JP2010034566A - 塗布、現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板にレジスト膜を含む塗布膜を形成した後、露光後の基板を現像処理する塗布、現像装置において、高い搬送効率が得られ、高いスループットを得ること。
【解決手段】 キャリアブロックＳ１、処理ブロックＳ２及びとインターフェイスを一直線上に配置し、処理ブロックＳ２には、キャリアブロックＳ１からインターフェイスブロックＳ３に向かって直線状に水平に伸びる、メインアームが移動するウエハの搬送路を形成し、この搬送路を前後方向に２つに分割する。各搬送路に沿って露光前の処理を行う処理ユニットを設け、こうして形成された基板処理列を積層する。キャリアブロックからメインアームに基板が受け渡され、各基板処理列により露光前の処理が行われる。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば半導体ウエハやＬＣＤ基板（液晶ディスプレイ用ガラス基板）等の基板に対してレジスト液の塗布処理や、露光後の現像処理等を行う塗布、現像装置に関する。

半導体デバイスやＬＣＤ基板の製造プロセスにおいては、フォトリソグラフィと呼ばれる技術により基板に対してレジストパターンの形成が行なわれている。この技術は、例えば半導体ウエハ（以下ウエハという）などの基板に、レジスト液を塗布して、当該ウエハの表面に液膜を形成し、フォトマスクを用いて当該レジスト膜を露光した後、現像処理を行なうことにより所望のパターンを得る、一連の工程により行われている。

このような処理は、一般にレジスト液の塗布や現像を行う塗布、現像装置に、露光装置を接続したレジストパターン形成装置を用いて行われる。このような装置としては例えば特許文献１に示す構成が知られており、この装置では例えば図１１に示すように、多数枚のウエハＷを収納したキャリア１０がキャリアブロック１Ａのキャリアステージ１１に搬入され、キャリア１０内のウエハは受け渡しアーム１２により処理部１Ｂに受け渡される。そして処理部１Ｂ内の塗布ユニット１３Ａに搬送されて、レジスト液が塗布され、次いでインターフェイスブロック１Ｃを介して露光装置１Ｄに搬送される。

露光処理後のウエハは、再び処理部１Ｂに戻されて現像ユニット１３Ｂにて現像処理が行われ、元のキャリア１０内に戻されるようになっている。図中１４（１４ａ〜１４ｃ）は、塗布ユニット１３Ａや現像ユニット１３Ｂの処理の前後にウエハに対して所定の加熱処理や冷却処理を行なうための加熱ユニット、冷却ユニットや、受け渡しステージ等を備えた棚ユニットである。ここでウエハＷは処理部１Ｂに設けられた２つの搬送手段１５Ａ，１５Ｂにより、塗布ユニット１３Ａと現像ユニット１３Ｂと棚ユニット１４Ａ〜１４Ｃの各部等との間を搬送される。この際、ウエハＷは上記の処理を施されるにあたり、処理予定の全てのウエハＷについて、予め各々がどのタイミングでどのモジュールに搬送されるかを定めた搬送スケジュールに従って搬送されている。

ところで、塗布ユニットや、加熱ユニット、冷却ユニットが同じ処理部内に設けられている構成では、１つの処理部に組み込まれるユニット数が多く、処理部が大型化し、占有面積が大きくなってしまう。さらに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が、露光前の処理であるレジストの形成のためのユニット及び反射防止膜の形成のためのユニットに対するウエハの搬送と、露光後の処理である現像を行うためのユニットに対するウエハの搬送と、を共通の搬送系で行っているため、高スループット化が困難であるという問題もある。

このため本発明者らは、露光処理前のユニットを収納するエリアと、露光処理後のユニットを収納するエリアとを上下に配置し、夫々のエリアに搬送手段を設けることにより、搬送手段の負荷を低減して、搬送効率を高め、これにより塗布、現像装置のスループットを高めること、更にまた搬送自由度の大きいシステムを組むことを検討している。

一方塗布処理を行うエリアと、現像処理を行うエリアを夫々上下に配置し、夫々のエリアに搬送手段を設ける構成は特許文献２に記載されている。しかしながらレジストの種類によっては、レジスト膜の下地またはレジスト膜の上に、あるいはレジスト膜の上下に反射防止膜を形成する必要があり、この場合、レジスト膜を形成する単位ブロック（積層構造体の一つの層）、レジスト前に反射防止膜を形成する単位ブロック、レジスト膜形成後に反射防止膜を形成する単位ブロック、を互いに積層すると、現像を行うための単位ブロックも積層されることから、装置の背丈が大きくなり、装置の製造メーカからユーザに塗布、現像装置を運搬することが困難になるし、またメンテナンスも行いにくいという不具合がある。これに対し、レジスト膜を塗布や反射防止膜を形成するユニットを同じ層に配置して単位ブロックを構成すると、特にウエハサイズが大きい場合には単位ブロックの長さが大きくなり、広い設置面積が必要になるという不具合がある。

特開２００４−１９３５９７号公報 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、高い搬送効率が得られ、装置の高さを適度に抑えることによりメンテナンスが行いやすく、また装置の長さを適度に抑えることにより設置面積の増大を阻むことのできる塗布、現像装置を提供することにある。

