CN115793399A - 处理装置、搬运方法以及物品的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供处理装置、搬运方法以及物品的制造方法。处理装置用于处理从外部装置搬运的多个基板,所述处理装置的特征在于,包括:搬运部,其包括搬入部和搬出部,所述搬入部用于载置要从所述外部装置向所述处理装置搬入的基板,所述搬出部用于载置要从所述处理装置向所述外部装置搬出的基板,所述搬运部用于在所述搬入部、所述搬出部以及对所述基板进行处理的处理部之间搬运基板;以及控制部,其按照搬运模式来控制在所述外部装置与所述处理装置之间对基板的搬运,所述搬运模式包括如下搬入优先模式,在该搬入优先模式下,在存在应该向所述搬入部搬入的基板和应该从所述搬出部搬出的基板的情况下,与从所述搬出部搬出基板相比,优先向所述搬入部搬入基板。
Description
技术领域
本发明涉及处理装置、搬运方法以及物品的制造方法。
背景技术
在作为半导体器件、液晶显示器件等的制造步骤的光刻步骤中,曝光装置是用于将原版(掩膜或者分划板)的图案经由投影光学系转印到涂布有抗蚀剂(感光剂)的基板(晶圆等)的处理装置。例如,在光刻步骤中,作为通过曝光装置进行的曝光步骤的前步骤,是将抗蚀剂涂布于基板(的表面)的涂布步骤,作为曝光步骤的后步骤,是对转印有图案的基板(上的抗蚀剂)进行显影的显影步骤。作为实施该涂布步骤以及显影步骤的装置,例如有兼具涂布功能和显影功能的、被称为“Coater developer”的涂布显影装置,前述涂布功能通过使基板高速地旋转由此将抗蚀剂均匀地涂布到基板上。
为了避免在各步骤中投入所处理批次(batch)的烦杂并且一边维持抗蚀剂的化学的特性一边提高吞吐量,由设置于各装置之间的基板搬运装置在曝光装置与涂布显影装置之间自动地对基板进行搬运。这样,在经由基板搬运装置来将曝光装置与涂布显影装置在线(inline)连接的情况下,在曝光装置以及涂布显影装置中的任一方或分别设置有搬运部,该搬运部用于经由基板搬运装置来在装置间相互搬运(交接)基板。为了以高吞吐量且效率良好地制造半导体器件,需要在曝光装置、涂布显影装置设置的搬运部效率良好地实施对基板的搬运。
一般来讲,基板搬运装置将在涂布显影装置中涂布步骤完成了的基板(未曝光基板)依次地搬运到如下搬运部,该搬运部是在曝光装置设置的搬运部的一部分。另一方面,曝光装置将曝光步骤完成了的基板(曝光完成基板)搬运到涂布显影装置之前,会暂时搬运到搬出部(在搬出部中待机),该搬出部是搬运部的一部分。因而,在曝光装置与涂布显影装置之间对基板的搬运,在批次处理的初期,主要实施从涂布显影装置向曝光装置的搬运(搬入)。然后,随着批次处理的进行,并行地实施从涂布显影装置向曝光装置的搬运和从曝光装置向涂布显影装置的搬运(搬出)。在这样的对基板的搬运(交接)中,基板搬运装置接受来自曝光装置以及涂布显影装置的各装置的“动作开始请求”、“动作完成通知”等指示,逐次并实时地实施与该指示对应的动作。
在相对于曝光装置的吞吐量而言基板搬运装置的吞吐量为相同程度或高的情况下,通常当曝光装置请求基板搬运装置搬入基板时,会立即开始与搬入基板相关的动作(基板搬入动作)。另一方面,在相对于曝光装置的吞吐量而言基板搬运装置的吞吐量低的情况下,即使曝光装置请求基板搬运装置搬入基板,也不会立即开始基板搬入动作。在该状态下,当基板搬运装置开始进行与从曝光装置搬出基板相关的动作(基板搬出动作)时,在基板搬出动作完成之前无法开始基板搬入动作,从而导致整体的吞吐量降低。
因而,关于曝光装置与基板搬运装置之间的对基板的搬运,在专利文献1以及专利文献2提出了用于抑制吞吐量降低的技术。
专利文献1公开了一种曝光装置,在进行与搬运基板相关的动作之前,将至能够从曝光装置搬出基板为止的预测时间以及预定时间中的任一者的时间信息发送到基板搬运装置。在包括专利文献1公开的曝光装置在内的光刻系统中,在曝光装置请求基板搬运装置搬入基板之后,在曝光装置侧能够掌握从基板搬运装置向曝光装置搬入基板的定时。因而,根据该光刻系统,能够在从基板搬运装置向曝光装置搬入基板之前使从曝光装置搬出基板的动作进行待机。
专利文献2公开了一种基板搬运装置,对从曝光装置回收(搬出)基板所需的时间与将基板供给(搬入)到曝光装置所需的时间进行比较,决定是否优先供给基板。根据专利文献2公开的基板搬运装置,在从曝光装置请求供给基板时,基板搬运装置侧能够使基板的供给优先于基板的回收。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第4915033号公报
专利文献2:日本特开2008-66463号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是,在专利文献1公开的技术中,在曝光装置与基板搬运装置之间需要进行时间信息的通信(发送和接收),因此需要重新规定装置间的通信接口等。另外,在专利文献1公开的技术中,需要基于时间信息来控制对基板的搬运的步骤,因此想到在软件和硬件两方面均需要相应的成本。
另一方面,在专利文献2公开的技术中,不仅是曝光装置侧,基板搬运装置侧也要决定是优先回收基板还是优先供给基板。因而,在希望用曝光装置单体来实现的情况(即希望通过更新曝光装置来实现的情况)下,无法应用专利文献2公开的技术。
本发明提供有利于抑制成本并且提高吞吐量的处理装置。
用于解决问题的方案
作为本发明的一方面的处理装置,用于处理从外部装置搬运的多个基板,所述处理装置的特征在于,包括:搬运部,其包括搬入部和搬出部,所述搬入部用于载置要从所述外部装置向所述处理装置搬入的基板,所述搬出部用于载置要从所述处理装置向所述外部装置搬出的基板,所述搬运部用于在所述搬入部、所述搬出部以及对所述基板进行处理的处理部之间搬运基板;以及控制部,其按照搬运模式来控制在所述外部装置与所述处理装置之间对基板的搬运,所述搬运模式包括如下搬入优先模式,在该搬入优先模式下,在存在应该向所述搬入部搬入的基板和应该从所述搬出部搬出的基板的情况下,与从所述搬出部搬出基板相比,优先向所述搬入部搬入基板。
