JP2018160586A - 基板処理システムおよび基板処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、基板処理システム1の構成の一例を概略的に示す図である。なお図1及び以降の各図では、理解容易の目的で、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。
この基板処理システム1では、処理装置のタイプとして次の2つのタイプの処理装置が混在している。すなわち、基板を順次に一方向に搬送しつつ当該基板Wに対して1枚ずつ処理を行う平流し処理装置と、N(2以上の整数)枚の基板に対して一括して同時に処理する同時処理装置とが混在する。なお同時処理装置によるN枚の基板の処理期間は完全に一致する必要はなく、各処理期間の少なくとも一部が重なっていればよい。要するに、ここでいう同時とは、各処理期間が全く重ならない状態と対比した意味で用いられる。平流し処理装置としては、洗浄装置12および現像装置17が例示され、同時処理装置としては、脱水ベーク装置13、塗布関連装置14、プリベーク装置15及びポストベーク装置18が例示される。
図3は、平流し処理装置30の構成の一例を概略的に示す図である。平流し処理装置30は基板導入部31と処理装置本体32と基板導出部33とを備えている。基板導入部31は上流の装置から搬送される基板Wを受け取る。処理装置本体32は基板導入部31から搬送される基板Wを受け取り、この基板Wを一方向(搬送方向)に沿って搬送させつつ、基板Wに対して各種の処理を行う。処理後の基板Wは処理装置本体32から基板導出部33へと搬送される。基板導出部33は処理装置本体32から搬送された基板Wを順次に受け取る。基板導出部33は順次に受け取った基板Wを複数(N枚)保持することができる。複数の基板Wは基板導出部33から一括して取り出されて、下流の装置へと搬送される。
基板導入部31は搬送コンベアとしての複数のローラ311および複数のローラ313を有している。ローラ311,313の断面は円形状を有しており、ローラ311,313は、その中心軸が基板Wの搬送方向D1に略垂直かつ略水平となる姿勢で設けられる。複数のローラ311は搬送方向D1に沿って間隔を空けて並んで設けられる。各ローラ311は自身の中心軸を回転軸として回転することができる。各ローラ311の中心軸における両端は、それぞれ支持板(不図示)に回転可能に固定される。この一対の支持板は搬送方向D1に沿って延びる板状部材であり、床面に設けられた所定の架台312に固定される。複数のローラ313は搬送方向D1に沿って間隔を空けて並んで設けられる。ローラ313はローラ311よりも下流側に位置しており、ローラ311と同じ高さに設けられている。各ローラ313は自身の中心軸を回転軸として回転することができる。各ローラ313の中心軸における両端は、それぞれ支持板に回転可能に固定される。
処理装置本体32は薬液部34、水洗部35及び水切り部36を有している。薬液部34、水洗部35及び水切り部36は上流から下流へ向かってこの順で直列に設けられている。また処理装置本体32は搬送コンベアとしての複数のローラ321も有している。複数のローラ321はローラ311と同様の形状を有しており、ローラ311と同様の姿勢で配置される。複数のローラ321は搬送方向D1に沿って間隔を空けて並んでいる。複数のローラ321は基板導入部31のローラ311と同じ高さに設けられており、基板Wはローラ311からローラ321へと移動することができる。また複数のローラ321は薬液部34、水洗部35及び水切り部36に亘って設けられている。複数のローラ321は駆動部(不図示)によって駆動されて同期回転する。これにより、基板Wを搬送方向D1に搬送して、薬液部34、水洗部35及び水切り部36をこの順で通過させることができる。
