KR101021396B1 - 기판 열처리장치 - Google Patents

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아키히코 모리타
켄이치 코야마
코지 니시
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가부시키가이샤 소쿠도
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Abstract

열처리공정 전체로서 균일한 열처리를 실시할 수 있는 기판반송장치 및 열처리장치를 제공한다.
기판에 가열처리를 실시하는 가열 플레이트에 대해서 기판의 반출반입을 실시하는 냉각아암(CA)의 내부에는 유로배관이 형성되어 있으며, 그 유로배관에 냉각수를 순환 공급함으로써 파지하는 기판과 대향하는 파지영역(EA)의 전체를 소정의 기준온도로 냉각한다. 또한, 파지영역(EA)에는 6매의 폴리이미드 히터(741~746)가 첩설되어 있으며, 파지영역(EA)의 적어도 일부를 기준온도와는 다른 온도로 온조한다. 이들 2개의 온조기구에 의해 파지영역(EA)에 의도적으로 온도분포를 부여해 두면, 가열 플레이트에서의 열처리의 전후에 의도적인 온도분포를 기판에 부여할 수 있어서, 가열 플레이트에서 불가피적으로 생기는 온도분포의 불균일을 해소하여, 열처리공정 전체로서 균일한 열처리를 실시할 수 있다.
기판반송장치, 열처리장치

Description

기판 열처리장치{SUBSTRATE HEAT TREATMENT APPARATUS}
본 발명은, 재치면상에 반도체 기판, 액정표시 장치용 유리기판, 포토마스크(photo mask)용 유리기판, 광디스크용 기판 등(이하, 간단히 「기판」이라고 칭한다)을 재치하여 그 기판에 열처리를 실시하는 기판반송장치 및 열처리장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 반도체나 액정 디스플레이 등의 제품은, 상기 기판에 대해서 세정, 레지스트 도포, 노광(露光), 현상(現像), 에칭, 층간 절연막의 형성, 열처리, 다이싱 등의 일련의 제처리를 행함으로써 제조되어 있다. 이러한 제처리 가운데, 기판에 레지스트 도포처리를 실시하여 그 기판을 노광유닛에 건네줌과 아울러, 그 노광유닛으로부터 노광 후의 기판을 받아 현상처리를 실시하는 장치가 이른바 코터＆디벨로퍼로서 넓게 사용되고 있다.
한편, 노광처리를 실시하는 노광유닛(스테퍼)은, 통상 상기 코터＆디벨로퍼와 인라인으로 병설되어 있으며, 레지스트막이 형성된 기판에 회로패턴을 인화한다.
이러한 노광유닛이 패턴의 인화에 사용하는 램프는, 최근 노광 선폭의 미세화에 수반하여, 종래의 자외선 광원으로부터 KrF 엑시머 레이저 광원, 또는 ArF 엑시머 레이저 광원으로 이행(移行)하고 있다. KrF 광원이나 ArF 광원에 의해 패턴 인화를 실시하는 경우에는, 화학증폭형(化學增幅型) 레지스트가 사용된다. 화학증폭형 레지스트는, 노광시의 광화학 반응에 의해 생성한 산이, 계속되는 열처리공정에서 가교·중합 등의 레지스트 반응의 촉매로서 작용함으로써, 현상액에 대한 레지스트의 용해도를 변화시켜 패턴 인화를 완성시키는 타입의 포토레지스트(photo resist)이다.
화학증폭형 레지스트를 사용했을 경우, 노광시에 생성되는 산촉매(酸觸媒)가 극히 미량이기 때문에, 처리조건의 작은 변동이 선폭 균일성에 큰 영향을 주는 것이 알려져 있다. 이 때문에, 화학증폭형 레지스트를 사용했을 경우에 있어서의 노광처리공정 전반에 걸치는 여러가지 처리조건을 가능한 한 균일하게 하는 시도가 이루어지고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1, 2에는, 노광의 종료시점으로부터 노광 후 가열처리(Post Exposure Bake)의 개시시점까지의 시간을 일정하게 관리해 패턴의 선폭을 균일하게 하는 기술이 제안되어 있다.
[특허문헌 1]일본국 특허공개 2002－43208호 공보
[특허문헌 2]일본국 특허공개 2004－342654호 공보
그런데, 여러가지 개량에도 불구하고 여전히 선폭의 미소한 불균일은 해소되어 있지 않았으며, 그 주된 요인은 노광 후 가열처리에 있다고 생각된다. 노광 후 가열처리도 다른 가열처리와 마찬가지로, 기판을 승온(昇溫)하여 소정 온도로 유지한 후에 강온(降溫)하는 프로세스를 실행하는 것이며, 이들 단계 중 승온 및 소정 온도로의 유지에 대해서는 상당히 높은 정밀도로 기판의 면내(面內) 균일성이 달성되어 있다.
한편, 노광 후 가열처리의 강온단계에 대해서는, 그 주목적이 레지스트의 화학반응의 정지에 있기 때문에, 특별히 면내 균일성이 고려되지 않았다. 따라서, 선폭의 미소한 불균일은 노광 후 가열처리시의 강온단계의 면내 불균일성이 적지 않은 원인이 되어 있는 것이라고 생각된다. 즉, 종래에 있어서는, 열처리공정 전체로서 균일한 열처리가 이루어지지 않았기 때문에 패턴의 선폭에 미소한 불균일이 생기는 등의 불편이 완전하게는 해소되어 있지 않았다.
본 발명은, 상기 과제에 비추어 이루어진 것이며, 열처리공정 전체로서 균일한 열처리를 실시할 수 있는 기판반송장치 및 열처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 열처리장치로의 기판의 반출반입을 실시하는 기판반송장치에 있어서, 기판을 재치면상에 재치하여 파지하는 반송아암과, 상기 반송아암을 이동시키는 아암 구동수단과, 상기 재치면 중 적어도 기판과 대향하는 파지영역의 전체를 기준온도로 온조하는 기준온조수단(基準溫調手段)과, 상기 파지영역의 적어도 일부를 상기 기준온도와 다른 온도로 온조하는 보정온조수단(補正溫調手段)을 갖추는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보정온조수단은, 상기 재치면에 첩설(貼設,붙여서 설치)되어 서로 독립하여 온조가능한 복수의 필름히터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보정온조수단은, 상기 재치면의 하방에 매설되어 서로 독립하여 온조가능한 복수의 필름히터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보정온조수단은, 상기 재치면에 첩설되어 서로 독립하여 온조가능한 복수의 펠티에소자(peltier device)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보정온조수단은, 상기 재치면의 하방에 매설되어 서로 독립하여 온조가능한 복수의 펠티에소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 기판에 소정의 열처리를 실시하는 열처리장치에 있어서, 장치 외부와의 사이에서 기판의 주고받기를 실시하기 위해 기판을 재치하는 기판주고받기부와, 기판에 상기 소정의 열처리를 실시하는 열처리부와, 기판을 재치면상에 재치하여 파지하는 반송아암과, 상기 기판주고받기부에서 처리전의 기판을 받은 상기 반송아암을 상기 열처리부로 이동시킴과 아울러, 상기 열처리부에서 처리 후의 기판을 받은 상기 반송아암을 상기 기판주고받기부로 이동시키는 아암 구동수단과, 상기 반송아암의 상기 재치면 중 적어도 기판과 대향하는 파지영역의 전체를 기준온도로 온조하는 기준온조수단과, 상기 파지영역의 적어도 일부를 상기 기준온도와는 다른 온도로 온조하는 보정온조수단을 갖추는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 소정의 열처리는 기판의 가열처리로서, 상기 열처리부는, 소정의 가열온도에서 기판의 가열처리를 실시하고, 상기 기준온도 및 상기 보정온조수단에 의해 온조되는 온도는 상기 소정의 가열온도보다 저온인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 소정의 열처리는, 화학증폭형의 레지스트막에 패턴노광이 이루어진 기판의 노광 후 가열처리이며, 상기 기준온도 및 상기 보정온조수단에 의해 온조되는 온도는 상기 레지스트막의 화학반응이 정지하는 온도 이하인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열처리부에서 기판에 생기는 온도분포를 상쇄하도록 상기 보정온조수단에 상기 파지영역을 온조시키는 온도제어수단을 더 갖추는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 화학증폭형의 레지스트막에 패턴노광이 이루어진 기판의 노광 후 가열처리를 실시하는 열처리장치에 있어서, 장치 외부와의 사이에 기판의 주고받기를 실시하기 위해서 기판을 재치면상에 재치하는 기판주고받기부와, 기판에 상기 노광 후 가열처리를 실시하는 열처리부와, 기판을 재치하여 파지하는 반송아암과, 상기 기판주고받기부에서 처리전의 기판을 받은 상기 반송아암을 상기 열처리부로 이동시킴과 아울러, 상기 열처리부에서 처리 후의 기판을 받은 상기 반송아암을 상기 기판주고받기부로 이동시키는 아암 구동수단과, 상기 기판주고받기부의 상기 재치면 중 적어도 기판과 대향하는 파지영역의 전체를 기준온도로 온조하는 기준온조수단과, 상기 파지영역의 적어도 일부를 상기 기준온도와는 다른 온도로 온조하는 보정온조수단을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열처리부에서 기판에 생기는 온도분포를 상쇄하도록 상기 보정온조수단에 상기 파지영역을 온조시키는 온도제어수단을 더 갖추는 것을 특징으로 한다.
