KR20100012813A

KR20100012813A - 열처리장치 및 기판처리장치

Info

Publication number: KR20100012813A
Application number: KR1020090061113A
Authority: KR
Inventors: 야스히로 시바; 마사오 츠지; 미츠히로 마스다; 시게히로 고토
Original assignee: 가부시키가이샤 소쿠도
Priority date: 2008-07-28
Filing date: 2009-07-06
Publication date: 2010-02-08
Also published as: JP5220505B2; JP2010034209A

Abstract

[과제]

간이(簡易)한 구성으로 가열처리 후의 기판을 신속하게 냉각할 수 있고, 또한 열처리시의 기판의 온도이력(溫度履歷)을 일정하게 유지할 수 있는 열처리장치를 제공한다.

[해결수단]

가열유닛(PHP)의 외부로부터 반입된 기판(W)은 쿨 플레이트(70)의 리프트 핀(71) 위에 놓이고, 반송아암(86)에 의해 핫 플레이트(60)까지 반송된다. 핫 플레이트(60)에서 기판(W)의 가열처리를 행하고 있는 동안, 반송아암(86)은 쿨 플레이트(70)에 접촉하여 냉각되어 있다. 가열처리가 종료된 후, 기판(W)은 반송아암(86)에 의해 수취되어 핫 플레이트(60)로부터 쿨 플레이트(70)까지 이동된다. 기판(W)을 수취하여 재치(載置)한 반송아암(86)의 이면(裏面)이 쿨 플레이트(70)의 표면(表面)에 접촉함으로써 반송아암(86)의 기판(W)이 냉각된다.

열처리장치, 핫 플레이트, 쿨 플레이트, 반송기구, 리프트 핀

Description

열처리장치 및 기판처리장치{HEAT TREATMENT APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}

본 발명은, 반도체 기판, 액정표시 장치용 유리기판, 포토마스크(photo mask)용 유리기판, 광디스크용 기판 등(이하, 간단히 「기판」이라고 함)에 열처리를 행하는 열처리장치 및 그 열처리장치를 조립한 기판처리장치에 관한 것이다.

반도체 디바이스(device)나 액정디스플레이 등의 제품은, 상기 기판에 대해 세정, 레지스트 도포, 노광(露光), 현상(現像), 에칭, 층간 절연막(層間絶緣膜)의 형성, 열처리, 다이싱 등의 일련의 모든 처리를 시행함으로써 제조되고 있다. 이들 중 열처리는, 예를 들면 패턴의 노광 후, 층간 절연막의 재료인 SOG(Spin on glass)재(材)의 도포 후, 또는 포토 레지스트의 도포 후 등에 행해지는 처리로서, 반도체 제조의 프로세스에 필수인 중요한 처리공정이다.

이 종류의 열처리를 실행하는 열처리장치에서는, 가열처리 및 그 후의 냉각처리를 신속하게 행하여 처리시간의 단축을 도모하는 것이 요구되고 있다. 특히, 화학증폭형 레지스트를 형성한 기판의 노광 후 열처리를 행할 때는, 노광 후 가열처리를 행한 후, 단시간 안에 냉각처리를 행하지 않으면, 레지스트 반응의 정지가 늦어져, 패턴의 선폭(線幅)에 악역향이 생긴다고 하는 문제가 있었다. 이와 같은 과제를 해결하기 위해, 특허문헌 1에는, 가열처리 후의 기판을 반송하는 반송아암에 냉각기능을 구비하여, 가열처리 후의 기판에 신속하게 냉각처리를 행하는 열처리장치가 개시되어 있다.

[특허문헌1]일본 특개 평8-162405호 공보

특허문헌1에 개시되는 열처리장치에서는, 반송아암에 펠티에(peltiert) 소자를 설치하거나, 또는 냉각수를 순환시켜 냉각하도록 하고 있다. 그렇지만, 이와 같이 하면, 반송아암은 이동하는 것이기 때문에, 배선이나 배관의 취급이 복잡하게 될 뿐만 아니라, 반복된 이동에 의해 배선의 파단이나 액누설 등의 문제가 생길 우려도 있다.

펠티에 소자나 냉각수를 사용하지 않고, 반송아암의 열용량을 크게하여 그것에 의해 가열처리 후의 기판을 냉각하는 것도 생각되지만, 이 경우는 반복의 냉각처리에 의해 반송아암이 서서히 축열(蓄熱)한다. 반송아암이 축열하면, 로트의 초기의 기판과 후반의 기판에서 냉각속도가 달라, 온도이력을 일정하게 유지할 수 없을 뿐만 아니라, 서서히 냉각에 시간을 필요로 하여 오버헤드 타임이 장시간화 한다고 하는 문제도 발생한다.

본 발명은, 상기 과제를 감안하여 안출된 것으로서, 간이한 구성으로 가열처리 후의 기판을 신속하게 냉각할 수 있고, 또한 열처리시의 기판의 온도이력을 일 정하게 유지할 수 있는 열처리장치 및 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 1의 발명은, 기판에 열처리를 행하는 열처리장치에 있어서, 기판을 재치하여 가열하는 핫 플레이트와, 기판을 냉각하는 쿨 플레이트와, 상기 핫 플레이트와 상기 쿨 플레이트 사이에서 기판을 반송하는 반송기구를 구비하고, 상기 반송기구는, 기판의 평면 사이즈 보다 큰 평면 사이즈를 갖고 기판을 재치하는 반송아암과, 상기 반송아암을 상기 핫 플레이트와 상기 쿨 플레이트 사이에서 이동시키는 아암 구동기구를 구비하며, 상기 핫 플레이트에서 가열된 기판을 수취하여 재치한 상기 반송아암이 상기 아암 구동기구에 의해 상기 핫 플레이트로부터 상기 쿨 플레이트까지 이동되고, 상기 반송아암의 이면이 상기 쿨 플레이트의 표면에 접촉함으로써 상기 반송아암을 통해 기판을 냉각하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 2의 발명은, 청구항 1의 발명에 의한 열처리 장치에 있어서, 기판은 원판형상을 갖고, 상기 핫 플레이트 및 상기 쿨 플레이트에는, 기판의 중심으로부터 반경(半徑)의 80%이내의 내측영역을 지지하여 승강(昇降)하는 리프트 핀이 설치되고, 상기 반송아암에는, 상기 리프트 핀이 들어가는 슬릿이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 3의 발명은, 청구항 2의 발명에 의한 열처리 장치에 있어서, 상기 리프트 핀으로부터 상기 반송아암에 기판을 건넬 때, 상기 리프트 핀이 하강 함과 동시에 상기 아암 구동기구가 상기 반송아암을 상승시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 4의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항의 발명에 의한 열처리장치에 있어서, 상기 반송아암의 이면 또는 상기 쿨 플레이트의 표면에 수지(樹脂)를 기재(基材)로 하는 열전도시트를 첩설(貼設)하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 5의 발명은, 청구항 1의 발명에 의한 열처리장치에 있어서, 상기 핫 플레이트에서 기판이 가열되고 있을 때, 상기 반송아암의 이면을 상기 쿨 플레이트의 표면에 접촉시켜 상기 반송아암을 냉각하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 6의 발명은, 청구항 1의 발명에 의한 열처리장치에 있어서, 상기 반송아암은, 알루미늄, 동(銅), 알루미나(alumina) 및 탄화규소로 이루어지는 군(群)으로부터 선택된 적어도 1종(種)을 포함하는 소재로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 7의 발명은, 청구항 1의 발명에 의한 열처리장치에 있어서, 상기 반송아암에 방열부재(放熱部材)를 부설(付設)하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 8의 발명은, 기판에 소정의 처리를 행하는 기판처리장치에 있어서, 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항의 발명에 의한 열처리장치와, 상기 열처리장치에 기판을 반송하는 반송수단을 구비하고, 상기 반송수단은, 상기 쿨 플레이트에 기판의 반출입(搬出入)을 행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 9의 발명은, 청구항 8의 발명에 의한 기판처리장치에 있어서, 상기 반송수단은, 노광처리 후의 기판을 상기 열처리장치로 반송하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 핫 플레이트에서 가열된 기판을 수취하여 재치한 반송아암이 아암 구동기구에 의해 핫 플레이트로부터 쿨 플레이트까지 이동되고, 반송아암의 이면이 쿨 플레이트의 표면에 접촉함으로써 반송아암을 통해 기판을 냉각하기 때문에, 반송아암은 기판으로부터 쿨 플레이트로의 열전달을 매개하는 것 뿐이며, 간이한 구성으로 가열처리 후의 기판을 신속하게 냉각할 수 있다. 또한, 반송아암으로의 축열이 생기지 않기 때문에, 기판의 냉각속도는 일정하게 되며, 열처리시의 기판의 온도이력을 일정하게 유지할 수 있다.

특히, 청구항 2의 발명에 의하면, 핫 플레이트 및 쿨 플레이트에는, 기판의 중심으로부터 반경의 80%이내의 내측영역을 지지하여 승강하는 리프트 핀이 설치되어 있어, 리프트 핀을 설치함으로써 플레이트면 내(內)의 온도분포 균일성이 손상되는 것이 방지된다.

특히, 청구항 3의 발명에 의하면, 리프트 핀으로부터 반송아암에 기판을 건넬 때, 리프트 핀이 하강함과 동시에 아암 구동기구가 반송아암을 상승시키기 때문에, 기판 주고받기 시간이 단축된다.

특히, 청구항 4의 발명에 의하면, 반송아암의 이면 또는 쿨 플레이트의 표면에 수지를 기재로 하는 열전도시트를 첩설하고 있기 때문에, 반송아암의 이면과 쿨 플레이트 표면의 밀착성이 높아져, 양호한 열전도가 이루어진다.

특히, 청구항 5의 발명에 의하면, 핫 플레이트에서 기판이 가열되어 있을 때, 반송아암의 이면을 쿨 플레이트의 표면에 접촉시켜 반송아암을 냉각하기 때문에, 반송아암의 축열을 확실히 방지할 수 있고, 핫 플레이트에서 가열된 기판을 수취할 때 반송아암의 온도는 항상 일정하게 할 수 있다.

특히, 청구항 6의 발명에 의하면, 반송아암은, 알루미늄, 동, 알루미나 및 탄화규소로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종을 포함하는 소재로 형성되기 때문에, 반송아암을 통해 기판을 신속하게 냉각할 수 있다.

특히, 청구항 7의 발명에 의하면, 반송아암에 방열부재를 부설하기 때문에, 쿨 플레이트로의 열전도에 더하여 방열부재로부터의 열방사가 일어나기 때문에, 기판의 냉각을 촉진할 수 있다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명한다.

<1. 전체구성>

우선, 본 발명에 의한 열처리장치를 조립한 기판처리장치의 전체구성에 대해 설명한다. 도 1은, 본 발명에 의한 열처리장치를 조립한 기판처리장치(1)의 평면도이다. 또한, 도 2는 기판처리장치(1)의 액(液)처리유닛의 배치구성을 나타내는 개략(槪略) 측면도이며, 도 3은 열처리유닛의 배치구성을 나타내는 개략 측면도이며, 도 4는 반송로봇 및 기판재치부의 배치구성을 나타내는 측면도이다. 또한, 도 1 및 이후의 각 도면에는 그들의 방향관계를 명확하게 하기 위해 Z축 방향을 연직방향으 로 하고, XY평면을 수평면으로 하는 XYZ 직교 좌표계를 적절히 붙이고 있다.

본 실시형태의 기판처리장치(1)는, 기판(W)으로서 원판형상의 반도체 웨이퍼에 포토 레지스트막을 도포 형성하는 동시에, 패턴 노광 후의 반도체 웨이퍼에 현상처리를 행하는 장치(이른바 코터 앤드 디벨로퍼(coater & developer)이다. 또한, 본 발명에 의한 기판처리장치(1)의 처리대상으로 되는 기판(W)은 반도체 웨이퍼에 한정되는 것은 아니고, 액정표시장치용 유리기판이나 포토마스크용 유리기판 등이라도 좋다.