作为本发明的其它方面的搬运方法,所述搬运方法是在处理装置与所述外部装置之间搬运基板的方法,所述处理装置具有搬运部,所述搬运部包括搬入部和搬出部,所述搬入部用于载置要从外部装置搬入的基板,所述搬出部用于载置要向所述外部装置搬出的基板,所述搬运部用于在所述搬入部、所述搬出部以及对所述基板进行处理的处理部之间搬运基板,所述搬运方法的特征在于,包括如下步骤:按照搬运模式来控制在所述外部装置与所述处理装置之间对基板的搬运,所述搬运模式包括如下搬入优先模式,在该搬入优先模式下,在存在应该向所述搬入部搬入的基板和应该从所述搬出部搬出的基板的情况下,与从所述搬出部搬出基板相比,优先向所述搬入部搬入基板。
作为本发明的其它方面的物品的制造方法,其特征在于,包括:使用上述的处理装置来在基板形成图案的步骤;对在前述步骤中形成有所述图案的所述基板进行处理的步骤;以及用被进行了处理的所述基板来制造物品的步骤。
以下参照附图而说明的实施方式能够阐明本发明的其它目的或其它方面。
发明的效果
根据本发明,例如能够提供有利于抑制成本并且提高吞吐量的处理装置。
附图说明
图1是示出光刻系统的结构的概略图。
图2是示出在曝光部的内部设置的主体的结构的概略图。
图3是示出以往技术中的在曝光装置与涂布显影装置之间搬运基板的搬运序列的图。
图4是示出在以往技术中连续地处理基板的情况下的时序图的一例的图。
图5是示出本实施方式中的在曝光装置与涂布显影装置之间搬运基板的搬运序列的图。
图6是用于说明搬入和搬出逐次控制处理的流程图。
图7是用于说明对搬入优先的判定的一例的流程图。
图8A是用于说明第一搬运装置的状态是否为可搬运状态的具体的判定方法的一例的图。
图8B是用于说明第一搬运装置的状态是否为可搬运状态的具体的判定方法的一例的图。
图8C是用于说明第一搬运装置的状态是否为可搬运状态的具体的判定方法的一例的图。
图8D是用于说明第一搬运装置的状态是否为可搬运状态的具体的判定方法的一例的图。
图9是用于说明基板搬入待机的一例的流程图。
图10A是用于说明决定基板搬入待机的最大待机时间的方法的一例的图。
图10B是用于说明决定基板搬入待机的最大待机时间的方法的一例的图。
图11是示出在本实施方式中连续地处理基板的情况下的时序图的一例的图。
具体实施方式
以下,参照附图来详细说明实施方式。而且,以下的实施方式并非用于限定权利要求书涉及的发明。虽然实施方式中记载有多个特征,但是本发明并不一定需要全部这些特征,也可以是多个特征任意组合。另外,在附图中,对相同或同样的结构附加相同的附图标记,并省略重复说明。
图1是示出具有作为本发明的一方面的曝光装置2和涂布显影装置3的光刻系统1的结构的概略图。光刻系统1例如用在半导体器件的制造步骤即光刻步骤,在工厂内的洁净室中,该光刻系统1设置成曝光装置2与涂布显影装置3相互邻接。曝光装置2是用于对从作为外部装置的涂布显影装置3搬运的多个基板进行处理的处理装置。具体来讲,曝光装置2是实施如下曝光处理的装置,该曝光处理为将原版(分划板或者掩膜)的图案投影到表面形成有抗蚀剂(感光剂)层的基板(晶圆),并对该基板进行曝光。涂布显影装置3是实施如下涂布处理和显影处理的装置,该涂布处理作为在曝光装置2中实施的曝光处理之前的处理(前一步骤),在该涂布处理中对基板的表面上涂布抗蚀剂,该显影处理作为曝光处理之后的处理(后一步骤),在该显影处理中对转印有图案的基板进行显影。
说明曝光装置2的结构。曝光装置2具有收容装置整体的腔室4。在腔室4的内部设置有:曝光部5,其收容用于实施曝光处理的主体;以及,基板搬运装置(以下称为“第一搬运装置”)6,其在曝光部5与涂布显影装置3之间实施对基板的搬运(交接)。
图2是示出在曝光部5的内部设置的主体20的结构的概略图。主体20采用步进扫描(step and scan)方式作为曝光方式,来将原版21的图案投影到基板22。但是,主体20也能够采用步进重复(step and repeat)方式或其它曝光方式。主体20具有:照明光学系23;原版载置台24,其用于保持原版21;投影光学系25;以及基板载置台26,其用于保持基板22。而且,在图2中,将与投影光学系25的光轴平行的轴定义为Z轴,在将与Z轴垂直的平面内与对基板22的扫描方向平行的轴定义为Y轴,将同与Y轴正交的非扫描方向平行的轴定义为X轴。
照明光学系23用来自光源(未图示)的光对原版21进行照明。作为光源,使用脉冲光源,例如激光器。能够用作光源的激光器是波长约193nm的ArF准分子激光器、波长约153nm的F2激光器、YAG激光器等。而且,激光器的种类、个数没有限定。在使用激光器作为光源的情况下,优选为,照明光学系23包括:将来自光源的平行光整形为既定形状的整形光学系、对相干的光进行非相干化的非相干光学系。另外,光源不限定于脉冲光源,也能够使用一个或多个水银灯、氙气灯等连续光源。照明光学系23包括透镜、反射镜、光学积分器、光阑等各种光学构件。
原版21例如由石英玻璃构成,形成有应该转印到基板22的图案(电路图案等)。原版载置台24是在保持有原版21的状态下至少能够沿X方向及Y方向移动的载置台。
投影光学系25将被来自照明光学系23的光照明了的原版21的图案以既定倍率(例如,1/4或者1/5)投影到基板22。作为投影光学系25,能够采用仅包括多个折射透镜要素的光学系、包括多个折射透镜要素和至少一个凹面反射镜的光学系(折反射光学系)等。另外,作为投影光学系25,能够采用包括多个折射透镜要素、至少一个相息透镜(Kinoform)等衍射光学要素的光学系、全反射镜型的光学系等。
