JP7289881B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Description

この発明は、処理部で基板を処理し、処理後の基板を処理部から搬出する基板処理装置および基板処理方法に関するものである。

例えば特許文献１に記載のように、液晶表示装置用ガラス基板（以下、基板と称する）等の各種基板に対して、基板の表面に例えばレジスト膜などの被膜を形成する処理を実行する装置が知られている。この基板処理装置においては、露光処理を行う前に基板の表面に良好なレジスト膜を形成するために、塗布部、減圧乾燥部およびプリベーク部が設けられている。塗布部はノズルの先端部に設けられた吐出口から基板の表面に向けて処理液としてレジスト液を吐出してレジスト液の塗膜を形成する。そして、減圧乾燥部は基板の表面に塗布された当該レジスト液の溶媒を減圧により蒸発させて、基板を乾燥させる。さらに、プリベーク部はホットプレートユニットにより基板を加熱処理し、基板の表面上のレジスト成分を固化させる。加熱後の基板はクールプレートユニットで冷却処理される。

この種の基板処理装置では、多数の基板を並列処理するために、基板に対し塗布処理、加熱処理、冷却処理等の各種処理に特化された処理部が、それぞれ複数設けられるのが一般的である。このような場合、それぞれの処理部での処理に要する時間が必ずしも同じでないことから、処理部間での基板の受け渡しに際しては基板の滞留を生じさせないための工夫が必要とされる。例えば特許文献１に記載の装置においては、基板に対する熱処理時間を一定とするために、ホットプレートユニットおよびクールプレートユニットでの処理とそれらの間の基板搬送とが所定のタクトタイムで実行されるように処理シーケンスが構成されている。

特開２０２０－０４７８９５号公報

特許文献１には各処理部での処理やユニット間の基板搬送の詳細な内容については言及されていないが、上記目的からみて、加熱処理の終了後、遅滞なく基板を搬出する必要がある。このために、処理部間で基板を搬送する搬送機構は、加熱処理が終了した時点で基板を搬出可能な状態で待機しているものと考えられる。一方で、複数の処理部間で効率よく基板を搬送するためには、１回の基板搬送のために搬送機構が占用される時間をできるだけ短くしておく必要がある。

このように、搬送機構を占用する時間をできるだけ短くし、しかも搬送機構を確実なタイミングで所定の位置に位置決めしておくことができるような、搬送機構の制御方式が確立されることが望まれる。しかしながら、処理部の構成やその組み合わせとしては種々のものがあり得るため、普遍的な制御方式を確立することは困難である。このため、例えば処理部の構成に応じて、それに適した制御方式を構築してゆくことが有効と考えられる。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板が処理される処理位置から基板を上昇させるリフト機構が処理部に設けられた基板処理装置および基板処理方法に好適な搬送制御態様を提供することを目的とする。

この発明に係る基板処理装置の一の態様は、基板を処理する処理部と、前記処理部内の処理位置で処理された前記基板を、前記処理位置より上方の上部位置へ移動させるリフト機構と、前記上部位置の前記基板を前記処理部から搬出する搬送機構と、前記搬送機構を制御する制御部とを備えている。ここで、前記搬送機構は、前記処理部から前記基板を搬出するための搬出用位置を含む複数の位置の間を移動可能であり、前記制御部は、前記リフト機構により移動される前記基板が前記上部位置に到達する時と、前記搬送機構の位置とに基づき、前記搬送機構の前記搬出用位置への移動開始タイミングを決定する。

また、この発明に係る基板処理方法の一の態様は、処理部内の処理位置で基板を処理する工程と、処理後の前記基板を、リフト機構により前記処理位置より上方の上部位置へ移動させる工程と、前記上部位置の前記基板を前記処理部から搬出する工程とを備えている。ここで、前記基板の搬出は、前記処理部から前記基板を搬出するための搬出用位置を含む複数の位置の間を移動可能な搬送機構を前記搬出用位置に位置決めして行う。そして、前記搬送機構の前記搬出用位置への移動開始タイミングは、前記リフト機構により移動される前記基板が前記上部位置に到達する時と、前記搬送機構の位置とに基づき決定される。

処理部内の処理位置で基板を処理した後、基板をリフト機構により上部位置へ移動させてから搬出する構成においては、基板へのダメージを防止するために、基板の上昇は比較的ゆっくりした速度で行われる。このため、処理位置から上部位置への基板の移動にはある程度の長い時間を要する。一方、複数位置の間を移動可能な搬送機構では、搬出用位置への移動を開始してから搬出用位置に到達するまでに要する時間は、搬送機構が移動開始時にどの位置にあったかにより異なる。

したがって、仮に搬送機構の移動開始タイミングを固定的に設定するとすれば、移動時間が最も長いケースでも基板を搬出すべき時刻に間に合うように、搬送機構の移動を早めに開始することになると考えられる。そうすると、場合によっては搬送機構が搬出用位置で待機する時間が長くなり、この間、搬送機構を他の基板の搬送に利用することができない。

そこで、本発明では、処理部においてリフト機構により移動される処理後の基板が上部位置に到達する時と、搬送機構の位置との関係性に基づき、搬送機構の搬出用位置への移動開始タイミングが決定される。このため、例えば搬送機構が搬出用位置に到達するまでに長い時間を要する位置にあるときには移動開始タイミングを早くする一方、逆に移動時間が短くて済むケースでは移動開始タイミングを遅らせることができる。これにより、搬送機構を占用する期間を最小限にしつつ、必要なタイミングに遅滞することなく搬出用位置に移動させることができる。

