JP4000052B2

JP4000052B2 - Substrate processing equipment

Info

Publication number: JP4000052B2
Application number: JP2002353315A
Authority: JP
Inventors: 英司深津; 一国雄溝端; 博之上野; 靖夫奥山; 隆蒲; 由彦坂下; 克充渡邉; 淳宗政
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Kobe Steel Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Kobe Steel Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-12-05
Filing date: 2002-12-05
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2022-12-05
Also published as: JP2004186526A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、光ディスク用基板などの各種基板（以下、単に「基板」という）に対して現像処理を行った後、高圧流体あるいは高圧流体と薬剤との混合物を処理流体とし、この処理流体を該基板に供給して所定の表面処理を施す基板処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの微細化が近年急速に進められているが、この微細化に伴って基板処理において新たな問題が生じることとなった。例えば、基板上に塗布されたレジストをパターニングして微細パターンを形成する場合、現像処理および乾燥処理をこの順序で行う。ここで、基板に塗布されたレジストを現像する現像処理では、例えばアルカリ現像処理およびリンス処理が実行される。すなわち、アルカリ現像処理では、不要なレジストを除去するためにアルカリ性水溶液が使用され、リンス処理ではそのアルカリ性水溶液を除去するために（現像を停止するために）純水などのリンス液が使用される。一方、乾燥処理では基板を回転させることにより基板上に残っているリンス液に遠心力を作用させて基板からリンス液を除去し、乾燥させる（スピン乾燥）。このうち乾燥において、乾燥の進展とともにリンス液と気体との界面が基板上に現れ、半導体デバイスの微細パターンの間隙にこの界面が現れると、微細パターン同士がリンス液の表面張力により互いに引き寄せられて倒壊する問題があった。
【０００３】
加えて、この微細パターンの倒壊には、リンス液を振り切る際の流体抵抗や、リンス液が微細パターンから排出される時に生じる印圧や、３０００ｒｐｍ超の高速回転による空気抵抗や遠心力も関与していると考えられている。
【０００４】
この問題の解決のために、基板を圧力容器内で保持し、低粘性、高拡散性でかつ表面張力がない性質を持つ超臨界流体（以下、「ＳＣＦ」という）を該圧力容器に導入して基板を超臨界乾燥する超臨界乾燥処理が従来より提案されている（特許文献１参照）。この超臨界乾燥装置は、現像処理（アルカリ現像処理およびリンス処理）が施された基板を反応室内で保持可能となっており、基板を保持した状態でポンプユニットを作動させて一定量の液化二酸化炭素をボンベから反応室に圧送するとともに、反応室内の二酸化炭素の圧力を圧力制御バブルで自動制御することにより、反応室内の二酸化炭素の圧力を７．３８〜８ＭＰａにし、反応室内の二酸化炭素を超臨界流体としている。その後、超臨界二酸化炭素を反応室から放出することにより反応室内を減圧して、基板を乾燥している。
【０００５】
この超臨界乾燥装置は乾燥処理のみを行う装置であり、現像処理（アルカリ現像処理およびリンス処理）は該乾燥装置とは異なる別の現像装置で実行される。したがって、従来では現像処理から乾燥処理までの一連の基板処理を基板に対して施すためには、現像装置においてアルカリ現像処理およびリンス処理を行った後、リンス液で濡らした状態の基板を超臨界乾燥装置まで搬送する必要がある。というのも、現像装置から超臨界乾燥装置に搬送している間に該基板が自然乾燥してしまうと、微細パターン同士がリンス液の表面張力により互いに引き寄せられて倒壊してしまい、超臨界乾燥を行う意味がなくなってしまうからである。
【０００６】
そこで、同一装置内に、現像装置として機能する現像処理ユニットおよび超臨界乾燥装置として機能する高圧処理ユニットを設けるとともに、さらに搬送ユニットとして搬送ロボットを設け、この搬送ロボットにより現像処理ユニットで現像処理された基板を高圧処理ユニットにウェット搬送することが考えられる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−２２３４６７号公報（第３頁、図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように現像処理ユニット、高圧処理ユニットおよび搬送ロボットを設けた基板処理装置では、アルカリ現像処理のみを考慮した装置となっており、汎用性に欠けるという問題がある。というのも、半導体装置や液晶表示装置などの電子部品を製造する製造プロセスで使用される現像処理は、上記したアルカリ現像処理に限定されるものではなく、複数の現像処理が存在するからである。例えば、レジスト膜の膜材料によってはアルカリ現像液ではなく、現像液として酢酸ブチルなどの有機現像液を用い、この有機現像処理後にリンス液としてイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を用いたリンス処理を実行する場合がある。
【０００９】
ここで、基板処理装置の汎用性を高めるために、例えばアルカリ現像処理に対応すべく上記のようにアルカリ現像用の現像処理ユニット、アルカリ現像後の基板を搬送するアルカリ現像用搬送ロボット、および高圧処理ユニットを設けるのみならず、有機現像処理を実行する有機現像用処理ユニット、有機現像後の基板を搬送する有機現像用搬送ロボットおよび高圧処理ユニットを追加的に設けることも考えられる。しかしながら、このように現像処理内容に応じて専用の搬送ユニット（アルカリ現像用搬送ロボットおよび有機現像用搬送ロボット）を設けた基板処理装置では、基板処理装置の大型化や高コスト化などを招いてしまう。
【００１０】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、小型で、しかも安価でありながら、汎用性に優れた基板処理装置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】
この発明は、上記目的を達成するため、基板に対してアルカリ現像液を用いてアルカリ現像を行った後にアルカリ用リンス液によるリンス処理を実行した後、現像処理の最終処理としてリンス処理後に基板に付着する液体成分を置換液で置換するアルカリ現像処理ユニットと、基板に対して有機現像液を用いて有機現像を行った後にアルカリ用リンス液と異なる成分を有する有機用リンス液によるリンス処理を実行した後、現像処理の最終処理としてリンス処理後に基板に付着する液体成分をアルカリ現像処理ユニットで使用される置換液と同一成分の置換液で置換する有機現像処理ユニットと、現像処理された基板の表面に、高圧流体あるいは高圧流体と薬剤との混合物を処理流体として接触させて該基板の表面に対して表面処理を施す高圧処理ユニットと、アルカリ現像処理ユニット、有機現像処理ユニットおよび高圧処理ユニットに対してアクセス可能となっており、アルカリ現像処理ユニットおよび有機現像処理ユニットから現像処理済の基板を選択的に搬出し、置換液で濡れた状態のまま高圧処理ユニットに搬送する搬送ユニットとを備えている。
【００１２】
このように構成された発明では、それぞれが互いに異なる現像処理を基板に施す複数の現像処理ユニットが１つの装置内に設けられており、基板ごとに複数の現像処理のうち一の現像処理を選択的に施すことができ、汎用性に優れている。すなわち、上記した２種類の現像処理ユニット（アルカリ現像処理ユニットおよび有機現像処理ユニット）が設けられている。このため、搬送ユニットにより現像処理済の基板を搬出する際、いずれの現像処理ユニットで現像処理されたのかを問わず、現像処理済基板は常に同一成分の置換液で濡れている。したがって、搬送ユニットは搬送しようしている基板がいずれの現像処理ユニットで現像処理されたものであるのかを考慮することなく、高圧処理ユニットに対して基板搬送を行うことができ、搬送ユニットを共通化や共用化することができる。このため、現像処理内容に応じて専用の搬送ユニットを設ける場合に比べて、装置構成が簡素化されて装置の小型化や低コスト化を図ることができる。
【００１３】
しかも、アルカリ現像処理ユニットおよび有機現像処理ユニットから選択的に搬出された基板は置換液で濡れた状態のまま高圧処理ユニットにウェット搬送されるので、基板搬送中に基板が自然乾燥してしまうのを防止して基板表面の保護、特に微細パターンの倒壊を効果的に防止することができる。
【００１４】
また、高圧処理ユニットを複数個設けてもよく、この場合、搬送ユニットを複数の高圧処理ユニットに対してアクセス可能に構成し、複数の現像処理ユニットの各々から現像処理済の基板を搬出し、複数の高圧処理ユニットのうちの一に選択的に搬送することで基板処理装置全体のスループットを向上させることができる。
【００１６】
