JP4948587B2 - フォトレジスト塗布現像装置、基板搬送方法、インターフェイス装置 - Google Patents

フォトレジスト塗布現像装置、基板搬送方法、インターフェイス装置 Download PDF

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Description

本発明は、基板にフォトレジスト膜を形成し、露光装置により露光されたフォトレジスト膜を現像するフォトレジスト塗布現像装置に関し、特に、真空下でフォトレジスト膜を露光する露光装置との使用に好適なフォトレジスト塗布現像装置、およびこのフォトレジスト塗布現像装置における基板搬送方法に関する。
半導体デバイスの更なる微細化に伴い、約２０ｎｍ以下の線幅の実現が要請されている。このような線幅を実現するため、極端紫外線光（以下、ＥＵＶ光）を露光光として用いるＥＵＶ露光装置や、電子ビームを用いる電子ビーム露光装置の開発が進められている。ＥＵＶ露光装置においては、ＥＵＶ光が大気中を透過できないため、真空下でフォトレジスト膜への露光が行われる。また、電子ビーム露光装置では、電子銃から電子ビームを放出するため、真空下でフォトレジスト膜への露光が行われる。一方、ウエハへのフォトレジストの塗布や現像は大気圧下で行われるため、フォトレジスト塗布現像装置と露光装置との間には、インターフェイスとしてのロードロック機構が不可欠である（例えば特許文献１）。
特開２００８−３４７３９号公報
ところで、約２０ｎｍ以下の線幅を有するフォトレジストパターンを露光により形成する場合には、ウエハの熱膨張によるパターン重ね合わせずれの影響がますます大きくなってくるため、露光中のウエハを一定の温度に維持する必要性がますます高くなってくる。このため、ＥＵＶ露光装置やＥＢ露光装置には、温調装置が設けられ、ウエハの温度は例えば２３±０．０２℃といった温度に厳密に調整される。
一方、スループット向上の観点から、ウエハ温度を迅速に調整する必要があり、そのためには、ウエハを露光装置へ搬入する前にフォトレジスト塗布現像装置においてもウエハの温度を調整することが求められている。
この要求に応えるため、本発明の発明者らがフォトレジスト塗布現像装置におけるウエハの温度調整について検討を行ったところ、フォトレジスト塗布現像装置においてウエハの温度を厳密に調整しても、上記のロードロック装置で減圧する際に生じる断熱冷却により、ウエハ温度が大きく低下してしまい、フォトレジスト塗布現像装置における温度調整が無意味となってしまうことが分かった。
以下、ウエハ温度がどの程度低下するかについて、本発明者らが本発明を完成する過程で行った実験の結果を参照しながら説明する。図１は、ロードロック装置におけるウエハ温度の変化を示す図である。具体的には、この実験のためにロードロック装置内に恒温プレートを配置し、恒温プレートを予め３０℃に温度調整した。そして、このロードロック装置内に予め２３℃に温度調整した温度計測センサ付きウエハ（以下、テストウエハという）を載置し、ロードロック室内を減圧しつつ、テストウエハの温度の時間変化を記録した。この実験では、図中の矢印Ａ１の時点においてテストウエハをホットプレートに載置し、テストウエハの温度を２８℃まで昇温してから、図中の矢印Ａ２の時点で減圧を開始した。
図１から、ロードロック装置を減圧すると、テストウエハの温度は急激に低下し始めることが分かる。具体的には、約４０秒間で約１５℃もテストウエハの温度が低下している。その後、ホットプレートにより、テストウエハの温度を２３℃に調整しようと試みたが、減圧開始（矢印Ａ２の時点）から約６分を経過した矢印Ａ３の時点においても、２３℃には戻っていない。
また、テストウエハの温度は、搬入時点（矢印Ａ１）においては、面内で±０．４℃の範囲に収まっているが、最も温度の低い時点において±約１℃と大きくばらついていることが分かる。（図１中の複数の曲線は、テストウエハ内の各測定点での温度変化を示しているが、具体的な測定点についての説明は省略する）。このように温度が変化し、温度がばらついたウエハを露光装置に搬入し、温度を厳密に調整するためには、長い時間がかかることとなり、スループット低下の要因となる。
本発明は、上記の問題に鑑み、フォトレジスト塗布現像装置から露光装置へロードロック装置を介して搬送する際に、ウエハ温度の変化を低減することができるフォトレジスト塗布現像装置およびフォトレジスト塗布現像方法、並びにインターフェイス装置を提供する。