基板導出部33は、処理装置本体32から順次に搬送される基板Wの複数(N枚)を保持することができる。基板導出部33が保持可能な基板Wの枚数は、次の同時処理装置40(例えば脱水ベーク装置13)で処理される基板Wの枚数と同じである。ここでは、一例として、基板導出部33は2枚の基板Wを保持し、同時処理装置40は2枚の基板Wに対して同時に処理を行うものとする。
図5および図6は、同時処理装置40の構成の一例を概略的に示す図である。ここでは同時処理装置40として脱水ベーク装置13および塗布関連装置14を例に挙げて説明する。図5は、脱水ベーク装置13の構成の一例を示す概略的な図であり、図6は、塗布関連装置14の構成の一例を概略的に示す図である。図5および図6においては、基板Wの搬送方向がブロック矢印で示されている。
脱水ベーク装置13は加熱部HPおよび冷却部CPを備えている。この脱水ベーク装置13は、洗浄装置12によって洗浄処理が行われた2枚の基板Wを搬送ロボット(基板搬送手段)TR1から受け取り、受け取った2枚の基板Wに対して処理を行う。
搬送ロボットTR1はハンドH1と移動機構51と昇降機構52と回転機構53とを有している。移動機構51はハンドH1を水平面内で移動させることができる。例えば移動機構51は一対のアームを有している。各アームは長尺状の複数の連結部材を有しており、その連結部材の端部同士が回転可能に連結される。各アームの一端はハンドH1に連結され、他端は昇降機構52に連結される。連結部材の連結角度が制御されることで、ハンドH1を水平面内で移動させることができる。昇降機構52はアームを鉛直方向に沿って昇降させることで、ハンドH1を昇降させる。昇降機構52は例えばボールねじ機構を有している。回転機構53は鉛直方向に沿う回転軸を中心として昇降機構52を回転させることができる。これにより、ハンドH1は周方向に沿って回動する。この回動により、ハンドH1の向きを変えることができる。回転機構53は例えばモータを有している。移動機構51、昇降機構52および回転機構53は制御部60によって制御される。
加熱部HPには、搬送ロボットTR1から2枚の基板Wが一括して渡される。この加熱部HPは、この2枚の基板Wを水平方向に並べて保持する基板保持部91と、この2枚の基板Wに対して一括して同時に加熱処理を行う加熱手段92とを備えている。換言すれば、加熱部HPは、2枚の基板に対して同時に加熱処理を行う。
冷却部CPには、加熱部HPによって加熱された2枚の基板Wが搬送ロボットTR1から一括して渡される。つまり、搬送ロボットTR1は、平流し処理部たる洗浄装置12によって処理された後に加熱部HPによって処理された2枚の基板Wを、水平な一方向に並べて保持しつつ、当該2枚の基板Wを一括して冷却部CPへと搬送する。この冷却部CPは、この2枚の基板Wを水平方向に並べて保持する基板保持部93と、この2枚の基板Wに対して一括して冷却処理を行う冷却手段94とを備えている。換言すれば、冷却部CPは、2枚の基板に対して同時に冷却処理を行う。
次に脱水ベーク装置13による一連の処理を簡単に説明する。搬送ロボットTR1は上流側の洗浄装置12の基板導出部33から2枚の基板Wを一括して取り出して、この2枚の基板Wを一括して加熱部HPへと渡す。この加熱部HPでも、2枚の基板Wは水平方向に並んだ状態で保持される。加熱部HPはこの2枚の基板Wに対して一括して加熱処理を行う。加熱処理後の2枚の基板Wは搬送ロボットTR1によって一括して取り出され、冷却部CPへと一括して渡される。冷却部CPでも、2枚の基板Wは水平方向に並んだ状態で保持される。冷却部CPはこの2枚の基板Wに対して一括して冷却処理を行う。冷却処理が行われた2枚の基板Wは搬送ロボットTR1によって一括して取り出されて、塗布関連装置14へと一括して搬送される。
図6に示すように、塗布関連装置14は間隔調整部41とレジスト塗布装置42と減圧乾燥装置43と搬送ロボットTR2,TR3とを備えている。この塗布関連装置14においては、2枚の基板Wに対して主として次の2つの処理が行われる。即ち、レジスト塗布装置42が2枚の基板Wに対して一括して同時にレジスト塗布処理を行い、次に、減圧乾燥装置43が2枚の基板Wに対して一括して同時に減圧乾燥処理を行う。
