JP5803855B2 - 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体 - Google Patents
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Description
基板に形成され、溶剤に対して可溶なパターンマスクの荒れを改善する処理を行うための基板処理装置において、
処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、前記パターンマスクが下面側になるように前記基板を保持するための基板保持部と、
前記基板保持部に保持された基板の下面と対向するように設けられ、その上面が開口すると共に溶剤を収容する溶剤収容部と、
前記溶剤収容部の上面を塞ぐための蓋体と、
前記蓋体を前記溶剤収容部の上面を塞ぐ位置と、前記基板の下方領域から退避する位置との間で移動させる移動機構と、を備えたことを特徴とする。
基板に形成され、溶剤に対して可溶なパターンマスクの荒れを改善する処理を行う基板処理方法において、
処理容器内に前記パターンマスクが下面側になるように前記基板を保持する工程と、
前記基板保持部に保持された基板の下面と対向するように設けられ、その上面が開口した溶剤収容部に溶剤を収容する工程と、
蓋体により前記溶剤収容部の上面を塞ぐ工程と、
移動機構により前記蓋体を前記前記溶剤収容部の上面を塞ぐ位置と、前記基板の下方領域から退避する位置との間で移動させる工程と、
を備えたことを特徴とする。
基板に形成され、溶剤に対して可溶なパターンマスクの荒れを改善する処理を行うための基板処理装置に用いられるコンピュータプログラムが記憶された記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、上述の基板処理方法を実施するためのものであることを特徴とする。
本発明の基板処理装置(後述のスムージングモジュール10)を含む、塗布、現像装置8の全体構成について図1〜図3を参照しながら簡単に述べておく。塗布、現像装置8は、キャリアブロック8a、処理ブロック8b、インターフェースブロック8cを備え、インターフェースブロック8cには露光装置8dが接続されている。キャリアブロック8aは、載置部80上に載置された密閉型のキャリアCから第1受け渡しアーム82がウエハWを取り出して、当該ブロックに隣接配置された処理ブロック8bに受け渡すと共に、第1受け渡しアーム82によって処理ブロック8bにて処理された処理済のウエハWを受け取り、キャリアCに戻すように構成されている。
スムージングモジュール10(基板処理装置)は図8に示すように外装体をなす処理容器2を備えており、図8の左右を前後と定義すると、処理容器2は前方側の処理室20aと後方側の待機室20bとに分割されている。処理室20a内には基板であるウエハWを、被処理面(レジストパターンが形成されている面)が下向きの状態で保持する保持部材31が設けられている。保持部材31は、基板の下面の周縁部を各々保持する、周方向に互いに離れた4個の下端部31cを備えている。各保持部材31は垂直に延びる垂直部分31bを備え、垂直部分31bの上端側が処理容器2の天板を貫通して共通の昇降機構31aにより昇降できるように構成されている。昇降機構31aは便宜上図8では模式的に記載してあるが、例えば処理容器2に隣接して配置される。
各保持部材31の垂直部分31bの下端部31cは、処理室20aの中央部側に向けてL字状に屈曲され、屈曲部分の先端部は、ウエハWの周縁をいわば線接触で保持するために処理室20aの中央部側に向けて低くなる傾斜面として形成されている。4個の保持部材31の下端部31cは、図9に示すように、搬送機構A6の吸着アーム73の搬入時に吸着アーム73と干渉しないように配置されている。
処理容器2内には、溶剤収容部26の上面開口を開閉するための蓋体51が、待機室20b内に設けられた移動機構54により待機室20b内と溶剤収容部26の上面開口を塞ぐ位置との間で移動自在に設けられている。蓋体51の上面には温調機構56が備え付けられている。移動機構54は蓋体51の後端部を支持し、当該蓋体51を昇降させるための昇降部52と、この昇降部52を、蓋体51が待機室20b内にて待機している位置と処理室20a内との間で移動できるように、前後方向にガイドするためのガイド機構53と、を備えている。従って蓋体51は移動機構54により前後、上下に移動できることになる。図8では、蓋体51が待機室20b内に待機され、溶剤収容部26の上面が開口していてここから溶剤蒸気が保持部材31上のウエハWに供給されている状態を示している。
