KR100630511B1 - 기판처리장치 - Google Patents

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KR100630511B1
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셈바노리오
가나가와고조
우에다잇세이
아키모토마사미
오이가즈히코
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동경 엘렉트론 주식회사
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Abstract

외부로부터 받아들인 외기를 냉각기에서 소정의 온도로 냉각하고, 냉각기에서 냉각된 공기를 열교환기의 저온측 유로에 흐르게 하는 한편, 열교환기의 고온측 유로에 외기를 흐르게 하여, 냉각된 공기와 외기와의 사이에서 열교환이 행하여지도록 한다. 이 열교환기의 저온측 유로를 흐르고, 고온측 유로를 흐르는 외기에 의해 데워진 공기를 가온기 또는 가습기에 의해 가온·가습하여 소정의 온도 및 습도의 공기를 도포처리유니트로 공급한다. 또, 열교환기의 고온측 유로를 흐르고, 저온측 유로를 흐르는 공기에 의해 냉각된 외기를 가온기에 의해 가온하여 소정 온도의 공기를 현상처리유니트에 공급한다. 이에 의해, 도포처리유니트 및 현상처리유니트에 공급하는 공기의 온도라든가 습도를 조정하기 위한 장치의 소형화 및 소비 전력등의 가동 비용의 절감을 꾀할 수 있다.

Description

기판처리장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
도 1은, 본 발명이 적용되는 반도체 웨이퍼 도포현상처리시스템의 전체 구성을 나타내는 평면도이다.
도 2는, 본 발명이 적용되는 반도체 웨이퍼 도포현상처리시스템의 전체 구성을 나타내는 정면도이다.
도 3은, 본 발명이 적용되는 반도체 웨이퍼 도포현상처리시스템의 전체 구성을 나타내는 배면도이다.
도 4는, 제 1 실시형태에 있어서의 도포처리유니트(COT) 및 현상처리유니트 (DEV)와, 이들에 공급되는 공기의 온도습도제어장치와의 위치관계를 나타내는 모식도이다.
도 5는, 제 1 실시형태에 있어서의 도포처리유니트(COT) 및 현상처리유니트 (DEV)에 공급되는 공기의 온도·습도제어장치를 나타내는 구성도이다.
도 6은, 제 2 실시형태에 있어서의 도포처리유니트(COT) 및 현상처리유니트 (DEV)에 공급되는 공기의 온도·습도제어장치에 사용되는 열교환기의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 7은, 제 3 실시형태에 있어서의 도포처리유니트(COT) 및 현상처리유니트 (DEV)에 공급되는 공기의 온도·습도제어장치의 다른 예를 나타내는 구성도이다.
도 8은, 제 4 실시형태에 있어서의 도포처리유니트(COT) 및 현상처리유니트 (DEV)와, 이들에 공급되는 공기의 온도·습도제어장치와의 위치관계를 나타내는 모식도이다.
도 9는, 제 4 실시형태에 있어서의 도포처리유니트(COT) 및 현상처리유니트 (DEV)에 공급되는 공기의 온도·습도제어장치를 나타내는 구성도이다.
도 10은, 제 5 실시형태에 있어서의 도포처리유니트(COT) 및 현상처리유니트 (DEV)에 공급되는 공기의 온도·습도제어장치를 나타내는 구성도이다.
도 11은, 본 발명이 적용되는 반도체 웨이퍼 도포현상처리시스템의 레지스트 도포처리유니트(COT)를 나타내는 개략단면도이다.
도 12는, 본 발명이 적용되는 반도체 웨이퍼 도포현상처리시스템의 레지스트 도포처리유니트(COT)를 나타내는 개략평면도이다.
도 13은, 제 6 실시형태에 사용되는 온도습도제어기구를 나타내는 단면도이다.
도 14는, 제 7 실시형태에 사용되는 온도·습도제어기구를 나타내는 단면도이다.
도 15는, 제 8 실시형태에 사용되는 온도·습도제어기구를 나타내는 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
50 : 온도·습도제어장치 51,52 : 공급관로
53,54 : 분출구 61 : 냉각기
62 : 열교환기 63 : 가온기(加溫器)
64 : 가습기 66 : 가온기
COT : 도포처리유니트 DEV : 현상처리유니트
W : 반도체 웨이퍼(기판)
본 발명은, 반도체 웨이퍼등의 기판에 도포·현상처리를 행하여 반도체등을 제조하는 기판처리장치에 관한 것으로서, 구체적으로는, 레지스트 도포처리유니트와 현상처리유니트에 공급하는 공기의 온도라든가 습도를 제어할 수 있는 기판처리장치에 관한 것이다.
예를들어 반도체 디바이스의 제조 프로세스에 있어서는, 피처리기판인 반도체 웨이퍼에 포토레지스트(photo-resist)액을 도포하고, 포토리소그래피 (photolithography)기술을 사용하여 회로 패턴등을 축소하여 포토레지스트막을 노광(exposure)하고, 이것을 현상처리하는 일련의 처리공정이 있다. 이 처리공정은, 반도체 웨이퍼 디바이스의 고집적화에 있어서 매우 중요한 프로세스이다.
이와 같은 처리공정에 있어서는, 세정처리된 반도체 웨이퍼에 대하여, 먼저 어드히젼(adhesion) 처리유니트에서 소수화처리가 행하여지고, 냉각처리유니트에서 냉각된 후, 레지스트 도포처리유니트에서 포토레지스트막이 도포형성된다. 이 포토레지스트막이 형성된 반도체 웨이퍼에 대하여, 핫플레이트 유니트에서 프리베이크(pre-bake)처리를 행한 후, 냉각처리유니트에서 냉각하고, 노광장치에서 소정의 패턴의 노광된다. 계속하여 노광 후의 반도체 웨이퍼에 대하여 포스트엑스포져베이크(post exposure bake)처리를 실시한 후, 냉각처리유니트에서 냉각하고, 현상처리유니트에서 현상액을 도포하여 노광패턴을 현상한다. 그리고, 제일 나중에 핫플레이트유니트에서 포스트베이크(post bake)처리가 행하여진다.
이와 같은 일련의 처리공정 중에서, 노광처리를 제외한 공정은, 이들의 처리유니트를 일체적으로 집약시킨 레지스트 도포·현상처리시템에 의해 행하여진다.
그러나, 상술한 레지스트 도포처리유니트에서는, 레지스트액을 도포한 후에 형성되는 레지스트막의 도포정밀도등에 미치는 온도 및 습도의 영향이 크기 때문에, 이 도포처리유니트 컵 내의 공기의 온도 및 습도를 고정밀도로 관리할 필요가 있다.
또, 현상유니트에서는, 선폭(線幅)의 정밀도는 현상액의 온도에 크게 영향을 받기 때문에, 현상처리유니트의 컵 내부 공기의 온도를 고정밀도로 관리할 필요가 있다.
이러한 이유로 종래에서는, 도포처리유니트와 현상처리유니트의 컵 내에, 온도 및 습도가 소정치로 엄밀히 관리된 공기를 공급하여, 이들의 온도 및 습도의 관 리를 일체적으로 행하고 있었다.
이 때에 사용되는 온도습도제어장치에서는, 레지스트 도포·현상처리시스템의 외기(예를들어, 온도 23℃, 상대습도 45%)가 냉각기로 끌어들어져, 노점온도(露点溫度) 이하(예를들어 7℃, 95∼100%)로 냉각되고, 다음에는 가온기에 의해 소정온도(예를들어 23℃)로 데워지고, 그 후 가습기에 의해 소정 온도·습도(예를들어, 23℃, 40℃∼50%)로 조정된다. 그 후, 이와 같이 조정된 공기가 각각 도포처리유니트(COT)와 현상처리유니트(DEV)로 공급된다.
이와 같이, 외기가 일단 냉각기에 의해 냉각된 후, 가온기에서 가온되고, 가습기에 의해 가습되어, 온도 및 습도가 조정되는 것은, 도포처리유니트(COT)에 공급되는 공기의 온도 및 습도를 조정할 필요가 있기 때문이다.
즉, 냉각기에 의해 외기를 일단 노점온도 이하로 냉각함으로써, 공기의 상대습도는 거의 100%로 되지만, 결로(結露)시킴으로써 공기 중에 포함되는 수분을 제거(제습)하여, 공기의 단위체적 중에 포함되는 수분의 절대량을 감소시키고, 그 후 가온기에 의해 공기를 소정의 온도로 데우고 가습기에 의해 소정의 습도로 가습시킨다.
따라서, 끌어들인 공기 전부를 일단 냉각한 후에 가열하지 않으면 안되고, 소비 전력등의 가동 비용이 높아진다고 하는 과제가 있다.
또, 상술한 바와 같이, 온도 및 습도를 제어하여도, 도포처리유니트에 도달하기까지의 동안에 공기의 온도가 변동하여 버릴 우려가 있다고 하는 과제도 있다. 또, 도포처리유니트에 공급하는 공기의 온도 및 습도를 제어하기 위하여는, 상술한 바와 같은 냉각기, 가온기 및 가습기등의 설비가 필요하지만, 이와 같은 설비를 극력히 간소화하여 소비 전력등의 가동비용을 억제하고 싶다고 하는 요망도 있다.
본 발명은 관련된 과제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 도포처리유니트 및 현상처리유니트로 공급하는 공기의 온도라든가 습도를 조정하기 위한 장치에 있어서의 소비 전력등의 가동 비용의 절감을 꾀할 수 있는 기판처리장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 온도·습도를 고정도로 관리한 공기를 처리유니트에 공급할 수 있는 기판처리장치를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1의 관점에 의하면, 기판에 레지스트액을 도포하는 도포처리유니트와, 도포된 레지스트막을 노광한 후의 기판에 현상처리를 행하는 현상처리유니트와, 외부로부터 도입된 외기를 소정온도로 냉각시키는 냉각부와, 냉각부에서 냉각된 공기를 흐르게 하는 저온측 유로 및 외기를 흐르게 하는 고온측 유로를 갖추고, 냉각된 공기와 외기와의 사이에서 열교환을 행하게 하는 열교환기와, 열교환기의 저온측 유로를 흐르고, 고온측 유로를 흐르는 외기에 의해 데워진 공기를 가온·가습하여 소정의 온도 및 습도의 공기를 상기 도포처리유니트에 공급하는 가온·가습부와, 열교환기의 고온측 유로를 흐르고, 저온측 유로를 흐르는 공기에 의해 냉각된 외기를 가온하여 소정 온도의 공기를 상기 현상처리유니트에 공급하는 가온부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치가 제공된다.
이와 같은 구성에 의하면, 공급되는 공기의 온도 및 습도를 조정할 필요가 있는 도포처리유니트에는, 냉각기에 의해 일단 냉각되고 열교환기에 의해 데워진 후에 가온·가습기에 의해 온도와 습도가 조정된 공기가 공급된다. 한편, 공기의 온도 조정만이 필요하고 습도의 조정이 불필요한 현상처리유니트에는, 냉각기에 의해 일단 냉각되는 일 없이 열교환기에 의해 약간 온도가 저하된 후 가온기에 의해 온도가 조정된 공기가 공급된다. 따라서, 냉각기에 의해 냉각되는 것은 도포처리유니트로 공급되는 공기뿐이고 현상처리유니트로 공급되는 공기는 냉각되지 않기 때문에, 냉각시켜야 하는 공기의 양을 종래보다도 적게할 수 있다. 예를들어, 도포처리유니트 및 현상처리유니트가 같은 수로 존재하는 경우에, 냉각시켜야 하는 공기의 양을 종래의 반으로 할 수 있다. 이와 같이, 현상유니트는 반드시 습도의 관리를 필요로 하지 않는 점에 착안하여, 도포처리유니트에 공급하는 공기와, 현상처리유니트에 공급하는 공기를 최초로부터 분리하여, 습도관리가 필요한 도포처리유니트에 공급하는 공기만을 냉각장치에서 냉각시키고, 또 냉각기를 거친 후의 공기는 현상처리유니트로 공급되는 외기에 의해 가온되는 구조로 하여, 냉각을 위한 구조의 소형화 및 소비 전력등의 가동 비용의 절감을 꾀할 수 있다.
