JP2006194577A - Substrate treating device and substrate treating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板等(以下、「基板」と称する)に所定の処理を行う基板処理装置に関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus that performs predetermined processing on a semiconductor substrate, a glass substrate for a liquid crystal display device, and the like (hereinafter referred to as “substrate”).
周知のように、半導体や液晶ディスプレイなどの製品においては、上記基板に対してフォトリソグラフィー技術を用いた回路形成がなされている。フォトリソグラフィーは、レジスト塗布、露光、現像、エッチング等のプロセスによって回路形成を行う技術である。 As is well known, in products such as semiconductors and liquid crystal displays, circuits are formed on the substrate using a photolithography technique. Photolithography is a technique for forming circuits by processes such as resist coating, exposure, development, and etching.
このうち、レジスト塗布に関しては、従来、水平面内で回転させた基板上に、レジスト液を滴下し、回転による遠心力を利用してレジスト液を基板全体に行き渡らせる、スピン塗布という手法が一般的である。 Of these, for resist coating, a conventional technique is spin coating, in which a resist solution is dropped onto a substrate rotated in a horizontal plane, and the resist solution is spread over the entire substrate using the centrifugal force of rotation. It is.
スピン塗布は、基板上に均一なレジスト膜を形成することが可能であるが、滴下したレジスト液のうち、実際に膜形成に寄与するのは10%程度でしかなく、滴下したレジスト液の大部分は、膜形成に寄与することなく基板外部に廃棄される。そのため、省レジスト化およびコストの面で問題がある。 Spin coating can form a uniform resist film on the substrate, but only about 10% of the dropped resist solution actually contributes to film formation. The portion is discarded outside the substrate without contributing to film formation. For this reason, there are problems in terms of resist saving and cost.
そこで、この問題を回避するため、スピン塗布に代わる成膜技術が研究開発されており、その一つにスキャン塗布がある(例えば、特許文献1参照)。図10は、スキャン塗布の概念を説明する図である。スキャン塗布は、基板Wと細径の先端を有するノズル101とを矢印AR101に示す方向に相対的に移動させつつ、ノズル101の先端からレジスト液102を連続的に吐出させ、基板W上にレジスト液102を線状に順次塗布することによって、液膜103を形成する技術である。なお、図10においては、説明の便宜上、液膜103を構成する線の間隔が開いているが、実際には、それぞれの線は互いに隣接するように塗布され、最終的には略円板状の液膜が形成される。
Therefore, in order to avoid this problem, a film forming technique instead of spin coating has been researched and developed, and one of them is scan coating (for example, see Patent Document 1). FIG. 10 is a diagram for explaining the concept of scan coating. In the scan coating, the
レジスト液が塗布された基板は、引き続きベーキング工程へ移されるが、液膜の状態のまま移すとすると、搬送の途中にレジスト液が流動したり、また、ベーキング処理中にレジスト液中の有機溶媒が大量に揮発するなどの問題が生じる。 The substrate on which the resist solution has been applied is subsequently transferred to the baking process. However, if the substrate is transferred in the form of a liquid film, the resist solution flows in the middle of conveyance, or the organic solvent in the resist solution is baked. Causes problems such as volatilization in large quantities.
なお、スピンコート法によりレジスト液を塗布した場合には、基板の回転によりレジスト液が乾燥するので、このような問題は、通常は考慮する必要はない。 In addition, when a resist solution is applied by a spin coating method, the resist solution is dried by the rotation of the substrate. Therefore, such a problem does not usually need to be considered.
スキャン塗布された基板における上述のような問題を回避するためには、ベーキング処理を行う前に、余分な溶媒を揮発させて液膜を乾燥させ、固化した塗膜とする必要がある。例えば、ベーキング処理に先んじて、常温に近い温度にて液膜の減圧乾燥処理を行うことにより、これは実現される。 In order to avoid the above-mentioned problem in the substrate coated with scan, it is necessary to volatilize an excess solvent and dry the liquid film to obtain a solid film before baking. For example, this can be realized by performing a vacuum drying process of the liquid film at a temperature close to room temperature prior to the baking process.
ただし、溶媒の揮発が不十分であると、後段の処理において上述のように溶媒の揮発が生じてしまう。また、十分に溶媒が揮発してしまっているのにも関わらず、減圧乾燥処理を継続するのは、処理時間の無駄である。十分に、かつ効率よく乾燥させるためには、溶媒が揮発したことを何らかの方法により判断することが必要である。 However, if the volatilization of the solvent is insufficient, the volatilization of the solvent occurs as described above in the subsequent processing. Moreover, it is a waste of processing time to continue the reduced-pressure drying process even though the solvent has sufficiently evaporated. In order to dry sufficiently and efficiently, it is necessary to determine that the solvent has volatilized by some method.