본 실시형태의 기판처리장치(1)는, 인덱서 블록(ID), 도포처리 블록(SC), 현상처리 블록(SD) 및 인터페이스 블록(IF)의 4개의 처리블록을 한 방향(X축 방향)으로 연설(連設)하여 구성되어 있다. 인터페이스 블록(IF)에는 기판처리장치(1)와는 별체(別體)의 외부장치인 노광장치(스텝퍼(stepper))(EXP)가 인접하여 접속 배치되어 있다.

인덱서 블록(ID)은, 장치 밖으로부터 수취한 미처리기판(W)을 도포처리 블록(SC)에 반입하는 동시에, 현상처리가 종료된 처리완료 기판(W)을 장치 밖으로 반출하기 위한 처리블록이다. 인덱서 블록(ID)은, 복수의 캐리어(C)(본 실시형태에서는 4개)를 나란하게 재치하는 재치대(11)와, 각 캐리어(C)로부터 미처리의 기판(W)을 꺼내는 동시에, 각 캐리어(C)에 처리완료의 기판(W)을 수납하는 인덱서 블록(IDR)을 구비하고 있다.

인덱서 블록(ID)에 인접하여 도포처리 블록(SC)이 배치되어 있다. 도포처리 블록(SC)은, 기판(W)에 레지스트막 및 그 하지(下地)에 반사방지막을 형성하는 처 리블록이다. 도포처리 블록(SC)은, 대략 상측 도포셀(UC) 및 하측 도포셀(LC)의 상하 2단(段)으로 나누어져 있다. 상측 도포셀(UC)은, 주(主) 반송로봇(TR1) 및 주 반송로봇(TR1)이 반송을 담당하는 복수의 처리유닛을 구비하여 구성된다. 마찬가지로, 하측 도포셀(LC)은, 주 반송로봇(TR2) 및 주 반송로봇(TR2)이 반송을 담당하는 복수의 처리유닛을 구비하여 구성된다.

도포처리 블록(SC)과 인터페이스 블록(IF) 사이에 끼워 넣어지도록 하여 현상처리 블록(SD)이 배치되어 있다. 현상처리 블록(SD)은, 노광처리 후의 기판(W)에 대해 현상처리를 행하는 처리블록이다. 현상처리 블록(SD)은, 대략 상측 현상셀(UD) 및 하측 현상셀(LD)의 상하 2단으로 나누어져 있다. 상측 현상셀(UD)은, 주 반송로봇(TR3) 및 주 반송로봇(TR3)이 반송을 담당하는 복수의 처리유닛을 구비하여 구성된다. 마찬가지로, 하측 현상셀(LD)은, 주 반송로봇(TR4) 및 주 반송로봇(TR4)이 반송을 담당하는 복수의 처리유닛을 구비하여 구성된다.

X축 방향을 따라 나란한 상측 도포셀(UC)과 상측 현상셀(UD)은 연결되어, 인덱서 블록(ID)과 인터페이스 블록(IF) 사이를 잇는 하나의 기판처리경로를 형성한다. 마찬가지로, X축 방향을 따라 나란한 하측 도포셀(LC)과 하측 현상셀(LD)은 연결되어, 인덱서 블록(ID)과 인터페이스 블록(IF) 사이를 잇는 하나의 기판처리경로를 형성한다. 즉, 기판처리장치(1)는, 도포처리 블록(SC) 및 현상처리 블록(SD)에 걸쳐 2단의 기판처리경로를 갖는다.

현상처리 블록(SD)에 인접하여 인터페이스 블록(IF)이 배치되어 있다. 인터페이스 블록(IF)은, 미노광(未露光)의 기판(W)을 기판처리장치(1)와는 별체의 외부 장치인 노광장치(EXP)에 건네는 동시에, 노광완료의 기판(W)을 노광장치(EXP)로부터 수취하는 처리블록이다. 인터페이스 블록(IF)은, 기판(W)을 반송하는 제1 인터페이스 로봇(IFR1) 및 제2 인터페이스 로봇(IFR2)을 구비한다.

인덱서 블록(ID)과 도포처리 블록(SC)의 접속부분에는 기판재치부(PASS1U, PASS2U, PASS1L, PASS2L)가 설치되어 있다. 기판재치부(PASS1U, PASS2U)는, 인덱서 블록(ID)과 상측 도포셀(UC)의 접속부분에 상하로 적층하여 설치되어 있다. 인덱서 로봇(IDR)과 주 반송로봇(TR1) 사이의 기판(W)의 주고받기는 기판재치부(PASS1U, PASS2U)를 통해 행해진다. 한편, 기판재치부(PASS1L, PASS2L)는, 인덱서 블록(ID)과 하측 도포셀(LC)의 접속부분에 상하로 적층하여 설치되어 있다. 인덱서 로봇(IDR)과 주 반송로봇(TR2) 사이의 기판(W)의 주고받기는 기판재치부(PASS1L, PASS2L)를 통해 행해진다.

또한, 도포처리 블록(SC)과 현상처리 블록(SD)의 접속부분에는 기판재치부(PASS3U, PASS4U, PASS3L, PASS4L)가 설치되어 있다. 기판재치부(PASS3U, PASS4U)는, 상측 도포셀(UC)과 상측 현상셀(UD)의 접속부분에 상하로 적층하여 설치되어 있다. 주 반송로봇(TR1)과 주 반송로봇(TR3) 사이의 기판(W)의 주고받기는 기판재치부(PASS3U, PASS4U)를 통해 행해진다. 한편, 기판재치부(PASS3L, PASS4L)는, 하측 도포셀(LC)과 하측 현상셀(LD)의 접속부분에 상하로 적층하여 설치되어 있다. 주 반송로봇(TR2)과 주 반송로봇(TR4) 사이의 기판(W)의 주고받기는 기판재치부(PASS3L, PASS4L)를 통해 행해진다.

또한, 현상처리 블록(SD)에는, 기판재치부(PASS5U, PASS6U, PASS5L, PASS6L) 가 설치되어 있다. 기판재치부(PASS5U, PASS6U)는, 상측 현상셀(UD)에 상하로 적층하여 설치되어 있다. 주 반송로봇(TR3)과 제1 인터페이스 로봇(IFR1) 사이의 기판(W)의 주고받기는 기판재치부(PASS5U, PASS6U)를 통해 행해진다. 기판재치부(PASS5L, PASS6L)는, 하측 현상셀(LD)에 상하로 적층하여 설치되어 있다. 주 반송로봇(TR4)과 제1 인터페이스 로봇(IFR1) 사이의 기판(W)의 주고받기는 기판재치부(PASS5L, PASS6L)를 통해 행해진다.

또한, 인터페이스 블록(IF)에는, 기판재치부(PASS7, PASS8)가 상하로 적층하여 설치되어 있다. 제1 인터페이스 로봇(IFR1)과 제2 인터페이스 로봇(IFR2) 사이의 기판(W)의 주고받기는 기판재치부(PASS7, PASS8)를 통해 행해진다. 이상의 기판재치부는 모두 3개의 지지핀을 구비하여 구성되어 있고, 한쪽의 로봇이 지지핀 위에 재치한 기판(W)을 다른쪽의 로봇이 수취함으로써 기판(W)의 주고받음이 행해진다. 또한, 각 기판재치부에는, 기판(W)의 유무를 검출하는 광학식(光學式)의 센서가 설치되어 있다.

<1-1. 인덱서 블록>

이어서, 인덱서 블록(ID)으로부터 차례로 각 처리블록에 대해 설명한다. 인덱서 블록(ID)의 재치대(11)에 대해서는 미처리의 복수매의 기판(W)을 수납한 캐리어(C)가 AGV(automated guided vehicle) 등의 무인(無人) 반송기구에 의해 반입된다. 또한, 처리완료의 복수매의 기판(w)을 수납한 캐리어(C)도 AGV 등에 의해 반출된다. 또한, 캐리어(C)의 형태로서는, 기판(W)을 밀폐공간에 수납하는 FOUP(front opening unified pod) 이외에, SMIF(Standard Mechanical Inter Face) 포드나 수납 기판(W)을 외기에 노출하는 OC(open cassette)라도 좋다.

인덱서 로봇(IR)은, 재치대(11)의 측방을 캐리어(C)의 늘어선 방향(Y축 방향)을 따라 수평이동하는 가동대(12)와, 가동대(12)에 대해 연직방향(Z축 방향)으로 신축하는 승강축(13)과, 기판(W)을 수평자세로 유지하는 유지아암(14)을 구비하고 있다. 유지아암(14)은, 승강축(13)의 상단에 탑재되어 있고, 연직방향을 따른 축심(軸心) 둘레에서의 선회동작(旋回動作) 및 선회 반경방향을 따른 슬라이드 이동이 가능하게 구성되어 있다. 따라서, 유지아암(14)은, Y축 방향을 따른 수평이동, 승강이동, 수평면 내의 선회동작 및 선회 반경방향을 따른 진퇴이동을 행한다. 이에 의해, 인덱서 로봇(IR)은, 유지아암(14)을 각 캐리어(C)에 액세스시켜 미처리 기판(W)의 꺼냄 및 처리완료 기판(W)의 수납을 행할 수 있다.

<1-2. 도포처리 블록>

도포처리 블록(SC)의 상측 도포셀(UC)에서는, 주 반송로봇(TR1)이 이동하기 위한 반송 스페이스(TP1)를 끼고 열처리유닛군과 액처리유닛군이 대향하여 배치되어 있다. 구체적으로는, 액처리유닛군이 장치 정면측((-Y)측)에, 열처리유닛군이 장치 배면측((+Y)측)에, 각각 위치하고 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 상측 도포셀(UC)의 액처리유닛군은, 상단에 복수 개(본 실시형태에서는 3개) 인접배치된 반사방지막용 도포처리유닛(BARC)과, 하단에 복수 개(본 실시형태에서는 3개) 인접배치된 레지스트막용 도포처리유닛(RES)을 구비하고 있다. 3개의 반사방지막용 도포처리유닛(BARC)의 각각은, 기판(W)을 대략 수평자세로 흡착유지하여 대략 수평면 내에서 회전시키는 스핀척, 그 스핀척 을 회전구동시키는 스핀모터 및 스핀척 위에 유지된 기판(W)의 주위를 둘러싼 컵 등을 구비한다. 3개의 반사방지막용 도포처리유닛(BARC)은, 칸막이벽 등에 의해 칸이 나뉘지 않고 병설(竝設)되어 있다. 그리고, 3개의 반사방지막용 도포처리유닛(BARC)에 공용의 반사방지막용 도포액 공급부(21)가 설치되어 있다(도 1). 반사방지막용 도포액 공급부(21)는, 토출노즐(22)을 3개의 반사방지막용 도포처리유닛(BARC)의 줄을 따라 이동시키는 동시에, 반사방지막용 도포처리유닛(BARC)을 향해 진퇴이동시킨다. 토출노즐(22)은, 반사방지막용 도포액을 토출한다. 또한, 토출노즐(22)은 반사방지막용 도포액 종류마다 복수 설치되어 있고, 반사방지막용 도포액 공급부(21)는 그들 중 하나를 파지(把持)하여 이동시킨다.

