JP2957854B2

JP2957854B2 - 基板処理装置

Info

Publication number: JP2957854B2
Application number: JP16954693A
Authority: JP
Inventors: 秀喜足立
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1993-06-15
Filing date: 1993-06-15
Publication date: 1999-10-06
Anticipated expiration: 2014-10-06
Also published as: JPH077066A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハ及び液晶
用ガラス角型基板などの被処理基板をそれぞれ異なる処
理を行う複数の処理部に搬送しつつその被処理基板に対
して一連の処理を行うための基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、液晶表示基板や半導体基
板などの精密電子基板の製造プロセスにおいては、たと
えば回転式洗浄処理部（以下「スピンスクラバ」），回
転式塗布処理部（以下「スピンコータ」），回転式現像
処理部（以下「スピンデベロッパ」），密着強化処理
部，クールプレートおよびホットプレートなどの熱処理
部を適当に配置し、被処理基板を所定の順序で搬送しつ
つ各処理部に出入れして一連の処理を行う基板処理装置
が使用される。

【０００３】このような基板処理装置における第１の従
来技術としては、例えば各処理部を床面上に一列に配列
して一体化した装置が知られている。この装置では、被
処理基板をその配列に沿って搬送しつつそれら処理部に
出入れすることにより、一連の処理が行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな基板処理装置においては多数の処理部を設けねばな
らない関係上、この第１の従来技術では装置の全長が長
くなり、占有床面積が増大してしまうという問題があ
る。

【０００５】また、基板処理装置では複数の被処理基板
を連続して処理するという使い方をされるのが通例であ
るが、この第１の従来技術では被処理基板をその処理部
列に沿って上流側から下流側へと１方向にのみ搬送可能
であり、特定の順序以外の順序で基板処理を行うことは
困難である。というのも、異なった処理順序で処理を行
なおうとすると被処理基板を一時的に下流側から上流側
へと戻したり、処理を飛び越したりしなければならない
が、そのような動作を行うと、前あるいは次の被処理基
板と干渉してしまうためである。したがって、この従来
技術では、プロセス変更に柔軟に対応することができな
いという問題があった。

【０００６】このような問題を解決するため、例えば特
開平２−１３２８４０号公報に記載された技術（第２の
従来技術）においては、複数の処理部を２つのグループ
に分けてそれぞれのグループ内では１列配置とするとと
もに、これら２つのグループを対向配置した構成として
いる。また、搬送部がこれら２つのグループの間に設け
られており、その搬送部により、これら２つのグループ
のそれぞれの中、およびグループ間での基板搬送を行う
ようにしている。

【０００７】この第２の従来技術の場合には装置全体の
長さは短くなり、プロセス変更にも容易に対応すること
ができるが、次のような問題がある。

【０００８】その第１は、装置の長さは短くなったとい
っても、占有する床面積は第１の従来技術とあまり変わ
らないということである。すなわち、各単位処理部の床
面上での配置位置を変えただけであるから、全体として
の床面積を減少させることはできないのである。

【０００９】その第２は、基板の搬送装置のメンテナン
ス性の問題である。すなわち、搬送装置が２つの単位処
理部グループの間に設けられているため、その点検や修
理を行おうとしても外部から容易に近づけず、搬送装置
のメンテナンス性が低くなっている。

【００１０】この発明は、上記の問題を解決するために
なされたものであり、プロセス変更に容易に対応するこ
とができるとともに、装置の占有床面積（フットプリン
ト）が小さく、搬送部のメンテナンス性も高い基板処理
装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、被処
理基板にそれぞれ異なる処理を行う複数の処理部と、水
平第１方向に移動することにより前記被処理基板の搬送
を行うとともに、前記被処理基板を各処理部に出し入れ
する搬送部とを備えた基板処理装置であって、上記目的
を達成するため、前記複数の処理部を、前記被処理基板
を垂直に立てた状態で保持しながら処理を行う垂直保持
処理部と、残りの水平保持処理部とに分け、前記垂直保
持処理部を前記搬送部の上方位置に配置するとともに、
前記水平保持処理部を前記水平第１方向に配列してい
る。

