JP4414910B2

JP4414910B2 - 半導体製造装置及び半導体製造方法

Info

Publication number: JP4414910B2
Application number: JP2005040994A
Authority: JP
Inventors: 伸一林; 常長中島; 卓榎木田; 正巳飽本; 伸明松岡
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2005-02-17
Filing date: 2005-02-17
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2025-02-17
Also published as: US20060194445A1; JP2006228974A; KR20060092061A; US7287920B2; KR100776890B1

Description

本発明は、例えば半導体ウエハ等の基板を例えば陽圧制御された雰囲気中で搬送する半導体製造装置及び半導体製造方法に関する。

一般に半導体ウエハ（以下ウエハという）などの基板に、レジストパターンを得る一連の処理は、レジスト液の塗布や現像を行う塗布、現像装置に、インターフェイスブロックを介して露光装置を接続した半導体製造装置を用いて行われる。

ところで近年露光装置のスループットが早くなってきており、塗布、現像装置においても露光装置のスループットに合わせた処理能力が求められている。塗布、現像装置の処理能力が向上した半導体製造装置として、例えば特許文献１には露光処理前のモジュールを収納するブロックと、露光処理後のモジュールを収納するブロックとが上下に配置されることで塗布、現像装置を構成し、夫々のブロックがインターフェイスポートを介して露光装置に接続された半導体製造装置が開示されている。当該塗布、現像装置についてさらに説明すると前記各ブロックにはウエハの受け渡しを行うための搬送用通路が横方向に沿って設けられており、この搬送用通路を挟んで処理ユニットである塗布ユニットと熱系処理ユニットとが対向して搬送用通路に沿って複数配置されている。そして前記搬送用通路を搬送機構が移動して、各処理ユニット間でウエハの受け渡しが行われる。このように塗布、現像装置を構成することで塗布工程と、現像工程とが分離されて進行されるためウエハの搬送効率が高まる結果、ウエハの処理能力が向上するとされている。

しかし前記特許文献１の半導体製造装置においては前記搬送用通路における横方向への搬送機構の運動量が大きくなるため、搬送機構を横方向へ移動させるためのガイドレール及びその駆動機構から多くのパーティクルが発生することが考えられる。発生したパーティクルは当該搬送機構の運動によって前記液処理ユニット及び熱系処理ユニット内に飛散して、そこで処理されるウエハを汚染してレジストパターンが損傷されるおそれがある。

特許文献１にはこのようなパーティクルについての対策として上下に配置されたブロックとブロックとの間を中間壁で仕切り、パーティクルを除去するためのフィルタを当該中間壁に設けることが示唆されている。しかし既述のように搬送用通路に沿って多くのパーティクルが発生する場合、当該フィルタにより既存の半導体製造装置のようにダウンフローを形成するだけではパーティクルの集塵及び除去が充分に行われないことが懸念される。また、実際にフィルタを中間壁に設けるとすると中間壁の厚さは大きくなり、ブロックの積層段数を増やすと装置が高くなり過ぎて、メンテナンスが行いにくくなるなどの不具合が起こり得る。

特許第３３３７６７７号公報

本発明は、このような事情の下になされたものであり、その目的は、搬送機構によるパーティクルの飛散が抑えられる半導体製造装置を提供することである。

本発明の半導体製造装置は、基板に対して処理を行い、基板に半導体装置を製造するための半導体製造装置において、基板を保持し、横方向に伸びる搬送用通路に沿って移動部が移動する搬送機構と、前記搬送用通路に沿って配置され、搬送機構との間で基板の受け渡しが行われると共に基板に対して処理を行う複数の処理ユニットと、前記処理ユニットの下部に設けられ、搬送用通路側に排気用の開口部が形成された排気室と、この排気室に接続される吸引排気路と、前記排気室内または前記開口部に臨む位置にて、搬送用通路に沿って伸びるように設けられ、前記移動部をガイドするためのガイド部材と、前記排気室内に設けられ、前記ガイド部材に沿って搬送機構の移動部を移動させる駆動部と、を備えたことを特徴とする。
なお開口部に臨む位置とはガイド部材から発生したパーティクルが、排気室が負圧雰囲気になったときに搬送用通路から開口部を介して排気室内に流入する気流に乗る位置のことをいう。

また、本発明の半導体製造装置は、基板に対して処理を行い、基板に半導体装置を製造するための半導体製造装置において、基板を保持し、横方向に伸びる搬送用通路に沿って移動部が移動する搬送機構と、前記搬送用通路に沿って配置され、搬送機構との間で基板の受け渡しが行われると共に基板に対して処理を行う複数の処理ユニットと、前記処理ユニットの下部に設けられ、搬送用通路側に排気用の開口部が形成された排気室と、この排気室に接続される吸引排気路と、前記排気室内または前記開口部に臨む位置にて、搬送用通路に沿って伸びるように設けられ、前記移動部をガイドするためのガイド部材と、を備え、前記複数の処理ユニットは、基板に薬液を塗布して液処理を行うための液処理ユニットと、この液処理ユニットで行われる液処理の前後に加熱及び／または冷却を行うための熱系処理ユニットと、を含み、前記液処理ユニットと前記熱系処理ユニットとは、搬送用通路を挟んで対向して設けられ、前記排気室は液処理ユニット及び熱系処理ユニットの一方側に設けられていることを特徴とする。前記搬送機構と前記処理ユニットとは共通のベース体の上に配置され、前記排気室は処理ユニットとベース体との間に形成されていてもよい。また、前記搬送用通路の上部に、当該搬送用通路を介して前記開口部に流れ込む気流を形成するための気体吹き出し部が設けられていてもよい。

