JP4384685B2 - Normal pressure drying apparatus, substrate processing apparatus, and substrate processing method - Google Patents
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Description
本発明は、被処理基板上に溶剤を含む処理液を塗布して膜を形成する基板処理装置および基板処理方法に係り、特に塗布膜をベーキング工程に先立って程よく乾燥させるための乾燥装置に関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for forming a film by applying a processing liquid containing a solvent on a substrate to be processed, and more particularly to a drying apparatus for drying a coated film moderately prior to a baking process.
液晶ディスプレイ(LCD)の製造においては、フォトリソグラフィー工程の中で被処理基板(ガラス基板)上にレジストを塗布した後にレジスト中の残存溶剤を蒸発させる加熱処理つまりプリベーキングを即座に行うと、加熱処理ユニット内で基板と接触するリフトピン、支持ピンまたはバキューム溝等からの熱的な影響を受けて溶剤の蒸発が不均一になり、レジストの膜厚にムラが現れるという問題がある。そこで、プリベーキングに先立って、減圧雰囲気中で基板上のレジスト中の残存溶剤を一定段階まで揮発させることでレジスト塗布膜の表面に固い層(一種の変質層)を形成する減圧乾燥処理が行われている。このようにレジスト塗布膜の内部またはバルク部を液状に保ちつつ表層部のみを固化する減圧乾燥法によれば、プリベーキングの際にバルクレジストの流動を抑制して乾燥斑の発生を低減できるだけでなく、現像処理時のレジストの非溶解性または膜減り量を少なくし、レジスト解像度が高くなる効果も得られる。 In the manufacture of liquid crystal displays (LCDs), when a resist is applied on a substrate to be processed (glass substrate) in a photolithography process, a heat treatment that evaporates residual solvent in the resist, that is, pre-baking is performed immediately. In the processing unit, there is a problem that the evaporation of the solvent becomes non-uniform under the influence of heat from lift pins, support pins, vacuum grooves, etc. that come into contact with the substrate, and the film thickness of the resist appears uneven. Therefore, prior to pre-baking, a reduced-pressure drying process is performed to form a hard layer (a kind of altered layer) on the surface of the resist coating film by volatilizing the residual solvent in the resist on the substrate to a certain level in a reduced-pressure atmosphere. It has been broken. Thus, according to the reduced pressure drying method in which only the surface layer portion is solidified while keeping the inside or bulk portion of the resist coating film in a liquid state, the flow of the bulk resist can be suppressed during pre-baking to reduce the occurrence of dry spots. In addition, it is possible to obtain an effect of increasing the resist resolution by reducing the insolubility or film loss of the resist during the development process.
典型的な減圧乾燥装置は、たとえば特許文献1に記載されるように、上面が開口しているトレーまたは底浅容器型の下部チャンバと、この下部チャンバの上面に気密に密着または嵌合可能に構成された蓋状の上部チャンバとを有している。下部チャンバの中にはステージが配設されており、このステージ上にレジスト塗布処理の済んだ基板を水平に載置し、チャンバを閉じて(上部チャンバを下部チャンバに密着させて)室内を排気して減圧状態にする。チャンバに基板を搬入出する際には、上部チャンバをクレーン等で上昇させてチャンバを開放し、さらには基板のローディング/アンローディングのためにステージをシリンダ等で適宜上昇させるようにしている。そして、基板の搬入出ないしローディング/アンローディングは、減圧乾燥装置回りで基板の搬送を行う外部の搬送ロボットのハンドリングにより行っている。また、ステージの上面に多数の支持ピンが突出して設けられ、基板はそれらの支持ピンの上に載置されるようになっている。
上記のような減圧乾燥装置は、ほぼ絶対真空まで減圧度を上げるためにチャンバ強度を大きくする必要があり、大掛かりでコストが非常に高くついている。しかも、基板をチャンバに搬入出する度毎に上部チャンバを上げ下げ(開閉)するため、基板の大型化に伴って様々な不都合が出てきている。 The vacuum drying apparatus as described above needs to increase the chamber strength in order to increase the degree of vacuum to almost an absolute vacuum, and is large and costly. Moreover, since the upper chamber is raised and lowered (opened / closed) every time the substrate is carried into and out of the chamber, various inconveniences have arisen with the increase in size of the substrate.
すなわち、基板のサイズがLCD用ガラス基板のように一辺が2mを越えるような大きさになると、チャンバも著しく大型化して上部チャンバだけでも2トン以上の重量になり、大掛かりな昇降機構を要し、大きな振動による発塵の問題や作業員に対する安全上の問題が顕在化してきている。また、搬送ロボットも、ますます大型化しているが、大きな基板を水平に保持して搬送するのが難しくなってきており、レジスト塗布直後の基板を大きなうちわのようにたわんだ状態で搬送することによって、減圧乾燥装置のチャンバにおける基板の搬入出ないしローディング/アンローディングの際に位置ズレや衝突ないし破損等のエラーが起きやすくなってきている。 In other words, when the size of the substrate exceeds 2 m, such as a glass substrate for LCD, the chamber becomes extremely large and the upper chamber alone becomes 2 tons or more in weight, requiring a large lifting mechanism. Problems of dust generation due to large vibrations and safety problems for workers are becoming apparent. In addition, the transfer robot is becoming larger and larger, but it is difficult to hold a large substrate horizontally and transfer it, and the substrate just after resist coating should be transferred in a bent state like a large fan. As a result, errors such as misalignment, collision, and breakage are more likely to occur during loading / unloading of the substrate in the chamber of the vacuum drying apparatus.
さらに、チャンバの中で基板はステージ上面から突出するピンの上で減圧乾燥処理を受けるため、減圧乾燥の段階で基板上のレジスト膜にピンの跡が転写することもあり、この点も問題になっている。 Furthermore, since the substrate is subjected to a vacuum drying process on the pins protruding from the upper surface of the stage in the chamber, the traces of the pins may be transferred to the resist film on the substrate at the vacuum drying stage. It has become.
加えて、チャンバが大きくなるほど、減圧雰囲気の均一性を保つのが難しくなり、基板上の全領域でレジスト塗布膜を斑無く均一に乾燥させるのが難しくなってきている。 In addition, the larger the chamber, the more difficult it is to maintain the uniformity of the reduced-pressure atmosphere, and it is difficult to uniformly dry the resist coating film over the entire area on the substrate.
本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、被処理基板上に塗布された処理液の膜に対して、減圧乾燥の手法を用いずに塗布膜のバルク部分を程よく液状ないし生乾き状態に保ったまま液膜の表面に適度な固化層を形成し、乾燥斑の発生の防止や塗布膜の膜質向上を効率よく実現できる常圧乾燥装置、基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and it is possible to apply a coating film to a film of a processing solution applied on a substrate to be processed without using a vacuum drying method. Atmospheric pressure drying equipment and substrate processing equipment that can efficiently form a solidified layer on the surface of the liquid film while keeping the bulk part in a liquid or raw dry state, effectively preventing dry spots and improving the quality of the coating film. It is another object of the present invention to provide a substrate processing method.
上記の目的を達成するために、本発明の常圧乾燥装置は、溶剤を含む処理液を塗布された被処理基板を所定の搬送ラインに沿って平流しで搬送する平流し搬送部と、前記平流しの搬送中に、常温またはそれよりも高い温度の常圧雰囲気下で、前記基板上の処理液の塗布膜を基板の裏面側から常温よりも低い温度に冷やしながら乾燥させる乾燥処理部とを有する。 In order to achieve the above object, a normal pressure drying apparatus of the present invention includes a flat flow transport unit that transports a target substrate coated with a processing liquid containing a solvent along a predetermined transport line, and A drying processing unit that dries while cooling the coating film of the processing liquid on the substrate from the back surface side of the substrate to a temperature lower than normal temperature under normal pressure atmosphere at normal temperature or higher during normal flow conveyance Have
本発明の基板処理装置は、前記常圧乾燥装置と、前記搬送ラインに沿って前記常圧乾燥装置の上流側隣に配置され、前記基板を平流しで搬送しながら前記基板上に前記処理液を塗布する塗布ユニットと、前記搬送ラインに沿って前記常圧乾燥装置の下流側隣に配置され、前記基板を平流しで搬送しながら加熱するベーキングユニットとを有する。 The substrate processing apparatus of the present invention is arranged next to the atmospheric pressure drying apparatus and the upstream side of the atmospheric pressure drying apparatus along the transport line, and the processing liquid is transferred onto the substrate while transporting the substrate in a flat flow. And a baking unit that is disposed adjacent to the downstream side of the atmospheric drying apparatus along the transfer line and that heats the substrate while being conveyed in a flat flow.
