JP2759155B2 - 塗布装置 - 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、レジスト液の塗布や現像液の塗布等を行う
塗布装置に関する。

（従来の技術） 従来より、被処理物例えば半導体ウエハ上に処理液例
えばレジスト液等を塗布する塗布工程においては、複数
の処理工程で各種の処理を施すが、近年の半導体素子の
高集積化が限りなく進み、これに対応した製造装置の開
発が要求されている。その一つにレジスト膜処理の均一
化が要求されている。上記各処理工程の種類はますます
増加し複数化している。

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塗布装置として、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
構等を処理順序に従って直線的に配置接続した塗布現像
装置と、インターフェース機構を介して露光装置とを接
続し、所定の処理手順に従って一連の処理を行うように
構成したものが開発されている。

このような塗布装置では、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
成されたウエハ搬送機構に配置し、ベルト搬送等により
該ウエハキャリア内の半導体ウエハを１枚ずつ取出して
各処理機構へと自動搬送する。

そして、処理機構内のウエハ載置台例えばウエハチャ
ックトップ等に位置合せをして移載した後、所定の処理
例えばレジスト液の塗布を施す。

こうしてレジスト膜の形成された半導体ウエハは、一
旦インターフェース機構でストックされ、次いで露光装
置側にベルト搬送等により搬送され、露光処理が行われ
る。この後、露光済みの半導体ウエハは、再度塗布現像
装置側に搬送されて必要に応じて処理が行われた後ウエ
ハ搬送機構へと搬送され、ここで処理済みウエハを収容
するウエハキャリア内へと収容される。

ところで、半導体ウエハを搬送機構から処理機構内の
ウエハ載置台へと移載する際には、半導体ウエハの正確
な位置合せ例えばウエハ載置台と半導体ウエハとのセン
タリングを行う必要があり、近年の半導体素子の高集積
化に伴い、この位置合せ精度も高精度化が要求されてい
る。

従来の塗布装置における半導体ウエハ移載時の位置合
せでは、搬送機構に設けられたウエハ位置検出機構によ
り半導体ウエハを検出し、半導体ウエハがウエハ移載部
で正確に停止するように搬送機構を制御することで行っ
ていた。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上述した従来の塗布装置における半導体ウ
エハ移載時の位置合せ動作では、半導体ウエハを検出し
てから搬送機構を停止させるまでに若干のタイムラグが
生じるため、高精度の位置合せを行うことが困難であっ
た。

また、この問題を解決するためにウエハ検出機構をウ
エハ移載部の手前に配置し、搬送機構の搬送速度と、ウ
エハ検出機構とウエハ移載部間の距離とを考慮して、ウ
エハ検出後所定の時間を経てから搬送機構を停止させる
ことで半導体ウエハを正確に移載部に位置決めすること
も行われている。

しかしながら、このような位置決め方法でも、搬送機
構と半導体ウエハ間でスリップが発生した場合や、何ら
かの原因で搬送速度に変動等が生じた場合には、半導体
ウエハを移載部に正確に停止させることができず、移載
時のトラブル発生原因になるという問題があり、最悪の
場合には、位置ずれ発生した状態で処理機構のウエハ載
置台に載置され、位置ずれの状態でレジスト液をスピン
コートした場合、均一な塗布が困難となり、処理不良が
発生した。

本発明は、上述した従来の問題点を解決するためにな
されたもので、ウエハ搬送機構と処理機構間のウエハ移
載時における位置合せ精度の向上が図れる移載機構を具
備した塗布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） 本発明の塗布装置は、一枚の被処理物の表面に処理液
を塗布する塗布機構を含む複数の処理機構と、この各処
理機構に被処理物を一枚ずつ搬送し前記処理機構内の被
処理物載置台上に一枚搭載する搬送機構と、前記被処理
物に対して露光を行う露光装置との間で当該被処理物の
受渡しを行う受渡し機構とを備えた塗布装置において、 前記搬送機構の搬送路の予め定められた位置に設けら
れ前記被処理物を停止させる当接部材と、この当接部材
により停止した前記被処理物の周縁部に前記被処理物の
周形状に適合した挟持片を当接させてこの被処理物の位
置合せする位置合せ部材とを備えていることを特徴とす
る。

（作用） 本発明の塗布装置は、搬送された一枚の半導体ウエハ
の搬送方向縁部に挟持片を当接させて半導体ウエハを挟
持し、該半導体ウエハの停止・粗位置合せを行い、この
粗位置合せをした半導体ウエハの周縁部に位置合せ部材
を当接して正確な位置合せを行うように構成したので、
ウエハ全面にレジスト膜または現像液を均一に塗布させ
ることが可能となる。

