JP2809834B2

JP2809834B2 - レジスト処理装置

Info

Publication number: JP2809834B2
Application number: JP2200441A
Authority: JP
Inventors: 義雄木村
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1990-07-27
Filing date: 1990-07-27
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2013-10-15
Also published as: JPH0484410A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、レジスト処理装置に関する。

（従来の技術）例えば、半導体製造工程におけるフォトリソグラフィ
工程では、半導体ウエハに対して例えばスピンコート方
式によりレジストを塗布し、レジスト塗布後に溶媒をレ
ジスト膜から蒸発させる等のためにベークし、その後に
半導体ウエハを素子毎にステップ駆動しながら露光を行
なっている。

ここで、半導体ウエハをベークした後であって露光工
程を開始する前に、またはベーク工程の終了直後に、半
導体ウエハをクーリングする必要がある。この理由は、
温度が高いまま半導体ウエハを露光しようとすると、露
光装置での焦点合わせが困難となり、歩留りが低下する
からである。

また、インターフェース装置内の搬送ロボットと正し
く受け渡しを行なうためには、受け渡し部において半導
体ウエハの位置決め、特にセンタリングを行なう必要が
ある。

上記の要求により、従来よりベーク後に半導体ウエハ
をクーリングする機構と、センタリングを行なう機構と
がそれぞれ異なるポジションに設けられていた。

（発明が解決しようとする課題）この種の製造装置は装置の小型化のニーズが強く、特
に半導体製造装置の場合には単位面積当たりのコストが
高いので、設置面積を縮小するニーズがある。半導体ウ
エハのクーリング機構およびセンタリング機構を異なる
ポジションに設けた場合には、設置スペースが増大し、
かつ、クーリング，センタリングを別個に行うため移動
時間を含めた処理時間が増大し、スループットが低下す
る。

そこで、本発明の目的とするところは、塗布装置と露
光装置とを接続するインターフェース装置を有するタイ
プのレジスト処理装置に着目し、このインターフェース
装置を基板のセンタリングおよび温調に利用すること
で、設置スペースを縮小し、スループットを向上できる
レジスト処理装置を提供することにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）請求項１記載のレジスト処理装置は、基板に対してレ
ジストを塗布し、その後に基板を加熱する第１の装置
と、上記第１の装置とレジスト塗布された基板を露光す
る第２の装置とを接続するインターフェース装置とを有
し、上記インターフェス装置は、上記第１の装置から搬入
された基板を温調する温調ステージと、この温調ステー
ジにて基板をセンタリングするガイド部材とを有するこ
とを特徴とする。

請求項２記載のレジスト処理装置は、基板に対してレ
ジストを塗布し、その後に基板を加熱する第１の装置
と、レジスト塗布された基板を露光する第２の装置とを
接続するインターフェース装置とを有し、上記第１の装置は、基板に対してレジストを塗布する
コータ装置と、このレジストの塗布された基板を加熱す
るベーク装置と、上記コータ装置とベーク装置との間に
配設され、第１の装置内で基板を搬送する第１の搬送路
とを有し、上記インターフェイス装置は、上記第１の装置から搬
入された基板を温調する温調ステージと、この温調ステ
ージにて基板をセンタリングするガイド部材と、上記第
１の搬送路と交差する方向に独立して配設された２つの
搬入出口と、これら２つの搬入出口と上記温調ステージ
との間で２つの搬入出口に沿って配設された第２の搬送
路とを有することを特徴とする。

請求項３記載のレジスト処理装置は、請求項１又は２
において、上記インターフェイス装置は、基板を一時待機させる
ためのバッファ用の保持ステージを有することを特徴と
する。

請求項４記載のレジスト処理装置は、請求項１又は２
において、上記温調ステージは、基板の裏面に近接して温調を行
うプロキシミティ形のものとされていることを特徴とす
る。

