JP2006351751A - Apparatus and method for processing substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば半導体ウエハやLCD基板(液晶ディスプレイ用ガラス基板)等の基板に対しレジスト液の塗布処理や、露光後の現像処理等を行う基板処理装置及び基板処理方法に関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for performing a resist solution coating process, a developing process after exposure, and the like on a substrate such as a semiconductor wafer or an LCD substrate (glass substrate for liquid crystal display).
半導体デバイスやLCD基板の製造プロセスにおいては、被処理体である基板に所定の膜を成膜した後、処理液であるフォトレジスト(以下、レジストと呼ぶ)を塗布してレジスト膜を形成し、回路パターンに対応してレジスト膜を露光し、これを現像処理するという、いわゆるフォトリソグラフィ技術により回路パターンを形成する。このフォトリソグラフィ技術では、基板は、主な工程として、洗浄処理→脱水ベーク→アドヒージョン(疎水化)処理→レジスト塗布→プリベーク→露光→現像前ベーク→現像→ポストベークという一連の処理を経てレジスト層に所定の回路パターンを形成する。
このような処理は、一般にレジストの塗布や現像を行う塗布現像装置に、露光装置を接続したレジストパターン形成装置を用いて行われる。尚、このような装置については、例えば特許文献1に開示されている。
In a manufacturing process of a semiconductor device or an LCD substrate, after forming a predetermined film on a substrate that is an object to be processed, a photoresist that is a processing liquid (hereinafter referred to as a resist) is applied to form a resist film, A circuit pattern is formed by a so-called photolithography technique in which a resist film is exposed corresponding to a circuit pattern and developed. In this photolithographic technique, the substrate is processed through a series of processes such as cleaning processing → dehydration baking → adhesion (hydrophobization) processing → resist application → prebaking → exposure → baking before development → development → post baking. A predetermined circuit pattern is formed.
Such a process is generally performed using a resist pattern forming apparatus in which an exposure apparatus is connected to a coating and developing apparatus that performs resist coating and development. Such an apparatus is disclosed in, for example,
ところで、この一連の処理工程の中では、各基板はロボットアームにより各処理を行うモジュール間を搬送される。この基板の受け取りや受け渡しを円滑に行うためには、各アームの進退のタイミングを正確に制御する必要があるため、従来では、基板を搬送する各アームが、基板を保持しているか否かを検出するセンサを備えている。
尚、基板が載置されるアームにセンサを設けた構成については、例えば特許文献2に開示されている。
A configuration in which a sensor is provided on an arm on which a substrate is placed is disclosed in
今日、前記基板検知センサの設置やアームの材質改善、アームを動作させるアクチュエータの性能向上等により、各モジュールに対する基板の搬入搬出作業の速度が向上している。しかしながら、その搬入搬出作業の速度向上に伴い、基板がアーム上に載置されたときの位置ずれや、基板をアームからモジュールに引き渡したときに発生するエアベアリング現象による基板のすべりによる位置ずれが大きな問題となってきている。 Nowadays, the speed of loading and unloading of substrates with respect to each module is improved by installing the substrate detection sensor, improving the material of the arm, and improving the performance of the actuator that operates the arm. However, as the speed of the loading / unloading work increases, the displacement of the substrate when it is placed on the arm or the displacement of the substrate due to the air bearing phenomenon that occurs when the substrate is transferred from the arm to the module. It has become a big problem.
しかしながら、前記したように特許文献2に示される装置にあっては、従来からの基板検知センサにより基板の有無を検知することはできるものの、基板が位置ずれしたときの正確な位置ずれ量は検知することができず、基板がずれたままモジュールへの載置が行われるという問題があった。即ち、位置がずれたまま基板がモジュールに載置された場合には、熱処理において基板の処理面に対して不均一な処理が施され、歩留まり低下の原因となっていた。例えば、レジスト塗布後ベークであれば、溶媒蒸発の違いによる膜厚ムラの発生が生じ、また、露光後ポストエクスポージャベークであれば、化学増幅型レジストの酸発生の違いからパターン不良が発生していた。
また、所定量以上の位置ずれが生ずると、基板がモジュールの壁面等に衝突するおそれがあった。
However, as described above, in the apparatus disclosed in
In addition, if a positional deviation of a predetermined amount or more occurs, the substrate may collide with the wall surface of the module.
本発明は、前記したような事情の下になされたものであり、基板に対し枚葉式に処理を行う複数のモジュール間またはモジュール内における基板搬送を制御する基板処理装置において、基板を保持する基板保持手段に載置された基板の位置ずれ状態を検出し、前述した不良発生による歩留まり低下を抑制することのできる基板処理装置及び基板処理方法を提供することを目的とする。また、所定量以上の位置ずれが生じた場合にも基板がモジュールの壁面等に衝突することのない基板処理装置及び基板処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made under the circumstances as described above, and holds a substrate in a substrate processing apparatus that controls the conveyance of a substrate between or within a plurality of modules that perform single-wafer processing on a substrate. It is an object of the present invention to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of detecting a positional deviation state of a substrate placed on a substrate holding means and suppressing the above-described decrease in yield due to the occurrence of a defect. It is another object of the present invention to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method in which a substrate does not collide with a wall surface of a module or the like even when a positional deviation of a predetermined amount or more occurs.
