JP2638668B2 - 基板搬送方法および基板搬送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は半導体基板の搬送方法および装置に関し、
特に半導体基板の加熱処理部を含む複数の基板処理部に
対して搬送手段が所定の順序で各処理部を循環移動して
複数の半導体基板を順次に搬送する基板搬送方法および
装置に関する。

〔発明の背景〕

半導体装置の製造において、半導体基板の加熱処理は
重要な役割を担っている。例えば半導体への不純物拡
散、配線を所望の形状とするパターニングに必要なフォ
トリソグラフィ技術においてフォトレジストの熱処理
は、パターニング精度に大きな影響を与える。

この加熱処理を効率良く、大量に行うための装置が従
来から種々用いられてきた。

〔従来の技術〕

第13A図は半導体基板の加熱処理装置の概念を示した
平面図である。

半導体基板、例えばシリコンウェハ３を収納したカセ
ット２がインテグサ１上に設置されている。ステージ６
上には、移動機構８と第１のアーム71及びこの第１のア
ーム71の下に隠れているために図示されない第２のアー
ム72とを有するロボット５が設置されている。ステージ
６をはさんでインデクサ１の向かい側には加熱処理部4
1,42及び加熱処理部41,42の下に隠れているために図示
されない冷却処理部43,44が設けられている。

次に動作について説明する。移動機構８は、ロボット
５を矢印R,Qのように移動，回転させ、ステージ６上を
移動させる。アーム71,72は伸縮することにより、ロボ
ット５から離れた所へウェハ３を出し入れすることがで
きる。ロボット５の基板搬送動作によって、カセット２
に収納されていたウェハ３は１枚ずつカセット２から取
出され、加熱処理部41,冷却処理部43,加熱処理部42,冷
却処理部44の順に循環移動し、それぞれの処理部で所定
の加熱、若しくは冷却処理を受け、再びカセット２に収
納される。そして、多数のウェハについての一連の処理
を全体として短時間で行なわせる目的で、たとえば、加
熱処理部41での加熱処理を終えた１枚のウェハを冷却処
理部43へと移動させる際には、次のウェハを加熱処理部
41に導入させるような流れ搬送が行なわれる。したがっ
て、個々のウェハについてみると各処理部41〜44での処
理は時系列的に順次に行なわれるが、ひとつの時点で見
たときには、各処理部41〜44はそれぞれに収容されてい
るウェハについての処理を並行して行なっていることに
なる。このような処理および搬送の流れが第13B図に概
念的に示されている。ロボット５は搬送工程F₁〜F₅をこ
の順序で繰返して実行する。

ここで例えば所定の加熱、冷却に要する時間は第１表
に示す様に設定される。

但しロボット５による搬送は、各処理部（インデクサ
１を含む）間を８秒にて、移動およびウェハ３の出し入
れするものとする。

上記の動作が定常状態、即ち処理部41,42,43,44の全
てのウェハ３が存在している場合、ロボット５による上
記ウェハ３の移動工程が一巡する際に、その工程を律速
するのは、最も長い処理時間（70秒）を有する加熱処理
部42の加熱処理である。すなわち、加熱処理部42に新た
なウェハ３を導入した後、ロボット５は搬送工程F₄,F₅,
F₁,F₂,F₃を実行するが、次のウェハを加熱処理部42に導
入しようとしても、元のウェハについての70秒の加熱処
理が完了するまでは、この加熱処理部42でのウェハの入
換えはできない。したがって、ロボット５が加熱処理部
42でのウェハの入換えを完了して次の搬送工程F₄に着手
できるのは、この搬送工程F₄を前回開始した時点から少
なくとも70秒が経過した後になる。すなわち、ロボット
５が搬送経路を一巡するのは70秒以上の時間が必要であ
って、たとえば60秒の処理時間を有する加熱処理部41に
おいても、ロボット５がそれを出発して再び戻ってくる
までには少なくとも70秒が経過する。（搬送に要する時
間は８秒×５＝40秒となり、搬送は律速する処理でなな
い）。従って処理部41,42,43,44の全てのウェハ３が存
在している場合には、ある処理部に存在するウェハ３
が、次の処理部（インデクサ１を含む）に移動する（搬
送される）際、必ず加熱処理部42での加熱処理に要する
時間70秒以上の時間間隔で行われることになる。したが
って、各処理部41〜44のそれぞれにおいて本来必要とさ
れる処理時間にかかわらず、各ウェハ３は各処理部41〜
44のそれぞれにおいて役70秒ずつ滞在することになる。

フォトレジストの熱処理等においては、冷却処理部4
3,44の処理時間が70秒に延長されるのは構わないが、加
熱処理部41の処理時間が延長されることがフォトレジス
トに悪影響を及ぼすことがある。即ち過剰な加熱がフォ
トレジストのパターニング精度を悪化させるのである。

