JP3597285B2 - 基板処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転式の処理部を有する基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように半導体ウエハに対してはレジストの回転塗布処理やそれに関連する処理など、種々の表面処理が行われ、それら一連の処理を自動的に行う半導体ウエハ処理装置が使用されている。そして、これら一連の処理を効率的に行わせるために、複数の処理部を２列に配置して処理部群を形成するとともに、カセットから被処理基板たる半導体ウエハを１枚ずつ処理部群側に搬出し、当該半導体ウエハを搬送ロボット（搬送手段）によって各処理部間で搬送している。
【０００３】
処理部群を構成している複数の処理部には、半導体ウエハに加熱処理や冷却処理を実行する熱処理部が含まれている。この熱処理部では、プレートの上面に直接もしくは所定の間隔をおいて半導体ウエハを載置して熱処理を実行する。ここで、ヒータの個体差やプレート設置環境などの要因からプレート上の熱分布を完全に均一にすることは困難であり、この熱処理部により熱処理された半導体ウエハには、その熱処理部の熱分布に応じた特有の熱履歴が反映される。このため、熱処理部に半導体ウエハを載置する際に、半導体ウエハの特徴部位であるオリエンテーションフラット（以下、「オリフラ」と称す）が一定方向を向くように配置することで、各半導体ウエハの間で熱履歴を同じくすることが望まれる。
【０００４】
また、処理部群には、半導体ウエハを回転させてレジストを回転塗布するスピンコータ（回転式レジスト塗布装置）などの回転処理部が含まれており、各半導体ウエハの間でスピン処理履歴を同一にしたいという要望がある。この「スピン処理履歴」は、回転初期における風切りの影響が大きく、回転に先立って半導体ウエハのオリフラが一定方向を向くように位置させておき、その状態から回転始動させることで各半導体ウエハの間でスピン処理履歴を同じにすることができる。
【０００５】
さらに、半導体ウエハを搬送する際には、半導体ウエハの振動を抑制したいという要請があり、これを満足するためには半導体ウエハのオリフラが一定方向を向いた姿勢で搬送して各半導体ウエハの間での搬送履歴を同じにすることが必要である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来においては、カセットから搬出して処理部群に搬出する際に、半導体ウエハのオリフラが一定方向を向くように調整するような配慮はなされていない。そのため、上記した諸履歴を各半導体ウエハ間で同じにすることができず、半導体ウエハ間で処理のバラツキが生じて、安定した基板処理を行うことができないという問題があった。
【０００７】
また、スピン処理履歴は、スピンコータのみならず、回転式現像装置（スピンデベロッパ）などにおいても問題となる。
【０００８】
そこで、本出願人は、平成０７年０７月１４日付の特許出願（特願平７−１７８７０１号）において、上記問題点を解決するための提案例を提唱している。かかる提案例では、図６の如く、基板搬入搬出部たるインデクサＩＤにオリフラ合わせ部１０１を設け、オリフラが一定方向を向くように半導体ウエハ１０２を位置決めした後で、処理部群１０３，１０４側に搬出する。また、半導体ウエハ１０２を回転させる処理部（スピンコータＳＣおよびスピンデベロッパＳＤ１，ＳＤ２）に、半導体ウエハ１０２の回転停止の際にそのオリフラが一定方向を向くように半導体ウエハ１０２を回転位置決めするための第２位置決め機構を設けている。かかる構成では、インデクサＩＤにおいて、半導体ウエハ１０２のオリフラを一定方向に向けた状態で処理部群に搬送することができる。なお、図６中の符号１０５はカセット載置部を、符号１０６，符号ＴＨおよび符号ＴＣは搬送ロボットを、符号ＣＰ４はクールプレートを、符号ＳＣはスピンコータ（回転式レジスト塗布装置）を、符号ＳＤ１，ＳＤ２はスピンデベロッパ（回転式現像装置）を、符号ＩＦＢはインターフェイスユニット（以下「ＩＦユニット」と呼ぶ）を、符号ＬＵは露光処理ユニット（ステッパ）をそれぞれ示している。
【０００９】
しかしながら、この提案例のように、インデクサＩＤのオリフラ合わせ部１０１で半導体ウエハのオリフラを基準として整列しロット投入しても、従来のスピンコータＳＣやスピンデベロッパＳＤ１，ＳＤ２等のスピン系処理部群では、回転位置決め機能を有していなかったため、これらの処理部の組み合わせによっては、ロット回収する際にオリフラの向きが一定するとは限らなかった。そうすると、後工程で基板の向きを揃える必要が生じたり、アンローダカセットの中で基板の角度位置がずれてしまったりして、基板のハンドリングが困難となることが多かった。また、基板の特定の位置にマーキングされた番号を視認する作業の妨げになっていた。具体的には、使用する露光処理ユニットＬＵによっては、例えばＩＦユニットＩＦＢと露光処理ユニットＬＵとの基板の受渡しの際に、従来のハンドリング機構では、基板角度位置が９０度回転してしまう。そうすると、搬入時と搬出時とで基板角度位置が９０度ずれてしまうことになる。このようなことから、基板の角度位置を調整するような機構が従来から望まれていた。
【００１０】
なお、このようなオリフラの位置決めを検出して基板の角度位置を調節する方法としては、例えば特開昭６０−８５５３６号公報に開示された技術として、複数（３個以上）の光電式位置検出器を用いて基板外周位置を検出した後、所定の位置になるようにスピンチャックごと移動台を移動する、といった技術（公知技術１）がある。しかしながら、公知技術１のような方法では、移動台を移動するための特別な機構を必要とするので、そのためのスペースを多く必要とし、省スペース化の要請に逆行していた。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑み、余分なスペースを必要とせずに、各処理部に対する基板の角度位置を効率よく調整することのできる基板処理装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、基板保持装置で基板を保持しつつ当該基板を水平回転して当該基板の主面に所定の処理を行う少なくとも１個の回転処理部を有する基板処理装置であって、前記基板を水平に保持する基板保持部材と、前記基板保持部材を水平回転する回転手段と、前記基板保持部材の回転停止角度位置調整に関する情報を入力する位置入力手段と、前記位置入力手段で入力された情報に基づいて、前記基板保持部材に前記基板が保持された状態で、当該基板の回転処理前における前記基板保持部材の停止角度位置と、前記基板の回転処理後における前記基板保持部材の回転停止角度位置とを調整するよう前記回転手段を駆動制御する駆動制御手段と、を備える。
【００１３】
かかる構成において、例えば基板搬送用のロボット等のハンドリングの都合や、基板の処理ローテーション中に規格外の装置を備え付けるなどの都合上、途中で基板の角度位置が変わってしまって基板処理条件が適正条件にならないような場合に、基板保持部材に基板が保持された状態で、基板の回転処理を行う前に位置入力手段から回転停止角度位置調整に関する情報を入力し、駆動制御手段を通じて搬入された基板を保持する基板保持部材の回転処理前における停止角度位置と、回転処理後における回転停止角度位置とを調整すれば、回転処理させた際に、適正な基板角度で処理を行うことができる。また、基板を回転処理部から搬出する際にも、適正な基板角度で基板を搬出できる。この場合、回転処理部が設けられている空間以外に、専用の基板回転調整専用の機構のための空間を設けずに済むので、基板処理装置全体の小型化の妨げにならないで済む。
【００１４】
望ましくは、前記基板処理装置は、前記位置入力手段で入力された情報を記憶する記憶装置をさらに備える。
【００１５】
かかる構成において、一旦、位置入力手段から回転停止角度位置調整に関する情報を入力すれば、以後は記憶装置から回転停止角度位置調整に関する情報を読み出して調整を行えばよいので、その後の情報入力の手間を省くことができる。
【００１６】
さらに望ましくは、前記基板処理装置は、前記基板保持部材の回転停止角度位置を検出する回転角度検出手段をさらに備え、前記位置入力手段で入力される情報は、非調整時の前記基板保持部材の回転停止角度位置に対する角度偏差値とされる。そして、前記駆動制御手段は、停止角度非調整のまま前記回転手段を停止した後、前記回転角度検出手段で前記基板保持部材の実際の回転停止角度位置を検出し、当該回転停止角度位置に基づいて前記位置入力手段で入力された角度偏差値を加味し前記回転手段の駆動制御を行う。
