(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を載置して加熱処理する熱板と、上記熱板に対して進退移動可能であって基板を受け渡しする基板受渡しアームと、上記基板受渡しアームを上記熱板の上方位置と熱板から離れた待機位置との間を移動するアーム移動機構と、上記待機位置にある上記基板受渡しアームに対して基板を受け渡しする基板搬送手段と、を具備する基板熱処理装置であって、
上記熱板によって加熱処理された先行の基板が上記基板搬送手段に受け渡される間、加熱処理された上記先行の基板の冷却と、後行の基板の上記熱板への受け渡しとを支援する基板保持手段を具備し、
上記基板受渡しアームは、基板を冷却する冷却機能を具備し、
上記基板保持手段は、上記基板受渡しアームに対して基板を受け渡すと共に、基板受渡しアームから受け取った基板を冷却する冷却機能を具備する退避バッファにて形成される、ことを特徴とする基板熱処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の基板熱処理装置において、
上記退避バッファは、上記基板受渡しアームの待機位置において、バッファ昇降駆動部によって基板受渡しアームに対して上方から進退移動可能に配設されると共に、基板受渡しアームに対して基板を受け渡す際に、基板を着脱可能に保持する保持機構を具備する、ことを特徴とする基板熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板熱処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造におけるフォトリソグラフィー処理では、例えば半導体ウエハ（以下にウエハという）上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、レジスト膜に所定のパターンを露光する露光処理、露光されたレジスト膜を現像する現像処理などが順次行われ、ウエハ上に所定のレジストのパターンが形成される。
【０００３】
このようなフォトリソグラフィー処理においては、レジスト塗布後の加熱処理（プリベーク）、露光処理後の加熱処理（ポストエクスポージャーベーク）、現像処理後の加熱処理（ポストベーク）等の種々の加熱処理が行われている。
【０００４】
また、上記加熱処理においては、ウエハを所定温度例えば１００℃〜３５０℃に加熱した後、次工程での処理のために加熱されたウエハを常温（２３℃）まで冷却する必要がある。そのため、熱処理装置にはウエハを加熱する熱板と、熱板によって加熱されたウエハを冷却する冷却板と、熱板と冷却板間にウエハを移動する搬送手段等が備えられている。
【０００５】
熱板と冷却板間にウエハを移動する搬送手段として、装置外部の基板搬送手段によって搬送されたウエハを受け取り、受け取ったウエハを熱板に搬送し、加熱処理後のウエハを熱板から受け取って冷却する可動式の冷却板を備える構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、熱板と冷却板間にウエハを移動する別の搬送手段として、固定配置された熱板と冷却板との間でウエハを移動する２つの搬送アームを備えるものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２３２４１５号公報
【特許文献２】特開２００７−９６２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、熱板１枚に対し、冷却板１枚の構成となっている。したがって、熱板でのウエハの加熱の処理時間が例えば６０秒であり、冷却に要する時間（例えば、１５秒）に対して長いため、熱板上で処理していない時間が存在し、熱処理装置の稼働率の低下やスループットが低下する懸念がある。
【０００９】
また、特許文献２に記載の技術においては、２つの搬送アームを用いてウエハを熱板と冷却板との間を移動する構造であるが、加熱処理されたウエハを冷却板に移動し、冷却されたウエハを冷却板から受け取って装置外へ搬出するため、多くの時間を要し、熱処理装置の稼働率の低下やスループットが低下する懸念がある。
【００１０】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、加熱処理時にも基板の冷却を行う冷却機能を付加して、稼働効率の向上を図れるようにした基板熱処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、この発明は、基板を載置して加熱処理する熱板と、上記熱板に対して進退移動可能であって基板を受け渡しする基板受渡しアームと、上記基板受渡しアームを上記熱板の上方位置と熱板から離れた待機位置との間を移動するアーム移動機構と、上記待機位置にある上記基板受渡しアームに対して基板を受け渡しする基板搬送手段と、を具備する基板熱処理装置であって、上記熱板によって加熱処理された先行の基板が上記基板搬送手段に受け渡される間、加熱処理された上記先行の基板の冷却と、後行の基板の上記熱板への受け渡しとを支援する基板保持手段を具備し、上記基板受渡しアームは、基板を冷却する冷却機能を具備し、上記基板保持手段は、上記基板受渡しアームに対して基板を受け渡すと共に、基板受渡しアームから受け取った基板を冷却する冷却機能を具備する退避バッファにて形成される、ことを特徴とする（請求項１）。この場合、上記退避バッファは、上記基板受渡しアームの待機位置において、バッファ昇降駆動部によって基板受渡しアームに対して上方から進退移動可能に配設されると共に、基板受渡しアームに対して基板を受け渡す際に、基板を着脱可能に保持する保持機構を具備する方が好ましい（請求項２）。
【００１８】
