JPH07161632A - 基板コーティング/現像システム用熱処理モジュール - Google Patents

基板コーティング/現像システム用熱処理モジュール

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JPH07161632A JP6165374A JP16537494A JPH07161632A JP H07161632 A JPH07161632 A JP H07161632A JP 6165374 A JP6165374 A JP 6165374A JP 16537494 A JP16537494 A JP 16537494A JP H07161632 A JPH07161632 A JP H07161632A
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hot plate
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ホトリソグラフィにおいて基板のベーキング
及び冷却を効率的に行ない且つコンパクトな構成とした
熱処理モジュールを提供する。 【構成】 本発明によれば、シリコン基板のベーキング
と冷却とが単一の一体化した熱処理モジュール内におい
て行なわれる。各熱処理モジュールは、2個のホットプ
レート組立体と、冷却プレート組立体と、2個の局所的
リニア転送アームと、マイクロプロセサをベースとした
モジュールコントローラとを有している。両方の転送ア
ームは、冷却プレート組立体及びホットプレート組立体
の間で基板を転送することが可能である。モジュールコ
ントローラは、転送アームを使用する上で又はホットプ
レート組立体及び冷却プレート組立体を使用する上で競
合がないことを確保しており、従って基板のベーキング
が終了すると転送アームは常に使用可能な状態にある。
中央基板処理ロボットは、熱処理モジュールの冷却プレ
ート組立体から及びそれへのみ基板を搬送させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、大略、基板ホトリソグ
ラフィシステムに関するものであって、更に詳細には、
基板の表面上にホトレジストマスクを形成する過程にお
いて半導体基板を加熱及び冷却するシステム即ち装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】ホトレジストマスクを半導体基板上に形
成するプロセスにおいては、最初に、基板をホトレジス
トの薄い層でコーティングし、該レジストを所望のパタ
ーンで露光し、次いでそのホトレジスト層を現像する。
【0003】このプロセスを実施する場合に、シリコン
基板をホットプレート上に配置させ、そこで、精密な時
間にわたって精密な温度においてベーキングを行なう。
典型的なプロセスにおいては、クリーンな基板を最初1
00乃至150℃において脱水化ベークに露呈させて湿
気を取除く。次いで、該基板に対してホトレジストの薄
い層を付与し、次いでその基板を90乃至120℃の温
度で「ソフト」ベークを行なう。ホトレジストを露光し
た後に、基板を60乃至120℃の温度で露光後ベーク
を行なう。又、現像ステップの後に、基板を130乃至
160℃の温度で「ハード」ベークを行なって基板を乾
燥させる。前述した加熱ステップの各々の後に、プロセ
スの一様性を確保するために基板を室温へ冷却させねば
ならない。シリコン基板の精密なベーキング及び冷却
は、超大規模集積回路(VLSI)の製造において使用
される殆どの重要なプロセスのうちの1つである。
【0004】これらのベーキング及び冷却ステップの全
ては、温度及び湿度が制御されており且つ実質的に塵埃
及びその他の粒子状物質が存在しないクリーンルーム内
において実施されねばならない。従来技術においては、
このプロセスを実施するための最も一般的なシステム
は、基板が逐次的に相次ぐステージへ搬送されるトラッ
ク配列装置から構成されている。このタイプの配列装置
は、基板の搬送の順番が固定されているので、柔軟性が
制限されている。
【0005】より一般的でないタイプの配列において
は、長尺状の中央トラックの両側に種々のホットプレー
ト及び冷却プレートが位置されており、且つ該中央トラ
ックに沿って往復運動を行なう単一のロボットによって
基板がプレート間を搬送される。このような従来の配列
は、トラック区域において処理が行なわれないので、床
面積を極めて浪費するものである。
【0006】更に、これらの従来システムにおいては、
単一のロボットアームが全ての基板を取扱う場合には、
一度に1個の基板のみを処理することが可能であるに過
ぎない。従って、同時に2個の基板のベーキングが完了
した場合には、それらの基板の1つのみをホットプレー
トから取除くことが可能であるに過ぎない。他方の基板
は過剰にベーキングされる可能性がある。
【0007】又、従来のシステムにおいては、ロボット
アームの端部エフェクタがホットプレートから基板を取
除くので、該端部エフェクタが通常は時間が経つにした
がい加熱される。高温の端部エフェクタが室温状態にあ
るホトレジスト層がコーティングされたばかりの基板を
ピックアップすると、ホトレジスト層が端部エフェクタ
によって接触された区域において非一様的に加熱される
場合がある。その結果、基板が端部エフェクタによって
加熱された区域においてホトジレストのコーティングが
一層厚くなる場合がある。1℃の温度差によって20Å
の厚さ変動が発生する場合がある。このような変動は許
容可能なものではない。何故ならば、最近の基板処理で
は、約10Åを超えることのない変動条件で0.5ミク
ロンの一様な厚さのコーティングを形成せねばならない
からである。
【0008】更に、従来技術においては、基板を所定位
置に保持するために真空を供給するためにコイル形状の
真空ラインが使用されることが多い。このような真空ラ
インは装置全体を介して延在しており、ロボット、ベル
ト及びその他の移動装置の邪魔になる場合があり、且つ
絡まって破損する場合がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した如
き従来技術の欠点を解消し、ホトリソグラフィシステム
における改良した熱処理モジュールを提供することを目
的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明に基づくホトリソ
グラフィシステムにおいては、半導体基板のベーキング
及び冷却は一体化した熱処理モジュール内部において行
なわれる。この熱処理モジュールは、中央基板処理ロボ
ットによってサービスが行なわれ、且つ該ロボットはシ
ステム内のその他のユニットについてもサービスを行な
う。
【0011】各熱処理モジュールは、冷却プレート組立
体と2個のホットプレート組立体とを有している。基板
は、熱処理モジュール内に組込まれている2個の局所的
リニア転送アームによって熱処理モジュール内部の冷却
プレート組立体とホットプレート組立体との間を搬送さ
れる。マイクロプロセサをベースとしたモジュールコン
トローラが、転送アームの使用及びホットプレート組立
体及び冷却プレート組立体の使用において競合が発生し
ないことを確保している。ホットプレートと同数の転送
アームが設けられているので、基板のベーキングが完了
すると転送アームは常に使用可能な状態にある。従っ
て、過剰なベーキングが行なわれる可能性はない。
【0012】中央基板処理ロボットは、各熱処理モジュ
ールの冷却プレート組立体区域を介してのみ熱処理モジ
ュールから及びそれへ基板を搬送させる。中央ロボット
のアームは高温状態にある基板をピックアップしたり又
はホットプレートから又はそれへ基板を転送することは
ないので、ロボットの端部エフェクタは加熱されること
はない。従って、基板の局所的な非一様な加熱が発生す
る危険性はない。
【0013】最後に、熱処理モジュールの真空管系は弛
緩した管系を取除くコンパクトな装着状態を達成するた
めに独特のプーリ装置を介して経路づけがなされてい
る。
【0014】
【実施例】図1は1993年7月16日付で出願した本
願出願人と同一の出願人に譲渡されている米国特許出願
に記載されている種類のクラスタ型半導体基板ホトリソ
グラフィシステム110の概略平面図を示している。シ
ステム110は、本発明に基づいて構成された熱処理モ
ジュール(TPM)112を有している。図1において
は1個の熱処理モジュール112のみが示されている
が、システム110内において2個以上の熱処理モジュ
ール112を互いに積層状態に積重ねることが可能であ
る。各熱処理モジュール112は、モジュールコントロ
ーラ122と、ホットプレート組立体124,126
と、冷却プレート組立体128とを有している。
【0015】システム110は、熱処理モジュール11
2に加えて幾つかのコンポーネントを有している。シス
テム110の中心には基板処理ロボット132が設けら
れている。ロボット132は、アメリカ合衆国カリフォ
ルニア州マウンテンビューのイクイップテクノロジィズ
社によって製造されているモデルATM100とするこ
とが可能であり、それは、基板を円筒座標系の任意の位
置に配置させる能力を有する自由度3の簡単なロボット
である。ロボット132は端部エフェクタ134を有し
ており、該エフェクタは同時に2個の基板を処理するこ
