JP4401177B2

JP4401177B2 - 基板処理装置および基板処理方法

Info

Publication number: JP4401177B2
Application number: JP2004016242A
Authority: JP
Inventors: 哲也濱田
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-01-23
Filing date: 2004-01-23
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2024-01-23
Also published as: JP2005209961A

Description

本発明は、基板に種々の処理を行う基板処理装置および基板処理方法に関する。

従来より、半導体ウェハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、光ディスク用ガラス基板等の基板に種々の処理を行うために、基板処理装置が用いられている。例えば、半導体デバイスの製造プロセスでは、生産効率を高めるために一連の処理の各々をユニット化し、複数の処理ユニットを統合した基板処理装置が用いられている。

このような基板処理装置においては、処理ユニットへの基板の搬送順序、処理ユニットによる処理時間および処理ユニット間での基板の搬送時間を設定することにより、複数の基板の各々に異なった処理を施すことが可能である。以下、処理ユニットへの基板の搬送順序、処理ユニットによる処理時間および処理ユニット間での基板の搬送時間を処理フローと称する。処理フローは基板のロットごとに設定される。

従来の基板処理装置では、複数の処理ユニットを同時に動作させることによりスループットの向上が図られている。また、従来の基板処理装置においては、各処理ユニットでの処理時間に応じてタクトタイムが設定される。このタクトタイムとは、処理フローに含まれる各処理ユニットにおいて、一の基板に対する動作開始から次の基板に対する動作開始までの時間の最大値である。

各処理ユニット間で処理時間が異なる場合がある。この場合、基板は特定の処理ユニット内で待機する必要がある。しかしながら、基板の待機時間が基板への処理精度の低下を招く場合がある。例えば、加熱処理ユニットを含む基板処理装置においては、加熱処理ユニット内で加熱処理後の基板が待機することにより、基板が過剰な熱量を受ける。

このような過剰な熱量による熱履歴の変動を防止するために、基板の加熱処理ユニット内での待機を加熱処理前に行う基板処理方法がある（例えば、特許文献１参照）。

この基板処理方法によれば、同一の処理フローが設定された複数のロットを連続的に処理する場合に、スループットが向上されるとともに基板への処理精度が向上される。

ところで、近年、少量多品種の基板処理の要求にともない、異なる処理フローが設定された複数のロットを処理する場合がある。この場合、ある処理フローが設定された一のロットの処理中に、異なる処理フローが設定された次のロットの処理を開始することができない。その結果、上記の基板処理方法ではスループットが著しく低下する。この問題は、異なる処理フローが設定された複数の基板を基板単位で順次処理する枚葉処理においても発生する。

そこで、処理中のロットのタクトタイムを変化させることにより異なる処理フローが設定された複数のロットを連続的に処理する基板処理装置が開発されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平４−１１３６１２号公報特開平８−１５３７６５号公報

上記の基板処理装置では、あるロットの処理中に長いタクトタイムのロットが投入された場合、処理中のロットのタクトタイムは、次に投入されたロットの長いタクトタイムとなるように変化させる必要がある。それにより、加熱処理中の基板が加熱処理後に加熱処理ユニット内で待機状態となる場合がある。この場合、基板が過剰な熱量を受けることにより熱履歴が変動し、基板の処理精度が低下する。これは上述の枚葉処理においても同様である。

本発明の目的は、基板の処理精度を低下させることなく、異なる処理条件が設定された基板を連続的に処理することが可能な基板処理装置および基板処理方法を提供することである。

第１の発明に係る基板処理装置は、基板に複数の処理を行う基板処理装置であって、基板に処理を行う複数の処理ユニットと、複数の処理ユニットに基板を順次搬送する搬送手段と、１または複数の基板ごとに変更可能に設定された処理条件に基づいて搬送手段および複数の処理ユニットの一連の動作を制御する制御手段とを備え、複数の処理ユニットは、基板に加熱処理を行う複数の加熱処理ユニットと、基板に非加熱処理を行う非加熱処理ユニットとを含み、複数の処理ユニットの各々における一の基板に対する動作開始から次の基板に対する動作開始までの時間が処理動作時間として処理条件に応じて定まるとともに、複数の処理ユニットのうち最大の処理動作時間を有する処理ユニットが処理条件に応じて定まり、複数の処理ユニットの処理動作時間のうち最大の処理動作時間がタクトタイムとして決定され、制御手段は、設定された処理条件に応じて複数の処理ユニットのうち最大の処理動作時間を有する処理ユニットを判定することによりタクトタイムを決定するとともに、決定されたタクトタイムよりも短い処理動作時間を有する加熱処理ユニットにおいて処理動作時間と決定されたタクトタイムとの差分の時間を待機時間として設定し、加熱処理前に待機時間基板を待機させるように複数の加熱処理ユニットを制御し、処理条件が変更された場合に、複数の処理ユニットのうち最大の処理動作時間を有する処理ユニットを判定することによりタクトタイムを決定するとともに、決定されたタクトタイムよりも短い処理動作時間を有する加熱処理ユニットにおいて加熱処理前に処理動作時間と決定されたタクトタイムとの差分の時間を新たな待機時間として設定し、加熱処理前に待機時間基板を待機させるように複数の加熱処理ユニットを制御するものである。