基板22是表面上涂布有抗蚀剂的基板,例如由单晶硅形成的被处理基板。基板载置台26是在保持有基板22的状态下至少能够沿X方向及Y方向移动的载置台。在本实施方式中,采用了步进扫描方式,因此原版载置台24与基板载置台26相互同步地移动。
第一搬运装置6具有:预对齐部30,其在曝光处理之前实施对基板22的定位;以及供给把持件31,其用于从预对齐部30向主体20的基板载置台26供给(搬运)基板22。另外,在使用能够收纳多个基板22的开放式晶圆盒来向主体20直接搬运(搬入)基板22的情况下,第一搬运装置6具有如下载体交接口(carrier port)32,该载体交接口32为载置所述开放式晶圆盒的场所(部位)。而且,载体交接口32可以设为代替载置开放式晶圆盒而载置作为密闭型载体的FOUP(Front Opening Unified Pod:前开式晶圆盒)的构造。
第一搬运装置6作为在曝光装置2与涂布显影装置3之间实施搬运(交接)基板22时的第一搬运场所(交接部),具有第一搬入部33以及第一搬出部34。另外,第一搬运装置6具有用于向构成第一搬运装置6的各部分适当搬运基板22的搬入把持件35以及搬出把持件36。搬入把持件35以及搬出把持件36例如包括水平多关节机器人(SCARA Robot)。而且,第一搬入部33虽然是从涂布显影装置3向曝光装置2搬运(搬入)基板22(未曝光基板)时的搬运场所,但也可以具有预对齐部30的功能、调节基板温度的工艺处理部的功能。另外,第一搬出部34虽然是从曝光装置2向涂布显影装置3搬运(搬出)基板22(曝光完成基板)时的搬运场所,但是也可以具有实施周边曝光处理的工艺处理部的功能。
另外,曝光装置2例如由计算机等构成,具有如下控制部(以下称为“第一控制部”)7,该第一控制部7连接于曝光装置2的各部分,并按照存储于存储部的程序对曝光装置2的各部分进行控制。第一控制部7可以一体地构成于曝光装置2的内部,也可以构成于曝光装置2的外部。第一控制部7控制曝光装置2的各部分,进行包括各种对齐处理、曝光处理等在内的曝光装置处理。另外,在本实施方式中,第一控制部7根据搬运模式来控制在曝光装置2与涂布显影装置3之间对基板的搬运。
说明涂布显影装置3的结构。如图1所示,涂布显影装置3具有:涂布显影处理部8,其设置于腔室40的内部;以及基板搬运装置(以下称为“第二搬运装置”)9,其设置于腔室41的内部,在与曝光装置2之间实施对基板的搬运(交接)。
涂布显影处理部8作为对基板22的工艺处理部,包括涂布部44、加热部45、显影部46以及冷却部47。涂布部44例如包括编码器,在将抗蚀剂滴落到基板22的表面上的状态下使基板22旋转,由此在基板22的表面上形成均匀的抗蚀膜。
加热部45实施对基板22(未曝光基板)的预烘烤(PreBake)、对基板22(曝光完成基板)的显影前烘烤(Post Exposure Bake)。预烘烤是为了在基板22的表面上涂布了抗蚀剂之后使抗蚀膜的残留溶剂蒸发来强化抗蚀膜与基板22的表面之间的粘合性而实施的热处理。为了对未曝光状态(曝光前)的基板22实施预烘烤,优选为,用不会使聚合物、添加物发生热分解的温度来实施预烘烤。另外,显影前烘烤是为了降低在用单一波长的光进行曝光的情况下的驻波效应导致的抗蚀剂图案的变形而对曝光后并且显影处理前的基板22实施的热处理。显影前烘烤也有促进化学放大抗蚀剂在被曝光后的催化剂反应的效果。而且,作为加热部45的烘烤处理的方式,能够采用电阻加热方式、红外线加热方式等。
显影部46实施对基板22(曝光完成基板)的显影。作为显影部46的显影处理的方式,能够采用自旋(sping)式、喷淋(spray)式等。
冷却部47例如包括通过冷却水的循环等进行冷却的冷却板,对带热的基板22实施冷却。作为冷却部47的冷却处理的其它方式,也能够采用基于帕尔贴效应的电子冷却等。
还有,涂布显影处理部8包括:载体交接口48,其为用于载置开放式晶圆盒或FOUP等载体的场所(部位);以及搬运把持件49,其在载体与各部分之间适当搬运基板22。搬运把持件49例如包括水平多关节机器人。由手动式的搬运车(PGV:Person Guided Vehicle:人引导车)在洁净室内搬运开放式晶圆盒或FOUP,并自动地搬运到载体交接口48。而且,也存在如下结构,由OHT(Over Head Transfer:空中搬运器)将开放式晶圆盒或FOUP从洁净室内的上方载置到载体交接口48。
第二搬运装置9作为在曝光装置2与涂布显影装置3之间对基板22实施搬运(交接)时的第二搬运场所(交接部),具有第二搬入部50以及第二搬出部51。另外,第二搬运装置9具有搬运把持件52,该搬运把持件52在第二搬入部50以及第二搬出部51与设置于第一搬运装置6的第一搬入部33以及第一搬出部34之间适当搬运基板22。搬运把持件52例如包括水平多关节机器人。第二搬入部50是从曝光装置2向涂布显影处理部8搬运(搬入)基板22(曝光完成基板)时的搬运场所。第二搬出部51是从涂布显影处理部8向曝光装置2搬运(搬出)基板22(未曝光基板)时的搬运场所。
还有,涂布显影装置3例如由计算机等构成,具有控制部(以下称为“第二控制部”)10,第二控制部10连接于涂布显影装置3的各部分,按照存储于存储部的程序来控制涂布显影装置3的各部分。第二控制部10可以一体地构成于涂布显影装置3的内部,也可以构成于涂布显影装置3的外部。
说明光刻系统1的动作。在此,作为被处理基板的基板22以二十五张为一个批次被收纳于开放式晶圆盒,并被搬运到涂布显影装置3中的涂布显影处理部8的载体交接口48。
首先,在涂布显影处理部8中,搬运把持件49从载置于载体交接口48的开放式晶圆盒获取基板22并搬运到涂布部44,涂布部44对该基板22实施抗蚀剂的涂布。然后,搬运把持件49将抗蚀剂的涂布完成了的基板22从涂布部44搬运到加热部45,加热部45对该基板22实施预烘烤处理。