本発明の第１の態様は、基板にフォトレジスト膜を形成し、露光された前記フォトレジスト膜を現像するフォトレジスト塗布現像装置を提供する。このフォトレジスト塗布現像装置は、基板にフォトレジスト膜を形成するフォトレジスト膜形成部と、前記フォトレジスト膜形成部において前記フォトレジスト膜が形成された前記基板を加熱する加熱処理部と、前記加熱処理部において加熱された、前記フォトレジスト膜が形成された前記基板を常温に冷却する冷却部と、前記冷却部において常温に冷却された前記基板を所定の温度に加熱する加熱部と、減圧下でフォトレジスト膜を露光する露光装置と前記フォトレジスト塗布現像装置との間に配置されるロードロック室と、前記加熱部から前記ロードロック室へ前記基板を搬送する搬送部とを備える。
本発明の第２の態様は、基板にフォトレジスト膜を形成し、露光された前記フォトレジスト膜を現像するフォトレジスト塗布現像装置と、減圧下でフォトレジスト膜を露光する露光装置との間に設けられるインターフェイス装置を提供する。このインターフェイス装置は、前記フォトレジスト塗布現像装置において前記フォトレジスト膜が形成され、加熱され、常温に冷却された前記基板を所定の温度に加熱する加熱部と、前記加熱部で前記所定の温度に加熱された前記基板を前記露光装置へ減圧下で搬出できるよう構成されるロードロック室と、前記加熱部から前記ロードロック室へ前記基板を搬送する搬送部とを備える。
本発明の第３の態様は、基板にフォトレジスト膜を形成し、露光された前記フォトレジスト膜を現像するフォトレジスト塗布現像装置から、減圧下でフォトレジスト膜を露光する露光装置へ前記フォトレジスト膜が形成された前記基板を搬送する基板搬送方法を提供する。この基板搬送方法は、前記フォトレジスト塗布現像装置において前記フォトレジスト膜が形成された前記基板を加熱するステップと、前記加熱処理部において加熱された、前記フォトレジスト膜が形成された前記基板を常温に冷却するステップと、前記冷却するステップにおいて常温に冷却された前記基板を所定の温度に加熱するステップと、前記加熱部から、減圧下でフォトレジスト膜を露光する露光装置と前記フォトレジスト塗布現像装置との間に配置されるロードロック室へ前記基板を搬送するステップとを含む。
本発明の実施形態によれば、フォトレジスト塗布現像装置から露光装置へロードロック装置を介して搬送する際に、ウエハ温度の変化を低減することができるフォトレジスト塗布現像装置およびフォトレジスト塗布現像方法、並びにインターフェイス装置が提供される。
フォトレジスト塗布現像装置と、真空下でフォトレジスト膜を露光する露光装置との間に設けられるロードロック装置におけるウエハ温度の変化の一例を示すグラフである。 本発明の実施形態によるフォトレジスト塗布現像装置の構成を示す概略平面図である。 本発明の実施形態によるフォトレジスト塗布現像装置の概略正面図である。 本発明の実施形態によるフォトレジスト塗布現像装置の概略背面図である。 本発明の実施形態によるフォトレジスト塗布現像装置における基板搬送方法の効果を説明するための概念図である。 本発明の実施形態によるフォトレジスト塗布現像装置に備わるホットプレートの変形例を示す上面図である。
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一または対応する部材または部品については、同一または対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。
図２は、本発明の一実施形態によるフォトレジスト塗布現像装置１の構成を示す概略平面図であり、図３は、フォトレジスト塗布現像装置１の概略正面図であり、図４は、フォトレジスト塗布現像装置１の概略背面図である。
図２に示すように、フォトレジスト塗布現像装置１は、カセットステーション２、処理ステーション３、およびインターフェイス部４を有している。
カセットステーション２は、例えば２５枚のウエハＷが収容されたカセットＣが載置される載置部６と、載置部６に載置されるカセットＣからウエハＷを取り出して、カセットＣと処理ステーション３との間でウエハＷを搬入出するウエハ搬送体７と、を有している。載置台６上には、図中のＸ方向（カセットステーション２の長手方向）に沿って複数（例えば４つ）のカセットＣを載置することできる。ウエハ搬送体７は、カセットステーション２の載置部６と処理ステーション３との間に配置され、搬送路８に沿ってＸ方向に移動することができる。また、ウエハ搬送体７は、Ｙ方向、Ｚ方向（上下方向）、およびθ方向（Ｚ軸を中心とする回転方向）に移動自在なウエハ搬送アーム７ａを有している。このような構成により、ウエハ搬送体７は、載置部６に載置されるカセットＣに選択的にアクセスして、カセットＣ内にＺ方向に多段に収容されるウエハＷを順次取り出すことができ、取り出したウエハＷを処理ステーション３の第３の処理装置群Ｇ３（後述）へ搬送することができる。また、ウエハ搬送体７は、ウエハＷの位置合わせを行うアライメント機能を有していると好ましい。
