JP2000138162A - 処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板にレジストを塗布し、露光後のレジスト
を現像処理する塗布／現像装置において、システム全体
の占有スペースの狭い装置を提供し、それによってクリ
ーンルーム内のスペースを効率的に活用すること。 【解決手段】 塗布／現像装置のカセット搬入出部２
を、タイミングベルト２３を巻き掛けた駆動機構２０に
より３個以上のカセットＣをウエハをほぼ水平状態に保
ったまま上下、左右方向に周回移動させるように構成す
る。一方クリーンルームの天井部付近にてガイド部材５
１に沿って移動するカセット搬送機構５を設け、その搬
送機構５により、上段に移動してきたカセットＣにアク
セスし、一方下段のカセットＣ内のウエハに対して装置
側のウエハ搬送機構４によりアクセスする。下段のカセ
ットＣ内のウエハの処理が終了した後、そのカセットＣ
を上段に移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板カセットから
基板、例えば半導体ウエハや液晶ディスプレイ用のガラ
ス基板を取り出して例えばレジストの塗布及び現像処理
を行う装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造工程におけるフォ
トリソグラフィー技術においては半導体ウエハ（以下ウ
エハという）の表面にレジストを塗布し、この塗布レジ
ストを所定パターンに露光処理し、更に現像処理して所
定パターンのレジスト膜が形成される。このような一連
の処理は、塗布／現像部に露光部を接続した装置により
行われる。

【０００３】図８はこのような装置の従来例を示す概観
図であり、基板例えば半導体ウエハを２５枚収納したカ
セットＣは、自動搬送ロボット１０により搬入出ポート
であるカセットステージ１に置かれる。次いで図では見
えない受け渡しアームによりカセットＣ内からウエハが
取り出され、塗布／現像処理部１１のメイン搬送アーム
に受け渡され、ウエハ上にレジストが塗布される。その
後ウエハはインターフェイス部１２を介して露光部１３
に搬送され、ここで露光処理された後、塗布／現像処理
部１１に戻され、現像処理される。一連の処理を終えた
ウエハは、搬入時とは逆の経路で元のカセットＣ内に戻
され、ウエハが全て処理されて戻されたカセットＣは、
自動搬送ロボット１０により次のシステムあるいはカセ
ットストッカに搬送される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで半導体デバイ
スの製造プロセスは、パーティクルの付着を避けるため
クリーンルーム内で行われるが、クリーンルームは高価
であるため、処理装置を効率よくレイアウトすることが
必要になってくる。しかしながら上述した従来技術で
は、装置間の基板の搬送を担う自動搬送ロボットの移動
スペースをクリーンルーム内に設けなければならず、し
かも近時、ウエハや、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用ガ
ラス基板はサイズが大きくなってきているため、その移
動スペースもさらに広くなってしまい、効率のよいレイ
アウトの実現が難しいという問題点がある。

【０００５】本発明は、このような事情の下になされた
ものであり、その目的は、前記自動搬送ロボットに対応
するカセット搬送機構も含めたシステム全体の占有スペ
ースの狭い装置を提供し、それによってクリーンルーム
内のスペースを効率的に活用することにある。また本発
明の他の目的は、カセット搬送機構とカセット搬入出部
との間の基板カセットの受け渡し制御が容易な装置を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の処理装置は、基
板に対して処理を行うための処理部と、複数の基板が保
持された基板カセットが搬入出されるカセット搬入出部
と、このカセット搬入出部に搬入された基板カセットか
ら処理前の基板を取り出して前記処理部に受け渡し、ま
た前記処理部から処理済みの基板を受け取って前記カセ
ット搬入出部に置かれている基板カセット内に基板を受
け渡す基板搬送機構と、を備え、前記カセット搬入出部
は、装置外部のカセット搬送機構に対して基板カセット
が搬入出される第１の位置と、前記基板搬送機構に対し
て基板カセット内の基板の受け渡しが行われる第２の位
置とを含む周回軌道に沿って基板カセットを移動させる
ように構成されたことを特徴とする。

【０００７】カセット搬入出部は、基板がほぼ水平姿勢
となるように複数の基板カセットを載置する載置部と、
該載置部を基板がほぼ水平姿勢のまま周回移動させるた
めの駆動機構と、を備えた構成とすることができる。

【０００８】このような発明によれば、基板カセットが
周回軌道に沿って移動し、その軌道上の第１の位置にて
カセット搬送機構によりカセットの受け渡しが行われる
ので、カセットの受け渡し制御が容易である。

