JP3213748B2 - 処理システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板やＬＣＤ基
板等の被処理基板を枚葉式で処理する一連の処理ユニッ
トを備えた処理システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】図２８に、半導体デバイス製造のフォト
リソグラフィー工程に使用されるレジスト塗布現像処理
システムの一例を示す。

【０００３】この処理システムでは、被処理基板として
の半導体ウエハＷをカセットに対して搬入・搬出するカ
セット・ステーション３００、ウエハＷをブラシ洗浄す
るブラシ洗浄ユニット３０２、ウエハＷを高圧ジェット
水で洗浄するジェット水洗浄装置３０４、ウエハＷの表
面を疏水化処理するアドヒージョンユニット３０６、ウ
エハＷを所定温度に冷却する冷却ユニット３０８、ウエ
ハＷの表面にレジストを塗布するレジスト塗布ユニット
３１０、レジスト塗布の前後でウエハＷを加熱してプリ
ベークまたはポストベークを行うベーキングユニット３
１２、ウエハＷの周縁部のレジストを除去するための周
辺露光ユニット３１４、隣接する露光装置（図示せず）
とウエハＷの受け渡しを行うためのウエハ受渡し台３１
８、および露光処理済みのウエハＷを現像液に晒してレ
ジストの感光部または非感光部を選択的に現像液に溶解
せしめる現像ユニット３１６等を一体に集約化して作業
効率の向上を図っている。

【０００４】システムの中央部には長手方向に廊下状の
ウエハ搬送路３２０が設けられ、各ユニット３０２〜３
１６はウエハ搬送路３２０に各々の正面を向けて配設さ
れ、ウエハ搬送体３２２が各部３００〜３１８にウエハ
Ｗを搬送するためにウエハ搬送路３２０上を移動するよ
うになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の処理システ
ムにおいては、水平方向に延びるウエハ搬送路３２０に
沿って各種処理ユニット３０２〜３１６が配列される横
長のシステム構成であるため、どうしてもシステム全体
の占有スペースが大きくなり、クリーンルームコストも
高くついていた。特に、この種の処理システムに有効な
垂直層流方式によってシステムの全体ないし各部の清浄
度を高めようとすると、スペースが大きいため、空調器
またはフィルタ等のイニシャルコストおよびメンナテナ
ンスコストが非常に高くついていた。

【０００６】また、システム内の各部３００〜３１８に
アクセスするために、ウエハ搬送体３２２は、ウエハ搬
送路３２０上で（Ｙ方向に）直線移動するだけでなく、
垂直方向（Ｚ方向）にも昇降移動可能であって、かつ
（θ方向に）回転可能であり、ウエハ搬送体３２２のア
ームまたはピンセット３２２ａはウエハＷの受渡しを行
う際に（Ｘ方向に）前進または後退移動するようになっ
ている。このように、ウエハ搬送体３２２は、４軸
（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θ）で移動可能な搬送体であるため、構
成が繁雑であるうえ、アクセス速度が制限されていた。
この種のシステムにおいて最も忙しく動作するのはシス
テム中心部のウエハ搬送体３２２であり、ウエハ搬送体
３２２のアクセスないし搬送速度によってシステムのス
ループットが左右される。従来は、ウエハ搬送体３２２
のアクセス速度が制限されていたため、システムのスル
ープットも制限されていた。

【０００７】また、上記従来の処理システムにおいて、
アドヒージョンユニット３０６やベーキングユニット３
１２等のオーブン型処理ユニットは積み木のようにユニ
ット同士が多段に積み重ねられた構成になっているた
め、いずれかの処理ユニットについて修理を行う際には
その上に載っている処理ユニットの全部をいったん退け
なくてはならず、メンテナンス作業が重労働になってい
た。そのうえ、従来のベーキングユニット３１２では、
半導体ウエハＷを載置台の上に直に載せるため、載置台
上の塵芥がウエハ裏面に付着するという不具合があり、
載置台表面の微小な凹凸のために載置台からウエハＷへ
の熱伝導が不均一になるおそれもあった。さらに、載置
台上へのウエハＷの位置合わせ（センタリング）は専ら
ウエハ搬送体３２２側で行うようになっているが、ティ
ーチングも含めてソフトウェアの負担が大きかった。

【０００８】また、従来のアドヒージョンユニット３０
６では、減圧密閉型につくられた処理容器内を予め減圧
しておいてから真空ポンプを止めて処理ガス（ＨＭＤＳ
ガス）を容器内に導入するようにしていた。しかし、導
入された処理ガスが充満して容器内が陽圧になると、容
器は陽圧密閉型の構造ではないため、処理ガスが容器の
外へ漏れやすく、周囲に薬害を及ぼすおそれがあった。
また、処理容器を減圧密閉型につくるため、装置コスト
が高くついていた。

【０００９】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、多数の枚葉式ユニットを備えるシステムにおい
て占有床スペースの大幅な縮小化と被処理基板搬送の高
速化および効率化を同時に実現して、スループットの向
上をはかる処理システムを提供することを主たる目的と
する。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第１の処理システムは、垂直方向に移動
可能で垂直軸の回りに回転可能な第１の被処理基板搬送
手段を設け、前記被処理基板搬送手段の周囲に複数の枚
葉式ユニットを１組または複数組に亙って多段に配置
し、前記第１の被処理基板搬送手段が被処理基板を所定
の順序で各々の前記枚葉式ユニットに搬送して、前記被
処理基板に一連の処理が施こされるようにし、前記被処
理基板を多段に収納するカセットを所定の位置に配置
し、未処理の前記被処理基板を前記カセットから取り出
し、処理済みの前記被処理基板を前記カセットに戻すた
めの第２の被処理基板搬送手段を有するカセットステー
ションを前記第１の被処理基板搬送手段からみて所定の
組の前記多段配置された枚葉式ユニットの反対側に隣接
して配設し、前記所定の組の多段配置された枚葉式ユニ
ットの中に被処理基板受渡し手段を設け、前記第１およ
び第２の被処理基板搬送手段が前記被処理基板受渡し手
段に対して互いに逆方向からアクセスして前記被処理基
板の受け渡しを行う構成とした。

【００１３】また、本発明の第２の処理システムは、垂
直方向に移動可能で垂直軸の回りに回転可能な第１の被
処理基板搬送手段を設け、前記被処理基板搬送手段の周
囲に複数の枚葉式ユニットを１組または複数組に亙って
多段に配置し、前記第１の被処理基板搬送手段が被処理
基板を所定の順序で各々の前記枚葉式ユニットに搬送し
て、前記被処理基板に一連の処理が施こされるように
し、前記被処理基板を隣接する他の処理システムへ搬入
しまたは前記他の処理システムから搬出するための第３
の被処理基板搬送手段を有するインタフェース部を前記
第１の被処理基板搬送手段からみて所定の組の前記多段
配置された枚葉式ユニットの反対側に隣接して配設し、
前記所定の組の多段配置された枚葉式ユニットの中に被
処理基板受渡し手段を設け、前記第１および第３の被処
理基板搬送手段が前記被処理基板受渡し手段に対して互
いに逆方向からアクセスして前記被処理基板の受け渡し
を行う構成とした。

【００１４】本発明の処理システムでは、所要の枚葉式
ユニットが第１の被処理基板搬送手段の周りに多段に配
置され、第１の被処理基板搬送手段は上下移動および／
または回転移動して全てのユニットへ高速アクセスでき
る。一方で、システム内で未処理の被処理基板をカセッ
トから取り出し処理済みの被処理基板をカセットに戻す
ためのカセットステーション、あるいは被処理基板を隣
接する他の処理システムへ搬入しまたは該他の処理シス
テムから搬出するためのインタフェース部が、第１の被
処理基板搬送手段からみて所定の組の多段ユニットの反
対側に隣接して配設されるとともに、該所定の組の多段
ユニットの中に被処理基板受け渡し手段が設けられる。
第１の被処理基板搬送手段は、カセットステーション側
の第２の被処理基板搬送手段あるいはインタフェース部
側の第３の被処理基板搬送手段と該被処理基板受け渡し
手段に対して互いに逆方向からアクセスして被処理基板
の受け渡しを行う。かかる構成により、処理ステーショ
ン側の第１の被処理基板搬送手段とカセットステーショ
ン側の第２の被処理基板搬送手段あるいはインタフェー
ス部側の第３の被処理基板搬送手段との間で、特別（専
用）の占有床スペースを要することなく、かつ第１の被
処理基板搬送手段に水平方向の移動を要することなく、
被処理基板の受け渡しを効率よく迅速に行うことができ
る。

【００１５】本発明の処理システムにおいて、好ましく
は、少なくとも１つの組の多段ユニットが、オーブン型
の枚葉式処理ユニットを含み、他のいずれの組の多段ユ
ニットとも離間して配置される。かかる構成によれば、
異なる多段ユニット間での熱的な干渉を少なくすること
ができる。

【００１６】本発明の処理システムにおいて、好ましく
は、少なくとも１つの組の多段ユニットが、スピンナ型
の枚葉式処理ユニットとしてレジスト塗布ユニットと現
像ユニットとを含み、現像ユニットをレジスト塗布ユニ
ットの上に配置してなる。かかる構成によれば、一般に
レジストの取り扱いが面倒である塗布ユニットが下段に
位置するため、機構的にもメンテナンスの上でも大きな
利点が得られる。