一方、かかる事態を回避するための技術が特公平１−
49010号公報に記載されている。これを簡単に説明する
と第14図に示すように加熱処理部内において、ホットプ
レート９にウェハ３を支持する昇降支持具10及び冷却風
噴出孔11を設ける。そして、加熱中は同図（ａ）の様に
ウェハ３をホットプレート９と接触させておき、所望の
加熱時間終了後は同図（ｂ）の様にウェハ３を昇降支持
具10で持ち上げ、ホットプレート９からウェハ３を離す
とともに、冷却風噴出孔11より冷却風をウェハ３に吹き
付けてこれを冷却するというものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、この技術においては加熱処理部全体のコスト
高を招き、また冷却風噴出孔11付近の過冷却のため、ホ
ットプレート９自体の温度分布が不均一となり、従って
ウェハ３の温度分布も不均一になるという欠点があっ
た。これを避けるため、昇降支持具10によるウェハ３の
ホットプレート９からの離隔のみを行っても、過剰加熱
を低減させる効果はある程度認められるが、フォトレジ
ストへの悪影響は回避できない。

これを第15図において説明する。同図（ａ）は加熱処
理部41における処理において理想とされる熱履歴を示し
たグラフであり、100℃で60秒の加熱処理となってい
る。一方同図（ｂ）はウェハ３が処理部41,43,42,44を
この順に移動した場合の、加熱処理部41における熱履歴
である。60秒経過後にウェハ３をホットプレート９から
離隔しても、同図（ｂ）のハッチングが示す領域の分だ
け過剰な熱量が加わることとなる。従って、加熱処理部
41中で加熱後にホットプレート９からウェハ３を離すだ
けで、理想に近い熱履歴を得ることは困難であることが
わかる。

また、必要とされている加熱時間が互いに異なる複数
のロットについて、それらに属するウェハを連続して処
理する場合には、前記過剰な熱量がロット内でも異なっ
てくるという問題がある。たとえば第１表の処理時間を
有する第１のロットと、加熱処理部42における処理時間
が65秒であって他の処理部41,43,44での処理時間は第１
表のものと同じであるような第２のロットとを連続して
処理する場合を考える。このとき、第１のロットの最終
ウェハの後に第２のロットのウェハが続けて処理される
期間内に、最長の処理時間が70秒から65秒へと変化し、
それに伴なって他方の加熱処理部41での過剰加熱時間が
10秒から５秒へと変化する。したがって、第２のロット
のウェハの中には10秒の余剰加熱を受けるウェハと５秒
の余剰加熱を受けるウェハとが混在する結果となる。そ
の結果、フォトレジストの露光・現像処理における限界
露光量（或る現像条件で露光された感光液が完全に溶解
するのに必要な露光量）等の重要な管理パラメータがは
らつくという問題点が生ずる。

そして、このような問題は、設定処理時間が異なる複
数のロットの処理移行期間に限らず、最初のロットにつ
いて処理を開始した後に定常状態となるまでの初期期間
や、最後のロットについての処理が終了する直前の期間
など、一般に一連のウェハについての処理の過渡期間に
おいて顕著となる。

〔発明の目的〕

本発明はこのような問題点を解決するためになされた
もので過剰な加熱処理を回避し、所望の加熱処理時間だ
け加熱処理を行い、一連のウェハを処理する際の過渡期
間においても管理パラメータのバラツキが生じない基板
搬送方法および装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明にかかる基板搬送方法は、半導体基板の加熱処
理部を含む複数の基板処理部に対して搬送手段が所定の
順序で各処理部を循環移動して複数の半導体基板を順次
搬送する際に、単数または複数の加熱処理部の直前に搬
送手段の待機時間を設け、また上記循環移動におけるタ
クトタイム（移動手段がある処理部における動作開始か
ら順次動作を行って次に同一処理部において同一動作の
開始を行うまでの時間）を設け、このタクトタイムの設
定条件として、搬送手段が処理部を一巡する間に経験す
る待機時間の合計と搬送手段が処理部を一巡するのに要
する最短時間（以下「一巡移動時間」）との和以上と
し、かつ待機時間が設けられた加熱処理部においてはそ
の待機時間をも含めた各処理部における処理時間以上と
し、しかも、待機時間を設けない処理部のそれぞれにお
ける処理時間以上としたものである。

また、この発明にかかる基板搬送装置は、半導体基板
の加熱処理部を含む複数の基板処理部に対し、複数の半
導体基板を順次に循環移動させる装置として構成されて
おり、（１）前記複数の半導体基板を順次に保持して前
記各処理部を循環移動する基板搬送手段と、（２）前記
基板搬送手段の搬送タイミングを制御する制御手段とを
備えている。

そして、前記制御手段は、（２−１）前記循環移動の
１周期を所定のタクトタイムで実行させるタクトタイム
制御手段と、（２−２）単数または複数の加熱処理部の
直前において、零でない待機時間だけ前記搬送手段を待
機させる待機制御手段とを備えており、上記タクトタイ
ムは、 （ａ） 上記搬送手段が上記処理部を一巡する間に経験
する上記待機時間の合計と、上記搬送手段が上記処理部
を一巡するのに要する最短時間との和以上である、とい
う第１の条件と、 （ｂ） 上記待機時間とその待機時間を設けた加熱処理
部の処理時間との和以上であるという第２の条件と、 （ｃ） 上記待機時間を設けない処理部のそれぞれにお
ける処理時間以上であるという第３の条件とを満足する
ように決定されている。