본 발명의 제 2 관점에 의하면, 기판을 처리하는 제 1 처리유니트와, 기판을 처리하는 제 2 처리유니트와 외부로부터 도입된 외기를 소정 온도로 냉각시키는 냉각부와, 냉각부에서 냉각된 공기를 흐르게 하는 저온측 유로 및 외기를 흐르게 하는 고온측 유로를 갖추고, 냉각된 공기와 외기와의 사이에서 열교환을 행하게 하는 열교환부와, 열교환기의 저온측 유로를 흐르고, 고온측 유로를 흐르는 외기에 의해 데워진 공기를 가온·가습하여 소정의 온도 및 습도의 공기를 제 1 처리유니트에 공급하는 가온·가습부와, 열교환기의 고온측 유로를 흐르고, 저온측 유로를 흐르는 공기에 의해 냉각된 외기를 가온하여 소정 온도의 공기를 제 2 처리유니트에 공급하는 가온부를 구비하는 기판처리장치가 제공된다.
이와 같은 구성에 의하면, 공급되는 공기의 온도 및 습도를 조정할 필요가 있는 제 1 처리유니트에는, 냉각기에 의해 일단 냉각되고 열교환기에 의해 데워진 후에 가온·가습기에 의해 온도와 습도가 조정된 공기가 공급된다. 한편, 공기의 온도 조정만이 필요하고 습도의 조정이 불필요한 제 2 처리유니트에는, 냉각기에 의해 일단 냉각되는 일 없이 열교환기에 의해 약간 온도가 저하된 후, 가온기에 의해 온도가 조정된 공기가 공급된다. 따라서, 냉각기에 의해 냉각되는 것은 제 1 처리유니트로 공급되는 공기뿐이고 제 2 처리유니트로 공급되는 공기는 냉각되지 않기 때문에, 냉각시켜야 하는 공기의 양을 종래보다도 적게할 수 있다. 예를들어, 제 1 처리유니트 및 제 2 처리유니트가 같은 수로 존재하는 경우에는, 냉각시켜야 하는 공기의 양을 종래의 반으로 할 수 있다. 따라서, 냉각을 위한 구조의 소형화 및 소비전력등의 가동 비용의 절감을 꾀할 수 있다.
본 발명의 제 3 관점에 의하면, 기판을 처리하는 제 1 처리유니트와, 기판을 처리하는 제 2 처리유니트와, 제 1 처리유니트로부터 배기된 공기를 소정 온도로 냉각시키는 냉각부와, 냉각부에서 냉각된 공기를 흐르게 하는 저온측 유로 및 제 2 처리유니트로부터 배기된 공기를 흐르게 하는 고온측 유로를 갖추고, 냉각된 공기 와 제 2 처리유니트로부터 배기된 공기와의 사이에서 열교환을 행하게 하는 열교환기와, 열교환기의 저온측 유로를 흐르고, 고온측 유로를 흐르는 제 2 처리유니트로부터 배기된 공기에 의해 데워진 공기를 가온·가습하여 소정의 온도 및 습도의 공기를 제 1 처리유니트에 공급하는 가온·가습부와, 열교환기의 고온측 유로를 흐르고, 저온측 유로를 흐르는 공기에 의해 냉각된 제 2 처리유니트로부터 배기된 공기를 가온하여 소정 온도의 공기를 제 2 처리유니트에 공급하는 가온부를 구비하는 기판처리장치가 제공된다.
이와 같은 구성에 의하면, 공급하는 공기의 온도 및 습도를 조정할 필요가 있는 제 1 처리유니트에는, 냉각기에 의해 일단 냉각되고 열교환기에 의해 데워진 후에, 가온·가습기에 의해 온도와 습도가 조정된 공기가 공급된다. 한편, 공기의 온도 조정만이 필요하고 습도의 조정이 불필요한 제 2 처리유니트에는, 냉각기에 의해 일단 냉각되는 일 없이 열교환기에 의해 약간 온도가 저하된 후 가온기에 의해 온도가 조정된 공기가 공급된다. 따라서, 냉각기에 의해 냉각되는 것은 제 1 처리유니트로 공급되는 공기뿐이고 제 2 처리유니트로 공급되는 공기는 냉각되지 않기 때문에, 냉각시켜야 하는 공기의 양을 종래보다도 적게할 수 있다. 따라서, 냉각을 위한 구조의 소형화 및 소비 전력등의 가동 비용의 절감을 꾀할 수 있다. 또, 제 1 처리유니트 및 제 2 처리유니트의 각각에 공급되는 공기는, 제 1 처리유니트 및 제 2 처리유니트의 각각으로부터 배기되는 공기를 재이용하고 있다. 이 때문에, 배기되는 공기의 온도라든가 습도는, 공급되는 공기의 온도조건 및 습도조건에 가까운 값을 가지고 있기 때문에, 배기된 공기가 원하는 온도 및 습도로 되도 록 조정하기 위하여 필요한 에너지를 더욱 억제할 수 있다.
본 발명의 제 4 관점에 의하면, 기판에 소정의 처리를 행하는 처리유니트와, 외기를 끌어들이고, 끌어들인 외기를 미리 설정된 처리유니트에 있어서의 공기의 온도보다 낮은 온도로 제어함과 동시에, 소정 습도로 제어하는 제어유니트와, 처리유니트 내부 또는 그 근방에 설치되어, 제어유니트에서 온도 및 습도가 제어된 공기를 소정 온도로 가온하여, 소정 온도 및 소정 습도의 공기를 처리유니트 내로 공급하는 가온유니트를 구비하는 기판처리장치가 제공된다.
이와 같은 구성에 의하면, 제어유니트가 외기를 미리 설정된 처리유니트에 있어서의 공기의 온도보다 낮은 온도로 제어함과 동시에, 소정 습도로 제어하고, 처리유니트 내부 또는 그 근방에 설치된 가온유니트에 의해 공급된 공기를 소정의 온도로 가온하기 때문에, 제어유니트로부터 처리유니트에 공기를 공급하기까지의 동안에 공기의 온도가 약간 변화하여도, 가온유니트에 의해 최종적인 온도의 미조정을 행할 수 있다. 이 때문에, 온도·습도가 고정밀도로 제어된 공기를 처리유니트로 공급할 수 있다. 또, 제어유니트에서는, 미리 설정된 처리유니트에 있어서의 공기의 온도보다 낮은 온도로까지 가열하면 되기 때문에, 제어유니트의 가온열용량을 작게할 수 있다.
본 발명의 제 5 관점에 의하면, 기판에 소정의 처리를 행하는 처리유니트와, 외기를 끌어들이고 끌어들인 외기를 일단 냉각한 뒤 소정 습도로 제어하는 제어유니트와, 그 안을 흐르는 공기가 외기와 열교환이 가능하도록 구성되고, 제어유니트에서 습도 제어된 공기를, 처리유니트를 향하여 공급하는 공기공급관로와, 공기공 급관로에 접속됨과 동시에 처리유니트 내부 또는 그 근방에 설치되어, 제어유니트에 의해 습도가 제어된 공기를 소정 온도로 가온하여 처리유니트에 공급하는 가온유니트를 구비하고, 공기공급관로는 외기와 열교환하여 상기 제어유니트로부터 상기 가온유니트로 공급되는 공기의 온도를 상승시키는 기판처리장치가 제공된다.
이와 같은 구성에 의하면, 제어유니트에 의해, 끌어들인 외기를 일단 냉각하고 난 다음에 소정 습도로 제어한 뒤, 그 공기가 외기와 열교환이 가능하도록 구성된 공기공급관로를 흐르는 동안에, 흐르고 있는 공기에 외기의 열이 공급되어, 일단 냉각된 다음에 소정 습도로 제어된 온도가 낮은 공기의 온도를 상승시킬 수 있기 때문에, 공기를 소정 온도로 가온할 때에 필요한 에너지를 적게할 수 있음과 동시에, 종래부터 존재하고 있던 제어유니트에 있어서의 가온설비를 생락할 수 있어, 설비의 간략화 및 소비 전력등의 가동비용의 절감을 꾀할 수 있다. 또, 공기공급관로에서 거칠게(roughly) 가온된 공기를 처리유니트 근방에 설치된 가온유니트에 의해 가온하여, 최종적인 온도의 미조정을 행하기 때문에, 온도라든가 습도를 고정밀도로 괸리한 공기를 처리유니트에 공급할 수 있다.
본 발명의 제 6 관점에 의하면, 기판에 소정의 처리를 행하는 처리유니트와, 외기를 끌어들이고, 끌어들인 외기를 일단 냉각한 뒤 소정 습도로 제어하는 제어유니트와, 제어유니트에 외기를 도입하는 외기도입관로와, 제어유니트에서 제어된 공기를, 처리유니트를 향하여 공급하는 공기공급관로와, 공기공급관로에 접속됨과 동시에 처리유니트 내부 또는 그 근방에 설치되어, 제어유니트에 의해 습도가 제어된 공기를 소정 온도로 가온하여 처리유니트에 공급하는 가온유니트를 구비하고, 외기 도입관로와 상기 공기공급관로는 적어도 일부가 서로 열교환이 가능하도록 배치되는 기판처리장치가 제공된다.
이와 같은 구성에 의하면, 외기도입관로와 공기공급관로는 적어도 일부가 서로 열교환이 가능하도록 배치되기 때문에, 제어유니트에 의해, 끌어들인 외기를 일단 냉각하고 난 다음에 소정 습도로 제어한 뒤, 이와 같이 습도가 제어된 공기가 공기공급관로를 흐르는 동안에, 외기도입관로를 흐르고 있는 외기로부터 열이 공급되어, 일단 냉각된 다음에 소정 습도로 제어된 온도가 낮은 공기의 온도를 상승시킴과 동시에, 외기도입관로를 흐르고 있는 외기는 역으로 공기공급관로를 흐르는 공기의 열을 빼앗겨, 제어유니트에 공급되는 외기의 온도를 저하시킬 수 있다. 따라서, 습도제어 후에 공기를 소정 온도로 가온할 때에 필요한 에너지를 적게할 수 있음과 동시에, 종래부터 존재하고 있던 제어유니트에 있어서의 가온설비를 생략할 수 있고, 또 제어유니트에 있어서 외기 냉각을 위한 에너지를 적게할 수 있기 때문에, 설비의 간력화 및 소비 전력등의 가동비용의 절감을 꾀할 수 있다. 또, 공기공급관로에서 거칠게 가온된 공기를 처리유니트 근방에 설치된 가온유니트에 의해 가온하여, 최종적인 온도의 미조정을 행하기 때문에, 온도라든가 습도를 고정도로 관리한 공기를 처리유니트에 공급할 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 제 1의 실시형태에 관하여 상세히 설명한다.
도 1은, 본 발명의 실시에 사용되는 레지스트 도포·현상 처리시스템을 나타내는 개략평면도, 도 2는 정면도, 도 3은 배면도이다.
이 레지스트 도포·현상 처리시스템(1)은, 반송 시스템인 카세트 처리스테이션(10)과, 복수의 처리유니트를 갖추는 처리스테이션(11)과, 처리스테이션(11)에 인접하여 설치되는 노광장치(도시 않됨)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 주고받기 위한 인터페이스부(12)를 구비하고 있다.
상기 카세트 스테이션(10)은, 피처리체로서의 반도체 웨이퍼{이하, 간단히 웨이퍼(W)로 칭함}를 복수, 예를들어 25매의 단위로 웨이퍼 카세트(CR)에 탑재된 상태로 다른 시스템으로부터 이 시스템으로 반입 또는 이 시스템으로부터 다른 시스템으로 반출하거나, 웨이퍼 카세트(CR)와 처리시스템(11)과의 사이에서 웨이퍼 (W)의 반송을 행하기 위한 것이다.
