JP7210896B2 - 基板載置装置及び基板載置方法 - Google Patents

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Description

本開示は、基板載置装置及び基板載置方法に関する。
例えば半導体製造工程においては、半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）などの基板を載置台に水平な姿勢で載置し、加熱処理、冷却処理などの処理を行う。
特許文献１には、そのような基板の載置台である真空吸着部材が示されている。この真空吸着部材は、基板の裏面に対向する基体に当該基板の周縁部を支持するように設けられた環状凸部と、基体にて環状凸部に囲まれる領域に多数配置された基板の裏面を各々支持するピン（凸部）と、を備えている。また、基体には、基板の裏面の中心部に対向する吸引口と、この吸引口に対して同心円状に形成された環状突起（環状隔壁部）とが設けられている。そして、吸引口からの吸引を行うことで各環状突起と基板との間に発生するベルヌーイ現象により、基体に対する基板の吸引と、基板の平坦化とが行われるとされている。
特開２０１７－１９９７９０号公報
本開示はこのような事情の下になされたものであり、載置台に基板を載置するにあたって、基板の平坦性が高くなるように載置する技術を提供することにある。
本開示の基板載置装置は、基板が載置され、その表面の当該基板が載置される領域が平坦面をなす載置台と、
前記載置台に備えられ、当該載置台に載置された前記基板の温度調整を行う温度調整部と、
前記載置台の表面に設けられ、前記基板を各々支持する複数の突起と、
前記載置台の表面の前記突起とは異なる位置に開口し、前記載置台に載置された基板の下面を吸引する吸引孔と、
前記載置台に載置された前記基板を前記吸引孔により吸引して前記載置台に吸着させる第１のステップと、次いで基板に作用する吸引力を前記第１のステップで基板に作用する吸引力よりも低くして、前記基板を前記載置台に吸着させる第２のステップと、が行われるように制御信号を出力する制御部と、
を備え、
前記吸引孔は、前記載置台に載置された基板の下面における互いに異なる第１の領域、第２の領域を夫々独立して吸引する第１の吸引孔及び第２の吸引孔を備え、
前記第１のステップは、前記載置台に載置された前記基板の前記第１の領域及び前記第２の領域を吸引して前記載置台に吸着させると共に前記基板に歪みを生じさせ、
前記第２のステップは、前記基板の下面における前記突起に支持される部位の外側全体を前記載置台から等距離として前記温度調整部による温度調整を行うために、前記第２の領域を吸引すると共に、前記第１の領域に作用する吸引力を前記第１のステップで当該第１の領域に作用する吸引力よりも低くすることで前記基板の歪みを解消することを特徴とする。
本開示によれば、載置台に基板を載置するにあたって、基板を水平な姿勢で載置することができる。
塗布、現像装置におけるウエハの処理の工程を示すフロー図である。 本開示の実施の形態に係る冷却装置の縦断側面図である。 本開示の実施の形態に係る冷却装置の平面図である。 本開示の実施の形態に係る冷却装置の作用を示す説明図である。 本開示の実施の形態に係る冷却装置の作用を示す説明図である。 本開示の実施の形態に係る冷却装置の作用を示す説明図である。 本開示の実施の形態に係る冷却装置の作用を示す説明図である。 本開示の実施の形態に係る冷却装置の作用を示す説明図である。 本開示の実施の形態に係る冷却装置の作用を示す説明図である。 本開示の実施の形態に係る基板載置装置の他の例を示す平面図である。 本開示の実施の形態に係る基板載置装置のさらに他の例を示す平面図である。 本開示の実施の形態に係るＰＡＢの縦断側面図である。 本開示の実施の形態に係るＰＡＢの平面図である。 塗布、現像装置を示す斜視図である。 塗布、現像装置を示す平面図である。 塗布、現像装置を示す縦断面図である。 本開示の実施の形態に係る基板載置装置の他の例を示す断面斜視図である。 実施例におけるウエハの高さの経時変化を示す特性図である。
本実施の形態に係る基板載置装置を冷却装置（ＣＰＬ）に適用した例である冷却装置１０について説明するが、まず冷却装置１０が設けられる塗布、現像装置１について図１を用いて簡単に説明する。キャリアＣに収納された円形の基板であるウエハは、搬送機構９０により、冷却装置１０に搬送され、面内の温度が均一になるように冷却される。その後ウエハは、レジスト塗布モジュール５に搬送されて、スピンコートにより、レジストが塗布されレジスト膜が形成される。このレジスト塗布がウエハの面内で均一に行われるようにするために、上記の冷却装置１０による冷却が行われる。レジストが塗布されたウエハは、プリアプライドベーク装置（ＰＡＢ）６に搬送されて、加熱処理（プリベーク処理）され、レジスト膜中の溶剤が除去される。
次いでプリベーク処理が行われたウエハは、露光装置Ｄ４に搬送されて、露光処理が行われる。露光処理後、ウエハは、塗布、現像装置１に戻されてポストエクスポージャベーク装置（ＰＥＢ）７にて、加熱処理が行われ、現像モジュール８にてレジスト膜の現像処理が行われてキャリアＣに戻される。