然后,搬运把持件49将预烘烤处理完成了的基板22从加热部45搬运到冷却部47,冷却部47对该基板22实施冷却处理。而且,优选为,将在向曝光装置2搬运(搬入)时的基板22的温度设为对曝光装置2的腔室4的内部没有影响的温度,因此冷却部47例如可以是以主体20的空调系的温度作为目标温度来调节基板22的温度。但是,在曝光装置2中,在第一搬运装置6的第一搬入部33设置有温度调节部的情况下,能够对从涂布显影装置3搬运的基板22进行最终并且精细地温度调节。因而,在冷却部47中,使基板22的温度在某种程度趋近目标温度即可,也可以调节成与最终的目标温度相比稍微高的温度。
然后,搬运把持件49将冷却处理完成了的基板22从冷却部47搬运到第二搬出部51。
这样,涂布显影处理部8的搬运把持件49依次获取被收纳于开放式晶圆盒的基板22,并搬运到涂布显影装置3的各部分。然后,第二搬运装置9的搬运把持件52将被搬运到第二搬出部51的基板22搬运到曝光装置2中的第一搬运装置6的第一搬入部33。
然后,在第一搬运装置6中,借助在第一搬入部33的内部设置的温度调节部,将基板22的温度调节成目标温度。
然后,搬入把持件35将温度调节完成了的基板22从第一搬入部33搬运到预对齐部30。在预对齐部30中,基板22被载置于预对齐载置台,并借助预对齐载置台驱动系被旋转驱动。这时,由CCD传感器等检测器检测基板22的边缘,第一控制部7基于来自该检测器的输出,计算基板22的槽口(Notch)方向、基板中心以及偏心量。然后,预对齐部30最终会使在基板22形成的槽口的方向与既定方向位置对准。
然后,供给把持件31将预对齐处理完成了的基板22从预对齐部30供给到主体20的基板载置台26,主体20对被保持于基板载置台26的基板22实施曝光处理。
然后,搬出把持件36将曝光处理完成了的基板22(曝光完成基板)从基板载置台26搬运到第一搬出部34。然后,第二搬运装置9的搬运把持件52将被搬运到第一搬出部34的基板22从第一搬出部34搬运到第二搬入部50。
然后,涂布显影处理部8的搬运把持件49将被搬运到第二搬入部50的基板22从第二搬入部50搬运到加热部45,加热部45对该基板22实施显影前烘烤处理。
然后,搬运把持件49将显影前烘烤处理完成了的基板22从加热部45搬运到显影部46,显影部46对该基板22实施显影处理。而且,搬运把持件49将显影处理完成了的基板22从显影部46搬运到载置于载体交接口48的开放式晶圆盒的既定插槽。
光刻系统1对被收纳于开放式晶圆盒的全部基板22依次、连续地实施这样的一系列的处理。因而,需要由各把持件35、36、49、52在对批次中的第一张基板完成了曝光处理之后,除了进行将曝光完成基板从曝光装置2搬运到涂布显影装置3的动作之外,还对未曝光基板和曝光完成基板并行地实施搬运动作。
然后,说明光刻系统1中的与搬运基板22相关的处理、即搬运处理(搬运方法)。首先,作为比较例,说明以往技术中的搬运处理。图3是示出以往技术中的在曝光装置与涂布显影装置之间搬运基板的搬运序列的图。在此,关注曝光装置中的第一搬运装置的搬入把持件的动作以及涂布显影装置中的第二搬运装置的搬运把持件的动作。另外,对以往技术中的曝光装置以及涂布显影装置的各结构要素附加与本实施方式中的曝光装置2以及涂布显影装置3的各结构要素相同的附图标记。
如S31所示,为了使涂布显影装置3中的第二搬运装置9实施搬运作为下一处理对象的基板,曝光装置2的第一控制部7对涂布显影装置3的第二控制部10发送“基板搬入请求”。针对该基板搬入请求,在涂布显影装置3无法立即准备基板的情况下,即在无法立即从涂布显影装置3向曝光装置2搬入基板的情况下,在从涂布显影装置3搬入基板之前,曝光装置2为等待状态(基板搬入待机状态)。在这样的基板搬入待机状态期间,如S32所示,考虑如下情况:曝光装置2将曝光处理完成了的基板(曝光完成基板)载置于第一搬出部34。该情况下,如S33所示,曝光装置2的第一控制部7对涂布显影装置3的第二控制部10发送“基板搬出请求”。涂布显影装置3的第二控制部10接受来自曝光装置2的基板搬出请求(S33),如S34所示,由搬运把持件52将载置于第一搬出部34的基板搬出。这里,在将基板从曝光装置2搬出到涂布显影装置3的基板搬出处理(S34)期间,即使在涂布显影装置3中针对基板搬入请求(S31)而完成了基板的准备,也无法将基板搬出处理(S34)中断。因而,在基板搬出处理(S34)完成之后,如S35所示,针对基板搬入请求(S31)的基板搬入处理开始。在基板搬入处理中,由搬运把持件52将基板从涂布显影装置3搬入曝光装置2(将基板载置于第一搬入部33)。
图4是示出基于图3所示的以往技术中的搬运序列来连续地处理多个基板、例如六张基板的情况的时序图的一例的图。在图4中,从左向右表示时间的流动,从上向下表示要被处理的基板的顺序。
参照图4,首先,如S401所示,曝光装置2进行(开始)对第一张基板的搬入。这相当于搬运把持件52的基板搬入处理(S35)。然后,曝光装置2将第一张基板依次搬运到曝光装置2的各部分,并进行S402所示的包括各种对齐处理、曝光处理等在内的曝光装置处理。然后,当对第一张基板的曝光装置处理(S402)完成时,曝光装置2进行S403所示的对第一张基板的搬出。这相当于搬运把持件52的基板搬出处理(S34)。
与对第一张基板的曝光装置处理(S402)并行地,曝光装置2进行S411所示的对第二张基板的搬入。当对第二张基板的搬入(S411)完成时,曝光装置2将第二张基板依次搬运到曝光装置2的各部分,并进行S412所示的曝光装置处理。然后,当对第二张基板的曝光装置处理(S412)完成时,曝光装置2进行S413所示的对第二张基板的搬出。
