JP3682170B2 - カセット搬送システム、半導体露光装置、及びレチクル運搬方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造ラインの主としてリソグラフィ工程で使用されるウェハやレチクルを搬送するカセット搬送システムと、カセット搬送システムによって搬送されるウェハとレチクルを用いて露光処理を行う半導体露光装置と、露光処理のレチクルを運搬するレチクル運搬方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体製造ラインが配備されたクリーンルームでは、図１６に示すように各製造工程ごとに必要な装置等が配置されている。同図の工程（Ｉ）は、半導体ウェハに回路パターンを焼き付ける露光工程のラインを示し、この露光工程ラインには、レジスト塗布／現像処理を行うレジスト塗布装置３１０と露光処理を行う露光処理装置３２０のほか、製品ウェハが収納されたウェハ運搬カセット（以下、ロットと記す）を保管するウェハストッカ２０１と、レチクル（露光処理用マスク）を保管するレチクルストッカ２０２と、空カセットを保管する空カセットストッカ２０３とが配備されている。
【０００３】
上記従来のウェハストッカ２０１は、例えば図１７に示すように、ロット専用の保管棚２０２ａと、この保管棚２０２ａにロットの出し入れを行う移載ロボット２０２ｂと、ロットの入出力庫２０２ｃとを備えた構造を成している。また、レチクルストッカ２０２及び空カセットストッカ２０３も同様の構造で、それぞれレチクル専用及び空カセット専用のストッカとして構成されている。
【０００４】
かかる露光工程ラインでは、所要の処理を行なうために、処理前のウェハを収納したロットと、レチクルを収納したレチクル運搬カセットと、処理済みウェハを収納するための空カセットとを、ウェハの処理タイミングに合わせて、各々個別のストッカから処理装置（レジスト塗布装置３１０及び露光処理装置３２０）まで搬送している。
【０００５】
具体的には、半導体製造工程において回路を形成していく半導体ウェハと、露光工程において使用されるレチクルとは、それぞれの形状、大きさが異なるため、各々専用の容器（図１８（ａ），図１８（ｂ））に収納され、独立した別の搬送システムで搬送されている。そのため、半導体露光装置３００に準備されているレチクルとは異なるレチクルにより露光されるウェハが露光装置３００に搬送されてきた場合には、レチクルを交換する必要が生じる。露光装置３００内に収納されているレチクルの交換は、通常、露光装置３００内で行われるが、露光装置３００内に収納されていないレチクルを使用する場合には、当該レチクルをレチクルストッカ２０２から露光装置３００へ搬送する必要がある。
【０００６】
図１９は、従来のウェハ搬送システム及びレチクル搬送システムを示す概念図であり、図２０は、従来の露光工程ラインの概略処理フローを示す概念図である。 まず処理前（図２０のステップＳ１０１）は、ウェハ搬送システム５００を使用してレジスト塗布装置３１０に対して、ウェハストッカ２０１及び空カセットストッカ２０３からそれぞれ容器Ａ，Ｃが搬送されると同時に、レチクル搬送システム５１０を使用して露光処理装置３２０に対して、レチクルストッカ２０２から容器Ｂが搬送されてくる。容器Ａは処理前のウェハが収納されているロットであり、容器Ｂはレチクルが収納されているレチクル運搬カセットであり、容器Ｃは空カセットである。
【０００７】
続く処理時（図２０のステップＳ１０２）では、容器Ａ，Ｂよりウェハとレチクルが取り出されて、そのウェハ全面にレジストが塗布された後、露光処理装置３２０でレチクルがセットされて露光が行われる。処理後（図２０のステップＳ１０３）は、容器Ａは空となり、容器Ｂは使用済みレチクルを収納し、容器Ｃは露光後のウェハを収納して、それぞれ別のストッカ或いは次工程へ搬送される。ウェハ搬送は、製造工程の効率化に伴うウェハの大口径化によって口径が３００ｍｍ以降のウェハを扱うクリーンルームではその大きさと重さから、天井走行式無人搬送車等を用いた自動化が必須と考えられている。ウェハの搬送が自動化された場合は、露光処理装置３２０で使用するレチクルもウェハの搬送タイミングに合わせて露光処理装置３２０に供給する必要がある。作業者が行なう場合には段取りと計画、作業実施が難しく、また自動搬送システムを使用する場合にはウェハ用カセットとは形状や運搬先が異なるため専用の搬送システムが必要となる。
【０００８】
図２１は、従来の半導体露光装置の構成を示すブロック図である。
【０００９】
レジスト塗布装置３１０は、レジスト塗布処理と現像処理を行うために、ウェハ搬送システムとの連絡口であるカセットステージＣ／Ｓ１〜Ｃ／Ｓ４と、加熱処理のためのホットプレート３１１と、レジストの密着性を強化するためのＨＭＤＳ蒸気塗布部（ＡＤ）３１２と、ウェハを常温に戻すためのクーリングプレート３１３と、レジストを塗布するためのレジスト塗布部３１５と、露光したレジストを現像する現像ユニット３１６とを備えている。なお、実際にはその他の処理ユニットを使用する場合があるし、装置のスループットを向上するためにホットプレート３１１やクーリングプレート３１３は複数取り付けられている。
【００１０】
一方、露光処理装置３２０は、レチクルをセットしてウェハを露光する露光部３２１と、レチクル搬送システム５１０との連絡口であり、レチクルを一時保管するレチクルライブラリ３２２とを備えている。さらには、レジスト塗布装置３１０内を搬送してきたウェハを露光処理装置３２０に渡す搬送器３１７のほか、レチクルライブラリ３２２内のレチクルを露光部３２１に搬送する搬送器（図示省略）なども備えている。
【００１１】
従来は、ウェハ搬送システム５００からロットをカセットステージにセットしてカセットからウェハを取り出し、レジスト塗布装置３１０内でレジスト塗布処理を行った後、露光処理装置３２０に渡す。また、露光処理装置３２０では、レチクル搬送システム５１０から搬送されてきたレチクルを、カセットに収めた状態でレチクルライブラリ３２２にセットする。その後、露光処理装置３２０内でレチクルライブラリ３２２からレチクルを露光部３２１へ搬送する。
【００１２】
図２２は、従来のレジスト塗布装置３１０と露光処理装置３２０内におけるウェハとレチクルの搬送手順を示す流れ図である。
【００１３】
まず、ウェハは、ロットに収められてウェハ搬送システム５００からカセットステージ（例えばＣ／Ｓ１）に搬送される（ステップＳ２０１）一方、レチクルは、レチクル運搬カセットに収められてレチクル搬送システム５１０からレチクルライブラリ３２２に搬送される（ステップＳ３０１）。
【００１４】
そして、カセットステージＣ／Ｓ１でロットからウェハが取り出され、レジスト塗布装置３１０内において、ＨＭＤＳ蒸気塗布部（ＡＤ）３１２、レジスト塗布部３１５、ホットプレート３１１、及びクーリングプレート３１３の順で搬送されて（ステップＳ２０２〜ステップＳ２０５）、レジスト塗布処理が施される。 レジスト塗布処理後のウェハは、レジスト塗布装置３１０と露光処理装置３２０の間のウェハインターフェース部Ｉ／Ｆを通して露光処理装置３２０の露光部３２１へ搬送される（ステップＳ２０６）。一方、レチクルは、レチクルライブラリ３２２から露光部３２１にセットされ、露光処理が行われる（ステップＳ３０２）。
【００１５】
露光済みのウェハは、ウェハインターフェース部（Ｉ／Ｆ）を通してレジスト塗布装置３１０に搬送され（ステップＳ２０７）、ホットプレート３１１、クーリングプレート３１３、現像ユニッ３１６ト、ホットプレート３１１、及びクーリングプレート３１３の順で搬送されて（ステップＳ２０８〜ステップＳ２１２）、現像処理が施される。現像済みのウェハは、カセットステージＣ／Ｓ１上のカセットに戻され（ステップＳ２１３）、ウェハ搬送システム５００を使用して、他の装置もしくはストッカに搬送される。
【００１６】
一方、露光処理装置３２０内の使用しないレチクルは、レチクルライブラリ３２２に戻され（ステップＳ３０３）、レチクルライブラリ３２２からレチクル搬送システム５１０を使用して（ステップＳ３０４）、レチクルストッカ２０２に戻される。
【００１７】
上記したレジスト塗布装置３１０内でのウェハ搬送手順は、図２３に示すように半導体露光装置３００の制御装置３３０によって制御される。すなわち、当該制御装置３３０には、上位のホストコンピュータ（装置管理ホスト）６００と通信を行う通信部と、所定のウェハ搬送手願を実行する搬送制御部と、搬送制御部で実行する複数のウェハ搬送手順を記憶する記憶部とを備えている。
【００１８】
装置管理ホスト６００は、ウェハ（群）ＩＤ、容器（カセット）ＩＤ、品名、及び工程等の情報を管理し、前記制御装置３３０に対して指示を送るようになっている。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の搬送システムでは、次のような問題点があった。
【００２０】
製造する製品の種類と工程の数だけレチクルが必要となり、１台の露光処理装置３２０で処理する製品の数が増えると、レチクルストッカ２０２と露光処理装置３２０との間で交換するレチクルの枚数は多くなる。搬送機器によりレチクルストッカ２０２と露光処理装置３２０との間でレチクルを搬送するため、搬送機器に対する搬送負荷が増加する。
【００２１】
また、搬送システムがウェハ搬送システム５００及びレチクル搬送システム５１０共に自動化されている場合においても、ロット／空カセットの搬送とレチクル運搬カセットの搬送は、上述したように被搬送物の形状の違いや搬送先の違い（レチクルは露光処理装置３２０に直接搬送）から、個別専用の搬送システムが必要である。別の搬送システムであることから、ウェハの処理タイミングに合わせてレチクルを露光処理装置３２０に供給することが非常に困難となる。これを実現するには、高度な搬送タイミングの制御システムと専用の高速レチクル搬送システムが必要であり、非常に高性能で高価な搬送システムが必要である。
【００２２】
本発明は、上述の如き従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、半導体露光装置に対するウェハ搬送系とレジスト搬送系を１つに統一したカセット搬送システムを提供することである。また、その他の目的は、前記統一化されたカセット搬送システムに対応した機能を有する半導体露光装置、さらには前記統一化されたカセット搬送システムを実現可能とするレチクル運搬方法を提供するもである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明であるカセット搬送システムの特徴は、半導体ウェハおよび露光処理用のレチクルのどちらをも収納するカセットと、前記レチクルを前記カセットに載置するためのレチクル積載治具と、前記半導体ウェハを前記カセットに収納したロットおよび前記カセットと同一形式の空カセットおよび露光処理用のレチクル及び前記レチクル積載治具を保管する保管手段と、前記レチクル積載治具を用いて前記レチクルを前記空カセットに積載するためのレチクル積み込み機構とを有して、前記空カセットに前記レチクルを収納したカセット、前記ロット及び前記空カセットを前記保管手段に対して搬入または搬出する共用ストッカと、前記半導体ウェハに前記レチクルを使用して回路パターンを焼き付ける半導体露光装置に対し、前記共用ストッカから搬出された、前記ロットと前記レチクルを収納するカセットまたは前記空カセットとを搬送すると共に、前記半導体露光装置から搬出された処理後の半導体ウェハを収納したカセットと使用済みのレチクルを収納したカセットまたは空カセットとを前記共用ストッカへ搬送する搬送装置と、前記共用ストッカ及び前記搬送装置の動作を制御するシステム制御装置とを備え、前記レチクル積載治具は、前記半導体ウェハとほぼ同じ直径及び厚さの基板と、前記基板上に前記レチクルを保持するための支持機構とを有するたことにある。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００４３】
図１は、本発明の実施形態に係る半導体露光装置用のカセット搬送システムを示す概念図である。
【００４４】