処理ステーション３では、その略中心部に主搬送装置１３が設けられており、この主搬送装置１３の周辺には４つの処理装置群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４が配置されている。これらの処理装置群は、後述するように、多段に配置された種々の処理装置を有している。第１の処理装置群Ｇ１及び第２の処理装置群Ｇ２は、主搬送装置１３に対して＋Ｘ方向側に配置されている。また、第３の処理装置群Ｇ３及び第４の処理装置群Ｇ４は、主搬送装置１３のＹ方向に沿った両側に配置されている。具体的には、第３の処理装置群Ｇ３はカセットステーション２に隣接して配置され、第４の処理装置群Ｇ４はインターフェイス部４に隣接して配置されている。また、主搬送装置１３の−Ｘ方向側には、予備的に配置され、多段に配置された種々の処理装置を有する第５の処理装置Ｇ５が配置されて良い。
主搬送装置１３は、これらの処理装置群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５に配置されている各種処理装置（後述）およびに対して、ウエハＷを搬入出することができる。
第１の処理装置群Ｇ１および第２の処理装置群Ｇ２は、例えば図３に示すようにウエハＷにフォトレジスト液を塗布してフォトレジスト膜を形成するフォトレジスト塗布ユニット１７と、フォトレジスト塗布ユニット１７の上方に配置され、露光されたフォトレジスト膜を現像する現像処理装置１８とを有している。
第３の処理装置群Ｇ３は、例えば図４に示すように、ウエハＷを冷却するクーリング装置３０と、ウエハＷに対するフォトレジスト液の定着性を高めるためのアドヒージョン処理が行われるアドヒージョン装置３１と、ウエハＷの受け渡しを行うエクステンション装置３２と、ウエハＷに塗布されたフォトレジスト液中の溶剤を蒸発させるベーキング処理が行われるプリベーキング装置３３，３４と、予備のベーキング装置３６と、現像されたフォトレジスト膜を加熱するポストベーキング処理が行われるポストベーキング装置３６、とを下から順に有している。
第４の処理装置群Ｇ４は、例えば図４に示すように、クーリング装置４０と、ウエハＷを自然冷却するエクステンション・クーリング装置４１と、主搬送装置１３とウエハ搬送体５０（後述）との間におけるウエハＷの受け渡しが行われるエクステンション装置４２と、クーリング装置４３と、露光されたフォトレジスト膜を加熱するポストエクスポージャーベーキング装置４４，４５と、予備のベーキング装置４６と、ポストベーキング装置４７とを下から順に有している。
なお、処理装置群の数および配置、各処理装置群に配置される処理装置の数、種類および配置は、当該フォトレジスト塗布現像装置１において行われる処理や製造されるデバイスの種類により任意に選択して良い。
再び図２を参照すると、インターフェイス部４は、第４の処理装置群Ｇ４に対してウエハＷを搬入出するウエハ搬送体５０と、ウエハＷを所定の温度に維持し、露光装置５へ搬出するバッファー室６３と、フォトレジスト塗布現像装置１と露光装置５との間に設けられる２つのロードロック室Ｌ１，Ｌ２と、ロードロック室Ｌ２からウエハＷを取り出す搬送アーム６４と、搬送アーム６４によりロードロック室Ｌ２から取り出されたウエハＷが載置されるバッファステージ６５と、を有している。
ウエハ搬送体５０は、Ｚ方向に移動することができ、第４の処理装置群Ｇ４に属するエクステンション・クーリング装置４１、エクステンション装置４２に対してウエハＷを搬入出することができる。また、ウエハ搬送体５０は、Ｘ方向に移動することができ、θ方向に回転することができる。これにより、第４の処理装置群Ｇ４（主にエクステンション装置４２）からウエハＷを取り出して、バッファー室６３の加熱室６１（後述）へウエハＷを搬入することができる。また、ウエハ搬送体５０は、バッファステージ６５にアクセスすることもできる。これにより、バッファステージ６５に載置されるウエハＷを受け取り、第４の処理装置群Ｇ４へ搬送することができる。
バッファー室６３は、加熱室６１と、搬送室６２とを有している。加熱室６１は、搬入されたウエハＷを所定の温度に加熱して所定の温度に維持する。具体的には、加熱室６１は、ウエハＷが載置され、載置されたウエハＷを所定の温度に加熱するホットプレート６１Ｈと、ホットプレート６１Ｈに設けられた貫通孔を通して突没可能な３本リフトピン６１Ｐと、を有している。ホットプレート６１Ｈは、内部にヒータと温調器（図示せず）を有し、ウエハＷを例えば約２６℃から約１００℃までの温度範囲に加熱することができる。
