JP3606560B2 - Substrate processing equipment - Google Patents

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JP3606560B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体ウエハ上に層間絶縁膜を形成するための基板処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造工程においては、例えばSOD(Spin on Dielectric)システムにより層間絶縁膜を形成している。このSODシステムでは、ウエハ上に塗布膜をスピンコートし、化学的処理または加熱処理等を施して層間絶縁膜を形成している。
【0003】
例えばゾル−ゲル方法により層間絶縁膜を形成する場合には、まず半導体ウエハ(以下、「ウエハ」と呼ぶ。)上に絶縁膜材料、例えばTEOS(テトラエトキシシラン)のコロイドを有機溶媒に分散させた溶液を供給する。次に、溶液が供給されたウエハをゲル化処理し、次いで溶媒の置換を行う。そして、溶媒の置換されたウエハを加熱処理している。
【0004】
このような加熱処理は、ウエハ上の溶媒からソルベントを飛ばすためのベーク処理、重合反応により成膜するためのキュア処理、更にポーラスを生成するためのポストトリートメント処理等、温度条件等の異なる複数の熱処理工程を伴う。
【0005】
従来のSODシステムでは、これら各熱処理工程に応じた温度や圧力に設定された個別の加熱処理装置を使って、例えばロット単位でウエハを加熱処理装置間で持ち運ぶことが行われていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、かかるシステム構成では、結果的にウエハの待機時間が長くなり処理効率が悪い。そこで、例えばSODシステムの工程に必要な塗布装置や一連の加熱処理装置等をそれぞれユニット化すると共にこれらのユニットを一体化して、これらのユニット間を搬送装置によりウエハを一枚づつ搬送するいわゆる枚葉式の装置構成が考えられる。
【0007】
しかしながら、そのような装置構成では、以下の問題がある。
【0008】
第1に、ユニット間で頻繁にウエハを搬送する必要であるため、搬送に要するトータル時間が長くなり、処理効率を低下させるという、問題がある。加えて、このようなウエハの搬送工程は、温度管理面やパーティクル付着等の悪影響を及ぼすことが多い。
【0009】
第2に、上述のような加熱処理ユニットにおける処理温度は、例えば現状では最大で800℃程度とかなり高温に達するため、塗布ユニット等も含めたユニット間の熱的干渉が大きく、精密な温度での塗布処理や加熱処理ができない、という問題がある。
【0010】
そこで、本発明の第1の目的は、基板の搬送時間を短縮し、基板の処理効率を向上させることができる基板処理装置を提供することをにある。
【0011】
本発明の第2の目的は、ユニット間の熱的干渉を極力抑えることができる基板処理装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、本発明の基板処理装置は、区画化された第1の処理領域と第2の処理領域とを備え、前記第1の処理領域に、基板上に絶縁膜材料を塗布する塗布部が配置され、前記第2の処理領域に、前記塗布部により絶縁膜材料が塗布された基板に対して複数種類の加熱処理を施す加熱処理部が配置され、前記第2の処理領域内を温調する温調部が設けられた壁部材が前記第2の処理領域を囲繞するように配置され、少なくとも前記塗布部から前記加熱処理部へ基板を搬送する搬送装置を有することを特徴とする。
ここで、前記第2の処理領域に不活性気体を導入して前記第2の処理領域の雰囲気を該不活性気体によりコントロールする手段を更に具備するようにしても構わない。また、前記第1の処理領域と前記第2の処理領域との間に配置された断熱部材を更に具備することであってもよい。更に、前記加熱処理部における複数種類の加熱処理は、少なくとも基板をベーク処理するための加熱処理及び基板をキュア処理するための加熱処理を含むようにしても構わない。
【0013】
本発明では、搬送装置により塗布部から加熱処理部へ基板を搬送するように構成する一方で、加熱処理部を塗布部により絶縁膜材料が塗布された基板に対して複数種類の加熱処理を施すように構成したので、加熱処理部間での基板の搬送を極力抑え、搬送時間を極力短縮できる。従って、基板の処理効率を向上させることができる。また、加熱処理部の数を減らすことができるので、システム全体で発生する熱量を少なくでき、結果的にユニット間の熱的干渉を極力抑えることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【0015】
図1〜図3は本発明の一実施形態に係るSODシステムの全体構成を示す図であって、図1は平面図、図2は正面図、図3は背面図である。
【0016】
このSODシステム1は、基板としての半導体ウエハ(以下、ウエハと呼ぶ。)WをウエハカセットCRで複数枚たとえば25枚単位で外部からシステムに搬入しまたはシステムから搬出したり、ウエハカセットCRに対してウエハWを搬入・搬出したりするためのカセットブロック10と、SOD塗布工程の中で1枚ずつウエハWに所定の処理を施す枚葉式の各種処理ユニットを所定位置に多段配置してなる第1の処理領域としての第1の処理ブロック11と、同じくウエハWに所定の処理を施す枚葉式の各種処理ユニットを所定位置に多段配置してなる第2の処理領域としての第2の処理ブロック12とを一体に接続した構成を有している。
【0017】
後述するように、第1の処理領域としての第1の処理ブロック11にはSOD塗布処理ユニット(SCT)が配置され、第2の処理領域としての第2の処理ブロック12には加熱処理系の処理ユニットが配置されるようになっている。このように加熱処理系の処理ユニットを第2の処理ブロック12に集中的に配置すると共に、塗布処理系の処理ユニットをこの領域とは別の領域である第1の処理ブロック11に配置することによって加熱処理系の処理ユニットが塗布処理系の処理ユニットに熱的悪影響を及ぼすことが少なくなる。
【0018】
また、第1の処理領域としての第1の処理ブロック11と第2の処理領域としての第2の処理ブロック12との間には、例えば真空層からなる断熱部材としての断熱壁51が設けられている。上記のように加熱処理系の処理ユニットと塗布処理系の処理ユニットとをそれぞれ区画化された別の領域に配置することに加えて、これらの領域間にこのような断熱壁51を配置することで、加熱処理系の処理ユニットが塗布処理系の処理ユニットに熱的悪影響を及ぼすことが更に少なくなる。
【0019】
更に、第2の処理ブロック12の上部には、第2の処理領域である第2の処理ブロック12内に例えば窒素ガス等の不活性気体を導入して第2の処理領域である該第2の処理ブロック12内の雰囲気を該不活性気体によりコントロールする不活性気体導入部52が設けられ、第2の処理ブロック12の下部には、第2の処理領域である第2の処理ブロック12内を排気する排気部53が設けられている。このように第2の処理領域である第2の処理ブロック12内の雰囲気を該不活性気体によりコントロールすることで、後述するウエハWの熱処理や搬送の際の酸化を防止することができる。特に、第2の処理ブロック12内に熱処理系のユニットを集中的に配置しているので、このような雰囲気コントロールを効率よく行うことができる。
【0020】
カセットブロック10では、図1に示すように、カセット載置台20上の突起20aの位置に複数個たとえば4個までのウエハカセットCRがそれぞれのウエハ出入口を第1の処理ブロック11側に向けてX方向一列に載置され、カセット配列方向(X方向)およびウエハカセットCR内に収納されたウエハのウエハ配列方向(Z垂直方向)に移動可能なウエハ搬送体21が各ウエハカセットCRに選択的にアクセスするようになっている。さらに、このウエハ搬送体21は、θ方向に回転可能に構成されており、後述するように第1の処理ブロック11側の第4の組G4の多段ユニット部に属する受け渡し・冷却プレート(TCP)にもアクセスできるようになっている。
