JP5014208B2 - Substrate processing method and substrate processing apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、例えば半導体ウエハやLCDガラス基板等の基板に光、例えば紫外線を照射して処理を施す基板処理方法及び基板処理装置に関するものである。 The present invention relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus for performing processing by irradiating a substrate such as a semiconductor wafer or an LCD glass substrate with light, for example, ultraviolet rays.
一般に、半導体デバイスの製造においては、例えば半導体ウエハやLCDガラス基板等(以下にウエハ等という)の上にITO(Indium Tin Oxide)の薄膜や電極パターンを形成するために、フォトリソグラフィ技術が利用されている。このフォトリソグラフィ技術においては、ウエハ等にフォトレジストを塗布し、これにより形成されたレジスト膜を所定の回路パターンに応じて露光し、この露光パターンを現像処理することによりレジスト膜に回路パターンが形成されている。 In general, in the manufacture of semiconductor devices, for example, a photolithography technique is used to form an ITO (Indium Tin Oxide) thin film or an electrode pattern on a semiconductor wafer, an LCD glass substrate or the like (hereinafter referred to as a wafer). ing. In this photolithography technology, a photoresist is applied to a wafer or the like, the resist film formed thereby is exposed according to a predetermined circuit pattern, and the exposure pattern is developed to form a circuit pattern on the resist film. Has been.
このようなフォトリソグラフィ工程においては、レジストパターンの光学起因の変形を軽減するためにレジスト上層又は下層に反射防止膜が塗布される。最近では、反射防止膜として昇華物の発生が少ない材料である紫外線硬化樹脂が着目されている。この紫外線硬化樹脂を反射防止膜に使用する場合には、紫外線硬化樹脂液が塗布された基板に紫外線を照射する必要がある。 In such a photolithography process, an antireflection film is applied to the upper layer or the lower layer of the resist in order to reduce the optically-induced deformation of the resist pattern. Recently, an ultraviolet curable resin, which is a material with less generation of sublimation as an antireflection film, has attracted attention. When this ultraviolet curable resin is used for the antireflection film, it is necessary to irradiate the substrate coated with the ultraviolet curable resin liquid with ultraviolet rays.
従来の紫外線照射技術として、基板と紫外線照射手段(紫外線ランプ)とを相対的に平行移動させつつ基板に紫外線を照射し、その後基板を所定角度回転させた後、基板に紫外線を照射する基板処理方法(装置)が知られている(例えば、特許文献1参照)。 As conventional ultraviolet irradiation technology, the substrate is irradiated with ultraviolet rays while relatively moving the substrate and ultraviolet irradiation means (ultraviolet lamp), and then the substrate is rotated by a predetermined angle, and then the substrate is irradiated with ultraviolet rays. A method (apparatus) is known (for example, see Patent Document 1).
また、基板と紫外線照射手段(紫外線ランプ)の平行移動に伴って移動する光検出手段によって露光量(照度)を検出し、その検出信号に基づいて紫外線ランプの露光量(照度)を制御して、基板毎の露光量(照度)を安定させる基板処理方法(装置)が知られている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、紫外線照射手段(紫外線ランプ)の照度分布は経時的に悪化、すなわち、紫外線ランプの電極部付近から劣化して黒化し、紫外線ランプの軸方向の照度領域が狭くなる。これにより、照度の均一化が図れなくなるという問題があった。 However, the illuminance distribution of the ultraviolet irradiation means (ultraviolet lamp) deteriorates with time, that is, deteriorates from the vicinity of the electrode portion of the ultraviolet lamp and becomes black, and the illuminance area in the axial direction of the ultraviolet lamp becomes narrow. As a result, there is a problem that the illuminance cannot be made uniform.
この問題を解決する対策として、基板上の積算照度を均一にするために、紫外線ランプのランプ長を長めに設計するか、あるいは、紫外線ランプの交換周期を短くする等の方法が考えられる。しかし、紫外線ランプのランプ長を長めにすると、装置の大型化を招くと共に、電力等の消費の無駄が生じる。また、紫外線ランプの交換周期を短くすることは、コストが嵩む上、紫外線ランプの交換時の稼働中断等により生産性が低下する懸念がある。 As measures to solve this problem, a method of designing a longer lamp length of the ultraviolet lamp or shortening the replacement period of the ultraviolet lamp in order to make the integrated illuminance on the substrate uniform can be considered. However, when the lamp length of the ultraviolet lamp is increased, the apparatus is increased in size and wasteful consumption of power and the like occurs. In addition, shortening the replacement period of the ultraviolet lamp increases the cost, and there is a concern that productivity may be reduced due to interruption of operation when the ultraviolet lamp is replaced.
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、光照射手段の照度分布の悪化に影響を受けずに基板上の積算照度を均一にでき、かつ、光照射手段の寿命の増大及び生産性の向上を図れるようにした基板処理方法及び基板処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and can integrate the integrated illuminance on the substrate without being affected by the deterioration of the illuminance distribution of the light irradiation means, and can increase the life and productivity of the light irradiation means. It is an object of the present invention to provide a substrate processing method and a substrate processing apparatus that can improve the above.
