(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を載置して加熱処理または冷却処理するための熱処理プレートと、
前記熱処理プレートの基板載置面と前記基板の裏面との間に第１の隙間距離を設けるための全体もしくは一部が伸縮自在な弾性部材を含む複数の第１の載置支持部材と、
前記基板載置面と前記基板の裏面との間に前記第１の隙間距離よりも小さい隙間距離となる第２の隙間距離を設けるための複数の第２の載置支持部材と、
前記熱処理プレートの基板載置面に設けられ前記基板の裏面との隙間の空間を吸引するための複数の吸引孔と、を備え、
一つの前記第１の載置支持部材と前記吸引孔と前記第２の載置支持部材とを一つの組み合わせとして、前記第１の載置支持部材と前記吸引孔と前記第２の載置支持部材の夫々が近傍に配置され、かつ、前記第１の載置支持部材と前記吸引孔と前記第２の載置支持部材の一つの組み合わせを、基板の中心に対して等間隔の角度の線上における基板の周縁に位置する領域と中心部近傍に位置する領域に配置し、前記吸引孔により前記第１の載置支持部材上に支持された前記基板を吸引することで、前記第１の載置支持部材を収縮させて前記第２の載置支持部材に前記基板を支持させる、ことを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】
基板を載置して加熱処理または冷却処理するための熱処理プレートと、
前記熱処理プレートの基板載置面と前記基板の裏面との間に第１の隙間距離を設けるための全体もしくは一部が伸縮自在な弾性部材を含む複数の第１の載置支持部材と、
前記基板載置面と前記基板の裏面との間に前記第１の隙間距離よりも小さい隙間距離となる第２の隙間距離を設けるための複数の第２の載置支持部材と、
前記熱処理プレートの基板載置面に設けられ前記基板の裏面との隙間の空間を吸引するための複数の吸引孔と、を備え、
前記第１の載置支持部材の弾性部材は、コイルばねで構成され、前記基板の自重に対してコイルばねが反発するばね定数を小さく設定し、基板を前記第１の載置支持部材に支持させることで反発作用を含みながらゆっくりと沈降して前記第２の載置支持部材に着座させ、
一つの前記第１の載置支持部材と前記吸引孔と前記第２の載置支持部材とを一つの組み合わせとして、前記第１の載置支持部材と前記吸引孔と前記第２の載置支持部材の夫々が近傍に配置され、かつ、前記第１の載置支持部材と前記吸引孔と前記第２の載置支持部材の一つの組み合わせを、基板の中心に対して等間隔の角度の線上における基板の周縁に位置する領域と中心部近傍に位置する領域に配置し、前記吸引孔により前記第１の載置支持部材上に支持された前記基板を吸引することで、前記第１の載置支持部材を収縮させて前記第２の載置支持部材に前記基板を支持させる、ことを特徴とする熱処理装置。
【請求項３】
前記第１の載置支持部材と前記第２の載置支持部材との間には、前記吸引孔が設けられている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の熱処理装置。
【請求項４】
前記第２の載置支持部材と前記吸引孔との間には、前記第１の載置支持部材が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱処理装置。
【請求項５】
前記弾性部材は、ゴム部材またはスポンジ状部材またはばね部材のいずれかである、ことを特徴とする請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項６】
前記第１の載置支持部材は、前記弾性部材と硬質部材とを組み合わせて構成されている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の熱処理装置。
【請求項７】
基板に加熱処理または冷却処理を施す熱処理装置の熱処理工程において、
基板を加熱処理または冷却処理するための熱処理プレートに載置する工程と、
前記熱処理プレートに、コイルばねで構成され、前記基板の自重に対してコイルばねが反発するばね定数を小さく設定した伸縮自在の第１の載置支持部材を備え、前記載置する工程中に前記基板を前記第１の載置支持部材に支持させることで反発作用を含みながらゆっくりと沈降して第２の載置支持部材に前記基板を着座させる工程と、
前記熱処理プレートの基板載置面と前記第１の載置支持部材に支持された基板の裏面との間に設けられた空間を前記熱処理プレートの基板載置面に設けられた吸引孔により吸引する吸引工程と、を有し、
前記基板は、前記第２の載置支持部材に基板を当接した状態で熱処理される、ことを特徴とする熱処理方法。
【請求項８】
前記吸引工程は、基板が前記第２の載置支持部材に着座する前から吸引を開始することを特徴とする請求項７に記載の熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造およびＦＰＤ（フラットパネルディスプレー）製造装置などの基板にレジスト塗布処理や現像処理などの液処理を行ない、その処理の前後に基板に対して施される熱処理に使用される熱処理装置および熱処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体デバイスの製造におけるフォトレジスト処理工程においては、半導体ウエハ（以下、「ウエハ」と称する。）などの基板の表面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、次いでこのレジスト膜上に所定のパターンを露光した後、当該基板に現像液を塗布して現像処理することが行われる。このような一連の処理を行うにあたっては、従来からレジスト塗布現像処理装置および露光装置が使用されている。
【０００３】
このレジスト塗布現像処理装置は、塗布現像処理に必要な一連の処理を個別に行う処理ユニットを備えている。塗布処理ユニットはレジスト液の塗布を行い、現像処理ユニットは露光後の基板を現像する現像処理を行う。各処理ユニット間のウエハの搬送、並びに各処理ユニットに対するウエハの搬入出には、ウエハを保持した状態で各処理ユニットに対して搬送可能に構成されている基板搬送装置が設けられている。この中には基板に熱処理を行なう熱処理装置（ユニット）である例えば、レジスト液塗布後の基板を加熱してレジスト膜の硬化を行う場合や、別の熱処理ユニットは、露光後の基板を所定の温度で加熱するための現像処理前後の熱処理ユニットを備えている。
