート18から第3搬送機構13に受け渡す。第3搬送機構13は、第1搬送機構11から受け取った基板Wを搬出用のカセット10に収納する。なお、上述した各工程の間に、基板Wを洗浄液で洗浄する洗浄工程を追加してもよい。
【0021】
上述したように、この基板処理装置1においては、第1搬送機構11は熱処理部16が有する2つのホットプレート17のうちいずれか一方に基板Wを搬入し、クールプレート18から基板Wを搬出する。すなわち、熱処理部16では、第1搬送機構11からホットプレート17に受け渡された基板Wについて加熱処理を施すとともに、熱処理が完了した基板Wはクールプレート18から第1搬送機構11に受け渡される。そして、熱処理部16におけるホットプレート17からクールプレート18への基板Wの搬送は、図3に示す第2搬送機構12により実行される。
【0022】
熱処理部16は、例えば露光装置によってパターン露光が完了した基板Wに対して露光後ベーク処理を施す熱処理ユニットであり、レジスト塗布前後の加熱や現像処理前後の加熱等の処理プロセスの数に応じて積層配置されている。図3に示すように、熱処理部16は、主として、基板Wに加熱処理を施す複数(本実施の形態では2つ)のホットプレート17(17a、17b)と、基板Wに冷却処理を施すクールプレート18および複数(本実施の形態では2つ)の補助クールプレート40(40a、40b)と、熱処理部16において基板Wの搬送を行う第2搬送機構12(12a、12b)とを備え、第1搬送機構11によって受け渡される一連の基板に対して順次に熱処理を施す。
【0023】
2つのホットプレート17(17a、17b)は、基板Wに対して予め設定された温度にて所定時間加熱する加熱部であり、図示を省略するヒータ等の発熱部の熱を基板Wに伝達することによって基板Wの温度を昇温させる。また、図3に示すように、2つのホットプレート17は、クールプレート18を基準として両側または放射状に分かれて配置されている。すなわち、一方のホットプレート17aは、クールプレート18を挟んで他方のホットプレート17bと逆側に配設されている。
【0024】
さらに、図3に示すように、ホットプレート17には複数(本実施の形態では6つ)の支持ピン100が設けられている。この複数の支持ピン100は、基板Wの周縁部を支持した状態で、基板Wを昇降させる昇降機構である。すなわち、支持ピン100は、第1搬送機構11および第2搬送機構12(12a、12b)と基板Wの受け渡しを行う受け渡し位置(ホットプレート17の上方位置)と、ホットプレート17の加熱位置との間で基板Wの昇降動作を行う。
【0025】
なお、ホットプレート17の上面に、当該上面から微小高さ突出する球体を配設することにより、ホットプレート17上に、いわゆるプロキシミティギャップと称される微小な間隔を保って基板Wを近接支持させた状態で、基板Wを加熱するようにしてもよい。
【0026】
クールプレート18は、基板Wに対して予め設定された温度にて所定時間冷却する冷却部であり、図示を省略するペルチェ素子等の冷却構造によって基板Wからクールプレート18に伝達される熱を取り去って基板Wの温度を降温させる。
【0027】
また、図3に示すように、クールプレート18には、ホットプレート17と同様に、昇降機構としての複数(本実施の形態では6つ)の支持ピン100が設けられている。したがって、支持ピン100を昇降させることにより、第1搬送機構11および第2搬送機構12(12a、12b)と基板Wの受け渡しを行う受け渡し位置(クールプレート18の上方位置)と、クールプレート18の冷却位置との間で基板Wを移動させることができる。
【0028】
なお、クールプレート18の上面に、ホットプレート17と同様に、当該上面から微小高さ突出する球体を配設することにより、クールプレート18上に、いわゆるプロキシミティギャップと称される微小な間隔を保って基板Wを近接支持させた状態で、基板Wを冷却するようにしてもよい。
【0029】
図6は、第2搬送機構12(12a、12b)の側面図であり、図7はその平面図である。また、図8は第2搬送機構12における昇降機構75を示す正面図である。この第2搬送機構12は、基板Wを保持する基板保持部71と、この基板保持部71を支持する支持部72と、この支持部72を鉛直方向を向く軸を中心に回転させる回転機構73と、基板保持部71を、回転機構73の駆動により回転する支持部72の回転中心から離隔した基板Wの受け渡し位置と、支持部72の回転中心に接近した回転位置との間で支持部72に対して往復移動させる移動機構74と、支持部72を昇降させる昇降機構75と、支持部72が鉛直方向を向く軸を中心に回転するときに、基板保持部71に保持した基板Wを挟持する挟持機構76を備える。
【0030】
前記基板保持部71は、基板Wの側面と当接する状態で基板Wをその下面から保持する2個の保持部材80と、2個の保持部材80とは逆側において基板Wをその下面から保持する1個の保持部材81とを備える。この基板保持部71は、ガイド機構82により支持部72に対して移動可能に保持されている。また、この支持部72は、回転機構73により、鉛直方向を向く軸を中心に回転する構成となっている。
【0031】
支持部72には、モータ83により回転する駆動プーリ84と従動プーリ85とが配設されており、これらの駆動プーリ84および従動プーリ85間には、同期ベルト86が巻回されている。また、この同期ベルト86には、基板保持部81における基部88に連結する連結部87が固定されている。このため、基板保持部71は、モータ83の駆動により、回転機構73の駆動により回転する支持部72の回転中心から離隔した基板Wの受け渡し位置と、回転中心に接近した回転位置との間で、支持部72に対して往復移動する。これらのモータ83、駆動プーリ84、従動プーリ85および同期ベルト86等は、上述した移動機構74を構成する。
【0032】
図6および図8に示すように、支持部72にはラック部材89が付設されている。一方、回転機構73側には、モータ91の駆動により回転するピニオン92が配設されており、このピニオン92は支持部72に付設されたラック部材89と噛合している。このため、モータ91の駆動によりピニオン92を回転させることで、支持部72は基板保持部71とともに昇降する。なお、図6に示す符号93は、支持部材72の昇降動作を案内する一対のガイド部材である。これらのラック部材89、モータ91、ピニオン92およびガイド部材93は、支持部72を昇降させる昇降機構75を構成する。
【0033】
基板保持部71における保持部材81の近傍には、基板保持部71との間で基板Wを挟持するための挟持部94が配設されている。この挟持部94は、ガイド機構95の作用により基板保持部71本体に対してスライド可能な構成となっている。また、この挟持部94は、バネ96の作用により、当該挟持部94と保持部材81とが近接する方向に付勢されている。
【0034】
図6および図7に示すように、基板保持部71が基板Wの受け渡し位置に配置された状態では、挟持部94に連結する当接部材97(図7参照)が支持部72に連結するストッパ98と当接する。これにより挟持部94は、当接部材97を介し、バネ96の付勢力に抗して保持部80から離隔する方向に押圧される。このため、図6に示すように、一対の保持部80と挟持部94との距離は、基板Wの外径より大きくなる。一方、移動機構74により、基板保持部71が回転位置に向けて移動を開始すると、挟持部94に連結する当接部材97が支持部72に連結するストッパ98から離隔する。これにより、バネ96の作用で一対の保持部80が挟持部94に近接する方向に移動し、基板Wは、一対の保持部80と挟持部94との間に挟持される。これらの保持部80、挟持部94、バネ96、当接部材97およびストッパ98等は、基板保持部71に保持した基板Wを挟持する挟持機構76を構成する。
【0035】
図9は、補助クールプレート40(40a、40b)を第2搬送機構12(12a、12b)側から見た下面図である。また、図10は、昇降機構150を第2搬送機構12側から見た上面図である。また、図11は、昇降機構150の側面図である。なお、図10では、説明の都合上、基板Wおよび第2搬送機構12の基板保持部71を2点鎖線で表している。
【0036】
昇降機構150は、基板Wを第2搬送機構12の基板保持部71と補助クールプレート40との間で昇降させる部材であり、主として、ガイド機構47と、支持ピン130と、当該支持ピン130を昇降させるシリンダ43とを備える。
【0037】
ガイド機構47は、図11に示すように、上下方向に延伸してその下端部が基台部49に取りつけられたガイド部47aと、ガイド部47a上を摺動可能に設けられた摺動部47bとから構成されている。また、摺動部47bの側面のうちガイド部47aと対向する面と逆側の側面には、L型形状を有する接続部材48が取り付けられている。
【0038】
接続部材48は、摺動部47bと支持台44とを接続するための部材であり、その下端部は支持台44の上面に取りつけられている。また、接続部材48の上部付近にはガイド部47aと逆側に突起する矩形状の突起部48aが設けられている。また、突起部48aの下端部は、基台部49に固定されたシリンダ43によって昇降可能に設けられた可動部43aの上端部と接続されている。さらに、図10および図11に示すように、支持台44には基板Wを支持可能に設けられた複数(本実施の形態では3本)の支持ピン130が取りつけられている。