なお、本発明の「現像処理」とは、各現像処理ユニットに基板が搬入されてから搬出されるまでに基板に対して与えられる一連の処理を意味している。したがって、基板に現像液を供給して現像する狭義の現像処理を意味しているのではなく、例えばその狭義の現像処理後にリンス液を用いてリンス処理を実行した上で基板を搬出する場合には、その狭義の現像処理とリンス処理とを含めたものが本発明の「現像処理」に相当する。また、狭義の現像処理およびリンス処理に加えて置換液による置換処理を実行した上で基板を搬出する場合には、その狭義の現像処理、リンス処理および置換処理を含めたものが本発明の「現像処理」に相当する。
【００１７】
また、本発明において、用いられる高圧流体としては、安全性、価格、超臨界状態にするのが容易、といった点で、二酸化炭素が好ましい。二酸化炭素以外には、水、アンモニア、亜酸化窒素、エタノール等も使用可能である。高圧流体を用いるのは、拡散係数が高く、溶解した汚染物質を媒体中に分散することができるためであり、その高圧流体を超臨界流体にした場合には、気体と液体の中間の性質を有するようになり、拡散係数は気体に近く微細なパターン部分にもよく浸透することができる。また、超臨界流体の密度は、液体に近く、気体に比べて遥かに大量の添加剤（薬剤）を含むことができる。
【００１８】
ここで、本発明における高圧流体とは、１ＭＰａ以上の圧力の流体である。好ましく用いることのできる高圧流体は、高密度、高溶解性、低粘度、高拡散性の性質が認められる流体であり、さらに好ましいものは超臨界状態または亜臨界状態の流体である。二酸化炭素を超臨界流体とするには３１゜Ｃ、７．１ＭＰａ以上とすればよく、特に乾燥工程には、５〜３０ＭＰａの亜臨界（高圧流体）または超臨界流体を用いることが好ましく、７．１〜２０ＭＰａでこれらの処理を行うことがより好ましい。なお、後の「発明の実施の形態」では、高圧流体による表面処理として湿式現像処理後の乾燥処理を実施する場合について説明するが、表面処理は乾燥処理のみには限られない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。また図２は、図１の基板処理装置に装備される現像処理ユニットを示す図である。さらに図３は、図１の基板処理装置に装備される高圧処理ユニットを示す図である。この基板処理装置は、図１に示すように、基板処理部ＰＳと、この基板処理部ＰＳに結合されたインデクサ部ＩＤとを備えている。
【００２０】
基板処理部ＰＳでは、それぞれが互いに異なる現像処理を施す複数の現像処理ユニット（この実施形態では２個の現像処理ユニット１０Ａ、１０Ｂ）が設けられるとともに、現像処理された基板に超臨界乾燥処理を施す超臨界乾燥処理ユニット２０が本発明の「高圧処理ユニット」として設けられている。また、これらの処理ユニット１０Ａ、１０Ｂ、２０に取り囲まれるように、基板処理部ＰＳの中央に本発明の「搬送ユニット」として機能する主搬送ロボット３０が配置されている。
【００２１】
この実施形態では、現像処理ユニット１０Ａ、１０Ｂの基本的構成は図２に示すように同一であり、使用する現像液およびリンス液のみが相違している。すなわち、各現像処理ユニット１０Ａ、１０Ｂでは、基板Ｗを保持する基板保持部１０２が設けられている。この基板保持部１０２は、基板Ｗと同程度の平面サイズを有する基板支持板１０４と、この基板支持板１０４の上面に固着された複数の周縁支持ピン１０６とを備えており、周縁支持ピン１０６により基板Ｗの周縁部を支持することで基板Ｗを略水平状態で保持可能となっている。なお、必要に応じて基板Ｗの下面中央部を支持する中央支持ピンを基板支持板１０４の上面から立設してもよい。また、この実施形態では基板Ｗを機械的に保持しているが、基板保持方式はこれに限定されるものではなく、例えば基板Ｗの下面を真空吸着して保持してもよい。
【００２２】
この基板支持板１０４は、モータ１０８の出力回転軸１１０に連結されており、モータ１０８の作動に伴って回転する。これによって、基板保持部１０２に保持されている基板Ｗは所望タイミングで回転駆動される。
【００２３】
また、この装置では、次に説明するようにスリットノズル１４８から基板Ｗに供給された現像液の余剰分、吐出ノズル１４８からリンス処理において使用するリンス液および置換処理において使用する置換液を回収すべく、基板保持部１０２の周囲に処理カップ１１２が設けられている。なお、この処理カップ１１２は昇降可能に構成され、その底部には排液口１１４（１１６）や排気口１１６（１１４）が設けられている。
【００２４】
この基板処理装置では、上記したようにスリットノズル１２４から基板Ｗに現像液を供給するために、現像液供給機構１１８が設けられている。この現像液供給機構１１８は、現像液供給源１２０から供給される現像液をバルブ１２２を介してスリットノズル１２４に圧送し、基板Ｗの表面に現像液を広がらせて現像液層を形成する。すなわち、スリットノズル１２４は基板Ｗの直径と同等の長さを有する現像液供給口を有しており、その現像液供給口から現像液を静止させた基板Ｗ上に滴下させつつ、水平方向移動機構１２６を使用してスリットノズル１２４を基板Ｗと平行に（＋Ｘ）の向きに移動させ、基板Ｗの表面全面に現像液を盛るようにしている。なお、現像液供給口の長さは基板Ｗの直径と同等に限定されず、それ以上の長さを有していてもよい。また、現像液を盛る際には基板Ｗに与える現像液の衝撃を考慮し、スリットノズル１２４が基板Ｗの上方に位置する手前から現像液の滴下を開始し、スリットノズル１２４を（＋Ｘ）の向きに移動させている。
【００２５】
スリットノズル１２４の水平方向移動機構１２６は、モータ１２８、プーリ１３０、１３２およびベルト１３４で構成されている。モータ１２８のモータ軸にはプーリ１３２が連結されており、プーリ１３０、１３２にはベルト１３４が掛けられている。すなわち、モータ１２８の回転にともなってベルト１３４が循環回走するように構成されている。また、ベルト１３４と昇降機構１３６のサーボモータ１３８とは係止部材１４０によって接続されている。したがって、モータ１２８の正または逆回転にともなって、サーボモータ１３８がＸ軸方向に前進または後退し、その結果昇降機構１３６の上部に設けられているスリットノズル１２４が（＋Ｘ）または（−Ｘ）の向きに移動することとなる。
【００２６】
一方、昇降機構１３６は、サーボモータ１３８とカップリング１４２とボールネジ１４４とで構成されている。サーボモータ１３８の回転は、カップリング１４２を介してボールネジ１４４に伝達される。ボールネジ１４４にはスリットノズル１２４が螺合されている。したがって、サーボモータ１３８の正または逆回転によってスリットノズル１２４が鉛直方向に昇降されることになる。なお、カップリング１４２はサーボモータ１３８のモータ軸とボールネジ１４４との軸ずれを吸収してサーボモータ１３８を保護するための部材である。
【００２７】
なお、この現像液供給機構１１８では、現像液を吐出する現像ノズルとしてスリットノズル１２４を用いているが、これに限定されるものではなく、これ以外にストレートノズル、ＳＳノズル、ＳＩノズル、ＭＩノズルなどのノズルを用いることができる。
【００２８】
また、この実施形態では、リンス液または置換液を選択的に基板Ｗに供給するためにリンス・置換液供給機構１４６が設けられている。このリンス・置換液供給機構１４６では、基板保持部１０２の上方位置にノズル１４８が設けられており、リンス液または置換液を選択的に基板Ｗに向けて吐出可能となっている。そして、上記吐出ノズル１４８の基端は、同図に示すように、昇降回転機構１５０に連結されており、昇降回転機構１５０によって回転中心ＡＸ周りで水平揺動および昇降可能となっている。また、吐出ノズル１４８の後端部はバルブ１５２を介してリンス液供給源１５４に接続されるとともに、バルブ１５６を介して置換液供給源１５８に接続されており、バルブ１５２、１５６の開閉制御によって吐出ノズル１４８からリンス液または置換液を選択的に吐出可能となっている。なお、この実施形態では、吐出ノズル１４８はリンス液および置換液を吐出するためのノズルとして機能しているが、リンス液専用の吐出ノズルと、置換液専用の吐出ノズルをそれぞれ設けるとともに、昇降回転機構により各吐出ノズルを適宜昇降・回転させるように構成してもよいことは言うまでもない。
【００２９】
なお、上記したように、現像処理ユニット１０Ａ、１０Ｂでは、置換液についてはいずれの現像ユニットにおいても共通した置換液が置換液供給源１５８から供給されるのに対し、現像液およびリンス液については相互に相違している。すなわち、現像処理ユニット１０Ａでは、現像液供給源１２０から現像液としてアルカリ性水溶液が、またリンス液供給源１５４からリンス液として純水が供給されているのに対し、現像処理ユニット１０Ｂでは、現像液供給源１２０から現像液として酢酸ブチルなどの有機現像液が、またリンス液供給源１５４からリンス液としてＩＰＡが供給されている。なお、置換液については置換液供給源１５８から、不活性及び低蒸気圧で超臨界二酸化炭素との親和性に優れた薬液、例えば親水基を末端に有するパーフルオロカーボンなどのフルオロカーボン系の薬液、アンモニウムカルボキシル基含有パーフルオロポリエーテルの薬液、や疎水基を備え純水との置換性能を向上させるための界面活性剤を添加したものなどの共通置換液が供給されている。したがって、各現像処理ユニット１０Ａ、１０Ｂでは、以下のようにして現像処理が実行される。
【００３０】
現像処理ユニット１０Ａでは、
(a)アルカリ現像処理：現像液としてアルカリ性水溶液を基板に供給して不要なレジストを除去する、
(b)リンス処理：リンス液として純水を基板に供給してアルカリ性水溶液を基板から除去してアルカリ現像を停止する、
(c)置換処理：共通置換液を基板に供給して基板に付着している純水（リンス液）を共通置換液に置換する、
