TW202141677A - 基板處理裝置及基板處理方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之目的在於，在複數處理模組間搬運基板並進行處理的基板處理裝置中，獲得高處理量。 本發明之基板處理裝置，包含：共用搬運機構，共用於搬運路徑中彼此分離之第一區間及第二區間的搬運，並分別將基板搬運至複數中繼模組中第一區間所包含的第一中繼模組、及第二區間所包含的第二中繼模組；及決定部，基於從第一中繼模組、第二中繼模組各自往該搬運路徑的下游側觀察，直到最近的處理模組之前的中繼模組為止的各區間中的基板之搬運狀況，而決定共用搬運機構對於第一中繼模組及第二中繼模組中的哪一個搬運基板。

Description

基板處理裝置及基板處理方法
本發明係關於一種基板處理裝置及基板處理方法。
在半導體元件的製程中，係對基板亦即半導體晶圓（以下，記載為晶圓）進行光微影等各種處理。關於對晶圓進行處理的基板處理裝置，有時係由搬運機構對進行各種不同處理之複數處理模組，依序搬運晶圓。
在專利文獻1中係例示了基板搬運裝置，其分別進行：第一動作，從處理基板的處理部搬運至基板儲存手段；及第二動作，例如在處理部間的基板之搬運亦即第一動作以外的動作。專利文獻1記載了，當在第二動作中需要進行第一動作時，優先進行第一動作，除此以外的情況係優先進行第二動作。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利4417134號公報
[發明所欲解決之問題]
本發明係提供一種技術，可在複數處理模組間搬運基板並進行處理的基板處理裝置中，獲得高處理量。 [解決問題之技術手段]
本發明之基板處理裝置包含： 模組群組，包含：複數處理模組，分別處理基板；及複數中繼模組，為了在該複數處理模組間搬運該基板，而分別載置該基板； 複數搬運機構，以由共通的搬運機構進行該基板向該處理模組之搬入及搬出，由彼此不同的搬運機構進行該基板向該中繼模組之搬入、搬出，並在由該模組群組而構成的基板之搬運路徑中依序搬運該基板的方式，在該搬運路徑中分配到的區間中分別進行搬運； 共用搬運機構，為該複數搬運機構中之一者，共用於該基板之搬運路徑中彼此分離之第一區間及第二區間之搬運，並分別將該基板搬運至該複數中繼模組中該第一區間所包含的第一中繼模組、及該第二區間所包含的第二中繼模組； 決定部，基於從該第一中繼模組及第二中繼模組各自往該搬運路徑的下游側觀察，直到最近的該處理模組之前的中繼模組為止的各區間中的該基板之搬運狀況，而決定該共用搬運機構對於第一中繼模組及第二中繼模組中的哪一個搬運該基板。 [發明效果]
依本發明，可在複數處理模組間搬運並處理基板的基板處理裝置中，獲得高處理量。
一邊參照圖1之橫剖面俯視圖及圖2的縱剖視前視圖，一邊說明本發明之基板處理裝置的一實施態樣亦即塗布顯影裝置1。塗布顯影裝置1係將載具區塊D1、檢查區塊D2、處理區塊D3、介面區塊D4以此順序在橫方向上排成一列，並彼此連接而構成。在以下說明時，係將上述區塊D1～D4的配置方向設為左右方向，將載具區塊D1側設為左側，將介面區塊D4側設為右側。在介面區塊D4的右側連接有進行液浸曝光的曝光機EIF。又，關於塗布顯影裝置的前後方向，係將在左側觀察到載具區塊D1、右側觀察到介面區塊D4時的正前側設為前方側，將後側設為後方側。
塗布顯影裝置1包含多數模組、及多數搬運機構（搬運臂）。每批分別收納複數片晶圓W的載具C，係從塗布顯影裝置1的外部搬運。關於該晶圓W，塗布顯影裝置1內的多數搬運機構會在搬運路徑中分配到的區間中分別進行搬運，並使該晶圓W在構成該搬運路徑的各模組中依序移動。藉此，晶圓W在接受完一連串的處理後，會回到載具C。另外，為了方便圖示，在圖2中，一部分的搬運機構係顯示在從圖1所示之位置往左右偏移後的位置。
所謂模組係指載置晶圓W的位置，包含：對晶圓W進行處理的處理模組（Process Module）、及為了中繼在處理模組間的晶圓W之搬運，而載置晶圓W的模組（稱為中繼模組）。關於中繼模組包含：傳遞模組TRS、緩衝模組SBU及溫度調整模組ICPL。關於TRS及SBU，係以可在縱方向上載置複數片晶圓W的方式構成。例如，該等模組具備例如在上下位於不同高度的複數銷部或是平台，並在該等銷部或是平台上載置晶圓W。將這般在銷部或平台上的晶圓W之載置區域稱為開槽，SBU具有多於TRS的開槽。又，關於溫度調整模組ICPL，具備調整溫度的平台，並調整載置的晶圓W之溫度。
針對模組進一步進行說明，關於上述各中繼模組，係進行藉由一搬運機構所進行的晶圓W之搬入、及藉由另一搬運機構所進行的晶圓W之搬出。亦即用於搬入及搬出的搬運機構係彼此不同。另一方面，關於處理模組，係在晶圓W的搬入及搬出中，使用共通的搬運機構。處理模組係對晶圓W進行液體處理及加熱處理等處理的模組，在該處理中亦包含晶圓W的檢查。又，在進行後述搬運控制時，曝光機EIF亦作為處理模組而運作。
上述傳遞模組TRS係設於裝置內的各處，在以下的說明及各圖中，為了互相區別有時係在「TRS」之後分別附加數字而表示。此數字係依照在搬運路徑中搬運晶圓W的順序而附加。另外，關於處理模組，與ICPL同樣以可調整晶圓W之溫度的方式構成的溫度調整模組SCPL，係設於裝置內的各處。此SCPL亦與TRS相同，沿著搬運順序而附加數字。又，關於在搬運路徑中之相同步驟中設置的TRS、SCPL的數量，在圖2中為了防止圖式的複雜化而顯示少於實際的數量。
