JP3669897B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の基板に対し、処理室内で送風しつつ現像処理等の処理を施す基板処理装置および基板処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスのフォトリソグラフィー工程においては、半導体ウエハにレジストを塗布し、これにより形成されたレジスト膜を所定の回路パターンに応じて露光し、この露光パターンを現像処理することによりレジスト膜に回路パターンが形成される。
【０００３】
従来から、このような一連の工程を実施するために、レジスト塗布現像処理システムが用いられている。このようなレジスト塗布現像処理システムは、ウエハに塗布現像のための各種処理を施すための各種処理ユニットが多段配置された処理ステーションと、複数の半導体ウエハを収納するカセットが載置され、半導体ウエハを一枚ずつ処理ステーションに搬入し、処理後の半導体ウエハを処理ステーションから搬出しカセットに収納するカセットステーションと、このシステムに隣接して設けられ、レジスト膜を所定のパターンに露光する露光装置との間でウエハを受け渡しするためのインターフェイス部とを一体的に設けて構成されている。
【０００４】
このようなレジスト塗布現像処理システムでは、カセットステーションに載置されたカセットからウエハが一枚ずつ取り出されて処理ステーションに搬送され、まずアドヒージョン処理ユニットにて疎水化処理が施され、冷却処理ユニットにて冷却された後、レジスト塗布ユニットにてフォトレジスト膜が塗布され、加熱処理ユニットにてベーキング処理が施される。
【０００５】
その後、半導体ウエハは、処理ステーションからインターフェイス部を介して露光装置に搬送されて、露光装置にてレジスト膜に所定のパターンが露光される。露光後、半導体ウエハは、インターフェイス部を介して、再度処理ステーションに搬送され、露光された半導体ウエハに対し、まず、加熱処理ユニットにてポストエクスポージャーベーク処理が施され、冷却後、現像処理ユニットにて現像液が塗布されて露光パターンが現像される。その後、加熱処理ユニットにてポストベーク処理が施され、冷却されて一連の処理が終了する。一連の処理が終了した後、半導体ウエハは、カセットステーションに搬送されて、ウエハカセットに収容される。
【０００６】
上述した塗布現像システムにおいて、回転系の処理ユニットである現像ユニットでは、露光後、ベーク処理および冷却処理されたウエハが処理室内のスピンチャックに装着され、現像液が供給されて、ウエハの全面に例えば１ｍｍの厚みになるように塗布される。この現像液がウエハに塗布された状態で所定時間静止されて、自然対流により現像処理が進行される。その後、ウエハがスピンチャックにより回転されて現像液が振り切られ、リンス液が吐出されてウエハ上に残存する現像液が洗い流され、スピンチャックが高速で回転され、ウエハ上に残存する現像液およびリンス液が吹き飛ばされてウエハが乾燥されるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような現像工程においては、現像ユニットの処理室内には、その上方からフィルターを介して清浄空気が送風されるとともに処理室の下方から排気され、処理室内に清浄空気のダウンフローを形成するが、ウエハ全面に現像液を塗布した状態で所定時間静止する際には、温度変化を防止するために排気を停止し、現像液の静止終了間際に排気を再開するようにしている。しかしながら、このように現像液の静止中に排気を停止すると、現像ユニットの処理室内の圧力が上昇する。
【０００８】
また、ウエハを現像ユニットに搬入する際には、ウエハ搬送装置が現像ユニットのシャッターの正面に到着すると、このシャッターを開き、ウエハ搬送装置によりウエハをスピンチャックに受け渡すようにしているが、このシャッターを開く際、現像ユニットの処理室内の圧力が低下する。
【０００９】
このような圧力変動は、従来、現像処理に対してほとんど問題とならなかったが、近年、デバイスの高集積化に伴いパターンが益々微細化しており、また、省スペース化の観点から現像ユニットが小型化されているため、上述したような処理室内の圧力変動が現像処理に影響を与えるおそれがある。
【００１０】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、処理室内の圧力変動を極力抑制し、圧力変動に伴う処理への悪影響を排除することができる基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によれば、その中で基板に所定の処理を施す処理室と、
前記処理室内にその上方から下方に向けて送風する送風手段と、
前記処理室内をその下方から排気する排気手段と、
基板を処理室へ搬入または処理室から搬出するための搬入出口と、
この搬入出口を開閉するシャッターと、
このシャッターが開いた際に、それに連動して前記送風手段の送風量を増加させ、または排気手段の排気量を減少させるように制御し、処理室内の圧力を略一定に維持する制御手段と
を具備することを特徴とする基板処理装置が提供される。
【００１２】
このような構成によれば、処理ユニットが小型化されて被処理基板の搬入出のためのシャッターの開閉に伴う処理室内の圧力変動しやすい場合であっても、シャッターが開いた際に、それに連動して、送風量を増加させ、または排気量を減少させるように制御して処理室内の圧力を略一定に維持するようにしているため、シャッターが開いた際の圧力低下を補償して、処理室内の圧力変動を極力抑制することができ、圧力変動に伴う影響を排除することができる。
【００１３】
本発明の第２の観点によれば、基板を収容する処理室と、
前記処理室内で基板に対して処理液を供給する処理液供給機構と、
前記処理室内にその上方から下方に向けて送風する送風手段と、
前記処理室内をその下方から排気するための排気手段と、
基板に処理液が供給された後の所定の期間に、前記排気手段の排気動作を停止し、これに連動して、前記送風手段の送風量を減少させ、前記処理室内の圧力を略一定に維持する制御手段と
を具備することを特徴とする基板処理装置が提供される。
【００１４】
このような構成によれば、基板に対して処理液による液処理を施す際に、基板に処理液が供給された後の所定の期間に、温度変動等を防止するために排気手段の排気動作を停止し、それによって処理室内の圧力上昇があっても、排気動作の停止に連動して送風手段の送風量を減少させて処理室内の圧力を略一定に維持するようにしているため、排気動作の停止に伴う圧力上昇を補償して、処理室内の圧力変動を極力抑制することができ、圧力変動に伴う影響を排除することができる。
【００１５】
本発明の第３の観点によれば、処理室内で基板に所定の処理を施す基板処理方法であって、
前記処理室内にその上方から下方に向けて送風するとともに、その下方から排気し、この送風および排気中に、基板を搬入出するための搬入出口を開閉するシャッターを開き、このシャッターが開いた際に、それに連動して送風量を増加させ、または排気量を減少させて、処理室内の圧力を略一定に維持することを特徴とする基板処理方法が提供される。
【００１６】
本発明の第４の観点によれば、 処理室内にその上方から下方に向けて送風するとともに、その下方から排気しつつ、処理室内で基板に処理液を供給して所定の液処理を施す基板処理方法であって、
基板に処理液が供給された後の所定の期間に、排気動作を停止し、これに連動して、前記送風手段の送風量を減少させ、前記処理室内の圧力を略一定に維持することを特徴とする基板処理方法が提供される。
【００１７】
これら本発明の第３の観点または第４の観点の構成によれば、それぞれ上記第１の観点または第２の観点と同様の効果を得ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の基板処理装置の一実施形態に係る現像処理ユニットが搭載されたレジスト塗布現像処理システムを示す概略平面図、図２はその正面図、図３はその背面図である。
【００１９】
このレジスト塗布現像処理システム１は、搬送ステーションであるカセットステーション１０と、複数の処理ユニットを有する処理ステーション１１と、処理ステーション１１と隣接して設けられる露光装置（図示せず）との間で被処理体としての半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す）を受け渡すためのインターフェイス部１２とを具備している。
【００２０】
上記カセットステーション１０は、ウエハＷを複数枚例えば２５枚単位でウエハカセットＣＲに搭載された状態で他のシステムからこのシステムへ搬入またはこのシステムから他のシステムへ搬出したり、ウエハカセットＣＲと処理ステーション１１との間でウエハＷの搬送を行うためのものである。
【００２１】
