JP2004146449A

JP2004146449A - 基板処理装置

Info

Publication number: JP2004146449A
Application number: JP2002307226A
Authority: JP
Inventors: Shuji Kato; 加藤　修二
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2002-10-22
Filing date: 2002-10-22
Publication date: 2004-05-20
Anticipated expiration: 2022-10-22
Also published as: JP4209658B2

Abstract

【課題】基板例えばウエハに対して複数の処理ユニットにて順次処理されることにより所定の処理が行われる基板処理装置において、搬送効率を高め、高スループットを確保すること。
【解決手段】上下方向に伸びる搬送領域Ｚの周囲に複数のタワーＴ１〜Ｔ８を設け、これら複数のタワーＴ１〜Ｔ８の各々を３段の処理ゾーンに分割し、これら処理ゾーンの各々に設けられる、互いに積層された複数の処理ユニットに対して専用の基板搬送手段によりウエハの受け渡しを行うと共に、前記処理ゾーンを、ウエハに対して行われる処理の順番に下段側から上段側に向かって、または上段側から下段側に向かって配列することにより、ウエハの搬送を効率よく行うことができ、高いスループットを確保できる。
【選択図】　　図２

Description

【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ＦＰＤ基板（フラットパネルディスプレイ用基板）等の基板に層間絶縁膜を形成するための基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造工程において、例えばＳＯＤ（Ｓｐｉｎ　ｏｎ　Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）システムにより層間絶縁膜を形成する場合がある。このＳＯＤシステムでは、例えば半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）上に塗布材料をスピンコートし、加熱等の物理的処理や化学的処理を施して層間絶縁膜を形成している。例えばシロキサン系ポリマーや有機ポリマーの層間絶縁膜を形成する場合、有機溶媒を混ぜ、液状にした塗布材料をウエハ表面に吐出し、スピンコータにより塗布する。次に、段階的に目的に応じた環境下にて熱処理等を行う。また、塗布材料によっては、塗布後にアンモニア雰囲気による処理や溶剤置換処理等の化学的処理を追加する必要がある。
【０００３】
このような処理は、例えば図２４に示すシステムにより実施される。このシステムでは、例えばウエハＷを２５枚収納したカセット１０はキャリアステ−ジ１１に搬入され、受け渡しアーム１２により取り出されて、棚ユニット１３ａの受け渡し部を介して処理ゾーン１４に搬送される。処理ゾーン１４には、中央に搬送手段１５が設けられており、この周りにウエハに前記塗布液を塗布するための塗布ユニット１６、前記塗布液を乾燥させるための低温加熱ユニット、ベーク処理を行うためのベークユニット、キュア処理を行うためのキュアユニットなどの処理ユニットを備えた例えば３個の棚ユニット１３ａ，１３ｂ，１３ｃが設けられていて、搬送手段１５によりこれらの各ユニットに対してウエハの受け渡しが行われるようになっている。
【０００４】
ところで、このようなシステムでは、例えば２０個以上の処理ユニットを組み合わせる構成を想定した場合、処理ゾーン１４と同様の構成の処理ゾーンを、処理ゾーン１４に隣接して設けることにより、処理ユニットの増加に対応せざるを得ず、装置が拡張して占有面積が大きくなってしまう。また、処理ユニットと共に搬送手段も増えるものの、キャリアステージ１１と離れた方向に装置が拡張するので、カセットから取り出したウエハが、所定の処理後、再びカセットに戻るまでの移動距離が長くなると共に、搬送手段１５の移動動作も増え、搬送に時間がかかって、搬送のスループットが低下してしまう。
【０００５】
このため、本発明者らは、処理ユニットを縦方向に積層する構成を検討している。このような構成としては、例えば、レジスト材の塗布現像装置において、ウエハを送り出す部分と、ウエハにレジスト材をスピンコート、あるいは現像処理を施す部分と、ウエハに熱処理を施す部分、およびウエハを受ける部分の少なくとも２構成部以上を上下に配設して鉛直方向に接続し、各段の間では専用のフォークリフトによりウエハを搬送する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、基板に対して複数工程からなる処理を施す基板処理装置において、前記複数の工程に対応して各々基板に対して所定の処理を施す複数の処理機構を空間の周囲に放射状に配置し、この空間の内部に前記複数の処理機構の夫々に対して基板を搬入出するための搬送機構を設け、この処理機構は前記空間をループ状に移動するという構成もある（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭６３−５５２３号公報（第１−２頁、第１，２図）
【特許文献２】
特開平２０００−３５３６４８号公報（第２，４−６頁、第１，２，５図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の構成では、処理ユニット毎に専用のフォークリフトを備えているので、処理ユニットを増加した場合、その分フォークリフトも増やす必要がある。このためフォークリフト同士を干渉させずに、効率のよい搬送を行うことは難しく、搬送の制御が複雑化して、結果として搬送のスループットが悪化してしまう。
【０００９】
一方、特許文献２の構成では、搬送機構が１個であるので、処理ユニットを増加させると、搬送経路が複雑化して、搬送機構がウエハの処理に追いつかずに、処理済みのウエハを処理ユニット内で待機させる事態が生じ、やはりスループットが悪くなってしまう。また、仮に搬送機構を増やしたとしても、共通の搬送領域を移動するのでは、搬送機構同士の干渉を抑えながら効率よくウエハを搬送することは困難である。
【００１０】
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、複数段の処理ゾーンが上下方向に積層された基板処理装置において、処理ゾーンを処理の順序に沿って配列し、処理ゾーンに対応する基板搬送手段により基板の搬送を行うことにより、スループットの向上を図ることができる技術を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このため本発明の基板処理装置は、基板に対して複数の処理ユニットにて順次処理されることにより所定の処理が行われる基板処理装置において、
基板を搬送するために上下方向に伸び、複数段の搬送ゾーンに分割された搬送領域と、
この搬送領域の周囲に設けられた複数のタワーと、
これら複数のタワーの各々において、前記複数段の搬送ゾーンに対応して夫々割り当てられた複数段の処理ゾーンと、
これら複数段の処理ゾーンの各々に設けられ、互いに積層された複数の処理ユニットと、
前記複数段の搬送ゾーンの夫々に設けられ、その搬送ゾーンに対応する処理ゾーンに設けられた各処理ユニットに対して基板の受け渡しを行うと共に、互いに独立して駆動される複数の基板搬送手段と、
少なくとも一つのタワーに設けられ、前記所定の処理が行われる前の基板が搬入される基板搬入部と、
少なくとも一つのタワーに設けられ、前記所定の処理が終了した基板が搬出される基板搬出部と、を備え、
前記複数段の処理ゾーンは、基板に対して行われる処理の順番に下段側から上段側に向かって、または上段側から下段側に向かって配列されていることを特徴とする。
【００１２】
このような構成では、処理ユニットが多段に積層されるタワーを搬送領域のまわりに設けているので、装置の低フットプリントを確保しながら、処理ユニットの数を増加することができる。また、複数段の処理ゾーンが処理の順番に配列され、かつ各処理ゾーンの処理ユニットに対しては、専用の基板搬送手段により基板が搬送されるので、各基板搬送手段の搬送エリアが分割され、搬送エリアが集約されていることになる。このため、複数の基板搬送手段同士の間での干渉が抑えられ、効率よく基板の搬送を行うことができて、高いスループットを得ることができる。
