DE69719151T2

DE69719151T2 - Verarbeitungssystem

Info

Publication number: DE69719151T2
Application number: DE69719151T
Authority: DE
Inventors: Masami Akimoto; Issei Ueda
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1996-11-19
Filing date: 1997-11-18
Publication date: 2003-12-04
Anticipated expiration: 2017-11-19
Also published as: JP3774283B2; US6264705B1; EP0843343B1; SG67441A1; EP0843343A2; DE69719151D1; TW354406B; JPH10150089A; EP0843343A3; US6126703A

Description

In dem Fotolack-Bearbeitungsschritt, z. B. bei der Fertigung von Halbleitern, wird ein Substrat, wie z. B. ein Halbleiterwafer (nachstehend Wafer genannt) gewaschen und die Oberfläche des Wafers mit einer Fotolacklösung beschichtet, um einen Fotolackfilm zu bilden. Nachdem der Fotolackfilm durch Verwendung eines spezifischen Belichtungsmusters belichtet worden ist, wird dann der belichtete Film mit einer Entwicklungslösung entwickelt. Für die Ausführung einer solchen Serie von Prozessschritten in dem Fotolack-Bearbeitungsschritt ist ein Fotolack- Beschichtungs- und Entwicklungssystem verwendet worden.
Das Fotolack-Beschichtungs- und Entwicklungssystem umfasst einen Kassettentisch, auf dem eine Vielzahl von Kassetten in einer Reihe angeordnet sind, und einen Transfermechanismus, der einen der Wafer von dem Kassettentisch entnimmt und zu einem Haupttransferarm transportiert. Die Kassetten sind jeweils ein Behälter zum Unterbringen einer Vielzahl von Wafern. Der Transfermechanismus kann sich frei auf einem Transferpfad in Richtung der Kassettenanordnung (in X-Richtung) bewegen. Die unterschiedlichen Bearbeitungsmaschinen, die bestimmte Prozesse an einem Wafer ausführen, sind an beiden Seiten des Transferpfades für den Haupttransferarm angeordnet. Insbesondere sind an beiden Seiten des Transportpfades eine Bürstvorrichtung zum Bürsten des Wafers bei Rotieren des Wafers, eine Reinigungsmaschine zum Reinigen des Wafers W mit einem Hochdruckwasserstrahl, eine Haftbearbeitungsmaschine zur Verbesserung der Haftung des Schutzlackes durch Unterziehen der Oberfläche des Wafers einem Haftprozess, eine Kühlmaschine zum Kühlen des Wafers auf eine spezifische Temperatur, eine Fotolack-Beschichtungsmaschine zum Beschichten der Oberfläche des sich rotierenden Wafers mit einer Fotolacklösung, eine Heizeinheit zum Erwärmen des mit Fotolacklösung beschichteten Wafers oder des mit einem Belichtungsmuster belichteten Wafers, und eine Entwicklungsmaschine zum Entwickeln des belichteten Wafers durch Zuführen einer Entwicklungslösung auf die Oberfläche des Wafers vorgesehen, während der Wafer rotiert wird.
Es ist ebenfalls ein Übergabeabschnitt vorgesehen, der den Wafer, auf den der spezifische Fotolackfilm ausgebildet worden ist, zu einer Musterbelichtungsmaschine (d. h. einem optischen Schrittgerät), die sich außerhalb des Fotolack- Beschichtungs- und Entwicklungssystems befindet, befördert. Der Übergabeabschnitt umfasst einen Tischabschnitt, auf dem der von dem Haupttransferarm beförderte Wafer abzusetzen ist, und einen Wafer-Ubergangsmechanismus zum Überführen des Wafers von dem Tischabschnitt zu dem Lade/Entladeabschnitt der Belichtungsmaschine. Der Wafer-Übergangsmechanismus hat die gleiche Funktion wie der Transfermechanismus. Das heißt, er kann nicht nur entlang des Transferpfades (in X-Richtung), sondern auch zurück und weiter in die Y-. Richtung bewegt und in θ-Richtung auf einer X-Y Ebene gedreht werden.
Bei dem herkömmlichen Fotolack-Beschichtungs- und Entwicklungssystem erfolgt das Laden eines unbelichteten Wafers in die Belichtungsmaschine und das Entladen bzw. Entnehmen des belichteten Wafers aus der Belichtungsmaschine durch den Lade/Entladeabschnitt in der Belichtungsmaschine.
In den vergangenen Jahren sind viele Arten von Belichtungsmaschinen entwickelt worden. Einige von ihnen haben einen geeigneten Lade/Entladearm anstatt eines Lade/Entladeabschnitts in ihrer Belichtungsmaschine. Der Lade/Entladearm in der Belichtungsmaschine ist für den Vorschub zu und Rückschub von dem Übergabeabschnitt ausgelegt und lädt daher den Wafer in dem Übergabeabschnitt in die Belichtungsmaschine und gibt den in der Maschine belichteten Wafer an den Übergabeabschnitt zurück. Das herkömmliche Bearbeitungssystem kann jedoch mit der wie vorstehend beschriebenen Konstruktion der Belichtungsmaschine nicht betrieben werden. Da die Belichtungsmustermaschine außerhalb des Bearbeitungssystems installiert ist, müssen die Höhe des Systems und der Belichtungsvorrichtung für einen reibungslosen Transfer eines Wafers zwischen diesen eingestellt werden. Diese Art von Bearbeitungssystem ist für die Ausführung einer möglichst großen Anzahl von Prozessreihen innerhalb des Systems durch das Zufügen verschiedener Funktionen in das System ausgelegt. In Zukunft wird, wie der Durchmesser eines Wafers, ein Substrat größer werden, so dass die Minimierung des erforderlichen Installationsraumes voraussichtlich ein dringendes Bedürfnis werden wird.
