JP5158066B2 - 塗布、現像装置 - Google Patents

Description

本発明は基板にレジスト膜を形成し、露光処理後の基板を現像する塗布、現像装置に関する。

半導体ウエハ（以下ウエハという）やＬＣＤ（液晶ディスプレイ）用のガラス基板に対してレジストパターンを形成する装置として、ウエハに対してレジストを塗布し、また露光後のウエハを現像する塗布、現像装置が用いられている。この装置内には、ベーク装置などと呼ばれている加熱装置が組み込まれており、例えばレジスト液を塗布したウエハを加熱する装置にあっては、レジスト液中の溶剤を乾燥させる役割を果たしている。

この加熱装置の一例の構成を図１８に示した。図１８中１０は筐体であり、１０ａはウエハの搬送口である。また図１８中１１は基台であり、１２は基台１１上を熱板１２ａ側へ向けて移動可能なウエハＷを冷却する冷却プレートである。基台１１の内部空間にはピン１３ａ，１４ａを昇降させるための駆動機構１３，１４が設けられており、駆動機構１３によりピン１３ａが昇降することにより、搬送口１０ａを介して筺体１０内に進入したウエハの搬送機構（不図示）と冷却プレート１２との間でウエハが受け渡され、駆動機構１４によりピン１４ａが昇降することにより熱板１２ａと冷却プレート１２との間でウエハが受け渡される構成になっている。ところで駆動機構１４は熱板１２ａの下方の投影領域内を避けるように設けられている。これは熱板１２ａの放熱が大きいため、その放熱により駆動機構が劣化することを防ぐためである。図中１５は駆動機構１５ａを介して昇降可能な蓋状の天板であり、図中１６は駆動機構１５ａを作動させるための電装部品が収納された電装エリアである。

本発明の目的は、装置の占有面積を小さくしながら高い処理能力を得ることに寄与できる塗布、現像装置を提供することである。

本発明は基板にレジスト膜を形成し、露光処理後の基板を現像する塗布、現像装置において、
基板を収納しキャリアが搬入されるキャリアブロックと、
このキャリアブロックよりも奥側に設けられ、前記キャリアから取り出された露光前の基板の表面に塗布膜を形成し、露光処理後の基板を現像するための処理ブロックと、
この処理ブロックの奥側に設けられ、当該処理ブロックから露光処理前の基板を受け取り、また当該処理ブロックに露光処理後の基板を受け渡すインターフェイス部と、を備え、
前記処理ブロックは、キャリアブロック側からインターフェイス部側に直線状に伸びる基板搬送路と、この基板搬送路の一方の側方に設けられ、薬液により基板を液処理するための液処理ユニットと、前記基板搬送路の他方の側方にて当該基板搬送路に沿って複数設けられ、基板を加熱あるいは冷却するための加熱・冷却系の処理ユニットと、前記基板搬送路に沿って基板を搬送し、前記液処理ユニットと加熱装置との間で基板の受け渡しを行う基板搬送機構と、を備えた単位ブロックを互いに上下に積層した積層体を含み、
前記処理ユニットは、前記基板搬送路に臨む面に基板の搬送口が形成され、台部の上に配置された処理容器内に収納され、
前記基板搬送機構を基板搬送路に沿ってガイドするレールを、基板搬送路に臨む前記台部の側面に設けたことを特徴とする。

本発明によれば、キャリアブロック側からインターフェイス部側に直線状に伸びる基板搬送路の側方に液処理ユニットを設け、また前記基板搬送路の他方の側方に加熱、冷却ユニットを設けてなる単位ブロックを互いに上下に積層して構成していることから、装置の占有面積を小さくしながら高い処理能力を得ることに寄与できる。

以下に本発明の塗布、現像装置に用いられる加熱装置２の一例について図１、図２を用いて説明する。加熱装置２は筺体２０を備えており、筺体２０の側壁にはウエハＷの搬送口２１が開口されている。また筺体２０内には下部が空洞となっている基台２２が設けられており、搬送口２１に向かう側を手前側とすると、この基台２２の上には手前側から奥側（図中Ｘ方向）へ向けて後述する冷却機構３が移動するための開口部３１ａが設けられている。

前記冷却機構３について図３をも参照して説明すると、冷却機構３は後述する熱板５３と搬送機構との間でウエハＷを受け渡す役割及びウエハＷを冷却する役割を有しており、連結ブラケット３１、冷却プレート３３、及び空冷フィン部３５により構成されている。連結ブラケット３１は例えば熱伝導性のよい銅やアルミによって構成され、前記開口部３１ａに間挿されるように設けられており、例えばその下端にはレールブラケット２７が接続されている。連結ブラケット３１はこのレールブラケット２７を介して図中Ｘ方向に伸長したガイドレール２３に係止されている。また連結ブラケット３１の側部は基台２２の下部に設けられた例えばボールネジ機構あるいはエアシリンダなどからなる駆動部３７に接続されており、この駆動部３７によって冷却機構３は前記ガイドレール２３に沿ってＸ軸方向に移動自在に構成されている。

連結ブラケット３１の上部には略円形板状に形成された、ウエハＷが載置される冷却プレート３３が接続されている。冷却プレート３３は例えばアルミニウムにより構成され、その厚さは例えば４ｍｍ程度である。冷却プレート３３は加熱されるウエハＷと略同じ大きさの直径を有しており、この冷却プレート３３の外周の例えば４箇所に当該冷却プレート３３の中心部へ向けて切り欠き部３４が設けられている。なお図中３３ａ，３３ｂは後述する支持ピン２６ａが通過するためのスリットである。また例えば図２に示すように冷却プレート３３にはヒートパイプ３８が葉脈状に埋め込まれ、ヒートパイプ３８の一端は連結ブラケット３１に接続されている。

