JP4129215B2 - 基板処理装置 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体基板、液晶表示器のガラス基板、フォトマスク用のガラス基板、光ディスク用の基板など（以下、単に「基板」と称する）を搬送ロボットによって複数の処理部に搬送して該基板にフォトリソグラフィー等の所定の処理を行う基板処理装置に関する。
周知のように、半導体や液晶ディスプレイなどの製品は、上記基板に対して洗浄、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、層間絶縁膜の形成、熱処理、ダイシングなどの一連の諸処理を施すことにより製造されている。これらの諸処理のうち例えばレジスト塗布処理、現像処理およびそれらに付随する熱処理のそれぞれを行う処理ユニットを複数組み込み、搬送ロボットによってそれら各処理ユニット間で基板の循環搬送を行うことにより基板に一連のフォトリソグラフィー処理を施す基板処理装置がいわゆるコータ＆デベロッパとして広く用いられている。
近年、このような基板処理装置の装置管理および処理精度に対して一層の高精度化が要求されており、実際の処理中における種々の実測データ、例えば処理時間、処理温度、モータの回転数、薬液の流量等を処理履歴データとして把握することが望まれている。このため、基板処理装置に搭載した制御システムを利用して基板の処理中における種々のデータを収集して処理履歴として蓄積しておく技術が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
特開２００２−３４３６９４号公報 特開２００２−２８０２７８号公報
ところで、従来上記のような基板処理装置において処理不良基板が発生した場合、その原因を解明するために装置オペレータ自身が基板処理装置を点検・確認して異常な処理が行われた処理ユニットの特定を行っていた。このため、不良の処理ユニットを特定するのに多大な時間を必要とし、特に経験の未熟なオペレータにとっては極めて困難な作業であるため、最悪の場合不良処理ユニットを正確に特定できないという問題も生じていた。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、不良の処理部や搬送ロボットを迅速かつ正確に特定することができる基板処理装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、搬送ロボットによって基板を複数の処理部に搬送して該基板に所定の処理を行う基板処理装置において、前記基板に前記所定の処理を行ったときの当該基板についての処理の履歴を前記搬送ロボットおよび前記複数の処理部のそれぞれごとに集積した処理履歴データを取得する取得手段と、前記取得手段によって取得された処理履歴データが予め設定された所定範囲内に収まっているか否かを判定することによって不良の処理部または搬送ロボットを特定する不良処理部特定手段と、前記所定の処理が完了した基板または処理途中の基板の検査を行う検査部と、を備え、前記検査部によって処理不良の基板が検出されたときに、前記不良処理部特定手段はその処理不良の内容と予め関連付けられた処理部および搬送ロボットについての当該基板に処理を行ったときの処理履歴データの判定を他の処理部および搬送ロボットについての処理履歴データの判定よりも優先して行って不良の処理部または搬送ロボットを特定することを特徴とする。
請求項１の発明によれば、基板に所定の処理を行ったときの当該基板についての処理の履歴を搬送ロボットおよび複数の処理部のそれぞれごとに集積した処理履歴データを取得するとともに、その処理履歴データが予め設定された所定範囲内に収まっているか否かを判定することによって不良の処理部または搬送ロボットを特定しているため、オペレータの技量に関わりなく、不良の処理部や搬送ロボットを自動的に迅速かつ正確に特定することができる。また、検査部によって処理不良の基板が検出されたときに、その処理不良の内容と予め関連付けられた処理部および搬送ロボットについての当該基板に処理を行ったときの処理履歴データの判定を他の処理部および搬送ロボットについての処理履歴データの判定よりも優先して行うようにしているため、処理不良の原因となった処理部や搬送ロボットをより迅速かつ正確に特定することができる。
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜１．第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の基板処理装置の平面図である。また、図２は基板処理装置の液処理部の正面図であり、図３は熱処理部の正面図であり、図４は基板載置部の周辺構成を示す図である。なお、図１から図４にはそれらの方向関係を明確にするためＺ軸方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ直交座標系を付している。
本実施形態の基板処理装置は、半導体ウェハ等の基板に反射防止膜やフォトレジスト膜を塗布形成するとともに、パターン露光後の基板に現像処理を行う装置である。なお、本発明に係る基板処理装置の処理対象となる基板は半導体ウェハに限定されるものではなく、液晶表示器用のガラス基板等であっても良い。また、本発明に係る基板処理装置の処理内容は塗布膜形成や現像処理に限定されるものではなく、エッチング処理や洗浄処理であっても良い。
本実施形態の基板処理装置は、インデクサブロック１、バークブロック２、レジスト塗布ブロック３、現像処理ブロック４、インターフェイスブロック５および検査ブロックＩＢの６つの処理ブロックを並設して構成されている。インターフェイスブロック５には本基板処理装置とは別体の外部装置である露光装置（ステッパ）が接続配置されている。
インデクサブロック１は、複数のキャリアＣ（本実施形態では４個）を並べて載置する載置台１１と、各キャリアＣから未処理の基板Ｗを取り出すとともに、各キャリアＣに処理済みの基板Ｗを収納する基板移載機構１２とを備えている。基板移載機構１２は、載置台１１に沿って（Ｙ方向に沿って）水平移動可能な可動台１２ａを備えており、この可動台１２ａに基板Ｗを水平姿勢で保持する保持アーム１２ｂが搭載されている。保持アーム１２ｂは、可動台１２ａ上を昇降（Ｚ方向）移動、水平面内の旋回移動、および旋回半径方向に進退移動可能に構成されている。これにより、基板移載機構１２は、保持アーム１２ｂを各キャリアＣにアクセスさせて未処理の基板Ｗの取り出しおよび処理済みの基板Ｗの収納を行うことができる。なお、キャリアＣの形態としては、基板Ｗを密閉空間に収納するＦＯＵＰ(front opening unified pod)の他に、ＳＭＩＦ(Standard Mechanical Inter Face)ポッドや収納基板Ｗを外気に曝すＯＣ(open cassette)であっても良い。
インデクサブロック１に隣接してバークブロック２が設けられている。インデクサブロック１とバークブロック２との間には、雰囲気遮断用の隔壁１３が設けられている。この隔壁１３にインデクサブロック１とバークブロック２との間で基板Ｗの受け渡しを行うために基板Ｗを載置する２つの基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２が上下に積層して設けられている。
上側の基板載置部ＰＡＳＳ１は、インデクサブロック１からバークブロック２へ基板Ｗを搬送するために使用される。基板載置部ＰＡＳＳ１は３本の支持ピンを備えており、インデクサブロック１の基板移載機構１２はキャリアＣから取り出した未処理の基板Ｗを基板載置部ＰＡＳＳ１の３本の支持ピン上に載置する。そして、基板載置部ＰＡＳＳ１に載置された基板Ｗを後述するバークブロック２の搬送ロボットＴＲ１が受け取る。一方、下側の基板載置部ＰＡＳＳ２は、バークブロック２からインデクサブロック１へ基板Ｗを搬送するために使用される。基板載置部ＰＡＳＳ２も３本の支持ピンを備えており、バークブロック２の搬送ロボットＴＲ１は処理済みの基板Ｗを基板載置部ＰＡＳＳ２の３本の支持ピン上に載置する。そして、基板載置部ＰＡＳＳ２に載置された基板Ｗを基板移載機構１２が受け取ってキャリアＣに収納する。なお、後述する基板載置部ＰＡＳＳ３〜ＰＡＳＳ１２の構成も基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２と同じである。
