JP3599650B2 - 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、半導体基板、液晶表示器のガラス基板、フォトマスク用のガラス基板、光ディスク用の基板等(以下、単に基板と称する)に対して塗布膜を形成する基板処理装置に係り、特に塗布膜が塗布形成されたシートから基板へ塗布膜を転写することによって、基板上に塗布膜を形成する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、基板に対して塗布膜を形成する装置としては、基板を回転させながら塗布液を供給して塗布処理を行うスピンコータが知られている。
【0003】
半導体基板の集積回路(LSI[Large Scale Integrated Circuit])の製造工程を例に採って説明する。例えば図12に示すように、シリコン基板51にアルミニウム層52を積層してパターニングした後に、SOG(Spin−on−Glass )層53を積層することがある。このときスピンコータを用いてSOG液が塗布される。
【0004】
しかしながら、スピンコータを用いて塗布処理する場合には、以下の問題がある。即ち、SOG層53を積層することによって、「ボイド」と呼ばれる空隙が生じてしまい、埋め込み性が悪くなる場合がある。特に、図12に示すように、アルミニウム層52に「コンタクト」と呼ばれる孔がある場合は、埋め込み性が悪くなる。コンタクトCTの孔径をaとし、アルミニウム層52の厚みをtとしたとき、孔径aに対する厚みtの比(=t/a)であるアスペクト比(aspect ratio)が大きくなればなるほど、埋め込み性が悪くなってボイドVが発生し易くなる。ボイドVの発生によって集積回路の信頼性が悪くなる。
【0005】
また、パターニングされたアルミニウム層52の上にSOG層53を積層形成すると、SOG層53の表面は、図12に示すように、凹凸のある面となる。このようなSOG層53にパターンを形成すべく露光を行うと、SOG層53の凹凸のために露光焦点があわなくなる。そこで、SOG層53を積層形成した後には、平滑化処理が通常行われる。代表的な平滑化処理として、いわゆるCMP(Chemical mechanical polishing )と呼ばれる化学機械研磨がよく知られている。
【0006】
上述のような埋め込み性を良くしたり、平滑化処理を行わずにSOG層53の表面を平滑にする方法として、塗布膜が形成されたシートから基板へ塗布膜を転写することによって、基板に塗布膜を形成する手法が知られている。
【0007】
この転写式の塗布膜形成処理について説明する。シートに塗布液を供給して回転塗布する。塗布膜が形成されたシートと基板とを貼り合わせた後、基板からシートだけを剥離することによって、シートから基板上に塗布膜を転写する。
【0008】
上述のような手法によれば、基板とシートとが密接した状態で貼り合わされるので、埋め込み性が良くなり、さらに平滑化処理を行わなくても塗布膜の表面は平滑になる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような転写式の塗布膜形成手法でも、次のような問題点がある。
【0010】
即ち、従来例の場合には、図13に示すように、基板とシートとを供給する各供給用カセット101と、シートに塗布液を供給して回転塗布するスピンコータ102と、塗布膜が塗布されたシートと基板とを貼り合わせる貼り合わせ装置103と、基板からシートだけを剥離して塗布液を基板に転写する剥離装置104と、塗布膜が転写された基板とシートとを回収する各回収用カセット105とが必要になってくる。
【0011】
これらの装置は互いに独立して設置されているので、各処理が終了して次の処理にそれぞれ移るときには、上記基板とシートとはオペレータを介して前の処理を行った装置から次の処理を行う装置へと搬送される。このように装置間の基板とシートとの搬送は、オペレータを介することによって行われるので、基板1枚当たりの処理時間が長くなる。
【0012】
また、各装置間での搬送に人手が介在すると基板やシートにパーティクルが付着したり、基板やシートの熱が放熱されて熱履歴を管理し難くなる。さらに、各装置を設置するのに広い床面積が必要になるという問題点もある。
【0013】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、人手を介することなく基板に塗布膜を効率良く転写形成することができるコンパクトな基板処理装置を提供することを課題とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を達成するために、次のような構成をとる。
即ち、請求項1に記載の発明は、基板上に塗布膜を形成する基板処理装置であって、シートに塗布液を塗布してシート上に塗布膜を形成する塗布ユニットと、塗布膜が形成されたシートと基板とを貼り合わせる貼り合わせユニットと、基板からシートだけを剥離して基板に塗布膜を転写する剥離ユニットと、前記3つのユニットに基板とシートとを搬送する搬送機構と、を備え、前記搬送機構は、中心部付近で基板を吸着することで基板を保持する基板保持アームと、周縁部分でシートを吸着することでシートを保持するシート保持アームとを備えたことを特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の基板処理装置において、貼り合わされた基板とシートとを前記基板保持アームとシート保持アームとで保持するように構成することを特徴とする。
