TW201324651A - 基板處理裝置及基板處理方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種無需設置專用之冷卻機構而可確實防止過度烘烤之基板處理裝置及基板處理方法。本發明係將依序投入之各基板搬送至空置之冷卻單元CP1~CP3之任一個中，將該冷卻單元預約為對該基板W進行曝光後烘烤處理後之冷卻處理的單元，並記憶該預約資訊。於曝光後烘烤處理前事前預約冷卻單元CP1~CP3之任一個後，無需進行冷卻處理而將基板W自該冷卻單元搬送至加熱單元PEB1~PEB3之任一個中進行曝光後烘烤處理。曝光後烘烤處理結束後，將基板W自該加熱單元搬送至事前預約好之預約完畢冷卻單元而進行冷卻處理。

Description

基板處理裝置及基板處理方法

本發明係關於一種依序投入半導體晶圓或液晶顯示裝置用玻璃基板等薄板狀之精密電子基板(以下僅稱為「基板」)，進行特定時間加熱處理之後進行冷卻處理之基板處理裝置及基板處理方法。

眾所周知，半導體或液晶顯示器等製品係藉由對上述基板進行洗淨、抗蝕劑塗佈、曝光、顯影、蝕刻、層間絕緣膜之形成、熱處理、切割等一系列之各種處理而製造。該等之各種處理中例如複數個組合進行抗蝕劑塗佈處理、顯影處理及附隨於該等之熱處理的各處理單元，利用搬送機械手於該等各處理單元間進行基板之循環搬送，藉此對基板實施一系列之光微影法處理之基板處理裝置作為所謂塗佈機&顯影器而廣泛應用。

於此種基板處理裝置中，根據預先指定之處理流程，依序搬送基板至複數個處理單元中，於各處理單元中進行特定之處理。於進行相關處理之情形時，若各處理步驟中之處理時間不同，則處理時間最長之處理步驟限制整體之速度，而於該處理步驟以外之處理單元中產生基板之滯留(搬出等待狀態)。假如，於處理時間最長之處理步驟之前一步驟為加熱處理之情形時，則基板滯留於加熱單元內。若基板滯留於加熱單元內，則超過規定之處理時間而被加熱(所謂過度烘烤)，從而產生對處理結果造成重大障礙之 問題。

尤其是，近年來於光微影術處理中使用對應於KrF或ArF之準分子雷射之化學增幅型抗蝕劑成為主流。於使用化學增幅型抗蝕劑之情形時，由於準分子雷射之曝光強度較弱，因此對曝光後之基板進行曝光後烘烤處理(Post-Exposure-Bake)，並將曝光時由於光化學反應而於抗蝕劑膜中產生之產物(酸)作為觸媒而使其進行抗蝕劑樹脂之連鎖反應。若於此種曝光後烘烤處理中產生過度烘烤，則顯影後之圖案之線寬均勻性明顯降低。

為了防止此種過度烘烤，可考慮以不容許過度烘烤之加熱單元(例如，曝光後烘烤單元)中之處理時間達到最長之方式構成裝置內之處理單元，或定義處理流程。如此一來，例如於作為曝光後烘烤處理之下一步驟之進行冷卻處理之單元中，由於空隙增多，故而可防止曝光後烘烤單元內之基板之滯留。

又，於專利文獻1、2中揭示有一種設置用以迅速冷卻加熱處理後之基板的專用之機構而防止過度烘烤之技術。如果設置此種專用之冷卻機構，則可與各處理步驟中之處理時間或處理流程之內容無關，而確實防止過度烘烤。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2004-319626號公報

[專利文獻2]日本專利特開平6-151293號公報

然而，若使不容許過度烘烤之加熱單元之處理時間最長，則會抑制作為裝置整體之處理量的提昇。又，於處理流程中，於較其加熱單元更下游一側產生故障之情形時，無法避免該加熱單元中之基板之滯留，且難以完全防止過度烘烤。

另一方面，如果於不容許過度烘烤之加熱單元中一一對應而設置專用之冷卻機構，則即便於處理流程中於較該加熱單元更下游一側產生故障等情形時，亦可藉由利用專用冷卻機構而冷卻加熱處理後之基板，從而防止過度烘烤。然而，產生有如下問題：為了設置此種專用冷卻結構而裝置之尺寸大型化，並且裝置之製造成本亦增大。

本發明係鑒於上述問題而成立者，其目的在於提供一種無需設置專用之冷卻機構而可確實防止過度烘烤之基板處理裝置及基板處理方法。

為了解決上述問題，技術方案1之發明係一種基板處理裝置，其對依序投入之基板進行特定時間加熱處理後進行冷卻處理，其特徵在於包括：至少1個以上之加熱處理部，其對基板進行加熱處理；複數個冷卻處理部，其對基板進行冷卻處理；基板搬送部，其於上述至少1個以上之加熱處理部與上述複數個冷卻處理部之間搬送基板；搬送控制部，其以如下方式控制上述基板搬送部：預先自上述複數個加熱處理部選擇出對依序輸入之各基板進行加熱處 理後之冷卻處理的冷卻處理部，將其作為預約完畢冷卻處理部而記憶，搬送上述基板至上述一個以上之加熱處理部中之任一個加熱處理部中，進行特定時間之加熱處理後，將上述基板自上述加熱處理部搬送至上述預約完畢冷卻處理部中進行冷卻處理。

又，技術方案2之發明如技術方案1之發明之基板處理裝置，其中上述搬送控制部在上述加熱處理部中對上述基板進行加熱處理之期間，禁止將接續於上述基板之基板向上述預約完畢冷卻處理部搬入。

