JP4499147B2

JP4499147B2 - 基板処理装置

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Publication number: JP4499147B2
Application number: JP2007301595A
Authority: JP
Inventors: 正美大谷; 保夫今西; 雅夫辻; 隆範川本; 優樹岩見; 讓一西村; 彰彦森田
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2007-11-21
Filing date: 2007-11-21
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2017-03-21
Also published as: JP2008072140A

Description

この発明は、半導体基板や液晶ガラス基板などの薄板状基板（以下、単に「基板」と称する）に対して加熱処理、冷却処理および処理液処理を含む一連の処理を行う基板処理装置並びに及びこれに用いる基板搬送装置及び基板移載装置に関する。

従来より、上記のような基板処理装置においては、基板搬送ロボットにより、基板に加熱処理を行う加熱処理ユニット、冷却処理を行う冷却処理ユニットおよび薬液処理を行う薬液処理ユニット等間で基板の循環搬送を行い、一連の基板処理を達成している（例えば、特許文献１）。

特許文献１に開示の基板処理装置では、装置中央に配置され上下動及び旋回可能な基板搬送ロボットの周囲に、枚葉式の各種処理ユニットを多段に積層した複数組の多段ユニットが配置されている。ここで、多段ユニットは、同種の処理ユニットを多段に積層したものとなっており、基板に加熱処理や冷却処理を行う複数の熱処理ユニットのみを積層した熱処理系多段ユニットと、複数の薬液処理ユニットのみを多段に積層した薬液処理系多段ユニットとに分かれている。

特開平０８−０４６０１０号公報

しかし、上記の基板処理装置では、同種の処理ユニットを多段に積層するので、薬液処理系多段ユニットに関して、薬液を扱う関係上、特に上段側の処理ユニットでメンテナンス性が悪くなるという問題がある。

また、上記のような基板処理装置は、装置中央に配置された基板搬送ロボットの周囲に、複数組の多段ユニットを基本的に分離して配置する構造となっているので、一般に処理ユニットの配置の自由度が低くなる傾向があり、設置条件等に応じた機能的な設計や、目的に応じた効率的な搬送・処理を図る上で不利となり易い。

さらに、上記の基板処理装置では、基板搬送ロボットの垂直方向の駆動をボールスクリューにて行っているので、処理ユニットのメンテナンス時には、基板搬送ロボットごと上側に引き抜く必要があり、メンテナンス時の作業性が悪いという問題がある。

さらに、上記の基板処理装置では、基板搬送ロボットがその周囲に配置された複数の多段ユニットを構成する全処理ユニットに対してアクセスできるように、基板搬送ロボットのアームのストロークを十分に稼ぐ必要がある。このため、搬送ロボットのアーム等が大型化し、さらにその旋回スペースを確保するため、基板処理装置全体の大型化を招く結果となっている。

そこで、この発明は、メンテナンス時の作業性が良く、処理ユニットの配置の自由度が高い基板処理装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、基板に対して熱処理を行うとともに、ケースに収納されており、加熱処理を行う単一のホットプレート部と、前記ケースに収納されるとともに、前記単一のホットプレート部と水平方向に並んで配置されており、冷却処理を行う単一のクールプレート部と、を有する熱処理ユニットと、前記基板に処理液による処理を施す液処理ユニットと、少なくとも前記液処理ユニットと前記熱処理ユニットとの間で前記基板の受け渡しを行う搬送ロボットと、を備え、前記搬送ロボットと前記熱処理ユニットとの間の前記基板の受け渡しは、前記単一のクールプレート部側に形成された開口から前記搬送ロボットのハンドが挿入され、前記単一のクールプレート部と前記ハンドとの間で行われ、前記ケース内の前記基板は、前記単一のクールプレート部と前記単一のホットプレート部との間で交換可能とされており、前記単一のクールプレート部と前記単一のホットプレート部との間は、熱的に遮断されていることを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記液処理ユニットは、塗布処理ユニットであることを特徴とする。

また、請求項３の発明は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記液処理ユニットは、現像処理ユニットであることを特徴とする。

以上の説明からも明らかなように、本願記載の装置によれば、略四角形の底面領域を有するユニット配置部の４隅の位置にそれぞれ所定の処理液による処理を行う複数の液処理ユニットを配置するとともに、前記ユニット配置部の中心位置に鉛直軸回りに回転可能な基板搬送手段を配置し、前記複数の液処理ユニット間の少なくとも１つ以上の位置に基板に対して所定の処理を行う基板処理ユニットを配置しているので、液処理ユニットのフットスペースを十分に確保しつつ、スペース効率のよい配置が可能となり、基板処理装置を小型化することができる。

また、本願記載の装置によれば、前記基板処理ユニットが、前記基板に被膜を形成するための塗布処理ユニットであるので、処理ユニットの効率的な配置が可能となる。

また、本願記載の装置によれば、前記複数の液処理ユニットが、前記基板に被膜を形成するための塗布処理ユニットと基板に現像処理を行う現像処理ユニットとの少なくともいずれかを含み、前記基板処理ユニットが、洗浄液を供給して基板を洗浄する洗浄処理ユニットであるので、スペース的に処理ユニットの効率的な配置が可能となる。