이 카세트 스테이션(10)에는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 카세트 재치대(20)상에 도면에서의 X방향을 따라 복수(도면에서는 4개)의 위치결정돌기(20a)가 형성되어 있고, 이 돌기(20a)의 위치에 웨이퍼 카세트(CR)가 각각의 웨이퍼 출입구를 처리스테이션(11)측으로 향하게 하여 일렬로 재치가 가능하도록 되어 있다. 웨이퍼 카세트(CR)에 있어서는 웨이퍼(W)가 수직방향(Z방향)으로 배열되어 있다. 또 카세트 스테이션(10)은, 웨이퍼 카세트 재치대(20)와 처리스테이션(11)과의 사이에 위치하는 웨이퍼 반송기구(21)를 갖추고 있다. 이 웨이퍼 반송기구(21)는, 카세트 배열방향(X방향) 및 카세트 안에 수용된 웨이퍼(W)의 웨이퍼 배열방향(Z방향)으로 이동이 가능한 웨이퍼 반송용 아암(21a)을 갖추고 있고, 이 반송아암(21a)에 의해 어느 하나의 웨이퍼 카세트(CR)에 대하여 선택적으로 진입이 가능하도록 되어 있다. 또 웨이퍼 반송용 아암(21a)은, θ방향으로도 회전이 가능하도록 구성되어 있고, 후술하는 처리스테이션(11)측의 제 3 처리부(G3)에 속하는 얼라인먼트 (alignment)유니트(ALIM) 및 엑스텐션(extension)유니트(EXT)에 대하여도 진입이 가능하도록 구성되어 있다.
상기 처리스테이션(11)은, 웨이퍼(W)에 대하여 도포·현상을 행할 때에 있어서 일련의 공정을 실시하기 위한 복수의 처리유니트를 갖추고, 이들이 소정 위치에 다단으로 배치되어 있고, 이들에 의해 웨이퍼(W)가 한장씩 처리된다. 이 처리스테이션(11)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 중심부에 반송로(22a)를 갖추고, 이 안에 웨이퍼 반송기구(22)가 설치되고, 웨이퍼 반송로(22a)의 주위에 모든 처리유니트가 배치되어 있다. 이들 복수의 처리유니트는, 복수의 처리부로 나뉘어져 있고, 각 처리부는 복수의 처리유니트가 연직방향을 따라 다단으로 배치되어 있다.
주 웨이퍼반송기구(22)는 도 3에 나타난 바와 같이, 통상지지체(49)의 내측에, 웨이퍼 반송장치(46)가 상하방향(Z방향)으로 승강이 자유롭도록 장치되어 있다. 통상지지체(49)는 모터(도시 않됨)의 회전구동력에 의해 회전이 가능하도록 되어 있고, 이에 의해 웨이퍼 반송장치(46)도 일체적으로 회전하도록 되어 있다.
웨이퍼 반송장치(46)는 반송기초대(47)의 전후방향으로 이동이 자유로운 복수의 보유·유지부재(48)를 갖추고, 이들 보유·유지부재(48)에 의해 각 처리유니트 사이에서 웨이퍼(W)의 주고받기를 실현하고 있다.
또, 도 1에 나타낸 바와 같이, 이 실시 형태에 있어서는, 4개의 처리부 (G1,G2,G3,G4)가 웨이퍼 반송로(22a)의 주위에 실제로 배치되어 있고, 처리부(G5)는 필요에 따라 배치할 수 있도록 되어 있다.
이들 중에서, 제 1 및 제 2의 처리부(G1,G2)는 시스템 정면(도 1에 있어서 앞쪽)측에 병렬로 배치되고, 제 3의 처리부(G3)는 카세트 스테이션(10)에 인접하여 배치되고, 제 4의 처리부(G4)는 인터페이스부(12)에 인접하여 배치되어 있다. 또 제 5의 처리부(G5)는 배면부에 배치할 수 있도록 되어 있다.
이 경우 도 2에 나타낸 바와 같이, 제 1의 처리부(G1)에서는, 컵(CP)내에서 웨이퍼(W)를 스핀척(도시않됨)에 재치하여 소정의 처리를 행하는 2대의 스피너형 (spinner型) 처리유니트가 상하 2단으로 배치되어 있고, 이 실시형태에 있어서는, 웨이퍼(W)에 레지스트를 도포하는 레지스트 도포유니트(COT) 및 레지스트의 패턴을 현상하는 현상유니트(DEV)가 밑에서부터 차례로 2단으로 중첩되어 있다. 제 2의 처리부(G2)도 마찬가지로, 2대의 스피너형 처리유니트로서 레지스트 도포유니트 (COT) 및 현상유니트(DEV)가 밑에서부터 차례로 2단으로 중첩되어 있다.
이와 같이 레지스트 도포유니트(COT)등을 하단측에 배치하는 이유는, 레지스트액의 폐액이 기구적으로도 메인터넌스(maintenance) 관점으로 부터도 현상액의 폐액보다도 본질적으로 복잡하기 때문에, 이와 같이 도포유니트(COT)등을 하단에 배치함으로써 복잡성이 완화하기 때문이다. 그러나 필요에 따라 레지스트 도포유 니트(COT)등을 상단에 배치하는 것도 가능하다.
제 3의 처리부(G3)에 있어서는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)를 재치대(SP)에 올려 소정의 처리를 행하는 오븐형(oven型)의 처리유니트가 다단으로 배치되어 있다. 즉, 냉각처리를 행하는 쿨링유니트(COL), 레지스트의 정착성을 높이기 위한 이른바 소수화처리를 행하는 어드히젼유니트(AD), 위치맞춤을 행하는 얼라인먼트유니트(ALIM), 웨이퍼(W)의 반입 반출을 행하는 엑스텐션유니트(EXT), 노광처리전 및 노광처리후, 더 나아가서는 현상처리후의 웨이퍼(W)에 대하여 가열처리를 행하는 4개의 가열처리 유니트(HP)가 밑에서부터 차례로 8단으로 중첩되어 있다. 덧붙여 설명하면, 얼라인먼트 유니트(ALIM)를 대신하여 쿨링유니트(COL)를 설치하여, 쿨링유니트(COL)에 얼라인먼트 기능을 갖추게 하여도 좋다.
제 4의 처리부(G4)도 오븐형의 처리유니트가 다단으로 배치되어 있다. 즉, 쿨링유니트(COL), 쿨링플레이트를 갖춘 웨이퍼 반입 반출부인 엑스텐션·쿨링유니트(EXTCOL), 엑스텐션 유니트(EXT), 쿨링유니트(COL), 4개의 가열처리 유니트(HP)가 밑에서부터 차례로 8단으로 중첩되어 있다.
이와 같이 처리온도가 낮은 쿨링유니트(COL), 엑스텐션·쿨링유니트(EXTCOL)를 하단에 배치하고, 처리온도가 높은 가열처리 유니트(HP)를 상단에 배치함으로써, 유니트 사이의 열적 상호간섭을 적게할 수 있다. 물론, 무작위로 다단 배치하여도 좋다.
상술한 바와 같이, 주 웨이퍼 반송기구(22)의 뒤부분에 제 5의 처리부(G5)를 설치할 수 있지만, 제 5의 처리부(G5)를 설치하는 경우에는, 안내 레일(25)을 따라 주 웨이퍼 반송기구(22)로부터 보아 측방으로 이동할 수 있도록 되어 있다. 따라서 제 5의 처리부(G5)를 설치하는 경우에도, 이것을 안내 레일(25)을 따라 슬라이드함으로써 공간부가 확보되기 때문에, 주 웨이퍼 반송기구(22)에 대하여 뒤쪽으로부터 메인터넌스 작업을 용이하게 행할 수 있다. 이 경우에, 이와 같은 직선상의 이동에 한정되지 않고, 회동할 수 있도록 하여도 마찬가지의 공간을 확보할 수 있다. 덧붙여 설명하면, 이 제 5의 처리부(G5)로서는, 기본적으로 제 3 및 제 4의 처리부 (G3,G4)와 마찬가지로, 오븐형의 처리유니트가 다단으로 적층된 구조를 갖춘 것을 사용할 수 있다.
상기 인터페이스부(12)는, 깊이방향(X방향)에 있어서 처리스테이션(11)과 동일한 길이를 갖추고 있다. 도 1, 도 2에 나타낸 바와 같이, 이 인터페이스부(12)의 정면부에는, 가반성(可搬性)의 픽엎 카세트(CR)와 정치형(定置型)의 버퍼카세트 (BR)가 2단으로 배치되고, 배면부에는 주변노광장치(23)가 배치되고, 중앙부에는 웨이퍼 반송기구(24)가 배치되어 있다. 이 웨이퍼 반송기구(24)는, 웨이퍼 반송용 아암(24a)을 갖추고 있고, 이 웨이퍼 반송용 아암(24a)은, X 방향, Z 방향으로 이동하여 양 카세트(CR,BR) 및 주변노광장치(23)로 진입할 수 있도록 되어 있다. 또, 이 웨이퍼 반송용 아암(24a)은 θ방향으로 회전이 가능하고, 처리스테이션(11)의 제 4의 처리부(G4)에 속하는 엑스텐션 유니트(EXT) 및 인접하는 노광장치측의 웨 이퍼 주고받음대(도시 않됨)에도 진입이 가능하도록 되어 있다.
이와 같은 레지스트 도포·현상처리시스템에 있어서는, 먼저 카세트 스테이션(10)에 있어서, 웨이퍼 반송기구(21)의 웨이퍼 반송용 아암(21a)이 카세트 재치대(20)상의 미처리 웨이퍼(W)를 수용하고 있는 웨이퍼 카세트(CR)에 진입하여, 그 카세트(CR)로부터 한장의 웨이퍼를 꺼내어, 제 3의 처리부(G3)의 엑스텐션 유니트 (EXT)로 반송한다.
웨이퍼(W)는, 엑스텐션 유니트(EXT)로부터, 주 웨이퍼 반송기구(22)의 웨이퍼 반송장치(46)에 의해 처리스테이션(11)으로 반입된다. 그리고, 제 3의 처리부 (G3)의 얼라인먼트 유니트(ALIM)에 의해 얼라인먼트 된 후, 어드히젼 처리유니트 (AD)로 반송되어, 그 곳에서 정착성을 높이기 위한 소수화처리(HMDS처리)가 행하여진다. 이 처리는 가열처리를 동반하기 때문에, 처리 후의 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송장치(46)에 의해 쿨링유니트(COL)로 반송되어 냉각된다.
어드히젼 처리가 종료하여 쿨링유니트(COL)에서 냉각된 웨이퍼(W)는, 계속하여 웨이퍼 반송장치(46)에 의해 레지스트 도포유니트(COT)로 반송되어, 그곳에서 도포막이 형성된다. 도포처리종료후, 웨이퍼(W)는 처리부(G3,G4)의 어느 하나의 가열처리 유니트(HP)내에서 프리베이크(pre-bake)처리되고, 그 후 어느 하나의 쿨링유니트(COL)에서 냉각된다.
냉각된 웨이퍼(W)는 제 3의 처리부(G3)의 얼라인먼트 유니트(ALIM)로 반송되 어, 그곳에서 얼라인먼트된 후, 제 4의 처리부(G4)의 엑스텐션 유니트(EXT)를 매개로 하여 인터페이스부(12)로 반송된다.
인터페이스부(12)에는, 주변노광장치(2)에 의해 주변노광처리되어 불필요한 레지스트가 제거된 후, 인터페이스부(12)에 인접하여 설치된 노광장치(도시 않됨)에 의해 소정의 패턴을 따라 웨이퍼(W)의 레지스트막의 노광처리가 행하여진다.
