JPH02144333A - 基板処理装置および基板搬送装置 - 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、基板搬送方法に関する。

（従来の技術） 半導体製造において、半導体ウェハに形成される半導体
の集積度が上るに従ってその製造装置にはより高度の機
能が要求されており、例えば、装置からの発塵の低減、
装に構成に対する自由度の柔軟性、自動化対応等が要求
されている。

上記点を考慮して一般に、装置からの発塵の低減には例
えばＯリング等のゴムベルトを使用しないメカニカル搬
送が採用される傾向にあり、装置構成に対する自由度の
柔軟性を得るためには種々の処理４！！閘を配置接続し
た連続処理装置が使用されている。また、自動化対応に
は半導体ウェハを収納するウェハキャリアをロボットを
使用してハンドリングする方法等が試みられている。

そして、被搬送基板である上記半導体ウェハを搬送して
各処理を行う構成の半導体製造装置の例えばレジスト塗
布現像装置としては第４図（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すよ
うな装置がある。

第４図（ａ）は、半導体ウェハ（υを収納する容器例え
ばウェハキャリア■をａ！し上記半導体ウェハ■を送り
出すローディング機構（３）と、この日−ディング８！
横■から送り出された半導体ウェハ（］〕をレジスト塗
布前に前処理するためのアドヒージョン処理機構Ｏ）と
、半導体ウェハ（υに所定厚さのレジスト膜を塗布する
レジスト塗布機構■と、上記レジスト塗布後の半導体ウ
ェハ０）を加熱処理する加熱機構０と、上記各処理が終
了した半導体つエバ（］〕をウェハキャリア■に収納す
るアンローディング機構■とを縦列接続し、これを例え
ば２列並置したものである。

この装置では、ローディング機構（３）により半導体ウ
ェハ（］）をウェハキャリア■から自動的に取り出して
図の右方向に搬送して上記各処理機構にて所定の処理を
行い、アンローディング機構■のウェハキャリア■に収
納する。そして、他の処理例えば現像処理、疎水ベーク
処理等を行うためには、上記各処理機構を所定通りに入
れ替えて処理を行う構成のものである。

次に、第４図（ｂ）は、第４図（ａ）構成のもののロー
ディング機構■とアンローディング機構■とが隣接する
ように例えばレジスト塗布機構０の次に方向転換機構（
８）を配置し半導体ウェハ■が途中でＵターンして搬送
されアンローディング機構■のウェハキャリア■に収納
されるように構成したものである。そして、上記のもの
を２列並置し５上記ロ一デイング機構■、アンローディ
ング機構■のウェハキャリア■■をロボット■）により
ハンドリング可能なようにしたものである。

また、第４図（ｅ）に示すように、半導体ウェハ（υを
保持するビンセット（１０）を有した搬送機構（１１）
を備え、この搬送機構（１１）の搬送路（１２）に沿っ
て両側に、上記各機構等を配置した構成のものが提唱さ
れている。そして、これは、実際の処理プロセスに対応
して搬送機構（１１）が移動し上記ピンセット（１０）
で半導体ウェハ０）を保持し搬送する構成のものである
。

（発明が解決しようとする課！Ｖ１） しかしながら、上述の各装置にはそれぞれ次に述べるよ
うな問題がある。

先ず、第４図（ａ）の装置は、ローディング機構■とア
ンローディング機構■とが装置の両端部に配置されてい
るので、ウェハキャリア■の着脱位置が離れており、ロ
ボットによるハンドリングに対応させるのが困難である
。

次に、第４図（ｂ）の装置は、図の前後方向の寸法長が
大きくなる他、方向転換機構（８）分のスペースが余分
に必要であり小型化、メンテナンスの点でも好ましくな
い。

また、第４図（ｃ）の装置は、処理のスループットが低
下する懸念がある。すなわち、一つの搬送機構（１１）
で多くの処理機構等に対して半導体ウェハ（１）を搬送
しなければならず、搬送に時間がかかり装置としての処
理数が低下するのは避は難い。

