JP2704309B2 - 基板処理装置及び基板の熱処理方法 - Google Patents

基板処理装置及び基板の熱処理方法

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Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この発明は基板処理装置及び基板の熱処理方法に関
し、さらに詳しくは、複数の処理部に対し基板を順次搬
送するように構成した基板処理装置、及び当該処理部内
での熱処理方法に関する。
《従来の技術》 この種の基板処理装置は半導体基板等（以下単に基板
と称する）の洗浄、乾燥、フォトレジスト塗布、加熱・
乾燥等の各種処理をなすため、複数の基板処理ユニット
及び熱処理ユニットを備え、単一の自走式基板搬送ロボ
ットにより基板を所定のタクトタイムＴで順次搬送して
所要の処理をするように構成されている。ここで、タク
トタイムとは、当該ロボットが同一処理ユニットへ巡回
するのに要する周期をいう。
そして、熱処理ユニット内では所定の加熱時間ｔを超
えて加熱するとフォトレジストの感度低下等の原因とな
るオーバーベークが発生するので、当該タクトタイムＴ
よりも短い加熱時間ｔで加熱処理する必要がある。
そこで本出願人は先に第６図に示す基板処理装置を提
案した。それは基板収容カセットＣの停留部110、液剤
塗布ユニット121、現像ユニット122、熱処理ユニット12
3（123A〜123C）、パターン焼付用露光ユニット128及び
自走式基板搬送ロボット130とを備え、各熱処理ユニッ
ト123A〜123Cにそれぞれ定置式基板移載手段118を付設
して成り、所定の加熱時間ｔを経過した後は定置式基板
移載手段118で熱処理ユニットから基板Ｗを取り出し、
自走式基板搬送ロボット130に引き渡すまで基板Ｗをバ
ッファスペースへ停留させるようにしたものである（実
願平１−99460号、以下先考案例という）。
一方、特公平１−49010号公報には、第７図に示すよ
うに、基板Ｗがホットプレート124上で加熱が開始され
てから所定の加熱時間ｔが経過した後は、ホットプレー
ト124に付設した昇降支持具126で基板Ｗをホットプレー
ト124から持ち上げ、更に、その基板Ｗを冷却する技術
が開示されている（以下、従来例という）。
《発明が解決しようとする課題》 上記先考案例では各熱処理ユニットにバッファスペー
スを確保した上、定置式基板移載手段を付設しなければ
ならず、コスト高を招く。
一方、従来例ではホットプレート124に冷却風噴出孔1
24aをあけて、そこから冷却風を基板Ｗに吹きつけて基
板Ｗを冷却する構造であるため、熱処理ユニット全体の
コスト高を招くとともに、ホットプレート124の冷却風
噴出孔124a近傍では過冷却となってホットプレート自体
の均一な温度分布が得られない等実用上の難点がある。
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、
所定の加熱処理を行うに際し、余分のバッファスペース
や基板の移載手段及び冷却手段を必要とせず、安価で実
施が容易な熱処理方法の提供を技術課題とする。
《課題を解決するための手段》 本発明は、上記課題を解決するものとして以下のよう
に構成される。
即ち、請求項１に記載の発明は、ホットプレートおよ
びクールプレートを含む複数の処理部に対し、基板を順
次搬送して、基板の処理を行う基板処理装置において、
前記ホットプレートに昇降自在に付設され、上昇して基
板を受け取り、基板を受け取ってから基板のクールプレ
ートへの移載動作開始までに要する時間から加熱時間を
差し引いた時間差の間、上昇して基板をホットプレート
に対して離間待機させ、その後下降して基板をホットプ
レート上に着地または近接させて加熱させ、前記加熱時
間満了と同時に上昇して、クールプレートへの移載動作
が開始される上昇位置に基板を上昇させる昇降支持具を
備えたことを特徴とする基板処理装置である。
また、請求項２に記載の発明は、ホットプレートおよ
びクールプレートを含む複数の処理部に対し基板を順次
搬送しながら所要の処理を行うに際し、ホットプレート
において、基板を受け取ってからクールプレートへの移
載動作開始までの時間より短い時間で加熱するようにし
た基板の熱処理方法において、前記ホットプレートで
は、当該ホットプレートに付設した昇降支持具で、基板
