JP3869506B2

JP3869506B2 - 基板処理装置

Info

Publication number: JP3869506B2
Application number: JP32771096A
Authority: JP
Inventors: 豊秀林; 正美大谷
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-11-22
Filing date: 1996-11-22
Publication date: 2007-01-17
Anticipated expiration: 2016-11-22
Also published as: JPH10154644A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハなどの基板に対して表面処理を施すのに使用される半導体製造装置などの基板処理装置を含み、その基板処理装置へ空気および湿度が管理された空気を供給する温湿度管理装置を備えた基板処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板の表面処理装置、例えば半導体ウエハの表面にフォトレジストを塗布しそれを乾燥させて、ウエハ表面にフォトレジスト膜を被着形成したり、露光後のフォトレジスト膜を現像処理したりする半導体製造装置では、塗布処理部や加熱処理部、現像処理部、ウエハ搬送部などの雰囲気を清浄に保つために、ダストフィルタを通して空気中の微小なダストを吸着除去し、また必要により、化学吸着フィルタを通して空気中のアンモニアなどの微量ガスを化学吸着反応で除去し、そのように清浄化処理された空気を各ウエハ処理部やウエハ搬送部へ供給するようにしている。また、温度管理が必要なウエハ処理部については、熱交換器を通して温度調節した空気を供給するようにし、さらに、塗布処理部のように、処理雰囲気の温度や湿度によってフォトレジストの性状が変化し塗布膜厚などの塗布品質に影響が出るような場合には、温湿度管理装置により温度および湿度も管理された空気を塗布処理部へ供給するようにしている。
【０００３】
図４および図５はそれぞれ、基板処理装置と温湿度管理装置とを含む従来の基板処理システムの構成例を示す概略図である。図４に示した基板処理システムは、基板の表面にフォトレジストを塗布するスピンコータを有する塗布処理部２を備えた基板処理装置１と、空気の温度および湿度を調節し制御する温湿度制御部ならびにファン（いずれも図示せず）を内蔵し、温度および湿度が管理された空気を基板処理装置１の塗布処理部２へ供給する温湿度管理装置３とから構成されている。基板処理装置１と温湿度管理装置３とは別置きにされており、温湿度管理装置３の空気流出口と基板処理装置１の塗布処理部２の空気流入口とがダクト４によって流路接続されている。基板処理装置１の塗布処理部２の上部には、空気中の微量のアンモニアガスを化学吸着反応によって除去する化学吸着フィルタおよび空気中の微小なダストを除去するダストフィルタ、例えばウルパフィルタ（ＵＬＰＡ、Ｕｌｔｒａｌｏｗｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎａｉｒ−ｆｉｌｔｅｒ）（いずれも図示せず）が配設されたフィルタユニット５が設けられている。温湿度管理装置３の温湿度制御部は、冷凍機、ヒータおよび加湿ユニットを備えており、図示していないが、基板処理装置１の塗布処理部２に付設された温湿度センサからの検知信号に基づいて制御器により空気の温度および湿度を所望通りに調節し制御する。そして、基板処理装置１の塗布処理部２には、温度および湿度が管理されアンモニアガスと共に微小なダストが除去された清浄な空気が供給されるようになっている。
【０００４】
また、図５に示した基板処理システムは、図４に示した処理システムにおけるものと同様の基板処理装置１と、空気の温度および湿度を調節し制御する温湿度制御部ならびにファン（いずれも図示せず）を内蔵し、温度および湿度が管理された空気を下面全体に形設された吹出し口から下向きに吹き出す温湿度管理ブース６とから構成されている。温湿度管理ブース６は、支柱７により床面上に独立して支持されており、基板処理装置１の上面全体を完全に覆うように横設されている。