JP4471944B2 - 塗布装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板に液処理を行う液処理ユニットと、液処理が行われる前後において基板を加熱する加熱ユニットとを含んだ塗布装置に関する。

一般に、基板である半導体ウエハ（以下ウエハという）にレジストパターンを形成する一連の処理はウエハに薬液としてレジスト液を塗布するための塗布ユニットと、レジストが塗布されたウエハに薬液として現像液を塗布する液処理ユニット（現像ユニット）とを備えた塗布装置の一形態である塗布、現像装置に露光装置を接続した半導体製造装置を用いて行われており、この塗布、現像装置にはレジスト液が塗布される前及びレジスト液が塗布された後の基板を夫々加熱処理する加熱ユニットが含まれている。また基板に絶縁膜を形成する塗布装置は、絶縁膜の形成材料を含んだ薬液を塗布する液処理ユニットである塗布ユニットと、その薬液が塗布される前の基板及びその薬液が塗布された後の基板を夫々加熱処理する加熱ユニットとを含んでいる。

近年、これらの塗布装置及び塗布、現像装置においては、スループットを高くする要請から設けられる加熱ユニット及び液処理ユニットの数が増加し、これらの加熱ユニット及び液処理ユニットは夫々各装置の占有床面積を抑えるために各装置に積層され、多段化されて設けられている。図１６は加熱ユニットが１０段に積層された様子を示した図である。図中１２は上下に間隔をおいて配列された載置板であり、これら載置板１２の各々に例えば内部に基板を加熱するための熱板を備えた加熱ユニット１１が載置されている。また図中１３はこれら載置板１２を支持する支柱であり、これら加熱ユニット１１、載置板１２、支柱１３により棚状のユニット（棚ユニット）１４が構成されている。支柱１３及び載置板１２は例えばステンレス系鋼材（ＳＵＳ）やアルミニウムなどの金属により構成される。図中１５は加熱ユニット１１の内部に設けられた不図示の熱板と、塗布装置及び塗布、現像装置に設けられた基板の搬送機構との間で基板を受け渡すための基板の搬送口である。

通常、これら加熱ユニット１１、載置板１２、支柱１３は製造工場において製造された後、ユーザのもとへ出荷される前に一度棚ユニット１４に組み立てられる。そして前記搬送機構が各加熱ユニット１１に正常に基板を受け渡すことができるように各加熱ユニット１１の熱板の水平度、高さ及び熱板に対して基板の受け渡しを行うための３ピンなどと呼ばれている３本の昇降ピンの上端を含む面の水平度などが調整される。この調整が適切でないと搬送機構から加熱ユニット１１に基板を受け渡すことができないハンドリングミスを起こす場合がある他、通常高いスループットを実現するために装置の搬送機構は高速で動くため、熱板上に基板を受け渡すことができても、水平度が悪いと昇降ピンが降下した後、いわゆるエアベアリング作用により基板が熱板上を滑って予定の位置からずれてしまい、不良品となってしまう場合もある。

ところで加熱ユニット１１は、例えば百度前後あるいはそれ以上の温度で基板を加熱処理することから加熱ユニット１１の周囲に放散される熱の影響により載置板１２及び支柱１３の各部が膨張することにより変形し、このため加熱ユニット１１内の熱板などの水平度が狂うおそれがある。棚ユニット１４の周囲の空気は加熱されることで上方へ向かうため、この狂いは、上段の加熱ユニット１１ほど大きくなる。一方、その製造工場での加熱ユニット１１の既述の調整は作業者の危険を避けるために各加熱ユニットの熱板が加熱されていない状態で行われるため、作業者は各部の熱による変形量を見込んで前記水平度などの調整を行う必要があった。

しかし各部品は、工場から出荷された後、装置内に据え付けられるまでの搬送時に受ける衝撃により歪み、変形する場合がある。また加熱ユニット１１の積層された数が多くなるとこの棚ユニット１４の各部における熱の分布が複雑になるなどの理由から出荷前の調整どおりにならない場合がある。そこで出荷後についてユーザ側で装置内に棚ユニット１４を据え付けた後に各加熱ユニット１１の熱板を基板の処理時と同じ温度に加熱した後、その装置内の基板の搬送機構と各加熱ユニット１１との間で基板の受け渡しが行われるかどうかをテストしなければならず手間がかかっていた。

また調整時には全部の加熱ユニット１１が加熱されているものとして調整しているので実稼動時には未使用の加熱ユニット１１の熱板も加熱させる必要があるので消費電力が大きかった。

さらにまた搬送機構から加熱ユニット１１への基板の受け渡し位置についてもメーカ側で予め調整されるが、メーカからユーザに装置を搬送するときに揺れや衝撃などにより、出荷前の各部の位置がずれてしまうことがある。このためユーザ側で前記基板の受け渡し位置の確認を行い、必要に応じて再調整を行うこともある。この点においても作業効率が低下する一因となっている。

さらにまた液処理ユニットの支持フレームに関しても次のような課題がある。例えば塗布ユニットのステージが回転されると前記駆動部の振動が現像ユニットに伝わることにより、静止現像時の形成されたパドルが崩れたり、パドル中に微小な泡が生じたりすることで正常な現像処理が妨げられるおそれがあるといった問題もある。