上記課題を解決するために、請求項1記載の発明は、被処理基板と光照射手段とを相対的に平行移動及び水平回転させて光照射手段から照射される光によって被処理基板の表面を露光処理する基板処理方法であって、 上記光照射手段は、該光照射手段と上記被処理基板との相対移動方向に沿う光照射体を具備し、 上記被処理基板と光照射手段の平行移動に伴って移動する照度測定手段によって光照射手段の光照射体が照射する光の照度を測定し、 上記照度測定手段によって測定された光照射体の照度が正常の場合は、被処理基板を光照射体の直下に移動した後、被処理基板を水平回転しつつ光照射体から光を照射し、 上記照度測定手段によって測定された光照射体の照度が低下している場合は、上記光照射体の照度領域外の被処理基板の周縁部を照度の低下していない照度領域内まで移動した状態で、被処理基板を水平回転しつつ光照射体から光を照射し、その後、被処理基板を光照射体の直下に移動した後、被処理基板を水平回転しつつ光照射体から光を照射する、ことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in
請求項2記載の発明は、被処理基板と光照射手段とを相対的に平行移動及び水平回転させて光照射手段から照射される光によって被処理基板の表面を露光処理する基板処理方法であって、 上記光照射手段は、該光照射手段と被処理基板との相対移動方向に沿う互いに平行な複数の光照射体を具備し、 上記被処理基板と光照射手段の平行移動に伴って移動する照度測定手段によって光照射手段の光照射体が照射する光の照度を測定し、その測定された情報に基づいて被処理基板の光照射手段の照射領域に対する移動量及び水平回転を制御する、ことを特徴とする。The invention described in
また、請求項3記載の発明は、請求項1記載の基板処理方法を具現化するもので、被処理基板と光照射手段とを相対的に平行移動及び水平回転させて光照射手段から照射される光によって被処理基板の表面を露光処理する基板処理装置であって、 上記被処理基板を水平状態に保持する基板保持体と、 上記基板保持体と光照射手段との相対移動方向に沿って設けられ、基板保持体に保持された被処理基板に向かって光を照射する光照射体を具備する光照射手段と、 上記基板保持体と光照射手段とを相対的に平行移動する移動機構と、 上記基板保持体と光照射手段とを相対的に水平回転する回転機構と、 上記基板保持体に設けられ、この基板保持体と上記光照射手段が相対的に平行移動した際に、上記光照射体の照度を測定する照度測定手段と、 上記照度測定手段の測定情報に基づいて上記被処理基板の上記光照射手段の照射領域に対する移動量及び水平回転を制御する制御手段と、を具備し、 上記制御手段は、上記照度測定手段によって測定された光照射体の照度が正常の場合は、被処理基板を光照射体の直下に移動した後、被処理基板を水平回転しつつ光照射体から光を照射し、 上記照度測定手段によって測定された光照射体の照度が低下している場合は、上記光照射体の照度領域外の被処理基板の周縁部を照度の低下していない照度領域内まで移動した状態で、被処理基板を水平回転しつつ光照射体から光を照射し、その後、被処理基板を光照射体の直下に移動した後、被処理基板を水平回転しつつ光照射体から光を照射する、ことを特徴とする。
The invention according to
請求項4記載の発明は、請求項2記載の基板処理方法を具現化するもので、被処理基板と光照射手段とを相対的に平行移動及び水平回転させて光照射手段から照射される光によって被処理基板の表面を露光処理する基板処理装置であって、 上記被処理基板を水平状態に保持する基板保持体と、 上記基板保持体と光照射手段との相対移動方向に沿って互いに平行に設けられ、基板保持体に保持された被処理基板に向かって光を照射する複数の光照射体を具備する光照射手段と、 上記基板保持体と光照射手段とを相対的に平行移動する移動機構と、 上記基板保持体と光照射手段とを相対的に水平回転する回転機構と、 上記基板保持体に設けられ、この基板保持体と上記光照射手段が相対的に平行移動した際に、上記光照射体の照度を測定する照度測定手段と、 上記照度測定手段の測定情報に基づいて上記被処理基板の上記光照射手段の照射領域に対する移動量及び水平回転を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする。 A fourth aspect of the present invention embodies the substrate processing method according to the second aspect of the present invention. The light irradiated from the light irradiating means is obtained by relatively translating and horizontally rotating the substrate to be processed and the light irradiating means. A substrate processing apparatus that performs exposure processing on a surface of the substrate to be processed, the substrate holder holding the substrate to be processed in a horizontal state, and parallel to each other along a relative movement direction of the substrate holder and the light irradiation unit A light irradiating means provided with a plurality of light irradiating bodies for irradiating light toward a substrate to be processed held by the substrate holding body, and relatively moving the substrate holding body and the light irradiating means in parallel. A moving mechanism, a rotating mechanism that relatively horizontally rotates the substrate holder and the light irradiating means, and provided on the substrate holder, when the substrate holder and the light irradiating means are relatively translated. Measure the illuminance of the light illuminator A degree measuring means, characterized by comprising a control means for controlling the amount of movement and the horizontal rotation with respect to the irradiation area of the light irradiation means of the target substrate based on the measurement information of the illuminance measurement unit.
請求項1,3記載の発明によれば、被処理基板と光照射手段の平行移動に伴って移動する照度測定手段によって光照射手段の光照射体が照射する光の照度を測定し、その測定された情報すなわち照度分布に基づいて被処理基板の光照射手段の照射領域に対する移動量及び水平回転を制御することにより、被処理基板上の積算照度を均一にすることができる。 According to the first and third aspects of the present invention, the illuminance of the light irradiated by the light irradiation body of the light irradiating means is measured by the illuminance measuring means moving along with the parallel movement of the substrate to be processed and the light irradiating means, and the measurement The integrated illuminance on the substrate to be processed can be made uniform by controlling the amount of movement and horizontal rotation of the substrate to be irradiated with respect to the irradiation region based on the information thus obtained, that is, the illuminance distribution.
また、請求項1,3記載の発明によれば、照度測定手段によって測定された光照射体の照度が正常の場合は、被処理基板を光照射体の直下に移動した後、被処理基板を水平回転しつつ光照射体から光を照射することにより、被処理基板上の積算照度を均一にすることができる。また、照度測定手段によって測定された光照射体の照度が低下している場合は、上記光照射体の照度領域外の被処理基板の周縁部を照度の低下していない照度領域内まで移動した状態で、被処理基板を水平回転しつつ光照射体から光を照射し、その後、被処理基板を光照射体の直下に移動した後、被処理基板を水平回転しつつ光照射体から光を照射することにより、被処理基板上の積算照度を均一にすることができる。
According to the invention of
請求項2,4記載の発明によれば、光照射手段は、該光照射手段と被処理基板との相対移動方向に沿う互いに平行な複数の光照射体を具備することにより、被処理基板上への光の照射を更に均一にすることができる。
According to the second and fourth aspects of the present invention, the light irradiation means includes a plurality of light irradiation bodies parallel to each other along the relative movement direction of the light irradiation means and the substrate to be processed. Can be made more uniform.
