JPH01227451A - 処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、スピンナを含む処理装置に関する。

（従来の技術） 一般に、半導体集積回路等の製造における処理では、フ
ォトリソグラフィ工程として、所定のパターンに透光部
が形成されたフォトマスクなどの原版を透過した光線な
どを照射し、被処理体例えば半導体ウェハの表面に塗布
されたフォトレジストを所定のパターンに露光し、その
後フォトレジストの露光部または未露光部を現像液に接
触させて溶解除去する処理が行われる。この様な一連の
フォトリソグラフィ工程の処理には、半導体ウェハ上に
フォトレジストを滴下させその後ウェハを高速回転させ
、遠心力を利用してレジスト膜をウェハ全面に形成した
り、静止したウェハ上に表面張力を利用して現像液を所
定の時間だけ貯留させて現像し、その後ウェハを回転さ
せ現像液などを遠心力で振り切って除去したりするスピ
ンナが用いられている。

そして、スピンナを含むフォトリソグラフィ工程の処理
装置では、従来、特開昭５２−１５４３７０号公報や特
開昭６０−５５１６号公報や特開昭６１−１８８３３１
号公報番トー示される如く、複数の未処理半導体ウェハ
を収納したカセットから１枚毎にアーム等で取り出し、
その後スピンナを含む各処理部を自動搬送し、処理済ウ
ェハ収納用カセットに回収していて１通常の処理は全て
自動化さ九てぃた。

（発明が解決しようとする課題） 然し乍ら、処理途中の被処理体の処理状況例えばウェハ
全面に形成したレジスト膜の状態や現像の状態を確認す
る場合、装置を停止してビンセット等を用いて人手で処
理途中の被処理体を取り出さねばならず、特に、現像状
態の確認は露光用レチクル交換毎にフォーカスエラーを
防止する等ロット管理上５０〜１５０枚に１回程度行う
必要があり、頻繁に装置を停止させる事となり、生産効
率の低下を招くという課題があった。

また、処理の途中でソリ等を有する異常な被処理体があ
るとスピンナ等で処理できない場合が生じ、装置を停止
し人手で異常な被処理体を排除しなければならず、この
ことにより生産効率が低下するという課題もあった。

しかも、通常の処理は自動化されているにもかかわらず
、クリーン度を必要とするフォトリソグラフィ工程の処
理において、前記の如く露出した被処理体の周辺で人間
が作業せねばならず、歩留りの低下を招くという課題が
あった。

本発明は、上記点に対処してなされたもので。

装置を停止せずに処理途中の被処理体を取り出す事を可
能とし、生産効率及び歩留りを向上した処理装置を提供
するものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 処理途中の被処理体を保持する保持具と、この保持具を
着脱自在に支持する伸縮自在な授受機構とを取り出し手
段に具備したことを特徴とする。

（作　用） 本発明の処理装置では、被処理体を収納したカセットか
ら被処理体を１枚毎取り出す取り出し手段に設けた伸縮
自在な授受機構に、処理途中の被処理体を保持可能な保
持具を具備したので、処理途中の被処理体の処理状況を
確認する場合や異常な被処理体を排除する場合に、処理
途中の被処理体を通常の被処理体の自動搬送を利用して
保持具に搬送することができ、処理装置を停止しなくて
も済む。しかも、授受機構は伸縮自在なので装置内の処
理部等クリーン度も必要とする所での作業をなくすこと
ができる。

（実施例） 以下、本発明装置を半導体製造のフォトリソグラフィ工
程に適用した実施例につき１図面を参照して説明する。

方形状の第１の処理室の例えば被処理体を図示しない回
転台に吸着後１例えば４０００〜６０００ｒｐｓ＋程度
で回転しながらフォトレジストを滴下し回転の遠心力を
利用して被処理体の被処理面にフォトレジストの均一な
膜を形成する図示しないコーティング用スピンナと、方
形状の第２の処理室■例えば被処理体表面に塗布された
フォトレジストに所定のパターンを露光後この被処理体
を図示しない回転台に吸着後回転しながら現像液を滴下
し表面の不要なフォトレジストを溶解除去する図示しな
い現像用スピンナが隣接して列をなす如く設けられてい
る。

