JP2020061443A - 塗布、現像装置及び塗布、現像方法。 - Google Patents

塗布、現像装置及び塗布、現像方法。 Download PDF

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Abstract

【課題】複数の基板の間で均一性高い処理を行うこと。【解決手段】上下に積層されると共に互いに区画される複数の基板搬送領域を備える処理ブロックと、複数の基板搬送領域に各々設けられる処理モジュールと、複数の基板搬送領域に各々設けられ、搬送ブロックと処理モジュールとの間で基板を搬送する搬送機構と、複数の処理モジュールのうちの少なくとも一の処理モジュールにおける基板の温度を調整するために当該一の処理モジュールへ搬送される前の当該基板の温度を調整し、搬送機構によって温度が調整された当該基板の搬出が行われる温度調整モジュールと、複数の基板搬送領域のうちの少なくとも一の基板搬送領域の雰囲気温度を検出する温度センサと、温度センサにより検出される前記雰囲気温度に基づいて、温度調整モジュールにおける基板の温度を変更する温度変更機構と、備えるように装置を構成する。【選択図】図１２

Description

本開示は、塗布、現像装置及び塗布、現像方法に関する。
半導体デバイスの製造工程においては基板である半導体ウエハ（以下、ウエハと記載する）に様々な処理が行われる。処理としては例えばフォトリソグラフィ工程におけるレジストの塗布及び現像によるレジストパターンの形成が挙げられる。例えば特許文献１には、このレジスト塗布及び現像を行う基板処理装置について記載されている。この基板処理装置においては、各処理部に対して基板を搬入出する基板搬送機構と、基板搬送機構の搬送領域に温湿度が調整された空気を供給してダウンフローを形成する空気調整ユニットと、が設けられている。
特開２０００−１６４６７０号公報
本開示は、基板を処理するにあたり、複数の基板の間で均一性高い処理を行うことができる技術を提供する。
本開示の塗布、現像装置は、基板に処理を行う処理モジュールとして、前記基板にレジスト膜を形成するレジスト膜形成モジュール及び露光済みの前記レジスト膜を現像する現像モジュールを含む塗布、現像装置において、
上下に積層されると共に互いに区画される複数の基板搬送領域を備える処理ブロックと、
前記基板を格納する搬送容器と前記各基板搬送領域との間で当該基板を搬送するための搬送ブロックと、
前記複数の基板搬送領域に各々設けられる前記処理モジュールと、
前記複数の基板搬送領域に各々設けられ、前記搬送ブロックと前記処理モジュールとの間で前記基板を搬送する搬送機構と、
複数の前記処理モジュールのうちの少なくとも一の処理モジュールにおける前記基板の温度を調整するために当該一の処理モジュールへ搬送される前の当該基板の温度を調整し、前記搬送機構によって温度が調整された当該基板の搬出が行われる温度調整モジュールと、
複数の前記基板搬送領域のうちの少なくとも一の基板搬送領域の雰囲気温度を検出する温度センサと、
前記温度センサにより検出される前記雰囲気温度に基づいて、前記温度調整モジュールにおける前記基板の温度を変更する温度変更機構と、
備える。
本開示によれば、基板を処理するにあたり、複数の基板の間で均一性高い処理を行うことができる。
本開示の一実施形態である塗布、現像装置の平面図である。 前記塗布、現像装置の斜視図である。 前記塗布、現像装置の縦断側面図である。 前記塗布、現像装置を構成する単位ブロックの縦断正面図である。 前記塗布、現像装置を構成する受け渡しモジュール及び温度調整モジュールの側面図である。 前記単位ブロックにおけるウエハの搬送経路を示す説明図である。 前記単位ブロックを搬送されるウエハの温度の経時変化を示すグラフ図である。 前記単位ブロックを搬送されるウエハの温度の経時変化を示すグラフ図である。 ウエハの搬送制御を示すためのチャート図である。 ウエハの搬送状態を示す説明図である。 ウエハの搬送状態を示す説明図である。 塗布、現像装置の他の構成例を示す縦断側面図である。 評価試験の結果を示すグラフ図である。 評価試験の結果を示すグラフ図である。 評価試験の結果を示すグラフ図である。 評価試験の結果を示すグラフ図である。 評価試験の結果を示すグラフ図である。
本開示の一実施形態であり、基板処理装置の一つである塗布、現像装置１について、図１〜図３を用いて説明する。図１、図２、図３は夫々塗布、現像装置１の平面図、概略斜視図、縦断側面図である。塗布、現像装置１は大気雰囲気のクリーンルームに設置されており、キャリアブロックＤ１と、上下搬送ブロックＤ２と、処理ブロックＤ３と、インターフェイスブロックＤ４と、をこの順に直線状に接続して構成されている。キャリアブロックＤ１側を前方側、インターフェイスブロックＤ４側を後方側とする。また、以降の説明で左側、右側とは、特に記載が無い場合、前方から後方に向かって見たときの左側、右側である。インターフェイスブロックＤ４の後方に、露光機Ｄ５が接続されている。キャリアブロックＤ１及び上下搬送ブロックＤ２は前方ブロックであり、インターフェイスブロックＤ４は後方ブロックである。そして、これらキャリアブロックＤ１、上下搬送ブロックＤ２及びインターフェイスブロックＤ４は、後述の各単位ブロックに共通して設けられた、キャリアＣと各単位ブロックとの間でウエハＷを受け渡すための搬送ブロックとして構成される。
キャリアブロックＤ１には、塗布、現像装置１の外部からウエハＷを格納するキャリアＣが搬送され、当該キャリアブロックＤ１は、キャリアＣの載置台１１と、開閉部１２と、開閉部１２を介してキャリアＣからウエハＷを搬送するための搬送機構１３とを備えている。
上下搬送ブロックＤ２を説明する前に、処理ブロックＤ３について説明する。図２、図３に示すように処理ブロックＤ３は、ウエハＷに液処理及び加熱処理を行う単位ブロックＥ１〜Ｅ６が下から順に積層されて構成されており、単位ブロックＥ１〜Ｅ６は互いに区画されている。単位ブロックＥ１〜Ｅ３は互いに同様に構成されており、液処理としてレジストの塗布処理によるレジスト膜の形成を行う。単位ブロックＥ４〜Ｅ６は互いに同様に構成されており、液処理として現像処理によるレジストパターンの形成を行う。各単位ブロックＥ（Ｅ１〜Ｅ６）において、互いに並行してウエハＷの搬送及び処理が行われる。
単位ブロックＥ１〜Ｅ６のうち代表して単位ブロックＥ３について、縦断正面図である図４も参照して説明する。単位ブロックＥ３は内部に基板搬送領域をなす空間を備えた扁平な矩形体であり、左右の中央部に前後に直線状に伸びるウエハＷの搬送路２１が当該基板搬送領域として形成されている。図中２２は搬送路２１の天井部であり、中空に形成されると共にその下面はＵＬＰＡフィルタにより構成されている。この天井部２２は図示しないダクトを介して処理ブロックＤ３の上部に設けられるファンフィルタユニット（ＦＦＵ）２３に接続されている（図２、図３参照）。ＦＦＵ２３は、塗布、現像装置１が設置されるクリーンルーム内のエアを取り込んで天井部２２に供給し、当該エアが天井部２２の下面から吐出されてダウンフローを形成すると共に、搬送路２１に面する後述の各処理モジュールに供給される。図中２４は、搬送路２１の底部を形成する底壁である。
単位ブロックＥ３の右側にはレジスト膜形成モジュール３が設けられており、単位ブロックＥ３の左側には加熱モジュール４及び搬送路２１の雰囲気を排気する排気部４０が設けられている。レジスト膜形成モジュール３及び加熱モジュール４は、ウエハＷを処理する処理モジュールである。レジスト膜形成モジュール３は例えば前後に２つ設けられる。加熱モジュール４は上下に２つ積層されて積層体をなし、この加熱モジュール４の積層体が前後に６つ配列されている。この前後に並んだ積層体の下方に前後に細長の排気部４０が設けられている。
