JP2719524B2 - 半導体製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、半導体製造装置に関する。

（従来の技術） 従来より半導体の製造プロセスでは、被処理物例えば
半導体ウエハは複数の処理工程で各種の処理を受ける
が、近年、この半導体ウエハの高集積化に伴い、上記各
処理工程はますます増加し複雑化している。

一方、半導体製造の環境も上記微細化に伴ってダスト
（塵埃）の付着による半導体素子の欠陥を防止するため
により高いクリーン度が要求されており、クリーンルー
ムの高クリーン度化、また装置自身からの発塵の低減化
が一層必要とされている。

そこで複雑化する処理工程に容易に対応でき、また高
クリーン度化への対応が可能な半導体製造装置、例えば
レジスト処理装置として、ウエハ搬入・搬出機構や複数
の処理機構例えばレジスト塗布機構、現像機構、加熱機
構等を配置接続し、ウエハ搬送機構により各処理機構へ
半導体ウエハを所定の処理手順に従って自動搬送して一
連の処理を行うように形成したものが開発されている。

このような半導体製造装置における各処理機構の配列
構成は、処理内容や設置条件等により異なり、例えば各
処理機構を直線的に配置接続し、ウエハ搬送機構により
一方端の処理機構から順次次処理機構へと搬送して処理
するものや、複数の処理機構を平行配列し、中央部にウ
エハ搬送機構を配設して各処理機構へ半導体ウエハを搬
送して処理するように構成したもの等がある。

この半導体製造装置のウエハ搬入・搬出動作は、まず
半導体ウエハを所定の間隔で多数積層収容したウエハキ
ャリアを昇降自在に構成されたウエハ搬入機構（以下、
センダー機構と呼ぶ）に搭載する。このセンダー機構
は、ウエハ配列ピッチ間隔例えばウエハキャリアの収容
棚ピッチで昇降例えば下降するように、例えばステッピ
ングモータ等によって駆動可能とされっており、所定の
ピッチで下降するウエハキャリア内の半導体ウエハ下に
ウエハ搬送腕を挿入して、該ウエハ搬送腕上に半導体ウ
エハを搭載し、ウエハキャリアの下方から順次取出して
ウエハ搬送機構と移載するよう構成されている。そし
て、一連のプロセス処理を施された処理済み半導体ウエ
ハは、処理済みウエハを収容するウエハキャリアを搭載
したウエハ搬出機構（以下、レシーバ機構と呼ぶ）へと
搬送され、上記センダー機構と同様な構成とされている
レシーバ機構でウエハキャリアにその上方から順次収容
される。

（発明が解決しようとする課題） ところで、半導体装置の高集積化が進むにつれて処理
内容もさらに複雑化している現状においては、ウエハキ
ャリア単位でロット設定できない場合が生じている。ま
た、最近の多品種少量化によってさらにこの傾向は強ま
ってきている。

しかしながら、上述したように従来の半導体製造装置
におけるセンダー機構では、ウエハキャリア内に収容さ
れた半導体ウエハをその下方側から順次取出して処理を
行っているため、上述したように収容容器内に処理内容
の異なる多ロットの半導体ウエハが収容されていると、
小数ロット毎でバッチ的に処理を進めなければならず、
ロスタイムが大きくなって生産効率が大幅に低下すると
いう問題があった。また、異なるロット種を同時進行で
処理するように構成したとしても、各処理機構における
処理時間が異なれば、同様にロスタイムが増大し、生産
効率が低下してしまう。

また、処理内容の複雑化に伴って、該半導体製造装置
以降の処理工程が異なる場合が生じており、レシーバ機
構においても単にウエハキャリア上方から処理済の半導
体ウエハを順次収容したのでは、別途積替え作業が必要
になるといった問題が生じている。

本発明は、このような従来技術の課題に対処するため
になされたもので、処理内容が同一の半導体ウエハをウ
エハキャリアの収容位置に拘らず、同時進行で処理する
ことを可能にした半導体製造装置を提供することを目的
とするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち本発明は、複数種の被処理物を収容した収容
容器から被処理物を搬出し複数の処理機構へ搬送する搬
送機構を有する半導体製造装置において、 前記複数種の被処理物について処理内容に応じて処理
順位を指定する手段と、この処理順位にしたがって被処
理物を搬出し予め定められた処理順により前記処理機構
へ搬送する手段とを１つの装置内に設けたことを特徴と
する。