また、本発明の基板処理方法は、被処理基板上に溶剤を含む処理液を塗布する塗布工程と、前記基板を所定の搬送ラインに沿って平流しで搬送し、搬送中に常温またはそれよりも高い温度の常圧雰囲気下で、前記基板上の処理液の塗布膜を基板の裏面側から常温よりも低い温度に冷やしながら乾燥させる乾燥工程と を有する。 Further, the substrate processing method of the present invention includes a coating process for applying a processing liquid containing a solvent on a substrate to be processed, and the substrate is transported in a flat flow along a predetermined transport line, at room temperature or higher during transport. And a drying step of drying the coating film of the treatment liquid on the substrate while cooling it to a temperature lower than room temperature from the back surface side of the substrate under a high-temperature atmospheric pressure atmosphere.
本発明においては、塗布ユニットにおいて基板上に形成された処理液の塗布膜は常温・常圧下で自然乾燥を開始し、塗布膜内で液相拡散および気相拡散を一定の速度で進行させながら常圧乾燥装置に搬入される。常圧乾燥装置では、平流し搬送部が基板を平流しで搬送する間に、乾燥処理部により基板上の塗布膜の表面(上面)が常温またはそれよりも高い温度の常圧雰囲気下に曝される一方で、塗布膜の下面が基板を通じて常温よりも低い温度に冷やされる。これにより、塗布膜において表層部における溶剤の気相拡散の速度とバルク部における液相拡散の速度との間に前者が後者よりも大になる関係で差が生じ(あるいは差が拡大し)、バルク部の液状ないし生乾き状態が程よく保たれながら表層部のみが適度に乾燥固化する。その結果、常圧乾燥によっても、従来の減圧乾燥法を用いた場合と同質の塗布膜改質処理結果を得ることができる。しかも、平流し方式なので、装置構成の簡易化、小型化、低コスト化等もはかれる。 In the present invention, the coating film of the treatment liquid formed on the substrate in the coating unit starts natural drying at normal temperature and normal pressure, and proceeds liquid phase diffusion and gas phase diffusion at a constant rate in the coating film. It is carried into an atmospheric pressure drying device. In the normal pressure drying apparatus, the surface (upper surface) of the coating film on the substrate is exposed to a normal pressure atmosphere at room temperature or higher by the drying processing unit while the flat flow transfer unit transfers the substrate in a flat flow. On the other hand, the lower surface of the coating film is cooled to a temperature lower than room temperature through the substrate. As a result, a difference occurs in the relationship in which the former is larger than the latter in the coating film between the vapor phase diffusion rate of the solvent in the surface layer portion and the liquid phase diffusion rate in the bulk portion (or the difference is enlarged), Only the surface layer portion is appropriately dried and solidified while the liquid or raw dry state of the bulk portion is maintained moderately. As a result, it is possible to obtain a coating film modification process result that is the same as that obtained when the conventional reduced pressure drying method is used even under normal pressure drying. Moreover, since it is a flat flow system, it is possible to simplify the apparatus configuration, reduce the size, reduce the cost, and the like.
本発明の好適な一態様によれば、常圧乾燥装置における平流し搬送部は、基板を気体の圧力により浮かせる第1の浮上ステージと、この第1の浮上ステージ上で基板を搬送ラインに沿って移動させる浮上搬送移動部とを有する。また、乾燥処理部は、第1の浮上ステージを通じて基板を冷やす冷却機構を有する。この場合、冷却機構の好適な一態様として、第1の浮上ステージ内に設けられた冷媒通路と、この冷媒通路に温調された冷媒を供給する冷媒供給部とを有してよい。また、浮上ステージによる冷却機能の効果および精度を高めるために、基板の浮上高を基板が第1の浮上ステージと熱的に結合されるほど十分小さなギャップに設定し、冷却機構により第1の浮上ステージの上面を常温よりも低い設定温度に冷やす構成が好ましい。 According to a preferred aspect of the present invention, the flat flow transport unit in the atmospheric pressure drying apparatus includes a first levitation stage that floats the substrate by gas pressure, and the substrate along the transport line on the first levitation stage. And a levitating transfer moving unit that moves the The drying processing unit has a cooling mechanism that cools the substrate through the first levitation stage. In this case, as a preferable aspect of the cooling mechanism, the cooling mechanism may include a refrigerant passage provided in the first levitation stage, and a refrigerant supply unit that supplies the temperature-controlled refrigerant to the refrigerant passage. Further, in order to increase the effect and accuracy of the cooling function by the levitation stage, the flying height of the substrate is set to a sufficiently small gap so that the substrate is thermally coupled to the first levitation stage, and the first levitation is caused by the cooling mechanism. A configuration in which the upper surface of the stage is cooled to a set temperature lower than room temperature is preferable.
あるいは、別の好適な一態様として、平流し搬送部が、基板を多数のコロを一定間隔で敷設してなるコロ搬送路と、このコロ搬送路上で基板を搬送ラインに沿って移動させるためにコロを駆動するコロ搬送駆動部とを有する。そして、乾燥処理部が、コロを通じて基板を冷やす冷却機構を有する。この場合、冷却機構は、好ましくは、コロ内に設けられた冷媒通路と、この冷媒通路に温調された冷媒を供給する冷媒供給部を有してよい。 Alternatively, as another preferable aspect, the flat flow transport unit is configured to move the substrate along the transport line on the roller transport path, and a roller transport path in which a large number of rollers are laid on the substrate at regular intervals. A roller conveyance driving unit that drives the roller. And a drying process part has a cooling mechanism which cools a board | substrate through a roller. In this case, the cooling mechanism may preferably include a refrigerant passage provided in the roller and a refrigerant supply unit that supplies a temperature-controlled refrigerant to the refrigerant passage.
また、好適な一態様においては、乾燥処理部が、搬送ラインの上方に配置されるガスノズルを備え、このガスノズルより乾燥用のガスを吐出させて基板上の塗布膜の表面に当てる。乾燥用のガスとしては、たとえば空気、窒素等を用いてよく、乾燥用のガスを加熱して温めてもよい。このように、乾燥用のガスを基板上の塗布膜の表面に当てることによって、塗布膜における溶剤の気相拡散を増大させることができる。 In a preferred embodiment, the drying processing unit includes a gas nozzle disposed above the transport line, and a drying gas is discharged from the gas nozzle and applied to the surface of the coating film on the substrate. As the drying gas, for example, air, nitrogen or the like may be used, and the drying gas may be heated and heated. In this way, by applying the drying gas to the surface of the coating film on the substrate, the vapor phase diffusion of the solvent in the coating film can be increased.
また、好適な一態様によれば、乾燥処理部が、基板上の塗布膜を基板の裏面側から常温よりも低い第1の温度で冷却しながら乾燥させる第1の乾燥処理区間と、搬送ラインに沿って第1の乾燥処理区間よりも下流側に設定され、基板上の塗布膜を基板の裏面側から常温よりも低くかつ第1の温度から独立して設定される第2の温度で冷やしながら乾燥させる第2の乾燥処理区間とを有する。かかる構成によって、塗布膜に異なる冷却ないし乾燥作用を与える2段階の乾燥処理を施すことができる。 According to a preferred aspect, the drying processing section dries the coating film on the substrate while cooling the coating film on the substrate from the back side of the substrate at a first temperature lower than room temperature, and the transfer line. The coating film on the substrate is cooled at a second temperature lower than room temperature and set independently from the first temperature from the back side of the substrate. And a second drying processing section for drying. With this configuration, a two-stage drying process that gives different cooling or drying effects to the coating film can be performed.