圖3係概略地顯示塗布顯影裝置1中之各模組及搬運機構的配置。然而，為了防止說明的複雜化，係省略顯示設於實際裝置之模組中的一些模組。又，在圖3中，係藉由鎖線的箭頭而表示在裝置內的晶圓W之搬運路徑的概要。在晶圓W之搬運目的地的模組存在複數的情況下，晶圓W係被搬運至任一個模組。
以下，說明構成塗布顯影裝置1的各區塊。載具區塊D1包含：複數載具平台11，分別載置上述載具C；及搬運機構CRA，在載具C與塗布顯影裝置1之間傳遞晶圓W。檢查區塊D2包含：檢查模組WIS，檢查藉由塗布顯影裝置1所進行之處理前的晶圓W；及檢查模組YSM，檢查藉由塗布顯影裝置1所進行之處理後的晶圓W，並在處理區塊D3的各高度上傳遞晶圓W。
從檢查區塊D2前後之中央的左側往右側，依序設有傳遞模組TRS的疊設體（TRS1、TRS13）、搬運機構MRA、及塔T1。在TRS1及TRS13的上方設有檢查模組WIS，在MRA的後方設有檢查模組YSM。MRA可對該TRS1、TRS13、各檢查模組、及塔T1所包含的一部分模組進行存取。在塔T1的後方設有搬運機構MPRA，MPRA可對塔T1的各模組進行存取。
塔T1係將多數傳遞模組TRS與多數溫度調整模組SCPL疊設而構成。細節在之後敘述，但處理區塊D3係將單位區塊E1～E6疊設而構成。在塔T1中係與該處理區塊D3的構成對應，而在「設於各單位區塊E（E1～E6）的搬運機構」可傳遞晶圓W的高度上，設有傳遞模組TRS（TRS3～TRS5、TRS11）及溫度調整模組SCPL（SCPL1～SCPL4）。除了如此之對於各單位區塊E傳遞用的TRS之外，在塔T1中亦設有在檢查區塊D2內之晶圓W傳遞用的TRS（TRS2、TRS12）。
接著，說明處理區塊D3。處理區塊D3係從下方依序疊設分別對晶圓W進行液體處理及加熱處理的單位區塊E（E1～E6），並在單位區塊E1及E2間、E3及E4間、E5及E6間分別進行相同處理。在單位區塊E1、E2中係進行抗反射膜之形成、及曝光前的晶圓W之背面的清洗。在單位區塊E3、E4中係進行在抗反射膜上之光阻膜的形成、及在液浸曝光時保護光阻膜的保護膜之形成。在單位區塊E5、E6中係進行顯影處理。從而，晶圓W係以E1、E2→E3、E4→E1、E2→E5、E6的順序在單位區塊間進行搬運。晶圓W係在每個單位區塊E分離的搬運路21中搬運，但在單位區塊E1、E2的右側，搬運路21並未分離，而係作為跨越單位區塊E1、E2的搬運路22而構成。
參照圖4之俯視圖並說明單位區塊E3。上述搬運路21係往左右延伸，並在搬運路21的前方側，沿著搬運路21而各設有三個光阻塗布模組COT、及保護膜形成用之化學藥液塗布模組ITC。在搬運路21的後方側，設有十一個加熱模組PAB、及在保護膜形成後用於檢查晶圓W的檢查模組WES。關於十一個加熱模組PAB，其中一部分係重疊兩層，並沿著搬運路21配置。又，其中一部分的複數個係用於光阻膜形成後的晶圓W之加熱，另一部分的複數個係用於保護膜形成後的晶圓W之加熱。在搬運路21設有搬運機構PRA3。PRA3係對設於單位區塊E3的各模組、塔T1及後述塔T2中設於單位區塊E3之高度的模組，進行存取。
單位區塊E4係與單位區塊E3同樣的構成。關於單位區塊E5，若以和單位區塊E3、E4的差異點為中心論述，則係在搬運路21的前方側設有八個顯影模組DEV。實際上係設有供給不同顯影液的複數種DEV，但省略詳細的記載。在搬運路21的後方側設有用於分別進行post exposure bake(曝光後烘烤)的六個加熱模組PEB、及在顯影後用於檢查晶圓W的檢查模組WISD。單位區塊E6係與單位區塊E5同樣的構成。將與設於單位區塊E4～E6之PRA3對應的搬運機構，作為PRA4～PRA6而顯示在圖2等。
接著，參照圖1並以和單位區塊E3的差異點為中心，說明單位區塊E1。如上所述，關於單位區塊E1的搬運路，其左側係構成為與單位區塊E2之搬運路分離的搬運路21，其右側係構成為與單位區塊E2之搬運路相通的搬運路22。在搬運路21的前方，設有三個抗反射膜形成用的化學藥液塗布模組BCT。在搬運路21的後方，設有將抗反射膜形成後之晶圓W加熱的六個加熱模組PAB、及將晶圓W進行疏水化處理的疏水化處理模組CWH。在搬運路21中，係設有與PRA3對應之作為搬運機構的PRA1。
針對單位區塊E2進行說明，其左側係與單位區塊E1之左側同樣的構成，在搬運路21中，設有與PRA3對應的PRA2。又，在跨越上述單位區塊E1、E2的搬運路22之前方及後方，設有總計六個背面清洗模組BST，該等模組係以沿著搬運路22而在左右各排列兩個的方式配置。在搬運路22中，設有在單位區塊E1、E2共用的搬運機構亦即PRAI，其對在各BST及後述塔T2中設於單位區塊E1之E2之高度的各模組進行存取。
接著，參照顯示平面的圖1及縱剖面側視圖的圖5，說明介面區塊D4。在介面區塊D4之前後方向中央的左側，設有上述塔T2。該塔T2係疊設有複數傳遞模組TRS（TRS6～TRS10）、及複數溫度調整模組ICPL。在塔T2頂部的右前方，係設有在上下方向排列的四個清洗模組PIR，各PIR係進行「藉由曝光機EIF所進行之曝光後且進行PEB前的晶圓W之清洗」及「保護膜之去除」。在塔T2頂部的右後方，設有緩衝模組SBU。
介面區塊D4包含搬運機構亦即IRAMC、IRAMB及IRAI。搬運機構IRAMC係位於塔T2的右側，並位於介面區塊D4之前後方向的中央，且分別對清洗模組PIR、緩衝模組SBU、及塔T2之頂部～中央部高度的各TRS進行存取。搬運機構IRAMB係位於塔T2的後方，分別對塔T2的各高度之模組、SBU進行存取。搬運機構IRAI係對曝光機EIF、設於塔T2之底部側的ICPL、及塔T2之中央部高度的TRS進行存取。