상측 도포셀(UC)의 하단에 설치된 3개의 레지스트막용 도포처리유닛(RES)도 반사방지막용 도포처리유닛(BARC)과 거의 같은 구성을 구비하고 있다. 즉, 3개의 레지스트막용 도포처리유닛(RES)의 각각은, 스핀척, 스핀모터, 컵 등을 구비하고 있다. 또한, 3개의 레지스트막용 도포처리유닛(RES)은, 칸막이벽 등에 의해 칸이 나뉘지 않고 병설되어 있고, 3개의 레지스트막용 도포처리유닛(RES)에 공용의 레지스트막용 도포액 공급부(도시 생략)가 설치되어 있다. 레지스트막용 도포액 공급부는, 토출노즐을 3개의 레지스트막용 도포처리유닛(RES)의 줄을 따라 이동시키는 동시에, 레지스트막용 도포처리유닛(RES)을 향해 진퇴이동시킨다. 토출노즐은, 레지스트막용의 도포액을 토출한다. 또한, 상기와 마찬가지로, 토출노즐은 레지스트막용 도포액의 종류마다 복수 설치되어 있고, 레지스트막용 도포액 공급부는 그들 중 하나를 파지하여 이동시킨다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 상측 도포셀(UC)의 열처리유닛군은, 반송 스페이스(TP1)에 면하여 3열(列)로 열처리유닛을 적층배치하고 있다. 가장 인덱서 블록(ID) 및 현상처리 블록(SD)에 가까운 열의 각각에는, 4개의 가열유닛(PHP) 및 1개의 냉각유닛(CP)이 상하로 적층배치되어 있다. 또한, 한가운데의 열에는, 2개의 가열유닛(PHP) 및 1개의 냉각유닛(CP)이 상하로 적층배치되어 있다. 가열유닛(PHP)은, 기판(W)을 소정온도까지 승온(昇溫)하여 가열처리를 행한다. 본 실시형태의 가열유닛(PHP)은, 냉각기능도 갖고 있어, 가열처리 후의 기판(W)의 조(粗) 냉각처리도 행한다. 가열유닛(PHP)에 대해서는 더 후술한다. 냉각유닛(CP)은, 가열된 기판(W)을 냉각하여 소정의 온도로까지 강온(降溫)하는 동시에 기판(W)을 당해 소정의 온도로 유지한다. 상측 도포셀(UC)의 열처리유닛군에 배치된 10개의 가열유닛(PHP) 중 1개에서는, 기판(W)과 피막(被膜)의 밀착성을 향상시키기 위해 HMDS(헥사메틸디실라잔)의 증기분위기 중에서 기판(W)을 열처리(밀착강화 처리)한다. 또한, 밀착강화 처리용의 가열유닛(PHP)은, HMDS의 분위기가 외부로 누설되지 않도록, 도시를 생략하는 커버에 의해 핫 플레이트 표면과의 사이에 밀폐공간을 형성한다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 반송 스페이스(TP1)에는, 주 반송로봇(TR1)을 상하방향으로 안내하는 2개의 세로 가이드 레일(31)과 수평방향(X방향)으로 안내하는 가로 가이드 레일(32)이 설치되어 있다. 2개의 세로 가이드 레일(31)은, 반송 스페이스(TP1)의 X축 방향 양단(兩端)에서, 액처리유닛군의 쪽에 고정설치되어 있다. 가로 가이드 레일(32)은, 2개의 세로 가이드 레일(31)의 사이에 슬라이딩 가능 하게 횡가(橫架)되어 있다. 가로 가이드 레일(32)에는, 베이스부(33)가 슬라이딩 가능하게 장착되어 있다. 베이스부(33)는, 반송 스페이스(TP1)의 대략 중앙까지 가로방향으로 튀어 나오도록 장착되어 있다. 도시 생략의 구동부에 의해 가로 가이드 레일(32)은 세로 가이드 레일(31)에 안내되어 상하방향으로 이동하고, 베이스부(33)는 가로 가이드 레일(32)에 안내되어 X축 방향으로 이동한다.

베이스부(33)에는, 연직방향을 따른 축심 둘레에서 선회가능하게 회전대(35)가 설치되어 있다. 회전대(35)에는, 기판(W)을 유지하는 2개의 유지아암(37a, 37b)이 각각 독립하여 수평방향으로 슬라이드 이동가능하게 탑재되어 있다. 2개의 유지아암(37a, 37b)은 서로 상하로 근접한 위치에 설치되어 있다. 베이스부(33)에는 회전대(35)를 회전하는 구동부가 설치되고, 회전대(35)에는 유지아암(37a, 37b)을 회전대(35)의 선회 반경방향으로 슬라이드 이동하는 구동부가 내장되어 있다(모두 도시 생략). 따라서, 유지아암(37a, 37b)의 각각은, 승강이동, 수평면 내의 선회동작 및 선회 반경방향을 따른 진퇴이동을 행한다. 이에 의해, 주 반송로봇(TR1)은, 2개의 유지아암(37a, 37b)을 각각 개별로 상측 도포셀(UC)의 액처리유닛군 및 열처리유닛군에 배치된 처리유닛 및 기판재치부(PASS1U, PASS2U, PASS3U, PASS4U)에 대해 액세스시켜, 그들과의 사이에서 기판(W)의 수수(授受)를 행할 수 있다.

하측 도포셀(LC)의 구성은 상측 도포셀(UC)의 구성과 대략 같다. 즉, 하측 도포셀(LC)에서도, 주 반송로봇(TR2)이 이동하기 위한 반송 스페이스(TP2)를 끼고 열처리유닛군과 액처리유닛군이 대향하여 배치되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 하측 도포셀(LC)의 액처리유닛군은, 상단에 복 수 개(본 실시형태에서는 3개) 인접배치된 반사방지막용 도포처리유닛(BARC)과, 하단에 복수 개(본 실시형태에서는 3개) 인접배치된 레지스트막용 도포처리유닛(RES)을 구비한다. 반사방지막용 도포처리유닛(BARC) 및 레지스트막용 도포처리유닛(RES)은 상측 도포셀(UC)에서의 것과 같다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 하측 도포셀(LC)의 열처리유닛군은, 반송 스페이스(TP2)에 면하여 3열로 열처리유닛을 적층배치하고 있다. 가장 인덱서 블록(ID) 및 현상처리 블록(SD)에 가까운 열의 각각에는, 4개의 가열유닛(PHP) 및 1개의 냉각유닛(CP)이 상하로 적층배치되어 있다. 또한, 한가운데의 열에는, 2개의 가열유닛(PHP) 및 1개의 냉각유닛(CP)이 상하로 적층배치되어 있다. 가열유닛(PHP) 및 냉각유닛(CP)은 상측 도포셀(UC)에서의 것과 같다. 또한, 상측 도포셀(UC)과 마찬가지로, 10개의 가열유닛(PHP) 중 1개에서는, 기판(W)과 피막의 밀착성을 향상시키기 위해 HMDS의 증기분위기 중에서 기판(W)을 열처리한다. 그 가열유닛(PHP)은, HMDS의 분위기가 외부로 누설되지 않도록, 도시를 생략하는 커버에 의해 핫 플레이트 표면과의 사이에 밀폐공간을 형성한다.

또한, 주 반송로봇(TR2)의 구성도 상측 도포셀(UC)에서의 주 반송로봇(TR1)과 같다. 따라서, 주 반송로봇(TR2)은, 2개의 유지아암(37a, 37b)을 각각 개별로 하측 도포셀(LC)의 액처리유닛군 및 열처리유닛군에 배치된 처리유닛 및 기판재치부(PASS1L, PASS2L, PASS3L, PASS4L)에 대해 액세스시켜, 그들과의 사이에서 기판(W)의 수수를 행할 수 있다.

<1-3. 현상처리 블록>

현상처리 블록(SD)의 상측 현상셀(UD)에서는, 주 반송로봇(TR3)이 이동하기 위한 반송 스페이스(TP3)를 끼고 열처리유닛군과 액처리유닛군이 대향하여 배치되어 있다. 구체적으로는, 도포처리 블록(SC)과 같고, 액처리유닛군이 장치 정면측((-Y)측)에, 열처리유닛군이 장치 배면측((+Y)측)에, 각각 위치하고 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 상측 현상셀(UD)의 액처리유닛군은, 상하 2단의 각각에 복수 개(본 실시형태에서는 3개) 인접배치된 현상처리유닛(DEV)을 구비한다. 복수의 현상처리유닛(DEV)의 각각은, 기판(W)을 대략 수평자세로 흡착유지하여 대략 수평면 내에서 회전시키는 스핀척, 그 스핀척을 회전구동시키는 스핀모터 및 스핀척 위에 유지된 기판(W)의 주위를 둘러싼 컵 등을 구비하고 있다. 상측 현상셀(UD)의 상단의 3개의 현상처리유닛(DEV)은, 칸막이벽 등에 의해 칸이 나뉘지 않고 병설되어 있다. 그리고, 3개의 현상처리유닛(DEV)에 공용의 현상액 공급부(31)가 설치되어 있다(도 1). 현상액 공급부(31)는, 토출노즐(32)을 3개의 현상처리유닛(DEV)의 줄을 따라 이동시킨다. 토출노즐(32)은, 현상액을 토출한다. 또한, 토출노즐(32)로서는, 기판(W)의 사이즈 이상의 길이의 슬릿형상 토출공(吐出孔)을 갖는 슬릿노즐이나 복수의 작은 구멍을 구비한 노즐 등을 사용할 수 있다.

상측 현상셀(UD)의 하단의 3개의 현상처리유닛(DEV)에 대해서도, 상단과 마찬가지로, 칸막이벽 등에 의해 칸이 나뉘지 않고 병설되어 있다. 그리고, 3개의 현상처리유닛(DEV)에 공용의 현상액 공급부가 설치되어 있다. 이 현상액 공급부도, 상단과 같은 것이다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 상측 현상셀(UD)의 열처리유닛군은, 반송 스페 이스(TP3)에 면하여 3열로 처리유닛을 적층배치하고 있다. 가장 도포처리 블록(SC)에 가까운 열에는, 3개의 가열유닛(PHP) 및 2개의 냉각유닛(CP)이 상하로 적층배치되어 있다. 또한, 인터페이스 블록(IF)에 가까운 열에는, 4개의 가열유닛(PHP)이 적층배치되는 동시에, 최상단에 기판재치부(PASS5U, PASS6U)가 배치되어 있다. 한가운데의 열에는, 단일의 엣지 노광유닛(EEW)과 1개의 냉각유닛(CP)이 적층배치되어 있다. 가열유닛(PHP) 및 냉각유닛(CP)은 상술한 도포처리 블록(SC)에서의 것과 대략 같다. 엣지 노광유닛(EEW)은, 기판(W)을 대략 수평자세로 흡착유지하여 대략 수평면 내에서 회전시키는 스핀척 및 이 스핀척에 유지된 기판(W)의 주연(周緣)에 광(光)을 조사하여 노광하는 광조사기(光照射器) 등을 구비하고 있다(모두 도시 생략). 또한, 엣지 노광유닛(EEW)은, 열처리유닛에 해당하는 처리유닛은 아니지만, 장치 레이아웃의 편의상, 현상처리 블록(SD)의 열처리유닛군에 배치하고 있다.

또한, 인터페이스 블록(IF)에 가까운 열에 배치된 4개의 가열유닛(PHP)은, 노광 직후의 기판(W)에 대해 노광 후 가열처리(Post Exposure Bake)를 행하는 열처리유닛이다. 이들 4개의 가열유닛(PHP)은, 인터페이스 블록(IF)의 제1 인터페이스 로봇(IFR1)이 반송을 부담한다고 하는 점에서 도포처리 블록(SC)에 가까운 열에 배치된 가열유닛(PHP)과는 성격이 다르지만, 레이아웃의 편의상, 현상처리 블록(SD)의 열처리유닛군에 배치하고 있다. 인터페이스 블록(IF)에 가까운 열에 배치된 4개의 가열유닛(PHP) 및 기판재치부(PASS5U, PASS6U)는, 반송 스페이스(TP3)에 면하는 전면측과 인터페이스 블록(IF)에 면하는 측면측의 쌍방에 개구부(開口部)가 설치되어 있어, 그들의 양면으로부터 기판(W)의 반출입을 행할 수 있다(도 7 참조).