노광 후의 웨이퍼(W)는, 다시 인터페이스부(12)로 돌아오고, 웨이퍼 반송기구(24)에 의해 제 4의 처리부(G4)에 속하는 엑스텐션 유니트(EXT)로 반송된다. 그리고, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송장치(46)에 의해, 어느 하나의 가열처리 유니트(HP)로 반송되어 포스트 엑스포져 베이크(post exposre bake) 처리가 행하여지고, 다음에 쿨링유니트(COL)에 의해 냉각된다.
그 후, 웨이퍼(W)는 현상유니트(DEV)로 반송되어, 그곳에서 노광 패턴의 현상이 행하여진다. 현상종료후, 웨이퍼(W)는 어느 하나의 가열처리 유니트(HP)로 반송되어 포스트 베이크처리가 행하여지고, 다음에 쿨링유니트(COL)에 의해 냉각처리된다. 이와 같은 일련의 처리가 종료된 후, 제 3의 처리유니트군(G3)의 엑스텐션 유니트(EXT)를 매개로 하여 카세트 스테이션(10)으로 되돌려져, 어느 하나의 웨이퍼 카세트(CR)에 수용된다.
다음, 레지스트 도포처리유니트(COT)에 관하여 도 11 및 도 12를 사용하여 설명한다. 도 11 및 도 12는, 레지스트 도포처리유니트(COT)의 전체구성을 나타내는 개략단면도 및 개략평면도이다.
레지스트 도포처리유니트(COT)는 프레임(370)을 갖추고, 그 중앙부에는 고리형상의 컵(CP)이 배치되고, 컵(CP)의 내측에는 스핀척(52)이 배치되어 있다. 스핀척(352)은 진공흡착에 의해 웨이퍼(W)를 고정시켜 보유 및 유지한 상태로 구동모터 (354)에 의해 회전구동 된다. 구동모터(354)는, 유니트 바닥판(350)에 설치된 개구(350a)에 승강이동이 가능하도록 배치되고, 예를들어 알루미늄으로 형성된 모자 형상의 플랜지부재(358)를 통하여, 예를들어 에어 실린더에 의해 형성된 승강구동수단(360) 및 승강가이드수단(362)에 결합되어 있다. 구동모터(354)의 측면에는, 예를들어 SUS에 의해 형성된 통형상의 냉각 재킷(jacket)(364)이 부착되고, 플랜지부재(358)는, 이 냉각 재킷(364)의 상반부를 덮듯이 부착되어 있다.
레지스트 도포시, 플랜지부재(358)의 하단(358a)은, 개구(350a)의 바깥둘레부근에서 유니트 바닥판(350)에 밀착되고, 이에 의해 유니트 내부가 밀폐된다. 스핀척(352)과 주 웨이퍼 반송기구(322)의 보유·유지부재(348)와의 사이에서 웨이퍼 (W)의 주고받기가 행하여지는 때는, 승강구동수단(360)이 구동모터(354) 또는 스핀척(352)을 상방으로 들어올림으로써, 플랜지부재(358)의 하단이 유니트 바닥판 (350)으로부터 뜨게 되어 있다.
웨이퍼(W)의 표면에 레지스트액을 공급하기 위한 레지스트 노즐(386)은, 레지스트 공급관(388)을 매개로 하여 레지스트액 공급부(도시 생략)에 접속되어 있다. 이 레지스트 노즐(386)은, 레지스트 노즐 스캔 아암(392)의 선단부에 노즐 보유·유지체(300)를 매개로 하여 탈착이 가능하도록 설치되어 있다. 이 레지스트 노즐 스캔 아암(392)은, 유니트 바닥판(350) 상에 하나의 방향(Y 방향)으로 깔려진 가이드 레일(394)상에서 수평이동이 가능한 수직지지부재(396)의 상단부에 설치되어 있고 Y 방향구동기구(도시 않됨)에 의해 수직지지부재(396)와 일체로 되어 Y방향으로 이동하도록 되어 있다.
또, 레지스트 노즐(386)은, 레지스트액을 일단 토출한 후, 흡입되도록 되어 있고, 이에 의해, 레지스트액이 처지어 떨어지는 것을 방지함과 동시에, 레지스트액의 건조를 방지하고 있다.
또, 레지스트 노즐 스캔 아암(392)은, 레지스트 노즐대기부(390)에서 레지스트 노즐(386)을 선택적으로 부착시키기 위하여 Y방향에 대하여 직각인 X방향으로도 이동이 가능하여, X방향구동기구(도시 않됨)에 의해 X방향으로도 이동하도록 되어 있다.
또, 레지스트 노즐대기부(390)에서 레지스트 노즐(386)의 토출구가 용매환경실의 입구(390a)로 삽입되어, 그 안에서 용매의 환경에 접함으로 인해, 노즐 선단의 레지스트액이 굳어지거나 열화하지 않도록 되어 있다. 또, 복수개의 레지스트 노즐(386)이 설치되어, 예를들어 레지스트액의 종류에 따라 노즐을 구별하여 사용하도록 하고 있다.
레지스트 노즐 스캔 아암(392)의 선단부{노즐 보유·유지체(300)}에는, 웨이퍼 표면으로의 레지스트액의 공급에 앞서 웨이퍼 표면을 적시기 위한 용제, 예를들어 신나를 공급하는 용제 노즐(301)이 설치되어 있다. 이 용제 노즐(301)은 용제 공급관(도시 않됨)을 개재시켜 용제 공급부에 접속되어 있다. 용제 노즐(301)과 레지스트 노즐(386)은, 레지스트 노즐 스캔 아암(392)의 Y 이동방향을 따라 직선상 에 각 토출구가 위치하도록 설치되어 있다.
가이드 레일(394) 상에는, 레지스트 노즐 스캔 아암(392)을 지지하는 수직지지부재(386)뿐만이 아니고, 린스 노즐 스캔 아암(320)을 지지하고 Y 방향으로 이동가능한 수직지지부재도 설치되어 있다. 이 린스 노즐 스캔 아암(320)의 선단부에는 사이드 린스용의 린스 노즐(322)이 설치되어 있다. Y 방향구동기구(도시 않됨)에 의해 린스 노즐 스캔 아암(320)및 린스 노즐(322)은, 컵(CP)의 측방에 설정된 린스 노즐 대기위치(실선의 위치)와 스핀척(352)에 설치되어 있는 웨이퍼(W) 주변부의 바로 위에 설정된 린스액 토출위치(점선의 위치)와의 사이에서 병진(竝進) 또는 직선이동하도록 되어 있다.
이와 같이 구성된 레지스트 도포처리유니트(COT)에 있어서, 레지스트액의 소비량이 종래보다도 적은 절약형 레지스트 방식의 레지스트 도포처리 동작에 관하여 이하에서 설명한다.
먼저, 주 웨이퍼 반송기구(322)의 보유·유지부재(348)에 의해 레지스트 도포처리유니트(COT)내 컵(CP)의 바로 위까지 웨이퍼(W)가 반송되면, 그 웨이퍼(W)는, 예를들어 에어 실린더에 의해 형성되는 승강구동수단(360) 및 승강가이드수단 (362)에 의해 상승된 스핀척(352)에 의해 진공 흡착된다. 그 후, 주 웨이퍼 반송기구(322)의 보유·유지부재(348)는 레지스트 도포처리유니트(COT) 내로부터 퇴피되어, 레지스트 도포처리유니트(COT)로의 웨이퍼(W) 주고받기 동작이 종료된다.
다음, 스핀척(352)은 웨이퍼(W)가 컵(CP) 내의 정위치로 올 때까지 하강하고, 구동모터(354)에 의해 스핀척(352)의 회전구동이 개시된다. 그 후, 레지스트 노즐대기부(390)로부터의 노즐 보유·유지체(300)의 이동이 개시된다. 이 노즐 보유·유지체(300)의 이동은 Y 방향을 따라 행하여진다.
용제 노즐(301)의 토출구가 스핀척(352)의 중심{웨이퍼(W)의 중심}상에 도달한 때에 용제, 예를들어 신나를 회전하는 웨이퍼(W)의 표면에 공급한다. 웨이퍼 (W)의 표면에 공급된 용제는 원심력에 의해 웨이퍼(W) 중심으로부터 그 주위 전역으로 균일하게 퍼진다. 이와 같이, 레지스트액의 도포에 앞서 신나등의 용제로 반도체 표면의 표면전체를 적시는, 이른바 프리웨트(pre-wet) 처리를 행함으로써 레지스트가 보다 확산하기 쉬워져, 결과적으로 소량의 레지스트액으로 균일하게 레지스트 막을 형성할 수 있다.
계속하여, 노즐 보유·유지체(300)는, 레지스트 노즐(386)의 토출구가 스핀척(352)의 중심{웨이퍼(W)의 중심}상에 도달하기까지 Y 방향으로 이동되고, 레지스트 노즐(386)의 토출구로부터 레지스트액이 회전하는 웨이퍼(W) 표면의 중심에 적하되고, 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 중심으로부터 주변을 향하여 확산되어, 웨이퍼 (W)상에 레지스트막이 형성된다.
이와 같이 레지스트액의 적하 종료 후, 웨이퍼(W)의 회전속도가 가속되어, 불필요한 레지스트액이 떨쳐 떨어짐과 동시에 건조되어, 소정 두께의 레지스트막이 형성된다.
그 후, 노즐 보유·유지체(300)가 홈 포지션(home position)으로 되돌려져, 세정수단(도시 않됨)에 의해 웨이퍼(W)의 배면이 백 린스(back rinse) 처리되고, 또 필요에 따라서는 세정수단(도시 않됨)에 의해 웨이퍼(W)의 옆가장자리부가 사이 드 린스(side rinse) 처리된다. 그 후 웨이퍼(W)는 회전속도가 가속되어, 백 린스 및 사이드 린스의 린스액이 떨쳐 떨어지고, 그 후 웨이퍼(W)의 회전이 정지되어 도포처리공정이 종료된다.
다음, 본 실시형태에 있어서의 도포처리유니트(COT)와 현상처리유니트(DEV)의 온도·습도제어에 관하여 설명한다. 도 4는, 도포처리유니트(COT) 및 현상처리유니트(DEV)와 온도·습도제어장치와의 배치관계를 나타내는 모식도이다.
온도·습도제어장치(50)는, 도포처리유니트(COT) 및 현상처리유니트(DEV)로 공급하는 공기의 온도 및 습도를 제어하기 위한 것으로서, 레지스트 도포·현상처리시스템(1)과는 별개로 배치되어 있다. 후술하는 바와 같이, 도포처리유니트 (COT)와 현상처리유니트(DEV)에는, 각각 별도로 공기가 공급되기 때문에, 이 온도·습도제어장치(50)로부터 도포처리유니트(COT)에 공기를 공급하기 위한 공급관로 (51)와, 온도·습도제어장치(50)로부터 현상처리유니트(DEV)로 공기를 공급하기 위한 공급관로(52)가 각각 별도로 설치되어 있다.
각 도포처리유니트(COT)의 상부에는, 웨이퍼(W)를 내부에 유지시키는 컵(CP)내에 온도·습도가 조정된 공기를 뿜어내기 위한 분출구(53)가 설치되어 있고, 각 현상처리유니트(DEV)의 상부에는, 웨이퍼(W)를 내부에 유지시키는 컵(CP) 내에 온도 조정된 공기를 뿜어내기 위한 분출구(54)가 설치되어 있다.
도 5는, 상기 온도·습도제어장치(50)의 구성을 나타내는 도면이다. 온도·습도제어장치(50)는, 실·앤드·튜브형의 열교환기(62)를 갖추고 있고, 이 열교환기(62)는 프레임(62a)과, 그 내부에 설치된 복수의 굴곡을 갖추는 튜브(62b)와, 프 레임(62a) 내에 공기를 유입하기 위한 유입구(62c)와, 프레임(62a)으로부터 공기를 유출시키기 위한 유출구(62d)를 갖추고 있다. 그리고, 유입구(62c)로부터 프레임 (62a)으로 유입시킨 공기가 유출구(62d)로부터 유출하는 저온측 유로가 형성되어 있음과 동시에, 튜브(62b)는 고온측 유로로서 기능하고 있다.
