JP2021068886A - 基板処理装置、基板処理方法、及び記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、図1〜図12を参照して、第1実施形態に係る基板処理システムについて説明する。図1に示される基板処理システム1は、基板に対し、感光性被膜の形成、当該感光性被膜の露光、及び当該感光性被膜の現像を施すシステムである。処理対象の基板は、例えば半導体のウェハWである。感光性被膜は、例えばレジスト膜である。基板処理システム1は、塗布・現像装置2と露光装置3とを備える。露光装置3は、ウェハW(基板)上に形成されたレジスト膜(感光性被膜)を露光する装置である。具体的には、露光装置3は、液浸露光等の方法によりレジスト膜の露光対象部分にエネルギー線を照射する。塗布・現像装置2は、露光装置3による露光処理前に、下層膜が形成されたウェハWの表面にレジスト(薬液)を塗布してレジスト膜を形成する処理を行い、露光処理後にレジスト膜の現像処理を行う。
以下、基板処理装置の一例として、塗布・現像装置2の構成を説明する。図1及び図2に示されるように、塗布・現像装置2は、キャリアブロック4と、処理ブロック5と、インタフェースブロック6と、制御装置100(制御ユニット)とを備える。
続いて、図3及び図4を参照して、処理モジュール11の熱処理ユニットU2の一例について詳細に説明する。図3に示されるように、熱処理ユニットU2は、加熱部20と、基板昇降部30と、チャンバ40と、排気部60とを有する。なお、図3では、一部の要素を除き断面であることを示すハッチングが省略されている。
制御装置100は、熱処理ユニットU2を含む塗布・現像装置2の各部を制御する。制御装置100は、チャンバ40により覆われた状態のウェハWを加熱部20に支持させて加熱することと、加熱部20に支持されたウェハWの周縁よりも外側の外周領域から処理空間Sを排気することと、加熱部20に支持されたウェハWの周縁の内側の中心領域から処理空間Sを排気することと、複数の吐出孔54からウェハWの表面に向かってガスを吐出させることとを実行するように構成されている。
図6は、塗布・現像処理を含む基板処理手順の一例を示すフローチャートである。制御装置100は、例えば以下の手順で1枚のウェハWについての塗布・現像処理を実行するように塗布・現像装置2を制御する。まず制御装置100の制御部104は、キャリアC内のウェハWを棚ユニットU10に搬送するように搬送装置A1を制御し、このウェハWを処理モジュール11用のセルに配置するように搬送装置A7を制御する。
図7は、熱処理ユニットU2において行われる熱処理手順の一例を示すフローチャートである。図7に例示のフローチャートは、熱処理ユニットU2が複数のウェハWに対して熱処理を順に施す場合の手順を示している。まず、制御装置100の制御部104は、熱板22が所定の温度に維持され、中心排気部80による排気が行われている状態で、ガス吐出部50からガスを吐出するように熱処理ユニットU2を制御する(ステップS11)。例えば、制御部104は、供給路56に設けられる開閉バルブを閉状態から開状態に切り替えることにより、ガスの供給源からヘッド部52のバッファ空間内にガスを供給する。これにより、ヘッド部52に形成されている複数の吐出孔54からガスが吐出される。
以上の第1実施形態に係る塗布・現像装置2は、被膜が形成されたウェハWに熱処理を施す熱処理ユニットU2と、熱処理ユニットU2を制御する制御装置100とを備える。熱処理ユニットU2は、ウェハWを支持して加熱する加熱部20と、加熱部20に支持されたウェハWを覆うチャンバ40と、加熱部20に支持されたウェハWに対向する面に沿って点在する複数の吐出孔54が形成されたヘッド部52を有し、複数の吐出孔54から当該ウェハWの表面に向けてガスを吐出するガス吐出部50と、加熱部20に支持されたウェハWの周縁よりも外側の外周領域からチャンバ40内の処理空間Sを排気する外周排気部70と、加熱部20に支持されたウェハWの周縁よりも内側の中心領域から処理空間Sを排気する中心排気部80とを有する。
