(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対して所定の処理を行う基板処理装置であって、
(a) 前記所定の処理を行う複数の処理部と、
(b) 前記複数の処理部間で基板の搬送を行う基板搬送手段と、
(c) 前記複数の処理部を基板に熱処理を行う熱処理部を含む熱処理部群と基板に液処理を行う液処理部を含む液処理部群とを含む複数の処理部群に分類し、前記複数の処理部群のそれぞれの内部での処理部間の搬送時間を一定の群内搬送時間として規定し、異なる前記処理部群間に亙る処理部間の搬送時間を一定の群間搬送時間として規定し、前記群内搬送時間および前記群間搬送時間に従って前記基板搬送手段に基板の搬送を行わせる制御手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の基板処理装置において、
前記複数の処理部群のそれぞれに含まれる複数の処理部のそれぞれの間の搬送に必要とする所要時間のうち最も長いものを当該処理部群についての群内搬送時間として規定することを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の基板処理装置において、
第１の処理部群に属する複数の処理部のそれぞれと第２の処理部群に属する複数の処理部のそれぞれとの間の搬送に必要とする所要時間のうち最も長いものを第１の処理部群と第２の処理部群との間の群間搬送時間として規定することを特徴とする基板処理装置。
【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、「基板」と称する）に対して熱処理、液処理等の一連の処理を行う基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、上記のような基板処理装置はレジスト塗布処理ユニット、現像処理ユニットおよびそれらに付随する熱処理ユニットを備えており、これらの各処理ユニット間で所定の処理手順に従って搬送ロボットが基板の循環搬送を行うことにより一連の処理を行わせている。
【０００３】
基板処理装置においては、通常、複数の基板が連続的に処理されていることが多く、それら複数の基板の均質化を図るため処理履歴、特に熱処理の履歴を一定にする必要がある。そして、この目的のため、従来より、時間の管理された処理手順に従って各基板を搬送するようにしている。
【０００４】
具体的には、熱処理ユニット等における処理時間、処理ユニット間の搬送時間を予め定めておき、その定められた処理時間、搬送時間に従って全ての被処理基板を処理することにより、各処理基板の処理履歴を一定とし、当該各基板の品質が均質化されるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の基板処理装置では、各処理ユニット間の搬送時間を一定にすべく、一連の処理手順において最も長時間となる搬送所要時間を処理ユニット間の搬送時間として設定していた。
【０００６】
このような時間の管理された処理手順に従って各基板を搬送している場合であって、スループットが搬送によって律速されている状況下では、高いスループットを得るためには搬送ロボット自身の動作速度を向上させる以外に手段がなかった。しかし、搬送ロボット自身の動作速度向上は、装置構成上一定の限界があり、また、コスト上昇にも繋がる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、搬送律速の状況下でも基板搬送手段の動作速度を向上させることなく高いスループットが得られる基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【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、基板に対して所定の処理を行う基板処理装置であって、(a)前記所定の処理を行う複数の処理部と、(b)前記複数の処理部間で基板の搬送を行う基板搬送手段と、(c)前記複数の処理部を基板に熱処理を行う熱処理部を含む熱処理部群と基板に液処理を行う液処理部を含む液処理部群とを含む複数の処理部群に分類し、前記複数の処理部群のそれぞれの内部での処理部間の搬送時間を一定の群内搬送時間として規定し、異なる前記処理部群間に亙る処理部間の搬送時間を一定の群間搬送時間として規定し、前記群内搬送時間および前記群間搬送時間に従って前記基板搬送手段に基板の搬送を行わせる制御手段と、を備えている。