本発明は、キャリアブロックにキャリアにより搬入された基板を処理部に受け渡し、この処理部にてレジスト膜を含む塗布膜を形成した後、インターフェイスブロックを介して露光装置に搬送し、前記インターフェイスブロックを介して戻ってきた露光後の基板を前記処理部にて現像処理して前記キャリアブロックに受け渡す塗布、現像装置において、
ａ）前記処理部は、キャリアブロック側に配置された、各々基板の搬送路がキャリアブロックからインターフェイスブロックに向かって伸びると共に互いに積層された複数の単位ブロックからなる第１の積層ブロック部と、この第１の積層ブロック部に対してインターフェイスブロック側に配置され、各々基板の搬送路が前記第１の積層ブロック部からインターフェイスブロックに向かって伸びると共に互いに積層された複数の単位ブロックからなる第２の積層ブロック部と、第１の積層ブロック部と第２の積層ブロック部との間において単位ブロックの各段毎に設けられ、両積層ブロック部の間で基板を受け渡すための中間ステージと、を備え、
ｂ）第１の積層ブロック部は、レジスト液を塗布する前の基板に反射防止膜用の薬液を塗布するための底部反射防止膜用の単位ブロックと、基板にレジスト液を塗布するためのレジスト膜用の単位ブロックと、露光後の基板に対して現像液を塗布し現像を行うための現像用の単位ブロックと、を備え、
ｃ）第２の積層ブロック部は、第１の積層ブロック部の底部反射防止膜用の単位ブロックに対応する高さ位置に設けられ、基板にレジスト液を塗布するためのレジスト膜用の単位ブロックと、第１の積層ブロック部のレジスト膜用の単位ブロックに対応する高さ位置に設けられ、レジスト液を塗布した後の基板に反射防止膜用の薬液を塗布するための上部反射防止膜用の単位ブロックと、第１の積層ブロック部の現像用の単位ブロックに対応する高さ位置に設けられ、露光後の基板に対して現像液を塗布し現像を行うための現像用の単位ブロックと、を備え、
ｄ）前記各単位ブロックは、薬液を基板に塗布するための液処理ユニットと、基板を加熱する加熱ユニットと、基板を冷却する冷却ユニットと、これらユニット間で基板を搬送する単位ブロック用の搬送手段と、を備え、
ｅ）第１の積層ブロック部における底部反射防止膜用の単位ブロックにて反射防止膜が形成された基板を、当該単位ブロックに対応する中間ステージを介して第２の積層ブロック部におけるレジスト膜用の単位ブロックに搬送し、当該基板に対してレジスト膜を形成する工程を含む工程を含む処理モードと、
第１の積層ブロック部におけるレジスト膜用の単位ブロックにてレジスト膜が形成された基板を、当該単位ブロックに対応する中間ステージを介して第２の積層ブロック部における上部反射防止膜用の単位ブロックに搬送し、当該基板に対して上部反射防止膜を形成する工程を含む処理モードと、を備えた特徴とする。

この発明において、第２の積層ブロック部におけるレジスト膜用の単位ブロックと上部反射防止膜用の単位ブロックとの間で基板の受け渡しを行うための昇降自在な搬送手段を備え、
第１の積層ブロック部における底部反射防止膜用の単位ブロックにて反射防止膜が形成された基板を、当該単位ブロックに対応する中間ステージを介して第２の積層ブロック部におけるレジスト膜用の単位ブロックに搬送し、当該基板に対してレジスト膜を形成すると共に、当該基板を第２の積層ブロック部における上部反射防止膜用の単位ブロックに搬送し、当該基板に対して上部反射防止膜を形成する工程を含む処理モードを更に備えるようにしてもよい。

あるいはこの発明において、第１の積層ブロック部における底部反射防止膜用の単位ブロックとレジスト膜用の単位ブロックとの間で基板の受け渡しを行うための昇降自在な搬送手段を備え、
第１の積層ブロック部における底部反射防止膜用の単位ブロックにて反射防止膜が形成された基板を、第１の積層ブロック部におけるレジスト膜用の単位ブロックに搬送して当該基板に対してレジスト膜を形成し、更に当該レジスト膜用の単位ブロックに対応する中間ステージを介して第２の積層ブロック部における上部反射防止膜用の単位ブロックに搬送し、当該基板に対して上部反射防止膜を形成する工程を含む処理モードを更に備えるようにしてもよい。第１の積層ブロック部の現像用の単位ブロック及び第２の積層ブロック部の現像用の単位ブロックの一方は、基板の表面を検査する検査ユニットと、検査ユニットと中間ステージとの間で基板を搬送する単位ブロック用の搬送手段と、を備えた検査用の単位ブロックであってもよい。