关于第三张之后的基板,如图4所示,从搬入第三张基板至对第六张基板(最终处理基板)的搬出完成为止,并行地重复各处理(基板搬入处理、曝光装置处理、基板搬出处理)。
参照图4,在以往技术中,在进行S421所示的对第三张基板的搬入之前,需要S424所示的基板搬入待机(待机时间)。这表示在搬出第一张基板(S403)期间,虽然搬入第三张基板的准备完成了,但在对第一张基板的搬出完成之前,无法进行对第三张基板的搬入(S421),因此处于基板搬入待机状态。同样地,因进行S423所示的对第三张基板的搬出,由此无法进行S441所示的对第五张基板的搬入,需要S444所示的基板搬入待机。这样,当基板搬入待机、即需要待机时间时,会影响在曝光装置2与涂布显影装置3之间的与搬运基板相关的吞吐量。
在图4所示的例中,例如在完成S422所示的对第三张基板的曝光装置处理的情况下,不立即进行对第三张基板的搬出(S423),而是先进行对第五张基板的搬入(S441),由此能够提前进行之后的处理。
因而,在本实施方式中,在从曝光装置2对涂布显影装置3发送基板搬出请求(S33)之前,判定是否要优先进行涂布显影装置3(搬运把持件52)的基板搬入处理(S35)。然后,根据该判定结果,变更在曝光装置2与涂布显影装置3之间搬运基板的搬运序列,由此削减基板搬入待机、即待机时间(S424、S444),从而实现吞吐量的提高。
例如,在本实施方式中,在应该对涂布显影装置3请求向第一搬入部33搬入基板的必要性和应该对涂布显影装置3请求从第一搬出部34搬出基板的必要性并存(冲突)的情况下,使基板搬入处理优先于基板搬出处理。具体来讲,在存在应该向第一搬入部33搬入的基板和应该从第一搬出部34搬出的基板的情况下,将同在曝光装置2与涂布显影装置3之间搬运基板相关的搬运模式变更为搬入优先模式。搬入优先模式为,与从第一搬出部34搬出基板相比,优先向第一搬入部33搬入基板的搬运模式。而且,在本实施方式中,同在曝光装置2与涂布显影装置3之间搬运基板相关的搬运模式除了包括搬入优先模式以外,也包括通常模式。通常模式为,如在以往技术(图3以及图4)中说明的那样的搬运模式:不使基板搬入处理优先于基板搬出处理,而是在基板被载置于第一搬出部34的情况下,立即对该基板进行基板搬出处理。
以下,说明本实施方式中的与搬运基板相关的处理、即搬运处理(搬运方法)。图5是示出本实施方式中的在曝光装置2与涂布显影装置3之间搬运基板的搬运序列的图。
参照图5,在本实施方式中,在基板搬入待机状态期间,如S52所示,当曝光处理完成了的基板(曝光完成基板)被载置于第一搬出部34时,在发送基板搬出请求(S33)之前,进行S5所示的搬入和搬出逐次控制处理。换言之,在本实施方式(图5)中,与以往技术(图3)相比较,将基板载置于第一搬出部34的处理(S32)被置换成搬入和搬出逐次控制处理(S5)。搬入和搬出逐次控制处理除了包括将基板载置于第一搬出部34的处理(S52)以外,还包括S57所示的对搬入优先的判定以及S58所示的基板搬入待机。
在对搬入优先的判定(S57)中,判定是否使基板搬入处理优先于基板搬出处理,该基板搬入处理是将基板从涂布显影装置3搬入曝光装置2并将基板载置于第一搬入部33的处理,该基板搬出处理是将被载置于第一搬出部34的基板从曝光装置2搬出的处理。换言之,判定是否将同曝光装置2与涂布显影装置3之间搬运基板相关的搬运模式设为搬入优先模式。这里,在使基板搬入处理优先于基板搬出处理的情况下,不立即对涂布显影装置3发送基板搬出请求(S33),而等待基板搬入处理开始,即开始基板搬入待机(S58),基板搬入待机中等待为了基板搬入处理而待机。然后,如S55所示,在基板搬入待机(S58)期间,针对基板搬入请求(S31)的基板搬入处理开始。另外,当基板搬入处理(S55)开始时,对涂布显影装置3发送基板搬出请求(S33),接受该基板搬出请求(S33),开始S54所示的基板搬出处理。
图6是用于说明搬入和搬出逐次控制处理(S5)的流程图。参照图6,在S52中,实施将曝光处理完成了的基板(曝光完成基板)载置于第一搬出部34的处理。当基板被载置于第一搬出部34时,在S57中,实施对搬入优先的判定,判定是否使基板搬入处理优先于基板搬出处理。在使基板搬入处理优先于基板搬出处理的情况(将搬入模式设为搬入优先模式的情况)下,在S58中,实施基板搬入待机。然后,在实施了基板搬入待机之后,在S33中,发送基板搬出请求。另一方面,在不使基板搬入处理优先于基板搬出处理的情况下,不实施基板搬入待机(S58),(即,立即)在S33中发送基板搬出请求。
图7是用于说明对搬入优先的判定(S57)的一例的流程图。参照图7,在S571中,判定曝光装置2是否需要后续的基板,具体来讲,判定是否存在尚未从涂布显影装置3搬入曝光装置2的基板(未搬入基板)。例如,在将二十五张基板设为一个批次的作业时,当将至第五张为止的基板搬入曝光装置2时会有二十张基板残留于涂布显影装置3,因此判定为存在未搬入基板(是)。因而,基本上,在批次中的最终的基板即第二十五张基板被搬入曝光装置2之前,判定为存在未搬入基板。但是,在被输入了中止或中断作业的指示的情况下,即使正在对一个批次进行处理中,即处于存在未搬入基板的状态,也判定为不存在未搬入基板(否)。这样,当判定为存在未搬入基板时,移至S572,当判定为不存在未搬入基板时,移至S574。
在S572中,判定曝光装置2是否处于可搬运状态,具体来讲,判定第一搬运装置6的状态是否为能够对从涂布显影装置3被搬入曝光装置2(第一搬入部33)的基板进行搬运的可搬运状态。在以下中,参照图8A、图8B、图8C以及图8D,说明第一搬运装置6的状态是否为可搬运状态的具体的判定方法的一例。图8A、图8B、图8C以及图8D分别示出构成第一搬运装置6的搬入把持件35、搬出把持件36、预对齐部30以及供给把持件31的状态。这里,搬入把持件35、搬出把持件36、预对齐部30以及供给把持件31的状态是指如下状况:是否保持或载置有基板。