ところで冷却プレート３３にウエハＷを受け渡すウエハＷの搬送機構の一例について説明しておくと、この搬送機構は例えば図４に示すような水平な馬蹄形状の搬送アーム４１と搬送アーム４１を支持する搬送基体４２とを有している。搬送アーム４１の内周の大きさは冷却プレート３３の直径よりも若干大きく形成されており、この内周における下部には内方へ向かう４つの突片４４が設けられ、図４（ｂ）に示すようにこれらの突片４４上にウエハＷが保持される。搬送アーム４１は例えば図示しない駆動機構により搬送基体４２を介して昇降自在かつ進退退自在に構成され、冷却機構３にウエハＷを受け渡す際にはウエハＷを保持した搬送アーム４１が前記搬送口２１を介して筺体２０内に進入する。ここで冷却プレート３３の外周の切り欠き部３４は、夫々搬送アーム４１の突片４４と対応する位置に設けられていることから、搬送アーム４１が図４（ａ）に示すように冷却プレート３３に対し上方から覆い被さるように下降することで搬送アーム４１が冷却プレート３３の下方側に通過し、搬送アーム４１上のウエハＷが冷却プレート３３に受け渡される。ウエハＷを受け渡した搬送アーム４１は、前方の切り欠き部４３が連結ブラケット３１を通り抜けるように手前側に後退して筺体２０内から退去する。

図１〜３に戻って連結ブラケット３１には空冷フィン部３５が接続されており、この空冷フィン部３５は例えばアルミニウムにより構成される多数のフィン３５ａ（図１参照）を備えた構造となっている。また基台２２の下部には局所排気ダクト２４が設けられ、この局所排気ダクト２４の開口部は例えば冷却プレート３３が既述のように搬送機構からウエハＷを受け取る位置（ホーム位置とする）において空冷フィン部３５に近接するように設けられている。ここでいう「近接」とは局所排気ダクト２４による吸引排気によって空冷フィン部３５の先端側から吸気されて空冷フィン部３５の空冷作用が働く程度に両者が接近していることをいう。局所排気ダクト２４の端部は後述する排気ダクト６３に接続されており、この局所排気ダクト２４から排気が行われると、フィン３５ａが冷却され、フィン３５ａの冷気が連結ブラケット３１を介してヒートパイプ３８の基端側に伝わり、これによりヒートパイプ３８の表面全体が冷却されることで、当該冷却プレート３３に載置されたウエハＷの粗熱取りが行われるようになっている。

なおここでいうヒートパイプとは必ずしも一般概念でいうパイプに限らず、幅広の空洞部を備えた偏平プレート内にて作動液を封入したものであってもよく、あるいは冷却プレートを中空構造として内部空間に作動液が封入される構造であってもよい。その場合は例えば冷却プレート及び内部空間の手前側の厚みを奥側（熱板側）の厚みに比べて大きくすることで手前側に作動液が蓄積しやすくなるようにして、連結ブラケットの冷気が前記作動液に伝達されやすくする。
さらにまた冷却機構３としては既述のように空冷によりウエハＷを冷却する構成に限らず、例えば冷却プレート３３の裏面側あるいは内部に、温度調節液を流すための冷却流路を備え、この温度調節液により冷却プレート３３が冷却される構成であってもよい。その他の構成としては例えば図５に示すように筺体２０内に局所排気ダクト２４を設ける代わりに例えば給水機構３Ｂと排水機構３Ｃとに接続され内部を図中矢印で示すように冷却水が流通する流水ブロック３９を設け、さらに既述の冷却機構３において空冷フィン部３５を設ける代わりに熱伝導性の高い例えば銅やアルミなどで構成されたブロック３Ａを設けて、冷却プレート３３が前記ホーム位置に移動すると流水ブロック３９とブロック３Ａとが接触して冷却水の冷気によりブロック３Ａが冷却され、さらにブロック３Ａに伝わった冷気が連結ブラケット３１を介してヒートパイプ３８の基端側に伝わることで既述のようにヒートパイプ３８の表面全体が冷却されてヒートパイプ３８が埋め込まれた冷却プレート３３が冷却されるようにしてもよい。

図１に示すように基台２２において前記冷却機構３の奥側には偏平な円筒状の断熱体である熱板サポート部材５が埋め込まれている。図６，７に示すように熱板サポート部材５の底壁部分の内部及び側壁部分の内部には真空領域である真空層５０が設けられた真空断熱構造となっているが、例えば中央部には円形状に真空層５０が設けられており、その周囲には例えば後述するガス供給管５７、ガス抜き孔５８及び孔５ａを避けるように同心円状に真空層５０が設けられた構造となっている。

熱板サポート部材５の下面には熱板サポート部材５を筺体２０の底面にて支持する例えば３本の支柱５１が周方向に設けられている。熱板サポート部材５の内周にはリング状の支持部材５２が設けられ、支持部材５２の上部には例えば耐熱樹脂やセラミックにより構成される断熱リング５２ａを介して円板状の熱板５３が設けられている。熱板５３はウエハＷ表面全体をカバーする大きさを有しており、また熱板サポート部材５の中に収まるように配置されている。

熱板５３の下面には図８で示すようなウエハＷの加熱手段である、大きさの異なるリング状のヒータ５３ａ〜５３ｅが同心円状に設けられており、外側に位置しているヒータ５３ｄ及び５３ｅは例えば周方向に４分割されている。また図示していないが熱板５３の下面の例えば複数箇所に感温センサが設けられている。各ヒータ５３ａ〜５３ｅは電力供給部５４に接続されており、後述の加熱装置２に備えられた制御部によって前記感温センサから制御部への出力に基づき当該電力供給部５４を介して各ヒータ５３ａ〜５３ｅの発熱量が個別に制御される。このように構成されることにより熱板５３は例えば加熱時に放熱性が高くなるウエハＷの周縁部を中央部に比べて高い温度で加熱できる、つまり周縁部にオフセットをかけることができるように構成されている。ただしヒータの分割数（設置数）、形状、レイアウトはこの例に限られない。

また熱板５３上にはウエハＷの裏面を支持する例えば４つの突起部５５が熱板５３の周方向に沿って設けられている。突起部５５の高さとしては０．３〜１．０ｍｍが好ましくこの例では０．３ｍｍに設定してある。０．３ｍｍより低いとウエハＷが反っていた場合、特に１２インチサイズ以上のウエハＷの場合熱板５３に接触して位置ずれを起こすおそれがあり、また１．０ｍｍよりも高くなると熱板４１の熱が当該ウエハＷに充分に伝わらず温度について良好な面内均一性を確保しづらくなる。熱板サポート部材５の中央部及び熱板５３の中央部には夫々３つの孔５ａ、５ｂが周方向に穿孔されている。前記孔５ａを貫通するように昇降部材である３本の支持ピン２６ａが設けられており、これらの支持ピン２６ａは熱板サポート部材５の下方において熱板５３の下方投影領域（熱板の真下）に設けられた駆動部２６に接続されている。この駆動部２６を介して支持ピン２６ａが鉛直方向に昇降し、当該支持ピン２６ａは前記孔５ｂを介して熱板５３上に突没自在に構成されている。支持ピン２６ａがウエハＷの裏面を支持したまま下降すると前記突起部５５上にウエハＷが受け渡されるようになっている。なお図６中５ｃは支持ピン２６ａが垂直に突没するための筒状のガイドである。

