JP3710979B2 - 基板処理装置 - Google Patents
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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や液晶ディスプレイ用のガラス基板などの基板に対して例えばレジスト液の塗布処理や現像処理などを行う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けるフォトリソグラフィ−技術においては半導体ウエハ（以下ウエハという）の表面にレジストを塗布し、この塗布レジストを所定パタ−ンに露光処理し、更に現像処理して所定パタ−ンのレジスト膜が形成される。このような一連の処理は、塗布／現像装置に露光装置を接続したシステムにより行われる。
【０００３】
図１４はこのような装置の従来例を示す平面図であり、基板例えば半導体ウエハＷを２５枚収納したカセットＣはカセットステ−ションＡ１のカセットステ−ジ１に搬入される。カセットステ−ションＡ１には処理ステ−ションＡ２が接続されており、更に処理ステーションＡ１にはインターフェイスステーションＡ３を介して図示しない露光装置が接続されている。
【０００４】
前記カセットステージ１上のカセットＣ内のウエハＷは、受け渡しアーム１１により取り出されて棚ユニット１２の受け渡し部を介して塗布ユニット１３に送られ、ここでレジストが塗布される。その後ウエハＷは、ウエハ搬送手段１４→棚ユニット１５の受け渡し部→インタ−フェイスステ−ションＡ３→露光装置の経路で搬送されて露光される。露光後のウエハＷは、逆経路で処理ステ−ションＡ２に搬送され、塗布ユニット１３の下段に設けられた図示しない現像ユニットにて現像された後、ウエハ搬送手段１４→棚ユニット１２の受け渡し部→カセットＣの経路で搬送される。
【０００５】
なお棚ユニット１２，１５，１６の各棚は、加熱部、冷却部、前記ウエハＷの受け渡し部、疎水化処理部等として構成されており、前記レジストの塗布の前や現像処理の前には、所定の温度でレジストの塗布等を行うために、前記棚ユニット１２，１５，１６にて加熱処理と冷却処理とがこの順序で行われる。なお１７は処理ステ−ションＡ２と露光装置との間でウエハＷの受け渡しを行うための受け渡しア−ムである。
【０００６】
また前記処理ステーションＡ２は、塗布ユニット１３及び現像ユニットとからなる処理領域と、ウエハ搬送手段１４が配置された搬送領域とが区画されており、処理領域はクリーンルームの雰囲気が取り込まれて、所定の温度及び湿度に調整された空気が送出され、いわば高精度調整雰囲気となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで本発明者は、レジストの膜厚や現像線幅は、図１５のレジストの膜厚の温度依存性、図１６の現像線幅の温度依存性に夫々示すように、処理温度に大きく依存し、処理温度が２℃異なるとレジストの膜厚や現像線幅がかなり変化してしまうことを見いだした。
【０００８】
ここで上述の塗布・現像装置では、例えば棚ユニット１２，１５，１６の疎水化処理部にて所定の処理を行った後、冷却部にて所定の温度に冷却してから塗布ユニット１３にてレジストが塗布されるが、この際ウエハＷは冷却部から塗布ユニット１３まで、温度や湿度の調整を行っていない搬送領域内を通って搬送される。このため冷却部にてウエハＷの温度を調整しても、その後の搬送の際に搬送領域の温度の影響を受け、結局レジスト塗布時のウエハＷの温度が予定されているものとは異なってしまい、結果としてレジストの膜厚が変化し、膜厚の均一性が悪化してしまうおそれがある。
【０００９】
これを防ぐためには、処理ステーションＡ２全体を、温度及び湿度の調整を行なう高精度調整雰囲気とすることも考えられるが、このように雰囲気調整を行う領域を広くすると、高コストになってしまうという問題がある。
【００１０】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、基板の温度を高精度に調整した状態で塗布液の塗布処理を行うことにより、処理の均一性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にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このための本発明の基板処理装置は、複数の基板を収納した基板カセットを載置する載置部と、この載置部に載置された基板カセットに対して基板の受け渡しを行う受け渡し手段と、を含むカセットステ−ションと、このカセットステ−ションに接続され、前記受け渡し手段により搬送された基板を処理する処理ステ−ションと、を有し、
前記処理ステ−ションは、
基板に対して処理液を塗布する塗布処理部と、
基板を冷却するための冷却部と、
前記塗布処理部で塗布された前記基板を加熱するための加熱処理部と、
前記塗布処理部と前記加熱処理部との間で基板を搬送すると共に、前記加熱処理部と冷却部との間で基板を搬送するための基板搬送手段と、
前記塗布処理部と前記冷却部との間で基板を搬送するための搬送手段と、を備え、
前記塗布処理部と前記冷却部とを縦に多段に積層して設けると共に、前記加熱処理部をこれら塗布処理部と冷却部とは別個に設け、前記塗布処理部と冷却部とに隣接して前記搬送手段専用の搬送領域を形成することを特徴とする。
【００１２】
このような構成では、前記処理ステ−ションの塗布処理部と、基板を冷却するための冷却部との間の基板の搬送を、専用の搬送手段によって専用の搬送領域を介して行っているので、基板搬送手段の負荷の軽減を図ることができる。
【００１３】
この際、前記搬送手段専用の搬送領域を、周囲から区画された閉じられた空間としてもよく、この場合には当該領域は、基板を加熱するための加熱部から分離されるので、加熱部からの熱影響を受けにくくなる。このため当該領域内の基板の搬送の際の基板の温度変化が抑えられ、温度変化が原因となる処理ムラの発生が防止できて、塗布処理の均一性の向上が図れる。ここで前記搬送手段専用の搬送領域の温度及び湿度の調整を行なうようにすると、当該領域内の基板の搬送の際の基板の温度変化がより一層抑えられ、さらに塗布処理の均一性の向上が図れる。
【００１４】
また前記冷却部を、周囲から区画された閉じられた空間としてもよく、この場合には、当該冷却部は周囲からの温度影響を受けにくくなるので、温度調整が容易となる。さらに前記塗布処理部を、周囲から区画された閉じられた空間としてもよく、この場合には、塗布処理部と冷却部と搬送領域とが夫々閉じられた空間を有するので、これらの領域の雰囲気を別個に調整でき、これら各部の雰囲気が異なる処理を行うことができる。
【００１５】
本発明は具体的には、処理ステ−ションのカセットステ−ションの反対側に接続され、処理ステ−ションと露光装置との間で基板の受け渡しを行うためのインタ−フェイスステ−ションと、を備え、前記塗布処理部は基板に対してレジスト液の塗布処理を行うものであるという構成であり、また処理ステ−ションのカセットステ−ションの反対側に接続され、処理ステ−ションと露光装置との間で基板の受け渡しを行うためのインタ−フェイスステ−ションと、を備え、前記塗布処理部は前記露光装置にて露光された基板に対して現像処理を行うものであるという構成である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を基板の塗布、現像装置に適用した実施の形態について説明する。図１はこの実施の形態の内部を透視して示す概観図、図２は概略平面図であって、図中Ｓ１はカセットステ−ション、Ｓ２はウエハＷに対してレジストの塗布処理や現像処理等を行うための処理ステ−ション、Ｓ３はインタ−フェイスステ−ション、Ｓ４は露光装置である。
【００１７】
