JP3901967B2 - 基板処理ユニットおよび基板処理装置 - 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、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等(以下、単に「基板」と称する)に対して、例えば検査、熱処理等の処理を行う基板処理ユニットおよび基板処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、半導体や液晶ディスプレイなどの製品は、上記基板に対して洗浄、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、層間絶縁膜の形成、熱処理、ダイシングなどの一連の諸処理を施すことにより製造されている。これらの諸処理のうち例えばレジスト塗布処理および現像処理を行う基板処理装置(いわゆるコータ&デベロッパ)には、通常、基板を払い出すためのインデクサや、露光装置との基板受け渡しのためのインターフェイスが備えられている。そして、インデクサやインターフェイスには基板を保持するためのアームを1本だけ備えたいわゆるシングルアームの搬送ロボットが設けられている。
【0003】
インデクサやインターフェイスに設けられている搬送ロボットをシングルアームとしているのは、該搬送ロボットがアクセスするのがカセットやバッファカセットであってそのアクセス数がメインロボット(一般的な処理ユニットにアクセスするロボット)よりも少ないためである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インデクサやインターフェイスに処理ユニットを搭載する場合もある。このような場合、シングルアームの搬送ロボットではスループットに限界がある。すなわち、シングルアームの搬送ロボットで処理ユニットに基板を搬送するときには以下のような手順が必要となる。
【0005】
まず、処理ユニットに空のアームを挿入して処理済基板を拾い上げ、処理ユニットから搬出する。そして、搬送ロボットは別位置に移動してから搬出した処理済基板を置く。その後、搬送ロボットはアームに新たな基板を保持させてから、処理ユニットに戻り、アームを処理ユニットに挿入して新たな基板を搬入した後にアームを引き出すのである。つまり、シングルアームの搬送ロボットでは、新たな基板と処理済基板とのその場入れ替え(交換)を行うことができないため、スループットが低下せざるを得ないという問題が生じるのである。
【0006】
これを解決するためには、インデクサやインターフェイスの搬送ロボットに2本のアームを備えたいわゆるダブルアームの構成とすれば良い。このようにすれば、メインロボットと同様に処理ユニットでの新たな基板と処理済基板との交換を行うことができるため、スループットは格段に向上する。しかし、搬送ロボットをダブルアームの構成とすると、制御が著しく複雑になるとともに、コストアップにもなる。
【0007】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、搬出入手段がシングルアームであったとしても、高いスループットを得ることができる基板処理ユニットおよび基板処理装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1の発明は、基板に所定の処理を行う基板処理ユニットであって、前記所定の処理を行うための処理位置に基板を保持する保持手段と、基板処理ユニットの外部から前記処理位置よりも上方の受渡位置に搬入された未処理基板を載置して前記保持手段に渡す搬入ステージと、前記搬入ステージを前記処理位置よりも下方と前記受渡位置よりも上方との間で略鉛直方向に沿って昇降させる第1昇降機構と、基板処理ユニットの外部に搬出される処理済基板を前記保持手段から受け取って載置する搬出ステージと、前記搬出ステージを前記処理位置よりも下方と前記受渡位置よりも上方との間で略鉛直方向に沿って昇降させる第2昇降機構と、前記搬出ステージを上昇させることによって前記保持手段に保持された処理済基板を前記処理位置から前記受渡位置よりも上方に移動させた後、前記搬入ステージを前記受渡位置に上昇させて基板処理ユニットの外部から搬入された未処理基板を受け取らせ、前記搬入ステージを前記処理位置よりも下方に下降させることによって前記保持手段に前記未処理基板を保持させた後、前記搬出ステージを前記受渡位置よりも下方に下降させて基板処理ユニットの外部に前記処理済基板を搬出させるように前記第1昇降機構および前記第2昇降機構を制御する搬出入制御手段とを備える。
【0009】
また、請求項2の発明は、請求項1の発明に係る基板処理ユニットにおいて、基板を載置可能な載置状態または前記保持手段に保持された基板とすれ違い可能な開放状態に前記搬出ステージを変形させる変形機構をさらに備え、前記搬出入制御手段に、前記搬出ステージを前記受渡位置よりも下方に下降させた後、前記変形機構に前記搬出ステージを開放状態とさせ、前記第2昇降機構に前記搬出ステージを前記処理位置よりも下方に下降させている。
【0010】
また、請求項3の発明は、請求項1または請求項2の発明に係る基板処理ユニットと、未処理基板を前記基板処理ユニットに搬入して前記受渡位置にて前記搬入ステージに渡すとともに、処理済基板を前記受渡位置にて前記搬出ステージから受け取り前記基板処理ユニットから搬出する搬出入手段と、を備える基板処理装置である。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0012】