【００１７】
かかる構成において、回転角度検出手段で検出した実際の回転停止角度位置に基づいて基板保持部材の回転停止角度位置を調整することができ、基板の回転停止角度を正確に調整できる。
また、請求項４に記載の発明は、基板保持装置で基板を保持しつつ当該基板を水平回転して当該基板の主面に所定の処理を行う少なくとも１個の回転処理部を有する基板処理装置であって、前記基板を水平に保持する基板保持部材と、前記基板保持部材を水平回転する回転手段と、前記基板保持部材の回転停止角度位置調整に関する情報を入力する位置入力手段と、前記位置入力手段で入力された情報に基づいて前記基板保持部材の回転停止角度位置を調整するよう前記回転手段を駆動制御する駆動制御手段と、前記基板保持部材の回転停止角度位置を検出する回転角度検出手段とを備え、前記位置入力手段で入力される情報は、非調整時の前記基板保持部材の回転停止角度位置に対する角度偏差値とされる。そして、前記駆動制御手段は、停止角度非調整のまま前記回転手段を停止した後、前記回転角度検出手段で前記基板保持部材の実際の回転停止角度位置を検出し、当該回転停止角度位置に基づいて前記位置入力手段で入力された角度偏差値を加味し前記回転手段の駆動制御を行う。
かかる構成において、回転角度検出手段で検出した実際の回転停止角度位置に基づいて基板保持部材の回転停止角度位置を調整することができ、基板の回転停止角度を正確に調整できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
＜構成＞
本発明は、処理ユニット内のスピン系の各処理部において、搬送ロボットから受渡される基板の予定角度位置を予め指定し、これに基づいてスピンチャックの回転角度位置を調整することで、専用の移動調整機構を必要とせずに各処理部に適した角度位置で基板を効率よく受渡しを行うものである。図１は、本発明の一の実施の形態に係る基板処理装置全体の構成を示す平断面図である。
【００１９】
図１に示すように、本発明に係る基板処理装置は、インデクサ１、処理ユニット２、インターフェースユニット（ＩＦユニット）３、露光処理ユニット４などを備えて構成されている。
【００２０】
インデクサ１は、キャリアの自動搬送装置（Ａｕｔｏ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ ：以下「ＡＧＶ」という）５とのキャリアＣの受渡しを行なうための搬入出テーブル１１や、搬入出テーブル１１に載置されているキャリアＣと後述する処理ユニット２内の基板搬送ロボット２３との間の基板Ｗの受渡しを行なうための基板搬送ロボット１２などを備えて構成されている。この実施の形態のインデクサ１は、上述した提案例（特願平７−１７８７０１号：図６参照）で説明した位置決め機構を有するものを使用している。
【００２１】
処理ユニット２は、第１の装置配置部２１と第２の装置配置部２２と基板搬送ロボット２３の搬送経路２４とを備えている。第１の装置配置部２１には、図１のＸ軸方向に沿って、レジスト塗布を行なうためのスピンコータＳＣや、現像を行なうためのスピンディベロッパＳＤなどがそれぞれ複数台配設されている。また、第２の装置配置部２２には、レジスト膜と基板との密着性を向上するためのアドヒージョンユニットＡＨや、プリベーク，ＰＥＢ，およびポストベークなどを行なうための複数のベークユニットＢＵなどが配設されている。ベークユニットＢＵは、基板Ｗを所定温度に加熱するためのホットプレートＨＰ（図４）と、加熱された基板Ｗを常温付近に冷却するためのクールプレートＣＰ（図４）とをそれぞれ備え、これらホットプレートＨＰとクールプレートＣＰとがそれぞれ複数台、Ｘ軸方向および鉛直方向（Ｘ、Ｙ軸に直交する鉛直軸方向であって図１の紙面に垂直方向）に２次元的に配設されて構成されている。
【００２２】
ここで、スピンコータＳＣは、吸引式等のスピンチャック（基板保持部材）によって水平にした基板上にレジストを滴下し、基板を回転させて基板上に均一なレジスト膜を形成させる装置であり、また、スピンディベロッパＳＤは、吸引式等のスピンチャックによって基板を回転させることにより、レジストの現像、洗浄および乾燥を行うものである。なお、スピンコータＳＣやスピンディベロッパＳＤには、図２の如く、スピンチャック３０を回転するための駆動モータ３０ａ（回転手段）、レジスト液や薬液、現像液、洗浄液などの処理液を供給するための処理液供給部３０ｂ、およびそれら処理液飛散を防止するカップ３０ｃなどが備えられている。そして、図２の如く、これらスピンコータＳＣおよびスピンディベロッパＳＤのいずれにも、スピンチャック３０の停止角度位置および回転速度を制御する基板回転制御手段３１が設けられている。
【００２３】
基板回転制御手段３１は、スピンコータＳＣやスピンディベロッパＳＤ等の個々のスピン系処理部（以下、「回転処理部」と称す）毎に、スピンチャック３０の回転停止位置を制御するもので、適正な回転停止角度位置および適正な回転速度を数値設定する数値設定手段３２と、設定された回転停止角度位置および回転速度に基づいてスピンチャック３０の停止角度位置および回転速度を駆動制御する駆動制御手段（サーボドライバ）３３と、スピンチャック３０の回転角度位置をフィードバックするための回転角度検出手段３４を備える。
【００２４】
数値設定手段３２は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を備える一般的なパーソナルコンピュータが使用され、その動作はすべて予め格納されたソフトウェアによって実行されるものである。この数値設定手段３２は、スピンチャック３０の適正な回転停止角度位置に関する数値データおよび適正な回転速度に関する数値データを作業者によって入力するスピン回転位置入力手段としてのキーボード装置（位置入力手段）３６と、入力された数値データを記憶する記憶手段（メモリ装置）３７と、入力されまたは記憶された数値データに基づいて制御信号を発生するスピン部制御回路３８と、発生された制御信号等を外部との間で送受信制御する通信制御回路３９と、を備えている。
【００２５】
なお、スピン回転位置入力手段３６で入力する回転停止角度位置は、基板のオリフラの位置を基準に指定すればよく、具体的には、回転停止角度調整を全く行わないと仮定した場合の回転停止角度位置に対する角度偏差（回転オフセット値）を指定する。これは、一般的なサーボアンプだけでは基板角度位置を正確に認識できないため、基板の現状での角度位置を認識し、一旦原点サーチをした後、例えば９０度等の所定の適正角度だけオフセットをかけるのに都合がよいためである。また、通信制御回路３９からの位置決めのための制御信号はデジタル式信号とされ、基板の角度以外にも、必要に応じて、回転速度、正転逆転の別、または加速度等の種々のデータが含まれるものとする。
【００２６】
駆動制御手段３３は、基板回転制御手段３１の通信制御回路３９との間で制御信号等を送受信制御する通信制御回路４１と、通信制御回路４１からの停止角度位置に関する制御信号と回転角度検出手段３４で検出した実際の回転角度位置についての信号とに基づいて適正な停止位置までの角度偏差を演算する位置制御部４２と、通信制御回路４１からの回転速度に関する制御信号と回転角度検出手段３４で検出した実際の回転角度位置についての信号とに基づいて適正な停止位置までの角度偏差を演算する速度演算部４３と、位置制御部４２および速度演算部４３での演算結果に基づいて速度制御信号を発生する速度制御部４４と、速度制御部４４で発生された速度制御信号に対応した電流レベルを設定する電流指令部４５と、電流指令部４５で設定された電流レベルに従って電流制御を行う電流制御回路部４６と、電流制御回路部４６によって電流制御されてパルス幅変調を行うＰＷＭ発生回路部４７と、ＰＷＭ発生回路部４７からの出力パルスをスピンチャック３０に出力する出力回路部４８と、を備える。
【００２７】
回転角度検出手段３４は、例えば１回転で４０００パルスを有するインクリメンタルエンコーダが使用され、スピンチャック３０の駆動モータ３０ａに取り付けられている。そして、下端部に固定されたセンサによって、エンコーダの回転角度を検出する。
【００２８】
また、この実施の形態では、第２の装置配置部２２のＩＦユニット３側の端部付近に、後述するＩＦユニット３内の第１の基板搬送ロボット５１と基板Ｗの受渡しを行なうための基板受渡し台４９を設けている。基板受渡し台４９には、複数本の基板支持ピン４９ａが鉛直方向に固定立設されており、これら基板支持ピン４９ａに基板Ｗが載置されて基板Ｗの受渡しが行なわれる。