【0015】
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の基板処理装置において、前記少なくとも3つのユニットは、前記搬送機構の搬送経路に沿って、搬送経路の両側に配設されている。
【0016】
また、請求項4に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の基板処理装置において、前記少なくとも3つのユニットは、前記搬送機構の搬送経路に沿って、搬送経路の片側に配設されている。
【0017】
また、請求項5に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の基板処理装置において、前記少なくとも3つのユニットは、前記搬送機構の周囲に配設されている。
【0018】
また、請求項6に記載の発明は、請求項1から請求項5のいずれかに記載の基板処理装置において、さらに、基板を供給する基板供給手段と、シートを供給するシート供給手段と、塗布膜が形成された基板を回収する基板回収手段と、基板から剥離されたシートを回収するシート回収手段と、を備えている。
【0019】
【作用】
請求項1に記載の発明の作用について説明する。
即ち、請求項1に記載の基板処理装置は、塗布ユニットと貼り合わせユニットと剥離ユニットと搬送機構とを備えている。搬送機構によって基板とシートとは前記3つのユニットに搬送されて、塗布処理と貼り合わせ処理と剥離処理とをその順に施されることによって基板上に塗布膜が形成される。上述の処理によって、人手を介することなく基板に塗布膜が効率良く転写形成されることになる。
請求項2に記載の発明によれば、貼り合わされた基板とシートとが基板保持アームとシート保持アームとで保持されて搬送される。
【0020】
請求項3に記載の発明によれば、前記少なくとも3つのユニットは前記搬送機構の搬送経路に沿って搬送経路の両側に配設されているので、前記3つのユニットを含めてより多くのユニットが効率良く配設される。
【0021】
請求項4に記載の発明によれば、前記少なくとも3つのユニットは前記搬送機構の搬送経路に沿って搬送経路の片側に配設されているので、人手を介することなく基板に塗布膜が効率良く転写形成されることになる。
【0022】
請求項5に記載の発明によれば、前記少なくとも3つのユニットは、前記搬送機構の周囲に配設されているので、搬送経路が不要となり、装置がよりコンパクトになる。
【0023】
請求項6に記載の発明によれば、基板供給手段と、シート供給手段と、基板回収手段と、シート回収手段とを備えることによって、基板とシートとを供給してから基板とシートとを回収するまでの塗布膜形成処理が効率良く行われる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図1は、本発明に係る基板処理装置の一実施例の概略構成を示すブロック図である。
【0025】
本実施例装置は、図1に示すように、上手側(図1の左側)から順に基板WFとシートSとを供給して回収するインデクサ部1と、基板WFとシートSとに対して各処理を行うユニット部2とを備えている。
【0026】
インデクサ部1の上手側には、塗布膜形成処理終了後の基板WFを回収する基板回収カセット3と、基板WFを供給する基板供給カセット4と、塗布膜形成処理終了後のシートSを回収するシート回収カセット5と、シートSを供給するシート供給カセット6とが配設されている。インデクサ部1の下手側には、各カセット3〜6に基板やシートSを出し入れするためのインデクサ用搬送部7が設置されている。インデクサ用搬送部7には、基板WFまたはシートSを仮置きする仮置き台8とインデクサ用搬送ロボット9とが備えられている。インデクサ用搬送ロボット9は、図1中に矢印RAで示した搬送経路を移動可能であるとともに、ロボット9のハンドリング用のアームはスライド自在で、かつ昇降及び旋回可能に構成されている。基板回収カセット3は、本発明における基板回収手段に相当し、基板供給カセット4は、本発明における基板供給手段に相当する。そして、シート回収カセット5は、本発明におけるシート回収手段に相当し、シート供給カセット6は、本発明におけるシート供給手段に相当する。
【0027】
一方、ユニット部2には、後述する各ユニットに基板WFやシートSを搬送するためのユニット用搬送部10が設置されている。ユニット用搬送部10には図1中に矢印RDで示した搬送経路を移動するユニット用搬送ロボット11が備えられている。このユニット用搬送ロボット11の搬送経路の両側に複数種類のユニット12〜15が配設されている。ユニット用搬送ロボット11のハンドリング用のアームは、進退自在で、かつ昇降及び旋回可能に構成されている。ユニット用搬送ロボット11は、本発明における搬送機構に相当する。
【0028】
ユニット部2には、その上手側から順に、シートSに塗布液を塗布する塗布ユニット12と、基板WFからシートSだけを剥離する剥離ユニット13と、塗布液が塗布されたシートSに対して熱処理を行って塗布膜中の溶媒を揮発させる2つのベークユニット14(14a、14b)と、塗布膜が形成されたシートSと基板Wとを貼り合わせる2つの貼り合わせユニット15(15a、15b)とが備えられている。