なお、これらの発明における「循環移動」とは所定の
ルートに沿って移動して元の位置へ戻り、再び同一また
は対応するルートに沿って移動を行なうような動作を言
う。したがって、物理的にループを描いて移動する場合
のみを指すのではなく、周期的な往復運動なども含んだ
用語である。また「搬送手段が処理部を一巡するのに要
する最短時間」とはタクトタイムとは異なり、各処理部
における処理時間や待機時間を除いた、後に詳述する
「搬送時間」のみを積算したものであり、「一巡する」
とは移動手段がある処理部を出発して再び帰ってくるま
での移動を指す。

〔作用〕

この発明では複数の半導体基板についての一連の処理
を行なう際に、所定の加熱処理部の前に設けられた待機
時間が過剰な加熱による熱履歴の変動を防ぐ。また過渡
期間においても同一に適用されるタクトタイムを設定す
る。但し待機時間の設定を実効あらしめるべくタクトタ
イムは一巡移動時間と、搬送手段が処理部を一巡する間
に経験する待機時間の和以上に設定する。さもなければ
タクトタイム内に搬送手段が各処理部間を一巡し得ない
為である。

また、タクトタイムは、待機時間とその待機時間を設
けた加熱処理部の処理時間との和以上であるとともに、
待機時間を設けない処理部のそれぞれにおける処理時間
以上に設定される。そのように設定することで、待機時
間を設けた加熱処理部にせよ、待機時間を設けない処理
部のいずれの処理部においても、搬送手段が各処理部を
一巡して戻ってくるまでに、その戻って来た処理部での
処理が終了してくる。とくに、待機時間を設けた加熱処
理部では、加熱処理部での処理の終了と、搬送手段が各
処理部を一巡して戻って来る時とが、一致するので、半
導体基板は加熱処理が終了すると、ただちに、加熱処理
部から搬送される。

このようにして設定されたタクトタイムを以て搬送手
段による搬送を行なうため、過渡期間においても基板ご
との処理の均一性が確保される。また、タクトタイムと
加熱処理部における処理時間との差時間の一部は加熱部
の前での待機に振向けられるので、タクトタイムを一律
に定めても加熱処理での熱履歴に影響を与えない。

〔実施例〕

A.機構的構成 第１図は本発明のうち請求項２の装置発明の一実施例
に相当する基板搬送装置が組み込まれた基板処理装置の
斜視図であり、この装置の動作は請求項１の方法発明に
従って実行されるプロセスの実施例ともなっている。

第13図に示した加熱処理装置と同様に加熱処理部41,4
2及び冷却処理部43,44が設けられ、インデクサ１上には
ウェハ３を収納するカセット２が並べられている。基板
搬送ロボット５はステージ６上に設置されており、上下
２段に配置されたアーム71,72を備えている。また、イ
ンデクサ１には基板移載ロボット12が設けられている。
ステージ６をはさんで処理部41,42、43,44の反対側には
コーティング処理部13が備えられており、この処理部13
でフォトレジスト等の塗布が行われる。

これらの処理部等における処理の、又搬送ロボット５
が移載ロボット12の動作の諸元の入力，設定，記憶等は
第２図に示すブロック図のようにキーボード19,ディス
プレイ14等を入出力装置として、コントローラ15が司ど
る。キーボード19より入力されたデータ等に従い、コン
トローラ15は後に詳述する処理を行い、ロボット5,12を
制御する。

B.処理シーケンスの内容 第１図及び第３図によってウェハの搬送経路の概略を
説明する。カセット２中で処理待ちの状態にあったウェ
ハ3f（第３図（ａ））は移載ロボット12を介して、ロボ
ット５の例えばアーム71に乗せられる。ロボット５は移
動機構８によって加熱処理部41の前へ移動し、アーム72
が同処理部41に既に入っていたウェハ3eを取り出す。こ
れにより同処理部41は空きなり、アーム71によってウェ
ハ3fが同処理部41に送り込まれる。

同処理部41に入っていたウェハ3eは、ロボット５の図
示されていない上下機構により、アーム72とともに冷却
処理部43の前に移動する。アーム71が同処理部43に既に
入っていたウェハ3dを取り出した後、ウェハ3eはアーム
72によって同処理部43へ送り込まれる。

同処理部43に既に入っていたウエハ3bは同様にしてコ
ーティング処理部13へ、同様にして同処理部13に入って
いたウェハ3cは加熱処理部42へ、同処理部42へ入ってい
たウェハ3bは冷却処理部44へ、そして同処理部44に入っ
ていたウェハ3aはカセット２へと順次収納される。結局
ロボット５は矢印81の様に移動する。そしてロボット５
のこのような搬送移動は循環的に繰返して行なわれ、新
たなウェハが各処理部41,43,13,42,44へと順次に送り込
まれるとともに、処理済のウェハがカセット２へと順次
収容される（第３図（ｂ））。