前記駆動部がベルトを備えており、当該ベルトが前記ガイド部材に対して排気室側に設けられていてもよい。前記搬送機構、処理ユニット、及び排気室を含む単位ブロックの複数が積層されていてもよい。またクリーンルーム内に設置される半導体製造装置であって、前記搬送用通路の雰囲気はクリーンルームよりも陽圧に設定されていてもよい。また例えば前記吸引排気路には、強制的に排気を行う強制排気手段が設けられる。前記搬送用通路の天井部に沿って筐体から気体を吐出する気体吹き出し部を備え、前記筐体は前記吐出される気体を放射状に供給するように構成されていても良い。

本発明に係る半導体製造方法は基板を保持し、横方向に伸びる搬送用通路に沿って移動部が移動する搬送機構と、前記搬送用通路に沿って配置され、基板に対して処理を行う複数の処理ユニットとを備えた半導体製造装置を用いて半導体製造を行う方法において、前記搬送機構と複数の処理ユニットのいずれかとの間で基板の受け渡しを行う工程と、前記処理ユニットの下部に設けられ、搬送用通路側に排気用の開口部が形成された排気室内を吸引排気しながら、当該排気室内または前記開口部に臨む位置にて設けられたガイド部材に沿って移動部を前記横方向にガイドする工程と、を含み、前記ガイドする工程は、前記排気室内に設けられた駆動部によって、前記ガイド部材に沿って移動部を前記横方向にガイドする工程であることを特徴とする。

この半導体製造方法において、前記搬送用通路の上部に設けられた気体吹き出し部から気体を吹き出す工程が含まれ、当該気体が前記搬送用通路を介して開口部に流れ込んでもよい。また半導体製造装置はクリーンルーム内に設置され、前記搬送用通路の雰囲気がクリーンルームよりも陽圧の状態が維持されるように、前記排気室内を強制排気手段により吸引排気を行うような半導体製造方法であってもよい。

本発明によれば、処理ユニットの下方側に搬送用通路側に排気用の開口部が形成された排気室を設け、当該排気室内を吸引排気することで搬送用通路から排気室へと向かう吸引気流が生じるため、当該排気室内または排気室の開口部に臨む位置に搬送用通路に沿って設けられたガイドレールを搬送機構の移動部が移動してパーティクルが発生した場合でも、当該パーティクルは気流に乗り排気室内へ流入することで搬送用通路から除去される。従って基板のパーティクル汚染を低減することができる。

以下、本発明に係る半導体製造装置を、塗布、現像装置に適用した実施の形態について説明する。図１は、当該半導体製造装置の一実施の形態における平面図を示し、図２は同概略斜視図、図３は同概略側面図である。この半導体製造装置は、大気雰囲気中のクリーンルーム内に設置されており、例えば基板であるウエハＷが１３枚密閉収納されたキャリア２０を搬入出するためのキャリアブロックＳ１と、複数個例えば５個の単位ブロックＢ１〜Ｂ５を縦に配列して構成された処理ブロックＳ２と、インターフェイスブロックＳ３と、露光装置Ｓ４と、を備えている。そして塗布、現像装置内（装置の外装体を構成する筺体内、つまりＳ１〜Ｓ３）は大気より若干高い圧力（陽圧）になるように設置されている。

前記キャリアブロックＳ１には、前記キャリア２０を複数個載置可能な載置台２１と、この載置台２１から見て前方の壁面に設けられる開閉部２２と、開閉部２２を介してキャリア２０からウエハＷを取り出すためのトランスファーアームＣとが設けられている。このトランスファーアームＣは、後述する単位ブロックＢ１〜Ｂ３の受け渡しステージＴＲＳ１，２，３との間でウエハＷの受け渡しを行うように、進退自在、昇降自在、鉛直軸回りに回転自在、キャリア２０の配列方向に移動自在に構成されている。

キャリアブロックＳ１の奥側には筐体２４にて周囲を囲まれる処理ブロックＳ２が接続されている。処理ブロックＳ２は、この例では、下方側から、下段側の２段が現像処理を行うための第１及び第２の単位ブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１，Ｂ２、レジスト膜の下層側に形成される反射防止膜（以下「下部反射防止膜」という）の形成処理を行うための第３の単位ブロック（ＢＣＴ層）Ｂ３、レジスト液の塗布処理を行うための第４の単位ブロック（ＣＯＴ層）Ｂ４、レジスト膜の上層側に形成される反射防止膜（以下「上部反射防止膜」という）の形成処理を行うための第５の単位ブロック（ＴＣＴ層）Ｂ５として割り当てられている。ここで前記ＤＥＶ層Ｂ１，Ｂ２が現像処理用の単位ブロック、ＢＣＴ層Ｂ３、ＣＯＴ層Ｂ４、ＴＣＴ層Ｂ５が塗布膜形成用の単位ブロックに相当する。なお各単位ブロック間は中間壁（ベース体）により仕切られている。

続いて第１〜第５の単位ブロックＢ（Ｂ１〜Ｂ５）の構成について説明する。これらの単位ブロックＢ１〜Ｂ５には本発明の要部が形成されているが本実施形態においては、各単位ブロックＢは略同様のレイアウトで構成されており、ＣＯＴ層Ｂ４を例として図４を参照しながら詳しく説明する。このＣＯＴ層Ｂ４の中央部には、横方向、詳しくはＣＯＴ層Ｂ４の長さ方向（図中Ｙ方向）に、ウエハＷの搬送用通路Ｒ１が形成されている。この搬送用通路Ｒ１のキャリアブロックＳ１側から見て、手前側（キャリアブロックＳ１側）から奥側に向かって右側には、液処理ユニットとしてレジストの塗布処理を行うための複数個の塗布部を備えた塗布ユニット３が搬送用通路Ｒ１に沿って設けられている。またＣＯＴ層Ｂ４の手前側から奥側に向かって左側には、順に加熱・冷却系の熱系処理ユニットを多段化した４個の棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４及び排気ユニット５が搬送用通路Ｒ１に沿って設けられている。即ち塗布ユニット３と棚ユニットＵ１〜Ｕ４とが搬送用通路Ｒ１を介して対向して配列されている。棚ユニットＵ１〜Ｕ４は塗布ユニット３にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための熱系処理ユニットが２段に積層され、さらにその棚ユニットＵ１〜Ｕ４の下部には排気ユニット５が積層されている。

