JPH05144692A - 処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 モータの脱調を生ずることなく迅速に被処理
体を搬送してスループットを向上させる。 【構成】 被処理体Ｗを処理する複数の処理ユニット８
Ａ〜８Ｅと、このユニットに被処理体Ｗを搬入、搬出す
る搬送機構１０を有する処理装置２において、搬送機構
に設けた搬送ユニット１４の各駆動源の加速期間及び減
速期間に多段階に加速度を変化させる制御部を設け、脱
調を生ずることのないように到達最高速度を大きくして
スループットを向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体製品の製造工程において
は、フォトリソグラフィー技術を用いて回路パターンを
縮小してフォトレジストに転写し、これを現像処理する
ことなどが行われている。このような処理を行う場合に
は、フォトリソグラフィー技術を実行する各工程、例え
ば疎水化処理工程、レジスト塗布工程、現像工程、ベー
キング工程、クーリング工程等を実施する複数の処理ユ
ニットと、これら各処理ユニットへ半導体ウエハを搬入
或いは搬出する搬送機構とを集合させて組み合わせた処
理装置が使用される。

【０００３】このような処理装置において、上記搬送機
構は、処理が行われるべき順序に従って対応する処理ユ
ニット間を移動してウエハを搬入、搬出するものである
が、この操作を行うために、搬送機構はウエハを保持す
るウエハピンセットを有するのみならず、このウエハピ
ンセットは処理ユニットに向けて移動自在になされてお
り、また、搬送機構自体も処理装置の長さ方向及び高さ
方向に移動可能になされ、更に、軸回りにも回転可能に
なされている。そして、これらの各動作の駆動源とし
て、例えばステッピングモータやサーボモータ等が使用
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記モータ
の動作モードとしては、図６に示すようにスタート時に
は一定の加速度を所定時間加えて、ある程度の速度にな
ったならばその速度を一定時間維持し、停止時には前記
と逆に一定の負の加速度を所定時間加えて停止させてい
る。また、他の動作モードとしては、図７に示すように
スタート時から途中中央部までは一定の加速度を加え続
けて速度を常に上昇させ、中央部を過ぎたならば直ちに
一定の負の加速度を加え続けて停止させる。この種の処
理装置においては、装置全体のスループットを向上させ
ることが強く望まれるが、スループットを上げるために
は上記各動作モードにおける最高速度を上げ、且つその
時間を長く維持する必要があるが、最高速度を更に上げ
ようとするとモータが脱調（例えばステッピングモータ
の場合、駆動パルスに回転動作が追随できないような現
象を言う）を生ずる傾向が急激に増加するという改善点
を有していた。この脱調の傾向は、図７に示すいわゆる
三角駆動モードの場合には、特に顕著となり、十分なス
ループットの向上を図ることができない。

【０００５】特に、近年半導体ウエハは直径が例えば８
インチ等と大口径化して装置全体が大型化される傾向に
あり、従って、搬送機構による搬送距離全体も長くなっ
てスループットが低下する傾向にある今日にあっては、
上記した問題点の解決が強く望まれている。本発明の目
的は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決
すべく創案されたものである。本発明の目的は、モータ
の脱調を生ずることなく迅速に被処理体を搬送すること
ができる処理装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、上記問題
点を解決するために、被処理体を処理する複数の処理ユ
ニットと、これらの各処理ユニットに前記被処理体を搬
入、搬出する搬送機構とを有する処理装置において、前
記搬送機構は、加速期間或いは減速期間において加速度
を変化させる制御部を有するように構成したものであ
る。第２の発明は、上記問題点を解決するために、被処
理体を処理する複数の処理ユニットと、これらの各処理
ユニットに前記被処理体を搬入、搬出する搬送機構とを
有する処理装置において、前記搬送機構は、前記被処理
体を保持しているか否かに応じて動作モードを変える制
御部を有するように構成したものである。