Die JP 07 297258 A offenbart ein Bearbeitungssystem mit einer Vielzahl von Typen von internen Bearbeitungsmaschinen, die verschiedene Prozesse an einem Substrat durchführen, und einen Übergabeabschnitt, der das Substrat an und von einer externen Bearbeitungsmaschine zum Ausführen einer spezifischen Bearbeitung an dem Substrat übergibt und empfängt, wobei der Übergabeabschnitt eine Transfereinheit zum Aufnehmen des Substrats aus mindestens einer der internen Bearbeitungsmaschinen und zum Überführen des Substrates an die externe Bearbeitungsmaschine und eine Substrattischeinheit zum temporären Halten des Substrates beim Überführen des Substrates zwischen der internen Bearbeitungsmaschine und der externen Bearbeitungsmaschine durch die Transfereinheit umfasst. Die Substrattischeinheit hat einen ersten und einen zweiten Tisch, die aufeinandergelegt sind und nach oben und unten bewegt und in einer spezifischen Höhe angehalten werden können, wobei das Substrat auf dem ersten Tisch temporär beim Überführen des Substrats zu der externen Bearbeitungsmaschine und auf dem zweiten Tisch temporär beim Aufnehmen des Substrats aus der externen Bearbeitungsmaschine abgelegt werden kann. Die Transfereinheit überführt das Substrat zwischen dem ersten und dem zweiten Tisch und wenigstens einer der internen Bearbeitungsmaschinen.
In dem Übergabeabschnitt des Bearbeitungssystems sind der erste Tisch, der beim Überführen des bearbeiteten Substrates zu der externen Bearbeitungsmaschine verwendet wird, und der zweite Tisch, der beim Aufnehmen des Substrates aus der externen Bearbeitungsmaschine verwendet wird, unabhängig voneinander in der Substrattischeinheit vorgesehen, weshalb die Transfereinheit in der externen Bearbeitungsmaschine das Substrat weich überführen kann. Da der erste Tisch und der zweite Tisch aufeinandergelegt sind und die Substrattischeinheit, auf die solche Wafertische installiert sind, frei auf- und abbewegbar ist, kann das Substrat weiterhin auf den ersten Wafertisch und zweiten Wafertisch in der gleichen Auslieferungsposition abgelegt und davon entnommen werden. Die Anordnung des ersten und des zweiten Tisches ist hilfreich zur Minimierung des für die Installation des Systems erforderlichen Raumes.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Bearbeitungssystem zu schaffen, das nicht nur mit Transfermitteln, wie z. B. verschiedene Transferarmtypen, in einer externen Maschine betrieben werden kann, sondern das auch einen reibungslosen Transfer realisiert und Installationsraum einspart.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Bearbeitungssystem vorgesehen, wobei jeweils der erste und zweite Tisch zwei Ablagetische nebeneinander aufweisen, um zwei Substrate temporär beim Überführen des Substrats zwischen der externen Bearbeitungsmaschine und der internen Bearbeitungsmaschine ablegen zu können. Die Transfereinheit überführt das Substrat zwischen dem ersten und zweiten Tisch und mindestens einer der internen Bearbeitungsmaschinen.
Diese Erfindung wird anhand der nachstehenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verständlicher, in denen Fig. 1 eine schematische Übersicht eines Beschichtungs- und Entwicklungssystems, wie in dem Stand der Technik offenbart, zeigt;
Fig. 2 eine schematische Vorderansicht des Beschichtungs- und Entwicklungssystems aus Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 eine schematische Rückansicht des Beschichtungs- und Entwicklungssystems aus Fig. 1 zeigt;
Fig. 4 eine perspektische Ansicht eines Übergabeabschnittes zeigt;
Fig. 5A eine Seitenansicht der Substrattischeinheit in dem Beschichtungs- und Entwicklungssystem aus Fig. 1 zeigt;
Fig. 5B eine Seitenansicht des Übergabeabschnitts zeigt, wenn die Substrattischeinheit aus Fig. 4 angehoben ist;
Fig. 6 eine schematische Draufsicht des Beschichtungs- und Entwicklungssystems aus Fig. 1 zeigt, wenn der Wafer-Übergangsmechanismus auf die Substrattischeinheit zugreift;
Fig. 7 eine teilweise perspektivische Ansicht des Übergabeabschnitts mit zwei Ablagetischen zeigt, die nebeneinander angeordnet sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 eine teilweise perspektivische Ansicht des Übergabeabschnitts zeigt, wenn die Substrattischeinheit angehoben ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 eine schematische Draufsicht eines Beschichtungs- und Entwicklungssystems unter Einsatz der Substrattischeinheit aus Fig. 7 zeigt;
Fig. 10 eine schematische Draufsicht des Übergabeabschnitts zeigt, wenn der Wafer-Übergangsmechanismus schräg auf die Substrattischeinheit aus Fig. 7 zugreift; und
Fig. 11 eine schematische Draufsicht des Übergabeabschnitts zeigt, wenn der Wafer-Übergabemechanismus auf die Substrattischeinheit aus Fig. 7 in direkter Gegenüberstellung zugreift.
Das Beschichtungs- und Entwicklungssystem 1, wie es in dem Stand der Technik offenbart ist, wird anhand der Fig. 1 bis 3 erklärt.
Das Beschichtungs- und Entwicklungssystem 1 umfasst eine Kassettenstation 10, eine Bearbeitungsstation 11 und eine Übergabestation 13. Bei dem System sind diese Komponententeile untereinander verbunden, um eine integrale Struktur zu bilden.
Die Kassettenstation 10 lädt und entlädt Wafer W (oder Substrate) in das und aus dem System in Einheiten einer Kassette C, z. B. in Einheiten von 25 Wafern. Die Kassettenstation lädt und entlädt ebenfalls einen Wafer W in oder aus der Kassette C. Die Bearbeitungsstation 11 umfasst verschiedene Bearbeitungsmaschinen des Beschichtungstyps, die spezifische Prozesse an den Wafern W nacheinander in den Beschichtungs- und Entwicklungsprozessen ausführen. Die Bearbeitungsmaschinen sind mehrstufig in spezifischen Positionen angeordnet. In dem Übergabeabschnitt 13 wird ein Wafer W an die Musterbelichtungsmaschine 12 neben der Bearbeitungsstation 11 übergeben. Die Belichtungsmaschine befindet sich außerhalb des Systems.