を受け取り、基板を受け取ってから基板のクールプレー
トへの移載動作開始までに要する時間から加熱時間を差
し引いた時間差の間、基板をホットプレートに対して離
間待機させ、その後昇降支持具を下降させて基板をホッ
トプレート上に着地または近接させて加熱し、前記加熱
時間満了と同時に昇降支持具を上昇させて基板をクール
プレートに移載して冷却することを特徴とする基板の熱
処理方法である。
《作用》 請求項１及び請求項２の発明ではホットプレートに既
設の昇降支持具で基板を受け取った後、そのままの姿勢
で、つまり基板をホットプレートから離間させた状態で
待機させる。即ち、昇降支持具により基板を受け取って
から基板のクールプレートへの移載動作開始までに要す
る時間から加熱時間を差し引いた時間差の間、基板をホ
ットプレートに対して離間待機させて、基板がホットプ
レートから熱をあまり受けない状態を維持する。この離
間待機状態では基板の温度は緩慢に上昇するが、その温
度上昇は実害のない程度に留まっている。次いで基板を
ホットプレート上に着地または微小空間を維持して近接
させ、所定温度で所定の時間だけ基板を加熱して所要の
熱処理を施す。そして加熱時間満了と同時に昇降支持具
を上昇させて、クールプレートへの移載動作が開始され
る上昇位置に基板を上昇させてクールプレートへ基板を
移載することで素早く基板を強制冷却し、ホットプレー
トから必要以上の熱を受けないようにする。
《実施例》 以下図面に基づいて本発明を詳述する。第１図は請求
項１の発明の実施例に係る基板処理装置の斜視図であ
る。
この基板処理装置は基板収容カセットＣの停留部10、
熱処理ユニット23A〜23Cに配置されたそれぞれ処理部と
してのホットプレート24とクールプレート25、同じく処
理部としての液剤塗布ユニット21、処理部としての現像
ユニット22、及び基板搬送手段である自走式基板搬送ロ
ボット30を備え、自走式基板搬送ロボット30で順次各ユ
ニット21〜25へ基板Ｗを給排し、一連の処理を行うよう
に構成されている。
カセット停留部10には、複数の基板収容カセットＣを
載置するカセット載置台11と、基板収容カセットＣと自
走式基板搬送ロボット30との間で基板Ｗをやり取りする
自走式の基板移載ロボット12とが設けられ、基板移載ロ
ボット12で基板収容カセットＣから未処理基板Ｗを取り
出して自走式基板搬送ロボット30へ引き渡すとともに、
処理済みの基板Ｗを当該ロボット30から受け取り、再び
カセットＣ内へ収容するように構成されている。
上記自走式基板搬送ロボット30は、基板Ｗをアーム31
で支持し、自走、旋回、アーム出退自在に構成され、あ
らかじめ設定された作動プログラムに基づき、上記各基
板処理ユニット21・22及び熱処理ユニット23A〜23Cに基
板Ｗを所定のタクトタイムＴで順次搬送するように構成
されている。
各熱処理ユニット23A〜23Cは、第２図に示すように、
上段にホットプレート24が、下段にクールプレート25が
断熱仕切り壁27で仕切って配置され、各プレート24、25
には昇降支持具26が付設され、基板Ｗの熱処理に際し、
上昇状態にある昇降支持具26で基板Ｗを受け取り、その
まま基板ＷをタクトタイムＴ（昇降支持具26により基板
Ｗを受け取ってから基板Ｗのクールプレート24への移載
動作開始までに要する時間）と加熱時間ｔとの時間差だ
けホットプレート24上で離間待機させ、その後昇降支持
具26を下降させることにより基板Ｗをホットプレート24
上に着地または近接させ、タクトタイムＴの満了と同時
に昇降支持具26を上昇させ、直ちに自走式基板搬送ロボ
ット30で基板Ｗをクールプレート25上へ移載するように
構成されている。これにより、離間待機時における基板
Ｗの温度上昇は緩慢で、かつ加熱時間ｔは厳守されるの
で、基板のオーバーベークは免れる。
ちなみに、第３図〜第５図はそれぞれフォトレジスト
塗布後の熱処理条件を例示するグラフである。即ち、第
３図はタクトタイムＴが所定の加熱時間ｔと一致する状
態を示すものであり、第４図は従来例（第７図Ｂ）にお
いて、所定の加熱時間ｔの経過後タクトタイムＴが満了
するまでホットプレートの温度安定性維持のため、冷媒
を吹出さずに昇降支持具26で基板Ｗをホットプレート24
から離間待機させた場合を示すものであり、第５図は請
求項２の発明により基板Ｗを熱処理した場合を示すもの
である。
これらの熱処理では、ホットプレート24の設定温度は
