JP4133208B2

JP4133208B2 - Substrate processing equipment

Info

Publication number: JP4133208B2
Application number: JP2002307227A
Authority: JP
Inventors: 修二加藤
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2002-10-22
Filing date: 2002-10-22
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2022-10-22
Also published as: JP2004146450A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate processing apparatus which has a small apparatus occupying area and which can process a substrate via a high throughput when the substrate is performed by a predetermined process by sequentially processing the substrate by a plurality of processing units. <P>SOLUTION: A plurality of towers TW are disposed on the periphery of a conveying region 20 extended in a vertical direction to convey the substrate. A plurality of stages of processing blocks are aligned to the respective towers TW. A plurality of processing units laminated with each other, a substrate conveying unit for conveying the substrate from an external unit, a substrate delivering unit for delivering the substrate to the external unit, etc. are built in a plurality of stages of processing blocks B. The process for forming an insulating film on the surface of the substrate is processed so-called in parallel by the respective processing blocks by using a substrate processing apparatus which has a plurality of substrate conveying means 3 for receiving and delivering the substrate between these respective processing units, the substrate conveying unit and the substrate delivering unit are driven independently from each other. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体ウエハやＦＰＤ基板（フラットパネルディスプレイ基板）等の基板に例えば塗布膜を形成するための基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造工程において、例えばＳＯＤ（ＳｐｉｎｏｎＤｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）システムにより層間絶縁膜を形成している。このＳＯＤシステムでは、半導体ウエハ（以下、ウエハと呼ぶ）上に塗布材料をスピンコートし、加熱等の物理的処理や化学的処理を施して層間絶縁膜を形成している。
例えばシロキサン系ポリマーや有機ポリマーの層間絶縁膜を形成する場合、有機溶媒を混ぜ液状にされた材料をウエハ上に吐出し、スピンコータにより塗布する。次に段階的に目的に応じた環境下にて熱処理等を行う。また材料によっては、塗布後にアンモニア雰囲気による処理や溶剤置換処理などの化学的処理を追加する必要がある。
【０００３】
このような処理は、例えば図１６に示すシステムにより実施される。このシステムでは、例えばウエハＷを２５枚収納した基板キャリア１０はキャリアステ−ジ１１に搬入され、受け渡しアーム１２により取り出されて、棚ユニット１３ａの受け渡し部を介して処理ゾーン１４に搬送される。処理ゾーン１４には、中央に搬送手段１５が設けられており、この周りにウエハＷに前記塗布液を塗布するための塗布ユニット１６、前記塗布液を乾燥させるための低温加熱ユニット、ベーク処理を行うためのベークユニット、キュア処理を行うためのキュアユニットなどの処理ユニットを備えた例えば３個の棚ユニット１３ａ，１３ｂ，１３ｃが設けられていて、搬送手段１５によりこれらの各ユニットに対してウエハＷの受け渡しが行われるようになっている。
【０００４】
ところで、このようなシステムでは、例えば２０個以上の処理ユニットを組み合わせる構成を想定した場合、処理ゾーン１４と同様の構成の処理ゾーンを、処理ゾーン１４に隣接して設けることにより、処理ユニットの増加で対応せざるを得ず、装置が拡張して占有面積が大きくなってしまう。また、処理ユニットと共に搬送手段も増えるものの、キャリアステージ１１と離れた方向に装置が拡張するので、基板キャリアから取り出したウエハＷが、所定の処理後、再び基板キャリアに戻るまでの移動距離が長くなると共に基板搬送手段の移動動作も増え、搬送に時間がかかって、搬送のスループットが低下してしまう。
【０００５】
このため、本発明者らは、処理ユニットを縦方向に積層する構成を検討している。このような構成としては、例えば、レジスト材の塗布現像装置において、ウエハＷを送り出す部分と、レジスト材をウエハＷにスピンコートあるいは現像処理を施す部分と、ウエハＷに熱処理を施す部分、およびウエハＷを受ける部分の少なくとも２構成部以上を上下に配設して鉛直方向に接続し、各段の間では専用のフォークリフトによりウエハＷを搬送する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、基板に対して複数工程からなる処理を施す基板処理装置において、前記複数の工程に対応して各々基板に対して所定の処理を施す複数の処理機構を空間の周囲に放射状に配置し、この空間の内部に前記複数の処理機構の夫々に対して基板を搬入出するための搬送機構を設け、この処理機構は前記空間をループ状に移動するという構成もある（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭６３−５５２３号公報（第１−２頁、第１，２図）
【特許文献２】
特開２０００−３５３６４８号公報（第２−６頁、第１，２，５図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の構成では、処理ユニット毎に専用のフォークリフトを備えているので、処理ユニットを増加した場合、その分フォークリフトも増やす必要がある。このためフォークリフト同士を干渉させずに、効率のよい搬送を行うことは難しく、搬送の制御が複雑化して、結果として搬送のスループットが悪化してしまう。
一方、特許文献２の構成では、搬送機構が１個であるので、処理ユニットを増加させると、搬送経路が複雑化して、搬送機構がウエハＷの処理に追いつかずに、処理済みのウエハＷを処理ユニット内で待機させる事態が生じ、やはりスループットが悪くなってしまう。また、仮に搬送機構を増やしたとしても、共通の搬送領域を移動するのでは、搬送機構同士の干渉を抑えながら効率よくウエハＷを搬送することは困難である。
【０００９】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、複数の処理ユニットにより順次処理されることにより基板に対して所定の処理を行う際に、装置占有面積が小さく、かつ高いスループットで基板を処理することができる基板処理装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の基板処理装置は、基板を搬送するために上下方向に伸び、仕切部材により互いの雰囲気が仕切られる複数段の搬送ゾーンに分割された搬送領域と、
この搬送領域の周囲に設けられ、各々複数のユニットを積層して構成された複数のタワーと、
各段の搬送ゾーン毎に少なくとも一つのタワーに含まれるユニットにより構成され、多数枚の処理前の基板を収納する基板キャリアが外部から搬入されると共に処理後の基板を収納した基板キャリアが外部に搬出されるキャリア載置部と、
前記複数段の搬送ゾーンの夫々に鉛直軸回りに回転自在かつ進退自在に設けられ、その搬送ゾーンの周囲のキャリア載置部以外のユニットから構成される処理ユニット間及び前記キャリア載置部の間で基板の受け渡しを行うと共に互いに独立して駆動される複数の基板搬送手段と、を備え、
前記搬送ゾーンを囲む、キャリア載置部以外のユニットから構成される処理ユニットの群は、基板に絶縁膜形成材料を含む塗布液を塗布する塗布ユニット及び塗布後の後処理のための処理ユニットを含み、
各キャリア載置部上のキャリアから対応する基板搬送手段に受け渡された基板は、前記処理ユニットの群の中から選択された複数の処理ユニットにて順番に処理されて絶縁膜が形成されることを特徴とする。
【００１１】
本発明の基板処理装置によれば、基板搬送手段の搬送領域の周囲に複数の処理ユニットが積層されてなるタワーを設けた構成とすることにより、基板搬送手段の横方向の搬送領域を小さくすることができ、そのため装置占有面積を小さくすることができる。更にこの場合には、各処理ユニットに対して基板搬送手段はその移動動作を少なくしてアクセスすることができるので、高いスループットで基板の処理をすることができる。
【００１３】
更にまた、各段の処理ユニットの群は、基板に塗布液を塗布する塗布ユニットと、基板上の塗布液を加熱する加熱ユニットと、この加熱ユニットの加熱温度よりも高い温度で基板を加熱して絶縁膜を焼成するキュア処理部と、を備え、基板に対して塗布膜を形成するものであってもよい。
【００１４】
更に一の段の処理ユニットの群で基板上に形成される塗布膜は、他の段の処理ユニットの群で基板上に形成される塗布膜と同じであってもよく、又は一の段の処理ブロックで基板上に形成される塗布膜は、他の段の処理ブロックで基板上に形成される塗布膜と異なってもよい。
【００１６】