本発明は上述の従来事情に対処してなされたもので、容
器内に収納された被搬送基板を発塵なく精度よく搬送で
きる基板搬送方法を提供しようとするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） すなわち本発明は、被搬送基板を収納した容器から上記
基板を他の位置へ搬出するに際し、上記容器から取り出
した基板を一時待機させる待機機構を設け、この待機機
構を介して上記他の位置へ搬出するように構成したこと
を特徴とする。

（作　用） 本発明基板搬送方法では、被搬送基板を収納した容器か
ら一ヒ記基板を他の位置へ搬出するに際し、上記容器か
ら取り出した基板を一時待機させる待機機構を設け、こ
の待機機構を介して上記他の位置へ搬出するように構成
したので、予め定められた時に上記基板を」二足待機機
構に置いておけばよいのであり、その時以外の時間は上
記容器から上記基板を搬出する時間に利用することがで
きる。

（実施例） 以下、本発明方法をレジスト塗布装置における半導体ウ
ェハの搬送に適用した一実施例を図面を参照して説明す
る。

このレジスト塗布装置は、基板を収納するキャリアブロ
ックの半導体ウェハ収納部（１３）と、この収納部（１
３）から搬送された基板を処理するプロセスブロックの
レジスト塗布部（３７）から成り、−」二足各ブロック
を連結することにより、レジスト塗布装置が構成されて
いる。

半導体ウェハ収納部（１３）の基台（１４）には、半導
体ウェハ（１５）を図のＸ（左右）方向、Ｙ（前後）方
向に搬送する搬送機構（１６）と、半導体ウェハ（１５
）を収納する容器例えばウェハキャリア（１７）を昇降
する昇降機構（１８）と、半導体ウェハ（１５）を保持
し一時待機させる待機機構（１９）が配置されている。

先ず、搬送機構（１６）には、半導体ウェハ（１５）を
吸着保持するピンセット（２０）およびこのピンセット
（２０）が取着されたピンセット固定部（２１）が設け
られている。このピンセット固定部（２１）は、Ｙステ
ージ（２２）に回転自在に取付けられたネジＹ　（２３
）に滑合し、このネジＹ　（２３）を例えばモータＹ（
２４）で回転することにより、Ｙ方向に移動可能に構成
されている。また、上記Ｙステージ（２２）は、基台（
１４）に取着されたＸステージ（２５）に回転自在に設
けられたネジＸ　（２６）に滑合し、このネジＸ　（２
６）を例えばモータＸ　（２７）で回転可能に構成され
ている。

そして、」二足モータＸ（２７）、モータＹ　（２４）
を動作させることにより、半導体ウェハ（１５）はピン
セット（２０）で吸着保持してＸＹ力方向搬送される。

次に、図の上記Ｘステージ（２５）左寄りの位置には、
このＸステージ（２５）の両側に例えば１−個ずつ。

それぞれ半導体ウェハ（１５）の昇降機構Ａ　（２８）
　、昇降機構Ｂ　（２９）が配置されている。

この昇降機構Ａ　（２８）には、第２図に示す如くネジ
Ａ　（３０）が回転自在に立設され、このネジＡ　（３
０）には、半導体ウェハ（１５）を複数枚多段積みの状
態で収納するウェハキャリア（１７）を載置するテーブ
ルＡ　（３１）の端部が滑合する如く設けられている。

そして、上記ネジＡ　（３０）を例えばモータ（３２）
で回転することにより上記テーブルＡ（３１）を所定の
ピッチにて昇降可能に構成されている。なお、上記テー
ブルＡ　（３１）のＹステージ（２２）側には切欠き（
３３）が形成されており、Ｙステージ（２２）のピンセ
ット（２０）がウェハキャリア（１７）内に支障なく進
入し、そして、このウェハキャリア（１７）内に収納さ
れている半導体ウェハ（１５）を下降させてピンセット
（２０）に載置し、また、ウェハキャリア（１７）を上
昇させることにより上記ピンセット（２０）に保持され
ている半導体ウェハ（１５）を持ち上げて収納する如く
構成されている。なお、昇降機構Ｂ　（２９）は、上記
昇降機構Ａ　（２８）と同一構成のため、説明は省略す
る。