カセットステ−ションＳ１は、複数の基板例えば２５枚のウエハＷを収納した例えば４個の基板カセットをなすウエハカセット（以下「カセット」という）２２を載置する載置部をなすカセットステ−ジ２１と、カセットステ−ジ２１上のカセット２２と処理ステ−ションＳ２との間でウエハＷの受け渡しを行なうための受け渡し手段をなす受け渡しア−ム２３とを備えている。受け渡しアームは、昇降自在、Ｘ，Ｙ方向に移動自在、鉛直軸まわりに回転自在に構成されている。
【００１８】
また処理ステ−ションＳ２は、例えば２個の塗布ユニットＣ（Ｃ１，Ｃ２）と、例えば２個の現像ユニットＤ（Ｄ１，Ｄ２）と、例えば２個の棚ユニットＲ（Ｒ１，Ｒ２）と、例えば６個の冷却部３（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ，３Ｇ）と、塗布ユニットＣ又は現像ユニットＤと冷却部３との間でウエハＷの搬送を行うための例えば２個の専用の搬送手段である搬送アームＡ（Ａ１，Ａ２）と、例えば１個の基板搬送手段ＭＡと、を備えており、カセットステ−ションＳ１とインタ−フェイスステ−ションＳ３との間でウエハＷの受け渡しを行うと共に、当該ステ−ションＳ２内ではウエハＷにレジスト液を塗布する処理と、ウエハＷの現像処理と、これらの処理の前後にウエハＷを所定の温度に加熱し、冷却する処理とを行うように構成されている。
【００１９】
このステ−ションＳ２内のレイアウトの一例について説明すると、当該ステ−ションＳ２内においてカセットステ−ションＳ１側から見て右側の領域には、例えば塗布ユニットＣや現像ユニットＤ等の塗布処理部と，冷却部３と，搬送アームＡと，搬送アームＡ専用の搬送領域Ｅと，を備えた例えば２個の処理ユニットＵ（Ｕ１，Ｕ２）がカセットステーションＳ１のカセットの配列方向と直交する方向に処理ユニットＵ１を手前側にして並んで設けられている。なお以降の説明では、カセットステーションＳ１側を手前側、露光装置Ｓ４側を奥側として述べることにする。
【００２０】
またこれら処理ユニットＵのカセットステーションＳ１側から見て左側には、手前側に棚ユニットＲ１、奥側に棚ユニットＲ２が夫々設けられている。そして処理ユニットＵのカセットステーションＳ１側から見て左側には、処理ユニットＵや棚ユニットＲの各部にアクセスできるように基板搬送手段ＭＡが配置されている。
【００２１】
前記処理ユニットＵについて説明すると、例えば処理ユニットＵ１には、図３に示すように、１個の現像ユニットＤ１と，１個の塗布ユニットＣ１と，３個の冷却部３Ａ，３Ｂ，３Ｃとが上からこの順で配列されている。これらユニットの基板搬送手段ＭＡから見て後方側（基板搬送手段ＭＡがアクセスしようとする側の反対側）には、これらの間でウエハＷの搬送を行うための搬送アームＡ１が設けられていて、ここに搬送アームＡ１専用の搬送領域Ｅ１が形成されている。
【００２２】
前記塗布ユニットＣについて例えば図４に基づいて説明すると、４１はカップであり、このカップ４１内に真空吸着機能を有する回転自在なスピンチャック４２が設けられている。このスピンチャック４２は昇降機構４３により昇降自在に構成されており、カップ４１の上方側に位置しているときに、前記基板搬送手段ＭＡの後述するア−ム８１との間でウエハＷの受け渡しが行われる。
【００２３】
このウエハＷの受け渡しについては、ア−ム８１上のウエハＷをカップ４１の上方側にてスピンチャック４２がその下方側から相対的に上昇して受取り、またその逆の動作によってスピンチャック４２側からア−ム８１に受け渡される。４４は吐出ノズル、４５は処理液供給管、４６はノズルを水平移動させる支持ア−ムであり、このような塗布ユニットＣでは、スピンチャック４２上のウエハＷの表面に吐出ノズル４４から処理液であるレジスト液を滴下し、スピンチャック４２を回転させてレジスト液をウエハＷ上に伸展させ塗布する。
【００２４】
また現像ユニットＤは塗布ユニットＣとほぼ同一の構成であるが、現像ユニットＤは吐出ノズル４４が例えばウエハＷの直径方向に配列された多数の供給孔を備えるように構成され、スピンチャック４２上のウエハＷの表面に吐出ノズル４４から処理液である現像液を吐出し、スピンチャック４２を半回転させることによりウエハＷ上に現像液の液盛りが行われ、現像液の液膜が形成されるようになっている。
【００２５】
前記冷却部３は、例えば図５に示すように、例えばサーモモジュールが内蔵された冷却プレ−ト３１（図５参照）の表面にウエハＷを載置することにより、当該ウエハＷが所定温度まで冷却されるようになっている。この冷却プレート３１には、当該プレート３１に対してウエハＷの受け渡しを行うための、昇降機構３２により昇降される昇降ピン３３が設けられている。
【００２６】
前記搬送アームＡは、例えば図５，図６に示すように、ウエハＷを保持するためのア−ム５１が基台５２に沿って進退し、かつ基台５２自体が一対のガイドレール５４ａ，５４ｂに沿って支持部材５３ａ，５３ｂを介して昇降自在に支持されるように構成されている。こうしてア−ム５１は昇降自在、進退自在に構成され、塗布ユニットＣ１，現像ユニットＤ１，冷却部３Ａ，３Ｂ，３Ｃに対して、基板搬送手段ＭＡがアクセスする側とは反対側からアクセスし、これらの間でウエハＷの受け渡しを行うようになっている。
【００２７】
さらにこれら塗布ユニットＣ１，現像ユニットＤ１，冷却部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，搬送アームＡ１の搬送領域Ｅ１は空間が閉じられている。つまり例えば図５（説明の便宜上、塗布ユニットＣ１と冷却部３Ａとを積層し、塗布ユニットＣ１が処理ユニットＵ１の最上部に位置するように描いている），図７に示すように、塗布ユニットＣ１等の前方側（基板搬送手段ＭＡと対向する側）や後方側、側方側及び、搬送アームＡ１の搬送領域Ｅ１が、壁部６により他の空間から区画されていると共に、塗布ユニットＣ１と現像ユニットＤ１との間のような各部の間も仕切り壁６１により区画されている。こうしてこの例では塗布ユニットＣ１等の塗布処理部と冷却部３との間でウエハＷの搬送を行う搬送アームＡ１の専用の搬送領域Ｅ１が、前記塗布処理部等の後方側にこれらに隣接して形成されることになる。
【００２８】
前記壁部６の塗布ユニットＣ１等の各部の、基板搬送手段ＭＡのアーム８１に対応する位置と、搬送アームＡ１のアーム５１に対応する位置には、夫々第１の受け渡し口６２と第２の受け渡し口６３（図９，図１０参照）とが形成されており、これらは夫々常時蓋部６４，６５により閉じられていて、これら蓋部６４，６５は夫々制御部Ｃにより開閉のタイミングが制御されるようになっている。
【００２９】
また壁部６及び仕切り壁６１により区画された塗布ユニットＣ１等の各部や搬送アームＡ１の搬送領域Ｅ１には、不純物が除去され、所定の温度例えば２３℃、及び所定湿度に調整された空気が送出されるようになっており、これによりこれらの領域はいわば高精度に調整された雰囲気になっている。
【００３０】
つまり例えば区画された塗布ユニットＣ１等の塗布処理部や冷却部３、搬送アームＡ１の搬送領域Ｅ１には、例えば図５に示すようにファンとＵＬＰＡフィルタが一体的に構成された、ファンフィルタ部をなすファンフィルタユニット（ＦＦＵ）Ｆが夫々各部の上部側を覆うように設けられており、各部の下部側から回収される雰囲気が工場排気系に排気される一方、一部がフィルタ装置６６へと導入され、このフィルタ装置６６にて清浄化された空気が、前記ファンフィルタユニットＦを介して各部内にダウンフロ−として吹き出されるようになっている。
【００３１】