上述の熱系処理ユニットの中には、例えばレジスト液の塗布後にウエハＷの加熱処理を行うためのプリベーキングユニット（ＰＡＢ）などと呼ばれている加熱ユニット、レジスト液の塗布前にウエハＷを所定の温度に調整するための冷却ユニット、露光前のウエハＷのエッジ部のみを選択的に露光するための周縁露光装置などが含まれている。なお本実施形態では棚ユニットＵ１，Ｕ２としてＰＡＢ４が積層され、棚ユニットＵ３として冷却ユニットが積層され、棚ユニットＵ４として周縁露光装置が積層されている。

図５は単位ブロックＢ４の縦断側面図であり、この図を用いて前記塗布ユニット３の構成について簡単に説明すると、当該塗布ユニットを構成する筐体３０の内部には３つの基板保持部をなすスピンチャック３３が配列されており、各スピンチャック３３は駆動部３４により鉛直軸回りに回転自在、かつ昇降自在に構成されている。またスピンチャック３３の周囲にはカップ３５が設けられ、当該カップ３５の底面には排気管やドレイン管などを含む排液部（図示せず）が設けられている。図中３６は供給ノズルであり、この供給ノズル３６は支柱３７に対して昇降自在に設けられ、また当該支柱３７を介して駆動部３８によりＹ方向に移動自在に構成されている。

この塗布ユニット３では、ウエハＷは後述のメインアームＡ４により搬送口３１を介して筐体３０内に搬入され、予め決定されたスピンチャック３３に受け渡される。そして供給ノズル３６から当該ウエハＷの中央部にレジスト液を供給すると共に、スピンチャック３３を回転させ、レジスト液を遠心力によりウエハＷの径方向に広げ、ウエハＷの表面にレジストの液膜を形成させる。こうしてレジストの液膜が形成されたウエハＷは搬送口３１を介してメインアームＡ４により塗布ユニット３の外部に搬出されるように構成されている。なお前記搬送口３１には開閉自在のシャッタ３１ａが設けられ、当該シャッタ３１ａは例えばメインアームＡ４が筐体３１内に進入する場合を除いて閉鎖されることで、後述の搬送用通路Ｒ１に形成される気流及び当該気流に乗ったパーティクルが筐体３１内に流入することが抑えられるように構成されている。

続いて棚ユニットＵ１を構成するＰＡＢ４について説明すると、図５中４０は筐体であり、筐体４０の内部には基台４２が設置されている。図中４１はウエハＷの搬送口であり、搬送用通路Ｒ１に面して設けられている。搬送用通路Ｒ１に向かう側を手前側とすると、基台４２上には手前側から奥側へ水平に移動自在な冷却プレート４４が設けられている。図６は当該冷却プレート４４の斜視図であり、図６中４４ａ，４４ｂは後述するピンが通過するためのスリットである。また基台４２上には手前側から奥側へ向けて熱板４３と排気部４７とがこの順に埋め込まれて設置されている。排気部４７の上面及び基台４２に埋め込まれている側面には、夫々Ｙ方向に沿って多数の小孔からなる排気口（図示せず）が設けられ、当該排気口と排気部４７に接続された排気管４８とは夫々連通している。排気管４８は筺体４０の外部に向けて伸長し、当該排気管４８の端部は例えば工場排気用の用力（工場排気路）に接続されることにより筐体４０内の排気が行われる。なお図中Ｖ４は排気管４８に介設されたバルブである。

基台４２の内部空間には例えば前記冷却プレートを駆動させるためのシリンダーなどを含んだ駆動部（不図示）及び昇降機構４５ａ，４６ａが設けられており、当該昇降機構４５ａ，４５ｂには夫々ピン４５，４６が接続されている。当該昇降機構４５ａによりピン４５が昇降することにより後述の搬送アームＡ４と冷却プレート４４との間でウエハＷが受け渡され、昇降機構４６によりピン４６ａが昇降することにより熱板４３と冷却プレート４４との間でウエハＷが受け渡される構成になっている。ところで基台４２上には手前側に基台４２の内部空間と連通している孔が設けられており（不図示）、また当該内部空間は既述の排気部４７の側面に形成された排気口と連通している。

続いて排気ユニット５について図５及び図７を用いて説明すると、排気ユニット５は筺体５０を備えており、筺体５０には排気用の開口部である吸引口５１が搬送領域Ｒ１に面して設けられている。また筺体５０の内部には搬送用通路Ｒ１に沿って排気室５２が設けられ、当該排気室５２の内部には後述の昇降ガイドレール６６を移動させるための駆動部が設けられている。当該駆動部の構成としては図７に示すように排気室５２内の長手方向（Ｙ方向）の両端部に、水平軸周りに回転する駆動プーリ５３と従動プーリ５４とが夫々設けられており、両プーリ５３，５４の間には駆動ベルト５５が掛けられている。駆動プーリ５３はモータを含む駆動機構５６により回転して、当該駆動プーリ５３の動きに合わせて駆動ベルト５５が循環する。