例如,如图8A所示,在构成第一搬运装置6的搬入把持件35、搬出把持件36、预对齐部30以及供给把持件31中的任一者均没有保持或载置基板的状态下,判定为第一搬运装置6的状态是可搬运状态(是)。
以图8A所示的状态为起点,当将基板从涂布显影装置3依次搬入曝光装置2时,例如成为图8B所示的状态。在图8B所示的状态下,构成第一搬运装置6的搬入把持件35、搬出把持件36、预对齐部30以及供给把持件31全部保持或载置有基板,因此无法再将基板搬入曝光装置2。因而,判定为第一搬运装置6的状态不是可搬运状态(否)。
在图8A所示的状态与图8B所示的状态之间的状态下,例如在图8C所示的状态下,搬入把持件35没有保持基板,因此能够向曝光装置2搬入基板。因而,判定为第一搬运装置6的状态是可搬运状态(是)。而且,在图8C所示的状态下,虽然基板没有载置于预对齐部30,但是即使基板载置于预对齐部30,也判定为第一搬运装置6的状态是可搬运状态(是)。
另一方面,在图8D所示的状态下,虽然基板没有载置于预对齐部30,但是搬入把持件35保持有基板。在曝光装置2中,搬入把持件35是第一搬入部33的下一搬运目的地,当搬入把持件35保持有基板时,无法由第一搬运装置6搬运基板。因而,判定为第一搬运装置6的状态不是可搬运状态(否)。
因而,在本实施方式中,如果搬入把持件35处于没有保持基板的状态(图8A、图8C),则判定为第一搬运装置6的状态是可搬运状态。另一方面,如果搬入把持件35处于保持有基板的状态(图8B、图8D),则判定为第一搬运装置6的状态不是可搬运状态。而且,例如能够从在搬入把持件35、搬入把持件35的动作路径设置的传感器等的检测结果来获得与搬入把持件35保持基板相关的当前的状态(是否保持有基板)。
这样,在S572中,当判定为第一搬运装置6的状态是可搬运状态时,移至S573,将搬运基板的搬运模式设定为搬入优先模式,该搬入优先模式是使基板搬入处理优先于基板搬出处理的模式。另外,在S572中,当判定为第一搬运装置6的状态不是可搬运状态时,移至S574,将搬运基板的搬运模式设定为通常模式,该通常模式是不使基板搬入处理优先于基板搬出处理而以与以往技术同样的方式搬运基板的模式。换言之,在本实施方式中,在存在未搬入基板并且第一搬运装置6的状态是可搬运状态的情况下,使基板搬入处理优先于基板搬出处理,在除此以外的情况下,不使基板搬入处理优先于基板搬出处理。
图9是用于说明基板搬入待机(S58)的一例的流程图。参照图9,在S581中,判定基板是否从涂布显影装置3被搬入到曝光装置2,具体来讲判定基板是否载置于第一搬入部33。在基板载置于第一搬入部33的情况下,结束(解除)基板搬入待机。另一方面,在基板没有载置于第一搬入部33的情况下,移至S582。
在S582中,判定开始基板搬入待机后的经过时间是否超过最大待机时间(预先确定的时间)。在开始基板搬入待机后的经过时间超过最大待机时间的情况下,结束基板搬入待机。另一方面,在开始基板搬入待机后的经过时间没有超过最大待机时间的情况下,移至S581,再次判定基板是否载置于第一搬入部33。这样,从开始基板搬入待机起直到经过时间超过最大待机时间为止,重复判定基板是否载置于第一搬入部33。
参照图10A以及图10B,说明决定基板搬入待机(S58)的最大待机时间T的方法的一例。参照图10A,上部所示的曲线图100是示出曝光装置2的基板搬入请求(S31)的有效状态的时序图。在曲线图100中,低(Low)侧表示基板搬入请求无效,高(High)侧表示基板搬入请求有效。另外,下部所示的曲线图101是示出基板是否载置于第一搬入部33的状态的时序图。在曲线图101中,低侧表示基板没有载置于第一搬入部33,高侧表示基板载置于第一搬入部33。
同样地,参照图10B,上部所示的曲线图110是示出曝光装置2的基板搬入请求(S31)的有效状态的时序图,下部所示的曲线图111是示出基板是否载置于第一搬入部33的状态的时序图。另外,中部所示的曲线图112是示出曝光装置2的基板搬出请求(S33)的有效状态的时序图。在曲线图112中,低侧表示基板搬出请求无效,高侧表示基板搬出请求有效。
图10A相当于在基板没有载置于第一搬出部34的状态下发送了基板搬入请求(S31)的情况。该情况下,将从发送了基板搬入请求后、即从基板搬入请求为有效后至基板被载置于第一搬入部33为止的时间设为基准搬入时间t0(第一时间)。基准搬入时间t0例如存储于曝光装置2具有的存储部。
图10B相当于如下情况:在基板载置于第一搬出部34的状态下,在作业开始后,初次或在任意的定时发送了基板搬入请求(S31)。该情况下,将从发送了基板搬入请求后、即从基板搬入请求为有效后至载置于第一搬出部34的基板被搬出并且基板被载置于第一搬入部33为止的时间设为搬出时搬入时间t1(第二时间)。搬出时搬入时间t1存储于例如曝光装置2具有的存储部。
当存储(获取)有基准搬入时间t0以及搬出时搬入时间t1这两方时,曝光装置2的第一控制部7基于基准搬入时间t0和搬出时搬入时间t1来设定(决定)最大待机时间T。例如,将基准搬入时间t0与搬出时搬入时间t1之差(t0-t1)设定为最大待机时间T。最大待机时间T例如存储于曝光装置2具有的存储部。
当设定最大待机时间T时,只要曝光装置2以及涂布显影装置3的动作时间没有发生大的变动,在基板搬入待机(S58)中,从其开始至最大待机时间T经过之前,能够期待基板载置于第一搬入部33。因而,基于图3与图5的比较明显可知,与以往技术中的基板搬入处理(S35)的开始定时相比,本实施方式中的基板搬入处理(S55)的开始定时早。在曝光装置2中,如图4所示,能够并行地实施曝光装置处理(例如,S422)和基板搬出处理(例如,S413)。因而,在连续地处理多个基板的情况下,基板载置于第一搬入部33的开始定时早,相应地能够提高光刻系统1(曝光装置2)的整体的吞吐量。