【０００９】この場合第１の位置は、ガイド部材にガイ
ドされながら移動するカセット搬送機構に対して基板カ
セットが搬入出される位置であって、第２の位置よりも
高いことが望ましく、またカセット搬送機構は、装置が
置かれる空間の上部または上方位置にて移動するもので
あるとよい。このように床を走行する自動搬送ロボット
の代りにカセット搬送機構を高い位置にて例えば天井付
近にて移動する構成とすれば、クリーンルーム内におけ
るシステムの占有面積が小さくて済む。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明を、基板であるウエ
ハに対してレジストの塗布及び露光後のレジストに対し
て現像を行うための塗布／現像装置に適用した実施の形
態について述べる。図１は塗布／現像装置１００に露光
装置２００を接続した状態を示す概観図、図２は塗布／
現像装置１００を示す平面図である。

【００１１】塗布／現像装置１００は複数枚例えば２５
枚のウエハＷが棚状に保持された基板カセットであるウ
エハカセット（以下単にカセットという）Ｃが搬入出さ
れるカセット搬入出部２と、ウエハに対して塗布、現像
処理を行うための処理部３と、前記処理部３とカセット
搬入出部２に置かれたカセットＣとの間でウエハＷの受
け渡しを行う基板搬送機構をなすウエハ搬送機構４とを
備えている。ただしカセット搬入出部２は、図１及び図
２では、便宜上機構部分の図が省略してあり、機構部分
の位置を符号「２」として指示している。

【００１２】カセット搬入出部２は、図３に示すように
複数、特に限定しないが例えば６個のカセットＣを、上
下及び左右方向に周回移動させる駆動機構２０を備えて
いる。なおこの塗布／現像装置１００では、カセット搬
入出部２を正面とし、カセット搬入出部２から処理部３
を見たときの方向を左右（横）、前後として扱うことに
する。またカセット搬入出部２には、ダミー用のウエハ
などを収納したピックアップ固定カセットＳが設けられ
ている。

【００１３】駆動機構２０は、例えば図３及び図４に示
すようにモータ２１により回転駆動される歯車２２、そ
の歯車２２と別の歯車（図示せず）との間に巻き掛けら
れたタイミングベルト（チェーンを含む）２３、タイミ
ングベルト２３に所定間隔おきに回動自在に固定されて
なる例えば６個の載置部をなすカセット載置台２４、及
びカセット載置台２４の周回移動を案内するガイド部材
２５を設けて構成される。モータ２１は、制御部４０に
より駆動制御される。なお駆動機構２０はこの構成に限
定されない。

【００１４】タイミングベルト２３は、特に限定しない
が、例えば上下２段に３個ずつカセット載置台２４が並
ぶようなサイズとなるように巻き掛けられている。カセ
ット載置台２４は、タイミングベルト２３に一体となっ
て移動するように固定された支軸２６の先端に回転部２
７が回動自在に取り付けられ、その回転部２７から吊り
下げられた一対の吊り下げ部材２８の下端に載置台とな
る板２９が渡された構成となっている。従ってカセット
載置台２４は、観覧車の如くほぼ水平姿勢の状態を保っ
たまま周回移動される。またカセット載置台２４は、例
えばカセットＣの底部の位置決めを行うためのガイド部
材（図示省略）などを備えている。

【００１５】ガイド部材２５は、例えばカセット載置台
２４の支軸２６を挟む一対のレールで構成されており、
カセット載置台２４が円滑に移動できるようにカセット
載置台２４及びカセットＣの荷重を支える。なおガイド
部材２５は、カセット載置台２４の移動が円滑になされ
るならば、必ずしも必要でない。

【００１６】塗布／現像装置１００の上方側、例えばク
リーンルームの天井付近には、カセット搬送機構５が設
けられている。このカセット搬送機構５は、横方向に例
えばほぼ水平に伸びるガイド部材５１にガイドされなが
ら移動できるように構成されている。ここでカセット搬
送機構５について述べる前に、図５に基づいてカセット
Ｃの構造を述べると、カセットＣはこの例では前面が開
口し、ウエハＷの周縁を保持するスロットが設けられた
ケースＣ１の上に、正面形状がコ字型の把手Ｃ２を設け
て構成される。カセット搬送機構５は、カセットＣの把
手Ｃ２の中に入り込んで当該把手Ｃ２と係合する吊り下
げ部材５２を備えている。この吊り下げ部材５２は、前
後及び上下に移動できるように構成されており、前記第
１の位置にあるカセット載置台２４に対してカセットＣ
の受け渡しを行う。ここで第１の位置とは、この例では
上下２段のうちの上段の１個所の位置である。なおキャ
リア搬送機構５はカセットＣを吊り下げる構成に限ら
ず、例えば一対の開閉アームによりカセットＣの側面を
挟持する構成でもよい。

