JP3240449B2 - 処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、被処理体の表面に塗
布膜を形成する処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体デバイスの製造工程にお
いて、例えば半導体ウエハ（以下にウエハという）等の
被処理体の表面上にフォトリソグラフィー技術を用いて
所定の回路パターンの転写を行っている。

【０００３】また、近年の回路パターンの集積度の向上
に伴い、回路配線の多層化が進んでおり、このような多
層配線構造においては、下層配線の凹凸を可及的に少な
くすることが肝要であり、そのため、下層配線と上層配
線との間を相互に絶縁するための層間絶縁膜を平坦化す
るための技術が必要である。

【０００４】そこで、従来では、層間絶縁膜を形成する
際の平坦化技術として、塗布ガラス［ＳＯＧ；Spin On
Glass］を用いる方法が知られている。このＳＯＧ膜塗
布方法は、膜となる成分（例えばシラノール化合物（Ｓ
ｉ（ＯＨ）4））と溶媒（例えばエチルアルコール）と
を混合した処理液（溶液）を被処理体であるウエハ上に
塗布し、熱処理で溶媒を蒸発させ重合反応を進めて絶縁
膜を形成する技術である。具体的には、まず、ウエハを
スピンチャック上に載置させて、ウエハを回転（２００
０〜６０００ｒｐｍ）させながら、ウエハ上にＳＯＧの
溶液を滴下して塗布してＳＯＧ膜を形成する。次に、プ
レヒート工程で１００〜１４０℃の温度下で熱処理する
ことによって溶媒を蒸発した後、加熱装置内にウエハを
搬入して約４００〜４５０℃の温度下で熱処理すること
により、ＳＯＧ膜をシロキサン結合している。また、Ｓ
ＯＧ膜を多層に形成する場合には、ウエハ上にＳＯＧ溶
液を塗布して溶媒を蒸発する工程を繰り返して行った後
に、塗布後のウエハを加熱装置内に搬入して熱処理する
か、あるいは、ウエハ上にＳＯＧ溶液を塗布して溶媒を
蒸発した後、加熱装置内に搬入して熱処理を行う工程を
繰り返して多層のＳＯＧ膜を形成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ウエハ表面
にＳＯＧ溶液を塗布する塗布処理工程においては、上述
したように、ウエハを回転させながらウエハ表面にＳＯ
Ｇ溶液を滴下して拡散させるスピンコート法によって１
枚のウエハごとにＳＯＧ溶液を塗布する枚葉処理が行わ
れている。また、塗布後のウエハを加熱処理する熱処理
工程においては、作業能率の面で複数枚のウエハをウエ
ハボートのような保持手段にて保持すると共に加熱装置
内に搬入して行うバッチ処理が適している。そのため、
従来では枚葉処理の塗布処理工程とバッチ処理の熱処理
工程とをそれぞれ別の装置で行っている。

【０００６】しかしながら、塗布処理工程と熱処理工程
とを別の装置で行うことは、設置スペースを広くする必
要があるばかりか、塗布処理後に一旦塗布装置の外に被
処理体を搬送した後に熱処理装置に搬入するため、処理
効率の低下を招くという問題あった。更には、塗布処理
後に被処理体を大気に晒すと、塗布面に有機物や微細な
ごみ等が付着して歩留まりの低下をきたす虞れがあり、
これを解決するためには塗布処理後の被処理体の管理に
細心の注意を施す必要がある。

【０００７】この発明は上記事情に鑑みなされたもの
で、被処理体の塗布処理と加熱処理を連続して行うこと
を可能とし、製品歩留まりの向上とスループットの向上
を図れるようにした処理装置を提供しようとするもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の処理装置は、枚葉処理により被処理
体に処理液を塗布する塗布処理部と、上記処理液を塗布
後の複数枚の被処理体を保持手段にて保持して加熱装置
内に搬送し加熱処理する熱処理部と、上記塗布処理部と
熱処理部との間で上記被処理体を搬送するインターフェ
イス部とを具備し、上記インターフェイス部に、上記保
持手段に対して上記被処理体を搬入及び搬出する搬入・
搬出機構と、ステージ上面に突設された複数の固定ピン
によって上記保持手段を取り外し可能に載置すると共に
複数の保持手段を同時に移動する移動手段を設け、上記
熱処理部に、上記移動手段と加熱装置との間で上記保持
手段の受け渡しを司る移送手段を設けたことを特徴とす
るものである。

【０００９】また、請求項２記載の処理装置は、枚葉処
理により被処理体に処理液を塗布する塗布処理部と、
上記処理液を塗布後の複数枚の被処理体を保持手段にて
保持して加熱装置内に搬送し加熱処理する熱処理部と、
上記塗布処理部と熱処理部との間で上記被処理体を搬送
するインターフェイス部とを具備し、上記塗布処理部
に、上記被処理体を搬送する被処理体搬送手段を設け、
上記インターフェイス部に、上記保持手段に対して上記
被処理体を搬入及び搬出する搬入・搬出機構と、上記搬
入・搬出機構により上記被処理体を受け渡す際に被処理
体を受け取って位置決めする位置決め機構と、ステージ
上面に突設された複数の固定ピンによって上記保持手段
を取り外し可能に載置すると共に複数の保持手段を同時
に移動する移動手段を設け、上記熱処理部に、上記移動
手段と加熱装置との間で上記保持手段の受け渡しを司る
移送手段を設けたことを特徴とするものである。

【００１０】また、請求項３記載の処理装置は、請求項
１又は２記載の処理装置において、上記移動手段に、被
処理体を収容する保持手段と、ダミー用被処理体を収容
する補助保持手段を載置し、上記保持手段に被処理体を
搬入する際、該保持手段が保有できる枚数に満たないと
き、不足枚数分ダミー用被処理体を搬入可能に形成する
ことを特徴とするものである。