【０００７】

【作用】第１の発明は、以上のように構成されたので、
複数の処理ユニット間に被処理体を搬送する搬送機構
は、移動開始の加速期間及び停止するときの減速期間に
おいて加速度を段階的に変化させることにより、脱調を
生ぜしめることなく到達最高速度を高くしてスループッ
トの向上を図る。また、第２の発明は、複数の処理ユニ
ット間に被処理体を搬送する搬送機構は、被処理体を保
持している場合には、移動開始の加速期間及び停止する
時の減速期間の正、負の加速度の絶対値を小さくすると
共に、定速移動時の速度を少し低めに押さえ、また、被
処理体を保持していない場合には、加速期間及び停止す
るときの減速期間の正、負の加速度の絶対値を脱調が生
じない程度に大きくすると共に、定速移動時の速度また
は到達最高速度を少し高めにして、スループットの向上
を図る。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明に係る処理装置の一実施例を
添付図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係る処理
装置を示す概略平面図、図２は処理装置に用いられる搬
送ユニットを示す概略構成図である。図示するようにこ
の処理装置２は、それぞれ別体に構成された処理部４及
びローダ部６を水平方向（図中Ｙ方向）に配列して、こ
れらを接続して構成されている。尚、図示されていない
が処理部４の他側に例えば露光機との間で被処理体であ
る半導体ウエハの受け渡しを行うための搬送機構を有す
るインタフェース部を設ける場合もある。上記処理部４
は、被処理体、例えば半導体ウエハＷにフォトリソグラ
フィー技術を用いて一連の処理を施すための処理ユニッ
ト８Ａ〜８Ｅと、これらの処理ユニット８Ａ〜８Ｅにウ
エハＷを搬送、搬出するための搬送機構１０とを組み合
わせることにより全体が筐体状に構成されている。

【０００９】具体的には、上記搬送機構１０は、筐体状
の処理部４の中央部を長手方向に沿って設けられてお
り、この搬送機構１０によって分断された一方には、レ
ジスト塗布用の処理ユニット８Ａ、現像用の処理ユニッ
ト８Ｂが並列させて設けられると共に、他方にはウエハ
表面を疎水化処理する疎水化用の処理ユニット８Ｃ、プ
リベーク用の処理ユニット８Ｄ及び冷却用の処理ユニッ
ト８Ｅが順次並列に設けられている。これらの処理ユニ
ット８Ｃ〜８Ｅは必要に応じて適宜組み合わせて複数段
に積み上げられる場合もある。

【００１０】また、上記搬送機構１０は、処理部４の中
央部にその長手方向に沿って設けられた案内レール１２
と、この案内レール１２に沿って移動可能になされた搬
送ユニット１４とにより主に構成されている。図２にも
示すようにこの搬送ユニット１４は、ウエハＷを支持す
るために基台１８上に複数、例えば３つのウエハピンセ
ット１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃを有しており、各ウエハピ
ンセット１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃは、２つのプーリ２
２、２２間に掛け渡されたそれぞれ独立して異なったピ
ンセットベルト２０に取り付けられている。そして、そ
のプーリ２２の一側には、例えばステッピングモータよ
りなるＸ方向駆動源２４が設けられており、これを正逆
方向へ回転駆動することにより個々のウエハピンセット
を独立してウエハピンセットの長手方向、すなわちＸ方
向へこれを移動可能に構成している。図示例において
は、ピンセットベルト２０及び駆動源２４は図面簡略化
のためにそれぞれ１のみ記載する。

【００１１】この各ウエハピンセット１６Ａ、１６Ｂ、
１６Ｃは、例えば先端部分が円弧状に形成されており、
ウエハＷの裏面周縁部を支持するように構成されてい
る。そして、上記基台１８は、下方に伸びる支柱２６の
上端部に支持されており、この支柱２６の下部はフレー
ム２８に図示しないボールネジ等を介して上下方向、す
なわちＺ方向へ移動可能に構成されている。そして、こ
の支柱２６の下端部には、例えばサーボモータよりなる
Ｚ方向駆動源３０が設けられており、この支柱２６をＺ
方向へ移動し得るようになっている。また、上記フレー
ム２８には、例えばステッピングモータよりなるθ方向
駆動源３２が設けられており、このθ方向駆動源３２の
シャフトには、小ギア３４が取付けられている。そし
て、この小ギア３４は、上記支柱２６に設けた大ギア３
６と歯合されており、上記θ方向駆動源３２を駆動する
ことにより、この支柱２６をその軸回転方向、すなわち
θ方向へ回転し得るように構成されている。尚、小ギア
３４と大ギア３６とをベルト掛けで構成してもよい。

