JP4842280B2 - 共有分配を伴うコート／現像モジュール - Google Patents

Description

発明の背景

[0001]本発明は一般に半導体処理設備の分野に関する。特に、本発明は、半導体基板上へ流体を分配する方法及び装置に関する。単なる一例として、方法及び装置は、中央流体分配バンクを共有するコート／現像モジュール内の２つの処理チャンバに対して適用された。しかし、本発明が多くの幅広い適用可能範囲を有していることは言うまでもない。

[0002]電子デバイスを形成するプロセスの一部は、一般に、制御された処理環境で基板（例えば半導体ウエハ）を連続的に処理できる能力を有するマルチチャンバ処理システム（例えばクラスタツール）内で行われる。フォトレジスト材料を堆積（すなわち、コーティング）して現像するために使用され且つ一般にトラックリソグラフィツールとして知られる典型的なクラスタツールはメインフレームを含んでおり、メインフレームは、ポッド／カセット装着デバイスとメインフレームに接続される複数の処理チャンバとの間で基板を搬送する複数の基板受け渡しロボットを収容している。クラスタツールは、しばしば、制御された処理環境内において繰り返し可能な態様で基板を処理できるように使用される。制御された処理環境は、搬送中及び様々な基板処理ステップの完了中に基板表面の汚染を最小にすることを含む多くの利点を有している。したがって、制御された環境内での処理は、形成される欠陥の数を減らすとともに、デバイスの歩留りを高める。

[0003]トラックリソグラフィツール内に一般に含められる２つのタイプの処理チャンバは基板コーティングモジュール及び基板現像モジュールであり、時として、これらはコート／現像モジュールと総称される。一般に、コートモジュールでは、基板の上面にフォトレジスト層又は他のコーティング層を形成するためにスピンコーティングプロセスが使用される。１つの方法は、１分間当たりの回転数（ＲＰＭ）が最大で数千回転まで回転されるスピンチャック上に基板を装着する。基板の中心領域に対して液体（例えばフォトレジスト）が数ミリメートル塗布されるとともに、スピンチャックの回転動作が基板の表面上にわたって液体を分配する。その後のステップにおいてコーティングが処理され、当業者に周知のように基板上に特徴が形成される。現像モジュールでは、フォトレジストの露光後に、基板の表面に現像剤が塗布される。コート／現像モジュールは、多数の類似性を有するとともに、他にも要因があるが、分配流体の様々な粘度に対応する異なるノズル構造を含む相違点を有している。

[0004]幾つかの既に知られたコート／現像モジュールでは、フォトレジスト又は他のコーティング液体を分配するために単一のスピンボールがシステムに対して取り付けられる。幾つかのフォトレジストコーティング用途では、異なる厚さ及び材料を含む多くの異なるコーティング剤を供給することが望ましい。特に、３００ｍｍ基板への生産移行により、異なるコーティング液体の数が増大した。したがって、幾つかのコート／現像モジュール、特にフォトレジストコートモジュールにおいて、分配システムは、異なるフォトレジストを分配する多数の異なる分配ノズルを含んでいる場合がある。また、様々な濃度の溶液及び溶剤とともにフォトレジストを供給する多くの他の分配ノズルが含められる場合もある。

[0005]幾つかのコート／現像モジュールにおいて、分配ノズルは、特定の半導体プロセスに関連する許容誤差にしたがった正確な許容誤差で製造される。これらのモジュールのうちの幾つかにおける分配ノズルの数及び品質の結果として、分配システムのコストがスピンボールのコストよりもかなり大きくなる場合がある。

[0006]一般に、コート／現像用途は、所定の回転速度を得るために基板を回転させて、コーティング流体を分配し、その後、分配ステップが完了された後、所定の期間にわたって基板を回転させ続ける。前述したように、基板の回転は、基板の表面上にわたってコーティング流体を分散させるために利用される。これらのプロセスでは、基板回転がレジストを分配する間、分配システムは活動していない。したがって、幾つかの分配システムでは、最も高価なシステム構成要素すなわち分配装置内に含まれる構成要素が処理時間のかなりの部分にわたってアイドル状態にある。

[0007]他の既に知られたコートモジュールは複数のスピンボールを使用する。２つのスピンチャックが１つのケーシング内に配置されたコーティング装置の１つの例が米国特許第５，２５０，１１４号に記載されている。ウエハは、ケーシングの外側に配置された１つのロボットによりスピンチャックに対してロード及びアンロードされる。レジスト液体を分配するための１つのレジストノズルは、２つのローラを取り囲むエンドレスベルトに取り付けられたノズルアームに対して取り付けられている。エンドレスベルトはモータによって駆動される。モータ及びエンドレスベルトの使用により、ノズルアームは両方のスピンチャックを扱うことができる。

[0008]米国特許第５，２０５，１１４号に示されたシステムは幾つかの問題をかかえている。第１に、システムは、１つのレジストを分配する１つのレジストノズルだけを備えている。したがって、システムは、異なる材料から成るコーティング剤を含む多数の異なるコーティング剤を供給しない。第２に、スピンチャックとケーシング内に収容された他のアイテムとの間に設けられる唯一の分離体は、各スピンチャックを取り囲むカップである。カップはコーティング中に所定の位置まで上昇される。このカップ構造は、ウエハ表面から撒き散らされる液体粒子のための何らかの封じ込めを行う場合があるが、ウエハの近傍の雰囲気の制御はこの構造によって行われない。その結果、浮遊粒子及び溶剤霧は、一方のスピンチャックから他方のスピンチャックへと自由に移動し、或いは、１つのノズルが待機する待機トレンチからいずれかのウエハへと自由に移動する。

[0009]したがって、改良されたコート／現像モジュール及び当該コート／現像モジュールを動作させる改良された方法の必要性が技術的に存在する。

発明の概要

[0010]本発明によれば、半導体処理設備の分野に関連する技術が提供される。特に、本発明は、半導体基板上へ流体を分配する方法及び装置を含んでいる。単なる一例として、方法及び装置は、中央流体分配バンクを共有するコート／現像モジュール内の２つの処理チャンバに対して適用された。しかし、本発明が多くの幅広い適用可能範囲を有していることは言うまでもない。

[0011]本発明の特定の実施形態では、半導体基板処理動作中に流体を分配する装置が提供される。装置は、複数の流体源に結合された複数の分配ノズルを備える中央流体分配バンクと、中央流体分配バンクの第１の側に位置された第１の処理チャンバとを含んでいる。また、装置は、中央流体分配バンクの第２の側に位置された第２の処理チャンバと、中央流体分配バンクと第１の処理チャンバと第２の処理チャンバとの間で並進するようになっている分配アームと、分配アームに設けられ、流体の分配前に半導体基板に溶剤を分配する溶剤プレウェットノズルと、を含んでいる。複数の分配ノズルは、第１のノズルホルダアセンブリ内に収容された分配ノズルの第１の列と、第２のノズルホルダアセンブリ内に収容された分配ノズルの第２の列とを備える２次元パターンで配列され、第１のノズルホルダアセンブリ及び第２のノズルホルダアセンブリが、第１の処理チャンバの中心と第２の処理チャンバの中心とを接続するラインと略平行に位置合わせされている。

[0015]従来技術よりも優れた本発明によれば多くの利点が達成される。例えば、本技術によれば、幾つかの共通の構成要素を共有することができ、それにより、システムコスト、複雑さ、フットプリントを減少させることができる。また、本発明の実施形態は、各処理チャンバ毎に設けられる重複システムの数を減少しつつシステムの信頼性を高める。これら及び他の利点については、本明細書の全体にわたって、特に以下において、更に詳しく説明する。

[0016]本発明のこれら及び他の実施形態並びにその利点及び特徴の多くについては、以下の本文及び添付図面と併せて更に詳しく説明する。

具体的な実施形態の説明

[0028]本発明によれば、半導体処理設備の分野に関連する技術が提供される。特に、本発明は、半導体基板上に流体を分配する方法及び装置を含んでいる。単なる一例として、方法及び装置は、中央流体分配バンクを共有するコート／現像器モジュールの２つの処理チャンバに適用された。しかしながら、本発明が非常に幅広い適用範囲を有していることは言うまでもない。

