JPH10112487A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度の調整が容易であり、基板の品質管理を
行いやすい基板処理装置を提供する。 【解決手段】 基板は予め決められた処理順序に従って
搬送、処理される。この処理順序に対応するウェハフロ
ーに、同等の機能を有する複数の基板処理部からなる部
分（並行処理部）が複数存在する場合には、ある並行処
理部の１つの基板処理部を他の並行処理部を構成する１
つの基板処理部と１対１に固定的に対応させることによ
り複数の並列搬送経路が設定される。そして、基板が循
環搬送される際に、例えば、経路１が選択された場合に
は、当該基板はホットプレートＨＰ１に搬入された後、
必ずクールプレートＣＰ１、スピンデベロッパＳＤ１、
ホットプレートＨＰ３の順に搬送され、一連の処理が行
われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体基板や液
晶ガラス基板などの薄板状基板（以下、「基板」と称す
る）に対して一連の処理（例えば、現像処理とそれに付
随する熱処理など）を行う基板処理技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、基板に対してレジスト塗
布処理、現像処理およびそれらに付随する熱処理を行う
基板処理装置は、それぞれの処理を行う複数の基板処理
部を備えている。そして、従来より、このような基板処
理装置は、搬送路に沿って移動する基板搬送装置を備え
ており、当該基板搬送装置が予め定められた処理順序に
従って前記複数の基板処理部に順次基板を搬送するよう
にしている。

【０００３】図６は、従来の基板処理順序およびそれに
対応するウェハフロー（処理手順）の例を示す図であ
る。ここで考えている例は、露光処理後の基板の現像処
理とそれに付随する熱処理である。なお、この明細書に
おいて、「処理順序」とは、基板を順次処理するときの
一般的な処理の順序を意味する用語として用い、「ウェ
ハフロー」および「処理手順」とは、基板を順次処理す
るときに循環搬送されるべき具体的な基板処理装置の経
路を意味する用語として用いている。すなわち、図６に
示す従来の例において、「処理順序」としては、 基板の払い出し、 加熱処理、 冷却処理、 現像処理、 加熱処理、 冷却処理、 の順序で基板の処理が順次行われることになる。そし
て、これに対応する「ウェハフロー」としては、図示の
如く、 基板がインデクサＩＮＤから払い出され、 ホットプレートＨＰ１、ＨＰ２のいずれかに搬送さ
れ、 クールプレートＣＰ１に搬送され、 スピンデベロッパ（回転式現像処理装置）ＳＤ１、Ｓ
Ｄ２のいずれかに搬送され、 ホットプレートＨＰ３、ＨＰ４のいずれかに搬送さ
れ、 クールプレートＣＰ１に搬送され、 一連の循環搬送処理が行われることになる。ここで、例
えば、加熱処理に対して同じ機能を有するホットプレ
ートＨＰ１、ＨＰ２の２つの処理部が設けられているの
は、この加熱処理が他の処理（例えば、冷却処理）に
比較して長時間を要するため、基板処理装置全体として
の処理効率を向上させるために複数設けられているもの
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図６に示したような処
理順序においては、それぞれの処理ごとに予め目標温度
が設定されているが、実際の基板処理部において目標温
度に正確に維持するのは困難であり、通常、目標温度か
ら許容される範囲内で温度誤差が生ずる。以下に示す表
１は、各処理の目標温度とそれに対応する各基板処理部
の実際の温度とを対比した一例である。

【０００５】

【表１】

【０００６】表１に示した例では、目標温度と各基板処
理部における実際の温度との間に最大０．３℃の誤差が
生じている。各基板処理部単位で考えた場合、この程度
の誤差は許容しうる範囲内であるが、処理順序全体とし
て考えた場合、以下に述べるような問題が生じる。