ところで支持部材５１、断熱リング５２、熱板５３及び熱板サポート部材５により囲まれる領域をガス流通部５Ａ（図６参照）とすると、熱板サポート部材５には例えば複数箇所に複数のガス供給管５７の一端が貫通して前記ガス流通部５Ａに開口している。ガス供給管５７の他端は熱板５３の冷却用気体であるクリーンなパージ用ガス例えば窒素ガスなどの不活性ガスが貯留されているガス供給源５７ａに接続されている。またガス流通部５Ａと連通するガス抜き孔５８が例えば熱板サポート部材５の複数箇所に穿孔されており、ガス供給管５７を介してガス供給源５７ａからガス流通部５Ａにパージ用ガスが供給されると当該パージ用ガスはヒータ５３ａ〜５３ｅ及びヒータにより加温された熱板５３の熱を奪い取りガス抜き孔５８を介してガス流通部５Ａの外部へと流通するようになっている。このパージ用ガスの流通は熱板５３の温度を下げるために行われる。

ところで熱板サポート部材５は一体的に成形された構造とされていても複数箇所で分割された構造とされていてもよい。具体的に例えば前記ガス供給管５７が貫通されている孔、ガス抜き孔５８及び孔５ａが熱板サポート部材５の中央に設けられ、熱板サポート部材５はそれらの孔を含んだ中央部と中央部以外の周縁部が別々に形成され互いに嵌合されているような構造であってもよい。また熱板サポート部材５は既述のような有底の筒状構造ではなく、側壁が設けられていない熱板５３の底面をカバーするようなプレート構造であってもよい。

熱板サポート部材５の上端部には例えば４本の支柱６１が間隔をおいて設けられ、支柱６１の上部には例えば円形状に形成された天板６の周縁部が接続されている。天板６はウエハＷの被加熱処理領域（半導体デバイス等の有効領域）をカバーする大きさ、この例では前記熱板５３をカバーする大きさを有しており、熱板５３と対向するように設けられている。熱板５３と天板６との間隔は例えば１２〜１５ｍｍとするのが好ましく、この加熱装置２においては１４ｍｍとしている。前記間隔がこの範囲よりも小さいと冷却プレート３３が移動する際に天板６または熱板５３に干渉するおそれがあり、この範囲よりも大きいとウエハＷの加熱時に天板６の下面が充分に加熱されないおそれがある。

天板６の中央下部には吸引排気口６２が下に向かうほど拡径して開口しており、この吸引排気口６２は天板６の上部に接続された排気ダクト６３と連通している。この排気ダクト６３の下流には前記局所排気ダクト２４の端部が接続されており、さらにその下流には強制排気手段であるファン６４が介設されている。また排気ダクト６３の端部は、例えば工場の排気路に接続されている。前記ファン６４の回転数が制御されることで例えば予め設定された排気量で吸引排気口６２を介して天板６の周囲の排気が行われ、図９中矢印で示すように熱板５３に載置されたウエハＷの外周から中央に向かう気流を形成できるように天板６は構成されている。天板６の内部には吸引排気口６２の周囲から天板６の端部へ向けて広がる真空層６５が形成されており、当該天板６は真空断熱構造となっている。このような構造とすることで天板６はウエハＷの加熱時に天板６の下面の温度がウエハＷの加熱温度に近い温度で追従するように構成され、この加熱装置２においてはウエハＷを加熱する際に熱板５３の熱輻射を受けて前記天板６の下面の温度がウエハＷの加熱温度の７０％以上の温度に保たれるように構成されている。この加熱装置２のように熱板５３と天板６との間隔が１４ｍｍである場合、天板６の下面の温度が例えば７０％以下の温度になると、ウエハＷの上面を通過する前記気流が冷却されて乱流となるおそれがあるため好ましくない。なお「ウエハＷの加熱温度」とは、ウエハＷの加熱処理時のウエハの温度である。

続いて加熱装置２に備えられた制御部について説明する。この制御部は、例えばコンピュータからなるプログラム格納部を有しており、プログラム格納部には後述するような加熱装置２の作用、つまりウエハＷの処理、ウエハＷの受け渡し、ウエハＷの加熱及び気流の制御などが実施されるように命令が組まれた例えばソフトウエアからなるプログラムが格納される。そして当該プログラムが制御部に読み出されることにより制御部は後述する加熱装置２の作用を制御する。なおこのプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカードなどの記録媒体に収納された状態でプログラム格納部に格納される。

次に加熱装置２の作用について説明する。既述の搬送アーム４１を有するウエハＷの搬送機構により、表面にレジスト液が塗布されたウエハＷが搬送口２１を介して筺体２０内に搬入され、既述のようにウエハＷは冷却プレート３３に受け渡されると搬送アーム４１は筺体２０内から退去する。一方冷却機構３が熱板５３に向けて移動するまでに熱板５３の表面はヒータ５３ａ〜５３ｅにより予め設定された温度例えば１３０℃に加熱され、熱板５３の熱輻射により天板６の下面が加熱される。

ウエハＷを保持した冷却プレート３３が熱板５３上に移動すると、支持ピン２６ａが上昇して冷却プレート３３に載置されたウエハＷの裏面を支持する。冷却機構３がホーム位置（図１の左端位置）に後退すると支持ピン２６ａは下降し、熱板５３の突起部５５上にウエハＷが受け渡されウエハＷが加熱される。この加熱時には必要に応じて前記ヒータ５３ａ〜５３ｅにおいて熱板５３の外周側に設けられたヒータの発熱量は内周側に設けられたヒータの発熱量よりも大きくなるように調整される。
また加熱時にはファン６４が回転することにより吸引排気口６２から吸引排気が行われており、このため天板６と熱板５３との間から外気（ここでは筺体２０内の気体）が流入し、天板６と熱板５３とにより気流が規制整流されることで既述のようにウエハＷの外周から中央に向かう気流が形成される。このためウエハＷに塗布されたレジスト液は熱板５３の熱により溶剤が蒸発すると共にレジスト成分の一部が昇華し、これら溶剤蒸気と昇華成分とが前記気流に乗って吸引排気口６２に吸い込まれ、こうしてレジスト液の乾燥が行われて、ウエハＷにレジスト膜が形成される。