前記した課題を解決するために、本発明に係る基板処理装置は、基板に対し枚葉式に処理を行う複数のモジュール間または前記モジュール内において基板を搬送する基板搬送手段と、前記基板搬送手段の動作制御を行う制御手段とを具備する基板処理装置であって、前記基板搬送手段は、前記基板を保持する基板保持手段と、前記基板が正しい位置に載置された際に該基板と重なるように前記基板保持手段の複数個所に設けられ、基準電位に対する静電容量がそれぞれ検出される複数のセンサとを備え、前記制御手段は、前記複数のセンサからの検出結果に基づき前記基板の位置ずれ状態を検出することに特徴を有する。
このように構成することにより、モジュールで処理を行う前に基板の位置ずれを検出することができ、位置ずれの状態で処理されることを未然に防ぐことができるため、歩留まりの低下を抑制することができる。
In order to solve the above-described problems, a substrate processing apparatus according to the present invention includes a substrate transfer unit that transfers a substrate between or within a plurality of modules that perform processing on a substrate in a single-wafer manner, and the substrate transfer unit. The substrate processing apparatus includes a control means for controlling the operation of the substrate, wherein the substrate transport means overlaps the substrate holding means for holding the substrate and the substrate when the substrate is placed at a correct position. A plurality of sensors provided at a plurality of locations of the substrate holding means, each of which detects a capacitance with respect to a reference potential, and the control means determines the position of the substrate based on detection results from the plurality of sensors. It is characterized by detecting a shift state.
By configuring in this way, it is possible to detect the positional deviation of the substrate before processing by the module, and it is possible to prevent the processing from being performed in a positional deviation state, thereby suppressing a decrease in yield. be able to.
また、前記制御手段は、前記複数のセンサにおける静電容量の比率と前記基板の位置ずれ量との関係を記録した参照テーブルを記憶した記憶手段を備え、前記複数のセンサからの検出結果の情報と、前記記憶手段に記憶された参照テーブルの情報とを比較し、基板の位置ずれ量を検出することが望ましい。
このように構成することにより、即時に位置ずれ量が求められ、位置ずれしている場合には、その情報を位置ずれ補正の対応に利用することができ、或いは、基板搬送装置の動作を停止させるか否かの判断に用いることができる。
The control means includes storage means for storing a reference table that records a relationship between a capacitance ratio of the plurality of sensors and a positional deviation amount of the substrate, and information on detection results from the plurality of sensors. It is desirable to compare the reference table information stored in the storage means and detect the amount of substrate displacement.
With this configuration, the amount of misalignment is immediately obtained, and when there is misalignment, the information can be used for misalignment correction, or the operation of the substrate transfer device is stopped. It can be used to determine whether or not to make it happen.
また、前記制御手段は、前記基板保持手段に載置された基板が所定の位置ずれ量で位置ずれしていることを検出すると、他の基板搬送手段により前記基板を保持させると共に該基板の位置ずれを補正させ、前記基板保持手段に載置させることが望ましい。
このように構成することにより、人的作業によらずに基板の位置ずれを直すことが可能となり、効率的に位置ずれの補正作業を行うことができる。
尚、前記センサは、樹脂素材に電極を取り付けたものにより形成されることが好ましい。
Further, when the control unit detects that the substrate placed on the substrate holding unit is displaced by a predetermined positional deviation amount, the control unit holds the substrate by another substrate transport unit and also detects the position of the substrate. It is desirable to correct the deviation and place it on the substrate holding means.
With this configuration, it is possible to correct the positional deviation of the substrate without depending on human work, and it is possible to efficiently perform the positional deviation correction work.
In addition, it is preferable that the said sensor is formed by what attached the electrode to the resin raw material.
また、前記制御手段は、前記基板保持手段に載置された基板が所定の位置ずれ量で位置ずれしていることを検出すると、前記基板搬送手段の動作を停止させ、モジュール位置を示すユニット番号の表示と、警告音の発生及び/または警告灯の点灯を行わせることが望ましい。
このように構成することにより、基板が位置ずれしているために、モジュールの壁面等に基板が衝突するといった問題を解決することができる。
In addition, when the control unit detects that the substrate placed on the substrate holding unit is displaced by a predetermined displacement amount, the control unit stops the operation of the substrate transport unit, and a unit number indicating a module position It is desirable to cause the alarm to be displayed and to generate a warning sound and / or to turn on a warning light.
Such a configuration can solve the problem that the substrate collides against the wall surface of the module because the substrate is displaced.
また、前記した課題を解決するために、本発明に係る基板処理方法は、基板に対し枚葉式に処理を行う複数のモジュール間または前記モジュール内における基板の搬送制御を行う基板処理方法であって、前記基板を保持する第一の基板保持手段の複数個所に設けられ、夫々の基準電位に対する静電容量が検出される複数のセンサから、前記基板が載置された状態での静電容量を検出するステップと、前記複数のセンサからの検出結果に基づき前記基板の位置ずれ状態を検出するステップとを実行することに特徴を有する。
このような方法によれば、モジュールで処理を行う前に基板の位置ずれを検出することができ、位置ずれの状態で処理されることを未然に防ぐことができるため、歩留まりの低下を抑制することができる。
In order to solve the above-described problems, a substrate processing method according to the present invention is a substrate processing method for controlling the transfer of a substrate between a plurality of modules that perform processing on a substrate in a single wafer mode or within the module. The electrostatic capacitance in a state where the substrate is placed from a plurality of sensors provided at a plurality of locations of the first substrate holding means for holding the substrate and detecting the capacitance with respect to each reference potential. And a step of detecting a positional deviation state of the substrate based on detection results from the plurality of sensors.