【0021】
第1の処理ブロック11では、図1に示すように、中心部に垂直搬送型の第1の主搬送体22が設けられ、その周りに全ての処理ユニットが1組または複数の組に亙って多段に配置されている。この例では、5組G1,G2,G3,G4,G5の多段配置構成であり、第1および第2の組G1,G2 の多段ユニットはシステム正面(図1において手前)側に並置され、第4の組G4の多段ユニットはカセットブロック10に隣接して配置され、第3の組G3の多段ユニットは第2の処理ブロック12に隣接して配置されている。
【0022】
図2に示すように、第1の組G1、また第2の組G2では、カップCP内でウエハWをスピンチャックに載せて絶縁膜材料を供給し、ウエハを回転させることによりウエハ上に均一な絶縁膜を塗布するSOD塗布処理ユニット(SCT)と、カップCP内でウエハWをスピンチャックに載せてHMDS及びヘプタン等のエクスチェンジ用薬液を供給し、ウエハ上に塗布された絶縁膜中の溶媒を乾燥工程前に他の溶媒に置き換える処理を行うソルベントエクスチェンジ処理ユニット(DSE)とが下から順に2段に重ねられている。
【0023】
第2の組G2 では、SOD塗布処理ユニット(SCT)が上段に配置されている。なお、必要に応じて第2の組G2 の下段にSOD塗布処理ユニット(SCT)やソルベントエクスチェンジ処理ユニット(DSE)等を配置することも可能である。
【0024】
SOD塗布処理ユニット(SCT)及びソルベントエクスチェンジ処理ユニット(DSE)ではスピンコート法によりウエハW上に溶剤を塗布するものであったが、例えば絶縁膜材料やエクスチェンジ用薬液等の溶剤を吐出するノズルをウエハW上で例えばXY方向に走査させることでウエハW全面に溶剤を塗布するいわゆるスキャン塗布方式を用いても勿論構わない。このようなスキャン塗布方式を用いることで溶剤を無駄を極力少なくすることが可能となる。
【0025】
図3に示すように、第3の組G3 では、受け渡し・冷却プレート(TCP)と、2つの冷却処理ユニット(CPL)と、トランジションユニット(TRS)とが下から順に多段に配置されている。
【0026】
第4の組G4 では、受け渡し・冷却プレート(TCP)と、3つの冷却処理ユニット(CPL)と、トランジションユニット(TRS)と、更に冷却処理ユニット(CPL)とが多段に配置されている。
【0027】
受け渡し・冷却プレート(TCP)は下段にウエハWを冷却する冷却板、上段に受け渡し台を有する2段構造とされ、カセットブロック10と第1の処理ブロック11との間でウエハWの受け渡しを行う。トランジションユニット(TRS)も同様にカセットブロック10と第1の処理ブロック11との間でウエハWの受け渡しを行う。冷却処理ユニット(CPL)はウエハWが載置される冷却板を有し、ウエハWを冷却処理する。
【0028】
またこのSODシステム1では、既述の如く第1の主搬送体の背面側にも破線で示した第5の処理ユニット群G5 の多段ユニットが配置できるようになっているが、この第5の処理ユニット群G5 の多段ユニットは、案内レール25に沿って第1の主搬送体22からみて、側方へシフトできるように構成されている。従って、この第5の処理ユニット群G5 の多段ユニットを図示の如く設けた場合でも、前記案内レール25に沿ってスライドすることにより、空間部が確保されるので、第1の主搬送体22に対して背後からメンテナンス作業が容易に行えるようになっている。なお第5の処理ユニット群G5 の多段ユニッ卜は、そのように案内レール25に沿った直線状のスライドシフトに限らず、図1中の一点鎖線の往復回動矢印で示したように、システム外方へと回動シフトさせるように構成しても、第1の主搬送体に対するメンテナンス作業のスペース確保が容易である。
【0029】
第2の処理ブロック12では、既述のように、ウエハWに加熱処理を行うユニットが属する第6の組G6がシステム正面側に配置され、同様にウエハWに加熱処理を行うユニットが属する第7の組G7がシステ背面側に配置されている。第6の組G6と第7の組G7との間には、第4の組G4、第6の組G6及び第7の組G7にアクセスしてウエハWの搬送を行う第2の主搬送体23が配設されており、この第2の主搬送体23は第1の主搬送体22と同様な垂直搬送型の構成でなっている。
【0030】
なお、このSODシステム1は例えばクリーンルーム内に配置され、例えば第1の主搬送機構22上は大気圧に設定されたクリーンルームよりも高い気圧の雰囲気に設定されており、これにより第1の主搬送体22上より発生したパーティクルをSODシステム1外に排出し、その一方でクリーンルーム内のパーティクルがSODシステム1内に進入するのを防止している。
【0031】
図2及び図3に示すように、第6の組G6では、マルチファンクショナルホットプレートキュア装置(MHC)が2段、マイクロ波や電子線を照射して膜を例えば300℃〜500℃程度で加熱・改質させるためのマイクロ波処理ユニット(MW)、例えば300℃〜500℃程度の処理温度となる電子線処理ユニット(EB)がそれぞれ1段、下から順に設けられている。一方の第7の組G7では、エージング処理ユニット(DAC)と、例えば80℃〜250℃程度の低温で加熱処理する2つの低温加熱処理ユニット(LHP)と、紫外線を照射して膜を例えば常温〜100℃程度で加熱・改質させるための紫外線処理ユニット(UV)とが、下から順に設けられている。エージング処理ユニット(DAC)は例えば程度15℃〜80℃の温度の密閉化可能な処理室内にNH+HOを導入してウエハWをエージング処理し、ウエハW上の絶縁膜材料膜をウェットゲル化する。
【0032】
図4及び図5は上記マルチファンクショナルホットプレートキュア装置(MHC)の斜視図及び断面図である。
【0033】
このマルチファンクショナルホットプレートキュア装置(MHC)は、加熱処理室151と、これに隣接して設けられた温調処理室152とを有している。この加熱処理室151は、温調処理室152との間でウエハWの受け渡しを行うために開閉可能なゲートバルブ174の機構によって密閉可能に形成されている。
【0034】
加熱処理室151内のほぼ中央部には、ウエハWを加熱処理するための熱板156が配置されている。この熱板156内には、例えばヒータ(図示せず)が埋設され、その設定温度は例えば80〜250℃とすることが可能とされている。また、この熱板156には同心円状に複数、例えば3個の孔157が上下に貫通しており、これらの孔157にはウエハWを支持する支持ピン158aが昇降可能に介挿されている。これら支持ピン158aは熱板156の裏面において連通部材159に接続されて一体化されており、連通部材159はその下方に配置された昇降シリンダ160によって昇降されるようになっている。そして、昇降シリンダ160の昇降作動によって支持ピン158aは熱板156表面から突出したり、没したりする。
【0035】
また、熱板156の表面にはプロキシミティーピン161が複数配置され、ウエハWを加熱処理するときにウエハWが直接熱板156に接触しないようにされている。これにより、加熱処理時にウエハWに静電気が帯電しないようになっている。
【0036】
更に、加熱処理室151には、加熱処理室151内に不活性ガス、例えば窒素ガスを供給するための窒素供給機構162が設けられており、上部に形成された窒素供給口182から制御部167の命令により室内に窒素を供給するようになっている。また一方で加熱処理室151内に反応性ガス、例えば酸素を供給するための酸素供給機構180が設けられており、上部に形成された酸素供給口183から制御部167の命令により室内に酸素を供給するようになっている。この酸素供給制御は、加熱処理室151内に設けられた酸素濃度を計測する酸素センサ172aの計測結果に基づいて行われる。