本発明は、露光前の塗布処理を行うユニット及びユニット間の基板の搬送を行う搬送手段を備えた単位ブロックと、露光後の現像処理を行うユニット及びユニット間の基板の搬送を行う搬送手段を備えた単位ブロックと、を上下に分離すると共に、露光前の塗布処理を行うユニットを第１の積層ブロック部と第２の積層ブロック部とに前後に分散し、更に反射防止膜をレジスト膜の上に塗布するのか下に塗布するのかによって、両積層ブロック部の層を使い分けている。従って、塗布処理を行う単位ブロックを単純に積層する場合に比べて装置の高さを抑えることができるのでメンテナンスが行いやすく、また塗布処理を行う単位ブロックを１層により構成した場合に比べて単位ブロックの長さを抑えることができるので、設置面積の増大を阻むことができる。そして処理部においては、露光前の基板の搬送と露光後の基板の搬送とを別々の搬送手段により行うため、搬送効率が高い。

また中間ステージを介して両積層ブロック部の互いに対応する高さの単位ブロック間の基板の搬送を行うようにすれば、各単位ブロックの搬送手段を利用して基板の搬送を行うことができるので、両積層ブロック部間の基板受け渡し専用の搬送手段を設けなくて済み、搬送系の構成が簡単になる。

以下、本発明に係る塗布、現像装置の第１の実施の形態について説明する。図１は、本発明の塗布、現像装置をレジストパターン形成装置に適用した場合の一実施の形態の平面図を示し、図２は同概略斜視図、図３は同概略側面図である。この塗布、現像装置は、基板であるウエハＷが例えば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、ウエハＷに対して、塗布処理及び現像処理を行うための処理ブロックＳ２と、インターフェイスブロックＳ３と、を備え、露光装置Ｓ４に接続されている。

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Ｂ２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、キャリアブロックＳ１側に配置された、各々ウエハＷの搬送路がキャリアブロックＳ１からインターフェイスブロックＳ３に向かって直線状に伸びる第１の積層ブロック部４１と、この第１の積層ブロック部４１に対してインターフェイスブロックＳ３側に配置され、各々ウエハＷの搬送路が第１の積層ブロック部４１における前記搬送路に対して一直線となるようにインターフェイスブロックＳ３に向かって伸びる第２の積層ブロック部４２とを備えている。

第１の積層ブロック部４１は、露光後のウエハＷに対して現像液を塗布し現像を行うための現像用の単位ブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１と、ウエハＷに対してレジスト液を塗布するためのレジスト膜用の単位ブロック（ＣＯＴ層）Ｂ２と、レジスト液を塗布する前のウエハＷに反射防止膜用の薬液を塗布するための底部反射防止膜用の単位ブロック（ＢＣＴ層）Ｂ３と、を下からこの順に積層して構成される。また第２の積層ブロック部４２は、露光後のウエハＷに対して現像液を塗布し現像を行うための現像用の単位ブロック（ＤＥＶ層）Ｂ４と、レジスト液を塗布した後のウエハＷに反射防止膜用の薬液を塗布するための上部反射防止膜用の単位ブロック（ＴＣＴ層）Ｂ５と、ウエハＷに対してレジスト液を塗布するためのレジスト膜用の単位ブロック（ＣＯＴ層）Ｂ６と、を下からこの順に積層して構成される。以下において、記述の冗長さを回避するために、「単位ブロック」という用語と「○○層」という用語との両方を適宜用いるものとする。前記ＤＥＶ層Ｂ１、ＣＯＴ層Ｂ２及びＢＣＴ層Ｂ３は、夫々ＤＥＶ層Ｂ４、ＴＣＴ層Ｂ５及びＣＯＴ層Ｂ６と同じ高さ位置に配置されている。

第１の積層ブロック部４１と第２の積層ブロック部４２との間には、各段の単位ブロックＢ１〜Ｂ３（Ｂ４〜Ｂ６）に対応する位置、つまり単位ブロックにおける後述のメインアームによりウエハＷを受け渡しできる位置に受け渡しステージである中間ステージＴＲＳ６、ＴＲＳ７、ＴＲＳ８が設けられている。

続いて単位ブロックＢ１〜Ｂ６の構成について説明する。これら各単位ブロックＢ１〜Ｂ６は、ウエハＷに対して薬液を塗布するための液処理ユニットと、前記液処理ユニットにて行なわれる処理の前処理及び後処理を行なうための各種の加熱・冷却系の処理ユニットと、前記液処理ユニットと加熱・冷却系の処理ユニットとの間でウエハＷの受け渡しを行うための単位ブロック用の搬送手段であるメインアームＡ１〜Ａ６と、を備えている。

これら単位ブロックＢ１〜Ｂ６は、この例では、各単位ブロックＢ１〜Ｂ６の間で、前記液処理ユニットと、加熱・冷却系の処理ユニットと、搬送手段Ａとの配置レイアウトが同じに形成されている。ここで配置レイアウトが同じであるとは、各処理ユニットにおけるウエハＷを載置する中心つまり液処理ユニットにおける後述するスピンチャックの中心や、加熱ユニットや冷却ユニットにおける加熱プレートや冷却プレートの中心が同じという意味である。