[0029]図７は、有利に使用できる本発明の多数の態様を示すトラックリソグラフィツール７１０の一実施形態の平面図である。図７に示されるトラックリソグラフィ７１０の一実施形態は、フロントエンドモジュール（時として、ファクトリインタフェースと称される）７５０と、中央モジュール８５０と、リアモジュール（時として、スキャナインタフェースと称される）９００とを含んでいる。フロントエンドモジュール７５０は、一般に、１つ以上のポッドアセンブリ又はＦＯＵＰ８０５（例えばアイテム８０５Ａ〜Ｄ）と、フロントエンドロボット８０８と、フロントエンド処理ラック７５２とを含んでいる。中央モジュール８５０は、一般に、第１の中央処理ラック８５２と、第２の中央処理ラック８５４と、中央ロボット８０７とを含んでいる。リアモジュール９００は、一般に、リア処理ラック９０２とバックエンドロボット８０９とを含んでいる。一実施形態において、トラックリソグラフィツール７１０は、フロントエンド処理ラック７５２内の処理モジュールにアクセスするようになっているフロントエンドロボット８０８と；フロントエンド処理ラック７５２、第１の中央処理ラック８５２、第２の中央処理ラック８５４及び／又はリア処理ラック９０２内の処理モジュールにアクセスするようになっている中央ロボット８０７と；リア処理ラック９０２内の処理モジュールにアクセスするとともに、場合によってステッパ／スキャナ７０５との間で基板をやりとりするようになっているバックエンドロボット８０９とを含んでいる。一実施形態において、シャトルロボット８１０は、１つ以上の処理ラック（例えば、フロントエンド処理ラック７５２、第１の中央処理ラック８５２など）内に保持された２つ以上の隣接する処理モジュール間で基板を受け渡すようになっている。一実施形態においては、フロントエンドロボット８０８の周囲及びポッドアセンブリ８０５とフロントエンド処理ラック７５２との間の環境を制御するためにフロントエンド筐体８０４が使用される。

[0030]また、図７は、本発明の態様で見出される想定し得るプロセスチャンバ構造の更なる詳細も含んでいる。例えば、フロントエンドモジュール７５０は、一般に、１つ以上のポッドアセンブリ又はＦＯＵＰ８０５と、フロントエンドロボット８０８と、フロントエンド処理ラック７５２とを含んでいる。１つ以上のポッドアセブリ８０５は、一般に、トラックリソグラフィツール７１０内で処理される１つ以上の基板「Ｗ」又はウエハを収容できる１つ以上のカセット８０６を受け入れるようになっている。フロントエンド処理ラック７５２は、基板処理シーケンスで見出される様々な処理ステップを実行するようになっている複数の処理モジュール（例えばベークプレート７９０、チルプレート７８０など）を含んでいる。一実施形態において、フロントエンドロボット８０８は、ポッドアセンブリ８０５内に装着されたカセット間及びフロントエンド処理ラック７５２内に保持された１つ以上の処理モジュール間で基板を受け渡すようになっている。

[0031]中央モジュール８５０は、一般に、中央ロボット８０７と、第１の中央処理ラック８５２と、第２の中央処理ラック８５４とを含んでいる。第１の中央処理ラック８５２及び第２の中央処理ラック８５４は、基板処理シーケンスで見出される様々な処理ステップを実行するようになっている様々な処理モジュール（例えば、コータ／現像器モジュール１００、ベークモジュール７９０、チルプレート７８０など）を含んでいる。一実施形態において、中央ロボット８０７は、フロントエンド処理ラック７５２、第１の中央処理ラック８５２、第２の中央処理ラック８５４及び／又はリア処理ラック９０２の間で基板を受け渡すようになっている。１つの態様において、中央ロボット８０７は、中央モジュール８５０の第１の中央処理ラック８５２と第２の中央処理ラック８５４との間の中心位置に位置決めされている。

[0032]リアモジュール９００は、一般に、リアロボット８０９及びリア処理ラック９０２を含んでいる。リア処理ラック９０２は、一般に、基板処理シーケンスで見出される様々な処理ステップを実行するようになっている処理モジュール（例えば、コータ／現像器モジュール７６０、ベークモジュール７９０、チルプレート７８０など）を含んでいる。一実施形態において、リアロボット８０９は、リア処理ラック９００とステッパ／スキャナ７０５との間で基板を受け渡すようになっている。カリフォルニア州のサンノゼにあるキャノンＵＳＡ社、カリフォルニア州のベルモントにあるニコンプレシジョン社、アリゾナ州のテンペにあるＡＳＭＬＵＳ社から購入されてもよいステッパ／スキャナ７０５は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造で使用されるリソグラフィック投影装置である。スキャナ／ステッパツール７０５は、クラスタツール内の基板上に堆積された感光材料（レジスト）を何らかの形態の電磁放射線に晒して、基板表面上に形成される集積回路（ＩＣ）デバイスの個々の層に対応する回路パターンを形成する。

[0033]一実施形態では、クラスタツール７１０内の全ての構成要素及びクラスタツール７１０内で行われるプロセスを制御するためにコントローラ８０１が使用される。コントローラ８０１は、一般に、ステッパ／スキャナ７０５と通信し、クラスタツール８１０内で行われるプロセスの態様を監視して制御するようになっているとともに、基板処理シーケンス全体の全ての態様を制御するようになっている。一般にマイクロプロセッサベースのコントローラであるコントローラ８０１は、ユーザから及び／又は処理チャンバのうちの１つにおける様々なセンサから入力を受けるとともに、様々な入力及びコントローラのメモリ内に保持されたソフトウェア命令にしたがって処理チャンバの構成要素を適切に制御するように構成されている。コントローラ８０１は、一般に、様々なプログラムを保持し、プログラムを処理し、必要なときにプログラムを実行するためにコントローラによって利用されるメモリ及びＣＰＵ（図示せず）を含んでいる。メモリ（図示せず）は、ＣＰＵに接続されており、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）や読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）などの直ぐに利用できるメモリ、フロッピーディスク、ハードディスクク、又は、任意の他の形態のデジタル記憶装置、ローカルストレージ又はリモートストレージのうちの１つ以上であってもよい。ソフトウェア命令及びデータは、ＣＰＵに命令するためにコード化してメモリ内に記憶することができる。従来の態様でプロセッサをサポートするために、ＣＰＵにはサポート回路（図示せず）も接続されている。サポート回路としては、キャッシュ、電源、クロック回路、入力／出力回路、サブシステムなどを挙げることができ、これらは全て当分野において周知である。コントローラ８０１によって読み取ることができるプログラム（又はコンピュータ命令）は、どのタスクが処理チャンバ内で実行できるのかを決定する。好ましくは、プログラムは、コントローラ８０１によって読み取り可能なソウトウェアであり、定められた規則及び入力データに基づいてプロセスを監視して制御するための命令を含んでいる。

[0034]更に、図７は、処理チャンバ１１０、１１１の両方でフォトレジストコートステップ又は現像ステップを行うようになっていてもよい第２の中央処理ラック８５４に装着されたコータ／現像器モジュール１００を示している。この構造は、２つの処理チャンバ１１０、１１１で見出される共通の構成要素の一部を共有することができ、それにより、システムコスト、複雑度及びツールのフットプリントを減少させることができるため有益である。図７に示されるように、また、以下で更に詳しく説明するように、処理チャンバ１１０、１１１内にはそれぞれ２つのスピンチャック１３０、１３１が設けられている。２つの処理チャンバ間には共有中央流体分配バンク１１２が位置されており、また、分配アームアセンブリ１１８は中央流体分配バンクからノズルを選択して両方のスピンチャックを扱うことができる。本発明の実施形態において、中央ロボット８０７は、両方の処理チャンバ１１０、１１１に独立にアクセスすることができる。

[0035]図１Ａは、本発明の一実施形態に係る流体分配装置の簡略化された斜視図である。流体分配装置１００はフレーム１０５を含むものとして示されている。更なる構成要素が本発明の実施形態によって設けられるが、明確にするため、全ての構成要素は図示されていない。例えば、フレームの側面に一般に存在する吸気ポート及び排気ポート並びに給電部は図１Ａに示されていない。構成要素の幾つかに関する更なる詳細が図２で与えられている。

[0036]図１Ａに示されるように、２つの別個の処理チャンバ１１０、１１１は、中央流体分配バンク１１２の左側及び右側のそれぞれにおいてフレーム１０５内に位置されている。一部のコート／現像器モジュールでは、処理チャンバ１１０、１１１が処理ステーションと称される。ここでは、処理チャンバ及び処理ステーションという用語が置き換え可能に使用される。単なる一例として、本発明は、一対のコート／現像ボールが中央流体分配バンクの両側に水平に配置されたコータ／現像器モジュールに適用されているが、これは本発明において必須のものではない。特定の実施形態において、コートモジュールは、異なるフォトレジスト及び異なる濃度の溶剤と組み合わされたフォトレジストを用いるフォトレジストモジュールである。当業者に明らかなように、中央流体分配バンクによって分配される流体は、液体、蒸気、霧又は液滴の形態で供給されてもよい。