以上のようにしてロボット５が循環的に移動しつつ搬
送を行うので、あるウェハに着目すると、これも同図
（ｂ）のようにカセット２を出発して処理部41,43,13,4
2,44をこの順に搬送され、最後にカセット２へ戻る。

C.搬送タイミングの解析（従来方法の場合） このような搬送経路を有する装置の実施例による制御
フローを説明する前に、仮に従来方法をこの装置に適用
した場合にはどのような問題が生ずるかを、第４図に示
した搬送ダイヤグラムを参照しつつ説明する。それは、
このような解析を行なっておくことによって、実施例に
よる方法の特徴がより明確になるためである。同図中左
側のIND,HP₁,CP₁,C,HP₂,CP₂はそれぞれインデクサ1,処
理部41,43,13,42,44における処理を示す。白抜きの矢印
は各ウェハについての処理の流れを示し、右側へ行く程
時間が経過していくことを示す。また点線17は搬送ロボ
ット５の動きを示す。例えば矢印16bは既にIND,HP₁,C
P₁,Cの処理が済み、HP₂の処理中であったウェハ3bが、
処理部13（Ｃ処理）からやってきたロボット５によって
処理部42から取り出され、処理部44へ搬送、投入されて
CP₂処理を受け、処理部42（HP₂処理）からやってきたロ
ボット５によってインデクサ１へ搬送され、INDの処
理、即ち移載ロボット12によるカセット２への収納処理
を受けることを示す。同様にして矢印16fはウェハ3fが
カセット２から取り出され、HP₁,CP₁の処理を受け、処
理部13（Ｃ処理）へ搬送されること示す。

ここにおいて、ロボット５の搬送時間には各処理部に
おける取り出し、投入に要する時間を含んでいる。これ
を第５図に示す。P_iはIND,HP₁,CP₁,C,HP₂,CP₂を一般化
した処理であり、P_i-1はP_iの１つ前の処理を、P_i+1はP_i
の次の処理をそれぞれ示す。即ち処理P_iからP_i+1への搬
送時間とは、アーム71または72を用いて処理P_iへウェハ
を投入するのに要する時間T_inと、移動機構８によるロ
ボット５の移動時間T_moveと、アーム71または72を用い
て処理P_i+1からウェハを取り出すのに要する時間T_outと
の総和になる。

例えば前記の動作説明を例にとると処理部43から処理
部13へウェハ3dを搬送する搬送時間とは、既に処理部41
にあったウェハ3eをアーム71（あるいはアーム72）が処
理部43へと投入する時間T_in＝２秒と、処理部43から処
理部13とロボット５が移動する時間T_move＝４秒と、ア
ーム71（あるいはアーム72）によって処理部13から、既
に処理部13にあったウェハ3cを取り出す時間T_out＝２秒
の合計８秒を指す。その後、ウェハ3dはアーム72（ある
いはアーム71）によって処理部13へ送り込まれるが、こ
れに要する時間は、処理部13から処理部42への搬送時間
に繰り込まれる。

他の図面においては繁雑を避けるため、取り出し、投
入に要する時間を示さず単に搬送時間として示した。

第６図は第３図（ｂ）と同趣旨の図である。搬送に要
する時間は全て等しく８秒とし、HP₁,CP₁,C,HP₂,CP₂に
おける必要処理時間をそれぞれ60秒,45秒,50秒,70秒,45
秒とすると、総搬送時間は８秒×６＝48秒であり、各処
理時間のうち最長のものに相当するHP₂の70秒がこの一
連の処理の流れを律速することがわかる。

従って、例えば第４図に戻ってウェア3fの流れを示す
矢印16fからわかるように、処理部41にて60秒のHP₁処理
が終了したにもかかわらず、t₃＝10秒間過剰に加熱され
た後になってロボット５が点線17のようにやって来る。
これはウェハ3cの流れを示す矢印16cからわかるよう
に、ウェハ3cにt₁＝70秒のHP₂処理が必要なため、このt
₁＝70秒が経過した直後にロボット５が処理部42へ到着
するようにインデクサ12からのロボット５の出発時刻を
調整すると、ロボット５はインデクサ１で70秒−８秒×
６＝22秒待つこととなり、処理部41の到着がt₃＝10秒間
遅れることになるためである。ロボット５は必ずしもIN
Dで22秒待つ必要はないが、第６図に示される搬送手順
を路襲するかぎり、HP₂処理の70秒がこの手順を律速し
ているので同じことである。

このような遅延時間を図中に梨地模様で示している
が、ここで問題となるのは特にHP₁処理の遅延時間T₃で
ある。第15図を用いて述べた様に、過剰な加熱はフォト
レジストのパターニング精度に悪影響を与えるためであ
る。

更に、ロットの異なるウェハを連続して処理したい場
合にはt₃自体も同一ロット内で異なるといる事態が発生
する。矢印16dでその流れを示されるウェハ3dは、HP₂処
理をt₂＝65秒間で行うロットの最初のウェハである。