このカセットステーション１０においては、図１に示すように、ウエハカセットＣＲを載置する載置台２０上に図中Ｘ方向に沿って複数（図では４個）の位置決め突起２０ａが形成されており、この突起２０ａの位置にウエハカセットＣＲがそれぞれのウエハ出入口を処理ステーション１１側に向けて一列に載置可能となっている。ウエハカセットＣＲにおいてはウエハＷが垂直方向（Ｚ方向）に配列されている。また、カセットステーション１０は、載置台２０と処理ステーション１１との間に位置するウエハ搬送機構２１を有している。このウエハ搬送機構２１は、カセット配列方向（Ｘ方向）およびその中のウエハＷのウエハ配列方向（Ｚ方向）に移動可能なウエハ搬送用アーム２１ａを有しており、このウエハ搬送用アーム２１ａによりいずれかのウエハカセットＣＲに対して選択的にアクセス可能となっている。また、ウエハ搬送用アーム２１ａは、θ方向に回転可能に構成されており、後述する処理ステーション１１側の第３の処理ユニット群Ｇ３に属するアライメントユニット（ＡＬＩＭ）およびエクステンションユニット（ＥＸＴ）にもアクセスできるようになっている。
【００２２】
上記処理ステーション１１は、ウエハＷに対して塗布・現像を行う際の一連の工程を実施するための複数の処理ユニットを備え、これらが所定位置に多段に配置されており、これらによりウエハＷが一枚ずつ処理される。この処理ステーション１１は、図１に示すように、中心部に搬送路２２ａを有し、この中に主ウエハ搬送機構２２が設けられ、搬送路２２ａの周りに全ての処理ユニットが配置されている。これら複数の処理ユニットは、複数の処理ユニット群に分かれており、各処理ユニット群は複数の処理ユニットが鉛直方向に沿って多段に配置されている。
【００２３】
主ウエハ搬送機構２２は、図３に示すように、筒状支持体４９の内側に、ウエハ搬送装置４６を上下方向（Ｚ方向）に昇降自在に装備している。筒状支持体４９はモータ（図示せず）の回転駆動力によって回転可能となっており、それにともなってウエハ搬送装置４６も一体的に回転可能となっている。
【００２４】
ウエハ搬送装置４６は、搬送基台４７の前後方向に移動自在な複数本の保持部材４８を備え、これらの保持部材４８によって各処理ユニット間でのウエハＷの受け渡しを実現している。
【００２５】
また、図１に示すように、この実施の形態においては、４個の処理ユニット群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４が搬送路２２ａの周囲に実際に配置されており、処理ユニット群Ｇ５は必要に応じて配置可能となっている。
【００２６】
これらのうち、第１および第２の処理ユニット群Ｇ１，Ｇ２はシステム正面（図１において手前）側に並列に配置され、第３の処理ユニット群Ｇ３はカセットステーション１０に隣接して配置され、第４の処理ユニット群Ｇ４はインターフェイス部１２に隣接して配置されている。また、第５の処理ユニット群Ｇ５は背面部に配置可能となっている。
【００２７】
第１の処理ユニット群Ｇ１では、カップＣＰ内でウエハＷをスピンチャック（図示せず）に載置してウエハＷにレジストを塗布するレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）および同様にカップＣＰ内でレジストのパターンを現像する現像ユニット（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ねられている。第２の処理ユニット群Ｇ２も同様に、２台のスピナ型処理ユニットとしてレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）および現像ユニット（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ねられている。
【００２８】
第３の処理ユニット群Ｇ３においては、図３に示すように、ウエハＷを載置台ＳＰ（図１）に載せて所定の処理を行うオーブン型の処理ユニットが多段に重ねられている。すなわち、レジストの定着性を高めるためのいわゆる疎水化処理を行うアドヒージョンユニット（ＡＤ）、位置合わせを行うアライメントユニット（ＡＬＩＭ）、ウエハＷの搬入出を行うエクステンションユニット（ＥＸＴ）、冷却処理を行うクーリングユニット（ＣＯＬ）、露光処理前や露光処理後、さらには現像処理後にウエハＷに対して加熱処理を行う４つのホットプレートユニット（ＨＰ）が下から順に８段に重ねられている。なお、アライメントユニット（ＡＬＩＭ）の代わりにクーリングユニット（ＣＯＬ）を設け、クーリングユニット（ＣＯＬ）にアライメント機能を持たせてもよい。
【００２９】
第４の処理ユニット群Ｇ４も、オーブン型の処理ユニットが多段に重ねられている。すなわち、クーリングユニット（ＣＯＬ）、クーリングプレートを備えたウエハ搬入出部であるエクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）、エクステンションユニット（ＥＸＴ）、クーリングユニット（ＣＯＬ）、および４つのホットプレートユニット（ＨＰ）が下から順に８段に重ねられている。
【００３０】
主ウエハ搬送機構２２の背部側に第５の処理ユニット群Ｇ５を設ける場合には、案内レール２５に沿って主ウエハ搬送機構２２から見て側方へ移動できるようになっている。したがって、第５の処理ユニット群Ｇ５を設けた場合でも、これを案内レール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、主ウエハ搬送機構２２に対して背後からメンテナンス作業を容易に行うことができる。
【００３１】
上記インターフェイス部１２は、奥行方向（Ｘ方向）については、処理ステーション１１と同じ長さを有している。図１、図２に示すように、このインターフェイス部１２の正面部には、可搬性のピックアップカセットＣＲと定置型のバッファカセットＢＲが２段に配置され、背面部には周辺露光装置２３が配設され、中央部には、ウエハ搬送機構２４が配設されている。このウエハ搬送機構２４は、ウエハ搬送用アーム２４ａを有しており、このウエハ搬送用アーム２４ａは、Ｘ方向、Ｚ方向に移動して両カセットＣＲ，ＢＲおよび周辺露光装置２３にアクセス可能となっている。また、このウエハ搬送用アーム２４ａは、θ方向に回転可能であり、処理ステーション１１の第４の処理ユニット群Ｇ４に属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）や、さらには隣接する露光装置側のウエハ受け渡し台（図示せず）にもアクセス可能となっている。
【００３２】
このようなレジスト塗布現像処理システムにおいては、まず、カセットステーション１０において、ウエハ搬送機構２１のウエハ搬送用アーム２１ａが載置台２０上の未処理のウエハＷを収容しているウエハカセットＣＲにアクセスして、そのウエハカセットＣＲから一枚のウエハＷを取り出し、第３の処理ユニット群Ｇ３のエクステンションユニット（ＥＸＴ）に搬送する。
【００３３】
ウエハＷは、このエクステンションユニット（ＥＸＴ）から、主ウエハ搬送機構２２のウエハ搬送装置４６により、処理ステーション１１に搬入される。そして、第３の処理ユニット群Ｇ３のアライメントユニット（ＡＬＩＭ）によりアライメントされた後、アドヒージョン処理ユニット（ＡＤ）に搬送され、そこでレジストの定着性を高めるための疎水化処理（ＨＭＤＳ処理）が施される。この処理は加熱を伴うため、その後ウエハＷは、ウエハ搬送装置４６により、クーリングユニット（ＣＯＬ）に搬送されて冷却される。
【００３４】
アドヒージョン処理が終了し、クーリングユニット（ＣＯＬ）で所定の温度に冷却されたウエハＷは、引き続き、ウエハ搬送装置４６によりレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）に搬送され、そこで塗布膜が形成される。塗布処理終了後、ウエハＷは処理ユニット群Ｇ３，Ｇ４のいずれかのホットプレートユニット（ＨＰ）内でプリベーク処理され、その後いずれかのクーリングユニット（ＣＯＬ）にて所定の温度に冷却される。
【００３５】
冷却されたウエハＷは、第３の処理ユニット群Ｇ３のアライメントユニット（ＡＬＩＭ）に搬送され、そこでアライメントされた後、第４の処理ユニット群Ｇ４のエクステンションユニット（ＥＸＴ）を介してインターフェイス部１２に搬送される。
【００３６】
インターフェイス部１２では、余分なレジストを除去するために周辺露光装置２３によりウエハの周縁例えば１ｍｍを露光し、インターフェイス部１２に隣接して設けられた露光装置により所定のパターンに従ってウエハＷのレジスト膜に露光処理が施される。
【００３７】
露光後のウエハＷは、再びインターフェイス部１２に戻され、ウエハ搬送機構２４により、第４の処理ユニット群Ｇ４に属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）に搬送される。そして、ウエハＷは、ウエハ搬送装置４６により、いずれかのホットプレートユニット（ＨＰ）に搬送されてポストエクスポージャーベーク処理が施され、次いで、クーリングユニット（ＣＯＬ）により所定の温度に冷却される。
【００３８】
その後、ウエハＷは現像ユニット（ＤＥＶ）に搬送され、そこで露光パターンの現像が行われる。現像処理終了後、ウエハＷはいずれかのホットプレートユニット（ＨＰ）に搬送されてポストベーク処理が施され、次いで、クーリングユニット（ＣＯＬ）により所定温度に冷却される。このような一連の処理が終了した後、第３処理ユニット群Ｇ３のエクステンションユニット（ＥＸＴ）を介してカセットステーション１０に戻され、いずれかのウエハカセットＣＲに収容される。