このカセット搬送システム１０は、ウェハ、レチクル及び空カセットを共に保管する本発明の共用ストッカ１１（後述する）を備え、この共用ストッカ１１と、本発明の半導体露光装置（後述する）５０との間において、ウェハ２１を収納したカセット（図２（ａ）参照）と、本発明のレチクル積載治具２２（後述する）を用いてレチクル２３を収納したカセット（図２（ｂ）参照）とを搬送するものである。上記の各カセットは、例えば従来と同じウェハ運搬カセットであり、１つのカセット搬送システムで統一化された自動搬送機器、例えば図３に示すような天井走行式無人運搬車６１を用いて搬送されるようになっている。
【００４５】
半導体露光装置５０は、レジスト塗布処理及び現像処理を行うレジスト塗布装置３０と、露光処理を行う露光処理装置４０と、これらの各処理を制御する制御部（後述する）とから成り、上記の自動搬送機器６１は、半導体露光装置５０のレジスト塗布装置３０側に配備されている。この自動搬送機器６１を使用して、レジスト塗布装置３０のカセットステージ部３１を介して上記の各カセットが半導体露光装置５０内に搬入あるいは半導体露光装置５０外へ搬出される。
【００４６】
図４は、本実施形態の露光工程ラインの概略処理フローを示す概念図である。
【００４７】
まず処理前（ステップＳ１）は、カセット搬送システム１０を使用してレジスト塗布装置３０に対して、共用ストッカ１１からそれぞれ容器Ａ，Ｂが搬送されてくる。容器Ａは処理前のウェハが収納されたロットであり、容器Ｂは本発明の治具を用いてレチクルが収納されたカセット（ウェハ用のカセットと同一形式）である。なお、所要のレチクルが半導体露光装置５０内に存在しているときは、容器Ｂは空のカセットとなる。
【００４８】
続く処理時（ステップＳ２）では、容器Ａ，Ｂよりウェハとレチクルが取り出されて、そのウェハ全面にレジストが塗布された後、露光処理装置でレチクルがセットされて露光が行われる。
【００４９】
処理後（ステップＳ３）では、容器Ａには使用済みレチクルが収納され、容器Ｂには露光後のウェハが収納され、共用ストッカ１１に戻される。従来では、前述したようにウェハ搬送システムとレチクル搬送システムとが独立した搬送システムを構成していたが、本発明では、これを１つのカセット搬送システム１０で統一化することで設備コストの大幅な削減を実現している。
【００５０】
かかるカセット搬送システム１０の統一化は、本発明の、レチクル積載治具と共用ストッカと半導体露光装置とを搬送システムに組み込むことにより、実現されている。以下、これら各発明の実施形態について詳細に説明する。
【００５１】
図５（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態に係るレチクル積載治具の第１構成例を示す図であり、同図（ａ）は全体斜視図、同図（ｂ）及び（ｃ）は保持具の斜視図、同図（ｄ）は図（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
【００５２】
このレチクル積載治具は、ウェハ搬送用のカセットによりレチクルの運搬を可能にするものであり、図５（ａ）に示すように、ウェハとほぼ同じ直径の治具基板２２ａと、レチクルを保持するために前記治具基板２２ａ上に固定された支持機構とで構成されている。
【００５３】
具体的に説明すると、治具基板２２ａは、樹脂等で形成され、その直径がウェハとほぼ同じ例えば３００ｍｍであり、縁の厚みがカセットに設けられているウェハ支持用の溝（図２の２０）の幅よりも薄く例えば１ｍｍに設定されている。支持機構は、レチクルの形状及び大きさに対応して治具基板２２ａ上に固定された複数の保持具２２ｂ，２２ｃから成り、本例では、レチクルの四角形状に対応して、その四隅の位置の治具基板２２ａ上に４つの保持具２２ｂ，２２ｃが接着剤等で固着されている。
【００５４】
なお、４つの保持具２２ｂ，２２ｃからなるレチクルの支持機構を治具基板２２ａと一体的に形成してもよい。この場合は、治具構造が簡略化され製作しやすくなり、また治具を小さく製作することができる。４つの保持具２２ｂ，２２ｃは、レチクルに悪影響を及ぼさない材料（例えば樹脂）で構成され、レチクルの取り出し方向に対して手前側と奥側に位置するものとでは形状が異なっている。奥側の保持具２２ｂでは、図５（ｂ）に示すようにレチクルの厚さに対応した溝状の切欠部２２ｂ−１が形成され、手前側の保持具２２ｃでは、図５（ｃ）に示すように図５（ｂ）の奥側保持具２２ｂの中央部分を水平方向に切断した形状を成している。
【００５５】
かかる支持機構にレチクルをセットする際には、図５（ｄ）に示すように、治具基板２２ａ上の保持具２２ｂ，２２ｃの底面によりレチクルの下面が治具に接触しないように支持され、保持側壁２２ｂ−２，２２ｃ−２によりレチクルが水平方向に拘束される。
【００５６】
また、上記レチクル積載治具の縁が前記のウェハ支持用溝２０に適合する厚さで丸みを帯びた形状であることにより、レチクルがセットされたレチクル積載治具をウェハ搬送用カセットに収納するときは、治具の縁がウェハ支持用溝２０に的確に嵌入され、ウェハ同様にウェハ搬送用カセットに支障なく収納される。したがって、本実施形態のレチクル積載治具を使用することにより、レチクルをウェハ搬送カセットに収納して運搬することが可能となる。
【００５７】
図６は、本実施形態に係るレチクル積載治具の第２構成例を示す斜視図である。
【００５８】
このレチクル積載治具は、ウェハとほぼ同じ直径である治具基板２２ａの表面に、レチクルを係合保持するための凹状領域２２ｅが一体に形成されている。さらに、レチクルの四角形状に対応した前記凹状領域３３ｅの四隅には、小片板状の保持具２２ｆがそれぞれ固定されている。この４つの保持具２２ｆは、レチクルに悪影響を及ぼさない材料（例えば樹脂）で構成され、治具基板２２ａ上に接着剤等で固着してもよいし、治具基板２２ａと一体的に形成してもよい。
【００５９】
かかるレチクル積載治具にレチクルをセットする際には、治具基板２２ａ上の保持具２２ｆの表面によりレチクルの下面が治具に接触しないように支持され、凹状領域２２ｅの保持側壁によりレチクルが水平方向に拘束される。
【００６０】
このように、治具基板２２ａに設けた凹状領域２２ｅによりレチクルを支持、拘束することで、レチクルを含む治具の厚みを抑えることができるほか、本構成例も、上記レチクル積載治具の縁が前記のウェハ支持用溝２０に適合する厚さで丸みを帯びた形状であることにより、ウェハ同様にウュハ搬送用カセットに支障なく収納される。
【００６１】
図７は、本実施形態に係るレチクル積載治具の第３構成例を示す斜視図である。
【００６２】
このレチクル積載治具は、上記第２構成例（図６）において、レチクルの取り出し方向に対応した治具基板２２ｄの縁に、少なくとも１つ以上の切欠２２ｇを設けたものである。
【００６３】
この基板２２ｄに設けた切欠２２ｇによりレチクル積載治具の方向を特定することが可能になり、レチクルを治具に収めやすくなる。
【００６４】
図８は、本実施形態に係るレチクル積載治具の第４構成例を示す斜視図である。
【００６５】
このレチクル積載治具は、上記第３構成例（図７）において、例えば前記切欠２２ｇに近傍に、半導体ウェハと識別するための関孔部２２ｈを少なくとも１個所設けたものである。
【００６６】
このように治具基板２２ｄに関孔部２２ｈを設けることにより、レチクル積載治具と半導体ウェハを容易に識別することができる。なお、レチクル積載治具と半導体ウェハを容易に識別するために、治具基板２２ｄに凸部を設けるようにしてもよい。
【００６７】
図９は、本実施形態に係るレチクル積載治具の第５構成例を示す斜視図である。
【００６８】
このレチクル積載治具は、上記第２構成例（図６）において、治具基板の表面にバーコードを印刷したものであり、このバーコードを簡易な機器を用いて読み取り、治具基板を個別に識別することが可能となる。
【００６９】
（Ｂ）共用ストッカ
図１０（ａ），（ｂ）は、本実施形態に係る共用ストッカ１１の構成を示す図であり、同図（ａ）はその上面図、同図（ｂ）は図（ａ）のＡ一Ａ’断面図である。この共用ストッカ１１は、ロットとレチクルの両方を保管、移載するストッカであり、ストッカ１１本体には、レチクル棚、カセット棚、及びカセット入出庫口が設けられ、カセットあるいはレチクルの保管、入出庫が可能となっている。
【００７０】
さらに、レチクル棚或いはカセット棚の間を自在に移動する移載ロボット７６が配備され、この移載ロボット７６には、カセット用ハンド７７、レチクル用ハンド７８、及びカセットの扉開閉機構７９が搭載されている。ここでは、図示しないが、ロボット７６及びハンド７７，７８はモータにより駆動され、このモータはストッカ制御装置９０のロボット制御部９１により走行、上昇、下降、旋回、着脱動作を行なうようになっている。
【００７１】
また、カセット入出庫口８１には、カセット或いはレチクルのＩＤ認識装置８０も設けてあり、入出庫するカセット或いはレチクルのＩＤを読み取る。入出庫口８１の位置は、ストッカ本体７０のどこに設けても良く、また複数設置することも可能である。
【００７２】
本共用ストッカ１１の出庫動作は、まず、工場の生産管理コンピュータ等の外部コントローラ１００から出庫すべきレチクルの情報が通信で要求される。併せてロットの出庫要求も出されることもある。この要求信号がストッカ制御装置の外部通信制御部９３に送られた後、ストッカ制御装置は在庫管理部）９２でレチクルの所在場所を検索すると共に、併せてレチクルの運搬に使用可能なカセットの所在場所を検索する。この検索結果は、ストッカ制御装置９０内でロボット制御部９１に伝達され、移載ロボット７６が出庫動作を開始する。
【００７３】
移載ロボット７６は、カセットまで移動し、ロボット７６に設けた扉開閉機構７９でカセットの扉を取り外す。扉の取り外し方法は、図１１（ａ）に示すような、扉開閉機構７９の背面にある扉開閉手段７９ａを操作して基台７９ｂ上のカセット７３の扉を取り外す。同図（ｂ）は扉開閉機構の正面を示している。
【００７４】
次にロボット７６は、レチクルまで移動し、レチクル用ハンド７８でレチクルを棚７２Ａから取り出す。この時、レチクルがレチクル積載治具２２に載置されている場合も同様な動作を行う。
【００７５】
その後、ロボット７６は、先に扉を取り外したカセットまで移動し、先に取り出したレチクル或いはレチクル積載治具をカセットに入れ、扉開閉機構７９でカセットに扇を戻す。そして、カセット用ハンド７７でカセットをカセット棚７２Ｂから取り出し、出庫口８１まで移動し、出庫口８１にカセットを降ろす。出庫口８１に降ろされたカセットは、外部のカセット搬送システム１０により搬出される。
【００７６】
また、ストッカ制御装置９０は、レチクルを入れたカセットのＩＤを、外部通信制御部９３から出庫終了報告と併せて外部コントローラ１００へ通信する。入庫の場合は、入庫口８１でＩＤ認識装置８０によりカセットのＩＤを読み取り、後は出庫と逆手順でカセット、レチクルの入庫動作を行なうと共に、外部通信制御部９３から入庫終了報告を外部コントローラ１００に通信する。
【００７７】
レチクルの出庫要求と併せてロットの出庫要求も出された場合は、前記レチクル入りカセットの出庫とタイミングを併せて、ロットを出庫口８１に出すことで、外部のカセット搬送システム１０に同じ行先のカセットをタイミング良く渡すことが可能となり、半導体露光装置５０でのレチクル待ち或いはロット待ち時間を低減することができる。
【００７８】
本実施形態では、一つのロボット７６にカセット用ハンド７７、レチクル用ハンド７８及び扉開閉機構７９を設けたが、各々のハンド７７，７８と扉開閉機構７９を別のロボットに設けることも可能であり、この場合にはカセットの出庫時間の短縮が可能である。
【００７９】
本共用ストッカ１１により、半導体製造工場における露光工程の生産性を向上できるばかりでなく、搬送システムへの投資コスト、製造装置の稼働率向上による設備台数の削減等、非常に大きな効果を得ることができる。以下、その効果を具体的に記す。
【００８０】
（１）レチクルを運搬するためのカセットとレチクルを同じストッカ１１内に保管できるようにしたことで、レチクルを運搬するためのカセットとレチクルを一緒に保管、管理ができる。このため、レチクルの供給／回収に当たって、運搬に適した荷姿であるカセットへのレチクルのセット及び空カセットの管理が、１つのストッカの中で行なうことが可能となり、更に次のような効果を得ることができるようになる。
