JPH04262555A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体製造装置
等として使用される処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、処理装置として、複数の処理機構
と、被処理体としての半導体ウエハをこれらの処理機構
に対して搬入・搬出する搬入搬出機構とを有するものが
知られており、例えば半導体素子の製造工程において使
用される、レジスト膜形成装置や現像装置等に適用され
ている。

【０００３】以下、このような従来の処理装置について
、レジスト膜形成装置を例にとって説明する。

【０００４】図４は、かかるレジスト膜形成装置の一例
を示す概略構成図である。

【０００５】かかる装置においては、２個のピンセット
６２，６２（一方は図示せず）が搬送経路６０に沿って
図の左右方向に移動できるように構成されており、また
、この搬送経路６０の一方の側に沿って、レジスト形成
前の半導体ウエハ９０を収納したウエハキャリア６４と
レジスト形成後の半導体ウエハ９０を収納するためのウ
エハキャリア６５とが配設されている。また、搬送経路
６０の他方の側に沿って、ウエハキャリア６４から搬送
されてきた半導体ウエハ９０を所定温度（例えば２３℃
）に設定するための冷却機構６６、この冷却機構６６か
ら搬送されてきた半導体ウエハ９０にレジスト膜を塗布
するための塗布機構６８、および、この塗布機構６８で
レジスト膜が塗布された半導体ウエハ９０を加熱処理す
るためのベーク機構７０が配設されている。

【０００６】２個のピンセット６２，６２は、それぞれ
、例えば真空吸着等の手段により半導体ウエハ９０を保
持するための保持部を有している。また、これらのピン
セット６２には、この保持部を、ウエハキャリア６４お
よび各処理機構６６〜７０の半導体ウエハを載置する位
置まで移動させるための機構が設けられている。このよ
うな構成により、ウエハキャリア６４から半導体ウエハ
９０を取り出して処理機構６６〜７０に順次搬送し、最
後にウエハキャリア６５に収納することができる。

【０００７】また、かかる装置では、ピンセット２を２
個設けたので、処理機構６６〜７０のいずれかから半導
体ウエハ９０を搬出する際に、これと同時に、次に処理
を行う半導体ウエハ９０をこの処理機構に搬入して載置
することができ、したがって、処理工程に要する時間を
削減することができる。

【０００８】加えて、上述のようにピンセット６２を搬
送経路６０に沿って移動させることによって半導体ウエ
ハ９０の搬送を行なうことで、複数の処理機構間の半導
体ウエハ９０の搬送を一台の搬送機構のみによって行な
うことができ、装置の小型化を図ることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに一台の搬送機構のみによって複数の処理機構間の搬
送を行なうこととした場合、ベーク機構７０からウエハ
キャリア６５に半導体ウエハを搬送する際に、この半導
体ウエハ９０の熱によってピンセット６２の温度が上昇
してしまい、このため、その後で、次に処理を行なう半
導体ウエハ９０を冷却機構６６から塗布機構６８へ搬送
する際に、このピンセット６２によって半導体ウエハ９
０が加熱されてしまうので、この半導体ウエハ９０の温
度が冷却機構６６で設定された温度からずれてしまうと
いう課題があった。

【００１０】また、上述のように搬送機構に２個のピン
セット６２，６２を設けた場合、一方のピンセット６２
の温度が上昇してしまうと、このピンセット６２の熱が
雰囲気ガスを介して他方のピンセット６２に伝達されて
しまう。したがって、ベーク機構７０からウエハキャリ
ア６５への半導体ウエハ９０の搬送を行なわなかった方
のピンセット６２によって冷却機構６６から塗布機構６
８への半導体ウエハ９０の搬送を行なった場合にも、上
述の場合と同様に、半導体ウエハ９０は加熱されてしま
う。

【００１１】なお、このような課題は、上述のごとき処
理装置をレジスト膜形成装置に適用した場合に限られる
ものではなく、例えば現像装置等、他の装置に適用した
場合においても、同様に生じ得るものである。

【００１２】本発明は、このような従来技術の課題に鑑
みて成されたものであり、ピンセットの熱により被処理
体の温度を変動させることのない処理装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の処理装置は、ダ
ウンフロー中に配置され、被処理体に処理を施す複数の
処理機構と、これらの処理機構間における前記被処理体
の搬送を行なう搬送機構とを有する処理装置において、
前記搬送機構が、前記被処理体を保持するための、１ま
たは複数の第１のアームと、温度調整された前記被処理
体を保持するための、１または複数の第２のアームと、
前記第１のアームおよび前記第２のアームを移動させる
移動機構と、を具備することを特徴とする。