第１の発明に係る基板処理装置においては、搬送手段により基板が複数の処理ユニットに順次搬送され、複数の処理ユニットにより基板に処理が行われる。また、複数の処理ユニットに含まれる加熱処理ユニットにより基板への加熱処理が行われ、非加熱処理ユニットにより基板への非加熱処理が行われる。

この場合、複数の処理ユニットおよび搬送手段は、１または複数の基板ごとに予め定められた処理条件に基づいて制御手段により制御される。さらに、制御手段により、設定された処理条件に応じて複数の処理ユニットのうち最大の処理動作時間を有する処理ユニットが判定され、タクトタイムが決定される。そして、決定されたタクトタイムよりも短い処理動作時間を有する加熱処理ユニットにおいて処理動作時間と決定されたタクトタイムとの差分の時間が待機時間として設定され、加熱処理前に待機時間基板を待機させるように複数の加熱処理ユニットが制御される。
処理条件が変更された場合には、制御手段により、変更された処理条件に応じて複数の処理ユニットのうち最大の処理動作時間を有する処理ユニットが判定され、タクトタイムが決定される。そして、決定されたタクトタイムよりも短い処理動作時間を有する加熱処理ユニットにおいて処理動作時間と決定されたタクトタイムとの差分の時間が新たな待機時間として設定され、加熱処理前に待機時間基板を待機させるように複数の加熱処理ユニットが制御される。

これにより、異なる処理条件が設定された基板を連続的に処理することが可能となる。その結果、基板処理のスループットが向上する。また、加熱処理後の基板が加熱処理ユニット内で待機しないので、基板が過剰な熱量を受けることが防止される。それにより、基板への理想的な加熱処理が実現され、基板の処理精度の低下が防止される。

非加熱処理ユニットは、塗布処理ユニット、現像処理ユニットおよびクーリングユニットの少なくとも一つを含んでもよい。
この場合、非加熱処理ユニットにおいては、基板に塗布処理、現像処理および冷却処理の少なくとも一つの処理が行われる。

加熱処理ユニットは、基板を加熱する加熱プレートと、加熱プレート上で基板が加熱プレートに近接した状態および基板が加熱プレートから離間した状態となるように基板を昇降させるための昇降手段とを含み、昇降手段は、待機時間において加熱プレートから離間した状態で基板を保持してもよい。

これにより、加熱処理ユニットでの基板の加熱処理前に設定された待機時間に、基板が加熱プレート上から離間した状態で昇降手段により保持されるので、待機時間中に基板が加熱されることが確実に防止される。

第２の発明に係る基板処理方法は、基板に加熱処理を行う複数の加熱処理ユニットと、基板に非加熱処理を行う非加熱処理ユニットとを含む複数の処理ユニットと、基板を搬送する搬送手段とを用いた基板処理方法であって、１または複数の基板ごとに変更可能に設定された処理条件に基づいて搬送手段により複数の処理ユニットに基板を順次搬送するステップと、処理条件に基づいて複数の処理ユニットにより基板に一連の処理を行うステップとを備え、複数の処理ユニットの各々における一の基板に対する動作開始から次の基板に対する動作開始までの時間が処理動作時間として処理条件に応じて定まるとともに、複数の処理ユニットのうち最大の処理動作時間を有する処理ユニットが処理条件に応じて定まり、複数の処理ユニットの処理動作時間のうち最大の処理動作時間がタクトタイムとして決定され、基板に一連の処理を行うステップは、設定された処理条件に応じて複数の処理ユニットのうち最大の処理動作時間を有する処理ユニットを判定することによりタクトタイムを決定するとともに、決定されたタクトタイムよりも短い処理動作時間を有する加熱処理ユニットにおいて処理動作時間と決定されたタクトタイムとの差分の時間を待機時間として設定し、加熱処理前に待機時間基板を待機させるように複数の加熱処理ユニットを制御し、処理条件が変更された場合に、複数の処理ユニットのうち最大の処理動作時間を有する処理ユニットを判定することによりタクトタイムを決定するとともに、決定されたタクトタイムよりも短い処理動作時間を有する加熱処理ユニットにおいて処理動作時間と決定されたタクトタイムとの差分の時間を新たな待機時間として設定し、加熱処理前に待機時間基板を待機させるように複数の加熱処理ユニットを制御するステップを含むものである。

第２の発明に係る基板処理方法においては、１または複数の基板ごとに予め定められた処理条件に基づいて、搬送手段により基板が複数の処理ユニットに順次搬送され、複数の処理ユニットにより基板に処理が行われる。また、複数の処理ユニットに含まれる加熱処理ユニットにより基板への加熱処理が行われ、非加熱処理ユニットにより基板への非加熱処理が行われる。

さらに、設定された処理条件に応じて複数の処理ユニットのうち最大の処理動作時間を有する処理ユニットが判定され、タクトタイムが決定される。そして、決定されたタクトタイムよりも短い処理動作時間を有する加熱処理ユニットにおいて処理動作時間と決定されたタクトタイムとの差分の時間が待機時間として設定され、加熱処理前に待機時間基板を待機させるように複数の加熱処理ユニットが制御される。
処理条件が変更された場合には、複数の処理ユニットのうち最大の処理動作時間を有する処理ユニットを判定され、タクトタイムが決定される。そして、決定されたタクトタイムよりも短い処理動作時間を有する加熱処理ユニットにおいて処理動作時間と決定されたタクトタイムとの差分の時間が新たな待機時間として設定され、加熱処理前に待機時間基板を待機させるように複数の加熱処理ユニットが制御される。