また、本発明の基板処理装置における好適な一態様として、塗布ユニットは、基板を気体の圧力により浮かせる第2の浮上ステージと、この第2の浮上ステージ上で基板を搬送ラインの方向に移動させる第2の浮上搬送移動部と、第2の浮上ステージの上方に配置された長尺形の処理液ノズルを有し、処理液ノズルより平流しで移動中の基板に向けて処理液を吐出させる処理液供給部とを有する。この場合、処理液ノズルよりも搬送ラインの下流側の区間で、第2の浮上ステージに第1の浮上ステージを兼用させることも可能であり、これによって処理液の塗布膜を形成してから第1の浮上ステージ上で常圧乾燥を開始するまでの常温・常圧乾燥時間を可及的に短くすることができる。 As a preferred aspect of the substrate processing apparatus of the present invention, the coating unit moves the substrate in the direction of the transport line on the second levitation stage that floats the substrate by the gas pressure, and on the second levitation stage. It has an elongate processing liquid nozzle disposed above the second levitation transfer moving part and the second levitation stage, and discharges the processing liquid toward the moving substrate in a flat flow from the processing liquid nozzle. And a processing liquid supply unit. In this case, it is possible to make the second levitation stage also serve as the first levitation stage in a section downstream of the processing liquid nozzle from the processing liquid nozzle. The normal temperature and normal pressure drying time until normal pressure drying is started on one floating stage can be made as short as possible.
本発明の常圧乾燥装置、基板処理装置および基板処理方法によれば、上記のような構成および作用により、被処理基板上に塗布された処理液の膜に対して、減圧乾燥の手法を用いずに塗布膜のバルク部分を程よく液状ないし生乾き状態に保ったまま液膜の表面に適度な固化層を形成することが可能であり、乾燥斑の発生の防止あるいは塗布膜の膜質向上を効率よく実現できる。 According to the atmospheric pressure drying apparatus, the substrate processing apparatus, and the substrate processing method of the present invention, the reduced pressure drying method is used for the film of the processing liquid applied on the substrate to be processed by the above configuration and operation. It is possible to form an appropriate solidified layer on the surface of the liquid film while keeping the bulk part of the coating film in a liquid or raw dry state moderately, effectively preventing the occurrence of dry spots or improving the film quality of the coating film. realizable.
以下、添付図を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1に、本発明の常圧乾燥装置、基板処理装置および基板処理方法を適用できる一構成例としての塗布現像処理システムを示す。この塗布現像処理システム10は、クリーンルーム内に設置され、たとえばガラス基板を被処理基板とし、LCD製造プロセスにおいてフォトリソグラフィー工程の中の洗浄、レジスト塗布、プリベーク、現像およびポストベーク等の一連の処理を行うものである。露光処理は、このシステムに隣接して設置される外部の露光装置12で行われる。
FIG. 1 shows a coating and developing processing system as one configuration example to which the atmospheric pressure drying apparatus, the substrate processing apparatus and the substrate processing method of the present invention can be applied. This coating and developing
この塗布現像処理システム10は、中心部に横長のプロセスステーション(P/S)16を配置し、その長手方向(X方向)両端部にカセットステーション(C/S)14とインタフェースステーション(I/F)18とを配置している。
In the coating and developing
カセットステーション(C/S)14は、システム10のカセット搬入出ポートであり、基板Gを多段に積み重ねるようにして複数枚収容可能なカセットCを水平な一方向(Y方向)に4個まで並べて載置できるカセットステージ20と、このステージ20上のカセットCに対して基板Gの出し入れを行う搬送機構22とを備えている。搬送機構22は、基板Gを1枚単位で保持できる搬送アーム22aを有し、X,Y,Z,θの4軸で動作可能であり、隣接するプロセスステーション(P/S)16側と基板Gの受け渡しを行えるようになっている。
The cassette station (C / S) 14 is a cassette loading / unloading port of the
プロセスステーション(P/S)16は、水平なシステム長手方向(X方向)に延在する平行かつ逆向きの一対のラインA,Bに各処理部をプロセスフローまたは工程の順に配置している。 In the process station (P / S) 16, the processing units are arranged in the order of the process flow or the process on a pair of parallel and opposite lines A and B extending in the horizontal system longitudinal direction (X direction).
より詳細には、カセットステーション(C/S)14側からインタフェースステーション(I/F)18側へ向う上流部のプロセスラインAには、搬入ユニット(IN PASS)24、洗浄プロセス部26、第1の熱的処理部28、塗布プロセス部30および第2の熱的処理部32が第1の平流し搬送路34に沿って上流側からこの順序で一列に配置されている。
More specifically, the upstream process line A from the cassette station (C / S) 14 side to the interface station (I / F) 18 side includes a carry-in unit (IN PASS) 24, a
より詳細には、搬入ユニット(IN PASS)24はカセットステーション(C/S)14の搬送機構22から未処理の基板Gを受け取り、所定のタクトで第1の平流し搬送路34に投入するように構成されている。洗浄プロセス部26は、第1の平流し搬送路34に沿って上流側から順にエキシマUV照射ユニット(E−UV)36およびスクラバ洗浄ユニット(SCR)38を設けている。第1の熱的処理部28は、上流側から順にアドヒージョンユニット(AD)40および冷却ユニット(COL)42を設けている。塗布プロセス部30は、上流側から順にレジスト塗布ユニット(COT)44および常圧乾燥ユニット(VD)46を設けている。第2の熱的処理部32は、上流側から順にプリベークユニット(PRE−BAKE)48および冷却ユニット(COL)50を設けている。第2の熱的処理部32の下流側隣に位置する第1の平流し搬送路34の終点にはパスユニット(PASS)52が設けられている。第1の平流し搬送路34上を平流しで搬送されてきた基板Gは、この終点のパスユニット(PASS)52からインタフェースステーション(I/F)18へ渡されるようになっている。
More specifically, the carry-in unit (IN PASS) 24 receives the unprocessed substrate G from the
