JPH1140473A

JPH1140473A - 基板処理装置

Info

Publication number: JPH1140473A
Application number: JP9192453A
Authority: JP
Inventors: Masao Tsuji; 雅夫辻; Masami Otani; 正美大谷; Yasuo Imanishi; 保夫今西; Masaki Iwami; 優樹岩見; Joichi Nishimura; 讓一西村; Akihiko Morita; 彰彦森田
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-07-17
Filing date: 1997-07-17
Publication date: 1999-02-12
Anticipated expiration: 2017-07-17
Also published as: JP3688098B2

Abstract

(57)【要約】【課題】基板処理装置を小型化し、消費電力を低減す
る。【解決手段】加熱処理部８のホットプレート２０は、
基板支持プレート３０とペルチェ素子で構成した補助加
熱冷却部３１と中間プレート３２とヒーター部３３と放
熱プレート３４とを積層して構成している。メインコン
トローラ１３は、設定された処理条件に応じて補助加熱
冷却部３１及びヒーター部３３を制御し、加熱処理部８
の加熱温度を変更させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱手段を備えた
加熱処理部を含む複数の基板処理部に基板を順次搬送し
て処理する基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、露光処理前後のレジスト処理を
行う基板処理装置は、基板を加熱する加熱処理部、基板
を冷却する冷却処理部、基板にレジストを塗布するスピ
ンコーター、基板に現像処理を施すスピンデベロッパー
などの各種の基板処理部や、各基板処理部間の基板の搬
送を行う基板搬送装置、基板に対する処理条件を設定す
る設定器、装置の動作制御を行う制御部などを備えてい
る。

【０００３】上記処理条件は、各基板処理部での処理内
容（例えば、加熱処理部での加熱処理時の加熱温度やス
ピンコーターで塗布するレジスト液の種類、現像処理に
用いる現像液の種類など）や処理順序などを含んでい
る。

【０００４】制御部は、基板搬送装置を制御して、設定
器から設定された上記処理条件内の処理順序に従って基
板を各基板処理部に順次搬送させ、各基板処理部を制御
して、設定された上記処理条件内の処理内容に従って基
板に処理を施させる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来装置に
備えられた加熱処理部は、マイカヒーターなどの熱源で
加熱されるホットプレートの上面に基板を支持してホッ
トプレートを介して基板を所定温度に加熱するように構
成されているが、このような構成の加熱処理部において
は、ホットプレートの温度変更を速やかに行えないとい
う欠点があった。特に、上記マイカヒーターなどの熱源
は、昇温機能しか有していないので、ホットプレートの
温度を降温させる場合は、自然降温で１０℃降温させる
のに１時間以上という長時間を要する。

【０００６】基板に対する加熱処理では、例えば、１枚
の基板に対して加熱温度を段階的に昇温または降温させ
て処理する場合があるが、このような場合、１台のホッ
トプレートの温度を段階的に変更しながら処理するので
は処理のスループットが著しく低下するので、現状で
は、各段階の温度の加熱処理を個別に行う複数台のホッ
トプレートを装置に搭載するようにしている。

【０００７】また、加熱処理時の最適な加熱温度は、一
般的にレジスト液や現像液などの薬液の種類ごとに相違
する。従って、例えば、基板処理装置に連続して投入さ
れる２枚の基板の処理条件が相違すれば、各基板に対す
る加熱処理時の加熱温度が異なる場合、例えば、先の基
板の加熱温度が１１０℃で、後の基板の加熱温度が９０
℃である場合などもある。このような場合、ホットプレ
ートの降温に長時間を要することから、従来は、１１０
℃で加熱処理するホットプレートと９０℃で加熱処理す
るホットプレートの２台のホットプレートを装置に搭載
していた。

【０００８】この種の基板処理装置で使用される薬液の
種類は多種多様であるので、それに対応して加熱処理時
の最適な加熱温度の種類数が多くなり、それに伴って装
置に搭載するホットプレートの個数が多くならざるを得
なかった。

