JP3542919B2 - 基板処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に対して例えばレジスト塗布・現像処理のような処理を行う基板処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいては、被処理基板例えば半導体ウエハに処理液例えばフォトレジスト液を塗布し、フォトリソグラフィ技術を用いて回路パターン等を縮小してフォトレジスト膜を露光し、これを現像処理する一連の処理工程がある。この処理工程は、半導体デバイスの高集積化には極めて重要なプロセスである。
【0003】
このような処理工程においては、洗浄処理された半導体ウエハに対して、まずアドヒージョン処理ユニットにて疎水化処理を施し、冷却処理ユニットにて冷却した後、レジスト塗布ユニットにてフォトレジスト膜を塗布形成する。このフォトレジスト膜が形成された半導体ウエハに対し、ホットプレートユニットにてプリベーク処理を施した後、冷却処理ユニットにて冷却し、露光装置にて所定のパターンを露光する。引き続き、露光後の半導体ウエハに対してポストエクスポージャーベーク処理を施した後、冷却処理ユニットにて冷却し、現像ユニットにて現像液を塗布して露光パターンを現像する。そして、最後に、ホットプレートユニットにてポストベーク処理を施して高分子化のための熱変成、半導体ウエハとパターンとの密着性を強化する。
【0004】
このような一連の処理工程のうち、露光処理を除く工程は、これらの処理ユニットを一体的に集約したレジスト塗布・現像処理システムによって行われている。このようなレジスト塗布・現像処理システムの一つのタイプとして、垂直方向に延在された搬送路の周囲に、上記の複数の処理機構が垂直方向に積層して配置され、この搬送路を垂直に移動する移載機構によって、半導体ウエハを各処理機構に搬入・搬出するようにしたものが提案されている(特開平4−85812号公報)。このような処理システムでは、複数の処理機構間で基板を移載する際、基板の搬送経路が短く、かつ装置の小型化が可能で、基板の移載を短時間で行うことができ、装置効率を高くすることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、半導体ウエハが大型化進み、300mmウエハの時代に突入しようとしており、上記システムにおいてこのような大型の半導体ウエハに対応しようとすると、装置のフットプリントが大きくなってしまう。また、スループットのさらなる向上も望まれている。
【0006】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、装置のフットプリントが小さく、スループットが高い、大型基板の処理に適した基板処理装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、第1発明は、基板に対して複数工程からなる処理を施す基板処理装置であって、
前記複数の工程に対応して各々基板に対して所定の処理を施す複数の処理機構を備えた複数の処理部と、
基板の搬送を行う搬送部と
を具備し、
前記搬送部は、
前記複数の処理機構に対して基板を搬入または搬出する複数の搬送機構と、
前記複数の搬送機構のいずれからもアクセス可能な位置に設けられ、基板を一時待機させる待機部を有するバッファ機構とを備え、
前記複数の処理部の少なくとも一つは基板に対して液処理を施す液処理機構を含む第1の処理部であり、また他の少なくとも一つは基板に対して熱的処理を施す熱処理機構を含む第2の処理部であり、
前記第1の処理部と前記第2の処理部とは複数ずつ備えられ、
前記複数の処理部は、平面的配置が略三角形になるように配置され、三角形の辺に対応する位置に前記第1の処理部が配置され、三角形の頂点に対応する位置に前記第2の処理部が配置され、
さらに前記複数の処理機構は、前記搬送部の周囲に設けられていることを特徴とする基板処理装置を提供する(請求項1)。
【0008】
このように、複数の搬送機構を有する搬送部の周囲に複数の処理機構を配置することにより、搬送部の周囲に多数の処理機構を配置することができ、一つの搬送機構の周囲に複数の処理機構を配置する装置を用いる場合よりも処理能力当たりのフットプリントを小さくすることが可能である。また、複数の搬送機構のいずれからもアクセス可能な位置にバッファ機構を配置することにより、搬送機構の拘束時間を短くすることができるので、搬送機構が基板を載置した状態で待機することを回避することができ、高いスループットを得ることができる。また、処理機構内に所定時間を超えて基板を放置することを回避することもできるので、基板への悪影響を回避することができる。
【0009】
この場合に、前記バッファ機構は、多段に配置された複数の待機部を有することが好ましい。これにより、複数の基板を同時に待機部に待機させることができ、搬送機構が基板を載置した状態で待機することを一層確実に回避することができる。
【0010】
第2発明は、基板に対して複数工程からなる処理を施す基板処理装置であって、
前記複数の工程に対応して各々基板に対して所定の処理を施す複数の処理機構が垂直方向に多段に積層してなる複数の処理部と、
基板の搬送を行う搬送部と
を具備し、
前記搬送部は、
垂直方向に移動可能に設けられた基板受け渡し部を有し、前記複数の処理機構に対して基板を搬入または搬出する複数の搬送機構と、
前記複数の搬送機構のいずれからもアクセス可能な位置に設けられ、基板を一時待機させる複数の待機部を多段に有するバッファ機構とを備え、
前記複数の処理部の少なくとも一つは基板に対して液処理を施す液処理機構を含む第1の処理部であり、また他の少なくとも一つは基板に対して熱的処理を施す熱処理機構を含む第2の処理部であり、
前記第1の処理部と前記第2の処理部とは複数ずつ備えられ、
前記複数の処理部は、平面的配置が略三角形になるように配置され、三角形の辺に対応する位置に前記第1の処理部が配置され、三角形の頂点に対応する位置に前記第2の処理部が配置され、
さらに前記複数の処理部は、前記搬送部の周囲に設けられていることを特徴とする基板処理装置を提供する(請求項3)。
【0011】
