TW297910B - - Google Patents
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Description
經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明(1 ) 〔發明之背景〕 本發明係有關用以處理半導體晶圓等之基板用之基板 處理裝置及基板處理方法。 在半導體裝置之製造之光刻蝕法(照相平板印刷)處 理中,有對於晶圓進行塗敷主處理機之抗蝕劑塗敷處理, 及在曝光處理後予以顯像塗敷抗蝕劑之顯像處理。而該等 之處理,係以使用例如美國專利u S P 5,3 3 9,1 2 8號公報所記載之複合處理系統來進行 。此系統具備有搬運晶圓用之抗蝕劑(Handler),而由 主處理機來使晶圓W從(載置收容用)盒站搬入於處理部 ,並對於處理部內之處理室個別予以進行搬入搬出,以形 成可進行上述之處理。 先前(公知)之主處理機乃具有以3 (支)軸(Y軸 ,Z軸,0轉動)所驅動之臂部,而臂部具備能僅以X軸 之1支軸而個別被驅動之複數之保持(用)臂。在主處理 機之該等4支軸之驅動全部形成可個別獨立地來進行。例 如主處理機之臂部乃首先朝Y軸方向移動,接著朝Z軸方 向移動,然後被轉動0。並在最後,保持臂朝X軸方向移 動而進行晶圓之授受。 近來,對於抗蝕劑塗敷顯像處理系統之增進產量之期 盼極強,而爲了應付如此之期盼,有必要在處理部內儘可 能地以高速來予以動作主處理機。然而公知之主處理機, 因X軸方向,Y軸方向,Z軸方向,0轉動之4個軸之動 作爲個別獨立,以致對於其動作之髙速化有界限。例如, 本紙張尺度適用中國國家橾準(0阳)八4規/格(210'乂297公釐) 一 4 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· ,ιτ 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A 7 _____B7_ 五、發明説明(2 ) 採取所謂主處理機,首先實施Y軸方向之移動,接著完成 γ軸方向之移動後,開始z軸方向之移動,z軸方向之移 動終了後,接著開始0轉動,而0轉動之移動終止後,予 以開始X軸方向之移動,最後完結X軸方向之移動之順序 的動作。因此,直至主處理器到達目的地進行晶圓之授受 爲止之時間會花費過長,故要增進產品之產量極爲困難。 而且,爲了更使主處理機成爲高速,而對於各驅動系 統採用高速驅動機構之時,會給予機構(結構)附加過大 之負擔,而對於其耐久性及可靠性具有形成降低之虞。又 更進一步地圖謀個個驅動系統動作之高速化時,就會產生 無法忽視之置之粒子,而由於該等粒子之附著,致使晶圓 所污染,故具有產品之良率降低產生之虞。 至於,在抗蝕劑塗敷處理中,使用如聚醯亞胺之具有 高黏性之抗蝕劑液之時,即使在塗敷裝置內進行側面沖洗 處理之後,仍然無法從晶圓周邊緣部完全去除抗蝕劑,而 會有其一部分殘留於晶圓之事產生。當該殘渣抗蝕劑附著 於主處理機之保持用臂時,晶圖W就難以從保持用臂脫離 ,致使晶圓W之搬運並無法順暢地來進行。爲此,有必要 抑制晶圓周邊緣部和保持用臂之接觸面積成爲最小限度。 又公知之晶固搬運方法,無關於至目的地之距離之長 短,一律全部以同樣加速度及減速來移動主處理機。爲此 ,在直至目的地之距離爲短距離時,啓動時可令伺服馬達 之轉矩在瞬時間形成變動過大,而對於主處理機會有傅達 振動之虞。當主處理機產生振動時,會使保持用臂和晶圓 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21.0X 297公釐) ~ ~ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 經濟部中央揲準局員工消费合作社印裝 A7 _________B7 五、發明説明(3 ) w間之接觸狀態產生變化,而極容易地令抗蝕劑殘渣移到 保持用臂。 再者,在採用低黏性抗蝕劑之處理時,因有無法進行 側面沖洗處理之場合,若以維持塗敷有抗蝕劑之狀態來搬 運晶圓W之時,可由振動而使抗蝕劑附著於保持用臂之情 事產生。該所附著之抗蝕劑,過不久就會乾燥,並脫離保 持用臂而成爲粒子。由該粒子可令晶圓被污染,而會降低 產品之良率。 〔發明之概要〕 本發明之目的,係擬提供一種不會給予各驅動機構之 結構過大之負擔,而整體言,能以短時間來完成搬運基板 ,可圖謀增進產量,並可抑制粒子產生之基板處理裝置及 基板處理方法者。 又本發明之另一目的,係擬提供一種可抑制基板搬運 中之振動產生,並可對應於基板之狀態來選擇其搬運方法 之基板處理裝置及基板處理方法者。 有關本發明之基板處理裝置,係具備有: 用以搬運單數或複數之基板用之朝γ軸方向展延之共 同逋道; 被叠層成多階層於該共同通道兩側之複數之單元: 爲了進行搬入/搬出基板於該等之處理單元,可在前 述共同之通道內朝γ軸方向移動之同時,在z軸周圍實施 0轉動之主處理機: 本紙張尺度逋用中國國家標準(CNS ) A4規格(21.0X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 經濟部中央揉準局員工消費合作社印製 A 7 ____B7_ 五、發明説明(4 ) 在此主處理機內且設成可朝Z軸方向移動之臂部; 配設成多階段於前述臂部且個別形成可保持基板,並 個別可在XY面內從前述臂部實施前進或後退之複數之保 持用臂: 設於前述臂部,檢測在前述複數之保持用臂之基板保 持狀態用之檢測機構;及 依據此檢測機構之檢測結果來個別控制前述主處理機 之動作,前述臂部之動作及前述複數之保持用臂之動作用 之控制機構, 而前述控制機構乃使主處理機及臂部中之至少一方予 以動作之同時,令各保持用臂予以前進或後退,並在保持 用臂到達處理單元之前,先以檢測機構來檢測由保持用臂 所保持之基板保持狀態。 上述裝置之主處理機可執行如下述(1 )〜(3 )之 種種變化之多軸同步驅動動作》 (1 )首先開始進行Z軸方向移動/0轉動之同步動 作,其次開始X軸方向移動,接著完成Z軸方向移動/0 轉動之同步動作,接著完成X軸方向移動。 (2)首先開始Z軸方向移動,接著開始0轉動,接 著完結Z軸方向移動/0轉動之同步動作。 (3 )首先開始0轉動,接著開始Z軸方向移動,接 著完結Z軸方向移動/0轉動之同步動作。 無論在上述之任一動作中,均形成較先前之依順序之 動作可縮短搬運晶圓所需要之時間。又亦可配合整體之搬 本紙張尺度適用中國國家橾準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ~ ^^1' ^^1 In i ^^1 ^ 1^1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央棣準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(5 ) 運時間於Z軸方向移動所需要之時間或Θ轉動所需要時間 中之其中較爲長時間之一方。以如此’能在不附加過大負 載於4個軸驅動之結構且以額定之移動速來使晶圓以較先 前更短時間且迅速地予以搬運’而且可抑制粒子之產生量 〇 再者,直至基板進入至處理室之干涉區域之期間,能 在主處理機之移動中,令保持用臂成同步性地予以進行進 退。因此,更可縮短由主處理機所進行之基板搬運時間, 而可增進產品之產量。 再者,在主處理機朝Z軸方向移動中,以前進及後退 保持用臂而可檢測判定是否基板已保持於保持用臂之情事 成爲可行。由而在進入其次之過程之前之較早階段,成爲 可進行有關保持晶圓之事前核對,而可防止產生故障於未 然。 又在上下2階段型之保持用臂之時,將上下臂予以同 步驅動,以令上臂之前進同作期間和下臂之後退動作期可 成爲重叠,而達成可迅速地置換(調換)已收容於處理裝 置內之已處理完成之基板,和被保持於保持構件之處理前 之基板(不僅未處理基板,亦包括在前過程之已處理完成 之基板)。 又基板處理方法係具備有: (a )從盒站搬入基板於處理部內之過程; (b )以保持用臂來保持保持用臂,而沿著處理部內 之共同通道朝Y軸方向移動之同時,亦朝Z軸方向移動, 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ~ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 297910 A7 ____B7_ 五、發明説明(6 ) 並且亦朝Z軸周圍進行0轉動之第1移動過程; (C )搬入基板至處理單元內之第2移動過程; (Cl )從處理單元內予以搬出已處理完成之基板的第 3移動過程:及 (e )從處理部內搬出基板至盒站之過程β 在上述過程(b )中,將對應於在1個處理單元之處 理種類而改變由臂所保持之基板狀態,並同時予以改變從 前述1個處理單元搬運基板直至另1個處理單元時之搬運 速度爲其理想。 