CN101840853A - 基板处理装置、基板处理方法、涂敷、显影装置、涂敷、显影方法和存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基板处理装置、基板处理方法、涂敷、显影装置、涂敷、显影方法和存储介质。该基板处理装置能够抑制显影缺陷、能够抑制成品率的低下，进一步能够使后段的装置的处理的工时减少，对曝光后的基板进行加热。基板处理装置构成为，包括：加热板，其对在表面涂敷抗蚀剂并进一步曝光后的基板进行加热；表面处理液雾化单元，其将用于提高向上述抗蚀剂供给的显影液对上述基板的浸润性的表面处理液雾化；冷却单元，其用于冷却由上述加热板加热过的基板；和表面处理液供给单元，其从由上述加热板进行的加热开始到由上述冷却单元进行的冷却结束为止，向基板供给雾化的上述表面处理液。

Description

基板处理装置、基板处理方法、涂敷、显影装置、涂敷、显影方法和存储介质
技术领域
本发明涉及在对其表面涂敷有抗蚀剂并进一步曝光的基板进行加热处理的基板处理装置、基板处理方法，包括该基板处理装置的涂敷、显影装置、包括该基板处理方法的涂敷、显影方法和存储介质。
背景技术
在作为半导体制造工序之一的光刻工序中，在半导体晶片(以下称晶片)的表面涂敷抗蚀剂，并以规定的图案对该抗蚀剂进行曝光后进行显影从而形成抗蚀剂图案。这样的处理，一般使用在进行抗蚀剂的涂敷、显影的涂敷、显影装置上连接有曝光装置的系统进行。
在该涂敷、显影装置中设置有对曝光后的晶片进行加热处理(PEB处理)的加热模块(PEB模块)。当由该加热模块对晶片进行加热时，从抗蚀剂产生的酸因曝光而进行热扩散，曝光后的区域变质，从而相对于显影液的溶解性变化。
此外，在上述涂敷、显影装置中设置有显影模块，该显影模块在上述加热处理后，向晶片供给显影液进行显影。在显影模块中，进行例如向晶片W的表面供给用于提高上述显影液的浸润性的表面处理液的预湿处理。在该预湿处理后，向晶片W表面供给显影液，形成液膜，使该液膜维持规定的时间，从而使抗蚀剂溶解。然后，向晶片W供给清洗液，从而对显影液进行冲洗。作为上述表面处理液有时使用纯水和显影液，在此情况下的显影液不是用于显影，而是用于在形成上述液膜时提高所供给的显影液的晶片表面的浸润性。
然而，作为由曝光装置进行的曝光广泛进行浸液曝光，伴随该趋势，为了抑制在浸液曝光时所使用的液体的影响，抗蚀剂的高憎水性正在发展。但是，在像这样对具有高憎水性的抗蚀剂进行显影时，当进行上述预湿处理和形成上述液膜时，显影液、纯水由于其表面张力，即使一点点也聚集在浸润性好的部分。
使用作为晶片W的示意图的图15对该问题具体地进行说明。在上述预湿开始，纯水在晶片W表面从中心部向边缘部扩展时，图中标注斜线表示的被该纯水浸润的区域200的浸润性提高，但没有被供给纯水的区域201依然浸润性低。当像这样在晶片W上形成有浸润性高的区域200时，接着供给纯水，该纯水因其表面张力而聚集在区域200，通过该区域200从晶片W的周边部流下。其结果是，区域201保持没有被纯水浸润的原样就结束预湿。然后，即使在预湿结束后供给显影液，显影液在浸润性高的区域200扩展，但与预湿的纯水相同因其表面张力而没有遍及区域201，区域201没有被显影而处理结束。
具有为了提高成品率而使晶片大型化的趋势，现在正在研究例如使用直径450mm的晶片，但像这样在使用大型晶片的情况下，存在如下可能：也产生很多上述那样没有被显影液浸润的部位，并更加容易产生显影缺陷。
也存在如下方法：代替上述那样在使晶片旋转的同时进行显影液的供给，将晶片以静止状态放置，在使具有将晶片的直径覆盖的狭缝状的喷出口的显影液喷嘴从晶片的一端向另一端移动的同时供给显影液，形成该显影液的液膜，其后将晶片W保持在静止状态。但是，存在如下可能性：当抗蚀剂的憎水性提高时，即使使用该方法，形成均匀的液膜也因上述理由而变得困难。
由于这些原因，为了形成均匀的液膜，也可以考虑将向晶片供给的显影液的量增加。但是，在此情况下显影处理所需要的时间变长，成品率下降，导致高成本。
除此之外，在显影模块中，在规定的位置配置用于分别供给上述的表面处理液、显影液、清洗液的喷嘴，从而供给各液，因此用于使这些各喷嘴移动的驱动机构的负载大，因此可能阻碍涂敷、显影装置的成品率的提高。
在专利文献1中记载有向基板供给雾化的显影液而进行显影，并且对基板进行加热的基板处理装置。但是，该基板处理装置不具行将加热后的基板冷却的机构。进行上述PEB处理的装置，为了防止抗蚀剂中的酸的扩散而需要严格控制加热基板的时间，因此需要加热后的冷却机构。因而，该专利文献1的基板处理装置是如该文献中记载的那样进行显影后的加热的装置，不是进行PEB处理的装置。即，不是能够解决上述问题的装置。
【专利文献1】日本特开2005-2777268(段落0129等)
发明内容
本发明是鉴于上述这样的情况而提出的，其目的在于提供一种基板处理装置、基板处理方法、涂敷、显影装置、涂敷、显影方法和存储介质，该基板处理装置能够抑制显影缺陷并能够抑制成品率的低下，还能够减少后段装置的处理工时、对曝光后的基板进行加热。