先ず図１に示すＣＯＴ層Ｂ２を例にして以下に説明する。このＣＯＴ層Ｂ２のほぼ中央には、ＣＯＴ層Ｂ２の長さ方向（図中Ｙ軸方向）に、キャリアブロックＳ１とインターフェイスブロックＳ３とを接続するための、ウエハＷの搬送領域Ｒ１が形成されている。この搬送領域Ｒ１のキャリアブロックＳ１側から見た両側には、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、前記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３１が設けられている。またＣＯＴ層Ｂ２の手前側から奥側に向かって左側には、順に加熱・冷却系のユニットを２段化した４個の棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４（２段のユニットを棚ユニットと呼んでいる）が設けられており、塗布ユニット３１にて行なわれる処理の前処理及び後処理を行なうための各種ユニットを複数段、例えば２段に積層した構成とされている。こうして前記搬送領域Ｒ１は区画されており、例えばこの区画された搬送領域Ｒ１に清浄エアを噴出させて排気することにより、当該領域内のパーティクルの浮遊を抑制するようになっている。

上述の前処理及び後処理を行うための各種ユニットの中には、例えば図４に示すように、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（ＣＯＬ２）、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例えばプリベーキングユニットなどと呼ばれている加熱ユニット（ＣＨＰ２）等が含まれている。また冷却ユニット（ＣＯＬ２）や加熱ユニット（ＣＨＰ２）等の各処理ユニットは、夫々処理容器５１内に収納されており、棚ユニットＵ１〜Ｕ４は、前記処理容器５１が２段に積層されて構成され、各処理容器５１の搬送領域Ｒ１に臨む面にはウエハ搬出入口５２が形成されている。なお加熱ユニット（ＣＨＰ２）とは、図１に示すように、加熱プレート５３と、搬送アームを兼用する冷却プレート５４とを備えた構成である。更にまた棚ユニットＵ１〜Ｕ４の中には、ウエハＷの表面とレジスト膜との密着性を高めるために当該表面に例えば有機系のガスを供給して疎水化処理を行う疎水化ユニット（ＡＤＨ２）が含まれている。

前記搬送領域Ｒ１には前記メインアームＡ２が設けられている。このメインアームＡ２は、当該ＣＯＴ層Ｂ２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３１、後述する棚ユニットＵ５及び既述の中間ステージＴＲＳ７との間でウエハの受け渡しを行うように構成されており、このために進退自在、昇降自在、鉛直軸回りに回転自在、Ｙ軸方向に移動自在に構成されている。

またキャリアブロックＳ１と第１の積層ブロック部４１との間には、図１及び図３に示すように、トランスファーアームＣと各単位ブロックＢ１〜Ｂ３のメインアームＡ１〜Ａ３とがアクセスできる位置に棚ユニットＵ５が設けられている。より具体的には、前記棚ユニットＵ５は、図３に示すように、各メインアームＡ１〜Ａ３との間で夫々ウエハＷの受け渡しを行うことができるように、受け渡しステージＴＲＳ１〜ＴＲＳ３を備えており、この例では各単位ブロックＢ１〜Ｂ３に対応して夫々２段づつ受け渡しステージＴＲＳ１〜ＴＲＳ３が設けられている。

更に第２の積層ブロック部４２とインターフェイスブロックＳ３との間には、図３に示すように棚ユニットＵ７が設けられ、この棚ユニットＵ７は、第２の積層ブロック部４２の各メインアームＡ４〜Ａ６との間で夫々ウエハＷの受け渡しを行うことができるように、受け渡しステージＴＲＳ９〜ＴＲＳ１１を備えており、この例では各単位ブロックＢ４〜Ｂ６に対応して夫々２段づつ受け渡しステージＴＲＳ９〜ＴＲＳ１１が設けられている。

また図１に示すように、処理ブロックＳ２には受け渡しステージＴＲＳ１０及びＴＲＳ１１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昇降自在、進退自在な搬送手段である受け渡しアーム６１が設けられている。この受け渡しアーム６１は、後述のようにＣＯＴ層Ｂ６にてレジスト膜が形成されたウエハＷに対してそのうえに更に反射防止膜を形成する場合に、ＣＯＴ層Ｂ６から受け渡しステージＴＲＳ１１に排出されたウエハＷをＴＣＴ層Ｂ５に対応する受け渡しステージＴＲＳ１０に受け渡す機能を有する。

一方、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６２を備えている。このインターフェイスアーム６２は、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、この例では、棚ユニットＵ６の受け渡しステージＴＲＳ９〜ＴＲＳ１１に対してウエハ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に構成されている。ＣＯＴ層Ｂ６でレジスト膜が塗布されたウエハＷに対して更に反射防止膜を形成するために受け渡しステージＴＲＳ１１からＴＲＳ１０に当該ウエハＷを搬送する動作について、この例ではインターフェイスアーム６２の負担を大きくしないように受け渡しアーム６１に受け持たせているが、当該受け渡しアーム６１を設けずにインターフェイスアーム６２に受け持たせるようにしてもよい。

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、Ｂ４、ＢＣＴ層Ｂ３、ＴＣＴ層Ｂ５は、ＣＯＴ層Ｂ２、Ｂ６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３１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。しかしメインアームＡ１、Ａ３、Ａ４、Ａ５が各処理ユニットに対してウエハＷを受け渡し、更に棚ユニットＵ５あるいはＵ７の受け渡しステージと棚ユニットＵ６の中間ステージとの間でウエハＷの受け渡しをする点において同様の構成である。また第２の積層ブロック部４２におけるＴＣＴ層Ｂ５及びＣＯＴ層Ｂ６は、続く露光処理の前にウエハＷのエッジ部のみを選択的に露光するために周縁露光装置（ＷＥＥ）が例えば棚ユニットＵ４に組み込まれる構成となっている。