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【実施例】以下、図１〜図２７を参照して本発明の実施
例を説明する。

【００２０】図１〜図３は本発明の一実施例による塗布
現像処理システムの全体構成を示す図であって、図１は
平面図、図２は正面図および図３は背面図である。

【００２１】この処理システムは、被処理基板として半
導体ウエハＷをウエハカセットＣＲで複数枚たとえば２
５枚単位で外部からシステムに搬入しまたはシステムか
ら搬出したり、ウエハカセットＣＲに対して半導体ウエ
ハＷを搬入・搬出したりするためのカセットステーショ
ン１０と、塗布現像工程の中で１枚ずつ半導体ウエハＷ
に所定の処理を施す枚葉式の各種処理ユニットを所定位
置に多段配置してなる処理ステーション１２と、この処
理ステーション１２と隣接して設けられる露光装置（図
示せず）との間で半導体ウエハＷを受け渡しするための
インタフェース部１４とを一体に接続した構成を有して
いる。

【００２２】カセットステーション１０では、図１に示
すように、カセット載置台２０上の突起２０ａの位置に
複数個たとえば４個までのウエハカセットＣＲがそれぞ
れのウエハ出入口を処理ステーション１２側に向けてＸ
方向一列に載置され、カセット配列方向（Ｘ方向）およ
びウエハカセットＣＲ内に収納されたウエハのウエハ配
列方向（Ｚ方向）に移動可能なウエハ搬送体２２が各ウ
エハカセットＣＲに選択的にアクセスするようになって
いる。さらに、このウエハ搬送体２２は、θ方向に回転
可能に構成されており、後述するように処理ステーショ
ン１２側の第３の組Ｇ3 の多段ユニット部に属するアラ
イメントユニット（ＡＬＩＭ）およびイクステンション
ユニット（ＥＸＴ）にもアクセスできるようになってい
る。

【００２３】処理ステーション１２では、図１に示すよ
うに、中心部に垂直搬送型の主ウエハ搬送機構２４が設
けられ、その周りに全ての処理ユニットが１組または複
数の組に亙って多段に配置されている。この例では、５
組Ｇ1,Ｇ2,Ｇ3,Ｇ4,Ｇ5 の多段配置構成であり、第１お
よび第２の組Ｇ1,Ｇ2 の多段ユニットはシステム正面
（図１において手前）側に並置され、第３の組Ｇ3 の多
段ユニットはカセットステーション１０に隣接して配置
され、第４の組Ｇ4 の多段ユニットはインタフェース部
１４に隣接して配置され、第５の組Ｇ5 の多段ユニット
は背部側に配置されている。

【００２４】図２に示すように、第１の組Ｇ1 では、カ
ップＣＰ内で半導体ウエハＷをスピンチャックに載せて
所定の処理を行う２台のスピンナ型処理ユニット、たと
えばレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）および現像ユニッ
ト（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ねられている。第２
の組Ｇ2 でも、２台のスピンナ型処理ユニット、たとえ
ばレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）および現像ユニット
（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ねられている。レジス
ト塗布ユニット（ＣＯＴ）ではレジスト液の排液が機構
的にもメンテナンスの上でも面倒であることから、この
ように下段に配置するのが好ましい。しかし、必要に応
じて上段に配置することも可能である。

【００２５】図３に示すように、第３の組Ｇ3 では、半
導体ウエハＷを載置台ＳＰに載せて所定の処理を行うオ
ーブン型の処理ユニットたとえばクーリングユニット
（ＣＯＬ）、アドヒージョンユニット（ＡＤ）、アライ
メントユニット（ＡＬＩＭ）、イクステンションユニッ
ト（ＥＸＴ）、プリベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫ
Ｅ）およびポストベーキングユニット（ＰＯＢＡＫＥ）
が下から順にたとえば８段に重ねられている。第４の組
Ｇ4 でも、オーブン型の処理ユニット、たとえばクーリ
ングユニット（ＣＯＬ）、イクステンション・クーリン
グユニット（ＥＸＴＣＯＬ）、イクステンションユニッ
ト（ＥＸＴ）、クーリングユニット（ＣＯＬ）、プリベ
ーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）およびポストベー
キングユニット（ＰＯＢＡＫＥ）が下から順にたとえば
８段に重ねられている。

【００２６】このように処理温度の低いクーリングユニ
ット（ＣＯＬ）、（ＥＸＴＣＯＬ）を下段に配置し、処
理温度の高いベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）、
ポストベーキングユニット（ＰＯＢＡＫＥ）およびアド
ヒージョンユニット（ＡＤ）を上段に配置することで、
ユニット間の熱的な相互干渉を少なくすることができ
る。しかし、ランダムな多段配置とすることも可能であ
る。

【００２７】インタフェース部１４は、奥行方向では処
理ステーション１２と同じ寸法を有するが、幅方向では
小さなサイズにつくられている。インタフェース部１４
の正面部には可搬性のピックアップカセットＣＲと定置
型のバッファカセットＢＲが２段に配置され、背面部に
は周辺露光装置２８が配設され、中央部にはウエハ搬送
体２６が設けられている。このウエハ搬送体２６は、
Ｘ，Ｚ方向に移動して両カセットＣＲ，ＢＲおよび周辺
露光装置２８にアクセスするようになっている。さら
に、ウエハ搬送体２６は、θ方向に回転可能に構成さ
れ、処理ステーション１２側の第４の組Ｇ4 の多段ユニ
ットに属するイクステンションユニット（ＥＸＴ）に
も、および隣接する露光装置側のウエハ受渡し台（図示
せず）にもアクセスできるようになっている。

【００２８】この処理システムは、クリーンルームに設
置されるが、さらにシステム内でも効率的な垂直層流方
式によって各部の清浄度を高めている。図４および図５
に、システム内における清浄空気の流れを示す。

【００２９】図４および図５において、カセットステー
ション１０，処理ステーション１２およびインタフェー
ス部１４の上方にはエア供給室１２ａ，１４ａ，１６ａ
が設けられており、各エア供給室１２ａ，１４ａ，１６
ａの下面に防塵機能付きフィルタたとえばＵＬＰＡフィ
ルタ３０，３２，３４が取り付けられている。図５に示
すように、本処理システムの外部または背後に空調器３
６が設置されており、この空調器３６より配管３８を通
って空気が各エア供給室１２ａ，１４ａ，１６ａに導入
され、各エア供給室のＵＬＰＡフィルタ３０，３２，３
４より清浄な空気がダウンフローで各部１０，１２，１
４に供給されるようになっている。このダウンフローの
空気は、システム下部の適当な箇所に多数設けられてい
る通風孔４０を通って底部の排気口４２に集められ、こ
の排気口４２から配管４４を通って空調器３６に回収さ
れるようになっている。

【００３０】図４に示すように、カセットステーション
１０において、カセット載置台２０の上方空間とウエハ
搬送アーム２２の移動空間とは垂れ壁式の仕切り板１１
によって互いに仕切られており、ダウンフローの空気は
両空間で別個に流れるようになっている。

【００３１】図４および図５に示すように、処理ステー
ション１２では、第１および第２の組Ｇ1,Ｇ2 の多段ユ
ニットの中で下段に配置されているレジスト塗布ユニッ
ト（ＣＯＴ），（ＣＯＴ）の天井面にＵＬＰＡフィルタ
４６が設けられており、空調器３６からの空気は配管３
８より分岐した配管４８を通ってフィルタ４６まで送ら
れるようになっている。この配管４８の途中に温度・湿
度調整器（図示せず）が設けられ、レジスト塗布工程に
適した所定の温度および湿度の清浄空気がレジスト塗布
ユニット（ＣＯＴ），（ＣＯＴ）に供給されるようにな
っている。そして、フィルタ４６の吹き出し側付近に温
度・湿度センサ５０が設けられており、そのセンサ出力
が該温度・湿度調整器の制御部に与えられ、フィードバ
ック方式で清浄空気の温度および湿度が正確に制御され
るようになっている。

【００３２】図４において、各スピンナ型処理ユニット
（ＣＯＴ），（ＤＥＶ）の主ウエハ搬送機構２４に面す
る側壁には、ウエハおよび搬送アームが出入りするため
の開口部ＤＲが設けられている。各開口部ＤＲには、各
ユニットからパーティクルまたはコンタミネーションが
主ウエハ搬送機構２４側に入り込まないようにするた
め、シャッタ（図示せず）が取り付けられている。

【００３３】なお、図１に示すように、処理ステーショ
ン１２において、第１および第２の組Ｇ1,Ｇ2 の多段ユ
ニット（スピンナ型処理ユニット）に隣接する第３およ
び第４の組Ｇ3,Ｇ4 の多段ユニット（オーブン型処理ユ
ニット）の側壁の中にはそれぞれダクト５２，５４が垂
直方向に縦断して設けられている。これらのダクト５
２，５４には上記のダウンフローの清浄空気または特別
に温度調整された空気が流されるようになっている。こ
のダクト構造によって、第３および第４の組Ｇ3,Ｇ4 の
オーブン型処理ユニットで発生した熱は遮断され、第１
および第２の組Ｇ1,Ｇ2 のスピンナ型処理ユニットへは
及ばないようになっている。