（作用）インターフェース装置は本来、塗布，加熱処理の終了
した基板を第１の装置より受け取り、露光を行なうため
の第２の装置に受渡すために、両装置間の搬入出位置の
違いによる基板の搬送路を修正し、あるいは両装置での
処理速度の相違に応じて基板を待機させるためのもので
ある。このインターフェース装置では、基板を受け取る
など、基板をある位置に保持するステージを本来的に有
している。本発明では、このステージを温調ステージと
し、かつ、この温調ステージにて基板のセンタリングを
行なえるようにしているので、設置スペースを増大せ
ず、かつ、スループットを向上できる。

また、請求項２のように、第１の装置がコータ装置と
ベーク装置との間に第１の搬送路を有し、インターフェ
イス装置が第１の搬送路と交差する方向に２つの搬出入
口を有しているにもかかわらず、第２の搬送路によって
基板を２つの搬入出口に確実に搬送することができる。

さらに、請求項３のように、バッファ用の保持ステー
ジに基板を一時待機させることで、第１及び第２の装置
の処理速度の相違に対して容易に対処することができ
る。

また、請求項４のように、温調ステージをプロキシミ
ティ形とすることで、基板に対する塵芥等の付着を防止
して、塵芥等による悪影響を極力防止することができ
る。

（実施例）以下、本発明を半導体ウエハのレジスト塗布・露光装
置に適用した一実施例について、図面を参照して具体的
に説明する。

本装置は、コータ・デベロッパと称される第１の装置
10と、ステッパーと称される露光のための第２の装置30
と、両装置10,30を接続するインターフェース40から構
成されている。

第１の装置10は、その中央にウエハｗのハンドリング
アーム12の搬送路を有し、このハンドリングアーム12は
同図の矢印Ｘ方向に移動自在であると共に、θ方向に回
転自在である。また、このハンドリングアーム12はその
長手方向であるａ方向に伸縮可能となっている。

このハンドリングアーム12の搬送路の両側には、下記
の各種装置が配設されている。

コータ装置14は、半導体ウエハｗに一定膜厚のレジス
ト膜を塗布するものである。このコータ装置14は、ウエ
ハｗを真空吸着し、かつ回転可能とするスピンチャック
16と、このスピンチャック16の周囲を覆うように配置さ
れるカップ18と、第１図に示す退避位置より前記スピン
チャック16の中心上方位置まで移動して、所定量のレジ
スト液を滴下するレジストノズル20を有している。現像
装置22は、ウエハｗに対して現像処理を行うものであ
る。すなわち、第１の装置10にてレジスト塗布されたウ
エハｗは、インターフェース装置40を介して第２の装置
30に搬送され、ここで露光処理されることになる。この
露光処理されたウエハｗは、インターフェース装置40を
介して再度第１の装置10に搬入され、このウエハｗを前
記現像装置22にセットして現像処理を行うようにしてい
る。

前記ハンドリングアーム12の逆サイドには、第1,第２
のベーク装置24,26が設けられている。例えば第１のベ
ーク装置24は、前記コータ装置14にてレジスト塗布され
た半導体ウエハｗを加熱処理するものである。一方、第
２のベーク装置26は、現像処理22にて現像処理が行われ
たウエハｗを、加熱処理するものである。

