JP2000138276A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被処理基板の搬送時における装置内のダウン
フローの気流の乱れを抑制し、被処理基板表面に塵埃が
付着することに起因しての歩留りの低下を抑制すること
のできる基板処理装置を提供する。 【解決手段】 処理ステーション１１内には、中央に搬
送路３１が設けられ、この搬送路３１の両側に各種処理
ユニット群が配設されている。搬送路３１内にはダウン
フローが形成され、処理ユニットに対する搬入・搬出時
にウエハＷを水平とし、各処理ユニットに対する搬入・
搬出時以外は、少なくとも一時ウエハＷを略垂直として
搬送するウエハ搬送機構３２、３３が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ハやＬＣＤ基板等の被処理基板に対してレジスト塗布、
現像等の処理を行う基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体デバイスの製造プロセスに
おけるフォトリソグラフィー工程においては、半導体ウ
エハあるいはＬＣＤ基板等の被処理基板表面にレジスト
膜を形成するレジスト塗布処理と、レジスト塗布後のウ
エハに対して露光処理を行った後に当該被処理基板に対
して現像を行う現像処理とが行われる。

【０００３】従来からこれらレジスト塗布処理と現像処
理は、対応する各種処理ユニットが１つのシステム内に
装備された複合型の塗布現像処理システム内で、この処
理システムに接続された露光装置での露光プロセスを挟
んで所定のシーケンスに従って行われている。

【０００４】また、このような塗布現像処理システムと
露光装置との間での被処理基板の受け渡しは、外気から
閉ざされた空間内で被処理基板の自動的な受け渡しを実
現するインターフェース装置を介して行われ、これによ
りクリーンルームを必要としない被処理基板の運搬を実
現している。

【０００５】上記した塗布現像処理システムでは、塵埃
等の異物の浸入の防止や排出等を目的として、清浄化さ
れた空気をダウンフローで各ユニット内に導入するなど
して内部雰囲気圧を大気圧よりも高い状態とし、被処理
基板への塵埃の付着を防止している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年に
おいては、例えば半導体ウエハの大口径化、ＬＣＤ基板
の大形化等が行われており、本発明者等が詳査したとこ
ろ、上述した塗布現像処理システムにおいては、システ
ム内の狭い空間内でこれらの大形の半導体ウエハやＬＣ
Ｄ基板が略水平な状態とされて搬送されるため、搬送時
に、上述したシステム内のダウンフローの気流が大形の
半導体ウエハやＬＣＤ基板に当たり、その気流が乱さ
れ、塵埃の巻き上げ等が起こり、半導体ウエハ等への塵
埃の付着可能性が増大し、歩留りの低下を招くという課
題が生じていることが判明した。

【０００７】本発明は、かかる従来の事情に対処してな
されたもので、被処理基板の搬送時における装置内のダ
ウンフローの気流の乱れを抑制し、被処理基板表面に塵
埃が付着することに起因しての歩留りの低下を抑制する
ことのできる基板処理装置を提供しようとするものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、被処理基板を処理する複数の処
理ユニットと、前記処理ユニットの間に設けられ、上部
から下部に向けて清浄空気の流れが形成された搬送路
と、前記搬送路に設けられ、前記被処理基板を保持して
前記各処理ユニットに対して前記被処理基板の搬入・搬
出を行う搬送機構であって、前記被処理基板の前記各処
理ユニットに対する搬入・搬出時に前記被処理基板を水
平とし、前記各処理ユニットに対する搬入・搬出時以外
は、少なくとも一時前記被処理基板を略垂直として搬送
する搬送機構とを具備したことを特徴とする。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１記載の基板処
理装置において、前記搬送機構は、少なくとも２台配置
され、これらは、互いに離間する方向に旋回して前記被
処理基板を搬送可能に構成されていることを特徴とす
る。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１記載の基板処
理装置において、前記処理ユニットは、少なくとも加熱
ユニット及び冷却ユニットを含み、前記搬送機構は、前
記加熱ユニットから前記冷却ユニットへの搬送時に前記
被処理基板を水平とし、前記各処理ユニットに対する搬
入・搬出時及び前記加熱ユニットから前記冷却ユニット
への搬送時以外は、少なくとも一時前記被処理基板を略
垂直として搬送することを特徴とする。