前記処理ブロックに設けられた処理ユニットのうち、最も処理温度の低い処理ユニットと最も処理温度の高いユニットとが上下又は左右方向に隣接しないように配置されてもよい。また複数段の搬送ゾーンの基板搬送手段の回転中心は、同軸上に位置していてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明に係る基板処理装置の実施の形態について、図１、図２を参照しながら説明する。この基板処理装置の概ね中央部には、被処理基板であるウエハＷを搬送するための基板搬送手段の搬送領域２０であって、上下方向に伸びる空間領域が形成されており、更にこの搬送領域２０を囲むようにして処理エリア２１が形成されている。この処理エリア２１について詳しく述べると、当該処理エリア２１には、ウエハＷに対して所定の処理を行うための処理ユニットを縦に積層してなるタワーＴＷ（処理タワー）が複数設けられ、これらタワーＴＷは前記搬送領域２０の周囲に例えば５体〜８体放射状に配置されている。また前記搬送領域２０は、複数段の搬送ゾーンに上下に分割されており、この分割された搬送ゾーンに対応してタワーＴＷの各々において例えば３段〜６段程度に積層された処理ユニット群からなる処理ブロックＢが割り当てられている。この例では８体のタワーＴＷが設けられ、更に上から順に第１の処理ブロックＢ１、第２の処理ブロックＢ２および第３の処理ブロックＢ３の３段の処理ブロックＢ１〜Ｂ３が割り当てられている。
【００１８】
各処理ブロックＢ１〜Ｂ３は、ウエハＷに対して行われる一連の処理を行う処理ユニットが含まれるように構成されており、そのため各々の処理ブロックＢ１〜Ｂ３にて並行して処理が行われ、各処理ブロックＢ１〜Ｂ３毎に例えば一つの塗布膜が形成される。具体例を挙げて説明すると、例えばウエハＷの表面に例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ_２）からなる半導体デバイスの絶縁膜例えば層間絶縁膜を形成する場合にあっては、塗布液を塗布する前のウエハＷを冷却するための温調ユニットである冷却ユニット（ＣＰＬ）２２、ウエハＷの表面に絶縁膜の前駆物質を含む塗布液を塗布するための塗布ユニット（ＳＣＴ）２３、低温でウエハＷを加熱してウエハＷ上の塗布膜をベークするための加熱ユニット（ＬＨＰ）２４、ウエハＷ上の塗布膜を化学的に硬化させるための低酸素加熱ユニット（ＤＬＢ）２５およびキュアユニット（ＤＬＣ）２６などの絶縁膜を得るための一連の処理を行う処理ユニットが処理ブロックＢ１〜Ｂ３毎に含まれている。また各処理ブロックＢ１〜Ｂ３において少なくとも一つのタワーＴＷには、ウエハＷを多数枚例えば２５枚収納可能な基板キャリアＣを載置するための、基板搬入部および基板搬出部を兼用するキャリア載置部２７が設けられており、この基板キャリアＣは外部から搬入出可能なように構成されている。なお図中２８はクリーンエアーを供給してダウンフローを形成するためのフィルターユニットである。また２９は塗布液などの薬液を貯留するための薬液槽および、この薬液を送液するためのポンプなどを備えた薬液供給部である。なお作図の便宜上、図２にはフィルタユニットの記載を省略している。
【００１９】
ここで各処理ブロックＢ１〜Ｂ３に設けられる処理ユニット群は、例えば処理時間の短い冷却ユニット（ＣＰＬ）２２および加熱ユニット（ＬＨＰ）２４はその数を少なくし、反対に処理時間の長い低酸素加熱ユニット（ＤＬＢ）２５、キュアユニット（ＤＬＣ）２６はその数を多くするなど各処理に要する時間に基づいて組み込む数を決めることが望ましい。更に一の処理ブロックＢ１（Ｂ２、Ｂ３）内に設けられる処理ユニットの配列は、横方向および縦方向において例えば処理温度の最も高いユニットと、処理温度の低いユニットおよび熱の影響を受けやすいユニットとが隣接しないようにすると共に、処理温度の順に配列するなどして隣接するユニットの温度差を小さくするように配置するのが好ましい。具体的には、図３（ａ）あるいは図３（ｂ）の展開図にて配置の一例を示すように、塗布ユニット（ＳＣＴ）２３は加熱ユニット（ＬＨＰ）２４および冷却ユニット（ＣＰＬ）２２と、加熱ユニット（ＬＨＰ）２４は低酸素加熱ユニット（ＤＬＢ）２５と、低酸素加熱ユニット（ＤＬＢ）２５はキュアユニット（ＤＬＣ）２６と隣接するようにして配列すると共に、最も処理温度が低く、熱の影響を受けやすい塗布ユニット（ＳＣＴ）２３と最も処理温度の高いキュアユニット（ＤＬＣ）２６とを離して配置する。この場合、キュアユニット（ＤＬＣ）２６を例えば断熱部材で覆うようにするのがより好ましい。また更に例えば隣接する処理ブロックＢ１、Ｂ２（Ｂ２、Ｂ３）の境界面に配置される処理ユニット、例えば上側にて隣接する処理ブロックＢ２の最下段のユニットと当該処理ブロックＢ１の最上段に配置されるユニットにおいても同様に温度差が小さくなるようにするのが好ましく、更には各処理ブロックＢ１〜Ｂ３間に例えば断熱性を有する仕切部材を設けるようにすればなお好ましい。なお、図１では作図の便宜上これらのことを考慮しないで記載している。
【００２０】
続いて基板搬送手段３に説明を移すと、この基板搬送手段３は各搬送ゾーンに夫々割り当てられており、この例では各処理ブロックＢ１〜Ｂ３の各々に対応する３基の基板搬送手段３（３ａ、３ｂ、３ｃ）が設けられている。これら基板搬送手段３は、各処理ブロックＢ１〜Ｂ３に共通の例えば四角形状の縦に伸びる主軸部３１に沿って各々が独立して昇降可能であると共に、各々が鉛直軸廻りに回動可能なように構成されている。即ち、この例では各基板搬送手段３ａ、３ｂ、３ｃの回転中心が同軸上に位置している。図４、図５を用いて更に詳しく説明すると、各基板搬送手段３（３ａ、３ｂ、３ｃ）はウエハＷの周縁部を裏面側から支時するためのアーム部である例えば上、中、下段のアーム３２ａ、３２ｂ、３２ｃが支持体３３に設けられており、これらアーム３２ａ、３２ｂ、３２ｃは図示しない駆動機構により各々が独立して進退自在に構成されている。なお、上段および中段のアーム３２ａ、３２ｂはウエハＷの周縁部を裏面側から支持するために馬蹄形をしており、下段のアーム３２ｃは基板キャリアＣからウエハＷを出し入れするときに用いられる舌片状のピンセットアームとして構成されている。また上段のアーム３２ａと中段のアーム３２ｂの間には、図示しない遮熱板が設けられている。
【００２１】
更に前記支持体３３は、その中央部に前記主軸部３１の貫通孔３４を有する円形状の内輪部材３５と、当該内輪部材３５の周縁を僅かな隙間を介して囲む外輪部材３６と、内輪部材３５の下部に一体的に設けられ、外輪部材３６の下面を支持するリング状の部材３５ａと、を備えており、更には内輪部材３５側に設けられ、外輪部材３６の内周面に形成された歯車部（凸凹部）と係合するギア体３７と、を備え、このギア体３７が回転して当該外輪部材３６が回転されることにより、前記アーム３２ａ、３２ｂ、３２ｃが回動可能なように構成されている。また内輪部材３５には、主軸部３１の一面と接触するようにして昇降ローラ３８が設けられており、図示しない駆動機構により昇降ローラ３８が回転することにより、基板搬送手段３（３ａ、３ｂ、３ｃ）が主軸部３１に沿って各々独立して昇降可能に構成されている。
【００２２】
以下、各処理ユニットについて簡単に説明する。
（冷却ユニット（ＣＰＬ））
冷却ユニット（ＣＰＬ）２２は、ウエハＷを冷却する処理が行われる処理ユニットであり、図６に示すように、内部に例えばペルチェ素子４ａあるいは冷媒が流される冷媒通流路などの冷却手段を備えた基板載置台４が設けられている。なお、詳しくは基板載置台４（冷却プレート）の表面には突起部４ｂが設けられ、ウエハＷは裏面を僅かに浮かせた状態で載置される。
【００２３】
（塗布ユニット（ＳＣＴ））
塗布ユニット（ＳＣＴ）２３は、ウエハＷの表面に例えばＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を含む塗布液をウエハＷの表面に塗布するための液処理が行われる処理ユニットである。この塗布ユニット（ＳＣＴ）２３は、全体が図示しないケース体に覆われており、図７に示すように、ウエハＷを略水平に吸着保持して鉛直軸廻りに回転させるためのスピンチャック４０と、当該スピンチャック４０に保持されたウエハＷの周囲を囲むように設けられた液受け用のカップ体４１と、スピンチャック４０に保持されたウエハＷの中央部表面と対向するようにして昇降自在な供給ノズル４２と、を備え、この供給ノズル４２から前記塗布液がウエハＷの表面に供給されるように構成される。
【００２４】
（加熱ユニット（ＬＨＰ））
加熱ユニット（ＬＨＰ）２４は、塗布液が塗布されたウエハＷを加熱して、塗布液を乾燥させるための低温の加熱処理が行われる処理ユニットである。この加熱ユニット（ＬＨＰ）２４は、図８に示すように、基板載置台４３と、この基板載置台４３と共にウエハＷを囲む処理容器を形成する昇降自在な蓋体４４とを備えており、更に基板載置台４３の内部にはヒータ４５が設けられている。また蓋体４４の内側面には、前記処理容器内を低酸素雰囲気とするための不活性ガス例えば窒素ガスの供給孔４６が設けられ、更に蓋体４４の中心部には、排気を行うための排気口４７が設けられている。なお、４８はウエハＷの裏面を僅かに浮かせた状態で載置するための突起部である。
【００２５】
（低酸素加熱ユニット（ＤＬＢ））
低酸素加熱ユニット（ＤＬＢ）２５は、低酸素雰囲気にてウエハＷを加熱して、化学的に塗布膜を硬化させるための加熱処理が行われる処理ユニットである。この低酸素加熱ユニット（ＤＬＢ）２５は、図９に示すように、前記加熱ユニット（ＬＨＰ）２４と概ね同様の構成であるが、前記加熱ユニット（ＬＨＰ）２４よりも更に低酸素雰囲気とするために、処理時において多量の例えば窒素ガスが供給されることから、この窒素ガスが周辺に広がらないようにするための排気孔４９ａをその側面部に備えたケーシング体４９が設けらており、処理後のウエハＷの搬出するために蓋体４４が上昇してケーシング体４９よりも上方位置に設定される際に、処理容器内の残ガスが排気される構成である。なお、加熱ユニット２４と構成を同じくするところは同じ符号を付して説明を省略する。
【００２６】
（キュアユニット（ＤＬＣ））
キュアユニット（ＤＬＣ）２６は、塗布膜を焼成するための加熱処理が行われる処理ユニットである。装置構成を簡単に説明すると、キュアユニット（ＤＬＣ）２６は、図１０に示すように、その側面部にシャッタ付きの基板搬送口５０ａを有する、ウエハＷを処理するための処理容器をなす筺体５０を備えており、この筺体５０の内部にはウエハＷを載置するための基板載置台５１が設けられている。また基板載置台５１の内部には、ヒータ５２が設けられている。更に基板載置台５１の下方側には、連結体５３を介して回転駆動部５４が接続されており、当該基板載置台５１はウエハＷを載置した状態で鉛直軸廻りに回転可能なように構成されている。更にまた、基板載置台５１上のウエハＷ表面と対向するようにして冷却ガス給気部５５が設けられ、キュア処理を終えたウエハＷを冷却するための冷却ガス例えば冷却されたエアーが供給されて筺体５０の底部の排気口５６から排気される。なお５７は突起部である。
【００２７】