【0037】
一方、加熱処理室151の下部には減圧用の排気口168が設けられており、この排気口168は例えば真空ポンプ170に接続され、真空ポンプ170の作動によって加熱処理室151内が大気圧よりも低い気圧、例えば0.1torr前後に設定することが可能にされている。
【0038】
更に、加熱処理室151には室内の温度を計測するための温度センサ172bが取り付けられている。この温度センサ172bによる計測結果は制御部167に伝えられ、制御部167はこの計測結果に基づき熱板156の加熱温度を調整するようになっている。
【0039】
温調処理室152には第2の主搬送体23との間でウエハWの搬入出を行うための窓部181が設けられており、この窓部181はシャッタ164によって開閉可能に構成されている。
【0040】
また、温調処理室152内には、ウエハWを載置してウエハWの温度を調整するための移送温調板176がガイドプレート177aに沿って移動機構177bにより水平方向に移動自在に構成されている。移送温調板176の設定温度は、例えば15〜250℃であり、温調されるウエハWの適用温度範囲は、例えば200〜800℃である。移送温調板176は、ゲートバルブ174を介して加熱処理室151内に進入することができ、加熱処理室151内の熱板156により加熱された後のウエハWを支持ピン158aを介して受け取って温調処理室152内に搬入し、ウエハWを温調するようになっている。
【0041】
移送温調板176の下方には、加熱処理室151内における支持ピン158aと同様な構成の支持ピン158bが昇降可能に設けられている。これら支持ピン158bは移送温調板176の裏面において支持部材159に接続されて一体化されており、支持部材159はその下方に配置された昇降シリンダ160によって昇降されるようになっている。
【0042】
なお、上記真空ポンプ170やガス供給機構162、180のガスボンベ等は、図2及び図3に示すように、マルチファンクショナルホットプレートキュア装置(MHC)の下方に配置されたケミカル室30内に配設さている。
【0043】
次に以上のように構成されたこのSODシステム1の処理工程について、図6に示すフローを参照しながら説明する。
【0044】
まずカセットブロック10において、処理前のウエハWはウエハカセットCRからウエハ搬送体21を介して処理ブロック11側の第3の組G3に属する受け渡し・冷却プレート(TCP)における受け渡し台、又はトランジションユニット(TRS)へ搬送される。
【0045】
受け渡し・冷却プレート(TCP)における受け渡し台に搬送されたウエハWは第1の主搬送体22を介して冷却処理ユニット(CPL)へ搬送される。そして冷却処理ユニット(CPL)において、ウエハWはSOD塗布処理ユニット(SCT)における処理に適合する温度まで冷却される(ステップ1)。
【0046】
冷却処理ユニット(CPL)で冷却処理されたウエハWは第1の主搬送体22を介してSOD塗布処理ユニット(SCT)へ搬送される。そしてSOD塗布処理ユニット(SCT)において、ウエハWはSOD塗布処理が行われる(ステップ2)。
【0047】
SOD塗布処理ユニット(SCT)でSOD塗布処理が行われたウエハWは第1の主搬送体22、第4の組G4に属する受け渡し・冷却プレート(TCP)における受け渡し台、又はトランジションユニット(TRS)、第2の主搬送体23を介してエージング処理ユニット(DAC)へ搬送され、エージング処理され、ウエハW上の絶縁膜材料がゲル化される(ステップ3)。
【0048】
エージング処理ユニット(DAC)でエージング処理されたウエハWは第2の主搬送体23、第4の組G4に属する受け渡し・冷却プレート(TCP)における受け渡し台、又はトランジションユニット(TRS)、第1の主搬送体22を介してソルベントエクスチェンジ処理ユニット(DSE)へ搬送される。そしてソルベントエクスチェンジ処理ユニット(DSE)において、ウエハWはエクスチェンジ用薬液が供給され、ウエハ上に塗布された絶縁膜中の溶媒を他の溶媒に置き換える処理が行われる(ステップ4)。
【0049】
ソルベントエクスチェンジ処理ユニット(DSE)で置換処理が行われたウエハWは第1の主搬送体22、第4の組G4に属する受け渡し・冷却プレート(TCP)における受け渡し台、又はトランジションユニット(TRS)、第2の主搬送体23を介して低温加熱処理ユニット(LHP)へ搬送される。そして低温加熱処理ユニット(LHP)において、ウエハWは低温加熱処理される(ステップ5)。
【0050】
低温加熱処理ユニット(LHP)で低温加熱処理されたウエハWは第2の主搬送体23を介して紫外線処理ユニット(UV)へ搬送される。そして、紫外線処理ユニット(UV)において、ウエハWは172nm前後の波長の紫外線による処理が行われる(ステップ6)。この紫外線による処理では、窒素ガスが噴出され紫外線処理ユニット(UV)内が窒素ガス雰囲気とされ、その状態で紫外線照射ランプから紫外線が、例えば1分間照射される。
【0051】
なお、ここで紫外線処理に代えて、又は紫外線処理後に適宜第6の組G6に属する電子線処理ユニット(EB)による電子線処理やマイクロ波処理ユニット(MW)によるマイクロ波処理を行うようにしてもよい。
【0052】
次に紫外線による処理が施されたウエハWは第2の主搬送体23、第4の組G4に属する受け渡し・冷却プレート(TCP)における受け渡し台、又はトランジションユニット(TRS)、第1の主搬送体22を介して第4の組G4に属する冷却処理ユニット(CPL)へ搬送される。そして冷却処理ユニット(CPL)においてウエハWは冷却される(ステップ7)。
【0053】
冷却処理ユニット(CPL)で冷却処理されたウエハWは第1の主搬送体22を介して再びSOD塗布処理ユニット(SCT)へ搬送される。そしてSOD塗布処理ユニット(SCT)において、ウエハWは2回目のSOD塗布処理が行われる(ステップ8)。その際、ウエハW上に既に塗布されている絶縁膜材料の表面は上記の紫外線による処理により低接触角となるように改質されているので、その上に更に絶縁膜材料を塗布してもその表面に凹凸は生じない。
【0054】
SOD塗布処理ユニット(SCT)でSOD塗布処理が行われたウエハWは第1の主搬送体22を介してエージング処理ユニット(DAC)へ搬送され、エージング処理され、ウエハW上の絶縁膜材料がゲル化される(ステップ9)。
【0055】
エージング処理ユニット(DAC)でエージング処理されたウエハWは第1の主搬送体22を介してソルベントエクスチェンジ処理ユニット(DSE)へ搬送される。そしてソルベントエクスチェンジ処理ユニット(DSE)において、ウエハWはエクスチェンジ用薬液が供給され、ウエハ上に塗布された絶縁膜中の溶媒を他の溶媒に置き換える処理が行われる(ステップ10)。
【0056】
ソルベントエクスチェンジ処理ユニット(DSE)で置換処理が行われたウエハWは第1の主搬送体22、第4の組G4に属する受け渡し・冷却プレート(TCP)における受け渡し台、又はトランジションユニット(TRS)、第2の主搬送体23を介して低温加熱処理ユニット(LHP)へ搬送される。そして低温加熱処理ユニット(LHP)において、ウエハWは低温加熱処理される(ステップ11)。
【0057】
低温加熱処理ユニット(LHP)で低温加熱処理されたウエハWは第2の主搬送体23を介してマルチファンクショナルホットプレートキュア装置(MHC)へ搬送され、所定の低酸素濃度での高温加熱処理、及び温調処理が行われることになる(ステップ12)。
【0058】
ここで図4及び図5に示されるように、ウエハWを第2の主搬送体23が温調処理室152の窓部181から室内に進入し、支持ピン158bを介して移送温調板176に載置される。そしてゲートバルブ174が開きウエハWは温調されながら加熱処理室151内に搬送され、支持ピン158aが熱板156表面から突出した状態で支持ピン158a上にウエハWが受け渡される。このように加熱前のウエハWを温調しながら搬送することにより熱履歴均一化に寄与する。