例えば予め設定された時間ウエハＷの加熱が行われた後に、支持ピン２６ａが上昇してウエハＷを支持する。冷却プレート３３がホーム位置から再び熱板５３上へ移動して、ウエハＷは冷却プレート３３上に受け渡される。ウエハＷの熱は冷却プレート３３に伝熱され、冷却プレート３３は蓄熱されて昇温するが、ホーム位置に戻ったときに、既述のように局所排気ダクト２４の先端開口部と冷却機構３の下部側の空冷フィン部３５とが一列に並んで局所排気ダクト２４の吸引排気により空冷フィン部３５内に気体が流通して当該空冷フィン部３５が冷やされ、このため連結ブラケット３１も冷却されてヒートパイプ３８を介して冷却プレート３３が冷却される。そしてウエハＷの搬送機構が後述のように搬送スケジュールに従って当該ウエハＷを取りにくるが、このときまでに冷却プレート３３によってウエハＷの粗熱取りが行われることになる。

前記搬送アーム４１を備えた搬送機構は冷却プレート３３上のウエハＷを下方からすくい上げるようにして受け取り、当該ウエハＷを筺体２０の外へ搬送する。然る後、搬送機構によって後続のウエハＷがこの加熱装置２に搬送されるがこの後続のウエハＷにも同様に加熱処理が行われる。
なお例えばウエハＷのロットが切り替わり、新たに加熱装置２に搬送されるウエハＷの加熱温度が、今まで加熱装置２により処理されたウエハＷの加熱温度よりも低い温度に切り替わる場合は、既述のようにガス供給管５７を介してガス供給源５７ａからガス流通部５Ａにパージ用ガスが供給され、このパージ用ガスにより熱板５３が急冷されることで熱板５３の温度が新たに搬送されるウエハＷの加熱温度に従い調整される。

既述の加熱装置２によればレジスト液が塗布されたウエハＷを、熱板５３に載置して、天板６の中央部の下面に開口した吸引排気口６２を介して天板６と熱板５３との間の隙間から流入し、ウエハＷと天板６との間をウエハＷの外周から中央に向かう気流を形成しながら加熱するにあたって、内部に真空層６５が設けられた天板６を用いているため熱板５３側からの熱が逃げにくく、このため天板６と熱板５３との間の周囲を開放したままにしても天板６の下面の温度をウエハＷの温度に近付けることができる。従って天板６と熱板５３との間を加熱処理時に密閉にするために天板６を昇降させる機構が不要になるし、あるいは天板６の下面の温度を高温にするためにヒータを付設するといった構成を採用しなくて済み、簡単な構造でありながらウエハＷと天板６の下面との温度差が広がることが抑えられ、その結果として前記気流が冷却されることにより乱流となることを防ぐことができる。従ってウエハＷに対して面内均一性の高い加熱処理を行うことができる。また天板６は簡単な構造を有するとともに、天板６の下面を高温化させて前記乱流の発生を防ぐことができるためウエハＷの加熱処理時にウエハＷに塗布されたレジスト液から発生する昇華物の天板６への付着が抑えられる結果、天板６のメンテナンスを容易に行うことができ、従って加熱装置２のメンテナンス時間の短縮を図ることができる。
さらにまた、ウエハＷのロットが変わると処理温度が変わる場合が多いが天板６にヒータを設けない構成とすることで、一の処理温度から他の処理温度に下げる場合に、天板６の下面の温度が速やかにウエハＷの温度に追従することから速やかにロットの切り替えを行うことができる。その他に天板６にヒータを設けない構成とすることで天板６の厚さを薄くすることができ、その結果として加熱装置２全体の省スペース化を図ることができる。

また加熱装置２においては前記熱板５３の下面側を覆うように内部に真空層５０を備えた真空断熱材である断熱サポート部材５が設けられていることから、断熱サポート部材５の下方への熱板５３の熱放散が抑えられるため、当該断熱サポート部材５を介して熱板５３の下方投影領域内に支持ピン２６ａを昇降させるための駆動部２６を設けるにあたって当該駆動部２６の熱による劣化を抑えることができる。また駆動部２６を熱板５３の下方に設けることで駆動部２６を熱板５３の側方に設ける場合に比べて加熱装置２の占有床面積を抑えることができるため、加熱装置２の小型化を図ることができる。

さらに加熱装置２は、熱板５３と熱板５３の下面に設けられた断熱サポート部材５とにより囲まれるガス流通部５Ａにガス供給源５７ａからガス供給管５７を介してパージ用ガスが供給されることから、熱板５３を急速に冷却することができ、熱板５３が冷却されると天板６への熱放散が減少して、天板６の下面の温度が冷却された熱板５３の温度に追従するように低下する。その結果として既述したようにウエハＷのロットが切り替わり、新たに加熱装置２に搬送されるウエハＷの加熱温度が今までの処理を受けたウエハＷの加熱温度よりも低い温度に切り替わるような場合においてさらに速やかにロットの切り替えを行うことができ、また天板６及び熱板５３の残余熱によりウエハＷに対して過剰な加熱が行われることが抑えられることで高精度な加熱処理を行うことができる。