【００３９】
次に、図４ないし図６を参照して、現像ユニット（ＤＥＶ）について説明する。図４は、現像ユニット（ＤＥＶ）の模式的断面図であり、図５は、図４に示した現像ユニット（ＤＥＶ）の模式的平面図であり、図６は、現像ユニットの処理工程のタイミングチャートである。
【００４０】
図４に示すように、現像ユニット（ＤＥＶ）の処理室５１内には、環状のカップＣＰが配置され、カップＣＰの内側には、ウエハＷを吸着するためのスピンチャック５２が配置され、このスピンチャック５２はモーター５５により回転駆動されるようになっている。
【００４１】
また、図５に示すように、処理室５１内にはＹ方向に延びるガイドレール５３が設けられ、このガイドレール５３上をＹ方向に沿って図示しない駆動機構により移動可能にノズルアーム５４が設けられている。このノズルアーム５４の先端には、現像液供給ノズル５６が取り付けられている。この現像液供給ノズル５６は、長尺状をなし、その長手方向が水平になるように配置されており、ウエハＷの直径よりも若干長い長さを有している。現像液の塗布の際には、現像液供給ノズル５６がウエハＷの中央部分の直上に配置された状態とされ、図示しない現像液供給部から配管を介して供給された現像液が、現像液供給ノズル５６の吐出口から帯状に吐出されると同時に、ウエハＷが１／２回以上、例えば１回転されることにより、現像液がウエハＷ全面に塗布される。この現像液供給ノズル５６は、複数の吐出口を並列に設けたものであっても、スリット状の吐出口を有するものであってもよい。
【００４２】
さらに、現像処理ユニット（ＤＥＶ）は、洗浄液を吐出するためのリンスノズル５７を有しており、このリンスノズル５７は、ガイドレール５３上をＹ方向に移動自在に設けられたノズルアーム５８の先端に取り付けられている。これにより、現像液による現像処理の終了後、ウエハＷ上に移動して、洗浄液をウエハＷに吐出するようになっている。
【００４３】
処理室５１の側方には、ウエハ搬送装置４６のウエハ支持用の保持部材４８がウエハＷを搬送する際に処理室５１内に侵入するための開口５９が設けられており、この開口５９を開閉するためのシャッター６０が昇降自在に設けられている。このシャッター６０は、後述するように、現像ユニットコントローラ８０によりその開閉が制御されるようになっている。
【００４４】
処理室５１の上方には、処理室５１内の下方に向けて送風する送風ユニット６１が設けられている。この送風ユニット６１には、図示しないブロアーから延びる送風管６２が接続され、その途中には、ダンパー６３が介装されている。このユニット６１には、処理室５１内に送風する空気を清浄化するためのフィルター６４が設けられ、このフィルター６４下側には、処理室５１内に送風する空気を調節するスリットダンパー６５が設けられている。このスリットダンパー６５は、上段のスリット板６６と下段のスリット板６７とで構成され、下段のスリット板６７をモーター６８により水平移動させることにより、スリットの間隔が調節され、処理室５１内に送風する空気の流量が制御されるようになっている。一方、処理室５１の底部には、一対の排気管７１，７２が接続され、これら排気管７１，７２内には、オートダンパー７３が開閉自在に設けられている。オートダンパー７３はモーター７４により駆動されてその開度が調節され、排気量が制御可能となっている。このようにスリットダンパー６５およびオートダンパー７３を調節することにより、処理室５１内に所定流量の清浄空気のダウンフローが形成される。
【００４５】
上記一対の排気管７１，７２の下端には、ミストトラップ７５が設けられ、このミストトラップ７５から、ガスを排出するための排気管７６と、液を排出するためのドレイン７７とが延びている。
【００４６】
また、現像処理ユニット（ＤＥＶ）には、スピンチャック５２の回転、現像液ノズル５６からの現像液の吐出、ノズルアーム５４，５８の移動など、現像処理ユニット（ＤＥＶ）全体を制御するための現像ユニットコントローラ８０が設けられている。
【００４７】
本実施形態では、この現像ユニットコントローラ８０から、下段のスリット板６７を移動させるモーター６８と、排気管７１および７２内のオートダンパー７３のモーター７４とに制御信号が送られるようになっている。
【００４８】
次に、図６を参照して、上記のように構成された現像処理ユニット（ＤＥＶ）における現像処理のシーケンス動作を説明する。
【００４９】
露光後、ポストエクスポージャーベーク処理が施され、冷却されたウエハＷは、ウエハ搬送装置４６により、現像処理ユニット（ＤＥＶ）に搬入される。この際に、クーリングユニット（ＣＯＬ）から搬送装置４６が垂直移動して、現像処理ユニット（ＤＥＶ）のシャッター６０の正面に到達すると、シャッター６０が開かれる。
【００５０】
このシャッター６０が開かれることに連動して、現像ユニットコントローラ８０からモーター６８に制御信号が送られ、モーター６８によりスリット板６７が移動されて、スリットダンパー６５の間隔が広げられ、図６に示すように、処理室５１内への送風量が増加される。
【００５１】
このように、シャッター６０が開かれることに連動して、送風量を増加させるように制御し、処理室５１内の圧力を略一定に維持するようにしているため、シャッター６０の開動作に伴う圧力低下を補償して、処理室５１内の圧力変動を極力抑制することができ、圧力変動に伴う影響を排除することができる。なお、送風量の制御はスリットダンパー６５の間隔を変化させる代わりに、ダンパー６３の開度を変化させてもよい。
【００５２】
送風量を増加させるタイミングは、シャッター６０の開動作に連動していればよく、シャッター６０が開くのと同時であっても、その前後であってもよい。また、シャッター６０を開く際、送風量を増加させることに代えて、排気量を減少させるように、現像ユニットコントローラ８０によりモーター７４を制御してオートダンパー７３の開度を制御してもよい。
【００５３】
次いで、ウエハＷは、ウエハ搬送装置４６の保持部材４８によってカップＣＰの真上まで搬送されてスピンチャック５２に真空吸着される。その後、保持部材４８が処理室５１から退出され、シャッター６０が閉じられる。シャッター６０の閉動作に連動して（すなわち、シャッター６０が閉じられると同時またはその前後に）、現像ユニットコントローラ８０からモーター６８に制御信号が送られ、モーター６８によりスリット板６７が移動されて、スリットダンパー６５の間隔が狭められ、処理室５１内への送風量が元に戻される。なお、シャッター６０を開いた際に排気量を減少させた場合には、排気量を圧力を元に戻すように現像ユニットコントローラ８０の制御信号に基づいてモーター７４によりオートダンパー７３の開度を制御すればよい。
【００５４】
その後、現像液供給ノズル５６がウエハＷの上方に移動され、この現像液供給ノズル５６から現像液が帯状に吐出されながら、ウエハＷが１／２回転以上、例えば１回転されることにより、現像液がウエハＷ全面に例えば１ｍｍの厚みになるように塗布される（液盛り）。そして、この現像液がウエハＷに液盛りされた状態で所定時間静止されて、自然対流により現像が進行される。
【００５５】
ウエハＷ上に現像液を液盛りした状態で静止している間、温度変動による線幅の変動を防止するために、オートダンパー７３が閉じられて排気動作が停止される。そして、これに連動して現像ユニットコントローラ８０からモーター６８に制御信号が送られ、モーター６８によりスリット板６７が移動されて、スリットダンパー６５の間隔が狭められ、処理室５１内への送風量が低減される。
【００５６】
このように、排気動作の停止に連動して送風量を減少させるように制御し、処理室内の圧力を略一定に維持しているため、排気動作の停止に伴う圧力上昇を補償して、処理室５１内の圧力変動を極力抑制することができ、圧力変動に伴う影響を排除することができる。なお、送風量を減少させるタイミングは、排気動作の停止に連動していればよく、排気動作の停止と同時であってもよいし、または停止の前後であってもよい。
【００５７】
この現像液を液盛りして静止する操作が終了する前には、現像ユニットコントローラ８０からモーター６８に制御信号が送られ、モーター６８によりスリット板６７が移動されて、スリットダンパー６５の間隔が広げられ、処理室５１内への送風量が元に戻される。その後、オートダンパー７３が開かれ、排気動作が復帰される。なお、送風量を元に戻すタイミングは、このように排気動作の復帰前であることが好ましいが、復帰と同時または復帰後であってもよい。
【００５８】
このようにして現像液の静止時間が終了後、ウエハＷがスピンチャック５２により回転されて現像液が振り切られる。その後、リンスノズル５７がウエハＷの上方に移動され、リンスノズル５７から洗浄液が吐出されてウエハＷ上に残存する現像液が洗い流される。その後、スピンチャック５２によりウエハＷが高速で回転され、ウエハＷ上に残存する現像液および洗浄液が吹き飛ばされてウエハＷが乾燥される。これにより、一連の現像処理が終了する。
【００５９】
以上のように、本実施形態では、種々の要因で処理室５１内の圧力が変動した際に、圧力変動に連動して、現像ユニットコントローラ８０により、送風量および排気量のうち少なくとも１つを制御して処理室内の圧力を略一定に維持するようにしているため、処理室５１内の圧力変動を極力抑制することができ、圧力変動に伴う影響を排除することができる。