また、スキャン塗布においては、液膜を線状に順次形成していくため、塗布位置の違いや塗布後の経過時間の差に起因して、液膜の膜厚に不均一が生じる場合がある。減圧乾燥処理に伴って、膜厚がさらに不均一になることは、少なくとも回避されなければならない。 In addition, in the scan coating, the liquid film is sequentially formed in a linear shape, so that the film thickness of the liquid film may be non-uniform due to the difference in the coating position and the elapsed time after coating. . It is at least avoided that the film thickness becomes more non-uniform with the drying process under reduced pressure.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、液膜を効率よく、かつ、膜厚の均一性を劣化させることなく乾燥することができる基板処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus that can dry a liquid film efficiently and without deteriorating the uniformity of the film thickness.
上記課題を解決するため、請求項1の発明は、基板の処理を行う装置であって、液膜を塗布された基板を載置可能な載置部を内部に含む収容空間と、前記収容空間内の気体を排気可能な排気手段と、前記載置部の温度を調整する温度調整手段と、前記収容空間に対し不活性気体を供給する気体供給手段と、前記収容空間の圧力を大気圧にする復圧手段と、前記収容空間の圧力を測定する圧力測定手段と、前記排気手段、前記気体供給手段、および前記復圧手段を制御する圧力制御手段と、を含む乾燥処理部を備え、前記圧力制御手段は、前記気体供給手段に前記不活性気体を供給させつつ前記排気手段に排気させることによって前記収容空間を減圧し、前記圧力測定手段により計測される前記収容空間の圧力が所定の値以下になった場合に前記復圧手段を動作させて前記収容空間の圧力を大気圧にする、ことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to
請求項2の発明は、請求項1に記載の基板処理装置であって、前記圧力制御手段が、前記圧力測定手段により計測される前記収容空間内の圧力の変化から前記液膜の溶媒の揮発が終了したことを判断する判断手段をさらに備え、前記判断手段において前記揮発が終了したと判断された後に前記復圧手段を動作させることを特徴とする。
Invention of
請求項3の発明は、請求項2に記載の基板処理装置であって、前記判断手段が、前記圧力測定手段により計測される前記収容空間内の圧力が、前記液膜を形成する材料の飽和蒸気圧より小さい所定の設定圧力値に達した時点で前記液膜の溶媒の揮発が終了したと判断する、ことを特徴とする。 A third aspect of the present invention is the substrate processing apparatus according to the second aspect, wherein the pressure in the housing space measured by the pressure measuring unit is saturated by a material forming the liquid film. It is determined that the volatilization of the solvent of the liquid film is completed when a predetermined set pressure value smaller than the vapor pressure is reached.
請求項4の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の基板処理装置であって、基板を水平に保持可能な基板保持手段と、処理液吐出口を有し、処理液を当該処理液吐出口から前記基板上に連続的に吐出可能な処理液吐出手段と、を相対的に移動させつつ基板に処理液を塗布する塗布処理部と、をさらに備え、前記塗布処理部において処理液を塗布する処理がなされた後の基板が、前記乾燥処理部における乾燥処理に供されることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the substrate processing apparatus according to any one of the first to third aspects, comprising a substrate holding means capable of holding the substrate horizontally, a processing liquid discharge port, and the processing liquid. A treatment processing unit that applies the treatment liquid to the substrate while relatively moving a treatment liquid ejection unit capable of continuously ejecting the treatment liquid from the treatment liquid ejection port onto the substrate; The substrate after the treatment for applying the treatment liquid is subjected to a drying treatment in the drying treatment section.
請求項5の発明は、請求項4に記載の基板処理装置であって、基板に対し加熱処理および冷却処理を行う熱処理部と、露光された基板に対し現像処理を行う現像処理部と、各処理部との間で基板の搬入および搬出を行う搬送部と、をさらに備えることを特徴とする。
Invention of Claim 5 is the substrate processing apparatus of
請求項6の発明は、基板に塗膜を形成する処理を行う方法であって、収容空間内に配置され基板を載置可能な載置部に、液膜を塗布された基板を載置する載置工程と、前記収容空間に不活性気体を供給しつつ当該収容空間を減圧する減圧工程と、前記収容空間の圧力が所定の値以下になった場合に前記収容空間の圧力を大気圧にする復圧工程と、を備えることを特徴とする。
The invention of
請求項7の発明は、請求項6に記載の基板処理方法であって、前記減圧工程が前記収容空間内の圧力を計測しつつ行われ、かつ、前記圧力の変化から、前記液膜中の溶媒の揮発が終了したこと判断する判断工程を備え、前記判断工程にて前記揮発が終了したと判断された後に、前記復圧工程を開始することを特徴とする。 A seventh aspect of the present invention is the substrate processing method according to the sixth aspect, wherein the pressure reducing step is performed while measuring the pressure in the accommodating space, and the change in the pressure causes a change in the liquid film. A determination step of determining that the volatilization of the solvent has been completed, and the decompression step is started after the determination step determines that the volatilization has ended.