【００１１】この発明において、上記保持手段に搬入さ
れるダミー用被処理体の搬入形態は任意でよいが、好ま
しくは被処理体の搬入・搬出機構を用いる方がよい。こ
の場合、ダミー用被処理体の収容部は保持手段に近接す
べくインターフェイス部内に設ける方が好ましい。

【００１２】また、上記保持手段は１つであっても差し
支えないが、好ましくは複数個配設して、熱処理部内に
搬送される保持手段にて保持される被処理体の熱処理中
に他に保持手段に対して被処理体の搬入又は搬出を行え
るようにする方がよい。このように複数の保持手段を配
設する場合には、ダミー用被処理体の収容部を複数配設
することによりダミー用被処理体の補充又は回収を効率
よく行える点で好ましい。この補充用収容部はインター
フェイス部内に配設してもよく、あるいはインターフェ
イス以外に配設してもよい。

【００１３】

【作用】上記のように構成されるこの発明の処理装置に
よれば、塗布処理部で枚葉処理により塗布処理された被
処理体をインターフェイス部の搬入・搬出機構によって
保持手段に所定枚数搬入し、そして、被処理体を保持し
た保持手段を熱処理部の加熱装置内に搬入して適宜温度
下で被処理体をバッチ処理により加熱処理することがで
きる。加熱処理された被処理体は再びインターフェイス
部内に搬送され、搬入・搬出機構によって保持手段から
一枚ずつ搬出されて外部に取り出されるか、あるいは、
再度、塗布処理工程に搬送されて塗布処理が施される。
したがって、被処理体の塗布処理と加熱処理をインター
フェイス部を介して連続して行うことができるので、ス
ループットの向上が図れ、また、塗布処理された被処理
体は外部の大気に晒されることがないので、被処理体に
有機物や微細ごみ等が付着することがなく、製品歩留ま
りの向上を図ることができる。

【００１４】また、移動手段に、被処理体を収容する保
持手段と、ダミー用被処理体を収容する補助保持手段を
載置し、保持手段に被処理体を搬入する際、保持手段が
保有できる枚数に満たないとき、不足枚数分だけダミー
用被処理体を搬入可能に形成することにより、常時保持
手段が保有可能な枚数分の被処理体及びダミー用被処理
体を保持手段にて保持して熱処理することができるの
で、被処理体の熱処理を均一に行うことができ、塗布膜
の均一化を図ることができる。

【００１５】

【実施例】以下にこの発明の実施例を添付図面に基いて
詳細に説明する。ここでは、この発明の処理装置をＳＯ
Ｇ塗布・加熱装置に適用した場合について説明する。図
１はＳＯＧ塗布・加熱装置の概略平面図、図２はその概
略斜視図が示されている。

【００１６】上記ＳＯＧ塗布・加熱装置は、被処理体例
えば半導体ウエハＷ（以下にウエハという）を搬入又は
搬出するロード・アンロード部１０と、搬送手段である
ウエハ搬送アーム２１により搬送されるウエハＷを枚葉
処理により処理液としてのＳＯＧ溶液をウエハＷに塗布
する塗布処理部２０と、ＳＯＧ溶液を塗布後の複数枚の
ウエハＷをウエハボート４１（保持手段）にて収納保持
して加熱装置である加熱炉３１内に搬送し加熱処理する
熱処理部３０と、塗布処理部２０と熱処理部３０との間
でウエハＷを搬送するインターフェイス部４０とで主要
部が構成されている。

【００１７】上記ロード・アンロード部１０は、未処理
のウエハＷを収容するウエハカセット１１と、処理後の
ウエハＷを収容するウエハカセット１２を載置台１３上
に直線状に載置し、これらウエハカセット１１，１２の
開口側にＸ，Ｙ，Ｚ（上下）方向に移動自在なウエハ搬
送用ピンセット１４を配設してなる。このように構成さ
れるロード・アンロード部１０において、ピンセット１
４によってウエハカセット１１から取り出された未処理
のウエハＷは、中央部付近の受渡し位置に搬送されて塗
布処理部２０の搬送手段であるウエハ搬送アーム２１に
受け渡されて塗布処理が施される。また、塗布及び加熱
処理されたウエハＷがウエハ搬送アーム２１に保持され
て上記受渡し位置まで搬送されると、その処理済のウエ
ハＷをピンセット１４にて受け取って処理済用ウエハカ
セット１２内にウエハＷを搬送し収納するようになって
いる。

【００１８】上記塗布処理部２０は、Ｘ方向に伸びる搬
送路２２に沿って移動自在でかつＹ方向，θ方向及びＺ
方向に昇降可能なウエハ搬送アーム２１を具備してな
り、搬送路２２に関して対向する一方の側には塗布前の
ウエハＷを所定の温度まで冷却するクーリング機構２３
と、塗布後のウエハＷを所定温度（例えば１００〜１４
０℃）まで加熱してＳＯＧ溶液中の溶媒を蒸発する多段
に複数個積層されたベーク機構２４とを配設し、また、
対向する他方の側にはクーリング機構２３で冷却された
ウエハＷの表面に処理液としてのＳＯＧ溶液を供給例え
ば滴下して塗布する塗布機構２５と、ＳＯＧ溶液等の薬
品タンク（図示せず）を収容する収容室２６とを配設し
てなる。

【００１９】この場合、塗布機構２５は、ウエハＷを保
持回転するスピンチャック２５ａの外周側にカップ２５
ｂを周設してなり、カップ２５ｂの外側にＳＯＧ溶液供
給ノズル２５ｃとウエハＷの周辺部分のＳＯＧを溶解除
去するためのサイドリンス用ノズル２５ｄを配設し、こ
れらノズル２５ｃ，２５ｄをスキャンアーム２５ｅにて
ウエハＷの上面側に搬送し得るように構成されている。
なお、クーリング機構２３の上部に、例えば塗布前のウ
エハ表面に付着する有機物をオゾン（Ｏ3）によって分
解し灰化除去するためのＵＶ（Ultraviolet）照射装置
２７を設けることも可能である。