なお特許文献１、特許文献２には炭素繊維複合材（ＣＦＲＰ）により基板が載置される基板保持部が構成された気相成長装置、加熱処理装置について記載されており、これらの基板保持部の熱変形が抑えられるとされているが上述の塗布装置における問題については記載されていない。

特開平４−３２４６２５号公報（段落００１５、図１） 特開平９−２０９１５２号公報（段落００１４、図１）

本発明は、このような事情のもとになされたものであり、その目的は、加熱ユニットと基板の搬送機構との間で高い精度で基板を受け渡すために行われる加熱ユニットの調整作業の手間を抑えることができる塗布装置を提供することである。

本発明の塗布装置は、基板に薬液を供給して液処理を行う液処理ユニットと、前記液処理ユニットにより液処理される前あるいは液処理された後の基板を加熱処理するための加熱ユニットを複数段に積み重ねて構成されたタワーと、加熱ユニットと液処理ユニットとの間で基板の受け渡しを行う搬送手段と、前記タワーを構成すると共に加熱ユニットが装着されて支持され、炭素繊維強化複合材により構成された支持枠部と、を備えたことを特徴とする。なお支持枠部はパネル、フレームの両方を含む。

前記支持枠部は、例えば垂直に伸びる縦部材と、縦部材の間に設けられる横部材とを含み、縦部材は、液体が収容される液体収容部を備えており、この場合液体収容部は、支持枠部の外部からの液体が流通する流路であってもよく、また前記液体は、例えば縦部材を冷却する冷却液である。また前記横部材は、冷却液が流通する流路を備えていてもよい。加熱ユニットは防振部材を介して支持枠部に取り付けられていてもよい。

本発明の塗布装置によれば、複数段に積み重ねられた加熱ユニットを炭素繊維強化複合材（ＣＦＲＰ）により構成された支持枠部により支持している。ＣＦＲＰは、鉄やアルミニウムよりも熱による変形量が小さいので加熱ユニットから放熱される熱を受けて変形することが抑えられる。従って基板の非加熱処理時における加熱ユニットの位置と基板の加熱処理時における加熱ユニットの位置とのずれが抑えられるので、加熱ユニットの高さ、水平度などの位置調整を容易に行うことができる。

以下、本発明に係る塗布装置を、塗布装置の一つの実施の形態である塗布、現像装置に適用した実施の形態について説明する。図１は、前記塗布、現像装置に露光装置を接続することにより構成された半導体製造装置における平面図を示し、図２は同概略斜視図、図３は同概略側面図である。この半導体製造装置は、例えば基板であるウエハＷが１３枚密閉収納されたキャリア２０を搬入出するためのキャリアブロックＳ１と、ウエハＷに液処理及び加熱処理などの各処理を行う処理ブロックＳ２と、インターフェイスブロックＳ３と、露光装置Ｓ４と、を備えている。

前記キャリアブロックＳ１には、前記キャリア２０を複数個載置可能な載置台２１と、この載置台２１から見て前方の壁面に設けられる開閉部２２と、開閉部２２を介してキャリア２０からウエハＷを取り出すためのトランスファーアームＣとが設けられている。このトランスファーアームＣは、後述する単位ブロックＢ２の受け渡しステージＴＲＳ１，２，３との間でウエハＷの受け渡しを行うように、進退自在、昇降自在、鉛直軸回りに回転自在、キャリア２０の配列方向に移動自在に構成されている。

キャリアブロックＳ１の奥側には筐体２４にて周囲を囲まれる処理ブロックＳ２が接続されている。処理ブロックＳ２は、この例では、下方側から、下段側の２段が現像処理を行うための第１及び第２の単位ブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１，Ｂ２、レジスト膜の下層側に形成される反射防止膜（以下「下部反射防止膜」という）の形成処理を行うための第３の単位ブロック（ＢＣＴ層）Ｂ３、レジスト液の塗布処理を行うための第４の単位ブロック（ＣＯＴ層）Ｂ４、レジスト膜の上層側に形成される反射防止膜（以下「上部反射防止膜」という）の形成処理を行うための第５の単位ブロック（ＴＣＴ層）Ｂ５として割り当てられている。各層は中間壁２５によって夫々区画されている。各単位ブロックＢは略同様のレイアウトで構成されている。

図１に示したＣＯＴ層Ｂ４についてその構成を説明する。このＣＯＴ層Ｂ４の中央部には、横方向、詳しくはＣＯＴ層Ｂ４の長さ方向（図１中Ｙ方向）に、ウエハＷの搬送用通路Ｒ１が形成されている。この搬送用通路Ｒ１のキャリアブロックＳ１側から見て、手前側（キャリアブロックＳ１側）から奥側に向かって右側には、薬液としてレジストの塗布処理を行うための液処理ユニットであるレジスト塗布ユニット３４が、液処理タワー３に装着され、搬送用通路Ｒ１に沿って設けられている。液処理タワー３については後述する。

またＣＯＴ層Ｂ４の手前側から奥側に向かって左側には、加熱処理タワーＴがＣＯＴ層の下層側からその上層側に向けて中間壁２５を貫くように設けられており、この加熱処理タワーＴには前記搬送用通路Ｒ１に面し、レジスト塗布ユニット３４と対向するように２段に積層された処理ユニット４１がＣＯＴ層Ｂ４の長さ方向に向けて４列配列されている。これら計８つの処理ユニット４１には例えば加熱・冷却系の熱系処理ユニット及び露光前のウエハＷの周縁部のみを選択的に露光するための周縁露光ユニット４１ｃなどが含まれており、その加熱・冷却系の熱系処理ユニットは例えばレジスト液の塗布後にウエハＷの加熱処理を行うためのプリベーキングユニット（ＰＡＢ）などと呼ばれている加熱ユニット４１ａ、レジストの塗布前にウエハＷを所定の温度に調整するための冷却ユニット４１ｂを含んでいる。これら加熱処理タワーＴ及び処理ユニット４１については後に詳しく説明する。