また、本願記載の装置によれば、前記複数の液処理ユニットが、基板の裏面に洗浄液を供給して基板裏面を洗浄する裏面洗浄用の洗浄処理ユニットを含み、前記基板処理ユニットが、基板の表面と裏面とを反転させる基板反転ユニットであるので、スペース的に処理ユニットの効率的な配置が可能となる。

また、本願記載の装置によれば、前記複数の液処理ユニットの上方に、前記基板に熱処理を行う熱処理ユニットを配置しているので、液処理ユニットがすべて下方側に配置されメンテナンス性が良い。しかも、液処理ユニットを装置本体の４隅の任意の位置に配置できるようにしているので、処理ユニットの配置の自由度が高まり、機能的な設計や効率的な搬送・処理を図ることができる。

以下、本発明の具体的実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、実施形態の装置を説明する図である。図１（ａ）は、装置の平面図であり、図１（ｂ）は、装置の正面図である。図示のように、本実施の形態においては、基板処理装置は、基板の搬出入を行うインデクサＩＤと、基板に処理を行う複数の処理ユニットと各処理ユニットに基板を搬送する基板搬送手段が配置されるユニット配置部１０と、露光装置に接続されているインターフェイスＩＦとから構成されている。

ユニット配置部１０は、最下部に、薬剤を貯留するタンクや配管等を収納するケミカルキャビネット１１を備え、この上側であってその４隅には、基板に処理液による処理を施す液処理ユニットとして、基板にレジスト被膜を形成する塗布処理ユニットＳＣ1、ＳＣ2と、露光後の基板に現像処理を行う現像処理ユニットＳＤ1、ＳＤ2とが配置されている。さらに、これらの液処理ユニットの上側には、基板に熱処理を行う多段熱処理ユニット２０が装置の前部及び後部に配置されている。なお、装置の前側であって両塗布処理ユニットＳＣ1、ＳＣ2の間には、基板処理ユニットとして、基板に純水等の洗浄液を供給して基板を洗浄する洗浄処理ユニットＳＳが配置されている。

塗布処理ユニットＳＣ1、ＳＣ2や現像処理ユニットＳＤ1、ＳＤ2に挟まれた装置中央部には、周囲の全処理ユニットにアクセスしてこれらとの間で基板の受け渡しを行うための基板搬送手段として、搬送ロボットＴＲ1が配置されている。この搬送ロボットＴＲ1は、鉛直方向に移動可能であるとともに中心の鉛直軸回りに回転可能となっている。

ユニット配置部１０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が設置されている。多段熱処理ユニット２０の直下にも、液処理ユニット側に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が設置されている。

図２は、図１の処理ユニットの配置構成を説明する図である。塗布処理ユニットＳＣ1の上方には、多段熱処理ユニット２０として、３段構成の熱処理ユニットＴＵ1、ＴＵ2、ＴＵ3が配置されている。このうち、上段位置の熱処理ユニットＴＵ1は、内部に密着強化部ＡＨとクールプレート部ＣＰ1とを備え、中段位置の熱処理ユニットＴＵ2は、内部にホットプレート部ＨＰ2とクールプレート部ＣＰ2とを備え、下段位置の熱処理ユニットＴＵ3は、内部にホットプレート部ＨＰ3とクールプレート部ＣＰ3とを備える。

塗布処理ユニットＳＣ2の上方には、多段熱処理ユニット２０として、３段構成の熱処理ユニットＴＵ0、ＴＵ4、ＴＵ5が配置されている。このうち、上段位置の熱処理ユニットＴＵ0は、内部にホットプレート部ＨＰ0とクールプレート部ＣＰ0とを備え、中段位置の熱処理ユニットＴＵ4は、内部にホットプレート部ＨＰ4とクールプレート部ＣＰ4とを備え、下段位置の熱処理ユニットＴＵ5は、内部にホットプレート部ＨＰ5とクールプレート部ＣＰ5とを備える。

現像処理ユニットＳＤ1の上方には、多段熱処理ユニット２０として、２段構成の熱処理ユニットＴＵ6、ＴＵ7が配置されている。このうち、中段位置の熱処理ユニットＴＵ6は、内部にホットプレート部ＨＰ6とクールプレート部ＣＰ6とを備え、下段位置の熱処理ユニットＴＵ7は、内部にホットプレート部ＨＰ7とクールプレート部ＣＰ7とを備える。なお、上段位置は、本実施形態の装置の場合、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やクールプレート部を内蔵する熱処理ユニットを組み込むことができる。

現像処理ユニットＳＤ2の上方には、多段熱処理ユニット２０として、この場合１段構成の熱処理ユニットＴＵ8が配置されている。この熱処理ユニットＴＵ8は、内部に露光後ベークプレート部ＰＥＢとクールプレート部ＣＰ8とを備える。なお、上段及び中段位置は、本実施形態の装置の場合ともに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やクールプレート部を内蔵する熱処理ユニットを適宜組み込むことができる。

図３は、図１及び図２に示す基板処理装置内における特定の基板の搬送及び処理のフローを説明する図である。

最初に、搬送ロボットＴＲ1は、インデクサＩＤから受け取った基板を洗浄処理ユニットＳＳまで搬送し、この基板を洗浄処理ユニットＳＳで処理済みの基板と交換する。洗浄処理ユニットＳＳは、ここに移載されてきた基板の表面に純水を供給し基板表面を洗浄する。