【００８１】
（２）共用ストッカ１１がレチクルの移載ロボット７６を有することで、ストッカ１１の中でカセットへのレチクルの出し入れが行える。このことで、レチクルの入庫／出庫に伴う運搬のための準備作業を１つのストッカの中で実施することが可能となる。また、部屋内のマスク運搬に適したカセットを使っての運搬が可能となり、さらに保管時には、カセットから取り出しておくことで保管スペースを小さくすることができ、清浄な環境維持に多大な動力を必要とするクリーンルームを小さく、或いは有効に利用することが可能となる。
【００８２】
（３）レチクルをカセットに入れて運搬することで、運搬中の汚染が防止でき、さらにウェハ運搬と同じ外形のカセットを使えば、ウェハ運搬と同じ搬送システムの利用も可能となる。これにより、レチクル専用の搬送システムが不要となって、工場の建設コスト、ランニングコストの低減に非常に有効である。
【００８３】
（４）半導体ウェハと露光用レチクルが同じストッカ１１に収納されることで、半導体ウェハを露光処理するためにストッカ１１から出庫、搬送するのと容易に同期させて、露光装置用レチクルを出庫、搬送することが可能となり、半導体露光装置５０のレチクル待ちによる稼働ロスが低減される。更に、レチクルと半導体ウェハを別々のストッカから半導体露光装置に供給する場合に比べて、レチクルと半導体ウェハの露光装置５０への到着タイミングの制御が容易になり、制御システムが単純となってシステム開発費が低減される。
【００８４】
（５）レチクル積載治具を使って露光用レチクルを移載することで、レチクルの運搬がより容易に、しかもレチクルに直接接触することが少なくなり、レチクルに傷やダストを付着させることがほとんど無い状態で移載を行なうことができる。更に、レチクル積載治具を半導体ウェハと同様の円盤状のものとすることで、半導体ウェハのカセットにレチクル積載治具を入れて運搬する事ができ、半導体ウェハの搬送と同じカセット搬送システム１０でレチクルを搬送することが可能となり、高価なレチクル専用の搬送システムやレチクル専用のカセットを準備する必要がなくなる。
【００８５】
（６）カセットの蓋開閉機構７９をストッカ１１に内蔵することで、密閉方式のカセットに対しても本発明を容易に適用可能となる。これにより、被搬送物（レチクルやウェハ）への運搬途中のダストや衝撃の影響を受けにくくなるため、製品歩留まりの高い半導体製造ラインを構築することが可能となり、更に搬送方法もより容易になる。
【００８６】
（７）レチクル積載治具に固有の番号やバーコード等の符号を付けておくことで、運搬するレチクルの照合確認、及びレチクルとカセットとの照合が容易で確実となり、ウェハの入ったカセットとの区別を誤りなく実施することが可能になる。さらに符号の位置を基準として、レチクルの方向も判別することが容易に実施可能となり、ロボット７６によるレチクルの移載ミスも防ぐことが容易となる。 （８）レチクル積載治具に載せたレチクルのカセットへの挿入／取り出しとカセットの蓋開閉を行うロボット７６の一連の動作を制御するロボット制御装置９１を有することで、１つのストッカ内で効率良くカセットへのレチクル出し入れを行うことが可能となる。
【００８７】
（９）移動するロボット７６にカセットの蓋開閉機構７９を付けることで、カセットを移動することなくカセットの蓋開閉が可能となり、ストッカ１１内でのカセットの移載回数を減らすと共に、蓋開閉のための機構を設置するスペースも不要となり、より生産性の高いストッカが実現できる。
【００８８】
（１０）外部の制御装置（例えば、工場生産管理コンピュータ等）１００から出庫要求を通信で受け取れる外部通信制御部９３を有することで、自動化された工場生産ラインの中で本実施形態の共用ストッカ１１を使用することが可能となり、より効率的な工場生産ラインの構築が可能となる。
【００８９】
（１１）レチクルの出庫指令だけを外部から受け取り、運搬に使用するカセットの選択からレチクルのカセットへのセット、ストッカ１１からの出庫までをストッカ１１自身が受け持つことができることで、外部のコントローラ１００が単純な指示だけを出すことで良くなり、例えば、工場の生産管理コンピュータ（図１５の１２０）の機能が単純で良く、開発コストの低減に繋がる。
【００９０】
（１２）出庫するカセットの識別符号を外部コントーラ１００に送る機能があることで、外部コントローラ１００は、ストッカ１１内でのカセット管理に一切関与する必要がなくなり、より一層簡単な通信内容だけで済み、通信の信頼性向上、通信負荷の低減が可能となる。
【００９１】
図１２は、本実施形態に係る半導体露光装置の構成を示すブロック図である。
【００９２】
この半導体露光装置の基本的な構成は、従来装置（図２１）と同じである。すなわち、レジスト塗布装置３０は、カセットステージＣ／ＳＩ〜Ｃ／Ｓ４、ホットプレート３１、クーリングプレート３２、ＨＭＤＳ蒸気塗布部（ＡＤ）３３、インターフェース部（Ｉ／Ｆ）３４、レジスト塗布部３５、及び現像ユニット３６を備え、露光処理装置４０は、露光部４１とレチクルライブラリ４２を備えている。さらに、レジスト塗布装置３０内を搬送してウェハまたはレチクルを露光処理部４０に渡す搬送器３７なども備えている。
【００９３】
但し、本実施形態では、レチクルはレチクル積載治具に収められてウェハと同じ形式のカセットに収納されるため、レチクル搬送システムが不要となり、レチクルライブラリ４２におけるレチクル搬送システムとの連絡口が省略される。
【００９４】
図１３は、本実施形態に係る半導体露光装置内におけるウェハとレチクルの搬送手順を示す流れ図である。
【００９５】
まず、ロットは、カセット搬送システム１０からカセットステージ（例えばＣ／Ｓ１）に搬送される一方（ステップＳ１１）、レチクルは、本発明によるレチクル積載治具を用いてウェハ搬送用カセットに収められてカセットステージ（例えばＣ／Ｓ２）に搬送される（ステップＳ３１）。この時、共通のカセット搬送システム１０を使用する。
【００９６】
そして、カセットステージ（Ｃ／Ｓ１）でロットからウェハが取り出され、レジスト塗布装置３０内において、ＨＭＤＳ蒸気塗布部（ＡＤ）３２、レジスト塗布部３５、ホットプレート３１、及びクーリングプレート３３の順で搬送されて（ステップＳ１２〜ステップＳ１６）、レジスト塗布処理が施される。
【００９７】
また、レチクルは、レチクル積載治具と一緒にレジスト塗布装置３０内を搬送され、レジスト塗布処理が施されたウェハと共にインターフェース部３４から露光処理装置４０へ渡される。
【００９８】
露光処理装置４０の露光部４１で露光処理が行われた後、露光済みのウェハと使用済みのレチクルは、インターフェース部３４を通してレジスト塗布装置３０へ搬送される（ステップＳ１７）。そして、露光済みのウェハは、ホットプレート３１、クーリングプレート３３、現像ユニット３６、ホットプレート３１、及びクーリングプレート３３の順で搬送されて（ステップＳ１８〜ステップＳ２１）、現像処理が施される。
【００９９】
現像済みのウェハはカセットステージ（Ｃ／Ｓ１）上のカセットに戻され（ステップＳ２２）、また使用済みのレチクルはカセットステージ（Ｃ／Ｓ２）上のカセットに戻される（ステップＳ３３）。その後、処理済みウェハは、カセット搬送システム１０を使用して（ステップＳ２３）、他の装置もしくはストッカに搬送され、使用済みレチクルは、カセット搬送システム１０を使用して（ステップＳ３４）、本発明の共用ストッカ１１に戻される。
【０１００】
このように、レジスト塗布装置３０上のウェハ運搬カセット用のカセットステージから、ウェハ運搬カセットに収納されたウェハと、治具を用いてウェハ運搬カセットに収納されたレチクルとを、それぞれレジスト塗布装置３０から露光処理装置４０へ運搬することができる。したがって、ウェハ運搬カセットの運搬システムをウェハとレチタルの運搬に共通化することができるため、運搬システムを統一することができる。また、ウェハと、露光処理装置４０で使用するレチクルとを対応させて運搬することにより、適切なタイミングでレチクルを露光処理装置４０に運搬することが可能となる。
【０１０１】
図１４は、本実施形態に係る半導体露光装置の制御装置を示す図である。
【０１０２】
この制御装置５１には、上位ホストコンピュータ（装置管理ホスト）１１０と通信を行う通信部と、例えば図１３に示すような手順でウエハを搬送するウェハ搬送手順、及びレチクルを搬送するレチクル搬送手順を実行する搬送制御部と、搬送制御部で実行する複数のウェハ搬送手順とレチクル搬送手順を記憶する記憶部とを備えている。
【０１０３】
装置管理ホスト１１０は、本実施形態の特徴の一つであるカセット収納物情報のほか、ウェハ（群）ＩＤ、容器（カセット）ＩＤ、品名、及び工程等の情報を管理し、前記制御装置５１の通信部へ送るようになっている。ここで、カセット収納物情報は、今、半導体露光装置５０に供給されたカセットの収納物がウェハまたはレチクルのいずれであるかを示す情報である。
【０１０４】
搬送制御部は、前記カセット収納物情報を基に、前記ウェハ搬送手順またはレチクル搬送手順のいずれかを実行する。
【０１０５】
このように、上位コンピュータ１１０との通信により、カセットの中身がウエハ／レチクルのいずれであるかが事前に判明するため、半導体露光装置５０での搬送機構３７の準備を事前に行うことができ、無駄な待ち時間を低減することができる。さらに、半導体露光装置５０において、カセットの中身がウエハであるか、あるいはレチクルであるかを識別するための認識装置が必要でなくなり、省スペース、低コストの半導体露光装置５０が実現できる。
【０１０６】
また、レチクル或いはウエハに応じて最適な搬送手段、搬送手順が実行されることで、搬送時間が短縮され、より効率的な処理が可能となる。
【０１０７】
図１５は、本実施形態に係るカセット搬送システムと半導体露光装置の制御系を示すブロック図である。
【０１０８】
同図より明らかなように、上記共用ストッカ１１と搬送機器６１が搬送ホスト１００によって制御されて本実施形態のカセット搬送システム１０を構築し、また上記半導体露光装置５０は装置管理ホスト１０に制御される。そして、搬送ホスト１００と装置管理ホスト１０が半導体製造ライン全体を制御する生産ホストコンピュータ１２０に組み込まれている。
【０１０９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１及び請求項２の発明であるカセット搬送システムによれば、ウェハ搬送系とレチクル搬送系と１つの搬送システムで統一化することができ、レチクル専用の搬送システムが不要となって、工場の建設コストやランニングコスト等の大幅なコスト削減が可能になる。また、ロットと露光処理用のレチクルが同じ共用ストッカに保管されるので、半導体ウェハを露光処理するために共用ストッカから出庫、搬送するのと容易に同期させて、露光処理用のレチクルを出庫、搬送することが可能となり、半導体露光装置のレチクル待ちによる稼働ロスが低減される。更に、レチクルと半導体ウェハを別々のストッカから半導体露光装置に供給する場合に比べて、レチクルと半導体ウェハの半導体露光装置への到着タイミングの制御が容易になり、システム制御装置が単純となってシステム開発費が低減される。さらに、レチクルを運搬するための空カセットとレチクルを同じ共用ストッカ内に保管するようにしたので、レチクルを運搬するためのカセットとレチクルを一緒に保管、管理ができる。このため、レチクルの供給／回収に当たって、運搬に適した荷姿であるカセットへのレチクルのセット及び空カセットの管理が、１つのストッカの中で行なうことが可能となる。
【０１１０】
請求項３の発明であるカセット搬送システムによれば、共用ストッカのレチクル積み込み機構は第１のロボットに搭載され、且つカセットに対してレチクル及びレチクル積載治具を出し／入れするためのロボットハンドを有するので、共用ストッカの中でカセットへのレチクルの出し入れが行え、レチクルの入庫／出庫に伴う運搬のための準備作業を１つのストッカの中で実施することが可能となる。また、部屋内のレチクル運搬に適したカセットを使っての運搬が可能となり、さらに保管時には、カセットから取り出しておくことで保管スペースを小さくすることができ、清浄な環境維持に多大な動力を必要とするクリーンルームを小さく、或いは有効に利用することが可能となる。