このように、垂直方向に移動可能に設けられた基板受け渡し部を有する複数の搬送機構を備えた搬送部の周囲に、複数の処理機構が垂直方向に多段に積層してなる複数の処理部を配置することにより、搬送部の周囲に極めて多数の処理機構を配置することができ、一つの搬送機構の周囲に複数の処理機構を積層してなる処理部を配置する装置を用いる場合よりも処理能力当たりのフットプリントを小さくすることが可能である。また、複数の搬送機構のいずれからもアクセス可能な位置に複数の待機部を多段に有するバッファ機構を配置することにより、搬送機構の拘束時間を短くすることができるので、搬送機構が基板を載置した状態で待機することを回避することができ、高いスループットを得ることができる。
【0012】
第3発明は、基板に対して複数工程からなる処理を施す基板処理装置であって、
前記複数の工程に対応して各々基板に対して所定の処理を施す複数の処理機構が垂直方向に多段に積層してなる複数の処理部と、
基板の搬送を行う搬送部と
を具備し、
前記搬送部は、
基板を一時待機させる複数の待機部を多段に有するバッファ機構と
垂直方向に移動可能に設けられた基板受け渡し部を有し、かつバッファ機構の周囲に設けられ、前記複数の処理機構に対して基板を搬入または搬出するとともに前記バッファ機構の待機部との間で基板を受け渡す複数の搬送機構とを備え、前記複数の処理部の少なくとも一つは基板に対して液処理を施す液処理機構を含む第1の処理部であり、また他の少なくとも一つは基板に対して熱的処理を施す熱処理機構を含む第2の処理部であり、
前記第1の処理部と前記第2の処理部とは複数ずつ備えられ、
前記複数の処理部は、平面的配置が略三角形になるように配置され、三角形の辺に対応する位置に前記第1の処理部が配置され、三角形の頂点に対応する位置に前記第2の処理部が配置され、
さらに前記複数の処理部は、前記搬送部の周囲に設けられていることを特徴とする基板処理装置を提供する(請求項4)。
【0013】
このように、搬送部が、複数の待機部を多段に有するバッファ機構の周囲に、垂直方向に移動可能な受け渡し部を有する複数の搬送機構を備えた構造を有しており、この搬送部の周囲に、複数の処理機構が垂直方向に多段に積層してなる複数の処理部を配置するので、装置の配置効率が高く、フットプリントをより小さくすることが可能である。また、バッファ機構の周囲に複数の搬送機構を配置することにより、搬送機構による搬送経路を短くすることができ、より高いスループットを得ることができる。
【0014】
これら基板処理装置において、前記処理部の少なくとも一つが基板に対して熱的処理を施す熱処理機構を有し、また他の少なくとも一つが基板に対して液処理を施す液処理機構を有するようにすることができる。
【0015】
また、第4発明は、基板に対して複数工程からなるレジスト処理を施す基板処理装置であって、
前記レジスト処理のための複数の工程に対応して各々基板に対して所定の処理を施す複数の処理機構を備えた複数の処理部と、
基板の搬送を行う搬送部と
を具備し、
前記搬送部は、
前記複数の処理機構に対して基板を搬入または搬出する複数の搬送機構と、
前記複数の搬送機構のいずれからもアクセス可能な位置に設けられ、基板を一時待機させる待機部を有するバッファ機構とを備え、
前記複数の処理部の少なくとも一つは基板にレジスト液を塗布する塗布処理機構および/または露光後のレジストを現像処理する現像処理機構を含む第1の処理部であり、少なくとも他の一つは基板に対して熱的処理を施す処理機構を含む第2の処理部であり、
前記第1の処理部と前記第2の処理部とは複数ずつ備えられ、
前記複数の処理部は、平面的配置が略三角形になるように配置され、三角形の辺に対応する位置に前記第1の処理部が配置され、三角形の頂点に対応する位置に前記第2の処理部が配置され、
さらに前記複数の処理部は前記搬送部の周囲に設けられていることを特徴とする基板処理装置を提供する(請求項5)。
【0016】
このように、複数工程からなるレジスト処理を施す基板処理装置において、複数の搬送機構を有する搬送部の周囲にレジスト処理のための複数の処理機構を配置することにより、搬送部の周囲に多数の処理機構を配置することができ、一つの搬送機構の周囲に複数の処理機構を配置する装置を用いる場合よりも処理能力当たりのフットプリントを小さくすることが可能である。また、複数の搬送機構のいずれからもアクセス可能な位置にバッファ機構を配置することにより、搬送機構の拘束時間を短くすることができるので、搬送機構が基板を載置した状態で待機することを回避することができ、高いスループットを得ることができる。
【0017】
この場合に、第1発明の場合と同様、前記バッファ機構は、多段に配置された複数の待機部を有することが好ましい。
【0018】
第5発明は、基板に対して複数工程からなるレジスト処理を施す基板処理装置であって、
前記レジスト処理のための複数の工程に対応して各々基板に対して所定の処理を施す複数の処理機構が垂直方向に多段に積層してなる複数の処理部と、
基板の搬送を行う搬送部と
を具備し、
前記搬送部は、
垂直方向に移動可能に設けられた基板受け渡し部を有し、前記複数の処理機構に対して基板を搬入または搬出する複数の搬送機構と、
前記複数の搬送機構のいずれからもアクセス可能な位置に設けられ、基板を一時待機させる複数の待機部を多段に有するバッファ機構とを備え、
前記複数の処理部の少なくとも一つは基板にレジスト液を塗布する塗布処理機構および/または露光後のレジストを現像処理する現像処理機構を含む第1の処理部であり、少なくとも他の一つは基板に対して熱的処理を施す処理機構を含む第2の処理部であり、
前記第1の処理部と前記第2の処理部とは複数ずつ備えられ、
前記複数の処理部は、平面的配置が略三角形になるように配置され、三角形の辺に対応する位置に前記第1の処理部が配置され、三角形の頂点に対応する位置に前記第2の処理部が配置され、
さらに前記複数の処理部は前記搬送部の周囲に設けられていることを特徴とする基板処理装置を提供する(請求項7)。
【0019】
このように、基板に対して複数工程からなるレジスト処理を施す基板処理装置において、垂直方向に移動可能な複数の基板受け渡し部を有する搬送機構を備えた搬送部の周囲に、レジスト処理のための複数の工程に対応して各々基板に対して所定の処理を施す複数の処理機構が垂直方向に多段に積層してなる複数の処理部を配置することにより、搬送部の周囲に極めて多数の処理機構を配置することができ、一つの搬送機構の周囲に複数の処理機構を積層してなる処理部を配置する装置を用いる場合よりも処理能力当たりのフットプリントを小さくすることが可能である。また、複数の搬送機構のいずれからもアクセス可能な位置に複数の待機部を多段に有するバッファ機構を配置することにより、搬送機構が基板を載置した状態で待機することを回避することができ、高いスループットを得ることができる。