【００１１】請求項４の発明は、請求項１記載の基板処
理装置において、前記搬送機構は、前記被処理基板を水
平方向に移動させる際に、移動方向に当該被処理基板の
処理面側を向けて搬送することを特徴とする。

【００１２】本発明の基板処理装置においては、各処理
ユニットに対する搬入・搬出時以外は、少なくとも一時
被処理基板を略垂直として搬送するようになっているの
で、被処理基板を水平にして搬送する場合に比べて、搬
送路に形成されたダウンフロー（上部から下部に向けて
形成された清浄空気の流れ）が被処理基板に当る面積を
大幅に減少させることができ、被処理基板が搬送される
際のダウンフローの気流の乱れを大幅に減少させること
ができる。したがって、気流の乱れによって塵埃が巻き
上げられて、被処理基板に付着したり各処理ユニット内
に侵入したりすることを抑制できる。

【００１３】また、請求項２の基板処理装置では、２台
の搬送機構が、互いに離間する方向に旋回して被処理基
板を搬送可能とされているので、２台の搬送機構が旋回
時に互いに干渉することを防止することができる。

【００１４】さらに、請求項３の基板処理装置では、加
熱ユニットから冷却ユニットへの搬送時に被処理基板を
水平として搬送するので、搬送路に形成されたダウンフ
ローによって、被処理基板の面内で温度差が生じること
を防止することができる。

【００１５】さらにまた、請求項４の基板処理装置で
は、被処理基板を水平方向に移動させる際に、移動方向
に当該被処理基板の処理面側を向けて搬送するようにな
っている。これによって、被処理基板の移動に伴って発
生する気流が、移動方向の反対側の面（裏面側）におい
て特に乱れて渦流等を生じさせここにパーティクル等が
付着し易くなるが、被処理基板の処理面側にパーティク
ル等が付着することを防止できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。

【００１７】図１乃至図３は、各々本発明の実施形態が
採用された半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）の
塗布現像処理システム１の全体構成を示しており、図１
はその平面図、図２は側面図、図３は背面側の一部断面
・側面図である。

【００１８】これらの図に示すように、この実施形態の
塗布現像処理システム１は、ウエハＷを複数収容したウ
エハカセットＣＲを外部との間で搬入・搬出したり、ウ
エハカセットＣＲに対してウエハＷの出し入れを行うた
めのカセットステーション１０と、ウエハＷに対して１
枚ずつ所定の処理を施す枚葉式の各種処理ユニットを配
置して構成される処理ステーション１１とを一体に組み
合わせて構成されている。

【００１９】カセットステーション１０内には、図１に
示すように、カセット載置台２０上に複数例えば４個ま
でのウエハカセットＣＲが各々のウエハ出入口を処理ス
テーション１１側に向けて一列に載置され、これらウエ
ハカセットＣＲに対して、Ｘ−Ｙ方向（水平方向）及び
Ｚ方向（垂直方向）に移動自在に設けられたウエハ搬送
機構２１がウエハＷの出し入れ操作を行うようになって
いる。また、このウエハ搬送機構２１は、処理ステーシ
ョン１１に設けられた後述するウエハ搬送機構３２との
間で、ウエハＷを受け渡し可能とされている。