をこの順序で実行し、これら一連の処理(a)〜(c)が本発明の「現像処理」に相当する。
【００３１】
また、現像処理ユニット１０Ｂは、
(a)′有機現像処理：現像液として有機現像液を基板に供給して不要なレジストを除去する、
(b)′リンス処理：リンス液としてＩＰＡを基板に供給して有機現像液を基板から除去して有機現像を停止する、
(c)′置換処理：上記置換処理(c)で使用したと同一の共通置換液を基板に供給して基板に付着しているＩＰＡ（リンス液）を共通置換液に置換する、
をこの順序で実行し、これら一連の処理(a)′〜(c)′が本発明の「現像処理」に相当する。
【００３２】
このように、この実施形態では基板Ｗの種類、より具体的にはレジスト膜の膜材料に応じて主搬送ロボット３０により基板Ｗの搬送先（現像処理ユニット１０Ａ、１０Ｂ）を選択することができ、その搬送選択によってアルカリ現像処理および有機現像処理のうち適切な現像処理を施すことができるように構成されている。また、このように適切な現像処理を受けた基板Ｗは主搬送ロボット３０により超臨界乾燥処理ユニット２０に搬送されて超臨界乾燥処理を受ける。
【００３３】
この超臨界乾燥処理ユニット２０は、図３に示すように、基板Ｗを圧力容器２０２の内部、つまり処理チャンバー２０４で回転自在に保持する。より具体的には、圧力容器２０２では、その内部が処理チャンバー２０４となっているとともに、その側面部に基板Ｗを処理チャンバー２０４に対して搬入出させるための開口部２０６が設けられている。
【００３４】
また、圧力容器２０２の近傍には、開口部２０６を開閉するゲート部２０８が配置されている。このゲート部２０８にはゲート駆動部（図示省略）が連結されており、装置全体を制御する制御部からの動作指令に応じてゲート駆動部が作動することでゲート部２０８が昇降移動される。例えば、ゲート部２０８を下降させると、開口部２０６が閉じられて処理チャンバー２０４内が気密状態となる。一方、ゲート駆動部によりゲート部２０８を上昇させると、同図に示すように開口部２０６が開放状態となり、主搬送ロボット３０のハンドが同図中の１点鎖線で示す搬送経路に沿って移動して処理チャンバー２０４に対してアクセス可能となる。そして、基板Ｗを保持したハンドが処理チャンバー２０４に移動して処理チャンバー２０４内に位置するスピンチャック２１０に載置する（基板Ｗの搬入）。また、逆にハンドがスピンチャック２１０上の基板Ｗを受け取った後、搬送経路に沿って圧力容器２０２から後退することで基板Ｗが圧力容器２０２から搬出される。
【００３５】
このスピンチャック２１０は処理チャンバー２０４内に配置されており、その上面に設けられた吸着口（図示省略）により基板Ｗの下面中央部を吸着保持可能となっている。また、スピンチャック２１０には、モータ２１２によって回転される回転軸２１４が連結されており、制御部からの動作指令を受けたモータ２１２が回転駆動されるのに応じてスピンチャック２１０およびそれによって保持されている基板Ｗが一体的に処理チャンバー２０４内で回転する。なお、スピンチャック２１０の基板Ｗの保持は吸着に限られるものではなく、メカ的に保持する構成でもよい。
【００３６】
また、この圧力容器２０２では、同図に示すように、処理チャンバー２０４に連通する２つの貫通孔２１６，２１８が設けられている。これらの貫通孔のうち天井側に設けられた貫通孔２１６の処理チャンバー２０４側の端部はスピンチャック２１０に保持された基板Ｗの上面中央部を臨むように設けられるとともに、その他端部はバルブ２２０を介してＳＣＦ供給部２２２にそれぞれ接続されている。このため、制御部からの開閉指令に基づきバルブ２２０を開くことでＳＣＦ供給部２２２から超臨界二酸化炭素が処理流体として処理チャンバー２０４に供給されて超臨界乾燥を実行可能となっている。
【００３７】
なお、この実施形態では、処理流体として超臨界二酸化炭素のＳＣＦを使用するが、超臨界二酸化炭素と薬剤との混合物を処理流体として処理チャンバー２０４に導入するようにしてもよく、乾燥処理に適した薬剤として置換液成分をＳＣＦに溶解もしくは均一分散させる助剤となり得る相溶化剤を用いることが好ましく、置換液成分をＳＣＦと相溶化させることができれば特に限定されないが、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類や、いわゆる界面活性剤であるジメチルスルホキシド等のアルキルスルホキシドが好ましいものとして挙げられる。
【００３８】
残りの貫通孔２１８はバルブ２２４を介してＳＣＦ回収部２２６にそれぞれ接続されており、上記のようにして処理チャンバー２０４内に導入されるＳＣＦおよび超臨界乾燥処理に伴って発生する汚染物質などを圧力容器２０２の外に排出回収可能となっている。
【００３９】
次に、主搬送ロボット３０について図１および図４を参照しつつ説明する。この主搬送ロボット３０は、インデクサ部ＩＤとの間で基板Ｗの受け渡しを行うことができるとともに、処理ユニット１０Ａ、１０Ｂ、２０に対してアクセスして基板Ｗの搬入／搬出を行うことができるように構成されている。
【００４０】
インデクサ部ＩＤは、直方体形状の有蓋容器であるポッドＰに収容された状態で基板Ｗが置かれる基板ステーション４０と、基板ステーション４０に置かれたポッドＰに対して基板Ｗを搬入／搬出することができ、かつ、主搬送ロボット３０との間で基板Ｗの受け渡しを行うことができるインデクサロボット５０とを備えている。基板ステーション４０では、複数個（この実施形態では３個）のポッドＰがＹ方向に沿って載置可能となっており、各ポッドＰ内には、複数枚の基板Ｗを互いに積層して収容することができるカセット（図示省略）が収容されている。また、ポッドＰの外側面のうちインデクサロボット５０に対向することになる前面には、着脱自在な蓋が設けられており、図示しない脱着機構によって、当該蓋の自動着脱が行われるようになっている。
【００４１】
そして、インデクサロボット５０は、基板ステーション４０に置かれたポッドＰの配置方向、すなわちＹ方向に沿って、走行可能となっており、任意のポッドＰの前方に移動したり、主搬送ロボット３０との間で基板Ｗを受け渡すための受け渡し部６０の前へと移動する。
【００４２】
図４は、インデクサロボット５０と主搬送ロボット３０との間での基板Ｗの受け渡しの様子を示す拡大平面図である。主搬送ロボット３０は、基板Ｗを保持するための一対のハンド３０２，３０４と、これらの一対のハンド３０２，３０４を、基台部３０６に対して互いに独立に進退させるための進退駆動機構３０８，３１０と、基台部３０６を鉛直軸線（図４の紙面に垂直な軸線）回りに回転駆動するための回転駆動機構（図示省略）と、基台部３０６を鉛直方向に昇降させるための昇降駆動機構（図示省略）とを備えている。進退駆動機構３０８，３１０は、多関節アーム型のものであり、ハンド３０２，３０４の姿勢を保持しつつ、それらを水平方向に進退させる。一方のハンド３０２は、他方のハンド３０４よりも上方において進退するようになっており、ハンド３０２，３０４の両方が基台部３０６の上方に退避させられた初期状態では、これらのハンド３０２，３０４は上下に重なり合う。
【００４３】
一方、インデクサロボット５０は、基板Ｗを保持するための一対のハンド５０２，５０４と、これらの一対のハンド５０２，５０４を基台部５０６に対して互いに独立に進退させるための進退駆動機構５０８，５１０と、基台部５０６を鉛直軸線回りに回転させるための回転駆動機構（図示省略）と、基台部５０６を昇降させるための昇降駆動機構（図示省略）と、インデクサロボット５０全体をＹ方向（図１参照）に沿って水平移動させるための水平駆動機構とを備えている。進退駆動機構５０８，５１０は、多関節アーム型の駆動機構であって、ハンド５０２，５０４を、それらの姿勢を保持した状態で、水平方向に沿って進退させる。一方のハンド５０２は、他方のハンド５０４の上方に位置していて、ハンド５０２，５０４が基台部５０６の上方に退避した初期状態では、ハンド５０２，５０４は上下に重なり合っている。
【００４４】
インデクサロボット５０のハンド５０２，５０４および主搬送ロボット３０のハンド３０２，３０４は、いずれもフォーク形状に形成されている。インデクサロボットのハンド５０２，５０４はほぼ同形状であり、また、主搬送ロボット３０のハンド３０２，３０４はほぼ同形状である。インデクサロボット５０のハンド５０２，５０４と主搬送ロボット３０のハンド３０２，３０４とは、平面視においてほぼ噛み合う形状を有していて、ハンド５０２，３０２間またはハンド５０４，３０４間で、基板Ｗを直接受け渡すことができる。すなわち、受け渡し部６０において、インデクサロボット５０のハンド５０２は、主搬送ロボット３０のハンド３０２から基板Ｗを直接受け取ることができる。同様に、インデクサロボット５０のハンド５０４は、受け渡し部６０において、主搬送ロボット３０のハンド３０４に、基板Ｗを直接受け渡すことができる。
【００４５】
次に、上記のように構成された基板処理装置の動作について図５を参照しつつ詳述する。図５は、図１の基板処理装置の動作を示すフローチャートである。ここでは、動作理解を助けるために１枚の基板Ｗに着目して装置各部の動作について説明する。
【００４６】
基板ステーション４０に置かれたポッドＰに収容されている未処理基板Ｗは、インデクサロボット５０により搬出された後、さらに受け渡し部６０において主搬送ロボット３０に直接受け渡される。こうして、未処理基板Ｗが基板処理部ＰＳにローディングされる（ステップＳ１）。そして、この未処理基板Ｗを受け取った主搬送ロボット３０は、該基板Ｗに形成されているレジスト膜の膜材料に対応する現像処理ユニットに基板Ｗを搬送する（ステップＳ２）。すなわち、該基板Ｗがアルカリ現像を実行すべき基板である場合には、主搬送ロボット３０は該基板Ｗをアルカリ現像処理ユニット１０Ａに搬入する。一方、該基板Ｗが有機現像を実行すべき基板である場合には、主搬送ロボット３０は該基板Ｗを有機現像処理ユニット１０Ｂに搬入する。