【０００４】
これら熱処理ユニットには、基板搬送装置から熱処理ユニットに基板を受け渡すときに熱処理ユニット内に設けられる冷却プレートに受け渡した後に、この冷却プレートが熱処理部に基板を保持したまま移動して、熱処理部のプレートに基板を受け渡して熱処理が行われる。すなわち、この冷却プレートは熱処理部との間で進退移動可能に構成されていることが知られている（例えば、特許文献１参照）。またこの様な熱処理プレートに載置される基板を吸着させるための吸引孔を備える熱処理プレートが知られている（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
また別の特許文献３に示される塗布現像処理装置のタイプによっては、プロセス処理ブロックとキャリアステーションブロックとの間に設けられて基板の受渡しの機能を有すると共に、塗布処理の前や現像処理の前後に所定の温度で基板を熱処理として冷却するために用いられる。これらの冷却プレート内には冷却の効率を上げるために冷却プレート面に基板を吸着させる吸引孔を有するものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３０３１０４号公報（図４、図５、図７）
【特許文献２】特開２００８−１７７３０３号公報（図５、図６）
【特許文献３】特開２０１０−１１８４４６号公報（図３、図６、図１２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、半導体製造装置の生産性を向上する改良が行われている中で、リソグラフィー工程における露光装置のスループットも毎時３００枚にもなりつつ有り、レジスト塗布現像装置もこのスループットに対応させる要求が出て来ている。その中で、この要求に対してレジスト塗布現像装置では各種処理ユニットのプロセス時間を除く動作時間の短縮を考慮する必要が求められて来ている。
【０００８】
熱処理装置もその対象となる一つであり、特許文献１に記載してある冷却プレートから加熱部へ基板の搬入出を行うことのできる加熱処理ユニットの搬入出時間をプロセス性能の犠牲なく短縮することが考えられている。また、特許文献２，３に記載してあるようにプロセス時間を短縮するために基板を吸着して基板を引き付けることで効率的に熱処理を行うことが考えられている。しかしながら、時間短縮のために熱処理プレートへの基板の受渡しを急ぐあまりに基板を速く下降させて受渡しを完了させようとすると、熱処理プレート上面と基板の下降中に空気の圧縮が起こり、基板が熱処理プレートに触れる直前にエアーベアリング現象によって基板が横滑りを起こすことが危惧される。
【０００９】
また、特許文献２，３には基板を吸着することの記載があるが、吸着効果の出る位置になる前に横滑りしてしまうことで、適正な基板の位置を吸着できないことも考えられる。またこの様なエアーベアリング現象が起こると、基板のエッジ部分が熱処理プレートに設けられるはみ出し防止ガイドへ乗り上げてしまったり、衝突したりすることも考えられる。また処理後の基板を搬送装置に受け渡しするときに受け取りミスを生じる可能性がある。
【００１０】
本発明は、上記事情の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、熱処理プレートに基板を受け渡すときにエアーベアリング現象による基板の横滑りによる位置ずれが起きないようにして加熱処理の適正な処理が行われる熱処理装置および熱処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明の第１の熱処理装置は、基板を載置して加熱処理または冷却処理するための熱処理プレートと、前記熱処理プレートの基板載置面と前記基板の裏面との間に第１の隙間距離を設けるための全体もしくは一部が伸縮自在な弾性部材からなる複数の第１の載置支持部材と、前記基板載置面と前記基板の裏面との間に前記第１の隙間距離よりも小さい隙間距離となる第２の隙間距離を設けるための複数の第２の載置支持部材と、前記熱処理プレートの基板載置面に設けられ前記基板の裏面との隙間の空間を吸引するための複数の吸引孔と、を備え、一つの前記第１の載置支持部材と前記吸引孔と前記第２の載置支持部材とを一つの組み合わせとして、前記第１の載置支持部材と前記吸引孔と前記第２の載置支持部材の夫々が近傍に配置され、かつ、前記第１の載置支持部材と前記吸引孔と前記第２の載置支持部材の一つの組み合わせを、基板の中心に対して等間隔の角度の線上における基板の周縁に位置する領域と中心部近傍に位置する領域に配置し、前記吸引孔により前記第２の載置支持部材上に着座された前記基板を吸引することで、前記第１の載置支持部材を収縮させて前記第２の載置支持部材に前記基板を支持させることを特徴とする（請求項１）。
【００１２】
この様に構成することによって、熱処理プレートに設けられるプロキシミティスペーサである第２の載置支持部材（以下にプロキシミティスペーサという）に載置する前に基板をプロキシミティスペーサよりも一段高い位置で支持できる第１の載置支持部材を設けて、これによりで受け止めるので、基板による空気の圧縮作用で生じる横滑りを無くすことができる。また、これにより基板の裏面と熱処理プレートとの間には略同じ高さの隙間が形成されて隙間は一方に偏ることも無いので、吸引効果がより均等に与えられる。また、第１の載置支持部材は、全体もしくは一部が伸縮自在な弾性部材で構成されることにより、基板が吸引されて熱処理プレートに吸い寄せられることで、第１の載置支持部材が収縮されて実際の熱処理高さとするためのプロキシミティスペーサに基板が押圧されて第２の隙間距離を設けることができる。また、吸引力を使うので第１の載置支持部材にアクチュエータを使った昇降機構を設ける必要がない。また、吸引孔を第１の載置支持部材とプロキシミティスペーサとの近傍に設けることで確実に弾性部材を収縮させることができる。