[0037]他の実施形態において、処理チャンバは、例えば有機流体及び無機流体、混合有機／無機流体、水溶性流体などを使用してコーティングプロセスを行うようになっていてもよい処理モジュールである。単なる一例として、これらの流体は、ボトム反射防止コーティング（ＢＡＲＣ）、レジスト、トップ反射防止コーティング（ＴＡＲＣ）、現像、シュリンクコート、ＰＩＱ（登録商標）（ポリイソインドロキナゾリンジオン）、スピンオンガラス、スピンオン誘電体、スピンオンハードマスクなどを含むスピンオン材料を含むプロセスで利用されてもよい。また、化学メッキプロセス及び電気化学メッキプロセス並びにウェットクリーン等において使用される流体を含む他の流体を利用するプロセスも本発明の範囲内に含まれる。

[0038]図１Ａに示される実施形態において、処理チャンバ１１０、１１１は、一般に、コータモジュール又は現像器モジュールとともに米国仮出願第６０／６３９，１０９号に記載された処理構成要素の全てを含んでいる。また、２つのチャンバは中央流体分配バンク１１２を共有している。中央流体分配バンクは多くの分配ノズル１１４を含んでいる。各スピンチャック１３０、１３１は、シャフト（図示せず）を介してモータ（図示せず）に結合されるとともに、スピンチャックの面と垂直な軸を中心に回転するようになっている。幾つかの実施形態において、スピンチャック１３０、１３１は、基板が回転されている間に基板を保持するようになっている真空源に接続されたシール面を含んでいる。

[0039]コントローラ（図示せず）は、スピンチャックのタイミング及び回転速度を所定の態様で制御できるように設けられてモータに接続されている。幾つかの実施形態において、回転速度は、時間に応じて変化してもよく或いは一定であってもよい。一実施形態において、回転モータは、最大で約５０，０００ＲＰＭ／ｓの加速度をもって３００ｍｍ半導体基板を約１回転／分（ＲＰＭ）〜約５，０００ＲＰＭの間で回転させるようになっている。当業者は、多くの変形、変更、代替案を認識している。

[0040]分配アームアセンブリ１１８はモータ１０５、１０６、１０７によって３次元で作動される。モータ１０５は、時として縦方向と称される第１の方向でガイドレール１１９に沿って分配アームアセンブリを移動させるために使用される。モータは、分配アームアセンブリを所定の速度で正確に反復可能に移動させるように選択される。一実施形態において、ガイドレールに沿う分配アームアセンブリの移動は、分配アームアセンブリが両方のウエハの中心に達するのに十分である。幾つかの実施形態では、当業者に周知のように、動作ストッパ、位置フィードバック、インターロックが設けられる。

[0041]モータ１０６は、時として垂直方向と称される第２の（垂直）方向でエクステンションアーム１１７を移動させるために使用される。モータは、エクステンションアームを所定の速度で正確に反復可能に移動させるように選択される。一実施形態において、垂直方向でのエクステンションアームの移動は、グリッパアセンブリが分配ノズルに達し、且つ分配ノズルをカップの上縁、エクステンションアームアクセスドア、他の障害物よりも上側に持ち上げるのに十分である。幾つかの実施形態では、当業者に周知のように、動作ストッパ、位置フィードバック、インターロックが設けられる。

[0042]モータ１０７は、時として横方向と称される第３の方向でグリッパアセンブリ１０８を移動させるために使用される。図１Ａに示されるように、グリッパアセンブリ１０７は、エクステンションアーム２２０に沿って移動できるとともに、ノズルホルダアセンブリ１１７よりも上側の第１の位置及びノズルホルダアセンブリ１１６よりも上側の第２の任意の位置で示されている。モータは、グリッパアセンブリを所定の速度で正確に反復可能に移動させるように選択される。一実施形態において、横方向でのグリッパアセンブリの移動は、グリッパアセンブリが両方のノズルバンクに達するのに十分である。垂直方向に向けられた１つのノズルバンクが利用される実施形態において、グリッパアセブリの移動は、グリッパアセンブリがバンク内の全てのノズルに達するのに十分である。幾つかの実施形態では、当業者に周知のように、動作ストッパ、位置フィードバック、インターロックが設けられる。

[0043]図１Ｂは、本発明の他の実施形態に係る流体分配装置の簡略化された斜視図である。図１Ｂに示されるように、フレーム１０５の内側には分配アームアクセスシャッタ１２２、１２３が設けられている。分配アームアクセスシャッタ１２２は、第１の処理チャンバ１１０と中央流体分配バンク１１２との間に位置されている。分配アームアクセスシャッタ１２３は、中央流体分配バンクと第２の処理チャンバ１１１との間に位置されている。本発明の実施形態において、分配アームアクセスシャッタは、開位置と閉位置との間で移動できるとともに、これらの位置の間で位置決めされる。図１Ｂに示されるように、分配アームアクセスシャッタ１２２は開位置と閉位置との間の約半分の位置にある。分配アームアクセスシャッタ１２３は閉位置で示されている。分配アームアクセスシャッタが開位置にある場合、分配アームアセンブリは処理チャンバと中央流体分配バンクとの間で自由に移動できる。

[0044]図２は、本発明の一実施形態に係る流体分配装置の簡略化された概略平面図である。図２を参照すると、カップ１４０、１４１は、適した剛性及び耐溶剤性によって特徴付けられる材料から製造される。例えば、本発明の幾つかの実施形態において、カップ１４０、１４１は、プラスチック材料（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、ポリプロピレン、又は、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ））、セラミック材料、プラスチック材料でコーティングされた金属（例えば、ＰＶＤＦ又はＨａｌａｒのいずれかでコーティングされたアルミニウム又はＳＳＴなど）、又は、流体分配システム１１２から供給される処理流体と適合する他の材料から製造される。

[0045]リフトアセンブリ（図示せず）は、一般に、エアシリンダ又はサーボモータなどのアクチュエータ（図示せず）と、リニアボールベアリングスライドなどのガイド（図示せず）とを含んでおり、これらは、回転可能なスピンチャック１３０、１３１を所望の位置へと昇降させるようになっている。したがって、リフトアセンブリは、筐体１００の外側に位置された外部ロボットを用いて基板を交換するため、処理中にカップ内の回転可能なスピンチャク上に装着された基板を位置決めするとともに基板をカップの上端よりも上側に持ち上げるようになっている。外部ロボットに取り付けられるロボットブレード（図示せず）は、ロボットアクセスシャッタ１２０、１２１を介して装置１００内に入る。

[0046]図２に示されるように、プレウェットノズル１１５はエクステンションアームアセンブリ１１８の先端に位置されている。幾つかの実施形態において、プレウェットノズルは、エクステンションアームに結合された構成要素を介して配管にされる。これらの実施形態では、単一のプレウェットノズルがエクステンションアーム上に存在するため、個々の分配ノズルのそれぞれの構造が簡略化される。特に、幾つかの実施形態では、プレウェットノズルが各分配ノズルの一部として含められない。以下で更に十分に説明するように、エクステンションアームは、伸縮アームであり、したがって、プレウェットノズル１１５をガイド機構１１９から所望の距離に制御可能に位置決めすることができる。また、バックサイドリンス（ＢＳＲ）ノズル１３８は、スピンチャック１３０、１３１上に位置決めされた基板の下側に位置されるボールの部位上に含められる。ＢＳＲノズルは、クリーニングステップ中に基板の裏面に塗布される溶剤を供給する。一実施形態では、エッジビード除去（ＥＢＲ）アーム１５０が各処理チャンバの角部に設けられる。図２に示されるように、ＥＢＲアームは、ＥＢＲアームの基端に位置されたピボット１５２を中心に回転して、スピンチャック上に装着された基板のエッジ上の位置にＥＢＲアームの先端を位置決めする。基板上に存在するエッジビードを除去するため、ＥＢＲアームの先端に位置されたノズルを通じてＥＢＲ流体が分配される。

[0047]ガス流分配システムは、筐体１００及び処理チャンバ１１０、１１１を通じてガスの均一な流れを供給するようになっている。特定の実施形態において、ガス流分配システムは、温度及び／又は湿度が制御された空気を供給ポート１６０を通じて供給する。カップ排気部１６２は処理チャンバからの空気の除去を行う。カップドレーン１６４はカップからの流体の除去を行う。図２に示されるように、温度及び／又は湿度が制御された空気、カップ排気部、カップドレーンに関連して４つのポートが示されている。幾つかの実施形態ではシステムフットプリントを減らすために４つの分配システムが垂直に積み重ねられるため、この例図が与えられている。したがって、例えば、図示のカップ排気部のそれぞれは、４つの分配システムのうちの１つにおけるカップに対して結合される。