図7は、間隔調整部41の構成の一例を概略的に示す平面図であり、図8は、間隔調整部41の構成の一例を示す側面図である。ここでは一例として、搬入された2枚の基板Wの間隔を広げる間隔調整部41について説明する。つまり、ここでは、下流側(例えばレジスト処理装置42)で同時に処理される際の2枚の基板Wの間隔が、上流側(例えば脱水ベーク装置12)で同時に処理される際の2枚の基板Wの間隔よりも広いと仮定する。図7および図8に示すように、間隔調整部41は複数の支持部411と移動体412,413と回転体418,419とを備えている。
図6に戻り、搬送ロボットTR2は2枚の基板Wを間隔調整部41から一括して取り出す。この基板Wの搬出の際において、搬送ロボットTR2のハンドは支持部411の相互間に挿入される。よって搬送ロボットTR2は支持部411と衝突しない。搬送ロボットTR2はこの2枚の基板Wをレジスト塗布装置42へと一括して渡す。このとき搬送ロボットTR2は、間隔調整部41による変更後の間隔を維持しつつ2枚の基板Wを取り出し、この間隔を維持しつつ2枚の基板Wをレジスト塗布装置42へ渡す。レジスト塗布装置42においても、この間隔を維持しつつ2枚の基板Wが保持される。
レジスト塗布装置42は、間隔調整部41によって変更された間隔で2枚の基板Wを搬送ロボットTR2から受け取り、受け取った2枚の基板Wに対して塗布処理を行う。図14は、レジスト塗布装置42の構成の一例を示す側面図である。レジスト塗布装置42は基板保持部421とノズル422とノズル移動機構423とを備えている。基板保持部421は、搬送ロボットTR2から搬送された2枚の基板Wを水平方向に並べて保持するための部材である。2枚の基板Wはその主面の法線方向が鉛直方向に沿う姿勢で基板保持部421の上に載置される。基板保持部421は図示しない複数のリフトピンを備える。この複数のリフトピンは、基板保持部421の上面より、その先端を突出させた上位置と、前記上面より下に退避した下位置との間で昇降する。搬送ロボットTR2は上方に突出した複数のリフトピンに2枚の基板を渡した後、退避する。複数のリフトピンは2枚の基板を支持した状態で下降し、基板保持部421の上面に2枚の基板を載置する。この結果、基板保持部421は搬送ロボットTR2において保持されていた2枚の基板Wの間隔と同じ間隔で、2枚の基板Wを保持することとなる。なお、上述のリフトピントとその昇降機構については、例えば、特開2014−130868号公報に記載された技術を本実施形態に適用させればよい。
図6を参照して、搬送ロボットTR3はレジスト塗布装置42に対して搬送ロボットTR2とは反対側に配置されている。搬送ロボットTR3は塗布処理が行われた2枚の基板Wをレジスト塗布装置42から一括して取り出す。搬送ロボットTR3の構造は搬送ロボットTR1と同様である。レジスト塗布装置42は、塗布処理を終えた2枚の基板Wを複数のリフトピンによって、基板保持部421の上面より上に持ち上げる。搬送ロボットTR3は複数のリフトピンにより支持された2枚の基板Wを一括して取り出し、この2枚の基板Wを一括して減圧乾燥装置43へと渡す。2枚の基板Wはその主面の法線方向が鉛直方向に沿う姿勢で搬送ロボットTR3に載置される。この搬送ロボットTR3も搬送ロボットTR1と同様に、上流工程にて、平流し処理部である洗浄装置12により処理されたN枚(2枚)の基板Wを、水平な一方向に並べて保持しつつ、この複数の基板を一括して同時処理部である減圧乾燥装置43へ搬送する。この結果、基板Wを1枚ずつ搬送する場合に比べて、搬送処理のスループットを向上することができる。搬送ロボットTR3はダブルハンドタイプの搬送ロボットであってもよい。