【００１２】請求項２の発明は、前記搬送部を、前記水
平第１方向と、前記水平第１方向に対しほぼ直交する水
平第２方向とを含む水平面内で移動可能な移動機構と、
前記移動機構に連結され、前記水平第２方向に対し垂直
方向にほぼ４５度傾いた旋回軸回りに旋回可能な旋回機
構と、前記旋回機構に連結され、前記水平第２方向につ
いての屈伸自由度を有するアーム機構と、前記アーム機
構の先端に連結されて前記被処理基板を保持可能な基板
保持手段と、で構成している。

【００１３】

【作用】この発明では、搬送部が設けられており、水平
第１方向とほぼ平行に移動することにより被処理基板の
搬送を行うとともに、前記被処理基板を各処理部に出し
入れする。したがって、この搬送部による基板搬送順序
を変更することにより、プロセス変更に容易に対応する
ことができる。

【００１４】また、この搬送部は水平保持処理部に沿っ
て付設されており、その修理・点検のために外部から容
易に取扱いができるため、そのメンテナンス性が高い。

【００１５】さらに、前記垂直保持処理部は前記搬送部
の上方位置に設けられるため、前記垂直保持処理部を設
置するために余分な床面積を必要とせず、装置の占有床
面積（フットプリント）を小さくすることができる。

【００１６】

【実施例】図１は、この発明にかかる基板処理装置の一
例を示す斜視図である。同図および以下の各図において
は、床面に平行な水平面をＸ−Ｙ面とし、鉛直方向をＺ
方向とする３次元直角座標系Ｘ−Ｙ−Ｚが定義されてい
る。また、この実施例におけるＺ方向がこの発明におけ
る「垂直方向」に相当し、Ｙ方向は「水平第１方向」に
相当する。また、Ｘ方向は「水平第２方向」に相当す
る。

【００１７】この装置１は、被処理基板１０に一連の処
理（この実施例では洗浄処理，塗布処理，現像処理，密
着強化処理，加熱処理，冷却処理）を行うための装置で
あり、洗浄処理を行うためのスピンスクラバＳＳ，塗布
処理を行うためのスピンコータＳＣ，現像処理を行うた
めのスピンデベロッパＳＤが水平第１方向（Ｙ方向）に
この順序で配列され、基板処理列Ａが設けられている。
これらの装置ＳＳ，ＳＣ，ＳＤはいずれも被処理基板１
０をほぼ水平状態で保持しながら処理するものであり、
この明細書では「水平保持処理部」と称することとす
る。

【００１８】また、この装置１には、基板処理列Ａに沿
って水平第１方向（Ｙ方向）に伸びる搬送領域Ｂが設け
られており、この搬送領域Ｂを搬送ロボットＲＢが水平
第１方向（Ｙ方向）に移動し、被処理基板１０を搬送す
ることができるようになっている。なお、その構成およ
び動作については、後で詳説する。

【００１９】また、基板処理列Ａおよび搬送領域Ｂの側
端部には、被処理基板１０の搬入および搬出を行うイン
デクサーＩＤが設けられており、図示を省略するカセッ
トから被処理基板１０を取り出し、搬送ロボットＲＢに
送り出したり、逆に一連の処理が施された基板１０を搬
送ロボットＲＢから受け取り、カセットに戻すようにな
っている。

【００２０】さらに、搬送ロボットＲＢの移動範囲、つ
まり搬送領域Ｂの上方位置にクールプレートＣＰ1 〜Ｃ
Ｐ3 ，ホットプレートＨＰ1 〜ＨＰ6 および密着強化装
置ＡＰ1 ，ＡＰ2 などがＸおよびＹ方向に２次元的に配
置されている。これらの装置ＣＰ1 〜ＣＰ3 ，ＨＰ1 〜
ＨＰ6 ，ＡＰ1 ，ＡＰ2 はいずれも被処理基板１０を垂
直に立てた状態で保持しながら所定の処理を行うように
構成されており、この明細書では「垂直保持処理部」と
称することとする。