상측 현상셀(UD)의 주 반송로봇(TR3)의 구성은 도포처리 블록(SC)에서의 주 반송로봇(TR1, TR2)과 같다. 따라서, 주 반송로봇(TR3)은, 2개의 유지아암(37a, 37b)을 각각 개별로 상측 현상셀(UD)의 액처리유닛군 및 열처리유닛군에 배치된 처리유닛 및 기판재치부(PASS3U, PASS4U, PASS5U, PASS6U)에 대해 액세스시켜, 그들과의 사이에서 기판(W)의 수수를 행할 수 있다.

하측 현상셀(LD)의 구성은 상측 현상셀(UD)의 구성과 대략 같다. 즉, 하측 현상셀(LD)에서도, 주 반송로봇(TR4)이 이동하기 위한 반송 스페이스(TP4)를 끼고 열처리유닛군과 액처리유닛군이 대향하여 배치되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 하측 현상셀(LD)의 액처리유닛군은, 상하 2단의 각각에 복수 개(본 실시형태에서는 3개) 인접배치된 현상처리유닛(DEV)을 구비한다. 현상처리유닛(DEV)은 상측 현상셀(UD)에서의 것과 같다. 또한, 상측 현상셀(UD)과 마찬가지로, 상하 2단의 각각에서, 3개의 현상처리유닛(DEV)이 칸막이벽 등에 의해 칸이 나뉘지 않고 병설되어 있어, 3개의 현상처리유닛(DEV)에 공용의 현상액 공급부가 설치되어 있다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 하측 현상셀(LD)의 열처리유닛군은, 반송 스페이스(TP4)에 면하여 3열로 처리유닛을 적층배치하고 있다. 가장 도포처리 블록(SC)에 가까운 열에는, 3개의 가열유닛(PHP) 및 2개의 냉각유닛(CP)이 상하로 적층배치되어 있다. 또한, 인터페이스 블록(IF)에 가까운 열에는, 4개의 가열유닛(PHP)이 적층배치되는 동시에, 최상단에 기판재치부(PASS5L, PASS6L)가 배치되어 있다. 한가운데의 열에는, 단일의 엣지 노광유닛(EEW)과 1개의 냉각유닛(CP)이 적층배치되 어 있다. 가열유닛(PHP), 냉각유닛(CP) 및 엣지 노광유닛(EEW)은 상측 현상셀(UD)에서의 것과 같다. 또한, 엣지 노광유닛(EEW) 및 노광 후 가열처리를 행하는 4개의 가열유닛(PHP)(인터페이스 블록(IF)에 가까운 열의 가열유닛(PHP))은, 레이아웃의 편의상 현상처리 블록(SD)의 열처리유닛군에 배치하고 있다. 또한, 인터페이스 블록(IF)에 가까운 열에 배치된 4개의 가열유닛(PHP) 및 기판재치부(PASS5L, PASS6L)는, 반송 스페이스(TP4)에 면하는 전면측과 인터페이스 블록(IF)에 면하는 측면측의 쌍방에 개구부가 설치되어 있어, 그들의 양면으로부터 기판(W)의 반출입을 행할 수 있다.

하측 현상셀(LD)의 주 반송로봇(TR4)의 구성은 도포처리 블록(SC)에서의 주 반송로봇(TR1, TR2)과 같다. 따라서, 주 반송로봇(TR4)은, 2개의 유지아암(37a, 37b)을 각각 개별로 하측 현상셀(LD)의 액처리유닛군 및 열처리유닛군에 배치된 처리유닛 및 기판재치부(PASS3L, PASS4L, PASS5L, PASS6L)에 대해 액세스시켜, 그들과의 사이에서 기판(W)의 수수를 행할 수 있다.

<1-4. 인터페이스 블록>

도 5는, 인터페이스 블록(IF)의 구성을 나타내는 측면도이다. 인터페이스 블록(IF)의 제1 인터페이스 로봇(IFR1)과 제2 인터페이스 로봇(IFR2)은, 처리블록의 늘어선 방향(X축 방향)과는 수직의 방향(Y축 방향)으로 나란하게 설치되어 있다. 제1 인터페이스 로봇(IFR1)은 현상처리 블록(SD)의 열처리유닛군에 가까운 위치에 배치되어 있다. 제2 인터페이스 로봇(IFR2)은 노광장치(EXP)의 기판 반출입구에 가까운 위치에 배치되어 있다. 제1 인터페이스 로봇(IFR1)과 제2 인터페이스 로 봇(IFR2) 사이에는, 2개의 기판재치부(PASS7, PASS8), 기판 복귀용의 리턴버퍼(RBF) 및 기판 보내기용의 센드버퍼(SBF)가 상하로 적층배치되어 있다.

리턴버퍼(RBF)는, 어떠한 장해에 의해 현상처리 블록(SD)이 노광완료의 기판(W)의 현상처리를 행할 수 없는 경우에, 현상처리 블록(SD)의 가열유닛(PHP)에서 노광 후 가열처리를 행한 후에, 그 기판(W)을 일시적으로 수납 보관해 두는 것이다. 한편, 센드버퍼(SBF)는, 노광장치(EXP)가 미노광의 기판(W)을 수용 할 수 없을 때, 노광처리 전의 기판(W)을 일시적으로 수납 보관하는 것이다. 리턴버퍼(RBF) 및 센드버퍼(SBF)는 모두 복수매의 기판(W)을 다단(多段)으로 수납할 수 있는 수납선반에 의해 구성되어 있다. 또한, 리턴버퍼(RBF)에 대해서는 제1 인터페이스 로봇(IFR1)이 액세스를 행하고, 센드버퍼(SBF)에 대해서는 제2 인터페이스 로봇(IFR2)이 액세스를 행한다.

제1 인터페이스 로봇(IFR1)은, 고정설치된 기대(基臺)(43)와, 기대(43)에 대해 연직방향(Z축 방향)으로 신축하는 승강축(45)과, 기판(W)을 유지하는 유지아암(47)을 구비하고 있다. 유지아암(47)은, 승강축(45)의 상단에 탑재되어 있고, 연직방향을 따른 축심 둘레로의 선회동작 및 선회 반경방향을 따른 슬라이드 이동이 가능하게 구성되어 있다. 따라서, 유지아암(47)은, 승강이동, 수평면 내의 선회동작 및 선회 반경방향을 따른 진퇴이동을 행할 수 있다. 이에 의해, 제1 인터페이스 로봇(IFR1)은, 유지아암(47)을 리턴버퍼(RBF), 기판재치부(PASS5U, PASS6U, PASS5L, PASS6L, PASS7, PASS8) 및 현상처리 블록(SD)에 배치된 노광 후 가열처리를 행하는 가열유닛(PHP)에 액세스시켜, 그들과의 사이에서 기판(W)의 수수를 행할 수 있다.

제2 인터페이스 로봇(IFR2)도 기대(43), 승강축(45) 및 유지아암(47)을 구비하고, 제1 인터페이스 로봇(IFR1)과 같은 구성을 구비하고 있다. 이 때문에, 제2 인터페이스 로봇(IFR2)은, 유지아암(47)을 센드버퍼(SBF) 및 기판재치부(PASS7, PASS8)에 액세스시켜, 그들과의 사이에서 기판(W)의 수수를 행할 수 있다. 또한, 제2 인터페이스 로봇(IFR2)은, 노광장치(EXP)의 기판 반출입구에 미노광의 기판(W)을 건네는 동시에, 해당 기판 반출입구로부터 노광완료의 기판(W)을 수취한다.

또한, 노광장치(EXP)는, 기판처리장치(1)에서 레지스트 도포된 노광 전의 기판(W)을 인터페이스 블록(IF)으로부터 수취하여 패턴의 노광처리를 행한다. 노광장치(EXP)에서 노광처리가 행해진 기판(W)은 인터페이스 블록(IF)으로 되돌려진다. 노광장치(EXP)는, 투영(投影) 광학계와 기판(W) 사이에 굴절율이 큰 액체(예를 들면, 굴절율 n=1.44의 순수)를 채운 상태로 노광처리를 행하는, 이른바 「액침(液浸)노광처리」에 대응한 것이라도 좋다.

<1-5. 제어계>

이어서, 기판처리장치(1)의 제어계에 대해 설명한다. 도 6는, 기판처리장치(1)의 제어계의 개략을 나타내는 블록도이다. 기판처리장치(1)는, 계층구조로 구성된 제어계를 구비하고 있어, 도 6에 나타내는 바와 같이, 상위의 메인 컨트롤러(MC) 및 복수의 하위의 셀 컨트롤러(CC)를 구비한다. 메인 컨트롤러(MC) 및 각 셀컨트롤러(CC)의 하드웨어로서의 구성은 일반적인 컴퓨터와 같다. 즉, 각 컨트롤러는, 각종 연산처리를 행하는 CPU, 기본 프로그램을 기억하는 읽기 전용의 메모리 인 ROM, 각종 정보를 기억하는 읽기 쓰기가 가능한 메모리인 RAM 및 제어용 어플리케이션이나 데이터 등을 기억해 두는 자기 디스크 등을 구비하고 있다.

상위의 메인 컨트롤러(MC)는, 기판처리장치(1)의 전체에 1개 설치되어 있고, 장치전체의 관리, 메인패널(MP)의 관리 및 셀컨트롤러(CC)의 관리를 주로 담당한다. 메인패널(MP)은, 메인 컨트롤러(MC)의 디스플레이로서 기능하는 것이다. 또한, 메인 컨트롤러(MC)에 대해서는 키보드(KB)로부터 여러가지의 명령을 입력할 수 있다. 또한, 메인패널(MP)을 터치패널로 구성하여, 메인패널(MP)로부터 메인 컨트롤러(MC)에 입력작업을 행하도록 해도 좋다.

셀컨트롤러(CC)는, 1개의 반송로봇(주 반송로봇(TR1~TR4), 인덱서 로봇(IDR), 제1 인터페이스 로봇(IFR1) 및 제2 인터페이스 로봇(IFR2)을 포함한다)과 그 반송로봇이 반송을 담당하는 처리유닛에 의해 구성되는 셀을 관리하는 제어부이다. 셀컨트롤러(CC)는, 보다 하위의 반송 컨트롤러(TC)를 통해 반송로봇의 반송동작을 제어하는 동시에, 유닛 컨트롤러(PC)를 통해 셀 내의 각 처리유닛의 동작을 제어한다.

또한, 메인 컨트롤러(MC)의 더 상위의 제어기구로서, 기판처리장치(1)와 LAN 회선을 통해 접속된 호스트 컴퓨터(100)가 위치하고 있다. 호스트 컴퓨터(100)는, 각종 연산처리를 행하는 CPU, 기본 프로그램을 기억하는 읽기 전용의 메모리인 ROM, 각종 정보를 기억하는 읽기 쓰기가 가능한 메모리인 RAM 및 제어용 어플리케이션이나 데이터 등을 기억해 두는 자기 디스크 등을 구비하고 있어, 일반적인 컴퓨터와 같은 구성을 갖고 있다. 호스트 컴퓨터(100)에는, 본 실시형태의 기판처리 장치(1)가 통상 복수 대 접속되어 있다. 호스트 컴퓨터(100)는, 접속된 각각의 기판처리장치(1)에 처리순서 및 처리조건을 기술한 레시피를 건넨다. 호스트 컴퓨터(100)로부터 건네받은 레시피는 각 기판처리장치(1)의 메인 컨트롤러(MC)의 기억부(예를 들면 메모리)에 기억된다.