图11是示出基于图5所示的本实施方式中的搬运序列而连续地处理多个基板、例如六张基板的情况的时序图的一例的图。在图11中,从左向右表示时间的流动,从上向下表示要被处理的基板的顺序。
首先,如S1101所示,曝光装置2进行(开始)对第一张基板的搬入。然后,曝光装置2将第一张基板依次搬运到曝光装置2的各部分,并进行S1102所示的包括各种对齐处理、曝光处理等在内的曝光装置处理。然后,当对第一张基板的曝光装置处理(S1102)完成时,曝光装置2进行S1103所示的对第一张基板的搬出。
如S1111所示,在进行(开始)对第二张基板的搬入时,处于正在对第一张基板进行曝光装置处理(S1102)的状态,因此在第一搬出部34没有载置(不存在)基板。因而,获取(存储)从S1115所示的请求对第二张基板的搬入后(从发送基板搬入请求后)至开始S1111所示的对第二张基板的搬入为止的时间,来作为基准搬入时间t0。
另一方面,如S1121所示,在进行(开始)对第三张基板的搬入时,处于已经开始了对第一张基板的搬出(S1103)的状态,因此在第一搬出部34载置(存在)有基板。因而,获取(存储)从S1125所示的请求对第三张基板的搬入(从发送基板搬入请求)至开始S1121所示的对第三张基板的搬入为止的时间,来作为搬出时搬入时间t1。这里,由于获取了基准搬入时间t0以及搬出时搬入时间t1,因此能够设定(存储)最大待机时间T=t0-t1。
当S1122所示的对第三张基板的曝光装置处理完成时,由于已经设定了最大待机时间T,因此开始S1126所示的基板搬入待机。由此,从开始对第三张基板的曝光处理(S1122)至最大待机时间T经过之前,进行(开始)S1141所示的对第五张基板的搬入。如上所述,在以往技术(图4)中,在对第五张基板的搬入(S441)之前,需要基板搬入待机(S444)。另一方面,在本实施方式中,能够使对第五张基板的搬入(S1141)的开始提前与基板搬入待机(S444)相当量。
另外,在本实施方式中,S1123所示的对第三张基板的搬出是在对第五张基板的搬入(S1141)之后。但是,由于是并行地进行对第三张基板的搬出(S1123)和S1132所示的对第四张基板的曝光装置处理,因此不影响光刻系统1(曝光装置2)的整体的吞吐量。
还有,在本实施方式中,S1143所示的对第五张基板的搬出之后以及S1153所示的对第六张基板的搬出之后,通过判定是否存在未搬入基板(S571),判定为不存在未搬入基板(否)。因而,不使基板搬入处理优先于基板搬出处理,不会发生S1125所示的那样的基板搬入待机。
这样,根据本实施方式,与以往技术相比较,能够提高光刻系统1(曝光装置2)的整体的吞吐量。例如,在图11中,说明了连续地处理六张基板的情况,但是关于第七张以后的基板也是同样地,按每两张基板就能够提高与一次基板搬入待机相当的吞吐量。因而,在连续地处理一个批次、即二十五张基板的情况下,能够缩短与十一次的基板搬入待机相当量,从而提高吞吐量。
而且,在本实施方式中,如图11所示,仅在对第三张基板的搬入(S1121)开始时,设定最大待机时间T(搬出时搬入时间t1)。但是,在涂布显影装置3的动作时间发生了大的变动的情况下,未必会在最大待机时间T经过之前搬入下一基板。设想这样的情况,也可以是,在搬入第四张以后的基板时也获取搬出时搬入时间tn,以基板为单位来更新最大待机时间T。在更新最大待机时间T时,可以基于前一搬出的搬出时搬入时间tn来更新最大待机时间T,也可以基于至前一搬出为止的搬出时搬入时间tn、tn-1、tn-2、···的平均值等的统计值来更新最大待机时间T。这样,根据由曝光装置2对基板进行处理的情形来更新最大待机时间T,由此能够提高涂布显影装置3对于动作时间的变动而言的鲁棒性。
另外,在本实施方式中,以曝光装置处理所需的时间(S1102等)是固定的情形为前提进行了说明,但实际上,以基板为单位而变更处理,或发生任何的异常恢复等,均存在曝光装置处理所需的时间发生变动的可能性。在设定最大待机时间T之后,例如,在曝光装置处理所需的时间增长的情况下,能够与之相应地缩短最大待机时间T。另一方面,在设定最大待机时间T之后,例如,在曝光装置处理所需的时间缩短的情况下,需要与之相应地增长最大待机时间T。因而,也可以是,根据曝光装置处理所需的时间的变动来对最大待机时间T进行加减运算。这样,基于曝光装置2处理基板(曝光装置处理)所需的时间来设定最大待机时间T,由此能够提高对于曝光装置处理所需的时间的变动而言的鲁棒性。
另外,在本实施方式中,在对搬入优先的判定(S57)中,着眼于构成第一搬运装置6的搬入把持件35是否保持有基板。但是,搬入把持件35是否保持有基板(是否为可搬运状态)会时时刻刻发生变化。例如,在基板搬入待机的开始时,搬入把持件35保持有基板,但是在基板搬入待机的期间,有时保持于搬入把持件35的基板会被移动到预对齐部30。在这样的情况下,预先获取构成第一搬运装置6的搬入把持件35保持有基板的时间(保持时间),判定搬入把持件35是否保持有基板即可。例如,根据搬入把持件35的动作概述(profile)来估计搬入把持件35对基板的保持时间、即与搬入把持件35保持基板相关的当前状态。然后,基于根据搬入把持件35的动作概述而估计出的与搬入把持件35保持基板相关的当前状态,来判定搬入把持件35是否保持有基板。这样,在对搬入优先的判定(S57)中,在最大待机时间T期间,估计与搬入把持件35保持基板相关的当前状况发生如何变化,由此能够更严密地进行对搬入优先的判定。