【００２９】
基板搬送ロボット２３の搬送経路２４は、上記第１、第２の装置配置部２１、２２の間に設けられている。基板搬送ロボット２３は、図１、図４に示すように、基板Ｗを載置支持する複数の突起部２３ａを備えた馬蹄型のハンド２３ｂと、ハンド２３ｂを水平方向（Ｘ−Ｙ平面）に伸縮させる伸縮部２３ｃと、伸縮部２３ｃを介してハンド２３ｂを鉛直軸周りに回転させるための図示しないモータからなる回転部と、伸縮部２３ｃ、回転部を介してハンド２３ｂを鉛直軸方向に移動させる鉛直軸方向移動部２３ｅと、伸縮部２３ｃ、回転部、鉛直軸方向移動部２３ｅを介してハンド２３ｂをＸ軸方向に移動させるＸ方向移動部２３ｆを備えて構成されている。伸縮部２３ｃや鉛直軸方向移動部２３ｅ、Ｘ方向移動部２３ｆは、ネジ軸２３ｇ、モータ２３ｈ、ガイド軸２３ｉからなる周知の１軸方向移動機構で構成されている。
【００３０】
基板搬送ロボット２３は、ハンド２３ｂの鉛直軸周りの回転や、Ｘ軸、鉛直軸方向の移動、伸縮動作を適宜に組合わせて、スピンコータＳＣやスピンディベロッパＳＤ、ベークユニットＢＵ、アドヒージョンユニットＡＨなどの処理装置に対するアクセス（各装置に対する基板Ｗの搬入／搬出動作）や、基板受渡し台４９に対する基板Ｗの載置／取り出し、処理ユニット２内の各装置などの間の基板Ｗの搬送などを行う。
【００３１】
第１の基板搬送ロボット５１は、基板支持部５１ａを伸縮駆動部５１ｂによって伸縮駆動され、また図示しない回転駆動部によって鉛直軸周りに回転駆動され、且つ図示しない鉛直軸方向駆動部によって昇降制御される。また、基板支持部５１ａを処理ユニット２内の基板受渡し台４９および後述するバッファ部５２に対して伸縮できるように、伸縮駆動部５１ｂは基板受渡し台４９のＸ軸方向正面であって、且つバッファ部５２のＹ軸方向正面に配置されている。かかる構成によって第１の基板搬送ロボット５１は、処理ユニット２内の基板受渡し台４９に対する基板Ｗの載置／取り出しと、後述するバッファ部５２の任意の収納棚５２ａに対する基板Ｗの収納／取り出しを行なう。
【００３２】
バッファ部５２は、上記第１の基板搬送ロボット５１と後述する第２の基板搬送ロボット５３とに挟まれる位置に配置され、ＩＦユニット３の内側面に支持されている。このバッファ部５２には、複数個（例えば５０個）の収納棚５２ａが鉛直軸方向に多段状に積層形成されている。また、各収納棚５２ａは、上記第１の基板搬送ロボット５１、および、後述する第２の基板搬送ロボット５３に向く面が開口されていて、これら第１、第２の基板搬送ロボット５１、５３による基板Ｗの収納／取り出しが行なえるように構成している。
【００３３】
第２の基板搬送ロボット５３は、バッファ部５２のＹ軸方向正面と、後述する基板搬入台５４のＸ軸方向正面との間で移動可能に配置されており、基板支持部５３ａを所定の図示しない駆動機構によってＹ方向および鉛直軸方向に駆動するよう構成されている。かかる構成によって第２の基板搬送ロボット５３は、バッファ部５２の任意の収納棚５２ａに対する基板Ｗの収納／取り出しや、露光処理ユニット４との基板の受渡しを行う図示しない基板搬送ロボットとの間での基板の受渡しを行う。
【００３４】
露光処理ユニット４内に配置された基板搬入台５４、基板搬出台５５は、上記処理ユニット２内の基板受渡し台４９と同様に、複数本の基板支持ピン（図示せず）が鉛直方向に固定立設されており、これら基板支持ピンに基板Ｗが載置されて図示しないＩＦユニット３内の基板搬送ロボットとの間で基板Ｗの受渡しが行なわれる。なお、この実施の形態では、第２の基板搬送ロボット５３のＹ方向駆動部（１軸方向移動手段）の移動方向（Ｙ軸方向）に沿って、バッファ部５２から近い順に基板搬出台５５、基板搬入台５４が配設されている。なお、図示していないが、露光処理ユニット４とＩＦユニット３との間で基板Ｗを受け渡すときに、基板Ｗを支持した図示しない基板搬送ロボットが通過するための開口も、露光処理ユニット４とＩＦユニット３との間に設けられている。
【００３５】
露光処理ユニット４は、露光を行なうための、例えば、縮小投影露光機（ステッパ）などの露光機や、露光機での露光パターンの焼き付けのための位置決めを行なうアライメント機構、露光処理ユニット４内で基板Ｗの搬送などを行う基板搬送ロボット（いずれも図示せず）などを一体的にユニット化して構成している。なお、この露光処理ユニット４内の基板搬送ロボットは、基板搬入台５４に載置された露光前基板Ｗを露光処理部内に取り込むとともに、露光処理部での露光処理が終了した露光済基板Ｗを搬出して基板搬出台５５に載置する動作も行なう。この露光処理ユニット４内の基板搬送ロボットによる基板搬入台５４からの基板Ｗの取り出しや基板搬出台５５への基板Ｗの載置の動作は、上記図４で説明した処理ユニット２内の基板搬送ロボット２３による基板受渡し台４９に対する基板Ｗの取り出し／載置と同様の動作で行なわれる。
【００３６】
なお、図１中の符号５８はカセット５６ａや５６ｂのテーブル台５７ａや５７ｂに対するセットや取り出しを行うための扉を示している。
【００３７】
＜動作＞
次に、この実施の形態の基板処理装置の動作を説明する。図３に、各処理部での基板Ｗの搬出入時の適正回転角度位置を示す。なお、図３中の符号ＰＲはプリベークを、符号ＰＥはＰＥＢを、符号ＰＯはポストベークを、符号ＩＤはインデクサ１を、符号ＩＦ−ＢはＩＦユニット３をそれぞれ示している。ここでは、基板Ｗが処理ユニット２内に投入される際にインデクサ１内の位置決め機構によって基板Ｗのオリフラが位置決めされることで、基板Ｗの角度が一定とされている。また、露光処理ユニット４に搬出入される際に、ＩＦユニット３内のハンドリング作業上の原因で基板Ｗが９０度ずれてしまうものとする。なお、スピンコータＳＣおよびスピンディベロッパＳＤは便宜上各１個ずつのものとして示している。かかる基板処理装置において、予め定められている基板Ｗのローテーションを図４に示す。図４のように、インデクサ１から供給された基板Ｗは、
（ａ） アドヒージョンユニットＡＨの工程
（ｂ） クールプレートＣＰの工程、
（ｃ） スピンコータＳＣの工程、
（ｄ） ホットプレートＨＰの工程、
（ｅ） クールプレートＣＰの工程の後、
（ｆ） ＩＦユニット３を経て、
（ｇ） 露光処理ユニット４に送られ、露光処理される。その後、
（ｈ） 搬入された状態に対して９０度変位した角度でＩＦユニット３に戻され、さらに処理ユニット２に戻されて、
（ｉ） ホットプレートＨＰの工程、
（ｊ） クールプレートＣＰの工程、
（ｋ） スピンディベロッパＳＤの工程、
（ｌ） ホットプレートＨＰの工程、
（ｍ） クールプレートＣＰの工程の順に処理が行われて、
（ｎ） 再びインデクサ１に戻される。
【００３８】
ここで、インデクサ１、ＩＦユニット３および露光処理ユニット４において、一定角度ずれる可能性がある。例えば、使用する露光処理ユニット４の規格によっては、露光処理ユニット４の基板搬出入のための搬送アームの回転の仕方によって、予定する角度と異なった角度で基板が搬出入されてしまうことがある。そうすると、露光処理後、処理ユニット２側で予定していない角度で基板が戻ってくることになってしまう。この場合、基板のローテーション内のいずれかの工程で基板の角度を調整しないと、途中で基板角度が変更されてしまい、このまま基板ローテーションを続けると、各処理部において予定していた条件と異なって基板処理されてしまう事態が生じるおそれがある。そこで、この実施の形態では、図４のように、露光処理ユニット４での露光処理後の最初のスピン系処理であるスピンディベロッパＳＤにおいて、基板の角度を調整する。この場合、一般的なサーボアンプだけでは基板角度を正確に認識できないため、基板の現状での角度を認識し、一旦原点サーチをした後、例えば９０度等の所定の適正角度だけオフセットをかける。
【００３９】
なお、この実施の形態では、サーボ式駆動モータは速度制御モードと角度位置決めモードとを切り替えて使用するものとする。すなわち、速度制御と角度位置決めの可能なサーボ式駆動モータを使用し、回転処理部での終了間際まで速度制御モードで制御し、最終の２相を検知して位置決めを行う段階では角度位置決めモードに移行するものとする。ここでは、角度位置決めモードにおける角度調整フローに限定して説明を行う。かかる処理手順を図５に示す。
【００４０】