【0039】
これにより、シリンダ43の可動部43aを昇降させると支持台44がガイド部47aに沿って上下方向に移動して複数の支持ピン130を昇降させることができるため、昇降機構150は、第2搬送機構12に把持された基板Wを受け取るとともに、第2搬送機構12と補助クールプレート40との間で当該基板Wを昇降させ、補助クールプレート40の冷却面40cに基板Wの上面を近接させることができる。
【0040】
2つの補助クールプレート40(40a、40b)は、それぞれホットプレート17a、17bにて加熱された基板Wの上面と冷却面40cとを所定間隔にて近接させて当該基板Wの温度を約20〜50度降温して一時的に冷却する補助冷却部であり、クールプレート18とは別に設けられている。
【0041】
図3および図11に示すように、補助クールプレート40aは、第2搬送機構12aによってホットプレート17aとクールプレート18との間に規定された基板Wの搬送経路110aの付近(直上)、すなわち、ホットプレート17aおよびクールプレート18が属する設置階層の上方に配設されている。また、補助クールプレート40bは、第2搬送機構12bによってホットプレート17bとクールプレート18との間に規定された基板Wの搬送経路110bの付近(直上)、すなわち、ホットプレート17bおよびクールプレート18が属する設置階層の上方に配設されている。このように、補助クールプレート40a、40bは、それぞれ搬送経路110a、110bと対応させて配設されている。
【0042】
また、補助クールプレート40(40a、40b)は、図9に示すように、主として、冷却媒体の流路である冷却管41と、昇温した冷却媒体の熱を放熱する放熱部42とから構成されている。
【0043】
冷却管41は、熱伝導性の材料(たとえば金属や合金)で形成されており、図9に示すように、冷却面40cと略水平に、かつ、補助クールプレート40の内部のほぼ全域を通るように配設されている。また、冷却管41は、図9に示すように、その表面積を増加させるため、補助クールプレート40の内部を複数回折り返すように蛇行して配設されている。また、冷却管41の一端部41aは、補助クールプレート40の外部に配設された流入管45と、冷却管41の他端部41bは補助クールプレート40の外部に配設された流出管46と、それぞれ連通接続されている。
【0044】
これにより、流入管45から冷却管41の一端部41aに向けて純水等の冷却媒体を流入させると、基板Wから冷却面40cを介して伝達された熱が冷却管41を流れる冷却媒体と熱交換を行った後、冷却管41の他端部41bから流出管46に流出する。すなわち、冷却管41を流れる冷却媒体に向けて基板Wの熱が伝達される。そのため、昇降機構150によって補助クールプレート40の冷却面40cに近接させた基板Wの温度を降温することができる。
【0045】
また、図9に示すように、流入管45および流出管46は、放熱部42と連通接続されている。ここで、放熱部42は、冷却媒体の熱を、例えば、内部を流れる冷却媒体の熱をヒートシンクによって外部に放熱したり、ペルチェ素子によって冷却媒体の熱を除去する部材である。
【0046】
これにより、基板Wから熱の伝達を受けて昇温した冷却媒体は、放熱部42を通過することによって冷却される。そして、放熱部42にて冷却された冷却媒体は、流入管45を介して冷却管41の一端部41aに流入して基板Wの冷却に使用される。そのため、補助クールプレート40では、冷却媒体を流入管45、冷却管41、流出管46および放熱部42にて循環させることにより、冷却面40cに近接する基板Wと冷却管41を流れる冷却媒体との間で効率的に熱交換を行うことができる。このように、補助クールプレート40を使用した冷却部はヒートパイプ構造を有する。
【0047】
ところで、特許文献1の各熱処理ユニットは、その内部に1個のホットプレートと1個のクールプレートと、基板を搬送する1台の搬送装置とを備え、当該熱処理ユニットは、一度に1枚の基板Wに対して加熱処理および冷却処理を施すことができる。したがって、2枚の基板に対して加熱処理および冷却処理を施すには、2つの熱処理ユニット、すなわち、2個のホットプレートと2個のクールプレートと、2台の搬送装置とが必要となる。
【0048】
これに対して、本実施の形態の熱処理部16は、その内部に2個のホットプレートと、1個のクールプレートと、2台の第2搬送機構12(12a、12b)とを備え、後述する熱処理手順を用いることにより、熱処理部16にて一度に2枚の基板Wに対して熱処理を施すことができる。すなわち、一度に2枚の基板Wに対して熱処理を施す場合、特許文献1の熱処理では2個のクールプレートを必要とするが、本実施の形態の熱処理部16では、1個のクールプレート18によって一度に2枚の基板Wに対して熱処理を施すことができる。そのため、本実施の形態では、特許文献1の熱処理ユニットにて2枚の基板Wに対して熱処理を施す場合と比較して、熱処理部16が必要とするフットプリントを増加させることなく、熱処理のスループットを向上させることができる。
【0049】
また、補助クールプレート40a、40bは、上述のようにクールプレート18とは別に設けられており、補助クールプレート40aは、基板Wの搬送経路110aの上方に、また、補助クールプレート40bは、基板Wの搬送経路110bの上方にそれぞれ配設されている。
【0050】
これにより、クールプレート18に載置された先行する基板Wがクールプレート18から熱処理部16の外部に向けて出発できない状況が発生し、この先行する基板Wがクールプレート18に載置されている場合であっても、加熱処理が完了して冷却処理の対象となる後続する基板Wを補助クールプレート40にて受け入れて、この後続する冷却処理の対象基板Wを補助的に冷却することができる。そのため、熱処理部16において、例えば、化学増幅型レジストを使用した基板Wに対して施される熱処理のように、加熱処理が完了した後に冷却温度および冷却時間を精度良く施す必要がある熱処理についても良好に行うことが可能となる。
【0051】
すなわち、化学増幅型レジストを用いてレジスト膜を形成した基板に、ステッパ等の露光装置によってパターン露光を実行するとともに、熱処理ユニットにおいて加熱・冷却処理を施す場合、レジスト膜に形成される微細パターンの線幅等の寸法精度を所定範囲とするためには、ホットプレートによる基板の加熱温度および加熱時間や、クールプレートによる冷却温度および冷却時間を精度良く制御する必要がある。また、ホットプレートによる加熱処理が完了した時点からクールプレートによる冷却開始時点までの時間(以下、「加熱後遅れ時間」とも呼ぶ)も精度良く制御することにより、基板Wの温度が昇温した状態で維持されてレジスト膜内において化学反応が進行するオーバーベークを防止する必要がある。
【0052】
本実施の形態の熱処理部では、このような化学増幅型レジストを使用した基板Wに対して加熱処理が完了した後に冷却処理を施す場合、第1搬送機構11の故障等の不測の事態が発生することによりクールプレート18から基板Wを搬出することができないために当該クールプレート18にて冷却処理を行うことができない場合であっても補助クールプレート40a、40bを使用することにより、基板Wの温度を降温することができる。そのため、不測の事態が発生してもオーバーベークを防止し、基板Wに対して良好に熱処理を施すことができる。
【0053】
<2.熱処理手順>
上述したように、本実施の形態の基板処理装置1の熱処理部16では、1度に2枚の基板Wに対して熱処理を施すことができる。ここでは、熱処理部16によって施される熱処理について、まず、
(1)基板処理装置1を構成する薬液処理部15や第1搬送機構11等の各部が、レシピ等により予め決められた処理手順により正常に動作する場合において、熱処理部16にて行われる通常の熱処理手順について説明し、次に、
(2)薬液処理部15において薬液の吐出不良や第1搬送機構11の故障などの不測の事態の発生により、熱処理部16のクールプレート18から基板Wを搬出できず、ホットプレート17aまたはホットプレート17bにて加熱処理が完了した基板Wをクールプレート18において冷却処理が行うことができない場合において、熱処理部16にて行われる不測の事態発生時の熱処理手順について説明する。
【0054】
<2.1.通常の熱処理手順>
ここでは、基板処理装置1の各部が正常に動作する場合に、熱処理部16において行われる熱処理手順について説明する。図12は、熱処理部16での熱処理における2つのホットプレート17(17a、17b)、クールプレート18、および2つの第2搬送機構12(12a、12b)の動作状況を示すタイミングチャートである。
【0055】
なお、図12において、時間軸tと平行な直線は、ホットプレート17(17a、17b)およびクールプレート18の稼動状況を示すものである。すなわち、実線部分は、ホットプレート17およびクールプレート18において、それぞれ加熱処理および冷却処理が施されている期間を示す。また、時間軸と平行な直線の点線部分は、ホットプレート17およびクールプレート18において処理が施されていない期間を示す。
【0056】