図1は、本発明に係る基板処理装置全体の概略を示す斜視図である。また、図2は、この基板処理装置の概略構成を示す平面図である。なお、図1および以降の各図にはそれらの方向関係を明確にするため必要に応じてZ軸方向を鉛直方向とし、XY平面を水平面とするXYZ直交座標系を付している。
【0013】
この基板処理装置は、基板Wにレジスト塗布処理および現像処理を行う基板処理装置(いわゆるコータ&デベロッパ)であり、大別してインデクサIDとユニット配置部MPとインターフェイスIFBとにより構成されている。インデクサIDは、複数の基板Wを収納可能なキャリアCを載置して該キャリアCから未処理の基板Wを取り出してユニット配置部MPに渡すとともに、ユニット配置部MPから処理済の基板Wを受け取ってキャリアCに収納する。また、インデクサIDには検査ユニット10および検査ユニット20が設けられている。なお、インデクサIDの詳細についてはさらに後述する。
【0014】
ユニット配置部MPには、基板に所定の処理を行う処理ユニットが複数配置されている。すなわち、ユニット配置部MPの前面側(−Y側)には2つの塗布処理ユニットSCが配置されている。塗布処理ユニットSCは、基板Wを回転させつつその基板主面にフォトレジストを滴下することによって均一なレジスト塗布を行う、いわゆるスピンコータである。
【0015】
また、ユニット配置部MPの背面側(+Y側)であって、塗布処理ユニットSCと同じ高さ位置には2つの現像処理ユニットSDが配置されている。現像処理ユニットSDは、露光後の基板W上に現像液を供給することによって現像処理を行う、いわゆるスピンデベロッパである。塗布処理ユニットSCと現像処理ユニットSDとは搬送路4を挟んで対向配置されている。
【0016】
2つの塗布処理ユニットSCおよび2つの現像処理ユニットSDのそれぞれの上方には、図示を省略するファンフィルタユニットを挟んで熱処理ユニット群5が配置されている(図示の便宜上、図2では熱処理ユニット群5を省略)。熱処理ユニット群5には、基板Wを加熱して所定の温度にまで昇温するいわゆるホットプレートおよび基板Wを冷却して所定の温度にまで降温するとともに該基板Wを当該所定の温度に維持するいわゆるクールプレートが組み込まれている。なお、ホットプレートには、レジスト塗布処理前の基板に密着強化処理を行う密着強化ユニットや露光後の基板のベーク処理を行う露光後ベークユニットが含まれる。本明細書では、ホットプレートおよびクールプレートを総称して熱処理ユニットとし、塗布処理ユニットSC、現像処理ユニットSD、熱処理ユニットおよび検査ユニット10,20を総称して処理ユニットとする。
【0017】
塗布処理ユニットSCと現像処理ユニットSDとの間に挟まれた搬送路4には搬送ロボットTRが配置されている。搬送ロボットTRは、2つの搬送アームを備えたいわゆるダブルアームの構成を採用している。搬送ロボットTRは、後述する移載ロボットTFと同様の機構により、その搬送アームを鉛直方向に沿って昇降させることと、水平面内で回転させることと、水平面内にて進退移動を行わせることができる。これにより、搬送ロボットTRはユニット配置部MPに配置された各処理ユニットの間で基板Wを所定の処理手順にしたがって循環搬送することができる。
【0018】
インターフェイスIFBは、レジスト塗布処理済の基板Wをユニット配置部MPから受け取って図外の露光装置(ステッパ)に渡すとともに、露光後の基板Wを該露光装置から受け取ってユニット配置部MPに戻す機能を有する。この機能を実現するためにインターフェイスIFBには基板Wの受け渡しを行うための移載ロボット(図示省略)が配置されている。また、インターフェイスIFBにはユニット配置部MPでの処理時間と露光装置での処理時間との差を解消するために基板Wを一時収納するバッファカセットも設けられている。
【0019】
次に、インデクサIDの詳細について説明する。図3はインデクサIDの要部構成を示す正面図であり、図4はインデクサIDの側面図である。インデクサIDは、主として載置ステージ30、移載ロボットTF(搬出入手段)および検査ユニット10,20を備えている。
【0020】
載置ステージ30には、4つのキャリアCを水平方向(Y軸方向)に沿って配列して載置することができる。それぞれのキャリアCには、多段の収納溝が刻設されており、それぞれの溝には1枚の基板Wを水平姿勢にて(主面を水平面に沿わせて)収容することができる。従って、各キャリアCには、複数の基板W(例えば25枚)を水平姿勢かつ多段に所定の間隔を隔てて積層した状態にて収納することができる。なお、本実施形態のキャリアCの形態としては、基板Wを密閉空間に収納するFOUP(front opening unified pod)を採用しているが、これに限定されるものではなく、SMIF(Standard Mechanical Inter Face)ポッドや収納基板Wを外気に曝すOC(open cassette)であっても良い。
【0021】
