JP4194262B2

JP4194262B2 - 基板処理装置及び基板処理方法

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Publication number: JP4194262B2
Application number: JP2001297279A
Authority: JP
Inventors: 宏之境
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2021-09-27
Also published as: JP2003100621A

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ＬＣＤ基板（液晶ディスプレイ用ガラス基板）等の基板に層間絶縁膜を形成するための基板処理装置及び基板処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造工程においては、例えば半導体ウエハ（以下「ウエハ」と呼ぶ。）上に塗布膜をスピンコートし、化学的処理または加熱処理等を施して層間絶縁膜を形成するというＳＯＤ（ＳｐｉｎｏｎＤｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）システムにより層間絶縁膜を形成する場合がある。このうちゾル−ゲル方法により層間絶縁膜を形成する場合には、先ずウエハ表面に絶縁膜材料、例えばＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）のコロイドを有機溶媒に分散させた塗布液を塗布し、その塗布膜をゲル化した後、溶媒の置換を行い、次いで加熱処理を施すことによってシリコン酸化膜を得ている。
【０００３】
このような処理は、例えば図１２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枚収納したカセット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ブロックＡ１に搬送される。処理ブロックＡ１には、中央に搬送手段１４が設けられており、この周りにウエハに前記塗布液を塗布するための塗布ユニット１５、溶媒の置換を行うための溶媒置換ユニット１６、冷却ユニットや塗布膜から溶媒を飛ばすためのベーク用加熱ユニット、重合反応により成膜するためのキュア用加熱ユニット、受け渡しユニットなどを備えた例えば３個の棚ユニット１３ａ，１３ｂ，１３ｃが設けられていて、搬送手段１４によりこれらの各ユニットに対してウエハの受け渡しが行われるようになっている。
【０００４】
この際ベーク用加熱ユニットやキュア用加熱ユニットは、例えば所定の温度に加熱された加熱プレートの上にウエハを載置して当該ウエハを加熱するように構成されている。そして処理ブロックＡ１では、ウエハを搬送手段１４により塗布ユニット１５→溶媒置換ユニット１６→ベーク用加熱ユニット→キュア用加熱ユニットの順序で搬送し、所定の層間絶縁膜の形成が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところでベーク処理では８０℃〜２５０℃程度の温度で６０秒〜１８０秒程度加熱処理が行われ、キュア処理では４００℃〜４５０℃程度の温度で１８０秒〜１８００秒程度加熱処理が行われる。上述のシステムでは加熱系のユニットと塗布ユニット１５とが近くに配置されているので、加熱ユニットでの加熱温度が高いと、加熱ユニットから塗布ユニット１５への熱影響が大きく、精密な温度での塗布液の塗布処理が困難である。ここで膜厚や膜質の面内均一性を従来よりも高めようとすると、塗布処理時の温度をより精密に制御することが求められるので、加熱ユニットからの熱影響は重要な問題となる。
【０００６】
また上述のシステムでは、搬送手段１４によりウエハが１枚ずつ搬送されるので、ベーク処理が終了したウエハは、前のウエハがキュア用加熱ユニットから次工程に搬送されてから、当該キュア用加熱ユニットに搬送される。ところが既述のようにキュア処理はベーク処理よりも処理時間が長いので、ベーク処理が終了したウエハは、前のウエハがキュア処理を終了するまでベーク用加熱ユニットで待機することになる。このベーク用加熱ユニットでは、例えばウエハを支持ピンにより加熱プレートから浮上させた状態で待機させており、加熱プレートは未だ高温状態にあるので、待機中のウエハはこのプレートからの熱でさらに加熱されて、オーバーベーク状態になってしまい、この結果機械的強度や屈折率、誘電率等の膜質が面間においてばらついてしまうという問題がある。
【０００７】
また図１２（ｂ）に示すシステムは、理ブロックＡ１にインターフェイスブロックＡ２を介して焼成装置Ａ３を接続する構成である。前記インターフェイスブロックＡ２は、搬送アーム１７を備え、前記処理ブロックＡ１（キュア用加熱ユニットは設けられていない）と焼成装置Ａ２との間でウエハの受け渡しを行うためのものであり、前記焼成装置Ａ３は例えばファーネス（炉）にてキュア処理のバッチ処理を行うものである。