次に、搬送ロボットＴＲ1は、洗浄処理ユニットＳＳで洗浄処理を終了した基板を熱処理ユニットＴＵ0まで搬送する。熱処理ユニットＴＵ0は、この基板に対し、ホットプレート部ＨＰ0及びクールプレート部ＣＰ0にてそれぞれ加熱及び冷却の熱処理（ここで、冷却は強制的な冷却でない非熱状態を含む）を施す。

次に、搬送ロボットＴＲ1は、熱処理ユニットＴＵ0で熱処理を終了した基板を熱処理ユニットＴＵ1まで搬送する。熱処理ユニットＴＵ1は、この基板に対し、密着強化部ＡＨにて密着強化ガス雰囲気下で加熱処理を施し、クールプレート部ＣＰ1にて冷却処理を施す。

次に、搬送ロボットＴＲ1は、熱処理ユニットＴＵ1で熱処理を終了した基板を塗布処理ユニットＳＣ1まで搬送する。塗布処理ユニットＳＣ1は、この基板に対し、スピンコーティングによってレジスト液を塗布する。

次に、搬送ロボットＴＲ1は、塗布処理ユニットＳＣ1で塗布処理を終了した基板を熱処理ユニットＴＵ2及び熱処理ユニットＴＵ3のいずれかに搬送する。熱処理ユニットＴＵ2、ＴＵ3は、この基板に対し、ホットプレート部ＨＰ2、ＨＰ3及びクールプレート部ＣＰ2、ＣＰ3にてそれぞれ加熱及び冷却からなるレジスト硬化処理を施す。なお、両熱処理ユニットＴＵ2、ＴＵ3で並列処理を行っているのは、この工程（熱処理ユニットＴＵ2、ＴＵ3での熱処理）が他の処理ユニットに比較して時間を要するからである。

次に、搬送ロボットＴＲ1は、熱処理ユニットＴＵ2、ＴＵ3で熱処理を終了した基板を塗布処理ユニットＳＣ2まで搬送する。塗布処理ユニットＳＣ2は、この基板に対し、スピンコーティングによってレジスト上に保護膜を形成する。

次に、搬送ロボットＴＲ1は、塗布処理ユニットＳＣ2で塗布処理を終了した基板を熱処理ユニットＴＵ4及び熱処理ユニットＴＵ5のいずれかに搬送する。熱処理ユニットＴＵ4、ＴＵ5は、この基板に対し、ホットプレート部ＨＰ4、ＨＰ5及びクールプレート部ＣＰ4、ＣＰ5にてそれぞれ加熱及び冷却からなる保護膜硬化処理を施す。以上の工程により、本実施形態の基板処理装置における順方向の処理が完了する。

次に、搬送ロボットＴＲ1は、熱処理ユニットＴＵ4、ＴＵ5で熱処理を終了した基板をインターフェスＩＦ側に渡す。なお、インターフェスＩＦは、露光装置のスループットとの時間調整を図るためにユニット配置部１０側からの露光前の基板を一時的に保持した後に露光装置側に送るとともに、露光装置側からの露光後の基板を一時的に保持した後に基板処理装置１０側に戻す役割を有する。

次に、搬送ロボットＴＲ1は、インターフェスＩＦに戻ってきた露光後の基板を熱処理ユニットＴＵ8に搬送する。熱処理ユニットＴＵ8は、この基板に対し、露光後ベークプレート部ＰＥＢ及びクールプレート部ＣＰ8にて加熱及び冷却からなるポストエクスポージャベーク処理を施す。

次に、搬送ロボットＴＲ1は、熱処理ユニットＴＵ8でポストエクスポージャベーク処理を終了した基板を現像処理ユニットＳＤ1及び現像処理ユニットＳＤ2のいずれかに搬送する。現像処理ユニットＳＤ1、ＳＤ2は、この基板に対し、露光後のレジストの現像処理を実行する。

次に、搬送ロボットＴＲ1は、現像処理ユニットＳＤ1、ＳＤ2で現像処理を終了した基板を熱処理ユニットＴＵ6及び熱処理ユニットＴＵ7のいずれかに搬送する。熱処理ユニットＴＵ6、ＴＵ7は、この基板に対し、ホットプレート部ＨＰ6、ＨＰ7及びクールプレート部ＣＰ6、ＣＰ7にてそれぞれ加熱及び冷却からなるポストベーク処理を施す。

最後に、搬送ロボットＴＲ1は、熱処理ユニットＴＵ6、ＴＵ7で熱処理を終了した仕上げ後の基板をインデクサＩＤ側に戻す。以上の工程により、本実施形態の基板処理装置における逆方向の処理が完了する。

図４は、ユニット配置部１０内における基板の搬送、インデクサＩＤ内における基板の搬送、ユニット配置部１０及びインデクサＩＤ間における基板の受渡を説明する図である。

インデクサＩＤに設けた移載ロボットＴＲ2は、ユニット配置部１０側の搬送ロボットＴＲ1との間で基板を授受する第１ハンド５０と、カセットＣＡに対し基板ＷＦを搬出入する第２ハンド６０とを備える。