【０００９】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る基板処置装置において、前記複数の処理部群のそれぞれに含まれる複数の処理部のそれぞれの間の搬送に必要とする所要時間のうち最も長いものを当該処理部群についての群内搬送時間として規定している。
【００１０】
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明に係る基板処理装置において、第１の処理部群に属する複数の処理部のそれぞれと第２の処理部群に属する複数の処理部のそれぞれとの間の搬送に必要とする所要時間のうち最も長いものを第１の処理部群と第２の処理部群との間の群間搬送時間として規定している。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１２】
＜１．本発明の原理＞
まず、以降の説明の理解を容易にするため、本発明の原理について述べる。図１は、本発明の原理を説明する概念図である。ここでは、基板処理装置に６つの処理ユニット（処理部）Ｐ１〜Ｐ６が設けられているものとする。そして、図１（ａ）に示すように、基板は処理ユニットＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ６の順に搬送ロボットによって搬送され、一連の処理が行われる。
【００１３】
処理ユニットＰ１Ｐ２間、Ｐ２Ｐ３間、Ｐ３Ｐ４間、Ｐ４Ｐ６間のそれぞれにおいて、搬送ロボットが被処理基板を搬送するのに必要とする所要時間（時間の管理を行わず、搬送ロボットの動作にのみ必要な時間）は、２秒、３秒、４秒、３．５秒であるとする。ここで、上述した如く、時間の管理を行うことなく上記順序に従って基板の搬送を行った場合、各基板の処理履歴が一定とならなくなるおそれがあるため、従来より処理ユニットでの処理時間、処理ユニット間の搬送時間を管理しつつ基板の搬送を行っている。そして、従来においては、上記所要時間のうち最も長い時間である４秒を処理ユニット間の搬送時間として設定し、それに従って基板の搬送を行っていたのである。すなわち、処理ユニットＰ１Ｐ２間、Ｐ２Ｐ３間、Ｐ３Ｐ４間、Ｐ４Ｐ６間のすべてについて４秒で基板搬送を行っていたのである。
【００１４】
本発明においては、まず、６つの処理ユニットＰ１〜Ｐ６を２つのエリア（処理部群）ＥＲ１、ＥＲ２に分類する。具体的には、図１（ｂ）に示すように、処理ユニットＰ１、Ｐ２、Ｐ３をエリアＥＲ１とし、処理ユニットＰ４、Ｐ５、Ｐ６をエリアＥＲ２とする。そして、エリアＥＲ１、ＥＲ２のそれぞれの内部での処理ユニット間の搬送時間である「エリア内搬送時間」を規定するとともに、エリアＥＲ１、ＥＲ２間に亙る処理ユニット間の搬送時間である「エリア間搬送時間」を規定するのである。
【００１５】
エリアＥＲ１については、処理ユニットＰ１、Ｐ２、Ｐ３のそれぞれの間の搬送に必要とする所要時間が最も長いものが「エリア内搬送時間」として規定され、ここでは３秒に設定される。同様に、エリアＥＲ２についても処理ユニットＰ４、Ｐ５、Ｐ６のそれぞれの間の搬送に必要とする所要時間が最も長いものが「エリア内搬送時間」として規定され、ここでは３．５秒に設定される。一方、エリアＥＲ１に属する処理ユニットとエリアＥＲ２に属する処理ユニットとの間の搬送に必要とする所要時間が最も長いものは「エリア間搬送時間」として規定され、ここでは４秒に設定される。
【００１６】
搬送ロボットが基板の搬送を行うときは、上記「エリア内搬送時間」および「エリア間搬送時間」に従って実行する。すなわち、エリアＥＲ１内の搬送である処理ユニットＰ１Ｐ２間、Ｐ２Ｐ３間の搬送はそれぞれ３秒で行われる。また、エリア間搬送である処理ユニットＰ３Ｐ４間の搬送は４秒で行われる。そして、エリアＥＲ２内の搬送である処理ユニットＰ４Ｐ６間の搬送は３．５秒で行われる。
【００１７】
このようにすれば、従来搬送工程において１６秒要していたのが、１３．５秒で足りるため、搬送律速の状況下でも搬送ロボットの動作速度を向上させることなくスループットを１６％向上させることができる。
【００１９】
＜２．基板処理装置の全体構成＞
次に、以上のような本発明の原理を適用した基板処理装置の一例について説明する。図２は、本発明に係る基板処理装置の全体構成を説明する図である。図２（ａ）は、装置の平面図であり、図２（ｂ）は、装置の正面図である。なお、図２には、その方向関係を明確にするためＸＹＺ直交座標系を付している。ここでは、床面に平行な水平面をＸＹ面とし、鉛直方向をＺ方向としている。
【００２０】
