JPH07312335A - 基板搬送システムおよびこれを用いたレジスト塗布／現像装置ならびにその使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ウェハ搬送システム１０は、ウェハ１を収納
するウェハ収納容器２と、ウェハ１に所定の処理を施す
処理室３と、ウェハ収納容器２を搬送する容器搬送手段
とを備え、ウェハ収納容器２には、非押圧状態で閉鎖、
押圧状態で開放されるシャッタ５が設けられ、処理室３
には、搬送アーム９が設けられる。この搬送アーム９
は、ウェハ１の搬出入のために処理室３内から突出させ
る動作と同時に、シャッタ５の押圧を行うため、シャッ
タ開放部材としても働く。 【効果】 このウェハ搬送システムを適用すると、クリ
ーンルームの雰囲気から遮断された状態でウェハの搬出
入が行えるので、超クリーンルームの面積を削減でき、
コストを低減できる。また、レジスト塗布／現像装置に
このシステムを適用すると、ウェハがアルカリ性ガスか
らも遮断された状態で処理されるので、化学増幅系レジ
スト材料を用いたパターン形成が安定性よく行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造プロ
セスにおいて、基板の搬出入に際して要求されるクリー
ン度を低コストで実現できる基板搬送システムに関す
る。また、本発明は、複数の処理室と共通搬送路との
間、複数の処理室と共通搬送路からなる閉鎖系とクリー
ンルームとの間に前記基板搬送システムを適用したレジ
スト塗布／現像装置に関し、さらに、このレジスト塗布
／現像装置によって、基板をクリーンに保ちながら所定
の処理が行える使用方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高集積化半導体装置における回路パター
ンの最小加工寸法は、４ＭＤＲＡＭで０．８０μｍ、１
６ＭＤＲＡＭで０．５０μｍ、６４ＭＤＲＡＭでは０．
３５μｍ、２５６ＭＤＲＡＭでは０．２５μｍ程度であ
り、データ集積度が高いほど微細なパターンが要求され
る。

【０００３】そして、半導体装置の集積度の上昇に伴う
微細化が進むほど、半導体装置の製造現場に対して、高
いクリーン度が要求されることとなる。例えば、６４Ｍ
ＤＲＡＭの製造工程においては、ウェハ１枚あたり０．
３μｍのパーティクルの付着を１０個以下に抑える必要
があり、このため、半導体装置の製造現場である超クリ
ーンルームには、１ｆｔ³ あたり０．１μｍのパーティ
クルの存在が１個以下（クラス１）という非常に高いク
リーン度が要求される。

【０００４】しかしながら、このような高いクリーン度
を維持するためには莫大な維持費がかかる。また、近年
のウェハの大口径化に伴うプロセス装置の大型化によ
り、超クリーンルームの面積が増大し、維持費もますま
す高額化している。

【０００５】そこで、超クリーンルームの面積を削減す
るために、いわゆるスルーザウォール方式を適用するこ
とが提案されている。これは、製造プロセスにおける各
種処理装置にそれぞれフィルターを設けて内部を清浄化
することにより、クラス１０００程度のクリーン度の低
い環境に設置可能とし、各処理装置のウェハ搬出入口を
それぞれ超クリーンルームに向けて開放することによ
り、ウェハの搬送のみを超クリーンルーム内にて行うも
のである。このスルーザウォール方式を適用することに
より、超クリーンルームの面積を大幅に削減できる。

【０００６】しかし、２５６ＭＤＲＡＭのような、さら
に微細パターンを有する半導体装置においては、ウェハ
上で０．２μｍレベルのパーティクルの付着までが問題
となるため、超クリーンルームには一層厳しいクリーン
度が要求されるようになる。また、このような微細パタ
ーンを形成するために、フォトリソグラフィー工程にお
いて化学増幅系レジスト材料を適用することが提案され
ているが、この化学増幅系レジスト材料を用いた処理を
行う際には、超クリーンルーム内のアルカリ制御も要求
されるようになる。

【０００７】上記化学増幅系レジスト材料は、エキシマ
レーザなる短波長の露光光を用いても、レジスト反応が
レジスト層の下部まで感度よく起こる材料として注目さ
れている。しかし、この化学増幅系レジスト材料は、露
光によって酸触媒を発生し、この酸触媒が溶解度変化を
伴うレジスト反応を生じさせるものであるため、酸を中
和するアルカリ性の物質の存在により、容易にそのレジ
スト反応が乱されてしまうのである。

【０００８】以下、図９〜図１１を参照して、基板２１
上の被エッチング材料層２２上に、ポジ型３成分系の化
学増幅系レジスト材料層２３を形成し、この化学増幅系
レジスト材料層２３をパターニングする工程における問
題点を説明する。

【０００９】先ず、上記被エッチング材料層２２表面を
疎水化処理してから、図９に示すように、化学増幅系レ
ジスト材料層２３を塗布形成し、この化学増幅系レジス
ト材料層２３中の溶剤を蒸発させるためにプリベークを
行う。その後、ステッパを用いて上記化学増幅系レジス
ト材料層２３に対して選択露光を行い、露光によって発
生した酸を熱拡散させるための露光後ベークを行う。こ
れにより、図１０に示されるように、未露光部２３ｂで
は溶解阻止剤が樹脂を保護し、露光部２３ａでは発生し
た酸が拡散し、溶解阻止剤を分解して現像液に対する溶
解性が高くなっている。

【００１０】ここで、上述のウェハに対して現像処理を
行うと、所望のレジストパターンが得られるはずである
が、実際には、図１１に示すように、化学増幅系レジス
ト材料層２３に、上層部がＴ字状に広がったいわゆるＴ
トップ部２４が形成されてしまう。これは、露光により
酸が発生した後、現像処理がなされるまでに、上記化学
増幅系レジスト材料層２３がアルカリ性ガスに晒されて
露光部２３ａにて発生した酸がトラップされ、図１０に
示されるように、露光部２３ａ表面に極端な難溶化層２
３ｃが形成されていたためである。