基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２は、隔壁１３の一部に部分的に貫通して設けられている。また、基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２には、基板Ｗの有無を検出する光学式のセンサ（図示省略）が設けられており、各センサの検出信号に基づいて基板移載機構１２やバークブロック２の搬送ロボットＴＲ１が、基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２に対して基板Ｗを受け渡しできる状態にあるか否かを判断する。
次に、バークブロック２について説明する。バークブロック２は、露光時に発生する定在波やハレーションを減少させるために、フォトレジスト膜の下地に反射防止膜を塗布形成するための処理ブロックである。バークブロック２は、基板Ｗの表面に反射防止膜を塗布形成するための下地塗布処理部ＢＲＣと、反射防止膜の塗布形成に付随する熱処理を行う２つの熱処理タワー２１，２１と、下地塗布処理部ＢＲＣおよび熱処理タワー２１，２１に対して基板Ｗの受け渡しを行う搬送ロボットＴＲ１とを備える。
バークブロック２においては、搬送ロボットＴＲ１を挟んで下地塗布処理部ＢＲＣと熱処理タワー２１，２１とが対向して配置されている。具体的には、下地塗布処理部ＢＲＣが装置正面側に、２つの熱処理タワー２１，２１が装置背面側に、それぞれ位置している。また、熱処理タワー２１，２１の正面側には図示しない熱隔壁を設けている。下地塗布処理部ＢＲＣと熱処理タワー２１，２１とを隔てて配置するとともに熱隔壁を設けることにより、熱処理タワー２１，２１から下地塗布処理部ＢＲＣに熱的影響を与えることを回避しているのである。
下地塗布処理部ＢＲＣは、図２に示すように、同様の構成を備えた３つの塗布処理ユニットＢＲＣ１，ＢＲＣ２，ＢＲＣ３を下から順に積層配置して構成されている。なお、３つの塗布処理ユニットＢＲＣ１，ＢＲＣ２，ＢＲＣ３を特に区別しない場合はこれらを総称して下地塗布処理部ＢＲＣとする。各塗布処理ユニットＢＲＣ１，ＢＲＣ２，ＢＲＣ３は、基板Ｗを略水平姿勢で吸着保持して略水平面内にて回転させるスピンチャック２２、このスピンチャック２２上に保持された基板Ｗ上に反射防止膜用の塗布液を吐出する塗布ノズル２３、スピンチャック２２を回転駆動させるスピンモータ（図示省略）およびスピンチャック２２上に保持された基板Ｗの周囲を囲繞するカップ（図示省略）等を備えている。
図３に示すように、インデクサブロック１に近い側の熱処理タワー２１には、基板Ｗを所定の温度にまで加熱する６個のホットプレートＨＰ１〜ＨＰ６と、加熱された基板Ｗを冷却して所定の温度にまで降温するとともに基板Ｗを当該所定の温度に維持するクールプレートＣＰ１〜ＣＰ３とが設けられている。この熱処理タワー２１には、下から順にクールプレートＣＰ１〜ＣＰ３、ホットプレートＨＰ１〜ＨＰ６が積層配置されている。一方、インデクサブロック１から遠い側の熱処理タワー２１には、レジスト膜と基板Ｗとの密着性を向上させるためにＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）の蒸気雰囲気で基板Ｗを熱処理する３個の密着強化処理部ＡＨＬ１〜ＡＨＬ３が下から順に積層配置されている。なお、図３において「×」印で示した箇所には配管配線部や、予備の空きスペースが割り当てられている。
このように塗布処理ユニットＢＲＣ１〜ＢＲＣ３や熱処理ユニット（ホットプレートＨＰ１〜ＨＰ６、クールプレートＣＰ１〜ＣＰ３、密着強化処理部ＡＨＬ１〜ＡＨＬ３）を多段に積層配置することにより、基板処理装置の占有スペースを小さくしてフットプリントを削減することができる。また、２つの熱処理タワー２１，２１を並設することによって、熱処理ユニットのメンテナンスが容易になるとともに、熱処理ユニットに必要なダクト配管や給電設備をあまり高い位置にまで引き延ばす必要がなくなるという利点がある。
図５は、搬送ロボットＴＲ１を説明するための図である。図５（ａ）は搬送ロボットＴＲ１の平面図であり、（ｂ）は搬送ロボットＴＲ１の正面図である。搬送ロボットＴＲ１は、基板Ｗを略水平姿勢で保持する２個の保持アーム６ａ，６ｂを上下に近接させて備えている。保持アーム６ａ，６ｂは、先端部が平面視で「Ｃ」字形状になっており、この「Ｃ」字形状のアームの内側から内方に突き出た複数本のピン７で基板Ｗの周縁を下方から支持するようになっている。
搬送ロボットＴＲ１の基台８は装置基台（装置フレーム）に対して固定設置されている。この基台８上に、ガイド軸９ｃが立設されるとともに、螺軸９ａが回転可能に立設支持されている。また、基台８には螺軸９ａを回転駆動するモータ９ｂが固定設置されている。そして、螺軸９ａには昇降台１０ａが螺合されるとともに、昇降台１０ａはガイド軸９ｃに対して摺動自在とされている。このような構成により、モータ９ｂが螺軸９ａを回転駆動することにより、昇降台１０ａがガイド軸９ｃに案内されて鉛直方向（Ｚ方向）に昇降移動するようになっている。
また、昇降台１０ａ上にアーム基台１０ｂが鉛直方向に沿った軸心周りに旋回可能に搭載されている。昇降台１０ａには、アーム基台１０ｂを旋回駆動するモータ１０ｃが内蔵されている。そして、このアーム基台１０ｂ上に上述した２個の保持アーム６ａ，６ｂが上下に配設されている。各保持アーム６ａ，６ｂは、アーム基台１０ｂに装備されたスライド駆動機構（図示省略）によって、それぞれ独立して水平方向（アーム基台１０ｂの旋回半径方向）に進退移動可能に構成されている。
このような構成によって、図５（ａ）に示すように、搬送ロボットＴＲ１は２個の保持アーム６ａ，６ｂをそれぞれ個別に基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２、熱処理タワー２１に設けられた熱処理ユニット、下地塗布処理部ＢＲＣに設けられた塗布処理ユニットおよび後述する基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４に対してアクセスさせて、それらとの間で基板Ｗの授受を行うことができる。
次に、レジスト塗布ブロック３について説明する。バークブロック２と検査ブロックＩＢとの間に挟み込まれるようにしてレジスト塗布ブロック３が設けられている。このレジスト塗布ブロック３とバークブロック２との間にも、雰囲気遮断用の隔壁２５が設けられている。この隔壁２５にバークブロック２とレジスト塗布ブロック３との間で基板Ｗの受け渡しを行うために基板Ｗを載置する２つの基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４が上下に積層して設けられている。基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４は、上述した基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２と同様の構成を備えている。
上側の基板載置部ＰＡＳＳ３は、バークブロック２からレジスト塗布ブロック３へ基板Ｗを搬送するために使用される。すなわち、バークブロック２の搬送ロボットＴＲ１が基板載置部ＰＡＳＳ３に載置した基板Ｗをレジスト塗布ブロック３の搬送ロボットＴＲ２が受け取る。一方、下側の基板載置部ＰＡＳＳ４は、レジスト塗布ブロック３からバークブロック２へ基板Ｗを搬送するために使用される。すなわち、レジスト塗布ブロック３の搬送ロボットＴＲ２が基板載置部ＰＡＳＳ４に載置した基板Ｗをバークブロック２の搬送ロボットＴＲ１が受け取る。
基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４は、隔壁２５の一部に部分的に貫通して設けられている。また、基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４には、基板Ｗの有無を検出する光学式のセンサ（図示省略）が設けられており、各センサの検出信号に基づいて搬送ロボットＴＲ１，ＴＲ２が基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４に対して基板Ｗを受け渡しできる状態にあるか否かを判断する。さらに、基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４の下側には、基板Ｗを大まかに冷却するための水冷式の２つのクールプレートＷＣＰが隔壁２５を貫通して上下に設けられている。