In der Kassettenstation 10 wird eine Vielzahl von Kassetten C (z. B. vier Kassetten) in einer Reihe auf Positionierungsvorsprünge 20a auf einem Kassettentisch 20 gesetzt, der als eine Tischeinheit in X-Richtung, wie in Figur. 1 gezeigt, dient, wobei der Wafer-Einlass - und -Auslass jeder Wafer-Kassette der Bearbeitungsstation 11, wie in Fig. 1 gezeigt, zugewandt ist. Eine Wafer-Transporteinheit 21 kann in die Richtung der Kassettenanordnung (d. h. in X-Richtung) und in Richtung der Waferanordnung (d. h. in Z-Richtung, d. h. in vertikale Richtung), bewegt werden. Die Wafer-Transporteinheit 21 kann entlang eines Transferpfades 22 bewegt werden und hat wahlweise Zugriff auf eine der Kassetten C.
Die Wafer-Transporteinheit 21 ist zur Drehung in θ-Richtung ausgelegt. Die Transporteinheit hat ebenfalls Zugang zu einer Ausrichtungseinheit (ALIM) und einer Anbaueinheit (EXT), die zu dem Abschnitt mit mehrstufig angeordneten Einheiten einer dritten Bearbeitungseinheitengruppe G3 auf der Seite der Bearbeitungsstation 11, wie später erklärt wird, gehören.
Die Bearbeitungsstation 11 hat ein Haupt-Wafertransfermittel (d. h. eine Haupt- Wafertransfereinheit) 23 in ihrem Zentrum. Um die Haupt-Wafertransfereinheit herum sind eine oder mehrere Gruppen von Bearbeitungsmaschinen angeordnet. Jede Gruppe wird aus verschiedenen Bearbeitungsmaschinen gebildet, die mehrstufig angeordnet sind.
Bei der Ausführungsform des Beschichtungs- und Entwicklungssystems 1 können fünf Bearbeitungsmaschinengruppen G1, G2, G3, G4 und G5 angeordnet werden. Eine erste und zweite Bearbeitungsmaschinengruppe G1 und G2 sind im vorderen Teil des Systems (d. h. in dem unteren Teil der Fig. 1) angeordnet. Eine dritte Bearbeitungsmaschinengruppe G3 ist neben der Kassettenstation 10 angeordnet. Eine vierte Bearbeitungsmaschinengruppe G4 befindet sich neben dem Übergabeabschnitt 13. Wahlweise ist eine fünfte Bearbeitungsgruppe G5 am rückwärtigen Teil des Systems angeordnet.
Wie in der Fig. 2 gezeigt, sind in der ersten Bearbeitungsmaschinengruppe G1 zwei Bearbeitungsmaschinen des Rotationstyps übereinanderliegend angeordnet. Sie führen spezifische Prozesse an dem Wafer W auf einem drehbaren Futter in einem Becher CP durch. Dabei handelt es sich z. B. um eine Fotolackbeschichtungsmaschine (COT) und eine Entwicklungsmaschine (DEV), die in dieser Reihenfolge von unten gesehen übereinanderliegend angeordnet sind. Gleichzeitig sind in der zweiten Bearbeitungsmaschinengruppe G2 zwei Bearbeitungsmaschinen des Rotationstyps, z. B. eine Fotolackbeschichtungsmaschine (COT) und eine Entwicklungsmaschine (DEV), in dieser Reihenfolge von unten gesehen übereinanderliegend angeordnet. Vorzugsweise sollte sich die Fotolackbeschichtungsmaschine (COT) auf der unteren Ebene befinden, da das Ablassen der Fotolacklösung ein großes Problem hinsichtlich Aufbau und Wartung ist. Die Fotolackbeschichtungsmaschine (COT) kann jedoch erforderlichenfalls auf der oberen Ebene angeordnet werden.
In der dritten Bearbeitungsmaschinengruppe G3 sind offene Bearbeitungsmaschinen übereinanderliegend auf acht Ebenen, wie in Fig. 3 gezeigt, angeordnet. Diese Maschinen führen spezifische Prozesse an dem Wafer W auf einem Tisch (nicht gezeigt) aus. Zum Beispiel sind in der dritten Bearbeitungsmaschinengruppe G3 eine Kühlmaschine (COL) zum Kühlen des Wafers, eine Haftbearbeitungsmaschine (AD) zur Verbesserung der Fixierung des Schutzes durch Dehydration der Oberfläche des Wafers, eine Ausrichtungsmaschine (ALIM) zum Ausrichten des Wafers, eine Anbaueinheit (EXT), zwei Vortrocknungseinheiten (PREBAKE) zum Erwärmen des Wafers vor der Belichtung, und zwei Nachtrocknungseinheiten (POBAKE) zum Erwärmen des Wafers nach der Belichtung, in der Reihenfolge von unten aus gesehen übereinanderliegend angeordnet.
Entsprechend sind in der vierten Bearbeitungsmaschinengruppe G4 offene Bearbeitungsmaschinen auf acht Ebenen übereinanderliegend angeordnet. Zum Beispiel sind in der vierten Bearbeitungsmaschinengruppe G4 eine Kühlmaschine (COL), eine Anbau-Kühlmaschine (EXTCOL), eine Anbaueinheit (EXT), eine Kühlmaschine (COL), zwei Vortrocknungsmaschinen (PREBAKE), und zwei Nachtrocknungsmaschinen (POBAKE) in dieser Reihenfolge von unten aus gesehen übereinanderliegend angeordnet.
Thermische Störungen zwischen den Maschinen können reduziert werden, indem die Kühlmaschine (COL) und die Anbau-Kühlmaschine (EXTCOL), deren Prozesstemperaturen niedrig sind, auf den unteren Ebenen angeordnet und die Vortrocknungsmaschinen (PREBAKE), die Nachtrocknungsmaschinen (POBAKE) und die Haftbearbeitungsmaschine (AD), deren Prozesstemperaturen hoch sind, auf den oberen Ebenen angeordnet werden.
Bei dem Beschichtungs- und Entwicklungssystem 1 kann die fünfte Bearbeiturigsmaschinengruppe G5, die durch eine unterbrochene Linie dargestellt ist, am rückwärtigen Teil der Haupt-Transfereinheit 23, wie vorstehend beschrieben, angeordnet werden. Die mehrstufige Bearbeitungsmaschine in der fünften Bearbeitungsmaschinengruppe G5 kann seitwärts entlang einer Führungsschiene 24, von der Haupt-Wafertransfereinheit 23 gesehen, bewegt werden. Daher stellt, auch wenn die mehrstufige Bearbeitungsmaschine in der fünften Bearbeitungsmaschinengruppe G5 in dem rückwärtigen Teil der Haupt-Wafertransfereinheit 23, wie in der Figur gezeigt, vorgesehen ist, das Gleiten der fünften Bearbeitungsmaschinengruppe G5 entlang der Führungsschiene 24 einen Raum am rückwärtigen Teil der Haupt-Wafertransfereinheit 23 sicher, der die Wartung der Haupt-Wafertransfereinheit 23 von dem rückwärtigen Teil des Systems ermöglicht. Anstelle des linearen Gleitens entlang der Führungsschiene 24 kann die mehrstufige Bearbeitungsmaschine in der fünften Bearbeitungsmaschinengruppe G5 nach außen aus dem System, wie anhand der strichpunktierten Linie in der Fig. 1 gezeigt, gedreht werden. Durch die Drehbewegung ist es ebenfalls leicht, einen Raum für die Wartung der Haupt-Wafertransfereinheit 23 sicherzustellen.