続いて上記の冷却装置１０について説明する。図２、図３は、冷却装置１０の縦断面図、平面図を夫々示す。冷却装置１０は、ウエハＷが水平に載置される概略円板形状の載置台２０を備えている。載置台２０は、底板２２、ゴム板２３及び上板２１を下層側からこの順で積層して構成されている。載置台２０の表面には、ウエハＷを支持する突起であるギャップピン２４が多数、分散して設けられている。このギャップピン２４によって支持することでウエハＷと載置台２０との接触面積を小さくし、且つ後述のようにこのギャップピン２４とは異なる位置からウエハＷを吸引する。このような構成により、後述するようにウエハＷに作用させる吸引力を低下させたときにウエハＷの撓みが、より解消されやすい。ギャップピン２４の高さは、例えば０．０５ｍｍ以上、０．１ｍｍ以下である。なおギャップピン２４によって形成されるウエハＷの下面と載置台２０の表面との隙間を２４Ａとする。ウエハＷは、図３中のＰ１で示す載置台２０の表面の中心位置にその中心が揃うように載置される。従ってこの位置Ｐ１は、基板載置領域の中心であり図３中のウエハＷは基板載置領域を表している。
また載置台２０の表面における前記ギャップピン２４と異なる位置には、各々載置台２０に載置されたウエハＷの下面を吸引する第１の吸引孔１１と、第２の吸引孔１２と、が形成されており、各々垂直上方に開口している。そしてウエハＷの下面において、これら第１の吸引孔１１、第２の吸引孔１２に対向する夫々の領域（第１の領域、第２の領域）が吸引される。第１の吸引孔１１は、平面に見て、載置台２０の中心を中心とした円周上に多数設けられ、各第１の吸引孔１１は、この円周を等分するように設けられている。なお、ウエハＷの半径をＲとすると、載置台２０の表面において前記第１の吸引孔１１は、前記位置Ｐ１を中心とする半径が１／３×Ｒの円と、位置Ｐ１を中心とする半径が２／３×Ｒの円との間の環状領域内に設けられている。従って、ウエハＷにおいて中心から１／３×Ｒ離れた位置と、中心から半径の２／３×Ｒ離れた位置との間における領域が吸引される。第２の吸引孔１２は、平面に見て、載置台２０の中心Ｐ１を中心とし、第１の吸引孔１１が配置される円周よりも載置台２０の外周寄りの円周上に、この円周を等分するように多数設けられている。なお図３中の第１の吸引孔１１、第２の吸引孔１２を夫々通過する円Ｒ１、Ｒ２は、第１の吸引孔１１、第２の吸引孔１２の各々の配置の理解を容易にするために示した仮想の円である。
各第１の吸引孔１１は、下方に向かうガス流路１３を介して、第１の吸引孔１１の配列方向に沿って環状に形成された第１の吸引路１５に接続されている。第１の吸引路１５には、第１の吸引管１７の一端が接続されており、第１の吸引管１７の他端側は、圧力計９９、第１の吸引管１７における排気流量を調整する流量調整部Ｍ１及びバルブＶ１をこの順に介して排気機構１９に接続されている。
また第２の吸引孔１２は、ガス流路１４を介して、第２の吸引孔１２の配列方向に沿って環状に形成された第２の吸引路１６に接続されている。第２の吸引路１６には、第２の吸引管１８の一端が接続されており、第２の吸引管１８の他端側は、圧力計９９、流量調整部Ｍ２及びバルブＶ２を介して排気機構１９に接続されている。第１の吸引路１５、第２の吸引路１６は、上板２１の下面に形成された溝とゴム板２３の上面とにより構成されている。そして、これらの第１の吸引路１５、第２の吸引路１６は互いに区画されている。従ってバルブＶ１、Ｖ２の開閉により、第１の吸引孔１１、第２の吸引孔１２からの吸引のオンオフが夫々切り替えられる。またこの実施形態では、流量調整部Ｍ１、Ｍ２により、第１の吸引孔１１からの吸引中における第１の吸引管１７の排気流量、第２の吸引孔１２からの吸引中における第２の吸引管１８の排気流量は各々一定とされる。
また載置台２０は、第１の吸引路１５及び第２の吸引路１６に対して区画されて設けられた冷媒流路２５を備えている。冷媒流路２５は、例えば第１の吸引路１５及び第２の吸引路１６と同様に、上板２１の下面の溝とゴム板２３とにより構成されている。冷媒流路２５には、例えばチラーなどの冷却機構２６が接続されており、冷媒流路２５内を冷却水などの冷却媒体を通流させることにより、載置台２０の表面を均一な温度に冷却できるように構成されている。
また載置台２０の周縁部には、載置台２０と搬送機構９０との間でウエハＷの受け渡しをするための切り欠き２７が設けられている。図３に示すように搬送機構９０は、先端にウエハＷを保持する保持部３０を備えている。保持部３０は、概ねＣ字型に形成されたＣ字型部分３１を備えている。Ｃ字型部分３１の内周側には、４本の保持爪３２がウエハＷの周縁下面を周方向に４箇所保持する位置に設けられている。
そして切り欠き２７は、４本の保持爪３２に夫々対応する位置に形成されており、保持部３０の昇降により、各保持爪３２が切り欠き２７を通過する。それにより載置台２０と、保持部３０と、の間でウエハＷの受け渡しが行われる。