[0048]図２に示される様々な空気及び流体処理構成要素は４つの別個のポートとして示されているが、これは本発明において必須のものではない。他の実施形態において、空気及び流体処理構成要素は、全体のシステム構造に応じて異なる数で設けられる。また、ポートは各グループ内で寸法が均一に示されているが、これは本発明において必須のものではない。更に、他の実施形態では、別個のポートを大きな共用ポートへと組み合わせることが行われる。当業者は、多くの変形、変更、代替案を認識している。

[0049]また、当業者に明らかなように、温度及び湿度が制御されたガス、例えば空気の処理チャンバへの供給は、一般に、様々な空気流パラメータの監視及び制御にまで及ぶ。単なる一例として、本発明の一実施形態では、チャンバの環境が監視されるとともに、溶剤分圧及び蒸気濃度、空気流速度、空気流量、とりわけ差圧を含むパラメータが制御されて、所望の空気温度及び湿度が達成される。更に、幾つかの実施形態では、チャンバ環境に加えて、基板上に存在する膜からの静電放電が制御される。したがって、処理チャンバ環境及び基板パラメータ、特にチャックスピン速度などのファクタの制御により、コーティング特性を制御することができる。

[0050]また、アクセスポートのためのシールとロボットアームがアクセスポートを通過するためのアクセスとを交互に行うため、２つのチャンバのそれぞれはロボットアクセスシャッタ１２０／１２１を含んでいる。基板が処理できる状態にあり且つ基板を処理するために処理チャンバを利用できる場合には、ロボットアクセスシャッタが開かれる。その上に基板が支持されるロボットアーム（図示せず）は、アクセスポートを通じて移動されることにより、処理チャンバの外側の位置から一方のスピンチャック上の位置へと基板を移動させる。当業者に周知の方法を利用して、ロボットアームがスピンチャック上に基板を配置して処理チャンバから出るとともに、ロボットアクセスシャッタが閉じられる。

[0051]ロボットアクセスシャッタ１２０、１２１を使用して、ロボットは、基板を処理チャンバ１１０、１１１内へ独立に交互にロードすることができる。幾つかの実施形態では、処理チャンバ１１０内でコート／現像プロセスが行われる間、ロボットアクセスシャッタ１２１が開かれて、基板が処理チャンバ１１１内へロードされる。或いは、処理チャンバ１１１内でコート／現像プロセスが行われる間、ロボットアクセスシャッタ１２０は処理チャンバ１１０へ独立にアクセスできるようにする。本発明の実施形態を使用すると、基板のローディング及び処理が２つの処理チャンバで同時に行われるため、システムスループットが高められる。

[0052]図２に示されるように、２つの処理チャンバのそれぞれは、スピンチャック１３０、１３１のそれぞれと中央流体分配バンク１１２との間に位置される分配アームアクセスシャッタ１２２、１２３も含んでいる。図１に示される実施形態では分配アームアクセスシャッタが設けられていないが、幾つかの実施形態において、分配アームアクセスシャッタは、システムの動作中に中央流体分配バンクから処理チャンバを分離させるためにシールドを行う。一般に、分配アームアクセスシャッタは、分配アームアセンブリ１１８を処理チャンバ内へ移動させることができるようにするために開かれ、分配ステップが終了して分配アームアセンブリが中央流体分配バンク領域へ戻った後に閉じられる。一般に、コートプロセスは、基板を所望の回転速度まで加速させ、例えばレジストなどのコーティング流体を数秒間にわたって分配するとともに、基板を数十秒間にわたって連続回転させることを含んでいる。単なる一例として、本発明の一実施形態では、基板が５００ＲＰＭの速度に達するまで回転され、レジストが約３秒間にわたって分配されるとともに、基板が約６０秒間にわたって１８００ＲＰＭの回転速度に維持される。この実施形態では、レジスト流体が分配された後、分配アームが中央流体分配バンクへと戻り、基板が約５５秒間にわたって回転し続けている間に分配アームアクセスシャッタが閉じられる。

[0053]本発明の幾つかの実施形態において、分配アームアクセスシャッタ１２２、１２３は、中央流体分配バンク内に存在する液体からの分離を行うだけでなく、各処理チャンバ内での更なる粒子制御も行う。例えば、一実施形態において、分配アームアクセスシャッタは、中央流体分配バンクから処理チャンバ内への浮遊粒子の流れを制限する処理チャンバのためのシールを行う。したがって、分配アームアクセスシャッタは、処理チャンバ間のクロストークを最小限に抑えるとともに、汚染物質がチャンバ境界を横切って移動しないようにする。また、分配アームアクセスシャッタは、処理チャンバ間での流れを実質的に制限し、それにより、それぞれの処理チャンバと中央流体分配バンクとの間での空気の流れを減少させる。一般に、他にも理由はあるが、許容できる耐用年数を与えるため、分配アームアクセスシャッタはアルミニウムなどの化学的耐性のある材料から形成される。

[0054]図１Ｂでは開位置と閉位置との間で垂直にスライドするものとして示されているが、これは本発明において必須のものではない。他の実施形態において、分配アームアクセスシャッタは様々な位置間を直線軌道で、回転軌道で、斜めの軌道等で移動される。幾つかの実施形態において、分配アームアクセスシャッタは、特定の用途に応じて、空気圧、ソレノイド又はモータによって作動される。一般に、分配アームアクセスシャッタの動きは１つ以上のインターロックとともに制御される。特定の実施形態において、インターロックは、機械的な、電気的な、又は、ソフトウェアのスイッチ或いは制御装置を使用して動作する。当業者は、多くの変形、変更、代替案を認識している。

[0055]また、本発明の実施形態により各基板の近傍における温度及び／又は湿度の独立制御が行われる。幾つかのコーティングプロセスにおいて、仕上げコーティングに関連するパラメータは、コーティングプロセスの温度、基板の近傍の湿度、又は、これらの両方の関数である。本発明の実施形態は、処理チャンバ１１０、１１１において独立した温度及び／又は湿度制御を行う。したがって、特定のプロセスにおいて異なる温度及び／又は湿度設定が必要とされるコーティングプロセスの場合、本発明の実施形態は必要な制御を行う。単なる一例として、処理チャンバ１１０では、コーティングプロセスが、コーティングされる基板の周囲環境の温度及び湿度の制御を必要としてもよく、同時に、現像プロセスが温度の制御のみを必要としてもよい。更に他の実施形態では、温度、湿度、又は、これらの両方のいずれかが２つの処理チャンバ内で独立に制御されてもよい。

[0056]幾つかの実施形態において、処理チャンバ内の温度及び／又は湿度は、ロボットアームアクセスドアの使用による分配動作の前、最中、後に制御されてもよい。所定の温度及び／又は湿度で動作するようになっているプロセスにおいて、アクセスドアは、分配アームの侵入を許すように開くことができ、流体分配ステップ中に部分的に閉じることができ、分配アームが処理チャンバから出ることができるように再び完全に開くことができ、また、分配プロセスの終了中に完全に閉じることができる。

[0057]中央流体分配バンク１１２は、１つ以上のノズルホルダアセンブリ１１６内に収容される複数のノズル１１４を含んでいる。米国仮出願第６０／６３９，１０９号に更に十分に記載されるように、コータ又は現像器モジュールで使用される流体分配システムは、１つ以上の処理流体をスピンチャック１３０上に装着された基板の表面へ供給する１つ以上の流体源アセンブリ（図示せず）を含んでいてもよい。本発明の幾つかの実施形態では、分配アームのホーム位置が中央流体分配バンク領域内にある。したがって、ロボットアクセスドア１２０、１２１を通じた基板ローディング及びアンローディング動作中、分配アームは中央流体分配バンク領域内のホーム位置に位置される。

[0058]図１に示されるように、本発明の一実施形態では２つの分配ノズルバンクが設けられる。ノズルホルダアセンブリ１１６内に収容された各ノズル１１４は、一般に、配管要素（供給チューブ、ポンプ、フィルタ、吸引バック弁、流体源などを含む）に対して接続されるとともに、１つのタイプの処理流体を分配するようになっている。特定の実施形態において、処理流体は、フォトレジスト、溶剤、コーティング、現像剤などである。当業者は、多くの変形、変更、代替案を認識している。左側処理チャンバ内又は右側処理チャンバ内のいずれかに分配アームを位置決めできるため、各中央流体分配バンクは両方の処理チャンバを扱うことができ、それにより、各処理チャンバ内で必要とされる冗長性（重複）が減少される。