本発明に係る基板処理装置においては、異なる処理条件が設定された基板を連続的に処理することが可能となる。その結果、基板処理のスループットが向上する。また、加熱処理後の基板が加熱処理ユニット内で待機しないので、基板が過剰な熱量を受けることが防止される。それにより、基板への理想的な加熱処理が実現され、基板の処理精度の低下が防止される。

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。

以下の説明において、基板とは、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）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いう。

図１は、本発明の一実施の形態に係る基板処理装置１００の概略構成図である。

図１に示すように、基板処理装置１００は、インデクサＩＤ、処理ユニット部ＭＰおよびインターフェイスＩＦを含む。さらに、基板処理装置１００は、図示しない制御部を含む。制御部については後述する。

インデクサＩＤは、基板処理装置１００への基板の搬入および基板処理装置１００からの基板の搬出を行う。処理ユニット部ＭＰは、基板に処理を行う複数の処理ユニットおよび各処理ユニットに対して基板の搬入出を行う基板搬送ロボットＴＲを含む。また、インデクサＩＤの側面部には、基板の処理状況等の情報を表示するとともに、使用者による操作入力が可能な操作パネルＰＤが設けられている。

インターフェイスＩＦは、図示しない露光装置と処理ユニット部ＭＰとの間で基板の受け渡しを行う。インターフェイスＩＦは、処理ユニット部ＭＰにおいてレジストの塗布処理および熱処理等が終了した基板を露光装置に渡し、露光後の基板を露光装置から受け取る。インターフェイスＩＦは、基板搬送ロボットＴＲとの間で基板を受け渡すロボット（図示せず）と、基板を載置するバッファカセット（図示せず）とを備えている。それにより、インターフェイスＩＦは、基板を一時的にストックする機能を有する。

処理ユニット部ＭＰは、最下部に薬剤を貯留するタンク、配管等を収納するケミカルキャビネット（図示せず）を備える。ケミカルキャビネット上の４隅には、基板に処理液による処理を施す塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２および現像処理ユニットＳＤ１，ＳＤ２が配置されている。

塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２は、基板を回転させつつレジスト塗布処理を行う。現像処理ユニットＳＤ１，ＳＤ２は、基板を回転させつつ露光後の基板の現像処理を行う。以下、塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２および現像処理ユニットＳＤ１，ＳＤ２の各処理ユニットを総称して液処理ユニットと呼ぶ。

塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２および現像処理ユニットＳＤ１，ＳＤ２のそれぞれの上には、クリーンエアのダウンフローを形成するフィルタファンユニットＦＦＵが設けられている。さらに、各フィルタファンユニットＦＦＵ上には、基板に熱処理を行う多段熱処理ユニット２ａ〜２ｄが設けられている。

多段熱処理ユニット２ａには、熱処理ユニットが６段配置されている。最下段から１〜３段目には基板の冷却処理を行うクーリングプレート部ＣＰ１〜ＣＰ３が設けられている。最下段から４段目には、基板に対して密着強化処理を行う密着強化部ＡＨが設けられ、最下段から５段目および６段目には、それぞれ基板の加熱処理を行うホットプレート部ＨＰ１，ＨＰ２が設けられている。

多段熱処理ユニット２ｂにも熱処理ユニットが６段配置されている。最下段から１〜３段目にはクーリングプレート部ＣＰ４〜ＣＰ６が設けられている。最下段から４〜６段目にはホットプレート部ＨＰ３〜ＨＰ５が設けられている。

多段熱処理ユニット２ｃには、熱処理ユニットが４段配置されている。最下段から１段目および２段目には、それぞれクーリングプレート部ＣＰ７，ＣＰ８が設けられており、最下段から３段目および４段目には、それぞれホットプレート部ＨＰ６，ＨＰ７が設けられている。なお、最上段側の２段は、本実施の形態の基板処理装置１００においては空状態となっているが、用途及び目的に応じてホットプレート部、クーリングプレート部またはその他の熱処理ユニットを配置してもよい。

多段熱処理ユニット２ｄには、熱処理ユニットが２段配置されている。最下段から１段目には、クーリングプレート部ＣＰ９が設けられており、最下段から２段目には、基板に対して露光後のベーキング処理を行う露光後ベークプレート部ＰＥＢが設けられている。露光後ベークプレート部ＰＥＢより上段側は空状態となっているが、用途及び目的に応じてホットプレート部、クーリングプレート部またはその他の熱処理ユニットを配置してもよい。

処理ユニット部ＭＰの中央部には基板搬送ロボットＴＲが設けられている。基板搬送ロボットＴＲは、各液処理ユニットおよび各熱処理ユニットに対して基板を順次搬入出する。それにより、基板処理装置１００においては、基板に対する一連の処理を施すことができる。

図２は、図１のＡ−Ａ線の模式的断面図である。

図２に示すように、基板処理装置１００の処理ユニット部ＭＰの最上部には、クリーンエアのダウンフローを形成するフィルタファンユニットＦＦＵが設けられている。それにより、処理ユニット部ＭＰ内が清浄な雰囲気に保たれる。

