JPH04278561A - 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
、レジスト形成装置を例にとって説明する。

【０００４】図５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、レジスト膜形
成前の半導体ウエハ９０を収納したウエハキャリア６４
とレジスト膜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２
３℃）に設定するための冷却機構６６、この冷却機構６
６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６
８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６２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た
め均一なレジスト膜が形成できないという課題があった
。

【００１０】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。

【００１１】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、搬送用アームの熱により複数
の被処理体間の温度を変動させることがなく、均一な処
理を可能とする処理装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の処理装置は、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
体を保持するアームと、このアームの温度を調整するた
めの温度調整器と、この温度調整器と前記アームとを接
近させるための移動手段とを具備することを特徴とする
。

【００１３】

【作用】複数の処理機構の内、加熱処理を行う処理機構
から被処理体を搬出した後に、移動手段を用いて、この
搬出に使用したアームと温度調整器を接近させ、このア
ームを冷却する。

【００１４】

【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。

【００１５】図１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。

【００１６】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。

【００１７】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Ｙ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）。

【００１８】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。

【００１９】図２は、搬送機構１４の要部を示す概略側
面図である。

【００２０】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アーム例え
ば２個のピンセット１８ａ，１８ｂを有している。また
、２個のピンセット１８ａ，１８ｂは、搬送台１４ａ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。

【００２１】また、各ピンセット１８ａ，１８ｂは、図
示していない移動手段により、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。

【００２２】２個のピンセット１８ａ，１８ｂ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、例えば複数の爪を備え、半導体ウエ
ハ９０の周辺裏面を支持する方式あるいは静電チャック
方式を用いることにより構成することができる。

【００２３】また、この搬送機構１４は、ピンセット１
８ａ，１８ｂの温度を調整例えば冷却するための例えば
円板状でアルミニウム製の温度調整器例えば冷却器１４
ｄを有しており、さらに、この冷却器１４ｄを移動例え
ば昇降させ、この冷却器１４ｄとピンセット１８ａ，１
８ｂとを接近させるための移動手段例えば昇降機１４ｅ
を搬送台１４ａ内に有している。なお、冷却器１４ｄの
採る冷却方式は特に限定されるものではなく、例えば冷
却水パイプを内蔵した水冷式のものであってもよいし、
市販の電子冷熱式のサーモモジュールを用いてもよい。 本実施例では、この冷却器１４ｄの温度は、２３℃に制
御されているものとする。

【００２４】かかる構成により、ピンセット１８ａおよ
びピンセット１８ｂをそれぞれ冷却し、所定の温度（本
実施例では２３℃）とすることが可能となる。すなわち
、ピンセット１８ｂを冷却するときは、図２に示したま
まの状態で冷却を行ない、ピンセット１８ａを冷却する
ときは、図３に示すように、昇降機１４ｅを作動させて
、冷却器１４ｄを、ピンセット１８ｂの爪部１８ｂ´の
間から、ピンセット１８ａの近傍直下まで上昇させて、
冷却を行なう。この状態を、図４に示す。冷却を行なう
ときは、ピンセット１８ａ或いはピンセット１８ｂと冷
却器とを接触させることとしてもよいが、この場合、冷
却効率は良いが発塵が激しくなる可能性があるので、０
．１〜０．３ｍｍの隙間を設け、間接的に冷却すること
が望ましい。

【００２５】なお、ここでは、冷却を行なっていないと
きの冷却器１４ｄの位置を、ピンセット１８ｂの直下と
したが、さらに下降させて搬送台１４ａ内に収納される
ように構成してもよい。

【００２６】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それぞれ順次繰
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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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
。

【００３４】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で保持する。

【００３５】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に保持した半導体ウエハ９０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。

【００３６】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１８ａ（またはピンセット１８ｂ）により
半導体ウエハ９０の周辺部裏面を複数の爪で支持し保持
する。

【００３７】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１８ａで保持され
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、例えば９０℃にて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。

【００３８】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１８ａ（またはピンセット１８
ｂ）で保持して、このピンセット１８ａをアドヒージョ
ン処理機構２０まで移動させておく。

【００３９】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１８ｂ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。こ
の時、ピンセット１８ｂは半導体ウエハ９０により加熱
される。続いて、ピンセット１８ａに保持された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。

【００４０】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、２個のピンセッ
ト１８ａ，１８ｂを備えていることにより可能となる。

【００４１】上述のようにしてピンセット１８ｂで保持
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。そして、ピンセ
ット１８ｂを冷却器１４ｄで冷却する。この冷却機構２
４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３０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１８ａ（
またはピンセット１８ｂ）で保持して、このピンセット
１８ａを冷却機構２４の搬入口まで移動させておく。 この時ピンセット１８ａは半導体ウエハ９０により加熱
される。１枚目の半導体ウエハ９０の冷却処理が終了す
ると、冷却されているピンセット１８ｂで１枚目の半導
体ウエハ９０を保持し、冷却機構２４から取出す。続い
て、ピンセット１８ａに保持された２枚目の半導体ウエ
ハ９０を、冷却機構２４にセットする。そして、ピンセ
ット１８ａは冷却器１４ｄで冷却する。