【0020】
第6発明は、基板に対して複数工程からなるレジスト処理を施す基板処理装置であって、
前記レジスト処理のための複数の工程に対応して各々基板に対して所定の処理を施す複数の処理機構が垂直方向に多段に積層してなる複数の処理部と、
基板の搬送を行う搬送部と
を具備し、
前記搬送部は、
基板を一時待機させる複数の待機部を多段に有するバッファ機構と
垂直方向に移動可能に設けられた基板受け渡し部を有し、かつバッファ機構の周囲設けられ、前記複数の処理機構に対して基板を搬入または搬出するとともに前記バッファ機構の待機部との間で基板を受け渡す複数の搬送機構とを備え、
前記複数の処理部の少なくとも一つは基板にレジスト液を塗布する塗布処理機構および/または露光後のレジストを現像処理する現像処理機構を含む第1の処理部であり、少なくとも他の一つは基板に対して熱的処理を施す処理機構を含む第2の処理部であり、
前記第1の処理部と前記第2の処理部とは複数ずつ備えられ、
前記複数の処理部は、平面的配置が略三角形になるように配置され、三角形の辺に対応する位置に前記第1の処理部が配置され、三角形の頂点に対応する位置に前記第2の処理部が配置され、
さらに前記複数の処理部は前記搬送部の周囲に設けられていることを特徴とする基板処理装置を提供する(請求項8)。
【0021】
このように、搬送部が、複数の待機部を多段に有するバッファ機構の周囲に、垂直方向に移動可能に設けられた基板受け渡し部を有する複数の搬送機構を備えた構造を有しており、この搬送部の周囲に、レジスト処理のための複数の工程に対応して各々基板に対して所定の処理を施す複数の処理機構が垂直方向に多段に積層してなる複数の処理部を配置するので、装置の配置効率が高く、フットプリントをより小さくすることが可能である。また、バッファ機構の周囲に複数の搬送機構を配置することにより、搬送機構による搬送経路を短くすることができ、より高いスループットを得ることができる。
【0022】
このようなレジスト処理を行う基板処理装置において、レジスト塗布後の基板に露光処理を施す露光装置との間で基板の受け渡しを行うインターフェイス部をさらに有するものとすることができる。この場合に、前記インターフェイス部は、露光後の基板に対してベーク処理を施す熱処理機構を有することが好ましい。インターフェイス部にこのような熱処理機構を設けることにより、露光後ポストエクスポージャーベークに至るまでの時間を一定にすることができ、処理のばらつきを極めて小さくすることができる。
【0023】
また、前記インターフェイス部は、基板を冷却する冷却部を備えていることが好ましい。これにより、基板を露光装置に装入する際の基板の熱膨張の影響を排除することができる。
【0024】
前記インターフェイス部は、垂直方向に移動可能な搬送装置を有し、前記処理部のうちいずれかが前記インターフェイス部に隣接して設けられ、前記搬送装置は、その隣接された処理部の各処理機構に対してアクセス可能であることが好ましい。これにより、インターフェイス部に対する基板の受け渡しをスムーズに行うことができ、搬送ムラが生じない。また、前記隣接された処理部は、複数の冷却処理機構を有することが好ましい。これにより、この冷却処理機構をポストエクスポージャーベーク処理後の基板冷却機能および基板の受け渡し機能を兼備させることができ、極めて効率が高い。
【0025】
さらに、レジスト処理を行う基板処理装置において、前記処理部の少なくとも1つは、基板にレジスト液を塗布する塗布処理機構および/または露光後のレジストを現像処理する現像処理機構を含む第1の処理部であり、少なくとも他の一つは基板に対して熱的処理を施す処理機構を含む第2の処理部であるように構成することができる。
【0026】
また、前記第1の処理部と前記第2の処理部とを複数ずつ備え、これら処理部は、平面的配置が略三角形になるように配置され、三角形の頂点に対応する位置に第2の処理部が配置され、これら第2の処理部は着脱自在に構成されていることが好ましい。このように構成することにより、第2の処理部を処理位置から離脱させることにより、搬送部のメンテナンスを容易に行うことができる。
【0027】
上記全ての基板処理装置において、処理前の基板および/または処理後の基板を収納可能な収納容器を載置する収納容器載置部をさらに具備するように構成することができる。この場合に、前記搬送機構のいずれかが、前記収納容器載置部にアクセス可能に設けられていることが好ましい。これにより、収納容器載置部に搬送機構が不要になり、装置効率を一層高めることができる。また、前記収納容器載置部は、いずれかの処理機構と上下に積層して配置することができ、これにより装置のフットプリントを一層小さくすることができる。さらに、前記収納容器載置部は、前記収納容器を多段に載置可能であることが好ましい。これにより、収納容器の載置数を多くすることができる。さらにまた、前記バッファ機構の載置部は冷却機能を有していることが好ましい。これにより、次に搬送される処理機構への熱影響を回避することができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図1は本発明の一実施形態に係るレジスト塗布・現像処理システムを示す概略平面図である。
【0029】
このレジスト塗布・現像処理システム1は、半導体ウエハWに対してレジスト塗布・現像に関する一連の処理を施す複数の処理ユニットを有する処理ステーション2と、処理ステーション2の内側に処理ステーション2に囲まれるように設けられた、半導体ウエハWを搬送するための搬送部3と、前記処理ステーション2の一部に設けられ、半導体ウエハWが複数枚例えば25枚単位で搭載されるウエハカセットCSを載置可能なカセットステーション4と、処理ステーション11と隣接して設けられる露光装置50a,50bとの間でウエハWを受け渡すためのインターフェイス部5とを具備している。
【0030】
上記処理ステーション2は、複数の処理ユニットが多段に積層された7個の処理部G1,G2,G3,G4,G5,G6,G7を有し、さらに後述するカセットステーション4の上に設けられた2つの現像ユニット(DEV)を有する。これら処理部G1,G2,G3,G4,G5,G6,G7およびカセットステーション4の上の2つの現像ユニット(DEV)は、その平面形状が正三角形をなすように配置されている。
【0031】