【００１４】

【作用】搬送機構に、第１のアームと第２のアームを設
け、これらのアームと移動機構とにより、被処理体の搬
送を行なう。ここで、高温処理を行なう処理機構から被
処理体を搬出する場合は第１のアームのみを使用し、高
温でなく且つ温度を変動させたくない被処理体を搬送す
る場合は第２のアームのみを使用する。このようにして
２種類のアームを使い分け、高温の被処理体の保持・搬
送により温度が上昇したアームで、温度を変動させたく
ない被処理体を保持・搬送することがないようにする。 なお、高温ではないが温度が上昇してもかまわない被処
理体を搬送する場合は、いづれのアームを使用してもよ
い。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の１実施例として、本発明に係
わる処理装置をレジスト膜形成装置に適用した場合につ
いて説明する。

【００１６】図に示したように、本実施例に係わるレジ
スト膜形成装置の本体１０は、処理機構ユニット１２と
搬入搬出機構３０とを有している。

【００１７】搬入搬出機構３０は、ウエハキャリア４２
に収納された処理前の半導体ウエハ９０を取り出して載
置台４０に載置するため、および、載置台４０に載置さ
れた処理後の半導体ウエハ９０をウエハキャリア４４に
収納するために設けられたものである。

【００１８】このために、搬入搬出機構３０は、半導体
ウエハ９０を吸着保持するピンセット３８と、このピン
セット３８をＸ方向に移動させるためのＸ方向移動機構
３２と、ピンセット３８をＹ方向に移動させるためのＹ
方向移動機構３４と、ピンセット３８をθ方向に移動さ
せるためのθ方向回転機構３６とを有している。さらに
、搬入搬出機構３０は、ウエハキャリア４２およびウエ
ハキャリア４４をＺ方向（上下方向）に移動させるため
の昇降機構を備えている（図示せず）。

【００１９】一方、処理機構ユニット１２は、半導体ウ
エハ９０に対する各種処理を行なうための各処理機構２
０〜２８と、これらの各処理機構２０〜２８に対する半
導体ウエハ９０の搬入および搬出を行なうための搬送機
構１４とを有している。なお、処理装置は、上方から下
方に向かってクリーンエアーが流れるダウンフロー雰囲
気のクリーンルーム内に設置されている。

【００２０】図２は、搬送機構１４の要部を示す概略側
面図である。

【００２１】搬送機構１４は、搬送台１４ａと、この搬
送台１４ａ上に設けられた支軸１４ｂと、この支軸１４
ｂに腕部１４ｃを介してそれぞれ支持された３個のピン
セット１８ａ，１８ｂ，１８ｃを有している。また、３
個のピンセット１８ａ，１８ｂ，１８ｃは、搬送台１４
ａ上に、縦方向に配設されている。かかる構成により、
各ピンセット１８ａ，１８ｂ，１８ｃを、搬送経路１６
に沿ってＸ（横）方向の移動を行なわせることができる
。

【００２２】また、各ピンセット１８ａ，１８ｂ，１８
ｃは、図示していない移動手段により、それぞれ独立に
、Ｙ（縦）方向，Ｚ（垂直）方向およびθ（回転）方向
にも移動させることができるように構成されている。 このような構成は、例えば、搬送機構１４に、ステッピ
ングモータおよびこれに連結されたボールスクリュー等
の回転駆動機構（図示せず）を設けることにより、可能
となる。

【００２３】３個のピンセット１８ａ，１８ｂ，１８ｃ
は、半導体ウエハ９０を保持させるために設けられたも
のであり、それぞれ、このための保持機構（図示せず）
を有している。保持機構は、例えば、複数の爪で半導体
ウエハ９０の周辺部下面を支持する方式、或いは、静電
チャック方式を用いることにより構成することができる
。

【００２４】ピンセット１８ａは、３個のピンセット１
８ａ，１８ｂ，１８ｃの内で最も上に配設されており、
半導体ウエハ９０を、後述する冷却機構２４から第１の
塗布機構２６または第２の塗布機構２８へ搬送するとき
にのみ使用する。また、ピンセット１８ｂおよびピンセ
ット１８ｃは、ピンセット１８ａよりも下側に配設され
ており、冷却機構２４から第１の塗布機構２６または第
２の塗布機構２８への搬送以外の搬送に使用される。こ
のように、本実施例では、冷却機構２４から第１の塗布
機構２６または第２の塗布機構２８への搬送を行なうと
きと、それ以外の搬送を行なうときとで、ピンセットを
使い分けることとした。