【0029】
次に、シートSと基板WFとについて説明する。本実施例装置で用いられるシートSは円板状になっており、親水性の表面処理が施されたフッ素樹脂で形成されている。シートSの直径は300mmでシートSの厚みは200μmである。基板WFは円板状のシリコン基板であり、基板WFの直径は150mmである。シートSと基板WFとは上述の大きさ・形状・物質に限定されることはない。転写時の取り扱いの容易性を考慮するとシートSは、基板WFよりも10mm程度の「はみだし」を持つぐらいの大きさであるのが好ましい。また、シートSに対して、上述のように親水性の表面処理を施すことによって、シート面で塗布液がはじかれにくくなり、シートSの塗布機能が向上する。
【0030】
続いて、インデクサ用搬送ロボット9とユニット用搬送ロボット11とについて、図2と図3とを参照しながら説明する。なお、図2及び図3中の基板WFとシートSとの厚みについては、インデクサ用搬送ロボット9とユニット用搬送ロボット11との説明の都合上、厚めに表示している。同様に、図4以降の基板WFとシートSとの厚みについても、各図の都合上、厚みは変わっているが、実際の厚みはそれぞれ同じとする。
【0031】
インデクサ用搬送ロボット9、及びユニット用搬送ロボット11は、図2(a)の側面図に示すように、支持台16と支柱17とアーム支持部18とを備えている。アーム支持部18には、図2(a)の側面図及び図2(b)の平面図に示すように、基板WFを保持する基板保持アーム19と、シートSを保持する馬蹄形のシート保持アーム20とが配設されている。各アーム19、20には基板WFまたはシートSを吸着して保持する複数個の吸着部19a、20aが備えられている。
【0032】
支持台16は、図2(a)及び(b)に示すように、搬送経路RA、RDの方向に移動可能である。支柱17は、その軸心周り、即ち、図2中の矢印REの方向に回転可能である。また、支柱17は、上下方向、即ち、図2中の矢印RFの方向に移動可能である。基板保持アーム19はアーム支持部18の表面に対して、シート保持アーム20はアーム支持部18の裏面に対して、図2中の矢印RGの方向にそれぞれスライド移動可能である。基板保持アーム19は、水平軸心周り、即ち、図2中の矢印RHの方向に回転可能であるとともに、縦軸心周り、即ち図2中の矢印RIの方向に旋回可能である。
【0033】
基板WFを保持するときには、図2(a)に示すように、基板WFの処理面Wsを上の状態、いわゆるフェイスアップの状態にして、基板保持アーム19の先端部表面に基板WFを吸着する。基板保持アーム19を矢印RHの方向に回転させることによって、いわゆるフェイスダウンの状態にして、基板WFを保持することもできる。シートSを保持するときには、図2(a)に示すように、シート保持アーム20の複数個の吸着部20aによって、シートSをフェイスアップ状態にして、シートSの周縁部分を吸着する。
【0034】
インデクサ用搬送ロボット9またはユニット用搬送ロボット11が、貼り合わされた基板WFとシートSとを保持する場合について説明する。基板WFとシートSとが貼り合わされたときには、基板WFの処理面WsとシートSの処理面Ssが、図3(a)の側面図に示すように、重なり合う。貼り合わせ時には、シートSはフェイスアップ状態、基板WFはフェイスダウン状態になる。一方、基板保持アーム19を図2中の矢印RHの方向に180°回転させ、図2中の矢印RIの方向に180°旋回させることで、図3(a)の側面図または(b)の平面図に示すように、シート保持アーム20の上に基板保持アーム19が移動してくる。このような状態で、貼り合わされた基板WFとシートSとを保持する。即ち、基板WFは、基板保持アーム19によって保持され、シートSは、シート保持アーム20によって保持される形態となる。
【0035】
なお、本実施例装置におけるインデクサ用搬送ロボット9やユニット用搬送ロボット11は、上述のような構成に限定されない。
【0036】
次に、基板回収カセット3、基板供給カセット4、シート回収カセット5、及びシート供給カセット6について、図4を参照しながら説明する。なお、上記各カセットついては基本構造は同じなので、基板供給カセット4のみを説明して、その他のカセットについてはその説明を省略する。
【0037】
基板供給カセット4は、図4(a)の正面図に示すように、複数枚の仕切部材21によって収容室22に仕切られているとともに、各収容室22毎に基板WFが1枚ずつ収容されている。収容室22は、図4(b)の側面図に示すように、インデクサ用搬送ロボット9の基板保持アーム19が進入する側が開口になっており、その開口部に向かって基板保持アーム19が移動しつつ収容室22内に進入してきて、基板WFを保持しつつ搬入・搬出する構成となっている。収容室22の底部には基板WFの周縁部を支持する複数個の支持ピン22aが立設されており、収容室22の底部と基板WFとは離間された状態で、かつ、フェイスアップの状態で収容室22内に収容されている。次の基板WFを基板供給カセット4から搬出するときには、インデクサ用搬送ロボット9の支柱17を、図2中の矢印RFの方向(上下方向)に移動させて、次の基板WFが収容されている収容室22の高さに合わせてから、基板保持アーム19を収容室22内に挿入する。基板回収カセット3、シート回収カセット5、及びシート供給カセット6についても同様である。