一方、搬送室６２には、加熱室６１にて所定の温度に加熱されたウエハＷをロードロック室Ｌ１へ搬入する搬送アーム６２Ａが設けられている。搬送アーム６２Ａは、例えばアルミニウム（Ａｌ）で作製することができる。また、搬送アーム６２Ａは、所定の駆動機構により、Ｙ方向に移動可能であり、約１８０°の角度で水平回転可能である。これにより、搬送アーム６２Ａは、ウエハＷを加熱室６１から取り出し、ロードロック室Ｌ１へ搬入することできる。また、搬送アーム６２Ａは、長短２つのスリットを有している。搬送アーム６２Ａが加熱室６１へ進入する場合に、ホットプレート６１Ｈのリフトピン６１Ｐがホットプレート６１Ｈから突出しているときであっても、リフトピン６１Ｐをスリットに相対的に進入させることにより、搬送アーム６２Ａは、リフトピン６１Ｐの先端で支持されるウエハＷの下方に位置することができる。そして、リフトピン６１Ｐが降下することにより、ウエハＷが搬送アーム６２Ａへ受け渡され、バッファー室６２へ搬出される。
また、搬送アーム６２Ａは、内部に流体が流れる流体路と、温調器とを有している（図示せず）。図示しない流体循環器から所定の温度に維持された流体が流体路に供給され、搬送アーム６２Ａの温度が所定の温度に維持される。この温度は、例えば加熱室６１のホットプレート６１Ｈの温度と同じであって良い。搬送アーム６２Ａは、２つのスリットを除き、ほぼ全面でウエハＷを支持することができ、しかも、上述のとおり、加熱室６１のホットプレート６１Ｈの温度と同じ温度に維持され得るため、加熱室６１からロードロック室Ｌ１へウエハＷを搬送する際に、ウエハＷの温度の低下を防ぐことができる。
さらに、搬送室６２には、内部空間の気温を調整する温度調整装置（図示せず）が設けられている。この温度調整装置は、例えば、搬送室６２の天井部に設けられた送風口から、所定のフィルターにより清浄化され、かつ、温度調整された空気を供給し、底部に設けられた排気口から排気して搬送室６２内にダウンフローを形成することにより、搬送室６２内の温度を調整することができる。このとき、搬送室６２内の気温は、例えば、加熱室６１のホットプレート６１Ｈの温度と同一であって良い。これにより、ウエハＷの温度の低下を効果的に防止することができる。
さらに、インターフェイス部４には、ロードロック室Ｌ２のゲート弁ＧＶ３に面する搬送アーム６４が設けられている。搬送アーム６４は、Ｙ方向およびＸ方向に伸縮可能であり、かつ、搬送アーム６４の基端を中心に回転することができる。これにより、搬送アーム６４は、ロードロック室Ｌ２内へ進入してウエハＷを受け取り、バッファステージ６５に載置することができる。
ロードロック室Ｌ１は、ゲート弁ＧＶ１を介してインターフェイス部４に接続され、ゲート弁ＧＶ２を介して露光装置５に接続されている。また、ロードロック室Ｌ１には、図示しない内圧調整装置を有している。内圧調整装置は、ロータリポンプやドライポンプなどの粗引きポンプと、ターボ分子ポンプなどの高真空ポンプと、ロードロック室Ｌ１内へ例えば清浄空気や窒素ガスを供給してロードロック室Ｌ１を大気圧に維持するガス供給装置とを有している。これにより、ロードロック室Ｌ２内の圧力が大気圧と減圧とに選択的に維持される。一方、ロードロック室Ｌ２は、ゲート弁ＧＶ３を介してインターフェイス部４に接続され、ゲート弁ＧＶ４を介して露光装置５に接続されている。また、ロードロック室Ｌ２は、ロードロック室Ｌ１と同様に内圧調整装置を有している。
また、ロードロック室Ｌ１およびＬ２には、これらの内部において昇降可能な支持ピン（図示せず）が設けられている。ウエハＷは、ロードロック室Ｌ１およびＬ２内において、支持ピンにより支持される。
なお、本実施形態では、ロードロック室Ｌ１は、ウエハＷのフォトレジスト塗布現像装置１から露光装置５への搬送に利用され、ロードロック室Ｌ２は、その反対に、ウエハＷの露光装置５からフォトレジスト塗布現像装置１への搬送に利用される。
また、露光装置５は、ロードロック室Ｌ１およびＬ２と連通可能な減圧室（図示せず）を有し、この減圧室には、Ｘ方向に移動することができ、Ｙ方向へ伸縮することができるウエハ搬送装置５１が設けられている。これにより、ロードロック室Ｌ１からウエハＷを取り出すことができ、ロードロック室Ｌ２へ搬入することができる。
次に、本実施形態によるフォトレジスト塗布現像装置１の動作（フォトレジスト塗布現像装置１における基板搬送方法）について、図２から図４を参照しながら説明する。
先ず、ウエハ搬送体７（図２）によって、カセットＣから未処理のウエハＷが１枚取り出され、第３の処理装置群Ｇ３のエクステンション装置３２（図４）に搬送される。次に、ウエハＷは、主搬送装置１３によって第３の処理装置群Ｇ３のアドヒージョン装置３１に搬入され、ウエハＷに対するフォトレジスト液の密着性を向上させるため、ウエハＷに例えばＨＭＤＳが塗布される。次いで、ウエハＷはクーリング装置３０に搬送され、所定の温度に冷却された後、フォトレジスト塗布ユニット１７に搬送される。フォトレジスト塗布ユニット１７では、ウエハＷ上にフォトレジスト液が回転塗布され、フォトレジスト膜が形成される。