【０００９】このように、従来装置によれば、ホットプ
レートの搭載個数が多くなり、装置が大型化するという
問題があり、また、ホットプレートの個数が多くなるに
伴い各ホットプレートに供給する電力の消費量も多くな
るという問題もある。特に、近年の基板サイズの大型化
に伴い上記問題は重大になってきた。

【００１０】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、装置を小型化し、消費電力を低減する
ことができる基板処理装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、請求項１に記載の発明は、加熱手段を備えた加熱処
理部を含む複数の基板処理部に基板を順次搬送して処理
する基板処理装置において、加熱処理時の加熱温度及び
処理順序を含む基板に対する処理条件を設定する設定手
段と、前記加熱処理部に設けられ、加熱処理部の現状の
加熱温度を昇温または降温させる補助加熱冷却手段と、
前記設定手段で設定された処理条件に応じて前記補助加
熱冷却手段を制御し、加熱処理部の加熱温度を変更させ
る制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。

【００１２】請求項２に記載の発明は、上記請求項１に
記載の基板処理装置において、前記補助加熱冷却手段は
ペルチェ素子を含んで構成したことを特徴とするもので
ある。

【００１３】

【作用】請求項１に記載の発明の作用は次のとおりであ
る。基板処理に先立ち、設定手段から処理条件が設定さ
れる。この処理条件に含まれる処理順序に従って加熱処
理部を含む複数の基板処理部に基板が順次搬送されて基
板に処理が施される。この処理において、制御手段は、
設定手段で設定された処理条件に含まれる加熱処理時の
加熱温度に応じて補助加熱冷却手段を制御し、加熱処理
部の加熱温度を、設定された加熱温度に変更させる。

【００１４】加熱処理部に補助加熱冷却手段を設けてい
るので、加熱処理部の加熱温度の変更を速やかに行え
る。従って、１枚の基板に対して加熱温度を段階的に昇
温または降温させて行う加熱処理を、スループットの低
下を招かずに１台の加熱処理部で行うことが可能とな
り、複数種類の加熱温度での加熱処理を１台の加熱処理
部で行うことも可能となる。

【００１５】請求項２に記載の発明によれば、補助加熱
冷却手段をペルチェ素子を含んで構成しているので、加
熱処理部の昇温および降温をより短時間で行え、かつ、
構成が簡単となり、加熱処理部の小型化を図ることがで
きる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る
基板処理装置の全体構成を示す斜視図である。

【００１７】この基板処理装置は、基板（半導体ウエ
ハ）Ｗに対してレジスト塗布処理、現像処理、加熱処理
及び冷却処理を行うための装置であり、大きく分けて、
未処理基板Ｗを保管したり処理済基板Ｗを保管する部分
（インデクサモジュール）１と、基板処理に係るプロセ
スモジュール２とから構成されている。

【００１８】インデクサモジュール１の載置台３は、基
板Ｗを多段に積層収納したカセットＣが複数個（図では
４個）一列状態に載置可能に構成されている。インデク
サモジュール１には、各カセットＣに対する基板Ｗの出
し入れや、プロセスモジュール２内の基板搬送装置１２
との間で基板Ｗの受け渡しを行う基板搬入搬出装置４が
設けられている。

【００１９】また、インデクサモジュール１の側面には
処理条件設定パネル５が設けら、載置台３には処理No指
定ボタン６が各カセットＣに対応して設けられている。
処理条件設定パネル５は、処理No（例えば、処理No１〜
１００）ごとに個別の処理条件を設定するためのもので
ある。処理条件としては、各基板処理部での処理内容
（例えば、加熱処理部８での加熱処理時の加熱温度やス
ピンコーター１０で塗布するレジスト液の種類、現像処
理に用いる現像液の種類など）や処理順序などを含んで
いる。処理条件設定パネル５から設定された各処理Noご
との処理条件は処理Noと対応付けてメモリ７に記憶され
る（図２参照）。カセットＣに収納されている基板Ｗに
対する処理を行う際に、そのカセットＣに対応する処理
No指定ボタン６から処理Noを指定すると、指定された処
理Noに対応する処理条件がメモリ７から読み出され、そ
の処理条件に従ってカセットＣに収納されている基板Ｗ
に対する処理が行われる。