又在過程(b )中,對應於基板之移動距離來增減移 動基板時之加速度爲其理想。再者,在過程(c )中,當 從保持臂移載基板至處理單元內之載置台上之時,最好以 減慢臂部之下降速度爲其理想。 〔發明之實施形態〕 以下,將參照所附上之圖式對於本發明之適宜之實施 形態個別地加以說明》 經濟部令央標準局貝工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 如圖1所示,抗蝕劑塗敷顯像處理系統1 0 1之處理 部1 1 ,係配設於盒站(cassette station) 1 0和接口 (Interface*界面)部1 2之間。處理部1 1具備有: 中央通道1 1 2 ;刷洗洗淨單元1 0 3 ;噴水洗淨單元 104 ;黏貼單元105 :冷卻單元106 :抗蝕劑塗敷 單元107 ;加熱單元108 :周邊曝光單元109及顯 像單元11 1。該等處理單元1 0 3〜1 1 1係排列於中 本紙張尺度適用中ΪΙ國家標準(CNS ) A4規格(21.0 X297公釐) " ' ' 經濟部中央樣準局男工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(7 ) 央通道112兩側。又各處理單元103〜111之晶圓 出入口乃朝向中央通道1 1 2之方向。中央通道1 1 2乃 朝系統1 0 1之縱向(Y軸方向)延伸,並從盒站1 0配 設至接口部1 2之處。主處理機2 2則設成可移動於該中 央導路1 1 2內。 盒站1 0具備有第1副處理機2 1。此第1副(輔助 )處理機21乃形成可進行從盒CR實施晶圓W之授受, 且交給晶圓W至主處理機2 2者。 接口部1 2則具備有第2副處理機2 4,此第2副處 理機2 4乃形成可從主處理機2 2接受晶圓W,且可搬入 晶圓W至曝光處理部(未圖示)。再者,主處理機2 2, 第1及第2之副處理機2 1 ,24之個個乃形成可由控制 器9 0來控制其動作。 在刷洗洗淨單元1 0 3乃形成可刷洗洗淨晶圓W者。 在噴水洗淨單元1 0 4乃構成以高壓噴水來洗淨晶圓W者 。黏貼單元1 0 5則爲了增進抗蝕劑之固定附著而實施疏 水化處理(黏貼處理)晶圓W之表面者。冷卻單元1 〇 6 係冷卻晶圓W用者。在抗蝕劑塗敷單元1 〇 7構成塗敷抗 蝕劑液於晶圓W者。至於加熱單元1 〇 8則在抗蝕劑塗敷 之前後要對晶圚W實施加熱處理者。在周邊曝光單元 1 0 9係去除晶圓w周邊緣之抗蝕劑者。顯像單元1 1 i 乃構成用以由顯像液來顯像已曝光之晶園用之結構者。 接著,參照圖2〜4來對於系統內之各處理單元加以 說明。 本紙張尺度逋用中國國家標华·( CNS ) A4規格(21.0X297公釐) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 A7 ----------B7__ 五、發明説明(8 ) 在盒站1 0設有具備4個定位用突起2 0 a之盒載置 &2〇 *裝晶圓盒CR乃由突起20a定位成其開口可朝 胃建部1 1方向。而該等裝晶圓盒CR在X軸方向排成一 列。 第1副處理機2 1乃配設於盒載置台2 0和處理部 1 1之間。該第1副處理機2 1具備X軸方向及Z軸方向 t各驅動機構(未圇示),並形成可對各裝晶圓盒CR進 6¾擇性之接近。又第1副處理機21亦具備0(方向) _動用之驅動機構,而形成對於將後述之對準單元( AL IM)及擴充(增設)單元(EXT)亦可進行存取 〇 在處理部1 1設有多數之處理單元1 0 3〜1 1 1。 該等處理單元中,黏貼單元105,冷卻單元106,加 熟單元10 8乃配設成多階段(層)。又刷洗洗淨單元 工〇3,噴水洗淨單元104,抗蝕劑塗敷單元107, 周邊曝光單元1 09,顯像單元1 1 1係設成2階層。 在本實施例係如圖3及圖4所示,處理部11具備有 5個處理單元群Gl ,G2,G3,G4,G5。其中, 第1及第2之多階段處理單元群Gl ,G2係配置於系統 前面側,第3之多階段處理單元群G 3係鄰接於盒站1 〇 來配置,第4之多階段處理單元群G 4乃鄰接於接口部 1 2來配置,第5之多階段處理單元群G 5則配置於系統 背面側。 如圖3所示,在第1處理單元群G1 ,作爲在帽罩( 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4规格(21.0X297公釐) (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本莧) 裝- 訂 經濟部中央樣準局员工消費合作社印褽 A7 B7 五、發明説明(9 ) CUp) CP內以載置晶圓W於旋轉夾盤來進行處理之2 部之旋轉型處理單元,從下面依序重叠有抗蝕劑塗敷單元 .(COT)及顯像單元(DEV)成2階段。在第2處理 單元群G 2,亦同樣作爲2部之旋轉型處理單元,從下面 依序重叠有抗蝕劑塗敷單元(C 0 T )及顯像單元( DEV)成2階段。該等抗蝕劑塗敷單元(COT),因 抗蝕劑液之排液在機構上,甚至維護上極爲麻煩,因此, 最好配置成如前述之在於下階段(下層)爲理想。 如圖4所示,在第3處理單元群G 3,作爲以載置晶 圖W於載置台S P來進行所定之處理之開放型處理單元, 從下面依序重叠有冷卻單元(COL ),黏貼單元(AD )’對準單元(ALIM),擴充單元(EXT),預烘 焙單元(PREBAKE),及後烘焙單元(P0BAKE)成8階段 。在第4處理單元群G 4,亦作爲開放型處理單元,從下 面依序重叠有冷卻單元(COL),擴充(增設)冷卻單 元(EXTC0L),擴充單元(EXT),冷卻單元(COL ),預烘焙單元(PREBAKE),及後烘焙單元(P0BAKE) 之8階段。 以如此地配置處理溫度爲低之冷卻單元(C 0 L )及 擴充冷卻單元(EXTC0L)於下階層,而配置處理爲髙之預 烘焙單元(PREBAKE),後烘焙單元(P0BAKE)及黏貼單 元(AD )於上階層,就可減少單位互相間之熱的的互相 干擾。 接口部1 2對於深度(X軸方向)雖與處理部1 1爲 本紙張尺度適用中國國家橾準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ----I-----^裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 1 經濟部中央梯準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(10 ) 同一尺寸’惟有關寬度方向則較處理部爲小。而在此接口 部1 2之正面部’配置有可搬性之拾起器盒CR,和固定 型之緩衝盒BR形成2階層。另一方面,接口部12之背 面部配設周邊曝光裝置,再者,接口部1 2之中央部配設 第2副處理機2 4 ^ 此第2副處理機2 4乃具備有X軸驅動機構及Z軸驅 動機構,並朝X軸方向及Z軸方向個別地可移動,而對於 兩盒CR,BR及周邊曝光裝置2 3實施存取。又第2副 處理機2 4亦具備有0 (方向)轉動驅動機構,而對於屬 於第4處理單元群G4之擴充單元(EXT),或相鄰接 之曝光裝置側之晶圓授受台(未圖示)形成亦可實施存取 〇 又主處理機2 2之背面側,亦形成爲可配置以圖2中 虛線所示之第5處理單元群G 5。此第5處理單元群G 5 乃配設成可沿著導軌2 5滑動。因以移去(移位)此第5 處理單元群G 5就可確保空間,故可從背後側保養維修主 處理機22。再者,第5處理單元群G5,並不限定於實 施沿著導軌2 5之直線狀之滑動移位,如以圖2中以虛線 箭印所示,構成可朝系統外予以轉動移位亦可。 接著,將參照圖5〜1 0來對於有關本發明第1實施 形態之主處理機加以說明。 主處理機2 2之外殻乃由简狀支撐體3 3所形成,而 在該筒狀支撐體內,令臂部3 4配設成可朝Z軸方向升降 •筒狀支撐體3 3具備有可在其上端及下端互相被連接而 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2I.OX297公釐) -13 - 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印製 A7 __ B7 五、發明説明(11 ) 互相成相對向之—對垂直壁部3 1 ’ 3 2。 如圖6所示,筒狀支撐體3 3係被連接於馬達3 5之 垂直驅動軸。當朝垂直驅動軸轉動方向予以轉動筒狀支撐 體3 3時,臂部3 4就與筒狀支撐體3 3 —齊轉動,由而 臂部3 4就會朝Z軸周圍作β轉動。