JPH03101247A - 処理装置 - Google Patents

処理装置

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JPH03101247A
JPH03101247A JP1311592A JP31159289A JPH03101247A JP H03101247 A JPH03101247 A JP H03101247A JP 1311592 A JP1311592 A JP 1311592A JP 31159289 A JP31159289 A JP 31159289A JP H03101247 A JPH03101247 A JP H03101247A
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semiconductor wafer
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修 平河
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穴井 徳行
Masanori Tateyama
建山 正規
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泰大 坂本
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    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70733Handling masks and workpieces, e.g. exchange of workpiece or mask, transport of workpiece or mask
    • G03F7/7075Handling workpieces outside exposure position, e.g. SMIF box

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

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、レジスト処理装置に関する。
(従来の技術) 半導体素子の高集積度に伴い、半導体ウェハのレジスト
処理工程がより複雑化している。このため、レジスト処
理装置は、複数の処理機構、例えば、半導体ウェハをヘ
キサメチルジシラン(HMDS)等の密着強化済を表面
処理する機構、これにレジスト液を塗布する機構、これ
をベーキング処理する機構5さらにこれを現像処理する
機構等を有する。
当初のレジスト処理装置は、各種処理機構(複数のレジ
スト塗布機構およびベーキング機構等)がローダ−機構
とアンローダ−機構との間に直列に配列され、各処理機
構の相互間にウェハ搬送用のハンドリング機構がそれぞ
れ配置されている。
このように各処理機構がライン状に配列されているため
に、処理工程の変更に対応することができないという欠
点がある。
上記のライン型レジスト処理装置の欠点を解消するため
に、改良型のレジスト処理装置は、装置全体をフレキシ
ブルな構成とすることにより、複雑な処理工程や工程の
変更に対して対処することができるようにしている。こ
の改良型のレジスト処理装置においては、レジスト処理
装置内にilM(トラック)を設け、トラック内をハン
ドリング装置が移動することにより、塗布機構やベーキ
ング機構などの各処理機構のうちから必要なものを選択
することができるようにしている。
上記ハンドリング装置は、半導体ウェハを保持する部分
に吸着アームを有する。しかしながら、吸着アームによ
り多数枚の半導体ウェハを吸着保持すると、吸入口近傍
にダストが集積し、半導体ウェハに集積したダストが付
着しやすい。
また、レジスト処理装置の機構が複合化すると。
機構からのダスト発生量が増加し、クリーンルーム内が
汚染されやすい、この結果、ダストが半導体ウェハに付
着しやすくなり、半導体素子の良品率が悪化するおそれ
が生じる。
このような従来型のハンドリング装置の不都合を解消す