【０１１１】
請求項４の発明であるカセット搬送システムによれば、前記ロボットハンドは、レチクル積載治具を移載するハンドを有するので、レチクル積載治具を使って露光処理用のレチクルを移載することができ、レチクルの運搬がより容易に、しかもレチクルに直接接触することが少なくなり、レチクルに傷やダストを付着させることがほとんど無い状態で移載を行なうことができる。
【０１１２】
請求項５の発明であるカセット搬送システムによれば、共用ストッカは、レチクル積載治具を半導体ウェハと区別する認識装置を備えたので、レチクルの入庫／出庫に伴う運搬のための準備作業を的確に実施することが可能になる。
【０１１３】
請求項６の発明であるカセット搬送システムによれば、共用ストッカは、密閉型カセットの蓋を開閉する扉開閉機構を備えたので、密閉方式のカセットに対しても本発明を容易に適用可能となる。これにより、被搬送物（レチクルやウェハ）への運搬途中のダストや衝撃の影響を受けにくくなるため、製品歩留まりの高い半導体製造ラインを構築することが可能となり、更に搬送方法もより容易になる。
【０１１４】
請求項７の発明であるカセット搬送システムによれば、共用ストッカは、扉開閉機構、及びレチクル積み込み機構を搭載した第２のロボットと、前記第２のロボットの一連の動作を制御する制御手段とを備えたので、カセットを移動することなくカセットの蓋開閉が可能となり、ストッカ内でのカセットの移載回数を減らすと共に、蓋開閉機構を設置するスペースも不要となり、より生産性の高いストッカが実現できる。さらに、１つのストッカ内で効率良くカセットへのレチクル出し入れを行うことが可能となる。
【０１１５】
請求項８の発明であるカセット搬送システムによれば、共用ストッカは、システム制御装置からレチクルの出庫指令を受け取る受信部を備え、この出庫指令に基づいてが第１及び第２のロボットに対する制御を行うようにしたので、自動化された工場生産ラインの中で共用ストッカを使用することが可能となり、より効率的な工場生産ラインの構築が可能となる。
【０１１６】
請求項９の発明であるカセット搬送システムによれば、共用ストッカは、カセットの所在データを保管する所在データ保管手段と、レチクルの出庫指令に基づき、前記所在データから使用可能な空カセットを選択するカセット選択手段とを有し、選択したカセットにレチクルを収納した後、該カセットを出庫するようにしたので、システム制御装置が単純な指示だけを出すことで良くなり、例えば、工場の生産管理コンピュータの機能が単純で良く、開発コストの低減に繋がる。さらに、出庫するレチクル及びカセットの識別符号をシステム制御装置へ通知するようにしたので、システム制御装置は、共用ストッカ内でのカセット管理に一切関与する必要がなくなり、より一層簡単な通信内容だけで済み、通信の信頼性向上、通信負荷の低減が可能となる。
【０１１７】
請求項１０の発明であるカセット搬送システムによれば、レチクル積載治具は、半導体ウェハとほぼ同じ直径及び厚さの基板と、前記基板上にレチクルを保持するための支持機構とを有するので、半導体ウェハ運搬用のカセットを用いてレチクルを運搬することができ、半導体ウェハの運搬システムとレチクルの運搬システムを統一することができ、設備コストを抑えることが可能になる。
【０１１８】
請求項１１の発明であるカセット搬送システムによれば、レチクル積載治具は、基板と支持機構とを一体で形成したので、治具構造が簡略化されて製作しやすくなり、また治具を小さく製作することができる。
【０１１９】
請求項１２の発明であるカセット搬送システムによれば、レチクル積載治具は、基板の縁に少なくとも一つ以上の切欠を設けたので、治具方向を容易に識別することができ、レチクルを治具に収めやすくなる。
【０１２０】
請求項１３の発明であるカセット搬送システムによれば、レチクル積載治具は、基板の面に少なくとも一つ以上の凸部もしくは凹部を設けたので、治具と半導体ウェハを容易に識別することができる。
【０１２１】
請求項１４の発明であるカセット搬送システムによれば、レチクル積載治具は、治具固有の識別番号を含む記号を基板の面に少なくとも一つ以上設けたので、レチクル積載治具を個別に識別することができる。
【０１２２】
請求項１５の発明であるカセット搬送システムによれば、レチクル積載治具は、治具固有の識別番号を含むバーコードを基板の面に少なくとも一つ以上設けたので、簡易な機器を用いてレチクル積載治具を個別に識別することができる。
【０１２３】
請求項１６の発明であるカセット搬送システムによれば、搬送装置は、床上走行の無人搬送車、天井軌道式搬送車、容器移載機構付軌道搬送車、またはカセット昇降機能付天井走行軌道搬送車としたので、カセットの搬送を簡易かつ的確に行うことができる。
【０１２４】
請求項１７の発明である半導体露光装置によれば、カセットステージから、ウェハ運搬用のカセットに収納されたウェハと、治具を用いてウェハ運搬用カセットに収納されたレチクルとをそれぞれレジスト塗布／現像部から露光部へ運搬することができる。したがって、ウェハ運搬用カセットの運搬システムをウェハとレチクルの運搬に共通化することができるため、運搬システムを統一することができる。また、ウェハとレチクルとを対応させて運搬することにより、適切なタイミングでレチクルを露光部に運搬することが可能となる。
【０１２５】
請求項１８の発明である半導体露光装置によれば、システム制御装置との通信により、カセットの中身がウエハ／レチクルのいずれであるかが事前に判明するため、半導体露光装置での装置内搬送機構の準備を事前に行うことができ、無駄な待ち時間を低減することができる。さらに、半導体露光装置において、カセットの中身がウエハであるか、あるいはレチクルであるかを識別するための認識装置が必要でなくなり、省スペース、低コストの半導体露光装置が実現できる。また、レチクル或いはウエハに応じて最適な搬送手段、搬送手順が実行されることで、搬送時間が短縮され、より効率的な処理が可能となる。
【０１２６】
請求項１９の発明であるレチクル運搬方法によれば、半導体ウェハ運搬用容器を用いてレチクルを運搬することができるため、半導体ウェハの運搬システムとレチクルの運搬システムとを統一することができ、設備コストを抑えることが可能になる。
【０１２７】
請求項２０の発明であるレチクル運搬方法によれば、治具により保持されたレチクルと半導体ウェハとを１つの半導体ウェハ運搬用容器内に収納して運搬するので、半導体ウェハとレチクルを効率よく運搬することができ、生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体露光装置用のカセット搬送システムを示す概念図である。
【図２】実施形態のカセットの構造を示す斜視図である。
【図３】実施形態の自動搬送機器の概要を示す斜視図である。
【図４】実施形態の露光工程ラインの概略処理フローを示す概念図である。
【図５】実施形態に係るレチクル積載治具の第１構成例を示す斜視図である。
【図６】実施形態に係るレチクル積載治具の第２構成例を示す斜視図である。
【図７】実施形態に係るレチクル積載治具の第３構成例を示す斜視図である。
【図８】実施形態に係るレチクル積載治具の第４構成例を示す斜視図である。
【図９】実施形態に係るレチクル積載治具の第５構成例を示す斜視図である。
【図１０】実施形態に係る共用ストッカの構成を示す図である。
【図１１】本実施形態に係る共用ストッカの扉開閉機構を示す図である。
【図１２】実施形態に係る半導体露光装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】実施形態に係る半導体露光装置内におけるウェハとレチクルの搬送手順を示す流れ図である。
【図１４】実施形態に係る半導体露光装置の制御装置を示す図である。
【図１５】実施形態に係るカセット搬送システムと半導体露光装置の制御系を示すブロック図である。
【図１６】従来のクリールームにおける装置配置図である。
【図１７】従来のストッカを構造を示す斜視図である。
【図１８】従来のカセットを構造を示す斜視図である。
【図１９】従来のウェハ搬送システム及びレチクル搬送システムの概要を示す概念図である。
【図２０】従来の露光工程ラインの概略処理フローを示す概念図である。
【図２１】従来の半導体露光装置の構成を示すブロック図である。
【図２２】従来のレジスト塗布装置と露光処理装置内におけるウェハとレチクルの搬送手順を示す流れ図である。
【図２３】従来のの半導体露光装置の制御系を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ カセット搬送システム
１１ 共用ストッカ
２１ ウェハ
２２ レチクル積載治具
２３ レチクル
３０ レジスト塗布装置
３１ カセットステージ
４０ 露光処理装置
５０ 半導体露光装置
６１ 天井走行式無人運搬車
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造ラインの主としてリソグラフィ工程で使用されるウェハやレチクルを搬送するカセット搬送システムと、カセット搬送システムによって搬送されるウェハとレチクルを用いて露光処理を行う半導体露光装置と、露光処理のレチクルを運搬するレチクル運搬方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体製造ラインが配備されたクリーンルームでは、図１６に示すように各製造工程ごとに必要な装置等が配置されている。同図の工程（Ｉ）は、半導体ウェハに回路パターンを焼き付ける露光工程のラインを示し、この露光工程ラインには、レジスト塗布／現像処理を行うレジスト塗布装置３１０と露光処理を行う露光処理装置３２０のほか、製品ウェハが収納されたウェハ運搬カセット（以下、ロットと記す）を保管するウェハストッカ２０１と、レチクル（露光処理用マスク）を保管するレチクルストッカ２０２と、空カセットを保管する空カセットストッカ２０３とが配備されている。
【０００３】
上記従来のウェハストッカ２０１は、例えば図１７に示すように、ロット専用の保管棚２０２ａと、この保管棚２０２ａにロットの出し入れを行う移載ロボット２０２ｂと、ロットの入出力庫２０２ｃとを備えた構造を成している。また、レチクルストッカ２０２及び空カセットストッカ２０３も同様の構造で、それぞれレチクル専用及び空カセット専用のストッカとして構成されている。
【０００４】
かかる露光工程ラインでは、所要の処理を行なうために、処理前のウェハを収納したロットと、レチクルを収納したレチクル運搬カセットと、処理済みウェハを収納するための空カセットとを、ウェハの処理タイミングに合わせて、各々個別のストッカから処理装置（レジスト塗布装置３１０及び露光処理装置３２０）まで搬送している。
【０００５】
具体的には、半導体製造工程において回路を形成していく半導体ウェハと、露光工程において使用されるレチクルとは、それぞれの形状、大きさが異なるため、各々専用の容器（図１８（ａ），図１８（ｂ））に収納され、独立した別の搬送システムで搬送されている。そのため、半導体露光装置３００に準備されているレチクルとは異なるレチクルにより露光されるウェハが露光装置３００に搬送されてきた場合には、レチクルを交換する必要が生じる。露光装置３００内に収納されているレチクルの交換は、通常、露光装置３００内で行われるが、露光装置３００内に収納されていないレチクルを使用する場合には、当該レチクルをレチクルストッカ２０２から露光装置３００へ搬送する必要がある。
【０００６】
図１９は、従来のウェハ搬送システム及びレチクル搬送システムを示す概念図であり、図２０は、従来の露光工程ラインの概略処理フローを示す概念図である。 まず処理前（図２０のステップＳ１０１）は、ウェハ搬送システム５００を使用してレジスト塗布装置３１０に対して、ウェハストッカ２０１及び空カセットストッカ２０３からそれぞれ容器Ａ，Ｃが搬送されると同時に、レチクル搬送システム５１０を使用して露光処理装置３２０に対して、レチクルストッカ２０２から容器Ｂが搬送されてくる。容器Ａは処理前のウェハが収納されているロットであり、容器Ｂはレチクルが収納されているレチクル運搬カセットであり、容器Ｃは空カセットである。