【００１１】上記Ｔトップ部２４の大きさは、処理雰囲
気のアルカリ濃度、暴露時間によって変化し安定しない
ため、現像処理後のレジスト形状は線幅安定性が悪いも
のとなってしまう。また、一般に現像後の線幅測定は化
学増幅系レジスト材料層２３上面から行うのに対し、こ
の化学増幅系レジスト材料層２３をマスクとしたＲＩＥ
等のエッチング処理においては、上記Ｔトップ部２４の
難溶化層２３ｃは削られて、化学増幅系レジスト材料層
２３の下部の幅に応じたエッチングがなされる。このた
め、大きなＴトップ部２４が形成されれば、測定された
線幅と、実際にエッチングがなされた被エッチング材料
層２２の線幅の差、いわゆる変換差が大きくなってしま
う。

【００１２】Ｔ−トップの形成を防止するためには、化
学増幅系レジスト材料層２３に対して選択露光を行って
から現像処理を行う前までの工程において、その雰囲気
からアルカリ性ガスを除去することが有効な解決策とし
て考えられる。しかし、所定の処理を行うための処理室
内のみならず、搬送時の雰囲気からもアルカリ性ガスを
除去するには、処理室の外、即ち、クリーンルームにも
大規模なフィルターを付加しなければならず、コストの
上昇が免れない。また、アルカリ性ガスを除去する代わ
りに、化学増幅系レジスト材料層２３の上にカバー膜を
形成し、該化学増幅系レジスト材料層２３を外気から遮
断する方法も提案されているが、プロセスが煩雑にな
り、実用的でない。

【００１３】そこで、処理室間の搬送時にも、ウェハを
クリーンルームの雰囲気から遮断できるように、複数の
処理室を共通搬送路を介して結合したレジスト塗布／現
像装置を、さらにステッパとも結合させて用いることが
考えられている。これにより、一連の化学増幅系レジス
ト材料に対する処理をクローズドシステム内で行えるた
め、クリーンルームの雰囲気内のアルカリ性ガスの影響
を免れることができる。また、一連の化学増幅系レジス
ト材料に対する処理中に、クリーンルーム内のパーティ
クルがウェハに付着することもない。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、半導体
装置における加工パターンの微細化が進むにつれ、製造
現場の雰囲気を厳しく制御することが要求されるように
なり、このような優れた雰囲気を低いコストで提供する
ための方法が提案されている。

【００１５】超クリーンルームのコスト低減を図るに
は、上述したように、スルーザウォール方式を適用する
ことが提案されているが、これに費やされる維持費はな
お莫大なものであること、超クリーンルームと各処理装
置を一体化して配置する必要があるため、処理装置の追
加やレイアウトの変更等が困難であること等、課題を残
している。

【００１６】また、化学増幅系レジスト材料使用時に
は、アルカリ性ガスによる影響を免れるために、レジス
ト塗布／現像装置をクローズドシステムとするが提案さ
れている。しかしながら、このクローズドシステムにお
いては、ウェハをクリーンルームの雰囲気から遮断でき
ても、レジスト塗布／現像装置の内部から現像液や密着
促進剤等に起因して発生するアルカリ性ガスから遮断す
ることはできない。このため、やはり、レジスト反応が
アルカリ性ガスの影響を受けてしまい、所望のレジスト
パターンが得られない。

【００１７】そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑み
て提案されたものであり、基板へのパーティクルの付着
を抑制し、且つ、クリーンルームに費やすコストを低減
できる基板搬送システムを提供することを目的とする。
また、この基板搬送システムを適用したレジスト塗布／
現像装置を提供し、パーティクルのみならずアルカリ性
ガスによる影響を免れることにより、化学増幅系レジス
ト材料の安定処理を可能とするレジスト塗布／現像装置
の使用方法を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の目的を
達成するために提案されるものであり、基板を収納する
基板収納容器と、前記基板に対して所定の処理を行う処
理室と、前記処理室に対して基板の搬出入を行うために
前記基板収納容器を搬送する容器搬送手段とを備え、前
記基板収納容器は、その基板収納取出口に非押圧状態に
て閉鎖、押圧状態にて開放されるシャッタを備え、前記
処理室は、その基板搬出入口にて前記シャッタを押圧し
てこれを開放することが可能なシャッタ開放部材を備え
てなる基板搬送システムである。

【００１９】基板収納容器におけるシャッタを非押圧状
態にて自動的に閉鎖させるための構成としては、例え
ば、基板収納容器の基板収納取出口上部に蝶番を介して
その一端を固定し、重力によりシャッタの自由端が基板
収納取出口の下部に接するような構成としてもよいが、
特に、以下のような構成とされて好適である。即ち、シ
ャッタの一端を基板収納取出口に固定させた状態で弾性
部材により付勢させて、基板収納取出口を閉鎖する構成
とする。このように構成されたシャッタは、非押圧状態
では、基板収納容器の内側から外側に向かって付勢され
て基板収納取出口を閉鎖し、基板収納容器の外部から押
圧されて初めて、基板収納容器の内側へ回動するため、
搬送時に振動等によって開放されにくい。

【００２０】一方、処理室に設けられるシャッタ開放部
材は、処理室に前記基板収納容器を当接後、シャッタを
押圧するためだけに処理室内から突出させる専用のシャ
ッタ開放部材であってもよいが、他の動作と同時にシャ
ッタを押圧できればさらに効率的である。

【００２１】他の動作と同時にシャッタを押圧する動作
が行えるシャッタ開放部材としては、処理室の基板搬出
入口の外周縁部に設けられる突起がある。これは、処理
室に前記基板収納容器を当接させる動作と同時に、シャ
ッタを押圧して開放することが可能である。この突起
は、シャッタの固定端近傍を線接触にて押圧する板状の
部材であってもよいし、点接触にて押圧する棒状の部材
であってもよい。なお、基板収納容器が処理室の外壁と
当接する前に、上記突起がシャッタを押圧して基板収納
容器内に外気を流入させないために、処理室の外壁に基
板収納容器の外周縁部が嵌合する凹部を設け、該凹部に
基板収納容器の外周縁部が嵌合してから、突起がシャッ
タを押圧するように構成されるとよい。

