JP2006216886A - チャック、処理ユニット、基板処理装置およびチャック面洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の裏面に吸着跡を付けることのないチャックを提供する。
【解決手段】基板の裏面を真空吸着して固定保持するスピンチャックの吸着面３２ｄには、樹脂材料を切削加工したときの削り屑や樹脂に含まれる成分の粒子等の異物９９が付着している。そのような吸着面３２ｄを導電性ポリマーを主成分とする光硬化型のアクリル系樹脂の樹脂膜３９によって被覆する。これにより、吸着面３２ｄに付着していた異物９９を樹脂膜３９によって覆って表面に露出させないようにすることができ、その結果、スピンチャックの吸着面３２ｄに基板を真空吸着したときにも、その裏面に異物９９が付着したりキズを付けたりするのを防ぐことができ、吸着跡の付着を防止することができる。
【選択図】図９

Description

本発明は、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等（以下、単に「基板」と称する）を真空吸着することによって固定保持するチャック、そのチャックを組み込んだ処理ユニットおよび基板処理装置、並びに該チャックの吸着面を洗浄するチャック面洗浄方法に関する。

周知のように、半導体や液晶ディスプレイなどの製品は、上記基板に対して洗浄、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、層間絶縁膜の形成、熱処理、ダイシングなどの一連の諸処理を施すことにより製造されている。これらの諸処理のうちには、例えば回転式レジスト塗布やエッジ露光のように、基板を回転させつつ行う処理も多く含まれている。基板を回転させるときには、チャックによって基板を確実に固定保持する。基板を保持するチャックとして、例えば特許文献１には、半導体ウエハの裏面を真空吸着するタイプのものが開示されている。このような真空吸着タイプのチャックは、基板の裏面を吸着面に当接させた状態にて、吸着面の一部から真空吸引することによって該基板を固定保持する。

特開平５−１３６０３９号公報

しかしながら、上記真空吸着タイプのチャックは基板の裏面に吸着跡を付けてしまうという問題があった。真空吸着タイプのチャックは、樹脂材料を切削加工した後に特に吸着面を研磨することによって製作されるが、その吸着面には樹脂に含まれる成分の粒子や加工時の削り粉等の種々の異物が埋まった状態となっている。そして、そのような吸着面に基板の裏面が当接して真空吸引によって押圧されると、それら種々の異物が付着したり、或いは基板裏面にキズを付けることとなり、その結果吸着跡が残ることとなっていた。

従来は、パターンを形成しない基板の裏面に多少の吸着跡が残ったとしてもそれ程大きな問題として認識されていなかったが、近年はパターンの微細化の進展に伴って基板裏面にわずかな吸着跡を残すことさえも極力防止することが強く望まれている。すなわち、近年はパターンの微細化に伴って露光時における焦点深度の精度がシビアなものとなりつつあるが、基板裏面にわずかでも吸着跡が付いていると露光時の基板の高さ位置が微妙に狂い、その結果露光機の焦点ずれを生じることがある。また、熱処理時には、基板裏面の異物やキズに熱集中が発生し、そこを起点にしてウェハ割れを生じることも判明している。このため、真空吸着タイプのチャックによって基板を保持するときにも吸着痕を残さないことが強く要望されているのである。

現状は、吸着面に対して高精度の研磨を行うとともに、顕微鏡観察による確認まで行って吸着面に埋まっている異物を極力取り除くことにより、吸着跡をなるべく低減するようにしている。しかしながら、このような手法はチャック製作のコストを著しく増大させるという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、基板の裏面に吸着跡を付けることのないチャック、およびそのチャックを組み込んだ処理ユニット、基板処理装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、基板の裏面に吸着跡を付着させることを防止できるチャック面洗浄方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板を吸着面に真空吸着することによって固定保持するチャックにおいて、前記チャックの本体を形成する樹脂とは異なる樹脂膜によって前記吸着面を被覆している。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係るチャックにおいて、前記チャックの本体をカーボン粒子を含有したポリエーテルエーテルケトンによって形成し、前記樹脂膜をアクリル系樹脂の膜としている。

また、請求項３の発明は、基板に所定の処理を行う処理ユニットにおいて、請求項１または請求項２の発明に係るチャックと、前記チャックを回転させる回転手段と、前記チャックに保持された基板に対して前記所定の処理を実行する処理手段と、を備える。

また、請求項４の発明は、基板に所定の処理を行う基板処理装置において、装置外部から受け取った未処理基板を装置内部に導入するとともに、処理済基板を装置外部に搬出するインデクサと、請求項３の発明に係る処理ユニットと、前記インデクサと前記処理ユニットとの間で基板を搬送する搬送手段と、を備える。

また、請求項５の発明は、基板を真空吸着することによって固定保持するチャックの吸着面に付着した異物を除去するチャック面洗浄方法において、前記吸着面にパック剤を塗布する工程と、前記パック剤を乾燥させた後に前記吸着面から剥がす工程と、を備える。

請求項１の発明によれば、吸着面を樹脂膜によって被覆しているため、吸着面に付着した削り屑等の異物を樹脂膜によって覆うことにより、それら異物に起因した吸着跡の付着を防止することができる。

また、請求項２の発明によれば、チャックの本体をカーボン粒子を含有したポリエーテルエーテルケトンによって形成し、樹脂膜をアクリル系樹脂の膜としているため、吸着面に付着したポリエーテルエーテルケトンの削り屑やカーボン粒子等の異物をアクリル系樹脂の樹脂膜によって覆うことにより、それら異物に起因した吸着跡の付着を防止することができる。

また、請求項３の発明によれば、請求項１または請求項２の発明に係るチャックと、そのチャックを回転させる回転手段と、該チャックに保持された基板に対して所定の処理を実行する処理手段と、を備えるため、処理ユニットでの処理時に基板の裏面に吸着跡を付着させることを防止することができる。

また、請求項４の発明によれば、装置外部から受け取った未処理基板を装置内部に導入するとともに、処理済基板を装置外部に搬出するインデクサと、請求項３の発明に係る処理ユニットと、インデクサと処理ユニットとの間で基板を搬送する搬送手段と、を備えるため、基板処理装置での処理時に基板の裏面に吸着跡を付着させることを防止することができる。

また、請求項５の発明によれば、吸着面にパック剤を塗布してを乾燥させた後に吸着面から剥がすため、吸着面に付着した削り屑等の異物がパック剤に粘着して吸着面から剥離され、それら異物に起因した吸着跡の付着を防止することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。

＜１．基板処理装置全体の構成および動作＞
図１は、本実施形態の基板処理装置の平面図である。また、図２は基板処理装置の液処理部の正面図であり、図３は熱処理部の正面図であり、図４は基板載置部の周辺構成を示す図である。なお、図１から図４にはそれらの方向関係を明確にするためＺ軸方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ直交座標系を付している。

本実施形態の基板処理装置は、半導体ウェハ等の基板に反射防止膜やフォトレジスト膜を塗布形成するとともに、パターン露光後の基板に現像処理を行う装置である。なお、本発明に係る基板処理装置の処理対象となる基板は半導体ウェハに限定されるものではなく、液晶表示器用のガラス基板等であっても良い。また、本発明に係る基板処理装置の処理内容は塗布膜形成や現像処理に限定されるものではなく、エッチング処理や洗浄処理であっても良い。

本実施形態の基板処理装置は、インデクサブロック１、バークブロック２、レジスト塗布ブロック３、現像処理ブロック４、インターフェイスブロック５および検査ブロックＩＢの６つの処理ブロックを並設して構成されている。インターフェイスブロック５には本基板処理装置とは別体の外部装置である露光装置（ステッパ）が接続配置されている。