【００２０】処理ステーション１１内には、中央に搬送
路３１が設けられ、この搬送路３１の両側に各種処理ユ
ニット群が配設されている。

【００２１】処理ユニットは、カップＣＰ内でウエハＷ
をスピンチャック上に載せて回転しつつ処理液を用いた
所定の処理を行うスピンナ型のもの（レジスト塗布ユニ
ット（ＣＯＴ）及び現像ユニット（ＤＥＶ））と、ウエ
ハＷを載置台ＳＰに載せて所定の処理を行うオーブン型
のもの（熱処理系を含む処理ユニット群３４）とに大別
され、これらスピンナ型の処理ユニット（レジスト塗布
ユニット（ＣＯＴ）及び現像ユニット（ＤＥＶ））とオ
ーブン型の処理ユニット（熱処理系を含む処理ユニット
群３４）とは、搬送路３１を挟んでその両側に二分して
配置されている。 これら処理ユニットの配置構成をさ
らに詳しく説明すると、図１及び図２に示すように、ス
ピンナ型の処理ユニットであるレジスト塗布ユニット
（ＣＯＴ）及び現像ユニット（ＤＥＶ）は、搬送路３１
に面して横一列に並置され、オーブン型の処理ユニット
（熱処理系を含む処理ユニット群３４）は、図１及び図
３に示すように、縦横に複数（この例では縦４段横３
列）重ねて並置されている。なお、図３はオーブン型の
処理ユニット（熱処理系を含む処理ユニット群３４）の
配置構成を示した一部断面・側面図である。

【００２２】オーブン型の処理ユニットとしては、ウエ
ハＷの冷却処理を行うクーリングユニット（ＣＯＬ）、
ウエハＷ表面に塗布されたレジスト液の定着性を高める
ための疏水化処理を行うアドヒージョンユニット（Ａ
Ｄ）、露光処理前のウエハＷに対して加熱処理を行うプ
リベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）、露光処理後
のウエハＷに対して加熱処理を行うポストベーキングユ
ニット（ＰＯＢＡＫＥ）等がある。

【００２３】ここで、処理温度の比較的低いクーリング
ユニット（ＣＯＬ）は例えば最下段に配置され、処理温
度の比較的高いプリベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫ
Ｅ）及びポストベーキングユニット（ＰＯＢＡＫＥ）及
びアドヒージョンユニット（ＡＤ）はクーリングユニッ
ト（ＣＯＬ）よりも上段に配置されている。このように
処理温度の高いユニットを上段に配置することで、ユニ
ット間の熱的な相互干渉を少なくしている。

【００２４】搬送路３１内には、例えば位置固定型の２
つのウエハ搬送機構３２、３３が設けられている。

【００２５】これらのウエハ搬送機構３２、３３は、例
えば図４に示すように、多関節ロボットによって構成さ
れており、昇降及び回転可能な軸１００に取り付けられ
た第１アーム１０１、この第１アーム１０１に対して回
転自在に取り付けられた第２アーム１０２、この第２ア
ーム１０２に対して回転自在に取り付けられた第３アー
ム１０３、この第３アーム１０３の先端に取り付けられ
たウエハ保持部１０４等を具備している。

【００２６】そして、ウエハ保持部１０４にウエハＷを
吸着保持して、当該ウエハＷをＸ−Ｙ−Ｚ方向に搬送す
るとともに、ウエハ保持部１０４を回転させることによ
って、ウエハＷを水平な状態から垂直な状態まで、任意
の回転角に姿勢変換できるように構成されている。

【００２７】上記ウエハ搬送機構３２、３３のうち、カ
セットステーション１０側に設けられたウエハ搬送機構
３２は、カセットステーション１０のウエハ搬送機構２
１との間におけるウエハＷの受け渡し、ウエハ搬送機構
３３との間におけるウエハＷの受け渡し、及びカセット
ステーション１０側の処理ユニット（レジスト塗布ユニ
ット（ＣＯＴ）等）に対するウエハＷの搬入・搬出を行
う。