このウェハ3dはHP₂処理を65秒にするため、ロボット
５はインデクサ１にて先程の待ち時間22秒よりも５秒
（＝70秒−65秒）だけ短い17秒待って処理部41へと移動
する。このため、ロボット５が処理部41へウェハ3gを迎
えに行くのは、前に処理部41を発ってから65秒後にな
る。即ち、この場合のHP₁処理の遅延時間t₃′は５秒と
なり、HP₂処理が70秒から65秒へと５秒短くなった事に
より、t₃もt₃′へと５秒短くなったのである。つまり本
来同一ロット内のウェハ3d,3e,3f,3gのうち、3gだけがH
P₁処理の熱履歴が異なることとなる。この事情は、ウェ
ハ3dと同じロットのウェハが処理され続ける限り、ウェ
ハ3g以後についても同様である。例えば１ロット25枚で
２種のロットを連続的に処理する場合、後に処理を行う
ロット（同一ロットの25枚は連続して処理するものとす
る）のウェハのうち、最初の３枚と、残りの22枚とは異
なる熱履歴を有することとなり、同一ロット内で限界露
光量等の重要な管理パラメータに差異が生ずることにな
り問題となる。

また、上記異種ロットの連続処理の特殊な例として、
前のロットのない場合、つまりあるロットで処理が開始
する場合においても、同様のことが生じる。即ちHP₂処
理が行わない初めの３枚のウェハにおけるHP₁処理で
は、律速となる処理がHP₁自身であるためにロボットは
所望の時刻、即ちHP₁処理開始後60秒後に処理部41へ戻
ってくることができる。しかしHP₂処理がある場合、即
ち４枚目のウェハからは処理時間に70秒を要するHP₂処
理が処理の流れを律速するから、結局最初の３枚だけが
過剰な熱処理を受けないことになり、同一ロット内で熱
履歴の異なるウェハが生じることになる。

D.制御フロー（実施例） この様な事態を避けるためには循環移動における移動
周期をロットの過渡期などにおいて変化しないようにす
るとともに、ロボット５が処理部41に帰還する時点でHP
₁処理が終了するように、HP₁処理の始期をt₃（あるいは
t₃′）だけ遅らせればよい。具体的にはこれからHP₁処
理を受けようのするウェハを処理部41へ投入する前に、
t₃（あるいはt₃′）だけロボット５をこの処理部41の直
前で待機させればよい。

第７図に実施例にかかる基板搬送方法の全体の流れを
示す。まずステップ101において、キーボード19等を用
いて各処理部の処理時間を入力する。本実施例では各処
理部の処理時間は第２表の様になる。

各処理部での処理時間とは、その処理部にウェハを投
入してから当該ウェハの取出しを行なうまでの時間のこ
とを指しており、ウェハ投入時間T_inとウェハ取出し時
間T_outを含む。即ちＴ_in′T_outはロボット５の側からみ
れば第５図に示す様に搬送時間の一部を成し、処理部の
側からみれば処理時間の一部を成す。たとえばコーティ
ング処理部13におけるフォトレジストの実質的な塗布実
行時間自身を指すものではない。

各処理部の搬送時間はＴ′は、ロボット５の運動性能
や処理部間の距離等から決定される時間であり、入力す
るようにしても良いし、予めデフォルト値としておいて
もよい。ここでは、最も距離の長い処理部間をロボット
が移動してウェハの取り出しを行う時間を測定してもと
めた８秒を、搬送時間として入力する。

その後、ステップ102により後に詳述するタクトタイ
ムや投入待機時間の入力及びチェックが行われ、次いで
このタクトタイムや投入待機時間等を用いた搬送制御や
各処理部での処理がステップ103で行われる。

ステップ102について詳述すると第８図においてステ
ップ104によりタクトタイムT₀を入力する。次にステッ
プ105によって一巡移動時間N₁×Ｔ′（N₁は処理部の総
数であり、第２表の例ではN₁＝５）よりもT₀が大きく、
かつすべての処理時間T_j（ｊ＝１〜N₂,N₂は異なるロッ
トの処理部をも含めた処理時間の総数で、N₁の整数ｋ倍
であり、第２表の実施例ではN₂＝２×N₁＝10）より大き
い場合のみ処理をすすめる。さもないと投入待機時間を
設けることができない為である。不適当なT₀の入力に対
しては再入力をさせる。このタクトタイムT₀は初めてロ
ットのみでなく後のロットについても共通のタクトタイ
ムT₀として設定される。また、このタクトタイムT₀は初
めてロットについての処理を開始して定常状態となるま
での初期期間や、一連のロットについての処理完了間近
の期間などについても共通に設定される。

ここではT₀＝max（T₁,…,T_N2,N₁×Ｔ′）＝t₁＝70秒
とする。

次にステップ106において各処理部の投入待機時間T_wj
（ｊ＝１〜N₂）を入力する。先に述べた様に、投入待機
時間はタクトタイムから一巡移動時間を減じた時間、即
ちT₀−N₁×Ｔ′を超えてはならない。さもなければロッ
ト５はタクトタイム内に一巡し得ない為である。この条
件T₀−N₁×Ｔ′≧T_wjに注意するためステップ106の前に
T₀−N₁×Ｔ′を表示させ、また次のステップ107では更
に厳しい条件によってT_wjが判断される。