前記ファンフィルタユニットＦは、さらに例えば空気を清浄化するためのフィルタ、空気中のアルカリ成分例えばアンモニア成分やアミンを除去するために酸成分が添加されている化学フィルタ、吸い込みファン等を備えている。また前記フィルタ装置６６は、不純物を除去するための不純物除去部や、加熱機構及び加湿機構、空気を送出する送出部等を備えている。例えばレジスト液として化学増幅型のレジストを用いた場合には、現像処理雰囲気にアルカリ成分が入り込みことを防止する必要があるので、処理部を閉じた空間とし、化学フィルタを用いて外部からのアルカリ成分の侵入を防いでいる。
【００３２】
なお化学増幅型のレジストは露光することにより酸が生成し、この酸が加熱処理により拡散して触媒として作用し、レジスト材料の主成分であるベ−ス樹脂を分解したり、分子構造を変えて現像液に対して可溶化するものである。従ってこの種のレジストを用いた場合、空気中に含まれている微量なアンモニアや壁の塗料などから発生するアミンなどのアルカリ成分がレジスト表面部の酸と接触すると酸による触媒反応が抑制され、パタ−ンの形状が劣化するためアルカリ成分を除去する必要がある。
【００３３】
前記処理ユニットＵ２は処理ユニットＵ１と同様に構成され、現像ユニットＤ２と塗布ユニットＣ２と３個の冷却部３Ｄ，３Ｅ，３Ｆとが上からこの順で配列され、これらの基板搬送手段ＭＡから見て後方側には、これらの間でウエハＷの搬送を行うための、専用の搬送領域Ｅ２を有する搬送アームＡ２が設けられている。
前記棚ユニットＲ（Ｒ１，Ｒ２）は、図３に棚ユニットＲ１を代表して示すように、ウエハＷを加熱するための加熱部７１、ウエハ表面を疎水化するための疎水化部７２、棚ユニットＲ１においてはカセットステーションＳ１の受け渡しアーム２３と基板搬送手段ＭＡとの間でウエハＷの受け渡しを行うための、また棚ユニットＲ２においてはインターフェイスステーションＳ３の後述する受け渡しアーム９と基板搬送手段ＭＡとの間でウエハＷの受け渡しを行うための受け渡し台を備えた受け渡し部７３と、棚ユニットＲ１においてはウエハＷの位置合わせを行うためのアライメント部７４とが縦に配列されている。
前記基板搬送手段ＭＡは、例えば図８に示すように、ウエハＷを保持し、他ユニットに受渡しをする為の３本のア−ム８１と、このア−ム８１を進退自在に支持する基台８２と、この基台８２を昇降自在に支持する一対の案内レ−ル８３，８４と、を備えており、これら案内レ−ル８３，８４を回転駆動部８５により回転させることにより、進退自在、昇降自在、鉛直軸回りに回転自在に構成されている。
【００３４】
こうして処理ステ−ションＳ２では、基板搬送手段ＭＡによって各塗布ユニットＣと各現像ユニットＤと各冷却部３と、各棚ユニットＲに対してウエハＷの受け渡しが行なわれ、搬送アームＡ１によって専用の搬送領域Ｅ１を介して塗布ユニットＣ１と現像ユニットＤ１と冷却部３Ａ，３Ｂ，３Ｃとに対してウエハＷの受け渡しが行われ、搬送アームＡ２によって専用の搬送領域Ｅ２を介して塗布ユニットＣ２と現像ユニットＤ２と、冷却部３Ｄ，３Ｅ，３Ｆとに対してウエハＷの受け渡しが行われる。
【００３５】
処理ステ−ションＳ２の隣にはインタ−フェイスステ−ションＳ３が接続され、このインタ−フェイスステ−ションＳ３の奥側には、レジスト膜が形成されたウエハＷに対して露光を行うための露光装置Ｓ４が接続されている。インタ−フェイスステ−ションＳ３は、処理ステ−ションＳ２と露光装置Ｓ４との間でウエハＷの受け渡しを行うための受け渡しア−ム９を備えている。
【００３６】
次に上述の実施の形態の作用について説明する。先ず自動搬送ロボット（あるいは作業者）により例えば２５枚のウエハＷを収納したカセット２２がカセットステ−ジ２１に搬入され、受け渡しア−ム２３によりカセット２２内からウエハＷが取り出されて処理ステ−ションＳ２の棚ユニットＲ１内の受け渡し部７３に置かれる。
【００３７】
このウエハＷは基板搬送手段ＭＡにより棚ユニットＲの疎水化部７２に搬送され、ここでウエハ表面が疎水化された後、基板搬送手段ＭＡにより処理ユニットＵの冷却部３に搬送され、所定の温度例えば２３℃まで冷却される。続いてウエハＷは塗布ユニットＣにて処理液であるレジスト液が塗布されるが、これらの工程について、図９，図１０に示す処理ユニットＵ１の塗布ユニットＣ１と冷却部３Ａとを例にして説明する。
【００３８】
先ず図９(a)に示すように冷却部３Ａの第１の受け渡し口６２の蓋部６４を開き、疎水化部のウエハＷを基板搬送手段ＭＡにより冷却プレート３１上に受け渡した後、図９(b)に示すように第１の受け渡し口６２の蓋部６４を閉じて冷却部３Ａ内を閉じた空間とし、ウエハＷを所定温度例えば２３℃まで冷却して温度調整を行う。次いで図９(c)に示すように第２の受け渡し口６３の蓋部６５を開いて搬送アームＡ１にウエハＷを受け渡した後、第２の受け渡し口６３の蓋部６５を閉じて、図９(d)に示すように搬送アームＡ１によりウエハＷを専用の搬送領域Ｅ１内を通って塗布ユニットＣ１の第２の受け渡し口６３に対応する位置まで搬送する。
【００３９】
続いて図１０(a)に示すように塗布ユニットＣの第２の受け渡し口６３の蓋部６５を開いて、搬送アームＡ１によりウエハＷをスピンチャック４２上に受け渡した後、図１０(b)に示すように第２の受け渡し口６３の蓋部６５を閉じて、塗布ユニットＣ１内を閉じた空間としてウエハ表面にレジスト液を塗布する。次に図１０(c)に示すように塗布ユニットＣ１の第１の受け渡し口６２の蓋部６４を開いて基板搬送手段ＭＡにウエハＷを受け渡し、基板搬送手段ＭＡにより棚ユニットＲの加熱部７１に搬送する。
【００４０】
加熱部７１にて所定温度まで加熱されたウエハＷは、基板搬送手段ＭＡにより処理ユニットＵの冷却部３に搬送されて所定温度まで冷却されて温度調整が行われ、続いてインタ−フェイスステ−ションＳ３の受け渡しア−ム９→露光装置Ｓ４の経路で搬送されて、露光が行われる。
【００４１】
露光後のウエハＷは逆の経路、つまり露光装置Ｓ４→受け渡しア−ム９→棚ユニットＲの加熱部７１→基板搬送手段ＭＡ→処理ユニットＵの冷却部３→搬送アームＡ→現像ユニットＤの経路で搬送される。こうしてウエハＷは、加熱部→冷却部３により所定温度まで加熱された後、所定温度例えば２３℃まで冷却されて温度調整が行われ、次いでウエハＷは現像ユニットＤにて現像処理される。ここで冷却部３→現像ユニットＤの工程も上述の冷却部３→塗布ユニットＣの工程と同様に、各部を閉じた空間として行われる。
【００４２】
その後ウエハＷは基板搬送手段ＭＡ→棚ユニットＲの加熱部７１→基板搬送手段ＭＡ→処理ユニットＵの冷却部３→基板搬送手段ＭＡ→棚ユニットＲの受け渡し部７３→受け渡しア−ム２３の経路で搬送され、一旦所定温度まで加熱された後、所定温度まで冷却されたウエハＷは、受け渡し部７３を介して例えば元のカセット２２内に戻される。
【００４３】
ここで処理ステ−ションＳ２では、ウエハＷは順次棚ユニットＲの受け渡し部７３に送られ、続いて空いている疎水化部７２→処理ユニットＵの空いている冷却部３→空いている塗布ユニットＣ→棚ユニットＲの空いている加熱部７１→処理ユニットＵの開いている冷却部３→インタ−フェイスステ−ションＳ３の経路で搬送され、また露光後のウエハＷはインタ−フェイスステ−ションＳ３の受け渡しア−ム９→棚ユニットＲの開いている加熱部７１→処理ユニットＵの開いている冷却部３→空いている現像ユニットＤ→棚ユニットＲの空いている加熱部７１→処理ユニットＵの開いている冷却部３→受け渡し部７３の経路で搬送されればよい。
【００４４】
上述実施の形態では、塗布ユニットＣ等の処理部と冷却部３とを多段に重ね、両者を隣接して設けているので、これらの間でウエハＷの搬送を行う専用の搬送アームＡを設けることができ、またこれらに隣接した専用の搬送領域Ｅを形成することができる。
【００４５】
こうして処理部と冷却部３との間でのウエハＷの搬送を専用の搬送アームＡにより行なうようにすると、処理ステーションＳ２内におけるウエハＷの搬送を全て基板搬送手段ＭＡが行っていた従来の場合に比べて、基板搬送手段ＭＡの負担が軽減される。このためウエハＷの待ち時間を作ることなく各部にアクセスでき、スル−プットの向上を図ることができる。
