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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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
件 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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