Da die Haupt-Wafertransfereinheit 23 nicht nur vertikal bewegt, sondern auch in Richtung A gedreht werden kann, hat sie zu jeder Einheit in der ersten bis fünften Bearbeitungsmaschinengruppe G1, G2, G3, G4, und G5 Zugang. Die Haupt- Wafertransfereinheit 23 hat drei Pinzetten 23a, die einen Wafer direkt halten. Die drei Pinzetten sind übereinanderliegend angeordnet. Mit jeder Pinzette 23a kann die Haupt-Wafertransfereinheit einen Wafer in oder aus jeder Maschine der ersten bis zur fünften Bearbeitungsmaschinengruppe G 1, G2, G3, G4, und G5 laden oder entladen.
Bei dem Beschichtungs- und Entwicklungssystem 1 sind zur Erzwingung eines Stroms gereinigter abwärts in Richtung des Kassettentisches 20 strömender Luft, der Transferpfad 22 der Wafer-Transporteinheit 21, die ersten bis fünften Bearbeitungsmaschinengruppen G1, G2, G3, G4 und G5 und der Übergabeabschnitt 13 eine Filtereinheit 25 mit einem Hochleistungsfilter, wie z. B. ein ULPA-Filter (Ultra Low Penetrate Air filter) oder ein chemischer Filter, in jeder Kassettenstation 10, Bearbeitungsstation 11, und Übergabeabschnitt 13 in dem oberen Teil des Systems, wie in der Fig. 2 gezeigt, vorgesehen. Wenn die von der stromaufwärtigen Seite der Filtereinheit 25 zugeführte Luft durch die Futereinheit 25 strömt, werden Teilchen und organische Komponenten aus der Luft entfernt und die Luft strömt gereinigt abwärts, wie in der Fig. 2 anhand der durchgehenden Linien und gestrichelten Linien gezeigt. Damit sich ein abwärtsgerichteter gereinigter Luftstrom insbesondere in der Fotolackbeschichtungsmaschine (COT) und der Entwicklungsmaschine (DEV), wo organische Komponenten erzeugt werden, bilden kann, sind in diesen Maschinen Luftführungen installiert.
Der Übergabeabschnitt 13 hat die gleiche Tiefe (in X-Richtung) wie die Bearbeitungsstation 11, ist jedoch kürzer in der Breite. An der Basis 13a des Übergabeabschnitts 13 ist eine Wafertransfereinheit (d. h. eine Wafer-Transporteinheit) 32 vorgesehen, die sich frei entlang eines in X-Richtung gelegten Transferpfades 31 bewegen kann. Die Wafer-Transfereinheit 32 ist nicht nur in θ-Richtung durch eine Welle 32a, wie in Fig. 4 gezeigt, rotierbar, sondern hat ebenfalls Zugang zu der Anbaueinheit (EXT), die zur der vierten Bearbeitungsmaschinengruppe G4 in dem Bearbeitungsabschnitt 11 gehört. Die Wafertransfereinheit 32 kann auf einen ersten Tisch 34 und einen zweiten Tisch 35 schräg, nicht direkt gegenüberliegend, zugreifen.
In der vorderen Basis 13a des Übergabeabschnitts 13 ist eine Substrattischeinheit 33 vorgesehen, wobei sich deren eines Ende nahe zu der Belichtungsvorrichtung 12 befindet. Wie in den Fig. 4, 5A und 5B gezeigt, weist die Substrattischeinheit 33 einen ersten Wafertisch 34 auf der oberen Ebene und einen zweiten Wafertisch 35 auf der unteren Ebene auf. Sie können mittels eines geeigneten Antriebsmechanismus (nicht gezeigt) auf und ab bewegt werden und in jeder Höhe anhalten. Die Substrattischeinheit 33 ist in einer Position derart angeordnet, dass ein Transferarm 12a, der als Transfermittel der Belichtungsmaschine 12 dient, auf die Tischeinheit zugreifen kann. Genauer gesagt ist die Substrattischeinheit insbesondere in einer Position angeordnet, dass der Transferarm 12a den an dem spezifischen Ort der Substrattischeinheit 33 platzierten Wafer aufnehmen oder den überführten Wafer W an einem spezifischen Ort der Substrattischeinheit 33 ablegen kann.
Der erste Wafertisch 34 hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie der zweite Wafertisch 35. Es folgt eine detaillierte Erklärung des ersten Wafertisches 34. Der erste Wafertisch 34 umfasst eine Trägerbasis 34a, von der ein Teil an ein Trageelement zum Heben und Senken (d. h. einen Hebestütze) 33a, festgeklemmt ist, das sich mittels eines Antriebsmechanismus auf und ab bewegt, eine Vielzahl von Peripherie-Stützelementen 34b, die an der Trägerbasis 34a vorgesehen sind und den Umfang des Wafers W tragen, und eine geeignete Anzahl von Haltestiften 34c, die in der Nähe des Zentrums der Trägerbasis. 34a vorgesehen sind. Wie in der Fig. 5B gezeigt, tragen die Haltestifte 34c den Wafer W in der Nähe des Wafer-Zentrums und der Peripherie-Stützelemente 34b tragen den Wafer-Umfang. Der derart gehaltene Wafer wird auf dem ersten Wafertisch 34 abgelegt. Entsprechend umfasst der zweite Wafertisch 35 einen Ablagetisch 35a, Peripherie-Stütz-Elemente 35b und Haltestifte 35c.
Eine periphere Belichtungsmaschine 36, die den Wafer W einem peripheren Belichtungsprozess unterzieht, ist am Ende der Basis 13a des Übergabeabschnitts 13 gegenüberliegend von der Substrattischeinheit 33 gegenüberliegend, insbesondere an dem rückwärtigen Teil des Systems vorgesehen. Die Wafertransfereinheit 32 kann ebenfalls auf die periphere Belichtungsmaschine 36 zugreifen.
Bei dem Beschichtungs- und Entwicklungssystem 1 können die Kassettenstation 10 und der Übergabeabschnitt 13 in X-Richtung der Fig. 1 geschoben werden, obwohl die Bearbeitungsstation 11 an dem Boden F, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, befestigt ist. Dies wird erreicht, indem eine Laufrolle 5C an der Bodenfläche eines jeden Kassettentisches 20 und der Basis 13a des Übergabeabschnitts 13 vorgesehen ist. Das gleiche kann erreicht werden, indem geeignete Schienen auf dem Boden F im voraus verlegt und ein Gleitmechanismus oder Räder an der Unterseite von jedem Kassettentisch 20 und der Basis 13a vorgesehen werden, die entlang der Schienen laufen können.