【００３４】また、この処理システムでは、主ウエハ搬
送機構２４の背部側にも点線で示すように第５の組Ｇ5
の多段ユニットを配置できるようになっている。この第
５の組Ｇ5 の多段ユニットは、案内レール５６に沿って
主ウエハ搬送機構２４から見て側方へシフトできるよう
になっている。したがって、第５の組Ｇ5 の多段ユニッ
トを設けた場合でも、スライドすることにより空間部が
確保されるので、主ウエハ搬送機構２４に対して背後か
らメンテナンス作業が容易に行えるようになっている。

【００３５】次に、図６および図７につき本処理システ
ムにおけるカセットステーション１０の構成および作用
をより詳しく説明する。

【００３６】図示のように、カセットステーション１０
におけるウエハ搬送体２２は、搬送基台６０上に、Ｙ方
向（前後方向）に移動可能なピンセット６２を備えてい
る。搬送基台６０は、回転軸６３を介して昇降台６４上
でθ方向に回転可能に取り付けられ、昇降台６４は水平
移動台６６に垂直方向に昇降移動可能に支持され、水平
移動台６６はＸ方向に横架されたガイドレール６８に同
方向に摺動可能に支持されている。ピンセット６２をＹ
方向（前後方向）に移動させるためのＹ方向駆動部は、
搬送基台６０に内蔵された駆動モータおよびベルト（図
示せず）によって構成されている。搬送基台６０をθ方
向に回転移動させるための回転駆動部は昇降台６４に内
蔵された駆動モータ（図示せず）によって構成されてい
る。昇降台６４をＺ方向に昇降移動させるためのＺ方向
駆動部は、水平移動台６６の中に設けられた駆動モータ
およびボールスクリュー軸（図示せず）によって構成さ
れている。水平移動台６６をＸ方向に移動させるＸ方向
駆動部は、水平移動台６６に接続されたベルトと駆動モ
ータ（図示せず）によって構成されている。

【００３７】上記のような駆動機構および支持機構によ
り、カセットステーション１０のウエハ搬送体２２は、
カセット載置台２０上の各カセットＣＲと処理ステーシ
ョン１２側のイクステンションユニット（ＥＸＴ）また
はアライメントユニット（ＡＬＩＭ）との間でＸ，Ｙ，
Ｚ，θ方向に移動して、半導体ウエハＷを１枚ずつ移送
できるようになっている。

【００３８】ウエハ搬送体２２には、ピンセット６２の
基端部から両側に円弧状に延在するウエハセンタリング
用のアーム部材７０が設けられるとともに、搬送基台６
０の先端部からＬ字状に前方に突出するウエハマッピン
グ用の一対のセンサアーム７２，７４も取り付けられて
いる。

【００３９】図６では、処理ステーション１２側のイク
ステンションユニット（ＥＸＴ）が示されている。この
イクステンションユニット（ＥＸＴ）には、円周方向に
複数本たとえば３本のウエハ支持ピン７６ａを立設して
なるウエハ受渡し台７６が設けられている。

【００４０】また、図７に示すように、カセット載置台
２０の下には、メインコントローラ（Ｍ／Ｃ）や各種制
御回路（Ｅ／Ｃ）等を実装または収納した回路板または
回路ボックス７８が設けられている。

【００４１】上記のようなウエハ搬送体２２において、
昇降台６４に内蔵されている回転駆動用のモータは、そ
のモータ回転軸が正確に芯合わせされた状態で取り付け
られているのが好ましい。このため、モータ取付部には
水平度または傾き度を調節するための調整ネジまたはボ
ルトが用いられている。しかし、モータ支持板としてア
ルミニウムを使用した場合、調整ボルトを何度も回すう
ちに当接するボルトの先端で支持板が削れ、その破片が
パーティクルの原因になるおそれがあった。そのような
調整ボルトに代えてシム（スペーサ）を用いることも行
われているが、これによると微細な調整が難しいという
不具合がある。本実施例では、図８および図９に示すよ
うな構成によって、この問題を解決している。

【００４２】図８において、アルミニウムからなるＬ形
の支持板８０は昇降台６４の中に固定配置され、この支
持板８０の上に駆動モータ８２を内蔵する筐体８４が取
り付けられる。この筐体８４の両側面の下端部にはフラ
ンジ８４ａが形成され、このフランジ８４ａに適当な間
隔を置いて複数の固定取付用ネジ穴８４ｂおよび平行度
調整用の貫通したネジ穴８４ｃが穿孔されている。一
方、支持板８０の上面には、筐体８４の各固定取付用ネ
ジ穴８４ｂと対応する位置にネジ穴８０ｂが形成される
とともに、平行度調整用のネジ穴８４ｃと対応する位置
に円形の凹所８０ｃが形成され、各凹所８０ｃにステン
レス製の板片８６が配置されている。

【００４３】筐体８４の各ネジ穴８４ｂ，８４ｃが支持
板８０の各対応するネジ穴８０ｂまたは凹所８０ｃに重
なるように筐体８４を支持板８０の上に載せ、平行度調
整用のボルト８８を各ネジ穴８４ｃにネジ込む。そうす
ると、図９に示すように、各ボルト８８の先端がステン
レス板片８８に当接する。各ボルト８８のネジ込み具合
を調整することで、筐体８４ないしモータ８２の平行度
を調整することができる。調整後に、固定取付用のボル
ト９０を固定取付用ネジ穴８４ｂ，８０ｂに螺合する。

【００４４】このように、本実施例によれば、平行度調
整用のボルト８８の先端は直接的にはステンレス製の板
片８６に当たるので、ボルト８８を何度回してもステン
レス板片８６から削り屑が発生することは殆どない。ま
た、ボルト８８で調整するので、シムを用いる場合より
も平行度を正確に合わせることができる。この平行度調
整手段はウエハ搬送体２２に限るものでなく、他の任意
の取付構造に適用可能なものである。

【００４５】次に、図１０〜図１４を参照して処理ステ
ーション１２における主ウエハ搬送機構２４の構成およ
び作用について説明する。図１０は主ウエハ搬送機構２
４の要部の構成を示す略斜視図、図１１は主ウエハ搬送
機構２４の要部の構成を示す縦断面図、図１２は図１１
において矢印Ａの向きに見た断面平面図、図１３は図１
１において矢印Ｂの向きに見た内側側面図および図１４
は図１１において矢印Ｃの向きに見た内側側面図であ
る。

【００４６】図１０および図１１に示すように、主ウエ
ハ搬送機構２４は、上端および下端で接続された相対向
する一対の垂直壁部９１，９２からなる筒状支持体９４
の内側にウエハ搬送体９６を上下方向（Ｚ方向）に移動
可能に取り付けている。筒状支持体９４は、回転駆動モ
ータ９８の回転軸に接続されており、モータ９８の回転
駆動力によって回転軸を回転中心としてウエハ搬送体９
６と一体に回転するようになっている。回転駆動モータ
９８は本システムのベース板１００に固定されており、
モータ９８の周りには給電用の可撓性ケーブルベア１０
２が巻かれている。なお、筒状支持体９４は、回転駆動
モータ９８によって回転される別の回転軸（図示せず）
に取着するように構成してもよい。

【００４７】ウエハ搬送体９６の上下方向の移動範囲
は、ウエハ搬送体９６が第１〜第５組Ｇ1 〜Ｇ5 の多段
ユニットの全てにアクセスできるように設定されてい
る。

【００４８】ウエハ搬送体９６は、搬送基台１０４上
に、Ｘ方向（前後方向）に移動可能な複数本たとえば３
本のピンセット１０６Ａ，１０６Ｂ，１０６Ｃを備えて
いる。各ピンセット１０６は、筒状支持体９４の両垂直
壁部９１，９２の間の側面開口部９５を通り抜けできる
ようになっている。各ピンセット１０６をＸ方向に移動
させるためのＸ方向駆動部は、搬送基台１０４に内蔵さ
れた駆動モータおよびベルト（図示せず）によって構成
されている。

【００４９】なお、上記３本のピンセットのうち最上段
のピンセット１０６Ａを冷却されたウエハの搬送専用と
して使用してもよい。また、各ピンセット間に断熱板を
配置して、熱の相互干渉を防止するように構成してもよ
い。

【００５０】図１１、図１２および図１３に示すよう
に、一方の垂直壁部９１の内側のほぼ中央の上端部およ
び下端部に一対のプーリ１０８，１１０が取り付けら
れ、これらのプーリ１０８，１１０間に垂直駆動用の無
端ベルト１１２が掛け渡されている。この垂直駆動ベル
ト１１２にベルトクランプ１１４を介してウエハ搬送体
９６の搬送基台１０４が接続されている。下部プーリ１
１０は、筒状支持体９４の底面に固定配置された駆動モ
ータ１１５の回転軸１１５ａに接続され、駆動プーリを
構成している。また、図１２および図１３に明示するよ
うに、垂直壁部９１の内側の左右端部に一対のガイドレ
ール１１６，１１８が垂直方向に延在して設けられ、搬
送基台１０４の側面に突設された一対の水平支持棹１２
０，１２２の先端にそれぞれ設けられたスライダ１２
４，１２６が両ガイドレール１１６，１１８に摺動可能
に係合している。このような垂直ベルト駆動機構および
垂直スライダ機構により、ウエハ搬送体９６は駆動モー
タ１１５の駆動力で垂直方向に昇降移動できるようにな
っている。