【００２８】また、反対側のウエハ搬送機構３３は、上
記ウエハ搬送機構３３との間におけるウエハＷの受け渡
し、及び、図５に示すように、カセットステーション１
０と反対側の処理ユニット（現像ユニット（ＤＥＶ）
等）に対するウエハＷの搬入・搬出を行う。

【００２９】なお、オーブン型の処理ユニット（熱処理
系を含む処理ユニット群３４）のうち、中央に配置され
ているものに対しては、ウエハ搬送機構３２、３３のい
ずれでも、ウエハＷの搬入・搬出を行えるようになって
いる。

【００３０】図３に示すように、各処理ユニットには各
々、ウエハＷの搬入・搬出用の開口４１が設けられてお
り、これらの開口４１は図示しない駆動手段によって駆
動するシャッタ４２によって個々に開閉される。

【００３１】また、図２、図３に示すように、カセット
ステーション１０、処理ステーション１１の上方にはエ
アー供給室１０ａ、１１ａが設けられており、各エアー
供給室１０ａ、１１ａの下部には防塵フィルタ１０ｂ、
１１ｂが取り付けられている。このシステムの外部には
空調器３７が設置されており、この空調器３７より配管
３９を通って空気が各エアー供給室１０ａ、１１ａに導
入され、各エアー供給室のフィルタ１０ｂ、１１ｂによ
り清浄な空気が、カセットステーション１０および処理
ステーション１１に供給されるようになっている。この
ダウンフローの空気はシステム下部の適当な箇所に複数
設けられている通気孔４０を通って底部の排気口４２に
集められ、この排気口４２から配管４５を通って空調器
３７に回収されるようになっている。

【００３２】次に、この塗布現像処理システムによる処
理の流れを説明する。

【００３３】まずカセットステーション１０において、
ウエハ搬送機構２１がカセット載置台２０上の処理前の
ウエハＷを収容しているカセットＣＲにアクセスして、
そのカセットＣＲから１枚のウエハＷを取り出す。その
後、図６に示すように、ウエハ搬送機構２１は、処理ス
テーンション１１のウエハ搬送機構３２にウエハＷを受
け渡す。

【００３４】この後、ウエハ搬送機構３２とウエハ搬送
機構３３との間におけるウエハＷの受け渡し、及び、ウ
エハ搬送機構３２とウエハ搬送機構３３とによる各処理
ユニットへのウエハＷの搬入・搬出が予め設定された順
で実行され、ウエハＷに対する所定の処理が施される。

【００３５】この時、例えば、ウエハ搬送機構３２から
ウエハ搬送機構３３へのウエハＷの受け渡しを行う際、
図１に示されるように、ウエハ搬送機構３２は、吸着保
持したウエハＷを、略垂直とした状態で、搬送し、ウエ
ハ搬送機構３３へ受け渡す。これによって、ウエハＷの
搬送の際に、搬送路３１内に形成されたダウンフローの
当たるウエハＷの面積を大幅に減少させることができ、
ウエハＷの搬送に伴う搬送路３１内のダウンフローの気
流の乱れを、ウエハＷを水平にして搬送する場合に比べ
て大幅に減少させることができる。したがって、気流の
乱れによって塵埃が巻き上げられて、ウエハＷに付着し
たり各処理ユニット内に侵入したりすることを抑制でき
る。

【００３６】なお、ウエハＷの受け渡しの際には、ウエ
ハＷを垂直状態のまま受け渡しても、あるいは、受け渡
しの際のウエハＷの落下等の危険性を回避するため、図
７に示されるように一旦水平に戻してから受け渡しを行
ってもよい。また、ウエハ搬送機構３２及びウエハ搬送
機構３３によって、ウエハＷを各処理ユニットへ搬入・
搬出する際は、従来と同様にウエハＷを略水平な状態と
して、ウエハＷの搬入・搬出を行う。

【００３７】また、ウエハ搬送機構３２及びウエハ搬送
機構３３は、ウエハＷを旋回させる場合に、例えば図８
に示すように、ウエハＷを略垂直としその処理面側が旋
回方向、つまり、移動方向に向くようにして、ウエハＷ
を旋回（水平方向に移動）させるように構成されてい
る。