以上のように、本発明によれば、処理後の基板が上部位置に到達する時と搬送機構の位置との関係性に基づき搬送機構の移動開始タイミングが決定される。そのため、基板が処理される処理位置から基板を上昇させるリフト機構が処理部に設けられた基板処理装置および基板処理方法において、最適な搬送制御を実現することが可能になる。

本発明に係る基板処理装置の一実施形態の概略構成を示す上面図である。 プリベーク部の構成を概略的に示す図である。 ホットプレートユニットの内部構成を示す側面断面図である。 リフト機構による基板の昇降動作を説明する図である。 移動開始タイミング決定処理の具体例を示すフローチャートである。 熱処理における各部の動作を示すタイミングチャートである。

図１は本発明に係る基板処理装置の一実施形態の概略構成を示す上面図である。基板処理装置１は、例えば液晶表示装置用ガラス基板のような平板状の基板に対してレジスト液の塗布（塗布処理）、減圧乾燥処理およびプリベーク処理を行う装置である。この基板処理装置１は上記３つの処理を行う専用装置として構成されてもよいし、適宜の前処理および／または後処理を行う装置と組み合わされる形で構成されてもよい。以下の各図における方向を統一的に示すために、図１に示すようにＸＹＺ直交座標系を設定する。ＸＹ平面が水平面を表し、Ｚ方向が鉛直方向を表す。より具体的には、（－Ｚ）方向が鉛直下向き方向である。

基板処理装置１は、塗布処理を行う塗布部１０と、減圧乾燥処理を行う減圧乾燥部２０と、プリベーク処理を行うプリベーク部３０と、これら３つの処理部（塗布部１０、減圧乾燥部２０およびプリベーク部３０）に取り囲まれるように配置された搬送ロボットＴＲとを備えている。搬送ロボットＴＲは、その周囲に配置された塗布部１０、減圧乾燥部２０およびプリベーク部３０にアクセス可能に構成されており、それらの間で基板を搬送する。より具体的には、搬送ロボットＴＲは装置全体を制御する制御部４０により制御され、次の基板搬送を行う。

すなわち、搬送ロボットＴＲは、図示を省略する基板洗浄部により微細なパーティクルをはじめ、有機汚染や金属汚染、油脂、自然酸化膜等が除去された清浄な基板を受け取ると、当該基板を塗布部１０に搬送する。また、搬送ロボットＴＲは塗布部１０により表面にレジスト液（処理液）の塗膜が形成された基板を受け取り、減圧乾燥部２０に搬送する。さらに、搬送ロボットＴＲは減圧乾燥部２０により減圧乾燥処理された基板を受け取り、プリベーク部３０に搬送して当該基板を払い出す。なお、本実施形態では、清浄な基板の塗布部１０への搬送が搬送ロボットＴＲにより行われるが、搬送ロボットＴＲと異なる搬送手段により塗布部１０への基板の搬送を行うように構成してもよい。

制御部４０は、図１に示されるように、例えば、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、記憶装置４４等が、バスライン４５を介して相互接続された一般的なコンピューター装置によって構成される。ＲＯＭ４２は基本プログラム等を格納しており、ＲＡＭ４３はＣＰＵ４１が所定の処理を行う際の作業領域として供される。記憶装置４４は、フラッシュメモリ、あるいは、ハードディスク装置等の不揮発性の記憶装置によって構成される。

また、制御部４０では、入力部４６、表示部４７、通信部４８もバスライン４５に接続されている。入力部４６は、各種スイッチ、タッチパネル等により構成されており、オペレーターから処理レシピ等の各種の入力設定指示を受ける。表示部４７は、液晶表示装置、ランプ等により構成されており、ＣＰＵ４１による制御のもと各種の情報を表示する。通信部４８は、ＬＡＮ等を介したデータ通信機能を有する。

制御部４０の記憶装置４４には、基板処理装置１により基板を処理する処理プログラムが予め記憶されている。そして、ＣＰＵ４１が記憶装置４４から処理プログラムを読み出し、処理プログラムを実行する。これによって、塗布部１０による塗布処理および減圧乾燥部２０による減圧乾燥処理を受けた基板は、搬送ロボットＴＲにより減圧乾燥部２０から取り出され、プリベーク部３０に払い出されて熱処理および冷却処理を受ける。

図２はプリベーク部の構成を概略的に示す図である。プリベーク部３０は、図１および図２（ａ）に示すように、それぞれ処理ユニットが多段に積層された第１積層体３１、第２積層体３２、第３積層体３３と、これらの間での基板搬送を担う搬送機構３５とを備えている。第１積層体３１は搬送ロボットＴＲの（＋Ｙ）側に隣接した位置に設けられており、搬送ロボットＴＲにより搬送されてくる基板を受け入れて一時的に保管する搬入側受渡部ＩＰが多段に積み重ねられた構造を有している。

第１積層体３１の（＋Ｙ）側、つまり第１積層体３１を挟んで搬送ロボットＴＲと反対側には、搬送機構３５が設けられている。搬送機構３５は、後述する構成により、第１ないし第３積層体３１～３３の間での基板の受け渡しを行う。搬送機構３５の（－Ｘ）側には第２積層体３２が設けられている。第２積層体３２には、基板に対し熱処理を施すホットプレートユニットＨＰが多段に積み重ねられている。