インデクサブロック１は、複数のキャリアＣ（本実施形態では４個）を並べて載置する載置台１１と、各キャリアＣから未処理の基板Ｗを取り出すとともに、各キャリアＣに処理済みの基板Ｗを収納する基板移載機構１２とを備えている。基板移載機構１２は、載置台１１に沿って（Ｙ方向に沿って）水平移動可能な可動台１２ａを備えており、この可動台１２ａに基板Ｗを水平姿勢で保持する保持アーム１２ｂが搭載されている。保持アーム１２ｂは、可動台１２ａ上を昇降（Ｚ方向）移動、水平面内の旋回移動、および旋回半径方向に進退移動可能に構成されている。これにより、基板移載機構１２は、保持アーム１２ｂを各キャリアＣにアクセスさせて未処理の基板Ｗの取り出しおよび処理済みの基板Ｗの収納を行うことができる。なお、キャリアＣの形態としては、基板Ｗを密閉空間に収納するＦＯＵＰ(front opening unified pod)の他に、ＳＭＩＦ(Standard Mechanical Inter Face)ポッドや収納基板Ｗを外気に曝すＯＣ(open cassette)であっても良い。

インデクサブロック１に隣接してバークブロック２が設けられている。インデクサブロック１とバークブロック２との間には、雰囲気遮断用の隔壁１３が設けられている。この隔壁１３にインデクサブロック１とバークブロック２との間で基板Ｗの受け渡しを行うために基板Ｗを載置する２つの基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２が上下に積層して設けられている。

上側の基板載置部ＰＡＳＳ１は、インデクサブロック１からバークブロック２へ基板Ｗを搬送するために使用される。基板載置部ＰＡＳＳ１は３本の支持ピンを備えており、インデクサブロック１の基板移載機構１２はキャリアＣから取り出した未処理の基板Ｗを基板載置部ＰＡＳＳ１の３本の支持ピン上に載置する。そして、基板載置部ＰＡＳＳ１に載置された基板Ｗを後述するバークブロック２の搬送ロボットＴＲ１が受け取る。一方、下側の基板載置部ＰＡＳＳ２は、バークブロック２からインデクサブロック１へ基板Ｗを搬送するために使用される。基板載置部ＰＡＳＳ２も３本の支持ピンを備えており、バークブロック２の搬送ロボットＴＲ１は処理済みの基板Ｗを基板載置部ＰＡＳＳ２の３本の支持ピン上に載置する。そして、基板載置部ＰＡＳＳ２に載置された基板Ｗを基板移載機構１２が受け取ってキャリアＣに収納する。なお、後述する基板載置部ＰＡＳＳ３〜ＰＡＳＳ１２の構成も基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２と同じである。

基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２は、隔壁１３の一部に部分的に貫通して設けられている。また、基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２には、基板Ｗの有無を検出する光学式のセンサ（図示省略）が設けられており、各センサの検出信号に基づいて基板移載機構１２やバークブロック２の搬送ロボットＴＲ１が、基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２に対して基板Ｗを受け渡しできる状態にあるか否かを判断する。

次に、バークブロック２について説明する。バークブロック２は、露光時に発生する定在波やハレーションを減少させるために、フォトレジスト膜の下地に反射防止膜を塗布形成するための処理ブロックである。バークブロック２は、基板Ｗの表面に反射防止膜を塗布形成するための下地塗布処理部ＢＲＣと、反射防止膜の塗布形成に付随する熱処理を行う２つの熱処理タワー２１，２１と、下地塗布処理部ＢＲＣおよび熱処理タワー２１，２１に対して基板Ｗの受け渡しを行う搬送ロボットＴＲ１とを備える。

バークブロック２においては、搬送ロボットＴＲ１を挟んで下地塗布処理部ＢＲＣと熱処理タワー２１，２１とが対向して配置されている。具体的には、下地塗布処理部ＢＲＣが装置正面側に、２つの熱処理タワー２１，２１が装置背面側に、それぞれ位置している。また、熱処理タワー２１，２１の正面側には図示しない熱隔壁を設けている。下地塗布処理部ＢＲＣと熱処理タワー２１，２１とを隔てて配置するとともに熱隔壁を設けることにより、熱処理タワー２１，２１から下地塗布処理部ＢＲＣに熱的影響を与えることを回避しているのである。

下地塗布処理部ＢＲＣは、図２に示すように、同様の構成を備えた３つの塗布処理ユニットＢＲＣ１，ＢＲＣ２，ＢＲＣ３を下から順に積層配置して構成されている。なお、３つの塗布処理ユニットＢＲＣ１，ＢＲＣ２，ＢＲＣ３を特に区別しない場合はこれらを総称して下地塗布処理部ＢＲＣとする。各塗布処理ユニットＢＲＣ１，ＢＲＣ２，ＢＲＣ３は、基板Ｗを略水平姿勢で吸着保持して略水平面内にて回転させるスピンチャック２２、このスピンチャック２２上に保持された基板Ｗ上に反射防止膜用の塗布液を吐出する塗布ノズル２３、スピンチャック２２を回転駆動させるスピンモータ（図示省略）およびスピンチャック２２上に保持された基板Ｗの周囲を囲繞するカップ（図示省略）等を備えている。

図３に示すように、インデクサブロック１に近い側の熱処理タワー２１には、基板Ｗを所定の温度にまで加熱する６個のホットプレートＨＰ１〜ＨＰ６と、加熱された基板Ｗを冷却して所定の温度にまで降温するとともに基板Ｗを当該所定の温度に維持するクールプレートＣＰ１〜ＣＰ３とが設けられている。この熱処理タワー２１には、下から順にクールプレートＣＰ１〜ＣＰ３、ホットプレートＨＰ１〜ＨＰ６が積層配置されている。一方、インデクサブロック１から遠い側の熱処理タワー２１には、レジスト膜と基板Ｗとの密着性を向上させるためにＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）の蒸気雰囲気で基板Ｗを熱処理する３個の密着強化処理部ＡＨＬ１〜ＡＨＬ３が下から順に積層配置されている。なお、図３において「×」印で示した箇所には配管配線部や、予備の空きスペースが割り当てられている。

このように塗布処理ユニットＢＲＣ１〜ＢＲＣ３や熱処理ユニット（ホットプレートＨＰ１〜ＨＰ６、クールプレートＣＰ１〜ＣＰ３、密着強化処理部ＡＨＬ１〜ＡＨＬ３）を多段に積層配置することにより、基板処理装置の占有スペースを小さくしてフットプリントを削減することができる。また、２つの熱処理タワー２１，２１を並設することによって、熱処理ユニットのメンテナンスが容易になるとともに、熱処理ユニットに必要なダクト配管や給電設備をあまり高い位置にまで引き延ばす必要がなくなるという利点がある。

図５は、搬送ロボットＴＲ１を説明するための図である。図５（ａ）は搬送ロボットＴＲ１の平面図であり、（ｂ）は搬送ロボットＴＲ１の正面図である。搬送ロボットＴＲ１は、基板Ｗを略水平姿勢で保持する２個の保持アーム６ａ，６ｂを上下に近接させて備えている。保持アーム６ａ，６ｂは、先端部が平面視で「Ｃ」字形状になっており、この「Ｃ」字形状のアームの内側から内方に突き出た複数本のピン７で基板Ｗの周縁を下方から支持するようになっている。

搬送ロボットＴＲ１の基台８は装置基台（装置フレーム）に対して固定設置されている。この基台８上に、ガイド軸９ｃが立設されるとともに、螺軸９ａが回転可能に立設支持されている。また、基台８には螺軸９ａを回転駆動するモータ９ｂが固定設置されている。そして、螺軸９ａには昇降台１０ａが螺合されるとともに、昇降台１０ａはガイド軸９ｃに対して摺動自在とされている。このような構成により、モータ９ｂが螺軸９ａを回転駆動することにより、昇降台１０ａがガイド軸９ｃに案内されて鉛直方向（Ｚ方向）に昇降移動するようになっている。