또한, 노광장치(EXP)에는, 상기의 기판처리장치(1)의 제어기구로부터 독립한 별개의 제어부가 설치되어 있다. 즉, 노광장치(EXP)는, 기판처리장치(1)의 메인 컨트롤러(MC)의 제어 하에서 동작하고 있는 것이 아니고, 단체(單體)로 독자적인 동작제어를 행하고 있는 것이다. 그러나, 이와 같은 노광장치(EXP)도 호스트 컴퓨터(100)로부터 수취한 레시피에 따라 동작제어를 행하고 있으며, 노광장치(EXP)에서의 노광처리와 동기(同期)한 처리를 기판처리장치(1)가 행하게 된다.

<1-6. 기판재치부>

본 실시형태의 기판처리장치(1)에는, 복수의 기판재치부가 설치되어 있고, 그들은 2개의 기판재치부가 한쌍으로 설치되어 있다(예를 들면, 기판재치부(PASS1U)와 기판재치부(PASS2U), 기판재치부(PASS7)와 기판재치부(PASS8)). 이것은, 노광 전의 기판(W)을 인덱서 블록(ID)으로부터 인터페이스 블록(IF)으로 향해 보내기 위한 보내기 기판재치부와, 노광 후의 기판(W)을 인터페이스 블록(IF)으로부터 인덱서 블록(ID)으로 향해 되돌리기 위한 복귀 기판재치부를 구분하고 있기 때문이다. 즉, 기판재치부(PASS1U, PASS1L, PASS3U, PASS3L, PASS5U, PASS5L, PASS7)가 보내기 기판재치부에 해당하고, 노광 전의 기판(W)은 이들을 통해 주고받기가 행해진다. 한편, 기판재치부(PASS2U, PASS2L, PASS4U, PASS4L, PASS6U, PASS6L, PASS8)가 복귀 기판재치부에 해당하고, 노광 후의 기판(W)은 이들을 통해 주고받기가 행해진다.

또한, 도 6의 각 셀컨트롤러(CC)가 셀 내의 반송제어를 행할 때에는, 각 기판재치부는 기판(W)이 셀 내로 반입되는 입구 기판재치부 또는 셀로부터 반출되는 출구 기판재치부로 된다. 또한, 입구 기판재치부 및 출구 기판재치부는 어느 기판재치부에 대해 절대적으로 규정되어 있는 것은 아니고, 상대적으로 결정되는 것이다. 예를 들면, 노광 전의 기판(W)을 재치하는 기판재치부(PASS3U)는, 상측 도포셀(UC)의 출구 기판재치부인 동시에, 상측 현상셀(UD)의 입구 기판재치부이기도 하다.

<2. 가열유닛의 구성>

다음으로, 본 발명에 의한 열처리장치인 가열유닛(PHP)의 구성에 대해 설명한다. 여기에서는, 현상처리 블록(SD)의 열처리유닛군에 배치되어 있는 열처리유닛 중, 인터페이스 블록(IF)에 가까운 열에 배치된 가열유닛(PHP)(즉, 노광 후 가열처리를 실행하는 가열유닛(PHP))에 대해 설명하지만, 다른 가열유닛(PHP)에 대해서도 대략 같은 구성이다.

도 7은, 가열유닛(PHP)의 사시도이다. 또한, 도 8 및 도 9는, 각각 가열유닛(PHP)의 평면도 및 측면도이다. 가열유닛(PHP)은, 케이스(50)의 내부에 주로 핫 플레이트(60), 쿨 플레이트(70) 및 로컬 반송기구(80)를 구비하여 구성된다. 케이스(50)에는, 반송 스페이스(TP3)(또는 TP4)에 면하는 전면측의 개구부(52)와, 인터페이스 블록(IF)에 면하는 측면측의 개구부(51)가 형성되어 있다. 주 반송로 봇(TR3)(또는TR4)은 전면의 개구부(52)를 통해 가열유닛(PHP)으로의 기판(W)의 반출입을 행하고, 제1 인터페이스 로봇(IFR1)은 측면의 개구부(51)를 통해 가열유닛(PHP)으로의 기판(W)의 반출입을 행한다. 또한, 케이스(50)에 측면의 개구부(51)가 형성되어 있지 않고, 전면측의 개구부(52)만 형성되어 있는 점을 제외하고는, 다른 가열유닛(PHP)도 같은 구성을 구비한다.

핫 플레이트(60)는, 가열기구를 내장하는 금속제(예를 들면, 알루미늄제)의 플레이트이며, 원판형상을 갖는다. 핫 플레이트(60)의 가열기구로서는, 예를 들면 마이카 히터나 히트 파이프 구조를 채용할 수 있다. 핫 플레이트(60) 직경은 기판(W)의 지름보다 크다.

핫 플레이트(60)에는, 플레이트 표면에 출몰하는 복수 개(본 실시형태에서는 3개)의 리프트 핀(61)이 설치되어 있다. 3개의 리프트 핀(61)은, 기판(W)의 직경의 80%이하의 지름을 갖는 원형영역 내에 배치된다. 예를 들면, 기판(W)이 ø300mm인 반도체 웨이퍼이면, 직경240mm의 원형영역 내에 배치된다.

3개의 리프트 핀(61)은 에어 실린더(63)에 의해 일괄하여 승강된다. 각 리프트 핀(61)은, 핫 플레이트(60)에 상하로 관통하여 설치된 삽통공의 내측을 따라 승강한다. 에어 실린더(63)가 3개의 리프트 핀(61)을 상승시키면, 각 리프트 핀(61)의 선단이 핫 플레이트(60)의 플레이트 표면으로부터 돌출한다. 또한, 에어 실린더(63)가 3개의 리프트 핀(61)을 하강시키면, 각 리프트 핀(61)의 선단이 핫 플레이트(60)의 삽통공의 내부에 매입(埋入)한다. 따라서, 기판(W)을 지지한 리프트 핀(61)이 하강하면, 핫 플레이트(60)의 플레이트 표면에 기판(W)이 재치되어 기 판(W)의 가열처리가 진행한다.

쿨 플레이트(70)는, 냉각기구를 내장하는 금속제(예를 들면, 알루미늄제)의 플레이트이며, 원판형상을 갖는다. 본 실시형태의 쿨 플레이트(70)의 냉각기구로서는 항온수(恒溫水)를 플레이트 내부에 순환시키도록 하고 있지만, 이를 대신하여 펠티에 소자를 채용하도록 해도 좋다. 쿨 플레이트(70)의 직경은 기판(W)의 지름보다 크다.

쿨 플레이트(70)에는, 플레이트 표면에 출몰하는 복수 개(본 실시형태에서는 3개)의 리프트 핀(71)이 설치되어 있다. 리프트 핀(61)과 마찬가지로, 3개의 리프트 핀(71)은, 기판(W)의 직경의 80%이하의 지름을 갖는 원형영역 내에 배치된다.

3개의 리프트 핀(71)은 에어 실린더(73)에 의해 일괄하여 승강된다. 각 리프트 핀(71)은, 쿨 플레이트(70)에 상하로 관통하여 설치된 삽통공의 내측을 따라 승강한다. 에어 실린더(73)가 3개의 리프트 핀(71)을 상승시키면, 각 리프트 핀(71)의 선단이 쿨 플레이트(70)의 플레이트 표면으로부터 돌출한다. 또한, 에어 실린더(73)가 3개의 리프트 핀(71)을 하강시키면, 각 리프트 핀(71)의 선단이 쿨 플레이트(70)의 삽통공의 내부에 매입한다.

로컬 반송기구(80)는, 반송아암(86)과, 반송아암(86)을 이동시키는 아암구동부(81)을 구비한다. 반송아암(86)은, 기판(W)의 평면 사이즈 보다 큰 평면 사이즈를 갖는 평판형상 부재이다. 본 실시형태의 반송아암(86)은, 양호한 전열(傳熱)특성을 갖는 알루미늄(A1)으로 형성되어 있다.

반송아암(86)의 표면에는, 알루미나(Al₂O₃) 등의 부재로 구성된 복수 개(본 실시형태에서는 3개)의 프록시미티볼(87)(도 8)이 배설(配設)되어 있다. 3개의 프록시미티볼(87)은, 그 상단이 반송아암(86)의 표면으로부터 미소량만 돌출하는 상태로 배설되어 있다. 이 때문에, 반송아암(86)에 의해 기판(W)을 재치했을 때에는, 기판(W)과 반송아암(86)의 표면 사이에 이른바 프록시미티갭으로 불리는 미소(微小)간격이 형성된다.

또한, 반송아암(86)의 이면에는, 열전도시트(89)가 첩설되어 있다.(도 9). 열전도시트(89)는, 높은 열전도율을 갖는 동시에 유연하여 형상 추종성(追從性)이 뛰어난 수지를 기재로 한 시트부재이며, 예를 들면 아크릴계의 수지를 기재로 하여 필러라고 불리는 고(高)열전도성 세라믹이나 금속 등을 충전한 시트부재(아킬레스 가부시끼가이샤의 상품명 「아킬레스 서미온」)로 구성할 수 있다. 열전도시트(89)는, 적어도 쿨 플레이트(70)의 평면 사이즈와 거의 같은 크기이며, 본 실시형태에서는 반송아암(86)의 이면 전면에 첩설되어 있다. 또한, 열전도시트(89)는, 실리콘계의 수지를 기재로 한 시트부재(스미토모 스리엠 가부시끼가이샤제의 상품명 「하이퍼 소프트 방열재」)로 형성하도록 해도 좋다.

또한, 반송아암(86)에는, 2개의 슬릿(88, 88)이 형성되어 있다. 슬릿(88, 88)은, 반송아암(86)의 면(面) 내에서 리프트 핀(61, 71)이 들어가는 위치에 형성되어 있다. 즉, 반송아암(86)이 쿨 플레이트(70)의 바로위에 위치하고 있을 때, 3개의 리프트 핀(71)이 상승하고, 각 리프트 핀(71)의 선단은 슬릿(88)을 빠져나가 반송아암(86)의 표면으로부터 돌출한다. 또한, 반송아암(86)이 핫 플레이트(60)의 바로위에 위치하고 있을 때, 3개의 리프트 핀(61)이 상승하면, 각 리프트 핀(61)의 선단은 슬릿(88)을 빠져나가 반송아암(86)의 표면으로부터 돌출한다. 또한, 열전도시트(89)는, 반송아암(86)의 형상에 맞추어 형성되어 있기 때문에, 슬릿(88. 88)에 대응하는 부분은 절결(切缺)부로 되어 있다.

아암구동부(81)는, 수평구동기구(82) 및 연직구동기구(83)를 구비하여 구성된다. 수평구동기구(82)는, 예를 들면 가이드 레일과 타이밍 벨트를 갖고 있어, 반송아암(86)을 수평방향을 따라 이동시킨다. 또한, 연직구동기구(83)는, 예를 들면 에어 실린더를 갖고 있어, 반송아암(86)을 수평구동기구(82)와 함께 연직방향을 따라 이동시킨다. 이에 의해, 아암구동부(81)는, 반송아암(86)을 핫 플레이트(60)와 쿨 플레이트(70) 사이에서 이동시킬 수 있다. 또한, 아암구동부(81)는, 반송아암(86)을 쿨 플레이트(70)의 바로위 위치에서 하강시켜 열전도시트(89)를 통해 쿨 플레이트(70)의 표면에 밀착시킬 수 있다. 또한, 수평구동기구(82) 및 연직구동기구(83)는 상기의 것에 한정되지 않고, 수평구동기구(82)는 반송아암(86)을 수평방향으로 슬라이드 이동할 수 있는 구성이면 좋고, 연직구동기구(83)는 반송아암(86)을 연직방향으로 승강이동할 수 있는 구성이면 좋다.

