(57)【要約】【課題】基板処理装置のフットプリントを増大させることなく熱処理のスループットを向上させることができる基板処理装置を提供する。【解決手段】熱処理部１６において、第２搬送機構１２によってホットプレート１７とクールプレート１８との間を搬送される基板Ｗの搬送経路１１０の直上に補助クールプレート４０を配設する。これにより、他のユニットの故障等のように不測の事態が発生し、クールプレート１８に載置された基板Ｗを熱処理部１６の外部に搬出できない場合であっても、ホットプレート１７での加熱処理が完了した基板Ｗに対して補助クールプレート４０において冷却処理を施すことができる。そのため、不測の事態が発生した場合も含めて、熱処理部１６において２枚の基板Ｗのそれぞれに対して熱処理を施すことができ、熱処理のスループットを向上することができる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理装置であって、
（ａ）  搬送ロボットによって受け渡される一連の基板に対して順次に熱処理を施す熱処理ユニット、
を備え、
前記熱処理ユニットは、
（ａ−１）  前記一連の基板に順次に加熱処理を施す加熱部と、
（ａ−２）  定常動作時に前記一連の基板に対して順次に冷却処理を施す第１の冷却部と、
（ａ−３）  所定の搬送経路に沿って付前記加熱部と前記第１の冷却部との間で前記一連の基板を順次に搬送する搬送部と、
（ａ−４）  前記搬送経路の付近に配設され、前記一連の基板のうち先行基板が前記第１の冷却部から出発できない状況が発生したときに、前記加熱処理を終えて前記第１の冷却部に搬送されるべき後続の対象基板を受け入れて、当該対象基板に対して冷却処理を施す第２の冷却部と、
を有する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、
前記第２の冷却部は、前記加熱部および前記第１の冷却部が属する空間階層の上方に配設されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理装置において、
前記熱処理ユニットは、前記第２の冷却部の近傍下方に配設されて前記搬送経路上の基板を昇降させる昇降機構によって前記対象基板の上面を前記第２の冷却部の冷却面に近接させることを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記第２の冷却部は、ヒートパイプ構造を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
加熱部と、定常動作時に使用される第１の冷却部と、所定の搬送経路に沿って前記加熱部および第１の冷却部の間で前記基板を搬送する搬送部とを有する熱処理ユニットを用いて一連の基板に順次に熱処理を施す方法であって、
（ａ）  前記加熱部において対象基板に所定の加熱処理を施す加熱工程と、
（ｂ）  先行基板が前記第１の冷却部から出発できない状況が発生したときに、前記搬送経路付近に設けられた第２の冷却部へと前記対象基板を搬送し、当該第２の冷却部において前記対象基板を冷却する第１冷却工程と、
（ｃ）  前記熱処理ユニット外の搬送ロボットによって前記先行基板が前記第１の冷却部から前記熱処理ユニットの外部に搬出された後に、前記対象基板を前記第２の冷却部から前記第１の冷却部に移載し、前記第１の冷却部において前記対象基板に対して冷却処理を施す第２の冷却工程と、
を備えることを特徴とする基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等（以下、単に「基板」と称する）に対して加熱および冷却処理を施す基板処理装置および基板処理方法に関するもので、特に、加熱処理が完了した基板を速やかに冷却する冷却部および冷却工程に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の半導体ウェハの製造において、高密度化、高集積化の要求にともない、半導体ウェハ上に形成される回路パターンの微細化が要求されている。この微細化の要求により、基板を加熱・冷却する熱処理における熱処理温度や熱処理時間をさらに精度よく制御するため、加熱処理を行うホットプレートと、冷却処理を行うクールプレートと、当該ホットプレートとクールプレートとの間で基板の搬送を行うローカル搬送装置とを一体的に構成した熱処理ユニットを有する基板処理装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２７０３０７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１の熱処理ユニットのように、クールプレート側に設けられた開口部を介して熱処理ユニット内のクールプレートと熱処理ユニット外に設けられた搬送ロボットとの間で基板の受け渡しを行うユニットにおいて、熱処理のスループットを向上させるために熱処理ユニット内に基板を２枚搬入し、一方の基板に加熱処理を他方の基板に冷却処理を施す場合、以下のような問題が発生する。
【０００５】
すなわち、熱処理ユニットのホットプレートおよびクールプレートに基板が保持され、熱処理ユニット内部に２枚の基板が搬入された状態で、当該熱処理ユニットに基板を搬送する搬送ロボットで故障が発生したり、当該熱処理ユニットより後工程の基板処理ユニットにおいて問題が発生して基板処理装置全体の処理が停止すると、搬送ロボットによって熱処理ユニットのクールプレートに保持された基板を熱処理ユニット外に搬出することができず、ホットプレートからクールプレートに基板を搬送することができない。その結果、ホットプレートによって昇温した基板に対して冷却処理を施すことができない。
【０００６】
そして、このことは、加熱処理完了後、冷却処理を施す必要がある熱処理、例えば、化学増幅型レジストを用いた基板の熱処理において問題となる。
【０００７】