【００６０】
次に、本発明の他の実施形態に係る現像処理ユニット（ＤＥＶ）について説明する。
図７に示すように、この現像処理ユニット（ＤＥＶ）は、処理室５１内のカップＣＰの内側に、処理室５１内の圧力を検出するための圧力センサ９１が設けられており、この圧力センサ９１による検出値を現像ユニットコントローラ８０に送るようにしている。そして、現像ユニットコントローラ８０はこの検出値に基づいて、圧力変化に連動して、送風量および排気量のうち少なくとも１つを調整して処理室５１内の圧力が略一定を維持するように制御している。これにより、より精密な圧力制御を行うことができる。また、カップＣＰの内側に圧力センサ９１を設けたのは、処理中のウエハＷに近い位置で圧力の検出を正確に行うためである。したがって、圧力センサ９１は処理中のウエハＷに近い位置であれば、カップＣＰの外側に設けてもよい。
【００６１】
なお、これらの現像処理装置（ＤＥＶ）においては、圧力制御のためには送風量の調整を主として行い、排気量の調整については送風量の調整だけでは所望の圧力が得られない場合に行うようにすることが好ましい。このように圧力制御を行うことにより、処理室５１内にパーティクルが進入することを効果的に防止することができる。
【００６２】
また、図８に示すように現像ユニットコントローラ８０が処理室５１内の圧力を変動する大気圧の最大値より常に大きくなるよう維持する制御を行うことにより、大気圧の変動の影響を受けることなく、処理室５１内の圧力変動を極めて小さく抑制することができる。
【００６３】
次に、本発明のまた他の実施形態に係る現像処理ユニット（ＤＥＶ）について説明する。
この現像処理ユニット（ＤＥＶ）は、図９に示すように、保持部材４８を有する搬送装置４６の配置された搬送路２２ａの上方に、下方に向けて送風するための送風ユニット９９が設けられている。この送風ユニット９９には、送風管６２が接続されている。この送風ユニット９９には、搬送路２２ａ内に送風する空気を清浄化するためのフィルター９２が設けられ、このフィルター９２下側には、搬送路２２内に送風する空気を調節するスリットダンパー９３が設けられている。このスリットダンパー９３は、上段のスリット板９３ａと下段のスリット板９３ｂとで構成され、下段のスリット板９３ｂをモーター９４により水平移動させることにより、スリットの間隔が調節され、処理室５１内に送風する空気の流量が制御されるようになっている。
【００６４】
上述したように現像処理ユニット（ＤＥＶ）の処理室５１内の圧力制御を行っている場合、シャッター６０を開けると開口５９を介して処理室５１側から搬送装置４６側に空気が流れ出て、ウエハ搬送装置４６側のウエハＷがパーティクル等により汚染されるおそれがある。そこで、この現像処理ユニット（ＤＥＶ）では、シャッター６０を開けたときに送風ユニット９９の送風量がシャッター６０を閉じているときよりも大きくなるように制御する。より好ましくは、処理室５１側と搬送装置４６側とが同じ圧力となり、開口５９から空気がいずれの側にも流れないように送風ユニット９９の送風量を制御する。このように送風ユニット９９を制御することにより、ウエハ搬送装置４６側のウエハＷがパーティクル等により汚染されることを防止することができる。
【００６５】
次に、本発明のさらに他の実施形態に係る現像処理ユニット（ＤＥＶ）について説明する。
この現像処理ユニット（ＤＥＶ）は、図１０に示すように、図示しないブロアーから延びる送風管６２上に三方弁９６が設けられており、この三方弁９６の入側はブロアー側に、一方の出側は送風ユニット６１側に、他方の出側はバイパス管９７を介して排気管７６に接続されている。
【００６６】
そして、現像ユニットコントローラ８０の制御の基で、送風ユニット６１による送風を停止するときには、三方弁９６の出側を排気管７６側に切り替えてバイパスするようにしている。なお、バイパスされたエアーは排気管７６から循環パイプ９８を介して送風ユニット６１側に循環するようにしてもよい。このようにすることで、清浄エアーを有効に利用することができる。
【００６７】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、本発明を現像処理ユニットに適用した例について示したが、これに限らず、処理室の上下に送風手段および排気手段が設けられている基板処理装置であれば適用可能である。また、基板として半導体ウエハを用いた場合について説明したが、これに限らず、本発明は、液晶表示装置（ＬＣＤ）用基板等、他の基板の処理に対しても適用可能である。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、処理ユニットが小型化されて被処理基板の搬入出のためのシャッターの開閉に伴う処理室内の圧力変動しやすい場合であっても、シャッターが開いた際に、それに連動して、送風量を増加させ、または排気量を減少させるように制御して処理室内の圧力を略一定に維持するようにしているため、シャッターが開いた際の圧力低下を補償して、処理室内の圧力変動を極力抑制することができ、圧力変動に伴う影響を排除することができる。
【００６９】
さらに、基板に対して処理液による液処理を施す際に、基板に処理液が供給された後の所定の期間に、温度変動等を防止するために排気手段の排気動作を停止し、それによって処理室内の圧力上昇があっても、排気動作の停止に連動して送風手段の送風量を減少させて処理室内の圧力を略一定に維持するようにしているため、排気動作の停止に伴う圧力上昇を補償して、処理室内の圧力変動を極力抑制することができ、圧力変動に伴う影響を排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係る半導体ウエハのレジスト塗布現像処理システムの全体構成を示す平面図。
【図２】 図１のレジスト塗布現像処理システムの正面図。
【図３】 図１に示すレジスト塗布現像処理システムの背面図。
【図４】 本発明の一実施形態に係る現像処理ユニットの全体構成を示す断面図。
【図５】 本発明の一実施形態に係る現像処理ユニットの平面図。
【図６】 現像処理ユニットの処理工程のタイミングチャート。
【図７】 本発明の別の実施形態に係る現像処理ユニット（ＤＥＶ）の全体構成を示す断面図。
【図８】 変動する大気圧と処理室内の圧力との関係を示すグラフ。
【図９】 本発明のまた別の実施形態に係る現像処理ユニット（ＤＥＶ）の全体構成を示す断面図。
【図１０】 本発明のさらに別の実施形態に係る現像処理ユニット（ＤＥＶ）の全体構成を示す断面図。
【符号の説明】
４６；ウエハ搬送装置
４８；保持部材
５１；処理室
５２；スピンチャック
６１；送風ユニット（送風手段）
６２；送風管
６５；スリットダンパー
６６；上段のスリット板
６７；下段のスリット板
６８；モーター
７１，７２；排気管（排気手段）
７３；オートダンパー
７４；モーター
８０；現像ユニットコントローラ（制御手段）
Ｗ；半導体ウエハ（基板）
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の基板に対し、処理室内で送風しつつ現像処理等の処理を施す基板処理装置および基板処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスのフォトリソグラフィー工程においては、半導体ウエハにレジストを塗布し、これにより形成されたレジスト膜を所定の回路パターンに応じて露光し、この露光パターンを現像処理することによりレジスト膜に回路パターンが形成される。
【０００３】
従来から、このような一連の工程を実施するために、レジスト塗布現像処理システムが用いられている。このようなレジスト塗布現像処理システムは、ウエハに塗布現像のための各種処理を施すための各種処理ユニットが多段配置された処理ステーションと、複数の半導体ウエハを収納するカセットが載置され、半導体ウエハを一枚ずつ処理ステーションに搬入し、処理後の半導体ウエハを処理ステーションから搬出しカセットに収納するカセットステーションと、このシステムに隣接して設けられ、レジスト膜を所定のパターンに露光する露光装置との間でウエハを受け渡しするためのインターフェイス部とを一体的に設けて構成されている。
【０００４】
このようなレジスト塗布現像処理システムでは、カセットステーションに載置されたカセットからウエハが一枚ずつ取り出されて処理ステーションに搬送され、まずアドヒージョン処理ユニットにて疎水化処理が施され、冷却処理ユニットにて冷却された後、レジスト塗布ユニットにてフォトレジスト膜が塗布され、加熱処理ユニットにてベーキング処理が施される。
【０００５】
その後、半導体ウエハは、処理ステーションからインターフェイス部を介して露光装置に搬送されて、露光装置にてレジスト膜に所定のパターンが露光される。露光後、半導体ウエハは、インターフェイス部を介して、再度処理ステーションに搬送され、露光された半導体ウエハに対し、まず、加熱処理ユニットにてポストエクスポージャーベーク処理が施され、冷却後、現像処理ユニットにて現像液が塗布されて露光パターンが現像される。その後、加熱処理ユニットにてポストベーク処理が施され、冷却されて一連の処理が終了する。一連の処理が終了した後、半導体ウエハは、カセットステーションに搬送されて、ウエハカセットに収容される。