【０００８】
このような構成例では、処理ブロックＡ１のベーク用加熱ユニットでベーク処理が行われたウエハが搬送アーム１４、１７により焼成装置Ａ３に受け渡されて、ここにて所定のキュア処理が行われ、焼成処理後のウエハはインターフェイスブロックＡ２→処理ブロックＡ１→キャリアステージ１１のキャリアカセット１０に搬送される。この例では、ベーク処理よりも処理温度が高く、処理時間が長いキュア処理を焼成装置Ａ３にて行っているので、塗布ユニットへの熱影響を小さくすることができる点で有効であるが、処理ブロックＡ１と焼成装置Ａ３との間でウエハの受け渡しを行うために、インターフェイスブロックＡ２が設けられているので、その分装置が大型化してしまい、スペース的に不利であるという問題がある。
【０００９】
この問題を解決するために、例えば図１２（ｃ）に示すように、上述のシステムとは別の場所にスタンドアローン型の焼成装置Ａ４を配置する場合もあり、この例では、処理ブロックＡ１にてゾルーゲル法により層間絶縁膜が形成されたウエハは、例えばキャリアステージ１１のキャリアカセット１０内に収容された後、焼成装置Ａ４まで搬送され、ここにて所定の処理が行われる。しかしながらこの例では、焼成装置Ａ４が離れており、ここまでウエハを搬送しなくてはならないので、焼成装置Ａ４にて処理を開始するまでに時間がかかり、スループットが低下してしまうという問題がある。
【００１０】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、加熱部から塗布処理部への熱影響を抑え、また加熱部でのオーバーベークを抑えて、より良質の層間絶縁膜を形成することができる技術を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、第１の処理部に設けられ、基板上に塗布液を塗布する塗布処理部と、
前記第１の処理部に隣接する第２の処理部に設けられ、前記塗布処理部にて塗布液が塗布された基板を加熱するための加熱部と、
前記第２の処理部に設けられ、前記加熱部にて加熱された基板を載置するための基板載置部と、
前記第２の処理部に設けられ、前記加熱部と基板載置部との間で基板を搬送するための基板搬送手段と、を備え、
前記加熱部は前記塗布処理部にて塗布液が塗布された基板に対して第１の加熱処理を第１の時間で行うための第１の加熱部と、前記第１の加熱処理が行われた基板に対して第２の加熱処理を第１の時間よりも長い第２の時間で行うための第２の加熱部と、を含み、
前記第１の加熱部にて第１の加熱処理が行われた基板を基板搬送手段にて基板載置部に搬送し、この基板載置部の基板を基板搬送手段にて第２の加熱部に搬送するように構成されたことを特徴とする。
上記基板処理装置において、前記第２の処理部の第１の処理部の反対側に隣接して、前記塗布処理部にて塗布液が塗布された後、前記加熱部にて加熱された基板に対して所定の処理を行う処理部を設け、この処理部に設けられた搬送手段により、前記第２の処理部に設けられた基板載置部に対して基板の受け渡しを行うように構成してもよい。
更に他の発明は、第１の処理部に設けられ、基板上に塗布液を塗布する塗布処理部と、
前記第１の処理部に隣接する第２の処理部に設けられ、前記塗布処理部にて塗布液が塗布された基板に対して第１の加熱処理を第１の時間で行うための加熱部と、
前記第２の処理部に設けられ、前記加熱部にて加熱された基板を載置するための基板載置部と、
前記第２の処理部に設けられ、前記加熱部と基板載置部との間で基板を搬送するための第１の基板搬送手段と、
前記第２の処理部に隣接し、前記第１の加熱処理が行われた基板に対して第２の加熱処理を第１の時間よりも長い第２の時間で行うためのバッチ式熱処理部を含む第３の処理部と、
この第３の処理部に設けられ、前記第２の処理部の基板載置部とバッチ式熱処理部との間で基板を搬送するための第２の基板搬送手段と、を備え、
前記加熱部にて第１の加熱処理が行われた基板を第１の基板搬送手段にて基板載置部に搬送し、この基板載置部の基板を第２の基板搬送手段にてバッチ式熱処理部に搬送するように構成されたことを特徴とする。
【００１２】
ここで前記基板載置部は、筐体内に複数の基板が棚状に保持される基板保持部を設けて構成され、例えば前記筐体の内部には不活性ガスが供給され、不活性ガス雰囲気に制御されることが望ましい。
【００１３】