ステップ107ではタクトタイムT₀が一巡移動時間N₁×
Ｔ′と、ｍで表わされるあるロットにおける投入待機時
間の合計 の和よりも大きいか否かが判断される。これはステップ
106で説明した理由と同一の理由により要求される条件
であるが、ステップ106で述べた条件よりも厳しい（T_wj
≧０のため。） ここでは T_w1＝T₀−T₁＝t₃＝10秒， T_w6＝T₀−T₆＝t₃＝10秒， T_w9＝T₀−T₉＝t₃′＝５秒 T_wj＝０秒（ｊ≠1,6,9） と入力すればステップ107の条件を全て満足する。

即ち、一巡移動時間N₁×Ｔ′及び各処理部のN₂コの処
理時間のうち最長の時間を選び出し、これをT_maxとすれ
ばタクトタイムT₀をT₀≧T_maxとして選び、投入待機が必
要な処理部についてはT_wj＝T₀−T_jなる投入待機時間を
設ければ本発明の効果を奏する。なお、ステップ102に
おける計算はコントローラ15にさせてもよい。

次に第７図のステップ103を詳細に説明すると第９図
において、ｉはインデクサ１を含む処理部を表わし、本
実施例では以下の様に対応する。

ｉ＝１＋6n インデクサ１ ｉ＝２＋6n 加熱処理部41（HP₁処理） ｉ＝３＋6n 冷却処理部43（CP₁処理） ｉ＝４＋6n コーティング処理部13（Ｃ処理） ｉ＝５＋6n 加熱処理部42（HP₂処理） ｉ＝６（ｎ＋１）冷却処理部44（CP₂処理） 但しｎは零又は自然数である。

ステップ108等に示すαは現在ロボット５が位置する
処理部を示し、各処理部との対応づけはｉと同様であ
る。

ステップ109により現在ロボット５が位置する処理部
の次に処理すべき処理部の番号α＋１を設定する（α＝
α＋１とする）。ステップ110により処理部αへのロボ
ット移動を行なう必要があるかどうかを判断する。例え
ば一番最初のウェハを処理部41（HP₁処理）に入れたあ
とは、処理部43（CP₁処理）へロボット５が移動する必
要はないので、この場合には終了ルーチン111へ行く。
終了ルーチン111については後述する。

処理Ｐ_αへのウェハの搬送を必要としている場合には
ロボット５が処理部αへ移動し（ステップ112）、ステ
ップ113によってαとｉを対応づける。ステップ114にお
けるタクトタイマSiとは、処理部ｉに対応して設けられ
たタイマであり、その設定時間はタクトタイムT₀であ
る。ステップ114により処理部ｉにおいてタクトタイマ
がタイムアップするまで待機する。ステップ115によっ
てタイマSiをリセットするため、処理部ｉの処理開始は
T₀の間隔で行われる。

なお、繁雑になるために第９図においては省略してあ
るが、一番最初のウェハを処理してゆく場合には、S
₁（インデクサ１のタイマ）は即タイムアップしてすぐ
に処理部41（HP₁処理）へウェハを搬送するものとす
る。また、その他の処理部においては、それ以前にステ
ップ115が行われていないので、１つ前の処理部でウェ
ハを取出を開始した時刻から、投入待機時間および搬送
時間の経過によってタイムアップとする。

ステップ116によって処理部ｉに既にウェハがあれば
これを取り出す。この後ステップ118により、投入待機
時間があれば（零でなければ）その時間だけステップ11
9で処理部ｉの前での投入待機を行い、その後ステップ1
20によりウェハを投入する。そして、以上のプロセスを
繰返すことによって、タクトタイムT₀による搬送循環周
期管理と待機時間T_wjによる待機とを含んだ搬送制御が
行なわれる。

終了ルーチン111はすべての処理部において実行すべ
き処理がない場合に動作を終了させるためのものであ
り、現在ロボット５が居る処理部から先の処理を順に見
ていき、パラメータＬが“6"となって全ての処理部を一
巡すれば終了する。

以上に示した様な流れにより、HP₁処理の過剰な加熱
を回避することができる。これを第12A図を用いて説明
する。インデクサ１（α＝１）に存在するウェハ3f（そ
の流れを矢印16fで示す。以下同様。）をもったロボッ
ト５は、ステップ109及び110により、処理部41（α＝
２）へ移動し（ステップ112）、現在位置を再登録する
（ｉ＝2,ステップ113）。処理部41にロボットが到着し
た時に処理部41のタクトタイマS₂はタイムアップするの
でこれをリセットし、再スタートする（ステップ114,11
5）。既に処理部41にあったウェハ3eは加熱が終了した
のでウェハを取り出さなければならない。よってステッ
プ116により、図中の時刻Ａにおいてウェハ3eが取出さ
れる。