まず、ステップＳ１において、基板処理装置の各部の全てについて原点復帰を行う。次に、ステップＳ２において、キーボード装置３６によって、スピン系の各軸の回転オフセット値を入力するか、またはティーチングを行う。そして、入力されたステップＳ３において、回転オフセット値に対応する回転オフセット量を記憶手段３７に記憶させておく。
【００４１】
また、ステップＳ４において、回転オフセット量を駆動制御手段３３に送信し、スピンチャック３０は、ステップＳ５において与えられた回転オフセット量の分だけ低速回転する。
【００４２】
この際、位置制御部４２では、回転角度検出手段３４で検出したスピンチャック３０の角度と、数値設定手段３２の通信制御回路３９から送信されてきた制御信号との偏差を求め、その偏差に対応したパルス数をもとめて速度制御部４４に伝達する。具体的には、回転角度検出手段３４で検出した角度が通信制御回路３９から制御信号を通じて指定された角度より９０度回転しすぎている場合は、「マイナス９０度」に対応するパルス数として「マイナス１０００（＝４０００パルス×９０度／３６０度）パルス」の信号を速度制御部４４に伝達する。
【００４３】
その後、スピン処理を開始し（ステップＳ６）、当該処理が終了した後（ステップＳ７）、記憶手段３７から回転オフセット量を読み出し（ロード処理：ステップＳ８）、再度、ステップＳ９において、回転オフセット量を駆動制御手段３３に送信する。スピンチャック３０は、ステップＳ１０において与えられた回転オフセット量の分だけ回転する。しかる後、当該回転処理部（スピンディベロッパＳＤ）より基板を取り出し、基板搬送ロボット２３によって次の処理工程にかかる処理部に搬送される。
【００４４】
以上のように、この実施の形態では、処理ユニットで最初に処理する回転処理部に基板が到達する際には、既に基板が適切な角度に調整されていることになり、基板を当該回転処理部に即座に受渡すことができ、受渡し動作を含めた基板搬送時間全体を短縮できる。
【００４５】
また、各回転処理部のスピンチャックを制御するだけで任意に角度調整を行うことができ、特に、数値設定手段３２および駆動制御手段３３については、在来から設置されていた回転速度制御用の装置をそのまま使用することができるので、特別に高価な調整装置を新たに設置する必要がない。すなわち、専用の角度調整機構のためのスペースを設けなくても、基板処理条件の変更を容易に防止できるので、基板処理装置全体のスペース効率の悪化を防止できるとともに、よけいな設置費用をほとんど必要としないで済む。
【００４６】
なお、上記実施の形態は、半導体ウエハ（基板）に対してフォトリソグラフィ工程の各基板処理を行なうための回転処理部に本発明を適用した場合を例に採っているが、本発明は、液晶表示器用のガラス基板などの各種の基板の処理部にも同様に適用することができる。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、例えば基板搬送用のロボット等のハンドリングの都合や、基板の処理ローテーション中に規格外の装置を備え付けるなどの都合上、途中で基板の角度が変わってしまって基板処理条件が適正条件にならないような場合に、基板保持部材に基板が保持された状態で、基板の回転処理を行う前に位置入力手段から回転停止角度位置調整に関する情報を入力し、駆動制御手段を通じて搬入された基板を保持する基板保持部材の回転処理前における停止角度位置と、回転処理後における回転停止角度位置とを調整すれば、回転処理させた際に、適正な基板角度で処理を行うことができる。また、基板を回転処理部から搬出する際にも、適正な基板角度で基板を搬出できる。
【００４８】
しかも、カップ等の他の機構との間での基板移動時間の間に角度調整処理を行うことができるので、スループット上の悪影響を防止できる。
【００４９】
また、回転処理部を複数設置している場合、各回転処理部の各軸ごとに回転停止角度位置調整に関する情報を設定できるので、各回転処理部で基板の向きが一定となり、処理結果に対する基板形状による影響がつかみやすくなり、処理品質の向上を図ることができる。
【００５０】
この場合、後工程での基板整列処理が不要となるので、回転処理部が設けられている空間以外に、専用の基板回転調整専用の機構のための空間を設けずに済み、基板処理装置全体の小型化の妨げにならないで済む。特に、位置入力手段や駆動制御手段等については、在来から設置されていた回転速度制御用の装置をそのまま使用することができるので、特別に高価な基板角度調整装置を新たに設置する必要がない。すなわち、専用の角度調整機構のためのスペースを設けなくても、基板処理条件の変更を容易に防止できるので、基板処理装置全体のスペース効率の悪化を防止できるとともに、よけいな設置費用をほとんど必要としないで済む。
【００５１】
請求項２に記載の発明によれば、一旦、位置入力手段から回転停止角度位置調整に関する情報を入力すれば、以後は記憶装置から回転停止角度位置調整に関する情報を読み出して調整を行えばよいので、その後の情報入力の手間を省くことができる。
【００５２】
請求項３および請求項４に記載の発明によれば、回転角度検出手段で検出した実際の回転停止角度位置に基づいて基板保持部材の回転停止角度位置を調整することができ、基板の回転停止角度を正確に調整できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一の実施の形態に係る基板処理装置全体の構成を示す平断面図である。
【図２】本発明の一の実施の形態の回転処理部、数値設定手段および駆動制御手段等を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の一の実施の形態の装置の各処理部における基板の搬出入時の適正角度を示す図である。
【図４】本発明の一の実施の形態の基板処理装置全体の処理フローを説明するための図である。
【図５】本発明の一の実施の形態の角度調整動作を示すフローチャートである。
【図６】従来の技術に係る基板搬送装置やその装置を組み込んだ処理部の全体構成などを示す平断面図、正面図、側面図である。
【符号の説明】
１：インデクサ
２：処理ユニット
３：ＩＦユニット
４：露光処理ユニット
５：ＡＧＶ
１１：搬入出テーブル
１２：基板搬入出ロボット
２１：第１の装置配置部
２２：第２の装置配置部
２３：基板搬送ロボット
３０：スピンチャック
３０ａ：駆動モータ
３１：基板回転制御手段
３２：設定手段
３３：駆動制御手段
３４：回転角度検出手段
３６：スピン回転位置入力手段
３７：記憶手段
３８：スピン部制御回路
３９：通信制御回路
４１：通信制御回路
４２：位置制御部
４３：速度演算部
４４：速度制御部
４５：電流指令部
４６：電流制御回路部
４７：ＰＷＭ発生回路部
４８：出力回路部
４９：基板受渡し台
４９ａ：基板支持ピン
５１：第１の基板搬送ロボット
５３：第２の基板搬送ロボット
５４：基板搬入台
５４ａ：基板支持ピン
５５：基板搬出台
５６ａ：第１のカセット
５６ｂ：第２のカセット
５７ａ：テーブル台
５７ｂ：テーブル台
５８：扉
ＩＤ：インデクサ
ＬＵ：露光ユニット
ＳＣ：スピンコータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転式の処理部を有する基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように半導体ウエハに対してはレジストの回転塗布処理やそれに関連する処理など、種々の表面処理が行われ、それら一連の処理を自動的に行う半導体ウエハ処理装置が使用されている。そして、これら一連の処理を効率的に行わせるために、複数の処理部を２列に配置して処理部群を形成するとともに、カセットから被処理基板たる半導体ウエハを１枚ずつ処理部群側に搬出し、当該半導体ウエハを搬送ロボット（搬送手段）によって各処理部間で搬送している。
【０００３】
処理部群を構成している複数の処理部には、半導体ウエハに加熱処理や冷却処理を実行する熱処理部が含まれている。この熱処理部では、プレートの上面に直接もしくは所定の間隔をおいて半導体ウエハを載置して熱処理を実行する。ここで、ヒータの個体差やプレート設置環境などの要因からプレート上の熱分布を完全に均一にすることは困難であり、この熱処理部により熱処理された半導体ウエハには、その熱処理部の熱分布に応じた特有の熱履歴が反映される。このため、熱処理部に半導体ウエハを載置する際に、半導体ウエハの特徴部位であるオリエンテーションフラット（以下、「オリフラ」と称す）が一定方向を向くように配置することで、各半導体ウエハの間で熱履歴を同じくすることが望まれる。