このような発明では、塗布処理部が第１の処理部に設けられ、加熱部が第２の処理部に設けられているので、加熱部から塗布処理部への熱影響が抑えられ、より精密な温度で塗布液の塗布処理を行うことができる。また加熱部にて加熱処理後の基板を直ちに基板載置部に搬送して、ここで待機させることにより、加熱処理が行われた基板が、次工程が空くまで加熱部にて待機するといったことがなく、加熱部でのオーバーベークが抑えられる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の基板処理装置の一実施の形態について説明する。図１は本発明の基板処理装置の一実施の形態に係る全体構成を示す平面図であって、図２はその正面図、図３はその背面図である。図中２１は例えば２５枚の基板である半導体ウエハ（以下ウエハという）Ｗが収納されたキャリアＣを搬入出するためのキャリアステーションであり、このキャリアステーション２１は、前記キャリアＣを載置するキャリア載置部２２と受け渡し手段２３とを備えている。受け渡し手段２３はキャリアＣから基板であるウエハＷを取り出し、取り出したウエハＷをキャリアステーション２１の奥側に設けられている第１の処理部Ｓ１へと受け渡すように、左右、前後に移動自在、昇降自在、鉛直軸回りに回転自在に構成されている。
【００１５】
第１の処理部Ｓ１の中央には第１の搬送手段２４が設けられており、これを取り囲むように例えばキャリアステーション２１から奥を見て例えば左側には塗布処理部をなす塗布ユニット２５及び溶媒置換ユニット２６が下から順に２段に重ねられており、右側、手前側、奥側には、複数のユニットを多段に積み重ねた棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３が夫々配置されている。
【００１６】
前記塗布ユニット２５は、例えば図４に示すように、カップ３１内にてウエハＷを昇降可能、回転可能なスピンチャック３２に保持させて、ウエハＷ表面にノズル３３から塗布膜の材料（塗布液）を供給し、ウエハＷを回転させることによって、前記塗布液をウエハＷ表面に拡散させて均一な塗布膜を形成するものである。また前記溶媒置換ユニット２６は、例えば前記塗布ユニット２５とほぼ同様に構成され、例えばカップ内にてウエハＷを昇降可能、回転可能なスピンチャックに保持させて、ウエハＷ表面にノズルから、例えばＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラン）及びヘプタン等の溶媒を供給し、ウエハ表面の塗布膜中の水分を除去するために、前記塗布膜中の溶媒を他の溶媒に置き換えるものである。
【００１７】
塗布ユニット２５や溶媒置換ユニット２６としては、例えば塗布液や溶媒置換用の溶媒等の薬液を吐出するためのノズルをウエハに対して相対的にＸ，Ｙ方向に走査させることにより、ウエハ表面に前記薬液を塗布するいわゆるスキャン方式を採用するようにしてもよい。
【００１８】
なお溶媒置換を不要とする塗布液を使用する場合には溶媒置換ユニット２６は不要であり、溶媒置換ユニット２６の代わりに塗布ユニット２５を設けてもよい。
【００１９】
前記棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３は、複数のユニットが積み上げられて構成され、例えば図３に示すように、冷却ユニット２７や、受け渡しユニット２８、受け渡し・冷却プレート２９等が上下に割り当てられている。前記冷却ユニット２７は、ウエハが載置される冷却プレートを備え、ウエハに対して所定の温度に冷却処理を行うユニットであり、前記受け渡しユニット２８はウエハの受け渡し台を備えていて、棚ユニットＵ２においてはキャリアステーション２１と第１の処理部Ｓ１との間でウエハの受け渡しを行い、棚ユニットＵ３においては第１の処理部Ｓ１と後述する第２の処理部Ｓ２との間でウエハの受け渡しを行なうものである。また受け渡し・冷却プレート２９は、下段にウエハを冷却するための冷却プレート、上段にウエハの受け渡し台を備えていて、棚ユニットＵ２においてはキャリアステーション２１と第１の処理部Ｓ１との間でウエハの受け渡しを行い、棚ユニットＵ３においては第１の処理部Ｓ１と後述する第２の処理部Ｓ２との間でウエハの受け渡しを行なうものである。
【００２０】
前記第１の搬送手段２４は、例えば図５に示すように、昇降自在、進退自在及び鉛直軸まわりに回転自在に構成され、棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３及び塗布ユニット２５並びに溶媒置換ユニット２６との間でウエハＷを搬送する役割を持っている。具体的には例えば３枚のアーム３４が基台３５に沿って略水平方向に進退自在に構成され、基台３５が略鉛直な搬送路３６に沿って昇降自在に構成され、搬送路３６自体が略鉛直軸まわりに回転自在に構成されており、こうして前記アーム３４は昇降自在、進退自在及び鉛直軸まわりに回転自在に構成されることとなる。
【００２１】
前記第１の処理部Ｓ１は第２の処理部Ｓ２と、ウエハ搬送口４０を備えた壁部４１を介して接続されている。この第２の処理部Ｓ２の上部には、当該処理部Ｓ２内に不活性ガス例えば窒素ガスを導入するための不活性ガス導入部４２が設けられ、一方第２の処理部Ｓ２の下部には、当該処理部Ｓ２内の雰囲気を外部に排気するための排気部４３が設けられていて、こうして第２の処理部Ｓ２内は、不活性ガス例えば窒素ガス雰囲気に制御されている。