【0059】
ウエハWが熱板に受け渡されると、移送温調板176は元の位置に戻り、ゲートバルブ174が閉じることによって加熱処理室151内に密閉空間が形成される。そして、窒素供給機構162により加熱処理室151内に窒素ガスの供給を開始するとともに、真空ポンプ170により室内の減圧を開始し、更に熱板156による加熱処理を開始する。
【0060】
所定時間の加熱処理が終了すると、再び窒素供給機構162により加熱処理室151内への窒素ガスの供給を開始して、加熱処理室151内が大気圧になるまで窒素ガスを噴出させる。そして支持ピン158が上昇して熱板156の表面から突出し、ゲートバルブ174が開く。このとき、加熱処理室151内への窒素ガスの供給を継続させることにより、加熱処理室151を温調処理室152に対して陽圧とすることにより、温調処理室152から加熱処理室151内へのパーティクルの侵入を防止することができる。
【0061】
そして、ウエハWは移送温調板176により受け渡され取出され、例えば23℃で温調されながら温調処理室152内に搬送され、支持ピン158bを介して第2の主搬送体23に受け渡される。
【0062】
その後ウエハWは受け渡し・冷却プレート(TCP)における冷却板へ搬送される。そして受け渡し・冷却プレート(TCP)における冷却板において、ウエハWは冷却処理される(ステップ13)。
【0063】
受け渡し・冷却プレート(TCP)における冷却板で冷却処理されたウエハWはカセットブロック10においてウエハ搬送体21を介してウエハカセットCRへ搬送される。
【0064】
このように本実施例によるSODシステムにおいては、第1及び第2の主搬送体22、23を使って枚葉式に塗布処理系のユニットと加熱処理系のユニットと更には冷却処理系のユニット等との間でウエハWを搬送するように構成する一方で、マルチファンクショナルホットプレートキュア装置(MHC)によりウエハWに対して複数種類の加熱処理を施すように構成したので、加熱処理系の間でのウエハWの搬送を極力抑え、搬送時間を極力短縮できる。従って、ウエハWの処理効率を向上させることができる。また、マルチファンクショナルホットプレートキュア装置(MHC)を採用したことで加熱処理部の数を減らすことができる。これにより、システム全体で発生する熱量を少なくでき、結果的にユニット間の熱的干渉を極力抑えることができる。
【0065】
図7は本発明の変形例を示しており、この例は、第2の処理領域である第2の処理ブロック12を囲繞する壁部材201に第2の処理領域内である第2の処理ブロック12内を温調する温調部202を設けたものである。温調部202は、具体的には、例えば壁部材201に埋め込まれたヒータ203と冷却配管204とにより構成され、図示を省略した制御部の制御の元でヒータ203に供給される電力や冷却配管204に供給される冷却水の温度や量が制御されるようになっている。このような温調部202を有することで第2の処理領域である第2の処理ブロック12内の温度管理をより精密に行うことができる。なお、壁部材201の上下間を例えば3つの領域R1〜R3の領域に分割してそれぞれの領域を上記の温調部202により別個に管理することにより、より精密な温度管理に加えて第2の処理領域である第2の処理ブロック12内の気流管理も行うことができる。例えば、上方の領域の方が下方の領域よりも温度を高めることによって意図的に上昇気流を発生させ、これによりウエハWから発生する昇華物等をウエハWに悪影響を与えることなく外部に確実に排出することができるようになる。従って、この場合には窒素ガス等の導入を下方から行い、排気を上部で行う方がより好ましい。
【0066】
なお、本発明は以上説明した実施形態には限定されない。
【0067】
例えば、上記実施形態では、絶縁膜材料を2度塗り場合を例にとり説明したが、1度塗り或いは3度塗り以上であっても勿論構わない。
【0068】
また、本発明は、例えば露光現像工程におけるレジスト塗布や現像処理のようい溶液供給と加熱処理を伴う他の処理システムにも当然適用できる。
【0069】
更に、上記の実施形態では、基板としてシリコンウエハを例に取り説明したが、ガラス基板等の他の基板にも本発明を適用できる。
【0070】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基板の搬送時間を短縮し、基板の処理効率を向上させることができる。また、ユニット間の熱的干渉を極力抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基板処理装置が適用されるSODシステムの全体構成を示す平面図である。
【図2】図1に示すSODシステムの正面図である。
【図3】図1に示すSODシステムの背面図である。
【図4】本発明に係るマルチファンクショナルホットプレートキュア装置(MHC)の斜視図である。
【図5】図4に示すマルチファンクショナルホットプレートキュア装置(MHC)の断面図である。
【図6】本実施形態によるSODシステムの処理工程を示すフロー図である。
【図7】本発明の変形例を説明するための図である。
【符号の説明】
1 SODシステム
11 第1の処理ブロック(第1の処理領域)
12 第2の処理ブロック(第2の処理領域)
51 断熱壁
52 不活性気体導入部
DAC エージング処理ユニット
EB 電子線処理ユニット
LHP 低温加熱処理ユニット
MHC マルチファンクショナルホットプレートキュア装置
MW マイクロ波処理ユニット
SCT SOD塗布処理ユニット
UV 紫外線処理ユニット
W ウエハ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate processing apparatus for forming an interlayer insulating film on a semiconductor wafer, for example.
[0002]
[Prior art]
In the manufacturing process of a semiconductor device, an interlayer insulating film is formed by, for example, an SOD (Spin on Dielectric) system. In this SOD system, an interlayer insulating film is formed by spin-coating a coating film on a wafer and applying chemical treatment or heat treatment.
[0003]
For example, when an interlayer insulating film is formed by a sol-gel method, an insulating film material such as a colloid of TEOS (tetraethoxysilane) is first dispersed in an organic solvent on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer”). Supply the solution. Next, the wafer supplied with the solution is subjected to gelation, and then the solvent is replaced. Then, the wafer with the solvent replaced is subjected to a heat treatment.