これらのうち、第1および第2の処理部G1,G2は上記正三角形の一辺を構成し、第3および第4の処理部G3およびG4は他の一辺を構成し、さらにカセットステーション4およびその上の2つの現像ユニット(DEV)がさらに他の一辺を構成している。そして、この正三角形の3つの頂点に対応する位置に、それぞれ第5の処理部G5、第6の処理部G6、および第7の処理部G7が配置されている。また、第2の処理部G2と第4の処理部G4との間に配置された第7の処理部G7を介してインターフェイス部5が配置されている。
【0032】
図2の(a),(b)に示すように、処理部G1,G2,G3,G4は、いずれもカップCP内でウエハWをスピンチャック(図示せず)に載置して所定の処理を行う2台のスピナ型処理ユニットが上下2段に配置されている。具体的には、第1の処理部G1および第3の処理部G3では、レジストのパターンを現像する2つの現像ユニット(DEV)が上下2段に配置されており、第2の処理部G2および第4の処理部G4ではウエハWにレジストを塗布するレジスト塗布ユニット(CT)が上下2段に配置されている。
【0033】
第5の処理部G5および第6の処理部G6は、図3の(a)に示すように、ウエハWを載置台に載せて所定の処理を行うオーブン型の処理ユニットが多段に重ねられている。すなわち、これらは冷却処理を行う4つのクーリングユニット(COL)、および露光処理前や露光処理後、さらには現像処理後にウエハWに対して加熱処理を行う4つのホットプレートユニット(HP)を有し、4つのホットプレートユニット(HP)を上にして合計8段に重ねられている。
【0034】
また、第7の処理部G7は、図3の(b)に示すように、冷却処理を行うとともにインターフェイス部5との間で半導体ウエハWの受け渡しを行う3つのイクステンションクーリングユニット(EXTCOL)、レジストの定着性を高めるためのいわゆる疎水化処理を行うアドヒージョンユニット(AD)、位置合わせを行うアライメントユニット(ALIM)、露光処理前や露光処理後、さらには現像処理後にウエハWに対して加熱処理を行う3つのホットプレートユニット(HP)が下から順に8段に重ねられている。
【0035】
このように処理温度の低い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)を下段に配置し、処理温度の高いホットプレートユニット(HP)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。もちろん、ランダムな多段配置としてもよい。なお、これら処理部G5,G6,G7は、それぞれヒンジ部31,32,33を中心として回動可能となっており、処理を行う際には、図示する位置に配置され、搬送部3等のメンテナンスを行う際には、矢印の方向へ回動して搬送部3の配置空間へ入ることが可能となる。
【0036】
カセットステーション4は、図4に示すように、上下2段のカセット載置台41および42を有しており、これらの上にそれぞれ3個ずつ、合計6個のカセットがウエハWの出入口を搬送部3側に向けて載置可能となっている。ウエハカセットCRにおいてはウエハWが垂直方向(Z方向)に配列されている。そして、前述のようにこのカセットステーション4の上に2つの現像ユニット(DEV)が配置されている。
【0037】
搬送部3は、図1に示すように、処理部2の内部空間の中心部に設けられたバッファ機構14と、その周囲に設けられた3つの主ウエハ搬送機構11,12,13とを備えている。
【0038】
主ウエハ搬送機構11,12,13は、いずれも、図5に示すように、垂直方向に延在し、垂直壁51a,51bおよびそれらの間の側面開口部51cを有する筒状支持体51と、その内側に筒状支持体51に沿って垂直方向(Z方向)に昇降自在に設けられたウエハ受け渡し部52とを有している。筒状支持体51はモータ53の回転駆動力によって回転可能となっており、それにともなってウエハ受け渡し部52も一体的に回転されるようになっている。
【0039】
図5および図6に示しように、ウエハ受け渡し部52は、搬送基台60と、搬送基台60に沿って前後に移動可能な3本のウエハ保持アーム61,62,63とを備えており、これらアーム61,62,63は、筒状支持体51の側面開口部51cを通過可能な大きさを有している。このウエハ受け渡し部52は、モータ54によってベルト55を駆動させることにより昇降するようになっている。なお、符号56は駆動プーリー、57は従動プーリーである。
【0040】
ウエハ受け渡し部52においては、アーム61,62,63が上から順に配置されており、図6に示すように、アーム61,62は、それぞれC字状のウエハ保持部61a,62aを有している。また、アーム62には内側に延びるウエハ保持爪62bが3箇所(図では2箇所のみ示す)に設けられており、保持爪62bによってウエハWを保持するようになっている。図6ではアーム62に隠れているが、アーム63もアーム62と同様に構成されている。これらアーム61,62,63は、搬送基台60内に内蔵されたモータおよびベルト機構により図6の矢印方向にそれぞれ独立して移動することが可能となっている。
【0041】
上記3つの主ウエハ搬送機構はそれぞれアクセス可能な処理部等が決まっており、主ウエハ搬送機構11は、第1の処理部G1、第5の処理部G5、ならびにカセットステーション4の一部およびその上の現像ユニット(DEV)の一方にアクセス可能であり、主ウエハ搬送機構12は、第3の処理部G3、第6の処理部G6、ならびにカセットステーション4の一部およびその上の現像ユニット(DEV)の他方にアクセス可能であり、主搬送機構13は第2の処理部G2、第7の処理部G7および第4の処理部G4にアクセス可能である。
【0042】
なお、各処理部の処理ユニットには、搬送部3に面する位置に、ウエハ保持アーム61,62,63によるウエハWの搬入出が可能な開口部が形成されている。また、第7の処理部G7の3つのイクステンション・クーリングユニット(EXTCOL)は搬送部3側とインターフェイス部5側の両方に開口部が形成されている。
【0043】
バッファ機構14は、図7に示すように、多段に設けられた複数(図では3個)のステージ(載置部)71を有している。これら複数のステージ71は支持棒72により支持されており、その内部に突没自在にウエハWのリフトピン73を有している。このバッファ機構14の各ステージ71は、主ウエハ搬送機構11,12,13におけるウエハ受け渡し部52のアーム(図ではアーム61)がアクセス可能に構成されており、ウエハWを一時待機させる機能を有している。また、これらステージ71の内部には冷却機構が内蔵されており、これらステージ71は冷却プレートとしても機能するようになっている。