また、昇降台１０ａ上にアーム基台１０ｂが鉛直方向に沿った軸心周りに旋回可能に搭載されている。昇降台１０ａには、アーム基台１０ｂを旋回駆動するモータ１０ｃが内蔵されている。そして、このアーム基台１０ｂ上に上述した２個の保持アーム６ａ，６ｂが上下に配設されている。各保持アーム６ａ，６ｂは、アーム基台１０ｂに装備されたスライド駆動機構（図示省略）によって、それぞれ独立して水平方向（アーム基台１０ｂの旋回半径方向）に進退移動可能に構成されている。

このような構成によって、図５（ａ）に示すように、搬送ロボットＴＲ１は２個の保持アーム６ａ，６ｂをそれぞれ個別に基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２、熱処理タワー２１に設けられた熱処理ユニット、下地塗布処理部ＢＲＣに設けられた塗布処理ユニットおよび後述する基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４に対してアクセスさせて、それらとの間で基板Ｗの授受を行うことができる。

次に、レジスト塗布ブロック３について説明する。バークブロック２と検査ブロックＩＢとの間に挟み込まれるようにしてレジスト塗布ブロック３が設けられている。このレジスト塗布ブロック３とバークブロック２との間にも、雰囲気遮断用の隔壁２５が設けられている。この隔壁２５にバークブロック２とレジスト塗布ブロック３との間で基板Ｗの受け渡しを行うために基板Ｗを載置する２つの基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４が上下に積層して設けられている。基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４は、上述した基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２と同様の構成を備えている。

上側の基板載置部ＰＡＳＳ３は、バークブロック２からレジスト塗布ブロック３へ基板Ｗを搬送するために使用される。すなわち、バークブロック２の搬送ロボットＴＲ１が基板載置部ＰＡＳＳ３に載置した基板Ｗをレジスト塗布ブロック３の搬送ロボットＴＲ２が受け取る。一方、下側の基板載置部ＰＡＳＳ４は、レジスト塗布ブロック３からバークブロック２へ基板Ｗを搬送するために使用される。すなわち、レジスト塗布ブロック３の搬送ロボットＴＲ２が基板載置部ＰＡＳＳ４に載置した基板Ｗをバークブロック２の搬送ロボットＴＲ１が受け取る。

基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４は、隔壁２５の一部に部分的に貫通して設けられている。また、基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４には、基板Ｗの有無を検出する光学式のセンサ（図示省略）が設けられており、各センサの検出信号に基づいて搬送ロボットＴＲ１，ＴＲ２が基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４に対して基板Ｗを受け渡しできる状態にあるか否かを判断する。さらに、基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４の下側には、基板Ｗを大まかに冷却するための水冷式の２つのクールプレートＷＣＰが隔壁２５を貫通して上下に設けられている。

レジスト塗布ブロック３は、バークブロック２にて反射防止膜が塗布形成された基板Ｗ上にフォトレジスト膜を塗布形成するための処理ブロックである。なお、本実施形態では、フォトレジストとして化学増幅型レジストを用いている。レジスト塗布ブロック３は、下地塗布された反射防止膜の上にフォトレジスト膜を塗布形成するレジスト塗布処理部ＳＣと、レジスト塗布処理に付随する熱処理を行う２つの熱処理タワー３１，３１と、レジスト塗布処理部ＳＣおよび熱処理タワー３１，３１に対して基板Ｗの受け渡しを行う搬送ロボットＴＲ２とを備える。

レジスト塗布ブロック３においては、搬送ロボットＴＲ２を挟んでレジスト塗布処理部ＳＣと熱処理タワー３１，３１とが対向して配置されている。具体的には、レジスト塗布処理部ＳＣが装置正面側に、２つの熱処理タワー３１，３１が装置背面側に、それぞれ位置している。また、熱処理タワー３１，３１の正面側には図示しない熱隔壁を設けている。レジスト塗布処理部ＳＣと熱処理タワー３１，３１とを隔てて配置するとともに熱隔壁を設けることにより、熱処理タワー３１，３１からレジスト塗布処理部ＳＣに熱的影響を与えることを回避しているのである。

レジスト塗布処理部ＳＣは、図２に示すように、同様の構成を備えた３つの塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３を下から順に積層配置して構成されている。なお、３つの塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３を特に区別しない場合はこれらを総称してレジスト塗布処理部ＳＣとする。各塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３は、基板Ｗを略水平姿勢で吸着保持して略水平面内にて回転させるスピンチャック３２、このスピンチャック３２上に保持された基板Ｗ上にフォトレジストを吐出する塗布ノズル３３等を備えている。なお、塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３の構成についてはさらに後述する。

図３に示すように、インデクサブロック１に近い側の熱処理タワー３１には、基板Ｗを所定の温度にまで加熱する６個の加熱部ＰＨＰ１〜ＰＨＰ６が下から順に積層配置されている。一方、インデクサブロック１から遠い側の熱処理タワー３１には、加熱された基板Ｗを冷却して所定の温度にまで降温するとともに基板Ｗを当該所定の温度に維持するクールプレートＣＰ４〜ＣＰ９が下から順に積層配置されている。

各加熱部ＰＨＰ１〜ＰＨＰ６は、基板Ｗを載置して加熱処理を行う通常のホットプレートの他に、そのホットプレートと隔てられた上方位置に基板Ｗを載置しておく基板仮置部と、該ホットプレートと基板仮置部との間で基板Ｗを搬送するローカル搬送機構３４（図１参照）とを備えた熱処理ユニットである。ローカル搬送機構３４は、昇降移動および進退移動が可能に構成されるとともに、冷却水を循環させることによって搬送過程の基板Ｗを冷却する機構を備えている。

ローカル搬送機構３４は、上記ホットプレートおよび基板仮置部を挟んで搬送ロボットＴＲ２とは反対側、すなわち装置背面側に設置されている。そして、基板仮置部は搬送ロボットＴＲ２側およびローカル搬送機構３４側の双方に対して開口している一方、ホットプレートはローカル搬送機構３４側のみ開口し、搬送ロボットＴＲ２側には閉塞している。従って、基板仮置部に対しては搬送ロボットＴＲ２およびローカル搬送機構３４の双方がアクセスできるが、ホットプレートに対してはローカル搬送機構３４のみがアクセス可能である。

このような構成を備える各加熱部ＰＨＰ１〜ＰＨＰ６に基板Ｗを搬入するときには、まず搬送ロボットＴＲ２が基板仮置部に基板Ｗを載置する。そして、ローカル搬送機構３４が基板仮置部から基板Ｗを受け取ってホットプレートまで搬送し、該基板Ｗに加熱処理が施される。ホットプレートでの加熱処理が終了した基板Ｗは、ローカル搬送機構３４によって取り出されて基板仮置部まで搬送される。このときに、ローカル搬送機構３４が備える冷却機能によって基板Ｗが冷却される。その後、基板仮置部まで搬送された熱処理後の基板Ｗが搬送ロボットＴＲ２によって取り出される。

このように、加熱部ＰＨＰ１〜ＰＨＰ６においては、搬送ロボットＴＲ２が常温の基板仮置部に対して基板Ｗの受け渡しを行うだけで、ホットプレートに対する基板Ｗの受け渡しを行わないため、搬送ロボットＴＲ２の温度上昇を抑制することができる。また、ホットプレートはローカル搬送機構３４側のみ開口しているため、ホットプレートから漏出した熱雰囲気によって搬送ロボットＴＲ２やレジスト塗布処理部ＳＣが悪影響を受けることが防止される。なお、クールプレートＣＰ４〜ＣＰ９に対しては搬送ロボットＴＲ２が直接基板Ｗの受け渡しを行う。

搬送ロボットＴＲ２の構成は、搬送ロボットＴＲ１と全く同じである。よって、搬送ロボットＴＲ２は２個の保持アームをそれぞれ個別に基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４、熱処理タワー３１に設けられた熱処理ユニット、レジスト塗布処理部ＳＣに設けられた塗布処理ユニットおよび後述する基板載置部ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６に対してアクセスさせて、それらとの間で基板Ｗの授受を行うことができる。