又，技術方案3之發明係一種基板處理裝置，其對依序投入之基板進行特定時間加熱處理後進行冷卻處理，其特徵在於包括：至少1個以上之加熱處理部，其對基板進行加熱處理；複數個冷卻處理部，其對基板進行冷卻處理；基板搬送部，其於上述至少1個以上之加熱處理部與上述複數個冷卻處理部之間搬送基板；搬送控制部，其以如下方式控制上述基板搬送部：使其將依序投入之各基板搬送至上述複數個冷卻處理部中之任一個中，將該冷卻處理部作為對於上述基板之預約完畢冷卻處理部而記憶，之後使其將上述基板自上述預約完畢冷卻處理部搬送至上述1個以上之加熱處理部中之任一個之加熱處理部中進行特定時間之加熱處理，之後將上述基板自上述加熱處理部搬送至上述預約完畢冷卻處理部中進行冷卻處理。

又，技術方案4之發明如技術方案3之發明之基板處理裝置，其中上述搬送控制部在上述加熱處理部中對上述基板 進行加熱處理之期間，禁止將接續於上述基板的基板向上述預約完畢冷卻處理部搬入。

又，技術方案5之發明如技術方案1至4中任一項之發明之基板處理裝置，其中上述加熱處理部於塗佈化學增幅型抗蝕劑之後，對進行有曝光處理之基板進行曝光後加熱處理。

又，技術方案6之發明係一種基板處理方法，其係對依序投入之基板於至少1個以上之加熱處理部之任一個中進行特定時間加熱處理，之後於複數個冷卻處理部之任一個中進行冷卻處理，其特徵在於包括：預約步驟，其預先自上述複數個冷卻處理部選擇出對依序投入之各基板進行加熱處理後之進行冷卻處理之冷卻處理部，將其作為預約完畢冷卻處理部而記憶；加熱步驟，其搬送上述基板至上述1個以上之加熱處理部中之任一個之加熱處理部中進行特定時間之加熱處理；及冷卻步驟，其將上述基板自上述加熱處理部搬送至上述預約完畢冷卻處理部中進行冷卻處理。

又，技術方案7之發明如技術方案6之發明之基板處理方法，其中在上述加熱處理部中對上述基板進行加熱處理期間，禁止將接續於上述基板的基板向上述預約完畢冷卻處理部搬入。

又，技術方案8之發明係一種基板處理方法，其係對依序投入之基板於至少1個以上之加熱處理部之任一個中進行特定時間加熱處理後，於複數個冷卻處理部之任一個中 進行冷卻處理，其特徵在於包括：預約步驟，其搬送依序投入之各基板至上述複數個冷卻處理部之任一個中，將該冷卻處理部作為對於上述基板之預約完畢冷卻處理部而記憶；加熱步驟，其將上述基板自上述預約完畢冷卻處理部搬送至上述1個以上之加熱處理部中之任一個加熱處理部中進行特定時間之加熱處理；及冷卻步驟，其將上述基板自上述加熱處理部搬送至上述預約完畢冷卻處理部而進行冷卻處理。

又，技術方案9之發明如技術方案8之基板處理方法，其中在上述加熱處理部對上述基板進行加熱處理期間，禁止將接續於上述基板的基板向上述預約完畢冷卻處理部搬入。

又，技術方案10之發明如技術方案6至9中任一項之發明之基板處理方法，其中於上述加熱步驟中，塗佈化學增幅型抗蝕劑塗佈之後，對進行有曝光處理後之基板進行曝光後加熱處理。

根據技術方案1至5之發明，將對依序投入之各基板進行加熱處理後之冷卻處理之冷卻處理部作為預約完畢冷卻處理部而記憶，搬送該基板至任一個之加熱處理部中而進行特定時間之加熱處理，之後，將該基板自加熱處理部搬送至預約完畢冷卻處理部中進行冷卻處理，因此，可將加熱處理後之基板直接搬送至預約完畢冷卻處理部中而開始冷卻處理，且可無需設置專用之冷卻機構而確實防止過度烘 烤。

又，根據技術方案6至10之發明，將對依序投入之各基板進行加熱處理後之冷卻處理之冷卻處理部預先作為預約完畢冷卻處理部而記憶，搬送該基板至任一個之加熱處理部中而進行特定時間之加熱處理，將該基板自加熱處理部搬送至預約完畢冷卻處理部中進行冷卻處理，因此，可將加熱處理後之基板直接搬送至預約完畢冷卻處理部中開始冷卻處理，且可無需設置專用之冷卻機構而確實防止過度烘烤。

以下，一面參照圖式，一面對本發明之實施形態進行詳細說明。

首先，對本發明之基板處理裝置之整體構成進行說明。圖1係本發明之基板處理裝置1之立體圖。又，圖2係表示基板處理裝置1中之處理單元之配置構成的圖。再者，於圖1及圖2中，為了明確該等之方向關係，而附有將Z軸方向作為鉛垂方向、將XY平面作為水平面之XYZ直角座標系統。

該基板處理裝置1係對在另外設置之曝光裝置(步進式曝光機)中結束曝光處理後之半導體晶圓等基板進行顯影處理之裝置。於基板處理裝置1中，於作為處理對象之基板中塗佈形成有化學增幅型抗蝕劑之抗蝕劑膜，將於曝光裝置中對該抗蝕劑膜進行使用準分子雷射之圖案曝光後之基板W投入至基板處理裝置1中。再者，作為本發明之基板 處理裝置1之處理對象的基板W並不僅限定於半導體晶圓，亦可為液晶顯示裝置用玻璃基板或光罩用玻璃基板等。

本實施形態之基板處理裝置1包括：分度器(indexer)10、基板搬送部20、第1處理部群30及第2處理部群40。俯視為長條形狀之基板搬送部20以使其長度方向沿Y軸方向之方式而配置。以夾持基板搬送部20之方式而於裝置正面側((+X)側)設置第1處理部群30，於背面側((-X)側)設置第2處理部群40。又，於基板搬送部20之沿長度方向之一端側((-Y)側)連接有分度器10。