また請求項２の発明は、複数種の被処理物を収容した
収容容器から被処理物を搬出し複数の処理機構へ搬送す
る搬送機構を有する半導体製造装置であって、 前記複数種の被処理物の内で、同一の処理を行う被処
理物のグループ毎の処理内容に応じて処理順位を指定す
る手段と、 この処理順位にしたがって前記グループ毎に被処理物
を搬出し予め定められた処理順により各前記処理機構へ
搬送する手段とを１つの装置内に設けたことを特徴とす
る。

また、請求項３の発明は、複数種の被処理物を収容し
た複数の収容容器から被処理物を搬出し複数の処理機構
へ搬送する搬送機構を有する半導体製造装置であって、 前記複数の収容容器内に収容された前記複数種の被処
理物の内で、同一の処理を行う被処理物のグループ毎の
処理内容に応じて処理順位を指定する手段と、 この処理順位にしたがって前記グループ毎に被処理物
を搬出し、予め定められた処理順により各前記処理機構
へ搬送する手段とを１つの装置内に設けたことを特徴と
する。

本発明の半導体製造装置においては、まず処理順位指
定手段によって各被処理物の処理内容に応じて処理順位
が決定される。そして、この処理順位にしたがって収容
容器の所望の位置から被処理物を搬出するため、例えば
収容容器内に処理内容の異なる被処理物が任意の位置で
収容されていたとしても、同一処理内容の被処理物毎に
処理を行うことができる。

（実施例） 以下、本発明の半導体製造装置をレジスト塗布現像装
置に適用した一実施例を図面を参照して説明する。

装置本体１の中央部付近には、被処理物例えば半導体
ウエハ２を保持例えば吸着保持するウエハ保持機構３を
搭載し、このウエハ保持機構３をＸ−Ｙ−Ｚ方向および
θ方向に移動させるウエハ搬送機構４が配設されてい
る。このウエハ搬送機構４は、例えばステッピングモー
タおよびこれに連結されたボールスクリュー等の回転駆
動機構（図示せず）によって移動、回転される。

そして、このウエハ搬送機構４の一移動経路例えばＸ
方向移動経路５に沿って片側例えば図中上側には、夫々
複数のウエハ処理機構例えば半導体ウエハ２とレジスト
膜との密着性を向上させるために行うHMDS処理機構６、
半導体ウエハ２上に塗布された第１層目のレジスト中に
残存する溶剤を加熱蒸発させるための第１のプリベーク
機構７、この第１のプリベーク機構７で加熱処理された
半導体ウエハ２を冷却する第１の冷却機構８が夫々順に
並設されており、一方、上記移動経路５の上記各ウエハ
処理機構７、８、９と対向する側には、半導体ウエハ２
の上面に第１層目のレジストを回転塗布する第１の塗布
機構９と、半導体ウエハ２の上面に第２層目のレジスト
を回転塗布する第２の塗布機構10が順に並設されてい
る。そしてこれら各ウエハ処理機構６、７、８、９、10
により第１の処理装置ユニット11が構成されている。

この実施例の半導体製造装置では、処理工程に応じ
て、第１処理装置ユニット11と同様な他の処理装置ユニ
ットの増設が可能なように構成されており、増設時には
第１の処理装置ユニット11の一方側に半導体ウエハ２を
一時的に待機させる載置台12を備えた待機機構13を設
け、この待機機構13に連設して処理内容に応じた複数の
処理機構例えば第２のプリベーク機構14、この第２のプ
リベーク機構14で加熱処理された半導体ウエハ２を冷却
する第２の冷却機構15、光乱反射防止用CEL膜をレジス
ト上に被覆する表面被覆層塗布機構16および第２のウエ
ハ搬送機構17等からなる第２の処理装置ユニット18が増
設される。

第１の処理装置ユニット11の他方側には、処理前の半
導体ウエハ２を収納した複数例えば２つのウエハキャリ
ア21a、21bを搭載したセンダー機構22と、処理後の半導
体ウエハ２を収納する複数例えば２つのウエハキャリア
23、23を搭載したレシーバ機構24と、半導体ウエハ２を
吸着保持してウエハキャリア23へ搬入またはキャリア21
から搬出するウエハ搬送腕25と、このウエハ搬送腕25を
Ｘ−Ｙ−Ｚおよびθ方向に移動させる搬送腕駆動機構26
等から構成されるウエハ搬入・搬出機構27が配置されて
いる。そして、ウエハ搬送腕25により処理前の半導体ウ
エハ２をウエハキャリア21から取り出してウエハ載置台
28に載置するとともに、この載置台28に載置された処理
済みの半導体ウエハ２をウエハキャリア23に収納するよ
う構成されている。