【００２２】また、基板の搬出入を行うために処理室内
から突出される搬送アームをシャッタ開放部材として
も、処理室に前記基板収納容器を当接後、基板の搬出入
のための搬送アームを突出させる動作と同時にシャッタ
を押圧し開放できる。さらに、上記突起および上記搬送
アームの両者をシャッタ開放部材として用い、処理室に
前記基板収納容器を当接させると同時に上記突起によっ
てシャッタを途中まで開放し、次いで、搬送アームを突
出させる動作と同時にシャッタを十分に開放してもよ
い。

【００２３】なお、上述の基板搬送システムにおいて、
基板収納容器は、基板を１枚だけ収納するものでもよい
し、複数の基板を収納できるものであってもよい。ま
た、処理室は、密閉系であれば、いかなる処理を行うた
めのものであってもよく、熱酸化炉、各種ＣＶＤ装置に
おけるチャンバー、エッチング装置におけるチャンバー
等であっても、任意の装置に付属するロードロック室等
であってもよい。そして、このような処理室内はＵＬＰ
Ａフィルター等の清浄化手段を有していることが好まし
い。さらに、基板収納容器を搬送する容器搬送手段は、
基板の搬出入が行われる処理室へ基板収納容器を搬送で
きるものであれば如何なる構成とされてもよく、例え
ば、自立走行する移動ロボットであっても、所定のレー
ルに沿って駆動するものであってもよい。

【００２４】そして、複数の処理室とこれに共通に接続
される共通搬送路とを有するレジスト塗布／現像装置に
おいて、共通搬送路と複数の処理室の各々との間に上述
のような基板搬送システムが備えられて好適である。

【００２５】なお、レジスト塗布／現像装置に内蔵され
る処理室としては、レジストに対する処理を行えるもの
であれば特に限定されないが、疎水化を行うアドヒージ
ョンユニット、レジスト材料をウェハに塗布するコー
タ、プリベークのための低温オーブン、レジスト膜厚の
測定機、露光後ベーク用の低温オーブン、現像を行う現
像ユニット、ポストベークのための低温オーブン、冷却
ユニット等が挙げられる。

【００２６】また、前記レジスト塗布／現像装置におけ
る共通搬送路および前記複数の処理室は、クリーンルー
ム雰囲気から独立した閉鎖系とされ、該閉鎖系とクリー
ンルームとの間で基板の搬出入を行う主基板搬出入口に
も、上述した基板搬送システムが備えられるとよい。な
お、上記主基板搬出入口は、一連のレジスト処理を行う
処理室の１つに設けられてもよいし、供給搬送路に設け
られてもよい。また、クリーンルームと閉鎖系との間
に、雰囲気を調整したり、基板を待機させておいたりす
るための予備室を介在させ、この予備室に主基板搬出入
口を設けてもよい。

【００２７】そして、以上のような構成を有するレジス
ト塗布／現像装置を用い、前記共通搬送路と所定の処理
室との間で基板の搬出入を行うに際しては、前記基板収
納容器を前記共通搬送路に沿って搬送して該基板収納容
器の基板収納取出口を所定の処理室の基板搬出入口に当
接し、該基板収納容器のシャッタを該処理室のシャッタ
開放部材により押圧して開放すればよい。また、前記ク
リーンルームと前記閉鎖系との間で基板の搬出入を行う
に際しては、前記基板収納容器を前記クリーンルーム内
にて搬送して該基板収納容器の基板収納取出口を該閉鎖
系の主基板搬出入口に当接し、該基板収納容器のシャッ
タを該閉鎖系のシャッタ開放部材により押圧して開放す
ればよい。

【００２８】なお、このようなレジスト塗布／現像装置
の処理室においては、従来公知のいずれのレジスト材料
への処理を行ってもよいが、クリーンルームおよび共通
搬送路の雰囲気から遮断された状態にて基板が搬送で
き、アルカリ性ガスによる影響を防止できることから、
化学増幅系レジスト材料に対するレジスト処理を行って
好適である。

【００２９】ポジ型の化学増幅系レジスト材料に対する
処理を行う場合には、雰囲気中のアルカリ性ガスとの接
触によって表面に難溶化層が形成されるため、従来のレ
ジスト塗布／現像装置では現像後にＴトップが形成され
てしまうが、本発明を適用することにより、Ｔトップの
形成を防止することが可能となる。また、ネガ型の化学
増幅系レジスト材料において問題となっていた形状劣化
や膜減りも、本発明を適用することにより防止できる。

【００３０】但し、アルカリ性ガスが発生している処理
室から基板収納容器に基板を搬出すると、該基板収納容
器内にもアルカリ性ガスが取り込まれてしまうため、特
に露光後の基板を収納する際には、基板収納容器内から
もアルカリ性ガスを十分に除去しておく必要がある。

【００３１】なお、上記ポジ型化学増幅系レジスト材料
としては、アルカリ可溶樹脂，溶解阻止剤，光酸発生剤
よりなるポジ型３成分系のもの、フェノール性水酸基を
保護したアルカリ可溶樹脂，光酸発生剤よりなるポジ型
２成分系のものが挙げられ、ネガ型化学増幅系レジスト
材料としては、アルカリ可溶樹脂，架橋剤，光酸発生剤
よりなるネガ型３成分系のものが代表的である。

【００３２】

【作用】本発明に係る基板搬送システムを適用して、基
板収納容器にシャッタ、処理室にシャッタ開放部材を設
け、該シャッタ開放部材によってシャッタを開放する構
成とすると、基板収納容器と処理室間での基板の搬出入
がクリーンな条件下で迅速に且つ容易に行える。この場
合、処理室の外部を超クリーンゾーンとする必要がない
ので、超クリーンルームの面積を低減でき、コストダウ
ンを図ることができる。

【００３３】特に、上記シャッタが弾性部材によって付
勢され、非押圧状態にて自動的に基板収納容器の基板収
納取出口を閉鎖できるような構成とすると、基板の搬出
入にが終了したとき、シャッタを閉鎖するための操作が
不用であり、効率がよい。また、基板収納容器内を外気
から遮断された状態に維持しやすい。