なお本発明の加熱装置は既述の実施形態のように天板の中央部から排気を行うものに限らず、例えば図１０〜１２に示すような構成であってもよい。これらの図に示した加熱装置７について説明する。この加熱装置７は、ウエハＷを加熱する際の気流の形成方法については前記加熱装置２と大きく異なっている。図中７０、７１、７２は夫々筺体、搬送口、基台である。図中７３は冷却プレートであり、この冷却プレート７３を含む冷却構造は既述の実施形態と同様の構造であってもよいがここでは例えば裏面に設けられた通路（不図示）を冷却水が流通することで載置されたウエハＷを冷却する構成を示してある。７４ａは昇降機構７４を介してウエハＷの搬送機構と冷却プレート７３との間でウエハＷの受け渡しを行う支持ピンである。また７５ａは昇降機構７５を介して冷却プレート７３と熱板８１との間でウエハＷの受け渡しを行う支持ピンである。
熱板８１は既述の熱板５３と同様に構成され、またこの熱板８１の側部及び底部は前記熱板サポート部材５と同様に構成された熱板サポート部材８２に囲まれている。
なお図中８１ａは熱板上に設けられたウエハＷが載置される突起部であり、図中８２ａはこの熱板サポート部材８２の底壁部分の内部及び側壁部分の内部に設けられた真空領域である真空層である。図中８３は支持部８４を介して熱板８１上に固定され、当該熱板８１に載置されるウエハＷと対向するように設けられた整流用の天板であり、この天板８３の内部には例えば熱板８１の表面をカバーする大きさを有する真空領域である真空層８３ａを備えている。また前記支持部８４も内部に真空層８４ａを備えており、天板８３及び支持部８４は真空断熱構造となっている。

図中８５は幅方向（図中Ｙ方向）に沿って設けられたガス吐出部であり、熱板８１を挟んでこのガス吐出部８５と対向するように排気部８６が設けられている。ガス吐出部８５はウエハＷの幅をカバーするように幅方向に沿って多数の小孔からなるクリーンなパージ用ガスを吐出するガス吐出口８５ａを備えており、排気部８６にはガス吐出口８５ａと並行するように多数の小孔からなるガス排気口８６ａが設けられている。この加熱装置７は、ウエハＷが熱板８１の突起部８１ａ上に載置され加熱される際にガス吐出口８５ａから天板８３の下面に向けてパージ用ガスが吐出される一方でガス排気口８６ａから排気が行われ、図１３に矢印で示すようにウエハＷの幅をカバーし、ウエハＷの一端側から多端側へ向かって流れる一方向流ともいうべき気流が形成されるように構成されている。

このように加熱装置を構成した場合もウエハＷの加熱時に天板の８３の下面が加熱されることでウエハＷの天板８３とウエハＷの表面との間における温度と、熱板８１とウエハＷの裏面との間における温度との差が広がることが抑えられ、前記一方向流が乱流となることが防がれる結果として面内均一性の高い加熱処理を行うことができる。
なおこのような一方向流を形成する方法としては、ガス吐出口８５ａを設けなくとも、天板６と熱板５３との間の領域８８において冷却プレート７３が進入する側以外の３方を囲んで風洞を形成し、ガス排気口８６ａから排気することで冷却プレート７３の進入口から気体を吸い込み一方向流を形成してもよい。

続いて本発明の塗布、現像装置の一実施の形態について説明する。図１４は、レジストパターン形成装置の平面図を示し、図１５は同概略斜視図、図１６は同概略側面図である。この装置は、基板であるウエハＷが例えば１３枚密閉収納されたキャリア９０を搬入出するためのキャリアブロックＳ１と、複数個例えば５個の単位ブロックＢ１〜Ｂ５を縦に配列して構成された処理ブロックＳ２と、インターフェイスブロックＳ３と、露光装置Ｓ４と、を備えている。

前記キャリアブロックＳ１には、前記キャリア９０を複数個載置可能な載置台９１と、この載置台９１から見て前方の壁面に設けられる開閉部９２と、開閉部９２を介してキャリア９０からウエハＷを取り出すためのトランスファーアームＣとが設けられている。このトランスファーアームＣは、後述する単位ブロックＢ１、Ｂ２の受け渡しステージＴＲＳ１、ＴＲＳ２との間でウエハＷの受け渡しを行うように、進退自在、昇降自在、鉛直軸周りに回転自在、キャリア９０の配列方向に移動自在に構成されている。

前記キャリアブロックＳ１の奥側には、筐体９３にて周囲を囲まれる処理ブロックＳ２が接続されている。処理ブロックＳ２は、この例では、下方側から下段側の２段が現像処理を行うための第１及び第２の単位ブロック（ＤＥＶ層）Ｂ１、Ｂ２、レジスト膜の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第３の単位ブロック（ＴＣＴ層）Ｂ３、レジスト液の塗布処理を行うための第４の単位ブロック（ＣＯＴ層）Ｂ４、レジスト膜の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第５の単位ブロック（ＢＣＴ層）Ｂ５として割り当てられている。ここで前記ＤＥＶ層Ｂ１、Ｂ２が現像処理用の単位ブロック、ＴＣＴ層Ｂ３、ＣＯＴ層Ｂ４、ＢＣＴ層Ｂ５が塗布膜形成用の単位ブロックに相当する。

続いて、第１〜第５の単位ブロックＢ（Ｂ１〜Ｂ５）の構成について説明する。これら各単位ブロックＢ１〜Ｂ５は、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、前記液処理ユニットにて行われる処理の前処理及び後処理を行うための各種加熱・冷却系の処理ユニットと、これらの装置の加熱・冷却系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搬送手段であるメインアームＡ１〜Ａ５と、を備えている。

先ず図１４に示すＣＯＴ層Ｂ４を例にして以下に説明する。このＣＯＴ層Ｂ４のほぼ中央には、ＣＯＴ層Ｂ４の長さ方向（図中Ｙ軸方向）に、キャリアブロックＳ１とインターフェイスブロックＳ３とを接続するための、ウエハＷの搬送領域Ｒ１が形成されている。

この搬送領域Ｒ１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、ウエハＷにレジストの塗布処理を行うための複数個の塗布部を備えた塗布ユニット９４が設けられている。またＣＯＴ層Ｂ４の手前側から奥側に向かって左側には、順に加熱・冷却系のユニットを多段化した４個の棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４が設けられており、塗布ユニット９４にて行なわれる処理の前処理及び後処理を行うための各種ユニットを複数段、例えば２段に積層した構成とされている。