図３は、図１の基板処理装置１００の制御系の構成を説明するためのブロック図である。

図３に示すように、基板処理装置１００においては、制御部２００が操作パネルＰＤ、インデクサＩＤ、処理ユニット部ＭＰおよびインターフェイスＩＦの各々と接続されている。特に、処理ユニット部ＭＰにおいては、基板搬送ロボットＴＲおよび複数の処理ユニット（塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２、現像処理ユニットＳＤ１，ＳＤ２、クーリングプレート部ＣＰ１〜ＣＰ９、ホットプレート部ＨＰ１〜ＨＰ７、密着強化部ＡＨおよび露光後ベークプレート部ＰＥＢ）の各々が制御部２００と接続されている。

使用者が操作パネルＰＤを操作することにより、基板の処理条件（処理フロー）が制御部２００に入力される。制御部２００は図示しない記憶部を備え、入力された基板の処理条件を記憶する。

基板の処理条件とは、基板の識別番号、搬送順序、各処理ユニットでの処理時間および各処理ユニット間の搬送時間等を示す。処理条件は、基板のロットごとに設定される。

制御部２００は、操作パネルＰＤから入力された処理条件に基づいて、インデクサＩＤ、インターフェイスＩＦおよび処理ユニット部ＭＰの各処理ユニットへ指令信号を出力する。それにより、インデクサＩＤ、インターフェイスＩＦおよび処理ユニット部ＭＰの各処理ユニットが、制御部２００により基板の搬送動作および処理動作を制御される。

このように、本実施の形態に係る基板処理装置１００においては、制御部２００が各処理ユニットへ指令信号を出力することにより、複数の処理ユニットを同時に動作させることができるので、複数の基板を連続的に処理することが可能となっており、基板処理のスループットが向上している。詳細は後述する。

ところで、制御部２００は、複数の基板に対して複数の処理ユニットを同時に動作させる場合、各処理ユニットでの基板の処理時間に応じてタクトタイムを設定する。このタクトタイムとは、処理条件に含まれる各処理ユニットにおいて、一の基板に対する動作開始から次の基板に対する動作開始までの時間の最大値（後述の各処理ユニットにおける処理動作時間の最大値）である。

例えば、処理条件に含まれる処理ユニットがクーリングプレート部ＣＰ１，ＣＰ２およびホットプレート部ＨＰ１である場合を想定する。

この場合、基板処理装置１００においては、クーリングプレート部ＣＰ１，ＣＰ２およびホットプレート部ＨＰ１の各々で基板への処理動作が同時に行われる。以下の説明において、各処理ユニットにおける基板の搬入開始から搬入終了までの時間と基板に対する処理開始から処理終了までの時間との和を、その処理ユニットにおける処理動作時間と呼ぶ。なお、各処理ユニットへの一の基板の搬入動作時には、その処理ユニット内で処理の終了した他の基板の搬出動作も同時に行われる。

ここで、クーリングプレート部ＣＰ１における処理動作時間が６０秒であり、クーリングプレート部ＣＰ２における処理動作時間が４０秒であり、ホットプレート部ＨＰ１における処理動作時間が９０秒であるものとする。

本実施の形態では、上述のように複数の処理ユニットで同時に基板への処理が行われるので、上記のクーリングプレート部ＣＰ１，ＣＰ２における基板への処理がホットプレートＨＰ１における基板への処理に律速される。これにより、クーリングプレート部ＣＰ１，ＣＰ２における一の基板の搬入開始から次の基板の搬入開始までの時間が、ホットプレートＨＰ１における一の基板の搬入開始から次の基板の搬入開始までの時間と等しくなる。それにより、タクトタイムは９０秒に設定される。

基板の処理条件に含まれる各処理ユニットにおいては、設定されたタクトタイムに応じて基板の搬入出が行われる。そこで、処理条件により定められた処理動作時間が設定されたタクトタイムよりも短い処理ユニットでは、タクトタイムと処理動作時間との差分の時間、基板に対する処理を行わず、その処理ユニット内で基板を待機させる必要がある。以下、処理ユニット内で処理を行わずに基板を待機させる時間を待機時間と呼ぶ。

制御部２００は、タクトタイムを設定するとともに、処理条件に含まれる各処理ユニット内での基板の待機時間も設定する。特に、本実施の形態に係る基板処理装置１００において、制御部２００はホットプレート部ＨＰ１〜ＨＰ５での基板の待機時間が常に加熱処理前となるように設定する。

さらに、制御部２００は入力される処理条件が変化した場合、タクトタイムおよび待機時間の再設定を行う。タクトタイムおよびホットプレート部ＨＰ１〜ＨＰ５における基板の待機時間の再設定について図４に基づき説明する。

図４は、処理条件に基づいて設定された基板の搬送動作および処理動作のタイムスケジュールの一例を示す図である。図４では、一の基板が初めにホットプレート部ＨＰ１に搬送され、続いてクーリングプレート部ＣＰ１に搬送される旨が示されている。以下、ホットプレート部ＨＰ１における処理動作のタイムスケジュールについて説明する。