【００３４】さらに、シャッタ開放部材として処理室の
基板搬出入口の外周縁部に突起を設けると、処理室に前
記基板収納容器を当接させる動作によって、該突起がシ
ャッタを押圧して開放する動作も同時に行える。また、
基板の搬出入を行うために処理室内から突出される搬送
アームをシャッタ開放部材とすれば、基板の搬出入のた
めの搬送アームを突出させる動作によって、シャッタを
開放する動作が同時に行える。このように、基板の搬出
入に必要な動作が、基板収納容器のシャッタを開放する
動作も兼ねることにより、非常に効率よく基板の搬出入
が行える。

【００３５】そして、本発明の基板搬送システムを、レ
ジスト塗布／現像装置における共通搬送路と複数の処理
室の各々との間で基板の搬出入を行う際に適用すると、
基板の搬送が共通搬送路の雰囲気から遮断された状態で
行える。また、外部から上記レジスト塗布／現像装置へ
基板を搬入するに際しても、同様に本発明の基板搬送シ
ステムを適用すれば、基板をクリーンルームの雰囲気か
ら遮断された状態で搬送でき、レジスト塗布／現像装置
内に外部からダストやアルカリ性ガスが流入することも
ない。

【００３６】したがって、本発明のレジスト塗布／現像
装置を適用すると、低いコストにて、レジスト処理工程
における基板へのパーティクルの付着が抑制できる。ま
た、化学増幅系レジスト材料を用いても、低いコストに
て、基板へのアルカリ性ガスの接触が抑制でき、安定性
の高いレジストパターンを形成することが可能となる。

【００３７】

【実施例】以下、本発明を適用した具体例について図面
を参照しながら説明する。

【００３８】実施例１ 本実施例においては、本発明を適用したウェハ搬送シス
テムの一例について、図１，図２を用いて説明する。

【００３９】図１に示されるように、このウェハ搬送シ
ステム１０は、ウェハ１を収納するウェハ収納容器２
と、該ウェハ１に対して所定の処理を行う処理室３と、
該処理室３の外のクリーンルーム４において上記ウェハ
収納容器２を搬送する容器搬送手段（図示せず。）とを
備えている。

【００４０】ウェハ収納容器２は、１枚のウェハ１を載
置するウェハ支持体（図示せず。）が設けられたウェハ
収納部２ｂと、ウェハ１の搬出入がなされるウェハ収納
取出口２ａよりなる。そして、このウェハ収納取出口２
ａには、一端を固定されたシャッタ５、該シャッタ５を
付勢する弾性部材６、該シャッタの停止位置を規制する
シャッタ止め７が設けられている。

【００４１】上記弾性部材６は、シャッタ５がウェハ収
納取出口２ａを閉鎖する方向へ回動するように付勢して
いる。また、シャッタ止め７は、該シャッタ５がウェハ
収納取出口２ａより外側まで回動しないように規制して
いる。これにより、シャッタ５を非押圧状態としたと
き、自動的にウェハ収納取出口２ａを閉鎖でき、ウェハ
収納容器２の内部をクリーンルーム４の雰囲気から遮断
できる。なお、弾性部材６によって付勢されている方向
と逆方向にシャッタ５を押圧すれば、ウェハ収納取出口
２ａを開放できる。

【００４２】一方、処理室３は、ウェハ１に対して任意
の処理を行う装置における閉鎖系であり、ＵＬＰＡフィ
ルター（図示せず。）によって清浄化された空気が供給
されるようになされている。そして、この処理室３にお
けるウェハ搬出入口３ａには、該ウェハ搬出入口３ａを
閉鎖または開放する処理室開閉扉８が設けられ、該処理
室３の内部には、ウェハ１を載置移送可能な搬送アーム
９が配されている。

【００４３】また、上記搬送アーム９は、そのウェハ載
置部にウェハ１を載置して、所望の方向および位置へと
ウェハ１を移動させるべく、その動作が制御可能とされ
たものである。そして、本実施例においては、この搬送
アーム９がウェハ収納容器２のシャッタ５を押圧して開
放するシャッタ開放部材でもある。

【００４４】さらに、容器搬送手段は、ウェハ収納容器
２を搭載して移動し、且つ、所望の処理室３のウェハ搬
出入口３ａに対して、該ウェハ収納容器２のウェハ収納
取出口２ａを当接させるものであり、本実施例において
は、自立走行する移動ロボットである。

【００４５】上述したような構成を有するウェハ搬送シ
ステム１０によって処理室３内へウェハ１を搬入するに
は、ウェハ１が収納されたウェハ収納容器２を移動ロボ
ットに搭載して搬送し、図２に示されるように、該ウェ
ハ収納容器２のウェハ収納取出口２ａを、処理室３にお
けるウェハ搬出入口３ａに当接させる。

【００４６】次に、処理室３における処理室開閉扉８を
開放し、搬送アーム９をウェハ収納容器２のシャッタ５
に向けて突出させる。該搬送アーム９によってシャッタ
５が押圧されると、該シャッタ５が固定端を軸としてウ
ェハ収納容器２の内側に回動して、ウェハ収納取出口２
ａが開放する。

【００４７】そして、搬送アーム９をさらに突出させる
ことにより、該搬送アーム９のウェハ載置部にウェハ１
を載置させる。ウェハ１を載置したら、そのまま搬送ア
ーム９を後退させて、ウェハ１を処理室３の内部へ搬入
する。なお、ウェハ収納容器２におけるシャッタ５は、
搬送アーム９による押圧を受けなくなると同時に、自動
的に閉鎖する。

【００４８】その後、処理室３の処理室開閉扉８を閉鎖
して、ウェハ１に対して所定の処理を行ったら、上述し
たのと同様な操作によりウェハ収納容器２のウェハ収納
取出口２ａを開放して、今度は処理室３内からウェハ収
納容器２内へとウェハ１を搬出すればよい。

【００４９】なお、処理室３にてウェハ１に所定の処理
を施している間、ウェハ収納容器２を処理室３のウェハ
搬出入口３ａへ当接させたままにしておいてもよいが、
内部のクリーン度が同程度である他の処理室間でウェハ
の搬出入を行わせていてもよい。

【００５０】本実施例を適用して、ウェハの搬出入を行
ったところ、ウェハがクリーンルーム４の雰囲気に接触
することがなく、０．２μｍ程度のパーティクルの付着
量が、ウェハ１枚あたり１０個以下に抑えられた。ま
た、処理室内にダストが流入することもなかった。