レジスト塗布ブロック３は、バークブロック２にて反射防止膜が塗布形成された基板Ｗ上にフォトレジスト膜を塗布形成するための処理ブロックである。なお、本実施形態では、フォトレジストとして化学増幅型レジストを用いている。レジスト塗布ブロック３は、下地塗布された反射防止膜の上にフォトレジスト膜を塗布形成するレジスト塗布処理部ＳＣと、レジスト塗布処理に付随する熱処理を行う２つの熱処理タワー３１，３１と、レジスト塗布処理部ＳＣおよび熱処理タワー３１，３１に対して基板Ｗの受け渡しを行う搬送ロボットＴＲ２とを備える。
レジスト塗布ブロック３においては、搬送ロボットＴＲ２を挟んでレジスト塗布処理部ＳＣと熱処理タワー３１，３１とが対向して配置されている。具体的には、レジスト塗布処理部ＳＣが装置正面側に、２つの熱処理タワー３１，３１が装置背面側に、それぞれ位置している。また、熱処理タワー３１，３１の正面側には図示しない熱隔壁を設けている。レジスト塗布処理部ＳＣと熱処理タワー３１，３１とを隔てて配置するとともに熱隔壁を設けることにより、熱処理タワー３１，３１からレジスト塗布処理部ＳＣに熱的影響を与えることを回避しているのである。
レジスト塗布処理部ＳＣは、図２に示すように、同様の構成を備えた３つの塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３を下から順に積層配置して構成されている。なお、３つの塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３を特に区別しない場合はこれらを総称してレジスト塗布処理部ＳＣとする。各塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３は、基板Ｗを略水平姿勢で吸着保持して略水平面内にて回転させるスピンチャック３２、このスピンチャック３２上に保持された基板Ｗ上にフォトレジストを吐出する塗布ノズル３３、スピンチャック３２を回転駆動させるスピンモータ（図示省略）およびスピンチャック３２上に保持された基板Ｗの周囲を囲繞するカップ（図示省略）等を備えている。
図３に示すように、インデクサブロック１に近い側の熱処理タワー３１には、基板Ｗを所定の温度にまで加熱する６個の加熱部ＰＨＰ１〜ＰＨＰ６が下から順に積層配置されている。一方、インデクサブロック１から遠い側の熱処理タワー３１には、加熱された基板Ｗを冷却して所定の温度にまで降温するとともに基板Ｗを当該所定の温度に維持するクールプレートＣＰ４〜ＣＰ９が下から順に積層配置されている。
各加熱部ＰＨＰ１〜ＰＨＰ６は、基板Ｗを載置して加熱処理を行う通常のホットプレートの他に、そのホットプレートと隔てられた上方位置に基板Ｗを載置しておく基板仮置部と、該ホットプレートと基板仮置部との間で基板Ｗを搬送するローカル搬送機構３４（図１参照）とを備えた熱処理ユニットである。ローカル搬送機構３４は、昇降移動および進退移動が可能に構成されるとともに、冷却水を循環させることによって搬送過程の基板Ｗを冷却する機構を備えている。
ローカル搬送機構３４は、上記ホットプレートおよび基板仮置部を挟んで搬送ロボットＴＲ２とは反対側、すなわち装置背面側に設置されている。そして、基板仮置部は搬送ロボットＴＲ２側およびローカル搬送機構３４側の双方に対して開口している一方、ホットプレートはローカル搬送機構３４側のみ開口し、搬送ロボットＴＲ２側には閉塞している。従って、基板仮置部に対しては搬送ロボットＴＲ２およびローカル搬送機構３４の双方がアクセスできるが、ホットプレートに対してはローカル搬送機構３４のみがアクセス可能である。
このような構成を備える各加熱部ＰＨＰ１〜ＰＨＰ６に基板Ｗを搬入するときには、まず搬送ロボットＴＲ２が基板仮置部に基板Ｗを載置する。そして、ローカル搬送機構３４が基板仮置部から基板Ｗを受け取ってホットプレートまで搬送し、該基板Ｗに加熱処理が施される。ホットプレートでの加熱処理が終了した基板Ｗは、ローカル搬送機構３４によって取り出されて基板仮置部まで搬送される。このときに、ローカル搬送機構３４が備える冷却機能によって基板Ｗが冷却される。その後、基板仮置部まで搬送された熱処理後の基板Ｗが搬送ロボットＴＲ２によって取り出される。
このように、加熱部ＰＨＰ１〜ＰＨＰ６においては、搬送ロボットＴＲ２が常温の基板仮置部に対して基板Ｗの受け渡しを行うだけで、ホットプレートに対する基板Ｗの受け渡しを行わないため、搬送ロボットＴＲ２の温度上昇を抑制することができる。また、ホットプレートはローカル搬送機構３４側のみ開口しているため、ホットプレートから漏出した熱雰囲気によって搬送ロボットＴＲ２やレジスト塗布処理部ＳＣが悪影響を受けることが防止される。なお、クールプレートＣＰ４〜ＣＰ９に対しては搬送ロボットＴＲ２が直接基板Ｗの受け渡しを行う。
搬送ロボットＴＲ２の構成は、搬送ロボットＴＲ１と全く同じである。よって、搬送ロボットＴＲ２は２個の保持アームをそれぞれ個別に基板載置部ＰＡＳＳ３，ＰＡＳＳ４、熱処理タワー３１に設けられた熱処理ユニット、レジスト塗布処理部ＳＣに設けられた塗布処理ユニットおよび後述する基板載置部ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６に対してアクセスさせて、それらとの間で基板Ｗの授受を行うことができる。
次に、検査ブロックＩＢについて説明する。レジスト塗布ブロック３と現像処理ブロック４との間に挟み込まれるようにして検査ブロックＩＢが設けられている。レジスト塗布ブロック３と検査ブロックＩＢとの間にも、雰囲気遮断用の隔壁３５が設けられている。この隔壁３５にレジスト塗布ブロック３と検査ブロックＩＢとの間で基板Ｗの受け渡しを行うために基板Ｗを載置する２つの基板載置部ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６が上下に積層して設けられている。基板載置部ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６は、上述した基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２と同様の構成を備えている。
上側の基板載置部ＰＡＳＳ５は、レジスト塗布ブロック３から検査ブロックＩＢへ基板Ｗを搬送するために使用される。すなわち、レジスト塗布ブロック３の搬送ロボットＴＲ２が基板載置部ＰＡＳＳ５に載置した基板Ｗを検査ブロックＩＢの搬送ロボットＴＲ５が受け取る。一方、下側の基板載置部ＰＡＳＳ６は、検査ブロックＩＢからレジスト塗布ブロック３へ基板Ｗを搬送するために使用される。すなわち、検査ブロックＩＢの搬送ロボットＴＲ５が基板載置部ＰＡＳＳ６に載置した基板Ｗをレジスト塗布ブロック３の搬送ロボットＴＲ２が受け取る。
基板載置部ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６は、隔壁３５の一部に部分的に貫通して設けられている。また、基板載置部ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６には、基板Ｗの有無を検出する光学式のセンサ（図示省略）が設けられており、各センサの検出信号に基づいて搬送ロボットＴＲ２，ＴＲ５が基板載置部ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６に対して基板Ｗを受け渡しできる状態にあるか否かを判断する。さらに、基板載置部ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６の下側には、基板Ｗを大まかに冷却するための水冷式の２つのクールプレートＷＣＰが隔壁３５を貫通して上下に設けられている。