図中Ａ４は、前記搬送用通路Ｒ１に設けられた搬送手段であるメインアームであり、このメインアームＡ４は、当該ＣＯＴ層Ｂ４内の全てのモジュール（ウエハＷが置かれる場所）、例えば加熱処理タワーＴに含まれる各処理ユニット４１、塗布ユニット３４、後述する棚ユニットＵ５及び棚ユニットＵ６の各部との間でウエハＷの受け渡しを行う。

搬送用通路Ｒ１におけるキャリアブロックＳ１と隣接する領域は、第１のウエハ受け渡し領域Ｒ２となっていて、この領域Ｒ２には、図１及び図３に示すように、トランスファーアームＣとメインアームＡ４がアクセスできる位置に棚ユニットＵ５が設けられると共に、この棚ユニットＵ５に対してウエハＷの受け渡しを行うための第１の受け渡しアームＤ１を備えている。前記棚ユニットＵ５は、図３に示すように、各単位ブロックＢ１〜Ｂ５のメインアームＡ１〜Ａ５との間でウエハＷの受け渡しを行うように、この例では各単位ブロックＢ１〜Ｂ５は、１個以上例えば２個の受け渡しステージＴＲＳ１〜ＴＲＳ５を備えている。

また第１の受け渡しアームＤ１は各受け渡しステージＴＲＳ１〜ＴＲＳ５に対してウエハＷの受け渡しを行うことができるように、進退自在及び昇降自在に構成されている。また前記受け渡しステージＴＲＳ１〜ＴＲＳ３は、この例ではトランスファーアームＣとの間でウエハＷの受け渡しが行われるように構成されている。

さらに搬送用通路Ｒ１のインターフェイスブロックＳ３と隣接する領域は、第２のウエハ受け渡し領域Ｒ３となっていて、この領域Ｒ３には、図３に示すように、メインアームＡ４がアクセスできる位置に棚ユニットＵ６が設けられると共に、この棚ユニットＵ６に対してウエハＷの受け渡しを行うための第２の受け渡しアームＤ２を備えている。

前記棚ユニットＵ６は、図３に示すように、各単位ブロックＢ１〜Ｂ５のメインアームＡ１〜Ａ５と第２の受け渡しアームＤ２との間でウエハＷの受け渡しが行えるように、この例では各単位ブロックＢ１〜Ｂ５は、１個以上例えば２個の受け渡しステージＴＲＳ６〜ＴＲＳ１０を備えており、第２の受け渡しアームＤ２は各受け渡しステージＴＲＳ６〜ＴＲＳ１０に対してウエハＷの受け渡しを行うことができるように、進退自在及び昇降自在に構成されている。このように本実施形態では、５段に積層された各単位ブロックＢ１〜Ｂ５の間で、上述の第１の受け渡しアームＤ１と第２の受け渡しアームＤ２とにより、夫々受け渡しステージＴＲＳ１〜ＴＲＳ５、ＴＲＳ６〜ＴＲＳ１０を介して、自由にウエハＷの受け渡しを行うことができるように構成されている。

また処理ブロックＳ２における棚ユニットＵ６の奥側には、インターフェイスブロックＳ３を介して露光装置Ｓ４が接続されている。インターフェイスブロックＳ３には、処理ブロックＳ２の棚ユニットＵ６と露光装置Ｓ４とに対してウエハＷの受け渡しを行うためのインターフェイスアームＧを備えている。このインターフェイスアームＧは進退自在、昇降自在、鉛直軸回りに回転自在に構成され、処理ブロックＳ２と露光装置Ｓ４との間に介在するウエハＷの搬送手段をなすものであり、この実施形態では、下段側の４段の単位ブロックＢ１〜Ｂ４の受け渡しステージＴＲＳ６〜９に対してウエハＷの受け渡しを行うように構成されている。

単位ブロックＢ４以外の他の単位ブロックについて簡単に説明する。ＤＥＶ層Ｂ１，Ｂ２、ＢＣＴ層Ｂ３、ＴＣＴ層Ｂ５は、ＣＯＴ層Ｂ４と同様に構成されており、差異としては、液処理ユニットとしてレジスト塗布ユニット３４の代わりにウエハＷに夫々異なる薬液を供給して液処理を行う液処理ユニット３１，３２，３３，３５が設けられていること、また加熱系、冷却系の処理ユニットにおける処理条件が異なる点などが挙げられる。

なおＤＥＶ層Ｂ１，Ｂ２における液処理ユニット３１,３２は、薬液として現像液をウエハＷに供給してレジストの現像を行う現像ユニット、ＢＣＴ層Ｂ３における液処理ユニット３３は、薬液としてレジストの下層に反射防止膜を形成するための原料液をウエハＷに供給する下部反射防止膜形成ユニット、ＴＣＴ層Ｂ５における液処理ユニット３５は、薬液としてレジストの上層に反射防止膜を形成するための原料液をウエハＷに供給する上部反射防止膜形成ユニットとして夫々構成されている。