또한, 가열유닛(PHP)에는, 핫 플레이트(60)와 쿨 플레이트(70) 사이의 분위기를 차단하는 셔터(75)가 설치되어 있다(도시의 편의상, 도 7에서는 셔터(75)를 생략하고 있다). 셔터(75)는 직사각형의 평판형상 부재이며, 에어 실린더(76)에 의해 승강된다. 에어 실린더(76)가 셔터(75)를 상승시키면, 셔터(75)가 핫 플레이 트(60)와 쿨 플레이트(70) 사이의 분위기를 차단한다. 한편, 에어 실린더(76)가 셔터(75)를 하강시키면, 핫 플레이트(60)와 쿨 플레이트(70) 사이가 연통상태로 되어, 반송아암(86)의 수평이동이 가능해진다.

<3. 기판처리장치의 동작>

이어서, 상술한 구성을 갖는 기판처리장치(1)의 동작에 대해 설명한다. 우선, 기판처리장치(1) 전체에서의 기판반송의 순서에 대해 간단하게 설명한다. 이하에 설명하는 처리순서는, 호스트 컴퓨터(100)로부터 수취한 레시피의 기술내용에 따라 도 6의 제어계가 기판처리장치(1)의 각 부(部)를 제어함으로써 실행된다.

우선, 장치 외부로부터 미처리의 기판(W)이 캐리어(C)에 수납된 상태로 AGV 등에 의해 인덱서 블록(ID)에 반입된다. 이어서, 인덱서 블록(ID)으로부터 미처리의 기판(W)의 불출(拂出)이 행해진다. 구체적으로는, 인덱서 로봇(IR)이 소정의 캐리어(C)로부터 미처리의 기판(W)을 꺼내, 기판재치부(PASS1U) 또는 기판재치부(PASS1L)에 교대로 반송하여 재치한다.

기판재치부(PASS1U)에 미처리의 기판(W)이 재치되면, 상측 도포셀(UC)의 주 반송로봇(TR1)이 그 기판(W)을 냉각유닛(CP)으로 반송한다. 기판(W)은 냉각유닛(CP)에서 소정온도로 온도조절된다. 이어서, 기판(W)은 주 반송로봇(TR1)에 의해 어느 하나의 반사방지막용 도포처리유닛(BARC)으로 반송된다. 반사방지막용 도포처리유닛(BARC)에서는, 기판(W)에 반사방지막용 도포액이 회전 도포된다. 도포처리가 종료된 후, 기판(W)은 주 반송로봇(TR1)에 의해 가열유닛(PHP)으로 반송된다. 가열유닛(PHP)에서 기판(W)의 가열처리가 행해짐으로써, 도포액이 건조되어 기판(W) 상 에 하지의 반사방지막이 형성된다. 또한, 반사방지막은, 노광시에 발생하는 정재파(定在波)나 할레이션을 감소시키기 위해, 레지스트막의 하지에 형성하는 막이다. 그 후, 주 반송로봇(TR1)에 의해 가열유닛(PHP)으로부터 꺼내진 기판(W)은 냉각유닛(CP)으로 반송되어 냉각된다. 또한, 하지의 반사방지막을 형성하기 전에 기판(W)을 밀착 강화 처리용의 가열유닛(PHP)으로 반송하여 HMDS의 증기분위기에서 밀착 강화 처리를 행하도록 해도 좋다.

냉각 후의 기판(W)은 주 반송로봇(TR1)에 의해 냉각유닛(CP)으로부터 어느 하나의 레지스트막용 도포처리유닛(RES)으로 반송된다. 레지스트막용 도포처리유닛(RES)에서는, 기판(W)에 레지스트막용의 도포액이 회전도포된다. 또한, 본 실시형태에서는, 레지스트로서 화학증폭형 레지스트를 사용하고 있다. 도포처리가 종료된 후, 기판(W)은 주 반송로봇(TR1)에 의해 가열유닛(PHP)으로 반송된다. 가열유닛(PHP)에서 기판(W)의 가열처리가 행해짐으로써, 도포액이 건조되어 기판(W) 상에 레지스트막이 형성된다. 그 후, 주 반송로봇(TR1)에 의해 가열유닛(PHP)으로부터 꺼내진 기판(W)은 냉각유닛(CP)으로 반송되어 냉각된다. 냉각후의 기판(W)은 주 반송로봇(TR1)에 의해 냉각유닛(CP)으로부터 꺼내져 기판재치부(PASS3U)에 재치된다.

기판재치부(PASS3U)에 레지스트막이 형성된 기판(W)이 재치되면, 상측 현상셀(UD)의 주 반송로봇(TR3)이 그 기판(W)을 엣지 노광유닛(EEW)으로 반송한다. 엣지 노광유닛(EEW)에서는, 기판(W)을 회전시키면서 주연부에 광을 조사하여 주연 노광처리가 행해진다. 주연부의 노광처리가 종료된 기판(W)은 주 반송로봇(TR3)에 의해 기판재치부(PASS5U)에 재치된다.

한편, 기판재치부(PASS1L)에 재치된 기판(W)에는 하측 도포셀(LC) 및 하측 현상셀(LD)에서 상기와 같은 처리가 이루어져서 기판재치부(PASS5L)에 재치된다. 기판(W)은, 하측 도포셀(LC)에서는 주 반송로봇(TR2)에 의해 반송되고, 하측 현상셀(LD)에서는 주 반송로봇(TR4)에 의해 반송된다. 즉, 기판재치부(PASS1U)에 재치된 기판(W)은 상측 도포셀(UC)로부터 기판재치부(PASS3U)를 경유하여 상측 현상셀(UD)을 지나는 상측의 기판처리경로에 반송되어 기판재치부(PASS5U)에 재치된다. 기판재치부(PASS1L)에 재치된 기판(W)은 하측 도포셀(LC)로부터 기판재치부(PASS3L)를 경유하여 하측 현상셀(LD)을 지나는 하측의 기판처리경로에 반송되어 기판재치부(PASS5L)에 재치된다. 상측의 기판처리경로에 들어간 기판(W)이 도중에서 하측의 기판처리경로로 옮기지 않고, 반대로 하측의 기판처리경로에 들어간 기판(W)이 도중에서 상측의 기판처리경로로 옮기지도 않는다.

기판재치부(PASS5U, PASS5L)에 재치된 기판(W)은 인터페이스 블록(IF)의 제1 인터페이스 로봇(IFR1)에 의해 기판재치부(PASS7)에 재치된다. 그리고, 기판재치부(PASS7)에 재치된 기판(W)은 제2 인터페이스 로봇(IFR2)에 의해 수취되고, 노광장치(EXP)에 반입되어, 패턴 노광처리에 제공된다. 본 실시형태에서는 화학증폭형 레지스트를 사용하고 있기 때문에, 기판(W) 상에 형성된 레지스트막 중 노광된 부분에서는 광화학반응에 의해 산(酸)을 생성한다. 또한, 노광장치(EXP)에서, 기판(W)에 액침노광처리를 행하도록 해도 좋다.

패턴노광처리가 종료된 노광완료의 기판(W)은 노광장치(EXP)로부터 다시 인터페이스 블록(IF)에 되돌려지고, 제2 인터페이스 로봇(IFR2)에 의해 기판재치 부(PASS8)에 재치된다. 노광 후의 기판(W)이 기판재치부(PASS8)에 재치되면, 제1 인터페이스 로봇(IFR1)이 그 기판(W)을 수취하여 현상처리 블록(SD)의 상측 현상셀(UD) 또는 하측 현상셀(LD)에 배치된 가열유닛(PHP)으로 반송한다. 반송처의 가열유닛(PHP)은, 인터페이스 블록(IF)에 가까운 열에 배치된 가열유닛(PHP)이다. 가열유닛(PHP)에서는, 노광시의 광화학반응에 의해 생긴 생성물을 산촉매(酸觸媒)로하여 레지스트의 수지의 가교(架橋)ㆍ중합(重合) 등의 반응을 진행시켜, 현상액에 대한 용해도를 노광부분만 국소적(局所的)으로 변화시키기 위한 노광 후 가열처리(Post Exposure Bake)가 행해진다. 가열유닛(PHP)에서의 동작에 대해서는 더 후술하지만, 노광 후 가열처리가 종료된 기판(W)은, 반송아암(86)에 의해 반송됨으로써 냉각되어, 상기 화학반응이 정지한다. 이어서, 기판(W)은 제1 인터페이스 로봇(IFR1)에 의해 가열유닛(PHP)으로부터 꺼내져, 기판재치부(PASS6U) 또는 기판재치부(PASS6L)에 재치된다.

기판재치부(PASS6U)에 기판(W)이 재치되면, 상측 현상셀(UD)의 주 반송로봇(TR3)이 그 기판(W)을 받아 냉각유닛(CP)으로 반송한다. 냉각유닛(CP)에서는, 노광 후 가열처리가 종료된 기판(W)이 더 냉각되어, 소정 온도로 정확하게 온도조절된다. 그 후, 주 반송로봇(TR3)은, 냉각유닛(CP)으로부터 기판(W)을 꺼내 현상처리유닛(DEV) 중 어느 하나로 반송한다. 현상처리유닛(DEV)에서는, 기판(W)에 현상액을 공급하여 현상처리를 진행시킨다. 이윽고 현상처리가 종료된 후, 기판(W)은 주 반송로봇(TR3)에 의해 가열유닛(PHP)으로 반송된다. 이 때에는 도포처리 블록(SC)에 가까운 열에 배치된 가열유닛(PHP)으로 반송된다. 가열유닛(PHP)에서는, 기 판(W)이 가열처리에 의해 건조된다. 또한 그 후, 기판(W)은 주 반송로봇(TR3)에 의해 냉각유닛(CP)으로 반송되어 냉각된다. 냉각 후의 기판(W)은 주 반송로봇(TR3)에 의해 냉각유닛(CP)으로부터 꺼내져 기판재치부(PASS4U)에 재치된다. 기판재치부(PASS4U)에 재치된 기판(W)은, 상측 도포셀(UC)의 주 반송로봇(TR1)에 의해 그대로 기판재치부(PASS2U)에 재치된다.

한편, 기판재치부(PASS6L)에 재치된 기판(W)에는 하측 현상셀(LD) 및 하측 도포셀(LC)에서 상기와 같은 처리가 이루어져 기판재치부(PASS2L)에 재치된다. 즉, 기판재치부(PASS6U)에 재치된 기판(W)은 상측 현상셀(UD)로부터 기판재치부(PASS4U)를 경유하여 상측 도포셀(UC)을 지나는 상측의 기판처리경로로 반송되어 기판재치부(PASS2U)에 재치된다. 기판재치부(PASS6L)에 재치된 기판(W)은 하측 현상셀(LD)로부터 기판재치부(PASS4L)를 경유하여 하측 도포셀(LC)을 지나는 하측의 기판처리경로로 반송되어 기판재치부(PASS2L)에 재치된다. 왕로(往路)와 마찬가지로, 상측의 기판처리경로에 들어간 기판(W)이 도중에서 하측의 기판처리경로로 옮기지 않고, 반대로 하측의 기판처리경로에 들어간 기판(W)이 도중에서 상측의 기판처리경로로 옮기지도 않는다.

기판재치부(PASS2U, PASS2L)에 재치된 처리완료의 기판(W)은 인덱서 블록(ID)의 인덱서 로봇(IR)에 의해 소정의 캐리어(C)에 수납된다. 그 후, 소정 매수의 처리완료 기판(W)이 수납된 캐리어(C)가 장치 외부로 반출되어 일련의 포토리소그래피 처리를 완료한다.