分度器10具有將自裝置外接收之未處理基板(曝光完畢基板)搬入至裝置內，並且將顯影處理結束後之處理完畢基板搬出至裝置外之功能。分度器10包括：載置台11，其並列載置有複數個載體C(本實施形態中4個)；及分度機械手(indexer robot)12，其從各載體C取出未處理之基板W，並且將處理完畢之基板W收納於各載體C中。各載體C具有多層收納複數片基板W之層架構造。再者，本實施形態之載體C雖係將收納基板W暴露於空氣中之OC(open cassette，開放式晶圓匣)，但載體C之形態並不僅限於此，亦可為將基板W收納於密閉空間之FOUP(front opening unified pod，前開式晶圓盒)或SMIF(Standard Mechanical Inter Face，標準機械介面)箱。

分度機械手12可沿4個載體C之排列方向(X軸方向)水平移動，並且可進行升降(Z軸方向)移動及沿鉛垂方向之軸 心周圍的旋轉動作。分度機械手12搭載有以水平姿勢(基板W之法線面向鉛垂方向之姿勢)保持基板W之保持臂12a。保持臂12a可前後滑動。藉此，保持臂12a進行沿X軸方向之水平移動、升降移動、水平面內之旋轉動作及沿旋轉半徑方向之進退移動。藉此，分度機械手12可使保持臂12a個別地接近各載體C中，進行未處理之基板W的取出及處理完畢之基板W的收納，並且使保持臂12a移動至與基板搬送部20之基板交接位置P而於其與搬送機械手22之間進行基板W之交接。

基板搬送部20於沿Y軸方向延伸之輸送路徑21上配置有搬送機械手22。搬送機械手22具有可動台22b，該可動台22b可沿搬送路徑21之長度方向(Y軸方向)而水平移動，並且可進行升降(Z軸方向)移動及沿鉛垂方向之軸心周圍的旋轉動作。於可動台22b中上下2層接近搭載有以水平姿勢保持基板W之2個搬送臂22a、22a。搬送臂22a、22a藉由內置於可動台22b中之驅動機構而可相互獨立前後滑動。因此，搬送臂22a、22a之各者進行沿Y軸方向之水平移動、升降移動、水平面內之旋轉動作及沿旋轉半徑方向之進退移動。藉此，搬送機械手22可使2個搬送臂22a、22a各自分別存取於其與第1處理部群30之處理單元、第2處理部群40之處理單元及分度器10之基板交接位置P，於其與該等之間進行基板W之交接。而且，搬送機械手22保持取自第1處理部群30或第2處理部群40中任一個之處理單元之基板W，向其他處理單元搬送，藉此執行處理單元間之基板W 的循環搬送。

第1處理部群30以連接3個顯影處理單元SD1、SD2、SD3至搬送路徑21之方式而沿Y軸方向並排設置而構成。顯影處理單元SD1、SD2、SD3各自具有：旋轉夾頭，其以水平姿勢吸附保持基板W使其於水平面內旋轉；噴嘴，其供給顯影液至保持於該旋轉夾頭上之基板W上；護罩，其圍繞使旋轉夾頭旋轉驅動之旋轉馬達及保持於旋轉夾頭上之基板W之周圍等。3個顯影處理單元SD1、SD2、SD3係進行於同一處理步驟中之同一條件之處理的平行處理部，且該平行處理數為「3」。

另一方面，第2處理部群40係積層4層之沿Y軸方向並列設置有3個熱處理單元之單元層而構成。即，第2處理部群40具有共計12個熱處理單元。再者，於圖2中，為圖式之方便起見將Z方向之積層沿X方向排列而以平面表示。

自下方起依序於第1層之單元層中設置有3個冷卻單元CP1、CP2、CP3，其冷卻經加熱之基板W而降溫至特定之溫度，並且將基板W維持於該特定之溫度。於第2層之單元層中同樣設置有3個冷卻單元CP4、CP5、CP6。該等冷卻單元CP1~CP6具有於框體內載置並冷卻基板W之冷卻板。再者，冷卻單元CP1~CP3冷卻曝光後烘烤處理後之基板W。又，冷卻單元CP4~CP6冷卻顯影處理後經加熱之基板W。

自下方起依序於第3層之單元層上設置有3個加熱單元HP1、HP2、HP3，其將基板W加熱至特定之溫度。而且， 於最上層之單元層上設置有3個加熱單元PEB1、PEB2、PEB3，其將基板W加熱至特定之溫度而進行曝光後烘烤處理。3個加熱單元HP1、HP2、HP3及3個加熱單元PEB1、PEB2、PEB3具有於框體內載置並加熱基板W之加熱板。再者，加熱單元HP1~HP3對顯影處理後之基板W進行加熱處理。該等3個冷卻單元CP1~CP3、3個冷卻單元CP4~CP6、3個加熱單元PEB1~PEB3及3個加熱單元HP1~HP3分別為平行處理部，且各平行處理部之平行處理數均為「3」。

又，於基板處理裝置1上設置有控制部9，該控制部9控制上述之各種動作機構及處理單元。圖3係表示控制部9之構成之方塊圖。作為控制部9之硬體之構成與普通之電腦相同。即，控制部9係將如下構件與匯流排線99連接而成：CPU91，其進行各種運算處理；ROM92，其係記憶基本程式之唯讀之記憶體；RAM93，其係記憶各種資訊之讀寫自由之記憶體；及磁碟94，其記憶控制用程式或資料等。

又，於匯流排線99上電性連接有：設置於基板處理裝置1上之上述搬送機械手22，加熱單元PEB1~PEB3、HP1~HP3，冷卻單元CP1~CP6及顯影處理單元SD1~SD3等。控制部9之CPU91藉由執行存儲於磁碟94中之控制用程式而控制該等之各動作機構及處理單元，從而使其進行基板處理裝置1中之熱處理及顯影處理。