【００２５】本実施例のレジスト膜形成装置では、冷却
機構２４から第１の塗布機構２６または第２の塗布機構
２８へ搬送するときにのみ使用するピンセット１８ａを
他のピンセット１８ｂ，１８ｃよりも上方（すなわち、
このダウンフロー機構によって生じる雰囲気流の風上側
）に設けたこととにより、半導体ウエハ９０を後述のベ
ーク機構２２から搬出する際にピンセット１８ｂまたは
ピンセット１８ｃが加熱された際に、この熱が雰囲気を
介してピンセット１８ａに伝わることを防止している。

【００２６】なお、ピンセット１８ａに熱が伝わること
を防止するためには、雰囲気ガス流の方向を必ずしも上
方から下方への方向にする必要はなく、ダウンフロー機
構によって生じる雰囲気ガス流の風上側にピンセット１
８ａを配し、風下側にピンセット１８ｂ，１８ｃ配する
こととすればよいが、レジスト膜形成装置内の粉塵を極
力減らすために、上方から下方への方向とした。

【００２７】本実施例のレジスト膜形成装置では、上述
のような搬送機構１４を用い、あらかじめ載置台４０に
載置された半導体ウエハ９０について、後述する各処理
室２０〜２８に対する搬入および搬出を順次繰り返すこ
とにより半導体ウエハ９０に対する各種処理を施した後
、再び載置台４０に載置する。

【００２８】かかる搬送機構１４の搬送経路１６の両側
には、この搬送経路１６に沿って、アドヒージョン処理
機構２０、ベーク機構２２、冷却機構２４、および、第
１の塗布機構２６、第２の塗布機構２８が設けられてい
る。

【００２９】アドヒージョン処理機構２０では、半導体
ウエハ９０とレジスト膜との密着性を向上させるための
処理である、アドヒージョン処理を行なう。

【００３０】ベーク機構２２では、レジスト膜を形成し
た半導体ウエハ９０に対する加熱処理を行なう。この加
熱処理は、半導体ウエハ９０上に塗布されたレジスト膜
中に残存する溶剤を蒸発させるために行われる。なお、
このベーク機構２２で行われる加熱処理は処理時間が長
いので、複数枚の半導体ウエハ９０に対する加熱処理を
同時に行なうことができるように構成することが好まし
い。

【００３１】また、冷却機構２４では、後述の第１の塗
布機構２６および第２の塗布機構２８でレジスト膜を形
成する前の半導体ウエハ９０を冷却し、所定の温度（本
実施例では２３℃とする）に設定する。このようにレジ
スト膜を形成する前に半導体ウエハ９０の温度を所定の
温度に設定するのは、形成されるレジスト膜の膜厚を高
精度に制御するためである。

【００３２】第１の塗布機構２６および第２の塗布機構
２８では、半導体ウエハ９０の上面へのレジスト膜の形
成が行なわれる。このように塗布機構を２台設けたのは
、レジスト膜の形成に要する時間が、他の処置機構２０
〜２４で行われる処理に要する時間と比較して、非常に
長いためである。

【００３３】次に、かかるレジスト膜形成装置において
、半導体ウエハ９０の表面にフォトレジスト膜を形成す
る工程について説明する。

【００３４】まず、搬入搬出機構３０のＸ方向移動機構
３２，Ｙ方向移動機構３４およびθ方向回転機構３６を
駆動させて、ピンセット３８を、処理前の半導体ウエハ
９０を収納したウエハキャリア４４の下まで移動させる
。

【００３５】続いて、搬入搬出機構３０に備えられた昇
降機構（図示せず）によってウエハキャリア４４を下降
させ、このウエハキャリア４４に収納されている処理前
の半導体ウエハ９０の内の１枚を、ピンセット３８に載
せ、このピンセット３８で吸着保持する。

【００３６】次に、ピンセット３８をＸ方向に移動させ
て、このピンセット３８に吸着保持した半導体ウエハ９
０をウエハキャリア４４の外に搬出し、さらに、Ｙ方向
に移動させて、載置台４０上に載置する。

【００３７】そして、処理機構ユニット１２の搬送機構
１４を、図の左方向（Ｘ方向）に移動させて、搬入搬出
機構３０の載置台４０に載置された半導体ウエハ９０を
、ピンセット１８ｂ（ピンセット１８ｃを使用してもよ
い）で吸着保持する。

【００３８】続いて、搬送機構１４をアドヒージョン処
理機構２０まで移動させ、ピンセット１８ｂで吸着保持
された半導体ウエハ９０をアドヒージョン処理機構２０
にセットし、アドヒージョン処理を行なう。このアドヒ
ージョン処理は、後に形成するレジスト膜と半導体ウエ
ハ９０との密着性を向上させるために行われる。