続いて本発明の要部が構成されている加熱処理タワーＴについて説明する。図４は、加熱処理タワーＴを構成する支持枠部５について示した図である。この支持枠部５は処理ブロックＳ２の各層Ｂ１〜Ｂ５に跨るように設けられており、間隔をおいて上下に配列された多数の仕切り用横板５１と、この横板５１を左右から挟み、支持する支持板５３とを含んでいる。横板５１に仕切られた各空間には、上から１つおきに、鉛直方向に向かう３枚の仕切り用縦板５２が、横方向に間隔をおいて設けられている。仕切り用横板５１、縦板５２により区画され、横方向に一列に並んだ４つの空間は、夫々前記加熱ユニットを含む処理ユニット４１の収納部５４をなし、この収納部５４列は上下方向に間隔をおいて５つ設けられ、これら５つの横方向に並んだ収納部５４列は各層Ｂ１〜Ｂ５に割り当てられている。支持枠部５を構成するこれら横板５１、縦板５２及び支持板５３はＣＦＲＰにより構成されており、横板５１は特許請求の範囲でいう横部材に、縦板５２及び支持板５３は縦部材に夫々相当する。

図５に示すように処理ユニット４１が、支持枠部５の各収納部５４に２段ずつ積層されて収納され、加熱処理タワーＴが構成される。各処理ユニット４１は筺体４０を備えており、図中４２はその筺体４０に設けられたウエハＷの搬送口である。これら各搬送口４２が各層Ｂ１〜Ｂ５の搬送用通路Ｒ１に面するように処理ユニット４１は収納部５４に収納される。なお各処理ユニット収納部５４の下部の横板５１,５１により区画される空間は、各層Ｂ１〜Ｂ５に設けられ、各層の搬送用通路Ｒ１の排気を行うための排気ユニット５６の収納部５５として構成されている。

なお図６に示すように各支持板５３の内部には鉛直方向に向かう液体の流路６１が形成されており、また仕切り用横板５１の内部には横方向に向かう液体の流路６２が形成されている。これら流路６１，６２は、例えば図６中表裏方向に間隔をおいて夫々多数、形成されている。なお流路６２は支持板５３の厚さ方向を貫くように形成された接続路６３に連通している。図６中右側の支持板５３の接続路５４及び支持板５３の下部には夫々液体供給管６４の一端が夫々接続されており、各液体供給管６４の他端側は合流してバルブＶ１を介して例えば支持板５３及び仕切り用横板５１を冷却するための冷却水が貯留された液体供給源６５に接続されている。また図６中左側の支持板５３の外側及び支持板５３の上部には夫々排液管６６の一端が夫々接続されており、各排液管６６の一端側は前記支持板５３の接続路６３及び流路６１に連通している。各排液管６６の他端側は合流し、バルブＶ２を介して例えば真空ポンプなどからなる排液部６７に接続されている。なお図４、５においては図示の便宜上供給管６４及び排液管６６を省略している

バルブＶ１，Ｖ２が開かれると液体供給源６５から冷却水が、液体供給管６４内に流入し、その冷却水は支持板５３の接続路６３を介して横板５１の流路６２に流入すると共に支持板５３の流路６１に流入する。これら流路６１，６２に流入した冷却水は、横板５１及び支持板５３を冷却し、その後、排液管６６へ流入して排液部６７によりこの塗布、現像装置から除去される。

図７は前記加熱処理タワーＴの収納部５４を示した図であり、この図に示すように支持板５３及び縦板５２には処理ユニット４１を水平に支持するための逆Ｌ字形状の支持具７１が取り付けられている。支持板５３及び縦板５２に設けられたこれら支持具７１の上側の平面部には防振部材である防振パッド７２が設けられている。防振パッド７２は、例えば図８に示すように層７２ｂと、この層７２ｂの上下に積層された層７２ａとからなり、層７２ｂは例えば衝撃吸収性の高いウレタンにより構成される。また層７２ａは、防振パッド７２の支持具７１及び処理ユニット４１への密着性を向上させるために例えばシリコンゴムにより構成される。処理ユニット４１は、防振パッド７２を介して支持具７１にその下縁部を支持されるように固着されることで、この加熱処理タワーＴを構成する支持枠部５１に装着される。

なお各処理ユニット４１の支持具７１への固定は、例えば前記防振パッド７２の密着力によってなされることにより、例えばこの加熱処理タワーＴのメンテナンスなどを行う際に各処理ユニット４１の支持枠部５１への着脱が、固定ボルトなどの固着具により固定する場合に比べて容易になるように構成されている。

図９はＣＯＴ層Ｂ４の斜視図である。このＣＯＴ層Ｂ４に設けられた処理ユニット４１としては図９中左奥から右手前に向かい夫々当該処理ユニットの縦列を順にＥ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４とすると、例えば縦列Ｅ１，Ｅ２は加熱ユニット（ＰＡＢ）４１ａにより構成され、列Ｅ３は冷却ユニット４１ｂにより構成されている。また列Ｅ４は周縁露光ユニット４１ｃによって構成されている。