また、搬送機構３５の（＋Ｙ）側には第３積層体３３が設けられている。第３積層体３３は、熱処理後の基板を冷却処理するクールプレートユニットＣＰと、冷却処理後の基板を受け入れて一時的に保管する搬出側受渡部ＯＰとがそれぞれ多段に積層された構造を有している。

図２（ｂ）に示すように、搬送機構３５は、第１ないし第３積層体３１～３３に囲まれた位置、つまり図２（ａ）に点線で示した位置に設置される台座部３５１と、台座部３５１に対し鉛直軸まわりに回転自在に設けられた支柱３５２と、支柱３５２の延設方向、つまりＺ方向に昇降自在に設けられた１対のハンド３５３，３５４とを備えている。ハンド３５３，３５４は図示しない昇降機構により一体的に昇降可能である一方、それぞれが個別に水平方向に伸縮自在となっている。ハンド３５３，３５４はそれぞれ櫛歯形状となっており、その上部に基板Ｓを水平姿勢で支持することができる。すなわち、搬送機構３５は、最大２枚の基板Ｓを同時に保持することが可能である。

支柱３５２の回転と、ハンド３５３，３５４の昇降および伸縮との組み合わせにより、搬送機構３５は、プリベーク部３０を構成する各処理ユニット、具体的には第１積層体３１に設けられた搬入側受渡部ＩＰの各々、第２積層体３２に設けられたホットプレートユニットＨＰの各々、第３積層体３３に設けられたクールプレートユニットＣＰの各々、および、第３積層体３３に設けられた搬出側受渡部ＯＰの各々に対し選択的にアクセスすることができる。このように、搬送機構３５は、プリベーク部３０を構成する各処理ユニットにアクセスして該処理ユニットに基板Ｓを搬入したり、処理ユニットから基板Ｓを搬出したりすることができる。

プリベーク部３０における動作は概略以下の通りである。すなわち、搬送機構３５は、前処理工程から払い出されて搬入側受渡部ＩＰのいずれかに保管されている熱処理前の基板を取り出して、ホットプレートユニットＨＰの１つに搬入する。ホットプレートユニットＨＰは基板を加熱することで、基板に形成されたレジスト膜のプリベークを行う（熱処理）。熱処理後の基板については、搬送機構３５がホットプレートユニットＨＰからこれを取り出し、クールプレートユニットＣＰに移送する。クールプレートユニットＣＰは、基板を冷却することで熱処理の進行を停止させる（冷却処理）。冷却処理後の基板は、搬送機構３５により搬出側受渡部ＯＰに移送され、一時的に保管される。このようにして、熱処理後の基板は図示しない後工程へと受け渡される。

なお、ここでは搬送機構３５を三方から取り囲むように第１ないし第３積層体３１～３３が配置され、第１積層体３１には４段の搬入側受渡部ＩＰが、第２積層体３２には３段のホットプレートユニットＨＰが、第３積層体３３には３段のクールプレートユニットＣＰと４段の搬出側受渡部ＯＰとがそれぞれ設けられている。しかしながら、各処理ユニットの配設数やその配置はこれに限定されず任意である。例えば特許文献１に記載されたもと同様のユニット配置を採用することができる。

これらの各処理ユニット（搬入側および搬出側受渡部ＩＰ，ＯＰ、ホットプレートユニットＨＰ、クールプレートユニットＣＰ）は、プリベーク部３０にそれぞれ複数設けられている。このため、上記した１枚の基板についての一連の処理が、複数の基板に対して並列的に実行可能である。これを可能とするためには処理ユニット間での基板の受け渡しをスムーズに行う必要がある。このための基板搬送の制御シーケンスについては、例えば特許文献１にも記載されているように既に多くの提案がなされている。そのため、ここでは詳しい説明を省略する。

ただし、個々の処理ユニットの構成およびその動作内容にまで踏み込んで搬送制御を最適化することについては、これまで具体的な提案がなされていない。以下では、ホットプレートユニットＨＰを例として、その構成および動作を考慮して構築された搬送制御の事例を説明する。

図３はホットプレートユニットの内部構成を示す側面断面図である。前記したように、ホットプレートユニットＨＰは、基板の上面にレジスト液が塗布され乾燥されることにより形成されるレジスト膜を加熱する熱処理を実行して、当該レジスト膜を固化させるためのものである。

図３に示すように、ホットプレートユニットＨＰは基板Ｓを受け入れるチャンバー５０を備えている。チャンバー５０内で処理を行うことで、加熱処理によって揮発した気体成分が周囲へ飛散するのを防止するとともに、加熱される基板Ｓの周囲を覆うことで熱の放散を抑制しエネルギー効率を高めることができる。これらの目的のために、チャンバー５０は天板５１、側板５２、底板５３およびシャッター５４を箱型に組み合わせた構造となっている。

シャッター５４は、チャンバー５０の一方側面に設けられた開口５５に対して開閉自在に取り付けられており、閉状態ではパッキン（図示省略）を介してチャンバー５０の側面に押し付けられることで開口５５を塞ぐ。一方、図３において点線で示すシャッター５４の開状態では、開放された開口５５を介して外部との間で基板Ｓのやり取りを行うことができる。すなわち、搬送機構３５に保持される未処理の基板Ｓが、開口５５を介してチャンバー５０内に搬入される。またチャンバー５０内の処理済みの基板Ｓが、搬送機構３５によって外部へ搬出される。

