JP2011049353A - Application film forming method, program, computer storage medium, and substrate processing system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板上に塗布膜を形成する塗布膜形成方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び基板処理システムに関する。 The present invention relates to a coating film forming method for forming a coating film on a substrate, a program, a computer storage medium, and a substrate processing system.
例えば半導体デバイスの製造におけるフォトリソグラフィー処理では、例えば半導体ウェハ(以下、「ウェハ」という。)上にレジスト液を塗布しレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、当該レジスト膜を加熱する加熱処理、当該レジスト膜に所定のパターンを露光する露光処理、露光されたレジスト膜を現像する現像処理などが順次行われ、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成される。 For example, in a photolithography process in the manufacture of a semiconductor device, for example, a resist coating process for applying a resist solution on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer”) to form a resist film, a heating process for heating the resist film, and the resist An exposure process for exposing the film to a predetermined pattern, a development process for developing the exposed resist film, and the like are sequentially performed to form a predetermined resist pattern on the wafer.
上述したレジスト塗布処理などの各種塗布処理は、例えば塗布処理装置において行われる。塗布処理装置では、先ず、回転中のウェハの中心部にノズルから塗布液を供給し、遠心力によりウェハ上で塗布液を拡散することによってウェハ上に塗布液を塗布する。続いて、ウェハを回転させてウェハ上の塗布液の膜厚を調整し、その後ウェハをさらに所定の時間回転させて塗布液を乾燥させる。その後、ウェハの裏面や周縁部を洗浄している(特許文献1)。 Various coating processes such as the resist coating process described above are performed in a coating processing apparatus, for example. In the coating processing apparatus, first, the coating liquid is supplied from the nozzle to the central portion of the rotating wafer, and the coating liquid is applied on the wafer by diffusing the coating liquid on the wafer by centrifugal force. Subsequently, the wafer is rotated to adjust the film thickness of the coating solution on the wafer, and then the wafer is further rotated for a predetermined time to dry the coating solution. Thereafter, the back surface and peripheral edge of the wafer are cleaned (Patent Document 1).
上述の通り、従来の塗布処理装置ではウェハに対して塗布液の塗布、塗布液の膜厚調整、塗布液の乾燥など多くの処理を行っているため、この塗布処理装置におけるウェハ1枚あたりの処理時間が長くなっていた。特に、塗布液を乾燥させるには長い時間を要していた。その結果、近年要求されているウェハ処理の高スループットを実現することが困難であった。 As described above, the conventional coating processing apparatus performs many processes such as coating of the coating liquid, adjustment of the coating film thickness, and drying of the coating liquid on the wafer. Processing time was long. In particular, it took a long time to dry the coating solution. As a result, it has been difficult to achieve the high throughput of wafer processing that has been required in recent years.
ここで、ウェハ処理の高スループットの要求に応えるため、塗布処理装置の数を増加させることが考えられるが、この場合、装置の製造コストが増大してしまう。また、塗布処理装置において、高温雰囲気内で塗布液を乾燥させたり、あるいはHeガス雰囲気内で塗布液を乾燥させることによって、塗布液中の溶剤を揮発させ易くして塗布液の乾燥時間を短縮することも検討されている。しかしながら、いずれの方法を用いても、塗布処理工程全体の時間を短縮する効果は小さく、ウェハ処理全体のスループットを大きく向上させるには至っていない。 Here, in order to meet the demand for high throughput of wafer processing, it is conceivable to increase the number of coating processing apparatuses, but in this case, the manufacturing cost of the apparatus increases. Also, in the coating processing equipment, by drying the coating solution in a high temperature atmosphere or drying the coating solution in a He gas atmosphere, it is easy to volatilize the solvent in the coating solution and shorten the drying time of the coating solution. It is also considered to do. However, even if any method is used, the effect of shortening the time of the whole coating process is small, and the throughput of the entire wafer processing has not been greatly improved.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板上に塗布膜を効率よく形成し、基板処理のスループットを向上させることを目的とする。 The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to efficiently form a coating film on a substrate and improve the throughput of substrate processing.
前記の目的を達成するため、本発明は、基板上に塗布膜を形成する方法であって、塗布処理装置において、基板を回転させながら、基板の中心部に塗布液を供給し、当該塗布液を基板上の全面に拡散させる塗布工程と、その後、直ちに前記塗布処理装置から乾燥容器に基板を搬送し、当該乾燥容器内に基板を載置し、基板上の塗布液を自然乾燥させて塗布膜を形成する乾燥工程と、を有し、前記乾燥容器は複数の基板を収容可能であり、当該乾燥容器内で複数の基板に対して前記乾燥工程を行うことを特徴としている。なお、自然乾燥とは、乾燥容器内の雰囲気中に基板を所定の時間置くことによって、当該基板上の塗布液中の溶剤を揮発させることをいう。 In order to achieve the above object, the present invention is a method for forming a coating film on a substrate, wherein the coating solution is supplied to the central portion of the substrate while rotating the substrate in the coating processing apparatus, Coating process for diffusing the entire surface of the substrate, and then immediately transporting the substrate from the coating processing apparatus to the drying container, placing the substrate in the drying container, and naturally drying the coating liquid on the substrate and coating A drying step of forming a film, wherein the drying container can accommodate a plurality of substrates, and the drying step is performed on the plurality of substrates in the drying vessel. In addition, natural drying means volatilizing the solvent in the coating liquid on the substrate by placing the substrate in an atmosphere in a drying container for a predetermined time.
