JP2000150362A - 処理方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レジストを基板に塗布するための塗布ユニッ
トと、この中に温度、湿度が調整された空気を送るため
の温調部とを備えた処理装置において、装置の運転を止
めたときに空気供給路内に水分が溜まらないようにする
こと。 【解決手段】 冷却部７Ａで空気を一旦冷却して水分を
結露させ、次いで加熱部７５により加熱して温度を調整
し、その空気をヒ−タ７３により水分を蒸発させる加湿
部７４により加湿して湿度を調整し、送風ファン６１、
６２で塗布ユニット２内のフィルタユニット４に送る。
装置の運転停止時には、加熱部７０及び加湿部７４のヒ
ータ７３をオフにし、この状態でしばらく送風ファン６
１、６２を動作し、加湿部７４の容器７２内の水温が低
くなってから送風ファン６１、６２を停止する。従って
空気供給路６内に水分が溜まらないので運転を再開した
ときに、供給される空気の湿度が安定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レジスト液や現像
液などの塗布液を基板に塗布する塗布ユニットなどの処
理ユニットと、この処理ユニットに温調された雰囲気用
の清浄気体を供給する温調部とを備えた処理装置におけ
る処理方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハ（以下ウエハという）や液
晶ディスプレイのガラス基板（ＬＣＤ基板）の表面に所
望のパタ−ンを形成するためのマスクは、ウエハ等の基
板表面にレジストを塗布した後、光、電子線あるいはイ
オン線などをレジスト面に照射し、現像することによっ
て得られる。このようなプロセスを行う装置として塗
布、現像装置があり、この装置はレジストの塗布ユニッ
ト及び現像ユニットを備えている。ところでこの種の処
理ユニットは、ユニット内雰囲気の温度、湿度がレジス
トや現像液の膜厚やその面内均一性に影響を及ぼすこと
から、温度、湿度を予め設定した値に調整することが必
要である。

【０００３】このため従来では図６に示すように空気を
温調部１に送り、ここで恒温、恒湿にした後、処理ユニ
ット例えばレジストの塗布ユニット２に雰囲気用の空気
として供給している。図６の例では２個の塗布ユニット
２が現像ユニット５２の下段側に夫々設けられており、
各塗布ユニット２は、レジストを基板上にスピンコ−テ
ィングにより塗布する塗布処理部３と、この塗布処理部
３の上方に設けられたフィルタユニット４とを備えてい
る。

【０００４】温調部１では、図示しない冷凍機で冷却さ
れた冷媒を螺旋管１１に通流し、これに空気を接触させ
て冷却することにより水分を除去し、この空気を加湿部
１２及び加熱部１３により温調し（所定の湿度、温度に
調整し）、送風ファンＦにより各塗布ユニット２のフィ
ルタユニット４に送るようにしている。また空気の温度
調整については、温調部１の出口付近に温度センサ１４
を設け、コントロ−ラ１５によりこの温度センサ１４か
らの温度検出値に基づいて加熱部１３への供給電力をコ
ントロールしている。そして塗布、現像装置の運転を止
める場合には、レジストの塗布処理が終了して基板が塗
布ユニット２から搬出された後、送風ファンＦ、加湿部
１２のヒ−タ及び加熱部１３を一斉にオフするようにし
ていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の手
法では、装置の運転を止める場合に加湿部１２のヒ−タ
をオフにした直後は加湿部１２内の水がまだ温かいた
め、ここから水分の蒸発量が多く、この水分がダクト１
６の内壁に結露して溜まっていた。このため次に運転を
再開したときに、ダクト１６内の水分が蒸発し、この結
果塗布ユニット２内に送られる空気の湿度が安定するま
で長い時間がかかることがあった。

【０００６】更に温調器１が塗布ユニット２の外に設け
られているので外の雰囲気により温調部１の出口側の温
度が不安定になることがあり、このため温度センサ１４
に基づいて温度コントロ−ルを行うと、塗布ユニット２
内に送られる空気の温度が不安定になることもあった。