また排気室５２の奥側は電装ユニット（不図示）の収納室５Ｂとなっており、当該収納室５Ｂと排気室５２との間は隔壁５７により仕切られている。隔壁５７には例えば搬送用通路Ｒ１に沿って間隔をおいて複数の排気口５８が開口し、当該排気口５８は夫々吸引排気路として設けられた排気管５９と連通している。排気管５７は電装ユニットの間を通って、筺体５０の外部へと伸長している。夫々の排気管５９には強制排気手段に相当するファン５Ｃが介設されており、さらにそのファン５Ｃの下流にはバルブＶ５が介設されている。当該バルブＶ５の下流において夫々の排気管５７は互いに連通して、その端部は例えば工場の排気路に接続されている。なおファン５Ｃは例えば後述の制御部８により回転数が制御されることで吸引排気量を調節できるように構成されており、例えば工場排気側の排気能力が小さく、設計どおりの排気量が確保できない場合にはファン５Ｃを設けて強制排気を行うことは有効である。この場合ファン５Ｃは搬送用通路Ｒ１がクリーンルームよりも陽圧雰囲気となるように排気量がコントロールされる。またファン５Ｃの回転数を一定にしておいて前記バルブＶ５の開度を調節することで吸引排気量が調節されるように構成してもよいし、あるいは当該バルブＶ５の代わりにダンパーを設けて当該ダンパーにより吸引排気量を調節してもよい。更にまた工場の排気能力が大きく、強制排気手段を設けなくても設計通り以上の排気量を確保できる場合には強制排気手段を設けずに、バルブやダンパーの開度を調節し、搬送用通路Ｒ１がクリーンルームよりも陽圧になるようにコントロールするようにしてもよい。

続いて前記搬送用通路Ｒ１に設けられた搬送機構であるメインアームＡ４について説明する。このメインアームＡ４は、当該ＣＯＴ層Ｂ４内の全てのモジュール（ウエハＷが置かれる場所）、例えば棚ユニットＵ１〜Ｕ４の各処理ユニット、塗布ユニット３、後述する棚ユニットＵ５と棚ユニットＵ６の各部との間でウエハＷの受け渡しを行うように構成されているメインアームＡ４の構造について図５及び図８を参照しながら説明すると、メインアームＡ４はウエハＷの裏面側周縁領域を支持するための２本のアーム体６１，６２を備えており、これらアーム体６１，６２は基台６３上を互いに独立して進退自在に構成されている。また基台６３は、昇降基体６５上に回転自在に設けられている。

またメインアームＡ４は、横方向に伸びるガイド部材であるガイドレール６７を備え、このガイドレール６７には長さ方向に沿って横長の孔部６７ａが設けられている。当該ガイドレール６７は前記排気ユニット５の前面の吸引口５１に臨む位置に、前記孔部６７ａと吸引口５１とが重なり、この吸引口５１を介して搬送用通路Ｒ１における気体を排気室５２内に吸引できるように設けられている。ここで吸引口５１（開口部）に臨む位置とは排気室５２内を負圧した際にパーティクルが、後述する搬送用通路Ｒ１に形成されて吸引口５１に流入する気流に乗る位置のことをいう。図中６６は昇降ガイドレールであり、この昇降ガイドレール６６に沿って搬送基体５５は昇降自在に構成されている。この例では、当該昇降ガイドレール６６、アーム体６１，６２、基台６３、及び昇降基体６５により移動部が構成される。前記メインアームＡ４の昇降ガイドレール６６の下端部はガイドレール６７の下方を潜って前記排気ユニット５の排気室５２内にて上方へ向けて屈曲され前記駆動ベルト５５に係止されている。従って前記駆動部によって昇降ガイドレール６６が横方向ガイドレール６７に沿って移動することになり、搬送基体６５が搬送通路Ｒ１を横方向に移動できる。

また搬送用通路Ｒ１の天井部における塗布ユニット３寄りの位置には図９（ａ)に示す気体吹き出し部７が設けられている。当該気体吹き出し部７は例えば角型の筺体７１を備え、搬送用通路Ｒ１に沿って当該搬送用通路Ｒ１全域をカバーするように設けられている。この筺体７１における搬送領域Ｒ１に向かう面は例えばパンチングメタル構造となっており、筺体７１内の空間と連通する多数の孔７２を備えている。また筺体７１内には、側部に気体吐出口７４を備えた送気管７３が配設されており、当該送気管７３は例えば搬送用通路Ｒ１のキャリアブロックＳ１側の端部の天井部に設けられた、当該管内に清浄気体を供給する気体供給部（不図示）に接続されている。さらに筺体７１内において送気管７３の側部を囲むようにパーティクル除去用のウルパ（ＵＬＰＡ）フィルタ７５が設けられており、気体供給部から清浄気体が送気管７３内に供給されると当該清浄気体は前記気体吐出口７４から吐出され、ウルパフィルタ７５を通過して孔７２を介して搬送用通路Ｒ１全域に放射状に供給されるように構成されている。

なお気体吹き出し部の構成としては図９（ｃ）に挙げるようなものであってもよい。この気体吹き出し部７Ｃは下面が開放された角型の筐体７１ａを備え、搬送用通路Ｒ１に沿って例えば当該搬送用通路Ｒ１全域をカバーするように設けられる。筐体７１ａの下部にはウルパフィルタ７５が設けられ、筐体７１ａとウルパフィルタ７５とで囲まれる空間は送気路７３ａとして構成されている。当該送気路７３ａのキャリアブロックＳ１側の端部又はインターフェイスＳ３側の端部には当該路内に清浄気体を供給する不図示の気体供給部が接続されている。ウルパフィルタ７５の下部には搬送用通路Ｒ１と並行するように伸長した複数の軸部材７８が水平方向に配列されており、夫々の軸部材７８の下部には風向規制部材であるルーバー７９が設けられている。当該ルーバー７９は軸部材７８を中心に回動することでその向きを調節できるように構成されており、前記気体供給部から供給された清浄気体は送気管７３ａ内に流入して、送気管７３ａからウルパフィルタ７５を通過して筐体７１ａの下部と流れる。そして当該清浄気体はルーバー７９によって例えば図中に矢印で示すように搬送用通路Ｒ１における所定の方向に供給される。