また、ホットプレート17の稼動状況を示す直線とクールプレート18の稼動状況を示す直線とを結ぶ斜めの実線は、第2搬送機構12aの稼動状況を示すものであり、当該斜めの実線上に記された矢印の方向に基板Wが搬送される。例えば、折れ線151の時刻t3からt4における斜めの実線部分は、第2搬送機構12aによって基板Wがホットプレート17aからクールプレート18に搬送されることを示す。
【0057】
また、以下の説明では、時刻t1(ホットプレート17aによって後述する第1基板に対して加熱処理が開始される時点)より前の時点において、ホットプレート17bおよびクールプレート18には、それぞれ基板Wが載置されていない。
【0058】
まず、ホットプレート17aおよびクールプレート18によって基板Wに対して施される熱処理について説明する。図12の折れ線151は、ホットプレート17aおよびクールプレート18によって基板Wに施される熱処理状況を示す。
【0059】
時刻t1より前の時点において、熱処理部16の処理状況に応じて基板Wごとに選択されたホットプレート17に対して第1搬送機構11から熱処理が施されていない基板W(以下、本項(2.1.通常の熱処理手順)において「第1基板」と呼ぶ)が搬入される。本実施の形態の場合、折れ線151に示すように、ホットプレート17aが選択される。具体的には、ホットプレート17aの支持ピン100を上昇位置まで上昇させるとともに、第1搬送機構11によってホットプレート17aに搬入された第1基板が、上昇位置にある支持ピン100上に載置される。続いて、第1基板Wは、支持ピン100が下降することによりホットプレート17aの表面に載置される。そして、折れ線151に示すように、時刻t1から時刻t3までの時間T1だけ、第1基板に対して加熱処理が施される。
【0060】
次に、時刻t3においてホットプレート17aにおいて第1基板Wの加熱処理が完了すると、ホットプレート17aの支持ピン100は、第1基板Wを支持した状態で上昇し、当該第1基板Wをホットプレート17aの上方の位置A1(図3参照)に配置する。そして、第2搬送機構12aにおける移動機構74により、基板保持部71を位置A1に配置された第1基板Wの下方の受け渡し位置まで移動させる。
【0061】
続いて、第2搬送機構12aにおける昇降機構75により、基板保持部71を上昇させる。これにより、ホットプレート17aの支持ピン100に支持されていた第1基板Wが基板保持部71に保持される。この状態で、第2搬送機構12aにおける移動機構74により、基板保持部71を回転位置に向けて支持部72の回転中心方向の位置B1に向けてに移動させる。このときには、第1基板Wは一対の保持部80および挟持部94により挟持される。
【0062】
基板保持部71が回転位置に移動した状態では、第1基板Wは図3に示す位置B1に配置される。そして、第2搬送機構12aにおける回転機構73により支持部72を回転させる。これにより、第1基板Wは図3に示す位置C1に配置される。この支持部72の回転動作は、水平移動とは異なり、迅速に実行される。そして、この支持部72の回転時には、第1基板Wは一対の保持部80および挟持部94により挟持されていることから、第1基板Wが基板保持部71から脱落することはない。
【0063】
なお、第1基板Wがホットプレート17aからクールプレート18に向けて搬送されると、ホットプレート17には、第1搬送機構11によって熱処理が施されていない基板Wが搬入され、第1基板Wと同様な加熱処理が施される(例えば、図12の折れ線153)。
【0064】
次に、第2搬送機構12における移動機構74により、基板保持部71を受け渡し位置に移動させる。これにより、第2基板Wは図3に示すクールプレート18の上方の位置Dに配置される。この状態で、クールプレート18における支持ピン100を上昇させた後、第2搬送機構12aにおける昇降機構75により、基板保持部71を下降させる。これにより、基板保持部71により保持されていた第2基板Wがクールプレート18の支持ピン100上に支持される。続いて、第2搬送機構12における移動機構74により、基板保持部71を回転位置に再度移動させる。
【0065】
しかる後、クールプレート18の支持ピン100が下降することにより第1基板Wがクールプレート18の表面に載置される。そして、折れ線151に示すように、時刻t4から第1基板Wに対して冷却処理が施される。
【0066】
そして、第1基板Wの冷却処理が完了すると、第1基板Wが上昇位置に移動したクールプレート18の支持ピン100から第1搬送機構11に受け渡され、次の処理工程のため熱処理部16外に搬送される時刻t6において熱処理部16における熱処理が終了する。すなわち、時刻t4からt6までの時間T4において、第1基板Wに対して冷却処理が施されるとともに、第1搬送機構11によってクールプレート18から熱処理部16の外部に第1基板Wが搬出される。
【0067】
次に、ホットプレート17bおよびクールプレート18によって基板Wに対して施される熱処理について説明する。図12の折れ線152は、ホットプレート17bおよびクールプレート18によって基板Wに施される熱処理状況を示す。
【0068】
時刻t2より前の時点において、ホットプレート17aでは第1基板に対して加熱処理が施されており、折れ線152に示すように、ホットプレート17bでは加熱処理が施されていない。そのため、ホットプレート17bに対して熱処理が施されていない基板W(以下、本項(2.1.通常の熱処理手順)において「第2基板」と呼ぶ)が搬入される。具体的には、ホットプレート17bの支持ピン100を上昇位置まで上昇させるとともに、第1搬送機構11によってホットプレート17bに搬入された第2基板が、上昇位置にある支持ピン100上に載置される。続いて、第2基板Wは、支持ピン100が下降することによりホットプレート17bの表面に載置される。そして、折れ線152に示すように、時刻t2から時刻t5までの時間T1だけ、第2基板に対して加熱処理が施される。
【0069】
次に、時刻t3においてホットプレート17bにおける第2基板Wの加熱処理が完了すると、ホットプレート17bの支持ピン100は、第2基板Wを支持した状態で上昇し、当該第2基板Wをホットプレート17bの上方の位置A2(図3参照)に配置する。そして、第2搬送機構12bにおける移動機構74により、基板保持部71を位置A2に配置された第2基板Wの下方の受け渡し位置まで移動させるとともに、基板保持部71によって第2基板Wを保持する。
【0070】
続いて、第2搬送機構12bにおける移動機構74により、基板保持部71を回転位置に向けて支持部72の回転中心方向の位置B2に向けてに移動させる。このときには、第2基板Wは一対の保持部80および挟持部94により挟持される。基板保持部71が回転位置に移動した状態では、第2基板Wは図3に示す位置B2に配置される。続いて、第2搬送機構12bにおける回転機構73により支持部72を回転させて、第2基板Wは図3に示す位置C2に配置する。そして、第2搬送機構12における移動機構74により、第2基板Wをクールプレート18の上方の位置Dに配置する。
【0071】
なお、第2基板Wがホットプレート17bからクールプレート18に向けて搬送されると、ホットプレート17bには、第1搬送機構11によって熱処理が施されていない基板Wが搬入され、第2基板Wと同様な加熱処理が施される(例えば、図12の折れ線154)。
【0072】
ここで、本実施の形態において、クールプレート18にて施される冷却処理時間T5とクールプレート18から熱処理部16の外部に第1基板Wを搬送するまでの時間T6を足し合わせた時間T4(=T5+T6:例えば、時刻t4からt6までの時間)は、熱処理部16のホットプレート17a、17bにて施される加熱処理に要する時間T1(例えば、時刻t1からt3までの時間)に、ホットプレート17a、17bからクールプレート18に第1または第2基板Wが搬送されることに要する時間T2(例えば、時刻t3からt4までの時間)を足し合わせた時間を半分にした時間T3(=(T1+T2)/2)より小さくなる(すなわち、T4<T3)ように設定されている。
【0073】
また、本実施の形態において、ホットプレート17aに基板Wが投入されて加熱処理が開始される時刻(例えば、時刻t1)と、ホットプレート17aにおいて加熱処理が開始された後にホットプレート17bに基板Wが投入されて加熱処理が開始される時刻(例えば、時刻t2)とが、t2≧t1+T3の関係を有するように設定されている。したがって、図12の折れ線151、152に示すように、クールプレート18に第2基板Wが投入される時点より前に、第1基板Wは、クールプレート18から熱処理部16の外部に搬出されることとなる。
【0074】
続いて、第1基板Wがクールプレート18から熱処理部16の外部に搬出された状態で、第2搬送機構12bによってクールプレート18の支持ピン100に第2基板Wを受け渡す。続いて、第2搬送機構12における移動機構74により、基板保持部71を回転位置に再度移動させる。
【0075】
しかる後、クールプレート18の支持ピン100が下降することにより第2基板Wがクールプレート18の表面に載置される。そして、折れ線152に示すように、時刻t7から第1基板Wに対して冷却処理が施される。
【0076】