この基板処理システムでは、温湿度管理ブース６の下面全体の吹出し口から下向きに吹き出された空気が、基板処理装置１の天井面に形設されたそれぞれの開口部を通して塗布処理部２等へ取り入れられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示したように基板処理装置１と温湿度管理装置３とを別置きにして両者間をダクト４により流路接続する処理システムでは、ダクト４が長くなると、温湿度管理装置３から基板処理装置１へ空気を送る際の圧力損失が大きくなる。このため、基板処理装置１の塗布処理部２へ十分な量の空気を送り込めないことがあり、一方、ファンの容量を大きくすると、コスト高や消費電力の増大を招くことになる。また、温湿度管理装置３が基板処理装置１と別置きにされているため、処理システム全体としてのフットプリントが大きくなる。さらに、基板処理装置１や温湿度管理装置３の周辺の状況によってはダクト４の取り回しが困難な場合もある。
【０００６】
また、図５に示したように基板処理装置１の天井面全体に覆い被さるように温湿度管理ブース６を設置し、温湿度管理ブース６の下面全体からのダウンフローにより基板処理装置１の塗布処理部２等へ温度および湿度が管理された空気を供給する処理システムでは、温湿度管理ブース６を設置するために基板処理装置１の設置スペースよりも一回り大きなスペースを必要とし、フットプリントが大きくなる、といった問題点がある。
【０００７】
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、基板の表面にフォトレジストを塗布する塗布処理部を有する基板処理装置と、温度および湿度が管理された空気を基板処理装置の塗布処理部へ供給する空気調整ユニットとを含む基板処理システムにおいて、塗布処理部への空気供給時の圧力損失を低減させて、容量の小さいファンでも十分な量の空気を塗布処理部へ送給することができ、また、処理システム全体としてのフットプリントを小さくすることができるとともに、取り回しが困難であったダクトを無くしあるいは短くすることができる基板処理システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、基板の表面にフォトレジストを塗布する塗布処理部を有する基板処理装置と、この基板処理装置の前記塗布処理部へ供給される空気の温度および湿度を検出する温湿度センサと、雰囲気空気を取り入れて前記基板処理装置の前記塗布処理部へ送給するファン、化学吸着フィルタ、前記温湿度センサの検知信号に基づいて空気の温度および湿度を調節し制御する温湿度制御部、および、空気中のダストを除去するダストフィルタを有し、温度および湿度が管理された空気を前記基板処理装置の前記塗布処理部へ供給する空気調整ユニットとを備えた基板処理システムにおいて、前記空気調整ユニットの前記ファン、前記化学吸着フィルタ、前記温湿度制御部および前記ダストフィルタを上下方向に積み重ねるとともに、前記基板処理装置の前記塗布処理部上に支柱を立設し、その支柱により前記空気調整ユニットを前記塗布処理部の直上位置に支持して、前記空気調整ユニットの前記温湿度制御部の上方側に前記化学吸着フィルタを配設したことを特徴とする。
【０００９】
【００１０】
【００１１】
請求項１に係る発明の基板処理システムにおいては、化学吸着フィルタにより特定の化学物質が除去された空気が温湿度制御部内に取り入れられ、温湿度センサの検知信号に基づいて温湿度制御部により空気の温度および湿度が調節制御されて、特定の化学物質が除去され温度および湿度が管理された空気が下向きに流れて空気調整ユニットから基板処理装置の塗布処理部へ送給される。そして、この基板処理システムでは、空気調整ユニットが基板処理装置の塗布処理部の直上位置に支持されて、空気調整ユニットの温湿度制御部の上方側に化学吸着フィルタが配設されているので、空気送給用のダクトが不要になり、あるいは短いダクトで足りることとなり、塗布処理部への空気送給時の圧力損失が著しく低減する。また、空気調整ユニットが、基板処理装置の塗布処理部上に立設された支柱により塗布処理部の直上位置に支持され、化学吸着フィルタが温湿度制御部の上方側に配設されていることにより、処理システムのフットプリントが小さくなる。
また、温湿度制御部の上方側に化学吸着フィルタが配設されていて、温湿度制御部と温湿度センサとの間に化学吸着フィルタが設けられていないので、空気の温度および湿度の制御が容易でかつその精度が高くなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態について図１ないし図３を参照しながら説明する。
【００１３】
