JPH02226715A - 塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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象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ニｌ＼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雑化している
。

そこで、複雑化する処理工程に容品に対応でき、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、まず半導体ウエノ＼を所定の
間隔で多数積層収容したウェハキャリアを昇降自在に構
成されたウェハ搬送機構に配置し、ベルト搬送等により
該ウェハキャリア内の半導体ウェハを１枚ずつ取出して
各処理機構へと自動搬送する。

そして、処理機構内のウェハ載置台例えばウェハチャッ
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ェハは、−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ェハは、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ェハ
搬送機構へと搬送され、ここで処理済みウェハを収容す
るウェハキャリア内へと収容される。・ ところで、半導体ウェハを搬送機構から処理機構内のウ
ェハ載置台へと移載する際には、半導体ウェハの正確な
位置合せ例えばウェハ載置台と半導体ウェハとのセンタ
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ェハ移載時の位置合せ
では、搬送機構に設けられたウエノ＼位置検出機構によ
り半導体ウェハを検出し、半導体ウェハがウェハ移載部
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ェ
ハ移載時の位置合せ動作では、半導体ウェハを検出して
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、この聞届を解決するためにウェハ検出機構をウェ
ハ移載部の手前に配置し、搬送機構の搬送速度と、ウェ
ハ検出機構とウェハ移載部間の距離とを考慮して、ウェ
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
とで半導体ウェ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
と半導体ウェ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
ェ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、位置ずれが発生した状態で処理機構のウェハ載
置台に載置され、位置ずれの状態でレジスト液をスピン
コードした場合、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、ウェハ搬送機構と処理機構間のウェハ移載
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、−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を備えた塗布装置
において、前記搬送路の予め定められた上記半導体ウニ
１１を停止させる当接部材と、この当接部材により停止
した半導体ウェハの周縁部に半導体ウェハの周縁形状に
適合した挟持片を当接させてこの半導体ウェハを位置合
せする位置合せ部材とを備えていることを特徴とするも
のである。

（作　用） 本発明の塗布装置は、搬送された一枚の半導体ウェハの
搬送方向縁部に挟持片を当接させて半導体ウェハを挟持
し、該半導体ウェハの停止・粗位置合せを行い、この粗
位置合せをした半導体ウェ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
ェ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。

（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、処理前の半導体ウェハ２を多数収容し
たウェハキャリア３から該半導体ウェハ２を１枚ずつ順
に取出すウェハ取出し機構（以下、センダー機構）４お
よび５、半導体ウェハ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、半導体ウェハ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ェハ２を次工程の処理機
構に搬送する第１の搬送機構８、半導体ウェハ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ェハ２をインターフニス機
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によりウェハキ
ャリア３から搬送された半導体ウェハ２は予め定められ
た処理手順に従って上記各処理機構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ェハ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ェハ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
ウェハ２を１枚ずつ順にウェハキャリア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
体ウェハ２は、位置合せされた後、各処理機構内のウェ
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
ェハ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
の内側面に裏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ｙｓ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、半導体ウェハ２と同曲
率の円弧を有するウェハガイド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、ウェハガ
イド３９間の下方に処理機構のウェハ載置台例えば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
してこれらウェハガイド３９の少な（とも一方何のウェ
ハガイド３９下方のローラ搬送部３２上には半導体ウェ
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
センサ等のウェハ検出機構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
導体ウェハ２が各ウェハガイド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ェハ２
側面と当接し、これを停止させるウェハストップピン４
５．４５が配設されている。

このウェハストップピン４５の突出位置は、搬送された
半導体ウェハ２の中心と、各ウェハガイド３９の円弧部
３９ａ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、このウェハストップピン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な伸縮機構例えばエアーシリンダ５
１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
記ウェハストップピン４５が立設されている。

このようなウェハストップピン４５の動作について以下
に説明する。尚、動作説明は便宜上、ウェハストップピ
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。

ウェハストップピン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５
１のプランジャ部先端に設けられたスライドブロック５
２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
されたウェハストップピン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ェハストップピンを有する移載機構
３１における半導体ウェハ移載時の位置合せ動作につい
て以下に説明する。

図示を省略したウェハ搬送機構により搬送された半導体
ウェハ２は、ローラ搬送部３２上に受は渡される。この
受は渡しの際には、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上に半導体ウェハ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ェハ２
は、ウェハガイド３９間へと搬送される。

半導体ウェハ２がウェハガイド３９間まで移動すると、
ウェハ位置検出機構４１が該半導体ウェハ２を検出し、
この検出信号に基づいてウェハストップピン４５の回転
駆動用のシリンダ５１が動作例えば伸長し、ウェハスト
ップピン４５がローラ搬送部３２上方へど突出する。そ
して搬送ローラ３４上の半導体ウェハ２は、このウェハ
ストップピン４５と当接して停止する。

このウェハストップピン４５の突出位置は、搬送された
半導体ウェハ２の中心と、各ウェハガイド３９の円弧部
３９ａ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、半導体ウェハ２は、このウェ
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、ウェハガイド３９間の垂下に配置された３次元
移動自在のウェハ載置台例えばウェハチャックトップ４
０が上昇して半導体ウェハ２を搭載する。

半導体ウェハ搭載後、半導体ウェハ２とウェハガイド３
９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
動してウェハガイド３９の円弧部３９ａを半導体ウェハ
２の側面に当接し、チャックトップ４０と半導体ウェハ
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
駆動して半導体ウェハ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上の半導体ウェハ２をウェハストップピン４５
に当接させることで粗位置合せを行い、その後、ウェハ
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ェハ間
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
、半導体ウェ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ェ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、ウェハストップピン４５の
駆動機構として伸縮シリンダ５１を用いいてウェハスト
ップビン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、半導体ウェハの搬送方向に
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ェ
ハストッパを直接設け、伸縮シリンダを伸長させてウェ
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、半導体ウェ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、ウェ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−機能に選択することによ
り、搬送機構４．５から半導体ウェハ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で半導体ウェハ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１
２との動作調整を行いつつ半導体ウェハ２を露光装置１
３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から半導体ウェハ２を搬送機構１４
．１５で受取り、ウエノ＼カセット３内に収納する。上
記各処理機構へ搬送する際、−枚ずつ半導体ウェハを挟
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−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−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図のウェハストップビン
の構成を示す断面図である。 ２・・・・・・半導体ウェハ、３・・・・・・ウェハカ
セット、４．５．８．１２．１４．１５・・・・・・搬
送機構、１６．１７．１８．１９．２０．２１・・・・
・・コントロ−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・
・・・・・ウェハガイド、４０・・・・・・チャックト
ップ、４１・・・・・・ウェハ検出機構、４２・・・・
・・伸縮シリンダ、４４・・・・・・ローラ搬送部間隔
調整機構、４５・・・・・・ウェハストッパ、５１・・
・・・・伸縮シリンダ、５２・・・・・・スライドブロ
ック、５３・・・・・・ガイド孔、５３　ａ　−・・・
・・絞り込み部、５４・・・・・・回転板、５６・・・
・・・回転棒。 出願人　　　　　東京エレクトロン株式会社同　　　　
　　チル九州株式会社 代理人　弁理士　須　山　佐　− （ほか１名） 第１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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
   載する搬送機構を備えた塗布装置において、 前記搬送路の予め定められた上記半導体ウェハを停止さ
   せる当接部材と、この当接部材により停止した半導体ウ
   ェハの周縁部に半導体ウェハの周縁形状に適合した挟持
   片を当接させてこの半導体ウェハを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。