JP5072380B2 - 基板処理システム - 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処理を施す基板処理システムに関するものである。
一般に、半導体デバイスの製造においては、半導体ウエハやLCDガラス基板等の基板の上に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、基板にフォトレジスト(以下にレジストという)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所望の回路パターンを形成する、一連のリソグラフィ工程によって行われている。
このような処理は、一般に基板にレジスト液を塗布して処理するレジスト塗布処理ユニット、レジスト塗布処理終了後の基板や露光処理後の基板を加熱処理する加熱処理ユニット、露光処理後の基板に現像液を供給して現像処理する現像処理ユニット等が複数備えられた塗布・現像処理システムによって行われている。
従来のこの種の基板処理システムにおいては、生産性を高めるために、処理ユニットの処理部の処理パラメータを有する処理レシピを作成するレシピ作成装置を具備しており、レシピ作成装置によって作成された処理レシピに基づいて処理ユニットの処理部を制御している(例えば、特許文献1参照)。
特開2005−329306号公報(特許請求の範囲、図4)
ところで、この種の基板処理においては、基板に供給されるレジスト液,現像液等の処理液の供給形態に関する処理パラメータ、基板の保持手段の回転駆動や処理液供給ノズルの移動機構等に関する処理パラメータ等の組み合わせが多数考えられ、絶えず最適な処理パラメータの作成が鋭意研究されている。
しかしながら、従来のこの種の基板処理システムにおいては、既存のレシピ作成装置によって作成あるいは補正された処理レシピに基づいて基板を処理するため、構築された処理システムの後に作成された処理パラメータを有する処理レシピをそのまま対応することができないという問題があった。
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、既存の基板処理システムに新たに作成された処理レシピが対応できるか否かを判断し、できる限り既存の基板処理ユニットの処理部を活用できるようにした基板処理システムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、請求項1記載の発明は、被処理基板に処理を施す処理ユニットにおける処理部を、処理パラメータを有する処理レシピに従って制御して被処理基板に処理を施す基板処理システムにおいて、 被処理基板を回転可能に保持する保持手段と、 上記保持手段を回転駆動する駆動手段と、 上記保持手段にて保持された被処理基板に対して相対的に移動して処理液を吐出する処理液供給ノズルと、 上記処理液供給ノズルに処理液を供給する処理液供給手段と、 上記駆動手段の駆動制御、上記処理液供給ノズルからの処理液の吐出及び上記処理液供給手段の動作等を制御する処理パラメータを有する処理レシピを作成するレシピ作成手段と、 上記処理レシピに従って上記駆動手段、処理液供給ノズルの移動機構及び処理液供給手段の駆動制御を行う制御手段と、 上記レシピ作成手段で作成された処理レシピを構成する処理パラメータとは別に作成された既存の基板処理システムにおける処理部の処理パラメータを有する処理レシピを格納する電子媒体と、を具備し、 上記レシピ作成手段に上記電子媒体が接続されたときに、上記電子媒体に格納された処理レシピの有する処理パラメータと上記レシピ作成手段で作成される処理レシピの有する処理パラメータとを比較するためのパラメータ比較プログラムを起動させ、上記電子媒体に格納されている処理パラメータが実行可能か否かの判断を行えるようにした、ことを特徴とする。ここで、電子媒体には、例えばUSB(Universal Serial Bus)キー,ハードディスク,コンパクトディスク,マグネットオプティカルディスクやメモリーカード等の記録媒体の他、通信による電子媒体も含まれる。
この発明において、上記レシピ作成手段又は電子媒体のうち少なくとも電子媒体に、両者の処理レシピを構成する処理パラメータを比較する演算処理部を具備する方が好ましい(請求項2)。
また、上記電子媒体に格納された処理レシピが実行可能か否かの表示を行う表示手段を更に具備する方が好ましい(請求項3)。この場合、上記表示手段は、上記電子媒体に格納された処理レシピが実行可能と判断した場合における実行可能な処理レシピに優先順位を表示可能にする方がよく(請求項4)、また、上記電子媒体に格納された処理レシピが実行不可と判断した場合に実行不可の理由を表示可能にする方がよい(請求項5)。
加えて、上記電子媒体に格納される処理レシピを暗号化するようにしてもよい(請求項6)。
以上に説明したように、この発明の基板処理システムは、上記のように構成されているので、以下のような顕著な効果が得られる。
(1)請求項1,2記載の発明によれば、被処理基板に処理を施す処理ユニットにおける処理部を、処理パラメータを有する処理レシピに従って制御して被処理基板に処理を施す基板処理システムにおいて、該基板処理システムに具備されたレシピ作成手段で作成される処理レシピと、電子媒体に格納された処理パラメータとを比較して、電子媒体に格納された処理レシピが実行可能か否かの判断を行うことができる。これにより、既存の基板処理システムにおいて、最適の処理レシピに対応できると判断された場合には、最適の処理レシピに基づいて被処理基板の処理を行うことができる。