【0044】
上記インターフェイス部5は、図1に示すように、第7の処理部G7と対面して設けられており、処理ステーション2との間でウエハWの受け渡しを行うインターフェイス搬送機構21を有している。そして、このインターフェイス搬送機構21を中心に、その両側にそれぞれホットプレートユニットとイクステンションユニットが上下に積層されてなるホットプレート・イクステンションブロック22a,22bが設けられ、これらホットプレート・イクステンションブロック22a,22bの両側には、それぞれ搬送装置23a,23bが設けられ、さらにこれら搬送装置23a,23bの両側には、それぞれピックアップカセットとバッファーカセットとが上下に積層されてなるピックアップ・バッファーカセットブロック24a,24bが設けられている。さらに、インターフェイス搬送機構21の第7の処理部G7と反対側には、2つの周辺露光ユニット27a,27bが設けられている。また、搬送装置23aがアクセス可能な位置には、露光装置50aに対するウエハWの搬入出を行うための2つのステージ25a,26aが設けられており、そのうちステージ26aは冷却機能を有しており、露光装置50aに装入されるウエハWの熱膨張の影響を抑制することが可能となっている。搬送装置23bがアクセス可能な位置には、同様に露光装置50bに対するウエハWの搬入出を行うための2つのステージ25b,26bが設けられており、そのうちステージ26bは冷却機能を有している。
【0045】
インターフェイス搬送機構21は、ウエハ保持アームを有する上下動可能なウエハ受け渡し部(図示せず)を備え、第7の処理部G7の各処理ユニットにアクセス可能となっており、3つのイクステンション・クーリングユニット(EXTCOL)を介して処理ステーション2との間でウエハWの受け渡しを行うとともに、ホットプレート・イクステンションブロック22a,22bおよび周辺露光ユニット27a,27bとの間でもウエハWの受け渡しを行うようになっている。ホットプレート・イクステンションブロック22a,22bのホットプレートユニットでは、露光後の基板にポストエクスポージャーベーク処理が施される。またイクステンションユニットでは、搬送装置23a,23bとの間でウエハWの受け渡しを行う。また、搬送装置23a,23bは、ピックアップ・バッファーカセットブロック24a,24bに対するウエハWの受け渡しも行うようになっている。
【0046】
このように構成されるレジスト塗布現像処理システムにおいては、カセットステーション4のウエハカセットCRから主ウエハ搬送機構11または12のいずれかのアームにより一枚のウエハWが取り出され、バッファ機構14のいずれかのステージ71に載置される。そして、主ウエハ搬送機構11または12のいずれかのアームがまた、カセットCRからウエハWを取り出しに行く。
【0047】
一方、ステージ71のウエハWは主ウエハ搬送機構13のいずれかのアームにより受け取られ、処理部G7のアドヒージョン処理ユニット(AD)に搬送され、そこでレジストの定着性を高めるための疎水化処理(HMDS処理)が施される。この処理は加熱を伴うため、その後ウエハWは、主ウエハ搬送機構13のいずれかのアームによりアドヒージョン処理ユニット(AD)から取り出された後、同じアームで処理部G7のイクステンション・クーリングユニット(EXTCOL)に搬送されて冷却されるか、またはバッファ機構14のいずれかのステー71に載置された後主ウエハ搬送機構11または12のいずれかのアームにより、処理部G 5 または処理部G 6 のクーリングユニット(COL)に搬送されて冷却される。
【0048】
引き続き、ウエハWは、必要に応じてバッファ機構14のいずれかのステージ71に載置された後、主ウエハ搬送機構13のいずれかのアームによりレジスト塗布ユニット(CT)に搬送され、レジスト液を滴下しながらウエハWを回転させるスピンコーティングによりレジスト膜が形成される。
【0049】
塗布処理終了後、ウエハWは必要に応じてバッファ機構14のステージ71に載置され、対応する主ウエハ搬送機構により、処理部G5,G6,G7のいずれかのホットプレートユニット(HP)にてプリベーク処理され、次いでやはり必要に応じてバッファ機構14のステージ71に載置された後、対応する主ウエハ搬送機構によりいずれかの処理部のクーリングユニット(COL)に搬送され、そこで冷却される。冷却されたウエハWは、必要に応じてバッファ機構14のステージ71に載置された後、主ウエハ搬送機構13のいずれかのアームにより処理部G7のアライメントユニット(ALIM)に搬送され、そこでアライメントされた後、再び主ウエハ搬送機構13のいずれかのアームにより処理部G7のイクステンション・クーリングユニット(EXTCOL)のいずれかに搬送される。
【0050】
イクステンション・クーリングユニット(EXTCOL)に搬送されたウエハWは、インターフェイス部5のインターフェイス搬送機構21のアームに受け取られ、まず周辺露光装置27aまたは27bのいずれかに搬入され、そこで周辺露光されて余分なレジストが除去された後、ホットプレート・イクステンションブロック22a,22bのいずれかのイクステンションユニットを介して搬送装置23aまたは23bにより、ステージ26aまたは26bに搬送され、そこで冷却された後露光装置50aまたは50bに搬入され、所定のパターンが露光される。
【0051】
露光後、ウエハWはステージ25aまたは25bに載置され、搬送装置23aまたは23bによりホットプレート・イクステンションブロック22a,22bのいずれかのイクステンションユニットに搬送され、インターフェイス搬送機構21のアームによりブロック22a,22bのいずれかのホットプレート(HP)でポストエクスポージャーベーク処理が施される。その後、インターフェイス搬送機構21のアームにより処理ステーションの第7の処理部G7のイクステンション・クーリングユニット(EXTCOL)のいずれかに搬送され、冷却される。
【0052】