[0004]
Such heat treatment includes a plurality of different temperature conditions such as a baking process for removing the solvent from the solvent on the wafer, a curing process for forming a film by a polymerization reaction, and a post-treatment process for generating a porous film. A heat treatment process is involved.
[0005]
In a conventional SOD system, wafers are carried between heat treatment apparatuses, for example, in units of lots using individual heat treatment apparatuses set to temperatures and pressures corresponding to these heat treatment steps.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a system configuration, as a result, the waiting time of the wafer becomes long and the processing efficiency is poor. Therefore, for example, a coating device and a series of heat treatment devices necessary for the process of the SOD system are unitized, and these units are integrated, and a wafer is transferred between these units one by one by a transfer device. A leaf-type device configuration is conceivable.
[0007]
However, such an apparatus configuration has the following problems.
[0008]
First, since it is necessary to transfer wafers frequently between units, there is a problem that the total time required for transfer becomes longer and the processing efficiency is lowered. In addition, such a wafer transfer process often has adverse effects such as temperature control and particle adhesion.
[0009]
Second, the processing temperature in the heat treatment unit as described above reaches a fairly high temperature of, for example, about 800 ° C. at the maximum, so that there is a large thermal interference between the units including the coating unit and the like at a precise temperature. There is a problem that the coating process and the heat treatment cannot be performed.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, a first object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of shortening the substrate transport time and improving the substrate processing efficiency.
[0011]
A second object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus that can suppress thermal interference between units as much as possible.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, a substrate processing apparatus of the present invention includes a partitioned first processing region and a second processing region, and an insulating film material is applied on the substrate in the first processing region. A heat-treating unit that disposes a plurality of types of heat treatments on the substrate on which the insulating film material has been applied by the application unit, and is disposed in the second processing region. A wall member provided with a temperature control part for adjusting the temperature inside is disposed so as to surround the second processing region, and at least the heating from the application part. processing It has the conveyance apparatus which conveys a board | substrate to a part.
Here, an inert gas may be introduced into the second processing region to further include a means for controlling the atmosphere of the second processing region with the inert gas. Moreover, you may further comprise the heat insulation member arrange | positioned between the said 1st process area | region and the said 2nd process area | region. Further, the plurality of types of heat treatment in the heat treatment section may include at least a heat treatment for baking the substrate and a heat treatment for curing the substrate.
[0013]
In the present invention, the substrate is transported from the coating unit to the heat treatment unit by the transport device, while the heat treatment unit performs a plurality of types of heat treatment on the substrate coated with the insulating film material by the coating unit. Since it comprised as mentioned above, conveyance of the board | substrate between heat processing parts can be suppressed as much as possible, and conveyance time can be shortened as much as possible. Accordingly, the substrate processing efficiency can be improved. In addition, since the number of heat treatment units can be reduced, the amount of heat generated in the entire system can be reduced, and as a result, thermal interference between units can be suppressed as much as possible.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
1 to 3 are views showing an overall configuration of an SOD system according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a plan view, FIG. 2 is a front view, and FIG. 3 is a rear view.
[0016]
In this SOD system 1, a plurality of semiconductor wafers (hereinafter referred to as wafers) W as substrates are loaded into the system from the outside in units of 25 wafer cassettes CR, for example, in units of 25, or unloaded from the system. The cassette block 10 for loading / unloading the wafer W and various single-wafer processing units for performing predetermined processing on the wafer W one by one in the SOD coating process are arranged in multiple stages at predetermined positions. A first processing block 11 as a first processing area and a second processing area as a second processing area in which various single-wafer processing units for performing predetermined processing on the wafer W are arranged in multiple stages at predetermined positions. The processing block 12 is integrally connected.
[0017]
As will be described later, the SOD coating processing unit (SCT) is arranged in the first processing block 11 as the first processing region, and the second processing block 12 as the second processing region is in the heat treatment system. Processing units are arranged. In this way, the heat treatment system processing units are arranged in the second processing block 12 in a concentrated manner, and the coating treatment system processing units are arranged in the first processing block 11, which is an area different from this area. As a result, the heat treatment system processing unit is less likely to adversely affect the coating treatment system processing unit.
[0018]
In addition, a heat insulating wall 51 as a heat insulating member made of, for example, a vacuum layer is provided between the first processing block 11 as the first processing region and the second processing block 12 as the second processing region. ing. As described above, in addition to disposing the heat treatment system processing unit and the coating treatment system processing unit in separate regions, respectively, disposing such a heat insulating wall 51 between these regions. Thus, it is further less likely that the heat treatment processing unit has a thermal adverse effect on the coating treatment system processing unit.
[0019]
Further, an inert gas such as nitrogen gas is introduced into the second processing block 12 which is the second processing area above the second processing block 12, and the second processing area is the second processing area 12. An inert gas introduction section 52 for controlling the atmosphere in the processing block 12 by the inert gas is provided, and the second processing block 12 is a second processing region in the second processing block 12 below the second processing block 12. An exhaust part 53 for exhausting the air is provided. In this way, by controlling the atmosphere in the second processing block 12 which is the second processing region with the inert gas, it is possible to prevent oxidation during the heat treatment and transfer of the wafer W described later. Particularly, since the heat treatment units are intensively arranged in the second processing block 12, such atmosphere control can be performed efficiently.
[0020]
In the cassette block 10, as shown in FIG. 1, a plurality of, for example, up to four wafer cassettes CR are placed at the position of the protrusion 20a on the cassette mounting table 20 with their respective wafer entrances facing the first processing block 11 side. A wafer transfer body 21 which is placed in one direction and is movable in the cassette arrangement direction (X direction) and the wafer arrangement direction (Z vertical direction) of the wafers stored in the wafer cassette CR is selectively provided to each wafer cassette CR. It comes to access. Further, the wafer transfer body 21 is configured to be rotatable in the θ direction, and as will be described later, a delivery / cooling plate (TCP) belonging to the multi-stage unit portion of the fourth group G4 on the first processing block 11 side. Can also be accessed.
[0021]
In the first processing block 11, as shown in FIG. 1, a first main transport body 22 of a vertical transport type is provided at the center, and all the processing units are arranged in one or more sets around it. Are arranged in multiple stages. In this example, the multi-stage arrangement configuration includes five groups G1, G2, G3, G4, and G5. The multistage units of the first and second groups G1 and G2 are juxtaposed on the front side of the system (front side in FIG. 1). The multistage unit of the fourth group G4 is arranged adjacent to the cassette block 10, and the multistage unit of the third group G3 is arranged adjacent to the second processing block 12.
[0022]
As shown in FIG. 2, in the first group G1 and the second group G2, the wafer W is placed on the spin chuck in the cup CP, the insulating film material is supplied, and the wafer is rotated to be uniform on the wafer. SOD coating processing unit (SCT) for coating an insulating film, and a solvent in the insulating film coated on the wafer by supplying a chemical solution for exchange such as HMDS and heptane by placing the wafer W on the spin chuck in the cup CP A solvent exchange processing unit (DSE) that performs a process of replacing the solvent with another solvent before the drying process is stacked in two stages from the bottom.