Nachfolgend wird der Betrieb des wie vorstehend beschriebenen konstruierten Beschichtungs- und Entwicklungssystems 1 erklärt. Zuerst greift die Wafertransfereinheit 21 in der Kassettenstation 10 auf die Kassette C zu, in der unbearbeitete Wafer auf dem Kassettentisch 20 untergebracht sind und entnimmt einen Wafer W aus der Kassette C. Dann bewegt sich die Wafer-Transporteinheit 21 zur Ausrichtungsmaschine (ALIM), die sich in der mehrstufigen Maschine in der dritten Bearbeitungsmaschinengruppe G3 der Bearbeitungsstation 11 befindet, und übergibt den Wafer W an die Ausrichtungsmaschine (ALIM).
Nachdem der Wafer W auf eine Ebene ausgerichtet und zentriert worden ist, wird der ausgerichtete Wafer W von der Wafer-Haupttransfereinheit 23 aufgenommen: Die Haupt-Wafertransfereinheit 23 bewegt sich auf den vorderen Teil der Haftbearbeitungsmaschine (AD) zu, die sich auf der unteren Ebene der Ausrichtungsmaschine (ALIM) in der dritten Bearbeitungsmaschinengruppe G3 befindet und lädt den Wafer W in die Haftbearbeitungsmaschine. Danach lädt die Haupt-Wafertransfereinheit 23 den Wafer in die Kühlmaschine (COL), die zu der mehrstufigen Maschine in der dritten Bearbeitungsmaschinengruppe G3 oder in der vierten Bearbeitungsmaschinengruppe G4 gehört. Der Wafer W wird vor dem Fotolackbeschichtungsverfahren auf die eingestellte Temperatur, z. B. 23ºC in der Kühlmaschine (COL) gebracht.
Nach Beenden des Kühlprozesses lädt die Haupt-Wafertransfereinheit 23 den Wafer W aus der Kühlmaschine (COL), ersetzt ihn durch einen anderen darin zu haltenden Wafer W und lädt den gekühlten Wafer W in die Fotolackbeschichtungsmaschine (COT), die zu der mehrstufigen Maschine in der ersten Bearbeitungsmaschinengruppe G1 oder der zweiten. Bearbeitungsmaschinengruppe G2 gehört. In der Fotolackbeschichtungsmaschine (COT) wird der Wafer W mit einer Fotolacklösung mittels eines Rotationsbeschichtungsverfahrens beschichtet, um einen Dickfilm auf der Oberfläche des Wafers zu bilden.
Nach Beenden des Fotolackbeschichtungsverfahrens lädt die Haupt-Wafertransfereinheit 23 den Wafer W aus der Fotolackbeschichtungsmaschine (COT) und lädt ihn in die Vortrocknungsmaschine (PREBAKE). In der Vortrocknungsmaschine (PREBAKE) wird der Wafer W auf eine spezifische Temperatur für eine spezifische Dauer erwärmt, z. B. auf 100ºC, damit die verbleibende Lösung des auf dem Wafer W aufgetragenen Films verdunstet.
Nach Beenden der Vortrocknung lädt die Haupt-Wafertransfereinheit 23 den Wafer W aus der Vortrocknungsmaschine (PREBAKE) und lädt ihn in die Anbau- Kühlmaschine (EXTTCOL), die zu der mehrstufigen Maschine in der vierten Bearbeitungsmaschinengruppe G4 gehört. In der Anbau-Kühlmaschine (EXTTCOL) wird der Wafer W auf eine für den nächsten Schritt geeignete Temperatur gekühlt, d. h. für das periphere Belichtungsverfahren durch die periphere Belichtungsmaschine 36 auf z. B. 24ºC. Nach erfolgter Kühlung überführt die Haupt- Wafertransfereinheit 23 den Wafer kurz oberhalb zu der Anbaueinheit (EXT) und legt den Wafer W auf einem spezifischen Tisch (nicht gezeigt) in der Anbaueinheit (EXT) ab.
Wenn der Wafer auf dem Tisch der Anbaueinheit (EXT) abgelegt worden ist, greift die Wafertransfereinheit 32 des Übergangsabschnittes 13 auf den Tisch von der gegenüberliegenden Seite aus zu und nimmt den Wafer W auf. Die Wafertransfereinheit 32 lädt den Wafer W in die periphere Belichtungsmaschine 36 des Übergangsabschnittes 12. Die periphere Belichtungsmaschine 36 führt das Belichtungsverfahren an dem Umfang des Wafers W aus.
Nach Beenden des peripheren Belichtungsverfahrens lädt die Wafertransfereinheit 32 den Wafer W aus der peripheren Belichtungsmaschine 36 und legt den Wafer W auf den ersten Wafertisch 34 auf der oberen Ebene der Substrattischeinheit 33 ab. Die Wafertransfereinheit 32 bewegt sich über den Transferpfad 31 entlang der Substrattischeinheit und legt den Wafer auf den ersten Wafertisch 34 an einer spezifischen Stelle an dem Transferpfad ab. In diesem Fall greift die Wafertransfereinheit auf den ersten Wafertisch 34 schräg, nicht in direkt gegenüberliegender Stellung zu und legt den Wafer W auf dem ersten Wafertisch 34 ab, wie in der Fig. 6 gezeigt ist. Mit anderen Worten wird der Schrittschaltmotor, der an dem in der Fig. 4 gezeigten Antriebsmechanismus 32 b vorgesehen ist, durch das Steuersignal von einem Controller (nicht gezeigt) derart gesteuert, dass der Arm 21 der Wafertransfereinheit 32 auf den ersten Wafertisch 34 schräg zugreifen kann. Durch diesen schrägen Zugriff wird der Wafer W auf den ersten Wafertisch 34 schneller abgelegt, als wenn die Wafertransfereinheit 32 in die dem ersten Wafertisch 34 direkt gegenüberliegende Stellung gebracht werden würde.
Daraufhin wird die erste Substrattischeinheit 33, wie in der Fig. 5B gezeigt, angehoben und bleibt in Wartestellung bis der Transferarm 12a der Belichtungsmaschine 12 auf die Einheit zugreift. Genauer gesagt wartet die Substrattischeinheit insbesondere ab, bis der Transferarm 12a der Belichtungsmaschine 12 den Wafer W überführt, der einem spezifischen Musterbelichtungsverfahren an der Belichtungsmaschine 12 ausgesetzt worden ist. Nachdem der Transferarm 12a der Belichtungsmaschine 12 den belichteten Wafer W auf den zweiten Wafertisch 35 abgelegt und sich temporär zurückgezogen hat, fährt die Substrattischeinheit 33 nach unten in die in der Fig. 4 gezeigten Stellung.