るためにU S P4,507,078号公報には、リ
ング状の部材を用いて半導体ウェハを保持するハンドリ
ング装置が開示されている。このようなハンドリング装
置によれば、半導体ウェハがリング状の部材に嵌まり込
むだけで保持されるので、半導体ウェハへのダスト付着
量が大幅に低減される。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記のハンドリング装置では、半導体ウ
ェハとリング状部材との相互接触部分を介して熱交換が
行われるので、半導体ウェハ周縁部と中央部とに温度差
が生じ、後工程に悪影響が及ぶ場合がある。通常、レジ
スト処理装置では、HMDS処理時、レジスト塗布時、
現像処理時などにおける半導体ウェハの温度がそれぞれ
異なるため、各処理工程の前工程でウェハを温度調整処
理する。しかし、各処理時の目標温度と実際のウェハ温
度とに差が生じる場合があり、レジスト処理時のウェハ
温度を厳密に管理することができず。
レジスト膜厚が目櫟厚さにならないなどの問題を生じる
という欠点がある。
この発明の目的は、搬送時におけるウェハの温度変化を
少なくすることができるレジスト処理装置の特にハンド
リング装置を提供することにある。
すなわち、加熱された被処理基板を搬送する際にこの被
処理基板から搬送アームに熱が流入し被処理基板が冷却
されたり、逆に、このようにして搬送アームに流入した
熱が常温の被処理基板を搬送する際に被処理基板に流入
し、被処理基板が加熱されてしまうことがあり、良好な
処理を行えない場合がある。
さらに、本発明は、搬送時に被処理基板から流出する熱
量、および被処理基板に流入する熱量を減少させること
ができ、所定の処理温度で良好な処理を行うことのでき
るレジスト処理装置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) すなわち本発明のレジスト処理装置は、被処理基板に所
定の処理を施す複数の処理機構と、これらの処理機構に
前記被処理基板を搬送するための搬送機構とを備えたレ
ジスト処理装置において、前記搬送機構は、複数の基板
保持用爪によって、前記被処理基板の周縁部を複数点で
保持する如く構成されていることを特徴とする。
(作 用) 本発明のレジスト処理装置では、被処理基板を搬送する
搬送機構が、複数の基板保持用爪によって、被処理基板
の周縁部を複数点で保持する如く構成されている。すな
わち、搬送機構が被処理基板を点接触の状態で保持する
よう構成されている。
したがって、搬送時に被処理基板から流出する熱量、お
よび被処理基板に流入する熱量が減少させることができ
、所定の処理温度で良好な処理を行うことができる。
(実施例) 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
この実施例のハンドリング装置は、レジスト処理装置の
各処理機構に被処理基板例えば半導体ウェハを出し入れ
するためのものである。ハンドリング装置は、半導体ウ
ェハを保持するためのウェハ保持部材と、ウェハ保持部
材をレジスト塗布機構等に搬送するためのx−y−z−
θ駆動機構と。
を有する。ウェハ保持部材は、半導体ウェハを取り囲む
支持枠と、この支持枠に設けられ、半導体ウェハの周縁
部で部分的に当接するように半導体ウェハを支持する複
数個の支持部材とを有する。
支持部材と半導体ウェハとの接触面積が小さいので、半
導体ウェハを保持したときに、その温度変化が小さい。
すなわち、第1図に示すように、レジスト処理装置1は
ウェハステーション(プロセスユニット)27およびカ
セットステーション39で構成されている。両ステーシ
ョンに含まれる各種装置の動作は。
コンピュータシステム(図示せず)により自動制御され
るようになっている。
カセットステーション39の後部にウェハ受は渡し台3
7が設けられ、ウェハ受は渡し台37を介してカセット
ステーション39からプロセスユニット27に半導体ウ
ェハWが受は渡されるようになっている。トラック8が
、プロセスユニット27の中央をY軸に沿って延び、ウ
ェハ受は渡し台37の後方から露光ユニット(図示せず