針對設於塗布顯影裝置1內的各搬運機構進行補充說明。各搬運機構包含：基板固持部31、基座32及移動部33（參照圖5）。基板固持部31係在基座32上進退。基座32係藉由移動部33而繞著鉛直軸旋轉且升降自如。CRA、PRA1～PRA6、PRAI及IRAI，係具備用於使移動部33在水平方向上移動的水平移動機構34，並可對於既述之各模組及各載具C進行存取。
搬運機構PRA1～PRA6、PRAI、IRAMC各具備兩個基板固持部31，兩個基板固持部31係彼此獨立地在基座32上進退。從而，該等搬運機構，可藉由使其中一個基板固持部22進退，而從模組承接晶圓W，接著使另一個基板固持部22進入該模組，而將固持中的晶圓W送出至該模組。亦即，可在不進行基座32往橫方向之移動及旋轉的情況下，在模組中置換晶圓W。將以下搬運作為「置換搬運」，從前段模組將晶圓W搬運至置換對象的模組，接著在該置換對象的模組中進行上述晶圓W之置換，再將藉由置換而承接到的晶圓W搬運至置換對象之模組的後段模組。
塗布顯影裝置1包含控制部10（參照圖1）。此控制部10係由電腦構成，並包含程式、記憶體及CPU。在程式中，內建有步驟群組，而可實施塗布顯影裝置1中之一連串動作。又，控制部10係藉由該程式而將控制訊號輸出至塗布顯影裝置1之各部，並控制該各部的動作。藉此，進行本實施態樣的晶圓W之搬運及晶圓W之處理。上述程式例如儲存於光碟、硬碟、DVD等記錄媒體，而安裝至控制部10。
接著，參照圖6，說明在塗布顯影裝置1所進行的晶圓W之搬運、及對晶圓W進行的一連串處理。圖6之上段，係用於顯示晶圓W之搬運路徑的塗布顯影裝置1之示意圖。在圖6之下段中係依搬運順序顯示模組。在各模組的下方係顯示用於對該模組進行搬入搬出的搬運機構，並分別在上段側顯示用於搬入的搬運機構，在下段側顯示用於搬出的搬運機構。
藉由載具區塊D1的CRA從載具C取出晶圓W，並搬運至檢查區塊D2的傳遞模組TRS1。此晶圓W係在藉由MRA搬運至檢查模組WIS而進行完檢查後，再藉由MRA搬運至塔T1的TRS2，並進一步藉由MPRA搬運至塔T1的TRS3。
搬運至TRS3的晶圓W係藉由PRA1或PRA2，以CWH、SCPL1、BCT、PAB的順序在單位區塊E1、E2中進行搬運，並依序接受完疏水化處理、溫度調整、抗反射膜之成膜處理及加熱處理後，搬運至TRS4。又，TRS4的晶圓W係藉由MPRA搬運至TRS5。
TRS5的晶圓W係藉由PRA3或PRA4，以塔T1的SCPL2、光阻塗布模組COT、加熱模組PAB、塔T1的SCPL3、化學藥液塗布模組ITC、加熱模組PAB、檢查模組WES的順序，在單位區塊E3或E4中進行搬運。藉此，晶圓W係依序接受完溫度調整、光阻膜之成膜處理、加熱處理、溫度調整、保護膜之成膜處理、加熱處理、及檢查後，再藉由PRA3或PRA4搬運至塔T2的TRS6。
搬運至TRS6的晶圓W在藉由IRAMC搬運至SBU並進行滯留後，再藉由IRAMB搬運至塔T2的TRS7。又，此晶圓W在藉由PRAI搬運至BST並進行背面清洗後，再搬運至TRS8且藉由IRAMB搬運至ICPL。其後，晶圓W係藉由IRAI搬運至曝光機EIF，並沿既定圖案將光阻膜進行曝光。
晶圓W在藉由IRAI從曝光機EIF搬出並搬運至塔T2的TRS9後，再進一步藉由IRAMC搬運至清洗模組PIR進行清洗，並藉由IRAMC搬運至TRS10。搬運至TRS10的晶圓W係藉由PRA5或PRA6，依加熱模組PEB、SCPL4、顯影模組DEV、檢查模組WISD的順序在單位區塊E5或E6中進行搬運。藉此，晶圓W係依序接受加熱處理、溫度調整、顯影處理、及檢查。藉由顯影處理，而沿著曝光後的圖案後形成光阻圖案。其後，晶圓W在藉由PRA5或PRA6搬運至塔T1的TRS11，並藉由MPRA搬運至TRS12後，再藉由MRA搬運至檢查模組YSM以接受檢查。其後，藉由MRA將晶圓W搬運至TRS13，並藉由CRA搬回至載具C。
在上述晶圓W的搬運路徑中，將一個搬運機構搬運晶圓W的範圍記載為「層」。例如PRA3，由於如上述般係在從TRS5到TRS6為止的範圍內進行搬運，故此範圍所包含的模組與模組之間係構成與該PRA3對應的層。從而，層係相當於對每個沿著搬運路徑進行搬運之搬運機構所區分的各區間。對各層而言，與PRA（PRA1～PRA6）以外之搬運機構對應的層，係附加與其搬運機構相同的名稱而表示。從而，將該各層記載為CRA層、MRA層、MPRA層、PRAI層、IRAI層、IRAMB層、及IRAMC層。與PRA1及PRA2對應之層為BCT層，與PRA3及PRA4對應的層為COT/ITC層，與PRA5及PRA6對應的層為DEV層。從而，若將層作為單位而進行觀察，則晶圓W係以CRA層→MRA層→MPRA層→BCT層→MPRA層→COT/ITC層→IRAMC層→IRAMB層→PRAI層→IRAMB層→IRAI層→IRAMC層→DEV層→MPRA層→MRA層→CRA層的順序進行搬運。
在BCT層、COT/ITC層、DEV層中，各層的搬運機構係在層內的模組間依序重複並循環地移動，並對於除了層之入口的模組及出口的模組以外的各模組，進行上述晶圓W的置換。藉此，在該等各層中，係將晶圓W逐一地從上游側的模組往下游側的模組依序搬運。對IRAMC層及PRAI層而言，亦可和BCT層等同樣地進行置換搬運，但是否進行該等層中的置換搬運之決定，係基於針對各層計算的時間之參數亦即區塊周期時間（略稱為區塊CT）而進行。又，所謂進行置換搬運，係使搬運機構可在層內的各模組間，進行重複並循環地移動之搬運（循環搬運）。藉由進行循環搬運而抑制層內的搬運機構之移動，以效率良好地搬運晶圓W。