【0038】
なお、本実施例装置における基板回収カセット3、基板供給カセット4、シート回収カセット5、及びシート供給カセット6は上述のような構成に限定されない。
【0039】
次に、仮置き台8について、図5の側面図を参照しながら説明する。仮置き台8は、基板WFの周縁部を支持する複数個の支持ピン8aと、シートSの周縁部を支持する複数個の支持ピン8bとを備えている。支持ピン8aと支持ピン8bとはインデクサ用搬送部7上に立設されている(図1参照)。また、支持ピン8aよりも外側に支持ピン8bが立設されており、支持ピン8bの高さは、支持ピン8aの高さよりも高い。上述の構成を有することによって、それぞれの支持ピン8a、8bに基板WFとシートSとを支持したときには、図5に示すように、シートSと基板WFとインデクサ用搬送部7とがそれぞれ離間された状態で、上から順にシートS、基板WFが仮置きされる。
【0040】
離間式の仮置き台8の場合には、基板WFとシートSとの周縁部分のみが支持ピン8a、8bに接しているので、パーティクルの付着や、塗布膜の剥離は周縁部分のみにしか起こらない。
【0041】
次に、各ユニットの処理について、図6〜図9の概略構成を示す側面図を参照してそれぞれ説明する。なお、塗布・ベーク・貼り合わせ・剥離の順で塗布膜形成処理が行われるので、後述する各処理での一連の流れに則して、塗布ユニット12、ベークユニット14、貼り合わせユニット15、及び剥離ユニット13の順で説明する。
【0042】
先ず、塗布ユニット12について図6を参照して説明する。塗布ユニット12は、円板状のスピンチャック23と、このスピンチャック23を回転させる回転軸24と、塗布液である例えばSOG(Spin−on−Glass )液を塗布するためのSOG液用吐出ノズル25と、エッジリンスを行うべくシートSの周縁部分に洗浄液を吐出する洗浄液用吐出ノズル26と、塗布液や洗浄液等が飛散するのを防止する飛散防止カップ27とを備えている。スピンチャック23の上面には、シートSを真空吸着するように図示を省略する吸気孔が設けられており、このスピンチャック23の周囲を飛散防止カップ27が取り囲む構成になっている。
【0043】
上述の構成を有する塗布ユニット12の動作を説明する。シートSの処理面Ssをフェイスアップの状態にして、真空吸着によってシートSをスピンチャック23上に支持させる。回転軸24の回転に伴って、スピンチャック23、さらにはシートSが回転される。SOG液用吐出ノズル25よりシートSの中心点に向かってSOG液を供給すると、シートSの回転に伴う遠心力によって、シートSの中心から全面にわたってSOG液が塗布される。シートSの外側に飛散したSOG液は飛散防止カップ27を介して図示を省略する排出管を通って排出される。シートSの全面に対して塗布処理を行った後、エッジリンスを行う。即ち、洗浄液用吐出ノズル26よりシートSの周縁部分に向かって洗浄液が吐出される。シートSの回転によって、シートSの周縁部分に付着していた塗布膜が除去される。
【0044】
本実施例装置における塗布ユニット12では、塗布液としてSOG液を用いたが、半導体のフォトリソグラフィに用いられるフォトレジスト液等に例示されるように、基板に対して塗布膜形成処理を施すための塗布液ならば、特に限定されない。
【0045】
次に、ベークユニット14について図7を参照して説明する。ベークユニット14は、真空吸着式のホットプレート28と、このホットプレート28を収容する開閉式のチャンバー29とを備えている。
【0046】
ホットプレート28は、所定の温度に予め加熱されている。シートSの性質や塗布液の種類等にもよるが、ベークの温度は通常60℃〜120℃程度である。チャンバー29を開にして、シートSの処理面Ssをフェイスアップの状態にして、ホットプレート28上に載置した後、真空吸着によってシートSをベークユニット14上に保持させる。ベークユニット14上にシートSを保持した後、チャンバー29を閉じて加熱してベーク処理を行う。ところで、真空吸着をせずにベーク処理を行うと、加熱によってシートSが歪曲する恐れがある。なお、後述する転写のときにシートSから基板WFに対してSOG膜を転写させ易くするために、SOG膜が半乾きの状態でベーク処理を終えるのが好ましい。
【0047】
次に、貼り合わせユニット15について図8を参照して説明する。貼り合わせユニット15は、シートSを所定の温度に保つためのシート用ヒート部30と、シートSを上下から挟持する2対のシート用クランプ31と、シートSに対してテンションをかけるテンション部32と、基板WFを所定の温度にまで加熱する真空吸着式の基板用ヒート部33と、基板WFを左右から挟持する基板用クランプ34と、上記各部を収容する開閉式の真空チャンバー35とを備えている。シート用ヒート部30、シート用クランプ31の上部材31a、テンション部32、基板用ヒート部33、及び基板用クランプ34は図8中の矢印の方向に上下移動可能な構成となっている。
【0048】