)の前方まで設けられている。トラック8にはレール9
が敷設され、ロボット7がレール9上に載置されている
。ロボット7は、半導体ウェハWをプロセスユニット2
7の各機構11.13.15.17.19.21.23
.25に搬送し出し入れするための移動・ハンドリング
機構を有している。
次に、カセットステーション39について詳しく説明す
る。
運搬ロボット(図示せず)により搬入されたカセット3
1がステーション39の一方側の待機位置に載置されて
いる。各カセット31には25枚の未処理(レジスト処
理前)の半導体ウェハWが収容されている。また、ステ
ーション39の他方側の待機位置に複数のカセット33
が載置されている。各カセット33には処理済み(レジ
スト処理後)の半導体ウニWが収容されている。
吸着アーム35が、ウェハ受は渡し台37および各カセ
ット31.33の間を移動可能に設けられている。
吸着アーム35は、X軸移動機構41、Y軸移機構43
、並びにθ回転機構45に支持されている。
なお、各カセット31.33は昇降機構(図示せず)に
支持されており、それぞれの待機位置にて吸着アーム3
5に連動して各カセット31.33が上下動するように
なっている。この連動動作によってカセット31.33
と吸着アーム35とのレベル調整がなされ、吸着アーム
35によりカセット31から未処理のウェハWが取り出
され、また、カセット33に処理済みのウェハWが戻さ
れる。
ウェハ受は渡し台37は、ガイドレール47,1対のス
ライダ49a、 49b、3本−組の支持ピン51を有
する。スライダ49a、 49bの相互対向面は、ウェ
ハWの外周に沿ってカーブし、上径が上程より小さいす
り鉢状のテーバに形成されている。1対のスライダ49
a、 49bは、駆動モータ(図示せず)によりガイド
レール47上を互いに反対方向にスライドするように設
けられている。すなわち、スライダ49a、 49bを
スライドさせると1両者の間隔が広がったり縮ったすす
る。
3本の支持ピン51が、スライダ49a、 49bの中
間位置の鉛直下方に立設され、ピン昇降装置(図示せず
)により上下動するように設けられている。
これらのピン51およびスライダ49a、 49bによ
りウェハWが、ロボット7に対してセンタリング(位置
決め)される。
次に、ウェハプロセスステーション27について詳しく
説明する。
各種の処理機構がトラック8の両側に配置されている。
トラック8の一方側にはカセットステージ目ン39に近
いほうから順に、HMDS処理機構11、第1のプリベ
ーク機構13、第1の冷却機構15、第2のプリベーク
機構17、第2の冷却機構19が配列されている。また
、トラック8の他方側にはカセットステーション39に
近いほうから順に、第1の塗布機構21.第2の塗布機
構231表面被覆層塗布機構25が配列されている。
HMDS処理機構11は、親水性のHMDS溶液を半導
体ウェハWのパターン形成面に塗布し、レジスト膜の定
着性(付着力)を向上させるためのものである。第1の
プリベーク機構13は、ウェハWに塗布された第1層目
のレジスト中に残存する溶剤を加熱・蒸発させるための
ものである。第1の冷却機構15は、第1のプリベーク
機構13で加熱処理されたウェハWを冷却するためのも
のである。
第2のプリベーク機構17は、第2層目のレジスト中に
残存する溶剤を加熱処理するためのものである。
第1の塗布機構21および第2の塗布機構23は、第1
層目および第2層目のレジストをそれぞれスピンコーテ
ィングするためのものである。表面被覆塗布装置25は
、既に塗布されたレジスト膜の上にさらにCEL膜など
の表面被覆層を塗布形成するためのものである。
次に、ロボット7について説明する。
ロボット7は、ウェハ保持部50を備えたハンドリング
機構を含む、ウェハ保持部50は、X−Y・Z・θテー
ブルに搭載されている。X−Y−Zテーブルのそれぞれ
は、ステッピングモータで駆動されるポールスクリュウ
に連結され、リニアガイドに沿って移動可能になってい
る。また、θテーブルはステッピングモータで駆動され
るシャフトに連結されている。Yテーブルの上にθテー