【００５１】図１２および図１３に明示するように、垂
直壁部９１の内側の中央部と一方のガイドレール１１６
との間にはロッドレスシリンダ１３０が垂直方向に延在
して立設されている。このロッドレスシリンダ１３０の
外側に遊動可能に外嵌されている円筒状の可動部１３０
ａは、水平支持棹１２０を介してウエハ搬送体９６の搬
送基台１０４に接続されている。可動部１３０ａはシリ
ンダ１３０の内部に可動に挿入されているピストン（図
示せず）と磁気的に結合しているので、可動部１３０ａ
を介してウエハ搬送体９６とピストンとが同時に移動可
能なように作動接続されている。シリンダ１３０の下端
のポート１３０ｂには、レギュレータ１３２よりウエハ
搬送体９６の重量にほぼ等しい力がピストンに発生する
ような圧力で圧縮空気が配管１３４を介して供給され
る。シリンダ１３０の上端のポート１３０ｃは大気に開
放されている。

【００５２】このようにウエハ搬送体９６の重量がシリ
ンダ１３０の揚力によってキャンセルされているため、
ウエハ搬送体９６は重力の影響を受けることなく高速度
で上昇移動できるようになっている。さらに、万一駆動
ベルト１１２が切れた場合でも、ウエハ搬送体９６はシ
リンダ１３０の揚力によってその位置に保持され、重力
で落下するおそれはない。したがって、ウエハ搬送体９
６ないし筒状支持体９４が損壊するおそれはない。

【００５３】図１０、図１２および図１４に示すよう
に、他方の垂直壁部９２の内側の中央部および両端部に
は、ウエハ搬送体９６に電力および制御信号を供給する
ための可撓性のケーブルベア１３４を垂直方向に延在さ
せて収容するスリーブ１３６が設けられている。中央部
の２つのスリーブ１３６，１３６の相対向する外側面は
垂直ガイド１３８を構成しており、このガイド１３８で
搬送基台１０４の側面に突設されたスライダ１０４ａが
案内されるようになっている。

【００５４】図１０に示すように、筒状支持体９４の上
面には回転中心軸９４ａの両側に一対の開口９４ｂが設
けられ、上記した天井面のフィルタ３２からのダウンフ
ローの清浄空気がこれらの開口９４ｂを通って主ウエハ
搬送機構２４内に流入するようになっている。このダウ
ンフローの清浄空気によってウエハ搬送体９６の昇降移
動空間は常時清浄に保たれる。

【００５５】また、両垂直壁部９１，９２の内側には、
図１２に示すように、垂直仕切り板９１ａ，９２ａが設
けられており、これらの仕切り板９１ａ，９２ａの裏側
と垂直壁部９１，９２とでダクト９１ｂ，９２ｂが形成
されている。これらのダクト９１ｂ，９２ｂは、垂直仕
切り板９１ａ，９２ａに一定の間隔を置いて取り付けら
れている複数のファン９３を介して垂直壁部９１，９２
の内側空間に連通している。これにより、垂直駆動ベル
ト１１２、ロッドレスエアシリンダ１３０、ケーブルベ
ア１３４等の可動体より発生した塵埃はファン９３によ
ってダクト９１ｂ，９２ｂ側へ排出されるようになって
いる。

【００５６】また、図１１および図１２に示すように、
ウエハ搬送体９６においても、搬送基台１０４の内部空
間がファン１４２および水平支持棹１２０，１２２の内
部の孔を介して垂直壁部９１，９２の内側空間に連通し
ている。これにより、搬送基台１０４に内蔵されている
ピンセット駆動モータおよびベルト等で発生した塵芥も
ダクト９１ｂ，９２ｂ側へ排出されるようになってい
る。

【００５７】次に、図１５および図１６につき処理ステ
ーション１２において第３の組Ｇ3の多段ユニットに含
まれているアライメントユニット（ＡＬＩＭ）の構成お
よび作用を説明する。図１５および図１６は、アライメ
ントユニット（ＡＬＩＭ）内の要部の構成を詳細に示す
平面図および側面図である。

【００５８】このアライメントユニット（ＡＬＩＭ）
は、カセットステーション１０側のウエハ搬送体２２と
処理ステーション１２側の主ウエハ搬送機構２４のウエ
ハ搬送体９６との間で半導体ウエハＷの受け渡しが行わ
れる際にバッファとして一時的に半導体ウエハＷを載置
するウエハ受渡し台１５０を有しており、このウエハ受
渡し台１５０上で中心合わせおよびオリフラ合わせが可
能なように構成されている。

【００５９】図１５および図１６に示すように、ウエハ
受渡し台１５０は、水平支持板１５２上に、半導体ウエ
ハＷの裏面を担持するための複数本たとえば３本の支持
ピン１５４と、半導体ウエハＷの外周縁を保持するため
の円周面が円弧状に形成され対向して配置された２個の
ガイド部材１５６とを固着してなる。水平支持板１５２
の中心部には円形の開口１５２ａが設けられており、こ
の開口１５２ａを通ってスピンチャック１５８が昇降移
動できるようになっている。スピンチャック１５８は、
上面で半導体ウエハＷを真空吸着できるもので、水平支
持板１５２の下側に設けられた駆動モータ１６０の回転
駆動軸に結合されている。

【００６０】駆動モータ１６０は、支持台１６２に固定
されたエアシリンダ１６４のピストン軸１６４ａに水平
支持部材１６６を介して結合され、ピストン軸１６４ａ
が垂直方向に前進または後退することによってそれと一
体に駆動モータ１６０およびスピンチャック１５８が昇
降移動するようになっている。２個のうちの一方のガイ
ド部材１５６の一端部には半導体ウエハＷのオリフラ合
わせ用の光学センサ１６８の発光部１６８Ａが取付され
ており、その真上には発光部１６８Ａと対向するように
受光部１６８Ｂが図示しない支持部材に取付されてい
る。

【００６１】たとえば、カセットステーション１０側の
ウエハ搬送体２２がこのアライメントユニット（ＡＬＩ
Ｍ）にアクセスして、半導体ウエハＷを水平支持板１５
２の真上に搬送すると、スピンチャック１５８が図１６
の一点鎖線１５８’で示すように上昇移動して半導体ウ
エハＷを受け取る。次いで、スピンチャック１５８は駆
動モータ１６０の駆動で回転して半導体ウエハＷを周回
方向に回転（自転）させる。そうして、光学センサ１６
８が半導体ウエハＷのオリフラを検出すると、その位置
（時点）からスピンチャック１５８は所定の角度だけ回
転して停止し、半導体ウエハＷは所定の向きに、たとえ
ばオリフラが図１５に示すように手前側に来る向きに位
置決めされる。

【００６２】このようにしてオリフラ合わせが行われた
後、スピンチャック１５８は下降し始め、真空吸着を解
除して半導体ウエハＷを水平支持板１５２上の支持ピン
１５４上に支持させ、ガイド部材１５６にウエハ周縁部
を当接させてセンタリングを行い、水平支持板１５２よ
り低い位置まで下降する。この後に、再びスピンチャッ
ク１５８が上昇して半導体ウエハＷを保持し、処理ステ
ーション１２側の主ウエハ搬送体９６がいずれかのピン
セット１０６を水平支持板１５２と半導体ウエハＷの裏
面との隙間に挿入し、半導体ウエハＷを持ち上げてウエ
ハ受渡し台１５０から受け取るようになっている。

【００６３】次に、図１７〜図２０につき処理ステーシ
ョン１２において第３および第４の組Ｇ3 ，Ｇ4 の多段
ユニットに含まれているベーキングユニット（ＰＲＥＢ
ＡＫＥ）、（ＰＯＢＡＫＥ）の構成および作用を説明す
る。

【００６４】図１７および図１８は、本実施例によるベ
ーキングユニット内の構成を示す平面図および断面図で
ある。なお、図１７は、図解のために水平遮蔽板１７４
を除いた平面図である。

【００６５】このベーキングユニットの処理室１７０は
両側壁１７２と水平遮蔽板１７４とで形成され、処理室
１７０の正面側（主ウエハ搬送機構２４側）および背面
側はそれぞれ開口部１７０Ａ，１７０Ｂとなっている。
遮蔽板１７４の中心部には円形の開口１７６が形成さ
れ、この開口１７６内にヒータ等の発熱体を内蔵した円
板状の熱板１７８が載置台ＳＰとして設けられる。

【００６６】熱板１７８にはたとえば３つの孔１８０が
設けられ、各孔１８０内には支持ピン１８２が遊嵌状態
で挿通されており、半導体ウエハＷのローティング・ア
ンローディング時には各支持ピン１８２が熱板１７８の
表面より上に突出または上昇して主ウエハ搬送機構２４
のウエハ搬送体９４とウエハＷの受け渡しを行うように
なっている。熱板１７８の外周囲には、円周方向にたと
えば２゜間隔で多数の通気孔１８４を形成したリング状
の帯板からなるシャッタ１８６が設けられている。この
シャッタ１８６は、通常は熱板１７８より下の位置に退
避しているが、加熱処理時には図１８に示すように熱板
１７８の上面よりも高い位置まで上昇して、熱板１７８
とカバー体１８８との間にリング状の側壁を形成し、装
置正面側より流入するダウンフローの清浄空気を通気孔
１８４より周方向で均等に流入させるようになってい
る。