また図２に戻って冷却装置１０は、制御部１００を備えている。制御部１００には、例えばコンパクトディスク、ハードディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）及びメモリーカードなどの記憶媒体に格納されたプログラムがインストールされる。インストールされたプログラムは、冷却装置１０における冷却機構２６による冷却媒体の通流、バルブＶ１、Ｖ２の開閉による第１の吸引孔１１、第２の吸引孔１２からの吸引のオンオフの切り替え、流量調整部Ｍ１、Ｍ２の調整による排気流量の調整、さらには保持部３０の昇降を行うための制御信号を送信する。そして後述の作用の説明に示す冷却装置１０の動作を制御するように命令（各ステップ：ステップ群）が組み込まれている。
ところで、冷却装置１０に搬送されるウエハＷには反りが生じている場合が有る。図４では、水平面に載置したときに周縁部が中心部よりも高くなるように反りが生じたウエハＷの例を示しているが、ウエハＷに生じる反りの状態は様々である。仮に、そのような反りが生じたままの状態でウエハＷが載置台２０のギャップピン２４上に支持されて冷却が行われるとすると、ウエハＷの面内の部位毎に載置台２０の表面との距離が異なってしまうことにより、ウエハＷが全面で均一に冷却されずに冷却斑ができる懸念が有る。即ち冷却処理後のウエハＷの面内各部の温度が異なってしまうおそれがある。なお、上記の特許文献１の装置については、反りが大きいとウエハＷと載置台との距離が大きく離れてベルヌーイ効果が得られないため、そのように反りを有するウエハＷを平坦化して載置することは難しいと考えられる。
既述した冷却装置１０は、載置台２０へ載置されたウエハＷの反りが解消されて、当該ウエハＷが平坦化されるように動作する。さらに後述するように、この冷却装置１０は、ウエハＷの歪みについても解消し、ウエハＷの平坦性がより高くなるように動作する。以下に、冷却装置１０の動作を説明する。
まず図４に示すようにウエハＷは保持部３０に保持された状態で、冷媒が通流されて冷却された載置台２０の上方に位置する。また第１の吸引孔１１、及び第２の吸引孔１２は、吸引を停止した状態で待機している。
次いで図５に示すように第１の吸引孔１１、及び第２の吸引孔１２の各々から吸引が開始される。そして保持した保持部３０が下降して、ウエハＷが載置台２０上（詳しくはギャップピン２４上）に載置される。
載置台２０に載置されたウエハＷに対して、第１の吸引孔１１及び第２の吸引孔１２の各々から吸引されることで、当該ウエハＷには比較的強い吸引力が作用し、ウエハＷに生じていた反りが解消され、ウエハＷの下面の各部はギャップピン２４に密着する。ただし、そのように第１の吸引孔１１及び第２の吸引孔１２から各々吸引が行われることで、ウエハＷの下面と載置台２０の表面との間の隙間２４Ａの圧力は、当該ウエハＷの上方領域の圧力に対して陰圧となり、且つこれらの圧力の差は比較的大きいものとなる。そのために、ウエハＷの面内においてギャップピン２４に支持されていない部位は、ギャップピン２４に支持された部位よりも載置台２０の表面に向かって引きつけられて、ウエハＷは波打つように変形し、ウエハＷに歪み及び撓みが生じる（図６）
続いて、図７に示すように第２の吸引孔１２からの吸引が継続された状態で、第１の吸引孔１１からの吸引が停止する。それにより、隙間２４Ａの圧力が上昇し、当該隙間２４Ａの圧力とウエハＷの上方領域の圧力との差が小さくなる。つまり、ウエハＷの載置台２０への吸引力が弱まることで、上記のウエハＷの歪みが解消され、ウエハＷは平坦化される。なお、ウエハＷの反りは既に解消されているため、上記の隙間２４Ａは比較的小さいものとなっている。従って、このように第１の吸引孔１１による吸引を停止し、第２の吸引孔１２のみから吸引を行っても隙間２４Ａの圧力を十分に小さいものとして、ウエハＷの復元力に抗して当該ウエハＷの面内各部を載置台２０へ引きつけることができるため、第２の吸引孔１２のみによる吸引中に、当該ウエハＷに反りが再発することは抑制される。このようにウエハＷが平坦化されるため、ウエハＷ全面が載置台２０から等距離となった状態で冷却される。従ってウエハＷの面内において載置台２０からの距離の違いによる冷却斑が生じず、ウエハＷの面内各部における温度の均一性が高くなるように冷却することができる。
その後図８に示すように第２の吸引孔１２による吸引が停止する。第２の吸引孔１２からも吸引を行わない状態とすると、ウエハＷを下方に引き寄せる吸引力が作用しなくなるため、ウエハＷは、再度反りが生じた状態に戻る。然る後図９に示すように、搬送機構９０の保持部３０により、載置台２０上のウエハＷを受け取る。その後ウエハＷは、既述のようにレジスト塗布モジュール５に搬送され、レジストの塗布処理が行われる。
上述の実施の形態によれば、ウエハＷを冷却装置１０の載置台２０に載置するにあたって、載置台２０に設けられた第１の吸引孔１１及び第２の吸引孔１２から吸引を行った状態で、ウエハＷを載置台２０に載置し、その後第２の吸引孔１２の吸引を維持した状態で第１の吸引孔１１の吸引を停止するようにしている。そのためウエハＷの反りを解消した状態で載置台２０に載置することができると共に、ウエハＷの下面を強く吸引することにより生じるウエハＷの歪みを抑制することができる。従ってウエハＷを平坦性高く載置台２０に載置することができる。