続いて上述の基板処理装置を用いてウエハＷを処理する工程について説明する。本実施の形態では、各処理ブロックＢ１〜Ｂ３毎に一つの絶縁膜例えば層間絶縁膜が形成される処理が行われる。即ち、ウエハＷが各処理ブロックＢ１〜Ｂ３に夫々搬入されて処理が行われることにより、ウエハＷの表面には同じ層間絶縁膜又は異なる絶縁膜が夫々形成されることとなる。ウエハＷの流れについて第１の処理ブロックＢ１を例にとって詳しく説明すると、先ず処理前のウエハＷが多数枚収納された基板キャリアＣが作業員あるいは自動搬送ロボットにより外部から搬送されてキャリア載置部２７に載置される。続いて図１１に示すように、基板搬送手段３ａの例えば下段のアーム３２ｃにより基板キャリアＣから１枚のウエハＷが取り出され、順次処理ブロックＢ１内に搬入される。ここでウエハＷは先ず冷却ユニット（ＣＰＬ）２２に搬入されて所定の温度例えば２３℃に冷却された後、基板搬送手段３ａの例えば上段のアーム３２ａにより冷却ユニット（ＣＰＬ）２２から搬出されて、塗布ユニット（ＳＣＴ）２３に搬入される。
【００２８】
塗布ユニット（ＳＣＴ）２３内にウエハＷが搬入されると、このウエハＷは裏面側をスピンチャック４０に吸着されて略水平姿勢で保持され、次いで供給ノズル４２が下降し、その吐出孔が所定の高さ位置にてウエハＷの表面と対向するように設定される。そしてスピンチャック４０によりウエハＷが回転すると共に、供給ノズル４２から塗布液が供給されて、遠心力の作用によりウエハＷの表面に略均一に塗布液が塗布される。この塗布液としては、例えばシロキサン系ポリマーや有機ポリマーを有機溶媒に溶解したものが用いられる。
【００２９】
しかる後、ウエハＷは基板搬送装置３ａの例えば中段のアーム３２ｂにより塗布ユニット（ＳＣＴ）２３から搬出され、次の処理工程が行われる加熱ユニット（ＬＨＰ）２４に搬入される。ここでウエハＷは、当該ウエハＷの温度が例えば５０〜２００℃程度に設定されるように常時ヒータ４５により加熱されている基板載置台４３に載置される。次いで蓋体４４が下降して処理容器が形成され、更に供給孔４６を介して窒素ガスが処理容器に供給されて低酸素濃度の雰囲気が形成される。この状態で加熱処理が行われることにより、塗布液中の溶剤が蒸発され、ある程度乾燥された塗布膜がウエハＷ表面に形成されることとなる。
【００３０】
続いてウエハＷは基板搬送装置３ａの例えば中段のアーム３２ｂにより加熱ユニット（ＬＨＰ）２４から搬出され、次の処理工程が行われる低酸素加熱ユニット（ＤＬＢ）２５に搬入される。ここでウエハＷは、当該ウエハＷの温度が例えば１００℃〜３５０℃の範囲で設定されるように常時ヒータ４５により加熱されている基板載置台４４に載置される。次いで蓋体４５が下降して処理容器が形成され、更に供給孔４６を介して窒素ガスが当該処理容器に供給されて酸素濃度が例えば加熱ユニット（ＬＨＰ）２４よりも低酸素な許容酸素濃度２０ｐｐｍ以下の雰囲気が形成される。この状態で加熱処理が行われることにより、塗布膜中に含まれる有機ケイ素が縮重合反応を起こして当該塗布膜が化学的に硬化する。
【００３１】
ウエハＷは基板搬送手段３ａの例えば中段のアーム３２ｂにより低酸素加熱ユニット（ＤＬＢ）２５から搬出され、次の工程であるキュアユニット（ＤＬＣ）２６に搬入される。ここでウエハＷは例えば３５０℃〜４７０℃の範囲で加熱されてキュア処理され、表面の塗布膜が焼成されて絶縁膜が形成される。しかる後、冷却ガスが表面に供給されて冷却されたウエハＷは、基板搬送手段３ａの例えば下段のアーム３２ｃによりキュアユニット（ＤＬＣ）２６から搬出され、元の基板キャリアＣ内に戻される。他の段の処理ブロックＢ２、Ｂ３においても同様の処理が行われる。
【００３２】
以上はウエハＷの流れについての説明であるが、基板搬送手段３ａの動きに着目すると、基板搬送手段３ａは例えば予め作成されたスケジュールに従って動作する。このスケジュールとは、第１フェーズのスケジュール、第２フェーズのスケジュール、第３フェーズのスケジュール……、といった具合にフェーズ毎に作成されたスケジュールの群である。具体的には、第１フェーズでは基板キャリア内の先頭のウエハＷ（Ｗ１）を冷却ユニット（ＣＰＬ）２２に搬送し、第２フェーズでは基板キャリア内の２番目のウエハＷ（Ｗ２）を冷却ユニット（ＣＰＬ）２２に搬送し、冷却ユニット（ＣＰＬ）２２に載置されたウエハＷ（Ｗ１）を塗布ユニット（ＳＣＴ）２３に搬送し、第３フェーズでは基板キャリア内の３番目のウエハＷ（Ｗ３）を冷却ユニット（ＣＰＬ）２２に搬送し、冷却ユニット（ＣＰＬ）２２に載置されたウエハＷ（Ｗ２）を塗布ユニット（ＳＣＴ）２３に搬送し、塗布ユニット（ＳＣＴ）２３内のウエハＷ（Ｗ１）を加熱ユニット２４（ＬＨＰ）に搬送する、というスケジュールがコンピュータのメモリに書かれており、コンピュータは第１フェーズから順番にその内容を読み込んで基板搬送手段３ａを制御する。なお、スケジュール表に書き込まれる各処理ユニットの名前は、その処理ユニットの中の何号機が使用されるのかが特定されており、例えば３番目のウエハＷ（Ｗ３）であれば、複数の加熱ユニット２４（ＬＨＰ）の中のどの加熱ユニット２４（ＬＨＰ）に搬入されるのかが割り当てられている。
【００３３】
上述の実施の形態によれば、基板搬送手段３の搬送領域２０の周囲に複数の処理ユニットが積層されてなるタワーＴＷを設けた構成とすることにより、基板搬送手段３（３ａ、３ｂ、３ｃ）の搬送領域２０の横方向への広がりを小さくすることができ、そのため装置占有面積を小さくすることができる。更に縦に３つの処理ブロックＢ１〜Ｂ３に分割し、各処理ブロックＢ１〜Ｂ３毎に基板搬送手段３（３ａ、３ｂ、３ｃ）を割り当てかつキャリア載置台２７を設けて各処理ブロックＢ１〜Ｂ２において独立して処理前ウエハＷの搬入、処理ユニット間の搬送、処理後ウエハＷの搬出を行うことにより、いわば上段、中段、下段で並行処理を行っているため、基板搬送手段３（３ａ、３ｂ、３ｃ）の制御が容易であり、高いスループットが得られる。また一の処理ブロックＢ１（Ｂ２、Ｂ３）に異常が生じるなどして当該処理ブロックＢ１（Ｂ２、Ｂ３）をメンテナンスする場合でも、他の処理ブロックＢ２、Ｂ３（Ｂ１）については運転を行うことができ、ウエハＷの滞留を防止できる利点もある。ここで基板搬送手段３（３ａ、３ｂ、３ｃ）が同じ高さ位置にて回動することによりアクセス可能なタワーＴＷ（搬送領域２０を囲むタワーＴＷ）の数が例えば４体以下と少ない場合にはタワーＴＷ同士をある程度離して配置しなければ基板搬送手段３（３ａ、３ｂ、３ｃ）がウエハＷを支持した状態で回動するために必要な空間領域を確保するのが難しい。反対にその数が例えば９体以上になると基板搬送手段３（３ａ、３ｂ、３ｃ）が回動するため空間領域が必要以上に大きくなる。従って装置の占有面積をより効果的に小さくするためには、タワーＴＷは５〜８体の範囲で設定するのが好ましい。なお、目標とする処理ユニットに対し、基板搬送手段３（３ａ、３ｂ、３ｃ）は主軸部３１を中心として右廻りあるいは左廻りのいずれか最短となる方を選択してアクセスするように構成してもよく、この場合、基板搬送手段３（３ａ、３ｂ、３ｃ）の横方向への移動動作が少なくてすむことにより、高いスループットがより確実なものとなる。
【００３４】
また更に上述の実施の形態によれば、ウエハＷに対して所定の処理が行われる複数の処理ユニットが一つの処理ブロックＢ１（Ｂ２、Ｂ３）内に組み込まれるが、このとき各工程に要する時間の比率に基づいてその組み込む数が決められていることから、例えば２５枚のウエハＷを処理する際に、一つの処理ブロックＢ１（Ｂ２、Ｂ３）内のトータルでみると単位時間あたりの各工程の処理枚数にばらつきが少ない。そのため次工程のユニットに空きがない場合に前のウエハＷが処理を終えて搬出されるまで基板搬送手段３（３ａ、３ｂ、３ｃ）がウエハＷを掴んだ状態で身動き取れずに待機状態となることが少ないか、待機してもその時間が短くてすむ。その結果、多数枚のウエハＷを処理する際にスループットが低下するのを抑えることができる。なお、より確実にスループットが低下するのを抑えるためには、各処理ブロックＢ１〜Ｂ３にバッファ基板キャリアＣを夫々設けるようにしてもよい。
【００３５】
また更に上述の実施の形態によれば、最も処理温度が低い処理ユニットと最も処理温度の高いユニットとが上下又は左右方向に隣接しないように配置することにより、例えば塗布ユニット（ＳＣＴ）２３内で処理されているウエハＷや、冷却ユニット（ＣＰＬ）２２から塗布ユニット（ＳＣＴ）２３へ搬送中のウエハＷに対して、例えば高温度で処理が行われるキュアユニット（ＤＬＣ）２６からの輻射熱により熱緩衝することが抑えられる。その結果、各処理ユニットにおいてウエハＷに対して高精度な温度設定をすることができる。
【００３６】
ここで、上述の例では各段の処理ブロックＢ１〜Ｂ３において同じ層間絶縁膜を形成するようにしているが、各処理ブロックＢ１〜Ｂ３の一つ又は二つにおいて層間絶縁膜を形成し、残りの処理ブロックにおいてデバイスのエッチングのストッパ層としての絶縁膜を形成するようにしてもよい。このような場合であっても、各々の絶縁膜に対応した処理条件を各処理ブロックＢ１〜Ｂ３毎に設定することができるので、共通の基板処理装置を用いて異なる絶縁膜を得ることができる。
【００３７】
更に上述の例においては、キャリア載置部２７および基板キャリアＣは、各処理ブロックＢ１〜Ｂ３毎に設ける構成に限られず、例えば第１の処理ブロックＢ１と第２の処理ブロックＢ２あるいは第２の処理ブロックＢ２と第３の処理ブロックＢ３の基板キャリアＣを共通にしてもよく、又は一の処理ブロック例えば第２の処理ブロックＢ２のみに各処理ブロックＢ１〜Ｂ３に共通の基板キャリアＣを設ける構成としてもよい。この場合であっても上述と同様の効果を得ることができるが、例えば上段にある基板搬送手段３ａが基板キャリアＣにアクセスする際には中段にある基板搬送手段３ｂが当該基板キャリアＣよりも下方側に移動させるといった基板搬送手段３同士が互いに干渉しないように制御することが望ましい。
【００３８】
続いて本発明に係る基板処理装置の他の実施の形態について説明する。この実施例は、図１２に示すように、処理前のウエハＷを収納するための基板キャリアＣ１および処理後のウエハＷを収納するための基板キャリアＣ２の２種類の基板キャリアＣ（Ｃ１、Ｃ２）を載置するためのキャリア載置部２７が処理ブロックＢ１〜Ｂ３とは別の場所に設けられ、更に基板キャリアＣ１のウエハＷを各処理ブロックＢ１〜Ｂ３に搬入するための基板搬入アーム６０および、ウエハＷを各処理ブロックＢ１〜Ｂ３から搬出して基板キャリアＣ２に収納するための基板搬出アーム６１が設けられている。一方、各処理ブロックＢ１〜Ｂ３には基板搬入部である受け渡しユニット（ＴＲＳ）６２と、基板搬出部である受け渡しユニット（ＴＲＳ）６３が夫々割り当てられている。なお上述の実施例と構成を同じくするところについては同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００３９】