再者,筒狀支撐體 3 3亦可構成連接於由馬達3 5所轉動之另外之轉(動) 軸(未圖示)。 臂部3 4具備有搬運基台4 0,及3支保持用臂4 1 ,42,43。3保持用臂41 ,42,43乃設成上下 3階層狀於搬運基台4 0上,且朝X軸方向延伸。該等各 保持用臂4 1 ,4 2,4 3均形成可通過筒狀支撐體3 3 之兩垂直壁部3 1 ,3 2間之側面開口部3 6之形狀及尺 寸。再者,該等各保持用臂41 ,42,43構成可由內 裝於搬運基台4 0之驅動馬達(未圖示)及皮帶(未圖示 )來朝X軸方向加以移動者。 各保持用臂4 1 ,4 2,4 3係在實質上爲同一結構 。以下,將以位於最上面位置之保持用臂4 1爲代表來說 明其結構。此保持用臂41係如圖5 ,7,8所示,具備 有直接支撐晶圚W周邊緣部之3個支撐構件4 1 a ,和保 持該等支撐構件4 1 a用之略有3/4圓環狀之夾持構件 4 1 b,及支撐該夾持構件4 1 b用之臂構件4 1 c »再 者,形成當配設於臂構件4 1 c之撐條(臂支)4 1 d滑 動時,就可移動保持用臂4 1整體。 如圖7所示,在臂構件4 1 c形成有矩形狀之長孔 本紙張尺度適用中國國家橾準(CNS } A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 -14 - 297910 A7 B7 五、發明説明(12 ) 4 1 e,而在此長孔4 1 e之縱向前面延長線上’使察覺 器52之發光部52a,52b位於該位置。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 又該等保持用臂4 1,4 2,4 3之X軸驅動機構乃 由以電腦系統所支援之控制器9 0來進行各種各樣之控制 。例如,控制成在第1保持用臂4 1之後退中,使第2保 持用臂4 2形成前進亦可,或甚至在第2保持用臂4 2之 前進動作中,予以控制成在初始時,就使保持用臂4 2前 進直至晶圖檢測位置,而後就響應於晶固之檢測結果來使 保持用臂4 2予以前進或維持該狀態形成停止亦可。 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 如圖8所示,最上部之第1保持用臂4 1和中間之第 2保持用臂4 2之間之間隔,係形成較第2保持用臂4 2 和最下面之第3保持用臂4 3之間之間隔更大。構成如此 之理由,係儘可能地令被保持於第1保持用臂4 1之晶圓 W,和被保持於第2保持用臂4 2之晶圓W,不產生熱干 涉而構成如此者》因此,第1保持用臂4 1最好使用於從 冷卻過程直至抗蝕劑塗敷過程之處爲理想,而第2及第3 之保持用臂4 2,4 3則最好使用於不具有由熱干涉而產 生惡影響之過程爲理想》再者,爲了更增進如此之熱干涉 防止效果,例如設置絕熱材料於第1保持用臂4 1和第2 保持用臂4 2之間亦可。 如圖5〜8所示,搬運基台40設有察覺器(用)台 5 1 ,並在察覺器用台5 1之略前端部安裝有會放射雷射 光之察覺器發光部5 2 a ,5 2b。察覺器5 2乃個別具 有,第1察覺器之發光部52a及(接)受光部53a , 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS > A4規格(210X297公釐) -15 - A7 B7 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 五、 發明説明( 13 ) 1 | 及 第 2 察 覺 器 之 發 光 部 5 2 b 及 受 光 部 5 3 b 9 第 1 察 覺 I 1 器 5 2 a 9 5 3 a 係 用 以 檢 測 在 保 持 部 4 1 b ( 4 2 b 9 1 1 4 3 b ) 之 晶 圓 是 否 存 在 所 用 者 〇 第 2 察 覺 器 5 2 b 9 1 I 請 1 I 5 3 b 係 配 置 於 較 第 1 察 覺 器 5 2 a » 5 3 a 更 靠 外 面 之 先 Μ 1 I 處 讀 1 用 以 檢 測 晶 圓 W 是 否 被 保 持 於 保 持 部 4 1 b ( 4 2 b 背 1 I 之 1 4 3 b ) 之 所 定 位 置 ( 是 否 從 所 定 位 置 超 出 ) 用 者 〇 注 素 1 察 事 1 依 據 覺 器 5 2 係 被 連 接 於 控 制 器 9 0 〇 而 控 制 器 9 0 乃 項 再 填 1 Urn 來 白 察 覺 器 5 2 之 檢 測 信 號 來 判 定 保 持 用 臂 4 1 > 寫 本 裝 4 2 > 4 3 是 否 有 保 持 著 晶 圓 W ( 有 Λττ m 保 持 著 晶 圓 ) 再 頁 1 者 予 以 判 定 晶 圓 W 是 否 被 保 持 於 正 確 之 位 置 〇 1 1 將 對 於 由 察 覺 器 5 2 所 進 行 之 晶 圓 W 之 檢 測 動 作 以 1 I 參 照 圖 7 8 之 下 來 加 以 說 明 0 訂 I 由 於 保 持 用 臂 4 1 ( 4 2 4 3 ) 之 -Λ Λ. 刖 進 ( 或 後 退 ) 1 I 1 而 使 晶 圓 W 之 前 邊 緣 部 刖 進 ( 或 後 退 ) 直 至 位 於 光 軸 a 1 1 I 和 光 軸 b 之 間 ( 在 圖 7 8 中 以 虛 線 Μ 所 示 之 位 置 ) 之 1 1 時 就 會 從 發 光 部 5 2 a 5 2 b 個 別 放 射 雷 射 光 〇 並 在 k Ί 光 軸 a 由 晶 圓 W 所 切 斷 之 時 > 就 判 定 爲 晶 圓 W 已 被 保 持 於 { 1 其 保 持 用 臂 4 1 ( 4 2 » 4 3 ) 而 在 光 軸 b 由 晶 圓 W 未 1 | 被 切 斷 之 時 y 就 判 定 晶 圓 W 並 未 從 保 持 用 臂 4 1 ( 4 2 » 1 I 4 3 ) 超 出 而 正 確 地 被 保 持 著 0 1 1 | 接 著 * 參 照 圖 9 及 圖 1 0 之 下 來 說 明 有 關 升 降 主 處 理 1 1 機 2 2 之 保 持 用 臂 部 3 4 用 之 Z 軸 驅 動 機 構 〇 1 1 在 — 方 之 垂 直 壁 部 3 1 內 側 之 上 端 部 附 近 配 設 從 動 滑 1 1 輪 ( 帶 輪 ) 6 1 » 並 在 下 端 部 附 近 予 以 配 設 驅 動 滑 輪 6 2 1 1 本紙張尺度適用中國國家樣準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -16- 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印製 A7 --_____B7_ 五、發明説明(14 ) ’而在該等從動滑輪6 1和驅動滑輪6 2之間,架設有垂 直驅動用之環帶6 3。在此環帶6 3藉由帶夾(Belt clamp) 6 4 聯結著臂部 3 4 之搬運基台 4 0 » 再者 ,驅動 滑輪6 2乃安裝於被固定於筒狀支撐體3 3底面之馬達 65之驅動軸65a。 另一方面,在垂直壁部3 1內側之左右端部,形成垂 直且平行配置有一對導軌6 6,6 7。有一對之水平支撐 構件6 8,6 9從搬運基台4 0之側面突出,並將個別設 於其端部之滑件70,7 1予以卡合成可滑動於兩導軌 6 6,6 7。以如此之垂直帶驅動(傳動)機構及垂直滑 動機構而臂部3 4形成可朝Z軸方向升降移動。 如圖1 0所示,在垂直壁部3 1內側之中央部和一邊 之導軌6 6之間,豎立設置有無(活塞)桿氣缸(Rod less cylinder) 7 2 。 而在該無桿氣缸 7 2 設有略 圓筒狀 之可動部7 2 a成可滑動,再者,可動部7 2 a乃藉水平 支撐構件6 8被聯結於臂部3 4之搬運基台4 0。此可動 部7 2 a係與無桿汽缸7 2之活塞(未圖示)形成磁性耦 合,而可藉可動部7 2 a來使臂部3 4和前述活塞形成同 時移動。 無桿汽缸7 2下端安裝有板7 2 b。而在該板7 2 b 上,以可產生與臂部3 4重量略相等之力量於活塞之壓力 來賦與(輸送)壓縮空氣。而該壓縮空氣係從空氣供給源 9 1經由調整器73及配管74來供予板72b。再者, 無桿汽缸7 2上端之板7 2 c係形成開放於大氣中。又空 本紙張尺度逋用中國國家標準(CNS ) A4規格(21.0 X 297公釐) (讀先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 經濟部中央樣準局員工消费合作社印製 A7 ____B7___ 五、發明説明(15 ) 氣供給源9 1及調整器7 3乃由控制器9 0所控制。 