【００２２】
このような第２の処理部Ｓ２の中央には第２の搬送手段４４が設けられており、これを取り囲むように例えばキャリアステーション２１から奥を見て例えば左側、右側には夫々複数のユニットを多段に積み重ねた棚ユニットＵ４，Ｕ５が夫々配置され、奥側には基板載置部５が配置されている。前記第２の搬送手段４４は、例えば第１の搬送手段２４と同様に、昇降自在、進退自在及び鉛直軸まわりに回転自在に構成され、第１の処理部Ｓ１の棚ユニットＵ３の受け渡しユニット２８及び受け渡し・冷却プレート２９と、第２の処理部Ｓ２の棚ユニットＵ４,Ｕ５、バッファカセットとの間でウエハＷを搬送する役割を持っている。
【００２３】
前記棚ユニットＵ４，Ｕ５には、例えば図２，３に示すように、第１の加熱処理例えばウエハ上の塗布膜から溶媒を揮発させるためのベーク処理を行うための第１の加熱部をなすベーク用加熱ユニット４５と、例えば８０℃〜２５０℃程度の低温で加熱処理を行う低温加熱ユニット４６と、第２の加熱処理例えば重合反応により成膜するためのキュア処理を行うための第２の加熱部をなすキュア用加熱ユニット４７と、例えば１５℃〜８０℃程度の温度の密閉化可能な処理室内にＮＨ3＋Ｈ2Ｏを導入してウエハをエージング処理し、ウエハ表面の塗布膜をウェットゲル化するためのエージングユニット４８と、が多段に配置されている。
【００２４】
ここで前記ベーク用加熱ユニット４５について、図６に基づいて簡単に説明すると、図中６１はウエハを加熱するための、例えば５０℃〜３５０℃に設定可能な加熱プレート６０を備えたケーシングであり、加熱プレート６０の表面には、ウエハを当該プレート６０上に近接して保持するためのプロキシミティーピン６０ａが設けられている。このようなケーシング６１は、上面に開口部６１ａが形成され、側面に当該ユニット内の排気を行うための排気口６１ｂが形成されており、開口部６１ａを塞ぐための昇降可能な蓋体６２が設けられている。また蓋体６２の周縁部には、不活性ガス例えば窒素ガスが内周面から吐出可能な不活性ガス供給機構６３が設けられている。６４は蓋体６２に設けられた排気機構である。
【００２５】
このようなベーク用加熱ユニット４５では、ケーシング６１の図示しないウエハ搬送口を介して第２の搬送手段４４と図示しない昇降可能な支持ピンとの協働作業により加熱プレート６０に対してウエハが受け渡され、ケーシング６１と蓋体６２とにより形成される加熱処理室内に、不活性ガス供給機構６３から不活性ガスを供給する一方、蓋体６２の排気機構６４及びケーシング６１の排気口６１ｂから不活性ガスを排気させることにより、加熱処理室内を低酸素状態にして、加熱プレート６１にてウエハを所定温度に加熱して所定のベーク処理を行う。
【００２６】
続いて前記キュア用加熱ユニット４７について、図７に基づいて簡単に説明すると、図中７１はウエハを加熱するための、例えば２００℃〜４５０℃に設定可能な加熱プレート７０を備えた加熱室であり、加熱プレート７０の表面には、ウエハを当該プレート７０上に近接して保持するためのプロキシミティーピン７０ａが設けられている。このような加熱室７１には、不活性ガス供給機構７２により当該加熱室７１内に不活性ガス例えば窒素ガスが供給されるようになっている一方、当該加熱室７１の内部雰囲気は図示しない真空ポンプより排気されるようになっている。
【００２７】
図中７３は加熱室７１に隣接して設けられた温調処理室であって、加熱室７１と温調処理室７３との間にはウエハの受け渡しを行うための密閉可能なゲートバルブ７４が設けられている。この温調処理室７３にはウエハを載置してウエハの温度を調整するための例えば２０℃〜３５℃に設定可能な移送温調プレート７５がガイドレール７６ａに沿って移動機構７６ｂにより加熱室７１に対して進退自在に設けられている。
【００２８】
このようなキュア用加熱ユニット４７では、先ず温調処理室７３の図示しないウエハ搬送口を介して第２の搬送手段４４と図示しない昇降可能な支持ピンとの協働作業により移送温調プレート７５に対してウエハが受け渡され、このウエハは移送温調プレート７５によりゲートバルブ７４を介して加熱室７１内に搬送されて、このウエハは移送温調プレート７５と図示しない昇降可能な支持ピンとの協働作業により加熱プレート７０上に受け渡される。そして加熱室７１では、不活性ガス供給機構７２から不活性ガスを供給する一方、加熱室７１内の雰囲気を排気することにより、当該加熱室７１内を低酸素状態及び所定の減圧状態にして、加熱プレート７０にてウエハを所定温度に加熱して所定のキュア処理を行う。こうしてキュア処理が行われたウエハはゲートバルブ７４を介して当該加熱室７１内に進入してきた移送温調プレート７５に受け渡され、ここで所定の温度に温調されて、第２の搬送手段４４に受け渡される。
【００２９】