[0059]当業者であれば分かるように、様々なプロセスにおいて利用されるノズル構造は一般に特定の用途の特徴に応じて異なる。単なる一例として、レジストノズルバンクは一般に４個〜１０個のノズルを含んでいる。本発明の特定の実施形態において、レジストノズルバンクは１０個を越えるノズルを含んでいる。一般に、レジストノズルは、レジスト、反射防止コーティング、スピンオン材料（例えばＳＯＧ及びＳＯＤ）を含む様々な化学物質を分配するようになっている。一方、現像ノズルバンクは一般に１個〜３個のノズルを含んでいる。幾つかの実施形態では、４個以上の現像ノズルが現像ノズルバンク内に含まれる。また、幾つかの現像ノズルバンクは特定の用途に適した多くのリンスラインを含んでいる。

[0060]ノズルの構造は、レジストであろうと現像であろうと、特定の用途に適するように構造において類似性を共有してもよい。また、分配動作が行われている時間は、一般に、数秒の期間にわたって起こるレジスト動作に伴って変化し、一方、現像動作は数百秒の期間にわたって起こってもよい。したがって、本発明の実施形態は、特定の分配アセンブリの機能に適したノズルを中央流体分配バンクに備えている。

[0061]図１及び図２に示されるように、中央流体分配バンクは多数の分配ノズルを含んでいる。図１Ａ、図１Ｂ、図２に示される実施形態において、分配ノズルは、ノズルの２つのグループ、具体的には、ノズルホルダアセンブリ１１６内に収容される５個のノズルから成る第１のグループと、ノズルホルダアセンブリ１１７内に収容される５個のノズルから成る第２のグループとを成して配置されている。図示のように、分配ノズルは、ノズルホルダアセンブリ内で縦方向に配列されている。すなわち、ノズルホルダアセンブリの長手寸法は、スピンチャック１３０の中心をスピンチャック１３１の中心に接続するラインと平行に合わせられている。スピンチャックがそれらの対応する処理チャンバの内側に中心付けられる実施形態において、ノズルホルダアセンブリは、第１の処理チャンバの中心と第２の処理チャンバの中心とを接続するラインと平行に位置合わせされる。ノズルホルダアセンブリを基準付けることができる他の基準フレームはガイド機構１１９の長さである。図１に示されるように、ノズルホルダアセンブリ１１６、１１７はガイド機構１１９の長さと平行に位置合わせされる。

[0062]図１〜３は各ノズルホルダアセンブリ１１６が５個のノズル１１４を含む構造を示しているが、他の実施形態において、ノズルホルダアセンブリ１１６は、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく更に少ない数のノズル又は更に多くの数のノズルを含んでいてもよい。例えば、一実施形態では、１つのバンク当たりに８個のノズルを含む２つのバンクが設けられる。また、図１ではノズルホルダアセンブリがガイド機構１１９の長さと平行に位置合わせされるように示されているが、これは本発明において必須のものではない。代替の実施形態では、ノズルホルダアセンブリがガイド機構の長さに対して垂直に位置合わせされる。また、特定の一実施形態では、８個のノズルを含む単一のバンクが設けられる。この特定の実施形態において、単一のノズルバンクは、ノズルホルダアセンブリがガイド機構の長さに対して垂直に位置合わせされた状態で配置される。これらの代替の実施形態については以下で更に詳しく説明する。

[0063]図１に示されるように、ノズル分配バンクに設けられる分配ノズルの全ては、スピンチャックを含む平面と平行の１つの平面内に配列される。しかしながら、これは本発明において必須のものではない。代替の実施形態（図示せず）においては、分配ノズルが垂直に積み重ねられ、第１の数のノズルが第１の平面内に配列され、第２の数のノズルが第２の平面内に配列される。また、幾つかの実施形態では、ノズルが垂直に積み重ねられるとともに横方向に千鳥状に配置され、それにより、特定の用途に適したノズルにアクセスできるようになっている。

[0064]図３Ａは、本発明の一実施形態に係る第１の動作モードにおける流体分配装置の簡略化された概略平面図である。本発明の特定の実施形態では、流体分配装置がコータ／現像器モジュールである。図３Ａに示されるように、時としてノズルアームアセンブリと称される分配アームアセンブリ１１８は、スピンチャック１３０上に保持された基板２１０上へ処理流体を分配するために右側処理チャンバ上に位置決めされる。分配アームアセンブリ１１８はアーム２２０及びノズル保持機構２２２を含んでいてもよい。分配アームアセンブリ１１８は、分配アームアセンブリ１１８を移動させてガイド機構２２６に沿う任意の位置に位置決めするようになっているアクチュエータ２２４に対して取り付けられている。一実施形態において、システムコントローラ（図示せず）は、処理中に基板２１０の上側にノズル１１４を正確に位置決めするとともに、ノズル保持機構がノズルホルダアセンブリ１１６からノズル１１４を拾い上げ且つ外し落とすことができるようにするべく、分配アームアセンブリ１１８を垂直に移動させるようになっている。前述したように、分配アームアクセスシャッタ１２３は、垂直に移動して閉じるとともに、処理中に一方の処理チャンバ１１１を中央流体分配バンク１１２及び他方のプロセスモジュール１１０から分離させて処理中の基板の二次汚染を防止するようになっている。

[0065]図３Ｂは、本発明の他の実施形態に係る第２の動作モードにおける流体分配装置の簡略化された概略平面図である。図３Ｂに示されるように、分配アームアセンブリ１１８は、スピンチャック１３０上に保持された基板３１０上に処理流体を分配するために左側処理チャンバ１１０上に位置決めされる。分配アームアクセスシャッタ１２２は、垂直に移動して閉じるとともに、処理中に処理チャンバ１１０を中央流体分配バンク１１２及び他方の処理チャンバ１１１から分離させて処理中の基板の二次汚染を防止するようになっている。

[0066]図６は、本発明の他の実施形態に係る流体分配装置の簡略化された概略平面図である。図６に示されるように、流体分配装置は、図２に示される装置と幾つかの共通点を共有する。例えば、図６に示される装置は、多くの分配ノズルを備える中央流体分配バンク６１２と、ホーム領域６１４と、中央流体分配バンク及びホーム領域の両側に位置された２つの処理チャンバとを含んでいる。図６に示されるように、中央流体分配バンクは単一のノズルホルダアセンブリ６１６を含んでおり、この場合、ノズルホルダアセンブリの長い寸法は、処理チャンバ６１０の中心と処理チャンバ６１１の中心とを接続するラインに対して略垂直である。

[0067]また、図６に示されるアセンブリは、共有中央流体分配バンク内に収容されたノズルホルダアセンブリにアクセスして、当該ノズルホルダアセンブリから１つの分配ノズル６１８を選択するとともに、当該分配ノズルを取り外し可能に結合するようになっている２つのノズルアームアセンブリ６２０、６２２を含んでいる。各分配アームアセンブリは、選択された分配ノズルを関連する基板の表面上の所望の位置へ並進させるためにモータ（図示せず）により作動される。例えば、分配アームアセンブリ６２０がスピンチャック６３０に関連付けられるとともに、分配アームアセンブリ６２２がスピンチャック６３２に関連付けられる。図６に示されるように、分配アームアセンブリ６２２は、ホーム領域に位置されており、分配ノズルに結合されていない。一方、分配アームアセンブリ６２０は、ノズルホルダアセンブリ内の場所６４０に最初に位置されていた分配ノズルに結合されている。また、分配アームアセンブリ６２０は、分配ノズルから分配されるコーティング流体を基板６５０の中心に衝突させるための位置へと移動されてしまっている。

[0068]図６に示される実施形態では、ホーム位置及び中央流体分配バンクに対して分配アームアセンブリを個別にアクセスさせるために分配アームアクセスシャッタが分割されている。更なる実施形態では、当業者に明らかなように、更なる移動可能な或いは移動不可能な仕切りが含められている。単なる一例として、中央流体分配バンク６１２とホーム位置６１４との間に位置された移動不可能な仕切り６６０は、中央流体分配バンクとホーム領域との間の環境分離を行う。図６に示される実施形態において、各分配ノズルは、異なる流体溶液を供給するように配管されている。或いは、複数のノズルが同じポンプを共有して例えば特定のレジストなどの同じ流体を分配してもよい。したがって、図６に示される流体分配装置は多種多様なコートプロセス及び現像プロセスを行うことができる。