これらレジスト膜形成モジュール３、加熱モジュール４及び排気部４０により搬送路２１の左右の側部が画成されている。従って、レジスト膜形成モジュール３及び加熱モジュール４は、搬送路２１に対して左右方向から面するように設けられている。また、このように各処理モジュール、排気部４０、天井部２２及び底壁２４が配置されることで、単位ブロックＦ３の雰囲気は他の単位ブロックの雰囲気から区画されている。単位ブロックＦ３の雰囲気とは、より具体的には単位ブロックＦ３の搬送路２１及び単位ブロックＦ３に設けられる各処理モジュールにおける雰囲気である。
液処理モジュールであるレジスト膜形成モジュール３について簡単に説明すると、図中３１は筐体であり、搬送路２１に開口する搬送口３２を備える。筐体３１内には、ウエハＷを各々処理する２つの処理部３３と、各処理部３３に共有されるノズル３４とが設けられている。処理部３３は、ウエハＷの中央部を吸着保持するスピンチャック３５、スピンチャック３５に保持されたウエハＷの側周を囲むカップ３６、スピンチャック３５を回転させる回転機構３７と、を備える。カップ３６内に設けられる図示しない昇降ピンにより、後述の搬送機構Ｆ３とスピンチャック３５との間でウエハＷが受け渡される。上記のノズル３４は、各処理部３３で回転するウエハＷの中心部へ薬液としてレジストを吐出することができるように移動自在に構成され、各処理部３３においてスピンコーティングによるレジスト膜の形成が行われる。
加熱モジュール４について簡単に説明すると、図中４１は筐体であり、搬送路２１に開口する搬送口４２を備える。筐体４１内には、冷媒が供給される流路を備えると共に載置されたウエハＷを当該冷媒の作用で冷却する冷却プレート４３と、熱板４４とが設けられている。冷却プレート４３には、搬送機構Ｆ３の昇降動作によりウエハＷの受け渡しが行われる。図中４５は冷却プレート４３の移動機構であり、筐体４１内の手前側（搬送口４２側）と、筐体４１内の奥側に配置される上記の熱板４４の上方領域との間で冷却プレート４３を移動させる。熱板４４は、その上方領域に移動した冷却プレート４３との間でウエハＷを受け渡すための図示しない昇降ピンを備えると共に、載置されたウエハＷを加熱する。従って、加熱モジュール４内では、冷却プレート４３、熱板４４、冷却プレート４３の順でウエハＷが受け渡され、熱処理の前後でウエハＷの温度が調整される。この単位ブロックＥ３に設けられる加熱モジュール４は、レジスト膜についてＰＡＢ（Pre Applied Bake）を行うためのモジュールである。
単位ブロックＥ３の上記の搬送路２１には、搬送機構Ｆ３が設けられている。この搬送機構Ｆ３は、搬送路２１を前後移動自在、昇降自在、且つ垂直軸回りに回動自在な基台２５と、当該基台２５上において互いに独立して進退自在で各々ウエハＷを支持可能な２つの基板支持部２０と、を備えている。単位ブロックＦ３に設けられるモジュールと、後述のタワーＴ１、Ｔ２において単位ブロックＦ３に設けられるモジュールとの間で、この２つの基板支持部２０を利用して順番にウエハＷの搬送が行われる。具体的に、一のモジュールに対してウエハＷを保持していない一の基板支持部２０によりウエハＷを受け取る。そして、ウエハＷが受け取られてウエハＷを搬送可能になった一のモジュールに他の基板支持部２０が保持しているウエハＷが搬送される。つまり、各モジュールおいてウエハＷが入れ替えられるように搬送が行われる。基板支持部２０によるこのような入れ替えを行えるように、基台２５は各モジュール間、正確には各モジュールの正面におけるウエハＷを受け渡すための受け渡し位置間を移動する。
また、搬送路２１において天井部２２の直下でウエハＷの搬送を妨げない位置に、当該搬送路２１の温度を検出するための温度センサ２６が設けられている。この温度センサ２６は、例えば搬送路２１の前後に間隔をおいて例えば２つ設けられている。温度センサ２６は、検出温度に対応する検出信号を後述の制御部５０に送信する。
以下、Ｅ３以外の単位ブロックについて説明する。単位ブロックＥ１、Ｅ２については、この例では温度センサ２６については設けられていない。そのような差違を除き、単位ブロックＥ１、Ｅ２は、単位ブロックＥ３と同様に構成されている。つまり、各単位ブロックＥ１〜Ｅ３は一の処理モジュールとしてレジスト膜形成モジュール３を備え、同種の処理としてレジスト膜の形成を行う。また、単位ブロックＥ１〜Ｅ３のうちの一つは第１の基板搬送領域、他の一つは第２の基板搬送領域に相当する。
また、単位ブロックＥ４〜Ｅ６について単位ブロックＥ３との差異点を中心に説明すると、例えば液処理モジュールとして、レジスト膜形成モジュール３の代わりに現像モジュールが設けられている。この現像モジュールについては、ノズル３４から薬液としてレジストの代わりに現像液が供給されることを除いてレジスト膜形成モジュール３と同様の構成である。また、単位ブロックＥ４〜Ｅ６の加熱モジュール４は、露光後で現像前のウエハＷに加熱（ＰＥＢ：Post Exposure Bake）を行うためのモジュールである。単位ブロックＥ４〜Ｅ６について、この例では温度センサ２６は設けられていない。
このように各単位ブロックＥ１、Ｅ２、Ｅ４〜Ｅ６は概ね単位ブロックＥ３と同様の構成であり、従って各単位ブロックＥの雰囲気は互いに区画されている。なお、単位ブロックＥ１、Ｅ２、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６に設けられる搬送機構Ｆ３に相当する搬送機構を、夫々Ｆ１、Ｆ２、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６とする（図３参照）。
続いて、上下搬送ブロックＤ２について説明する。この上下搬送ブロックＤ２は、単位ブロックＥ１〜Ｅ６に跨がるように上下に伸びるタワーＴ１を備えている。タワーＴ１は、上記の各単位ブロックＥ（Ｅ１〜Ｅ６）の搬送路２１の前方に位置しており、多数のモジュールが積層されることにより構成されている。また、タワーＴ１の左側には、タワーＴ１に設けられる各モジュール間でウエハＷを受け渡すことができるように昇降自在に構成された搬送機構２７が設けられている（図１参照）。
上記のタワーＴ１に設けられるモジュールとしては、受け渡しモジュールＴＲＳ及び温度調整モジュールＳＣＰＬが含まれる。受け渡しモジュールＴＲＳは、単位ブロックＥ１〜Ｅ６に対応する各高さに設けられている。即ち単位ブロックＥ１〜Ｅ６に設けられる搬送機構Ｆ１〜Ｆ６が、各々ウエハＷの受け渡しを行える高さに受け渡しモジュールＴＲＳが設けられており、このように単位ブロックＥ１〜Ｅ６に各々対応する高さの受け渡しモジュールをＴＲＳ１〜ＴＲＳ６として示す（図３参照）。また、タワーＴ１に設けられる受け渡しモジュールＴＲＳとして、キャリアブロックＤ１に対しての受け渡し用に、当該キャリアブロックＤ１の搬送機構１３がアクセス可能な高さに設けられるものが有り、ＴＲＳ０として示している。そして上記の温度調整モジュールＳＣＰＬは、単位ブロックＥ１〜Ｅ３に対応する各高さ、即ち搬送機構Ｆ１〜Ｆ３が各々ウエハＷの受け渡しを行える高さに設けられており、これら単位ブロックＥ１〜Ｅ３の各々に対応する高さの受け渡しモジュールをＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ３として示す（図３参照）。互いに対応する高さの受け渡しモジュールと温度調整モジュールと単位ブロックとの間で、ウエハＷの搬送が行われる。
図５は、単位ブロックＥ３に対応する受け渡しモジュールＴＲＳ３及び温度調整モジュールＳＣＰＬ３を示している。図３では受け渡しモジュールＴＲＳ３は１つのみ表示したが、この図５に示すように上下に複数設けられる。なお、ＴＲＳ１など他の受け渡しモジュールについてもこのＴＲＳ３と同様に複数設けられる。受け渡しモジュールＴＲＳ３は水平板５１上に横方向に分散して配置された複数の垂直なピン５２を備え、このピン５２上にウエハＷが載置される。