【００１３】
また、本発明の第２の熱処理装置は、基板を載置して加熱処理または冷却処理するための熱処理プレートと、前記熱処理プレートの基板載置面と前記基板の裏面との間に第１の隙間距離を設けるための全体もしくは一部が伸縮自在な弾性部材を含む複数の第１の載置支持部材と、前記基板載置面と前記基板の裏面との間に前記第１の隙間距離よりも小さい隙間距離となる第２の隙間距離を設けるための複数の第２の載置支持部材と、前記熱処理プレートの基板載置面に設けられ前記基板の裏面との隙間の空間を吸引するための複数の吸引孔と、を備え、前記第１の載置支持部材の弾性部材は、コイルばねで構成され、前記基板の自重に対してコイルばねが反発するばね定数を小さく設定し、基板を前記第１の載置支持部材に支持させることで反発作用を含みながらゆっくりと沈降して前記第２の載置支持部材に着座させ、一つの前記第１の載置支持部材と前記吸引孔と前記第２の載置支持部材とを一つの組み合わせとして、前記第１の載置支持部材と前記吸引孔と前記第２の載置支持部材の夫々が近傍に配置され、かつ、前記第１の載置支持部材と前記吸引孔と前記第２の載置支持部材の一つの組み合わせを、基板の中心に対して等間隔の角度の線上における基板の周縁に位置する領域と中心部近傍に位置する領域に配置し、前記吸引孔により前記第１の載置支持部材上に支持された前記基板を吸引することで、前記第１の載置支持部材を収縮させて前記第２の載置支持部材に前記基板を支持させる、ことを特徴とする（請求項２）。
【００１４】
この様に構成することによって、熱処理プレートに設けられるプロキシミティスペーサ（第２の載置支持部材）に載置する前に基板をプロキシミティスペーサよりも一段高い位置で支持できる第１の載置支持部材を設けて、これによりで受け止めるので、基板による空気の圧縮作用で生じる横滑りを無くすことができる。また、第１の載置支持部材の弾性部材は、コイルばねで構成され、基板の自重に対してコイルばねが反発するばね定数を小さく設定し、基板を第１の載置支持部材に支持させることで反発作用を含みながらゆっくりと沈降して第２の載置支持部材に着座させることで、第２の隙間距離を設けることができる。また、第１の載置支持部材の弾性部材を基板の自重に対して反発するばね定数を小さく設定したコイルばねで構成するので第１の載置支持部材にアクチュエータを使った昇降機構を設ける必要がない。
【００１５】
また、吸引孔を第１の載置支持部材とプロキシミティスペーサとの近傍に設けることで確実に弾性部材を収縮させることができる。
【００１６】
また、本発明の第１の熱処理装置において、前記弾性部材は、ゴム部材またはスポンジ状部材またはばね部材のいずれかで構成されていればよい（請求項５）。
【００１７】
この様に構成することによって、吸引力に適した弾性力の材質を選定することが容易にできる。
【００１８】
また、本発明において、前記第１の載置支持部材は、前記弾性部材と硬質部材とを組み合わせて構成されていてもよい（請求項６）。
【００１９】
この様に構成することによって、例えば基板の裏面との接触面を硬質部材として材質を、例えばフッ素樹脂，ポリエーテル・エーテル・ケトン（PEEK）あるいはポリテトラフルオロエチレン（PTFE）等の合成樹脂またはセラミックスとする様にすると基板接触面が材料による磨耗や削れ（スクラッチ）などを抑制可能なものを選定することができる。また、接触状態を安定させることができる。また、硬質部材を弾性部材の下部に設けて熱処理プレートに螺合固定させることも容易になり、第１の載置支持部材の抜けを防止できる。
【００２１】
また、本発明によれば、基板に反りがある状態が凸形であったとしても基板の周縁付近で第１の載置支持部材で先に支持されて受け止められるので、横滑りを起こすことなく基板を吸着することができる。
【００２３】
また、本発明によれば、基板に反りがある状態が凹形であったとしても、基板の中央付近で第１の載置支持部材で先に支持されて受け止められるので、横滑りを起こすことなく吸着することができる。
【００２８】
また、本発明の熱処理方法は、基板に加熱処理または冷却処理を施す熱処理装置の熱処理工程において、基板を加熱処理または冷却処理するための熱処理プレートに載置する工程と、前記熱処理プレートに、コイルばねで構成され、前記基板の自重に対してコイルばねが反発するばね定数を小さく設定した伸縮自在の第１の載置支持部材を備え、前記載置する工程中に前記基板を前記第１の載置支持部材に支持させることで反発作用を含みながらゆっくりと沈降して第２の載置支持部材に前記基板を着座させる工程と、前記熱処理プレートの基板載置面と前記第１の載置支持部材に支持された基板の裏面との間に設けられた空間を前記熱処理プレートの基板載置面に設けられた吸引孔により吸引する吸引工程と、を有し、前記基板は、前記第２の載置支持部材に基板を当接した状態で熱処理される、ことを特徴とする（請求項７）。
【００２９】
この様にする工程によって、基板を熱処理プレートに載置する前に一旦第１の隙間距離
の位置に基板を支持させて空気の圧縮時に生じる横滑りを無くした後に基板を第１の載置支持部材に支持させることで反発作用を含みながらゆっくりと沈降してプロキシミティスペーサ（第２の載置支持部材）に基板を着座させることで、第１の載置支持部材を収縮させて基板の位置ずれを起こさない状態で基板を熱処理プレート側に載置させて熱処理することができる。横滑りによる位置ずれを起こさないので適正な熱処理が可能であり、熱処理後に基板を塗布現像装置内の搬送装置に受け渡す場合に受け取りミスを起こすことがない。
【００３０】
また、熱処理プレートの基板載置面に設けられた吸引孔により吸引することによって確実にコイルばねを収縮させることができる。
【００３１】
また、本発明の熱処理方法において、前記吸引工程は、基板が前記第２の載置支持部材に着座する前から吸引を開始するようにしてもよい（請求項８）。
【００３２】
この様に構成することにより、基板がプロキシミティスペーサ（第２の載置支持部材）に着座する前に吸引することで確実に基板のずれを抑制することができる。
【発明の効果】
【００３３】