【００２１】このように基板１０を垂直に立てた状態で
処理する場合には、基板１０の「たわみ」の影響を受け
なくなる。また、ホットプレートなどを上下方向（垂直
方向Ｚ）に積層する場合よりも、配置の自由度が高いな
どの利点がある。ここで、配置の自由度が高くなる理由
は、例えばホットプレートとクールプレートを垂直方向
Ｚに積層する場合には、温度分布や温度影響を小さくす
るために、一般的にクールプレートをホットプレートよ
り低い位置に配置しなければならないという制約がある
のに対し、この実施例のように水平面に２次元配置する
場合には、かかる制約を受けないためである。

【００２２】次に、図２ないし図５を参照しつつ搬送ロ
ボットＲＢの構成および動作について説明する。図２は
搬送ロボットＲＢを示す斜視図である。また、図３は搬
送ロボットＲＢを上方より見た平面図であり、図４は側
面図である。

【００２３】この装置１では、水平Ｙ方向に延びるレー
ル対２１，２１が設けられており、そのレール対２１，
２１上をＹ移動ステージ２２が水平Ｙ方向に移動可能と
なっている。また、このＹ移動ステージ２２は図示を省
略するモータと連結されており、モータを制御すること
で水平Ｙ方向の移動および位置決めを行うことができる
ようになっている。このように、レール対２１，Ｙ移動
ステージ２２およびモータで基板１０を水平Ｙ方向に移
動させるＹ移動機構が構成されている。

【００２４】また、Ｙ移動ステージ２２上には、水平Ｘ
方向に延びたレール対２３，２３が設けられており、上
記Ｙ移動機構と同様にして、基板１０を水平Ｘ方向に移
動させるＸ移動機構が構成されている。すなわち、レー
ル対２３，２３上をＸ移動ステージ２４がＸ方向に移動
自在に取り付けられ、このＸ移動ステージ２４に連結さ
れたモータ（図示省略）を制御することで基板１０の水
平Ｘ方向の移動および位置決めを行うようになってい
る。

【００２５】このようにＸおよびＹ移動機構により、基
板１０を水平Ｘ方向と水平Ｙ方向とを含む水平面内で移
動させるための移動機構２０が構成されている。

【００２６】また、Ｘ移動ステージ２４上には、回転ス
テージ２５が矢印Ｒ方向に旋回可能に取り付けられると
ともに、その回転ステージ２５に基台２６が固定されて
いる。さらに、回転ステージ２５にはモータ（図示省
略）が連結されており、モータ駆動に応じて、基台２６
が回転ステージ２５と一体的に矢印Ｒ方向に回転するよ
うになっている。なお、この基台２６の頭部は、図４に
示すように、テーパ状に仕上げられており、そのテーパ
面２６ａは水平Ｘ方向に対し垂直方向（Ｚ方向）に約４
５度傾いている。

【００２７】この搬送ロボットＲＢでは、テーパ面２６
ａの法線方向に伸びる旋回軸２７（図４）を中心として
矢印ω方向に旋回可能に、アーム支持台２８が取り付け
られている。また、アーム支持台２８には、２つのアー
ム機構３０ａ，３０ｂが取り付けられている。

【００２８】ところで、アーム支持台２８には、旋回用
のモータ（図示省略）が連結され、アーム支持台２８が
ω方向に旋回するようになっている。例えば、アーム支
持台２８に取り付けられたアーム機構３０ａ，３０ｂが
水平状態（図４に示す状態）にあり、適当なタイミング
で旋回用モータを駆動させてアーム支持台２８をω方向
に１８０度だけ旋回させると、図５に示すように、アー
ム機構３０ａ，３０ｂが垂直状態となる。また、旋回用
モータの回転方向を切り換えることにより、アーム機構
３０ａ，３０ｂは垂直状態から水平状態に戻る。このよ
うにアーム支持台２８と旋回用モータとで旋回機構が構
成されている。