図４（ａ）に示すように設定されたタクトタイムＴＨａにおいて、ホットプレート部ＨＰ１での基板の加熱処理時には、初めにホットプレート部ＨＰ１内への基板の搬入時間（搬入時間ＩＯ）が割り当てられる。そして、基板の加熱処理前に予め定められた所定の待機時間ＰＵ１が割り当てられ、最後に基板の加熱処理時間ＨＷが割り当てられる。なお、上述のように、搬入時間ＩＯにおいては、処理後の基板の搬出動作も行われる。

ここで、タクトタイムが図４（ａ）のタクトタイムＴＨａから長いタクトタイムＴＨｂに変更された場合、過剰な待機時間ＰＵ２が発生する。図４（ｂ）に示すように、従来の基板処理装置では、過剰な待機時間ＰＵ２は加熱処理時間ＨＷの経過後に割り当てられていた。

これに対し、本実施の形態に係る基板処理装置１００では、ホットプレート部ＨＰ１での基板の待機時間が加熱処理前となるように設定される。

これにより、制御部２００は、図４（ｃ）に示すように、タクトタイムが長く変更された場合に発生する過剰な待機時間ＰＵ２を基板の加熱処理時間ＨＷの前に移動させる。その結果、図４（ｄ）に示すように、タクトタイムが長く変更された場合、制御部２００は、タクトタイムの変更に応じて基板の加熱処理前の待機時間ＰＵ１が長くなるように再設定する。

その後、タクトタイムが図４（ｄ）のタクトタイムＴＨｂから元のタクトタイムＴＨａに変更された場合、すなわち、タクトタイムが短く変更された場合、制御部２００は、タクトタイムの変更に応じて基板の加熱処理前の待機時間ＰＵ１が短くなるように再設定する。

このように、本実施の形態に係る基板処理装置１００においては、基板の処理条件の変更に伴うタクトタイムの変更があった場合でも、加熱処理後の基板がホットプレート部ＨＰ１〜ＨＰ５の内部で待機状態にならない。

それにより、待機状態の基板がホットプレート部ＨＰ１〜ＨＰ５により過剰な熱量を受けることが防止される。その結果、基板への理想的な加熱処理が実現され、基板の処理精度の低下が防止される。

なお、ホットプレート部ＨＰ１〜ＨＰ５以外の処理ユニットでは、基板に対する加熱処理が行われないので、制御部２００は待機時間をその処理ユニットによる基板の処理前に再設定する必要がない。しかしながら、ホットプレート部ＨＰ１〜ＨＰ５以外の処理ユニットでの基板の処理時においても、制御部２００は待機時間をその処理ユニットによる基板への処理前に再設定してもよい。

図５および図６は、処理条件の異なる複数のロットが連続投入された場合の基板処理装置１００の基板に対する処理動作の一例を示す図である。

図５においては、第１のロットの基板Ｐ１〜Ｐ６および第２のロットの基板Ｐ７〜Ｐ９が、図６においては、第１のロットの基板Ｐ１〜Ｐ４および第２のロットの基板Ｐ５〜Ｐ９が、インデクサＩＤ、ホットプレート部ＨＰ１、塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２、ホットプレート部ＨＰ２、クーリングプレート部ＣＰ１およびインデクサＩＤの順に基板搬送ロボットＴＲにより搬送される。

基板Ｐ１〜Ｐ９の各々には、ホットプレート部ＨＰ１，ＨＰ２により加熱処理が施され、クーリングプレート部ＣＰ１により冷却処理が施され、塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２によりレジスト塗布処理が施される。基板Ｐ１〜Ｐ９の各々に対する基板処理装置１００内での処理動作の履歴が、複数の線種（一点鎖線、太い実線、点線および太い破線）の矢印により示されている。

図５の矢印ＩＣ１〜ＩＣ５および図６の矢印ＩＣ１〜ＩＣ６の各々は、基板搬送ロボットＴＲが、インデクサＩＤ、ホットプレート部ＨＰ１、塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２、ホットプレート部ＨＰ２、クーリングプレート部ＣＰ１およびインデクサＩＤへの基板の搬入出動作を一巡するのに必要な時間を示す。以下、この時間を搬送巡回期間と呼ぶ。

図５および図６において、符号ＰＵ１は、ホットプレート部ＨＰ１，ＨＰ２における基板の加熱処理前の待機時間を表し、符号ＨＷは基板の加熱処理時間を表す。また、符号ＰＵ２は、各処理ユニットにおける基板の処理後の待機時間を表し、符号ＳＷは基板のレジスト塗布処理時間を表し、符号ＣＷは基板の冷却処理時間を表す。

第１および第２のロットの基板の処理条件において、２つの塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２には基板が交互に投入される。それにより、連続して処理される２つの基板は、それぞれ塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２のいずれか一方でレジスト塗布処理が施される。

図５について説明する。第１のロットの基板Ｐ１〜Ｐ６のみが連続して処理される場合を想定する。図５に示すように、第１のロットにおいて、処理動作時間が最も長い処理ユニットはホットプレート部ＨＰ２である。したがって、第１のロットの基板Ｐ１〜Ｐ６のみが連続して処理される場合に設定されるタクトタイムＴＨ１は、ホットプレート部ＨＰ２における基板Ｐ１〜Ｐ６の処理動作時間と等しくなる。