一方、搬送機構（１６）の例えば一端部位置Ａ　（３４
）付近には、半導体ウェハ（１５）の待機機構（１９）
が配置されており、半導体ウェハ（１５）を例えば真空
吸着して保持する保持材（３５）を備え、この保持材（
３５）をエアーシリンダ（３６）等により昇降可能に構
成されている。そして、搬送機構（１６）のピンセラ）
−（２０）に吸着保持されている半導体ウェハ（１５）
を上記保持材（３５）を上昇させることにより上記ピン
セット（２０）から持ち上げて保持待機させ、また、上
記保持材（３５）を下降させることにより保持している
半導体ウェハ（１５）を上記ピンセット（２０）に載置
する。なお、常時は下降状態に位置するようにしておく
。

上記構成の半導体ウェハ収納装５ｔ（１３）の図の右方
に外部装置例えばレジスト塗布部（３７）が配置される
。このレジスト塗布部（３７）は、例えば第３図（ａ）
に示すように、半導体ウェハ（１５）をピンセット（３
８）で保持してＸＹ力方向移動可能に構成された搬送機
構（３９）の搬送路（４０）に沿って両側に、半導体ウ
ェハ（１５）をレジスト塗布前に処理するアドヒージョ
ン処理機構（４１）、半導体ウェハ（１５）に所定厚さ
のレジスト膜を塗布するレジスト塗布機構（４３）、上
記レジスト塗布後の半導体ウェハ（１５）を加熱処理す
る加熱機構（４２）等が配設されている。

そして、上記搬送機構（３９）により、半導体ウェハ収
納部（１３）の待機機構（１９）から処理前の半導体ウ
ェハ（１５）を受は取り、レジスト塗布部（３７）の各
機構間所定のプロセスに従って上記半導体ウェハ（１５
）を搬送する。そして、処理終了後の半導体ウェハ（１
５）をピンセット（２０）で保持して搬送し、半導体ウ
ェハ収納部（１３）の待機機構（１９）の保持材（３５
）に載置して渡すように構成されている。このようにし
てレジスト塗布装置が構成されている。

次に、上述したレジスト塗布装置の動作作用及び、基板
の搬送方法を説明する。

なお、昇降機構Ａ　（２８）に処理前の半導体ウェハ（
１５）を収納したウェハキャリア（１７）を置き、この
ウェハキャリア（１７）から上記半導体ウェハ（１５）
を搬出するローダ−として使用し、そして、昇降機構Ｂ
　（２９）に置いたウェハキャリア（１７）に処理後の
半導体ウェハ（１５）を収納するアンローダとして使用
するものとして説明する。

先ず、昇降機構Ａ　（２８）のモータＡ　（３２）を動
作させてテーブルＡ　（３１）を上下動させ、搬送機構
（１６）のピンセット（２０）がウェハキャリア（１７
）に収納されている半導体ウェハ（１５）の下方に支障
なく進入できる高さに停止させる。そして、搬送機構（
１６）のモータＹ（２４）を動作させてピンセット（２
０）をＹ方向に移動し、昇降機ＩＩ！ｌＡ　（２８）に
置かれているウェハキャリア（１７）内の半導体ウェハ
（１５）の中心の右正面の位置に上記ピンセット（２０
）があるように位置決めする。

次に、搬送機構（１６）のモータＸ（２７）を動作させ
てピンセット（２０）を図の左Ｘ方向に移動し、昇降機
構Ａ　（２８）のウェハキャリア（１７）内の搬出しよ
うとする半導体ウェハ（１５）の下方に位置させ保持可
能な状態にする。

そして、昇降機構Ａ　（２８）によりウェハキャリア（
１７）を下降させることにより半導体ウェハ（１５）を
１枚上記ビンセット（２０）に乗せ、このピンセット（
２０）で上記半導体ウェハ（１５）を吸着保持する。

この後、ピンセット（２０）を図の右Ｘ方向に移動させ
ることにより半導体ウェハ（１５）をウェハキャリア（
１７）から取り出し、またＹ方向にも移動させて、待機
機構（１９）の保持材（３５）が位置する位置Ａ（３４
）に搬送する。

次に、待機機構（１９）を動作させて保持材（３５）を
上昇し、ピンセット（２０）に保持されている半導体ウ
ェハ（１５）を上記ピンセット（２０）から保持材（３
５）で持ち上げて保持し、レジスト塗布部（３７）の搬
送機構（３９）に渡すまで一時待機させる。