すなわち、化学増幅型レジストを用いてレジスト膜を形成した基板に、ステッパ等の露光装置によってパターン露光を実行するとともに、熱処理ユニットにおいて加熱・冷却処理を施す場合、レジスト膜に形成される微細パターンの線幅等の寸法精度を所定範囲とするためには、ホットプレートによる基板の加熱温度および加熱時間や、クールプレートによる冷却温度および冷却時間を精度良く制御する必要がある。また、ホットプレートによる加熱処理が完了した時点からクールプレートによる冷却開始時点までの時間（以下、「加熱後遅れ時間」とも呼ぶ）も精度良く制御することにより、基板Ｗの温度が昇温した状態で維持されてレジスト膜内において化学反応が進行するオーバーベークを防止する必要がある。
【０００８】
しかし、搬送ロボット等の故障により熱処理ユニットのクールプレートに保持された基板を熱処理ユニット外に搬出することができない場合、加熱処理が完了した基板をローカル搬送装置によってホットプレートからクールプレートに搬送することができない。これにより、当該基板に対して冷却処理を施すことができず、加熱後遅れ時間を精度良く制御することができないため、レジスト膜中に形成される微細パターンの線幅等にバラツキが生ずるといった問題が発生する。
【０００９】
また、スループットを向上させるために熱処理ユニットの数を増加させると基板処理装置が大型化してしまい、フットプリントの増大ならびに基板処理装置のコストアップするという問題が生ずる。
【００１０】
そこで、本発明では、加熱ユニットと冷却ユニットとを一体的に構成した熱処理ユニットを有し、基板処理装置のフットプリントを増大させることなく熱処理のスループットを向上させ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】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板処理装置であって、搬送ロボットによって受け渡される一連の基板に対して順次に熱処理を施す熱処理ユニット、を備え、前記熱処理ユニットは、前記一連の基板に順次に加熱処理を施す加熱部と、定常動作時に前記一連の基板に対して順次に冷却処理を施す第１の冷却部と、所定の搬送経路に沿って付前記加熱部と前記第１の冷却部との間で前記一連の基板を順次に搬送する搬送部と、前記搬送経路の付近に配設され、前記一連の基板のうち先行基板が前記第１の冷却部から出発できない状況が発生したときに、前記加熱処理を終えて前記第１の冷却部に搬送されるべき後続の対象基板を受け入れて、当該対象基板に対して冷却処理を施す第２の冷却部と、を有することを特徴とする。
【００１２】
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、前記第２の冷却部は、前記加熱部および前記第１の冷却部の上方に配設されていることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項３の発明は、請求項２に記載の基板処理装置において、前記熱処理ユニットは、前記第２の冷却部の近傍下方に配設されて前記搬送経路上の基板を昇降させる昇降機構によって前記対象基板の上面を前記第２の冷却部の冷却面に近接させることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板処理装置において、前記第２の冷却部は、ヒートパイプ構造を有することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項５の発明は、加熱部と、定常動作時に使用される第１の冷却部と、所定の搬送経路に沿って前記加熱部および第１の冷却部の間で前記基板を搬送する搬送部とを有する熱処理ユニットを用いて一連の基板に順次に熱処理を施す方法であって、前記加熱部において対象基板に所定の加熱処理を施す加熱工程と、先行基板が前記第１の冷却部から出発できない状況が発生したときに、前記搬送経路付近に設けられた第２の冷却部へと前記対象基板を搬送し、当該第２の冷却部において前記対象基板を冷却する第１冷却工程と、前記熱処理ユニット外の搬送ロボットによって前記先行基板が前記第１の冷却部から前記熱処理ユニットの外部に搬出された後に、前記対象基板を前記第２の冷却部から前記第１の冷却部に移載し、前記第１の冷却部において前記対象基板に対して冷却処理を施す第２の冷却工程と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
＜１．基板処理装置の構成＞
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はこの発明に係る基板処理装置１の熱処理部１６を取り除いて見た平面概要図であり、図２はその熱処理部１６付近を示す平面図である。また、図３は熱処理部１６の平面図である。
【００１７】
この基板処理装置１は、複数枚の基板Ｗを収納したカセット１０から処理を行うべき基板Ｗを１枚ずつ搬出するとともに処理を終えた基板Ｗを再度カセット１０内に搬入するためのインデクサ部１９と、基板Ｗに対する薬液処理を実行するための４個の薬液処理部１５と、基板Ｗに対して熱処理を施す熱処理部１６と、基板Ｗを薬液処理部１５および熱処理部１６の間で搬送するための第１搬送機構１１と、基板Ｗをインデクサ部１９と第１搬送機構１１との間で搬送するための第３搬送機構１３とを備える。また、この基板処理装置１の側方には、基板Ｗに対して露光を実行するための露光装置に基板Ｗを搬送するためのインターフェースＩＦが設置されている。
【００１８】
なお、上述した４個の薬液処理部１５のうち、２個の薬液処理部１５ａは、現像液により基板Ｗを現像処理するための現像処理ユニットとなっている。また、残りの２個の薬液処理部１５ｂは、基板Ｗに対してレジストを塗布するためのレジスト塗布ユニットとなっている。この明細書においては、これらを総称する場合には薬液処理部１５と呼称し、これらを区別する場合には現像処理ユニット１５ａまたはレジスト塗布ユニット１５ｂと呼称する。また、これらの現像処理ユニット１５ａおよびレジスト塗布ユニット１５ｂの他に、基板Ｗを洗浄液により洗浄する洗浄処理ユニットを配設してもよい。
【００１９】