図２に示すように、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および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ＭＰと、図示しない露光装置とユニット配置部ＭＰとの間で基板の搬入／搬出を行うために設けられているインターフェイスＩＦとから構成されている。
【００２１】
ユニット配置部ＭＰ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、基板を回転させつつレジスト塗布処理を行う塗布処理ユニットＳＣ１、ＳＣ２（スピンコータ）と、露光後の基板の現像処理を行う現像処理ユニットＳＤ１、ＳＤ２（スピンデベロッパ）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（Ｙ方向の負の向き側）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回転洗浄する洗浄処理ユニットＳＳ（スピンスクラバ）が配置されている。
【００２２】
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。この搬送ロボットＴＲ１についてはさらに後述する。
【００２３】
なお、ユニット配置部ＭＰ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。また、インデクサＩＤの内部には、コンピュータを用いて構成され、搬送ロボットＴＲ１や各処理ユニットの動作を制御する制御部ＣＲが設けられている。
【００２４】
次に、図３は、図２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、６段構成の熱処理ユニットが配置されている。これらのうち、最下段より数えて１段目の位置には基板の冷却処理を行うクールプレート部ＣＰ１が設けられており、２段目，３段目についても同様にクールプレート部ＣＰ２，ＣＰ３が設けられている。そして、４段目には、基板に対して密着強化処理を行う密着強化部ＡＨが設けられ、５段目と６段目の位置には、基板の加熱処理を行うホットプレート部ＨＰ１，ＨＰ２が設けられている。
【００２５】
塗布処理ユニットＳＣ２の上方にも、多段熱処理ユニット２０として、６段構成の熱処理ユニットが配置されている。これらのうち、最下段より１段目から３段目の位置にはクールプレート部ＣＰ４〜ＣＰ６が設けられており、４段目から６段目の位置にはホットプレート部ＨＰ３〜ＨＰ５が設けられている。
【００２６】
現像処理ユニットＳＤ１の上方にも、多段熱処理ユニット２０として、４段構成の熱処理ユニットが配置されている。このうち、最下段より１段目，２段目の位置にはクールプレート部ＣＰ７，ＣＰ８が設けられており、３段目，４段目の位置にはホットプレート部ＨＰ６，ＨＰ７が設けられている。なお、最上段側の２段は、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、又はその他の熱処理ユニットを組み込むことができる。
【００２７】
現像処理ユニットＳＤ２の上方にも、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が配置されている。このうち、最下段より１段目の位置には、クールプレート部ＣＰ９が設けられており、２段目の位置には、基板に対して露光後のベーキング処理を行う露光後ベークプレート部ＰＥＢが設けられている。この場合も、露光後ベークプレート部ＰＥＢより上段側は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、又はその他の熱処理ユニットを組み込むことができる。
【００２８】
そして、上記の液処理ユニットや熱処理ユニット間をユニット配置部ＭＰの中央部に設けられた搬送ロボットＴＲ１が順次に搬送することによって基板に対して所定の処理を施すことができる。
【００２９】
なお、インターフェイスＩＦは、ユニット配置部ＭＰにおいてレジストの塗布が終了した基板を露光装置側に渡したり露光後の基板を露光装置側から受け取るべく、かかる基板を一時的にストックする機能を有し、図示を省略しているが、搬送ロボットＴＲ１との間で基板を受け渡すロボットと、基板を載置するバッファカセットとを備えている。また、インデクサＩＤは、複数の基板を収容可能なカセットを載置する載置部と、そのカセットと搬送ロボットＴＲ１との間で基板の受け渡しを行う移載ロボット（図示省略）とを備えており、未処理基板をカセットから搬送ロボットＴＲ１に払い出すとともに、処理済み基板を搬送ロボットＴＲ１から受け取ってカセットに収納する機能を有する。