【００１３】
ここで、前記基板搬入部及び基板搬出部は、互いに上下に隣接する処理ゾーンの間に設けられる構成でもよいし、基板搬入部は、最上段の搬送ゾーン及び最下段の搬送ゾーンの一方に対応する位置に設けられ、基板搬出部は、最上段の搬送ゾーン及び最下段の搬送ゾーンの他方に対応する位置に設けられる構成でもよい。また、基板搬入部は基板搬出部を兼用するものであってもよいし、基板搬入部及び基板搬出部は、各々多数枚の基板を収納する基板カセットが載置されるカセット載置部であってもよい。
【００１４】
さらに、本発明では、前記処理ゾーンの少なくとも一つは、基板に塗布液の塗布処理を行う塗布ユニットが設けられ、前記処理ゾーンの他の少なくとも一つは、塗布液が塗布された基板の加熱処理を行う加熱ユニットが設けられる。さらにまた、本発明では、少なくとも一つのタワーにおいて、互いに隣接する処理ゾーンの間に基板の受け渡し部を設け、互いに隣接する基板搬送手段の間で前記受け渡し部を介して基板の受け渡しを行うようにしてもよい。
【００１５】
さらにまた、一の処理ゾーンにて処理された基板は、当該一の処理ゾーンに対応する基板搬送手段または当該一の処理ゾーンに隣接する他の処理ゾーンに対応する基板搬送手段により、当該他の処理ゾーンに搬送されるようにしてもよい。また、前記塗布ユニットを最下段の処理ゾーンに設け、加熱ユニットを前記最下段の処理ゾーンの上の処理ゾーンに設けるようにしてもよいし、基板に塗布された塗布膜の硬化処理を行うキュアユニットをさらに設け、このキュアユニットと、前記加熱ユニットとを、同じ処理ゾーンに設けてもよい。さらに、前記キュアユニットは、前記加熱ユニットが設けられた処理ゾーンの上の処理ゾーンに設けるレイアウトであってもよい。
【００１６】
さらに、一の搬送ゾーンと他の搬送ゾーンとは仕切り壁により互いに雰囲気が区画されると共に、互いに異なる雰囲気に設定されるように構成してもよいし、前記一の搬送ゾーン及び他の搬送ゾーンの少なくとも一方を低酸素雰囲気に設定するようにしてもよい。この場合前記低酸素雰囲気は不活性ガス雰囲気であってもよいし、減圧雰囲気であってもよい。また、前記一の搬送ゾーンに対応する処理ゾーンと他の搬送ゾーンに対応する処理ゾーンとの間には、基板の受け渡し部をなすロードロック室が設けられ、このロードロック室は、一の搬送ゾーンに連通する基板搬送口及び他の搬送ゾーンに連通する基板搬送口を夫々開閉する開閉部を備えるように構成してもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の基板処理装置の一実施の形態について、層間絶縁膜をＳＯＤ法によって形成するＳＯＤシステムに適用した場合を例にして説明する。ここで、図１は本発明の基板処理装置の一実施の形態に係る全体構成を示す平面図であって、図２はその概略斜視図、図３はその側部断面図である。
図１〜３中Ｚは、基板例えばウエハを搬送するために上下方向に伸びる搬送領域であり、この搬送領域Ｚの周囲には、この搬送領域Ｚを取り囲むように複数個例えば８個のタワーＴ（Ｔ１〜Ｔ８）が設けられている。ここで、前記タワーＴ１〜Ｔ８とは、複数の処理ユニットを上下方向に多段に積層して配列して構成されたものであり、本実施の形態では、スループットの向上を図るために、５個以上のタワーＴを配設することが好ましい。
【００１８】
これらタワーＴ１〜Ｔ８の各々は、例えば図３に示すように、上下方向に複数個例えば３個の処理ゾーンＳ（Ｓ１〜Ｓ３）に分割されており、この例では、各々のタワーＴ１〜Ｔ８の下段側から上段側に向かって、第１の処理ゾーンＳ１、第２の処理ゾーンＳ２、第３の処理ゾーンＳ３がこの順で割り当てられている。そしてこれら処理ゾーンＳ１〜Ｓ３の各ゾーンに対応して前記搬送領域Ｚも複数段の搬送ゾーンＺ１〜Ｚ３に分割されている。つまり、第１の処理ゾーンＳ１に対応して第１の搬送ゾーンＺ１、第２の処理ゾーンＳ２に対応して第２の搬送ゾーンＺ２、第３の処理ゾーンＳ３に対応して第３の搬送ゾーンＺ３が夫々割り当てられている。なお、ここでいう処理ゾーンＳ及び搬送ゾーンＺとは、後述する基板搬送手段によるウエハの搬送の便宜上設定されたものであり、隣接する処理ゾーンＳ同士、及び搬送ゾーンＺ同士が実際に仕切り壁にて区画されているものではない。
【００１９】
前記処理ゾーンＳ１〜Ｓ３の各々には、複数段の互いに積層された処理ユニットが割り当てられている。これら複数段の処理ユニットは、前記複数段の処理ゾーンＳ１〜Ｓ３が、タワーＴ１〜Ｔ８内において、ウエハに対して行われる処理の順番に下段側から上段側に向かって、または上段側から下段側に向かって配列されるように、夫々の処理ゾーンＳ１〜Ｓ３に割り当てられる。
【００２０】
この例では、前記処理ゾーンＳ１〜Ｓ３が、処理の順序に沿ってタワーＴ１〜Ｔ８の下段側から上段側に向かって配列されている場合を例にして説明する。つまり各処理ゾーンＳ１〜Ｓ３には、第１の処理ゾーンＳ１→第２の処理ゾーンＳ２→第３の処理ゾーンＳ３の順序で処理が進行するように、夫々処理ユニットが配列される。具体的にＳＯＤシステムにおける処理ユニットとは、塗布液の塗布前にウエハを所定温度に温調するための温調ユニット（ＣＰＬ）２１、ウエハ表面に塗布液を塗布する処理を行う塗布ユニット（ＳＣＴ）２２、ウエハ表面に塗布された塗布膜の溶剤を熱により乾燥させる処理を行う低温加熱ユニット（ＬＨＰ）２３、ウエハを加熱して塗布膜の化学反応を進行させるベーク処理を行うベークユニット（ＤＬＢ）２４、ウエハを加熱して塗布膜の硬化を進行させるキュア処理を行うキュアユニット（ＤＬＣ）２５等が相当する。
【００２１】
そして、ＳＯＤ法では、ウエハの温調処理→塗布処理→低温加熱処理→ベーク処理→キュア処理の順序で処理が進行するので、前記複数段の処理ゾーンＳ１〜Ｓ３が、この順序に沿ってタワーＴ１〜Ｔ８の下段側から上段側に向かって配列されるように、前記処理ユニットを第１〜第３の処理ゾーンＳ１〜Ｓ３に割り当てて配列すればよい。このようにして配列した処理ユニットのレイアウトの一例について、図２、図３により説明する。ここで、図２では、タワーＴ３，タワーＴ４、図３では、タワーＴ１，タワーＴ５を、夫々代表して示している。
【００２２】
この例では、タワーＴ１〜Ｔ８の第１の処理ゾーンＳ１には、前記温調ユニット２１と、前記塗布ユニット２２と、第１の処理ゾーンＳ１と第２の処理ゾーンＳ２との間でウエハの受け渡しを行うための第１の受け渡し部（ＴＲＳ１）２６Ａとが、配列されている。
【００２３】
またタワーＴ１〜Ｔ８の第２の処理ゾーンＳ２には、前記低温加熱ユニット２３と、前記ベークユニット２４と、第２の処理ゾーンＳ２と第３の処理ゾーンＳ３との間でウエハの受け渡しを行うための第２の受け渡し部（ＴＲＳ２）２６Ｂとが配列されている。ここで、前記低温加熱ユニット２３と、ベークユニット２４と、キュアユニット２５とは、本発明の加熱ユニットに相当する。これに加えて、例えばタワーＴの内の例えば２個、この例ではタワーＴ１，Ｔ２の第２の処理ゾーンＳ２には、例えば２５枚の基板であるウエハＷが収納された基板カセット（以下「カセット」という）Ｃ１，Ｃ２のカセット載置部２７Ａ，２７Ｂが夫々設けられている。
【００２４】
ここでカセットＣ１は、この基板処理装置における所定の処理が行われる前のウエハを収納するためのカセットであり、カセットＣ２は前記所定の処理が終了したウエハを収納するためのカセットである。また前記カセット載置部２７Ａは本発明の基板搬入部、前記カセット載置部２７Ｂは本発明の基板搬出部に夫々相当するものであり、これらカセット載置部２７Ａ，２７Ｂには、外部からカセットＣ１，Ｃ２が載置できるようになっている。そしてタワーＴ１〜Ｔ８の第３の処理ゾーンＳ３には、複数個の前記キュアユニット２５が配列されている。
【００２５】
前記搬送領域Ｚには、各搬送ゾーンＺ１〜Ｚ３の夫々に対応して複数例えば３個の基板搬送手段３（３Ａ〜３Ｃ）が設けられている。これら基板搬送手段３Ａ〜３Ｃは、当該基板搬送手段３Ａ〜３Ｃが設けられた搬送ゾーンＺ１〜Ｚ３に対応する処理ゾーンＳ１〜Ｓ３の各処理ユニットに対してウエハの搬送を行うものである。つまり、前記搬送領域Ｚ内には、第１の処理ゾーンＳ１の各処理ユニットに対してウエハの搬送を行う第１の基板搬送手段３Ａと、第２の処理ゾーンＳ２の各処理ユニットに対してウエハの搬送を行う第２の基板搬送手段３Ｂと、第３の処理ゾーンＳ３の各処理ユニットに対してウエハの搬送を行う第３の基板搬送手段３Ｃとが、下段側から上段側に向けて順番に設けられている。
【００２６】