以下，說明上述區塊CT。在各載具C的晶圓W之批次中，附加對應有處理作業（PJ），PJ係指定對晶圓W進行的處理程序。從該處理程序，針對各處理模組，計算「晶圓W的處理時間」＋「處理前後所需要的時間」＝「在模組中必要的晶圓W滯留時間（MUT：Module Using Time，模組使用時間）」。再者，將搬運路徑中相同步驟中的處理模組之MUT，除以可使用之處理模組的總計數而得的值，作為MUT周期時間（MUTCT）而加以計算。顯示MUTCT的計算例，在單位區塊E1、E2中各設有三個BCT，總計六個，並且該等所有BCT均可使用。又，若將此BCT的MUT設為66.0秒，則此BCT的MUTCT為，66.0秒/6＝11.0秒。
又，對於各層決定此MUTCT的最大值。在BCT層中，如上所述，係以TRS3→CWH→SCPL1→BCT→TRS4的順序搬運晶圓W，並且在層內的處理模組為CWH、SCPL1、BCT。從而，決定「針對該等處理模組計算之MUTCT中的最大值」。例如決定將上述BCT的MUTCT＝11.0秒作為最大值。原因在於，若不將後述晶圓W之搬運時間亦即臂部周期時間列入考量，則BCT層中的晶圓W之處理，係由BCT決定速率。
接著，說明臂部步驟數。所謂此臂部步驟數，係指從層的入口到出口之前，搬運機構（搬運臂）會搬運幾次晶圓W的步驟數。在BCT層中，由於係於如上述般在五個模組間搬運晶圓W，故臂部步驟數為該等模組間的數量亦即為4。一個臂部步驟所需的設定時間係預先決定，例如為3.7秒。又，臂部周期時間（ACT）＝臂部步驟數×設定時間÷進行相同處理之層的數量。BCT層由於分別設於單位區塊E1、E2並且它們進行相同處理，故進行相同處理之層的數量為二個。從而，ACT＝4×3.7÷2＝7.4秒。
在BCT層中，若將MUTCT的最大值與ACT進行比較，則MUTCT的最大值亦即11.0秒這方係大於ACT的7.4秒。因此，在BCT層中生產率的瓶頸並非搬運機構的動作，而係BCT中的處理。如此，在層中將MUTCT的最大值與ACT進行比較，並將較大的一方設為上述區塊CT。如此計算的區塊CT，係在層中一個週期之搬運所需的時間，亦即，為了將搬運機構所擔任之各模組間的搬運各進行一次所需要的時間，相當於向後段之層搬運晶圓W的預期時間間隔。又，雖如上所述般在區塊CT的計算中使用處理模組的處理時間，但關於曝光機EIF的處理時間，係藉由控制部10取得關於來自曝光機EIF之晶圓W的搬出間隔之資訊而決定。
圖7係依晶圓W之搬運路徑順序將各層並列，並在各層的下側顯示計算的區塊CT（單位：秒）。又，此區塊CT的數值係為了幫助之後說明的搬運控制之理解而記載，並不一定和實際的數值一致。關於BCT層的區塊CT，係顯示了與「在上述區塊CT之計算方法之說明中所示之值」不同的值。另外，例如MPRA層、IRAMC層等，晶圓W會通過複數次。由於區塊CT係如上述般計算及定義，故只要為相同層，區塊CT便會相同，在圖中各段的相同層中記載了相同值的區塊CT。參照圖8～圖16的示意圖說明，在如此圖7所示般計算區塊CT的情況下的藉由搬運機構IRAMC所進行之搬運。在該等示意圖中，係將介面區塊D4內的模組依照晶圓W之搬運順序而在縱方向上並列顯示。
如圖6、圖7所示，搬運機構IRAMC係在搬運路徑中共用於傳遞模組TRS6→緩衝模組SBU（第二區間）、傳遞模組TRS9→清洗模組PIR→傳遞模組TRS10（第一區間）之搬運的共用搬運機構。PIR相當於一個處理模組，TRS10、SBU、TRS9相當於第一中繼模組、第二中繼模組及第三中繼模組。
在晶圓W的處理於PIR結束而可搬出該晶圓W的時點，係視為在TRS9中尚未被搬運有晶圓W（圖8）。此時，搬運機構IRAMC係等待PIR→TRS10之晶圓W的搬運。進行此等待的時間之上限（等待時間）係由上述區塊CT來決定。更具體而言，係基於在搬運路徑中比進行等待之層更前段的各層之區塊CT來決定。又，在搬運路徑上具有複數相同層的情況下，所謂進行等待的層係進行如此等待之步驟中的層。亦即，晶圓W會通過IRAMC層兩次，則第二次通過的IRAMC層係相當於進行等待的層。
如圖7所示，在比進行等待的IRAMC層更前段中具有：CRA層、MRA層、MPRA層、BCT層、MPRA層、COT/ITC層、IRAMC層、IRAMB層、PRAI層及IRAI層。又，區塊CT在CRA層、MRA層、MPRA層、BCT層、COT/ITC層、IRAMC層、IRAMB層、PRAI層及IRAI層中，分別為7.5秒、3.7秒、6.6秒、9.9秒、7.2秒、8.9秒、7.4秒、9.0秒及10.0秒。從而，當中的最大值為IRAI層的10.0秒。由於區塊CT係如既述般在各層進行一個週期之搬運的時間，故通常係以10.0秒的間隔將晶圓W搬運至IRAMC層。從而，將等待時間決定為10秒。亦即，設定成從「可自PIR搬運晶圓W的時點」起，進行最大10.0秒的等待。