この移載ロボットＴＲ2は、ユニット配置部１０側の搬送ロボットＴＲ1によって受渡ポジションＰ1まで搬送されてきた基板ＷＦを受け取ってカセットＣＡ中に収納するとともに、カセットＣＡ中の基板ＷＦをカセットＣＡ外に取り出し、受渡ポジションＰ1まで移動させて搬送ロボットＴＲ1に渡す。

すなわち、移載ロボットＴＲ2は、全体として、インデクサＩＤに設けた通路上をＹ方向に往復移動可能となっている。そして、図示の位置では、第１ハンド５０が±Ｚ方向（すなわち鉛直方向）及びＸ方向（すなわちユニット配置部１０側）に移動して正面の搬送ロボットＴＲ1との間で基板ＷＦの授受を行う。一方、移載ロボットＴＲ2が図示の位置から±Ｙ方向に移動していずれかのカセットＣＡの正面に対向する状態となると、第２ハンド６０が±Ｚ方向及び−Ｘ方向に移動してカセットＣＡとの間で基板ＷＦの授受を行う。

ユニット配置部１０の中央に設けた搬送ロボットＴＲ1は、受渡ポジションＰ1で移載ロボットＴＲ2から受け取った基板ＷＦを周囲の処理ユニット（例えば、洗浄処理ユニットＳＳ）に渡す。

搬送ロボットＴＲ1は、±Ｚ方向すなわち鉛直方向に昇降可能であるステージ４１と、このステージ４１上に取り付けられて鉛直軸回りに回転可能なヘッド４２とを備える。このヘッド４２は、基板ＷＦを支持しつつ周囲の全処理ユニットにアクセス可能なハンド４０を備える。このハンド４０は、ＸＹ面内で水平方向に独立に伸縮する上下一対のホルダ部材を有しており、処理ユニットにアクセスした際に、処理ユニット内の処理後の基板ＷＦとホルダ部材上の処理前の基板ＷＦとを交換する。

このように、搬送ロボットＴＲ1によって、処理前の基板ＷＦと処理後の基板ＷＦとを交換しつつ、図３と同様のフローで基板ＷＦを搬送する循環搬送を一巡させることにより、ユニット配置部１０中の各処理ユニット（並列処理の処理ユニットを除く）中の基板ＷＦの処理が１段階進行する。

なお、この際、インデクサＩＤとインターフェースＩＦとに関しては、受渡ポジションＰ1、Ｐ2が一種の処理ユニットのように機能し、ここで基板の交換が行われる。すなわち、搬送ロボットＴＲ1は、順方向に関する最後の処理ユニット（例えば、熱処理ユニットＴＵ4）で処理を終了した基板ＷＦを受渡ポジションＰ2まで移動させてここでインターフェスＩＦとの基板交換を行う。また、搬送ロボットＴＲ1は、逆方向に関する最後の処理ユニット（例えば、熱処理ユニットＴＵ6）で処理を終了した基板ＷＦを受渡ポジションＰ1まで移動させてここでインデクサＩＤとの基板交換を行う。

搬送ロボットＴＲ1が以上に説明したような循環搬送を繰返すことにより、図３と同一のフローで基板ＷＦの処理が漸次進行することになる。

図５〜７は、搬送ロボットＴＲ1の構造及び動作を説明する図であり、図５は、搬送ロボットＴＲ1の斜視図であり、図６は、搬送ロボットＴＲ1の裏面及び側面の構造を示す図であり、図７は、搬送ロボットＴＲ1のハンドの動作を説明する図である。

図５に示すように、搬送ロボットＴＲ1のヘッド４２を支持するステージ４１は、基台４４との間に設けたＺ軸駆動機構４５によって、±Ｚ方向に昇降可能になっている。このＺ軸駆動機構４５は、パンタグラフ構造を有し、基台４４上に固定されたモータ４５ａの正逆回転によってネジ軸４５ｂが回転し、このネジ軸４５ｂに螺合された連結部材４５ｃが±Ｙ方向に移動する。そして、連結部材４５ｃの移動にともなって、その連結部材４５ｃの両端に連結された一対のパンタグラフリンク４５ｄが屈伸駆動することとなる。一対のパンタグラフリンク４５ｄの上端にはステージ４１が連結支持されており、結果として、モータ４５ａの正逆回転がパンタグラフリンク４５ｄの屈伸駆動を介してステージ４１の昇降運動に変換されることになる。

なお、ステージ４１は、図示を省略しているが、ヘッド４２の中央下部から延びる鉛直回転軸４２ｂを回転駆動する回転駆動機構を内蔵しており、この回転駆動機構により、ヘッド４２は、旋回してＺ軸回りの任意の位置に回転移動可能となる。また、ヘッド４２上に設けたハンド４０は、それぞれが基板ＷＦを支持可能な一対のホルダ部材４０ａ、４０ｂからなっている。各ホルダ部材４０ａ、４０ｂは、図示の状態で、ヘッド４２内に設けた機構によって−Ｘ方向に進退可能になっている。

図６（ａ）の裏面図及び図６（ｂ）の側面図に示すように、一方のホルダ部材４０ｂは、ヘッド４２に内蔵された伸縮駆動機構７０によって、ＡＢ方向に往復移動可能になっている。なお、他方のホルダ部材４０ａも、図示を省略しているが、上記伸縮駆動機構７０と同様の機構によって、ＡＢ方向に往復移動可能になっている。