【００１７】図１及び図２に戻って前記ウエハ搬送機構
４について述べると、このウエハ搬送機構４は上下、左
右に移動自在でかつ鉛直軸周りに回転自在な搬送基体４
１に進退自在な受け渡しアーム４２を設けて構成され、
この受け渡しアーム４２によりウエハＷの受け渡しが行
える第２の位置にあるカセット載置台２４上のカセット
Ｃに対してウエハＷの受け渡しを行うと共に、処理部３
内の後述の受け渡しユニットに対してウエハＷの受け渡
しを行う。ここで第２の位置とは、カセット載置台２４
が並ぶ上下２段のうちの下段の位置である。受け渡しア
ーム４２は、前記制御部４０により駆動制御される。

【００１８】前記制御部４０について述べると、制御部
４０は、カセット搬送機構５の吊り下げ部材５２の位
置、カセット搬入出部２上の各カセットＣ内のウエハの
ロット及び各カセットＣの位置、各カセットＣ内のウエ
ハＷの処理状況（どの段のスロットのウエハＷが処理済
みで、どの段のスロットのウエハが未処理であるのかな
どの情報）、ウエハ搬送機構４の位置や受け渡し動作中
であるか否かといった情報を取り込み、装置全体を監視
し、例えば一のカセットＣ内のウエハＷが全て処理済み
になると、カセット搬入出部２の第１の位置にあるカセ
ットＣは処理前のウエハを収納しているものかそれとも
処理済みのウエハを収納していて搬出を待っている状態
かということを判断し、かつウエハ搬送機構４によりカ
セットＣに対してウエハＷの受け渡しが行われていない
ことを確認の上、モータ２１に制御信号を出力してタイ
ミングベルト２３を回動させ、各載置台２４の位置を一
つずつずらす。なお図では図面の領域の制約などからタ
イミングベルト２３上の載置台２４の取り付け間隔につ
いては考慮して記載されていないが、実際には、下段
（上段）から上段（下段）に移るときの載置台２４の移
動距離と各段の載置台２４の移動距離とは同一となるよ
うに設計される。

【００１９】処理部３は、中央に２基のメイン搬送アー
ム３１，３２を備えており、これらメイン搬送アーム３
１，３２の前後及び左側には夫々棚６Ａ，６Ｂ，６Ｃが
設けられている。棚６Ａ〜６Ｃは、複数のユニットが積
み上げられて構成されており、図６に示すように、それ
らユニットに対してウエハを加熱する加熱ユニット、ウ
エハを冷却する冷却ユニット、ウエハ表面を疎水性にす
るための疎水化ユニッ卜、ウエハの位置合わせを行うた
めのアライメントユニットなどが割り当てられている。
更に棚６Ａ，６Ｃにおいては、ユニット群の一つがウエ
ハの受け渡しユニットとして割り当てられている。図６
中６１，６２は受け渡しユニットを示している。なお図
６に示すユニットの割り当てはイメージを示す便宜上の
ものであり、この配列に拘束されるものではない。

【００２０】メイン搬送アーム３１，３２の右側には、
上段側に２個の現像処理部をなす現像ユニット３３が設
けられ、下段側に２個の塗布処理部をなす塗布ユニット
３４が設けられている。メイン搬送アーム３１，３２
は、昇降自在、鉛直軸まわりに回動自在及び進退自在に
構成されており、ウエハＷを棚６Ａ〜６Ｃの各ユニッ
ト、塗布ユニット３４及び現像ユニット３３の間で受け
渡す役割をもっている。なおメイン搬送アーム３１，３
２間のでウエハＷの受け渡しは、昇降自在な中間ステー
ジ３０を介して行われる。

【００２１】また塗布／現像装置１００はインターフェ
イス部７を備えており、処理部３はこのインターフェイ
ス部７を介して露光装置２００（図１参照）に接続され
ている。インターフェイス部７は、塗布／現像装置１０
０と露光装置２００との処理速度の差に基づくウエハＷ
の滞留を避けるためのものであり、前記受け渡しユニッ
ト６２、露光装置２００の入出力ポート及びバッファカ
セット７１の間をウエハＷを搬送する搬送アーム７２を
備えている。