含浸部材28の直下には、溶剤揮発を促進するために温調機構28aが設けられていてもよい。また溶剤収容部26内には、溶剤の残量を検知し、含有溶剤量の不足を警告する液面センサが設けられていてもよい。更にまた、排気路26bには、排出ガス中の溶剤濃度を監視し、溶剤排出の終了のタイミングを検出するためのセンサが取り付けられていてもよい。また溶剤蒸発源27は、含浸部材28を用いずに溶剤収容部26内に溶剤が貯留されている構成としてもよい。
そして被処理面が下を向いているウエハWの上面を、搬送機構A6の吸着アーム73により吸着保持して、スムージングモジュール10に搬入する。スムージングモジュール10にてウエハWのレジストパターンに対して後述の処理を行った後、A6の吸着アーム73により反転モジュール90に搬送し、ウエハWを元の向きに戻す。その後ウエハWは搬送機構A6の搬送アーム72により加熱や冷却のために別モジュールへと搬送される。
先ず図11に示すように吸着アーム73により、被処理面が下に向いたウエハWを搬送口22を介して処理室2内に搬入する。このとき、保持部材31の下端部31cはウエハWよりも低い位置(待機位置)にて待機している。またシャッタ23が開放され、搬送口42を通じて処理室20aと待機室20bとが連通している。そして蓋体51は図11に示すように搬送口42を跨いで溶剤収容部26上に載置されており、例えば含浸体として金属メッシュで形成された含浸部材28には、溶剤供給管25aから溶剤が供給される。供給された溶剤が毛細管現象で含浸部材28の表面全体に拡散することにより、蓋体51と溶剤収容部26との内部空間には溶剤蒸気が充満するようになっている。また蓋体51上の温調機構56は、蓋体51と溶剤収容部26とから構成される内部空間の溶剤蒸気が蓋体51表面で結露しないよう、含浸部材28表面より高温に熱せられている。
一方処理容器2における処理容器2の外壁も、基板処理時に処理室20a内に溶剤蒸気を放出する際に壁面で溶剤が結露しないよう、図示しない温調手段により、蓋体51の温調機構56と略等しい温度に熱せられている。また、処理室20a上部の加熱機構33は蓋体51の温調機構56よりもさらに高温に熱せられる。
処理容器2内がN2ガスまたは空気で置換された後、既述のウエハWの搬入動作と逆の動作を行うことによりウエハWを処理容器2内から搬出する(図17)。
処理室20a内でのウエハW上のレジストパターン形成面に対する溶剤による処理時において、溶剤が溶剤蒸発源27表面から蒸発することにより処理室20a内へと充満し、処理室20a内に溶剤の蒸気雰囲気が形成される。
このとき、ウエハWは溶剤の露点温度よりも高く、溶剤の沸点よりも低い温度に調整されている。そのためレジストにより構成されたパターンマスク9の表面では、溶剤分子がレジストパターンに衝突し、図18(a)で示すように、パターン表面が溶剤により膨潤する。そしてウエハWの熱により、溶剤がパターン面から揮発していく現象が繰り返されている。この溶剤による膨潤と溶剤の揮発の繰り返しにより、図18(b)で示すように、パターンマスク9の表層部9aのみが溶剤を吸収して膨潤する。表層部9aにおいては溶剤によりレジスト膜を構成する分子が軟化、溶解して流動するが、内部に浸透する前に溶剤が揮発されるウエハ温度にしているためパターンマスク9内部への浸透は抑えられる。
また、処理容器2内をN2ガスまたは空気によりパージする際に、N2ガスまたは空気の温度は、ウエハW表面での溶剤の結露を防止するためにウエハWと同程度の温度であることが望ましい。
さらに、面内均一性の高いスムージング処理を行うためには、溶剤蒸発源27の表面全体に瞬時に溶剤を広げる必要がある。溶剤蒸発源27における溶剤交換時の交換時間や、溶剤消費量の効率を考慮すると、できるだけ少量の薬液を含浸部材28全体に短時間で展開できる構造となっていることが望ましい。
上述の実施形態では溶剤を含浸する含浸素材としてステンレスやチタン等、溶剤によって腐食されない素材の金属メッシュ体を用いることができる。当該金属メッシュ体の具体的な例としては、目の細かさが1mm程度のメッシュ体を挙げることができる。このメッシュ体に溶剤を供給することにより、毛細管現象により、溶剤はメッシュの空隙を伝って全体に拡散される。また、溶剤蒸発源27としては例えば、凹凸のある気化プレート構造を用いてもよい。また、含浸素材を用いず、直接溶剤蒸発源27内に溶剤を展開し、揮発した溶剤を処理室20a内に充満させる構造としてもよい。
また、レジストパターンの溶剤による膨潤と乾燥が可能であれば、加熱面33または溶剤収容部26が相対的に離接するようにどちらか、または双方が上下する構成であってもよい。もしくは加熱機構33がない構成であってもよい。