ブルが載せられ、θテーブルによりハンドリング機構5
0が360°回転される。 θテーブルの上にはさらに
XテーブルおよびZテーブルが載せられ、ウェハ保持部
50がXテーブルによりX方向に、ZテーブルによりZ
方向(上下方向)に、それぞれ移動される。
第2図に示すように、第1の実施例のウェハ保持部50
のアーム51の先端にリング状の支持枠52が設けられ
ている。支持枠52は、ウェハの直径より若干大きく、
6インチウェハの場合、リング先端部が約72°の範囲
で切り欠かれている。この支持枠52は、例えば、金属
アルミニウム板でつくられている。
3個の爪状の支持部材60が、その先端の支持部62が
支持枠52の内方に向かって突出するように、はぼ等間
隔に取り付けられている。これらの支持部材60は1発
塵しにくく、かつ、熱伝導率の小さな材料でつくられて
いることが好ましい。例えば、支持部材60は、アルミ
ナ、窒化ケイ素等のセラミックス材料やテフロン(商品
名)でつくられている。
第3図に示すように、各支持部材60は支持枠52の裏
面側からネジ53で支持枠52に固定されている。
第4図および第5図を参照しながら、支持部材60の支
持部62について詳しく説明する。支持部62の上部に
テーパエツジ64が形成されている。このテーバエツジ
64は先端に進むにしたがって下り勾配となっている。
支持部材60のエツジ64の傾斜角度は例えば2°であ
る。なお、支持部材60のペース部6Iにネジ六63が
形成されている。
次に、上記装置を用いて半導体ウェハWをレジスト処理
する場合について説明する。
(1)吸着アーム35を1つのウェハカセット31の下
方に位置させ、カセット3Iを下降させて、最下段の半
導体ウェハWを1枚だけ吸着保持する。次いで、吸着ア
ーム35をX方向に移動させて半導体ウェハWをカセッ
ト31から取り出す。吸着アームを9(+’回転させた
後に、Y方向に移動させ、半導体ウェハWをウェハ受は
渡し台37の上に載置する。この′とき、半導体ウェハ
Wは、オリエンテーションフラット(0,F、)がトラ
ック8の反対側(カセットステーション39の側)にな
るように台37上に載置される。
(n)3本のピン51を上昇させ、1対のスライダ49
a、 49bの間隔を狭め、半導体ウェハWをセンタリ
ングする。センタリング位置決め後、ロボット7を受は
渡し台37の側に移動させ、ウェハ保持部50の支持枠
52を半導体ウェハWの下方に位置させる。Zテーブル
を上昇させ、支持枠52にょリウェハWをピン51から
持ち上げる。支持部材6oによりウェハWが3点支持さ
れる。このとき1台37上のウェハWのセンターとウェ
ハ保持部5oのセンターとを一致させているので、第3
図に示すように、ウェハWは支持部材60のエツジ64
に沿って支持枠52内に滑り込み、正確に水平保持され
る。
(Iff)ロボット7をY軸方向に移動させ、HMDS
処理機illの前面に位置させる。次いで、ウェハ保持
部50を90”回転させた後に、X#力方向移動させ、
さらに下降させて機構11の受は入れ台(図示せず)上
にウェハWを移載する。
(rV)ウェハ保持部50の支持枠52を機構11から
撤去し、ウェハWtr、HMDS処理する。処理後、支
持枠52を機構11に装入して、ウェハWを取り出す。
(V)次いで、ウェハ支持部50を180°回転させて
、支持枠52で保持されたウェハWを第1の塗布機構2
1の前面に位置させる。ウェハ支持部材50をX軸方向
に移動させ、下降させて、ウェハWを第1の塗布機構2
1の受は入れ台上に移載する。
(VI)ウェハ保持部50の支持枠52を機構21から
撤去し、ウェハWにレジスト液を塗布する。塗布後。
支持枠52を機構21に装入して、ウェハWを取り出す
。ロボット7をY軸方向に移動させ、第1のプリベーク
機構13の前面に位置させる。
(■)次いで、ウェハ支持部50を180°回転させ、
これをX軸方向に延ばし、ウェハWを機構13内の受は
入れ台に移載する。ウェハWを機構13内で所定温度に
加熱する。ベーキング処理後、ウェハWを機構13から
取り出す、ウェハWを保持したときに、ウェハWと支持
部材60との接触部分の面積が極めて小さい(3点支持