【００２２】次に上述実施の形態の作用について図７を
参照しながら述べる。ここでは例えば６個のカセット
（説明の便宜上、「Ａ」〜「Ｆ」の符号を付す）Ａ〜Ｆ
がそれぞれ６個のカセット載置台２４に載置されてお
り、カセットＦについては、全てのウエハＷの処理が終
って当該カセットＦ内に戻されているとする。

【００２３】カセットＦは駆動機構２０により例えばカ
セット搬入出部２の第１の位置である上段側に移動され
停止される。そしてこのカセットＦ上に、カセット搬送
機構５の吊り下げ部材５２（以下、区別するため「第１
の吊り下げ部材５２Ａ」とする）がカセットを付けてい
ない状態で移動される。その際、その空の第１の吊り下
げ部材５２Ａの後には、処理前のウエハＷの入ったカセ
ット（「Ｇ」の符号を付す）Ｇを保持した吊り下げ部材
５２（「第２の吊り下げ部材５２Ｂ」とする）が運ばれ
る（図７（ａ）参照）。

【００２４】第１の吊り下げ部材５２Ａは、処理済のカ
セットＦを吊り下げた後（図７（ｂ）参照）、このカセ
ットＦがいた位置に、第２の吊り下げ部材５２Ｂに吊り
下げられたカセットＧが位置するように移動する（図７
（ｂ）参照）。そしてカセットＦが取り去られたことに
より空となったカセット載置台２４上に、カセットＧが
載せられる（図７（ｃ）参照）。

【００２５】一方例えばカセット搬入出部２の第２の位
置である下段側に停止されていたカセットＡ〜Ｃに対し
て、ウエハ搬送機構４によって処理前のウエハＷが取り
出され、処理部３の受け渡しユニット６１（図６参照）
に受け渡される。このウエハＷはメイン搬送アーム３１
により棚６Ａあるいは６Ｃの処理ユニットに順次搬送さ
れて、所定の処理、例えば疎水化処理、冷却処理などが
行われ、次いで塗布ユニット３４にてレジストが塗布さ
れ、更に加熱処理された後、受け渡しユニット６２から
インターフェイス部７を経て露光装置２００（図１参
照）に送られる。

【００２６】露光装置２００にて露光されたウエハＷ
は、逆の経路で処理部３に戻され、メイン搬送アーム３
２により現像ユニット３３に搬送され、現像処理され
る。なおウエハＷは詳しくは現像処理の前に加熱処理及
び冷却処理される。現像処理されたウエハＷは上述との
逆の経路でカセット搬入出部２の第２の位置にいる元の
カセットＡ〜Ｃ内に戻される。

【００２７】ところでカセットＡ，Ｂについては、例え
ば図７（ａ）の状態の一つ前の状態、つまり下段に左側
からカセットＦ，Ａ，Ｂと並んでいた状態のときからウ
エハＷの取り出しが行われる。そして取り出されたウエ
ハＷが処理されている間、カセットＡ，Ｂの位置が図７
（ａ）のように左側へずれるので、制御部４０は、各ウ
エハＷの処理状態と共にカセットの位置をメモリに書き
込み、処理済みのウエハをカセットに戻すときにそのカ
セットが今どの位置にいるかを、メモリ内のデータを読
み出して把握し、当該カセットに対してウエハを受け渡
すことができるようにウエハ搬送機構４を制御する。

【００２８】そして例えばカセットＡ内の全てのウエハ
Ｗの処理が終了し、このカセットＡ内に戻されると、制
御部４０からの制御信号により駆動機構２０が駆動さ
れ、カセットＡがカセット搬入出部２の第１の位置に移
動されるとともに、他の各キャリアＢ〜Ｅ，Ｇも１つず
つ次の位置へ移動される（図７（ｄ）参照）。カセット
Ａ〜Ｃに対して処理が行われている間、先に取り去られ
たカセットＦは、カセット搬送機構５により次の処理ス
テーションあるいはストッカに搬送される。

【００２９】上述の実施の形態によれば、従来の自動搬
送ロボットに対応するカセット搬送機構５を床から離れ
た高い所に走行させているため、そのカセット搬送機構
５も含めたシステム全体の装置の占有スペースを狭くで
き、今まで自動搬送ロボットの走行路として使われてい
た床のエリアを例えば装置の設置スペースとして活用で
きるので、高価なクリーンルームにおいて効率のよいレ
イアウトとすることができる。またこの場合カセット載
置台２４を上下に並んだ状態にセットして上段側のカセ
ットＣに対してカセット搬送機構５がアクセスするよう
にすれば、カセット搬送機構５を高所に設けかつアクセ
ス時のストロークを小さくすることができる利点があ
る。