【００２０】なお、カセットＣには複数枚の基板Ｗが収
納可能であるが、カセットＣに収納されている全ての基
板Ｗに対して同じ処理No（処理条件）を指定することも
できるし、カセットＣに収納されている複数枚の基板Ｗ
を複数のグループに分けて各グループごとに個別の処理
No（処理条件）を指定することもできるし、さらに、カ
セットＣに収納されている各基板Ｗ１枚ごとに各々個別
の処理No（処理条件）を指定することもできるようにな
っている。

【００２１】上記処理条件設定パネル５、処理No指定ボ
タン６、メモリ７は、本発明における設定手段を構成す
るが、設定手段はこれに限定されず、例えば、通信など
によって各基板Ｗに対する処理条件がホストコンピュー
タから設定されるような構成であってもよい。

【００２２】プロセスモジュール２には、基板Ｗを加熱
する加熱処理部８や、基板Ｗを冷却する冷却処理部９、
基板Ｗにレジストを塗布するスピンコーター１０、基板
Ｗに現像処理を施すスピンデベロッパー１１などの各種
の基板処理部と、基板搬送装置１２が設けられている。
基板搬送装置１２は、搬送路ＴＲに沿った水平移動と、
昇降移動と、鉛直軸周りでの旋回とが可能なアーム支持
台１２ａに対して進退可能なアーム１２ｂを備えてい
て、各基板処理部８〜１１へ設定された処理条件（処理
順序）に従って基板Ｗを搬送するとともに、各基板処理
部８〜１１に対して基板Ｗを搬入／搬出する。

【００２３】なお、図１では図示を省略しているが、こ
の基板処理装置には、露光装置（ステッパー）などの他
の基板処理装置との間で基板Ｗを受け渡すためのインタ
ーフェイス部が付設されている。

【００２４】図２に示すように、基板搬入搬出装置４、
加熱処理部８、冷却処理部９、スピンコーター１０、ス
ピンデベロッパー１１、基板搬送装置１２の制御など装
置全体の制御は、本発明における制御手段を構成するメ
インコントローラ１３によって行われる。このメインコ
ントローラ１３はマイクロコンピュータで構成されてい
る。また、メインコントローラ１３は、メモリ７と接続
され、上述した処理No指定ボタン６から指定された処理
Noも入力されるようになっている。

【００２５】処理No指定ボタン６から処理Noが指定され
ると、メインコントローラ１３は指定された処理Noに対
応する処理条件をメモリ７から読み出す。そして、適宜
のスタート指示が与えられると、指定された処理条件に
応じて基板搬入搬出装置４、加熱処理部８、冷却処理部
９、スピンコーター１０、スピンデベロッパー１１、基
板搬送装置１２を動作させて、処理Noが指定された処理
No指定ボタン６に対応するカセットＣ内の基板Ｗを順次
取り出させて、各基板Ｗに対して処理条件に応じた一連
の処理を施させる。なお、一連の処理が終了した基板Ｗ
は元のカセットＣに再び収納される。

【００２６】次に、本発明の要部である加熱処理部８の
詳細構成を図３を参照して説明する。

【００２７】加熱処理部８はホットプレート２０を備え
ている。このホットプレート２０は、上部に基板Ｗを支
持する基板支持プレート３０と、基板支持プレート３０
の裏面に設けられたペルチェ素子によって構成される補
助加熱冷却部３１とを有している。また、補助加熱冷却
部３１の下部には、この補助加熱冷却部３１に接するよ
うに配置された中間プレート３２と、中間プレート３２
の下面に接するように設けられたヒーター部３３と、ヒ
ーター部３３の下面に接するように配置された放熱プレ
ート３４とを有している。なお、中間プレート３２、ヒ
ーター部３３及び放熱プレート３４により、主加熱部３
５が構成されている。