各キャリアCの正面側(図中(−X)側)には蓋が設けられており、当該蓋は基板Wの出し入れを行えるように着脱可能とされている。キャリアCの蓋の着脱は、図示を省略するポッドオープナーによって行われる。キャリアCから蓋を取り外すことにより、図4に示すように、開口部8が形成される。キャリアCに対する基板Wの搬入搬出はこの開口部8を介して行われる。なお、キャリアCの載置ステージ30への載置および載置ステージ30からの搬出は、通常AGV(Automatic Guided Vehicle)やOHT(over-head hoist transport)等によって自動的に行うようにしている。
【0022】
図5は、移載ロボットTFの外観斜視図である。移載ロボットTFは、移載アーム75を1本のみ備えたいわゆるシングルアームの構成を採用している。移載ロボットTFは、伸縮体40の上部に1本の移載アーム75を備えたアームステージ35を設けるとともに、伸縮体40によってテレスコピック型の多段入れ子構造を実現している。
【0023】
伸縮体40は、上から順に4つの分割体40a,40b,40c,40dによって構成されている。分割体40aは分割体40bに収容可能であり、分割体40bは分割体40cに収容可能であり、分割体40cは分割体40dに収容可能である。そして、分割体40a〜40dを順次に収納していくことによって伸縮体40は収縮し、逆に分割体40a〜40dを順次に引き出していくことによって伸縮体40は伸張する。すなわち、伸縮体40の収縮時においては、分割体40aが分割体40bに収容され、分割体40bが分割体40cに収容され、分割体40cが分割体40dに収容される。一方、伸縮体40の伸張時においては、分割体40aが分割体40bから引き出され、分割体40bが分割体40cから引き出され、分割体40cが分割体40dから引き出される。
【0024】
伸縮体40の伸縮動作は、その内部に設けられた伸縮昇降機構によって実現される。伸縮昇降機構としては、例えば、ベルトとローラとを複数組み合わせたものをモータによって駆動する機構を採用することができる。移載ロボットTFは、このような伸縮昇降機構によって移載アーム75の鉛直方向(Z軸方向)に沿った昇降動作を行うことができる。
【0025】
また、図5に示すように、移載ロボットTFの搬送アーム75は、雄ねじ77,ガイドレール76等からなるY軸方向の駆動機構であるY駆動機構によってY軸方向に沿って移動することが可能となっている。すなわち、図外の電動モータによって雄ねじ77を回転させることにより、雄ねじ77に螺合する分割体40dをY軸方向に沿ってスライド移動させることができるのである。
【0026】
さらに、移載ロボットTFは、移載アーム75の水平進退移動および回転動作を行うこともできる。具体的には、分割体40aの上部にアームステージ35が設けられており、そのアームステージ35によって移載アーム75の水平進退移動および回転動作を行う。すなわち、アームステージ35が移載アーム75のアームセグメントを屈伸させることにより移載アーム75が水平進退移動を行い、アームステージ35自体が伸縮体40に対して回転動作を行うことにより移載アーム75が回転動作を行う。
【0027】
従って、移載ロボットTFは、移載アーム75を高さ方向に昇降動作させること、Y軸方向に沿って水平移動させること、回転動作させることおよび水平方向に進退移動させることができる。つまり、移載ロボットTFは、移載アーム75を3次元的に移動させることができるのである。
【0028】
移載ロボットTFの第1の役割は、キャリアCから未処理の基板Wを取り出してユニット配置部MPの搬送ロボットTRに渡すことと、処理済の基板Wをユニット配置部MPの搬送ロボットTRから受け取ってキャリアCに収容することである。なお、移載ロボットTFと上記搬送ロボットTRとの間の基板の受け渡しは、キャリアCの高さ位置とほぼ同じ高さ位置にて行われる。従って、移載ロボットTFがキャリアCおよびユニット配置部MPに対して基板Wの受け渡しを行うときに移動する移動経路は、図3中矢印AR1にて示すように、4つのキャリアCの配列方向と平行であって、かつキャリアCの高さ位置とほぼ同じ高さ位置の直線経路となる。
【0029】
また、本実施形態の移載ロボットTFの第2の役割は、ユニット配置部MPにおける所定の処理工程が終了した基板Wを搬送ロボットTRから受け取って検査ユニット10または検査ユニット20に搬入するとともに、検査後の基板Wを検査ユニット10または検査ユニット20から搬出してキャリアCに収容またはユニット配置部MPの搬送ロボットTRに渡すことである。
【0030】
ここで、本実施形態の検査ユニット10はマクロ欠陥検査を行う検査ユニット(マクロ欠陥検査ユニット)である。「マクロ欠陥検査」は、基板W上に現出した比較的大きな欠陥、例えばパーティクルの付着の有無を判定する検査である。一方、検査ユニット20は、レジストの膜厚測定、パターンの線幅測定およびパターンの重ね合わせ測定を行う検査ユニットである。すなわち、検査ユニット20は、1つの検査ユニットで3種類の検査を行うことができるのである。「レジストの膜厚測定」は、基板W上に塗布されたレジストの膜厚を測定する検査である。「パターンの線幅測定」は、露光および現像処理によって基板W上に形成されたパターンの線幅を測定する検査である。「パターンの重ね合わせ測定」は、露光および現像処理によって基板W上に形成されたパターンのずれを測定する検査である。
【0031】