請求項8の発明は、請求項7に記載の基板処理方法であって、前記判断工程においては、前記収容空間内の圧力が、前記液膜を形成する材料の飽和蒸気圧より小さい所定の設定圧力値に達した時点で前記液膜の溶媒の揮発が終了したと判断する、ことを特徴とする。 The invention according to an eighth aspect is the substrate processing method according to the seventh aspect, wherein, in the determination step, a predetermined setting in which the pressure in the accommodation space is smaller than a saturated vapor pressure of a material forming the liquid film. When the pressure value is reached, it is determined that the volatilization of the solvent in the liquid film is completed.
請求項1ないし請求項8の発明によれば、減圧乾燥において液膜の表面から溶媒が揮発する際の、収容空間内の圧力の挙動について知ることができるので、圧力を制御しつつ減圧乾燥を行うことができる。 According to the first to eighth aspects of the present invention, it is possible to know the pressure behavior in the housing space when the solvent volatilizes from the surface of the liquid film in the vacuum drying, so that the vacuum drying is performed while controlling the pressure. It can be carried out.
請求項2、請求項3、請求項7、および請求項8の発明によれば、液膜が乾燥状態に達したことを的確に検知でき、処理時間の無駄をなくした処理を行うことができる。
According to the invention of
請求項3および請求項8の発明によれば、圧力が設定圧力値に達したことが確認できれば、液膜が乾燥状態に達したと判断できるので、処理時間の無駄をなくした処理を行うことができる。 According to the third and eighth aspects of the present invention, if it can be confirmed that the pressure has reached the set pressure value, it can be determined that the liquid film has reached the dry state, and therefore processing without wasting processing time is performed. Can do.
<塗布処理部の概要>
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る基板処理装置の塗布処理部1および乾燥処理部6の概要を示す図である。図1(a)は平面図、図1(b)は側面図である。なお、それぞれには、水平面をxy平面、鉛直方向をz軸とした3次元座標を付している。
<Overview of application processing unit>
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a
塗布処理部1は、基板Wを水平に保持する保持部2と、吐出口5からレジスト液を基板上に吐出し、液膜を形成するノズル3とを主として備える。
The
保持部2は、駆動部10の図示を省略する駆動機構により、矢印AR1に示す方向に移動可能となっている。ノズル3は、ノズル駆動部4によって矢印AR2に示す方向に移動可能となっている。ノズル駆動部4は、ベルト駆動による駆動機構であり、ベルト4Bに固定されたノズル3が、ベルト4Bのy軸方向の動作に応じて移動する態様となっている。なお、ノズル3の駆動機構はこれに限定されず、他の公知の駆動機構を採用してもよい。
The
塗布処理部1にてレジスト液を塗布され、液膜を形成された基板Wは、乾燥処理部6に受け渡される。乾燥処理部6の詳細は後述する。
The substrate W on which the resist solution is applied in the
なお、図1においては図示を省略しているが、図2に示すように、レジスト液Rは、レジスト貯留部に備わるポンプ12によって、配管14を経てノズル3に供給されている。ノズル3が矢印AR4に示す塗布動作を行う際、ノズル3にレジスト液Rを供給する配管14の可動部分14Mは、ノズル3の動作に伴って移動する。
Although not shown in FIG. 1, as shown in FIG. 2, the resist solution R is supplied to the
<乾燥処理部の詳細構成>
図3は、乾燥処理部6の全体を示す概略断面図である。この乾燥処理部6は、基板Wを収容保持する容器20と、基板Wに対する乾燥温度を調整可能な加熱ヒータ40と、該加熱ヒータ40による温度調整制御を行う制御部45とを主として備えており、基板Wに塗布されたレジスト液の液膜を低圧化におくことによって溶媒を揮発させ、固化した塗膜を得る、減圧乾燥を行うためのものである。
<Detailed configuration of drying processing section>
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the entire