次に、検査ブロックＩＢについて説明する。レジスト塗布ブロック３と現像処理ブロック４との間に挟み込まれるようにして検査ブロックＩＢが設けられている。レジスト塗布ブロック３と検査ブロックＩＢとの間にも、雰囲気遮断用の隔壁３５が設けられている。この隔壁３５にレジスト塗布ブロック３と検査ブロックＩＢとの間で基板Ｗの受け渡しを行うために基板Ｗを載置する２つの基板載置部ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６が上下に積層して設けられている。基板載置部ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６は、上述した基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２と同様の構成を備えている。

上側の基板載置部ＰＡＳＳ５は、レジスト塗布ブロック３から検査ブロックＩＢへ基板Ｗを搬送するために使用される。すなわち、レジスト塗布ブロック３の搬送ロボットＴＲ２が基板載置部ＰＡＳＳ５に載置した基板Ｗを検査ブロックＩＢの搬送ロボットＴＲ５が受け取る。一方、下側の基板載置部ＰＡＳＳ６は、検査ブロックＩＢからレジスト塗布ブロック３へ基板Ｗを搬送するために使用される。すなわち、検査ブロックＩＢの搬送ロボットＴＲ５が基板載置部ＰＡＳＳ６に載置した基板Ｗをレジスト塗布ブロック３の搬送ロボットＴＲ２が受け取る。

基板載置部ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６は、隔壁３５の一部に部分的に貫通して設けられている。また、基板載置部ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６には、基板Ｗの有無を検出する光学式のセンサ（図示省略）が設けられており、各センサの検出信号に基づいて搬送ロボットＴＲ２，ＴＲ５が基板載置部ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６に対して基板Ｗを受け渡しできる状態にあるか否かを判断する。さらに、基板載置部ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６の下側には、基板Ｗを大まかに冷却するための水冷式の２つのクールプレートＷＣＰが隔壁３５を貫通して上下に設けられている。

検査ブロックＩＢは、一連のフォトリソグラフィー処理が完了した基板Ｗまたはその処理途中の基板Ｗの検査を行うための処理ブロックである。検査ブロックＩＢは、膜厚測定ユニット８０と、線幅測定ユニット８５と、マクロ欠陥検査ユニット９０と、検査用バッファ９５と、それらに対して基板Ｗの受け渡しを行う搬送ロボットＴＲ５とを備える。なお、搬送ロボットＴＲ５は、上述した搬送ロボットＴＲ１，ＴＲ２と全く同じ構成を有する。

図２に示すように、膜厚測定ユニット８０は検査ブロックＩＢの装置正面側下段に配置されている。膜厚測定ユニット８０は、膜厚測定器８１を備えており、基板Ｗ上に塗布されたレジストの膜厚を光学的に測定する。線幅測定ユニット８５は、検査ブロックＩＢの装置正面側上段に配置されている。線幅測定ユニット８５は、線幅測定器８６を備えており、現像処理後の基板Ｗ上に形成されたパターンの線幅を光学的に測定する。

一方、図３に示すように、マクロ欠陥検査ユニット９０は検査ブロックＩＢの装置背面側下段に配置されている。マクロ欠陥検査ユニット９０は、マクロ欠陥検査器９１を備えており、基板Ｗ上に現出した比較的大きな欠陥、例えばパーティクルの付着やレジストの塗布ムラを光学的に検出する。また、マクロ欠陥検査ユニット９０の上方、すなわち検査ブロックＩＢの装置背面側上段には検査用バッファ９５が２列に配置されている。検査用バッファ９５は、複数枚の基板Ｗを多段に収納できる収納棚によって構成されている。検査用バッファ９５は、膜厚測定ユニット８０、線幅測定ユニット８５、マクロ欠陥検査ユニット９０のいずれかにて基板Ｗの検査が行われているときに、そのユニットにて検査を行うべき後続の基板Ｗを一時的に収納保管しておくものである。

なお、膜厚測定ユニット８０、線幅測定ユニット８５、マクロ欠陥検査ユニット９０の配置位置は上記の例に限定されるものではなく、それらを相互に入れ替えた配置であっても良い。

搬送ロボットＴＲ５の構成は、搬送ロボットＴＲ１と全く同じである。よって、搬送ロボットＴＲ５は２個の保持アームをそれぞれ個別に基板載置部ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６、膜厚測定ユニット８０、線幅測定ユニット８５、マクロ欠陥検査ユニット９０、検査用バッファ９５および後述する基板載置部ＰＡＳＳ７，ＰＡＳＳ８に対してアクセスさせて、それらとの間で基板Ｗの授受を行うことができる。

次に、現像処理ブロック４について説明する。検査ブロックＩＢとインターフェイスブロック５との間に挟み込まれるようにして現像処理ブロック４が設けられている。検査ブロックＩＢと現像処理ブロック４との間にも、雰囲気遮断用の隔壁４５が設けられている。この隔壁４５に検査ブロックＩＢと現像処理ブロック４との間で基板Ｗの受け渡しを行うために基板Ｗを載置する２つの基板載置部ＰＡＳＳ７，ＰＡＳＳ８が上下に積層して設けられている。基板載置部ＰＡＳＳ７，ＰＡＳＳ８は、上述した基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２と同様の構成を備えている。

上側の基板載置部ＰＡＳＳ７は、検査ブロックＩＢから現像処理ブロック４へ基板Ｗを搬送するために使用される。すなわち、検査ブロックＩＢの搬送ロボットＴＲ５が基板載置部ＰＡＳＳ７に載置した基板Ｗを現像処理ブロック４の搬送ロボットＴＲ３が受け取る。一方、下側の基板載置部ＰＡＳＳ８は、現像処理ブロック４から検査ブロックＩＢへ基板Ｗを搬送するために使用される。すなわち、現像処理ブロック４の搬送ロボットＴＲ３が基板載置部ＰＡＳＳ８に載置した基板Ｗを検査ブロックＩＢの搬送ロボットＴＲ５が受け取る。

基板載置部ＰＡＳＳ７，ＰＡＳＳ８は、隔壁４５の一部に部分的に貫通して設けられている。また、基板載置部ＰＡＳＳ７，ＰＡＳＳ８には、基板Ｗの有無を検出する光学式のセンサ（図示省略）が設けられており、各センサの検出信号に基づいて搬送ロボットＴＲ５，ＴＲ３が基板載置部ＰＡＳＳ７，ＰＡＳＳ８に対して基板Ｗを受け渡しできる状態にあるか否かを判断する。さらに、基板載置部ＰＡＳＳ７，ＰＡＳＳ８の下側には、基板Ｗを大まかに冷却するための水冷式の２つのクールプレートＷＣＰが隔壁４５を貫通して上下に設けられている。

現像処理ブロック４は、露光された基板Ｗに対して現像処理を行うための処理ブロックである。現像処理ブロック４は、パターンが露光された基板Ｗに対して現像液を供給して現像処理を行う現像処理部ＳＤと、現像処理に付随する熱処理を行う２つの熱処理タワー４１，４２と、現像処理部ＳＤおよび熱処理タワー４１，４２に対して基板Ｗの受け渡しを行う搬送ロボットＴＲ３とを備える。なお、搬送ロボットＴＲ３は、上述した搬送ロボットＴＲ１と全く同じ構成を有する。