前記インターフェース装置40は、第1,第２の装置10,3
0の間でのウエハｗの受渡しを行うものである。このイ
ンターフェース装置40は、第１の装置10の搬入出口と、
第２の装置30の搬入出口32,34の位置が、水平方向およ
び垂直方向で相違するため、ウエハｗの搬送経路を修正
する機能を有し、かつ、両装置10,30での処理速度が異
なるため、一旦このインターフェース装置40にてウエハ
ｗを待機させる機能を有している。このインターフェー
ス装置40のほぼ中心部には同図の矢印Ｙ方向に沿って移
動可能なハンドリングアーム42が設けられ、このハンド
リングアーム42も同様にθ方向に回転可能であると共
に、その長手方向であるａ方向に沿って伸縮可能であ
る。このハンドリングアーム42の搬送路の例えば右側に
は、保持ステージとして複数のウエハカセット44が設け
られている。このウエハカセット44は、本装置へのウエ
ハｗのセンダーあるいはレシーバとして機能し、さらに
は、両装置10,30の処理速度が異なる場合に、カセット4
4をバッファとして用いることができる。ハンドリング
アーム42の左側には、２つのエレベータが設けられてい
る。一方の搬出用エレベータ46は、このインターフェー
ス40より第２の装置30の搬入口32に向けてウエハｗを搬
出するために、ウエハｗを載置して上下動可能である。
一方、搬入用エレベータ48は、第２の装置30の搬出口34
からインターフェース40にウエハｗを受入れるために、
ウエハｗを載置して上下動可能となっている。

本実施例装置の特徴的構成としては、インターフェー
ス装置40が第１の装置10にウエハｗを受渡す位置に、受
渡しステージ50を設け、この受渡しステージ50はウエハ
ｗのセンターリング機能とクーリング機能を有してい
る。

この受渡しステージ50の詳細について、第２図
（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。

温調ステージの一例である冷却ユニット52は、そのス
テージの内部にこの実施例では例えば冷媒を循環可能な
冷媒循環装置を内蔵している。この冷却ユニット52はそ
の表面の３ヵ所に開口する孔54を有し、この孔54内部に
突き上げピン56を有している。この冷却ユニット52の表
面には、例えば円周方向を６分割した60度間隔の各位置
に、ウエハｗのガイド部材60を設けている。このガイド
部材60は、その上部にテーパエッジ62を有し、このテー
パエッジ62は半径方向内側に進むに従って、下り勾配と
なっている。このテーパエッジ62の傾斜角は、例えば60
度となっている。また、ガイド部材60の内端面60aはウ
エハｗがセンタリングされて冷却ユニット52表面に載置
された場合のウエハｗの周縁よりも、δ（例えばδ＝0.
1〜0.2mm）だけ、半径方向外側に位置している。

次に、作用について説明する。

まず、ハンドリングアーム42をＹ方向に移動させ、セ
ンダー用のカセット44の前方にハンドリングアーム42を
設定する。その後、このハンドリングアーム42の矢印ａ
方向の伸縮移動により、センダー用のカセット44より１
枚のウエハｗを取出す。ウエハｗを支持したハンドリン
グアーム42は、Ｙ方向に移動して、受渡しステージ50の
前方に一旦停止し、矢印ａ方向の伸長駆動により、受渡
しステージ50の上方にウエハｗを設定する。その後、受
渡しステージ50における３本の突き上げピン56が上方に
突出駆動され、ハンドリングアーム42に支持されている
ウエハｗを、この３本の突き上げピン56上に載置して支
持する。ハンドリングアーム42はその後退避移動し、こ
の突き上げピン56も下降駆動することにより、ウエハｗ
を６つのガイド部材60にてセンタリングすることができ
る。すなわち、ウエハｗの中心が、たとえ受渡しステー
ジ50の中心よりずれるようにして載置されたとしても、
ガイド部材60の機能により、自動的にウエハｗの自重で
センタリングを行うことができる。ウエハｗの中心がず
れて載置された場合には、ウエハｗは冷却ユニット52の
表面に対して傾斜した状態にてガイド部材60上に載置さ
れる。このとき、ウエハｗの自重によりガイド部材60の
テーパエッジ62と当接する周縁部が、このテーパエッジ
62の傾斜面に沿って滑り、ウエハｗが冷却ユニット52の
表面と平行になる位置にて安定するので、自動的なセン
ターリングを行うことが可能となる。