【０００７】
続く処理時（図２０のステップＳ１０２）では、容器Ａ，Ｂよりウェハとレチクルが取り出されて、そのウェハ全面にレジストが塗布された後、露光処理装置３２０でレチクルがセットされて露光が行われる。処理後（図２０のステップＳ１０３）は、容器Ａは空となり、容器Ｂは使用済みレチクルを収納し、容器Ｃは露光後のウェハを収納して、それぞれ別のストッカ或いは次工程へ搬送される。ウェハ搬送は、製造工程の効率化に伴うウェハの大口径化によって口径が３００ｍｍ以降のウェハを扱うクリーンルームではその大きさと重さから、天井走行式無人搬送車等を用いた自動化が必須と考えられている。ウェハの搬送が自動化された場合は、露光処理装置３２０で使用するレチクルもウェハの搬送タイミングに合わせて露光処理装置３２０に供給する必要がある。作業者が行なう場合には段取りと計画、作業実施が難しく、また自動搬送システムを使用する場合にはウェハ用カセットとは形状や運搬先が異なるため専用の搬送システムが必要となる。
【０００８】
図２１は、従来の半導体露光装置の構成を示すブロック図である。
【０００９】
レジスト塗布装置３１０は、レジスト塗布処理と現像処理を行うために、ウェハ搬送システムとの連絡口であるカセットステージＣ／Ｓ１〜Ｃ／Ｓ４と、加熱処理のためのホットプレート３１１と、レジストの密着性を強化するためのＨＭＤＳ蒸気塗布部（ＡＤ）３１２と、ウェハを常温に戻すためのクーリングプレート３１３と、レジストを塗布するためのレジスト塗布部３１５と、露光したレジストを現像する現像ユニット３１６とを備えている。なお、実際にはその他の処理ユニットを使用する場合があるし、装置のスループットを向上するためにホットプレート３１１やクーリングプレート３１３は複数取り付けられている。
【００１０】
一方、露光処理装置３２０は、レチクルをセットしてウェハを露光する露光部３２１と、レチクル搬送システム５１０との連絡口であり、レチクルを一時保管するレチクルライブラリ３２２とを備えている。さらには、レジスト塗布装置３１０内を搬送してきたウェハを露光処理装置３２０に渡す搬送器３１７のほか、レチクルライブラリ３２２内のレチクルを露光部３２１に搬送する搬送器（図示省略）なども備えている。
【００１１】
従来は、ウェハ搬送システム５００からロットをカセットステージにセットしてカセットからウェハを取り出し、レジスト塗布装置３１０内でレジスト塗布処理を行った後、露光処理装置３２０に渡す。また、露光処理装置３２０では、レチクル搬送システム５１０から搬送されてきたレチクルを、カセットに収めた状態でレチクルライブラリ３２２にセットする。その後、露光処理装置３２０内でレチクルライブラリ３２２からレチクルを露光部３２１へ搬送する。
【００１２】
図２２は、従来のレジスト塗布装置３１０と露光処理装置３２０内におけるウェハとレチクルの搬送手順を示す流れ図である。
【００１３】
まず、ウェハは、ロットに収められてウェハ搬送システム５００からカセットステージ（例えばＣ／Ｓ１）に搬送される（ステップＳ２０１）一方、レチクルは、レチクル運搬カセットに収められてレチクル搬送システム５１０からレチクルライブラリ３２２に搬送される（ステップＳ３０１）。
【００１４】
そして、カセットステージＣ／Ｓ１でロットからウェハが取り出され、レジスト塗布装置３１０内において、ＨＭＤＳ蒸気塗布部（ＡＤ）３１２、レジスト塗布部３１５、ホットプレート３１１、及びクーリングプレート３１３の順で搬送されて（ステップＳ２０２〜ステップＳ２０５）、レジスト塗布処理が施される。 レジスト塗布処理後のウェハは、レジスト塗布装置３１０と露光処理装置３２０の間のウェハインターフェース部Ｉ／Ｆを通して露光処理装置３２０の露光部３２１へ搬送される（ステップＳ２０６）。一方、レチクルは、レチクルライブラリ３２２から露光部３２１にセットされ、露光処理が行われる（ステップＳ３０２）。
【００１５】
露光済みのウェハは、ウェハインターフェース部（Ｉ／Ｆ）を通してレジスト塗布装置３１０に搬送され（ステップＳ２０７）、ホットプレート３１１、クーリングプレート３１３、現像ユニッ３１６ト、ホットプレート３１１、及びクーリングプレート３１３の順で搬送されて（ステップＳ２０８〜ステップＳ２１２）、現像処理が施される。現像済みのウェハは、カセットステージＣ／Ｓ１上のカセットに戻され（ステップＳ２１３）、ウェハ搬送システム５００を使用して、他の装置もしくはストッカに搬送される。
【００１６】
一方、露光処理装置３２０内の使用しないレチクルは、レチクルライブラリ３２２に戻され（ステップＳ３０３）、レチクルライブラリ３２２からレチクル搬送システム５１０を使用して（ステップＳ３０４）、レチクルストッカ２０２に戻される。
【００１７】
上記したレジスト塗布装置３１０内でのウェハ搬送手順は、図２３に示すように半導体露光装置３００の制御装置３３０によって制御される。すなわち、当該制御装置３３０には、上位のホストコンピュータ（装置管理ホスト）６００と通信を行う通信部と、所定のウェハ搬送手願を実行する搬送制御部と、搬送制御部で実行する複数のウェハ搬送手順を記憶する記憶部とを備えている。
【００１８】
装置管理ホスト６００は、ウェハ（群）ＩＤ、容器（カセット）ＩＤ、品名、及び工程等の情報を管理し、前記制御装置３３０に対して指示を送るようになっている。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の搬送システムでは、次のような問題点があった。
【００２０】
製造する製品の種類と工程の数だけレチクルが必要となり、１台の露光処理装置３２０で処理する製品の数が増えると、レチクルストッカ２０２と露光処理装置３２０との間で交換するレチクルの枚数は多くなる。搬送機器によりレチクルストッカ２０２と露光処理装置３２０との間でレチクルを搬送するため、搬送機器に対する搬送負荷が増加する。
【００２１】
また、搬送システムがウェハ搬送システム５００及びレチクル搬送システム５１０共に自動化されている場合においても、ロット／空カセットの搬送とレチクル運搬カセットの搬送は、上述したように被搬送物の形状の違いや搬送先の違い（レチクルは露光処理装置３２０に直接搬送）から、個別専用の搬送システムが必要である。別の搬送システムであることから、ウェハの処理タイミングに合わせてレチクルを露光処理装置３２０に供給することが非常に困難となる。これを実現するには、高度な搬送タイミングの制御システムと専用の高速レチクル搬送システムが必要であり、非常に高性能で高価な搬送システムが必要である。
【００２２】
本発明は、上述の如き従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、半導体露光装置に対するウェハ搬送系とレジスト搬送系を１つに統一したカセット搬送システムを提供することである。また、その他の目的は、前記統一化されたカセット搬送システムに対応した機能を有する半導体露光装置、さらには前記統一化されたカセット搬送システムを実現可能とするレチクル運搬方法を提供するもである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明であるカセット搬送システムの特徴は、半導体ウェハおよび露光処理用のレチクルのどちらをも収納するカセットと、前記レチクルを前記カセットに載置するためのレチクル積載治具と、前記半導体ウェハを前記カセットに収納したロットおよび前記カセットと同一形式の空カセットおよび露光処理用のレチクル及び前記レチクル積載治具を保管する保管手段と、前記レチクル積載治具を用いて前記レチクルを前記空カセットに積載するためのレチクル積み込み機構とを有して、前記空カセットに前記レチクルを収納したカセット、前記ロット及び前記空カセットを前記保管手段に対して搬入または搬出する共用ストッカと、前記半導体ウェハに前記レチクルを使用して回路パターンを焼き付ける半導体露光装置に対し、前記共用ストッカから搬出された、前記ロットと前記レチクルを収納するカセットまたは前記空カセットとを搬送すると共に、前記半導体露光装置から搬出された処理後の半導体ウェハを収納したカセットと使用済みのレチクルを収納したカセットまたは空カセットとを前記共用ストッカへ搬送する搬送装置と、前記共用ストッカ及び前記搬送装置の動作を制御するシステム制御装置とを備え、前記レチクル積載治具は、前記半導体ウェハとほぼ同じ直径及び厚さの基板と、前記基板上に前記レチクルを保持するための支持機構とを有するたことにある。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００４３】
図１は、本発明の実施形態に係る半導体露光装置用のカセット搬送システムを示す概念図である。
【００４４】
このカセット搬送システム１０は、ウェハ、レチクル及び空カセットを共に保管する本発明の共用ストッカ１１（後述する）を備え、この共用ストッカ１１と、本発明の半導体露光装置（後述する）５０との間において、ウェハ２１を収納したカセット（図２（ａ）参照）と、本発明のレチクル積載治具２２（後述する）を用いてレチクル２３を収納したカセット（図２（ｂ）参照）とを搬送するものである。上記の各カセットは、例えば従来と同じウェハ運搬カセットであり、１つのカセット搬送システムで統一化された自動搬送機器、例えば図３に示すような天井走行式無人運搬車６１を用いて搬送されるようになっている。
【００４５】
半導体露光装置５０は、レジスト塗布処理及び現像処理を行うレジスト塗布装置３０と、露光処理を行う露光処理装置４０と、これらの各処理を制御する制御部（後述する）とから成り、上記の自動搬送機器６１は、半導体露光装置５０のレジスト塗布装置３０側に配備されている。この自動搬送機器６１を使用して、レジスト塗布装置３０のカセットステージ部３１を介して上記の各カセットが半導体露光装置５０内に搬入あるいは半導体露光装置５０外へ搬出される。
【００４６】
図４は、本実施形態の露光工程ラインの概略処理フローを示す概念図である。
【００４７】
まず処理前（ステップＳ１）は、カセット搬送システム１０を使用してレジスト塗布装置３０に対して、共用ストッカ１１からそれぞれ容器Ａ，Ｂが搬送されてくる。容器Ａは処理前のウェハが収納されたロットであり、容器Ｂは本発明の治具を用いてレチクルが収納されたカセット（ウェハ用のカセットと同一形式）である。なお、所要のレチクルが半導体露光装置５０内に存在しているときは、容器Ｂは空のカセットとなる。
【００４８】
続く処理時（ステップＳ２）では、容器Ａ，Ｂよりウェハとレチクルが取り出されて、そのウェハ全面にレジストが塗布された後、露光処理装置でレチクルがセットされて露光が行われる。
【００４９】
処理後（ステップＳ３）では、容器Ａには使用済みレチクルが収納され、容器Ｂには露光後のウェハが収納され、共用ストッカ１１に戻される。従来では、前述したようにウェハ搬送システムとレチクル搬送システムとが独立した搬送システムを構成していたが、本発明では、これを１つのカセット搬送システム１０で統一化することで設備コストの大幅な削減を実現している。
【００５０】
かかるカセット搬送システム１０の統一化は、本発明の、レチクル積載治具と共用ストッカと半導体露光装置とを搬送システムに組み込むことにより、実現されている。以下、これら各発明の実施形態について詳細に説明する。
【００５１】
図５（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態に係るレチクル積載治具の第１構成例を示す図であり、同図（ａ）は全体斜視図、同図（ｂ）及び（ｃ）は保持具の斜視図、同図（ｄ）は図（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
【００５２】
このレチクル積載治具は、ウェハ搬送用のカセットによりレチクルの運搬を可能にするものであり、図５（ａ）に示すように、ウェハとほぼ同じ直径の治具基板２２ａと、レチクルを保持するために前記治具基板２２ａ上に固定された支持機構とで構成されている。
【００５３】