温度調整モジュールＳＣＰＬ３はウエハＷを載置するプレート５３を備え、当該プレート５３は搬送機構Ｆ３の昇降動作でウエハＷの受け渡しが行われる形状とされている。このプレート５３には水などの冷媒が流通する配管５４が接続されている。この配管５４の一端及び他端は、例えば上下搬送ブロックＤ２の外側へ引き出されてチラー５５に接続されており、このチラー５５及び配管５４により冷媒の循環路が形成されている。チラー５５は、上記の循環路を冷媒が循環するように、配管５４の一端側へ当該冷媒を送出するポンプを備えると共に、そのように送出される冷媒の温度を調整可能に構成されている。この送出される冷媒の温度は所望の温度になるように変更可能であり、プレート５３及び当該プレート５３に載置されるウエハＷの温度は、このようにチラー５５から送出される冷媒の温度に調整される。この例ではチラー５５は温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ３に共通である。従って、温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ３で、ウエハＷが同じ温度に調整される。
続いて、インターフェイスブロックＤ４について説明する。このインターフェイスブロックＤ４は、単位ブロックＥ１〜Ｅ６に跨がるように上下に伸びるタワーＴ２〜Ｔ４を備えている。タワーＴ２は、上記の各単位ブロックＥ（Ｅ１〜Ｅ６）の搬送路２１の後方に位置しており、多数のモジュールが積層されて構成されている。このタワーＴ２を構成するモジュールとしては、タワーＴ１と同様に単位ブロックＥ１〜Ｅ６に対応する高さに受け渡しモジュールＴＲＳが含まれており、ＴＲＳ１１〜ＴＲＳ１６として示す。この受け渡しモジュールＴＲＳ１１〜ＴＲＳ１６についても受け渡しモジュールＴＲＳ１〜ＴＲＳ６と同様に構成され、複数ずつ設けられているが、図３では受け渡しモジュールＴＲＳ１〜ＴＲＳ６と同様に各々１つずつのみ示している。
タワーＴ３、Ｔ４は夫々タワーＴ２の右側、左側に設けられている。タワーＴ３、Ｔ４には、例えば露光後にウエハＷを洗浄する洗浄モジュールや、ウエハＷを待機させるバッファモジュールなどが含まれるが、図示は省略している。また、インターフェイスブロックＤ４には、各タワーＴ２〜Ｔ４に対してウエハＷを搬送する搬送機構１４〜１６と、を備えている。搬送機構１４は、タワーＴ２及びタワーＴ３に対してウエハＷの受け渡しを行うための昇降自在な搬送機構であり、搬送機構１５は、タワーＴ２及びタワーＴ４に対してウエハＷの受け渡しを行うための昇降自在な搬送機構である。搬送機構１６は、タワーＴ２と露光機Ｄ５との間でウエハＷの受け渡しを行うための搬送機構である。
続いて、図１に示す制御部５０について説明する。この制御部５０はコンピュータであり、コンパクトディスク、ハードディスク、メモリーカード及びＤＶＤなどの記憶媒体に格納されたプログラムがインストールされる。インストールされたプログラムにより、塗布、現像装置１の各部に制御信号が出力されるように、プログラムには命令（各ステップ）が組み込まれている。そして、この制御信号によって、各搬送機構によるウエハＷの搬送、各処理モジュールによるウエハＷの処理、温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ３によるウエハＷの温度が制御される。また、制御部５０には後述する温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ３による温度制御に必要なデータを記憶する記憶部が設けられている。
図６は、上記の塗布、現像装置１の作用の概略を示す説明図であり、白抜きの矢印により単位ブロックＥ３へ搬送されるウエハＷの搬送経路を示している。キャリアＣから搬出されたウエハＷは、受け渡しモジュールＴＲＳ３に搬送された後、搬送機構Ｆ３により温度調整モジュールＳＣＰＬ３に搬送されて温度調整される。その後、このウエハＷは搬送機構Ｆ３により、単位ブロックＥ３の搬送路２１を介してレジスト膜形成モジュール３に直接搬送される。つまり、他のモジュールに載置されることなく、レジスト膜形成モジュール３に搬送される。ここでいうモジュールは搬送機構以外のウエハＷが載置される場所である。
レジスト膜形成モジュール３においては、既述のようにスピンコーティングによってレジスト膜が形成されるが、ウエハＷの温度によってレジストの流動性は変動し、形成されるレジスト膜の膜厚も変動する。つまり、上記の温度調整モジュールＳＣＰＬ３による温度調整は、所望の膜厚のレジスト膜を形成するために行われる。代表して単位ブロックＥ３について説明したが、単位ブロックＥ１、Ｅ２についても単位ブロックＥ３と同様に、温度調整モジュールＳＣＰＬ１、ＳＣＰＬ２で夫々温度調整されたウエハＷがレジスト膜形成モジュール３に直接搬送される。
しかし、工場用力の変動などの要因で、塗布、現像装置１が設置されるクリーンルームの温度は変動する場合が有る。上記のように各単位ブロックＥにはクリーンルームの大気が供給されるため、そのようにクリーンルームの温度が変動することによって、単位ブロックＥ１〜Ｅ３における雰囲気温度が変動するおそれが有る。図７のグラフは、そのようにクリーンルームの温度が変動する場合における、温度調整モジュールＳＣＰＬ３からレジスト膜形成モジュール３に搬送される複数のウエハＷについての各々の温度推移の概要を示している。なお、この図７は、後述の温度センサ２６による検出温度に基づいた温度調整モジュールＳＣＰＬ３の温度調整は行わないものとしてのグラフであり、横軸に時間、縦軸にウエハＷの温度を夫々設定している。上記のように単位ブロックＥ３の温度は変動するが、この図７のグラフにおいては実線で、単位ブロックＥ３の雰囲気温度が設定温度であるときのウエハＷの温度推移を示している。そして、一点鎖線で、当該雰囲気温度が設定温度よりも高い場合のウエハＷの温度推移を、二点鎖線で、当該雰囲気温度が設定温度よりも低い場合のウエハＷの温度推移を夫々示している。
グラフ中の時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間、ウエハＷは温度調整モジュールＳＣＰＬ３に載置されており、時刻ｔ２より後で時刻ｔ３までは搬送路２１を搬送され、時刻ｔ３でレジスト膜形成モジュール３に搬入される。時刻ｔ３より後は、当該レジスト膜形成モジュール３で処理を受ける。時刻ｔ２までは各ウエハＷの温度は温度調整モジュールＳＣＰＬ３の温度に合わせ込まれるので単位ブロックＥ３の雰囲気温度に関わらず、グラフに示されるように互いに等しい。しかし、時刻ｔ２以降即ちウエハＷの搬送中においては、単位ブロックＥ３の雰囲気の温度の影響を受け、各ウエハＷの温度に差が生じ、時間が経過するにつれてウエハＷ間での温度差が大きくなる。結果として、レジスト膜形成モジュール３へ搬入される時刻ｔ３における温度はウエハＷ毎にばらつき、この温度のばらつきが解消されないまま各ウエハＷに処理が行われることになる。従って、レジスト膜の膜厚がウエハＷ間でばらついてしまうおそれが有る。
なお、単位ブロックＥ１〜Ｅ３の温度が変動する要因としては既述したクリーンルームの温度変動に限られない。例えば工場用力の変動による単位ブロックＥ１〜Ｅ３内の加熱モジュール４を構成する熱板４４の温度変動や、塗布、現像装置１の外部に設けられる装置の発熱の影響なども考えられる。
上記の塗布、現像装置１は、このような問題に対処することができるように構成されている。塗布、現像装置１においては上記のように単位ブロックＥ３に設けた温度センサ２６から制御部５０に出力される検出信号に基づいて、チラー５５から供給される冷媒（図６中に実線の矢印で表示）の冷却温度が制御される。なお、図６中ではこの検出信号を一点鎖線の矢印で、制御部５０からチラー５５に出力される温度制御のための制御信号を二点鎖線で夫々示している。即ち、塗布、現像装置１では温度センサ２６の検出温度に基づいて、温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ３の温度（＝温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ３におけるウエハＷの温度）がフィードバック制御される。チラー５５及び制御部５０は温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ３のウエハＷの温度を変更する温度変更機構として構成される。