ところで、載置台２０の中心部側、周縁部側に夫々開口する第１の吸引孔１１、第２の吸引孔１２のうち、第１の吸引孔１１からの吸引を停止している理由について説明する。図４に示した周縁部が中心部に比べて高くなるように反っているウエハＷ（上反りウエハＷとする）が載置台２０上に載置され、既述のように第１の吸引孔１１及び第２の吸引孔１２からの吸引により反りが矯正された状態となっているものとする。このウエハＷは元々上記のように反っていることで、載置台２０上で反りが矯正されているときには周縁部が有する復元力が大きい。従って、仮にこのウエハＷの周縁部へ作用する吸引力が大きく低下したとすると、復元力によって当該ウエハＷの周縁部がギャップピン２４から浮き上がり、この周縁部の下方において隙間２４Ａの高さが大きくなってしまい、ウエハＷの周囲からウエハＷの下方に気体が流入しやすくなる。その結果として、当該隙間２４Ａの圧力が上昇し、ウエハＷの反りが回復してしまうおそれが有る。つまり、上反りウエハＷの周縁部を載置台２０のギャップピン２４に吸着させ続けるには、当該周縁部へ大きな吸引力を作用させ続けることが必要となるので、第２の吸引孔１２による吸引を続けて、ウエハＷの周縁部を吸引し続けることが有効となる。
逆に、周縁部が中心部に比べて低くなるように反っているウエハＷ（下反りウエハＷとする）が載置台２０上に載置され、既述のように第１の吸引孔１１及び第２の吸引孔１２からの吸引により反りが矯正された状態となっているものとする。その場合、仮に下反りウエハＷの中央部へ作用する吸引力が大きく低下すると、復元力によって当該ウエハＷの中央部がギャップピン２４から浮き上がることが考えられる。しかし、そのように浮き上がったとしてもウエハＷの周縁部は載置台２０に近接するので、ウエハＷの周囲からウエハＷの下方への気体の流入は抑制されるため隙間２４Ａにおける圧力の上昇は抑制され、ウエハＷの面内各部は載置台２０へ向けて吸引され続ける。従って、実際にはそのようなウエハＷの中央部の浮き上がりは抑制され、ウエハＷは反りが矯正された状態のまま、載置台２０上に保持されると考えられる。
つまり、第１の吸引孔１１及び第２の吸引孔１２のうち、第１の吸引孔１１の吸引を停止することで、載置されるウエハＷが上反りウエハＷ、下反りウエハＷのいずれであったとしても確実性高く、撓みを抑制しつつウエハＷに適正な吸着力を作用させて、ウエハＷの反りが解消された状態を保つことができるという利点が有る。なお上記の特許文献１の装置は、上反りウエハを吸着する際に、当該ウエハの中心部と載置台との距離が大きいため中心部は吸着されにくい。またこのウエハの中心部より先にウエハの周縁部が吸着されることが考えられる。しかしそのようにウエハの周縁部が先に吸着されることで、後から載置台に吸着される中心部には、撓みが生じやすいと考えられる。
なお、載置台２０に載置されるウエハＷの反り量としては、例えば５００μｍ以下と比較的大きなものであってもよく、そのような反り量を持つウエハＷの反りを載置台２０は解消することができる。なお、この反り量とは、ウエハＷの最下部と最上部との高さの差であり、ウエハＷの中心と周縁部との高さの差で形成される場合が多い。
また第１の吸引孔１１、及び第２の吸引孔１２から吸引を行った状態で、ウエハＷを載置台２０に載置した後の工程においては、第２の吸引孔１２から吸引を行った状態で、第１の吸引孔１１の吸引を停止する構成に限らず、第２の吸引孔１２から吸引を行った状態で、第１の吸引孔１１の吸引量を低下させて０よりも大きい量としてもよい。つまり上記のようにウエハＷの下方の気圧の低下を抑制することで、ウエハＷの歪みや撓みを抑制することができるため、第１の吸引孔１１の吸引を停止しなくてもよい。
第１の吸引孔１１からの排気量が第２の吸引孔１２からの排気量よりも小さくなるようにすればよい。即ち第１の吸引孔１１による吸引力が第２の吸引孔１２よりも小さくなるように流量調整部Ｍ１の動作を制御してもよい。
また、第１の吸引孔１１、及び第２の吸引孔１２から吸引を行った状態で、ウエハＷを載置台２０に載置した後、第１の吸引孔１１の吸引力を低下させるときに、第２の吸引孔１２の吸引力についても低下させてもよい。
既述のように第１の吸引孔１１、第２の吸引孔１２が載置台２０の周方向に分散して各々配置されていることで、ウエハＷはその周に沿った領域が吸引されていることになる。そのように周に沿った領域が吸引されることで、ウエハＷの面内で周方向の各部における吸引力を揃え、より確実にウエハＷを平坦化させることができる。
また、そのように第１の吸引孔１１、第２の吸引孔１２によって吸引される各周に沿った領域は、ウエハＷの中心を中心とする同心円の領域である。そのように同心円の領域が吸引されることは、ウエハＷの面内で径方向に夫々離れた各部についても吸引力の調整が容易であり、ウエハＷのより確実な平坦化を図ることができるため好ましい。
ただし、そのように同心円の領域を吸引するために、各第１の吸引孔１１及び各第２の吸引孔１２は、各々一列に配置されることには限られない。