[0069]図４Ａは、本発明の一実施形態に係る流体分配装置を動作させる方法を示す簡略化されたフローチャートである。本方法は、ステップ４１０において、多数の分配ノズルを備える中央流体分配バンクを設けることを含んでいる。特定の実施形態において、中央流体分配バンクは、１６個の異なるレジストを供給する１６個のノズルを含んでいる。他の実施形態では、１６個のノズルが設けられるが、各ノズルによって１つのレジストが供給される。この場合、溶剤の濃度は各ノズルによって異なる。他の実施形態において、中央流体分配バンクは、特定の用途に応じて更に少ない数或いは更に多い数のノズルを含んでいる。また、方法は、中央流体分配バンクの第１の側に位置される第１の処理チャンバを設けるとともに、中央流体分配バンクの第２の側に位置される第２の処理チャンバを設けることも含んでいる（ステップ４１２）。この場合、第１の側は第２の側と反対の側である。更に、方法は、ステップ４１４において、ホーム位置に配置される分配アームアセンブリを設けることも含んでいる。本発明の実施形態では、ホーム位置が中央流体分配バンク領域内にあり、分配アームアセンブリが中央流体分配バンクと第１の処理チャンバ及び第２の処理チャンバとの間で並進するようになっている。ホーム位置は、中央流体分配バンク領域内の特定の場所に限定されないが、分配ノズルの近傍の一般的な場所であることは言うまでもない。

[0070]ステップ４１６では、中央流体分配バンク内に位置された複数の分配ノズルから１つの分配ノズルが選択され、選択されたノズルが分配アームアセンブリに対して結合される。本発明の実施形態において、第１の分配ノズルを選択するステップは、分配アームアセンブリのエクステンションアーム内に組み込まれたグリッパアセンブリを使用してノズルを分配アームに対して取り外し可能に結合することを含んでいる。前述したように、分配アームアセンブリは３次元で移動するようになっており、それにより、分配アームアセンブリは、ノズルホルダアセンブリから選択されたノズルを持ち上げることができるとともに、当該ノズルをいずれかの処理チャンバへと移動させることができる。一実施形態では、選択されたノズルをノズルホルダアセンブリから除去して当該ノズルを流体分配ステップの前に基板表面から所定の距離に位置決めするために垂直方向での並進が利用される。当業者は、多くの変形、変更、代替案を認識している。ステップ４１８において、分配アームアセンブリは、分配アームアセンブリに結合されたモータの作動によって並進される。分配アームアセンブリは、第１の処理チャンバ内の第１の位置に分配ノズルを位置決めするために移動される。

[0071]幾つかの実施形態において、方法は、スピンチャック１３０上に装着された基板の中央領域上に位置付けられた第１の分配位置にノズルを位置決めすることを含んでいるが、これは本発明において必須のものではない。代替の実施形態は処理チャンバ１１０内の他の位置を利用する。

[0072]スピンチャックは、基板回転速度を所定の値にするように回転される。一実施形態において、スピンチャックは、最大で約５０，０００ＲＰＭ／ｓの加速度をもって基板を加速させ、それにより、基板を静止位置から約５，０００ＲＰＭの回転速度へと至らせる。或いは、加速度は約１０ＲＰＭ／ｓ〜約５０，０００ＲＰＭ／ｓの範囲であり、回転速度は約１ＲＰＭ〜約５，０００ＲＰＭの範囲である。無論、加速度及び回転速度は特定の用途に依存している。

[0073]溶剤プレウェットが利用される実施形態において、第１の位置は、分配アームアセンブリ上に存在する溶剤プレウェットノズルを分配位置に位置決めするように選択される。特定の実施形態において、分配位置は、溶剤プレウェットノズルが基板の中心上に位置決めされる位置である。溶剤プレウェットノズルが位置決めされた後、回転する基板上に溶剤が分配される。その後、分配アームアセンブリが作動されて、分配アームアセンブリが移動され、基板の中心上に分配ノズルが位置決めされた後、分配ノズルから流体が分配される。

[0074]ステップ４２０において、コーティング流体は、一般にスピンチャック１３０上に装着された基板の中心部上で、選択された分配ノズルから分配される。スピンチャックは、基板の表面上にわたってコーティング流体を広げるように分配動作中に回転される。回転速度は、時間に応じて変えることができてもよく或いは一定であってもよい。当業者は、多くの変形、変更、代替案を認識している。ステップ４２２では分配アームがホーム位置に戻され、選択された分配ノズルが中央流体分配バンクに戻される。

[0075]図４Ｂは、本発明の他の実施形態に係る流体分配装置を動作させる方法を示す簡略化されたフローチャートである。図４Ｂのステップ４５０〜４６０は図４Ａのステップ４１０〜４２０に匹敵している。図４Ｂに示される代替の実施形態では、分配アームアセンブリを中央流体分配バンクへ戻し且つ選択された分配ノズルを中央流体分配バンクへ戻すのではなく、ステップ４６２において、スピンチャック１３１上に装着された第２の基板の中心領域上に位置付けられた第３の位置へと分配アームアセンブリが並進される。溶剤プレウェットが利用される実施形態において、第２の位置は、分配ノズル位置の調整前に第２の基板の中心上へ溶剤を分配でき且つ分配ノズルからコーティング流体を分配できるように選択される。

[0076]第１の分配動作に類似する態様で、基板回転速度が所定の値に至るようにスピンチャック１３１が回転される。分配パラメータは、用途に応じて、第１の分配ステップ中に使用される分配パラメータと同じであってもよく或いは異なっていてもよい。ステップ４６４では、任意のプレウェット溶剤及びコーティング流体が、一般にスピンチャック１３１上に装着された基板の中心部分上で、選択された分配ノズルから分配される。基板の表面上にわたってコーティング流体を広げるために、分配動作中にスピンチャックが回転される。回転速度は、時間に応じて変えることができてもよく或いは一定であってもよい。当業者は、多くの変形、変更、代替案を認識している。第２の分配ステップ後、ステップ４６６において分配アームアセンブリが中央流体分配バンク上のホーム位置に戻されるとともに、選択された分配ノズルが中央流体分配バンクに戻される。

[0077]先の実施例は第１の分配ステップ及び第２の分配ステップのために１つの選択された分配ノズルを利用するが、これは本発明において必須のものではない。他の実施形態では、第１の分配ステップにおいて第１の分配ノズルが選択され且つ第２の分配ステップにおいて第２の分配ノズルが選択されるようにステップ４６０とステップ４６２との間にステップが挿入される。また、更に他の代わりの実施形態において、流体を基板上へ分配する方法は、第２の分配ステップ後に停止されず、３つ以上の分配ステップにわたって続けられる。分配ステップは、処理チャンバ間で交互に成されてもよく、或いは、同じ或いは異なるコーティング流体を用いて１つの処理チャンバ内で複数の一連の分配ステップを特徴付けてもよい。複数の分配ノズル、複数の処理チャンバ、及び、中央流体分配バンク領域内の分配アームアセンブリのためのホーム位置に関する可能なバリエーションは当業者にとって明らかである。

[0078]基板は、任意の適切なロボットを使用して２つの処理チャンバ内にロードできる。例えば、一実施形態において、中央ロボットは、両方の処理チャンバに対して本発明の一実施形態では交互に基板を受け渡すようになっている。幾つかの実施形態では、基板が中央ロボットにより処理チャンバ内へロードされる間、分配アームアセンブリが中央流体分配バンク領域内のホーム位置に位置決めされる。ロボットローディング及びアンローディングプロセス中、分配アームアクセスドアが一般に閉じられたままに保たれ、それにより、処理チャンバと中央流体分配バク領域との間での空気及び浮遊粒子の移動が制限される。

[0079]ステップの前述したシーケンスは、半導体基板上へ流体を分配するための本発明の一実施形態に係る方法を与える。図示のように、本方法は、本発明の一実施形態に係る２つの処理チャンバによって共有される中央流体分配バンクを利用する方法を含むステップの組み合わせを使用する。また、本明細書に記載された請求項の範囲から逸脱することなく、複数のステップが加えられ、１つ以上のステップが除去され、又は、１つ以上のステップが異なるシーケンスで設けられる他の代替案を与えることができる。本方法の更なる詳細は、本明細書の全体にわたって見出すことができる。