続いて塗布ユニット３１について、図５を用いて簡単に説明する。この例では３個の塗布部３０１，３０２，３０３が共通の処理容器３００の内部に収納され、夫々が搬送領域Ｒ１に臨むように横方向（Ｙ軸方向）に配列した状態で共通のベース３０４に設けられている。

これら塗布部３０１，３０２，３０３は同様に構成されているので、塗布部３０１を例にして説明すると、図中３０５は基板保持部をなすスピンチャックであり、真空吸着によりウエハＷを水平に保持するように構成されている。このスピンチャック３０５は駆動部３０６により鉛直軸回りに回転でき、かつ昇降できるようになっている。またスピンチャック３０５の周囲にはウエハＷからスピンチャック３０５に跨る側方部分を囲うカップ３０７が設けられ、当該カップ３０７の底面には排気管やドレイン管などを含む排液部３０８が設けられている。図中３０９は、スピンチャック３０２に保持されたウエハＷの周縁部にリンス液を供給するためのサイドリンス機構であり、昇降自在、鉛直軸回りに回転自在に構成されている。

また図中３１０は、３個の塗布部３０１，３０２，３０３に対して塗布液を供給するための共通の供給ノズル（薬液ノズル）であり、この供給ノズル３１０は移動機構３１２により、処理容器３００の長さ方向（Ｙ方向）に沿って設けられたガイドレール３１１に沿って、一端側の塗布部３０１のカップ３０７の外方側から他端側の塗布部３０３のカップ３０７の外方側まで移動自在、かつ昇降自在に構成されている。これによりこの例では供給ノズル３１０により、各塗布部３０１〜３０３のスピンチャック３０５に保持されたウエハＷのほぼ中央領域にレジスト液を供給するようになっている。図中３１３は、一端側の塗布部３０１の外側に設けられた供給ノズル３１０の待機領域である。

図中３１４は処理容器３００の天井部に取り付けられたフィルタユニット、３１５は処理容器３００の底面に設けられた排気部であり、排気部から所定の排気量で排気すると共に、フィルタユニット３１７から所定流量の、温度と湿度とが調整された清浄気体を供給することにより、処理容器３００内に清浄気体のダウンフローが形成され、メインアームＡ４の搬送領域Ｒ１よりも陽圧になるように設定されている。図中３１６は、処理容器３００の搬送領域Ｒ１に臨む面に形成されたウエハＷの搬入出口である。

この塗布ユニット３１では、ウエハＷはメインアームＡ４により搬入出口３１６を介して処理容器３００内に搬入され、予め決定された塗布部３０１，３０２，３０３のいずれかのスピンチャック３０５に受け渡される。そして供給ノズル３１０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３０５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は搬入出口３１６を介してメインアームＡにより塗布ユニット３１の外部に搬出される。

このような塗布ユニット３１では、３個の塗布部３０１〜３０３が共通の処理容器３００の内部に設けられているので処理雰囲気が同じである。このため供給ノズル３１０を共用化でき、１本の供給ノズル３１０により３個の塗布部３０１〜３０３に対してレジスト液を供給することができるようになっているので、各塗布部３０１〜３０３毎に処理容器３００と供給ノズル３１０とを設ける場合に比べて、トータルの部材点数や占有面積を削減できる。

ここで図１に戻って、この塗布、現像装置は制御部５０を備えており、制御部５０はウエハＷに対して処理ブロックＳ２における処理モードを指定できるように構成されている。ここでいう処理モードとは、ウエハＷが順番に搬送されていくユニットの配列を意味するものであり、処理モードの指定の仕方としては、搬送される順にユニットを入力するようにしてもよいし、またはどの単位ブロックに対してどの順番にウエハＷを搬送するかという指定の方法であってもよいし、あるいは種々のウエハＷの搬送経路に対応するユニットの配列データと処理種別とを対応づけたデータを作成しておいてこの中から処理種別を選択するようにしてもよい。また使用する単位ブロックを順番に指定し、単位ブロックが指定されると、自動的に各単位ブロック毎に例えばそのときのウエハＷの滞留の状況を判断して、使用するユニットを選択する場合であってもよい。