チャンバー５０の底部にはホットプレート５６が設けられている。ホットプレート５６の上面は略水平面となっており、水平姿勢の基板Ｓの下面に当接してこれを支持する。ホットプレート５６の上面には、基板Ｓとの間に微小なギャップを設けるための突起、すなわちプロキシミティピンが配置されてもよい。

ホットプレート５６の内部にはヒーター５７が内蔵されている。このヒーター５７に対して装置全体を制御する制御部４０から電力が供給されることでヒーター５７が作動する。これによって、ホットプレート５６の上面からの伝導熱および輻射熱によって基板Ｓが均一に加熱される。

ホットプレートユニットＨＰには、ホットプレート５６と搬送機構３５との間での基板Ｓの受け渡しをスムーズに行うためにリフト機構６が設けられている。具体的には、チャンバー５０の底板５３およびホットプレート５６を貫通して上下方向に延びる貫通孔５７が複数設けられ、各貫通孔５７に、リフト機構６のリフトピン６１が挿通されている。

これらのリフトピン６１の下端は昇降部材６３に固定されている。昇降部材６３はリフトピン駆動部６４により上下方向に昇降自在に支持されている。制御部４０からの昇降指令に応じてリフトピン駆動部６４が作動して昇降部材６３を昇降させる。これによって複数のリフトピン６１が一体的に昇降して、基板Ｓを上下方向に昇降させることが可能となっている。

より具体的には、リフトピン６１は、図３に実線で示されるように、基板Ｓがホットプレート５６の上面に当接してまたは近接して支持されホットプレート５６からの加熱を受ける処理位置と、点線で示されるように、基板Ｓがホットプレート５６の上面から所定距離だけ上方に離間した状態で支持される上部位置との間で、基板Ｓを昇降させる。

図４はリフト機構による基板の昇降動作を説明する図である。図４（ａ）に示すように、リフトピン６１がホットプレート５６の上面から上方に大きく突出した状態で、搬送機構３５のハンド３５３（３５４）が基板Ｓを水平姿勢で搬送してくる。このときに相互の干渉が生じないように、ハンド３５３（３５４）の櫛歯の形状とリフトピン６１の配置とが定められている。

この状態からハンド３５３（３５４）が下降することで、図４（ｂ）に示すように、基板Ｓはハンド３５３（３５４）からリフトピン６１に受け渡される。このときの基板Ｓの位置が「上部位置」である。

ハンド３５３（３５４）が退避した後、図４（ｃ）に示すように、リフトピン６１が一体的に下降する。これにより、基板Ｓが水平姿勢を維持したまま下降し、最終的には図４（ｄ）に示すようにホットプレート５６の上面に当接する。これにより、基板Ｓの支持はリフトピン６１からホットプレート５６に受け渡される。このときの基板Ｓの位置が「処理位置」である。なお、ホットプレート５６にプロキシミティピンが設けられている場合には、基板Ｓがホットプレート５６の上面に対してプロキシミティピンの高さに対応する微小なギャップを隔てて対向するときの基板位置が「処理位置」となる。

基板Ｓの搬出は上記とは逆の動きにより実現される。すなわち、図４（ｄ）に示すように基板Ｓがホットプレート５６に載置された状態から、図４（ｃ）に示すようにリフトピン６１が上昇することで、基板Ｓはホットプレート５６からリフトピン６１に受け渡される。基板Ｓが上部位置まで到達した後、図４（ｂ）に示すように、ホットプレート５６と基板Ｓとの隙間に進入したハンド３５３（３５４）が基板Ｓを受け取る。そして、図４（ａ）に示すように、ハンド３５３（３５４）が基板Ｓを外部へ搬出する。熱処理済みの基板Ｓが搬出されたホットプレート５６は、新たな未処理基板を受け入れることが可能となる。

リフトピン６１による基板Ｓの昇降は、基板Ｓへのダメージを防止するために、比較的ゆっくりとした速度で行われる。特に大判の基板Ｓをホットプレート５６から引き離すときの上昇動作は、ホットプレート５６と基板Ｓとの間に負圧が発生することによる基板Ｓの撓みを抑制するために低速で行う必要がある。例えば数ｃｍの移動にかける時間を１０秒程度とすることができる。

基板Ｓに対する熱処理の結果を安定したものとするためには、基板Ｓに与える熱エネルギーを一定とする必要がある。この目的のためには、単に基板Ｓを加熱する際の温度および時間を一定とするだけでなく、加熱終了から冷却までの時間についても一定とする必要がある。したがって、ホットプレートユニットＨＰでの所定時間の加熱の後、基板ＳがホットプレートユニットＨＰから搬出されてクールプレートユニットＣＰに搬入されるまでの時間についても一定とする必要がある。

複数の処理ユニットで複数の基板に対し並列処理を実行し、かつそれらの処理ユニット間での基板搬送に使用される搬送機構が共通である場合、一の処理ユニットから基板Ｓを搬出する必要が生じたタイミングで搬送機構が他の基板の搬送に使用されていることがあり得る。このような場合、当該搬送が済むまで処理済み基板Ｓの搬出は延期されることになるが、上記した通り、熱処理後の基板Ｓについてはこのような搬出の遅延は好ましくない。

