JP4751460B2 - 基板搬送装置及び基板処理システム - Google Patents

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Description

本発明は、例えば半導体ウェハ等の基板の搬送装置及び当該基板搬送装置を有する基板処理システムに関する。
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー処理では、例えば半導体ウェハ等の基板上にレジスト液を塗布しレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、レジスト膜に所定のパターンを露光する露光処理、露光されたレジスト膜を現像する現像処理等の各種処理が行われている。
これらの一連の処理は、通常、塗布現像処理システムを用いて行われる。塗布現像処理システムは、例えばカセット単位で基板を搬入出するためのカセットステーションと、各種処理を行う複数の処理装置が配置された処理ステーションと、隣接する露光装置と処理ステーションとの間で基板の受け渡しを行うためのインターフェイスステーション等を有している。また、処理ステーション内には、各処理装置への基板の搬送を行う基板搬送装置が設けられている。
従来の基板搬送装置には、例えば略円環状に形成された本体部と、当該本体部の内側に突出し基板の下面を保持する保持部を備えた搬送アームが用いられている。搬送アームは鉛直方向及び水平方向に移動可能であると共に、回転できるように構成されている。かかる構成によって、基板搬送装置は、各処理装置に基板を搬送することができる（特許文献１）。
特開平８−４６０１０号公報
しかしながら、例えば特許文献１に開示されるような搬送アームにおいては、基板搬送の際に、搬送アームと基板との接触面においてパーティクルが付着してしまう。そして、このパーティクルが、基板処理システムにより製造される製品の歩留まり低下の要因となり、特に線幅の微細化が進むに従い無視できない問題となっている。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板の搬送を行うにあたり、基板にパーティクルが付着することを抑制し、基板の処理システムで製造される製品の歩留まりを向上させることを目的としている。
前記の目的を達成するための本発明は、基板の搬送装置であって、内部に基板を収容し、側面に基板の搬入出口が形成された基板収容容器と、前記基板収容容器内の基板の裏面に向けて所定のガスを噴射するガス噴射部と、前記ガス噴射部から供給される前記所定のガスの供給量を調整し、前記基板収容容器内の基板を所定の高さに制御する制御部と、を有し、前記搬入出口は、前記基板収容容器の側面に鉛直方向に複数形成されていることを特徴としている。
本発明によれば、ガス噴射部から供給するガスの流量を制御部により制御することで、基板の裏面における当該ガスの流速を制御することができる。このため、ガスの流速を増加させることで基板を上昇させ、ガスの流速を減少させることで基板を下降させることが可能となり、基板収容容器において、基板を浮かせた状態で当該基板を昇降させて搬送することができる。その結果、従来基板搬送の際に発生していた、基板の裏面へのパーティクルの付着が抑制される。これにより、基板の処理システムで製造される製品の歩留まりを向上させることができる。
別な観点による本発明は、基板の搬送装置であって、内部に基板を収容し、側面に基板の搬入出口が形成された基板収容容器と、前記基板収容容器内の基板の裏面に向けて所定のガスを噴射するガス噴射部と、前記ガス噴射部から供給される前記所定のガスの供給量を調整し、前記基板収容容器内の基板を所定の高さに制御する制御部と、前記基板収容容器内の基板の高さを測定する位置測定部を有し、前記制御部は、前記位置測定部で測定された基板の高さに基づいて、当該基板を所定の高さに移動させるように前記所定のガスの供給量を調整することを特徴としている。
前記ガス噴射部は、前記基板収容容器の内側面から斜め上方に所定のガスを噴射するガス噴射口を有していてもよく、前記ガス噴射口は、前記基板収容容器の内側面の全周に亘って複数設けられていてもよい。また、前記ガス噴射口は、鉛直方向に複数設けられていてもよい。
前記制御部は、前記各ガス噴射口から供給される前記所定のガスの供給量をそれぞれ調整してもよい。
前記複数のガス噴射口には、当該複数のガス噴射口に前記所定のガスを供給するガス供給管が接続され、前記ガス供給管は、前記基板収容容器の内部において鉛直方向に延伸していてもよい。また、前記複数のガス噴射口には、当該複数のガス噴射口に前記所定のガスを供給するガス供給管が接続され、前記ガス供給管は、前記基板収容容器の外部において鉛直方向に延伸していてもよい。さらには、前記複数のガス噴射口には、当該複数のガス噴射口に前記所定のガスを供給するガス供給管が接続され、前記ガス供給管は、前記基板収容容器の側壁内部において鉛直方向に延伸していてもよい。
前記搬入出口には、当該搬入出口を開閉するシャッタが設けられていてもよい。
前記基板収容容器を水平方向に移動させる水平移動機構を有していてもよく、前記水平移動機構の駆動源は、リニアモータであってもよい。
別な観点による本発明は、前記基板搬送装置と、基板に所定の処理を施す処理装置とを有する基板処理システムであって、前記処理装置は、当該処理装置と前記基板保持部との間で基板の受け渡しを行う基板搬送機構を有することを特徴としている。
なお、前記搬入出口は、前記処理装置に対応する高さに形成されていてもよい。