以上に説明したように、本発明の熱処理装置（方法）によれば、上記の様に構成されているので、以下のような効果が得られる。
【００３４】
熱処理プレート上に基板が載置される直前に基板が横滑りして所定位置に基板が載置されない不具合を無くすことができる。また、基板に直径幅の断面で凸形や凹形の反りがあったとしても、基板が第２の載置支持部材（プロキシミティスペーサ）よりも先に一旦先に受け止められて吸引されるので基板の挙動を抑えることができる。よって、所定の位置で所望の熱処理を完了することができる。また、熱処理が終了して吸引が解除された後に搬送装置などへの基板の受け渡し動作において位置ずれによる受け渡し不具合が無くなり装置全体の稼動率も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る熱処理装置を適用したレジスト処理装置の平面図である。
【図２】前記レジスト処理装置の斜視図である。
【図３】基板の受け渡し機能を有するキャリアブロック側に設けられる冷却プレート群の構成を示す斜視図である。
【図４】基板の受け渡し機能を有するインターフェイス側に設けられる冷却プレート群の構成を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る熱処理装置の全体を示す断面図である。
【図６】本発明におけるクーリングプレートの全体を示す平面図である。
【図７】本発明における受け渡しアームと搬送アームとの関係を示す平面図である。
【図８】本発明における冷却プレートの全体を示す平面図である。
【図９】本発明における第１の載置支持部材、第２の載置支持部材および吸引孔のウエハを受け取る前、および受け取る状態を示す断面図である。
【図１０】本発明における第１の載置支持部材、第２の載置支持部材および吸引孔の動作状態を示す断面図である。
【図１０Ａ】本発明における第１の載置支持部材にばね定数を設定したコイルばねを使用した場合の動作状態を示す断面図である。
【図１１】本発明における第１の載置支持部材にばねを使用した場合の変形例を示す断面図である。
【図１２】本発明における第１の載置支持部材にゴムを使用した場合の構成図である。
【図１３】本発明に関わる第１の載置支持部材にスポンジを使用した場合の変形例を示す断面図である。
【図１４】本発明における第１の載置支持部材と基板の凸形および凹形の反りを有する基板に対応させたときの状態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下に先ずは、本発明に係る熱処理装置が組み込まれる塗布現像装置の形態について説明をする。ここでは、半導体基板であるウエハＷの塗布現像装置に適用した場合について図１，図２を参照して説明する。塗布現像装置は、キャリアブロックＳ１が設けられており、その載置台２１上に載置された密閉型のウエハＷ収納容器であるキャリア２０から受け渡しアームＣがウエハＷを取り出して処理ブロックＳ２に受け渡し、処理ブロックＳ２から受け渡しアームＣが処理済みのウエハＷを受け取ってキャリア２０に戻すように構成されている。
【００３７】
前記処理ブロックＳ２は、図２に示すように、この例では現像処理を行うため現像処理装置の第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１，Ｂ２、レジスト膜の下層側に形成される反射防止膜の形成処理を行うため下層反射防止膜塗布装置が設けられる第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ３、レジスト膜の塗布を行うためレジスト塗布処理装置が設けられる第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ４、レジスト膜の上層側に形成される反射防止膜の形成を行うため上層反射防止膜塗布装置の第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ５を、下から順に積層して構成されている。
【００３８】
レジスト塗布現像装置は、第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１，Ｂ２、レジスト膜の下層側に形成される反射防止膜の形成処理を行うための第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ３、レジスト膜の塗布を行うための第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ４、レジスト膜の上層側に形成される反射防止膜の形成を行うための第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ５、薬液を塗布する液処理装置と、この液処理装置にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための本発明に係る加熱及び冷却系の処理ユニットである熱処理装置と、前記液処理装置と処理ユニット群との間に設けられ、例えば、ＣＯＴ層Ｂ４ではこれらの間でウエハＷの受け渡しを行う搬送アームＡ４を備え、これと同様に図示しないＡ１（ＤＥＶ層）、Ａ３（ＢＣＴ層）、Ａ５（ＴＣＴ層）と、を有して構成されている。
【００３９】
例えば、第４のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ４を例にとると、各層については、図１に示すように、ＣＯＴユニット３１内にレジストを塗布処理するカップが例えば３個設けられている。そして、搬送アームＡ４の直線搬送を挟む形で加熱及び冷却系の処理ユニット群Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４がそれぞれ前記直線搬送路に面して並べられている。この処理ユニット群Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４はそれぞれ２段に構成されており、図１の図面では合計８個の処理ユニットが存在することになる。
【００４０】