検査ブロックＩＢは、一連のフォトリソグラフィー処理が完了した基板Ｗまたはその処理途中の基板Ｗの検査を行うための処理ブロックである。検査ブロックＩＢは、膜厚測定ユニット８０と、線幅測定ユニット８５と、マクロ欠陥検査ユニット９０と、検査用バッファ９５と、それらに対して基板Ｗの受け渡しを行う搬送ロボットＴＲ５とを備える。なお、搬送ロボットＴＲ５は、上述した搬送ロボットＴＲ１，ＴＲ２と全く同じ構成を有する。
図２に示すように、膜厚測定ユニット８０は検査ブロックＩＢの装置正面側下段に配置されている。膜厚測定ユニット８０は、膜厚測定器８１を備えており、基板Ｗ上に塗布されたレジストの膜厚を光学的に測定する。線幅測定ユニット８５は、検査ブロックＩＢの装置正面側上段に配置されている。線幅測定ユニット８５は、線幅測定器８６を備えており、現像処理後の基板Ｗ上に形成されたパターンの線幅を光学的に測定する。
一方、図３に示すように、マクロ欠陥検査ユニット９０は検査ブロックＩＢの装置背面側下段に配置されている。マクロ欠陥検査ユニット９０は、マクロ欠陥検査器９１を備えており、基板Ｗ上に現出した比較的大きな欠陥、例えばパーティクルの付着やレジストの塗布ムラを光学的に検出する。また、マクロ欠陥検査ユニット９０の上方、すなわち検査ブロックＩＢの装置背面側上段には検査用バッファ９５が２列に配置されている。検査用バッファ９５は、複数枚の基板Ｗを多段に収納できる収納棚によって構成されている。検査用バッファ９５は、膜厚測定ユニット８０、線幅測定ユニット８５、マクロ欠陥検査ユニット９０のいずれかにて基板Ｗの検査が行われているときに、そのユニットにて検査を行うべき後続の基板Ｗを一時的に収納保管しておくものである。
なお、膜厚測定ユニット８０、線幅測定ユニット８５、マクロ欠陥検査ユニット９０の配置位置は上記の例に限定されるものではなく、それらを相互に入れ替えた配置であっても良い。
搬送ロボットＴＲ５の構成は、搬送ロボットＴＲ１と全く同じである。よって、搬送ロボットＴＲ５は２個の保持アームをそれぞれ個別に基板載置部ＰＡＳＳ５，ＰＡＳＳ６、膜厚測定ユニット８０、線幅測定ユニット８５、マクロ欠陥検査ユニット９０、検査用バッファ９５および後述する基板載置部ＰＡＳＳ７，ＰＡＳＳ８に対してアクセスさせて、それらとの間で基板Ｗの授受を行うことができる。
次に、現像処理ブロック４について説明する。検査ブロックＩＢとインターフェイスブロック５との間に挟み込まれるようにして現像処理ブロック４が設けられている。検査ブロックＩＢと現像処理ブロック４との間にも、雰囲気遮断用の隔壁４５が設けられている。この隔壁４５に検査ブロックＩＢと現像処理ブロック４との間で基板Ｗの受け渡しを行うために基板Ｗを載置する２つの基板載置部ＰＡＳＳ７，ＰＡＳＳ８が上下に積層して設けられている。基板載置部ＰＡＳＳ７，ＰＡＳＳ８は、上述した基板載置部ＰＡＳＳ１，ＰＡＳＳ２と同様の構成を備えている。
上側の基板載置部ＰＡＳＳ７は、検査ブロックＩＢから現像処理ブロック４へ基板Ｗを搬送するために使用される。すなわち、検査ブロックＩＢの搬送ロボットＴＲ５が基板載置部ＰＡＳＳ７に載置した基板Ｗを現像処理ブロック４の搬送ロボットＴＲ３が受け取る。一方、下側の基板載置部ＰＡＳＳ８は、現像処理ブロック４から検査ブロックＩＢへ基板Ｗを搬送するために使用される。すなわち、現像処理ブロック４の搬送ロボットＴＲ３が基板載置部ＰＡＳＳ８に載置した基板Ｗを検査ブロックＩＢの搬送ロボットＴＲ５が受け取る。
基板載置部ＰＡＳＳ７，ＰＡＳＳ８は、隔壁４５の一部に部分的に貫通して設けられている。また、基板載置部ＰＡＳＳ７，ＰＡＳＳ８には、基板Ｗの有無を検出する光学式のセンサ（図示省略）が設けられており、各センサの検出信号に基づいて搬送ロボットＴＲ５，ＴＲ３が基板載置部ＰＡＳＳ７，ＰＡＳＳ８に対して基板Ｗを受け渡しできる状態にあるか否かを判断する。さらに、基板載置部ＰＡＳＳ７，ＰＡＳＳ８の下側には、基板Ｗを大まかに冷却するための水冷式の２つのクールプレートＷＣＰが隔壁４５を貫通して上下に設けられている。
現像処理ブロック４は、露光された基板Ｗに対して現像処理を行うための処理ブロックである。現像処理ブロック４は、パターンが露光された基板Ｗに対して現像液を供給して現像処理を行う現像処理部ＳＤと、現像処理に付随する熱処理を行う２つの熱処理タワー４１，４２と、現像処理部ＳＤおよび熱処理タワー４１，４２に対して基板Ｗの受け渡しを行う搬送ロボットＴＲ３とを備える。なお、搬送ロボットＴＲ３は、上述した搬送ロボットＴＲ１と全く同じ構成を有する。
現像処理部ＳＤは、図２に示すように、同様の構成を備えた５つの現像処理ユニットＳＤ１，ＳＤ２，ＳＤ３，ＳＤ４，ＳＤ５を下から順に積層配置して構成されている。なお、５つの現像処理ユニットＳＤ１〜ＳＤ５を特に区別しない場合はこれらを総称して現像処理部ＳＤとする。各現像処理ユニットＳＤ１〜ＳＤ５は、基板Ｗを略水平姿勢で吸着保持して略水平面内にて回転させるスピンチャック４３、このスピンチャック４３上に保持された基板Ｗ上に現像液を供給するノズル４４、スピンチャック４３を回転駆動させるスピンモータ（図示省略）およびスピンチャック４３上に保持された基板Ｗの周囲を囲繞するカップ（図示省略）等を備えている。
図３に示すように、インデクサブロック１に近い側の熱処理タワー４１には、基板Ｗを所定の温度にまで加熱する５個のホットプレートＨＰ７〜ＨＰ１１と、加熱された基板Ｗを冷却して所定の温度にまで降温するとともに基板Ｗを当該所定の温度に維持するクールプレートＣＰ１０〜ＣＰ１２とが設けられている。この熱処理タワー４１には、下から順にクールプレートＣＰ１０〜ＣＰ１２、ホットプレートＨＰ７〜ＨＰ１１が積層配置されている。一方、インデクサブロック１から遠い側の熱処理タワー４２には、６個の加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２とクールプレートＣＰ１３とが積層配置されている。各加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２は、上述した加熱部ＰＨＰ１〜ＰＨＰ６と同様に、基板仮置部およびローカル搬送機構を備えた熱処理ユニットである。但し、各加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２の基板仮置部はインターフェイスブロック５の搬送ロボットＴＲ４の側には開口しているが、現像処理ブロック４の搬送ロボットＴＲ３の側には閉塞している。つまり、加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２に対してはインターフェイスブロック５の搬送ロボットＴＲ４はアクセス可能であるが、現像処理ブロック４の搬送ロボットＴＲ３はアクセス不可である。なお、熱処理タワー４１に組み込まれた熱処理ユニットに対しては現像処理ブロック４の搬送ロボットＴＲ３がアクセスする。
また、熱処理タワー４２には、現像処理ブロック４と、これに隣接するインターフェイスブロック５との間で基板Ｗの受け渡しを行うための２つの基板載置部ＰＡＳＳ９，ＰＡＳＳ１０が上下に近接して組み込まれている。上側の基板載置部ＰＡＳＳ９は、現像処理ブロック４からインターフェイスブロック５へ基板Ｗを搬送するために使用される。すなわち、現像処理ブロック４の搬送ロボットＴＲ３が基板載置部ＰＡＳＳ９に載置した基板Ｗをインターフェイスブロック５の搬送ロボットＴＲ４が受け取る。一方、下側の基板載置部ＰＡＳＳ１０は、インターフェイスブロック５から現像処理ブロック４へ基板Ｗを搬送するために使用される。すなわち、インターフェイスブロック５の搬送ロボットＴＲ４が基板載置部ＰＡＳＳ１０に載置した基板Ｗを現像処理ブロック４の搬送ロボットＴＲ３が受け取る。なお、基板載置部ＰＡＳＳ９，ＰＡＳＳ１０は、現像処理ブロック４の搬送ロボットＴＲ３およびインターフェイスブロック５の搬送ロボットＴＲ４の両側に対して開口している。
次に、インターフェイスブロック５について説明する。インターフェイスブロック５は、現像処理ブロック４に隣接して設けられ、本基板処理装置とは別体の外部装置である露光装置に対して基板Ｗの受け渡しを行うブロックである。本実施形態のインターフェイスブロック５には、露光装置との間で基板Ｗの受け渡しを行うための搬送機構５５の他に、フォトレジスト膜が形成された基板Ｗの周縁部を露光する２つのエッジ露光部ＥＥＷと、現像処理ブロック４内に配設された加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２およびエッジ露光部ＥＥＷに対して基板Ｗを受け渡しする搬送ロボットＴＲ４とを備えている。