現像処理部ＳＤは、図２に示すように、同様の構成を備えた５つの現像処理ユニットＳＤ１，ＳＤ２，ＳＤ３，ＳＤ４，ＳＤ５を下から順に積層配置して構成されている。なお、５つの現像処理ユニットＳＤ１〜ＳＤ５を特に区別しない場合はこれらを総称して現像処理部ＳＤとする。各現像処理ユニットＳＤ１〜ＳＤ５は、基板Ｗを略水平姿勢で吸着保持して略水平面内にて回転させるスピンチャック４３、このスピンチャック４３上に保持された基板Ｗ上に現像液を供給するノズル４４、スピンチャック４３を回転駆動させるスピンモータ（図示省略）およびスピンチャック４３上に保持された基板Ｗの周囲を囲繞するカップ（図示省略）等を備えている。

図３に示すように、インデクサブロック１に近い側の熱処理タワー４１には、基板Ｗを所定の温度にまで加熱する５個のホットプレートＨＰ７〜ＨＰ１１と、加熱された基板Ｗを冷却して所定の温度にまで降温するとともに基板Ｗを当該所定の温度に維持するクールプレートＣＰ１０〜ＣＰ１２とが設けられている。この熱処理タワー４１には、下から順にクールプレートＣＰ１０〜ＣＰ１２、ホットプレートＨＰ７〜ＨＰ１１が積層配置されている。一方、インデクサブロック１から遠い側の熱処理タワー４２には、６個の加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２とクールプレートＣＰ１３とが積層配置されている。各加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２は、上述した加熱部ＰＨＰ１〜ＰＨＰ６と同様に、基板仮置部およびローカル搬送機構を備えた熱処理ユニットである。但し、各加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２の基板仮置部はインターフェイスブロック５の搬送ロボットＴＲ４の側には開口しているが、現像処理ブロック４の搬送ロボットＴＲ３の側には閉塞している。つまり、加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２に対してはインターフェイスブロック５の搬送ロボットＴＲ４はアクセス可能であるが、現像処理ブロック４の搬送ロボットＴＲ３はアクセス不可である。なお、熱処理タワー４１に組み込まれた熱処理ユニットに対しては現像処理ブロック４の搬送ロボットＴＲ３がアクセスする。

また、熱処理タワー４２には、現像処理ブロック４と、これに隣接するインターフェイスブロック５との間で基板Ｗの受け渡しを行うための２つの基板載置部ＰＡＳＳ９，ＰＡＳＳ１０が上下に近接して組み込まれている。上側の基板載置部ＰＡＳＳ９は、現像処理ブロック４からインターフェイスブロック５へ基板Ｗを搬送するために使用される。すなわち、現像処理ブロック４の搬送ロボットＴＲ３が基板載置部ＰＡＳＳ９に載置した基板Ｗをインターフェイスブロック５の搬送ロボットＴＲ４が受け取る。一方、下側の基板載置部ＰＡＳＳ１０は、インターフェイスブロック５から現像処理ブロック４へ基板Ｗを搬送するために使用される。すなわち、インターフェイスブロック５の搬送ロボットＴＲ４が基板載置部ＰＡＳＳ１０に載置した基板Ｗを現像処理ブロック４の搬送ロボットＴＲ３が受け取る。なお、基板載置部ＰＡＳＳ９，ＰＡＳＳ１０は、現像処理ブロック４の搬送ロボットＴＲ３およびインターフェイスブロック５の搬送ロボットＴＲ４の両側に対して開口している。

次に、インターフェイスブロック５について説明する。インターフェイスブロック５は、現像処理ブロック４に隣接して設けられ、本基板処理装置とは別体の外部装置である露光装置に対して基板Ｗの受け渡しを行うブロックである。本実施形態のインターフェイスブロック５には、露光装置との間で基板Ｗの受け渡しを行うための搬送機構５５の他に、フォトレジスト膜が形成された基板Ｗの周縁部を露光する２つのエッジ露光部ＥＥＷと、現像処理ブロック４内に配設された加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２およびエッジ露光部ＥＥＷに対して基板Ｗを受け渡しする搬送ロボットＴＲ４とを備えている。

エッジ露光部ＥＥＷは、図２に示すように、基板Ｗを略水平姿勢で吸着保持して略水平面内にて回転させるスピンチャック５６や、このスピンチャック５６に保持された基板Ｗの周縁に光を照射して露光する光照射器５７などを備えている。２つのエッジ露光部ＥＥＷは、インターフェイスブロック５の中央部に上下に積層配置されている。このエッジ露光部ＥＥＷと現像処理ブロック４の熱処理タワー４２とに隣接して配置されている搬送ロボットＴＲ４は上述した搬送ロボットＴＲ１と同様の構成を備えている。

また、図２に示すように、２つのエッジ露光部ＥＥＷの下側には基板戻し用のリターンバッファＲＢＦが設けられ、さらにその下側には２つの基板載置部ＰＡＳＳ１１，ＰＡＳＳ１２が上下に積層して設けられている。リターンバッファＲＢＦは、何らかの障害によって現像処理ブロック４が基板Ｗの現像処理を行うことができない場合に、現像処理ブロック４の加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２で露光後の加熱および冷却処理を行った後に、その基板Ｗを一時的に収納保管しておくものである。このリターンバッファＲＢＦは、複数枚の基板Ｗを多段に収納できる収納棚によって構成されている。また、上側の基板載置部ＰＡＳＳ１１は搬送ロボットＴＲ４から搬送機構５５に基板Ｗを渡すために使用するものであり、下側の基板載置部ＰＡＳＳ１２は搬送機構５５から搬送ロボットＴＲ４に基板Ｗを渡すために使用するものである。なお、リターンバッファＲＢＦに対しては搬送ロボットＴＲ４がアクセスを行う。

搬送機構５５は、図２に示すように、Ｙ方向に水平移動可能な可動台５５ａを備え、この可動台５５ａ上に基板Ｗを保持する保持アーム５５ｂを搭載している。保持アーム５５ｂは、可動台５５ａに対して昇降移動、旋回動作および旋回半径方向への進退移動が可能に構成されている。このような構成によって、搬送機構５５は、露光装置との間で基板Ｗの受け渡しを行うとともに、基板載置部ＰＡＳＳ１１，ＰＡＳＳ１２に対する基板Ｗの受け渡しと、基板送り用のセンドバッファＳＢＦに対する基板Ｗの収納および取り出しを行う。センドバッファＳＢＦは、露光装置が基板Ｗの受け入れをできないときに、露光処理前の基板Ｗを一時的に収納保管するもので、複数枚の基板Ｗを多段に収納できる収納棚によって構成されている。

以上のインデクサブロック１、バークブロック２、レジスト塗布ブロック３、現像処理ブロック４、インターフェイスブロック５および検査ブロックＩＢには常に清浄空気がダウンフローとして供給されており、各ブロック内でパーティクルの巻き上がりや気流によるプロセスへの悪影響を回避している。また、各ブロック内は装置の外部環境に対して若干陽圧に保たれ、外部環境からのパーティクルや汚染物質の進入などを防いでいる。

また、上述したインデクサブロック１、バークブロック２、レジスト塗布ブロック３、現像処理ブロック４、インターフェイスブロック５および検査ブロックＩＢは、本実施形態の基板処理装置を機構的に分割した単位である。各ブロックは、各々個別のブロック用フレーム（枠体）に組み付けられ、各ブロック用フレームを連結して基板処理装置が構成されている。

一方、本実施形態では、基板搬送に係る搬送制御単位を機械的に分割したブロックとは別に構成している。本明細書では、このような基板搬送に係る搬送制御単位を「セル」と称する。１つのセルは、基板に所定の処理を行う複数の処理部とそれら複数の処理部に対して基板の搬送を行う搬送ロボットとを含んで構成されている。そして、上述した各基板載置部が、セル内に基板Ｗを受け入れるための入口基板載置部またはセルから基板Ｗを払い出すための出口基板載置部として機能する。そして、セル間の基板Ｗの受け渡しも基板載置部を介して行われる。なお、本明細書では熱処理ユニット、塗布・現像処理ユニット、エッジ露光部の他に単に基板Ｗを載置するだけの基板載置部等も搬送対象部という意味において「処理部」に含め、また、基板移載機構１２や搬送機構５５も基板搬送を行うため搬送ロボットに含める。