一方、レジスト塗布部（３７）の搬送機構（３９）は、
上記待機機構（１９）に保持され待機している半導体ウ
ェハ（１５）を受は取るために動作し、ピンセット（３
８）を位置Ａ　（３４）に移動させ、例えば待機機構（
１９）のエアーシリンダ（３６）により保持材（３５）
を下降させることにより半導体ウェハ（１５）を上記レ
ジスト塗布部（３７）のピンセット（３８）に載置して
渡す。

このピンセット（３８）が上記半導体ウェハ（１５）を
受は取ると搬送機構（３９）を動作させ、上記半導体ウ
ェハ（１５）を他の位置例えば先ずアドヒージョン処理
機構（４１）にセットする。

なお、上記動作中、半導体ウェハ収納部（１３）は、上
述した動作で次に処理すべき半導体ウェハ（１５）を昇
降機構Ａ　（２８）のウェハキャリア（１７）から取り
出し、待機機構（１９）の保持材（３５）に保持し待機
させておく。

次に、レジスト塗布部（３７）のアドヒージョン処理機
構（４１）における半導体ウェハ（１５）の処理が終了
すると、搬送機構（３９）により半導体ウェハ（１５）
を取り出してレジスト塗布機構（４３）に移送してセッ
トし、上記半導体ウェハ（１５）にレジストを塗布開始
する。

また、上記搬送機構（３９）は、次に処理すべき半導体
ウェハ（１５）を受は取るために、半導体ウェハ収納部
（１３）の位置Ａ　（３４）に移動する。そして待機機
構（１９）の保持材（３５）に保持されている半導体ウ
ェハ（１５）を受は取った後、アドヒージョン処理機構
（４１）に移送する。上記の動作手順をくり返してアド
ヒージョン処理機構（４１）、レジスト塗布機構（４２
）、加熱機構（４３）の順に半導体ウェハ（１５）を移
送してそれぞれ処理を行う。

レジスト塗布部（３７）において処理が終了した半導体
ウェハ（１５）は、搬送４！！構（３９）で待機機構（
１９）がある位置Ａ　（３４）に搬送し、半導体ウェハ
収納部（１３）の待機機構（１９）の保持材（３５）に
載置して渡す。

上記のように、半導体ウェハ収納部（１３）とレジスト
塗布部（３７）間の半導体ウェハ（１５）の受は渡しは
、半導体ウェハ収納部（１３）の待機ｔｉ構（１９）を
介して行われる。

待機機構（１９）がレジスト塗布部（３７）で処理終了
した半導体ウェハ（１５）を受は取り、搬送機構（１６
）のピンセット（２０）が位置Ａ　（３４）に移動して
来ると。

待機機構（１９）のエアーシリンダ（３６）により保持
材（３５）を下降させて、上記半導体ウェハ（１５）を
上記ピンセラｉ〜（２０）に載置して移す。そして、半
導体ウェハ（１５）を保持したピンセット（２０）をＸ
Ｙ力方向移動させ、昇降機構Ｂ　（２９）にセットされ
ているウェハキャリア（１７）内に進入させる。次に、
このウェハキャリア（１７）を上昇させることによりウ
エハキャリア（１７）内に設けられている収納用の溝（
図示せず）で半導体ウェハ（１５）の周縁部を支持して
上記ピンセット（２０）から持ち上げて受は取り収納す
る。

上記説明した動作をくり返すことにより、ウェハキャリ
ア（１７）から半導体ウェハ（１５）を取り出してレジ
スト塗布処理を行い、処理後の半導体ウェハ（１５）を
ウェハキャリア（１７）内に収納する。

上記説明から理解されるように、ウェハキャリア（１７
）から半導体ウェハ（１５）を取り出すいわゆるローダ
−とウェハキャリア（１７）に半導体ウェハ（１５）を
収納するいわゆるアンローダ−とが、同一場所に集合し
て並置されているため１例えば第３図（ａ）に示すよう
に、装置のオペレーターのウェハキャリア（１７）のハ
ンドリングは、半導体ウェハ収納部（１３）のみでよく
容易である。