【００２９】図３に示すように、アーム機構３０ａは実
質的に等長の２本のアーム３１ａ，３２ａを備えてお
り、第１のアーム３１ａはアーム支持台２８との連結位
置３３ａにおいてモータ（図示省略）に連結されてい
る。また、第２のアーム３２ａの先端はハンド３４ａに
連結されている。このように、アーム機構３０ａはいわ
ゆるスカラロボット機構とされている。このため、モー
タが回転するとそれぞれのアーム３１ａ，３２ａがそれ
ぞれ矢印θ１，θ２で示すように旋回し、ハンド３４ａ
はその姿勢を維持しつつＸ方向に並進する。

【００３０】他方のアーム機構３０ｂの構成と動作も同
様である。なお、この実施例では、第１のハンド３４ａ
と第２のハンド３４ｂとはＹ方向に整列させていが、こ
れは水平Ｙ方向における搬送ロボットＲＢと各処理部と
の相対位置を変えることなく、各処理部に対する被処理
基板１０の出し入れをどちらのハンドでも行うことがで
きるようにするためである。なお、ハンド３４ａ，３４
ｂをＸ方向に整列させる関係上、ハンド３４ａ，３４ｂ
の配置高さを同一にすると、それらが相互に干渉してし
まうため、この実施例では、図４や図５に示すように、
ハンド３４ａ，３４ｂの高さを異ならしめている。

【００３１】次に、上記のように構成された基板処理装
置の動作について図６ないし図１０を参照しつつ説明す
る。なお、以下においては、インデクサーＩＤから未処
理の基板１０を取り出し、スピンスクラバＳＳで洗浄処
理を行った後、ホットプレートＨＰ3 で乾燥させるまで
の一連の処理について説明する。また、基板処理装置は
定常的に動作しており、スピンスクラバＳＳおよびホッ
トプレートＨＰ3 では、基板処理が連続的に行われてい
るものと仮定して説明する。

【００３２】まず、搬送ロボットＲＢがインデクサーＩ
Ｄとの間で被処理基板１０の出し入れを行うことができ
る位置に移動する。そして、ハンド３４ａをインデクサ
ーＩＤ側に延ばし（図６の矢印Ｄ１）、被処理基板１０
ａをハンド３４ａに搭載すると、矢印Ｄ２方向にハンド
３４ａを並進させ、被処理基板１０ａをインデクサーＩ
Ｄから搬送ロボットＲＢ側に取り出す。なお、この時点
において、スピンスクラバＳＳおよびホットプレートＨ
Ｐ3 では、それぞれ基板１０ｂ，１０ｃが連続的に処理
されている。

【００３３】次に、ハンド３４ａに被処理基板１０ａを
搭載した状態のまま、Ｒ方向に９０度だけ旋回してハン
ド３４ａ，３４ｂをスピンスクラバＳＳ側に向けた後、
搬送ロボットＲＢがスピンスクラバＳＳとの間で被処理
基板の出し入れが可能な位置まで移動する。その後、被
処理基板を搭載していないハンド３４ｂをスピンスクラ
バＳＳ側に延ばし（図７の矢印Ｄ３）、ハンド３４ｂに
回転洗浄処理が施された基板１０ｂを搭載する。

【００３４】それに続いて、基板１０ｂを搭載したまま
でハンド３４ｂを搬送ロボットＲＢ側に移動させる（図
８の矢印Ｄ４）。そして、入れ代わりに、ハンド３４ａ
を延ばし（同図の矢印Ｄ５）、洗浄処理をすべき基板１
０ａをスピンスクラバＳＳに移載する。