とが可能である。
【0016】ロボット132の周りにクラスタ状にカセ
ット入力/出力(I/O)ユニット140と、2個のコ
ーティング/現像(C/D)セクション142及び14
4が設けられている。カセットI/Oユニット140は
複数個の基板を収容する基板カセットを保持しており、
且つ基板をホトリソグラフィシステム110内へ導入さ
せ且つそれから取出す手段を与えている。コーティング
/現像(C/D)セクション142及び144は、基板
をホトレジストでコーティングするためのスピンコーテ
ィング装置又はホトレジストを現像するための現像ユニ
ットを有している。
【0017】図2は熱処理モジュール112の概略斜視
図を示している。図2に示した如く、熱処理モジュール
112は2個のホットプレート組立体124及び126
と冷却プレート組立体128とを有している。基板は、
常に、ロボット132(図1)の端部エフェクタ134
によって、熱処理モジュール112の冷却プレート組立
体区域へ又はそこからのみ転送される。冷却プレート組
立体128及びホットプレート組立体124及び126
は、冷却プレート表面又はホットプレート表面へ及びそ
こから基板を転送するためのリフトピン206(図2)
が設けられている。基板を支持するために、各組立体1
24,126,128において3個のリフトピン206
が設けられている。リフトピン206は、リフトピン孔
207において垂直方向に変位させることが可能であ
る。図2において、組立体124及び128において
は、リフトピン206はリフトピン孔207内の下方位
置へ後退されている状態が示されている。
【0018】基板が冷却プレート組立体区域内に配置さ
れると、その基板は2つの局所的リニア転送アーム20
8又は210の一方によってホットプレート組立体の1
つ124又は128へ移動させることが可能である。上
側の局所的リニア転送アーム208は、モータ220に
よって駆動され、且つ壁240内のスロット222内を
並進運動する。同様に、下側の転送アーム210はモー
タ230によって駆動され且つ壁240におけるスロッ
ト232内を並進運動する。尚、便宜上、スロット22
2及び232はハッチングで示してある。スロット22
2及び232は、充分な長さを有しており、従って転送
アーム208又は210のいずれもがホットプレート組
立体124及び128のいずれかの中心へ移動すること
が可能である。使用されていない場合には、転送アーム
208及び210は冷却プレート組立体128と隣接す
るホットプレート組立体124及び126のうちの一方
との間のホーム位置に保持される。
【0019】図3Aは壁240の後ろ側に延在する転送
アーム208の一部を支持する転送アームキャリッジ3
22の断面を示している。図3Aに示した如く、転送ア
ーム208はブラケット323によって転送アームキャ
リッジ322上に装着されている。転送アームキャリッ
ジ322は簡単なキャリッジであり、壁240に装着さ
れているレール324に沿って摺動する軸受を有してい
る。キャリッジ322は転送アーム208へ固着されて
いるので、転送アーム208はキャリッジ322がモー
タ220(図2)によって駆動されるとキャリッジ32
2と共に移動する。
【0020】転送アーム208は真空クランプ302
(図3A)を有しており、該クランプはアーム208内
部のライン304によって真空が供給される。ライン3
04は従来の態様で転送アーム208内に形成されてい
る。ライン304は、T接続体320を介して真空管機
構(図3B)へ接続している。
【0021】図3B及び3Cは、夫々、アーム208の
ライン304を介してクランプ302へ真空を供給する
真空管機構380の概略斜視図及び背面図を示してい
る。図3Bに示した如く、真空管機構380は、プーリ
330と340との間に巻着された管310を有してい
る。プーリ330はプーリ担持体350によって支持さ
れている。プーリキャリッジ350はプーリ340を支
持する長尺状の支持アーム352を有している。管31
0は2個のT接続体320及び370を有している。T
接続体370は固着されており且つ管310をハウジン
グ壁(不図示)における真空供給ラインへ接続してい
る。T接続体320は管310を転送アーム208(図
3Cにより良く示されている)へ接続している。管31
0は転送アーム208へ固着されているので(T接続体
320を介して)、転送アーム208が移動すると、管
310をしてプーリ330及び340を回転させる。T
接続体370が固定されているので、プーリ担持体35
0は転送アーム208と同一の方向に並進運動を行なう
が、半分の速度で移動する。
【0022】図3Dは熱処理モジュールの背面を示して
おり、ハウジング壁240上に装着された管機構380
及び390を示している。便宜上、壁240はスロット
222及び232がない状態で示されており、且つY方
向の寸法は誇張して示されている。図3Dに示した如
く、壁240上のスライドレール324が管機構380
のプーリ担持体350を支持している。プーリ担持体3
50は両方のプーリ330及び340を支持しているの
で、管機構380全体はレール324に沿って摺動する
ことが可能である。T接続体370は管310を壁24
0における静止状の真空ライン(不図示)へ接続してい
る。
【0023】管機構380は以下の態様でレール324
に沿ってX方向に移動する。管310の下側部分はT接
続体370において静止状態に留まり、一方T接続体3
20における管310の別の部分はアーム208と共に
移動する。管310、プーリ330及び340、担持体
350を包含する管機構380の残部は、異なる速度で
X方向に並進運動を行なう。転送アームキャリッジ32
2はプーリ担持体350の速度の2倍の速度で移動す
る。何故ならば、キャリッジ350及び322の両方共
同一のスライドレール上に乗っているからである。転送
アームキャリッジ322がスライドレール324の左側
端部に到達すると、プーリキャリッジ(担持体)350
はスライドレール324の中間に到達する(このような
管機構380の位置は、管機構390の位置によって図
3Dに示してある)。好適実施例においては、プーリ3
30及び340が12インチの全距離移動し、一方キャ
リッジ322(及び転送アーム208)は24インチの
全距離移動する。
【0024】転送アーム210を案内する管機構390
は同様の態様で動作し、管312がプーリ332及び3
42を回転させ且つ転送アームキャリッジ326及びプ
ーリキャリッジ(担持体)354がスライドレール32
8上を摺動する。
【0025】上述した管機構は、運動を制限したコンパ
クトの空間内に真空管系を維持しながら、アーム208
及び210へ真空を供給することを可能としている。こ
のような独特のプーリ構成は、管系が弛緩することを排
除しており且つ管系がロボットアーム又はベルトの経路
内において絡んだり破損されたりする危険性を排除して
いる。
【0026】図4A及び4Bは、夫々、熱処理モジュー
ル112の背面及び正面を示している(ホットプレート
組立体124,126及び冷却プレート組立体128は
図示していない)。上側管機構380の転送アームキャ
リッジ322はベルト412へ取付けられており且つそ
れによって駆動される。上述した如く、キャリッジ32
2の移動によってプーリキャリッジ350及び関連する
プーリ330及び340がキャリッジ322の速度の半
分の速度で移動される。このような態様で、ベルト41
2は機構380をX方向に沿って並進運動させる。同様
に、ベルト414が転送アームキャリッジ326へ取付
けられており、且つ下側の転送アーム機構390をX方
向に沿って並進運動させる。
【0027】ベルト412及び414は鋸歯状ベルトで
あって、それらはモータ422及び424によって互い
に独立的に駆動される。従って、転送アーム208及び
210は同様に互いに独立的に移動する。転送アーム2
08及び210の独立的な運動は、熱処理モジュールの
残部において何が起こっているかということとは独立的
に、基板を任意のホットプレート組立体又は冷却プレー
ト組立体から転送させ又はそれらへ移動させることが可
能であることを確保している。
【0028】転送アーム208及び210を駆動するモ
ータ422及び424はマイクロプロセサをベースとし
たモジュールコントローラ122(図1)によって電気
的に制御される。エンコーダ(不図示)がモータ422
及び424の各々をモニタしてモジュールコントローラ
122へフィードバックを供給する。従って、転送アー
ム208及び210の精密な位置及び運動はモジュール
コントローラ122によって制御される。モジュールコ
ントローラ122は3個の上側転送アーム位置センサ2
42及び3個の下側転送アーム位置センサ442(図4
B)を介して転送アーム208及び210の位置を検知
する。位置センサ242及び442は夫々転送アーム2
08及び210によって担持されている位置信号用フラ
ッグ408及び410によってトリガされる。位置セン
サ242及び442は例えばアメリカ合衆国イリノイ州
60173、シュワンバーグ、ワンイーストコマースド
ライブのオムロンコーポレイションから入手可能な従来
の光学的インタラプタとすることが可能である。
【0029】図5Aは熱処理モジュール112の側面を
示している。図5Aに示した如く、転送アーム208と