この発明によれば、上記のように構成されているので、光照射手段の照度分布の悪化に影響を受けずに被処理基板上の積算照度を均一にでき、かつ、光照射手段の寿命の増大及び生産性の向上が図れる。 According to this invention, since it is configured as described above, the integrated illuminance on the substrate to be processed can be made uniform without being affected by the deterioration of the illuminance distribution of the light irradiation means, and the life of the light irradiation means can be reduced. Increase and productivity can be improved.
以下に、この発明の最良の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、この発明に係る基板処理装置を半導体ウエハのレジスト塗布・現像処理システムに適用した場合について説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, a case where the substrate processing apparatus according to the present invention is applied to a semiconductor wafer resist coating / development processing system will be described.
図1は、この発明に係る基板処理装置を具備する半導体ウエハのレジスト塗布・現像処理システムを示す概略平面図、図2は、レジスト塗布・現像処理システムの概略正面図、図3は、レジスト塗布・現像処理システムの概略背面図である。 FIG. 1 is a schematic plan view showing a semiconductor wafer resist coating / development processing system equipped with a substrate processing apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a schematic front view of the resist coating / developing system, and FIG. FIG. 2 is a schematic rear view of a development processing system.
上記レジスト塗布・現像処理システム1は、図1に示すように、例えば25枚のウエハWをカセット単位で外部からレジスト塗布・現像処理システム1に対して搬入出すると共に、カセットCに対してウエハWを搬入出するカセットステーション2と、このカセットステーション2に隣接して設けられ、塗布現像工程の中で枚葉式に所定の処理を施す各種処理ユニットを多段配置してなる処理ステーション3と、この処理ステーション3に隣接して設けられている露光装置(図示せず)との間でウエハWの受け渡しをするインターフェース部4とを一体に接続した構成を有している。
As shown in FIG. 1, the resist coating /
カセットステーション2は、カセット載置台5上の所定の位置に、複数のカセットCを水平のX方向に一列に載置可能となっている。また、カセットステーション2には、搬送路6上をX方向に沿って移動可能なウエハ搬送アーム7が設けられている。ウエハ搬送アーム7は、カセットCに収容されたウエハWのウエハ配列方向(Z方向;鉛直方向)にも移動自在であり、X方向に配列された各カセットC内のウエハWに対して選択的にアクセスできるように構成されている。
The
また、ウエハ搬送アーム7は、Z軸を中心としてθ方向に回転可能に構成されており、後述するように処理ステーション3側の第3の処理ユニット群G3に属するトランジション装置(TRS)31に対してもアクセスできるように構成されている。
Further, the
処理ステーション3は、複数の処理ユニットが多段に配置された、例えば5つの処理ユニット群G1〜G5を備えている。図1に示すように、処理ステーション3の正面側には、カセットステーション2側から第1の処理ユニット群G1,第2の処理ユニット群G2が順に配置されている。また、処理ステーション3の背面側には、カセットステーション2側から第3の処理ユニット群G3,第4の処理ユニット群G4及び第5の処理ユニット群G5が順に配置されている。第3の処理ユニット群G3と第4の処理ユニット群G4との間には、第1の搬送機構110が設けられている。第1の搬送機構110は、第1の処理ユニット群G1,第3の処理ユニット群G3及び第4の処理ユニット群G4に選択的にアクセスしてウエハWを搬送するように構成されている。第4の処理ユニット群G4と第5の処理ユニット群G5との間には、第2の搬送機構120が設けられている。第2の搬送機構120は、第2の処理ユニット群G2,第4の処理ユニット群G4及び第5の処理ユニット群G5に選択的にアクセスしてウエハWを搬送するように構成されている。
The
第1の処理ユニット群G1には、図2に示すように、ウエハWに所定の処理液を供給して処理を行う液処理ユニット、例えばウエハWにレジスト液を塗布するレジスト塗布ユニット(COT)10,11,12、露光時の光の反射を防止するための紫外線硬化樹脂液を塗布して反射防止膜を形成するボトムコーティングユニット(BARC)13,14が下から順に5段に重ねられている。第2の処理ユニット群G2には、液処理ユニット、例えばウエハWに現像処理を施す現像処理ユニット(DEV)20〜24が下から順に5段に重ねられている。また、第1の処理ユニット群G1及び第2の処理ユニット群G2の最下段には、各処理ユニット群G1及びG2内の前記液処理ユニットに各種処理液を供給するためのケミカル室(CHM)25,26がそれぞれ設けられている。
In the first processing unit group G1, as shown in FIG. 2, a liquid processing unit for supplying a predetermined processing liquid to the wafer W for processing, for example, a resist coating unit (COT) for applying a resist liquid to the
一方、第3の処理ユニット群G3には、図3に示すように、下から順に、温調ユニット(TCP)30、ウエハWの受け渡しを行うためのトランジション装置(TRS)31と、ボトムコーティングユニット(BARC)13,14で塗布された反射防止膜を露光処理するこの発明に係る基板処理装置を具備する紫外線照射ユニット(UV)32及び精度の高い温度管理下でウエハWを加熱処理する熱処理ユニット(ULHP)33〜38が9段に重ねられている。 On the other hand, as shown in FIG. 3, the third processing unit group G3 includes, in order from the bottom, a temperature control unit (TCP) 30, a transition device (TRS) 31 for delivering the wafer W, and a bottom coating unit. (BARC) 13 and 14, an ultraviolet irradiation unit (UV) 32 provided with a substrate processing apparatus according to the present invention for performing an exposure process on the antireflection film and a heat treatment unit for heat-processing the wafer W under high-precision temperature control. (ULHP) 33 to 38 are stacked in nine stages.