エッジ露光部ＥＥＷは、図２に示すように、基板Ｗを略水平姿勢で吸着保持して略水平面内にて回転させるスピンチャック５６や、このスピンチャック５６に保持された基板Ｗの周縁に光を照射して露光する光照射器５７などを備えている。２つのエッジ露光部ＥＥＷは、インターフェイスブロック５の中央部に上下に積層配置されている。このエッジ露光部ＥＥＷと現像処理ブロック４の熱処理タワー４２とに隣接して配置されている搬送ロボットＴＲ４は上述した搬送ロボットＴＲ１と同様の構成を備えている。
また、図２に示すように、２つのエッジ露光部ＥＥＷの下側には基板戻し用のリターンバッファＲＢＦが設けられ、さらにその下側には２つの基板載置部ＰＡＳＳ１１，ＰＡＳＳ１２が上下に積層して設けられている。リターンバッファＲＢＦは、何らかの障害によって現像処理ブロック４が基板Ｗの現像処理を行うことができない場合に、現像処理ブロック４の加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２で露光後の加熱および冷却処理を行った後に、その基板Ｗを一時的に収納保管しておくものである。このリターンバッファＲＢＦは、複数枚の基板Ｗを多段に収納できる収納棚によって構成されている。また、上側の基板載置部ＰＡＳＳ１１は搬送ロボットＴＲ４から搬送機構５５に基板Ｗを渡すために使用するものであり、下側の基板載置部ＰＡＳＳ１２は搬送機構５５から搬送ロボットＴＲ４に基板Ｗを渡すために使用するものである。なお、リターンバッファＲＢＦに対しては搬送ロボットＴＲ４がアクセスを行う。
搬送機構５５は、図２に示すように、Ｙ方向に水平移動可能な可動台５５ａを備え、この可動台５５ａ上に基板Ｗを保持する保持アーム５５ｂを搭載している。保持アーム５５ｂは、可動台５５ａに対して昇降移動、旋回動作および旋回半径方向への進退移動が可能に構成されている。このような構成によって、搬送機構５５は、露光装置との間で基板Ｗの受け渡しを行うとともに、基板載置部ＰＡＳＳ１１，ＰＡＳＳ１２に対する基板Ｗの受け渡しと、基板送り用のセンドバッファＳＢＦに対する基板Ｗの収納および取り出しを行う。センドバッファＳＢＦは、露光装置が基板Ｗの受け入れをできないときに、露光処理前の基板Ｗを一時的に収納保管するもので、複数枚の基板Ｗを多段に収納できる収納棚によって構成されている。
以上のインデクサブロック１、バークブロック２、レジスト塗布ブロック３、現像処理ブロック４、インターフェイスブロック５および検査ブロックＩＢには常に清浄空気がダウンフローとして供給されており、各ブロック内でパーティクルの巻き上がりや気流によるプロセスへの悪影響を回避している。また、各ブロック内は装置の外部環境に対して若干陽圧に保たれ、外部環境からのパーティクルや汚染物質の進入などを防いでいる。
また、上述したインデクサブロック１、バークブロック２、レジスト塗布ブロック３、現像処理ブロック４、インターフェイスブロック５および検査ブロックＩＢは、本実施形態の基板処理装置を機構的に分割した単位である。各ブロックは、各々個別のブロック用フレーム（枠体）に組み付けられ、各ブロック用フレームを連結して基板処理装置が構成されている。
一方、本実施形態では、基板搬送に係る搬送制御単位を機械的に分割したブロックとは別に構成している。本明細書では、このような基板搬送に係る搬送制御単位を「セル」と称する。１つのセルは、基板に所定の処理を行う複数の処理部とそれら複数の処理部に対して基板の搬送を行う搬送ロボットとを含んで構成されている。そして、上述した各基板載置部が、セル内に基板Ｗを受け入れるための入口基板載置部またはセルから基板Ｗを払い出すための出口基板載置部として機能する。そして、セル間の基板Ｗの受け渡しも基板載置部を介して行われる。なお、本明細書では熱処理ユニット、塗布・現像処理ユニット、エッジ露光部の他に単に基板Ｗを載置するだけの基板載置部等も搬送対象部という意味において「処理部」に含め、また、基板移載機構１２や搬送機構５５も基板搬送を行うため搬送ロボットに含める。
本実施形態の基板処理装置には、インデクサセル、バークセル、レジスト塗布セル、検査セル、現像処理セル、露光後ベークセルおよびインターフェイスセルの７つのセルが含まれている。インデクサセルは、載置台１１と基板移載機構１２とを含み、結果的に機械的に分割した単位であるインデクサブロック１と同じ構成となっている。また、バークセルは、下地塗布処理部ＢＲＣと２つの熱処理タワー２１，２１と搬送ロボットＴＲ１とを含む。このバークセルも、結果として機械的に分割した単位であるバークブロック２と同じ構成になっている。また、レジスト塗布セルは、レジスト塗布処理部ＳＣと２つの熱処理タワー３１，３１と搬送ロボットＴＲ２とを含む。このレジスト塗布セルも、結果として機械的に分割した単位であるレジスト塗布ブロック３と同じ構成になっている。さらに、検査セルは、膜厚測定ユニット８０と、線幅測定ユニット８５とマクロ欠陥検査ユニット９０と検査用バッファ９５と搬送ロボットＴＲ５とを含む。この検査セルも、結果として機械的に分割した単位である検査ブロックＩＢと同じ構成になっている。
一方、現像処理セルは、現像処理部ＳＤと熱処理タワー４１と搬送ロボットＴＲ３とを含む。上述したように、搬送ロボットＴＲ３は熱処理タワー４２の加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２に対してアクセスすることができず、現像処理セルに熱処理タワー４２は含まれない。この点において、現像処理セルは機械的に分割した単位である現像処理ブロック４と異なる。
また、露光後ベークセルは、現像処理ブロック４に位置する熱処理タワー４２と、インターフェイスブロック５に位置するエッジ露光部ＥＥＷと搬送ロボットＴＲ４とを含む。すなわち、露光後ベークセルは、機械的に分割した単位である現像処理ブロック４とインターフェイスブロック５とにまたがるものである。このように露光後加熱処理を行う加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２と搬送ロボットＴＲ４とを含んで１つのセルを構成しているので、露光後の基板Ｗを速やかに加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２に搬入して熱処理を行うことができる。このような構成は、パターンの露光を行った後なるべく速やかに加熱処理を行う必要のある化学増幅型レジストを使用した場合に好適である。
なお、熱処理タワー４２に含まれる基板載置部ＰＡＳＳ９，ＰＡＳＳ１０は現像処理セルの搬送ロボットＴＲ３と露光後ベークセルの搬送ロボットＴＲ４との間の基板Ｗの受け渡しのために介在する。
インターフェイスセルは、外部装置である露光装置に対して基板Ｗの受け渡しを行う搬送機構５５を含んで構成されている。このインターフェイスセルは、搬送ロボットＴＲ４やエッジ露光部ＥＥＷを含まない点で、機械的に分割した単位であるインターフェイスブロック５とは異なる構成となっている。なお、エッジ露光部ＥＥＷの下方に設けられた基板載置部ＰＡＳＳ１１，ＰＡＳＳ１２は露光後ベークセルの搬送ロボットＴＲ４とインターフェイスセルの搬送機構５５との間の基板Ｗの受け渡しのために介在する。
次に、本実施形態の基板処理装置の制御機構について説明する。図６は、制御機構の概略を示すブロック図である。同図に示すように、本実施形態の基板処理装置は、メインコントローラＭＣ、セルコントローラＣＣ、ユニットコントローラの３階層からなる制御階層を備えている。メインコントローラＭＣ、セルコントローラＣＣ、ユニットコントローラのハードウェアとしての構成は一般的なコンピュータと同様である。すなわち、各コントローラは、各種演算処理を行うＣＰＵ、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭおよび制御用アプリケーションやデータなどを記憶しておく磁気ディスク等を備えている。