Dann nimmt der Transferarm 12a der Belichtungsmaschine 12 den Wafer W, der auf dem ersten Wafertisch 34 abgelegt ist, auf und wartet auf die Musterbelichtung. Dann fährt der Transferarm in die Belichtungsmaschine 12 zurück, die den Wafer W einem spezifischen Musterbelichtungsprozess unterzieht.
Nachdem der Wafer W auf dem ersten Wafertisch 34 von dem Transferarm 12a, wie vorstehend beschrieben, überführt wurde, wird die Substrattischeinheit 33 wieder bis in die in der Fig. 5 gezeigten Stellung angehoben. Die Wafer- Transfereinheit 32 nimmt den belichteten Wafer W auf dem zweiten Tisch 35 auf und überführt ihn zu der Anbaueinheit (EXT). Dann wird der Wafer für den nächsten Prozess, z. B. für ein Nachtrockungsverfahren, durch die Haupt- Wafertransfereinheit 23 der Nachtrockungsmaschine (POBAKE) zugeführt. Anschließend wird der Wafer aufeinanderfolgenden spezifischen Prozessen unterzogen.
Wie aus den vorstehend beschriebenen Verfahren ersichtlich, kann der Arm bei der Ausführungsform des Beschichtungs- und Entwicklungssystems 1, auch wenn die Belichtungsmaschine 12 als eine externe Bearbeitungsmaschine ihren eigenen Transferarm 12a hat, einen Wafer W reibungslos zwischen dem System und der Belichtungsmaschine über die Substrattischeinheit 33 des Übergabeabschnittes 13 transportieren.
Die Substrattischeinheit 33, die den Transfer fortführt, hat den ersten Wafertisch 34, auf dem der von dem System zugeführte Wafer W abgelegt wird, oder einen außenseitigen Wafertisch auf der oberen Ebene, und den zweiten Wafertisch 35, auf dem der zu dem System zu überführende Wafer abgelegt wird, oder den innenseitigen Wafertisch auf der unteren Ebene. Die Substrattischeinheit ist für eine vertikale Bewegung ausgelegt. Der außenseitige Wafertisch und der innenseitige Wafertisch sind übereinander angeordnet. Diese Anordnung spart Bodenraum und verhindert, dass das System zu groß wird, sogar bei Wafern mit größer werdendem Durchmesser.
Da der erste Wafertisch 34 und der zweite Wafertisch 35 sich nach oben und nach unten in die spezifische Übergabeposition bewegen, kann der Transferarm 12a der Belichtungsmaschine 12 den bearbeiteten Wafer W ablegen und den unbearbeiteten Wafer W in der gleichen Stellung aufnehmen. Da die Substrattischeinheit 33 in jeder beliebigen Höhe angehalten werden kann, kann sogar im Falle einer unterschiedlichen Wafer-Übergabeposition (oder Höhe) des Transferarmes 12a der Belichtungsmaschine die Wafer-Übergabeposition auf die Wafer- Übergabeposition (oder Höhe) des Transferarms 12a der Belichtungsmaschine 12 eingestellt werden, indem die Substrattischeinheit 33 des Übergabeabschnitts 13 lediglich gesteuert wird.
Da bei der Ausführungsform die Wafertransfereinheit 32 auf die Substrattischeinheit 33 schräg, nicht in direkt gegenüberliegender Stellung, zugreifen kann, wenn die Wafer-Transfereinheit 32 den Wafer zwischen der Anbaueinheit (EXT) und der Substrattischeinheit 33 in der vierten Bearbeitungsmaschinengruppe G4 überführt, kann die Entfernung, die der Wafer entlang des Transferpfades 31 zurücklegt, kürzer als vorher ausgelegt werden. Dadurch wird die Transferzeit verkürzt und verhindert, dass Staub während des Transfers erzeugt wird.
Bei der Ausführungsform des Beschichtungs- und Entwicklungssystems 1 ist die Kassettenstation 10 und der Übergabeabschnitt 13 in X-Richtung von Fig. 1 verschiebbar. Dies ermöglicht die Wartung der Kassettenstation 10, des Übergabeabschnitts 13 und sogar der Belichtungsmaschine 12.
Solange bei dem Beschichtungs- und Entwicklungssystem 1 die separat vorgesehene periphere Belichtungsmaschine 36 ein peripheres Belichtungsverfahren an dem Wafer ausführt, kann die für das periphere Belichtungsverfahren erforderliche periphere Belichtungsmaschine 36 dem ersten Wafertisch 34, wie in der Fig. 2 gezeigt, oder dem zweiten Wafertisch 35 hinzugefügt werden, und das periphere Belichtungsverfahren kann mit dem ersten Wafertisch 34 oder dem zweiten Wafertisch 35 ausgeführt werden. In dieser Konfiguration kann die Transferstrecke zwischen Anbaueinheit (EXT) und peripherer Belichtungsmaschine eliminiert werden. Dadurch wird die Bearbeitungszeit insgesamt verkürzt, und die Erzeugung von Staub unterdrückt. Weiterhin verkürzt die Eliminierung den Zeitraum, in dem der Wafer auf der Transferstrecke den Umgebungsbedingungen ausgesetzt ist, was die Ausbeute verbessert.
Während bei dem Beschichtungs- und Entwicklungssystem 1 der erste Wafertisch 34 und der zweite Wafertisch 35 in der Substrattischeinheit 33 jeweils nur einen Wafer aufnehmen kann, können sie eine solche Struktur haben, die eine Aufnahme von mehr als einem Wafer (z. B. zwei Wafer) zulässt, wie jeweils in der Substrattischeinheit 41 der Fig. 7 und der Fig. 8 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt ist.
Genauer gesagt weisen in der Substrattischeinheit 41 der erste Wafertisch 42 zwei Ablagetische 42a und 42b nebeneinander auf der oberen Ebene und der zweite Wafertisch zwei Ablagetische 43a und 43b nebeneinander auf der unteren Ebene auf. Aufgrund dieser Struktur können auf dem ersten Wafertisch 42 und dem zweiten Wafertisch 43 jeweils zwei Wafer gleichzeitig abgelegt werden. Daher wird z. B. bei dem Wafertisch 42 auf der oberen Ebene der Ablagetisch 42a als innenseitiger Ablagetisch und der Ablagetisch 42b als ein außenseitiger Ablagetisch benutzt. Entsprechend wird bei dem zweiten Wafertisch 43 auf der unteren Ebene der Ablagetisch 43a als ein innenseitiger Ablagetisch und der Ablagetisch 43b als einen außenseitiger Ablagetisch benutzt. Dadurch kann die Substrattischeinheit 41 gleichzeitig mehr Wafer als die Substrattischeinheit 33, die z. B. eine Einstellfunktion der Taktzeit bereitstellt und für die Wafer einen Standby-Bereich vergibt, abfertigen.