열교환기의 유입구(62c)측에는 냉각기(61)가 설치되어 있고, 유출구(62d)측에는 가온기(63), 가습기(64), 블로우어(blower)(65) 및 도포처리유니트(COT)(71)가 이 순서로 설치되어 있다. 그리고, 블로우어(65)에 의해, 냉각기(61)에서 냉각된 공기가 열교환기(62)를 거쳐 가온기(63)에서 소정 온도로 가온되고, 가습기(64)에서 소정 습도로 가습되어 도포처리유니트(COT)(71)에 도달하게 된다.
또, 열교환기(62)의 튜브(62b)의 일방향측으로부터 바깥의 공기를 끌어 들이도록 되어 있고, 타방향측에는 가습기(66), 블로우어(67) 및 현상처리유니트(DEV) (72)가 이 순서로 접속되어 있다. 그리고, 블로우어(67)에 의해, 튜브(62b)의 일방향측으로부터 열교환기(62)로 끌어들여진 공기가 가온기(66)에서 소정 온도로 가온되어 현상처리유니트(DEV)에 도달하게 된다. 덧붙여 설명하면, 이와 같이 하여 열이 교환된 공기는, 처리스테이션(11)의 유니트 상부에 설치된 필터유니트(도시 않됨)로 보낼 수도 있다.
이와 같이 구성된 온도·습도제어장치(50)에 있어서는, 냉각기(61)에 있어서 외기(예를 들어 23℃, 45%)가 끌어들여져, 노점온도 이하(예를들어 7℃, 95∼100%)로 냉각되고, 결로시킴으로써 공기 중에 포함되는 수분을 제거(제습)하여, 공기의 절대 습도를 저하시킨다.
열교환기(62)에서는, 상기 노점온도 이하(예를들어 7℃,95∼100%)의 공기가 유입구(62c)를 매개로 하여 프레임(62a) 내에 끌어들여지는 한편, 외기(예를들어 23℃, 45%)가 튜브(62b) 내로 끌어들여져, 양자의 열교환이 행하여진다. 즉, 고온측 유로인 튜브(62b)를 흐르고 있는 외기의 온도가 저하되고, 저온측 유로를 흐르는 공기의 온도가 상승한다.
그 결과, 도포처리유니트(COT)(71)로 공급되는 공기는, 현상처리유니트(DEV) (72)로 공급되는 공기의 열을 빼앗음으로써, 예를들어 7℃로부터 15℃로 예비 가열되는 한편, 현상처리유니트(DEV)(72)로 공급되는 공기는, 상기와 같이 열이 빼앗겨, 예를들어 23℃로부터 20℃로 온도가 저하된다.
이 열교환기(62)의 저온측 유로에서 예비 가열된 15℃의 공기는, 가열기(63)에 의해 소정 온도로 데워져, 가습기(64)에 의해 소정 온도로 가습되어, 예를들어 23℃, 40∼50%로 조정된다. 이와 같이 온도 및 습도가 조정된 공기는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 공급관로(51) 및 분출구(53)를 매개로 하여 도포처리유니트(COT)로 공급된다.
한편, 열교환기(62)의 튜브(62)를 흐름으로써 온도가 20℃로 저하된 공기는, 가온기(66)에 의해 데워져, 소정 온도(예를들어 23℃)로 조정되고, 공급관로(52) 및 분출구(54)를 매개로 하여, 현상처리유니트(DEV)로 공급된다.
이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 공기의 온도를 조정하면서 습도도 조정해야만 하는 도포처리유니트(COT)에는, 냉각기(61)에 의해 일단 냉각되고, 열교환기 (62)에 의해 데워지고, 그 후, 가온기(63)·가습기(64)에 의해 온도와 습도가 조정 된 공기가 공급된다. 한편, 공기의 온도 조정만이 필요하고 습도의 조정이 불필요한 현상처리유니트(DEV)에는, 냉각기(61)에 의해 일단 냉각되는 일 없이, 열교환기 (62)에 의해 약간 온도가 저하된 후, 가열기(66)에 의해 온도가 조정된 공기가 공급된다.
따라서, 냉각기(61)에 의해 냉각되는 것은, 도포처리유니트(COT)에 공급되는 공기 뿐이고, 현상처리유니트(DEV)로 공급되는 공기는 냉각되지 않기 때문에 냉각해야 하는 공기의 양을 종래보다도 적게할 수 있어, 냉각기(61)의 소형화를 꾀할 수 있음과 동시에 소비 전력등을 감소시킬 수 있다.
또, 도포처리유니트(COT)로 공급되는 공기는, 열교환기(62)에 있어서, 현상처리유니트(DEV)로 공급되는 공기의 열을 빼앗음으로써 데워져 예비 가열되기 때문에, 가열기(63)에 의해 데워지는 가열용량을 적게할 수 있어, 가습기(63)의 소형화를 꾀할 수 있음과 동시에 소비 전력등을 감소시킬 수 있다.
또, 현상처리유니트(DEV)측의 가온기(66)는, 열교환기(62)에 의해 약간 온도가 저하되어 예비 냉각된 외기를 약간 가온시키는 정도로도 좋기 때문에, 이 가온기(66)도 커다란 능력이 불필요하여, 소형화를 꾀할 수 있고, 소비 전력등를 감소시킬 수 있다.
이상으로부터, 냉각 및 가온, 가습을 위한 기구를 전체적으로 소용량화 및 소형화를 꾀할 수 있어, 소비전력등의 가동 비용을 절감할 수 있다. 예를들어 도 4에 나타낸 바와 같이, 도포처리유니트(COT)와 현상처리유니트(DEV)의 대수가 동등할 경우에는, 냉각 및 가열, 가습을 위한 기구의 용량을 종래에 비하여 반으로 할 수 있어, 소비 전력등의 가동 비용을 현저히 저하시킬 수 있다.
이상에서, 온도·습도제어장치(50)에 실·앤드·튜브형의 열교환기(62)를 사용한 예를 나타내었지만, 제 2의 실시형태로서, 도 6에 나타낸 바와 같은 직교류형 (直交流型)의 열교환기(82)를 사용할 수도 있다. 이 직교류형의 열교환기(82)는, 하나의 방향으로 가스를 유통시키는 제 1의 가스유통부(83)와, 하나의 방향과 직교하는 방향으로 가스를 유통시키는 제 2의 가스유통부(84)가 적층되어 구성되어 있다. 이들 가스유통부(83,84)의 내부에는 핀(fin)(85)이 설치되어 있어, 효율적으로 열교환이 행하여지도록 되어 있다. 제 1의 가스유통부(83)에는 가스도입부 (83a) 및 가스배출부(83b)가 형성되고, 제 2의 가스유통부(84)에는 가스도입부 (84a) 및 가스배출부(83b)가 형성되어 있으며, 예를들어 가스도입부(83a)로부터는 냉각기(61)로부터의 공기를 도입하고, 가스도입부(84a)로부터는 외기를 도입함으로써, 이들 사이에서 열교환이 발생되도록 할 수 있어, 도 5와 마찬가지의 배관구성을 실현시킬 수 있다.
또, 제 3의 실시형태로서 도 7에 나타내는 바와 같은 히트 파이프형의 열교환기(92)를 사용할 수도 있다. 이 열교환기(92)는, 분리된 2개의 프레임(93a,93b)을 갖추고, 프레임(93a)에는 냉각기(61)로부터의 공기를 도입하는 도입구(96)가 설치되고, 프레임(93a)에는, 외기를 도입하는 도입구(97)가 설치되어 있다. 또, 프레임(93a 및 93b)내에는, 냉각기(61)로부터의 공기 및 외기의 도입 방향과 평행하여 복수의 핀(fin)이 설치되어 있고, 이 핀(95)에 직교하도록 복수의 히트 파이프가 설치되어 있다. 그리고, 프레임(93a)의 도입구(96) 반대측의 위치에는 배출구 (98)가 설치되고, 프레임(93b)의 도입구 반대측 위치에는 배출구(99)가 설치되어 있다.
이와 같은 열교환기(92)에서는, 블로우어(65)에 의해, 냉각기(61)에서 냉각된 공기가 도입구(96)로부터 프레임(93a)내로 도입되고, 핀(95)을 따라 배출구(98)로 인도 된다. 한편, 블로우어(67)에 의해 도입구(97)로부터 외기가 프레임(93b)내로 도입되고, 핀(95)을 따라 배출구(99)로 인도 된다. 이 경우에, 히트 파이프 (94) 한쪽의 단부는 냉각기(61)에서 냉각된 공기에 접촉되고, 다른 쪽 단부는 외기에 접촉하고 있기 때문에, 이 온도차를 해소하는 방향으로 열이 이동하여 열교환이 행하여 진다. 따라서 배출구(98)로부터는 냉각기(61)에서, 예를들어 7℃로 냉각된 후에 열교환에 의해, 예를들어 15℃까지 가온된 공기가 배출되고, 이 공기가 가온기(63)에서 가온된 후, 가습기(64)에서 가습되어, 예를들어 23℃, 40∼50%의 공기가 레지스트 도포유니트(COT)로 인도된다. 또, 배출구(99)로부터는, 예를들어 23℃의 외기가 열교환에 의해, 예를들어 20℃까지 가열된 공기가 배출되고, 이 공기가 가온기(66)에서 가온되고, 23℃의 공기가 현상처리유니트(DEV)로 인도된다.
다음, 제 4의 실시형태에 관하여 도 8 및 도 9를 사용하여 설명한다. 도 8은, 제 4의 실시형태에 있어서의 도포처리유니트(COT) 및 현상처리유니트(DEV)와, 이들에 공급되는 공기의 온도·습도제어장치와의 위치관계를 나타내는 모식도이다. 도 9는, 도포처리유니트(COT) 및 현상처리유니트(DEV)에 공급되는 공기의 온도·습도제어장치의 일례를 나타내는 구성도이다. 상술된 제 1의 실시형태에 있어서의 온도·습도제어장치에서는 외기를 사용하고 있는 것에 대하여, 본 실시형태에서는, 도포처리유니트(COT) 및 현상처리유니트(DEV)로부터 배출된 공기를 재이용하고 있다.
다음, 제 4의 실시형태에 있어서의 도포처리유니트(COT)와 현상처리유니트 (DEV)의 온도·습도제어에 관하여 설명한다.
온도·습도제어장치(150)는, 도포처리유니트(COT) 및 현상처리유니트(DEV)로 공급하는 공기의 온도 및 습도를 제어하기 위한 것으로서, 레지스트 도포·현상처리시스템(1)과는 별도로 배치되어 있다. 후술하는 바와 같이, 도포처리유니트 (COT)와 현상처리유니트(DEV)에는, 각각 별도로 공기가 공급되기 때문에, 이 온도·습도제어장치(150)로부터 도포처리유니트(COT)로 공기를 공급하기 위한 공급관로 (151)와 온도·습도제어장치(150)로부터 현상처리유니트(DEV)로 공기를 공급하기 위한 공급관로(152)가 각각 따로따로 배치되어 있다. 또, 도포처리유니트(COT) 내로부터 배출된 공기를 온도·습도제어장치(150)로 공급하기 위한 공급관로(251)와, 현상처리유니트(DEV) 내로부터 배출된 공기를 온도·습도제어장치(150)로 공급하기 위한 공급관로(252)가 설치되어 있다.
각 도포처리유니트(COT)의 상부에는, 웨이퍼(W)를 내부에 유지시키는 컵(CP) 내에 온도·습도가 조정된 공기를 뿜어내기 위한 분출구(53)가 설치되어 있고, 각 현상처리유니트(DEV)의 상부에는, 웨이퍼(W)를 내부에 유지시키는 컵(CP)내에 온도 조정된 공기를 뿜어내기 위한 분출구(54)가 설치되어 있다.