當在此10.0秒的等待時間內，從IRAI層將晶圓W搬運至TRS9後（圖9），搬運機構IRAMC會進行置換搬運。亦即，承接TRS9的晶圓W（圖10），並在PIR置換晶圓W，且僅將在該PIR處理完畢的晶圓W搬運至TRS10（圖11）。另一方面，在即使經過10.0秒的等待時間，晶圓W仍未被搬運至TRS9的情況下，搬運機構IRAMC會判斷是否有可搬運的晶圓W（在搬運源頭是否具有晶圓W，搬運目的地的模組是否空置）。亦即，判斷是否可針對TRS6→SBU及PIR→TRS10進行搬運，在僅可針對PIR→TRS10進行搬運的情況下，進行該搬運。亦即，將等待搬運的PIR之晶圓W，搬運至TRS10（圖12）。
另一方面，在經過上述等待時間時，係判斷TRS6→SBU及PIR→TRS10均可進行搬運。此情況下，係判斷在「從藉由搬運機構IRAMC搬運晶圓W的中繼模組往搬運路徑的下游側觀察，直到緊接於最近的處理模組之前的中繼模組為止」的各區間中，存在幾片晶圓W。
更具體地說明如此針對晶圓W之片數進行判斷的區間（稱為片數判斷區間）。藉由搬運機構IRAMC將晶圓W搬運至中繼模組亦即SBU。從此SBU往下游側觀察，最近的處理模組為BST（參照圖6）。在BST與SBU之間，存在PRAI層所包含的TRS7作為中繼模組。因此，SBU～TRS7為片數判斷區間之一者，並在圖13中以點線包圍而作為41而顯示。又，由於係藉由IRAMC將晶圓W搬運至TRS10，故此TRS10亦包含在片數判斷區間。又，若從此TRS10往下游側觀察，下一個模組立即為處理模組亦即PEB（參照圖6），因此在TRS10的下游側並未具有判斷對象的模組。從而，僅TRS10一個成為另一個片數判斷區間，並在圖13中以點線包圍而作為42顯示。將在該等片數判斷區間41、42之間存在的晶圓W之片數進行比較，以判斷在哪一個片數判斷區間晶圓W最少。又，搬運機構IRAMC會進行動作，而進行「對於晶圓W片數較少之片數判斷區間的模組」之搬運。
在圖13所示的例子中，當經過10秒的等待時間時，在SBU中存在三片，藉由搬運機構IRAMB而從SBU往TRS7搬運中的晶圓W存在一片，在TRS7中存在零片晶圓W。從而，在片數判斷區間41中總計存在四片晶圓W。另一方面，在片數判斷區間42亦即TRS10中，僅存在一片晶圓W。因此，晶圓W的片數係SBU～TRS7（四片）＞TRS10（一片），片數判斷區間42（TRS10）較少。從而，IRAMC會進行PIR→TRS10的搬運（圖14）。
以下說明搬運機構IRAMC如圖13、圖14所示般搬運晶圓W的理由。從搬運路徑中某個中繼模組往下游側觀察，在緊接於最近的處理模組之前的中繼模組前，累積有晶圓W，係意指即使將晶圓W搬運至某個中繼模組，仍有要對該處理模組搬運的先前之晶圓W。在該先前之晶圓W較多的情況下，即使從某個中繼模組往下游搬運晶圓W，該晶圓W在藉由上述處理模組進行處理前，仍會耗費時間。相反地，在該先前之晶圓W較少的情況下，搬運至處理模組的晶圓W會有產生間隔的疑慮，而導致裝置的生產率降低。亦即，搬運機構IRAMC會選擇進行搬運路徑中的哪一個步驟的晶圓W之搬運，以向各處理模組分別供給適當片數的晶圓W。
此外，將圖13所說明之在片數判斷區間41、42間進行晶圓W之片數比較後的結果，假設為相同數量。在該情況下，係分別針對TRS6→SBU、TRS9→PIR→TRS10的區間，比較搬運源頭亦即中繼模組的空置開槽（未搬運有晶圓W的開槽）之數量。亦即，分別比較TRS6及TRS9的空置開槽數量，而搬運機構IRAMC會從空置開槽之數量較少的模組承接晶圓W，並搬運至下游側。
具體而言，例如當存在於SBU～TRS7（＝片數判斷區間41）、TRS10（＝片數判斷區間42）的晶圓W分別為一片時，便判斷為相同數量。該情況下，係進行上述在TRS6、TRS9間的空置開槽數量之比較。在圖15的例子中係顯示了，各TRS的開槽之數量為三個，並且在TRS6中搬入有一片，在TRS9中搬入有零片晶圓W。從而，由於空置開槽（在圖15中以點線顯示）的數量TRS6少於TRS9，故搬運機構IRAMC係進行TRS6→SBU的搬運（圖16）。若對於某個模組等待搬運的晶圓W變多而導致開槽填滿，則會導致該模組之上游側的搬運停滯。為了防止上述情事，係進行如此搬運之晶圓W的選擇。
假使在如此針對空置開槽數進行比較後的結果，作為判斷對象的TRS6、TRS9為相同數量的情況下，係進行前次進行過之搬運的下一步驟之搬運。亦即，在IRAMC層中，係進行TRS6→SBU，TRS9→PIR，PIR→TRS10的搬運，故以述述方式進行控制：若前次之搬運為TRS6→SBU則進行TRS9→PIR的搬運，若前次之搬運為TRS9→PIR則進行PIR→TRS10之搬運，若前次之搬運為PIR→TRS10則進行TRS6→SBU之搬運。然而，如到目前為止所說明般，現在晶圓W尚未到達TRS9。因此，在此IRAMC層中，實際上在如上述般空置開槽數為相同數量的情況下，當前次之搬運為PIR→TRS10時，係僅針對本次進行TRS6→SBU之搬運這樣的控制而進行。關於進行此前次進行過之搬運的下一步驟之搬運，在MPRA層中的搬運之說明中亦會詳細敘述。
此外，在搬運機構IRAMC並非搬運晶圓W中的情況下，當晶圓W被搬運至TRS6後，係將該晶圓W迅速地搬運至SBU。如在圖8所說明過般，即使在等待來自PIR之晶圓W之搬運的期間，當晶圓W一旦被搬運至TRS6，搬運機構IRAMC會立刻將該晶圓W搬運至SBU。這是為了防止和SBU相比可收納晶圓W之片數較少的TRS6阻塞，而產生後續之晶圓W無法搬運至該TRS6的狀況。
補充說明在圖9～圖12說明過的在PIR進行置換時設定的等待時間。如上所述，當處於從PIR可搬出晶圓W且晶圓W尚未被搬運至TRS9的狀況時，從各層之區塊CT計算等待時間，但如上述般各層之區塊CT，係基於可使用的模組之數量而進行計算。亦即，在將一PJ的晶圓W進行搬運中的等待時間並無固定，係根據各層模組的狀況而變化。