Durch den Einsatz der Substrattischeinheit 41 kann der Transferarm 44a dar Musterbelichtungseinheit 44 den belichteten Wafer W auf den rechten Tisch ablegen und den unbelichteten Wafer W von dem linken Tisch aufnehmen oder umgekehrt.
Bei der Substrattischeinheit 33 wird die Wafertransfereinheit 32 derart gesteuert, dass er schräg, nicht in direkter Gegenüberstellung, auf z. B. die zwei Ablagetische 42a und 42b des ersten Wafertisches 42 auf der oberen Ebene, wie in Fig. 10 gezeigt, zugreifen kann. Dies verkürzt nicht nur die Transferstrecke entlang des Transferpfades 31 und die Transferzeit bei der Beförderung des Wafers zwischen der Anbaueinheit (EXT) und der Substrattischeinheit 41 in der vierten Bearbeitungsmaschinengruppe G4, sondern unterdrückt ebenfalls den durch die Beförderung erzeugten Staub. Wie in der Fig. 11 gezeigt, kann die Wafer- Transporteinrichtung so ausgelegt werden, dass sie auf die Ablagetische 42a, 42b des ersten Wafertisches 42 der Substrattischeinheit 41 in direkter Gegenüberstellung zugreifen kann.
Die Ablagetische 42a, 42b des ersten Wafertisches 42 der Substrattischeinheit 41 können als Ablagetische auf der Innenseite oder auf der Außenseite verwendet werden und die Ablagetische 43a, 43b des zweiten Wafertisches 43 können als Ablagetische auf der Außenseite oder auf der Innenseite verwendet werden. Da auf dem ersten Wafertisch 42 und auf dem zweiten Wafertisch 43 in der Substrattischeinheit 41 gleichzeitig zwei Wafer abgelegt werden können, kann die erforderliche Struktur für das periphere Belichtungsverfahren von Wafern z. B. sowohl dem Ablagetisch 42a als auch dem Ablagetisch 42b in dem ersten Wafertisch 42 hinzugefügt werden, und das periphere Belichtungsverfahren kann sowohl auf dem Ablagetisch 42a als auch auf dem Ablagetisch 42b ausgeführt werden. Das Gleiche gilt für den zweiten Wafertisch 43.
Obwohl es sich bei der Ausführungsform um ein System handelt, das ein Beschichtungs- und Entwicklungsverfahren an einem Wafer in dem Fotolackbearbeitungsschritt ausführt, ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Die Erfindung ist zum Beispiel in einem Bearbeitungssystem anwendbar, bei dem Substrate, wie z. B. Wafer, zwischen einem System, das mit einer Bearbeitungsmaschine ausgestattet ist, und einer anderen Maschine außerhalb des Systems über eine Schnittstelle transportiert. Substrate beschränken sich nicht auf Wafer und können LCD-Substrate, CD-Substrate, Fotomasken, gedruckte Leiterplatten unterschiedlicher Art oder keramische Substrate sein.
Bei der vorstehenden Ausführungsform ermöglicht das Bearbeitungssystem, dass die Transfermittel einer externen Bearbeitungsmaschine einen Wafer reibungslos überführen und aufnehmen können. Da der erste Wafertisch und der zweite Wafertisch übereinanderliegen und die Substrattischeinheit, auf die solche Wafertische installiert sind, frei nach oben und unten bewegbar ist, kann ein Wafer auf und von dem ersten Wafertisch und dem zweiten Wafertisch in der gleichen Übergabeposition gelegt und entnommen werden. Der für die Installation des Systems erforderliche Raum kann minimiert werden.
Da die Wafertische übereinanderliegend angeordnet und nach oben und unten bewegbar sind, können die Transfermittel der externen Bearbeitungsmaschine ein Substrat aufnehmen und das bearbeitete Substrat von der externen Bearbeitungsmaschine mittels der Substrattischeinheit in gleicher Höhe übergeben. Wenn sich die Bearbeitungstaktzeiten seitens des Systems und der externen Bearbeitungsmaschine unterscheiden, kann die Substrattischeinheit geeignet nach oben und nach unten bewegt werden, um das Substrat auf einen beliebigen leeren Wafertisch abzulegen, so dass das Substrat auf die Bearbeitung warten kann. Da die Auf- und Abbewegung der Substrattischeinheit das Standby- Verfahren ausführt, ist es nicht erforderlich, die Transfermittel der externen Bearbeitungsmaschine und die Transfermittel des Systems nach oben und nach unten zu bewegen.
Da der erste Wafertisch und der zweite Wafertisch jeweils eine Struktur haben, die das Ablegen von zwei oder mehr Substraten auf diesen zulässt, können der erste Wafertisch oder der zweite Wafertisch als Standby-Abschnitt eingesetzt werden, Daher ist es möglich, die Bearbeitungszeitsteuerung oder die Taktzeit einzustellen.
Der erste Wafertisch oder der zweite Wafertisch sind so ausgelegt, dass auf diesen ein Belichtungverfahren an den Substraten ausgeführt werden kann. Wenn der erste Wafertisch und der zweite Wafertisch weiterhin so ausgelegt sind, dass das Substrat, wie z. B. ein Halbleiterwafer, einem anderen Belichtungsprozess unterzogen werden kann, z. B. einem peripheren Belichtungsprozess, so wird damit nicht nur Raum geschaffen, der für zwei unterschiedliche Arten der Belichtung benötigt wird, sondern es wird auch ein Durchlaufen von schnell auszuführenden Prozessen ermöglicht, z. B. von dem peripheren Belichtungsverfahren zu dem Musterbelichtungsverfahren oder von dem Musterbelichtungsverfahren zu dem peripheren Belichtungsverfahren.