このことから、１つのホットプレートユニットＨＰにおいて熱処理が終了すると、当該ユニットからの基板Ｓの搬出が遅滞なく行われる必要がある。そのために搬送機構３５は、１つのホットプレートユニットＨＰにおける熱処理の終了後一定のタイミングで、当該ホットプレートユニットＨＰから基板Ｓを搬出することが可能な状態となっていなければならない。現実的には、熱処理が終了し基板Ｓが搬出可能となる時刻に先立つ所定の期間、搬送機構３５は他の搬送を行わずに待機することになる。この待機の期間中、他の処理ユニット間での基板の搬送が行えず、このことが全体としての処理のスループット低下の原因となり得るため、待機期間はできるだけ短いことが望ましい。

搬送機構３５は、支柱３５２の回転およびハンド３５３，３５４の昇降により移動可能である。搬送機構３５が、各処理ユニットに対応して予め設定された複数の停止位置の各々で停止することにより、対応する位置にある処理ユニットへのアクセス、具体的には基板の搬入および搬出を実行する。このときの搬送機構３５の移動速度は機械的な条件により制約されるが、一般的には、上記したリフトピン６１による基板Ｓの昇降動作よりは短い時間で移動が可能である。

一方で、熱処理が終了したホットプレートユニットＨＰから基板Ｓを搬出するための位置である搬出用位置に搬送機構３５（より具体的にはハンド３５３，３５４）が到達するための移動に要する時間は、移動開始前に搬送機構３５がどの位置にあるかによって異なってくる。すなわち、ハンド３５３，３５４が予め搬出用位置に近い位置にあれば、短時間で搬出用位置に到達することが可能であり、搬出用位置から遠ければ移動にもより長い時間を要する。

このように、搬送機構３５が搬出用位置に到達するまでの移動時間は初期位置によりまちまちである一方、搬出用位置に到達するべき時刻については、熱処理が終了する時刻との関係から特定される。言い換えれば、ある特定の時刻に搬出用位置に到達させるために必要な搬送機構３５の移動開始タイミングについては、移動開始時に搬送機構３５がどの位置にあるかによって異ならせることができる。こうすることで、ホットプレートユニットＨＰからの基板Ｓの搬出準備のために搬送機構３５を占用する期間を最小限に抑えることが可能になる。

つまり、熱処理が終了し基板Ｓが搬出可能になる時刻と搬送機構３５の現在位置とがわかれば、当該位置から搬送機構３５の移動を開始させるタイミングを決定することができる。より具体的には、搬送機構３５の現在位置から搬出用位置までに要する移動時間を見積もり、搬送機構３５が搬出用位置に到達すべき時刻からこの移動所要時間分を遡った時刻を、搬送機構３５の移動開始時とすればよい。

各処理ユニットからの基板の搬入・搬出のために搬送機構３５が停止すべき複数の停止位置については、例えばティーチング作業等により予め設定されている。それらの停止位置間を移動するための移動時間についても、それらの位置関係と搬送機構３５の機械的な動作速度との関係から予め見積もっておくことが可能である。このような移動所要時間に関する情報については、制御部４０の記憶装置４４に記憶させておくことができる。

搬送機構３５の位置については、例えば位置センサーにより随時検出するようにしてもよく、また例えば、過去の移動履歴を記録しておき、その記録から現在の位置を割り出すようにしてもよい。このように、搬送機構３５の位置と、その位置から搬出用位置までの移動所要時間とから、搬送機構３５の移動開始タイミングを決定することができる。

図５は移動開始タイミング決定処理の具体例を示すフローチャートである。この処理は、制御部４０のＣＰＵ４１が、予め準備された処理プログラムを実行することにより実現される。一連の処理シーケンス実行中、１つのホットプレートユニットＨＰにおいて熱処理が終了したか否かが判断される（ステップＳ１０１）。

ホットプレートユニットＨＰでは、基板Ｓが処理位置に位置決めされることで基板Ｓが加熱され、一定時間後に基板Ｓが処理位置から上部位置へ移動することにより、能動的な意味での熱処理が終了する。ただし、基板Ｓが温まった状態であるため、冷却処理が行われるまでの間も処理はある程度進行する。したがってどの時点をもって熱処理が終了するというかについてはいくつか考え方があり得るが、例えばリフトピン６１が上昇を開始して基板Ｓがホットプレート５６から離間する時を、「熱処理の終了」時と考えることができる。

熱処理が終了したと判断されると（ステップＳ１０１においてＹＥＳ）、その時点における搬送機構３５の位置が取得される（ステップＳ１０２）。搬送機構３５が基板を搬送するために移動中である場合には、例えば当該移動が終了した時点で搬送機構３５がある位置を、現在位置とみなすことができる。

そして、現在の位置と搬出用位置との間の位置関係から、搬送機構３５が搬出用位置に移動するまでの所要時間が導出される（ステップＳ１０３）。その結果と、ホットプレートユニットＨＰから基板Ｓが搬出可能となる時刻とに基づき、搬送機構３５の移動開始タイミングが設定される（ステップＳ１０４）。ホットプレートユニットＨＰから基板Ｓが搬出可能となる時刻については、例えばリフトピン６１の動作により基板Ｓが上部位置まで上昇する時刻とすることができる。