以上所述之用於進行IRAMC層中之搬運控制的各種比較、判斷、決定及運算，係由既述之控制部10進行。以下，以和IRAMC層中之搬運的差異點為中心，依序說明在MPRA層、PRAI層所進行的搬運控制，但進行該搬運控制時的各種判斷、決定及運算，亦由作為決定部的控制部10進行。
如圖6所示，在MPRA層中，係進行晶圓W之搬運路徑中彼此分離的三個區間，具體而言為TRS2→TRS3、TRS4→TRS5及TRS11→TRS12各自的搬運。在該等三個區間中，僅能進行任一個區間之搬運的情況下，係進行該區間中的搬運。另一方面，在能進行複數區間中之搬運的情況下，決定進行哪一區間之搬運，係以「和圖13～圖16所說明過之決定進行IRAMC層中之TRS6→SBU、PIR→TRS10中的哪一個搬運同樣的方式」進行。
參照圖17、圖18並具體說明該MPRA層中之搬運的決定。首先，判斷在「從可藉由搬運機構MPRA所進行之搬運的中繼模組往下游側觀察，直到緊接於最近的處理模組之前的中繼模組為止」的各片數判斷區間中，存在幾片晶圓W。又，對於片數較少之片數判斷區間的中繼模組，搬運晶圓W。例如在TRS2→TRS3、TRS4→TRS5、TRS11→TRS12中之任一者均為可搬運晶圓W的狀態。由於在緊接著TRS3、TRS5、TRS12的下游，分別設有處理模組的CWH、SCPL2、YSM，故將TRS3、TRS5、TRS12作為片數判斷區間（在圖17中上段以點線之箭頭指示）。亦即，以下述進行決定：對於該等TRS3、TRS5、TRS12中，晶圓W之片數較少的模組搬運晶圓W。在圖17所示的例子中，在TRS3搬運有一片晶圓W，在TRS5及TRS12搬運有兩片晶圓W。從而，由於TRS3的晶圓W片數最少，故如圖17中下段所示，進行TRS2→TRS3的搬運。
假使將片數判斷區間中的晶圓W之片數進行比較後的結果，TRS3、TRS5、TRS12中晶圓W之片數係相同數量，則比較藉由MPRA所搬運的該等模組之搬運源頭的中繼模組之空置開槽數。又，以從空置開槽數較少之模組將晶圓W搬出的方式進行搬運。如圖18之上段以點線的箭頭所指示，TRS3、TRS5、TRS12的搬運源頭之中繼模組，分別為TRS2、TRS4、TRS11。在圖18所示的例子中，在TRS2搬運有兩片、在TRS5及TRS12搬運有一片晶圓W。從而，由於就空置開槽數而言TRS2為最少，故如圖18中下段所示，會進行TRS2→TRS3的搬運。
又，若搬運源頭的空置開槽數之比較結果為相同數量，則進行前次進行過之搬運的下一步驟之搬運。亦即，若前次的搬運為TRS2→TRS3則進行TRS4→TRS5的搬運，若前次的搬運為TRS4→TRS5則進行TRS11→TRS12的搬運，若前次的搬運為TRS11→TRS12則進行TRS2→TRS3的搬運。針對如此進行下一步驟之搬運的理由進行補充，吾人認為在搬運源頭的空置開槽數為相同數量的情況，決定晶圓W之搬運目的地的層，會在裝置中構成晶圓W之搬運的瓶頸，並且在該搬運源頭中積存晶圓W。此外，吾人認為在該層中，係藉由進行上述的循環搬運，而使各搬運源頭的空置開槽數成為彼此相同。在如此進行了循環搬運的情況下，由於期望繼續進行此循環搬運，故如上所述般進行前次進行過之搬運（之前剛進行過之搬運）的下一步驟之搬運。
接著，說明PRAI層中的搬運。PRAI層係包含背面清洗模組BST作為處理模組。在此BST中是否進行置換搬運，係以和IRAM層同樣的方式決定。從而，若在BST處理結束的時點上，在BST之前段的TRS7（參照圖6）中搬運有晶圓W，則PRAI會承接該晶圓W，並在BST中置換晶圓W，再將承接到的晶圓W搬運至TRS8。
在BST處理結束時於TRS7中未搬運有晶圓W的情況下，係以和上述IRAMC層中之搬運同樣的方式設定等待時間。此等待時間係設定為在比PRAI層更前段之層的區塊CT中最大的時間。從而，在如圖7般計算區塊CT的情況下，由於比PRAI層更前段的層中最大者係BCT層的9.9秒，將該9.9秒設為等待時間。在經過此等待時間前晶圓W便被搬運至TRS7的情況下，搬運機構PRAI係進行置換搬運。在即使經過等待時間晶圓W仍未被搬運至TRS7的情況下，搬運機構PRAI係將在BST處理完畢的晶圓W搬運至TRS8。亦即並未進行在BST的置換。
又，在BST中PJ的切換並不進行上述等待。具體而言，當一PJ的晶圓W在BST完成處理，下一個搬運至該BST的晶圓W為另一PJ之晶圓W時，並不進行等待，當搬運機構PRAI可搬運時，會立刻將一PJ的晶圓W搬運至TRS8。原因在於，在PJ的切換中，有時BST內的壓力會變更，若試圖進行置換，則會有「當搬運機構PRAI從BST承接了一PJ之晶圓W後，到此壓力的變更結束為止無法將下一PJ的晶圓W搬運至BST」的疑慮。亦即，藉由設計成不進行等待，而防止藉由搬運機構PRAI所進行的搬運停止。
與BST相同，PIR在PJ的切換時，亦不進行上述等待。原因在於，在設於PIR之前段的曝光機EIF中，當PJ切換時在處理的準備（更換倍縮光罩(reticle)等）上需要時間。亦即，在PIR中一PJ的晶圓W處理完後，到搬運另一PJ的晶圓W前會花費較長的時間。