検査ユニット10および検査ユニット20はいずれもインデクサIDの内部に配置されている。より正確には、上方から見たときに((−Z)向きに見たときに)、インデクサIDの中に検査ユニット10および検査ユニット20が完全に包含される関係となる。
【0032】
また、検査ユニット10および検査ユニット20は、移載ロボットTFがキャリアCおよびユニット配置部MPに対して基板Wの受け渡しを行うときに移動する移動経路(図3中矢印AR1)と干渉しない位置に設けられている。すなわち、該移動経路はキャリアCの配列の高さ位置とほぼ同じ高さ位置に形成されるものであり、検査ユニット10および検査ユニット20は、4つのキャリアCの配列よりも高い位置、より具体的にはインデクサID内部の上側の両隅に設けられている。
【0033】
また、インデクサIDの上部にはファンフィルタユニット9が設けられている。ファンフィルタユニット9は、送風ファンおよびウルパフィルタを内蔵しており、クリーンルーム内の空気を取り込んでインデクサID内に洗浄空気のダウンフローを形成するものである。但し、本実施形態ではインデクサID内部の上側両隅にそれぞれ検査ユニット10および検査ユニット20が設けられている。このため、インデクサIDの上部からそのまま清浄空気のダウンフローを供給したとしても検査ユニット10および検査ユニット20の下方ではダウンフローが形成されないこととなる。そこで、本実施形態では、検査ユニット10および検査ユニット20のそれぞれの下側に清浄空気吹き出し部7を設け、清浄空気吹き出し部7と清浄空気供給源たるファンフィルタユニット9とをダクト6によって連通接続している。ダクト6は、インデクサIDの内部であって、検査ユニット10および検査ユニット20のそれぞれの背面側((−X)側)に配設されている。
【0034】
このようにすれば、ファンフィルタユニット9からダクト6を経由して清浄空気吹き出し部7に清浄空気が送給され、図3に示すように、検査ユニット10および検査ユニット20の下方であっても、清浄空気吹き出し部7から清浄空気のダウンフローを形成することができる。なお、検査ユニット10および検査ユニット20が存在しない領域(検査ユニット10と検査ユニット20との間の隙間)においては、ファンフィルタユニット9から直接清浄空気のダウンフローを形成することができる。その結果、インデクサIDの全体に清浄空気のダウンフローを供給することができるのである。
【0035】
次に、検査ユニット10についてさらに説明を続ける。図6は、検査ユニット10の概略構成を示す図である。検査ユニット10は、筐体11の内部に主として光学ユニット12、吸着保持部14、搬入ステージ50および搬出ステージ60を備えている。筐体11には搬出入口13が形成されている。移載ロボットTFは、図中AR6にて示すように、搬出入口13から移載アーム75を挿入することによって基板Wの搬出入を行う。
【0036】
吸着保持部14は、基板Wの平面サイズよりも小さい円盤形状の部材であって、基板Wの裏面を真空吸着することによってその基板Wを略水平姿勢にて保持する。光学ユニット12はCCDカメラ等を内蔵しており、吸着保持部14によって保持された基板Wの表面を撮像してマクロ欠陥検査のための画像データを取得する機能を有する。
【0037】
ここで、吸着保持部14は光学ユニット12によって撮像処理を行うための高さ位置である処理位置P1に基板Wを保持する。一方、搬出入口13の高さ位置は移載アーム75との間で基板Wの受け渡しを行うための受渡位置P2とされている。図6に示すように、受渡位置P2は処理位置P1よりも上方である。
【0038】
図7は、搬入ステージ50および搬出ステージ60の平面図である。また、図8は、搬入ステージ50および搬出ステージ60のリンク機構を示す図である。さらに、図9は搬入ステージ50の動作を示す図であり、図10は搬出ステージ60の動作を示す図である。
【0039】
搬入ステージ50は、一対の載置部材50a,50bをリンク部材51によって連結接続することにより構成されている。載置部材50a,50bのそれぞれは上面から見て円弧形状の部材であり、一対の載置部材50a,50bとして基板Wを裏面から支持して載置することができる。リンク部材51はエアシリンダ55のピストン56に固定接続されている。エアシリンダ55がピストン56を昇降させることにより、図9中矢印AR9にて示すように、搬入ステージ50は処理位置P1よりも下方の待機位置P0と受渡位置P2よりも上方の退避位置P3との間で昇降することができる。すなわち、エアシリンダ55は、搬入ステージ50を処理位置P1よりも下方の待機位置P0と受渡位置P2よりも上方の退避位置P3との間で略鉛直方向に沿って昇降させる昇降機構(第1昇降機構)として機能する。なお、搬入ステージ50の位置とは載置部材50a,50bの上端位置とする。また、リンク部材51の形状は、搬入ステージ50が退避位置P3まで上昇したとしてもリンク部材51と吸着保持部14とが干渉しないような形状とされている。
【0040】
詳しくは後述するが、搬入ステージ50は受渡位置P2にて移載ロボットTFの移載アーム75から未処理の基板W(ここでは検査前の基板W)を受け取り、当該基板Wを一対の載置部材50a,50bに載置しつつ、待機位置P0まで下降する。この過程において、未処理の基板Wは処理装置P1にて搬入ステージ50から吸着保持部14に渡されることとなる。
【0041】