(2)請求項3記載の発明によれば、電子媒体に格納された処理レシピが実行可能か否かの表示を行う表示手段を更に具備することにより、既存の基板処理システムが最適の処理レシピに基づいて実行できるか否を表示手段によって確認することができる。この場合、表示手段は、電子媒体に格納された処理レシピが実行可能と判断した場合における実行可能な処理レシピに優先順位を表示可能にすることにより、基板処理システムの実行を有効なものにすることができる(請求項4)。また、電子媒体に格納された処理レシピが実行不可と判断した場合に実行不可の理由を表示可能にすることにより、既存の基板処理システムに対して最適な処理レシピへの対応のアドバイス等を表示することができ、既存の基板処理システムの改善に指針を付与することができる(請求項5)。
(3)請求項6記載の発明によれば、電子媒体に格納される処理レシピを暗号化することにより、最適な処理レシピの情報が不用意に外部に漏れるのを防止することができるので、上記(1),(2)に加えて、更に安全面の保護が図れる。
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システム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。
図1は、上記レジスト塗布・現像処理システムの一例を示す概略平面図、図2は、レジスト塗布・現像処理システムの概略斜視図である。
上記レジスト塗布・現像処理システムは、被処理基板である半導体ウエハW(以下にウエハWという)が例えば25枚密閉収容されたキャリア20を搬入出するための搬入・搬出部であるキャリアブロックS1と、複数個例えば4個の単位ブロックB1〜B4を縦に配列して構成された塗布・現像処理部である塗布・現像処理ブロックS2(以下に処理ブロックS2という)と、インターフェース部であるインターフェースブロックS3と、を具備するレジスト塗布・現像処理装置10と、レジスト塗布・現像処理装置10とインラインで接続された露光装置11と、キャリア20を搬入出するための搬入・搬出部であるキャリアブロックS1とエッチングユニット80を備えたエッチングブロックS5とからなるエッチング装置12とで主に構成されている。また、レジスト塗布・現像処理装置10には、各ブロックS1〜S3間,ブロック内の処理ユニットとの間及びエッチングブロックS5の処理ユニットとの間で、ウエハWを搬送する搬送手段として後述するアームA1,A2,C,D,Eが備えられている。
上記レジスト塗布・現像処理装置10及びエッチング装置12のキャリアブロックS1には、それぞれ複数個(例えば4個)のキャリア20を載置可能な載置台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。
レジスト塗布・現像処理装置10におけるトランスファーアームCは、処理ブロックS2に設けられた受渡しステージTRS1との間でウエハWの受け渡しを行うように、水平のX,Y方向及び鉛直のZ方向に移動自在、並びに鉛直軸回りに回転自在に移動自在に構成されている。
また、エッチング装置12におけるトランスファーアームCは、エッチングブロックS5に設けられた受渡しステージTRS3との間でウエハWの受け渡しを行うように、水平のX,Y方向及び鉛直のZ方向に移動自在、並びに鉛直軸回りに回転自在に移動自在に構成されている。
また、キャリアブロックS1の例えば開閉部22の近傍位置には、キャリア20に付された識別表示例えばID表示(図示せず)を読み取って、キャリア20内に収納されているウエハWの処理状態、すなわち未処理(1回目)の処理か2回目以降のn回目の処理か否かを認識する検知手段23が設けられている。
この検知手段23は、制御手段であるコントローラ60に電気的に接続されており、検知手段23によって検知された信号がコントローラ60に伝達されるようになっている。これにより、処理に供されるウエハWが未処理(1回目)の処理か2回目以降のn回目の処理かが判別される。
キャリアブロックS1の奥側には、筐体70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、レジスト液や現像液等の薬液容器類を収納する第1の単位ブロック(CHM)B1、現像処理を行うための第2の単位ブロック(DEV層)B2、2段のレジスト液の塗布処理を行うための塗布膜形成用単位ブロック及び洗浄処理を行う洗浄単位ブロックである第3,第4の単位ブロック(COT層)B3,B4として割り当てられている(図3参照)。なお、この場合、塗布膜形成用単位ブロックの一つ例えば第3の単位ブロック(COT層)B3を、レジスト膜の下層側に形成される反射防止膜の形成処理を行うための単位ブロック(BCT層)としてもよい。また、更に第4の単位ブロック(COT層)B4の上段に、レジスト膜の上層側に形成される反射防止膜の形成処理を行うための反射防止膜形成用単位ブロックを設けるようにしてもよい。
第1〜第4の単位ブロックB1〜B4は、前面側に配設され、ウエハWに対して薬液を塗布するための液処理ユニットと、背面側に配設され、上記液処理ユニットにて行なわれる処理の前処理及び後処理を行なうための各種の加熱処理ユニット等の処理ユニットと、前面側に配設される上記液処理ユニットと背面側に配設される加熱処理ユニット等の処理ユニットとの間、具体的には下段に現像処理部を配置し、上段にレジスト処理部を配置した液処理ユニットと加熱処理ユニット等の処理ユニットとの間でウエハWの受け渡しを行うための専用の基板搬送手段であるメインアームA1,A2とを備えている。
これら単位ブロックB1〜B4は、この例では、各単位ブロックB1〜B4の間で、上記液処理ユニットと、加熱処理ユニット等の処理ユニットと、搬送手段との配置レイアウトが同じに形成されている。ここで、配置レイアウトが同じであるとは、各処理ユニットにおけるウエハWを載置する中心つまり液処理ユニットにおけるウエハWの保持手段であるスピンチャックの中心や、加熱処理ユニットにおける加熱プレートや冷却プレートの中心が同じという意味である。