【００４７】
基板Ｗがアルカリ現像処理ユニット１０Ａに搬入されると、この現像処理ユニット１０Ａではアルカリ現像処理（ステップＳ３）、純水によるリンス処理（ステップＳ４）および共通置換液による置換処理（ステップＳ５）をこの順序で実行する。一方、基板Ｗが有機現像処理ユニット１０Ｂに搬入されると、この現像処理ユニット１０Ｂでは有機現像処理（ステップＳ６）、ＩＰＡによるリンス処理（ステップＳ７）および共通置換液による置換処理（ステップＳ８）をこの順序で実行する。このように現像処理ユニット１０Ａ、１０Ｂでは互いに異なる現像処理が実行されるが、いずれの現像処理ユニット１０Ａ、１０Ｂにおいても最終処理として共通置換液による置換処理が実行されて基板Ｗは共通置換液で濡れた状態となっている。
【００４８】
上記のようにして現像処理が完了すると、いずれの現像処理ユニット１０Ａ、１０Ｂで現像処理されたのかを問わず、主搬送ロボット３０は現像処理を受けた基板Ｗを超臨界乾燥処理ユニット２０にウェット搬送する（ステップＳ９）。すなわち、共通置換液で濡れた基板Ｗをハンド３０２（または３０４）で保持し、現像処理ユニットから搬出する。そして、その濡れた状態のまま該ハンド３０２（または３０４）を処理チャンバー２０４に移動してスピンチャック２１０に載置した（基板Ｗの搬入）後、空となったハンド３０２（または３０４）を搬送経路に沿って搬入時とは逆向きに移動させてロボット本体（図示省略）まで戻す。なお、この間、ゲート部２０８は上昇しており、開口部２０６は開放状態にある。
【００４９】
こうして、基板Ｗのウェット搬送が完了すると、ゲート駆動部が作動してゲート部２０８を下降させ、これによって開口部２０６が閉じられて処理チャンバー２０４が気密状態となる。そして、処理チャンバー２０４へのＳＣＦ導入およびＳＣＦ回収を実行して超臨界乾燥処理を実行する（ステップＳ１０）。ここでは、処理チャンバー２０４内の圧力を徐々に高めていくとともに、モータ２１２を作動させてスピンチャック２１０およびそれによって保持されている基板Ｗを比較的低い回転数で回転させる。このように基板Ｗを回転させることで基板Ｗの一部だけが乾燥するのを防止して乾燥処理の均一化を図っている。また、ＳＣＦ供給部２２２からＳＣＦを処理チャンバー２０４に供給しながら、ＳＣＦ回収部２２６に回収して処理チャンバー２０４内の圧力および温度を所定値に維持した後、ＳＣＦの導入を停止するとともに、処理チャンバー２０４からＳＣＦをＳＣＦ回収部２２６に回収することにより処理チャンバー２０４内を減圧して基板Ｗを乾燥させている。なお、ＳＣＦを処理チャンバー２０４に封じ込めた後、上記のようにＳＣＦの導入を停止するとともに、処理チャンバー２０４内のＳＣＦをＳＣＦ回収部２２６に回収して超臨界乾燥を行うようにしてもよい。
【００５０】
こうして現像処理から乾燥処理までの一連の処理が完了すると、スピンチャック２１０の回転を停止するとともに、処理チャンバー２０４を大気圧まで減圧した後、ゲート部２０８を上昇させて基板Ｗの搬出が可能な状態にして主搬送ロボット３０に対して基板の搬送指令を与える。すると、この搬送指令を受けた主搬送ロボット３０がスピンチャック２１０から基板Ｗを受取り、超臨界乾燥処理ユニット２０から処理済みの基板Ｗを搬出する（ステップＳ１１）。そして、ローディング時とは逆の手順、つまりアンローディング動作を実行して処理済みの基板Ｗを基板ステーション４０に置かれたポッドＰに収容する（ステップＳ１２）。
【００５１】
以上のように、この実施形態によれば、アルカリ現像処理ユニット１０Ａと、有機現像処理ユニット１０Ｂとが同一装置内に設けられており、図５に示すように基板Ｗごとに２つの現像処理のうち一の現像処理を選択的に施すことができ、汎用性に優れた基板処理装置となっている。しかも、現像処理ユニット１０Ａ、１０Ｂの各々で現像処理された基板Ｗは、いずれの現像処理ユニット１０Ａ，１０Ｂで現像処理されたのかを問わず、主搬送ロボット３０により超臨界乾燥処理ユニット２０に搬送されるように構成されており、主搬送ロボット３０が共通の搬送ユニットとして機能している。このため、現像処理内容に応じて専用の搬送ユニットを設ける場合に比べて、装置構成が簡素化されて装置の小型化や低コスト化を図ることができる。
【００５２】
また、各現像処理ユニット１０Ａ、１０Ｂから超臨界乾燥処理ユニット２０に現像処理済の基板Ｗをウェット搬送しているため、基板搬送中に基板Ｗが自然乾燥してしまうのを防止して基板表面の保護、特に微細パターンの倒壊を効果的に防止することができる。
【００５３】
さらに、各現像処理ユニット１０Ａ，１０Ｂで現像処理の最終処理として基板Ｗの付着するリンス液（液体成分）を共通置換液で置換しているため、次のような作用効果を得ることができる。すなわち、現像処理ユニット１０Ａ、１０Ｂでは、互いに異なる現像液（例えばアルカリ性水溶液や有機現像液など）を用いているが、最終的に基板Ｗの付着する液体成分は共通置換液となるので、主搬送ロボット３０により現像処理済の基板Ｗを搬出する際、いずれの現像処理ユニット１０Ａ、１０Ｂで現像処理されたのかを考慮することなく、基板搬送を行うことができる。
【００５４】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、超臨界乾燥処理ユニット２０を１台のみ基板処理装置に組み込んでいるが、本発明の適用対象は上記実施形態に限定されるのではなく、複数の超臨界乾燥処理ユニットを組み込んだ基板処理装置に対して適用可能である。この場合、主搬送ロボット３０を複数の超臨界乾燥処理ユニットに対してアクセス可能に構成し、複数の現像処理ユニットの各々から現像処理済の基板を搬出し、複数の超臨界乾燥処理ユニットのうちの一に選択的に搬送するように制御することができ、かかる構成および制御を採用することで基板処理装置全体のスループットを向上させることができる。
【００５５】
また、上記実施形態では、アルカリ現像処理ユニット１０Ａおよび有機現像処理ユニット１０Ｂをそれぞれ１台ずつ設けているが、アルカリ現像処理ユニット１０Ａを複数台、および／または有機現像処理ユニット１０Ｂを複数台設けた基板処理装置に対しても本発明を適用することができることはいうまでもない。
【００５６】
さらに、上記実施形態では、「それぞれが互いに異なる現像処理を基板に対して施す複数の現像処理ユニット」としてアルカリ現像処理ユニット１０Ａおよび有機現像処理ユニット１０Ｂを設けているが、複数の現像処理ユニットの組み合わせはこれに限定されないことは言うまでもない。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、互いに異なる現像処理を行うアルカリ現像処理ユニットおよび有機現像処理ユニットが設けられているが、いずれの現像処理ユニットにおいても、現像処理の最終処理としてリンス処理後に基板に付着する液体成分が同一の置換液で置換される。このため、搬送ユニットにより現像処理済の基板を搬出する際、いずれの現像処理ユニットで現像処理されたのかを問わず、現像処理済基板は常に同一成分の置換液で濡れている。このため、搬送ユニットを共通化や共用化することができ、現像処理内容ごとに専用の搬送ユニットを設ける装置に比べて、装置構成を簡素化することができ、装置サイズおよび装置コストを低減することができる。しかも、このように置換液で濡れた状態のまま基板が各現像処理ユニットから高圧処理ユニットにウェット搬送されるので、基板搬送中に基板が自然乾燥してしまうのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。
【図２】図１の基板処理装置に装備される現像処理ユニットを示す図である。
【図３】図１の基板処理装置に装備される高圧処理ユニットを示す図である。
【図４】インデクサロボットと主搬送ロボットとの間での基板Ｗの受け渡しの様子を示す拡大平面図である。
【図５】図１の基板処理装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０Ａ…アルカリ現像処理ユニット
１０Ｂ…有機現像処理ユニット
２０…超臨界乾燥処理ユニット（高圧処理ユニット）
３０…主搬送ロボット（搬送ユニット）
Ｗ…基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, after developing a semiconductor wafer, a glass substrate for photomask, a glass substrate for liquid crystal display, a glass substrate for plasma display, a substrate for optical disk (hereinafter simply referred to as “substrate”). The present invention relates to a substrate processing apparatus that uses a high-pressure fluid or a mixture of a high-pressure fluid and a chemical as a processing fluid and supplies the processing fluid to the substrate to perform a predetermined surface treatment.