前記縦列Ｅ１，Ｅ２を構成する加熱ユニット（ＰＡＢ）４１ａの構成について図１０を用いて説明する。図中４３は基台であり、図中４４は手前側（搬送用通路Ｒ１に向かう側）から奥側へ水平に移動自在な冷却プレートである。図中４５は基台４３に埋めこまれたウエハＷを加熱処理する熱板である。また図中４５ａは熱板の下方を覆うように設けられた断熱構造体であり、熱板４５からの熱の放散を抑える役割を有する。図中４６，４７は昇降ピンであり、夫々駆動機構４６ａ，４７ａに接続され、これら駆動機構４６ａ，４７ａにより基台４３、熱板４５上に夫々突没自在に構成されており、昇降ピン４６を介してメインアームＡ４と冷却プレート４４との間で、昇降ピン４７を介して冷却プレート４４と熱板４５との間で夫々ウエハＷの受け渡しが行われる。なお図１に示すように冷却プレート４４には各昇降ピン４６，４７が通過するためのスリットが形成されている。他の各層Ｂ１〜Ｂ３，Ｂ５に設けられる加熱ユニットも例えばこの加熱ユニット（ＰＡＢ）４１ａと同様に構成されている。

続いて処理ブロックＳ２に設けられた液処理タワー３について図１１を用いて説明する。この液処理タワー３は各層Ｂ１〜Ｂ５に跨るように処理ブロックＳ２に設けられており、液処理ユニット３１〜３５、５つの載置板３７及び例えば４つの角状の支柱３６により構成されている。支柱３６及び載置板３７はＣＦＲＰにより構成されており、各載置板３７は上下に間隔をおいて支柱３６により支持され、液処理ユニット３１〜３５は、これら各載置板３７上に載置されることで夫々間隔をおいて上下に積層されるように処理ブロックＳ２内に設けられている。また液処理タワー３の耐震性を向上させるために各支柱３６の内部には例えば当該支柱３６の長さ方向に沿って空間が設けられており、この空間には振動吸収用の液体例えば水またはオイルなどが封入されている。なお液体の代わりにジェルが前記空間に封入されていてもよい。

各液処理ユニット３１〜３５は略同様の構成を有しており、これらの中から代表してＣＯＴ層Ｂ４のレジスト塗布ユニット３４について図１、図１２を用いて説明する。このレジスト塗布ユニット３４は例えば角形の筺体３８を備えており、この筺体３８の搬送用通路Ｒ１に面する側には筺体３８内にウエハＷを搬送するための搬送口３８ａが横方向に３つ設けられている。図１に示すように筺体３８内には筺体３８の長さ方向に沿って例えば３つの基板保持部をなすスピンチャック３９が配列されている。各スピンチャック３９は駆動部３９ａに接続され、当該駆動部３９ａにより鉛直軸回りに回転自在、かつ昇降自在に構成されている。

図１２中３９ｂは、スピンチャック３９に保持されたウエハＷの中心部上に薬液としてレジストを塗布するための供給ノズルであり、スピンチャック３９により回転されたウエハＷの中心部に当該ノズル３９ｂからが供給されるとその薬液は遠心力によりウエハＷの周縁に向けて広げられる。なお図中３９ｃは筺体３５内の薬液の飛散を抑えるためのカップであり、スピンチャック３９の周囲に設けられている。なお図１２中２９は装置の床板であり、例えばこの床板２９上に液処理タワー３の支柱３６及び加熱処理タワーＴの支持板５３が設置、支持されている。

なおこれら液処理ユニット３１〜３５のうち一の液処理ユニットにおいてウエハＷに液処理を行う際に、その駆動部３９ａがスピンチャック３９を駆動させることで振動を発しても、既述のように支柱３６及び載置台３７は振動吸収性の高い材質であるＣＦＲＰにより構成され、また支柱３６の内部には液体が封入されているため、その振動はこれら支柱３６及び載置台３７により吸収される。従って他の液処理ユニットにその振動が伝達されることが抑えられ、その結果、他の液処理ユニットにおける液処理が影響を受けることが抑えられる。具体的な例としては現像ユニット３１，３２において静止現像が行われる際に、ウエハＷに液盛りされて形成されたパドルが崩れたり、パドル中に微小な泡が生じたりすることが抑えられる結果として、正常な現像処理が妨げられることが抑えられる。

上述の塗布、現像装置における作用についてレジスト膜の上下に夫々反射防止膜を形成する場合を例にして説明する。先ず例えば熱処理タワーＴに含まれる、各層Ｂ１〜Ｂ５の加熱ユニットとして構成された処理ユニット４１の熱板４５が、夫々ウエハＷを処理する所定の温度に昇温される。例えば熱板の昇温と略同時に例えばバルブＶ１，Ｖ２が開かれ、液体供給源６５から冷却水が、液体供給管６４内に供給され、その冷却水は一方側の支持板５３の接続路６３を介して横板５１の流路６２に流入すると共に支持板５３の流路６１に流入して、横板５１及び支持板５３が冷却される。流路６１の冷却水は排液管６６へ流入し、また流路６２の冷却水は、他方側の支持板５３の接続路６３を介して排液管６６へ流入して、排液部６７によりこの塗布、現像装置から除去される。