加熱ヒータ40は、容器20内に収容された基板Wに対する乾燥温度を調整する機能を有している。本実施の形態では、後述する載置部21の下面側及び蓋体30の上面側に加熱ヒータ40が設けられており、加熱ヒータ40で生じた熱が載置部21及び蓋体30内を介して容器20の収容空間23内の気体に伝わる。液膜の乾燥に伴い発生する揮発熟の影響で基板Wおよび載置部21の温度が下がると、液膜中の溶媒の蒸気圧が下がって乾燥しにくくなり、その結果、乾燥処理時間が増加してしまう。加熱ヒータ40にて乾燥温度を調整することにより、これは回避される。また、乾燥温度を調整することによって、容器20の内壁に溶媒が結露することも防止できる。なお、加熱ヒータ40に代わって温度が一定に保たれる温調水を用いて乾燥温度を調整する態様であってもよい。また、加熱ヒータ40が設けられる態様は、上述したものに限られず、例えば、収容空間23内に設けられていてもよい。
The
容器20は、基板Wを気密状態で収容可能に構成されている。具体的には、容器20は、基板Wが載置される載置部21とその載置部21上を覆う蓋体30とを備えている。
The
また、図4には載置部21の平面図を、図5には蓋体30を開いた状態における容器20の断面図を示す。図3〜図5に示すように、載置部21は、略円盤状に形成されており、その上面側中央部に、周囲を周壁部22によって囲まれた所定の収容空間23が形成されている。収容空間23は、基板Wを水平姿勢のままで収容可能な形状及び大きさに形成されている。ここでは、略円形状である基板Wよりも一回り大きな円形穴形状に形成されている。
FIG. 4 is a plan view of the
載置部21のうち収容空間23内の底面24には、基板Wを水平に支持する複数の突起部25と、基板Wの周縁側面に当接して基板Wの水平方向の位置決めを担い、かつ基板の滑りを防止する滑り防止手段として機能する複数の滑り防止ピン26が備わっている。図4は、基板Wが載置されたならばその外周部分に相当する位置に、3つの突起部25が所定間隔をあけて形成され、各突起部25に対応する外側位置に滑り防止ピン26が形成されている場合を示している。
A plurality of
突起部25を具備することにより、基板Wが載置部21に載置されるときは、底面24に直接に面接触するのではなく、複数の突起部25に略点接触の状態にて支持され、底面24から離間して保持されることになる。このように基板Wを支持し、接触部分を最小限に止めることにより、乾燥処理部6から基板Wへの熱伝導に起因して液膜に生ずる温度の不均一、さらにはこれに伴う乾燥後塗膜の膜厚不均一性の増大を防ぐことができる。
By providing the
一方、上述のような略点接触による基板Wの支持は外力に対して不安定であり、例えば後述するような収容空間23からの排気を実行する場合であれば、当該空間内に生じる気流によって、基板Wが滑ってしまい位置ずれを起こす可能性がある。滑り防止ピン26は、これを防止し、基板Wを所定の位置及び姿勢にて保持するために設けられている。これらを保持することは、膜厚不均一性の増大を抑止する一助となる。
On the other hand, the support of the substrate W by the substantially point contact as described above is unstable with respect to an external force. For example, when exhausting from the
また、載置部21には、上記底面24からの出退が自在な突き上げピン27が複数備わっている。突き上げピン27は、収容空間内への基板Wの載置と、収容空間内からの基板Wの取り出しとを担うためのものである。図5において矢印AR5にて示すように、突き上げピン27は、図示を省略する駆動機構により底面24から出退自在となっている。上方へ進出した状態では、基板Wを上方に持ち上げ、下方へ退避した状態では、基板Wを収容空間23内の下方へ移動させて突起部25に支持させる構成となっている。なお、突き上げピン27は加熱ヒータ40にて直接に加熱されないため、基板Wにおいて突き上げピン27と接触する箇所は他の箇所とは温度が異なってしまうことになる。これは上述の突起部25の場合と同様に温度の不均一を生じることになる。本実施の形態においてはこれに起因する膜厚の不均一を回避するために、図4に示すように、3つの突き上げピン27を、基板Wが載置されたならばその外周部分に相当する位置であって、それぞれの突起部25の中間の位置に設けている。
Further, the mounting
さらに、載置部21のうち周壁部22の内面と底面24とが交わる環状部分に沿って、環状スリット28が形成されていると共に、その環状スリット28から載置部21の外面に貫通するエア吸引孔29が形成されている。
Further, an
エア吸引孔29の外側開口部分には、排気手段としての真空ポンプ50が圧調整バルブ51を介して接続されている。真空ポンプ50に排気動作を行わせると、容器20内の気体が排気されることとなる。なお、排気に伴う気流が液膜の上方にて発生すると、液膜表面に気流による流跡が形成されてしまい、その凹凸によって局所的に膜厚が不均一になってしまうが、載置部21においては、環状スリット28を通じて基板Wの周辺部側から気体が排気されるため、基板Wの周りに均等な吸引力を作用させることができ、上述のような流跡の形成を阻止することができる。
A
蓋体30は、載置部21を気密状態に覆い、かつ、その載置部21に対して開閉自在に取付けられる。上記周壁部22の上部は、その外周側部分が内周側部分よりも段落ちした形状を有しており、蓋体30の下面外周部が、これに対応して一段突出した形状を有している。そして、蓋体30の下面外周部を周壁部22の上部に嵌め込むようにして蓋体30を載置部21に取付けると、収容空間23が気密状態に保たれることになる。なお、周壁部22側にはゴム等の弾性部材によるOリング38が設けられており、気密状態をより確実に保つようにしている。