進而，於匯流排線99上電性連接有控制台10a。控制台 10a設置於分度器10之側壁表面(參照圖1)，且具有接收各種資訊之顯示及指令或參數之輸入的觸控面板等。再者，於圖2中雖然將控制部9表示於分度器10內部，但是控制部9之物理上之設置部位並不僅限於分度器10內部，可為基板處理裝置1內的任意之部位。

其次，對具有上述構成的基板處理裝置1中之處理動作進行說明。圖4係表示基板處理裝置1中之處理動作之順序的流程圖。於該圖中表示有對包含於批次中之1片基板W之處理順序。於該圖中所示之處理順序係藉由控制部9根據表示處理流程之流程參數而控制基板處理裝置1之各動作機構及處理單元而進行。本實施形態之流程參數中所示之處理流程係曝光處理結束後對所投入之基板W進行曝光後烘烤處理，之後進行冷卻，並對該基板W進行顯影處理，然後進行加熱及冷卻者。

又，圖5係表示基板W之搬送路徑之時序圖。於該圖及以下之說明中，將批次之第一個基板設為基板W1、第2個基板設為基板W2、第3個基板設為基板W3，以後同樣依序附加符號。再者，於特別不將投入之順序作為問題時僅總稱為基板W。

首先，將曝光處理結束後之基板W自基板處理裝置1之外部以收納於載體C之狀態藉由AGV等搬入分度器10，而載置於載置台11中。於進行曝光處理之前，於基板W之表面塗佈形成有化學增幅型抗蝕劑之抗蝕劑膜，對該抗蝕劑膜進行使用準分子雷射之圖案曝光處理，於抗蝕劑膜中之 經曝光部分藉由光化學反應而生成酸。

其次，自分度器10將基板W搬送至冷卻單元CP1、CP2、CP3之任一個中(步驟S1)。具體而言，分度器機械手12自特定之載體C取出基板W，於基板交接位置P中將該基板W傳送至搬送機械手22。接著，將搬送機械手22所接收之基板W搬送至冷卻單元CP1、CP2、CP3之任一個中。基板W雖然被搬送至冷卻單元CP1~CP3中端口開放(空旗標立起)之單元，但通常按串列序號由小到大之順序選擇而搬送。例如，將批次之第一個基板W1搬送至冷卻單元CP1，將第二個基板W2搬送至冷卻單元CP2。

此處，冷卻單元CP1~CP3係本來對基板W進行冷卻處理之單元，但是於步驟S1之階段中，並不進行冷卻處理。基板W藉由搬送機械手22而被搬送至冷卻單元CP1~CP3之任一個中，被傳送至相對於冷卻板而升降之頂起銷後，直接藉由搬送機械手而搬出。

又，於基板W被搬入至冷卻單元CP1~CP3之任一個中之時間點，將該冷卻單元作為對該基板W進行下述之曝光後烘烤處理後之冷卻處理的單元而預約，作為預約完畢冷卻單元而記憶於控制部9之記憶部(RAM93或磁碟94)(步驟S2)。例如，於第一個基板W1被搬入至冷卻單元CP1上之時間點，冷卻單元CP1作為對基板W1進行曝光後烘烤處理後之預約完畢冷卻單元而被預約，該預約資訊存儲於控制部9之記憶部。同樣，於第2個基板W2被搬入至冷卻單元CP2上之時間點，冷卻單元CP2作為基板W2之預約完畢冷 卻單元而被預約，該預約資訊存儲至控制部9之記憶部。進而，於第3個基板W3被搬入至冷卻單元CP3之時間點，冷卻單元CP3作為基板W3之預約完畢冷卻單元而被預約，該預約資訊儲存於控制部9之記憶部。

圖6係表示記憶於控制部9之預約資訊之一例的圖。對於依序投入之各基板W，預約並對應附加有冷卻單元CP1、CP2、CP3之任一個。例如，對於第一個基板W1對應設置並記憶有冷卻單元CP1，對於第2個基板W2對應設置並記憶有冷卻單元CP2。

如此，向步驟S1中之冷卻單元CP1~CP3中之搬送並非為了對基板W進行冷卻處理，而是為了預約進行曝光後烘烤處理後之冷卻處理的冷卻單元之動作。於進行預約之時間點，該預約完畢冷卻單元之端口變更為預約中(預約完畢旗標立起)。例如，於冷卻單元CP1作為對於基板W1之預約完畢冷卻單元而被預約之時間點，冷卻單元CP1之端口變更為預約中。於圖5中，藉由實線所示者為實際之基板W之搬送路徑，藉由虛線所示者為預約中之冷卻單元。

其次，搬送機械手22將被搬入至冷卻單元CP1、CP2、CP3之任一個中之基板W自該冷卻單元搬送至加熱單元PEB1、PEB2、PEB3之任一個中(步驟S3)。此時，依序選擇空置之加熱單元PEB1、PEB2、PEB3中串列序號較小者，並搬送基板W至該加熱單元。例如，於本實施形態中，將第一個基板W1自冷卻單元CP1搬送至加熱單元PEB1，將第2個基板W2自冷卻單元CP2搬送至加熱單元 PEB2。

於加熱單元PEB1~PEB3中，基板W之曝光後烘烤處理以特定時間而進行(步驟S4)。曝光後烘烤處理係如下之加熱處理：即，以藉由曝光時之光化學反應而於化學增幅型抗蝕劑之膜中產生之生成物作為觸媒而使其進行抗蝕劑樹脂之交聯等連鎖反應，用以使相對於顯影液之溶解度僅曝光部分產生局部之變化。抗蝕劑膜中之連鎖反應係藉由使曝光後之抗蝕劑膜升溫至特定溫度以上而進行，若抗蝕劑膜降溫至未達該特定溫度則停止。抗蝕劑膜中之連鎖反應之進行程度對顯影處理後之圖案線寬有影響，因此，為了維持依序投入之基板間的線寬均勻性，要，求將特定時間之曝光後烘烤處理結束後之基板W迅速冷卻至未達反應溫度。即，不容許進行曝光後烘烤處理之加熱單元PEB1~PEB3中之過度烘烤。