Claims

1. Ein Bearbeitungssystem gekennzeichnet durch:

eine Vielzahl von Typen von internen Bearbeitungsmaschinen (COT, DEV) die verschiedene Verfahren an einem Substrat (W) durchführen; und einen Übergangsabschnitt (13), in dem Substrate zu und von einer externen Bearbeitungsmaschine (12) zum Durchführen eines spezifischen Verfahrens an dem Substrat abgegeben und empfangen werden, wobei der Übergangsabschnitt umfasst:

eine Transfereinheit (32) zum Aufnehmen des Substrates aus wenigstens einer der internen Bearbeitungsmaschinen und Überführen des Substrates zu der externen Bearbeitungsmaschine (12); und

eine Substrattischeinheit (33) zum temporären Halten des Substrates beim Überführen des Substrates zwischen der internen Bearbeitungsmaschine und der externen Bearbeitungsmaschine durch die Transfereinheit, und wobei die Substrattischeinheit einen ersten und zweiten Tisch (34, 35) hat, die aufeinander gelegt sind und nach oben und unten bewegt und in einer spezifische Höhe angehalten werden können, und wobei die Transfereinheit das Substrat zwischen dem ersten und zweiten Tisch und wenigstens einer der internen Bearbeitungsmaschinen überführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der ersten und zweiten Tische zwei Ablagetische nebeneinander aufweisen, um zwei Substrate temporär beim Überführen des Substrats zwischen der externen Bearbeitungsmaschine und der internen Bearbeitungsmaschine darauf ablegen zu können.

2. Ein Bearbeitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transfereinheit (32) frei rotierbar ist und beliebig auf die internen Bearbeitungsmaschinen und externen Bearbeitungsmaschinen zugreifen kann hat.

3. Ein Bearbeitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transfereinheit (32) schräg auf den ersten Tisch und den zweiten Tisch zugreifen kann.

4. Ein Bearbeitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste (34) und zweite Tisch (35) jeweils ein Trageelement zum Heben und Senken (33a), das sich nach oben und unten bewegt, eine Trägerbasis, von der ein Teil an dem Trageelement zum Heben und Senken festgeklemmt ist, eine Vielzahl von Peripherie-Stütz-Abschnitten (34b, 35b), die an der Trägerbasis vorgesehen sind und den Umfang des Substrates tragen, und eine Vielzahl von in der Nähe des Zentrums der Trägerbasis vorgesehene Haltestifte (34c, 35c) aufweist, wobei das Substrat von den Haltestiften in der Nähe des Substratzentrums und der Umfang von den Peripherie-Stütz-Abschnitten getragen wird.

5. Ein Bearbeitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Tisch (34) in der oberen Ebene und der zweite Tisch (35) in der unteren Ebene angeordnet sind.

6. Ein Bearbeitungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das von der externen Bearbeitungsmaschine (12) entladene Substrat auf dem ersten Tisch (34) temporär abgelegt und das in der externen Bearbeitungsmaschine geladene Substrat auf dem zweiten Tisch (35) temporär abgelegt werden können.