【００３０】
次に、搬送ロボットＴＲ１について説明する。図４は、搬送ロボットＴＲ１の外観斜視図である。この搬送ロボットＴＲ１は、基板Ｗを保持する一対の搬送アーム３１ａ，３１ｂを水平方向に移動させる水平移動機構と、伸縮しつつ鉛直方向に移動させる伸縮昇降機構と、鉛直軸周りに回転させる回転駆動機構とを備えている。そして、これらの機構によって搬送アーム３１ａ，３１ｂは３次元的に移動することが可能である。
【００３１】
本発明にかかる基板処理装置の搬送ロボットＴＲ１の伸縮昇降機構は、いわゆるテレスコピック型の伸縮機構であって、カバー４１ｄをカバー４１ｃに収納可能であり、カバー４１ｃをカバー４１ｂに収納可能であり、カバー４１ｂをカバー４１ａに収納可能である。そして、搬送アーム３１ａ，３１ｂを降下させる際には、カバーを順次に収納していくことができ、逆に、搬送アーム３１ａ，３１ｂを上昇させる際には収納した状態のカバーが順次に引き出されるように構成されている。これらのカバー４１ａ〜４１ｄは内部に設けられている伸縮昇降機構が、動作する際に発生する粉塵を搬送ロボットＴＲ１の外部に出さないために設けられており、これにより基板へのパーティクルの付着を抑制することができる。
【００３２】
また、この搬送ロボットＴＲ１は基台４４上に設置されており、基台４４の中心を軸として回転することができるように回転駆動機構が構成されている。なお、基台４４に固定された状態で、固定カバー４３が取り付けられている。
【００３３】
さらに、一対の搬送アーム３１ａ，３１ｂは、２本のアームセグメントの屈伸動作によって直線状に進退可能となるように水平移動機構が構成されている。
【００３４】
以上のような動作機構によって、一対の搬送アーム３１ａ，３１ｂは３次元的に移動し、インデクサＩＤ、各液処理ユニットや熱処理ユニットおよびインターフェイスＩＦとの間で基板の受け渡しが可能である。
【００３５】
＜３．基板処理装置内の基板搬送＞
次に、上記基板処理装置内の基板搬送について説明する。以下に説明する基板搬送は、制御部ＣＲが搬送ロボットＴＲ１の動作を制御することによって実現されるものである。
【００３６】
既述したように、本発明に係る基板処理装置においては、各基板の処理履歴を一定にすべく、処理ユニット間の搬送時間を管理しつつ基板の搬送を行っている。処理ユニット間の搬送時間を管理するに際しては、各処理ユニットを複数のエリアに分類している。以下の表１は、図２の基板処理装置に備えられた各処理ユニットの分類を示すものである。
【００３７】
【表１】
0003884166.tif 000002
【００３８】
本実施形態においては、基板処理装置に備えられた各処理ユニットを「ベークエリア」または「スピンエリア」の２つのエリアに分類している。「ベークエリア」は、主に熱処理ユニットを含むエリアであって、クールプレート部ＣＰ１〜ＣＰ９、ホットプレート部ＨＰ１〜ＨＰ７、密着強化部ＡＨおよび露光後ベークプレート部ＰＥＢによって構成されており、すなわち、４つの多段熱処理ユニット２０が「ベークエリア」とされている。一方、「スピンエリア」は、主として液処理ユニットを含むエリアであって、塗布処理ユニットＳＣ１、ＳＣ２（スピンコータ）、現像処理ユニットＳＤ１、ＳＤ２（スピンデベロッパ）、洗浄処理ユニットＳＳ（スピンスクラバ）、インデクサＩＤおよびインターフェイスＩＦによって構成されている。なお、インデクサＩＤおよびインターフェイスＩＦは、厳密には基板を処理するユニットではないが、搬送ロボットＴＲ１が基板の受け渡しを行うユニット（基板の搬出入の対象となるユニット）という意味において本明細書では処理ユニットに含めるものとする。
【００３９】
このように分類した「ベークエリア」、「スピンエリア」のそれぞれの内部での処理ユニット間の搬送時間である「エリア内搬送時間」を規定するとともに、両エリア間に亙る処理ユニット間の搬送時間である「エリア間搬送時間」を規定している。これらの規定の手法は、本発明の原理において説明したのと同様の手法であり、ここでは「ベークエリア」の「エリア内搬送時間」を３秒に設定し、「スピンエリア」の「エリア内搬送時間」を３．５秒に設定するとともに、「エリア間搬送時間」を４秒に設定している。
【００４０】
以上のようにして設定された「エリア内搬送時間」および「エリア間搬送時間」に従って搬送ロボットＴＲ１が基板の循環搬送を行う。以下の表２は、搬送ロボットＴＲ１による基板の循環搬送の一例を示すものである。