【０００７】本発明はこのような事情の下になされたも
のであり、その目的は処理ユニットの運転再開時に、雰
囲気用の気体の湿度が速やかに安定することのできる技
術を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の処理方法は、
基板を処理する処理ユニットと、この処理ユニット内に
雰囲気用の気体を供給するための気体供給路と、前記処
理ユニットに設けられ、この気体供給路から供給される
気体を清浄化するためのフィルタと、前記気体供給路に
設けられ、気体を加熱する加熱部、及びヒ−タにより水
分を加熱して蒸発させる加湿部を含む温調部と、前記気
体供給路に設けられた送風手段と、を備えた処理装置に
おいて、前記送風手段を動作状態にすると共に、加熱部
及び加湿部のヒ−タをオンにして温調部で気体を温調し
その気体をフィルタを介して処理ユニット内に供給しな
がら基板に対して処理を行う工程と、前記処理ユニット
にて基板の処理を終了した後、加湿部のヒ−タをオフに
した状態で前記送風手段を動作させる工程と、前記加湿
部の水温が低くなった後、送風手段を停止する工程と、
次いで、前記送風手段を動作状態にすると共に、加熱部
及び加湿部のヒ−タをオンにして、温調部で気体を温調
し、その気体をフィルタを介して処理ユニット内に供給
しながら基板に対する処理を再開する工程と、を含むこ
とを特徴とする。

【０００９】請求項２の処理装置は、基板を処理する処
理ユニットと、この処理ユニット内に雰囲気用の気体を
供給するための気体供給路と、前記処理ユニット内に設
けられ、この気体供給路から供給される気体を清浄化す
るためのフィルタと、前記気体供給路に設けられ、気体
を加熱する加熱部、及びヒ−タにより水分を加熱して蒸
発させる加湿部を含む温調部と、前記気体供給路に設け
られた送風手段と、前記処理ユニットにて基板の処理を
終了した後、加湿部のヒ−タをオフにした状態で前記送
風手段を動作させ、加湿部の水温が低くなった後、当該
送風手段を停止するように制御する制御手段と、を備え
たことを特徴とする。

【００１０】このような発明によれば、処理ユニット内
への雰囲気用の気体の供給を止める場合に、加湿部の水
温が高いうちは送風手段を動作させたままにしておい
て、水温が下がってから送風手段を止めているため、処
理装置の運転を再開するときには気体供給路内は乾燥状
態となっているので、雰囲気用の気体の湿度は直ぐに安
定し、速やかに運転を再開することができる。なお温調
部における加熱部は加湿部よりも上流側に設けられ、前
記加熱部よりも更に上流側には気体を冷却するための冷
却部が設けられていることが好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に本発明をレジスト塗布装置
に適用した実施の形態について述べる。先ず発明の要部
を説明する前にレジスト塗布装置が組み込まれる塗布、
現像システムの全体の概略について記載する。図１は塗
布、現像装置の概観図であり、図１中５１はウエハカセ
ットを搬入出するためのカセット搬入出ステージであ
り、例えば２５枚収納されたカセットＣが例えば自動搬
送ロボットにより載置される。搬入出ステ−ジ５１の奥
側には、例えば搬入出ステージ５１から奥を見て例えば
右側には塗布・現像系のユニットが、左側には加熱・冷
却系のユニットが夫々配置されている。

【００１２】塗布・現像系のユニットにおいては、例え
ば上段に２個の現像ユニット５２が、下段に２個の塗布
ユニット２が設けられている。加熱・冷却系のユニット
においては、図２に示すように加熱ユニット５３、冷却
ユニット５４、受け渡しユニット５５などが上下に多段
に配列された棚ユニット５０として構成される。なお実
際には加熱・冷却系のユニットの中には、疎水化処理ユ
ニットなども含まれるが、図示の便宜上記載していな
い。