於本實施形態中，特定時間之曝光後烘烤處理結束後，搬送機械手22將基板W自加熱單元PEB1~PEB3搬送至步驟S2中預約之冷卻單元中(步驟S5)。此時，於曝光後烘烤處理結束後之時間點，即使存在其他空置之冷卻單元亦必然搬送基板W至對於該基板W預約之預約完畢冷卻單元中。例如，於第一個基板W1之加熱單元PEB1中之曝光後烘烤處理結束之時間點，冷卻單元CP1~CP3全部在物理上為空置，但是基板W1必然搬送至步驟S2中預約之冷卻單元CP1中。同樣，曝光後烘烤處理結束後之基板W2、W3分別必然搬送至於步驟S2中預約之冷卻單元CP2、CP3中。具體 而言，控制部9參照存儲於記憶部內之預約資訊(圖6)，以搬送曝光後烘烤處理結束後之基板W至與該基板W相對應而設置之預約完畢冷卻單元中之方式而控制搬送機械手22。

此處，如圖5所示，於基板W1之曝光後烘烤處理結束之時間點，除冷卻單元CP1之外，亦空置有冷卻單元CP2、CP3，然而該等冷卻單元CP2、CP3之端口為預約中。對於端口為預約中之冷卻單元之其他基板的搬送被禁止。因此，可確實防止曝光後烘烤處理結束後之基板W1被搬送至對後續之基板W2、W3而預約之冷卻單元CP2、CP3中。

相反，由於亦禁止對於端口為預約中之冷卻單元CP1之基板W1以外之基板之搬送，故而在於加熱單元PEB1中對基板W1進行曝光後烘烤處理之期間，亦防止將後續之基板W2、W3或來自分度器10之基板W4搬入至對於基板W1而預約之冷卻單元CP1中。因此，於基板W1之曝光後烘烤處理結束之時間點，對於基板W1而預約之冷卻單元CP1不可能被其他基板W佔據或預約，從而可立即搬送曝光後烘烤處理後之基板W1至預約完畢冷卻單元。

步驟S5中之向冷卻單元CP1~CP3中之搬送係為了對曝光後烘烤處理後之基板W進行冷卻處理者。即，於步驟S5中，對被搬送至冷卻單元CP1~CP3中之基板W，於該冷卻單元中進行冷卻處理(步驟S6)。於步驟S5中，於搬送基板W至冷卻單元CP1~CP3而開始步驟S6之冷卻處理之時間點，該冷卻單元之端口變更為使用中(使用中旗標立起)。 例如，於搬送曝光後烘烤處理後之基板W1至冷卻單元CP1中而開始冷卻處理之時間點，冷卻單元CP1之端口變更為使用中。藉由該冷卻處理，而抗蝕劑膜降溫至未達特定溫度，抗蝕劑膜中之連鎖反應停止。又，於冷卻單元CP1~CP3中基板W在進行顯影處理前被調溫至固定溫度。

特定時間之冷卻處理結束後，搬送機械手22將基板W自冷卻單元CP1~CP3搬送至顯影處理單元SD1~SD3之任一個中(步驟S7)。此時，可選擇空置之顯影處理單元SD1、SD2、SD3中任一個，搬送基板W至該顯影處理單元。例如，於本實施形態中，將第一個基板W1自冷卻單元CP1搬送至顯影處理單元SD1，將第二個基板W2自冷卻單元CP2搬送至顯影處理單元SD2。於冷卻單元CP1~CP3中之冷卻處理結束之時間點，該冷卻單元之端口開放(空旗標立起)。例如，於冷卻單元CP1中之基板W1之冷卻處理結束後之時間點，冷卻單元CP1之端口開放。藉由冷卻單元CP1之端口開放，搬送後續之基板W4至冷卻單元CP1，可將該冷卻單元CP1作為對於基板W4進行曝光後烘烤處理後之冷卻處理之單元而預約(參照圖5)。再者，於步驟S7中將基板W1自冷卻單元CP1取出之時，使用2個搬送臂22a、22a更替基板W1及基板W4。圖5中之3個向下箭頭分別表示基板W1與基板W4、基板W2與基板W5、基板W3與基板W6之更替時序。

於顯影處理單元SD1~SD3中，供給顯影液至基板W而使其進行顯影處理(步驟S8)。於顯影處理中，僅圖案曝光時 之抗蝕劑膜之曝光部分或非曝光部分藉由顯影液而溶解。不久顯影處理結束之後，搬送機械手22將基板W自顯影處理單元SD1~SD3搬送至空置之加熱單元HP1~HP3之任一個中。於加熱單元HP1~HP3中，進行為了使顯影處理後微量殘留於抗蝕劑膜中之水分完全乾燥之加熱處理(硬烤)(步驟S9)。而且，特定時間之加熱處理結束後，搬送機械手22將基板W自加熱單元HP1~HP3搬送至空置之冷卻單元CP4~CP6之任一個中。於冷卻單元CP4~CP6中，進行於步驟S9中被加熱之基板W之冷卻處理(步驟S10)。再者，於圖5中，為圖式之方便起見，表示至步驟S8之顯影處理步驟為止，而省略關於步驟S9之加熱處理以後之處理。

特定時間之冷卻處理結束之後，搬送機械手22自冷卻單元CP4~CP6中搬出基板W，於基板接收位置P中將該基板W傳送至分度器機械手12。而且，將分度器機械手12所接收之基板W作為處理完畢基板而收納於特定之載體C中。之後，將收納有特定片數之處理完畢基板W之載體C搬出至裝置外部，而完成基板處理裝置1中之一系列之處理。