【００４１】
【表２】
0003884166.tif 000003
【００４２】
表２に示した処理手順は、まず、インデクサＩＤから払い出された未処理基板を搬送ロボットＴＲ１が受け取って密着強化部ＡＨ、クールプレート部ＣＰ１、塗布処理ユニットＳＣ１、ＳＣ２、ホットプレート部ＨＰ１、クールプレート部ＣＰ２の順に搬送し、これら一連の処理が終了した基板を再びインデクサＩＤに渡すというものである。
【００４３】
ここで、インデクサＩＤから密着強化部ＡＨへの搬送、クールプレート部ＣＰ１から塗布処理ユニットＳＣ１への搬送、塗布処理ユニットＳＣ２からホットプレート部ＨＰ１への搬送およびクールプレート部ＣＰ２からインデクサＩＤへの搬送は、「ベークエリア」と「スピンエリア」との間の搬送である「エリア間搬送」となる。また、密着強化部ＡＨからクールプレート部ＣＰ１への搬送およびホットプレート部ＨＰ１からクールプレート部ＣＰ２への搬送は「ベークエリア」での「エリア内搬送」であり、塗布処理ユニットＳＣ１から塗布処理ユニットＳＣ２への搬送は「スピンエリア」での「エリア内搬送」である。
【００４４】
搬送ロボットＴＲ１は、上記設定された「エリア内搬送時間」および「エリア間搬送時間」に従って基板の搬送を行うものであり、それらの時間については表２に示す通りである。
【００４５】
表２に示す基板搬送では、搬送工程に２５．５秒要することになる。一方、従来の基板処理装置において、表２と同様の処理手順を行うとすれば、処理ユニット間のすべての搬送時間がそれらのうちの最長所要時間である４秒となるため、２８秒必要である。従って、本実施形態の基板処理装置では、表２に示す基板搬送において、スループットを約９％向上させることができる。
【００４６】
このように、本発明に係る基板処理装置では、各処理ユニットを「ベークエリア」または「スピンエリア」の２つに分類し、それらについて設定した「エリア内搬送時間」および「エリア間搬送時間」に従って基板の搬送を行っているため、搬送律速の状況下でも搬送ロボットＴＲ１の動作速度を向上させることなく高いスループットを得ることができる。
【００４７】
＜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。例えば、基板処理装置内の処理ユニットとしては上述したものに限らず、エッジ露光処理ユニット等のその他の基板受け渡し可能な処理ユニットを含むものであってもよい。また、搬送ロボットＴＲ１は、各処理ユニットに基板を受け渡すことが可能に構成されているものであれば良く、例えば、図２のＸ方向に移動可能なものや、昇降機構としてパンタグラフ機構その他の公知の機構を備えたものであっても良い。
【００４８】
また、基板の搬送順序は表２に示すものに限られず、任意の搬送順序とすることが可能である。
【００４９】
さらに、各処理ユニットを３つ以上のエリアに分類するようにしても良い。これについては、本発明の原理において説明したのと同じであり、例えば、処理ユニット間のそれぞれについてユニット間搬送時間を規定し、そのユニット間搬送時間に従って搬送ロボットＴＲ１に搬送を行わせるようにしても良い。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の処理部を基板に熱処理を行う熱処理部を含む熱処理部群と基板に液処理を行う液処理部を含む液処理部群とを含む複数の処理部群に分類し、その複数の処理部群のそれぞれの内部での処理部間の搬送時間を一定の群内搬送時間として規定し、異なる処理部群間に亙る処理部間の搬送時間を一定の群間搬送時間として規定し、群内搬送時間および群間搬送時間に従って基板の搬送を行っているため、一律に処理部間の搬送時間を設定する場合に比較して搬送律速の状況下でも基板搬送手段の動作速度を向上させることなく高いスループットを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明する概念図である。
【図２】本発明に係る基板処理装置の全体構成を説明する図である。
【図３】図２の処理ユニットの配置構成を説明する図である。
【図４】図２の搬送ロボットの外観斜視図である。
【符号の説明】
２０  多段熱処理ユニット
ＣＲ  制御部
ＴＲ１  搬送ロボット
【図１】
0003884166.tif 000004
【図２】
0003884166.tif 000005
【図３】
0003884166.tif 000006
【図４】
0003884166.tif 000007