続いて基板載置部５について図８及び図９に基づいて説明する。この基板載置部５は、筐体５０の内部に例えば所定枚数例えば２５枚のウエハＷを棚状に保持する基板保持部をなすバッファカセット５１を備えて構成されており、第２の搬送手段４４によりアクセスできるように配置されている。前記バッファカセット５１は、第２の搬送手段４４に対する面は開口され、内部にウエハＷの周縁部を保持する棚部５２が縦に所定間隔で形成されており、これによりウエハＷが縦に配列された状態で保持されるようになっている。
【００３０】
前記筐体５０には、当該筐体５０内部に不活性ガス例えば窒素ガスを供給する不活性ガス供給部５３が設けられており、この不活性ガス供給部５３は、例えばバッファカセット５１の開口面と反対側の上部から不活性ガス例えば窒素ガスを供給する、開閉バルブＶａを備えた第１の不活性ガス供給部５３ａと、例えばバッファカセット５１の開口面の上部近傍に不活性ガス例えば窒素ガスを供給するための、開閉バルブＶｂを備えた第２の不活性ガス供給部５３ｂとより構成されている。また筐体５０には、当該筐体５０の内部雰囲気を排気するための、開閉バルブＶｃを備えた排気路５４が接続されており、例えばこの排気路５４はバッファカセット５１の開口面側の下部側に開口するように設けられている。図中５５は筐体５０内の酸素濃度を検出するための濃度センサであり、このセンサ５５の検出置に基づいて制御部５６によりバルブＶａ〜Ｖｃの開度が夫々制御され、これにより筐体５０からの排気量や筐体５０内への窒素ガスの供給流量が制御されて、筐体５０内の酸素濃度を調整することができる。
【００３１】
また筐体８の第２の搬送手段４４に対する面には、複数例えば２５個のウエハ搬送口５７が形成され、このウエハ搬送口５７を介して前記バッファカセット５１の各々の棚部５２に対して第２の搬送手段４４によりウエハの受け渡しが行われるようになっている。こうして筐体５０内は窒素ガス雰囲気として制御されると共に、バッファカセット５１の開口面に沿って上方側から下方側図中やじるしで示すように窒素ガスが通流し、ウエハ搬送口５７の内側は窒素カーテンにより塞がれた状態になっている。
【００３２】
このような基板処理装置では、先ず自動搬送ロボット（あるいは作業者）により例えば２５枚のウエハＷを収納したキャリアＣが外部からキャリア載置部２２に搬入され、受け渡し手段２３によりこのキャリアＣ内からウエハＷが取り出される。ウエハＷは、受け渡し手段２３から棚ユニットＵ２の受け渡しユニット２８または受け渡し・冷却プレート２９を介して第１の搬送手段２４に受け渡される。
【００３３】
続いてウエハＷは、第１の搬送手段２４により棚ユニットＵ２（あるいはＵ１、Ｕ３）の冷却ユニット２６→塗布ユニット２５に順次搬送されて、ここで例えば金属アルコキシドであるＴＥＯＳのコロイドあるいは粒子を有機溶媒である例えばエチレングリコール及びエチルアルコールと水、微量の塩酸とを含む溶媒に分散させた塗布液が塗布され、続いてウエハＷは棚ユニットＵ３の受け渡しユニット２８または受け渡し・冷却プレート２９に搬送される。受け渡しユニット２８等上のウエハは、第２の搬送手段４４により壁部４１に形成されたウエハ搬送口４０を介して受け取られ、第２の処理部Ｓ２の棚ユニットＵ４，Ｕ５のエージングユニット４８に搬送されて、ここで図示しない処理室に例えば水蒸気を含んだアンモニアガスよりなる処理ガスを導入して所定のエージング処理が行われ、ウエハ表面の塗布膜のゲル化が行われる。
【００３４】
この後ウエハは第２の搬送手段４４により逆の経路で第１の処理部Ｓ１の棚ユニットＵ３の受け渡しユニット２８または受け渡し・冷却プレート２９に搬送され、第１の搬送手段２４により溶媒置換ユニット２６に搬送されて、ここでウエハ表面の塗布膜に例えばエチルアルコール、ＨＭＤＳおよびヘプタン等の溶媒が供給され、塗布膜中の溶媒を他の溶媒に置換する処理が行われる。
次いでウエハは、第１の搬送手段２４→棚ユニットＵ３の受け渡しユニット２８または受け渡し・冷却プレート２９→第２の搬送手段４４→第２の処理部Ｓ２の棚ユニットＵ４，Ｕ５の低温加熱ユニット４７の経路で搬送されて、ここで例えば８０℃程度の温度で６０秒程度低温処理が行われた後、棚ユニットＵ４，Ｕ５のベーク用加熱ユニット４５に搬送されて、ここで例えば８０℃〜２５０℃、許容酸素濃度２０ｐｐｍ以下の状態で、６０秒〜１８０秒程度（第１の時間）、第１の熱処理であるベーク処理が行われて、塗布膜から所定の溶媒を揮発させる。
【００３５】
ベーク用加熱ユニット４５内の処理が行われたウエハは、第２の搬送手段４４により基板載置部５の筐体５０に形成されたウエハ搬送口５７を介してバッファカセット５１に搬送され、ここに保持される。ここでバッファカセットでは、上段側がベーク処理後のウエハ、下段側がキュア処理後のウエハを夫々載置するように割り当てられており、筐体５０内は、既述のように排気路を介して排気される一方、窒素ガスが供給され、筐体５０内の酸素濃度は例えば１０ｐｐｍ以下に制御されている。