減圧乾燥装置43は例えば特開2014−126263号公報に記載されるような基板保持部と吸引装置とを備えている。この基板保持部は、搬送ロボットTR3から2枚の基板Wを一括して受け取り、これらを保持する。2枚の基板Wはその主面の法線方向が鉛直方向に沿う姿勢でこの基板保持部の上に載置される。この基板保持部は搬送ロボットTR3のハンドと衝突しないように構成されている。この基板保持部においても、2枚の基板Wは水平方向に並んで保持されており、その2枚の基板Wの間隔は搬送ロボットTR3における2枚の基板Wの間隔と同じである。基板保持部は例えばチャンバ内に配置されており、吸引装置はこのチャンバ内の気体を吸引して、チャンバ内の圧力を低減させる。具体的には例えばチャンバ内の圧力を塗布液の溶剤の蒸気圧まで低減させる。これにより、塗布液の溶剤が蒸発し、塗膜をプリベーク装置15によるプリベーキング処理に先立って、塗膜を適度に乾燥させることができる。つまり減圧乾燥処理が行われる。
<4−1.間隔調整部>
上述の間隔調整部41は2枚の基板Wの間隔を広げた。しかるに、2枚の基板Wの間隔が広い上流側の処理装置と、2枚の基板Wの間隔が狭い下流側の処理装置とが設けられる場合、両処理装置の間には、2枚の基板Wの間隔を狭める間隔調整部41Aが設けられることが望ましい。図15および図16は、間隔調整部41Aの構成の一例を概略的に示す図である。間隔調整部41Aの構成は間隔調整部41と同様であるものの、回転体418,419の初期回転位置において、連結部材73A、73Bは幅方向D12に沿う位置から所定角度だけ反時計回りに回転した位置で停止している。
図4に例示する整列部37が各処理装置の間で適宜に設けられてもよい。
図17は、塗布関連装置14の他の一例たる塗布関連装置14Aの構成を概略的に示す図である。塗布関連装置14Aは間隔調整部41とレジスト塗布装置42Aと減圧乾燥装置43と搬送ロボットTR2,TR3とを備えている。つまり塗布関連装置14Aはレジスト塗布装置の構成を除いて、塗布関連装置14と同一の構成を有している。
30 平流し処理部(平流し処理装置)
40 同時処理部(同時処理装置)
41,41A 間隔調整部
13 第1処理部(脱水ベーク装置)
42 第2処理部(レジスト塗布装置)
71,72 中間部材
73 連結部材
74 回転機構
81A,81B 端部材
82A,82B 端部材
84A,84B 進退機構
92 加熱手段
411 支持部
91,421 基板保持部
422,422A ノズル
42a,42b 吐出口
423,423A 移動手段(ノズル移動機構、基板移動機構)
TR1 第1基板搬送部(搬送ロボット)
TR2 第2基板搬送部(搬送ロボット)
Claims (10)
- 基板を搬送方向に沿って順次に搬送させつつ当該基板に対して一枚ずつ処理を行う平流し処理部と、
N(2以上の整数)枚の基板に対して同時に処理を行う同時処理部と、
前記平流し処理部によって処理された複数の基板のうち前記N枚の基板を水平な一方向に並べて保持しつつ、前記N枚の基板を一括して前記同時処理部へ搬送する第1基板搬送部と、
を備える、基板処理システム。 - 請求項1に記載の基板処理システムであって、
前記平流し処理部にて処理された前記N枚の基板の間隔を、前記同時処理部にて前記N枚の基板を同時処理する際の基板の間隔に調整する間隔調整部をさらに備え、
前記第1基板搬送部は、間隔調整部にて間隔が調整された前記N枚の基板を水平な一方向に並べて保持しつつ、前記N枚の基板を一括して前記同時処理部へ搬送する、基板処理システム。 - 請求項2に記載の基板処理システムであって、
前記間隔調整部は搬送コンベアを有し、当該搬送コンベア上に順次、搬入される前記N枚の基板の停止位置をそれぞれ制御して前記間隔を調整する、基板処理システム。 - 請求項2に記載の基板処理システムであって、
前記間隔調整部は、
前記N枚の基板を水平な配列方向に沿って並べて支持する支持部と、