インデクサ部１９の側方に配置された第３搬送機構１３は、インデクサ部１９上に載置されたカセット１０から処理を行うべき基板Ｗを取り出して基板処理装置１の中央部に配設された第１搬送機構１１に搬送し、あるいは、処理が完了した基板Ｗを第１搬送機構１１から受け取って載置台に載置されたカセット１０内に収納するためのものである。また、基板処理装置１の中央部に配設された第１搬送機構１１は、各薬液処理部１５と各熱処理部１６のホットプレート１７およぴクールプレート１８とにアクセスして、これらとの間で基板Ｗの受け渡しをするためのものである。
【００２０】
図４はこの第１搬送機構１１の要部を示す斜視図である。この第１搬送機構１１は、基板Ｗを保持して搬送するための上下一対の基板搬送アーム５ａ、５ｂと、これらの基板搬送アーム５ａ、５ｂを互いに独立して水平方向（Ｘ方向）に移動させるための水平移動機構と、これらの基板搬送アーム５ａ、５ｂを同期して鉛直方向（Ｚ方向）に移動させるための伸縮昇降機構と、これらの基板搬送アーム５ａ、５ｂを鉛直軸まわり（θ方向）に同期して回転させるための回転駆動機構とを備える。
【００２１】
上述した伸縮昇降機構は、カバー２４をカバー２３内に、カバー２３をカバー２２内に、カバー２２をカバー２１内に、各々収納可能なテレスコピック型の多投入れ子構造を有する。基板搬送アーム５ａ、５ｂを下降させる際には、カバー２４をカバー２３内に、カバー２３をカバー２２内に、カバー２２をカバー２１内に、各々収納する。また、基板搬送アーム５ａ、５ｂを上昇させる際には、カバー２４をカバー２３内から、カバー２３をカバー２２内から、カバー２２をカバー２１内から、各々引き出すようにする。
【００２２】
また、上述した回転駆動機構は、テレスコピック型の伸縮昇降機構を基台２５に対してθ方向に回転させる構成を有する。なお、基台２５には、カバー２６が付設されている。
【００２３】
以上のように、第１搬送機構１１は、基板Ｗを保持して搬送するための上下一対の基板搬送アーム５ａ、５ｂと、これらの基板搬送アーム５ａ、５ｂを互いに独立して水平方向に移動させるための水平移動機構と、これらの基板搬送アーム５ａ、５ｂを同期して鉛直方向に移動させるための伸縮昇降機構と、これらの基板搬送アーム５ａ、５ｂを鉛直軸まわりに同期して回転させるための回転駆動機構とを備え、基板保持部５１に保持した基板Ｗを任意の基板処理ユニットに搬送することが可能な構成となっている。
【００２４】
図５は、第３搬送機構１３の要部を示す斜視図である。この第３搬送機構１３は、上述した第１搬送機構１１における上下一対の基板搬送アーム５ａ、５ｂの代わりに、単一の基板搬送アーム５ｃを備える点のみが上述した第１搬送機構１１と異なる。この第３搬送機構１３は、図示しないモータの駆動により回転するボールネジ２０の作用により、インデクサ部１９に沿って配設された一対のガイド部材３０に沿って往復移動可能となっている。
【００２５】
以上のような構成を有する基板処理装置１においては、インデクサ部１９に載置されたカセット１０内の基板Ｗのうちの１枚の基板Ｗが第３搬送機構１３により取り出され、第１搬送機構１１に受け渡される。第１搬送機構１１はこの基板Ｗを熱処理部１６のホットプレート１７まで搬送する。また、第１搬送機構１１は、熱処理部１６において加熱処理および冷却処理がなされた基板Ｗをクールプレート１８からレジスト塗布ユニット１５ｂに搬送するとともに、レジストの塗布が終了した基板Ｗを熱処理部１６のホットプレート１７まで搬送する。そして、第１搬送機構１１は、熱処理部１６において加熱処理および冷却処理がなされた基板Ｗを、クールプレート１８から露光装置に基板Ｗを搬送するためのインターフェースＩＦに受け渡す。
【００２６】
また、第１搬送機構１１は、インターフェースＩＦから露光が終了した基板Ｗを受け取り、熱処理部１６のホットプレート１７まで搬送する。また、第１搬送機構１１は、熱処理部１６において露光後の加熱処理および冷却処理がなされた基板Ｗをクールプレート１８から現像処理ユニット１５ａに搬送するとともに、現像処理が終了した基板Ｗを熱処理部１６のホットプレート１７まで搬送する。そして、第１搬送機構１１は、熱処理部１６において加熱処理および冷却処理がなされた基板Ｗを、クールプレート１８から第３搬送機構１３に受け渡す。第３搬送機構１３は、第１搬送機構１１から受け取った基板Ｗを搬出用のカセット１０に収納する。なお、上述した各工程の間に、基板Ｗを洗浄液で洗浄する洗浄工程を追加してもよい。
【００２７】
上述したように、この基板処理装置１においては、第１搬送機構１１は熱処理部１６におけるホットプレート１７に基板Ｗを搬入し、クールプレート１８から基板Ｗを搬出する。そして、熱処理部１６におけるホットプレート１７からクールプレート１８への基板Ｗの搬送は、図３に示す第２搬送機構１２により実行される。
【００２８】
熱処理部１６は、例えば露光装置によってパターン露光が完了した基板Ｗに対して露光後ベーク処理を施す熱処理ユニットであり、レジスト塗布前後の加熱や現像処理前後の加熱等の処理プロセスの数に応じて積層配置されている。図３に示すように、熱処理部１６は、主として、基板Ｗに加熱処理を施すホットプレート１７と、基板Ｗに冷却処理を施すクールプレート１８および補助クールプレート４０と、熱処理部１６において基板Ｗの搬送を行う第２搬送機構１２とを備え、第１搬送機構１１によって受け渡される一連の基板に対して順次に熱処理を施す。
【００２９】
ホットプレート１７は、第１搬送機構１１によって受け渡される一連の基板Ｗに対して予め設定された温度にて所定時間加熱する加熱部であり、図示を省略するヒータ等の発熱部の熱を基板Ｗに伝達することによって基板Ｗの温度を昇温させる。また、図３に示すように、ホットプレート１７には複数（本実施の形態では６つ）の支持ピン１００が設けられている。
【００３０】
この複数の支持ピン１００は、基板Ｗの周縁部を支持した状態で、基板Ｗを昇降させる昇降機構である。すなわち、支持ピン１００は、第１搬送機構１１および第２搬送機構１２と基板Ｗの受け渡しを行う受け渡し位置（ホットプレート１７の上方位置）と、ホットプレート１７の加熱位置との間で基板Ｗの昇降動作を行う。
【００３１】
なお、ホットプレート１７の上面に、当該上面から微小高さ突出する球体を配設することにより、ホットプレート１７上に、いわゆるプロキシミティギャップと称される微小な間隔を保って基板Ｗを近接支持させた状態で、基板Ｗを加熱するようにしてもよい。
【００３２】