一方、インタフェースステーション(I/F)18側からカセットステーション(C/S)14側へ向う下流部のプロセスラインBには、現像ユニット(DEV)54、ポストベークユニット(POST−BAKE)56、冷却ユニット(COL)58、検査ユニット(AP)60および搬出ユニット(OUT−PASS)62が第2の平流し搬送路64に沿って上流側からこの順序で一列に配置されている。ここで、ポストベークユニット(POST−BAKE)56および冷却ユニット(COL)58は第3の熱的処理部66を構成する。搬出ユニット(OUT PASS)62は、第2の平流し搬送路64から処理済の基板Gを1枚ずつ受け取って、カセットステーション(C/S)14の搬送機構22に渡すように構成されている。
On the other hand, in the downstream process line B from the interface station (I / F) 18 side to the cassette station (C / S) 14 side, a development unit (DEV) 54, a post-bake unit (POST-BAKE) 56, a cooling unit are provided. A unit (COL) 58, an inspection unit (AP) 60 and a carry-out unit (OUT-PASS) 62 are arranged in a line in this order from the upstream side along the second
両プロセスラインA,Bの間には補助搬送空間68が設けられており、基板Gを1枚単位で水平に載置可能なシャトル70が図示しない駆動機構によってプロセスライン方向(X方向)で双方向に移動できるようになっている。
An
インタフェースステーション(I/F)18は、上記第1および第2の平流し搬送路34,64や隣接する露光装置12と基板Gのやりとりを行うための搬送装置72を有し、この搬送装置72の周囲にロータリステージ(R/S)74および周辺装置76を配置している。ロータリステージ(R/S)74は、基板Gを水平面内で回転させるステージであり、露光装置12との受け渡しに際して長方形の基板Gの向きを変換するために用いられる。周辺装置76は、たとえばタイトラー(TITLER)や周辺露光装置(EE)等を第2の平流し搬送路64に接続している。
The interface station (I / F) 18 includes a
図2に、この塗布現像処理システムにおける1枚の基板Gに対する全工程の処理手順を示す。先ず、カセットステーション(C/S)14において、搬送機構22が、ステージ20上のいずれか1つのカセットCから基板Gを1枚取り出し、その取り出した基板Gをプロセスステーション(P/S)16のプロセスラインA側の搬入ユニット(IN PASS)24に搬入する(ステップS1)。搬入ユニット(IN PASS)24から基板Gは第1の平流し搬送路34上に移載または投入される。
FIG. 2 shows a processing procedure of all steps for one substrate G in this coating and developing processing system. First, in the cassette station (C / S) 14, the
第1の平流し搬送路34に投入された基板Gは、最初に洗浄プロセス部26においてエキシマUV照射ユニット(E−UV)36およびスクラバ洗浄ユニット(SCR)38により紫外線洗浄処理およびスクラビング洗浄処理を順次施される(ステップS2,S3)。スクラバ洗浄ユニット(SCR)38は、平流し搬送路34上を水平に移動する基板Gに対して、ブラッシング洗浄やブロー洗浄を施すことにより基板表面から粒子状の汚れを除去し、その後にリンス処理を施し、最後にエアーナイフ等を用いて基板Gを乾燥させる。スクラバ洗浄ユニット(SCR)38における一連の洗浄処理を終えると、基板Gはそのまま第1の平流し搬送路34を下って第1の熱的処理部28を通過する。
The substrate G put into the first
第1の熱的処理部28において、基板Gは、最初にアドヒージョンユニット(AD)40で蒸気状のHMDSを用いるアドヒージョン処理を施され、被処理面を疎水化される(ステップS4)。このアドヒージョン処理の終了後に、基板Gは冷却ユニット(COL)42で所定の基板温度まで冷却される(ステップS5)。この後も、基板Gは第1の平流し搬送路34を下って塗布プロセス部30へ搬入される。
In the first
塗布プロセス部30において、基板Gは最初にレジスト塗布ユニット(COT)44で平流しのままスリットノズルを用いるスピンレス法により基板上面(被処理面)にレジスト液を塗布され、直後に下流側隣の常圧乾燥ユニット(VD)46で後述する常圧雰囲気下のレジスト乾燥処理を受ける(ステップS6)。
In the
塗布プロセス部30を出た基板Gは、第1の平流し搬送路34を下って第2の熱的処理部32を通過する。第2の熱的処理部32において、基板Gは、最初にプリベークユニット(PRE−BAKE)48でレジスト塗布後の熱処理または露光前の熱処理としてプリベーキングを受ける(ステップS7)。このプリベーキングによって、基板G上のレジスト膜中に残留していた溶剤が蒸発して除去され、基板に対するレジスト膜の密着性が強化される。次に、基板Gは、冷却ユニット(COL)50で所定の基板温度まで冷却される(ステップS8)。しかる後、基板Gは、第1の平流し搬送路34の終点のパスユニット(PASS)からインタフェースステーション(I/F)18の搬送装置72に引き取られる。
The substrate G that has left the
インタフェースステーション(I/F)18において、基板Gは、ロータリステージ74でたとえば90度の方向変換を受けてから周辺装置76の周辺露光装置(EE)に搬入され、そこで基板Gの周辺部に付着するレジストを現像時に除去するための露光を受けた後に、隣の露光装置12へ送られる(ステップS9)。
In the interface station (I / F) 18, the substrate G is subjected to, for example, a 90-degree direction change by the
露光装置12では基板G上のレジストに所定の回路パターンが露光される。そして、パターン露光を終えた基板Gは、露光装置12からインタフェースステーション(I/F)18に戻されると(ステップS9)、先ず周辺装置76のタイトラー(TITLER)に搬入され、そこで基板上の所定の部位に所定の情報が記される(ステップS10)。しかる後、基板Gは、搬送装置72よりプロセスステーション(P/S)16のプロセスラインB側に敷設されている第2の平流し搬送路64の現像ユニット(DEV)54の始点に搬入される。
In the
こうして、基板Gは、今度は第2の平流し搬送路64上をプロセスラインBの下流側に向けて搬送される。最初の現像ユニット(DEV)54において、基板Gは、平流しで搬送される間に現像、リンス、乾燥の一連の現像処理を施される(ステップS11)。
In this way, the substrate G is transferred on the second flat
現像ユニット(DEV)54で一連の現像処理を終えた基板Gは、そのまま第2の平流し搬送路64に乗せられたまま第3の熱的処理部66および検査ユニット(AP)60を順次通過する。第3の熱的処理部66において、基板Gは、最初にポストベークユニット(POST−BAKE)56で現像処理後の熱処理としてポストベーキングを受ける(ステップS12)。このポストベーキングによって、基板G上のレジスト膜に残留していた現像液や洗浄液が蒸発して除去され、基板に対するレジストパターンの密着性が強化される。次に、基板Gは、冷却ユニット(COL)58で所定の基板温度に冷却される(ステップS13)。検査ユニット(AP)60では、基板G上のレジストパターンについて非接触の線幅検査や膜質・膜厚検査等が行われる(ステップS14)。
The substrate G that has undergone a series of development processes in the development unit (DEV) 54 is sequentially passed through the third
搬出ユニット(OUT PASS)62は、第2の平流し搬送路64から全工程の処理を終えてきた基板Gを受け取って、カセットステーション(C/S)14の搬送機構22へ渡す。カセットステーション(C/S)14側では、搬送機構22が、搬出ユニット(OUT PASS)62から受け取った処理済の基板Gをいずれか1つ(通常は元)のカセットCに収容する(ステップS1)。
The carry-out unit (OUT PASS) 62 receives the substrate G that has been processed in all steps from the second flat-carrying
この塗布現像処理システム10においては、塗布プロセス部30のレジスト塗布ユニット(COT)44から第2の熱的処理部32のプリベークユニット(PRE−BAKE)48までの平流し式のレジスト処理部(44,46,48)、特に常圧乾燥ユニット(VD)46に本発明を適用することができる。以下、図3〜図8につき、本発明の好適な実施形態における平流し式レジスト処理部(44,46,48)の構成および作用を詳細に説明する。
In this coating and developing
図3は、この実施形態における平流し式レジスト処理部(44,46,48)の全体構成を示す平面図である。 FIG. 3 is a plan view showing the overall configuration of the flat-flow resist processing section (44, 46, 48) in this embodiment.