また、本発明の塗布処理方法では、露光装置から受取
った被処理物を位置合せした後、各処理機構に搬送する
ので、各処理機構において、適正な処理を行うことがで
きる。

（実施例） 以下、本発明をレジスト液塗布現像装置に適用した一
実施例について図を参照して説明する。

装置本体１には、処理前の半導体ウエハ２を多数収容
したウエハキャリア３から該半導体ウエハ２を一枚ずつ
順に取出すウエハ取出し機構（以下、センダー機構）４
および５、半導体ウエハ２の上面に第１層目のフォトレ
ジストを塗布する第１の塗布機構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留する溶剤を加
熱蒸発させる第１の加熱機構７、この第１の加熱機構７
によって加熱処理された半導体ウエハ２を次工程の処理
機構に搬送する第１の搬送機構８、半導体ウエハ２に第
２層目のフォトレジストを塗布する第２の塗布機構９、
第２層目のフォトレジスト中に残留する溶剤を加熱蒸発
させる第２の加熱機構10、この第２の加熱機構10によっ
て加熱処理された半導体ウエハ２をインターフェス機構
11に送り渡す第２の搬送機構12が夫々順に直線状に配置
されている。センダー機構４、５によりウエハキャリア
３から搬送された半導体ウエハ２は予め定められた処理
手順に従って上記処理機構６、７、９、10を順に搬送さ
れて一連の処理を施される。

こうしてレジスト塗布処理された半導体ウエハ２は、
インターフェース機構11を介して露光装置ユニット13へ
と搬送される。

露光装置13により露光処理された半導体ウエハ２は、
再びインターフェース機構を介して、処理済みの半導体
ウエハ２を１枚ずつ順にウエハキャリア３へ収容するた
めの搬送機構（以下、レシーバ機構）14、15へと搬送さ
れる。

上記センダー機構４および５、各搬送機構12、レシー
バ機構14、15には夫々上記各搬送機構を制御するための
コントローラ16、17、18、19、20、21が接続されてい
る。そして、この各コントローラ16、17、18、19、20、
21で上記各搬送機構を所定の手順にて制御するととも
に、上記各コントローラはメインコントローラ22により
全体的に制御されるように構成されている。

上記実施例の各搬送機構４、５、８、12、14、15によ
り各処理機構６、７、９、10内に搬送された半導体ウエ
ハ２は、位置合せされた後、各処理機構内のウエハ載置
台例えばチャックトップ上へと移載され所定の処理が施
される。

この移載機構の構成について第２図および第３図を参
照して説明する。

図示を省略した搬送機構例えばローラ搬送機構により
処理機構例えばレジスト液塗布機構へ搬送された半導体
ウエハ２は、ここで移載機構31へと移載される。

移載機構31は一対のローラ搬送部32、32を互いに平行
に配置して構成されており、各ローラ搬送部32はステン
レス部材等からなる支持板33と、各支持板33の内側面に
複数対列設された例えばブルモラ（商品名）等の高分子
部材からなる搬送ローラ34と、これら搬送ローラ34に支
持板33を挟んで回転軸35により同軸に連結された例えば
ブルモラ（商品名）等の高分子部材からなる駆動ローラ
36と、各駆動ローラ36間のうち所定の駆動ローラ36間に
配置され支持板33に回転自在に設けられたテンション調
整用のプーリー37等から主要部分が構成されている。

そして、各駆動ローラ36および各プーリー37間には、
例えばポリウレタン等の高分子部材からなるローラ駆動
用のベルト38が掛渡されており、全ての搬送ローラ34が
この駆動ベルト38により駆動を伝達される。

これらローラ搬送部32上には、半導体ウエハ２と同曲
率の円弧を有するウエハガイド39、39がその円弧部39a
を相対向させて配設されている。また、ウエハガイド39
間の下方に処理機構のウエハ載置台例えば３次元移動自
在のチャックトップ40が配置されている。そしてこれら
ウエハガイド39の少なくとも一方側のウエハガイド39下
方のローラ搬送部32上には半導体ウエハ２を検出するた
めの例えば容量センサや反射型フォトセンサ等のウエハ
検出機構41が設けられている。

また、両ローラ搬送部32間にはローラ搬送部32を所定
の距離接近・離間させるための例えば各ローラ搬送部32
間に設けられた伸縮シリンダ42とガイド機構43等からな
るローラ搬送部間隔調整機構44が設けられている。