本发明的基板处理装置，其特征在于，包括：
加热板，其对在表面涂敷抗蚀剂并进一步曝光后的基板进行加热；
表面处理液雾化单元，其将用于提高向上述抗蚀剂供给的显影液对上述基板的浸润性的表面处理液雾化；
冷却单元，其用于冷却由上述加热板加热过的基板；和
表面处理液供给单元，其从由上述加热板进行的加热开始到由上述冷却单元进行的冷却结束为止，向基板供给雾化的上述表面处理液。也可以包括：在上述加热板对基板进行加热时以向上述基板供给雾化后的表面处理液的方式输出控制信号的单元。
本发明的涂敷、显影装置，其特征在于，包括：
将收纳多片基板的载体搬入搬出的载体块；
处理块，其包括：向从上述载体取出的基板的表面涂敷抗蚀剂的涂敷处理部、对曝光后的涂敷有上述抗蚀剂的基板进行加热的加热处理部、向加热后的上述基板供给显影液进行显影的显影处理部、和在这些各处理部之间搬送基板的基板搬送单元；和
在该处理块与对上述抗蚀剂进行曝光的曝光装置之间进行基板的交接的接口块，
作为上述加热处理部设置有上述基板处理装置，并设置有向在上述显影处理部中被供给显影液的基板供给清洗液，除去向该基板供给的上述显影液的清洗处理部。
本发明的另一个基板处理装置，其特征在于，包括：
加热板，其对在表面涂敷抗蚀剂并进一步曝光后的基板进行加热；
将显影液雾化的显影液雾化单元；
用于冷却由上述加热板加热过的基板的冷却单元；和
显影液供给单元，其从由上述加热板进行的加热开始到由上述冷却单元进行的冷却结束为止，向基板供给雾化的上述显影液。也可以包括：在上述加热板对基板进行加热时以向上述基板供给雾化后的处理液的方式输出控制信号的单元。
此外，在各基板处理装置中，也可以上述加热板兼用作在其上载置基板的载置台，上述冷却单元是在加热板的上方区域和从该上方区域退避的区域之间移动自如的冷却板，还具备基板保持机构，其保持上述基板，并为了对基板进行加热而使基板位于加热板的上方区域，并且使基板在该上方区域与从此处退避的区域之间移动，
上述基板保持机构，也可以具有作为通过使加热后的基板从加热板的上方区域退避而将基板冷却的冷却单元的功能。
本发明的另一个涂敷、显影装置，其特征在于，包括：
将收纳多片基板的载体搬入搬出的载体块；
处理块，其包括：向从上述载体取出的基板的表面涂敷抗蚀剂的涂敷处理部、对曝光后的涂敷有上述抗蚀剂的基板进行加热的加热处理部、向被供给显影液的基板供给清洗液除去上述显影液的清洗处理部、和在这些各处理部之间搬送基板的基板搬送单元；和
在该处理块与对上述抗蚀剂进行曝光的曝光装置之间进行基板的交接的接口块，
作为上述加热处理部设置有上述基板处理装置。还可以在该涂敷、显影装置中，设置以反复进行利用上述加热处理部向基板供给雾化的显影液的步骤和接下来利用清洗处理部向基板供给清洗液的步骤的方式输出控制信号的单元。
本发明的基板处理方法，其特征在于，包括：
对在表面涂敷抗蚀剂并进一步曝光后的基板进行加热的加热工序；
将用于提高向上述抗蚀剂供给的显影液对上述基板的浸润性的表面处理液雾化的工序；
利用冷却单元将被加热后的上述基板冷却的工序；和
从由上述加热板进行的加热开始到由上述冷却单元进行的冷却结束为止，向基板供给雾化的上述表面处理液的工序。也可以在进行加热上述基板的工序时，进行向基板供给雾化的表面处理液的工序。
本发明的涂敷、显影方法，其使用涂敷、显影装置，其特征在于：
该涂敷、显影装置包括：
将收纳多片基板的载体搬入搬出的载体块；
处理块，其包括：向从上述载体取出的基板的表面涂敷抗蚀剂的涂敷处理部、对曝光后的涂敷有上述抗蚀剂的基板进行加热的加热处理部、向加热后的上述基板供给显影液进行显影的显影处理部、和在这些各处理部之间搬送基板的基板搬送单元；和
在该处理块与对上述抗蚀剂进行曝光的曝光装置之间进行基板的交接的接口块，
上述涂敷、显影方法包括：
上述基板处理方法；和
向在上述显影处理部中被供给显影液的基板供给清洗液，除去向该基板供给的上述显影液的工序。
本发明的另一个基板处理方法，其特征在于，包括：
对在表面涂敷抗蚀剂并进一步曝光后的基板进行加热的加热工序；
将显影液雾化的工序；
利用冷却单元将被加热后的上述基板冷却的工序；和
从由上述加热板进行的加热开始到由上述冷却单元进行的冷却结束为止，向基板供给雾化的上述显影液的工序。也可以在进行加热上述基板的工序时，进行向基板供给雾化的显影液的工序。
本发明的另一个涂敷、显影方法，其使用涂敷、显影装置，其特征在于：
该涂敷、显影装置包括：
将收纳多片基板的载体搬入搬出的载体块；
处理块，其包括：向从上述载体取出的基板的表面涂敷抗蚀剂的涂敷处理部、对曝光后的涂敷有上述抗蚀剂的基板进行加热的加热处理部、向被供给显影液的基板供给清洗液除去上述显影液的清洗处理部、和在这些各处理部之间搬送基板的基板搬送单元；和
在该处理块与对上述抗蚀剂进行曝光的曝光装置之间进行基板的交接的接口块，
上述涂敷、显影方法包括：
上述基板处理方法。例如反复进行向基板供给雾化的显影液的工序和接下来向上述基板供给清洗液的工序。
本发明的存储介质是在对基板进行加热的基板处理装置中使用的存储有计算机程序的存储介质，其特征在于：
