以下、本考案に係る基板搬送装置を備えた基板処理装置を、塗布現像装置に適用した場合を例にして説明する。先ず、図1から図4を参照し、本考案の実施の形態に係る基板処理装置である、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について、図面を参照しながら簡単に説明する。
図1は、本実施の形態に係るレジストパターン形成装置の構成を示す平面図である。図2は、本実施の形態に係るレジストパターン形成装置の構成を示す概略斜視図である。図3は、本実施の形態に係るレジストパターン形成装置の構成を示す側面図である。図4は、第3のブロック(COT層)B3の構成を示す斜視図である。
レジストパターン形成装置は、図1及び図2に示すように、キャリアブロックS1、処理ブロックS2、インターフェイスブロックS3を有する。また、レジストパターン形成装置のインターフェイスブロックS3側に、露光装置S4が設けられている。処理ブロックS2は、キャリアブロックS1に隣接するように設けられている。インターフェイスブロックS3は、処理ブロックS2のキャリアブロックS1側と反対側に、処理ブロックS2に隣接するように設けられている。露光装置S4は、インターフェイスブロックS3の処理ブロックS2側と反対側に、インターフェイスブロックS3に隣接するように設けられている。
キャリアブロックS1は、キャリア20、載置台21及び受け渡し手段Cを有する。キャリア20は、載置台21上に載置されている。受け渡し手段Cは、キャリア20からウェハWを取り出し、処理ブロックS2に受け渡すとともに、処理ブロックS2において処理された処理済みのウェハWを受け取り、キャリア20に戻すためのものである。
処理ブロックS2は、図1及び図2に示すように、棚ユニットU1、棚ユニットU2、第1のブロック(DEV層)B1、第2のブロック(BCT層)B2、第3のブロック(COT層)B3、第4のブロック(TCT層)B4を有する。第1のブロック(DEV層)B1は、現像処理を行うためのものである。第2のブロック(BCT層)B2は、レジスト膜の下層側に形成される反射防止膜の形成処理を行うためのものである。第3のブロック(COT層)B3は、レジスト液の塗布処理を行うためのものである。第4のブロック(TCT層)B4は、レジスト膜の上層側に形成される反射防止膜の形成処理を行うためのものである。
棚ユニットU1は、各種のモジュールが積層されて構成されている。棚ユニットU1は、図3に示すように、例えば下から順に積層された、受け渡しモジュールTRS1、TRS1、CPL11、CPL2、BF2、CPL3、BF3、CPL4、TRS4を有する。また、図1に示すように、棚ユニットU1の近傍には、昇降自在な受け渡しアームDが設けられている。棚ユニットU1の各処理モジュール同士の間では、受け渡しアームDによりウェハWが搬送される。
棚ユニットU2は、各種の処理モジュールが積層されて構成されている。棚ユニットU2は、図3に示すように、例えば下から順に積層された、受け渡しモジュールTRS6、TRS6、CPL12を有する。
なお、図3において、CPLが付されている受け渡しモジュールは、温調用の冷却モジュールを兼ねており、BFが付されている受け渡しモジュールは、複数枚のウェハWを載置可能なバッファモジュールを兼ねている。
第1のブロック(DEV層)B1は、図1及び図3に示すように、現像モジュール22、搬送アームA1及びシャトルアームEを有する。現像モジュール22は、1つの第1のブロック(DEV層)B1内に、上下2段に積層されている。搬送アームA1は、2段の現像モジュール22にウェハWを搬送するためのものである。すなわち、搬送アームA1は、2段の現像モジュール22にウェハWを搬送する搬送アームが共通化されているものである。シャトルアームEは、棚ユニットU1の受け渡しモジュールCPL11から棚ユニットU2の受け渡しモジュールCPL12にウェハWを直接搬送するためのものである。