【０００６】
上述した塗布現像システムにおいて、回転系の処理ユニットである現像ユニットでは、露光後、ベーク処理および冷却処理されたウエハが処理室内のスピンチャックに装着され、現像液が供給されて、ウエハの全面に例えば１ｍｍの厚みになるように塗布される。この現像液がウエハに塗布された状態で所定時間静止されて、自然対流により現像処理が進行される。その後、ウエハがスピンチャックにより回転されて現像液が振り切られ、リンス液が吐出されてウエハ上に残存する現像液が洗い流され、スピンチャックが高速で回転され、ウエハ上に残存する現像液およびリンス液が吹き飛ばされてウエハが乾燥されるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような現像工程においては、現像ユニットの処理室内には、その上方からフィルターを介して清浄空気が送風されるとともに処理室の下方から排気され、処理室内に清浄空気のダウンフローを形成するが、ウエハ全面に現像液を塗布した状態で所定時間静止する際には、温度変化を防止するために排気を停止し、現像液の静止終了間際に排気を再開するようにしている。しかしながら、このように現像液の静止中に排気を停止すると、現像ユニットの処理室内の圧力が上昇する。
【０００８】
また、ウエハを現像ユニットに搬入する際には、ウエハ搬送装置が現像ユニットのシャッターの正面に到着すると、このシャッターを開き、ウエハ搬送装置によりウエハをスピンチャックに受け渡すようにしているが、このシャッターを開く際、現像ユニットの処理室内の圧力が低下する。
【０００９】
このような圧力変動は、従来、現像処理に対してほとんど問題とならなかったが、近年、デバイスの高集積化に伴いパターンが益々微細化しており、また、省スペース化の観点から現像ユニットが小型化されているため、上述したような処理室内の圧力変動が現像処理に影響を与えるおそれがある。
【００１０】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、処理室内の圧力変動を極力抑制し、圧力変動に伴う処理への悪影響を排除することができる基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によれば、その中で基板に所定の処理を施す処理室と、
前記処理室内にその上方から下方に向けて送風する送風手段と、
前記処理室内をその下方から排気する排気手段と、
基板を処理室へ搬入または処理室から搬出するための搬入出口と、
この搬入出口を開閉するシャッターと、
このシャッターが開いた際に、それに連動して前記送風手段の送風量を増加させ、または排気手段の排気量を減少させるように制御し、処理室内の圧力を略一定に維持する制御手段と
を具備することを特徴とする基板処理装置が提供される。
【００１２】
このような構成によれば、処理ユニットが小型化されて被処理基板の搬入出のためのシャッターの開閉に伴う処理室内の圧力変動しやすい場合であっても、シャッターが開いた際に、それに連動して、送風量を増加させ、または排気量を減少させるように制御して処理室内の圧力を略一定に維持するようにしているため、シャッターが開いた際の圧力低下を補償して、処理室内の圧力変動を極力抑制することができ、圧力変動に伴う影響を排除することができる。
【００１３】
本発明の第２の観点によれば、基板を収容する処理室と、
前記処理室内で基板に対して処理液を供給する処理液供給機構と、
前記処理室内にその上方から下方に向けて送風する送風手段と、
前記処理室内をその下方から排気するための排気手段と、
基板に処理液が供給された後の所定の期間に、前記排気手段の排気動作を停止し、これに連動して、前記送風手段の送風量を減少させ、前記処理室内の圧力を略一定に維持する制御手段と
を具備することを特徴とする基板処理装置が提供される。
【００１４】
このような構成によれば、基板に対して処理液による液処理を施す際に、基板に処理液が供給された後の所定の期間に、温度変動等を防止するために排気手段の排気動作を停止し、それによって処理室内の圧力上昇があっても、排気動作の停止に連動して送風手段の送風量を減少させて処理室内の圧力を略一定に維持するようにしているため、排気動作の停止に伴う圧力上昇を補償して、処理室内の圧力変動を極力抑制することができ、圧力変動に伴う影響を排除することができる。
【００１５】
本発明の第３の観点によれば、処理室内で基板に所定の処理を施す基板処理方法であって、
前記処理室内にその上方から下方に向けて送風するとともに、その下方から排気し、この送風および排気中に、基板を搬入出するための搬入出口を開閉するシャッターを開き、このシャッターが開いた際に、それに連動して送風量を増加させ、または排気量を減少させて、処理室内の圧力を略一定に維持することを特徴とする基板処理方法が提供される。
【００１６】
本発明の第４の観点によれば、 処理室内にその上方から下方に向けて送風するとともに、その下方から排気しつつ、処理室内で基板に処理液を供給して所定の液処理を施す基板処理方法であって、
基板に処理液が供給された後の所定の期間に、排気動作を停止し、これに連動して、前記送風手段の送風量を減少させ、前記処理室内の圧力を略一定に維持することを特徴とする基板処理方法が提供される。
【００１７】
これら本発明の第３の観点または第４の観点の構成によれば、それぞれ上記第１の観点または第２の観点と同様の効果を得ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の基板処理装置の一実施形態に係る現像処理ユニットが搭載されたレジスト塗布現像処理システムを示す概略平面図、図２はその正面図、図３はその背面図である。
【００１９】
このレジスト塗布現像処理システム１は、搬送ステーションであるカセットステーション１０と、複数の処理ユニットを有する処理ステーション１１と、処理ステーション１１と隣接して設けられる露光装置（図示せず）との間で被処理体としての半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す）を受け渡すためのインターフェイス部１２とを具備している。
【００２０】
上記カセットステーション１０は、ウエハＷを複数枚例えば２５枚単位でウエハカセットＣＲに搭載された状態で他のシステムからこのシステムへ搬入またはこのシステムから他のシステムへ搬出したり、ウエハカセットＣＲと処理ステーション１１との間でウエハＷの搬送を行うためのものである。
【００２１】
このカセットステーション１０においては、図１に示すように、ウエハカセットＣＲを載置する載置台２０上に図中Ｘ方向に沿って複数（図では４個）の位置決め突起２０ａが形成されており、この突起２０ａの位置にウエハカセットＣＲがそれぞれのウエハ出入口を処理ステーション１１側に向けて一列に載置可能となっている。ウエハカセットＣＲにおいてはウエハＷが垂直方向（Ｚ方向）に配列されている。また、カセットステーション１０は、載置台２０と処理ステーション１１との間に位置するウエハ搬送機構２１を有している。このウエハ搬送機構２１は、カセット配列方向（Ｘ方向）およびその中のウエハＷのウエハ配列方向（Ｚ方向）に移動可能なウエハ搬送用アーム２１ａを有しており、このウエハ搬送用アーム２１ａによりいずれかのウエハカセットＣＲに対して選択的にアクセス可能となっている。また、ウエハ搬送用アーム２１ａは、θ方向に回転可能に構成されており、後述する処理ステーション１１側の第３の処理ユニット群Ｇ３に属するアライメントユニット（ＡＬＩＭ）およびエクステンションユニット（ＥＸＴ）にもアクセスできるようになっている。
【００２２】
上記処理ステーション１１は、ウエハＷに対して塗布・現像を行う際の一連の工程を実施するための複数の処理ユニットを備え、これらが所定位置に多段に配置されており、これらによりウエハＷが一枚ずつ処理される。この処理ステーション１１は、図１に示すように、中心部に搬送路２２ａを有し、この中に主ウエハ搬送機構２２が設けられ、搬送路２２ａの周りに全ての処理ユニットが配置されている。これら複数の処理ユニットは、複数の処理ユニット群に分かれており、各処理ユニット群は複数の処理ユニットが鉛直方向に沿って多段に配置されている。
【００２３】
主ウエハ搬送機構２２は、図３に示すように、筒状支持体４９の内側に、ウエハ搬送装置４６を上下方向（Ｚ方向）に昇降自在に装備している。筒状支持体４９はモータ（図示せず）の回転駆動力によって回転可能となっており、それにともなってウエハ搬送装置４６も一体的に回転可能となっている。
【００２４】
ウエハ搬送装置４６は、搬送基台４７の前後方向に移動自在な複数本の保持部材４８を備え、これらの保持部材４８によって各処理ユニット間でのウエハＷの受け渡しを実現している。
【００２５】
また、図１に示すように、この実施の形態においては、４個の処理ユニット群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４が搬送路２２ａの周囲に実際に配置されており、処理ユニット群Ｇ５は必要に応じて配置可能となっている。
【００２６】