また、前記基板搬送機構は、一対のアーム部と、前記アーム部に設けられ、基板を支持する支持部とを備えた搬送アームと、前記一対のアーム部の間隔を調整すると共に、前記搬送アームを水平方向に移動させるアーム移動機構と、を有していてもよく、前記基板搬送機構は、基板の外周に適合する形状を有するアーム部と、前記アーム部に設けられ、基板を支持する支持部と、を備えた搬送アームと、前記搬送アームを水平方向に移動させるアーム移動機構と、を有していてもよい。
前記アーム移動機構は、前記搬送アームを鉛直方向に移動させてもよい。
前記基板搬送機構は、基板を保持して搬送する搬送アームを有し、前記搬送アームは、屈曲自在に連結された複数のアーム部と、先端の前記アーム部に設けられ、基板を支持する支持部と、を有していてもよい。
また、前記基板搬送機構は、前記搬送アームを鉛直方向に移動させるアーム移動機構を有していてもよく、前記基板搬送機構は、前記搬送アームを複数有していてもよい。
本発明によれば、基板の搬送を行うにあたり、基板にパーティクルが付着することを抑制し、基板の処理システムで製造される製品の歩留まりを向上させることができる。
本実施の形態にかかる塗布現像処理システム内部構成の概略を示す平面図である。 本実施の形態にかかる塗布現像処理システム内部構成の概略を示す側面図である。 本実施の形態にかかる塗布現像処理システム内部構成の概略を示す側面図である。 基板収容容器の構成の概略を示す斜視図である。 基板収容容器の構成の概略を示す縦断面図である。 基板収容容器の構成の概略を示す横断面図である。 レジスト塗布装置の構成の概略を示す横断面図である。 レジスト塗布装置の構成の概略を示す縦断面図である。 レジスト塗布装置の基板搬送機構が基板を搬送する様子を示す説明図である。 熱処理装置の構成の概略を示す横断面図である。 熱処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。 基板処理の各工程を示したフローチャートである。 他の実施の形態に係る基板収容容器の構成の概略を示す斜視図である 他の実施の形態に係る基板収容容器の構成の概略を示す縦断面図である。 他の実施の形態に係る基板収容容器の構成の概略を示す縦断面図である。 他の実施の形態に係る基板収容容器の構成の概略を示す縦断面図である。 他の実施の形態に係る基板収容容器の構成の概略を示す横断面図である 他の実施の形態にかかるレジスト塗布装置の構成の概略を示す横断面図である。 他の実施の形態にかかるレジスト塗布装置の構成の概略を示す縦断面図である。
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明にかかる塗布現像処理システム１の構成の概略を示す説明図である。
塗布現像処理システム１は、図１に示すように例えば外部との間でカセットＣが搬入出されるカセットステーション１０と、フォトリソグラフィー処理の中で枚葉式に所定の処理を施す複数の各種処理装置を備えた処理ステーション１１と、処理ステーション１１に隣接する露光装置１２との間で基板Ｗの受け渡しを行うインターフェイスステーション１３とを一体に接続した構成を有している。なお、本実施の形態において、基板Ｗとして例えば半導体ウェハが用いられる。
カセットステーション１０には、カセット載置台３０が設けられている。カセット載置台３０には、複数、例えば４つのカセット載置板３１が設けられている。カセット載置板３１は、水平方向のＸ方向（図１中の上下方向）に一列に並べて設けられている。これらのカセット載置板３１には、塗布現像処理装置１０の外部に対してカセットＣを搬入出する際に、カセットＣを載置することができる。
カセットステーション１０には、図１に示すようにＸ方向に延びる搬送路４０上を移動自在な基板搬送体４１が設けられている。基板搬送体４１は、上下方向及び鉛直軸周り（θ方向）にも移動自在であり、各カセット載置板３１上のカセットＣと、後述する第３の処理装置群Ｇ３の受け渡し装置７０〜７６との間で基板Ｗを搬送できる。
処理ステーション１１には、各種装置を備えた複数例えば４つの処理装置群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４が設けられている。例えば処理ステーション１１の正面側（図１のＸ方向負方向側）には、第１の処理装置群Ｇ１が設けられ、処理ステーション１１の背面側（図１のＸ方向正方向側）には、第２の処理装置群Ｇ２が設けられている。また、処理ステーション１１のカセットステーション１０側（図１のＹ方向負方向側）には、第３の処理装置群Ｇ３が設けられ、処理ステーション１１のインターフェイスステーション１３側（図１のＹ方向正方向側）には、第４の処理装置群Ｇ４が設けられている。
例えば第１の処理装置群Ｇ１には、図２に示すように複数の液処理装置、例えば基板Ｗを現像処理する現像処理装置５０、基板Ｗのレジスト膜の下層に反射防止膜（以下、「下部反射防止膜」という）を形成する下部反射防止膜形成装置５１、基板Ｗにレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布装置５２、基板Ｗのレジスト膜の上層に反射防止膜（以下、「上部反射防止膜」という）を形成する上部反射防止膜形成装置５３が下から順に４段に重ねられている。なお、現像処理装置５０、下部反射防止膜形成装置５１、レジスト塗布装置５２及び上部反射防止膜形成装置５３の数や配置は任意に選択できる。
例えば第１の処理装置群Ｇ１の各装置５０〜５３は、処理時に基板Ｗを収容するカップＦを水平方向に複数有し、複数の基板Ｗを並行して処理することができる。