【０００７】すなわち、例えばプロセス的に、上記の
冷却処理と現像処理との温度差をなるべく小さくする
ように要求されているときには、クールプレートＣＰ１
の温度はスピンデベロッパＳＤ１、ＳＤ２の両方の温度
を考慮し、その中間温度に維持する必要がある。具体的
には、スピンデベロッパＳＤ１が２３．３℃、スピンデ
ベロッパＳＤ２が２２．９℃であるため、クールプレー
トＣＰ１の温度はその中間である２３．１℃に維持する
必要がある。これは、もしクールプレートＣＰ１の温度
が例えばスピンデベロッパＳＤ１の温度に近くなると、
スピンデベロッパＳＤ２からは離れた温度となり、当該
スピンデベロッパＳＤ２を経由した基板に不具合が生じ
る可能性があるからである。したがって、クールプレー
トＣＰ１の温度管理は極めて厳密に行う必要がある。

【０００８】また、ある処理から次の処理へ移行すると
きに、選択可能な基板処理部が複数ある場合にはそれら
のうちから任意に選択される。すなわち、例えば、スピ
ンデベロッパＳＤ１での現像処理を終了した基板は、ホ
ットプレートＨＰ３、ＨＰ４のうち空いている方に搬送
される。ホットプレートＨＰ３、ＨＰ４のうち空いてい
るのはその時々によって異なるため、ある基板はホット
プレートＨＰ３に、また別の基板はホットプレートＨＰ
４に搬送されることとなる。しかしながら、ホットプレ
ートＨＰ３とＨＰ４では実際の温度はわずかに異なるた
め、それぞれを経由した基板も異なる温度履歴を有する
こととなる。そして、同様のことは、ホットプレートＨ
Ｐ１とＨＰ２、スピンデベロッパＳＤ１とＳＤ２につい
ても起こりうる。したがって、このような複数の基板処
理部から選択可能な処理を行う箇所が多くなるほど、基
板の温度履歴の種類数も増えることとなり、基板の品質
管理が困難となる。

【０００９】さらに、上述したように、基板ごとに搬送
される基板処理部の経路がまちまちとなるため、基板の
処理品質に不具合が生じた場合に、その不具合がどの基
板処理部において生じたものなのかを検出することが困
難となる。

【００１０】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、温度管理を厳密に行う必要がなく、温度の調整
が容易な基板処理装置を提供することを第１の目的とす
る。

【００１１】また、本発明は、基板の温度履歴の種類を
減らし、基板の品質管理を行いやすい基板処理装置を提
供することを第２の目的とする。

【００１２】さらに、本発明は、基板の処理品質に不具
合が生じた場合に、その不具合がどの基板処理部におい
て生じたものなのかを容易に検出することができる基板
処理装置を提供することを第３の目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明は、基板の処理を行う複数の基板処
理部と、前記複数の基板処理部間で基板を搬送する搬送
手段とを備え、所定の処理手順に従って基板を順次処理
する基板処理装置において、前記所定の処理手順に、そ
れぞれが複数の単位処理部からなる複数の並行処理部を
含ませ、各並行処理部内の単位処理部のそれぞれを残り
の並行処理部内の単位処理部と１対１に固定的に対応さ
せることによって、前記各並行処理部内の単位処理部の
ひとつずつを順次に経由する複数の並列搬送経路をあら
かじめ設定し、前記複数の並列搬送経路の中から１つの
経路を選択しつつ前記基板を順次搬送するように前記搬
送手段を制御する搬送制御手段を備えている。

【００１４】ここにおいて、「並行処理部」とは、上記
ウェハフロー（処理手順）のうち同等の機能を有する複
数の基板処理部（単位処理部）からなる部分（例えば、
上述したホットプレートＨＰ１、ＨＰ２）であり、基
板搬送装置は複数の基板処理部のうちの１つを選択して
基板を搬入する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について詳細に説明する。

【００１６】この明細書では、まず、本発明に係る基板
処理装置の全体構成の概要について説明した後、「並行
処理部」における基板の搬送方法について説明する。

【００１７】図１は、本発明に係る基板処理装置の一例
を示す外観斜視図である。また、図２は、図１の基板処
理装置の概念的平面配置図である。この基板処理装置
は、露光処理後の基板に対して現像処理およびそれに付
随する熱処理を行う処理装置であり、インデクサＩＮＤ
と処理部群Ａと熱処理部群Ｂと搬送領域Ｃとを備えてい
る。