この第１の処理室■及び第２の処理室■の列と平行に列
をなす様に、方形状の第３の処理室０例えば被処理体を
載置し熱を奪うことで例えば室温程度に冷却可能な図示
しない冷却機構と、方形状の第４の処理室に）例えば被
処理体を載置しヒータを内蔵した熱板で例えば９０℃〜
３５０℃程度に加熱可能な図示しない加熱機構が隣接し
て設けられている。

そして、平行に２列を成す第１〜第４の処理室（１〜４
）の列の一端側には大型方形状の第５の処理室０例えば
被処理体表面に塗布されたフォトレジストに所定のパタ
ーンを露光する露光機構が設置されている。

また、これら２列の第１〜第４の処理室（１〜４）の列
の第５の処理室■対向端側には、ＡＱ＠で方形板状の載
置台０が設けられており、この載置台０上に、被処理体
例えば半導体ウェハ■を例えば２５枚収納可能なカセッ
ト（ハ）が３個載置可能となっている。

ここで、載置台０は、第２図に示す如く、載置台０下側
に設けられた水平１軸ステージ■例えば図示しないリニ
アガイドとボールネジとモータによる１軸移動機構等に
より矢印（１０）’方向に水平移動可能となっていて、
カセット■から半導体ウェハ■を搬出及び搬入する場合
に、所定の搬出・搬入位置に所望のカセット（へ）を移
動可能となっている。そして、載置台（へ）内のカセッ
ト０載置位置下方に載置台（へ）から伸縮自在な授受機
構（１１）例えば取手（１２）を有し載置台０と嵌合に
より引き出し可能なＡｌ１製で断面り字状の引出しく１
３）が設けら些ている。この引出しく１３）上に処理途
中の半導体ウェハ■を保持可能な保持具（１４）例えば
処理する半導体ウェハ■の外形形状に合わせた凹部を有
しＵ字状の切欠きを１辺に有する方形状でプラスチック
製の板（１４）が着脱自在に支持されている。即ち、処
理途中の半導体ウェハ■を保持具（１４）に保持し、こ
の保持具を着脱自在に支持する伸縮自在な授受機構（１
１）を矢印（１５）方向に伸縮させる事により、処理途
中の半導体ウェハ■を保持具（１４）に保持した状態で
処理装置外へ取り出し可能な構造となっている。

また、第１〜第５の処理室（１〜５）及び載置台０に囲
まれる中央付近には、第３図に示す如く、Ｘ方向とＹ方
向とθ方向（回転方向）とＺ方向（上下方向）に半導体
ウェハ■を図示しない保持手段例えば真空吸着等で保持
可能な先端Ｕ字状のＡ１ｍ１！アーム（１６）で搬送可
能な搬送ステージ（１７）例えばリニアガイドとボール
ネジとモータを各３個用いた図示しない３軸移動機構及
びタイミングベルトとモータによる図示しない回動機構
を備えたステージが設けられている。即ち、搬送ステー
ジ（１７）とアーム（１６）及び水平１軸ステージ■と
載置台０により、複数の被処理体例えば半導体ウェハ■
を収納したカセット０を保持し、半導体を１枚毎に取り
出す取り出し手段が構成されている。しかも、搬送ステ
ージ（１７）とアーム（１６）は、スピンナを含む第１
〜第５の処理室（１〜５）とカセット■聞及び第１〜第
５の処理室（１〜５）間で、半導体ウェハ■を自在に搬
送可能となっている。また、処理途中の半導体ウェハ■
を取り出し手段の載置台０に具備した保持具に自動的に
搬送可能となっている。

そして、上記構成の処理装置は図示しない制御部で動作
制御及び設定制御される。

次に、上記した処理装置による半導体ウェハ■の処理を
説明する。

まず、載置台０上に未処理の半導体ウェハ■を収納した
２個のカセット■及び１個の空のカセット■を載置する
。

そして、所望の未処理半導体ウェハ■を収納したカセッ
ト■から１枚毎に半導体ウェハ■をアーム（１６）で搬
出可能な如く、所望のカセット０が所定の位置に来る様
に水平１軸ステージ０により載置台０を矢印（１０）方
向に移動する。