【０００４】
また、処理部群には、半導体ウエハを回転させてレジストを回転塗布するスピンコータ（回転式レジスト塗布装置）などの回転処理部が含まれており、各半導体ウエハの間でスピン処理履歴を同一にしたいという要望がある。この「スピン処理履歴」は、回転初期における風切りの影響が大きく、回転に先立って半導体ウエハのオリフラが一定方向を向くように位置させておき、その状態から回転始動させることで各半導体ウエハの間でスピン処理履歴を同じにすることができる。
【０００５】
さらに、半導体ウエハを搬送する際には、半導体ウエハの振動を抑制したいという要請があり、これを満足するためには半導体ウエハのオリフラが一定方向を向いた姿勢で搬送して各半導体ウエハの間での搬送履歴を同じにすることが必要である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来においては、カセットから搬出して処理部群に搬出する際に、半導体ウエハのオリフラが一定方向を向くように調整するような配慮はなされていない。そのため、上記した諸履歴を各半導体ウエハ間で同じにすることができず、半導体ウエハ間で処理のバラツキが生じて、安定した基板処理を行うことができないという問題があった。
【０００７】
また、スピン処理履歴は、スピンコータのみならず、回転式現像装置（スピンデベロッパ）などにおいても問題となる。
【０００８】
そこで、本出願人は、平成０７年０７月１４日付の特許出願（特願平７−１７８７０１号）において、上記問題点を解決するための提案例を提唱している。かかる提案例では、図６の如く、基板搬入搬出部たるインデクサＩＤにオリフラ合わせ部１０１を設け、オリフラが一定方向を向くように半導体ウエハ１０２を位置決めした後で、処理部群１０３，１０４側に搬出する。また、半導体ウエハ１０２を回転させる処理部（スピンコータＳＣおよびスピンデベロッパＳＤ１，ＳＤ２）に、半導体ウエハ１０２の回転停止の際にそのオリフラが一定方向を向くように半導体ウエハ１０２を回転位置決めするための第２位置決め機構を設けている。かかる構成では、インデクサＩＤにおいて、半導体ウエハ１０２のオリフラを一定方向に向けた状態で処理部群に搬送することができる。なお、図６中の符号１０５はカセット載置部を、符号１０６，符号ＴＨおよび符号ＴＣは搬送ロボットを、符号ＣＰ４はクールプレートを、符号ＳＣはスピンコータ（回転式レジスト塗布装置）を、符号ＳＤ１，ＳＤ２はスピンデベロッパ（回転式現像装置）を、符号ＩＦＢはインターフェイスユニット（以下「ＩＦユニット」と呼ぶ）を、符号ＬＵは露光処理ユニット（ステッパ）をそれぞれ示している。
【０００９】
しかしながら、この提案例のように、インデクサＩＤのオリフラ合わせ部１０１で半導体ウエハのオリフラを基準として整列しロット投入しても、従来のスピンコータＳＣやスピンデベロッパＳＤ１，ＳＤ２等のスピン系処理部群では、回転位置決め機能を有していなかったため、これらの処理部の組み合わせによっては、ロット回収する際にオリフラの向きが一定するとは限らなかった。そうすると、後工程で基板の向きを揃える必要が生じたり、アンローダカセットの中で基板の角度位置がずれてしまったりして、基板のハンドリングが困難となることが多かった。また、基板の特定の位置にマーキングされた番号を視認する作業の妨げになっていた。具体的には、使用する露光処理ユニットＬＵによっては、例えばＩＦユニットＩＦＢと露光処理ユニットＬＵとの基板の受渡しの際に、従来のハンドリング機構では、基板角度位置が９０度回転してしまう。そうすると、搬入時と搬出時とで基板角度位置が９０度ずれてしまうことになる。このようなことから、基板の角度位置を調整するような機構が従来から望まれていた。
【００１０】
なお、このようなオリフラの位置決めを検出して基板の角度位置を調節する方法としては、例えば特開昭６０−８５５３６号公報に開示された技術として、複数（３個以上）の光電式位置検出器を用いて基板外周位置を検出した後、所定の位置になるようにスピンチャックごと移動台を移動する、といった技術（公知技術１）がある。しかしながら、公知技術１のような方法では、移動台を移動するための特別な機構を必要とするので、そのためのスペースを多く必要とし、省スペース化の要請に逆行していた。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑み、余分なスペースを必要とせずに、各処理部に対する基板の角度位置を効率よく調整することのできる基板処理装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、基板保持装置で基板を保持しつつ当該基板を水平回転して当該基板の主面に所定の処理を行う少なくとも１個の回転処理部を有する基板処理装置であって、前記基板を水平に保持する基板保持部材と、前記基板保持部材を水平回転する回転手段と、前記基板保持部材の回転停止角度位置調整に関する情報を入力する位置入力手段と、前記位置入力手段で入力された情報に基づいて、前記基板保持部材に前記基板が保持された状態で、当該基板の回転処理前における前記基板保持部材の停止角度位置と、前記基板の回転処理後における前記基板保持部材の回転停止角度位置とを調整するよう前記回転手段を駆動制御する駆動制御手段と、を備える。
【００１３】
かかる構成において、例えば基板搬送用のロボット等のハンドリングの都合や、基板の処理ローテーション中に規格外の装置を備え付けるなどの都合上、途中で基板の角度位置が変わってしまって基板処理条件が適正条件にならないような場合に、基板保持部材に基板が保持された状態で、基板の回転処理を行う前に位置入力手段から回転停止角度位置調整に関する情報を入力し、駆動制御手段を通じて搬入された基板を保持する基板保持部材の回転処理前における停止角度位置と、回転処理後における回転停止角度位置とを調整すれば、回転処理させた際に、適正な基板角度で処理を行うことができる。また、基板を回転処理部から搬出する際にも、適正な基板角度で基板を搬出できる。この場合、回転処理部が設けられている空間以外に、専用の基板回転調整専用の機構のための空間を設けずに済むので、基板処理装置全体の小型化の妨げにならないで済む。
【００１４】
望ましくは、前記基板処理装置は、前記位置入力手段で入力された情報を記憶する記憶装置をさらに備える。
【００１５】
かかる構成において、一旦、位置入力手段から回転停止角度位置調整に関する情報を入力すれば、以後は記憶装置から回転停止角度位置調整に関する情報を読み出して調整を行えばよいので、その後の情報入力の手間を省くことができる。
【００１６】
さらに望ましくは、前記基板処理装置は、前記基板保持部材の回転停止角度位置を検出する回転角度検出手段をさらに備え、前記位置入力手段で入力される情報は、非調整時の前記基板保持部材の回転停止角度位置に対する角度偏差値とされる。そして、前記駆動制御手段は、停止角度非調整のまま前記回転手段を停止した後、前記回転角度検出手段で前記基板保持部材の実際の回転停止角度位置を検出し、当該回転停止角度位置に基づいて前記位置入力手段で入力された角度偏差値を加味し前記回転手段の駆動制御を行う。
【００１７】
かかる構成において、回転角度検出手段で検出した実際の回転停止角度位置に基づいて基板保持部材の回転停止角度位置を調整することができ、基板の回転停止角度を正確に調整できる。
また、請求項４に記載の発明は、基板保持装置で基板を保持しつつ当該基板を水平回転して当該基板の主面に所定の処理を行う少なくとも１個の回転処理部を有する基板処理装置であって、前記基板を水平に保持する基板保持部材と、前記基板保持部材を水平回転する回転手段と、前記基板保持部材の回転停止角度位置調整に関する情報を入力する位置入力手段と、前記位置入力手段で入力された情報に基づいて前記基板保持部材の回転停止角度位置を調整するよう前記回転手段を駆動制御する駆動制御手段と、前記基板保持部材の回転停止角度位置を検出する回転角度検出手段とを備え、前記位置入力手段で入力される情報は、非調整時の前記基板保持部材の回転停止角度位置に対する角度偏差値とされる。そして、前記駆動制御手段は、停止角度非調整のまま前記回転手段を停止した後、前記回転角度検出手段で前記基板保持部材の実際の回転停止角度位置を検出し、当該回転停止角度位置に基づいて前記位置入力手段で入力された角度偏差値を加味し前記回転手段の駆動制御を行う。