[0023]
In the second group G2, the SOD coating unit (SCT) is arranged in the upper stage. If necessary, an SOD coating processing unit (SCT), a solvent exchange processing unit (DSE), or the like can be arranged below the second group G2.
[0024]
In the SOD coating processing unit (SCT) and the solvent exchange processing unit (DSE), a solvent is applied onto the wafer W by a spin coating method. For example, a nozzle that discharges a solvent such as an insulating film material or a chemical solution for exchange is provided. Of course, a so-called scan coating method may be used in which a solvent is applied to the entire surface of the wafer W by scanning the wafer W in, for example, XY directions. By using such a scan coating method, it is possible to minimize the waste of the solvent.
[0025]
As shown in FIG. 3, in the third group G3, a delivery / cooling plate (TCP), two cooling processing units (CPL), and a transition unit (TRS) are arranged in multiple stages in order from the bottom.
[0026]
In the fourth group G4, a delivery / cooling plate (TCP), three cooling processing units (CPL), a transition unit (TRS), and a cooling processing unit (CPL) are arranged in multiple stages.
[0027]
The delivery / cooling plate (TCP) has a two-stage structure having a cooling plate for cooling the wafer W at the lower stage and a delivery table at the upper stage, and delivers the wafer W between the cassette block 10 and the first processing block 11. . Similarly, the transition unit (TRS) transfers the wafer W between the cassette block 10 and the first processing block 11. The cooling processing unit (CPL) has a cooling plate on which the wafer W is placed, and cools the wafer W.
[0028]
In the SOD system 1, as described above, the multi-stage unit of the fifth processing unit group G5 indicated by the broken line can be arranged on the back side of the first main transfer body. The multi-stage unit of the processing unit group G5 is configured to be able to shift laterally along the guide rail 25 as viewed from the first main transport body 22. Therefore, even when the multi-stage unit of the fifth processing unit group G5 is provided as shown in the figure, a space is secured by sliding along the guide rail 25, so that the first main transfer body 22 On the other hand, maintenance work can be easily performed from behind. Note that the multi-stage unit of the fifth processing unit group G5 is not limited to the linear slide shift along the guide rail 25 as described above, but as shown by the reciprocating rotation arrow of the one-dot chain line in FIG. Even if it is configured to be rotationally shifted outward, it is easy to secure a space for maintenance work on the first main transport body.
[0029]
In the second processing block 12, as described above, the sixth group G6 to which the unit that performs the heat treatment on the wafer W belongs is arranged on the front side of the system, and similarly, the unit that performs the heat processing on the wafer W belongs to the first group G6. Seven sets G7 are arranged on the back side of the system. Between the sixth set G6 and the seventh set G7, the second main transfer body that accesses the fourth set G4, the sixth set G6, and the seventh set G7 to transfer the wafer W The second main transport body 23 has a vertical transport type configuration similar to that of the first main transport body 22.
[0030]
The SOD system 1 is disposed in, for example, a clean room. For example, the first main transfer mechanism 22 is set to an atmosphere at a higher atmospheric pressure than the clean room set to the atmospheric pressure. Particles generated on the body 22 are discharged out of the SOD system 1, while particles in the clean room are prevented from entering the SOD system 1.
[0031]
As shown in FIGS. 2 and 3, in the sixth group G6, the multi-functional hot plate cure apparatus (MHC) irradiates the film with microwaves or electron beams in two stages, for example, at about 300 ° C. to 500 ° C. A microwave processing unit (MW) for heating and reforming, for example, an electron beam processing unit (EB) having a processing temperature of about 300 ° C. to 500 ° C., is provided in order from the bottom. On the other hand, in the seventh group G7, an aging treatment unit (DAC), two low-temperature heat treatment units (LHP) that heat-treat at a low temperature of about 80 ° C. to 250 ° C. An ultraviolet treatment unit (UV) for heating and reforming at about ~ 100 ° C is provided in order from the bottom. The aging unit (DAC) is, for example, NH in a processable chamber having a temperature of about 15 ° C to 80 ° C. 3 + H 2 O is introduced to age the wafer W, and the insulating film material film on the wafer W is wet-gelled.
[0032]
4 and 5 are a perspective view and a sectional view of the multi-functional hot plate curing apparatus (MHC).
[0033]
This multi-functional hot plate cure apparatus (MHC) has a heat treatment chamber 151 and a temperature adjustment treatment chamber 152 provided adjacent thereto. This heat treatment chamber 151 is formed so as to be able to be sealed by a mechanism of a gate valve 174 that can be opened and closed in order to transfer the wafer W to and from the temperature adjustment processing chamber 152.
[0034]
A heat plate 156 for heat-treating the wafer W is disposed at a substantially central portion in the heat treatment chamber 151. For example, a heater (not shown) is embedded in the hot plate 156, and the set temperature can be set to 80 to 250 ° C., for example. In addition, a plurality of, for example, three holes 157 are vertically penetrated through the heat plate 156, and support pins 158a for supporting the wafer W are inserted in the holes 157 so as to be movable up and down. . These support pins 158a are connected to and integrated with a communication member 159 on the back surface of the hot plate 156, and the communication member 159 is moved up and down by a lifting cylinder 160 disposed below the communication member 159. The support pin 158a protrudes or sunk from the surface of the hot plate 156 by the lifting / lowering operation of the lifting / lowering cylinder 160.
[0035]
A plurality of proximity pins 161 are arranged on the surface of the hot plate 156 so that the wafer W does not directly contact the hot plate 156 when the wafer W is heat-treated. This prevents static electricity from being charged on the wafer W during the heat treatment.
[0036]
Further, the heat treatment chamber 151 is provided with a nitrogen supply mechanism 162 for supplying an inert gas, for example, nitrogen gas, into the heat treatment chamber 151, and a control unit 167 is provided from a nitrogen supply port 182 formed in the upper portion. Nitrogen is supplied into the room according to the command. On the other hand, an oxygen supply mechanism 180 for supplying a reactive gas, for example, oxygen is provided in the heat treatment chamber 151, and oxygen is supplied into the chamber from an oxygen supply port 183 formed in the upper portion according to a command from the control unit 167. It comes to supply. This oxygen supply control is performed based on the measurement result of the oxygen sensor 172a that measures the oxygen concentration provided in the heat treatment chamber 151.
[0037]
On the other hand, an exhaust port 168 for decompression is provided in the lower part of the heat treatment chamber 151, and this exhaust port 168 is connected to, for example, a vacuum pump 170, and the operation of the vacuum pump 170 causes the inside of the heat treatment chamber 151 to be at atmospheric pressure. Also, it is possible to set a low atmospheric pressure, for example, around 0.1 torr.
[0038]
Further, a temperature sensor 172b for measuring the indoor temperature is attached to the heat treatment chamber 151. The measurement result by the temperature sensor 172b is transmitted to the control unit 167, and the control unit 167 adjusts the heating temperature of the hot plate 156 based on the measurement result.
[0039]
The temperature adjustment processing chamber 152 is provided with a window portion 181 for carrying the wafer W in and out of the second main transfer body 23. The window portion 181 is configured to be opened and closed by a shutter 164. Yes.