【００５１】実施例２ 本実施例では、ウェハ収納容器１４を処理室１５に当接
させる動作と同時にウェハ収納容器１４のシャッタ１７
を開放可能なウェハ搬送システムについて、図３，図４
を用いて説明する。

【００５２】本実施例におけるウェハ搬送システム２０
においても、図３に示されるように、ウェハ収納容器
２、処理室３、容器搬送手段（図示せず。）より構成さ
れる。

【００５３】ここで、ウェハ収納容器２においては、シ
ャッタ５が２枚でウェハ収納取出口２ａを閉鎖する点が
実施例１とは異なる。即ち、ウェハ収納取出口２ａに
は、シャッタ５ａとシャッタ５ｂとが上下から１つずつ
固定され、それぞれ弾性部材６ａと弾性部材６ｂとによ
って付勢されることにより、該ウェハ収納取出口２ａを
閉鎖している。そして、シャッタ５ａ，５ｂを非押圧状
態としたとき、自動的にウェハ収納取出口２ａを閉鎖で
き、ウェハ収納容器２の内部をクリーンルーム４の雰囲
気から遮断できる。

【００５４】一方、処理室３においては、そのウェハ搬
出入口３ａを閉鎖または開放する処理室開閉扉８、搬送
アーム９の構成は実施例１と同様であるが、ウェハ搬出
入口３ａの外周縁部の形状に特色がある。具体的には、
処理室３の外壁にはこのウェハ搬出入口３ａの外周に亘
って、ウェハ収納容器２の外周縁部が嵌合する凹部１１
が設けられ、この凹部１１には、ウェハ搬出入口３ａの
上部と下部に１つずつ棒状の突起１２ａ，１２ｂが設け
られる。即ち、この突起１２ａ，１２ｂは、ウェハ収納
容器２の外周縁部を上記凹部１１へ挿入する際に、シャ
ッタ５ａ，５ｂを押圧し、シャッタ開放部材として働
く。なお、外気の流入を防止するために、ウェハ収納容
器２の外周縁部が処理室３の凹部１１側壁に接してか
ら、突起１２ａ，１２ｂがシャッタ５ａ，５ｂを押圧す
るように設けられる。

【００５５】このような構成を有するウェハ搬送システ
ム２０によって処理室３内へウェハ１を搬入するには、
ウェハ１が収納されたウェハ収納容器１を移動ロボット
に搭載して搬送し、図４に示されるように、該ウェハ収
納容器１の外周端部を処理室３における凹部１１に挿入
する。

【００５６】これによって、処理室３におけるウェハ搬
出入口３ａとウェハ収納容器２におけるウェハ収納取出
口２ａとが当接すると共に、突起１２ａ，１２ｂがウェ
ハ収納容器２のシャッタ５ａ，５ｂを押圧し、ウェハ収
納取出口２ａが開放される。

【００５７】その後、処理室３における処理室開閉扉８
を開放し、ウェハ収納容器２内のウェハ１に向けて搬送
アーム９を突出させて、該搬送アーム９におけるウェハ
載置部にウェハ１を載置させる。ウェハ１を載置した
ら、そのまま搬送アーム９を後退させて、ウェハ１を処
理室３の内部へ搬入すればよい。

【００５８】そして、処理室３の処理室開閉扉８を閉鎖
し、ウェハ１に対して所定の処理を行ったら、上述した
と同様にして、処理室３内からウェハ収納容器２内へウ
ェハ１を搬出すればよい。ウェハ収納容器２を処理室３
から放すために、ウェハ収納容器２の外周端部を凹部１
１から抜き取ると、シャッタ５ａ，５ｂには、突起１２
ａ，１２ｂによる押圧がかからなくなるので、自動的に
ウェハ収納取出口２ａが閉鎖される。

【００５９】なお、処理室３にてウェハ１に所定の処理
を施している間、ウェハ収納容器２を処理室３のウェハ
搬出入口３ａへ当接させたままにしておいてもよいが、
内部のクリーン度が同程度である他の処理室間でウェハ
の搬出入を行わせていてもよい。

【００６０】本実施例を適用して、ウェハの搬出入を行
ったところ、ウェハがクリーンルームの雰囲気に接触す
ることがなく、０．２μｍ程度のパーティクルの付着量
が、ウェハ１枚あたり１０個以下に抑えられた。また、
処理室内にダストが流入することもなかった。

【００６１】実施例３ ここで、実施例１のウェハ搬送システムを適用したレジ
スト塗布／現像装置の一例について説明する。なお、こ
こでは、レジスト塗布／現像装置をステッパとも結合さ
せ、レジスト材料に対する一連の処理を全て行うことが
できる複合プロセス装置とした。

【００６２】図５に示すように、レジスト塗布／現像装
置３０は、実際にレジスト関連処理を行うレジスト処理
部１５、該レジスト処理部１５とクリーンルーム４との
間に介在される主ウェハ搬出入部１６、前記レジスト処
理部１５とステッパ１３との間に介在される装置接続部
１７から構成される閉鎖系である。

【００６３】レジスト処理部１５においては、各種レジ
スト関連処理を行う複数の処理室３がこれら処理室３に
接続する共通搬送路１４によって一体化されている。内
蔵される処理室３としては、例えばＨＭＤＳを用いてウ
ェハ１の疎水化を行うアドヒージョンユニット（Ａ
Ｄ）、レジスト材料をウェハ１に塗布するコータ（ＣＯ
ＡＴ）、プリベークのためのホットプレート（ＨＰ）、
レジスト膜厚の測定機（ＦＭ）、露光後ベーク用のホッ
トプレート（ＨＰ）、現像を行う現像ユニット（ＤＥ
Ｖ）、ポストベークのためのホットプレート（ＨＰ）、
冷却ユニット（ＣＯＬ）等がある。そして、いずれの処
理室３においても、ウェハ搬出入口は実施例１に示した
構成を有しており、また、その内部からパーティクルの
みならずアルカリ性ガスをも除去して清浄化するための
フィルターがそれぞれ設けられている。

【００６４】また、共通搬送路１４には、図示されない
容器搬送手段が配され、該容器搬送手段により、ウェハ
１を密閉収納可能なウェハ収納容器２が所望の処理室３
へと搬送される。なお、ウェハ収納容器２は、実施例１
に示した構成を有している。