これら基板搬送手段３（３Ａ〜３Ｃ）は夫々同様に構成され、例えば図４，図５に示すように、夫々の基台３０（３０Ａ〜３０Ｃ）の基端側に設けられた駆動部３１（３１Ａ〜３１Ｃ）により、例えば共通の略鉛直な駆動軸３２に沿って、互いに独立して昇降自在、かつ前記駆動軸３２のまわりに回転自在に構成されている。
【００２７】
各基板搬送手段３は、例えば３本の保持アーム３３ａ，３３ｂ，３３ｃを備えており、例えば上側の２本の保持アーム３３ａ，３３ｂが各処理ユニットに対してウエハの受け渡しを行うための、ウエハの裏面側周縁部を保持する円弧状アーム、下の１本の保持アーム３３ｃがカセットＣ１，Ｃ２や受け渡し部２６Ａ，２６Ｂに対してウエハの受け渡しを行うための、例えばセラミックス製の板状アームとなっている。これら３本のアーム３３ａ〜３３ｃは、前記駆動部３１に取り付けられた基台３０に沿って、夫々独立して進退自在に構成されている。
【００２８】
前記駆動部３１は、例えば中央部に駆動軸３２用の開口部３４が形成されており、回動用ギア３５と歯車３６との組み合わせにより駆動軸３２を中心として回動し、昇降用ローラ３７により駆動軸３２に沿って昇降するように構成されている。これにより３個の基板搬送手段３Ａ〜３Ｃの保持アーム３３ａ〜３３ｃは、夫々独立して昇降自在、略鉛直軸まわりに回動自在、進退自在に構成されることとなる。
【００２９】
これら基板搬送手段３Ａ〜３Ｃは、既述のように対応する処理ゾーンＳ１〜Ｓ３内にて、ウエハの搬送を行うものであり、隣接する処理ゾーンＳ同士の間では、受け渡し部２６Ａ，２６Ｂを介してウエハの受け渡しを行う。このため、第１の基板搬送手段３Ａは、第１の処理ゾーンＳ１の処理ユニットの夫々に対してアクセスできるように、また、第２の基板搬送手段３Ｂは、第１の処理ゾーンＳ１の第１の受け渡し部２６Ａと、第２の処理ゾーンＳ２の処理ユニットに対して夫々アクセスできるように、第３の基板搬送手段３Ｃは、第２の処理ゾーンＳ２の第２の受け渡し部２６Ｂと、第３の処理ゾーンＳ３の処理ユニットに対して夫々アクセスできるように、夫々構成されている。
【００３０】
こうして、この実施の形態では、当該駆動軸３２を中心として各タワーＴ１〜Ｔ８が放射状に配列され、前記基板搬送手段３Ａ〜３Ｃの駆動軸３２から、各タワーＴ１〜Ｔ８に設けられる処理ユニットのウエハの載置位置（受け渡し位置）が径方向にほぼ同じ距離に位置し、各基板搬送手段３Ａ〜３Ｃが搬送しようとする各処理ユニットに対応して、鉛直軸まわり回動でき、かつ上下方向に移動できるように構成されている。
【００３１】
これら各タワーＴ１〜Ｔ８と基板搬送手段３Ａ〜３Ｃとは、例えば筐体１００内に収容されており、例えばタワーＴ１〜Ｔ８と搬送領域Ｚの上部側には、図示しないフィルタユニットが設けられていて、タワーＴ１〜Ｔ８及び搬送領域Ｚ内に清浄な空気がダウンフロ−として供給されるようになっている。
【００３２】
続いて、処理ユニットを構成する塗布ユニット２２、低温加熱ユニット２３、ベークユニット２４、キュアユニット２５の構成について図６〜９に基づいて夫々簡単に説明する。先ず、塗布ユニット２２は、ウエハの表面に例えばシロキサン（Ｓｉｌｏｘａｎｅ）を溶剤に分散させた塗布液を塗布する処理が行われる処理ユニットである。この塗布ユニット２２は、例えば図６に示すように、ウエハＷの周囲を囲むカップ４１内にてウエハＷを昇降可能、回転可能なスピンチャック４２に保持させて、ウエハＷ表面にノズル４３から前記塗布液を供給し、ウエハＷを回転させることによって、前記塗布液をウエハ表面に広げて均一な塗布膜を形成するものである。
【００３３】
また、塗布ユニット２２では、例えば塗布液の塗布処理が行われた後、ウエハを高速で回転させることにより、塗布液中の前記溶剤の乾燥させる処理が行われる。塗布ユニット２２としては、例えば塗布液を吐出するためのノズルをウエハに対して相対的にＸ，Ｙ方向に走査させることにより、ウエハ表面に前記塗布液を塗布する、いわゆるスキャン方式を採用するようにしてもよい。
【００３４】
続いて、低温加熱ユニット２３は、塗布液が塗布された基板を加熱して、塗布膜に残った溶剤を熱により乾燥させるための、低温の加熱処理が行われる処理ユニットである。このユニット２３では、図７に示すように、基板載置台を兼ねる加熱プレート４４上にウエハを載置し、加熱プレート４４と蓋体４５とにより形成される処理容器内に、不活性ガス供給機構４６から不活性ガス例えば窒素ガスを供給する。一方、蓋体４５の排気機構４７を介して不活性ガスを排気させることにより、前記処理容器内を低酸素雰囲気に設定し、この状態で加熱プレート４４にて、ウエハを所定温度例えば１００℃程度に加熱することにより、前記塗布液に含まれる溶剤の乾燥が行われる。図中４４ａはヒータである。
【００３５】
また、ベークユニット２４は、低酸素雰囲気にてウエハを加熱して縮重合反応を起こさせ、化学的に塗布膜を硬化させるための低酸素加熱処理（ベーク処理）が行われる処理ユニットである。このユニット２４は、図８に示すように、前記低温加熱ユニット２３と概ね同様の構成であるが、前記低温加熱ユニット２３よりも更に低酸素雰囲気とするために、処理時において多量の不活性ガスが供給されることから、処理後のウエハを搬出するために蓋体４５を上昇させた際に、残ガスを排気して周辺に広がらないようにするために、側面部に排気孔４８ａを備えたケーシング体４８が、前記処理容器の外側にさらに設けられている。
【００３６】
これにより、ベークユニット２４では、ケーシング体４８と蓋体４５とにより形成される加熱処理室（処理容器）内にて、不活性ガス供給機構４６から不活性ガス例えば窒素ガスを供給する。一方、蓋体４５の排気機構４７及びケーシング４８体の排気口４８ａから不活性ガスを排気させることにより、前記加熱処理室内を例えば許容酸素濃度２０ｐｐｍ以下の低酸素雰囲気に設定する。そして、この雰囲気内にて、加熱プレート４４によりウエハを所定温度例えば１００℃〜３００℃程度に加熱することにより、所定のベーク処理が行われる。
【００３７】
前記キュアユニット２５は、塗布膜を焼成するための加熱処理が行われる処理ユニットであり、ここでは、塗布膜が加熱されることにより、架橋またはポロジェンの離脱が行われて、塗布膜の硬化及び低誘電率化を図る処理が行われる。このキュアユニット２５では、例えば図９に示すように、ウエハ搬送口５０ａを介して基板載置部を兼ねる加熱プレート５１上にウエハを受け渡し、加熱室５０内の雰囲気を図示しない真空ポンプを介して排気することにより、当該加熱室５０内を所定の減圧状態例えば許容酸素濃度２０ｐｐｍ以下に設定する。そしてこの雰囲気内において、加熱プレート５１を回転機構５２により略鉛直軸まわりに回転させた状態で、ウエハを所定温度例えば３５０℃〜４５０℃に加熱し、こうして所定のキュア処理が行われる。
【００３８】
この後、加熱プレート５１に対向して設けられた冷却ガス供給機構５３から当該加熱室５０内に冷却ガスを供給し、これによりウエハを所定の温度例えば２００℃以下に温調する処理が行われる。なお、加熱室５０内に図示しない不活性ガス供給機構から不活性ガスを供給する構成としてもよいし、加熱室と温調室とを別個に備え、温調室を介して加熱室にウエハを搬送する構成のキュアユニットを用いるようにしてもよい。
【００３９】
また前記温調ユニット２１は、基板載置台の内部に、ヒータ４４ａに替えて冷却手段が設けられたことを除いて、概ね前記低温加熱ユニット２３と同様に構成されており、基板載置部（冷却プレート）の表面にウエハを所定時間載置することにより、ウエハを所定温度に調整する処理が行われる。
【００４０】
このような基板処理装置では、先ず自動搬送ロボット（あるいは作業者）により例えば２５枚のウエハＷを収納したカセットＣ１が、外部からタワーＴ１のカセット載置部２７Ａに搬入される。次いで、第２の基板搬送手段３ＢによりこのカセットＣ１内からウエハＷが取り出され、タワーＴ１，Ｔ５の第１の受け渡し部２６Ａを介して第１の基板搬送手段３Ａに受け渡される。
【００４１】
そして、第１の基板搬送手段３Ａは、先ずウエハを第１の処理ゾーンＳ１の温調ユニット２１に搬送して、ここで所定の温度に調整した後、塗布ユニット２２に搬送し、当該ユニット２２にて既述の塗布液の塗布処理が１分程度が行われ、続いてウエハＷは第１の受け渡し部２６Ａに搬送される。
【００４２】
第１の受け渡し部２６ＡのウエハＷは、第２の基板搬送手段３Ｂにより第２の処理ゾーンＳ２に搬送され、低温加熱ユニット２３にて、例えば１分〜３分程度、既述の低温加熱処理が行われる。この後、ウエハＷは第２の基板搬送手段３Ｂによりベークユニット２４に搬送されて、ここで例えば１分〜３分程度、既述のベーク処理が行われる。ベーク処理が行われたウエハＷは、第２の基板搬送手段３Ｂにより第２の処理ゾーンＳ２の第２の受け渡し部２６Ｂに搬送される。