この場合、先ず未処理ウエハＷが多数枚収納された基板キャリアＣ１、および空の基板キャリアＣ２が作業員あるいは搬送ロボットにより例えばキャリアステーション６４上に載置される。次いで基板搬入アーム６０により基板キャリアＣ１からウエハＷが一枚取り出され、処理ブロックＢ１（Ｂ２、Ｂ３）の空いている受け渡しユニット６２内に設けられた図示しない載置部に載置される。続いて基板搬送手段３ａ（３ｂ、３ｃ）が前記受け渡しユニット６２にアクセスし、このウエハＷを取り出して処理ブロックＢ１（Ｂ２、Ｂ３）内の空いている冷却ユニット２２に搬入する。ここで更に続けて処理ブロックＢ１（Ｂ２、Ｂ３）内にて既述と同様の処理が行われ、しかる後処理を終えたウエハＷは受け渡しユニット６３を介して基板搬出アーム６１に渡されて基板キャリアＣ２に収納される。このような構成であっても上述の場合と同様の効果を得ることができる。なお、この例では処理前のウエハＷと処理後のウエハＷを収納するための基板キャリアを別に設けているが、処理前のウエハＷおよび処理後のウエハＷが収納される共通の基板キャリアＣを設ける構成としてもよく、あるいは基板キャリアＣ１および基板キャリアＣ２を共通のキャリア載置部２７に載置するように構成してもよい。
【００４０】
続いて本発明に係る更に他の実施の形態について説明する。この実施例は、図１３に示すように、各処理ブロックＢ１〜Ｂ３を仕切るための仕切部材である例えば横の仕切板が設けられている構成である。なお上述の実施例と構成を同じくするところについては同一の符号を付すことにより説明を省略する。図中７０は、処理ブロックＢ１〜Ｂ３間に設けられた仕切板である。また上から２段目以降の処理ブロックＢ２、Ｂ３には例えばフィルターユニット７１が夫々設けられている。このような構成であっても上述の場合と同様の効果が得られ、更に本実施例にあっては仕切板７０を設けて各処理ブロックＢ１〜Ｂ３の雰囲気を分離することにより、例えば塗布液から蒸発する蒸発成分が他の膜に影響を及ぼすような異なる塗布液を用いた並行処理が行われる場合であっても互いに影響を受けることが抑えることができる。
【００４１】
上述の絶縁膜を形成する処理を行うための実施の形態においては、複数の処理ブロックＢ１〜Ｂ３のうちの一の処理ブロックＢ１（Ｂ２、Ｂ３）にて処理されるウエハＷは、他の段の処理ブロックＢ２、Ｂ３、（Ｂ１）で処理されるウエハＷとウエハサイズが異なるものであってもよい。この場合であっても上述と同様の効果を得ることができる。更にまた、予めＣＶＤ（化学的気相反応堆積法）にて例えば層間絶縁膜が形成されたウエハＷに対して、当該絶縁膜の表面を平坦化するためにその表面に塗布液を塗布して絶縁膜を形成するＳｐｉｎＯｎＧｌａｓｓ（ＳＯＧ）処理に適用してもよい。
【００４２】
本発明の基板処理装置を用いてウエハＷに対して行われる処理の他の例について説明する。この例はウエハＷの表面に化学増幅型のレジスト膜を形成するための処理が行われるものであり、レジスト液の塗布工程、露光工程、ウエハＷの冷却工程、ウエハＷの加熱工程および現像工程などの複数の工程を有している。装置構成について図１４を用いて説明すると、既述と同様に基板搬送手段３の搬送領域２０の周囲には複数のタワーＴＷが設けられており、更にこれら複数のタワーＴＷは上下２段に分割された搬送領域の各々に対応して第１の処理ブロックＢ１および第２の処理ブロックＢ２が割り当てられている。更に第１の処理ブロックＢ１と第２の処理ブロックＢ２との間には仕切板７０が設けられる。
【００４３】
上段側に割り当てられた第１の処理ブロックＢ１には、未処理ウエハＷに例えばアミン基を含む吸湿性ガス例えばＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）を供給して表面を疎水化するための疎水化処理部（アドビージョン処理部）である疎水化ユニット（ＡＤＨ）８１と、ウエハＷを冷却するための冷却ユニット（ＣＰＬ）２２と、疎水化されて冷却されたウエハＷの表面にレジスト液を塗布するための液処理が行われる塗布ユニット（ＣＯＴ）８２と、ウエハＷ上に塗布されたレジスト液を加熱して溶剤を蒸発させるためのプリベーキングユニット（ＰＡＢ）８３と、が設けられている。また下段に割り当てられた第２の処理ブロックＢ２には、別の場所に設けられた図示しない露光装置により露光処理されたウエハＷが搬入される受け渡しユニット（ＴＲＳ）６２と、加熱ユニットおよび冷却ユニットを組み合わせてなり、このウエハＷを加熱した後、直ぐに冷却する処理が行われるポストエクスポージャーベーキングユニット（ＰＥＢ）８４と、ウエハＷの表面に現像液を供給して現像をするための現像ユニット（ＤＥＶ）８５と、現像を終えたウエハＷ上のレジストパターンを加熱処理して硬化させるためのポストベーキングユニット（ＰＯＳＴ）８６と、ウエハＷを冷却するための冷却ユニット（ＣＰＬ）２２と、が設けられている。なお上述の実施例と構成を同じくするところについては同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００４４】
このような構成の場合、第１の処理ブロックＢ１においては、ウエハＷは疎水化ユニット（ＡＤＨ）８１に搬入されて疎水化処理が行われ、次いで冷却ユニット（ＣＰＬ）２２で例えば２３℃に冷却される。続いて塗布ユニット（ＣＯＴ）８２で表面にレジスト液が塗布された後、プリベーキングユニット（ＰＡＢ）８３で加熱されて、塗布液中の溶剤が蒸発することでレジスト膜が形成された後、冷却ユニット（ＣＰＬ）２２で再度冷却される処理が行われる。このウエハＷは、例えば図１５に示すように、受け渡しユニット（ＴＲＳ）６３を介して、図示しない基板移送手段により露光装置（ＥＸＰ）８７に送られ、当該露光装置（ＥＸＰ）８７で露光処理が施された後、前記の図示しない基板移送手段により、受け渡しユニット（ＴＲＳ）６３を介して第２の処理ブロックＢ２に搬入される。この第２の処理ブロックＢ２では、先ずポストエクスポージャーベーキングユニット（ＰＥＢ）８４で例えば１２０℃に加熱されてレジスト膜中の酸拡散反応を誘起され、直ぐに冷却されて前記酸拡散反応が停止させた後、冷却ユニット（ＣＰＬ）２２で例えば２３℃に冷却され、続いて現像ユニット（ＤＥＶ）８５で現像処理がなされてレジストパターンが形成される。更に続いてこのウエハＷは、ポストベーキングユニット（ＰＯＳＴ）８６で例えば１００℃で加熱処理されてレジストパターンが硬化された後、冷却ユニット（ＣＰＬ）２２で冷却されるといった処理が行われる。このような構成であっても上述と同様の効果を得ることができる。更に本例にあっては仕切板７０を介して疎水化ユニット（ＡＤＨ）８１と現像ユニット（ＤＥＶ）８３とを分離していることにより、疎水化処理時にＨＭＤＳから出るアミンなどのアルカリ成分が、露光処理が施されたレジスト膜の表面付近の酸と接触して前記酸拡散反応が抑制されるのが抑えられ、その結果レジスト膜のパターン形状が劣化するのが抑えられる。なお、前記第１の処理ブロックＢ１と第２の処理ブロックＢ２の配列は上下が反対であってもよい。
【００４５】
更にまた、レジスト膜を形成するための処理が行われる実施例においては、疎水化ユニット（ＡＤＨ）８１を設けない構成としてもよく、あるいは疎水化ユニット（ＡＤＨ）８１の替わりに反射防止膜を形成するための反射防止膜形成ユニット（ＢＡＲＣ）を設けるようにしてもよい。このような構成であっても、例えば反射防止膜形成ユニット（ＢＡＲＣ）にて使用される処理液から前記したアミンのような悪影響を及ぼす物質が飛散したとしても、仕切板７０により雰囲気が分離されているので上述の場合と同様の効果を得ることができる。なお、仕切板７０を設けない構成としても、装置占有面積およびスループットに関して上述した効果が得られるのは言うまでもない。
【００４６】
また本発明の基板処理装置においては、絶縁膜を形成するための処理ブロックとレジスト膜を形成するための処理ブロックを共通の装置に設けた構成としてもよい。更に本発明の基板装置には、ウエハＷの他に例えばＬＣＤ基板、フォトマスク用レチクル基板の処理にも適用できる。更にまた、基板搬送手段３を複数設ける場合には、共通の主軸部３１に設けた構成に限らず、それら基板搬送手段３の各々に対応した主軸部３１を設けるようにしてもよい。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の処理ユニットにより順次処理されることにより基板に対して所定の処理を行う際において、基板搬送手段の搬送領域の周囲に複数の処理ユニットが積層されてなるタワーを設けた構成とすることにより、装置占有面積を小さくすることができると共に、基板搬送手段の移動動作を少なくすることができるので、高いスループットで基板の処理をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基板処理装置に係る実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】本発明の基板処理装置に係る実施の形態を示す斜視図である。
【図３】上記の基板処理装置に設けられる処理ユニットの配列を示す説明図である。
【図４】上記の基板処理装置に設けられる基板搬送手段を示す斜視図である。
【図５】上記の基板処理装置に設けられる基板搬送手段を示す斜視図である。
【図６】上記の基板処理装置に設けられる冷却ユニットの概略を示す説明図である。
【図７】上記の基板処理装置に設けられる塗布ユニットの概略を示す説明図である。
【図８】上記の基板処理装置に設けられる加熱ユニットの概略を示す説明図である。
【図９】上記の基板処理装置に設けられる低酸素加熱ユニットの概略を示す説明図である。
【図１０】上記の基板処理装置に設けられるキュアユニットの概略を示す説明図である。
【図１１】上記の基板処理装置に設けられる基板搬送手段が基板を搬送する様子を示す説明図である。
【図１２】本発明の基板処理装置に係る他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図１３】本発明の基板処理装置に係る他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図１４】本発明の基板処理装置に係る他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図１５】本発明の基板処理装置に係る他の実施の形態を示す説明図である。
【図１６】従来の基板処理装置を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｗウエハ
ＴＷタワー
Ｂ処理ブロック
Ｂ１第１の処理ブロック
Ｂ２第２の処理ブロック
Ｂ３第３の処理ブロック
２０搬送領域
２２冷却ユニット
２３塗布ユニット
２４加熱ユニット
２５低酸素加熱ユニット
２６キュアユニット
３（３ａ、３ｂ、３ｃ）基板搬送手段
７０仕切板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate processing apparatus for forming, for example, a coating film on a substrate such as a semiconductor wafer or an FPD substrate (flat panel display substrate).