そして、第2基板Wの冷却処理が完了すると、第2基板Wが上昇位置に移動したクールプレート18の支持ピン100から第1搬送機構11に受け渡されて次の処理工程のため熱処理部16外に搬送される時刻t8において、熱処理部16における熱処理が終了する。すなわち、時刻t7からt8までの時間T4において、第2基板Wに対して冷却処理が施されるとともに、第1搬送機構11によってクールプレート18から熱処理部16の外部に第2基板Wが搬出される。
【0077】
以上のように、熱処理部16における熱処理において、図12の折れ線151、152に示すように、複数(本実施の形態では2つ)のホットプレート17により複数(本実施の形態では2枚)の基板Wに対して加熱処理を並行して実行可能であり、クールプレート18では、クールプレート18にて第2基板Wに対して冷却処理を開始する時点より前に、第1基板Wはクールプレート18から熱処理部16の外部に搬出されることとなる。これにより、クールプレート18では、ホットプレート17aにて加熱処理が施された第1基板Wと、ホットプレート17bにて加熱処理が施された第2基板Wの両方について冷却処理を行うことが可能となる。
【0078】
すなわち、本実施の形態の熱処理部16では、2つのホットプレート17(17a、17b)のそれぞれに対応する2つのクールプレート18を設けて加熱および冷却処理を施すのではなく、2つのホットプレート17のそれぞれで加熱処理が完了した基板Wに対して1つのクールプレート18を共通して使用することにより冷却処理を施すこととなる。
【0079】
その結果、特許文献1に示すような1つのホットプレートと1つのクールプレートを有する熱処理部によって加熱および冷却処理を施す場合と比較して、スループットを向上させることができる。
【0080】
より具体的に言うと、従来の熱処理部において2枚の基板Wに対して加熱および冷却処理を施すために要する熱処理時間T11は、ホットプレートにおける加熱処理時間T1と、ホットプレートとクールプレートとの間で基板Wを搬送する時間T2と、クールプレートにて冷却処理を施すとともに熱処理部の外部に搬送する時間T4とを足し合わせたものを2倍した時間(T11=2×(T1+T2+T4))だけ必要であった。
【0081】
これに対して、本実施の形態の熱処理部16において、2枚の基板Wに対して熱処理を施すのに要する時間T12は、図12の折れ線151、152に示すように、時刻t1からt8までの期間(T12=T3+(T1+T2+T4)=(T1+T2)/2+(T1+T2+T4))となる。すなわち、特許文献1に示される熱処理部の熱処理時間T11と比較して、本実施の形態の熱処理部16における熱処理時間T12は、(T3+T4)だけ短縮することができ、熱処理のスループットを向上することができる。
【0082】
<2.2.不測の事態発生時の熱処理手順>
上述のように、熱処理部16は、2つのホットプレート17およびクールプレート18のそれぞれに基板Wを載置し、それぞれの基板に対して加熱処理および冷却処理を施すことができる。しかし、第1搬送機構11の故障等の不測の事態が発生すると、クールプレート18に載置された基板Wを熱処理部16外部に搬出することができない。そのため、ホットプレート17にて加熱処理が完了した基板Wをクールプレート18に搬送することができず、当該加熱処理が完了した基板Wに対して冷却処理を施すことができない。
【0083】
そして、このことは、例えば、レジストとして化学増幅型レジストを使用し、この化学増幅型レジストがレジスト膜として塗布された基板に対して露光処理および熱処理を施す場合のように、加熱処理および冷却処理のタイミングを精度良く制御する必要がある熱処理で問題となる。
【0084】
そこで、以下では第1搬送機構11の故障等の不測の事態が発生した場合において、ホットプレート17aにて加熱処理が施された基板Wに対して補助クールプレート40aにて冷却処理を施す手順について説明する。
【0085】
なお、ホットプレート17bにて加熱処理が施された基板Wを補助クールプレート40bにて冷却処理を施す場合、補助クールプレート40aにて冷却処理を施す場合と同様な手順に処理が施される。そのため、以下の説明では、補助クールプレート40aによる冷却処理についてのみ説明する。
【0086】
なお、説明の便宜上、本項(2.2 不測の事態発生時の熱処理手順)において、熱処理部16の外部に搬出されずクールプレート18に載置されている基板Wを、「第1基板W」と、また、ホットプレート17aにおいて加熱処理が完了した基板Wを「第2基板W」とそれぞれ呼ぶこととする。また、以下の説明では、第1基板Wおよび第2基板Wのうち、主として第2基板Wの熱処理について説明する。
【0087】
まず、ホットプレート17aにおいて加熱処理が完了すると、ホットプレート17の支持ピン100が第2基板Wを支持した状態で上昇し、当該第2基板Wは、図3に示すホットプレート17の上方の位置A1に配置される。そして、第2搬送機構12おける移動機構74により、基板保持部71を位置A1に配置された第2基板Wの下方の受け渡し位置まで移動させる。
【0088】
続いて、第2搬送機構12aにおける昇降機構75により、基板保持部71を上昇させる。これにより、ホットプレート17aの支持ピン100に支持されていた第2基板Wが第2搬送機構12aの基板保持部71に保持される。この状態で、第2搬送機構12aにおける移動機構74により、基板保持部71を回転位置に向けて支持部72の回転中心方向の位置B1に向けてに移動させる。このときには、第2基板Wは一対の保持部80および挟持部94により挟持される。
【0089】
基板保持部71が回転位置に移動した状態では、第2基板Wは図3に示す位置B1に配置される。そして、第2搬送機構12aにおける回転機構73により支持部72を回転させる。これにより、第2基板Wは図3に示す位置C1に配置される。
【0090】
なお、この支持部72の回転動作は、水平移動とは異なり、迅速に実行される。また、この支持部72の回転時には、第2基板Wは一対の保持部80および挟持部94により挟持されていることから、第2基板Wが基板保持部71から脱落することはない。
【0091】
続いて、第2基板Wが位置C1に移動して補助クールプレート40aの下方に移動した状態で、昇降機構120aの支持ピン130を上昇させる。これにより、基板保持部71に保持されていた第2基板Wは、昇降機構120aの支持ピン130に支持されて上昇し、第2基板Wの上面と補助クールプレート40aの冷却面40cとが近接する。これにより、第2基板Wの温度が冷却されて基板温度が加熱処理と比較して20〜50度降温することができる。
【0092】
このように、本実施の形態の熱処理においてクールプレート18に第1基板Wが載置されており、当該クールプレート18において第2基板Wの冷却処理を行うことができない場合であっても、ホットプレート17aの加熱処理によって昇温した第2基板Wの温度を補助クールプレート40aによって降温することができる。
【0093】
これにより、化学増幅型レジストが塗布された基板に対して露光処理および熱処理を施す場合のように加熱処理および冷却処理のタイミングを精度良く制御する必要がある熱処理において、クールプレート18が使用できない場合であっても、補助クールプレート40aによって予め設定された冷却処理のタイミングで第2基板Wを補助的に冷却することができる。そのため、第1搬送機構11の故障等が発生した場合であっても、露光処理後の加熱処理時間/加熱後遅れ時間を略同一にすることができ、レジスト膜中に形成される微細パターンの線幅等の寸法サイズを略同一にすることができる。その結果、不測の事態が発生した場合も含めて熱処理部16に搬入された2枚の基板Wのそれぞれに対して良好に熱処理を施すことができ、熱処理のスループットを向上させることができる。
【0094】
第1搬送機構11の故障等の問題が解消されてクールプレート18に載置された第1基板Wが第1搬送機構11によって熱処理部16の外部に搬送されるまでの間、昇降機構120の支持ピン130は上昇した状態を維持しており、第2基板Wの上面は、補助クールプレート40の冷却面40cと近接した状態を維持する。その後、クールプレート18に載置された第1基板Wが、第1搬送機構11によって熱処理部16の外部に搬出されると、冷却面40cと近接する第2基板Wは、昇降機構120の支持ピン130が下降することによって基板保持部71に挟持される。
【0095】
次に、第2搬送機構12における移動機構74により、基板保持部71を受け渡し位置に移動させる。これにより、第2基板Wは、図3に示すクールプレート18の上方の位置Dに配置される。この状態で、クールプレート18における支持ピン100を上昇させた後、第2搬送機構12における昇降機構75により、基板保持部71を下降させる。これにより、基板保持部71により保持されていた第2基板Wがクールプレート18の支持ピン100上に支持される。続いて、第2搬送機構12における移動機構74により、基板保持部71を回転位置に再度移動させる。
【0096】
続いて、クールプレート18の支持ピン100が下降することにより第2基板Wがクールプレート18の表面に載置され、冷却処理がなされる。冷却処理が完了した第2基板Wは、上昇位置に移動した支持ピン100から第1搬送機構11に受け渡され、次の処理工程のため熱処理部16外に搬送されることにより、熱処理部16における熱処理が終了する。