)ので、ウェハWが実質的に温度変化しなくなる。
(■)上記のように、ロボット7をトラック9上で走行
させ、各機構11.21.13. Is、 23.17
.19゜25の順にウェハWを移動させることにより、
ウェハWのパターン形成面に所定のレジスト膜を形成す
る。
(EK)最後に機構25にて表面被覆層塗布処理をウェ
ハWに施した後に、ロボット7をY軸方向に移動させて
、処理済みのウェハWを受は渡し台37上に移載する0
台37上でセンタリング後、吸着アーム35でウェハW
を吸着保持する。吸着アーム35をY軸移動、θ回転、
X軸移動、2軸移動させ、アンローディング側のウェハ
カセット33に処理済みウェハWを収納する。
上記第1の実施例によれば、支持部62のテーバエツジ
64にてウェハWが3点支持されるので、ウェハWと支
持部材60との接触部分の面積が極めて小さくなる。こ
のため、ベーキング処理後のように、ウェハWと保持部
材50との温度差が70〜80℃もある場合であっても
、保持前後のウェハWの温度変化を±0.3℃の範囲に
抑制することができる。
この結果、塗布むらを生じることなく、均一なレジスト
膜を得ることができる。
また、上記第1の実施例によれば、ウェハ受は渡し台3
7にて半導体ウェハWをウェハ保持部材50に対してプ
リアライメント(センタリング)することができるので
、支持部材60が半導体ウェハWに抵抗なく滑らかに接
触し、半導体ウェハWを傷付けない。
さらに、半導体ウェハWが支持部材60のテーバエツジ
64に沿って支持枠52内に滑り込むので、半導体ウェ
ハWをより高精度にセンタリングすることができる。
次に、第6図乃至第8図を参照しながら、第2の実施例
について説明する。なお、第2の実施例と上記第1の実
施例とが共通する部分についての説明および図示を省略
する。
第6図に示すように、第2の実施例のウェハ保持部70
のアーム71の先端にリング状の支持枠72が設けられ
ている。支持枠72は、その内径が例えば、6インチ径
のウェハWより若干大きく、リング先端部が例えば約7
2°の範囲で切り欠かれている。
この支持枠72は1例えば、金属アルミニウム板でつく
られている。
6個の爪状の支持部材74が、その先端の支持部78が
支持枠72の内方に向かって突出するように、はぼ等間
隔に取り付けられている。これらの支持部材74は、ア
ルミナ、窒化ケイ素等のセラミックス材料でつくられて
いる。
第7図および第8図を参照しながら、支持部材74につ
いて詳しく説明する。支持部材74は、ベース部76、
テーバ部77および支持部78を有する。ベース部76
にはネジ穴75が形成されている。このネジ穴75にネ
ジ(図示せず)がネジ込まれて、支持部材74が支持枠
72に固定される。ベース部76の一辺の長さは数ミリ
である。
ガイドテーバ部77は、ベース部76と支持部78との
間に設けられ、先端に進むにしたがって下り勾配となっ
ている。この場合に、ガイドテーバ部77の傾斜角度は
45°である。
支持部78は、幅が1mで、長さが5mの角棒状をなし
、その上面79に下り勾配のテーパが設けられている。
支持部78の傾斜角度は1〜3°の範囲にあることが好
ましく、2°であることがより望ましい。
上記第2実施例の装置によれば、ウェハWはテーパ部7
7に沿って案内され、支持部78に落ち込み。
支持部78の一部に当接した状態で支持される。このた
め、ウェハWを確実に水平保持することができ、各処理
機構へのローディング時にウェハWを位置決めしやすく
なる。
また、上記第2の実施例の装置によれば、支持部材74
が支持枠72に6個とりつけであるので、オリエンテー
ションフラット(0,F、)を有するウェハWであって
も、0.F、の向きに関係なく、ウェハWを確実に保持
することができる。
さらに、第3の実施例を第9図乃至第11図に示す、第
9図に示すように3個の支持部材84は、支持部88が
枠82の内方に突出するように等間隔に枠82に取付け
られている0例えばネジ止めされる部材84は弗化樹脂
で作られている。第10図、第11図に示すように各支
持部材84は長いベース部86.ガイドテーバ部87.