[0002]
[Prior art]
In a semiconductor device manufacturing process, an interlayer insulating film is formed by, for example, a SOD (Spin on Dielectric) system. In this SOD system, a coating material is spin-coated on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer), and physical processing such as heating or chemical processing is performed to form an interlayer insulating film.
For example, when an interlayer insulating film of a siloxane polymer or an organic polymer is formed, a liquid material mixed with an organic solvent is discharged onto a wafer and applied by a spin coater. Next, heat treatment or the like is performed step by step in an environment according to the purpose. Depending on the material, it is necessary to add chemical treatment such as treatment in an ammonia atmosphere or solvent replacement treatment after coating.
[0003]
Such processing is performed by the system shown in FIG. 16, for example. In this system, for example, the substrate carrier 10 containing 25 wafers W is loaded into the carrier stage 11, taken out by the transfer arm 12, and transferred to the processing zone 14 via the transfer unit of the shelf unit 13a. The processing zone 14 is provided with a transport means 15 at the center, around which a coating unit 16 for coating the wafer W with the coating liquid, a low-temperature heating unit for drying the coating liquid, and a baking process. For example, three shelf units 13 a, 13 b, and 13 c having processing units such as a baking unit for performing a curing process and a curing unit for performing a curing process are provided. W is delivered.
[0004]
By the way, in such a system, for example, assuming a configuration in which 20 or more processing units are combined, a processing zone having the same configuration as the processing zone 14 is provided adjacent to the processing zone 14, thereby increasing the number of processing units. However, the device is expanded and the occupied area becomes large. In addition, although the number of transfer means increases with the processing unit, the apparatus expands in a direction away from the carrier stage 11, so that the moving distance until the wafer W taken out from the substrate carrier returns to the substrate carrier again after a predetermined processing is long. At the same time, the movement operation of the substrate transfer means increases, and it takes time to transfer and the transfer throughput decreases.
[0005]
For this reason, the present inventors are examining a configuration in which processing units are stacked in the vertical direction. As such a configuration, for example, in a resist material coating and developing apparatus, a portion for sending out the wafer W, a portion for subjecting the resist material to spin coating or developing, a portion for subjecting the wafer W to heat treatment, and a wafer A configuration is known in which at least two components or more of the portion that receives W are arranged vertically and connected in the vertical direction, and the wafer W is transferred between each stage by a dedicated forklift (see, for example, Patent Document 1). ).
[0006]
Further, in the substrate processing apparatus for performing a process consisting of a plurality of processes on the substrate, a plurality of processing mechanisms for performing a predetermined process on each of the substrates corresponding to the plurality of processes are arranged radially around the space, There is also a configuration in which a transport mechanism for carrying the substrate in and out of each of the plurality of processing mechanisms is provided in the space, and the processing mechanism moves in a loop shape in the space (see, for example, Patent Document 2). ).
[0007]
[Patent Document 1]
JP 63-5523 (page 1-2, FIGS. 1 and 2)
[Patent Document 2]
JP 2000-353648 (pages 2-6, FIGS. 1, 2, 5)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the configuration of Patent Document 1 includes a dedicated forklift for each processing unit, when the number of processing units is increased, it is necessary to increase the forklift accordingly. For this reason, it is difficult to perform efficient conveyance without causing forklifts to interfere with each other, and the conveyance control is complicated, resulting in a deterioration in conveyance throughput.
On the other hand, in the configuration of Patent Document 2, since there is one transfer mechanism, if the number of processing units is increased, the transfer path becomes complicated, and the transfer mechanism does not catch up with the processing of the wafer W, so that the processed wafer W can be processed. A situation of waiting in the processing unit occurs, and the throughput also deteriorates. Even if the number of transfer mechanisms is increased, it is difficult to efficiently transfer the wafer W while suppressing interference between the transfer mechanisms by moving the common transfer area.
[0009]
The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to reduce the area occupied by the apparatus when performing predetermined processing on a substrate by being sequentially processed by a plurality of processing units, and An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of processing a substrate with high throughput.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The substrate processing apparatus of the present invention comprises:substrateExtend up and down to transportEach atmosphere is partitioned by the partition memberA transport area divided into a plurality of transport zones;
  Around this transport area, Each composed of multiple units stackedMultiple towers,
  Each stageAt least one tower in each transport zoneConsists of included units,A carrier mounting unit in which a substrate carrier storing a plurality of unprocessed substrates is loaded from outside and a substrate carrier storing processed substrates is unloaded,
  For each of the multi-stage transport zonesRotating around the vertical axis and moving back and forthIts transport zoneConsists of units other than the carrier mounting part aroundProcessing unitAndThe carrier mounting partofA plurality of substrate transfer means for delivering the substrates between them and being driven independently of each other,
  A group of processing units including units other than the carrier mounting portion surrounding the transport zone includes a coating unit that applies a coating solution containing an insulating film forming material to a substrate and a processing unit for post-processing after coating. Including
The substrate delivered from the carrier on each carrier placement unit to the corresponding substrate transport means is sequentially processed by a plurality of processing units selected from the group of processing units to form an insulating film. It is characterized by.
[0011]
According to the substrate processing apparatus of the present invention, the horizontal transfer area of the substrate transfer means is reduced by providing a tower in which a plurality of processing units are stacked around the transfer area of the substrate transfer means. Therefore, the area occupied by the apparatus can be reduced. Further, in this case, since the substrate transfer means can access each processing unit with less moving operation, the substrate can be processed with high throughput.
[0013]
  Furthermore, the processing of each stageGroup of unitsIncludes a coating unit that coats the substrate with a coating liquid, a heating unit that heats the coating liquid on the substrate, and a curing processing unit that heats the substrate at a temperature higher than the heating temperature of the heating unit and bakes the insulating film. , And a coating film may be formed on the substrate.
[0014]
  One step processingGroup of unitsThe coating film formed on the substrate in the other stage processingGroup of unitsThe coating film formed on the substrate may be the same as the coating film formed on the substrate, or the coating film formed on the substrate in the one-stage processing block is the coating film formed on the substrate in the other processing block. And may be different.
[0016]
Of the processing units provided in the processing block, the processing unit having the lowest processing temperature and the unit having the highest processing temperature may be arranged so as not to be adjacent in the vertical and horizontal directions. In addition, the rotation center of the substrate transport means in the plurality of transport zones may be located on the same axis.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of a substrate processing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the central part of the substrate processing apparatus, there is formed a transport region 20 of a substrate transport means for transporting a wafer W as a substrate to be processed, and a space region extending in the vertical direction is further formed. A processing area 21 is formed so as to surround 20. The processing area 21 will be described in detail. The processing area 21 is provided with a plurality of towers TW (processing towers) in which processing units for performing predetermined processing on the wafer W are vertically stacked. For example, 5 to 8 TWs are radially arranged around the transport area 20. Further, the transfer area 20 is divided into a plurality of transfer zones in the upper and lower directions, and from the processing unit group stacked in, for example, about 3 to 6 steps in each tower TW corresponding to the divided transfer zones. Processing block B is assigned. In this example, eight towers TW are provided, and three stages of processing blocks B1 to B3 of a first processing block B1, a second processing block B2, and a third processing block B3 are assigned in order from the top. .