また搬送用通路Ｒ１の天井部における棚ユニットＵ１〜Ｕ４寄りの位置と、搬送用通路Ｒ１の床面における塗布ユニット３寄りの位置とに夫々排気部７Ａ，７Ｂが搬送用通路Ｒ１に沿って、当該搬送用通路Ｒ１全域をカバーするように設けられている。排気部７Ａ，７Ｂは夫々同様に構成されており、図９（ｂ）に示すように例えば角型の筺体７６を備え、その搬送領域Ｒ１に向かう面はパンチングメタル構造となっており筺体７６内の空間と連通した多数の孔７７が設けられている。排気部７Ａ，７Ｂの端部は夫々例えばエジェクターポンプなどからなる吸引機構（不図示）に接続されており、当該吸引機構７Ａが筺体７６の内部を負圧雰囲気とすることで当該搬送用通路Ｒ１における気体を孔７７を介して所定の排気量で排気するように構成されている。なお排気部７Ａ，７Ｂの端部はエジェクターポンプに接続される代わりに例えば、工場排気ライン（工場排気用の用力）に接続されることで搬送用通路Ｒ１の排気が行われるような構成であってもよい。

搬送用通路Ｒ１におけるキャリアブロックＳ１と隣接する領域は、第１のウエハ受け渡し領域Ｒ２となっていて、この領域Ｒ２には、図１及び図３に示すように、トランスファーアームＣとメインアームＡ４がアクセスできる位置に棚ユニットＵ５が設けられると共に、この棚ユニットＵ５に対してウエハＷの受け渡しを行うための第１の受け渡しアームＤ１を備えている。前記棚ユニットＵ５は、図３に示すように、各単位ブロックＢ１〜Ｂ５のメインアームＡ１〜Ａ５との間でウエハＷの受け渡しを行うように、この例では各単位ブロックＢ１〜Ｂ５は、１個以上例えば２個の受け渡しステージＴＲＳ１〜ＴＲＳ５を備えている。

また第１の受け渡しアームＤ１は各受け渡しステージＴＲＳ１〜ＴＲＳ５に対してウエハＷの受け渡しを行うことができるように、進退自在及び昇降自在に構成されている。また前記受け渡しステージＴＲＳ１〜ＴＲＳ３は、この例ではトランスファーアームＣとの間でウエハＷの受け渡しが行われるように構成されている。

さらに搬送用通路Ｒ１のインターフェイスブロックＳ３と隣接する領域は、第２のウエハ受け渡し領域Ｒ３となっていて、この領域Ｒ３には、図３に示すように、メインアームＡ４がアクセスできる位置に棚ユニットＵ６が設けられると共に、この棚ユニットＵ６に対してウエハＷの受け渡しを行うための第２の受け渡しアームＤ２を備えている。

前記棚ユニットＵ６は、図３及び図１０に示すように、各単位ブロックＢ１〜Ｂ５のメインアームＡ１〜Ａ５と第２の受け渡しアームＤ２との間でウエハＷの受け渡しが行えるように、この例では各単位ブロックＢ１〜Ｂ５は、１個以上例えば２個の受け渡しステージＴＲＳ６〜ＴＲＳ１０を備えており、第２の受け渡しアームＤ２は各受け渡しステージＴＲＳ６〜ＴＲＳ１０に対してウエハＷの受け渡しを行うことができるように、進退自在及び昇降自在に構成されている。このように本実施形態では、５段に積層された各単位ブロックＢ１〜Ｂ５の間で、上述の第１の受け渡しアームＤ１と第２の受け渡しアームＤ２とにより、夫々受け渡しステージＴＲＳ１〜ＴＲＳ５、ＴＲＳ６〜ＴＲＳ１０を介して、自由にウエハＷの受け渡しを行うことができるように構成されている。

また処理ブロックＳ２における棚ユニットＵ６の奥側には、インターフェイスブロックＳ３を介して露光装置Ｓ４が接続されている。インターフェイスブロックＳ３には、処理ブロックＳ２の棚ユニットＵ６と露光装置Ｓ４とに対してウエハＷの受け渡しを行うためのインターフェイスアームＢを備えている。このインターフェイスアームＢは進退自在、昇降自在、鉛直軸回りに回転自在に構成され、処理ブロックＳ２と露光装置Ｓ４との間に介在するウエハＷの搬送手段をなすものであり、この実施形態では、下段側の４段の単位ブロックＢ１〜Ｂ４の受け渡しステージＴＲＳ６〜９に対してウエハＷの受け渡しを行うように構成されている。

続いて他の単位ブロックについて簡単に説明する。ＤＥＶ層Ｂ１，Ｂ２、ＢＣＴ層Ｂ３、ＴＣＴ層Ｂ５は、ＣＯＴ層Ｂ４と同様に構成されており、差異としては、液処理ユニットである塗布ユニット３において、薬液としてレジスト液の代わりに反射防止膜用の薬液あるいは現像用の薬液（現像液）が用いられる点、薬液の塗布の手法が異なる点が挙げられ、また加熱系、冷却系のユニットにおける処理条件が異なる点などが挙げられる。

また、この塗布、現像装置は、例えばコンピュータからなるプログラム格納部を有する制御部８を備えている。プログラム格納部には後述するような当該半導体製造装置の作用、つまりウエハＷの処理、ウエハＷの受け渡し、排気、及び気流の制御などが実施されるように命令が組まれた例えばソフトウエアからなるプログラムが格納される。そして当該プログラムが制御部８に読み出されることにより制御部８は当該半導体製造装置の作用を制御する。なおこのプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスクなどの記録媒体に収納された状態でプログラム格納部に格納される。

ここでこの塗布、現像装置における作用についてレジスト膜の上下に夫々反射防止膜を形成する場合を例にして説明する。先ずウエハＷの流れについて説明すると先ず外部からキャリア２０がキャリアブロック２１に搬入され、トランスファーアームＣによりこのキャリア２０内からウエハＷが取り出される。ウエハＷは、トランスファーアームＣから、ＢＣＴ層Ｂ３にウエハＷを受け渡すために、棚ユニットＵ５の受け渡し部ＴＲＳ３を介してＢＣＴ層Ｂ３のメインアームＡ３に受け渡される。そしてＢＣＴ層Ｂ３では、メインアームＡ３により、冷却ユニット→反射防止膜形成ユニット（図示していないが、図５における塗布ユニット３に対応するユニットである）→加熱ユニット→棚ユニットＵ５の受け渡しステージＴＲＳ３の順序で搬送されて、下部反射防止膜が形成される。