一方、各ローラ搬送部32の搬送方向端部内側には、半
導体ウエハ２が各ウエハガイド39間まで搬送された際に
ローラ搬送部32下側から突出して該半導体ウエハ２側面
と当接し、これを停止させるウエハストップピン45、45
が配設されている。

このウエハストップピン45の突出位置は、搬送された
半導体ウエハ２の中心と、各ウエハガイド39の円弧部39
aの中心とがセンタリングされる位置となるように位置
決めされている。

以下、このウエハストップピン45の構造について第３
図を参照して説明する。

ローラ搬送部32内には、ローラ搬送部32の搬送方向と
同方向に伸縮可能に伸縮機構例えばエアーシリンダ51が
収容されており、該エアーシリンダ51のプランジャ部先
端にスライドブロック52が設けられている。

このスライドブロック52には、スライド方向の断面形
状が鼓形状のガイド孔53が穿設されており、このガイド
孔53に回転板54が挿入されている。

回転板54の一端はシリンダ51をローラ搬送部32に固定
するシリンダブロック55に回転自在に取付けられてお
り、その回転軸と同軸に回転棒56が取付けられている。

そしてこの回転棒56の端部に、回転棒56と直角に上記
ウエハストップピン45が立設されている。

このようなウエハストップピン45の動作について以下
に説明する。尚、動作説明は便宜上、ウエハストップピ
ン45がローラ搬送部上方に突出した状態から下方へとさ
がる場合について説明する。

ウエハストップピン45が突出した状態では、シリンダ
51は伸長した状態となっている。

この状態で、シリンダ51を収縮させると、シリンダ51
のプランジャ部先端に設けられたスライドブロック52も
後退する。そして、スライドブロック52の後退により、
ガイド孔53内に挿入された回転板54は、ガイド孔53内の
絞り部53aに押圧されてスライドブロック52とともに後
退する。この動作により回転板54はその回転軸を回転中
心として振り子運動（図中左回転）をし、回転棒56が回
転する。

この回転棒56の回転動作により回転棒56先端に立設さ
れたウエハストップピン45がローラ搬送部32下方へと回
転する。

このような構成のウエハストップピンを有する移載機
構31における半導体ウエハ移載時の位置合せ動作につい
て以下に説明する。

図示を省略したウエハ搬送機構により搬送された半導
体ウエハ２は、ローラ搬送部32上に受け渡される。この
受け渡しの際には、各ローラ搬送部32間に設けられた間
隔調整機構44の伸縮シリンダ42を駆動して両ローラ搬送
部32の搬送ローラ34上に半導体ウエハ２の周縁部が搭載
されるようにローラ搬送部32間の間隔を調整する。

こうして搬送ローラ34上に移載された半導体ウエハ２
は、ウエハガイド39間へと搬送される。半導体ウエハ２
がウエハガイド39間まで移動すると、ウエハ位置検出機
構41が該半導体ウエハ２を検出し、この検出信号に基づ
いてウエハストップピン45の回転駆動用のシリンダ51が
動作例えば伸長し、ウエハストップピン45がローラ搬送
部32上方へと突出する。そして搬送ローラ34上の半導体
ウエハ２は、このウエハストップピン45と当接して停止
する。

このウエハストップピン45の突出位置は、搬送された
半導体ウエハ２の中心と、各ウエハガイド39の円弧部39
aの中心とがセンタリングされる位置となるように位置
決めされているため、半導体ウエハ２は、このウエハス
トップピン45に当接した状態で既に粗位置合せが完了し
た状態となる。

この後、ウエハガイド39間の垂下に配置された３次元
移動自在のウエハ載置台例えばウエハチャックトップ40
が上昇して半導体ウエハ２を搭載する。

半導体ウエハ搭載後、半導体ウエハ２とウエハガイド
39とが同一高さとなるようにさらにチャックトップ40を
上昇させ、この後、ローラ搬送部32間に設けられたロー
ラ搬送部間隔調整機構44の伸縮シリンダ42を駆動してウ
エハガイド39の円弧部39aを半導体ウエハ２の側面に当
接し、チャックトップ40と半導体ウエハ２との正確なセ
ンタリングを行う。上記円弧部39は大きければ大きい
程、位置合せ精度が向上する。

この後、チャックトップ40の真空機構（図示せず）を
駆動して半導体ウエハ２を吸着固定し、処理機構例えば
レジスト液塗布用の処理部例えばスピンコータへとチャ
ックトップ40を移動させる。