伸縮駆動機構７０は、ヘッド４２とホルダ部材４０ｂとの間にストロークを稼ぐためのブーム７１を介在させた２段構造となっている。このブーム７１には、ヘッド４２側に設けたガイド７２に案内されてＡＢ方向に往復移動する摺動部材７３が固設されている。また、ホルダ部材４０ｂには、ブーム７１側に設けたガイド７４に案内されてＡＢ方向に往復移動する摺動部材７５が固設されている。ブーム７１の側面に設けた一対のプーリＰＵ1には、ベルトＢＥがかけられており、このベルトＢＥの一部には、摺動部材７５が固定されている。ヘッド４２内部に設けた複数のプーリＰＵ2、ＰＵ3、ＰＵ4にも、ベルトＢＥがかけられており、このベルトＢＥの一部には、ブーム７１が固定されている。なお、プーリＰＵ4は、モータＭＯに連結されており、このモータＭＯに駆動されて適宜回転する。

図７は、図５に示すホルダ部材４０ｂの移動を説明する図である。ヘッド４２に内蔵されたモータに駆動されてプーリＰＵ4が一方向に回転すると、ベルトＢＥに接続されたブーム７１がＡＢ方向に前進し、ヘッド４２からせり出す。ブーム７１がヘッド４２からせり出すと、ブーム７１のプーリＰＵ1にかけられたベルトＢＥも、係止部材７７を介してヘッド４２に固定されていることに原因して回転し、このベルトＢＥに接続されたホルダ部材４０ｂがＡＢ方向に前進し、ブーム７１からせり出し、結果的にホルダ部材４０ｂはハンド４０が最も伸張した実線の位置まで移動する。なお、点線は、ハンド４０が最も縮小した状態を示している。

図８は、インデクサＩＤに設けた移載ロボットＴＲ2の詳細を説明する図である。第１ハンド５０は、第２ハンド６０との間で基板ＷＦの授受を行うとともに、ユニット配置部１０側の搬送ロボットＴＲ1との間でも基板ＷＦの授受を行う。第２ハンド６０は、カセットＣＡとの間で基板ＷＦの授受を行うとともに、第１ハンド５０との間でも基板ＷＦの授受を行う。

第１ハンド５０は、３個のピン５１を介して基板ＷＦを水平に保持する。そして、この第１ハンド５０は、Ｙ方向に往復移動可能な支柱５２に対して、駆動機構８０によってＸ方向及びＺ方向に往復移動可能となっている。結果的に、第１ハンド５０は、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の各方向に往復移動可能となっている。ここで、第１ハンド５０のＺ方向の往復移動は、図９にも示すエアシリンダ８１によって行う。また、第１ハンド５０のＸ方向の往復移動は、ガイド８２と、摺動部材８３と、図示を省略するベルト機構とによって行う。なお、第２ハンド６０は、支柱６１に支持されて、図示を省略する機構によって、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の各方向に移動可能となっている。

図１０〜図１５は、搬送ロボットＴＲ1から移載ロボットＴＲ2への基板ＷＦの受渡を説明する図である。まず、図１０の状態では、ユニット配置部１０における逆方向の処理を終了した基板ＷＦが搬送ロボットＴＲ1のホルダ部材４０ｂ上に支持された状態となっており、移載ロボットＴＲ2が、第１ハンド５０上面を搬送ロボットＴＲ１のホルダ部材４０ｂの下面よりわずかに低い位置に上昇させ、搬送ロボットＴＲ１に対抗する位置水平移動してくる。次に、図１１の状態では、第１ハンド５０を＋Ｘ方向に前進させて受渡ポジションまで移動させる。次に、図１２の状態では、搬送ロボットＴＲ1側のホルダ部材４０ｂを−Ｘ方向に前進させて基板ＷＦを受渡ポジションまで移動させる。この際、第１ハンド５０の上面は、ホルダ部材４０ｂの下面よりもわずかに低くなっており、またホルダ部材４０ｂに支持された基板ＷＦの下面は、第１ハンド５０に突設されたピン５１の先端よりも高くなっており、第１ハンド５０とホルダ部材４０ｂとの干渉が防止される。次に、図１３の状態では、搬送ロボットＴＲ１がわずかに下降し、ホルダ部材４０ｂ上に支持されていた基板ＷＦが第１ハンド５０側（正確にはピン５１）に渡される。次に、図１４の状態では、搬送ロボットＴＲ1側のホルダ部材４０ｂを後退させてもとの位置に戻す。最後に、図１５の状態では、移載ロボットＴＲ2側の第１ハンド５０が後退してもとの位置に戻る。なお、第１ハンド５０上の基板ＷＦは、図示を省略する第２ハンド６０との相対的昇降動作によって、この第２ハンド６０に渡され、最終的にはインデクサＩＤのカセットＣＡに収納される。以上、搬送ロボットＴＲ1から移載ロボットＴＲ2への基板ＷＦの受渡を説明したが、移載ロボットＴＲ2から搬送ロボットＴＲ1への基板ＷＦの受渡は、上記と逆の手順による。