【００３８】これは、ウエハＷの移動に伴って発生する
気流が、移動方向の反対側の面（裏面側）において特に
乱れて渦流等を生じさせ、ここにパーティクル等が付着
し易くなるためであり、上記構成により、ウエハＷの処
理面側にパーティクル等が付着することを防止できる。

【００３９】さらに、ウエハ搬送機構３２及びウエハ搬
送機構３３によって、ウエハＷを各処理ユニットへ搬入
・搬出する際は、図８に点線で示すように、ウエハ搬送
機構３２とウエハ搬送機構３３とが、互いに離間する方
向にウエハＷを旋回させるよう構成されており、これに
よって、ウエハ搬送機構３２及びウエハ搬送機構３３が
旋回時に互いに干渉しないようになっている。

【００４０】ここで、上記した処理のより具体的な例を
示せば、例えば、アドヒージョンユニット（ＡＤ）によ
るウエハＷの疎水化処理、プリベーキングユニット（Ｐ
ＲＥＢＡＫＥ）によるベーキング、クーリングユニット
（ＣＯＬ）による冷却、レジスト塗布ユニット（ＣＯ
Ｔ）によるウエハＷ表面へのレジスト塗布、プリベーク
ユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）による加熱、クーリングユ
ニット（ＣＯＬ）による冷却等の一連の処理工程が挙げ
られる。

【００４１】また、レジスト塗布処理が終了し、図示し
ない露光装置による露光工程が終了した後における処理
の一例としては、ポストベーキングユニット（ＰＯＢＡ
ＫＥ）によるベーキング、クーリングユニット（ＣＯ
Ｌ）による冷却、現像ユニット（ＤＥＶ）による現像、
ポストベーキングユニット（ＰＯＢＡＫＥ）によるベー
キング、クーリングユニット（ＣＯＬ）による冷却等の
一連の処理工程が挙げられる。

【００４２】そして、上記した一連の処理のうち、ウエ
ハ搬送機構３２及びウエハ搬送機構３３は、例えば、プ
リベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）によるベーキ
ングの後、ウエハＷをクーリングユニット（ＣＯＬ）に
移す際、あるいは、ポストベーキングユニット（ＰＯＢ
ＡＫＥ）によるベーキングベーキングの後、ウエハＷを
クーリングユニット（ＣＯＬ）に移す際、つまり、加熱
ユニットから冷却ユニットへウエハＷを搬送する際に
は、ウエハＷを水平に保ったまま搬送するようになって
いる。

【００４３】これは、加熱処理によって、高温となった
ウエハＷを、ダウンフローの形成された搬送路３１内
で、垂直にすると、ウエハＷの各部のうち、上側に位置
する部位がダウンフローによって、より冷却され易くな
ることから、上側に位置する部位と下側に位置する部位
の温度に差が生じ、ウエハＷの面内において、温度が不
均一になってしまうためである。

【００４４】そして、上記した一連の処理が終了し、ウ
エハＷが常温に戻った後、ウエハ搬送機構３２から、カ
セットステーション１０のウエハ搬送機構２１にウエハ
Ｗが受け渡され、ウエハ搬送体２１は、受け取ったウエ
ハＷを、カセット載置台２０上の処理済みウエハ収容用
のカセットＣＲの所定のウエハ収容溝に入れ、一枚のウ
エハＷの処理が終了する。

【００４５】以上のとおり、この実施形態の塗布現像処
理システムでは、ウエハＷの搬送時における装置内のダ
ウンフローの気流の乱れを抑制し、ウエハＷ表面に塵埃
が付着することに起因しての歩留りの低下を抑制するこ
とができる。