更に処理ブロックＳ２には、図１及び図３に示すように棚ユニットＵ５が設けられ、キャリアブロックＳ１からのウエハＷは、受け渡しアームＣによって棚ユニットＵ５の受け渡しユニットとなる３本のピンが立設してなるＴＲＳ１、ＴＲＳ２（トラジションステージ）に受け渡されて、第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２の対応する冷却処理ユニットＣＰＬ２ａ，ＣＰＬ２ｂ（クーリングプレート）に、棚ユニットＵ５の横近傍に設けられた昇降自在な受け渡しアームＤによって順次搬送される。また、同様な構成の図４には反対側のインターフェイスブロックに隣接する棚ユニットＵ６を示す図面であり図３と同様の構成であり、受け渡しアームＥでウエハＷを各層に昇降可能に構成されている。
【００４１】
この第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２内の搬送アーム（図示せず）は、この冷却処理ユニットＣＰＬ２ａ，ＣＰＬ２ｂからウエハＷを受け取って、各ユニット（反射防止膜ユニット及び加熱・冷却系の処理ユニット群）に搬送し、これらユニットにてウエハＷには反射防止膜が形成される同様にして、ＢＣＴ層で処理の完了したウエハＷは棚ユニットＵ６の冷却処理ユニットＣＰＬ６ａ，ＣＰＬ６ｂに搬送されて受け渡しアームＥによりＣＯＴ層に対応する冷却処理ユニットＣＰＬ７ａ，ＣＰＬ７ｂに搬送されてＣＯＴ層の搬送アームＡ４によって各処理ユニットに運ばれてレジスト塗布処理が行われる。
【００４２】
この後は冷却処理ユニットＣＰＬ３ａ、３ｂに運ばれ前述と同様に受け渡しアームＤが受け取り、冷却処理ユニットＣＰＬ４ａ，ＣＰＬ４ｂに受け渡されてＴＣＴ層の搬送アーム（図示せず）によって目的の反射防止膜処理がなされる。この後に棚ユニットＵ６の冷却ユニットＣＰＬ８ａ，ＣＰＬ８ｂに受け渡されて受け渡しアームＥによりＴＲＳ３，ＴＲＳ４にウエハＷが受け渡される。このウエハＷをインターフェイスブロックＳ３にある受け渡しアームＦにより露光機Ｓ４に受け渡しをすることになる。露光機Ｓ４から搬出されたウエハＷは受け渡しアームＦが受け取りウエハＷを支持するための３ピン５３が出没可能に構成されてなるＣＰＬ５ａ，ＣＰＬ５ｂに受け渡され、その後、現像処理がＤＥＶ層Ａ１，Ａ２にて行われて冷却ユニとＣＰＬ１ａ，ＣＰＬ１ｂに受け渡され、キャリアブロックＳ１の受け渡しアームＣが受け取りしてキャリア２０に収納される。
【００４３】
次に本発明が適応された熱処理装置について説明を図１、図５乃至図９を用いて説明する。例えば、図１に記載の棚ユニットＵ５，Ｕ６に設けられるクーリングプレート６０を備えた冷却処理ユニットＣＰＬ２ａ，ＣＰＬ２ｂ乃至ＣＰＬ４ａ，ＣＰＬ４ｂ及びＣＰＬ６ａ，ＣＰＬ６ｂ乃至ＣＰＬ８ａ，ＣＰＬ８ｂについて適用された例について説明をする。また、図９に本発明の構成する主要構造を図示するクーリングプレート６０の断面図を示す。図６は冷却処理ユニットのＣＰＬ２ａの平面図である。この冷却処理ユニットは厚みが例えば２０ｍｍ程度の円盤状の板であり、この板を冷却させるための図示しない温調水の流路が内部に設けられてウエハＷを冷却可能な構成となっている。この図９に図示するプレート内部には温調水の流路とは別に吸引路６９が設けられている。
【００４４】
次に図６に戻り、平面視でクーリングプレート６０上に配置されている構成物の説明を行う。棚ユニットＵ５，Ｕ６に設置されるＣＰＬ２ａのクーリングプレート６０は、例えば受渡しアームＤと搬送アームＡ４との両方からウエハＷを載置もしくは受け取れる様に双方のアームＤ，Ａ４に設けられるウエハＷ支持部（例えば、図５の場合Ａ４ａ）がクーリングプレート６０に干渉せずに受渡しができる様に周縁の例えば５箇所のいずれかの切欠き部６１を例えばウエハＷを保持したままで搬送アームＡ４を通過させることで、クーリングプレート６０との間でウエハＷの受渡しが可能になっている。その関係図を図７に示す。受渡しアームＤの基板保持部Ｄａが３箇所、例えばＣＯＴ層の搬送アームＡ４であれば基板保持部Ａ４ａの４箇所に対してクーリングプレート６０の切欠き部６１が対応するものである。
【００４５】
このクーリングプレート６０上には、本発明の構成である第１の載置支持部材６４と、第２の載置支持部材であるプロキシミティスペーサ６２とウエハＷを載置させるときにクーリングプレート６０に密着させるために吸引を行う吸引孔６３とが複数設けられている。この第１の載置支持部材６４は、プロキシミティスペーサ６２と吸引孔６３とを一つの組み合わせとして夫々が近傍に配置され、例えばウエハＷの中心に対して１２０度の角度に割った線上にこの組み合わせて配置させる。図６には、一例として２つの組み合わせを示す。２つのうちの一方は、クーリングプレート６０に載置されたウエハＷの周縁に位置する領域において、クーリングプレート６０の中心側にプロキシミティスペーサ６２を配置し、周縁側に第１の載置支持部材６４を配置し、この間に吸引孔６３を配置して並べる。他方は、クーリングプレート６０に載置されたウエハＷの中央部近傍に位置する領域において、これら３つすなわち第１の載置支持部材６４，吸引孔６３およびプロキシミティスペーサ６２を繋いだ線が三角形になる様な配置位置の組み合わせをしている。プロキシミティスペーサ６２は、樹脂やセラミックスで作られている。
【００４６】
これら３つの組み合わせは自在であるが相互の近傍配置とすることが求められる。これら夫々に配置される距離は２０ｍｍ以内であれば良い。図９には第１の載置支持部材６４と吸引孔６３、プロキシミティスペーサ６２とを並べた状態の断面図を示す。第１の載置支持部材６４は、クーリングプレート６０の表面からＬ１の隙間高さ（請求の範囲に記載の第１の隙間距離）が例えば１．０ｍｍでありプロキシミティスペーサ６２は隙間高さ（請求の範囲に記載の第２の隙間距離）Ｌ２が例えば０．１ｍｍに設定される。この隙間高さＬ１、Ｌ２は処理基板の種類や状態によって設定されるが、Ｌ１が１．０ｍｍより高すぎると、吸引力を増すためにエネルギーが多く必要となり、ウエハWが吸引されるまでに時間がかかる。また、Ｌ１とＬ２の差を小さくすると、吸引力が低下し、エアーベアリング現象が生じる虞がある。なお、第１の載置支持部材６４とプロキシミティスペーサ６２との間に設けられる吸引孔６３は、吸引路６９を通して図示しない吸引手段に接続される。