The
なお、蓋体30の開閉動作は、図示省略の駆動部の駆動により行われる。
In addition, the opening / closing operation | movement of the
さらに、蓋体30には、その上下(容器20を基準にするとその内外)に貫通するガス供給孔32が形成されている。このガス供給孔32には、ガス供給手段としての不活性ガス供給源52がリーク量調整バルブ53を介して接続されている。本実施の形態においては、蓋体30を取り付け載置部21を閉じた状態にて、真空ポンプ50により容器20内の空気を排気し、収容空間23を負圧にしつつも、当該不活性ガス供給源52から不活性ガス(例えば窒素ガス等)を前記ガス供給孔32を通じて収容空間23内に導入する。すなわち、不活性ガスにて収容空間内の雰囲気を置換しつつ、収容空間23の排気を行う。不活性ガスは、その湿度、温度等の管理が容易だからである。
Furthermore, a
制御部45は、本装置全体の制御を行うものであり、CPU、ROMおよびRAM等を備え、予め格納されたソフトウェアプログラムによって所定の演算動作を行う一般的なマイクロコンピュータにより構成されている。この制御部45は、後述する一連の動作の制御を行う。
The
また、この容器20には、その収容空間23内の圧力を監視するための圧力計54が設けられている。後述するように、圧力計54によって計測される収容空間23内の圧力値に基づいて、制御部45内に備わる判断部46が、乾燥処理の終了を判断する。
The
<乾燥処理動作>
次に、乾燥処理部6における減圧乾燥処理の動作について説明する。図6は、乾燥処理部6における減圧乾燥処理の流れを示す図である。また、図7は、乾燥処理部6にて減圧を行った場合の、収容空間23内の圧力の時間変化を示す図である。図7においては、縦軸が収容空間23内の圧力、横軸が処理を開始してからの経過時間を表しており、波線が設定圧力曲線61、実線が圧力計54にて計測された収容空間23内の実圧力曲線62を表している。また、説明の便宜上、実圧力曲線62の挙動に応じて、処理の過程を過程I〜過程Vの5つの過程に分けている。
<Drying operation>
Next, the operation of the reduced pressure drying process in the drying
基板Wに対して塗布処理部1にてレジスト液が塗布された後、保持部2により当該基板Wが容器20内に搬送される。基板Wは、載置部21内の突起部25にて支持され、かつ滑り防止ピン26および突き上げピン27にて固定される(ステップS1)。
After the resist solution is applied to the substrate W by the
その後、蓋体30が閉じられて容器20が密閉され(ステップS2)、続いて、真空ポンプ50により容器20内の気体が設定圧力を目指して排気される。同時に、不活性ガスが不活性ガス供給源52から容器20内に導入される(ステップS3)。排気動作は制御部45により制御される。その際、収容空間23内が減圧していくように圧調整バルブ51及びリーク量調整バルブ53の開度は制御されるので、収容空間23内は、不活性ガス雰囲気を保持しつつ減圧されることになる。
Thereafter, the
このステップS3までは、図7の過程Iに相当する。すなわち、設定圧力曲線61に示すように設定圧力PSが与えられ、減圧処理が開始されると、実圧力曲線62が示すように、収容空間23内の圧力は設定圧力PSを目指して急激に低下していく過程である。なお、設定圧力PSは、レジスト液の溶媒の飽和蒸気圧よりも十分小さくする必要がある。また、この過程においては、レジスト液の液膜からの溶媒の揮発が、主として液膜表面から生じている。
The process up to step S3 corresponds to the process I in FIG. That is, when the set pressure PS is given as shown in the
処理開始後、ある一定の時間t1が経過すると、収容空間23内の圧力はほとんど低下せず、一定となる(過程II)。これは、減圧の結果、収容空間23内の圧力が液膜を構成する溶媒の飽和蒸気圧PVに達し、液膜内部からも連続的に溶媒の揮発が生じるためである。ほぼ全ての溶媒が揮発する時間t2までは、排気動作に関わらず飽和蒸気圧PVが保たれることとなる。
When a certain time t1 elapses after the start of processing, the pressure in the
ほぼ全ての溶媒が揮発すると、再び設定圧力PSを目指して減圧していく(過程III)。そして、時間t3が過ぎた後のように、ほぼ設定圧力PSに近い圧力に達すると、圧力の減少が鈍化し、ほぼ一定値に収束する(過程IV)。この時点に達すると、ほぼ完全に固化した塗膜が得られていることになる。 When almost all the solvent is volatilized, the pressure is reduced again to the set pressure PS (process III). Then, when the pressure reaches substantially the set pressure PS as after the time t3 has passed, the decrease in pressure slows down and converges to a substantially constant value (process IV). When this point is reached, an almost completely solidified coating is obtained.