【００３９】なお、この処理を行なっている最中に、搬
入搬出機構３０を動作させ、次に処理する半導体ウエハ
９０（以下、２枚目の半導体ウエハ９０と称す）を、ウ
エハキャリア４４から１枚取出して、載置台４０に載置
し、さらに、ピンセット１８ｂで吸着保持して、このピ
ンセット１８ｂをアドヒージョン処理機構２０まで移動
させておく。

【００４０】アドヒージョン処理が終了すると、搬送機
構１４を移動させ、ピンセット１８ｃで、アドヒージョ
ン処理が終了した半導体ウエハ９０（以下、１枚目の半
導体ウエハ９０と称す）を処理機構２０から取出す。続
いて、ピンセット１８ｂに吸着保持された２枚目の半導
体ウエハ９０を、アドヒージョン処理機構２０にセット
する。

【００４１】このように、本実施例のレジスト膜形成装
置では、アドヒージョン処理機構２０で１枚目の半導体
ウエハ９０の処理を行なっている時間を利用して２枚目
の半導体ウエハ９０の搬送を行ない、さらに、アドヒー
ジョン処理機構２０から１枚目の半導体ウエハを取り出
すと同時に、このアドヒージョン処理機構２０への２枚
目の半導体ウエハ９０のセットを行なうこととした。こ
れにより、スループットを向上することができる。これ
は、本実施例のレジスト膜形成装置が、冷却機構２４か
ら第１の塗布機構２６または第２の塗布機構２８への搬
送以外の搬送を行なうピンセットとして、２個のピンセ
ット１８ｂ，１８ｃを備えていることにより可能となる
。

【００４２】上述のようにしてピンセット１８ｃで吸着
保持した１枚目の半導体ウエハ９０を、搬送機構１４に
より移動させ、冷却機構２４にセットする。この冷却機
構２４では、半導体ウエハ９０を冷却し、温度を２３℃
に設定する。また、この冷却機構２４で１枚目の半導体
ウエハ９０の処理を行なっている間に、搬入搬出機構３
０を動作させ、アドヒージョン処理機構２０による処理
が終了した２枚目の半導体ウエハ９０をピンセット１８
ｂで吸着保持して、このピンセット１８ｂを冷却機構２
４の搬入口まで移動させておく。１枚目の半導体ウエハ
９０の冷却処理が終了すると、ピンセット１８ａで１枚
目の半導体ウエハ９０を吸着保持し、冷却機構２４から
取出す。続いて、ピンセット１８ｂに吸着保持された２
枚目の半導体ウエハ９０を、冷却機構２４にセットする
。

【００４３】なお、この冷却機構２４で１枚目の半導体
ウエハ９０の処理を行なっている間に、併せて、３枚目
の半導体ウエハ９０をアドヒージョン処理機構２０にセ
ットし、アドヒージョン処理を開始させることとしても
よい。このようにして、３枚目以降の半導体ウエハ９０
についても平行して処理を行うこととすれば、処理工程
の効率をさらに向上させることができる。

【００４４】次に、ピンセット１８ａに吸着保持された
１枚目の半導体ウエハ９０を、第１の塗布機構２６或い
は第２の塗布機構２８まで搬送する。このように、本実
施例では２台の塗布機構を備えており、これらを並行さ
せて使用することができるので、処理工程の効率を向上
させることができる。ここでは、第１の塗布機構２６ま
で搬送するものとする。

【００４５】続いて、第１の塗布機構２６で、１枚目の
半導体ウエハ９０上に、フォトレジスト膜を形成する。 この間に、搬送機構１４は、冷却機構２４での処理が終
了した２枚目の半導体ウエハ９０を、ピンセット１８ａ
に吸着保持させて冷却機構２４から搬出し、第２の塗布
機構２８にセットする。同様に、３枚目以降の半導体ウ
エハ９０についても、第１の塗布機構２６或いは第２の
塗布機構２８のいづれかで、フォトレジスト膜が形成さ
れる。

【００４６】第１の塗布機構２６或いは第２の塗布機構
２８でのフォトレジスト膜の形成が終了した半導体ウエ
ハ９０は、順次、ピンセット１８ｂ（またはピンセット
１８ｃ）で吸着保持され、搬送機構１４により搬送され
て、ベーク機構２２にセットされる。