例えば第２の処理装置群Ｇ２には、図３に示すように基板Ｗの熱処理を行う熱処理装置６０や、基板Ｗを疎水化処理するアドヒージョン装置６１、基板Ｗの外周部を露光する周辺露光装置６２が上下方向と水平方向に並べて設けられている。熱処理装置６０は、基板Ｗを載置して加熱する熱板と、基板Ｗを載置して冷却する冷却板を有し、加熱処理と冷却処理の両方を行うことができる。なお、熱処理装置６０、アドヒージョン装置６１及び周辺露光装置６２の数や配置は、任意に選択できる。
例えば第３の処理装置群Ｇ３には、複数の受け渡し装置７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６が下から順に設けられている。また、第４の処理装置群Ｇ４には、複数の受け渡し装置８０、８１、８２が下から順に設けられている。
図１に示すように第１の処理装置群Ｇ１〜第４の処理装置群Ｇ４に囲まれた領域には、基板搬送領域Ｄが形成されている。基板搬送領域Ｄには、例えば基板搬送装置９０が配置されている。
基板搬送装置９０は、例えばＹ方向に移動自在となっている。これにより、基板搬送装置９０は、基板搬送領域Ｄ内を移動し、周囲の第１の処理装置群Ｇ１、第２の処理装置群Ｇ２、第３の処理装置群Ｇ３及び第４の処理装置群Ｇ４内の所定の装置に基板Ｗを搬送することができる。
図１に示すように第３の処理装置群Ｇ３のＸ方向正方向側の隣には、基板搬送体１１０が設けられている。基板搬送体１１０は、例えば前後方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。基板搬送体１１０は、基板Ｗを支持した状態で上下に移動して、第３の処理装置群Ｇ３内の各受け渡し装置に基板Ｗを搬送できる。
インターフェイスステーション１３には、基板搬送体１２０と受け渡し装置１２１が設けられている。基板搬送体１２０は、例えば前後方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。基板搬送体１２０は、例えば搬送アームに基板Ｗを支持して、第４の処理装置群Ｇ４内の各受け渡し装置と受け渡し装置１２１に基板Ｗを搬送できる。
次に、基板搬送装置９０の構成について説明する。基板搬送装置９０は、例えば図４及び図５に示すように、上方が開口した中空の筒状の基板収容容器９１と、基板Ｗの裏面に向けて窒素や空気等の所定のガスを噴射するガス噴射部９２と、ガス噴射部９２から噴射するガスの供給量を調整し、基板収容容器９１内の基板Ｗの高さを制御する制御部９３と、基板収容容器９１を上面で支持し、基板搬送領域Ｄ内を水平方向（図１のＹ方向）に延びる軌道９４に沿って基板収容容器９１を水平移動させる水平移動機構９５を有している。
基板収容容器９１は、例えば図６に示すように、平面視において基板Ｗの外周形状に適合した円形状であって、基板Ｗの外周側面と基板収容容器９１の内側面との間に所定間隔の隙間ｄが確保される大きさの円形状を有している。なお、本実施の形態においては、基板収容容器９１の平面形状は円形であるが、例えば基板Ｗが矩形の場合は、矩形の基板Ｗの外周形状に適合するように、平面形状は矩形に形成される。
ガス噴射部９２は、例えば図５に示すように基板収容容器９１の底面と内側面に設けられた複数のガス噴射口９６と、当該複数のガス噴射口９６に接続され、ガス供給源（図示せず）から供給されるガスをガス噴射口９６に供給するガス供給管９２ａと、ガス供給管９２ａに設けられた流量調整機構９２ｂを有している。
基板収容容器９１の内側面に設けられたガス噴射口９６は、例えば基板収容容器９１の内面の斜め上方に向かって開口しており、ガスを斜め上方に噴射するように形成されている。また、基板収容容器９１の内側面に設けられたガス噴射口９６は、水平方向に基板収容容器９１の内側面の全周に亘って形成されており、さらに鉛直方向に多段に複数設けられている。
なお、ガス噴射口９６は、基板Ｗの下面に対して均等にガスを噴射できればよく、例えば、基板収容容器９１の底面のみに設けてもよく、また、基板収容容器９１の内側面のみに設けてもよいが、図５に示すように、底面と内側面の両方に設けることが望ましい。また、ガス噴射口９６の形状は、例えば水平方向に基板収容容器９１の内側面の全周に亘って開口したスリット状の開口でもよく、水平方向に等間隔で並んだ個別の開口でもよい。なお、図６においてガス噴射口９６は、等間隔に並んだ個別の開口の場合を描図している。
ガス供給管９２ａは、例えば図５に示すように、基板収容容器９１の側壁及び底板の内部に設けられている。すなわち、ガス供給管９２ａは、基板収容容器９１の側壁内部において鉛直方向に延伸し、底板内部において水平方向に延伸して設けられている。
基板保持部９１の内部に収容される基板Ｗは、ガス噴射口９６から基板Ｗの裏面に所定の流量のガスを噴射することにより、基板保持容器９１内で浮いた状態で収容されている。また、ガス噴射口９６から噴射されたガスの一部は、基板Ｗと基板収容容器９１の間の隙間ｄを通って基板収容容器９１の上方に抜ける上昇流を形成し、当該上昇流により基板Ｗは基板収容容器９１の内側面と接触することがない。
また、基板収容容器９１に保持される基板Ｗは、制御部９３によりガス噴射部９２からのガスの供給量を調整し、基板収容容器９１内の上昇流の流速を増減することで、基板収容容器９１内で昇降させることができる。