【００１３】また塗布・現像ユニットと加熱・冷却系ユ
ニット（棚ユニット５０）との間には、ウエハ搬送アー
ム５６が設けられている（図２参照）。このウエハ搬送
アーム５６は例えば昇降自在、左右、前後に移動自在か
つ鉛直軸まわりに回転自在に構成され、塗布・現像ユニ
ット、加熱・冷却ユニット、搬入出ステージ５１及び後
述のインタ−フェイスユニット５７の間でウエハＷの受
け渡しを行う。インタ−フェイスユニット５７は、塗布
・現像系ユニットや加熱・冷却系ユニットを含む上述の
部分をクリーントラックと呼ぶことにすると、このクリ
ーントラックと露光装置５８との間に介在し、図示しな
い搬送系により両装置の間でウエハの受け渡しを行う。

【００１４】この装置のウエハの流れについて説明する
と、先ず外部からウエハＷが収納されたウエハカセット
Ｃが前記搬入出ステ−ジ５１に搬入され、図では見えな
い搬送ア−ムによりカセットＣ内からウエハＷが取り出
され、受け渡しユニット５０に搬送される。続いて搬送
ア−ム５６により当該ウエハＷは既述の加熱・冷却ユニ
ットに搬送され、疎水化処理が行われた後、塗布ユニッ
ト２にてレジスト液が塗布され、レジスト膜が形成され
る。レジスト膜が塗布されたウエハは加熱ユニット５３
で加熱された後インタ−フェイスユニット５７を介して
露光装置５８に送られ、ここでパターンに対応するマス
クを介して露光が行われる。その後ウエハＷは加熱ユニ
ット５３で加熱された後、冷却ユニット５４で冷却さ
れ、続いて現像ユニット５２に送られて現像処理され、
レジストマスクが形成される。しかる後ウエハＷは搬入
出ステージ５１上のカセットＣ内に戻される。

【００１５】次にこの実施の形態の要部である、本発明
の処理装置に相当するレジスト塗布装置、即ちレジスト
の塗布ユニット２及び温調された空気を塗布ユニット２
に供給する部分に関して図３及び図４を参照しながら説
明する。塗布ユニット２は、レジストを基板例えばウエ
ハに塗布する処理を行う塗布処理部３とこの塗布処理部
３の上方に設けられたフィルタユニット４とを筐体３０
内に収納して構成される。

【００１６】塗布処理部３は、図４に示すようにモ−タ
Ｍ、昇降手段３１及び回転軸３２により回転自在かつ昇
降自在に支持されてなる真空吸着機能を有する載置台３
３と、その載置台３３の上方に、支持柱３４及び水平ア
ーム３５を介して配置され得るノズル３６と、そのノズ
ル３６にレジスト液を送るレジスト供給管３７と、前記
載置台３３を囲むように設けられたカップ３８と、カッ
プ３８の内側に形成された排気路３９とを備えており、
載置台３３上のウエハＷにノズル３６からレジストを滴
下し、載置台３３を回転させてその遠心力でレジスト液
を伸展させるように構成されている。

【００１７】またフィルタユニット４は、雰囲気用の気
体である空気を清浄化するための例えば紙材をプリ−ツ
状に折り曲げてなるＵＬＰＡフィルタ４１とこのフィル
タ４１の上面側に形成された通気室４２とを備えてい
る。