【0097】
<3.基板処理装置の利点>
以上のように、本実施の形態の熱処理において、クールプレート18による基板Wの冷却時間と基板Wをクールプレート18から熱処理部16外部に搬送する時間とを合わせた時間T4を、ホットプレート17による加熱処理時間T1と第2搬送機構12によって基板Wがホットプレート17とクールプレート18との間を搬送される搬送時管T2とを足し合わせたものを2で割った値より小さくすることにより、熱処理部16において複数の基板Wに対して同時に熱処理を施すことができる。そのため、熱処理のスループットを向上することができる。
【0098】
また、熱処理部16は補助クールプレート40を有することにより、第1搬送機構11の故障等の不測の事態が発生して熱処理が完了した基板Wに対してクールプレート18において冷却処理を施すことができない場合であっても、補助クールプレート40によって基板Wの温度を降温することができる。そのため、このような不測の事態が発生した場合であっても基板Wに対して良好に熱処理を施すことができる。
【0099】
<4.変形例>
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。
【0100】
本実施の形態においては、薬液処理部15として2個の現像処理ユニット15aと2個のレジスト塗布ユニット15bを備えた場合について説明したが、薬液処理部15としてその他の薬液を使用するものを採用してもよい。
【0101】
【発明の効果】
請求項1から請求項4に記載の発明によれば、熱処理ユニットでは、複数の加熱部と1つの冷却部とによって複数の基板に対して熱処理を施すことができる。そのため、基板処理装置全体のサイズが大型化することを防止し、フットプリントが増大することを防止しつつ、熱処理ユニットにおける処理のスループットを向上させることができる。
【0102】
特に、請求項2に記載の発明によれば、先行基板が冷却部から出発できない状況が発生しても、加熱処理を終えて前記冷却部に搬送されるべき後続基板を補助冷却部によって冷却することができる。これにより、加熱処理が完了した時点から冷却処理が開始されるまでの時間を精度良く制御する必要がある熱処理の場合であっても、良好に熱処理を施すことができる。
【0103】
特に、請求項3に記載の発明によれば、複数の補助冷却部を冷却部と複数の加熱処理部とが属する設置階層の上方であって、かつ冷却部の近傍に、前記複数の搬送経路にそれぞれ対応させて配設することができる。そのため、熱処理ユニットのサイズを増大させることなく複数の補助冷却部のそれぞれを熱処理ユニットに設けることができる。
【0104】
特に、請求項4に記載の発明によれば、複数の補助冷却部のそれぞれがヒートパイプ構造を有することにより、補助冷却部において基板を良好に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る基板処理装置の熱処理部16を取り除いて見た平面概要図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る基板処理装置の熱処理部16付近を示す平面図である。
【図3】熱処理部の平面図である。
【図4】第1搬送機構の要部を示す斜視図である。
【図5】第3搬送機構の要部を示す斜視図である。
【図6】第2搬送機構の側面図である。
【図7】第2搬送機構の平面図である。
【図8】第2搬送機構における昇降機構を示す正面図である。
【図9】補助クールプレートの上面図である。
【図10】基板を補助クールプレートに近接させるための昇降機構を説明するための上面図である。
【図11】基板を補助クールプレートに近接させるための昇降機構を説明するための側面図である。
【図12】本発明の実施の形態における2つのホットプレート、クールプレート、および2つの第2搬送機構の動作状況を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 基板処理装置
11 第1搬送機構
12(12a、12b) 第2搬送機構
13 第3搬送機構
15 薬液処理部
16 熱処理部
17(17a、17b) ホットプレート
18 クールプレート
40(40a、40b) 補助クールプレート
40c 冷却面
41 冷却管
42 放熱部
45 流入管
46 流出管
51、71、81 基板保持部
100、130 支持ピン
110a、110b 搬送経路
120 昇降機構
130 支持ピン
W 基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate processing apparatus for heating and cooling a semiconductor substrate, a glass substrate for a liquid crystal display device, a glass substrate for a photomask, a substrate for an optical disk, etc. (hereinafter simply referred to as “substrate”). In particular, the present invention relates to an improvement for improving the throughput of the entire heat treatment while preventing an increase in the size of the heat treatment unit.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent manufacturing of semiconductor wafers, circuit patterns formed on a semiconductor wafer are required to be miniaturized with the demand for higher density and higher integration. In order to control the heat treatment temperature and heat treatment time in the heat treatment for heating / cooling the substrate with higher precision in response to the demand for miniaturization, a hot plate for performing heat treatment, a cool plate for performing heat treatment, the hot plate and the cool plate There has been proposed a substrate processing apparatus having a plurality of heat treatment units integrally configured with a local transport apparatus for transporting a substrate between them (for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-10-270307
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the heat treatment unit of
[0005]
Therefore, the present invention provides a substrate processing apparatus having a heat treatment unit in which a heating unit and a cooling unit are integrally formed, and capable of improving the throughput of the heat treatment without increasing the footprint of the substrate processing apparatus. For the purpose.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention of
[0007]
The invention according to claim 2 is the substrate processing apparatus according to
[0008]