続いて受け渡しステージＴＲＳ３のウエハＷは第１の受け渡しアームＤ１により、ＣＯＴ層Ｂ４にウエハＷを受け渡すために受け渡しステージＴＲＳ４に搬送され、次いで当該ＣＯＴ層Ｂ４のメインアームＡ４に受け渡される。そしてＣＯＴ層Ｂ４では、メインアームＡ４により、ウエハＷは冷却ユニット→塗布ユニット３→ＰＡＢ４の順序で搬送されて下部反射防止膜の上層にレジスト膜が形成された後、周縁露光装置に搬送されて周縁部が露光され、さらに棚ユニットＵ５の受け渡しステージＴＲＳ４に搬送される。

次いで受け渡しステージＴＲＳ４のウエハＷは第１の受け渡しアームＤ１によ
り、ＴＣＴ層Ｂ５にウエハＷを受け渡すために受け渡しステージＴＲＳ５に搬送され、当該ＴＣＴ層Ｂ５のメインアームＡ５に受け渡される。そしてＴＣＴ層Ｂ５では、メインアームＡ５により、冷却ユニット→第２の反射防止膜形成ユニット（図示していないが、図５における塗布ユニット３に対応するユニットである）→加熱ユニット→周縁露光装置→棚ユニットＵ６の受け渡しステージＴＲＳ１０の順序で搬送されて、レジスト膜の上層に上部反射防止膜が形成される。

続いて受け渡しステージＴＲＳ１０のウエハＷは第２の受け渡しアームＤ２により、インターフェイスアームＢにウエハＷを受け渡すために棚ユニットＵ６の受け渡しステージＴＲＳ８に搬送され、このステージＴＲＳ８上のウエハＷはインターフェイスアームＢにより露光装置Ｓ４に搬送され、ここで所定の露光処理が行われる。

露光処理後のウエハＷは、インターフェイスアームＢにより、ＤＥＶ層Ｂ１（ＤＥＶ層Ｂ２）にウエハＷを受け渡すために、棚ユニットＵ６の受け渡しステージＴＲＳ６（ＴＲＳ７）に搬送され、このステージＴＲＳ６（ＴＲＳ７）上のウエハＷは、ＤＥＶ層Ｂ１（ＤＥＶ層Ｂ２）のメインアームＡ１（メインアームＡ２）に受け取られ、当該ＤＥＶ層Ｂ１（Ｂ２）にて、棚ユニットＵ１〜Ｕ４に含まれる加熱ユニット→現像ユニット（図示していないが、図５における塗布ユニット３に対応する）の順序で搬送され、所定の現像処理が行われる。こうして現像処理が行われたウエハＷは、トランスファーアームＣにウエハＷを受け渡すために、棚ユニットＵ５の受け渡しステージＴＲＳ１（ＴＲＳ２）に搬送され、トランスファーアームＣにより、キャリアブロックＳ１に載置されている元のキャリア２０に戻される。

一方各単位ブロックＢ１〜Ｂ５において、図１１にＢ４を例にとって示すように気流の形成、排気が行われる。気体吹き出し部７から搬送用通路Ｒ１に向けて放射状に清浄気体を放出する一方で、排気部７Ａ及び７Ｂが排気を行う。さらに気体吹き出し部７から放出された清浄気体は、例えば工場排気の吸引排気作用によってメインアームＡ４の周囲を通過して吸引口５１を介して排気室５２に流入するか、搬送口４１を介してＰＡＢ（加熱ユニット）４内に流入するか、または排気部７Ａ，７Ｂに流入して、搬送用通路Ｒ１から排気される。排気室５２内に流入した清浄気体は排気管５９を介して排気ユニット５から排出され、ＰＡＢ４内に流入した清浄気体は基台４２上を通過して排気部４７内に流入するか、基台４２上における搬送口４１の横幅全体に亘って形成された孔（図示せず）から基台４２の下方空間に流入する。この下方空間に流入した清浄気体は、基台４２内の駆動部及び昇降機構４５ａ，４６ａの周囲を通過し、排気部４７に流入した後にさらに吸引管４８内を通過してＰＡＢ４から排出される。

ＣＯＴ層Ｂ４以外の単位ブロックでも同様に搬送用通路Ｒ１に吸引気流が発生するが本実施形態では各単位ブロックを同様のレイアウトで構成しているためＣＯＴ層Ｂ４と同様の吸引気流が形成される。

このような実施形態によれば、搬送用通路Ｒ１に面する吸引口５１を備えた排気室５２内を吸引排気しているため、搬送用通路Ｒ１において排気室５２へ流入する気流が形成される。そして昇降ガイドレール６６がガイドレール６７に沿って移動することでパーティクルが発生しやすい状況にあるが、ガイドレール６７は前記吸引口５１に臨む位置に設けられているため、発生したパーティクルは排気室５２内に吸い込まれる気流に乗って搬送用通路Ｒ１から除去される。従って搬送機構に保持されたウエハＷ、あるいは搬送機構におけるアーム体６１，６２へのパーティクルの付着が抑えられ、また搬送用通路Ｒ１に面して設置された棚ユニットＵ１〜Ｕ４及び塗布ユニット３へのパーティクルの流入が抑えられる。その結果ウエハＷに対するパーティクル汚染が低減され、露光パターンに不具合が生じたり、現像処理時にパターンが損傷されたりすることが抑えられ、ウエハＷに微細なレジストパターンを高精度に形成することができる。