上述计算机程序是用于实施上述基板处理方法的程序。
本发明的基板处理装置包括：将用于提高显影液对基板的浸润性的表面处理液雾化的表面处理液雾化单元；和表面处理液供给单元，其从由加热板进行的加热开始到由上述冷却单元进行的冷却结束为止，向基板供给雾化的表面处理液。雾化的表面处理液与保持液体状原样的表面处理液相比，对于基板的表面张力低，因此能够抑制在基板上凝集，能够容易地向基板整体供给，能够提高上述浸润性。其结果是，在后段的装置中能够将显影液均匀性高地向基板供给，能够抑制显影缺陷，并能够抑制成品率的下降。
本发明的另一个基板处理装置，其特征在于，包括：将显影液雾化的显影液雾化单元；和显影液供给单元，其从由加热板进行的加热开始到由上述冷却单元进行的冷却结束为止，向基板供给该雾化的显影液。雾化的显影液以与上述雾化后的表面处理液相同的理由能够容易地向基板整体供给，因此能够抑制显影缺陷，并能够抑制成品率的低下。
附图说明
图1是本发明的实施方式涉及的加热装置的纵截侧面图。
图2是上述加热装置的平面图。
图3是表示上述加热装置的处理容器内的结构的纵截侧面图。
图4是表示在上述加热装置中进行的处理的顺序的工序图。
图5是表示在上述加热装置中进行的处理的顺序的工序图。
图6是表示上述加热装置的另一个结构例的纵截侧面图和横截平面图。
图7是表示上述加热装置的再一结构的概略的平面图和侧面图。
图8是组装有上述加热装置的涂敷、显影装置的平面图。
图9是组装有上述加热装置的涂敷、显影装置的立体图。
图10是上述涂敷、显影装置的纵截侧面图。
图11是上述涂敷、显影装置的搬送区域的立体图。
图12是设置于上述涂敷、显影装置的显影模块的概略图。
图13是表示上述涂敷、显影装置的处理的流程的工序图。
图14是表示晶片表面的变化的示意图。
图15是表示被显影的晶片的表面的示意图。
符号说明
W   晶片
1   加热装置
15  冷却板
31  加热板
41  排气部
47  排气单元
51  盖体
60  雾化部
8   涂敷、显影装置
83  显影模块
9   加热模块
具体实施方式
对于作为本发明的基板处理装置的实施方式的加热装置1，分别参照作为其纵截侧面图、横截侧面图的图1、图2进行说明。该加热装置1对涂敷有抗蚀剂并被曝光后的晶片W进行背景技术中叙述的PEB处理，进一步向上述基板W供给雾化后的显影液，在设置于该加热装置1的后段的显影装置中向晶片W供给显影液时，进行用于提高该显影液的浸润性的预湿，或者利用该雾化后的显影液进行显影处理。上述抗蚀剂具有憎水性，沿着规定的图案接受曝光处理，该曝光部变为对于显影液为溶解性。该抗蚀剂对于水的静态接触角为例如80°以上。此外，晶片W的直径为例如300mm～450mm。
该加热装置1具有框体11，在框体11的侧壁上开口有晶片W的搬送口12。经由该搬送口12，晶片W被未图示的搬送单元搬送到框体11内。在框体11内设置有将该框体11内上下分割的分割板13。分割板13的上侧构成为用于向加热板31搬入晶片W的搬入区域14a。当将朝向搬送口12的一侧作为跟前侧时，在该搬入区域14a的跟前侧设置有水平的冷却板15。
冷却板15具有用于使温度调节水向该背面侧流动的未图示的冷却流路，在由加热板31加热后的晶片W载置在作为该冷却板15的表面的载置面15a上时，对该晶片W进行冷却。图2中16a、16b是设置在冷却板15上的狭缝。
冷却板15除了具有将载置的晶片W冷却的作用之外，还具有将晶片W搬送到加热板31的搬送单元的作用，该冷却板15经由支撑部17与在分割板13的下侧的下方区域14b设置的驱动部18连接。并且，通过该驱动部18，冷却板15以能够在框体11内从跟前侧向里侧沿水平方向移动的方式构成。驱动部18具有例如未图示的速度调整器，根据从控制部100输出的控制信号，能够以任意速度使冷却板15移动。图2中19是为了支撑部17通过而形成于分割板13上的狭缝。
图中21是3根升降销，在利用升降机构22在框体11内向跟前侧移动的冷却板15经由上述狭缝16a、16b突出没入，并在经由搬送口12进入框体11内的上述搬送单元与冷却板15之间进行晶片W的交接。
在框体11的里侧设置有载置有晶片W并对该被载置的晶片W进行加热的圆形加热板31。在加热板31的内部设置有加热器32，加热器32接受从控制部100输出的控制信号而对作为加热板31的表面的载置面30的温度进行控制，以任意温度对载置在该载置面30上的晶片W进行加热。图中32a、32b是将水平地支撑加热板31的支撑部件。图中23是3根升降销，在利用升降机构24移动到加热板31上的冷却板15经由上述狭缝16a、16b突出没入，并在该冷却板15与加热板31之间进行晶片W的交接。
在加热板31的周围设置有环状的排气部41，排气部41在其内部具有排气空间42。在排气空间42中以将该空间42沿周方向分割的方式设置有分割部件43，被分割而成的各空间经由设置于该分割部件43的连通口44相互连通。此外，在排气部41的表面沿着该排气部41的周方向设置有与排气空间42连通的多个排气口45。