従来の搬送方法では直ちにウェハ3fを処理部41へ投入
したが、本実施例では投入待機18aを行う。即ちステッ
プ118により、投入待機が有る判断された処理部41（HP₁
処理）においてはステップ119により、差時間t₃＝70秒
−60秒＝10秒だけ投入待機を行う。t₃が経過すると（図
中の時刻Ｂ）ステップ120によりウェハ3fが処理部41に
投入される。よって時刻ＡからＢまでの待機時間18aに
おいては処理部41中にウェハは存在しない。また搬送時
間については時刻Ａが終点、Ｂが起点となるので、第５
図に示した搬送時間の定義がそのまま適用される。ステ
ップ109等により、ロボット５はウェハ3eを処理部43（C
P₁処理）へ搬送する。

このようにタクトタイムT₀を共通に設定するとともに
加熱処理前に待機時間を設けることにより、律速処理に
起因する過剰な加熱を回避することができる。

なお正確にはステップ116においてウェハ取出が必要
なければ取出時間T_outだけ、ステップ120においてウェ
ハ投入が必要なければ投入時間T_inだけ、ロボット５は
待機する。

一方、既に一連の処理が進められているウェハ3dはウ
ェハ3a〜3cとはロットが異なっており、HP₂処理の時間
はt₁＝t₂＝T₄−T₉＝５秒短い。この場合にもタクトタイ
ムT₀を共通に設定したので待機時間18bがt₄＝５秒だけ
設けることができる。この場合も上述の場合と同様に時
刻Ａでウェハ3cを処理部42（HP₂処理）から取り出し、
Ｂでウェハ3dを投入する。

このように、複数のロットにおいて同一のタクトタイ
ムT₀を設定して待機時間18a,18bを設けることにより、
タクトタイムに起因する過剰な加熱が回避でき、第15図
の理想的熱履歴に近い熱履歴を確保できるとともに、異
なるロット時間における熱履歴の不一致も回避される。

よって上記実施例によれば、理想とされる処理時間だ
け処理されて不要な熱履歴を生じさせず、このため異な
るロットを連続して処理しても同一ロット内で異なる熱
履歴を有するウェハが生じることもない。

また、一見すると後のロットにおいてもタクトタイム
を70秒とすることは生産性低下を招くように見えるがそ
うではない。例えば上記２つのロットを別々に、即ち初
めのロットの25枚においてタクトタイムを70秒とし、こ
のロットの処理が終了してから後のロットの25枚をタク
トタイム65秒で処理する場合、後のロットの処理は、初
めのロットの22〜25枚目のウェハ計４枚がタクトタイム
70秒で処理されてからでないと開始できない。つまりい
わばロスタイムは70秒×４＝280秒となる。

一方、上記実施例でのロスタイムは、後のロットにつ
いての（70秒−60秒）×25＝125秒であり、上記実施例
の方が、ロット別に処理をするよりもロスタイムは少な
く、かえって生産性が高いことがわかる。

この様に処理することで、レジストの限界露光量のバ
ラツキは大きく低減した。第１図の装置においてTSMR−
8900（東京応化製）を用いて回転数3800rpmでシリコン
ウェハ上にレジストを塗布し、それによって得られた処
理済のウェハを以下の条件で現像を行った。

現像液:NMD−３ 2.38％（東京応化製） 現像時間:60秒 現像液温:23℃ 水洗時間:15秒 乾燥時間:15秒 上記の用なレジストの塗布，現像条件において、従来
の基板搬送方法を用いた場合には限界露光量のバラツキ
が20mJであったが、本実施例の基板搬送方法を用いた場
合には5mJ以下に抑えることができた。

なお、上記実施例中の待機時間18a,18bからわかる様
に、投入待機時間は単一の加熱処理部に設けられるとは
限らず、複数の加熱処理部に設けられる場合がある。こ
れを他の実施例で説明する。

単一のロットにおいて各処理部の処理時間が第３表の
様な場合、Ｃ処理時間がこの実施例において律速段階と
なる。

よってタクトタイムT₀はステップ107の条件から90秒
以上で設定すればよく、ここではT₀＝90秒とする。CP₁
処理,CP₂処理においては冷却処理ゆえ第15図（ｂ）に示
される様な熱履歴の問題は考慮しなくてよいとする。よ
ってHP₁処理の前に投入待機時間としてT_w11＝t₀−T₁₁＝
20秒を、HP₂処理の前に投入待機時間としてT_w14＝T₀−T
₁₄＝10秒をそれぞれ設ければHP₁処理,HP₂処理における
過剰な加熱という問題を回避できる。

各処理部間でのウェハ搬送に要する搬送時間の合計は
先の実施例と同じく48秒であり、タクトタイムT₀との差
は42秒である。また投入待機時間T_w11とT_w14の和は30秒
であり、この42秒よりも12秒少ない。この12秒はロボッ
トの投入待機時間以外の待機を意味し、先の実施例でも
述べたように、これはどこで待っても良いが、インデク
サ１で待った場合について第12B図に示した。ウェハの
流れを示す矢印16において、投入待機時間18c,18dはそ
れぞれT_w11,T_w14を示している。