210との間に適宜の垂直クリアランスが設けられてお
り、従って基板を担持しながら転送アーム208及び2
10は互いに通過することが可能である。好適実施例に
おいては、転送アーム208及び210の高さ方向にお
いて4分の1インチの距離が存在している。
【0030】更に、図5Aに示した如く、上側の転送ア
ーム位置センサ242は水平方向に装着されており且つ
該センサを介してL形状フラッグ408が通過すること
によってトリガされる。下側の転送アーム位置センサ4
42は垂直方向に装着されており、且つ三角形状のフラ
ッグ410がそれらを介して通過することによってトリ
ガされる。
【0031】図5Bは熱処理モジュール112の概略平
面図を示している。図5Bに示した如く、転送アーム2
08及び210は充分なる長さを有しており、従って各
アームはZ方向においてホットプレート組立体124及
び126の中心に到達することが可能である。又、転送
アーム208及び210はスロット550が設けられて
おり、従って各転送アームはリフトピン206によって
邪魔されることなくいずれかのホットプレートの中心へ
X方向に移動することが可能である。転送アーム208
又は210の各々はモジュールコントローラ122によ
って冷却プレート組立体128とホットプレート組立体
124及び126のいずれかとの間のホーム位置に維持
させることが可能である。
【0032】図5Bにおいて、上側の位置センサ242
は個別的に242L,242C,242Rとして示して
ある。モジュールコントローラ122(図1)は、位置
センサ242L,242C,242Rの夫々の出力Li
mit1,Home,Limit2に基づいてホットプ
レート上方か、冷却プレート上方か、又は休止位置にあ
るかを決定する。例えば、転送アーム208がホットプ
レート組立体124の上方にある場合には、センサ24
2Lがインタラプト即ち中断状態とされる。センサ24
2Lは、アーム208のフラッグ408が完全にセンサ
242Lを超えるまで中断された状態のままである。フ
ラッグ408は適宜の長さを有しており、従ってフラッ
グ408はアーム208が完全にホットプレート124
をクリアした後においてのみ(図4B参照)センサ24
2Lから出る。右側センサ242R及び下側転送アーム
210は同様の態様で動作される。
【0033】図5Bに示した如く、中央センサ242C
は冷却プレート組立体128の中心からずらして装着さ
れている。これは、以下の理由により成されている。先
ず、パワーアップ即ち始動されると、モジュールコント
ローラ122は、転送アーム208及び210がどこに
位置しているか分からない。その初期位置を知ることな
しに転送アームを移動させると、転送アームがプレート
組立体のうちの1つにおけるリフトピン206と衝突す
る場合がある。従って、最初に、モジュールコントロー
ラ122は中央センサ242Cの出力をチェックする。
中央センサ242Cがインタラプト即ち中断されると、
マイクロプロセサ122は、転送アーム208が左側に
中心がずれている(242Lへ向けて)と結論し、従っ
て転送アーム208をホットプレート組立体124と冷
却プレート組立体128との間のホーム位置へ移動させ
る。中央センサ242Cが中断されていない場合には、
マイクロプロセサ122はその逆であると結論し且つ転
送アーム208を組立体126と128との間のホーム
位置へ移動させる。
【0034】図6はホットプレート組立体126及び冷
却プレート組立体128のリフトピン206(それらは
個別的に206A,206B,206Cとして示してあ
る)の角度位置及び転送アームの寸法を示している。ホ
ットプレート組立体124上のリフトピン206は、図
6の鏡像形態に構成されている。図6に示した如く、各
転送アームは充分な長さを有しており、従ってクランプ
302の中心は組立体124,126,128の中心と
同心円状である。このような転送アームの長さは、真空
クランプ302が基板をその中心において保持すること
を可能としている。
【0035】好適実施例においては、スロット550が
真空クランプ302の中心から測って転送アーム210
の内側1.70インチの所に位置されている。スロット
550は半円形状スロットであり、それらはリフトピン
206の直径よりも大きな直径である。各転送アームは
1.25インチの幅を有している。
【0036】最も内側のリフトピン206Aは、転送ア
ーム210がホットプレート組立体126の中心上方に
位置される場合に、転送アーム210の外側スロット5
50に隣接して位置される。リフトピン206Aは、Z
軸から13.6度の角度Qだけオフセットされている。
他のリフトピン206B及び206Cは、リフトピン2
06Aと同一の半径距離において、然し最も内側のリフ
トピン206Aに関して127.5度の角度Pにおいて
ホットプレート組立体126の中心周りに位置されてい
る。冷却プレート組立体128用のリフトピン206
は、図6に示したホットプレート組立体126に対する
形態と同様の形態で位置されている。ホットプレート組
立体124用のリフトピン206は、図6のホットプレ
ート組立体126上のリフトピン206の形態の鏡像の
形態で位置されている。ホットプレート組立体124及
び126上のリフトピン206の形態は、リフトピン2
06がホットプレート組立体124又は126上方の完
全にリフトされた位置にある場合にあっても、リフトピ
ン206によって邪魔されることなしに各転送アーム2
08,210がいずれかのホットプレート組立体124
又は126の中心まで移動することを可能としている。
【0037】リフトピン206A,206B,206C
は、基板(不図示)をホットプレート組立体又は冷却プ
レート組立体124,126又は128から又はそれへ
移動させることが可能であり、従って基板は転送アーム
208又は210へ又はそれから転送させることが可能
である。好適実施例においては、リフトピン206A,
206B,206Cを2つの位置のうちの1つの位置へ
リフトさせることが可能であり、尚第一位置はホットプ
レートよりも4分の1インチ上方であり、且つ第二位置
はホットプレートよりも0.5インチ上方である。これ
らの位置の各々は転送アーム208及び210の一方の
高さに対応している。第一位置と第二位置との間の距離
は、上側の転送アーム208と下側の転送アーム210
上の基板との間に0.09インチのクリアランスを与え
るべく選択されている。又、第一位置の距離は下側の転
送アーム210と冷却プレート上の基板との間に0.0
9インチのクリアランスを与えるべく選択されている。
第一位置及び第二位置は、基板カセット内部の間隔に対
応して選択されている。
【0038】図7は本熱処理モジュールのホットプレー
ト組立体を示した概略斜視図である。ホットプレート組
立体126は、ホットプレート703を取囲むハウジン
グ702を有している。基板がリフトピン206A,2
06B,206Cによってリフトされると、転送アーム
208又は210のいずれかが基板の下側を移動するこ
とが可能である。モジュールコントローラ122(図
1)は、これらの2つの転送アームのうちの1つのみが
任意の時刻においてホットプレート組立体の上方に位置
されることを確保する(このために、アーム208は点
線で示してある)。
【0039】図8は図1に示したA−A方向からとった
ホットプレート組立体126の断面を示している。説明
の便宜上、通常この断面図には表われてこないが、ホッ
トプレート組立体の幾つかのコンポーネントを図8に示
してある。ホットプレート組立体126は、熱損失を最
小に維持するためにオーブンカバー801が設けられて
いる。オーブンカバー801はハウジング702上に載
置されており且つカバーリフトシリンダ514によって
リフト即ち上昇させることが可能である。リフトシリン
ダ514は図5Bに示した如くに配設されており、転送
アーム208及び210がホットプレート組立体124
及び126の中心まで移動することを可能としている。
再度図8を参照すると、図8の左側におけるリフトシリ
ンダ514は後退位置にある状態を示しており、従って
オーブンカバー801はハウジング702上に載置され
ている。図8の右側においては、リフトシリンダ514
が延長位置にある状態が示されており、従ってオーブン
カバー801はリフトされており、ウエハ807がホッ
トプレート組立体126内へ又はそれから外部へ転送す
ることを可能としている。マイクロプロセサ122は、
オーブンカバー801の開閉動作を制御し、且つカバー
が閉じた状態にある場合には転送アームがオーブンカバ
ーの下側にないことを確保している。また、図8に示し
た如く、リフトピン206はリフトプレート802へ固
着されている。リフトプレート802は中央リードスク
リュー803によって支持され且つ移動される。リード
スクリュー803は、基板がホットプレート703と平
行なピン206によってリフトされることを確保してい
る。リードスクリュー803は、好適には、リフトプレ
ート802及びリフトピン206に対して安定性を与え
るために大きな直径(例えば、1.0インチ)を有して
いる。
【0040】リードスクリュー803は、タイミングベ
ルト805によってリードスクリュープーリ804を介
して回転される。タイミングベルト805は、モータコ
ントローラ122(図1)によって制御されるモータ