一方、搬出ステージ60は、一対の載置部材60a,60bをリンク部材61によって連結接続することにより構成されている。載置部材60a,60bのそれぞれは上面から見て円弧形状の部材であり、載置部材50a,50bと同様のものである。リンク部材61の底部中間部にはアクチュエータ69が配設されている。また、アクチュエータ69はエアシリンダ65のピストン66に固定接続されている。エアシリンダ65がピストン66を昇降させることにより、図10中矢印AR10aにて示すように、搬出ステージ60は待機位置P0と退避位置P3との間で昇降することができる。すなわち、エアシリンダ65は、搬出ステージ60を処理位置P1よりも下方の待機位置P0と受渡位置P2よりも上方の退避位置P3との間で略鉛直方向に沿って昇降させる昇降機構(第2昇降機構)として機能する。なお、搬出ステージ60の位置とは載置部材60a,60bの上端位置とする。また、アクチュエータ69を含むリンク部材61の形状は、搬出ステージ60が退避位置P3まで上昇したとしてもリンク部材61と吸着保持部14とが干渉しないような形状とされている。
【0042】
以上のように、搬入ステージ50および搬出ステージ60は、それぞれ独立に昇降駆動されるものであるが、検査ユニット10への基板Wの搬出入に際して、リンク部材51とリンク部材61とが干渉しないように構成されている。具体的には、リンク部材51の底部がリンク部材61の底部(厳密にはアクチュエータ69)よりも下側を通るように構成されている。
【0043】
また、図7に示すように、移載ロボットTFの移載アーム75との間での基板Wの受け渡しを行うに際して、載置部材50a,50bおよび載置部材60a,60bと移載アーム75とが干渉しないような構成とされている。
【0044】
また、アクチュエータ69を駆動させることによって、図10中矢印AR10bにて示すように、載置部材60a,60bの相互間隔を変化させることができる。載置部材60a,60bの相互間隔を狭くしたとき(載置状態)には、載置部材60a,60bに基板Wを載置することができる。一方、載置部材60a,60bの相互間隔を広くしたとき(開放状態)には、吸着保持部14に保持された水平姿勢の基板Wが載置部材60aと載置部材60bとの間を通過することができる。すなわち、アクチュエータ69は、基板Wを載置可能な載置状態または吸着保持部14に保持された基板Wとすれ違い可能な開放状態に搬出ステージ60を変形させる変形機構として機能するのである。
【0045】
詳しくは後述するが、搬出ステージ60は載置状態にて待機位置P0から退避位置P3まで上昇する。この過程において、処理済の基板W(ここでは検査後の基板W)は処理装置P1にて吸着保持部14から搬出ステージ60に渡され、載置部材60a,60bに載置されることとなる。そして、搬出ステージ60は受渡位置P2まで降下して移載ロボットTFの移載アーム75に処理済の基板Wを渡す。その後、搬出ステージ60は載置部材60aと載置部材60bとの間隔を拡げて開放状態となり、吸着保持部14に保持された未処理の基板Wの側方を通過しつつ待機位置P0まで下降する。
【0046】
なお、検査ユニット20についても検査ユニット10と同様の構成とされている。また、エアシリンダ55、エアシリンダ65およびアクチュエータ69は、検査ユニット10に設けられた搬出入制御部CRによってその動作を制御されている。具体的には、エアシリンダ55およびエアシリンダ65に付設された電磁弁等並びにアクチュエータ69への電源等を制御することによって、エアシリンダ55、エアシリンダ65およびアクチュエータ69の動作を制御すれば良い。従って、搬入ステージ50および搬出ステージ60の昇降動作並びに載置部材60a,60bの相互間隔の変化は搬出入制御部CRによって管理されているのである。
【0047】
次に、上記の構成を有する基板処理装置における処理について説明する。まず、インデクサIDの移載ロボットTFが未処理の基板WをキャリアCから取り出して、ユニット配置部MPの搬送ロボットに渡す。未処理の基板Wを取り出すときには、該基板Wを収納したキャリアCの正面に移載ロボットTFが移動し、移載アーム75を基板Wの下方に差し入れる。そして、移載ロボットTFは、移載アーム75を若干上昇させて基板Wを保持し、移載アーム75を退出させることによって未処理の基板Wを取り出す。
【0048】
ユニット配置部MPに渡された基板Wは、所定の処理手順に従って搬送ロボットTRにより各処理ユニット間で循環搬送される。具体的には、密着強化処理を行った基板Wにレジスト塗布処理を行い、その後プリベーク処理を行ってレジスト膜を形成した基板WをインターフェイスIFBを介して露光装置に渡す。露光処理が終了した基板Wは露光装置からインターフェイスIFBを介して再びユニット配置部MPに戻される。露光後の基板Wに対しては露光後ベーク処理を行った後、現像処理を行う。現像処理が終了した基板Wは、さらにベーク処理が行われた後、ユニット配置部MPの搬送ロボットTRからインデクサIDの移載ロボットTFに渡される。処理済の基板Wを受け取った移載ロボットTFは、その基板WをキャリアCに収納する。
【0049】