上記第2の単位ブロックすなわちDEV層B2は、図1に示すように、DEV層B2のほぼ中央には、DEV層B2の長さ方向(図中Y方向)に、キャリアブロックS1とインターフェースブロックS3とを接続するためのウエハWの搬送領域R1(メインアームA1の水平移動領域)が形成されている。また、第3,第4の単位ブロックすなわちCOT層B3,B4は、図示しないが、DEV層B2と同様に、COT層B3,B4のほぼ中央には、COT層B3,B4の長さ方向(図中Y方向)に、キャリアブロックS1とインターフェースブロックS3とを接続するためのウエハWの搬送領域R2(メインアームA2の水平移動領域)が形成されている。
上記搬送領域R1(R2)のキャリアブロックS1側から見た両側には、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、上記液処理ユニットとして、現像処理を行うための複数個例えば3個の現像処理ユニット31と、2段の塗布処理ユニット32及び洗浄ユニット(SCR)が設けられている。
上記現像処理ユニット31は、図6に示すように、ウエハWを真空吸着し、略水平に保持する保持手段であるスピンチャック33と、このスピンチャック33を回転及び昇降する駆動手段であるモータ34と、ウエハWがスピンチャック33に吸着保持された状態において、ウエハWの側方を囲むように配置されるカップ35と、スピンチャック33によって保持されたウエハWの表面に対して処理液、例えば現像液を供給する処理液供給ノズルDN1(以下に供給ノズルDN1という)と、ウエハWの表面に洗浄液例えば純水を供給する洗浄液供給ノズルRN(以下に洗浄ノズルRNという)と、を具備している。
この場合、カップ35は各々上下可動な外カップ35aと内カップ35bとからなる。内カップ35bは円筒の上部側が上方内側に傾斜し、上部側開口部が下部側開口部より狭くなるように形成されており、昇降部35cにより外カップ35aが上昇すると外カップ35aの移動範囲の一部において連動して昇降するように構成されている。
また、カップ35の下部側は、スピンチャック33の周囲を囲む円板35dと、円板35dの周り全周に亘って凹部35eを形成し、底面に排液口35fが形成されている液受け部35gとにより構成されている。この液受け部35gの側面より僅かに内側に外カップ35a(及び内カップ35b)が収まっており、凹部35eとカップ35とによりウエハWの上方レベル及び下方レベルに跨ってウエハWの側方を包囲している。また、円板35dの周縁部には上端がウエハWの裏面に接近する断面山形のリング体35hが設けられている。
上記供給ノズルDN1は、図6及び図8に示すように、例えばウエハWの有効領域(デバイスの形成領域)の幅と同じかそれ以上の長さに亘る処理液の吐出領域を形成できるように、ノズルの長さ方向に配列された例えば多数の孔部に連通する吐出口90と、この吐出口90に現像液流路91aを介して連通される現像液貯留部92Aを備えるスリットノズルにて形成されている。
現像液貯留部92Aは開閉バルブV1を介設した供給管路93を介して現像液供給源94に接続されている。なお、吐出口90の内部には、緩衝材をなす例えば石英又はセラミック製の棒状体95が配置されており、この棒状体95は現像流路91aから供給される現像液のウエハW表面に向かう圧力(吐出圧力)が供給ノズルDNの長さ方向で均一になるように、例えば吐出口90の内壁に接触せず(棒状体95の両端を支持する部位を除く)、かつ現像液の吐出方向となる位置に設けられる。このため、現像液は一旦棒状体95に当たってから下方側へ向かう。
上記のように構成される供給ノズルDN1は、第1の移動機構96Aによりカップ35の外側に設けられた一対のガイドレール97に沿って、図7に示すカップ35の外側の待機位置36a(ガイドレール97の一端側の位置)からウエハWの上方側を通って待機位置36aとウエハWを挟んで対向する待機位置36bまで移動可能に配設されている。
第1の移動機構96Aは門形のアーム部96aとベース部96bとにより構成されており、多数の処理液の吐出孔がX方向に配列されるように供給ノズルDNをアーム部96aにより支持し、移動部であるベース部96bを介してガイドレール97に沿って移動できるようになっている。ベース部96bは昇降機構96cにより例えばモータなどの図示しない動力源からの駆動力によりアーム部96aを上下方向に移動させることができる。
また、洗浄ノズルRNは、ストレートノズルにて形成されており、図7に示すように、開閉弁V2を介設した洗浄液供給管路98を介して洗浄液(純水)供給源99に接続されている。この洗浄ノズルRNは、例えば第2の移動機構96Bにより、図7に示すカップ35の外側の待機位置36b(ガイドレール97の他端側の位置)からウエハWの上方側を通って供給ノズルDNの待機位置36a側まで水平に移動可能に設けられている。
なお、カップ35、第1の移動機構96A及び第2の移動機構96Bは箱状の筐体37により囲まれた一ユニットとして形成されており、筐体37内には図示しない搬送口を介して上記メインアームA1によりウエハWの受け渡しが行われる。
上記モータ34,昇降部35c,第1の移動機構96A及び第2の移動機構96B,開閉バルブV1,V2はそれぞれコントローラ60と接続されており、例えばモータ34によるスピンチャック33の回転や昇降に応じて、開閉バルブV1,V2の開閉や、第1の移動機構96Aによる現像液や純水の供給(スキャン)を行うように、各部を連動させたコントロールを可能としている。この際、現像液,純水等の供給形態(具体的にはノズルの形態)や、開閉バルブV1,V2の開閉動作のタイミングや、第1の移動機構96Aや第2の移動機構96Bの移動開始や停止のタイミング、移動速度、現像液(希釈液)吐出時における供給ノズルDNの高さ等は後述するレシピ作成手段100により予め作成された処理レシピに基づいて制御されるようになっている。
上記レシピ作成手段100は、図5に示すように、所定の処理パラメータを入力する入力部101と、所定の処理パラメータを記憶する記憶部102と、入力部101に入力された処理パラメータや記憶部102に記憶された処理パラメータに基づいて処理レシピを作成する演算処理部103と、演算処理部103によって作成された処理レシピを上記コントローラ60へ出力する出力部104と、を備えている。ここで、処理パラメータとは、例えば、ウエハWに現像液や希釈液(純水)を供給(吐出)するために必要とされる、供給ノズルDNからの現像液,希釈液(純水)の吐出制御や供給ノズルDNのスキャン,昇降及びスピンチャック33の回転数や回転時間等の制御に用いられるパラメータを指し、処理レシピはこのような処理パラメータの集合体である。