それとともに、ホットプレート部ＨＰ１、塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２およびクーリングプレート部ＣＰ１での基板の処理時に、待機時間ＰＵ１，ＰＵ２が設定される。

一方、第２のロットの基板Ｐ７〜Ｐ９のみが連続して処理される場合を想定する。図５に示すように、第２のロットにおいて、処理動作時間が最も長い処理ユニットはホットプレート部ＨＰ１である。したがって、第２のロットの基板Ｐ７〜Ｐ９のみが連続投入される場合に設定されるタクトタイムＴＨ２は、ホットプレート部ＨＰ１における基板Ｐ７〜Ｐ９の処理動作時間と等しくなる。

それとともに、ホットプレート部ＨＰ２、塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２およびクーリングプレート部ＣＰ１での基板の処理時に、待機時間ＰＵ１，ＰＵ２が設定される。

ところで、図５に示すように、第１のロットである基板Ｐ６の処理開始後に第２のロットである基板Ｐ７の処理が開始される場合、基板の処理条件が変更される。その結果、タクトタイムが変更される。

タクトタイムの変更は、制御部２００が矢印ＳＬで示される搬送巡回期間ＩＣ３の開始時に、インデクサＩＤおよび処理条件に含まれる各処理ユニットへ第２のロットの処理条件に基づく指令信号を出力することにより行われる。

それにより、インデクサＩＤおよび処理条件に含まれる各処理ユニットが第２のロットの処理条件に基づいて制御される。

図５に示すように、第２のロットに関するタクトタイムＴＨ２は、第１のロットに関するタクトタイムＴＨ１よりも長く延長されている。それにともない、ホットプレート部ＨＰ２、塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２およびクーリングプレート部ＣＰ１での基板の待機時間ＰＵ１，ＰＵ２が再設定されている。

特に、ホットプレート部ＨＰ２においては、基板Ｐ５の処理動作の履歴に示されるようにタクトタイムが変更されることにより加熱処理時間ＨＷの前に待機時間ＰＵ１が再設定されている。このように、制御部２００は、タクトタイムが延長されることにより、ホットプレート部ＨＰ２の待機時間ＰＵ１を動的に再設定している。

換言すれば、制御部２００は、第１のロットの処理条件から第２のロットの処理条件への変化によるタクトタイムの延長に応じて、ホットプレート部ＨＰ２の待機時間ＰＵ１を動的に延長する。

このように、本実施の形態に係る基板処理装置１００においては、処理条件の変更とともにタクトタイムが延長された場合であっても、ホットプレート部ＨＰ１〜ＨＰ５での基板の熱処理前に設定される待機時間ＰＵ１が動的に延長されるので、基板の処理精度を低下させることなく、異なる処理条件が設定された基板を連続的に処理することが可能である。

図６について説明する。第１のロットの基板Ｐ１〜Ｐ４のみが連続して処理される場合を想定する。図６に示すように、第１のロットにおいて、処理動作時間が最も長い処理ユニットはホットプレート部ＨＰ２である。したがって、第１のロットの基板Ｐ１〜Ｐ４のみが連続して処理される場合に設定されるタクトタイムＴＨ１は、ホットプレート部ＨＰ２における基板Ｐ１〜Ｐ４の処理動作時間と等しくなる。

一方、第２のロットの基板Ｐ５〜Ｐ９のみが連続して処理される場合を想定する。図６に示すように、第２のロットにおいて、処理動作時間が最も長い処理ユニットはホットプレート部ＨＰ２である。したがって、第２のロットの基板Ｐ５〜Ｐ９のみが連続投入される場合に設定されるタクトタイムＴＨ２は、ホットプレート部ＨＰ２における基板Ｐ５〜Ｐ９の処理動作時間と等しくなる。

ところで、図６に示すように、第１のロットである基板Ｐ４の処理開始後に第２のロットである基板Ｐ５の処理が開始される場合、基板の処理条件が変更される。その結果、タクトタイムが変更される。

タクトタイムの変更は、制御部２００が矢印ＳＬで示される搬送巡回期間ＩＣ５の開始時に、インデクサＩＤおよび処理条件に含まれる各処理ユニットへ第２のロットの処理条件に基づく指令信号を出力することにより行われる。

図６に示すように、第２のロットに関するタクトタイムＴＨ２は、第１のロットに関するタクトタイムＴＨ１よりも短く短縮されている。それにともない、ホットプレート部ＨＰ１、塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２およびクーリングプレート部ＣＰ１での基板の待機時間ＰＵ１，ＰＵ２が再設定されている。

特に、ホットプレート部ＨＰ１においては、基板Ｐ８の処理動作の履歴に示されるようにタクトタイムが変更されることにより加熱処理時間ＨＷの前の待機時間ＰＵ１が基板Ｐ７の処理動作時のホットプレート部ＨＰ１での待機時間ＰＵ１から短縮されて再設定されている。このように、制御部２００は、タクトタイムが短縮されることにより、ホットプレート部ＨＰ１の待機時間ＰＵ１を動的に再設定している。

換言すれば、制御部２００は、第１のロットの処理条件から第２のロットの処理条件への変化によるタクトタイムの短縮に応じて、ホットプレート部ＨＰ１の待機時間ＰＵ１を動的に短縮する。