[0018]
Each of the processing blocks B1 to B3 is configured to include a processing unit that performs a series of processing performed on the wafer W. Therefore, processing is performed in parallel in each of the processing blocks B1 to B3. For example, one coating film is formed for each of the processing blocks B1 to B3. For example, a silicon oxide film (SiO 2) is formed on the surface of the wafer W, for example.₂In the case of forming an insulating film of a semiconductor device comprising, for example, an interlayer insulating film, a cooling unit (CPL) 22 that is a temperature control unit for cooling the wafer W before the coating liquid is applied, A coating unit (SCT) 23 for coating a coating solution containing an insulating film precursor on the surface, a heating unit (LHP) 24 for baking the coating film on the wafer W by heating the wafer W at a low temperature, and the wafer A processing unit that performs a series of processes for obtaining an insulating film such as a low oxygen heating unit (DLB) 25 and a cure unit (DLC) 26 for chemically curing the coating film on W is provided for each of the processing blocks B1 to B3. Included. Further, in each processing block B1 to B3, on at least one tower TW, a carrier placement that serves as both a substrate carry-in portion and a substrate carry-out portion for placing a substrate carrier C capable of accommodating a large number of, for example, 25 wafers W. A portion 27 is provided, and the substrate carrier C is configured to be able to carry in / out from the outside. In the figure, reference numeral 28 denotes a filter unit for supplying clean air to form a down flow. Reference numeral 29 denotes a chemical solution supply unit including a chemical solution tank for storing a chemical solution such as a coating solution and a pump for feeding the chemical solution. For convenience of drawing, the filter unit is not shown in FIG.
[0019]
Here, in the processing unit group provided in each processing block B1 to B3, for example, the cooling unit (CPL) 22 and the heating unit (LHP) 24 having a short processing time are reduced in number, and on the contrary, the low oxygen heating having a long processing time is performed. It is desirable to determine the number of units (DLB) 25 and cure units (DLC) 26 to be incorporated based on the time required for each process, such as increasing the number of units. Further, the arrangement of the processing units provided in one processing block B1 (B2, B3) includes, for example, a unit having the highest processing temperature in the horizontal direction and the vertical direction, a unit having a low processing temperature, and a unit susceptible to heat. Are preferably arranged so that the temperature difference between adjacent units is reduced by arranging them in order of processing temperature. Specifically, as shown in the developed view of FIG. 3A or FIG. 3B, the coating unit (SCT) 23 includes a heating unit (LHP) 24 and a cooling unit (CPL) 22. The heating unit (LHP) 24 is arranged so as to be adjacent to the low oxygen heating unit (DLB) 25 and the low oxygen heating unit (DLB) 25 is adjacent to the cure unit (DLC) 26, and the processing temperature is the lowest. The coating unit (SCT) 23 that is easily affected by the heat treatment and the curing unit (DLC) 26 having the highest processing temperature are arranged apart from each other. In this case, it is more preferable to cover the cure unit (DLC) 26 with, for example, a heat insulating member. Still further, for example, processing units arranged on the boundary surface between adjacent processing blocks B1, B2 (B2, B3), for example, the lowermost unit of the adjacent processing block B2 on the upper side and the uppermost stage of the processing block B1. Similarly, it is preferable to make the temperature difference small in the unit to be installed, and it is more preferable to provide a partition member having heat insulation, for example, between the processing blocks B1 to B3. In FIG. 1, for convenience of drawing, these are not considered.
[0020]
Subsequently, the explanation will be shifted to the substrate transport means 3. The substrate transport means 3 is assigned to each transport zone, and in this example, three substrate transport means 3 (corresponding to each of the processing blocks B1 to B3). 3a, 3b, 3c). Each of these substrate transfer means 3 can be moved up and down independently along a vertically extending main shaft portion 31 that is common to the processing blocks B1 to B3, and can be rotated around a vertical axis. It is configured as follows. That is, in this example, the center of rotation of each of the substrate transfer means 3a, 3b, 3c is located on the same axis. 4 and FIG. 5, each substrate transfer means 3 (3a, 3b, 3c) is an arm portion for supporting the peripheral edge of the wafer W from the back side, for example, the upper, middle, and lower stages. The arms 32a, 32b, and 32c are provided on the support 33, and the arms 32a, 32b, and 32c are configured to be independently advanced and retracted by a drive mechanism (not shown). The upper and middle arms 32a and 32b have a horseshoe shape to support the peripheral edge of the wafer W from the back side, and the lower arm 32c is a tongue piece used when the wafer W is taken in and out of the substrate carrier C. It is configured as a tweezers arm. A heat shield (not shown) is provided between the upper arm 32a and the middle arm 32b.
[0021]
Further, the support 33 includes a circular inner ring member 35 having a through hole 34 of the main shaft portion 31 at the center thereof, an outer ring member 36 surrounding the periphery of the inner ring member 35 with a slight gap, and an inner ring member. A ring-shaped member 35a that is integrally provided at a lower portion of the outer ring 35 and supports the lower surface of the outer ring member 36, and is further provided on the inner ring member 35 side and formed on the inner peripheral surface of the outer ring member 36. A gear body 37 that engages with the gear portion (convex recess), and the arm body 32a, 32b, and 32c can be rotated by rotating the gear body 37 and rotating the outer ring member 36. It is configured as follows. Further, the inner ring member 35 is provided with an elevating roller 38 so as to be in contact with one surface of the main shaft portion 31, and the substrate conveying means 3 (3a, 3b, 3c) can be moved up and down independently along the main shaft portion 31.
[0022]
Hereinafter, each processing unit will be briefly described.
(Cooling unit (CPL))
The cooling unit (CPL) 22 is a processing unit that performs processing for cooling the wafer W, and includes a cooling means such as a Peltier element 4a or a refrigerant flow path through which a refrigerant flows, as shown in FIG. A substrate mounting table 4 is provided. In detail, a protrusion 4b is provided on the front surface of the substrate mounting table 4 (cooling plate), and the wafer W is mounted with the back surface slightly lifted.
[0023]
(Coating unit (SCT))
The coating unit (SCT) 23 is a processing unit that performs liquid processing for coating a surface of the wafer W with a coating liquid containing, for example, TEOS (tetraethoxysilane). The coating unit (SCT) 23 is entirely covered with a case body (not shown), and as shown in FIG. 7, a spin chuck 40 for holding the wafer W by suction substantially horizontally and rotating it around a vertical axis. The liquid receiving cup body 41 provided so as to surround the periphery of the wafer W held by the spin chuck 40 and the central surface of the wafer W held by the spin chuck 40 can be raised and lowered. A supply nozzle 42, and the coating liquid is supplied to the surface of the wafer W from the supply nozzle 42.
[0024]
(Heating unit (LHP))
The heating unit (LHP) 24 is a processing unit that performs a low-temperature heat treatment for heating the wafer W coated with the coating liquid and drying the coating liquid. As shown in FIG. 8, the heating unit (LHP) 24 includes a substrate mounting table 43 and a lid 44 that can move up and down to form a processing vessel surrounding the wafer W together with the substrate mounting table 43. A heater 45 is provided inside the substrate platform 43. Further, an inert gas, for example, nitrogen gas supply hole 46 for making the inside of the processing vessel into a low oxygen atmosphere is provided on the inner side surface of the lid body 44, and the central portion of the lid body 44 is evacuated. The exhaust port 47 is provided. Reference numeral 48 denotes a protrusion for placing the wafer W with the back surface slightly lifted.
[0025]
(Low oxygen heating unit (DLB))
The low oxygen heating unit (DLB) 25 is a processing unit that performs a heating process for heating the wafer W in a low oxygen atmosphere to chemically cure the coating film. As shown in FIG. 9, the low oxygen heating unit (DLB) 25 has substantially the same configuration as the heating unit (LHP) 24, but has a lower oxygen atmosphere than the heating unit (LHP) 24. In addition, since a large amount of, for example, nitrogen gas is supplied during processing, a casing body 49 having an exhaust hole 49a for preventing the nitrogen gas from spreading to the periphery is provided on the side surface thereof. In order to carry out the subsequent wafer W, when the lid body 44 is raised and set to a position above the casing body 49, the residual gas in the processing container is exhausted. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the place which is the same as the heating unit 24, and description is abbreviate | omitted.
[0026]
(Cure unit (DLC))
The cure unit (DLC) 26 is a processing unit that performs a heat treatment for baking the coating film. The apparatus configuration will be briefly described. The cure unit (DLC) 26 has a housing 50 having a substrate transfer port 50a with a shutter on its side surface and serving as a processing container for processing the wafer W, as shown in FIG. The substrate 50 is provided with a substrate mounting table 51 on which the wafer W is mounted. A heater 52 is provided inside the substrate platform 51. Further, a rotation driving unit 54 is connected to the lower side of the substrate mounting table 51 via a coupling body 53 so that the substrate mounting table 51 can rotate around the vertical axis with the wafer W mounted thereon. It is configured. Furthermore, a cooling gas supply unit 55 is provided so as to face the surface of the wafer W on the substrate mounting table 51, and a cooling gas, for example, cooled air, is supplied to cool the wafer W after the curing process. Then, the air is exhausted from the exhaust port 56 at the bottom of the housing 50. Reference numeral 57 denotes a protrusion.
[0027]
Subsequently, a process of processing the wafer W using the above-described substrate processing apparatus will be described. In the present embodiment, processing for forming one insulating film, for example, an interlayer insulating film, is performed for each of the processing blocks B1 to B3. That is, the same interlayer insulating film or different insulating films are formed on the surface of the wafer W by carrying the wafer W into the respective processing blocks B1 to B3 and performing processing. The flow of the wafer W will be described in detail by taking the first processing block B1 as an example. First, the substrate carrier C in which a large number of unprocessed wafers W are stored is transferred from the outside by an operator or an automatic transfer robot, and the carrier mounting portion. 27. Subsequently, as shown in FIG. 11, one wafer W is taken out from the substrate carrier C by, for example, the lower arm 32c of the substrate transfer means 3a, and sequentially loaded into the processing block B1. Here, the wafer W is first loaded into the cooling unit (CPL) 22 and cooled to a predetermined temperature, for example, 23 ° C., and then unloaded from the cooling unit (CPL) 22 by, for example, the upper arm 32a of the substrate transfer means 3a. It is carried into a coating unit (SCT) 23.