具体的に説明すると、治具基板２２ａは、樹脂等で形成され、その直径がウェハとほぼ同じ例えば３００ｍｍであり、縁の厚みがカセットに設けられているウェハ支持用の溝（図２の２０）の幅よりも薄く例えば１ｍｍに設定されている。支持機構は、レチクルの形状及び大きさに対応して治具基板２２ａ上に固定された複数の保持具２２ｂ，２２ｃから成り、本例では、レチクルの四角形状に対応して、その四隅の位置の治具基板２２ａ上に４つの保持具２２ｂ，２２ｃが接着剤等で固着されている。
【００５４】
なお、４つの保持具２２ｂ，２２ｃからなるレチクルの支持機構を治具基板２２ａと一体的に形成してもよい。この場合は、治具構造が簡略化され製作しやすくなり、また治具を小さく製作することができる。４つの保持具２２ｂ，２２ｃは、レチクルに悪影響を及ぼさない材料（例えば樹脂）で構成され、レチクルの取り出し方向に対して手前側と奥側に位置するものとでは形状が異なっている。奥側の保持具２２ｂでは、図５（ｂ）に示すようにレチクルの厚さに対応した溝状の切欠部２２ｂ−１が形成され、手前側の保持具２２ｃでは、図５（ｃ）に示すように図５（ｂ）の奥側保持具２２ｂの中央部分を水平方向に切断した形状を成している。
【００５５】
かかる支持機構にレチクルをセットする際には、図５（ｄ）に示すように、治具基板２２ａ上の保持具２２ｂ，２２ｃの底面によりレチクルの下面が治具に接触しないように支持され、保持側壁２２ｂ−２，２２ｃ−２によりレチクルが水平方向に拘束される。
【００５６】
また、上記レチクル積載治具の縁が前記のウェハ支持用溝２０に適合する厚さで丸みを帯びた形状であることにより、レチクルがセットされたレチクル積載治具をウェハ搬送用カセットに収納するときは、治具の縁がウェハ支持用溝２０に的確に嵌入され、ウェハ同様にウェハ搬送用カセットに支障なく収納される。したがって、本実施形態のレチクル積載治具を使用することにより、レチクルをウェハ搬送カセットに収納して運搬することが可能となる。
【００５７】
図６は、本実施形態に係るレチクル積載治具の第２構成例を示す斜視図である。
【００５８】
このレチクル積載治具は、ウェハとほぼ同じ直径である治具基板２２ａの表面に、レチクルを係合保持するための凹状領域２２ｅが一体に形成されている。さらに、レチクルの四角形状に対応した前記凹状領域３３ｅの四隅には、小片板状の保持具２２ｆがそれぞれ固定されている。この４つの保持具２２ｆは、レチクルに悪影響を及ぼさない材料（例えば樹脂）で構成され、治具基板２２ａ上に接着剤等で固着してもよいし、治具基板２２ａと一体的に形成してもよい。
【００５９】
かかるレチクル積載治具にレチクルをセットする際には、治具基板２２ａ上の保持具２２ｆの表面によりレチクルの下面が治具に接触しないように支持され、凹状領域２２ｅの保持側壁によりレチクルが水平方向に拘束される。
【００６０】
このように、治具基板２２ａに設けた凹状領域２２ｅによりレチクルを支持、拘束することで、レチクルを含む治具の厚みを抑えることができるほか、本構成例も、上記レチクル積載治具の縁が前記のウェハ支持用溝２０に適合する厚さで丸みを帯びた形状であることにより、ウェハ同様にウュハ搬送用カセットに支障なく収納される。
【００６１】
図７は、本実施形態に係るレチクル積載治具の第３構成例を示す斜視図である。
【００６２】
このレチクル積載治具は、上記第２構成例（図６）において、レチクルの取り出し方向に対応した治具基板２２ｄの縁に、少なくとも１つ以上の切欠２２ｇを設けたものである。
【００６３】
この基板２２ｄに設けた切欠２２ｇによりレチクル積載治具の方向を特定することが可能になり、レチクルを治具に収めやすくなる。
【００６４】
図８は、本実施形態に係るレチクル積載治具の第４構成例を示す斜視図である。
【００６５】
このレチクル積載治具は、上記第３構成例（図７）において、例えば前記切欠２２ｇに近傍に、半導体ウェハと識別するための関孔部２２ｈを少なくとも１個所設けたものである。
【００６６】
このように治具基板２２ｄに関孔部２２ｈを設けることにより、レチクル積載治具と半導体ウェハを容易に識別することができる。なお、レチクル積載治具と半導体ウェハを容易に識別するために、治具基板２２ｄに凸部を設けるようにしてもよい。
【００６７】
図９は、本実施形態に係るレチクル積載治具の第５構成例を示す斜視図である。
【００６８】
このレチクル積載治具は、上記第２構成例（図６）において、治具基板の表面にバーコードを印刷したものであり、このバーコードを簡易な機器を用いて読み取り、治具基板を個別に識別することが可能となる。
【００６９】
（Ｂ）共用ストッカ
図１０（ａ），（ｂ）は、本実施形態に係る共用ストッカ１１の構成を示す図であり、同図（ａ）はその上面図、同図（ｂ）は図（ａ）のＡ一Ａ’断面図である。この共用ストッカ１１は、ロットとレチクルの両方を保管、移載するストッカであり、ストッカ１１本体には、レチクル棚、カセット棚、及びカセット入出庫口が設けられ、カセットあるいはレチクルの保管、入出庫が可能となっている。
【００７０】
さらに、レチクル棚或いはカセット棚の間を自在に移動する移載ロボット７６が配備され、この移載ロボット７６には、カセット用ハンド７７、レチクル用ハンド７８、及びカセットの扉開閉機構７９が搭載されている。ここでは、図示しないが、ロボット７６及びハンド７７，７８はモータにより駆動され、このモータはストッカ制御装置９０のロボット制御部９１により走行、上昇、下降、旋回、着脱動作を行なうようになっている。
【００７１】
また、カセット入出庫口８１には、カセット或いはレチクルのＩＤ認識装置８０も設けてあり、入出庫するカセット或いはレチクルのＩＤを読み取る。入出庫口８１の位置は、ストッカ本体７０のどこに設けても良く、また複数設置することも可能である。
【００７２】
本共用ストッカ１１の出庫動作は、まず、工場の生産管理コンピュータ等の外部コントローラ１００から出庫すべきレチクルの情報が通信で要求される。併せてロットの出庫要求も出されることもある。この要求信号がストッカ制御装置の外部通信制御部９３に送られた後、ストッカ制御装置は在庫管理部）９２でレチクルの所在場所を検索すると共に、併せてレチクルの運搬に使用可能なカセットの所在場所を検索する。この検索結果は、ストッカ制御装置９０内でロボット制御部９１に伝達され、移載ロボット７６が出庫動作を開始する。
【００７３】
移載ロボット７６は、カセットまで移動し、ロボット７６に設けた扉開閉機構７９でカセットの扉を取り外す。扉の取り外し方法は、図１１（ａ）に示すような、扉開閉機構７９の背面にある扉開閉手段７９ａを操作して基台７９ｂ上のカセット７３の扉を取り外す。同図（ｂ）は扉開閉機構の正面を示している。
【００７４】
次にロボット７６は、レチクルまで移動し、レチクル用ハンド７８でレチクルを棚７２Ａから取り出す。この時、レチクルがレチクル積載治具２２に載置されている場合も同様な動作を行う。
【００７５】
その後、ロボット７６は、先に扉を取り外したカセットまで移動し、先に取り出したレチクル或いはレチクル積載治具をカセットに入れ、扉開閉機構７９でカセットに扇を戻す。そして、カセット用ハンド７７でカセットをカセット棚７２Ｂから取り出し、出庫口８１まで移動し、出庫口８１にカセットを降ろす。出庫口８１に降ろされたカセットは、外部のカセット搬送システム１０により搬出される。
【００７６】
また、ストッカ制御装置９０は、レチクルを入れたカセットのＩＤを、外部通信制御部９３から出庫終了報告と併せて外部コントローラ１００へ通信する。入庫の場合は、入庫口８１でＩＤ認識装置８０によりカセットのＩＤを読み取り、後は出庫と逆手順でカセット、レチクルの入庫動作を行なうと共に、外部通信制御部９３から入庫終了報告を外部コントローラ１００に通信する。
【００７７】
レチクルの出庫要求と併せてロットの出庫要求も出された場合は、前記レチクル入りカセットの出庫とタイミングを併せて、ロットを出庫口８１に出すことで、外部のカセット搬送システム１０に同じ行先のカセットをタイミング良く渡すことが可能となり、半導体露光装置５０でのレチクル待ち或いはロット待ち時間を低減することができる。
【００７８】
本実施形態では、一つのロボット７６にカセット用ハンド７７、レチクル用ハンド７８及び扉開閉機構７９を設けたが、各々のハンド７７，７８と扉開閉機構７９を別のロボットに設けることも可能であり、この場合にはカセットの出庫時間の短縮が可能である。
【００７９】
本共用ストッカ１１により、半導体製造工場における露光工程の生産性を向上できるばかりでなく、搬送システムへの投資コスト、製造装置の稼働率向上による設備台数の削減等、非常に大きな効果を得ることができる。以下、その効果を具体的に記す。
【００８０】
（１）レチクルを運搬するためのカセットとレチクルを同じストッカ１１内に保管できるようにしたことで、レチクルを運搬するためのカセットとレチクルを一緒に保管、管理ができる。このため、レチクルの供給／回収に当たって、運搬に適した荷姿であるカセットへのレチクルのセット及び空カセットの管理が、１つのストッカの中で行なうことが可能となり、更に次のような効果を得ることができるようになる。
【００８１】
（２）共用ストッカ１１がレチクルの移載ロボット７６を有することで、ストッカ１１の中でカセットへのレチクルの出し入れが行える。このことで、レチクルの入庫／出庫に伴う運搬のための準備作業を１つのストッカの中で実施することが可能となる。また、部屋内のマスク運搬に適したカセットを使っての運搬が可能となり、さらに保管時には、カセットから取り出しておくことで保管スペースを小さくすることができ、清浄な環境維持に多大な動力を必要とするクリーンルームを小さく、或いは有効に利用することが可能となる。
【００８２】
（３）レチクルをカセットに入れて運搬することで、運搬中の汚染が防止でき、さらにウェハ運搬と同じ外形のカセットを使えば、ウェハ運搬と同じ搬送システムの利用も可能となる。これにより、レチクル専用の搬送システムが不要となって、工場の建設コスト、ランニングコストの低減に非常に有効である。
【００８３】
（４）半導体ウェハと露光用レチクルが同じストッカ１１に収納されることで、半導体ウェハを露光処理するためにストッカ１１から出庫、搬送するのと容易に同期させて、露光装置用レチクルを出庫、搬送することが可能となり、半導体露光装置５０のレチクル待ちによる稼働ロスが低減される。更に、レチクルと半導体ウェハを別々のストッカから半導体露光装置に供給する場合に比べて、レチクルと半導体ウェハの露光装置５０への到着タイミングの制御が容易になり、制御システムが単純となってシステム開発費が低減される。
【００８４】
（５）レチクル積載治具を使って露光用レチクルを移載することで、レチクルの運搬がより容易に、しかもレチクルに直接接触することが少なくなり、レチクルに傷やダストを付着させることがほとんど無い状態で移載を行なうことができる。更に、レチクル積載治具を半導体ウェハと同様の円盤状のものとすることで、半導体ウェハのカセットにレチクル積載治具を入れて運搬する事ができ、半導体ウェハの搬送と同じカセット搬送システム１０でレチクルを搬送することが可能となり、高価なレチクル専用の搬送システムやレチクル専用のカセットを準備する必要がなくなる。
【００８５】
（６）カセットの蓋開閉機構７９をストッカ１１に内蔵することで、密閉方式のカセットに対しても本発明を容易に適用可能となる。これにより、被搬送物（レチクルやウェハ）への運搬途中のダストや衝撃の影響を受けにくくなるため、製品歩留まりの高い半導体製造ラインを構築することが可能となり、更に搬送方法もより容易になる。
【００８６】
（７）レチクル積載治具に固有の番号やバーコード等の符号を付けておくことで、運搬するレチクルの照合確認、及びレチクルとカセットとの照合が容易で確実となり、ウェハの入ったカセットとの区別を誤りなく実施することが可能になる。さらに符号の位置を基準として、レチクルの方向も判別することが容易に実施可能となり、ロボット７６によるレチクルの移載ミスも防ぐことが容易となる。 （８）レチクル積載治具に載せたレチクルのカセットへの挿入／取り出しとカセットの蓋開閉を行うロボット７６の一連の動作を制御するロボット制御装置９１を有することで、１つのストッカ内で効率良くカセットへのレチクル出し入れを行うことが可能となる。
【００８７】
（９）移動するロボット７６にカセットの蓋開閉機構７９を付けることで、カセットを移動することなくカセットの蓋開閉が可能となり、ストッカ１１内でのカセットの移載回数を減らすと共に、蓋開閉のための機構を設置するスペースも不要となり、より生産性の高いストッカが実現できる。