このように、本実施の形態に係る基板処理装置１００においては、処理条件の変更とともにタクトタイムが短縮された場合であっても、ホットプレート部ＨＰ１〜ＨＰ５での基板の熱処理前に設定される待機時間ＰＵ１が動的に短縮されるので、基板の処理精度を低下させることなく、異なる処理条件が設定された基板を連続的に処理することが可能である。

図７は、図１のホットプレート部ＨＰ１〜ＨＰ５の内部動作を説明するための図である。

図７に示すように、ホットプレート部ＨＰ１〜ＨＰ５の各々は、加熱プレート１０および複数の昇降ピンＰＩＮを含む。加熱プレート１０の所定の位置には、垂直方向に貫通孔Ｈが設けられている。複数の昇降ピンＰＩＮの各々は、矢印で示すように貫通孔Ｈを通じて上下方向に昇降可能に設けられている。

基板Ｗの加熱処理時間ＨＷにおいては、図７（ａ）に示すように、昇降ピンＰＩＮの上端が加熱プレート１０の上面よりも低くなる。これにより、基板Ｗと加熱プレート１０とが近接する。それにより、近接する基板Ｗの熱処理温度に応じて昇温された加熱プレート１０により基板Ｗの熱処理が効果的に行われる。

一方、基板Ｗの加熱処理前の待機時間ＰＵ１においては、図７（ｂ）に示すように、昇降ピンＰＩＮの上端が加熱プレート１０の上面よりも高くなる。これにより、基板Ｗが加熱プレート１０と離間した状態で昇降ピンＰＩＮにより保持される。それにより、加熱処理前の待機時間ＰＵ１に加熱プレート１０により基板Ｗが加熱されることが確実に防止される。

以上、本実施の形態に係る基板処理装置１００においては、基板搬送ロボットＴＲにより基板が処理条件に含まれるインデクサＩＤ、インターフェイスＩＦおよび処理ユニット部ＭＰの各処理ユニットに順次搬送され、各処理ユニットにより基板に処理が行われる。また、ホットプレート部ＨＰ１〜ＨＰ５により基板への熱処理が行われる。

この場合、各処理ユニットおよび基板搬送ロボットＴＲは、１または複数の基板ごとに予め定められた処理条件に基づいて制御部２００により制御される。さらに、制御部２００により、処理条件の変更に応じてホットプレート部ＨＰ１〜ＨＰ５での基板の熱処理前に基板の待機時間ＴＵ１が設定されるとともに基板の待機時間ＴＵ１が動的に制御される。

これにより、異なる処理条件が設定されたロットの基板を連続的に処理することが可能となる。その結果、基板処理のスループットが向上する。また、加熱処理後の基板がホットプレート部ＨＰ１〜ＨＰ５内で待機しないので、基板が過剰な熱量を受けることが防止される。それにより、基板への理想的な加熱処理が実現され、基板の処理精度の低下が防止される。

また、制御部２００により、処理条件の変更とともに変化するタクトタイムに応じてホットプレート部ＨＰ１〜ＨＰ５での基板の加熱処理前に基板の待機時間ＴＵ１が設定されるとともに待機時間ＴＵ１が動的に調整される。

したがって、タクトタイムが変化した場合でも、加熱処理後の基板が熱処理ユニット内で待機しないので、基板が過剰な熱量を受けることが防止される。それにより、基板への理想的な加熱処理が実現され、基板の処理精度の低下が防止される。

図１のホットプレート部ＨＰ１〜ＨＰ５においては、基板Ｗを加熱する加熱プレート１０と、加熱プレート１０上で基板Ｗが加熱プレート１０に近接した状態および基板Ｗが加熱プレート１０から離間した状態となるように基板Ｗを昇降させるための昇降ピンＰＩＮとを含み、昇降ピンＰＩＮは、待機時間ＴＵ１において加熱プレート１０から離間した状態で基板Ｗを保持する。

これにより、ホットプレート部ＨＰ１〜ＨＰ５での基板Ｗの加熱処理前に設定された待機時間ＴＵ１に、基板Ｗが加熱プレート１０上から離間した状態で昇降ピンＰＩＮにより保持されるので、待機時間ＴＵ１中に基板Ｗが加熱されることが確実に防止される。

本実施の形態においては、処理ユニット部ＭＰの塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２、現像処理ユニットＳＤ１，ＳＤ２、クーリングプレート部ＣＰ１〜ＣＰ９、ホットプレート部ＨＰ１〜ＨＰ７、密着強化部ＡＨおよび露光後ベークプレート部ＰＥＢは複数の処理ユニットに相当し、基板搬送ロボットＴＲは搬送手段に相当し、制御部２００は制御手段に相当し、ホットプレート部ＨＰ１〜ＨＰ５は熱処理ユニットに相当する。また、待機時間ＴＵ１は待機時間に相当し、図７の加熱プレート１０は加熱プレートに相当し、昇降ピンＰＩＮは昇降手段に相当する。

本発明に係る基板処理装置および基板処理方法は、基板に対して熱処理を含む複数の処理を行う場合等に有用である。

本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の概略構成図である。図１のＡ−Ａ線の模式的断面図である。図１の基板処理装置の制御系の構成を説明するためのブロック図である。処理条件に基づいて設定された基板の搬送動作および処理動作のタイムスケジュールの一例を示す図である。処理条件の異なる複数のロットが連続投入された場合の基板処理装置の基板に対する処理動作の一例を示す図である。処理条件の異なる複数のロットが連続投入された場合の基板処理装置の基板に対する処理動作の一例を示す図である。図１のホットプレート部の内部動作を説明するための図である。