演算処理部103は、処理レシピを構成する処理パラメータ同士の実験的に予め求められた相関データを記憶する記憶部102と、入力部101に入力された処理パラメータとに基づいて例えば現像処理に必要なその他の処理パラメータを算出するためのパラメータ算出プログラム105を有している。
上記レシピ作成手段100によって作成された処理レシピの情報は、例えばディスプレイ等の表示部110に送られて、表示されるようになっている。
上記レシピ作成手段100によって作成された処理レシピに基づいて、現像処理の一例について、表1を参照して説明する。まず、スピンチャック33によってウエハWを吸着保持した状態で、供給ノズルDN1がウエハW上を移動して現像液を液盛りする(ステップ1)。この状態で所定時間例えば60sec程度放置することにより、現像反応を促進させる(ステップ2)。続いて、ウエハ表面に洗浄ノズルRNから純水を供給しながらウエハWを例えば1000rpm程度の回転数で回転させ、これによりウエハ表面の現像液を洗い流す(ステップ3)。その後、ウエハWを高速回転例えば4000rpm程度の回転数で回転させることにより乾燥させる(ステップ4)。
Figure 0005072380
また、レシピ作成手段100には、レシピ作成手段100で作成された処理レシピを構成する処理パラメータとは別に作成された、最適化された処理パラメータを有する処理レシピを格納する電子媒体例えば、USBキー200が電気的に接続可能に形成されている。この場合、USBキー200は、図5に示すように、最適化された処理パラメータを有する処理レシピ情報部201と、このUSBキー200に格納された処理パラメータと上記レシピ作成手段100で作成される処理レシピとを比較するパラメータ比較プログラム202を有している。
上記のように形成されるUSBキー200をレシピ作成手段100に電気的に接続することにより、レシピ作成手段100で作成される処理レシピを構成する処理パラメータと、USBキー200に格納された処理レシピを構成する処理パラメータとが比較されて、USBキー200に格納された処理レシピが実行可能か否かの判断を行うことができる。つまり、既存の基板処理システムにおける、現像液,純水の供給形態(具体的にはノズルの形態)や、上記モータ34,昇降部35c,第1の移動機構96A及び第2の移動機構96B,開閉バルブV1,V2の処理パラメータが、USBキー200に格納された最適化された処理パラメータに対応(実行)できるか否かが判断される。
上記のようにして判断された、処理レシピが実行可能か否かの情報は、表示部110に送られて表示される。この際、表示部110は、USBキー200に格納された処理レシピが実行可能と判断した場合、実行可能な処理レシピに優先順位、例えば処理時間が短い順や現像液の消費量が少ない順等を表示可能にすることにより、基板処理システムの実行を有効なものにすることができる。また、USBキー200に格納された処理レシピが実行不可と判断した場合には、実行不可の理由、例えば既存の基板処理システムに対して最適な処理レシピへの対応のアドバイス等を表示することができる。これにより、既存のレジスト塗布・現像処理システムの改善の指針が付与される。
なお、USBキー200に格納される処理レシピのデータに例えばパスワード等を付して、処理レシピを暗号化してもよい。これにより、最適な処理レシピの情報が不用意に外部に漏れるのを防止することができるので、安全面の保護が図れる。
次に、上記USBキー200に格納された処理レシピ(処理パラメータ)とレシピ作成手段100により作成された処理レシピ(処理パラメータ)とを比較した結果、塗布・現像処理システムが対応出来る場合の一例について説明する。なお、この場合、レシピ作成手段100により作成された処理レシピを実行する供給ノズルDN1では新たな処理レシピには対応できないので、供給ノズルDN1に代えて、図9ないし図11に示す現像液と希釈液(純水)を供給する複合スリット式の供給ノズルDN2が取り付けられる。
上記供給ノズルDN2は、図9及び図11に示すように、ノズルの長さ方向に配列された例えば多数の孔部に連通する吐出口90と、この吐出口90に現像液流路91aを介して連通される現像液貯留部92Aと、前記吐出口90に純水流路91bを介して連通される純水貯留部92Bと、を備えている。
現像液貯留部92Aは開閉バルブV1を介設した供給管路93を介して現像液供給源94に接続されると共に、開閉バルブV3を介設した第2の供給管路93aを介して希釈液例えば純水の供給源94aに接続されている。これにより開閉バルブV1,V3の切り換えによって、現像液供給源94から供給管路93を介して現像液貯留部92Aに供給された現像液が現像液流路91aを介して吐出口90から吐出され、また、純水供給源94aから第2の供給管路93aを介して純水貯留部92Bに供給された純水が純水流路91bを介して吐出口90から吐出されるようになっている。
なお、吐出口90の内部には、緩衝材をなす例えば石英又はセラミック製の棒状体95が配置されており、この棒状体95は流路91a(91b)から供給される現像液(希釈液)のウエハW表面に向かう圧力(吐出圧力)が供給ノズルDNの長さ方向で均一になるように、例えば吐出口90の内壁に接触せず(棒状体95の両端を支持する部位を除く)、かつ現像液及び希釈液の吐出方向となる位置に設けられる。このため、現像液(又は希釈液)は一旦棒状体95に当たってから下方側へ向かう。