[0002]
[Prior art]
In recent years, miniaturization of semiconductor devices has been promoted rapidly, but with this miniaturization, new problems have arisen in substrate processing. For example, when a fine pattern is formed by patterning a resist applied on a substrate, development processing and drying processing are performed in this order. Here, in the development processing for developing the resist applied to the substrate, for example, alkali development processing and rinsing processing are executed. That is, an alkaline aqueous solution is used in the alkali developing process to remove unnecessary resist, and a rinsing liquid such as pure water is used in the rinsing process to remove the alkaline aqueous solution (to stop development). . On the other hand, in the drying process, the substrate is rotated to apply a centrifugal force to the rinse liquid remaining on the substrate to remove the rinse liquid from the substrate and dry it (spin drying). Of these, in the drying process, the interface between the rinsing liquid and the gas appears on the substrate as the drying progresses. There was a problem to collapse.
[0003]
In addition, the collapse of the fine pattern involves fluid resistance when shaking off the rinse liquid, printing pressure generated when the rinse liquid is discharged from the fine pattern, and air resistance and centrifugal force due to high-speed rotation exceeding 3000 rpm. It is believed that
[0004]
In order to solve this problem, a supercritical fluid (hereinafter referred to as “SCF”) having a property of holding a substrate in a pressure vessel and having low viscosity, high diffusibility and no surface tension is introduced into the pressure vessel. Conventionally, a supercritical drying process for supercritical drying of a substrate has been proposed (see Patent Document 1). This supercritical drying apparatus can hold a substrate that has been subjected to development processing (alkaline development processing and rinsing processing) in a reaction chamber, and a pump unit is operated while holding the substrate to provide a certain amount of liquefied carbon dioxide. While pumping carbon from the cylinder to the reaction chamber and automatically controlling the pressure of carbon dioxide in the reaction chamber with a pressure control bubble, the pressure of carbon dioxide in the reaction chamber is set to 7.38 to 8 MPa, and the carbon dioxide in the reaction chamber is reduced. Supercritical fluid. Thereafter, supercritical carbon dioxide is released from the reaction chamber to reduce the pressure in the reaction chamber and dry the substrate.
[0005]
This supercritical drying apparatus is an apparatus that performs only a drying process, and the development process (alkaline development process and rinsing process) is performed by another developing apparatus different from the drying apparatus. Therefore, conventionally, in order to perform a series of substrate processing from development processing to drying processing on a substrate, after the alkali development processing and rinsing processing in the developing device, the substrate wet with the rinsing liquid is supercritical. It must be transported to the drying device. This is because if the substrate is naturally dried while being transported from the developing device to the supercritical drying device, the fine patterns are attracted to each other by the surface tension of the rinsing liquid and collapsed, resulting in supercritical drying. This is because it makes no sense to do.
[0006]
Therefore, in the same apparatus, a development processing unit that functions as a developing device and a high-pressure processing unit that functions as a supercritical drying device are provided, and a transport robot is further provided as a transport unit, and development processing is performed in the development processing unit by this transport robot. It is conceivable to wet transport the substrate to the high-pressure processing unit.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-223467 (page 3, FIG. 1)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the substrate processing apparatus provided with the development processing unit, the high-pressure processing unit, and the transfer robot as described above is an apparatus that considers only the alkali development processing, and has a problem that it lacks versatility. This is because the development process used in the manufacturing process for manufacturing electronic components such as semiconductor devices and liquid crystal display devices is not limited to the alkali development process described above, and there are a plurality of development processes. . For example, depending on the film material of the resist film, an organic developer such as butyl acetate is used as a developer instead of an alkali developer, and a rinse treatment using isopropyl alcohol (IPA) as a rinse solution is performed after this organic development treatment There is.
[0009]
Here, in order to enhance the versatility of the substrate processing apparatus, for example, as described above, a development processing unit for alkali development, an alkali development transport robot for transporting the substrate after alkali development, and a high pressure to cope with alkali development processing In addition to providing a processing unit, it is conceivable to additionally provide a processing unit for organic development for performing organic development processing, a transport robot for organic development for transporting a substrate after organic development, and a high-pressure processing unit. However, the substrate processing apparatus provided with the dedicated transport units (alkali developing transport robot and organic developing transport robot) according to the development processing contents as described above causes an increase in the size and cost of the substrate processing apparatus. End up.
[0010]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus that is small in size and inexpensive but has excellent versatility.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the present inventionAlkali which replaces the liquid component adhering to the substrate after rinsing as a final processing of the rinsing process after performing the alkaline development on the substrate using an alkaline developer and then rinsing with an alkaline rinse. After performing organic development using the organic developer on the development processing unit and the substrate, rinsing with an organic rinsing liquid having components different from the alkaline rinsing liquid is performed, and then the rinsing process is performed as a final process of the developing process. An organic development processing unit that replaces a liquid component that later adheres to the substrate with a replacement liquid of the same component as the replacement liquid used in the alkali development processing unit;A high-pressure processing unit that applies a surface treatment to the surface of the substrate by contacting the surface of the substrate that has been developed with a high-pressure fluid or a mixture of a high-pressure fluid and a drug as a processing fluid;Alkali development processing unit, organicIt is accessible to the development processing unit and the high-pressure processing unit.Alkali development processing unit and organicSubstrate that has been developed from the development unitSelectivelyUnloading,Remains wet with replacement liquidAnd a transport unit for transporting to the high-pressure processing unit.
[0012]
  In the invention configured as described above, a plurality of development processing units for performing different development processes on the substrate are provided in one apparatus, and one of the plurality of development processes is selected for each substrate. It can be applied in an automatic manner and is excellent in versatility.That is, the above-described two types of development processing units (an alkali development processing unit and an organic development processing unit) are provided. For this reason, when carrying out the developed substrate by the transport unit, the developed substrate is always wetted with the same component replacement liquid regardless of which development processing unit is used for the development processing. Therefore, the transport unit can transport the substrate to the high-pressure processing unit without considering which development processing unit the substrate to be transported has been developed. And can be shared.For this reason, the apparatus configuration is simplified and the apparatus can be reduced in size and cost compared to the case where a dedicated transport unit is provided according to the development processing content.
[0013]
  In addition, since the substrate selectively transported from the alkali development processing unit and the organic development processing unit is wet transported to the high pressure processing unit while being wet with the replacement liquid, the substrate is naturally dried during the substrate transport. Can be effectively prevented from protecting the substrate surface, in particular, from collapsing the fine pattern.
[0014]
Further, a plurality of high-pressure processing units may be provided. In this case, the transport unit is configured to be accessible to a plurality of high-pressure processing units, and a substrate that has been developed is unloaded from each of the plurality of development processing units. By selectively transporting to one of the plurality of high-pressure processing units, the throughput of the entire substrate processing apparatus can be improved.
[0016]
The “development process” in the present invention means a series of processes given to the substrate from the time the substrate is loaded into each development processing unit to the time when the substrate is unloaded. Therefore, it does not mean a narrowly defined developing process in which a developing solution is supplied to the substrate and developed, but for example, when the substrate is unloaded after performing a rinsing process using a rinsing liquid after the narrowly defined developing process. Includes a development process and a rinsing process in the narrow sense and corresponds to the “development process” of the present invention. In addition, in the case where the substrate is unloaded after performing a substitution process with a substitution solution in addition to the development process and the rinsing process in a narrow sense, those including the development process, the rinsing process and the substitution process in the narrow sense are `` the present invention ''. This corresponds to “development processing”.