【００４６】
また専用の搬送領域Ｅを備えているので、当該搬送領域Ｅを区画することができ、これにより当該領域Ｅは例えば棚ユニットＲの加熱部７１等の熱源からの影響を受けにくくなる。このため冷却部３→塗布ユニットＣや冷却部３→現像ユニットＤのウエハＷの搬送の際、冷却部３において温度調整されたウエハＷを高い温度精度を維持した状態で塗布ユニットＣや現像ユニットＤに搬送することができる。これにより所定の温度でレジストの塗布や現像を行うことができるので、温度変化が原因となる膜厚や現像線幅の変化が抑えられ、処理ムラの発生をおさえて均一な処理を行うことができる。
【００４７】
また搬送アームＡの搬送領域Ｅが区画されていることから、この領域Ｅの温度や湿度を高精度に調整できる。このため上述の例のように搬送領域Ｅの温度を２３℃に設定しておけば、冷却部３において２３℃に温度調整されたウエハＷは、２３℃の搬送領域を通過して塗布ユニットＣに搬送されるので、当該搬送中に搬送領域Ｅの雰囲気の影響を受け、ウエハＷの温度が変化することがない。従ってウエハＷをより高い温度精度を維持した状態で塗布ユニットＣや現像ユニットＤに搬送することができ、より均一な塗布処理を行うことができる。
【００４８】
ここで本実施の形態のように、複数の処理部と複数の冷却部３とを多段に重ね、これらの間のウエハＷの搬送を１個の搬送アームＡで行うようにすると、共通の搬送領域Ｅを介してウエハＷの搬送が行われるので、搬送領域Ｅの専有面積が少なくて済むという利点がある。
【００４９】
さらにまた本発明では、塗布ユニットＣ等の塗布処理部と、冷却部３と、ウエハＷの搬送領域Ｅとが区画され、夫々閉じられた空間を有することから、これらの領域の温度や湿度を別個に高精度に調整できる。このため冷却部３や処理部が相互に温度影響を受けにくく、各部での温度調整が容易となり、雰囲気調整に要する時間を短縮できて、スループットを高めることができる。
【００５０】
また本発明では、既述のように塗布ユニットＣ等の塗布処理部と、冷却部３と、ウエハＷの搬送領域とが夫々閉じられた空間を有するので、これらの領域の雰囲気を別個に調整できる。つまり温度や湿度の設定や、パーティクル量の設定、圧力の設定等を各部の間で変えることができるので、各部の雰囲気が異なる処理にも適用できる。
【００５１】
以上において上述の例では、処理ユニットＵ１，Ｕ２毎に専用の搬送アームＡ１，Ａ２を用意したが、１つの搬送アームＡにより全ての塗布処理部と冷却部３との間の搬送を行うようにしてもよい。また塗布処理部と冷却部３とのレイアウトや数は上述の例に限らず、例えば図１１に示すように、塗布ユニットＣと現像ユニットＤとが冷却部３を挟んで上下にある構成としてもよいし、冷却部３は１個であってもよい。
【００５２】
また図１２に示すように塗布処理部と冷却部３とを縦に積層し、これらの横に隣接するように搬送アームＡの搬送領域Ｅを形成してもよく、この場合基板搬送手段ＭＡがアクセスする側と直交する側から塗布処理部等に対して搬送アームＡがアクセスすることになる。さらに塗布処理部と冷却部３とを横に隣接して設け、これらの基板搬送手段ＭＡのアクセスする側と反対側に隣接して搬送アームＡの搬送領域Ｅを形成するようにしてもよい。
【００５３】
さらにインターフェイスステーションＳ３へ搬送する前の冷却を行う冷却部３や現像処理後、カセットステーションＳ１に戻す前の冷却を行う冷却部３は棚ユニットＲに設け、塗布ユニットＣや現像ユニットＤに搬送する前の冷却を行う冷却部３のみを塗布処理部に隣接して設けるようにしてもよい。
【００５４】
さらにまた本発明では、塗布処理部と冷却部３との間でウエハＷの搬送を行うための専用の搬送領域Ｅが閉じた空間であれば、冷却部３で温度調整されたウエハＷの温度を維持した状態で塗布処理部に搬送できるので、必ずしも冷却部３や塗布処理部は閉じた空間としなくてもよいが、冷却部３が閉じた空間であれば、当該冷却部３におけるウエハＷの温度調整が容易となり、さらに塗布処理部を閉じた空間とすれば、塗布処理部と冷却部３と搬送領域Ｅの雰囲気を別個に調整できるという利点がある。
【００５５】
さらに本発明では、疎水化処理の代わりに、レジストを塗布する前にウエハＷの表面に反射防止膜を形成するようにしてもよい。この場合にはウエハＷは反射防止膜を形成する処理を行う前に所定の温度まで冷却されるので、例えば反射防止膜を形成するユニットを塗布処理部に追加し、冷却部３と反射防止膜形成ユニットとの間のウエハＷの搬送を専用の搬送アームＡを介して行うことが望ましい。なお反射防止膜を形成するのは、化学増幅型のレジストを用いると露光時にレジストの下側で反射が起こるので、これを防止するためである。さらにまた本発明は、基板としてはウエハに限らず、液晶ディスプレイ用のガラス基板であってもよい。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、塗布処理部と冷却部との間の基板の搬送を搬送手段により行うので、基板搬送手段の負担が軽減される。また本発明の他の発明によれば、基板の温度を高精度に維持した状態で塗布処理を行うことができ、処理の均一性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る塗布、現像装置を示す概観斜視図である。
【図２】前記塗布、現像装置を示す概略平面図である。
【図３】前記塗布、現像装置の棚ユニット及び処理ユニットの一例を示す側面図である。
【図４】前記塗布、現像装置の塗布ユニットの一例を示す断面図である。
【図５】前記処理ユニットの一部を示す断面図である。
【図６】搬送アームを示す断面図である。
【図７】前記処理ユニットを示す斜視図である。
【図８】基板搬送手段を示す斜視図である。
【図９】前記塗布、現像装置の作用を説明するための工程図である。
【図１０】前記塗布、現像装置の作用を説明するための工程図である。
【図１１】前記処理ユニットの他の例を示す概略平面図である。
【図１２】前記処理ユニットのさらに他の例を示す概略平面図である。
【図１３】前記処理ユニットのさらに他の例を示す概略平面図である。
【図１４】従来の塗布、現像装置を示す概略平面図である。
【図１５】膜厚の温度依存性を示す特性図である。
【図１６】現像線幅の温度依存性を示す特性図である。
【符号の説明】
Ｗ 半導体ウエハ
Ｓ１ カセットステ−ション
Ｓ２ 処理ステ−ション
Ｓ３ インタ−フェイスステ−ション
Ｓ４ 露光装置
２３ 受け渡しア−ム
３ 冷却部
Ｃ 塗布ユニット
Ｄ 現像ユニット
Ｒ 棚ユニット
ＭＡ 基板搬送手段
Ａ 搬送アーム
Ｅ 搬送領域
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体ウエハや液晶ディスプレイ用のガラス基板などの基板に対して例えばレジスト液の塗布処理や現像処理などを行う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けるフォトリソグラフィ−技術においては半導体ウエハ（以下ウエハという）の表面にレジストを塗布し、この塗布レジストを所定パタ−ンに露光処理し、更に現像処理して所定パタ−ンのレジスト膜が形成される。このような一連の処理は、塗布／現像装置に露光装置を接続したシステムにより行われる。
【０００３】
図１４はこのような装置の従来例を示す平面図であり、基板例えば半導体ウエハＷを２５枚収納したカセットＣはカセットステ−ションＡ１のカセットステ−ジ１に搬入される。カセットステ−ションＡ１には処理ステ−ションＡ２が接続されており、更に処理ステーションＡ１にはインターフェイスステーションＡ３を介して図示しない露光装置が接続されている。
【０００４】