【００４３】
次いで、前記受け渡し部２６ＢのウエハＷは、第３の基板搬送手段３Ｃによりキュアユニット２５に搬送され、ここで例えば３分〜３０分程度、既述のキュア処理が行われて、塗布膜が形成される。この後、ウエハＷは、第３の基板搬送手段３Ｃにより第２の処理ゾーンＳ２の第２の受け渡し部２６Ｂを介して第２の基板搬送手段３Ｂに受け渡され、第２の基板搬送手段３ＢによりタワーＴ２のカセットＣ２内に戻される。
【００４４】
このような構成では、上下方向に複数個並んで設けた基板搬送手段３のまわりに処理ユニットを多段に積層したタワーＴを配列することにより、処理ユニットが搬送効率の良好な状態で配列されることになる。このため処理ユニットを増加させる場合、タワーの上下方向の伸張と、基板搬送手段の増加により対処でき、装置の占有面積を拡張させずに、処理ユニットの個数を多くすることができる。このように装置の低フットプリント化を図ることができるので、この基板処理装置が配設されるクリーンルームや、タワーＴ１〜Ｔ８等の上部に設けられるフィルタユニットが小型化され、コスト的に有利となる。またタワーＴ１〜Ｔ８の内側に搬送領域がまとめられているので、この領域をメンテナンス時に利用でき、メンテナンスが容易となる。
【００４５】
この際、タワーＴに設けられた複数段の処理ゾーンＳ１〜Ｓ３の各々は、専用の基板搬送手段３Ａ〜３Ｃを有するので、当該基板搬送手段３Ａ〜３Ｃのまわりに、搬送を担当する処理ユニットが集中して設けられる状態となる。このように１個の基板搬送手段３の搬送エリアが集約されるので、ウエハの搬送効率がよく、搬送のスループットが向上する。このため、処理済みのウエハが基板搬送手段３を待機する状態が起こりにくくなり、処理全体として高いスループットを得ることができる。
【００４６】
また、複数の基板搬送手段３を設けても、各々の搬送ゾーンＺが分割されており、担当する搬送ゾーンＺ内において各々の基板搬送手段３が独立して駆動される。このため、互いの基板搬送手段３同士の干渉を考慮することなく、夫々の搬送ゾーンＺにおいて異なるウエハの搬送フロ−を同時に進行させることができ、各搬送ゾーンＺ毎に効率のよいウエハの搬送を行うことができる。この際、隣接する基板搬送手段３との干渉を考慮することなく、当該搬送ゾーンＺにおける効率のよい搬送を行うための搬送プログラムを作成すればよいので、搬送の制御が容易となる。なお、受け渡し部２６にアクセスするときのみ、隣接する搬送ゾーンに移動する場合はあるものの、前記受け渡し部２６は隣接する搬送ゾーンとの間に存在するので、この受け渡し部２６へのアクセス時に起こる隣接する基板搬送手段３との干渉については問題のない範囲である。
【００４７】
また、タワーＴ１〜Ｔ８の処理ゾーンＳ１〜Ｓ３を処理の順序に沿って下段側から上段側に向けて順番に積層するように配列したので、ウエハがタワーＴ１〜Ｔ８内を下段側から上段側に向けて順番に搬送されることになる。これにより、ウエハはタワーＴ内の処理ゾーンＳ１〜Ｓ３間を、一方向にスムーズに搬送されることになり、搬送経路の複雑化が抑えられる。このためさらに搬送時間が短縮され、スループットの向上を図ることができる。
【００４８】
さらに、カセット載置部２７Ａ，２７ＢをタワーＴ１，Ｔ２内に設けたので、基板搬送手段３ＢにてカセットＣ１，Ｃ２に直接アクセスすることができる。このため、カセット載置部をタワーＴの外部に設ける場合に比べて、カセットＣとタワーＴ１〜Ｔ８との間でウエハの受け渡しを行う役割を果たす受け渡しアームが不用となるので、装置の構成要素が少なくて済むほか、外部のカセット載置部と受け渡しアームの設置に要する領域が不用となり、この分の装置の占有面積を小さくすることができる。
【００４９】
さらにまた、カセット載置部２７Ａ，２７Ｂを上下に隣接する処理ゾーンの間、この例では第２の処理ゾーンＳ２に設け、カセット載置部２７Ａ，２７Ｂの下段側に第１の処理ゾーンＳ１、上段側に第３の処理ゾーンＳ３を設けたので、カセットＣ１，Ｃ２と第１の処理ゾーンＳ１、第３の処理ゾーンＳ３が近くなる。このため、カセットＣ１から第１の処理ゾーンＳ１に所定の処理が行われる前のウエハを搬送する際や、第３の処理ゾーンＳ３から所定の処理が終了したウエハをカセットＣ２に搬送する際の搬送距離が短くなる。また、カセットＣ１からウエハを取り出す基板搬送手段３と、カセットＣ２にウエハを受け渡す基板搬送手段３とが異なるので、基板搬送手段３の干渉を抑えて、効率良いウエハの搬送を行ないやすい。これによりさらなるスループットの向上を図ることができる。
【００５０】
なお、カセット載置部２７はタワーＴ１〜Ｔ８の内の２箇所に割り当てたが、これに限らず、１箇所のみでもよいし、２箇所以上設けるようにしてもよい。この際、１つのタワーＴ内に複数のカセット載置部２７を設けるようにしてもよい。また、カセットＣは所定の処理が終了したウエハを、元のカセットＣ内に収容するようにして、基板搬入部が基板搬出部を兼用する構成であってもよい。
【００５１】
さらにこの例では、第１の処理ゾーンＳ１には、温調ユニット２１と塗布ユニット２２、第２の処理ゾーンＳ２には、低温加熱ユニット２３とベークユニット２４、第３の処理ゾーンＳ３にはキュアユニット２５と、処理温度毎に異なる処理ゾーンＳに配列しており、処理温度が高く、処理時間が長いキュアユニット２５と、処理温度が低い温調ユニット２１と塗布ユニット２２とは、離れた位置に配置されているので、両者を熱的に分離でき、有効である。
【００５２】
ここで、この実施の形態においては、タワーＴ１〜Ｔ８の複数段の処理ゾーンＳ１〜Ｓ３に割り当てられる処理ユニットは、処理ゾーンＳ１〜Ｓ３が処理の順序に沿って下段側から上段側に向かって、または上段側から下段側へ向かって配列されるものであれば、上述のレイアウトに限られるものではなく、例えば図１０に示すように、最下段の処理ゾーン（第１の処理ゾーンＳ１）に塗布ユニット２２を設け、その上の段（第２の処理ゾーンＳ２）に加熱系のユニット例えばベークユニット２４を設け、さらにその上の段（第３の処理ゾーンＳ３）にキュアユニット２５を設けるレイアウトで、各処理ユニットを配列するようにしてもよい。
【００５３】
また、例えば図１１に示すように、加熱系のユニットである低温加熱ユニット２３と、ベークユニット２４と、キュアユニット２５とを同じ処理ゾーンＳ（ここでは第２の処理ゾーンＳ２）に設けるレイアウトで、各処理ユニットを配列するようにしてもよい。なお、この例ではタワーＴ１〜Ｔ８は２段に分割されており、第１の処理ゾーンＳ１に、温調ユニット２１、塗布ユニット２２、受け渡し部２６が配列されている。
【００５４】
さらに、この実施の形態では、カセット載置部２７Ａ，２７Ｂは、第２の処理ゾーンＳ２に限らず、例えば図１２に示すように、カセット載置部２７Ａが、最下段の処理ゾーン及び最上段の処理ゾーンの一方の対応する位置に設けられ、カセット載置部２７Ｂが、最下段の処理ゾーン及び最上段の処理ゾーンの他方の対応する位置に設けられる構成であってもよい。この例では、タワーＴ１の第１の処理ゾーンＳ１にカセットＣ１が載置されるカセット載置部２７Ａが設けられ、タワーＴ５の第３の処理ゾーンＳ３にカセットＣ２が載置されるカセット載置部２７Ｂが設けられる。これ以外のタワーＴ１〜Ｔ８内の処理ユニットの配列については、処理ゾーンＳ１〜Ｓ３が処理の順序に沿って配列されるものであれば、適宜選択できる。
【００５５】
このようにすると、カセットＣ１内の所定の処理が行われる前のウエハは、第１の処理ゾーンＳ１の第１の基板搬送手段３Ａに受け取られ、夫々の処理を行いながら、第１の処理ゾーンＳ１から第３の処理ゾーンＳ３へ下段側から上段側に向けて搬送され、所定の処理が終了したウエハがタワーＴ５の処理ゾーンＳ３のカセットＣ２内に戻される。このためカセットＣ１からウエハを受け取り、カセットＣ２へウエハを受け渡すまでの間に、基板搬送手段３Ａ〜３Ｃが、搬送ゾーンＺ１〜Ｚ３同士の間で、上段側から下段側に向けて逆向きに移動することがないので、ウエハの搬送をより効率よく行うことができ、スループットのさらなる向上を図ることができる。
【００５６】
ここで、各実施の形態においては、各タワーＴ１〜Ｔ８の各処理ゾーンＳ１〜Ｓ３内において、先に処理を行うユニットが下段側に配列され、処理ユニットが処理の順序に沿って配列されているが、処理ゾーンＳ１〜Ｓ３が処理の順序に沿って配列されれば十分な搬送効率を確保できるので、処理ゾーンＳ１〜Ｓ３内の処理ユニットは必ずしも処理の順序に沿って配列されなくてもよい。