その後、搬送ステージ（１７）によりアーム（１６）を
所望のカセット（へ）の所望の未処理半導体ウェハ（支
）下方に移動し１図示しない真空吸着等の保持手段でア
ーム（１６）上面に所望の未処理半導体ウェハ■を保持
する。

次に、アーム（１６）上に保持した半導体ウェハ■を搬
送ステージ（１７）を用いて第３の処理室■に搬送し、
半導体ウェハ■を載置してウェハ■の熱を奪うことで所
望の温度にウェハ■を冷却可能な図示しない冷却機構に
受渡す、そして、第３の処理室■の冷却処理が終了後、
再びアーム（１６）と搬送ステージ（１７）によ−リ、
第３の処理室■の図示しない冷却機構から半導体ウェハ
■を受取り、アーム（１６）上にウェハ■を保持し、ウ
ェハ■を搬送ステージ（１７）を用いて第１の処理室ω
に搬送する。

この第１の処理室ωの図示しないコーティング用スピン
ナにアーム（１６）と搬送ステージ（１７）で半導体ウ
ェハ■を受渡し、コーティング用スピンナで半導体ウェ
ハ■を高速回転させながらフォトレジストを滴下し、遠
心力を利用してウェハ■の被処理面にフォトレジストの
均一な膜を形成する。

そして、第１の処理室ωのコーティング処理が終了後、
アーム（１６）と搬送ステージ（１７）により半導体ウ
ェハ■を受取り、第４の処理室に）に搬送する。

そして、第４の処理室に）のヒータを内蔵した図示しな
い加熱機構に半導体ウェハ■をアーム（１６）から受渡
し、ウェハ■被処理面のフォトレジスト膜の溶剤を除去
し乾燥させ、ウェハ■とフォトレジストの密着性を向上
させる。この第４の処理室に）の加熱処理終了後、アー
ム（１６）と搬送ステージにより、半導体ウェハ■を第
３の処理室０に搬送し、再び半導体ウェハ■の冷却処理
を行い、露光処理前の半導体ウェハ■の温度が所望の温
度となる如く温度調整を行う。

次に、第３の処理室■の半導体ウェハ■をアーム（１６
）と搬送ステージ（１７）により第５の処理室■に搬送
し、第５の処理室０内の図示しない露光機構で半導体ウ
ェハ■被処理面に塗布されたフォトレジストに所定のパ
ターンを露光処理し、そして、再びアーム（１６）と搬
送ステージ（１７）により、露光後の半導体ウェハ■を
第２の処理室■に搬送する。

この第２の処理室■の図示しない現像用スピンナにアー
ム（１６）と搬送ステージで半導体ウェハ■を受渡し、
現像用スピンナで半導体ウェハ■を低速回転しながら現
像液を滴下し、露光されたパターンに合ねせて不要なフ
ォトレジストを溶解する現像処理後、リンス液例えば純
水を滴下し、現像後のすすぎ及び定着を行う。これら現
像処理等が終了した後、アーム（１６）と搬送ステージ
（１７）により、半導体ウェハ■を第４の処理室に）に
搬送後、第４の処理室に）の図示しない加熱機構で半導
体ウェハ■上の所望のパターンに形成されたフォトレジ
ストの焼きしめを行う様に加熱処理する。

その後、第４の処理室（へ）の半導体ウェハ■をアーム
（１６）と搬送ステージ（１７）により第３の処理室■
に搬送し冷却処理する。

この冷却処理した半導体ウェハ■を搬送ステージ（１７
）とアーム（１６）に保持し所望のカセット■例えば空
状態のものの所望の位置に挿入する。この時読に、空状
態のカセット■は水平１軸ステージ■で載置台０を矢印
（１０）方向に移動することにより、所望の空状態のカ
セット（ハ）に処理済みの半導体ウェハ■をアーム（１
６）で搬入可能な位置となっている。