The invention according to claim 3 is the substrate processing apparatus according to claim 2, wherein the plurality of auxiliary cooling units are above an installation level to which the cooling unit and the plurality of heat processing units belong. And it is arrange | positioned in the vicinity of the said cooling part corresponding to each of these several conveyance paths, It is characterized by the above-mentioned.
[0009]
According to a fourth aspect of the invention, there is provided the substrate processing apparatus according to the second or third aspect, wherein each of the plurality of auxiliary cooling portions has a heat pipe structure.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<1. Configuration of substrate processing apparatus>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic plan view of the
[0011]
This
[0012]
Of the four chemical processing units 15 described above, the two
[0013]
The
[0014]
FIG. 4 is a perspective view showing a main part of the
[0015]
The telescopic lifting mechanism described above has a telescopic multi-row structure that can be accommodated in the
[0016]
Further, the above-described rotational drive mechanism has a configuration in which a telescopic expansion / contraction lifting mechanism is rotated in the θ direction with respect to the
[0017]
As described above, the
[0018]
FIG. 5 is a perspective view showing a main part of the
[0019]
In the
[0020]
The
[0021]
As described above, in the
[0022]
The
[0023]
The two hot plates 17 (17 a, 17 b) are heating units that heat the substrate W at a preset temperature for a predetermined time, and transmit heat of a heating unit such as a heater (not shown) to the substrate W. As a result, the temperature of the substrate W is raised. Further, as shown in FIG. 3, the two
[0024]
Further, as shown in FIG. 3, the
[0025]
In addition, by disposing a sphere that protrudes from the upper surface on the upper surface of the
[0026]
The
[0027]
Further, as shown in FIG. 3, the
[0028]
In addition, like the
[0029]
FIG. 6 is a side view of the second transport mechanism 12 (12a, 12b), and FIG. 7 is a plan view thereof. FIG. 8 is a front view showing the
[0030]
The
[0031]
A driving
[0032]
As shown in FIGS. 6 and 8, a
[0033]
In the vicinity of the holding
[0034]
As shown in FIGS. 6 and 7, in a state where the
[0035]
FIG. 9 is a bottom view of the auxiliary cool plate 40 (40a, 40b) viewed from the second transport mechanism 12 (12a, 12b) side. FIG. 10 is a top view of the
[0036]
The
[0037]
As shown in FIG. 11, the
[0038]
The
[0039]
Accordingly, when the
[0040]
The two auxiliary cool plates 40 (40a, 40b) bring the upper surface of the substrate W heated by the hot plates 17a, 17b and the
[0041]
As shown in FIGS. 3 and 11, the auxiliary
[0042]
Further, as shown in FIG. 9, the auxiliary cool plate 40 (40a, 40b) mainly includes a cooling
[0043]
The cooling
[0044]
Accordingly, when a cooling medium such as pure water is introduced from the
[0045]
Further, as shown in FIG. 9, the
[0046]
As a result, the cooling medium heated by receiving heat from the substrate W is cooled by passing through the
[0047]
By the way, each heat treatment unit of
[0048]
On the other hand, the
[0049]
The auxiliary
[0050]
As a result, a situation in which the preceding substrate W placed on the
[0051]
That is, when pattern exposure is performed by an exposure apparatus such as a stepper on a substrate on which a resist film is formed using a chemically amplified resist, and a heating / cooling process is performed in a heat treatment unit, a fine pattern formed on the resist film In order to set the dimensional accuracy such as line width within a predetermined range, it is necessary to accurately control the heating temperature and heating time of the substrate by the hot plate and the cooling temperature and cooling time by the cool plate. In addition, the temperature of the substrate W is raised by accurately controlling the time from the completion of the heat treatment by the hot plate to the start of cooling by the cool plate (hereinafter also referred to as “delay time after heating”). Therefore, it is necessary to prevent overbaking in which a chemical reaction proceeds in the resist film.