(不図示)によって駆動することが可能である。ホット
プレート703は真空ライン806を有しており、該ラ
インは真空クランプ(不図示)のみならずリフトピン孔
207へ真空を供給し、従って基板807は加熱される
間強固に所定位置に保持される。熱電対813がホット
プレート703の温度をモニタするために設けられてい
る。ホットプレート組立体124は、ホットプレート組
立体126の鏡像として構成されている。図9は本熱処
理モジュールの冷却プレート組立体の断面を示してい
る。冷却プレート組立体128は、リフトモータ・エン
コーダ901、冷却プレート903、リフトピン20
6、リフトプレート902、リードスクリュー909、
プーリ904、タイミングベルト905、冷却水インレ
ット906、冷却水アウトレット907、水チャンネル
908、装着部材910,911,912を有してい
る。熱電対913は、冷却プレート903の温度をモニ
タすべく設けられている。これらのコンポーネントの全
ては、1つの例外を除いて、図8を参照して上述したホ
ットプレート組立体のコンポーネントと類似している。
冷却プレートリフトピン206は3つの位置へリフト即
ち上昇させることが可能である。それらの位置のうちの
2つは、ホットプレートリフトピンの上昇位置と同一で
あり且つ転送アーム208及び210の高さに対応して
いる。従って、冷却プレートリフトピンの0.5インチ
位置はホットプレートリフトピン及び下側転送アーム2
10の4分の1インチの位置に対応している。同様に、
冷却プレートリフトピンの4分3インチ位置は、ホット
プレートリフトピン及び上側転送アーム208の0.5
インチ位置に対応している。第三の位置はホットプレー
トリフトピンの第一位置及び第二位置の下側の高さであ
る。この第三の位置を設定するために、冷却プレート組
立体128は、ホットプレート組立体124及び126
よりも低い高さに装着されている。この構成は、一方の
ホットプレート組立体から他方のホットプレート組立体
へ基板を転送する間に転送アーム208及び210が冷
却プレート組立体128の上方を移動することを可能と
する一方、冷却プレートリフトピン206が基板を第三
位置に保持することを可能としている。この構成は、更
に、外部ロボット132によって熱処理モジュール11
2の冷却プレート組立体128の実質的に上方の区域内
へ基板を配置させるか又はそれから基板を回収すること
を可能としている。これら3つのリフトピン位置のいず
れか1つが基板を外部ロボットへ転送するためのロボッ
ト転送位置として機能することが可能である。図10は
本熱処理モジュールにおいて使用されるモジュールコン
トローラのブロック図を示している。図10に示した如
く、モジュールコントローラ122はリフトピン206
を移動させるためのモータ1010,1070、ホット
プレート124及び126のオーブンカバーをリフトす
るための空気圧力システム1020,1060、冷却プ
レートのリフトピン206を移動させるためのモータ1
030、及びLimit1,Home,Limit2等
の出力(図5Bを参照して上に説明した)を供給する位
置センサ242L,242C,242R(不図示)及び
転送アーム208及び210を移動させるためのモータ
1040,1050へ電気的に接続されている。空気圧
力システム1020,1060は、リフトシリンダ51
4(図8参照)及びそれの移動弁(不図示)を有してい
る。モジュールコントローラ122は、更に、例えばホ
トインタラプタ(光中断器)、熱電対(図1には示して
いない)等の種々のセンサへ接続されている。従って、
モジュールコントローラ122は熱処理モジュール11
2における各々及び全ての可動部分を制御することが可
能である。
【0041】ホトリソグラフィシステム110の動作態
様について詳細に説明する。システム110はシステム
コントローラ1000によって制御される。システムコ
ントローラ1000は熱処理モジュール112の各々に
対しモジュールコントローラ122へハイレベルコマン
ドを供給し且つモジュールコントローラ122からハイ
レベルステータス情報を受取る。各モジュールコントロ
ーラ122はマスタ・スレーブ関係でシステムコントロ
ーラへ接続されている。
【0042】各モジュールコントローラ122は、それ
が存在する熱処理モジュールの機能の共同関係を確立す
る上でシステムコントローラを援助する。モジュールコ
ントローラ122は、例えばベーク時間のスケジュール
決定、空気シリンダ及び真空ラインの動作、モータの制
御、センサのモニタ、化学物質の分配等の機能を実行す
る。モジュールコントローラ122は、更に、転送アー
ムの動作を同期させ、それらの間に競合が発生しないこ
とを確保する。モジュールコントローラ122は、ベー
クサイクルの開始前に時間的に前もって計画を行ない、
ホットプレート組立体において基板が精密なベーク時間
を完了した後に冷却プレート組立体が使用可能であるこ
とを確保する。
【0043】好適実施例においては、モジュールコント
ローラ122に対してインテル80186マイクロプロ
セサを使用している。この熱処理モジュールを使用する
2つの好適な方法は後に「通常動作シーケンス−並列動
作」及び「通常動作シーケンス−直列動作」として説明
してある。熱処理モジュール112の並列動作において
は、各ホットプレート組立体が交互に使用され、即ち、
第一基板がそのベーク時間の間ホットプレート組立体内
においてベークされ且つ第二基板がそのベーク時間の間
別のホットプレート組立体において実質的に同時的にベ
ークされる。従って、熱処理モジュールの並列動作はシ
ステムの全体的な処理能力を増加させる。直列動作にお
いては、各基板は同一の装置を逐次的に通り抜け、各基
板は最初に第一のホットプレート組立体内においてベー
クされ、後に別のホットプレート組立体へ転送され且つ
そこでベークが行なわれる。従って、本熱処理モジュー
ルの直列動作においては、各基板は同一のベーキング履
歴を有することとなる。
【0044】後の説明において「基板1」という用語は
最初に熱処理モジュール112内へ持ち込まれた最初の
半導体ウエハのことを示しており、且つ「基板2」は後
に熱処理モジュール112内へ持ち込まれる2番目の半
導体ウエハのことである。転送アーム208及び210
及びホットプレート組立体124及び126は後の説明
において特に特定的に説明しているが、これらのコンポ
ーネントは本発明に基づいて交互に交換させることが可
能である。
【0045】本システムの動作を説明するために、基板
を冷却プレート組立体へ転送し、ホットプレート組立体
へ転送し、次いで冷却プレート組立体へ復帰させる動作
について説明する。基板を加熱する場合には、ロボット
132によってカセットI/Oユニット140から冷却
プレート903に隣接した区域において転送アーム20
8へ転送させる。次いで、アーム208の真空クランプ
302(図3)へ真空を印加し、従って基板807は転
送アーム208によって強固に保持される。
【0046】次いで、モジュールコントローラ122
が、ホットプレート組立体124又は126の一方(こ
の実施例においては組立体126)をしてそのカバー8
01をリフトさせる。次いで、モジュールコントローラ
122はモータ220をして転送アーム208をホット
プレート703上方の位置へ移動させる(基板807と
共に)。クランプ302から真空を解除する。次いで、
リフトピン206を上昇させて基板807を転送アーム
208から上方へリフトさせる。転送アーム208はそ
のホーム位置へ復帰される。次いで、リフトピン206
を下降させ且つライン806を介して真空を印加し基板
807をホットプレート703上の所定位置に保持す
る。カバー801を下降させ且つ基板807を所要の時
間にわたりベークさせる。
【0047】基板807がベーキングを完了すると、モ
ジュールコントローラ122が基板807をホットプレ
ート組立体126から次のような態様で冷却プレート組
立体128へ転送させる。モジュールコントローラ12
2はカバー801をハウジング709からリフトさせ
る。ライン806から真空を解除し且つ基板807をリ
フトピン206によって転送アーム208にとって適切
な0.5インチ位置へリフトさせる。転送アーム208
又は210(この実施例においては転送アーム208)
を基板807下側のホットプレート703の中心へ移動
させる。次いで、転送アーム208のクランプ302へ
真空を印加させる。次いで、リフトピン206を組立体
126におけるリフトピン孔207内の下方位置へリト
レースさせる。基板807がクランプ302を介して転
送アーム208によって強固に保持されると、転送アー
ム208は、基板807と共に、冷却プレート組立体1
28の中心へ移動され且つ真空が解除される。モジュー
ルコントローラ122は、ベーク時間及び冷却時間の適
宜のスケジュールによって基板のベーキングが完了する
と冷却プレートが常に使用可能状態であることを確保す
る。リフトピン206を上昇させて基板807を転送ア
ーム208からリフトさせる。転送アーム208をその
休止位置へ復帰させ且つリフトピン206を下降させ、
従って基板807は冷却プレート903上に載置され
る。次いで、真空を印加し且つ基板807を所要の時間
にわたり冷却させる。
【0048】冷却プロセスが完了すると、モジュールコ