在排气部41上连接有排气管46的一端，排气管46的另一端与由真空泵等构成的排气单元47连接。利用排气单元47经由排气管46、连通口44和排气空间42从排气口45进行排气。排气单元47包含未图示的压力调整单元，接受从控制部100输出的控制信号，根据该控制信号对其排气量进行控制。
在加热板31上面经由支撑部件52设置有利用升降机构53升降自如的圆形盖体51，该盖体51的周边部51a向下方突出从而形成杯状。如图3所示那样，在盖体51下降时其周边部51a借助环状的密封部件48与排气部41的周边部紧贴，载置于加热板31的晶片W的周围构成为密闭空间即处理空间S。
如图3所示那样，在盖体51上以被上述周边部51a包围的方式设置有水平的整流板54，在整流板54与盖体51的顶板51b之间形成有通气室55。在整流板54上在其厚度方向上设置有多个喷出口54a，以向晶片W均匀性高地供给雾化后的显影液。在盖体51的中央部设置有开口部56，在开口部56连接有玻璃供给管61的一端。
并且，如图1所示那样，气体供给管61的上游侧分支为气体供给管62、63，气体供给管62的另一端依次经由泵V1、雾化部60、流量控制部64与贮存有显影液的供给源65连接。气体供给管63的另一端经由流量控制部66与贮存有非活性气体例如N2气体的N2气体供给源67连接。在盖体51的中央上部设置有具有加热器57a的加热部57，在气体供给管62的雾化部60的下游侧和气体供给管61上卷装有带状加热器(tape heater)58。在向处理空间S供给雾化后的显影液时，加热部57、带状加热器58分别将盖体51和气体供给管61、62加热到规定的温度，防止上述显影液的再液化。
此外，在雾化部60上连接有气体供给管68的一端，气体供给管68的另一端经由流量控制部69在流量控制部66的上游侧与气体供给管63连接。各流量控制部64、66、69由泵、质量流量控制器等构成，根据从控制部100输出的控制信号，对显影液和N2气体的向下游侧流动的流量进行控制。泵V1根据从控制部100输出的控制信号对其开闭进行控制。
雾化部60具有贮存从显影液供给源65供给来的显影液的箱(tank)、和用于根据从控制部100输出的控制信号向贮存在该箱内的显影液施加超音波从而生成雾化后的显影液(以下记为显影雾)的振动子。该显影雾的粒子径例如为3μm以下，在该雾化部60中生成的显影雾利用作为向该雾化部60供给的运载气体的上述N2气体，在气体供给管62、61中向下游侧流通，与该N2气体一起向晶片W供给。
接着，对控制部100进行说明。控制部100例如由计算机构成，具有未图示的程序存储部。在该程序存储部中，存储有进行以后述的作用说明的显影处理的方式组合有命令的例如由软件构成的程序，该程序被从控制部100读出，从而控制部100对加热板31的温度、冷却板15的移动、盖体51的升降、N2气体和显影雾的供给等进行控制。该程序存储在例如硬盘、光盘、光磁盘或存储卡等存储介质中存储的状态下存储于程序存储部。
在利用加热装置1对晶片W进行上述的PEB处理后，参照图4和图5说明进行预湿的顺序。
(步骤S1：晶片W的搬入)
首先，在利用未图示的基板搬送单元将上述的晶片W搬送到加热装置1时，通过该基板搬送单元和升降销21的协同作用，晶片W被载置到冷却板15的载置面15a上。此时，盖体51处于图1所示的上升位置。此外，框体11内利用排气单元47以规定的排气量进行排气，框体11内的粒子乘着由该排气引起的排气流而被除去。
载置有晶片W的冷却板15在加热板31上移动，升降销23向冷却板15突出而支撑晶片W的里面(图4(a))，在冷却板15从加热板31上向搬送口12退避时，升降销23下降将晶片W交接到加热板31上，并且盖体51下降，形成有气密的处理空间S。
(步骤S2：晶片W的加热)
加热板31的温度上升到例如100℃～120℃，晶片W在该温度下被加热，并且经由气体供给管63、61向处理空间S供给N2气体，该N2气体经由排气部41的排气口45从处理空间S除去，如图中箭头所示那样形成N2气体流(图4(b))。然后，晶片W在规定的时间内暴露在上述N2气体流中并且被加热处理，由于加热而从晶片W产生的升华物乘着该N2气体流从处理空间S中除去。
(步骤S3：预湿)
当晶片W被加热规定的时间时，加热板31的温度下降到例如20℃～40℃，由排气单元47得到的处理空间S的排气量下降。在雾化部60中产生显影雾，向气体供给管63的N2气体的供给停止，并且向该雾化部60供给N2气体，该N2气体将雾化部60的显影雾向下游侧按压。接下来，泵V1打开，与N2气体一起向处理空间S供给显影雾(图4(c))。向晶片W供给的显影雾是雾状、即小粒子状，因此相对于抗蚀剂的表面张力与保持液状的原样的显影液相比低。因此，该显影雾能够抑制在晶片W的面内的抗蚀剂中在浸润性高的部位凝聚，因此能够均匀性高地向晶片W表面整体供给，晶片W表面整体的浸润性提高。
(步骤S4：晶片W的冷却和搬出)