上記のように構成される供給ノズルDN2は、上記供給ノズルDN1と同様にアーム部96aに取り付けられて、第1の移動機構96Aによりカップ35の外側に設けられた一対のガイドレール97に沿って、図9に示すカップ35の外側の待機位置(ガイドレール97の一端側の位置)からウエハWの上方側を通って待機位置とウエハWを挟んで対向する位置まで移動可能に配設されている。
第1の移動機構96Aは門形のアーム部96aとベース部96bとにより構成されており、多数の処理液の吐出孔がX方向に配列されるように供給ノズルDNをアーム部96aにより支持し、移動部であるベース部96bを介してガイドレール97に沿って移動できるようになっている。ベース部96bは昇降機構96cにより例えばモータなどの図示しない動力源からの駆動力によりアーム部96aを上下方向に移動させることができる。
上記供給ノズルDN2を用いた現像処理は、以下のようにして行われる。すなわち、表2に示すように、まず、スピンチャック33によってウエハWを吸着保持した状態で、供給ノズルDN2がウエハW上を移動して現像液を液盛りする(ステップ1)。そして、この状態で所定時間例えば10sec程度放置することにより、現像反応を促進させる(ステップ2)。ここで、ウエハ上への現像液の塗布(ステップ1)と、その後の放置(ステップ2)は、ウエハWを静止させた状態で行われるので、これらの間はウエハ表面に液盛りされた現像液も準静止状態となっており、ステップ2の開始直後から現像液が液盛りされた部分では、露光領域ではレジスト膜の溶解生成物が高濃度に滞留した状態となる。
このようにして露光領域の溶解が行われると、次に開閉バルブV3を開き、供給ノズルDN2の純水供給源94aより純水を供給し、吐出口90から純水の吐出を開始する。吐出口90から純水の供給を開始するタイミングは、露光領域のレジスト膜の溶解が当該領域の底部まで進行し、かつ生成した溶解生成物が現像液に拡散する前のCD(線幅)値にほとんど影響を及ぼさない時間であり、例えばウエハWへの現像液の液盛りを終えた時点から10秒間経過した後である。すなわち、現像液の液盛りを例えば10rpmの回転数でさせることにより、ウエハWの表面に純水を塗布し、現像処理の進行に用いられた現像液を純水に置換する(ステップ3)。これにより、露光領域の溶解生成物がCD値や現像欠陥の発生などの悪影響を与えるおそれが回避される。
このようにしてウエハの表面に純水を塗布して、所定時間例えば純水の供給を終了してから5sec程度放置した後(ステップ4)、第2の移動機構96BによりウエハWの中央上方に洗浄ノズルRNの吐出部が位置するように位置決めすると共に、スピンチャック33を例えば1000rpm程度の回転数にて回転させながら、洗浄ノズルRNから洗浄液例えば純水をウエハW中心部に供給して、ウエハWの遠心力により洗浄液をウエハWの中心部から周縁部へ広げることにより現像液及び溶解生成物を洗い流す(ステップ5)。その後、このウエハWは例えば4000rpm程度の回転数にて乾燥させる(ステップ6)などを経て現像処理が終了し、ウエハWは現像処理ユニット31の外へ搬出される。
Figure 0005072380
上記説明では、演算処理部103で作成される処理レシピを構成する処理パラメータと、USBキー200に格納される処理レシピを構成する処理パラメータが、現像処理ユニット31における処理パラメータについて説明したが、その他の処理ユニット例えばレジスト塗布処理ユニット32における処理パラメータを有する処理レシピに関しても同様に比較して、処理レシピが実行可能か否かを判断することができる。
また、上記説明では、処理パラメータに対応できるか否かの判断において供給形態や、移動機構等を確認したが、例えば昇降部35cの駆動制御がモータ制御の場合、昇降を任意の位置に停止させる処理レシピに対応させることができる。更に、動作状態を監視するセンサを具備している場合、指定の位置へ動作したことを確認することが可能であり、動作確認後に次の動作へ移行する処理レシピにも対応できる。
また、上記実施形態においては、現像処理ユニット31、レジスト処理ユニット32について説明したが、他のユニット例えば洗浄ユニット(SCR)や周辺露光ユニット(WEE)、熱処理ユニット等にも適用することが可能である。更にウエハWの搬送順路を指定する搬送レシピについても、装置構成を診断した上で、そのレシピを実行可能か否か判断させる機能を具備させてもよい。
なお、上記各単位ブロックは、手前側から奥側に向かって左側に、順に加熱系のユニットを多段化した例えば4個の棚ユニットU1,U2,U3,U4が設けられており、DEV層B2においては現像処理ユニット31にて行なわれる処理の前処理及び後処理を行なうための各種処理ユニットを複数段、例えば3段ずつに積層した構成とされている。このようにして上記搬送領域R1によって現像処理ユニット31と棚ユニットU1〜U4が区画されており、搬送領域R1に洗浄エアを噴出させて排気することにより、当該領域内のパーティクルの浮遊を抑制するようになっている。
上述の前処理及び後処理を行うための各種ユニットの中には、例えば図4に示すように、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などと呼ばれている加熱処理ユニット(PEB)や、現像処理後のウエハWの水分を飛ばすために加熱処理するポストベーキングユニット等と呼ばれている加熱処理ユニット(POST)等が含まれている。これら加熱処理ユニット(PEB,POST)等の各処理ユニットは、それぞれ処理容器40内に収容されており、棚ユニットU1〜U4は、上記処理容器40が3段ずつ積層されて構成され、各処理容器40の搬送領域R1に臨む面にはウエハ搬出入口41が形成されている。なお、加熱処理ユニット(PEB,POST)は、コントローラ60に電気的に接続されており、コントローラ60からの制御信号に基づいて加熱温度や加熱時間が調整可能に形成されている。
上記搬送領域R1には上記メインアームA1が設けられている。このメインアームA1は、DEV層B2内の全てのモジュール(ウエハWが置かれる場所)、例えば棚ユニットU1〜U4の各処理ユニット、現像処理ユニット31の各部との間でウエハの受け渡しを行うように構成されており、このために水平のX,Y方向及び鉛直のZ方向に移動自在、鉛直軸回りに回転自在に構成されている。