【００３５】次に、基板１０ｂをホットプレートＨＰ3
で加熱処理するため、搬送ロボットＲＢがホットプレー
トＨＰ3 との間で被処理基板を出し入れすることができ
る位置に移動する。そして、その位置で、上記のように
アーム支持台２８をω方向に旋回させることにより、ア
ーム機構３０ａ，３０ｂおよび被処理基板１０ｂが一体
的に１８０度旋回して被処理基板１０ｂを水平状態（図
４）から垂直状態（図５）にする。なお、この実施例で
は、水平状態のまま（図４）で被処理基板１０ｂを搬送
した後、被処理基板１０ｂを垂直状態に立てるようにし
ているが、垂直状態に立てた後、その状態のまま水平方
向に搬送するようにしてもよい。

【００３６】上記のようにしてホットプレートＨＰ3 へ
の被処理基板１０ｂの搬入が可能となると、まず、図９
に示すように、被処理基板１０が搭載されていないハン
ド３４ａを矢印Ｄ６方向に延ばし、ホットプレートＨＰ
3 において加熱処理を施した基板１０ｃをハンド３４ａ
に搭載する。そして、図１０の矢印Ｄ７方向にハンド３
４ａを収縮させて、加熱処理済みの基板１０ｃをホット
プレートＨＰ3 から取り出す。また、基板１０ｃと入れ
代わりに、ハンド３４ｂを延ばして（矢印Ｄ８）、加熱
処理を施すべき基板１０ｂをホットプレートＨＰ3 に移
載する。

【００３７】そして、搬送ロボットＲＢは、インデクサ
ーＩＤ側に移動し、洗浄・加熱処理が施された基板１０
ｃを所定の搬出カセット（図示省略）に搬出して、一連
の処理を完了する。

【００３８】なお、上記実施例では、搬送ロボットＲＢ
によりインデクサーＩＤ−スピンスクラバＳＳ−ホット
プレートＨＰ3 の間で被処理基板を搬送しつつ各処理部
（インデクサーＩＤ，スピンスクラバＳＳ，ホットプレ
ートＨＰ3 ）との間で被処理基板を出し入れして、一連
の処理を行うようにしているが、処理順序ならびに内容
はこれに限定されるものではなく、処理内容等に応じて
搬送ロボットＲＢの動作を制御することで柔軟に対応す
ることができる。このように、この実施例によれば、搬
送ロボットＲＢによる基板搬送順序を変更することによ
り、プロセス変更に容易に対応することができる。

【００３９】また、この搬送ロボットＲＢは基板処理列
Ａに沿って付設されており、その修理・点検のために外
部から容易に取扱いができる。例えば、この実施例で
は、装置１の背面側（図１のＸ方向側）から修理・点検
を容易に行うことができる、優れたメンテナンス性を有
している。

【００４０】さらに、ホットプレートＨＰ1 〜ＨＰ6 な
どの垂直保持処理部を搬送ロボットＲＢの上方位置に設
けているため、これらの垂直保持処理部を設置するため
に余分な床面積を必要とせず、装置の占有床面積（フッ
トプリント）を小さくすることができる。

【００４１】ところで、この実施例では、搬送ロボット
ＲＢを上記のように構成したため、次のような効果が得
られる。まず第１点目に、図２に示すように、ハンド３
４ａ，３４ｂを平行状態で並進動作させる際、アーム機
構３０ａ，３０ｂを動作させることによりハンド３４
ａ，３４ｂを水平Ｘ方向に並進させるだけでなく、移動
機構２０のＸ移動機構を協働させることにより、Ｘ方向
におけるハンド３４ａ，３４ｂの移動速度を高めること
ができ、装置１の高速化を図ることができる。