온도·습도제어장치(150)는, 실·앤드·튜브형의 열교환기(62)를 갖추고 있고, 이 열교환기(62)는 프레임(62a)과, 그 내부에 설치된 복수의 굴곡을 갖추는 튜 브(62b)와, 프레임(62a) 내에 공기를 유입시키는 유입구(62c)와, 프레임(62a)으로부터 공기를 유출시키기 위한 유출구(62d)를 갖추고 있다. 그리고, 유입구(62c)로부터 프레임(62a)으로 유입시킨 공기가 유출구(62d)로부터 유출하는 저온측 유로가 형성되어 있음과 동시에, 튜브(62b)는 고온측 유로로서 기능하고 있다.
열교환기의 유입구(62c)측에는 냉각기(61)가 설치되어 있고, 유출구(62d)측에는 가온기(63), 가습기(64), 블로우어(blower)(65) 및 도포처리유니트(COT)(71)가 이 순서로 설치되어 있다. 그리고, 블로우어(65)에 의해, 냉각기(61)에서 냉각된 공기가 열교환기(62)를 거쳐 가온기(63)에서 소정 온도로 가온되고, 가습기(64)에서 소정 습도로 가습되어 도포처리유니트(COT)(71)에 도달하게 된다.
또, 열교환기(62)의 튜브(62b)의 일방향측으로부터는, 현상처리유니트(DEV)로부터 배출된 공기가 끌어들여지도록 되어 있고, 타방향측에는 가온기(66), 블로우어(67) 및 현상처리유니트(DEV)(72)가 이 순서로 접속되어 있다. 또, 튜브(62b)로 끌어들여진 현상처리유니트(DEV)로부터 배출된 공기는, 공급관로(252)의 도중에 설치된 필터(253)을 통함으로써 암모니아 성분이 제거된다. 그리고, 블로우어(67)에 의해, 튜브(62b)의 일방향측으로부터 열교환기(62)로 끌어들여진 외기가 가온기 (66)에서 소정 온도로 가온되어 현상처리유니트(DEV)에 도달하게 된다. 덧붙여 설명하면, 이와 같이 하여 열이 교환된 공기는, 처리스테이션(11)의 유니트 상부에 설치된 필터유니트(도시 않됨)로 보낼 수도 있다.
이와 같이, 구성된 온도·습도제어장치(50)에 있어서는, 냉각기(61)에 있어서 외기(예를 들어 23℃,45%)가 끌어들여져, 노점온도 이하(예를들어 7℃, 95∼ 100%)로 냉각되고, 결로시킴으로써, 공기 중에 포함되는 수분을 제거(제습)하여, 공기의 절대 습도를 저하시킨다.
열교환기(62)에서는, 상기 노점온도 이하(예를들어 7℃, 95∼100%)의 공기가 유입구(62c)를 매개로 하여 프레임(62a) 내에 끌어들여지는 한편, 현상처리유니트 (DEV)로부터 배기된 공기가 튜브(62b)로 끌어들여져, 양자의 열교환이 행하여진다. 즉, 고온측 유로인 튜브(62b)를 흐르고 있는 외기의 온도가 저하되고, 저온측 유로를 유통하는 공기의 온도가 상승한다.
그 결과, 도포처리유니트(COT)(71)로 공급되는 공기는, 현상처리유니트(DEV) (72)로 공급되는 공기의 열을 빼앗음으로써, 예를들어 7℃로부터 15℃로 예비 가열되는 한편, 현상처리유니트(DEV)(72)로 공급되는 공기는, 상기와 같이 열이 빼앗겨져, 예를들어 23℃로부터 20℃로 온도가 저하된다.
이 열교환기(62)의 저온측 유로에서 예비 가열된 15℃의 공기는, 가온기(63)에 의해 소정 온도로 데워지고, 가습기(64)에 의해 소정 온도로 가습되어, 예를들어 23℃, 40∼50%로 조정된다. 이와 같이 온도 및 습도가 조정된 공기가, 공급관로(151) 및 분출구(53)를 매개로 하여 도포처리유니트(COT)로 공급된다.
한편, 열교환기(62)의 튜브(62)를 흐름으로써 온도가 20℃로 저하된 공기는 가온기(66)에 의해 데워져, 소정 온도(예를들어 23℃)로 조정되고, 공급관로(152) 및 분출구(54)를 매개로 하여, 현상처리유니트(DEV)로 공급된다.
이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 도포처리유니트(COT) 및 현상처리유니트 (DEV)의 각각으로부터 배기된 공기를 다시 동일 유니트로 공급하여 재이용하기 때 문에, 원하는 온도 및 습도로 하기 위하여 필요한 에너지를 적게할 수 있어, 소비전력을 더욱 낮출 수 있다. 또 본 실시형태에 있어서는 동일한 종류의 처리유니트를 상하로 배치하여, 다운플로우(down flow) 구조를 채용하고 있기 때문에, 도포처리유니트(COT) 및 현상처리유니트(DEV) 내로부터 배기되는 공기를 효율적으로 회수할 수 있다.
다음, 제 5의 실시형태에 관하여 도 10을 사용하여 설명한다. 도 10은, 도포처리유니트(COT) 및 현상처리유니트(DEV)에 공급되는 공기의 온도·습도제어장치의 일례를 나타내는 구성도이다. 본 실시형태에 있어서는, 상술한 제 1 실시예의 구성에 덧붙여, 도포처리유니트(COT) 내에 배치된 온도·습도측정부(140)와, 이 온도·습도측정부(140)에 접속된 온도·습도제어부(141)가 설치되어 있다. 온도·습도제어부(141)에는, 미리 도포처리유니트(COT)에서 처리됨에 있어서 최적한 온도 및 습도가 비교치로서 입력되어 있다. 온도·습도제어부(141)에는, 온도·습도측정부(140)에서 측정된 측정치가 입력되고, 측정치와 미리 입력된 비교치가 비교되어 보정치가 산출된다. 이 산출된 보정 데이타에 의거하여 가습기(64) 및 가온기 (63)는 제어된다. 마찬가지로, 현상처리유니트(DEV)에 대하여도 온도측정부(142) 및 온도제어부(143)를 설치할 수 있다.
이와 같이, 제어부를 설치함으로써 보다 적절한 조건에서 도포처리 또는 현상처리를 행할 수 있다.
덧붙여 설명하면, 열교환기로서, 실·앤드·튜브형, 직교류형, 및 히트 파이프형을 도시하였지만, 다른 파이프를 사용하여도 좋다. 또 상술한 실시형태에서는 반도체 웨이퍼용의 도포·현상처리시스템에 관하여 설명하였지만, 반도체 이 외의 다른 피처리기판, 예를들어 LCD 기판용의 도포·현상처리시스템에도 본 발명을 적용할 수 있고, 여러 종류의 변형이 가능하다. 즉, 온도와 습도의 양쪽을 제어할 필요가 있는 유니트와 온도만을 제어하기만 하면 되는 유니트를 갖추는 시스템에 적용할 수 있다. 예를들어 온도만을 제어하기만 하면 되는 유니트로서는, 웨이퍼 (W)를 반송하는 반송경로등이 있다.
다음, 제 6의 실시형태에 관하여 도 13을 사용하여 설명한다. 본 실시형태에서는, 상술한 실시형태에 비하여, 레지스트 도포처리유니트(COT)에 공급하는 공기의 온도·습도제어기구가 일부 상이하다.
제 6의 실시형태에 있어서는, 도 13에 나타내는 바와 같이, 레지스트 도포·현상처리시스템(1)과 이격되어, 도포처리유니트(COT)에 공급되는 공기의 온도·습도를 제어하기 위한 제어유니트(400)가 배치되어 있다. 이 제어유니트(400)는, 프레임(401)을 갖추고, 이 프레임(401)내에는 끌어들인 공기(예를들어 23℃, 40∼ 50%)를 노점이하의 온도(예를들어 7℃)로 냉각시키는 냉각기(410)와, 이 냉각된 공기를 미리 설정된 도포처리유니트(COT)에 있어서 공기의 온도(예를들어 23℃)보다 약간 낮은 온도(예를들어 22℃)로 가온시키는 가온기(420)와, 이 가온된 공기를 소정 온도(예를들어 40∼50%)로까지 가습시키는 가습기(430)와, 공기를 도포처리유니트(COT)를 향하여 뿜기 위한 블로우어(435)가 설치되어 있다. 냉각기(410)에는, 그 안에 외기를 끌어들이는 취입관(402)이 접속되어 있고, 냉각기(410)와 가온기 (420) 사이에는 배관(403)으로 접속되어 있고, 가온기(420)와 가습기(430) 사이에 는 배관(404)으로 접속되어 있다. 또, 냉각기(410)와 가온기(420)를 접속하는 배관(403)에는, 외기(예를들어 23℃)를 끌어들여, 냉각된 공기와 혼합시키기 위한 바이패스관로(440)가 접속되어 있다.
이 제어유니트(400)로부터 도포처리유니트(COT)까지의 사이에는, 도포처리유니트(COT)로 공기를 공급하기 위한 공기공급관(450)이 설치되어 있다. 이 공기공급관(450)은, 단열재(451)에 의해 피복되어 있다.
도포처리유니트(COT) 내에는 히터가 내장되고, 공기공급관로(450)를 매개로 하여 공급된, 예를들어 22℃, 40∼50%의 공기를 미리 설정된 온도로 가열하기 위한 가온유니트(470)와, 가온유니트(470)로부터의 공기 내에 포함된 파티클을 트랩 (trap)하는 ULPA필터를 갖추는 필터유니트(480)가 설치되어 있다. 덧붙여 설명하면, 공기공급관로(450)와 가온유니트(470)를 접속하는 배관(460)이 프레임(370)내에 배치되어 있다.
이와 같이 구성된 온도·습도제어기구에 의해, 도포처리유니트(COT)에 공급되는 공기의 온도·습도를 제어할 때에는, 먼저 취입관(402)을 매개로 하여 냉각기 (410)에 레지스트 도포·형상처리시스템 외의 외기(예를들어, 23℃, 40∼50%)가 끌어들여져, 노점온도 이하의 온도(예를들어 7℃)로 냉각된다. 이 때에는 상대습도가 거의 100%이고, 과포화의 수분은 결로로 되어 제거되며, 공기 중에 포함되는 수분의 절대량이 감소된다.
다음, 이와 같이 하여 노점온도 이하로 냉각된 공기에, 바이패스관(440)을 매개로 하여 끌어들여진 외기가 혼합되어, 공기의 온도가 예를들어 15℃로 조정된 다. 그리고, 이 공기가 가온기(420)로 도입되어, 미리 설정된 도포처리유니트 (COT)에 있어서 공기의 온도보다 약간 낮은 온도(예를들어 22℃)로까지 가온된다. 또, 가습기(430)에 도입되어, 소정 온도(예를들어 40∼50%)로까지 가습된다.
이와 같이, 설정 온도보다도 약간 낮은 온도 및 소정 습도로 조정된 공기가, 블로우어(435)에 의해 공기공급관로(450) 및 배관(460)을 매개로 하여 가온유니트 (470)로 공급된다. 이 때, 공기공급관로(450)는 단열재(460)에 의해 피복되고, 공기가 공급되는 도중에 온도변화하는 것이 방지되어 있다.
이 공기가 가온유니트(470)에 의해 가온되어 미리 설정된 도포처리유니트 (COT)에 있어서의 공기의 온도로 조정되고, 이 공기가 필터유니트(480)의 ULPA필터를 통하여 도포처리유니트(COT)내로 분출된다.
이와 같이, 제어유니트(400)로부터 도포처리유니트(COT)로 공기를 공급하는 동안에 공기의 온도가 약간 변화하여도, 도포처리유니트(COT) 내의 가온유니트 (470)에 의해 최종적으로 온도의 미조정을 행하고 있기 때문에, 온도·습도가 고정밀도로 제어된 공기를 도포유니트(COT)로 공급할 수 있다. 또, 제어유니트(400)에서는, 최종적인 온도로 가온할 필요가 없기 때문에, 제어유니트(400)에 있어서의 가온유니트(420)의 가온열용량을 다소 작게할 수 있다.