[0040]
Further, in the temperature adjustment processing chamber 152, a transfer temperature adjustment plate 176 for placing the wafer W and adjusting the temperature of the wafer W is configured to be movable in the horizontal direction along the guide plate 177a by the movement mechanism 177b. Has been. The set temperature of the transfer temperature adjusting plate 176 is, for example, 15 to 250 ° C., and the application temperature range of the wafer W to be temperature adjusted is, for example, 200 to 800 ° C. The transfer temperature adjusting plate 176 can enter the heat treatment chamber 151 via the gate valve 174, and receives the wafer W after being heated by the heat plate 156 in the heat treatment chamber 151 via the support pins 158a. Then, the wafer W is carried into the temperature adjustment processing chamber 152 and the temperature of the wafer W is adjusted.
[0041]
Below the transfer temperature control plate 176, a support pin 158b having the same configuration as the support pin 158a in the heat treatment chamber 151 is provided so as to be movable up and down. These support pins 158b are connected to and integrated with a support member 159 on the back surface of the transfer temperature adjusting plate 176, and the support member 159 is moved up and down by a lift cylinder 160 disposed below the support member 159.
[0042]
The vacuum pump 170 and the gas cylinders of the gas supply mechanisms 162 and 180 are arranged in a chemical chamber 30 disposed below a multi-functional hot plate cure apparatus (MHC) as shown in FIGS. It is set up.
[0043]
Next, processing steps of the SOD system 1 configured as described above will be described with reference to the flow shown in FIG.
[0044]
First, in the cassette block 10, the wafer W before processing is transferred from the wafer cassette CR via the wafer transfer body 21 to the transfer block or transfer unit (transition unit) in the transfer / cooling plate (TCP) belonging to the third group G 3 on the processing block 11 side. TRS).
[0045]
The wafer W transferred to the transfer table on the transfer / cooling plate (TCP) is transferred to the cooling processing unit (CPL) via the first main transfer body 22. In the cooling processing unit (CPL), the wafer W is cooled to a temperature suitable for processing in the SOD coating processing unit (SCT) (step 1).
[0046]
The wafer W cooled by the cooling processing unit (CPL) is transferred to the SOD coating processing unit (SCT) via the first main transfer body 22. In the SOD coating processing unit (SCT), the wafer W is subjected to SOD coating processing (step 2).
[0047]
The wafer W on which the SOD coating process is performed in the SOD coating processing unit (SCT) is transferred to the first main transfer body 22, the transfer / cooling plate (TCP) belonging to the fourth group G4, or the transition unit (TRS). Then, the film is transferred to the aging processing unit (DAC) through the second main transfer body 23 and subjected to the aging process, and the insulating film material on the wafer W is gelled (step 3).
[0048]
The wafer W subjected to the aging process by the aging process unit (DAC) is transferred to the second main transfer body 23, the transfer table in the transfer / cooling plate (TCP) belonging to the fourth group G4, or the transition unit (TRS), the first It is transferred to the solvent exchange processing unit (DSE) via the main transfer body 22. In the solvent exchange processing unit (DSE), the wafer W is supplied with an exchange chemical solution, and a process of replacing the solvent in the insulating film coated on the wafer with another solvent is performed (step 4).
[0049]
The wafer W that has been subjected to the replacement process in the solvent exchange processing unit (DSE) is transferred to the first main transfer body 22, the transfer / cooling plate (TCP) belonging to the fourth group G4, or the transition unit (TRS), It is conveyed to the low-temperature heat treatment unit (LHP) via the second main conveyance body 23. In the low-temperature heat processing unit (LHP), the wafer W is subjected to low-temperature heat processing (step 5).
[0050]
The wafer W that has been subjected to the low temperature heat treatment in the low temperature heat treatment unit (LHP) is transferred to the ultraviolet ray processing unit (UV) through the second main transfer body 23. In the ultraviolet processing unit (UV), the wafer W is processed with ultraviolet rays having a wavelength of about 172 nm (step 6). In the treatment with ultraviolet rays, nitrogen gas is jetted to make the inside of the ultraviolet treatment unit (UV) a nitrogen gas atmosphere, and in this state, ultraviolet rays are emitted from the ultraviolet irradiation lamp for 1 minute, for example.
[0051]
Here, instead of the ultraviolet treatment or after the ultraviolet treatment, the electron beam treatment by the electron beam treatment unit (EB) belonging to the sixth group G6 or the microwave treatment by the microwave treatment unit (MW) is appropriately performed. Also good.
[0052]
Next, the wafer W that has been treated with ultraviolet rays is transferred to the second main transfer body 23, the transfer / cooling plate (TCP) belonging to the fourth group G4, or the transition unit (TRS), the first main transfer. It is conveyed through the body 22 to the cooling processing unit (CPL) belonging to the fourth group G4. Then, the wafer W is cooled in the cooling processing unit (CPL) (step 7).
[0053]
The wafer W cooled by the cooling processing unit (CPL) is transferred again to the SOD coating processing unit (SCT) via the first main transfer body 22. In the SOD coating processing unit (SCT), the wafer W is subjected to the second SOD coating processing (step 8). At that time, since the surface of the insulating film material already applied on the wafer W has been modified to have a low contact angle by the above-described treatment with ultraviolet rays, the insulating film material can be further applied thereon. There are no irregularities on the surface.
[0054]
The wafer W that has been subjected to the SOD coating processing in the SOD coating processing unit (SCT) is transferred to the aging processing unit (DAC) through the first main transfer body 22 and subjected to the aging processing, and the insulating film material on the wafer W is changed. Gelled (step 9).
[0055]
The wafer W that has been aged by the aging processing unit (DAC) is transferred to the solvent exchange processing unit (DSE) via the first main transfer body 22. In the solvent exchange processing unit (DSE), the wafer W is supplied with an exchange chemical solution, and a process of replacing the solvent in the insulating film coated on the wafer with another solvent is performed (step 10).
[0056]
The wafer W that has been subjected to the replacement process in the solvent exchange processing unit (DSE) is transferred to the first main transfer body 22, the transfer / cooling plate (TCP) belonging to the fourth group G4, or the transition unit (TRS), It is conveyed to the low-temperature heat treatment unit (LHP) via the second main conveyance body 23. In the low-temperature heat processing unit (LHP), the wafer W is subjected to low-temperature heat processing (step 11).
[0057]
The wafer W that has been subjected to the low-temperature heat treatment in the low-temperature heat treatment unit (LHP) is transferred to the multi-functional hot plate cure apparatus (MHC) via the second main transfer body 23, and is subjected to the high-temperature heat treatment at a predetermined low oxygen concentration. , And a temperature adjustment process is performed (step 12).
[0058]
As shown in FIGS. 4 and 5, the second main transfer body 23 enters the room W through the window 181 of the temperature adjustment processing chamber 152 and the transfer temperature adjustment plate 176 is passed through the support pins 158b. Placed on. Then, the gate valve 174 is opened and the wafer W is transported into the heat treatment chamber 151 while the temperature is adjusted, and the wafer W is transferred onto the support pins 158a with the support pins 158a protruding from the surface of the hot plate 156. In this way, the wafer W before heating is transported while adjusting the temperature, thereby contributing to uniform heat history.