於本實施形態中，將依序投入之各基板W搬送至空置之(端口開放)冷卻單元CP1~CP3之任一個中，將該冷卻單元作為對於該基板W進行曝光後烘烤處理後之冷卻處理之單元而預約，將該預約資訊記憶於控制部9之記憶部。而且，在進行曝光後烘烤處理前事前預約冷卻單元CP1~CP3之任一個後，將基板W自該冷卻單元搬送至加熱單元PEB1~PEB3之任一個中進行曝光後烘烤處理。曝光後烘烤 處理結束後，將基板W自該加熱單元搬送至事前預約好之預約完畢冷卻單元中進行冷卻處理。

關於預先事前預約之預約完畢冷卻單元，物理上雖為空，但由於端口為預約中，故而禁止預約對象之基板W以外之基板之搬入及預約。因此，於曝光後烘烤處理結束後之時間點，預約完畢冷卻單元確實為空置，能夠將曝光後烘烤處理後之基板W立即搬送至該預約完畢冷卻單元而開始冷卻處理。藉此，可確實防止曝光後烘烤處理後之基板W之過度烘烤。

又，於本實施形態中，作為事前預約之對象之冷卻單元CP1~CP3係於通常之處理流程中亦進行曝光後烘烤處理後之冷卻處理的單元。即，於本實施形態中，係於曝光後烘烤處理前事前預約進行曝光後烘烤處理後之通常之冷卻處理的冷卻單元CP1~CP3，該等冷卻單元CP1~CP3並非為另外專用而設置之冷卻結構。因此，如果以本實施形態之方式進行，則可無需設置專用之冷卻機構而使基板處理裝置1之尺寸大型化，而確實防止過度烘烤。

又，藉由將曝光後烘烤處理後之基板W設置於冷卻單元CP1~CP3中之冷卻片而冷卻，因此可於顯影處理前以高精度調溫基板W至固定溫度。

為了確實執行如上述之曝光後烘烤處理後之冷卻單元之事前預約，需要將作為預約對象之冷卻單元之數量設為進行曝光後烘烤處理之加熱單元之數量以上。於本實施形態中，設置有進行曝光後烘烤處理的3個加熱單元PEB1、 PEB2、PEB3及同等數量的3個冷卻單元CP1、CP2、CP3，但亦可設置4個以上之冷卻單元。

又，包含於第1處理部群30及第2處理部群40中之全部之處理單元間的基板搬送藉由搬送機械手22而進行，因此，亦有於相同時序提出有複數個搬送要求之情況。於此種情形時，控制部9使搬送機械手22最優先執行自步驟S5之加熱單元PEB1~PEB3至預約完畢冷卻單元之基板搬送。因此，可迅速搬送曝光後烘烤處理後之基板W至預約完畢冷卻單元而開始冷卻處理，且可確實防止曝光後烘烤處理後之基板W的過度烘烤。又，可將自曝光後烘烤處理結束至開始冷卻處理為止之時間設為固定，且可抑制依序投入之複數個基板W間之均勻性之差異。再者，步驟S5之基板搬送之後優先度較高者為自步驟S3之冷卻單元CP1~CP3至加熱單元PEB1~PEB3之基板搬送。

然而，基板處理裝置1中之基板處理之週期時間為包含於處理流程中之各步驟之週期時間(執行各步驟之處理單元之處理時間/該處理單元之平行處理數)及((加熱單元PEB1~PEB3中之處理時間+冷卻單元CP1~CP3中之處理時間)/冷卻單元CP1~CP3之平行處理數)中之最長者。所謂週期時間，係每一片基板之表觀之處理時間，且係考慮實質之處理時間及平行處理數之值。例如，於本實施形態之例中，顯影處理單元SD1~SD3中之顯影處理需要約120秒，該等為進行相同處理步驟中之相同條件之處理的平行處理部，該平行處理數為3，因此，顯影處理步驟之週期時間 為120/3=40秒。即，於1個顯影處理單元中1片基板W之顯影處理需要120秒，作為裝置整體具有3個顯影處理單元SD1~SD3，因此，每1片基板W之表觀之顯影處理時間為40秒(換言之，平均每40秒1片之基板W被顯影處理)。將單位時間(例如1小時=3600秒)除以該週期時間所得之值成為表示每單位時間裝置可處理之基板W之片數的處理量。

作為基板處理裝置1之週期時間而考慮((加熱單元PEB1~PEB3中之處理時間+冷卻單元CP1~CP3中之處理時間)/冷卻單元CP1~CP3之平行處理數)係因為關於冷卻單元CP1~CP3，除實際之處理時間之外，預約中之時間亦需與使用中同樣而處理。例如，於本實施形態之例中，加熱單元PEB1~PEB3中之曝光後烘烤處理之處理時間約為60秒，冷卻單元CP1~CP3中之冷卻處理之處理時間亦約為60秒。因此，上述之值成為(60+60)/3=40秒。

為了提高基板處理裝置1之處理量，可縮短週期時間。為了縮短週期時間，可增加各處理步驟之平行處理數。先前中，需要使不容許過度烘烤之執行曝光後烘烤處理之加熱單元之週期時間最長，因此不易於增加該平行處理數，然而根據本發明，可將曝光後烘烤處理後之基板W立即搬送至事前預約之冷卻單元而迅速開始冷卻處理，因此亦可易於增加加熱單元PEB1~PEB3之平行處理數。本來，如上所述，需要使作為預約對象之冷卻單元之數量達到進行曝光後烘烤處理之加熱單元之數量以上，因此，於增加進行曝光後烘烤處理之加熱單元之平行處理數之時，亦需要增 加之後之進行冷卻處理之冷卻單元之平行處理數。藉由增加該等進行曝光後烘烤處理之加熱單元及之後之進行冷卻處理之冷卻單元的平行處理數，可縮短基板處理裝置1之週期時間從而提高處理量。