図１６は、図２に示す熱処理ユニットＴＵ0の構造を説明する平面図であり、図１７は、熱処理ユニットＴＵ0の側面図である。図示の熱処理ユニットＴＵ0は、ケース９０に収納されおり、ケース９０内部は加熱処理を行うホットプレート部ＨＰ0と冷却処理を行うクールプレート部ＣＰ0とに分かれる。なお、この熱処理ユニットＴＵ0の開口９０ａは、クールプレート部ＣＰ0の正面にのみ形成されている。これは、ホットプレート部ＨＰ0とクールプレート部ＣＰ0との間では、後に詳細に説明するようにケース９０内で基板ＷＦの交換が可能となっており、熱処理ユニットＴＵ0に対する基板ＷＦの出し入れはクールプレート部ＣＰ0側のみで行えば足りるからである。

ホットプレート部ＨＰ0側には、ヒータを内蔵した加熱手段であるプレート９１ａとこれを覆うチャンバ９１ｂとが配置されており、クールプレート部ＣＰ0側には、ペルチエ素子等の冷却素子を内蔵した冷却手段であるプレート９２ａとこれを覆うチャンバ９２ｂとが配置されている。両チャンバ９１ｂ、９２ｂは、それぞれエアシリンダ９３ａを含む昇降機構９３に案内・駆動されて昇降移動するようになっている。

両プレート９１ａ、９２ｂの下方には、それぞれリフトピン駆動アーム９４が配置されており、モータ等を内蔵する昇降機構９５に案内・駆動されて昇降移動するようになっている。リフトピン駆動アーム９４が上昇すると、各プレート９１ａ、９１ｂの表面からリフトピンＬＰが突出し、プレート９１ａ、９２ａ上の基板ＷＦを上方に移動させることができる。なお、昇降機構９５は、リフトピン駆動アーム９４を段階的に昇降させることができるようになっており、プレート９１ａ、９２ａ上の基板ＷＦも段階的に昇降させることができる。

両チャンバ９１ｂ、９２ｂの間には、ホットプレート部ＨＰ0とクールプレート部ＣＰ0との間で基板ＷＦを交換するため、移送手段として、上下一対の搬送アーム９６、９７が配置されている。上側の第１搬送アーム９６の下面には、基板ＷＦを保持するため一対のツメ９６ａ、９６ｂが突設されており、両チャンバ９１ｂ、９２ｂを上昇させて上方に退避させた状態で搬送アーム９６を水平方向ＣＤに移動させることにより、両プレート９１ａ、９２ａ相互間で基板ＷＦを移送できるようになっている。下側の第２搬送アーム９７の下面にも、基板ＷＦを保持するため一対のツメ９７ａ、９７ｂが突設されており、両チャンバ９１ｂ、９２ｂを上昇させて上方に退避させた状態で搬送アーム９７を水平方向ＣＤに移動させることにより、両プレート９１ａ、９２ａ相互間で基板ＷＦを移送できるようになっている。

上側の第１搬送アーム９６の基部９６ｃは、案内部材９８に設けたガイド９８ａに沿って摺動可能となっており、第１搬送アーム９６の水平方向ＣＤの直線的移動を許容する。下側の第２搬送アーム９７の基部９７ｃも、案内部材９８に設けたガイド９８ｂに沿って摺動可能となっており、第２搬送アーム９７の水平方向ＣＤの直線的移動を許容する。

案内部材９８の両端には、一対のプーリＰＵ6が取り付けられており、両プーリＰＵ6には、ベルトＢＥが掛けられている。ベルトＢＥの一対の対称位置には、第１搬送アーム９６の基部９６ｃと第２搬送アーム９７の基部９７ｃとがそれぞれ連結されており、両搬送アーム９６、９７は常に反対方向に移動する。そして、両搬送アーム９６、９７は、これらが最も離間したときには両チャンバ９１ｂ、９２ｂの外側の退避位置まで移動し、最も近接したときには図１７の実線で示すような内側の退避位置まで移動する。また、両搬送アーム９６、９７は、図１７の一点鎖線で示すような基板受渡位置でリフトピンＬＰを適宜昇降させることにより、両プレート９１ａ、９２ａとの間で基板ＷＦの授受が可能となっている。

両搬送アーム９６、９７の水平方向ＣＤの移動は、両プーリＰＵ6に掛け渡されているベルトＢＥを駆動するモータ１００の回転を適宜制御することによって行われる。

なお、図面中では説明していないが、クールプレート部ＣＰ0とホットプレート部ＨＰ0との間には、クリーンエアのダウンフローが形成されるようにしてあり、クールプレート部ＣＰ0とホットプレート部ＨＰ0とは熱的に遮断されるようになっている。なお、クールプレート部ＣＰ0とホットプレート部ＨＰ0との間の熱的遮断をより効果的という観点からは、両搬送アーム９６、９７を外側の退避位置に配置することが望ましい。また、基板ＷＦが両搬送アーム９６、９７によって急冷または急熱されたりしないように、第１搬送アーム９６側を冷たい基板ＷＦの搬送専用とし、第２搬送アーム９７側を熱い基板ＷＦの搬送専用とすることなどができる。