【００１８】インデクサＩＮＤは、現像処理前の基板を
装置内に払い出すとともに、現像処理済みの基板を受け
取る機能を有している。このインデクサＩＮＤには、露
光処理済み基板Ｗを複数枚収納したカセット２０が装置
外部より搬入され載置されている。また、インデクサＩ
ＮＤは、カセット２０への基板の受け渡しを行う基板移
載ロボット４０と、基板処理装置の動作を制御する制御
部６０（図２参照）とを備えている。基板移載ロボット
４０は、カセット２０の並び列に沿って移動可能である
とともに上下動作、旋回動作が可能である。基板を払い
出す際には、カセット２０より基板移載ロボット４０が
基板を受け取り、後述する基板搬送装置３０にその基板
を渡す。また、逆に、現像処理済みの基板は基板搬送装
置３０から基板移載ロボット４０に渡され、元のカセッ
ト２０に格納される。そして、現像処理済みの基板を収
納し終えたカセット２０は装置外部へ搬出されることと
なる。なお、上記の制御部６０は、装置内の各基板処理
部に指令を与えるとともに、基板搬送装置３０の搬送動
作を制御する機能を有するが、これについては後に詳述
する。

【００１９】処理部群Ａは、露光処理済みの基板に対し
現像処理を行う処理部群である。すなわち、処理部群Ａ
は、基板を回転させつつ現像処理を行うスピンデベロッ
パ（回転式現像処理装置）ＳＤ１、ＳＤ２で構成されて
いる。この２つのスピンデベロッパＳＤ１、ＳＤ２は、
同等の機能を有しており、「並行処理部」を形成するこ
ととなるがこれについては後述する。

【００２０】熱処理部群Ｂは、現像処理に付随する各種
熱処理を行う処理部群であり、加熱処理を行うホットプ
レートＨＰ１〜ＨＰ４と冷却処理を行うクールプレート
ＣＰ１〜ＣＰ３で構成されている。なお、図２では、図
示の便宜上、各熱処理部は平面的に記載されているが、
例えばホットプレートＨＰ１とクールプレートＣＰ１と
は図１に示す如く積層されて配置されており、全ての熱
処理部に対して基板搬送装置３０がアクセス可能であ
る。

【００２１】搬送領域Ｃは、処理部群Ａと熱処理部群Ｂ
とに挟まれ、当該両処理部群に沿って延びる領域として
形成されている。この搬送領域Ｃには、基板搬送装置３
０が移動自在に配置されている。この基板搬送装置３０
は、基板Ｗを支持する上下一対のアームからなるアーム
部３１（図１中では一つのアームのみが見えている）を
有する移動体３２を備えている。このアーム部３１を構
成する上下一対のアームは、アーム駆動機構（図示省
略）によりそれぞれ独立して処理部群Ａおよび熱処理部
群Ｂに進退移動可能となっていて、これら処理部群Ａお
よび熱処理部群Ｂを構成するいずれかの基板処理部との
間で一方のアームで処理の終了した基板を受け取り、他
方のアームで前の基板処理部等から搬送してきた基板を
処理部に載せるようにして基板Ｗの交換を行うことがで
きる。

【００２２】なお、図示を省略しているが、基板搬送装
置３０の移動体３２には、３次元の駆動機構が連結され
ており、この駆動機構を制御することにより、移動体３
２を各基板処理部の前に移動させて、基板Ｗの受渡しを
可能としている。

【００２３】以上が本発明に係る基板処理装置の全体構
成の概要であり、次に、この例の特徴である「並行処理
部」における基板の搬送方法について説明する。

【００２４】図３は、図１の基板処理装置における基板
処理順序およびそれに対応するウェハフローの例を示す
図である。ここにおいて、「処理順序」としては、一般
的な従来の処理順序（図６参照）と同一であり、すなわ
ち、 基板の払い出し、 加熱処理、 冷却処理、 現像処理、 加熱処理、 冷却処理、 の順序で基板の処理が順次行われることになる。