以如此,臂部3 4之重量因由於無桿汽缸7 2之作用 而被互相抵消,由而臂部30能以高速來進行上升移動。 / 再者,萬一驅動用之環帶6 3折斷之時,臂部3 4可由受 來自無桿汽缸7 2之升力(舉力)而可保持於該位置,並 不具有由本身重量而產生掉落之虞。因此,並不具有會損 傷臂部3 4或筒狀支撐體3 3之虞。 各驅動機構係由控制器9 0來進行動作之控制。控制 器9 0能使臂部3 4朝Z軸移動之中,亦可同時使主處理 機2 2進行0轉動,又亦可再同時令各保持用臂4 1 , 42,43使之進行進退。 接著,對於該塗敷顯像處理系統1 0 1內之晶圖W之 處理加以說明。 首先,第1副處理器2 1接近於盒台1 0內之盒CR ,並從該盒CR取出處理前之1張(片)晶圓W。接著, 第1副處理機2 1移動直至配置於處理部1 1側之第3處 理單元群G 3之對準單元(ALIM),並予以轉載晶圓 W於該對準單元(AL IM)內。 而在該對準單元(ALIM),當予以完成晶圓W之 對準取向平面(orientation flat)和定中心之時,主處 理機2 2之臂部3 4,將會接受完成對準之晶圓W ’而在 第3處理單元群G 3,移動直至位於前述對準單元( AL I M)之下層位置之黏貼單元(AD)前,並使前述 晶圓W搬入於此單元•接著,予以搬入至膺於第3處理單 (请先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 本紙張尺度逋用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -18- 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(16 ) 元群G 3或第4處理單元群G 4之多階層單元之冷卻單元 (COL)。而在此冷卻單元(COL)內,冷卻前述晶 圖W直至例如2 3 °C。 當完成冷卻處理時,主處理機2 2係可由第1保持用 臂4 1從冷卻單元(COL)搬出晶圓W,而與保持於第 2保持用臂4 2之其次之晶圓W進交換,並將被冷卻後之 晶圖W搬入於其次之靥於第1處理單元群G1或第2處理 單元群G2之多階層單元之抗蝕劑塗敷單元(COT)內 。而在此抗蝕劑塗敷單元(COT)內,晶圖W係以旋轉 塗敷法來對於晶圓表面以同樣之膜厚塗敷抗蝕液。 當完結抗蝕劑塗敷處理時,主處理器2 2就從抗蝕劑 塗敷單元(COT)搬出晶圆W,接著搬入於預烘焙單元 (PREBAKE)內。而在預烘焙單元(PREBAKE)內,以例如 1 0 0°C僅加熱晶圓W所定時間,而從晶圓W上之塗敷膜 予以蒸發去除所殘留之溶劑。 當完成預烘焙時,主處理機2 2就從預烘焙單元(P-REBAKE)搬出晶圓W,並接著搬入至羼於第4處理單元群 G4之多階層單元之擴充冷卻單元(EXTC0L)。在此擴充 冷卻單元(EXTC0L)內,晶圓W將被冷卻直至適合於其次 過程,亦即周邊曝光裝置2 3之周邊曝光處理之溫度例如 2 4 °C爲止。並在該冷卻後,主處理機2 2立即移送晶圚 W至上面之擴充(延長)單元(EXT),而載置晶圆W 於該擴充單元(EXT)內之所定之載置台(未圖示)。 當載置晶圓W於該擴充單元(E XT )之載置台上時 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(21.0Χ297公釐) ---------ί 裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 A7 ____B7___ 五、發明説明(Π ) ,第2副處理機2 4就從相反側接近而接收晶圓W。而第 2副處理機2 4,將該晶圓W搬入至接口部1 2內之周邊 曝光裝置2 3。並在此,晶圓W將在其周邊部接受曝光處 理。 當完結周邊曝光處理時,第2副處理機2 4就從周邊 曝光單元2 3搬出晶圓W,並移轉載置於相鄰接之曝光裝 置側之晶圓接收台(未圖示)。該時,晶圓W亦有可能響 應於所需而在交給予曝光裝置之前,先暫時性地儲存於緩 衝盒B R內。 當完成在曝光裝置之整面圖案曝光處理而使晶圖W回 到曝光裝置側之晶圓接受台時,第2副處理機2 4就接近 於該晶圓接受台並接受曝光處理後之晶圓W,而搬入於靥 於第4處理單元群G4之擴充單元(EXT) »再者在該 時,將晶圓W響應於所需而在交給處理部1 1側之前,予 以暫時性地保管於接口部12內之緩衝盒BR內亦可。 當晶圓W被搬入於擴充罩元(E X T )時,主處理機 2 2就從相反側接近而接受晶圖W,並予以搬入至靥於第 1處理單元群G 1或第2處理單元群G 2之顯像單元( D E V )。而在該等顯像單元(DEV)內,晶圓W被載 置於旋轉夾盤上並均勻地澆上顯像液於晶圓表面之抗蝕劑 。並在完成去除被實施顯像及周邊曝光之周邊緣部之抗蝕 劑時,就澆上沖洗液於晶圚表面以去除顯像液。 當完成如此之顯像過程時,主處理機2 2就從顯像單 元(DEV)搬出晶圓W,並接著予以搬入至羼於第3處 本紙張尺度適用中國國家橾準(CNS > A4規格(21.0X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 20 經濟部中央標準局員工消費合作社印裂 A7 ___B7_ 五、發明説明(18 ) 理單元群G 3或第4處理單元群G4之後烘焙單元(POB-AKE) ·而在該後烘焙單元(POBAKE),將例如以1〇〇 °C加熱晶圆W所定時間。 當完成如此之後烘焙時,主處理機2 2就從後烘焙單 元(POBAKE )搬出晶園W,接著搬入於任何1個冷卻單元 (COL)。並在此令晶圖W回到室溫之後,主處理機 2 2就移送晶圓W至靥於第3處理單元群G 3之擴充單元 (E X T ) » 當晶圓W被載置於該擴充單元(EXT)內之載置台 (未圖示)上時,第1副處理機2 1就從相反側接近,而 接受晶圖W。而第1副處理機2 1 ,將所接受之晶圓W放 進於盒載置台2 0上之盒CR之所定之槽(縫隙)內。 經由如上之抗蝕劑塗敷顯像處理中,最忙於動作者爲 主處理機2 2。如上述之晶圚搬運動作係接績地連績地被 重複,並且各處理過程係形成同時且並行地來予以實施。 因此,主處理機2 2幾乎未間斷之狀態下往來於處理部 1 1內之各處理單元間而進行晶圓W之搬運。爲此,若要 增進產置,就不可欠缺該主處理機2 2之迅速且順暢之動 作。有關此事,依據具備有本實施例之臂部3 4之主處理 機2 2 ,乃進行如下之搬運動作。 首先,對於有關各單元間之搬運,臂部3 4之對於水 平方向係如圖2所示,有必要搬運做爲被處理基板之晶圓 W於圔繞主處理機2 2之5個處理單元群G 1〜G 5間。 又該等各處理單元群G1〜G 5係如顯示於圖3 ,4 本紙張尺度適用中國國家橾準(CNS ) A4規格(21.0 X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 A7 297910 ______B7_ 五、發明説明(19 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ,因均爲形成多階層單元之結構,因此,臂部3 4乃時常 進行0轉動及Z軸方向之升降移動。而且在各處理單元之 晶圓之搬入·搬出口,就進行各保持用臂41 ,42, 4 3之前進,後退動作,以實施晶圓W之轉移,交換。 但在臂部之朝Z軸方向之移動中,因可令主處理機 22進行0轉動,因此,可選擇例如下面(1)〜(3) 所示之種種搬運過程。 (1 )將Z軸方向移動/0轉動予以一齊開始,並使 Z軸方向移動/0轉動一齊予以完結。 (2 )開始Z軸方向移動後,開始0轉動,並使Z軸 方向移動/0轉動一齊予以完結。 (3 )開始β轉動後,開始Z軸方向移動,並使Z軸 方向移動/0轉動一齊予以完結。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 當然在該移動過程中,Ζ軸方向移動/0轉動之完結 並非同時亦可,亦可採用所謂形成相反之在0轉動之完結 後,方完結Ζ軸方向移動之停止程序•不管如何,僅要對 應於Ζ軸方向之移動距離和0轉動角度來設定個別之移動 開始和移動完結就可。 由於採用併用如此之多軸同步運轉之Ζ軸方向移動/ 0轉動之並行動作,而可貢獻於機構(結構)之負擔減輕 ,又不予以形成各驅動系統必要以上之髙速,亦可進行較 先前更迅速且更順暢之移動動作。 