【００６５】このような構成を有することにより、処理
室３間でのウェハ１の搬送が、該ウェハ１を共通搬送路
１４の雰囲気に接触させることなく行える。

【００６６】なお、前記レジスト処理部１５とステッパ
１３との間でウェハ１の搬出入は、装置接続部１７を介
して行われる。この装置接続部１７はインターフェイス
ユニット（Ｉ／Ｆ）と冷却ユニット（ＣＯＬ）とからな
り、共通搬送路１４と該Ｉ／Ｆとのウェハ１の搬出入に
も、実施例１に示したウェハ搬送システムが適用され
る。

【００６７】ところで、クリーンルーム４から上述のレ
ジスト処理部１５へのウェハ１の搬入、あるいは、上記
レジスト処理部１５からクリーンルームへのウェハ１の
搬出は、主ウェハ搬出入部１６を介して行われる。

【００６８】この主ウェハ搬出入部１６は、雰囲気の調
整を行うインターフェイスユニット（Ｉ／Ｆ）、共通搬
送路１４へのウェハ１の受渡しを行うインデクサ（ＩＮ
Ｄ）よりなる。上記インターフェイスユニット（Ｉ／
Ｆ）に設けられ、クリーンルーム４とのウェハ１の搬出
入が行われる主ウェハ搬出入口は、実施例１に示される
処理室３と同様な構成をとる。一方、クリーンルーム４
には図示しない容器搬送手段が配され、該容器搬送手段
により実施例１に示した構成を有するウェハ収納容器２
が搬送される。

【００６９】このような構成を有することにより、前工
程からレジスト塗布／現像装置３０へのウェハ１の搬
入、または、該レジスト塗布／現像装置３０から次工程
へのウェハ１の搬出が、該ウェハ１をクリーンルーム４
の雰囲気に接触させることなく行える。

【００７０】もちろん、主ウェハ搬出入部１６とレジス
ト処理部１５とウェハ１の搬送に際しても実施例１に示
されるウェハ搬送システムが適用され、インデクサ（Ｉ
ＮＤ）と共通搬送路１４に配されたウェハ収納容器２と
の間で、ウェハ１を共通搬送路１４の雰囲気に接触させ
ることなく搬出入できる。

【００７１】なお、上記共通搬送路１４に配されるウェ
ハ収納容器２は、複数存在した方が作業効率を高めるこ
とができるが、１枚のウェハ１がレジスト処理を開始し
てから終了するまで、同一のウェハ収納容器２が担当し
て搬送してもよいし、一定の処理室３間の搬送を担当す
るようにしてもよい。

【００７２】以上のようなレジスト塗布／現像装置３０
においては、ウェハ１をクリーンルーム４の雰囲気およ
び共通搬送路１４の雰囲気に接触させずに搬送でき、ま
た、処理室３内にダスト等を流入させることもないた
め、ウェハ１は常に清浄化された雰囲気下でレジスト処
理および搬送がなされる。

【００７３】実施例４ 以下、実施例３に示したレジスト塗布／現像装置３０を
用いて、化学増幅系レジスト材料に対する処理を行う方
法について説明する。

【００７４】実施例３に示したように、レジスト塗布／
現像装置３０には、実施例１に示されるウェハ搬送シス
テムが適用されているため、クリーンルーム４と主ウェ
ハ搬出入部１６とのウェハ１の搬出入、該主ウェハ搬出
入部１６とレジスト処理部１５とのウェハ１の搬出入、
該レジスト処理部１５内における共通搬送路１４と各処
理室３とのウェハ１の搬出入、該レジスト処理部１５と
装置接続部１７とのウェハ１の搬出入が、クリーンルー
ムの雰囲気および共通搬送路１４の雰囲気からウェハ１
が遮断された状態で行われた。

【００７５】以下、図６〜図８を用いて、ウェハ１に化
学増幅系レジスト材料よりなるレジストパターンが形成
される工程について説明する。先ず、ウェハ１を主ウェ
ハ搬出入部１６を介して、レジスト処理部１５における
最初の処理室３としてアドヒージョンユニット（ＡＤ）
に搬入し、該ウェハ１に対して密着促進剤としてヘキサ
メチルジシラザン（ＨＭＤＳ）を塗布した。その後、こ
のウェハ１を次の処理室３に搬送して、加熱による密着
促進剤の乾燥や、冷却を順に行った。

【００７６】なお、アドヒージョンユニット（ＡＤ）に
おいては密着促進剤の成分に起因するアルカリ性ガスが
存在している場合があるため、該アドヒージョンユニッ
ト（ＡＤ）からウェハ収納容器２へウェハ１を搬入する
に際し、このウェハ収納容器２内にもアルカリ性ガスが
取り込まれてしまうことがある。このため、このウェハ
収納容器２から、次の処理室３へウェハ１を搬出する際
には、次の処理室３に設けられたフィルタによって、ウ
ェハ収納容器２内の雰囲気も同時に清浄化した。

【００７７】その後、このウェハ１をコータ（ＣＯＡ
Ｔ）に搬送し、ポジ型３成分系の化学増幅系レジスト材
料（シップレイ社製，商品名：ＸＰ８８４３）の塗布を
行い、続いて、プリベーク用のホットプレート（ＨＰ）
に搬送し、溶媒の除去を行った。これによって、図６に
示されるように、化学増幅系レジスト材料層２３が形成
された。

【００７８】そして、このウェハ１をレジスト膜厚の測
定機（ＦＭ）へ搬送し、膜厚を測定してから、装置接続
部１７における冷却ユニット（ＣＯＬ）およびインター
フェイスユニット（Ｉ／Ｆ）を介して、ステッパ１３へ
と搬送した。該ステッパ１３においては、ウェハ１に対
して所定の選択露光を行った。

【００７９】その後、このウェハ１を上記装置接続部１
７を介してレジスト処理部１５における露光後ベーク用
のホットプレート（ＨＰ）へと搬送し、露光によって化
学増幅系レジスト材料層３に発生した酸を拡散させた。
これにより、図７に示されるように、未露光部２３ｂで
はレジスト反応が起こっていないが、露光部２３ａでは
光によって発生した酸が拡散して、現像液に対する溶解
性が高まった状態となった。