本発明の塗布膜形成方法によれば、基板上に塗布された塗布液の乾燥を塗布処理装置とは別の乾燥容器で行うので、塗布処理装置における基板の処理時間を大幅に短縮することができる。ここで、発明者らが調べたところ、このままの状態、すなわち基板上の塗布液を全く乾燥させないで加熱処理を行った場合、基板が加熱処理時の加熱温度分布の影響を大きく受けるため、基板上に均一な膜厚の塗布膜を形成できないことが分かった。そこで、本発明では、塗布処理装置で基板上に塗布液を塗布した後、基板を乾燥容器に搬送し、当該乾燥容器内で基板上の塗布液を自然乾燥させている。これによって、基板上に均一な膜厚の塗布膜を形成することができる。しかも、乾燥容器は複数の基板を収容して、複数の基板上の塗布液を並行して乾燥させるので、基板上に塗布膜を効率よく形成することができる。以上のように塗布処理装置で処理時間を短縮することができ、乾燥容器で複数の基板を並行して処理することができるので、基板処理のスループットを向上させることができる。 According to the coating film forming method of the present invention, since the coating liquid applied on the substrate is dried in a drying container different from the coating processing apparatus, the processing time of the substrate in the coating processing apparatus can be greatly shortened. it can. Here, the inventors examined, in this state, that is, when the heat treatment is performed without drying the coating liquid on the substrate at all, the substrate is greatly affected by the heating temperature distribution during the heat treatment. It was found that a coating film having a uniform film thickness could not be formed thereon. Therefore, in the present invention, after the coating liquid is applied onto the substrate by the coating processing apparatus, the substrate is transported to the drying container, and the coating liquid on the substrate is naturally dried in the drying container. Thereby, a coating film having a uniform film thickness can be formed on the substrate. In addition, since the drying container accommodates a plurality of substrates and dries the coating liquid on the plurality of substrates in parallel, the coating film can be efficiently formed on the substrates. As described above, the processing time can be shortened by the coating processing apparatus, and a plurality of substrates can be processed in parallel in the drying container, so that the throughput of the substrate processing can be improved.
前記乾燥工程後、前記乾燥容器から洗浄装置に基板を搬送し、当該洗浄装置において、基板の周縁部の塗布膜を除去する洗浄工程と、その後、前記洗浄装置から熱処理装置に基板を搬送し、当該熱処理装置において、基板上の塗布膜を加熱処理する加熱工程と、をさらに有していてもよい。 After the drying step, the substrate is transferred from the drying container to the cleaning device, and in the cleaning device, the cleaning step of removing the coating film on the peripheral portion of the substrate, and then the substrate is transferred from the cleaning device to the heat treatment device, The heat treatment apparatus may further include a heating step of heat-treating the coating film on the substrate.
また、前記乾燥工程後、前記乾燥容器から熱処理装置に基板を搬送し、当該熱処理装置において、基板上の塗布膜を加熱処理する加熱工程と、その後、前記熱処理装置から洗浄装置に基板を搬送し、当該洗浄装置において、基板の周縁部の塗布膜を除去する洗浄工程と、をさらに有していてもよい。 In addition, after the drying step, the substrate is transferred from the drying container to a heat treatment apparatus, and in the heat treatment apparatus, a heating step of heat-treating the coating film on the substrate, and then the substrate is transferred from the heat treatment apparatus to the cleaning apparatus. The cleaning apparatus may further include a cleaning step of removing the coating film on the peripheral edge of the substrate.
前記乾燥工程において、前記乾燥容器内の雰囲気の温度は23℃より高くてもよい。 In the drying step, the temperature of the atmosphere in the drying container may be higher than 23 ° C.
また、前記乾燥工程において、前記乾燥容器内の雰囲気の湿度は45%より低くてもよい。 In the drying step, the humidity of the atmosphere in the drying container may be lower than 45%.
別な観点による本発明によれば、前記塗布膜形成方法を基板処理システムによって実行させるために、当該基板処理システムを制御する制御装置のコンピュータ上で動作するプログラムが提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a program that operates on a computer of a control device that controls the substrate processing system in order to cause the coating film forming method to be executed by the substrate processing system.
また別な観点による本発明によれば、前記プログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。 According to another aspect of the present invention, a readable computer storage medium storing the program is provided.
さらに別な観点による本発明は、基板上に塗布膜を形成する基板処理システムであって、基板を保持して回転させる回転保持部と、基板に塗布液を供給する塗布液ノズルとを備えた塗布処理装置と、内部に複数の基板を載置可能で、基板上の塗布液を自然乾燥させて塗布膜を形成する乾燥容器と、前記塗布処理装置と前記乾燥容器との間で基板を搬送する搬送アームと、を有することを特徴としている。 According to still another aspect, the present invention is a substrate processing system for forming a coating film on a substrate, and includes a rotation holding unit that holds and rotates the substrate, and a coating liquid nozzle that supplies the coating liquid to the substrate. A substrate is transported between the coating processing apparatus, a drying container capable of mounting a plurality of substrates therein, and drying the coating liquid on the substrate to form a coating film, and the coating processing apparatus and the drying container. And a transfer arm.
基板の周縁部の塗布膜を除去する洗浄装置と、基板上の塗布膜を加熱処理する熱処理装置と、をさらに有し、前記搬送アームは、前記洗浄装置と前記熱処理装置に基板を搬送してもよい。 A cleaning device that removes the coating film on the peripheral edge of the substrate; and a heat treatment device that heat-treats the coating film on the substrate; and the transfer arm transfers the substrate to the cleaning device and the heat treatment device. Also good.
前記搬送アームは、基板の裏面を保持する保持部を有していてもよい。 The transfer arm may include a holding unit that holds the back surface of the substrate.
また、前記搬送アームは、基板の周縁部を保持する保持部を有し、前記保持部の保持面は、基板の周縁部に付着した塗布液や塗布膜に接触しないように当該基板の周縁部から外側に向かって水平方向よりも上向きに傾斜していてもよい。 In addition, the transfer arm has a holding portion that holds the peripheral portion of the substrate, and the holding surface of the holding portion has a peripheral portion of the substrate so as not to contact a coating solution or a coating film attached to the peripheral portion of the substrate. It may be inclined upward from the horizontal direction toward the outside.
前記乾燥容器には、内部の雰囲気を排気する排気管が接続されていてもよい。 An exhaust pipe for exhausting the internal atmosphere may be connected to the drying container.