かかる構成において、回転角度検出手段で検出した実際の回転停止角度位置に基づいて基板保持部材の回転停止角度位置を調整することができ、基板の回転停止角度を正確に調整できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
＜構成＞
本発明は、処理ユニット内のスピン系の各処理部において、搬送ロボットから受渡される基板の予定角度位置を予め指定し、これに基づいてスピンチャックの回転角度位置を調整することで、専用の移動調整機構を必要とせずに各処理部に適した角度位置で基板を効率よく受渡しを行うものである。図１は、本発明の一の実施の形態に係る基板処理装置全体の構成を示す平断面図である。
【００１９】
図１に示すように、本発明に係る基板処理装置は、インデクサ１、処理ユニット２、インターフェースユニット（ＩＦユニット）３、露光処理ユニット４などを備えて構成されている。
【００２０】
インデクサ１は、キャリアの自動搬送装置（Ａｕｔｏ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ ：以下「ＡＧＶ」という）５とのキャリアＣの受渡しを行なうための搬入出テーブル１１や、搬入出テーブル１１に載置されているキャリアＣと後述する処理ユニット２内の基板搬送ロボット２３との間の基板Ｗの受渡しを行なうための基板搬送ロボット１２などを備えて構成されている。この実施の形態のインデクサ１は、上述した提案例（特願平７−１７８７０１号：図６参照）で説明した位置決め機構を有するものを使用している。
【００２１】
処理ユニット２は、第１の装置配置部２１と第２の装置配置部２２と基板搬送ロボット２３の搬送経路２４とを備えている。第１の装置配置部２１には、図１のＸ軸方向に沿って、レジスト塗布を行なうためのスピンコータＳＣや、現像を行なうためのスピンディベロッパＳＤなどがそれぞれ複数台配設されている。また、第２の装置配置部２２には、レジスト膜と基板との密着性を向上するためのアドヒージョンユニットＡＨや、プリベーク，ＰＥＢ，およびポストベークなどを行なうための複数のベークユニットＢＵなどが配設されている。ベークユニットＢＵは、基板Ｗを所定温度に加熱するためのホットプレートＨＰ（図４）と、加熱された基板Ｗを常温付近に冷却するためのクールプレートＣＰ（図４）とをそれぞれ備え、これらホットプレートＨＰとクールプレートＣＰとがそれぞれ複数台、Ｘ軸方向および鉛直方向（Ｘ、Ｙ軸に直交する鉛直軸方向であって図１の紙面に垂直方向）に２次元的に配設されて構成されている。
【００２２】
ここで、スピンコータＳＣは、吸引式等のスピンチャック（基板保持部材）によって水平にした基板上にレジストを滴下し、基板を回転させて基板上に均一なレジスト膜を形成させる装置であり、また、スピンディベロッパＳＤは、吸引式等のスピンチャックによって基板を回転させることにより、レジストの現像、洗浄および乾燥を行うものである。なお、スピンコータＳＣやスピンディベロッパＳＤには、図２の如く、スピンチャック３０を回転するための駆動モータ３０ａ（回転手段）、レジスト液や薬液、現像液、洗浄液などの処理液を供給するための処理液供給部３０ｂ、およびそれら処理液飛散を防止するカップ３０ｃなどが備えられている。そして、図２の如く、これらスピンコータＳＣおよびスピンディベロッパＳＤのいずれにも、スピンチャック３０の停止角度位置および回転速度を制御する基板回転制御手段３１が設けられている。
【００２３】
基板回転制御手段３１は、スピンコータＳＣやスピンディベロッパＳＤ等の個々のスピン系処理部（以下、「回転処理部」と称す）毎に、スピンチャック３０の回転停止位置を制御するもので、適正な回転停止角度位置および適正な回転速度を数値設定する数値設定手段３２と、設定された回転停止角度位置および回転速度に基づいてスピンチャック３０の停止角度位置および回転速度を駆動制御する駆動制御手段（サーボドライバ）３３と、スピンチャック３０の回転角度位置をフィードバックするための回転角度検出手段３４を備える。
【００２４】
数値設定手段３２は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を備える一般的なパーソナルコンピュータが使用され、その動作はすべて予め格納されたソフトウェアによって実行されるものである。この数値設定手段３２は、スピンチャック３０の適正な回転停止角度位置に関する数値データおよび適正な回転速度に関する数値データを作業者によって入力するスピン回転位置入力手段としてのキーボード装置（位置入力手段）３６と、入力された数値データを記憶する記憶手段（メモリ装置）３７と、入力されまたは記憶された数値データに基づいて制御信号を発生するスピン部制御回路３８と、発生された制御信号等を外部との間で送受信制御する通信制御回路３９と、を備えている。
【００２５】
なお、スピン回転位置入力手段３６で入力する回転停止角度位置は、基板のオリフラの位置を基準に指定すればよく、具体的には、回転停止角度調整を全く行わないと仮定した場合の回転停止角度位置に対する角度偏差（回転オフセット値）を指定する。これは、一般的なサーボアンプだけでは基板角度位置を正確に認識できないため、基板の現状での角度位置を認識し、一旦原点サーチをした後、例えば９０度等の所定の適正角度だけオフセットをかけるのに都合がよいためである。また、通信制御回路３９からの位置決めのための制御信号はデジタル式信号とされ、基板の角度以外にも、必要に応じて、回転速度、正転逆転の別、または加速度等の種々のデータが含まれるものとする。
【００２６】
駆動制御手段３３は、基板回転制御手段３１の通信制御回路３９との間で制御信号等を送受信制御する通信制御回路４１と、通信制御回路４１からの停止角度位置に関する制御信号と回転角度検出手段３４で検出した実際の回転角度位置についての信号とに基づいて適正な停止位置までの角度偏差を演算する位置制御部４２と、通信制御回路４１からの回転速度に関する制御信号と回転角度検出手段３４で検出した実際の回転角度位置についての信号とに基づいて適正な停止位置までの角度偏差を演算する速度演算部４３と、位置制御部４２および速度演算部４３での演算結果に基づいて速度制御信号を発生する速度制御部４４と、速度制御部４４で発生された速度制御信号に対応した電流レベルを設定する電流指令部４５と、電流指令部４５で設定された電流レベルに従って電流制御を行う電流制御回路部４６と、電流制御回路部４６によって電流制御されてパルス幅変調を行うＰＷＭ発生回路部４７と、ＰＷＭ発生回路部４７からの出力パルスをスピンチャック３０に出力する出力回路部４８と、を備える。
【００２７】
回転角度検出手段３４は、例えば１回転で４０００パルスを有するインクリメンタルエンコーダが使用され、スピンチャック３０の駆動モータ３０ａに取り付けられている。そして、下端部に固定されたセンサによって、エンコーダの回転角度を検出する。
【００２８】
また、この実施の形態では、第２の装置配置部２２のＩＦユニット３側の端部付近に、後述するＩＦユニット３内の第１の基板搬送ロボット５１と基板Ｗの受渡しを行なうための基板受渡し台４９を設けている。基板受渡し台４９には、複数本の基板支持ピン４９ａが鉛直方向に固定立設されており、これら基板支持ピン４９ａに基板Ｗが載置されて基板Ｗの受渡しが行なわれる。
【００２９】
基板搬送ロボット２３の搬送経路２４は、上記第１、第２の装置配置部２１、２２の間に設けられている。基板搬送ロボット２３は、図１、図４に示すように、基板Ｗを載置支持する複数の突起部２３ａを備えた馬蹄型のハンド２３ｂと、ハンド２３ｂを水平方向（Ｘ−Ｙ平面）に伸縮させる伸縮部２３ｃと、伸縮部２３ｃを介してハンド２３ｂを鉛直軸周りに回転させるための図示しないモータからなる回転部と、伸縮部２３ｃ、回転部を介してハンド２３ｂを鉛直軸方向に移動させる鉛直軸方向移動部２３ｅと、伸縮部２３ｃ、回転部、鉛直軸方向移動部２３ｅを介してハンド２３ｂをＸ軸方向に移動させるＸ方向移動部２３ｆを備えて構成されている。伸縮部２３ｃや鉛直軸方向移動部２３ｅ、Ｘ方向移動部２３ｆは、ネジ軸２３ｇ、モータ２３ｈ、ガイド軸２３ｉからなる周知の１軸方向移動機構で構成されている。
【００３０】
基板搬送ロボット２３は、ハンド２３ｂの鉛直軸周りの回転や、Ｘ軸、鉛直軸方向の移動、伸縮動作を適宜に組合わせて、スピンコータＳＣやスピンディベロッパＳＤ、ベークユニットＢＵ、アドヒージョンユニットＡＨなどの処理装置に対するアクセス（各装置に対する基板Ｗの搬入／搬出動作）や、基板受渡し台４９に対する基板Ｗの載置／取り出し、処理ユニット２内の各装置などの間の基板Ｗの搬送などを行う。
【００３１】