また、半導体ウェハ収納部（１３）とレジスト塗布部（
３７）間の半導体ウェハ（１５）の受は渡しが、半導体
ウェハ収納部（１３）の位！　Ａ　（３４）にある待機
機構（１９）を介してのみ行われるため、この位ｌｉｔ
　Ａ　（３４）を変更しない限り、昇降機構（１８）の
構成すなわちウェハキャリア（１７）の数、方向及び並
べ方を容易に選定して構成することができる。例えば、
第３図（ａ）に示すように、ローダ−用のウェハキャリ
ア（４４）を前後に２個、アンローダ−用のウェハキャ
リア（４５）を同様に前後に２個配置し、且つこのウェ
ハキャリア（４４）　（４５）を左右に並置して１図の
前方より半導体ウェハ（１５）を取り出し収納するよう
に構成できる。また、第３図（ｂ）に示すように、ロー
ダ−用のウェハキャリア（４４）を左右に２個、アンロ
ーダ−用のウェハキャリア（４５）を同様に左右に２個
配置し、且つこのウェハキャリア（４４）（４５）を前
後に配置して図の右方より半導体ウェハ（１５）を取り
出し収納するように構成したり、第３図（ｃ）に示すよ
うに、ローダ−用のウェハキャリア（４４）を２個、ア
ンローダ−用のウェハキャリア（４５）を２個、前後に
一列に並置し、図の右方より半導体ウェハ（１５）を取
り出し収納するように構成できる。上記のように、装置
の設置場所や条件に対応してウェハキャリア（４４）（
４５）の数を容易に増やすことができる。

また、上記のように、ローダ−用のウェハキャリア（４
４）とアンローダ−用のウェハキャリア（４５）とが並
置されているので、ロボットによるウェハキャリアの自
動搬送も容易に行うことができる。

さらに、待機機構（１９）を介して半導体ウェハ（１５
）の受は渡しを行うので、発塵が減少し、且つ装置全体
のスループットが向上する。ウェハキャリアから半導体
ウェハを取り出す際や上記ウェハキャリアに半導体ウェ
ハを収納する際、この半導体ウェハの搬送速度が速いと
、上記ウェハキャリアと半導体ウェハとが接触した場合
発塵の可能性が高くなる。上記搬送速度を遅くすると上
記発塵の可能性は低くなるが１時間がかかる。また、直
接ウェハキャリアから半導体ウェハを取り出し、収納す
る構成であれば、ローダ−、アンローダ−開閉送機構が
移動するだけの時間を要する。

これに対し、例えば第３図（ａ）に示すレジスト塗布部
（３７）のように搬送機構（３９）は、ウェハキャリア
に対して半導体ウェハを取り出し収納する必要はなく、
半導体ウェハ（１５）を位置Ａ　（３４）にて受は渡し
するだけでよい。

したがって、上記搬送機構（３９）は、特に発塵や停止
位置精度等を問題とせず比較的速い速度で半導体ウェハ
を搬送することが可能となるので上記レジスト塗布部（
３７）のスループットが高くなる。

一方、半導体ウェハ収納部（１３）側においては。

上記レジスト塗布部（３７）の処理サイクル時間内に、
半導体ウェハ（１５）をウェハキャリア（１７）内に収
納し、また、ウェハキャリア（１７）から半導体ウェハ
（１５）を取り出す動作を行うが、上記処理サイクル時
間は一般に上記半導体ウェハ（１５）の取り出し収納に
要する時間に比較して十分に長い。したがって、極めて
遅い速度で搬送が可能であり、発Δも少なく、位置決め
精度も高く、半導体ウェハ（１５）の取り出し収納を行
うことが可能となる。

また、第３図（ａ）において、レジスト塗布部（３７）
の搬送機構（３９）のピンセット（３８）を２本備えた
構成にすることにより、装置全体のスループットをさら
に向上させることができる。すなわち、−のピンセット
で処理終了後の半導体ウェハを位置Ａ　（３４）に搬送
して半導体ウェハ収納装置（１３）に渡し、他のピンセ
ットで位置Ａ　（３４）で処理前の半導体ウェハを受は
取りレジスト塗布部（３７）の各処理機構に搬送する。