또한, 열처리플레이트의 재치면상에 기판을 재치하여 그 기판을 열처리하는 열처리장치에 있어서, 상기 재치면 중 적어도 기판과 대향하는 파지영역을 온조하는 제1온조수단과, 상기 파지영역의 적어도 일부를 상기 제1온조수단에 의한 온조에 더하여 온조하는 제2온조수단을 갖추는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 열처리장치로의 기판의 반출반입을 실시하는 기판반송장치의 반송아암에, 재치면 중 적어도 기판과 대향하는 파지영역의 전체를 기준온도로 온조하는 기준온조수단과, 파지영역의 적어도 일부를 기준온도와는 다른 온도로 온조하는 보정온조수단을 갖기 때문에, 열처리장치에서 생기는 온도분포의 불균일을 상쇄하는 형태의 온도분포를 파지영역에 발생시킬 수 있어 열처리공정 전체로서 균일한 열처리를 실시할 수 있다.
또한, 열처리부로의 기판의 반출반입을 실시하는 반송아암에, 재치면 중 적어도 기판과 대향하는 파지영역의 전체를 기준온도로 온조하는 기준온조수단과, 파지영역의 적어도 일부를 기준온도와는 다른 온도로 온조하는 보정온조수단을 갖추기 때문에, 열처리부에서 생기는 온도분포의 불균일을 상쇄하는 형태의 온도분포를 파지영역에 발생시킬 수 있어, 열처리공정 전체로서 균일한 열처리를 실시할 수 있다.
특히, 레지스트막에 노광된 패턴의 선폭을 균일하게 할 수 있다.
또한, 열처리부로의 기판이 통과하는 기판주고받기부에, 재치면 중 적어도 기판과 대향하는 파지영역의 전체를 기준온도로 온조하는 기준온조수단과, 파지영역의 적어도 일부를 기준온도와는 다른 온도로 온조하는 보정온조수단을 갖추기 때문에, 열처리부에서 생기는 온도분포의 불균일을 상쇄하는 형태의 온도분포를 파지영역에 발생시킬 수 있어, 열처리공정 전체로서 균일한 열처리를 실시할 수 있다.
또한, 열처리플레이트의 재치면 중 적어도 기판과 대향하는 파지영역을 온조하는 제1온조수단과, 파지영역의 적어도 일부를 제1온조수단에 의한 온조에 더하여 온조하는 제2온조수단을 갖추기 때문에, 제1온조수단에서 발생한 온도분포의 불균일을 제2온조수단에 의해 보정할 수 있어, 열처리공정 전체로서 균일한 열처리를 실시할 수 있다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명한다.
〈1. 제1실시형태〉
도 1은, 본 발명에 관한 열처리장치를 설치한 기판처리장치의 평면도이다. 또한, 도 2는 기판처리장치의 액처리부의 정면도이며, 도 3은 열처리부의 정면도이며, 도 4는 기판재치부의 주변 구성을 나타내는 도이다. 또한 도 1 및 이후의 각 도면에는 이들의 방향 관계를 명확하게 하기 위해 Z축방향을 연직방향으로 하고, XY평면을 수평면으로 하는 XYZ 직교좌표계를 적절히 붙이고 있다.
본 실시형태의 기판처리장치는, 원형의 반도체 웨이퍼 등의 기판에 반사방지막이나 포토레지스트(photo resist)막을 도포 형성함과 아울러, 패턴노광 후의 기판에 현상처리를 실시하는 장치(이른바 코터＆디벨로퍼)이다. 또한 본 발명에 관한 기판처리장치의 처리대상이 되는 기판은 반도체 웨이퍼로 한정되는 것은 아니고, 액정표시장치용의 유리기판 등이어도 좋다.
본 실시형태의 기판처리장치는, 인덱서블록(1), 바크블록(2), 레지스트 도포블록(3), 현상처리블록(4) 및 인터페이스 블록(5)의 5개의 처리블록을 병설하여 구성되어 있다. 인터페이스 블록(5)에는 본 기판처리장치와는 별체(別體)의 외부장치인 노광유닛(스테퍼)(EXP)이 접속 배치되어 있다. 또한, 본 실시형태의 기판처리장치 및 노광유닛(EXP)은 호스트컴퓨터(100)와 LAN 회선(도시 생략)을 경유해 접속되어 있다.
인덱서블록(1)은, 장치 외부로부터 받은 미처리 기판을 바크블록(2)이나 레지스트 도포블록(3)으로 인출함과 아울러, 현상처리블록(4)으로부터 받은 처리를 마친 기판을 장치 외부로 반출하기 위한 처리블록이다. 인덱서블록(1)은, 복수의 캐리어(C)(본 실시형태에서는 4개)를 나열하여 재치하는 재치대(11)와, 각 캐리어(C)로부터 미처리의 기판(W)을 꺼냄과 아울러, 각 캐리어(C)에 처리를 마친 기판(W)을 수납하는 기판이동재치기구(12)를 갖추고 있다. 기판이동재치기구(12)는, 재치대(11)를 따라(Y축방향을 따라) 수평이동 가능한 가동대(可動臺)(12a)를 갖추고 있으며, 이 가동대(12a)에 기판(W)을 수평자세로 파지하는 파지아암(12b)이 탑재되어 있다. 파지아암(12b)은, 가동대(12a)상을 승강(Z축방향)이동, 수평면 내의 선회이동(旋回移動), 및 선회반경방향으로 진퇴이동 가능하게 구성되어 있다. 이로써, 기판이동재치기구(12)는, 파지아암(12b)을 각 캐리어(C)에 접촉시켜서 미처리의 기판(W)의 인출 및 처리를 마친 기판(W)의 수납을 실시할 수 있다. 또한 캐리어(C)의 형태로서는, 기판(W)을 밀폐공간에 수납하는 FOUP(front opening unified pod) 외에, SMIF(Standard Mechanical Inter Face) 포드나 수납 기판(W)을 바깥 공기에 노출하는 OC(open cassette)여도 좋다.
인덱서블록(1)에 인접하여 바크블록(2)이 설치되어 있다. 인덱서블록(1)과 바크블록(2) 사이에는, 분위기 차단용의 격벽(隔壁)(13)이 설치되어 있다. 이 격벽(13)에 인덱서블록(1)과 바크블록(2) 사이에서 기판(W)의 주고받기를 실시하기 위해서 기판(W)을 재치하는 2개의 기판재치부(PASS1, PASS2)가 상하로 적층하여 설치되어 있다.
위쪽의 기판재치부(PASS1)는, 인덱서블록(1)으로부터 바크블록(2)으로 기판(W)을 반송하기 위해서 사용된다. 기판재치부(PASS1)는 3개의 지지핀을 갖추고 있으며, 인덱서블록(1)의 기판이동재치기구(12)는 캐리어(C)로부터 꺼낸 미처리의 기판(W)을 기판재치부(PASS1)의 3개의 지지핀상에 재치한다. 그리고, 기판재치부(PASS1)에 재치된 기판(W)을 후술하는 바크블록(2)의 반송로보트(TR1)가 받는다. 한편, 아래쪽의 기판재치부(PASS2)는, 바크블록(2)으로부터 인덱서블록(1)으로 기판(W)을 반송하기 위해서 사용된다. 기판재치부(PASS2)도 3개의 지지핀을 갖추고 있으며, 바크블록(2)의 반송로보트(TR1)는 처리를 마친 기판(W)을 기판재치부(PASS2)의 3개의 지지핀상에 재치한다. 그리고, 기판재치부(PASS2)에 재치된 기판(W)을 기판이동재치기구(12)가 받아 캐리어(C)에 수납한다. 또한, 후술하는 기판재치부(PASS3~PASS10)의 구성도 기판재치부(PASS1, PASS2)와 같다.
기판재치부(PASS1, PASS2)는, 격벽(13)의 일부에 부분적으로 관통하여 설치되어 있다. 또한, 기판재치부(PASS1, PASS2)에는, 기판(W)의 유무를 검출하는 광학식의 센서(도시 생략)가 설치되어 있고, 각 센서의 검출신호에 근거하여, 기판이동재치기구(12)나 바크블록(2)의 반송로보트(TR1)가 기판재치부(PASS1, PASS2)에 대해서 기판(W)을 주고받을 수 있는 상태에 있는지 여부가 판단된다.
다음으로, 바크블록(2)에 대해 설명한다. 바크블록(2)은, 노광시에 발생하는 정재파(定在波)나 헐레이션을 감소시키기 위해서, 포토레지스트(photo resist)막의 하지(下地)에 반사방지막을 도포 형성하기 위한 처리블록이다. 바크블록(2)은, 기판(W)의 표면에 반사방지막을 도포 형성하기 위한 하지도포처리부(BRC)와, 반사방 지막의 도포 형성에 수반되는 열처리를 실시하는 2개의 열처리타워(21, 21)와, 하지도포처리부(BRC) 및 열처리타워(21, 21)에 대해서 기판(W)의 주고받기를 실시하는 반송로보트(TR1)를 갖춘다.
바크블록(2)에서는, 반송로보트(TR1)를 사이에 두고 하지도포처리부(BRC)와 열처리타워(21, 21)가 대향하여 배치되어 있다. 구체적으로는, 하지도포처리부(BRC)가 장치 정면측에, 2개의 열처리타워(21, 21)가 장치 배면측에, 각각 위치하고 있다. 또한, 열처리타워(21, 21)의 정면측에는 도시하지 않은 열격벽(熱隔壁)을 설치하고 있다. 하지도포처리부(BRC)와 열처리타워(21, 21)를 간격을 두고 배치함과 아울러 열격벽을 설치함으로써, 열처리타워(21, 21)로부터 하지도포처리부(BRC)에 열적 영향을 주는 것을 회피하고 있는 것이다.