なお、メインアームA1(A2)は、同様に構成されており、メインアームA1を代表して説明すると、例えば図1に示すように、ウエハWの裏面側周縁領域を支持するための2本の湾曲アーム片51を有するアーム本体50を備えており、これら湾曲アーム片51は図示しない基台に沿って互いに独立して進退自在に構成されている。またこの基台は鉛直軸回りに回転自在に構成されると共に、Y方向に移動自在、かつ昇降自在に構成されている。このようにして湾曲アーム片51は、X方向に進退自在,Y方向に移動自在,昇降自在及び鉛直軸回りに回転自在に構成され、棚ユニットU1〜U4の各ユニットやキャリアブロックS1側に配置された棚ユニットU5の受渡しステージTRS1、液処理ユニットとの間でウエハWの受け渡しを行うことができるようになっている。このようなメインアームA1は、制御手段であるコントローラ60からの指令に基づいて図示しないコントローラにより駆動が制御される。また、メインアームA1(A2)の加熱処理ユニットでの蓄熱を防止するために、ウエハWの受け取り順番をプログラムで任意に制御できるようになっている。
また、上記塗布膜形成用の単位ブロックB3,B4は、いずれも同様に構成されており、上述の現像処理用の単位ブロックB2と同様に構成されている。具体的には、液処理ユニットとしてウエハWに対してレジスト液の塗布処理を行うための塗布処理ユニット32が設けられ、COT層B3,B4の棚ユニットU1〜U4には、レジスト液塗布後のウエハWを加熱クーリング処理する熱処理ユニット(CLHP)や、レジスト液とウエハWとの密着性を向上させるための疎水化処理ユニット(ADH)を備えており、DEV層B2と同様に構成されている。すなわち、塗布ユニットと熱処理ユニット(CLHP)及び疎水化処理ユニット(ADH)とをメインアームA2の搬送領域R2(メインアームA2の水平移動領域)によって区画するように構成されている。そして、このCOT層B3,B4では、メインアームA2により、棚ユニットU5の受渡しステージTRS1と、塗布処理ユニット32と、棚ユニットU1〜U4の各処理ユニットと、に対してそれぞれウエハWの受け渡しが行われるようになっている。なお、上記疎水化処理ユニット(ADH)は、HMDS雰囲気内でガス処理を行なうものであるが、塗布膜形成用の単位ブロックB3,B4のいずれかに設けられればよい。
また、上記処理ブロックS2とインターフェースブロックS3の隣接する領域には、図1に示すように、メインアームA1がアクセスできる位置に棚ユニットU6が設けられている。この棚ユニットU6は、DEV層B2のメインアームA1との間でウエハWの受け渡しを行うように、受渡しステージTRS2と、ウエハWの受け渡しを行う冷却機能を有する受渡しステージ(図示せず)を備えている。また、処理ブロックS2とインターフェースブロックS3の隣接する領域には、図1及び図4に示すように、周縁露光装置(WEE)が2段配置されている。
一方、処理ブロックS2における棚ユニットU6の奥側には、インターフェースブロックS3を介して露光装置11が接続されている。インターフェースブロックS3には、処理ブロックS2のDEV層B2の棚ユニットU6の各部と露光装置11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ースアームDを備えている。このインターフェースアームDは、処理ブロックS2と露光装置11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、この例では、上記DEV層B2の受渡しステージTRS2等に対してウエハWの受け渡しを行うように、水平のX,Y方向及び鉛直のZ方向に移動自在、鉛直軸回りに回転自在に構成されている。
一方、エッチング装置12におけるエッチングブロックS5は、筐体70a内に、多段例えば4段に積層されたドライエッチング装置であるエッチング処理ユニット80(以下にエッチングユニット80という)が配置されると共に、各エッチングユニット80に対してウエハWを搬入・搬出する搬送アームEと受渡しステージTRS3が配設されている。この場合、搬送アームEは、エッチングブロックS5内の受渡しステージTRS3との間で、ウエハWの受け渡しを行う、水平のX,Y方向及び鉛直方向に移動自在、かつ、回転自在に形成されている。なお、エッチングユニット80は、例えば真空雰囲気内で、印加される高周波数,高周波電圧やガス圧力等のエッチングプロセス条件を調整してエッチングレートを制御できるように形成されている。
上記のように構成されるエッチングブロックS5は、ドライエッチング処理の際に、エッチングユニット80から生じる電磁波が外部に影響を与えないように筐体70aには電磁波遮断用のシールドが施されている。このシールドとしては、導電性を有する金属や合成樹脂製の遮蔽板であれば任意のものでよいが、本実施形態では、例えばアルミニウム合金製の遮蔽板を使用して筐体70aを構成している。
上記のように構成されるレジスト塗布・現像処理装置10とエッチング装置12は、図1中に矢印で示すように、ウエハWが搬送可能に形成されている。この場合、ウエハWの搬送制御は、例えばウエハWを25枚収容するキャリア20単位で搬送してもよく、あるいは、枚葉(ウエハ1枚単位)にて搬送してもよい。
次に、上記のように構成されるレジスト塗布・現像処理システムにおけるウエハWの処理について、図12に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、キャリアブロックS1の載置台21に処理に供されるウエハWを収納したキャリア20を開閉部22に載置する。この状態で、検知手段23によってキャリア20に付された識別表示が検知されて、検知信号がコントローラ60に伝達され、処理に供されるウエハWが1回目かn回目(2回目以降)かが判別される。処理に供されるウエハWが1回目と判別された場合は、1回目の搬送スケジュールが作成、あるいは予め作成された搬送スケジュールに基づいて1回目のリソグラフィ処理が施される。