다음, 제 7의 실시형태로서, 도포처리유니트(COT)로 보내어지는 다른 공기의 온도·습도제어기구에 관하여, 도 14를 참조하여 설명한다. 본 실시형태에서는, 제어유니트(400)로부터 레지스트 도포처리유니트(COT)에 공기를 공급할 때에 열교환하여 공기의 온도 상승이 가능하도록 되어 있고, 이에 동반하여 제어유니트의 가 온기를 생략한 구성으로 되어 있다.
즉, 제어유니트(400')는 냉각기(410)와 가습기(430)와 블로우어(435)를 갖추고 가온기가 생략되어 있고, 이 제어유니트(400')와 도포처리유니트(COT) 사이에는 단열재가 피복되어 있지 않고, 외기와의 사이에서 열교환이 가능하도록 되어 있는 공기공급관로(500)가 설치되어 있다. 따라서, 공기공급관로(500)를 흐르는 공기가 바깥의 열을 빼앗기 때문에, 공기공급관로(500)가 가열기로서 작용한다. 이에 의해, 제어유니트(500')의 가온기가 생략이 가능하도록 되어 있다. 제어유니트 (500')에 있어서, 냉각기(410)와 가습기(520) 사이에는 배관(403')으로 접속되어 있고, 이 배관(403')에는 외기(예를들어 23℃)를 끌어들여, 냉각된 공기와 혼합시키기 위한 바이패스관로(440)가 접속되어 있다.
이와 같이 구성된 온도·습도제어기구에 의해, 도포처리유니트(COT)에 공급되는 공기의 온도·습도를 제어할 때에는, 먼저 취입관(402)을 매개로 하여 냉각기 (410)에 레지스트 도포·현상처리시스템 외의 외기(예를들어, 23℃, 40∼50%)가 끌어들여져, 노점온도 이하의 온도(예를들어 7℃)로 냉각된다. 이 때에는, 상대습도가 거의 100%이고, 과포화의 수분은 결로로 되어 제거되어, 공기 중에 포함되는 수분의 절대량이 감소된다.
다음, 이와 같이 하여 노점온도 이하로 냉각된 공기에, 바이패스관(440)을 매개로 하여 끌어들여진 공기가 혼합되어, 공기의 온도가 예를들어 15℃로 조정된다. 그리고, 이 공기가 가습기(430)로 도입되어, 소정 습도(예를들어 40∼50%)로까지 가습된다.
이 소정 습도(40∼50%)로 조정된 공기가 블로우어(435)에 의해 제어유니트 (400')로부터 송출되고, 공기공급관로(500)를 통하여, 또 배관(460)을 통하여 가온유니트(470)로 공급된다. 이 때, 공기공급관로(500)는 단열재(460)가 피복되어 있지 않고 열교환이 가능하도록 구성되어 있기 때문에, 이 공기공급관로(500)를 유통하고 있는 공기는, 외기와 열교환하여 가온된다. 구체적으로는, 예를들어 제어유니트(400')로부터 송출된 15℃의 공기가 23℃의 외기의 열을 빼앗아 승온하여, 가온유니트(470) 앞에서는 거의 20℃로 가온된다.
이 공기가 가온유니트(470)에 의해 가온되어 미리 설정된 도포처리유니트 (COT)에 있어서의 공기의 온도로 조정되고, 이 공기가 필터유니트(480)의 ULPA필터를 통하여 도포처리유니트(COT)내로 분출된다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 공기공급관로(500)가 열교환이 가능하도록 구성되어 있기 때문에, 공기공급관로(500)를 흐르고 있는 공기를 외기에 의해 가온할 수 있어, 공기를 소정 온도로 가온할 때에 필요한 에너지를 적게할 수 있음과 동시에, 종래부터 존재하고 있던 제어유니트에 있어서의 가온설비를 생략할 수 있어, 설비의 간력화 및 소비 전력등의 가동 비용의 절감을 꾀할 수 있다. 또, 공기공급관로(500)에 의해 거칠게 가온된 공기를 도포처리유니트(COT) 내의 가온유니트 (470)에 의해 미리 설정된 온도로 가열하여, 최종적인 온도의 미세조정을 행하기 때문에, 온도 및 습도를 고정밀도로 관리한 공기를 도포유니트(COT)에 공급할 수 있다.
다음, 도 15를 참조하여, 도포처리유니트(COT)로 보내어지는 공기의 온도· 습도제어기구의 또 다른 실시형태에 관하여 설명한다. 본 실시형태에서는, 외기를 도입하기 위한 외기 취입관로(510)와, 제어유니트로부터 도포처리유니트로 공기를 공급하기 위한 공급관로(520)와의 사이에서 열교환이 가능하도록 구성되어 있고, 이에 동반하여 제어유니트에 있어서의 냉각기의 냉각에너지를 적게할 수 있고, 또 제어유니트의 가온기를 생략할 수 있다.
즉, 제어유니트(400”)는, 냉각기(410)와 가습기(430)와 블로우어(435)를 갖추고, 냉각기(410)에는, 외기를 끌어들이는 외기 취입관로(510)가 접속되어 있고, 이 외기취입관로(510)는, 도포처리유니트(COT)의 프레임(370) 근방에 외기의 취입구를 갖추고, 제어유니트(400”)와 도포처리유니트(COT) 사이에 설치된 공기공급관로(520)와 접촉하도록 되어 있다. 이에 의해, 외기취입관로(510)를 통하고 있는 외기와, 제어유니트(400")로부터 송출되어 공기공급관로(520)를 통하고 있는 공기와의 사이에 열교환이 발생하여, 냉각기(410)로 끌어들여진 외기는 냉각되고, 공기공급관로(520)를 통하여 가온유니트(470)에 공급되는 공기는 가온되도록 되어 있다. 이 경우에, 공기공급관로(520)가 가온기로서 작용하기 때문에, 제어유니트 (400")의 가온기가 생략이 가능하도록 되어 있다.
덧붙여 설명하면, 외기취입관로(510)와 공기공급관로(520) 사이에서 열교환을 가능하도록 하기 위해서는, 도시한 바와 같이 이들을 접촉하도록 설치하는 한편, 하나의 관로내에 격벽을 설치하여 외기취입관로(510) 및 공기공급관로(520)를 형성하는 것도 가능하다.
이와 같이 구성된 온도·습도제어기구에 의해, 도포처리유니트(COT)에 공급 되는 공기의 온도·습도를 제어할 때에는, 먼저 외기가 외기취입관로(510)에 의해 끌어들여져, 냉각기(410)로 보내어진다. 이 때, 외기취입관로(510)로 끌어들여진 외기(예를들어 23℃)와, 제어유니트(400")로부터 송출되어 공기공급관로(520)를 통하는 공기(예를들어 15℃)와의 사이에서 열교환이 행하여져, 냉각기(410)에 끌어들여질 때에는 외기의 온도가 저하되어 있다. 구체적으로는, 외기가 23℃이고, 공기공급관로(520)를 통하는 공기의 온도가 15℃의 경우에는, 취입공기는 거의 20℃까지 냉각된다. 이 때문에, 냉각기(410)의 냉각에너지를 감소시킬 수 있다.
한편, 냉각기(410)에서는, 끌어들여진 외기는 노점온도 이하(예를들어 7℃)로 냉각된다. 이 때에는, 상대습도는 거의 100%이고, 과포화의 수분은 결로로 되어 제거되어, 공기 중에 포함되는 수분의 절대량이 감소된다.
다음, 이와 같이 하여 노점온도 이하의 온도로 냉각된 공기에, 바이패스관 (440)을 매개로 하여 끌어들여진 공기가 혼합되어, 공기의 온도가 예를들어 15℃로 조정된다. 그리고, 이 공기가 가습기(430)로 도입되어, 소정 습도(예를들어 40∼ 50%)로까지 가습된다.
이 소정 습도(40∼50%)로 조정된 공기가 제어유니트(400")로부터 블로우어 (435)에 의해 송출되고, 공기공급관로(520)를 통하고, 또 배관(460)을 통하여 가온유니트(470)로 공급된다. 이 때, 공기공급관로(520)와 외기취입관로(510)가, 이들 사이에서 열교환이 가능하도록 접촉되어 있기 때문에, 이 공기공급관로(520)를 유통하고 있는 공기는, 외기취입관로(510)를 통하고 있는 외기와 열교환하여 가온된다. 구체적으로는, 예를들어 제어유니트(400")로부터 송출된 15℃의 공기가 23℃ 의 외기의 열을 빼앗아 승온되어, 가열유니트(470)의 앞에서는 거의 20℃까지 가온된다.
이 공기가 가온유니트(470)에 의해 가온되어 미리 설정된 도포처리유니트 (COT)에 있어서의 공기의 온도로 조정되고, 이 공기가 필터유니트(408)의 ULPA 필터을 통하여 도포처리유니트(COT) 내로 분출된다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 외기취입관로(510)와 공기공급관로(500)가 접촉하여 서로 열교환이 가능하도록 구성되어 있기 때문에, 제어유니트(400")에 의해 습도가 제어된 공기가 공기공급관로(520)를 통하고 있을 때에, 외기취입관로 (510)를 통하고 있는 외기로부터 열이 공급되어, 가온유니트(470)에 공급되는 공기의 온도를 상승시킬 수 있음과 동시에, 외기취입관로(510)를 통하고 있는 외기는 역으로 공기공급관로를 통하고 있는 공기에 열을 빼앗겨, 제어유니트(400")의 냉각기(410)에 공급되는 외기의 온도를 저하시킬 수 있다. 따라서, 공기를 소정 온도로 가열할 때에 필요한 에너지를 적게 할 수 있음과 동시에 제어유니트(400")에 있어서의 가온 설비를 생략할 수 있고, 또 냉각기(410)에 있어서의 외기 냉각을 위한 에너지를 적게할 수 있기 때문에, 설비의 생략화 및 소비 전력등의 가동 비용의 절감을 꾀할 수 있다. 또, 공기공급관로(520)에서 거칠게 가온된 공기를 도포처리유니트(COT) 내에 설치된 가온유니트(470)에 의해 가온하여, 최종적인 온도의 미세조정을 행하기 때문에, 온도라든가 습도를 고정밀도로 관리한 공기를 도포유니트 (COT)에 공급할 수 있다.
제 6∼제 8의 실시형태에서는, 가온유니트(470)를 레지스트 도포처리유니트 내에 설치하였지만, 그 근방에 설치하여도 좋다. 또, 레지스트 도포처리유니트 내에 처리되는 웨이퍼의 면내 온도분포가 불균일한 경우에, 균일하게 됨과 동시에, 가온유니트(470)의 온도분포를 조정하는 기구를 설치하거나, 웨이퍼에 대하여 공급되는 공기의 유속분포를 조정하는 기구를 설치하는 것도 가능하다.
또, 제 6∼제 8의 실시형태에 있어서, 동일한 레지스트 도포·현상처리유니트 내에 복수의 레지스트 도포처리유니트가 배치되고, 각 레지스트 도포처리유니트에 있어서 처리온도 및 습도가 다른 경우에는 각 레지스트 도포처리유니트별로 온도조건 및 습도조건을 설정하면 된다.
또, 제 6∼ 제 8의 실시형태에서는, 반도체 웨이퍼용의 레지스트 도포·현상처리시스템에 본 발명을 적용시킨 경우에 관하여 설명하였지만, 이들에 한정되지 않고, 온도·습도를 관리할 필요가 있는 처리장치에 적용시키는 것도 가능하다. 또, 제 6∼제 8의 실시형태를 조합하는 것도 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 공급하는 공기의 온도 및 습도를 조정할 필요가 있는 도포처리유니트에는, 냉각기에 의해 일단 냉각되고 열교환기에 의해 데워지고, 그 후 가온·가습기에 의해 온도와 습도가 조정된 공기가 공급되는 한편, 공기의 온도조정만이 필요하고 습도의 조정이 불필요한 현상처리유니트에는, 냉각기에 의해 일단 냉각되는 일 없이 열교환기에 의해 약간 온도가 저하된 후, 가온기에 의해 온도가 조정된 공기가 공급된다. 따라서, 냉각이라든가 가열을 위한 기구의 소용량화 및 소형화를 꾀할 수 있어, 소비 전력등의 가동 비용을 거의 반으로 할 수 있다.