本実施形態の基板処理装置には、インデクサセル、バークセル、レジスト塗布セル、検査セル、現像処理セル、露光後ベークセルおよびインターフェイスセルの７つのセルが含まれている。インデクサセルは、載置台１１と基板移載機構１２とを含み、結果的に機械的に分割した単位であるインデクサブロック１と同じ構成となっている。また、バークセルは、下地塗布処理部ＢＲＣと２つの熱処理タワー２１，２１と搬送ロボットＴＲ１とを含む。このバークセルも、結果として機械的に分割した単位であるバークブロック２と同じ構成になっている。また、レジスト塗布セルは、レジスト塗布処理部ＳＣと２つの熱処理タワー３１，３１と搬送ロボットＴＲ２とを含む。このレジスト塗布セルも、結果として機械的に分割した単位であるレジスト塗布ブロック３と同じ構成になっている。さらに、検査セルは、膜厚測定ユニット８０と、線幅測定ユニット８５とマクロ欠陥検査ユニット９０と検査用バッファ９５と搬送ロボットＴＲ５とを含む。この検査セルも、結果として機械的に分割した単位である検査ブロックＩＢと同じ構成になっている。

一方、現像処理セルは、現像処理部ＳＤと熱処理タワー４１と搬送ロボットＴＲ３とを含む。上述したように、搬送ロボットＴＲ３は熱処理タワー４２の加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２に対してアクセスすることができず、現像処理セルに熱処理タワー４２は含まれない。この点において、現像処理セルは機械的に分割した単位である現像処理ブロック４と異なる。

また、露光後ベークセルは、現像処理ブロック４に位置する熱処理タワー４２と、インターフェイスブロック５に位置するエッジ露光部ＥＥＷと搬送ロボットＴＲ４とを含む。すなわち、露光後ベークセルは、機械的に分割した単位である現像処理ブロック４とインターフェイスブロック５とにまたがるものである。このように露光後加熱処理を行う加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２と搬送ロボットＴＲ４とを含んで１つのセルを構成しているので、露光後の基板Ｗを速やかに加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２に搬入して熱処理を行うことができる。このような構成は、パターンの露光を行った後なるべく速やかに加熱処理を行う必要のある化学増幅型レジストを使用した場合に好適である。

なお、熱処理タワー４２に含まれる基板載置部ＰＡＳＳ９，ＰＡＳＳ１０は現像処理セルの搬送ロボットＴＲ３と露光後ベークセルの搬送ロボットＴＲ４との間の基板Ｗの受け渡しのために介在する。

インターフェイスセルは、外部装置である露光装置に対して基板Ｗの受け渡しを行う搬送機構５５を含んで構成されている。このインターフェイスセルは、搬送ロボットＴＲ４やエッジ露光部ＥＥＷを含まない点で、機械的に分割した単位であるインターフェイスブロック５とは異なる構成となっている。なお、エッジ露光部ＥＥＷの下方に設けられた基板載置部ＰＡＳＳ１１，ＰＡＳＳ１２は露光後ベークセルの搬送ロボットＴＲ４とインターフェイスセルの搬送機構５５との間の基板Ｗの受け渡しのために介在する。

次に、本実施形態の基板処理装置全体の動作について簡単に説明する。まず、装置外部から未処理の基板ＷがキャリアＣの収納された状態でインデクサブロック１に搬入される。続いて、インデクサセル（インデクサブロック１）の基板移載機構１２が所定のキャリアＣから未処理の基板Ｗを取り出し、上側の基板載置部ＰＡＳＳ１に載置する。基板載置部ＰＡＳＳ１に未処理の基板Ｗが載置されると、バークセルの搬送ロボットＴＲ１が保持アーム６ａ，６ｂのうちの一方を使用してその基板Ｗを受け取る。そして、搬送ロボットＴＲ１は受け取った未処理の基板Ｗを塗布処理ユニットＢＲＣ１〜ＢＲＣ３のいずれかに搬送する。塗布処理ユニットＢＲＣ１〜ＢＲＣ３では、基板Ｗに反射防止膜用の塗布液が回転塗布される。

塗布処理が終了した後、基板Ｗは搬送ロボットＴＲ１によってホットプレートＨＰ１〜ＨＰ６のいずれかに搬送される。ホットプレートにて基板Ｗが加熱されることによって、塗布液が乾燥されて基板Ｗ上に下地の反射防止膜が形成される。その後、搬送ロボットＴＲ１によってホットプレートから取り出された基板ＷはクールプレートＣＰ１〜ＣＰ３のいずれかに搬送されて冷却される。なお、このときにクールプレートＷＣＰによって基板Ｗを冷却するようにしても良い。冷却後の基板Ｗは搬送ロボットＴＲ１によって基板載置部ＰＡＳＳ３に載置される。

また、基板載置部ＰＡＳＳ１に載置された未処理の基板Ｗを搬送ロボットＴＲ１が密着強化処理部ＡＨＬ１〜ＡＨＬ３のいずれかに搬送するようにしても良い。密着強化処理部ＡＨＬ１〜ＡＨＬ３では、ＨＭＤＳの蒸気雰囲気で基板Ｗを熱処理してレジスト膜と基板Ｗとの密着性を向上させる。密着強化処理の終了した基板Ｗは搬送ロボットＴＲ１によって取り出され、クールプレートＣＰ１〜ＣＰ３のいずれかに搬送されて冷却される。密着強化処理が行われた基板Ｗには反射防止膜を形成しないため、冷却後の基板Ｗは搬送ロボットＴＲ１によって直接基板載置部ＰＡＳＳ３に載置される。

また、反射防止膜用の塗布液を塗布する前に脱水処理を行うようにしても良い。この場合はまず、基板載置部ＰＡＳＳ１に載置された未処理の基板Ｗを搬送ロボットＴＲ１が密着強化処理部ＡＨＬ１〜ＡＨＬ３のいずれかに搬送する。密着強化処理部ＡＨＬ１〜ＡＨＬ３では、ＨＭＤＳの蒸気を供給することなく基板Ｗに単に脱水のための加熱処理（デハイドベーク）を行う。脱水のための加熱処理の終了した基板Ｗは搬送ロボットＴＲ１によって取り出され、クールプレートＣＰ１〜ＣＰ３のいずれかに搬送されて冷却される。冷却後の基板Ｗは搬送ロボットＴＲ１によって塗布処理ユニットＢＲＣ１〜ＢＲＣ３のいずれかに搬送され、反射防止膜用の塗布液が回転塗布される。その後、基板Ｗは搬送ロボットＴＲ１によってホットプレートＨＰ１〜ＨＰ６のいずれかに搬送され、加熱処理によって基板Ｗ上に下地の反射防止膜が形成される。さらにその後、搬送ロボットＴＲ１によってホットプレートから取り出された基板ＷはクールプレートＣＰ１〜ＣＰ３のいずれかに搬送されて冷却された後、基板載置部ＰＡＳＳ３に載置される。

基板Ｗが基板載置部ＰＡＳＳ３に載置されると、レジスト塗布セルの搬送ロボットＴＲ２がその基板Ｗを受け取って塗布処理ユニットＳＣ１〜ＳＣ３のいずれかに搬送する。塗布処理ユニットＳＣ１〜ＳＣ３では、基板Ｗにフォトレジストが回転塗布される。なお、レジスト塗布処理には精密な基板温調が要求されるため、基板Ｗを塗布処理ユニットＳＣ１〜ＳＣ３に搬送する直前にクールプレートＣＰ４〜ＣＰ９のいずれかに搬送するようにしても良い。