第１階層のメインコントローラＭＣは、基板処理装置全体に１つ設けられており、装置全体の管理、メインパネルＭＰの管理およびセルコントローラＣＣの管理を主に担当する。メインパネルＭＰは、メインコントローラＭＣのディスプレイとして機能するものである。また、メインコントローラＭＣに対してはキーボードＫＢから種々のコマンドを入力することができる。なお、メインパネルＭＰをタッチパネルにて構成し、メインパネルＭＰからメインコントローラＭＣに入力作業を行うようにしても良い。また、メインコントローラＭＣには磁気ディスク９９が備えられており、この磁気ディスク９９に後述する処理履歴データが格納される。
第２階層のセルコントローラＣＣは、７つのセル（インデクサセル、バークセル、レジスト塗布セル、検査セル、現像処理セル、露光後ベークセルおよびインターフェイスセル）のそれぞれに対して個別に設けられている。各セルコントローラＣＣは、対応するセル内の基板搬送管理およびユニット管理を主に担当する。具体的には、各セルのセルコントローラＣＣは、所定の基板載置部に基板Ｗを置いたという情報を、隣のセルのセルコントローラＣＣに送り、その基板Ｗを受け取ったセルのセルコントローラＣＣは、当該基板載置部から基板Ｗを受け取ったという情報を元のセルのセルコントローラＣＣに返すという情報の送受信を行う。このような情報の送受信はメインコントローラＭＣを介して行われる。そして、各セルコントローラＣＣはセル内に基板Ｗが搬入された旨の情報を搬送ロボットコントローラＴＣに与え、該搬送ロボットコントローラＴＣが搬送ロボットを制御してセル内で基板Ｗを所定の手順（フローレシピ）に従って循環搬送させる。なお、搬送ロボットコントローラＴＣは、セルコントローラＣＣ上で所定のアプリケーションが動作することによって実現される制御部である。
また、第３階層のユニットコントローラとしては、例えばスピンコントローラやベークコントローラが設けられている。スピンコントローラは、セルコントローラＣＣの指示に従ってセル内に配置されたスピンユニット（塗布処理ユニットおよび現像処理ユニット）を直接制御するものである。具体的には、スピンコントローラは、例えばスピンユニットのスピンモータを制御して基板Ｗの回転数を調整する。また、ベークコントローラは、セルコントローラＣＣの指示に従ってセル内に配置された熱処理ユニット（ホットプレート、クールプレート、加熱部等）を直接制御するものである。具体的には、ベークコントローラは、例えばホットプレートに内蔵されたヒータを制御してプレート温度等を調整する。また、特に検査セルに対応して設けられたユニットコントローラである検査ユニットコントローラは、検査ユニット（膜厚測定ユニット８０、線幅測定ユニット８５、マクロ欠陥検査ユニット９０）を直接制御するものである。
このように本実施形態では、３階層の制御階層とすることによって各コントローラの制御負荷を軽減している。また、各セルコントローラＣＣは、隣接するセル内での搬送スケジュールを考慮することなく、それぞれのセル内だけの基板搬送スケジュールを管理しているため、各セルコントローラＣＣの搬送制御の負担が軽くなる。その結果、基板処理装置のスループットを向上させることができるのである。
次に、本実施形態の基板処理装置の動作について説明する。ここでは、まず、基板処理装置における基板Ｗの搬送の手順について簡単に説明する。まず、インデクサセル（インデクサブロック１）の基板移載機構１２が所定のキャリアＣから未処理の基板Ｗを取り出し、上側の基板載置部ＰＡＳＳ１に載置する。基板載置部ＰＡＳＳ１に未処理の基板Ｗが載置されると、バークセルの搬送ロボットＴＲ１が保持アーム６ａ，６ｂのうちの一方を使用してその基板Ｗを受け取る。そして、搬送ロボットＴＲ１は受け取った未処理の基板Ｗを塗布処理ユニットＢＲＣ１〜ＢＲＣ３のいずれかに搬送する。塗布処理ユニットＢＲＣ１〜ＢＲＣ３では、基板Ｗに反射防止膜用の塗布液が回転塗布される。
塗布処理が終了した後、基板Ｗは搬送ロボットＴＲ１によってホットプレートＨＰ１〜ＨＰ６のいずれかに搬送される。ホットプレートにて基板Ｗが加熱されることによって、塗布液が乾燥されて基板Ｗ上に下地の反射防止膜が形成される。その後、搬送ロボットＴＲ１によってホットプレートから取り出された基板ＷはクールプレートＣＰ１〜ＣＰ３のいずれかに搬送されて冷却される。なお、このときにクールプレートＷＣＰによって基板Ｗを冷却するようにしても良い。冷却後の基板Ｗは搬送ロボットＴＲ１によって基板載置部ＰＡＳＳ３に載置される。
また、基板載置部ＰＡＳＳ１に載置された未処理の基板Ｗを搬送ロボットＴＲ１が密着強化処理部ＡＨＬ１〜ＡＨＬ３のいずれかに搬送するようにしても良い。密着強化処理部ＡＨＬ１〜ＡＨＬ３では、ＨＭＤＳの蒸気雰囲気で基板Ｗを熱処理してレジスト膜と基板Ｗとの密着性を向上させる。密着強化処理の終了した基板Ｗは搬送ロボットＴＲ１によって取り出され、クールプレートＣＰ１〜ＣＰ３のいずれかに搬送されて冷却される。密着強化処理が行われた基板Ｗには反射防止膜を形成しないため、冷却後の基板Ｗは搬送ロボットＴＲ１によって直接基板載置部ＰＡＳＳ３に載置される。
また、反射防止膜用の塗布液を塗布する前に脱水処理を行うようにしても良い。この場合はまず、基板載置部ＰＡＳＳ１に載置された未処理の基板Ｗを搬送ロボットＴＲ１が密着強化処理部ＡＨＬ１〜ＡＨＬ３のいずれかに搬送する。密着強化処理部ＡＨＬ１〜ＡＨＬ３では、ＨＭＤＳの蒸気を供給することなく基板Ｗに単に脱水のための加熱処理（デハイドベーク）を行う。脱水のための加熱処理の終了した基板Ｗは搬送ロボットＴＲ１によって取り出され、クールプレートＣＰ１〜ＣＰ３のいずれかに搬送されて冷却される。冷却後の基板Ｗは搬送ロボットＴＲ１によって塗布処理ユニットＢＲＣ１〜ＢＲＣ３のいずれかに搬送され、反射防止膜用の塗布液が回転塗布される。その後、基板Ｗは搬送ロボットＴＲ１によってホットプレートＨＰ１〜ＨＰ６のいずれかに搬送され、加熱処理によって基板Ｗ上に下地の反射防止膜が形成される。さらにその後、搬送ロボットＴＲ１によってホットプレートから取り出された基板ＷはクールプレートＣＰ１〜ＣＰ３のいずれかに搬送されて冷却された後、基板載置部ＰＡＳＳ３に載置される。
基板Ｗが基板載置部ＰＡＳＳ３に載置されると、レジスト塗布セルの搬送ロボットＴＲ２がその基板Ｗを受け取って塗布処理ユニットＳＣ１〜ＳＣ３のいずれかに搬送する。塗布処理ユニットＳＣ１〜ＳＣ３では、基板Ｗにフォトレジストが回転塗布される。なお、レジスト塗布処理には精密な基板温調が要求されるため、基板Ｗを塗布処理ユニットＳＣ１〜ＳＣ３に搬送する直前にクールプレートＣＰ４〜ＣＰ９のいずれかに搬送するようにしても良い。
レジスト塗布処理が終了した後、基板Ｗは搬送ロボットＴＲ２によって加熱部ＰＨＰ１〜ＰＨＰ６のいずれかに搬送される。加熱部ＰＨＰ１〜ＰＨＰ６にて基板Ｗが加熱処理されることにより、フォトレジスト中の溶媒成分が除去されて基板Ｗ上にレジスト膜が形成される。その後、搬送ロボットＴＲ２によって加熱部ＰＨＰ１〜ＰＨＰ６から取り出された基板ＷはクールプレートＣＰ４〜ＣＰ９のいずれかに搬送されて冷却される。冷却後の基板Ｗは搬送ロボットＴＲ２によって基板載置部ＰＡＳＳ５に載置される。
レジスト膜が形成された基板Ｗが基板載置部ＰＡＳＳ５に載置されると、検査セルの搬送ロボットＴＲ５がその基板Ｗを受け取って膜厚測定ユニット８０に搬送する。膜厚測定ユニット８０は、基板Ｗ上に塗布されたレジストの膜厚を測定することによって所定範囲の膜厚のレジスト膜が形成されているか否かを検査する。膜厚検査が終了した基板Ｗは搬送ロボットＴＲ５によって膜厚測定ユニット８０から取り出され、基板載置部ＰＡＳＳ７に載置される。
基板載置部ＰＡＳＳ７に基板Ｗが載置されると、現像処理セルの搬送ロボットＴＲ３がその基板Ｗを受け取ってそのまま基板載置部ＰＡＳＳ９に載置する。そして、基板載置部ＰＡＳＳ９に載置された基板Ｗは露光後ベークセルの搬送ロボットＴＲ４によって受け取られ、エッジ露光部ＥＥＷに搬入される。エッジ露光部ＥＥＷにおいては、基板Ｗの周縁部の露光処理が行われる。エッジ露光処理が終了した基板Ｗは搬送ロボットＴＲ４によって基板載置部ＰＡＳＳ１１に載置される。そして、基板載置部ＰＡＳＳ１１に載置された基板Ｗはインターフェイスセルの搬送機構５５によって受け取られ、装置外の露光装置に搬入され、パターン露光処理に供される。