【００２８】補助加熱冷却部３１は、ペルチェ素子に供
給する電流の方向を切り換えることにより、基板支持プ
レート３０を加熱及び冷却して、基板支持プレート３０
の温度を任意に変更することができる。この基板支持プ
レート３０を介して基板Ｗを任意の加熱温度で加熱する
ことが可能である。

【００２９】また、ヒーター部３３はマイカヒーターな
どにより構成されていて、基板支持プレート３０に支持
された基板Ｗを高速でかつ広い温度範囲にわたって加熱
することが可能である。

【００３０】加熱処理部８には、ホットプレート２０を
貫通して昇降される複数本の昇降支持ピン３６が備えら
れていて、これら昇降支持ピン３６を介してホットプレ
ート２０と基板搬送装置１２のアーム１２ｂとの間で基
板Ｗが受け渡されるようになっている。また、基板支持
プレート３０の上面には基板支持用の複数個のボール３
７が埋め込まれていて、これらボール３７の上端は基板
支持プレート３０の表面から若干突出されていて、基板
Ｗが基板支持プレート３０の上面から微小間隔隔てて支
持されるようになっている。

【００３１】基板支持プレート３０には温度検出センサ
４０ａが設けられており、このセンサ出力は第１の温度
コントローラ（ＴＣ）４１に入力されている。また、中
間プレート３２には温度検出センサ４０ｂが設けられて
おり、このセンサ出力は第２の温度コントローラ（Ｔ
Ｃ）４２に入力されている。これら温度コントローラ４
１、４２は補助加熱冷却部３１及びヒーター部３３に供
給する電源４３からの電流を制御するためのものであ
り、メインコントローラ１３によって制御されるように
なっている。

【００３２】次に、このホットプレート２０の温度制御
について説明する。例えば、ホットプレート２０の目標
温度を１１０℃として、その目標温度に昇温する場合の
制御を図４のフローチャートを参照して説明する。

【００３３】図４において、ステップＳ１では、第２温
度コントローラ（ＴＣ）４２による温度制御を行う。こ
こでは、電源４３からヒーター部３３に電流が供給さ
れ、中間プレート３２が加熱される。そして、ステップ
Ｓ２では中間プレート３２の温度（温度検出センサ４０
ｂの出力）が９０℃になったか否かを判断する。なお、
中間プレート３２が目標の９０℃に昇温された後は、ヒ
ーター部３３への電流の供給／停止を切り換えながら中
間プレート３２を目標の９０℃に維持する。

【００３４】一方、ステップＳ３では前記ステップＳ１
及びＳ２と並行して、第１温度コントローラ（ＴＣ）４
１による温度制御を行う。ここでは、電源４３から補助
加熱冷却部３１に電流が供給され、基板支持プレート３
０が加熱される。そして、ステップＳ４では、基板支持
プレート３０の温度（温度検出センサ４０ａの出力）が
１１０℃になったか否かを判断する。具体的には、第１
温度コントローラ４１により補助加熱冷却部３１に対し
て基板支持プレート３０を放熱側、中間プレート３２を
吸熱側とするように電流が供給され、ホットプレート２
０（基板支持プレート３０）を目標の１１０℃に昇温す
る。なお、ホットプレート２０（基板支持プレート３
０）が目標の１１０℃に昇温された後は、第１温度コン
トローラ４１により補助加熱冷却部３１に対して供給さ
れる電流の方向を切り換えながら、基板支持プレート３
０を加熱、冷却してホットプレート２０（基板支持プレ
ート３０）を目標の１１０℃に維持する。これにより、
基板Ｗを１１０℃に加熱することが可能となる。

【００３５】この実施例では、ヒーター部３３と補助加
熱冷却部３１とにより温度制御を行うので、全てを補助
加熱冷却処理部３１で行う場合に比較して補助加熱冷却
処理部３１の構成が簡単になり、全てをヒーター部３３
で行う場合に比較して短時間でかつ正確に温度制御が行
える。