第１の基板搬送ロボット５１は、基板支持部５１ａを伸縮駆動部５１ｂによって伸縮駆動され、また図示しない回転駆動部によって鉛直軸周りに回転駆動され、且つ図示しない鉛直軸方向駆動部によって昇降制御される。また、基板支持部５１ａを処理ユニット２内の基板受渡し台４９および後述するバッファ部５２に対して伸縮できるように、伸縮駆動部５１ｂは基板受渡し台４９のＸ軸方向正面であって、且つバッファ部５２のＹ軸方向正面に配置されている。かかる構成によって第１の基板搬送ロボット５１は、処理ユニット２内の基板受渡し台４９に対する基板Ｗの載置／取り出しと、後述するバッファ部５２の任意の収納棚５２ａに対する基板Ｗの収納／取り出しを行なう。
【００３２】
バッファ部５２は、上記第１の基板搬送ロボット５１と後述する第２の基板搬送ロボット５３とに挟まれる位置に配置され、ＩＦユニット３の内側面に支持されている。このバッファ部５２には、複数個（例えば５０個）の収納棚５２ａが鉛直軸方向に多段状に積層形成されている。また、各収納棚５２ａは、上記第１の基板搬送ロボット５１、および、後述する第２の基板搬送ロボット５３に向く面が開口されていて、これら第１、第２の基板搬送ロボット５１、５３による基板Ｗの収納／取り出しが行なえるように構成している。
【００３３】
第２の基板搬送ロボット５３は、バッファ部５２のＹ軸方向正面と、後述する基板搬入台５４のＸ軸方向正面との間で移動可能に配置されており、基板支持部５３ａを所定の図示しない駆動機構によってＹ方向および鉛直軸方向に駆動するよう構成されている。かかる構成によって第２の基板搬送ロボット５３は、バッファ部５２の任意の収納棚５２ａに対する基板Ｗの収納／取り出しや、露光処理ユニット４との基板の受渡しを行う図示しない基板搬送ロボットとの間での基板の受渡しを行う。
【００３４】
露光処理ユニット４内に配置された基板搬入台５４、基板搬出台５５は、上記処理ユニット２内の基板受渡し台４９と同様に、複数本の基板支持ピン（図示せず）が鉛直方向に固定立設されており、これら基板支持ピンに基板Ｗが載置されて図示しないＩＦユニット３内の基板搬送ロボットとの間で基板Ｗの受渡しが行なわれる。なお、この実施の形態では、第２の基板搬送ロボット５３のＹ方向駆動部（１軸方向移動手段）の移動方向（Ｙ軸方向）に沿って、バッファ部５２から近い順に基板搬出台５５、基板搬入台５４が配設されている。なお、図示していないが、露光処理ユニット４とＩＦユニット３との間で基板Ｗを受け渡すときに、基板Ｗを支持した図示しない基板搬送ロボットが通過するための開口も、露光処理ユニット４とＩＦユニット３との間に設けられている。
【００３５】
露光処理ユニット４は、露光を行なうための、例えば、縮小投影露光機（ステッパ）などの露光機や、露光機での露光パターンの焼き付けのための位置決めを行なうアライメント機構、露光処理ユニット４内で基板Ｗの搬送などを行う基板搬送ロボット（いずれも図示せず）などを一体的にユニット化して構成している。なお、この露光処理ユニット４内の基板搬送ロボットは、基板搬入台５４に載置された露光前基板Ｗを露光処理部内に取り込むとともに、露光処理部での露光処理が終了した露光済基板Ｗを搬出して基板搬出台５５に載置する動作も行なう。この露光処理ユニット４内の基板搬送ロボットによる基板搬入台５４からの基板Ｗの取り出しや基板搬出台５５への基板Ｗの載置の動作は、上記図４で説明した処理ユニット２内の基板搬送ロボット２３による基板受渡し台４９に対する基板Ｗの取り出し／載置と同様の動作で行なわれる。
【００３６】
なお、図１中の符号５８はカセット５６ａや５６ｂのテーブル台５７ａや５７ｂに対するセットや取り出しを行うための扉を示している。
【００３７】
＜動作＞
次に、この実施の形態の基板処理装置の動作を説明する。図３に、各処理部での基板Ｗの搬出入時の適正回転角度位置を示す。なお、図３中の符号ＰＲはプリベークを、符号ＰＥはＰＥＢを、符号ＰＯはポストベークを、符号ＩＤはインデクサ１を、符号ＩＦ−ＢはＩＦユニット３をそれぞれ示している。ここでは、基板Ｗが処理ユニット２内に投入される際にインデクサ１内の位置決め機構によって基板Ｗのオリフラが位置決めされることで、基板Ｗの角度が一定とされている。また、露光処理ユニット４に搬出入される際に、ＩＦユニット３内のハンドリング作業上の原因で基板Ｗが９０度ずれてしまうものとする。なお、スピンコータＳＣおよびスピンディベロッパＳＤは便宜上各１個ずつのものとして示している。かかる基板処理装置において、予め定められている基板Ｗのローテーションを図４に示す。図４のように、インデクサ１から供給された基板Ｗは、
（ａ） アドヒージョンユニットＡＨの工程
（ｂ） クールプレートＣＰの工程、
（ｃ） スピンコータＳＣの工程、
（ｄ） ホットプレートＨＰの工程、
（ｅ） クールプレートＣＰの工程の後、
（ｆ） ＩＦユニット３を経て、
（ｇ） 露光処理ユニット４に送られ、露光処理される。その後、
（ｈ） 搬入された状態に対して９０度変位した角度でＩＦユニット３に戻され、さらに処理ユニット２に戻されて、
（ｉ） ホットプレートＨＰの工程、
（ｊ） クールプレートＣＰの工程、
（ｋ） スピンディベロッパＳＤの工程、
（ｌ） ホットプレートＨＰの工程、
（ｍ） クールプレートＣＰの工程の順に処理が行われて、
（ｎ） 再びインデクサ１に戻される。
【００３８】
ここで、インデクサ１、ＩＦユニット３および露光処理ユニット４において、一定角度ずれる可能性がある。例えば、使用する露光処理ユニット４の規格によっては、露光処理ユニット４の基板搬出入のための搬送アームの回転の仕方によって、予定する角度と異なった角度で基板が搬出入されてしまうことがある。そうすると、露光処理後、処理ユニット２側で予定していない角度で基板が戻ってくることになってしまう。この場合、基板のローテーション内のいずれかの工程で基板の角度を調整しないと、途中で基板角度が変更されてしまい、このまま基板ローテーションを続けると、各処理部において予定していた条件と異なって基板処理されてしまう事態が生じるおそれがある。そこで、この実施の形態では、図４のように、露光処理ユニット４での露光処理後の最初のスピン系処理であるスピンディベロッパＳＤにおいて、基板の角度を調整する。この場合、一般的なサーボアンプだけでは基板角度を正確に認識できないため、基板の現状での角度を認識し、一旦原点サーチをした後、例えば９０度等の所定の適正角度だけオフセットをかける。
【００３９】
なお、この実施の形態では、サーボ式駆動モータは速度制御モードと角度位置決めモードとを切り替えて使用するものとする。すなわち、速度制御と角度位置決めの可能なサーボ式駆動モータを使用し、回転処理部での終了間際まで速度制御モードで制御し、最終の２相を検知して位置決めを行う段階では角度位置決めモードに移行するものとする。ここでは、角度位置決めモードにおける角度調整フローに限定して説明を行う。かかる処理手順を図５に示す。
【００４０】
まず、ステップＳ１において、基板処理装置の各部の全てについて原点復帰を行う。次に、ステップＳ２において、キーボード装置３６によって、スピン系の各軸の回転オフセット値を入力するか、またはティーチングを行う。そして、入力されたステップＳ３において、回転オフセット値に対応する回転オフセット量を記憶手段３７に記憶させておく。
【００４１】
また、ステップＳ４において、回転オフセット量を駆動制御手段３３に送信し、スピンチャック３０は、ステップＳ５において与えられた回転オフセット量の分だけ低速回転する。
【００４２】
この際、位置制御部４２では、回転角度検出手段３４で検出したスピンチャック３０の角度と、数値設定手段３２の通信制御回路３９から送信されてきた制御信号との偏差を求め、その偏差に対応したパルス数をもとめて速度制御部４４に伝達する。具体的には、回転角度検出手段３４で検出した角度が通信制御回路３９から制御信号を通じて指定された角度より９０度回転しすぎている場合は、「マイナス９０度」に対応するパルス数として「マイナス１０００（＝４０００パルス×９０度／３６０度）パルス」の信号を速度制御部４４に伝達する。
【００４３】
その後、スピン処理を開始し（ステップＳ６）、当該処理が終了した後（ステップＳ７）、記憶手段３７から回転オフセット量を読み出し（ロード処理：ステップＳ８）、再度、ステップＳ９において、回転オフセット量を駆動制御手段３３に送信する。スピンチャック３０は、ステップＳ１０において与えられた回転オフセット量の分だけ回転する。しかる後、当該回転処理部（スピンディベロッパＳＤ）より基板を取り出し、基板搬送ロボット２３によって次の処理工程にかかる処理部に搬送される。