According to such a method, it is possible to detect the positional deviation of the substrate before processing by the module, and it is possible to prevent the processing from being performed in a positional deviation state, thereby suppressing a decrease in yield. be able to.
また、前記基板の位置ずれ状態を検出するステップにおいて、前記複数のセンサにおける静電容量の比率と前記基板の位置ずれ量との関係を記録した参照テーブルと、前記複数のセンサからの検出結果の情報とを比較するステップと、前記比較した結果に基づいて、基板の位置ずれ量を検出するステップとを実行することが望ましい。
このようにすることにより、即時に位置ずれ量が求められ、位置ずれしている場合には、その情報を位置ずれ補正の対応に利用することができ、或いは、基板搬送装置の動作を停止させるか否かの判断に用いることができる。
Further, in the step of detecting the positional deviation state of the substrate, a reference table that records a relationship between a capacitance ratio in the plurality of sensors and a positional deviation amount of the substrate, and detection results from the plurality of sensors. It is desirable to execute a step of comparing information and a step of detecting the amount of positional deviation of the substrate based on the comparison result.
In this way, the amount of misalignment can be obtained immediately, and if there is misalignment, the information can be used for misalignment correction, or the operation of the substrate transfer device is stopped. It can be used to determine whether or not.
また、前記基板の位置ずれ状態を検出するステップにおいて、前記第一の基板保持手段に載置された基板が所定の位置ずれ量で位置ずれしていることが検出されると、第二の基板保持手段に前記基板を保持させるステップと、前記第二の基板保持手段に前記所定の位置ずれ量を補正させるステップと、前記基板を前記第一の基板保持手段に載置させるステップとを実行させることが望ましい。
このようにすることにより、人的作業によらずに基板の位置ずれを直すことが可能となり、効率的に位置ずれの補正作業を行うことができる。
In the step of detecting the positional deviation state of the substrate, if it is detected that the substrate placed on the first substrate holding means is displaced by a predetermined positional deviation amount, the second substrate is detected. Causing the holding means to hold the substrate, causing the second substrate holding means to correct the predetermined displacement, and placing the substrate on the first substrate holding means. It is desirable.
By doing so, it is possible to correct the positional deviation of the substrate without depending on human work, and it is possible to efficiently perform the positional deviation correction work.
また、前記基板の位置ずれ状態を検出するステップにおいて、前記第一の基板保持手段に載置された基板が所定の位置ずれ量で位置ずれしていることが検出されると、前記基板搬送手段の動作を停止させるステップと、モジュール位置を示すユニット番号の表示と、警告音の発生及び/または警告灯の点灯を行わせるステップとを実行させることが望ましい。
このようにすることにより、基板が位置ずれしているために、モジュールの壁面等に基板が衝突するといった問題を解決することができる。
Further, in the step of detecting the positional deviation state of the substrate, if it is detected that the substrate placed on the first substrate holding means is displaced by a predetermined positional deviation amount, the substrate conveying means It is desirable to execute a step of stopping the operation of the above, a step of displaying a unit number indicating the module position, and a step of generating a warning sound and / or turning on a warning light.
By doing in this way, since the board | substrate has shifted | deviated, the problem that a board | substrate collides with the wall surface etc. of a module can be solved.
本発明によれば、基板に対し枚葉式に処理を行う複数のモジュール間またはモジュール内における基板搬送を制御する基板処理装置において、基板を保持する基板保持手段に載置された基板の位置ずれ状態を検出し、歩留まり低下を抑制することのできる基板処理装置及び基板処理方法を得ることができる。また、所定量以上の位置ずれが生じた場合にも基板がモジュールの壁面等に衝突することのない基板処理装置及び基板処理方法を得ることができる。 According to the present invention, in a substrate processing apparatus that controls substrate transfer between or within a plurality of modules that process a substrate in a single wafer mode, the position of a substrate placed on a substrate holding means that holds the substrate is shifted. It is possible to obtain a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of detecting a state and suppressing a decrease in yield. In addition, it is possible to obtain a substrate processing apparatus and a substrate processing method in which the substrate does not collide with the wall surface of the module or the like even when a positional deviation of a predetermined amount or more occurs.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図1乃至図3は本発明の基板処理装置及び基板処理方法が適用される塗布現像装置の全体構成を示す図であり、図1はその平面図、図2は正面図、図3は背面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 to FIG. 3 are views showing the overall configuration of a coating and developing apparatus to which a substrate processing apparatus and a substrate processing method of the present invention are applied. FIG. 1 is a plan view thereof, FIG. 2 is a front view, and FIG. It is.