具体的に、温度センサ２６による検出温度が高いほど温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ３の温度が低く、反対に、温度センサ２６による検出温度が低いほど温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ３の温度が高くなるように制御される。このような温度制御を行えるように制御部５０の記憶部には、温度センサ２６による検出温度と温度調整モジュールＳＣＰＬとの対応関係のデータが記憶されており、当該対応関係に基づいて制御が行われる。なお温度センサ２６について、上記の例では単位ブロックＥ３に複数設けているので、例えばこれらの温度センサ２６により検出される温度の平均値を、検出温度として取り扱う。
図８のグラフは、そのように検出温度に基づいて温度調整モジュールＳＣＰＬ３の温度を制御する場合のウエハＷの温度の推移を、図７のグラフと同様に示している。従って、グラフ中の実線、一点鎖線、二点鎖線は、単位ブロックＥ３の雰囲気が設定温度であるとき、設定温度よりも高いとき、設定温度よりも低いときのウエハＷの温度推移を夫々示している。上記のように単位ブロックＥ３の雰囲気温度に応じて温度調整モジュールＳＣＰＬ３は異なる温度に調整されることで、ウエハＷ毎に時刻ｔ１から時刻ｔ２までの温度が異なる。従って、温度調整モジュールＳＣＰＬ３から搬出される時刻ｔ２において、ウエハＷの温度は、雰囲気温度が設定温度より低い場合、雰囲気温度が設定温度の場合、雰囲気温度が設定温度より高い場合の順に低くなる。
そして、雰囲気温度が設定温度より高い場合は、雰囲気温度が設定温度である場合に比べて上記の時刻ｔ２から時刻ｔ３（レジスト膜形成モジュール３への搬入時）に至るまでのウエハＷの温度の上昇量が大きい。一方、雰囲気温度が設定温度より低い場合は、雰囲気温度が設定温度である場合に比べて時刻ｔ２から時刻ｔ３に至るまでのウエハＷの温度の上昇量が小さい。従って、時刻ｔ３における各ウエハＷの温度のばらつきは抑制され、結果として、各ウエハＷに形成されるレジスト膜の膜厚のばらつきを抑制することができる。なお、上記したクリーンルームの温度変動が１日で数℃変動するような短期間における変動であっても、数ヶ月で数℃変動するような長期間における変動であっても、このような制御によって、この時刻ｔ３におけるウエハＷの温度のばらつきを抑制することができる。
上記のように単位ブロックＥ１〜Ｅ３は同様の構成でウエハＷに同じ処理を行う。そのため、この例では各単位ブロックＥ１〜Ｅ３の各雰囲気温度は同様ないしは略同様であるとみなして、単位ブロックＥ１〜Ｅ３のうちＥ３のみに温度センサ２６を設けて、温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ３が同じ温度になるように制御している。
さらに塗布、現像装置１においては、ウエハＷ間で温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ３からレジスト膜形成モジュール３へ搬送される時間が互いに揃うように搬送機構Ｆ１〜Ｆ３の動作が制御される。そのような搬送制御を行うことで、レジスト膜形成モジュール３への搬入時の温度のばらつきがより確実に抑制されるようにしている。搬送機構Ｆ１〜Ｆ３について同様に搬送制御が行われるが、代表して搬送機構Ｆ３による搬送制御を、図９を参照して説明する。また、ウエハＷの搬送状態を示す図１０、図１１も適宜参照する。
この図９のタイミングチャートでは、温度調整モジュールＳＣＰＬ３、搬送機構Ｆ３、レジスト膜形成モジュール３の状態を各々示す。より詳しくは、温度調整モジュールＳＣＰＬ３についてはウエハＷが載置される期間、搬送機構Ｆ３においては動作が行われている期間（待機状態ではない期間）、レジスト膜形成モジュール３については処理が行われている期間について各々横長の棒で示している。この搬送制御においては、ウエハＷは温度調整の完了後も温度調整モジュールＳＣＰＬ３に載置される。温度調整モジュールＳＣＰＬ３の棒について、温度調整が完了してウエハＷが載置されている期間に相当する箇所にはハッチングを付し、温度調整が未完了の期間に相当する箇所と区別している。また、搬送機構Ｆ３の棒については、当該搬送機構Ｆ３を構成する基台２５がモジュール間を移動する期間に相当する箇所にハッチングを付し、当該基台２５の移動が完了して既述したモジュールに対するウエハＷの入れ替えを行う期間に相当する箇所と区別している。また、この搬送制御の説明にあたり、温度調整モジュールＳＣＰＬ３から単位ブロックＥ３の２つのレジスト膜形成モジュール３のうちの一つに続けて搬送される３つのウエハＷを、先に搬送されるものから順にウエハＷ１、Ｗ２、Ｗ３として説明する。
チャート中の時刻ｓ１では、レジスト膜形成モジュール３でウエハＷ１（先発の基板）の処理が行われ、且つ温度調整モジュールＳＣＰＬ３ではウエハＷ２（後続の基板）の温度調整が行われている。図８で説明したようにウエハＷ２は単位ブロックＦ３の雰囲気温度に対応する温度に調整完了し（時刻ｓ２）、引き続き当該温度調整モジュールＳＣＰＬ３で待機される。一方、搬送機構Ｆ３については、受け渡しモジュールＴＲＳ３からウエハＷ３を受け取り、単位ブロックＥ３の搬送路２１中の所定の位置で待機した状態となる。
続いて、レジスト膜形成モジュール３にウエハＷ１を搬送してから所定の時間が経過すると、搬送機構Ｆ３の基台２５は温度調整モジュールＳＣＰＬ３に対する受け渡し位置へ移動開始する（時刻ｓ３）。このとき、当該レジスト膜形成モジュール３にてウエハＷ１の処理は完了しておらず、ウエハＷ１は搬出不可である。そして、上記の受け渡し位置への基台２５の移動が完了すると（時刻ｓ４、図１０）、基台２５の昇降動作及び基板支持部２０の進退動作の協働で、搬送機構Ｆ３は温度調整モジュールＳＣＰＬ３からウエハＷ２を受け取り、ウエハＷ３を温度調整モジュールＳＣＰＬ３に載置する入れ替えを行う。
この入れ替えが完了すると、基台２５がレジスト膜形成モジュール３に対する受け渡し位置へ移動開始する（時刻ｓ５）。この受け渡し位置へ基台２５が到達すると共に、レジスト膜形成モジュール３におけるウエハＷ１の処理が完了し、当該ウエハＷ１が搬出可能になる。このようにウエハＷ１が搬出可能になると同時に、搬送機構Ｆ３によるウエハＷ１、Ｗ２の入れ替えが開始され（時刻ｓ６、図１１）、ウエハＷ１を搬送機構Ｆ３が受け取り、ウエハＷ２がレジスト膜形成モジュール３に搬出される（時刻ｓ７）。そして、レジスト膜形成モジュール３でウエハＷ２の処理が開始される。ウエハＷ２以外のウエハＷについても、このウエハＷ２と同様に温度調整モジュールＳＣＰＬ３からレジスト膜形成モジュール３へ搬送される。
このように上記の搬送制御においては、ウエハＷが温度調整モジュールＳＣＰＬ３から搬出されるタイミングが、レジスト膜形成モジュール２におけるウエハＷの処理の経過時間に基づいて決定されている。そして、レジスト膜形成モジュール３においてウエハＷの処理が終了すると同時に、搬送機構Ｆ３によるレジスト膜形成モジュール２に対する受け渡しが行われるようにしている。従って、温度調整モジュールＳＣＰＬ３で温度調整されたウエハＷを保持する搬送機構Ｆ３について、レジスト膜形成モジュール３に当該ウエハＷを搬入するまでの間、レジスト膜形成モジュール３が他のウエハＷを処理中であることに起因して待機させる必要が無い。即ち、図９のチャートにおいて、温度調整モジュールＳＣＰＬ３に対してウエハＷの受け渡しが行われる時刻ｓ４からレジスト膜形成モジュール３に対してウエハＷの受け渡しを行う時刻ｓ６までの時間が、各ウエハＷ間で揃えられる。従って、既述したようにウエハＷ間で温度調整モジュールＳＣＰＬ３からレジスト膜形成モジュール３へ搬送される時間が互いに揃う。