【００２０】上記インターフェイス部４０は、図３及び
図４に示すように、ほぼ密閉された箱状の室４２内に、
塗布処理部２０から搬送されたウエハＷを受け取る位置
決め機構４３と、この位置決め機構４３によって位置決
めされたウエハＷを受け取ってウエハボート４１（保持
手段）に搬入又はウエハボート４１からウエハＷを搬出
する搬入・搬出機構４４と、複数（図面では３個の場合
を示す）のウエハボート４１を取り外し可能に載置する
と共に１つのダミー用被処理体例えばダミーウエハ用ボ
ート４５（補助保持手段）を立設固定しＹ方向に往復移
動可能なボートライナー４６とを配設してなる。

【００２１】この場合、位置決め機構４３は、図５ない
し図７に示すように、同一円周上に３個のウエハ保持ピ
ン４３ａを有すると共に、中心点に関して対向する位置
に内周部分が円弧状のセンタリングガイド４３ｂを有す
るアライメントステージ４３ｃと、アライメントステー
ジ４３ｃの中心部に配設されウエハＷの下面を真空吸着
して保持するチャック４３ｄと、ウエハＷのオリフラ
（オリエンテーションフラット：Orientation Flat）位
置検出用センサ４３ｅとで構成されており、チャック４
３ｄはステッピングモータ４３ｆによって水平方向に回
転（自転）可能に形成されると共に、ステッピングモー
タ４３ｆをモータ取付板４３ｇに装着するエアシリンダ
４３ｈによってアライメントステージ４３ｃの上方に出
没可能に形成されている。

【００２２】このように構成される位置決め機構４３に
おいて、アライメントステージ４３ｃ上にウエハＷが搬
送されると、ウエハＷはエアシリンダ４３ｈの作動によ
り上昇していたチャック４３ｂによって保持され、ウエ
ハＷをウエハ保持ピン４３ａの上方へ持ち上げた状態で
ステッピングモータ４３ｆが駆動してウエハＷを水平方
向へ回転させ、このときオリフラ位置検出用センサ４３
ｅによってウエハＷのオリフラＷaの位置を検出し、そ
の検出信号に基いてステッピングモータ４３ｆがオリフ
ラＷaの端部から所定の回転角正回転又は逆回転した後
停止することにより、ウエハＷのオリフラＷaの向きを
一定方向例えばボートライナー４１側になるように位置
決めすることができる。そして、エアシリンダ４３ｈの
作動によってチャック４３ｄが下降してセンタリングガ
イド４３ｂによってセンタリング（中心合せ）が行われ
る。

【００２３】また、上記搬入・搬出機構４４は、図１、
図３及び図４に示すように、インターフェイス部４０の
Ｙ方向に敷設されたガイドレール４７に沿って移動自在
な移動体４４ａと、この移動体４４ａに対して図示しな
い昇降装置によって昇降可能に装着される昇降台４４ｂ
と、この昇降台４４ｂ上に回転軸４４ｃをもつて回転さ
れる搬送基台４４ｄと、搬送基台４４ｄ上に装着されて
θ方向に回転すると共に水平面上で伸縮移動可能なアー
ム４４ｅとで構成されている。この場合、アーム４４ｅ
は、ウエハＷを保持する段付舌片４４ｆと、この段付舌
片４４ｆの基部側の両端に設けられる一対の内周側が円
弧状の位置決め片４４ｇとで構成されている。また、搬
送基台４４ｄの先端側の両側面には取付部材に取付けら
れ、ウエハＷの周縁の一部の左右両側に位置するように
互いに離間して設けられた発光部４８ａと受光部４８ｂ
とからなるマッピングセンサ４８が上記アーム４４ｅと
は独立して進退自在に設けられており、このマッピング
センサ４８によってウエハボート４１に収容されたウエ
ハＷの有無を検出し得るようになっている。このマッピ
ングセンサ４８によってウエハＷの有無を検出するに
は、発光部４８ａと受光部４８ｂをウエハボート４１内
のウエハＷの周縁部の一部がその間に入る位置まで前進
させた後、搬送基台４４ｄを連続的にウエハボート４１
の最上段から最下段、あるいは最下段から最上段のレベ
ルまで降下あるいは上昇させることによって光ビームの
遮断・透過の状態により各段のウエハＷの有無とウエハ
Ｗの高さ位置を高速に検出することができる。

【００２４】上記ボートライナー４６は、図８及び図９
に示すように、Ｙ方向に沿って配設された一対のリニア
ガイド４９に摺動可能に装着されるボートステージ４６
ａをステッピングモータ４６ｂとボールネジ４６ｃとか
らなるボールネジ機構４６ｄによってＹ方向に一定量移
動可能に形成されている。このボートステージ４６ａの
上面には、１つのダミーウエハ用ボート４５と３つのウ
エハボート４１を載置するための石英製の固定ピン４６
ｅがそれぞれ同心円状に４つ突設されており、これら固
定ピン４６ｅ上にウエハボート４１及びダミーウエハ用
ボート４５が載置されるようになっている。