ントローラ122はシステムコントローラへそのことを
知らせる。システムコントローラは、ロボット132を
して次に基板が送られるべき箇所へ基板を転送させる。
例えば、基板をC/Dセクション142へ転送させ、そ
こでスピンコーティング装置がホトレジスト層を付与す
る。その後に、「ソフト」ベーキングを行なうために基
板を熱処理モジュール112へ転送させることが可能で
ある。
【0049】何らかの理由により第一の基板の冷却が完
了し且つ第二の基板のベーキングを完了する直前におい
てもいまだに冷却プレート上に存在する場合には、モジ
ュールコントローラ122は第一の基板をバッファ位置
にある上側転送アーム208上に保持させ、従って冷却
プレートを空にし第二の基板を冷却するために使用可能
な状態とさせる。従って、第二の基板のベーキングが完
了すると、下側の転送アーム210はホットプレート組
立体から冷却プレート組立体へ第二の基板を移動させ
る。このように、冷却プレートが使用可能な状態にない
ために基板が過剰にベークされることはない。又、冷却
された基板は転送アーム上のバッファ位置に保持するこ
とが可能であるので、スケジュールが競合するために処
理能力が低下することはない。
【0050】転送アームはホットプレート組立体と冷却
プレート組立体との間で基板を移動させるが、各転送ア
ームは、それが高温の基板を積極的に移動していない場
合にはクールダウンする。両方の転送アームが使用可能
な状態にある場合には、今コーティングが行なわれた基
板を冷却プレートからピックアップしそれをホットプレ
ートへ転送するためにより温度の低いアームを使用する
ことが可能である。従って、転送アームを交互に使用す
ることは、より最近に加熱された転送アームが温度低下
するのに適切な時間を与えることを可能としている。
【0051】これら全ての動作はモジュールコントロー
ラ122及びシステムコントローラの制御下において行
なわれる。システムコントローラ及びモジュールコント
ローラ122は共同して、2個を超えた数の基板が一度
に熱処理モジュール内に転送されることがないことを確
保する。動作の一例について上述したが、当業者にとっ
て明らかな如く、後に説明する具体例から一般的なモジ
ュールコントローラ及びシステムコントローラを構築す
ることは自明である。
【0052】本熱処理モジュールは、精密な時間間隔で
精密な温度においてモジュール内部においてベークされ
且つ冷却される雰囲気温度シリコン基板を供給すること
を可能としている。直列動作によってベークされた基板
は、一貫した同様のベーキング時間及び温度の履歴を有
している。何故ならば、各基板は同一のプロセスを受け
るからである。直列動作及び並列動作の両方において、
ホットプレートと同数の転送アームが設けられているの
で、基板のベーキングが完了すると転送アームは常に使
用可能な状態にある。従って、過剰にベーキングをする
危険性はない。このことは歩留まりを増加させる。
【0053】又、ロボットアームは冷却プレート組立体
区域から及びそれへのみ基板を転送し且つ低温の基板の
みを取扱うので、端部エフェクタが加熱されることはな
い。基板が局所的に非一様な加熱を受けることがないの
で、本発明に基づいて処理された基板は一貫して一様な
厚さのコーティングを有している。
【0054】最後に、本発明の熱処理モジュールは非常
に精密であり小型で且つ基板を加熱し且つ冷却するのに
コスト効率的なシステムである。本熱処理モジュールは
小型である。何故ならば、転送アーム208及び210
は比較的簡単であり、従来のシステムにおいて使用され
ている自由度6の複雑なロボットの代わりに自由度1を
有しているからである。アーム208及び210の周り
の「無駄空間」の量は最小に抑えられており、且つホッ
トプレート組立体及び冷却プレート組立体によって占有
されている空間も同様にそれらを互いに隣接して配置す
ることによって最小に抑えられている。実際に、熱処理
モジュール112の一例は4.4平方フィートの占有面
積を必要とするに過ぎず、従ってシステム110全体の
接地面積は15.2平方フィートであるに過ぎない。高
さが低いので、2個以上の熱処理モジュールを互いに積
層状態とさせることが可能であり、その場合においても
単一ロボットアーム132(図1)を使用することが可
能である。好適実施例においては、3個の熱処理モジュ
ールの全体的な高さは17インチであり、それは単一の
ロボットアームによって容易にサービス可能なものであ
る。
【0055】更に、管機構の独特の小型のプーリ装置
は、管系が弛緩することなしに転送アームへ真空を供給
することを可能としている。本発明の一実施例の説明
は、単に例示的なものであるに過ぎず何等制限的な意図
を持ってなされたものではない。その他の多数の実施例
は当業者にとって明らかであり、それらは本発明の技術
的範囲を逸脱するものではない。
【0056】本発明における特定の要素は好適実施例に
関して説明したものに制限されるべきものではない。例
えば、熱処理モジュールは、単一の冷却プレートと、単
一のホットプレートと、単一の転送アームで構成するこ
とが可能である。
【0057】又、本発明は、ホットプレート及び冷却プ
レートの上述した位置に制限されるべきものではない。
例えば、冷却プレートは、ホットプレートの面と実質的
に同一の面内に位置させることが可能である。又、多数
の冷却プレートとホットプレートとを互いに積層状態と
させることも可能である。
【0058】又、本発明は、2つの転送アームを使用す
るもの又は平行な面内を移動する転送アームに制限され
るべきものではない。例えば、転送アームは、競合を発
生することのない輪郭に沿って、又はモジュールコント
ローラが競合についてスケジュールをする場合には競合
する輪郭に沿ってさえも同一の面内において移動するこ
とが可能である。又、転送アームは水平に対して斜めの
角度の線に沿って並進運動することが可能であり、従っ
て冷却プレートをホットプレートの面から実質的に離れ
た面内に位置させることが可能であり且つサービスする
ことが可能である。又、転送アームは与えられた点の周
りに回動するように装着することが可能である。
【0059】最後に、各熱処理モジュールのモジュール
コントローラにおける機能をシステムコントローラ内に
統合するか、又は上述したものよりもより分散した処理
環境とすることも可能である。
【0060】次に、本発明の特定の具体例について説明
する。
【0061】全ての基板が冷却プレート組立体128の
区域における熱処理モジュール112内に入る。次い
で、基板は、転送アーム208及び210によって適宜
のホットプレート組立体124及び/又は126及び冷
却プレート組立体128へ転送される。本熱処理モジュ
ールは、並列又は直列のいずれかの態様で同時に2つの
基板を処理することが可能である。並列動作は、各基板
をベークするために使用するホットプレート組立体を交
互に使用することによって特性づけられる。第一の基板
がホットプレート組立体124においてベークされ且つ
冷却プレート組立体128において冷却される。次の基
板はホットプレート組立体126内においてベークされ
且つ冷却プレート組立体128において冷却される。直
列動作は、全ての基板を最初にホットプレート組立体1
24内において、次いでホットプレート組立体126に
おいてベークし且つ最後に冷却プレート組立体128に
よって冷却することによって特性づけられる。
【0062】各基板が熱処理プロセスモジュール112
内に入ると、制御ソフトウエアが基板のベーキングステ
ップが完了し従って冷却することが必要な将来の時間を
計算する。その時に前のいずれかの基板が冷却プレート
128にあるものと予測される場合には、制御ソフトウ
エアは、現在の基板のベーキングステップが完了した時
に冷却プレート組立体128が使用可能状態となること
が予測される時間となるまで、現在の基板をホットプレ
ート組立体124又は126へ転送することを遅延させ
る。
【0063】熱処理モジュール(TPM)のアイドル条
ホットプレート組立体オーブンカバー801が閉じられ
ている。
【0064】ホットプレート組立体が正しい温度にあ
る。
【0065】各組立体における全てのリフトピン206
がそれらの組立体のリフトピン孔207内の下方位置に
ある。
【0066】転送アーム208及び210の両方がホッ
トプレート組立体124又は126と冷却プレート組立
体128の間のそれらのホーム位置にある。
【0067】TPM内には基板は存在しない。
【0068】通常動作シーケンス−並列動作 (1)転送アーム208が冷却プレート組立体128の
上方へ移動し且つ真空をターンオンさせる。
【0069】(2)基板1をTPM内にエンターさせ且
つ転送アーム208上に配置させる。 (3)ホットプレート組立体124のオーブンカバー8
01をリフトさせる。
【0070】(4)転送アーム208がホットプレート
組立体124へ移動する。
【0071】(5)転送アーム208が真空をターンオ
フさせる。
【0072】(6)ホットプレート組立体124のピン
206が上昇し(0.5インチ位置へ)且つ基板1を転
送アーム208からリフトオフさせる。
【0073】(7)転送アーム208がホットプレート
組立体124と冷却プレート組立体128との間のホー
ム位置へ移動する。
【0074】(8)ホットプレート組立体124が真空