次に、制御部９３によって制御される、基板Ｗの基板収容容器９１内での昇降動作について述べる。例えば、図５に示すガス噴射口９６ａの上方近傍に位置する基板Ｗを、その上方に位置するガス噴射口９６ｂの位置まで上昇させる場合、先ず制御部９３により流量調整機構９２ｂに対して、ガス噴射口９６へのガスの供給量を増やす指示信号が出力される。指示信号を受けた流量調整機構９２ｂは、ガスの供給量を増加させる。これにより、基板Ｗの裏面に向けて流れるガスの流速が増加し、基板Ｗが上昇する。次いで、基板Ｗが例えばガス噴射口９６ａの上方に位置するガス噴射口９６ｂより上方まで上昇したことを、制御部９３が検知すると、制御部９３によりガスの噴射量を基板Ｗの上昇開始前の流量に戻す指示信号が流量調整機構９２ｂに再び出力される。なお、基板Ｗの鉛直方向の位置の測定は、例えば基板収容容器９１の上端部に設けられ、制御部９３に接続された位置測定部９７により行われる。基板Ｗを下降させる場合は、制御部９３によりガス噴射口９６からのガスの噴射量を減らす。これにより、基板Ｗの裏面に向けて流れるガスの流速が減少し、基板Ｗが下降する。その後、基板Ｗが所定の高さに下降したことが位置測定部９７に検出されると、制御部９３は、ガスの供給量を基板Ｗの下降開始前の流量に戻し、基板Ｗがガス噴射口９６ａに対応する高さで保持される。こうすることで、各ガス噴射部９２に対応する位置の間で、基板Ｗの昇降を行うことができる。
基板収容容器９１の、例えば各処理装置群Ｇ１〜Ｇ４の各処理装置の後述する搬入出部１３１、１６１に対応する高さであって、各処理装置に対向する面には、例えば図４に示すようにスリット状の開口である搬入出口９８が設けられている。基板収容容器９１内の基板Ｗは、この搬入出口９８を介して、後述する各処理装置の基板搬送機構１５０、１９０により、基板収容容器９１と各処理装置との間での基板Ｗの搬入出が行われる。なお、この搬入出口９８は、例えば図１に示すように基板搬送装置９１を挟んで各処理装置が配置されている場合は、基板収容容器９１の側面に対向するように２箇所に設けられるが、例えば、図１において処理装置群Ｇ１の位置に処理装置が存在しない場合は、１箇所のみに搬入出口９８を設ければ足りる。また、図５に示すようにガス噴射口９６は、少なくとも搬入出口９８の下方近傍に設けられている。こうすることで、基板Ｗの搬入出の際に、より精度よく基板Ｗを搬入出口９８に対応する高さで維持することができる。ガス噴射口９６からのガス流れはガス噴射口９６に近いほど安定しており、制御部９３によるガス流量の制御に対する応答が良好であるためである。
水平移動機構９５は、例えば図５に示すように軌道９４の上面に設けられ、軌道９４上を移動する駆動部（図示せず）を内蔵している。水平移動機構９５の駆動部にはリニアモータが用いられる。この場合、例えば水平移動機構９５の下面側はリニアモータの磁石側、軌道９４の上面側は移動磁界側を形成している。なお、リニアモータの種類としては、誘導型、同期型、あるいはパルス型等から用途に応じて選定され、その形式は特に限定されるものではない。
次に、レジスト塗布装置５２の構成について説明する。図７は、レジスト塗布装置５２の構成の概略を示す横断面図であり、図８は、レジスト塗布装置５２の構成の概略を示す縦断面図である。
レジスト塗布装置６２は、図７に示すように内部を閉鎖可能な処理容器１３０を有している。処理容器１３０の基板収容容器９１に対向する面には、基板Ｗの搬入出部１３１が形成されている。
処理容器１３０内には、図８に示すように基板Ｗを保持して回転させるスピンチャック１３２が設けられている。スピンチャック１３２は、水平な上面を有し、当該上面には、例えば基板Ｗを吸引する吸引口（図示せず）が設けられている。この吸引口からの吸引により、基板Ｗをスピンチャック１３２上に吸着保持できる。
スピンチャック１３２は、例えばモータ（図示せず）などを内蔵した駆動機構１３３を有し、この駆動機構１３３によって所定の速度に回転できる。また、駆動機構１３３には、シリンダなどの昇降駆動源が設けられており、スピンチャック１３２は上下動可能である。
スピンチャック１３２の周囲には、基板Ｗから飛散又は落下する液体を受け止め、回収するカップＦが複数設けられている。カップＦの下面には、回収した液体を排出する排出管１３５と、カップＦ内の雰囲気を排気する排気管１３６が接続されている。
図７に示すようにカップＦのＸ方向負方向（図７の下方向）側には、Ｙ方向（図７の左右方向）に沿って延伸するレール１４０が形成されている。レール１４０は、例えばカップＦのＹ方向負方向（図７の左方向）側の外方からＹ方向正方向（図７の右方向）側の外方まで形成されている。レール１４０には、アーム１４１が取り付けられている。
アーム１４１には、各基板Ｗにレジスト液を吐出する塗布ノズル１４２が支持されている。アーム１４１は、ノズル駆動部１４３により、レール１４０上を移動自在である。また、アーム１４１は、ノズル駆動部１４３によって昇降自在であり、塗布ノズル１４２の高さを調節できる。
処理容器１３０内のスピンチャック１３２の上方には、図８に示すように基板搬送機構１５０が設けられている。基板搬送機構１５０は、基板Ｗを保持して搬送する搬送アーム１５１を有している。搬送アーム１５１は、図７に示すように基板Ｗの搬送方向Ｄ（図７中のＸ方向）に延伸する一対のアーム部１５２、１５２と、各アーム部１５２を支持し、基板Ｗの搬送方向Ｄと直角方向（図７中のＹ方向）に延伸する連結部１５３とを有している。各アーム部１５２の上面には、基板Ｗの裏面を吸着して水平に支持する支持部としての吸着パッド１５４が設けられている。
搬送アーム１５１には、図８に示すように例えばモータ（図示せず）などを内蔵したアーム移動機構１５５が設けられている。アーム移動機構１５５は、連結部１５３を基板Ｗの搬送方向Ｄと直角方向に移動させて、一対のアーム部１５２、１５２の間隔を調整することができる。また、アーム移動機構１５５は、搬送アーム１５１を鉛直方向に移動させることもできる。このように搬送アーム１５１が上下動することによって、搬送アーム１５１は、スピンチャック１３２に基板Ｗを受け渡すと共に、スピンチャック１３２から基板Ｗを受け取ることができる。