具体的に、載置台２０に載置されるウエハＷの下面において、図１０に示すように当該ウエハＷの中心Ｐ２を中心とする同心円である領域Ｒ３、Ｒ４を各々設定したものとする。Ｒ３、Ｒ４は互いに重ならない幅広の円環である。そして、第１の吸引孔１１、第２の吸引孔１２が各々５個以上、ウエハＷの周方向に沿って設けられるものとし、領域Ｒ３、Ｒ４のうち一方のみに各第１の吸引孔１１が対向するように開口し、他方のみに各第２の吸引孔１２が対向するように開口していれば、第１の吸引孔１１、第２の吸引孔１２は、同心円の領域を吸引することに含まれる。また第１の吸引孔１１、第２の吸引孔１２はスリット状であってもよい。そして第１の吸引孔１１、第２の吸引孔１２が円環状のスリットとして各々形成され、上記の中心Ｐ２を中心とする同心円の領域が吸引されてもよい。
また第１の吸引孔１１が第２の吸引孔１２よりもウエハＷの中心側を吸引する構成に限らない。ウエハＷの反りや撓みによっては、第１の吸引孔１１が第２の吸引孔１２よりもウエハＷの周縁側を吸引する構成でも良い。さらには、第１の吸引孔１１及び第２の吸引孔１２がウエハＷの径方向に並ぶ構成でもなくてもよい。図１１は、載置台２０の表面において複数の第１の吸引孔が設けられる領域を２００Ａ、複数の第２の吸引孔が設けられる領域を２００Ｂとして示しているこの図１１に示すように領域２００Ａ、２００Ｂが載置台２０の周方向に交互に配置された構成であっても良い。なお図１１では領域２００Ａ、２００Ｂが２個ずつ設けられているが、より多くのより多くの数の領域２００Ａ、２００Ｂが設けられていてもよい。
また一括して吸引力を制御できる吸引孔のグループが２つ設けられる例を示してきたが、このグループが一つのみ設けられていてもよい。例えばウエハＷを載置台２０に受け渡した後、この一つのグループにてウエハＷの裏面を吸引し、ウエハＷを載置台２０に吸着させる。次いで当該一つのグループによる吸引力を低くする。ウエハＷを載置台２０に吸着させる前は、ウエハＷと吸引孔との距離が長いため大きな吸引力が必要となるが、ウエハＷを載置台２０に吸着させた後は、ウエハＷの反りは既に解消されているため、上記の隙間２４Ａは比較的小さいものとなっており、吸引力を低くしても当該ウエハＷに反りが再発することは抑制される。
そのように吸引力を低くし、余計な矯正力をウエハＷに加えないようにすることで、ウエハＷの撓みを生むことになるウエハＷの面内各部における応力の偏りが抑えられ、撓みが解消される。
また上述の基板載置装置は、図１で述べたＰＡＢ６、またはＰＥＢ７などの加熱装置に適用してもよい。基板載置装置をＰＡＢ６に適用した例について図１２、図１３を参照して説明する。図１２は、ＰＡＢ６の縦断側面図である。ＰＡＢ６は筐体４０を備えており、図中４１は筐体４０の側壁に設けられるウエハＷの搬送口である。
搬送口４１から見て筐体４０内の奥側には、ウエハＷを水平に載置する載置台４５が設けられている。載置台４５は、載置台２０とほぼ同様に構成されており、いかに載置台２０との差異点を中心に説明する。なお図１３は載置台４５の上面図である。載置台４５の内部には、載置台４５に載置されたウエハＷを加熱するためのヒータ４６が埋設されている。
また載置台４５には、周方向等間隔に貫通孔４８が設けられ、各貫通孔４８には、各々昇降ピン４９が設けられている。昇降ピン４９は、筐体４０の底面に設けられた昇降機構５０により昇降され載置台４５の表面から突没する。
また筐体４０内部における搬送口４１から見て手前側には、加熱後のウエハＷを載置して冷却するための冷却プレート４３が設けられ、冷却プレート４３は、移動機構４４によって図１２に示した待機位置と載置台４５上との間で水平に移動し、単位ブロックＥ３の搬送機構９０と載置台４５との受け渡しを仲介する。
待機位置における冷却プレート４３に対して搬送機構９０が昇降することにより、当該搬送機構９０と冷却プレート４３との間でウエハＷが受け渡される。また昇降ピン４９の昇降と冷却プレート４３の移動との協働作用により載置台４５と冷却プレート４３との間でウエハＷが受け渡される。
載置台４５にウエハＷを載置するときには、第１の吸引孔１１及び第２の吸引孔１２の各々から吸引を行った状態でウエハＷを支持する昇降ピン４９を下降させる。その後第１の吸引孔１１の吸引を停止する。それによりウエハＷを平坦性が高い状態に均一性高く加熱することができる。また本開示の基板載置装置は、冷却プレート４３に適用してもよい。
また本開示の基板載置装置は、ウエハＷを載置台に載置する前から吸引を開始してもよいし、載置後に吸引を開始してもよい。さらには一括で吸引制御できる吸引孔のグループが３グループ以上であってもよい。さらには、本開示の基板載置装置を加熱装置に適用するにあたっては、載置台に載置した基板に、上方側から、例えばＬＥＤの光を照射し、基板を加熱する加熱装置であってもよい。つまり載置台に基板を温調する温度調整部が設けられていない構成であってもよい。
さらに本開示に係る基板載置装置は、冷却装置、加熱装置以外に設けられる載置台に適用してもよい。例えば本開示の基板載置装置は、露光装置において露光処理を行うときに基板を載置する載置台に適用してもよい。本開示の基板載置装置は、露光装置に適用することでフォーカス異常の発生を抑制することができる。