【００１８】フィルタユニット４の通気室４２には、温
調された（温度、湿度が調整された）空気が外部から供
給されるように気体供給路であるダクトからなる空気供
給路６が接続されている。なお通気室４２も空気供給路
の一部である。この空気供給路６の基端側には温調部７
が設けられている。温調部７は図１に示す塗布、現像装
置の外部で少し離れたところに配置されており、冷却部
をなす第１ユニット７Ａと加熱、加湿を行う第２ユニッ
ト７Ｂとを備えている。第１ユニット（冷却部）７Ａは
ペルチェ素子７１と空気とが接するように構成され、ペ
ルチェ素子により空気を例えば氷点下まで冷却して空気
中の水分を結露する。ペルチェ素子（サーモモジュー
ル）により冷却部７Ａを構成すれば、冷凍機を用いなく
て済むので構造が簡単になる。第２ユニット７Ｂは、例
えば多数の円板状の放熱フィンを並列状に配列してなる
シ−ズフィンヒ−タからなる加熱部７０と、この加熱部
７０の下流側に設けられ、水の入った容器７２とヒ−タ
７３とからなる加湿部７４と、を筐体７５内に設けて構
成される。

【００１９】第２ユニット７Ｂの下流側における空気供
給路６には、送風手段である２台の送風ファン６１、６
２が並列に介設されている。なお送風手段として１台の
パワーの大きい送風ファンを用いると、発熱の大きいモ
ータの放熱のためにモータのケースに放熱用の穴を設け
なければならず、このためその穴から出るパーティクル
がクリーンルーム中に飛散しないようにモータをケース
で覆わなければならないが、この例のようにパワーの小
さい送風ファンを複数台例えば２台用いれば、放熱用の
穴が不要なのでケースを用いるといった複雑な構成を採
らなくて済む。

【００２０】一方空気供給路６における温調部７の出口
付近には、温調部７で温調された（温度、湿度が調整さ
れた）空気の温度を検出するための第１の温度検出部Ｓ
１が設けられており、温度検出部Ｓ１で検出された温度
検出値が温調部７の近傍に設けられたコントロ−ラ８に
入力される。また塗布ユニット２内例えばフィルタユニ
ット４の通気室４２内には第２の温度検出部Ｓ２が設け
られており、ここで検出された温度検出値は、図１に示
す塗布、現像装置内に設けられた制御部８１内にアナロ
グ信号として一旦入力される。制御部８１は、搬送系の
制御などを行うと共に、後述の運転停止時のプログラム
などを備えている。このアナログ信号は制御部８１内の
アナログ／ディジタル変換部にてディジタル信号に変換
され、例えばパラレル信号の信号ケ−ブルにより前記コ
ントロ−ラ８まで導かれる。

【００２１】前記コントローラ８は、前記第１の温度検
出部Ｓ１及び第２の温度検出部Ｓ２の各温度検出値に基
づいて加熱部７０への供給電力を制御すると共に、加湿
部７４のヒ−タ７３への供給電力を制御する機能を有し
ている。この例では制御部８１とコントローラ８とによ
り制御手段が構成される。

【００２２】次に上述実施の形態の作用について述べ
る。塗布、現像装置の一連の動作については既に述べて
いるので、塗布ユニット２に清浄空気を供給する点を中
心に説明する。空気供給路６の基端側の図示しない空気
供給源から温調部７の第１のユニット７Ａに空気が送ら
れ、ここで例えば０℃以下に冷却されて空気中の水分が
結露して除去される。こうして空気中の水分を一旦除去
しておくことにより次の第２のユニット７Ｂにて所定の
湿度に調整できる。第２のユニット７Ｂではこの空気が
加熱部７０により加熱され所定の温度に調整される。次
いで容器７２内の水がヒータ７３により加熱されて蒸発
し、加湿が行われる。このときコントローラ８は例えば
ヒ−タ７３の通電時間をコントロ−ルするようにオン、
オフする。

【００２３】こうして温度、湿度が調整された空気は、
送風ファン６１、６２によりフィルタユニット４に送ら
れる。この例では温調部７にて温調された空気は、現像
ユニット５２の下段の２個の塗布ユニット２、２に分配
して送られる。各フィルタユニット４では、通気室４２
に送られた空気はフィルタ４１にてパ−ティクルが除去
され、清浄空気となって降下していく。この降下した空
気は塗布部３の排気路３９から排気されていく。