[0017]
In the present invention, the high-pressure fluid used is preferably carbon dioxide from the viewpoints of safety, cost, and easy supercritical state. In addition to carbon dioxide, water, ammonia, nitrous oxide, ethanol and the like can also be used. The high pressure fluid is used because it has a high diffusion coefficient and can disperse dissolved pollutants in the medium. When the high pressure fluid is a supercritical fluid, it has an intermediate property between gas and liquid. Thus, the diffusion coefficient is close to that of gas and can penetrate well into fine pattern portions. Further, the density of the supercritical fluid is close to that of a liquid and can contain a much larger amount of additives (drugs) than gas.
[0018]
Here, the high-pressure fluid in the present invention is a fluid having a pressure of 1 MPa or more. The high-pressure fluid that can be preferably used is a fluid in which high-density, high-solubility, low-viscosity, and high-diffusibility properties are observed, and more preferable is a fluid in a supercritical state or subcritical state. In order to use carbon dioxide as a supercritical fluid, the temperature may be set to 31 ° C. and 7.1 MPa or more, and in particular, a subcritical (high pressure fluid) or supercritical fluid of 5 to 30 MPa is preferably used in the drying process. More preferably, these treatments are performed at 1 to 20 MPa. In the following “Embodiment of the Invention”, a case where a drying process after a wet development process is performed as a surface process using a high-pressure fluid will be described.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a substrate processing apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a development processing unit provided in the substrate processing apparatus of FIG. FIG. 3 is a diagram showing a high-pressure processing unit provided in the substrate processing apparatus of FIG. As shown in FIG. 1, the substrate processing apparatus includes a substrate processing unit PS and an indexer unit ID coupled to the substrate processing unit PS.
[0020]
The substrate processing unit PS is provided with a plurality of development processing units (in this embodiment, two development processing units 10A and 10B) that perform different development processes on each other, and performs a supercritical drying process on the developed substrate. The supercritical drying processing unit 20 to be applied is provided as the “high pressure processing unit” of the present invention. In addition, a main transfer robot 30 that functions as a “transfer unit” of the present invention is disposed at the center of the substrate processing unit PS so as to be surrounded by the processing units 10A, 10B, and 20.
[0021]
In this embodiment, the basic configuration of the development processing units 10A and 10B is the same as shown in FIG. 2, and only the developer and rinse solution used are different. That is, in each of the development processing units 10A and 10B, a substrate holding unit 102 that holds the substrate W is provided. The substrate holding unit 102 includes a substrate support plate 104 having a planar size similar to that of the substrate W, and a plurality of peripheral support pins 106 fixed to the upper surface of the substrate support plate 104. By supporting the peripheral edge of the substrate W, the substrate W can be held in a substantially horizontal state. If necessary, a central support pin that supports the central portion of the lower surface of the substrate W may be erected from the upper surface of the substrate support plate 104. In this embodiment, the substrate W is mechanically held, but the substrate holding method is not limited to this, and for example, the lower surface of the substrate W may be held by vacuum suction.
[0022]
The substrate support plate 104 is connected to the output rotation shaft 110 of the motor 108 and rotates with the operation of the motor 108. As a result, the substrate W held on the substrate holder 102 is driven to rotate at a desired timing.
[0023]
Further, in this apparatus, as will be described below, the excess of the developer supplied from the slit nozzle 148 to the substrate W, the rinse liquid used in the rinse process and the replacement liquid used in the replacement process are collected from the discharge nozzle 148. Accordingly, a processing cup 112 is provided around the substrate holding unit 102. The processing cup 112 can be moved up and down, and a drain port 114 (116) and an exhaust port 116 (114) are provided at the bottom thereof.
[0024]
In this substrate processing apparatus, the developer supply mechanism 118 is provided to supply the developer from the slit nozzle 124 to the substrate W as described above. The developer supply mechanism 118 presses the developer supplied from the developer supply source 120 to the slit nozzle 124 via the valve 122 and spreads the developer on the surface of the substrate W to form a developer layer. In other words, the slit nozzle 124 has a developer supply port having a length equivalent to the diameter of the substrate W, and the developer solution is moved in the horizontal direction while dropping the developer from the developer supply port onto the stationary substrate W. The mechanism 126 is used to move the slit nozzle 124 in the direction of (+ X) parallel to the substrate W so that the developer is deposited on the entire surface of the substrate W. Note that the length of the developer supply port is not limited to be equal to the diameter of the substrate W, and may be longer than that. In addition, when depositing the developing solution, the impact of the developing solution on the substrate W is taken into consideration, and the dropping of the developing solution is started before the slit nozzle 124 is positioned above the substrate W, and the slit nozzle 124 is set to (+ X). It is moved in the direction.
[0025]
The horizontal direction moving mechanism 126 of the slit nozzle 124 includes a motor 128, pulleys 130 and 132, and a belt 134. A pulley 132 is connected to the motor shaft of the motor 128, and a belt 134 is hung on the pulleys 130 and 132. That is, the belt 134 is configured to circulate and rotate as the motor 128 rotates. Further, the belt 134 and the servo motor 138 of the lifting mechanism 136 are connected by a locking member 140. Therefore, as the motor 128 rotates forward or backward, the servo motor 138 moves forward or backward in the X-axis direction, and as a result, the slit nozzle 124 provided on the upper part of the lifting mechanism 136 moves to (+ X) or (−X). It will move in the direction.
[0026]
On the other hand, the lifting mechanism 136 includes a servo motor 138, a coupling 142, and a ball screw 144. The rotation of the servo motor 138 is transmitted to the ball screw 144 through the coupling 142. A slit nozzle 124 is screwed into the ball screw 144. Therefore, the slit nozzle 124 is moved up and down in the vertical direction by the forward or reverse rotation of the servo motor 138. Note that the coupling 142 is a member for protecting the servo motor 138 by absorbing the shaft misalignment between the motor shaft of the servo motor 138 and the ball screw 144.
[0027]
In this developer supply mechanism 118, the slit nozzle 124 is used as a developer nozzle for discharging the developer. However, the present invention is not limited to this, and other than this, a straight nozzle, SS nozzle, SI nozzle, MI nozzle A nozzle such as can be used.
[0028]
In this embodiment, a rinsing / substitution liquid supply mechanism 146 is provided to selectively supply the rinsing liquid or the substitution liquid to the substrate W. In the rinse / substitution liquid supply mechanism 146, a nozzle 148 is provided above the substrate holding unit 102, and the rinse liquid or the substitution liquid can be selectively discharged toward the substrate W. The base end of the discharge nozzle 148 is connected to a lifting / lowering rotation mechanism 150 as shown in the figure, and can be horizontally swung and moved up and down around the rotation center AX by the lifting / lowering rotation mechanism 150. The rear end portion of the discharge nozzle 148 is connected to the rinse liquid supply source 154 via the valve 152 and is also connected to the replacement liquid supply source 158 via the valve 156, and is controlled by opening and closing the valves 152 and 156. The rinsing liquid or the replacement liquid can be selectively discharged from the discharge nozzle 148. In this embodiment, the discharge nozzle 148 functions as a nozzle for discharging the rinsing liquid and the replacement liquid. However, a discharge nozzle dedicated for the rinsing liquid and a discharge nozzle dedicated for the replacement liquid are provided, and are rotated up and down. It goes without saying that each discharge nozzle may be appropriately moved up and down and rotated by a mechanism.
[0029]
As described above, in the development processing units 10A and 10B, the common replacement liquid is supplied from the replacement liquid supply source 158 in any of the development units, while the development liquid and the rinse liquid are used. They are different from each other. That is, in the development processing unit 10A, an alkaline aqueous solution is supplied as a developer from the developer supply source 120, and pure water is supplied as a rinse liquid from the rinse liquid supply source 154, whereas in the development processing unit 10B, a developer is supplied. An organic developer such as butyl acetate is supplied from the supply source 120 as a developer, and IPA is supplied from the rinse liquid supply source 154 as a rinse. As for the replacement liquid, from the replacement liquid supply source 158, a chemical liquid that is inert and has a low vapor pressure and excellent affinity with supercritical carbon dioxide, for example, a fluorocarbon-based chemical liquid such as perfluorocarbon having a hydrophilic group at its terminal, ammonium Common substitution liquids such as a chemical solution of carboxyl group-containing perfluoropolyether and a surfactant having a hydrophobic group and a surfactant for improving the substitution performance with pure water are supplied. Accordingly, the development processing is executed in the following manner in each of the development processing units 10A and 10B.
[0030]
In the development processing unit 10A,
(a) Alkaline development treatment: An alkaline aqueous solution is supplied as a developer to the substrate to remove unnecessary resist.