この塗布現像装置1は、図示するようにカセットステーション10と、塗布現像工程の中で被処理基板である半導体ウエハ(以下ウエハと称呼する)Wに対し、1枚ずつ所定の処理を施す枚葉式の各種処理ユニット(モジュール)を所定位置に多段配置してなる処理ステーション11と、この処理ステーション11と隣接して設けられる露光装置(図示せず)との間でウエハWを受け渡しするためのインターフェース部12とを一体に接続した構成を有している。
As shown in the figure, the coating and developing
カセットステーション10は、ウエハWをウエハカセットCRに複数枚例えば25枚単位で収容し、このウエハカセットCRを外部からシステムに搬入又はシステムから搬出したり、ウエハカセットCRに対してウエハWを搬入・搬出したりするための装置である。カセットステーション10では、図1に示すように、カセット載置台20上の突起20aの位置に複数個例えば4個までのウエハカセットCRがそれぞれのウエハ出入口を処理ステーション11側に向けてX方向一列に載置され、カセット配列方向(X方向)及びウエハカセットCR内に収納されたウエハのウエハ配列方向(Z方向)に移動可能なウエハ搬送体21が各ウエハカセットCRに選択的にアクセスするようになっている。さらに、このウエハ搬送体21は、θ方向に回転可能に構成されており、後述するように処理ステーション11側の第3の組G3の多段ユニット部に属するアライメントユニット(ALIM)及びイクステンションユニット(EXT)にもアクセスできるようになっている。
The
処理ステーション11では、図1に示すように、中心部に垂直搬送型の主ウエハ搬送機構22が設けられ、その周りに全ての処理ユニットが1組または複数の組に亘って多段に配置されている。この例では、5組(G1,G2,G3,G4,G5)の多段配置構成であり、第1及び第2の組G1,G2の多段ユニットはシステム正面(図1において手前)側に並置され、第3の組G3の多段ユニットはカセットステーション10に隣接して配置され、第4の組G4の多段ユニットはインターフェース部12に隣接して配置され、第5の組G5の多段ユニットは背部側に配置されている。なお第5の組G5は、主ウエハ搬送機構22のメンテナンスのためにレール25に沿って移動可能に構成されている。
In the processing station 11, as shown in FIG. 1, a vertical transfer type main
また、主ウエハ搬送機構22は、図3に示すように、筒状支持体22cの内側に、ロボットアーム22bを有するウエハ搬送装置22aを上下方向(Z方向)に昇降自在に装備している。筒状支持体22cはモータ(図示せず)の回転軸に接続されており、このモータの回転駆動力によって、前記回転軸を中心としてウエハ搬送装置22aと一体に回転し、それによりこのウエハ搬送装置22aは、θ方向に回転自在となっている。
Further, as shown in FIG. 3, the main
図2に示すように、第1の組G1では、カップCP内でウエハWをスピンチャックに載せて所定の処理を行う2台のスピンナ型処理ユニット、例えばレジスト塗布処理ユニット(COT)及び現像処理ユニット(DEV)が下から順に2段に重ねられている。第2の組G2でも、2台のスピンナ型処理ユニット、例えばレジスト塗布処理ユニット(COT)及び現像処理ユニット(DEV)が下から順に2段に重ねられている。レジスト塗布処理ユニット(COT)ではレジスト液の排液が機構的にもメンテナンスの上でも面倒であることから、このように下段に配置するのが好ましい。しかし、必要に応じて上段に配置することも可能である。 As shown in FIG. 2, in the first group G1, two spinner type processing units, for example, a resist coating processing unit (COT) and a development processing for performing a predetermined processing by placing a wafer W on a spin chuck in a cup CP. Units (DEV) are stacked in two stages from the bottom. Also in the second group G2, two spinner type processing units, for example, a resist coating processing unit (COT) and a development processing unit (DEV) are stacked in two stages in order from the bottom. In the resist coating processing unit (COT), the drainage of the resist solution is troublesome both in terms of mechanism and maintenance, and thus is preferably arranged in the lower stage. However, it can be arranged in the upper stage as required.
また、図3に示すように、第3の組G3では、ウエハWを載置台に載せて所定の処理を行うオーブン型の処理ユニット、例えば下から順にクーリングユニット(COL)、アドヒージョンユニット(AD)、アライメントユニット(ALIM)、イクステンションユニット(EXT)、プリベーキングユニット(PREBAKE)及びポストベーキングユニット(POBAKE)が重ねられている。第4の組G4でも、オーブン型の処理ユニット、例えば下から順にクーリングユニット(COL)が2段、イクステンション・クーリングユニット(EXTCOL)、イクステンションユニット(EXT)、ポストエクスポージャベーキングユニット(PEB)及びポストベーキングユニット(POBAKE)が重ねられている。
尚、図3には示さないが、第5の組G5においても、第3の組G3及び第4の組G4と同様にオーブン型の処理ユニットが多段配置され、例えばクーリングユニット(COL)、プリベーキングユニット(PREBAKE)、ポストベーキングユニット(POBAKE)等が必要に応じて重ねられている。
As shown in FIG. 3, in the third group G3, an oven-type processing unit that carries out a predetermined process by placing the wafer W on the mounting table, for example, a cooling unit (COL), an adhesion unit ( AD), alignment unit (ALIM), extension unit (EXT), pre-baking unit (PREBAKE), and post-baking unit (POBAKE). Even in the fourth group G4, an oven-type processing unit, for example, two cooling units (COL) in order from the bottom, an extension cooling unit (EXTCOL), an extension unit (EXT), and a post-exposure baking unit (PEB) And a post-baking unit (POBAKE).
Although not shown in FIG. 3, in the fifth group G5, as in the third group G3 and the fourth group G4, oven-type processing units are arranged in multiple stages, for example, a cooling unit (COL), a pre-processing unit, and the like. A baking unit (PREBAKE), a post-baking unit (POBAKE), and the like are stacked as necessary.