したがって、基板Ｓが上部位置に到達すると推定される時刻から、搬送機構３５の移動所要時間の分だけ遡った時刻を、搬送機構３５の移動開始時刻とすることができる。そして、設定された時刻が到来すると（ステップＳ１０５）、制御部４０から搬送機構３５に対し、搬出用位置への移動を開始させるためのコール命令が出力される（ステップＳ１０６）。これにより搬送機構３５の搬出用位置へ向けた移動が開始される。

基板Ｓが上部位置に到達する時刻には、搬送機構３５も搬出用位置に到達している。そのため、熱処理後の基板Ｓを搬送機構３５が遅滞なく搬出し、クールプレートユニットＣＰに移送することができる。そのため、基板Ｓに対する熱処理を所定の時間で停止させることが可能となり、形成されるレジスト膜の品質を安定したものとすることができる。

図６は熱処理における各部の動作を示すタイミングチャートである。より具体的には、図６は、１枚の基板Ｓに対する熱処理を実行する際の、リフトピン６１、シャッター５４および搬送機構３５の動作を示す図である。なお、図においてシャッター５４の「閉」は、シャッター５４が完全に閉じた状態を表す一方、「閉」は、シャッター５４が完全に開いた状態の他、開状態から閉状態へ、また閉状態から開状態へ移行する途中においてシャッター５４が部分的に開いた状態も含むものとする。

基板搬入前の時刻ｔ0においては、リフトピン６１は上部位置に対応する位置まで上昇しており、シャッター５４は開かれている。また、搬送機構３５は、処理対象の基板Ｓをハンド３５３（３５４）に保持した状態で、処理主体となるホットプレートユニットＨＰ近傍の搬出用位置に位置している。ホットプレート５６は予め所定温度に昇温制御されている。この状態から、搬送機構３５のハンド３５３（３５４）がチャンバー５０内に進入して基板Ｓを搬入し、リフトピン６１に受け渡す。

その後、時刻ｔ1においてリフトピン６１が下降を開始し、これと前後してシャッター５４が閉じられる。基板Ｓを受け渡した後の搬送機構３５については、その位置は特に制限されず、例えば他の処理ユニット間の基板搬送のために移動しても構わない。基板Ｓが処理位置まで下降する時刻ｔ3よりも早い時刻ｔ2において、リフトピン６１の下降は一時的に停止される。そのため、例えば図４（ｃ）に示すように、基板Ｓはホットプレート５６から僅かに上方へ離間した状態で保持されることになる。

その結果、基板Ｓは、ホットプレート５６からの輻射熱により予備的に温められることになり、基板Ｓが直接ホットプレート５６に載置されて急激な温度変化が生じるのを回避することができる。この意味において、図６ではこの処理を「予熱処理」、このときの基板Ｓの位置を「予熱位置」と称している。なお、このような予熱処理は必須のものではない。

時刻ｔ3において基板Ｓがホットプレート５６に載置されることにより、基板Ｓが加熱されて熱処理が実行される。この状態が所定時間継続された後、時刻ｔ4においてリフトピン６１が上昇し基板Ｓをホットプレート５６から離間させることで、ホットプレート５６からの加熱が停止される。基板Ｓが上部位置に到達する時刻ｔ5においてはシャッター５４が開かれており、処理後の基板Ｓの搬出が可能な状態となっている。

この時刻ｔ5において搬送機構３５が搬出用位置に到達しているように、移動開始タイミングが設定される。図６では、搬送機構３５の停止位置として、搬出用開始位置以外に３箇所の停止位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃがある場合が示されている。各停止位置から搬出用位置までの移動に必要な時間に応じて移動開始タイミングが設定されており、それに応じたタイミングで搬送機構３５の移動が開始される。

例えば搬送機構３５が停止位置Ｐａにある場合、時刻ｔaにおいて搬送機構３５の移動が開始され、その結果、時刻ｔ5には搬送機構３５が搬出用位置に到達している。同様に、搬送機構３５が停止位置Ｐｂ、停止位置Ｐｃにあった場合には、それぞれ時刻ｔb、ｔcにおいて搬送機構３５の移動が開始されることで、時刻ｔ5における搬送機構３５の搬出用位置への到達を実現することができる。このように、搬送機構３５の位置によって移動開始タイミングは異なるが、いずれの場合でも最終的に、時刻ｔ5において搬送機構３５を搬出用位置に位置させることができる。

そのため、熱処理の終了とみなせる時刻ｔ4から基板Ｓが搬出されるまでの時間は、事前に搬送機構３５がどの位置にあったかに関わらず一定となる。これにより、熱処理の結果を安定したものとすることができる。また、これを実現するために搬送機構３５を占用する期間を最小限に抑えることができるので、他の基板の搬送が必要以上に制限されることが回避される。

熱処理後の基板Ｓが搬出されたホットプレートユニットＨＰは、処理開始前の時刻ｔ0と同じ状態となっている。そのため、直ちに新たな基板を受け入れて熱処理を実行することが可能である。