本実施の形態においては、収容空間23内のこうした圧力変化に基づいて、液膜の乾燥が終了したか否か、すなわち、全ての溶媒の揮発が終了したか否かを判断することとなる(ステップS4)。具体的には、乾燥処理の開始後、収容空間23内の圧力変化を圧力計54にて絶えず測定し、実圧力曲線62のような圧力挙動を得る。そして、測定した圧力が設定圧力PSに達したと、判断部46が判断した時点で、乾燥処理を終了すればよいこととなる。図7においては、時間t4が経過してこの状態に達したことを意味する。
In the present embodiment, based on such a pressure change in the
このようにして減圧乾燥が行った後は、不活性ガス供給源52のリーク量調整バルブ53を調整して、不活性ガスを流入させることにより収容空間23を大気圧に復圧し(ステップS5)、基板Wを取り出せば(ステップS6)、処理は乾燥処理は終了する(過程V)。
After drying under reduced pressure in this way, the leakage
なお、不活性ガスによる復圧を実行する代わりに、乾燥処理部6が大気圧用リークバルブを有し、当該大気圧用リークバルブを調整することにより収容空間23内に装置外部の空気が流入して復圧がなされる構成であってもよい。
In addition, instead of performing the decompression by the inert gas, the drying
以上の手順を実行することにより、液膜が乾燥状態に達したことを的確に検知でき、処理時間の無駄をなくした処理を行うことができる。また、排気速度を適宜設定することにより、あるいは段階的に排気速度を変化させつつ排気を行うことにより、排気に伴う気流の発生による液膜の不均一を回避しつつ排気を行うことが望ましい。なお、本実施の形態においては乾燥条件を時間に基づいて設定しないので、乾燥が不完全な状態で終了することもない。 By executing the above procedure, it is possible to accurately detect that the liquid film has reached a dry state, and it is possible to perform processing without wasting processing time. In addition, it is desirable to perform exhaust while avoiding liquid film non-uniformity due to generation of an air flow accompanying exhaust by setting the exhaust speed appropriately or performing exhaust while changing the exhaust speed stepwise. In the present embodiment, the drying conditions are not set based on time, so that drying does not end in an incomplete state.
なお、設定圧力PSに達しなくとも、過程IVにおいて圧力低下が鈍化して、設定圧力PSに近い圧力に達した時点で乾燥処理を終了しても、実質的に大きな問題は生じない。すなわち、図7においては、設定圧力PSに近い到達圧力PFにて圧力がほぼ一定になったと判断して、乾燥処理を終了してもよい。これにより、さらなる処理時間の短縮が可能である。 Even if the set pressure PS is not reached, even if the drying process is terminated when the pressure drop is slowed down in the process IV and reaches a pressure close to the set pressure PS, no substantial problem is caused. That is, in FIG. 7, it may be determined that the pressure has become substantially constant at the ultimate pressure PF close to the set pressure PS, and the drying process may be terminated. As a result, the processing time can be further shortened.
<装置の全体構成>
上述のような構成を有する塗布処理部1および乾燥処理部6は、基板に対するフォトリソグラフィー処理を行う種々の装置に組み込んで機能させることが可能である。
<Overall configuration of device>
The
図8は、そうしたフォトリソグラフィー処理を行う装置の一例としての、基板処理装置70の構成の概略を示す図である。図8には、図1と同様に3次元座標系を付している。基板処理装置70は、基板Wに対しレジスト塗布処理や現像処理を行う装置であって、基板の搬出入を行うインデクサIDと、基板に処理を行う複数の処理ユニットからなる第1処理部群PG1,第2処理部群PG2と、図示を省略する露光装置(ステッパ)との基板の受け渡しを行うインターフェイスIFと、第1処理部群PG1と、第2処理部群PG2とに挟まれた搬送ロボットTRとを備えている。
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a
インデクサIDは、複数の基板を収納可能なキャリアCRを載置し、未処理基板を当該キャリアから搬送ロボットTRに払い出すとともに処理済基板を搬送ロボットTRから受け取ってキャリアに格納する。 The indexer ID places a carrier CR that can store a plurality of substrates, dispenses an unprocessed substrate from the carrier to the transport robot TR, and receives a processed substrate from the transport robot TR and stores it in the carrier.
インターフェイスIFは、基板処理装置70と図外の露光装置との間で基板の授受を行う機能を有する。また、インターフェイスIFは、図示は省略するが、露光装置との受け渡しタイミングの調整を行うべく、露光前後の基板を一時的にストックする機能を有している。
The interface IF has a function of transferring a substrate between the
また基板処理装置70は、基板に処理を行うための複数の処理ユニットを備えており、そのうちの一部が第1処理部群PG1を構成し、残部が第2処理部群PG2を構成する。図9は、第1処理部群PG1および第2処理部群PG2の構成を示す図である。第1処理部群PG1は、塗布処理ユニットSC1、SC2と、その上方に3列3段に積層された熱処理ユニットとから構成されている。この塗布処理ユニットSC1およびSC2が、本実施の形態に係る塗布処理部1および乾燥処理部6により構成されるものである。
In addition, the
なお、図9においては、図示の便宜上処理ユニットを平面的に配置しているが、実際にはこれらは高さ方向(z軸方向)に積層されているものである。 In FIG. 9, the processing units are arranged in a plane for convenience of illustration, but in actuality, these are stacked in the height direction (z-axis direction).
熱処理ユニットとしては、下から順に冷却ユニットCP1、密着強化ユニットAH、加熱ユニットHP1が積層された列と、冷却ユニットCP2、加熱ユニットHP2、加熱ユニットHP3が積層された列と、冷却ユニットCP3、加熱ユニットHP4、加熱ユニットHP5が積層された列とが設けられている。 As the heat treatment units, the cooling unit CP1, the adhesion strengthening unit AH, the heating unit HP1 are stacked in order from the bottom, the cooling unit CP2, the heating unit HP2, the heating unit HP3 are stacked, the cooling unit CP3, and the heating unit. A row in which the units HP4 and the heating units HP5 are stacked is provided.