図3において、レジスト塗布ユニット(COT)44は、第1の平流し搬送路34(図1)の一部または一区間を構成する塗布用の浮上ステージ80と、この塗布用浮上ステージ80上で空中に浮いている基板Gを浮上ステージ長手方向(X方向)に搬送する基板搬送機構82と、浮上ステージ80上を搬送される基板Gの上面にレジスト液を供給するレジストノズル84と、塗布処理の合間にレジストノズル84をリフレッシュするノズルリフレッシュ部86とを有している。
In FIG. 3, a resist coating unit (COT) 44 includes a
浮上ステージ80の上面には所定のガス(たとえばエア)を上方に噴射する多数のガス噴射孔88が設けられており、それらのガス噴射孔88から噴射されるガスの圧力によって基板Gがステージ上面から一定の高さに浮上するように構成されている。
A large number of gas injection holes 88 for injecting a predetermined gas (for example, air) upward are provided on the upper surface of the
基板搬送機構82は、浮上ステージ80を挟んでX方向に延びる一対のガイドレール90A,90Bと、これらのガイドレール90A,90Bに沿って往復移動可能なスライダ92と、浮上ステージ80上で基板Gの両側端部を着脱可能に保持するようにスライダ92に設けられた吸着パッド等の基板保持部材(図示せず)とを備えており、直進移動機構(図示せず)によりスライダ92を搬送方向(X方向)に移動させることによって、浮上ステージ80上で基板Gの浮上搬送を行うように構成されている。
The substrate transport mechanism 82 includes a pair of
レジストノズル84は、浮上ステージ80の上方を搬送方向(X方向)と直交する水平方向(Y方向)に横断して延びる長尺形ノズルであり、所定の塗布位置でその直下を通過する基板Gの上面に対してスリット状の吐出口よりレジスト液を帯状に吐出するようになっている。また、レジストノズル84は、このノズルを支持するノズル支持部材94と一体にX方向に移動可能、かつZ方向に昇降可能に構成されており、上記塗布位置とノズルリフレッシュ部86との間で移動できるようになっている。
The resist
ノズルリフレッシュ部86は、浮上ステージ80の上方の所定位置で支柱部材96に保持されており、塗布処理のための下準備としてレジストノズル84にレジスト液を吐出させるためのプライミング処理部98と、レジストノズル84のレジスト吐出口を乾燥防止の目的から溶剤蒸気の雰囲気中に保つためのノズルバス100と、レジストノズル84のレジスト吐出口近傍に付着したレジストを除去するためのノズル洗浄機構102とを備えている。
The
ここで、レジスト塗布ユニット(COT)44における主な作用を説明する。 先ず、前段の第1の熱的処理部28(図1)よりたとえばコロ搬送で送られてきた基板Gが浮上ステージ80上の前端側に設定された搬入部に搬入され、そこで待機していたスライダ92が基板Gを保持して受け取る。浮上ステージ80上で基板Gはガス噴射孔88より噴射されるガス(エア)の圧力を受けて略水平な姿勢で浮上状態を保つ。
Here, main actions in the resist coating unit (COT) 44 will be described. First, the substrate G sent by, for example, roller conveyance from the first thermal processing unit 28 (FIG. 1) in the previous stage was carried into a carry-in unit set on the front end side on the floating
そして、スライダ92が基板を保持しながら常圧乾燥ユニット(VD)46側に向かって搬送方向(X方向)に移動し、基板Gがレジストノズル84の下を通過する際に、レジストノズル84が基板Gの上面に向けて液状のレジスト液を帯状に吐出することにより、基板G上に基板前端から後端に向って絨毯が敷かれるようにしてレジスト液の塗布膜RMが一面に形成される。こうしてレジストRを塗布された基板Gは、その後もスライダ92により浮上ステージ80上で浮上搬送され、浮上ステージ80の後端を越えると、受け渡し用および浮上搬送駆動用のコロ104を介してそのまま平流しで後段の常圧乾燥ユニット(VD)46へ搬入される。
Then, the slider 92 moves in the transport direction (X direction) toward the atmospheric pressure drying unit (VD) 46 side while holding the substrate, and when the substrate G passes under the resist
なお、この実施形態では、溶剤としてPGMEA(ポリプレン・グリコール・モノメチル・エチレン・アセラート)を含むポジ型レジストを基板G上に塗布するものとする。 In this embodiment, a positive resist containing PGMEA (polyprene / glycol / monomethyl / ethylene / acerate) as a solvent is applied onto the substrate G.
塗布処理の済んだ基板Gを上記のようにして常圧乾燥ユニット(VD)46側へ送り出した後、スライダ92は次の基板Gを受け取るために浮上ステージ80の前端側の搬入部へ戻る。また、レジストノズル84は、1回または複数回の塗布処理を終えると、塗布位置(レジスト吐出位置)からノズルリフレッシュ部86へ移動してそこでノズル洗浄やプライミング処理等のリフレッシュないし下準備をしてから、塗布位置に戻る。
After the coated substrate G is sent to the atmospheric pressure drying unit (VD) 46 side as described above, the slider 92 returns to the carry-in portion on the front end side of the floating
図3に示すように、レジスト塗布ユニット(COT)44の塗布用浮上ステージ80の延長線上(下流側)には第1の受け渡しおよび浮上搬送駆動用のコロ104を挟んで常圧乾燥ユニット(VD)46の冷却用浮上ステージ106が配設され、さらにその延長線上(下流側)には第2の受け渡しおよび浮上搬送駆動用のコロ108を挟んでプリベークユニット(PRE−BAKE)48の加熱用浮上ステージ110が配設されている。レジスト塗布ユニット(COT)44およびプリベークユニット(PRE−BAKE)48のいずれも、搬送方向(X方向)においては基板Gよりも相当小さな(1/2以下も可能な)サイズで構成されている。
As shown in FIG. 3, a normal pressure drying unit (VD) is placed on the extended line (downstream side) of the
図4に、常圧乾燥ユニット(VD)46およびプリベークユニット(PRE−BAKE)48内のより詳細な構成を略断面図で示す。 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a more detailed configuration in the atmospheric pressure drying unit (VD) 46 and the pre-bake unit (PRE-BAKE) 48.
常圧乾燥ユニット(VD)46において、冷却用浮上ステージ106の上面には、大気圧または常圧下で基板Gを好ましくは100μm以下(たとえば50μm)の微小ギャップまたは浮上高で浮かせるために、高圧または正圧の圧縮空気を噴き出す噴射孔110と、負圧で空気を吸い込む吸引孔112とを適当な配列パターンで混在させて設けている。そして、図5に示すように、浮上ステージ106の上で基板Gを搬送するときは、噴射孔110から圧縮空気による垂直上向きの力を加えると同時に、吸引孔112より負圧吸引力による垂直下向きの力を加えて、相対抗する双方向の力のバランスを制御することで、基板Gの浮上高HSを浮上搬送および基板冷却に適した設定値(たとえば50μm)付近に維持するようにしている。
In the atmospheric pressure drying unit (VD) 46, the upper surface of the
なお、上述したレジスト塗布ユニット(COT)44の塗布用浮上ステージ80においても、基板浮上高を安定化させるために、噴出孔88に混在させて吸引孔(図示せず)を設け、噴射孔88より基板Gに与えられる垂直上向きの力(浮上力)と吸引孔より基板Gに与えられる垂直下向きの力(引力)とのバランスをとるようにしてもよい。
Note that, also in the above-described
冷却用浮上ステージ106の内部には、各噴射孔110に接続された正圧マニホールド114と、各吸引孔112に接続された負圧マニホールド116と、冷媒通路118とが設けられている。
Inside the
正圧マニホールド114は、浮上ステージ106の外の圧縮空気供給源120からガス供給管122を介して所定圧力の圧縮空気を導入して、浮上ステージ106上面の各噴射孔110に略均一な圧力で圧縮空気を分配供給する。圧縮空気供給源120は、たとえばコンプレッサあるいは工場用力を使用してよく、圧縮空気の圧力を安定化させるためのレギュレータ等も備えている。
The
負圧マニホールド116は、浮上ステージ106の外の真空源124にバキューム管126を介して接続されており、浮上ステージ106上面の各吸引孔112の吸引力を略均一にするような圧力緩衝作用を奏する。真空源124は、たとえば真空ポンプあるいは工場用力を使用してよい。
The
冷媒通路118は浮上ステージ106の上部、特にステージ上面と熱的に結合されており、浮上ステージ106の外に配置されているチラーユニット128から常温よりも低い温度の冷却水が配管130,132を介して冷媒通路118に循環供給される。ステージ106は熱伝導率および加工性の高い材質たとえばアルミニウムで構成されており、冷媒通路118を流れる冷却水によってステージ上面が常温(通常25℃)よりも低い設定温度(たとえば5〜10℃)に冷却または温調される。温度センサ(図示せず)を用いたフィードバック方式の温度制御も可能である。
The refrigerant passage 118 is thermally coupled to the upper part of the
冷却用浮上ステージ106の上方には、長尺形のガスノズル134および吸い込み口136が搬送方向(X方向)に適当な間隔を置いてワンセットで配置されている。図示の例では、ガスノズル134は吸い込み口136よりも搬送方向(X方向)の上流側に配置されている。ガスノズル134の吐出口は、浮上ステージ106上の基板Gと所定距離(たとえば5〜15mm)のギャップを介して搬送方向と直交する方向(Y方向)にスリット状に延びている。吸い込み口(排気口)136もガスノズル134の吐出口と平行にスリット状に延びている。
Above the