【００８８】
（１０）外部の制御装置（例えば、工場生産管理コンピュータ等）１００から出庫要求を通信で受け取れる外部通信制御部９３を有することで、自動化された工場生産ラインの中で本実施形態の共用ストッカ１１を使用することが可能となり、より効率的な工場生産ラインの構築が可能となる。
【００８９】
（１１）レチクルの出庫指令だけを外部から受け取り、運搬に使用するカセットの選択からレチクルのカセットへのセット、ストッカ１１からの出庫までをストッカ１１自身が受け持つことができることで、外部のコントローラ１００が単純な指示だけを出すことで良くなり、例えば、工場の生産管理コンピュータ（図１５の１２０）の機能が単純で良く、開発コストの低減に繋がる。
【００９０】
（１２）出庫するカセットの識別符号を外部コントーラ１００に送る機能があることで、外部コントローラ１００は、ストッカ１１内でのカセット管理に一切関与する必要がなくなり、より一層簡単な通信内容だけで済み、通信の信頼性向上、通信負荷の低減が可能となる。
【００９１】
図１２は、本実施形態に係る半導体露光装置の構成を示すブロック図である。
【００９２】
この半導体露光装置の基本的な構成は、従来装置（図２１）と同じである。すなわち、レジスト塗布装置３０は、カセットステージＣ／ＳＩ〜Ｃ／Ｓ４、ホットプレート３１、クーリングプレート３２、ＨＭＤＳ蒸気塗布部（ＡＤ）３３、インターフェース部（Ｉ／Ｆ）３４、レジスト塗布部３５、及び現像ユニット３６を備え、露光処理装置４０は、露光部４１とレチクルライブラリ４２を備えている。さらに、レジスト塗布装置３０内を搬送してウェハまたはレチクルを露光処理部４０に渡す搬送器３７なども備えている。
【００９３】
但し、本実施形態では、レチクルはレチクル積載治具に収められてウェハと同じ形式のカセットに収納されるため、レチクル搬送システムが不要となり、レチクルライブラリ４２におけるレチクル搬送システムとの連絡口が省略される。
【００９４】
図１３は、本実施形態に係る半導体露光装置内におけるウェハとレチクルの搬送手順を示す流れ図である。
【００９５】
まず、ロットは、カセット搬送システム１０からカセットステージ（例えばＣ／Ｓ１）に搬送される一方（ステップＳ１１）、レチクルは、本発明によるレチクル積載治具を用いてウェハ搬送用カセットに収められてカセットステージ（例えばＣ／Ｓ２）に搬送される（ステップＳ３１）。この時、共通のカセット搬送システム１０を使用する。
【００９６】
そして、カセットステージ（Ｃ／Ｓ１）でロットからウェハが取り出され、レジスト塗布装置３０内において、ＨＭＤＳ蒸気塗布部（ＡＤ）３２、レジスト塗布部３５、ホットプレート３１、及びクーリングプレート３３の順で搬送されて（ステップＳ１２〜ステップＳ１６）、レジスト塗布処理が施される。
【００９７】
また、レチクルは、レチクル積載治具と一緒にレジスト塗布装置３０内を搬送され、レジスト塗布処理が施されたウェハと共にインターフェース部３４から露光処理装置４０へ渡される。
【００９８】
露光処理装置４０の露光部４１で露光処理が行われた後、露光済みのウェハと使用済みのレチクルは、インターフェース部３４を通してレジスト塗布装置３０へ搬送される（ステップＳ１７）。そして、露光済みのウェハは、ホットプレート３１、クーリングプレート３３、現像ユニット３６、ホットプレート３１、及びクーリングプレート３３の順で搬送されて（ステップＳ１８〜ステップＳ２１）、現像処理が施される。
【００９９】
現像済みのウェハはカセットステージ（Ｃ／Ｓ１）上のカセットに戻され（ステップＳ２２）、また使用済みのレチクルはカセットステージ（Ｃ／Ｓ２）上のカセットに戻される（ステップＳ３３）。その後、処理済みウェハは、カセット搬送システム１０を使用して（ステップＳ２３）、他の装置もしくはストッカに搬送され、使用済みレチクルは、カセット搬送システム１０を使用して（ステップＳ３４）、本発明の共用ストッカ１１に戻される。
【０１００】
このように、レジスト塗布装置３０上のウェハ運搬カセット用のカセットステージから、ウェハ運搬カセットに収納されたウェハと、治具を用いてウェハ運搬カセットに収納されたレチクルとを、それぞれレジスト塗布装置３０から露光処理装置４０へ運搬することができる。したがって、ウェハ運搬カセットの運搬システムをウェハとレチタルの運搬に共通化することができるため、運搬システムを統一することができる。また、ウェハと、露光処理装置４０で使用するレチクルとを対応させて運搬することにより、適切なタイミングでレチクルを露光処理装置４０に運搬することが可能となる。
【０１０１】
図１４は、本実施形態に係る半導体露光装置の制御装置を示す図である。
【０１０２】
この制御装置５１には、上位ホストコンピュータ（装置管理ホスト）１１０と通信を行う通信部と、例えば図１３に示すような手順でウエハを搬送するウェハ搬送手順、及びレチクルを搬送するレチクル搬送手順を実行する搬送制御部と、搬送制御部で実行する複数のウェハ搬送手順とレチクル搬送手順を記憶する記憶部とを備えている。
【０１０３】
装置管理ホスト１１０は、本実施形態の特徴の一つであるカセット収納物情報のほか、ウェハ（群）ＩＤ、容器（カセット）ＩＤ、品名、及び工程等の情報を管理し、前記制御装置５１の通信部へ送るようになっている。ここで、カセット収納物情報は、今、半導体露光装置５０に供給されたカセットの収納物がウェハまたはレチクルのいずれであるかを示す情報である。
【０１０４】
搬送制御部は、前記カセット収納物情報を基に、前記ウェハ搬送手順またはレチクル搬送手順のいずれかを実行する。
【０１０５】
このように、上位コンピュータ１１０との通信により、カセットの中身がウエハ／レチクルのいずれであるかが事前に判明するため、半導体露光装置５０での搬送機構３７の準備を事前に行うことができ、無駄な待ち時間を低減することができる。さらに、半導体露光装置５０において、カセットの中身がウエハであるか、あるいはレチクルであるかを識別するための認識装置が必要でなくなり、省スペース、低コストの半導体露光装置５０が実現できる。
【０１０６】
また、レチクル或いはウエハに応じて最適な搬送手段、搬送手順が実行されることで、搬送時間が短縮され、より効率的な処理が可能となる。
【０１０７】
図１５は、本実施形態に係るカセット搬送システムと半導体露光装置の制御系を示すブロック図である。
【０１０８】
同図より明らかなように、上記共用ストッカ１１と搬送機器６１が搬送ホスト１００によって制御されて本実施形態のカセット搬送システム１０を構築し、また上記半導体露光装置５０は装置管理ホスト１０に制御される。そして、搬送ホスト１００と装置管理ホスト１０が半導体製造ライン全体を制御する生産ホストコンピュータ１２０に組み込まれている。
【０１０９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１及び請求項２の発明であるカセット搬送システムによれば、ウェハ搬送系とレチクル搬送系と１つの搬送システムで統一化することができ、レチクル専用の搬送システムが不要となって、工場の建設コストやランニングコスト等の大幅なコスト削減が可能になる。また、ロットと露光処理用のレチクルが同じ共用ストッカに保管されるので、半導体ウェハを露光処理するために共用ストッカから出庫、搬送するのと容易に同期させて、露光処理用のレチクルを出庫、搬送することが可能となり、半導体露光装置のレチクル待ちによる稼働ロスが低減される。更に、レチクルと半導体ウェハを別々のストッカから半導体露光装置に供給する場合に比べて、レチクルと半導体ウェハの半導体露光装置への到着タイミングの制御が容易になり、システム制御装置が単純となってシステム開発費が低減される。さらに、レチクルを運搬するための空カセットとレチクルを同じ共用ストッカ内に保管するようにしたので、レチクルを運搬するためのカセットとレチクルを一緒に保管、管理ができる。このため、レチクルの供給／回収に当たって、運搬に適した荷姿であるカセットへのレチクルのセット及び空カセットの管理が、１つのストッカの中で行なうことが可能となる。
【０１１０】
請求項３の発明であるカセット搬送システムによれば、共用ストッカのレチクル積み込み機構は第１のロボットに搭載され、且つカセットに対してレチクル及びレチクル積載治具を出し／入れするためのロボットハンドを有するので、共用ストッカの中でカセットへのレチクルの出し入れが行え、レチクルの入庫／出庫に伴う運搬のための準備作業を１つのストッカの中で実施することが可能となる。また、部屋内のレチクル運搬に適したカセットを使っての運搬が可能となり、さらに保管時には、カセットから取り出しておくことで保管スペースを小さくすることができ、清浄な環境維持に多大な動力を必要とするクリーンルームを小さく、或いは有効に利用することが可能となる。
【０１１１】
請求項４の発明であるカセット搬送システムによれば、前記ロボットハンドは、レチクル積載治具を移載するハンドを有するので、レチクル積載治具を使って露光処理用のレチクルを移載することができ、レチクルの運搬がより容易に、しかもレチクルに直接接触することが少なくなり、レチクルに傷やダストを付着させることがほとんど無い状態で移載を行なうことができる。
【０１１２】
請求項５の発明であるカセット搬送システムによれば、共用ストッカは、レチクル積載治具を半導体ウェハと区別する認識装置を備えたので、レチクルの入庫／出庫に伴う運搬のための準備作業を的確に実施することが可能になる。
【０１１３】
請求項６の発明であるカセット搬送システムによれば、共用ストッカは、密閉型カセットの蓋を開閉する扉開閉機構を備えたので、密閉方式のカセットに対しても本発明を容易に適用可能となる。これにより、被搬送物（レチクルやウェハ）への運搬途中のダストや衝撃の影響を受けにくくなるため、製品歩留まりの高い半導体製造ラインを構築することが可能となり、更に搬送方法もより容易になる。
【０１１４】
請求項７の発明であるカセット搬送システムによれば、共用ストッカは、扉開閉機構、及びレチクル積み込み機構を搭載した第２のロボットと、前記第２のロボットの一連の動作を制御する制御手段とを備えたので、カセットを移動することなくカセットの蓋開閉が可能となり、ストッカ内でのカセットの移載回数を減らすと共に、蓋開閉機構を設置するスペースも不要となり、より生産性の高いストッカが実現できる。さらに、１つのストッカ内で効率良くカセットへのレチクル出し入れを行うことが可能となる。
【０１１５】
請求項８の発明であるカセット搬送システムによれば、共用ストッカは、システム制御装置からレチクルの出庫指令を受け取る受信部を備え、この出庫指令に基づいてが第１及び第２のロボットに対する制御を行うようにしたので、自動化された工場生産ラインの中で共用ストッカを使用することが可能となり、より効率的な工場生産ラインの構築が可能となる。
【０１１６】
請求項９の発明であるカセット搬送システムによれば、共用ストッカは、カセットの所在データを保管する所在データ保管手段と、レチクルの出庫指令に基づき、前記所在データから使用可能な空カセットを選択するカセット選択手段とを有し、選択したカセットにレチクルを収納した後、該カセットを出庫するようにしたので、システム制御装置が単純な指示だけを出すことで良くなり、例えば、工場の生産管理コンピュータの機能が単純で良く、開発コストの低減に繋がる。さらに、出庫するレチクル及びカセットの識別符号をシステム制御装置へ通知するようにしたので、システム制御装置は、共用ストッカ内でのカセット管理に一切関与する必要がなくなり、より一層簡単な通信内容だけで済み、通信の信頼性向上、通信負荷の低減が可能となる。
【０１１７】
請求項１０の発明であるカセット搬送システムによれば、レチクル積載治具は、半導体ウェハとほぼ同じ直径及び厚さの基板と、前記基板上にレチクルを保持するための支持機構とを有するので、半導体ウェハ運搬用のカセットを用いてレチクルを運搬することができ、半導体ウェハの運搬システムとレチクルの運搬システムを統一することができ、設備コストを抑えることが可能になる。
【０１１８】