ホールドダウンをターンオンさせる。 (9)ホットプレート組立体124のピン206が基板
1をホットプレートの熱表面上へ降下させる。
【0075】(10)ホットプレート組立体124のオ
ーブンカバー801を降下させ且つ閉塞させる。
【0076】後の時間において (11)転送アーム208が冷却プレート組立体128
上方へ移動し且つ真空をターンオンする。
【0077】(12)基板2がTPM内にエンターし且
つ転送アーム208上に配置される。 (13)適切な時間の間待機する。
【0078】(14)ホットプレート組立体126のオ
ーブンカバー801をリフトする。
【0079】(15)転送アーム208がホットプレー
ト組立体126へ移動する。
【0080】(16)転送アーム208が真空をターン
オフさせる。
【0081】(17)ホットプレート組立体126のピ
ン206が上昇し(0.5インチ位置へ)且つ基板2を
転送アーム208からリフトオフする。
【0082】(18)転送アーム208がホットプレー
ト組立体126と冷却プレート組立体128との間のホ
ーム位置へ移動する。
【0083】(19)ホットプレート組立体126が真
空ホールドダウンをターンオンする。 (20)ホットプレート組立体126のピン206が基
板2をホットプレートの熱表面上へ降下させる。
【0084】(21)ホットプレート組立体126のオ
ーブンカバー801を降下させ且つ閉塞する。
【0085】ホットプレート組立体124が基板1のベ
ーキングを完了した場合 (22)ホットプレート組立体124のオーブンカバー
801をリフトする。
【0086】(23)ホットプレート組立体124が真
空ホールドダウンをターンオフする。 (24)ホットプレート組立体124のピン206が基
板1を下側転送位置(4分の1インチ位置)へリフトさ
せる。
【0087】(25)転送アーム210が基板1の下側
を移動し且つその真空をターンオンさせる。
【0088】(26)ホットプレート組立体124のピ
ン206が基板1を転送アーム210上へ降下させる。
【0089】(27)転送アーム210が冷却プレート
組立体128へ移動する。
【0090】(28)転送アーム210が真空をターン
オフさせる。
【0091】(29)冷却プレート組立体128のピン
206が(0.5インチ位置へ)上昇し且つ基板1を転
送アーム210からリフトオフさせる。
【0092】(30)転送アーム210がホットプレー
ト組立体124と冷却プレート組立体128との間のホ
ーム位置へ移動する。
【0093】(31)冷却プレート組立体128が真空
ホールドダウンをターンオンさせる。 (32)冷却プレート組立体128のピン206が基板
1を冷却プレートの熱表面上へ降下させる。
【0094】冷却プレート組立体128が基板1の冷却
を終了した場合 (33)冷却プレート組立体128が真空ホールドダウ
ンをターンオフさせる。 (34)冷却プレート組立体128のピン206が基板
1をロボット転送位置へ上昇させる。
【0095】(35)基板1を冷却プレート組立体12
8において熱処理モジュールから取出す。
【0096】ホットプレート組立体126が基板2のベ
ーキングを終了した場合 (36)ホットプレート組立体126のオーブンカバー
801をリフトさせる。 (37)ホットプレート組立体126が真空ホールドダ
ウンをターンオフする。 (38)ホットプレート組立体126のピン206が基
板2を下側転送位置(4分の1インチ位置)へリフトさ
せる。
【0097】(39)転送アーム210が基板2の下側
を移動し且つその真空をターンオンさせる。
【0098】(40)ホットプレート組立体126のピ
ン206が基板2を転送アーム210上へ降下させる。
【0099】(41)転送アーム210が冷却プレート
組立体128へ移動する。
【0100】(42)転送アーム210が真空をターン
オフする。
【0101】(43)冷却プレート組立体128のピン
206が(0.5インチ位置へ)上昇し且つ基板2を転
送アーム210からリフトオフさせる。
【0102】(44)転送アーム210がホットプレー
ト組立体124と冷却プレート組立体128との間のホ
ーム位置へ移動する。
【0103】(45)冷却プレート組立体128が真空
ホールドダウンをターンオンさせる。 (46)冷却プレート組立体128のピン206が基板
2を冷却プレートの熱表面上へ降下させる。
【0104】冷却プレート組立体128が基板2の冷却
を終了した場合 (47)冷却プレート組立体128が真空ホールドダウ
ンをターンオフさせる。 (48)冷却プレート組立体128のピン206が基板
2をロボット転送位置へ上昇させる。
【0105】(49)基板2を冷却プレート組立体12
8において熱処理モジュールから取出す。
【0106】制御ソフトウエアは、転送上の競合が発生
せず且つ全ての基板がベーキングを完了するや否や冷却
プレート組立体128へ到達することが可能であること
を確保するために全ての基板の転送のスケジュールを行
なう。熱処理モジュール112から基板を取出す場合に
遅れがあり且つ次の基板のベーキングが完了しており且
つ冷却プレート組立体128へ転送する準備がされてい
る場合には、最初の基板を転送アーム208上に配置さ
せ且つこのバッファ位置に保持する。このことは、2番
目の基板を担持しながら転送アーム208の下側を通過
することが可能な転送アーム210で2番目の基板を冷
却プレート組立体128へ転送させることを可能とす
る。
【0107】通常動作シーケンス−直列動作 (1)転送アーム208は冷却プレート組立体128上
方へ移動し且つ真空をターンオンする。
【0108】(2)基板1がTPM内へエンターし且つ
転送アーム208上へ配置させる。
【0109】(3)ホットプレート組立体124のオー
ブンカバー801をリフトする。
【0110】(4)転送アーム208がホットプレート
組立体124へ移動する。
【0111】(5)転送アーム208が真空をターンオ
フする。
【0112】(6)ホットプレート組立体124のピン
206が(0.5インチ位置へ)上昇し且つ基板1を転
送アーム208からリフトオフさせる。
【0113】(7)転送アーム208がホットプレート
組立体124と冷却プレート組立体128との間のホー
ム位置へ移動する。
【0114】(8)ホットプレート組立体124が真空
ホールドダウンをターンオンさせる。 (9)ホットプレート組立体124のピン206が基板
1をホットプレートの熱表面上へ降下させる。
【0115】(10)ホットプレート組立体124のオ
ーブンカバー801を降下させ且つ閉塞させる。
【0116】ホットプレート組立体124が基板1のベ
ーキングを終了した場合 (11)ホットプレート組立体124のオーブンカバー
801をリフトさせる。 (12)ホットプレート組立体124が真空ホールドダ
ウンをターンオフさせる。
【0117】(13)ホットプレート組立体124のピ
ン206が基板1を上側転送位置(0.5インチ位置)
へリフトさせる。
【0118】(14)転送アーム208が基板1の下側
を移動し且つその真空をターンオンさせる。
【0119】(15)ホットプレート組立体124のピ
ン206が基板1を転送アーム208上へ降下させる。
【0120】(16)ホットプレート組立体126のオ
ーブンカバー801をリフトさせる。 (17)転送アーム208がホットプレート組立体12
6へ移動する。
【0121】(18)転送アーム208が真空をターン
オフさせる。
【0122】(19)ホットプレート組立体126のピ
ン206が(0.5インチ位置へ)上昇し且つ基板1を
転送アーム208からリフトオフさせる。
【0123】(20)転送アーム208がホットプレー
ト組立体126と冷却プレート組立体128との間のホ
ーム位置へ移動する。
【0124】(21)ホットプレート組立体126が真
空ホールドダウンをターンオンさせる。
【0125】(22)ホットプレート組立体126のピ
ン206が基板1をホットプレートの熱表面上へ降下さ
せる。
【0126】(23)ホットプレート組立体126のオ
ーブンカバー801を降下させ且つ閉塞させる。
【0127】ある時間の後に (24)転送アーム208が冷却プレート組立体128
の上方へ移動し且つ真空をターンオンさせる。
【0128】(25)基板2がTPM内にエンターし且
つ転送アーム208上に配置される。 (26)適切な時間の間待機する。
【0129】(27)ホットプレート組立体124のオ
ーブンカバー801をリフトさせる。 (28)転送アーム208がホットプレート組立体12
4へ移動する。
【0130】(29)転送アーム208が真空をターン
オフさせる。
【0131】(30)ホットプレート組立体124のピ
ン206が(0.5インチ位置へ)上昇し且つ基板2を
転送アーム208からリフトオフさせる。
【0132】(31)転送アーム208がホットプレー
ト組立体124と冷却プレート組立体128との間のホ
ーム位置へ移動する。
【0133】(32)ホットプレート組立体124が真
空ホールドダウンをターンオンさせる。
【0134】(33)ホットプレート組立体124のピ
ン206が基板2をホットプレートの熱表面上へ降下さ
せる。
【0135】(34)ホットプレート組立体124のオ
ーブンカバー801を降下させ且つ閉塞させる。
【0136】ホットプレート組立体126が基板1のベ
ーキングを終了した場合 (35)ホットプレート組立体126のオーブンカバー