その後、ウエハWは主ウエハ搬送機構13のいずれかのアームにより、バッファ機構14のいずれかのステージ71に載置され、主ウエハ搬送機構11または12のいずれかのアームにより、いずれかの現像ユニット(DEV)に搬送され、そこで露光パターンを現像する。現像終了後、ウエハWは必要に応じてバッファ機構14のいずれかのステージ71に載置され、対応する主ウエハ搬送機構により処理部G5,G6,G7のいずれかのホットプレートユニット(HP)に搬送され、そこでポストベーク処理が施される。次いで、ウエハWは必要に応じてバッファ機構14のいずれかのステージ71に載置された後、対応する主ウエハ搬送機構によりいずれかの処理部のクーリングユニット(COL)に搬送され、そこで冷却される。そして、半導体ウエハWは、バッファ機構14のいずれかのステージ71に戻された後、主ウエハ搬送機構11または12のいずれかのアームにより、カセットステーション4の所定のカセットCRに収容される。
【0053】
このように、本実施の形態では、複数の主ウエハ搬送機構11,12,13を有する搬送部3の周囲に複数の処理ユニットを配置することにより、搬送部3の周囲に多数の処理ユニットを配置することができ、一つの搬送機構の周囲に複数の処理ユニットを配置する装置を用いる場合よりも処理能力あたりのフットプリントを小さくすることが可能である。また、これら主ウエハ搬送機構11,12,13のいずれからもアクセス可能な位置にバッファ機構14を配置することにより、主ウエハ搬送機構11,12,13の拘束時間を短くすることができるので、これら主ウエハ搬送機構のアームがウエハWを載置した状態で待機することを回避することができ、高いスループットを得ることができる。また、このように主ウエハ搬送機構11,12,13の拘束時間を短くすることができることから、処理ユニット内に所定時間を超えてウエハWを放置することを回避することができ、ホットプレートユニット(HP)でのプリベーク処理におけるオーバーベーク等のウエハWへの悪影響を回避することができる。
【0054】
特に、処理ユニットを多段に配置した処理部を複数配置し、主ウエハ搬送機構11,12,13の基板受け渡し部52が上下に移動してこれら多段に配置された処理ユニットにアクセスするようになっていることから、主ウエハ搬送機構のタスクが極めて多いが、上記実施形態では、バッファ機構14が、多段のステージ71を有していることから、複数のウエハWを同時にステージ上に待機させることができ、このような場合でも主ウエハ搬送機構11,12,13がウエハWを載置した状態で待機することをほぼ確実に回避することができ、また、バッファ機構14の周囲に主ウエハ搬送機構11,12,13が配置されている構造となっており、ウエハの搬送経路を短くすることができるので、現実的に高いスループットを実現することがきる。具体的には、上記実施形態では10個のスピナ型ユニットを搭載し露光装置を2台配置することが可能であるから、2つの塗布ユニット、3つの現像ユニット、1つの露光装置の組合せが2セット分でき、1時間あたり150枚のウエハを処理することができる。
【0055】
また、インターフェイス部5内に、露光後のウエハに対してベーク処理を施すホットプレートを有しているので、露光後ポストエクスポージャーベークに至るまでの時間を一定にすることができ、処理のばらつきを極めて小さくすることができる。インターフェイス部5のステージ26a,26bが冷却機能を有しているので、ウエハWを露光装置に装入する際のウエハWの熱膨張の影響を排除することができる。インターフェイス部5のインターフェイス搬送機構21が垂直方向に移動可能であり、インターフェース部5に隣接して設けられた第7の処理部G7の各処理ユニットに対してアクセス可能であり、3つのイクステンション・クーリングユニット(EXTCOL)を介して処理ステーション2との間のウエハWの受け渡しが可能であるため、インターフェイス部5に対するウエハWの受け渡しをスムーズに行うことができ、搬送ムラが生じない。また、第7の処理部G7の3つのイクステンション・クーリングユニット(EXTCOL)により、ポストエクスポージャーベーク処理後のウエハWの冷却を行うこともできるので、極めて効率が高い。
【0056】
さらに、処理ステーション2が各処理部を平面配置が略正三角形になるように配置した構造となっており、三角形の頂点に対応する位置の処理部G5,G6,G7を配置し、これらをそれぞれヒンジ31,32,33を中心として回動させることにより、装着・退避可能(着脱自在)としたので、処理を行っていない時にこれら処理部を矢印方向に回動させて処理位置から退避させることにより、搬送部3のメンテナンスを容易に行うことができる。なお、インターフェイス部5は処理ステーション2に対して着脱自在であり、処理部G7をはインターフェイス部5を外した後に退避可能となる。また、このように略正三角形の配置とすることにより、フレームも略正三角形であって前後左右同じであるから、量産に適している。また、このように処理ユニットを配置することにより、スピナ系ユニットと熱的ユニットとのクリアランスを大きくすることができ、スピナ系ユニットに対する熱影響を小さくすることができる。
【0057】
さらにまた、カセットステーション4を主ウエハ搬送機構11,12のアクセス可能な位置に設けたので、従来カセットステーションに設けられていた搬送機構が不要となり装置効率を一層高めることができる。また、カセットステーション4のカセット載置台が2段に設けることにより、ウエハカセットCRの載置数を多くすることができ(本実施形態では6個)、処理効率を高めることができる。さらに、カセットステーション4の上に現像ユニット(DEV)を配置しているので、その分さらに装置のフットプリントを小さくすることができる。
【0058】
さらにまた、バッファ機構14のステージ71は冷却機能を有しているので、ここに待機されたウエハWを所定温度まで冷却することができ、次に搬送される処理ユニットへの熱影響を回避することができる。
【0059】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、レジスト液を塗布し現像するレジスト塗布・現像システムについて説明したが、このようなレジスト塗布・現像システムに限らず、複数の処理機構により複数工程を行う処理装置であれば適用可能である。また、基板として半導体ウエハを例にとって説明したが、半導体ウエハ以外の他の基板、例えばLCD基板の処理にも適用することができる。さらに、複数の処理ユニットを多段に配置してなる複数の処理部を搬送部に配置した例について示したが、必ずしもこのような構成に限らない。さらにまた、処理ステーションの平面配置も三角形に限らず、四角形等、他の形状であっても構わない。さらにまた、主搬送機構も3つに限らず、2つであってもよく、4つ以上であってもよい。