本発明によれば、基板上に塗布膜を効率よく形成し、基板処理のスループットを向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to efficiently form a coating film on a substrate and improve the throughput of substrate processing.
以下、本発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明にかかる基板処理システムとしての塗布現像処理システム1の内部構成の概略を示す平面図である。図2及び図3は、塗布現像処理システム1の内部構成の概略を示す側面図である。 Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a plan view showing an outline of the internal configuration of a coating and developing treatment system 1 as a substrate processing system according to the present invention. 2 and 3 are side views showing an outline of the internal configuration of the coating and developing treatment system 1.
塗布現像処理システム1は、図1に示すように例えば外部との間で複数枚のウェハWを収容したカセットCが搬入出されるカセットステーション2と、フォトリソグラフィー処理の中で枚葉式に所定の処理を施す複数の各種処理装置を備えた処理ステーション3と、処理ステーション3に隣接する露光装置4との間でウェハWの受け渡しを行うインターフェイスステーション5とを一体に接続した構成を有している。
As shown in FIG. 1, the coating and developing treatment system 1 includes, for example, a
カセットステーション2には、カセット載置台10が設けられている。カセット載置台10には、複数、例えば4つのカセット載置板11が設けられている。カセット載置板11は、水平方向のX方向(図1中の上下方向)に一列に並べて設けられている。これらのカセット載置板11には、塗布現像処理システム1の外部に対してカセットCを搬入出する際に、カセットCを載置することができる。
The
カセットステーション2には、図1に示すようにX方向に延びる搬送路20上を移動自在なウェハ搬送装置21が設けられている。ウェハ搬送装置21は、上下方向及び鉛直軸周り(θ方向)にも移動自在であり、各カセット載置板11上のカセットCと、後述する処理ステーション3の第3のブロックG3の受け渡し装置との間でウェハWを搬送できる。
The
処理ステーション3には、各種装置を備えた複数例えば4つのブロックG1、G2、G3、G4が設けられている。例えば処理ステーション3の正面側(図1のX方向負方向側)には、第1のブロックG1が設けられ、処理ステーション3の背面側(図1のX方向正方向側)には、第2のブロックG2が設けられている。また、処理ステーション3のカセットステーション2側(図1のY方向負方向側)には、第3のブロックG3が設けられ、処理ステーション3のインターフェイスステーション5側(図1のY方向正方向側)には、第4のブロックG4が設けられている。
The
例えば第1のブロックG1には、図3に示すように複数の液処理装置、例えばウェハWを現像処理する現像装置30、ウェハWのレジスト膜の下層に反射防止膜(以下、「下部反射防止膜」という)を形成する下部反射防止膜形成装置31、ウェハWに塗布液としてのレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布装置32、ウェハWの周縁部の塗布膜を除去する洗浄装置33、ウェハWのレジスト膜の上層に反射防止膜(以下、「上部反射防止膜」という)を形成する上部反射防止膜形成装置34が下から順に重ねられている。
For example, in the first block G1, as shown in FIG. 3, a plurality of liquid processing devices, for example, a developing
例えば現像装置30は、水平方向に3つ、上下方向に2層に並べて配置されている。また、例えば下部反射防止膜形成装置31、レジスト塗布装置32、洗浄装置33、上部反射防止膜形成装置34は、それぞれ水平方向に3つ並べて配置されている。なお、現像装置30、下部反射防止膜形成装置31、レジスト塗布装置32、洗浄装置33及び上部反射防止膜形成装置34の数や配置は、任意に選択できる。
For example, the developing
例えば第2のブロックG2には、図2に示すようにウェハWの熱処理を行う熱処理装置40や、ウェハWを疎水化処理するアドヒージョン装置41、ウェハWの外周部を露光する周辺露光装置42が上下方向と水平方向に並べて設けられている。熱処理装置40は、ウェハWを載置して加熱する熱板と、ウェハWを載置して冷却する冷却板を有し、加熱処理と冷却処理の両方を行うことができる。なお、熱処理装置40、アドヒージョン装置41及び周辺露光装置42の数や配置は、任意に選択できる。
For example, in the second block G2, as shown in FIG. 2, there are a
例えば第3のブロックG3には、複数の受け渡し装置50、51、52、53、54、55、56が下から順に設けられている。受け渡し装置54と受け渡し装置55との間、すなわちレジスト塗布装置32と洗浄装置33に対応する高さには、内部に複数のウェハWを載置可能で、ウェハW上のレジスト液を自然乾燥させてレジスト膜を形成する乾燥容器60が設けられている。また、第4のブロックG4には、複数の受け渡し装置70、71、72が下から順に設けられている。
For example, in the third block G3, a plurality of
図1に示すように第1のブロックG1〜第4のブロックG4に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域Dが形成されている。ウェハ搬送領域Dには、例えばウェハ搬送装置80が配置されている。
As shown in FIG. 1, a wafer transfer region D is formed in a region surrounded by the first block G1 to the fourth block G4. For example, a
ウェハ搬送装置80は、例えばY方向、X方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置80は、ウェハ搬送領域D内を移動し、周囲の第1のブロックG1、第2のブロックG2、第3のブロックG3及び第4のブロックG4内の所定の装置にウェハWを搬送できる。
The
ウェハ搬送装置80は、例えば図2に示すように上下に複数台配置され、例えば各ブロックG1〜G4の同程度の高さの所定の装置にウェハWを搬送できる。
For example, as shown in FIG. 2, a plurality of
また、ウェハ搬送領域Dには、レジスト塗布装置32、洗浄装置33、乾燥容器60に対応する高さに、ウェハ搬送装置90が配置されている。ウェハ搬送装置90は、ウェハ搬送装置80の搬送アームと別の形状の搬送アームを有している。
In the wafer conveyance region D, a