パターン露光処理が終了した基板Ｗは再びインターフェイスセルに戻され、搬送機構５５によって基板載置部ＰＡＳＳ１２に載置される。露光後の基板Ｗが基板載置部ＰＡＳＳ１２に載置されると、露光後ベークセルの搬送ロボットＴＲ４がその基板Ｗを受け取って加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２のいずれかに搬送する。加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２では、露光時の光化学反応によって生じた生成物をレジスト膜内に均一に拡散させるための加熱処理(Post Exposure Bake)が行われる。露光後加熱処理が終了した基板Ｗは搬送ロボットＴＲ４によって取り出され、クールプレートＣＰ１３に搬送されて冷却される。冷却後の基板Ｗは搬送ロボットＴＲ４によって基板載置部ＰＡＳＳ１０に載置される。
基板載置部ＰＡＳＳ１０に基板Ｗが載置されると、現像処理セルの搬送ロボットＴＲ３がその基板Ｗを受け取って現像処理ユニットＳＤ１〜ＳＤ５のいずれかに搬送する。現像処理ユニットＳＤ１〜ＳＤ５では、基板Ｗに現像液を供給して現像処理を進行させる。やがて現像処理が終了した後、基板Ｗは搬送ロボットＴＲ３によってホットプレートＨＰ７〜ＨＰ１１のいずれかに搬送されて加熱され、さらにその後クールプレートＣＰ１０〜ＣＰ１２のいずれかに搬送されて冷却される。冷却後の基板Ｗは搬送ロボットＴＲ３によって基板載置部ＰＡＳＳ８に載置される。
現像処理後の基板Ｗが基板載置部ＰＡＳＳ８に載置されると、検査セルの搬送ロボットＴＲ５がその基板Ｗを受け取って線幅測定ユニット８５に搬送する。線幅測定ユニット８５は、現像処理後の基板Ｗ上に形成されたパターンの線幅を測定することによって所定範囲の線幅のパターン形成がなされているか否かを検査する。線幅検査が終了した基板Ｗは搬送ロボットＴＲ５によって線幅測定ユニット８５から取り出され、マクロ欠陥検査ユニット９０に搬送される。マクロ欠陥検査ユニット９０は、基板Ｗ上に現出した比較的大きな欠陥（マクロ欠陥）の有無を検査する。マクロ欠陥検査が終了した基板Ｗは搬送ロボットＴＲ５によってマクロ欠陥検査ユニット９０から取り出され、基板載置部ＰＡＳＳ６に載置される。
基板載置部ＰＡＳＳ６に載置された基板Ｗは、レジスト塗布セルの搬送ロボットＴＲ２によってそのまま基板載置部ＰＡＳＳ４に載置される。さらに、基板載置部ＰＡＳＳ４に載置された基板Ｗは、バークセルの搬送ロボットＴＲ１によってそのまま基板載置部ＰＡＳＳ２に載置される。基板載置部ＰＡＳＳ２に載置された処理済みの基板Ｗはインデクサセルの基板移載機構１２によって所定のキャリアＣに収納される。このようにして一連のフォトリソグラフィー処理が完了する。
以上のようにして基板処理装置にて一連のフォトリソグラフィー処理を行っているときに、各搬送ロボットコントローラＴＣおよび各ユニットコントローラが処理履歴データを取得する。処理履歴データとは、ある基板Ｗについての処理の履歴を処理部や搬送ロボットごとに集積したデータである。具体的には、例えばバークセルの搬送ロボットコントローラＴＣが搬送ロボットＴＲ１の搬送時間（ある処理部から基板Ｗを受け取って次の処理部に搬入するまでの時間）を計測して取得する。また、例えばレジスト塗布セルのスピンコントローラがレジスト塗布処理部ＳＣの処理時間を計測して取得する。レジスト塗布処理部ＳＣの処理時間としては、基板Ｗが処理部に搬入されてから搬出されるまでのプロセス処理時間と、レジスト塗布処理部ＳＣにおける各処理ステップごとに要したステップ処理時間との双方が計測されて取得される。処理ステップとは各処理部内で行われる処理における一つの処理工程であり、例えばレジスト塗布処理部ＳＣの場合、フォトレジストを吐出する工程、基板Ｗを回転させて吐出されたフォトレジストを拡布する工程、回転数を下げてレジスト膜厚を安定させる工程等がそれぞれ処理ステップとなる。
また、例えばレジスト塗布セルのスピンコントローラは、レジスト塗布処理部ＳＣにおけるスピンモータの回転数、環境温度、環境湿度、フォトレジストの流量、排気圧、風量等の各項目を処理ステップごとに処理履歴データとして取得する。また、例えば露光後ベークセルのユニットコントローラは、エッジ露光部ＥＥＷにおける露光量、照度、円周移動速度等の各項目を処理ステップごとに処理履歴データとして取得する。さらに、例えばレジスト塗布セルのベークコントローラは、加熱部ＰＨＰ１〜ＰＨＰ６におけるプレート温度、冷却時間、圧力等の各項目を処理ステップごとに処理履歴データとして取得する。
このようにして取得された搬送時間、処理時間、プレート温度、スピンモータの回転数、液の流量等の項目からなる処理履歴データは、搬送ロボットコントローラＴＣおよびユニットコントローラからセルコントローラＣＣを介してメインコントローラＭＣに送信される。処理履歴データを受け取ったメインコントローラＭＣは、処理に供された各基板Ｗについて各処理部および搬送ロボットごとに区分けして磁気ディスク９９に格納する。
一方、上記の搬送手順においては、処理に供される全ての基板Ｗを膜厚測定ユニット８０、線幅測定ユニット８５、マクロ欠陥検査ユニット９０に搬送して三種類の検査を行うようにしていた。三種類の検査のうち膜厚検査はレジスト膜形成後の基板Ｗに対して行うものであり、線幅検査およびマクロ欠陥検査は現像処理後の基板Ｗに対して行うものである。第１実施形態では、これら各種検査を行う検査ブロックＩＢをレジスト塗布ブロック３と現像処理ブロック４との間に配置している。従って、インデクサブロック１からインターフェイスブロック５へと向かう露光処理前の基板Ｗの搬送方向に逆行することなく膜厚検査を実行することができ、またインターフェイスブロック５からインデクサブロック１へと向かう露光処理後の基板Ｗの搬送方向に逆行することなく線幅検査およびマクロ欠陥検査を行うことができる。なお、処理に供される基板Ｗのうちの一部を検査ユニットに搬送するいわゆる抜き取り検査を行うようにしても良いし、三種類の検査のうちの一部のみを実行するようにしても良い。
そして、第１実施形態では、膜厚測定ユニット８０、線幅測定ユニット８５、マクロ欠陥検査ユニット９０のいずれかが処理不良の基板Ｗを検出すると、検査ユニットコントローラがセルコントローラＣＣを介してメインコントローラＭＣに不良基板を検出した旨をその基板Ｗの識別コード（ウェハＩＤ）とともに報告する。報告を受けたメインコントローラＭＣは、処理不良とされた基板Ｗについての処理履歴データと基準データとを比較する。基準データは、搬送ロボットおよび処理部が正常な動作を行っているときの動作データであり、所定範囲の幅を有している。基準データは予め設定されて磁気ディスク９９に格納されている。メインコントローラＭＣは、処理不良とされた基板Ｗについて各処理部および各搬送ロボットごと処理履歴データが基準データとして設定された所定範囲内に収まっているか否かを判定するのである。
その結果、処理履歴データが基準データとして設定された所定範囲内に収まっている処理部および搬送ロボットについては正常と判断する。一方、処理履歴データが基準データとして設定された所定範囲から外れている処理部および搬送ロボットについては異常と判断する。異常と判断された処理部または搬送ロボットと不良基板Ｗの識別コードとは、メインパネルＭＰに表示される。このときに、その基板Ｗの処理履歴データもメインパネルＭＰに表示するようにしても良い。そして、装置のオペレータは不良の処理部または搬送ロボットに対して必要な処置を施す。
このようにすれば、検査セルにて処理不良の基板Ｗが検出されたときに、その処理不良の原因となった箇所（処理部または搬送ロボット）を自動的に迅速かつ容易に特定することができる。従って、処理不良が発生した場合であっても、その対応のために装置を停止する時間を最小限に抑制することができる。
また、各処理部および搬送ロボットについて詳細に取得された処理履歴データを基準データと逐次比較しているため、処理不良の原因となった箇所を正確に特定することができる。
＜２．第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態の基板処理装置の装置構成および基板Ｗの処理手順は第１実施形態と同じである。第２実施形態が第１実施形態と異なるのは、処理不良の基板Ｗが検出されたときの異常箇所の特定手法である。