なお、このインターフェース装置40より第１の装置10
にウエハｗを受渡す際には、必ずしも冷却ユニット52の
機能によるクーリングを行う必要はない。

受渡しステージ50にてセンターリングされたウエハｗ
は、第１の装置10側のハンドリングアーム12に移し換え
られ、このハンドリングアーム12の移動によりコータ装
置14内にウエハｗを搬入する。このコータ装置14では、
スピンチャック16上にウエハｗを真空吸着し、レジスト
ノズル20よりウエハｗの中心部に所定量のレジスト液を
滴下した後に、スピンチャック16が所定の回転速度にて
回転駆動される。この結果、ウエハｗの中心に滴下され
たレジスト液は遠心力によりその中心より周縁に向って
広がり、ウエハｗにて均一なレジスト膜を形成すること
ができる。レジスト塗布されたウエハｗは、そのハンド
リングアーム12に受渡され、このハンドリングアーム12
の機能により第２のベーク装置24上に設定される。

この第１のベーク装置24はホットプレートを有し、こ
のホットプレート上にウエハｗを載置して例えば80〜85
℃にウエハｗを加熱する。この結果、ウエハｗ上に形成
されたレジスト膜から溶媒を蒸発させることが可能な
る。

ベーク工程の終了したウエハｗは再度ハンドリングア
ーム12に受渡され、このハンドリングアーム12の移動に
より、インターフェース装置40における受渡しステージ
50上にウエハｗを受渡す。このとき、上述したガイド部
材60の作用により、ウエハｗのセンタリングが行われる
ことになる。さらに、第１の装置10よりウエハｗを受渡
された際には、冷却ユニット52の機能により、ウエハｗ
を例えば24℃程度にクーリングすることになる。ここで
のウエハｗのセンタリングは、インターフェース装置内
の搬送ロボットと正しくウエハの受け渡しを行なうため
に必要である。また、ベーク工程の終了したウエハｗを
高温状態に維持したまま露光装置に搬入するとその歩留
りを著しく低下させてしまうため、このようにインター
フェース40での受取り直後にクーリングすることが重要
である。

本実施例では、この受渡しステージ50上にて、ウエハ
ｗのセンタリングとクーリングとを行うことができるた
め、同一ポジションでの２種の機能の実現により装置の
設置スペースを縮小でき、しかも、センタリングおよび
クーリングのための処理時間の一部を重複させることが
でき、両機能の実現のために何らの移動時間を要しない
ので、スループットを向上させることができる。

ここで、本実施例ではウエハｗの冷却としてプロキシ
ミティ冷却を採用し、第３図（Ａ）のように突起70によ
りウエハｗを冷却ユニット52表面よりｈ（例えばｈ＝0.
1〜0.2mm）だけ浮かしている。なお、クーリング機構と
しては、本実施例のようにウエハｗより離れた位置に冷
却板を設けるものに限らず、例えば第３図（Ｂ）のよう
に直接接触方式によりウエハｗのクーリングを行うよう
にしてもよい。

受渡しステージ50にてセンタリングおよびクーリング
が行われたウエハｗは、その後ハンドリングアーム42に
受渡され、このインターフェース装置40の本来の機能と
して、第２の装置40に対するウエハｗの受渡し動作を行
うことになる。この際、第２の装置30への処理速度に応
じて、インターフェース装置40にてこのウエハｗを一旦
待機させる必要がある場合には、１つのカセット44をバ
ッファカセットとして用い、ハンドリングアーム42より
このバッファ用のカセット44にウエハｗを一旦収納させ
ることも可能である。