ガスノズル134および吸い込み口136は、通常は、基板Gが浮上ステージ106の上を通過する時だけ作動してよい。すなわち、ガスノズル134は、乾燥用ガス供給源138および送風機140よりガス供給管142を介して送られてくる乾燥用ガスたとえば清浄な乾燥用空気Aを導入し、導入した乾燥用空気Aをノズル内の多孔板134aに通してスリット状吐出口より直下の基板Gに向けて所定の圧力(風圧)および均一な層流で噴き出すようになっている。ここで、ガスノズル134より吐出された乾燥用空気Aの流れ(風)が基板Gの上面つまりレジスト塗布膜RMの表面を撫でるように、ガスノズル134を斜めに寝かせて配置するのが好ましい。吸い込み口136は、排気ポンプまたは排気ファン内蔵の排気部144に排気管146を介して通じており、ガスノズル134から基板Gの上面に沿って流れてくる乾燥用空気Aを周囲の空気や乾燥処理中に基板G上のレジスト塗布膜RMより蒸発した溶剤と一緒に吸い込むようになっている。なお、乾燥用空気Aの温度は常温以上が好ましい。
The
次に、プリベークユニット(PRE−BAKE)48の構成を説明する。このユニットにおいても、大気圧または常圧下で基板Gを安定に微小ギャップまたは浮上高で浮かせるために、加熱用浮上ステージ110の上面には、高圧または正圧の圧縮空気を噴き出す噴射孔150と、負圧で空気を吸い込む吸引孔152とを適当な配列パターンで混在配置している。そして、図5に示すように、噴射孔150から圧縮空気による垂直上向きの力を加えると同時に、吸引孔152より負圧吸引力による垂直下向きの力を加えて、相対抗する双方向の力のバランスを制御することで、基板Gの浮上高HSを浮上搬送および基板加熱に適した設定値付近に維持するようにしている。
Next, the configuration of the pre-bake unit (PRE-BAKE) 48 will be described. Also in this unit, in order to stably float the substrate G at a small gap or flying height under atmospheric pressure or normal pressure, the upper surface of the
加熱用浮上ステージ110の内部には、各噴射孔150に接続された正圧マニホールド154と、各吸引孔152に接続された負圧マニホールド156と、たとえば抵抗発熱素子からなる発熱素子158とが設けられている。
Inside the
正圧マニホールド154は、各噴射孔110における噴射圧力を均一化するためのものであり、浮上ステージ110の外の圧縮空気源160にガス供給管162を介して接続されている。負圧マニホールド156は、各吸引孔152における吸引力を均一化するためのものであり、ステージ110の外の真空源164にバキューム供給管166を介して接続されている。発熱素子158は、浮上ステージ110の上部と熱的に結合されており、ヒータ電源168より電力の供給を受けると通電してジュール熱を発生し、ステージ上面を設定温度(たとえば90℃〜130℃)に加熱するようになっている。
The
加熱用浮上ステージ110の延長線上(下流側)には、搬送ラインに沿って多数のコロ170を一定間隔で敷設してなるコロ搬送路172が設けられている。このコロ搬送路172は、冷却ユニット(COL)50およびパスユニット(PASS)52(図1)まで延びている。
On the extended line (downstream side) of the
なお、この実施形態における全てのコロ、たとえば第1および第2の受け渡しおよび浮上搬送駆動用のコロ104,108およびコロ搬送路172のコロ170等は、図示省略するが、たとえばフレーム等に固定された軸受に回転可能に支持されており、電気モータ等の搬送駆動源に歯車機構またはベルト機構等の伝動機構を介して接続されている。
Note that all the rollers in this embodiment, for example, the first and second delivery and floating
また、上述したレジスト塗布ユニット(COT)44内の各部だけでなく、常圧乾燥ユニット(VD)46およびプリベークユニット(PRE−BAKE)48内の各部も、図示しないコントローラによって制御される。コントローラをマイクロコンピュータで構成した場合は、該コントローラに装置全体の動作(シーケンス)を統括制御させることもできる。 Further, not only each part in the resist coating unit (COT) 44 described above but also each part in the atmospheric pressure drying unit (VD) 46 and the pre-bake unit (PRE-BAKE) 48 are controlled by a controller (not shown). When the controller is constituted by a microcomputer, the operation (sequence) of the entire apparatus can be controlled by the controller.
次に、常圧乾燥ユニット(VD)46およびプリベークユニット(PRE−BAKE)48における作用を説明する。 Next, the operation in the normal pressure drying unit (VD) 46 and the pre-bake unit (PRE-BAKE) 48 will be described.
上記したように、上流側隣のレジスト塗布ユニット(COT)44でレジスト液を塗布された基板Gは、塗布用浮上ステージ80からコロ104を介して常圧乾燥ユニット(VD)46の冷却用浮上ステージ106に搬入され、コロ104の駆動力によってそれまでと同じ平流しで浮上ステージ106の上を同一方向(X方向)に搬送される。こうして、レジスト液を塗布された直後の基板Gは、常温かつ常圧下の状態で冷却用浮上ステージ106の上に搬入される。
As described above, the substrate G coated with the resist solution by the resist coating unit (COT) 44 adjacent to the upstream side is floated for cooling the normal pressure drying unit (VD) 46 through the
基板Gは、冷却用浮上ステージ106上で熱伝導的には接触しているのと同じくらいの微小な浮上高で浮上するので、熱容量の大きなステージ106との熱交換によってそれまでの常温からステージ上面と略同じ温度(たとえば5〜10℃)まで冷却される。この基板裏側からの冷却によって、基板G上のレジスト塗布膜RMは下面から冷やされ、図6に示すように、レジスト塗布膜RM内の下層ないし中間層のバルク部における溶剤の液相拡散、特に揮発する方向(上方)への液相拡散が抑制される。つまり、液相拡散の速度が、常温下でのそれまでよりも遅くなる。
Since the substrate G floats with a flying height as small as that in contact with the
一方、基板Gがガスノズル134の下を通過する際に、あるいは通過した直後に、ガスノズル134から乾燥用空気Aが基板Gの上面つまりレジスト塗布膜RMの表面に当てられる。これにより、図6に示すように、レジスト塗布膜RMの表層部における溶剤の拡散、特に空中への気相拡散(揮発)が促進される。
On the other hand, when the substrate G passes under the
このように、常圧乾燥ユニット(VD)46において、基板G上のレジスト塗布膜RMは、常圧下での浮上搬送中に、浮上ステージ106を通じて基板裏側から常温以下の温度に冷やされながら、上方のガスノズル134より膜表面に常温以上の温度で乾燥用空気Aを当てられる。こうして、レジスト塗布膜RMの表層部における気相拡散の速度VUと下層ないし中間層のバルク部における液相拡散の速度VLとに間にVU>VLの大小関係で差が生じ(または差が拡大し)、これによって、バルク部の液状ないし生乾き状態を保ちながら表層部のみを適度に乾燥固化させることができる。その結果、減圧乾燥法を用いた場合と同質のレジスト表面処理膜を得ることができる。
As described above, in the normal pressure drying unit (VD) 46, the resist coating film RM on the substrate G is cooled to a temperature below room temperature from the back side of the substrate through the
常圧乾燥ユニット(VD)46で上記のような常圧乾燥処理を終えた基板Gは、コロ108を介してプリベークユニット(PRE−BAKE)48の加熱用浮上ステージ110に搬入され、コロ108の駆動力によってそれまでと同じ平流しで浮上ステージ110の上を同一方向(X方向)に搬送される。
The substrate G that has been subjected to the normal pressure drying process as described above in the normal pressure drying unit (VD) 46 is carried into the
加熱用浮上ステージ110上で、基板Gは、冷却用浮上ステージ106上で熱伝導的には接触しているのと同じくらいの微小な浮上高で浮上するので、熱容量の大きなステージ110との熱交換によってステージ上面と略同じ温度(たとえば90℃〜130℃)まで加熱される。この基板裏側からの高温かつ急速加熱によって、基板G上のレジスト塗布膜RMでは、バルク部における上方への液相拡散および気相拡散(揮発)が促進され、基板Gに対するレジスト塗布膜RMの密着性が強化される。なお、プリベーキングの加熱処理の際に、外部からの熱的な影響を受けてレジスト塗布膜RMのバルク部の動きが不均一になろうとしても、表層の固化層によって不均一な動きが抑え込まれるので、レジスト塗布膜RMに乾燥斑は発生し難い。
On the floating
プリベークユニット(PRE−BAKE)48でプリベーク処理を終えた基板Gはコロ搬送路172に乗ってコロ搬送の平流しで下流側隣の冷却ユニット(COL)50(図1)へ送られる。
The substrate G, which has been pre-baked by the pre-bake unit (PRE-BAKE) 48, rides on the
上記のように、この実施形態の平流し式レジスト処理部(44,46,48)は、レジスト塗布からレジストプリベークまでの一連の処理工程をすべて同一搬送ライン上の平流しによって行う。このことにより、装置構成の大幅な簡易化、小型化、低コスト化をはかれる。 As described above, the flat-flow resist processing unit (44, 46, 48) of this embodiment performs all the series of processing steps from resist coating to resist pre-baking by flat flow on the same transport line. As a result, the apparatus configuration can be greatly simplified, reduced in size, and reduced in cost.