ウェハ搬送装置90は、ウェハ搬送領域D内を移動し、周囲の第1のブロックG1、第2のブロックG2、第3のブロックG3及び第4のブロックG4内の所定の装置にウェハWを搬送できる。なお、このウェハ搬送装置90の構成の詳細については後述する。
The
さらに、ウェハ搬送領域Dには、第3のブロックG3と第4のブロックG4との間で直線的にウェハWを搬送するシャトル搬送装置100が設けられている。
Further, in the wafer transfer region D, a
シャトル搬送装置100は、例えばY方向に直線的に移動自在になっている。シャトル搬送装置100は、ウェハWを支持した状態でY方向に移動し、第3のブロックG3の受け渡し装置52と第4のブロックG4の受け渡し装置72との間でウェハWを搬送できる。
The
図1に示すように第3のブロックG3のX方向正方向側の隣には、ウェハ搬送装置110が設けられている。ウェハ搬送装置110は、例えばX方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置110は、ウェハWを支持した状態で上下に移動して、第3のブロックG3内の各受け渡し装置にウェハWを搬送できる。
As shown in FIG. 1, a
インターフェイスステーション5には、ウェハ搬送装置120と受け渡し装置121が設けられている。ウェハ搬送装置120は、例えばY方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置120は、例えば搬送アームにウェハWを支持して、第4のブロックG4内の各受け渡し装置、受け渡し装置121及び露光装置4との間でウェハWを搬送できる。
The
次に、上述したレジスト塗布装置32の構成について説明する。レジスト塗布装置32は、図4に示すように内部を密閉することができる処理容器150を有している。処理容器150の一の側面には、図5に示すようにウェハWの搬入出口151が形成され、搬入出口151には、開閉シャッタ152が設けられている。
Next, the configuration of the resist
処理容器150の内部には、図4に示すようにウェハWを保持して回転させる回転保持部としてのスピンチャック160が設けられている。スピンチャック160は、水平な上面を有し、当該上面には、例えばウェハWを吸引する吸引口(図示せず)が設けられている。この吸引口からの吸引により、ウェハWをスピンチャック160上に吸着保持できる。
As shown in FIG. 4, a
スピンチャック160は、例えばモータなどを備えた駆動機構161を有し、その駆動機構161により所定の速度に回転できる。また、駆動機構161には、シリンダなどの昇降駆動源が設けられており、スピンチャック160は上下動可能になっている。
The
スピンチャック160の下方には断面形状が山形のガイドリング162が設けられており、このガイドリング162の周縁部は下方側に屈曲して延びている。スピンチャック160、スピンチャック160に保持されたウェハW及びガイドリング162の周囲には、ウェハWから飛散又は落下する液体を受け止め、回収するカップ163が設けられている。
A
このカップ163は上面にスピンチャック160が昇降できるようにウェハWよりも大きい開口部が形成されていると共に、側周面とガイドリング162の周縁部との間に排出路をなす隙間164が形成されている。カップ163の下部は、ガイドリング162の周縁部分と共に屈曲路を形成して気液分離部を構成している。カップ163の底部の内側領域には、カップ163内の雰囲気を排気する排気口165が形成されており、この排気口165には排気管165aが接続されている。さらに前記カップ163の底部の外側領域には、回収した液体を排出する排液口166が形成されており、この排液口166には排液管166aが接続されている。
The
また、スピンチャック160の上方には、ウェハW上にレジスト液を供給する塗布液ノズルとしてのレジスト液ノズル170が配置されている。レジスト液ノズル170には、レジスト液供給源171に連通する供給管172が接続されている。レジスト液供給源171内には、レジスト液が貯留されている。供給管172には、レジスト液の流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群173が設けられている。
Above the
レジスト液ノズル170は、図5に示すようにアーム174を介して移動機構175に接続されている。アーム174は、移動機構175により、処理容器150の長さ方向(Y方向)に延伸するガイドレール176に沿って、カップ163の一端側(図5の右側)の外側に設けられた待機領域177からカップ163の一端側に向かって移動できると共に、上下方向に移動できる。
The resist
次に、上述した洗浄装置33の構成について説明する。洗浄装置33は、図6に示すように内部を密閉することができる処理容器180を有している。処理容器180の一の側面には、ウェハWの搬入出口(図示せず)が形成されている。
Next, the configuration of the above-described
処理容器180の内部には、図6に示すようにウェハWを保持して回転させるスピンチャック190が設けられている。スピンチャック190は、駆動機構191を有している。なお、スピンチャック190と駆動機構191の構成は、レジスト塗布装置32のスピンチャック160と駆動機構161の構成と同様であるので、説明を省略する。
A
スピンチャック190の周囲には、ウェハWから飛散又は落下する液体を受け止め、回収するカップ192が設けられている。カップ192の底部には、回収した液体を排出する排出口193が形成されており、この排出口193には排液管193aが接続されている。
Around the
スピンチャック190の下方には、ウェハWの裏面側からウェハWの周縁部に洗浄液を噴射する洗浄液ノズル200、200が例えば2箇所に設けられている。洗浄液ノズル200には、洗浄液供給源201に連通する供給管202が接続されている。洗浄液供給源201内には、洗浄液、例えばレジスト液の溶剤である例えばシンナーが貯留されている。供給管202には、溶剤の流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群203が設けられている。なお、洗浄液には純水を用いてもよい。
Below the
次に、上述した乾燥容器60の構成について説明する。乾燥容器60は、図7に示すように内部を密閉可能な筐体210を有している。筐体210の一の側面にはウェハWの搬入出口が形成され、搬入出口には開閉シャッタ211が設けられている。開閉シャッタ211は、例えばオープナー(図示せず)によって上下方向に移動し、搬入出口が開閉される。
Next, the configuration of the drying
筐体210の内部には、図8に示すようにウェハWを保持して載置する載置部212が設けられている。載置部212は、上下方向に所定の間隔で複数個所、例えば15箇所に設けられている。これによって、乾燥容器60は、内部に複数のウェハWを収容し載置することができる。
As shown in FIG. 8, a
筐体210には、内部の雰囲気を排気する排気管213が接続されている。排気管213は、例えばポンプなどの負圧発生装置(図示せず)に接続されており、筐体210内の雰囲気を強制的に排気できる。
An
次に、上述したウェハ搬送装置90の構成について説明する。ウェハ搬送装置90は、例えば図9に示すように2本の直線的な搬送アーム220、220を有している。搬送アーム220は、水平方向に伸縮でき、θ方向及び上下方向に移動自在に構成されている。搬送アーム220には、ウェハWの裏面を吸着保持する保持部221、221が例えば2箇所に設けられている。これら保持部221によって、搬送アーム220はウェハWを水平に保持することができる。
Next, the configuration of the