すなわち、疎水化処理された後に棚ユニットU5に一時収納されたウエハWは、メインアームA2によって棚ユニットU5から取り出され、塗布処理ユニット32に搬送されて、レジスト膜が形成される(S−1)。レジスト膜が形成されたウエハWは、メインアームA2によって熱処理ユニット(CLHP)に搬送されて、溶剤をレジスト膜から蒸発させるためのプリベーク(PAB)が施される(S−2)。その後、ウエハWは熱処理ユニット(CLHP)内でクーリング処理が施される(S−3)。なお、図示しないが、プリベーク(PAB)が施された後、ウエハWは周辺露光装置(WEE)に搬送されて、周辺露光処理が施された後に加熱処理及び上記クーリング処理が施される。次いで、ウエハWは、インターフェースアームDにより露光装置11に搬送され、ここで所定の露光処理が行われる(S−4)。
露光処理後のウエハWは、インターフェースアームDにより、DEV層B2にウエハWを受け渡すために、棚ユニットU6の受渡しステージTRS2に搬送され、このステージTRS2上のウエハWは、DEV層B2のメインアームA1に受け取られ、当該DEV層B2にて、まず、加熱処理ユニット(PEB)でポストエクスポージャーベーク処理(S−5)された後、加熱処理ユニット(PEB)内の冷却プレート(図示せず)で所定温度に調整される。次いで、ウエハWは、メインアームA1によって加熱処理ユニット(PEB)から取り出されて現像処理ユニット31に搬送されて、上記レシピ作成手段100で作成された処理レシピに基づいて現像液が塗布される(S−6)。その後、メインアームA1によって加熱処理ユニット(POST)に搬送され、所定の現像処理が行われる。
現像処理後のウエハWは、キャリアブロックS1の載置台21に載置された空のキャリア20内に収納されて搬出される。
レジスト塗布・現像処理システムによって1回目のリソグラフィ処理が施されたウエハWは、エッチング装置12のキャリアブロックSに搬送されて、現像処理後のパターンをマスクとするエッチング処理が施される(S−7)。その後、ウエハWはキャリア20内に収納されて、再びレジスト塗布・現像処理装置10のキャリアブロックS1に搬入される。
1回目のリソグラフィ工程(処理)及びエッチング工程(処理)が行われたウエハWを収納するキャリア20が、キャリアブロックS1の載置台21に投入されると、キャリア20に付された識別表示が検知手段23によって検知され、2回目以降例えば2回目と判別された場合は、その検知信号によってコントローラ60は前回(1回目)の搬送履歴を確認する。前回の搬送履歴が確認されると、コントローラ60は、前回(1回目)の搬送スケジュールに基づいてリソグラフィ工程の所定の処理に用いた処理ユニットを使用する同調搬送スケジュールを作成し、n回目(2回目)のリソグラフィ処理が施される。
1回目のリソグラフィ工程(処理)及びエッチング工程(処理)が行われたウエハWを収納するキャリア20が投入されると、トランスファーアームCによってキャリア20内のウエハWが取り出されて、棚ユニットU5の受渡しステージTRS1にウエハWが搬送される。すると、メインアームA2によってウエハWは疎水化処理ユニット(ADH)に搬送されて、疎水化処理が施される(S−8)。疎水化処理が施された後に棚ユニットU5に一時収納されたウエハWは、メインアームA2によって棚ユニットU5から取り出され、塗布処理ユニット32に搬送されて、例えば高分子ポリマ材料からなる犠牲膜が皮膜される(S−9)。犠牲膜が皮膜されたウエハWは、メインアームA2によって塗布処理ユニット32から取り出され、熱処理ユニット(CLHP)に搬送されてベーク処理、例えば300〜350℃の温度雰囲気で90sec間ベーク処理(S−10)された後、クーリング処理される(S−11)。
次に、ウエハWは、メインアームA2によって塗布処理ユニット32に搬送されて、レジスト塗布処理が施され、犠牲膜の表面にレジスト膜が形成される(S−12)。この場合、犠牲膜の表面は平坦状に維持されているため、レジスト膜の表面も平坦状となり、レジスト膜の面内の均一性の向上が図れる。
レジスト膜が形成されたウエハWは、1回目の処理と同様に、プリベーク(PAB)(S−13)→クーリング処理(S−14)→露光処理(EXP)(S−15)される。露光処理後、処理ユニットPEBを使用してポストエクスポージャーベーク処理が施される(S−16)。このポストエクスポージャーベーク処理を施すことによって、例えば化学増幅型レジストにおいては、酸触媒反応に影響を与える処理時間や面内温度を一定にすることができる。ポストエクスポージャーベーク処理が行われたウエハWは、現像処理ユニット31に搬送されて、上記レシピ作成手段100で作成された処理レシピに基づいて現像処理が施される(S−17)。
上記のようにして2回目のリソグラフィ工程(処理)が行われたウエハWは、トランスファーアームCにより、キャリアブロックS1に載置されている空のキャリア20内に収納されて2回目のリソグラフィ処理が施される。そして、2回目のリソグラフィ処理が施されたウエハWを収納したキャリア20は、エッチング装置12に搬送されて、現像処理後のパターンをマスクとするエッチング処理が施される。なお、ウエハWの表面に残存する犠牲膜はアッシング処理によって除去される。
上記のように処理を施すことにより、例えば、1回のリソグラフィ処理によって形成されたパターンのピッチP間にパターンを追加形成して、ピッチP/2のパターンを形成することができ、線幅の微細化を図ることができる。2回目のエッチング処理が施されたウエハWは、キャリア20内に収納されて処理が終了する。