【００４４】
以上のように、この実施の形態では、処理ユニットで最初に処理する回転処理部に基板が到達する際には、既に基板が適切な角度に調整されていることになり、基板を当該回転処理部に即座に受渡すことができ、受渡し動作を含めた基板搬送時間全体を短縮できる。
【００４５】
また、各回転処理部のスピンチャックを制御するだけで任意に角度調整を行うことができ、特に、数値設定手段３２および駆動制御手段３３については、在来から設置されていた回転速度制御用の装置をそのまま使用することができるので、特別に高価な調整装置を新たに設置する必要がない。すなわち、専用の角度調整機構のためのスペースを設けなくても、基板処理条件の変更を容易に防止できるので、基板処理装置全体のスペース効率の悪化を防止できるとともに、よけいな設置費用をほとんど必要としないで済む。
【００４６】
なお、上記実施の形態は、半導体ウエハ（基板）に対してフォトリソグラフィ工程の各基板処理を行なうための回転処理部に本発明を適用した場合を例に採っているが、本発明は、液晶表示器用のガラス基板などの各種の基板の処理部にも同様に適用することができる。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、例えば基板搬送用のロボット等のハンドリングの都合や、基板の処理ローテーション中に規格外の装置を備え付けるなどの都合上、途中で基板の角度が変わってしまって基板処理条件が適正条件にならないような場合に、基板保持部材に基板が保持された状態で、基板の回転処理を行う前に位置入力手段から回転停止角度位置調整に関する情報を入力し、駆動制御手段を通じて搬入された基板を保持する基板保持部材の回転処理前における停止角度位置と、回転処理後における回転停止角度位置とを調整すれば、回転処理させた際に、適正な基板角度で処理を行うことができる。また、基板を回転処理部から搬出する際にも、適正な基板角度で基板を搬出できる。
【００４８】
しかも、カップ等の他の機構との間での基板移動時間の間に角度調整処理を行うことができるので、スループット上の悪影響を防止できる。
【００４９】
また、回転処理部を複数設置している場合、各回転処理部の各軸ごとに回転停止角度位置調整に関する情報を設定できるので、各回転処理部で基板の向きが一定となり、処理結果に対する基板形状による影響がつかみやすくなり、処理品質の向上を図ることができる。
【００５０】
この場合、後工程での基板整列処理が不要となるので、回転処理部が設けられている空間以外に、専用の基板回転調整専用の機構のための空間を設けずに済み、基板処理装置全体の小型化の妨げにならないで済む。特に、位置入力手段や駆動制御手段等については、在来から設置されていた回転速度制御用の装置をそのまま使用することができるので、特別に高価な基板角度調整装置を新たに設置する必要がない。すなわち、専用の角度調整機構のためのスペースを設けなくても、基板処理条件の変更を容易に防止できるので、基板処理装置全体のスペース効率の悪化を防止できるとともに、よけいな設置費用をほとんど必要としないで済む。
【００５１】
請求項２に記載の発明によれば、一旦、位置入力手段から回転停止角度位置調整に関する情報を入力すれば、以後は記憶装置から回転停止角度位置調整に関する情報を読み出して調整を行えばよいので、その後の情報入力の手間を省くことができる。
【００５２】
請求項３および請求項４に記載の発明によれば、回転角度検出手段で検出した実際の回転停止角度位置に基づいて基板保持部材の回転停止角度位置を調整することができ、基板の回転停止角度を正確に調整できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一の実施の形態に係る基板処理装置全体の構成を示す平断面図である。
【図２】本発明の一の実施の形態の回転処理部、数値設定手段および駆動制御手段等を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の一の実施の形態の装置の各処理部における基板の搬出入時の適正角度を示す図である。
【図４】本発明の一の実施の形態の基板処理装置全体の処理フローを説明するための図である。
【図５】本発明の一の実施の形態の角度調整動作を示すフローチャートである。
【図６】従来の技術に係る基板搬送装置やその装置を組み込んだ処理部の全体構成などを示す平断面図、正面図、側面図である。
【符号の説明】
１：インデクサ
２：処理ユニット
３：ＩＦユニット
４：露光処理ユニット
５：ＡＧＶ
１１：搬入出テーブル
１２：基板搬入出ロボット
２１：第１の装置配置部
２２：第２の装置配置部
２３：基板搬送ロボット
３０：スピンチャック
３０ａ：駆動モータ
３１：基板回転制御手段
３２：設定手段
３３：駆動制御手段
３４：回転角度検出手段
３６：スピン回転位置入力手段
３７：記憶手段
３８：スピン部制御回路
３９：通信制御回路
４１：通信制御回路
４２：位置制御部
４３：速度演算部
４４：速度制御部
４５：電流指令部
４６：電流制御回路部
４７：ＰＷＭ発生回路部
４８：出力回路部
４９：基板受渡し台
４９ａ：基板支持ピン
５１：第１の基板搬送ロボット
５３：第２の基板搬送ロボット
５４：基板搬入台
５４ａ：基板支持ピン
５５：基板搬出台
５６ａ：第１のカセット
５６ｂ：第２のカセット
５７ａ：テーブル台
５７ｂ：テーブル台
５８：扉
ＩＤ：インデクサ
ＬＵ：露光ユニット
ＳＣ：スピンコータ
Claims (4)
- 基板保持装置で基板を保持しつつ当該基板を水平回転して当該基板の主面に所定の処理を行う少なくとも１個の回転処理部を有する基板処理装置であって、
前記基板を水平に保持する基板保持部材と、
前記基板保持部材を水平回転する回転手段と、
前記基板保持部材の回転停止角度位置調整に関する情報を入力する位置入力手段と、
前記位置入力手段で入力された情報に基づいて、前記基板保持部材に前記基板が保持された状態で、当該基板の回転処理前における前記基板保持部材の停止角度位置と、前記基板の回転処理後における前記基板保持部材の回転停止角度位置とを調整するよう前記回転手段を駆動制御する駆動制御手段と、
を備える基板処理装置。 - 請求項１に記載の基板処理装置であって、前記基板処理装置は、前記位置入力手段で入力された情報を記憶する記憶装置をさらに備える基板処理装置。
- 請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、
前記基板処理装置は、前記基板保持部材の回転停止角度位置を検出する回転角度検出手段をさらに備え、
前記位置入力手段で入力される情報は、非調整時の前記基板保持部材の回転停止角度位置に対する角度偏差値とされ、
前記駆動制御手段は、停止角度非調整のまま前記回転手段を停止した後、前記回転角度検出手段で前記基板保持部材の実際の回転停止角度位置を検出し、当該回転停止角度位置に基づいて前記位置入力手段で入力された角度偏差値を加味し前記回転手段の駆動制御を行う基板処理装置。 - 基板保持装置で基板を保持しつつ当該基板を水平回転して当該基板の主面に所定の処理を行う少なくとも１個の回転処理部を有する基板処理装置であって、
前記基板を水平に保持する基板保持部材と、
前記基板保持部材を水平回転する回転手段と、
前記基板保持部材の回転停止角度位置調整に関する情報を入力する位置入力手段と、
前記位置入力手段で入力された情報に基づいて前記基板保持部材の回転停止角度位置を調整するよう前記回転手段を駆動制御する駆動制御手段と、
前記基板保持部材の回転停止角度位置を検出する回転角度検出手段と、
を備え、
前記位置入力手段で入力される情報は、非調整時の前記基板保持部材の回転停止角度位置に対する角度偏差値とされ、
前記駆動制御手段は、停止角度非調整のまま前記回転手段を停止した後、前記回転角度検出手段で前記基板保持部材の実際の回転停止角度位置を検出し、当該回転停止角度位置に基づいて前記位置入力手段で入力された角度偏差値を加味し前記回転手段の駆動制御を行う基板処理装置。
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- 1995-12-11 JP JP32192495A patent/JP3597285B2/ja not_active Expired - Fee Related
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