【００３６】
こうして基板載置部５で待機しているウエハ（ｎ番目のウエハ）は、前のウエハ（（ｎ−１）番目のウエハ）がキュア用加熱ユニット４７から次工程に搬送された後、第２の搬送手段４４によりキュア用加熱ユニット４７に搬送され、ここで例えば４００℃〜４５０℃、許容酸素濃度２０ｐｐｍ以下の状態で、第１の時間よりも長い第２の時間１８０秒〜１８００秒程度、第２の熱処理であるキュア処理が行われて、重合反応により成膜が行われる。
【００３７】
キュア用加熱ユニット４７内の処理が行われたウエハは、第２の搬送手段４４により基板載置部５の筐体５０に形成されたウエハ搬送口５７を介してバッファカセット５１に搬送され、下段側のキュア処理後のウエハ保持用の棚部に一旦保持され、この後所定のタイミングで第２の搬送手段４４にて第１の処理部Ｓ１に搬送され、次いで第１の搬送手段２４、受け渡し手段２３を介して例えば元のキャリアＣ内に戻される。
【００３８】
このような構成では、第１の処理部Ｓ１と第２の処理部Ｓ２とを設け、塗布ユニット２５を第１の処理部Ｓ１に配置し、ベーク用加熱ユニットやキュア用加熱ユニット等の加熱系ユニットを第２の処理部Ｓ２に集中的に配置しているので、塗布ユニット２５が加熱系ユニットから離れて配置される。このため塗布ユニット２５への加熱系ユニットからの熱影響が抑えられ、より精密な温度で塗布液の塗布処理を行うことができる。
【００３９】
また第１の処理部Ｓ１と第２の処理部Ｓ２との間は必ずしも壁部にて区画する必要はないが、上述の構成のように、両処理部を壁部４１にて区画するようにすると、第２の処理部Ｓ２からの加熱雰囲気が第１の処理部Ｓ１に流れ込みにくくなり、より塗布ユニット２５への加熱系ユニットからの熱影響が抑えられ、有効である。
【００４０】
さらに第２の処理部Ｓ２内の雰囲気を不活性ガス雰囲気に制御することにより、当該処理部Ｓ２内を搬送する際のウエハ表面の塗布膜の酸化が抑えられ、また第２の処理部Ｓ２内に不活性ガスを通流させているため、当該処理部Ｓ２内に加熱系ユニットが集中的に配置されていても、これらのユニットからの熱影響が抑えられ、処理部Ｓ２内の温度上昇を抑制することができる。ただしウエハ表面に形成される膜の種類によっては、第２の処理部Ｓ２内に不活性ガスを通流させない構成としてもよい。
【００４１】
また上述の例では、第２の処理部Ｓ２に、基板載置部５を設けているので、ベーク処理及びキュア処理の時間管理を行うことができる。つまりベーク後及びキュア後のウエハを、処理終了後に直ちに第２の搬送手段２２により基板載置部５に搬送し、ここで次工程が空くまで待機させている。ここでベーク用加熱ユニット４５やキュア用加熱ユニット４７での処理時間は、予め設定された搬送プログラムによって第２の搬送手段４４による基板の搬送で管理されているが、これら加熱用のユニットで所定の処理時間が終了したウエハを、既述のように直ちに基板載置部５に搬送することにより、ベーク処理及びキュア処理の時間管理を正確に行うことができる。この際基板載置部５内は加熱雰囲気ではないので、待機中にさらなる加熱を受けることがなく、オーバーベークが回避される。このためオーバーベークが原因となる、機械的強度や屈折率、誘電率などの膜質の面間均一性のばらつきが抑えられ、より均一な処理を行うことができる。
【００４２】
この際上述のように基板載置部５の筐体５０内を不活性ガス雰囲気に調整すれば、待機中のウエハ上に形成された塗布膜の酸化を抑えることができ、また筐体５０に形成されたウエハ搬送口５７近傍に不活性ガスを通流させて不活性ガスのカーテンを形成することにより、第２の処理部Ｓ２に不活性ガスを通流させていない場合には、筐体５０内への第２の処理部Ｓ２の処理雰囲気が流れ込みにくくなり、待機中のウエハ上に形成された塗布膜の酸化を抑えることができ、第２の処理部Ｓ２に不活性ガスを通流させている場合であっても、筐体５０内への第２の処理部Ｓ２の加熱雰囲気が流れ込みにくくなり、筐体５０内の温度上昇を抑えることができる。
【００４３】
また上述の基板処理装置では、第２の処理部Ｓ２の第１の処理部Ｓ１の反対側に、当該基板処理装置で行われる処理の次工程の処理を行う処理装置Ｓ３を接続するようにしてもよい。ここで次工程の処理を行う処理装置Ｓ３としては、ハードマスク処理を行うＣＶＤ装置や、バッチ処理にてキュア処理を行うファーネス（炉）などの焼成装置などがある。この場合前記次工程の装置Ｓ３の搬送手段８０により、基板載置部８に載置されたウエハが受け取られる。
【００４４】