処理容器１３０の内側面には、図７に示すように基板Ｗの搬送方向Ｄに延伸する一対のレール１５６、１５６が設けられている。アーム移動機構１５５は、図８に示すようにレール１５６に取り付けられ、レール１５６に沿って移動可能になっている。そしてこのアーム移動機構１５５によって、搬送アーム１５１は、図９に示すように基板Ｗを保持した状態で、基板収容容器９１とレジスト塗布装置５２との間で基板Ｗの受け渡しを行うことができる。
なお、現像処理装置５０、下部反射防止膜形成装置５１及び上部反射防止膜形成装置５３も、上述したレジスト塗布装置５２と同様の構成を有し、基板搬送機構１５０を備えている。さらに、アドヒージョン装置６１も同様に、基板搬送機構１５０を備えている。
次に、熱処理装置６０の構成について説明する。図１０は、熱処理装置６０の構成の概略を示す横断面図であり、図１１は、熱処理装置６０の構成の概略を示す縦断面図である。
熱処理装置６０内には、図１０に示すように内部を閉鎖可能な処理容器１６０が基板搬送装置９０の軌道９４に沿って水平に４つ設けられている。処理容器１６０の基板搬送装置９０に対向する側面には、基板Ｗの搬入出部１６１が形成されている。搬入出部１６１に対向する領域には後述する搬送室１９１が処理容器１６０に隣接して設けられている。また、熱処理装置６０は、図１１に示すように処理容器１６０内に、基板Ｗを加熱処理する加熱部１６２と、基板Ｗを冷却処理する冷却部１６３を備えている。
加熱部１６２には、基板Ｗを載置して加熱する熱板１７０が設けられている。熱板１７０は、厚みのある略円盤形状を有している。熱板１７０は、水平な上面を有し、当該上面には、例えば基板Ｗを吸引する吸引口（図示せず）が設けられている。この吸引口からの吸引により、基板Ｗを熱板１７０上に吸着保持できる。
熱板１７０の内部には、給電により発熱するヒータ１７１が取り付けられている。このヒータ１７１の発熱により熱板１７０を所定の設定温度に調節できる。
熱板１７０には、上下方向に貫通する複数の貫通孔１７２が形成されている。貫通孔１７２には、昇降ピン１７３が設けられている。昇降ピン１７３は、シリンダなどの昇降駆動機構１７４によって上下動できる。昇降ピン１７３は、貫通孔１７２内を挿通して熱板１７０の上面に突出し、基板Ｗを支持して昇降できる。
熱板１７０には、当該熱板１７０の外周部を保持する環状の保持部材１７５が設けられている。保持部材１７５には、当該保持部材１７５の外周を囲み、昇降ピン１７３を収容する筒状のサポートリング１７６が設けられている。
加熱部１６２に隣接する冷却部１６３には、基板Ｗを載置して冷却する冷却板１８０が設けられている。冷却板１８０は、厚みのある略円盤形状を有している。冷却板１８０は、水平な上面を有し、当該上面には、例えば基板Ｗを吸引する吸引口（図示せず）が設けられている。この吸引口からの吸引により、基板Ｗを冷却板１８０上に吸着保持できる。
冷却板１８０の内部には、例えばペルチェ素子などの冷却部材（図示せず）が内蔵されており、冷却板１８０を所定の設定温度に調整できる。
冷却部１６３のその他の構成は、加熱部１６２と同様の構成を有している。すなわち、冷却板１８０には、上下方向に貫通する複数の貫通孔１８１が形成されている。貫通孔１８１には、昇降ピン１８２が設けられている。昇降ピン１８２は、シリンダなどの昇降駆動機構１８３によって上下動できる。昇降ピン１８２は、貫通孔１８１内を挿通して冷却板１８０の上面に突出し、基板Ｗを支持して昇降できる。
冷却板１８０には、当該冷却板１８０の外周部を保持する環状の保持部材１８４が設けられている。保持部材１８４には、当該保持部材１８４の外周を囲み、昇降ピン１８２を収容する筒状のサポートリング１８５が設けられている。
熱板１７０と冷却板１８０の上方には、基板搬送機構１９０が設けられている。基板搬送機構１９０は、図１０に示すように、処理容器１６０の搬入出部１６１に対向する領域に設けられたＹ方向に延びる搬送路１９２上を移動自在な搬送アーム１９３を有している。搬送アーム１９３は基板Ｗの外周に適合する形状、例えば略３／４円環状に構成されたアーム部１９４と、アーム部１９４に設けられ基板Ｗの外周部を直接支持する支持部１９５が例えば３箇所設けられている。支持部１９５はアーム部１９４の内円周に等間隔に設けられ、アーム部１９４の内側に突出している。
搬送アーム１９３は昇降機構１９６、水平移動機構１９７、回転機構１９８により、鉛直方向、Ｘ方向及び鉛直軸周りにも移動自在であり、各処置容器１６０内の各熱板１７０、冷却板１８０及び基板搬送装置９０との間で基板Ｗの受け渡しを行うことができる。
以上のように構成された塗布現像処理装置１０では、例えば次のような基板処理が行われる。図１２は、かかる基板処理の主な工程の例を示すフロー図である。
先ず、複数枚の基板Ｗを収容したカセットＣがカセットステーション１０の所定のカセット載置板３１に載置される。その後、基板搬送体４１によりカセットＣ内の各基板Ｗが順次取り出され、処理ステーション１１の第３の処理装置群Ｇ３の例えば受け渡し装置７３に搬送される。