【００２５】この基板処理装置は、４つの「並行処理
部」を含んでいる。すなわち、ホットプレートＨＰ１と
ＨＰ２、クールプレートＣＰ１とＣＰ２、スピンデベロ
ッパＳＤ１とＳＤ２およびホットプレートＨＰ３とＨＰ
４の４つの「並行処理部」が存在している。そして、こ
の基板処理装置では、基板を循環搬送するのに先立っ
て、上記４つの「並行処理部」の搬送順を規定する複数
の「並列搬送経路」があらかじめ設定される。ここで考
えている例では、図３に示す如く、経路１と経路２の２
つの並列搬送経路が設定される。具体的には、決められ
た処理順序に従って制御部６０が「並列搬送経路」を設
定する。

【００２６】「並列搬送経路」は、ある「並行処理部」
を構成する１つ基板処理部を他の「並行処理部」を構成
する１つの基板処理部と１対１に固定的に対応させるこ
とにより設定されるものであり、基板はその固定的に対
応付けされた基板処理部に順次搬送され一連の処理が行
われることとなる。すなわち、例えば、図３に示した
「並列搬送経路」のうち、経路１はホットプレートＨＰ
１、クールプレートＣＰ１、スピンデベロッパＳＤ１お
よびホットプレートＨＰ３の各基板処理部が固定的に対
応付けされており、ホットプレートＨＰ１から搬出され
た基板は、必ずクールプレートＣＰ１、スピンデベロッ
パＳＤ１、ホットプレートＨＰ３の順に搬送されること
となる。また、同様に、ホットプレートＨＰ２、クール
プレートＣＰ２、スピンデベロッパＳＤ２およびホット
プレートＨＰ４の各基板処理部は経路２として固定的に
対応付けされている。

【００２７】以上のようにして「並列搬送経路」が設定
されると、基板の循環搬送が行われることになる。ここ
で考えている例では、まず、インデクサＩＮＤから基板
が払い出され、制御部６０が経路１、経路２のいずれか
を選択する。このときには、ホットプレートＨＰ１、Ｈ
Ｐ２の空き状態を調べ、空いている方に基板を搬送す
る。そして、一旦ホットプレートＨＰ１に搬送された基
板は、その後経路１に沿って順次搬送されることとな
り、途中で経路２に含まれる基板処理部に搬送されるこ
とはない。また、ホットプレートＨＰ２に搬送された基
板は、経路２に沿って順次搬送されることとなる。な
お、ホットプレートＨＰ１、ＨＰ２の両方ともに空いて
いる場合には、経路１の方に搬送すればよい。また、具
体的な基板の搬送方法は、基板搬送装置３０（図１参
照）が搬送している基板を搬送先の基板処理部の基板と
入れ替えることを順次繰り返して行う。

【００２８】経路１、経路２のいずれを経由した基板
も、それぞれホットプレートＨＰ３、ＨＰ４から搬出さ
れた後、クールプレートＣＰ３に搬入される。このクー
ルプレートＣＰ３は、「並列搬送経路」には含まれず、
経路１と経路２とに共通した基板処理部である。

【００２９】以上のようにして基板の循環搬送が行われ
ることになるが、既述したように、実際の基板処理部に
おいて目標温度に正確に維持するのは困難であり、目標
温度から許容される範囲内で温度誤差が生ずる。以下に
示す表２は、図１の各基板処理部の目標温度と実際の温
度とを対比した一例である。

【００３０】

【表２】

【００３１】ここにおいても、目標温度と各基板処理部
における実際の温度との間には、最大０．３℃程度の誤
差が生じている。しかしながら、基板は「並列搬送経
路」に沿って搬送されるため、例えばプロセス的に、上
記の冷却処理と現像処理との温度差をなるべく小さ
くするように要求されているときでも、クールプレート
ＣＰ１はスピンデベロッパＳＤ１近傍に、クールプレー
トＣＰ２はスピンデベロッパＳＤ２近傍にそれぞれ温度
調整すればよい。したがって、従来のようにスピンデベ
ロッパＳＤ１、ＳＤ２の中間温度に厳密に管理する必要
がなくなり、温度調整は容易となる。