上述の構成を有する貼り合わせユニット15の動作を説明する。SOG膜が塗布形成されたシートSをシート用クランプ31の下部材31b上に載置する。このときシート用ヒート部30は下部材31bよりも下側にあって、シートSに接触していない。シート用クランプ31の上部材31aを下降させて、シート用クランプ31でシートSの周縁部を挟持する。シートSを挟持した後、シート用ヒート部30が上昇してシートSと接触するとともに、テンション部32が下降することによってシートSに対してテンションをかける。シート用ヒート部30は、ベークの温度が60℃〜120℃程度の場合には、80℃〜200℃程度が通常好ましい。後述する基板用ヒート部33についても、シート用ヒート部30と同様に80℃〜200℃程度が通常好ましい。
【0049】
一方、基板WFはフェイスダウンの状態で真空チャンバー35内へ搬入される。ユニット用搬送ロボット11の基板保持アーム19が基板WFを保持したまま、基板用クランプ34によって左右から基板WFを挟持する。挟持した後、基板保持アーム19は基板WFを放して、真空チャンバー35から退出する。そして、基板用クランプ34は基板WFを挟持したまま上昇し、基板WFの裏面(図8では上側面)と基板用ヒート部33の表面とが接触して吸着保持されたら(図8中の破線を参照)、基板用クランプ34は基板WFを放して上昇待避する。続いて真空チャンバー35内を真空状態にする。基板用ヒート部33は真空チャンバー35内よりも強い負圧で基板WFを吸着しているので、基板WFが基板用ヒート部33から落下することはない。
【0050】
基板WFが基板用ヒート部33によって真空吸着された後、基板WFの処理面WsとシートSの処理面Ssとが接して重なり合うように基板用ヒート部33が下降する。両処理面Ws、Ssが重なり合って基板WFとシートSとが貼り合わされる。なお、テンションをかけずにシートSと基板WFとを貼り合わせると、シートSが基板に対してズレたり、歪曲したりして転写が上手く行われない恐れがある。
【0051】
次に、剥離ユニット13について図9を参照して説明する。剥離ユニット13は、真空吸着式の剥離用プレート36と、基板保持アーム19が挿入できるように二股状に構成された昇降自在の基板吸着部38と、図示を省略する除電器によってその内部をオゾン(O3 )雰囲気にされるチャンバー39とを備えている。チャンバー39内に剥離用プレート36と基板吸着部38とが収容されている。剥離用プレート36は、その中央部に凹部37が形成されており、凹部37内が吸引排気されるようになっている。
【0052】
上述の構成を有する剥離ユニット13の動作を説明する。シートSが貼り合わされた基板WFを、ユニット用搬送ロボット11によって図3に示すような保持状態で剥離ユニット13まで搬送する。ユニット用搬送ロボット11の両アーム(基板保持アーム19、シート保持アーム20)は基板WFとシートSとを保持したまま剥離用プレート36に載置して真空吸着する。基板吸着部38の表面と基板WFの裏面とが接触するように、基板吸着部38を下降させる。なお、基板吸着部38は二股状になっているので、基板保持アーム19と基板吸着部38とは互いに接触することはない。基板吸着部38が基板WFに接触した後、ユニット用搬送ロボット11の両アーム19、20はそれぞれの吸着を解除してチャンバー39外へ待避する。
【0053】
チャンバー39を閉じて内部をオゾン雰囲気の状態にする。続いて凹部37内を吸引排気することにより、シートSを介してSOG膜中の溶媒を排出してSOG膜を乾燥させる。凹部37からの距離の関係でシートSとSOGとの界面は、基板WFとSOGとの界面よりもSOG膜の乾燥が促進されて剥がれ易くなる。その結果、基板吸着部38が上昇して基板WFを引き上げると、シートSとSOG膜との界面が剥離して、シートSから基板WFへSOG膜が転写されることになる。
【0054】
なお、基板WFからシートSを剥離する際に、チャンバー39内の真空雰囲気であると帯電によって基板WF自体が破壊される場合があるが、本実施例ではチャンバー39内はオゾン雰囲気なので、オゾンの除電作用によって帯電が起こらずに基板WF自体が破壊されることもない。
【0055】
続いて、各ユニットにおけるそれぞれの処理についての一連の流れを、図10の工程図を参照して説明する。以下では、最初に処理する基板WFとシートSとをそれぞれ「基板WF1」と「シートS1」として、2枚目に処理する基板WFとシートSとをそれぞれ「基板WF2」と「シートS2」とする。
【0056】
(ステップS1)インデクサ用搬送ロボット9のシート保持アーム20がシート供給カセット6内の収容室22に進入して、シートS1を取り出して保持する。
【0057】
(ステップS2)インデクサ用搬送ロボット9はシートS1を仮置き台8まで搬送して、シートS1の周縁部分が支持ピン8bに支えられるように、シートS1を仮置き台8に仮置きする。
【0058】
(ステップS3)インデクサ用搬送ロボット9の基板保持アーム19が基板供給カセット4内の収容室22に進入して、基板WF1を取り出して保持する。
【0059】
一方、仮置き台8に仮置きされたシートS1を、ユニット用搬送ロボット11が塗布ユニット12まで搬送する。塗布ユニット12までシートS1が搬送されると、SOG液のスピンコート及びエッジリンスが順に施される。
【0060】
(ステップS4)インデクサ用搬送ロボット9は基板WF1を仮置き台8まで搬送して、基板WF1の周縁部分が支持ピン8aに支えられるように、基板WF1を仮置き台8に仮置きする。