【0060】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の搬送機構を有する搬送部の周囲に複数の処理機構を配置することにより、搬送部の周囲に多数の処理機構を配置することができ、一つの搬送機構の周囲に複数の処理機構を配置する装置を用いる場合よりも処理能力当たりのフットプリントを小さくすることが可能である。また、複数の搬送機構のいずれからもアクセス可能な位置にバッファ機構を配置することにより、搬送機構の拘束時間を短くすることができるので、搬送機構が基板を載置した状態で待機することを回避することができ、高いスループットを得ることができる。また、処理機構内に所定時間を超えて基板を放置することを回避することもできるので、基板への悪影響を回避することができる。
【0061】
また、垂直方向に移動可能に設けられた基板受け渡し部を有する複数の搬送機構を備えた搬送部の周囲に、複数の処理機構が垂直方向に多段に積層してなる複数の処理部を配置することにより、搬送部の周囲に極めて多数の処理機構を配置することができ、一つの搬送機構の周囲に複数の処理機構を積層してなる処理部を配置する装置を用いる場合よりも処理能力当たりのフットプリントを小さくすることが可能である。また、複数の搬送機構のいずれからもアクセス可能な位置に複数の待機部を多段に有するバッファ機構を配置することにより、搬送機構の拘束時間を短くすることができるので、搬送機構が基板を載置した状態で待機することを回避することができ、高いスループットを得ることができる。
【0062】
さらに、搬送部が、複数の待機部を多段に有するバッファ機構の周囲に、垂直方向に移動可能な受け渡し部を有する複数の搬送機構を備えた構造を有しており、この搬送部の周囲に、複数の処理機構が垂直方向に多段に積層してなる複数の処理部を配置するので、装置の配置効率が高く、フットプリントをより小さくすることが可能である。また、バッファ機構の周囲に複数の搬送機構を配置することにより、搬送機構による搬送経路を短くすることができ、より高いスループットを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態である半導体ウエハの塗布現像処理システムの全体構成の平面図。
【図2】図1のレジスト塗布ユニットおよび現像処理ユニットを備えた処理部を示す側面図。
【図3】図1の熱的処理ユニットを備えた処理部を示す側面図。
【図4】図1のカセットステーションを示す側面図。
【図5】図1の搬送部における主ウエハ搬送機構を示す断面図。
【図6】図5の主ウエハ搬送機構のウエハ受け渡し部を示す概略平面図。
【図7】図1の搬送部におけるバッファ機構を示す側面図。
【符号の説明】
1……レジスト塗布・現像処理システム
2……処理ステーション
3……搬送部
4……カセットステーション
5……インターフェイス部
11,12,13……主ウエハ搬送機構
14……バッファ機構
G1,G2,G3,G4,G5,G6,G7……処理部
CT……塗布ユニット
DEV……現像ユニット
HP……ホットプレートユニット
COL……クーリングユニット
AD……アドヒージョンユニット
ALIM……アライメントユニット
EXTCOL……イクステンション・クーリングユニット
W……半導体ウエハ(被処理基板)
Claims (19)
- 基板に対して複数工程からなる処理を施す基板処理装置であって、
前記複数の工程に対応して各々基板に対して所定の処理を施す複数の処理機構を備えた複数の処理部と、
基板の搬送を行う搬送部と
を具備し、
前記搬送部は、
前記複数の処理機構に対して基板を搬入または搬出する複数の搬送機構と、
前記複数の搬送機構のいずれからもアクセス可能な位置に設けられ、基板を一時待機させる待機部を有するバッファ機構とを備え、
前記複数の処理部の少なくとも一つは基板に対して液処理を施す液処理機構を含む第1の処理部であり、また他の少なくとも一つは基板に対して熱的処理を施す熱処理機構を含む第2の処理部であり、
前記第1の処理部と前記第2の処理部とは複数ずつ備えられ、
前記複数の処理部は、平面的配置が略三角形になるように配置され、三角形の辺に対応する位置に前記第1の処理部が配置され、三角形の頂点に対応する位置に前記第2の処理部が配置され、
さらに前記複数の処理機構は、前記搬送部の周囲に設けられていることを特徴とする基板処理装置。 - 前記バッファ機構は、多段に配置された複数の待機部を有することを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。
- 基板に対して複数工程からなる処理を施す基板処理装置であって、
前記複数の工程に対応して各々基板に対して所定の処理を施す複数の処理機構が垂直方向に多段に積層してなる複数の処理部と、
基板の搬送を行う搬送部と
を具備し、
前記搬送部は、
垂直方向に移動可能に設けられた基板受け渡し部を有し、前記複数の処理機構に対して基板を搬入または搬出する複数の搬送機構と、
前記複数の搬送機構のいずれからもアクセス可能な位置に設けられ、基板を一時待機させる複数の待機部を多段に有するバッファ機構とを備え、
前記複数の処理部の少なくとも一つは基板に対して液処理を施す液処理機構を含む第1の処理部であり、また他の少なくとも一つは基板に対して熱的処理を施す熱処理機構を含む第2の処理部であり、
前記第1の処理部と前記第2の処理部とは複数ずつ備えられ、
前記複数の処理部は、平面的配置が略三角形になるように配置され、三角形の辺に対応する位置に前記第1の処理部が配置され、三角形の頂点に対応する位置に前記第2の処理部が配置され、
さらに前記複数の処理部は、前記搬送部の周囲に設けられていることを特徴とする基板処理装置。 - 基板に対して複数工程からなる処理を施す基板処理装置であって、
前記複数の工程に対応して各々基板に対して所定の処理を施す複数の処理機構が垂直方向に多段に積層してなる複数の処理部と、
基板の搬送を行う搬送部と
を具備し、
前記搬送部は、
基板を一時待機させる複数の待機部を多段に有するバッファ機構と