これらのうち、第１および第２の処理ユニット群Ｇ１，Ｇ２はシステム正面（図１において手前）側に並列に配置され、第３の処理ユニット群Ｇ３はカセットステーション１０に隣接して配置され、第４の処理ユニット群Ｇ４はインターフェイス部１２に隣接して配置されている。また、第５の処理ユニット群Ｇ５は背面部に配置可能となっている。
【００２７】
第１の処理ユニット群Ｇ１では、カップＣＰ内でウエハＷをスピンチャック（図示せず）に載置してウエハＷにレジストを塗布するレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）および同様にカップＣＰ内でレジストのパターンを現像する現像ユニット（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ねられている。第２の処理ユニット群Ｇ２も同様に、２台のスピナ型処理ユニットとしてレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）および現像ユニット（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ねられている。
【００２８】
第３の処理ユニット群Ｇ３においては、図３に示すように、ウエハＷを載置台ＳＰ（図１）に載せて所定の処理を行うオーブン型の処理ユニットが多段に重ねられている。すなわち、レジストの定着性を高めるためのいわゆる疎水化処理を行うアドヒージョンユニット（ＡＤ）、位置合わせを行うアライメントユニット（ＡＬＩＭ）、ウエハＷの搬入出を行うエクステンションユニット（ＥＸＴ）、冷却処理を行うクーリングユニット（ＣＯＬ）、露光処理前や露光処理後、さらには現像処理後にウエハＷに対して加熱処理を行う４つのホットプレートユニット（ＨＰ）が下から順に８段に重ねられている。なお、アライメントユニット（ＡＬＩＭ）の代わりにクーリングユニット（ＣＯＬ）を設け、クーリングユニット（ＣＯＬ）にアライメント機能を持たせてもよい。
【００２９】
第４の処理ユニット群Ｇ４も、オーブン型の処理ユニットが多段に重ねられている。すなわち、クーリングユニット（ＣＯＬ）、クーリングプレートを備えたウエハ搬入出部であるエクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）、エクステンションユニット（ＥＸＴ）、クーリングユニット（ＣＯＬ）、および４つのホットプレートユニット（ＨＰ）が下から順に８段に重ねられている。
【００３０】
主ウエハ搬送機構２２の背部側に第５の処理ユニット群Ｇ５を設ける場合には、案内レール２５に沿って主ウエハ搬送機構２２から見て側方へ移動できるようになっている。したがって、第５の処理ユニット群Ｇ５を設けた場合でも、これを案内レール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、主ウエハ搬送機構２２に対して背後からメンテナンス作業を容易に行うことができる。
【００３１】
上記インターフェイス部１２は、奥行方向（Ｘ方向）については、処理ステーション１１と同じ長さを有している。図１、図２に示すように、このインターフェイス部１２の正面部には、可搬性のピックアップカセットＣＲと定置型のバッファカセットＢＲが２段に配置され、背面部には周辺露光装置２３が配設され、中央部には、ウエハ搬送機構２４が配設されている。このウエハ搬送機構２４は、ウエハ搬送用アーム２４ａを有しており、このウエハ搬送用アーム２４ａは、Ｘ方向、Ｚ方向に移動して両カセットＣＲ，ＢＲおよび周辺露光装置２３にアクセス可能となっている。また、このウエハ搬送用アーム２４ａは、θ方向に回転可能であり、処理ステーション１１の第４の処理ユニット群Ｇ４に属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）や、さらには隣接する露光装置側のウエハ受け渡し台（図示せず）にもアクセス可能となっている。
【００３２】
このようなレジスト塗布現像処理システムにおいては、まず、カセットステーション１０において、ウエハ搬送機構２１のウエハ搬送用アーム２１ａが載置台２０上の未処理のウエハＷを収容しているウエハカセットＣＲにアクセスして、そのウエハカセットＣＲから一枚のウエハＷを取り出し、第３の処理ユニット群Ｇ３のエクステンションユニット（ＥＸＴ）に搬送する。
【００３３】
ウエハＷは、このエクステンションユニット（ＥＸＴ）から、主ウエハ搬送機構２２のウエハ搬送装置４６により、処理ステーション１１に搬入される。そして、第３の処理ユニット群Ｇ３のアライメントユニット（ＡＬＩＭ）によりアライメントされた後、アドヒージョン処理ユニット（ＡＤ）に搬送され、そこでレジストの定着性を高めるための疎水化処理（ＨＭＤＳ処理）が施される。この処理は加熱を伴うため、その後ウエハＷは、ウエハ搬送装置４６により、クーリングユニット（ＣＯＬ）に搬送されて冷却される。
【００３４】
アドヒージョン処理が終了し、クーリングユニット（ＣＯＬ）で所定の温度に冷却されたウエハＷは、引き続き、ウエハ搬送装置４６によりレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）に搬送され、そこで塗布膜が形成される。塗布処理終了後、ウエハＷは処理ユニット群Ｇ３，Ｇ４のいずれかのホットプレートユニット（ＨＰ）内でプリベーク処理され、その後いずれかのクーリングユニット（ＣＯＬ）にて所定の温度に冷却される。
【００３５】
冷却されたウエハＷは、第３の処理ユニット群Ｇ３のアライメントユニット（ＡＬＩＭ）に搬送され、そこでアライメントされた後、第４の処理ユニット群Ｇ４のエクステンションユニット（ＥＸＴ）を介してインターフェイス部１２に搬送される。
【００３６】
インターフェイス部１２では、余分なレジストを除去するために周辺露光装置２３によりウエハの周縁例えば１ｍｍを露光し、インターフェイス部１２に隣接して設けられた露光装置により所定のパターンに従ってウエハＷのレジスト膜に露光処理が施される。
【００３７】
露光後のウエハＷは、再びインターフェイス部１２に戻され、ウエハ搬送機構２４により、第４の処理ユニット群Ｇ４に属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）に搬送される。そして、ウエハＷは、ウエハ搬送装置４６により、いずれかのホットプレートユニット（ＨＰ）に搬送されてポストエクスポージャーベーク処理が施され、次いで、クーリングユニット（ＣＯＬ）により所定の温度に冷却される。
【００３８】
その後、ウエハＷは現像ユニット（ＤＥＶ）に搬送され、そこで露光パターンの現像が行われる。現像処理終了後、ウエハＷはいずれかのホットプレートユニット（ＨＰ）に搬送されてポストベーク処理が施され、次いで、クーリングユニット（ＣＯＬ）により所定温度に冷却される。このような一連の処理が終了した後、第３処理ユニット群Ｇ３のエクステンションユニット（ＥＸＴ）を介してカセットステーション１０に戻され、いずれかのウエハカセットＣＲに収容される。
【００３９】
次に、図４ないし図６を参照して、現像ユニット（ＤＥＶ）について説明する。図４は、現像ユニット（ＤＥＶ）の模式的断面図であり、図５は、図４に示した現像ユニット（ＤＥＶ）の模式的平面図であり、図６は、現像ユニットの処理工程のタイミングチャートである。
【００４０】
図４に示すように、現像ユニット（ＤＥＶ）の処理室５１内には、環状のカップＣＰが配置され、カップＣＰの内側には、ウエハＷを吸着するためのスピンチャック５２が配置され、このスピンチャック５２はモーター５５により回転駆動されるようになっている。
【００４１】
また、図５に示すように、処理室５１内にはＹ方向に延びるガイドレール５３が設けられ、このガイドレール５３上をＹ方向に沿って図示しない駆動機構により移動可能にノズルアーム５４が設けられている。このノズルアーム５４の先端には、現像液供給ノズル５６が取り付けられている。この現像液供給ノズル５６は、長尺状をなし、その長手方向が水平になるように配置されており、ウエハＷの直径よりも若干長い長さを有している。現像液の塗布の際には、現像液供給ノズル５６がウエハＷの中央部分の直上に配置された状態とされ、図示しない現像液供給部から配管を介して供給された現像液が、現像液供給ノズル５６の吐出口から帯状に吐出されると同時に、ウエハＷが１／２回以上、例えば１回転されることにより、現像液がウエハＷ全面に塗布される。この現像液供給ノズル５６は、複数の吐出口を並列に設けたものであっても、スリット状の吐出口を有するものであってもよい。
【００４２】
さらに、現像処理ユニット（ＤＥＶ）は、洗浄液を吐出するためのリンスノズル５７を有しており、このリンスノズル５７は、ガイドレール５３上をＹ方向に移動自在に設けられたノズルアーム５８の先端に取り付けられている。これにより、現像液による現像処理の終了後、ウエハＷ上に移動して、洗浄液をウエハＷに吐出するようになっている。
【００４３】
処理室５１の側方には、ウエハ搬送装置４６のウエハ支持用の保持部材４８がウエハＷを搬送する際に処理室５１内に侵入するための開口５９が設けられており、この開口５９を開閉するためのシャッター６０が昇降自在に設けられている。このシャッター６０は、後述するように、現像ユニットコントローラ８０によりその開閉が制御されるようになっている。