【0061】
一方、塗布処理が施されたシートS1を、ユニット用搬送ロボット11が塗布ユニット12からベークユニット14aまで搬送する。シートS1がベークユニット14aまで搬送されると、SOG膜を上側にしたフェイスアップの状態のままでシートS1に対してベーク処理が施される。ベーク処理は搬送ステップや塗布処理と比べて時間がかかるので、シートS1のベーク処理の間、次のステップS5に移る。
【0062】
(ステップS5)シートS1と同様に、インデクサ用搬送ロボット9のシート保持アーム20がシート供給カセット6内の収容室22に進入して、シートS2を取り出して保持する。
【0063】
一方、ユニット用搬送ロボット11は仮置き台8に仮置きされた基板WF1を、貼り合わせユニット15aまで搬送する。基板WF1が貼り合わせユニット15aまで搬送されると、ユニット用搬送ロボット11の基板保持アーム19が180°回転して、基板WF1をフェイスアップの状態からフェイスダウンの状態にする。そして、フェイスダウン状態の基板WF1を貼り合わせユニット15a内の基板用クランプ34が挟持した後、基板用ヒート部33が基板WF1を吸着する。
【0064】
(ステップS6)シートS1と同様に、インデクサ用搬送ロボット9がシートS2を仮置き台8まで搬送して仮置きする。
【0065】
シートS1に対するベーク処理が終了すると、ユニット用搬送ロボット11はベークユニット14aからシートS1を取り出して貼り合わせユニット15aまで搬送する。シートS1が貼り合わせユニット15aまで搬送されると、シート用クランプ31がシートS1をフェイスアップ状態で挟持する。続いてシート用ヒート部30が上昇してシートS1に接触してシートS1を加熱するとともに、テンション部32によってシートS1に対してテンションがかけられる。そして、基板WF1を吸着保持した基板用ヒート部33が下降することによって、シートS1と基板WF1とを貼り合わせる。このとき、基板WF1はフェイスダウンの状態で、シートS1はフェイスアップの状態で貼り合わされる。貼り合わせユニット15での貼り合わせ処理は、他のユニットでの処理と比べて時間がかかるので、貼り合わせ処理の間、次のステップS7に移る。
【0066】
(ステップS7)基板WF1と同様に、インデクサ用搬送ロボット9の基板保持アーム19が基板供給カセット4内の収容室22に進入して、基板WF2を取り出して保持する。
【0067】
一方、ユニット用搬送ロボット11は仮置き台8に仮置きされたシートS2を塗布ユニット12まで搬送し、塗布ユニット12でシートS2に対してSOG液のスピンコート及びエッジリンスが施される。
【0068】
(ステップS8)インデクサ用搬送ロボット9は基板WF2を仮置き台8まで搬送して仮置きする。
【0069】
一方、ユニット用搬送ロボット11は塗布処理が施されたシートS2を塗布ユニット12から取り出して、ベークユニット14bまで搬送する。ベークユニット14bでシートS2に対してベーク処理が施される。上述したように、このベーク処理の間、次のステップS9に移る。
【0070】
(ステップS9)基板WF1と同様に、ユニット用搬送ロボット11は仮置き台8に仮置きされた基板WF2を貼り合わせユニット15bまで搬送する。貼り合わせユニット15bまで搬送された基板WF2は、フェイスダウンの状態で基板用ヒート部33によって吸着保持される。
【0071】
(ステップS10)シートS2に対するベーク処理が終了すると、シートS1と同様に、シートS2は貼り合わせユニット15bまで搬送されて、基板WF2と貼り合わされる。上述したように、貼り合わせ処理の間、次のステップS11に移る。
【0072】
(ステップS11)基板WF1とシートS1との貼り合わせ処理が終了すると、ユニット用搬送ロボット11は貼り合わせユニット15aから剥離ユニット13まで、シートS1を貼り合わされた基板WF1を搬送する。剥離ユニット13まで搬送されると、基板WF1からシートS1だけが剥離されることにより、基板WF1にSOG膜が転写される。
【0073】
(ステップS12)シートS1の剥離処理が終了すると、ユニット用搬送ロボット11はSOG膜が転写された基板WF1を仮置き台8まで搬送して、仮置きする。このとき、基板WF1をフェイスダウンの状態からフェイスアップの状態になるようにユニット用搬送ロボット11のアーム19を180°回転させる。
【0074】
(ステップS13)インデクサ用搬送ロボット9は仮置き台8に仮置きされた基板WF1を基板回収カセット3に搬送して、基板WF1を基板回収カセット3に回収する。なお、基板WF1は基板回収カセット3内にフェイスアップの状態で回収される。
【0075】
一方、ユニット用搬送ロボット11は剥離処理後のシートS1を剥離ユニット13から仮置き台8まで搬送して仮置きする。
【0076】
(ステップS14)インデクサ用搬送ロボット9は仮置き台8に仮置きされたシートS1をシート回収カセット5に搬送してシートS1をシート回収カセット5に回収する。
【0077】
一方、基板WF2とシートS2との貼り合わせ処理が終了すると、基板WF1の場合と同様に、シートS2と貼り合わされた基板WF2は剥離ユニット13まで搬送され、基板WF2からシートS2だけが剥離される。
【0078】