801をリフトさせる。 (36)ホットプレート組立体126が真空ホールドダ
ウンをターンオフさせる。
【0137】(37)ホットプレート組立体126のピ
ン206が基板1を下側転送位置(4分の1インチ位
置)へリフトさせる。
【0138】(38)転送アーム210が基板1の下側
を移動し且つその真空をターンオンさせる。
【0139】(39)ホットプレート組立体126のピ
ン206が基板1を転送アーム210上へ降下させる。
【0140】(40)転送アーム210が冷却プレート
組立体128へ移動する。
【0141】(41)転送アーム210が真空をターン
オフさせる。
【0142】(42)冷却プレート組立体128のピン
206が(0.5インチ位置へ)上昇し且つ基板1を転
送アーム210からリフトオフさせる。
【0143】(43)転送アーム210がホットプレー
ト組立体124と冷却プレート組立体128との間のホ
ーム位置へ移動する。
【0144】(44)冷却プレート組立体128が真空
ホールドダウンをターンオンさせる。 (45)冷却プレート組立体128のピン206が基板
1を冷却プレートの熱表面上へ降下させる。
【0145】ホットプレート組立体124が基板2のベ
ーキングを終了した場合 (46)ホットプレート組立体124のオーブンカバー
801をリフトさせる。 (47)ホットプレート組立体124が真空ホールドダ
ウンをターンオフさせる。
【0146】(48)ホットプレート組立体124のピ
ン206が基板2を上側転送位置(0.5インチ位置)
へリフトさせる。
【0147】(49)転送アーム208が基板2の下側
を移動し且つその真空をターンオンさせる。
【0148】(50)ホットプレート組立体124のピ
ン206が基板2を転送アーム208上へ降下させる。
【0149】(51)ホットプレート組立体126のオ
ーブンカバー801をリフトさせる。 (52)転送アーム208がホットプレート組立体12
6へ移動する。
【0150】(53)転送アーム208が真空をターン
オフさせる。
【0151】(54)ホットプレート組立体126のピ
ン206が(0.5インチ位置へ)上昇し且つ基板2を
転送アーム208からリフトオフさせる。
【0152】(55)転送アーム208がホットプレー
ト組立体126と冷却プレート組立体128との間のホ
ーム位置へ移動する。
【0153】(56)ホットプレート組立体126が真
空ホールドダウンをターンオンさせる。
【0154】(57)ホットプレート組立体126のピ
ン206が基板2をホットプレートの熱表面上へ降下さ
せる。
【0155】(58)ホットプレート組立体126のオ
ーブンカバー801を降下させ且つ閉塞させる。
【0156】冷却プレート組立体128が基板1の冷却
を終了した場合 (59)冷却プレート組立体128が真空ホールドダウ
ンをターンオフさせる。 (60)冷却プレート組立体128のピン206が基板
1をロボット転送位置へ上昇させる。
【0157】(61)基板1を冷却プレート組立体12
8において熱処理モジュールから取出す。
【0158】ホットプレート組立体124が基板2のベ
ーキングを終了した場合 (62)ホットプレート組立体126のオーブンカバー
801をリフトさせる。 (63)ホットプレート組立体126が真空ホールドダ
ウンをターンオフさせる。
【0159】(64)ホットプレート組立体126のピ
ン206が基板2を下側転送位置(4分の1インチ位
置)へリフトさせる。
【0160】(65)転送アーム210が基板2の下側
を移動し且つその真空をターンオンさせる。
【0161】(66)ホットプレート組立体126のピ
ン206が基板2を転送アーム210上へ降下させる。
【0162】(67)転送アーム210が冷却プレート
組立体128へ移動する。
【0163】(68)転送アーム210が真空をターン
オフさせる。
【0164】(69)冷却プレート組立体128のピン
206が(0.5インチ位置へ)上昇し且つ基板2を転
送アーム210からリフトオフさせる。
【0165】(70)転送アーム210がホットプレー
ト組立体124と冷却プレート組立体128との間のホ
ーム位置へ移動する。
【0166】(71)冷却プレート組立体128が真空
ホールドダウンをターンオンさせる。 (72)冷却プレート組立体128のピン206が基板
2を冷却プレートの熱表面上へ降下させる。
【0167】冷却プレート組立体128が基板2の冷却
を終了した場合 (73)冷却プレート組立体128が真空ホールドダウ
ンをターンオフさせる。 (74)冷却プレート組立体128のピン206が基板
2をロボット転送位置へ上昇させる。
【0168】(75)基板2を冷却プレート組立体12
8において熱処理モジュールから取出す。
【0169】制御ソフトウエアは、転送上の競合がなく
且つ全ての基板がそのベーキングを完了するとすぐに冷
却プレート組立体128へ到達することが可能であるこ
とを確保するために全ての基板の転送動作のスケジュー
ルを行なう。熱処理モジュール112から基板を取出す
場合に遅れがあり且つ次の基板のベーキングが終了して
おり且つ冷却プレート組立体128へ転送する準備がさ
れている場合には、最初の基板をバッファ位置にある転
送アーム208上に配置させる。このことは、2番目の
基板を担持したままで転送アーム208の下側を通過す
ることの可能な転送アーム210で2番目の基板を冷却
プレート組立体128へ転送することを可能としてい
る。
【0170】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 クラスタ型半導体基板ホトリソグラフィシス
テムの概略平面図。
【図2】 本発明に基づいて構成された熱処理モジュー
ルの概略斜視図。
【図3A】 熱処理モジュールの壁の裏側の転送アーム
を支持する転送アームキャリッジの概略断面図。
【図3B】 転送アームの真空ラインへ真空を供給する
真空管機構を示した概略斜視図。
【図3C】 真空管機構の概略背面図。
【図3D】 熱処理モジュールの壁に装着した真空管機
構を示した熱処理モジュールの概略背面図。
【図4A】 熱処理モジュールの概略背面図。
【図4B】 熱処理モジュールの概略正面図。
【図5A】 熱処理モジュールの概略側面図。
【図5B】 熱処理モジュールの概略平面図。
【図6】 右側のホットプレート組立体及び冷却プレー
ト組立体のリフトピンの角度位置及び転送アームの寸法
を示した説明図。
【図7】 熱処理モジュールのホットプレート組立体を
示した概略斜視図。
【図8】 図1に示したA−A線に沿ってとった熱処理
モジュールのホットプレート組立体の概略断面図。
【図9】 図1に示したB−B線に沿ってとった熱処理
モジュールの冷却プレート組立体の概略断面図。
【図10】 熱処理モジュールにおいて使用されるモジ
ュールコントローラの概略ブロック図。
【符号の説明】
110 クラスタ型半導体基板ホトリソグラフィシステ
ム 112 熱処理モジュール(TPM) 122 モジュールコントローラ 124,126 ホットプレート組立体 128 冷却プレート組立体 132 基板処理ロボット 134 端部エフェクタ 140 カセット入力/出力ユニット 142,144 コーティング/現像(C/D)セクシ
ョン 206 リフタピン 207 リフトピン孔 208,210 転送アーム 302 真空クランプ 320 T接続体 322 転送アームキャリッジ 324 レール 330 プーリ 350 プーリキャリッジ 380 真空管機構
フロントページの続き (72)発明者 アレキサンダー アンダーソン アメリカ合衆国, カリフォルニア 95060, サンタ クルツ, パルム ス トリート 448

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板ホトリソグラフィ装置において、基
    板をベーキング及び冷却するための熱処理モジュールが
    設けられており、前記熱処理モジュールが、 前記基板をベーキングするためのホットプレートを具備
    するホットプレート組立体と、 前記基板を冷却するための冷却プレートを具備しており
    且つ前記ホットプレート組立体に隣接して位置されてい
    る冷却プレート組立体と、 前記冷却プレートの実質的に上方の区域から前記ホット
    プレートの実質的に上方の区域へ及び前記ホットプレー
    トの実質的に上方の区域から前記冷却プレートの実質的
    に上方の区域へ前記基板を転送させるために充分な運動
    を行なうことが可能な転送アームと、 を有することを特徴とする装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 前記転送アームが前記ホットプレート組立体及び冷却プ
    レート組立体に隣接したホーム位置に位置されており、
    且つ、 前記転送アームが自由度1を有する、 ことを特徴とする装置。
  3. 【請求項3】 請求項2において、前記転送アームが前
    記ホットプレートの面に実質的に平行な面内において直
    線に沿って並進運動を行なうことを特徴とする装置。
  4. 【請求項4】 請求項1において、前記ホットプレート
    がリフトピン用のリフトピン孔を有しており、前記孔が
    前記ホットプレートの中心と同心円状の円の周りに位置
    されており、前記リフトピンが前記ホットプレート上方