【００４４】
処理室５１の上方には、処理室５１内の下方に向けて送風する送風ユニット６１が設けられている。この送風ユニット６１には、図示しないブロアーから延びる送風管６２が接続され、その途中には、ダンパー６３が介装されている。このユニット６１には、処理室５１内に送風する空気を清浄化するためのフィルター６４が設けられ、このフィルター６４下側には、処理室５１内に送風する空気を調節するスリットダンパー６５が設けられている。このスリットダンパー６５は、上段のスリット板６６と下段のスリット板６７とで構成され、下段のスリット板６７をモーター６８により水平移動させることにより、スリットの間隔が調節され、処理室５１内に送風する空気の流量が制御されるようになっている。一方、処理室５１の底部には、一対の排気管７１，７２が接続され、これら排気管７１，７２内には、オートダンパー７３が開閉自在に設けられている。オートダンパー７３はモーター７４により駆動されてその開度が調節され、排気量が制御可能となっている。このようにスリットダンパー６５およびオートダンパー７３を調節することにより、処理室５１内に所定流量の清浄空気のダウンフローが形成される。
【００４５】
上記一対の排気管７１，７２の下端には、ミストトラップ７５が設けられ、このミストトラップ７５から、ガスを排出するための排気管７６と、液を排出するためのドレイン７７とが延びている。
【００４６】
また、現像処理ユニット（ＤＥＶ）には、スピンチャック５２の回転、現像液ノズル５６からの現像液の吐出、ノズルアーム５４，５８の移動など、現像処理ユニット（ＤＥＶ）全体を制御するための現像ユニットコントローラ８０が設けられている。
【００４７】
本実施形態では、この現像ユニットコントローラ８０から、下段のスリット板６７を移動させるモーター６８と、排気管７１および７２内のオートダンパー７３のモーター７４とに制御信号が送られるようになっている。
【００４８】
次に、図６を参照して、上記のように構成された現像処理ユニット（ＤＥＶ）における現像処理のシーケンス動作を説明する。
【００４９】
露光後、ポストエクスポージャーベーク処理が施され、冷却されたウエハＷは、ウエハ搬送装置４６により、現像処理ユニット（ＤＥＶ）に搬入される。この際に、クーリングユニット（ＣＯＬ）から搬送装置４６が垂直移動して、現像処理ユニット（ＤＥＶ）のシャッター６０の正面に到達すると、シャッター６０が開かれる。
【００５０】
このシャッター６０が開かれることに連動して、現像ユニットコントローラ８０からモーター６８に制御信号が送られ、モーター６８によりスリット板６７が移動されて、スリットダンパー６５の間隔が広げられ、図６に示すように、処理室５１内への送風量が増加される。
【００５１】
このように、シャッター６０が開かれることに連動して、送風量を増加させるように制御し、処理室５１内の圧力を略一定に維持するようにしているため、シャッター６０の開動作に伴う圧力低下を補償して、処理室５１内の圧力変動を極力抑制することができ、圧力変動に伴う影響を排除することができる。なお、送風量の制御はスリットダンパー６５の間隔を変化させる代わりに、ダンパー６３の開度を変化させてもよい。
【００５２】
送風量を増加させるタイミングは、シャッター６０の開動作に連動していればよく、シャッター６０が開くのと同時であっても、その前後であってもよい。また、シャッター６０を開く際、送風量を増加させることに代えて、排気量を減少させるように、現像ユニットコントローラ８０によりモーター７４を制御してオートダンパー７３の開度を制御してもよい。
【００５３】
次いで、ウエハＷは、ウエハ搬送装置４６の保持部材４８によってカップＣＰの真上まで搬送されてスピンチャック５２に真空吸着される。その後、保持部材４８が処理室５１から退出され、シャッター６０が閉じられる。シャッター６０の閉動作に連動して（すなわち、シャッター６０が閉じられると同時またはその前後に）、現像ユニットコントローラ８０からモーター６８に制御信号が送られ、モーター６８によりスリット板６７が移動されて、スリットダンパー６５の間隔が狭められ、処理室５１内への送風量が元に戻される。なお、シャッター６０を開いた際に排気量を減少させた場合には、排気量を圧力を元に戻すように現像ユニットコントローラ８０の制御信号に基づいてモーター７４によりオートダンパー７３の開度を制御すればよい。
【００５４】
その後、現像液供給ノズル５６がウエハＷの上方に移動され、この現像液供給ノズル５６から現像液が帯状に吐出されながら、ウエハＷが１／２回転以上、例えば１回転されることにより、現像液がウエハＷ全面に例えば１ｍｍの厚みになるように塗布される（液盛り）。そして、この現像液がウエハＷに液盛りされた状態で所定時間静止されて、自然対流により現像が進行される。
【００５５】
ウエハＷ上に現像液を液盛りした状態で静止している間、温度変動による線幅の変動を防止するために、オートダンパー７３が閉じられて排気動作が停止される。そして、これに連動して現像ユニットコントローラ８０からモーター６８に制御信号が送られ、モーター６８によりスリット板６７が移動されて、スリットダンパー６５の間隔が狭められ、処理室５１内への送風量が低減される。
【００５６】
このように、排気動作の停止に連動して送風量を減少させるように制御し、処理室内の圧力を略一定に維持しているため、排気動作の停止に伴う圧力上昇を補償して、処理室５１内の圧力変動を極力抑制することができ、圧力変動に伴う影響を排除することができる。なお、送風量を減少させるタイミングは、排気動作の停止に連動していればよく、排気動作の停止と同時であってもよいし、または停止の前後であってもよい。
【００５７】
この現像液を液盛りして静止する操作が終了する前には、現像ユニットコントローラ８０からモーター６８に制御信号が送られ、モーター６８によりスリット板６７が移動されて、スリットダンパー６５の間隔が広げられ、処理室５１内への送風量が元に戻される。その後、オートダンパー７３が開かれ、排気動作が復帰される。なお、送風量を元に戻すタイミングは、このように排気動作の復帰前であることが好ましいが、復帰と同時または復帰後であってもよい。
【００５８】
このようにして現像液の静止時間が終了後、ウエハＷがスピンチャック５２により回転されて現像液が振り切られる。その後、リンスノズル５７がウエハＷの上方に移動され、リンスノズル５７から洗浄液が吐出されてウエハＷ上に残存する現像液が洗い流される。その後、スピンチャック５２によりウエハＷが高速で回転され、ウエハＷ上に残存する現像液および洗浄液が吹き飛ばされてウエハＷが乾燥される。これにより、一連の現像処理が終了する。
【００５９】
以上のように、本実施形態では、種々の要因で処理室５１内の圧力が変動した際に、圧力変動に連動して、現像ユニットコントローラ８０により、送風量および排気量のうち少なくとも１つを制御して処理室内の圧力を略一定に維持するようにしているため、処理室５１内の圧力変動を極力抑制することができ、圧力変動に伴う影響を排除することができる。
【００６０】
次に、本発明の他の実施形態に係る現像処理ユニット（ＤＥＶ）について説明する。
図７に示すように、この現像処理ユニット（ＤＥＶ）は、処理室５１内のカップＣＰの内側に、処理室５１内の圧力を検出するための圧力センサ９１が設けられており、この圧力センサ９１による検出値を現像ユニットコントローラ８０に送るようにしている。そして、現像ユニットコントローラ８０はこの検出値に基づいて、圧力変化に連動して、送風量および排気量のうち少なくとも１つを調整して処理室５１内の圧力が略一定を維持するように制御している。これにより、より精密な圧力制御を行うことができる。また、カップＣＰの内側に圧力センサ９１を設けたのは、処理中のウエハＷに近い位置で圧力の検出を正確に行うためである。したがって、圧力センサ９１は処理中のウエハＷに近い位置であれば、カップＣＰの外側に設けてもよい。
【００６１】
なお、これらの現像処理装置（ＤＥＶ）においては、圧力制御のためには送風量の調整を主として行い、排気量の調整については送風量の調整だけでは所望の圧力が得られない場合に行うようにすることが好ましい。このように圧力制御を行うことにより、処理室５１内にパーティクルが進入することを効果的に防止することができる。
【００６２】
また、図８に示すように現像ユニットコントローラ８０が処理室５１内の圧力を変動する大気圧の最大値より常に大きくなるよう維持する制御を行うことにより、大気圧の変動の影響を受けることなく、処理室５１内の圧力変動を極めて小さく抑制することができる。
【００６３】
次に、本発明のまた他の実施形態に係る現像処理ユニット（ＤＥＶ）について説明する。
この現像処理ユニット（ＤＥＶ）は、図９に示すように、保持部材４８を有する搬送装置４６の配置された搬送路２２ａの上方に、下方に向けて送風するための送風ユニット９９が設けられている。この送風ユニット９９には、送風管６２が接続されている。この送風ユニット９９には、搬送路２２ａ内に送風する空気を清浄化するためのフィルター９２が設けられ、このフィルター９２下側には、搬送路２２内に送風する空気を調節するスリットダンパー９３が設けられている。このスリットダンパー９３は、上段のスリット板９３ａと下段のスリット板９３ｂとで構成され、下段のスリット板９３ｂをモーター９４により水平移動させることにより、スリットの間隔が調節され、処理室５１内に送風する空気の流量が制御されるようになっている。