クールプレート１８は、薬液処理部１５や第１搬送機構１１等の各部が、レシピ等により予め決められた処理手順により正常に動作する定常動作時に、ホットプレート１７によって昇温した一連の基板Ｗを順次に予め設定された温度にて所定時間冷却する冷却部であり、図示を省略する冷却構造によってよって基板Ｗからクールプレート１８に伝達される熱を取り去って基板Ｗの温度を降温させる。
【００３３】
また、図３に示すように、クールプレート１８には、ホットプレート１７と同様に、昇降機構としての複数（本実施の形態では６つ）の支持ピン１００が設けられている。したがって、支持ピン１００を昇降させることにより、第１搬送機構１１および第２搬送機構１２と基板Ｗの受け渡しを行う受け渡し位置（クールプレート１８の上方位置）と、クールプレート１８の冷却位置との間で基板Ｗを移動させることができる。
【００３４】
なお、クールプレート１８の上面に、ホットプレート１７と同様に、当該上面から微小高さ突出する球体を配設することにより、クールプレート１８上に、いわゆるプロキシミティギャップと称される微小な間隔を保って基板Ｗを近接支持させた状態で、基板Ｗを冷却するようにしてもよい。
【００３５】
図６は、第２搬送機構１２の側面図であり、図７はその平面図である。また、図８は第２搬送機構１２における昇降機構７５を示す正面図である。この第２搬送機構１２は、基板Ｗを保持する基板保持部７１と、この基板保持部７１を支持する支持部７２と、この支持部７２を鉛直方向を向く軸を中心に回転させる回転機構７３と、基板保持部７１を、回転機構７３の駆動により回転する支持部７２の回転中心から離隔した基板Ｗの受け渡し位置と、支持部７２の回転中心に接近した回転位置との間で支持部７２に対して往復移動させる移動機構７４と、支持部７２を昇降させる昇降機構７５と、支持部７２が鉛直方向を向く軸を中心に回転するときに、基板保持部７１に保持した基板Ｗを挟持する挟持機構７６を備える。
【００３６】
前記基板保持部７１は、基板Ｗの側面と当接する状態で基板Ｗをその下面から保持する２個の保持部材８０と、２個の保持部材８０とは逆側において基板Ｗをその下面から保持する１個の保持部材８１とを備える。この基板保持部７１は、ガイド機構８２により支持部７２に対して移動可能に保持されている。また、この支持部７２は、回転機構７３により、鉛直方向を向く軸を中心に回転する構成となっている。
【００３７】
支持部７２には、モータ８３により回転する駆動プーリ８４と従動プーリ８５とが配設されており、これらの駆動プーリ８４および従動プーリ８５間には、同期ベルト８６が巻回されている。また、この同期ベルト８６には、基板保持部８１における基部８８に連結する連結部８７が固定されている。このため、基板保持部７１は、モータ８３の駆動により、回転機構７３の駆動により回転する支持部７２の回転中心から離隔した基板Ｗの受け渡し位置と、回転中心に接近した回転位置との間で、支持部７２に対して往復移動する。これらのモータ８３、駆動プーリ８４、従動プーリ８５および同期ベルト８６等は、上述した移動機構７４を構成する。
【００３８】
図６および図８に示すように、支持部７２にはラック部材８９が付設されている。一方、回転機構７３側には、モータ９１の駆動により回転するピニオン９２が配設されており、このピニオン９２は支持部７２に付設されたラック部材８９と噛合している。このため、モータ９１の駆動によりピニオン９２を回転させることで、支持部７２は基板保持部７１とともに昇降する。なお、図６に示す符号９３は、支持部材７２の昇降動作を案内する一対のガイド部材である。これらのラック部材８９、モータ９１、ピニオン９２およびガイド部材９３は、支持部７２を昇降させる昇降機構７５を構成する。
【００３９】
基板保持部７１における保持部材８１の近傍には、基板保持部７１との間で基板Ｗを挟持するための挟持部９４が配設されている。この挟持部９４は、ガイド機構９５の作用により基板保持部７１本体に対してスライド可能な構成となっている。また、この挟持部９４は、バネ９６の作用により、当該挟持部９４と保持部材８１とが近接する方向に付勢されている。
【００４０】
図６および図７に示すように、基板保持部７１が基板Ｗの受け渡し位置に配置された状態では、挟持部９４に連結する当接部材９７（図７参照）が支持部７２に連結するストッパ９８と当接する。これにより挟持部９４は、当接部材９７を介し、バネ９６の付勢力に抗して保持部８０から離隔する方向に押圧される。このため、図６に示すように、一対の保持部８０と挟持部９４との距離は、基板Ｗの外径より大きくなる。一方、移動機構７４により、基板保持部７１が回転位置に向けて移動を開始すると、挟持部９４に連結する当接部材９７が支持部７２に連結するストッパ９８から離隔する。これにより、バネ９６の作用で一対の保持部８０が挟持部９４に近接する方向に移動し、基板Ｗは、一対の保持部８０と挟持部９４との間に挟持される。これらの保持部８０、挟持部９４、バネ９６、当接部材９７およびストッパ９８等は、基板保持部７１に保持した基板Ｗを挟持する挟持機構７６を構成する。
【００４１】
図９は、補助クールプレート４０を第２搬送機構１２側から見た下面図である。また、図１０は、昇降機構１２０を第２搬送機構１２側から見た上面図である。また、図１１は、昇降機構１２０の側面図である。なお、図１０では、説明の都合上、基板Ｗおよび第２搬送機構１２の基板保持部７１を２点鎖線で表している。
【００４２】
昇降機構１２０は、補助クールプレート４０の近傍下方に配設され、基板Ｗを第２搬送機構１２の基板保持部７１と補助クールプレート４０との間で昇降させる部材である。図１１に示すように、昇降機構１２０は、主として、ガイド機構４７と、支持ピン１３０と、当該支持ピン１３０を昇降させるシリンダ４３とを備える。
【００４３】
ガイド機構４７は、図１１に示すように、上下方向に延伸してその下端部が基台部４９に取りつけられたガイド部４７ａと、ガイド部４７ａ上を摺動可能に設けられた摺動部４７ｂとから構成されている。また、摺動部４７ｂの側面のうちガイド部４７ａと対向する面と逆側の側面には、Ｌ型形状を有する接続部材４８が取り付けられている。
【００４４】