上記センダー機構22は、第２図に示すように、ウエハ
キャリア21を搭載するキャリア載置台29と、該キャリア
載置台29を昇降させる昇降機構例えばボールスクリュー
機構30と、この昇降機構30を所定ピッチで駆動させる駆
動機構例えばステッピングモータ31とにより構成されて
いる。また、上記レシーバ機構24も同様な構成とされて
いる。

ウエハ取り出し作業時は、このウエハキャリア21を上
昇させた後、ウエハ搬送腕25を処理すべき半導体ウエハ
２の下面へと挿入し、ウエハキャリア21を下降させてウ
エハ搬送腕25上に半導体ウエハ２を搭載する。また、ウ
エハ収容作業時には、ウエハキャリア21を下降させ、半
導体ウエハ２が搭載されたウエハ搬送腕25をウエハキャ
リア21の所定位置に挿入し、ウエハキャリア21を上昇さ
せて所定の収容棚21上に半導体ウエハ２を搭載する。

このようなセンダー機構22およびレシーバ機構24の駆
動動作は、ウエハ搬入・搬出位置制御系40からの信号に
基づいて、ウエハ搬送腕25や搬送腕駆動機構26等ととも
にウエハ搬入・搬出機構制御部51によって制御されてお
り、ウエハ搬入・搬出機構制御部51は、第１の処理装置
ユニット11内の各処理機構や搬送機構を制御する第１の
処理装置ユニット制御部52と第２の処理装置ユニット18
内の各処理機構や搬送機構を制御する第２の処理装置ユ
ニット制御部53とともに、主制御部54によって集中制御
されている。

ウエハ搬入・搬出位置制御系40は、入力部55から入力
された処理内容が同一のロット種単位でのロット処理順
位に基づき、主制御部54から転送される各ウエハキャリ
ア21a、21bに収容された半導体ウエハ２の処理内容と位
置情報を参照して、具体的に各ウエハキャリア21a、21b
の収容位置に基づく処理順位を決定する搬入・搬出位置
制御部41と、この決定された処理順位を記憶する取出位
置記憶部42とを有している。なお、レシーバ機構24にお
ける収容位置を特に指定しない場合は、例えば処理済の
半導体ウエハ２は各ウエハキャリア21a、21bの取出され
た位置に収容されるように、搬入・搬出位置制御部41に
よって制御される。また、取出し順位の入力指令自体を
各ウエハキャリア21a、21bの収容位置に基づいて行うこ
とも可能である。

また、レシーバ機構24における収容位置を指定する場
合は、搬入・搬出位置制御部41は同様に入力部55から入
力されたロット種毎の収容位置順位に基づいて、主制御
部54から転送される各ウエハキャリア21a、21bに収容さ
れた半導体ウエハ２の処理内容と位置情報、あるいは取
出位置記憶部42に記憶された処理順位を参照して収納位
置順位を決定し、この収納位置順位が収納位置記憶部43
に記憶される。

次に、上記構成のセンダー機構22およびレシーバ機構
24のうち、センダー機構22を例として取出し順位決定方
法について説明する。

まず、主制御部54から各ウエハキャリア21a、21bに収
容された各半導体ウエハ２の処理内容と位置情報が搬入
・搬出位置制御部41に送られる。この各半導体ウエハ２
に対する情報は、例えば第３図（Ａ）に示すように第１
のウエハキャリア21aの収容棚32a−１から収容棚32a−
５までは処理内容Ａ（以下Ａロットと記す）の半導体ウ
エハ２が、収容棚32a−６から収容棚32a−10までは処理
内容Ｂ（以下Ｂロットと記す）の半導体ウエハ２が、収
容棚32a−10から収容棚32a−ｎまでは処理内容Ｃ（以下
Ｃロットと記す）の半導体ウエハ２が収容されており、
また同図（Ｂ）に示すように第２のウエハキャリア21b
の収容棚32b−１から収容棚32b−10まではＡロットの半
導体ウエハ２が、収容棚32b−11から収容棚32b−ｎまで
はＢロットの半導体ウエハ２が収容されているというよ
うな情報である。一方、処理内容が同一のロット種単位
で処理順位、例えばＡロット→Ｂロット→Ｃロットとい
うようにロット順位を入力する。

そして、搬入・搬出位置制御部41は、ロット順位に基
づき収容されている各半導体ウエハ２の処理内容と位置
情報を参照して具体的な処理順位、例えばウエハキャリ
ア21a、21bの収容棚で記載すると、32a−１→32a−２→
…→32a−５→32b−１→…32b−10→32a−６→…→32a
−10→32b−11→32b−12→…→32b−ｎ→32a−11→…→
32a−ｎを決定し、この処理順位を取出位置記憶部42に
記憶する。