第4の処理ユニット群G4では、例えば高精度温調ユニット(CPL)40、レジスト塗布処理後のウエハWを加熱処理するプリベーキングユニット(PAB)41〜44及び現像処理後のウエハWを加熱処理するポストベーキングユニット(POST)45〜49が下から順に10段に重ねられている。 In the fourth processing unit group G4, for example, a high-precision temperature control unit (CPL) 40, pre-baking units (PAB) 41 to 44 for heat-treating the resist-coated wafer W, and the wafer W after development processing are heat-treated. Post baking units (POST) 45 to 49 are stacked in 10 stages in order from the bottom.
第5の処理ユニット群G5では、ウエハWを熱処理する複数の熱処理ユニット、例えば高精度温調ユニット(CPL)50〜53、露光後のウエハWを加熱処理するポストエクスポージャーベーキングユニット(PEB)54〜59が下から順に10段に重ねられている。 In the fifth processing unit group G5, a plurality of heat treatment units that heat-treat the wafer W, for example, high-precision temperature control units (CPL) 50 to 53, post-exposure baking units (PEB) 54 to heat-treat the exposed wafer W, 59 are stacked in 10 steps from the bottom.
また、第1の搬送機構110のX方向正方向側には、図1に示すように、複数の処理ユニットが配置されており、例えば図3に示すように、ウエハWを疎水化処理するためのアドヒージョンユニット(AD)80,81、ウエハWを加熱する加熱ユニット(HP)82,83が下から順に4段に重ねられている。また、第2の搬送機構120の背面側には、図1に示すように、例えばウエハWのエッジ部のみを選択的に露光する周辺露光ユニット(WEE)84が配置されている。
Further, as shown in FIG. 1, a plurality of processing units are arranged on the positive side in the X direction of the
また、図2に示すように、カセットステーション2、処理ステーション3及びインターフェース部4の各ブロックの上部には、各ブロック内を空調するための空調ユニット90が備えられている。この空調ユニット90により、カセットステーション2,処理ステーション3及びインターフェース部4内は、所定の温度及び湿度に調整できる。また、図3に示すように、例えば処理ステーション3の上部には、第3の処理ユニット群G3、第4の処理ユニット群G4及び第5の処理ユニット群G5内の各装置に所定の気体を供給する、例えばFFU(ファンフィルタユニット)などの気体供給手段である気体供給ユニット91がそれぞれ設けられている。気体供給ユニット91は、所定の温度、湿度に調整された気体から不純物を除去した後、当該気体を所定の流量で送風できる。
In addition, as shown in FIG. 2, an
インターフェース部4は、図1に示すように、処理ステーション3側から順に第1のインターフェース部100と、第2のインターフェース部101とを備えている。第1のインターフェース部100には、ウエハ搬送アーム102が第5の処理ユニット群G5に対応する位置に配設されている。ウエハ搬送アーム102のX方向の両側には、例えばバッファカセット103(図1の背面側),104(図1の正面側)が各々設置されている。ウエハ搬送アーム102は、第5の処理ユニット群G5内の熱処理装置とバッファカセット103,104に対してアクセスできる。第2のインターフェース部101には、X方向に向けて設けられた搬送路105上を移動するウエハ搬送アーム106が設けられている。ウエハ搬送アーム106は、Z方向に移動可能で、かつθ方向に回転可能であり、バッファカセット104と、第2のインターフェース部101に隣接した図示しない露光装置に対してアクセスできるようになっている。したがって、処理ステーション3内のウエハWは、ウエハ搬送アーム102,バッファカセット104,ウエハ搬送アーム106を介して露光装置に搬送でき、また、露光処理の終了したウエハWは、ウエハ搬送アーム106,バッファカセット104,ウエハ搬送アーム102を介して処理ステーション3内に搬送できる。
As shown in FIG. 1, the
次に、反射防止膜を形成するボトムコーティングユニット(BARC)13,14を構成する塗布処理ユニット15(以下に塗布処理装置15という)の構成について、図4及び図5を参照して説明する。塗布処理装置15は、内部を密閉するこができる処理容器150を有している。この処理容器150の一側面には、ウエハWの搬送手段である上記第1の搬送機構110の搬送領域に臨む面にウエハWの搬入出口151が形成され、搬入出口151には、開閉シャッタ152が開閉可能に設けられている。
Next, the configuration of a coating processing unit 15 (hereinafter referred to as a coating processing apparatus 15) that constitutes the bottom coating units (BARC) 13 and 14 for forming the antireflection film will be described with reference to FIGS. The
処理容器150の内部には、ウエハWの保持手段としてその上面にウエハWを水平に真空吸着保持するスピンチャック153が配設されている。このスピンチャック153はモータなどを含む回転駆動部154により鉛直周りに回転でき、かつ、昇降可能に形成されている。
Inside the
スピンチャック153の周囲には、カップ体155が配設されている。このカップ体155の上面には、ウエハWを保持した状態のスピンチャック153が昇降できるようにウエハW及びスピンチャック153よりも大きい開口部156が形成されている。また、カップ体155の底部には、ウエハW上から零れ落ちる塗布液を排出するための排液口157が設けられており、この排液口157には排液管158が接続されている。
A
スピンチャック153の上方には、ウエハW表面の中心部に紫外線硬化樹脂液からなる塗布液を塗布するための塗布ノズル160が配設されている。この塗布ノズル160は、塗布液供給管161を介して塗布液を供給する塗布液供給源162に接続されている。また、塗布液供給管161にはバルブや流量調整部等を有する供給制御装置163が設けられている。塗布液供給源162から供給される塗布液すなわち紫外線硬化樹脂液には例えばXUV(日産化学工業株式会社製品)が用いられ、塗布液には液体状の塗布膜形成成分と溶剤が含まれる。塗布膜形成成分には、例えばインドニウム塩などの光重合開始剤,エポキシ樹脂,プロピレングリコールモノメチルエーテル,プロピレングリコールモノエチルアセテートなどが含まれている。また、溶剤としては、例えばシンナーが用いられている。
Above the
塗布ノズル160は、図5に示すように、アーム171を介してノズル移動機構170に連結されている。アーム171はノズル移動機構170により、処理容器150の長手方向(Y方向)に沿って設けられたガイドレール172に沿って、カップ体155の一端側(図5では左側)の外側に設けられた待機領域173から他端側に向かって移動できると共に、上下方向に移動できる。待機領域173は、塗布ノズル160を収納できるように構成されていると共に、塗布ノズル160の先端部を洗浄できる洗浄部174を有している。
As shown in FIG. 5, the
塗布処理装置15は、後述する一連の動作を制御するコンピュータプログラムを有する制御部200を備えている。制御部200は、回転駆動部154,供給制御装置163及びノズル移動機構170等を制御するように構成されている。
The
次に、この発明に係る基板処理装置について、第3の処理ユニット群G3内に配置される紫外線照射ユニット32(以下に、紫外線照射処理装置32という)を参照して説明する。 Next, a substrate processing apparatus according to the present invention will be described with reference to an ultraviolet irradiation unit 32 (hereinafter referred to as an ultraviolet irradiation processing apparatus 32) arranged in the third processing unit group G3.