又，為了儘可能縮短各處理單元之待機時間(未進行處理之時間)而提高處理效率，可使各處理步驟中之週期時間儘可能均勻。於本實施形態中，((於加熱單元PEB1~PEB3之處理時間+於冷卻單元CP1~CP3之處理時間)/冷卻單元CP1~CP3之並行處理數)與顯影處理步驟之週期時間均為40秒，因此，於該等之處理單元中幾乎未產生無用之待機時間。

以上，雖對本發明之實施形態進行了說明，但該發明可於不脫離其主旨之範圍內進行上述內容以外之各種變更。例如，於上述各實施形態中，實際上將曝光後烘烤處理前之基板W搬送至冷卻單元CP1~CP3之任一個中，將該冷卻單元預約為對該基板W進行曝光後烘烤處理後之冷卻處理之單元，但是，亦可未實際上搬送基板W而僅進行事前預約。即，於步驟S1中實際上將基板W搬送至冷卻單元CP1~CP3之任一個中並非為了進行冷卻處理，而是為了事前預約，因此未必需要實際搬送。因此，亦可未實際搬送基板W而選擇冷卻單元CP1~CP3之任一個作為對該基板W進行曝光後烘烤處理後之冷卻處理之單元而僅進行事前預約。

具體而言，控制部9可選擇端口開放之冷卻單元CP1~ CP3之任一個，假想搬送基板W至該冷卻單，將該冷卻單元預約作為對該基板W進行曝光後烘烤處理後之冷卻處理之單元即可。而且，與上述實施形態相同，包含有預約完畢冷卻單元之預約資訊存儲於控制部9之記憶部。之後，作為實際之搬送動作，將基板W自分度器10搬送至加熱單元PEB1、PEB2、PEB3之任一個中，進行曝光後烘烤處理。曝光後烘烤處理結束後，將該基板W自加熱單元PEB1~PEB3搬送至事前預約之冷卻單元中。以後之處理與上述實施形態相同。如此，亦可獲得與上述實施形態相同之效果。

總而言之，可預先自冷卻單元CP1~CP3選擇出對依序投入之各基板W進行曝光後烘烤處理後之冷卻處理之冷卻單元，與實際上是否搬送基板W至該冷卻單元無關，而將該冷卻單元作為預約完畢冷卻單元而記憶即可。而且，可於將該基板W搬送至加熱單元PEB1~PEB3之任一個中進行特定時間之曝光後烘烤處理之後，將該基板W自加熱單元搬送至上述之預約完畢冷卻單元進行冷卻處理。如此，亦可將曝光後烘烤處理後之基板W立即搬送至預約完畢冷卻單元而迅速開始冷卻處理，因此可確實防止曝光後烘烤處理後之基板W之過度烘烤。

又，本發明之應用對象並非僅限於進行曝光後烘烤處理之加熱單元PEB1~PEB3及之後之進行冷卻處理之冷卻單元CP1~CP3，亦可應用於過度烘烤成為問題之其他之加熱處理。例如，亦可於進行顯影處理後之加熱處理之加熱單元 HP1~HP3及之後之進行冷卻處理之冷卻單元CP4~CP6中應用本發明，與上述實施形態相同進行冷卻單元CP4~CP6之事前預約。如此一來，可確實防止硬烤處理後之基板W之過度烘烤。

又，上述實施形態之基板處理裝置1之構成為一例，亦可為不同之構成。例如，亦可使基板處理裝置1經由介面而與曝光裝置(步進式曝光機)連接，使曝光處理後之基板W自直接介面依序投入。又，搭載於基板處理裝置1中之曝光後烘烤處理用之加熱單元並不限定於3個，只要為至少1個以上即可。搭載於基板處理裝置1中之進行曝光後烘烤處理後之冷卻處理之冷卻單元CP1~CP3亦並不限定於3個，但是需要設為進行曝光後烘烤處理之加熱單元之數量以上，因此較佳為複數個。

圖7係表示於冷卻單元為4個(CP1~CP4)、加熱單元為2個(PEB1~PEB2)、顯影處理單元為2個(SD1~SD2)之情形時之基板之搬送路徑之時序圖。根據圖4之流程圖，對基板W進行步驟S1至步驟S10之處理。與圖5中所示之時序圖相同，依序將基板W自分度器10搬送至未被預約之空置之某冷卻單元CP1~CP4之任一個中，預約該冷卻單元。而且，於將該基板W搬送至加熱單元PEB1、PEB2之任一個進行曝光後烘烤處理之後，搬送至事先預約之預約完畢冷卻單元進行冷卻處理。圖7中之2個向下箭頭係表示基板W之更替時序。

又，亦可於基板處理裝置1中搭載進行抗蝕劑塗佈處理 之塗佈處理單元及進行塗佈處理後之加熱處理的加熱單元及進行之後之冷卻處理的冷卻單元。亦可將本發明應用於此種裝置構成中，對藉由抗蝕劑塗佈處理而形成有抗蝕劑膜之基板W進行加熱處理從而使抗蝕劑中之溶劑成分蒸發之塗佈後烘烤處理(Post-Applied-Bake)。