中心排気部80の構成は上述の例に限られない。中心排気部80において、一つの排気孔82に代えて、ガス吐出部50のヘッド部52(天板42)に設けられた複数の排気孔82(複数の中心排気孔)から処理空間Sの排気が行われてもよい。図10に示されるように、例えば、中心軸Axを囲むように設けられた複数の排気孔82がヘッド部52に設けられてもよい。複数の排気孔82それぞれは、中心軸Axから偏心している。複数の排気孔82は、中心軸Axの周方向において互いに等間隔に配置されていてもよい。複数の排気孔82のそれぞれの大きさは、吐出孔54よりも大きくてもよい。複数の排気孔82において隣り合う排気孔82の間に、1又は複数の吐出孔54が配置されていてもよい。なお、ヘッド部52には、中心軸Axの周囲に配置された複数の排気孔82と、中心軸Axに配置された排気孔82とが設けられてもよい。
続いて、図13〜図18を参照しつつ、第2実施形態に係る基板処理システムについて説明する。第2実施形態に係る基板処理システムは、処理モジュール11が熱処理ユニットU2に代えて熱処理ユニットU20を有する点において、第1実施形態に係る基板処理システム1と相違する。熱処理ユニットU20は、例えば、図13に示されるように、筐体198と、加熱部20と、基板昇降部30と、チャンバ40Aと、排気部60Aとを有する。筐体198は、少なくとも加熱部20、基板昇降部30、及びチャンバ40Aを収容する。この場合、チャンバ40Aは、筐体198が形成する収容空間V内に配置される。
第2実施形態に係る熱処理ユニットU20,U21,U22を備える塗布・現像装置2においても、第1実施形態に係る塗布・現像装置2と同様に、昇華物を効率的に回収しつつ、熱処理対象の被膜の膜厚均一性を向上させることが可能となる。
続いて、図19〜図21を参照しつつ、第3実施形態に係る基板処理システムについて説明する。第3実施形態に係る基板処理システムは、塗布・現像装置2に代えて塗布・現像装置2Bを備える点で第1実施形態に係る基板処理システム1と相違する。図19に示されるように、塗布・現像装置2Bの処理ブロック5は、処理モジュール11,12,13,14に代えて、2つの処理モジュール11と、2つの処理モジュール12と、2つの収容部16とを有する。収容部16は、例えば、処理モジュール11及び処理モジュール12においてウェハWの処理を行うのに必要な付属機器(ユニット)を収容する。付属機器の一例としては、各塗布ユニットU1,U3に処理液を供給するユニット、及び各熱処理ユニットU2にガスを供給するユニット等が挙げられる。
第3実施形態に係る塗布・現像装置2Bにおいても、第1実施形態に係る塗布・現像装置2と同様に、昇華物を効率的に回収しつつ、熱処理対象の被膜の膜厚均一性を向上させることが可能となる。
Claims (20)
- 被膜が形成された基板に熱処理を施す熱処理ユニットと、
前記熱処理ユニットを制御する制御ユニットとを備え、
前記熱処理ユニットは、
前記基板を支持して加熱する加熱部と、
前記加熱部に支持された前記基板を覆うチャンバと、
前記加熱部に支持された前記基板に対向する面に沿って点在する複数の吐出孔が形成されたヘッド部を有し、前記複数の吐出孔から当該基板の表面に向けてガスを吐出するガス吐出部と、
前記加熱部に支持された前記基板の周縁よりも外側の外周領域から前記チャンバ内の処理空間を排気する外周排気部と、
前記加熱部に支持された前記基板の周縁よりも内側の中心領域から前記処理空間を排気する中心排気部とを有する、基板処理装置。 - 前記熱処理ユニットは、前記外周排気部から前記処理空間が排気される第1状態と、少なくとも前記中心排気部から前記処理空間が排気される第2状態とを切り替える排気切替部を更に有し、
前記制御ユニットは、前記ガス吐出部により前記複数の吐出孔から前記ガスを吐出させつつ、前記第1状態から前記第2状態に切り替わるように前記排気切替部を制御する、請求項1に記載の基板処理装置。 - 前記熱処理ユニットは、
前記基板を昇降させる基板昇降部と、