(ステップS15)シートS2の剥離処理が終了すると、ユニット用搬送ロボット11はSOG膜が転写された基板WF2を仮置き台8まで搬送して、フェイスアップの状態で基板WF2を仮置きする。
【0079】
(ステップS16)仮置き台8に仮置きされた基板WF2をインデクサ用搬送ロボット9が基板回収カセット3に搬送して、基板回収カセット3内に回収する。
【0080】
一方、ユニット用搬送ロボット11は剥離処理後のシートS2を剥離ユニット13から仮置き台8まで搬送して仮置きする。
【0081】
(ステップS17)インデクサ用搬送ロボット9は仮置き台8に仮置きされたシートS2をシート回収カセット5に搬送して、シート回収カセット5に回収する。
【0082】
以上の一連の流れ(ステップS1〜S17)を繰り返すことによって、3枚目以降に処理する基板WFにも、最初に処理された基板WF1や2枚目に処理された基板WF2と同様の処理が施される。
【0083】
以上の説明から明らかなように、本実施例装置はユニット用搬送ロボット11の搬送経路に沿って塗布ユニット12、剥離ユニット13、ベークユニット14、及び貼り合わせユニット15の各ユニットが配設されている。従って、ユニット用搬送ロボット11によって各ユニット間で基板WFとシートSとを搬送することによって、オペレータを介することなく基板WFに対して一連の塗布膜形成処理を効率良く行うことが可能となる。従って、基板WFの1枚当たりの処理時間を短くすることができる。
【0084】
特に、本実施例装置の場合には、ユニット用搬送ロボット11の搬送経路の両側に沿って各ユニットがそれぞれ配設されているので、より多くのユニットを搬送経路に沿って配設することができる。その結果、基板WFに対して塗布膜形成処理をより効率良く行うことができる。
【0085】
また、基板回収カセット3と、基板供給カセット4と、シート回収カセット5と、シート供給カセット6とが本実施例装置内に備わっているので、各ユニットにおける一連の塗布膜形成処理のみならず、基板WFとシートSとを供給してから回収するまでの処理を効率良く行うことができる。
【0086】
また、各ユニットをまとめてシステム化しているので、上述の一連の塗布膜形成処理にわたって管理・制御・操作を行い易い。従って、基板WFとシートSとに対する各ユニット間の処理履歴を管理することができて、塗布膜形成処理においてプロセスの安定化を図ることができる。
【0087】
さらに、各ユニット間での基板WFやシートSの搬送に人手を介さないので、基板WFやシートSにパーティクルが付着し難くなる。また、各ユニットをまとめてシステム化しているので設置面積が軽減されるという効果もある。
【0088】
本発明は、上記実施例に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
(1)本発明は、半導体基板、液晶表示器のガラス基板、フォトマスク用のガラス基板、光ディスク用の基板に係る製造以外にも、ICカードの製造や、太陽電池装置の製造等にも、適用することができる。
【0089】
(2)また、例えばシートSに対して親水性の表面処理を施す親水性処理用ユニットを本発明装置に組み込んだり、パターンを形成する露光部用ユニットを本発明装置に組み込んだりというように、基板に対する塗布膜形成処理に付随する通常の処理ならば、その処理を行うためのユニットを本発明装置に組み込んだりすることもできる。
【0090】
(3)上述した実施例装置では、塗布ユニット12と剥離ユニット13とを1つずつ、ベークユニット14と貼り合わせユニット15とをそれぞれ2つずつ備えたが、各ユニットの個数は各ユニットの処理時間に応じて適宜変更される。例えば、貼り合わせ処理時間が実施例装置の処理時間よりも1.5倍かかる場合には貼り合わせユニット15を3つ備えるようにしてもよい。
【0091】
また、図11(a)の変形例に示すように、搬送部40をユニット用とインデクサ用とを兼用させて、その搬送部40の搬送経路の一方側にのみ各ユニットをそれぞれ配設して、他方側に各カセットをそれぞれ配設してもよい。実施例装置ではインデクサ用搬送ロボット9とユニット用搬送ロボット11との2つの搬送ロボットを備えていたが、上述の場合には1つの搬送ロボットを備えるだけで本発明装置を構成することができる。
【0092】
また、図11(b)の変形例に示すように、搬送部40の周辺部に放射状に各ユニット及び各カセットをそれぞれ配設してもよい。図11(b)の変形例のときは、搬送用ロボット本体が縦軸心周りに旋回自在で基板やシートを保持する各アームがスライド可能に構成される。上述の場合には搬送経路が不要となるので、本実施例装置と比べて設置面積をより小さくすることができる。また、搬送用ロボットの周囲に各ユニット及び各カセットが配設されているので、搬送用ロボット本体を動かさずに各アームをスライドさせたり旋回させるだけで、基板やシートの搬送を行うことができる。
【0093】
さらに、変形例として上下方向にユニットを複数段積み上げることも可能である。そのときには、搬送用ロボットは上下方向の搬送経路に沿っても移動できるように構成される。
【0094】
【発明の効果】