図１８は、図１６及び図１７に示す熱処理ユニットＴＵ0内における基板ＷＦの交換を説明する図である。図１８（ａ）は、クールプレート部ＣＰ0におけるリフトピンＬＰとチャンバ９２ｂの位置を示し、図１８（ｂ）は、ホットプレート部ＨＰ0におけるリフトピンＬＰとチャンバ９１ｂの位置を示す。

ホットプレート部ＨＰ0側で基板ＷＦの加熱処理が終了する直前に、クールプレート部ＣＰ0側では、チャンバ９２ｂを退避位置まで十分に上昇させ、リフトピンＬＰの先端を上側リフト位置まで上昇させる。そして、クールプレート部ＣＰ0の前面の開口９０ａから図４等に示す搬送ロボットＴＲ1のハンド４０を挿入し、ハンド４０上の処理前の基板ＷＦ（○印）とリフトピンＬＰ上の熱処理後の基板ＷＦ（□印）とを交換する。

一方、ホットプレート部ＨＰ0側では、基板ＷＦの加熱処理が終了すると、チャンバ９１ｂを退避位置まで十分に上昇させ、リフトピンＬＰの先端を下側リフト位置まで上昇させ、加熱処理後の基板ＷＦ（△印）を下側のリフト位置まで上昇させる。そして、第１搬送アーム９６と第２搬送アーム９７とを内側の退避位置からそれぞれプレート９２ａ中央上方の基板受渡位置とプレート９１ａ中央上方の基板受渡位置とに移動させる。この際、加熱処理前の上側リフト位置にある基板ＷＦは、第１搬送アーム９６本体とツメ９６ａ、９６ｂとの間を通過するようになっており、加熱処理後の下側リフト位置にある基板ＷＦは、第２搬送アーム９７本体とツメ９７ａ、９７ｂとの間を通過するようになっている。これにより、両搬送アーム９６、９７と基板ＷＦとの干渉が回避される。

両搬送アーム９６、９７が両プレート９２ａ、９１ａ中央上方の基板受渡位置に到着した段階で、リフトピンＬＰの降下を開始する。リフトピンＬＰがある程度降下すると、処理前の基板ＷＦ（○印）は、第１搬送アーム９６に渡され、加熱処理後の基板ＷＦ（△印）は、第２送アーム９７に渡される。

リフトピンＬＰから両搬送アーム９６、９７への基板ＷＦの移載が完了した段階で、両搬送アーム９６、９７の位置交換を行う。すなわち、処理前の基板ＷＦ（○印）をホットプレート部ＨＰ0側に移動させ、加熱処理後の基板ＷＦ（△印）をクールプレート部ＣＰ0側に移動させる。

第１搬送アーム９６がプレート９１ａ上に到着し、第２搬送アーム９７がプレート９２ａ上に移動して、両搬送アーム９６、９７の位置交換が完了した段階で、プレート９２ａ側のリフトピンＬＰを下側リフト位置まで上昇させ、予めある程度上昇させておいたプレート９１ａ側のリフトピンＬＰを上側リフト位置まで上昇させる。リフトピンＬＰがある程度上昇すると、処理前の基板ＷＦ（○印）は、プレート９１ａ側のリフトピンＬＰに渡され、加熱処理後の基板ＷＦ（△印）は、プレート９２ａ側のリフトピンＬＰに渡される。

両搬送アーム９６、９７からリフトピンＬＰへの基板ＷＦの移載が完了した段階で、両搬送アーム９６、９７を内側の退避位置まで移動させる。

両搬送アーム９６、９７の退避が完了した段階で、リフトピンＬＰとともに基板ＷＦを降下させて、加熱処理後の基板ＷＦ（△印）をプレート９２ａ上に微小間隙を介在させた状態で載置し、処理前の基板ＷＦ（○印）をプレート９１ａ上に微小間隙を介在させた状態で載置する。これと同時に、両チャンバ９１ｂ、９２ｂも降下させて両プレート９１ａ、９２ｂ上面の周囲に半密閉空間を形成する。

プレート９２ａ上に載置された加熱処理後の基板ＷＦ（△印）は、ここで冷却され、プレート９１ａ上に吸着された処理前の基板ＷＦ（○印）は、ここで所定のプロセスで加熱処理される。

以上、具体的実施形態に即してこの発明を説明したが、この発明は、上記実施形態に限定されるものではない。薬液で基板ＷＦを処理する液処理ユニットである塗布処理ユニットＳＣ1、ＳＣ2、現像処理ユニットＳＤ1、ＳＤ2等の配置の組み合わせは、多段熱処理ユニット２０の下側とする限り任意である。また、液処理ユニットのいずれか（例えば、塗布処理ユニットＳＣ1）を上記多段熱処理ユニット２０と同様の多段熱処理ユニットに置き換えることも自由である。

また、塗布処理ユニットＳＣ1、ＳＣ2の間に基板処理ユニットとして洗浄処理ユニットＳＳが配置されているが、洗浄処理ユニットＳＳを組み込まない構成も可能である。

また、図１９に示すように、液処理ユニットをすべて洗浄処理ユニットＳＳ1〜ＳＳ4で構成することも可能である。この場合、洗浄処理ユニットＳＳ1と洗浄処理ユニットＳＳ2との間に基板を反転させて表裏を入れ替える基板反転ユニットを配置することができる。