レジスト塗布処理が終了した後、基板Ｗは搬送ロボットＴＲ２によって加熱部ＰＨＰ１〜ＰＨＰ６のいずれかに搬送される。加熱部ＰＨＰ１〜ＰＨＰ６にて基板Ｗが加熱処理されることにより、フォトレジスト中の溶媒成分が除去されて基板Ｗ上にレジスト膜が形成される。その後、搬送ロボットＴＲ２によって加熱部ＰＨＰ１〜ＰＨＰ６から取り出された基板ＷはクールプレートＣＰ４〜ＣＰ９のいずれかに搬送されて冷却される。冷却後の基板Ｗは搬送ロボットＴＲ２によって基板載置部ＰＡＳＳ５に載置される。

レジスト膜が形成された基板Ｗが基板載置部ＰＡＳＳ５に載置されると、検査セルの搬送ロボットＴＲ５がその基板Ｗを受け取って膜厚測定ユニット８０に搬送する。膜厚測定ユニット８０は、基板Ｗ上に塗布されたレジストの膜厚を測定することによって所定範囲の膜厚のレジスト膜が形成されているか否かを検査する。膜厚検査が終了した基板Ｗは搬送ロボットＴＲ５によって膜厚測定ユニット８０から取り出され、基板載置部ＰＡＳＳ７に載置される。

基板載置部ＰＡＳＳ７に基板Ｗが載置されると、現像処理セルの搬送ロボットＴＲ３がその基板Ｗを受け取ってそのまま基板載置部ＰＡＳＳ９に載置する。そして、基板載置部ＰＡＳＳ９に載置された基板Ｗは露光後ベークセルの搬送ロボットＴＲ４によって受け取られ、エッジ露光部ＥＥＷに搬入される。エッジ露光部ＥＥＷにおいては、基板Ｗの周縁部の露光処理が行われる。エッジ露光処理が終了した基板Ｗは搬送ロボットＴＲ４によって基板載置部ＰＡＳＳ１１に載置される。そして、基板載置部ＰＡＳＳ１１に載置された基板Ｗはインターフェイスセルの搬送機構５５によって受け取られ、装置外の露光装置に搬入され、パターン露光処理に供される。

パターン露光処理が終了した基板Ｗは再びインターフェイスセルに戻され、搬送機構５５によって基板載置部ＰＡＳＳ１２に載置される。露光後の基板Ｗが基板載置部ＰＡＳＳ１２に載置されると、露光後ベークセルの搬送ロボットＴＲ４がその基板Ｗを受け取って加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２のいずれかに搬送する。加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２では、露光時の光化学反応によって生じた生成物をレジスト膜内に均一に拡散させるための加熱処理(Post Exposure Bake)が行われる。露光後加熱処理が終了した基板Ｗは搬送ロボットＴＲ４によって取り出され、クールプレートＣＰ１３に搬送されて冷却される。冷却後の基板Ｗは搬送ロボットＴＲ４によって基板載置部ＰＡＳＳ１０に載置される。

基板載置部ＰＡＳＳ１０に基板Ｗが載置されると、現像処理セルの搬送ロボットＴＲ３がその基板Ｗを受け取って現像処理ユニットＳＤ１〜ＳＤ５のいずれかに搬送する。現像処理ユニットＳＤ１〜ＳＤ５では、基板Ｗに現像液を供給して現像処理を進行させる。やがて現像処理が終了した後、基板Ｗは搬送ロボットＴＲ３によってホットプレートＨＰ７〜ＨＰ１１のいずれかに搬送されて加熱され、さらにその後クールプレートＣＰ１０〜ＣＰ１２のいずれかに搬送されて冷却される。冷却後の基板Ｗは搬送ロボットＴＲ３によって基板載置部ＰＡＳＳ８に載置される。

現像処理後の基板Ｗが基板載置部ＰＡＳＳ８に載置されると、検査セルの搬送ロボットＴＲ５がその基板Ｗを受け取って線幅測定ユニット８５に搬送する。線幅測定ユニット８５は、現像処理後の基板Ｗ上に形成されたパターンの線幅を測定することによって所定範囲の線幅のパターン形成がなされているか否かを検査する。線幅検査が終了した基板Ｗは搬送ロボットＴＲ５によって線幅測定ユニット８５から取り出され、マクロ欠陥検査ユニット９０に搬送される。マクロ欠陥検査ユニット９０は、基板Ｗ上に現出した比較的大きな欠陥（マクロ欠陥）の有無を検査する。マクロ欠陥検査が終了した基板Ｗは搬送ロボットＴＲ５によってマクロ欠陥検査ユニット９０から取り出され、基板載置部ＰＡＳＳ６に載置される。

基板載置部ＰＡＳＳ６に載置された基板Ｗは、レジスト塗布セルの搬送ロボットＴＲ２によってそのまま基板載置部ＰＡＳＳ４に載置される。さらに、基板載置部ＰＡＳＳ４に載置された基板Ｗは、バークセルの搬送ロボットＴＲ１によってそのまま基板載置部ＰＡＳＳ２に載置される。基板載置部ＰＡＳＳ２に載置された処理済みの基板Ｗはインデクサセルの基板移載機構１２によって所定のキャリアＣに収納される。その後、所定枚数の処理済み基板Ｗが収納されたキャリアＣが装置外部に搬出されて一連のフォトリソグラフィー処理が完了する。

＜２．塗布処理ユニットの構成＞
次に、塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３の構成についてさらに説明を続ける。図６は、塗布処理ユニットＳＣ１の概略構成を示す図である。なお、塗布処理ユニットＳＣ２，ＳＣ３についても塗布処理ユニットＳＣ１と同様の構成を備えている。

塗布処理ユニットＳＣ１は、基板Ｗを吸着保持するスピンチャック３２と、スピンチャック３２を回転させる電動モータ３７と、スピンチャック３２に保持された基板Ｗに対してフォトレジストを吐出する塗布ノズル３３と、スピンチャック３２に保持された基板Ｗの周囲を囲繞するカップ３６とを備えている。

スピンチャック３２は円盤状の部材である。図７はスピンチャック３２の平面図であり、図８はスピンチャック３２の側断面図である。スピンチャック３２の上面、すなわち吸着面３２ｄの周縁部に沿って円環状にエッジ部３２ａが突設されている。基板Ｗの裏面が吸着面３２ｄのエッジ部３２ａに当接することによって、その裏面と吸着面３２ｄとの間に密閉空間が形成される。

また、エッジ部３２ａによって囲まれた吸着面３２ｄの内側領域には複数の突起３２ｂが突設されている。図７に示すように、多数の突起３２ｂがスピンチャック３２の回転中心を中心とする同心円状に配置されている。吸着面３２ｄを基準とした各突起３２ｂの高さは、エッジ部３２ａの高さと等しくされている。

吸着面３２ｄの中心部（回転中心部）には、吸引口３２ｃが穿設されている。吸引口３２ｃは、回転シャフト３８の中空部分に設けられた吸引管３８ａと連通されている。吸引管３８ａは、図外の例えば真空ポンプと連通接続されている。基板Ｗの裏面を吸着面３２ｄのエッジ部３２ａに当接させた状態にて当該真空ポンプを作動させることにより、基板Ｗの裏面と吸着面３２ｄとの間に形成された密閉空間から吸引口３２ｃを介して空気が排気され、当該密閉空間が負圧となって基板Ｗがスピンチャック３２の吸着面３２ｄに真空吸着されることとなる。このときに、複数の突起３２ｂのそれぞれも基板Ｗの裏面に当接しているため、真空吸着されたときに基板Ｗの中央部が凹状に撓むことが防止される。このようにして、基板Ｗはスピンチャック３２に真空吸着されて固定保持される。

図６に戻り、スピンチャック３２の中心部下面側には回転シャフト３８が垂設されている。上述の如く、回転シャフト３８は中空の円筒状部材であり、その中空部分には吸引管３８ａが設けられている。回転シャフト３８は、電動モータ３７のモータ軸と連結されている。電動モータ３７が回転駆動すると、その駆動力は回転シャフト３８に伝達され、回転シャフト３８、スピンチャック３２とともにそれに吸着保持された基板Ｗが水平面内にて鉛直方向に沿った軸を中心として回転される。