そして、カセット（８）に処理済みウェハ■を搬入して
一連のフォトリソグラフィ工程の処理が終了する。

ここで、複数の半導体ウェハ■を収納したカセット０は
、取り出し手段の載置台０に保持され、取り出し手段の
搬送ステージ（１７）とアーム（１６）と水平１軸ステ
ージ■で半導体ウェハ■をカセット■から１枚毎に取り
出して、スピンナを含む第１〜第５の処理室（１〜５）
で連続的にウェハ■の処理を行う。

然し、次々に半導体ウェハ■を搬送して連続的に処理を
行っていても、露光用レチクル交換毎にフォーカスエラ
ーを防止する１瞬、５０枚〜１５０枚に１同径度ロット
管理上現像状態を確認する必要があり、また、同様にロ
ット管理上半導体ウェハ■被処理面全面に形成したフォ
トレジスト膜の厚さや均一性を確認する必要もあり、し
かも、処理途中で発見されたソリ等を有する異常なウェ
ハ■を、装置の故障等を防止し装置を停止させない為に
排除する必要があった。

そこで、第１の処理室ωのコーティング用スピンナや第
２の処理室■の現像用スピンナでの処理前後の半導体ウ
ェハ■の中で、確認や検査や排除する必要のある半導体
ウェハ（７８）を、処理室内のクリーン度を保持したま
ま自動的に処理装置外へ搬出可能とする場合について説
明する。

まず、特定枚数毎等予め図示しない制御部にプログラム
された時点の半導体ウェハ（７ａ）や、必要時点に指定
した半導体ウェハ（７ａ）や、コーティング用スピンナ
及び現像用スピンナの図示しない回転台に吸着等が不可
能な異常な半導体ウェハ（７ａ）を、例えばコーティン
グ用スピンナや現像用スピンナの処理前後に、搬送ステ
ージ（１７）及びアーム（１６）により、アーム（１６
）上面に保持する。そして、第４図に示す如く、半導体
ウェハ（７ａ）を搬送ステージ（１７）及びアーム（１
６）で載置台（ｅ内のカセット■載置位置下方に設けら
れた授受機構（１１）まで搬送する。この時読に１例え
ば３ケ所設けられた授受機構（１１）の所望の位置に半
導体ウェハ（７ａ）を受渡し可能な如く、水平１軸ステ
ージ■により載置台０を矢印（１０）方向に移動してい
る。ここで、授受機構（１１）の引出しく１３）の取手
（１２）対向端側まで載置台■には方形状孔（２０）が
貫通しており、引出しく１３）上の保持具（１４）まで
半導体ウェハ（７ａ）を保持したアーム（１６）を挿入
可能となっている。そして、搬送ステージ（１７）とア
ーム（１６）により保持していた半導体ウェハ（７ａ）
を、保持具の凹部に受渡す。

次に、半導体ウェハ（７ａ）の処理状態を確認・検査又
は不良品を排除する作業者が、所望の作業時に、載置台
０と嵌合により引き出し可能な引出しく１３）を取手（
１２）を引くことにより矢印（１５）方向に引き出し、
引出しく１３）上の着脱自在な保持具（１４）を矢印（
２１）方向に取り外し、半導体ウェハ（７ａ）の処理状
態の確認・検査又は不良品の排除作業を行う。

即ち、処理途中の半導体ウェハ（７ａ）を保持可能な保
持具（１４）と、この保持具（１４）を着脱自在に支持
する伸縮自在な授受機構（１１）を取り出し手段に備え
たので、ロット管理等の為頻繁に半導体ウェハ（７ａ）
の表面状態を確認や検査する場合、装置を停止してビン
セット等で処理室（１〜５）から人手で処理途中の半導
体ウェハ（７ａ）を取り出す必要がなく、自動的に授受
機構（１１）の保持具（１４）に取り出すべき半導体ウ
ェハ（７ａ）を保持できるので、クリーン度を維持して
歩留り及び生産効率を向上することができる。しかも、
異常な半導体ウェハ（７ａ）も自動的に処理室（１〜５
）から排除できるので生産効率をいっそう向上すること
ができる。特に、クリーン度を必要とし、処理状態が各
種条件で変化しやすい現像用スピンナ及びコーティング
用スピンナにおいて、かなり頻繁に処理状態を確認する
必要があるので、上記した効果は顕著となる。