【００４２】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。

【００４３】次に、ピンセット１８ｂ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。この時、ピンセッ
ト１８ｂは冷却器１４ｄによって冷却されているので、
半導体ウエハ９０がピンセット１８ｂによって温度上昇
するようなことはない。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。

【００４４】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。 半導体ウエハ９０は、所定温度に設定されているので均
一なレジスト膜が得られる。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、冷却されているピンセット１８ａ（またはピ
ンセット１８ｂ）に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。この時、ピンセッ
ト１８ａは冷却されているので、半導体ウエハ９０がピ
ンセット１８ａによって温度上昇するようなことはない
。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。

【００４５】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１８ａ（またはピンセット
１８ｂ）で保持され、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。

【００４６】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。

【００４７】加熱処理が終了した半導体ウエハ９０は、
ピンセット１８ａ（またはピンセット１８ｂ）で保持し
、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１８ｂで、先に載置台４０から受取
っておく。

【００４８】半導体ウエハ９０を載置した後で、ピンセ
ット１８ｂを移動させてピンセット１８ａの下から退避
させ、続いて昇降機１４ｅを駆動させて冷却器１４ｄを
ピンセット１８ａの直下まで上昇させ、このピンセット
１８ａを２３℃まで冷却する。なお、この間、載置台４
０上に載置された半導体ウエハ９０は、搬入搬出機構３
０のピンセット３８で保持されて搬送され、ウエハキャ
リア４４内に収納される。

【００４９】ピンセット１８ａの冷却が終了すると、再
び昇降機１４ｅを駆動させて元の位置まで下降させ、以
上説明したような処理を行なう半導体ウエハ９０の搬送
を再開する。

【００５０】なお、この冷却は、半導体ウエハ９０を、
ピンセット１８ａを用いて、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まで搬送する前に
行なってもよい。

【００５１】このように、本実施例のレジスト膜形成装
置によれば、半導体ウエハ９０をアドヒージョン機構２
０およびベーク機構２２等の加熱機構から搬送した後で
、この搬送に使用され温度上昇したピンセットを冷却す
ることとした。これにより、後で冷却機構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。

【００５２】すなわち、本実施例のように半導体ウエハ
９０の周辺部裏面を爪で支持して保持するピンセットに
より搬送する場合には、半導体ウエハ９０の周辺部分が
中心部分に比べて温度が上昇し、その結果、半導体ウエ
ハ９０に塗布されたレジスト膜は、半導体ウエハ９０の
中心部に比べて周辺部の膜厚が厚くなる一原因となる。

【００５３】したがって、レジスト塗布の際に、半導体
ウエハ９０の不要な温度上昇を防止しておく事は、均一
なレジスト膜を形成するために非常に重要な事である。

【００５４】また、搬送機構１４の冷却器１４ｄを昇降
可能に構成しているため、上下に配置された複数のピン
セット１８ａ，１８ｂを効果的に冷却できる他、ピンセ
ットと保持されている半導体ウエハとを同時に冷却する
事も可能である。さらに、冷却器１４ｄを搬送台１４ａ
内に収納時には、搬送機構１４自身が高温の半導体ウエ
ハ９０によって加熱されてしまうのを防止する事もでき
る。

【００５５】なお、本実施例では、搬送機構１４が２個
のピンセット１８ａ，１８ｂを有している場合について
説明したが、ピンセットが３個以上であるときも同様の
効果を得ることができるのはもちろんである。また、ピ
ンセットが１個の場合にも適用できるが、この場合、複
数のピンセットの場合と比較して、スループットが悪化
し処理能力が低下する。

【００５６】また、ピンセット１８ａ，１８ｂが冷却さ
れたか否かを確認するために、温度センサ等を使用して
もよい。これにより、冷却器１４ｄの温度をピンセット
１８ａ，１８ｂの設定温度（本実施例では２３℃）より
も低い温度に制御し、ピンセット１８ａ，１８ｂの冷却
に要する時間を短縮することが可能になる。さらに、本
実施例では、冷却器１４ｄをピンセットの下方に配置し
た例について説明したが、下方以外の場所に配置して移
動させることによりピンセットに接近させてもよい。

【００５７】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。

【００５８】

【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が上昇する
のを防止できるため、温度上昇による悪影響を受けるこ
とがなく均一な処理が可能な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に示した搬送機構の、ピンセットと冷却器
との位置関係を示す側面図である。

【図４】図１に示した搬送機構の冷却器を上昇させた状
態を概略的に示す側面図である。

【図５】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１
４　　　　　　　　　　　　　　搬送機構１４ａ　　　
　　　　　　　　　搬送台１４ｂ　　　　　　　　　　
　　支軸 １４ｃ　　　　　　　　　　　　腕部 １４ｄ　　　　　　　　　　　　冷却器１４ｅ　　　　
　　　　　　　　昇降機１８ａ，１８ｂ，　　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３６　　　　　　　　　　　　　　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　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　ＴＥ０３３８０１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　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アームと、このアーム
   の温度を調整するための温度調整器と、この温度調整器
   と前記アームとを接近させるための移動手段とを具備す
   ることを特徴とする処理装置。