処理モードの一例を述べると、
第１の積層ブロック部４１のＢＣＴ層Ｂ３→第２の積層ブロック部４２のＣＯＴ層Ｂ６の経路で搬送される処理モードＭ１、
第１の積層ブロック部４１のＣＯＴ層Ｂ２→第２の積層ブロック部４２のＴＣＴ層Ｂ５の経路で搬送される処理モードＭ２、
第１の積層ブロック部４１のＢＣＴ層Ｂ３→第２の積層ブロック部４２のＣＯＴ層Ｂ６→第２の積層ブロック部４２のＴＣＴ層Ｂ５の経路で搬送される処理モードＭ３、
第１の積層ブロック部４１のＢＣＴ層Ｂ３→第１の積層ブロック部４１のＣＯＴ層Ｂ２→第２の積層ブロック部４２のＴＣＴ層Ｂ５の経路で搬送される処理モードＭ４、
第１の積層ブロック部４１のＣＯＴ層Ｂ２だけを使用する処理モードＭ５、
第２の積層ブロック部４２のＣＯＴ層Ｂ６だけを使用する処理モードＭ６、
などを挙げることができる。なおここで述べた処理モードは、露光前の処理についてだけ記載してあり、各処理モードにおいてウエハＷが露光装置Ｓ４に搬送され、その後ＤＥＶ層Ｂ４あるいはＢ１に搬送されて現像されることについては同じである。
次いでこの実施の形態の作用について説明する。先ず制御部５０にて前記処理モードＭ１を選択したとする。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から棚ユニットＵ５の受け渡しステージＴＲＳ３に受け渡され、そして第１の積層ブロック部４１における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（ＣＯＬ）→反射防止膜形成ユニット（図示していないが、図１における塗布ユニット３１に対応するユニットである）→加熱ユニット（ＣＨＰ）の順序で搬送されて、ウエハＷ上に第１の反射防止膜が形成される。なおＢＣＴ層Ｂ３における処理ユニットの配列については図示されていないが、既述のように実質図４と同じ構成であることから、図４を参照することで搬送経路のイメージは把握されるはずである。

続いてこのウエハＷはメインアームＡ３により棚ユニットＵ６の中間ステージＴＲＳ８に受け渡され、更に第２の積層ブロック部４２におけるＣＯＴ層Ｂ６のメインアームＡ６に受け渡される。そしてＣＯＴ層Ｂ６では、メインアームＡ６により、疎水化処理ユニット（ＡＤＨ）→冷却ユニットＣＯＬ→塗布ユニット３１→加熱ユニットＣＨＰの順序で搬送されてウエハＷ上にレジスト膜が形成され、更に周縁露光装置（ＷＥＥ）に搬送されて周縁部が露光される。その後このウエハＷは、メインアームＡ６により棚ユニットの受け渡しステージＴＲＳ１１に搬送され、インターフェイスアームＤ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。図６には、処理モードＭ１に対応するウエハＷの流れが実線の矢印により示されている。

露光処理後のウエハＷは、インターフェイスアームＤにより、棚ユニットＵ６の受け渡しステージＴＲＳ９に搬送され、更にＤＥＶ層Ｂ４のメインアームＡ４に受け取られる。そして例えばＤＥＶ層Ｂ４にて、先ず加熱ユニット（ＰＥＢ）→冷却ユニット（ＣＯＬ）→現像ユニット→加熱ユニット（ＰＯＳＴ）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、棚ユニットＵ６の中間ステージＴＲＳ６を介してＤＥＶ層Ｂ１のメインアームＡ１に受け渡され、更に棚ユニットＵ５の受け渡しステージＴＲＳ１を介してトランスファーアームＣに受け渡され、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。ウエハＷに対する現像処理は、ＤＥＶ層Ｂ４にて行う代わりに当該ＤＥＶ層Ｂ４を通過させてＤＥＶ層Ｂ１にて行うようにしてもよいが、通常反射防止膜の形成処理及びレジストスト膜の形成処理に比べて現像処理の方が長い時間がかかることから、ＤＥＶ層Ｂ１、Ｂ４の両方を用いる場合が多い。

次に処理モードＭ２を選択したとする。この場合には、キャリア２０内のウエハＷは、トランスファーアームＣにより棚ユニットＵ５の受け渡しステージＴＲＳ２に搬送され、ＣＯＴ層Ｂ２のメインアームＡ２に受け取られ、ここでレジスト膜の形成処理が行われる。次いでこのウエハＷは棚ユニットＵ６の中間ステージＴＲＳ７を介してＴＣＴ層Ｂ５のメインアームＡ５に受け渡され、ＢＣＴ層Ｂ３にて説明したと同様にしてレジスト膜の上に反射防止膜が形成される。図６には、処理モードＭ２に対応するウエハＷの流れが鎖線の矢印により示されている。しかる後ウエハＷは棚ユニットＵ７の受け渡しステージＴＲＳ１０に受け渡され、以降は処理モードＭ１と同様の搬送、処理が行われる。

また処理モードＭ３が選択された場合には、ウエハＷが第１の積層ブロック部４１のＢＣＴ層Ｂ３にて反射防止膜が形成され、続いて棚ユニットＵ６の中間ステージＴＲＳ８を介して第２の積層ブロック部４２のＣＯＴ層Ｂ６に搬送されてレジスト膜が形成されるまでは、処理モードＭ１と同様であるが、棚ユニットＵ７の受け渡しステージＴＲＳ１１に受け渡された後は、専用の受け渡しアーム６１にて受け渡しステージＴＲＳ１０に搬送される。その後ＴＣＴ層Ｂ５のメインアームＡ５に受け取られ、当該ＴＣＴ層Ｂ５にてウエハＷ上のレジスト膜の上に反射防止膜が形成される。そしてこのウエハＷは棚ユニットＵ７の受け渡しステージＴＲＳ１０に搬送され、以降は同様の処理が行われることになる。図６には、処理モードＭ３に対応するウエハＷの流れが点線の矢印により示されている。