하지도포처리부(BRC)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 동일한 구성을 갖춘 3개의 도포처리유닛(BRC1,BRC2,BRC3)을 아래로부터 순서대로 적층 배치하여 구성되어 있다. 또한, 3개의 도포처리유닛(BRC1,BRC2,BRC3)을 특별히 구별하지 않는 경우는 이들을 총칭해 하지도포처리부(BRC)라고 한다. 각 도포처리유닛(BRC1,BRC2,BRC3)은, 기판(W)을 대략 수평자세로 흡착 파지하여 대략 수평면 내에서 회전시키는 스핀 척(22), 이 스핀 척(22)상에 파지된 기판(W)상에 반사방지막용의 도포액을 토출하는 도포노즐(23), 스핀 척(22)을 회전 구동시키는 스핀모터(도시 생략) 및 스핀 척(22)상에 파지된 기판(W)의 주위를 둘러싸는 컵(도시 생략) 등을 갖추고 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 인덱서블록(1)에 가까운 쪽의 열처리타워(21)에 는, 기판(W)을 소정의 온도까지 가열하는 6개의 핫 플레이트(HP1~HP6)와, 가열된 기판(W)을 냉각하여 소정의 온도로까지 강온함과 아울러 기판(W)을 그 소정의 온도로 유지하는 쿨 플레이트(CP1~CP3)가 설치되어 있다. 이 열처리타워(21)에는, 아래로부터 순서대로 쿨 플레이트(CP1~CP3), 핫 플레이트(HP1~HP6)가 적층 배치되어 있다. 한편, 인덱서블록(1)으로부터 먼 쪽의 열처리타워(21)에는, 레지스트막과 기판(W)의 밀착성을 향상시키기 위해서 HMDS(헥사메틸다이실라잔)의 증기 분위기에서 기판(W)을 열처리하는 3개의 밀착강화처리부(AHL1~AHL3)가 아래로부터 순서대로 적층 배치되어 있다. 또한 도 3에서 「×」표로 나타낸 곳에는 배관배선부(配管配線部)나, 예비의 빈 공간이 할당되어 있다.
이처럼 도포처리유닛(BRC1~BRC3)이나 열처리유닛(바크블록(2)에서는 핫 플레이트(HP1~HP6), 쿨 플레이트(CP1~CP3), 밀착강화처리부(AHL1~AHL3))을 다단으로 적층 배치함으로써, 기판처리장치의 점유공간을 작게 하여 설비점유공간을 삭감할 수 있다. 또한, 2개의 열처리타워(21, 21)를 병설함으로써, 열처리유닛의 메인트넌스가 용이해짐과 아울러, 열처리유닛에 필요한 덕트 배관이나 급전(給電)설비를 너무 높은 위치로까지 길게 할 필요가 없어진다는 이점이 있다.
도 5는, 반송로보트(TR1)를 설명하기 위한 도이다. 도 5(a)는 반송로보트(TR1)의 평면도이며, (b)는 반송로보트(TR1)의 정면도이다. 반송로보트(TR1)는, 기판(W)을 대략 수평자세로 파지하는 2개의 파지아암(6a, 6b)을 상하에 근접시켜 설비되어 있다. 파지아암(6a, 6b)은, 선단부가 평면에서 봤을 때 「C」자형상으로 되어 있고, 이 「C」자 형상의 아암의 내측으로부터 안쪽으로 돌출한 복수 개의 핀(7)으로 기판(W)의 가장자리를 하방으로부터 지지하도록 되어 있다.
반송로보트(TR1)의 기대(基臺)(8)는 장치기대(裝置基臺)(장치 프레임)에 대해서 고정 설치되어 있다. 이 기대(8)상에, 가이드축(9c)이 입설(入設)됨과 아울러, 나사축(9a)이 회전 가능하게 입설지지(入設支持)되어 있다. 또한, 기대(8)에는 나사축(9a)을 회전 구동하는 모터(9b)가 고정 설치되어 있다. 그리고, 나사축(9a)에는 승강대(10a)가 나사결합됨과 아울러, 승강대(10a)는 가이드축(9c)에 대해서 자유롭게 슬라이딩할 수 있게 되어 있다. 이러한 구성에 의해, 모터(9b)가 나사축(9a)을 회전 구동함으로써, 승강대(10a)가 가이드축(9c)으로 안내되어 연직방향(Z방향)으로 승강이동하게 되어 있다.
또한, 승강대(10a)상에 아암기대(10b)가 연직방향을 따른 축심 주위로 선회 가능하게 탑재되어 있다. 승강대(10a)에는, 아암기대(10b)를 선회 구동하는 모터(10c)가 내장되어 있다. 그리고, 이 아암기대(10b)상에 상술한 2개의 파지아암(6a, 6b)이 상하로 배설(配設)되어 있다. 각 파지아암(6a, 6b)은, 아암기대(10b)에 장비된 슬라이드 구동기구(도시 생략)에 의하여, 각각 독립하여 수평방향(아암기대(10b)의 선회반경방향)으로 진퇴이동 가능하게 구성되어 있다.
이러한 구성에 의해, 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 반송로보트(TR1)는 2개의 파지아암(6a, 6b)을 각각 개별적으로 기판재치부(PASS1, PASS2), 열처리타워(21)에 설치된 열처리유닛, 하지도포처리부(BRC)에 설치된 도포처리유닛 및 후술하는 기판재치부(PASS3, PASS4)에 대해서 접촉시켜, 그들과의 사이에 기판(W)의 주고받기를 실시할 수 있다.
다음으로, 레지스트 도포블록(3)에 대해 설명한다. 바크블록(2)과 현상처리블록(4) 사이에 끼워지도록 하여 레지스트 도포블록(3)이 설치되어 있다. 이 레지스트 도포블록(3)과 바크블록(2) 사이에도, 분위기 차단용의 격벽(25)이 설치되어 있다. 이 격벽(25)에 바크블록(2)과 레지스트 도포블록(3) 사이에 기판(W)의 주고받기를 실시하기 위해서 기판(W)을 재치하는 2개의 기판재치부(PASS3, PASS4)가 상하로 적층하여 설치되어 있다. 기판재치부(PASS3, PASS4)는, 상술한 기판재치부(PASS1, PASS2)와 같은 구성을 갖추고 있다.
위쪽의 기판재치부(PASS3)는, 바크블록(2)으로부터 레지스트 도포블록(3)으로 기판(W)을 반송하기 위해서 사용된다. 즉, 바크블록(2)의 반송로보트(TR1)가 기판재치부(PASS3)에 재치한 기판(W)을 레지스트 도포블록(3)의 반송로보트(TR2)가 받는다. 한편, 아래쪽의 기판재치부(PASS4)는, 레지스트 도포블록(3)으로부터 바크블록(2)으로 기판(W)을 반송하기 위해서 사용된다. 즉, 레지스트 도포블록(3)의 반송로보트(TR2)가 기판재치부(PASS4)에 재치한 기판(W)을 바크블록(2)의 반송로보트(TR1)가 받는다.
기판재치부(PASS3, PASS4)는, 격벽(25)의 일부에 부분적으로 관통하여 설치되어 있다. 또한, 기판재치부(PASS3, PASS4)에는, 기판(W)의 유무를 검출하는 광학식의 센서(도시 생략)가 설치되어 있으며, 각 센서의 검출신호에 근거하여, 반송로보트(TR1, TR2)가 기판재치부(PASS3, PASS4)에 대해서 기판(W)을 주고 받기할 수 있는 상태에 있는지 여부가 판단된다. 또한 기판재치부(PASS3, PASS4)의 아래쪽에는, 기판(W)을 대충 냉각하기 위한 수냉식(水冷式)인 2개의 쿨 플레이트(WCP)가 격 벽(25)를 관통하여 상하로 설치되어 있다.
레지스트 도포블록(3)은, 바크블록(2)에서 반사방지막이 도포 형성된 기판(W)상에 레지스트를 도포하여 레지스트막을 형성하기 위한 처리블록이다. 또한 본 실시형태에서는, 포토레지스트(photoresist)로서 화학증폭형 레지스트를 이용하고 있다. 레지스트 도포블록(3)은, 하지 도포된 반사방지막 상에 레지스트를 도포하는 레지스트 도포처리부(SC)와, 레지스트 도포처리에 수반하는 열처리를 실시하는 2개의 열처리타워(31, 31)와, 레지스트 도포처리부(SC) 및 열처리타워(31, 31)에 대해서 기판(W)의 주고받기를 실시하는 반송로보트(TR2)를 갖는다.
레지스트 도포블록(3)에서는, 반송로보트(TR2)를 사이에 두고 레지스트 도포처리부(SC)와 열처리타워(31, 31)가 대향하여 배치되어 있다. 구체적으로는, 레지스트 도포처리부(SC)가 장치 정면측에, 2개의 열처리타워(31, 31)가 장치 배면측에, 각각 위치하고 있다. 또한, 열처리타워(31, 31)의 정면측에는 도시하지 않는 열격벽(熱隔壁)을 설치하고 있다. 레지스트 도포처리부(SC)와 열처리타워(31, 31)를 간격을 두고 배치함과 아울러 열격벽을 설치함으로써, 열처리타워(31, 31)로부터 레지스트 도포처리부(SC)로 열적 영향을 주는 것을 회피하고 있는 것이다.