次に基板Ｗは、受け渡し装置７３により基板収容容器９１の搬入出口９８から基板収容容器９１内に受け渡され、その後熱処理装置６０に対応する位置に搬送される。基板収容容器９１に保持される基板Ｗは、搬入出口９８から基板収容容器９１内に進入する熱処理装置６０の搬送アーム１９２により熱処理装置６０に搬入され、熱処理、温度調節される（図１２の工程Ｓ１）。その後、基板Ｗは、搬送アーム１９２により基板収容容器９１に受け渡され、例えば第１の処理装置群Ｇ１の下部反射防止膜形成装置５１に対応する位置に搬送される。その後、基板Ｗは下部反射防止膜形成装置５１の搬送アーム１５１により当該下部反射防止膜形成装置５１内に搬入され、基板Ｗ上に下部反射防止膜が形成される（図１２の工程Ｓ２）。その後、基板Ｗは、搬送アーム１５１により基板収容容器９１に受け渡され、第２の処理装置群Ｇ２の熱処理装置６０に対応する位置に搬送される。その後、熱処理装置６０の搬送アーム１９２により熱処理装置６０内に搬入され、加熱、温度調節され、その後搬送アーム、基板収容容器９１を介して第３の処理装置群Ｇ３の受け渡し装置７３に戻される。
次に基板Ｗは、基板搬送体１１０によって同じ第３の処理装置群Ｇ３の受け渡し装置７４に搬送される。その後基板Ｗは、基板搬送装置９０によって第２の処理装置群Ｇ２のアドヒージョン装置６１に搬送され、アドヒージョン処理される（図１２の工程Ｓ３）。その後、基板Ｗは、基板搬送装置９０によってレジスト塗布装置５２に搬送され、基板Ｗ上にレジスト膜が形成される（図１２の工程Ｓ４）。その後基板Ｗは、基板搬送装置９０によって熱処理装置６０に搬送されて、プリベーク処理される（図１２の工程Ｓ５）。その後、基板Ｗは、基板搬送装置９０によって第３の処理装置群Ｇ３の受け渡し装置７５に搬送される。
次に基板Ｗは、基板搬送装置９０によって上部反射防止膜形成装置５３に搬送され、基板Ｗ上に上部反射防止膜が形成される（図１２の工程Ｓ６）。その後基板Ｗは、基板搬送装置９０によって熱処理装置６０に搬送されて、加熱され、温度調節される。その後、基板Ｗは、周辺露光装置６２に搬送され、周辺露光処理される（図１２工程Ｓ７）。
その後、基板Ｗは、基板搬送装置９０によって第３の処理装置群Ｇ３の受け渡し装置７６に搬送される。
次に基板Ｗは、基板搬送体１１０によって受け渡し装置７２に搬送され、基板搬送装置９０によって第４の処理装置群Ｇ４の受け渡し装置８２に搬送される。その後、基板Ｗは、インターフェイスステーション１３の基板搬送体１２０によって露光装置１２に搬送され、露光処理される（図１２の工程Ｓ８）。
次に、基板Ｗは、基板搬送体１２０によって第４の処理装置群Ｇ４の受け渡し装置８０に搬送される。その後、基板Ｗは、基板搬送装置９０によって熱処理装置６０に搬送され、露光後ベーク処理される（図１２の工程Ｓ９）。その後、基板Ｗは、基板搬送装置９０によって現像処理装置５０に搬送され、現像される（図１２の工程Ｓ１０）。現像終了後、基板Ｗは、基板搬送装置９０によって熱処理装置６０に搬送され、ポストベーク処理される（図１２の工程Ｓ１１）。
その後、基板Ｗは、基板搬送装置９０によって第３の処理装置群Ｇ３の受け渡し装置７０に搬送され、その後カセットステーション１０の基板搬送体４１によって所定のカセット載置板３１のカセットＣに搬送される。こうして、一連のフォトリソグラフィー工程が終了する。
以上の実施の形態によれば、基板収容容器９１内にガス噴射部９２を設け、制御部９３によりガス噴射部９２のガス噴射口９６から噴射されるガスの流量を制御することができるので、基板収容容器９１内において、基板Ｗを浮かせた状態で、基板Ｗを昇降させることができる。また、基板収容容器９１は水平移動機構９５により水平方向に移動自在に構成されているので、基板Ｗの搬送を上下左右方向に対して行うことができる。このため、基板搬送装置９０は基板Ｗと接触することなく基板Ｗを各処理装置との間で搬入出することができる。その結果、従来基板搬送の際に発生していた、基板裏面へのパーティクルの付着が抑制される。したがって、塗布現像処理システム１で製造される製品の歩留まりを向上させることができる。
また、基板搬送装置９０は、水平移動用の駆動源としてリニアモータを用いているため、駆動部の磨耗よるゴミが発生することを防止できると共に、基板搬送時の騒音を低減することができる。また、従来は駆動部の磨耗により経時的に発生していた、搬送装置の搬送誤差も防止することができる。
なお、以上の実施の形態では、基板を非接触で保持することができる基板搬送装置９０を搬送空間Ｄに配置していたが、例えば、カセットステーション１０の基板搬送体４１、処理ステーション１１の基板搬送体１１０、及びインターフェイスステーション１３の基板搬送体１２０の代わりに基板搬送装置９０を用いてもよい。かかる場合、基板Ｗが例えば搬送用のアームと接触する機会が減少するので、基板Ｗへのパーティクルの付着をさらに低減することができる。
以上の実施の形態では、塗布現像処理システム１内に一の基板搬送装置９０を設けていたが、例えば上下に複数台配置してもよい。そして、かかる複数の基板搬送装置９０を用いて、各処理装置群Ｇ１〜Ｇ４の同程度の高さの所定の処理装置にそれぞれ基板Ｗを搬送してもよい。
また、例えば図１３に示すように基板収容容器９１の各搬入出口９８にシャッタ９１ａを設けてもよい。その場合、このシャッタ９１ａを、基板収容容器９１において基板Ｗの搬入出を行う場合を除いて閉じるようにすれば、各搬入出口９８からの基板収容容器９１外部へのガスの漏洩を最小限とすることができる。したがって、基板収容容器９１内に供給するガスの量を節約することができる。また、搬入出口９８からガスが漏洩することにより、基板収容容器９１内の上昇流に乱流が発生し、保持されている基板Ｗが、例えば上下動する可能性がある。これに対し、本実施の形態では、シャッタ９１ａを設けることにより基板収容容器９１外部へのガスの漏洩を最小限に抑えることができ、これにより乱流を抑制することができる。したがって、基板Ｗを安定して保持することが可能となる。なお、シャッタの開閉方向は、任意に決定が可能である。