あるいは基板にスピンコートにより塗布液を塗布する装置において、基板を水平な姿勢で保持して鉛直軸周りに回転させるスピンチャックに適用してもよい。
続いて図１に示した塗布、現像装置１について詳しく説明する。図１４、図１５、図１６は夫々塗布、現像装置１の平面図、斜視図、概略縦断側面図である。この塗布、現像装置１は、キャリアブロックＤ１と、処理ブロックＤ２と、露光装置Ｄ４が接続されるインターフェイスブロックＤ３と、を直線状に接続して構成されている。以降の説明ではブロックＤ１～Ｄ３の配列方向を前後方向とする。キャリアブロックＤ１は、キャリアＣを塗布、現像装置１内に搬入出する役割を有し、キャリアＣの載置台９１と、開閉部９２と、開閉部９２を介してキャリアＣからウエハＷを搬送するための移載機構９３とを備えている。
処理ブロックＤ２は、ウエハＷに液処理を行う単位ブロックＥ１～Ｅ６が下から順に積層されて構成されている。説明の便宜上ウエハＷに下層側の反射防止膜を形成する処理を「ＢＣＴ」、ウエハＷにレジスト膜を形成する処理を「ＣＯＴ」、露光後のウエハＷにレジストパターンを形成するための処理を「ＤＥＶ」と夫々表現する場合がある。この例では、図１４に示すように下からＢＣＴ層、ＣＯＴ層、ＤＥＶ層が２層ずつ積み上げられ、同じ単位ブロックにおいて互いに並行してウエハＷの搬送及び処理が行われる。
ここでは単位ブロックのうち代表してＣＯＴ層Ｅ３を、図１５を参照しながら説明する。キャリアブロックＤ１からインターフェイスブロックＤ３へ向かう搬送領域９４の左右の一方側にはＰＡＢ６が前後方向に複数配置され、他方側にはレジスト塗布モジュール５が設けられている。
他の単位ブロックＥ１、Ｅ２、Ｅ５及びＥ６は、ウエハＷに供給する薬液が異なることを除き、単位ブロックＥ３、Ｅ４と同様に構成される。単位ブロックＥ１、Ｅ２は、レジスト塗布モジュール５の代わりに反射防止膜形成モジュールを備え、単位ブロックＥ５、Ｅ６は、現像モジュール８を備える。図１６に示すように処理ブロックＤ２におけるキャリアブロックＤ１側には、各単位ブロックＥ１～Ｅ６に跨って上下に伸びるタワーＴ１と、タワーＴ１に対してウエハＷの受け渡しを行うための昇降自在な受け渡しアーム９５とが設けられている。なお図１４では各単位ブロックＥ１～Ｅ６の搬送アームはＦ１～Ｆ６として示している。
タワーＴ１は、互いに積層された複数のモジュールにより構成されており、単位ブロックＥ１～Ｅ６の各高さに設けられるモジュールは、当該単位ブロックＥ１～Ｅ６の各搬送アームＦ１～Ｆ６との間でウエハＷを受け渡すことができる。タワーＴ１に設けられるモジュールとしては、例えば単位ブロックＥ１～Ｅ４に対応する高さには、冷却装置（冷却モジュール）１０が設けられている。また単位ブロックＥ５、Ｅ６に対応する高さには、受け渡しモジュールＴＲＳが設置されている。
インターフェイスブロックＤ３は、単位ブロックＥ１～Ｅ６に跨って上下に伸びるタワーＴ２、Ｔ３、Ｔ４を備えている。タワーＴ２とタワーＴ３に対しては、昇降自在なインターフェイスアーム９６により、タワーＴ２とタワーＴ４に対しては昇降自在なインターフェイスアーム９７により、夫々ウエハＷの受け渡しが行われる。またタワーＴ２と露光装置Ｄ４の間でウエハＷの受け渡しを行うためのインターフェイスアーム９８が設けられている。
タワーＴ２には、受け渡しモジュールＴＲＳなどのモジュールが互いに積層されている。またタワーＴ３、Ｔ４にも夫々モジュールが設けられているが、ここでは説明を省略する。
なお図１では、移載機構９３、受け渡しアーム９５、搬送アームＦ１～Ｆ６、インターフェイスアーム９６、インターフェイスアーム９７及びインターフェイスアーム９８を搬送機構９０として示している
この塗布、現像装置１では、キャリアＣにより搬送されたウエハＷは、処理ブロックＤ２に搬送され、反射防止膜形成（ＢＣＴ）層Ｅ１（Ｅ２）→レジスト膜形成（ＣＯＴ）層Ｅ３（Ｅ４）の順に搬送され、インターフェイスブロックＤ３を介して露光装置Ｄ４へと搬送され露光処理が行われる。露光装置Ｄ４にて所定の露光処理が行われた後、処理ブロックＤ２へと戻される。戻されたウエハＷは、単位ブロックＥ５、Ｅ６（ＤＥＶ層）にて現像処理が行われ、パターンマスクが形成された後、キャリアＣに戻される。
また基板載置装置は、静電チャックによりウエハを吸引する構成であってもよい。図１７は静電チャックを用いた載置台１００について、その一部を断面とした斜視図である。円形の載置台１００の表面には、第１の静電チャック１０１と、第２の静電チャック１０２と、が設けられる。第１の静電チャック１０１と、第２の静電チャック１０２とは、各々載置台１００に載置されるウエハＷの中心部を中心とした円環状に構成され、第１の静電チャック１０１が、載置台１００の中心側、第２の静電チャック１０２が載置台１００の周縁側に設けられている。