【００３６】次に、例えば、ホットプレート２０（基板
支持プレート３０）が１１０℃に維持されている状態
で、ホットプレート２０（基板支持プレート３０）をそ
れより高い目標温度（１３０℃）に昇温する場合の制御
を説明する。

【００３７】この場合は、図４のステップＳ２の中間プ
レート３２の目標を１１０°、ステップＳ４のホットプ
レート２０（基板支持プレート３０）の目標を１３０°
として制御する以外は、図４と同様の温度制御を行えば
よい。

【００３８】この場合もヒーター部３３と補助加熱冷却
部３１とにより温度制御を行うので、全てをヒーター部
３３で行う場合に比較して短時間でかつ正確に温度制御
が行える。

【００３９】次に、例えば、ホットプレート２０（基板
支持プレート３０）が１１０℃に維持されている状態
で、ホットプレート２０（基板支持プレート３０）をそ
れより低い目標温度（９０℃）に降温する場合の制御を
説明する。

【００４０】この場合、ヒーター部３３への電流供給を
停止する。一方で、補助加熱冷却部３１に対して基板支
持プレート３０を吸熱側、中間プレート３２を放熱側と
するように電流が供給され、ホットプレート２０（基板
支持プレート３０）を目標の９０℃に降温する。なお、
ホットプレート２０（基板支持プレート３０）が目標の
９０℃に降温された後は、第１温度コントローラ４１に
より補助加熱冷却部３１に対して供給される電流の方向
を切り換えながら、基板支持プレート３０を加熱、冷却
してホットプレート２０（基板支持プレート３０）を目
標の９０℃に維持する。

【００４１】また、ペルチェ素子は、放熱側の放熱効率
が高い方がより吸熱効率が高くなり、冷却に要する時間
を短縮することができる。従って、図５に示すように、
放熱プレート３４の下面に放熱フィン６０を設けて中間
プレート３２及び放熱プレート３４の放熱効率を高め
て、基板支持プレート３０の冷却速度を速めるように構
成してもよい。また、放熱フィン６０に代えて、また
は、それに加えてファンを備えて中間プレート３２及び
放熱プレート３４の放熱効率を高めるように構成しても
よい。

【００４２】また、図６に示すように、図５における放
熱フィン６０に代えて、ペルチェ素子７０及び放熱プレ
ート７１を設けて中間プレート３２及び放熱プレート３
４の放熱効率を高め、基板支持プレート３０の冷却速度
を速めるように構成してもよい。この図６の構成におい
ては、放熱プレート３４に温度検出センサ４０ｃが設け
られており、このセンサ出力は第３の温度コントローラ
（ＴＣ）７３に入力されている。そして、この第３の温
度コントローラ７３は、ペルチェ素子７０に供給する電
源４３からの電流を制御するためのものであり、温度コ
ントローラ４１、４２と同様にメインコントローラ１３
により制御されるようになっている。この第３の温度コ
ントローラ７３は、温度センサ４０ｃの出力を監視しつ
つ、例えば放熱プレート３４の温度が、中間プレート３
２の目標温度より２０°程度低くなるように制御するこ
とにより、基板支持プレート３０の冷却速度を速めるこ
とができる。

【００４３】以上のように、本実施形態に係る加熱処理
部８は、主加熱部３５に加えて補助加熱冷却部３１を設
けているので、ホットプレート２０（基板支持プレート
３０）の速やかな昇温及び降温が可能となり、加熱処理
時の加熱温度を適宜に変更することができる。メインコ
ントローラ１３は、プロセスモジュール２に順次投入さ
れてくる基板Ｗごとの処理条件に応じて、加熱処理部８
での加熱温度を変更して基板Ｗに対する加熱処理を行う
ことで、１枚の基板Ｗに対して加熱温度を段階的に昇温
または降温させて行う加熱処理を、スループットの低下
を招かずに１台の加熱処理部８で行うことができるとと
もに、各種の加熱温度での加熱処理を１台の加熱処理部
８で対応することもできる。従って、従来装置に比べ
て、基板処理装置に搭載する加熱処理部８の個数を減少
させることができ、装置の小型化が図れるとともに、消
費電力の低減を図ることができる。