【００１２】更に、上記フレーム２８は、処理部４の固
定フレーム４０に設けた例えばサーボモータよりなるＹ
方向駆動源４２に長尺のベルト４４を介して連結されて
おり、これを駆動することにより搬送ユニット１４を水
平方向、すなわちＹ方向へ移動し得るように構成されて
いる。従って、ウエハピンセットは、Ｘ、Ｙ、Ｚ、θ方
向へ移動自在となされている。そして、上記各駆動源２
４、３０、３２、４２はコンピュータ等よりなる制御部
４６へ電気的に接続されており、これからの指令により
動作し得るように構成されている。この場合の搬送ユニ
ット１４の動作モードは、例えば図３乃至図５に示すよ
うに設定が可能で、例えばこの加速期間及び減速期間に
おいてその加速度が変化する（図３及び図４）ように設
定されたり、或いは図５に示すようにウエハを保持して
いるか否かに応じて加減速期間に加速度を変えて到達最
高速度を変えるように設定されている。

【００１３】一方、上記処理部４に隣接されるローダ部
６には、ウエハＷを複数枚、例えば２５枚収容可能に構
成されたウエハカセット５０を搭載して、これを上下方
向（Ｚ方向）へ移動させるように構成した複数、例えば
４つのカセット載置部５２が処理部４の幅方向に沿って
並設して設けられている。そして、このローダ部６に
は、上記並設されたカセット載置部５２に沿って設けた
レール５４に沿って移動可能に他の搬送機構としてロー
ダ部搬送ユニット５６が設けられており、ウエハカセッ
ト５０と搬送ユニット１４との間でウエハＷの受け渡し
を行い得るように構成されている。

【００１４】具体的には、このローダ部搬送ユニット５
６は、ウエハＷを保持するためのアーム５８を有すると
共に、図示しない駆動源、例えばステッピングモータや
サーボモータとボールネジによって上下動可能になされ
て、上端部でウエハを支持可能に構成された複数のステ
ージピン６０を有している。そして、上記アーム５８
は、前記搬送ユニット１４と同様な構成により複数のサ
ーボモータ等の駆動源によりウエハカセット方向、すな
わちＸ方向及び高さ方向、すなわちＺ方向へ移動可能に
構成されると共に、上記ローダ部搬送ユニット５６も、
図示しないサーボモータ等の駆動によりレール５４の長
手方向、すなわちＹ方向へ移動可能に構成されている。
そして、このローダ部搬送ユニット５６を作動する上記
各駆動源も上記制御部４６と同様な制御部へ電気的に接
続され、図３乃至図５に基づいて先に説明したと同様な
動作モードで駆動されることになる。

【００１５】次に、以上のように構成された上記実施例
の動作について説明する。まず、ロボット搬送、例えば
ハンドリングアーム等により半導体ウエハＷの収容され
たウエハカセット５０をカセット載置部５２に載置す
る。以後駆動されるローダ部搬送ユニット５６及び搬送
ユニット１４は、図３或いは図４に示すような動作モー
ドにより駆動される。上記のようにカセットの載置が完
了したらローダ部搬送ユニット５６をレール５４に沿っ
てＹ方向に移動させ、対応するウエハカセット５０の所
で停止させる。次いで、アーム５８がカセット方向、す
なわちＸ方向に伸びてこれを所望するウエハＷの下部に
挿入し、この状態でアーム５８を上方、すなわちＺ方向
へ移動させてこのアーム５８によりウエハＷの裏面を保
持する。

【００１６】次に、ウエハＷを支持したアーム５８をＸ
方向に移動させて上記ウエハＷをウエハカセット５０か
ら引き抜く。しかる後、再度、ローダ部搬送ユニット５
６をレール５４に沿ってＹ方向に移動させてこれを中央
部にて停止させる。そして、ステージピン６０を上昇さ
せることによりこのピンによりウエハＷを僅かに持ち上
げる。この状態で、処理部４側の搬送ユニット１４のＸ
方向駆動源２４を駆動して、３本のウエハピンセット１
６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃの内いずれかをピンセット長手方
向、すなわちＸ方向へ移動させてこれを伸ばし、ウエハ
Ｗの下方においてこのウエハピンセット、例えば１６Ａ
をステージピン６０間に通り抜けるようにこれらを交差
させる。そして、ステージピン６０を降下させることに
よりウエハＷは搬送ユニット１４のウエハピンセット１
６Ａに受け渡されることになる。この時、搬送ユニット
１４のＺ方向駆動源３０を駆動して支柱２６を上下方向
へ適宜移動させてウエハピンセット１６Ａと、受け渡さ
れるべきウエハＷとの高さ調整が予め行われている。