前記カセットステージ１上のカセットＣ内のウエハＷは、受け渡しアーム１１により取り出されて棚ユニット１２の受け渡し部を介して塗布ユニット１３に送られ、ここでレジストが塗布される。その後ウエハＷは、ウエハ搬送手段１４→棚ユニット１５の受け渡し部→インタ−フェイスステ−ションＡ３→露光装置の経路で搬送されて露光される。露光後のウエハＷは、逆経路で処理ステ−ションＡ２に搬送され、塗布ユニット１３の下段に設けられた図示しない現像ユニットにて現像された後、ウエハ搬送手段１４→棚ユニット１２の受け渡し部→カセットＣの経路で搬送される。
【０００５】
なお棚ユニット１２，１５，１６の各棚は、加熱部、冷却部、前記ウエハＷの受け渡し部、疎水化処理部等として構成されており、前記レジストの塗布の前や現像処理の前には、所定の温度でレジストの塗布等を行うために、前記棚ユニット１２，１５，１６にて加熱処理と冷却処理とがこの順序で行われる。なお１７は処理ステ−ションＡ２と露光装置との間でウエハＷの受け渡しを行うための受け渡しア−ムである。
【０００６】
また前記処理ステーションＡ２は、塗布ユニット１３及び現像ユニットとからなる処理領域と、ウエハ搬送手段１４が配置された搬送領域とが区画されており、処理領域はクリーンルームの雰囲気が取り込まれて、所定の温度及び湿度に調整された空気が送出され、いわば高精度調整雰囲気となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで本発明者は、レジストの膜厚や現像線幅は、図１５のレジストの膜厚の温度依存性、図１６の現像線幅の温度依存性に夫々示すように、処理温度に大きく依存し、処理温度が２℃異なるとレジストの膜厚や現像線幅がかなり変化してしまうことを見いだした。
【０００８】
ここで上述の塗布・現像装置では、例えば棚ユニット１２，１５，１６の疎水化処理部にて所定の処理を行った後、冷却部にて所定の温度に冷却してから塗布ユニット１３にてレジストが塗布されるが、この際ウエハＷは冷却部から塗布ユニット１３まで、温度や湿度の調整を行っていない搬送領域内を通って搬送される。このため冷却部にてウエハＷの温度を調整しても、その後の搬送の際に搬送領域の温度の影響を受け、結局レジスト塗布時のウエハＷの温度が予定されているものとは異なってしまい、結果としてレジストの膜厚が変化し、膜厚の均一性が悪化してしまうおそれがある。
【０００９】
これを防ぐためには、処理ステーションＡ２全体を、温度及び湿度の調整を行なう高精度調整雰囲気とすることも考えられるが、このように雰囲気調整を行う領域を広くすると、高コストになってしまうという問題がある。
【００１０】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、基板の温度を高精度に調整した状態で塗布液の塗布処理を行うことにより、処理の均一性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にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このための本発明の基板処理装置は、複数の基板を収納した基板カセットを載置する載置部と、この載置部に載置された基板カセットに対して基板の受け渡しを行う受け渡し手段と、を含むカセットステ−ションと、このカセットステ−ションに接続され、前記受け渡し手段により搬送された基板を処理する処理ステ−ションと、を有し、
前記処理ステ−ションは、
基板に対して処理液を塗布する塗布処理部と、
基板を冷却するための冷却部と、
前記塗布処理部で塗布された前記基板を加熱するための加熱処理部と、
前記塗布処理部と前記加熱処理部との間で基板を搬送すると共に、前記加熱処理部と冷却部との間で基板を搬送するための基板搬送手段と、
前記塗布処理部と前記冷却部との間で基板を搬送するための搬送手段と、を備え、
前記塗布処理部と前記冷却部とを縦に多段に積層して設けると共に、前記加熱処理部をこれら塗布処理部と冷却部とは別個に設け、前記塗布処理部と冷却部とに隣接して前記搬送手段専用の搬送領域を形成することを特徴とする。
【００１２】
このような構成では、前記処理ステ−ションの塗布処理部と、基板を冷却するための冷却部との間の基板の搬送を、専用の搬送手段によって専用の搬送領域を介して行っているので、基板搬送手段の負荷の軽減を図ることができる。
【００１３】
この際、前記搬送手段専用の搬送領域を、周囲から区画された閉じられた空間としてもよく、この場合には当該領域は、基板を加熱するための加熱部から分離されるので、加熱部からの熱影響を受けにくくなる。このため当該領域内の基板の搬送の際の基板の温度変化が抑えられ、温度変化が原因となる処理ムラの発生が防止できて、塗布処理の均一性の向上が図れる。ここで前記搬送手段専用の搬送領域の温度及び湿度の調整を行なうようにすると、当該領域内の基板の搬送の際の基板の温度変化がより一層抑えられ、さらに塗布処理の均一性の向上が図れる。
【００１４】
また前記冷却部を、周囲から区画された閉じられた空間としてもよく、この場合には、当該冷却部は周囲からの温度影響を受けにくくなるので、温度調整が容易となる。さらに前記塗布処理部を、周囲から区画された閉じられた空間としてもよく、この場合には、塗布処理部と冷却部と搬送領域とが夫々閉じられた空間を有するので、これらの領域の雰囲気を別個に調整でき、これら各部の雰囲気が異なる処理を行うことができる。
【００１５】
本発明は具体的には、処理ステ−ションのカセットステ−ションの反対側に接続され、処理ステ−ションと露光装置との間で基板の受け渡しを行うためのインタ−フェイスステ−ションと、を備え、前記塗布処理部は基板に対してレジスト液の塗布処理を行うものであるという構成であり、また処理ステ−ションのカセットステ−ションの反対側に接続され、処理ステ−ションと露光装置との間で基板の受け渡しを行うためのインタ−フェイスステ−ションと、を備え、前記塗布処理部は前記露光装置にて露光された基板に対して現像処理を行うものであるという構成である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を基板の塗布、現像装置に適用した実施の形態について説明する。図１はこの実施の形態の内部を透視して示す概観図、図２は概略平面図であって、図中Ｓ１はカセットステ−ション、Ｓ２はウエハＷに対してレジストの塗布処理や現像処理等を行うための処理ステ−ション、Ｓ３はインタ−フェイスステ−ション、Ｓ４は露光装置である。
【００１７】
カセットステ−ションＳ１は、複数の基板例えば２５枚のウエハＷを収納した例えば４個の基板カセットをなすウエハカセット（以下「カセット」という）２２を載置する載置部をなすカセットステ−ジ２１と、カセットステ−ジ２１上のカセット２２と処理ステ−ションＳ２との間でウエハＷの受け渡しを行なうための受け渡し手段をなす受け渡しア−ム２３とを備えている。受け渡しアームは、昇降自在、Ｘ，Ｙ方向に移動自在、鉛直軸まわりに回転自在に構成されている。
【００１８】
また処理ステ−ションＳ２は、例えば２個の塗布ユニットＣ（Ｃ１，Ｃ２）と、例えば２個の現像ユニットＤ（Ｄ１，Ｄ２）と、例えば２個の棚ユニットＲ（Ｒ１，Ｒ２）と、例えば６個の冷却部３（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ，３Ｇ）と、塗布ユニットＣ又は現像ユニットＤと冷却部３との間でウエハＷの搬送を行うための例えば２個の専用の搬送手段である搬送アームＡ（Ａ１，Ａ２）と、例えば１個の基板搬送手段ＭＡと、を備えており、カセットステ−ションＳ１とインタ−フェイスステ−ションＳ３との間でウエハＷの受け渡しを行うと共に、当該ステ−ションＳ２内ではウエハＷにレジスト液を塗布する処理と、ウエハＷの現像処理と、これらの処理の前後にウエハＷを所定の温度に加熱し、冷却する処理とを行うように構成されている。
【００１９】