【００２４】このように塗布ユニット３内にて清浄空気
のダウンフロ−が形成された状態で基板例えばウエハＷ
がメイン搬送アーム５６（図２参照）から載置台３３に
受け渡され、レジストのスピンコーティングが行われ
る。ここで所定ロットのウエハＷの処理が終了し、例え
ばメンテナンスを行うために装置の運転を一旦停止する
ことがある。このとき制御部８１に格納されているプロ
グラムにより図６に示すように温調用の空気の供給の停
止が行われる。即ち時刻ｔ１にて塗布、現像装置の運転
を停止したとすると例えば同時に加熱部７０及び加湿部
７４のヒータ７３をオフにする。これによって加湿部７
４の水温が下がるが、送風ファン６１、６２は動作状態
にしておき、まだ湿度の高い空気を塗布ユニット２内に
送り出す。そして前記水温がある程度低くなったときに
（時刻ｔ2 ）送風ファン６１、６２を停止する。送風フ
ァン６１、６２の停止のタイミングについては、予め水
温が低くなるまでの時間を求めておいて、ヒ−タ７３を
オフにした後タイマを動作させ、タイムアップ時に停止
信号を出力するようにしてもよい。装置のメンテナンス
が終了して装置の運転を再開する場合には、上述と同様
にして温調部７及び送風ファン６１、６２を動作させ、
温調された空気をフィルタユニット４に供給する。

【００２５】上述実施例によれば、塗布ユニット２内へ
の雰囲気用の空気の供給を止める場合に、加湿部７４の
水の蒸発が盛んなうちは送風ファン６１、６２によって
湿った空気が塗布ユニット内に送られるので空気供給路
６内例えばダクト内に水分が結露して溜まるおそれがな
い。従って塗布、現像装置の運転を再開するときには、
空気供給路６内は乾燥状態となっているので塗布ユニッ
ト２内に送られる清浄空気の湿度は直ぐに安定し、速や
かに運転再開を行うことができる。特にレジストをスピ
ンコーティングする場合、その膜厚の面内分布の均一性
が湿度に大きく影響されることから、この手法の効果は
大きい。

【００２６】そして空気供給路６内への結露のおそれが
ないので、上流側から加熱部、加湿部を配列することが
できる。仮に送風ファン６１、６２を装置の運転の停止
と同時にオフしたとすると、このようなレイアウトでは
空気供給路６内への蒸発水分の流入量がおおくなってし
まい、実際には加熱部７０を加湿部７４の下流側に設け
ざるを得ない。これに対して実施例のように加熱部７０
の下流側に加湿部７４を設ければ、温度が調整された空
気が水分を吸っていくので精度の高い湿度調整をするこ
とができる。

【００２７】また温調部７は塗布、現像装置の外に設け
られているため周囲の温度が不安定であり、このため温
調部７の出口付近の温度の検出値のみをフィ−ドバック
して加熱部７０の電力制御を行うと、フィルタユニット
４内に送られる空気の温度は不安定になりがちである
が、温調部７の出口付近の温度のみならずフィルタユニ
ット４内の温度もフィ−ドバックしているため、空気の
温度が安定する。

【００２８】以上において処理ユニットとしてはレジス
トを塗布する塗布ユニットに限られず、現像ユニット５
２に適用してもよいし、ＳｉＯ₂ の前駆物質の溶液をス
ピンコ−ティングにより基板上に塗布してＳｉＯ₂ 膜を
形成するユニットでもよい。また基板としてはウエハに
限られずＬＣＤ基板などであってもよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、装置の運転を止める場
合、清浄気体を温調する温調部の加湿部の水温が高いう
ちは送風手段を動作状態にして気体供給路内に水分が溜
まらないようにしているため、装置の運転を再開したと
きに、雰囲気安定用の気体の湿度が直ぐに安定し、速や
かに運転を再開することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態であるレジスト塗布装置
を含む塗布、現像装置を示す概観図である。