又，根據本發明之基板處理技術，作為處理對象之基板W並不限定於半導體晶圓，亦可為用於液晶顯示裝置等之玻璃基板或太陽電池用之基板。

1‧‧‧基板處理裝置

9‧‧‧控制部

10‧‧‧分度器

12‧‧‧分度器機械手

20‧‧‧基板搬送部

22‧‧‧搬送機械手

30‧‧‧第1處理部群

40‧‧‧第2處理部群

C‧‧‧載體

CP1‧‧‧冷卻單元

CP2‧‧‧冷卻單元

CP3‧‧‧冷卻單元

CP4‧‧‧冷卻單元

CP5‧‧‧冷卻單元

CP6‧‧‧冷卻單元

HP1‧‧‧加熱單元

HP2‧‧‧加熱單元

HP3‧‧‧加熱單元

PEB1‧‧‧加熱單元

PEB2‧‧‧加熱單元

PEB3‧‧‧加熱單元

SD1‧‧‧顯影處理單元

SD2‧‧‧顯影處理單元

SD3‧‧‧顯影處理單元

W‧‧‧基板

圖1係本發明之基板處理裝置之立體圖。

圖2係表示圖1之基板處理裝置中之處理單元之配置構成的圖。

圖3係表示控制部之構成之方塊圖。

圖4係表示圖1之基板處理裝置中之處理動作之順序之流程表。

圖5係表示基板之搬送路徑之時序圖。

圖6係表示記憶於控制部中之預約資訊之一例的圖。

圖7係表示基板之搬送路徑之時序圖。

CP1‧‧‧冷卻單元

CP2‧‧‧冷卻單元

CP3‧‧‧冷卻單元

PEB1‧‧‧加熱單元

PEB2‧‧‧加熱單元

PEB3‧‧‧加熱單元

SD1‧‧‧顯影處理單元

SD2‧‧‧顯影處理單元

SD3‧‧‧顯影處理單元

W1‧‧‧基板

W2‧‧‧基板

W3‧‧‧基板

W4‧‧‧基板

W5‧‧‧基板

W6‧‧‧基板

Claims (10)

1. 一種基板處理裝置，其特徵在於：其係對依序投入之基板進行特定時間加熱處理後進行冷卻處理者，且其包括：至少1個以上之加熱處理部，其對基板進行加熱處理；複數個冷卻處理部，其對基板進行冷卻處理；基板搬送部，其於上述至少1個以上之加熱處理部與上述複數個冷卻處理部之間搬送基板；及搬送控制部，其以如下方式控制上述基板搬送部：預先自上述複數個冷卻處理部選擇出對依序投入之各基板進行加熱處理後之冷卻處理的冷卻處理部，將其作為預約完畢冷卻處理部而記憶，搬送上述基板至上述1個以上之加熱處理部中之任一個加熱處理部中進行特定時間之加熱處理後，將上述基板自上述加熱處理部搬送至上述預約完畢冷卻處理部進行冷卻處理。
2. 如請求項1之基板處理裝置，其中上述搬送控制部在上述加熱處理部中對上述基板進行加熱處理之期間，禁止將接續於上述基板的基板向上述預約完畢冷卻處理部搬入。
3. 一種基板處理裝置，其特徵在於：其係對依序投入之基板進行特定時間加熱處理後進行冷卻處理者，且其包括：至少1個以上之加熱處理部，其對基板進行加熱處 理；複數個冷卻處理部，其對基板進行冷卻處理；基板搬送部，其於上述至少1個以上之加熱處理部與上述複數個冷卻處理部之間搬送基板；及搬送控制部，其以如下方式控制上述基板搬送部：將依序投入之各基板搬送至上述複數個冷卻處理部中之任一個中，將該冷卻處理部作為關於上述基板之預約完畢冷卻處理部而記憶後，將上述基板自上述預約完畢冷卻處理部搬送至上述1個以上之加熱處理部中之任一個加熱處理部中進行特定時間之加熱處理後，將上述基板自上述加熱處理部搬送至上述預約完畢冷卻處理部中進行冷卻處理。
4. 如請求項3之基板處理裝置，其中上述搬送控制部在上述加熱處理部中對上述基板進行加熱處理之期間，禁止將接續於上述基板的基板向上述預約完畢冷卻處理部搬入。
5. 如請求項1至4中任一項之基板處理裝置，其中上述加熱處理部對於塗佈有化學增幅型抗蝕劑後進行曝光處理之基板進行曝光後加熱處理。
6. 一種基板處理方法，其特徵在於：其係對依序投入之基板於至少1個以上之加熱處理部之任一個中進行特定時間加熱處理後，於複數個冷卻處理部之任一個中進行冷卻處理者，且其包括：預約步驟，其預先自上述複數個冷卻處理部選擇出對 依序投入之各基板進行加熱處理後之冷卻處理的冷卻處理部，將其作為預約完畢冷卻處理部而記憶；加熱步驟，其將上述基板搬送至上述1個以上之加熱處理部中之任一個之加熱處理部中進行特定時間之加熱處理；及冷卻步驟，其將上述基板自上述加熱處理部搬送至上述預約完畢冷卻處理部中進行冷卻處理。
7. 如請求項6之基板處理方法，其中在上述加熱處理部中對上述基板進行加熱處理之期間禁止將接續於上述基板的基板向上述預約完畢冷卻處理部搬入。
8. 一種基板處理方法，其特徵在於：其係對依序投入之基板於至少1個以上之加熱處理部之任一個中進行特定時間加熱處理後，於複數個冷卻處理部之任一個中進行冷卻處理者，且其包括：預約步驟，其將依序投入之各基板搬送至上述複數個冷卻處理部中之任一個中，將該冷卻處理部作為關於上述基板之預約完畢冷卻處理部而記憶；加熱步驟，其將上述基板由上述預約完畢冷卻處理部搬送至上述1個以上之加熱處理部中之任一個之加熱處理部中進行特定時間之加熱處理；及冷卻步驟，其將上述基板自上述加熱處理部搬送至上述預約完畢冷卻處理部中進行冷卻處理。
9. 如請求項8之基板處理方法，其中在上述加熱處理部中對上述基板進行加熱處理之期間，禁止將接續於上述基 板的基板向上述預約完畢冷卻處理部搬入。
10. 如請求項6至9中任一項之基板處理方法，其中於上述加熱步驟中，對塗佈有化學增幅型抗蝕劑後進行曝光處理之基板進行曝光後加熱處理。