なお処理モードＭ５あるいはＭ６が選択された場合には、ＣＯＴ層Ｂ２あるいはＢ６が使用されて、ウエハＷ上にレジスト膜だけが形成されて露光装置Ｓ４に搬送されることになる。

上述の実施の形態によれば、液処理を行うためのユニット及びそれらユニット間の搬送を行う搬送手段をブロック化して単位ブロックとし、露光前の塗布処理を行う単位ブロック（ＣＯＴ層Ｂ２、Ｂ６及びＢＣＴ層Ｂ３並びにＴＣＴ層Ｂ５）と、露光後の現像処理を行う単位ブロック（ＤＥＶ層Ｂ１、Ｂ４）と、を上下に分離すると共に、露光前の塗布処理を行うユニットを第１の積層ブロック部４１と第２の積層ブロック部４２とに前後に分散し、更に反射防止膜をレジスト膜の上に塗布するのか下に塗布するのかあるいは上下に塗布するのかによって、両積層ブロック部への搬送の仕方を変えている。従って、処理部である処理ブロックＳ２において露光前の基板の搬送と露光後の基板の搬送とを別々の搬送手段により行うため、搬送効率が高いし、更に塗布処理を行う単位ブロックを単純に積層する場合に比べて装置の高さを抑えることができるのでメンテナンスが行いやすく、また塗布処理を行う単位ブロックを１層により構成した場合に比べて単位ブロックの長さを抑えることができるので、設置面積の増大を阻むことができる。

そして棚ユニットＵ６の中間ステージＴＲＳ７またはＴＲＳ８を介して両積層ブロック部４１、４２の互いに対応する高さの単位ブロック間（Ｂ３、Ｂ６間あるいはＢ２、Ｂ５間）の基板の搬送を行うようにしているため、各単位ブロックの搬送手段を利用して基板の搬送を行うことができるので、両積層ブロック部４１、４２間の基板受け渡し専用の搬送手段を設けなくて済み、搬送系の構成が簡単になる。なお各中間ステージＴＲＳ７またはＴＲＳ８は、単位ブロック間（Ｂ３、Ｂ６間あるいはＢ２、Ｂ５間）のスループットを合わせるために、複数台設けるようにしてもよい。

図７には、本発明の他の実施の形態に係る要部が示されている。この例は、露光装置Ｓ４として、ウエハＷの表面に液層を形成して液浸露光を行なう装置を用い、露光前のウエハＷの表面に対して撥水性の保護膜を形成するためのユニットを有する単位ブロック（ＤＣＴ層）Ｂ７を第１の積層ブロック部４１及び第２の積層ブロック部４２の一方に設ける例である。前記撥水性の保護膜を形成するためのユニットとは、液浸露光される際の液体がレジストに含浸されるのを防ぐための保護膜を塗布する撥水性保護膜塗布ユニットであり、またこの単位ブロックＢ７には露光後の保護膜の除去や露光前後にウエハＷに付着したパーティクルや、露光に支障をきたす成分を除去洗浄するための洗浄ユニットが設けられても良い。

この場合、棚ユニットＵ７の受け渡しステージＴＲＳ１０あるいはＴＲＳ１１から排出されたウエハＷは、受け渡しアーム６２により受け渡しステージＴＲＳ１２に搬送され、その後ＤＣＴ層Ｂ７のメインアームＢ７に受け渡されて、当該ＤＣＴ層Ｂ７にて上記の保護膜が形成され、受け渡しステージＴＲＳ１２を介してインターフェイスアームＤに受け渡されることになる。

更にまた本発明は、図８及び図９に示すように第１の積層ブロック部４１と第２の積層ブロック部４２との間に、先の実施の形態にて用いた受け渡しアーム６２の代わりの役割を果たす受け渡しアーム６３を設けてもよい。この場合、例えばこれら積層ブロック４１、４２の最上段の単位ブロックに対応する高さ位置と最下段の単位ブロックに対応する高さ位置との間で昇降できる搬送手段である受け渡しアーム６３を設けてもよい。この例では、受け渡しアーム６３により第２の積層ブロック部４２の単位ブロック間（例えばＣＯＴ層Ｂ６及びＴＣＴ層ｂ５間）の搬送を実現するにあたり、棚ユニットＵ６を利用している。このため各単位ブロック毎の中間ステージＴＲＳ、即ち中間ステージＴＲＳ６〜ＴＲＳ８を２段化している。

またこのような図８に示す例の変形例を図１０に示しておくと、この例では、第１の積層ブロック部４１はＤＥＶ層Ｂ１及びＢＣＴ層Ｂ３の積層体からなり、第２の積層ブロック部４２は、ＴＣＴ層Ｂ５及びＣＯＴ層Ｂ６の積層体からなる。

以上において、第２の積層ブロック部４２の一段目の単位ブロックは、ＤＥＶ層Ｂ４として構成する代わりに、検査用の単位ブロックとして構成してもよいし、あるいは、液浸露光を行う場合には露光後の保護膜の除去や露光前後にウエハＷに付着したパーティクルや、露光に支障をきたす成分を除去洗浄するための洗浄ユニットが設けられても良い。