同様に、第2処理部群PG2は、現像処理ユニットSD1,SD2とその上方に3列3段に積層された熱処理ユニットとから構成されている。現像処理ユニットSD1,SD2は、露光後の基板上に現像液を供給することによって現像処理を行う、いわゆるスピンデベロッパである。熱処理ユニットとしては、下から順に冷却ユニットCP4、露光後ベークユニットPEB、加熱ユニットHP6が積層された列と、冷却ユニットCP5、加熱ユニットHP7、加熱ユニットHP8が積層された列と、冷却ユニットCP6、加熱ユニットHP9、加熱ユニットHP10が積層された列とが設けられている。 Similarly, the second processing section group PG2 includes development processing units SD1 and SD2 and heat treatment units stacked in three rows and three stages above the development processing units SD1 and SD2. The development processing units SD1 and SD2 are so-called spin developers that perform development processing by supplying a developer onto the exposed substrate. As the heat treatment units, the cooling unit CP4, the post-exposure bake unit PEB, the heating unit HP6 are stacked in order from the bottom, the cooling unit CP5, the heating unit HP7, the heating unit HP8 are stacked, the cooling unit CP6, A heating unit HP9 and a row in which the heating units HP10 are stacked are provided.
加熱ユニットHP1〜HP10は、基板を加熱して所定の温度にまで昇温する、いわゆるホットプレートである。また、密着強化ユニットAHおよび露光後ベークユニットPEBもそれぞれレジスト塗布処理前および露光直後に基板を加熱する加熱ユニットである。冷却ユニットCP1〜CP6は、基板を冷却して所定の温度にまで降温するとともに、基板を当該所定の温度に維持する、いわゆるクールプレートである。 The heating units HP1 to HP10 are so-called hot plates that heat a substrate and raise the temperature to a predetermined temperature. Further, the adhesion strengthening unit AH and the post-exposure bake unit PEB are heating units that heat the substrate before the resist coating process and immediately after the exposure, respectively. The cooling units CP1 to CP6 are so-called cool plates that cool the substrate to a predetermined temperature and maintain the substrate at the predetermined temperature.
なお、塗布処理ユニットおよび現像処理ユニットの直上には、温湿度の管理されたクリーンエアーのダウンフローを形成するフィルタファンユニットFFUが設けられている。また、図示を省略しているが、搬送ロボットTRが配置された搬送空間の上方にも、フィルタファンユニットが設けられている。 A filter fan unit FFU that forms a downflow of clean air whose temperature and humidity are controlled is provided immediately above the coating processing unit and the development processing unit. Although not shown, a filter fan unit is also provided above the transfer space where the transfer robot TR is arranged.
1 塗布処理部
2 保持部
3 ノズル
5 吐出口
6 乾燥処理部
12 ポンプ
14 配管
20 容器
21 載置部
22 周壁部
23 収容空間
24 底面
25 突起部
26 滑り防止ピン
27 突き上げピン
30 蓋体
32 ガス供給孔
40 加熱ヒータ
51 圧調整バルブ
53 リーク量調整バルブ
54 圧力計
61 設定圧力曲線
62 実圧力曲線
AR1〜AR5 矢印
PF 基準到達圧力
PS 設定圧力
PV 飽和蒸気圧
R レジスト液
S1〜S6 ステップ
W 基板
t1〜t4 時間
DESCRIPTION OF
Claims (8)
液膜を塗布された基板を載置可能な載置部を内部に含む収容空間と、
前記収容空間内の気体を排気可能な排気手段と、
前記載置部の温度を調整する温度調整手段と、
前記収容空間に対し不活性気体を供給する気体供給手段と、
前記収容空間の圧力を大気圧にする復圧手段と、
前記収容空間の圧力を測定する圧力測定手段と、
前記排気手段、前記気体供給手段、および前記復圧手段を制御する圧力制御手段と、
を含む乾燥処理部を備え、
前記圧力制御手段は、
前記気体供給手段に前記不活性気体を供給させつつ前記排気手段に排気させることによって前記収容空間を減圧し、前記圧力測定手段により計測される前記収容空間の圧力が所定の値以下になった場合に前記復圧手段を動作させて前記収容空間の圧力を大気圧にする、
ことを特徴とする基板処理装置。 An apparatus for processing a substrate,
A housing space including a placement portion on which a substrate coated with a liquid film can be placed; and
Exhaust means capable of exhausting the gas in the accommodation space;
Temperature adjusting means for adjusting the temperature of the mounting portion, and
Gas supply means for supplying an inert gas to the housing space;
Return pressure means for setting the pressure of the accommodation space to atmospheric pressure;
Pressure measuring means for measuring the pressure of the housing space;
Pressure control means for controlling the exhaust means, the gas supply means, and the return pressure means;
Including a drying processing unit including
The pressure control means includes
When the storage space is depressurized by exhausting the exhaust gas while supplying the inert gas to the gas supply device, and the pressure of the storage space measured by the pressure measurement device becomes a predetermined value or less. Operating the return pressure means to bring the pressure of the accommodation space to atmospheric pressure,
A substrate processing apparatus.