【００５７】
また、基板搬送手段３Ａ〜３Ｃ同士の間でウエハの受け渡しを行うための受け渡し部２６Ａ，２６Ｂは、隣接する処理ゾーンＳ１〜Ｓ３同士の間にあれば、どちらのゾーン内に設けてもよい。さらに、前記受け渡し部２６Ａ，２６Ｂを設けるタワーＴは１個であってもよいし、３個以上のタワーＴに設けるようにしてもよい。さらにまた、タワーＴ１〜Ｔ８に設けられる処理ゾーンは複数であればよく、２個であってもよいし、４個以上であってもよい。
【００５８】
続いて他の実施の形態について、図１３により説明する。この例は、受け渡し部２６Ａ，２６Ｂを介して隣接する処理ゾーンＳ１〜Ｓ３同士の間でウエハの受け渡しを行う代わりに、一の処理ゾーンにて処理されたウエハを、当該一の処理ゾーンに対応する基板搬送手段または当該一の処理ゾーンに隣接する他の処理ゾーンに対応する基板搬送手段により、前記他の処理ゾーンに搬送するというものである。
【００５９】
具体的に、図１３のレイアウトにて説明すると、第１の基板搬送手段Ｓ１は第１の処理ゾーンＳ１の各処理ユニットと、第２の処理ゾーンＳ２内の、例えば当該処理ゾーンＳ２の最初の処理ユニットである低温加熱ユニット２３とにアクセスできるようになっており、第２の基板搬送手段Ｓ２は第２の処理ゾーンＳ２の各処理ユニットと、第１の処理ゾーンＳ１内の、例えば当該処理ゾーンＳ１の最後の処理ユニットである塗布ユニット２２と、第３の処理ゾーンＳ３内の、例えば当該処理ゾーンＳ３の最初の処理ユニットであるキュアユニット２５とにアクセスできるようになっており、第３の基板搬送手段Ｓ３は第３の処理ゾーンＳ３の各処理ユニットと、第２の処理ゾーンＳ２内の、例えば当該処理ゾーンＳ２の最後の処理ユニットであるベークユニット２４とにアクセスできるようになっている。その他の構成は上述の実施の形態と同様であり、タワーＴ１〜Ｔ８内の処理ユニットの配列については、処理ゾーンＳ１〜Ｓ３が処理の順序に沿って配列されるものであれば、適宜選択できる。
【００６０】
ここで、３個の基板搬送手段３Ａ〜３Ｃの位置と、ウエハの位置は、常時コンピュータによりモニタされており、制御部５５にて、この位置情報に基づいて各基板搬送手段３Ａ〜３Ｃの駆動が制御される。そして、一の処理ゾーンＳから当該一の処理ゾーンＳに隣接する処理ゾーンＳに対してウエハが受け渡されるときには、基板搬送手段３同士が干渉しないように、一の処理ゾーンＳに対応する基板搬送手段が前記隣接する処理ゾーンＳの処理ユニットにウエハを受け渡すか、または前記隣接する処理ゾーンＳに対応する基板搬送手段が前記一の処理ゾーンＳの処理ユニットにウエハを受け取りにいくかの制御を行って、両処理ゾーンＳの間でウエハの受け渡しが行われる。
【００６１】
このような構成では、上述の実施の形態と同様に、装置の低フットプリント化や高いスループットの確保等の効果が得られる他、搬送タワーＴ１〜Ｔ８内にウエハの受け渡し部を用意する必要がないので、その分タワーＴ１〜Ｔ８内に処理ユニットを割り当てることができる。このため、限られた領域により多くの処理ユニットを設けることができ、スペース的に有利である。
【００６２】
続いて、さらに他の実施の形態について図１４により説明する。この実施の形態は、処理ユニットの一つ例えばキュアユニット２５をタワーＴ１〜Ｔ８の外部に設ける構成である。この例では、タワーＴ１〜Ｔ８は、例えば２段の処理ゾーンＳ１，Ｓ２に分割され、第１の処理ゾーンＳ１には、温調ユニット２１と塗布ユニット２２とカセット載置部２７と受け渡し部２６とが配列され、第２の処理ゾーンＳ２には、低温加熱ユニット２３とベークユニット２４とが配列されている。その他の構成は上述の図３に示す実施の形態と同様である。またタワーＴ１〜Ｔ８内の処理ユニットの配列については、処理ゾーンＳ１〜Ｓ３が処理の順序に沿って配列されるものであれば、図１４の例に限らず、適宜選択できる。
【００６３】
このような構成では、上述の実施の形態と同様に、高いスループットの確保等の効果が得られる他、処理温度が高く、処理時間が長いキュアユニット２５をタワーＴ１〜Ｔ８とは別個に設けたので、タワーＴ１〜Ｔ８内の処理ゾーンＳ１，Ｓ２と熱的に分離され、熱影響を抑えることができて、有効である。
【００６４】
続いて、他の実施の形態について図１５に基づいて説明する。この例は、隣接する処理ゾーンＳ同士の間に仕切り壁６１，６２を設け、処理ゾーンＳ同士の雰囲気自体を分離したものである。その他の構成については上述の図３に示す実施の形態と同様であるので、異なる点について説明すると、隣接する処理ゾーンＳ同士の間、例えば第１の処理ゾーンＳと第２の処理ゾーンＳ２との間には、これらの間でウエハの受け渡しを行うための第１の受け渡しユニット６３Ａ、第２の処理ゾーンＳ２と第３の処理ゾーンＳ３との間には、これらの間でウエハの受け渡しを行うための第２の受け渡しユニット６３Ｂが設けられている。これら受け渡しユニット６３Ａ，６３Ｂは本発明の受け渡し部に相当するものであり、この例ではタワーＴ５に設けられているが、その他のタワーＴ１〜Ｔ４，Ｔ６〜Ｔ８に設けるようにしてもよいし、２個以上のタワーＴ１〜Ｔ８に設けるようにしてもよい。
【００６５】
これら受け渡しユニット６３（６３Ａ，６３Ｂ）について、第１の受け渡しユニット６３Ａを例にして図１６により説明する。受け渡しユニット６３は、隣接する２つの処理ゾーンＳに開口する第１及び第２の受け渡し口６４ａ，６４ｂを備えている。図中６５はウエハを載置するための基板載置台であり、複数本の突出ピン６５ａ上に第１の基板搬送手段３Ａの板状アーム３３ｃにより第１の受け渡し口６４ａを介してウエハが受け渡されるようになっている。
【００６６】
図中６６は、基板載置台６５に保持されたウエハを裏面側から保持して受け取る昇降アームであり、この昇降アーム６６は上下方向に伸びる昇降軸６７ａに沿って昇降機構６７ｂにより、基板載置台６５からウエハを受け取る位置と、上段側の第２の処理ゾーンＳ２の第２の受け渡し口６４ｂに対応する位置との間で昇降でき、前記第２の受け渡し口６４ｂを介して対応する第２の基板搬送手段３Ｂの板状アーム３３ｃとの間でウエハの受け渡しが行われるように構成されている。
【００６７】
そして下段側の処理ゾーンＳ１（Ｓ２）に対応する基板搬送手段３Ａ（３Ｂ）が基板載置台６５にウエハを受け渡し、その後昇降アーム６６を上昇させると、当該昇降アーム６６は基板載置台６５からウエハを受け取りながら上昇する。こうしてウエハは上段側の処理ゾーンＳ２（Ｓ３）まで搬送され、前記上段側の搬送ゾーンＺ２（Ｚ３）の受け渡し口６４ｂを介して上段側の処理ゾーンＳ２（Ｓ３）に対応する基板搬送手段３Ｂ（３Ｃ）に受け渡されることにより、両処理ゾーンＳ同士の間でウエハの受け渡されるようになっている。
【００６８】
逆に、上段側の処理ゾーンＳ２（Ｓ３）から下段側の処理ゾーンＳ１（Ｓ２）にウエハの受け渡しを行うときには、先ず昇降アーム６６を上段側の搬送ゾーンＺ２（Ｚ３）側の受け渡し位置に位置させた状態で、上段側の搬送ゾーンＺ２（Ｚ３）側の受け渡し口６４ｂを介して、夫々の基板搬送手段３Ｂ（３Ｃ）により前記昇降アーム６６にウエハを受け渡し、その後、昇降アーム６６を下段側の処理ゾーンＳ１（Ｓ２）まで下降させることにより、ウエハを基板載置台６５に受け渡す。そして下段側の搬送ゾーンＺ１（Ｚ２）側の受け渡し口６４ａを介して下段側の基板搬送手段３Ａ（３Ｂ）にウエハを受け渡す。
【００６９】
このような構成では、上述の実施の形態と同様に、装置の低フットプリント化や高いスループットの確保等の効果が得られる他、隣接する処理ゾーン同士の間が仕切り壁６１，６２にて区画され、夫々の雰囲気が隔離されているので、処理ゾーン同士の間の雰囲気の干渉が抑えられる。このため他の処理ユニットへの熱影響を防ぐことができるので、精度の高い処理を行うことができ、有効である。
【００７０】
また、この実施の形態では、分離された処理ゾーンＳ１〜Ｓ３の１つのゾーンにアンモニア等を使用したケミカル雰囲気にて処理を行う処理ユニットを配設する場合であっても、当該処理ゾーンと他の処理ゾーンとは隔離されているので、前記他の処理ゾーンにおけるケミカル汚染を防止することができて、有効である。なお、タワーＴ１〜Ｔ８内の処理ユニットの配列については、処理ゾーンＳ１〜Ｓ３が処理の順序に沿って配列されるものであれば、上述の例に限らず、適宜選択できる。
【００７１】