このように構成することにより、基板受渡しアームが基板搬送手段から基板を受け取って熱板に受け渡し、熱板によって加熱処理された先行の基板が基板搬送手段に受け渡される間、基板受渡しアームが熱処理された基板を熱板から受け取った後、退避バッファが基板受渡しアームから基板を受け取って一時保持する間に基板を冷却し、先行の基板が退避バッファに保持され、冷却されている間、基板受渡しアームが後行の基板を基板搬送手段から受け取って熱板へ受け渡し、その後、退避バッファによって冷却された先行の基板を基板受渡しアームへ受け渡し、基板受渡しアームが基板を冷却した後、基板搬送手段に受け渡すことができる。
【発明の効果】
【００１９】
基板受渡しアームが基板搬送手段から基板を受け取って熱板に受け渡し、熱板によって加熱処理された先行の基板が基板搬送手段に受け渡される間、基板保持手段が熱処理された先行の基板を一時保持して、加熱処理された先行の基板を冷却し、基板受渡しアームによって後行の基板の熱板への受け渡しを可能にすることができる。したがって、熱板による加熱処理時にも基板の冷却を行う冷却機能を付加して、稼働効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明に係る基板熱処理装置を適用した塗布現像処理装置を示す概略平面図である。
【図２】上記塗布現像処理装置を示す概略斜視図である。
【図３】上記塗布現像処理装置を示す概略縦断面図である。
【図４】この発明の第１実施形態に係る基板熱処理装置を示す概略縦断面図である。
【図５】第１実施形態に係る基板熱処理装置を示す概略横断面図である。
【図６】第１実施形態に係る基板熱処理装置の動作を示す概略側面図である。
【図７】この発明の第２実施形態に係る基板熱処理装置を示す概略縦断面図である。
【図８】第２実施形態に係る基板熱処理装置を示す概略横断面図である。
【図９】第２実施形態に係る基板熱処理装置の動作を示す概略側面図である。
【図１０】この発明の第３実施形態に係る基板熱処理装置を示す概略縦断面図である。
【図１１】第３実施形態に係る基板熱処理装置における基板保持機構を示す概略平面図である。
【図１２】上記基板保持機構の要部を示す分解斜視図である。
【図１３】第３実施形態に係る基板熱処理装置の動作を示す概略側面図である。
【図１４】この発明の第４実施形態に係る基板熱処理装置を示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、この発明の実施形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、この発明に係る基板熱処理装置を半導体ウエハ（以下にウエハという）の塗布現像処理装置に適用した場合について説明する。
【００２２】
上記塗布現像処理装置１には、図１に示すように、キャリアブロックＳ１から露光ブロックＳ４まで順に、キャリアブロックＳ１、処理ブロックＳ２、インターフェイスブロックＳ３、露光ブロックＳ４が連結されている。
【００２３】
キャリアブロックＳ１では、搬送機構Ｂが、載置台１０上に載置された密閉型のキャリア２０からウエハＷを取り出して、キャリアブロックＳ１に隣接された処理ブロックＳ２に受け渡す。また、搬送機構Ｂは、処理ブロックＳ２にて処理された後のウエハ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。
【００２４】
処理ブロックＳ２は、図２に示すように、現像処理を行うための第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１、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なうための第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２、レジスト液の塗布処理を行うための第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３、レジスト膜の上層側に形成される反射防止膜の形成処理を行なうための第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４を下から順に積層して構成されている。
【００２５】
上記第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２と第４のブロック（ＴＣＴ層）Ｂ４とは、各々反射防止膜を形成するための薬液をスピンコーティングにより塗布する塗布部を３つ含んだ液処理モジュール３０と、この液処理モジュール３０にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための加熱・冷却処理ユニット群４０と、液処理モジュール３０と、この発明に係る基板熱処理装置を備える加熱・冷却処理ユニット群４０との間に設けられ、これらの間でウエハＷの受け渡しを行なう基板搬送手段である搬送機構Ａ２，Ａ４とを備えている。
【００２６】
第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３においては、上記薬液がレジスト液であり、疎水化処理ユニットが組み込まれることを除けば同様の構成である。一方、第１の処理ブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１については、例えば一つのＤＥＶ層Ｂ１内に現像ユニットが２段に積層されている。そしてＤＥＶ層Ｂ１内には、これら２段の現像ユニットにウエハＷを搬送するための共通の搬送機構Ａ１が設けられている。さらに処理ブロック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、この棚ユニットＵ５の各部同士の間では、棚ユニットＵ５の近傍に設けられた昇降自在な搬送機構ＥによってウエハＷが搬送される。