【００３０】更にまたカセット搬入出部２の周回軌道に
おいてカセット搬送機構５に対するカセットの受け渡し
位置が一個所であるため、カセットの受け渡しの制御が
容易である。なお本実施の形態では、例えば２個以上の
カセットを１組として、その１組の受け渡し位置が１個
所であってもよい。例えば常に図７（ａ）のＦ及びＥの
位置で２個同時にカセットが受け渡されるようにしても
よい。

【００３１】さらに上述の実施の形態によれば、処理部
３に２つのメイン搬送アーム３１，３２が設けられてい
るため、それら２つのメイン搬送アーム３１，３２によ
り並行して２枚のウエハＷを各ユニット間で搬送するこ
とができる場合があるので、スループットが向上する。

【００３２】以上において本発明は、カセット搬送機構
としては、カセット搬入出部２においてカセット載置台
２４を水平面内で周回移動させるようにし、上下位置で
はなく前後に並ぶように停止させてその状態でカセット
ＣあるいはウエハＷのアクセスを行うようにしてもよ
い。またカセット搬送機構５とカセット搬入出部２との
間のカセットＣの搬送は、作業者が行うようにしてもよ
い。なお基板としてはウエハに限らず液晶ディスプレイ
用のガラス基板であってもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、カセット
搬送機構を床よりも高い位置にてガイド部材に沿って移
動するように構成したため、クリーンルームのスペース
を有効に活用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態である塗布／現像装置に露
光装置を接続した状態を示す概観図である。

【図２】本発明の実施の形態である塗布／現像装置を示
す平面図である。

【図３】本発明の実施の形態の要部であるカセット搬入
出部を示す正面図である。

【図４】カセット搬入出部における駆動機構の一例を示
す斜視図である。

【図５】カセット搬送機構及びカセットを示す斜視図で
ある。

【図６】上記の塗布／現像装置の内部を示す側面図であ
る。

【図７】上記の塗布／現像装置及びカセット搬送機構の
作用を説明するための模式図である。

【図８】従来の塗布／現像装置を示す概観図である。

【符号の説明】

Ｃ 基板カセット Ｗ 半導体ウエハ（基板） １００ 塗布／現像装置 ２００ 露光装置 ２ カセット搬入出部 ２０ 駆動機構 ２４ カセット載置台（載置部） ３ 処理部 ３３ 現像ユニット ３４ 塗布ユニット ４ ウエハ搬送機構（基板搬送機構） ５ カセット搬送機構 ５１ ガイド部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松下 道明 熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地 東京 エレクトロン九州株式会社熊本事業所内 Ｆターム(参考） 2H025 AB16 EA04 FA14 2H096 AA25 CA20 GA60 5F046 CD01 CD05 CD06 CD10 JA22 LA18

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に対して処理を行うための処理部
   と、 複数の基板が保持された基板カセットが搬入出されるカ
   セット搬入出部と、 このカセット搬入出部に搬入された基板カセットから処
   理前の基板を取り出して前記処理部に受け渡し、また前
   記処理部から処理済みの基板を受け取って前記カセット
   搬入出部に置かれている基板カセット内に基板を受け渡
   す基板搬送機構と、を備え、 前記カセット搬入出部は、装置外部のカセット搬送機構
   に対して基板カセットが搬入出される第１の位置と、前
   記基板搬送機構に対して基板カセット内の基板の受け渡
   しが行われる第２の位置とを含む周回軌道に沿って基板
   カセットを移動させるように構成されたことを特徴とす
   る処理装置。
2. 【請求項２】 カセット搬入出部は、基板がほぼ水平姿
   勢となるように基板カセットを載置する載置部と、該載
   置部を基板がほぼ水平姿勢のまま周回移動させるための
   駆動機構と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の
   処理装置。
3. 【請求項３】 第１の位置は、装置外部のガイド部材に
   ガイドされながら移動するカセット搬送機構に対して基
   板カセットが搬入出される位置であって、第２の位置よ
   りも高いことを特徴とする請求項１または２記載の処理
   装置。
4. 【請求項４】 カセット搬送機構は、装置が置かれる空
   間の上部または上方位置にて移動するものであることを
   特徴とする請求項１、２または３記載の処理装置。