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、例えばレジスト液の塗布前にウエハＷを所定の温度に調整するための冷却ユニット（ＣＯＬ）、レジスト液の塗布後にウエハＷの加熱処理を行うための例えばプリベーキングユニットなどと呼ばれている加熱ユニット（ＣＨＰ）９５、ウエハＷのエッジ部のみを選択的に露光するための周縁露光装置（ＷＥＥ）等が含まれている。この例では図１〜図９で説明した加熱装置２はこの加熱ユニット９５に相当する。また冷却ユニット（ＣＯＬ）や加熱ユニット（ＣＨＰ）９５等の各処理ユニットは、夫々処理容器９６内に収納されており、棚ユニットＵ１〜Ｕ４は、前記処理容器９６が２段に積層されて構成され、各処理容器９６の搬送領域Ｒ１に臨む面にはウエハＷを搬入出する搬送口９７が形成されている。この例では加熱ユニット（ＣＨＰ）９５は棚ユニットＵ３として積層され、また棚ユニットＵ４に含まれている。

前記搬送領域Ｒ１には前記メインアームＡ４が設けられている。このメインアームＡ４は、当該ＣＯＴ層Ｂ４内の全てのモジュール（ウエハＷが置かれる場所）、例えば棚ユニットＵ１〜Ｕ４の各処理ユニット、塗布ユニット９４、後述する棚ユニットＵ５と棚ユニットＵ６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、このために進退自在、昇降自在、鉛直軸回りに回転自在、Ｙ軸方向に移動自在に構成されている。

また搬送領域Ｒ１のキャリアブロックＳ１と隣接する領域は、第１のウエハ受け渡し領域Ｒ２となっていて、この領域Ｒ２には、図１４及び図１６に示すように、トランスファーアームＣとメインアームＡ４とがアクセスできる位置に棚ユニットＵ５が設けられると共に、この棚ユニットＵ５に対してウエハＷの受け渡しを行うための第１の基板受け渡し手段をなす第１の受け渡しアームＤ１を備えている。

前記棚ユニットＵ５は、図１６に示すように、各単位ブロックＢ１〜Ｂ５のメインアームＡ１〜Ａ５との間でウエハＷの受け渡しを行うように、この例では各単位ブロックＢ１〜Ｂ５は、１個以上例えば２個の第１の受け渡しステージＴＲＳ１〜ＴＲＳ５を備えており、これにより第１の受け渡しステージが多段に積層された第１の受け渡しステージ群を構成している。また第１の受け渡しアームＤ１は各第１の受け渡しステージＴＲＳ１〜ＴＲＳ５に対してウエハＷの受け渡しを行うことができるように、進退自在及び昇降自在に構成されている。また前記第１及び第２の単位ブロックＢ１、Ｂ２の第１の受け渡しステージＴＲＳ１、ＴＲＳ２は、この例ではトランスファーアームＣとの間でウエハＷの受け渡しが行なわれるように構成され、キャリアブロック用受け渡しステージに相当する。

さらに搬送領域Ｒ１のインターフェイスブロックＳ３と隣接する領域は、第２のウエハ受け渡し領域Ｒ３となっていて、この領域Ｒ３には、図１４に示すように、メインアームＡ４がアクセスできる位置に棚ユニットＵ６が設けられると共に、この棚ユニットＵ６に対してウエハＷの受け渡しを行うための第２の基板受け渡し手段をなす第２の受け渡しアームＤ２を備えている。

前記棚ユニットＵ６は、図１６に示すように、各単位ブロックＢ１〜Ｂ５のメインアームＡ１〜Ａ５との間でウエハＷの受け渡しを行うように、この例では各単位ブロックＢ１〜Ｂ５は、１個以上例えば２個の第２の受け渡しステージＴＲＳ６〜ＴＲＳ１０を備えており、これにより第２の受け渡しステージが多段に積層された第２の受け渡しステージ群が構成されている。第２の受け渡しアームＤ２は各第２の受け渡しステージＴＲＳ６〜ＴＲＳ１０に対してウエハＷの受け渡しを行うことができるように、進退自在及び昇降自在に構成されている。このように本実施の形態では、５段に積層された各単位ブロックＢ１〜Ｂ５の間で、上述の第１の受け渡しアームＤ１と第２の受け渡しアームＤ２とにより、夫々第１の受け渡しステージＴＲＳ１〜ＴＲＳ５、第２の受け渡しステージＴＲＳ６〜ＴＲＳ１０を介して、自由にウエハＷの受け渡しを行なうことができるように構成されている。

続いて他の単位ブロックＢについて簡単に説明する。ＤＥＶ層Ｂ１、Ｂ２は同様に構成され、ウエハＷに対して現像処理を行うための複数個の現像部を備えた現像ユニットが設けられ、棚ユニットＵ１〜Ｕ４には、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ユニット（ＰＥＢ）や、この加熱ユニット（ＰＥＢ）における処理の後にウエハＷを所定温度に調整するための冷却ユニット（ＣＯＬ）、現像処理後のウエハＷを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などと呼ばれている加熱ユニット（ＰＯＳＴ）を備えている以外はＣＯＴ層Ｂ４と同様に構成されている。なおＤＥＶ層Ｂ１、Ｂ２に設けられたこれらの加熱ユニットはＣＯＴ層Ｂ４に設けられた加熱ユニット９５と例えば同じ構成を有し、処理温度及び処理時間のみが異なるものとする。

そしてこれらＤＥＶ層Ｂ１，Ｂ２では、夫々メインアームＡ１，Ａ２により、夫々第１の受け渡しステージＴＲＳ１、ＴＲＳ２、第２の受け渡しステージＴＲＳ６、ＴＲＳ７と、現像ユニットと、棚ユニットＵ１〜Ｕ４の各処理ユニットとに対してウエハＷの受け渡しが行われるようになっている。

またＴＣＴ層Ｂ３は、ウエハＷに対して第２の反射防止膜の形成処理を行うための複数個の第２の反射防止膜形成部を備えた第２の反射防止膜形成ユニットが設けられている。即ち、第２の反射防止膜形成ユニットは、レジスト液を塗布した後にウエハＷに反射防止膜用の薬液を塗布するための装置である。また薬液ノズル１２ａに形成された吐出口からは反射防止膜用の薬液が吐出されることになる。また棚ユニットＵ１〜Ｕ４は、反射防止膜形成処理前にウエハＷを所定温度に調整するための冷却ユニット（ＣＯＬ）や、反射防止膜形成処理後のウエハＷを加熱処理する加熱ユニット（ＣＨＰ）が備えている以外はＣＯＴ層Ｂ４と同様に構成されている。なお前記加熱ユニット（ＣＨＰ）はＣＯＴ層Ｂ４に設けられた加熱ユニット９５と例えば同じ構成を有し、処理温度及び処理時間のみが異なるものとする。そしてこのＴＣＴ層Ｂ３では、メインアームＡ３により、第１の受け渡しステージＴＲＳ３、第２の受け渡しステージＴＲＳ８と、第２の反射防止膜形成ユニットと、棚ユニットＵ１〜Ｕ４の各処理ユニットとに対してウエハＷの受け渡しが行われるようになっている。