フォトレジスト膜が形成されたウエハＷは、主搬送装置１３によってプリベーキング装置３３（図４）に搬送され、ウエハＷに対してプリベーキングが行われる。この後、ウエハＷは、主搬送装置１３によりエクステンション・クーリング装置４１（図４）に搬送されて常温に冷却される。このようにウエハＷが、温度管理されたプリベーキングとその後の冷却とを経ることにより、フォトレジスト膜の面間（wafer-to-wafer）特性が均一化される。なお、常温とは、フォトレジスト塗布現像装置が設置されるクリーンルームの室温程度であって良く、例えば、２３℃±３℃であって良い。
次に、ウエハＷは、インターフェイス部４のウエハ搬送体５０によって、エクステンション・クーリング装置４１から取り出され、バッファー室６３の加熱室６１へ搬入される。加熱室６１では、ホットプレート６１Ｈのリフトピン６１ＰによりウエハＷがウエハ搬送体５０から受け取られ、リフトピン６１Ｐが降下することによりホットプレート６１Ｈ上に載置される。ホットプレート６１Ｈは例えば５０℃程度の温度に維持されており、ウエハＷは、ホットプレート６１Ｈ上に所定の期間、例えば、５秒から２０秒といった比較的短い期間載置されることにより、その温度にまで加熱される。
続けて、ウエハＷは、搬送室６２の搬送アーム６２Ａによって、加熱室６１から取り出され、ロードロック室Ｌ１へ搬入される。すなわち、まず、ウエハＷはリフトピン６１Ｐによりホットプレート６１Ｈから持ち上げられ、その下方へ進入した搬送アーム６２Ａにより受け取られる。ウエハＷを受け取った搬送アーム６２Ａは、搬送室６２へ後退し、ここで、１８０°水平回転する。次いで、ロードロック室Ｌ１のゲート弁ＧＶ１が開いて、搬送アーム６２ＡによりウエハＷがロードロック室Ｌ１へ進入する。ロードロック室Ｌ１では、図示しない支持ピンによってウエハＷが搬送アーム６２Ａから受け取られ、搬送アーム６２Ａが退出した後にゲート弁ＧＶ１が閉まる。続けて、内圧調整装置により、ロードロック室Ｌ１内が例えば１０−６Ｔｏｒｒ（１．３３×１０−４Ｐａ）程度の圧力にまで排気される。このとき、ロードロック室Ｌ１内の空気が断熱膨張により冷やされるため、ロードロック室Ｌ１内のウエハＷもまた断熱冷却されるが、ウエハＷは、加熱室６１にて５０℃に加熱されており、しかも、温度低下が防止されつつ搬送室６２からロードロック室Ｌ１へ搬入される。このため、断熱冷却されたとしても、露光装置５にて要求される２３℃±０．０２℃から大幅に下がることがない。
ロードロック室Ｌ１内が所定の圧力に到達すると、ゲート弁ＧＶ２が開き、ウエハＷは露光装置５のウエハ搬送装置５１により、露光装置５へ搬入される。露光装置５において、所定のフォトマスクを用いた露光処理がフォトレジスト膜に対して真空下で行われた後、ウエハＷは、ウエハ搬送装置５１により、ゲート弁ＧＶ４を通して予め減圧されているロードロック室Ｌ２へ搬入される。
この後、ゲート弁ＧＶ４が閉まると、ロードロック室Ｌ２に設けられた内圧調整装置（図示せず）により、ロードロック室Ｌ２内の圧力が大気圧に戻される。次に、ゲート弁ＧＶ３が開き、ロードロック室Ｌ２内のウエハＷが搬送アーム６４により取り出され、バッファステージ６５上に載置される。次いで、バッファステージ６５上のウエハＷは、ウエハ搬送体５０により、処理ステーション３における第４の処理装置群Ｇ４のエクステンション装置４２へ搬送される。
その後、ウエハＷは、主搬送装置１３によって、ポストエクスポージャーベーキング装置４４に搬送されてポストエクスポージャーベーキングが行われ、クーリング装置４３に搬送されて冷却される。次いで、ウエハＷは、主搬送装置１３により、第１の処理装置群Ｇ１または第２の処理装置群Ｇ２の現像処理装置１８に搬送され、ここで、ウエハＷに対して現像処理が行われる。これにより、ウエハＷ上にはパターン化されたフォトレジスト膜（フォトレジストマスク）が形成される。
現像処理が終了したウエハＷは、主搬送装置１３により、第３の処理装置群Ｇ３のポストベーキング装置３６に搬送されて、ここで、ポストベーキングが行われる。次いで、ウエハＷは、主搬送装置１３により第３の処理装置群Ｇ３のクーリング装置３０に搬送されて冷却され、その後、エクステンション装置３２を介してもとのカセットＣに戻される。これにより、ウエハＷに対する一連のフォトレジスト塗布／露光／現像を含む処理プロセスが終了する。