処理開始とともに、この処理順位がウエハ搬入・搬出
機構制御部51に転送され、この処理順位に基づいてウエ
ハ搬送腕25は各半導体ウエハ２を取出す。

また、レシーバ機構24において収容位置を設定する際
にも同様な手順で収容位置が決定される。

こうしてウエハ搬入・搬出機構27からウエハ搬送機構
４のウエハ保持機構３へ所定の順序で移載された半導体
ウエハ２は、各処理機構を所定の順序で例えば、HMDS処
理機構６→第１の塗布機構９→第１のプリベーク機構７
→第１の冷却機構８→第２の塗布機構10に搬送されて夫
々の処理を施される。

この後、必要であれば第２の処理装置ユニット34へと
搬送され所定の処理を施された後、再びウエハ搬送機構
４によりウエハ搬入・搬送機構27へと搬送され、レシー
バ機構24により処理済みの半導体ウエハ２はウエハキャ
リア23内の同位置あるいは指定された位置に収容され
る。

このように、この実施例のレジスト塗布現像装置にお
いては、指定されて処理順位にしたがってウエハキャリ
アの所望の位置から半導体ウエハを取出し、各処理機構
に搬送することが可能であるため、１つのウエハキャリ
ア内に複数のロット種が収容されていたとしても、同一
の処理内容の半導体ウエハ毎に処理を行うことができ
る。よって、処理内容の変更や処理手順の違いによるロ
スタイムを減少させることができ、処理内容の複雑化や
多品種少量化に対してスループットを余り低下させるこ
となく対応することが可能である。さらに、全体の処理
時間を短縮するよう処理順位をプログラムすることも可
能である。

また、複数のウエハキャリア間における同一ロット種
の半導体ウエハをまとめて処理することが可能であるた
め、さらにロスタイムの減少が可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の半導体製造装置によれ
ば、処理内容の複雑化や多品種少量化に対しても高スル
ープット処理が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の半導体製造装置をレジスト塗布現像装
置に適用した一実施例の構成を示す図、第２図は第１図
に示すレジスト塗布現像装置のセンダー機構の構成およ
び制御系を示す図、第３図はウエハキャリア内に収容さ
れた半導体ウエハの処理内容および位置情報を説明する
ための図である。 １……装置本体、２……半導体ウエハ、４……ウエハ搬
送機構、６、７、８、９、10……処理機構、11……第１
の処理装置ユニット、21、23……ウエハキャリア、22…
…センダー機構、24……レシーバ機構、25……ウエハ搬
送腕、27……ウエハ搬入・搬出機構、29……キャリア載
置台、30……昇降機構、31……ステッピングモータ、32
……収容棚、40……搬入・搬出位置制御系、41……搬入
・搬出位置制御部、42……取出位置記憶部、43……収容
位置記憶部、51……ウエハ搬入・搬出機構制御部、54…
…主制御部。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数種の被処理物を収容した収容容器から
   被処理物を搬出し複数の処理機構へ搬送する搬送機構を
   有する半導体製造装置において、 前記複数種の被処理物について処理内容に応じて処理順
   位を指定する手段と、この処理順位にしたがって被処理
   物を搬出し予め定められた処理順により前記処理機構へ
   搬送する手段とを１つの装置内に設けたことを特徴とす
   る半導体製造装置。
2. 【請求項２】複数種の被処理物を収容した収容容器から
   被処理物を搬出し複数の処理機構へ搬送する搬送機構を
   有する半導体製造装置であって、 前記複数種の被処理物の内で、同一の処理を行う被処理
   物のグループ毎の処理内容に応じて処理順位を指定する
   手段と、 この処理順位にしたがって前記グループ毎に被処理物を
   搬出し予め定められた処理順により各前記処理機構へ搬
   送する手段とを１つの装置内に設けたことを特徴とする
   半導体製造装置。
3. 【請求項３】複数種の被処理物を収容した複数の収容容
   器から被処理物を搬出し複数の処理機構へ搬送する搬送
   機構を有する半導体製造装置であって、 前記複数の収容容器内に収容された前記複数種の被処理
   物の内で、同一の処理を行う被処理物のグループ毎の処
   理内容に応じて処理順位を指定する手段と、 この処理順位にしたがって前記グループ毎に被処理物を
   搬出し、予め定められた処理順により各前記処理機構へ
   搬送する手段とを１つの装置内に設けたことを特徴とす
   る半導体製造装置。