【００６７】カバー体１８８の中心部には加熱処理時に
ウエハ表面から発生するガスを排出するための排気口１
８８ａが設けられ、この排気口１８８ａに排気管１９０
が接続されている。この排気管１９０は、装置正面側
（主ウエハ搬送機構２４側）のダクト５２（もしくは５
４）または図示しないダクトに通じている。

【００６８】遮蔽板１７４の下には、遮蔽板１７４、両
側壁１７２および底板１９２によって機械室１９４が形
成されており、室内には熱板支持板１９６、シャッタア
ーム１９８、支持ピンアーム２００、シャッタアーム昇
降駆動用シリンダ２０２、支持ピンアーム昇降駆動用シ
リンダ２０４が設けられている。

【００６９】図１７に示すように、半導体ウエハＷの外
周縁部が載るべき熱板１７８の表面位置に複数個たとえ
ば４個のウエハ案内支持突起部２０６が設けられてい
る。図１９および図２０は、ウエハ案内支持突起部２０
６の構成および作用を説明するための部分側面図および
要部断面図である。

【００７０】図２０に示すように、各ウエハ案内支持突
起部２０６は、所定の厚さＤを有する平板片２０８を介
して所定の角度たとえば４５゜の円錐テーパ（傾斜面）
２１０ａを有する断面台形型板片２１０をボルト２１２
で熱板１７８に固着してなるものである。平板片２０８
は少なくとも半径方向において断面台形型板片２１０よ
りも内側に延在している。両板片２０８，２１０はたと
えばセラミックからなり、断面台形型板片２１０がウエ
ハ案内手段を構成し、平板片２０８はウエハ支持手段を
構成している。

【００７１】図１９に示すように、ローディング時にウ
エハ支持ピン１８２が上昇してウエハ搬送体９４（図示
せず）から半導体ウエハＷを受け取り、この状態つまり
半導体ウエハＷを担持したまま下降すると、熱板１７８
の上方で半導体ウエハＷの外周縁部（エッジ）がウエハ
案内支持突起部２０６の断面台形型板片２１０のテーパ
面２１０ａに乗り、そのままテーパ面２１０ａに沿って
平板片２０８まで落とし込まれ、図２０に示すように位
置決めされる。断面台形型板片２１０のテーパ面２１０
ａの上端と平板片２０８の半径内側端との間の距離Ｋは
センタリング幅を規定しており、断面台形型板片２１０
の円錐テーパ角および平板片２０８の厚みＤと併せて所
望の値に設定することができる。

【００７２】このように、ローディング時にウエハ支持
ピン１８２が半導体ウエハＷを担持したまま下降する
と、半導体ウエハＷがウエハ案内支持突起部２０６の断
面台形型板片２１０のテーパ面２１０ａに沿って案内さ
れ、自動的に位置合わせ（センタリング）される。した
がって、主ウエハ搬送機構２４のウエハ搬送体９４側に
おけるウエハ搬送位置決めに多少の誤差があっても、ベ
ーキングユニット側でその誤差を吸収（補正）し、半導
体ウエハＷを熱板１７８上に正確に位置合わせして載置
することができる。さらに、半導体ウエハＷは、熱板１
７８の表面からウエハ案内支持突起部２０６の平板片２
０８の厚みＤだけ浮いた状態で載置されるため、熱板表
面の塵芥がウエハ裏面に付着するおそれはなく、また熱
板表面からの輻射熱によってウエハ全面が均一に加熱さ
れる。

【００７３】本処理システムにおけるクーリングユニッ
ト（ＣＯＬ）およびイクステンション・クーリングユニ
ット（ＥＸＴＣＯＬ）も、処理温度（載置台ＳＰの温
度）が異なるだけで、構成的にはプリベーキングユニッ
ト（ＰＲＥＢＡＫＥ）およびポストベーキングユニット
（ＰＯＢＡＫＥ）と共通しているので、これらのユニッ
ト（ＣＯＬ）、（ＥＸＴＣＯＬ）にも上記した本実施例
によるウエハ案内支持突起部２０６を適用することが可
能である。

【００７４】なお、ウエハ案内支持突起部２０６の形状
は上記したものに限らず、種々の変形が可能であり、た
とえば半導体ウエハＷの外周縁に対応した円弧状のもの
でもよい。

【００７５】次に、図２１を参照して処理ステーション
１２において第３の組Ｇ3 の多段ユニットに含まれてい
るアドヒージョンユニット（ＡＤ）の構成および作用を
説明する。

【００７６】図２１は、本実施例によるアドヒージョン
ユニット（ＡＤ）の主要部の構成を示す断面図である。
このユニット（ＡＤ）の処理容器２２０は、載置台ＳＰ
として円盤状の熱板２２４を収容した筒状の熱板保持体
２２６と熱板２２４の上に隙間および空間２２７，２２
７ａを介して被される蓋体２２８とから構成される。蓋
体２２８の中心部には、ＨＭＤＳガス供給部（図示せ
ず）よりガス供給管２３０を介してＨＭＤＳガスを容器
内に導入するためのＨＭＤＳガス導入口２２８ａが形成
されている。

【００７７】蓋体２２８はガス導入口２２８ａ付近から
半径方向外側に向かって上下２つに分岐して二重蓋構造
（２２８ｂ，２２８ｃ）になっており、内側蓋部２２８
ｂの外周縁部と外側蓋部２２８ｃの側壁内側面との間に
ほぼ全周にわたり隙間２２８ｄが形成されている。両蓋
部２２８ｂ，２２８ｃの間の連結部２２８ｅにもほぼ全
周にわたり通孔が形成され、両蓋部２２８ｂ，２２８ｃ
間の隙間２２８ｆは蓋体２２８の外側面に設けられた排
気口２３１に通じている。これにより、ガス導入口２２
８ａより導入されたＨＭＤＳガスは周囲に向かって空間
２２７ａを均一に拡散し、隙間２２８ｄより均一に排気
されるようになっている。排気口２３１は、排気管２３
２を介してポンプ（図示せず）に接続されている。

【００７８】熱板２２４は、熱伝導率の高い金属たとえ
ばアルミニウムからなり、その上面には被処理体として
半導体ウエハＷが載置される。熱板２２４の内側には半
導体ウエハＷを加熱処理するためのヒータたとえば発熱
抵抗体および温度センサ等が内蔵され、熱板２２４の外
にはヒータの発熱温度を制御するための温度制御機構
（図示せず）等も設けられている。また、熱板２２４に
は複数箇所たとえば３箇所に貫通孔２２４ａが設けら
れ、これらの貫通孔２２４ａにはウエハ受け渡し用の上
下移動可能な支持ピン２２５が遊嵌状態で挿通されてい
る。ウエハＷの搬入・搬出時には、これらの支持ピン２
２５が熱板２２４の上面よりも上に突出（上昇）してウ
エハＷを担持し、主ウエハ搬送機構２４のウエハ搬送体
９６との間でウエハＷの受け渡しを行うようになってい
る。

【００７９】かかる構成のアドヒージョンユニット（Ａ
Ｄ）においては、容器２２０内を予め、ＨＭＤＳガスが
導入可能なように所定の減圧状態とせずに、ポンプで排
気口２３１より容器内のガスを排気しながら、ＨＭＤＳ
ガス供給部からのＨＭＤＳガスをＨＭＤＳガス導入口２
２８ａから導入する。半導体ウエハＷは、所定温度で加
熱されながら、導入された均一に拡散するＨＭＤＳガス
の雰囲気に晒されることにより、その表面が疏水化処理
される。処理後のガスは、蓋体２２８の隙間２２８ｄ，
２２８ｆおよび通孔を通って排気口２３１より容器２２
０の外へ排出される。一定時間が経過すると、ＨＭＤＳ
ガスの代わりにガス供給管２３０よりＮ2 ガスが供給さ
れ、このＮ2 ガスで容器２２０内が置換され、パーシン
グが行われる。

【００８０】このように、本実施例のアドヒージョンユ
ニット（ＡＤ）においては、容器２２０内を排気しなが
らＨＭＤＳガスを導入するため、容器２２０からＨＭＤ
Ｓガスが漏れるおそれはない。さらに、容器２２０に導
入されるＨＭＤＳガスの流量よりも排気口２３１から排
気されるガスの流量を多めに設定し、外の空気が蓋体２
２８と熱板保持体２２６との隙間２２７から容器２２０
内に流入するように構成することで、この隙間２２７か
らのＨＭＤＳガスの漏れをより効果的に防止することが
できる上、容器２２０を高度な密閉構造にしなくて済
み、装置コストを大幅に下げることができる。

【００８１】なお、ＨＭＤＳガス導入口２２８ａおよび
排気口２３１の形状、取付箇所は上記したものに限ら
ず、種々の変形が可能であり、たとえば排気口を熱板保
持体２２６側たとえば上端部の空間２２７ａ側付近に設
けることも可能である。