このように処理温度の低いクーリングユニット(COL)、(EXTCOL)を下段に配置し、レジスト塗布後のベークであるプリベーキングユニット(PREBAKE)、露光後で現像前のベークであるポストエクスポージャベーク(PEB)、及び現像後のベークであるポストベーキングユニット(POBAKE)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することができる。しかし、ランダムな多段配置とすることも可能である。 In this way, cooling units (COL) and (EXTCOL) having a low processing temperature are arranged in the lower stage, a pre-baking unit (PREBAKE) that is a baking after resist coating, and a post-exposure baking that is a baking after exposure and before development ( By arranging the PEB) and the post-baking unit (POBAKE), which is a post-development baking, in the upper stage, the thermal mutual interference between the units can be reduced. However, a random multistage arrangement is also possible.
また、インターフェース部12は、奥行方向では処理ステーション11と同じ寸法を有するが、幅方向では小さなサイズで設けられている。インターフェース部12の正面部には可搬性のピックアップカセットCRと定置型のバッファカセットBRが2段に配置され、背面部には周辺露光装置23が配設され、中央部にはロボットアーム24aを有するウエハ搬送体24が設けられている。このウエハ搬送体24は、X,Z方向に移動して両カセットCR,BR及び周辺露光装置23にアクセスするようになっている。さらに、ウエハ搬送体24は、θ方向に回転可能に構成され、処理ステーション11側の第4の組G4の多段ユニット、及び隣接する露光装置側のウエハ受渡し台(図示せず)にもアクセスできるようになっている。
The
続いて、本発明の特徴に係る箇所の一例として、前記ポストエクスポージャベーキングユニット(PEB)の詳細な説明を行う。このポストエクスポージャベーキングユニット(PEB)は、露光後のウエハWを加熱処理する加熱ユニットであって、加熱プレート及び加熱後のウエハWの粗熱取りを行う冷却プレートを備えている。 Subsequently, the post-exposure baking unit (PEB) will be described in detail as an example of the location according to the features of the present invention. This post-exposure baking unit (PEB) is a heating unit that heat-treats the wafer W after exposure, and includes a heating plate and a cooling plate that performs rough heat removal of the heated wafer W.
図4は、例えば第4の組G4内に設けられるポストエクスポージャベーキングユニット(PEB)の詳細構造を示す横断面図である。また図5は、ポストエクスポージャベーキングユニット(PEB)の縦断面図である。図示するように、筐体41の内部にはステージ42が設けられ、このステージ42の正面側には、ファン43を介して連通する通気室44が設けられている。通気室44は、第4の組G4内を上下に貫通し、図示しない温調用エアーの供給部と接続する構成とされている。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a detailed structure of a post-exposure baking unit (PEB) provided in the fourth group G4, for example. FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a post-exposure baking unit (PEB). As shown in the figure, a
筐体41における左右の側壁45のうち、ステージ42を挟む部分には、前方側にウエハWの搬入出を行うための開口部40(40a、40b)が形成され、背面側には冷媒流路46、通気口47が上下に貫通して形成されている。開口部40(40a、40b)はシャッタ50により開閉自在とされており、主ウエハ搬送機構22のアーム22bは開口部40aを介して、ウエハ搬送体24のアーム24aは開口部40bを介して夫々筐体41内にアクセスできるようになっている。また、通気口47はファン48を介して筐体41内と連通する構成となされている。
An opening 40 (40a, 40b) for carrying in / out the wafer W is formed on the front side of the left and
ステージ42の上面には、その前方側に冷却アーム5が、後方側にヒータ61を備えた加熱プレート6が夫々設けられている。冷却アーム5は、基板搬送手段としても機能し、筐体41内に開口部40(40a、40b)を介して進入してくる主ウエハ搬送機構22またはウエハ搬送体24と、加熱プレート6との間でウエハWの受け渡しを行うと共に、搬送時においては加熱されたウエハWを粗冷却する(粗熱取りを行う)役割を有するものである。このため図5に示すように脚部51がステージ42に設けられるガイド手段49(図4参照)に沿ってY方向に進退可能に構成されており、これにより第一の基板保持手段としての冷却プレート52が開口部40(40a、40b)の側方位置から加熱プレート61の上方位置まで移動できるようになっている。また、冷却プレート52の裏面側には、例えば温度調節水を流すための図示しない冷却流路が設けられている。
On the upper surface of the
また、ステージ42における主ウエハ搬送機構22またはウエハ搬送体24と、冷却プレート52との間のウエハWの受け渡し位置、及び加熱プレート6と冷却プレート52との間のウエハWの受け渡し位置の夫々には、孔部53を介して突没するように支持ピン54が3本ずつ設けられている。冷却プレート52には、これら支持ピン54が上昇したときに当該冷却プレート52を突き抜けてウエハWを持ち上げることができるようにスリット55が形成されている。