(b) Rinse treatment: pure water is supplied to the substrate as a rinsing solution to remove the alkaline aqueous solution from the substrate to stop alkali development.
(c) Replacement processing: supplying a common replacement solution to the substrate and replacing the pure water (rinsing solution) adhering to the substrate with the common replacement solution.
Are executed in this order, and the series of processes (a) to (c) correspond to the “development process” of the present invention.
[0031]
The development processing unit 10B
(a) ′ Organic development treatment: An organic developer is supplied to the substrate as a developer to remove unnecessary resist.
(b) 'rinse treatment: IPA is supplied to the substrate as a rinse solution, the organic developer is removed from the substrate, and the organic development is stopped.
(c) ′ substitution process: supplying the same common substitution liquid used in the substitution process (c) to the substrate to replace the IPA (rinsing liquid) adhering to the substrate with the common substitution liquid.
Are executed in this order, and the series of processing (a) ′ to (c) ′ corresponds to “development processing” of the present invention.
[0032]
As described above, in this embodiment, the transfer destination (development processing units 10A and 10B) of the substrate W can be selected by the main transfer robot 30 according to the type of the substrate W, more specifically, the film material of the resist film. Depending on the conveyance selection, an appropriate development process can be performed among the alkali development process and the organic development process. Further, the substrate W that has been subjected to the appropriate development processing as described above is transported to the supercritical drying processing unit 20 by the main transport robot 30 and is subjected to supercritical drying processing.
[0033]
As shown in FIG. 3, the supercritical drying processing unit 20 holds the substrate W in the pressure vessel 202, that is, in a processing chamber 204 so as to be rotatable. More specifically, the pressure vessel 202 has a processing chamber 204 inside, and an opening 206 for carrying the substrate W into and out of the processing chamber 204 is provided on a side surface thereof.
[0034]
Further, a gate portion 208 that opens and closes the opening 206 is disposed in the vicinity of the pressure vessel 202. A gate driving unit (not shown) is connected to the gate unit 208, and the gate unit 208 is moved up and down by operating the gate driving unit in accordance with an operation command from a control unit that controls the entire apparatus. For example, when the gate portion 208 is lowered, the opening 206 is closed and the inside of the processing chamber 204 is in an airtight state. On the other hand, when the gate unit 208 is raised by the gate driving unit, the opening 206 is opened as shown in the figure, and the hand of the main transfer robot 30 moves along the transfer path indicated by the one-dot chain line in the figure. Thus, the processing chamber 204 can be accessed. Then, the hand holding the substrate W moves to the processing chamber 204 and is placed on the spin chuck 210 located in the processing chamber 204 (loading of the substrate W). Conversely, after the hand receives the substrate W on the spin chuck 210, the substrate W is unloaded from the pressure vessel 202 by retreating from the pressure vessel 202 along the transfer path.
[0035]
The spin chuck 210 is disposed in the processing chamber 204 and can hold the central portion of the lower surface of the substrate W by suction through a suction port (not shown) provided on the upper surface thereof. The spin chuck 210 is connected to a rotating shaft 214 that is rotated by a motor 212, and the spin chuck 210 is held by the spin chuck 210 when the motor 212 receives an operation command from the control unit. The substrate W that has been rotated in the processing chamber 204 is integrally rotated. Note that the holding of the substrate W of the spin chuck 210 is not limited to the suction, but may be configured to be held mechanically.
[0036]
Further, the pressure vessel 202 is provided with two through holes 216 and 218 communicating with the processing chamber 204 as shown in FIG. Of these through holes, the end of the through hole 216 provided on the ceiling side on the processing chamber 204 side is provided so as to face the center of the upper surface of the substrate W held by the spin chuck 210, and the other end is a valve. 220 are connected to the SCF supply unit 222 through 220. Therefore, by opening the valve 220 based on an opening / closing command from the control unit, supercritical carbon dioxide is supplied from the SCF supply unit 222 to the processing chamber 204 as a processing fluid, and supercritical drying can be performed.
[0037]
In this embodiment, SCF of supercritical carbon dioxide is used as a processing fluid. However, a mixture of supercritical carbon dioxide and a chemical may be introduced into the processing chamber 204 as a processing fluid, which is suitable for drying processing. It is preferable to use a compatibilizer capable of dissolving or uniformly dispersing the substitution liquid component in the SCF as the agent, and there is no particular limitation as long as the substitution liquid component can be compatibilized with the SCF, but methanol, ethanol, isopropanol, etc. Alkyl sulfoxides such as dimethyl sulfoxide, which is a so-called surfactant, are preferable.
[0038]
The remaining through-holes 218 are respectively connected to the SCF recovery unit 226 via the valve 224, and the SCF introduced into the processing chamber 204 as described above and contaminants generated by the supercritical drying process are removed. It can be discharged and collected outside the pressure vessel 202.
[0039]
Next, the main transfer robot 30 will be described with reference to FIGS. 1 and 4. The main transfer robot 30 can transfer the substrate W to and from the indexer unit ID, and can access the processing units 10A, 10B, and 20 to load / unload the substrate W. It is configured.
[0040]
The indexer unit ID loads / unloads the substrate W to / from the pod P placed on the substrate station 40 and the pod P placed on the substrate station 40 in a state of being accommodated in the pod P that is a rectangular parallelepiped covered container. And an indexer robot 50 that can transfer the substrate W to and from the main transfer robot 30. In the substrate station 40, a plurality of (three in this embodiment) pods P can be placed along the Y direction, and a plurality of substrates W are stacked and accommodated in each pod P. The cassette (illustration omitted) which can do is accommodated. In addition, a detachable lid is provided on the front surface of the outer surface of the pod P that faces the indexer robot 50, and the lid is automatically attached and detached by a detachment mechanism (not shown). Yes.
[0041]
The indexer robot 50 can travel along the arrangement direction of the pod P placed on the substrate station 40, that is, in the Y direction, and can move forward of any pod P, To the front of the transfer section 60 for transferring the substrate W between the two.
[0042]
FIG. 4 is an enlarged plan view showing how the substrate W is transferred between the indexer robot 50 and the main transfer robot 30. The main transfer robot 30 includes a pair of hands 302 and 304 for holding the substrate W, and an advancing / retreating drive mechanism 308 for advancing and retracting the pair of hands 302 and 304 with respect to the base unit 306 independently of each other. 310, a rotational drive mechanism (not shown) for rotationally driving the base portion 306 about a vertical axis (axis perpendicular to the paper surface of FIG. 4), and an elevation drive for raising and lowering the base portion 306 in the vertical direction Mechanism (not shown). The advance / retreat drive mechanisms 308 and 310 are of the articulated arm type, and advance and retreat them in the horizontal direction while maintaining the postures of the hands 302 and 304. One hand 302 advances and retreats above the other hand 304, and in the initial state where both hands 302 and 304 are retracted above the base 306, these hands 302 and 304 Overlap vertically.
[0043]
On the other hand, the indexer robot 50 includes a pair of hands 502 and 504 for holding the substrate W, and an advancing / retreating drive mechanism 508 for advancing and retracting the pair of hands 502 and 504 with respect to the base unit 506 independently of each other. 510, a rotation drive mechanism (not shown) for rotating the base portion 506 around the vertical axis, a lift drive mechanism (not shown) for raising and lowering the base portion 506, and the indexer robot 50 as a whole in the Y direction. And a horizontal drive mechanism for horizontally moving along (see FIG. 1). The advance / retreat drive mechanisms 508 and 510 are articulated arm type drive mechanisms, and advance and retract the hands 502 and 504 along the horizontal direction while maintaining their postures. One hand 502 is positioned above the other hand 504, and in the initial state where the hands 502, 504 are retracted above the base 506, the hands 502, 504 overlap each other.
[0044]
The hands 502 and 504 of the indexer robot 50 and the hands 302 and 304 of the main transfer robot 30 are both formed in a fork shape. The hands 502 and 504 of the indexer robot have substantially the same shape, and the hands 302 and 304 of the main transfer robot 30 have substantially the same shape. The hands 502 and 504 of the indexer robot 50 and the hands 302 and 304 of the main transfer robot 30 have a shape that substantially meshes in a plan view, and the substrate W is directly placed between the hands 502 and 302 or between the hands 504 and 304. Can be handed over. That is, in the transfer unit 60, the hand 502 of the indexer robot 50 can directly receive the substrate W from the hand 302 of the main transfer robot 30. Similarly, the hand 504 of the indexer robot 50 can directly transfer the substrate W to the hand 304 of the main transfer robot 30 in the transfer unit 60.
[0045]
Next, the operation of the substrate processing apparatus configured as described above will be described in detail with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the substrate processing apparatus of FIG. Here, in order to assist in understanding the operation, the operation of each part of the apparatus will be described focusing on one substrate W.