なお、上記実施形態では、反射防止膜を形成しない場合について説明したが、レジスト膜の下側や上側に反射防止膜を形成する場合においても、この発明に係る塗布・現像処理システムを同様に適用することができる。すなわち、、1回目のリソグラフィ処理及びエッチング処理が行われた後のウエハWの表面に疎水化処理を施し、その後、上述したように、ウエハWの表面に犠牲膜を皮膜し、ベーク処理,クーリング処理を施した後、犠牲膜の表面に反射防止膜を形成(皮膜)する。そして、反射防止膜の表面にレジスト膜を形成した後、露光処理,現像処理を施すことができる。この場合、図12(c)に示すように、クーリング処理(S−11)とレジスト塗布処理(S−12)の間に、反射防止膜塗布処理(S−20)→ベーク処理(S−21)→クーリング処理(S−22)の工程が追加される。
また、上記説明ではリソグラフィ処理及びエッチング処理が2回行われる場合について説明したが、リソグラフィ処理及びエッチング処理を3回以上繰り返し行う場合についてもこの発明に係る基板処理システムを適用することができる。
なお、上記実施形態では、この発明に係る基板処理システムがエッチング装置12を具備するレジスト塗布・現像処理システムに適用される場合について説明したが、この発明に係る基板処理システムは、エッチング装置12を具備しないレジスト塗布・現像処理システムにも適用できる。
また、上記実施形態では、被処理基板が半導体ウエハである場合について説明したが、ウエハ以外の例えばLCDガラス基板等の基板の処理システムについても適用できることは勿論である。
この発明に係る基板処理システムを適用したレジスト塗布・現像処理システムの一例を示す概略平面図である。 この発明におけるレジスト塗布・現像処理システムの概略斜視図である。 上記レジスト塗布・現像処理システムの液処理部を示す概略正面図である。 上記レジスト塗布・現像処理システムの熱処理部を示す概略背面図である。 この発明におけるレシピ作成手段と電子媒体を示すブロック図である。 この発明における現像処理ユニットを示す概略断面図である。 上記現像処理ユニットを示す概略平面図である。 この発明における処理液供給ノズルの一例を示す断面図である。 別の処理液供給ノズルを備えた現像処理ユニットを示す概略断面図である。 上記現像処理ユニットを示す概略平面図である。 この発明における処理液供給ノズルの別の一例を示す断面図である。 この発明に係るレジスト塗布・現像処理システムの処理工程を示すフローチャートである。
符号の説明
W 半導体ウエハ(被処理基板)
S1 キャリアブロック
S2 処理ブロック
S3 インターフェースブロック
S5 エッチングブロック
10 レジスト塗布・現像処理装置
11 露光装置
12 エッチング装置
31 現像処理ユニット
32 塗布処理ユニット
33 スピンチャック(保持手段)
34 モータ(駆動手段)
60 コントローラ(制御手段)
80 エッチングユニット
96A 第1の移動機構
96B 第2の移動機構
96c 昇降機構
100 レシピ作成手段
101 入力部
102 記憶部
103 演算処理部
104 出力部
105 パラメータ算出プログラム
110 表示部
200 USBキー(電子媒体)
201 処理レシピ(パラメータ)情報部
202 パラメータ比較プログラム
DN1,DN2 供給ノズル(処理液供給ノズル)
RN 洗浄ノズル
V1,V2,V3 開閉弁

Claims (6)

  1. 被処理基板に処理を施す処理ユニットにおける処理部を、処理パラメータを有する処理レシピに従って制御して被処理基板に処理を施す基板処理システムにおいて、
    被処理基板を回転可能に保持する保持手段と、
    上記保持手段を回転駆動する駆動手段と、
    上記保持手段にて保持された被処理基板に対して相対的に移動して処理液を吐出する処理液供給ノズルと、
    上記処理液供給ノズルに処理液を供給する処理液供給手段と、
    上記駆動手段の駆動制御、上記処理液供給ノズルからの処理液の吐出及び上記処理液供給手段の動作等を制御する処理パラメータを有する処理レシピを作成するレシピ作成手段と、
    上記処理レシピに従って上記駆動手段、処理液供給ノズルの移動機構及び処理液供給手段の駆動制御を行う制御手段と、
    上記レシピ作成手段で作成された処理レシピを構成する処理パラメータとは別に作成された既存の基板処理システムにおける処理部の処理パラメータを有する処理レシピを格納する電子媒体と、を具備し、
    上記レシピ作成手段に上記電子媒体が接続されたときに、上記電子媒体に格納された処理レシピの有する処理パラメータと上記レシピ作成手段で作成される処理レシピの有する処理パラメータとを比較するためのパラメータ比較プログラムを起動させ、上記電子媒体に格納されている処理パラメータが実行可能か否かの判断を行えるようにした、ことを特徴とする基板処理システム。
  2. 請求項1記載の基板処理システムにおいて、
    上記レシピ作成手段又は電子媒体のうち少なくとも電子媒体に、両者の処理レシピを構成する処理パラメータを比較する演算処理部を具備する、ことを特徴とする基板処理システム。
  3. 請求項1又は2記載の基板処理システムにおいて、
    上記電子媒体に格納された処理レシピが実行可能か否かの表示を行う表示手段を更に具備する、ことを特徴とする基板処理システム。
  4. 請求項3記載の基板処理システムにおいて、
    上記表示手段は、上記電子媒体に格納された処理レシピが実行可能と判断した場合における実行可能な処理レシピに優先順位を表示可能にした、ことを特徴とする基板処理システム。
  5. 請求項3記載の基板処理システムにおいて、
    上記表示手段は、上記電子媒体に格納された処理レシピが実行不可と判断した場合に実行不可の理由を表示可能にした、ことを特徴とする基板処理システム。
  6. 請求項1ないし5のいずれかに記載の基板処理システムにおいて、
    上記電子媒体に格納される処理レシピを暗号化したことを含む、ことを特徴とする基板処理システム。
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