레지스트 도포처리부(SC)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 동일한 구성을 갖춘 3개의 도포처리유닛(SC1, SC2, SC3)을 아래로부터 순서대로 적층 배치하여 구성되어 있다. 또한 3개의 도포처리유닛(SC1, SC2, SC3)을 특히 구별하지 않는 경우는 이들을 총칭하여 레지스트 도포처리부(SC)라고 한다. 각 도포처리유닛(SC1, SC2, SC3)은, 기판(W)을 대략 수평자세로 흡착 파지하여 대략 수평면 내에서 회전시키는 스핀 척(32), 이 스핀 척(32)상에 파지된 기판(W)상에 레지스트액을 토출하는 도포노즐(33), 스핀 척(32)을 회전 구동시키는 스핀모터(도시 생략) 및 스핀 척(32)상에 파지된 기판(W)의 주위를 둘러싸는 컵(도시 생략) 등을 갖추고 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 인덱서블록(1)에 가까운 쪽의 열처리타워(31)에는, 기판(W)을 소정의 온도로까지 가열하는 6개의 가열부(PHP1~PHP6)가 아래로부터 순서대로 적층 배치되어 있다. 한편, 인덱서블록(1)으로부터 먼 쪽의 열처리타워(31)에는, 가열된 기판(W)을 냉각하여 소정의 온도로까지 강온함과 아울러 기판(W)을 그 소정의 온도로 유지하는 쿨 플레이트(CP4~CP9)가 아래로부터 순서대로 적층 배치되어 있다.
각 가열부(PHP1~PHP6)는, 기판(W)을 재치하여 가열처리를 실시하는 통상의 핫 플레이트 외에, 그 핫 플레이트와 떨어진 상방위치에 기판(W)을 재치하여 두는 기판가치부(基板假置部)와, 그 핫 플레이트와 기판가치부 사이에서 기판(W)을 반송하는 로컬반송기구(34)(도 1 참조)를 갖춘 열처리유닛이다. 로컬반송기구(34)는, 승강이동 및 진퇴이동이 가능하게 구성됨과 아울러, 냉각수를 순환시킴으로써 반송과정의 기판(W)을 냉각하는 기구를 갖추고 있다.
로컬반송기구(34)는, 상기 핫 플레이트 및 기판가치부를 사이에 두고 반송로보트(TR2)와는 반대측, 즉 장치 배면측에 설치되어 있다. 그리고, 기판가치부는 반송로보트(TR2)측 및 로컬 반송기구(34)측 양쪽에 대해서 개구되어 있는 한편, 핫 플레이트는 로컬반송기구(34)측에만 개구되고, 반송로보트(TR2)측에는 폐쇄되어 있다. 따라서, 기판가치부에 대해서는 반송로보트(TR2) 및 로컬반송기구(34) 양쪽을 접촉할 수 있지만, 핫 플레이트에 대해서는 로컬반송기구(34)만이 접촉가능하다.
이러한 구성을 갖는 각 가열부(PHP1~PHP6)에 기판(W)을 반입할 때에는, 우선 반송로보트(TR2)가 기판가치부에 기판(W)을 재치한다. 그리고, 로컬 반송기구(34)가 기판가치부로부터 기판(W)을 받아 핫 플레이트까지 반송하여, 그 기판(W)에 가열처리가 행해진다. 핫 플레이트에서의 가열처리가 종료한 기판(W)은, 로컬반송기구(34)에 의해 꺼내져 기판가치부까지 반송된다. 이 때에, 로컬반송기구(34)가 갖추는 냉각기능에 의해 기판(W)이 냉각된다. 그 후, 기판가치부까지 반송된 열처리 후의 기판(W)이 반송로보트(TR2)에 의해 꺼내진다.
이처럼, 가열부(PHP1~PHP6)에서는, 반송로보트(TR2)가 상온의 기판가치부에 대해서 기판(W)의 주고받기를 실시할 뿐, 핫 플레이트에 대해서 직접적으로 기판(W)의 주고받기를 실시하지 않기 때문에, 반송로보트(TR2)의 온도 상승을 억제할 수 있다. 또한, 핫 플레이트는 로컬반송기구(34)측에만 개구되어 있기 때문에, 핫 플레이트로부터 누출한 열분위기에 의해 반송로보트(TR2)나 레지스트 도포처리부(SC)가 악영향을 받는 것이 방지된다. 또한 쿨 플레이트(CP4~CP9)에 대해서는 반송로보트(TR2)가 직접 기판(W)의 주고받기를 실시한다.
반송로보트(TR2)의 구성은, 반송로보트(TR1)와 완전히 같다. 따라서, 반송로보트(TR2)는 2개의 반송아암을 각각 개별적으로 기판재치부(PASS3, PASS4), 열처리타워(31, 31)에 설치된 열처리유닛, 레지스트 도포처리부(SC)에 설치된 도포처리유닛 및 후술하는 기판재치부(PASS5, PASS6)에 대해서 접촉시켜, 이들과의 사이에서 기판(W)의 주고받기를 실시할 수 있다.
다음으로, 현상처리블록(4)에 대해 설명한다. 레지스트 도포블록(3)과 인터페이스 블록(5) 사이에 끼워지도록 하여 현상처리블록(4)이 설치되어 있다. 레지스트 도포블록(3)과 현상처리블록(4) 사이에도, 분위기 차단용의 격벽(35)이 설치되어 있다. 이 격벽(35)에 레지스트 도포블록(3)과 현상처리블록(4) 사이에서 기판(W)의 주고받기를 실시하기 위해서 기판(W)을 재치하는 2개의 기판재치부(PASS5, PASS6)가 상하로 적층하여 설치되어 있다. 기판재치부(PASS5, PASS6)는, 상술한 기판재치부(PASS1, PASS2)와 같은 구성을 갖추고 있다.
위쪽의 기판재치부(PASS5)는, 레지스트 도포블록(3)으로부터 현상처리블록(4)으로 기판(W)을 반송하기 위해서 사용된다. 즉, 레지스트 도포블록(3)의 반송로보트(TR2)가 기판재치부(PASS5)에 재치한 기판(W)을 현상처리블록(4)의 반송로보트(TR3)가 받는다. 한편, 아래쪽의 기판재치부(PASS6)는, 현상처리블록(4)으로부터 레지스트 도포블록(3)으로 기판(W)을 반송하기 위해서 사용된다. 즉, 현상처리블록(4)의 반송로보트(TR3)가 기판재치부(PASS6)에 재치한 기판(W)을 레지스트 도포블록(3)의 반송로보트(TR2)가 받는다.
기판재치부(PASS5, PASS6)는, 격벽(35)의 일부에 부분적으로 관통하여 설치되어 있다. 또한, 기판재치부(PASS5, PASS6)에는, 기판(W)의 유무를 검출하는 광학식의 센서(도시 생략)가 설치되어 있으며, 각 센서의 검출신호에 근거하여, 반송로보트(TR2, TR3)가 기판재치부(PASS5, PASS6)에 대해서 기판(W)을 주고 받기할 수 있는 상태에 있는지 여부가 판단된다. 또한 기판재치부(PASS5, PASS6)의 아래쪽에는, 기판(W)을 대충 냉각하기 위한 수냉식인 2개의 쿨 플레이트(WCP)가 격벽(35)를 관통하여 상하로 설치되어 있다.
현상처리블록(4)은, 노광처리 후의 기판(W)에 대해서 현상처리를 행하기 위한 처리블록이다. 현상처리블록(4)은, 패턴이 노광된 기판(W)에 대해서 현상액을 공급하여 현상처리를 실시하는 현상처리부(SD)와, 현상처리에 수반하는 열처리를 실시하는 2개의 열처리타워(41, 42)와, 현상처리부(SD) 및 열처리타워(41, 42)에 대해서 기판(W)의 주고받기를 실시하는 반송로보트(TR3)를 갖춘다. 또한, 반송로보트(TR3)는, 상술한 반송로보트(TR1, TR2)와 완전히 같은 구성을 가진다.
현상처리부(SD)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 동일한 구성을 갖춘 5개의 현상처리유닛(SD1, SD2, SD3, SD4, SD5)을 아래로부터 순서대로 적층 배치하여 구성되어 있다. 또한, 5개의 현상처리유닛(SD1~SD5)을 특별히 구별하지 않는 경우에는 이들을 총칭해 현상처리부(SD)라고 한다. 각 현상처리유닛(SD1~SD5)은, 기판(W)을 대략 수평자세로 흡착 파지하여 대략 수평면 내에서 회전시키는 스핀 척(43), 이 스핀 척(43)상에 파지된 기판(W)상에 현상액을 공급하는 노즐(44), 스핀 척(43)을 회전 구동시키는 스핀모터(도시 생략) 및 스핀 척(43)상에 파지된 기판(W)의 주위를 둘러싸는 컵(도시 생략) 등을 갖추고 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 인덱서블록(1)에 가까운 쪽의 열처리타워(41)에는, 기판(W)을 소정의 온도로까지 가열하는 5개의 핫 플레이트(HP7~HP11)와, 가열된 기판(W)을 냉각하여 소정의 온도로까지 강온(降溫)함과 아울러 기판(W)을 그 소정의 온도로 유지하는 쿨 플레이트(CP10~CP13)가 설치되어 있다. 이 열처리타워(41)에는, 아래로부터 순서대로 쿨 플레이트(CP10~CP13), 핫 플레이트(HP7~HP11) 가 적층 배치되어 있다.