【００８２】また、上記ベーキングユニット、クーリン
グユニット、イクステンションクーリングユニット、ク
ーリングユニット、アドヒージョンユニット、アライメ
ントユニット等の上下に多段配置される各ユニットをス
ライド式に構成し、着脱可能にしてもよい。これによ
り、メンテナンス性が向上する。

【００８３】次に、図２２および図２３につき本処理シ
ステムのインタフェース部１４の構成および作用を説明
する。

【００８４】図示のように、インタフェース部１４にお
けるウエハ搬送体２６は、搬送基台２４０上に、Ｘ方向
（前後方向）に移動可能なウエハ搬送用のピンセット２
４２を備えている。搬送基台２４０は、回転軸２４４を
介して昇降台２４６上でθ方向に回転可能に取り付けら
れ、昇降台２４６は水平移動体２４８に垂直方向（Ｚ方
向）に昇降移動可能に支持され、水平移動台２４８はＹ
方向に横架されたガイドレール２５０に同方向に摺動可
能に支持されている。ピンセット２４２をＸ方向に移動
させるためのＸ方向駆動部は、搬送基台２４０に内蔵さ
れた駆動モータおよびベルト（図示せず）によって構成
されている。搬送基台２４０をθ方向に回転移動させる
ための回転駆動部は、昇降台２４６に内蔵された駆動モ
ータ（図示せず）によって構成されている。昇降台２４
６をＺ方向に昇降移動させるためのＺ方向駆動部は、水
平移動台２４８の中に設けられた駆動モータ２５２およ
びボールスクリュー軸（図示せず）によって構成されて
いる。水平移動台２４８をＹ方向に移動させるＹ方向駆
動部は、水平移動台２４８に接続されたベルトと駆動モ
ータ（図示せず）によって構成されている。

【００８５】上記のような駆動機構および支持機構によ
り、インタフェース部１４のウエハ搬送体２６は、イン
タフェース部正面側のピックアップカセットＣＲおよび
バッファカセットＢＲ、背面側の周辺露光装置２８、処
理ステーション１２側の第４の組Ｇ4 の多段ユニットに
属するイクステンションユニット（ＥＸＴ）、ならびに
隣接する露光装置側のウエハ受渡し台（図示せず）との
間でＸ，Ｙ，Ｚ，θ方向に移動して、半導体ウエハＷを
１枚ずつ移送できるようになっている。ウエハ搬送体２
６には、搬送基台２４０の先端部からＬ字状に前方に突
出するウエハマッピング用の一対のセンサアーム２５
４，２５６も取り付けられている。

【００８６】ピックアップカセットＣＲは、本処理シス
テムの正面パネル側の開閉扉（図示せず）から着脱可能
にインタフェース部１４内に装填されるもので、サンプ
ルの半導体ウエハＷがこのカセットＣＲに収納される。

【００８７】バッファカセットＢＲは、インタフェース
部１４内に固定配置される定置型のカセットであり、本
処理システム内で、あるいは本処理システムと露光装置
との間で、被処理半導体ウエハＷが必要に応じて（普通
は待機あるいは保管のために）一時的にカセットＢＲに
収納される。ウエハ搬送体２６の移動ストロークは比較
的大きく、ピンセット２４２は比較的大きな板厚を有し
ているため、このバッファカセットＢＲのウエハ収納間
隔（つまりウエハ収納溝ピッチ）は普通の可搬型カセッ
トＣＲのそれよりも大きな寸法に選ばれている。たとえ
ば、普通のカセットＣＲのウエハ収納間隔は６．３５ｍ
ｍであるが、バッファカセットＢＲのウエハ収納間隔は
１１ｍｍに選ばれる。これにより、ウエハ搬送体２６の
ピンセット２４２は、バッファカセットＢＲの各ウエハ
収納溝に支障なく半導体ウエハＷを出し入れすることが
できる。

【００８８】周辺露光装置２８は、半導体ウエハＷをス
ピンチャック２８ｃ上に載せてウエハＷのエッジ部のみ
を選択的に露光するスピンナ型の処理ユニットであり、
装置筐体２８ａの中には露光装置本体（図示せず）が設
けられ、装置筐体２８ａの正面側（ウエハ搬送体２６
側）の壁面には半導体ウエハＷおよびピンセット２４２
が出入りするためのシャッタ付き開口部２８ｂが設けら
れている。

【００８９】図２３では、処理ステーション１２側の第
４の組Ｇ4 に属するイクステンションユニット（ＥＸ
Ｔ）が示されている。このイクステンションユニット
（ＥＸＴ）には、円周方向に等間隔で複数本たとえば３
本のウエハ支持ピン２５８ａを立設してなるウエハ受渡
し台２５８が設けられている。

【００９０】次に、本処理システムにおいて半導体ウエ
ハＷが一連の処理を受けるときのウエハ搬送動作を説明
する。

【００９１】先ず、カセットステーション１０におい
て、ウエハ搬送体２２がカセット載置台２０上の処理前
のウエハを収容しているカセットＣＲにアクセスして、
そのカセットＣＲから１枚の半導体ウエハＷを取り出
す。ウエハ搬送体２２は、カセットＣＲより半導体ウエ
ハＷを取り出すと、処理ステーンション１２側の第３の
組Ｇ3 の多段ユニット内に配置されているアライメント
ユニット（ＡＬＩＭ）まで移動し、ユニット（ＡＬＩ
Ｍ）内のウエハ載置台１５０上に半導体ウエハＷを載せ
る。半導体ウエハＷは、上記のようにしてウエハ載置台
１５０上でオリフラ合わせおよびセンタリングを受け
る。その後、主ウエハ搬送機構２４のウエハ搬送体９６
がアライメントユニット（ＡＬＩＭ）に反対側からアク
セスし、ウエハ載置台１５０から半導体ウエハＷを受け
取る。

【００９２】処理ステーション１２において、主ウエハ
搬送機構２４は半導体ウエハＷを最初に第３の組Ｇ3 の
多段ユニットに属するアドヒージョンユニット（ＡＤ）
に搬入する。このユニット（ＡＤ）内で半導体ウエハＷ
は上記したようなアドヒージョン処理を受ける。

【００９３】アドヒージョン処理が終了すると、主ウエ
ハ搬送機構２４は、半導体ウエハＷをアドヒージョンユ
ニット（ＡＤ）から搬出して、次に第３の組Ｇ3 または
第４の組Ｇ4 の多段ユニットに属するクーリングユニッ
ト（ＣＯＬ）へ搬入する。このユニット（ＣＯＬ）内で
半導体ウエハＷはレジスト塗布処理前の設定温度たとえ
ば２３゜Ｃまで冷却される。

【００９４】冷却処理が終了すると、主ウエハ搬送機構
２４は、ピンセット１０６Ａにより半導体ウエハＷをク
ーリングユニット（ＣＯＬ）から搬出し、次に第１の組
Ｇ1または第２の組Ｇ2 の多段ユニットに属するレジス
ト塗布ユニット（ＣＯＴ）へ搬入される。このレジスト
塗布ユニット（ＣＯＴ）内で半導体ウエハＷはスピンコ
ート法によりウエハ表面に一様な膜厚でレジストを塗布
される。

【００９５】レジスト塗布処理が終了すると、主ウエハ
搬送機構２４は、半導体ウエハＷをレジスト塗布ユニッ
ト（ＣＯＴ）から搬出し、次にプリベークユニット（Ｐ
ＲＥＢＡＫＥ）内へ搬入する。プリベークユニット（Ｐ
ＲＥＢＡＫＥ）内で半導体ウエハＷは熱板１７８上に載
置され、所定温度たとえば１００゜Ｃで所定時間だけ加
熱される。これによって、半導体ウエハＷ上の塗布膜か
ら残存溶剤が蒸発除去される。

【００９６】プリベークが終了すると、主ウエハ搬送機
構２４は、半導体ウエハＷをプリベークユニット（ＰＲ
ＥＢＡＫＥ）から搬出し、次に第４の組Ｇ4 の多段ユニ
ットに属するイクステンション・クーリングユニット
（ＥＸＴＣＯＬ）へ搬入する。このユニット（ＣＯＬ）
内で半導体ウエハＷは次工程つまり周辺露光装置２８に
おける周辺露光処理に適した温度たとえば２４゜Ｃまで
冷却される。この冷却後に、主ウエハ搬送機構２４は、
半導体ウエハＷを直ぐ上のイクステンションユニット
（ＥＸＴ）へ移送し、このユニット（ＥＸＴ）内の載置
台２５８の上にウエハＷを載置する。

【００９７】このイクステンションユニット（ＥＸＴ）
の載置台２５８上に半導体ウエハＷが載置されると、図
２３に示すように、インタフェース部１４のウエハ搬送
体２６が反対側からアクセスして、半導体ウエハＷを受
け取る。そして、ウエハ搬送体２６は半導体ウエハＷを
インタフェース部１４内の周辺露光装置２８へ搬入す
る。ここで、半導体ウエハＷはウエハＷのエッジ部に露
光処理を受ける。

【００９８】周辺露光処理が終了すると、ウエハ搬送体
２６は、半導体ウエハＷを周辺露光装置２８から搬出
し、隣接する露光装置側のウエハ受取り台（図示せず）
へ移送する。この場合、半導体ウエハＷは、露光装置へ
渡される前に、バッファカセットＢＲに一時的に格納さ
れることもある。