紫外線照射処理装置32は、図6に示すように、側壁部にウエハWの搬入出口61を有する筐体60内に、ウエハWを水平状態に吸着保持する基板保持体であるチャック62と、このチャック62に保持されたウエハWの表面に紫外線を照射する複数(図面では6個の場合を示す)の光照射体である紫外線ランプ71を具備する光照射手段70(以下に紫外線照射手段70という)と、チャック62に設けられ、このチャック62と紫外線照射手段70が相対的に平行移動した際に、紫外線ランプ71の照度を測定する照度測定手段である光センサ63と、光センサ63の測定情報に基づいてウエハWの紫外線ランプ71の照射領域に対する移動量及び水平回転を制御する制御手段である制御部200と、を具備している。なお、ウエハ搬入出口61は、シャッタ67によって開閉可能になっている。
As shown in FIG. 6, the ultraviolet
この場合、紫外線照射手段70を構成する複数の紫外線ランプ71は、チャック62と紫外線照射手段70との相対移動方向(X方向)に沿って互いに平行に配置されている。これら紫外線ランプ71は、筐体60の片側(図6における右側)に配置されている。
In this case, the plurality of
また、チャック62は、移動機構65によって筐体60内のウエハ搬入出口61と対向する位置と紫外線照射手段70の直下位置との間を平行移動可能に形成されている。また、チャック62は回転機構であるモータ66によって水平方向に回転可能に形成されている。
The
この場合、移動機構65は、筐体60のX方向に沿って配設されるねじ軸65aと、チャック62の下部に回転機構のモータ66を介して連結され、ねじ軸65aに摺動自在に係合する摺動台65bと、ねじ軸65aを正逆回転可能に駆動する駆動モータ65cとからなるボールねじ機構によって構成されている。なお、移動機構65は必ずしもボールねじ機構である必要はなく、例えばプーリとタイミングベルトとを具備するベルト機構やエアーシリンダ等のシリンダ装置にて形成してもよい。
In this case, the moving
また、光センサ63は、チャック62の非回転部例えばモータ66の外側部から水平に突設される支持部材63aの先端部に取り付けられている。このように取り付けられる光センサ63は、上記のように配置される紫外線ランプ71の一つに対して軸方向に沿って移動しながら紫外線ランプ71の照度領域(照度分布)を測定することができる。ここで、光センサ63は複数の紫外線ランプ71の一つの照度領域(照度分布)を測定しているが、各紫外線ランプ71は同じ特性を有しており、同様に経時的に劣化するため、紫外線ランプ71の一つの照度領域(照度分布)を測定することで、全ての紫外線ランプ71の照度領域(照度分布)を測定することができる。
In addition, the
上記光センサ63,紫外線ランプ71,回転機構のモータ66及び移動機構65の駆動モータ65cは、それぞれ制御部200と電気的に接続されている。制御部200は、光センサ63が測定した情報(信号)を受け取り、紫外線照射手段70の照射状態、具体的には紫外線ランプ71の照度分布を検知する。そして、その検知情報(信号)に基づく制御部200からの制御信号を紫外線ランプ71,回転機構のモータ66及び移動機構65の駆動モータ65cに伝達して、チャック62に保持されたウエハWを紫外線ランプ71の照射領域内に移動し、水平回転することで、ウエハW上の紫外線の積算照度を均一にすることができる。また、光センサ63の測定により紫外線ランプ71の照度が使用不可能な状態に悪化している場合は、制御部200からアラームが発せられるようになっている。このアラームにより紫外線ランプ71の交換が促される。
The
次に、図7ないし図11を参照して、紫外線ランプ71の照度分布の状態に応じた紫外線の照射態様を詳細に説明する。まず、図11に示すように、移動機構65を駆動してチャック62と共に光センサ63を点灯された紫外線ランプ71の軸方向に移動して紫外線ランプ71の照度分布を測定する(S−1)。この紫外線ランプ71の照度分布の測定は、処理されるウエハWのロットの前に行われる。測定された情報は制御部200に伝達され、紫外線ランプ71の照度分布は正常か否かが判断される(S−2)。紫外線ランプ71の照度分布が正常の場合は、図7及び図9(a),(b)に示すように、チャック62に保持されたウエハWを紫外線照射手段70(紫外線ランプ71)の中心部の直下位置に移動し、その後、回転機構のモータ66が回転駆動してウエハWを水平回転した状態で紫外線ランプ71から紫外線が照射される(図9(c),S−3)。このとき、紫外線ランプ71の点灯時期はウエハWの移動途中(図7参照)、ウエハWが紫外線ランプ71の中心部直下に移動した後(図9(c)参照)のいずれであってもよい。なお、ウエハW上の紫外線の積算照度は紫外線ランプ71の点灯時間によって決定されるので、これに基づいてウエハWの移動速度、回転速度を任意に設定することができる。例えば、紫外線ランプ71の点灯時間:2〜7秒としたとき、ウエハWの移動速度:≦350mm/sec,ウエハWの回転速度:≦250rpmとすることができる。
Next, with reference to FIG. 7 to FIG. 11, an ultraviolet irradiation mode according to the illuminance distribution state of the
ウエハW上に紫外線が照射された後、図9(d),(e)に示すように、移動機構65が駆動してウエハWを保持するチャック62が初期位置に戻る(S−4)。
After the ultraviolet rays are irradiated onto the wafer W, as shown in FIGS. 9D and 9E, the moving
一方、(S−2)に戻って、紫外線ランプ71の照度分布が低下していると判断された場合は、紫外線ランプ71は使用可能な状態にあるか否かが判断される(S−5)。紫外線ランプ71が使用可能な状態の場合は、図8及び図10(a),(b)に示すように、チャック62に保持されたウエハWの紫外線ランプ71の照度領域外の周縁部の照度低下部に相当する量(H)だけ紫外線ランプ71の照度の低下していない照度領域(H)内まで移動し、この状態で、ウエハWを水平回転しつつ紫外線ランプ71から紫外線を照射する(図10(c),S−6)。このとき、ウエハWの周縁部(H)のみに所望の積算照度の紫外線が照射されるように、紫外線ランプ71の点灯時間(紫外線照射時間)と、ウエハWの回転速度が設定される。例えば、紫外線ランプ71の点灯時間:2〜7秒としたとき、ウエハWの回転速度:≦250rpmとすることができる。その後、図10(d)に示すように、ウエハWを水平回転しつつ紫外線ランプ71の中心部の直下位置に移動した後、紫外線ランプ71から紫外線を照射する(図10(e),S−7)。このとき、ウエハWの外周部の領域(H)には紫外線は照射されないが、既に所望の積算照度の紫外線が照射されているので問題はない。なお、紫外線ランプ71の点灯時期はウエハWの移動途中(図8参照)、ウエハWが紫外線ランプ71の中心部直下に移動した後(図10(e)参照)のいずれであってもよい。ウエハWの移動途中に紫外線ランプ71を点灯してウエハW上に紫外線を照射した場合は、ウエハWの外周部の領域(H)以外の中心部に所望の積算照度以上に紫外線が照射されるが、ウエハW上には所望の積算照度のしきい値以上が照射されていればよい。なお、(S−7)において、ウエハW上の紫外線の積算照度は紫外線ランプ71の点灯時間によって決定されるので、これに基づいてウエハWの移動速度、回転速度を任意に設定することができる。例えば、紫外線ランプ71の点灯時間:2〜7秒としたとき、ウエハWの移動速度:≦350mm/sec,ウエハWの回転速度:≦250rpmとすることができる。