続いて、さらに他の実施の形態について図１７により説明する。この実施の形態は、複数段の処理ゾーンＳ１〜Ｓ３の少なくとも１個の処理ゾーンＳにて低酸素雰囲気で基板を処理する場合、その処理ゾーンＳに対応する搬送ゾーンＺを低酸素雰囲気に設定したものである。ここで低酸素雰囲気には、不活性ガス雰囲気と、真空雰囲気と、が含まれる。その他の構成については上述の図３に示す実施の形態と同様であるので、異なる点について以下に説明する。
【００７２】
この例では、図１７の構成のように、各隣接する搬送ゾーンＺ１〜Ｚ３同士の間に夫々仕切り壁６１，６２が設けられて、搬送ゾーンＺ１〜Ｚ３が互いに分離され、第１の処理ゾーンＳ１と第１の搬送ゾーンＺ１とは大気雰囲気で処理を行う大気エリア、第２の処理ゾーンＳ２と第２の搬送ゾーンＺ２とは例えば大気圧不活性ガス雰囲気で処理を行う不活性ガスエリア、第３の処理ゾーンＳ３と第３の搬送ゾーンＺ３とは真空雰囲気で処理を行う真空エリアに設定されている。なお、各処理ユニットは筐体１００で囲まれているので、互いに隣接する処理ゾーンの処理ユニット間は、筐体１００の壁面部で仕切られている。
【００７３】
そして、前記大気エリアには、温調ユニット２１や塗布ユニット２２、低温加熱ユニット２３が配列されている。また第２の処理ゾーンＳ２である不活性ガスエリアにはベークユニット２４が配列され、第３の処理ゾーンＳ３である真空エリアにはＥＢ（電子ビーム）キュアユニット２８が配列されている。ここでＥＢキュアユニットとは、電子ビーム照射によるエネルギー印加方式によるキュア装置であり、ＥＢキュアユニットの代わりに、減圧下で高温に設定された加熱プレートによりウエハを高温に加熱し、キュア処理するという減圧ＨＰ（Ｈｏｔ　Ｐｌａｔｅ）キュア装置を設けるようにしてもよい。さらに不活性ガスエリアには、既述のキュアユニット２５を設けるようにしてもよい。
【００７４】
前記不活性ガスエリアに設けられた各処理ユニットと、第２の搬送ゾーンＺ２とは、夫々不活性ガス供給部７３に夫々接続されると共に、図示しない排気手段に接続されており、所定量の不活性ガス例えば窒素ガスの供給と、所定の排気量との組み合わせにより、所定の大気圧不活性ガス雰囲気に設定されている。また、前記真空エリアに設けられた各処理ユニットと、第３の搬送ゾーンＺ３は、夫々排気手段７４例えば真空ポンプに接続され、所定の真空度に設定されている。
【００７５】
この例においては、隣接する処理ゾーンＳ１〜Ｓ３の間、つまり第１の処理ゾーンＳ１と第２の処理ゾーンＳ２との間に、第１のロードロック室７Ａ、第２の処理ゾーンＳ２と第３の処理ゾーンＳ３との間に、第２のロードロック室７Ｂが夫々設けられている。これら第１及び第２のロードロック室７Ａ，７Ｂは、本発明の受け渡し部に相当するものである。
【００７６】
ロードロック室７Ａ，７Ｂは、夫々の搬送ゾーンＺに開口するウエハの受け渡し口６４ａ，６４ｂを開閉する開閉部（開閉部）７１，７２が設けられて、ロードロック室７Ａ，７Ｂ内を密閉空間に設定できると共に、これら第１のロードロック室７Ａは、不活性ガス供給部７３と、図示しない排気手段に接続され、第２のロードロック室７Ｂは、不活性ガス供給部（図示せず）と排気手段７４例えば真空ポンプと、に接続され、これによりこれら当該室内が所定の不活性ガス雰囲気又は真空雰囲気に設定されるようになっている。他は、上述の受け渡しユニットと同様の構成である。
【００７７】
そして、下段側の処理ゾーンＳ１（Ｓ２）から上段側の処理ゾーンＳ２（Ｓ３）にウエハの受け渡しを行うときには、先ずロードロック室７Ａ（７Ｂ）を下段側の搬送ゾーンＺ１（Ｚ２）と同じ雰囲気にしておき、下段側の搬送ゾーンＺ１（Ｚ２）側の開閉部７１を開いて、夫々の基板搬送手段３Ａ（３Ｂ）により対応するロードロック室７Ａ（７Ｂ）の基板載置台６５にウエハＷを受け渡し、前記開閉部７１を閉じる。その後、ウエハＷを昇降アーム６６が上段側の処理ゾーンＳ２（Ｓ３）まで搬送するが、この際、ロードロック室７Ａ（７Ｂ）内を上段側の搬送ゾーンＺ２（Ｚ３）の雰囲気とほぼ同じ雰囲気の低酸素雰囲気に設定し、この後、上段側の搬送ゾーンＺ２（Ｚ３）側の開閉部７２を開いて上段側の基板搬送手段３Ｂ（３Ｃ）にウエハを受け渡す。
【００７８】
逆に、上段側の処理ゾーンＳ２（Ｓ３）から下段側の処理ゾーンＳ１（Ｓ２）にウエハの受け渡しを行うときには、先ずロードロック室７Ａ（７Ｂ）を上段側の搬送ゾーンＺ２（Ｚ３）と同じ雰囲気にしておくと共に、昇降アーム６６を上段側の搬送ゾーンＺ２（Ｚ３）側の受け渡し位置に位置させた状態で、上段側の開閉部７２を開いて、夫々の基板搬送手段３Ｂ（３Ａ）により前記昇降アーム６６にウエハＷを受け渡し、前記開閉部７２を閉じる。その後、昇降アーム６６が下段側の処理ゾーンＳ１（Ｓ２）まで下降することによりウエハＷを基板載置台６５に受け渡す。そして、例えばロードロック室７Ａ（７Ｂ）内を下段側の搬送ゾーンＺ１（Ｚ２）の雰囲気とほぼ同じ雰囲気に設定した後、下段側の開閉部７１を開いて、下段側の基板搬送手段３Ａ（３Ｂ）にウエハＷを受け渡す。
【００７９】
このような実施の形態においては、基板搬入部及び基板搬出部は、例えば一つのタワーにおける最下段の処理ゾーン及び最上段の処理ゾーンに夫々設けるようにしてもよく、図１８には基板搬入部及び基板搬出部をカセット載置部２７により構成した例を示してある。この場合、最上段の処理ゾーンのカセット載置部２７Ｂは、搬送ゾーンＺ側及びタワーＴの背面側に夫々開閉部を備えたロードロック室として構成され、搬送ゾーンＺ側の開閉部を開いておいて、カセット載置部２７Ｂに載置されたカセットＣ２内に処理済みのウエハＷが基板搬送手段３Ｃから受け渡されて満載された後、搬送ゾーンＺ側の開閉部を閉じて大気雰囲気とし、その後背面側の開閉部を開いて当該カセットＣ２を搬出するように構成することができる。
【００８０】
このように構成すれば、ウエハＷが下段側から搬入されて上段側から搬出されるので、搬送シーケンスが簡単になるが、基板搬入部及び基板搬出部のいずれをも最下段の処理ゾーン内に設けるようにしてもよい。
【００８１】
このような構成では、処理ゾーンＳ同士の間のウエハの受け渡し部をロードロック室７Ａ，７Ｂとして構成することにより、雰囲気の異なる処理ゾーンＳを積層して配列することができるので、雰囲気の異なる処理ゾーンを要する処理にも適用でき、装置の低フットプリント化や高いスループットの確保等の効果が得られ、有効である。つまり従来では、雰囲気の異なる処理ゾーンを要する場合には、処理ゾーン毎に装置を用意し、これらを横方向に隣接して配列していたが、この場合に比べて装置の占有面積を大幅に縮小できると共に、既述のように、処理ゾーンを複数段、処理の順序に沿って上下方向に配列し、処理ゾーン内のウエハを搬送を専用の基板搬送手段により行うことにより、搬送スループットの向上を図ることができる。
【００８２】
続いて、他の実施の形態について図１９により説明する。この実施の形態では、仕切り壁により搬送ゾーンＺ同士を区画せずに、複数段の処理ゾーンＳの少なくとも１個の処理ゾーンＳと、その処理ゾーンＳに対応する搬送ゾーンＺとを、低酸素雰囲気で処理を行う低酸素エリアに設定したものである。その他の構成については上述の図３に示す実施の形態と同様であるので、異なる点について以下に説明する。
【００８３】
この例は、図１６に示す実施の形態において、搬送ゾーン同士間に仕切り壁６１，６２が設けられていない構成であるので、搬送領域Ｚは大気エリアとなっている。このため、第２の処理ゾーンＳ２及び第３の処理ゾーンＳ３の各処理ユニットは、夫々のウエハの受け渡し口に開閉部（ゲートバルブ）７５が設けられていて、密閉容器として構成されている。なお、図１９では、図示の便宜上、各処理ユニットは省略してある。
【００８４】
そして、第２の処理ゾーンＳ２の各処理ユニットは、不活性ガス供給部７３に接続されると共に、図示しない排気手段に接続され、所定の不活性ガス雰囲気に設定されるようになっており、第３の処理ゾーンの処理ユニットは、排気手段７４例えば真空ポンプに接続され、所定の不活性ガス雰囲気に設定されるようになっている。また隣接する処理ゾーン同士の間には夫々受け渡し部２Ａ，２６Ｂが設けられていて、この受け渡し部２６Ａ，２６Ｂを介してウエハの受け渡しが行われる。
【００８５】
こうして、第２及び第３の処理ゾーンＳ２，Ｓ３内では、対応する基板搬送手段３Ｂ，３Ｃより各々の処理ユニットにウエハを搬送するときには、先ず処理ユニットの開閉部７５を開けてウエハを当該処理ユニットに搬入した後、開閉部７５を閉じ、当該ユニット内を所定の低酸素雰囲気に設定する。
【００８６】
このような構成では、上述の実施の形態と同様に、装置の低フットプリント化や高いスループットの確保等の効果が得られる他、各搬送ゾーンは大気雰囲気であるので、所定の処理ユニットの内部のみが所定の低酸素雰囲気に設定される。このため低酸素雰囲気に設定する領域が狭いので、省用力化を図ることができる。