第１の静電チャック１０１及び第２の静電チャック１０２は、各々絶縁部材１０３を備え、絶縁部材１０３には互いに径の大きさが異なる円環状の吸着電極１０５ａ、１０５ｂが載置台１００の径方向に互いに離れて埋設されている。第１の静電チャック１０１の吸着電極１０５ａ、吸着電極１０５ｂは直流電源１０９の負極、正極に夫々接続されている。第２の静電チャック１０２の電極１０５ａ、電極１０５ｂは直流電源１１０の負極、正極に夫々接続されている。
第１の静電チャック１０１によるウエハＷの吸着を説明する。ウエハＷが絶縁部材１０３に載置された状態で直流電源１０９がオンになり、ウエハＷの下面において吸着電極１０５ａに対向する第１の部位、吸着電極１０５ｂに対向する第２の部位が夫々正、負に分極し、クーロン力が作用する。つまり第１の部位は吸着電極１０５ａに、第２の部位は吸着電極１０５ｂに夫々吸引され、ウエハＷが絶縁部材１０３に吸着される。第２の静電チャック１０２についても同様に、直流電源１１０がオンになることでウエハＷが吸着される。
この載置台１００については、例えば載置台２０と同様にウエハＷの周縁部寄りの位置と、ウエハＷの周縁部寄りの位置とに各々吸引力が作用するように動作する。つまり、ウエハＷが載置された当初は、静電チャック１０１、１０２による吸着が行われ、その後、静電チャック１０１の直流電源１０９がオフになり、静電チャック１０２のみによる吸着が行われる。
以上に検討したように、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
本開示に関連して行った試験について説明する。実施の形態に示した冷却装置１０と同様に各吸引孔１１、１２が設けられた冷却装置を用い、時刻ｔ０にて第１の吸引孔１１、第２の吸引孔１２から吸引を行い、時刻ｔ１にて、保持部３０に保持したウエハＷを載置台２０に載置（時刻ｔ１は、ウエハＷがギャップピン２４に接触した時刻）した。さらに時刻ｔ２にて、第２の吸引孔１２から吸引を行った状態で、第１の吸引孔１１の吸引を停止し、時刻ｔ３まで第２の吸引孔１２から吸引を行った状態を維持した。この一連のウエハＷを載置する動作において、時刻ｔ０～時刻ｔ３におけるウエハＷの周縁部及びウエハＷの中心部の高さ位置の変化を測定した。
図１８の上段は、この結果を示し、ウエハＷの周縁部及びウエハＷの中心部の高さ位置の経時変化を示す特性図である。また中段の図及び下段の図は、第１の吸引孔１１及び第２の吸引孔１２の吸引のオンオフを示すタイムチャートを示している。
図１８に示すように実施例に用いたウエハＷは、載置台２０に載置させる前の時刻ｔ０においては、ウエハＷの周縁部の高さ位置がウエハＷの中心部の高さ位置よりも高くなっていた。その後時刻ｔ１にてウエハＷが載置台２０に載置され、ウエハＷの下面が第１の吸引孔１１及び第２の吸引孔１２により吸引されると、ウエハＷの周縁部の高さ位置が低くなる。つまりウエハＷの周縁部の反り量が低下した。ただしウエハＷの中心部の高さ位置も低くなる。この時刻ｔ１からｔ２においては、ウエハＷが波打つように歪んでいることが確認された。
また時刻ｔ２において、第２の吸引孔１２から吸引を行った状態で、第１の吸引孔１１の吸引を停止することにより、ウエハＷの中心部の高さ位置が高くなり、ウエハＷの周縁部の高さ位置と、ウエハＷの中心部の高さ位置と、が揃う。この時ウエハＷの歪みも解消していた。その後第２の吸引孔１２のみからの吸引であるが、時刻ｔ２以後、時刻ｔ３までの間、ウエハＷの周縁部の高さ位置と、ウエハＷの中心部の高さ位置と、が揃った状態が維持されており、ウエハＷは平坦化されていた。
従って本開示の実施の形態によれば、ウエハＷを載置台２０に載置するにあたって、ウエハＷの反りを抑制し、ウエハＷを平坦化させて載置することができると言える。
１１ 第１の吸引孔
１２ 第２の吸引孔
２０ 載置台
２４ ギャップピン
Ｗ ウエハ

Claims (14)

  1. 基板が載置され、その表面の当該基板が載置される領域が平坦面をなす載置台と、
    前記載置台に備えられ、当該載置台に載置された前記基板の温度調整を行う温度調整部と、
    前記載置台の表面に設けられ、前記基板を各々支持する複数の突起と、
    前記載置台の表面の前記突起とは異なる位置に開口し、前記載置台に載置された基板の下面を吸引する吸引孔と、
    前記載置台に載置された前記基板を前記吸引孔により吸引して前記載置台に吸着させる第１のステップと、次いで基板に作用する吸引力を前記第１のステップで基板に作用する吸引力よりも低くして、前記基板を前記載置台に吸着させる第２のステップと、が行われるように制御信号を出力する制御部と、
    を備え、
    前記吸引孔は、前記載置台に載置された基板の下面における互いに異なる第１の領域、第２の領域を夫々独立して吸引する第１の吸引孔及び第２の吸引孔を備え、
    前記第１のステップは、前記載置台に載置された前記基板の前記第１の領域及び前記第２の領域を吸引して前記載置台に吸着させると共に前記基板に歪みを生じさせ、
    前記第２のステップは、前記基板の下面全体を前記載置台の前記平坦面から等距離として前記温度調整部による温度調整を行うために、前記第２の領域を吸引すると共に、前記第１の領域に作用する吸引力を前記第１のステップで当該第１の領域に作用する吸引力よりも低くすることで前記基板の歪みを解消することを特徴とする基板載置装置