On the other hand, returning to (S-2), if it is determined that the illuminance distribution of the
ウエハW上に紫外線が照射された後、図10(f),(g)に示すように、移動機構65が駆動してウエハWを保持するチャック62が初期位置に戻る(S−8)。
After the ultraviolet rays are irradiated onto the wafer W, as shown in FIGS. 10F and 10G, the moving
上記のようにして、紫外線照射手段70の紫外線ランプ71からウエハ表面に紫外線が照射されることにより、紫外線硬化樹脂に含まれる光重合開始剤が活性化し、活性化した光重合開始剤が拡散することで紫外線硬化樹脂が硬化される。
As described above, when the wafer surface is irradiated with ultraviolet rays from the
なお、(S−5)において、紫外線ランプ71の使用が不可能な状態と判断された場合は、制御部200からアラームが発せられる(S−9)。これにより、紫外線ランプ71の交換が促される。
If it is determined in (S-5) that the
上記のように構成されるこの発明に係る紫外線照射処理装置32によれば、紫外線照射手段70の紫外線ランプ71の照度分布の悪化に影響を受けずにウエハ上の積算照度を均一にすることができ、また、紫外線ランプ71の寿命の増大が図れると共に、紫外線ランプ71の交換時期を長くすることができるので、生産性の向上を図ることができる。
According to the ultraviolet
次に、以上のように構成されたレジスト塗布・現像処理システム1で行われるウエハWの処理プロセスについて説明する。まず、未処理のウエハWが複数枚収容されたカセットCが載置台6上に載置されると、カセットCからウエハWが1枚取り出され、ウエハ搬送アーム7によって第3の処理装置群G3の温調ユニット(TCP)30に搬送される。温調ユニット(TCP)30に搬送されたウエハWは、所定温度に温度調節され、その後第1の搬送機構110によってボトムコーティングユニット(BARC)13を構成する塗布処理装置15に搬送される。塗布処理装置15において、塗布ノズル160からウエハ表面に紫外線硬化樹脂液が塗布され、紫外線硬化樹脂膜(反射防止膜)が形成される。
Next, a wafer W processing process performed in the resist coating / developing
紫外線硬化樹脂膜(反射防止膜)が形成されたウエハWは、第1の搬送機構110によって塗布処理装置15から搬出され、紫外線照射処理装置32に搬送される。紫外線照射処理装置32において、図7ないし図11に示したように、光センサ63によって紫外線照射手段70の紫外線ランプ71の照射分布が測定され、その測定された照度分布に基づいてウエハWの紫外線ランプ71の照射領域に対する移動量及び水平回転を制御することにより、ウエハW上に均一な積算照度の紫外線が照射される。これにより、紫外線硬化樹脂に含まれる光重合開始剤が活性化し、活性化した光重合開始剤が拡散することで紫外線硬化樹脂が硬化される。
The wafer W on which the ultraviolet curable resin film (antireflection film) is formed is unloaded from the
紫外線照射処理装置32によって紫外線が照射されたウエハWは、第1のウエハ搬送機構110によって紫外線照射処理装置32から取り出された後、熱処理ユニット(ULHP)33〜38に搬送されて、熱処理が施される。これにより、ウエハWは、所定の加熱温度例えば130℃に昇温されて紫外線硬化樹脂液中の液分例えば残存溶剤が蒸発除去され、安定した膜厚の紫外線硬化樹脂膜(反射防止膜)が形成される。
The wafer W irradiated with ultraviolet rays by the ultraviolet
このようにして熱処理が行われたウエハWは、第1の搬送機構110によって熱処理ユニット(ULHP)33〜38内から取り出された後、レジスト塗布ユニット10に搬送されて、レジスト塗布処理が施される。レジスト処理が施されたウエハWは、プリベーキングユニット(PAB)41に搬送されて、加熱処理される。
The wafer W that has been heat-treated in this manner is taken out of the heat treatment units (ULHP) 33 to 38 by the
プリベーキングユニット(PAB)41において加熱処理の終了したウエハWは、第2の搬送機構120によって周辺露光装置84に搬送され、周辺露光処理された後、高精度温調ユニット(CPL)53に搬送される。その後、ウエハWは、第1のインターフェース部100のウエハ搬送体102によってバッファカセット104に搬送され、次いで第2のインターフェース部101のウエハ搬送アーム106によって図示しない露光装置に搬送される。露光処理の終了したウエハWは、ウエハ搬送アーム106及びウエハ搬送アーム102によってバッファカセット104を介してバッファカセット103に搬送される。その後ウエハWは、ウエハ搬送アーム102によって例えば熱処理装置(PEB)54に搬送される。
The wafer W that has been subjected to the heat treatment in the pre-baking unit (PAB) 41 is transported to the
熱処理装置(PEB)54における加熱処理の終了したウエハWは、第2の搬送機構120によって高精度温調ユニット(CPL)51、現像処理ユニット(DEV)20、ポストベーキングユニット(PEB)45に順次搬送されて、各ユニットで所定の処理が施される。ポストベーキング処理の終了したウエハWは、第1の搬送機構110によりトランジション装置31に搬送され、その後ウエハ搬送アーム7によりカセットCに戻される。このようにして、レジスト塗布・現像処理システム1における一連のウエハ処理が終了する。レジスト塗布・現像処理システム1では、複数枚のウエハWに対し同時期に上述したようなウエハ処理が連続して行われている。
The wafers W that have been subjected to the heat treatment in the heat treatment apparatus (PEB) 54 are sequentially transferred to the high-precision temperature control unit (CPL) 51, the development processing unit (DEV) 20, and the post-baking unit (PEB) 45 by the
なお、上記実施形態では、紫外線照射手段70が複数(6個)の紫外線ランプ71によって構成される場合について説明したが、6個以外の複数個又は1個の紫外線ランプ71によって紫外線照射手段70を構成してもよい。
In the above embodiment, the case where the ultraviolet irradiation means 70 is constituted by a plurality (six) of
また、上記実施形態では、移動機構65によってチャック62を紫外線照射手段70に対して平行移動させる場合について説明したが、紫外線照射手段70をチャック62にて保持されたウエハWに対して平行移動してもよく、あるいは、チャック62と紫外線照射手段70の双方を相対的に平行移動させるようにしてもよい。