以上のように、本発明の実施形態によるフォトレジスト塗布現像装置およびこのフォトレジスト塗布現像装置における基板搬送方法においては、フォトレジスト膜が形成され、フォトレジスト膜が加熱処理され、常温に冷却されたウエハＷが、加熱室６１にて約５０℃に加熱され、しかも、温度低下が防止されつつ搬送室６２からロードロック室Ｌ１へ搬入される。ロードロック室Ｌ１において減圧が開始されると、図５に符号Ｔ１で示すように、ウエハＷの温度は急激に低下するけれども、露光装置５にて要求される温度（２３℃±０．０２℃）に近い温度に収束することができる。一方、加熱室６１を備えないフォトレジスト塗布現像装置において、プリベーク後にウエハの温度を約２３℃に維持したままロードロック室へ搬入し、ロードロック室を減圧するとすれば、例えば、図５に符号Ｔ２で示すように、２３℃程度の温度に戻るのに長い時間を要する。スループットの観点から、例えば図５中の矢印Ｂの時点でウエハを露光装置へ搬送する場合、露光前に行われるウエハＷの温度調整を短時間で行うことができず、結局は、露光装置におけるスループットの低下を招く。しかし、本発明の実施形態によるフォトレジスト塗布現像装置およびこのフォトレジスト塗布現像装置における基板搬送方法によれば、図５の矢印Ｂの時点でウエハを露光装置５へ搬送する場合であっても、ウエハＷの温度は露光装置５にて要求される温度に近いため、露光装置５における温度調整を短時間で行うことができる。特に、図１を参照して説明したように、ウエハの温度が約１５℃も低下してしまうと、仮にロードロック室にホットプレートを配置して温度調整をしようとしても、２３℃に近い温度に戻すのに約６分といった時間がかかる。しかし、本発明の実施形態によれば、温度が低下したとしても、低下後の温度を２３℃に近い温度とすることができるため、２３℃に近い温度に戻すのに要する時間（図１では、約１３℃まで低下した時点から矢印Ａ３の時点までの約２００秒に相当する時間）を削減でき、スループットの点で大きな効果が奏される。
なお、断熱冷却を低減するためには、ロードロック室内を徐々に排気すれば良い。しかし、例えば１時間当たり２００枚のスループットで処理するためには、短時間で減圧しなければならない。そうすると、ウエハが大幅に冷却され、温度を２３℃に維持するのに時間がかかるため、結局は、露光装置におけるパターン精度を維持しつつ高いスループットを維持することが難しい事態となる。しかし、本実施形態によるフォトレジスト塗布現像装置によれば、ロードロック室Ｌ１へウエハＷを搬入する前にウエハＷの温度を高くするといった簡便ではあるけれども効果的な手法により、高いパターン精度と高いスループットとを実現することができる。
また、本発明の実施形態によるフォトレジスト塗布現像装置１においては、ロードロック室Ｌ１が３つの支持ピンを有し、これらによりウエハＷが支持されるため、例えばロードロック室Ｌ１にウエハステージを設け、この上にウエハＷを載置する場合に比べ、断熱冷却による温度変化の影響を最小限に留めることができる。すなわち、ロードロック室において、ウエハＷをウエハステージに載置する場合は、断熱冷却により冷却されるウエハステージによりウエハＷから熱が奪われるため、ウエハＷの温度が目標とする温度よりも低くなる可能性がある。しかし、ロードロック室Ｌ１では、ウエハＷが支持ピンにより支持されるため、そのような問題は生じない。
以上、実施形態を参照しながら本発明を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されることなく、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変更することが可能である。
例えば、上の説明では、加熱室６１のホットプレート６１Ｈの温度を５０℃に設定したが、これに限らず、適宜決定して良い。断熱冷却による温度低下の程度は、ロードロック室Ｌ１に接続されるポンプの排気能力、ロッドロック室Ｌとポンプとを接続する配管の内径、使用するバルブの種類（開閉バルブ、流量調整バルブ）などで決まる減圧レートにより大きく異なるため、ホットプレート６１Ｈの設定温度は、予備実験等を行って決定することが好ましい。また、後述のように、ロードロック室Ｌ１内または露光装置５内でウエハＷの温度および温度分布を測定して、その測定結果に基づいて決定しても良い。
また、加熱室６１におけるホットプレート６１Ｈは、内部に分割ヒータを有し、ウエハＷの（平均）温度だけでなく、ウエハＷ面内の温度均一性をも制御できるように構成されると好ましい。以下、図６を参照しながら、このようなホットプレートを説明する。