【００２５】上記のように、ウエハボート４１とダミー
ウエハ用ボート４５とを隣接して配設することによっ
て、上記搬入・搬出機構４４によってウエハＷをウエハ
ボート４１内に搬入する際、ウエハボート４１の上部及
び下部にダミーウエハＷdを迅速に搬入することができ
る。具体的には、ウエハボート４１には例えば６０枚の
ウエハＷが収容されるようになっており、例えば最大５
０枚のウエハＷをウエハボート４１内に収容し、この５
０枚のウエハＷの上部及び下部にそれぞれ５枚ずつのダ
ミーウエハＷdを収容して、合計６０枚収容した状態で
ウエハボート４１を熱処理部３０にて熱処理し得るよう
になっている。このようにウエハボート４１内の上部及
び下部にダミーウエハＷdを配設する一つの理由は、ウ
エハＷを加熱処理する際の上部及び下部と中間部との温
度状態が相違し、例えば上部と下部に位置するウエハの
温度が中間部に位置するウエハの温度より低くなり加熱
処理にばらつきが生じてしまい、均一な加熱処理が施せ
なくなるのを防止して均一な加熱処理を行えるようにす
るためである。したがって、ウエハボート４１が保有で
きる最大枚数のウエハＷを加熱処理する場合には、上部
及び下部にそれぞれ５枚ずつ計１０枚のダミーウエハＷ
dを配置して、中間部に５０枚のウエハＷを配置する。
また、中間部に配置されるウエハＷの枚数が何らかの理
由で不足しウエハボート４１が保有するはずのウエハＷ
の枚数（５０枚）に満たない場合は、搬入・搬出機構４
４によってその不足分をダミーウエハ用ボート４５から
取出し補充して、常時、ウエハボート４１内をウエハＷ
とダミーウエハＷdとで６０枚に満しておくことによ
り、均一な加熱処理を行うことができる。このように６
０枚に満たしておく理由は、例えば、不足箇所の雰囲気
が他の正常に収容されている雰囲気とは異なり、乱気流
が発生するなど、処理の均一性に悪影響を与えるためで
ある。なお、ウエハボート４１の上部及び下部に搬入さ
れるダミーウエハＷdは例えば、予め不足枚数が判明し
ている場合にウエハＷの搬入前に自動的に搬入し常備し
ておけばウエハＷを搬入する際のダミーウエハＷdの搬
入の手間を省くことができる。

【００２６】上記ボートライナー４６のボートステージ
４６ａ上に載置されるウエハボート４１は、図１０及び
図１１に示すように、上下に対峙する上部基板４１ａと
下部基板４１ｂとの間に、長手方向に適宜間隔をおいて
６０個のウエハ保持溝４１ｃを刻設した４本のウエハ保
持棒４１ｄを介在してなり、下部基板４１ｂの下方面側
に固着して設けられた筒部４１ｅに上記固定ピン４６ｅ
の上端に載置されるフランジ部４１ｆを周設してなる。
このように構成されるウエハボート４１は全て石英製の
部材にて形成されており、ウエハＷとの接触部例えばウ
エハ保持溝４１ｃ及び固定ピン４６ｅとの接触部におい
てウエハＷの材料や石英以外の金属等のパーティクルが
発生しないように考慮されている。

【００２７】また、上記ボートステージ４６ａにおける
ウエハボート載置用の固定ピン４６ｅの外側近傍位置に
は、ウエハボート４１の有無を検出するボート有無検出
センサ５０とウエハボート４１の正規位置からのずれを
検出するボートずれ検出センサ５１がボートステージ４
６上面に配置されて、ウエハボート４１の有無とずれが
検出され得るようになっている。これらセンサ５０，５
１は例えば光反射型のフォトセンサにて形成されてお
り、ボート有無検出センサ５０は上方に位置するウエハ
ボート４１のフランジ部４１ｆの存在を反射光が有るこ
とを確認することによってウエハボート４１が載置され
ていることを認識することができ、また、ボートずれ検
出センサ５１は、ウエハボート４１のフランジ部４１ｆ
の外周縁に設けられた切欠４１ｇを認識する（反射光が
無いことを確認し認識する）ことによってウエハボート
４１の正常位置を知らせ、切欠４１ｇがずれている場
合、反射光が有ることを確認することによってウエハボ
ート４１が正常位置からずれたことを知らせる機能を有
する。なお、上記ウエハボート４１の有無の検出には、
例えば、光透過型のフォトインターラプター（フォトセ
ンサ）を使用し、ウエハボート４１が載ると下方に移動
するボート接触部のシャフト先端部によって遮光するこ
とによりウエハボート４１の有りを検出するようにして
もよい。ボート接触部はボート無しの時にはバネにより
上方位置にあるようにしておく（図示せず）。

【００２８】また、ボートステージ４６ａにおけるウエ
ハボート載置用の固定ピン４６ｅのウエハ搬入・搬出機
構４４側近傍位置には、適宜間隔をおいて一対のウエハ
ボート４１の転倒防止用ピン５２が立設されている（図
１０及び図１３参照）。この転倒防止用ピン５２はウエ
ハボート４１等が傾斜し、接触しても破損しないような
部材例えばステンレス鋼製部材にて形成されており、ウ
エハボート４１とは接触しない範囲で可及的に近接する
位置に立設されて、通常時にはウエハボート４１と接触
しないようになっている。このように転倒防止用ピン５
２を通常時にはウエハボート４１と接触させないように
したのは接触によるごみの発生を防止するようにしたた
めである。

【００２９】なお、ダミーウエハ用ボート４５は、図１
２に示すように、上下に対峙する上部基板４５ａと下部
基板４５ｂとの間に、長手方向に適宜間隔をおいて例え
ば６０個のダミーウエハ保持溝４５ｃを刻設した一対の
保持板４５ｄを介在してなり、図１３に示すように、固
定ピン４６ｅ上に下部基板４５ｂを載置した状態で固定
シャフト（図示せず）をもって下部基板４５ｂがボート
ステージ４６ａに固定される。