接続部材４８は、摺動部４７ｂと支持台４４とを接続するための部材であり、その下端部は支持台４４の上面に取りつけられている。また、接続部材４８の上部付近にはガイド部４７ａと逆側に突起する矩形状の突起部４８ａが設けられている。また、突起部４８ａの下端部は、基台部４９に固定されたシリンダ４３によって昇降可能に設けられた可動部４３ａの上端部と接続されている。さらに、図１０および図１１に示すように、支持台４４には基板Ｗを支持可能に設けられた複数（本実施の形態では３本）の支持ピン１３０が取りつけられている。
【００４５】
これにより、シリンダ４３の可動部４３ａを昇降させると支持台４４がガイド部４７ａに沿って上下方向に移動して複数の支持ピン１３０を昇降させることができるため、昇降機構１２０は、第２搬送機構１２に把持された基板Ｗを受け取るとともに、第２搬送機構１２と補助クールプレート４０との間で当該基板Ｗを昇降させ、補助クールプレート４０の冷却面４０ｃに冷却対象となる基板Ｗの上面を近接させることができる。
【００４６】
補助クールプレート４０は、ホットプレート１７で加熱された基板Ｗの上面と冷却面４０ｃとを所定間隔にて近接させて当該基板Ｗの温度を約２０〜５０度降温して一時的に冷却する冷却部であり、クールプレート１８とは別に設けられている。図９に示すように、補助クールプレート４０は、熱処理部１６において第２搬送機構１２によってホットプレート１７とクールプレート１８との間で搬送される基板Ｗの搬送経路１１０の付近である直上に、言い換えると、ホットプレート１７およびクールプレート１８が属する空間階層の上方に配設されており、主として、冷却媒体の流路である冷却管４１と、昇温した冷却媒体の熱を放熱する放熱部４２とから構成されている。
【００４７】
冷却管４１は、熱伝導性の材料（たとえば金属や合金）で形成されており、図９に示すように、冷却面４０ｃと略水平に、かつ、補助クールプレート４０の内部のほぼ全域を通るように配設されている。また、冷却管４１は、図９に示すように、その表面積を増加させるため、補助クールプレート４０の内部を複数回折り返すように蛇行して配設されている。また、冷却管４１の一端部４１ａは、補助クールプレート４０の外部に配設された流入管４５と、冷却管４１の他端部４１ｂは補助クールプレート４０の外部に配設された流出管４６と、それぞれ連通接続されている。
【００４８】
これにより、流入管４５から冷却管４１の一端部４１ａに向けて純水等の冷却媒体を流入させると、基板Ｗから冷却面４０ｃを介して伝達された熱が冷却管４１を流れる冷却媒体と熱交換を行った後、冷却管４１の他端部４１ｂから流出管４６に流出する。すなわち、冷却管４１を流れる冷却媒体に向けて基板Ｗの熱が伝達される。そのため、基板Ｗの温度を降温することができる。
【００４９】
また、図９に示すように、流入管４５および流出管４６は、放熱部４２と連通接続されている。ここで、放熱部４２は、冷却媒体の熱を、例えば、内部を流れる冷却媒体の熱をヒートシンクによって外部に放熱したり、ペルチェ素子によって冷却媒体の熱を除去する部材である。
【００５０】
これにより、基板Ｗから熱の伝達を受けて昇温した冷却媒体は、放熱部４２を通過することによって冷却される。そして、放熱部４２にて冷却された冷却媒体は、流入管４５を介して冷却管４１の一端部４１ａに流入して基板Ｗの冷却に使用される。そのため、補助クールプレート４０では、冷却媒体を流入管４５、冷却管４１、流出管４６および放熱部４２にて循環させることにより、冷却面４０ｃに近接する基板Ｗと冷却管４１を流れる冷却媒体との間で効率的に熱交換を行うことができる。このように、補助クールプレート４０を使用した冷却部はヒートパイプ構造を有する。
【００５１】
このように、補助クールプレート４０は、クールプレート１８とは別に基板Ｗの搬送経路１１０の上方に配設されている。したがって、熱処理部１６において２枚の基板Ｗを搬入し、一方の基板Ｗに対してホットプレート１７による加熱処理を、また加熱処理が完了した他方の基板Ｗに対してクールプレート１８による冷却処理をそれぞれ施す熱処理を施す場合において、第１搬送機構１１の故障等により前記他方の基板Ｗをクールプレート１８から熱処理部１６の外部に搬出できないときでも、前記一方の基板Ｗの温度を補助クールプレート４０にて補助的に降温することができる。
【００５２】
これにより、熱処理部１６において、例えば、化学増幅型レジストによってレジスト膜を形成した基板Ｗについて熱処理を施す際に、第１搬送機構１１の故障等によりクールプレート１８に先行する基板Ｗがクールプレート１８から熱処理部１６の外部に向けて出発できない状況が発生し、この先行する基板Ｗがクールプレート１８に載置されている場合であっても、加熱処理が完了して冷却処理の対象となる後続する基板Ｗを受け入れて、この後続する冷却処理の対象基板Ｗを補助クールプレート４０にて補助的に冷却することができる。そのため、熱処理部１６で熱処理される各基板について、加熱処理が完了した時点から冷却処理が開始されるまでの時点を略同一にすることができ、その結果、クールプレート１８に一方の基板Ｗが載置されていても補助クールプレート４０にて他方の基板Ｗを冷却することができ、オーバーベークの問題が生じない。
【００５３】
すなわち、特許文献１に示される基板処理装置では、オーバーベークを防止するため、熱処理部では常に１枚の基板しか熱処理を行うことができなかったが、本実施の形態の基板処理装置１の熱処理部では、補助クールプレート４０を新たに設けることにより、一度に２枚の基板Ｗについて熱処理を行うことができ、熱処理のスループットを向上させることができる。
【００５４】
また、補助クールプレート４０は、ホットプレート１７およびクールプレート１８の上方であって搬送経路１１０の直上に配設されている。これにより、熱処理部１６の床面積を増大させることなく熱処理部１６内に補助クールプレート４０を配設することができる。
【００５５】
＜２．熱処理手順＞
特許文献１に示される基板処理装置では、例えば、化学増幅型レジストを使用したレジスト膜の熱処理の場合、オーバーベークを防止するため、各熱処理部では、１度に１枚ずつしか基板を処理することができなかった。
【００５６】