【００８０】さらに、このウェハ１は、冷却ユニット
（ＣＯＬ）に搬送されて冷却され、現像ユニット（ＤＥ
Ｖ）に搬送されるが、露光によって酸が発生してから、
現像がなされるまでの間に、化学増幅系レジスト材料層
３がアルカリ性ガスに接触することがないように、ステ
ッパ１３から現像ユニット（ＤＥＶ）に搬送されるまで
の経路からアルカリ性ガスを十分に除去しておく必要が
ある。このため、ステッパ１３、装置接続部１７におけ
るインターフェイスユニット（Ｉ／Ｆ）や冷却ユニット
（ＣＯＬ）、レジスト処理部１５における露光後ベーク
用のホットプレート（ＨＰ）や冷却ユニット（ＣＯＬ）
内と共に、これらとの間でウェハ１の搬出入がなされる
ウェハ収納容器２内も十分に清浄化した状態でウェハ１
に対する処理を行った。

【００８１】そして、現像ユニット（ＤＥＶ）において
は、ウェハ１に対して、東京応化工業社製，商品名ＮＭ
Ｄ−Ｗ（テトラメチルアンモニウムヒドロキシド２．３
８％含有）を現像液として現像処理を行った。これによ
り、図８に示されるように、露光部２３ａが溶解除去さ
れて、所望のレジストパータンが形成された。

【００８２】続いて、このウェハ１をポストベーク用の
ホットプレート（ＨＰ）へと搬送して加熱を行い、冷却
ユニット（ＣＯＬ）にて冷却することによって、レジス
トパターンを安定化させた。

【００８３】この結果、本実施例によって形成されたレ
ジストパターンには、Ｔ−トップが形成されることな
く、０．３５μｍ±０．０２３μｍなる線幅均一性が得
られた。また、０．２μｍ程度のパーティクルの付着量
もウェハ１枚当り１０個以下に抑えられていた。

【００８４】以上、本発明を適用したウェハ搬送システ
ム、それを用いたレジスト塗布／現像装置、このレジス
ト塗布／現像装置を用いたレジスト関連処理の方法につ
いて説明したが、これらは上述した実施例に限定される
ものではない。

【００８５】例えば、ウェハ搬送システムにおいて、ウ
ェハ収納容器２を複数のウェハを載置可能なものとして
もよい。即ち、実施例１および実施例２に示されるウェ
ハ収納容器２は、そのウェハ収納部２ｂに複数のウェハ
１を載置できるようになされ、一度に複数のウェハ１が
搬送され、ウェハ収納容器２のウェハ収納取出口２ａを
処理室３のウェハ搬出入口３ａに当接させて、シャッタ
５および処理室開閉扉８を開放する。処理室３が枚葉式
であれば、ウェハ１を１枚ずつ処理室３内へ搬入して所
定の処理を施し、処理が終わったらウェハ収納容器２へ
搬出する、といった操作を繰り返す。または、処理室３
がバッチ式であれば、全てのウェハ１を処理室３内に一
度に搬入してバッチ処理を行い、処理が終了したら、全
てのウェハ１をウェハ収納容器２へと搬出すればよい。
なお、この基板搬送システムを適用して所定の処理を行
ったところ、０．２μｍ程度のパーティクルの付着量も
ウェハ１枚当り１０個以下に抑えられた。

【００８６】さらに、ウェハ搬送システムにおいては、
ウェハ収納容器２を当接させる動作と同時にシャッタ開
放の動作を行ったり、搬送アーム９を突出させる動作と
同時にシャッタ開放の動作を行ったりするのではなく、
単にシャッタ開放の動作のみを行うシャッタ開放アーム
を設け、これにより、シャッタ開放を行ってもよい。即
ち、ウェハ収納容器２を処理室３に当接し、処理室開閉
扉８を開放したら、シャッタ開放アームを突出させてシ
ャッタ開放を行い、その後、搬送アーム９を突出させて
ウェハ１の搬出入を行えばよい。なお、この基板搬送シ
ステムを適用して所定の処理を行っても、０．２μｍ程
度のパーティクルの付着量もウェハ１枚当り１０個以下
に抑えられた。

【００８７】さらには、処理室３の処理室開閉扉８を、
ウェハ収納容器２のように搬送アーム９による押圧によ
って開放可能な構成とし、搬送アーム９の突出動作によ
り、処理室開閉扉８の開放動作も同時に行えるようにす
ることも考えられる。また、実施例２に示されるウェハ
収納容器２のシャッタ５ａ，５ｂが処理室３のウェハ搬
出入口付近に設けられた突起１２ａ，１２ｂにより押圧
されるウェハ搬送システムにおいて、１枚のシャッタに
よってウェハ収納取出口２ａを閉鎖できるものとしても
よい。

【００８８】また、レジスト塗布／現像装置３０には、
実施例１のウェハ搬送システムを適用したが、もちろん
実施例２を適用してもよい。さらに、主ウェハ搬出入部
１６、レジスト処理部１５、装置接続部１７における各
構成も適宜変更可能であり、例えば、レジスト処理部１
５における処理室の数や配置、各処理室内の構成は何ら
限定されない。さらに、使用するレジスト材料として
も、ポジ型３成分系の化学増幅系レジスト材料に限られ
ず、例えば、ポジ型２成分系の化学増幅系レジスト材
料、ネガ型３成分系の化学増幅系レジスト材料に適用し
てもよいし、従来公知のノボラック系ポジ型フォトレジ
ストに適用してもよい。

【００８９】

【発明の効果】以上の説明から明かなように、本発明に
係る基板搬送システムは、構成が単純で、コストがかか
らず、且つ、基板の搬出入が迅速に且つ効率よく行え
る。また、この基板搬送システムを適用すると、処理室
と基板収納容器との間における基板の搬出入が、外部の
雰囲気から遮断された状態にて行えるので、基板へのパ
ーティクルの付着が防止できると共に、処理室内へのダ
ストの流入を防止することができる。また、基板の搬出
入に際して、処理室外部の雰囲気の影響を受けないた
め、処理室の外部を超クリーンゾーンとする必要がな
く、超クリーンルームの面積を低減でき、クリーンルー
ムの維持費を大幅に削減することが可能となる。