再者，例如從BST觀察，在作為在BST的置換對象之晶圓W尚未到達緊接於BST之前的處理模組（亦即WES，參照圖6）中的情況下，由於直到該晶圓W到達BST為止需要較長的時間，故不進行等待。例如，同樣地從PIR觀察，在作為在PIR的置換對象之晶圓W尚未到達緊接於PIR之前的處理模組（亦即EIF，參照圖6）中的情況下，由於直到該晶圓W到達PIR為止需要較長的時間，故不進行等待。如此，可根據「在作為置換對象之處理模組的前段側中」的「後續之晶圓W」的搬運狀況，而決定是否進行等待。又，並不限於緊接於置換對象之處理模組之前的處理模組中的晶圓W之到達狀況，例如，亦可基於從置換對象起前二個以上之處理模組中的晶圓W之到達狀況，而決定是否進行等待。
如以上所述，依塗布顯影裝置1，可在搬運路徑中彼此分離的區間（步驟間）中，藉由共通的搬運機構搬運晶圓W。在進行如此搬運時，係基於「從藉由此搬運機構而進行搬運的中繼模組往下游側觀察，直到最近的處理模組之前的中繼模組為止的晶圓W之搬運狀況」，而決定在哪一區間搬運晶圓W。藉此，可防止對位於各區間之後續的處理模組之晶圓W的搬運延遲。從而，對塗布顯影裝置1而言，可獲得高處理量。
此外在IRAMC層中，在如上述般決定在哪一區間搬運晶圓W時，不僅參照IRAMC層中的晶圓W之搬運狀況，亦參照搬運機構IRAMC不存取的PRAI層的TRS7之搬運狀況。除了如此參照進行搬運目的地之選擇的層中的晶圓W之搬運狀況以外，亦參照下游側之其他層中的晶圓W之搬運狀況，而決定在哪一區間搬運晶圓W。從而，可更確實地防止對上述處理模組的晶圓W之搬運延遲，並可提高裝置的處理量。
又，在IRAMC層中無法在PIR進行置換搬運的情況下，才進行如上述之選擇區間的搬運。亦即，優先進行置換搬運。由於依置換搬運，係對一個模組連續進行晶圓W的搬入、搬出，因此該置換搬運進行越多，越可抑制搬運機構IRAMC在模組間的移動，並可使搬運機構IRAMC的動作步驟數降低。從而，如上述般藉由優先進行置換搬運，可更確實地獲得高處理量。
再者，設定用於判斷是否在PRAI層及IRAMC層中進行置換搬運的等待時間，此等待時間係基於比「作為置換搬運之對象的處理模組所包含的層」更前段之各層中的區塊CT而設定。又，等待時間經過後，並不進行置換搬運而係將處理完成的晶圓W從處理模組搬出。從而，在對每個PRAI層及IRAMC層之搬運延遲的情況下，可防止搬運機構為了進行置換而浪費時間等待晶圓W。其結果，可更確實地獲得高處理量。
再者，關於區塊CT，係如上所述般基於各層中的處理模組之MUT、及可使用的數量而加以計算。從而，例如即使因為故障或維修而導致可使用的模組數量變化亦可設定適當的等待時間，因此可防止在PRAI層及IRAMC層中置換搬運的頻率降低，並可更確實地獲得高處理量。又，關於等待時間，並不限於進行置換之層的前段各層中之區塊CT的最大值，例如亦可加上任意的修正值。
另外，如圖15、圖18所示，在上述的例子中，係基於搬運機構取出晶圓W的搬出目的地之中繼模組的空置開槽數（可搬運的基板之片數），而決定在彼此分離的複數區間中的哪一個進行搬運，但並不限於如此基於空置開槽數而決定。例如，亦可基於搬入有晶圓W之開槽相對於所有開槽的比率而進行該決定。亦即，可基於藉由搬運機構所進行的「搬出目的地之中繼模組中的晶圓W之搬運狀況」，而進行上述決定。
又，在基於「從藉由上述搬運機構進行搬運的中繼模組往下游側觀察，直到最近的處理模組之前的中繼模組為止的區間之晶圓W的搬運狀況」，而決定該搬運機構所搬運之晶圓W時，並不限於將該晶圓W之搬運狀況設為晶圓W的片數。例如，亦可設為「搬入有晶圓W之開槽」相對於「存在於該區間之中繼模組的所有開槽」的比率。然而，有時在中繼模組間，開槽的數量會不同。例如，如上所述，在SBU與TRS間，開槽的數量不同。從而，為了掌握各區間的搬運狀況而進行搬運，以更確實地防止處理量之降低，較佳係將該搬運狀況設為晶圓W的片數。
在裝置中搭載的模組並不限於上述的例子。從而，本發明的基板處理裝置並不限於作為塗布顯影裝置1而構成。例如，亦可為設有「形成絕緣膜之塗布化學藥液的模組、供給用於將晶圓W彼此貼合之黏接劑的模組等」的裝置構成。
此外，當在MPRA層及IRAMC層中，並不基於既述之晶圓W的搬運狀況進行搬運決定時，視為在IRAMC層、PRAI層中各自進行基於區塊CT的等待時間之計算、及在該等待時間內的置換搬運。即使在該情況下，亦可獲得藉由將等待時間適當地設定而獲得之既述的效果，並可提高裝置的處理量。
又，吾人應瞭解到，本次所揭露之實施態樣其所有內容僅為例示而非限制。上述實施態樣在不脫離附加之申請專利範圍及其主旨的情況下，能以各式各樣的態樣進行省略、替換、變更，亦可互相組合。
1:塗布顯影裝置 10:控制部 11:載具平台 21,22:搬運路 31:基板固持部 32:基座 33:移動部 34:水平移動機構 41,42:片數判斷區間 ACT:臂部周期時間 BCT:化學藥液塗布模組 BST:背面清洗模組 C:載具 COT:光阻塗布模組 CRA:搬運機構 區塊CT:區塊周期時間 CWH:疏水化處理模組 D1:載具區塊 D2:檢查區塊 D3:處理區塊 D4:介面區塊 E1~E6:單位區塊 EIF:曝光機 ICPL:溫度調整模組 IRAI,IRAMB,IRAMC:搬運機構 ITC:化學藥液塗布模組 MPRA,MRA:搬運機構 MUT:滯留時間 MUTCT:MUT周期時間 PAB,PEB:加熱模組 PIR:清洗模組 PJ:處理作業 PRA1~PRA6,PRAI:搬運機構 SBU:緩衝模組 SCPL,SCPL1~SCPL4:溫度調整模組 T1,T2:塔 TRS,TRS1~TRS13:傳遞模組 W:晶圓 WES,WISD:檢查模組 YSM:檢查模組