以上は、基板Wに行われる基本的な処理を簡潔に述べたものであるが、本実施形態の基板処理装置では、基板の検査も装置内にて行われる。各種検査のうちレジストの膜厚測定はプリベーク後の露光装置に搬入する前の基板Wに対して行うのが好ましい。この場合、プリベーク処理が終了した基板Wを一旦ユニット配置部MPからインデクサIDに戻し、移載ロボットTFが該基板Wを検査ユニット20に搬入する。レジストの膜厚測定が終了した基板Wは移載ロボットTFによって検査ユニット20から再びユニット配置部MPに渡され、ユニット配置部MPの搬送ロボットTRからインターフェイスIFBに渡され、露光装置に搬入されることとなる。
【0050】
また、マクロ欠陥検査、パターンの線幅測定およびパターンの重ね合わせ測定については、全ての処理が終了してインデクサIDに戻ってきた基板Wに対して行うのが好ましい。マクロ欠陥検査については、全ての処理が終了してインデクサIDに戻ってきた基板Wを移載ロボットTFが検査ユニット10に搬入して行うようにする。一方、パターンの線幅測定およびパターンの重ね合わせ測定については、全ての処理が終了してインデクサIDに戻ってきた基板Wを移載ロボットTFが検査ユニット20に搬入して行うようにする。いずれの場合も、検査が終了した基板Wは検査ユニット10または検査ユニット20から移載ロボットTFによってキャリアCに収納される。
【0051】
検査対象の基板Wを検査ユニット10に搬入するときは、図3中矢印AR2にて示すように、移載ロボットTFが該基板Wを載せた移載アーム75を検査ユニット10と検査ユニット20との間の隙間に上昇させて検査ユニット10に相対向させ、その後移載アーム75を前進させて搬出入口13(図6参照)から基板Wを搬入する。検査終了後の基板Wを検査ユニット10から搬出するときには、上記と逆の動作を行う。
【0052】
同様に、検査対象の基板Wを検査ユニット20に搬入するときは、図3中矢印AR3にて示すように、移載ロボットTFが該基板Wを載せた移載アーム75を検査ユニット10と検査ユニット20との間の隙間に上昇させて検査ユニット20に相対向させ、その後移載アーム75を前進させて検査ユニット20の搬入口から基板Wを搬入する。また、検査終了後の基板Wを検査ユニット20から搬出するときには、上記と逆の動作を行う。
【0053】
移載ロボットTFによる検査ユニット10への基板Wの搬出入について図11〜図18を参照しつつさらに説明する。基板Wの搬出入において搬入ステージ50および搬出ステージ60の動作は全て搬出入制御部CRによって制御されている。図11に示すように、吸着保持部14には処理済基板W1(検査後の基板)が保持されるとともに、検査ユニット10の外部には移載ロボットTFが移載アーム75に未処理基板W2(検査前の基板)を保持して待機している。また、搬入ステージ50および搬出ステージ60はともに待機位置P0に待機している。
【0054】
この状態から図11中矢印AR11にて示すように、搬出ステージ60が待機位置P0から退避位置P3まで上昇する。このときには、搬出ステージ60は載置状態となっており、載置部材60a,60bの相互間隔が狭い。従って、搬出ステージ60が上昇する過程において、吸着保持部14から処理済基板W1を受け取り、処理済基板W1を載置部材60a,60bに載置して処理位置P1から退避位置P3にまで移動させる(図12)。
【0055】
図12の状態から矢印AR12にて示すように、移載ロボットTFが移載アーム75を検査ユニット10の搬出入口13から挿入する(図6参照)。移載ロボットTFは移載アーム75を水平方向に前進させるだけであり、移載アーム75に保持された未処理基板W2は受渡位置P2であって吸着保持部14の直上に位置することとなる(図13)。
【0056】
図13の状態から矢印AR13にて示すように、搬入ステージ50が待機位置P0から受渡位置P2まで上昇する。このときに、搬入ステージ50は受渡位置P2よりもわずかに上昇して、移載アーム75から未処理基板W2を受け取り、載置部材50a,50bに載置する。未処理基板W2を搬入ステージ50に渡した後、移載ロボットTFは移載アーム75を後退させて検査ユニット10から引き出す(図14)。
【0057】
図14の状態から矢印AR14にて示すように、未処理基板W2を受け取った搬入ステージ50が受渡位置P2から待機位置P0まで下降する。この過程において、処理位置P1にて搬入ステージ50から吸着保持部14に未処理基板W2が渡される。その結果、図15に示すように、吸着保持部14には未処理基板W2が保持されるとともに、搬入ステージ50は待機位置P0に戻る。
【0058】
図15の状態から矢印AR15にて示すように、移載ロボットTFが再び移載アーム75を検査ユニット10の搬出入口13から挿入する。そして、基板を保持しない移載アーム75が受渡位置P2であって吸着保持部14の直上に位置することとなる(図16)。
【0059】
図16の状態から矢印AR16にて示すように、退避位置P3に退避していた搬出ステージ60が受渡位置P2よりも下方であって処理位置P1よりも上に下降する。その結果、図17に示すように、受渡位置P2にて搬出ステージ60から移載アーム75に処理済基板W1が渡される。
【0060】
図17の状態から矢印AR17にて示すように、搬出ステージ60が移動する。すなわち、搬出ステージ60は、受渡位置P2よりも下方に下降した後、アクチュエータ69の作動によって開放状態となり、載置部材60a,60bの相互間隔が広くなる。そして、搬出ステージ60は開放状態にて下降し、処理位置P1にて吸着保持部14に保持されている未処理基板W2の側方を通過して待機位置P0まで下降する。その後、搬出ステージ60は、アクチュエータ69の作動によって載置部材60a,60bの相互間隔を狭めて再び載置状態に戻る。また、これと併行して、移載ロボットTFは処理済基板W1を受け取った移載アーム75を後退させて検査ユニット10から引き出し、図18に示す状態となる。