これに対して、本実施の形態の基板処理装置１では、熱処理部１６に補助クールプレート４０を配設することにより、第１搬送機構１１の故障等の不測の事態が発生しても、ホットプレート１７にて加熱処理が完了した基板Ｗを補助クールプレート４０にて冷却することができる。そのため、オーバーベークを防止しつつ熱処理部１６にて１度に２枚の基板Ｗについて熱処理を施すことができる。
【００５７】
そこで、以下では、熱処理部１６によって２枚の基板Ｗのそれぞれ対して行われる熱処理について、まず、
（１）基板処理装置１を構成する薬液処理部１５や第１搬送機構１１等の各部が、レシピ等により予め決められた処理手順により正常に動作する場合において、熱処理部１６にて行われる通常の熱処理手順について説明し、次に、
（２）薬液処理部１５において薬液の吐出不良や第１搬送機構１１の故障などの不測の事態の発生により、熱処理部１６のクールプレート１８から基板Ｗを搬出できず、ホットプレート１７にて加熱処理が完了した基板Ｗをクールプレート１８において冷却処理が行うことができない場合において、熱処理部１６にて行われる不測の事態発生時の熱処理手順について説明する。
【００５８】
＜２．１．通常の熱処理手順＞
ここでは、基板処理装置１の各部が正常に動作する定常動作時に、熱処理部１６において行われる熱処理手順について説明する。なお、以下の説明では、主として、熱処理部１６において熱処理される２枚の基板Ｗのうち一方の基板Ｗ（後述する第２基板）について説明する。
【００５９】
まず、ホットプレート１７において加熱処理が完了した基板（以下、本項（２．１．通常の熱処理手順）において「第１基板Ｗ」と呼ぶ）を、支持ピン１００によって上昇させて位置Ａまで移動させるとともに、第２搬送機構１２によってクールプレート１８に向けて搬送される。続いて、第１搬送機構１１によってホットプレート１７に搬入された熱処理が施されていない基板Ｗ（以下、本項において「第２基板Ｗ」と呼ぶ）が、上昇位置にある支持ピン１００上に載置される。そして、第２基板Ｗは、支持ピン１００が下降することによりホットプレート１７の表面に載置され、加熱処理がなされる。
【００６０】
第１基板Ｗに対して所定の冷却処理が完了すると、クールプレート１８の支持ピン１００は、第１基板Ｗを支持した状態で上昇し、当該第１基板Ｗをクールプレート１８の上方の位置Ｄに配置する。そして、第１搬送機構１１は、位置Ｄにある第１基板Ｗを受け取り、当該第１基板Ｗを熱処理部１６外に搬出する。
【００６１】
次に、第２基板Ｗに対して所定の熱処理が完了すると、ホットプレート１７の支持ピン１００が第２基板Ｗを支持した状態で上昇する。この状態においては、第２基板Ｗは、図３に示すホットプレート１７の上方の位置Ａに配置される。そして、第２搬送機構１２における移動機構７４により、基板保持部７１を位置Ａに配置された第２基板Ｗの下方の受け渡し位置まで移動させる。
【００６２】
続いて、第２搬送機構１２における昇降機構７５により、基板保持部７１を上昇させる。これにより、ホットプレート１７の支持ピン１００に支持されていた第２基板Ｗが基板保持部７１に保持される。この状態で、第２搬送機構１２における移動機構７４により、基板保持部７１を回転位置に向けて支持部７２の回転中心方向の位置Ｂに向けてに移動させる。このときには、第２基板Ｗは一対の保持部８０および挟持部９４により挟持される。
【００６３】
基板保持部７１が回転位置に移動した状態では、第２基板Ｗは図３に示す位置Ｂに配置される。そして、第２搬送機構１２における回転機構７３により支持部７２を回転させる。これにより、第２基板Ｗは図３に示す位置Ｃに配置される。この支持部７２の回転動作は、水平移動とは異なり、迅速に実行される。そして、この支持部７２の回転時には、第２基板Ｗは一対の保持部８０および挟持部９４により挟持されていることから、第２基板Ｗが基板保持部７１から脱落することはない。
【００６４】
なお、第２基板Ｗがホットプレート１７からクールプレート１８に向けて搬送されると、ホットプレート１７には、第１搬送機構１１によって熱処理が施されていない第１および第２基板Ｗ以外の基板Ｗが搬入され、当該第１および第２基板Ｗ以外の基板Ｗに対しても加熱処理が施される。
【００６５】
次に、第２搬送機構１２における移動機構７４により、基板保持部７１を受け渡し位置に移動させる。これにより、第２基板Ｗは図３に示すクールプレート１８の上方の位置Ｄに配置される。この状態で、クールプレート１８における支持ピン１００を上昇させた後、第２搬送機構１２における昇降機構７５により、基板保持部７１を下降させる。これにより、基板保持部７１により保持されていた第２基板Ｗがクールプレート１８の支持ピン１００上に支持される。続いて、第２搬送機構１２における移動機構７４により、基板保持部７１を回転位置に再度移動させる。
【００６６】
しかる後、クールプレート１８の支持ピン１００が下降することにより第２基板Ｗがクールプレート１８の表面に載置され、冷却処理がなされる。冷却処理が完了した第２基板Ｗは、上昇位置に移動した支持ピン１００から第１搬送機構１１に受け渡され、次の処理工程のため熱処理部１６外に搬送されることにより、熱処理部１６における熱処理が終了する。
【００６７】
以上のように、第２搬送機構によって第２基板Ｗをホットプレート１７からクールプレート１８まで搬送する場合、ホットプレート１７の支持ピン１００によっての上方の位置Ａに上昇して配置された第２基板Ｗは、位置Ａから支持部７２の回転中心方向に水平に移動した位置Ｂ、位置Ｂから支持部７２を鉛直方向に向く軸を中心に回転させた位置Ｃを経由する搬送経路１１０に沿って移動してクールプレート１８の上方の位置Ｄに到達する。
【００６８】
これにより、第２搬送機構１２によって搬送中の第２基板Ｗや当該第２基板Ｗを保持する基板保持部７１が、第１搬送機構１１の走行経路中に進入することはない。このため、第１搬送機構１１と第２搬送機構１２とが衝突することを防止することが可能となる。
【００６９】