【００４４】なお、例えば、加熱処理時の加熱温度の範
囲が広い（最低の加熱温度と最高の加熱温度の差が大き
い）場合、例えば、加熱処理時の加熱温度として８０℃
〜１４０℃の範囲で複数種類の加熱温度で加熱処理する
必要があるような場合、例えば、８０℃〜１００℃の間
の加熱温度での加熱処理用の加熱処理部８と、１００℃
〜１２０℃の間の加熱温度での加熱処理用の加熱処理部
８と、１２０℃〜１４０℃の間の加熱温度での加熱処理
用の加熱処理部８とを設けるというように、加熱処理時
の加熱温度の範囲を分割して各小範囲に含まれる加熱温
度での加熱処理を個々加熱処理部８で分担して行わせる
ように構成してもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明によれば、加熱処理部の現状の加熱温度
を昇温または降温させる補助加熱冷却手段を加熱処理部
に設けたので、加熱処理部の降温が可能となるととも
に、昇温及び降温を速やかに行うことができる。また、
処理条件を設定する設定手段と、設定された処理条件に
応じて補助加熱冷却手段を制御し、加熱処理部の加熱温
度を変更させる制御手段とを備えたので、１枚の基板に
対して加熱温度を段階的に昇温または降温させて行う加
熱処理を、スループットの低下を招かずに１台の加熱処
理部で行うことが可能となり、各種の加熱温度での加熱
処理を１台の加熱処理部で対応することも可能となる。
従って、基板処理装置に搭載する加熱処理部の個数を減
少させることができ、装置の小型化が図れるとともに、
消費電力の低減を図ることができる。

【００４６】請求項２に記載の発明によれば、補助加熱
冷却手段をペルチェ素子を含んで構成しているので、加
熱処理部の昇温および降温をより短時間で行え、かつ、
構成が簡単となり、加熱処理部の小型化、ひいては装置
の小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の全体
構成を示す斜視図である。

【図２】基板処理装置全体の制御系の構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】本発明の要部である加熱処理部の構成を示す一
部省略正面図である。

【図４】ホットプレートを目標温度に昇温する場合の温
度制御を示すフローチャートである。

【図５】ホットプレートの降温時の効率を高めるための
加熱処理部の変形例の構成を示す図である。

【図６】ホットプレートの降温時の効率を高めるための
加熱処理部の別の変形例の構成を示す図である。

【符号の説明】

５：処理条件設定パネル６：処理No指定ボタン７：メモリ８：加熱処理部１３：メインコントローラ２０：ホットプレート３０：基板支持プレート３１：補助加熱冷却部３２：中間プレート３３：ヒーター部３４：放熱プレートＷ：基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者今西保夫京都府京都市伏見区羽束師古川町322 大日本スクリーン製造株式会社洛西事業所内 (72)発明者岩見優樹京都府京都市伏見区羽束師古川町322 大日本スクリーン製造株式会社洛西事業所内 (72)発明者西村讓一京都府京都市伏見区羽束師古川町322 大日本スクリーン製造株式会社洛西事業所内 (72)発明者森田彰彦京都府京都市伏見区羽束師古川町322 大日本スクリーン製造株式会社洛西事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱手段を備えた加熱処理部を含む複数
の基板処理部に基板を順次搬送して処理する基板処理装
置において、加熱処理時の加熱温度及び処理順序を含む基板に対する
処理条件を設定する設定手段と、前記加熱処理部に設けられ、加熱処理部の現状の加熱温
度を昇温または降温させる補助加熱冷却手段と、前記設定手段で設定された処理条件に応じて前記補助加
熱冷却手段を制御し、加熱処理部の加熱温度を変更させ
る制御手段と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】請求項１に記載の基板処理装置におい
て、前記補助加熱冷却手段はペルチェ素子を含んで構成した
ことを特徴とする基板処理装置。