最初に、図２および図３は、この発明の実施形態の１例を示し、図２は、基板処理システムの概略構成を示す図であって、側面側から見た模式的断面図であり、図３は、基板処理システムの概略構成を示す正面図である。この基板処理システムは、基板処理装置１０と空気調整部１２とから構成され、基板処理装置１０の上部に空気調整部１２が載設されている。基板処理装置１０は、この例では、スピンコータ１６を有する塗布処理部１４、ホットプレートとクーリングプレートを有するベーク部１８、スピンデベロッパを有する現像処理部２０、搬送ユニット２４が設けられた基板搬送部２２、および、インデクサ部２６を備えている。塗布処理部１４では、例えば化学増幅型レジストの塗布処理が行われる。なお、図示していないが、この基板処理装置１０には、インターフェイス部を介して露光機が隣接している。
【００１４】
基板処理装置１０の各基板処理部は、互いに雰囲気的に隔絶されており、それぞれの基板処理部１４、１８、２０や基板搬送部２２、インデクサ部２６の上方には、それぞれ個別に空気調整ユニット２８〜３６が配設されており、それら複数の空気調整ユニット２８〜３６により空気調整部１２が構成されている。各空気調整ユニット２８〜３６は、各基板処理部１４、１８、２０や基板搬送部２２、インデクサ部２６上に立設された支柱３８により、各基板処理部１４、１８、２０や基板搬送部２２、インデクサ部２６の直上位置にそれぞれ支持されている。塗布処理部１４の上方に配設される空気調整ユニット２８の構成については、図１に基づいて具体的に後述するが、それ以外の空気調整ユニット３０〜３６は、基板処理部や基板搬送部などにおいてそれぞれ必要とする性状の空気を供給することができるように、例えば、ファンとウルパフィルタとを上下方向に配置した構成、ファンと１枚もしくは２枚の化学吸着フィルタとウルパフィルタとを上下方向に順次並列させた構成、ファンと１枚もしくは２枚の化学吸着フィルタと熱交換部とウルパフィルタとを上下方向に順次並列させた構成などとする。
【００１５】
塗布処理部１４の上方に配設される空気調整ユニット２８は、図１に模式的断面図を示すように、第１ファン４０、一次化学吸着フィルタ４２、二次化学吸着フィルタ４４、温湿度制御部４６、第２ファン４８およびダストフィルタ、例えばウルパフィルタ５０から構成されている。第１ファン４０および第２ファン４８はそれぞれ、上面および下面が開口した矩形枠内に回転翼が収納された構造であり、また、一次・二次化学吸着フィルタ４２、４４はそれぞれ、上面および下面が開口した矩形枠内にフィルタ素材を収納した構造である。そして、第１ファン４０、一次化学吸着フィルタ４２および二次化学吸着フィルタ４４は、上下方向に積み重ねられ、上下方向において互いに対向する面がそれぞれ気密に接合されている。なお、この実施形態においては、第１ファン４０を一番上方に配置し、一次化学吸着フィルタ４２および二次化学吸着フィルタ４４は第１ファン４０の下方において上下方向に積み重ねられて構成されているが、一次化学吸着フィルタ４２を一番上方に配置し、その下方において第１ファン４０が、一次化学吸着フィルタ４２および二次化学吸着フィルタ４４の間に位置するように構成してもよい。二次化学吸着フィルタ４４の下面開口は、連絡枠体５２を介して温湿度制御部４６の空気取入れ口に連通している。連絡枠体５２には、サンプリング管５４が挿入されており、そのサンプリング管５４を通して適宜空気をサンプリングし、その空気中のアンモニア濃度をモニタリングすることにより、化学吸着フィルタ４２、４４の寿命が来ていないかどうかを検知する。また、第２ファン４８は、矩形枠の上面開口が温湿度制御部４６の空気流出口と気密に連通しており、矩形枠の下面開口がウルパフィルタ５０に対向している。
【００１６】
温湿度制御部４６は、冷凍機５６、ヒータ５８および加湿ユニット６０を内蔵しており、塗布処理部１４内に付設された温湿度センサ６２の検知信号に基づいて制御器（図示せず）により空気の温度および湿度を所望通りに調節して制御する。この場合、温湿度制御部４６と温湿度センサ６２とがそれほど距離を隔てることなく配置されており、また、温湿度制御部４６と温湿度センサ６２との間に化学吸着フィルタなどが設けられていないので、空気の温度および湿度の制御が容易でかつその精度が高くなる。なお、冷凍機５６およびヒータ５８の部分にペルチェ素子を使用すると、温湿度制御部４６の一層の小型化が可能であり、基板処理装置１０の塗布処理部１４の直上に空気調整ユニット２８を配設するのに、より有利となる。また、ペルチェ素子を使用すると、冷凍機用の冷媒としてフロンガスを使用しなくてよくなるので、地球環境保護の観点からも好ましい。