【００１７】このようにして、ウエハＷの受け渡しが完
了したならば、Ｘ方向駆動源２４を駆動してウエハＷを
保持するウエハピンセット１６Ａを元の位置に戻し、こ
の後、ウエハＷは、順次所定の処理ユニット８Ａ〜８Ｃ
へ搬送されて、所定の処理が施されることになる。ま
ず、疎水化処理を行うためにＹ方向駆動源４２を駆動さ
せることにより搬送ユニット１４をＹ方向へ移動させる
と共に、これを疎水化用の処理ユニット８Ｃの場所に位
置させる。そして、このＹ方向への移動と同時に或いは
Ｙ方向への移動が完了したと同時に、θ方向駆動源３２
を駆動して支柱２６を９０°回転することによりウエハ
ピンセット１６を疎水化用の処理ユニット８Ｃに対向さ
せてこれを停止する。

【００１８】次に、Ｚ方向駆動源３０を駆動することに
より支柱２６を上下方向、すなわちＺ方向へ移動させる
ことにより処理すべきウエハＷと疎水化用の処理ユニッ
ト８Ｃとのレベルが一致するようにこれらの高さ調整を
行う。この高さ調整が完了したならば、次にＸ方向駆動
源２４を駆動してウエハＷを保持しているウエハピンセ
ット１６Ａを伸ばしてこれをＸ方向へ移動させ、ウエハ
Ｗを疎水化用の処理ユニット８Ｃ内へ導入載置する。空
荷になったウエハピンセット１６Ａを元に戻した後、疎
水化処理を実行する。このようにして疎水化処理が終了
したならば、Ｘ、Ｙ、Ｚ、θの各方向の駆動源２４、４
２、３０、３２を適宜組み合わせて駆動させて、ウエハ
Ｗをレジスト塗布用の処理ユニット８Ａ、現像液の処理
ユニット８Ｂ等に順次搬送して行き、所定の順序で所定
の処理を順次施す。

【００１９】そして、全ての処理が終了したウエハＷ
は、この後、前記したローダ部搬送ユニット５６から処
理部４側の搬送ユニット１４への受け渡し動作と反対の
動作を行って、処理済みのウエハＷをローダ部搬送ユニ
ット５６へ受け渡し、その後、最終的に所定のウエハカ
セット５０内に収容する。このような一連の動作を繰り
返して行うことにより、ウエハカセット５０内の全ての
ウエハＷの処理が終了すると、このウエハカセット５０
が搬出され、新たなウエハカセット５０が搬入されるこ
とになる。このように、上記ローダ部搬送ユニット５６
及び処理部４の搬送ユニット１４の各駆動源が駆動する
ときには、制御部４６により図３或いは図４に示すよう
な動作モードで駆動されるので、脱調を生ずることなく
到達できる最高速度が従来装置の場合と比較して大きく
なり、その分だけスループットを向上させることが可能
となる。

【００２０】図３に示す動作モードにあっては、各駆動
源２４、３０、３２、４２の加速期間及び減速期間にお
いて加速度を途中で一回変化させている。すなわち移動
開始時においては小さな加速度で加速し、途中より大き
な加速度に切り替えて更に加速しており、これにより一
定時間内に従来の到達最高速度Ｖ（図６参照）よりも大
きな到達最高速度Ｖ１をだすことが可能になっている。
このように、加速度を段階的に切り替えることにより、
モータの脱調を生ずることなく、しかも急加速によるウ
エハのがたつきも生ずることなく到達できる最高速度を
大きくすることができ、ウエハ搬送のスピード化を図っ
てスループットを向上させることが可能となる。また、
減速開始時においては負の大きな加速度でもって各駆動
源を急激に減速し、ある程度減速したならば負の小さな
加速度に切り替えて滑らかに停止させる。このように動
作させることにより減速時においてもモータの脱調やウ
エハのがたつきが発生することはない。

【００２１】上記したように図３に示す動作モードは、
加速時及び減速時にそれぞれ一回加速度を変化させる２
段階モードであるが、これに限定されず、加速時には時
間を追って加速度を段階的に或いは連続的に増加して、
減速時には加速時と逆の操作を行うようにすればよく、
例えば図４に示すように加速時及び減速時に２回加速度
を変えて３段階モードにより制御するようしてもよい。
これは、移動ストロークが長くなった場合には特に有効
である。また、上記実施例にあっては、ウエハを保持し
ているときも保持していないときも同じ動作モードで駆
動させるようにしたが、ウエハを保持している時は図３
乃至図５において実線で示すように脱調が生じない程度
の低加速及び低減速により搬送することにより到達最高
速度を少し低めにし、これに対してウエハを保持してい
ない時には図中一点鎖線で示すように脱調が生じない程
度の急加速及び急減速により到達最高速度を高くする。
すなわちウエハを保持している場合には、全体の質量が
増大することから脱調する危険性が増し、また、ウエハ
がウエハピンセット上でがたつき易い。このために急加
速、急減速ができないことから低加速、低減速を採用し
て到達最高速度を低めに設定する。