なお、温度調整モジュールＳＣＰＬ３からのウエハＷ２を搬出するタイミングは、この図９で説明した例に限られない。例えば、レジスト膜形成モジュールでウエハＷ１の処理が完了した後、温度調整モジュールＳＣＰＬ３からウエハＷ２を搬出してもよい。そのようにしてもウエハＷ２をレジスト膜形成モジュール３に搬送するにあたり、レジスト膜形成モジュール３がウエハＷ１を処理中であることに起因して待機させる必要が無い。従って、ウエハＷ間で温度調整モジュールＳＣＰＬ３からレジスト膜形成モジュール３への搬送時間が揃えることができる。ただし、より高いスループットを得るためには図９で説明したように、レジスト膜形成モジュール３でのウエハＷ１の処理と並行して、温度調整モジュールＳＣＰＬ３からのウエハＷの受け取り及び当該ウエハＷのレジスト膜形成モジュール３への搬送を行うことが好ましい。なお、図９の例よりも搬送機構Ｆ３が温度調整モジュールＳＣＰＬ３へアクセスするタイミングを若干遅らせ、ウエハＷ１の処理完了のタイミングよりも若干後にレジスト膜形成モジュール３に搬送機構Ｆ３がウエハＷ２を搬入するためにアクセスするようにしてもよい。
続いて、塗布、現像装置１全体のウエハＷの搬送経路について説明する。ウエハＷは、キャリアＣから搬送機構１３により、処理ブロックＤ３におけるタワーＴ１の受け渡しモジュールＴＲＳ０に搬送される。ウエハＷは、この受け渡しモジュールＴＲＳ０から搬送機構１３により受け渡しモジュールＴＲＳ１〜ＴＲＳ３に振り分けられる。そして、当該ウエハＷは、受け渡しモジュールＴＲＳ１〜ＴＲＳ３から搬送機構Ｆ１〜Ｆ３により、受け渡しモジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ３に搬送されて温度調整される。その後、ウエハＷは図６で説明したように搬送機構Ｆ１〜Ｆ３によりレジスト膜形成モジュール３に搬送されてレジスト膜が形成され、さらに各単位ブロックＥ１〜Ｅ３の加熱モジュール４に搬送されて加熱処理（ＰＡＢ）が行われる。加熱処理後のウエハＷは、インターフェイスブロックＤ４のタワーＴ２の受け渡しモジュールＴＲＳ１１〜ＴＲＳ１３に搬送される。然る後、これら受け渡しモジュールＴＲＳ１１〜ＴＲＳ１３のウエハＷは搬送機構１４、１６により、タワーＴ３のモジュールを介して露光機Ｄ５へ搬送され、レジスト膜が所定のパターンに沿って露光される。
露光後のウエハＷは、搬送機構１５、１６によりタワーＴ４のモジュールを介してタワーＴ２の受け渡しモジュールＴＲＳ１４〜ＴＲＳ１６に搬送される。そして、当該ウエハＷは受け渡しモジュールＴＲＳ１４〜ＴＲＳ１６から搬送機構Ｆ４〜Ｆ６により、単位ブロックＥ４〜Ｅ６の加熱モジュール４に搬送されて加熱処理（ＰＥＢ）が行われる。その後、当該ウエハＷは現像モジュールに搬送され、現像処理を受けてレジストパターンが形成される。レジストパターン形成後のウエハＷは、タワーＴ１の受け渡しモジュールＴＲＳ４〜ＴＲＳ６に搬送された後、搬送機構１３を介してキャリアＣに戻される。
この塗布、現像装置１によれば、上記のように単位ブロックＥ３の雰囲気温度に基づいて、単位ブロックＥ１〜Ｅ３に対応して設けられる温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ３の温度が変更される。それにより、レジスト膜形成モジュール３に搬入されるときの各ウエハＷの温度が所望の温度から変動することが抑制される。従って、各ウエハＷにおいて均一性高い膜厚でレジスト膜を成膜することができる。
ところで説明の煩雑化を避けるために、上記の塗布、現像装置１では各単位ブロックＥ１〜Ｅ６に設けられる処理モジュールの種類を比較的少なく示しているが、塗布、現像装置１には既述した処理モジュールの他に、様々な処理モジュールを設けることが可能である。例えば、レジスト膜形成後で露光機Ｄ５への搬入前のウエハＷの周縁部を露光する周縁部露光モジュールや、露光機Ｄ５への搬入前にウエハＷの裏面への洗浄液の供給とブラシによる擦過とを行い洗浄する裏面洗浄モジュールを設けてもよい。また、薬液をスピンコートすることでレジスト膜の下層あるいは上層に反射防止膜を形成する反射防止膜モジュールを設けてもよいし、レジストパターンが形成されたウエハＷの表面の異常判定を行うための画像を取得する検査モジュールを設けてもよい。
上記の周縁部露光モジュールについては、例えば既述のように各単位ブロックＥ１〜Ｅ３において複数設けられるＰＡＢ用の加熱モジュール４の一つの代わりに設けることができる。上記の裏面洗浄モジュール及び反射防止膜形成モジュールについては、例えば各単位ブロックＥ１〜Ｅ３において複数設けられるレジスト膜形成モジュール３の一つの代わりに設けることができる。検査モジュールについては、例えば各単位ブロックＥ４〜Ｅ６において複数設けられるＰＥＢ用の加熱モジュール４の一つの代わりに設けることができる。
そして、既述したレジスト膜形成モジュール３以外の各処理モジュールへの搬入時のウエハＷの温度について、レジスト膜形成モジュール３へウエハＷの搬入する場合と同様に制御することができる。つまり、温度センサ２６による検出温度に基づいて温度が制御される温度調整モジュールＳＣＰＬにウエハＷを載置して温度調整し、当該温度調整モジュールＳＣＰＬに対応する単位ブロックの処理モジュールに温度調整済みのウエハＷを直接搬送する。それにより、処理モジュールへ搬入時のウエハＷの温度を制御することができる。
従って、単位ブロックＥ１〜Ｅ３の高さに対応する温度調整モジュールＳＣＰＬを設けることには限られず、単位ブロックＥ４〜Ｅ６の高さに対応する温度調整モジュールＳＣＰＬを設けることができる。そして、単位ブロックＥ４〜Ｅ６の各処理モジュールへの搬入時のウエハＷの温度を制御することができる。図１２に示す塗布、現像装置１では、上記の温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ３の他に、タワーＴ２に単位ブロックＥ４〜Ｅ６に各々対応する温度調整モジュールを設けており、これらの温度調整モジュールをＳＣＰＬ４〜ＳＣＰＬ６として示している。従って、この例では単位ブロックＥ毎に温度調整モジュールが設けられている。単位ブロックＥ４〜Ｅ６の一の処理モジュールとしては、後述のように、この単位ブロックＥ４〜Ｅ６からウエハＷが直接搬送される現像モジュールやＰＥＢ用の加熱モジュール４などが相当する。
この図１２の塗布、現像装置１では、温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ３に接続されるチラー５５とは別個に、温度調整モジュールＳＣＰＬ４〜ＳＣＰＬ６に接続されるチラー５６を設けている。また、単位ブロックＥ６に、単位ブロックＥ３と同様に温度センサ２６を設けており、この単位ブロックＥ６の温度センサ２６の検出温度に基づいてチラー５６が制御される。従って図１２の塗布、現像装置１では、温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ３の温度と、温度調整モジュールＳＣＰＬ４〜ＳＣＰＬ６の温度とが、互いに独立して制御されるように構成されている。
ここで温度調整モジュールからレジスト膜形成モジュール３以外の各処理モジュールにウエハＷを直接搬送し、当該処理モジュールへの搬入時の温度を制御したときの効果を説明する。先ず、温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ３から単位ブロックＥ１〜Ｅ３のＰＡＢ用の加熱モジュール４にウエハＷを直接搬送する場合について述べる。この場合は、ウエハＷ間における当該加熱モジュール４に搬入される各ウエハＷの温度が揃い、各ウエハＷは同様に加熱処理され、各ウエハＷ間で膜厚の均一性を高くすることができると見込まれる。
また、温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ３から単位ブロックＥ１〜Ｅ３の周縁露光モジュールにウエハＷを直接搬送する場合について述べる。周縁部露光モジュールにてウエハＷの周縁部を露光する際に、当該ウエハＷの温度が設定値から外れていると、当該周縁露光モジュールにおける露光が正常に行われず、現像時にウエハＷにレジストの残渣が付着した状態となるおそれが有る。しかし、各ウエハＷが温度制御された状態で周縁露光モジュールへ搬入されることで、各ウエハＷにおける当該残渣の付着が抑制されることが見込まれる。