常圧乾燥ユニット(VD)46においては、基板G上のレジスト塗布膜RMに対して常圧下の乾燥処理により減圧乾燥と同等のレジスト表面処理を施すことができる。したがって、次工程のプリベーキングの際にはバルクレジストの流動を抑制して乾燥斑の発生を低減できるだけでなく、現像処理の際にはレジストの非溶解性または膜減り量を少なくし、レジスト解像度を高くすることができる。また、搬送ロボットは不要であり、基板をうちわのようにたわませてしまってローディング/アンローディングの際に位置ずれや衝突・破損等のエラーを起こさなくて済む。さらに、支持ピンを用いなくて済むので、常圧乾燥ユニット(VD)46内で基板G上のレジストに転写跡が発生するおそれもない。加えて、基板Gのサイズに関係なく基板各部に均一な乾燥処理を行えるので、品質面でも基板の大型化に容易に対応することができる。 In the normal pressure drying unit (VD) 46, the resist coating film RM on the substrate G can be subjected to a resist surface treatment equivalent to reduced-pressure drying by a drying treatment under normal pressure. Therefore, not only can the bulk resist flow be suppressed during pre-baking in the next step to reduce the occurrence of dry spots, but also the resist insolubility or film loss can be reduced during development, resulting in resist resolution. Can be high. Further, the transfer robot is unnecessary, and it is not necessary to cause errors such as misalignment, collision and breakage during loading / unloading by bending the substrate like a fan. Further, since it is not necessary to use the support pins, there is no possibility that a transfer mark is generated on the resist on the substrate G in the atmospheric pressure drying unit (VD) 46. In addition, since a uniform drying process can be performed on each part of the substrate regardless of the size of the substrate G, it is possible to easily cope with an increase in size of the substrate in terms of quality.
なお、レジスト塗布ユニット(COT)44で基板G上にレジスト液が塗布された直後から、レジスト塗布膜RM内では自然乾燥によって溶剤の液相拡散および気相拡散が始まり、常温・常圧下でもそれらの拡散は進行(持続)する。従来の減圧乾燥法では、減圧乾燥装置への基板の搬入に時間がかかるため、減圧乾燥処理を開始する前にレジスト塗布膜が乾燥し過ぎてしまい、減圧乾燥の効き目が弱くなるおそれもあった。これに対して、この実施形態では、レジスト塗布ユニット(COT)44から常圧乾燥ユニット(VD)46への基板の搬送を平流しでスムースに短時間で行えるので、常圧乾燥ユニット(VD)46による乾燥処理の開始のタイミングを遅らせることはなく、塗布膜改質の効き目を安定確実に保証できる。この点でも、基板の大型化に有利に対応できる。 In addition, immediately after the resist solution is applied onto the substrate G by the resist coating unit (COT) 44, liquid phase diffusion and gas phase diffusion of the solvent start by natural drying in the resist coating film RM. Propagation proceeds (continues). In the conventional vacuum drying method, since it takes time to carry the substrate into the vacuum drying apparatus, the resist coating film is dried too much before starting the vacuum drying process, and the effectiveness of the vacuum drying may be weakened. . In contrast, in this embodiment, the substrate can be transported from the resist coating unit (COT) 44 to the atmospheric pressure drying unit (VD) 46 in a flat and smooth manner in a short time, and therefore the atmospheric pressure drying unit (VD). The start timing of the drying process by 46 is not delayed, and the effect of the coating film modification can be stably and reliably ensured. In this respect as well, it is possible to cope with an increase in the size of the substrate.
以上本発明を好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea.
たとえば、上記した実施形態では、常圧乾燥ユニット(VD)46において冷却用浮上ステージ106およびガスノズル134をそれぞれ一つずつ設けた。しかし、複数台の浮上ステージ106あるいは複数本のガスノズル134を設けることも可能である。
For example, in the above-described embodiment, each of the
複数台の浮上ステージ106(106A,106B)を設ける場合は、それぞれに個別のチラーユニット128A,128Bを用いて、各浮上ステージ106A,106Bの基板冷却温度を独立に設定してよい。ここで、各々の浮上ステージ106A,106B上でガスノズル134による気相拡散の促進を行うことも可能である。しかし、たとえば図7に示すように、前段の浮上ステージ106A上ではガスノズル134による気相拡散の促進を行わずに、浮上ステージ106A側からの基板冷却によってレジスト塗布膜RM内の液相拡散ないし気相拡散の速度を適度に抑制または調整し、後段の浮上ステージ106B上でガスノズル134による気相拡散の促進と浮上ステージ106Bによる液相拡散の抑制とを同時に行うようにしてもよい。
When a plurality of floating stages 106 (106A, 106B) are provided, the substrate cooling temperatures of the floating
また、図示省略するが、レジスト塗布ユニット(COT)44のレジストノズル84よりも搬送下流側の区間で塗布用浮上ステージ80に図7の前段乾燥用の浮上ステージ106Aまたは前段乾燥および後段乾燥用の浮上ステージ106A,106Bを組み込む構成、あるいは図4の浮上ステージ106を組み込む構成等も可能である。この場合は、基板G上にレジスト液を塗布した後に直ちに本発明の常圧乾燥処理を開始することができる。
Further, although not shown in the drawing, in the section downstream of the resist
また、図7に示すように、乾燥空気供給ラインに加熱器174を設け、ガスノズル134より乾燥用空気Aを常温よりも高温(たとえば50℃以上)の温風で基板Gの上面に当てることも可能であり、これによってガスノズル134による気相拡散促進効果を増大させることができる。なお、乾燥用のガスは空気に限るものではなく、たとえば窒素ガス等でもよい。
Further, as shown in FIG. 7, a
常圧乾燥ユニット(VD)46において、浮上ステージ106以外の平流しの搬送路として、たとえばベルト搬送路も可能であり、あるいは図8に示すように、コロ搬送路176を用いることも可能である。この場合、コロ搬送路176を構成するコロ178の内部に冷却通路を設け、チラーユニット180より適当な配管を介してコロ内の冷却通路に冷却水を通してよい。これにより、コロ搬送路176上を移動する基板Gをコロ178を通じて冷却し、基板G上のレジスト塗布膜RMを下面から常温よりも低い所望の温度で冷やすことができる。なお、コロ178は、基板Gの裏面との接触面積を大きくとれるように、太さ(外径)が軸方向で一様なパイプ形のものを用いてよい。
In the normal pressure drying unit (VD) 46, for example, a belt conveyance path can be used as a flat conveyance path other than the floating
また、ガスノズル134より乾燥用空気Aを当てる方向は任意でよく、図8に示すように吸い込み口136を上流側にガスノズル134を下流側に配置して、基板の搬送と逆向きに乾燥用空気Aを流すことも可能である。
Further, the direction in which the drying air A is applied from the
さらには、ガスノズル134を一切使わずに、つまり基板Gの上面に乾燥用ガスの風を殊更当てることなく、基板G上のレジスト塗布膜RMの表面を常温以上の温度の常圧雰囲気の中に置いて、平流しの搬送路(106,176)側からの冷却だけで本発明の常温乾燥処理を実施することも可能である。
Furthermore, the surface of the resist coating film RM on the substrate G is placed in a normal pressure atmosphere at room temperature or higher without using any
冷却用ステージ106や加熱用ステージ110において、バキューム機構(吸引孔112,152、負圧マニホールド116,156、真空源124,164等)は基板浮上高の精度・安定性を高めるためのものであり、浮上搬送に必ずしも必要なものではない。したがって、ステージ構成の簡易化のために、この種のバキューム機構を省くことも可能である。
In the
また、図8に示すように、プリベークユニット(PRE−BAKE)48においては、浮上ステージ110以外の平流し加熱手段として、コロ搬送路183を設けて、相隣接するコロ184,184の間に放熱板186を設置する構成も可能である。
Further, as shown in FIG. 8, in the pre-bake unit (PRE-BAKE) 48, a
本発明の常圧乾燥法は、一般的には上記実施形態におけるようなポジ型のレジストに適用して好適であるが、ネガ型レジストにも適用可能であり、カラーレジストや有機レジスト等にも適用可能である。 The atmospheric pressure drying method of the present invention is generally suitable for applying to a positive resist as in the above embodiment, but can also be applied to a negative resist, such as a color resist or an organic resist. Applicable.