[0059]
When the wafer W is transferred to the hot plate, the transfer temperature adjusting plate 176 returns to the original position, and the gate valve 174 is closed to form a sealed space in the heat treatment chamber 151. Then, supply of nitrogen gas into the heat treatment chamber 151 is started by the nitrogen supply mechanism 162, pressure reduction in the chamber is started by the vacuum pump 170, and heat treatment by the hot plate 156 is started.
[0060]
When the heat treatment for a predetermined time is completed, the supply of nitrogen gas into the heat treatment chamber 151 is started again by the nitrogen supply mechanism 162, and the nitrogen gas is ejected until the inside of the heat treatment chamber 151 reaches atmospheric pressure. Then, the support pin 158 rises and protrudes from the surface of the hot plate 156, and the gate valve 174 is opened. At this time, the supply of nitrogen gas into the heat treatment chamber 151 is continued to make the heat treatment chamber 151 positive with respect to the temperature adjustment treatment chamber 152, so that the heat treatment chamber 151 is heated from the temperature adjustment treatment chamber 152. Intrusion of particles into the inside can be prevented.
[0061]
Then, the wafer W is transferred and taken out by the transfer temperature adjustment plate 176, and is transferred into the temperature adjustment processing chamber 152 while being adjusted at a temperature of 23 ° C., for example, and is received by the second main transfer body 23 via the support pins 158b. Passed.
[0062]
Thereafter, the wafer W is transferred to a cooling plate in a delivery / cooling plate (TCP). Then, the wafer W is cooled on the cooling plate in the delivery / cooling plate (TCP) (step 13).
[0063]
The wafer W cooled by the cooling plate in the delivery / cooling plate (TCP) is transferred to the wafer cassette CR through the wafer transfer body 21 in the cassette block 10.
[0064]
As described above, in the SOD system according to the present embodiment, the first and second main transport bodies 22 and 23 are used for the single wafer processing method, the heat treatment system unit, and the cooling treatment system unit. The wafer W is transported between the wafer W and the like, and a plurality of types of heat treatment are performed on the wafer W by the multi-functional hot plate cure apparatus (MHC). It is possible to minimize the transfer of the wafer W between them and shorten the transfer time. Therefore, the processing efficiency of the wafer W can be improved. In addition, the number of heat treatment units can be reduced by employing a multi-functional hot plate cure device (MHC). Thereby, the amount of heat generated in the entire system can be reduced, and as a result, thermal interference between units can be suppressed as much as possible.
[0065]
FIG. 7 shows a modified example of the present invention. In this example, the second processing block in the second processing area is provided on the wall member 201 surrounding the second processing block 12 which is the second processing area. The temperature control part 202 which temperature-controls the inside of 12 is provided. Specifically, the temperature control unit 202 includes, for example, a heater 203 and a cooling pipe 204 embedded in the wall member 201, and the power and cooling supplied to the heater 203 under the control of a control unit (not shown). The temperature and amount of cooling water supplied to the pipe 204 are controlled. By having such a temperature control unit 202, the temperature management in the second processing block 12, which is the second processing region, can be performed more precisely. In addition, in addition to more precise temperature management, the second space is obtained by dividing the upper and lower spaces of the wall member 201 into, for example, three regions R1 to R3 and separately managing the respective regions by the temperature control unit 202. The airflow management in the second processing block 12 which is the processing area can also be performed. For example, an upward air flow is intentionally generated by raising the temperature in the upper region than in the lower region, so that the sublimates generated from the wafer W can be reliably exposed to the outside without adversely affecting the wafer W. It becomes possible to discharge. Therefore, in this case, it is more preferable to introduce nitrogen gas or the like from below and exhaust from the top.
[0066]
The present invention is not limited to the embodiment described above.
[0067]
For example, in the above-described embodiment, the case where the insulating film material is applied twice has been described as an example. However, the coating may be performed once or three times or more.
[0068]
The present invention is naturally applicable to other processing systems that involve solution supply and heat treatment, such as resist coating and development processing in the exposure and development process.
[0069]
Furthermore, in the above embodiment, a silicon wafer has been described as an example of the substrate, but the present invention can also be applied to other substrates such as a glass substrate.
[0070]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the substrate transport time can be shortened and the substrate processing efficiency can be improved. Further, thermal interference between units can be suppressed as much as possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing the overall configuration of an SOD system to which a substrate processing apparatus of the present invention is applied.
FIG. 2 is a front view of the SOD system shown in FIG.
FIG. 3 is a rear view of the SOD system shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a perspective view of a multi-functional hot plate cure apparatus (MHC) according to the present invention.
5 is a cross-sectional view of the multi-functional hot plate cure apparatus (MHC) shown in FIG.
FIG. 6 is a flowchart showing processing steps of the SOD system according to the present embodiment.
FIG. 7 is a diagram for explaining a modification of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 SOD system
11 First processing block (first processing area)
12 Second processing block (second processing area)
51 Insulation wall
52 Inert gas introduction part
DAC aging processing unit
EB electron beam processing unit
LHP low temperature heat treatment unit
MHC multi-functional hot plate cure device
MW Microwave processing unit
SCT SOD coating unit
UV UV treatment unit
W wafer

Claims (4)

区画化された第1の処理領域と第2の処理領域とを備え、
前記第1の処理領域に、基板上に絶縁膜材料を塗布する塗布部が配置され、
前記第2の処理領域に、前記塗布部により絶縁膜材料が塗布された基板に対して複数種類の加熱処理を施す加熱処理部が配置され、
前記第2の処理領域内を温調する温調部が設けられた壁部材が前記第2の処理領域を囲繞するように配置され、
少なくとも前記塗布部から前記加熱処理部へ基板を搬送する搬送装置を有することを特徴とする基板処理装置。
A partitioned first processing region and a second processing region;
An application part for applying an insulating film material on the substrate is disposed in the first processing region,
In the second processing region, a heat treatment unit that performs a plurality of types of heat treatment on the substrate on which the insulating film material is applied by the application unit is disposed,
A wall member provided with a temperature control unit for controlling the temperature in the second processing region is disposed so as to surround the second processing region;
A substrate processing apparatus comprising: a transport device that transports a substrate from at least the coating unit to the heat treatment unit.
請求項に記載の基板処理装置において、
前記第2の処理領域に不活性気体を導入して前記第2の処理領域の雰囲気を該不活性気体によりコントロールする手段を更に具備することを特徴とする基板処理装置。
The substrate processing apparatus according to claim 1 ,
The substrate processing apparatus further comprising means for introducing an inert gas into the second processing region and controlling the atmosphere of the second processing region with the inert gas.
請求項1又は請求項2に記載の基板処理装置において、
前記第1の処理領域と前記第2の処理領域との間に配置された断熱部材を更に具備することを特徴とする基板処理装置。
In the substrate processing apparatus of Claim 1 or Claim 2 ,
The substrate processing apparatus further comprising a heat insulating member disposed between the first processing region and the second processing region.
請求項1から請求項のうちいずれか1項に記載の基板処理装置において、
前記加熱処理部における複数種類の加熱処理は、少なくとも基板をベーク処理するための加熱処理及び基板をキュア処理するための加熱処理を含むことを特徴とする基板処理装置。
In the substrate processing apparatus of any one of Claims 1-3 ,
The plurality of types of heat treatment in the heat treatment unit include at least heat treatment for baking the substrate and heat treatment for curing the substrate.
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