再者,亦可在完結Ζ軸方向移動和0轉動之前’預先 令保持用臂4 1,4 2,4 3之中之所必要之臂予以前進 本紙張尺度適用中國國家棣準(CNS ) Α4規格(21ΌΧ297公釐) ~ " 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(2〇 ) 〇 再者,在Z軸方向之移動中,有關要實施前進/後退 之保持用臂41 ,42,43之移動容許範圍,係去除可 產生妨礙於處理單元之各種設備或裝置之動作之干擾區域 者,換言之,係在物理性或處理性能上不會影響於其他之 範圍。 ’ 又臂部3 4具有察覺器5 2,而可同時檢測在主處理 機2 2之移動中是否有保持晶圓和保持之晶圓是否有超出 (突出)*而可在搬入晶圓於處理單元之前,迅速地進行 該等之事前核對。因此,可防止事故(問題)之產生於未 然,且可確保在處理單元內之處理之均勻性。 至於在交換已處理之晶圓和處理前之晶圓之時,先前 係以如下之程序來進行。 (a )開始空空之保持用臂之前進,並完結其前進。 (b)接受已處理(完成)之晶圖。 (c )開始已接受已處理完成之晶圓的保持用臂之後 退,並完結其後退。 (d )開始保持有處理前晶圓之保持用臂的前進,並 完結其前進。 (e )將處理前之晶圓交給於處理單元。 (f )開始後退變成空空之保持用臂’並完結其後退 〇 另一方面,在本實施例之方法,當要交換已處理完成 之晶圔和處理前之晶_之時,例如以如下之程序來控制各 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)_ 23 _ {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 _B7__ 五、發明説明(21 ) 保持用臂41 ,42,43之動作。 (1 )開始前進空空之保持用臂4 1 ,並完結其前進 〇 (2 )接受已處理完成之f曰圓。 (3)開始後退已接受已處理完成之晶圖之保持用臂 4 1之同時,予以開始前進保持著處理前晶圓之保持用臂 4 2。 (4 )完結已接收已處理完成之晶圓之保持用臂4 1 之後退之同時,予以完結保持著處理前晶圓之保持用臂 4 2之前進。 (5)交給處理前之晶圓於處理單元。 (6 )開始後退成空空之保持用臂4 2,並完結其後 退。 上述(3) ,(4)之過程中,2個之保持用臂41 ,4 2之動作有成爲重叠。因此,較上述之先前(習知) 之方法本實施形態之方法,在交換上所需之時間可縮短。 以上所陳述之交換過程和晶圓之檢測動作亦可予以並 行處理。將該情況以在設於第3處理單元群G 3之黏貼單 元(A D )時之動作爲例來加以說明》 圖11係顯示黏貼單元(AD)之主要部分之剖面圖 •該黏貼單元(AD)之處理容器8 1具有圓盤狀之熱板 82,和筒狀之熱板保持體83及蓋體84。蓋體84係 藉著間隙Si及空間S2被覆蓋於熱板82上·此蓋體 8 4之中心部形成有氣體導入口 8 4 a,形成可藉氣體供 本紙張尺度適用中國國家梯準(CNS ) A4规格(210X297公釐) -24 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 装- 訂· A7 A7 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 B7 五、發明説明(22 ) 應管8 ·5從氣體導入口 8 4 a導入HMDS (六甲基二矽 院基胺,hexamethyl disilazane)氣體於處理容器8 1 內。 蓋體8 4係具備有從氣體導入口 8 4 a附近朝半徑方 向外側逐漸形成中空部S 3之上下分岐成2個之上側蓋部 84b和下側蓋部84 c之雙(2)重蓋之構造。而在上 側蓋部8 4 b之外周邊緣部和下側蓋部8 4 c之側壁內側 面之間,略暹及整個周圔形成有間隙84 。又在上側蓋部 8 4 b和下側蓋部8 4 c之間之連結部,亦遍及整個周圍 形成有通氣部8 4 d。又上側蓋部8 4 b和下側蓋部 84c之間之間隙(S3 (通氣部84d)係連通於設在 蓋體8 4外側面之排氣口8 6。由而,從氣體導入口 8 4 a所導入之HMD S氣體,可朝周圍在空間S2內均 勻地予以擴散,並經由間隙S4形成均匀地被排氣。排氣 口86係藉由排氣管87被連接於排氣泵(未圖示)。 熱板8 2係例如以鋁所製成,而將載置晶圓W於其上 面。在此熱板8 2內裝有加熱器及溫度察覺器。又在熱板 8 2形成有3處之通(貫穿)孔8 2 a,而在該等之通孔 8 2 a插穿有授受晶圖用之上下移動自如之支承銷8 8。 當在晶画W之搬入/搬出時,該等之支承銷8 8將突出( 上升)於較熱板8 2之上面更上面以支承晶圓W,並與主 處理機22之保持用臂4 1 ,42,43之間形成可進行 晶圖W之授受。 在如此之結構之黏貼單元(AD),乃預先予以排氣 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS >八4规格(210X297公釐) nil— J— n IJ«^ ^ ^ n I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- 25 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明(23 ) 處理容·器8 1內之同時,予以導入HMD S氣體。並予以 加熱晶圓W之同時,令HMD S氣體產生作用,以增進對 於晶圓表面之抗蝕劑固定附著性及緊貼性。再者,處理後 之氣體則經由蓋體84之間隙S4 ,及通氣部84d’而 從排氣口 8 6排出至容器外,然後,從供應管8 5供應 N2氣體,而進SN2氣體之清洗動作。. 接著,參照圖12A,12B及圖13A〜131之 下,以交換在黏貼處理前後之晶圓之時爲例來加以說明。 最初乃以主處理機2 2當作位於本位者。從本位予以 開始進行主處理機2 2之移動之同時,將如圚1 3 B所示 ,以交互地令第2保持用臂4 2和第3保持用臂4 3使之 前進,而核對是否有保著晶圓(過程S1)。再者,最上 階層之第1保持用臂4 1,因在對於黏貼單元(AD)之 晶圓W之搬入,搬出之時,並未予以使用,因此,省略其 圖示。 控制器9 0係依據來自察覺器5 2之檢測信號,而判 定是否兩臂4 2 ,4 3均爲未保持有晶圖W之空的臂(過 程S2)。過程S2之判定結果爲YES(是)之時,主 處理機2 2將以第3保持用臂4 3接受處理前之晶圓W ( 過程S3)。而在過程S2之判定結果爲NO (否)之時 ,將跳至後述之過程S 5 ·在此,所謂之處理前之晶圖W ,係並非僅指在於盒站1 0之未處理之晶圓,亦包括存在 於其他處理單元內之晶圚者。再者,構成從黏貼單元( AD )容器內之熱板8 2使支承銷8 8上升,以保持承擔 本紙張尺度逋用中國國家標隼(CNS ) A4规格(210X297公釐) -26 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 装. L--訂- A7 B7 經濟部十央標準局員Μ消費合作杜印袈 五、 發明説明(24 ) 1 | 已 處 理 完 成 之 晶 圓 W 1 並 由 保 持 用 臂 可 容 易 地 被 拿 起 0 1 1 接 著 主 處 理 機 2 2 朝 向 巨 的 地 之 黏 貼 單 元 ( A D ) 1 移 動 之 同 時 令 第 2 保 持 用 臂 4 2 和 第 3 保 持 用 臂 4 3 形 1 1 請 \ I 成 交 替 地 刖 進 > 以 核 對 有 Jvrr 荆? 保 持 著 晶 圖 ( 過 程 S 4 ) 〇 再 先 閲 1 I 者 前 處 理 之 單 元 和 黏 貼 單 元 ( A D ) 所 靥 之 處 理 單 元 群 讀 背 Si I 個 別 形 成 有 相 異 之 時 » 就 在 朝 Z 軸 方 向 移 動 臂 部 3 4 之 間 之 注 1 · I 予 以 實 施 主 處 理 機 2 2 之 Θ 轉 動 〇 事 項 再 1 1 t 控 制 器 9 0 係 要 判 定 被 記 憶 於 記 憶 器 之 晶 圓 保 持 狀 態 填 本 » 和 在 臂 4 2 4 3 之 實 際 之 保 持 狀 態 是 否 爲 — 致 ( 過 程 頁 1 1 S 5 ) 〇 1 1 當 臂 部 3 4 朝 Z 軸 方 向 移 動 中 如 圖 1 3 B 所 示 第 J I 2 保 持 用 臂 4 2 會 刖 進 直 至 所 定 之 檢 測 位 置 > 並 從 察 覺 器 訂 I 5 2 之 2 個 發 光 部 5 2 a 5 2 b 發 出 檢 測 ( 用 ) 光 0 此 1 1 I 時 > 若 保 持 用 臂 4 2 爲 空 著 時 因 受 光 部 5 3 a 5 3 b 1 1 1 均 會 接 收 光 線 由 而 可 事 先 確 認 保 持 用 臂 4 2 已 形 成 可 接 1 1 1 受 之 狀 態 0 若 