垂直方向に移動可能に設けられた基板受け渡し部を有し、かつバッファ機構の周囲に設けられ、前記複数の処理機構に対して基板を搬入または搬出するとともに前記バッファ機構の待機部との間で基板を受け渡す複数の搬送機構とを備え、前記複数の処理部の少なくとも一つは基板に対して液処理を施す液処理機構を含む第1の処理部であり、また他の少なくとも一つは基板に対して熱的処理を施す熱処理機構を含む第2の処理部であり、
前記第1の処理部と前記第2の処理部とは複数ずつ備えられ、
前記複数の処理部は、平面的配置が略三角形になるように配置され、三角形の 辺に対応する位置に前記第1の処理部が配置され、三角形の頂点に対応する位置に前記第2の処理部が配置され、
さらに前記複数の処理部は、前記搬送部の周囲に設けられていることを特徴とする基板処理装置。 - 基板に対して複数工程からなるレジスト処理を施す基板処理装置であって、
前記レジスト処理のための複数の工程に対応して各々基板に対して所定の処理を施す複数の処理機構を備えた複数の処理部と、
基板の搬送を行う搬送部と
を具備し、
前記搬送部は、
前記複数の処理機構に対して基板を搬入または搬出する複数の搬送機構と、
前記複数の搬送機構のいずれからもアクセス可能な位置に設けられ、基板を一時待機させる待機部を有するバッファ機構とを備え、
前記複数の処理部の少なくとも一つは基板にレジスト液を塗布する塗布処理機構および/または露光後のレジストを現像処理する現像処理機構を含む第1の処理部であり、少なくとも他の一つは基板に対して熱的処理を施す処理機構を含む第2の処理部であり、
前記第1の処理部と前記第2の処理部とは複数ずつ備えられ、
前記複数の処理部は、平面的配置が略三角形になるように配置され、三角形の辺に対応する位置に前記第1の処理部が配置され、三角形の頂点に対応する位置に前記第2の処理部が配置され、
さらに前記複数の処理部は前記搬送部の周囲に設けられていることを特徴とする基板処理装置。 - 前記バッファ機構は、多段に配置された複数の待機部を有することを特徴とする請求項5に記載の基板処理装置。
- 基板に対して複数工程からなるレジスト処理を施す基板処理装置であって、
前記レジスト処理のための複数の工程に対応して各々基板に対して所定の処理を施す複数の処理機構が垂直方向に多段に積層してなる複数の処理部と、
基板の搬送を行う搬送部と
を具備し、
前記搬送部は、
垂直方向に移動可能に設けられた基板受け渡し部を有し、前記複数の処理機構に対して基板を搬入または搬出する複数の搬送機構と、
前記複数の搬送機構のいずれからもアクセス可能な位置に設けられ、基板を一時待機させる複数の待機部を多段に有するバッファ機構とを備え、
前記複数の処理部の少なくとも一つは基板にレジスト液を塗布する塗布処理機構および/または露光後のレジストを現像処理する現像処理機構を含む第1の処理部であり、少なくとも他の一つは基板に対して熱的処理を施す処理機構を含む第2の処理部であり、
前記第1の処理部と前記第2の処理部とは複数ずつ備えられ、
前記複数の処理部は、平面的配置が略三角形になるように配置され、三角形の辺に対応する位置に前記第1の処理部が配置され、三角形の頂点に対応する位置に前記第2の処理部が配置され、
さらに前記複数の処理部は前記搬送部の周囲に設けられていることを特徴とする基板処理装置。 - 基板に対して複数工程からなるレジスト処理を施す基板処理装置であって、
前記レジスト処理のための複数の工程に対応して各々基板に対して所定の処理を施す複数の処理機構が垂直方向に多段に積層してなる複数の処理部と、
基板の搬送を行う搬送部と
を具備し、
前記搬送部は、
基板を一時待機させる複数の待機部を多段に有するバッファ機構と
垂直方向に移動可能に設けられた基板受け渡し部を有し、かつバッファ機構の周囲設けられ、前記複数の処理機構に対して基板を搬入または搬出するとともに前記バッファ機構の待機部との間で基板を受け渡す複数の搬送機構とを備え、
前記複数の処理部の少なくとも一つは基板にレジスト液を塗布する塗布処理機構および/または露光後のレジストを現像処理する現像処理機構を含む第1の処理部であり、少なくとも他の一つは基板に対して熱的処理を施す処理機構を含む第2の処理部であり、
前記第1の処理部と前記第2の処理部とは複数ずつ備えられ、
前記複数の処理部は、平面的配置が略三角形になるように配置され、三角形の辺に対応する位置に前記第1の処理部が配置され、三角形の頂点に対応する位置に前記第2の処理部が配置され、
さらに前記複数の処理部は前記搬送部の周囲に設けられていることを特徴とする基板処理装置。 - レジスト塗布後の基板に露光処理を施す露光装置との間で基板の受け渡しを行うインターフェイス部をさらに有することを特徴とする請求項7または請求項8に記載の基板処理装置。
- 前記インターフェイス部は、露光後の基板に対してベーク処理を施す熱処理機構を有することを特徴とする請求項9に記載の基板処理装置。
- 前記インターフェイス部は、基板を冷却する冷却部を備えていることを特徴とする請求項9または請求項10に記載の基板処理装置。
- 前記インターフェイス部は、垂直方向に移動可能な搬送装置を有し、前記処理部のうちいずれかが前記インターフェイス部に隣接して設けられ、前記搬送装置は、その隣接された処理部の各処理機構に対してアクセス可能であることを特徴とする請求項9ないし請求項11のいずれか1項に記載の基板処理装置。
- 前記隣接された処理部は、複数の冷却処理機構を有することを特徴とする請求項12に記載の基板処理装置。
- 前記第2の処理部は着脱自在に構成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項13のいずれか1項に記載の基板処理装置。
- 処理前の基板および/または処理後の基板を収納可能な収納容器を載置する収納容器載置部をさらに具備することを特徴とする請求項1ないし請求項14のいずれか1項に記載の基板処理装置。
- 前記搬送機構のいずれかが、前記収納容器載置部にアクセス可能に設けられていることを特徴とする請求項15に記載の基板処理装置。
- 前記収納容器載置部は、いずれかの処理機構と上下に積層して配置されていることを特徴とする請求項15または請求項16に記載の基板処理装置。
- 前記収納容器載置部は、前記収納容器を多段に載置可能であることを特徴とする請求項15ないし請求項17のいずれか1項に記載の基板処理装置。
- 前記バッファ機構の載置部は冷却機能を有していることを特徴とする請求項1ないし請求項18のいずれか1項に記載の基板処理装置。
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