【００３２】また、基板は「並列搬送経路」に沿って搬
送されるため、例えば、最初にホットプレートＨＰ１に
搬入された基板は、必ずクールプレートＣＰ１、スピン
デベロッパＳＤ１、ホットプレートＨＰ３の順に搬送さ
れ、また、ホットプレートＨＰ２に搬入された基板は、
必ずクールプレートＣＰ２、スピンデベロッパＳＤ２、
ホットプレートＨＰ４の順に搬送されることとなる。し
たがって、基板の温度履歴は２種類に限定され、少なく
とも経路１を経由した基板間、または経路２を経由した
基板間での温度履歴は一定に保たれることとなり、基板
の品質管理も容易となる。

【００３３】さらに、基板が循環搬送されるのは、経路
１または経路２に限定されているため、基板の処理品質
に不具合が生じた場合に、その不具合がどの基板処理部
において生じたものなのかを検出することが容易にな
る。

【００３４】

【変形例】以上、この発明の実施形態について説明した
が、この発明は上記の例に限定されるものではない。例
えば、上記の例においては、「ウェハフロー」における
４つの「並行処理部」が相互に連続していたが、これら
は必ずしも連続している必要はなく、それについて以下
に説明する。

【００３５】図４は、本発明に係る基板処理装置の他の
例を示す概念的平面配置図である。この基板処理装置が
図１に示した基板処理装置と異なるのは、（１）処理部
群Ａに、フォトレジストを基板に塗布するスピンコータ
（回転式レジスト塗布装置）ＳＣおよび基板の周縁部に
露光処理を施すエッジ露光装置ＥＥが含まれている点
と、（２）熱処理部群Ｂに、基板に密着強化処理を行う
密着強化ユニットＡＨが備えられ、ホットプレートＨＰ
５〜ＨＰ６およびクールプレートＣＰ４〜ＣＰ６が追加
されている点と、（３）図外のステッパー（露光処理装
置）との間で基板の受け渡しを行うインターフェイスＩ
ＦＢが搬送領域ＣのインデクサＩＮＤと反対側の端部に
設けられている点である。

【００３６】また、図４の基板処理装置では、ホットプ
レートＨＰ１とＨＰ２、ホットプレートＨＰ３とＨＰ
４、クールプレートＣＰ１とＣＰ２、スピンデベロッパ
ＳＤ１とＳＤ２およびホットプレートＨＰ３とＨＰ４の
５つが「並行処理部」として存在している。

【００３７】上記以外の部分については、図１および図
２に示した基板処理装置と同じである。なお、図４にお
いても、図２と同様に、図示の便宜上、各熱処理部は平
面的に記載されているが、例えばホットプレートＨＰ
１、ＨＰ５およびクールプレートＣＰ３とは積層されて
配置されており、全ての熱処理部に対して基板搬送装置
３０がアクセス可能である。

【００３８】図５は、図４の基板処理装置における基板
処理順序およびそれに対応するウェハフローの例を示す
図である。なお、露光処理は、実際にはステッパーにお
いて行われる処理であるが、当該ステッパーは制御部６
０（図４参照）が制御しておらず、また基板搬送装置３
０の搬送制御という観点からはインターフェイスＩＦＢ
に搬入することによって露光処理が実行されるため、図
５では露光処理に対応する処理部としてインターフェイ
スＩＦＢと記載した。

【００３９】ここにおいても、上記実施形態と同様に、
図５に示した「処理順序」に従って、基板の処理が順次
行われることになる。この「処理順序」に対応する「ウ
ェハフロー」では、図示の如く、５つの「並行処理部」
が連続していない。