第２の装置30への搬入指令がなされたら、ハンドリン
グアーム42より搬出用エレベータ46へウエハｗを受渡
し、このエレベータ46の昇降駆動の後に、第２の装置30
にウエハｗを搬入する。この第２の装置30では、予めセ
ンタリングされたウエハｗを、テーブル上に正確に位置
決めし、その後このテーブルのステップ駆動により露光
工程を実現することになる。露光の終了したウエハｗ
は、インターフェース40における搬入用エレベータ48に
移動され、このエレベータ48の下降駆動によりウエハｗ
をハンドリングアーム42に受渡す。そして、このハンド
リングアーム42の移動により、再度受渡しステージ50上
にウエハｗを載置することになる。この場合にも、同様
にガイド部材60の作用により、ウエハｗのセンタリング
が実現されることになる。なお、露光の終了したウエハ
ｗについては、必ずしもクーリングを行う必要はない。
その後、このウエハは第１の装置10における現像装置22
に搬入されることになるが、インターフェース装置40の
受渡しステージ50にて、予めウエハｗのセンタリングを
再度実現できるので、現像装置22での正確な位置決め動
作が確保される。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能であ
る。

例えば、同一ポジションでのウエハｗのセンタリング
を行うための機構、およびこのセンタリングされたウエ
ハｗの温調のための各種機構については、上記実施例の
他種々の変形実施が可能である。さらに、ウエハｗのセ
ンタリングおよび温調を行うステージは、インターフェ
ース装置40の他のいずれかの箇所にも設けることができ
る。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、インターフェー
ス装置の同一ポジションにて、基板のセンタリングおよ
び温調を実現できるので、装置の設置スペースが縮小で
き、同一ポジションでの２つの機能の実現によりスルー
プットを向上させることも可能となる。また、このイン
ターフェース装置には本来的に基板を一旦停止して維持
するスペースが予め確保されているので、この領域を利
用することで基板のセンタリング，温調を容易に実現す
ることができ、この結果、第1,第２の装置に特別な温調
機構あるいはセンタリング機構を設ける必要がなくな
る。

さらに、請求項３のように、バッファ用の保持ステー
ジに基板を一時待機させることで、第１及び第２の処理
速度の相違に対して容易に対処することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適用した塗布、露光装置の概略平面
図、第２図（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ第１図における受渡
しステージ50の平面図，一部を切欠した側面図、第３図（Ａ），（Ｂ）は、ウエハの冷却を説明するため
の拡大断面図である。 10……第１の装置、30……第２の装置、 40……インターフェース装置、 50……受渡しステージ、52……冷却ユニット、 60……ガイド部材、 62……テーパエッジ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に対してレジストを塗布し、その後に
基板を加熱する第１の装置と、上記第１の装置とレジス
ト塗布された基板を露光する第２の装置とを接続するイ
ンターフェース装置とを有し、上記インターフェス装置は、上記第１の装置から搬入さ
れた基板を温調する温調ステージと、この温調ステージ
にて基板をセンタリングするガイド部材とを有すること
を特徴とするレジスト処理装置。
【請求項２】基板に対してレジストを塗布し、その後に
基板を加熱する第１の装置と、レジスト塗布された基板
を露光する第２の装置とを接続するインターフェース装
置とを有し、上記第１の装置は、基板に対してレジストを塗布するコ
ータ装置と、このレジストの塗布された基板を加熱する
ベーク装置と、上記コータ装置とベーク装置との間に配
設され、第１の装置内で基板を搬送する第１の搬送路と
を有し、上記インターフェイス装置は、上記第１の装置から搬入
された基板を温調する温調ステージと、この温調ステー
ジにて基板をセンタリングするガイド部材と、上記第１
の搬送路と交差する方向に独立して配設された２つの搬
入出口と、これら２つの搬入出口と上記温調ステージと
の間で２つの搬入出口に沿って配設された第２の搬送路
とを有することを特徴とするレジスト処理装置。
【請求項３】請求項１又は２において、上記インターフェイス装置は、基板を一時待機させるた
めのバッファ用の保持ステージを有することを特徴とす
るレジスト処理装置。
【請求項４】請求項１又は２において、上記温調ステージは、基板の裏面に近接して温調を行う
プロキシミティ形のものとされていることを特徴とする
レジスト処理装置。