【００９０】そして、このような基板搬送システムを、
レジスト塗布／現像装置に適用すれば、前工程が行われ
た処理装置から上記レジスト塗布／現像装置へ基板を搬
入するに際し、あるいは、共通搬送路と複数の処理室の
各々との間で基板の搬出入を行うに際し、基板をクリー
ンルームの雰囲気および共通搬送路の雰囲気から遮断さ
れた状態で搬送できる。

【００９１】このため、レジスト処理工程における基板
へのパーティクルの付着が抑制できる。また、化学増幅
系レジスト材料を用いても、基板へのアルカリ性ガスの
接触が抑制できるため、クリーンルームや共通搬送路に
大規模なアルカリ性ガスの除去機構を設けずとも、安定
したレジストパターンを形成することができる。そし
て、これにより、エキシマレーザ・リソグラフィによる
パターン形成の信頼性を大幅に向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係るウェハ搬送システムにおいて、ウ
ェハ収納容器が処理室に当接する直前の状態を示す模式
的断面図である。

【図２】図１のウェハ搬送システムにおいて、ウェハ収
納容器を処理室に当接させ、ウェハ収納容器内のウェハ
を処理室へ搬入しようとしている状態を示す模式的断面
図である。

【図３】他の実施例に係るウェハ搬送システムにおい
て、ウェハ収納容器が処理室に当接する直前の状態を示
す模式的断面図である。

【図４】図３のウェハ搬送システムにおいて、ウェハ収
納容器を処理室に当接させ、ウェハ収納容器内のウェハ
を処理室へ搬入しようとしている状態を示す模式的断面
図である。

【図５】実施例に係るレジスト塗布／現像装置の概要を
示す模式図である。

【図６】実施例に係るレジスト塗布／現像装置を用い
て、被エッチング材料層上に化学増幅系レジスト材料層
を塗布形成した状態を示す模式的断面図である。

【図７】図６の化学増幅系レジスト材料層に選択露光を
施し、露光部に発生した酸が拡散した状態を示す模式的
断面図である。

【図８】図７のウェハに対して、現像処理を施し、所定
のレジストパターンが形成された状態を示す模式的断面
図である。

【図９】従来のレジスト塗布／現像装置を用いて、被エ
ッチング材料層上に化学増幅系レジスト材料層を塗布し
た状態を示す模式的断面図である。

【図１０】図９の化学増幅系レジスト材料層に選択露光
を施し、露光部に発生した酸が拡散しているが、その表
層部に難溶化層が形成されている状態を示す模式的断面
図である。

【図１１】図１０のウェハに対して、現像処理を施し、
Ｔ−トップが形成された状態を示す模式的断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ウェハ ２ ウェハ収納容器 ３ 処理室 ４ 外系 ５ シャッタ ６ 弾性部材 ７ シャッタ止め ８ 処理室開閉扉 ９ 搬送アーム １１ 凹部 １２ 突起 １３ ステッパ １４ 共通搬送路 １０，２０ ウェハ搬送システム ３０ レジスト塗布／現像装置

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を収納する基板収納容器と、 前記基板に対して所定の処理を行う処理室と、 前記処理室に対して基板の搬出入を行うために前記基板
   収納容器を搬送する容器搬送手段とを備え、 前記基板収納容器は、その基板収納取出口に非押圧状態
   にて閉鎖、押圧状態にて開放されるシャッタを備え、 前記処理室は、その基板搬出入口にて前記シャッタを押
   圧してこれを開放することが可能なシャッタ開放部材を
   備えてなることを特徴とする基板搬送システム。
2. 【請求項２】 前記シャッタは一端が前記基板収納容器
   の基板収納取出口に固定された状態で弾性部材により付
   勢され、非押圧状態にて自動的に閉鎖するようになされ
   ていることを特徴とする請求項１記載の基板搬送システ
   ム。
3. 【請求項３】 前記シャッタ開放部材は前記基板搬出入
   口の外周縁部に設けられる突起であることを特徴とする
   請求項１または請求項２記載の基板搬送システム。
4. 【請求項４】 前記シャッタ開放部材は前記基板搬出入
   口から突出される搬送アームであることを特徴とする請
   求項１ないし請求項３に記載の基板搬送システム。
5. 【請求項５】 複数の処理室とこれら複数の処理に接続
   する共通搬送路とを有してなるレジスト塗布／現像装置
   において、 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の基板搬
   送システムを、前記共通搬送路と前記複数の処理室の各
   々との間に備えてなるレジスト塗布／現像装置。
6. 【請求項６】 前記共通搬送路および前記複数の処理室
   はクリーンルーム雰囲気から独立した閉鎖系であり、該
   閉鎖系内と該クリーンルームとの間で基板の搬出入を行
   う主基板搬出入口にも請求項１ないし請求項４のいずれ
   か１項に記載の基板搬送システムが備えられてなること
   を特徴とする請求項５記載のレジスト塗布／現像装置。
7. 【請求項７】 請求項５記載のレジスト塗布／現像装置
   を用い、前記共通搬送路と所定の処理室との間で基板の
   搬出入を行うに際し、 前記基板収納容器を前記共通搬送路に沿って搬送して該
   基板収納容器の基板収納取出口を所定の処理室の基板搬
   出入口に当接し、該基板収納容器のシャッタを該処理室
   のシャッタ開放部材により押圧して開放することを特徴
   とするレジスト塗布／現像装置の使用方法。
8. 【請求項８】 請求項６記載のレジスト塗布／現像装置
   を用い、前記クリーンルームと前記閉鎖系との間で基板
   の搬出入を行うに際し、 前記基板収納容器を前記クリーンルーム内にて搬送して
   該基板収納容器の基板収納取出口を該閉鎖系の主基板搬
   出入口に当接し、該基板収納容器のシャッタを該閉鎖系
   のシャッタ開放部材により押圧して開放することを特徴
   とするレジスト塗布／現像装置の使用方法。
9. 【請求項９】 前記処理室では、化学増幅系レジスト材
   料に対する処理を行うことを特徴とする請求項７または
   請求項８記載のレジスト塗布／現像装置の使用方法。