このステ−ションＳ２内のレイアウトの一例について説明すると、当該ステ−ションＳ２内においてカセットステ−ションＳ１側から見て右側の領域には、例えば塗布ユニットＣや現像ユニットＤ等の塗布処理部と，冷却部３と，搬送アームＡと，搬送アームＡ専用の搬送領域Ｅと，を備えた例えば２個の処理ユニットＵ（Ｕ１，Ｕ２）がカセットステーションＳ１のカセットの配列方向と直交する方向に処理ユニットＵ１を手前側にして並んで設けられている。なお以降の説明では、カセットステーションＳ１側を手前側、露光装置Ｓ４側を奥側として述べることにする。
【００２０】
またこれら処理ユニットＵのカセットステーションＳ１側から見て左側には、手前側に棚ユニットＲ１、奥側に棚ユニットＲ２が夫々設けられている。そして処理ユニットＵのカセットステーションＳ１側から見て左側には、処理ユニットＵや棚ユニットＲの各部にアクセスできるように基板搬送手段ＭＡが配置されている。
【００２１】
前記処理ユニットＵについて説明すると、例えば処理ユニットＵ１には、図３に示すように、１個の現像ユニットＤ１と，１個の塗布ユニットＣ１と，３個の冷却部３Ａ，３Ｂ，３Ｃとが上からこの順で配列されている。これらユニットの基板搬送手段ＭＡから見て後方側（基板搬送手段ＭＡがアクセスしようとする側の反対側）には、これらの間でウエハＷの搬送を行うための搬送アームＡ１が設けられていて、ここに搬送アームＡ１専用の搬送領域Ｅ１が形成されている。
【００２２】
前記塗布ユニットＣについて例えば図４に基づいて説明すると、４１はカップであり、このカップ４１内に真空吸着機能を有する回転自在なスピンチャック４２が設けられている。このスピンチャック４２は昇降機構４３により昇降自在に構成されており、カップ４１の上方側に位置しているときに、前記基板搬送手段ＭＡの後述するア−ム８１との間でウエハＷの受け渡しが行われる。
【００２３】
このウエハＷの受け渡しについては、ア−ム８１上のウエハＷをカップ４１の上方側にてスピンチャック４２がその下方側から相対的に上昇して受取り、またその逆の動作によってスピンチャック４２側からア−ム８１に受け渡される。４４は吐出ノズル、４５は処理液供給管、４６はノズルを水平移動させる支持ア−ムであり、このような塗布ユニットＣでは、スピンチャック４２上のウエハＷの表面に吐出ノズル４４から処理液であるレジスト液を滴下し、スピンチャック４２を回転させてレジスト液をウエハＷ上に伸展させ塗布する。
【００２４】
また現像ユニットＤは塗布ユニットＣとほぼ同一の構成であるが、現像ユニットＤは吐出ノズル４４が例えばウエハＷの直径方向に配列された多数の供給孔を備えるように構成され、スピンチャック４２上のウエハＷの表面に吐出ノズル４４から処理液である現像液を吐出し、スピンチャック４２を半回転させることによりウエハＷ上に現像液の液盛りが行われ、現像液の液膜が形成されるようになっている。
【００２５】
前記冷却部３は、例えば図５に示すように、例えばサーモモジュールが内蔵された冷却プレ−ト３１（図５参照）の表面にウエハＷを載置することにより、当該ウエハＷが所定温度まで冷却されるようになっている。この冷却プレート３１には、当該プレート３１に対してウエハＷの受け渡しを行うための、昇降機構３２により昇降される昇降ピン３３が設けられている。
【００２６】
前記搬送アームＡは、例えば図５，図６に示すように、ウエハＷを保持するためのア−ム５１が基台５２に沿って進退し、かつ基台５２自体が一対のガイドレール５４ａ，５４ｂに沿って支持部材５３ａ，５３ｂを介して昇降自在に支持されるように構成されている。こうしてア−ム５１は昇降自在、進退自在に構成され、塗布ユニットＣ１，現像ユニットＤ１，冷却部３Ａ，３Ｂ，３Ｃに対して、基板搬送手段ＭＡがアクセスする側とは反対側からアクセスし、これらの間でウエハＷの受け渡しを行うようになっている。
【００２７】
さらにこれら塗布ユニットＣ１，現像ユニットＤ１，冷却部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，搬送アームＡ１の搬送領域Ｅ１は空間が閉じられている。つまり例えば図５（説明の便宜上、塗布ユニットＣ１と冷却部３Ａとを積層し、塗布ユニットＣ１が処理ユニットＵ１の最上部に位置するように描いている），図７に示すように、塗布ユニットＣ１等の前方側（基板搬送手段ＭＡと対向する側）や後方側、側方側及び、搬送アームＡ１の搬送領域Ｅ１が、壁部６により他の空間から区画されていると共に、塗布ユニットＣ１と現像ユニットＤ１との間のような各部の間も仕切り壁６１により区画されている。こうしてこの例では塗布ユニットＣ１等の塗布処理部と冷却部３との間でウエハＷの搬送を行う搬送アームＡ１の専用の搬送領域Ｅ１が、前記塗布処理部等の後方側にこれらに隣接して形成されることになる。
【００２８】
前記壁部６の塗布ユニットＣ１等の各部の、基板搬送手段ＭＡのアーム８１に対応する位置と、搬送アームＡ１のアーム５１に対応する位置には、夫々第１の受け渡し口６２と第２の受け渡し口６３（図９，図１０参照）とが形成されており、これらは夫々常時蓋部６４，６５により閉じられていて、これら蓋部６４，６５は夫々制御部Ｃにより開閉のタイミングが制御されるようになっている。
【００２９】
また壁部６及び仕切り壁６１により区画された塗布ユニットＣ１等の各部や搬送アームＡ１の搬送領域Ｅ１には、不純物が除去され、所定の温度例えば２３℃、及び所定湿度に調整された空気が送出されるようになっており、これによりこれらの領域はいわば高精度に調整された雰囲気になっている。
【００３０】
つまり例えば区画された塗布ユニットＣ１等の塗布処理部や冷却部３、搬送アームＡ１の搬送領域Ｅ１には、例えば図５に示すようにファンとＵＬＰＡフィルタが一体的に構成された、ファンフィルタ部をなすファンフィルタユニット（ＦＦＵ）Ｆが夫々各部の上部側を覆うように設けられており、各部の下部側から回収される雰囲気が工場排気系に排気される一方、一部がフィルタ装置６６へと導入され、このフィルタ装置６６にて清浄化された空気が、前記ファンフィルタユニットＦを介して各部内にダウンフロ−として吹き出されるようになっている。
【００３１】
前記ファンフィルタユニットＦは、さらに例えば空気を清浄化するためのフィルタ、空気中のアルカリ成分例えばアンモニア成分やアミンを除去するために酸成分が添加されている化学フィルタ、吸い込みファン等を備えている。また前記フィルタ装置６６は、不純物を除去するための不純物除去部や、加熱機構及び加湿機構、空気を送出する送出部等を備えている。例えばレジスト液として化学増幅型のレジストを用いた場合には、現像処理雰囲気にアルカリ成分が入り込みことを防止する必要があるので、処理部を閉じた空間とし、化学フィルタを用いて外部からのアルカリ成分の侵入を防いでいる。
【００３２】
なお化学増幅型のレジストは露光することにより酸が生成し、この酸が加熱処理により拡散して触媒として作用し、レジスト材料の主成分であるベ−ス樹脂を分解したり、分子構造を変えて現像液に対して可溶化するものである。従ってこの種のレジストを用いた場合、空気中に含まれている微量なアンモニアや壁の塗料などから発生するアミンなどのアルカリ成分がレジスト表面部の酸と接触すると酸による触媒反応が抑制され、パタ−ンの形状が劣化するためアルカリ成分を除去する必要がある。
【００３３】
前記処理ユニットＵ２は処理ユニットＵ１と同様に構成され、現像ユニットＤ２と塗布ユニットＣ２と３個の冷却部３Ｄ，３Ｅ，３Ｆとが上からこの順で配列され、これらの基板搬送手段ＭＡから見て後方側には、これらの間でウエハＷの搬送を行うための、専用の搬送領域Ｅ２を有する搬送アームＡ２が設けられている。