<4. 가열유닛의 동작>

다음으로, 도 10 내지 도 20을 참조하면서, 가열유닛(PHP)의 동작에 대해 설명한다. 여기에서는, 인터페이스 블록(IF)에 가까운 열에 배치된 현상처리 블록(SD)의 가열유닛(PHP)에서의 동작을 설명한다. 이 가열유닛(PHP)의 동작은, 제1 인터페이스 로봇(IFR1)을 관리하는 셀컨트롤러(CC)가 가열유닛(PHP)의 각 부를 제어함으로써 진행한다. 또한, 핫 플레이트(60)는 미리 소정의 가열온도로 유지되고, 쿨 플레이트(70)는 미리 소정의 냉각온도로 유지되어 있다.

우선, 도 10에 나타내는 바와 같이, 제1 인터페이스 로봇(IFR1)이 노광 후의 기판(W)을 유지하는 유지아암(47)을 가열유닛(PHP)의 측면측의 개구부(51)로부터 진입시켜, 쿨 플레이트(70)의 리프트 핀(71) 위에 기판(W)을 둔다. 이 때에는, 반송아암(86)은 열전도시트(89)를 통해 쿨 플레이트(70)에 접촉하고 있다. 또한, 쿨 플레이트(70)의 리프트 핀(71)은 상승함과 동시에, 핫 플레이트(60)의 리프트 핀(61)은 하강하고 있다. 따라서, 리프트 핀(71)의 선단은 반송아암(86)의 표면으로부터 돌출하고 있고, 그 위에 노광 후의 기판(W)이 놓여진다. 또한, 셔터(75)가 상승하여 핫 플레이트(60)와 쿨 플레이트(70) 사이의 분위기를 차단하고 있다.

다음으로, 도 11에 나타내는 바와 같이, 리프트 핀(71)이 하강함과 동시에, 반송아암(86)이 상승하고, 기판(W)은 리프프 핀(71)으로부터 반송아암(86)에 건네진다. 기판(W)은 3개의 프록시미티볼(87)을 통해 반송아암(86)의 표면에 재치된다. 리프트 핀(71)이 하강함과 동시에, 반송아암(86)이 상승하여 기판(W)의 주고받기를 행하고 있기 때문에, 기판 주고받기 시간이 단축되어, 가열처리에 따른 오버헤드 타임을 삭감할 수 있다. 또한, 핫 플레이트(60)의 리프트 핀(61)은 상승하고, 셔 터(75)는 하강한다.

이어서, 도 12에 나타내는 바와 같이, 반송아암(86)이 쿨 플레이트(70)의 바로위 위치로부터 핫 플레이트(60)의 바로위 위치를 향해 수평이동한다. 그리고, 핫 플레이트(60)의 바로위 위치에서 반송아암(86)이 하강하면, 리프트 핀(61)의 상단이 슬릿(88)을 지나 반송아암(86)의 표면으로부터 돌출한다. 이에 의해, 반송아암(86)에 재치되어 있던 기판(W)은 리프트 핀(61) 위에 놓여진다. 또한, 반송아암(86)은, 핫 플레이트(60)의 바로위 위치에서 하강하지만, 핫 플레이트(60)에 접촉은 하지 않는다. 반송아암(86)은, 상승하고 있는 리프트 핀(61)에 기판(W)을 건네준 후, 도 13에 나타내는 바와 같이, 다시 쿨 플레이트(70)의 바로위 위치를 향해 수평이동한다.

다음으로, 도 14에 나타내는 바와 같이, 리프트 핀(61)이 하강함으로써, 핫 플레이트(60) 상에 기판(W)이 재치된다. 이에 의해, 기판(W)의 가열처리(여기의 예에서는 노광 후 가열처리)가 진행된다. 리프트 핀(61)이 하강함과 동시에, 셔터(75)가 상승하여 핫 플레이트(60)와 쿨 플레이트(70) 사이의 분위기를 차단한다. 그 결과, 핫 플레이트(60)와 쿨 플레이트(70) 사이의 상호의 열영향을 막는 동시에, 가열된 기판(W)으로부터 발생한 성분이 쿨 플레이트(70)의 근방에 유입하는 것도 방지할 수 있다.

또한, 반송아암(86)은 하강하여 열전도시트(89)를 통해 쿨 플레이트(70)에 밀착한다. 즉, 핫 플레이트(60)에서 기판(W)의 가열처리가 행해지고 있을 때, 반송아암(86)의 이면을 쿨 플레이트(70)의 표면에 접촉시켜 반송아암(86)을 냉각하고 있다. 형상 추종성이 뛰어난 열전도시트(89)를 통해 반송아암(86)을 쿨 플레이트(70)의 표면에 접촉시키기 때문에, 반송아암(86)의 이면과 쿨 플레이트(70)의 표면의 밀착성이 높아지고, 양호한 열전도가 이루어져 반송아암(86)이 효율좋게 냉각된다. 또한, 반송아암(86)의 이면과 쿨 플레이트(70)의 표면이 직접 접촉하지 않기 때문에, 금속접촉이 회피되어, 발진(發塵) 등이 방지된다.

소정 시간의 가열처리가 종료된 시점에서, 도 15에 나타내는 바와 같이, 리프트 핀(61)이 상승하여 기판(W)을 핫 플레이트(60)의 표면으로부터 들어올려 이간시킨다. 이와 동시에, 반송아암(86)이 상승하고, 셔터(75)는 하강한다. 이어서, 도 16에 나타내는 바와 같이, 반송아암(86)이 쿨 플레이트(70)의 바로위 위치로부터 핫 플레이트(60)의 바로위 위치를 향해 수평이동한다. 리프트 핀(61)은 상승하고 있지만, 반송아암(86)에 형성된 슬릿(88)에 들어가기 때문에, 리프트 핀(61)과 반송아암(86)이 간섭하지 않는다. 그리고, 핫 플레이트(60)의 바로위 위치에서 반송아암(86)이 상승함으로써, 기판(W)은 리프트 핀(61)으로부터 반송아암(86)에 의해 수취된다. 기판(W)의 가열처리 중에 반송아암(86)은 냉각되어 있었기 때문에, 가열처리 직후의 기판(W)이 반송아암(86)의 표면에 재치됨으로써 기판(W)으로부터 반송아암(86)으로의 열전도가 즉시 일어나, 기판(W)이 어느정도 냉각된다.

다음으로, 도 17에 나타내는 바와 같이, 기판(W)을 수취한 반송아암(86)이 핫 플레이트(60)의 바로위 위치로부터 쿨 플레이트(70)의 바로위 위치를 향해 수평이동한다. 그리고, 도 18에 나타내는 바와 같이, 기판(W)을 재치하는 반송아암(86)이 하강하여 열전도시트(89)를 통해 쿨 플레이트(70)에 밀착한다. 상술한 바와 같 이, 형상 추종성이 뛰어난 열전도시트(89)를 통해 반송아암(86)의 이면과 쿨 플레이트(70)의 표면이 접촉하기 때문에, 반송아암(86)과 쿨 플레이트(70) 사이에서 양호한 열전도가 이루어져 기판(W)이 효율좋게 냉각된다. 또한, 리프트 핀(61)은 하강하고, 셔터(75)는 상승한다.

반송아암(86)이 쿨 플레이트(70)에 접촉하고 나서 소정시간이 경과한 시점에서, 도 19에 나타내는 바와 같이, 리프트 핀(71)이 상승하여 반송아암(86)의 슬릿(88)을 지나 기판(W)을 반송아암(86)의 표면으로부터 들어올려 이간시킨다. 이어서, 도 20에 나타내는 바와 같이, 제1 인터페이스 로봇(IFR1)이 유지아암(47)을 개구부(51)로부터 진입시켜, 리프트 핀(71) 위에 재치되어 있는 기판(W)을 수취하여 가열유닛(PHP)으로부터 반출하여, 가열유닛(PHP)에서의 기판(W)의 열처리를 완료한다.

이상과 같이, 본 실시형태의 가열유닛(PHP)에서는, 핫 플레이트(60)에서 가열된 기판(W)을 수취하여 재치한 반송아암(86)이 아암구동부(81)에 의해 핫 플레이트(60)로부터 쿨 플레이트(70)까지 이동되고, 반송아암(86)의 이면이 쿨 플레이트(70)의 표면에 접촉함으로써 반송아암(86)을 통해 기판(W)을 냉각하고 있다. 따라서, 가열처리 후의 기판(W)은 반송아암(86)에 수취됨으로써 즉시 냉각되게 된다. 또한, 반송아암(86) 자체에는, 냉각수 순환을 위한 유로나 펠티에 소자 등의 특단의 냉각기구는 설치되어 있지 않다. 이 때문에, 복잡한 배관이나 배선의 취급이 불필요하게 될 뿐만 아니라, 반송아암(86)이 반복하여 이동을 행해도, 배선의 파단이나 액누설 등의 문제가 일어날 걱정은 없다.

또한, 기판(W)의 냉각은 반송아암(86)의 열용량에 의한 것은 아니고, 쿨 플레이트(70)에 의한 강제 냉각이며, 반송아암(86)은 기판(W)으로부터 쿨 플레이트(70)로의 열전도를 매개하고 있음에 지나지 않는다. 따라서, 반복처리를 행해도, 반송아암(86)이 축열할 걱정은 없고, 연속하여 기판(W)을 처리하는 경우라도 항상 일정한 냉각속도로 기판(W)을 냉각할 수 있다. 그 결과, 연속하여 처리하는 다른 기판(W) 간의 온도이력을 일정하게 유지할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 의한 열처리장치인 가열유닛(PHP)에 의하면, 간이한 구성으로 가열처리 후의 기판(W)을 신속하게 냉각할 수 있고, 또한, 열처리시의 기판(W)의 온도이력을 일정하게 유지할 수 있다.

또한, 반송아암(86)의 평면 사이즈는 기판(W)의 평면 사이즈 보다 크다. 이 때문에, 핫 플레이트(60)에서 가열된 기판(W)을 수취했을 때 반송아암(86)이 기판(W)의 전면에 근접하여 재치하게 되기 때문에, 면 내 온도분포의 균일성을 손상하지 않고 기판(W)을 균일하게 냉각할 수 있다. 특히, 본 실시형태와 같이, 화학증폭형 레지스트를 형성한 기판(W)의 노광 후 열처리를 행할 때는, 가열 후의 기판(W)의 냉각속도가 화학반응 정지까지의 시간에 영향을 주기 때문에, 기판(W)을 균일하게 냉각할 수 있으면 패턴 선폭의 면 내 균일성을 유지할 수 있다.

또한, 핫 플레이트(60)의 리프트 핀(61) 및 쿨 플레이트(70)의 리프트 핀(71)은, 기판(W)의 직경의 80%이하의 지름을 갖는 원형영역 내에 배치되어 있다. 따라서, 정상 반송처리가 이루어져 있으면, 리프트 핀(61, 71)은 기판(W)의 중심으로부터 반경의 80%이내의 내측영역을 지지하여 승강한다. 그리고, 필연적으로 리프 트 핀(61, 71)은 핫 플레이트(60), 쿨 플레이트(70) 각각의 내측영역에 설치되게 된다(도 7, 도 8 참조). 리프트 핀(61, 71)이 설치되는 위치에는 플레이트에 삽통공이 형성되게 되고, 그 부분의 온도조절을 할 수 없게 되지만, 삽통공이 핫 플레이트(60), 쿨 플레이트(70)의 내측영역에 형성되어 있으면, 그 주위로부터 온도보상이 이루어지기 때문에, 삽통공 형성의 영향을 최소한으로 억제할 수 있고, 플레이트 면 내의 온도분포 균일성을 손상하지 않는다. 그 결과, 핫 플레이트(60)에 의한 가열처리시 및 쿨 플레이트(70)에 의한 냉각처리시에서의 기판(W)의 면 내 온도분포의 균일성을 유지할 수 있다.