【００９９】露光装置で全面露光処理が済んで、半導体
ウエハＷが露光装置側のウエハ受取り台に戻されると、
インタフェース部１４のウエハ搬送体２６はそのウエハ
受取り台へアクセスして半導体ウエハＷを受け取り、図
２３に示すように、受け取ったウエハＷを処理ステーシ
ョン１２側の第４の組Ｇ4 の多段ユニットに属するイク
ステンションユニット（ＥＸＴ）へ搬入し、ウエハ受取
り台２５８上に載置する。この場合にも、半導体ウエハ
Ｗは、処理ステーション１２側へ渡される前にインタフ
ェース部１４内のバッファカセットＢＲに一時的に格納
されることがある。

【０１００】上記イクステンションユニット（ＥＸＴ）
に半導体ウエハＷが搬入されると、反対側から主ウエハ
搬送体２４がアクセスして半導体ウエハＷを受け取り、
第１の組Ｇ1 または第２の組Ｇ2 の多段ユニットに属す
る現像ユニット（ＤＥＶ）に搬入する。この現像ユニッ
ト（ＤＥＶ）内では、半導体ウエハＷはスピンチャック
の上に載せられ、たとえばスプレー方式により、ウエハ
表面のレジストに現像液を万遍にかけられる。現像が終
了すると、ウエハ表面にリンス液をかけられ、現像液を
洗い落とされる。

【０１０１】現像工程が終了すると、主ウエハ搬送機構
２４は、半導体ウエハＷを現像ユニット（ＤＥＶ）から
搬出して、次に第３の組Ｇ3 または４の組Ｇ4 の多段ユ
ニットに属するポストベーキングユニット（ＰＯＢＡＫ
Ｅ）へ搬入する。このユニット（ＰＯＢＡＫＥ）内で半
導体ウエハＷは熱板１７８に載せられ、たとえば１００
゜Ｃで所定時間だけ加熱される。これによって、現像で
膨潤したレジストが硬化し、耐薬品性が向上する。

【０１０２】ポストベーキングが終了すると、主ウエハ
搬送機構２４は、半導体ウエハＷをポストベーキングユ
ニット（ＰＯＢＡＫＥ）から搬出し、次にいずれかのク
ーリングユニット（ＣＯＬ）へ搬入する。ここで半導体
ウエハＷが常温に戻った後、主ウエハ搬送機構２４は、
次に半導体ウエハＷを第３の組Ｇ3 に属するイクステン
ションユニット（ＥＸＴ）へ移送する。

【０１０３】このイクステンションユニット（ＥＸＴ）
の載置台７６上に半導体ウエハＷが載置されると、図６
に示すように、カセットステーション１０側のウエハ搬
送体２２が反対側からアクセスして、半導体ウエハＷを
受け取る。そして、ウエハ搬送体２２は、受け取った半
導体ウエハＷをカセット載置台２０上の処理済みウエハ
収容用のカセットＣＲの所定のウエハ収容溝に入れる。

【０１０４】本処理システムで最も忙しく動作するのは
処理ステーション１２における主ウエハ搬送機構２４で
ある。上記したウエハ搬送動作は多数の半導体ウエハＷ
について次々と繰り返される。主ウエハ搬送機構２４
は、ほとんど間断なく処理ステーション１２内のユニッ
ト間を行き来して半導体ウエハＷの搬送を行う。

【０１０５】各ユニットに対して、主ウエハ搬送機構２
４は、筒状支持体９４をθ方向に回転移動させると同時
にウエハ搬送体９６を上下方向に移動させ、ピンセット
１０６をＸ方向に前進・後退移動させて、ウエハＷの受
け取りを行う。主ウエハ搬送機構２４のウエハ搬送体９
６は３本のピンセット１０６Ａ，１０６Ｂ，１０６Ｃを
備えているので、たとえば第１のピンセット１０６Ａで
半導体ウエハＷ1 を保持した状態で所望のユニットへア
クセスし、先ず手の空いている第２のピンセット１０６
Ｂで当該ユニットから処理済みの半導体ウエハＷ2 を搬
出し、次に第１のピンセット１０６Ａで半導体ウエハＷ
1 を当該ユニットへ搬入する。

【０１０６】本処理システムでは、処理ステーション１
２内の全てのユニットが主ウエハ搬送機構２４の周りに
多段配置され、主ウエハ搬送機構２４のウエハ搬送体９
６は上下移動および／または回転移動するだけで水平方
向への移動はなく全てのユニットへアクセスできるた
め、アクセス時間が従来よりも大幅に短縮されている。
これにより、全工程の処理時間が著しく短縮され、スル
ープットが大幅に向上している。また、搬送機構も簡素
化されている。

【０１０７】また、処理ステーション１２内の全てのユ
ニットが主ウエハ搬送機構２４の周りに多段配置される
構成であるため、システム全体の占有床スペース（フッ
トプリント）が従来よりも格段に小さく、したがってク
リーンルームコストが低い。さらに、システム内に垂直
層流方式を適用するのに有利で、かつ清浄効率が非常に
高く、フィルタ等の設備コストも少なくて済むという利
点がある。

【０１０８】上記した実施例における処理システム内の
各部の配置構成は一例であり、種々の変形が可能であ
る。

【０１０９】たとえば、上記した実施例では、処理ステ
ーション１２内の多段ユニット構成において、第１およ
び第２の組Ｇ1,Ｇ2 はスピンナ型処理ユニットをそれぞ
れ２段に多段配置し、第３および第４の組Ｇ3,Ｇ4 はオ
ーブン型処理ユニットおよびウエハ受渡しユニットをそ
れぞれ８段に多段配置したが、これ以外の任意の段数が
可能であり、１つの組の中にスピンナ型処理ユニットと
オーブン型処理ユニットまたはウエハ受渡しユニットと
を混在させることも可能である。また、スクラバユニッ
ト等の他の処理ユニットを加えることも可能である。

【０１１０】また、図１および図２４に示すように、処
理ステーション１２の両側に配置されるカセットステー
ション１０とインタフェース部１４との相対位置関係を
左右逆に構成することが可能である。処理ステーション
１２に対してカセットステーション１０とインタフェー
ス部１４はそれぞれボルト等の結合手段ＢＴによって着
脱可能に連結されている。また、カセットステーション
１０の正面部に取り付けられる制御パネル２６４も着脱
可能となっている。これにより、レイアウトの変更に対
して容易に対応可能となる。たとえば、露光装置を左右
どちら側に配置する場合でも対応できる。また、新規の
設計・製作も不要で、コストダウン化も計れる。

【０１１１】本処理システムに隣接して露光装置が設け
られない場合は、インタフェース部１４は不要であり、
図２５に示すように、カセットステーション１０と処理
ステーション１２だけを連結したシステム構成とするこ
とも可能である。この図示の例のように、処理ステーシ
ョン１２内の空きスペース、たとえば主ウエハ搬送機構
２４の背部にカセット載置台２６６を設け、この台の上
に載置されたカセットＣＲに主ウエハ搬送機構２４が直
接アクセスするように構成したり、周辺露光装置２８
（図示せず）を配置することも可能である。

【０１１２】さらに、図２６に示すように、左右両側に
カセットステーション１０を配置した構成としてもよ
い。そして、左右に異なるロットのウエハを配置して連
続処理を可能としたり、また、ウエハの流れを左→右、
右→左と一方通行あるいは双方向通行可能としてもよ
い、これにより、生産性の向上、レイアウトの変更に対
する対応性の向上をはかることが可能となる。

【０１１３】また、図２７に示すように、処理ステーシ
ョン１２内に複数の主ウエハ搬送機構２４Ａ，２４Ｂを
設けることも可能である。この場合、システムの占有ス
ペースは横方向に拡大するが、従来よりは省スペースと
なり、それにも増して多くの処理ユニットが多段配置さ
れ、スループットが向上するため、大なるスケールメリ
ットが得られる。

【０１１４】上記した実施例は半導体デバイス製造のフ
ォトリソグラフィー工程に使用されるレジスト塗布現像
処理システムに係るものであったが、本発明は他の処理
システムにも適用可能であり、被処理基板も半導体ウエ
ハに限るものでなく、ＬＣＤ基板、ガラス基板、ＣＤ基
板、フォトマスク、プリント基板、セラミック基板等で
も可能である。

【０１１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
多数の枚葉式ユニットを備えるシステムにおいて占有床
スペースの大幅な縮小化と被処理基板搬送の高速化およ
び効率化を同時に実現して、スループットの向上をはか
ることができる。

【０１１６】

【０１１７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるレジスト塗布現像処理
システムの全体構成を示す平面図である。