100℃、クールプレート25の設定温度は23℃とし、所定
のタクトタイムＴの満了後、直ちに基板Ｗをクールプレ
ート25へ移載するものとし、これらの図中ｄは当該移載
に要する時間を示している。
第４図の熱処理では第３図の条件に比べて斜線部E1に
相当する余分の過熱がなされたことになる。
一方、第５図の熱処理では第３図に比べて斜線部E2に
相当する過熱がなされたことになるが、加熱処理の前段
での離間待機時間に受ける熱量はわずかであり、後述す
るように全く弊害にならない。
なお、フォトレジストの塗布条件はいずれも同一と
し、第３図〜第５図の熱処理を実施した各基板20枚毎に
線幅1.5μｍのパターンを焼き付け、それぞれ画線の太
りを比較観察して本発明の実用性を確認した。
そのテスト結果によれば、画線幅の平均値は次の通り
である。
第３図の熱処理によるもの 1.50μｍ 第４図の熱処理によるもの 1.54μｍ 第５図の熱処理によるもの 1.51μｍ なお、上記実施例では熱処理の効率を考慮して、タク
トタイムＴの満了後直ちに基板をクールプレート上へ移
載して常温へ冷却するものについて例示したが、これに
限るものではない。
《発明の効果》 以上の説明で明らかなように、請求項１及び請求項２
の発明では、昇降支持具で基板を受け取ってから基板の
クールプレートへの移載動作開始までに要する時間から
加熱時間を差し引いた時間差の間、基板をホットプレー
トに対して離間待機させ、その後下降して基板をホット
プレート上に着地または近接させて加熱し、加熱時間満
了と同時に基板を上昇させて、クールプレートへ移載し
て素早く基板を強制冷却するようにしたので、加熱処理
状態が速やかに断ち切られ、ホットプレートから必要以
上の熱を受けることがなくなる。これにより、基板の加
熱処理時間を理想的な加熱処理時間に保ち、基板を所望
の品質に改質できるという顕著な効果を奏することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を採用した基板処理装置の斜視図、第２
図は熱処理ユニットの模式図、第３図〜第５図はそれぞ
れ熱処理条件を例示するグラフ、第６図は先考案例に係
る基板処理装置の平面図、第７図は従来例を示すホット
プレートの縦断面図である。 21・22……基板処理ユニット、23（23A・23B・23C）…
…熱処理ユニット、24……ホットプレート、26……昇降
支持具、30……自走式基板搬送ロボット、Ｔ……タクト
タイム、ｔ……加熱時間。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ホットプレートおよびクールプレートを含
    む複数の処理部に対し、基板を順次搬送して、基板の処
    理を行う基板処理装置において、 前記ホットプレートに昇降自在に付設され、上昇して基
    板を受け取り、基板を受け取ってから基板のクールプレ
    ートへの移載動作開始までに要する時間から加熱時間を
    差し引いた時間差の間、上昇して基板をホットプレート
    に対して離間待機させ、その後下降して基板をホットプ
    レート上に着地または近接させて加熱させ、前記加熱時
    間満了と同時に上昇して、クールプレートへの移載動作
    が開始される上昇位置に基板を上昇させる昇降支持具を
    備えたことを特徴とする基板処理装置。
  2. 【請求項２】ホットプレートおよびクールプレートを含
    む複数の処理部に対し基板を順次搬送しながら所要の処
    理を行うに際し、ホットプレートにおいて、基板を受け
    取ってからクールプレートへの移載動作開始までの時間
    より短い時間で加熱するようにした基板の熱処理方法に
    おいて、 前記ホットプレートでは、当該ホットプレートに付設し
    た昇降支持具で、基板を受け取り、基板を受け取ってか
    ら基板のクールプレートへの移載動作開始までに要する
    時間から加熱時間を差し引いた時間差の間、基板をホッ
    トプレートに対して離間待機させ、その後昇降支持具を
    下降させて基板をホットプレート上に着地または近接さ
    せて加熱し、前記加熱時間満了と同時に昇降支持具を上
    昇させて基板をクールプレートに移載して冷却すること
    を特徴とする基板の熱処理方法。
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