このように、上述した実施例の塗布装置によれば、移
載機構31上の半導体ウエハ２をウエハストップピン45に
当接させることで粗位置合せを行い、その後、ウエハガ
イド39等で正確に位置合せを行うように構成したので、
従来の移載機構のように移載機構と半導体ウエハ間での
スリップ等による搬送速度の変動が生じた場合でも、半
導体ウエハを移載部に正確に停止させることができ、搬
送機構から処理機構へのウエハ移載時における位置合せ
精度が向上する。

ところで、上述実施例では、ウエハストップピン45の
駆動機構として伸縮シリンダ51を用いいてウエハストッ
プピン45を回転させる構造としたが、本発明はこれに限
定されるものではなく、半導体ウエハの搬送方向に対し
て障害となるような構造例えば伸縮シリンダをローラ搬
送部下方に垂直に配設し、このシリンダ先端にウエハス
トッパを垂直設け、伸縮シリンダを伸長させてウエハス
トッパを搬送ローラ上に突出させるような構造でもよ
く、半導体ウエハと当接するようなものであればどのよ
うな構造のものでもよい。

さらに、ウエハ搬送機構としては、ローラ搬送機構以
外のもの例えばベルト搬送等のいずれの搬送機構でも適
用可能である。

この移載機構を備えた塗布装置の動作について以下に
説明する。

第１図において、全ての機構を使用する工程の場合に
は、各搬送機構の各機能を、例えば次のように選択プロ
グラムして動作させる。

搬送機構４、５をセンダー機能、８、12をバッファ機
能、14、15をレシーバー機能に選択することにより、搬
送機構４、５から半導体ウエハ12を１枚ずつ取り出して
フォトレジストの塗布、加熱処理を行い、搬送機構８で
半導体ウエハ２をプロセスに対応して一時的に収納保存
後、送り出す。そして、第２のフォトレジストの塗布、
加熱処理を行った後、搬送機構11に一時的に収納保存し
て露光装置13のインターフェース機構12との動作調整を
行いつつ半導体ウエハ２を露光装置13側へ送り出す。そ
して、露光処理が終了するとインターフェース機構12か
ら半導体ウエハ２を搬送機構14、15で受取り、ウエハカ
セット３内に収納する。上記各処理機構へ搬送する際、
一枚ずつ半導体ウエハを挟持して位置合せし、適正な処
理を支援する。

次に、例えば第１の塗布機構６と第１の加熱機構７の
みを使用するプロセスの場合には、搬送機構４、５をセ
ンダー機能、搬送機構８をレシーバー機能に選択する。

また、例えば第２の塗布機構９と第２の加熱機構10の
みを使用するプロセスの場合には、搬送機構８をセンダ
ー機能、搬送機構11をレシーバー機能に選択する。

尚、上記各搬送機構に対する機能の選択は、各コント
ローラ毎に操作設定してもよく、また、メインコントロ
ーラ22にて一括選択するように構成してもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の塗布装置によれば、位
置合せした後塗布処理することができるため、均一な塗
布処理を可能とし、超高集積化に対応することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一実施例の塗布装置の構成を示す
図、第２図は第１図の搬送機構と処理機構間の移載機構
の構成を示す図、第３図は第２図のウエハストップピン
の構成を示す断面図である。 ２……半導体ウエハ、３……ウエハカセット、４、５、
８、12、14、15……搬送機構、16、17、18、19、20、21
……コントローラ、22……メインコントローラ、31……
移載機構、32……ローラ搬送部、34……駆動ローラ、36
……駆動ローラ、38……駆動ベルト、39……ウエハガイ
ド、40……チャックトップ、41……ウエハ検出機構、42
……伸縮シリンダ、44……ローラ搬送部間隔調整機構、
45……ウエハストッパ、51……伸縮シリンダ、52……ス
ライドブロック、53……ガイド孔、53a……絞り込み
部、54……回転板、56……回転棒。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一枚の被処理物の表面に処理液を塗布する
   塗布機構を含む複数の処理機構と、この各処理機構に被
   処理物を一枚ずつ搬送し前記処理機構内の被処理物載置
   台上に一枚搭載する搬送機構と、前記被処理物に対して
   露光を行う露光装置との間で当該被処理物の受渡しを行
   う受渡し機構とを備えた塗布装置において、 前記搬送機構の搬送路の予め定められた位置に設けられ
   前記被処理物を停止させる当接部材と、この当接部材に
   より停止した前記被処理物の周縁部に前記被処理物の周
   形状に適合した挟持片を当接させてこの被処理物の位置
   合せする位置合せ部材とを備えていることを特徴とする
   塗布装置。