[0052]
In the heat treatment unit of the present embodiment, when the cooling process is performed after the heat treatment is completed on the substrate W using such a chemically amplified resist, an unexpected situation such as a failure of the
[0053]
<2. Heat treatment procedure>
As described above, the
(1) Usually performed in the
(2) The substrate W cannot be unloaded from the
[0054]
<2.1. Normal heat treatment procedure>
Here, a heat treatment procedure performed in the
[0055]
In FIG. 12, a straight line parallel to the time axis t indicates the operating status of the hot plate 17 (17a, 17b) and the
[0056]
An oblique solid line connecting the straight line indicating the operating condition of the
[0057]
In the following description, the substrate W is placed on each of the hot plate 17b and the
[0058]
First, the heat treatment performed on the substrate W by the hot plate 17a and the
[0059]
At a time prior to time t1, a substrate W that has not been subjected to heat treatment from the
[0060]
Next, when the heat treatment of the first substrate W is completed in the hot plate 17a at time t3, the support pins 100 of the hot plate 17a are lifted while supporting the first substrate W, and the first substrate W is moved to the hot plate. It arrange | positions in the position A1 (refer FIG. 3) above 17a. Then, the
[0061]
Subsequently, the
[0062]
In a state where the
[0063]
When the first substrate W is transported from the hot plate 17a toward the
[0064]
Next, the
[0065]
Thereafter, the support pins 100 of the
[0066]
When the cooling process of the first substrate W is completed, the first substrate W is transferred from the
[0067]
Next, the heat treatment performed on the substrate W by the hot plate 17b and the
[0068]
At a time before time t2, the hot plate 17a is subjected to the heat treatment on the first substrate, and as indicated by the
[0069]
Next, when the heat treatment of the second substrate W on the hot plate 17b is completed at time t3, the support pins 100 of the hot plate 17b rise while supporting the second substrate W, and the second substrate W is moved to the hot plate. It arrange | positions in position A2 (refer FIG. 3) above 17b. Then, the moving
[0070]
Subsequently, the
[0071]
When the second substrate W is transported from the hot plate 17b toward the
[0072]
Here, in the present embodiment, a time T4 (a sum of a cooling processing time T5 applied on the
[0073]
In the present embodiment, the time when the substrate W is loaded into the hot plate 17a and the heat treatment is started (for example, time t1), and after the heat treatment is started in the hot plate 17a, the substrate W is placed on the hot plate 17b. Is set so as to have a relationship of t2 ≧ t1 + T3 (eg, time t2). Accordingly, as indicated by
[0074]
Subsequently, the second substrate W is delivered to the support pins 100 of the
[0075]
Thereafter, the support pins 100 of the
[0076]
When the cooling process of the second substrate W is completed, the second substrate W is transferred from the
[0077]
As described above, in the heat treatment in the
[0078]
That is, in the
[0079]
As a result, the throughput can be improved as compared to the case where the heating and cooling processes are performed by the heat treatment unit having one hot plate and one cool plate as shown in
[0080]
More specifically, the heat treatment time T11 required to heat and cool the two substrates W in the conventional heat treatment unit is equal to the heat treatment time T1 in the hot plate, the hot plate and the cool plate. Only the time (T11 = 2 × (T1 + T2 + T4)) that is the sum of the time T2 for transporting the substrate W between them and the time T4 for carrying out the cooling process with the cool plate and transporting to the outside of the heat treatment part is doubled. It was necessary.
[0081]
On the other hand, the time T12 required for performing heat treatment on the two substrates W in the
[0082]
<2.2. Heat treatment procedure for unexpected situations>
As described above, the
[0083]
This is because, for example, a chemically amplified resist is used as a resist, and a heat treatment and a cooling treatment are performed as in the case of performing exposure processing and heat treatment on a substrate coated with this chemically amplified resist as a resist film. This is a problem in heat treatment that requires precise control of the timing.
[0084]
Therefore, in the following, a procedure for performing a cooling process with the auxiliary
[0085]
When the substrate W that has been subjected to the heat treatment by the hot plate 17b is subjected to the cooling treatment by the auxiliary
[0086]
For convenience of explanation, in this section (2.2 Heat treatment procedure when unexpected situation occurs), the substrate W placed on the
[0087]
First, when the heat treatment is completed in the hot plate 17a, the support pins 100 of the
[0088]
Subsequently, the
[0089]
In the state where the
[0090]
Note that the rotation operation of the
[0091]
Subsequently, with the second substrate W moved to the position C1 and moved below the auxiliary
[0092]
Thus, even when the first substrate W is placed on the
[0093]
As a result, when the
[0094]
Until the first substrate W placed on the
[0095]
Next, the
[0096]
Subsequently, when the support pins 100 of the
[0097]
<3. Advantages of substrate processing equipment>
As described above, in the heat treatment of the present embodiment, the time T4 that is the sum of the cooling time of the substrate W by the
[0098]
In addition, since the
[0099]
<4. Modification>
While the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above examples.
[0100]
In the present embodiment, the case where the chemical processing unit 15 includes two
[0101]
【The invention's effect】
According to the first to fourth aspects of the present invention, in the heat treatment unit, the plurality of substrates can be subjected to heat treatment by the plurality of heating units and one cooling unit. Therefore, it is possible to improve the throughput of the processing in the heat treatment unit while preventing the overall size of the substrate processing apparatus from increasing and preventing the footprint from increasing.
[0102]
In particular, according to the second aspect of the invention, even if a situation where the preceding substrate cannot start from the cooling unit occurs, the subsequent substrate to be transported to the cooling unit after the heat treatment is cooled by the auxiliary cooling unit. be able to. Thereby, even in the case of heat treatment in which it is necessary to accurately control the time from the completion of the heat treatment to the start of the cooling treatment, the heat treatment can be performed satisfactorily.
[0103]
In particular, according to the third aspect of the present invention, the plurality of auxiliary cooling units are arranged above the installation level to which the cooling unit and the plurality of heat treatment units belong, and in the vicinity of the cooling unit, the plurality of transport paths. It can be arranged corresponding to each. Therefore, each of the plurality of auxiliary cooling units can be provided in the heat treatment unit without increasing the size of the heat treatment unit.
[0104]
In particular, according to the fourth aspect of the present invention, each of the plurality of auxiliary cooling units has a heat pipe structure, so that the substrate can be satisfactorily cooled in the auxiliary cooling unit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention, with a
FIG. 2 is a plan view showing the vicinity of a
FIG. 3 is a plan view of a heat treatment part.
FIG. 4 is a perspective view showing a main part of the first transport mechanism.
FIG. 5 is a perspective view showing a main part of a third transport mechanism.