前記支持部によって支持された前記N枚の基板の前記配列方向における各位置を決めるためのストッパと、
前記支持部によって支持された前記N枚の基板の各々を、対応する前記ストッパへ押圧して当接させる押圧部材と
を有する、基板処理システム。 - 請求項4に記載の基板処理システムであって、
前記支持部によって支持された前記N枚の基板は、前記配列方向において互いに隣り合う第1基板および第2基板を含み、
前記間隔調整部は、
前記第1基板および前記第2基板の一組を前記配列方向で挟むように対向配置された一対の端部材と、
前記第1基板および前記第2基板の間に位置し、水平面において互いに間隔を隔てて配置される一対の中間部材と、
前記一対の中間部材を連結する連結部材と、
鉛直方向に沿う回転軸を中心に前記連結部材を回転させる回転機構と
を備え、
前記回転機構による前記連結部材の回転により、前記一対の中間部材が前記第1基板および前記第2基板をそれぞれ一対の端部材へと押圧して前記一対の端部材にそれぞれ当接させることで、前記一対の中間部材および前記一対の端部材をそれぞれ前記押圧部材および前記ストッパとして機能させる、基板処理システム。 - 請求項4に記載の基板処理システムであって、
前記支持部によって支持された前記N枚の基板は、前記配列方向において互いに隣り合う第1基板および第2基板を含み、
前記間隔調整部は、
前記第1基板および前記第2基板の一組を前記配列方向で挟むように対向配置された一対の端部材と、
前記一対の端部材を前記配列方向に進退させる進退機構と、
前記第1基板および前記第2基板の間に位置し、水平面において互いに間隔を隔てて配置される一対の中間部材と、
前記一対の中間部材を連結する連結部材と、
鉛直方向に沿う回転軸を中心に前記連結部材を回転させる回転機構と
を備え、
前記進退機構により互いに近づく方向に移動する前記一対の端部材が、前記第1基板および前記第2基板を、前記回転機構による前記連結部材の回転により回転位置にある前記一対の中間部材へと押圧して、前記一対の中間部材にそれぞれ当接させることで、前記一対の端部材および前記一対の中間部材をそれぞれ前記押圧部材および前記ストッパとして機能させる、基板処理システム。 - 請求項5または請求項6に記載の基板処理システムであって、
第2基板搬送部は、前記回転機構が前記一対の中間部材を前記第1基板および前記第2基板から離間させた回転位置で前記連結部材を停止させつつ、前記進退機構が前記一対の端部材を前記第1基板および前記第2基板から離間させた状態で、前記第1基板および前記第2基板を前記支持部から取り出す、基板処理システム。 - 請求項1から請求項7のいずれか一つに記載の基板処理システムであって、
前記同時処理部は、
前記N枚の基板を並べて保持する基板保持部と、
前記基板保持部によって保持された前記N枚の基板と対向する位置にそれぞれスリット状の吐出口を有し、前記吐出口から塗布液を吐出するノズルと、
前記基板保持部によって保持された前記N枚の基板が並ぶ方向に直交し且つ水平な移動方向に沿って、前記ノズルおよび前記基板保持部を相対的に移動させる移動手段と
を備える、基板処理システム。 - 請求項1から請求項7のいずれか一つに記載の基板処理システムであって、
前記同時処理部は、
前記N枚の基板を並べて保持する基板保持部と、
前記基板保持部によって保持された前記N枚の基板に対して同時に加熱処理を行う加熱手段と
を備える、基板処理システム。 - 基板を処理する方法であって、
平流し処理部が基板を搬送方向に沿って順次に搬送させつつ当該基板に対して一枚ずつ処理を行い、
基板搬送手段が前記平流し処理部によって処理された複数の基板のうちN(Nは2以上の整数)を水平な一方向に並べて保持しつつ、前記N枚の基板を一括して同時処理部へと搬送し、
前記同時処理部が前記N枚の基板に対して同時に処理を行う、基板処理方法。
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