第2のブロック(BCT層)B2、第3のブロック(COT層)B3、及び第4のブロック(TCT層)B4は、各々塗布モジュール、加熱・冷却系の処理モジュール群、及び搬送アームA2、A3、A4を有する。処理モジュール群は、塗布モジュールにおいて行われる処理の前処理及び後処理を行うためのものである。搬送アームA2、A3、A4は、塗布モジュールと処理モジュール群との間に設けられており、塗布モジュール及び処理モジュール群の各処理モジュールの間でウェハWの受け渡しを行う。
第2のブロック(BCT層)B2から第4のブロック(TCT層)B4の各ブロックは、第2のブロック(BCT層)B2及び第4のブロック(TCT層)B4における薬液が反射防止膜用の薬液であり、第3のブロック(COT層)B3における薬液がレジスト液であることを除き、同様の構成を有する。
なお、搬送アームA1〜A4は、本考案における基板搬送装置に相当するものであり、搬送アームA1〜A4の構成については、後述する。また、受け渡し手段C、受け渡しアームD、及び後述するインターフェイスアームFも、本考案における基板搬送装置に相当するものである。以下では、基板搬送装置として、搬送アームA1〜A4、受け渡し手段C、受け渡しアームD、及び後述するインターフェイスアームFを代表し、搬送アームA1〜A4について説明するものとする。また、図1に示すように、搬送アームA1には、後述する検出部5を支持する支持部材53が設けられている。また、図1に示すように、受け渡し手段C、受け渡しアームD、及び後述するインターフェイスアームFにも、後述する検出部5を支持する支持部材53が設けられていてもよい。
ここで、図4を参照し、第2のブロック(BCT層)B2、第3のブロック(COT層)B3、及び第4のブロック(TCT層)B4を代表し、第3のブロック(COT層)B3の構成を説明する。
第3のブロック(COT層)B3は、塗布モジュール23、棚ユニットU3及び搬送アームA3を有する。棚ユニットU3は、加熱モジュール、冷却モジュール等の熱処理モジュール群を構成するように積層された、複数の処理モジュールを有する。棚ユニットU3は、塗布モジュール23と対向するように配列されている。搬送アームA3は、塗布モジュール23と棚ユニットU3との間に設けられている。図4中24は、各処理モジュールと搬送アームA3との間でウェハWの受け渡しを行うための搬送口である。
インターフェイスブロックS3は、図1に示すように、インターフェイスアームFを有する。インターフェイスアームFは、処理ブロックS2の棚ユニットU2の近傍に設けられている。棚ユニットU2の各処理モジュール同士の間及び露光装置S4との間では、インターフェイスアームFによりウェハWが搬送される。
キャリアブロックS1からのウェハWは、棚ユニットU1の一つの受け渡しモジュール、例えば第2のブロック(BCT層)B2に対応する受け渡しモジュールCPL2に、受け渡し手段Cにより、順次搬送される。受け渡しモジュールCPL2に搬送されたウェハWは、第2のブロック(BCT層)B2の搬送アームA2に受け渡され、搬送アームA2を介して各処理モジュール(塗布モジュール及び加熱・冷却系の処理モジュール群の各処理モジュール)に搬送され、各処理モジュールで処理が行われる。これにより、ウェハWに反射防止膜が形成される。
反射防止膜が形成されたウェハWは、搬送アームA2、棚ユニットU1の受け渡しモジュールBF2、受け渡しアームD、棚ユニットU1の受け渡しモジュールCPL3を介し、第3のブロック(COT層)B3の搬送アームA3に受け渡される。そして、ウェハWは、搬送アームA3を介して各処理モジュール(塗布モジュール及び加熱・冷却系の処理モジュール群の各処理モジュール)に搬送され、各処理モジュールで処理が行われる。これにより、ウェハWにレジスト膜が形成される。
レジスト膜が形成されたウェハWは、搬送アームA3を介し、棚ユニットU1の受け渡しモジュールBF3に受け渡される。