図６のホットプレート６１Ｈは、同心円状に配置される３つの環状ヒータ６１ａ、６１ｂ、６１ｃと、これらの外側にほぼ一定の角度間隔で配置される円弧形状ヒータ６１ｄ、６１ｅ、６１ｆ、６１ｇとを有している。これらには、それぞれ温調器（温度センサおよび電源を含む）が接続されており、温調器によって独立に温度制御される。また、ホットプレート６１Ｈには、既述のリフトピン６１Ｐに加えて、３つのプロキシミティピン６７が設けられている。リフトピン６１Ｐによりホットプレート６１Ｈへと降ろされるウエハＷは、プロキシミティピン６７により支持され、これにより、ホットプレート６１ＨとウエハＷとの間に所定の間隔を有する間隙が生じる。このため、ウエハＷは、上述のヒータ６１ａから６１ｇにより加熱されるホットヒータ６１Ｈにより、この間隙を通して熱伝導により加熱され、ホットヒータ６１Ｈの上面との接触誤差による温度分布が生じるのを防止することができる。
このようなホットプレート６１Ｈによれば、例えば上述のテストウエハを用いた予備実験により、ホットプレート６１Ｈの面内の温度分布を求め、その分布を均一化するように円弧状ヒータ６１ｄから６１ｇを調整することができる。そうすれば、ホットプレート６１ＨでウエハＷを均一に加熱することができるようになる。
また、加熱室６１においては、ホットプレート６１Ｈの代わりに、ランプ加熱によりウエハＷを加熱しても良いし、加熱室６１を加熱炉として構成しても良い。
また、搬送室６２内部の気温を所定の温度に維持するためには、ホットエアーの供給によらず、抵抗加熱体による加熱プレートや加熱ランプを用いても良い。また、搬送アーム６２Ａは、流体を循環させるのではなく、内部にヒータを埋め込むことにより、所定の温度に維持するようにしても良いことは勿論である。
さらに、ロードロック室Ｌ１に温度測定器を設け、断熱冷却による温度低下を測定し、測定結果に基づいて、加熱室６１におけるウエハＷの温度を調整しても良い。温度測定器は、例えば、ロードロック室Ｌ１内に複数の熱電対を埋め込んだシリコンプレートを上面に有するサセプタを設け、複数の熱電対により面内の温度部分に関するデータをも取得して良い。また、温度測定器としては、赤外線放射温度を用いても良い。さらに、このような温度測定は、ロードロック室Ｌ１ではなく、露光装置５内で行っても良い。
バッファー室６３の搬送室６２は、加熱室６１において所定の温度にまで加熱されたウエハの温度を低下させることなくロードロック室Ｌ１へ搬送するため、搬送室６２の内部空間の気温を調整する温度調整装置と搬送アーム６２Ａの温調機構とを備えているが、これらの両方を備える必要はなく、例えば温度調整装置のみを備えていても良い。また、搬送室６２は、これらに代わり、加熱ランプを備え、加熱ランプによってウエハの温度低下を防止するように構成されても良い。
また、他の実施形態においては、搬送室６２は、内部空間のための温度調整装置と搬送アーム６２Ａの温調機構、および加熱ランプ等を有していなくてもよい。この場合、加熱室６１から搬送室６２を通してロードロック室Ｌ１へ搬送する際のウエハ温度が低下することとなるため、この温度低下を考慮し、ロードロック室Ｌ１内での断熱冷却を相殺できるように加熱室６１のホットプレート６１Ｈの温度を設定すると好ましい。
さらに、搬送室６２は、密閉可能である必要はなく、例えば、非発塵性素材により作製されたカーテンなどで仕切られる搬送路として構成されても良い。この場合であっても、温度調整された清浄空気を（例えばダウンフローで）供給することができ、また、搬送アーム６２Ａは温調機能を有することができる。
また、本発明の実施形態によるフォトレジスト塗布現像装置のインターフェイス部４は、フォトレジスト塗布現像装置１から独立した一つの装置として構成されても良い。すなわち、フォトレジスト塗布現像装置においてフォトレジスト塗布工程を経たウエハＷを受け取るウエハ搬送体５０と、ウエハ搬送体５０により搬送されるウエハＷの温度を所定の温度に加熱し維持するとともに、温度維持されるウエハＷを露光装置５へ搬出するためのロードロック室Ｌ１へ搬送するバッファー室６３と、を備えるインターフェイス装置を構成することができる。このようなインターフェイス装置によれば、既存のフォトレジスト塗布現像装置をＥＵＶ露光装置やＥＢ露光装置に組み合わせることができ、コストを抑えつつ、より微細化されたパターンを有する半導体装置を製造することが可能となる。
半導体ウエハを用いる例を説明したが、本発明は、半導体ウエハに限らず、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用の基板を用いる場合にも適用することができる。
１・・・フォトレジスト塗布現像装置、２・・・カセットステーション、３・・・処理ステーション、４・・・インターフェイス部、５・・・露光装置、７・・・ウエハ搬送体、１３・・・主搬送装置１３、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５・・・処理装置群、６３・・・バッファー室、６１・・・加熱室、６１Ｈ・・・ホットプレート、６１Ｐ・・・リフトピン、６２・・・搬送室、６２Ａ・・・搬送アーム、Ｌ１，Ｌ２・・・ロードロック室。