【００２７】
上記のように構成される塗布現像処理装置１において、キャリア２０からのウエハＷが、搬送機構Ｂにより、棚ユニットＵ５の一つの受け渡しユニット、例えば第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２の対応する受け渡しユニットＣＰＬ２に搬送される。ここから、ウエハＷは搬送機構Ｅ、受け渡しユニットＣＰＬ３及び搬送機構Ａ３を介して第３のブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３に搬入され、疎水化処理ユニットにおいてウエハ表面が疎水化された後、液処理モジュール３０にてレジスト膜が形成される。レジスト膜形成後のウエハＷは、基板搬送手段である搬送機構Ａ３により、棚ユニットＵ５の受け渡しユニットＢＦ３に受け渡される。
【００２８】
その後、ウエハＷ２は受け渡しユニットＢＦ３→搬送機構Ｅ→受け渡しユニットＣＰＬ４を介して搬送機構Ａ４に受け渡され、レジスト膜の上に反射防止膜が形成された後、搬送機構Ａ４により受け渡しユニットＴＲＳ４に受け渡される。なおレジスト膜の上の反射防止膜を形成しない場合や、ウエハＷに対して疎水化処理を行う代わりに、第２のブロック（ＢＣＴ層）Ｂ２にて反射防止膜が形成される場合もある。
【００２９】
一方、ＤＥＶ層Ｂ１内の上部には、棚ユニットＵ５に設けられた受け渡しユニットＣＰＬ１１から棚ユニットＵ６に設けられた受け渡しユニットＣＰＬ１２にウエハＷを直接搬送するための専用の搬送手段であるシャトルアームＦが設けられている。レジスト膜やさらに反射防止膜が形成されたウエハＷは、搬送機構Ｅにより受け渡しユニットＢＦ３やＴＲＳ４を介して受け渡しユニットＣＰＬ１１に受け渡され、ここからシャトルアームＦにより棚ユニットＵ６の受け渡しユニットＣＰＬ１２に直接搬送され、インターフェイスブロックＳ３に取り込まれることになる。なお、ここでは図示していないが、ウエハＷがインターフェイスブロックＳ３に取り込まれる前に、ウエハＷの周縁部を予め露光するための、周辺露光モジュールが設置される場合もある。
【００３０】
次いで、ウエハＷはインターフェイスアームＧにより露光装置Ｓ４に搬送され、ここで所定の露光処理が行われた後、棚ユニットＵ６の受け渡しユニットＴＲＳ６に載置されて処理ブロックＳ２に戻される。戻されたウエハＷは、第１のブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１にて現像処理が行われ、基板搬送手段である搬送機構Ａ１により受け渡しユニットＴＲＳ３に受け渡される。
【００３１】
その後、搬送機構Ｂを介してキャリア２０に戻される。なお、図１において符号Ｕ１〜Ｕ４は各々加熱部と冷却部等を積層したこの発明に係る基板熱処理装置を備える加熱・冷却処理ユニット群である。
【００３２】
次に、この発明に係る基板熱処理装置を適用した熱処理装置について、図４〜図１３を参照して詳細に説明する。
【００３３】
＜第１実施形態＞
第１実施形態の熱処理装置５０は、図４及び図５に示すように、閉鎖可能な筐体６０内に、ウエハＷを載置して所定温度例えば１００〜３５０℃に加熱する熱板７０と、ウエハＷを載置すると共に、所定温度例えば２３℃に冷却し、かつ熱板７０に対して相対移動可能な受渡しアーム６１と、熱板７０によって加熱処理された先行のウエハＷが基板搬送手段例えば搬送機構Ａ３に受け渡される間、加熱処理されたウエハＷの冷却と、後行のウエハＷの熱板７０への受け渡しとを支援する基板保持手段であるウエハ冷却アーム８０（以下に冷却アーム８０という）とを収容している。
【００３４】
なお、筐体６０における受渡しアーム６１側の側壁には上下２箇所にウエハＷの搬入出口６２ａ，６２ｂが間隔をおいて設けられており、この搬入出口６２ａ，６２ｂにはそれぞれシャッタ６３ａ，６３ｂが図示しない開閉駆動機構により開閉可能に配設されている。なお、ここでは筐体６０の側壁の上下２箇所に搬出入口６２ａ，６２ｂとシャッタ６３ａ，６３ｂを設ける場合について説明したが、搬出入口６２ａ，６２ｂとシャッタ６３ａ，６３ｂを１つにしてもよい。
【００３５】
受渡しアーム６１は、例えば図５に示すように、熱板７０側が円弧状に湾曲した略方形形状に形成されている。受渡しアーム６１内には、例えば冷媒が通流する図示しない冷却管が内蔵されており、この冷却管によって受渡しアーム６１は、所定の冷却温度例えば２３℃に維持される。受渡しアーム６１の側方には、例えば図４に示すように、Ｘ方向に沿ったレール６４が設けられている。受渡しアーム６１は、受渡しアーム移動機構６７によってレール６４上を移動し、熱板７０上に対して往復移動するように構成されている。
【００３６】
この場合、図５に示すように、受渡しアーム６１の基端側の側方に突設されるブラケット６７ａをレール６４上に摺動自在に取り付け、該ブラケット６７ａを受渡しアーム移動機構６７の構成部材である駆動プーリ６７ｂと従動プーリ６７ｃに掛け渡されたタイミングベルト６７ｄに連結し、駆動モータ６７ｅによって駆動プーリ６７ｂを正逆回転させることによって受渡しアーム６１を熱板７０の上方位置と熱板７０の側方の受渡しアーム６１の待機位置との間を往復移動することができる。なお、受渡しアーム移動機構６７をタイミングベルト機構に代えてボールねじ機構にて形成してもよい。
【００３７】
また、受渡しアーム６１には、図５に示すように２本のスリット６１ａが形成されている。スリット６１ａは、受渡しアーム６１が熱板７０上に移動した時に熱板用受渡しピン６６に干渉しないように、受渡しアーム６１における熱板７０側の端部から中央部付近に渡って形成されている。
【００３８】