前記チャンバにより前記処理空間が形成される閉状態と、前記閉状態に比べて前記チャンバを前記加熱部から離間させる開状態とを切り替える開閉切替部とを更に有し、
前記チャンバは、前記ヘッド部が設けられる天板を含み、
前記制御ユニットは、
前記加熱部から前記基板を上昇させて前記天板に近づけるように前記基板昇降部を制御し、
前記基板を前記天板に近づけた後に、前記閉状態から前記開状態に切り替わるように前記開閉切替部を制御する、請求項1又は2に記載の基板処理装置。 - 前記外周排気部は、前記処理空間を排気するための外周排気孔を有し、
前記制御ユニットは、前記基板を前記天板に近づける際に、前記外周排気孔よりも高い位置まで前記基板を上昇させるように前記基板昇降部を制御する、請求項3に記載の基板処理装置。 - 前記チャンバは、前記処理空間と前記チャンバ外の空間とを接続する連通部が前記外周領域において形成された状態で前記加熱部上の前記基板を覆い、
前記外周排気部は、前記連通部に開口した外周排気孔を含み、当該外周排気孔及び前記連通部を介して前記処理空間を排気する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記チャンバは、前記加熱部を保持する保持部と、前記加熱部上の前記基板を上方から覆うように前記保持部との間に隙間を設けた状態で配置される蓋部とを含み、
前記保持部と前記蓋部との間の前記隙間は、前記連通部として機能する、請求項5に記載の基板処理装置。 - 前記熱処理ユニットは、前記基板を含む複数の基板に対して前記熱処理を順に施し、
前記制御ユニットは、処理対象の前記基板を入れ換える期間において、前記複数の吐出孔からの前記ガスの吐出を前記ガス吐出部に継続させる、請求項1〜6のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記中心排気部は、前記処理空間に開口するように前記ヘッド部に設けられた中心排気孔を含み、
前記ガス吐出部は、前記中心排気孔の下方に向けて前記ガスを吐出するノズル部を更に含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 一の成分を含む第1ガスと他の成分を含む第2ガスとを混合することによって前記一の成分の濃度が所定値となるように調節された調節ガスを生成すると共に、前記調節ガスを前記ガス吐出部に供給するガス供給ユニットを更に備え、
前記ガス吐出部は、前記ガスとして前記調節ガスを前記基板の表面に向けて吐出し、
前記ガス供給ユニットは、前記熱処理ユニットが配置される空間とは仕切られた別の空間に配置されている、請求項1〜8のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記制御ユニットは、少なくとも前記基板を前記加熱部に加熱させる期間の前半において、前記ガス吐出部に前記調節ガスを吐出させる、請求項9に記載の基板処理装置。
- 前記加熱部は、
前記基板を加熱するための熱を発生する熱板と、
前記熱板の主面に設けられ、前記主面との間に隙間が形成されるように前記基板を支持する複数のギャップピンと、
前記主面に開口し、前記複数のギャップピン上に配置された前記基板を吸引する吸引穴とを含み、
前記複数のギャップピンは、前記主面のうちの前記吸引穴の近傍に位置する吸引領域に配置される第1グループのギャップピンと、前記主面のうちの前記吸引領域以外の非吸引領域に配置される第2グループのギャップピンとを含み、
前記吸引領域の単位面積あたりの前記第1グループのギャップピンの数は、前記非吸引領域の単位面積あたりの前記第2グループのギャップピンの数よりも多い、請求項1〜10のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記熱処理ユニットを含む複数の熱処理ユニットを備え、
前記加熱部は、
前記基板を加熱するための熱を発生する熱板と、
前記熱板の主面に設けられ、前記主面との間に隙間が形成されるように前記基板を支持する複数のギャップピンと、
前記主面に開口し、前記複数のギャップピン上に配置された前記基板を吸引する吸引穴とを含み、