从显影雾的供给开始经过规定时间后，在泵V1被关闭时，并且向雾化部60的N2气体供给停止，向晶片W的显影雾供给停止。此外，由排气单元47得到的排气量上升，例如回到步骤S1、S2执行时的排气量。其后，盖体51上升并且升降销23上升从而支撑晶片W使其从加热板31浮起。然后，冷却板15以在加热板31上潜入晶片W的下方的方式移动，升降销23下降从而将晶片W交接到冷却板15，晶片W被冷却(图5(d))。然后，冷却板15向搬送口12移动，利用升降销21晶片W被交接到基板搬送单元，从而被搬出到框体11外。晶片W在其后被搬送到显影装置，向该被预湿后的表面供给显影液。然后，该显影液被冲洗，形成抗蚀剂图案。
该加热装置1具有为了提高显影液对晶片W的浸润性而将在预湿中使用的显影液雾化从而生成显影雾的雾化部60。雾化后的显影液与保持液状的原样的显影液相比，对于晶片W的表面张力低，因此，能够抑制在晶片W上凝聚，因此能够容易地向其表面整体供给，能够提高上述浸润性。其结果为，能够均匀性高地向晶片W供给显影液，因此能够抑制产生不能正常地显影的部位，能够抑制成品率的低下。此外，在该加热装置1的后段的显影装置中不需要进行预湿，因此能够省去喷嘴的移动动作等工时，能够减小该显影装置的处理负载，作为结果，能够达到成品率的提高。
另外，在加热装置1中也可以不设置整流板54，也可以从开口部56直接向晶片W供给显影雾。此外，在该例子中，使用显影液作为为了预湿而雾化的表面处理液，但并不限定于显影液，作为表面处理液也可以使用纯水、和纯水与显影液的混合液，向晶片W供给使它们雾化而得的雾。
此外，在上述步骤S3中使用显影雾在晶片W上进行预湿，但也可以代替进行该预湿而向晶片W供给充分的量的显影雾，在晶片W表面形成显影液的液膜从而进行显影处理。在此情况下，在该加热装置1中的处理后将晶片W搬送到清洗装置，在该清洗装置中供给清洗液，从晶片W表面除去显影液。在此情况下，能够将加热装置1的后段的装置中的处理简单化，因此能够得到与上述的实施方式相同的效果。此外，在像这样在加热装置1中进行显影处理的情况下，例如为了能够使显影雾与抗蚀剂高效率地进行化学反应而进行显影，在供给显影雾时晶片W被加热到例如30℃～60℃。
在上述的处理顺序中，在PEB处理后供给显影雾，但也可以与PEB处理的同时供给显影雾，同时进行PEB处理和预湿处理或者同时进行PEB处理和显影处理。
此外，也可以代替例如向由盖体51构成的处理空间S供给显影雾，如图6(a)、(b)所示那样在冷却板15的移动路上设置有显影雾的喷雾喷嘴71，结束加热处理后的晶片W通过冷却板15在冷却中向搬送口11移动时，也可以从该喷雾喷嘴71向晶片W表面整体供给显影雾。图中72是向下方开口的喷雾喷嘴的喷出口，以能够向晶片W整体供给显影雾的方式形成为狭缝状。
对具有在加热板31的上方区域与从加热板31退避的位置之间移动的冷却板15的加热装置的例子进行说明，但作为加热装置，也可以如图7所示那样构成。图7(a)、(b)分别是加热装置的平面图、侧面图，但在这些图中，显影雾的供给结构和排气结构与加热装置1相同，因此省略图示。图中73是冷却板，与冷却板15同样地具有在其里面流动温度调节水的未图示的冷却机构，将被载置的晶片W大致冷却。冷却板73构成为升降自如，为了通过该升降动作在冷却板73与基板搬送单元70之间进行晶片W的交接，具有与该基板搬送单元70的形状对应的缺口73a。
74、74是导轨，从冷却板73的左右向加热板31延伸。75是沿着导轨74移动的移动机构，移动机构75、75之间铺设有电线(wire)76，这些移动机构75和电线76构成晶片W的保持机构。
上述基板搬送单元70向该加热装置搬送晶片W，以保持该晶片W的状态使其位于冷却板73上时，电线76位于设置于冷却板73的槽77内。其后，冷却板73上升，从基板搬送单元70接受晶片W之后下降，将晶片W交接到电线76。其后，晶片W被该电线76向加热板31搬送，在该加热板31上进行加热，进一步进行显影雾的供给。显影雾供给后，晶片W向冷却板73移动，在该移动中，晶片W自然冷却。并且，在晶片W位于冷却板73上时，该冷却板73上升，从而晶片W被交接到冷却板73上，晶片W进一步被冷却。
接下来，对将上述的加热装置1模块化并组入的涂敷、显影装置8进行说明。图8表示在涂敷、显影装置8上连接有例如进行浸液曝光的曝光装置C4的抗蚀剂图案形成系统的平面图，图9是该系统的立体图。此外，图10是涂敷、显影装置8的纵截面图。
涂敷、显影装置8具有与控制部100相同地构成的、例如由计算机构成的控制部90，在该控制部90的程序存储部中存储有为了如后述那样进行涂敷、显影处理而组入有命令的程序。根据上述程序从控制部90输出控制信号，对晶片W的搬送和各模块的动作等进行控制。上述程序也以存储在上述的存储介质中的状态存储在上述程序存储部中。
在该涂敷、显影装置8中设置有载体块C1，其构成为：交接臂82从载置在该载置台81上的密闭型载体80取出晶片W后将其交接到处理块C2中，交接臂82从处理块C2接受处理完成的晶片W并将其返回载体80。载体80包含多枚晶片W，各晶片W依次被向处理块C2搬送。