【００３０】また、上記ボートステージ４６ａの上部に
は、図１３に示すように、ウエハボート４１及びダミー
ウエハ用ボート４５を包囲するようにフレーム５３が架
設されており、このフレーム５３の上部横桁５３ａにお
ける各ウエハボート４１及びダミーウエハ用ボート４５
のウエハ搬入・搬出機構４４側中心部と、上部横桁５３
ａに対向するボートステージ４６ａに、それぞれ発光部
５４ａと受光部５４ｂとからなる光透過型のウエハ飛出
し検出センサ５４が取り付けられている。上記発光部５
４ａと受光部５４ｂは、配置位置を上下逆に設けてもよ
い。このように、各ウエハボート４１及びダミーウエハ
用ボート４５の載置位置にウエハ飛び出し検出センサ５
４を取り付けることにより、上記搬入・搬出機構４４に
よってウエハボート４１、ダミウエハ用ボート４５に搬
入されるウエハＷやダミーウエハＷd が正確にボート４
１，４５内に搬入されずに外部に突出した状態を検出す
ることができ、その検出信号を受けて例えばアラーム
（図示せず）を鳴らして、ウエハが正確にボート４１，
４５内に搬入されていないのを自動的に作業員に知らせ
ることができる。

【００３１】また、このウエハ飛出し検出センサ５４の
他に、図１４に示すように、ウエハ飛出し検出センサ５
４の発光部５４ａ及び受光部５４ｂの前方側に、又はこ
の代りにそれぞれ直線状の光を発する発光部５５ａ及び
微細センサ素子を直線状に配列した受光部５５ｂからな
るラインセンサ５５を取り付けることによってウエハ
Ｗ，Ｗdの飛出し距離を検出することができる。また、
図１５に示すように、フレーム５３の左右縦桁５３ｂの
対向する位置にウエハボート４１、ダミーウエハ用ボー
ト４５に収容されるウエハＷ、ダミーウエハＷdの枚数
（例えば６０枚）分の発光部５６ａと受光部５６ｂとか
らなる光透過型の飛出し位置検出センサ５６を取り付け
て、左右方向から検出することによって、飛び出したウ
エハＷ，Ｗdの位置を特定することができる。 なお、各
ボート毎に同様に飛出し位置検出センサ５６を取り付け
ることも可能である。このように、ラインセンサ５５と
飛出し位置検出センサ５６とを取り付けることによって
どのボート４１，４５内のどのウエハＷ，Ｗdが何mm飛
び出しているかを検出することができる。

【００３２】飛び出しているウエハＷ，Ｗdをボート４
１，４５内に押込む手段として例えば上記搬入・搬出機
構４４のアーム４４ｅを使用することができる。すなわ
ち、アーム４４ｅの段付舌片４４ｆの基部側の段部４４
ｈを少し高く形成して、通常のウエハＷの搬入時には、
図１６（ａ）に示すように、段付舌片４４ｆ上に保持さ
れた状態でウエハＷをウエハボート４１内に搬入し、ま
た、ウエハＷが飛び出している場合には、図１６（ｂ）
に示すように、ウエハＷを段付舌片４４ｆ上には保持せ
ずにアーム４４ｅをボート４１，４５内に前進させるこ
とによってこの段部４４ｈで当接させウエハＷ，Ｗdを
押込むことができる。 なお、ラインセンサ５５によっ
てウエハＷの飛出し距離が検出されているので、アーム
４４ｅが移動する際、飛出したウエハＷとアーム４４ｅ
との衝突や接触を防止することができる。上記押込み
は、ウエハＷを段付舌片４４ｆ上に保持した状態で押込
んでもよい。

【００３３】上記実施例ではフレーム５３の左右縦桁５
３ｂに飛出し位置検出センサ５６を取り付けてウエハＷ
の飛出し位置を検出しているが、必ずしもこのようにす
る必要はなく、搬入・搬出機構４４のアーム４４ｅの下
部の搬送基台４４ｄに設けられたマッピングセンサ４８
を利用してウエハＷの飛出し位置を検出することも可能
である。すなわち、マッピングセンサ４８の発光部４８
ａと受光部４８ｂをウエハボート４１内の正規位置に収
容されているウエハＷの周縁接線部（具体的にはオリフ
ラ部）がその間に入る位置まで前進させた後、搬送基台
４４ｄをウエハボート４１の最上段から最下段のレベル
まで降下又は最下段から最上段のレベルまで上昇させる
ことによって飛び出したウエハＷの位置を検出すること
ができる。飛び出している場合には、発光部４８ａから
発せられた光ビームがウエハＷによって遮断される。

【００３４】上記インターフェイス部４０の室４２に
は、図４に示すように、天井部における位置決め機構４
３及び搬入・搬出機構４４の上方部位に給気口５７が設
けられており、この給気口５７に連結する給気ダクト５
８にフィルタ５９を介して給気ファン６０が配設されて
いる。また、床部における位置決め機構４３の下方部位
には排気口６１が設けられており、この排気口６１に接
続する排気ダクト６２中には、図４の紙面に対して直交
する方向（Ｙ方向）に１個又は適宜間隔をおいて複数個
の排気ファン６３が配設されている。この排気ファン６
３はインターフェイス室４２の側壁に設けられた出入口
６４に取り付けられたドア６５の開閉に伴ってＯＮ，Ｏ
ＦＦ動作するマグネット式スイッチ６６によって駆動、
停止されるようになっており、ドア６５の開放時にマグ
ネット式スイッチ６６が動作して排気ファン６３が自動
的に停止し得るようになっている。このように、室４２
の天井部に給気ファン６０を配設し床部に排気ファン６
３を配設し、給気能力を排気能力よりも大に設定してお
くことによって、通常時には室４２内に清浄化された空
気をダウンフローして室内を微弱な陽圧状態にすること
ができ、ドア６５を開放するときにはスイッチ６６が作
動して排気ファン６３が停止し、室内の圧力を更に高め
て外部から室内に流れ込む空気をなくして室内へのごみ
の侵入を防止することができる。