続いて外部からキャリア２０がキャリアブロック２１に搬入され、トランスファーアームＣによりこのキャリア２０内からウエハＷが取り出される。ウエハＷは、トランスファーアームＣからＢＣＴ層Ｂ３にウエハＷを受け渡すために、棚ユニットＵ５の受け渡しステージＴＲＳ３を介してＢＣＴ層Ｂ３のメインアームＡ３に受け渡される。そしてＢＣＴ層Ｂ３では、メインアームＡ３により、加熱処理タワーＴの冷却ユニット→下部反射防止膜形成ユニット３３→加熱処理タワーＴの加熱ユニット→棚ユニットＵ５の受け渡しステージＴＲＳ８の順序で搬送されて、下部反射防止膜が形成される。

続いて受け渡しステージＴＲＳ８のウエハＷは第２の受け渡しアームＤ２により、ＣＯＴ層Ｂ４にウエハＷを受け渡すために受け渡しステージＴＲＳ９に搬送され、次いで当該ＣＯＴ層Ｂ４のメインアームＡ４に受け渡される。そしてＣＯＴ層Ｂ４では、メインアームＡ４により、ウエハＷは加熱処理タワーＴの冷却ユニット４１ｂ→レジスト塗布ユニット３３→加熱処理タワーＴの加熱ユニット４１ａの順序で搬送されて下部反射防止膜の上層にレジスト膜が形成された後、加熱処理タワーＴの周縁露光ユニット４１ｃに搬送されて周縁部が露光され、さらに棚ユニットＵ５の受け渡しステージＴＲＳ４に搬送される。

次いで受け渡しステージＴＲＳ４のウエハＷは第１の受け渡しアームＤ１により、ＴＣＴ層Ｂ５にウエハＷを受け渡すために受け渡しステージＴＲＳ５に搬送され、当該ＴＣＴ層Ｂ５のメインアームＡ５に受け渡される。そしてＴＣＴ層Ｂ５では、メインアームＡ５により、加熱処理タワーＴの冷却ユニット→上部反射防止膜形成ユニット３５→加熱処理タワーＴの加熱ユニット→棚ユニットＵ６の受け渡しステージＴＲＳ１０の順序で搬送されて、レジスト膜の上層に上部反射防止膜が形成される。

続いて受け渡しステージＴＲＳ１０のウエハＷは第２の受け渡しアームＤ２により、棚ユニットＵ６の受け渡しステージＴＲＳ８に搬送され、このステージＴＲＳ８に搬送されたウエハＷはインターフェイスアームＧにより露光装置Ｓ４に搬送され、ここで所定の露光処理が行われる。

露光処理後のウエハＷは、インターフェイスアームＧにより、ＤＥＶ層Ｂ１（Ｂ２）にウエハＷを受け渡すために、棚ユニットＵ６の受け渡しステージＴＲＳ６（ＴＲＳ７）に搬送され、このステージＴＲＳ６（ＴＲＳ７）上のウエハＷは、ＤＥＶ層Ｂ１（Ｂ２）のメインアームＡ１（Ａ２）に受け取られ、当該ＤＥＶ層Ｂ１（Ｂ２）にて、加熱処理タワーＴの加熱ユニット→現像ユニット３１（３２）の順序で搬送され、所定の現像処理が行われる。こうして現像処理が行われたウエハＷは、トランスファーアームＣにウエハＷを受け渡すために、棚ユニットＵ５の受け渡しステージＴＲＳ１（ＴＲＳ２）に搬送され、トランスファーアームＣにより、キャリアブロックＳ１に載置されている元のキャリア２０に戻される。

例えば所定の枚数のウエハＷについてこのような搬送及び処理が完了すると熱板４５への電力供給がカットされて熱板４５の温度が下がる。また例えばバルブＶ１が閉じられ横板５１の流路６２及び支持板５３の流路６１への冷却水の供給が停止し、例えばバルブＶ１の閉鎖に若干遅れてバルブＶ２が閉じられる。

上述の塗布、現像装置によれば、各層Ｂ１〜Ｂ５において複数段に積み重ねられた加熱ユニット４１ａである処理ユニット４１が、冷却ユニット４１ｂや周縁露光ユニット４１ｃなどのウエハＷに他の処理を行う処理ユニット４１と共にＣＦＲＰにより構成された支持枠部５により夫々支持されて、加熱処理タワーＴが構成されている。ＣＦＲＰは、鉄やアルミニウムよりも熱による変形量が小さいので加熱ユニット４１ａから放熱される熱を受けて変形することが抑えられる。従ってウエハＷの非加熱処理時におけるこれら各処理ユニット４１の位置とウエハＷの加熱処理時における各処理ユニット４１の位置とのずれが抑えられるので、各処理ユニット４１の高さ、水平度などの位置調整を容易に行うことができ、またこのような位置調整を行う回数を抑えることができる。
さらにこの塗布、現像装置の実稼動時において未使用の加熱ユニット４１ａの熱板４５を加熱させた場合と加熱させない場合とで他の各処理ユニット４１の位置が変動することが抑えられるため、未使用の加熱ユニット４１ａの熱板４５を加熱させる必要がなくなる結果として消費電力を抑えることができる。また支持枠部５を構成する仕切り用横板５１及び支持板５３の内部には夫々冷却水の流路６１，６２，６３が設けられ、ウエハＷの加熱処理時にはこれら流路６１，６２，６３に冷却水が供給されるため、これら横板５１及び支持板５３の熱による変形がより確実に抑えられる。