本发明的实施方式中的物品的制造方法例如适合于制造设备(半导体元件、磁存储介质、液晶显示元件等)等物品。该制造方法包括:使用光刻系统1(曝光装置2)在基板形成图案的步骤;对形成有图案的基板进行处理的步骤;以及用被进行了处理的基板来制造物品的步骤。另外,该制造方法能够包括其它公知的步骤(氧化、成膜、蒸镀、掺杂、平坦化、蚀刻、抗蚀剂剥离、切割、邦定、封装等)。本实施方式中的物品的制造方法与以往相比,有利于物品的性能、品质、生产性以及生产成本中的至少一者。
在前述的实施方式中,作为处理基板的处理装置,以曝光装置为例进行了说明,但是不限定于此。例如,处理基板的处理装置包括压印装置、平坦化装置等,该压印装置用模具使基板上的压印件成形来在基板上形成图案,该平坦化装置使用具有平坦面的模具来使基板上的组成物平坦化。另外,用于处理基板的处理装置也包括使用荷电粒子射线(电子射线、离子束等)在基板上描绘图案的描绘装置等。
本发明不限定于上述实施方式,能够在不脱离发明的精神和范围的情况下进行各种变更和变形。因而,为了公示发明的范围而附加权利要求。
Claims (14)
1.一种处理装置,用于处理从外部装置搬运的多个基板,所述处理装置的特征在于,包括:
搬运部,其包括搬入部和搬出部,所述搬入部用于载置要从所述外部装置向所述处理装置搬入的基板,所述搬出部用于载置要从所述处理装置向所述外部装置搬出的基板,所述搬运部在所述搬入部、所述搬出部以及对所述基板进行处理的处理部之间搬运基板;以及
控制部,其按照搬运模式来控制在所述外部装置与所述处理装置之间对基板的搬运,
所述搬运模式包括如下搬入优先模式,在该述搬入优先模式下,在存在应该向所述搬入部搬入的基板和应该从所述搬出部搬出的基板的情况下,与从所述搬出部搬出基板相比,优先向所述搬入部搬入基板。
2.根据权利要求1所述的处理装置,其特征在于,
所述控制部在对所述外部装置请求向所述搬入部搬入基板或从所述搬出部搬出基板之前,判定是否将所述搬运模式设为所述搬入优先模式。
3.根据权利要求1所述的处理装置,其特征在于,
所述控制部基于所述搬运部的状态是否为可搬运状态,来判定是否将所述搬运模式设为所述搬入优先模式,其中,所述可搬运状态为能够由所述搬运部对从所述外部装置搬入所述搬入部的基板进行搬运的状态。
4.根据权利要求3所述的处理装置,其特征在于,
所述搬运部还包括搬运把持件,所述搬运把持件用于保持从所述外部装置搬入所述搬入部的基板并在所述搬入部与所述处理部之间搬运该基板,
在所述搬运把持件没有保持基板的情况下,所述控制部判定为所述搬运部的状态是所述可搬运状态,将所述搬运模式设为所述搬入优先模式,
在所述搬运把持件保持有基板的情况下,所述控制部判定为所述搬运部的状态不是所述可搬运状态,不将所述搬运模式设为所述搬入优先模式。
5.根据权利要求4所述的处理装置,其特征在于,
所述控制部基于对与所述搬运把持件保持基板相关的当前状态的检测结果或者根据所述搬运把持件的动作概述而估计的与所述搬运把持件保持基板相关的当前状态,来判定所述搬运把持件是否保持有基板。
6.根据权利要求1所述的处理装置,其特征在于,
在所述搬入优先模式下,
在所述控制部对所述外部装置请求向所述搬入部搬入基板之后、所述外部装置没有完成搬入基板的准备的状态下所述搬出部载置有基板的情况下,在所述控制部对所述外部装置请求从所述搬运部搬出基板之前、至预先确定的时间经过为止进行待机,
在至所述预先确定的时间经过为止从所述外部装置搬入基板并载置于所述搬入部的情况下,在所述搬运部开始搬运被载置于所述搬入部的基板之后,所述控制部对所述外部装置请求从所述搬运部搬出基板。
7.根据权利要求6所述的处理装置,其特征在于,
在所述搬入优先模式下,在至所述预先确定的时间经过为止没有从所述外部装置搬入基板的情况下,所述控制部对所述外部装置请求从所述搬运部搬出基板。
8.根据权利要求6所述的处理装置,其特征在于,
基于如下第一时间和第二时间来设定所述预先确定的时间,
所述第一时间是从在所述搬出部没有载置基板的状态下所述控制部对所述外部装置请求向所述搬入部搬入基板至从所述外部装置搬入基板并载置于所述搬入部为止的时间,
所述第二时间是从在所述搬出部载置有基板的状态下所述控制部对所述外部装置请求向所述搬入部搬入基板至载置于所述搬出部的基板被搬出并且从所述外部装置搬入基板并载置于所述搬入部为止的时间。
9.根据权利要求8所述的处理装置,其特征在于,
将所述第一时间与所述第二时间之差设定为所述预先确定的时间。
10.根据权利要求8所述的处理装置,其特征在于,
基于所述处理部处理所述基板所需的时间来设定所述预先确定的时间。
11.根据权利要求6所述的处理装置,其特征在于,
根据由所述处理部对所述基板进的行处理来更新所述预先确定的时间。
12.根据权利要求1所述的处理装置,其特征在于,
所述处理部包括投影光学系,所述投影光学系用于将原版的图案投影到基板,作为对所述基板的处理。
13.一种搬运方法,所述搬运方法是在处理装置与外部装置之间搬运基板的方法,所述处理装置具有搬运部,所述搬运部包括搬入部和搬出部,所述搬入部用于载置要从外部装置搬入的基板,所述搬出部用于载置要向所述外部装置搬出的基板,所述搬运部用于在所述搬入部、所述搬出部以及对所述基板进行处理的处理部之间搬运基板,所述搬运方法的特征在于,
包括如下步骤:按照搬运模式来控制在所述外部装置与所述处理装置之间对基板的搬运,
所述搬运模式包括如下搬入优先模式,在该搬入优先模式下,在存在应该向所述搬入部搬入的基板和应该从所述搬出部搬出的基板的情况下,与从所述搬出部搬出基板相比,优先向所述搬入部搬入基板。
14.一种物品的制造方法,其特征在于,包括:
使用权利要求12所述的处理装置在基板形成图案的步骤;
对在前述步骤中形成有所述图案的所述基板进行处理的步骤;以及
用被进行了处理的所述基板来制造物品的步骤。
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