[0028]
When the wafer W is loaded into the coating unit (SCT) 23, the back surface of the wafer W is adsorbed by the spin chuck 40 and held in a substantially horizontal posture. Then, the supply nozzle 42 is lowered, and its discharge hole is set to a predetermined position. Is set so as to face the surface of the wafer W at the height position. Then, while the wafer W is rotated by the spin chuck 40, the coating liquid is supplied from the supply nozzle 42, and the coating liquid is applied to the surface of the wafer W substantially uniformly by the action of centrifugal force. As this coating solution, for example, a siloxane polymer or an organic polymer dissolved in an organic solvent is used.
[0029]
Thereafter, the wafer W is unloaded from the coating unit (SCT) 23 by, for example, the middle arm 32b of the substrate transfer apparatus 3a, and is loaded into the heating unit (LHP) 24 where the next processing step is performed. Here, the wafer W is mounted on the substrate mounting table 43 that is constantly heated by the heater 45 so that the temperature of the wafer W is set to about 50 to 200 ° C., for example. Next, the lid 44 is lowered to form a processing container, and further, nitrogen gas is supplied to the processing container through the supply hole 46 to form a low oxygen concentration atmosphere. By performing the heat treatment in this state, the solvent in the coating solution is evaporated, and a coating film that is dried to some extent is formed on the surface of the wafer W.
[0030]
Subsequently, the wafer W is unloaded from the heating unit (LHP) 24 by, for example, the middle arm 32b of the substrate transfer apparatus 3a, and is loaded into the low oxygen heating unit (DLB) 25 where the next processing step is performed. Here, the wafer W is mounted on the substrate mounting table 44 that is constantly heated by the heater 45 so that the temperature of the wafer W is set in a range of, for example, 100 ° C. to 350 ° C. Next, the lid 45 is lowered to form a processing container, and nitrogen gas is further supplied to the processing container through the supply hole 46 so that the oxygen concentration is lower than that of the heating unit (LHP) 24, for example, an allowable oxygen concentration of 20 ppm. The following atmosphere is formed: By performing the heat treatment in this state, the organic silicon contained in the coating film causes a condensation polymerization reaction, and the coating film is chemically cured.
[0031]
The wafer W is unloaded from the low oxygen heating unit (DLB) 25 by, for example, the middle arm 32b of the substrate transfer means 3a, and is loaded into the curing unit (DLC) 26 as the next step. Here, the wafer W is heated, for example, in the range of 350 ° C. to 470 ° C. and cured, and the coating film on the surface is baked to form an insulating film. After that, the wafer W cooled by supplying the cooling gas to the surface is carried out of the cure unit (DLC) 26 by, for example, the lower arm 32c of the substrate transfer means 3a and returned to the original substrate carrier C. Similar processing is performed in the other processing blocks B2 and B3.
[0032]
The above is the description of the flow of the wafer W. When attention is paid to the movement of the substrate transfer means 3a, the substrate transfer means 3a operates according to a schedule created in advance, for example. This schedule is a group of schedules created for each phase, such as a first phase schedule, a second phase schedule, a third phase schedule, and so on. Specifically, in the first phase, the first wafer W (W1) in the substrate carrier is transferred to the cooling unit (CPL) 22, and in the second phase, the second wafer W (W2) in the substrate carrier is transferred to the cooling unit. The wafer W (W1) transferred to the (CPL) 22 and mounted on the cooling unit (CPL) 22 is transferred to the coating unit (SCT) 23, and in the third phase, the third wafer W (W3) in the substrate carrier is transferred. ) Is transferred to the cooling unit (CPL) 22, the wafer W (W2) placed on the cooling unit (CPL) 22 is transferred to the coating unit (SCT) 23, and the wafer W ( W1) is transferred to the heating unit 24 (LHP), and a schedule is written in the memory of the computer. The computer reads the contents sequentially from the first phase. Crowded by controlling the substrate transport means 3a. The name of each processing unit written in the schedule table specifies the number of the processing unit to be used. For example, in the case of the third wafer W (W3), a plurality of heating units are used. The heating unit 24 (LHP) in 24 (LHP) is assigned.
[0033]
According to the above-described embodiment, the substrate transport means 3 (3a, 3b, 3c) is provided by providing the tower TW in which a plurality of processing units are stacked around the transport area 20 of the substrate transport means 3. ) In the horizontal direction can be reduced, and therefore the area occupied by the apparatus can be reduced. Further, it is divided vertically into three processing blocks B1 to B3, the substrate transport means 3 (3a, 3b, 3c) is assigned to each processing block B1 to B3, and a carrier mounting table 27 is provided in each processing block B1 to B2. By carrying in the wafer W before processing, carrying between the processing units, and carrying out the processed wafer W independently, parallel processing is performed at the upper, middle, and lower stages, so the substrate transfer means 3 (3a, 3b) 3c) is easy to control and a high throughput can be obtained. Even when maintenance is performed on the processing block B1 (B2, B3) due to an abnormality in one processing block B1 (B2, B3), the other processing blocks B2, B3 (B1) can be operated. There is also an advantage that the stay of the wafer W can be prevented. Here, when the number of towers TW (towers TW surrounding the transfer region 20) accessible by rotating the substrate transfer means 3 (3a, 3b, 3c) at the same height position is small, for example, four or less. If the towers TW are not arranged apart from each other to some extent, it is difficult to secure a space area necessary for the substrate transfer means 3 (3a, 3b, 3c) to rotate while supporting the wafer W. On the other hand, if the number is 9 or more, for example, the substrate transport means 3 (3a, 3b, 3c) rotates, so that the space area becomes larger than necessary. Therefore, in order to reduce the occupied area of the apparatus more effectively, it is preferable to set the tower TW in the range of 5 to 8. The substrate transport means 3 (3a, 3b, 3c) is configured to select and access the target processing unit by selecting the shortest of clockwise rotation and counterclockwise rotation around the main shaft portion 31. In this case, the movement of the substrate transfer means 3 (3a, 3b, 3c) in the lateral direction can be reduced, so that high throughput can be ensured.
[0034]
Furthermore, according to the above-described embodiment, a plurality of processing units for performing predetermined processing on the wafer W are incorporated in one processing block B1 (B2, B3). For example, when processing 25 wafers W, each process per unit time is considered in total in one processing block B1 (B2, B3). There is little variation in the number of processed sheets. Therefore, when there is no room in the next process unit, the substrate transfer means 3 (3a, 3b, 3c) is in a standby state without being able to move while holding the wafer W until the previous wafer W is processed and unloaded. It will be less likely, or it will take less time to wait. As a result, it is possible to suppress a decrease in throughput when a large number of wafers W are processed. In order to more reliably suppress the throughput from decreasing, a buffer substrate carrier C may be provided in each of the processing blocks B1 to B3.
[0035]
Furthermore, according to the above-described embodiment, the processing unit having the lowest processing temperature and the unit having the highest processing temperature are arranged so as not to be adjacent in the vertical or horizontal direction, for example, in the coating unit (SCT) 23. The wafer W being processed and the wafer W being transferred from the cooling unit (CPL) 22 to the coating unit (SCT) 23 are heated by, for example, radiant heat from a cure unit (DLC) 26 that performs processing at a high temperature. Buffering is suppressed. As a result, it is possible to set the temperature of the wafer W with high accuracy in each processing unit.
[0036]
Here, in the above example, the same interlayer insulating film is formed in the processing blocks B1 to B3 in each stage, but the interlayer insulating film is formed in one or two of the processing blocks B1 to B3, and the remaining In this processing block, an insulating film as a stopper layer for device etching may be formed. Even in such a case, since the processing conditions corresponding to each insulating film can be set for each processing block B1 to B3, different insulating films can be obtained using a common substrate processing apparatus. .
[0037]
Further, in the above-described example, the carrier mounting portion 27 and the substrate carrier C are not limited to the configuration provided for each of the processing blocks B1 to B3. For example, the first processing block B1 and the second processing block B2 or the second processing block The substrate carrier C of the process block B2 and the third process block B3 may be made common, or the substrate carrier C common to each process block B1 to B3 is provided only in one process block, for example, the second process block B2. It is good. Even in this case, the same effect as described above can be obtained. However, when the upper substrate transport means 3a accesses the substrate carrier C, the middle substrate transport means 3b is more than the substrate carrier C. It is desirable to control so that the board | substrate conveyance means 3 which are moved below does not mutually interfere.
[0038]
Next, another embodiment of the substrate processing apparatus according to the present invention will be described. In this embodiment, as shown in FIG. 12, two types of substrate carriers C (C1, C2), a substrate carrier C1 for storing a wafer W before processing and a substrate carrier C2 for storing a processed wafer W, are provided. ) Is placed at a place different from the processing blocks B1 to B3, and the substrate loading arm 60 for loading the wafer W of the substrate carrier C1 into the processing blocks B1 to B3. A substrate carry-out arm 61 is provided for carrying the wafer W out of the processing blocks B1 to B3 and storing it in the substrate carrier C2. On the other hand, a transfer unit (TRS) 62 that is a substrate carry-in portion and a transfer unit (TRS) 63 that is a substrate carry-out portion are assigned to each of the processing blocks B1 to B3. In addition, about the place which has the same structure as the above-mentioned Example, description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
[0039]
In this case, first, a substrate carrier C1 containing a large number of unprocessed wafers W and an empty substrate carrier C2 are placed on, for example, the carrier station 64 by an operator or a transfer robot. Next, one wafer W is taken out from the substrate carrier C1 by the substrate carry-in arm 60, and placed on a placement unit (not shown) provided in an empty delivery unit 62 of the processing block B1 (B2, B3). Subsequently, the substrate transfer means 3a (3b, 3c) accesses the transfer unit 62, takes out the wafer W, and loads it into the vacant cooling unit 22 in the processing block B1 (B2, B3). Here, the processing similar to that described above is further performed in the processing block B1 (B2, B3), and the post-processed wafer W is transferred to the substrate carry-out arm 61 via the transfer unit 63 and is then transferred to the substrate. It is stored in the carrier C2. Even if it is such a structure, the effect similar to the above-mentioned case can be acquired. In this example, a substrate carrier for storing the unprocessed wafer W and the processed wafer W is provided separately. However, a common substrate carrier C for storing the unprocessed wafer W and the processed wafer W is provided. Alternatively, the substrate carrier C1 and the substrate carrier C2 may be mounted on the common carrier mounting portion 27.