In the above embodiment, the case where the
また、上記実施形態では、この発明に係る基板処理装置(方法)が紫外線硬化樹脂膜(反射防止膜)をレジストの下層に配置するタイプに適用される場合について説明したが、紫外線硬化樹脂膜(反射防止膜)をレジストの上層に配置するタイプにも適用できる。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the substrate processing apparatus (method) based on this invention was applied to the type which arrange | positions an ultraviolet curable resin film (antireflection film) in the lower layer of a resist, an ultraviolet curable resin film ( The present invention can also be applied to a type in which an antireflection film) is disposed on the resist.
また、上記実施形態では、この発明に係る基板処理装置を半導体ウエハのレジスト塗布・現像処理システムに適用する場合について説明したが、半導体ウエハ以外の被処理基板、例えばLCD(液晶ガラス)基板,マスク基板等にも適用できる。 In the above embodiment, the case where the substrate processing apparatus according to the present invention is applied to a resist coating / development processing system for a semiconductor wafer has been described. However, a substrate to be processed other than the semiconductor wafer, for example, an LCD (liquid crystal glass) substrate It can also be applied to substrates.
W 半導体ウエハ(被処理基板)
32 紫外線照射処理装置(基板処理装置)
62 チャック(基板保持体)
63 光センサ(照度測定手段)
65 移動機構
66 モータ(回転機構)
70 紫外線照射手段(光照射手段)
71 紫外線ランプ(光照射体)
200 制御部(制御手段)
W Semiconductor wafer (substrate to be processed)
32 Ultraviolet irradiation processing equipment (substrate processing equipment)
62 Chuck (substrate holder)
63 Optical sensor (illuminance measuring means)
65
70 UV irradiation means (light irradiation means)
71 UV lamp (light irradiator)
200 Control unit (control means)
Claims (4)
上記光照射手段は、該光照射手段と上記被処理基板との相対移動方向に沿う光照射体を具備し、
上記被処理基板と光照射手段の平行移動に伴って移動する照度測定手段によって光照射手段の光照射体が照射する光の照度を測定し、
上記照度測定手段によって測定された光照射体の照度が正常の場合は、被処理基板を光照射体の直下に移動した後、被処理基板を水平回転しつつ光照射体から光を照射し、
上記照度測定手段によって測定された光照射体の照度が低下している場合は、上記光照射体の照度領域外の被処理基板の周縁部を照度の低下していない照度領域内まで移動した状態で、被処理基板を水平回転しつつ光照射体から光を照射し、その後、被処理基板を光照射体の直下に移動した後、被処理基板を水平回転しつつ光照射体から光を照射する、
ことを特徴とする基板処理方法。 A substrate processing method for exposing a surface of a substrate to be processed by light irradiated from the light irradiating means by relatively translating and horizontally rotating the substrate to be processed and the light irradiating means,
The light irradiation means includes a light irradiation body along a relative movement direction between the light irradiation means and the substrate to be processed.
Measure the illuminance of the light irradiated by the light irradiation body of the light irradiation means by the illuminance measurement means moving along with the parallel movement of the substrate to be processed and the light irradiation means,
When the illuminance of the light illuminator measured by the illuminance measuring means is normal, after moving the substrate to be processed directly below the light irradiator, irradiate light from the light irradiator while horizontally rotating the substrate to be processed,
When the illuminance of the light illuminator measured by the illuminance measuring means is reduced, the peripheral edge of the substrate to be processed outside the illuminance area of the light illuminator is moved to the illuminance area where the illuminance is not reduced. Then, light is irradiated from the light irradiator while horizontally rotating the substrate to be processed, and then the substrate to be processed is moved directly below the light irradiator, and then light is irradiated from the light irradiator while horizontally rotating the substrate to be processed. To
And a substrate processing method.