【図２】実施例によるレジスト塗布現像処理システムの
全体構成を示す側面図である。

【図３】実施例によるレジスト塗布現像処理システムの
全体構成を示す背面図である。

【図４】実施例の処理システムにおける清浄空気の流れ
を示す略正面図である。

【図５】実施例の処理システムにおける清浄空気の流れ
を示す略側面図である。

【図６】実施例の処理システムにおけるカセットステー
ションの構成を示す略平面図である。

【図７】実施例の処理システムにおけるカセットステー
ションの構成を示す略断面側面図である。

【図８】実施例による平行度調整手段を適用したカセッ
トステーションのウエハ搬送体における駆動モータ支持
構造を示す斜視図である。

【図９】図８の平行度調整手段の要部を示す拡大部分断
面図である。

【図１０】実施例の処理システムの処理ステーションに
おける主ウエハ搬送機構の要部の構成を示す略斜視図で
ある。

【図１１】実施例における主ウエハ搬送機構の要部の構
成を示す縦断面図である。

【図１２】図１１において矢印Ａの向きに見た断面平面
図である。

【図１３】図１１において矢印Ｂの向きに見た内側側面
図である。

【図１４】図１１において矢印Ｃの向きに見た内側側面
図である。

【図１５】実施例の処理ステーションにおけるアライメ
ントユニット内の要部の構成を示す平面図である。

【図１６】実施例におけるアライメントユニット内の要
部の構成を示す側面図である。

【図１７】実施例におけるベーキングユニット内の構成
を示す平面図である。

【図１８】実施例におけるベーキングユニット内の構成
を示す断面図である。

【図１９】実施例のベーキングユニットにおけるウエハ
案内支持突起部の構成を示す部分側面図である。

【図２０】図１９のウエハ案内支持突起部の構成を示す
要部断面図である。

【図２１】実施例におけるアドヒージョンユニットの構
成を示す断面図である。

【図２２】実施例における処理システムのインタフェー
ス部の構成を示す側面図である。

【図２３】実施例におけるインタフェース部の構成を示
す平面図である。

【図２４】実施例における処理システムの一変形例を示
す平面図である。

【図２５】実施例における処理システムの別の変形例を
示す平面図である。

【図２６】実施例における処理システムの別の変形例を
示す平面図である。

【図２７】実施例における処理システムの他の変形例を
示す平面図である。

【図２８】従来のレジスト塗布現像処理システム例を示
す斜視図である。

【符号の説明】

１０ カセットステーション １２ 処理ステーション １４ インタフエース部 ２２ カセットステーションのウエハ搬送機構 ２４ 主ウエハ搬送機構 ２６ インタフエース部のウエハ搬送機構 ２８ 周辺露光装置 ９４ 筒状支持体 ９６ 主ウエハ搬送機構のウエハ搬送体 ９８ 回転駆動モータ １１２ 垂直駆動ベルト １７８ 熱板 ２０６ ウエハ案内支持手段 ２２０ アドヒージョンユニットの処理容器 ２３０ 排気口 Ｇ1 〜Ｇ7 多段ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯田 成昭 熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地 東 京エレクトロン九州株式会社 熊本事業 所内 (72)発明者 原田 浩二 熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地 東 京エレクトロン九州株式会社 熊本事業 所内 (72)発明者 上田 一成 熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地 東 京エレクトロン九州株式会社 熊本事業 所内 (56)参考文献 特開 平３−274746（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−5523（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−178416（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−183041（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/68 B23P 21/00 305 B65G 49/07 H01L 21/027

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂直方向に移動可能で垂直軸の回りに回
   転可能な第１の被処理基板搬送手段を設け、 前記第１の被処理基板搬送手段の周囲に複数の枚葉式ユ
   ニットを１組または複数組に亙って多段に配置し、 前記第１の被処理基板搬送手段が被処理基板を所定の順
   序で各々の前記枚葉式ユニットに搬送して、前記被処理
   基板に一連の処理が施こされるようにし、前記被処理基板を多段に収納するカセットを所定の位置
   に配置し、未処理の前記被処理基板を前記カセットから
   取り出し、処理済みの前記被処理基板を前記カセットに
   戻すための第２の被処理基板搬送手段を有するカセット
   ステーションを前記第１の被処理基板搬送手段からみて
   所定の組の前記多段配置された枚葉式ユニットの反対側
   に隣接して配設し、 前記所定の組の多段配置された枚葉式ユニットの中に被
   処理基板受渡し手段を設け、 前記第１および第２の被処理基板搬送手段が前記被処理
   基板受渡し手段に対して互いに逆方向からアクセスして
   前記被処理基板の受け渡しを行うようにしたことを特徴
   とする 処理システム。
2. 【請求項２】 垂直方向に移動可能で垂直軸の回りに回
   転可能な第１の被処理基板搬送手段を設け、 前記第１の被処理基板搬送手段の周囲に複数の枚葉式ユ
   ニットを１組または複数組に亙って多段に配置し、 前記第１の被処理基板搬送手段が被処理基板を所定の順
   序で各々の前記枚葉式ユニットに搬送して、前記被処理
   基板に一連の処理が施こされるようにし、 前記被処理基板を隣接する他の処理システムへ搬入しま
   たは前記他の処理システムから搬出するための第３の被
   処理基板搬送手段を有するインタフェース部を前記第１
   の被処理基板搬送手段からみて所定の組の前記多段配置
   された枚葉式ユニットの反対側に隣接して配設し、 前記所定の組の多段配置された枚葉式ユニットの中に被
   処理基板受渡し手段を設け、 前記第１および第３の被処理基板搬送手段が前記被処理
   基板受渡し手段に対して互いに逆方向からアクセスして
   前記被処理基板の受け渡しを行うようにしたことを特徴
   とする 処理システム。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の処理システムにおい
   て、 前記インタフェース部の中に、前記被処理基板の外周縁
   部を露光するための周辺露光装置が組み込まれているこ
   とを特徴とする処理システム。
4. 【請求項４】 請求項２または３に記載の処理システム
   において、 前記インタフェース部の中に、前記被処理基板を一時的
   に多段に格納しておくための比較的大きな被処理基板収
   納間隔を有するバッファカセットが設けられていること
   を特徴とする処理システム。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の処理シ
   ステムにおいて、 いずれかの組の前記多段配置された枚葉式ユニットは所
   定の方向に一体に移動可能に構成されていることを特徴
   とする処理システム。
6. 【請求項６】 請求項１または２に記載の処理システム
   において、 前記第１の被処理基板搬送手段は、前記垂直軸を回転中
   心軸として回転可能な支持体に上下方向移動可能に支持
   されるとともに、前記支持体にそれぞれ取付けされ上下
   方向に延在する駆動ベルトおよびロッドレスエアシリン
   ダに接続されていることを特徴とする処理システム。
7. 【請求項７】 請求項７に記載の処理システムにおい
   て、 前記支持体には、前記第１の被処理基板搬送手段側と連
   通する排気通路が設けられていることを特徴とする処理
   システム。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載の処理シ
   ステムにおいて、 少なくとも１つの組の前記多段ユニットには、前記被処
   理基板を載置台に載せて所定の処理を行うオーブン型の
   枚葉式処理ユニットが含まれることを特徴とする処理シ
   ステム。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の処理システムにおい
   て、 前記オーブン型の枚葉式処理ユニットを含む各組の前記
   多段多段ユニットが、他のいずれの組の前記多段配置さ
   れる枚葉式ユニットとも離間していることを特徴とする
   処理システム。
10. 【請求項１０】 請求項８または９に記載の処理システ
    ムにおいて、 前記オーブン型の枚葉式処理ユニットを含む各組の前記
    多段ユニットの中では処理温度の相対的に低いユニット
    が処理温度の相対的に高いユニットよりも下段に配置さ
    れることを特徴とする処理システム。
11. 【請求項１１】 請求項８〜１０のいずれかに記載の処
    理システムにおいて、 前記オーブン型の枚葉式処理ユニットを含む各組の前記
    多段ユニットの側璧には垂直方向に縦断してダクトが設
    けられることを特徴とする処理システム。
12. 【請求項１２】 請求項８〜１１のいずれかに記載の処
    理システムにおいて、 前記オーブン型の枚葉式処理ユニットの各々は共通のフ
    レームに各々スライド式で着脱可能に取付けられている
    ことを特徴とする処理システム。
13. 【請求項１３】 請求項１〜１２のいずれかに記載の処
    理システムにおいて、 少なくとも１つの組の前記多段ユニットには、前記被処
    理基板をスピンチャックに載せて所定の処理を行うスピ
    ンナ型の枚葉式処理ユニットが含まれることを特徴とす
    る処理システム。
14. 【請求項１４】 請求項１３に記載の処理システムにお
    いて、 前記スピンナ型の枚葉式処理ユニットをそれぞれ含む２
    つの組の前記多段ユニットが互いに並置されていること
    を特徴とする処理システム。
15. 【請求項１５】 請求項１３または１４に記載の処理シ
    ステムにおいて、 前記スピンナ型の枚葉式処理ユニットを含む少なくとも
    １つの組の前記多段ユニットには、前記被処理基板の表
    面にスピンコート法でレジストを塗布する塗布ユニット
    と前記被処理基板の表面に現像液を供給して基板表面の
    レジスト膜の感光部または非感光部を選択的に前記現像
    液に溶解させる現像ユニットとが設けられ、前記現像ユ
    ニットが前記塗布ユニットの上に配置されることを特徴
    とする処理システム。
16. 【請求項１６】 請求項１３〜１５のいずれかに記載の
    処理システムにおいて、前記第１の被処理基板搬送手段側に面する前記スピンナ
    型の枚葉式処理ユニットの側璧には前記被処理基板が前
    記第１の被処理基板搬送手段により搬送されて出入りで
    きるための開口が設けられるとともに、前記被処理基板
    の搬入または搬 出時以外は前記開口を閉じておくための
    シャッタが設けられることを特徴とする処理システム。