Claims (13)

  1. 基板にフォトレジスト膜を形成し、露光された前記フォトレジスト膜を現像するフォトレジスト塗布現像装置であって、
    基板にフォトレジスト膜を形成するフォトレジスト膜形成部と、
    前記フォトレジスト膜形成部において前記フォトレジスト膜が形成された前記基板を加熱する加熱処理部と、
    前記加熱処理部において加熱された、前記フォトレジスト膜が形成された前記基板を常温に冷却する冷却部と、
    前記冷却部において常温に冷却された前記基板を所定の温度に加熱する加熱部と、
    前記フォトレジスト膜の露光のために、前記基板を減圧下で搬出するロードロック室と、
    前記加熱部から前記ロードロック室へ前記基板を搬送する搬送部であって、当該搬送部内を搬送される前記基板を保温する保温機構を含む当該搬送部と
    を備えるフォトレジスト塗布現像装置。
  2. 前記保温機構で前記搬送部内の気温を調整することにより前記基板が保温される、請求項１に記載のフォトレジスト塗布現像装置。
  3. 前記搬送部が前記基板を搬送する搬送治具を更に含み、
    前記保温機構で前記搬送治具の温度を調整することにより前記基板が保温される、請求項１又は２に記載のフォトレジスト塗布現像装置。
  4. 前記ロードロック室が、当該ロードロック室に搬入された前記基板の温度を測定する温度測定部を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載のフォトレジスト塗布現像装置。
  5. フォトレジスト塗布現像装置においてフォトレジスト膜が形成された基板を前記フォトレジスト膜の露光のために搬出し、露光された前記フォトレジスト膜の現像のために露光後の前記基板を前記フォトレジスト塗布現像装置へ搬入するインターフェイス装置であって、
    前記フォトレジスト塗布現像装置において前記フォトレジスト膜が形成され、加熱され、常温に冷却された前記基板を所定の温度に加熱する加熱部と、
    前記フォトレジスト膜の露光のために、前記基板を減圧下で搬出するロードロック室と、
    前記加熱部から前記ロードロック室へ前記基板を搬送する搬送部であって、当該搬送部内を搬送される前記基板を保温する保温機構を含む当該搬送部と
    を備えるインターフェイス装置。
  6. 前記保温機構で前記搬送部内の気温を調整することにより前記基板が保温される、請求項５に記載のインターフェイス装置。
  7. 前記搬送部が前記基板を搬送する搬送治具を更に含み、
    前記保温機構で前記搬送治具の温度を調整することにより前記基板が保温される、請求項５又は６に記載のインターフェイス装置。
  8. 前記ロードロック室が、当該ロードロック室に搬入された前記基板の温度を測定する温度測定部を備える、請求項５から７のいずれか一項に記載のインターフェイス装置。
  9. 基板にフォトレジスト膜を形成し、露光された前記フォトレジスト膜を現像するフォトレジスト塗布現像装置から、減圧下でフォトレジスト膜を露光する露光装置へ前記フォトレジスト膜が形成された前記基板を搬送する基板搬送方法であって、
    前記フォトレジスト塗布現像装置において前記フォトレジスト膜が形成された前記基板を加熱するステップと、
    前記加熱処理部において加熱された、前記フォトレジスト膜が形成された前記基板を常温に冷却するステップと、
    前記冷却するステップにおいて常温に冷却された前記基板を所定の温度に加熱するステップと、
    前記加熱部から、減圧下でフォトレジスト膜を露光する露光装置と前記フォトレジスト塗布現像装置との間に配置されるロードロック室へ前記基板を搬送するステップと
    を含み、
    前記搬送するステップに、前記加熱するステップで加熱された前記基板を保温するステップが含まれる基板搬送方法。
  10. 前記搬送ステップにおいて、前記基板を搬送する搬送部の気温を調整することにより前記基板が保温される、請求項９に記載の基板搬送方法。
  11. 前記搬送ステップにおいて、前記基板を搬送する搬送治具の温度を調整することにより記基板が保温される、請求項９又は１０に記載の基板搬送方法。
  12. 前記ロードロック室において、当該ロードロック室に搬入された前記基板の温度を測定するステップを更に含む、請求項９から１１のいずれか一項に記載の基板搬送方法。
  13. 前記測定するステップにおいて前記ロードロック室で測定された前記基板の温度に基づいて、前記加熱するステップにおける前記所定の温度を決定するステップを更に含む、請求項１２に記載の基板搬送方法。
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