【００４７】
次に第１の載置支持部材６４について、図９乃至図１４を用いてより詳細に説明する。先ず、図９（ａ）に図示する第１の載置支持部材６４は、コイルばねやスポンジ、ゴムのような弾性部材で全部または、一部が弾性部材６４で構成されていれば良く、また一部が硬質部材である樹脂やセラミックスであっても良く、更には第１の載置支持部材６４は、これらの弾性支持部材６４と硬質部材との組合せや、弾性部材同士の組み合わせで構成されていても良い。この第１の載置支持部材６４の構成についての例を図１１，図１２，図１３にて示し後述する。第１の載置支持部材６４は、クーリングプレート６０に設けられた支持部材挿入孔６６に設置される。この際、第１の載置支持部材６４が支持部材挿入孔６６から飛び出したり抜けたりしないように、第１の載置支持部材６４の下部側に設けた鍔部６８ａを、例えばリング状の抜け防止部材６５に係合して移動が制限されている。
【００４８】
次に図９，図１０は、この第１の載置支持部材の動きを説明する図である。図９（ａ）に図示する第１の載置支持部材６４は、硬質部材６８と弾性部材であるコイルばね６７とを組み合わせて構成されている。硬質部材６８は、例えば円柱状でウエハＷの載置側端部にウエハＷと点接触する曲面６８ｂを有し、他方の下部側にばね受け部を形成する鍔部６８ａを設けたセラミックス製部材にて形成されている。この２つの組み合わせにより第１の載置支持部材６４は上下方向の移動が可能となりクーリングプレート６０に対して出没自在に構成されている。この図９（ａ）はウエハＷを受け取り載置する前の状態を示している。この場合、硬質部材６８の材質としては、例えばフッ素樹脂，ポリエーテル・エーテル・ケトン（PEEK）あるいはポリテトラフルオロエチレン（PTFE）等の合成樹脂やセラミックスが好ましい。
【００４９】
次に図９（ｂ）はウエハＷが第１の載置支持部材６４へ当接した状態を示す。この場合、ウエハＷが当接するまでの下降中にクーリングプレート６０とウエハＷ裏面との間で空気の圧縮が起こりウエハＷと近づくに連れて顕在化するが、ウエハＷが横滑りしない高さ例えば０．４ｍｍで一旦ウエハＷを支持して下降を止めることで空気の圧縮が解消されて横滑りが防止できる。このウエハＷを第１の載置支持部６４に当接する前もしくは後に吸引孔６３より吸引を開始する。ウエハＷを第１の載置支持部６４に当接する前に吸引することによって、ウエハＷがクーリングプレート６０に向かう空気の圧縮作用が生じるよりも先に吸引することで確実にウエハＷの位置ずれを抑制できる。
【００５０】
次に図１０（ａ）は吸引動作によりウエハＷが吸い寄せられて第１の載置支持部材６４を押圧することでコイルばね６７が収縮されてウエハＷがプロキシミティスペーサ６２に突き当たるまで支持部材挿入孔６６に没する方向に下降する。プロキシミティスペーサ６２上にウエハＷの受渡し位置から横滑りを生じることなく当接させた適正な位置で熱処理が施される。熱処理が完了すると吸引動作が解除されて、第１の載置支持部材６４のコイルばね６７が反発復帰して伸長しウエハＷをプロキシミティスペーサ６２から離間させる。次いで、例えば受渡しアームＤがウエハＷをクーリングプレート６０の下方からアクセスして掬い上げる様にしてウエハＷを受け取る。
【００５１】
なお、前述の図９，図１０の説明で、ウエハＷを第１の載置支持部材６４をウエハＷが横滑りしない高さ例えば０．４ｍｍで一旦ウエハＷを支持して下降を止める構成としたが、図１０Ａに示すように、０．４ｍｍで一旦ウエハＷを支持して下降を止めずに、コイルばね６７の反発するばね定数をウエハＷの自重が複数の第１の載置支持部材６４に加わったとしても反発力が小さい値として、ウエハＷの自重によって沈降するときにウエハＷの横滑りが起きない速度で反発作用を含みながらゆっくりと第１の載置支持部材６４を沈降させてプロキシミティスペーサ６２にウエハＷを着座させるようにしても良い（図１０Ａ（ａ）参照）。この場合、ウエハＷの横滑りが発生しやすい領域が０．３ｍｍ以下であるので、Ｌ１の隙間高さ（第１の隙間距離）を０．３ｍｍ以上、例えば０．６ｍｍ程度としておくと良い。ウエハＷをプロキシミティスペーサ６２に着座させる前もしくは後に、吸引孔６３より吸引を開始する（図１０Ａ（ｂ）参照）。ウエハＷをプロキシミティスペーサ６２に着座させる前に吸引することによって、確実にウエハＷの位置ずれを抑制することができる。
【００５２】
本実施形態において、コイルばね６７のばね定数を設定するには、１個のコイルばね６７に加わる荷重、例えばウエハＷの質量（１０７ｇ）と硬質部材６８の自重（約０．０５ｇ）、第１の載置支持部材６４の個数｛コイルばね６７の個数｝（９個）、第１の隙間距離Ｌ１＝０．６ｍｍ、第２の隙間距離Ｌ２＝０．１ｍｍを考慮して設定する。
【００５３】
ここで、ばね定数をｋ（ｍＮ／ｍｍ），荷重をＰ（ｍＮ），変位をδ（ｍｍ）とすると、
ｋ＝Ｐ／δ…（１）で表される。
【００５４】
また、Ｐ＝１０７／９＋０．０５＝１１．９４（ｇ）…（２）
δ＝Ｌ１−Ｌ２＝０．６−０．１＝０．５（ｍｍ）…（３）であるので、
（１），（２），（３）式より、ばね定数（ｋ）は、
ｋ＝１１．９４／０．５＝２３．８８（ｇｆ／ｍｍ）
＝２３．８８×９．８＝２３４．０２（ｍＮ／ｍｍ）となる。
【００５５】
前記のようにして設定されるばね定数をウエハＷの自重が複数の第１の載置支持部材６４に加わったとしても反発力が小さい値とすることにより、ウエハＷの自重によって沈降するときにウエハＷの横滑りが起きない速度で反発作用を含みながらゆっくりと第１の載置支持部材６４を沈降させてプロキシミティスペーサ６２にウエハＷを着座させることができる。
【００５６】