한편, 인덱서블록(1)으로부터 먼 쪽의 열처리타워(42)에는, 6개의 가열부(PHP7~PHP12)와 쿨 플레이트(CP14)가 적층 배치되어 있다. 도 7은, 본 발명에 관한 열처리장치인 가열부(PHP7)의 사시도이다. 또한, 도 8은, 가열부(PHP7)의 개략 구성을 나타내는 도이다. 도 8(a)은 가열부(PHP7)의 측단면도이며, (b)는 평면도이다. 또한 도 7, 8에는 가열부(PHP7)를 나타내고 있지만, 가열부(PHP8~PHP12)에 대해서도 완전히 동일한 구성이다. 가열부(PHP7)는, 기판(W)을 재치하여 가열처리하는 가열 플레이트(710)와, 그 가열 플레이트(710)로부터 떨어진 상방위치 또는 하부위치(본 실시형태에서는 상방위치)에 기판(W)을 재치하는 기판가치부(719)와, 가열 플레이트(710)와 기판가치부(719) 사이에 기판(W)을 반송하는 열처리부용의 로컬반송기구(720)를 갖추고 있다.
가열 플레이트(710)는, 그 상면에 기판(W)을 재치하여 가열처리를 실시하는 것이다. 가열 플레이트(710)의 가열기구로서는, 예를 들면 마이카 히터나 히트 파이프 구조 등의 공지된 여러가지 기구를 이용하는 것이 가능하다. 가열 플레이트(710)에는, 플레이트 표면에 출몰하는 복수 개(본 실시형태에서는 3개)의 가동지지핀(721)이 설치되어 있다. 또한, 가열 플레이트(710)의 상방에는 가열처리시에 기판(W)을 덮는 승강이 자유로운 상부덮개(722)가 설치되어 있다.
기판가치부(719)는, 가열부(PHP7) 외부와의 사이에 기판(W)의 주고받기를 실시하기 위해서 기판(W)을 일시적으로 재치하는 기판주고받기부로서 기능한다. 즉, 가열부(PHP7)에 반입되는 가열처리 전의 기판(W) 및 가열부(PHP7)로부터 반출되는 가열처리 후의 기판(W) 양쪽 모두 기판가치부(719)를 경유한다. 기판가치부(719)는, 상판(床板)(718)의 상면에 기판(W)을 지지하는 복수 개(본 실시형태에서는 3개)의 고정지지핀(723)을 입설해 구성되어 있다. 또한 기판가치부(719)의 상판(718)은, 가열 플레이트(710)와 기판가치부(719)와의 칸막이벽으로도 기능하는 것이다.
로컬반송기구(720)는, 기판(W)을 재치면상에 재치하여 수평자세로 파지하는 냉각아암(CA)과, 냉각아암(CA)을 기판가치부(719)와 가열 플레이트(710) 사이에서 이동시키는 아암 구동부(725)를 갖춘다. 아암 구동부(725)는, 냉각아암(CA)을 연직방향으로 승강이동시키는 승강구동기구(724)와 냉각아암(CA)을 수평방향을 따라 진퇴이동시키는 슬라이드 구동기구(726)를 갖춘다. 승강구동기구(724)는, 볼 나사 (728)를 회전시켜 냉각아암(CA)을 승강시키는 나사전송기구에 의해 구성되어 있다. 또한, 슬라이드 구동기구(726)는, 수평방향을 따라 설치된 2개의 풀리 사이에서 회주(回走)하는 벨트(729)에 의해 냉각아암(CA)을 수평이동시키는 벨트구동기구에 의해 구성되어 있다. 또한 아암 구동부(725)를 구성하는 구동기구는, 나사전송기구나 벨트구동기구로 한정되는 것은 아니고, 에어 실린더나 리니어 모터 등의 공지된 여러가지 구동기구를 사용할 수 있다.
도 9는 냉각아암(CA)의 평면도이다. 또한, 도 10은, 냉각아암(CA)의 내부구조를 나타내는 도 9의 V－V선 단면도이다. 냉각아암(CA)은, 기판(W)의 평면 사이즈(본 실시형태에서는φ300mm의 원형)보다 큰 평판형상부재(平板形狀部材)로 형성되어 있다. 냉각아암(CA)에는, 이것이 가열 플레이트(710)의 상방이나 기판가치 부(719)에 진출했을 때에, 가동지지핀(721)이나 고정지지핀(723)과 간섭하지 않게 2개의 슬릿(731)이 형성되어 있다. 즉, 냉각아암(CA)이 가열 플레이트(710)의 상방으로 진출했을 때에는 상승하고 있는 가동지지핀(721)이 슬릿(731)으로 들어가고, 기판가치부(719)에 진출했을 때에는 고정지지핀(723)이 슬릿(731)으로 들어간다.
또한, 로컬반송기구(720)는, 냉각아암(CA)의 재치면을 온조하기 위한 2개의 온조기구를 갖추고 있다. 제1온조기구는, 냉각아암(CA)의 내부로 냉각수를 순환시켜 재치면 중 적어도 파지되는 기판(W)과 대향하는 파지영역(EA)의 전체를 소정의 온도로 온조하는 수냉기구(水冷機構)이다. 즉, 냉각아암(CA)의 내부에서는, 유로배관(流路配管)(732)이 사행(蛇行)하여 배설되어 있다. 유로배관(732)은, 적어도 파지영역(EA)의 전면(全面)에 대향하여 둘러져 있다. 이 유로배관(732)에 냉각수 공급부(733)로부터 냉각수를 순환 공급함으로써 파지영역(EA)을 약 20℃정도로 냉각·유지할 수 있다. 또한 냉각수 공급부(733)로서는 기판처리장치에 설치된 용력(用力) 공급원을 이용할 수 있다.
또한, 제2온조기구는, 파지영역(EA)의 적어도 일부를 상기 소정의 온도와는 다른 온도로 온조하는 가열기구로서, 말하자면 제1온조기구에 의한 온조를 부분적으로 보정하기 위한 것이다. 구체적으로는, 제2온조기구는, 냉각아암(CA)의 재치면의 파지영역(EA)에 6매의 폴리이미드 히터를 첩설하여 구성되어 있다. 폴리이미드 히터는, 금속박(金屬箔)을 2매의 폴리이미드 필름에 끼워서 구성된 필름히터이다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 파지영역(EA)의 중심부에 원판형상의 폴리이미드 히터(741)가 첩설되고, 그 주위에 폴리이미드 히터(741)와 동심원 형상으로 링 모양 의 폴리이미드 히터(742)가 첩설되어 있다. 그리고, 폴리이미드 히터(742) 주위의 링 모양의 영역을 둘레방향으로 4등분 분할하여 4개의 폴리이미드 히터(743, 744, 745, 746)가 첩설되어 있다. 6개의 폴리이미드 히터 사이에는, 상호의 열간섭을 방지하기 위해서 약간의 간극이 형성되어 있다.
6개의 폴리이미드 히터(741~746)의 각각은, 서로 독립하여 온도제어부(740)에 접속되어 있다. 또한, 폴리이미드 히터(741~746)의 각각은, 열전대(熱電對)를 이용하여 각 폴리이미드 히터의 온도를 계측하는 온도센서(748)가 설치되어 있다. 6개의 온도센서(748)의 각각도 온도제어부(740)에 접속되어 있다. 온도제어부(740)는, 각 온도센서(748)의 온도검출결과에 근거하여, 6개의 폴리이미드 히터(741~746)의 각각이 미리 설정된 소정의 온도가 되도록, 각 폴리이미드 히터(741~746)로의 전력공급량을 제어한다. 온도제어부(740)에 의한 각(各) 폴리이미드 히터(741~746)의 온도제어는 PID(Proportional, Integral, Differential) 제어에 의해 행해진다. 즉, 온도제어부(740)는, 6개의 폴리이미드 히터(741~746)를 서로 독립하여 개별적으로 온도제어하고, 각각을 미리 설정된 소정의 목표 온도로 유지하는 것이다.
이러한 2개의 온조기구를 갖춤으로써, 냉각아암(CA)에서는, 냉각수 순환에 의해 파지영역(EA)의 전체를 소정의 기준온도(본 실시형태에서는 약 20℃)로 온조함과 아울러, 6개의 폴리이미드 히터(741~746)에 의해 파지영역(EA) 중 각 폴리이미드 히터가 첩설된 영역을 상기 기준온도와는 다른 온도로 온조할 수 있다. 본 실시형태에서는, 폴리이미드 히터(741~746)에 의해 파지영역(EA)의 일부 또는 전부가 최고 80℃정도까지 승온한다. 또한, 냉각아암(CA)의 파지영역(EA)에는 복수의 지지핀(727)(본 실시형태에서는 9개)이 입설되어 있다. 지지핀(727)의 상단은 필름형상의 폴리이미드 히터(741~746)의 상면보다 약간 돌출되어 있다.
상술한 로컬반송기구(720)는, 가열 플레이트(710) 및 기판가치부(719)보다 장치 배면측(즉(＋Y)측)에 설치되어 있다. 또한, 가열 플레이트(710) 및 기판가치부(719)의(＋X)측에는 인터페이스 블록(5)의 반송로보트(TR4)가, (－Y)측에는 현상처리블록(4)의 반송로보트(TR3)가, 각각 배치되어 있다. 그리고, 가열 플레이트(710) 및 기판가치부(719)를 덮는 케이스의 상부, 즉 기판가치부(719)를 덮는 부위에는, 그 (＋X)측에 반송로보트(TR4)의 진입을 허용하는 개구부(719a)가 설치되어 있다(도 7 참조). 또한, 그 (＋Y)측에는 냉각아암(CA)의 진입을 허용하는 개구부(719b)가 설치되어 있다(도 8(a) 참조). 또한, 그 케이스의 하부, 즉 가열 플레이트(710)를 덮는 부위는, 그 (＋X)측 및(－Y)측이 폐색(즉, 반송로보트(TR3) 및 반송로보트(TR4)에 대향하는 면이 폐색)되는 한편, (＋Y)측에 냉각아암(CA)의 진입을 허용하는 개구부(719c)가 설치되어 있다.