【００３５】また、インターフェイス室４２の天井部に
おけるボートライナー４６の上方部位には、除湿空気導
入口６７が設けられており、この除湿空気導入口６７に
連結する除湿空気供給ダクト６８にフィルタ６９（ＵＬ
ＰＡフィルタ）を介して外部より除湿空気供給ダクト６
９ａが配設されている。フィルタ６９の上流側に除湿空
気供給ファン７０を設けてもよい。なお、除湿空気導入
口６７と給気口５７との間にはカーテン７１が垂下され
て両口間を仕切り、天井部側においてダウンフローの空
気と除湿空気とが混合するのを防止している。なお、給
気口側と除湿空気導入口側とをカーテン７１にて区画す
る他の理由は、作業員が室内に入って、機器や部品の保
守・点検や交換作業を行う際の頭上の危険を防止するよ
うにしたためである。このように構成することにより、
除湿空気導入口６７から室内に供給された除湿空気は下
方に向って集中して流れ排気ファン６３によって排気口
６１から排出されるので、図４に破線の矢印で示すよう
に、ウエハボート４１に搬入されたウエハＷの前方（周
囲）に集中してなめるように（沿うように、あるいは覆
うように）流れてウエハＷの表面と接触し、ウエハ表面
に塗布されたＳＯＧ膜が吸湿により劣化するのを防止す
べく一定の湿度に維持することができる。したがって、
除湿能力は比較的小さいものでよく大型の除湿器を配置
することなくウエハボート４１に搬入されたウエハＷの
湿度を一定の状態に維持することができる。

【００３６】なお、図４に想像線で示すように、上記除
湿空気導入口６７と排気口６１側とを循環ダクト７２に
て接続し、この循環ダクト７２に空気清浄器７３及び除
湿器７４を介設することによってインターフェイス室４
２内に除湿空気を循環して供給することができる。この
場合、更に除湿器を小型のものにすることが可能とな
る。

【００３７】一方、上記熱処理部３０は、図１及び図１
７に示すように、開口窓７５を介してインターフェイス
部４０に連通しており、この熱処理部３０内には、断面
逆Ｕ字状の石英製プロセスチューブ３２の外周にヒータ
３３を囲繞した縦型加熱炉３１（加熱装置）と、この加
熱炉３１の下方に配置されて、上記ウエハボート４１を
プロセスチューブ３２内に搬入するボートエレベータ３
４と、インターフェイス部４０のボートライナー４６と
ボートエレベータ３４との間でウエハボート４１を受け
渡すボート移送機構３５とを具備してなる。

【００３８】この場合、上記プロセスチューブ３２の開
口下端にはマニホールド３６が接続して設けられおり、
このマニホールド３６には、プロセスチューブ３２内に
所定の処理用ガスを導入するガス導入管（図示せず）
と、処理後のガスを排気する排気管（図示せず）がそれ
ぞれ接続されている。また、ボートエレベータ３４には
マニホールド３６と当接してプロセスチューブ３２内を
密閉状態に維持する蓋体３７が設けられており、この蓋
体３７の上部に保温筒３８が搭載されている。

【００３９】上記ボート移送機構３５は、図１８に示す
ように、ボールネジ等の昇降手段３５ａによって昇降す
る昇降基台３５ｂと、この昇降基台３５ｂの上部にθ方
向に回転自在に装着される回転駆動部３５ｃと、回転駆
動部３５ｃの上面に設けられたガイド溝３５ｄに沿って
移動自在な先端部がＵ字状のボート載置アーム３５ｅと
で構成されている。このように構成されるボート移送機
構３５は、開口窓７５に移動されたボートライナー４６
のボートステージ４６ａのウエハボート４１を受け取っ
てボートエレベータ３４上に搬送してボートエレベータ
３４上に受け渡すか、あるいは、ボートエレベータ３４
上の加熱処理後のウエハＷを収容したウエハボート４１
を受け取ってボートライナー４６のボートステージ４６
ａ上に移送してボートステージ４６ａ上に受け渡すこと
ができる。

【００４０】次に、この発明の処理装置の動作態様につ
いて説明する。まず、ロード・アンロード部１０のピン
セット１４を未処理のウエハＷを収容するウエハカセッ
ト１１の前まで移動してウエハカセット１１からウエハ
Ｗを受け取って受渡し位置まで搬送する。受渡し位置に
搬送されたウエハＷは塗布処理部２０のウエハ搬送アー
ム２１によって受け取られた後、クーリング機構２３に
搬送されて所定の温度に冷却される。そして、再びウエ
ハ搬送アーム２１によって受け取られて塗布機構２５ま
で搬送され、塗布機構２５のスピンチャック２５ａ上に
載置される。

【００４１】スピンチャック２５ａ上に載置されたウエ
ハＷがスピンチャック２５ａと共に回転すると、ＳＯＧ
溶液供給ノズル２５ｃがスキャンアーム２５ｅによって
保持されてウエハＷ上に移動してＳＯＧ溶液を滴下す
る。このとき、ウエハＷは高速回転（２０００〜６００
０ｒｐｍ）しているので、遠心力によってＳＯＧ溶液は
ウエハＷの中心部から周縁部に向って拡散してウエハ上
にＳＯＧ膜が形成される。ＳＯＧ膜が形成された後、ウ
エハＷ上にサイドリンス供給ノズル２５ｄが移動してウ
エハＷはリンス液によって周辺部のＳＯＧ膜が溶解除去
される。このようにして塗布処理が行われたウエハＷは
再びウエハ搬送アーム２１によって受け取られてベーク
機構２４に搬送され、ここで約１００〜１４０℃の温度
で加熱されてＳＯＧ溶液中の溶媒（例えばエチルアルコ
ール）が蒸発される。このベーク機構２４によるプレベ
ーク工程が終了したウエハＷは、再びウエハ搬送アーム
２１によって受け取られてインターフェイス部側に搬送
されて位置決め機構４３に移される。