支持部材88を有する。ベース部86には2つのネジ穴
85が形成されている。ネジがネジ穴85にネジ込まれ
て枠82に部材84が取付けられている。ガイドテーパ
部87は、ベース部86と支持部88との間に設けられ
、先端に進むにしたがって下り勾配となっている。
なお、上記の第1および第2の実施例では、1つのウェ
ハ保持部材をロボット7に搭載した場合について説明し
たが、これに限られることなく、1台のロボットに2つ
のウェハ保持部材を上下二段に搭載し、一方のウェハ保
持部材により処理機構内にウェハWを装入すると同時に
、他方のウェハ保持部材により処理機構から処理済みの
ウェハWを取り出すこともできる。ロボットハンドリン
グ装装置に上下二段のウェハ保持部材を設けることによ
り、さらに迅速にレジスト処理することが可能になる。
以下に1本願発明の効果について、総括的に説明する。
本願発明のハンドリング装置によれば、ベーキング処理
後のように、ウェハ保持部材と半導体ウェハWとの温度
差が大きい場合であっても、保持前後における半導体ウ
ェハWの温度変化を大幅に抑制することができる。この
ため、レジストの塗布むらを生じることなく、半導体ウ
ェハW上に均一なレジスト膜を得ることができる。
また1本願発明のハンドリング装置によれば。
支持部材と半導体ウェハとの相互接触面積が従来より小
さくなるので、半導体ウェハのダストの付着量が低減さ
れる。
さらに、ウェハ受は渡し台にて半導体ウェハWをウェハ
保持部材に対してプリアライメント(センタリング)す
ることができるので、支持部材が半導体ウェハWに抵抗
なく滑らかに接触し、半導体ウェハWを傷付けない。
本願発明の装置が上記のような種々の効果を有する結果
、レジストプロセス全体の信頼性が大幅に向上し、半導
体ウェハの生産性の向上を図ることができる。
以上説明したように、レジスト処理装置の各処理機構に
半導体ウェハを出し入れするためのハンドリング装置で
前記半導体ウェハを保持するためのウェハ保持部材と、
前記ウェハ保持部材を前記各処理機構に搬送する搬送手
段と、を有し、前記ウェハ保持部材が、前記半導体ウェ
ハを取り囲む支持枠と、この支持枠に設けられ、前記半
導体ウェハの周縁部で部分的に当接するように半導体ウ
ェハを支持する複数個の支持部材とを有する。
支持部材が半導体ウェハに当接する部分に、テーパエツ
ジが形成されていることが好ましい。当接部の形状をテ
ーパエツジとすることにより、半導体ウェハとの相互接
触面積が最小になり、保持したときの半導体ウェハの温
度変化が小さくなる。
この結果、半導体ウェハの全面にわたり均一なレジスト
膜厚を形成することができる。
テーパエツジは、水平を基準として30°〜60゜の角
度で傾斜していることが好ましく、45’であることが
より好ましい。
また、支持部材がテーパ面を有する角棒を含み、このテ
ーパ面に半導体ウェハが当接するようにすることが好ま
しい、このテーパ面は、水平を基準として00〜20°
の角度で傾斜していることが望ましく、傾斜角度がlO
oであることが望ましい。
さらに、支持部材に、当接支持部とは別個に、半導体ウ
ェハを当接支持部にガイドするためのガイド用のテーパ
部を形成することが好ましい。
支持部材は1発塵しにくく、かつ、熱伝導率の小さな材
料でつくることが好ましく、窒化ケイ素やアルミナなど
のセラミックス材料あるいはテフロン系の樹脂材料でつ
くることがより好ましい。
セラミックよりテフロン系(樹脂)の方が熱伝導率は小
さい。
〔発明の効果〕
上述のように1本発明のレジスト処理装置では、従来に
較べて搬送時に被処理基板から流出する熱量、および被
処理基板に流入する熱量を減少させることができ、所定
の処理温度で良好な処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を説明するためのレジスト処
理装置の全体構成を示す平面図、第2図は第1図のハン
ドリング装置のウェハ保持部分を説明するための平面図
、第3図は第2図の側方から見た断面図、第4図は第2
図の爪状の突起部材の側面図、第5図は第4図の平面図
、第6図は第2図の他の実施例説明図、第7図は第6図
の爪状突起部材の側面図、第8図は第7図の平面図、第
9図は第2図の他の実施例説明図、第10図は第9図の
爪状突起部材側面図、第11図は第10図の平面図であ
る。 図において、 1・・・レジスト処理装置、 7・・・ロボット。 27・・・プロセスユニット、 39・・・カセットステーション、 60・・・支持部材。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 被処理基板に所定の処理を施す複数の処理機構と、これ
    らの処理機構に前記被処理基板を搬送するための搬送機
    構とを備えたレジスト処理装置において、 前記搬送機構は、複数の基板保持用爪によって、前記被
    処理基板の周縁部を複数点で保持する如く構成されてい
    ることを特徴とするレジスト処理装置。
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