가열부(PHP7)에 대한 기판(W)의 출입은 이하와 같이 하여 행해진다. 우선, 인터페이스 블록(5)의 반송로보트(TR4)가 노광 후의 기판(W)을 파지하여, 기판가치부(719)의 고정지지핀(723) 위에 기판(W)을 재치한다. 계속해서, 로컬반송기구(720)의 냉각아암(CA)이 기판(W)의 아래쪽에 진입하고 나서 조금 상승함으로써, 고정지지핀(723)으로부터 기판(W)을 받는다. 이 때에, 기판(W)은 냉각아암(CA)의 복수의 지지핀(727)에 의해 하부로부터 지지된다.
기판(W)을 파지한 냉각아암(CA)은 기판가치부(719)로부터 퇴출(退出)하여, 가열 플레이트(710)에 대향하는 위치까지 하강한다. 이때 가열 플레이트(710)의 가동지지핀(721)은 하강하고 있음과 아울러, 상부덮개(722)는 상승하고 있다. 기판(W)을 파지한 냉각아암(CA)은 가열 플레이트(710)의 상방으로 진출하고, 가동지지핀(721)이 상승하여 기판(W)을 주고받기위치에서 받은 후에 냉각아암(CA)이 퇴출한다. 계속하여, 가동지지핀(721)이 하강하여 기판(W)을 가열 플레이트(710)위에 실음과 아울러, 상부덮개(722)가 하강하여 기판(W)을 덮는다. 이 상태에서 기판(W)이 가열처리된다. 가열처리가 끝나면 상부덮개(722)가 상승함과 아울러, 가동지지핀(721)이 상승해 기판(W)을 들어 올린다. 계속하여, 냉각아암(CA)이 기판(W) 아래로 진출한 후, 가동지지핀(721)이 하강함으로써, 기판(W)이 냉각아암(CA)으로 주고 받아진다. 기판(W)을 지지핀(727)으로 받아서 파지한 냉각아암(CA)이 가열 플레이트(710)로부터 퇴출하고, 또한 상승해서 기판(W)을 기판가치부(719)로 반송한다. 이 반송과정에서 냉각아암(CA)으로 파지된 기판(W)이 온조되게 되지만, 그 상세한 것에 대하여는 후술한다. 냉각아암(CA)은, 온조한 기판(W)을 기판가치부(719)의 고정지지핀(723)상에 이동재치한다. 이 기판(W)을 반송로보트(TR4)가 꺼내 반송한다.
반송로보트(TR4)는, 기판가치부(719)에서 기판(W)의 주고받기를 행할 뿐, 가열 플레이트(710)에 대해서 기판(W)의 주고받기를 하지 않기 때문에, 반송로보트(TR4)가 온도 상승하는 것을 회피할 수 있다. 또한, 가열 플레이트(710)에 기판(W)을 출입하게 하기 위한 개구부(719c)가, 로컬반송기구(720)측에만 형성되어 있으므로, 개구부(719c)로부터 누설한 열분위기에 의해 반송로보트(TR3) 및 반송로 보트(TR4)가 온도 상승하지 않고, 또한 현상처리부(SD)가 개구부(719c)로부터 누출한 열분위기에 의해 악영향을 받지 않는다.
이상과 같이, 가열부(PHP7~PHP12) 및 쿨 플레이트(CP14)에 대해서는 인터페이스 블록(5)의 반송로보트(TR4)는 접촉가능하지만, 현상처리블록(4)의 반송로보트(TR3)는 접촉불가이다. 또한 열처리타워(41)에 조립된 열처리유닛에 대해서는 현상처리블록(4)의 반송로보트(TR3)가 접촉한다.
또한, 열처리타워(42)의 최상단에는, 현상처리블록(4)과, 이것에 인접하는 인터페이스 블록(5) 사이에서 기판(W)의 주고받기를 행하기 위한 2개의 기판재치부(PASS7, PASS8)가 상하에 근접하여 조립되어 있다. 위쪽의 기판재치부(PASS7)는, 현상처리블록(4)으로부터 인터페이스 블록(5)으로 기판(W)을 반송하기 위해서 사용된다. 즉, 현상처리블록(4)의 반송로보트(TR3)가 기판재치부(PASS7)에 재치한 기판(W)을 인터페이스 블록(5)의 반송로보트(TR4)가 받는다. 한편, 아래쪽의 기판재치부(PASS8)는, 인타페이스 블록(5)으로부터 현상처리블록(4)으로 기판(W)을 반송하기 위해서 사용된다. 즉, 인터페이스 블록(5)의 반송로보트(TR4)가 기판재치부(PASS8)로 재치한 기판(W)을 현상처리블록(4)의 반송로보트(TR3)가 받는다. 또한 기판재치부(PASS7, PASS8)는, 현상처리블록(4)의 반송로보트(TR3) 및 인터페이스 블록(5)의 반송로보트(TR4)의 양측에 대해서 개구되어 있다.
다음으로, 인터페이스 블록(5)에 대해 설명한다. 인터페이스 블록(5)은, 현상처리블록(4)에 인접하여 설치되고, 레지스트 도포처리가 행해져서 레지스트막이 형성된 기판(W)을 레지스트 도포블록(3)으로부터 받아서 본 기판처리장치와는 별체 의 외부 장치인 노광유닛(EXP)에 건네줌과 아울러, 노광이 끝난 기판(W)을 노광유닛(EXP)으로부터 받아 현상처리블록(4)에 건네주는 블록이다. 본 실시형태의 인터페이스 블록(5)에는, 노광유닛(EXP)과의 사이에서 기판(W)의 주고받기를 행하기 위한 반송기구(55) 외에, 레지스트막이 형성된 기판(W)의 가장자리부를 노광하는 2개의 엣지 노광유닛(EEW1, EEW2)과, 현상처리블록(4) 내에 배설된 가열부(PHP7~PHP12), 쿨 플레이트(CP14) 및 엣지 노광유닛(EEW1, EEW2)에 대해서 기판(W)을 주고받는 반송로보트(TR4)를 갖추고 있다.
엣지 노광유닛(EEW1, EEW2)(2개의 엣지 노광유닛(EEW1, EEW2)을 특별히 구별하지 않는 경우는 이들을 총칭해 엣지 노광부(EEW)라고 한다)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 기판(W)을 대략 수평자세로 흡착 파지하여 대략 수평면 내에서 회전시키는 스핀 척(56)이나, 이 스핀 척(56)에 파지된 기판(W)의 가장자리에 빛을 조사하여 노광하는 광조사기(光照射器)(57) 등을 갖추고 있다. 2개의 엣지 노광유닛(EEW1, EEW2)은, 인터페이스 블록(5)의 중앙부에 상하로 적층 배치되어 있다. 이 엣지 노광부(EEW)와 현상처리블록(4)의 열처리타워(42)에 인접하여 배치되어 있는 반송로보트(TR4)는 상술한 반송로보트(TR1~TR3)와 같은 구성을 갖추고 있다.
또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 2개의 엣지 노광유닛(EEW1, EEW2)의 아래쪽에는 기판 반환용의 리턴버퍼(RBF)가 설치되고, 그 아래쪽에는 2개의 기판재치부(PASS9, PASS10)가 상하로 적층하여 더 설치되어 있다. 리턴버퍼(RBF)는, 어떠한 장해에 의해 현상처리블록(4)이 기판(W)의 현상처리를 실시할 수가 없는 경우에, 현상처리블록(4)의 가열부(PHP7~PHP12)에서 노광 후의 가열처리를 실시한 후에, 그 기판(W)을 일시적으로 수납 보관하여 두는 것이다. 이러한 리턴버퍼(RBF)는, 복수매의 기판(W)을 다단으로 수납할 수 있는 수납선반에 의해 구성되어 있다. 또한, 위쪽의 기판재치부(PASS9)는 반송로보트(TR4)로부터 반송기구(55)로 기판(W)을 건네주기 위해서 사용하는 것이며, 아래쪽의 기판재치부(PASS10)는 반송기구(55)로부터 반송로보트(TR4)에 기판(W)을 건네주기 위해서 사용하는 것이다. 또한, 리턴버퍼(RBF)에 대해서는 반송로보트(TR4)가 접촉을 실시한다.
반송기구(55)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, Y방향으로 수평이동 가능한 가동대(55a)를 갖추고, 이 가동대(55a)상에 기판(W)을 파지하는 파지아암(55b)을 탑재하고 있다. 파지아암(55b)은, 가동대(55a)에 대해서 승강이동, 선회동작 및 선회반경방향으로의 진퇴이동이 가능하게 구성되어 있다. 이러한 구성에 의해, 반송기구(55)는, 노광유닛(EXP) 사이에서 기판(W)의 주고받기를 실시함과 아울러, 기판재치부(PASS9, PASS10)에 대한 기판(W)의 주고받기와, 기판 전송용의 센드버퍼(SBF)에 대한 기판(W)의 수납 및 꺼냄을 행한다. 센드버퍼(SBF)는, 노광유닛(EXP)이 기판(W)을 받아들임을 할 수 없을 때에, 노광처리전의 기판(W)을 일시적으로 수납 보관함으로써, 복수매의 기판(W)을 다단으로 수납할 수 있는 수납선반에 의해 구성되어 있다.