【００４７】続いて、このベーク機構２２により、半導
体ウエハ９０上に塗布されたレジスト膜中に残存する溶
剤を蒸発させるための加熱処理を行なう。

【００４８】加熱処理が終了した半導体ウエハ９０は、
ピンセット１８ｂ（またはピンセット１８ｃ）で吸着保
持し、搬送機構１４を移動させて載置台４０に載置する
。なお、このとき、この載置台４０に処理前の半導体ウ
エハ９０が載置されていれば、この処理前の半導体ウエ
ハ９０を、ピンセット１８ｃ（またはピンセット１８ｂ
）で、先に載置台４０から受取っておく。

【００４９】最後に、載置台４０上に載置された半導体
ウエハ９０を、搬入搬出機構３０のピンセット３８で保
持して搬送し、ウエハキャリア４４内に処理終了した半
導体ウエハ９０を収納する。

【００５０】このように、本実施例のレジスト膜形成装
置によれば、冷却機構２４から第１の塗布機構２６また
は第２の塗布機構２８への半導体ウエハ９０の搬送を行
なうときとそれ以外の搬送を行なうときとで、ピンセッ
トを使い分けることとしたこと、および、冷却機構２４
から第１の塗布機構２６または第２の塗布機構２８への
搬送を行なうときに使用するピンセット１８ａを最上部
に配設させたことにより、冷却機構２４から第１の塗布
機構２６または第２の塗布機構２８への搬送を行なう際
の半導体ウエハ９０の温度上昇を防止することができる
。

【００５１】すなわち、冷却機構２４から半導体ウエハ
９０を搬出する際にはピンセット１８ａを専用し、加熱
処理された半導体ウエハ９０を搬送することのある他の
ピンセット１８ｂ，１８ｃは使用しないので、ピンセッ
トの蓄熱により半導体ウエハ９０が温度上昇することは
ない。

【００５２】また、前期ピンセット１８ａを最上部に配
設したので、下部のピンセット１８ｂ或いは１８ｃで同
時に加熱処理後の半導体ウエハ９０が搬送されている場
合で４も、雰囲気がダウンフローであるために、下流か
ら上流へは熱が伝わりにくく、ピンセット１８ａで搬送
中の半導体ウエハ９０の温度上昇を防止できる。

【００５３】なお、前記ダウンフローは、処理装置が設
置されるクリーンルームのダウンフローのみならず、例
えば、図３に示したように、雰囲気流を発生させるため
のファン４８と、雰囲気中の粉塵を除去するためのフィ
ルタ５０と、このフィルタ５０を通過した雰囲気流を廃
棄するためのエアー吸引開口５２を設け、搬送機構１４
の上方から下方クリーンエアーの雰囲気をダウンフロー
させるように構成してもよい。

【００５４】なお、本実施例では、本発明の処理装置を
レジスト膜形成装置に適用した場合を例に採って説明し
たが、例えば現像装置等、他の装置に適用した場合であ
っても同様の効果を得ることができる。

【００５５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ピンセットの熱により被処理体の温度を変動させ
ることのない処理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係わる処理装置を適用した
レジスト膜形成装置の概略構成を示す概念図である。

【図２】図１に示した搬送機構の要部を概略的に示す側
面図である。

【図３】図１に示したレジスト膜形成装置のダウンフロ
ー機構を概略的に示す構成図である。

【図４】従来の回転処置装置を説明するための概略図で
ある。

【符号の説明】

１２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　処理機
構ユニット１４　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　搬送機構１４ａ　　　　　　　　　　　　　　　　
　　搬送台１４ｂ　　　　　　　　　　　　　　　　　
　支軸１４ｃ　　　　　　　　　　　　　　　　　　腕
部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ　　ピンセット２０　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　アドヒージョン処理
機構２２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ベ
ーク機構２４　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　冷却機構２６　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　第１の塗布機構２８　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　第２の塗布機構３０　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　搬入搬出機構３２　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　Ｘ方向移動機構３４　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｙ方向移動機構３
６　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　θ方向回
転機構３８　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
ピンセット４０　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　載置台４２，４４　　　　　　　　　　　　　　ウ
エハキャリア４８　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　ファン５０　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　フィルタ５２　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　エアー吸引口　　　　　　　　　　　　　　　
　　　ＴＥ０３３７０１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ダウンフロー中に配置され、被処理体
   に処理を施す複数の処理機構と、これらの処理機構間に
   おける前記被処理体の搬送を行なう搬送機構とを有する
   処理装置において、前記搬送機構が、前記被処理体を保
   持するための、１または複数の第１のアームと、温度調
   整された前記被処理体を保持するための、１または複数
   の第２のアームと、前記第１のアームおよび前記第２の
   アームを移動させる移動機構と、を具備することを特徴
   とする処理装置。