なお、レジスト膜が形成されたウェハWは、第4のブロック(TCT層)B4において更に反射防止膜が形成される場合もある。この場合は、ウェハWは受け渡しモジュールCPL4を介し、第4のブロック(TCT層)B4の搬送アームA4に受け渡され、搬送アームA4を介して各処理モジュール(塗布モジュール及び加熱・冷却系の処理モジュール群の各処理モジュール)に搬送され、各処理モジュールで処理が行われる。これにより、ウェハWに反射防止膜が形成される。そして、反射防止膜が形成されたウェハWは、搬送アームA4を介し、棚ユニットU1の受け渡しモジュールTRS4に受け渡される。
レジスト膜が形成されたウェハW又はレジスト膜の上に更に反射防止膜が形成されたウェハWは、受け渡しアームD、受け渡しモジュールBF3、TRS4を介して受け渡しモジュールCPL11に受け渡される。受け渡しモジュールCPL11に受け渡されたウェハWは、シャトルアームEにより棚ユニットU2の受け渡しモジュールCPL12に直接搬送された後、インターフェイスブロックS3のインターフェイスアームFに受け渡される。
インターフェイスアームFに受け渡されたウェハWは、露光装置S4に搬送され、所定の露光処理が行われる。所定の露光処理が行われたウェハWは、インターフェイスアームFを介し、棚ユニットU2の受け渡しモジュールTRS6に載置され、処理ブロックS2に戻される。処理ブロックS2に戻されたウェハWは、第1のブロック(DEV層)B1において現像処理が行われる。現像処理が行われたウェハWは、搬送アームA1、棚ユニットU1のいずれかの受け渡しモジュール、受け渡し手段Cを介し、キャリア20に戻される。
次に、図4から図6を参照し、本考案における基板搬送装置である搬送アームA1〜A4について説明する。搬送アームA1〜A4は同様に構成されているので、第3のブロック(COT層)B3に設けられた搬送アームA3を代表して説明する。図5は、搬送アームA3を示す斜視図である。図6(a)及び図6(b)は、搬送アームA3を示す平面図及び側面図である。図4から図6に示すように、搬送アームA3は、2枚のフォーク3(3A、3B)、基台31、回転機構32、進退機構33A、33B、昇降台34、検出部5を有する。
この図6(a)及び図6(b)には、請求の範囲に係わる昇降回転部については図示はされておらず搬送アームA1〜A4の基本的な構造を説明し、本考案に係わる昇降回転部の説明は後述する図8で行なうものとする。
2枚のフォーク3A、3Bは、上下に重なるように設けられている。基台31は、回転機構32により、鉛直軸周りに回転自在に設けられている。また、フォーク3A、3Bは、各々、その基端側がそれぞれ進退機構33A、33Bに支持されており、進退機構33A、33Bにより、基台31から進退自在に設けられている。なお、フォーク3(3A、3B)は、本考案における保持部に相当する。
進退機構33A、33Bは、基台31内部に設けられた駆動機構である、基台31内部に図示しないモータMに、タイミングベルト等の伝達機構を用いて連結されており、基台31から進退自在に設けられたフォーク3A、3Bを進退駆動する。伝達機構としては、ボールネジ機構やタイミングベルトを用いた機構等、周知の構成を用いることができる。
昇降台34は、図4に示すように、回転機構32の下方側に設けられている。昇降台34は、上下方向(図4中Z軸方向)に直線状に延びる図示しないZ軸ガイドレールに沿って、昇降機構により昇降自在に設けられている。昇降機構としては、ボールネジ機構やタイミングベルトを用いた機構等、周知の構成を用いることができる。この例ではZ軸ガイドレール及び昇降機構は夫々カバー体35により覆われており、例えば上部側において接続されて一体となっている。またカバー体35は、Y軸方向に直線状に伸びるY軸ガイドレール36に沿って摺動移動するように構成されている。
次に、図5から図7を参照し、フォーク3、検出部5について説明する。図7は、フォーク3Aを拡大して示す平面図である。図7では、図示を容易にするため、フォーク3Aに対し、保持爪4(4A〜4D)を少し拡大して示している。検出部5の検出データは図示しない制御部6に送信される。