以上に詳述したように、請求項1の発明に係る基板処理装置によれば、人手を介することなく搬送機構によって各ユニット間で基板とシートとの搬送を行うことができるので、基板に塗布膜を効率良く転写形成することができて、基板1枚当たりの処理時間を短くすることができる。また、人手が介在していないので、基板やシートにパーティクルが付着するのを防止したり、基板やシートの熱履歴を容易に管理したり、各ユニットを設置する床面積を軽減して基板処理装置をコンパクトにすることができるという効果もある。
また、請求項2の発明に係る基板処理装置によれば、貼り合わされた基板とシートとを基板保持アームとシート保持アームとで保持して搬送することができる。
【0095】
また、請求項3の発明に係る基板処理装置によれば、各ユニットは搬送機構の搬送経路に沿って搬送経路の両側に配設されているので、基板処理装置はより多くのユニットを配設することができる。その結果、基板に対して塗布膜形成処理をより効率良く行うことができる。
【0096】
また、請求項4の発明に係る基板処理装置によれば、各ユニットは搬送機構の搬送経路に沿って搬送経路の片側に配設されているので、基板に塗布膜を効率良く転写形成することができて、基板1枚当たりの処理時間を短くすることができる。
【0097】
また、請求項5の発明に係る基板処理装置によれば、各ユニットは搬送機構の周囲に配設されているので、搬送経路が不要となり、基板処理装置はより多くのユニットを配設することができる。その結果、各ユニットを設置する床面積をより軽減することができて、基板に対して塗布膜形成処理をより効率良く行うことができる。
【0098】
また、請求項6の発明に係る基板処理装置によれば、基板とシートとを供給してから基板とシートとを回収するまでの塗布膜形成処理を効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例装置の概略構成を示すブロック図である。
【図2】(a)はインデクサ用搬送ロボット及びユニット用搬送ロボットの概略構成を示す側面図、(b)はその平面図である。
【図3】(a)は基板とシートとが貼り合わされたときの搬送状態を示す側面図、(b)はその平面図である。
【図4】(a)は基板供給カセットの概略構成を示す正面図、(b)はその側面図である。
【図5】仮置き台の概略構成を示す側面図である。
【図6】塗布ユニットの概略構成を示す側面図である。
【図7】ベークユニットの概略構成を示す側面図である。
【図8】貼り合わせユニットの概略構成を示す側面図である。
【図9】剥離ユニットの概略構成を示す側面図である。
【図10】一連の塗布膜形成処理の流れを示す工程図である。
【図11】(a)は第1の変形例、(b)は第2の変形例に係る基板処理装置の概略構成をそれぞれ示すブロック図である。
【図12】従来のスピンコータを使用してSOG膜が形成された基板の断面図である。
【図13】従来の塗布膜形成工程の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
3 … 基板回収カセット
4 … 基板供給カセット
5 … シート回収カセット
6 … シート供給カセット
7 … インデクサ用搬送部
8 … 仮置き台
9 … インデクサ用搬送ロボット
10 … ユニット用搬送部
11 … ユニット用搬送ロボット
12 … 塗布ユニット
13 … 剥離ユニット
14 … ベークユニット
15 … 貼り合わせユニット
WF … 基板
S … シート
Claims (6)
- 基板上に塗布膜を形成する基板処理装置であって、
シートに塗布液を塗布してシート上に塗布膜を形成する塗布ユニットと、
塗布膜が形成されたシートと基板とを貼り合わせる貼り合わせユニットと、
基板からシートだけを剥離して基板に塗布膜を転写する剥離ユニットと、
前記3つのユニットに基板とシートとを搬送する搬送機構と、
を備え、
前記搬送機構は、中心部付近で基板を吸着することで基板を保持する基板保持アームと、周縁部分でシートを吸着することでシートを保持するシート保持アームとを備えたことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項1に記載の基板処理装置において、
貼り合わされた基板とシートとを前記基板保持アームとシート保持アームとで保持するように構成することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項1または請求項2に記載の基板処理装置において、
前記少なくとも3つのユニットは、前記搬送機構の搬送経路に沿って、搬送経路の両側に配設されている基板処理装置。 - 請求項1または請求項2に記載の基板処理装置において、
前記少なくとも3つのユニットは、前記搬送機構の搬送経路に沿って、搬送経路の片側に配設されている基板処理装置。 - 請求項1または請求項2に記載の基板処理装置において、
前記少なくとも3つのユニットは、前記搬送機構の周囲に配設されている基板処理装置。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載の基板処理装置において、さらに、
基板を供給する基板供給手段と、
シートを供給するシート供給手段と、
塗布膜が形成された基板を回収する基板回収手段と、
基板から剥離されたシートを回収するシート回収手段と、
を備えている基板処理装置。
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