【００４２】位置決め機構４３に載置されたウエハＷ
は、エアシリンダ４３ｈの作動によってチャック４３ｄ
がウエハＷを真空吸着したまま上昇してウエハＷが上方
へ持ち上げられた状態でステッピングモータ４３ｆが駆
動してウエハＷは水平方向へ回転（自転）され、このと
きオリフラ位置検出用センサ４３ｅによってウエハＷの
オリフラＷaの例えば端部の位置が検出され、その検出
信号に基いてステッピングモータ４３ｆがオリフラＷa
の端部から所定の回転角正回転あるいは逆回転した後停
止することにより、ウエハＷのオリフラＷaの向きが一
定方向例えば搬入・搬出機構４４側に向くように位置決
めされる。そして、チャック４３ｄを下降させてアライ
メントステージ４３ｃ上のウエハ保持ピン４３ａによっ
て保持されると共に、センタリングガイド４３ｂによっ
てセンタリング（中心位置決め）が行われる。そして、
所定の方向に位置決めされたウエハＷは、搬入・搬出機
構４４のアーム４４ｅによって受け取られた後、ボート
ライナー４６上に載置された空のウエハボート４１内に
整列された状態で搬入される。したがって、ウエハＷは
オリフラＷaの向きが搬入・搬出機構４４側に向いた状
態でウエハボート４１内に収容される。このようにして
ウエハボート４１には塗布処理部２０で枚葉処理された
ウエハＷが順次一枚ずつ搬入されて、ウエハボート４１
に所定枚数のウエハＷが搬入される。ウエハボート４１
の所有する枚数（例えば６０枚）に満たない不足部分に
はダミーウエハ用ボート４５に収容されているダミーウ
エハＷdが搬入・搬出機構４４のアーム４４ｅによって
ウエハボート４１内に搬入される。

【００４３】ウエハボート４１に所定枚数のウエハＷと
ダミーウエハＷdが搬入されると、ボートライナー４６
が移動してこのウエハボート４１は開口窓７５の正面位
置に移動される。すると、熱処理部３０のボート移送機
構３５のボート載置アーム３５ｅがウエハボート４１の
下に侵入してウエハボート４１を載置支持して受け取っ
た（取り外した）後、ボートライナー４６から取り外さ
れたウエハボート４１をボートエレベータ３４の上に移
送してボートエレベータ３４上にウエハボート４１を載
置する。次に、ボートエレベータ３４が上昇して、ウエ
ハボート４１を加熱炉３１のプロセスチューブ３２内に
搬入する。そして、加熱炉３１によってウエハＷを約４
００℃の温度で加熱することによりウエハＷ表面に塗布
されたＳＯＧ膜が熱処理例えば焼き締めされる。なお、
このウエハＷが熱処理されている間、別のウエハボート
４１には上述と同様な手順で別のウエハＷが搬入され
る。

【００４４】加熱炉３１での加熱処理が行われた後、ボ
ートエレベータ３４が下降してウエハボート４１が加熱
炉３１の下方に取り出されると、前述と逆の動作によっ
てボート移送機構３５のボート載置アーム３５ｅがウエ
ハボート４１の下部に侵入してウエハボート４１を受け
取った後、ボートライナー４６のボート載置位置に移動
してボートライナー４６上にウエハボート４１を受け渡
す。ウエハボート４１を受け取った後、ボートライナー
４６は移動して別のウエハボート４１を開口窓７５の正
面位置に移動して上述と同様にボート移送機構３５によ
ってウエハボート４１をボートライナー４６から取り外
した後、ボートエレベータ３４に搬送して加熱炉３１内
に搬入し熱処理を開始する一方、加熱処理されたウエハ
Ｗは搬入・搬出機構４４のアーム４４ｅによってウエハ
ボート４１から一枚ずつ搬出されて位置決め機構４３を
経由して塗布処理部２０のウエハ搬送アーム２１に受け
取られた後、ロード・アンロード部１０のピンセット１
４によって処理済み用ウエハカセット１２内に収容され
て、処理工程が終了する。

【００４５】したがって、３個のウエハボート４１を用
いることによって、ウエハボート４１へのウエハＷの搬
入、ウエハボート４１に搬入されたウエハＷの加熱処理
及びウエハボート４１からの加熱処理後のウエハＷの搬
出を各５０枚ずつ同時的に行うことができ、１５０枚の
ウエハＷのＳＯＧ塗布処理と加熱処理を連続的に行うこ
とができる。

【００４６】なお、上記実施例では、ウエハＷの表面に
ＳＯＧ膜を一度塗りする場合について説明したが、複数
塗りする場合には、ウエハ上にＳＯＧ溶液を塗布して溶
媒を蒸発する工程を繰り返して行った後に、ウエハＷを
インターフェイス部４０に搬送して、塗布後のウエハＷ
を加熱炉３１内に搬入して熱処理するか、あるいは、ウ
エハＷ上にＳＯＧ溶液を塗布して溶媒を蒸発した後、加
熱炉３１内に搬入して熱処理を行う工程を繰り返してウ
エハＷ上に多層のＳＯＧ膜を形成することができる。

【００４７】また、上記実施例では、ダミーウエハ用ボ
ート４５をインターフェイス部４０のボートライナー４
６上に１個載置した場合について説明したが、このダミ
ーウエハ用ボート４５を更にインターフェイス部４０に
（図示なし）、あるいは、図１に想像線で示すように、
ロード・アンロード部１０にダミーウエハを収容するウ
エハカセット４５ａを設けておけば、不足したダミーウ
エハＷdを補充することができると共に、ウエハボート
４１からダミーウエハＷdを回収してダミーウエハ用ボ
ート４５に収容することができる。また、ロード・アン
ロード部１０側から上記ウエハカセット４５ａ内のダミ
ーウエハＷdを搬出してダミーウエハ用ボート４５に補
充したり逆にウエハカセット４５ａに回収したりするこ
ともできる。