また気体吹き出し部７から搬送用通路Ｒ１に向けて清浄気体を供給し、さらに搬送用通路Ｒ１に設けられた排気部７Ａ，７Ｂにより排気が行われているため搬送用通路Ｒ１の隅々に渡って気流が形成されるのでメインアームＡ４の各駆動部分からパーティクルが発生したとしても当該パーティクルは気流に乗ってより確実に搬送用通路Ｒ１から除去される。また当該排気部７Ａにより排気が行われているため、搬送用通路Ｒ１の天井部の棚ユニットＵ１〜Ｕ４寄りの端部において気流が渦を巻いて乱流となり、その乱流に乗ってパーティクルが飛散することが抑えられる。さらに床面に設けられた排気部７Ｂから排気が行われることで搬送用通路Ｒ１の床面にパーティクルが堆積することが防がれるため、より確実にウエハＷのパーティクル汚染が抑えられる。

さらに当該塗布、現像装置を構成するキャリアブロックＳ１、処理ブロックＳ２及びインターフェイスブロックＳ３の内部はそれらの各ブロックの外部に比べて陽圧にされているので、これらの各ブロックの筐体内へ外部から気流が入りこむことが抑制されるために、そのような気流に乗ってパーティクルが塗布、現像装置内に流入することが抑えられる。また当該気流の影響を受けて既述の搬送用通路Ｒ１に形成される気流が乱されることが抑えられるため、搬送機構に保持されたウエハＷへのパーティクル汚染、搬送機構におけるアーム体６１，６２へのパーティクルの付着、及び搬送用通路Ｒ１に面して設置された棚ユニットＵ１〜Ｕ４及び塗布ユニット３へのパーティクルの流入がより確実に抑えられる。

また本実施形態においては搬送用通路Ｒ１に沿って設けられたＰＡＢ４についてもその筺体４０内を負圧雰囲気として搬送用通路Ｒ１に面したウエハＷの搬送口４１を介してパーティクルの吸引を行うことで、搬送用通路Ｒ１に発生したパーティクルはより確実に搬送用通路Ｒ１から除去される。
また搬送用通路Ｒ１からＰＡＢ４内に流入する気流の一部は基台４２内部に設けた駆動部や昇降部材４５ａ，４５ｂの周囲を通過して排気部４７から排気されるため当該駆動部及び昇降部材４５ａ，４５ｂからパーティクルが発生した場合であっても当該パーティクルは気流に乗ってＰＡＢ４から除去され、飛散することが抑えられるのでより確実にウエハＷのパーティクル汚染が抑えられる。
また前記ガイドレール６７に沿って昇降ガイドレール６６を横方向に移動させるための駆動部が排気室５２の内部に存在するため、当該駆動部からパーティクルが発生しても当該パーティクルは当該排気室５２に流れ込んだ吸引気流に乗って搬送室５２から除去される。従って、より一層確実にウエハＷのパーティクル汚染が抑えられる。

また本実施形態においては棚ユニットＵ１〜Ｕ４の下部にこの例ではＵ１〜Ｕ４とベースプレートとの間に排気ユニット５を設けているため、各単位ブロックＢ１〜Ｂ５間を仕切る中間壁（床）に排気ユニットを設けるような場合に比べて当該中間壁の厚さが肥大化しないため、単位ブロックを積層させた場合でも半導体製造装置全体の高さが抑えられる。また各塗布膜形成用の単位ブロックと、現像処理用の単位ブロックとが異なるエリアに設けられているので、一つの単位ブロックに含まれる工程が他の単位ブロックに含まれる工程に影響を与えることが抑えられる。このためメインアームＡの搬送効率が向上するので、結果としてスループットを高めることができる。

以上において本発明では、本発明では各単位ブロックの積層数や積層の順番は上述の例に限られず、現像処理用の単位ブロックを１層としてもよいし、塗布膜形成用の単位ブロックを、下方側から上方側に向かって順番にＴＣＴ層、ＣＯＴ層、ＢＣＴ層となるように配列してもよい。また塗布膜形成用の単位ブロックを下方側に配置し、その上に現像処理用の単位ブロックを配置するようにしてもよい。

ところで既述の実施形態において、搬送用通路Ｒ１に排気部７Ａを設けない代わりに図１２に示すように搬送用通路Ｒ１天井面を、メインアームＡ４が天井方向へ最大限移動したときの当該メインアームＡ４の最上端よりも若干上に設けてもよく、このような構成としても搬送用通路Ｒ１の幅方向における天井部の棚ユニットＵ１〜Ｕ４寄りの端部に気流が渦を巻いて乱流となることが抑えられる。

本発明のさらに他の実施形態として図１３に既述の実施形態とは異なる構成を有するＣＯＴ層Ｂ４を示した。先に説明した実施形態と比較すると搬送用通路Ｒ１の天井部において、気体吹き出し部７が棚ユニットＵ１〜Ｕ４寄りの位置に、排気部７Ａが塗布ユニット３寄りの位置に夫々搬送用通路Ｒ１に沿って設けられている。またＰＡＢ４において、排気管４８にはバルブＶ４の上流に強制排気手段であるファン４９が介設されており、ファン５Ｃについて述べたと同様の役割を果たしている。なお図５及び図１２に示した実施形態においてもＰＡＢ４の排気管４８に同様にファン４９を介設するようにしてもよい。

図１３に示す実施形態においては、気体吹き出し部７が搬送用通路Ｒ１に向けて放射状に清浄気流を放出する一方で、先の実施形態と同様に排気室５２及びＰＡＢ４の排気部４７を介して排気を行い、さらに前記排気部７Ａ、７Ｂにより排気を行うことで搬送用通路Ｒ１に図１３中矢印で示すような吸引気流を作り出す。このような構成としても最初に述べた実施形態と同様の効果が得られる。