搬送アーム220は、支持部222に支持されている。支持部222は、例えば第2のブロックG2に設けられY方向に延伸するレール(図示せず)に取り付けられている。これによって、ウェハ搬送装置90はウェハ搬送領域D内を移動することができる。
The
以上の塗布現像処理システム1には、図1に示すように制御装置230が設けられている。制御装置230は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部(図示せず)を有している。プログラム格納部には、レジスト塗布装置32のスピンチャック160の回転動作と上下動作、レジスト液ノズル170の移動動作とレジスト液の供給動作、洗浄装置33のスピンチャック190の回転動作と上下動作、洗浄液ノズル200の洗浄液の供給動作、ウェハ搬送装置90の移動動作などを制御するプログラムが格納されている。これに加えて、プログラム格納部には、上述の各種処理装置や搬送装置などの駆動系の動作を制御して、後述する塗布現像処理システム1の所定の作用、すなわちウェハWへのレジスト液の塗布、現像、露光、加熱処理、ウェハWの受け渡し、各装置の制御などを実現させるためのプログラムも格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク(HD)、フレキシブルディスク(FD)、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルデスク(MO)、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体Hに記録されていたものであって、その記憶媒体Hから制御装置230にインストールされたものであってもよい。
The coating and developing processing system 1 is provided with a
次に、以上のように構成された塗布現像処理システム1を用いて行われるウェハWの処理方法について説明する。図10は、かかるウェハ処理において、ウェハW上にレジスト膜を形成する際の主な工程を示すフローチャートである。 Next, a processing method of the wafer W performed using the coating and developing processing system 1 configured as described above will be described. FIG. 10 is a flowchart showing main steps when a resist film is formed on the wafer W in such wafer processing.
先ず、複数枚のウェハWを収容したカセットCが、図1に示すカセットステーション2の所定のカセット載置板11に載置される。その後、ウェハ搬送装置21によりカセットC内の各ウェハWが順次取り出され、処理ステーション3の第3のブロックG3の例えば受け渡し装置53に搬送される。
First, a cassette C containing a plurality of wafers W is placed on a predetermined
次にウェハWは、ウェハ搬送装置80によって第2のブロックG2の熱処理装置40に搬送され、温度調節される。その後ウェハWは、ウェハ搬送装置80によって第1のブロックG1の下部反射防止膜形成装置31に搬送され、ウェハW上に下部反射防止膜が形成される。その後ウェハWは、第2のブロックG2の熱処理装置40に搬送され、加熱され、温度調節され、その後第3のブロックG3の受け渡し装置53に戻される。
Next, the wafer W is transferred to the
次にウェハWは、ウェハ搬送装置110によって同じ第3のブロックG3の受け渡し装置54に搬送される。その後ウェハWは、ウェハ搬送装置80によって第2のブロックG2のアドヒージョン装置41に搬送され、アドヒージョン処理される。その後ウェハWは、ウェハ搬送装置80によって熱処理装置40に搬送され、温度調節される(図10の工程S1)。
Next, the wafer W is transferred by the
次にウェハWは、ウェハ搬送装置80によって第1のブロックG1のレジスト塗布装置32に搬送される。レジスト塗布装置32に搬入されたウェハWは、先ず、スピンチャック160に吸着保持される。続いて、レジスト液ノズル170がウェハWの中心部の上方まで移動する。その後、ウェハWを所定の回転数で回転させながら、レジスト液ノズル170からウェハWの中心部にレジスト液を供給する。このレジスト液の供給は、例えば7秒間行われる。そして、レジスト液が遠心力によってウェハWの表面に拡散される。レジスト液ノズル170からのレジスト液の供給を停止後も、引き続きウェハWを所定の時間、例えば10秒間回転させる。そして、レジスト液がウェハWの表面の全面に拡散されると共に、ウェハW上のレジスト液の余剰分が振り切られて、レジスト液の膜厚が調整される。こうして、ウェハW上にレジスト液が塗布される(図10の工程S2)。
Next, the wafer W is transferred by the
次にウェハWは、レジスト液が乾燥してない状態、いわゆる半乾きの状態でウェハ搬送装置90によって第3のブロックG3の乾燥容器60に搬送される。乾燥容器60内において、ウェハWは載置部212に載置される。このとき、乾燥容器60内の雰囲気は、例えば温度が23℃、湿度が45%に維持されている。そして、所定の時間、例えば150秒経過後、ウェハW上のレジスト液の溶剤成分が経時的に揮発して、レジスト液が乾燥される。こうして、ウェハW上にレジスト膜が形成される(図10の工程S3)。
Next, the wafer W is transferred to the drying
なお、上述したように乾燥容器60は複数のウェハWを収容することができ、複数のウェハW上のレジスト液を並行して乾燥させることができる。
As described above, the drying
次にウェハWは、ウェハ搬送装置90によって第1のブロックG1の洗浄装置33に搬送される。洗浄装置33に搬入されたウェハWは、先ず、スピンチャック190に吸着保持される。次に、ウェハWをスピンチャック190によって所定の回転数で回転させる。そして、回転中のウェハWに対して、洗浄液ノズル200から洗浄液が噴射される。この洗浄液によって、ウェハWの周縁部のレジスト膜が除去される(図10の工程S4)。その後周縁部上のレジスト膜が完全に除去されると、洗浄液ノズル200からの洗浄液の供給を停止し、ウェハWを回転させることで、ウェハW上に残存する洗浄液を振り切り乾燥させる。
Next, the wafer W is transferred by the
その後ウェハWは、ウェハ搬送装置80によって第2のブロックG2の熱処理装置40に搬送されて、プリベーク処理される(図10の工程S5)。プリベーク処理ではウェハW上のレジスト膜が加熱処理され、レジスト膜中の余剰溶剤が揮発される。これによってウェハW上に所定のレジスト膜が形成される。その後ウェハWは、ウェハ搬送装置80によって第3のブロックG3の受け渡し装置55に搬送される。
Thereafter, the wafer W is transferred to the
次にウェハWは、ウェハ搬送装置80によって第1のブロックG1の上部反射防止膜形成装置34に搬送され、ウェハW上に上部反射防止膜が形成される。その後ウェハWは、ウェハ搬送装置80によって第2のブロックG2の熱処理装置40に搬送されて、加熱され、温度調節される。
Next, the wafer W is transferred to the upper antireflection
次にウェハWは、ウェハ搬送装置80によって周辺露光装置42に搬送され、周辺露光処理される。その後ウェハWは、ウェハ搬送装置80によって第3のブロックG3の受け渡し装置56に搬送される。