受渡しアーム６１の待機位置におけるスリット６１ａの下方には、図４に示すように、昇降可能なアーム用受渡しピン６５が設けられており、このアーム用受渡しピン６５の下端部を保持する保持部材６５ａを昇降駆動機構６５ｂによって上下動することにより、ウエハＷを受渡しアーム６１上、又は、冷却アーム８０上で昇降し、受渡しアーム６１と搬送機構Ａ３との間でウエハＷの受け渡し、又は、冷却アーム８０と搬送機構Ａ３との間でウエハＷの受け渡しを行うことができるようになっている。
【００３９】
冷却アーム８０は、受渡しアーム６１と同様に形成されており、例えば図５に示すように、熱板７０側が円弧状に湾曲した略方形形状に形成されている。冷却アーム８０内には、例えば冷媒が通流する図示しない冷却管が内蔵されており、この冷却管によって冷却アーム８０は、所定の冷却温度例えば２３℃に維持される。冷却アーム８０の側方には、例えば図４に示すように、Ｘ方向に沿ったレール８２が設けられている。冷却アーム８０は、冷却アーム移動機構８１によってレール８２上を移動し、熱板７０上に対して往復移動するように構成されている。
【００４０】
この場合、図５に示すように、冷却アーム８０の基端側の側方に突設されるブラケット８１ａをレール８２上に摺動自在に取り付け、該ブラケット８１ａを冷却アーム移動機構８１の構成部材である駆動プーリ８１ｂと従動プーリ８１ｃに掛け渡されたタイミングベルト８１ｄに連結し、駆動モータ８１ｅによって駆動プーリ８１ｂを正逆回転させることによって冷却アーム８０を熱板７０の上方位置と熱板７０の側方の受渡しアーム６１の待機位置との間を往復移動することができる。なお、冷却アーム移動機構８１をタイミングベルト機構に代えてボールねじ機構にて形成してもよい。
【００４１】
また、冷却アーム８０は、図５に示すように、受渡しアーム６１と同様に２本のスリット８０ａが形成されている。スリット８０ａは、冷却アーム８０が熱板７０上に移動した時に熱板用受渡しピン６６に干渉しないように、冷却アーム８０における熱板７０側の端部から中央部付近に渡って形成されている。
【００４２】
一方、熱板７０は、図４に示すように、カップ上の熱板収容部７２の上端開口部にサポートリング７１を介して保持されている。熱板７０上には、サポートリング７１と、蓋体昇降機構７７によって上下動自在な蓋体７３と共働して処理室７４が形成されている。
【００４３】
熱板７０は、厚みのある円盤形状を有し、熱板７０の下面には、給電により発熱するヒータ７５が内蔵されている。このヒータ７５の発熱により熱板７０を所定温度例えば１００〜３５０℃に調節することができる。
【００４４】
また、熱板７０の上面のウエハ載置面には、ウエハＷを支持する複数のプロキシミティピン（図示せず）が設けられている。このプロキシミティピンにより、ウエハＷと熱板７０との間に微小な隙間を形成し、熱板７０からの輻射熱によりウエハＷを非接触で加熱することができる。また、熱板７０のウエハ載置面の外縁部には、ウエハＷの外周面を支持する複数の熱板用受渡しピン６６が設けられている。この熱板用受渡しピン６６によりウエハＷをプロキシミティピン上に誘導してウエハＷの位置ずれを防止することができる。
【００４５】
熱板７０には、上下方向に貫通する複数例えば３個の貫通孔７０ａが設けられている。この貫通孔７０ａには、それぞれ熱板用受渡しピン６６が昇降自在に貫挿されており、各熱板用受渡しピン６６の下端部を保持する保持部材６６ａを昇降駆動機構６６ｂによって上下動することにより、熱板用受渡しピン６６を熱板７０のウエハ載置面上に出没させ、ウエハＷを支持して昇降することができる。昇降駆動機構６６ｂによって熱板用受渡しピン６６を熱板７０のウエハ載置面上に出没させると共に、熱板７０の上方に移動された受渡しアーム６１又は冷却アーム８０に対してウエハＷの受け渡しが行われる。
【００４６】
また、熱板７０には、図４に示すように、上下方向に貫通する例えば同心円上に複数の吸引口７６が設けられている。熱板７０の下面における各吸引口７６には、図示しない吸引管を介して吸引手段例えば真空ポンプ（図示せず）に接続されている。
【００４７】
上記のように構成される熱処理装置５０において、受渡しアーム移動機構６７，冷却アーム移動機構８１，アーム用受渡しピン６５の昇降駆動部６５ｂ，熱板用受渡しピン６６の昇降駆動部６６ｂ，蓋体昇降機構７７及びシャッタ６３ａ，６３ｂは、それぞれ制御手段であるコントローラ１００と電気的に接続されており、コントローラ１００に記憶されたプログラムに基づく制御信号によって駆動制御されている。
【００４８】
なお、上記第１実施形態では、図５において、受渡しアーム移動機構６７と冷却アーム移動機構８１の構造を分かり易くするために、受渡しアーム移動機構６７と冷却アーム移動機構８１とを対向する側に配設しているが、駆動源を同一側に設置する方が好ましいので、実際には受渡しアーム移動機構６７と冷却アーム移動機構８１は同一側に配設されている。
【００４９】
次に、第１実施形態の熱処理装置５０の動作態様について、図６を参照して詳細に説明する。まず、先行するウエハＷ１が下段の搬出入口６２ｂ（図４参照）から装置内に進入する搬送機構（図示せず）によって待機位置にある受渡しアーム６１の上方に搬送され、受渡しアーム６１がウエハＷを受け取る（図６（ａ）参照）。次に、受渡しアーム６１が熱板７０上に移動し、熱板用受渡しピン６６が上昇して受渡しアーム６１からウエハＷ１を受け取った後、受渡しアーム６１が後退し、熱板用受渡しピン６６が下降してウエハＷ１を熱板７０に受け渡す。ウエハＷを熱板に受け渡した受渡しアーム６１は待機位置に後退した後、蓋体７３が下降してウエハＷを熱処理する。この際、後行するウエハＷ２が上段の搬出入口６２ａ（図４参照）から装置内に進入する搬送機構（図示せず）によって待機位置にある冷却アーム８０の上方に搬送され、冷却アーム８０がウエハＷを受け取る（図６（ｂ）参照）。
【００５０】