【００４０】このような場合でも、「並列搬送経路」が
設定され、経路１にはホットプレートＨＰ１、ホットプ
レートＨＰ３、クールプレートＣＰ１、スピンデベロッ
パＳＤ１およびホットプレートＨＰ５の各基板処理部が
固定的に対応付けされ、一方、経路２にはホットプレー
トＨＰ２、ホットプレートＨＰ４、クールプレートＣＰ
２、スピンデベロッパＳＤ２およびホットプレートＨＰ
６の各基板処理部が固定的に対応付けされている。そし
て、経路１が選択された基板は、ホットプレートＨＰ１
から搬出された後、共通の基板処理部であるクールプレ
ートＣＰ４、インターフェイスＩＦＢ、エッジ露光装置
ＥＥに順次搬送され、その後必ずホットプレートＨＰ
３、クールプレートＣＰ１、スピンデベロッパＳＤ１、
ホットプレートＨＰ５の順に搬送される。同様に、経路
２が選択された基板は、ホットプレートＨＰ２から搬出
された後、共通の基板処理部を経て、その後必ずホット
プレートＨＰ４に搬入される。

【００４１】以上のようにしても、「並列搬送経路」が
設定され、当該「並列搬送経路」に沿って基板が搬送さ
れるため、上記実施形態において説明したのと同様の効
果が得られる。

【００４２】さらに、この発明は、図１や図４に示した
基板処理装置に限定されるものでなく、その「ウェハフ
ロー」の中に、同等の機能を有する複数の基板処理部か
らなる部分すなわち「並行処理部」を複数有するような
基板処理装置であればよい。

【００４３】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１の発明
によれば、各並行処理部内の単位処理部のそれぞれを残
りの並行処理部内の単位処理部と１対１に固定的に対応
させることによって、各並行処理部内の単位処理部のひ
とつずつを順次に経由する複数の並列搬送経路をあらか
じめ設定し、当該複数の並列搬送経路の中から１つの経
路を選択しつつ基板を順次搬送するようにしているた
め、単位処理部の温度管理を厳密に行う必要がなく、温
度の調整が容易となる。

【００４４】また、基板の温度履歴は並列搬送経路の数
に限定され、少なくとも同一の経路を経由した基板間で
の温度履歴は一定に保たれることとなり、基板の品質管
理も容易となる。

【００４５】さらに、基板が循環搬送されるのは、複数
の並列搬送経路の中のいずれかに限定されているため、
基板の処理品質に不具合が生じた場合に、その不具合が
どの基板処理部において生じたものなのかを検出するこ
とが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る基板処理装置の一例を示す外観斜
視図である。

【図２】図１の基板処理装置の概念的平面配置図であ
る。

【図３】図１の基板処理装置における基板処理順序およ
びそれに対応するウェハフローの例を示す図である。

【図４】本発明に係る基板処理装置の他の例を示す概念
的平面配置図である。

【図５】図４の基板処理装置における基板処理順序およ
びそれに対応するウェハフローの例を示す図である。

【図６】従来の基板処理順序およびそれに対応するウェ
ハフローの例を示す図である。

【符号の説明】

３０ 基板搬送装置 ６０ 制御部 ＳＤ１、ＳＤ２ スピンデベロッパ ＨＰ１、ＨＰ２、ＨＰ３、ＨＰ４、ＨＰ５、ＨＰ６ ホ
ットプレート ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３、ＣＰ４、ＣＰ５ クールプレ
ート Ｗ 基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の処理を行う複数の基板処理部と、
   前記複数の基板処理部間で基板を搬送する搬送手段とを
   備え、所定の処理手順に従って基板を順次処理する基板
   処理装置において、 前記所定の処理手順は、それぞれが複数の単位処理部か
   らなる複数の並行処理部を含み、 各並行処理部内の単位処理部のそれぞれを残りの並行処
   理部内の単位処理部と１対１に固定的に対応させること
   によって、前記各並行処理部内の単位処理部のひとつず
   つを順次に経由する複数の並列搬送経路をあらかじめ設
   定し、前記複数の並列搬送経路の中から１つの経路を選
   択しつつ前記基板を順次搬送するように前記搬送手段を
   制御する搬送制御手段を備えたことを特徴とする基板処
   理装置。