[0080]図５は、本発明の更に他の実施形態に係る流体分配装置を動作させる方法を示す簡略化されたフローチャートである。方法は、ステップ５１０において、中央流体分配バンクを設けることを含んでいる。中央流体分配バンクは多くの分配ノズルを備えている。特定の実施形態において、中央流体分配バンクは１６個の異なるレジストを供給する１６個のノズルを含んでいる。他の実施形態では、１６個のノズルが設けられるが、各ノズルによって単一のレジストが供給される。この場合、溶剤の濃度は各ノズルによって異なる。他の実施形態において、中央流体分配バンクは、特定の用途に応じて更に少ない数或いは更に多い数のノズルを含んでいる。また、方法は、中央流体分配バンクの第１の側に位置される第１の処理チャンバを設ける（ステップ５１２）とともに、中央流体分配バンクの第２の側に位置される第２の処理チャンバを設ける（ステップ５１４）ことも含んでいる。特定の実施形態において、第１の処理チャンバ及び第２の処理チャンバは中央流体分配バンクの両側に位置されている。

[0081]更に、方法は、中央流体分配バンクと第１の処理チャンバ及び第２の処理チャンバとの間で並進するようになっている分配アームアセンブリをホーム位置に設ける（ステップ５１６）こと、及び、複数の分配ノズルから１つの分配ノズルを選択することも含んでいる。本発明の実施形態において、分配ノズルを選択するステップは、分配アームアセンブリのエクステンションアーム内に組み込まれたグリッパアセンブリを使用してノズルを分配アームに対して取り外し可能に結合することを含んでいる（ステップ５１８）。また、幾つかの実施形態において、グリッパアセンブリは、ノズルをグリッパアセンブリに結合した後、垂直方向及び横方向に並進される。一実施形態では、選択された分配ノズルに結合されたチューブをノズルホルダアセンブリ内の他の分配ノズルに結合されたチューブから分離するために垂直方向での並進が利用され、それにより、粒子総数が減少される。当業者は、多くの変形、変更、代替案を認識している。

[0082]特定の一実施形態では、各処理チャンバ毎に別個の温度環境及び湿度環境を与えるように第１の処理チャンバ及び第２の処理チャンバが制御される。したがって、一実施形態では、中央流体分配バンクと両方の処理チャンバとの間に分配アームアクセスシャッタが設けられ、それにより、処理チャンバのための環境制御が行われる。ステップ５２０では、中央流体分配バンクと第１の処理チャンバとの間に位置された第１の分配アームアクセスシャッタが開かれる。第１の分配アームアクセスシャッタが開くと、選択されたノズルを中央流体分配バンクから第１の処理チャンバ内の第１の位置へ移動させるための分配アームアセンブリのための経路が与えられる（ステップ５２２）。一般に、第１の分配位置は、分配ノズルがスピンチャック１３０上に装着された基板の中心領域上に配置される位置であるが、これは本発明において必須のものではない。他の実施形態は、処理チャンバ１１０内の他の位置、例えば溶剤プレウェットノズルが基板の中心上に位置決めされる位置を利用する。

[0083]スピンチャックは、基板回転速度を所定の値にするように回転される。一実施形態において、スピンチャックは、最大で約５０，０００ＲＰＭ／ｓの加速度をもって基板を加速させ、それにより、基板を静止位置から約５，０００ＲＰＭの回転速度へと至らせる。或いは、加速度は約１０ＲＰＭ／ｓ〜約５０，０００ＲＰＭ／ｓの範囲であり、回転速度は約１ＲＰＭ〜約５，０００ＲＰＭの範囲である。無論、加速度及び回転速度は特定の用途に依存している。

[0084]ステップ５２４において、コーティング流体は、一般にスピンチャック１３０上に装着された基板の中心部上で、分配ノズルから分配される。スピンチャックは、基板の表面上にわたってコーティング流体を広げるように分配動作中に回転される。回転速度は、時間に応じて変えることができてもよく或いは一定であってもよい。当業者は、多くの変形、変更、代替案を認識している。ステップ５２６では分配アームアセンブリがホーム位置へと並進される。特定の実施形態において、流体分配後に基板が回転されている時間は、分配アームアセンブリが分配位置から中央流体分配バンク領域へと移動するための並進時間よりも短い。したがって、この特定の実施形態では、分配ステップ後に分配アームアセブリが第１の処理チャンバから出るとともに、スピンステップの完了前に第１の分配アームアクセスシャッタが閉じられる。

[0085]ステップ５３０では、中央流体分配バンクと第２の処理チャンバとの間に位置された第２の分配アームアクセスシャッタが開かれる。第２の分配アームアクセスシャッタが開くと、選択されたノズルを中央流体分配バンクから第２の処理チャンバ内の第２の位置へ移動させるための分配アームアセンブリのための経路が与えられる（ステップ５３２）。一般に、第２の分配位置は、分配ノズルがスピンチャック１３１上に装着された基板の中心領域上に配置される位置であるが、これは本発明において必須のものではない。他の実施形態は、処理チャンバ１１１内の他の位置、例えば溶剤プレウェットノズルが基板の中心上に位置決めされる位置を利用する。処理チャンバ１１０に関連して説明したように、スピンチャック１３１は、基板回転速度を所定の値にするように回転される。

[0086]ステップ５３４において、コーティング流体は、一般にスピンチャック１３１上に装着された基板の中心部上で、分配ノズルから分配される。スピンチャックは、基板の表面上にわたってコーティング流体を広げるように分配動作中に回転される。回転速度は、時間に応じて変えることができてもよく或いは一定であってもよい。当業者は、多くの変形、変更、代替案を認識している。ステップ５３６では分配アームアセンブリがホーム位置へと並進される。特定の実施形態において、流体分配後に基板が回転されている時間は、分配アームアセンブリが分配位置から中央流体分配バンク領域へと移動するための並進時間よりも短い。したがって、この特定の実施形態では、分配ステップ後に分配アームアセブリが第２の処理チャンバから出るとともに、スピンステップの完了前に第２の分配アームアクセスシャッタが閉じられる（ステップ５３８）。幾つかの実施形態では、ステップ５４０において、選択された分配ノズルが分配アームアセンブリから取り外される。

[0087]ステップの上記シーケンスは、本発明の一実施形態にしたがって多くの半導体基板上へ流体を分配する方法を与える。図示のように、方法は、本発明の一実施形態にしたがって２つの環境的に制御された処理チャンバによって共有される中央流体分配バンクを利用する方法を含むステップの組み合わせを使用する。また、本明細書に記載された請求項の範囲から逸脱することなく、複数のステップが加えられ、１つ以上のステップが除去され、又は、１つ以上のステップが異なるシーケンスで設けられる他の選択肢を与えることができる。本方法の更なる詳細は、本明細書の全体にわたって見出すことができる。

[0088]他の実施形態において、分配アームアクセスシャッタは、各コーティングプロセス中に開かれ、部分的に閉じられ、再び開かれる。この特定の実施形態では、分配アームが処理チャンバ内に入った後に分配アームアクセスシャッタが部分的に閉じられるとともに、流体が分配された後に中央流体分配バンクに隣接する処理チャンバの側へと分配アームが移動される。この実施形態では、コーティングプロセス中、コーティングプロセスが完了されるのを分配アームが処理チャンバの側で待っている間、分配アームアクセスシャッタは部分的に閉じられたままである。コーティングプロセスの完了後、分配アームアクセスシャッタが開かれ、分配アームが中央流体分配バンク領域へ戻る。この場合、第１の分配ノズルが中央流体分配バンクに戻され、分配アームアクセスシャッタが再び閉じられる。この特定の実施形態では、分配アームアクセスシャッタが開かれている時間及び処理チャンバが中央流体分配バンク領域に対して露出されている時間が最小限に抑えられ、それにより、中央流体分配バンク領域又は他の処理チャンバのいずれかからの二次汚染が減少される。

[0089]先の実施例は第１の分配ステップ及び第２の分配ステップのために１つの選択された分配ノズルを利用するが、これは本発明において必須のものではない。他の実施形態では、第１の分配ステップにおいて第１の分配ノズルが選択され且つ第２の分配ステップにおいて第２の分配ノズルが選択されるようにステップ５２８とステップ５３０との間にステップが挿入される。また、更に他の代わりの実施形態において、流体を基板上へ分配する方法は、第２の分配ステップ後に停止されず、３つ以上の分配ステップにわたって続けられる。分配ステップは、処理チャンバ間で交互に成されてもよく、或いは、同じ或いは異なるコーティング流体を用いて１つの処理チャンバ内で複数の一連の分配ステップを特徴付けてもよい。複数の分配ノズル、複数の処理チャンバ、及び、中央流体分配バンク領域内の分配アームアセンブリのためのホーム位置に関する可能なバリエーションは当業者にとって明らかである。