熱板７０によって熱処理が終了すると、蓋体７３が上昇し、熱処理された先行のウエハＷ１は熱板用受渡しピン６６の上昇によって熱板７０の上方に移動する受渡しアーム６１に受け渡される。熱処理された先行のウエハＷ１を受け取った受渡しアーム６１の待機位置への移動と同時に、熱板７０の上方に後行のウエハＷ２を保持した冷却アーム８０が移動して、後行のウエハＷ２を熱板７０の上方に移動する（図６（ｃ）参照）。すると、熱板用受渡しピン６６が上昇して冷却アーム８０に保持されているウエハＷ２を受け取り、冷却アーム８０が後退した後、熱板用受渡しピン６６が下降してウエハＷ２を熱板７０に受け渡す。その後、蓋体７３が下降して、熱板７０によってウエハＷ２が熱処理される。後行のウエハＷ２が熱板によって熱処理されている間、先行のウエハＷ１は受渡しアーム６１の冷却機能によって冷却された後、受渡しアーム６１から搬送機構（図示せず）に受け渡されて回収される（図６（ｄ）参照）。
【００５１】
後行のウエハＷ２は熱板７０によって熱処理された後、熱板用受渡しピン６６の上昇によって熱板７０上に移動する冷却アーム８０に受け渡され、冷却アーム８０の冷却機能によって冷却された後、搬送機構（図示せず）に受け渡されて回収される（図６（ｅ）参照）。
【００５２】
上記第１実施形態の熱処理装置によれば、受渡しアーム６１が搬送機構からウエハＷ１を受け取って熱板７０に受け渡し、熱板７０によって加熱処理された先行のウエハＷ１が搬送機構に受け渡される間、基板保持手段である冷却アーム８０が熱処理されたウエハＷ１を熱板７０から受け取る時期と、受渡しアーム６１が熱板７０へ後行のウエハＷ２を受け渡す時期とを相前後して行うことができ、熱処理された先行のウエハＷ１は冷却機能を具備する受渡しアーム６１が冷却した後、搬送機構に受け渡し、熱板７０によって加熱処理された後行のウエハＷは冷却アーム８０が受け取って冷却した後、搬送機構に受け渡すことができる。したがって、熱板７０による加熱処理時にもウエハＷの冷却を行う冷却機能を付加して、稼働効率の向上を図ることができる。
【００５３】
＜第２実施形態＞
第２実施形態の熱処理装置５０Ａは、熱板７０の上方位置と受渡しアーム６１の待機位置の上方位置とを移動可能な基板保持手段である冷却アーム８０Ａによって、熱板７０によって加熱処理された先行のウエハＷが搬送機構に受け渡される間、加熱処理された先行のウエハＷを冷却して、受渡しアーム６１が後行のウエハＷの熱板７０への受け渡しを支援するようにした場合である。
【００５４】
第２実施形態の熱処理装置５０Ａは、図７及び図８に示すように、熱板７０及び蓋体７３の上方位置と受渡しアーム６１の待機位置の上方位置とを移動可能な基板保持手段である冷却アーム８０Ａが配設されている。
【００５５】
上記冷却アーム８０Ａは、例えば図８に示すように、受渡しアーム６１の待機位置側が円弧状に湾曲した略方形形状に形成されている。冷却アーム８０Ａ内には、例えば冷媒が通流する図示しない冷却管が内蔵されており、この冷却管によって冷却アーム８０Ａは、所定の冷却温度例えば２３℃に維持される。冷却アーム８０Ａの側方には、例えば図８に示すように、Ｘ方向に沿ったレール８２Ａが設けられている。冷却アーム８０Ａは、受渡しアーム移動機構６７と同様の機構を有する冷却アーム移動機構６７Ａによってレール８２Ａ上を移動し、熱板７０上方から受渡しアーム６１の待機位置上方に対して往復移動するように構成されている。
【００５６】
この場合、図８に示すように、冷却アーム８０Ａの基端側（図８における左側）の側方に突設されるブラケット８１ａをレール８２Ａ上に摺動自在に取り付け、該ブラケット８１ａを冷却アーム移動機構８１Ａの構成部材である駆動プーリ８１ｂと従動プーリ８１ｃに掛け渡されたタイミングベルト８１ｄに連結し、駆動モータ８１ｅによって駆動プーリ８１ｂを正逆回転させることによって冷却アーム８０Ａを熱板７０及び蓋体７３の上方位置と熱板７０の側方の受渡しアーム６１の待機位置との間を往復移動することができる。なお、冷却アーム移動機構８１Ａをタイミングベルト機構に代えてボールねじ機構にて形成してもよい。
【００５７】
また、冷却アーム８０Ａは、図８に示すように、受渡しアーム６１と同様に２本のスリット６１ａが形成されている。スリット６１ａは、冷却アーム８０Ａが受渡しアーム６１の待機位置上に移動した時にアーム用受渡しピン６５の上昇に干渉しないように、冷却アーム８０Ａにおける受渡しアーム６１の待機位置側の端部から中央部付近に渡って形成されている。
【００５８】
第２実施形態において、冷却アーム移動機構８１Ａは、制御手段であるコントローラ１００と電気的に接続されており、コントローラ１００に記憶されたプログラムに基づく制御信号によって駆動制御されている。
【００５９】
なお、第２実施形態において、筐体６０の側壁に１つの搬出入口６２と、搬出入口６２を開閉するシャッタ６３とを設ける以外は第１実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００６０】
次に、第２実施形態の熱処理装置５０Ａの動作態様について、図９を参照して詳細に説明する。まず、先行するウエハＷ１が搬出入口６２から装置内に進入する搬送機構（図示せず）によって待機位置にある受渡しアーム６１の上方に搬送され、受渡しアーム６１がウエハＷ１を受け取る（図９（ａ）参照）。
【００６１】
次に、受渡しアーム６１が熱板７０上に移動し、熱板用受渡しピン６６が上昇して受渡しアーム６１からウエハＷ１を受け取った後、受渡しアーム６１が後退し、熱板用受渡しピン６６が下降してウエハＷ１を熱板７０に受け渡す。ウエハＷ１を熱板７０に受け渡した受渡しアーム６１は待機位置に後退した後、蓋体７３が下降してウエハＷ１を熱処理する。
【００６２】
熱板７０によって熱処理が終了すると、蓋体７３が上昇し、熱処理された先行のウエハＷ１は熱板用受渡しピン６６の上昇によって熱板７０の上方に移動する受渡しアーム６１に受け渡される。熱処理された先行のウエハＷ１を受け取った受渡しアーム６１が待機位置へ移動すると、アーム用受渡しピン６５が上昇して、熱処理されたウエハＷ１を受渡しアーム６１の上方に移動する（図９（ｂ）参照）。