Next, the wafer W is transferred to the
次にウェハWは、ウェハ搬送装置110によって受け渡し装置52に搬送され、シャトル搬送装置100によって第4のブロックG4の受け渡し装置72に搬送される。
Next, the wafer W is transferred to the
その後ウェハWは、インターフェイスステーション5のウェハ搬送装置120によって露光装置4に搬送され、露光処理される。
Thereafter, the wafer W is transferred to the
次に、ウェハWは、ウェハ搬送装置120によって露光装置4から第4のブロックG4の受け渡し装置70に搬送される。その後、ウェハWは、ウェハ搬送装置80によって第2のブロックG2の熱処理装置40に搬送され、露光後ベーク処理される。その後、ウェハWは、ウェハ搬送装置80によって第1のブロックG1の現像装置30に搬送され、現像される。現像終了後、ウェハWは、ウェハ搬送装置80によって第2のブロックG2の熱処理装置40に搬送され、ポストベーク処理される。
Next, the wafer W is transferred from the
その後、ウェハWは、ウェハ搬送装置80によって第3のブロックG3の受け渡し装置50に搬送され、その後カセットステーション2のウェハ搬送装置21によって所定のカセット載置板11のカセットCに搬送される。こうして、一連のフォトリソグラフィー工程が終了する。
Thereafter, the wafer W is transferred to the
以上の実施の形態によれば、レジスト塗布装置32では、ウェハW上へのレジスト液の塗布とレジスト液の膜厚調整を行い、レジスト液の乾燥を行わないので、当該レジスト塗布装置32におけるウェハWの処理時間を従来よりも大幅に短縮することができる。その後、ウェハWを乾燥容器60に搬送し、ウェハW上のレジスト液を乾燥させて、ウェハW上に均一な膜厚のレジスト膜を形成することができる。しかも、乾燥容器60は複数のウェハWを収容することができるので、複数のウェハWのレジスト液を並行して乾燥させることができる。その後、洗浄装置33に搬送し、ウェハWの周縁部のレジスト膜を除去して洗浄できる。以上のようにレジスト塗布装置32で処理時間を短縮することができ、乾燥容器60で複数のウェハWを並行して処理することができるので、複数のウェハWに対するウェハ処理の時間を短縮することができる。したがって、ウェハW上にレジスト膜を効率よく形成することができ、ウェハ処理全体のスループットを向上させることができる。
According to the above embodiment, the resist
例えば発明者らが調べたところ、従来のように一のレジスト塗布装置でレジスト液の塗布、レジスト液の乾燥及びウェハの周縁部の洗浄などを行った場合、例えば4つのレジスト塗布装置を用いても300wph(wafer/hour:1時間あたりに処理されるウェハWの枚数)を実現することができなかった。これに対して、本実施の形態のレジスト塗布装置32と洗浄装置33をそれぞれ2つずつ用いれば、300wphを十分に実現できることが分かった。なお、本実施の形態では、塗布現像処理システム1内に3つのレジスト塗布装置32と3つの洗浄装置33を配置しているが、上述したようにこれらの装置の数は任意に選択することができる。
For example, as a result of investigations by the inventors, when the resist solution is applied, the resist solution is dried, and the peripheral edge of the wafer is washed with one resist application device as in the past, for example, four resist application devices are used. 300 wph (wafer / hour: number of wafers W processed per hour) could not be realized. On the other hand, it was found that 300 wph can be sufficiently realized by using two resist
また、発明者らが調べたところ、レジスト塗布装置32でウェハW上にレジスト液を塗布した後、ウェハWを熱処理装置40に搬送してプリベーク処理すると、ウェハWがプリベーク処理時の加熱温度分布の影響を大きく受けるため、ウェハW上に均一な膜厚のレジスト膜を形成できないことが分かった。この点、本実施の形態によれば、レジスト塗布装置32でウェハW上にレジスト液を塗布した後、乾燥容器60でウェハW上のレジスト液を自然乾燥させている。これによって、ウェハW上に均一な膜厚のレジスト膜を形成することができる。
Further, as a result of investigations by the inventors, when a resist solution is applied onto the wafer W by the resist
また、一般に、レジスト液の塗布は高排気状態で行われ、レジスト液の乾燥は低排気状態で行われる。このため、従来のレジスト塗布装置には高排気と低排気を切り替えるダンパーが設けられていた。この点、本実施の形態では、レジスト液の塗布とレジスト液の乾燥は別の装置、すなわちレジスト塗布装置32と乾燥容器60でそれぞれ行われるため、装置内の排気状態を切り替える必要がなく、上記ダンパーが不要となる。
In general, the resist solution is applied in a high exhaust state, and the resist solution is dried in a low exhaust state. Therefore, a conventional resist coating apparatus is provided with a damper that switches between high exhaust and low exhaust. In this respect, in the present embodiment, the resist solution coating and the resist solution drying are performed in different devices, that is, the resist
また、以上の実施の形態の塗布現像処理システム1には、レジスト塗布装置32、乾燥容器60、洗浄装置33間でウェハWを搬送する装置として、ウェハ搬送装置90が設けられている。このウェハ搬送装置90の搬送アーム220は、ウェハWの裏面を保持して搬送する。このため、ウェハWの周縁部にレジスト液やレジスト膜が付着していても、当該レジスト液やレジスト膜が搬送アーム220に付着することがない。したがって、これらレジスト液やレジスト膜が搬送アーム220を介して後続のウェハWに付着するのを防止できるので、ウェハW上に適切なレジスト膜を形成することができる。
In the coating and developing treatment system 1 of the above embodiment, a
以上の実施の形態では、ウェハWの周縁部の洗浄後、プリベーク処理が行われていたが、図11に示すようにプリベーク処理後、ウェハWの周縁部の洗浄を行ってもよい。かかる場合、乾燥容器60でウェハW上のレジスト液が乾燥されると、ウェハWはウェハ搬送装置90によって熱処理装置40に搬送され、プリベーク処理される(図11の工程T4)。その後、ウェハWはウェハ搬送装置90によって洗浄装置33に搬送され、ウェハWの周縁部のレジスト膜が除去される(図11の工程T5)。なお、ウェハ処理のその他の工程については、前記実施の形態と同様であるので説明を省略する。本実施の形態においても、レジスト塗布装置32で処理時間を短縮することができ、乾燥容器60で複数のウェハWを並行して処理することができるので、ウェハ処理全体のスループットを向上させることができる。