また、上述のように、本実施の形態の熱処理部１６では、一度に２枚の基板Ｗに対して熱処理を施すため、熱処理のスループットが向上する。すなわち、（１）第１搬送機構１１によって熱処理部１６に基板Ｗが搬入するのに要する時間をＴ１、（２）ホットプレート１７による加熱処理時間をＴ２、（３）第２搬送機構１２によってホットプレート１７から基板Ｗを取り出すのに要する時間をＴ３、（４）第２搬送機構１２によってクールプレート１８に基板Ｗを投入するのに要する時間をＴ４、（５）クールプレート１８による冷却処理時間をＴ５とすると、従来の熱処理部による熱処理のスループットＴ１１は、（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５）となる。
【００７０】
これに対して、本実施の形態の基板処理装置１の熱処理部１６による熱処理のスループットＴ１２は、当該熱処理部１６において一度に２枚の基板Ｗに対して熱処理を施すため、（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）、または、（Ｔ１＋Ｔ３＋Ｔ４）のうち長い方の時間となる。したがって、本実施の形態の熱処理部１６による熱処理では、従来の熱処理部と比較してスループットを向上することができる。
【００７１】
＜２．２．不測の事態発生時の熱処理手順＞
上述のように、熱処理部１６は、ホットプレート１７およびクールプレート１８のそれぞれに基板Ｗを載置し、それぞれの基板に対して加熱処理および冷却処理を施すことができる。しかし、第１搬送機構１１の故障等の不測の事態が発生すると、クールプレート１８に載置された基板Ｗを熱処理部１６外部に搬出することができない。そのため、ホットプレート１７にて加熱処理が完了した基板Ｗをクールプレート１８に搬送することができず、当該加熱処理が完了した基板Ｗに対して冷却処理を施すことができない。
【００７２】
そして、このことは、例えば、レジストとして化学増幅型レジストを使用し、この化学増幅型レジストがレジスト膜として塗布された基板に対して露光処理および熱処理を施す場合のように、加熱処理および冷却処理のタイミングを精度良く制御する必要がある熱処理で問題となる。
【００７３】
そこで、以下では第１搬送機構１１の故障等の不測の事態が発生した場合おいて、ホットプレート１７にて加熱処理が施された基板Ｗに対して冷却処理を施す手順について説明する。
【００７４】
なお、説明の便宜上、本項（２．２  不測の事態発生時の熱処理手順）において、熱処理部１６の外部に搬出されずクールプレート１８に載置されている基板Ｗを、「第１基板Ｗ」と、また、ホットプレート１７において加熱処理が完了した基板Ｗを「第２基板Ｗ」とそれぞれ呼ぶこととする。また、以下の説明では、第１基板Ｗおよび第２基板Ｗのうち、主として第２基板Ｗの熱処理について説明する。
【００７５】
まず、ホットプレート１７において加熱処理が完了すると、ホットプレート１７の支持ピン１００が第２基板Ｗを支持した状態で上昇し、当該第２基板Ｗは、図３に示すホットプレート１７の上方の位置Ａに配置される。そして、第２搬送機構１２おける移動機構７４により、基板保持部７１を位置Ａに配置された第２基板Ｗの下方の受け渡し位置まで移動させる。
【００７６】
続いて、第２搬送機構１２における昇降機構７５により、基板保持部７１を上昇させる。これにより、ホットプレート１７の支持ピン１００に支持されていた第２基板Ｗが基板保持部７１に保持される。この状態で、第２搬送機構１２における移動機構７４により、基板保持部７１を回転位置に向けて支持部７２の回転中心方向の位置Ｂに向けてに移動させる。このときには、第２基板Ｗは一対の保持部８０および挟持部９４により挟持される。
【００７７】
基板保持部７１が回転位置に移動した状態では、第２基板Ｗは図３に示す位置Ｂに配置される。そして、第２搬送機構１２における回転機構７３により支持部７２を回転させる。これにより、第２基板Ｗは図３に示す位置Ｃに配置される。この支持部７２の回転動作は、水平移動とは異なり、迅速に実行される。そして、この支持部７２の回転時には、第２基板Ｗは一対の保持部８０および挟持部９４により挟持されていることから、第２基板Ｗが基板保持部７１から脱落することはない。
【００７８】
続いて、第２基板Ｗが位置Ｃに移動して補助クールプレート４０の下方に移動した状態で、昇降機構１２０の支持ピン１３０を上昇させる。これにより、基板保持部７１に保持されていた第２基板Ｗは、昇降機構１２０の支持ピン１３０に支持されて上昇し、第２基板Ｗの上面と補助クールプレート４０の冷却面４０ｃとが近接する。これにより、第２基板Ｗの温度が冷却されて基板温度が加熱処理と比較して２０〜５０度降温することができる。
【００７９】
このように、本実施の形態の熱処理においてクールプレート１８に第１基板Ｗが載置されており、当該クールプレート１８において第２基板Ｗの冷却処理を行うことができない場合であっても、ホットプレート１７の加熱処理によって昇温した第２基板Ｗの温度を補助クールプレート４０によって降温することができる。
【００８０】
これにより、化学増幅型レジストが塗布された基板に対して露光処理および熱処理を施す場合のように加熱処理および冷却処理のタイミングを精度良く制御する必要がある熱処理において、クールプレート１８が使用できない場合であっても、補助クールプレート４０によって予め設定された冷却処理のタイミングで第２基板Ｗを補助的に冷却することができる。そのため、第１搬送機構１１の故障等が発生した場合であっても、露光処理後の加熱処理時間を略同一にすることができ、レジスト膜中に形成される微細パターンの線幅等の寸法サイズを略同一にすることができる。その結果、不測の事態が発生した場合も含めて熱処理部１６に搬入された２枚の基板Ｗのそれぞれに対して良好に熱処理を施すことができ、熱処理のスループットを向上させることができる。
【００８１】
第１搬送機構１１の故障等の問題が解消されてクールプレート１８に載置された第１基板Ｗが第１搬送機構１１によって熱処理部１６の外部に搬送されるまでの間、昇降機構１２０の支持ピン１３０は上昇した状態を維持しており、第２基板Ｗの上面は、補助クールプレート４０の冷却面４０ｃと近接した状態を維持する。その後、クールプレート１８の第１基板Ｗが、第１搬送機構１１によって熱処理部１６の外部に搬出されると、冷却面４０ｃと近接する第２基板Ｗは、昇降機構１２０の支持ピン１３０が下降することによって基板保持部７１に挟持される。