在 任 一 之 受 光 部 5 3 a 5 3 b 有 接 收 光 時 ♦ 就 判 斷 爲 保 持 用 臂 4 2 並 非 在 於 可 接 受 之 狀 態 而 停 止 1 以 後 之 動 作 〇 又 在 同 時 將 該 情 事 構 成 可 顯 示 於 外 部 例 1 I 如 監 視 器 亦 可 0 1 1 I 此 時 » 延 遲 少 許 > 保 持 有 未 處 理 之 晶 圜 W 〇 之 第 3 保 1 1 I 持 用 臂 4 3 亦 刖 進 直 至 所 定 之 檢 測 位 置 » 並 從 2 個 發 光 部 1 1 5 2 a » 5 2 b 發 出 檢 測 光 0 如 圖 1 3 C 所 示 此 時 第 2 1 1 保 持 用 臂 4 2 之 支 撐 部 4 2 C aft 雖 形 成 位 於 第 3 保 持 用 臂 1 1 4 3 之 保 持 部 4 3 b 之 上 面 位 置 而 予 以 覆 蓋 著 惟 在 第 2 1 1 紙 本 準 揉 家 國 困 r 用 通 釐 公 7 9 2 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 如 7910 A7 B7 五、發明説明(25 ) 保持用臂4 2因形成有長孔4 2 c ,以致檢測光會通過該 長孔4 2 e而可到達第3保持用臂4 3之前邊緣部分,及 受光部53a,53b ·因此,對於檢測動作並不產生障 礙。 而在僅有受光部5 3 b接收檢測光,受光部5 3 a並 未接收到檢測光之時,就判定爲第3保持用臂4 3保持有 晶圖W。。此時若兩方之受光部53a ,53b均接收到 光時,就判定爲第3保持用臂43並未保持有晶圓W。。 又在兩方之受光部5 3 a ,5 3 b未接收到光時,就判定 晶圓W〇之保持位置較所定之位置有向前超出。 當過程S 5之判定結果爲YE S之時,就使主處理機 22到達目的地之黏貼單元(AD)(過程S6) *而在 過程S 5之判定結果爲NO之時,就當作有異常產生而進 行異常處理(過程S 13)。在此異常處理時,係首先回 行主處理機2 2至本位,以令操作者予以確認保持用臂 4 2,4 3之實際狀態,並在去除異常原因之後按下復置 (重置)按鈕來重置。 予以停止主處理機2 2之移動,並如圖1 3 D所示, 裝入空臂之第2保持用臂4 2至黏貼單元(AD)內(過 程S7)。接著,上升臂部34時,將如圖13E所示, 已處理完成之晶圓Wi就被轉載至第2保持用臂4 2 (過 程 S 8 )。 如B113F,13G所示,將從黏貼單元(AD)移 開之同時,裝入第3保持用臂4 3至黏貼單元(AD )內 本紙張尺度適用中國國家梯準(CNS ) Α4规格(210X297公釐) 28 -----;------γ 装-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂, A7 _B7 五、發明説明(26 ) (過程乇9)。接著,予以下降臂部34時,處理前之晶 W〇就成爲如圖1 3H,1 3 I所示,從第3保持用臂 43轉載至支承銷88(過程S10)。 在第3保持用臂4 3之移開中或移開後,使第2保持 用臂4 2和第3保持用臂4 3交替地予以前進,以核對有 無晶固保持著(過程S 1 1 )。控制器9 0係予以判定是 否第2保持用臂42保持著已處理完成之晶圃Wi ,且第 3保持用臂4 3是否爲未保持著晶圖之空臂(過程S 1 2 )。當過程S12之判定結果爲YES時,就令主處理機 2 2回歸至本位,或朝其次過程之冷卻單元(COL )移 動(過程S1)。而在過程S 12之判定結果爲NO之時 ,就當作有異常產生而進行異常處理(過程S13)。 再者,在上述實施例係對於半導體晶圓時加以說明, 惟除此之外,亦可處理L CD (液晶顯示器)基板,CD (小型碟片),光掩模(photomask),各種之印刷電路 基板,陶瓷基板等。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 依據本發明之裝置,可企圖不會賦予驅動系統過大之 負擔之下,整體言可實施較以往更高速之搬運,並可抑制 粒子之產生之下予以增進產品之產量。 又保持用臂,直至基板進入於將被處理之處理單元之 干擾區域爲止,因構成可對於該處理單元進行同時進退, 因此,可令直至給予處理裝置內之搬入,搬出所霱要之搬 運裝置整體之移動時間,更加以縮短。 又可在搬入基板至處理裝置爲止之較快之階段就能確 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)_ 29 _ 經濟部中央橾準局負工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(27 ) 認是否有保持著基板,因而可在更早之時期來發現有關基 板保持之事故產生。故較以往以停止搬運之狀態來檢測如 此之檢測之時,更可節省檢測所需要之時間。 可令交換且改換已處理完成之基板和未處理基板時之 時間,更加以縮短。又可事先發現交換時之有關基板保持 之事故。 接著,將參照圓1 4〜1 8 E來說明有關本發明之第 2實施形態。對於此第2實施形態之與上述第1實施形態 形成共同之部分,將省略其說明。 在此第2貧施形態之裝置,乃構成可對應於直至目的 地爲止之移動距離來控制施加於主處理機2 2 2之加速度 。又將第3保持用臂2 4 1之晶圖接觸保持部分予以形成 爲摩擦係數爲高者,以令其可對應於主處理機2 2 2之加 速度控制。 主處理機2 2 2之臂部3 4乃從下面依序具備有第1 保持用臂243,第2保持用臂242,第3保持用臂 241。其中,下面2階層之保持用臂243,242在 實質上與上述第1實施形態者爲相同· 最上階層之第3保持用臂2 4 1係如圖1 6,1 7所 示,具備具平面略爲C字型之保持部2 4 1 a ,和支撐該 保持部24 1 a用之支撐部4 1 b »如圖1 6所示,當晶 圓W由此第3保持用臂2 4 1所保持,搬運之時,形成僅 其下面與保持部2 4 1 a抵接並被支撐於該處。亦即,第 3保持用臂2 4 1之保持部2 4 1 a之外徑形成較搬運對 本紙張尺度適用中國國家榣準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 装 訂- -30 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(28 ) 象之晶调W之外徑更小。 又第3保持用臂2 4 1之保持部2 4 1 a之內徑’則 形成較在抗蝕劑塗敷單元(COT)或顯像單元(DEV )等之旋轉夾盤之與晶圓W之接觸部分之外徑更大。 又在保持部2 4 1 a之前端開口缺口部之寬度,乃設 定成較旋轉夾盤之外徑更大。由而第3保持用臂2 4 1之 保持部2 4 1 a形成與晶圓W之下面可在圚1 6所示之斜 線區域相接觸。又由於形成第3保持用臂2 4 1爲如此之 形狀,而在搬進搬出晶圓W於處理單元之時,就不會與旋 轉夾盤或支承銷8 8產生接觸。 又在第3保持用臂241 ,至少使接觸保持部 2 4 1 a上面,以摩擦係數爲高之橡膠系統之材料所製成 。以提高(增進)接觸保持部2 4 1 a和晶画W之間之摩 擦力,而防止晶圓搬運時之位移。 再者,接觸保持部2 4 1 a上面,最好以例如可耐 1 0 0°C以上之溫度之耐熱性優異,且粒子之產生量爲少 之材料來製成爲其理想。 在本實施例,雖使保持部2 4 1 a上面形成可遍及整 面與晶圓W之下面相接觸,惟予以形成在保持部2 4 1 a 上面,配設複數個之突起(未圖示),並以該等突起來支 撐晶圓W之構成亦可。再者,除了上面之外之保持部 2 4 1 a本身之材質,亦可使用例如陶瓷等。 而配設於支撐部4 1 b之撐條(支臂)4 1 c由驅動 馬達(未圖示)來使之滑動,以令保持用臂2 4 1之整體 本紙尺度適用中國國家橾準(CNS ) A4規格(210X297公釐) Γ7 -〇1 (锖先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 装· 經濟部中央橾準局®c工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(29 ) 形成可朝搬運基台4 0之前後方向移動。 再者,支撐部4 1 b形成有沿著其縱向,亦即保持用 臂2 4 1之移動方向成開口部之略長方形之長孔4 1 d。 而在此長孔4 1 d之縱向前方延長線上,則使察覺器發光 部52a,52b位於該位置》 在本實施例,乃首先可對應於處理單元間之距離,可 改變臂部3 4之Z軸方向之移動,及主處理機2 2之0轉 動之個個加速度以及減速度。 