【００１７】
上記した構成を有する空気調整ユニット２８では、第１ファン４０により雰囲気空気が取り入れられ、その空気が一次化学吸着フィルタ４２および二次化学吸着フィルタ４４をそれぞれ通過する間に、空気中のアンモニアガスが化学吸着反応によって除去される。アンモニアガスが除去された空気は、温湿度制御部４６内へ取り入れられ、温湿度制御部４６により所望通りの温度および湿度に調節制御される。そして、アンモニアガスが除去され温度および湿度が管理された空気は、第２ファン４８により下向きに送り出され、ウルパフィルタ５０を通過する間に微小なダストが吸着除去された後、塗布処理部１４へ送給される。この場合、第２ファン４８だけでなく空気押し込みのための第１ファン４０を設けていることにより、空気流路の全体にわたって外部の気圧に対し陽圧に保つことができる。これにより、空気流路の途中に外気とリークする個所があったとしても、流路内への外気の混入が防止され、化学吸着フィルタ４２、４４によってアンモニアガスが除去された後の空気のアンモニアガス濃度が上昇することが避けられる。
【００１８】
なお、上記した実施形態では、温湿度制御部４６の上方側に化学吸着フィルタ４２、４４を設けるようにしたが、化学吸着フィルタの代わりに活性炭フィルタなどを使用するようにしてもよいし、また、２つの化学吸着フィルタ４２、４４のうちの一方をアンモニアガスの除去用とし、もう一方を酸の除去用とすることもできる。
【００１９】
また、上記した実施形態では、基板処理装置１０の塗布処理部１４の直上に空気調整ユニット２８を配設したが、それに限られるものではなく、基板処理装置１０を構成する、例えばインデクサ２６、基板搬送部２２、現像処理部２０、ベーク部１８のいずれかの直上の位置に空気調整ユニット２８を配設し、短いダクトを介して温度および湿度の管理された空気を塗布処理部１４へ供給するように構成することもできる。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１に係る発明の基板処理システムは、空気調整ユニットから特定の化学物質が除去され温度および湿度が管理された空気を基板処理装置の塗布処理部へ送給する際の圧力損失が著しく低減するため、容量の小さいファンでも十分な量の空気を塗布処理部へ送給することができ、ファンの容量が大きくなることによるコスト高や消費電力の増大を抑えることができる。また、処理システム全体としてのフットプリントが小さくなるとともに、取り回しが困難であるダクトが不要にあるいは短くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態の１例を示し、基板処理システムにおける基板処理装置の塗布処理部の上方に配設される空気調整ユニットの概略構成を示す模式的断面図である。
【図２】同じく、基板処理システムの概略構成を示す図であって、側面側から見た模式的断面図である。
【図３】同じく、基板処理システムの概略構成を示す正面図である。
【図４】従来の基板処理システムの構成の１例を示す概略図である。
【図５】従来の基板処理システムの構成の別の例を示す概略図である。
【符号の説明】
１０基板処理装置
１２空気調整部
１４塗布処理部
２８〜３６空気調整ユニット
３８支柱
４０、４８ファン
４２、４４化学吸着フィルタ
４６温湿度制御部
５０ウルパフィルタ

Claims

基板の表面にフォトレジストを塗布する塗布処理部を有する基板処理装置と、
この基板処理装置の前記塗布処理部へ供給される空気の温度および湿度を検出する温湿度センサと、
雰囲気空気を取り入れて前記基板処理装置の前記塗布処理部へ送給するファン、化学吸着フィルタ、前記温湿度センサの検知信号に基づいて空気の温度および湿度を調節し制御する温湿度制御部、および、空気中のダストを除去するダストフィルタを有し、温度および湿度が管理された空気を前記基板処理装置の前記塗布処理部へ供給する空気調整ユニットとを備えた基板処理システムにおいて、
前記空気調整ユニットの前記ファン、前記化学吸着フィルタ、前記温湿度制御部および前記ダストフィルタを上下方向に積み重ねるとともに、前記基板処理装置の前記塗布処理部上に支柱を立設し、その支柱により前記空気調整ユニットを前記塗布処理部の直上位置に支持して、前記空気調整ユニットの前記温湿度制御部の上方側に前記化学吸着フィルタを配設したことを特徴とする基板処理システム。