さらに、スムージングモジュール10は定期的に溶剤蒸発源27の液面センサ(図示せず)で溶剤の量のチェックを行い、もし溶剤の量が不足している場合、溶剤供給管25aより溶剤の供給を行ってもよい。
上述の実施形態におけるスムージングモジュール10の処理容器2においては、ウエハWの載置及び昇降などの移動に昇降機構31aを利用した保持部材31を用いている。本実施形態においてはこれらの昇降機能の代替として、ウエハWとその保持部が処理容器内2a内においてスライドすることにより移動することを特徴としている。以下、図を用いながら順を追って説明する。なお、上述の実施形態および既出の図において説明済みの機構等については、同じ符号を振り説明を省略する。
基板処理の際の基板温度の調節手段としては、加熱機構33の出力を調整するようにしてもよい。ウエハ保持プレート36が処理室20a内で昇降可能なようにガイドレール37に昇降を組み合わせ、ウエハWと加熱機構33との距離を調節可能にしてもよい。
また、処理室20a内の加熱機構33の位置を低くし、ウエハWとの距離が小さい構造とできることも特徴の一つである。このためウエハWを処理室20a内に搬入してから、即座に基板の加熱を開始することができる。
第1の実施形態ではウエハWを反転させるために専用のウエハ反転モジュール90を用いたが、スムージングモジュール10へ現像モジュールからウエハWを移動させる際、あるいはスムージングモジュール10から異なるモジュールへウエハWを移動させる際に、反転機能を有するアームにより反転を行っても同様の効果が得られる。
先ず搬送機構A6は現像ユニット88の現像モジュール内にウエハ搬送アーム72を挿入し、現像モジュール内でウエハWはウエハ搬送アーム72上に通常の向きで載置される。そしてウエハ搬送アーム72を後退させた後、図24で示すように、ウエハW下部からウエハW外周部を保持する3本の持ち上げピン78(図22では図示していない)によってウエハWをウエハ搬送アーム72から上昇させ、持ち上げピン78によりウエハWとウエハ搬送アーム72との間に生じた間隙に反転アーム76を挿入する。ウエハWの裏面は反転アーム76の吸着部76bに吸着され、この状態で搬送機構A6全体は現像モジュールから退避し、図23の位置に戻る。
そして、第1の実施形態における処理容器2、あるいは第2の実施形態における処理容器2aと同様の基板処理装置にて、ウエハWのレジストパターンに対する処理が同様に行われる。
その後、スムージングモジュール10内からの反転したウエハWの搬出及び他モジュールへの搬入については、上述したウエハWのスムージングモジュール10内への搬入と逆の手順となる。
また、本実施形態のスムージングモジュール10の位置としては、現像ブロックB6の棚ユニットの例えば最端部の2個をスムージングモジュール10として構成することができる。
また、加熱機構33は処理容器2及び2aの天井部分に配置されているが、レジストパターンの表面が溶剤蒸気に曝される前及び後にウエハWが加熱される構成であれば、加熱機構はどのような構成であってもよい。例えば処理容器2内にLED(発光ダイオード)を設けて、このLEDからウエハWに光エネルギーを照射して加熱を行ってもよい。また、N2ガスまたは空気を処理容器内に供給し、処理容器内をパージする工程で、N2ガスまたは空気に代えて、N2ガス以外の不活性ガスを供給してもよい。
2 処理容器
27 溶剤蒸発源
28 含浸部材
31 基板保持部材
33 加熱機構
51 蓋体
W ウエハ
Claims (18)
- 基板に形成され、溶剤に対して可溶なパターンマスクの荒れを改善する処理を行うための基板処理装置において、
処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、前記パターンマスクが下面側になるように前記基板を保持するための基板保持部と、
前記基板保持部に保持された基板の下面と対向するように設けられ、その上面が開口すると共に溶剤を収容する溶剤収容部と、
前記溶剤収容部の上面を塞ぐための蓋体と、
前記蓋体を溶剤収容部の上面を塞ぐ位置と、前記基板の下方領域から退避する位置との間で移動させる移動機構と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。 - 前記パターンマスクが下面側になるように前記基板保持部に基板が保持された後、前記蓋体を退避させるように制御信号を出力する制御部を備えたことを特徴とする請求項1記載の基板処理装置。
- 前記基板保持部に保持された基板を溶剤の露点温度よりも高い温度に加熱するための加熱部を備えたことを特徴とする請求項1または2記載の基板処理装置。