本発明における被処理基板はLCD用のガラス基板に限るものではなく、他のフラットパネルディスプレイ用基板や、半導体ウエハ、CD基板、フォトマスク、プリント基板等も可能である。処理液もレジスト液に限らず、たとえば層間絶縁材料、誘電体材料、配線材料等の処理液も可能である。 The substrate to be processed in the present invention is not limited to a glass substrate for LCD, and other flat panel display substrates, semiconductor wafers, CD substrates, photomasks, printed substrates and the like are also possible. The processing liquid is not limited to the resist liquid, and processing liquids such as an interlayer insulating material, a dielectric material, and a wiring material are also possible.
10 塗布現像処理システム
44 レジスト塗布ユニット(COT)
46 常温乾燥ユニット(VD)
48 プリベークユニット(PRE−BAKE)
80 塗布用浮上ステージ
84 レジストノズル
106 冷却用浮上ステージ
110 加熱用浮上ステージ
118 冷媒通路
128 チラーユニット
134 ガスノズル
136 吸い込み(排気)口
138 乾燥用ガス供給源
140 送風機
158 発熱素子
10 Coating and
46 Room temperature drying unit (VD)
48 Pre-bake unit (PRE-BAKE)
80: floating stage for coating 84: resist nozzle 106: floating stage for cooling 110: floating stage for heating
118
Claims (20)
前記平流しの搬送中に、常温またはそれよりも高い温度の常圧雰囲気下で、前記基板上の処理液の塗布膜を基板の裏面側から常温よりも低い温度に冷やしながら乾燥させる乾燥処理部と
を有する常圧乾燥装置。 A flat flow transport unit that transports a target substrate coated with a processing solution containing a solvent along a predetermined transport line;
A drying processing unit that dries the coating film of the processing liquid on the substrate while cooling to a temperature lower than the normal temperature from the back side of the substrate in a normal pressure atmosphere at normal temperature or higher temperature during the transport of the flat flow. And an atmospheric pressure drying apparatus.
前記乾燥処理部が、前記第1の浮上ステージを通じて前記基板を冷やす冷却機構を有する請求項1に記載の常圧乾燥装置。 The flat flow transfer unit has a first levitation stage for floating the substrate by gas pressure, and a levitation transfer movement unit for moving the substrate along the transfer line on the first levitation stage,
The atmospheric drying apparatus according to claim 1, wherein the drying processing unit includes a cooling mechanism that cools the substrate through the first levitation stage.
前記乾燥処理部が、前記コロを通じて前記基板を冷やす冷却機構を有する請求項1に記載の常圧乾燥装置。 The flat flow transport unit has a roller transport path in which a large number of rollers are laid at regular intervals, and a roller transport drive unit that drives the rollers to move the substrate along the transport line on the roller transport path. And
The atmospheric drying apparatus according to claim 1, wherein the drying processing unit includes a cooling mechanism that cools the substrate through the rollers.
前記基板上の塗布膜を基板の裏面側から常温よりも低い第1の温度で冷やしながら乾燥させる第1の乾燥処理区間と、
前記搬送ラインに沿って前記第1の乾燥処理区間よりも下流側に設定され、前記基板上の塗布膜を基板の裏面側から常温よりも低くかつ前記第1の温度から独立して設定される第2の温度で冷やしながら乾燥させる第2の乾燥処理区間と
を有する請求項1〜7のいずれか一項に記載の常圧乾燥装置。 The drying processing unit
A first drying treatment section for drying the coating film on the substrate while cooling it from the back side of the substrate at a first temperature lower than room temperature;
It is set downstream from the first drying treatment section along the transport line, and the coating film on the substrate is set lower than room temperature from the back side of the substrate and independent of the first temperature. The atmospheric drying apparatus according to any one of claims 1 to 7, further comprising: a second drying treatment section that is dried while being cooled at the second temperature.
前記搬送ラインに沿って前記常圧乾燥装置の上流側隣に配置され、前記基板を平流しで搬送しながら前記基板上に前記処理液を塗布する塗布ユニットと、
前記搬送ラインに沿って前記常圧乾燥装置の下流側隣に配置され、前記基板を平流しで搬送しながら加熱するベーキングユニットと
を有する基板処理装置。 The atmospheric pressure drying apparatus according to any one of claims 1 to 8,
An application unit that is arranged next to the upstream side of the atmospheric drying apparatus along the transfer line, and that applies the processing liquid onto the substrate while transporting the substrate in a flat flow,
A substrate processing apparatus comprising: a baking unit which is arranged next to the downstream side of the atmospheric drying apparatus along the transport line and which heats the substrate while transporting in a flat flow.
前記基板を気体の圧力により浮かせる第2の浮上ステージと、
前記第2の浮上ステージ上で前記基板を前記搬送ラインの方向に移動させる第2の浮上搬送移動部と、
前記第2の浮上ステージの上方に配置された長尺形の処理液ノズルを有し、前記処理液ノズルより平流しで移動中の前記基板に向けて前記処理液を吐出させる処理液供給部と
を有する請求項9に記載の基板処理装置。 The coating unit is
A second levitation stage for floating the substrate by gas pressure;
A second levitating transfer moving unit for moving the substrate in the direction of the transfer line on the second levitating stage;
A treatment liquid supply unit that has a long treatment liquid nozzle disposed above the second levitation stage, and discharges the treatment liquid toward the substrate that is moving in a flat flow from the treatment liquid nozzle; The substrate processing apparatus according to claim 9.
前記基板を所定の搬送ラインに沿って平流しで搬送し、搬送中に常温またはそれよりも高い温度の常圧雰囲気下で、前記基板上の処理液の塗布膜を基板の裏面側から常温よりも低い温度に冷やしながら乾燥させる乾燥工程と
を有する基板処理方法。 An application step of applying a processing liquid containing a solvent on the substrate to be processed;
The substrate is transported in a flat flow along a predetermined transport line, and the coating film of the treatment liquid on the substrate is moved from the back surface side of the substrate from the normal temperature in a normal pressure atmosphere at a normal temperature or higher during the transfer And a drying step of drying while cooling to a lower temperature.
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