また支持枠部５１を構成するＣＦＲＰは耐震性に優れた材質であり、さらに各処理ユニット４１は防振パッド７２を介して支持枠部５１に装着されることで加熱処理タワーＴが構成されているため、製造工場で加熱処理タワーＴを製造してから、この塗布、現像装置に据え付けるまでの搬送時に、加熱処理タワーＴに振動が加えられても、この振動により各処理ユニット４１の位置がずれることが抑えられる。従ってこの加熱処理タワーＴを前記装置に据え付けた後の各処理ユニット４１の位置調整にかかる手間を軽減したり、省いたりすることができる。また加熱処理タワーＴの据え付け後も例えば地震などの際に床板２９から受ける衝撃や、例えばメインアームＡと各処理ユニット４１との間の受け渡しの際に各処理ユニット４１に加わる衝撃がより確実に抑えられるため、各処理ユニット４１の位置がずれることが抑えられる。従ってメインアームＡと各処理ユニット４１との間でウエハＷの受け渡しに異常が発生することが抑えられる結果として、各処理ユニット４１の位置の調整にかかる手間を軽減することができる。

また、このように支持枠部５１がＣＦＲＰにより構成されること、各処理ユニット４１が防振パッド７２を介して支持枠部５１に装着されることに加えて、ウエハＷの処理中、塗布、現像装置の床板２９に対して各仕切り板５１，５２を支持している支持板５３の流路６１には冷却水が供給されており、この冷却水が支持板５３に加わる振動を吸収するため、加熱処理タワーＴの耐震性がより高くなる結果として各処理ユニット４１の位置がずれることが抑えられる。

また本発明の塗布装置は基板にレジスト膜を形成する以外にも例えば液体である絶縁膜の前駆体を既述の液処理ユニット３１〜３５により基板に塗布し、その後既述のような加熱ユニット４１ａにより加熱することで絶縁膜を形成する場合にも用いられる。

なお処理ユニット４１を含む加熱処理タワーとしては図１３に示すような構成としてもよい。この加熱処理タワーＴ２は縦部材である例えば角形の４つの支柱８１と、この支柱８１により水平に保持され、夫々間隔をおいて上下に重ねられた、横部材である計１０枚の載置板８２とを備えており、各載置板８２には処理ユニット４１が載置されている。この例では上５段の処理ユニット４１が加熱ユニット４１として構成されている。なお支柱８１、載置板８２はＣＦＲＰにより構成されており、また支柱８１において載置板８２との接合部の表面は例えば当該載置板８２及び他の部材を連絡することを目的としてアルミニウムまたはＳＵＳなどの金属により被覆されている。

図１４に示すようにこの支柱８１は中空構造となっており、その長さ方向に沿って流路９３が設けられている。各支柱８１の下部には流路８３と連通する液体供給管８４の一端が接続され、各液体供給管８４の他端は合流してバルブＶ３を介して液体供給源６５に接続されている。また各支柱８１の上部には流路８３と連通する排液管８７の一端が接続され、各排液管８７の他端は合流してバルブＶ４を介して排液部６７に接続されている。

この加熱処理タワーＴ２における各処理ユニット４１の稼動時には例えば、バルブＶ３，Ｖ４が開かれて液体供給源６５から冷却水が液体供給管８４を介して流路８３に流入して支柱８１を冷却した後、排液管８７に流入して排液部６７により除去される。このような構成としても既述の処理ユニット４１の熱により支柱８１が変形することがより抑えられ、支柱８１の耐震性を高めることができる。なお例えば支柱８１の内部に既述の流路８３を形成する代わりに、例えば支柱８１の伸長方向に沿って空間を設け、その空間に衝撃を吸収するための液体やジェルなどを封入することで加熱処理タワーＴ２の耐震性を高めてもよい。

次にこの加熱処理タワーＴ２が適用された塗布、現像装置の一例について、その平面図である図１５及びその斜視図である図１６を参照しながら簡単に説明する。なおこの塗布、現像装置は既述の塗布、現像装置と異なり上部反射防止膜形成ユニット３５を備えておらず、ウエハＷに上部反射防止膜は形成されない。またこの塗布、現像装置の各部については既述の塗布、現像装置を構成する各部に対応するものには同じ番号を付しており、それらについての説明は省略する。この塗布、現像装置の処理ブロックＳ２には手前側から順に加熱・冷却系のユニットを多段化した棚ユニットＰ１，Ｐ２，Ｐ３及び液処理ユニットＰ４，Ｐ５の各ユニット間のウエハＷの受け渡しを行う主搬送手段９２，９３とが交互に配列して設けられている。また主搬送手段９２，９３は、キャリアブロックＳ１から見て前後方向に配置される棚ユニットＰ１，Ｐ２，Ｐ３側に一面部と、後述する例えば右側の液処理ユニットＰ４，Ｐ５側の一面側と、左側の一面側をなす背面部とで構成される区画壁９１により囲まれる空間内に置かれている。

前記棚ユニットＰ１，Ｐ２，Ｐ３は、液処理ユニットＰ４，Ｐ５にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための各種ユニットを複数段例えば１０段に積層した構成とされており、その組み合わせはウエハＷを加熱(ベーク)する複数の加熱ユニット(ＰＡＢ)、ウエハＷを冷却する冷却ユニット等が含まれる。この棚ユニットＰ１〜Ｐ３は既述の加熱処理タワーＴ２に相当する。