【００６４】
上述したように現像処理ユニット（ＤＥＶ）の処理室５１内の圧力制御を行っている場合、シャッター６０を開けると開口５９を介して処理室５１側から搬送装置４６側に空気が流れ出て、ウエハ搬送装置４６側のウエハＷがパーティクル等により汚染されるおそれがある。そこで、この現像処理ユニット（ＤＥＶ）では、シャッター６０を開けたときに送風ユニット９９の送風量がシャッター６０を閉じているときよりも大きくなるように制御する。より好ましくは、処理室５１側と搬送装置４６側とが同じ圧力となり、開口５９から空気がいずれの側にも流れないように送風ユニット９９の送風量を制御する。このように送風ユニット９９を制御することにより、ウエハ搬送装置４６側のウエハＷがパーティクル等により汚染されることを防止することができる。
【００６５】
次に、本発明のさらに他の実施形態に係る現像処理ユニット（ＤＥＶ）について説明する。
この現像処理ユニット（ＤＥＶ）は、図１０に示すように、図示しないブロアーから延びる送風管６２上に三方弁９６が設けられており、この三方弁９６の入側はブロアー側に、一方の出側は送風ユニット６１側に、他方の出側はバイパス管９７を介して排気管７６に接続されている。
【００６６】
そして、現像ユニットコントローラ８０の制御の基で、送風ユニット６１による送風を停止するときには、三方弁９６の出側を排気管７６側に切り替えてバイパスするようにしている。なお、バイパスされたエアーは排気管７６から循環パイプ９８を介して送風ユニット６１側に循環するようにしてもよい。このようにすることで、清浄エアーを有効に利用することができる。
【００６７】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、本発明を現像処理ユニットに適用した例について示したが、これに限らず、処理室の上下に送風手段および排気手段が設けられている基板処理装置であれば適用可能である。また、基板として半導体ウエハを用いた場合について説明したが、これに限らず、本発明は、液晶表示装置（ＬＣＤ）用基板等、他の基板の処理に対しても適用可能である。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、処理ユニットが小型化されて被処理基板の搬入出のためのシャッターの開閉に伴う処理室内の圧力変動しやすい場合であっても、シャッターが開いた際に、それに連動して、送風量を増加させ、または排気量を減少させるように制御して処理室内の圧力を略一定に維持するようにしているため、シャッターが開いた際の圧力低下を補償して、処理室内の圧力変動を極力抑制することができ、圧力変動に伴う影響を排除することができる。
【００６９】
さらに、基板に対して処理液による液処理を施す際に、基板に処理液が供給された後の所定の期間に、温度変動等を防止するために排気手段の排気動作を停止し、それによって処理室内の圧力上昇があっても、排気動作の停止に連動して送風手段の送風量を減少させて処理室内の圧力を略一定に維持するようにしているため、排気動作の停止に伴う圧力上昇を補償して、処理室内の圧力変動を極力抑制することができ、圧力変動に伴う影響を排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係る半導体ウエハのレジスト塗布現像処理システムの全体構成を示す平面図。
【図２】 図１のレジスト塗布現像処理システムの正面図。
【図３】 図１に示すレジスト塗布現像処理システムの背面図。
【図４】 本発明の一実施形態に係る現像処理ユニットの全体構成を示す断面図。
【図５】 本発明の一実施形態に係る現像処理ユニットの平面図。
【図６】 現像処理ユニットの処理工程のタイミングチャート。
【図７】 本発明の別の実施形態に係る現像処理ユニット（ＤＥＶ）の全体構成を示す断面図。
【図８】 変動する大気圧と処理室内の圧力との関係を示すグラフ。
【図９】 本発明のまた別の実施形態に係る現像処理ユニット（ＤＥＶ）の全体構成を示す断面図。
【図１０】 本発明のさらに別の実施形態に係る現像処理ユニット（ＤＥＶ）の全体構成を示す断面図。
【符号の説明】
４６；ウエハ搬送装置
４８；保持部材
５１；処理室
５２；スピンチャック
６１；送風ユニット（送風手段）
６２；送風管
６５；スリットダンパー
６６；上段のスリット板
６７；下段のスリット板
６８；モーター
７１，７２；排気管（排気手段）
７３；オートダンパー
７４；モーター
８０；現像ユニットコントローラ（制御手段）
Ｗ；半導体ウエハ（基板）
Claims (14)
- その中で基板に所定の処理を施す処理室と、
前記処理室内にその上方から下方に向けて送風する送風手段と、
前記処理室内をその下方から排気する排気手段と、
基板を処理室へ搬入または処理室から搬出するための搬入出口と、
この搬入出口を開閉するシャッターと、
このシャッターが開いた際に、それに連動して前記送風手段の送風量を増加させ、または排気手段の排気量を減少させるように制御し、処理室内の圧力を略一定に維持する制御手段と
を具備することを特徴とする基板処理装置。 - 前記制御手段は、基板が処理室内に搬入された後、前記シャッターを閉じ、これと同時にまたはその前後に、前記送風手段の送風量または排気手段の排気量を元に戻すことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
- 前記処理室に対する基板の搬入出を行う基板搬送装置と、
前記基板搬送装置の上方から下方に向けて送風する搬送系送風手段と、
前記シャッターの開閉状態に応じて前記搬送系送風手段の送風量を調整する風量調整機構と
をさらに具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基板処理装置。 - 前記制御手段は、前記シャッターが開いたときに、前記搬送系送風手段の送風量が大きくなるように前記風量調整機構を制御することを特徴とする請求項３に記載の基板処理装置。
- 基板を収容する処理室と、
前記処理室内で基板に対して処理液を供給する処理液供給機構と、
前記処理室内にその上方から下方に向けて送風する送風手段と、
前記処理室内をその下方から排気するための排気手段と、
基板に処理液が供給された後の所定の期間に、前記排気手段の排気動作を停止し、これに連動して、前記送風手段の送風量を減少させ、前記処理室内の圧力を略一定に維持する制御手段と
を具備することを特徴とする基板処理装置。 - 前記制御手段は、前記排気手段が排気動作を停止すると同時または停止の前後に、前記送風手段の送風量を減少させることを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
- 前記制御手段は、前記排気手段の排気動作の停止から復帰すると同時または復帰の前後に、前記送風手段の送風量を元に戻すことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の基板処理装置。
- 前記排気手段は、前記処理室に接続された排気管内に配置され、排気量を調節するダンパーを有していることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の基板処理装置。
- 前記送風手段は、処理室内に供給される気体の流量を調節するスリットダンパーを有することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の基板処理装置。
- 処理室内で基板に所定の処理を施す基板処理方法であって、
前記処理室内にその上方から下方に向けて送風するとともに、その下方から排気し、この送風および排気中に、基板を搬入出するための搬入出口を開閉するシャッターを開き、このシャッターが開いた際に、それに連動して送風量を増加させ、または排気量を減少させて、処理室内の圧力を略一定に維持することを特徴とする基板処理方法。 - 基板が処理室内に搬入された後、前記シャッターを閉じ、これと同時にまたはその前後に、送風量または排気量を元に戻すことを特徴とする請求項１０に記載の基板処理方法。
- 処理室内にその上方から下方に向けて送風するとともに、その下方から排気しつつ、処理室内で基板に処理液を供給して所定の液処理を施す基板処理方法であって、
基板に処理液が供給された後の所定の期間に、排気動作を停止し、これに連動して、前記送風手段の送風量を減少させ、前記処理室内の圧力を略一定に維持することを特徴とする基板処理方法。 - 排気動作の停止と同時または停止の前後に、送風量を減少させることを特徴とする請求項１２に記載の基板処理方法。
- 排気動作の停止から復帰すると同時または復帰の前後に、送風量を元に戻すことを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の基板処理方法。
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