また、投入待機時間を設けるに際しては、第９図の流
れに限定されるものではない。例えば第10図に示すよう
に、インデクサ１において全体のタクトタイムのタイマ
ー管理を行い、その中で各処理部がそれぞれタクトタイ
マーの管理を行うようにしてもよい。即ちステップ121
と114aにより、ロボット５がインデクサ１を出発する時
間の間隔をタクトタイムT₀と設定し、ステップ115aでタ
クトタイマS₁をスタートさせるのである。但し１枚目の
ウェハ投入時はステップ114aにおいて即タイムアップと
する。

また第11図に示すようにインデクサ１においてのみで
タクトタイムを制御してもよい。この場合、ロボット５
の各処理部間の移動時間T_moveを移動タイマＭで管理す
る（ステップ123）。

なお、熱履歴が問題となる加熱処理がないロットにお
いてはそのロットを示す番号ｍに対して と指定することが可能である。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明にかかる基板搬送方法および
装置によれば、搬送手段が所定の順序で各処理部を循環
移動して半導体基板を順次搬送する際に単数または複数
の加熱処理部の直前に搬送手段の待機時間を設け、また
上記循環移動におけるタクトタイムを設け、このタクト
タイムの設定条件として、搬送手段が処理部を一巡する
間に経験する待機時間の合計と一巡移動時間との和以上
とし、かつ待機時間が設けられた加熱処理部においては
その待機時間をも含めた各処理部における処理時間以上
としたので、加熱処理部における過剰の加熱を回避で
き、一連のウェハを処理する際の過渡期間においても所
望の処理時間だけの加熱が可能であって、フォトレジス
トの限界露光量の管理パラメータのバラツキを抑えるこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例が適用された半導体基板処理装
置の斜視図、 第２図は前記装置のブロック図、 第３図（ａ），（ｂ）はそれぞれ、基板搬送経路を示す
前記装置の概略平面図及びブロック図、 第４図は従来の搬送方法を示す基板の流れ図、 第５図は搬送時間の説明図、 第６図は実施例でのロボット５の動きを示す図、 第７図は実施例にかかる基板搬送方法の全体の流れを示
すフローチャート、 第８図乃至第11図は実施例にかかる基板搬送方法の一部
の流れを示すフローチャート、 第12A図及び第12B図は実施例における基板の流れ図、 第13A図は半導体基板の加熱処理装置の概念を示した概
略平面図、 第13B図はウェハの搬送順序を示す図、 第14図は従来の技術の一例を示す断面図、 第15図は加熱処理における熱履歴を示した図である。 ３……ウェハ、 41,42……加熱処理部、 43,44……冷却処理部、 ５……ロボット、 18a,18b,18c,18d……投入待機時間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 濱田 哲也 京都府京都市伏見区羽束師古川町322番 地 大日本スクリーン製造株式会社洛西 工場内 (72)発明者 横野 憲昭 京都府京都市伏見区羽束師古川町322番 地 大日本スクリーン製造株式会社洛西 工場内 (72)発明者 岡本 健男 京都府京都市伏見区羽束師古川町322番 地 大日本スクリーン製造株式会社洛西 工場内

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体基板の加熱処理部を含む複数の基板
   処理部に対し、搬送手段が所定の順序で各処理部を循環
   移動して複数の半導体基板を順次に搬送する基板搬送方
   法において、 単数または複数の加熱処理部の直前において上記搬送手
   段の零でない待機時間を設けるとともに、上記循環移動
   におけるタクトタイムを設け、上記タクトタイムは （ａ） 上記搬送手段が上記処理部を一巡する間に経験
   する上記待機時間の合計と、上記搬送手段が上記処理部
   を一巡するのに要する最短時間との和以上である、とい
   う第１の条件と、 （ｂ） 上記待機時間とその待機時間を設けた加熱処理
   部の処理時間との和以上であるという第２の条件と、 （ｃ） 上記待機時間を設けない処理部のそれぞれにお
   ける処理時間以上であるという第３の条件とを満足する
   ように決定されることを特徴とした基板搬送方法。
2. 【請求項２】半導体基板の加熱処理部を含む複数の基板
   処理部に対し、複数の半導体基板を順次に循環移動させ
   る基板搬送装置であって、 前記複数の半導体基板を順次に保持して前記各処理部を
   循環移動する基板搬送手段と、 前記基板搬送手段の搬送タイミングを制御する制御手段
   と、 を備え、 前記制御手段は、 前記循環移動の１周期を所定のタクトタイムで実行させ
   るタクトタイム制御手段と、 単数または複数の加熱処理部の直前において、零でない
   待機時間だ前記搬送手段を待機させる待機制御手段と、 を備え、 上記タクトタイムは、 （ａ） 上記搬送手段が上記処理部を一巡する間に経験
   する上記待機時間の合計と、上記搬送手段が上記処理部
   を一巡するのに要する最短時間との和以上である、とい
   う第１の条件と、 （ｂ） 上記待機時間とその待機時間を設けた加熱処理
   部の処理時間との和以上であるという第２の条件と、 （ｃ） 上記待機時間を設けない処理部のそれぞれにお
   ける処理時間以上であるという第３の条件とを満足する
   ように決定されることを特徴とした基板搬送装置。