또한, 도 14에 나타낸 바와 같이, 핫 플레이트(60)에서 기판(W)의 가열처리가 행해져 있을 때, 반송아암(86)의 이면을 쿨 플레이트(70)의 표면에 접촉시켜 반송아암(86)을 냉각하고 있다. 이 때문에, 반송아암(86)의 축열을 확실히 방지할 수 있고, 핫 플레이트(60)에서 가열처리 후의 기판(W)을 수취할 때 반송아암(86)의 온도는 항상 일정하게 할 수 있다.

또한, 도포처리 블록(SC) 및 현상처리 블록(SD)에 배치된 다른 가열유닛(PHP)(노광 후 가열처리 이외의 가열처리를 행하는 가열유닛(PHP))에 대해서도, 주 반송로봇(TR1~TR4)이 전면의 개구부(52)로부터 유지아암(37a, 37b)을 진입시켜 기판(W)의 주고받기를 행하는 점을 제외하면 같은 동작을 행한다.

<5. 변형예>

이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명했지만, 이 발명은 그 취지를 일탈하지 않는 한도에서 상술한 것 이외의 여러가지의 변경을 행하는 것이 가능하다. 예 를 들면, 상기 실시형태에서는, 반송아암(86)을 알루미늄으로 형성하고 있었지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 비교적 높은 열전도율을 갖는 다른 소재로 형성하도록 해도 좋다. 예를 들면, 반송아암(86)을 동(Cu), 알루미나(Al₂O₃), 또는, 탄화규소(SiC)로 형성하도록 해도 좋다. 또한, 이들은 단체가 아닌, 적층용착(積層溶着)시킨 복합소재로 반송아암(86)을 형성하도록 해도 좋다. 즉, 반송아암(86)은, 알루미늄, 동, 알루미나 및 탄화규소로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종을 포함하는 소재로 형성되어 있으면 좋다. 이러한 소재로 반송아암(86)을 형성하면, 반송아암(86)에 양호한 전열특성을 부여할 수 있고, 기판(W)의 열을 신속하게 쿨 플레이트(70)에 전달하여 기판(W)을 신속하게 냉각할 수 있다. 또한, 반송아암(86)을 경량(輕量)으로 또한 강도가 뛰어난 탄소섬유 소재로 형성하도록 해도 좋다.

또한, 가열유닛(PHP)의 동작에서, 기판유지의 유무(有無)에 의해 반송아암(86)의 이동속도를 가변(可變)으로 해도 좋다. 구체적으로는, 가열처리에 따른 오버헤드 타임을 더 단축하기 위해, 각 포지션에서의 기판(W)의 어긋남량을 허용할 수 있는 범위에서 반송아암(86)의 이동속도를 고속화한다. 또한, 반송아암(86)을 고속이동시킨다면, 반송아암(86)을 진동감쇠 소재로 형성하도록 해도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는, 쿨 플레이트(70)에서, 리프트 핀(71)이 하강함과 동시에, 반송아암(86)이 상승하여 기판(W)의 주고받기를 행하도록 하고 있었지만, 핫 플레이트(60)에서 같은 동작을 행하도록 해도 좋다. 즉, 가열처리 후의 기판(W)을 리프트 핀(61)으로부터 반송아암(86)이 수취할 때(도 16), 리프트 핀(61) 이 하강함과 동시에, 반송아암(86)이 상승하여 기판(W)을 수취하도록 해도 좋다. 기판 주고받기 시간이 더 단축되어, 가열처리에 따른 오버헤드 타임을 삭감할 수 있다.

또한, 반송아암(86)에 방열부재를 부설하여 기판(W)의 냉각능력을 더 높이도록 해도 좋다. 도 21은, 방열부재로서 복수의 방열핀(84)을 입설(立設)한 반송아암(86)을 나타내는 평면도이다. 반송아암(86)의 표면 중, 기판(W)을 재치하는 영역이외의 영역에 복수의 방열핀(84)을 입설하고 있다. 방열핀(84)의 소재로서는 반송아암(86)과 같은 알루미늄이나 동을 사용하면 좋다. 이와 같은 방열핀(84)을 설치함으로써, 쿨 플레이트(70)로의 열전도에 더하여 방열핀(84)으로부터의 열방사가 일어나기 때문에, 기판(W)의 냉각을 촉진할 수 있다. 또한, 반송아암(86)에 부설하는 방열부재로서는 방열핀에 한정되지 않고, 다른 열방사를 촉진하는 부재, 예를 들면 방열시트를 사용하도록 해도 좋다. 또한, 열방사를 촉진하기 위해, 반송아암(86)의 표면에 흑색도장(黑色塗裝)을 시행하도록 해도 좋다. 흑색도장으로서는, 고체 윤활 코팅이나, 반송아암(86)이 알루미늄제이면 흑 알루마이트 처리를 이용할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 열전도 시트(89)를 반송아암(86)의 이면에 첩설하고 있었지만, 이를 대신해 또는 이와 아울러, 쿨 플레이트(70)의 표면에 열전도시트(89)를 첩설하도록 해도 좋다. 이와 같이 해도, 반송아암(86)의 이면과 쿨 플레이트(70)의 표면의 밀착성이 높아져, 양호한 열전도가 이루어지는 동시에, 금속접촉이 회피되어 발진 등이 방지된다.

또한, 상기 실시형태에서는, 노광 후 가열처리가 종료된 기판(W)을 일단 제1 인터페이스 로봇(IFR1)에 의해 가열유닛(PHP)으로부터 꺼내, 기판재치부(PASS6U) 또는 기판재치부(PASS6L)를 통해 주 반송로봇(TR3) 또는 주 반송로봇(TR4)에 건네주고 있었다. 이를 대신해, 노광 후 가열처리가 종료된 기판(W)을 주 반송로봇(TR3) 또는 주 반송로봇(TR4)이 직접 가열유닛(PHP)의 전면측의 개구부(52)로부터 꺼내도록 해도 좋다. 이 경우, 가열유닛(PHP)이 기판재치부(PASS6U, PASS6L)의 역할도 겸하게 된다.

또한, 기판반송장치(1)의 구성은 도 1 내지 도 5에 나타내는 바와 같은 형태에 한정되는 것은 아니고, 기판(W)의 가열처리를 행하는 가열유닛(PHP)을 조립하고, 반송로봇에 의해 기판을 가열유닛(PHP)의 쿨 플레이트(70)에 반출입하는 형태이면 여러가지의 구성을 채용하는 것이 가능하다. 예를 들면, 처리유닛 및 반송로봇의 수나 레이아웃은 적당히 변경할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 열처리장치를 조립한 기판처리장치의 평면도이다.

도 2는 도 1의 기판처리장치의 액처리유닛의 배치구성을 나타내는 개략 측면도이다.

도 3은 도 1의 기판처리장치의 열처리유닛의 배치구성을 나타내는 개략 측면도이다.

도 4는 도 1의 기판처리장치의 반송로봇 및 기판재치부의 배치구성을 나타내는 측면도이다.

도 5는 인터페이스 블록의 구성을 나타내는 측면도이다.

도 6은 도 1의 기판처리장치의 제어계의 개략을 나타내는 블록도이다.

도 7은 가열유닛의 사시도이다.

도 8은 가열유닛의 평면도이다.

도 9는 가열유닛의 측면도이다.

도 10은 가열유닛의 동작내용을 나타내는 도면이다.

도 11은 가열유닛의 동작내용을 나타내는 도면이다.

도 12는 가열유닛의 동작내용을 나타내는 도면이다.

도 13은 가열유닛의 동작내용을 나타내는 도면이다.

도 14는 가열유닛의 동작내용을 나타내는 도면이다.

도 15는 가열유닛의 동작내용을 나타내는 도면이다.

도 16은 가열유닛의 동작내용을 나타내는 도면이다.

도 17은 가열유닛의 동작내용을 나타내는 도면이다.

도 18은 가열유닛의 동작내용을 나타내는 도면이다.

도 19는 가열유닛의 동작내용을 나타내는 도면이다.

도 20은 가열유닛의 동작내용을 나타내는 도면이다.

도 21은 방열부재를 부설한 반송아암의 예를 나타내는 평면도이다.

[부호의 설명]

1 : 기판처리장치

51, 52 : 개구부

60 : 핫 플레이트

61, 71 : 리프트 핀

70 : 쿨 플레이트

75 : 셔터

80 : 로컬 반송기구

81 : 아암구동부

82 : 수평구동기구

83 : 연직구동기구

84 : 방열핀

86 : 반송아암

88 : 슬릿

89 : 열전도시트

BARC : 반사방지막용 도포처리유닛

CP : 냉각유닛

DEV : 현상처리유닛

ID : 인덱서 블록

IDR : 인덱서 로봇

IF : 인터페이스 블록

IFR1 : 제1 인터페이스 로봇

IFR2 : 제2 인터페이스 로봇

LC : 하측 도포셀

LD : 하측 현상셀

PHP : 가열유닛

RES : 레지스트막용 도포처리유닛

SC : 도포처리블록

SD : 현상처리블록

TR1, TR2, TR3, TR4 : 주 반송로봇

UC : 상측 도포셀

UD : 상측 현상셀

W : 기판

Claims

기판에 열처리를 행하는 열처리장치로서,

기판을 재치(載置)하여 가열하는 핫 플레이트와,

기판을 냉각하는 쿨 플레이트와,

상기 핫 플레이트와 상기 쿨 플레이트 사이에서 기판을 반송하는 반송기구를 구비하고,

상기 반송기구는,

기판의 평면 사이즈 보다 큰 평면 사이즈를 갖고 기판을 재치하는 반송아암과,

상기 반송아암을 상기 핫 플레이트와 상기 쿨 플레이트 사이에서 이동시키는 아암 구동기구를 구비하며,

상기 핫 플레이트에서 가열된 기판을 수취하여 재치한 상기 반송아암이 상기 아암 구동기구에 의해 상기 핫 플레이트로부터 상기 쿨 플레이트까지 이동되고, 상기 반송아암의 이면(裏面)이 상기 쿨 플레이트의 표면(表面)에 접촉함으로써 상기 반송아암을 통해 기판을 냉각하는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
제1항에 있어서,

기판은 원판형상을 갖고,

상기 핫 플레이트 및 상기 쿨 플레이트에는, 기판의 중심으로부터 반경(半徑)의 80%이내의 내측영역을 지지하여 승강(昇降)하는 리프트 핀이 설치되어 있고,

상기 반송아암에는, 상기 리프트 핀이 들어가는 슬릿이 형성되는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
제2항에 있어서,

상기 리프트 핀으로부터 상기 반송아암에 기판을 건넬 때, 상기 리프트 핀이 하강함과 동시에 상기 아암 구동기구가 상기 반송아암을 상승시키는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
제1항에 있어서,

상기 반송아암의 이면 또는 상기 쿨 플레이트의 표면에 수지(樹脂)를 기재(基材)로 하는 열전도시트를 첩설(貼設)하는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
제1항에 있어서,

상기 핫 플레이트에서 기판이 가열되고 있을 때, 상기 반송아암의 이면을 상기 쿨 플레이트의 표면에 접촉시켜 상기 반송아암을 냉각하는 것을 특징을 하는 열처리장치.
제1항에 있어서,

상기 반송아암은, 알루미늄, 동(銅), 알루미나 및 탄화규소로 이루어지는 군(群)으로부터 선택된 적어도 1종(種)을 포함하는 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
제1항에 있어서,

상기 반송아암에 방열부재(放熱部材)를 부설(付設)하는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
기판에 소정의 처리를 행하는 기판처리장치에 있어서,

제1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 기재된 열처리장치와,

상기 열처리장치에 기판을 반송하는 반송수단을 구비하고,

상기 반송수단은, 상기 쿨 플레이트에 기판의 반출입(搬出入)을 행하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제8항에 있어서,

상기 반송수단은, 노광(露光)처리 후의 기판을 상기 열처리장치로 반송하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.