【００４６】ところで、上記した塗布現像処理システム
における各部の配置構成は一例であり、種々の変形が可
能である。

【００４７】また、以上説明した実施形態では、搬送路
３１内に設けられたウエハ搬送機構として、位置固定型
の多関節ロボットからなるウエハ搬送機構３２及びウエ
ハ搬送機構３３を設けた場合について説明したが、かか
るウエハ搬送機構３２及びウエハ搬送機構３３に代え
て、例えば、図９に示すように、搬送路３１に沿って移
動可能とされたウエハ搬送機構３６を採用して本発明に
係る塗布現像処理システムを構成してもよい。

【００４８】なお、以上では、本発明を、半導体ウエハ
の表面にレジスト液を塗布し、現像する装置に適用した
場合について説明したが、本発明はＬＣＤ基板等の表面
にレジスト液を塗布し、現像する装置にも同様にして適
用できることは言うまでもまい。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の基板処理装
置によれば、被処理基板の搬送時における装置内のダウ
ンフローの気流の乱れを抑制し、被処理基板表面に塵埃
が付着することに起因しての歩留りの低下を抑制するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である半導体ウエハの塗布
現像処理システムの全体構成を示す平面図

【図２】図１に示した塗布現像処理システムの側面図

【図３】図１に示した塗布現像処理システムの背面側の
一部断面・側面図

【図４】図１に示したウエハ搬送機構の構成を示す斜視
図

【図５】ウエハ搬送機構による搬送工程を説明するため
の平面図

【図６】ウエハ搬送機構による搬送工程を説明するため
の平面図

【図７】ウエハ搬送機構による搬送工程を説明するため
の平面図

【図８】ウエハ搬送機構による搬送工程を説明するため
の平面図

【図９】他の実施形態である半導体ウエハの塗布現像処
理システムの全体構成を示す平面図

【符号の説明】

Ｗ……半導体ウエハ １０……カセットステーション １１……処理ステーション ３１……搬送路 ３２……ウエハ搬送機構 ３３……ウエハ搬送機構 ３４……熱処理系を含む処理ユニット群 ＣＯＴ……レジスト塗布ユニット ＤＥＶ……現像ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H025 EA05 FA15 4F042 AA07 5F031 CA02 CA05 DA17 FA01 FA02 FA07 FA11 FA12 FA13 FA18 GA43 GA47 GA48 MA26 MA27 NA02 5F046 JA04 JA16 LA01 LA11

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理基板を処理する複数の処理ユニッ
   トと、 前記処理ユニットの間に設けられ、上部から下部に向け
   て清浄空気の流れが形成された搬送路と、 前記搬送路に設けられ、前記被処理基板を保持して前記
   各処理ユニットに対して前記被処理基板の搬入・搬出を
   行う搬送機構であって、前記被処理基板の前記各処理ユ
   ニットに対する搬入・搬出時に前記被処理基板を水平と
   し、前記各処理ユニットに対する搬入・搬出時以外は、
   少なくとも一時前記被処理基板を略垂直として搬送する
   搬送機構とを具備したことを特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の基板処理装置において、 前記搬送機構は、少なくとも２台配置され、これらは、
   互いに離間する方向に旋回して前記被処理基板を搬送可
   能に構成されていることを特徴とする基板処理装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の基板処理装置において、 前記処理ユニットは、少なくとも加熱ユニット及び冷却
   ユニットを含み、 前記搬送機構は、前記加熱ユニットから前記冷却ユニッ
   トへの搬送時に前記被処理基板を水平とし、前記各処理
   ユニットに対する搬入・搬出時及び前記加熱ユニットか
   ら前記冷却ユニットへの搬送時以外は、少なくとも一時
   前記被処理基板を略垂直として搬送することを特徴とす
   る基板処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の基板処理装置において、 前記搬送機構は、前記被処理基板を水平方向に移動させ
   る際に、移動方向に当該被処理基板の処理面側を向けて
   搬送することを特徴とする基板処理装置。