また、スピンチャック３２およびそれに吸着保持された基板Ｗを囲繞するようにカップ３６が配置されている。カップ３６は、図示を省略する昇降機構によって昇降自在に構成されている。搬送ロボットＴＲ２が塗布処理ユニットＳＣ１に対して基板Ｗを受け渡す際にはカップ３６がスピンチャック３２よりも下方に下降し、レジスト塗布処理を行う際にはスピンチャック３２およびそれに吸着保持された基板Ｗの側方を取り囲む位置に（図６に示す位置に）上昇する。カップ３６が上昇した状態にてレジスト塗布処理を行うと、回転するスピンチャック３２およびそれに保持された基板Ｗから飛散するフォトレジストがカップ３６の内壁面によって受け止められるため、薬液の飛沫等がカップ３６の外部に拡散することを防止できる。

塗布ノズル３３には、図外のレジスト供給源から配管を介してフォトレジストが送給される。また、塗布ノズル３３は、基板Ｗの回転中心上方位置とカップ３６よりも外側位置との間で移動するように構成されている。スピンチャック３２に吸着保持された基板Ｗを電動モータ３７によって回転させつつ、その回転中心上方に位置させた塗布ノズル３３からフォトレジストを吐出すると、基板Ｗの上面に滴下されたフォトレジストが遠心力によって基板上面に拡布される。これによってレジスト塗布処理が実行される。

ところで、本実施形態のスピンチャック３２は、例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等の樹脂材料を切削加工によって図７，８に示すような形状に加工し、さらに切削面を研磨して製作される。使用されるＰＥＥＫ材には、スピンチャック３２が高速回転したときに空気との摩擦によって帯電するのを防止するために、カーボン粒子が分散して含有されている。ＰＥＥＫ材を切削加工すると、そのようなカーボン粒子が表面に現出する。また、切削加工時の削り屑などもスピンチャック３２の表面には付着している。スピンチャック３２の吸着面３２ｄにこれらカーボン粒子や削り屑等の異物が付着していると、基板Ｗの裏面に吸着跡を付ける原因となることは既述した通りである。このような異物は、研磨によってある程度低減されるものの、完全に取り除くことは容易ではない。

そこで、本実施形態においては、図９に示すように、スピンチャック３２の吸着面３２ｄを樹脂膜３９によって被覆している。この樹脂膜３９は、導電性ポリマーを主成分とする光硬化型のアクリル系樹脂である。すなわち、バインダーとしてのアクリル系光硬化樹脂に主成分である導電性ポリマーと分散材としてのアクリル系ポリマーとを混合したものをスピンチャック３２の吸着面３２ｄにコーティングして光照射によって硬化させて樹脂膜３９を成膜している。樹脂膜３９の膜厚は数μｍ程度である。

スピンチャック３２の本体を形成する樹脂（本実施形態ではＰＥＥＫ）とは異なる材質（本実施形態ではアクリル系樹脂）の樹脂膜３９によって吸着面３２ｄを被覆することにより、吸着面３２ｄに付着していたカーボン粒子や切り屑等の異物９９を表面に露出させないようにすることができる。これにより、スピンチャック３２の吸着面３２ｄに基板Ｗを真空吸着したときにも、その裏面に異物９９が付着したりキズを付けたりするのを防ぐことができ、吸着跡の付着を防止することができる。その結果、吸着跡に起因した露光時の焦点ずれや熱処理時のウェハ割れを防止することができる。

＜３．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、スピンチャック３２の吸着面３２ｄを樹脂膜３９によってコーティングすることにより異物９９を表面に露出させないようにしていたが、これに代えて以下のようにして異物９９を除去するようにしてもよい。まず、図１０（ａ）に示すように、切削加工および研磨によって成型されたスピンチャック３２の吸着面３２ｄの全面にパック剤９８を塗布する。パック剤９８は、美容目的で一般的に使用されているフェイスパックと同様のものである。続いて、パック剤９８を乾燥させた後、図１０（ｂ）に示すように、パック剤９８を吸着面３２ｄから剥離する。このときに、吸着面３２ｄに露出していた異物９９はパック剤９８の裏面に粘着されてパック剤９８とともに吸着面３２ｄから剥離される。その結果、スピンチャック３２の吸着面３２ｄから異物９９が除去される。

このようにしても上記実施形態と同様に、吸着面３２ｄの表面に異物９９が露出させないようにすることができ、基板Ｗの裏面に異物９９が付着したりキズを付けたりするのを防ぐことができ、吸着跡の付着を防止することができる。

また、本発明に係るチャックを採用した処理ユニットは塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３に限定されるものではなく、塗布処理ユニットＢＲＣ１，ＢＲＣ２，ＢＲＣ３、現像処理ユニットＳＤ１〜ＳＤ５またはエッジ露光部ＥＥＷであっても良く、基板Ｗを吸着保持して回転させる処理ユニットであれば良い。

さらに、本発明に係るチャックによって保持対象となる基板Ｗは半導体ウエハに限定されるものではなく、液晶ガラス基板であっても良い。

本実施形態の基板処理装置の平面図である。 図１の基板処理装置の液処理部の正面図である。 図１の基板処理装置の熱処理部の正面図である。 図１の基板処理装置の基板載置部の周辺構成を示す図である。 図１の基板処理装置の搬送ロボットを説明するための図である。 塗布処理ユニットの概略構成を示す図である。 図６の塗布処理ユニットのスピンチャックの平面図である。 図６の塗布処理ユニットのスピンチャックの側断面図である。 スピンチャックの吸着面を樹脂膜によって被覆した状態を示す図である。 パック剤によって吸着面の異物を除去する様子を示す図である。

符号の説明

１ インデクサブロック
２ バークブロック
３ レジスト塗布ブロック
４ 現像処理ブロック
５ インターフェイスブロック
３２ スピンチャック
３２ｄ 吸着面
３３ 塗布ノズル
３６ カップ
３７ 電動モータ
３９ 樹脂膜
９８ パック剤
９９ 異物
ＳＣ１〜ＳＣ３ 塗布処理ユニット
ＩＢ 検査ブロック
ＴＲ１〜ＴＲ５ 搬送ロボット
Ｗ 基板

Claims (5)

1. 基板を吸着面に真空吸着することによって固定保持するチャックであって、
   前記チャックの本体を形成する樹脂とは異なる樹脂膜によって前記吸着面を被覆したことを特徴とするチャック。
2. 請求項１記載のチャックにおいて、
   前記チャックの本体はカーボン粒子を含有したポリエーテルエーテルケトンによって形成され、
   前記樹脂膜は、アクリル系樹脂の膜であることを特徴とするチャック。
3. 基板に所定の処理を行う処理ユニットであって、
   請求項１または請求項２に記載されたチャックと、
   前記チャックを回転させる回転手段と、
   前記チャックに保持された基板に対して前記所定の処理を実行する処理手段と、
   を備えることを特徴とする処理ユニット。
4. 基板に所定の処理を行う基板処理装置であって、
   装置外部から受け取った未処理基板を装置内部に導入するとともに、処理済基板を装置外部に搬出するインデクサと、
   請求項３記載の処理ユニットと、
   前記インデクサと前記処理ユニットとの間で基板を搬送する搬送手段と、
   を備えることを特徴とする基板処理装置。
5. 基板を真空吸着することによって固定保持するチャックの吸着面に付着した異物を除去するチャック面洗浄方法であって、
   前記吸着面にパック剤を塗布する工程と、
   前記パック剤を乾燥させた後に前記吸着面から剥がす工程と、
   を備えることを特徴とするチャック面洗浄方法。

Images