したがって、上記搬送機構（３９）の移動回数はピンセ
ット（３８）が１本の場合と比較して半減し、半導体ウ
ェハのロード、アンロードは別々の工程ではなく、両者
を合せて１工程処理となり装置のスループットは著しく
向上する。

なお、上記実施例では、待機機構（１９）の保持材（３
５）は、半導体ウェハ（１５）を吸着保持するもので構
成した例について説明したが、上記半導体ウェハ（１５
）を保持できるのであれば何れでもよく１例えば複数本
のピンで半導体ウェハ（１５）の下面を支持するもの、
半導体ウェハ（１５）の外周部分にガイドを設けて載置
保持するもの等で構成することができる。

さらに、待機機構（１９）に半導体ウェハ（１５）の中
心を合わせるセンターリング機構（図示せず）を付加す
ることにより、より一層の効果を得ることができる。通
常、ウェハキャリア（１７）内に収納されている半導体
ウェハ（１５）は、それぞれ中心位置がずれており、こ
の半導体ウェハ（１５）をメカニカルアームで搬送する
際にミスハンドリングの一原因となるが、待機機構（１
９）にセンターリング機構（図示せず）を付加すること
で、かかるトラブルを防ぎ得る。

また、ウェハキャリア（１７）内に半導体ウェハ（１５
）を収納する際に、半導体ウェハ（１５）のセンターが
ずれているとウェハキャリア（１７）内の側面と上記半
導体ウェハ（１５）とが擦合うため発塵する。

それに対し、待機機構（１９）にセンターリンク機構（
図示せず）を付加することにより上記発塵の問題も解消
できる。

また、上記実施例では、本発明方法をレジスト塗布装置
における半導体ウェハの搬送に適用した例について説明
したが、半導体ウェハをウェハキャリアに収納してハン
ドリングする装置であれば何れの装置にでも適用が可能
であり、例えば半導体ウェハ検査装置（プローパ）、レ
ジスト現像装置、ＣＶＤ装置、エツチング装置、アッシ
ング装置、イオン注入装置、スパッタ装置等に適用して
も有効である。

さらに上記実施例では、半導体ウェハの搬送について説
明したが、基板であれば何れでもよく、例えば方形の液
晶デバイスであるガラス基板、プラスチック基板、プリ
ント基板など何れの搬送にも適用可能である。

以上述べたようにこの実施例によれば、被搬送基板を収
納した容器から上記基板を他の位置へ搬出するに際し、
上記容器から取り出した基板を一時待機させる待機機構
を設け、この待機機構を介して上記他の位置へ搬出する
ように構成したので。

予め定められた時に上記基板を上記待機機構に置いてお
き、その時以外の時間は上記容器から上記基板を搬出す
る時間に利用することができる。そのため、低速で基板
を搬送させてもスループットの低下はなく、この低速搬
送により基板に付加を与えずに搬送でき、発塵を抑止す
ることが可能となる。

また、キャリアブロックとプロセスブロックを独立させ
たことによりキャリア搭載数を増やすことにも容易に対
応でき、また、プロセスブロックの所望するユニソ１−
へのダイレクト搬送が可能となり、基板単位で使用プロ
セスユニットを設定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明方法をレジスト塗布装置に
おける半導体ウェハの搬送の一実施例を説明するための
レジスト塗布装置の構成図、第３図は第１図レジスト塗
布装置の構成の説明及び主要部の構成変形例の説明図、
第４図は従来のレジスト塗布装置の構成図である。 １３・・・半導体ウェハ収納部、 １５・・・半導体ウェハ、　　１７・・・ウェハキャリ
ア、１８・・・昇降機構、　　　　１９・・・待機機構
、３５・・・保持材。 特許出願人　東京エレクトロン株式会社チル九州株式会
社 第 図 （ａ） （ｂ） （Ｃ） ］ｂ 第 図 （ａ） （ｂ） （Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被搬送基板を収納した容器から上記基板を他の位置へ搬
   出するに際し、上記容器から取り出した基板を一時待機
   させる待機機構を設け、この待機機構を介して上記他の
   位置へ搬出するように構成したことを特徴とする基板搬
   送方法。