【００４８】なお、上記実施例ではこの発明の処理装置
を半導体ウエハのＳＯＧ塗布・加熱装置に適用した場合
について説明したが、被処理体はウエハ以外の例えばＬ
ＣＤ基板等にも適用でき、ＳＯＧ溶液以外の処理液を被
処理体に塗布した後、加熱処理するものにも適用できる
ことは勿論である。

【００４９】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明の処理
装置は上記のように構成されているので、以下のような
効果が得られる。

【００５０】１）被処理体の塗布処理と加熱処理を一貫
して連続処理することができるので、スループットの向
上が図れ、しかも、塗布処理された被処理体は外部の大
気に晒されることがないので、吸湿や、有機物や微細ご
み等が付着することがなく、製品歩留まりの向上を図る
ことができる。

【００５１】２）保持手段に被処理体を搬入する際、被
処理体の枚数が保持手段が保有できる枚数に満たない場
合でも、不足部分にダミー用被処理体を搬入することに
より、常時保持手段が保有する枚数の被処理体及びダミ
ー用被処理体を保持手段にて保持して熱処理することが
できるので、被処理体の熱処理を均一に行うことがで
き、塗布膜の均一化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の処理装置の一例の概略平面図であ
る。

【図２】この発明の処理装置の一例の概略斜視図であ
る。

【図３】この発明におけるインターフェイス部の平面図
である。

【図４】インターフェイス部の縦断面図である。

【図５】この発明における位置決め機構の平面図であ
る。

【図６】位置決め機構の断面図である。

【図７】位置決め機構の側面図である。

【図８】この発明におけるボートライナーの一部を断面
で示す平面図である。

【図９】図８のＡ−Ａ断面図である。

【図１０】この発明におけるボートライナーと保持手段
の取付け状態を示す分解斜視図である。

【図１１】保持手段の一部を断面で示す側面図及びその
Ｂ−Ｂ断面図である。

【図１２】この発明におけるダミーウエハ用ボートの一
部を断面で示す側面図及びそのＣ−Ｃ断面図である。

【図１３】この発明における保持手段に搬入されたウエ
ハの飛出し検出センサの取付け状態を示す正面図であ
る。

【図１４】ウエハ飛出し検出センサの他に飛出し距離検
出センサを取付けた状態の側面図である。

【図１５】ウエハの飛出し位置検出センサとウエハ押込
み手段を示す斜視図である。

【図１６】ウエハの保持手段への搬入状態と押込み状態
を示す説明図である。

【図１７】この発明における熱処理部の概略断面図であ
る。

【図１８】この発明における保持手段の移送機構を示す
斜視図である。

【符号の説明】

１０ ロード・アンロード部 ２０ 塗布処理部 ２１ ウエハ搬送アーム（搬送手段） ２３ クーリング機構 ２４ ベーク機構 ２５ 塗布機構 ３０ 熱処理部 ３１ 加熱炉（加熱装置） ３４ ボートエレベータ ３５ ボート移送機構 ４０ インターフェイス部 ４１ ウエハボート（保持手段） ４３ 位置決め機構 ４４ 搬入・搬出手段 ４５ ダミーウエハ用ボート（補助保持手段） ４６ ボートライナー（移動手段） Ｗ 半導体ウエハ（被処理体） Ｗd ダミーウエハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｈ０１Ｌ 21/68 Ａ (72)発明者 吉本 裕二 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 後藤 英昭 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 石本 朋子 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 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 八重樫 英民 東京都新宿区西新宿２丁目３番１号 東 京エレクトロン株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−37031（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−190132（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−165034（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−171935（ＪＰ，Ａ) 特表 平５−508740（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/316 B05C 5/00 101 B05C 11/08 B05C 13/00 H01L 21/31 H01L 21/68

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 枚葉処理により被処理体に処理液を塗布
   する塗布処理部と、 上記処理液を塗布後の複数枚の被処理体を保持手段にて
   保持して加熱装置内に搬送し加熱処理する熱処理部と、 上記塗布処理部と熱処理部との間で上記被処理体を搬送
   するインターフェイス部とを具備し、 上記インターフェイス部に、上記保持手段に対して上記
   被処理体を搬入及び搬出する搬入・搬出機構と、ステー
   ジ上面に突設された複数の固定ピンによって上記保持手
   段を取り外し可能に載置すると共に複数の保持手段を同
   時に移動する移動手段を設け、 上記熱処理部に、上記移動手段と加熱装置との間で上記
   保持手段の受け渡しを司る移送手段を設けたことを特徴
   とする処理装置。
2. 【請求項２】 枚葉処理により被処理体に処理液を塗布
   する塗布処理部と、 上記処理液を塗布後の複数枚の被処理体を保持手段にて
   保持して加熱装置内に搬送し加熱処理する熱処理部と、 上記塗布処理部と熱処理部との間で上記被処理体を搬送
   するインターフェイス部とを具備し、 上記塗布処理部に、上記被処理体を搬送する被処理体搬
   送手段を設け、 上記インターフェイス部に、上記保持手段に対して上記
   被処理体を搬入及び搬出する搬入・搬出機構と、上記搬
   入・搬出機構により上記被処理体を受け渡す際に被処理
   体を受け取って位置決めする位置決め機構と、ステージ
   上面に突設された複数の固定ピンによって上記保持手段
   を取り外し可能に載置すると共に複数の保持手段を同時
   に移動する移動手段を設け、 上記熱処理部に、上記移動手段と加熱装置との間で上記
   保持手段の受け渡しを司る移送手段を設けたことを特徴
   とする処理装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の処理装置におい
   て、 上記移動手段に、被処理体を収容する保持手段と、ダミ
   ー用被処理体を収容する補助保持手段を載置し、上記保
   持手段に被処理体を搬入する際、該保持手段が保有でき
   る枚数に満たないとき、不足枚数分ダミー用被処理体を
   搬入可能に形成することを特徴とする処理装置。