【００６３】
この状態で、冷却アーム８０Ａが受渡しアーム６１の待機位置上方へ移動し、アーム用受渡しピン６５によって上昇されたウエハＷ１の下方に位置する。すると、アーム用受渡しピン６５が下降して、冷却アーム８０ＡがウエハＷ１を受け取り、ウエハＷ１を冷却する（図９（ｃ）参照）。この際、搬送機構（図示せず）によって待機位置にある受渡しアーム６１の上方に搬送され、受渡しアーム６１がウエハＷ２を受け取る（図９（ｄ）参照）。
【００６４】
次に、受渡しアーム６１が熱板７０上に移動し、熱板用受渡しピン６６が上昇して受渡しアーム６１からウエハＷ２を受け取った後、受渡しアーム６１が後退し、熱板用受渡しピン６６が下降してウエハＷ２を熱板７０に受け渡す。ウエハＷ２を熱板７０に受け渡した受渡しアーム６１は待機位置に後退した後、蓋体７３が下降してウエハＷ２を熱処理する。ウエハＷ２の熱処理の間、アーム用受渡しピン６５が上昇して冷却アーム８０によって冷却されたウエハＷを冷却アーム８０Ａの上方に移動し、冷却アーム８０Ａが熱板７０及び蓋体７３の上方に後退した後、アーム用受渡しピン６５が下降して待機位置にある受渡しアーム６１にウエハＷ１を受け渡す（図９（ｅ）参照）。その後、搬送機構（図示せず）に受け渡されて回収される（図９（ｆ）参照）。
【００６５】
上記第２実施形態の熱処理装置５０Ａによれば、受渡しアーム６１が搬送機構からウエハＷ１を受け取って熱板７０に受け渡し、熱板７０によって加熱処理された先行のウエハＷ１が搬送機構に受け渡される間、基板保持手段である冷却アーム８０Ａが熱処理されたウエハＷ１を受渡しアーム６１から受け取って冷却し、その間、受渡しアーム６１が後行のウエハＷ２を搬送機構から受け取って熱板７０に受け渡した後、冷却アーム８０Ａによって冷却された先行のウエハＷ１を搬送機構に受け渡すことができる。したがって、熱板７０による加熱処理時にもウエハＷの冷却を行う冷却機能を付加して、稼働効率の向上を図ることができる。
【００６６】
＜第３実施形態＞
第３実施形態の熱処理装置５０Ｂは、待機位置における受渡しアーム６１と受渡しアーム６１の上方位置とを移動可能な基板保持手段である退避バッファ８５によって、熱板７０によって加熱処理された先行のウエハＷが搬送機構に受け渡される間、加熱処理された先行のウエハＷを冷却して、受渡しアーム６１が後行のウエハＷの熱板７０への受け渡しを支援するようにした場合である。
【００６７】
第３実施形態の熱処理装置５０Ｂは、図１０及び図１２に示すように、待機位置における受渡しアーム６１と受渡しアーム６１の上方位置とを移動可能な基板保持手段である退避バッファ８５が配設されている。
【００６８】
退避バッファ８５は、受渡しアーム６１の待機位置において、バッファ昇降駆動部８６によって受渡しアーム６１に対して上方から進退移動可能に配設されている。また、退避バッファ８５は、受渡しアーム６１に対してウエハＷを受け渡す際に、ウエハＷを着脱可能に保持する基板保持機構９０（以下に保持機構９０という）と、保持機構９０にて保持したウエハＷを冷却する冷却機構８７とを具備している。
【００６９】
この場合、バッファ昇降駆動部８６は、例えば図１０に示すように、筐体の天井部に下向きに垂設されて、退避バッファ８５の上面に連結された昇降ロッド８６ａを有する昇降シリンダ８６ｂにて形成されている。なお、バッファ昇降駆動部８６は必ずしも昇降シリンダ８６ｂで形成する必要はなく、タイミングベルト機構やボールねじ機構等の昇降駆動機構であってもよい。
【００７０】
冷却機構８７は、図１０に示すように、退避バッファ８５の下面と、保持機構９０によって保持されたウエハＷ上面との空間８４に向かって所定の温度例えば２３℃に設定された気体例えば清浄空気や窒素ガス（Ｎ２ガス）を吐出する気体供給ノズル８７ａと、気体供給ノズル８７ａと気体供給源８７ｂとを接続する気体供給管８７ｅとを具備しており、気体供給管８７ｅには温度調整器８７ｃと流量調整弁８７ｄが介設されている。温度調整器８７ｃと流量調整弁８７ｄは、コントローラ１００に電気的に接続されており、コントローラ１００に記憶されたプログラムに基づいて制御される。
【００７１】
このように構成される冷却機構８７によって、退避バッファ８５の下面と保持機構９０によって保持されたウエハＷ上面との空間８４に向かって所定の温度例えば２３℃に設定された気体例えば清浄空気又はＮ２ガスを吐出して、退避バッファ８５によって一時保持される加熱処理後のウエハＷを冷却することができる。
【００７２】
一方、保持機構９０は、図１１及び図１２に示すように、ウエハＷの側縁と側縁下面を保持する第１の保持部材９１及び２つの第２の保持部材９２，９３と、第１の保持部材９１が取り付けられた直動ガイド９４と、各第２の保持部材９２，９３が取り付けられた回動可能なブラケット９５，９６と、直動ガイド９４とブラケット９５，９６とを連動させるための互いに平行な２本の直動シャフト９７，９８及び２本の直動シャフト９７，９８を直交状に連結する連結部材９９等で主に構成されている。
【００７３】
第１の保持部材９１は、退避バッファ８５の後部側（図１１に示すＸ方向負方向側）からウエハＷの側縁と側縁下面を保持するものであり、第２の保持部材９２，９３は、退避バッファ８５の先端部側（図１１に示すＸ方向正方向側）からウエハＷの側縁と側縁下面を保持するものである。第１の保持部材９１と第２の保持部材９２，９３は、ウエハＷよりも柔軟性のある合成樹脂製部材にてウエハＷの側縁を保持する垂直片とウエハＷの側縁下面を保持する水平片を有する略クランク状に形成されている。
【００７４】