また、温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ３から単位ブロックＥ１〜Ｅ３の裏面洗浄モジュールにウエハＷを直接搬送する場合は、各ウエハＷに供給される洗浄液の作用の低下が抑制されることが見込まれる。従って各ウエハＷの裏面の異物が確実に除去され、異物に起因する欠陥を低減させることが期待できる。そして、温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ３から単位ブロックＥ１〜Ｅ３の反射防止膜形成モジュールにウエハＷを直接搬送する場合は、レジスト膜を形成する場合と同様、ウエハＷ間における膜厚の均一性を高くすることができる。
さらに、温度調整モジュールＳＣＰＬ４〜ＳＣＰＬ６から単位ブロックＥ４〜Ｅ６の現像モジュールにウエハＷを直接搬送する場合は、現像液とレジスト膜との反応がウエハＷ間で揃うことになる。従って、ウエハＷ間のレジストパターンのＣＤ（Critical Dimension）の均一性を高くし、且つ現像欠陥の発生を低減させることができる。また、温度調整モジュールＳＣＰＬ４〜ＳＣＰＬ６により温度調整されたウエハＷを単位ブロックＥ４〜Ｅ６のＰＥＢ用の加熱モジュール４に直接搬送する場合は、ウエハＷ間で均一性高く加熱処理が行われ、加熱によるレジスト膜の反応が揃う。従って、ウエハＷ間でレジストパターンのＣＤの均一性を高くすることができる。
また、温度調整モジュールＳＣＰＬ４〜ＳＣＰＬ６から単位ブロックＥ４〜Ｅ６の検査モジュールにウエハＷを直接搬送する場合は、各ウエハＷ間で撮像時の温度を揃えることができる。そのように撮像時のウエハＷの温度が揃うことで、当該温度のばらつきに起因して当該検査モジュールで取得される画像の色味が変化することが抑制される。従って、各ウエハＷについての異常の検出感度の向上を図ることができる。なお、ウエハＷの処理としてはこのようにウエハＷに対して検査することも含まれ、当該検査モジュールは、処理モジュールに含まれる。
ところで１つの単位ブロックにおいて温度調整モジュールＳＣＰＬからウエハＷが直接搬送される処理モジュールは１種類であってもよいし、複数種類であってもよい。即ち、単位ブロックＥ３についてウエハＷを温度調整モジュールＳＣＰＬ３からレジスト膜形成モジュール３へ搬送する例を示したが、レジスト膜形成モジュール３及びＰＡＢ用の加熱モジュール４の各々に温度調整モジュールＳＣＰＬ３からウエハＷを搬送してもよい。その場合は、温度調整モジュールＳＣＰＬ３から搬送機構Ｆ３によりレジスト膜形成モジュール３へウエハＷを搬送し、このウエハＷを搬送機構Ｆ３により再度温度調整モジュールＳＣＰＬ３へ搬送する。その後、当該ウエハＷを温度調整モジュールＳＣＰＬ３から搬送機構Ｆ３によりＰＡＢ用の加熱モジュール４に搬送すればよい。このように搬送する場合、レジスト膜形成モジュール３へ搬送するウエハＷを温度調整する温度調整モジュールＳＣＰＬ３と、加熱モジュール４へ搬送するウエハＷを温度調整する温度調整モジュールＳＣＰＬ３とは同じであってもよいし、別個に設けられていてもよい。
なお、単位ブロックＥへ搬送されるウエハＷを温度調整することについて説明してきたが、例えば温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ６から露光機Ｄ５へ直接、ウエハＷを搬送し、各ウエハＷ間で露光機Ｄ５へ搬入時の温度を揃えてもよい。そのように温度を揃えることで、露光によるレジストの反応がウエハＷ間で揃い、露光精度が高くなることが考えられる。従って、ウエハＷにフォトリソグラフィとエッチングを繰り返し行うにあたり、オーバーレイ即ち各露光時における露光領域の重なり具合の精度が向上することが考えられる。
ところで、単位ブロックＥ１〜Ｅ６においては、例えば各々処理モジュールから放出される熱の影響によって互いに雰囲気の温度が異なる場合が有る。上記のように単位ブロックＥ１〜Ｅ３と、単位ブロックＥ４〜Ｅ６とはウエハＷに対して互いに異なる処理を行う単位ブロックであるため、そのように互いに異なる温度となることが考えられる。そこで、図１２の塗布、現像装置１のように単位ブロックＥ３、Ｅ６の各々に温度センサ２６を設けて、各温度センサ２６による検出温度に基づいて温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ３、ＳＣＰＬ４〜ＳＣＰＬ６を夫々独立して制御する。それにより、単位ブロックＥ１〜Ｅ３に設けられた所定の処理モジュールへの搬入時のウエハＷの温度、単位ブロックＥ４〜Ｅ６に設けられた所定の処理モジュールへの搬入時のウエハＷの温度について夫々精度高く制御し、ウエハＷ間での処理状態のばらつきをより確実に抑制することができる。
ただし、このように温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ６を設けるにあたり、上記のような処理の種別が異なる単位ブロックに対応するＳＣＰＬ毎に温度制御を行うことには限られない。つまり、温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ６をチラー５５によって一括して温度制御し、温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ６が同じ温度になるように制御してもよい。その場合には、例えば単位ブロックＥ３、Ｅ６の温度センサ２６の検出温度の平均値を算出し、その平均値に基づいて温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ６の温度を制御することができる。そのような場合にも雰囲気温度によって処理モジュール搬入時のウエハＷの温度が設定温度から大きく変動することが抑制され、ウエハＷ間での処理状態のばらつきを抑制することができる。
また、上記の例で単位ブロックＥ１〜Ｅ６の各々に温度センサ２６を設けて、各温度センサ２６の検出温度に基づいて温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ６の温度を制御してもよい。その場合にも温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ６の各温度は１つのチラーにより同じ温度となるように制御されてもよいし、複数のチラーにより独立して制御されて異なる温度と成り得るように制御してもよい。
さらに、上記のようにチラー５５、５６を設けて温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ３の温度、ＳＣＰＬ４〜ＳＣＰＬ６の温度を夫々独立して制御する場合、単位ブロックＥ１〜Ｅ６のうちの一つ例えば単位ブロックＥ３に温度センサ２６を配置する。この温度センサ２６の検出温度に基づき、温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ３の温度を制御する。そして、温度センサ２６の検出温度に基づき、温度調整モジュールＳＣＰＬ４〜ＳＣＰＬ６の温度も例えばＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ３の温度よりも所定の量ずれた温度となるように制御されてもよい。例えば単位ブロックＥ１〜Ｅ３（Ｅ４〜Ｅ６）の雰囲気の温度に応じて単位ブロックＥ４〜Ｅ６（Ｅ１〜Ｅ３）の雰囲気の温度も変動するような場合に、このように各温度調整モジュールＳＣＰＬの温度を制御することが有効である。