    の完全にリフトされた位置にある場合に前記転送アーム
    が前記ホットプレートの中心へ移動することを許容する
    のに充分な角度だけ前記リフトピン孔の位置がオフセッ
    トされていることを特徴とする装置。
  5. 【請求項5】 請求項1において、複数個の転送アーム
    が設けられており、前記複数個の転送アームの各々が前
    記複数個の転送アームのうちの他の転送アームの対応す
    る面と平行であり且つそれとは別個の面内において移動
    すべく拘束されていることを特徴とする装置。
  6. 【請求項6】 請求項5において、前記転送アームの面
    と前記他の転送アームの対応する面との間の距離が前記
    転送アーム上に担持される基板を収容するのに少なくと
    も充分なものであることを特徴とする装置。
  7. 【請求項7】 請求項1において、複数個のホットプレ
    ート及び複数個の転送アームが設けられており、前記転
    送アームの総数は少なくとも前記ホットプレートの総数
    に等しいものであることを特徴とする装置。
  8. 【請求項8】 請求項7において、前記複数個の転送ア
    ームのうちの少なくとも1つが、前記複数個のホットプ
    レートのうちの与えられたホットプレートから基板を前
    記冷却プレートへ転送することが可能であることを特徴
    とする装置。
  9. 【請求項9】 請求項7において、前記複数個の転送ア
    ームの各々が、前記複数個のホットプレートのうちの与
    えられたホットプレートから前記冷却プレートへ基板を
    転送することが可能であることを特徴とする装置。
  10. 【請求項10】 請求項7において、前記複数個の転送
    アームのうちの少なくとも1つが、前記複数個のホット
    プレートのうちの第一ホットプレートから前記複数個の
    ホットプレートのうちの第二ホットプレートへ基板を転
    送することが可能であることを特徴とする装置。
  11. 【請求項11】 請求項7において、前記複数個の転送
    アームの各々が、前記複数個のホットプレートのうちの
    第一ホットプレートから前記複数個のホットプレートの
    うちの第二ホットプレートへ基板を転送することが可能
    であることを特徴とする装置。
  12. 【請求項12】 請求項7において、前記転送アームの
    面と前記冷却プレートの面との間の距離が少なくとも、
    基板が前記冷却プレート上方をリフトピン上に担持され
    て、第一ホットプレートから第二ホットプレートへ基板
    を転送することを可能とするのに充分なものであること
    を特徴とする装置。
  13. 【請求項13】 請求項7において、前記複数個の転送
    アームの各々が、前記転送アームが前記ホットプレート
    の中心へ移動される場合に、リフトピンを収容するため
    のスロットを有することを特徴とする装置。
  14. 【請求項14】 基板ホトリソグラフィ装置において、 カセット入力/出力ユニットが設けられており、 コーティング/現像セクションが設けられており、 (a)ホットプレートと、(b)前記ホットプレートに
    隣接して位置された冷却プレートと、(c)前記ホット
    プレート及び前記冷却プレートに隣接し壁内のスロット
    を介して装着された転送アームとを有する熱処理モジュ
    ールが設けられており、前記転送アームは自由度1を有
    しており、 固定軸周りに回動可能であり且つ(a)前記カセット入
    力/出力ユニットと、 (b)前記コーティング/現像セクションと、(c)前
    記熱処理モジュールの前記冷却プレートの実質的に上方
    の区域との間で基板を転送することが可能な基板処理ロ
    ボットアームが設けられている、 ことを特徴とする装置。
  15. 【請求項15】 請求項14において、第二熱処理モジ
    ュールが設けられており、前記第二熱処理モジュールは
    前記熱処理モジュールの上側に積層されており、前記ロ
    ボットアームは前記第二熱処理モジュールの冷却プレー
    トに隣接した区域へ及びそこから基板を転送することが
    可能であることを特徴とする装置。
  16. 【請求項16】 基板ホトリソグラフィ装置において、
    基板転送機構が設けられており、前記基板転送機構が、 (i)前記基板を移動可能な転送アームであって、第一
    端部と前記第一端部と反対側の第二端部とを具備してお
    り、前記基板を保持するために前記第一端部には真空ク
    ランプが設けられており且つ前記第一端部と第二端部と
    の間に真空ラインが設けられている転送アーム、 (ii)真空管と複数個のプーリとを有する真空管機構で
    あって、前記真空管が前記複数個のプーリのうちの少な
    くとも1つのプーリの周りに巻着されており前記真空管
    が前記転送アームの前記第二端部へ接続されている真空
    管機構、を有することを特徴とする装置。
  17. 【請求項17】 請求項16において、前記真空管機構
    の真空管は前記複数個のプーリの各プーリの周りに巻着
    されていることを特徴とする装置。
  18. 【請求項18】 請求項16において、前記真空管を介
    して前記真空クランプへ真空を供給するための第二真空
    ラインを具備するハウジングが設けられており、前記真
    空管は可動端と静止端とを有しており、前記可動端が前
    記転送アームの真空ラインへ接続しており且つ前記静止
    端が前記ハウジングの前記第二真空ラインへ接続してい
    ることを特徴とする装置。
  19. 【請求項19】 請求項17において、前記複数個のプ
    ーリのうちの1つが、前記転送アームの並進速度の半分
    に等しい速度で並進運動を行なうことを特徴とする装
    置。
  20. 【請求項20】 基板ホトリソグラフィ装置において、
    複数個の基板をベーキングし且つ冷却する熱処理モジュ
    ールが設けられており、前記熱処理モジュールが、 前記複数個の基板のうちのいずれか1つをベーキングす
    るための複数個のホットプレート、 前記複数個の基板のうちのいずれか1つを冷却し前記複
    数個のホットプレートの少なくとも1つに隣接して位置
    されている冷却プレート、 前記複数個のホットプレートのうちの1つと前記冷却プ
    レートとの間において基板を転送し各々が自由度1を有
    する複数個の転送アーム、 前記複数個の基板のうちのいずれかの基板がベーキング
    が完了するや否や転送アームが常に使用可能な状態であ
    るように前記複数個の基板の各々のベーキング時間及び
    冷却時間をスケジュールするモジュールコントローラ、 を有することを特徴とする装置。
  21. 【請求項21】 請求項20において、前記冷却プレー
    トが使用可能な状態であるように前記基板が転送アーム
    上のバッファ位置に保持されることを特徴とする装置。
  22. 【請求項22】 ホトリソグラフィシステムにおける基
    板のベーキング及び冷却方法において、 (i)前記ホトリソグラフィシステムのコンポーネント
    から熱処理モジュールの冷却プレートに隣接した区域へ
    基板を転送し、 (ii) 前記基板を前記冷却プレートに隣接した区域から
    前記熱処理モジュールのホットプレートへ転送させる、 上記各ステップを有することを特徴とする方法。
  23. 【請求項23】 請求項22において、前記ホットプレ
    ートへの前記基板の転送が、前記熱処理モジュールの第
    一局所的リニア転送アームによって実施されることを特
    徴とする方法。
  24. 【請求項24】 請求項22において、更に、 (i)ベーキング時間の間前記ホットプレート上の前記
    基板をベーキングし、 (ii)(a)前記第一局所的リニア転送アーム又は
    (b)前記熱処理モジュールの第二局所的リニア転送ア
    ームのいずれかを使用して前記ホットプレートから前記
    冷却プレートへ前記基板を転送し、 (iii )前記冷却プレート上の前記基板を冷却する、 上記各ステップを有することを特徴とする方法。
  25. 【請求項25】 請求項24において、更に、前記基板
    のベーキングが完了するや否や転送アームが常に使用可
    能な状態にあるように前記基板のベーキングの時間及び
    冷却の時間をスケジュールするステップを有することを
    特徴とする方法。
  26. 【請求項26】 請求項24において、更に、第二基板
    のベーキングが完了するや否や前記冷却プレートを使用
    可能な状態とさせるために前記基板を転送アーム上のバ
    ッファ位置に保持するステップを有することを特徴とす
    る方法。
  27. 【請求項27】 請求項24において、更に、前記冷却
    プレート上の前記基板の冷却の後に前記ロボットアーム
    を使用して前記ホトリソグラフィシステムのユニットへ
    前記冷却プレートから前記基板を転送するステップを有
    することを特徴とする方法。
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