[0046]
The unprocessed substrate W accommodated in the pod P placed on the substrate station 40 is unloaded by the indexer robot 50 and then directly transferred to the main transfer robot 30 by the transfer unit 60. Thus, the unprocessed substrate W is loaded onto the substrate processing unit PS (step S1). The main transfer robot 30 that has received the unprocessed substrate W transfers the substrate W to the development processing unit corresponding to the film material of the resist film formed on the substrate W (step S2). That is, when the substrate W is a substrate on which alkali development is to be performed, the main transport robot 30 carries the substrate W into the alkali development processing unit 10A. On the other hand, when the substrate W is a substrate to be subjected to organic development, the main transfer robot 30 carries the substrate W into the organic development processing unit 10B.
[0047]
When the substrate W is carried into the alkali development processing unit 10A, the development processing unit 10A performs the alkali development processing (step S3), the rinsing processing with pure water (step S4), and the replacement processing with the common replacement solution (step S5). Run in order. On the other hand, when the substrate W is carried into the organic development processing unit 10B, the development processing unit 10B performs organic development processing (step S6), rinsing processing using IPA (step S7), and replacement processing using a common replacement solution (step S8). Run in this order. As described above, different development processes are performed in the development processing units 10A and 10B. However, in each of the development processing units 10A and 10B, the replacement process using the common replacement liquid is performed as the final process, and the substrate W is the common replacement liquid. It is in a wet state.
[0048]
When the development processing is completed as described above, the main transport robot 30 wets the substrate W that has undergone the development processing into the supercritical drying processing unit 20 regardless of which development processing unit 10A, 10B has performed the development processing. Transport (step S9). That is, the substrate W wet with the common replacement liquid is held by the hand 302 (or 304) and carried out of the development processing unit. Then, after the hand 302 (or 304) is moved to the processing chamber 204 and placed on the spin chuck 210 (loading of the substrate W) in the wet state, the empty hand 302 (or 304) is transported. The robot is moved along the route in the direction opposite to that at the time of loading, and is returned to the robot body (not shown). During this time, the gate portion 208 is raised and the opening portion 206 is in an open state.
[0049]
Thus, when the wet transfer of the substrate W is completed, the gate driving unit operates to lower the gate unit 208, thereby closing the opening 206 and bringing the processing chamber 204 into an airtight state. Then, SCF introduction into the processing chamber 204 and SCF recovery are executed to execute a supercritical drying process (step S10). Here, the pressure in the processing chamber 204 is gradually increased, and the motor 212 is operated to rotate the spin chuck 210 and the substrate W held thereby by a relatively low number of rotations. By rotating the substrate W in this way, only a part of the substrate W is prevented from being dried, and the drying process is made uniform. In addition, while supplying SCF from the SCF supply unit 222 to the processing chamber 204, the SCF recovery unit 226 recovers it and maintains the pressure and temperature in the processing chamber 204 at predetermined values. By recovering SCF from the chamber 204 to the SCF recovery unit 226, the inside of the processing chamber 204 is decompressed to dry the substrate W. Note that after the SCF is sealed in the processing chamber 204, the introduction of the SCF may be stopped as described above, and the SCF in the processing chamber 204 may be recovered in the SCF recovery unit 226 and supercritical drying may be performed.
[0050]
When a series of processing from development processing to drying processing is completed in this way, the rotation of the spin chuck 210 is stopped and the processing chamber 204 is depressurized to atmospheric pressure, and then the gate unit 208 is raised so that the substrate W can be carried out. Then, a substrate transfer command is given to the main transfer robot 30. Then, the main transport robot 30 receiving this transport command receives the substrate W from the spin chuck 210 and unloads the processed substrate W from the supercritical drying processing unit 20 (step S11). Then, the procedure reverse to that at the time of loading, that is, the unloading operation is executed, and the processed substrate W is accommodated in the pod P placed on the substrate station 40 (step S12).
[0051]
As described above, according to this embodiment, the alkali developing unit 10A and the organic developing unit 10B are provided in the same apparatus, and two developing processes are performed for each substrate W as shown in FIG. One of the development processes can be selectively performed, and the substrate processing apparatus has excellent versatility. Moreover, the substrate W developed in each of the development processing units 10A and 10B is transported to the supercritical drying processing unit 20 by the main transport robot 30 regardless of which development processing unit 10A or 10B is developed. The main transfer robot 30 functions as a common transfer unit. For this reason, the apparatus configuration is simplified and the apparatus can be reduced in size and cost compared to the case where a dedicated transport unit is provided according to the development processing content.
[0052]
Further, since the development-processed substrate W is wet-transferred from each of the development processing units 10A and 10B to the supercritical drying processing unit 20, the substrate surface is prevented from being naturally dried during the substrate transfer. Protection, in particular, collapse of fine patterns can be effectively prevented.
[0053]
Furthermore, since the rinsing liquid (liquid component) to which the substrate W adheres is replaced with the common replacement liquid as the final processing of the development processing in each of the development processing units 10A and 10B, the following operational effects can be obtained. That is, in the development processing units 10A and 10B, different developers (for example, alkaline aqueous solution, organic developer, etc.) are used, but the liquid component to which the substrate W adheres finally becomes a common replacement solution, so that the main transport When the developed substrate W is unloaded by the robot 30, the substrate can be transported without considering which development processing unit 10A, 10B has been developed.
[0054]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, only one supercritical drying processing unit 20 is incorporated in the substrate processing apparatus. However, the application target of the present invention is not limited to the above embodiment, and a plurality of supercritical drying processing units is used. It can be applied to a substrate processing apparatus in which is incorporated. In this case, the main transfer robot 30 is configured to be accessible to a plurality of supercritical drying processing units, and the developed substrate is unloaded from each of the plurality of developing processing units. Therefore, the throughput of the entire substrate processing apparatus can be improved by adopting such a configuration and control.
[0055]
In the above embodiment, one alkali development processing unit 10A and one organic development processing unit 10B are provided. However, a plurality of alkali development processing units 10A and / or a plurality of organic development processing units 10B are provided. Needless to say, the present invention can also be applied to a substrate processing apparatus.
[0056]
Furthermore, in the above-described embodiment, the alkali development processing unit 10A and the organic development processing unit 10B are provided as “a plurality of development processing units each performing development processing different from each other on the substrate”. Needless to say, the combination is not limited to this.
[0057]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention, different development processes are performed.Although an alkali development processing unit and an organic development processing unit are provided, in any development processing unit, the liquid component adhering to the substrate after the rinsing process is replaced with the same replacement liquid as the final process of the development process. For this reason, when carrying out the developed substrate by the transport unit, the developed substrate is always wetted with the same component replacement liquid regardless of which development processing unit is used for the development processing. For this reason, the conveyance unit can be shared or shared, and the apparatus configuration can be simplified and the apparatus size and the apparatus cost can be reduced as compared with an apparatus in which a dedicated conveyance unit is provided for each development processing content. be able to. In addition, since the substrate is wet-transferred from each development processing unit to the high-pressure processing unit while being wet with the replacement liquid in this way, it is possible to prevent the substrate from naturally drying during the substrate transfer.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a substrate processing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a view showing a development processing unit provided in the substrate processing apparatus of FIG. 1;
FIG. 3 is a view showing a high-pressure processing unit provided in the substrate processing apparatus of FIG. 1;
FIG. 4 is an enlarged plan view showing how a substrate W is transferred between the indexer robot and the main transfer robot.
FIG. 5 is a flowchart showing an operation of the substrate processing apparatus of FIG. 1;
[Explanation of symbols]
10A ... Alkali development processing unit
10B ... Organic development processing unit
20 ... Supercritical drying processing unit (high pressure processing unit)
30 ... Main transfer robot (transfer unit)
W ... Board

Claims

After performing alkali development on the substrate using an alkali developer and rinsing with an alkaline rinsing solution, the liquid component adhering to the substrate after the rinsing treatment is replaced with a replacement solution as the final processing of the developing treatment. An alkali development processing unit,
After performing organic development using an organic developer on the substrate, rinsing with an organic rinsing liquid having components different from the alkaline rinsing liquid is performed, and then the substrate after the rinsing as a final process of development processing An organic development processing unit for substituting the liquid component adhering to the replacement liquid of the same component as the replacement liquid used in the alkali development processing unit;
A high-pressure processing unit that applies a surface treatment to the surface of the substrate by contacting the surface of the substrate that has been developed with a high-pressure fluid or a mixture of a high-pressure fluid and a drug as a processing fluid;
The alkali development unit, the organic development unit and the high pressure processing unit are accessible, and the developed substrate is selectively unloaded from the alkali development unit and the organic development unit, A substrate processing apparatus comprising: a transfer unit that transfers the high-pressure processing unit while being wet with the replacement liquid .

The substrate processing apparatus according to claim 1, comprising a plurality of the high-pressure processing units.
The transport unit is accessible to the plurality of high-pressure processing units, and selectively carries out a developed substrate from the alkali development processing unit and the organic development processing unit. A substrate processing apparatus that selectively conveys to one of them.