前記圧力制御手段が、
前記圧力測定手段により計測される前記収容空間内の圧力の変化から前記液膜の溶媒の揮発が終了したことを判断する判断手段をさらに備え、
前記判断手段において前記揮発が終了したと判断された後に前記復圧手段を動作させることを特徴とする基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 1,
The pressure control means;
A judgment means for judging that the volatilization of the solvent of the liquid film is completed from a change in pressure in the accommodation space measured by the pressure measurement means;
The substrate processing apparatus, wherein the decompression means is operated after the judgment means judges that the volatilization has ended.
前記判断手段が、前記圧力測定手段により計測される前記収容空間内の圧力が、前記液膜を形成する材料の飽和蒸気圧より小さい所定の設定圧力値に達した時点で前記液膜の溶媒の揮発が終了したと判断する、
ことを特徴とする基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 2,
When the pressure in the accommodation space measured by the pressure measuring means reaches a predetermined set pressure value that is smaller than the saturated vapor pressure of the material forming the liquid film, the determination means Judge that the volatilization has ended,
A substrate processing apparatus.
基板を水平に保持可能な基板保持手段と、
処理液吐出口を有し、処理液を当該処理液吐出口から前記基板上に連続的に吐出可能な処理液吐出手段と、
を相対的に移動させつつ基板に処理液を塗布する塗布処理部と、
をさらに備え、
前記塗布処理部において処理液を塗布する処理がなされた後の基板が、前記乾燥処理部における乾燥処理に供されることを特徴とする基板処理装置。 A substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A substrate holding means capable of holding the substrate horizontally;
A processing liquid discharge means having a processing liquid discharge port and capable of continuously discharging the processing liquid from the processing liquid discharge port onto the substrate;
A coating processing unit that applies the processing liquid to the substrate while relatively moving the substrate,
Further comprising
The substrate processing apparatus, wherein the substrate after the processing of applying the processing liquid in the coating processing unit is subjected to a drying process in the drying processing unit.
基板に対し加熱処理および冷却処理を行う熱処理部と、
露光された基板に対し現像処理を行う現像処理部と、
各処理部との間で基板の搬入および搬出を行う搬送部と、
をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 4,
A heat treatment section for performing heat treatment and cooling treatment on the substrate;
A development processing unit for performing development processing on the exposed substrate;
A transport unit that carries in and out the substrate to and from each processing unit;
A substrate processing apparatus further comprising:
収容空間内に配置され基板を載置可能な載置部に、液膜を塗布された基板を載置する載置工程と、
前記収容空間に不活性気体を供給しつつ当該収容空間を減圧する減圧工程と、
前記収容空間の圧力が所定の値以下になった場合に前記収容空間の圧力を大気圧にする復圧工程と、
を備えることを特徴とする基板処理方法。 A method of performing a process of forming a coating film on a substrate,
A placement step of placing a substrate coated with a liquid film on a placement portion disposed within the accommodation space and capable of placing the substrate;
A depressurization step of depressurizing the housing space while supplying an inert gas to the housing space;
A return pressure step for bringing the pressure of the accommodation space to atmospheric pressure when the pressure of the accommodation space becomes a predetermined value or less;
A substrate processing method comprising:
前記減圧工程が前記収容空間内の圧力を計測しつつ行われ、
かつ、
前記圧力の変化から、前記液膜中の溶媒の揮発が終了したこと判断する判断工程を備え、
前記判断工程にて前記揮発が終了したと判断された後に、前記復圧工程を開始することを特徴とする基板処理方法。 The substrate processing method according to claim 6, comprising:
The depressurization step is performed while measuring the pressure in the accommodation space,
And,
A determination step of determining from the change in pressure that the solvent in the liquid film has been volatilized,
A substrate processing method, comprising: starting the return pressure step after it is determined in the determining step that the volatilization has ended.
前記判断工程においては、前記収容空間内の圧力が、前記液膜を形成する材料の飽和蒸気圧より小さい所定の設定圧力値に達した時点で前記液膜の溶媒の揮発が終了したと判断する、
ことを特徴とする基板処理方法。
The substrate processing method according to claim 7, comprising:
In the determination step, it is determined that the volatilization of the solvent in the liquid film is completed when the pressure in the accommodation space reaches a predetermined set pressure value that is smaller than the saturated vapor pressure of the material forming the liquid film. ,
And a substrate processing method.
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JP2014135393A (en) * | 2013-01-10 | 2014-07-24 | Denso Corp | Organic material coating apparatus and organic material coating method using the same |
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