上述处理块C2构成为：如图9所示那样在此例子中从下依次层叠有用于进行显影处理的第一块(DEV层)B1、用于进行形成于抗蚀剂膜的下层的反射防止膜的形成处理的第二块(BCT层)B2、用于进行抗蚀剂膜的涂敷的第三块(COT层)B3、和用于进行形成于抗蚀剂膜的上层侧的保护膜的形成的第四块(ITC层)B4。
处理块C2的各层构成为从平面看相同。以第三块(COT层)B3为例进行说明，COT层B3包括：用于形成作为涂敷膜的抗蚀剂膜的抗蚀剂膜形成模块、用于进行在该抗蚀剂膜形成模块中进行的处理的前处理和后处理的构成加热、冷却系统的处理模块组的搁板单元U1～U4、和设置在上述抗蚀剂膜形成模块与加热冷却系统的处理模块组之间，在它们之间进行晶片W的交接的搬送臂A3。
上述搁板单元U1～U4是沿着搬送臂A3移动的搬送区域R1排列、分别由依次层叠有上述加热模块、冷却模块构成。加热模块具有用于对载置的晶片进行加热的加热板，冷却模块具有用于对载置的晶片进行冷却的冷却板。
对于第二块(BCT层)B2、第四块(ITC层)B4，分别设置有与上述抗蚀剂膜形成模块相当的反射防止膜形成模块、保护膜形成模块，在这些模块中代替抗蚀剂作为处理液分别向晶片W供给反射防止膜形成用的药液、保护膜形成用的药液，除此之外与COT层B3具有相同的结构。
关于第一块(DEV层)B1，在一个DEV层B1内层叠有2段与上述抗蚀剂膜形成模块对应的显影模块83，各显影模块83包括：3台显影处理部91、和包含这些显影处理部91的框体。此外，在DEV层B1上设置有用于进行该显影模块83的前处理和后处理的构成加热冷却系统的处理模块组的搁板单元U1～U4。图11是表示与该DEV层B1的下段侧的显影模块83、和构成设置于与此相对的位置的搁板单元U1～U4的模块的立体图，搁板单元U3、U4由与上述的加热装置1对应的加热模块9构成。
并且，如图11所示那样，在DEV层B1内设置有搬送臂A1，该搬送臂A1在2段显影模块与上述加热冷却系统的处理模块之间搬送晶片W。即，构成为对于2段显影模块而言搬送臂A1被共用化。该搬送臂A1相当于上述的基板搬送单元。
对于显影模块83，参照表示了其概略的图12进行说明。各显影处理部91包括：吸附晶片W的里面中央部将其保持为水平的基板保持部的旋转卡盘92、经由该旋转卡盘92使晶片W绕铅垂轴旋转的旋转驱动机构93、和以包围由旋转卡盘92保持的晶片W的方式设置的杯体94。
在杯体94的底部侧设置有呈凹部状的液体接受部94a。液体接受部94a被未图示的隔壁在晶片W的周边下方侧遍及整周被划分为外侧区域和内侧区域，在外侧区域的底部设置有用于将贮存的显影液等排液(drain)排出的未图示的废液口，在内侧区域的底部设置有用于将处理气氛排出的排气口95。排气口95经由对杯体94内的排气量进行控制的排气挡板(dumper)96与工厂的排气路径连接。此外，在杯体94内设置有用于在搬送臂A1与旋转卡盘92之间交接晶片W的未图示的升降销。
供给作为用于将被供给显影液的晶片W清洗的清洗液例如纯水的纯水喷出喷嘴97设置在每个显影处理部91，此外，设置有在各显影处理部91中共用的显影液喷出喷嘴98。利用在各喷嘴97、98上分别连接的驱动机构，能够沿着显影处理部91的排列方向相互独立地移动并且能够相互独立地升降。图中103、104分别是当喷嘴97、98没有对晶片W进行处理时，使该喷嘴97、98分别待机的待机部。
返回涂敷、显影装置8的说明，在处理块C2上如图8和图10所示那样地设置有搁板单元U5，来自载体块C1的晶片W被依次搬送到上述搁板单元U5的一个交接单元、例如第二块(BCT层)B2对应的交接单元CPL2。第二块(BCT层)B2内的搬送臂A2将晶片W从该交接单元CPL2中取出并搬送到各单元(反射防止形成模块和加热冷却系统的处理单元组)，在这些单元中在晶片W上形成反射防止膜。
其后，晶片W被搬送到搁板单元U5的交接单元BF2、交接臂D1、搁板单元U5的交接单元CPL3，在那里被温度调整到例如23℃后，经由搬送臂A3被搬入到第三块(COT层)B3，在抗蚀剂膜形成模块中形成抗蚀剂膜。进一步，晶片W被从搬送臂A3向搁板单元U5的搬送单元BF3搬送。另外，形成有抗蚀剂膜的晶片W有时也在第四块(ITC层)上进一步形成保护膜。在此情况下，晶片W经由交接单元CPL4交接到搬送臂A4，在形成保护膜后被搬送臂A4交接到交接单元TRS4中。
另一方面，在DEV层B1内的上部设置有作为专用搬送单元的梭动臂85，其用来将晶片W从设在隔板单元U5中的交接单元CPL11直接向设在隔板单元U6中的交接单元CPL12搬送。形成抗蚀剂膜以及反射防止膜的晶片W通过交接臂D1从交接单元BF3、TRS4被交接给交接单元CPL11，并且从此处被梭动臂85直接搬送至隔板单元U6的交接单元CPL12，进入接口块C3。另外，图10中的标注CPL的交接单元兼用作温度调节用的冷却单元，标注BF的交接单元兼用作能够载置多枚晶片W的缓冲(buffer)单元。