例如圖1 4所示,較從第1處理單元群G 1移動至第 3處理單元群G 3之時,從第3處理單元群G 3移動至第 2處理單元群G 3時之狀況,臂部3 4所移動之距離變爲 更長。 有如此之狀況時,就使從第1處理單元群G 1朝向第 3處理單元群G 3時之加速度及減速度,予以形成較從第 3處理單元群G 3朝向第2處理單元群G 2時之加速度及 減速度更小。由而可抑制附加於馬達3 5之瞬間之過大之 轉矩變動,而可抑制振動之產生。又可迴避所謂急速出發 之後,立即實施驟然停止之移動狀態。因此,可抑制對於 以保持用臂24 1 ,242,243所保持之晶圓W之振 動,而可實現良好之保持狀態* 加速度及減速度之數值,乃對應於各處理單元間之搬 運距離預先予以算出,並由伴隨著實際之處理而所需之移 動距離,而控制器9 0加以判斷來加以變化。 當塗敷抗蝕劑於晶圔W之後,朝進行其次之過程之加 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 装. 訂- 本紙張尺度適用中國圈家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -32 - 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(30 ) 熱處理之預烘焙單元(PREBAKE)搬運之時,若所塗敷之 抗蝕劑液爲黏度爲高之例如聚醯亞胺系之抗蝕劑之時,即 使在抗蝕劑塗敷單元(COT)進行側面沖洗處理,亦極 難以去除晶圖周邊緣之聚醯亞胺。因此,在從抗蝕劑塗敷 單元(COT)搬運至預烘焙單元(PREBAKE)之時,有 必要對於接觸保持晶圓W用之保持構件實施不會附著抗蝕 劑液之處理。 有關此一點,在本實施例之臂部3 4,因具備僅支撐 較晶圓W下面周邊部靠近中心側之第3保持用臂2 4 1 , 因此,當從抗蝕劑塗敷單元(C OT)取出塗敷抗蝕劑液 後之晶圓W,而搬運至預烘焙單元(PREBAKE)之時,若 以該第3保持用臂2 4 1之保持部2 4 1 a來保持晶圓W 時,並不會有產生如此之周邊緣部分之抗蝕劑液等之處理 液附著於保持用臂241之虞。 並且以使用如此之保持用臂2 4 1來搬運晶圓W之時 ,係形成以所謂載置於保持部2 4 1 a且以摩擦力保持之 狀態下來搬運,故在於進行保持用臂2 4 1之進退時,具 體地說係從抗蝕劑塗敷單元(C OT)之搬出,搬進預烘 焙單元(PREBAKE)內,及Z軸方向之移動,0轉動之時 ,其速度最好使成較其他之搬運之時減低爲理想。 上述實施例,雖用以載置保持晶圖W用之型式之保持 (用)構件,僅具有1支第3保持用臂241 ,惟設置成 2支以上亦無不可。例如以設置2支之第3保持用臂 2 4 1 ,而在抗蝕劑之塗敷後,甚至有必要進行所謂多階 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 装· 訂- -33 - 經濟部中央標準局負工消費合作杜印裝 A7 _B7_ 五、發明説明(31 ) 層之加‘熱處理之時,亦能予以應付該狀況。 僅以1次(第1次)之加熱處理並無化使抗蝕劑完全 硬化,而需再以更高溫連績地來進行加熱處理(第2次) 之時,且在第1次之加熱處理終了階段,仍然直接保持晶 圓W之周邊緣部下邊緣極爲不理想時,就要在該第1次之 加熱處理單元之晶圓W之交換時,會使載置晶圓W而加以 保持之型式之保持用構件(保持用臂)成爲不夠。因此, 以再配設所謂當作第4臂之與保持用臂2 4 1有同樣結構 之保持用臂,就亦可應付於如此之多階段加熱處理。 以上之說明,雖爲有關處理單元間之晶圖W之搬運時 之加速度,減速度之控制,搬運速度之控制,再者爲搬運 手段之選擇,惟對於各處理單元內之晶圓之授受,接收時 之臂部3 4之升降,亦能以進行其速度控制,而可企圖增 進生產之良率。 將參照圖18A〜18E來說明有關搬進晶圓W於如 上述結構之黏貼單元(AD)內,而轉載例如以保持用臂 2 4 2所保持之晶圓W於支承銷8 8上時之狀況。再者, 圖中之箭印係表示移動速度之大小,箭印有顯示2個之時 ’乃表示較箭印爲1個之時更高速。 如圖1 8A所示,在保持著晶_W之保持用臂2 4 2 前進至黏貼單元(AD)內之保持用臂2 4 2的下降開始 位置之後’最初乃以相對性爲高速來降下臂部3 4整體。 而在以保持用臂2 4 2之保持部2 4 2 a所保持之晶 圖W ’形成如圖1 8 b所示,靠近於從黏貼單元(ad) 本紙張尺度適用中國困家梯準(CNS ) A4規格(21QX297公釐)Γ~ ' -〇4 - ------„---«—γ 装— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- 經濟部t央標準局貝工消費合作社印製 A7 __B7_ 五、發明説明(32 ) 之熱板’8 2上升等待接收之支承銷8 8頂上部分時,就切 換下降速度,而此一次則形成相對性爲低速來下降。而在 如圖1 8 C所示,甚至晶圓W之下面接觸於支承銷8 8頂 上部分之時刻,仍維持以相對性爲低速來下降,再如圖 1 8 D所示,持績地予以維持相對性爲低速之下降,直至 晶圓W完全被載置保持於支承銷8 8上而保持用臂2 4 2 之保持部2 4 2 a成爲較支承銷8 8之頂上部少許朝下方 隔離爲止。而後,將下降速度切換成相對性爲髙速,然後 以如圖1 8 E所示,由該相對性爲高速來下降保持用臂 2 4 2直至所定之下降點。並在到達所定之下降點之後, 予以後退保持用臂242。 以如上述之保持用臂2 4 2 (臂部3 4 )之下降速度 之切換,而使晶圓W在載置保持於支承銷8 8之時,能以 相對性爲低速來使晶圓W下面與支承銷8 8之頂上部相接 觸,因此,其衝擊會極小。故不僅不會產生異音,而且不 產晶圓W產生移位。並且,以整體言所轉載之時間亦不會 太長。 再者,當完結黏貼處理,而例如保持用臂2 4 2要接 收已處理完成之晶圓W之時,就以與上述相反之程序之切 換來使保持用臂2 4 2 (臂部3 4 )予以上升即可。該等 之各速度可由實驗等來預先求出適當公正之速度,並對應 於保持用臂2 4 2之位置形成自動性地選擇,以進行改變 速度之控制。 再者,在如此之臂部3 4之晶圓W授受時之升降速度 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· ,ιτ. · -35 - A7 B7 經濟部中央揉準局貝工消費合作杜印製 五、 發明説明 〔33 ) 1 | 之 控 制 , 不 僅 可 適 用 於 前 述 具 備 支♦承 銷 8 8 之 單 元 9 亦 可 1 1 適 用 於 具 備 旋 轉 夾 盤 之 其 他 處 理 單 元 赘 例 如 與 抗 触 劑 塗 敷 1 單 元 ( C 0 T ) 之 間 之 晶 圓 W 之 授 受 之 時 〇 1 1 請 I | 依 據 本 發 明 之 方 法 因 構 成 可 對 tde 應 於 移 動 距 離 之 長 短 先 閲 1 I 讀 1 I 而 改 變 搬 運 時 之 加 速 度 > 因 此 直 至 巨 的 地 爲 止 之 移 動 距 背 去 I 之 1 離 爲 長 距 離 時 就 提 高 加 速 度 及 減 速 度 以 令 晶 圃 能 以 高 注 \ I 速 來 搬 運 » 而 能 在 短 時 間 令 晶 圓 W 到 達 巨 的 地 0 另 — 方 面 事 項 1 1 度 填 9 直 至 S 的 地 爲 止 之 移 動 距 離 爲 短 距 離 之 時 就 使 加 速 寫 本 装 1 及 減 速 度 變 小 而 以 低 速 來 搬 運 晶 圓 以 能 抑 制 搬 運 中 之 頁 1 1 振 動 產 生 0 1 1 又 依 據 本 發 明 可 均 衡 地 來 實 現 防 止 起 因 於 處 理 液 等 1 1 之 附 著 而 產 生 之 污 染 及 高 速 搬 運 〇 訂 ί I C 圖 式 之 簡 單 說 明 1 1 I 圖 1 係 顯 示 抗 蝕 劑 塗 敷 顯 像 處 理 系 統 之 整 體 概 要 之 斜 1 1 視 圓 〇 Λ h 1 圖 2 係 顯 示 有 關 本 發 明 第 1 實 施 形 態 之 抗 蝕 劑 處 理 裝 1 置 之 方 塊 平 面 圖 0 1 1 圖 3 係 顯 示 塗 敷 顯 像 處 理 系 統 之 正 面 rm 圃 〇 1 1 圖 4 係 顯 示 塗 敷 顯 像 處 理 系 統 之 背 面 圚 0 1 1 I 圖 5 係 以 切 割 主 處 理 機 之 一 部 分 來 顯 示 之 斜 視 圖 〇 1 1 1 圖 6 係 顯 示 主 處 理 機 之 方 塊 剖 面 圖 〇 1 1 圖 7 係 顯 示 主 處 理 機 之 臂 部 平 面 圖 〇 1 1 圖 8 係 顯 示 主 處 理 機 之 臂 部 側 面 圖 0 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) A7 B7 五、發明説明(34 ) 圖Ό係顯示主處理機之臂部驅動機構之剖面圖》 圖10係從側方看主處理機來顯示之方塊剖面圖。 