【００８２】
次に、第２搬送機構１２における移動機構７４により、基板保持部７１を受け渡し位置に移動させる。これにより、第２基板Ｗは、図３に示すクールプレート１８の上方の位置Ｄに配置される。この状態で、クールプレート１８における支持ピン１００を上昇させた後、第２搬送機構１２における昇降機構７５により、基板保持部７１を下降させる。これにより、基板保持部７１により保持されていた第２基板Ｗがクールプレート１８の支持ピン１００上に支持される。続いて、第２搬送機構１２における移動機構７４により、基板保持部７１を回転位置に再度移動させる。
【００８３】
続いて、クールプレート１８の支持ピン１００が下降することにより第２基板Ｗがクールプレート１８の表面に載置され、冷却処理がなされる。冷却処理が完了した第２基板Ｗは、上昇位置に移動した支持ピン１００から第１搬送機構１１に受け渡され、次の処理工程のため熱処理部１６外に搬送されることにより、熱処理部１６における熱処理が終了する。
【００８４】
＜３．基板処理装置の利点＞
以上のように、本実施の形態の基板処理装置１の熱処理部１６では、第１搬送機構１１の故障等の不測の事態が発生した場合であっても、当該熱処理部１６に搬入された２枚の基板Ｗのそれぞれに対して良好に加熱処理および熱処理を施すことができる。これにより、熱処理部１６では、不測の事態が発生した場合も含めて、当該熱処理部１６において２枚の基板Ｗに対して熱処理を施すことができる。そのため、熱処理部１６における熱処理のスループットを向上することができる。
【００８５】
また、補助クールプレート４０は、第２搬送機構１２によってホットプレート１７からクールプレート１８に搬送される基板Ｗの搬送経路１１０の付近の直上に配設されている。これにより、床面積を増大させることなく補助クールプレート４０を熱処理部１６に組み込むことができる。そのため、基板処理装置１の床面積を増大させることなく熱処理のスループットを向上させることができる。
【００８６】
＜４．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。
【００８７】
本実施の形態においては、薬液処理部１５として２個の現像処理ユニット１５ａと２個のレジスト塗布ユニット１５ｂを備えた場合について説明したが、薬液処理部１５としてその他の薬液を使用するものを採用してもよい。
【００８８】
【発明の効果】
請求項１から請求項４に記載の発明によれば、先行基板が第１の冷却部から出発できない状況が発生しても、加熱処理を終えて前記第１の冷却部に搬送されるべき後続基板を第２の冷却部によって冷却することができる。これにより、加熱処理が完了した時点から冷却処理が開始されるまでの時間を精度良く制御する必要がある熱処理の場合であっても、熱処理ユニットにおいて２枚の基板に対してそれぞれ処理を施すことができる。そのため、基板処理のスループットを向上させることができる。
【００８９】
特に、請求項２に記載の発明によれば、第２の冷却部を前記加熱部および前記第１の冷却部が属する空間階層の上方に配設することにより、熱処理ユニットの床面積を増大させることなく第２の冷却部を熱処理ユニットに設けることができる。そのため、基板処理装置の床面積を維持しつつ基板処理のスループットを向上させることができる。
【００９０】
特に、請求項３に記載の発明によれば、搬送経路上の基板を上昇させ、第２の冷却部の冷却面と基板の上面とを当接することによって基板を冷却することができる。
【００９１】
特に、請求項４に記載の発明によれば、第２の冷却部がヒートパイプ構造を有することにより、第２の冷却部において基板を良好に冷却することができる。
【００９２】
また、請求項５に記載の発明によれば、先行基板が前記第１の冷却部から出発できない状況が発生しても、加熱工程の完了した対象基板第２の冷却部において所定の温度まで降温することができる。これにより、加熱工程が完了した後、基板温度を所定温度まで降下させる必要がある熱処理の場合であっても、熱処理ユニットにおいて２枚の基板に対してそれぞれ処理を施すことができる。そのため、基板処理のスループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る基板処理装置の熱処理部１６を取り除いて見た平面概要図である。
【図２】この発明の実施の形態に係る基板処理装置の熱処理部１６付近を示す平面図である。
【図３】熱処理部の平面図である。
【図４】第１搬送機構の要部を示す斜視図である。
【図５】第３搬送機構の要部を示す斜視図である。
【図６】第２搬送機構の側面図である。
【図７】第２搬送機構の平面図である。
【図８】第２搬送機構における昇降機構を示す正面図である。
【図９】補助クールプレートの上面図である。
【図１０】基板を補助クールプレートに近接させるための昇降機構を説明するための上面図である。
【図１１】基板を補助クールプレートに近接させるための昇降機構を説明するための側面図である。
【符号の説明】
１  基板処理装置
１１  第１搬送機構
１２  第２搬送機構
１３  第３搬送機構
１５  薬液処理部
１６  熱処理部
１７  ホットプレート
１８  クールプレート
４０  補助クールプレート
４０ｃ  冷却面
４１  冷却管
４２  放熱部
４５  流入管
４６  流出管
５１、７１、８１  基板保持部
１００、１３０  支持ピン
１１０  搬送経路
１２０  昇降機構
１３０  支持ピン
Ｗ  基板
【図１】
2005005441.tif 000003
【図２】
2005005441.tif 000004
【図３】
2005005441.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005005441.tif 000007
【図６】
2005005441.tif 000008
【図７】
2005005441.tif 000009
【図８】
2005005441.tif 000010
【図９】
2005005441.tif 000011
【図１０】
2005005441.tif 000012
【図１１】
2005005441.tif 000013