In the above embodiment, the pre-bake process is performed after the peripheral part of the wafer W is cleaned. However, the peripheral part of the wafer W may be cleaned after the pre-bake process as shown in FIG. In this case, when the resist solution on the wafer W is dried in the drying
以上の実施の形態では、乾燥容器60は第3のブロックG3に設けられていたが、図12に示すように第4のブロックG4に設けられていてもよい。かかる場合、乾燥容器60は、ウェハ搬送装置90に対応する高さ、すなわちレジスト塗布装置32、洗浄装置33に対応する高さに配置される。また、乾燥装置60は第3のブロックG3と第4のブロックG4の両方に設けられていてもよい。
In the above embodiment, the drying
以上の実施の形態では、ウェハW上のレジスト液を乾燥させる際、乾燥容器60内の雰囲気の温度は23℃に維持されていたが、23℃よりも高い温度であってもよい。かかる場合、例えば乾燥容器60内にヒータ(図示せず)を設けてもよいし、あるいは所定の温度に加熱された不活性ガスを乾燥容器60内に供給してもよい。また、以上の実施の形態では、乾燥容器60内の雰囲気の湿度は45%であったが、45%よりも低い湿度であってもよい。さらに、乾燥容器60内の雰囲気は、23℃よりも高い温度かつ45%よりも低い湿度であってもよい。いずれの場合においても、ウェハW上のレジスト液の溶剤成分が揮発し易くなるので、レジスト液の乾燥時間を短縮することができる。
In the above embodiment, when the resist solution on the wafer W is dried, the temperature of the atmosphere in the drying
以上の実施の形態のウェハ搬送装置90は、搬送アーム220と異なる形状の搬送アームを有していてもよい。例えば図13に示すように搬送アーム240は、ウェハWより僅かに大きい径の略C字型の本体部241を有している。本体部241の内側には、内側に向かって突出し、ウェハWの周縁部を保持する保持部242が複数箇所、例えば4箇所に設けられている。これら保持部242によって、搬送アーム240はウェハWを水平に保持することができる。
The
図14に示すように保持部242の保持面242aは、ウェハWの周縁部から外側に向かって水平方向よりも上向きに傾斜している。例えば所定のレシピでウェハWにレジスト膜Rを形成した場合、ウェハWの周縁部には一定の膜厚と一定の長さでレジスト膜Rが付着する。保持面242aの傾斜角度は、このウェハWの周縁部のレジスト膜Rに接触しないように設定される。
As shown in FIG. 14, the holding
搬送アーム240は、図13に示すように支持部243に支持されている。支持部243は、例えば第2のブロックG2に設けられY方向に延伸するレール(図示せず)に取り付けられている。これによって、ウェハ搬送装置90はウェハ搬送領域D内を移動することができる。
The
以上の構成を有するウェハ搬送装置90は、前記実施の形態と同様にレジスト塗布装置32、乾燥容器60、洗浄装置33間、あるいはレジスト塗布装置32、乾燥容器60、熱処理装置40、洗浄装置33間でウェハWを搬送する。かかる場合、ウェハWの周縁部にレジスト液やレジスト膜が付着していても、当該レジスト液やレジスト膜が搬送アーム240に付着することがない。したがって、これらレジスト液やレジスト膜が搬送アーム240を介して後続のウェハWに付着するのを防止できるので、ウェハW上に適切なレジスト膜を形成することができる。
The
以上の実施の形態では、レジスト塗布装置32は水平方向に3つ並べて配置されていたが、これらを一の処理容器内に設けてもよい。かかる場合、例えば処理容器150の内部に3つのカップ163が並べて配置される。また、現像装置30、下部反射防止膜形成装置31、洗浄装置33、上部反射防止膜形成装置34についても同様に、一の処理容器内に複数のカップを並べて配置してもよい。
In the above embodiment, three resist
以上の実施の形態では塗布膜がレジスト膜の場合について説明したが、本発明はウェハW上に他の塗布膜を形成する場合にも適用できる。例えば塗布膜として下部反射防止膜や上部反射防止膜をウェハW上に形成する場合にも適用できる。かかる場合、例えば下部反射防止膜形成装置31や上部反射防止膜形成装置34では、ウェハW上に塗布液の塗布のみを行う。その後、ウェハWを乾燥容器60に搬送し、塗布液を乾燥させて、ウェハW上に下部反射防止膜や上部反射防止膜を形成する。この場合でも、下部反射防止膜形成装置31や上部反射防止膜形成装置34での処理時間を短縮することができ、乾燥容器60で複数のウェハWを並行して処理することができるので、ウェハ処理全体のスループットを向上させることができる。
Although the case where the coating film is a resist film has been described in the above embodiment, the present invention can also be applied to the case where another coating film is formed on the wafer W. For example, the present invention can be applied to a case where a lower antireflection film or an upper antireflection film is formed on the wafer W as a coating film. In such a case, for example, the lower antireflection
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、基板がウェハ以外のFPD(フラットパネルディスプレイ)、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。 The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious for those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the idea described in the claims, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. It is understood. The present invention is not limited to this example and can take various forms. The present invention can also be applied to a case where the substrate is another substrate such as an FPD (flat panel display) other than a wafer or a mask reticle for a photomask.