圚11係顯示處理室中之1之黏貼單元之剖面圖。 圖1 2 A,1 2 B之個個係顯示在實施抗蝕劑塗敷/ 顯像處理於晶圓時之晶圔之搬運程序的流程圖。 圖 13A,13B,13C,13D,13E, 13F,13G,13H,131之個個係在以主處理機 至/從處理室搬進/搬出晶圖時之動作說明圇· 圖14係顯示有關本發明之第2實施形態之抗蝕劑處 理裝置之平面布置圖。 圖1 5係以切割主處理機之一部分來顯示之斜視圖。 圖16係顯示主處理機之臂部之平面圖。 圖17係顯示主處理機之臂部驅動機構之剖面圖。 圖 18A,·18Β,18C,18D,18E 之個個 係以主處理機至/從處理室搬進/搬出晶圓時之動作說明 圖。 ϋ J------^ 裝--------訂· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消费合作社印簟 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS )八4規格(210 Χ297公釐) -37 -
Claims (1)
- 經濟部中央揉準局工消費合作社印策 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 · 一種基板處理裝置,主要對於基板進行複數之處 理,具備有: 用以搬運單數或複數之基板用之朝γ軸方向展延之共 同通道; 被叠層成多階層於該共同之通道兩側之複數之處理單 元; 爲了進行搬入/搬出基板於該等之處理單元,可在前 述共同之通道內朝Y軸方向移動之同時,在Z軸周圔實施 0轉動之主處理機: 在此主處理機內且設成可朝Z軸方向移動之臂部; 配設成多階段於前述臂部且個別形成可保持基板,並 個別可在X Y面內從前述臂部實施前進或後退之複數之保 持用臂; 設於前述臂部,檢測在前述複數之保持用臂之基板保 持狀態用之檢測機構;及 依據此檢測機構之檢測結果來個別控制前述主處理機 之動作,前述臂部之動作及前述複數之保持用臂之動作用 之控制機構, 而前述控制機構乃使主處理機及臂部中之至少一方予 以動作之同時,令各保持用臂予以前進或後退,並在保持 用臂到達處理單元之前,先以檢測機構來檢測完成由保持 .用臂所保持之基板保持狀態。 2 .如申請專利範圍第1項所述之基板處理裝置,其 中,控制機構乃在主處理機及臂部中之至少一方之動作中 本紙張尺度逋用中國國家梂準(CNS)A4规格(210><297公釐)-38 - (請先閲讀背面之注f項再填寫本頁) ‘裝. 訂 經濟部中央#準局貞工消费合作社印裝 A8 B8 C8 _____ D8 六、申請專利範圍 ’且保持用臂進入於與處理單元產生物理性干擾之干擾區 域爲止之間I令各保持用臂進行進退。 3 ·如申請專利範圔第1項所述之基板處理裝置,其 中’檢測機構具備有具有Z軸方向光軸之光學察覺器,而 在予以前進保持有基板之保持用臂之時,該所保持之基板 會穿過前述光軸而遮住檢測用光,其結果,可檢測該所保 持之基板。 4 .如申請專利範圔第3項所述之基板處理裝置,其 中,保持用臂被設成個別可獨立地來實施前進或後退於臂 部,而在保持用臂之支撐部形成有檢測用光通過用之缺口 開口部, 前述控制器乃使兩支保持用臂之一支保持用臂之前進 期間和另一支保持用臂之後退期間可成爲重叠地來個別動 作,並在該、動作中,予以檢測通過前述缺口開口部之撿測 用光。 5 .如申請專利範圍第1項所述之基板處理裝置,其 中,各處理單元具備有形成爲朝向前述共同通道方向之開 口,及載置基板用之載置台,而以朝X軸方向前進前述保 持用臂而藉前述開口裝入基板於處理單元內’接著以朝Z 軸方向下降前述臂部而轉載基板於前述載置台上,又以朝 Z軸方向上升前述臂部而從前述載置台上提升基板,接著 以朝X軸方向後退前述保持用臂,而藉前述開口從處理單 元內予以取出基板· 6 .如申請專利範圔第1項所述之基板處理裝置’其 本紙張尺度適用中國國家橾準(CNS>A4规格( 210X297公釐> _ 39~- (請先聞讀背面之注f項再填寫本頁) 裝· - 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印«. A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 中’更真有,用以對主處理機交給基板用之副處理機。 7 .如申請專利範圍第1項所述之基板處理裝置,其 中’前述主處理機具備用以朝Z軸方向移動前述臂部用之 升降機構,而該升降機構具備有:被聯結於前述臂部之滑 件;朝Z軸方向導引該滑件之導軌;安裝著前述滑件之帶 :掛上有該帶之驅動滑件及從動滑件:與前述導軌配設成 平行之中空之無桿缸筒:及供給加壓用氣體於該無桿缸筒 下端以賦予無桿缸筒上升力用之上升力賦予機構。 8.如申請專利範圍第1項所述之基板處理裝置,其 中,檢測機構具備有配設於保持用臂上方之發光部,及配 設於保持用臂下方之受光部。 9 .如申請專利範圍第1項所述之基板處理裝置,其 中,具備保持該被處理基板周邊緣部用之保持部之第1臂 部及臂部的搬運裝置中,仍具備僅抵接於被處理基板 下面以保持該被處理基板用之保持部的第3臂部。 10. 如申請專利範圍第1項所述之基板處理裝置, 其中,位於最上階層之保持用臂,且與基板直接接觸之部 分,乃以摩擦係數爲大之材料所製成。 11. 如申請專利範圍第1項所述之基板處理裝置, 其中,控制機構具備有求出主處理機及臂部之移動距離用 之運算機構,並對應於由該運算機構所求出之主處理機及 臂部之移動距離,以加以增減移動主處理機及臂部時之加 速度。 12. 如申請專利範圔第1項所述之基板處理裝置, 本紙張尺度遄用中Η國家揉準(CNS ) A4规格(210X297公釐) m ^^^1 —4— In ^ 1^1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 订 -40 - 六、申請專利範圍 k制機構乃在從保持用臂轉載基板於處理單元內之 $置台上之時,就控制臂部之下降速度成爲慢速。 (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 13. —種基板處理方法,具備有: (a )從盒站搬入基板於處理部內之過程; (b )以保持用臂來保持基板,而沿著處理部內之共 同通道朝Y軸方向移動之同時,亦朝Z軸方向移動,並且 亦朝Z軸周圍進行動之第1移動過程; (c) 搬入基板至處理單元內之第2移動過程; (d) 從處理單元內予以搬出已處理完成之基板的第 3移動過程;及 (e) 從處理部內搬出基板至盒站之過程。 14. 如申請專利範圍第13項所述之基板處理方法 ,其中,於過程(b)中,將對應於在1個處理單元之種 類而碑變以保持用臂所保持之基板保持狀態之同時,予以 改變從前述1個處理單元搬運基板至另一個處理單元爲止 之搬運速度。 經濟部中夬揉準局負工消费合作社印装 1 5 .如申請專利範圍第1 3項所述之基板處理方法 ,其中,在過程(c)中,以朝X軸方向前進保持用臂並 藉開口來裝入基板於處理單元內,接著,以朝Z軸方向下 降臂部而轉載基板於處理元件之載置台上, 又以朝Z軸方向上升臂部而從前述臂部載置台上提上 基板,接著,以朝X軸方向後退前述保持用臂並藉前述開 口來從處理單元內取出基板β r 16.如申請專利範圍第13項所述之基板處理方法 本纸張尺度遄用中國國家梂率(CNS ) Μ规格(210X297公釐) B8 C8 D8 六、申請專利範圍 ’其中_,在過程(b )中,將對應於基板之移動距離,以 增減移動基板時之加速度。 1 7 .如申請專利範圍第1 3項所述之基板處理方法 ’其中,在過程(c )中,當從保持用臂轉載基板於處理 單元內之載置台上之時,就使臂部之下降速度減慢· 18.如申請專利範圍第13項所述之基板處理方法 ’其中,予以同時地來進行過程(c )之第2移動過程及 過程(d)之第3移動過程。 —1 I ^1ΙΊ--Ί I n ^ -— (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) t 鋰濟部中央橾準局員工消费合作社印裝 本紙張尺度逋用中國國家揉率(CNS > A4规格(210X297公釐)
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