符号の説明

１０加熱プレート
１００基板処理装置
２００制御部
ＡＨ密着強化部
ＣＰ１〜ＣＰ９クーリングプレート部
ＦＦＵフィルタファンユニット
ＨＰ１〜ＨＰ７ホットプレート部
ＩＤインデクサ
ＩＦインターフェイス
ＭＰ処理ユニット部
ＰＥＢ露光後ベークプレート部
ＰＩＮ昇降ピン
ＳＣ１，ＳＣ２塗布処理ユニット
ＳＤ１，ＳＤ２現像処理ユニット
ＴＲ基板搬送ロボット
ＴＵ１，ＴＵ２待機時間

Claims

基板に複数の処理を行う基板処理装置であって、
基板に処理を行う複数の処理ユニットと、
前記複数の処理ユニットに基板を順次搬送する搬送手段と、
１または複数の基板ごとに変更可能に設定された処理条件に基づいて前記搬送手段および前記複数の処理ユニットの一連の動作を制御する制御手段とを備え、
前記複数の処理ユニットは、基板に加熱処理を行う複数の加熱処理ユニットと、基板に非加熱処理を行う非加熱処理ユニットとを含み、
前記複数の処理ユニットの各々における一の基板に対する動作開始から次の基板に対する動作開始までの時間が処理動作時間として前記処理条件に応じて定まるとともに、前記複数の処理ユニットのうち最大の処理動作時間を有する処理ユニットが前記処理条件に応じて定まり、前記複数の処理ユニットの処理動作時間のうち最大の処理動作時間がタクトタイムとして決定され、
前記制御手段は、設定された処理条件に応じて前記複数の処理ユニットのうち最大の処理動作時間を有する処理ユニットを判定することにより前記タクトタイムを決定するとともに、前記決定されたタクトタイムよりも短い処理動作時間を有する加熱処理ユニットにおいて処理動作時間と前記決定されたタクトタイムとの差分の時間を待機時間として設定し、加熱処理前に前記待機時間基板を待機させるように前記複数の加熱処理ユニットを制御し、前記処理条件が変更された場合に、前記複数の処理ユニットのうち最大の処理動作時間を有する処理ユニットを判定することにより前記タクトタイムを決定するとともに、前記決定されたタクトタイムよりも短い処理動作時間を有する加熱処理ユニットにおいて加熱処理前に処理動作時間と前記決定されたタクトタイムとの差分の時間を新たな待機時間として設定し、加熱処理前に前記待機時間基板を待機させるように前記複数の加熱処理ユニットを制御することを特徴とする基板処理装置。
前記非加熱処理ユニットは、塗布処理ユニット、現像処理ユニットおよびクーリングユニットの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
前記加熱処理ユニットは、基板を加熱する加熱プレートと、前記加熱プレート上で基板が前記加熱プレートに近接した状態および基板が前記加熱プレートから離間した状態となるように基板を昇降させるための昇降手段とを含み、
前記昇降手段は、前記待機時間において前記加熱プレートから離間した状態で基板を保持することを特徴とする請求項１または２記載の基板処理装置。
基板に加熱処理を行う複数の加熱処理ユニットと、基板に非加熱処理を行う非加熱処理ユニットとを含む複数の処理ユニットと、基板を搬送する搬送手段とを用いた基板処理方法であって、
１または複数の基板ごとに変更可能に設定された処理条件に基づいて前記搬送手段により前記複数の処理ユニットに基板を順次搬送するステップと、
前記処理条件に基づいて前記複数の処理ユニットにより基板に一連の処理を行うステップとを備え、
前記複数の処理ユニットの各々における一の基板に対する動作開始から次の基板に対する動作開始までの時間が処理動作時間として前記処理条件に応じて定まるとともに、前記複数の処理ユニットのうち最大の処理動作時間を有する処理ユニットが前記処理条件に応じて定まり、前記複数の処理ユニットの処理動作時間のうち最大の処理動作時間がタクトタイムとして決定され、
前記基板に一連の処理を行うステップは、設定された処理条件に応じて前記複数の処理ユニットのうち最大の処理動作時間を有する処理ユニットを判定することにより前記タクトタイムを決定するとともに、前記決定されたタクトタイムよりも短い処理動作時間を有する加熱処理ユニットにおいて処理動作時間と前記決定されたタクトタイムとの差分の時間を待機時間として設定し、加熱処理前に前記待機時間基板を待機させるように前記複数の加熱処理ユニットを制御し、前記処理条件が変更された場合に、前記複数の処理ユニットのうち最大の処理動作時間を有する処理ユニットを判定することにより前記タクトタイムを決定するとともに、前記決定されたタクトタイムよりも短い処理動作時間を有する加熱処理ユニットにおいて処理動作時間と前記決定されたタクトタイムとの差分の時間を新たな待機時間として設定し、加熱処理前に前記待機時間基板を待機させるように前記複数の加熱処理ユニットを制御するステップを含むことを特徴とする基板処理方法。