また本発明は基板にレジスト膜を形成する以外にも例えば液体である絶縁膜の前駆体を基板に塗布することで絶縁膜を形成する場合にも用いられる。

本発明に係る半導体製造装置を塗布、現像装置に適用した実施の形態を示す平面図である。前記塗布、現像装置を示す斜視図である。前記塗布、現像装置を示す側部断面図である。前記塗布、現像装置におけるＣＯＴ層の塗布ユニット、棚ユニット、メインアーム及び排気ユニットを示す斜視図である。前記ＣＯＴ層の縦断側面図である。前記棚ユニットを構成するＰＡＢに備えられた冷却プレートの斜視図である。前記排気ユニットの横断平面図である。前記メインアームの一例を示す斜視図である。搬送用通路に設けられた気体吹き出し部及び排気部の縦断側面図である。前記塗布、現像装置におけるインターフェイスブロックを示す側部断面図である。前記ＣＯＴ層における搬送用通路の気流の流れを示した模式図である。他の実施形態におけるＣＯＴ層の搬送用通路の気流の流れを示した模式図である。他の実施形態におけるＣＯＴ層の搬送用通路の気流の流れを示した模式図である。

符号の説明

Ｗ半導体ウエハ
Ｓ２処理ブロック
Ｓ３インターフェイスブロック
Ｓ４露光装置
Ａ１〜Ａ５メインアーム
Ｂインターフェイスアーム
Ｃトランファーアーム
Ｄ１第１の受け渡しアーム
Ｄ２第２の受け渡しアーム
３塗布ユニット
Ｒ１搬送用通路
Ｕ１〜Ｕ６棚ユニット
４ＰＡＢ
５排気ユニット
５２排気室
７気体吹き出し部
７Ａ，７Ｂ排気部
８制御部

Claims

基板に対して処理を行い、基板に半導体装置を製造するための半導体製造装置において、
基板を保持し、横方向に伸びる搬送用通路に沿って移動部が移動する搬送機構と、
前記搬送用通路に沿って配置され、搬送機構との間で基板の受け渡しが行われると共に基板に対して処理を行う複数の処理ユニットと、
前記処理ユニットの下部に設けられ、搬送用通路側に排気用の開口部が形成された排気室と、
この排気室に接続される吸引排気路と、
前記排気室内または前記開口部に臨む位置にて、搬送用通路に沿って伸びるように設けられ、前記移動部をガイドするためのガイド部材と、
前記排気室内に設けられ、前記ガイド部材に沿って搬送機構の移動部を移動させる駆動部と、を備えたことを特徴とする半導体製造装置。
基板に対して処理を行い、基板に半導体装置を製造するための半導体製造装置において、
基板を保持し、横方向に伸びる搬送用通路に沿って移動部が移動する搬送機構と、
前記搬送用通路に沿って配置され、搬送機構との間で基板の受け渡しが行われると共に基板に対して処理を行う複数の処理ユニットと、
前記処理ユニットの下部に設けられ、搬送用通路側に排気用の開口部が形成された排気室と、
この排気室に接続される吸引排気路と、
前記排気室内または前記開口部に臨む位置にて、搬送用通路に沿って伸びるように設けられ、前記移動部をガイドするためのガイド部材と、
を備え、
前記複数の処理ユニットは、基板に薬液を塗布して液処理を行うための液処理ユニットと、この液処理ユニットで行われる液処理の前後に加熱及び／または冷却を行うための熱系処理ユニットと、を含み、
前記液処理ユニットと前記熱系処理ユニットとは、搬送用通路を挟んで対向して設けられ、
前記排気室は液処理ユニット及び熱系処理ユニットの一方側に設けられていることを特徴とする半導体製造装置。
前記搬送機構と前記処理ユニットとは共通のベース体の上に配置され、前記排気室は処理ユニットとベース体との間に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体製造装置。
前記搬送用通路の上部に、当該搬送用通路を介して前記開口部に流れ込む気流を形成するための気体吹き出し部を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の半導体製造装置。
前記駆動部がベルトを備えており、当該ベルトが前記ガイド部材に対して排気室側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
前記搬送機構、処理ユニット、及び排気室を含む単位ブロックの複数が積層されたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の半導体製造装置。
クリーンルーム内に設置される半導体製造装置であって、前記搬送用通路の雰囲気はクリーンルームよりも陽圧に設定されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載の半導体製造装置。
前記吸引排気路には、強制的に排気を行う強制排気手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載の半導体製造装置。
前記搬送用通路の天井部に沿って筐体から気体を吐出する気体吹き出し部を備え、
前記筐体は前記吐出される気体を放射状に供給するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一に記載の半導体製造装置。
基板を保持し、横方向に伸びる搬送用通路に沿って移動部が移動する搬送機構と、前記搬送用通路に沿って配置され、基板に対して処理を行う複数の処理ユニットとを備えた半導体製造装置を用いて半導体製造を行う方法において、
前記搬送機構と複数の処理ユニットのいずれかとの間で基板の受け渡しを行う工程と、
前記処理ユニットの下部に設けられ、搬送用通路側に排気用の開口部が形成された排気室内を吸引排気しながら、当該排気室内または前記開口部に臨む位置にて設けられたガイド部材に沿って移動部を前記横方向にガイドする工程と、を含み、
前記ガイドする工程は、前記排気室内に設けられた駆動部によって、前記ガイド部材に沿って移動部を前記横方向にガイドする工程であることを特徴とする半導体製造方法。
前記搬送用通路の上部に設けられた気体吹き出し部から気体を吹き出す工程を含み、当該気体が前記搬送用通路を介して開口部に流れ込むことを特徴とする請求項１０記載の半導体製造方法。
半導体製造装置はクリーンルーム内に設置され、前記搬送用通路の雰囲気がクリーンルームよりも陽圧の状態が維持されるように、前記排気室内を強制排気手段により吸引排気することを特徴とする請求項１０または１１に記載の半導体製造方法。