圖1係顯示本發明之一實施態樣亦即塗布顯影裝置的橫剖面俯視圖。 圖2係顯示該塗布顯影裝置的縱剖面側視圖。 圖3係顯示該塗布顯影裝置中之模組及搬運機構之概略配置的示意圖。 圖4係顯示設於該塗布顯影裝置之處理區塊的俯視圖。 圖5係顯示設於該塗布顯影裝置之介面區塊的縱剖面側視圖。 圖6係顯示塗布顯影裝置中之晶圓之搬運路徑的示意圖。 圖7係顯示晶圓所通過之層的說明圖。 圖8係顯示晶圓之搬運狀況的示意圖。 圖9係顯示晶圓之搬運狀況的示意圖。 圖10係顯示晶圓之搬運狀況的示意圖。 圖11係顯示晶圓之搬運狀況的示意圖。 圖12係顯示晶圓之搬運狀況的示意圖。 圖13係顯示晶圓之搬運狀況的示意圖。 圖14係顯示晶圓之搬運狀況的示意圖。 圖15係顯示晶圓之搬運狀況的示意圖。 圖16係顯示晶圓之搬運狀況的示意圖。 圖17係顯示晶圓之搬運狀況的示意圖。 圖18係顯示晶圓之搬運狀況的示意圖。
41,42:片數判斷區間
IRAMB,IRAMC:搬運機構
PIR:清洗模組
SBU:緩衝模組
TRS6,TRS7,TRS9,TRS10:傳遞模組
W:晶圓

Claims (11)

  1. 一種基板處理裝置，包含： 模組群組，包括：複數處理模組，用於分別處理基板；及複數中繼模組，為了在該複數處理模組間搬運該基板而分別載置該基板； 複數搬運機構，以由共通的搬運機構進行該基板向該處理模組之搬入及搬出，由彼此不同的搬運機構進行該基板向該中繼模組之搬入、搬出，並在由該模組群組構成的基板之搬運路徑中依序搬運該基板的方式，在該搬運路徑中分配到的區間中分別進行搬運； 共用搬運機構，為該複數搬運機構中之一者，共用於該基板之搬運路徑中彼此分離的第一區間及第二區間之搬運，並將該基板分別搬運至該複數中繼模組中該第一區間所包含的第一中繼模組、及該第二區間所包含的第二中繼模組；及 決定部，基於從該第一中繼模組、該第二中繼模組各自往該搬運路徑的下游側觀察，直到最近的該處理模組之前的中繼模組為止的各區間中的該基板之搬運狀況，而決定該共用搬運機構向第一中繼模組及第二中繼模組中的哪一個搬運該基板。
  2. 如請求項1所述之基板處理裝置，其中， 該決定部，係基於該第一區間中的該第一中繼模組之上游側的中繼模組、及該第二區間中的該第二中繼模組之上游側的中繼模組各自的該基板之搬運狀況，而進行該決定。
  3. 如請求項2所述之基板處理裝置，其中， 該第一中繼模組之上游側的中繼模組及該第二中繼模組之上游側的中繼模組各自的該基板之搬運狀況，係可搬運至各中繼模組的基板之片數。
  4. 如請求項2或3所述之基板處理裝置，其中， 該決定部，係根據該共用搬運機構在之前剛搬運過該基板的區間，而進行該決定。
  5. 如請求項1至4中任一項所述之基板處理裝置，其中， 直到該最近的該處理模組之前的中繼模組為止的各區間中的該基板之搬運狀況，係該各區間中的基板之片數。
  6. 如請求項1至5中任一項所述之基板處理裝置，其中， 在從該第一中繼模組往該搬運路徑之下游側觀察，直到最近的該處理模組之前的中繼模組為止的區間中，或是在從該第二中繼模組往該搬運路徑的下游側觀察，直到最近的該處理模組之前的中繼模組為止的區間中，包含未進行藉由該共用搬運機構搬運該基板的中繼模組。
  7. 如請求項1至6中任一項所述之基板處理裝置，其中， 該第一區間包含：設於該第一中繼模組之上游側的一個處理模組、及設於該一個處理模組之上游側的第三中繼模組； 該共用搬運機構包含：複數固持部，為了進行在該一個處理模組中處理完成的基板、與從該第三中繼模組搬出的基板之置換，而分別固持基板； 該決定部，係在可從該第一處理模組搬出處理完成之基板，且在該第三中繼模組中尚未搬運有基板的狀態下，進行該決定。
  8. 如請求項7所述之基板處理裝置，其中， 該決定部，係進行自可從該一個處理模組搬出處理完成之基板，到進行根據該決定所執行之搬運為止的時間設定。
  9. 如請求項8所述之基板處理裝置，其中， 該決定部，係針對該搬運路徑中之比該第一區間更前段，且對於每個進行搬運之搬運機構所區分的各區間，計算向後段之區間搬運基板的預期時間間隔； 該時間設定，係基於該各區間的預期時間間隔而進行。
  10. 如請求項9所述之基板處理裝置，其中， 該預期時間間隔，係基於一個區間所包含的該處理模組之數量、及在該處理模組中必要的基板滯留時間而加以計算。
  11. 一種基板處理方法，包含以下步驟： 以複數處理模組分別處理基板的步驟； 為了在該複數處理模組間傳遞該基板，而將該基板分別載置於複數中繼模組的步驟； 由共通的搬運機構進行該基板向該處理模組之搬入及搬出的步驟； 由彼此不同的搬運機構進行該基板向該中繼模組之搬入、搬出的步驟； 沿著透過由該複數處理模組及該複數中繼模組所組成之模組群組所構成的基板之搬運路徑，於複數搬運機構所分別分配到的區間中搬運基板，並在該搬運路徑中依序搬運該基板的步驟； 藉由成為該複數搬運機構中之一者的共用搬運機構，即藉由共用於該基板之搬運路徑中彼此分離之包含構成該複數中繼模組之第一中繼模組的第一區間、及包含構成該複數中繼模組之第二中繼模組的第二區間之搬運的該共用搬運機構，進行向該第一中繼模組及第二中繼模組之搬運的步驟；及 基於從該第一中繼模組、第二中繼模組各自往該搬運路徑的下游側觀察，直到最近的該處理模組之前的中繼模組為止的各區間中的該基板之搬運狀況，而決定該共用搬運機構向該第一中繼模組及第二中繼模組中的哪一個搬運該基板的步驟。
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