第１の保持部材９１は、保持位置Ｐより退避バッファ８５の後部側であって、例えば保持位置Ｐの中心を通るＸ方向の中心線Ｃ上に設けられている。第１の保持部材９１は、退避バッファ８５上の中心線Ｃ上に設けられたレール２００に沿って移動自在な直動ガイド９４に取り付けられている。第１の保持部材９１は、Ｘ方向に移動自在であり、ウエハＷの側縁と側縁下面をＸ方向負方向側から保持することができる。
【００７５】
第２の保持部材９２，９３は、保持位置Ｐよりも退避バッファ８５の先端部側に設けられた回動可能なブラケット９５，９６にそれぞれ固定されている。ブラケット９５，９６は、退避バッファ８５の両側端部付近にそれぞれ配置されており、例えば第２の保持部材９４が固定されたブラケット９５は、退避バッファ８５のＹ方向正方向側（図１１の右側）に、第２の保持部材９５が固定されたブラケット９６は、退避バッファ８５のＹ方向負方向側（図１１の左側）に配置されている。
【００７６】
各ブラケット９５，９６は、１つの角部が傾斜状に切り掛かれた略方形板状に形成されている。例えばブラケット９５，９６の保持位置Ｐよりの角付近には、退避バッファ８５に立設されたピン２０１が貫通しており、ブラケット９５，９６は、退避バッファ８５に対して回動自在になっている。第２の保持部材９２，９３は、ブラケット９５，９６の中心線Ｃ側に互いに対向するように取り付けられている。第２の保持部材９４と第２の保持部材９５は、例えば中心線Ｃに対して等距離に設けられ、保持位置Ｐ上のウエハＷを保持する位置も中心線Ｃに対して対称の位置になる。
【００７７】
ブラケット９５，９６は、各ブラケット９５，９６にそれぞれ連結された直動シャフト９７，９８と、連結部材９９を介して直動ガイド９４に連動している。
【００７８】
連結部材９９は、例えばＹ方向に延在して、直動ガイド９４に固定されており、直動ガイド９４の移動に伴ってＸ方向に沿って移動する。
【００７９】
２本の直動シャフト９７，９８は、退避バッファ８５の両側端部にそれぞれ配置される。各直動シャフト９７，９８の後端部側（Ｘ方向負方向側）は、連結部材９９の両端にそれぞれ固定されており、先端部側（Ｘ方向正方向側）は、各ブラケット９５，９６にそれぞれ連結されている。これにより、直動シャフト９７，９８は、連結部材９９と共にＸ方向に直線移動し、その直線運動は、ブラケット９５，９６において回転運動に変換される。したがって、第２の保持部材９２，９３は、第１の保持部材９１の直線運動に連動して回動する。
【００８０】
直動シャフトと各ブラケット９５，９６との連結部について直動シャフト９７とブラケット９５の連結部を代表して説明すると、例えばブラケット９５における中心線Ｃの反対側、つまり退避バッファ８５の側端部側には、貫通部９５ａが突設されている。貫通部９５ａには、直動シャフト９９の先端部側が移動自在に遊貫しており、直動シャフト９９とブラケット９５の貫通部９５ａとが滑り対偶になっている。直動シャフト９９には、貫通部９５ａを挟むように第１ストッパ２０２と第２ストッパ２０３とが設けられている。直動シャフト９９の後端部側の第２ストッパ２０３と貫通部９５ａとの間には、弾性体としての例えばコイルばね２０４が縮設されている。したがって、直動シャフト９９がＸ方向正方向側に移動した際には、第２ストッパ２０３がコイルばね２０４を押し、コイルばね２０４の付勢によって押されたブラケット９５が退避バッファ８５の内側方向、つまり反時計回りに回動する。このときの回動角度は，例えば１０°程度に設定される。また、直動シャフト９９がＸ方向負方向側に移動した際には、第１ストッパ２０２に押されてブラケット９５は、退避バッファ８５の外側方向、つまり時計回りに回動する。なお、直動シャフト９８とブラケット９６との連結部も、直動シャフト９７側と同様の構成を有しており、ブラケット９６の貫通部９６ａに直動シャフト９８が貫通し、上述の第１ストッパ２０２，第２ストッパ２０３及びコイルばね２０４が同様に設けられている。ここで用いる弾性体は、コイルばねに代えて、例えばスポンジ，ゴム等であってもよい。
【００８１】
また、第１の保持部材９１がＸ方向正方向に移動し、平面視において保持位置Ｐの外縁部に接触すると、第２の保持部材９２，９３も同時に保持位置Ｐの外縁部に接触するように各保持部材９３，９４，９５の位置が調整されている。したがって、第１の保持部材９１及び第２の保持部材９２，９３が３点でウエハＷを保持した時に、ウエハＷが保持位置Ｐ上に位置合わせされる。
【００８２】
直動ガイド９４には、例えばシリンダ２０５が連結されており、当該シリンダ２０５は、コントローラ１００によって制御されている。したがって、コントローラ１００からの制御信号に基づいて直動ガイド９４のＸ方向の移動距離、移動タイミングが制御でき、例えばコントローラ１００の処理プログラムに従って第１の保持部材９１と第２の保持部材９２，９３が作動する。なお、直動ガイド９４の駆動源としてモータを用いてもよい。
【００８３】
なお、第３実施形態において、その他の部分は第１実施形態及び第２実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００８４】
次に、第３実施形態の熱処理装置５０Ｂの動作態様について、図１３を参照して詳細に説明する。まず、先行するウエハＷ１が搬出入口６２から装置内に進入する搬送機構（図示せず）によって待機位置にある受渡しアーム６１の上方に搬送され、受渡しアーム６１がウエハＷ１を受け取る（図１３（ａ）参照）。
【００８５】
次に、受渡しアーム６１が熱板７０上に移動し、熱板用受渡しピン６６が上昇して受渡しアーム６１からウエハＷ１を受け取った後、受渡しアーム６１が後退し、熱板用受渡しピン６６が下降してウエハＷ１を熱板７０に受け渡す。ウエハＷ１を熱板７０に受け渡した受渡しアーム６１は待機位置に後退した後、蓋体７３が下降してウエハＷ１を熱処理する。
【００８６】