また、図１６及び図１７に示すような熱処理ユニットＴＵ0の代わりに、単一のプレートで基板ＷＦを加熱冷却することもできる。この場合、搬送アーム９６、９７のような基板交換のための移送手段を設ける必要がないが、単一のプレートに加熱及び冷却の機能を持たせる必要がある。図２０は、このようなプレートの温度調節装置を説明する図である。図２０（ａ）は、加熱及び冷却が可能なペルチエ素子１００ａを内部に組み込んだタイプのプレート１００である。ペルチエ素子１００ａに加熱側の電流を印加すればプレート１００が加熱され基板ＷＦも加熱され、冷却側の電流を印加すればプレート１００が冷却され基板ＷＦも冷却される。図２０（ｂ）は、加熱のためのヒータ２００ａと冷却液が供給される配管２００ｂとを組み込んだタイプのプレート２００である。なお、配管２００ｂには、比較的融点が高い油等を予め冷却して供給する。また、配管２００ｂは、プレート２００が均一に冷却されるよう、基板ＷＦ直下にほぼ均等な密度で配置する。

なお、上記各実施形態においては、搬送手段の周囲に複数の液処理ユニットが配置される構成において、熱処理ユニットを液処理ユニットの上方に配置する構成としたので、液処理ユニット間で囲われた領域の雰囲気が、熱処理ユニットからの熱的影響を受けず、液処理ユニットにおいて基板の安定した処理を行うことができる。

また、搬送ロボットＴＲ1等の各駆動機構は、ここで説明したものに限定されるものではない。例えば、伸縮駆動機構７０については、プーリとベルトを用いたベルト送り機構の代わりに、ネジ軸とナット部材とを用いた機構を使用してもよく、その他の公知の手段を適用することが可能である。さらに、Ｚ軸駆動機構４５についても、パンタグラフ構造に限定されず、その他の伸縮昇降機構、例えばプーリとワイヤを用いた巻き掛け連動機構を用いても、上記と同様の効果を得ることができる。

実施形態の基板処理装置を説明する平面図及び正面図である。図１の装置を構成する処理ユニットの配置を説明する図である。図１及び図２の装置における基板処理の工程の一例を説明する図である。搬送ロボットとインデクサ等との間での基板受渡を説明する図である。搬送ロボットの構造を説明する斜視図である。搬送ロボットの上部構造を説明する裏面図及び側面図である。搬送ロボットのハンドの伸縮を説明する図である。移載ロボットの構造を説明する斜視図である。図８の移載ロボットの駆動機構の要部を説明する図である。搬送ロボットから移載ロボットへの基板ＷＦの受渡を説明する図である。搬送ロボットから移載ロボットへの基板ＷＦの受渡を説明する図である。搬送ロボットから移載ロボットへの基板ＷＦの受渡を説明する図である。搬送ロボットから移載ロボットへの基板ＷＦの受渡を説明する図である。搬送ロボットから移載ロボットへの基板ＷＦの受渡を説明する図である。搬送ロボットから移載ロボットへの基板ＷＦの受渡を説明する図である。図２に示す熱処理ユニットの構造を説明する平面図である。図２に示す熱処理ユニットの構造を説明する側面図である。図１６及び図１７に示す熱処理ユニット内における基板の交換を説明する図である。図２の基板処理装置の変形例を説明する図である。図１６及び図１７に示す熱処理ユニットの変形例を説明する図である。

符号の説明

１０基板処理装置
２０多段熱処理ユニット
４５Ｚ軸駆動機構
７０伸縮駆動機構
９１ａ、９２ａプレート
９６第１搬送アーム
９７第２搬送アーム
ＴＲ1 搬送ロボット
ＴＲ2 移載ロボット
ＳＣ1、ＳＣ2 塗布処理ユニット
ＳＤ1、ＳＤ2 現像処理ユニット
ＳＳ洗浄処理ユニット
ＴＵ1〜ＴＵ8 熱処理ユニット
ＣＰ0 クールプレート部
ＨＰ0 ホットプレート部
ＩＤインデクサ
ＩＦインターフェス

Claims

(a) 基板に対して熱処理を行うとともに、
(a-1) ケースに収納されており、加熱処理を行う単一のホットプレート部と、
(a-2) 前記ケースに収納されるとともに、前記単一のホットプレート部と水平方向に並んで配置されており、冷却処理を行う単一のクールプレート部と、
を有する熱処理ユニットと、
(b) 前記基板に処理液による処理を施す液処理ユニットと、
(c) 少なくとも前記液処理ユニットと前記熱処理ユニットとの間で前記基板の受け渡しを行う搬送ロボットと、
を備え、
前記搬送ロボットと前記熱処理ユニットとの間の前記基板の受け渡しは、前記単一のクールプレート部側に形成された開口から前記搬送ロボットのハンドが挿入され、前記単一のクールプレート部と前記ハンドとの間で行われ、
前記ケース内の前記基板は、前記単一のクールプレート部と前記単一のホットプレート部との間で交換可能とされており、
前記単一のクールプレート部と前記単一のホットプレート部との間は、熱的に遮断されていることを特徴とする基板処理装置。
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記液処理ユニットは、塗布処理ユニットであることを特徴とする基板処理装置。
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記液処理ユニットは、現像処理ユニットであることを特徴とする基板処理装置。