図5から図7に示すように、フォーク3A、3Bは、円弧状に形成され、搬送するウェハWの周囲を囲むように設けられている。また、フォーク3A、3Bには、各々保持爪4が形成されている。保持爪4は、フォーク3A、3Bの内縁から各々内側に突出するとともに、内縁に沿って互いに間隔を隔てて設けられており、ウェハWの周縁部が載置されることによってウェハWを保持するものである。保持爪4は、3個以上が設けられる。図5及び図6に示す例では、ウェハWの周縁部の4箇所を保持するために、4個の保持爪4A、4B、4C、4Dが設けられている。
検出部5は、図5と図6に示すように、フォーク3A、3Bが進退する方向の中心線上の位置でウェハWに設けられる切欠き部WNを検出するようにウェハWに対して上方位置に設けられている。例えば、検出部5は、フォーク3A、3Bが進退する際に干渉しない前方の上方位置に設けるために基台31から延設する支持部材53の先端に取り付けられている。この検出部5は、それぞれのフォーク3A、3BがウェハWを保持した状態で後退しているときに、フォーク3A、3Bの保持しているウェハWの周縁部の位置を検出することができる。
図8に示される請求の範囲の記載に係わる昇降回転部は、ウェハWを吸着して保持し回転自在なチャック100とこのチャック100を所定の位置に昇降させる昇降機構103を有するものである。具体的には、フォーク3A、3Bの進退機構33A、33Bの設けられる基台31の内部にチャック100を垂直方向に上下させる昇降機構103とチャック100はブラケット102によって接続されている。昇降機構103は、例えば昇降用のモータM1によって昇降される。請求の範囲の記載では、これらを回転昇降部99と記載する。
チャック100は、吸着面に吸引孔100aが設けられチャック100の回転軸101の内部の流路が吸引配管104と接続されており、図示しないバルブの開閉動作でチャック100の吸着動作が行われる。チャック100は回転軸101に設けられたチャック回転モータM2によって所定の回転数で回転される。チャック回転モータM2には、エンコーダENが備えられ回転角度を検出することが出来る。
基台31におけるチャック100の配置は、フォーク3Aまたはフォーク3Bを引いた位置(フォークの収納位置)でフォーク3Aまたはフォーク3Bに保持されたウェハWの略中心となる位置に設けられる。この位置でチャック100を上昇させてウェハWの略中心位置の吸着保持がなされる。
図9(a)、図9(b)にチャック100によるウェハWの吸着状態を示す。図9(a)は、フォーク3Bに保持されたウェハWをフォーク3Bの上面とフォーク3Aの下面に干渉しない位置においてチャック100により吸着保持している図である。図9(b)も同様にフォーク3Aに保持されたウェハWをフォーク3Aの上面と検出部5と干渉しない位置においてチャック100により吸着保持している図である。
図9(a)、図9(b)に示されるチャック100の位置にて吸着保持されたウェハWを回転させてノッチWNを検出部5により検出する。先ず、フォーク3Aまたはフォーク3BがウェハWを各種の処理モジュールから受け取りしたときに図10(a)の位置でノッチWNが検出されるか否かを判定する。この位置がウェハWの受け渡しを行なうときのウェハWの基準位置となる0度となる。よって、図10(a)の位置にノッチWNが存在しない場合はチャック100を昇降機構103にて上昇させて吸着保持する。次にチャック100を例えば60rpmで回転させることでノッチWNの位置を検出部5で検出して基準位置となる0度で回転を停止させる。次いでチャック100を下降させてフォーク3Aまたはフォーク3BにウェハWを再度保持させる。このときの動作の処理に検出部5とエンコーダENの両方の信号を利用することが出来る。
図10(b)、(c)、(d)はノッチWNの位置を例えば基準位置からみて90度、180度、270度と所望の位置にしてフォーク3Aに再保持させた図である。この場合にも前述と同様に先ずは検出部5でノッチWNを検出して、その時点のエンコーダENの信号を読み込み記憶する。次いで、所定角度に相当するチャック回転モータM2へのモータ駆動パルス信号を記憶された値から演算することで任意の角度にノッチWNを位置させることが出来る。