이상의 인덱서블록(1), 바크블록(2), 레지스트 도포블록(3), 현상처리블록(4) 및 인터페이스 블록(5)에는 항상 청정 공기가 다운플로우로서 공급되어 있어서, 각 블록 내에서 파티클이 말려올라감이나 기류에 의한 프로세스로의 악영향을 회피하고 있다. 또한, 각 블록 내에는 장치의 외부환경에 대해서 약간 양압(陽壓) 으로 유지되어, 외부환경으로부터의 파티클이나 오염물질의 진입 등을 막고 있다.
또한, 상술한 인덱서블록(1), 바크블록(2), 레지스트 도포블록(3), 현상처리블록(4) 및 인터페이스 블록(5)은, 본 실시형태의 기판처리장치를 기구적으로 분할한 단위이다. 각 블록은, 각각 개별의 블록용 프레임(틀)에 조립되어, 각 블록용 프레임을 연결하여 기판처리장치가 구성되어 있다.
한편, 본 실시형태에서는, 기판반송에 관한 반송제어단위를 기계적으로 분할한 블록과는 별도로 구성하고 있다. 본 명세서에서는, 이러한 기판반송에 관한 반송제어단위를 「셀」이라고 칭한다. 1개의 셀은, 기판반송을 담당하는 반송로보트와, 그 반송로보트에 의해 기판이 반송될 수 있는 반송대상부(搬送對象部)를 포함하여 구성되어 있다. 그리고, 상술한 각 기판재치부가, 셀 내에 기판(W)을 받아들이기 위한 입구 기판재치부 또는 셀로부터 기판(W)을 인출하기 위한 출구 기판재치부로서 기능한다. 즉, 셀 사이의 기판(W)의 주고받기도 기판재치부를 통하여 행해진다. 또한 셀을 구성하는 반송로보트로서는, 인덱서블록(1)의 기판이동재치기구(12)나 인터페이스 블록(5)의 반송기구(55)도 포함된다.
본 실시형태의 기판처리장치에는, 인덱서셀, 버크셀, 레지스트 도포셀, 현상처리셀, 노광 후 베이크셀 및 인터페이스셀의 6개의 셀이 포함되어 있다. 인덱서셀은, 재치대(11)와 기판이동재치기구(12)를 포함하며, 기계적으로 분할한 단위인 인덱서블록(1)과 결과적으로 같은 구성으로 되어 있다. 또한, 버크셀은, 하지도포처리부(BRC)와 2개의 열처리타워(21, 21)와 반송로보트(TR1)를 포함한다. 이 버크셀도, 기계적으로 분할한 단위인 바크블록(2)과 결과적으로 같은 구성으로 되어 있 다. 또한, 레지스트 도포셀은, 레지스트 도포처리부(SC)와 2개의 열처리타워(31, 31)와 반송로보트(TR2)를 포함한다. 이 레지스트 도포셀도, 기계적으로 분할한 단위인 레지스트 도포블록(3)과 결과적으로 같은 구성으로 되어 있다.
한편, 현상처리셀은, 현상처리부(SD)와 열처리타워(41)와 반송로보트(TR3)를 포함한다. 상술한 바와 같이, 반송로보트(TR3)는 열처리타워(42)의 가열부(PHP7~PHP12) 및 쿨 플레이트(CP14)에 대해서 접촉하지 못하여, 현상처리셀에 열처리타워(42)는 포함되지 않는다. 이 점에서, 현상처리셀은 기계적으로 분할한 단위인 현상처리블록(4)과 다르다.
또한, 노광 후 베이크셀은, 현상처리블록(4)에 위치하는 열처리타워(42)와, 인터페이스 블록(5)에 위치하는 엣지 노광부(EEW)와 반송로보트(TR4)를 포함한다. 즉, 노광 후 베이크셀은, 기계적으로 분할한 단위인 현상처리블록(4)과 인터페이스 블록(5)에 걸쳐진 것이다. 이처럼 노광 후 가열처리를 실시하는 가열부(PHP7~PHP12)와 반송로보트(TR4)를 포함하여 1개의 셀을 구성하고 있으므로, 노광 후의 기판(W)을 신속하게 가열부(PHP7~PHP12)로 반입하여 열처리를 실시할 수 있다. 이러한 구성은, 패턴의 노광을 실시한 후 가능한 한 신속하게 가열처리를 실시할 필요가 있는 화학증폭형 레지스트를 사용했을 경우에 매우 적합하다.
또한 열처리타워(42)에 포함되는 기판재치부(PASS7, PASS8)는 현상처리셀의 반송로보트(TR3)와 노광 후 베이크셀의 반송로보트(TR4) 사이의 기판(W)의 주고받기를 위해서 개재한다.
인터페이스셀은, 외부장치인 노광유닛(EXP)에 대해서 기판(W)의 주고받기를 실시하는 반송기구(55)를 포함하여 구성되어 있다. 이 인터페이스셀은, 반송로보트(TR4)나 엣지 노광부(EEW)를 포함하지 않는 점에서, 기계적으로 분할한 단위인 인터페이스 블록(5)과는 다른 구성으로 되어 있다. 또한 엣지 노광부(EEW)의 하방에 설치된 기판재치부(PASS9, PASS10)는 노광 후 베이크셀의 반송로보트(TR4)와 인터페이스셀의 반송기구(55) 사이의 기판(W)의 주고받기를 위해서 개재한다.
다음으로, 본 실시형태의 기판처리장치의 제어기구에 대해 설명한다. 도 6은, 제어기구의 개략을 나타내는 블록도이다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 기판처리장치는, 메인컨트롤러(MC), 셀컨트롤러(CC), 유닛컨트롤러의 3계층으로 이루어진 제어계층(制御階層)을 갖추고 있다. 메인컨트롤러(MC), 셀컨트롤러(CC), 유닛컨트롤러의 하드웨어로서의 구성은 일반적인 컴퓨터와 같다. 즉, 각 컨트롤러는, 각종 연산 처리를 실시하는 CPU, 기본 프로그램을 기억하는 판독 전용의 메모리인 ROM, 각종 정보를 기억하는 기록 판독이 자유로운 메모리인 RAM 및 제어용 어플리케이션이나 데이터 등을 기억해 두는 자기 디스크 등을 구비하고 있다.
제1계층인 메인컨트롤러(MC)는, 기판처리장치 전체에 1개 설치되어 있으며, 장치 전체의 관리, 메인패널(MP)의 관리 및 셀컨트롤러(CC)의 관리를 주로 담당한다. 메인패널(MP)은, 메인컨트롤러(MC)의 디스플레이로서 기능하는 것이다. 또한, 메인컨트롤러(MC)에 대해서는 키보드(KB)로부터 여러가지 명령을 입력할 수 있다. 또한 메인패널(MP)을 터치 패널로 구성하여, 메인패널(MP)로부터 메인컨트롤러(MC)로 입력작업을 실시하도록 해도 좋다.
제2계층인 셀컨트롤러(CC)는, 6개의 셀(인덱서셀, 버크셀, 레지스트 도포셀, 현상처리셀, 노광 후 베이크셀 및 인터페이스셀)의 각각에 대해 개별적으로 설치되어 있다. 각 셀컨트롤러(CC)는, 대응하는 셀 내의 기판반송관리 및 유닛관리를 주로 담당한다. 구체적으로는, 각 셀의 셀컨트롤러(CC)는, 소정의 기판재치부에 기판(W)을 두었다는 정보를, 근처의 셀의 셀컨트롤러(CC)로 보내고, 그 기판(W)을 받은 셀의 셀컨트롤러(CC)는, 그 기판재치부로부터 기판(W)을 받았다고 하는 정보를 원래의 셀의 셀컨트롤러(CC)로 돌려준다는 정보의 송수신을 실시한다. 이러한 정보의 송수신은 메인컨트롤러(MC)를 통하여 행해진다. 그리고, 각 셀컨트롤러(CC)는 셀 내에 기판(W)이 반입된 취지의 정보를 반송로보트컨트롤러(TC)에 제공하고, 그 반송로보트컨트롤러(TC)가 반송로보트를 제어하여 셀 내에서 기판(W)을 소정의 순서에 따라 순환 반송시킨다. 또한 반송로보트컨트롤러(TC)는, 셀컨트롤러(CC)상에서 소정의 어플리케이션이 동작함으로써 실현되는 제어부이다.
또한, 제3계층인 유닛컨트롤러로서는, 예를 들면 스핀컨트롤러나 베이크컨트롤러가 설치되어 있다. 스핀컨트롤러는, 셀컨트롤러(CC)의 지시에 따라 셀 내에 배치된 스핀유닛(도포처리유닛 및 현상처리유닛)을 직접 제어하는 것이다. 구체적으로는, 스핀컨트롤러는, 예를 들면 스핀유닛의 스핀모터를 제어하여 기판(W)의 회전수를 조정한다. 또한, 베이크컨트롤러는, 셀컨트롤러(CC)의 지시에 따라 셀 내에 배치된 열처리유닛(핫 플레이트, 쿨 플레이트, 가열부 등)을 직접 제어하는 것이다. 구체적으로는, 베이크컨트롤러는, 예를 들면 핫 플레이트에 내장된 히터를 제어하여 플레이트 온도 등을 조정한다. 상술한 현상처리블록(4)의 가열부(PHP7~PHP12)는 노광 후 베이크셀의 베이크컨트롤러에 의해 제어되고 있다.