仮に、熱処理が終了した時点（時刻ｔ4）で搬送機構３５が搬出用位置に向け移動開始する制御とした場合、基板Ｓが搬出可能となる時刻ｔ5に対し搬送機構３５は十分に余裕を持って搬出用位置に到達することができる。そのため基板Ｓの搬出については遅滞なく行うことができる。その一方で、リフトピン６１によりゆっくりと上昇する基板Ｓが上部位置に到達するまでの間、搬送機構３５を搬出用位置で待機させることになる。この間、搬送機構３５を他の基板の搬送に使用することができない。しかも、時刻ｔ4の時点で搬送機構３５が移動可能な状態となっていなければならないから、実質的には、時刻ｔ4よりも前の段階から搬送機構３５が拘束される。

したがって、装置全体として見ても搬送機構の動作シーケンスは制約を受けることになる。具体的には、搬送機構が基板搬送に使われない待機時間が増加し、これにより基板１枚当たりにおける処理開始から全ての処理が終了するまでの時間が長くなる。すなわち、処理のスループットが低下する。

上記実施形態では、ホットプレートユニットＨＰからの基板Ｓの搬出を遅滞なく行うために搬送機構３５を占用する期間が最小限に抑えられる。このため、このような搬送に起因するスループットの低下を抑制することができる。

以上のように、この実施形態の基板処理装置においては、ホットプレートユニットＨＰから基板Ｓを搬出するための搬送機構３５の位置である搬出用位置への移動開始タイミングが、搬送機構３５の位置に基づいて設定される。より具体的には、熱処理が終了し基板が搬出可能となる時刻と、搬送機構３５の現在位置とに基づき、搬送機構３５の移動開始タイミングが設定される。このため、搬送機構３５を予め待機させておく必要がなく、基板搬出のために搬送機構３５を占用する期間を最小限に抑えることができる。その一方で、基板が搬出可能となった時点で搬出機構３５を搬出用位置に到達させておくことができるので、処理終了後に遅滞なく基板を搬出することができ、搬出の遅延に起因する処理品質の低下を防止することが可能である。

特に、搬送機構の移動に比べ処理ユニット内で基板を昇降させるリフト機構の動作に時間がかかる場合において、上記実施形態の搬送方式は、複数の基板を並列処理する場合のスループット向上に寄与するという点において有効である。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態は、処理終了後の基板搬出の遅滞が処理品質に与える影響が大きいホットプレートユニットＨＰを「処理部」として本発明を適用したものである。しかしながら、本発明に係る搬送機構の制御については、ホットプレートユニット以外の処理ユニットを本発明の「処理部」とした場合でも同様に適用可能である。

例えば、上記では説明を省略しているが、クールプレートＣＰもホットプレートユニットＨＰと同様に、基板を水平に支持するプレート部材であるクールプレートと、クールプレートに対し基板を昇降させるリフト機構とが設けられている。したがって、クールプレートユニットからの基板の搬出にも、上記制御態様を好適に適用することが可能である。この場合においても、クールプレートユニットが基板搬送のために搬送機構を占用する期間を最小限に抑え、この間に他の基板の搬送を可能とすることで、処理のスループット向上に寄与することが可能である。

また、上記実施形態では、ホットプレート５６上で基板Ｓが上部位置まで上昇する時刻と、搬送機構３５が搬出用位置に到達する時刻とが一致するように、搬送機構３５の移動開始タイミングが設定されている。しかしながら、遅くとも基板が搬出可能となる時点で搬送機構が搬出用位置に到達している、という観点では、搬送機構が搬出用位置に到達する時刻が、基板が搬出可能となる時刻よりも少し早くなるようしてもよい。

また、上記実施形態では、搬送機構３５の複数の停止位置間の移動における所要時間が予め見積もられ、その情報が記憶装置４４に記憶されている。そして、搬送機構３５の移動開始タイミングの設定に際してはこの情報が読み出されて利用される。この意味において、記憶装置４４は本発明の「記憶部」に相当している。しかしながら、記憶部に記憶される情報の態様はこれに限定されるものではない。例えば、搬送機構の移動を一定量の上下動、回転等の複数の基本動作の組み合わせと考えて、基本動作ごとの動作時間を求めて記憶部に記憶させておいてもよい。そして、ある停止位置から搬出用位置への移動を考えるとき、それを実現するために組み合わされるべき基本動作の動作時間を積算することにより、全体としての移動所要時間を求めることが可能である。

また、上記実施形態では、塗布処理が施された基板に対して減圧乾燥処理を施し、さらにプリベーク部で熱処理および冷却処理を実行しているが、本発明に係る基板の搬送制御の適用対象は、このような処理態様に限定されるものではない。すなわち、上記した基板処理装置１の処理ユニットの一部が省略されてもよく、また別の処理ユニットが加えられてもよい。

さらに、基板は上記した液晶表示装置用ガラス基板に限定されるものではなく、有機ＥＬ表示装置用ガラス基板およびＰＤＰ用ガラス基板などのＦＰＤ用基板、半導体ウェハ、フォトマスク用ガラス基板、カラーフィルター用基板、記録ディスク用基板、太陽電池用基板、電子ペーパー用基板等の精密電子装置用基板などが本発明の「基板」に含まれる。

以上、具体的な実施形態を例示して説明してきたように、この発明に係る基板処理装置において、処理部は、例えば基板に対し熱処理を行うものとすることができる。本発明に係る搬送機構の制御態様は、処理部での処理内容に関わらず有効である。ただし、特にそれが熱処理である場合、処理終了後における基板の搬出の遅延は処理品質に大きく影響するから、本発明により搬出の遅延を回避することで、処理品質を安定化させることが可能となる。