【００８７】
続いて他の実施の形態について図２０により説明する。この例は、複数段の処理ゾーンＳ１〜Ｓ３の夫々において異なる膜を形成すると共に、これらの処理ゾーンＳ１〜Ｓ３で形成された膜を積層して３層膜を形成するものである。ここで３層膜とは、例えばＳＯＤ法により形成される層間絶縁膜を３層に積層した構造の膜をいい、第１の層を形成するための処理ユニットが最下段または最上段の処理ゾーンに、第２の層を形成するための処理ユニットが中段の処理ゾーンに、第３の層を形成するための処理ユニットが最上段または最下段の処理ゾーンに配列される。本実施の形態は、例えば多層構造の層間絶縁膜の形成手法の一つに、予め３層の層間絶縁膜を形成した後、３層分のエッチングをまとめて行って銅の配線層を形成するというデュアルダマシン法という手法があり、この３層膜の形成に適用される。
【００８８】
このように、本発明でいう処理の順番に沿って処理ゾーンＳ１〜Ｓ３を配列するとは、１つの膜を形成するための処理ゾーンの配列の順番に限られず、例えば３層膜を形成する場合、第１の層を形成するための処理ユニットを含む処理ゾーンＳと、第２の層を形成するための処理ユニットを含む処理ゾーンＳと、第３の層を形成するための処理ゾーンＳとを、下段側から上段側に向けて、または上段側から下段側に向けて配列することも含まれる。
【００８９】
図２０には、ＳＯＤ法を用いて３層膜を形成する場合のレイアウトの一例が示されており、第１の処理ゾーンＳ１、第２の処理ゾーンＳ２、第３の処理ゾーンＳ３は、温調ユニット２１、塗布ユニット２２、低温加熱ユニット２３、ベークユニット２４、キュアユニット２５を夫々備えており、各処理ゾーンＳ１〜Ｓ３において、ＳＯＤ法により絶縁膜が形成されるようになっている。そして第１の処理ゾーンＳ１にて第１の層を形成した後、第２の処理ゾーンＳ２にて第１の層の上に第２の層が連続して形成され、この後第３の処理ゾーンＳ３にて第２の層の上に第３の層が連続して形成される。
【００９０】
このような例では、３層膜を形成する場合に、上述の実施の形態と同様に、装置の低フットプリント化や高いスループットの確保等の効果が得られる他、複数段の処理ゾーンにて連続して順番に処理を行うことにより、異なる複数の膜を積層した構造の膜を形成することができるので、搬送効率よく、多層膜を形成することができて、高いスループットを得ることができる。なお、第１の処理ゾーンで第１の層、第２の処理ゾーンＳ２で第２の層、第３の処理ゾーンＳ３で第３の層を形成する構成であれば、各タワーＴ１〜Ｔ８内のレイアウトは上述の例に限らず、適宜選択可能である。
【００９１】
続いて他の実施の形態について図２１〜図２３により説明する。この実施の形態は、カセット載置部がタワーＴ１〜Ｔ８の外部に設けられている例であり、図２１，図２２中８１は、例えば所定の処理が行われる前のウエハが収納されたカセットＣ１や、所定の処理が終了したウエハが収納されたカセットＣ２（図示せず）等の複数のカセットを載置するためのカセット載置部であり、８２はカセット載置部８１上のカセットＣ１，Ｃ２と後述するタワーＴの受け渡しステージ８３との間でウエハの受け渡しを行うための受け渡しアームである。この受け渡しアーム８２は、昇降自在、鉛直軸まわりに回転自在、進退自在に構成されている。
【００９２】
前記受け渡しステージ８３は、本発明の基板搬入部及び基板搬出部に相当するものであり、複数個のウエハの受け渡し台８３ａを備えている。この受け渡しステージ８３は、例えば前記受け渡しアーム８１が当該受け渡しステージ８３に対してアクセスできるように、タワーＴ１〜Ｔ８の内の所定のタワー（ここではタワーＴ１）に設けられている。また、タワーＴ１において、例えば互いに隣接する処理ゾーンの間、例えば第２の処理ゾーンＳ２に設けられる。さらに、この受け渡しステージ８３は、第２の搬送ゾーンＺ２側が開口しており、第２の基板搬送手段３Ｂにより、当該受け渡しステージ８３に対してウエハの受け渡しが行われるようになっている。
【００９３】
この例では、受け渡しステージ８３は、第１の処理ゾーンＳ１と第２の処理ゾーンＳ２との間でウエハＷの受け渡しを行う受け渡し部２６としての機能も有している。なお、受け渡しステージ８３は、受け渡しアーム８２がアクセスできる複数のタワーＴ１〜Ｔ８に設けるようにしてもよい。
【００９４】
これによりカセット載置部８１上のカセットＣ１内のウエハは、受け渡しアーム８２により取り出されてタワーＴ１の受け渡しステージ８３を介して第２の基板搬送手段３Ｂに受け渡される。そして、第１の処理ゾーンＳ１から第３の処理ゾーンＳ３まで順番に搬送されて所定の処理が行われた後、再び第２の基板搬送手段３Ｂにより受け渡しステージ８３に戻され、ここから受け渡しアーム８２によりカセットＣ２内に収納される。
【００９５】
このように、カセット載置部をタワーＴ１〜Ｔ８の外部に設ける構成であっても、処理ゾーンＳ１〜Ｓ３を処理の順序に沿って配列することにより、搬送効率が向上し、高いスループットを確保することができる。なお、タワーＴ１〜Ｔ８内の処理ユニットの配列については、処理ゾーンＳ１〜Ｓ３が処理の順序に沿って配列されるものであれば、上述の例に限らず、適宜選択可能である。
【００９６】
さらに、図２３に示す実施の形態のように、所定の処理が行われる前のウエハ用の受け渡しステージ８４と、所定の処理が終了したウエハ用の受け渡しステージ８５とを別個に設け、一方の受け渡しステージ（この例では受け渡しステージ８４）をタワーＴ１の最下段の処理ゾーン（第１の処理ゾーンＳ１）に、他方の受け渡しステージ（この例では受け渡しステージ８５）をタワーＴ１の最上段の処理ゾーン（第３の処理ゾーンＳ３）に配設するようにしてもよい。また、受け渡しステージ８４をタワーＴ１の第３の処理ゾーンＳ３に、受け渡しステージ８５をタワーＴ１の第１の処理ゾーンＳ１に配設するようにしてもよい。
【００９７】
このような構成では、ウエハは処理ゾーンＳ１〜Ｓ３を下段側から上段側に向けて、または上段側から下段側に向けて搬送されるので、さらに搬送経路が簡易化され、さらなる搬送効率の向上を得ることができる。なお、タワーＴ１〜Ｔ８内の処理ユニットの配列については、処理ゾーンＳ１〜Ｓ３が処理の順序に沿って配列されるものであれば、上述の例に限らず、適宜選択可能である。
【００９８】
また、図２２，図２３に示す例では、図２１に示すように、カセット載置部８１と受け渡しアーム８２とをカセットステーション２００内に設け、このカセットステーション２００とタワーＴ１〜Ｔ８を備えた処理ステーション２１０とを接続するようにしてもよい。
【００９９】
以上において、本発明は、複数段の処理ゾーンを、ウエハに対して行われる処理の順序に沿って、上段側から下段側に向けて配列するようにしてもよい。また、複数段の処理ゾーンＳと、これに対応する複数段の搬送ゾーンＺとを有し、処理ゾーンＳに対応する専用の基板搬送手段３によりウエハＷの搬送を行い、前記処理ゾーンＳが処理の順序に沿って配列される構成であればよく、上述のいずれの実施の形態も、適宜他の実施の形態と組み合わせることができる。
【０１００】
また、上述の実施の形態では、複数の基板搬送手段３は共通の駆動軸３２を介して昇降自在、略鉛直軸まわりに回動自在に構成されていたが、複数の基板搬送手段が対応する処理ユニットにアクセスできる構成であれば、複数の基板搬送手段毎に別個の駆動軸を有するようにしてもよい。また基板搬送手段３に設けられる保持アーム３３は、少なくとも２枚あればよい。
【０１０１】
さらに、基板処理装置に設けられるタワーの数は８個に限られず、タワーに設けられる処理ユニットの数も上述の例に限定されない。さらに、タワー内の処理ユニットの配列は、第１の処理ゾーンから第３の処理ゾーンへ処理の順番に沿って配列されるものであれば、タワー毎にレイアウトが異なっていてもよい。さらにまた、タワーは、基板搬送手段により所定の処理ユニットにアクセスできる位置に配設されれば、互いに基板搬送手段から略等距離離れた位置に設けられる必要はない。また、隣接するタワー同士の間で、処理ユニットを互い違いに積層する等の処理ユニットの積層の仕方により、ユニット直下に配管等を接続することでき、スペース的に有効である。
【０１０２】