【００２２】このようにウエハを保持していないときに
は駆動源の急加速、急減速を行うと共に、ウエハを保持
しているときには駆動源の低加速、低減速を行うことに
より、ウエハに加速時の衝撃によるキズ等を付けること
なく一層スループットを向上させることが可能となる。
このような搬送を行うことにより、従来装置において１
サイクルの搬送に例えば８秒を要したものが６秒で行え
るようになり、スループットの向上に大幅に寄与させる
ことが可能となった。また、ウエハの保持状態に応じて
到達最高速度を変える場合には、図３及び図４に示すよ
うに多段階に加速度を変える場合に適用できるのみなら
ず、図５に示すように加速期間及び減速期間に加速度を
変化させない従来方法による場合にも適用することが可
能となる。

【００２３】更に、図３乃至図５に示す動作モードに限
定されず、これらに示される動作曲線を適宜組み合わせ
てもよい。そして、上記動作モードの制御部４６への変
更はソフトウエハを変更することにより容易に行うこと
が可能である。尚、上記実施例にあっては、ローダ部搬
送ユニット５６及び処理部４の搬送ユニット１４に本発
明を適用した場合について説明したが、上記搬送ユニッ
ト以外に処理装置２が他の搬送ユニットを有する場合に
は、その搬送ユニットにも本発明を適用してスループッ
トの向上を図るようにしてもよい。また、処理ユニット
として上記したものに限定されず、処理装置２にどのよ
うな処理ユニットを組み合わせた場合でも、本発明を適
用し得るのは勿論であり、また、搬送ユニットも前記実
施例に示されたものに限定されない。更には、搬送され
る被処理体としては、半導体ウエハの他に、ガラス板、
ＬＣＤ基板等があり、これらの搬送に好適である。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような優れた作用効果を発揮するとができる。搬送ユ
ニットの加速期間及び減速期間に加速度を変化させて到
達最高速度を大きくすることができるので、被処理体の
搬送速度を向上させることができ、スループットを大幅
に向上させることができる。また、被処理体を保持して
いるか否かに応じて搬送ユニットの加速度を増減させる
ようにしたので、それぞれの到達最高速度を向上させる
ことができ、スループットを大幅に向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る処理装置を示す概略平面図であ
る。

【図２】処理装置に用いられる搬送ユニットを示す概略
構成図である。

【図３】処理装置に用いられる動作モードを示すグラフ
である。

【図４】処理装置に用いられる他の動作モードを示すグ
ラフである。

【図５】処理装置に用いられる更に他の動作モードを示
すグラフである。

【図６】処理装置に用いられる従来の動作モードを示す
グラフである。

【図７】処理装置に用いられる他の従来の動作モードを
示すグラフである。

【符号の説明】

２ 処理装置 ４ 処理部 ６ ローダ部 ８Ａ〜８Ｅ 処理ユニット １０ 搬送機構 １４ 搬送ユニット １６Ａ〜１６Ｃ ウエハピンセット ２０ ピンセットベルト ２４ Ｘ方向駆動源 ２８ フレーム ３０ Ｚ方向駆動源 ３２ θ方向駆動源 ４２ Ｙ方向駆動源 ４４ ベルト ４６ 制御部 ５６ ローダ部搬送ユニット（搬送機構） ５８ アーム Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理体を処理する複数の処理ユニット
   と、これらの各処理ユニットに前記被処理体を搬入、搬
   出する搬送機構とを有する処理装置において、前記搬送
   機構は、加速期間或いは減速期間において加速度を変化
   させる制御部を有するように構成したことを特徴とする
   処理装置。
2. 【請求項２】 被処理体を処理する複数の処理ユニット
   と、これらの各処理ユニットに前記被処理体を搬入、搬
   出する搬送機構とを有する処理装置において、前記搬送
   機構は、前記被処理体を保持しているか否かに応じて動
   作モードを変える制御部を有するように構成したことを
   特徴とする処理装置。