In addition, the wafer W transfer position between the main
また、図4に示すように冷却プレート52の上面には、複数(図では3つ)の静電容量センサS1〜S3が設けられている。これら各センサは全て同形状に形成され、冷却プレート52上にウエハWが正しく載置されるとウエハWが全センサと重なる位置に設けられている。さらに厳密には、ウエハWが正しく載置されると全センサにおける静電容量の比率が等しくなる位置(夫々のセンサでウエハWに覆われる面積が同じとなる位置)であって、位置ずれして載置されると、各センサにおける静電容量の比率が異なる位置(夫々のセンサでウエハWに覆われる面積が異なる位置)に設置される。
As shown in FIG. 4, a plurality (three in the figure) of electrostatic capacitance sensors S <b> 1 to S <b> 3 are provided on the upper surface of the cooling
ここで図6は、静電容量センサS1〜S3に係る制御系の構成を示すブロック図である。各センサS1〜S3は、例えばテフロン(登録商標)樹脂等により形成されたセンサ本体61に電極62を取り付けた構成とされる。各電極62は、制御部70の静電容量検出手段71に同軸ケーブルにより接続される。尚、図示しないが、基準電位(グランド電位等)は例えばモジュール本体のフレーム等の電位が適用される。即ち、冷却プレート52上にウエハWが載置されると、各静電容量センサS1〜S3における静電容量が変化するため、その基準電位(グランド電位等)に対する微小な静電容量値(例えば数fF〜数十fF)を前記静電容量検出手段71が検出するようになされている。
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the control system related to the capacitance sensors S1 to S3. Each of the sensors S1 to S3 has a configuration in which an
図6に示す制御手段70は、塗布現像装置1の全体制御を行う手段である。即ち、冷却プレート52を有する基板搬送手段としての冷却アーム5の動作制御も制御手段70により行われる。また、図示するように、制御手段70において、静電容量検出手段71は、演算処理を行うCPU(中央処理装置)72に接続されている。即ち、前記の静電容量検出手段71により検出された各センサS1〜S3における静電容量値の情報はCPU72に送られるように構成されている。
A
さらに制御手段70には、半導体メモリやハードディスク等による記憶手段73が設けられ、そこにウエハWの位置ずれ状態を判定するための判定プログラム73aと、静電容量検出手段71で検出されたデータを比較するためのテーブルデータが記録された参照テーブル73bとが記憶されている。尚、図7は、参照テーブル73bを模式的に示したイメージ図である。図7に示すように、参照テーブル73bは、予め、実験等により得られたデータから作成され、各センサS1〜S3における静電容量の比率と、ウエハWのX、Y方向の位置ずれ量との関係が記録されている。即ち、このテーブルは、各センサと基板(ウエハW)との基準座標となる位置に対して、どの程度ずれているかを示している。例えば、参照テーブル73bのRow1は位置ずれがないことを示し、Row2はセンサS3方向へ所定量ずれていることを示し、Row3はセンサS2方向へ所定量ずれていることを示している。
また、CPU72は、主ウエハ搬送機構22のアーム22bまたはウエハ搬送体24のアーム24a(第二の基板保持手段)を駆動する機械制御手段74の動作制御を行うようになされている。
Further, the
The
次に、静電容量センサS1〜S3の検出結果に基づく制御系の動作について、図8のフロー図に基づいて説明する。
先ず、塗布現像装置1の稼働中においては判定プログラム73aが起動され、プログラム実行状態となされる(図8のステップST1)。
そして、ポストエクスポージャベーキングユニット(PEB)での加熱処理を行うために筐体41内に開口部40(40a、40b)を介して主ウエハ搬送機構22またはウエハ搬送体24のアーム22b、24aがウエハWを保持して進入し、上昇した状態の支持ピン54上にウエハを載置する。次いでウエハWを載置した状態の支持ピン54は下降し、冷却プレート52上にウエハWが載置された状態になされる(図8のステップST2)。
Next, the operation of the control system based on the detection results of the capacitance sensors S1 to S3 will be described based on the flowchart of FIG.
First, during the operation of the coating and developing
Then, in order to perform the heat treatment in the post-exposure baking unit (PEB), the
冷却プレート52上にウエハWが載置されると、各センサS1〜S3における静電容量値が静電容量検出手段71により検出され、CPU72に検出結果が供給される(図8のステップST3)。
CPU72では、各センサS1〜S3での検出結果と、記憶手段73の参照テーブル73bとを比較演算し、ウエハWの位置ずれ量を算出する(図8のステップST4)。
When the wafer W is placed on the
The
ここで、ステップST4において算出された位置ずれ量が第一の許容範囲内であれば、基板の受け渡しやプロセスへの影響がないため、通常の処理が実行される(図8のステップST5)。
一方、位置ずれ量が第一の許容範囲を超え(図8のステップST5)、さらに第二の許容範囲以上の位置ずれ量であった場合には(図8のステップST6)、制御手段70は冷却アーム5の動作を完全に停止させ、図示しないオペレーションディスプレイへ加熱ユニット番号を表示させ、警告音の発生及び/または図示しない警告灯の点灯を行わせる(図8のステップST7)。これにより、操作者はウエハ載置の異常を知ることができ、その対応を即座に行うことができる。
Here, if the amount of positional deviation calculated in step ST4 is within the first allowable range, there is no influence on the delivery of the substrate and the process, and therefore normal processing is executed (step ST5 in FIG. 8).