また液処理ユニットＰ４，Ｐ５は、例えばレジストや現像液などの薬液収納部の上に下部反射防止膜塗布ユニット３３、レジスト塗布ユニット３４、ウエハＷに現像液を供給して現像処理する現像ユニット３１等を複数段例えば５段に積層して構成されている。インターフェイスブロックＳ３は、処理ブロックＳ２と露光装置Ｓ４との間に前後に設けられる第１の搬送室３Ａ及び第２の搬送室３Ｂにより構成されており、夫々に昇降自在、鉛直軸回りに回転自在かつ進退自在なウエハ搬送機構９４，９５を備えている。

第１の搬送室３Ａには、棚ユニットＰ６及びバッファカセットＣ０が設けられている。棚ユニットＰ６にはウエハ搬送機構９４とウエハ搬送機構９５との間でウエハＷの受け渡しを行うための受け渡しステージ（ＴＲＳ）、露光処理を行ったウエハＷを加熱処理する加熱ユニット（ＰＥＢ）及び冷却プレートを有する高精度温調ユニットなどが上下に積層された構成となっている。

続いて、この塗布、現像装置のウエハＷの流れについて説明する。先ず外部からウエハＷの収納されたキャリア２０がキャリアブロックＳ１に搬入されると、ウエハＷは、トランスファーアームＣ→棚ユニットＰ１の受け渡しユニット（ＴＲＳ）→主搬送手段９２→下部反射防止膜形成ユニット３３→主搬送手段９２（９３）→加熱ユニット→主搬送手段９２（９３）→冷却ユニット→主搬送手段９２（９３）→疎水化処理ユニット→冷却ユニット→主搬送手段９２（９３）→レジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）３４→主搬送手段９２（９３）→加熱ユニット→主搬送手段９２（９３）→冷却ユニット→主搬送手段９３→棚ユニットＰ３の受け渡しユニット（ＴＲＳ）→ウエハ搬送機構９４→棚ユニットＰ６の受け渡しユニット（ＴＲＳ）→ウエハ搬送機構９５→露光装置Ｓ４の順に搬送される。

露光処理を受けたウエハＷは、ウエハ搬送機構９５→棚ユニットＰ６の受け渡しユニット（ＴＲＳ）→ウエハ搬送機構９４→棚ユニットＰ３の受け渡しユニット（ＴＲＳ）→ウエハ搬送機構９４→棚ユニットＵ６の加熱ユニット→ウエハ搬送機構９４→棚ユニットＵ６の温調ユニット→ウエハ搬送機構９４→棚ユニットＰ６の受け渡しステージ（ＴＲＳ）→主搬送手段９３→現像ユニット３１→主搬送手段９２→棚ユニットＰ１の受け渡しユニット（ＴＲＳ）→トランスファーアームＣの順で搬送されてキャリア２０に戻される。

本発明に係る半導体製造装置を塗布、現像装置に適用した実施の形態を示す平面図である。 前記塗布、現像装置を示す斜視図である。 前記塗布、現像装置を示す側部断面図である。 前記塗布、現像装置に設けられた加熱処理タワーの支持枠部の斜視図である。 前記加熱処理タワーの斜視図である。 前記加熱処理タワーに設けられた配管を示した説明図である。 前記加熱処理タワーの処理ユニットの収納部の斜視図である。 前記加熱処理タワーの防振パッドの構成を示した説明図である。 前記塗布現像装置のＣＯＴ層の処理ブロックの斜視図である。 前記加熱処理タワーに設けられた加熱ユニットの説明図である。 前記処理ブロックに設けられた液処理タワーの斜視図である。 前記処理ブロックの側面図である。 加熱ユニットを含んだ棚ユニットの構成の一例を示した斜視図である。 前記棚ユニットの支柱の縦断側面図である。 前記塗布、現像装置とは異なる塗布、現像装置の実施の形態を示す平面図である。 前記塗布、現像装置を示す斜視図である。 加熱ユニットを含む従来の棚ユニットの斜視図である。

符号の説明

Ｗ 半導体ウエハ
Ｓ２ 処理ブロック
Ｓ３ インターフェイスブロック
Ｓ４ 露光装置
Ａ１〜Ａ５ メインアーム
Ｒ１ 搬送用通路
Ｔ，Ｔ２ 加熱処理タワー
３ 液処理タワー
４１ 処理ユニット
４１ａ 加熱ユニット
５ 支持枠部

Claims (6)

1. 基板に薬液を供給して液処理を行う液処理ユニットと、
   前記液処理ユニットにより液処理される前あるいは液処理された後の基板を加熱処理するための加熱ユニットを複数段に積み重ねて構成されたタワーと、
   加熱ユニットと液処理ユニットとの間で基板の受け渡しを行う搬送手段と、
   前記タワーを構成すると共に加熱ユニットが装着されて支持され、炭素繊維強化複合材により構成された支持枠部と、
   を備えたことを特徴とする塗布装置。
2. 支持枠部は、垂直に伸びる縦部材と、縦部材の間に設けられる横部材とを含み、縦部材は、液体が収容される液体収容部を備えていることを特徴とする請求項１記載の塗布装置。
3. 液体収容部は、支持枠部の外部からの液体が流通する流路である請求項２記載の塗布装置。
4. 前記液体は、縦部材を冷却する冷却液であることを特徴とする請求項３記載の塗布装置。
5. 横部材は、冷却液が流通する流路を備えていることを特徴とする請求項２記載の塗布装置。
6. 加熱ユニットは防振部材を介して支持枠部に取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一に記載の塗布装置。
   

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