また、処理途中の半導体ウェハ（７ａ）を保持具（１４
）に保持したまま授受機構（１１）から着脱し、所望の
場所に移動することができるので、半導体ウェハ（７ａ
）　Ｌこ作業者が触れたりして半導体ウェハ（７ａ）を
汚染することがないので、表面状態の確認・検査後に処
理を再び継続することもでき、生産性が向上できる。

しかも、保持具（１４）と授受機構（１１）は取り出し
手段の載置台０に設けられているので、処理途中の半導
体ウェハ（７ａ）を保管する特別な場所を設ける必要が
なく、装置を小型にできるという効果もある。

ここで、授受機構（１１）及び保持具（１４）に半導体
ウェハ（７ａ）を所望の温度に温調する手段を設けると
、半導体ウェハ（７ａ）を処理室（１〜５）に戻した場
合にその後の処理の歩留り等を向上できるという効果が
ある。

また、上記実施例の如く、カセット■を複数個同時に載
置する載置台（０と水平方向に移動させる水平１軸ステ
ージ０を設け、カセット■からの半導体ウェハ■の搬送
搬出を１ケ所で行い、ウェハ■搬出後のカセット■を回
収用に用いることにより、載置するカセット総数を未処
理半導体ウェハ収納カセット■数プラス空のカセット０
１個としてもカセット（へ）自動交換に対応でき、最も
少ないスペースでカセット■からウェハ■を搬出・搬入
するローダ−・アンローダ−が実現できる。

上記実施例では半導体製造のフォトリソグラフィ工程に
適用して説明したが、スピンナを含む処理装置であれば
よく、液晶表示装置製造やコンパクトディス製造に適用
しても良いことは言うまでもない。

また上記実施例ではカセットの載置台に設けた授受機構
を人間の動作により伸縮させて説明したが、授受機構は
自動で伸縮動作させてもよく、また、授受機構を設ける
場所は取り出し手段であればよく、上記実施例に限定さ
れるものではない。

しかも上記実施例ではスピンナを含む処理室での処理を
コーティング・現像・露光・加熱・冷却の各処理を用い
て説明したが、処理内容や処理順序は上記実施例に限定
されるものではなく、上記処理に洗浄処理や疎水処理や
遠紫外線照射処理等を含めてもよく、スピンナを含む処
理であれば何れでも良いことは言うまマもない。

□ 以上述べたようにこの実施例によれば、複数の半導体ウ
ェハを収納したカセットを保持し、このカセットから半
導体、ウェハを１枚毎に取り出す取り出し手段に、処理
途中の半導体ウェハを保持可能な保持具と、この保持具
を着脱自在に支持する伸縮自在な授受機構を設けたので
、スピンナ等を含む処理時に装置を停止させずに、かつ
、クリーン度を維持したまま容易に処理途中の半導体ウ
ェハを取り出せるので、頻繁な処理状態の確認・検査や
異常な被処理体の排除を容易とした。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、装置を停止せずク
リーン度を維持した状態で処理途中の被処理体を取り出
す事を容易にし、生産効率及び歩留りを向上した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の処理装置を説明する為の外観図、第２
図は第１図のカセット及び載置台に設けられた授受機構
と保持具を説明する為の外観図。 第３図は第１図の上面図、第４図は処理途中の被処理体
の保持具への受渡しを説明する為の図、第５図は授受機
構及び保持具の動作を説明する為の図、第６図は処理の
流れを簡単に示すフロー図である。 図において、 ６・・・載置台　　　　　７・・・半導体ウェハ８・・
・カセット　　　　１１・・・授受機構１４・・・保持
具 第１図 第２図 第３図 第４図 Ｒ 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　複数の被処理体を収納したカセットを前記被処理体の
   取り出し手段に保持し、前記被処理体を１枚毎に取り出
   してスピンナを含む処理室で処理を行う処理装置におい
   て、処理途中の前記被処理体を保持可能な保持具と、こ
   の保持具を着脱自在に支持する伸縮自在な授受機構とを
   前記取り出し手段に具備したことを特徴とする処理装置
   。