此后，参照图13(a)对涂敷、显影装置8的曝光后的处理顺序进行说明。搬送到交接单元CPL12的晶片W通过接口臂86搬送到曝光装置C4中，在此进行规定的曝光处理后(步骤E1)，被载置到搁板单元U6的交接单元TRS6并返回到处理块C2中。返回来的晶片W在加热模块9中如上述那样地接受作为PEB处理的加热处理(步骤E2)、在由显影雾进行的预湿处理(步骤E3)后，被搬送臂A1搬送到一个显影处理部91，被交接到旋转卡盘92上。步骤E2、E3分别与在加热装置1的说明中叙述的步骤S2、S3对应。
在因旋转卡盘92而进行旋转的晶片W上，从该晶片W的周边部向中心部供给显影液并且显影液喷出喷嘴98移动，在晶片W表面形成有显影液的液膜(步骤E4)。然后，从纯水喷出喷嘴97向晶片W的中心部喷出纯水，因离心力向晶片W的周边部扩展，显影液被冲洗后，纯水的供给停止。然后，通过晶片W的旋转甩开纯水，该晶片W干燥(步骤E5)。干燥后的晶片W被搬送臂A1交接到搁板单元U5的交接单元TRS 1，经由交接臂82返回到载体80中。
在该涂敷、显影装置8中，也可以不在显影模块83中对晶片W进行预湿处理，因此与在显影模块83中进行预湿处理的情况相比，能够简化在该显影模块83中的处理，能够省略各喷嘴97、98的移动的工时，使各喷嘴移动的驱动机构的负载减轻。由此，能够达到在显影模块83中的晶片W的搬入到清洗为止的处理的高速化，作为结果能够抑制成品率的低下。
然而，在加热模块9中代替预湿而进行显影处理的情况下，在DEV层B1中代替显影模块83设置有清洗模块。作为该清洗模块的结构没有设置例如显影液喷出喷嘴98，除此之外与显影模块83相同。对于在此情况下的处理工序，参照图13(b)的流程以与进行预湿的处理工序之间的差异点为中心进行说明。
与上述步骤E1、E2同样地依次进行曝光处理(步骤F1)、加热处理(步骤F2)后，在加热模块9中向基板W供给显影雾，在其表面整体形成显影液的液膜从而进行显影处理(步骤F3)。然后，搬送臂A1将晶片W向清洗模块搬送，进行显影模块83的与步骤E5相同的清洗、干燥处理(步骤F4)。像这样，如果进行处理，则如上述那样加热模块9的后段的模块中的处理更加简略化，因此能够更加确实地抑制成品率的低下。
但是，本发明的发明者，对如下情况完成验证：抗蚀剂对显影液的溶解部仅与该显影液接触就不从液体中溶出而滞留在抗蚀剂膜的表面，显影液供给后，向晶片W如上述那样施加例如水作为清洗液时从液体中溶出，存在析像进行的趋势。与从抗蚀剂的材料组成来考虑得到的显影时间相比往往实际需要的显影时间长，在此情况下，该趋势产生影响，到显影液朝向抗蚀剂的深度方向浸透为止花费时间，此外，如果图案微细则多出现该趋势。与这样的趋势对应，为了抑制显影液的消费量和抑制显影处理所需要的时间变长，在具有上述的清洗模块的涂敷、显影装置8中，对于向晶片W交互反复供给显影液和水的方法，下面参照图13(c)的流程、和示意性地表示晶片W的纵截侧面的变化的图14，以与上述的涂敷、显影方法的差异点为中心进行说明。
在与上述步骤E1、E2相同地在曝光处理(步骤G1)后，在加热模块9中进行加热处理(步骤G2)。图14(a)表示该步骤G1的曝光处理后的晶片W的表面，图中111表示抗蚀剂膜、112表示对于显影液的不溶解性部位、113表示对于显影液的溶解性部位。其后，与步骤F3相同地向晶片W供给显影雾，在其表面整体形成显影液的液膜，进行显影处理(步骤G3)。
然后，搬送臂A1将晶片W搬送到清洗模块中，在旋转的晶片W的中心从纯水喷出喷嘴97喷出纯水F，与显影液接触的溶解性部位113的表面从抗蚀剂膜111冲洗而被除去。图14(b)表示此时的晶片W的表面的状态，图中114是溶解后的抗蚀剂成分。
清洗后，纯水被甩开从而晶片W干燥(步骤G4)，晶片W由搬送臂A1再次搬送到加热模块8中，在那里被供给显影雾，在其表面再次形成显影液的液膜(步骤G5)。然后，搬送臂A1将晶片W再次搬送到清洗模块中。向在该清洗模块中旋转的晶片W供给纯水F，如图14(c)所示那样与显影液接触的溶解性部位113溶出到液体中，形成有抗蚀剂图案115，溶解成分114通过纯水F从抗蚀剂膜111冲洗从而被除去。其后，纯水因晶片W的旋转而被甩开从而晶片W干燥(步骤G6)。
根据这样的显影方法，除了上述的实施方式的效果之外，在除去与显影液接触的溶解性部分的表面后，重新供给显影液从而除去与该显影液接触的溶解性部分的表面，因此能够使显影液高效地与该溶解性部分接触。因此，如上所述那样能够达到减少显影液的使用量，并且能够抑制显影处理所需要的时间。此外，能够以高析像度进行显影。另外，也可以在该实施方式中表示的次数以上反复进行显影液与纯水的供给。

Claims (16)

1.一种基板处理装置，其特征在于，包括：
加热板，其对在表面涂敷抗蚀剂并进一步曝光后的基板进行加热；
表面处理液雾化单元，其将用于提高向所述抗蚀剂供给的显影液对所述基板的浸润性的表面处理液雾化；
冷却单元，其用于冷却由所述加热板加热过的基板；和
表面处理液供给单元，其从由所述加热板进行的加热开始到由所述冷却单元进行的冷却结束为止，向基板供给雾化的所述表面处理液。
2.如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，包括：