【0061】
図18に示す状態では、吸着保持部14には未処理基板W2が保持されるとともに、検査ユニット10の外部では移載ロボットTFが移載アーム75に処理済基板W1を保持している。また、搬入ステージ50および搬出ステージ60はともに待機位置P0に待機している。この状態は、図11の状態から処理済基板W1と未処理基板W2との交換が行われたのと同じである。
【0062】
このようにして、移載ロボットTFによる検査ユニット10への基板Wの搬出入が実行されるのであり、以降未処理基板W2への検査が終了したときには同様の手順が繰り返される。また、移載ロボットTFによる検査ユニット20への基板Wの搬出入も同様の手順にて行われる。
【0063】
以上のようにすれば、搬入ステージ50および搬出ステージ60を用いることによって、シングルアームの移載ロボットTFであってもダブルアームの如き処理済基板W1と未処理基板W2との交換を行うことができ、すなわち移載ロボットTFが移動することなく処理済基板W1と未処理基板W2とを入れ替えることができ、ダブルアームと同等の高いスループットを得ることができる。
【0064】
また、移載ロボットTFがシングルアームであっても、移載アーム75を進退させるだけで良いため、制御が容易であるとともに、コストアップを抑制することもできる。
【0065】
また、基板処理装置の内部に検査ユニット10および検査ユニット20を備えているため、効率良く基板Wの検査を行うことができ、検査および判定終了までに要する時間を短縮して判定結果を迅速にユニット配置部MPにフィードバックすることができる。
【0066】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、シングルアームの移載ロボットTFを備えたインデクサIDに検査ユニット10および検査ユニット20を設け、それら検査ユニット10,20に搬入ステージ50および搬出ステージ60を用いるようにしていたが、本発明に係る技術はシングルアームの搬送ロボットがアクセスする処理ユニットであれば適用することが可能である。
【0067】
図19は、本発明に係る基板処理装置の他の例を示す平面図である。この基板処理装置が上記実施形態と異なるのは、インターフェイスIFBに基板Wの端縁部の露光処理を行うエッジ露光ユニットEEWと加熱処理を行うホットプレートHPと冷却処理を行うクールプレートCPとを設けている点である。また、図19には、インターフェイスIFBに設けた移載ロボットTF2およびバッファカセットBFを併せて図示している。なお、インデクサIDおよびユニット配置部MPの構成については上記実施形態と同じである。
【0068】
移載ロボットTF2の構成は、インデクサIDの移載ロボットTFの構成と全く同じである(図5参照)。従って、移載ロボットTF2もシングルアームの構成を採用している。また、バッファカセットBFはキャリアCと同様のものである。バッファカセットBFは、ユニット配置部MPでの処理時間と露光装置での処理時間との差を解消するために基板Wを一時収納するためのものである。エッジ露光ユニットEEWとホットプレートHPとクールプレートCPとは、この順序で上から順に積層配置されている。移載ロボットTF2は、ユニット配置部MPと露光装置との間の基板Wの受け渡しの他に、バッファカセットBFおよびエッジ露光ユニットEEW、ホットプレートHP、クールプレートCPへの基板Wの搬出入も行う。このようにすれば、インターフェイスIFBにエッジ露光ユニットEEW、ホットプレートHPおよびクールプレートCPを設けているため、特に化学増幅型レジストを使用する場合には、露光後の基板Wのレジスト膜の化学反応が完結するまでの所要時間を短縮することができる。
【0069】
ここで、エッジ露光ユニットEEW、ホットプレートHPおよびクールプレートCPのそれぞれに上記検査ユニット10と同じ搬入ステージ50および搬出ステージ60を設けて同様に構成することにより、シングルアームの移載ロボットTF2であっても基板Wの搬出入時にダブルアームの如き未処理基板と処理済基板との交換を行うことができ、ダブルアームと同等の高いスループットを得ることができる。
【0070】
また、移載ロボットTF2がアクセスする露光装置自体に搬入ステージ50および搬出ステージ60を設けるようにしても良い。さらに、インデクサIDにホットプレートおよびクールプレートを設け、それらに搬入ステージ50および搬出ステージ60を設けるようにしても良い。すなわち、本発明に係る技術はシングルアームの搬送ロボットがアクセス可能な領域に存在するあらゆる処理ユニットに適用することが可能である。
【0071】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項1の発明によれば、搬出ステージを上昇させることによって保持手段に保持された処理済基板を処理位置から受渡位置よりも上方に移動させた後、搬入ステージを受渡位置に上昇させて基板処理ユニットの外部から搬入された未処理基板を受け取らせ、搬入ステージを処理位置よりも下方に下降させることによって保持手段に未処理基板を保持させた後、搬出ステージを受渡位置よりも下方に下降させて基板処理ユニットの外部に処理済基板を搬出させるため、搬出入手段がシングルアームであったとしても、ダブルアームの如き処理済基板と未処理基板との交換を行うことができ、高いスループットを得ることができる。