また例えば、制御部は、搬送機構が搬出用位置に到達する時刻と、基板が上部位置に到達する時刻とが一致するタイミングで搬送機構の移動を開始させるように構成されてもよい。このような構成によれば、基板が上部位置に到達し搬出可能となった時に搬送機構も搬出用位置に到達しているので、処理後の基板を遅滞なく搬出することができる。そして、搬出が終了した後の搬送機構を、直ちに別の基板搬送に供することができる。

また例えば、制御部は、リフト機構が基板の移動を開始する時の搬送機構の位置に基づいて移動開始タイミングを決定するように構成されてもよい。このような構成によれば、リフト機構による基板の移動に比較的長い時間を要する場合でも、必要以上に搬送機構が占用されることが回避される。

また例えば、本発明に係る基板処理装置は、搬出用位置を含む搬送機構の複数の停止位置の間における搬送機構の移動所要時間に関する情報を記憶する記憶部を備えてもよく、この場合、制御部は、搬送機構の位置に対応する情報を記憶部から読み出して移動開始タイミングを決定することができる。複数の停止位置間における搬送機構の移動所要時間については、搬送機構の機械的な仕様から予め見積もっておくことが可能である。このような情報を記憶しておくことで、移搬送機構が動開始する時の位置から搬出用位置へ移動するまでの所要時間を求めることが可能となる。

また例えば、リフト機構は、水平姿勢の基板の下面に当接しながら昇降する複数のリフトピンを有するものとすることができる。リフトピンによる基板の支持では、リフトピンの基板への当接が局所的であることから基板の撓みが生じやすい。このため、基板の昇降速度を大きくすることが難しい。このような場合においても、本発明では、リフトピンによる基板の移動が完了するまで搬送機構を待機させておく必要がないため、搬送機構の占用期間を短くすることが可能である。

また例えば、処理部は、上面に基板を水平姿勢で支持するプレート部材を有するものであってもよい。特にプレート部材がホットプレートであるときがこれに該当する。プレート部材により支持された基板をリフト機構で上昇させる場合、基板とプレート部材との間が一時的に負圧になり基板の損傷の原因となることがある。これを避けるため昇降速度が制限されるが、上記した通り、本発明ではこのことが搬送機構の占用期間を長くする原因とはならない。

この発明は、各種の基板処理装置に適用することが可能でありその処理内容は限定されないが、特に処理部内で処理された基板を処理位置からリフト機構により上部位置まで移動させてから搬送機構により搬出する構成の装置に好適である。

１ 基板処理装置
６ リフト機構
３０ プリベーク部
３５ 搬送機構
４０ 制御部
４４ 記憶装置（記憶部）
５６ ホットプレート（プレート部材）
６１ リフトピン
３５３，３５４ ハンド
ＨＰ ホットプレートユニット（処理部）
Ｓ 基板

Claims (9)

1. 基板を処理する処理部と、
   前記処理部内の処理位置で処理された前記基板を、前記処理位置より上方の上部位置へ移動させるリフト機構と、
   前記上部位置の前記基板を前記処理部から搬出する搬送機構と、
   前記搬送機構を制御する制御部と
   を備え、
   前記搬送機構は、前記処理部から前記基板を搬出するための搬出用位置を含む複数の位置の間を移動可能であり、
   前記制御部は、前記リフト機構により移動される前記基板が前記上部位置に到達する時と、前記搬送機構の位置とに基づき、前記搬送機構の前記搬出用位置への移動開始タイミングを決定する、基板処理装置。
2. 前記処理部は前記基板に対し熱処理を行う、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記制御部は、前記搬送機構が前記搬出用位置に到達する時刻と、前記基板が前記上部位置に到達する時刻とが一致するタイミングで前記搬送機構の移動を開始させる、請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 前記制御部は、前記リフト機構が前記基板の移動を開始する時の前記搬送機構の位置に基づいて前記移動開始タイミングを決定する、請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置。
5. 前記搬出用位置を含む前記搬送機構の複数の停止位置の間における前記搬送機構の移動所要時間に関する情報を記憶する記憶部を備え、
   前記制御部は、前記搬送機構の位置に対応する前記情報を前記記憶部から読み出して前記移動開始タイミングを決定する、請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置。
6. 前記リフト機構は、水平姿勢の前記基板の下面に当接しながら昇降する複数のリフトピンを有する、請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置。
7. 前記処理部は、上面に前記基板を水平姿勢で支持するプレート部材を有する、請求項１ないし６のいずれかに記載の基板処理装置。
8. 前記プレート部材がホットプレートである、請求項７に記載の基板処理装置。
9. 処理部内の処理位置で基板を処理する工程と、
   処理後の前記基板を、リフト機構により前記処理位置より上方の上部位置へ移動させる工程と、
   前記上部位置の前記基板を前記処理部から搬出する工程と
   を備え、
   前記基板の搬出は、前記処理部から前記基板を搬出するための搬出用位置を含む複数の位置の間を移動可能な搬送機構を前記搬出用位置に位置決めして行い、
   前記搬送機構の前記搬出用位置への移動開始タイミングが、前記リフト機構により移動される前記基板が前記上部位置に到達する時と、前記搬送機構の位置とに基づき決定される、基板処理方法。

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