또, 본 발명에 의하면, 제어유니트에 의해, 외기를 미리 설정된 처리유니트에 있어서의 공기의 온도보다 낮은 온도로 제어함과 동시에, 소정 습도로 제어하고, 처리유니트 내 또는 그 근방에 설치된 가온유니트에 의해 공급된 공기를 소정 온도로 가온하기 때문에, 제어유니트로부터 처리유니트로 공기를 공급하는 동안에 공기의 온도가 약간 변화하여도, 가온유니트에 의해 최종적인 온도의 미세조정을 행할 수 있다. 이 때문에, 온도·습도가 고정밀도로 제어된 공기를 처리유니트로 공급할 수 있다. 또, 제어유니트에서는, 미리 설정된 처리유니트에 있어서의 공기의 온도보다 낮은 온도로까지 가열하면 되기 때문에, 제어유니트의 가온열용량을 작게 할 수 있다.
또, 제어유니트에 의해, 끌어들여진 외기를 일단 냉각한 뒤에 소정 습도로 제어한 후에, 그 공기가, 외기와 열교환이 가능하도록 구성된 공기공급관로를 통하고 있을 때에, 통하고 있는 공기에 외기의 열이 공급되어, 일단 냉각한 뒤에 소정습도로 제어된 온도의 낮은 공기의 온도를 상승시키는 것이 가능하기 때문에, 공기를 소정 온도로 가온할 때에 필요한 에너지를 적게하는 것이 가능함과 동시에, 종래부터 존재하고 있던 제어유니트에 있어서의 가온설비를 생략할 수 있어, 설비의 간략화 및 소비 전력등의 가동 비용의 절감을 꾀할 수 있다. 또, 공기공급관로에 의해 거칠게 가온된 공기를 처리유니트 근방에 설치된 가온유니트에 의해 가온하여, 최종적인 온도의 미세조정을 행하기 때문에, 온도라든가 습도를 고정밀도로 관 리한 공기를 처리유니트에 공급할 수 있다.
또, 외기도입관로와 공기공급관로는 적어도 일부가 서로 열교환이 가능하도록 배치되기 때문에, 제어유니트에 의해, 끌어들여진 외기를 일단 냉각한 뒤에 소정습도로 제어한 후에, 이와 같이 습도가 제어된 공기공급관로를 통하고 있을 때에, 외기도입관로를 통하고 있는 외기로부터 열이 공급되어, 일단 냉각한 뒤에 소정 습도로 제어된 온도의 낮은 공기의 온도를 상승시키는 것이 가능함과 동시에, 외기도입관로를 유통하고 있는 외기는 역으로 공기공급관로를 통하고 있는 공기에 열을 빼앗겨 제어유니트에 공급되는 외기의 온도를 저하시킬 수 있다. 따라서, 온도제어후에 공기를 소정 온도로 가온할 때에 필요한 에너지를 적게할 수 있음과 동시에, 종래부터 존재하고 있던 제어유니트에 있어서의 가온설비를 생략할 수 있고, 또 제어유니트에 있어서 외기 냉각을 위한 에너지를 적게할 수 있기 때문에, 설비의 간략화 및 소비 전력등의 가동 비용의 절감을 꾀할 수 있다. 또, 공기공급관로에 의해 거칠게 가온된 공기를 처리유니트 근방에 설치된 가온유니트에 의해 가온하여, 최종적인 온도의 미세조정을 행하기 때문에, 온도라든가 습도를 고정밀도로 관리한 공기를 처리유니트에 공급할 수 있다.

Claims (20)

  1. 기판에 레지스트액을 도포하는 도포처리유니트와,
    도포된 레지스트막을 노광한 후의 상기 기판에 현상처리를 행하는 현상처리유니트와,
    외부로부터 도입된 외기를 소정온도로 냉각시키는 냉각부와,
    상기 냉각부에서 냉각된 공기를 흐르게 하는 저온측 유로 및 외기를 흐르게 하는 고온측 유로를 갖추고, 상기 냉각된 공기와 상기 외기와의 사이에서 열교환을 행하게 하는 열교환기와,
    상기 열교환기의 저온측 유로를 흐르고, 고온측 유로를 흐르는 외기에 의해 데워진 공기를 가온·가습하여 소정의 온도 및 습도의 공기를 상기 도포처리유니트에 공급하는 가온·가습부와,
    상기 열교환기의 고온측 유로를 흐르고, 저온측 유로를 흐르는 공기에 의해 냉각된 외기를 가온하여 소정의 온도의 공기를 상기 현상처리유니트에 공급하는 가온부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 열교환기는, 직교류형, 히트 파이프형, 실·앤드·튜브형의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 열교환기의 저온측 유로를 흐르고, 상기 가온·가습 기에 의해 가온·가습된 공기를 상기 도포처리유니트에 공급하는 공급관로와, 상기 열교환기의 고온측 유로를 흐르고, 상기 가온기에 의해 가온된 공기를 상기 현상처리유니트로 공급하는 공급관로가, 각각 별개로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 기판을 처리하는 제 1 처리유니트와,
    상기 기판을 처리하는 제 2 처리유니트와,
    외부로부터 끌어들여진 외기를 소정 온도로 냉각하는 냉각부와,
    상기 냉각부에서 냉각된 공기를 흐르게 하는 저온측 유로 및 외기를 흐르게 하는 고온측 유로를 갖추고, 상기 냉각된 공기와 상기 외기와의 사이에서 열교환을 행하게 하는 열교환기와,
    상기 열교환기의 저온측 유로를 흐르고, 고온측 유로를 흐르는 외기에 의해 데워진 공기를 가온·가습하여 소정의 온도 및 습도의 공기를 상기 제 1 처리유니트로 공급하는 가온·가습부와,
    상기 열교환기의 고온측 유로를 흐르고, 저온측 유로를 흐르는 공기에 의해 냉각된 외기를 가온하여 소정 온도의 공기를 상기 제 2 처리유니트로 공급하는 가온부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 처리유니트는, 상기 기판에 레지스트액을 도포하는 유니트인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 열교환기는, 직교류형, 히트 파이프형, 실·앤드·튜브형의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 열교환기의 저온측 유로를 흐르고, 상기 가온·가습기에 의해 가온·가습된 상기 공기를 상기 제 1 처리유니트에 공급하는 공급관로와, 상기 열교환기의 고온측 유로를 흐르고, 상기 가온기에 의해 가온된 상기 공기를 상기 제 2 처리유니트로 공급하는 공급관로가, 각각 별개로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 기판을 처리하는 제 1 처리유니트와,
    상기 기판을 처리하는 제 2 처리유니트와,
    상기 제 1 처리유니트로부터 배기된 공기를 소정 온도로 냉각하는 냉각부와,
    상기 냉각부에서 냉각된 공기를 흐르게 하는 저온측 유로 및 상기 제 2 처리유니트로부터 배기된 공기를 흐르게 하는 고온측 유로를 갖추고, 상기 냉각된 공기와 상기 제 2 처리유니트로부터 배기된 공기와의 사이에서 열교환을 행하게 하는 열교환기와,
    상기 열교환기의 저온측 유로를 흐르고, 고온측 유로를 흐르는 제 2 처리유니트로부터 배기된 공기에 의해 데워진 공기를 가온·가습하여 소정의 온도 및 습도의 공기를 상기 제 1 처리유니트로 공급하는 가온·가습부와,
    상기 열교환기의 고온측 유로를 흐르고, 저온측 유로를 흐르는 공기에 의해 냉각된 상기 제 2 처리유니트로부터 배기된 공기를 가온하여 소정 온도의 공기를 상기 제 2 처리유니트로 공급하는 가온부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 처리유니트는, 상기 기판에 레지스트액을 도포하는 유니트인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 처리유니트는, 도포된 상기 레지스트막을 노광한 후의 상기 기판에 현상처리를 행하는 유니트인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 제 2 처리유니트로부터 배기되는 공기의 암모니아 성분을 제거하는 필터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 열교환기는, 직교류형, 히트 파이프형, 실·앤드·튜브형의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  13. 제 8 항에 있어서, 상기 열교환기의 저온측 유로를 흐르고, 상기 가온·가습기에 의해 가온·가습된 상기 공기를 상기 제 1 처리유니트로 공급하는 공급관로 와, 상기 열교환기의 고온측 유로를 흐르고, 상기 가온기에 의해 가온된 상기 공기를 상기 제 2 처리유니트로 공급하는 공급관로가, 각각 별개로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  14. 기판에 소정의 처리를 행하는 처리유니트와,
    외기를 끌어들이고, 끌어들인 외기를 미리 설정된 상기 처리유니트에 있어서의 공기의 온도보다 낮은 온도로 제어함과 동시에, 소정 습도로 제어하는 제어유니트와,
    상기 처리유니트 내 또는 그 근방에 설치되어, 상기 제어유니트에서 온도 및 습도가 제어된 공기를 소정 온도로 가온하고, 소정 온도 및 소정 습도의 공기를 상기 처리유니트 내에 공급하는 가온유니트를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 제어유니트는,
    끌어들인 외기를 노점 온도 이하로 냉각하는 냉각기와,
    상기 냉각된 공기를 상기 처리유니트로 공급되는 공기의 온도보다 낮은 온도로 가온하는 가온기와,
    이 가온된 공기를 소정 습도로 가습하는 가습기를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 제어유니트는, 상기 냉각기에 의해 냉각된 공기는 외기를 혼합하기 위한 바이패스관을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  17. 기판에 소정의 처리를 행하는 처리유니트와,
    외기를 끌어들이고, 끌어들인 외기를 일단 냉각한 뒤 소정 습도로 제어하는 제어유니트와,
    그 안을 흐르고 있는 공기가 외기와 열교환이 가능하도록 구성되고, 상기 제어유니트에서 습도가 제어된 공기를, 상기 처리유니트를 향하여 공급하는 공기공급관로와,
    상기 공기공급관로에 접속됨과 동시에, 상기 처리유니트 내 또는 그 근방에 설치되어, 상기 제어유니트에 의해 습도가 제어된 공기를 소정 온도로 가온하여 상기 처리유니트 내에 공급하는 가온유니트를 구비하는 기판처리장치이고,
    상기 기판공급로는, 외기와 열교환하여 상기 제어유니트로부터 상기 가온유니트로 공급되는 온도를 상승시키는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  18. 기판에 소정의 처리를 행하는 처리유니트와,
    외기를 끌어들이고, 끌어들인 외기를 일단 냉각한 뒤 소정 습도로 제어하는 제어유니트와,
    상기 제어유니트에 외기를 도입하는 외기도입관로와,
    상기 제어유니트에서 제어된 공기를, 상기 처리유니트로 향하여 공급하는 공기공급관로와,
    상기 공기공급관로에 접속됨과 동시에, 상기 처리유니트 내 또는 그 근방에 설치되어, 상기 제어유니트에 의해 습도가 제어된 공기를 소정 온도로 가온하여 상기처리유니트 내에 공급하는 가온유니트를 구비하는 기판처리장치이고,
    상기 외기도입관로와 상기 공기공급관로는 적어도 일부가 서로 열교환이 가능하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 외기도입관로와 상기 공기공급관로는, 적어도 일부가 접촉되어 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 제어유니트는,
    상기 외기도입관로로부터 도입된 외기를 노점 온도 이하로 냉각시키는 냉각기와,
    이 냉각된 공기에, 외기를 혼합하기 위한 바이패스관과,
    이 혼합된 공기를 소정 온도로 가습하는 가습기를 갖추는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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