また、本発明は、ＳＯＤ法による低誘電率層間絶縁膜の形成のみならず、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ　Ｏｎ　Ｇｌａｓｓ）膜の形成や、レジスト膜、ポリイミド膜、強誘電体、他の絶縁膜等の形成に適用することができる。ここで前記ＳＯＧ膜とは、ＣＶＤで形成された膜は表面が凹凸状態であるので、これを平坦化するために、前記ＣＶＤ法により形成された膜の表面に形成されるＳｉＯ２膜であり、ＳＯＤ法と同様に、塗布液をウエハ表面にスピンコートした後、ウエハに対して加熱処理を施すことにより、塗布液に含まれる溶媒などを蒸発させ、膜を硬化させることにより形成される。
【０１０３】
さらに、上述の実施の形態では半導体ウエハを処理する装置について説明したが、ＦＲＤ（フラットパネルディスプレイ）やマスク等に使用されるガラス基板を処理する装置についても本発明は適用可能である。
【０１０４】
【発明の効果】
本発明によれば、上下方向に設けられた複数段の処理ゾーンと、これに対応する複数段の搬送ゾーンとを有し、前記搬送ゾーン毎に設けられた基板搬送手段により処理ゾーンに対して基板の搬送を行い、前記処理ゾーンが処理の順序に沿って上下方向に配列されているので、搬送エリアが集約され、基板の搬送を効率よく行うことができて、高いスループットを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる基板処理装置の一実施の形態の全体構成を示す平面図である。
【図２】前記基板処理装置に設けられるタワーを示す斜視図である。
【図３】前記タワーに配列される処理ユニットのレイアウトを示す側部断面図である。
【図４】前記基板処理装置に設けられる基板搬送手段を示す斜視図である。
【図５】前記基板搬送手段を示す側面図である。
【図６】前記基板処理装置に設けられる塗布ユニットを示す断面図である。
【図７】前記基板処理装置に設けられる低温加熱ユニットを示す断面図である。
【図８】前記基板処理装置に設けられるベークユニットを示す断面図である。
【図９】前記基板処理装置に設けられるキュアユニットを示す断面図である。
【図１０】前記タワーに配列される処理ユニットの他のレイアウト例を示す側部断面図である。
【図１１】前記タワーに配列される処理ユニットのさらに他のレイアウト例を示す側部断面図である。
【図１２】前記タワーに配列される処理ユニットのさらに他のレイアウト例を示す側部断面図である。
【図１３】前記基板処理装置の他の実施の形態のタワーを示す側部断面図である。
【図１４】前記基板処理装置のさらに他の実施の形態のタワーを示す側部断面図である。
【図１５】前記基板処理装置のさらに他の実施の形態のタワーを示す側部断面図である。
【図１６】前記基板処理装置に設けられる受け渡しユニットを示す側部断面図である。
【図１７】前記基板処理装置のさらに他の実施の形態のタワーを示す側部断面図である。
【図１８】前記基板処理装置のさらに他の実施の形態のタワーを示す側部断面図である。
【図１９】前記基板処理装置のさらに他の実施の形態のタワーを示す側部断面図である。
【図２０】前記基板処理装置のさらに他の実施の形態のタワーを示す側部断面図である。
【図２１】前記基板処理装置のさらに他の実施の形態を示す平面図である。
【図２２】図２１に示す基板処理装置のタワーを示す側部断面図である。
【図２３】図２１に示す基板処理装置の他の実施の形態のタワーを示す側部断面図である。
【図２４】従来のＳＯＤ法による塗布膜形成システムを示す平面図である。
【符号の説明】
Ｗ　　　　　　半導体ウエハ
Ｓ１〜Ｓ３　　処理ゾーン
Ｚ　　　　　　搬送領域
Ｚ１〜Ｚ３　　搬送ゾーン
Ｔ１〜Ｔ８　　タワー
Ｃ１，Ｃ２　　カセット
２１　　　　　温調ユニット
２２　　　　　塗布ユニット
２３　　　　　低温加熱ユニット
２４　　　　　ベークユニット
２５　　　　　キュアユニット
２６　　　　　受け渡し部
２７，８１　　カセット載置部
３Ａ〜３Ｃ　　基板搬送手段
６１，６２　　仕切り壁
６３　　　　　受け渡しユニット
７　　　　　　ロードロック室
８２　　　　　受け渡しアーム
８３〜８５　　受け渡しステージ

Claims

基板に対して複数の処理ユニットにて順次処理されることにより所定の処理が行われる基板処理装置において、
基板を搬送するために上下方向に伸び、複数段の搬送ゾーンに分割された搬送領域と、
この搬送領域の周囲に設けられた複数のタワーと、
これら複数のタワーの各々において、前記複数段の搬送ゾーンに対応して夫々割り当てられた複数段の処理ゾーンと、
これら複数段の処理ゾーンの各々に設けられ、互いに積層された複数の処理ユニットと、
前記複数段の搬送ゾーンの夫々に設けられ、その搬送ゾーンに対応する処理ゾーンに設けられた各処理ユニットに対して基板の受け渡しを行うと共に、互いに独立して駆動される複数の基板搬送手段と、
少なくとも一つのタワーに設けられ、前記所定の処理が行われる前の基板が搬入される基板搬入部と、
少なくとも一つのタワーに設けられ、前記所定の処理が終了した基板が搬出される基板搬出部と、を備え、
前記複数段の処理ゾーンは、基板に対して行われる処理の順番に下段側から上段側に向かって、または上段側から下段側に向かって配列されていることを特徴とする基板処理装置。
基板搬入部及び基板搬出部は、互いに上下に隣接する処理ゾーンの間に設けられていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
基板搬入部は、最上段の搬送ゾーン及び最下段の搬送ゾーンの一方に対応する位置に設けられ、基板搬出部は、最上段の搬送ゾーン及び最下段の搬送ゾーンの他方に対応する位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
基板搬入部は基板搬出部を兼用していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置。
基板搬入部及び基板搬出部は、各々多数枚の基板を収納する基板カセットが載置されるカセット載置部であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置。
少なくとも一つのタワーにおいて、互いに隣接する処理ゾーンの間に基板の受け渡し部を設け、互いに隣接する基板搬送手段の間で前記受け渡し部を介して基板の受け渡しを行うことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置。
一の処理ゾーンにて処理された基板は、当該一の処理ゾーンに対応する基板搬送手段または当該一の処理ゾーンに隣接する他の処理ゾーンに対応する基板搬送手段により、当該他の処理ゾーンに搬送されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の基板処理装置。
前記処理ゾーンの少なくとも一つは、基板に塗布液の塗布処理を行う塗布ユニットが設けられ、前記処理ゾーンの他の少なくとも一つは、塗布液が塗布された基板の加熱処理を行う加熱ユニットが設けられることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理装置。
前記塗布ユニットは最下段の処理ゾーンに設けられ、加熱ユニットは前記最下段の処理ゾーンの上の処理ゾーンに設けられていることを特徴とする請求項８のいずれかに記載の基板処理装置。
基板に塗布された塗布膜の硬化処理を行うキュアユニットをさらに設け、このキュアユニットと、前記加熱ユニットとが、同じ処理ゾーンにあることを特徴とする請求項８または９に記載の基板処理装置。
前記キュアユニットは、前記加熱ユニットが設けられた処理ゾーンの上の処理ゾーンに設けられていることを特徴とする請求項８または９に記載の基板処理装置。
一の搬送ゾーンと他の搬送ゾーンとは仕切り壁により互いに雰囲気が区画されると共に、互いに異なる雰囲気に設定されていることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の基板処理装置。
前記一の搬送ゾーン及び他の搬送ゾーンの少なくとも一方は低酸素雰囲気に設定されていることを特徴とする請求項１２に記載の基板処理装置。
前記低酸素雰囲気は不活性ガス雰囲気であることを特徴とする請求項１３記載の基板処理装置。
前記低酸素雰囲気は減圧雰囲気であることを特徴とする請求項１３記載の基板処理装置。
前記一の搬送ゾーンに対応する処理ゾーンと他の搬送ゾーンに対応する処理ゾーンとの間には、基板の受け渡し部をなすロードロック室が設けられ、このロードロック室は、一の搬送ゾーンに連通する基板搬送口及び他の搬送ゾーンに連通する基板搬送口を夫々開閉する開閉部を備えたことを特徴とする請求項１２ないし１５のいずれかに記載の基板処理装置。