【0072】
また、請求項2の発明によれば、搬出ステージを受渡位置よりも下方に下降させた後、搬出ステージを開放状態とし、処理位置よりも下方に下降させるため、搬出ステージは保持手段に保持された未処理基板と干渉することなく処理位置よりも下方に戻ることができる。
【0073】
また、請求項3の発明によれば、請求項1または請求項2に記載の基板処理ユニットと、未処理基板を基板処理ユニットに搬入して受渡位置にて搬入ステージに渡すとともに、処理済基板を受渡位置にて搬出ステージから受け取り基板処理ユニットから搬出する搬出入手段と、を備えるため、搬出入手段がシングルアームであったとしても、ダブルアームの如き処理済基板と未処理基板との交換を行うことができ、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】本発明に係る基板処理装置全体の概略を示す斜視図である。
【図2】この基板処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図3】図1の基板処理装置のインデクサの要部構成を示す正面図である。
【図4】図3のインデクサの側面図である。
【図5】移載ロボットの外観斜視図である。
【図6】検査ユニットの概略構成を示す図である。
【図7】搬入ステージおよび搬出ステージの平面図である。
【図8】搬入ステージおよび搬出ステージのリンク機構を示す図である。
【図9】搬入ステージの動作を示す図である。
【図10】搬出ステージの動作を示す図である。
【図11】移載ロボットによる検査ユニットへの基板の搬出入の様子を説明する図である。
【図12】移載ロボットによる検査ユニットへの基板の搬出入の様子を説明する図である。
【図13】移載ロボットによる検査ユニットへの基板の搬出入の様子を説明する図である。
【図14】移載ロボットによる検査ユニットへの基板の搬出入の様子を説明する図である。
【図15】移載ロボットによる検査ユニットへの基板の搬出入の様子を説明する図である。
【図16】移載ロボットによる検査ユニットへの基板の搬出入の様子を説明する図である。
【図17】移載ロボットによる検査ユニットへの基板の搬出入の様子を説明する図である。
【図18】移載ロボットによる検査ユニットへの基板の搬出入の様子を説明する図である。
【図19】本発明に係る基板処理装置の他の例を示す平面図である。
【符号の説明】
10,20 検査ユニット
14 吸着保持部
50 搬入ステージ
55,65 エアシリンダ
60 搬出ステージ
69 アクチュエータ
75 移載アーム
ID インデクサ
IFB インターフェイス
MP ユニット配置部
P0 待機位置
P1 処理位置
P2 受渡位置
P3 退避位置
TF,TF2 移載ロボット
W 基板
W1 処理済基板
W2 未処理基板
Claims (3)
- 基板に所定の処理を行う基板処理ユニットであって、
前記所定の処理を行うための処理位置に基板を保持する保持手段と、
基板処理ユニットの外部から前記処理位置よりも上方の受渡位置に搬入された未処理基板を載置して前記保持手段に渡す搬入ステージと、
前記搬入ステージを前記処理位置よりも下方と前記受渡位置よりも上方との間で略鉛直方向に沿って昇降させる第1昇降機構と、
基板処理ユニットの外部に搬出される処理済基板を前記保持手段から受け取って載置する搬出ステージと、
前記搬出ステージを前記処理位置よりも下方と前記受渡位置よりも上方との間で略鉛直方向に沿って昇降させる第2昇降機構と、
前記搬出ステージを上昇させることによって前記保持手段に保持された処理済基板を前記処理位置から前記受渡位置よりも上方に移動させた後、前記搬入ステージを前記受渡位置に上昇させて基板処理ユニットの外部から搬入された未処理基板を受け取らせ、前記搬入ステージを前記処理位置よりも下方に下降させることによって前記保持手段に前記未処理基板を保持させた後、前記搬出ステージを前記受渡位置よりも下方に下降させて基板処理ユニットの外部に前記処理済基板を搬出させるように前記第1昇降機構および前記第2昇降機構を制御する搬出入制御手段とを備えることを特徴とする基板処理ユニット。 - 請求項1記載の基板処理ユニットにおいて、
基板を載置可能な載置状態または前記保持手段に保持された基板とすれ違い可能な開放状態に前記搬出ステージを変形させる変形機構をさらに備え、
前記搬出入制御手段は、前記搬出ステージを前記受渡位置よりも下方に下降させた後、前記変形機構に前記搬出ステージを開放状態とさせ、前記第2昇降機構に前記搬出ステージを前記処理位置よりも下方に下降させることを特徴とする基板処理ユニット。 - 請求項1または請求項2に記載の基板処理ユニットと、
未処理基板を前記基板処理ユニットに搬入して前記受渡位置にて前記搬入ステージに渡すとともに、処理済基板を前記受渡位置にて前記搬出ステージから受け取り前記基板処理ユニットから搬出する搬出入手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
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