上記光照射手段は、該光照射手段と被処理基板との相対移動方向に沿う互いに平行な複数の光照射体を具備し、
上記被処理基板と光照射手段の平行移動に伴って移動する照度測定手段によって光照射手段の光照射体が照射する光の照度を測定し、その測定された情報に基づいて被処理基板の光照射手段の照射領域に対する移動量及び水平回転を制御する、ことを特徴とする基板処理方法。 A substrate processing method for exposing a surface of a substrate to be processed by light irradiated from the light irradiating means by relatively translating and horizontally rotating the substrate to be processed and the light irradiating means,
The light irradiation means includes a plurality of light irradiation bodies parallel to each other along the relative movement direction of the light irradiation means and the substrate to be processed.
The illuminance of the light irradiated by the light irradiator of the light irradiating means is measured by the illuminance measuring means that moves along with the parallel movement of the substrate to be processed and the light irradiating means, and the light of the substrate to be processed is based on the measured information. A substrate processing method characterized by controlling a movement amount and horizontal rotation of an irradiation means with respect to an irradiation region.
上記被処理基板を水平状態に保持する基板保持体と、
上記基板保持体と光照射手段との相対移動方向に沿って設けられ、基板保持体に保持された被処理基板に向かって光を照射する光照射体を具備する光照射手段と、
上記基板保持体と光照射手段とを相対的に平行移動する移動機構と、
上記基板保持体と光照射手段とを相対的に水平回転する回転機構と、
上記基板保持体に設けられ、この基板保持体と上記光照射手段が相対的に平行移動した際に、上記光照射体の照度を測定する照度測定手段と、
上記照度測定手段の測定情報に基づいて上記被処理基板の上記光照射手段の照射領域に対する移動量及び水平回転を制御する制御手段と、を具備し、
上記制御手段は、
上記照度測定手段によって測定された光照射体の照度が正常の場合は、被処理基板を光照射体の直下に移動した後、被処理基板を水平回転しつつ光照射体から光を照射し、
上記照度測定手段によって測定された光照射体の照度が低下している場合は、上記光照射体の照度領域外の被処理基板の周縁部を照度の低下していない照度領域内まで移動した状態で、被処理基板を水平回転しつつ光照射体から光を照射し、その後、被処理基板を光照射体の直下に移動した後、被処理基板を水平回転しつつ光照射体から光を照射する、
ことを特徴とする基板処理装置。 A substrate processing apparatus for performing exposure processing on the surface of a substrate to be processed with light irradiated from the light irradiation means by relatively moving the substrate to be processed and the light irradiation means in parallel translation and horizontal rotation.
A substrate holder for holding the substrate to be processed in a horizontal state;
A light irradiating means provided with a light irradiating body that is provided along the relative movement direction of the substrate holding body and the light irradiating means and irradiates light toward the substrate to be processed held by the substrate holding body;
A moving mechanism that relatively translates the substrate holder and the light irradiation means;
A rotation mechanism for relatively horizontally rotating the substrate holder and the light irradiation means;
Illuminance measuring means provided on the substrate holding body, and measuring the illuminance of the light illuminating body when the substrate holding body and the light irradiating means are relatively translated.
Control means for controlling the amount of movement and horizontal rotation of the substrate to be irradiated with respect to the irradiation area of the light irradiation means based on the measurement information of the illuminance measurement means ,
The control means includes
When the illuminance of the light illuminator measured by the illuminance measuring means is normal, after moving the substrate to be processed directly below the light irradiator, irradiate light from the light irradiator while horizontally rotating the substrate to be processed,
When the illuminance of the light illuminator measured by the illuminance measuring means is reduced, the peripheral edge of the substrate to be processed outside the illuminance area of the light illuminator is moved to the illuminance area where the illuminance is not reduced. Then, light is irradiated from the light irradiator while horizontally rotating the substrate to be processed, and then the substrate to be processed is moved directly below the light irradiator, and then light is irradiated from the light irradiator while horizontally rotating the substrate to be processed. To
A substrate processing apparatus.
上記被処理基板を水平状態に保持する基板保持体と、
上記基板保持体と光照射手段との相対移動方向に沿って互いに平行に設けられ、基板保持体に保持された被処理基板に向かって光を照射する複数の光照射体を具備する光照射手段と、
上記基板保持体と光照射手段とを相対的に平行移動する移動機構と、
上記基板保持体と光照射手段とを相対的に水平回転する回転機構と、
上記基板保持体に設けられ、この基板保持体と上記光照射手段が相対的に平行移動した際に、上記光照射体の照度を測定する照度測定手段と、
上記照度測定手段の測定情報に基づいて上記被処理基板の上記光照射手段の照射領域に対する移動量及び水平回転を制御する制御手段と、
を具備することを特徴とする基板処理装置。 A substrate processing apparatus for performing exposure processing on the surface of a substrate to be processed with light irradiated from the light irradiation means by relatively moving the substrate to be processed and the light irradiation means in parallel translation and horizontal rotation.
A substrate holder for holding the substrate to be processed in a horizontal state;
A light irradiating means comprising a plurality of light irradiating bodies that are provided in parallel to each other along the relative movement direction of the substrate holder and the light irradiating means and irradiate light toward the target substrate held by the substrate holding body. When,
A moving mechanism that relatively translates the substrate holder and the light irradiation means;
A rotation mechanism for relatively horizontally rotating the substrate holder and the light irradiation means;
Illuminance measuring means provided on the substrate holding body, and measuring the illuminance of the light illuminating body when the substrate holding body and the light irradiating means are relatively translated.
Control means for controlling the amount of movement and horizontal rotation of the substrate to be irradiated with respect to the irradiation area of the light irradiation means based on the measurement information of the illuminance measurement means;
A substrate processing apparatus comprising:
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