  2. 前記第２のステップは、第１の領域に作用する吸引力を、第２の領域に作用する吸引力よりも低下させることを特徴とする請求項１に記載の基板載置装置。
  3. 前記第１の領域及び第２の領域が、各々基板の周に沿った領域となるように前記第１の吸引孔、第２の吸引孔から夫々吸引が行われることを特徴とする請求項２記載の基板載置装置。
  4. 前記第１の領域及び第２の領域が、前記基板の中心を中心とする同心円の領域であり、当該第１の領域は第２の領域よりも当該基板の中心寄りとなるように前記第１の吸引孔、第２の吸引孔から夫々吸引が行われることを特徴とする請求項３記載の基板載置装置。
  5. 前記第１の領域が、前記基板の中心から基板の半径の１／３離れた位置と、当該基板の中心から基板の半径の２／３離れた位置との間の領域となるように前記第１の吸引孔から吸引が行われることを特徴とする請求項４記載の基板載置装置。
  6. 前記基板に反りが無い場合に前記載置台と当該載置台に載置される前記基板とがなす空間が当該基板の外周に開放されるように、前記突起は当該基板の周に沿った環状ではなく、
    前記第１のステップを行う前に、前記基板が前記載置台に載置された状態での前記第１の吸引孔及び前記第２の吸引孔のうちの一方のみからの吸引による前記基板の前記載置台への吸着を行わない請求項４または５記載の基板載置装置。
  7. 前記基板に反りが無い場合に前記載置台と当該載置台に載置される前記基板とがなす空間が、当該基板の外周に開放されるように、前記突起は当該基板の周に沿った環状ではなく、
    前記第１のステップは、前記突起に前記基板が載置される前から、前記第１の吸引孔及び前記第２の吸引孔による吸引を開始するステップを含み、
    前記第２のステップは、前記第１の領域に作用する吸引力を低下させた後、前記基板を前記載置台から移動させるために前記各突起から前記基板が離れるまで、前記第１の領域及び前記第２の領域の各々に作用する前記吸引力を上昇させないステップである請求項１ないし６のいずれか一つに記載の基板載置装置。
  8. 前記基板は、水平面に載置したときに周縁部が中心部よりも高い基板である請求項７記載の基板載置装置。
  9. 表面に基板を各々支持する複数の突起を備え、その表面の当該基板が載置される領域が平坦面をなす載置台に基板を載置する工程と、
    前記載置台に載置された前記基板の下面を、前記載置台の表面の前記突起とは異なる位置に開口した吸引孔により吸引する第１の工程と、
    次いで基板に作用する吸引力を前記第１の工程で基板に作用する吸引力よりも低くして、前記基板を前記載置台に吸着させる第２の工程と、を含み、
    前記吸引孔は、前記載置台に載置された基板の下面における互いに異なる第１の領域、第２の領域を夫々独立して吸引する第１の吸引孔及び第２の吸引孔を備え、
    前記第１の工程は、前記載置台に載置された前記基板の前記第１の領域及び前記第２の領域を吸引して前記載置台に吸着させると共に前記基板に歪みを生じさせる工程を含み、
    前記第２の工程は、前記第２の領域を吸引すると共に、前記第１の領域に作用する吸引力を前記第１の工程で当該第１の領域に作用する吸引力よりも低くすることで前記基板の歪みを解消する工程を含み、
    前記歪みが解消されて下面全体が前記載置台の前記平坦面から等距離で当該載置台に載置される前記基板を、前記載置台に設けられる温度調整部によって温度調整する工程を含むことを特徴とする基板載置方法。
  10. 前記第２の工程は、第１の領域を吸引する吸引力を、第２の領域を吸引する吸引力よりも低下させる工程を含むことを特徴とする請求項９に記載の基板載置方法。
  11. 前記第１の領域及び第２の領域が、各々基板の周に沿った領域となるように前記第１の吸引孔、第２の吸引孔から夫々吸引を行う工程を含むことを特徴とする請求項１０記載の基板載置方法。
  12. 前記第１の領域及び第２の領域が、前記基板の中心を中心とする同心円の領域であり、当該第１の領域は第２の領域よりも当該基板の中心寄りとなるように前記第１の吸引孔、第２の吸引孔から夫々吸引を行う工程を含むことを特徴とする請求項１１記載の基板載置方法。
  13. 前記第１の領域が、前記基板の中心から基板の半径の１／３離れた位置と、当該基板の中心から基板の半径の２／３離れた位置との間の領域となるように前記第１の吸引孔から吸引を行う工程を含むことを特徴とする請求項１２記載の基板載置方法。
  14. 前記基板に反りが無い場合に前記載置台と当該載置台に載置される前記基板とがなす空間が当該基板の外周に開放されるように、前記突起は当該基板の周に沿った環状ではなく、
    前記第１の工程を行う前に、前記基板が前記載置台に載置された状態での前記第１の吸引孔及び前記第２の吸引孔のうちの一方のみからの吸引による前記基板の前記載置台への吸着を行わない請求項１２または１３記載の基板載置方法。
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