以上の実施の形態では、ガス供給管９２ａは基板収容容器９１の側壁内部において鉛直方向に延伸する配置としていたが、例えば図１４に示すように、ガス供給管９２ａは基板収容容器９１の内部において鉛直方向に延伸していてもよい。かかる場合、ガス供給口９６は、基板収容容器９１の内側に配置される。また、図１５に示すように、基板収容容器９１の外部において鉛直方向に延伸していてもよい。
以上の実施の形態では、ガス噴射部９２には、一の流量調整機構９２ｂが設けられていたが、図１５に示すように各高さのガス噴射口９６に接続されたガス供給管９２ａに個別に流量調整機構９２ｂを設けてもよい。かかる場合、例えば基板収容容器９１内で基板Ｗを所定の高さで保持する場合、当該基板Ｗに対応する高さのガス噴射口９６からガスを噴射すればよい。すなわち、他のガス噴射口９６からガスを噴射する必要がなく、基板収容容器９１内に供給するガスの量を節約することができる。
以上の実施の形態では、各高さのガス噴射口９６に流量調整機構９２ｂを設けることを考慮したが、例えば図１７に示すようにガス噴射口９６を、９０度のピッチごとに異なるブロックとして設け、それぞれ個別にガス供給管９６に接続し、それぞれのガス供給管９２ａに流量調整機構９９を個別に設けてもよい。かかる場合、例えば位置測定部９７を、基板収容容器９１の上面に９０度のピッチで４箇所に配置し、基板Ｗの外周縁部の高さ方向の位置を各位置測定部９７で測定することで、基板Ｗが傾いているか否かを判定する。そして、例えば基板Ｗが傾いている場合は、位置測定装置９６の測定結果に基づき、各流量調整機構９２ｂからのガスの噴射量を調整することで基板Ｗを水平に維持することができる。また、このように構成すれば、基板収容容器９１の内面形状は必ずしも基板Ｗの形状に倣っている必要はなく、各ブロックのガス噴射口９６への供給量を制御することで、基板の水平を保つことができる。
また、例えばレジスト塗布装置５２は、上述した搬送機構１５０に代えて、図１８及び図１９に示すような、別の構成の搬送機構２５０を有していてもよい。基板搬送機構２５０は、基板Ｗを保持して搬送する多関節状の搬送アーム２５１を例えば２つ有している。各搬送アーム２５１は、複数、例えば４つのアーム部２５２を有している。４つのアーム部２５２のうちの一のアーム部２５２は、その端部において他のアーム部２５２に屈曲自在に連結されている。各アーム部２５２の間には動力が伝達され、搬送アーム２５１は屈伸及び旋回可能になっている。先端のアーム部２５２ａには、基板Ｗの裏面を吸着して水平に保持する保持部としての吸着パッド２５３が設けられている。
基端のアーム部２５２ｂの下面には、アーム移動機構２５４が設けられている。アーム移動機構２５４は、アーム部２５２ｂを支持するシャフト２５５と、シャフト２５５の下方に設けられ、例えばモータ（図示せず）などを内蔵した駆動機構２５６とを有している。このアーム移動機構２５４によって、搬送アーム２５１は、鉛直方向に移動し、基板Ｗを保持する際や、搬送アーム２５１が移動する際に互いに干渉しないように、搬送アーム５１の高さ方向の位置を変えることができる。そして、搬送アーム２５１は、複数のカップＦと基板搬送装置４０との間で基板Ｗを搬送することができる。
なお、上述した搬送機構１５０、１９０、２５０と各処理装置の組み合わせは、本実施の形態に限定されるものではなく、それぞれ他の処理装置においても適用が可能である。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、基板が基板以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。また、本発明は、処理装置で行われる処理がＣＶＤ処理以外のプラズマ処理、例えばエッチング処理にも適用でき、さらにプラズマ処理以外の処理にも適用できる。さらに、本発明は、本実施の形態の搬送アームの形状に限定されず、他の種々の搬送アームにも適用できる。
本発明は、基板に所定の処理を施す処理装置に対して基板の搬送を行うのに有用である。
１ 塗布現像処理システム
１０ カセットステーション
１１ 処理ステーション
１２ 露光装置
１３ インターフェイスステーション
３０ カセット載置台
３１ カセット載置板
４０ 搬送路
４１ 基板搬送体
５０ 現像処理装置
５１ 下部反射防止膜形成装置
５２ レジスト塗布装置
５３ 上部反射防止膜形成装置
６０ 熱処理装置
６１ アドヒージョン装置
６２ 周辺露光装置
７０〜７６ 受け渡し装置
８０〜８２ 受け渡し装置
９０ 基板搬送装置
９１ 基板収容容器
９１ａ シャッタ
９２ ガス噴射部
９２ａ ガス供給管
９２ｂ 流量調整機構
９３ 制御部
９４ 軌道
９５ 水平移動機構
９６ ガス噴射口
９７ 位置測定部
９８ 搬入出口
１１０ 基板搬送体
１２０ 基板搬送体
１２１ 受け渡し装置
１３０ 処理容器
１３１ 搬入出部
１３２ スピンチャック
１３３ 駆動機構
１３５ 排出管
１３６ 排気管
１４０ レール
１４１ アーム
１４２ 塗布ノズル
１４３ ノズル駆動部
１５０ 基板搬送機構
１５１ 搬送アーム
１５２ アーム部
１５３ 連結部
１５４ 吸着パッド
１５５ アーム移動機構
１５６ レール
１６０ 処理容器
１６１ 搬入出部
１６２ 加熱部
１６３ 冷却部
１７０ 熱板
１７１ ヒータ
１７２ 貫通孔
１７３ 昇降ピン
１７４ 昇降駆動機構
１７５ 保持部
１７６ サポートリング
１８０ 冷却板
１８１ 貫通孔
１８２ 昇降ピン
１８３ 昇降駆動機構
１８４ 保持部材
１８５ サポートリング
１９０ 基板搬送機構
１９１ 搬送室
１９２ 搬送路
１９３ 搬送アーム
１９４ アーム部
１９５ 保持部
２５０ 基板搬送機構
２５１ 搬送アーム
２５２ アーム部