[0090]図８は、本発明の一実施形態に係る流体分配装置の動作を示す簡略化されたタイミング図である。この図は、プロセスフローの単なる一例であり、本明細書に記載された請求項の範囲を限定するものではない。また、図８に示される図は、一定の倍率で描かれておらず、互いに関連する一連の時限事象を単に表わしている。図８の（Ａ）は、図２に示されるガイドレール１１９に沿う分配アームアセンブリの動きを示している。図２及び図８の（Ｂ）を参照すると、分配アームアセンブリの左右方向の速度をプラス及びマイナスの速度としてそれぞれ時間の関数でプロットすることにより、分配アームアセンブリの左側（処理チャンバ１１０を扱うため）及び右側（処理チャンバ１１１を扱うため）への動きが示されている。

[0091]図８の（Ａ）に示される実施形態では、時間ｔ_０において、分配アームアセンブリがホーム位置から左へ所定時間にわたって並進されて停止される。当業者に明らかなように、ホーム位置から処理チャンバ１１０内の分配位置までの距離に応じて、上記所定時間と移動速度とが関連付けられる。明確のため、図の面内におけるガイドレールと直交する方向及び垂直方向（図２に関して）での分配ノズル及び分配アームアセンブリの動きは図８の（Ａ）に示されていないが、当業者であれば分かるように、これらの動きは前述したように含められる。

[0092]図８の（Ｂ）に示されるように、処理チャンバ１１０（ＰＣ_１）内のスピンチャックの回転速度が時間の関数として示されている。一実施形態において、処理チャンバ１１０内のチャックの回転は、分配アームアセンブリが所望の位置に位置されて停止されるまで開始されない。他の実施形態では、分配アームアセンブリが依然として動いている状態の間にスピンプロセスが始められる。また、前述したように、幾つかの実施形態において、分配アームアセンブリは、プレウェットプロセスのための溶剤が分配される第１の位置からレジスト又は他の流体が分配される第２の位置へと移動される。図８の（Ｂ）に示される実施形態では、分配アームアセンブリの動きが停止されてしまう前に、処理チャンバ１１０内のスピンチャックのためのスピンプロセスが時間ｔ_１において開始される。スピンチャックは、加速されて、分配プロセス中に第１の所定の時間にわたって一定の回転速度Ｒ_１に維持されるとともに、第２の所定の時間にわたって更に高い第２の回転速度Ｒ_２まで加速される。無論、回転速度及び時間は特定の用途によって決まる。

[0093]図８の（Ｃ）は、分配ノズルから分配される流体の量を時間の関数として示している。図８の（Ａ）と（Ｃ）とを比較すれば分かるように、分配アームアセンブリはこの分配ステップ中に処理チャンバ１１０（ＰＣ_１）内に位置される。図８の（Ｃ）に示されるように、処理チャンバ１１０内のスピンチャックが第１の速度Ｒ_１で回転している間に流体分配ステップが行われる。明確のため、溶剤プレウェットなどの更なる分配ステップはこの図から省かれている。また、流体分配ステップ中、分配される流体の量は時間に応じて一定として示されているが、当業者であれば分かるように、これは本発明において必須のものではない。代替の実施形態では、時間に応じた分配量が他の機能的な関係に従い、これにより、例えば特定のプロセスに適するように時間に応じて分配量が増大及び／又は減少される。

[0094]図８の（Ｄ）及び（Ｅ）は、処理チャンバ１１１（ＰＣ_２）内のスピンチャックの回転速度、及び、分配ノズルから分配される流体の時間に応じた量を示している。図２及び図８の（Ａ）を参照すると、時間ｔ_３では、分配アームアセンブリが左側処理チャンバ１１０から右方向に並進され、それにより、分配ノズルが処理チャンバ１１１内の所望の位置へ移動される。図示のように、分配アームアセブリを処理チャンバ１１０から処理チャンバ１１１へと移動させるために利用される時間は、分配アームアセンブリをホーム位置から処理チャンバ１１１へ移動させるために本来必要とされる時間よりも長い。幾つかの実施形態において、この時間の増大は、概ね等しい速度であるが長い距離にわたって移動する分配アームアセンブリの動きに起因している。無論、代替の実施形態では、当業者に明らかなように、速度と距離と時間とが関連付けられる。また、図８の（Ａ）に示される時間ｔ_３における分配アームアセンブリの並進は一定の速度で起こるように示されている。他の実施形態では、分配アームアセンブリの動きがホーム位置で停止され、前述したように分配ノズルが交換されるとともに、動きが左方向で継続する。当業者は、多くの変形、変更、代替案を認識している。

[0095]時間ｔ_４では、処理チャンバ１１１内のスピンチャックが第１の回転速度Ｒ_３まで回転され、また、時間ｔ_５において流体が分配された後、回転速度が速度Ｒ_４まで更に増大される。図示のように、２つの処理チャンバ内でのスピンプロセスは重複されている。したがって、本発明の幾つかの実施形態では、共有分配構造の使用により、他にも利点があるが、システムスループットが高められる。時間ｔ_６では、分配アームアセンブリがホーム位置へ並進される。

[0096]本明細書で説明した実施例及び実施形態は単なる例示的な目的のためのものである。それに鑑みて様々な変形又は変更が当業者に想起され、また、それらの変形又は変更はこの出願の思想及び範囲並びに添付の請求項の範囲内に含められるべきである。本発明は、添付の請求項によって示される場合を除き限定されないものとする。

本発明の一実施形態に係る流体分配装置の簡略化された斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る流体分配装置の簡略化された斜視図である。 本発明の一実施形態に係る流体分配装置の簡略化された概略平面図である。 本発明の一実施形態に係る第１の動作モードにおける流体分配装置の簡略化された概略平面図である。 本発明の他の実施形態に係る第２の動作モードにおける流体分配装置の簡略化された概略平面図である。 本発明の一実施形態に係る流体分配装置を動作させる方法を示す簡略化されたフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係る流体分配装置を動作させる方法を示す簡略化されたフローチャートである。 本発明の更に他の実施形態に係る流体分配装置を動作させる方法を示す簡略化されたフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係る流体分配装置の簡略化された概略平面図である。 本発明の多数の態様を示すトラックリソグラフィツールの一実施形態の平面図である。 本発明の一実施形態に係る流体分配装置の動作を示す簡略化されたタイミング図である。

Claims (8)

1. 半導体基板処理動作中に流体を分配する装置であって、
   複数の流体源に結合された複数の分配ノズルを備える中央流体分配バンクと、
   前記中央流体分配バンクの第１の側に位置された第１の処理チャンバと、
   前記中央流体分配バンクの第２の側に位置された第２の処理チャンバと、
   前記中央流体分配バンクと前記第１の処理チャンバと前記第２の処理チャンバとの間で並進するようになっている分配アームと、
   前記分配アームに設けられ、前記流体の分配前に半導体基板に溶剤を分配する溶剤プレウェットノズルと、
   を備え、
   前記複数の分配ノズルが、第１のノズルホルダアセンブリ内に収容された分配ノズルの第１の列と、第２のノズルホルダアセンブリ内に収容された分配ノズルの第２の列とを備える２次元パターンで配列され、
   前記第１のノズルホルダアセンブリ及び前記第２のノズルホルダアセンブリが、前記第１の処理チャンバの中心と前記第２の処理チャンバの中心とを接続するラインと略平行に位置合わせされている装置。
2. 前記第１の処理チャンバが、第１の基板を保持して回転させるようになっている第１のスピンチャックを備え、前記第２の処理チャンバが、第２の基板を保持して回転させるようになっている第２のスピンチャックを備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記第１のスピンチャックの支持面及び前記第２のスピンチャックの支持面がほぼ同じ水平面内に位置されている、請求項２に記載の装置。
4. 前記第１の処理チャンバ及び前記第２の処理チャンバが前記中央流体分配バンクの両側に位置されている、請求項１に記載の装置。
5. 前記分配アームが、前記複数の分配ノズルから選択された少なくとも１つのノズルを保持するようになっている、請求項１に記載の装置。
6. 前記中央流体分配バンクが共通配管構成要素を共有し、それにより、システム重複が減少される、請求項１に記載の装置。
7. 前記共通配管構成要素が少なくとも１つの流体ポンプを備える、請求項６に記載の装置。
8. 蒸気、霧又は液滴の形態で流体が供給される、請求項１に記載の装置。

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