そしてＢＣＴ層Ｂ５は、ウエハＷに対して第１の反射防止膜の形成処理を行うための複数個の第１の反射防止膜形成部を備えた第１の反射防止膜形成ユニットが設けられている。即ち、前記第１の反射防止膜形成ユニットは、レジスト液を塗布する前にウエハＷに反射防止膜用の薬液を塗布するための装置である。また棚ユニットＵ１〜Ｕ４は、反射防止膜形成処理前にウエハＷを所定温度に調整するための冷却ユニット（ＣＯＬ）や、反射防止膜形成処理後のウエハＷを加熱処理する加熱ユニット（ＣＨＰ）を備え、周縁露光装置（ＷＥＥ）を備えていない以外はＣＯＴ層Ｂ４と同様に構成されている。なお前記加熱ユニット（ＣＨＰ）はＣＯＴ層Ｂ４に設けられた加熱ユニット９５と例えば同じ構成を有し、処理温度及び処理時間のみが異なるものとする。そしてこの第５の単位ブロックＢ５では、メインアームＡ５により、第１の受け渡しステージＴＲＳ５，第２の受け渡しステージＴＲＳ１０と、第１の反射防止膜形成ユニットと、棚ユニットＵ１〜Ｕ４の各処理ユニットと、に対してウエハＷの受け渡しが行われるようになっている。

なお、これら処理ユニットは加熱ユニット（ＣＨＰ、ＰＥＢ、ＰＯＳＴ）、冷却ユニット（ＣＯＬ）、周縁露光装置（ＷＥＥ）に限らず、他の処理ユニットを設けるようにしてもよいし、実際の装置では各処理ユニットの処理時間などを考慮してユニットの設置数が決められる。

一方、処理ブロックＳ２における棚ユニットＵ６の奥側には、インターフェイスブロックＳ３を介して露光装置Ｓ４が接続されている。インターフェイスブロックＳ３には、処理ブロックＳ２の棚ユニットＵ６と露光装置Ｓ４とに対してウエハＷの受け渡しを行うためのインターフェイスアームＢを備えている。このインターフェイスアームＢは、処理ブロックＳ２と露光装置Ｓ４との間に介在するウエハＷの搬送手段をなすものであり、この例では、第１〜第４の単位ブロックＢ１〜Ｂ４の第２の受け渡しステージＴＲＳ６〜ＴＲＳ９に対してウエハＷの受け渡しを行うように、進退自在、昇降自在、鉛直軸回りに回転自在に構成され、この例では第２の受け渡しステージＴＲＳ６〜ＴＲＳ９がインターフェイスブロック用受け渡しステージに相当する。

また前記インターフェイスアームＢは、全ての単位ブロックＢ１〜Ｂ５の第２の受け渡しステージＴＲＳ６〜ＴＲＳ１０に対してウエハＷの受け渡しを行うように構成してもよく、この場合には第２の受け渡しステージＴＲＳ６〜ＴＲＳ１０がインターフェイスブロック用受け渡しステージに相当する。

続いてメインアームＡ（Ａ１〜Ａ５）についてＣＯＴ層のメインアームＡ４を例にして簡単に説明すると、図１７に示すようにメインアームＡ４は、ウエハＷの裏面側周縁領域を支持するための２本の搬送アーム２０１、２０２を備えており、これら搬送アーム２０１、２０２は搬送基体２０３に沿って互いに独立して進退自在に構成されている。またこの搬送基体２０３は回転機構２０４により鉛直軸回りに回転自在に構成されると共に、移動機構２０５により、棚ユニットＵ１〜Ｕ４を支持する台部２０６の搬送領域Ｒ１に臨む面に取り付けられたＹ軸レール２０７に沿ってＹ軸方向に移動自在、且つ昇降レール２０８に沿って昇降自在に構成されている。こうして搬送アーム２０１、２０２は、進退自在、Ｙ軸方向に移動自在、昇降自在、鉛直軸回りに回転自在に構成されている。メインアームＡ１〜Ａ３及びＡ５もメインアームＡ４と同様に構成されており、メインアームＡは、棚ユニットＵ１〜Ｕ６の各ユニットや第１及び第２の受け渡しステージＴＲＳ１〜ＴＲＳ１０、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。

ＣＯＴ層Ｂ４では、ウエハＷはメインアームＡ４により搬送口９７を介して加熱ユニット内に搬送され、レジスト液が塗布された後にウエハＷは搬送口９７を介してメインアームＡ４により加熱ユニット９５の外部に搬送される。

ここでこのレジストパターン形成装置におけるウエハＷの流れについて、レジスト膜の上下に夫々反射防止膜を形成する場合を例にして説明する。先ず外部からキャリア９０がキャリアブロック９１に搬入され、トランスファーアームＣによりこのキャリア９０内からウエハＷが取り出される。ウエハＷは、トランスファーアームＣから、先ず第２の単位ブロックＢ２の棚ユニットＵ５の第１の受け渡しステージＴＲＳ２に受け渡され、次いでウエハＷはＢＣＴ層Ｂ５にウエハＷを受け渡すために、第１の受け渡しアームＤ１により第１の受け渡し部ＴＲＳ５を介してＢＣＴ層Ｂ５のメインアームＡ５に受け渡される。そしてＢＣＴ層Ｂ５では、メインアームＡ５により、冷却ユニット（ＣＯＬ）→第１の反射防止膜形成ユニット→加熱ユニット（ＣＨＰ）→棚ユニットＵ６の第２の受け渡しステージＴＲＳ１０の順序で搬送されて、第１の反射防止膜が形成される。