【図２】図１の塗布、現像装置の内部を側面から見た概
略図である。

【図３】本発明の一実施の形態であるレジスト塗布装置
において温調部を詳細に示す構成図である。

【図４】本発明の一実施の形態であるレジスト塗布装置
において塗布ユニットを詳細に示す構成図である。

【図５】装置の運転を停止するときの温調部及び送風フ
ァンの動作シ−ケンスを示すシ−ケンス図である。

【図６】従来のレジスト塗布装置を示す構成図である。

【符号の説明】

２ 塗布ユニット ３ 塗布処理部 ３０ 筐体 Ｗ ウエハ ３３ 載置台 ３６ ノズル ３８ カップ ４ フィルタユニット ４１ フィルタ ４２ 通気室 ５１ 搬入出ステージ ５６ インターフェイス ５７ 露光装置 ６ 空気供給路 ６１、６２ 送風ファン ７ 温調部 ７１ ペルチェ素子 ７３ ヒータ ７４ 加湿部 ７０ 加熱部 Ｓ１ 第１の温度検出部 Ｓ２ 第２の温度検出部 ８ コントローラ ８１ 制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６９Ｃ Ｆターム(参考） 2H025 AB16 EA05 FA15 2H096 AA25 CA14 CA20 GA29 GA60 4D075 AC64 AC86 AC88 AC96 BB18Z BB21Z BB56Z BB60Z BB93X CA48 DA08 DB14 DC22 EA45 4F042 AA07 BA19 BA20 BA27 DA09 DC01 DE04 DE07 EB30 5F046 JA07 JA22 JA24 JA27 LA01 LA13 LA18 LA19

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を処理する処理ユニットと、この処
   理ユニット内に雰囲気用の気体を供給するための気体供
   給路と、前記処理ユニットに設けられ、この気体供給路
   から供給される気体を清浄化するためのフィルタと、前
   記気体供給路に設けられ、気体を加熱する加熱部、及び
   ヒ−タにより水分を加熱して蒸発させる加湿部を含む温
   調部と、前記気体供給路に設けられた送風手段と、を備
   えた処理装置において、 前記送風手段を動作状態にすると共に、加熱部及び加湿
   部のヒ−タをオンにして温調部で気体を温調しその気体
   をフィルタを介して処理ユニット内に供給しながら基板
   に対して処理を行う工程と、 前記処理ユニットにて基板の処理を終了した後、加湿部
   のヒ−タをオフにした状態で前記送風手段を動作させる
   工程と、 前記加湿部の水温が低くなった後、送風手段を停止する
   工程と、 次いで、前記送風手段を動作状態にすると共に、加熱部
   及び加湿部のヒ−タをオンにして、温調部で気体を温調
   し、その気体をフィルタを介して処理ユニット内に供給
   しながら基板に対する処理を再開する工程と、 を含むことを特徴とする処理方法。
2. 【請求項２】 基板を処理する処理ユニットと、 この処理ユニット内に雰囲気用の気体を供給するための
   気体供給路と、 前記処理ユニット内に設けられ、この気体供給路から供
   給される気体を清浄化するためのフィルタと、 前記気体供給路に設けられ、気体を加熱する加熱部、及
   びヒ−タにより水分を加熱して蒸発させる加湿部を含む
   温調部と、 前記気体供給路に設けられた送風手段と、 前記処理ユニットにて基板の処理を終了した後、加湿部
   のヒ−タをオフにした状態で前記送風手段を動作させ、
   加湿部の水温が低くなった後、当該送風手段を停止する
   ように制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする処理装置。
3. 【請求項３】 温調部における加熱部は加湿部よりも上
   流側に設けられ、前記加熱部よりも更に上流側には気体
   を冷却するための冷却部が設けられていることを特徴と
   する請求項２記載の処理装置。