On the other hand, if the amount of positional deviation exceeds the first allowable range (step ST5 in FIG. 8) and further exceeds the second allowable range (step ST6 in FIG. 8), the control means 70 The operation of the
一方、ステップST6において、第二の許容範囲以上のずれがなかった場合には、制御手段70は、それがシステム内の基板搬送ロボットアーム(基板搬送手段)により補正可能か否かをそのときの状況に従い判断する(図8のステップST8)。ここでシステム内の基板搬送ロボットアームにより補正できないと判断されると、制御手段70は冷却アーム5の動作を完全に停止させ、オペレーションディスプレイへ加熱ユニット番号を表示させ、警告音の発生及び/または図示しない警告灯の点灯を行わせる(図8のステップST7)。
ステップST8において、システム内の基板搬送ロボットアームにより補正できると判断されると、制御手段70は冷却アーム5による基板搬送動作を一時停止させて搬送アームとの受け渡し位置に戻し、アーム22bまたは、アーム24aによりウエハWを再度載置し直すように機械制御手段74を制御する(図8のステップST9)。
On the other hand, if there is no deviation exceeding the second allowable range in step ST6, the control means 70 determines whether or not it can be corrected by the substrate transfer robot arm (substrate transfer means) in the system. Judgment is made according to the situation (step ST8 in FIG. 8). If it is determined that the correction cannot be performed by the substrate transfer robot arm in the system, the control means 70 completely stops the operation of the
When it is determined in step ST8 that the correction can be made by the substrate transfer robot arm in the system, the control means 70 temporarily stops the substrate transfer operation by the
即ち、この場合、ウエハWの所定の位置ずれ量が検出されると、冷却プレート52の下方から支持ピン54を上昇させ、再度ウエハWを持ちあげさせる。そして、アーム22bまたは、アーム24aによりウエハWを再度受け取らせ、搬送アームに設けられている落とし込み式の調芯を行い、センターを合わせて位置ずれ量を補正させ、再度支持ピン54上にウエハWを載置させる。
このようにして冷却プレート52上へのウエハWの位置ずれが無くなるまでステップST5、ST6の動作が行われる。
That is, in this case, when a predetermined displacement amount of the wafer W is detected, the support pins 54 are raised from below the cooling
In this manner, the operations of steps ST5 and ST6 are performed until the wafer W is not displaced on the
以上のように、本実施の形態によれば、第一の基板保持手段である冷却プレート52に載置されるウエハWの位置ずれ状態を検出することができ、所定の位置ずれが検出された場合には、第二の基板保持手段であるアーム22bまたはアーム24aにより、位置ずれを補正し、ウエハWを再度載置し直すことができる。
したがって、従来のように位置ずれが生じたまま加熱プレート6にウエハWが載置されるといった不具合が生じないため、歩留まり低下を抑制することができる。
また、位置ずれ量が大きく、所定量以上である場合には、冷却プレート52を移動させる冷却アーム5の動作を停止させ、警告を発することにより、モジュール壁等に対するウエハの衝突を回避することができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to detect the position shift state of the wafer W placed on the
Therefore, since the problem that the wafer W is mounted on the
Further, when the amount of positional deviation is large and is greater than or equal to a predetermined amount, the operation of the
尚、前記実施の形態においては、ポストエクスポージャベーキングユニット(PEB)内の冷却プレート52に各センサS1〜S3が設けられる構成としたが、本発明に係る基板処理装置にあっては、その形態に限定されるものではない。即ち、ウエハ等の基板を搬送する手段であって、基板が載置されるロボットアーム等の部材であれば、センサの設置部材として好適に適用することができる。例えば、図1〜図3に示した塗布現像装置1においては、ポストエクスポージャベーキングユニット(PEB)の冷却プレート52の他に、主ウエハ搬送機構22またはウエハ搬送体24のアーム22b、24aやウエハ搬送体21のアーム等にもセンサを設けるようにしてもよい。
或いは、ポストエクスポージャベーキングユニット(PEB)以外にも、例えばレジスト塗布処理ユニット(COT)や現像処理ユニット(DEV)等のモジュールに対しても、本発明の基板処理装置の構成を広く適用することができる。
In the above embodiment, the sensors S1 to S3 are provided on the
Alternatively, in addition to the post-exposure baking unit (PEB), the configuration of the substrate processing apparatus of the present invention is widely applied to modules such as a resist coating unit (COT) and a development unit (DEV). Can do.
また、特にポストエクスポージャベーキングユニット(PEB)は、ウエハに与えた熱履歴管理が厳密に求められるため、ウエハの載置位置が重要視される。このため、例えば図9に示すように、前述の図4に示したセンサS1〜S3に加え、ウエハWが載置されるべき正しい位置のウエハ外縁にさらに複数のセンサ(S4〜S6)を設けるようにしてもよい。このように構成すれば、ウエハWの載置位置がずれると、ウエハWがセンサS4〜S6のいずれかの上に重なり、その静電容量の変化が検出される。これにより、さらに高精度にウエハWの位置ずれ量を検出することができる。 In particular, in the post-exposure baking unit (PEB), the management of the thermal history given to the wafer is strictly required, and therefore, the mounting position of the wafer is regarded as important. Therefore, for example, as shown in FIG. 9, in addition to the sensors S1 to S3 shown in FIG. 4 described above, a plurality of sensors (S4 to S6) are further provided on the wafer outer edge at the correct position where the wafer W is to be placed. You may do it. If comprised in this way, if the mounting position of the wafer W will shift | deviate, the wafer W will overlap with any of sensors S4-S6, and the change of the electrostatic capacitance will be detected. As a result, the positional deviation amount of the wafer W can be detected with higher accuracy.
また、前記実施の形態においては、被処理基板として半導体ウエハを例としたが、本発明における基板は、半導体ウエハに限らず、LCD基板、CD基板、ガラス基板、フォトマスク、プリント基板等も可能である。 In the above embodiment, a semiconductor wafer is taken as an example of a substrate to be processed. However, the substrate in the present invention is not limited to a semiconductor wafer, and an LCD substrate, a CD substrate, a glass substrate, a photomask, a printed substrate, and the like are also possible. It is.