続いて第２の受け渡しステージＴＲＳ１０のウエハＷは第２の受け渡しアームＤ２により、ＣＯＴ層Ｂ４にウエハＷを受け渡すために第２の受け渡しステージＴＲＳ９に搬送され、次いで当該ＣＯＴ層Ｂ４のメインアームＡ４に受け渡される。そしてＣＯＴ層Ｂ４では、メインアームＡ４により、冷却ユニット（ＣＯＬ）→塗布ユニット９４→加熱ユニット（ＣＨＰ）９５→第１の受け渡しステージＴＲＳ４の順序で搬送されて、第１の反射防止膜の上にレジスト膜が形成される。

次いで受け渡しステージＴＲＳ４のウエハＷは第１の受け渡しアームＤ１によ
り、ＴＣＴ層Ｂ３にウエハＷを受け渡すために第１の受け渡しステージＴＲＳ３に搬送され、当該ＴＣＴ層Ｂ３のメインアームＡ３に受け渡される。そしてＴＣＴ層Ｂ３では、メインアームＡ３により、冷却ユニット（ＣＯＬ）→第２の反射防止膜形成ユニット→加熱ユニット（ＣＨＰ）→周縁露光装置（ＷＥＥ）→棚ユニットＵ６の第２の受け渡しステージＴＲＳ８の順序で搬送されて、レジスト膜の上に第２の反射防止膜が形成される。

続いて第２の受け渡しステージＴＲＳ８のウエハＷはインターフェイスアームＢにより露光装置Ｓ４に搬送され、ここで所定の露光処理が行われる。露光処理後のウエハＷは、インターフェイスアームＢにより、ＤＥＶ層Ｂ１（ＤＥＶ層Ｂ２）にウエハＷを受け渡すために、棚ユニットＵ６の第２の受け渡しステージＴＲＳ６（ＴＲＳ７）に搬送され、このステージＴＲＳ６（ＴＲＳ７）上のウエハＷは、ＤＥＶ層Ｂ１（ＤＥＶ層Ｂ２）メインアームＡ１（メインアームＡ２）に受け取られ、当該ＤＥＶ層Ｂ１（Ｂ２）にて、先ず加熱ユニット（ＰＥＢ）→冷却ユニット（ＣＯＬ）→現像ユニット→加熱ユニット（ＰＯＳＴ）の順序で搬送され、所定の現像処理が行われる。こうして現像処理が行われたウエハＷは、トランスファーアームＣにウエハＷを受け渡すために、第１の受け渡しステージＴＲＳ１（ＴＲＳ２）に搬送され、トランスファーアームＣにより、キャリアブロックＳ１に載置されている元のキャリア９０に戻される。

このように本発明の加熱装置を塗布、現像装置に設けられる加熱ユニットとして適用することで、塗布膜形成用の各ブロックＢ３〜Ｂ５にて、塗布液としてレジスト液または反射防止膜用の薬液が塗布されたウエハＷに対して、既述したように加熱時に天板６の内部に真空層６５を設けることにより、加熱時に形成される気流が乱流となることが抑えられるので、面内均一性の高いウエハＷの加熱処理を行うことができることから、当該ウエハＷに良好なレジストパターンを形成することができる。

なお加熱装置２は基板にレジスト膜を形成する塗布、現像装置以外にも例えば液体である絶縁膜の前駆体を基板に塗布して当該液体を加熱させることで基板に絶縁膜を形成する絶縁膜形成装置にも適用できる。

本発明の加熱装置の実施の形態の一例を示す縦断側面図である。 前記加熱装置の横断平面図である。 前記加熱装置のウエハＷの冷却機構の一例を示した縦断側面図である。 前記冷却機構にウエハＷを受け渡す搬送機構の説明図である。 前記加熱装置のウエハＷの冷却機構の他の一例を示した説明図である。 前記加熱装置を構成する熱板及び天板の周辺の構造を示した縦断側面図である。 前記加熱装置を構成する熱板サポート部材の構造を示した説明図である。 前記熱板の構造を示した説明図である。 前記天板により形成される気流の流れを示した説明図である。 本発明の他の実施形態に係る加熱装置の構成の一例を示す縦断側面図である。 前記加熱装置の横断平面図である。 前記加熱装置の天板周辺の構成を示した横断平面図である。 前記加熱装置による加熱時に形成される気流の流れを示した説明図である。 第１の実施形態における加熱装置が適用された塗布、現像装置の平面図である 前記塗布、現像装置を示す斜視図である。 前記塗布、現像装置を示す側部断面図である。 前記塗布、現像装置における塗布ユニットと棚ユニットと搬送手段とを示す斜視図である。 従来の加熱装置の一例を示した図である。 前記加熱装置の天板の構造を示した説明図である。

２ 加熱装置
３ 冷却機構
３３ 冷却プレート
５ 熱板サポート部材
５３ 熱板
６ 天板
５０，６５ 真空層

Claims (1)

1. 基板にレジスト膜を形成し、露光処理後の基板を現像する塗布、現像装置において、
   基板を収納しキャリアが搬入されるキャリアブロックと、
   このキャリアブロックよりも奥側に設けられ、前記キャリアから取り出された露光前の基板の表面に塗布膜を形成し、露光処理後の基板を現像するための処理ブロックと、
   この処理ブロックの奥側に設けられ、当該処理ブロックから露光処理前の基板を受け取り、また当該処理ブロックに露光処理後の基板を受け渡すインターフェイス部と、を備え、
   前記処理ブロックは、キャリアブロック側からインターフェイス部側に直線状に伸びる基板搬送路と、この基板搬送路の一方の側方に設けられ、薬液により基板を液処理するための液処理ユニットと、前記基板搬送路の他方の側方にて当該基板搬送路に沿って複数設けられ、基板を加熱あるいは冷却するための加熱・冷却系の処理ユニットと、前記基板搬送路に沿って基板を搬送し、前記液処理ユニットと加熱装置との間で基板の受け渡しを行う基板搬送機構と、を備えた単位ブロックを互いに上下に積層した積層体を含み、
   前記処理ユニットは、前記基板搬送路に臨む面に基板の搬送口が形成され、台部の上に配置された処理容器内に収納され、
   前記基板搬送機構を基板搬送路に沿ってガイドするレールを、基板搬送路に臨む前記台部の側面に設けたことを特徴とする塗布、現像装置。

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