図11に一連のフローチャートでその制御によるフォーク3Aの一例の動きを示す。基台31からフォーク3A(保持部)を前進させて処理モジュール(処理部)からウェハWを受け取り(S1)、その後、フォーク3Aを後退させて収納位置まで戻す(S2)。次に、受け取ったウェハWの位置状態を確認するために検出部5でノッチWNが検出されるかを判定する(S3)。このときにノッチWNが検出された場合には、次の搬送先の処理モジュール(処理部)にウェハWを搬入するときのノッチWNの角度の予め設定がなされているか否かが判定される(S4)。設定がされていない場合はそのままフォーク3Aに保持された状態から次の処理モジュールに移動してフォーク3Aを前進させてウェハWを処理モジュールに受け渡す(S5)。この場合には、次の処理モジュールにウェハWを搬入するときのノッチWNの角度が予め設定されていないために、前の処理モジュールから受け取ったウェハWをそのまま回転させずに(ノッチWNの位置を変更せずに)次の処理モジュールへと受け渡す。
上記(S3)でノッチWNが検出されなかった場合には、昇降機構103によってチャック100を上昇させてウェハWを吸着保持させる(S6)。次に、昇降機構103によってウェハWをフォーク3Aの保持爪4よりも高い位置まで上昇させ(S7)、チャック回転モータM2によってウェハWを回転させ、検出部5でノッチWNを検出した時にウェハWの回転を停止する(S8)。次に、昇降機構103によってウェハWを下降させ(S9)、ウェハWをフォーク3Aの保持爪4で保持させる(S10)。これにより、前の処理モジュールから受け取った際にノッチWNの位置が不明であっても、ウェハWのノッチWNの位置を所定位置(基準位置)に設定することができる。
また、上記(S4)で次の処理モジュールへのウェハWの角度(ノッチWNの位置)の設定がされている場合には、昇降機構103によってチャック100を上昇させてウェハWを吸着保持させる(S11)。次に、昇降機構103によってウェハWをフォーク3Aの保持爪4よりも高い位置まで上昇させ(S12)、チャック回転モータM2によってウェハWを回転させ、検出部5にてノッチNWを検出させた位置からエンコーダENのパルス値と回転モータM2の移動量との関係からノッチWNが設定された角度になる位置でウェハWの回転を停止する(S13)。次に、昇降機構103によってウェハWを下降させ(S14)、ウェハWをフォーク3Aの保持爪4で保持させる(S15)。これにより、前の処理モジュールから受け取ったウェハWを予め設定されたウェハWの角度(ノッチWNの位置)にウェハWを回転させてから(ノッチWNの位置を変更してから)次の処理モジュールへと受け渡すことができる。
この様な一連の動作を行うことで処理モジュールから受取ったウェハWのノッチWNの位置が不明でも次の搬送先に搬入するノッチWNを所望の向き合わせた後に受け渡すことが出来る。また、エンコーダENの信号から受取ったウェハWが基準位置から何度の角度ずれを生じているのかも特定されるので、処理モジュールの受け渡しにおいて処理前後での基板の位置ずれの判定も出来る。これにより図示しない制御部で処理モジュールの異常の判定を行いアラーム情報の出力することも出来る。さらに、複数の処理モジュールに対して個別にノッチWNを設定して受け渡しを行なうことも出来る。
これによりノッチWNを予め決めて処理モジュールでプロセス処理をすることで、同じプロセスを行う複数の処理モジュールの処理の違いを判断し易くなりトラブル対応が迅速に解決できる。また、ウェハWの裏面を支持するフォーク3A、3Bの基板支持部の位置をウェハWの位置を変更することで一致させることも出来る。検出部5は支持部53の先端方向でなくフォーク3A、3Bを収納した側のウェハWの後方を検出するように設けられても良く、支持部53に対してウェハWの直径端の両側に設けても良い。