この単位ブロックを検査用の単位ブロックとして構成する場合、当該単位ブロックは、検査用のユニットとユニットに対してウエハＷの受け渡しを行うことができるメインアームとを備えた構成であり、既述の単位ブロックにおいて、液処理ユニットや熱系のユニットの代わりに検査ユニットが配置された構成である。塗布膜形成後露光処理前に行う検査としては、塗布膜の膜厚の検査や異物検査等があり、露光処理後現像処理前に行う検査としては、露光重ね合わせ検査等がある。またこれらに限らず、基板上のアライメントマークを検出するユニットや、レーザー処理により膜を一部除去するユニットを設けるようにしてもよい。

そして前記補助ブロックに設けられるユニットとしては、ウエハ表面の状態を検査するための、例えばウエハＷに形成された塗布膜の膜厚を検査するための膜厚検査ユニット、レジスト液の塗布ムラを検出するための塗布ムラ検出装置、露光前及び／又は露光後の基板を洗浄するための洗浄ユニット、露光装置にて生じるパターンの位置ずれを検出するためのデフォーカス検査装置、現像処理の不良を検出するための現像不良検出装置、ウエハＷに付着したパーティクル数を検出するためのパーティクル数検出装置、レジスト塗布後のウエハＷ表面にレジスト液中の気泡や異物によって発生するコメットを検出するためのコメット検出装置、ウエハＷ表面から飛び出したレジスト液の溶剤がウエハＷに再付着するスプラッシュバックを検出するスプラッシュバック検出装置、ウエハＷ表面の同一場所に同一の形状で現れる共通欠陥を検出する共通欠陥検出装置、現像処理後のウエハＷに残存するレジスト残渣を検出するためのスカム検出装置、レジスト塗布処理及び／又は現像処理がされていない不具合を検出するためのＮＯ ＲＥＳＩＳＴ，ＮＯ ＤＥＶＥＬＯＰ検査装置（不具合検出装置）、ウエハＷ上に形成されたレジスト膜の線幅を測定するための線幅測定装置、露光装置にて露光されたウエハＷとフォトマスクとの重ね合わせ精度を規格値と比較して検査するための重ね合わせ検査装置の少なくとも一つが設けられる。

なお本発明は半導体ウエハのみならず液晶ディスプレイ用のガラス基板（ＬＣＤ基板）といった基板を処理する塗布、現像装置にも適用できる。

本発明に係る塗布、現像装置の実施の形態を示す平面図である。 前記塗布、現像装置を示す概略斜視図である。 前記塗布、現像装置の概略構成を示す側部断面図である。 前記塗布、現像装置における塗布ユニットと棚ユニットと搬送手段とを含む単位ブロック示す斜視図である。 前記塗布、現像装置における塗布ユニットを示す平面図と縦断断面図である。 積層ブロック部におけるウエハの流れを示す説明図である。 本発明の他の実施の形態に係る塗布、現像装置の概略構成を示す側部断面図である。 本発明の更に他の実施の形態に係る塗布、現像装置の実施の形態を示す平面図である。 本発明の更に他の実施の形態に係る塗布、現像装置の概略構成を示す側部断面図である。 本発明の更にまた他の実施の形態に係る塗布、現像装置の概略構成を示す側部断面図である。 従来の塗布、現像装置を示す平面図である。

Ｗ 半導体ウエハ
２０ キャリア
Ｃ トランファーアーム
Ｓ１ キャリアブロック
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〜Ａ７ メインアーム
３１ 塗布ユニット
４１ 第１の積層ブロック部
４２ 第２の積層ブロック部
ＴＲＳ６〜ＴＲＳ８ 中間ステージ
６１ 受け渡しアーム
６２ インターフェイスアーム
５０ 制御部
Ｂ１〜Ｂ７ 単位ブロック

Claims (3)

1. キャリアブロックにキャリアにより搬入された基板を処理部に受け渡し、この処理ブロックにてレジスト膜を含む塗布膜を形成した後、インターフェイスブロックを介して露光装置に搬送し、前記インターフェイスブロックを介して戻ってきた露光後の基板を前記処理部にて現像処理して前記キャリアブロックに受け渡す塗布、現像装置において、
   前記キャリアブロックと前記インターフェイスとを結ぶ方向に水平で直線上に延びる方向に搬送領域を備えて並べられる複数の主搬送機構と、
   主搬送機構ごとに設けられ、基板を処理する複数の処理ユニットと、
   を含んで、各主搬送機構が対応する処理ユニットに基板を搬送しつつ前記直線上に延びる方向に隣接する他の主搬送機構に基板を受け渡して、基板に一連の処理を行う基板処理列を構成し、
   この基板処理列を上下方向に複数設けたことを特徴とする基板処理装置。
2. 前記各基板処理列における主搬送機構および処理ユニットの配置は平面視で略同じであることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記主搬送機構は区画された搬送領域に設けられ前記搬送領域に清浄な気体を供給し排気するように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基板処理装置。

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