温度センサ２６を設ける位置については、単位ブロックＥの雰囲気温度を検出することができ、ウエハＷの搬送を妨げない位置であればよい。ただし、同じ単位ブロック内でも各加熱モジュール４のレイアウトによって、雰囲気の温度がばらつくことが考えられる。そのように温度がばらつくが、上記のようにウエハＷは搬送路２１を通過して処理モジュールに搬送されるので、当該ウエハＷの温度は搬送路２１の温度に大きく影響されると考えられる。そのため処理モジュールへの搬入時の各ウエハＷの温度をより確実に揃えるためには、既述の各例のように当該搬送路２１に温度センサ２６を設けることが好ましいと考えられる。ただし、単位ブロックＥにおいて搬送路２１に沿って各処理モジュールが設けられるため、処理モジュール内においてこの搬送路２１の近傍に温度センサ２６を設けてもよい。一例としては、加熱モジュール４の筐体４１内の搬送口４２付近に温度センサ２６を設けてもよい。さらに、例えば搬入時のウエハＷの温度を制御しようとする処理モジュール内に温度センサ２６を設けてもよい。
なお、上記した温度調整モジュールＳＣＰＬ３からレジスト膜形成モジュール４及びＰＡＢ用の加熱モジュール４の各々に直接ウエハＷを搬送して搬入時の温度を調整する場合、いずれの処理モジュールへの搬送の際にもウエハＷは搬送路２１を通過する。即ち、複数種の処理モジュールに共通の搬送路２１に温度センサ２６を配置することで、これら各処理モジュールに搬入されるときのウエハＷの温度を精度高く制御できることが見込まれるため有利である。
ところで、既述のように温度調整モジュールＳＣＰＬから単位ブロックＥの搬送機構ＦがウエハＷを搬入時のウエハＷの温度を制御しようとする処理モジュールに搬送できればよいため、温度調整モジュールＳＣＰＬを既述の位置に設けられることには限られない。例えば単位ブロックＥにおいて複数の加熱モジュール４のうちの一つの代わりに温度調整モジュールＳＣＰＬを設けてもよい。また、温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ３をタワーＴ２に設け、温度調整モジュールＳＣＰＬ４〜ＳＣＰＬ６をタワーＴ１に設けてもよい。
単位ブロックとしては、上記のように同じ単位ブロックが３つずつ設けられる構成に限られず、たとえば同じ単位ブロックが２つずつ設けられる構成であってもよい。また、このように温度センサ２６の検出温度に基づいた温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ６の温度制御を行い、且つ後述する評価試験で述べるような各単位ブロックＥ１〜Ｅ６に供給される気体の温度及び湿度が制御される装置構成としてもよい。
なお、本開示の基板処理装置としては塗布、現像装置１に限られることは無く、例えばウエハＷに洗浄液を供給して洗浄する洗浄装置のような塗布、現像装置以外の基板処理装置にも本開示の技術を適用することができる。また、上記の塗布、現像装置１においてインターフェイスブロックＤ３が設けられず、且つ現像処理が行われず、各単位ブロックＥで塗布膜の形成が行われる構成とした塗布装置に本開示の技術を適用してもよい。さらに、基板処理装置について処理モジュールが設けられる処理ブロックとしては各単位ブロックに分割されていない、即ち上下に分割されていない構成であってもよい。処理モジュールについても既述した処理は一例であり、例えば絶縁膜を形成するための薬液を塗布する処理モジュールやウエハＷを貼り合わせる接着剤を塗布する処理モジュールを設けてもよい。また、温度調整モジュールＳＣＰＬについてはチラーにより冷却される構成には限られず、例えば当該温度調整モジュールＳＣＰＬを構成するプレート５３にペルチェ素子が設けられることにより、当該プレート５３の温度が制御される構成としてもよい。
なお、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
（評価試験）
以下、本開示の技術に関連する評価試験について説明する。この評価試験では互いに異なる構成の塗布、現像装置を用いてウエハＷに処理を行っている。その装置の一つは、既述の塗布、現像装置１であり、温度センサ２６の検出温度に基づいて温度調整モジュールＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ６の温度が制御される。また、他の装置として、温度センサ２６が設けられず、単位ブロックＥの雰囲気温度に基づいた温度調整モジュールＳＣＰＬの温度制御が行われないことを除いて、塗布、現像装置１と同様に構成された装置を用いており、当該装置を第１比較例の装置と記載する。さらに他の装置として、単位ブロックＥ１〜Ｅ６、上下搬送ブロックＤ２及びインターフェイスブロックＤ４が各々ダクトを介してガス供給機構に接続された装置を用いており、当該装置を第２比較例の装置と記載する。この第２比較例の装置も、第１比較例の装置と同様に温度センサ２６が設けられず、単位ブロックＥの雰囲気温度に基づいた温度調整モジュールＳＣＰＬの温度制御が行われない。この第２比較例の装置におけるガス供給機構は、クリーンルームの大気を取り込み、当該大気の温度、湿度を夫々所定の温度、所定の湿度になるように調整し、上記のダクトを介して各ブロックに供給できるように構成されている。
評価試験１
評価試験１では既述の各塗布、現像装置内で、温度調整モジュールＳＣＰＬから直接ウエハＷが搬送される特定の処理モジュールにおいて、当該処理モジュールに搬入時の複数枚のウエハＷの温度を測定した。そして、測定された複数枚のウエハＷの温度について、最大値−最小値をばらつきとして算出した。また、この温度を測定したウエハＷについて、レジストパターンが形成された後、当該レジストパターンのＣＤの最大値−最小値を、ＣＤのばらつきとして算出した。
第１比較例の塗布、現像装置を用い、且つ当該塗布、現像装置が設置されるクリーンルームの温度が一定の環境で行った上記の評価試験１について、評価試験１−１とする。第１比較例の塗布、現像装置を用い、且つ上記のクリーンルームの温度が２℃変動する環境、即ち当該クリーンルームの温度の最大値−最小値＝２℃となる環境で行った評価試験１について、評価試験１−２とする。第２の比較例の塗布、現像装置を用い、且つ上記のクリーンルームの温度が２℃変動する環境で行った評価試験１について、評価試験１−３とする。塗布、現像装置１を用い、且つ上記のクリーンルームの温度が２℃変動する環境で行った上記の評価試験１について、評価試験１−４とする。
図１３、図１４は評価試験１−１〜１−４の結果を示している。図１３の棒グラフは上記の処理モジュールへの搬入時のウエハＷ温度のばらつき（単位：℃）を示しており、図１４の棒グラフは上記のＣＤのばらつき（単位：ｎｍ）を示す。ウエハＷの温度のばらつきについて評価試験１−１、評価試験１−２、評価試験１−３、評価試験１−４で夫々０．５６℃、１．５２℃、０．３５℃、０．２９℃であった。ＣＤのばらつきについて、評価試験１−１、評価試験１−２、評価試験１−３、評価試験１−４で夫々０．８００ｎｍ、０．８６６６ｎｍ、０．７８６ｎｍ、０．７８２ｎｍであった。
評価試験１−１、１−２の結果から、クリーンルームの温度変動の影響を受けて、処理モジュール搬入時のウエハＷの温度の変動が大きくなり、レジストパターンのＣＤも変動することが分かる。そして、ウエハＷの温度のばらつき、ＣＤのばらつき共に評価試験１−１〜１−４の中では塗布、現像装置１を用いた評価試験１−４のばらつきが最も小さい。従って、上記の塗布、現像装置１を用いることで、クリーンルームの温度変動の影響をキャンセルし、さらに当該温度が変動しない場合よりもウエハＷの温度のばらつき及びＣＤのばらつきを低減させることができることが確認された。
また、評価試験１−３、１−４の結果を比較すると、ＣＤのばらつきについては同等であるが、ウエハＷの温度のばらつきについては評価試験１−４の方が大きく抑制されていることが分かる。既述のように様々な要因によって単位ブロックの雰囲気温度は変動し得るが、単位ブロックに供給される大気の温度及び湿度を制御するのみではこのような変動に対処しきれず、本例の構成の方がより確実にこのような変動に対処できると考えられる。従って、この評価試験１からは、既述したウエハＷ間での処理状態のばらつきを抑制する塗布、現像装置１の効果が確認され、さらにこの効果について、装置に供給される雰囲気の温度及び湿度を調整する手法よりも高い効果が得られることが確認された。