この例の基板載置部８は、例えば図１１に示すように、図９に示す基板載置部５と同様に、筐体８１内にバッファカセット８２を備えて構成されているが、バッファカセット８２の装置Ｓ３の搬送手段８０に対向する面も開口され、これに合わせて筐体８１第２の搬送手段４４に対向する面と、装置Ｓ３の搬送手段８０に対向する面の両面に夫々ウエハ搬送口８３，８４が形成されている。また例えばバッファカセット８２の両開口面の上部近傍に夫々不活性ガス例えば窒素ガスを供給するための不活性ガス供給部８５ａ，８５ｂが設けられ、バッファカセット８２の両開口面側の下部側に開口する排気路８６a,８６ｂが夫々接続され、これによりバッファカセット８２の両開口面に沿って上方側から下方側に窒素ガスが通流し、ウエハ搬送口８３，８４の内側は窒素カーテンにより塞がれた状態になっている。このような基板載置部８では、例えばバッファカセット８２の上段側がベーク処理後のウエハを載置し、下段側が次工程の処理装置Ｓ３に対してウエハの受け渡しを行うために割り当てられる。
【００４５】
この例では、例えば処理装置Ｓ３としてＣＶＤ装置が用いられる場合、第２の処理部Ｓ２のベーク用加熱ユニット４５内の処理が行われたウエハは、第２の搬送手段４４により基板載置部５の筐体５０に形成されたウエハ搬送口５７を介してバッファカセット５１に搬送され、ここに保持される。こうして基板載置部５で待機しているウエハ（ｎ番目のウエハ）は、前のウエハ（（ｎ−１）番目のウエハ）がキュア用加熱ユニット４７から次工程に搬送された後、第２の搬送手段４４によりキュア用加熱ユニット４７に搬送され、ここで所定のキュア処理が行われる。
【００４６】
次いでキュア用加熱ユニット４７内の処理が行われたウエハは、第２の搬送手段４４により基板載置部５の筐体５０に形成されたウエハ搬送口５７を介してバッファカセット５１に搬送され、下段側の受け渡し用の棚部に保持され、このウエハは処理装置Ｓ３の搬送手段８０に受け取られて、第２の処理部Ｓ２と処理装置Ｓ３との間の壁部８５に形成されたウエハ搬送口８６を介して処理装置Ｓ３に搬送されて、ここで所定の処理が行われる。この後ウエハは逆の経路で、つまり搬送手段８０→第２の処理部Ｓ２の基板載置部８→第２の搬送手段４４に受け渡され、第１の処理部Ｓ１を介して例えば元のキャリアＣに戻される。
【００４７】
このような構成では、基板処理装置に次工程の処理装置Ｓ３を接続する場合に、基板載置部８を介して両者の間でウエハの受け渡しが行われるので、従来必要であった基板処理装置と処理装置Ｓ３との間でウエハの受け渡しを行うためのインターフェイスユニットが不要となる。このためインターフェイスユニットを設ける場合に比べて装置が小型化され、スペース的に有効である。またこの例では、基板処理装置から次工程の処理装置Ｓ３に次々にウエハが搬送されて、次工程の処理が行われるので、処理全体のスループットの向上も図ることができる。
【００４８】
また処理装置Ｓ３として焼成装置を用いる場合には、第２の処理部Ｓ２にはベーク用加熱ユニットのみを設け、この処理部Ｓ２にてベーク処理を行った後、基板載置部５を介して処理装置Ｓ３に搬送され、ここでバッチでキュア処理が行われ、この後再び基板載置部５を介して第２の処理部Ｓ２内に戻される。この際例えばベーク処理後のウエハは基板載置部５の上段側の棚部に載置され、キュア処理後のウエハは基板載置部５の下段側の受け渡し用の棚部に載置される。このような構成では、キュア処理をバッチで行うので、スループットの向上を図ることができる。
【００４９】
以上において本発明では、基板載置部５，８には、形成される膜の種類により、不活性ガスを通流させない構成としてもよいし、基板載置部５，８のバッファカセット５１，８２を１個ではなく、複数個としてもよい。また塗布液の種類は、ＴＥＯＳを溶媒に分散させたものに限らず、例えば塗布液中に穿孔を含むポーラス材料などの絶縁膜材料であってもよい。なお絶縁膜材料の種類によっては、塗布液の溶媒を置換する溶媒置換ユニット２６が不要となるため、溶媒置換ユニットの設置場所に塗布ユニット２５を設け、塗布ユニット２５の数を増やしてもよい。
【００５０】
また第１の処理部Ｓ１に塗布ユニット２５を設け、第２の処理部Ｓ２に加熱系のユニットと、基板載置部５，８とを設ける構成であれば、形成される膜の種類に応じて、第１の処理部Ｓ１や第２の処理部Ｓ２に設けられるユニットが選択され、上述の実施例のレイアウトに限らず、各ユニットの配置が適宜選択される。さらにベーク用加熱ユニット４５やキュア用加熱ユニット４７の構成は一例であり、上述の例とは異なる構成の加熱部を設けるようにしてもよい。さらに上述の実施の形態では半導体ウエハを処理する装置について説明したが、液晶ディスプレイ等に使用されるガラス基板を処理する装置についても本発明は適用可能である。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、塗布処理部と加熱部とを別々の処理部に設けているので、加熱部からの塗布処理部への熱影響が抑えられる。また基板載置部を設け、加熱部にて加熱された基板をここに一旦搬送するようにしたので、加熱部での加熱時間を正確に管理でき、良質の膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる基板処理装置の一実施の形態の全体構成を示す平面図である。