熱板７０によって熱処理が終了すると、蓋体７３が上昇し、熱処理された先行のウエハＷ１は熱板用受渡しピン６６の上昇によって熱板７０の上方に移動する受渡しアーム６１に受け渡される。熱処理された先行のウエハＷ１を受け取った受渡しアーム６１が待機位置へ移動すると、退避バッファ８５が下降して、受渡しアーム６１上に保持された熱処理されたウエハＷ１を保持機構９０の第１，第２及び第３の保持部材９１，９２，９３が保持して受渡しアーム６１の上方に移動してウエハＷ１の上面と退避バッファ８５の下面の空間８４に冷気を吐出してウエハＷ１を予備冷却する（図１３（ｂ）参照）。
【００８７】
次に、後行のウエハＷ２が搬出入口６２から装置内に進入する搬送機構（図示せず）によって待機位置にある受渡しアーム６１の上方に搬送され、受渡しアーム６１がウエハＷ２を受け取る（図１３（ｃ）参照）。
【００８８】
次に、受渡しアーム６１が熱板７０上に移動し、熱板用受渡しピン６６が上昇して受渡しアーム６１からウエハＷ２を受け取った後、受渡しアーム６１が後退し、熱板用受渡しピン６６が下降してウエハＷ２を熱板７０に受け渡す（図１３（ｄ）参照）。ウエハＷ２を熱板７０に受け渡した受渡しアーム６１が待機位置に後退すると、退避バッファ８５が下降してウエハＷ１を受渡しアーム６１に受け渡した後、退避バッファ８５は上方へ移動する。受渡しアーム６１に受け渡されたウエハＷ１は受渡しアーム６１によって冷却された後、搬送機構（図示せず）に受け渡されて回収される。
【００８９】
後行のウエハＷ２が加熱処理されると、蓋体７３が上昇すると共に、熱板用受渡しピン６６が上昇してウエハＷ２を熱板７０の上方へ移動する。このとき、受渡しアーム６１が熱板７０の上方に移動し、熱板用受渡しピン６６が下降してウエハＷ２が受渡しアーム６１に受け渡される。ウエハＷ２を受け取った受渡しアーム６１は待機位置に後退した後、ウエハＷ２を冷却する（図１３（ｅ）参照）。その後、冷却されたウエハＷ２は、搬送機構（図示せず）に受け渡されて回収される。
【００９０】
上記第３実施形態の熱処理装置５０Ｂによれば、受渡しアーム６１が搬送機構からウエハＷ１を受け取って熱板７０に受け渡し、熱板７０によって加熱処理された先行のウエハＷ１が搬送機構に受け渡される間、基板保持手段である退避バッファ８５が熱処理されたウエハＷ１を受渡しアーム６１から受け取って予備冷却し、その間、受渡しアーム６１が後行のウエハＷ２を搬送機構から受け取って熱板７０に受け渡した後、退避バッファ８５によって予備冷却された先行のウエハＷ１を受け取って冷却した後、搬送機構に受け渡すことができる。したがって、熱板７０による加熱処理時にもウエハＷの冷却を行う冷却機能を付加して、稼働効率の向上を図ることができる。
【００９１】
＜その他の実施形態＞
上記第１実施形態では、受渡しアーム６１の上方に冷却アーム８０を配設した場合について説明したが、例えば図１４に示すように、熱板７０の両側に受渡しアーム６１Ｂと冷却アーム８０Ｂとを対向して配設し、搬送機構である水平のＸ−Ｙ方向，鉛直のＺ方向及び回転（θ）自在な搬送アーム４００によって受渡しアーム６１Ｂと冷却アーム８０ＢにウエハＷを受渡し可能な配置構造としてもよい。
【００９２】
この場合、受渡しアーム６１Ｂ及び冷却アーム８０Ｂには、それぞれ外周の３箇所に切欠き３００を設け、搬送アーム４００には３箇所の切欠き３００に対応する位置に切欠き３００を通過可能な保持爪４０１を設ける。また、熱板７０の外周にも、上記と同様の切欠き３００を設けることにより、熱板７０に対して搬送アーム４００によってウエハの受け渡しが可能になる。
【００９３】
なお、受渡しアーム６１Ｂ及び冷却アーム８０Ｂは、それぞれ図示しないアーム移動機構によって熱板７０の上方位置と熱板７０から離れた待機位置に移動可能に形成されている。また、熱板７０には、上述したように、熱板受渡しピン６６が昇降駆動部（図示せず）によって昇降可能に設けられており、受渡しアーム６１Ｂ及び冷却アーム８０Ｂには、それぞれ熱板受渡しピン６６との干渉を避けるように、２本のスリット６１ａ，８０ａが熱板７０と対向する側から中央部付近に渡って形成されている。
【００９４】
なお、上記した実施形態においては、被処理基板は半導体ウエハであったが、この発明に係る基板熱処理装置は、これに限らず他の基板、例えば各種のフラットディスプレイ用の基板やフォトマスク基板等の熱処理装置としてこの発明を適用することも可能である。
【符号の説明】
【００９５】
６１  受渡しアーム
６５  アーム用受渡しピン
６５ｂ  昇降駆動部
６６  熱板用受渡しピン
６６ｂ  昇降駆動部
６７  受渡しアーム移動機構
７０  熱板
８０，８０Ａ  基板冷却アーム（基板保持手段）
８１，８１Ａ  冷却アーム移動機構
８５  退避バッファ（基板保持手段）
８６  バッファ昇降駆動部
８７  冷却機構
９０  基板保持機構
９１  第１の保持部材
９２，９３  第２の保持部材
１００  コントローラ
２０５  保持機構駆動用シリンダ
【図１】
0005611152.tif 000002
【図２】
0005611152.tif 000003
【図３】
0005611152.tif 000004
【図４】
0005611152.tif 000005
【図５】
0005611152.tif 000006
【図６】
0005611152.tif 000007
【図７】
0005611152.tif 000008
【図８】
0005611152.tif 000009
【図９】
0005611152.tif 000010
【図１０】
0005611152.tif 000011
【図１１】
0005611152.tif 000012
【図１２】
0005611152.tif 000013
【図１３】
0005611152.tif 000014
【図１４】
0005611152.tif 000015