２５２ａ アーム部
２５３ 吸着パッド
２５４ アーム移動機構
２５５ シャフト
２５６ 駆動機構
Ｆ カップ
Ｃ カセット

Claims (20)

  1. 基板の搬送装置であって、
    内部に基板を収容し、側面に基板の搬入出口が形成された基板収容容器と、
    前記基板収容容器内の基板の裏面に向けて所定のガスを噴射するガス噴射部と、
    前記ガス噴射部から供給される前記所定のガスの供給量を調整し、前記基板収容容器内の基板を所定の高さに制御する制御部と、を有し、
    前記搬入出口は、前記基板収容容器の側面に鉛直方向に複数形成されていることを特徴とする、基板搬送装置。
  2. 基板の搬送装置であって、
    内部に基板を収容し、側面に基板の搬入出口が形成された基板収容容器と、
    前記基板収容容器内の基板の裏面に向けて所定のガスを噴射するガス噴射部と、
    前記ガス噴射部から供給される前記所定のガスの供給量を調整し、前記基板収容容器内の基板を所定の高さに制御する制御部と、
    前記基板収容容器内の基板の高さを測定する位置測定部を有し、
    前記制御部は、前記位置測定部で測定された基板の高さに基づいて、当該基板を所定の高さに移動させるように前記所定のガスの供給量を調整することを特徴とする、基板搬送装置。
  3. 前記ガス噴射部は、前記基板収容容器の内側面から斜め上方に所定のガスを噴射するガス噴射口を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の基板搬送装置。
  4. 前記ガス噴射口は、前記基板収容容器の内側面の全周に亘って複数設けられていることを特徴とする、請求項３に記載の基板搬送装置。
  5. 前記ガス噴射口は、鉛直方向に複数設けられていることを特徴とする、請求項３又は４に記載の基板搬送装置。
  6. 前記制御部は、前記各ガス噴射口から供給される前記所定のガスの供給量をそれぞれ調整することを特徴とする、請求項５に記載の基板搬送装置。
  7. 前記複数のガス噴射口には、当該複数のガス噴射口に前記所定のガスを供給するガス供給管が接続され、
    前記ガス供給管は、前記基板収容容器の内部において鉛直方向に延伸していることを特徴とする、請求項５又は６に記載の基板搬送装置。
  8. 前記複数のガス噴射口には、当該複数のガス噴射口に前記所定のガスを供給するガス供給管が接続され、
    前記ガス供給管は、前記基板収容容器の外部において鉛直方向に延伸していることを特徴とする、請求項５又は６に記載の基板搬送装置。
  9. 前記複数のガス噴射口には、当該複数のガス噴射口に前記所定のガスを供給するガス供給管が接続され、
    前記ガス供給管は、前記基板収容容器の側壁内部において鉛直方向に延伸していることを特徴とする、請求項５又は６に記載の基板搬送装置。
  10. 前記搬入出口には、当該搬入出口を開閉するシャッタが設けられていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の基板搬送装置。
  11. 前記基板収容容器を水平方向に移動させる水平移動機構を有することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の基板搬送装置。
  12. 前記水平移動機構の駆動源は、リニアモータであることを特徴とする、請求項１１に記載の基板搬送装置。
  13. 請求項１〜１２のいずれかに記載の基板搬送装置と、基板に所定の処理を施す処理装置とを有する基板処理システムであって、
    前記処理装置は、当該処理装置と前記基板保持部との間で基板の受け渡しを行う基板搬送機構を有することを特徴とする、基板処理システム。
  14. 前記搬入出口は、前記処理装置に対応する高さに形成されていることを特徴とする、請求項１３に記載の基板処理システム。
  15. 前記基板搬送機構は、一対のアーム部と、前記アーム部に設けられ、基板を支持する支持部とを備えた搬送アームと、前記一対のアーム部の間隔を調整すると共に、前記搬送アームを水平方向に移動させるアーム移動機構と、を有することを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の基板処理システム。
  16. 前記基板搬送機構は、基板の外周に適合する形状を有するアーム部と、前記アーム部に設けられ、基板を支持する支持部と、を備えた搬送アームと、前記搬送アームを水平方向に移動させるアーム移動機構と、を有することを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の基板処理システム。
  17. 前記アーム移動機構は、前記搬送アームを鉛直方向に移動させることを特徴とする、請求項１５又は１６に記載の基板処理システム。
  18. 前記基板搬送機構は、基板を保持して搬送する搬送アームを有し、前記搬送アームは、屈曲自在に連結された複数のアーム部と、先端の前記アーム部に設けられ、基板を支持する支持部と、を有することを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の基板処理システム。
  19. 前記基板搬送機構は、前記搬送アームを鉛直方向に移動させるアーム移動機構を有することを特徴とする、請求項１８に記載の基板処理システム。
  20. 前記基板搬送機構は、前記搬送アームを複数有することを特徴とする、請求項１３〜１９のいずれかに記載の基板処理システム。
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