【図２】前記基板処理装置を示す正面図である。
【図３】前記基板処理装置を示す背面図である。
【図４】前記基板処理装置の第１の処理部に設けられる塗布ユニットを示す断面図である。
【図５】前記基板処理装置に設けられる第１の搬送手段を示す断面図である。
【図６】前記基板処理装置の第２の処理部に設けられるベーク用加熱ユニットを示す断面図である。
【図７】前記基板処理装置の第２の処理部に設けられるキュア用加熱ユニットを示す断面図である。
【図８】前記基板処理装置の第２の処理部に設けられる基板載置部を示す斜視図である。
【図９】前記基板処理装置の第２の処理部に設けられる基板載置部を示す断面図である。
【図１０】本発明の他の例を示す平面図である。
【図１１】前記他の例に用いられる基板載置部の一例を示す断面図である。
【図１２】従来の基板処理装置を示す平面図である。
【符号の説明】
Ｗ半導体ウエハ
Ｓ１第１の処理部
Ｓ２第２の処理部
Ｓ３処理装置
Ｕ１〜Ｕ５棚ユニット
２５塗布ユニット
４５ベーク用加熱ユニット
４７キュア用加熱ユニット
５，８基板載置部
５０，８１筐体
５１，８２バッファカセット
５３不活性ガス供給部
５４排気路
５７，８３，８４ウエハ搬送口

Claims

第１の処理部に設けられ、基板上に塗布液を塗布する塗布処理部と、
前記第１の処理部に隣接する第２の処理部に設けられ、前記塗布処理部にて塗布液が塗布された基板を加熱するための加熱部と、
前記第２の処理部に設けられ、前記加熱部にて加熱された基板を載置するための基板載置部と、
前記第２の処理部に設けられ、前記加熱部と基板載置部との間で基板を搬送するための基板搬送手段と、を備え、
前記加熱部は前記塗布処理部にて塗布液が塗布された基板に対して第１の加熱処理を第１の時間で行うための第１の加熱部と、前記第１の加熱処理が行われた基板に対して第２の加熱処理を第１の時間よりも長い第２の時間で行うための第２の加熱部と、を含み、
前記第１の加熱部にて第１の加熱処理が行われた基板を基板搬送手段にて基板載置部に搬送し、この基板載置部の基板を基板搬送手段にて第２の加熱部に搬送するように構成されたことを特徴とする基板処理装置。
前記第２の処理部の第１の処理部の反対側に隣接して、前記塗布処理部にて塗布液が塗布された後、前記加熱部にて加熱された基板に対して所定の処理を行う処理部を設け、
この処理部に設けられた搬送手段により、前記第２の処理部に設けられた基板載置部に対して基板の受け渡しを行うことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
第１の処理部に設けられ、基板上に塗布液を塗布する塗布処理部と、
前記第１の処理部に隣接する第２の処理部に設けられ、前記塗布処理部にて塗布液が塗布された基板に対して第１の加熱処理を第１の時間で行うための加熱部と、
前記第２の処理部に設けられ、前記加熱部にて加熱された基板を載置するための基板載置部と、
前記第２の処理部に設けられ、前記加熱部と基板載置部との間で基板を搬送するための第１の基板搬送手段と、
前記第２の処理部に隣接し、前記第１の加熱処理が行われた基板に対して第２の加熱処理を第１の時間よりも長い第２の時間で行うためのバッチ式熱処理部を含む第３の処理部と、
この第３の処理部に設けられ、前記第２の処理部の基板載置部とバッチ式熱処理部との間で基板を搬送するための第２の基板搬送手段と、を備え、
前記加熱部にて第１の加熱処理が行われた基板を第１の基板搬送手段にて基板載置部に搬送し、この基板載置部の基板を第２の基板搬送手段にてバッチ式熱処理部に搬送するように構成されたことを特徴とする基板処理装置。
前記基板載置部は、筐体内に複数の基板が棚状に保持される基板保持部を設けて構成されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の基板処理装置。
前記筐体の内部には不活性ガスが供給され、不活性ガス雰囲気に制御されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の基板処理装置。
ｎ（ｎは２以上の整数）番目の基板に対して塗布液を塗布する工程と、
次いで塗布液が塗布されたｎ番目の基板を第１の加熱温度で第１の時間加熱する第１の加熱工程と、
次いで第１の加熱工程が行われたｎ番目の基板を基板載置部に搬送する工程と、
次いで（ｎ−１）番目の基板が次工程に搬送された第２の加熱部に、基板載置部からｎ番目の基板を搬送し、この基板を第２の加熱温度で第１の時間よりも長い第２の時間加熱する第２の加熱工程と、を含むことを特徴とする基板処理方法。
前記第１の加熱工程は、塗布液が塗布された基板に対してベーク処理を行う工程であり、前記第２の加熱工程は、ベーク処理が行われた基板に対してキュア処理を行う工程であることを特徴とする請求項６記載の基板処理方法。