前記棚ユニットＲ（Ｒ１，Ｒ２）は、図３に棚ユニットＲ１を代表して示すように、ウエハＷを加熱するための加熱部７１、ウエハ表面を疎水化するための疎水化部７２、棚ユニットＲ１においてはカセットステーションＳ１の受け渡しアーム２３と基板搬送手段ＭＡとの間でウエハＷの受け渡しを行うための、また棚ユニットＲ２においてはインターフェイスステーションＳ３の後述する受け渡しアーム９と基板搬送手段ＭＡとの間でウエハＷの受け渡しを行うための受け渡し台を備えた受け渡し部７３と、棚ユニットＲ１においてはウエハＷの位置合わせを行うためのアライメント部７４とが縦に配列されている。
前記基板搬送手段ＭＡは、例えば図８に示すように、ウエハＷを保持し、他ユニットに受渡しをする為の３本のア−ム８１と、このア−ム８１を進退自在に支持する基台８２と、この基台８２を昇降自在に支持する一対の案内レ−ル８３，８４と、を備えており、これら案内レ−ル８３，８４を回転駆動部８５により回転させることにより、進退自在、昇降自在、鉛直軸回りに回転自在に構成されている。
【００３４】
こうして処理ステ−ションＳ２では、基板搬送手段ＭＡによって各塗布ユニットＣと各現像ユニットＤと各冷却部３と、各棚ユニットＲに対してウエハＷの受け渡しが行なわれ、搬送アームＡ１によって専用の搬送領域Ｅ１を介して塗布ユニットＣ１と現像ユニットＤ１と冷却部３Ａ，３Ｂ，３Ｃとに対してウエハＷの受け渡しが行われ、搬送アームＡ２によって専用の搬送領域Ｅ２を介して塗布ユニットＣ２と現像ユニットＤ２と、冷却部３Ｄ，３Ｅ，３Ｆとに対してウエハＷの受け渡しが行われる。
【００３５】
処理ステ−ションＳ２の隣にはインタ−フェイスステ−ションＳ３が接続され、このインタ−フェイスステ−ションＳ３の奥側には、レジスト膜が形成されたウエハＷに対して露光を行うための露光装置Ｓ４が接続されている。インタ−フェイスステ−ションＳ３は、処理ステ−ションＳ２と露光装置Ｓ４との間でウエハＷの受け渡しを行うための受け渡しア−ム９を備えている。
【００３６】
次に上述の実施の形態の作用について説明する。先ず自動搬送ロボット（あるいは作業者）により例えば２５枚のウエハＷを収納したカセット２２がカセットステ−ジ２１に搬入され、受け渡しア−ム２３によりカセット２２内からウエハＷが取り出されて処理ステ−ションＳ２の棚ユニットＲ１内の受け渡し部７３に置かれる。
【００３７】
このウエハＷは基板搬送手段ＭＡにより棚ユニットＲの疎水化部７２に搬送され、ここでウエハ表面が疎水化された後、基板搬送手段ＭＡにより処理ユニットＵの冷却部３に搬送され、所定の温度例えば２３℃まで冷却される。続いてウエハＷは塗布ユニットＣにて処理液であるレジスト液が塗布されるが、これらの工程について、図９，図１０に示す処理ユニットＵ１の塗布ユニットＣ１と冷却部３Ａとを例にして説明する。
【００３８】
先ず図９(a)に示すように冷却部３Ａの第１の受け渡し口６２の蓋部６４を開き、疎水化部のウエハＷを基板搬送手段ＭＡにより冷却プレート３１上に受け渡した後、図９(b)に示すように第１の受け渡し口６２の蓋部６４を閉じて冷却部３Ａ内を閉じた空間とし、ウエハＷを所定温度例えば２３℃まで冷却して温度調整を行う。次いで図９(c)に示すように第２の受け渡し口６３の蓋部６５を開いて搬送アームＡ１にウエハＷを受け渡した後、第２の受け渡し口６３の蓋部６５を閉じて、図９(d)に示すように搬送アームＡ１によりウエハＷを専用の搬送領域Ｅ１内を通って塗布ユニットＣ１の第２の受け渡し口６３に対応する位置まで搬送する。
【００３９】
続いて図１０(a)に示すように塗布ユニットＣの第２の受け渡し口６３の蓋部６５を開いて、搬送アームＡ１によりウエハＷをスピンチャック４２上に受け渡した後、図１０(b)に示すように第２の受け渡し口６３の蓋部６５を閉じて、塗布ユニットＣ１内を閉じた空間としてウエハ表面にレジスト液を塗布する。次に図１０(c)に示すように塗布ユニットＣ１の第１の受け渡し口６２の蓋部６４を開いて基板搬送手段ＭＡにウエハＷを受け渡し、基板搬送手段ＭＡにより棚ユニットＲの加熱部７１に搬送する。
【００４０】
加熱部７１にて所定温度まで加熱されたウエハＷは、基板搬送手段ＭＡにより処理ユニットＵの冷却部３に搬送されて所定温度まで冷却されて温度調整が行われ、続いてインタ−フェイスステ−ションＳ３の受け渡しア−ム９→露光装置Ｓ４の経路で搬送されて、露光が行われる。
【００４１】
露光後のウエハＷは逆の経路、つまり露光装置Ｓ４→受け渡しア−ム９→棚ユニットＲの加熱部７１→基板搬送手段ＭＡ→処理ユニットＵの冷却部３→搬送アームＡ→現像ユニットＤの経路で搬送される。こうしてウエハＷは、加熱部→冷却部３により所定温度まで加熱された後、所定温度例えば２３℃まで冷却されて温度調整が行われ、次いでウエハＷは現像ユニットＤにて現像処理される。ここで冷却部３→現像ユニットＤの工程も上述の冷却部３→塗布ユニットＣの工程と同様に、各部を閉じた空間として行われる。
【００４２】
その後ウエハＷは基板搬送手段ＭＡ→棚ユニットＲの加熱部７１→基板搬送手段ＭＡ→処理ユニットＵの冷却部３→基板搬送手段ＭＡ→棚ユニットＲの受け渡し部７３→受け渡しア−ム２３の経路で搬送され、一旦所定温度まで加熱された後、所定温度まで冷却されたウエハＷは、受け渡し部７３を介して例えば元のカセット２２内に戻される。
【００４３】
ここで処理ステ−ションＳ２では、ウエハＷは順次棚ユニットＲの受け渡し部７３に送られ、続いて空いている疎水化部７２→処理ユニットＵの空いている冷却部３→空いている塗布ユニットＣ→棚ユニットＲの空いている加熱部７１→処理ユニットＵの開いている冷却部３→インタ−フェイスステ−ションＳ３の経路で搬送され、また露光後のウエハＷはインタ−フェイスステ−ションＳ３の受け渡しア−ム９→棚ユニットＲの開いている加熱部７１→処理ユニットＵの開いている冷却部３→空いている現像ユニットＤ→棚ユニットＲの空いている加熱部７１→処理ユニットＵの開いている冷却部３→受け渡し部７３の経路で搬送されればよい。
【００４４】
上述実施の形態では、塗布ユニットＣ等の処理部と冷却部３とを多段に重ね、両者を隣接して設けているので、これらの間でウエハＷの搬送を行う専用の搬送アームＡを設けることができ、またこれらに隣接した専用の搬送領域Ｅを形成することができる。
【００４５】
こうして処理部と冷却部３との間でのウエハＷの搬送を専用の搬送アームＡにより行なうようにすると、処理ステーションＳ２内におけるウエハＷの搬送を全て基板搬送手段ＭＡが行っていた従来の場合に比べて、基板搬送手段ＭＡの負担が軽減される。このためウエハＷの待ち時間を作ることなく各部にアクセスでき、スル−プットの向上を図ることができる。
【００４６】
また専用の搬送領域Ｅを備えているので、当該搬送領域Ｅを区画することができ、これにより当該領域Ｅは例えば棚ユニットＲの加熱部７１等の熱源からの影響を受けにくくなる。このため冷却部３→塗布ユニットＣや冷却部３→現像ユニットＤのウエハＷの搬送の際、冷却部３において温度調整されたウエハＷを高い温度精度を維持した状態で塗布ユニットＣや現像ユニットＤに搬送することができる。これにより所定の温度でレジストの塗布や現像を行うことができるので、温度変化が原因となる膜厚や現像線幅の変化が抑えられ、処理ムラの発生をおさえて均一な処理を行うことができる。
【００４７】
また搬送アームＡの搬送領域Ｅが区画されていることから、この領域Ｅの温度や湿度を高精度に調整できる。このため上述の例のように搬送領域Ｅの温度を２３℃に設定しておけば、冷却部３において２３℃に温度調整されたウエハＷは、２３℃の搬送領域を通過して塗布ユニットＣに搬送されるので、当該搬送中に搬送領域Ｅの雰囲気の影響を受け、ウエハＷの温度が変化することがない。従ってウエハＷをより高い温度精度を維持した状態で塗布ユニットＣや現像ユニットＤに搬送することができ、より均一な塗布処理を行うことができる。
【００４８】
ここで本実施の形態のように、複数の処理部と複数の冷却部３とを多段に重ね、これらの間のウエハＷの搬送を１個の搬送アームＡで行うようにすると、共通の搬送領域Ｅを介してウエハＷの搬送が行われるので、搬送領域Ｅの専有面積が少なくて済むという利点がある。