前記複数の熱処理ユニットは、第1熱処理ユニットと、第2熱処理ユニットとを含み、
前記第1熱処理ユニットによって実行される前記熱処理での前記基板の加熱温度は、前記第2熱処理ユニットによって実行される前記熱処理での前記基板の加熱温度よりも高く、
前記第1熱処理ユニットの前記加熱部に含まれる前記複数のギャップピンの数は、前記第2熱処理ユニットの前記加熱部に含まれる前記複数のギャップピンの数よりも多い、請求項1〜10のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記熱処理ユニットを含む複数の熱処理ユニットを備え、
前記加熱部は、
前記基板を加熱するための熱を発生する熱板と、
前記熱板の主面に設けられ、前記主面との間に隙間が形成されるように前記基板を支持する複数のギャップピンと、
前記主面に開口し、前記複数のギャップピン上に配置された前記基板を吸引する吸引穴とを含み、
前記複数の熱処理ユニットは、第1熱処理ユニットと、第2熱処理ユニットとを含み、
前記第1熱処理ユニットの前記吸引穴から前記基板に加わる吸引力は、前記第2熱処理ユニットの前記吸引穴から前記基板に加わる吸引力よりも大きく、
前記第1熱処理ユニットの前記加熱部に含まれる前記複数のギャップピンの数は、前記第2熱処理ユニットの前記加熱部に含まれる前記複数のギャップピンの数よりも多い、請求項1〜10のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 被膜が形成された基板に熱処理を施すことを含む基板処理方法であって、
前記基板に前記熱処理を施すことは、
チャンバにより覆われた状態の前記基板を加熱部に支持させて加熱することと、
前記加熱部に支持された前記基板の周縁よりも外側の外周領域から前記チャンバ内の処理空間を排気することと、
前記加熱部に支持された前記基板の周縁よりも内側の中心領域から前記処理空間を排気することと、
前記加熱部に支持された前記基板に対向する面に沿って点在する複数の吐出孔から当該基板の表面に向かってガスを吐出させることとを含む、基板処理方法。 - 前記基板に前記熱処理を施すことは、
前記複数の吐出孔から前記基板の表面に向かってガスを吐出させつつ、前記外周領域から前記処理空間が排気される第1状態から、少なくとも前記中心領域から前記処理空間が排気される第2状態に切り替えることを更に含む、請求項14に記載の基板処理方法。 - 前記基板に前記熱処理を施すことは、
前記加熱部から前記基板を上昇させて前記チャンバの天板に近づけることと、
前記基板を前記天板に近づけた後に、前記チャンバにより前記処理空間が形成される閉状態から、前記閉状態に比べて前記チャンバを前記加熱部から離間させる開状態に切り替えることとを更に含む、請求項14又は15に記載の基板処理方法。 - 前記外周領域から前記処理空間を排気することは、外周排気孔を介して前記処理空間を排気することを含み、
前記基板を前記天板に近づけることは、前記外周排気孔よりも高い位置まで前記基板を上昇させることを含む、請求項16に記載の基板処理方法。 - 前記基板を含む複数の基板に対して前記熱処理を順に施すことを含み、
前記複数の基板に対して前記熱処理を順に施すことは、処理対象の前記基板を入れ換える期間において、前記複数の吐出孔からの前記ガスの吐出を継続させることを含む、請求項14〜17のいずれか一項に記載の基板処理方法。 - 前記中心領域から前記処理空間を排気することは、前記複数の吐出孔が形成されたヘッド部に設けられた中心排気孔を介して前記処理空間内のガスを排出することと、
前記中心排気孔の下方に向けてノズル部から前記ガスを吐出させることとを更に含む、請求項14〜18のいずれか一項に記載の基板処理方法。 - 請求項14〜19のいずれか一項に記載の基板処理方法を装置に実行させるためのプログラムを記憶した、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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