この様に、ウエハＷを熱処理プレート５１に載置する前に一旦第１の隙間距離Ｌ１の位置にウエハＷを支持させて空気の圧縮時に生じる横滑りを無くした後にウエハＷを第１の載置支持部材６４に支持させることで反発作用を含みながらゆっくりと沈降してプロキシミティスペーサ６２にウエハＷを着座させることで、第１の載置支持部材６４を収縮させてウエハＷの位置ずれを起こさない状態でウエハＷを熱処理プレート側に載置させて熱処理することができる。横滑りによる位置ずれを起こさないので適正な熱処理が可能であり、熱処理後にウエハＷを塗布現像装置内の搬送装置に受け渡す場合に受け取りミスを起こすことがない。また、熱処理プレート５１の基板載置面とプロキシミティスペーサ６２に当接されたウエハＷの裏面との間に設けられた空間を熱処理プレート５１の基板載置面に設けられた吸引孔６３により吸引することによって確実にコイルばね６７を収縮させることができる。
【００５７】
また、前記の様に構成することにより、吸引孔６３による吸引力（吸着力）を低減することができるので、用力の削減が図れると共に、ウエハＷ裏面の傷の影響を低減することができる。また、吸引時間（吸着時間）が減るので、早期に冷却を開始することができる。更には、吸引停止状態においてもプロキシミティスペーサ６２にウエハＷを着座させることができるので、冷却が可能となる。
【００５８】
次に第１の載置支持部材６４の別の構成についての例を図１１，図１２，図１３を示して説明する。図１１（ａ）は弾性部材にコイルばね６７を使用した例を示すものであって、第１の載置支持部材６４の全体がコイルばね６７で構成される。図１１（ｂ）は前述に記載された図９（ａ）の構成と同じでありウエハＷと当接する側に硬質部材６８とコイルばね６７とを組み合わせたものである。図１１（ｃ）は図１１（ｂ）の構成に更にクーリングプレート６０に螺合係止可能な螺合係止部７０を接続して組み合わせて設ける。この場合、螺合係止部７０は、コイルばね６７の下端部を係止する円板状基部７０ａと、円板状基部７０ａの下面中央に突設されるねじ部７０ｂとで構成されている。このように螺合係止することで抜け防止部材６５を設けなくても第１の載置支持部材６４が抜けることを防止できる。図１１（ａ）の様にウエハＷと直接に接触するばねには合成樹脂製が良く、プレート内に隠れる部分のばねには合成樹脂および金属で良い。また、弾性定数（ばね定数）の設定は使用される温度に適したクーリングプレート６０の種類で設定される。なお、前記実施形態では弾性部材がコイルばね６７である場合について説明したが、弾性部材をコイルばね６７以外のばね部材にて形成してもよい。
【００５９】
図１２（ａ）は弾性部材にゴムを使用した例を示すものであって、第１の載置支持部材６４の全体がゴム部材６７Ａで構成される。この場合、第１の載置支持部材６４の全体を構成するゴム部材６７Ａは、例えば円柱状でウエハＷの載置側端部にウエハＷと点接触する曲面６７ｂを有し、他方の下部側に、抜け防止部材６５と係合可能な鍔部６７ａが設けられている。
【００６０】
図１２（ｂ）はウエハＷと当接する側に硬質部材６８と弾性部材とを組み合わせたものであるが、弾性部材にゴム部材６７Ｂを使用している。この場合、ゴム部材６７Ｂは、硬質部材６８の下端面に接着される円柱状基部６７ｃの下部に鍔部６７ｄを一体に形成してなる。
【００６１】
図１２（ｃ）はウエハＷに当接して伸縮する部分にゴム部材６７Ｃを用いて、更にその下部にクーリングプレート６０に螺合係止可能な螺合係止部７０を接着して組み合わせたものである。この場合、ゴム部材６７Ｃは、例えば円柱状でウエハＷの載置側端部にウエハＷと点接触する曲面６７ｂを有している。この様に螺合係止することで抜け防止部材６５を設けなくても第１の載置支持部材６４が抜けることを防止できる。
【００６２】
なお、ゴム部材６７Ａ，６７Ｂ，６７Ｃの材質の選択は弾性定数の他に耐薬品性および耐熱性、耐摩耗性を考慮して決定される。例えば、ゴム部材６７Ａ，６７Ｂ，６７Ｃの材質としては、例えばシリコンゴム等の合成ゴムが好ましい。なお、図示はしないが図１２（ｂ）の構成の弾性部材の下部に螺合係止部７０を組み合わせても良い。
【００６３】
図１３（ａ）は弾性部材に６７にスポンジを使用した例を示すものであって第１の載置支持部材６４の全体がスポンジ状部材６７Ｄで構成される。この場合、第１の載置支持部材４の全体を構成するスポンジ状部材６７Ｄは、例えば円柱状でウエハＷの載置側端部にウエハＷと点接触する曲面６７ｅを有し、他方の下部側に、抜け防止部材６５と係合可能な鍔部６７ｆが設けられている。
【００６４】
図１３（ｂ）はウエハＷと当接する側に硬質部材６８と弾性部材とを組み合わせたものであるが、弾性部材にスポンジ状部材６７Ｅを使用している。この場合、スポンジ状部材６７Ｅは、硬質部材６８の下端面に接着される円柱状基部６７ｇの下部に鍔部６７ｈを一体に形成してなる。
【００６５】
図１３（ｃ）はウエハＷに当接して伸縮する部分にスポンジ状部材６７Ｆを用いて、更にその下部にクーリングプレート６０に螺合係止可能な螺合係止部７０を接着して組み合わせたものである。この場合、スポンジ状部材６７Ｆは、例えば円柱状でウエハＷの載置側端部にウエハＷと点接触する曲面６７ｅを有しており、その下端面に螺合係止部７０が接着されている。この様に螺合係止することで抜け防止部材６５を設けなくても第１の載置支持部材６４が抜けることを防止できる。
【００６６】
なお、スポンジ状部材６７Ｄ，６７Ｅ，６７Ｆの材質の選択は弾性定数の他に耐薬品性および耐熱性、耐摩耗性を考慮して決定される。例えば、シリコン系材質のスポンジは好ましい。なお、図示はしないが図１３（ｂ）の構成の弾性部材の下部に螺合係止部７０を組み合わせても良い。
【００６７】
次に別の実施例として本発明が適用された図８の構成の冷却プレート８０について説明する。図８は図３に示す棚ユニットＵ５、図４に示す棚ユニットＵ６にそれぞれ設けられるＣＰＬ１ａ，ＣＰＬ１ｂ、ＣＰＬ５ａ，ＣＰＬ５ｂの平面図であり、昇降自在で出没可能な３本の基板支持ピン８１（以下に３ピン８１という）を有している。この冷却プレート８０は３ピン８１を介して冷却処理の際のウエハＷの受渡しを受渡しアームＤ及び搬送アームＡ１の間で行う点で前述のクーリングプレート６０とは異なる。この場合においても３ピン８１の下降速度を速くすると、ウエハＷの圧縮作用によりエアーベアリング現象が発生してウエハＷが横滑りしてしまい適正な位置に載置されない場合がある。冷却プレート８０のウエハＷ載置面には、図６で説明したプロキシミティスペーサ６２，第１の載置支持部材６４および吸引孔６３が同様に構成されるものであり、同じ効果が期待できる。