【００４９】
さらにまた本発明では、塗布ユニットＣ等の塗布処理部と、冷却部３と、ウエハＷの搬送領域Ｅとが区画され、夫々閉じられた空間を有することから、これらの領域の温度や湿度を別個に高精度に調整できる。このため冷却部３や処理部が相互に温度影響を受けにくく、各部での温度調整が容易となり、雰囲気調整に要する時間を短縮できて、スループットを高めることができる。
【００５０】
また本発明では、既述のように塗布ユニットＣ等の塗布処理部と、冷却部３と、ウエハＷの搬送領域とが夫々閉じられた空間を有するので、これらの領域の雰囲気を別個に調整できる。つまり温度や湿度の設定や、パーティクル量の設定、圧力の設定等を各部の間で変えることができるので、各部の雰囲気が異なる処理にも適用できる。
【００５１】
以上において上述の例では、処理ユニットＵ１，Ｕ２毎に専用の搬送アームＡ１，Ａ２を用意したが、１つの搬送アームＡにより全ての塗布処理部と冷却部３との間の搬送を行うようにしてもよい。また塗布処理部と冷却部３とのレイアウトや数は上述の例に限らず、例えば図１１に示すように、塗布ユニットＣと現像ユニットＤとが冷却部３を挟んで上下にある構成としてもよいし、冷却部３は１個であってもよい。
【００５２】
また図１２に示すように塗布処理部と冷却部３とを縦に積層し、これらの横に隣接するように搬送アームＡの搬送領域Ｅを形成してもよく、この場合基板搬送手段ＭＡがアクセスする側と直交する側から塗布処理部等に対して搬送アームＡがアクセスすることになる。さらに塗布処理部と冷却部３とを横に隣接して設け、これらの基板搬送手段ＭＡのアクセスする側と反対側に隣接して搬送アームＡの搬送領域Ｅを形成するようにしてもよい。
【００５３】
さらにインターフェイスステーションＳ３へ搬送する前の冷却を行う冷却部３や現像処理後、カセットステーションＳ１に戻す前の冷却を行う冷却部３は棚ユニットＲに設け、塗布ユニットＣや現像ユニットＤに搬送する前の冷却を行う冷却部３のみを塗布処理部に隣接して設けるようにしてもよい。
【００５４】
さらにまた本発明では、塗布処理部と冷却部３との間でウエハＷの搬送を行うための専用の搬送領域Ｅが閉じた空間であれば、冷却部３で温度調整されたウエハＷの温度を維持した状態で塗布処理部に搬送できるので、必ずしも冷却部３や塗布処理部は閉じた空間としなくてもよいが、冷却部３が閉じた空間であれば、当該冷却部３におけるウエハＷの温度調整が容易となり、さらに塗布処理部を閉じた空間とすれば、塗布処理部と冷却部３と搬送領域Ｅの雰囲気を別個に調整できるという利点がある。
【００５５】
さらに本発明では、疎水化処理の代わりに、レジストを塗布する前にウエハＷの表面に反射防止膜を形成するようにしてもよい。この場合にはウエハＷは反射防止膜を形成する処理を行う前に所定の温度まで冷却されるので、例えば反射防止膜を形成するユニットを塗布処理部に追加し、冷却部３と反射防止膜形成ユニットとの間のウエハＷの搬送を専用の搬送アームＡを介して行うことが望ましい。なお反射防止膜を形成するのは、化学増幅型のレジストを用いると露光時にレジストの下側で反射が起こるので、これを防止するためである。さらにまた本発明は、基板としてはウエハに限らず、液晶ディスプレイ用のガラス基板であってもよい。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、塗布処理部と冷却部との間の基板の搬送を搬送手段により行うので、基板搬送手段の負担が軽減される。また本発明の他の発明によれば、基板の温度を高精度に維持した状態で塗布処理を行うことができ、処理の均一性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る塗布、現像装置を示す概観斜視図である。
【図２】前記塗布、現像装置を示す概略平面図である。
【図３】前記塗布、現像装置の棚ユニット及び処理ユニットの一例を示す側面図である。
【図４】前記塗布、現像装置の塗布ユニットの一例を示す断面図である。
【図５】前記処理ユニットの一部を示す断面図である。
【図６】搬送アームを示す断面図である。
【図７】前記処理ユニットを示す斜視図である。
【図８】基板搬送手段を示す斜視図である。
【図９】前記塗布、現像装置の作用を説明するための工程図である。
【図１０】前記塗布、現像装置の作用を説明するための工程図である。
【図１１】前記処理ユニットの他の例を示す概略平面図である。
【図１２】前記処理ユニットのさらに他の例を示す概略平面図である。
【図１３】前記処理ユニットのさらに他の例を示す概略平面図である。
【図１４】従来の塗布、現像装置を示す概略平面図である。
【図１５】膜厚の温度依存性を示す特性図である。
【図１６】現像線幅の温度依存性を示す特性図である。
【符号の説明】
Ｗ 半導体ウエハ
Ｓ１ カセットステ−ション
Ｓ２ 処理ステ−ション
Ｓ３ インタ−フェイスステ−ション
Ｓ４ 露光装置
２３ 受け渡しア−ム
３ 冷却部
Ｃ 塗布ユニット
Ｄ 現像ユニット
Ｒ 棚ユニット
ＭＡ 基板搬送手段
Ａ 搬送アーム
Ｅ 搬送領域
Claims (7)
- 複数の基板を収納した基板カセットを載置する載置部と、この載置部に載置された基板カセットに対して基板の受け渡しを行う受け渡し手段と、を含むカセットステ−ションと、このカセットステ−ションに接続され、前記受け渡し手段により搬送された基板を処理する処理ステ−ションと、を有し、 前記処理ステ−ションは、
基板に対して処理液を塗布する塗布処理部と、
基板を冷却するための冷却部と、
前記塗布処理部で塗布された前記基板を加熱するための加熱処理部と、
前記塗布処理部と前記加熱処理部との間で基板を搬送すると共に、前記加熱処理部と冷却部との間で基板を搬送するための基板搬送手段と、
前記塗布処理部と前記冷却部との間で基板を搬送するための搬送手段と、を備え、
前記塗布処理部と前記冷却部とを縦に多段に積層して設けると共に、前記加熱処理部をこれら塗布処理部と冷却部とは別個に設け、前記塗布処理部と冷却部とに隣接して前記搬送手段専用の搬送領域を形成することを特徴とする基板処理装置。 - 前記搬送手段専用の搬送領域は周囲から区画されていて、閉じられた空間であることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
- 前記搬送手段専用の搬送領域は温度及び湿度の調整が行われていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
- 処理ステ−ションのカセットステ−ションの反対側に接続され、処理ステ−ションと露光装置との間で基板の受け渡しを行うためのインタ−フェイスステ−ションと、を備え、前記塗布処理部は基板に対してレジスト液の塗布処理を行うものであることを特徴とする１ないし３のいずれか一に記載の基板処理装置。
- 処理ステ−ションのカセットステ−ションの反対側に接続され、処理ステ−ションと露光装置との間で基板の受け渡しを行うためのインタ−フェイスステ−ションと、を備え、前記塗布処理部は前記露光装置にて露光された基板に対して現像処理を行うものであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一に記載の基板処理装置。
- 前記塗布処理部と前記冷却部とは、夫々に基板を処理するための空間に向けて清浄化された空気を吹出すファンフィルタ部を備えていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
- 前記ファンフィルタ部は、前記空気の温度と湿度とを調整するための機構を備えていることを特徴とする請求項６記載の基板処理装置。
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