【００４２】また、第２点目として、パーティクルを抑
えることができるという効果がある。というのも、従来
より周知のように、ガイドに沿って上下移動させると、
その移動に伴って発塵しやすく、そのようにして発生し
たパーティクルが下方の各単位処理部に降り注ぎ、多数
の水平保持処理部の汚染を引き起こすという問題がある
が、この実施例では、アーム支持台２８の旋回動作およ
びアーム機構３０ａ，３０ｂにより被処理基板１０を上
下方向に移動させるようにしているので、パーティクル
の発生を抑えることができる。

【００４３】なお、上記実施例では、ホットプレートＨ
Ｐ1 〜ＨＰ6 ，クールプレートＣＰ1 〜ＣＰ3 および密
着強化装置ＡＰ1 ，ＡＰ2 を垂直保持処理部として搬送
ロボットＲＢの上方位置に配置しているが、これら以外
に、基板を垂直状態に保持しながら処理する処理部があ
れば、上記と同様に搬送ロボットＲＢの上方に配置して
もよい。逆に、上記の一部、例えば密着強化装置を水平
保持処理部として基板処理列Ａに配列してもよい。つま
り、垂直保持処理部での処理内容は任意である。また、
これら垂直保持処理部を水平面内（ＸＹ面内）で２次元
的に配置しているが、その配列パターンは任意である。

【００４４】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、複数
の処理部を、被処理基板を垂直に立てた状態で保持しな
がら処理を行う垂直保持処理部と、残りの水平保持処理
部とに分け、前記垂直保持処理部を搬送部の上方位置に
配置するとともに、前記水平保持処理部を前記水平第１
方向に配列しているため、プロセス変更に容易に対応す
ることができるとともに、装置の占有床面積（フットプ
リント）を小さくすることができ、しかも搬送部のメン
テナンス性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる基板処理装置の一例を示す斜
視図である。

【図２】搬送ロボットＲＢを示す斜視図である。

【図３】搬送ロボットＲＢを上方より見た平面図であ
る。

【図４】被処理基板を水平状態で保持した搬送ロボット
ＲＢの側面図である。

【図５】被処理基板を垂直状態で保持した搬送ロボット
ＲＢの側面図である。

【図６】基板処理装置の動作を示す模式図である。

【図７】基板処理装置の動作を示す模式図である。

【図８】基板処理装置の動作を示す模式図である。

【図９】基板処理装置の動作を示す模式図である。

【図１０】基板処理装置の動作を示す模式図である。

【符号の説明】

１０被処理基板２０移動機構３０ａ，３０ｂアーム機構３４ａ，３４ｂハンド（基板保持手段）ＡＰ密着強化装置（垂直保持処理部）ＣＰクールプレート（垂直保持処理部）ＨＰ1 〜ＨＰ6 ホットプレート（垂直保持処理部）ＲＢ搬送ロボットＳＣスピンコータ（水平保持処理部）ＳＤスピンデベロッパ（水平保持処理部）ＳＳスピンスクラバ（水平保持処理部）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理基板にそれぞれ異なる処理を行う
複数の処理部と、水平第１方向に移動することにより前
記被処理基板の搬送を行うとともに、前記被処理基板を
各処理部に出し入れする搬送部とを備えた基板処理装置
であって、前記複数の処理部を、前記被処理基板を垂直に立てた状
態で保持しながら処理を行う垂直保持処理部と、残りの
水平保持処理部とに分け、前記垂直保持処理部を前記搬送部の上方位置に配置する
とともに、前記水平保持処理部を前記水平第１方向に配
列したことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】請求項１に記載の基板処理装置におい
て、前記搬送部が、前記水平第１方向と、前記水平第１方向に対しほぼ直交
する水平第２方向とを含む水平面内で移動可能な移動機
構と、前記移動機構に連結され、前記水平第２方向に対し垂直
方向にほぼ４５度傾いた旋回軸回りに旋回可能な旋回機
構と、前記旋回機構に連結され、前記水平第２方向についての
屈伸自由度を有するアーム機構と、前記アーム機構の先端に連結されて前記被処理基板を保
持可能な基板保持手段と、を備えることを特徴とする基
板処理装置。