評価試験２
評価試験２−１として、クリーンルームの温度が一定の環境で、評価試験１で説明した第１比較例の塗布、現像装置を用いて、レジスト膜の形成、ＳｉＡＲＣと呼ばれる反射防止膜の形成、ネガ現像によるレジストパターンの形成を複数のウエハＷに夫々行った。そしてレジスト膜、反射防止膜について、各々複数のウエハＷ間における膜厚の平均値を算出した。また、レジストパターンのＣＤについて、複数のウエハＷ間における平均値を算出した。
評価試験２−２として、クリーンルームの温度が３℃変動する環境で、第１比較例の塗布、現像装置を用いて評価試験２−１と同様の試験を行った。さらに、評価試験２−３として、クリーンルームの温度が３℃変動する環境で、塗布、現像装置１を用いて評価試験１−１と同様の試験を行った。この塗布、現像装置１では、レジスト膜形成モジュールへの搬入前、反射防止膜形成モジュールへの搬入前に夫々、既述した温度調整モジュールＳＣＰＬによる雰囲気温度に基づくウエハＷの温度制御が行われている。
図１５、図１６、図１７は夫々、レジスト膜の膜厚の平均値、反射防止膜の膜厚の平均値ＣＤの平均値についての結果を示す棒グラフである。レジスト膜の膜厚の平均値について、評価試験２−１では４３１．２５ｎｍ、評価試験２−２では４３２０．１ｎｍ、評価試験２−３では４３１１．９ｎｍである。反射防止膜の膜厚の平均値について、評価試験２−１では３４．１８ｎｍ、評価試験２−２では３４．２６ｎｍ、評価試験２−３では３４．１９ｎｍである。ＣＤの平均値について、評価試験２−１では６１．７３ｎｍ、評価試験２−２では６１．２５ｎｍ、評価試験２−３では６１．６ｎｍである。
このようにレジスト膜の膜厚の平均値、反射防止膜の膜厚の平均値、ＣＤの平均値の各々について、評価試験２−１の結果と、評価試験２−２の結果との差は比較的大きいが、評価試験２−１の結果と、評価試験２−３の結果との差は比較的小さい。従って、この評価試験２の結果からは、塗布、現像装置１を用いることで、クリーンルームの温度の変動による各膜の膜厚の変動及びＣＤの変動が抑制されることが確認された。従って、この評価試験２からも塗布、現像装置１の効果が確認された。
Ｄ１ キャリアブロック
Ｄ２ 上下搬送ブロック
Ｄ３ インターフェイスブロック
Ｅ１〜Ｅ６ 単位ブロック
Ｆ１〜Ｆ６ 搬送機構
ＳＣＰＬ１〜ＳＣＰＬ６ 温度調整モジュール
Ｗ ウエハ
１ 塗布、現像装置
２６ 温度センサ
３ レジスト膜形成モジュール
５０ 制御部
５５ チラー

Claims (13)

  1. 基板に処理を行う処理モジュールとして、前記基板にレジスト膜を形成するレジスト膜形成モジュール及び露光済みの前記レジスト膜を現像する現像モジュールを含む塗布、現像装置において、
    上下に積層されると共に互いに区画される複数の基板搬送領域を備える処理ブロックと、
    前記基板を格納する搬送容器と前記各基板搬送領域との間で当該基板を搬送するための搬送ブロックと、
    前記複数の基板搬送領域に各々設けられる前記処理モジュールと、
    前記複数の基板搬送領域に各々設けられ、前記搬送ブロックと前記処理モジュールとの間で前記基板を搬送する搬送機構と、
    複数の前記処理モジュールのうちの少なくとも一の処理モジュールにおける前記基板の温度を調整するために当該一の処理モジュールへ搬送される前の当該基板の温度を調整し、前記搬送機構によって温度が調整された当該基板の搬出が行われる温度調整モジュールと、
    複数の前記基板搬送領域のうちの少なくとも一の基板搬送領域の雰囲気温度を検出する温度センサと、
    前記温度センサにより検出される前記雰囲気温度に基づいて、前記温度調整モジュールにおける前記基板の温度を変更する温度変更機構と、
    備える塗布、現像装置。
  2. 前記複数の基板搬送領域は、第１の基板搬送領域及び第２の基板搬送領域を含み、
    前記一の処理モジュールは、前記第１の基板搬送領域、第２の基板搬送領域の各々に設けられ、
    前記温度調整モジュールは、前記第１の基板搬送領域に搬出される基板の温度を調整する第１の温度調整モジュール及び第２の基板搬送領域に搬出される基板の温度を調整する第２の温度調整モジュールを含む請求項１記載の塗布、現像装置。
  3. 前記第１の基板搬送領域の一の処理モジュール、前記第２の基板搬送領域の一の処理モジュールは互いに前記基板に同種の処理を行う請求項２記載の塗布、現像装置。
  4. 前記複数の基板搬送領域毎に、前記一の処理モジュール及び前記温度調整モジュールが設けられる請求項１ないし３のいずれか一つに記載の塗布、現像装置。
  5. 前記温度センサは、複数の前記基板搬送領域のうち少なくとも前記一の処理モジュールが設けられる基板搬送領域に設けられる請求項１ないし４のいずれか一つに記載の塗布、現像装置。
  6. 前記一の処理モジュールは、前記基板に薬液を供給して成膜する処理モジュールである請求項１ないし５のいずれか一つに記載の塗布、現像装置。
  7. 前記薬液はレジストであり、前記処理モジュールは前記基板にレジスト膜を形成する請求項６記載の塗布、現像装置。
  8. 前記搬送ブロックは、前記搬送容器が載置されると共に前記各基板搬送領域の前方側に設けられる前方ブロックと、前記各処理ブロックの後方側に設けられ、前記レジスト膜を露光する露光機に接続される後方ブロックと、を備え
    前記温度調整モジュールは、前記前方ブロック及び前記後方ブロックのうちの少なくともいずれかにおいて、前記一の処理モジュールが設けられる前記基板搬送領域に対応する高さに設けられる請求項１ないし７のいずれか一つに記載の塗布、現像装置。
  9. 前記基板搬送領域は、前記前方ブロックから後方ブロックへ向かって前後方向に伸びる前記基板の搬送路を備え、
    当該搬送路に対して左右方向から面するように前記一の処理モジュールを含む前記複数の処理モジュールが設けられる請求項１ないし８のいずれか一つに記載の塗布、現像装置。
  10. 前記温度センサは、前記搬送路に設けられる請求項９記載の塗布、現像装置。
  11. 先発の基板、後続の基板を順に前記一の処理モジュールに搬送するにあたり、
    後続の基板を支持した搬送機構が前記一の処理モジュールに対して当該基板を受け渡す位置に到達するタイミングは、前記一の処理モジュールにおいて先発の基板の搬出が可能になるタイミングと同時か当該タイミングよりも後となるように前記搬送機構の動作が制御される請求項１ないし１０記載の塗布、現像装置。
  12. 先発の基板、後続の基板を順に前記一の処理モジュールに搬送するにあたり、
    前記一の処理モジュールにおいて前記先発の基板が搬出可能となるタイミングよりも前に、前記搬送機構が前記温度調整モジュールから後続の基板を受け取り、当該一の処理モジュールへ向けて搬出するように当該搬送機構の動作が制御される請求項１１記載の塗布、現像装置。
  13. 基板を格納する搬送容器から当該基板を搬出する工程と、
    搬送機構により基板搬送領域に設けられる複数の処理モジュールに各々基板を搬送して、レジスト膜の形成及び露光済みの前記レジスト膜の現像を含む処理を行う工程と、
    前記複数の処理モジュールのうちの少なくとも一の処理モジュールにおける前記基板の温度を調整するために、当該一の処理モジュールへ搬送される前の前記基板の温度を温度調整モジュールにより調整する工程と、
    前記温度調整モジュールにおいて温度が調整された前記基板を、前記搬送機構により前記一の処理モジュールに搬送する工程と、
    温度センサにより前記基板搬送領域の雰囲気温度を検出する工程と、
    前記温度センサにより検出された前記雰囲気温度に基づいて、前記温度調整モジュールによって調整される前記基板の温度を変更する工程と、
    備える塗布、現像方法。
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