請求項１１の発明であるカセット搬送システムによれば、レチクル積載治具は、基板と支持機構とを一体で形成したので、治具構造が簡略化されて製作しやすくなり、また治具を小さく製作することができる。
【０１１９】
請求項１２の発明であるカセット搬送システムによれば、レチクル積載治具は、基板の縁に少なくとも一つ以上の切欠を設けたので、治具方向を容易に識別することができ、レチクルを治具に収めやすくなる。
【０１２０】
請求項１３の発明であるカセット搬送システムによれば、レチクル積載治具は、基板の面に少なくとも一つ以上の凸部もしくは凹部を設けたので、治具と半導体ウェハを容易に識別することができる。
【０１２１】
請求項１４の発明であるカセット搬送システムによれば、レチクル積載治具は、治具固有の識別番号を含む記号を基板の面に少なくとも一つ以上設けたので、レチクル積載治具を個別に識別することができる。
【０１２２】
請求項１５の発明であるカセット搬送システムによれば、レチクル積載治具は、治具固有の識別番号を含むバーコードを基板の面に少なくとも一つ以上設けたので、簡易な機器を用いてレチクル積載治具を個別に識別することができる。
【０１２３】
請求項１６の発明であるカセット搬送システムによれば、搬送装置は、床上走行の無人搬送車、天井軌道式搬送車、容器移載機構付軌道搬送車、またはカセット昇降機能付天井走行軌道搬送車としたので、カセットの搬送を簡易かつ的確に行うことができる。
【０１２４】
請求項１７の発明である半導体露光装置によれば、カセットステージから、ウェハ運搬用のカセットに収納されたウェハと、治具を用いてウェハ運搬用カセットに収納されたレチクルとをそれぞれレジスト塗布／現像部から露光部へ運搬することができる。したがって、ウェハ運搬用カセットの運搬システムをウェハとレチクルの運搬に共通化することができるため、運搬システムを統一することができる。また、ウェハとレチクルとを対応させて運搬することにより、適切なタイミングでレチクルを露光部に運搬することが可能となる。
【０１２５】
請求項１８の発明である半導体露光装置によれば、システム制御装置との通信により、カセットの中身がウエハ／レチクルのいずれであるかが事前に判明するため、半導体露光装置での装置内搬送機構の準備を事前に行うことができ、無駄な待ち時間を低減することができる。さらに、半導体露光装置において、カセットの中身がウエハであるか、あるいはレチクルであるかを識別するための認識装置が必要でなくなり、省スペース、低コストの半導体露光装置が実現できる。また、レチクル或いはウエハに応じて最適な搬送手段、搬送手順が実行されることで、搬送時間が短縮され、より効率的な処理が可能となる。
【０１２６】
請求項１９の発明であるレチクル運搬方法によれば、半導体ウェハ運搬用容器を用いてレチクルを運搬することができるため、半導体ウェハの運搬システムとレチクルの運搬システムとを統一することができ、設備コストを抑えることが可能になる。
【０１２７】
請求項２０の発明であるレチクル運搬方法によれば、治具により保持されたレチクルと半導体ウェハとを１つの半導体ウェハ運搬用容器内に収納して運搬するので、半導体ウェハとレチクルを効率よく運搬することができ、生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体露光装置用のカセット搬送システムを示す概念図である。
【図２】実施形態のカセットの構造を示す斜視図である。
【図３】実施形態の自動搬送機器の概要を示す斜視図である。
【図４】実施形態の露光工程ラインの概略処理フローを示す概念図である。
【図５】実施形態に係るレチクル積載治具の第１構成例を示す斜視図である。
【図６】実施形態に係るレチクル積載治具の第２構成例を示す斜視図である。
【図７】実施形態に係るレチクル積載治具の第３構成例を示す斜視図である。
【図８】実施形態に係るレチクル積載治具の第４構成例を示す斜視図である。
【図９】実施形態に係るレチクル積載治具の第５構成例を示す斜視図である。
【図１０】実施形態に係る共用ストッカの構成を示す図である。
【図１１】本実施形態に係る共用ストッカの扉開閉機構を示す図である。
【図１２】実施形態に係る半導体露光装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】実施形態に係る半導体露光装置内におけるウェハとレチクルの搬送手順を示す流れ図である。
【図１４】実施形態に係る半導体露光装置の制御装置を示す図である。
【図１５】実施形態に係るカセット搬送システムと半導体露光装置の制御系を示すブロック図である。
【図１６】従来のクリールームにおける装置配置図である。
【図１７】従来のストッカを構造を示す斜視図である。
【図１８】従来のカセットを構造を示す斜視図である。
【図１９】従来のウェハ搬送システム及びレチクル搬送システムの概要を示す概念図である。
【図２０】従来の露光工程ラインの概略処理フローを示す概念図である。
【図２１】従来の半導体露光装置の構成を示すブロック図である。
【図２２】従来のレジスト塗布装置と露光処理装置内におけるウェハとレチクルの搬送手順を示す流れ図である。
【図２３】従来のの半導体露光装置の制御系を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ カセット搬送システム
１１ 共用ストッカ
２１ ウェハ
２２ レチクル積載治具
２３ レチクル
３０ レジスト塗布装置
３１ カセットステージ
４０ 露光処理装置
５０ 半導体露光装置
６１ 天井走行式無人運搬車
Claims (17)
- 半導体ウェハ及び露光処理用のレチクルのどちらをも収納するカセットと、前記レチクルを前記カセットに載置するためのレチクル積載治具と、前記半導体ウェハを前記カセットに収納したロット、前記カセットと同一形式の空カセット、露光処理用のレチクル及び前記レチクル積載治具を保管する保管手段と、前記レチクル積載治具を用いて前記レチクルを前記空カセットに積載するためのレチクル積み込み機構とを有して、前記空カセットに前記レチクルを収納したカセット、前記ロット及び前記空カセットを前記保管手段に対して搬入または搬出する共用ストッカと、
前記半導体ウェハに前記レチクルを使用して回路パターンを焼き付ける半導体露光装置に対し、前記共用ストッカから搬出された、前記ロットと前記レチクルを収納するカセットまたは前記空カセットとを搬送すると共に、前記半導体露光装置から搬出された処理後の半導体ウェハを収納したカセットと使用済みのレチクルを収納したカセットまたは空カセットとを前記共用ストッカへ搬送する搬送装置と、
前記共用ストッカ及び前記搬送装置の動作を制御するシステム制御装置とを備え、
前記レチクル積載治具は、前記半導体ウェハとほぼ同じ直径及び厚さの基板と、前記基板上に前記レチクルを保持するための支持機構とを有することを特徴とするカセット搬送システム。 - 前記共用ストッカは、
前記ロット及び前記空カセットを保管するカセット棚、及び前記レチクル及び前記レチクル積載治具を保管するレチクル棚を有する前記保管手段と、
前記ロット、前記レチクル積載治具を用いてレチクルを収納するカセットまたは前記空カセットを入出庫する入出庫口と、
前記レチクル棚と前記カセット棚との間またはこれら棚と前記入出庫口との間を移動して、前記ロット、前記レチクル積載治具を用いてレチクルを収納するカセットまたは前記空カセットを移載する第１のロボットと、
前記第１のロボットの移載動作を制御する第１の制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載のカセット搬送システム。 - 前記共用ストッカの前記レチクル積み込み機構は、前記第１のロボットに搭載され、且つカセットに対して前記レチクル及び前記レチクル積載治具を出し／入れするためのロボットハンドを有することを特徴とする請求項１または請求項２記載のカセット搬送システム。
- 前記ロボットハンドは、前記レチクル積載治具を移載するハンドを有することを特徴とする請求項３記載のカセット搬送システム。
- 前記共用ストッカは、前記レチクル積載治具を前記半導体ウェハと区別する認識装置を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のカセット搬送システム。
- 前記共用ストッカは、密閉型カセットの蓋を開閉する扉開閉機構を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のカセット搬送システム。
- 前記共用ストッカは、前記扉開閉機構及び前記レチクル積み込み機構を搭載した第２のロボットと、前記第２のロボットの一連の動作を制御する第２の制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のカセット搬送システム。
- 前記共用ストッカは、前記システム制御装置から前記レチクルの出庫指令を受け取る受信部を備え、前記出庫指令に基づいて前記第１及びは第２の制御手段がそれぞれ前記第１及び第２のロボットに対する制御を行う事を特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のカセット搬送システム。
- 前記共用ストッカは、カセットの所在データを保管する所在データ保管手段と、前記レチクルの出庫指令に基づき、前記所在データから使用可能な空カセットを選択するカセット選択手段とを有し、選択したカセットにレチクルを収納した後、該カセットを出庫すると共に、このレチクル及びカセットの識別符号を前記システム制御装置へ通知することを特徴とする請求項８記載のカセット搬送システム。
- 前記レチクル積載治具は、前記基板と前記支持機構とを一体で形成したことを特徴とする請求項１記載のカセット搬送システム。
- 前記レチクル積載治具は、前記基板の縁に少なくとも一つ以上の切欠を設けたことを特徴とする請求項１または請求項１０のいずれかに記載のカセット搬送システム。
- 前記レチクル積載治具は、前記基板の面に少なくとも一つ以上の凸部もしくは凹部を設けたことを特徴とする請求項１、１０又は１１のいずれかに記載のカセット搬送システム。
- 前記レチクル積載治具は、治具固有の識別番号を含む記号を前記基板の面に少なくとも一つ以上設けたことを特徴とする請求項１、１０乃至１２のいずれかに記載のカセット搬送システム。
- 前記レチクル積載治具は、治具固有の識別番号を含むバーコードを前記基板の面に少なくとも一つ以上設けたことを特徴とする請求項１、１０乃至１２のいずれかに記載のカセット搬送システム。
- 前記搬送装置は、床上走行の無人搬送車、天井軌道式搬送車、容器移載機構付軌道搬送車、またはカセット昇降機能付天井走行軌道搬送車であることを特徴とする請求項１記載のカセット搬送システム。
- 請求項１記載の共用ストッカから搬送装置によって搬送されてきたロットとレチクル積載治具を用いてレチクルを収納するカセットまたは空カセットとを受け取ると共に、処理後の半導体ウェハを収納したカセットと使用済みのレチクルを収納したカセットまたは空カセットとを前記搬送装置に渡すカセットステージと、
前記ロットから取り出された処理前の半導体ウェハに対してレジスト塗布処理、または露光処理後の半導体ウェハに対して現像処理を行うレジスト塗布／現像部と、
前記半導体ウェハに対して前記レチクルを用いて露光処理を行う露光部と、
前記カセットステージで受け取ったロット及びレチクル積載治具を用いてレチクルを収納するカセットから処理前の半導体ウェハ及びレチクルをそれぞれ取り出して、これらを前記レジスト塗布／現像部及び前記露光部へ向けて搬送すると共に、処理後の半導体ウェハと使用済みのレチクルを前記カセットステージに搬送してカセットに収納する装置内搬送機構とを備えたことを特徴とする半導体露光装置。 - 請求項１記載の共用ストッカから搬送装置によって搬送されてきたカセットの収納物が半導体ウェハあるいはレチクルのいずれであるかを示す判別信号を外部のシステム制御装置から受け取る通信部と、
前記判別信号に基づいて、半導体ウェハを搬送する制御手順、またはレチクルを搬送する制御手順のいずれかを前記装置内搬送機構によって実行する搬送制御部とを有することを特徴とする請求項１６記載の半導体露光装置。
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