- 前記溶剤収容部の溶剤蒸発面は、基板の有効領域と同じ広さかそれよりも広いことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 基板の下面に溶剤を供給するときには、前記溶剤収容部の溶剤蒸発面と基板の下面との距離は10mm以下であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記加熱部は、前記基板保持部により保持される基板よりも上方位置に設けられ、前記加熱部と前記基板保持部とは相対的に接離自在に設けられていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記基板保持部は、昇降自在に設けられていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記基板保持部は、溶剤収容部と対向する位置と溶剤収容部の上方領域から外れた位置との間で横方向に移動自在に設けられていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記溶剤収容部には、溶剤が含浸される含浸部材が設けられ、前記溶剤収容部の溶剤蒸発面は当該含浸部材の上面であることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 基板に形成され、溶剤に対して可溶なパターンマスクの荒れを改善する処理を行う基板処理方法において、
処理容器内に前記パターンマスクが下面側になるように前記基板を保持する工程と、
前記基板保持部に保持された基板の下面と対向するように設けられ、その上面が開口した溶剤収容部に溶剤を収容する工程と、
蓋体により前記溶剤収容部の上面を塞ぐ工程と、
移動機構により前記蓋体を前記前記溶剤収容部の上面を塞ぐ位置と、前記基板の下方領域から退避する位置との間で移動させる工程と、
を備えたことを特徴とする基板処理方法。 - 前記パターンマスクが下面側になるように前記基板保持部に基板が保持された後、前記蓋体を退避させる工程と、
を備えたことを特徴とする請求項10に記載の基板処理方法。 - 前記基板保持部に保持された基板を溶剤の露点温度よりも高い温度に加熱する工程を備えたことを特徴とする請求項10または11に記載の基板処理方法。
- 前記溶剤収容部の溶剤蒸発面と基板の下面との距離を10mm以下とし、前記基板の下面に溶剤を供給する工程を備えたことを特徴とする請求項10ないし12のいずれか一項に記載の基板処理方法。
- 前記加熱部が、前記基板保持部により保持される基板より上方を、前記基板と相対的に自在に接離する工程を備えたことを特徴とする請求項10ないし13のいずれか一項に記載の基板処理方法。
- 前記基板保持部が自在に昇降する工程を備えたことを特徴とする請求項10ないし14のいずれか一項に記載の基板処理方法。
- 前記基板保持部が溶剤収容部と対向する位置と溶剤収容部の上方領域から外れた位置との間で横方向に自在に移動する工程を備えたことを特徴とする請求項10ないし15のいずれか一項に記載の基板処理方法。
- 前記溶剤収容部に設けられた溶剤が含浸される含浸部材の上面から、溶剤を蒸発させる工程を備えたことを特徴とする請求項10ないし16のいずれか一項に記載の基板処理方法。
- 基板に形成され、溶剤に対して可溶なパターンマスクの荒れを改善する処理を行うための基板処理装置に用いられるコンピュータプログラムが記憶された記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項10ないし17のいずれか一項に記載の基板処理方法を実施するためのものであることを特徴とする記憶媒体。
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JP2012195204A JP5803855B2 (ja) | 2012-09-05 | 2012-09-05 | 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体 |
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JP2014053370A JP2014053370A (ja) | 2014-03-20 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2012195204A Active JP5803855B2 (ja) | 2012-09-05 | 2012-09-05 | 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体 |
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