【００６８】
次に更に別の実施例として本発明が適用された熱処理装置５０について説明する。図１に記載の加熱及び冷却の処理ユニット群Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４には、それぞれ図５に図示される熱処理装置５０が収納設置されている。この熱処理装置５０にはウエハＷを載置して冷却するための移動冷却プレート５１とウエハＷを載置して熱処理を施すための熱処理プレート５２と、熱処理プレート５２表面に出没可能に構成されてウエハＷを支持して保持する３本のピン５３（以下に３ピン５３という）により移動プレート５１と熱処理プレート５２との間でウエハＷを受け渡しすることができる。移動冷却プレート５１には熱処理プレート５２に進入したときに３ピン５３を避ける位置に対応して一端が開口している２本のスリット５１ｂが設けられている。熱処理プレート５２と移動冷却プレート５１とは、ウエハＷ載置面にはウエハＷの裏面と間に例えば１００μｍの隙間を設けるためのウエハＷ支持部材であるプロキシミティスペーサ５４を有している。
【００６９】
次に、例えばＣＯＴ層の搬送アームＡ４と移動冷却プレート５１との間でのウエハＷの受け渡し動作について説明する。先ず、図５に示される様に移動プレート５１の移動端部（ホームポジション）に位置しているときに搬送アームＡ４によりウエハＷを受け取る。この際に搬送アームＡ４に設けられる４箇所のウエハＷ支持Ａ４ａが移動プレート５１の４箇所の側面凹部５１ａと対応して上下に通過可能になっている。受け渡し時にはウエハＷを載置した搬送アームＡ４が移動冷却プレート５１に向かい上方より下方に昇降移動スルーさせることでウエハＷを載置できる。なお、受け取り時はこの逆手順となる。
【００７０】
移動冷却プレート５１は、図示しない直動ガイドを含む移動機構によって熱処理プレート５２側までの距離を進退自在に移動することができる。受渡しはウエハＷが載置された移動プレート５１を３ピン５３が没した状態で熱処理プレート５２上に進入させた後に、３ピン５３を熱処理プレート５２表面に突出させて、移動冷却プレート５１上のウエハＷを離間させることで、ウエハＷを３ピン５３上に支持させる。この状態で移動プレート５１を後退させる。移動プレート５１の後退の後に３ピン５３を没した状態にすることで、熱処理プレート５２にウエハＷが載置される。ウエハＷが載置されると図示しない蓋体が下降して熱処理プロセスが開始される。所定時間が経過の後にウエハＷの搬出には逆の手順で動作されるものである。
【００７１】
この搬送アームＡ４からウエハＷを直接的に受渡しされる移動冷却プレート５１と３ピン５３を介してウエハＷの受渡しがされる熱処理プレート５２とに対して、本発明は、図６および図８の説明と同様に説明したプロキシミティスペーサ６２、第１の載置支持部材６４および吸引孔６３が同様に構成されることにより、前述と同じ効果が期待できる。
【００７２】
このことより、熱処理プレート５２に受け渡す前にウエハＷの載置位置が移動冷却プレート５１上で横滑りすることが無く、移動に際してもウエハＷが吸引されているので横滑りすることが無い。ついては、熱処理プレート５２に３ピン５３を介して受け渡す位置も適正な位置となるのでウエハＷに適正な熱処理を行うことができる。また、３ピン５３の下降速度をウエハＷに影響を及ぼさない程度に速い速度に設定することにより、生産性を落とすことがない。
【００７３】
次にウエハＷに反りを生じているものに対しての本発明の実施による状態を図１４に示す。ウエハＷの反りは処理面に対する平面で周縁が中心付近より高い凸形（皿を裏返しにした形状）とその逆の凹形（皿型）の反り形状が考慮される。図１４は理解し易くするために極端に図解している。これに対して図１４（a）は凸形反り基板であっても第１の載置支持部材６４がウエハＷの周縁部を先に支持するので中央部の第１の載置支持部材６４が接触出来ない場合であっても問題なく、一旦支持した後に吸引が可能である。また、図１４（ｂ）には凹形の反りを有するウエハＷへ対応させたときに状態を示す図であるが、中央部の第１の載置支持部材６４を先に支持できるので、この場合であっても機能するものである。
【００７４】
また、前記実施形態では、本発明に係わる熱処理装置を半導体のレジスト塗布現像装置システムに適用した場合について説明をしたが、本発明に係わる熱処理装置は、ＦＰＤウエハＷの処理システムや洗浄装置の他に平板状のウエハＷを均一に熱処理するための装置であればいずれにおいても適用できることは勿論のことである。
【符号の説明】
【００７５】
Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４  加熱及び冷却の処理ユニット群
Ｕ５，Ｕ６  棚ユニット
５０  熱処理装置
５１  移動プレート（熱処理プレート）
５２  熱処理プレート
５３  ３ピン
Ａ４  搬送アーム
６０  クーリングプレート（熱処理プレート）
６１  切欠き部
６２  第２の載置支持部材（プロキシミティスペーサ）
６３  吸引孔
６４  第１の載置支持部材
６５  抜け防止部材
６６  支持部挿入孔
６７  コイルばね（弾性部材）
６７Ａ，６７Ｂ，６７Ｃ  ゴム部材（弾性部材）
６７Ｄ，６７Ｅ，６７Ｆ  スポンジ状部材（弾性部材）
６８  硬質部材
６９  吸引路
【図１】
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【図２】
0005542743.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0005542743.tif 000011
【図１０Ａ】
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【図１１】
0005542743.tif 000013
【図１２】
0005542743.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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