本発明は、半導体ウエハ等の基板を処理するレジストパターン形成装置等に適用でき、半導体製造業界、電子デバイス製造業界等において好適に用いることができる。 The present invention can be applied to a resist pattern forming apparatus that processes a substrate such as a semiconductor wafer, and can be suitably used in the semiconductor manufacturing industry, the electronic device manufacturing industry, and the like.
1 塗布現像装置
5 冷却アーム(基板搬送手段)
22b ロボットアーム(第二の基板保持手段)
24a ロボットアーム(第二の基板保持手段)
52 冷却プレート(第一の基板保持手段)
70 制御手段
71 静電容量検出手段
72 CPU
73 記憶手段
73a 判定プログラム
73b 参照テーブル
74 機械制御手段
S1〜S6 静電容量センサ(センサ)
W ウエハ(基板)
1 Coating and developing
22b Robot arm (second substrate holding means)
24a Robot arm (second substrate holding means)
52 Cooling plate (first substrate holding means)
70 Control means 71 Capacitance detection means 72 CPU
73 storage means
W Wafer (Substrate)
Claims (9)
前記基板搬送手段は、前記基板を保持する基板保持手段と、前記基板が正しい位置に載置された際に該基板と重なるように前記基板保持手段の複数個所に設けられ、基準電位に対する静電容量がそれぞれ検出される複数のセンサとを備え、
前記制御手段は、前記複数のセンサからの検出結果に基づき前記基板の位置ずれ状態を検出することを特徴とする基板処理装置。 A substrate processing apparatus comprising substrate transport means for transporting a substrate between or within a plurality of modules that perform single wafer processing on a substrate, and control means for controlling operation of the substrate transport means,
The substrate transport means is provided at a plurality of locations of the substrate holding means for holding the substrate and the substrate holding means so as to overlap with the substrate when the substrate is placed at a correct position. A plurality of sensors each of which detects a capacity;
The substrate processing apparatus is characterized in that the control means detects a misalignment state of the substrate based on detection results from the plurality of sensors.
前記複数のセンサからの検出結果の情報と、前記記憶手段に記憶された参照テーブルの情報とを比較し、基板の位置ずれ量を検出することを特徴とする請求項1に記載された基板処理装置。 The control means includes storage means for storing a reference table that records a relationship between a capacitance ratio in the plurality of sensors and a positional deviation amount of the substrate,
2. The substrate processing according to claim 1, wherein information on detection results from the plurality of sensors is compared with information on a reference table stored in the storage unit to detect a positional deviation amount of the substrate. 3. apparatus.
前記基板を保持する第一の基板保持手段の複数個所に設けられ、夫々の基準電位に対する静電容量が検出される複数のセンサから、前記基板が載置された状態での静電容量を検出するステップと、
前記複数のセンサからの検出結果に基づき前記基板の位置ずれ状態を検出するステップとを実行することを特徴とする基板処理方法。 A substrate processing method for controlling the transfer of a substrate between or within a plurality of modules that process a substrate in a single wafer mode,
Capacitance in a state where the substrate is mounted is detected from a plurality of sensors provided at a plurality of locations of the first substrate holding means for holding the substrate and detecting the capacitance with respect to each reference potential. And steps to
And a step of detecting a positional deviation state of the substrate based on detection results from the plurality of sensors.
前記複数のセンサにおける静電容量の比率と前記基板の位置ずれ量との関係を記録した参照テーブルと、前記複数のセンサからの検出結果の情報とを比較するステップと、
前記比較した結果に基づいて、基板の位置ずれ量を検出するステップとを実行することを特徴とする請求項6に記載された基板処理方法。 In the step of detecting the positional deviation state of the substrate,
A step of comparing a reference table that records a relationship between a capacitance ratio in the plurality of sensors and a positional deviation amount of the substrate, and information on detection results from the plurality of sensors;
The substrate processing method according to claim 6, wherein a step of detecting a positional deviation amount of the substrate is executed based on the comparison result.
第二の基板保持手段に前記基板を保持させるステップと、
前記第二の基板保持手段に前記所定の位置ずれ量を補正させるステップと、
前記基板を前記第一の基板保持手段に載置させるステップとを実行させることを特徴とする請求項7に記載された基板処理方法。 In the step of detecting the positional deviation state of the substrate, when it is detected that the substrate placed on the first substrate holding means is displaced by a predetermined positional deviation amount,
Holding the substrate on a second substrate holding means;
Causing the second substrate holding means to correct the predetermined displacement amount;
The substrate processing method according to claim 7, wherein the step of placing the substrate on the first substrate holding means is executed.
前記基板搬送手段の動作を停止させるステップと、
モジュール位置を示すユニット番号の表示と、警告音の発生及び/または警告灯の点灯を行わせるステップとを実行させることを特徴とする請求項7に記載された基板処理方法。
In the step of detecting the positional deviation state of the substrate, when it is detected that the substrate placed on the first substrate holding means is displaced by a predetermined positional deviation amount,
Stopping the operation of the substrate transfer means;
8. The substrate processing method according to claim 7, wherein a step of displaying a unit number indicating a module position and generating a warning sound and / or turning on a warning lamp is executed.
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