FIG. 6 is a side view of a second transport mechanism.
FIG. 7 is a plan view of a second transport mechanism.
FIG. 8 is a front view showing a lifting mechanism in a second transport mechanism.
FIG. 9 is a top view of the auxiliary cool plate.
FIG. 10 is a top view for explaining an elevating mechanism for bringing a substrate close to an auxiliary cool plate.
FIG. 11 is a side view for explaining an elevating mechanism for bringing a substrate close to an auxiliary cool plate.
FIG. 12 is a timing chart showing operation states of two hot plates, a cool plate, and two second transport mechanisms in the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Substrate processing equipment
11 First transport mechanism
12 (12a, 12b) Second transport mechanism
13 Third transport mechanism
15 Chemical processing section
16 Heat treatment part
17 (17a, 17b) Hot plate
18 Cool plate
40 (40a, 40b) Auxiliary cool plate
40c Cooling surface
41 Cooling pipe
42 Heat dissipation part
45 Inflow pipe
46 Outflow pipe
51, 71, 81 Substrate holder
100, 130 Support pin
110a, 110b Transport route
120 Lifting mechanism
130 Support Pin
W substrate
Claims (4)
(a) 搬送ロボットによって受け渡される基板に対して熱処理を施す熱処理ユニット、
を備え、
前記熱処理ユニットは、
(a−1) 基板に冷却処理を施す冷却部と、
(a−2) 前記冷却部を基準として分かれて配置され、それぞれが基板に加熱処理を施す複数の加熱部と、
(a−3) 前記冷却部と前記複数の加熱部との間にそれぞれ規定された複数の搬送経路に沿って基板をそれぞれ搬送する複数の搬送部と、
を有し、
前記熱処理ユニットでは、複数の基板に対する加熱処理を前記複数の加熱部とにおいて並行して実行可能であり、
前記熱処理ユニットにおいて熱処理が施される各基板は、前記複数の加熱部のうち基板ごとに選択された加熱部へと前記搬送ロボットから受け渡され、
熱処理が完了した各基板は、前記冷却部から前記搬送ロボットに受け渡されることを特徴とする基板処理装置。A substrate processing apparatus for performing predetermined processing on a substrate,
(A) a heat treatment unit for performing heat treatment on the substrate delivered by the transfer robot;
With
The heat treatment unit includes:
(A-1) a cooling unit that cools the substrate;
(A-2) A plurality of heating units that are separately arranged on the basis of the cooling unit and each heat-treat the substrate;
(A-3) a plurality of conveyance units that respectively convey the substrate along a plurality of conveyance paths respectively defined between the cooling unit and the plurality of heating units;
Have
In the heat treatment unit, heat treatment for a plurality of substrates can be performed in parallel with the plurality of heating units,
Each substrate subjected to heat treatment in the heat treatment unit is delivered from the transfer robot to a heating unit selected for each substrate among the plurality of heating units,
Each substrate after heat treatment is transferred from the cooling unit to the transfer robot.
前記熱処理ユニットは、
(a−4) 前記複数の搬送経路の付近にそれぞれ配設され、一連の基板のうち先行基板が前記冷却部から出発できない状況が発生したときに、前記加熱処理を終えて前記冷却部に搬送されるべき後続の対象基板を受け入れて、当該対象基板に対して冷却処理を施す複数の補助冷却部、
をさらに有することを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 1,
The heat treatment unit includes:
(A-4) Arranged in the vicinity of each of the plurality of transfer paths, and when a situation occurs in which a preceding substrate out of the series of substrates cannot start from the cooling unit, the heating process is finished and transferred to the cooling unit. A plurality of auxiliary cooling units for receiving a subsequent target substrate to be processed and performing a cooling process on the target substrate;
The substrate processing apparatus further comprising:
前記複数の補助冷却部は、前記冷却部と前記複数の加熱処理部とが属する設置階層の上方であって、かつ前記冷却部の近傍に、前記複数の搬送経路にそれぞれ対応させて配設されていることを特徴とする基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 2,
The plurality of auxiliary cooling units are arranged above the installation level to which the cooling unit and the plurality of heat treatment units belong, and in the vicinity of the cooling unit, corresponding to the plurality of conveyance paths, respectively. A substrate processing apparatus.
前記複数の補助冷却部は、それぞれヒートパイプ構造を有することを特徴とする基板処理装置。A substrate processing apparatus according to claim 2 or claim 3, wherein
Each of the plurality of auxiliary cooling units has a heat pipe structure.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003166357A JP2005005439A (en) | 2003-06-11 | 2003-06-11 | Substrate treatment equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003166357A JP2005005439A (en) | 2003-06-11 | 2003-06-11 | Substrate treatment equipment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005005439A true JP2005005439A (en) | 2005-01-06 |
Family
ID=34092549
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003166357A Pending JP2005005439A (en) | 2003-06-11 | 2003-06-11 | Substrate treatment equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005005439A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013118303A (en) * | 2011-12-05 | 2013-06-13 | Sokudo Co Ltd | Substrate processing apparatus and substrate processing method |
-
2003
- 2003-06-11 JP JP2003166357A patent/JP2005005439A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013118303A (en) * | 2011-12-05 | 2013-06-13 | Sokudo Co Ltd | Substrate processing apparatus and substrate processing method |
US9741594B2 (en) | 2011-12-05 | 2017-08-22 | Screen Semiconductor Solutions Co., Ltd. | Substrate processing apparatus and substrate processing method for performing heat treatment on substrate |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101515247B1 (en) | Substrate processing apparatus | |
TWI449112B (en) | Plate, apparatus for adjusting temperature of substrate having the plate and apparatus for processing substrate having the plate | |
KR100480668B1 (en) | Substrate processing apparatus and substrate processing method | |
KR100822372B1 (en) | Bake process apparatus and method | |
JP3774283B2 (en) | Processing system | |
JP2018018860A (en) | Heat treatment device, substrate processing device, and heat treatment method | |
US6126338A (en) | Resist coating-developing system | |
JP3811103B2 (en) | Thermal processing apparatus and thermal processing method | |
KR101207172B1 (en) | Substrate processing method, computer-readable recording medium, and substrate processing system | |
KR102099110B1 (en) | substrate alignment apparatus, substrate treating apparatus and substrate treating method | |
JP2001077014A (en) | Substrate transfer device and sustem for coating- development process | |
JP4762743B2 (en) | Heat treatment equipment | |
JP2000124127A (en) | Resist application/developing apparatus, substrate heat treatment device and substrate transfer apparatus used therefor | |
JP4014031B2 (en) | Substrate processing apparatus and substrate processing method | |
JP3874960B2 (en) | Substrate processing equipment | |
JPH11297789A (en) | Treating device | |
JP4334486B2 (en) | Heat treatment equipment | |
JP3441681B2 (en) | Processing equipment | |
JPH10275766A (en) | Substrate processing equipment | |
JP2005005439A (en) | Substrate treatment equipment | |
JP4515331B2 (en) | Substrate processing system | |
JP2005005441A (en) | Equipment and method for treating substrate | |
KR20190053340A (en) | Apparatus and method for treating substrates | |
KR20040106045A (en) | Method and apparatus for wafer bake apparatus | |
JP2001230201A (en) | Device and method for heating and cooling and substrate treating apparatus |