在所述加热板对基板进行加热时以向所述基板供给雾化后的表面处理液的方式输出控制信号的单元。
3.一种基板处理装置，其特征在于，包括：
加热板，其对在表面涂敷抗蚀剂并进一步曝光后的基板进行加热；
将显影液雾化的显影液雾化单元；
用于冷却由所述加热板加热过的基板的冷却单元；和
显影液供给单元，其从由所述加热板进行的加热开始到由所述冷却单元进行的冷却结束为止，向基板供给雾化的所述显影液。
4.如权利要求3所述的基板处理装置，其特征在于，包括：
在所述加热板对基板进行加热时以向所述基板供给雾化后的处理液的方式输出控制信号的单元。
5.如权利要求1至4中任一项所述的基板处理装置，其特征在于：
所述加热板兼用作在其上载置基板的载置台，所述冷却单元是在加热板的上方区域和从该上方区域退避的区域之间移动自如的冷却板。
6.如权利要求1至4中任一项所述的基板处理装置，其特征在于：
具备基板保持机构，其保持所述基板，并为了对基板进行加热而使基板位于加热板的上方区域，并且使基板在该上方区域与从此处退避的区域之间移动，
所述基板保持机构，具有作为通过使加热后的基板从加热板的上方区域退避而将基板冷却的冷却单元的功能。
7.一种基板处理方法，其特征在于，包括：
对在表面涂敷抗蚀剂并进一步曝光后的基板进行加热的加热工序；
将用于提高向所述抗蚀剂供给的显影液对所述基板的浸润性的表面处理液雾化的工序；
利用冷却单元将被加热后的所述基板冷却的工序；和
从由所述加热板进行的加热开始到由所述冷却单元进行的冷却结束为止，向基板供给雾化的所述表面处理液的工序。
8.如权利要求7所述的基板处理方法，其特征在于：
在进行加热所述基板的工序时，进行向基板供给雾化的表面处理液的工序。
9.一种基板处理方法，其特征在于，包括：
对在表面涂敷抗蚀剂并进一步曝光后的基板进行加热的加热工序；
将显影液雾化的工序；
利用冷却单元将被加热后的所述基板冷却的工序；和
从由所述加热板进行的加热开始到由所述冷却单元进行的冷却结束为止，向基板供给雾化的所述显影液的工序。
10.如权利要求9所述的基板处理方法，其特征在于：
在进行加热所述基板的工序时，进行向基板供给雾化的显影液的工序。
11.一种涂敷、显影装置，其特征在于，包括：
将收纳多片基板的载体搬入搬出的载体块；
处理块，其包括：向从所述载体取出的基板的表面涂敷抗蚀剂的涂敷处理部、对曝光后的涂敷有所述抗蚀剂的基板进行加热的加热处理部、向加热后的所述基板供给显影液进行显影的显影处理部、和在这些各处理部之间搬送基板的基板搬送单元；和
在该处理块与对所述抗蚀剂进行曝光的曝光装置之间进行基板的交接的接口块，
作为所述加热处理部设置有权利要求1或2所述的基板处理装置，并设置有向在所述显影处理部中被供给显影液的基板供给清洗液，除去向该基板供给的所述显影液的清洗处理部。
12.一种涂敷、显影装置，其特征在于，包括：
将收纳多片基板的载体搬入搬出的载体块；
处理块，其包括：向从所述载体取出的基板的表面涂敷抗蚀剂的涂敷处理部、对曝光后的涂敷有所述抗蚀剂的基板进行加热的加热处理部、向被供给显影液的基板供给清洗液除去所述显影液的清洗处理部、和在这些各处理部之间搬送基板的基板搬送单元；和
在该处理块与对所述抗蚀剂进行曝光的曝光装置之间进行基板的交接的接口块，
作为所述加热处理部设置有权利要求3或4所述的基板处理装置。
13.如权利要求12所述的涂敷、显影装置，其特征在于，包括：
以反复进行利用所述加热处理部向基板供给雾化的显影液的步骤和接下来利用清洗处理部向基板供给清洗液的步骤的方式输出控制信号的单元。
14.一种涂敷、显影方法，其使用涂敷、显影装置，其特征在于：
该涂敷、显影装置包括：
将收纳多片基板的载体搬入搬出的载体块；
处理块，其包括：向从所述载体取出的基板的表面涂敷抗蚀剂的涂敷处理部、对曝光后的涂敷有所述抗蚀剂的基板进行加热的加热处理部、向加热后的所述基板供给显影液进行显影的显影处理部、和在这些各处理部之间搬送基板的基板搬送单元；和
在该处理块与对所述抗蚀剂进行曝光的曝光装置之间进行基板的交接的接口块，
所述涂敷、显影方法包括：
权利要求7或8所述的基板处理方法；和
向在所述显影处理部中被供给显影液的基板供给清洗液，除去向该基板供给的所述显影液的工序。
15.一种涂敷、显影方法，其使用涂敷、显影装置，其特征在于：
该涂敷、显影装置包括：
将收纳多片基板的载体搬入搬出的载体块；
处理块，其包括：向从所述载体取出的基板的表面涂敷抗蚀剂的涂敷处理部、对曝光后的涂敷有所述抗蚀剂的基板进行加热的加热处理部、向被供给显影液的基板供给清洗液除去所述显影液的清洗处理部、和在这些各处理部之间搬送基板的基板搬送单元；和
在该处理块与对所述抗蚀剂进行曝光的曝光装置之间进行基板的交接的接口块，
所述涂敷、显影方法包括：
权利要求9或10所述的基板处理方法。
16.如权利要求15所述的涂敷、显影方法，其特征在于：
反复进行向基板供给雾化的显影液的工序和接下来向所述基板供给清洗液的工序。
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