本発明は、例えば半導体ウェハ等の基板に塗布膜を形成する際に有用である。 The present invention is useful when a coating film is formed on a substrate such as a semiconductor wafer.
1 塗布現像処理システム
32 レジスト塗布装置
33 洗浄装置
40 熱処理装置
60 乾燥容器
90 ウェハ搬送装置
160 スピンチャック
170 レジスト液ノズル
190 スピンチャック
200 洗浄液ノズル
212 載置部
213 排気管
220 搬送アーム
221 保持部
230 制御装置
240 搬送アーム
242 保持部
242a 保持面
W ウェハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coating |
Claims (12)
塗布処理装置において、基板を回転させながら、基板の中心部に塗布液を供給し、当該塗布液を基板上の全面に拡散させる塗布工程と、
その後、直ちに前記塗布処理装置から乾燥容器に基板を搬送し、当該乾燥容器内に基板を載置し、基板上の塗布液を自然乾燥させて塗布膜を形成する乾燥工程と、を有し、
前記乾燥容器は複数の基板を収容可能であり、当該乾燥容器内で複数の基板に対して前記乾燥工程を行うことを特徴とする、塗布膜形成方法。 A method of forming a coating film on a substrate,
In the coating processing apparatus, while rotating the substrate, a coating liquid is supplied to the center of the substrate, and the coating liquid is diffused over the entire surface of the substrate;
Thereafter, the substrate is immediately transferred from the coating treatment apparatus to a drying container, the substrate is placed in the drying container, and the coating liquid on the substrate is naturally dried to form a coating film, and
The said drying container can accommodate several board | substrates, The said drying process is performed with respect to several board | substrates in the said drying container, The coating film formation method characterized by the above-mentioned.
その後、前記洗浄装置から熱処理装置に基板を搬送し、当該熱処理装置において、基板上の塗布膜を加熱処理する加熱工程と、をさらに有することを特徴とする、請求項1に記載の塗布膜形成方法。 After the drying step, the substrate is transferred from the drying container to a cleaning device, and the cleaning device removes the coating film on the peripheral edge of the substrate in the cleaning device;
2. The coating film formation according to claim 1, further comprising: a heating step of transporting the substrate from the cleaning device to a heat treatment device, wherein the heat treatment device heat-treats the coating film on the substrate. Method.
その後、前記熱処理装置から洗浄装置に基板を搬送し、当該洗浄装置において、基板の周縁部の塗布膜を除去する洗浄工程と、をさらに有することを特徴とする、請求項1に記載の塗布膜形成方法。 After the drying step, the substrate is transferred from the drying container to a heat treatment apparatus, and in the heat treatment apparatus, a heating step of heat-treating the coating film on the substrate;
2. The coating film according to claim 1, further comprising: a cleaning step of transporting the substrate from the heat treatment apparatus to the cleaning apparatus, and removing the coating film on the peripheral portion of the substrate in the cleaning apparatus. Forming method.
基板を保持して回転させる回転保持部と、基板に塗布液を供給する塗布液ノズルとを備えた塗布処理装置と、
内部に複数の基板を載置可能で、基板上の塗布液を自然乾燥させて塗布膜を形成する乾燥容器と、
前記塗布処理装置と前記乾燥容器との間で基板を搬送する搬送アームと、を有することを特徴とする、基板処理システム。 A substrate processing system for forming a coating film on a substrate,
A coating processing apparatus including a rotation holding unit that holds and rotates the substrate, and a coating liquid nozzle that supplies the coating liquid to the substrate;
A plurality of substrates can be placed inside, a drying container that forms a coating film by naturally drying the coating liquid on the substrate, and
A substrate processing system comprising: a transfer arm for transferring a substrate between the coating processing apparatus and the drying container.
基板上の塗布膜を加熱処理する熱処理装置と、をさらに有し、
前記搬送アームは、前記洗浄装置と前記熱処理装置に基板を搬送することを特徴とする、請求項8に記載の基板処理システム。 A cleaning device for removing the coating film on the peripheral edge of the substrate;
A heat treatment apparatus that heat-treats the coating film on the substrate;
The substrate processing system according to claim 8, wherein the transfer arm transfers the substrate to the cleaning device and the heat treatment device.
前記保持部の保持面は、基板の周縁部に付着した塗布液及び/又は塗布膜に接触しないように当該基板の周縁部から外側に向かって水平方向よりも上向きに傾斜していることを特徴とする、請求項8又は9に記載の基板処理システム。 The transfer arm has a holding portion that holds a peripheral portion of the substrate,
The holding surface of the holding part is inclined upward from the horizontal direction toward the outside from the peripheral part of the substrate so as not to contact the coating liquid and / or the coating film attached to the peripheral part of the substrate. The substrate processing system according to claim 8 or 9.
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