[0040]
Next, still another embodiment according to the present invention will be described. In this embodiment, as shown in FIG. 13, for example, a horizontal partition plate, which is a partition member for partitioning the processing blocks B1 to B3, is provided. In addition, about the place which has the same structure as the above-mentioned Example, description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol. In the figure, reference numeral 70 denotes a partition plate provided between the processing blocks B1 to B3. For example, filter units 71 are provided in the processing blocks B2 and B3 in the second and subsequent stages from the top. Even with such a configuration, the same effects as those described above can be obtained. Further, in this embodiment, the partition plate 70 is provided to separate the atmosphere of the processing blocks B1 to B3. Even when parallel processing using different coating liquids is performed in which the evaporated components that evaporate affect other films, it is possible to suppress the mutual influence.
[0041]
In the embodiment for performing the processing for forming the insulating film, the wafer W processed in one processing block B1 (B2, B3) of the plurality of processing blocks B1 to B3 is in another stage. The wafer W to be processed in the processing blocks B2, B3, and (B1) may be different in wafer size. Even in this case, the same effect as described above can be obtained. Furthermore, a coating liquid is applied to the surface of the wafer W on which an interlayer insulating film has been formed in advance by CVD (Chemical Vapor Deposition), in order to flatten the surface of the insulating film. You may apply to the Spin On Glass (SOG) process which forms an insulating film.
[0042]
Another example of processing performed on the wafer W using the substrate processing apparatus of the present invention will be described. In this example, a process for forming a chemically amplified resist film on the surface of the wafer W is performed. A resist solution coating process, an exposure process, a wafer W cooling process, a wafer W heating process, and a developing process. It has a plurality of processes. The apparatus configuration will be described with reference to FIG. 14. As described above, a plurality of towers TW are provided around the transfer region 20 of the substrate transfer means 3, and the plurality of towers TW are divided into two upper and lower stages. A first processing block B1 and a second processing block B2 are assigned to each of the transported areas. Further, a partition plate 70 is provided between the first processing block B1 and the second processing block B2.
[0043]
In the first processing block B1 assigned to the upper stage side, for example, a hygroscopic gas containing an amine group such as HMDS (hexamethyldisilazane) is supplied to the unprocessed wafer W to hydrophobize the surface. A resist solution is applied to the surface of the wafer W that has been hydrophobized and cooled, and a hydrophobic unit (ADH) 81 that is a portion (advance processing unit), a cooling unit (CPL) 22 that cools the wafer W A coating unit (COT) 82 for performing a liquid processing for the purpose and a pre-baking unit (PAB) 83 for heating the resist solution coated on the wafer W to evaporate the solvent are provided. The second processing block B2 assigned to the lower stage includes a delivery unit (TRS) 62 into which a wafer W subjected to exposure processing by an exposure apparatus (not shown) provided at another location, a heating unit and a cooling unit. And a post-exposure baking unit (PEB) 84 in which the wafer W is heated and then immediately cooled, and a developing unit (DEV for supplying developer to the surface of the wafer W for development. ) 85, a post-baking unit (POST) 86 for heating and curing the resist pattern on the wafer W after development, and a cooling unit (CPL) 22 for cooling the wafer W are provided. ing. In addition, about the place which has the same structure as the above-mentioned Example, description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
[0044]
In the case of such a configuration, in the first processing block B1, the wafer W is loaded into the hydrophobizing unit (ADH) 81 and subjected to the hydrophobizing process, and then cooled to, for example, 23 ° C. by the cooling unit (CPL) 22. Is done. Subsequently, after a resist solution is applied to the surface by a coating unit (COT) 82, the resist solution is heated by a pre-baking unit (PAB) 83 to evaporate the solvent in the coating solution, and then cooled. The process of being cooled again by the unit (CPL) 22 is performed. For example, as shown in FIG. 15, the wafer W is sent to an exposure apparatus (EXP) 87 by a substrate transfer means (not shown) via a transfer unit (TRS) 63, and the exposure apparatus (EXP) 87 performs an exposure process. After being applied, the substrate is transferred into the second processing block B2 via the transfer unit (TRS) 63 by the substrate transfer means (not shown). In the second processing block B2, first, the post-exposure baking unit (PEB) 84 is heated to, for example, 120 ° C. to induce an acid diffusion reaction in the resist film, and immediately cooled to stop the acid diffusion reaction. Then, it is cooled to, for example, 23 ° C. by the cooling unit (CPL) 22, and subsequently developed by the developing unit (DEV) 85 to form a resist pattern. Subsequently, the wafer W is subjected to a processing such that the resist pattern is cured by a post-baking unit (POST) 86 at 100 ° C., for example, and then cooled by a cooling unit (CPL) 22. Even if it is such a structure, the effect similar to the above can be acquired. Furthermore, in this example, by separating the hydrophobizing unit (ADH) 81 and the developing unit (DEV) 83 via the partition plate 70, alkali components such as amines that come out of HMDS during the hydrophobizing process are obtained. It is suppressed that the acid diffusion reaction is suppressed by contacting with an acid in the vicinity of the surface of the resist film subjected to the exposure process, and as a result, deterioration of the pattern shape of the resist film is suppressed. The first processing block B1 and the second processing block B2 may be arranged upside down.
[0045]
Furthermore, in an embodiment in which processing for forming a resist film is performed, a configuration in which the hydrophobic unit (ADH) 81 is not provided may be provided, or an antireflection film is formed instead of the hydrophobic unit (ADH) 81. An antireflection film forming unit (BARC) may be provided. Even in such a configuration, the atmosphere is separated by the partition plate 70 even if a substance having an adverse effect such as amine is scattered from the treatment liquid used in the antireflection film forming unit (BARC). Therefore, the same effects as those described above can be obtained. Needless to say, the effects described above with respect to the area occupied by the apparatus and the throughput can be obtained even when the partition plate 70 is not provided.
[0046]
In the substrate processing apparatus of the present invention, the processing block for forming the insulating film and the processing block for forming the resist film may be provided in a common apparatus. Furthermore, the substrate apparatus of the present invention can be applied to processing of, for example, an LCD substrate and a photomask reticle substrate in addition to the wafer W. Furthermore, when providing a plurality of substrate transport means 3, the configuration is not limited to the configuration provided in the common main shaft portion 31, but the main shaft portions 31 corresponding to each of the substrate transport means 3 may be provided.
[0047]
【The invention's effect】
According to the present invention, when a predetermined process is performed on a substrate by being sequentially processed by a plurality of processing units, a tower is provided in which a plurality of processing units are stacked around the transport area of the substrate transport means. With this configuration, the area occupied by the apparatus can be reduced, and the movement operation of the substrate transfer means can be reduced, so that the substrate can be processed with high throughput.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a substrate processing apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of the substrate processing apparatus of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an arrangement of processing units provided in the substrate processing apparatus.
FIG. 4 is a perspective view showing a substrate transfer means provided in the substrate processing apparatus.
FIG. 5 is a perspective view showing a substrate transfer means provided in the substrate processing apparatus.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an outline of a cooling unit provided in the substrate processing apparatus.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an outline of a coating unit provided in the substrate processing apparatus.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an outline of a heating unit provided in the substrate processing apparatus.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an outline of a low oxygen heating unit provided in the substrate processing apparatus.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an outline of a cure unit provided in the substrate processing apparatus.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a state in which a substrate transport unit provided in the substrate processing apparatus transports a substrate.
FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the substrate processing apparatus of the present invention.
FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the substrate processing apparatus of the present invention.
FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the substrate processing apparatus of the present invention.
FIG. 15 is an explanatory view showing another embodiment of the substrate processing apparatus of the present invention.
FIG. 16 is an explanatory view showing a conventional substrate processing apparatus.
[Explanation of symbols]
W wafer
TW Tower
B Processing block
B1 first processing block
B2 Second processing block
B3 Third processing block
20 Transport area
22 Cooling unit
23 Application unit
24 Heating unit
25 Low oxygen heating unit
26 Cure Unit
3 (3a, 3b, 3c) substrate transfer means
70 divider

Claims

A transport region that is divided into a plurality of transport zones that extend in the vertical direction to transport the substrate, and each atmosphere is partitioned by a partition member ;
A plurality of towers that are provided around the transport area and are configured by laminating a plurality of units ,
Consists of units included in at least one tower for each transport zone, and a substrate carrier storing a large number of unprocessed substrates is carried from the outside and a substrate carrier storing processed substrates is externally provided. A carrier placement section to be carried out;
Between said rotatable in a plurality of stages vertical axis to each of the transport zone and movably provided around the carrier between the units other than mounting portion configured processing unit and the carrier mounting section of the conveying zone And a plurality of substrate transport means driven independently of each other,
A group of processing units including units other than the carrier mounting portion surrounding the transport zone includes a coating unit that applies a coating solution containing an insulating film forming material to a substrate and a processing unit for post-processing after coating. Including
The substrate delivered from the carrier on each carrier placement unit to the corresponding substrate transport means is sequentially processed by a plurality of processing units selected from the group of processing units to form an insulating film. a substrate processing apparatus, characterized in that.

Processing unit for post-processing after coating, a curing process unit for firing a heating unit for heating the coating solution on the substrate, the insulating film by heating the substrate at a temperature higher than the heating temperature of the heating unit, that includes a substrate processing apparatus according to claim 1, wherein.

The insulating film formed on the substrate in the processing unit group surrounding the transport area of one stage is the same as the insulating film formed on the substrate in the processing unit group surrounding the transport area of the other stage. The substrate processing apparatus according to claim 1 or 2.

The insulating film formed on the substrate in the processing unit group surrounding the transport area of one stage is different from the insulating film formed on the substrate in the processing unit group surrounding the transport area of the other stage. Item 3. The substrate processing apparatus according to Item 1 or 2.

Of the processing unit group, to the highest processing temperature and low processing unit of highest processing temperature unit claims 1, characterized in that it is arranged not adjacent to the vertical or horizontal direction to any one of the 4 The substrate processing apparatus as described.

The rotational center of the substrate conveying means conveying zone in a plurality of stages, the substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it is positioned coaxially.