すなわち、第２実施形態では、検査ブロックＩＢにおいて処理不良の基板Ｗが検出されたときに、その処理不良の内容と予め関連付けられた処理部および搬送ロボットについての処理履歴データの判定を他の処理部および搬送ロボットについての処理履歴データの判定よりも優先して行うようにしている。具体的には、膜厚測定ユニット８０によって膜厚異常の基板Ｗが検出されたときには、レジスト塗布に関連する処理部の異常である可能性が高いため、レジスト塗布セルの搬送ロボットＴＲ２、レジスト塗布を行うレジスト塗布処理部ＳＣおよび塗布後の加熱処理を行う加熱部ＰＨＰ１〜ＰＨＰ６についての処理履歴データと基準データとの比較を他の処理部についての処理履歴データの判定よりも優先して行う。そして、このときには優先して判定を行う処理部および搬送ロボットについての処理履歴データをより詳細に判定、具体的には第１実施形態の如き通常の判定を行うときよりも多い項目数（例えば全項目）の処理履歴データを基準データと比較するようにしても良い。なお、レジスト塗布処理部ＳＣによる塗布処理直前にクールプレートＣＰ４〜ＣＰ９にて基板Ｗの冷却を行っている場合には、それらクールプレートＣＰ４〜ＣＰ９についての処理履歴データの判定も優先して行う。
また、線幅測定ユニット８５によって線幅異常の基板Ｗが検出されたときには、露光後加熱処理に関連する処理部の異常である可能性が高いため、露光後ベークセルの搬送ロボットＴＲ４および露光後加熱処理を行う加熱部ＰＨＰ７〜ＰＨＰ１２についての処理履歴データと基準データとの比較を他の処理部についての処理履歴データの判定よりも優先して行う。そして、上記と同様にこのときにも優先して判定を行う処理部および搬送ロボットについての処理履歴データをより詳細に判定するようにしても良い。
また、マクロ欠陥検査ユニット９０によってマクロ欠陥の基板Ｗが検出されたときには、露光直前の異常である可能性が高いため、露光前の冷却処理を行うクールプレートＣＰ４〜ＣＰ９、エッジ露光部ＥＥＷ、搬送ロボットＴＲ２〜ＴＲ４および搬送機構５５についての処理履歴データと基準データとの比較を他の処理部についての処理履歴データの判定よりも優先して行う。そして、上記と同様にこのときにも優先して判定を行う処理部および搬送ロボットについての処理履歴データをより詳細に判定するようにしても良い。
このように、第２実施形態においては、検査ブロックＩＢにおいて処理不良の基板Ｗが検出されたときに、その処理不良の内容と因果関係の強い処理部および搬送ロボットについての処理履歴データの判定を優先して行うようにしている。このため、処理不良の原因となった箇所をより迅速に特定することができる。
また、優先して判定を行う処理部および搬送ロボットについての処理履歴データをより詳細に判定するようにすれば、異常である可能性の高い処理部および搬送ロボットについて厳密な判断を行うことができ、処理不良の原因となった箇所をより正確に特定することができる。
＜３．第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態の基板処理装置の装置構成は第１実施形態と同じである。第３実施形態における基板Ｗのフォトリソグラフィー処理の手順も第１実施形態と概ね同じであるが、但し、第３実施形態では基板Ｗの検査を行わず、処理に供される基板Ｗは検査ブロックＩＢを単に通過するだけである。従って、第３実施形態では、検査ブロックＩＢにて処理不良の基板Ｗが検出されることはない。
第３実施形態においては、一連のフォトリソグラフィー処理が行われるときに、処理に供された全ての基板Ｗについて処理履歴データを取得している。そして、メインコントローラＭＣは、処理が行われた基板Ｗについての処理履歴データが取得されるごとに、その処理履歴データと基準データとの比較を行っている。つまり、第３実施形態ではフォトリソグラフィー処理に供される全ての基板Ｗについて処理履歴データを取得してその処理履歴データの判定を行っているのである。
そして、ある基板Ｗについての処理履歴データが基準データとして設定された所定範囲から外れている処理部および搬送ロボットが検出されたときには、その処理部または搬送ロボットを該基板Ｗの識別コードとともにメインパネルＭＰに表示する。
このようにしても、処理不良の原因となりうる処理部または搬送ロボットを自動的に迅速かつ正確に特定することができる。
＜４．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においてはメインコントローラＭＣが処理履歴データと基準データとの比較を行うようにしていたが、各ユニットコントローラやセルコントローラＣＣが処理履歴データの判定を行うようにしても良い。また、上記基板処理装置をデータ収集専用のサーバに接続し、そのデータ収集専用サーバが基板処理装置から送信された処理履歴データの判定を行うようにしても良い。
また、第３実施形態においては、処理に供される全ての基板Ｗについて処理履歴データを取得してその判定を行うようにしていたが、これに限定されるものではなく、一連のフォトリソグラフィー処理に供された複数の基板Ｗのうちの任意の一部について処理履歴データを取得するとともに、それら一部の基板Ｗについての処理履歴データと基準データとの比較を行うようにしても良い。すなわち、処理履歴データの抜き取り判定を行うことによって、処理不良の原因となりうる処理部または搬送ロボットを特定することにより、メインコントローラＭＣの負荷を軽減することができる。
また、本発明に係る基板処理装置の構成は図１から図４に示したような形態に限定されるものではなく、搬送ロボットによって基板Ｗを複数の処理部に搬送して該基板Ｗに所定の処理を行うような形態であれば種々の変形が可能である。例えば、第３実施形態においては、基板Ｗの検査を行わないため、検査ブロックＩＢを取り外してレジスト塗布ブロック３と現像処理ブロック４とを直接接続するような構成であっても良い。
第１実施形態の基板処理装置の平面図である。 図１の基板処理装置の液処理部の正面図である。 図１の基板処理装置の熱処理部の正面図である。 図１の基板処理装置の基板載置部の周辺構成を示す図である。 図１の基板処理装置の搬送ロボットを説明するための図である。 図１の基板処理装置の制御機構の概略を示すブロック図である。
符号の説明
１ インデクサブロック
２ バークブロック
３ レジスト塗布ブロック
４ 現像処理ブロック
５ インターフェイスブロック
１２ 基板移載機構
２１，３１，４１，４２ 熱処理タワー
５５ 搬送機構
８０ 膜厚測定ユニット
８５ 線幅測定ユニット
９０ マクロ欠陥検査ユニット
ＡＨＬ１〜ＡＨＬ３ 密着強化処理部
ＢＲＣ１〜ＢＲＣ３，ＳＣ１〜ＳＣ３ 塗布処理ユニット
Ｃ キャリア
ＣＣ セルコントローラ
ＣＰ１〜ＣＰ１３ クールプレート
ＨＰ１〜ＨＰ１１ ホットプレート
ＩＢ 検査ブロック
ＭＣ メインコントローラ
ＭＰ メインパネル
ＰＡＳＳ１〜ＰＡＳＳ１２ 基板載置部
ＰＨＰ１〜ＰＨＰ１２ 加熱部
ＳＤ１〜ＳＤ５ 現像処理ユニット
ＴＣ 搬送ロボットコントローラ
ＴＲ１〜ＴＲ５ 搬送ロボット
Ｗ 基板

Claims (1)

  1. 搬送ロボットによって基板を複数の処理部に搬送して該基板に所定の処理を行う基板処理装置であって、
    前記基板に前記所定の処理を行ったときの当該基板についての処理の履歴を前記搬送ロボットおよび前記複数の処理部のそれぞれごとに集積した処理履歴データを取得する取得手段と、
    前記取得手段によって取得された処理履歴データが予め設定された所定範囲内に収まっているか否かを判定することによって不良の処理部または搬送ロボットを特定する不良処理部特定手段と、
    前記所定の処理が完了した基板または処理途中の基板の検査を行う検査部と、
    を備え、
    前記検査部によって処理不良の基板が検出されたときに、前記不良処理部特定手段はその処理不良の内容と予め関連付けられた処理部および搬送ロボットについての当該基板に処理を行ったときの処理履歴データの判定を他の処理部および搬送ロボットについての処理履歴データの判定よりも優先して行って不良の処理部または搬送ロボットを特定することを特徴とする基板処理装置。
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