또한, 기판처리장치에 설치된 3계층으로 이루어진 제어계층의 더 상위의 제어기구로서, 기판처리장치와 LAN 회선을 통하여 접속된 호스트컴퓨터(100)가 위치하고 있다(도 1 참조). 호스트컴퓨터(100)는, 각종 연산처리를 실시하는 CPU, 기본 프로그램을 기억하는 판독 전용의 메모리인 ROM, 각종 정보를 기억하는 기록 판독이 자유로운 메모리인 RAM 및 제어용 어플리케이션이나 데이터 등을 기억해 두는 자기 디스크 등을 갖추고 있으며, 일반적인 컴퓨터와 같은 구성을 가지고 있다. 호스트컴퓨터(100)에는, 본 실시형태의 기판처리장치가 통상 복수 대 접속되어 있다. 호스트컴퓨터(100)는, 접속된 각각의 기판처리장치에 처리순서 및 처리조건을 기록한 레시피를 건네준다. 호스트컴퓨터(100)로부터 건네받은 레시피는 각 기판처리장치의 메인컨트롤러(MC)의 기억부(예를 들면 메모리)에 기억된다.
또한 노광유닛(EXP)에는, 상기의 기판처리장치의 제어기구로부터 독립한 별개의 제어부가 설치되어 있다. 즉, 노광유닛(EXP)은, 기판처리장치의 메인컨트롤러(MC)의 제어 하에서 동작하고 있는 것이 아니라, 단체(單體)로서 독자적인 동작제어를 실시하고 있는 것이다. 하지만, 이러한 노광유닛(EXP)도 호스트컴퓨터(100)로부터 받은 레시피에 따라 동작제어를 실시하고 있으며, 노광유닛(EXP)에서의 노광처리와 동기(同期)한 처리를 기판처리장치가 실시하게 된다.
다음으로, 본 실시형태의 기판처리장치의 동작에 대해 설명한다. 이하에 설명하는 처리순서는, 호스트컴퓨터(100)로부터 받은 레시피의 기술 내용에 따라 도 6의 제어기구가 각부를 제어함으로써 실행되는 것이다.
우선, 장치 외부로부터 미처리의 기판(W)이 캐리어(C)에 수납된 상태로 AGV 등에 의해 인덱서블록(1)으로 반입된다. 계속하여, 인덱서블록(1)으로부터 미처리 기판(W)의 인출이 행해진다. 구체적으로는, 인덱서셀(인덱서블록(1))의 기판이동재치기구(12)가 소정의 캐리어(C)로부터 미처리의 기판(W)을 꺼내서, 위쪽의 기판재치부(PASS1)에 재치한다. 기판재치부(PASS1)에 미처리의 기판(W)이 재치되면, 버크셀의 반송로보트(TR1)가 반송아암(6a, 6b) 중 한 쪽을 사용해 그 기판(W)을 받는다. 그리고, 반송로보트(TR1)는 받은 미처리의 기판(W)을 도포처리유닛(BRC1~BRC3) 중 어느 하나로 반송한다. 도포처리유닛(BRC1~BRC3)에서는, 기판(W)에 반사방지막용의 도포액이 회전 도포된다.
도포처리가 종료한 후, 기판(W)은 반송로보트(TR1)에 의해 핫 플레이트(HP1~HP6) 중 어느 하나로 반송된다. 핫 플레이트에서 기판(W)이 가열됨으로써, 도포액이 건조되어 기판(W)상에 하지(下地)의 반사방지막이 형성된다. 그 후, 반송로보트(TR1)에 의해 핫 플레이트로부터 꺼내진 기판(W)은 쿨 플레이트(CP1~CP3) 중 어느 하나로 반송되어 냉각된다. 또한 이 때에 쿨 플레이트(WCP)에 의해 기판(W)을 냉각하도록 해도 좋다. 냉각 후의 기판(W)은 반송로보트(TR1)에 의해 기판재치부(PASS3)에 재치된다.
또한, 기판재치부(PASS1)에 재치된 미처리의 기판(W)을 반송로보트(TR1)가 밀착강화처리부(AHL1~AHL3) 중 어느 하나에 반송하도록 해도 좋다. 밀착강화처리부(AHL1~AHL3)에서는, HMDS의 증기 분위기에서 기판(W)을 열처리하여 레지스트막과 기판(W)의 밀착성을 향상시킨다. 밀착강화처리가 종료한 기판(W)은 반송로보트(TR1)에 의해 꺼내져서, 쿨 플레이트(CP1~CP3) 중 어느 하나로 반송되어 냉각된 다. 밀착강화처리가 행해진 기판(W)에는 반사방지막을 형성하지 않기 때문에, 냉각 후의 기판(W)은 반송로보트(TR1)에 의해 직접 기판재치부(PASS3)로 재치된다.
또한, 반사방지막용의 도포액을 도포하기 전에 탈수처리를 실시하도록 해도 좋다. 이 경우는 우선, 기판재치부(PASS1)에 재치된 미처리의 기판(W)을 반송로보트(TR1)가 밀착강화처리부(AHL1~AHL3) 중 어느 하나에 반송한다. 밀착강화처리부(AHL1~AHL3)에서는, HMDS의 증기를 공급하지 않고 기판(W)에 단지 탈수를 위한 가열처리(데하이드베이크)를 실시한다. 탈수를 위한 가열처리가 종료한 기판(W)은 반송로보트(TR1)에 의해 꺼내져서, 쿨 플레이트(CP1~CP3) 중 어느 하나로 반송되어 냉각된다. 냉각 후의 기판(W)은 반송로보트(TR1)에 의해 도포처리유닛(BRC1~BRC3) 중 어느 하나로 반송되어 반사방지막용의 도포액이 회전 도포된다. 그 후, 기판(W)은 반송로보트(TR1)에 의해 핫 플레이트(HP1~HP6) 중 어느 하나로 반송되어, 가열처리에 의해 기판(W)상에 하지의 반사방지막이 형성된다. 또한 그 후, 반송로보트(TR1)에 의해 핫 플레이트로부터 꺼내진 기판(W)은 쿨 플레이트(CP1~CP3) 중 어느 하나로 반송되어 냉각된 후, 기판재치부(PASS3)에 재치된다.
기판(W)이 기판재치부(PASS3)에 재치되면, 레지스트 도포셀의 반송로보트(TR2)가 그 기판(W)을 받아 도포처리유닛(SC1~SC3) 중 어느 하나로 반송한다. 도포처리유닛(SC1~SC3)에서는, 기판(W)에 레지스트가 회전 도포된다. 본 실시형태에서는, 기판(W)에 화학증폭형 레지스트를 도포한다. 또한 레지스트 도포처리에는 정밀한 기판온조(基板溫調)가 요구되기 때문에, 기판(W)을 도포처리유닛(SC1~SC3)으로 반송하기 직전에 쿨 플레이트(CP4~CP9) 중 어느 하나로 반송하도록 해도 좋다.
레지스트 도포처리가 종료한 후, 기판(W)은 반송로보트(TR2)에 의해 가열부(PHP1~PHP6) 중 어느 하나로 반송된다. 가열부(PHP1~PHP6)에서 기판(W)이 가열처리됨으로써, 레지스트 중의 용매성분이 제거되어 기판(W)상에 레지스트막이 형성된다. 그 후, 반송로보트(TR2)에 의해 가열부(PHP1~PHP6)로부터 꺼내진 기판(W)은 쿨 플레이트(CP4~CP9) 중 어느 하나로 반송되어 냉각된다. 냉각 후의 기판(W)은 반송로보트(TR2)에 의해 기판재치부(PASS5)에 재치된다.
레지스트 도포처리를 행하여 레지스트막이 형성된 기판(W)이 기판재치부(PASS5)에 재치되면, 현상처리셀의 반송로보트(TR3)가 그 기판(W)을 받아 그대로 기판재치부(PASS7)에 재치한다.
그리고, 기판재치부(PASS7)에 재치된 기판(W)은 노광 후 베이크셀의 반송로보트(TR4)에 의해 수취되어, 엣지 노광유닛(EEW1, EEW2) 중 어느 하나로 반입된다. 엣지 노광유닛(EEW1, EEW2)에서는, 기판(W)의 단연부(端緣部)의 노광처리(엣지 노광처리)를 한다. 엣지 노광처리가 종료한 기판(W)은 반송로보트(TR4)에 의해 기판재치부(PASS9)로 재치된다. 그리고, 기판재치부(PASS9)에 재치된 기판(W)은 인터페이스셀의 반송기구(55)에 의해 수취되어, 노광유닛(EXP)으로 반입되어 패턴노광처리에 제공된다. 본 실시형태에서는 화학증폭형 레지스트를 사용하고 있기 때문에, 기판(W)상에 형성된 레지스트막 중 노광된 부분에서는 광화학 반응에 의해 산(酸)이 생성한다. 또한 엣지 노광처리가 종료한 기판(W)을 노광유닛(EXP)에 반입하기 전에, 반송로보트(TR4)에 의해 쿨 플레이트(14)로 반입하여 냉각처리를 실시하도록 해도 좋다.
패턴노광처리가 종료한 노광이 끝난 기판(W)은 노광유닛(EXP)으로부터 다시 인터페이스셀로 되돌려져서, 반송기구(55)에 의해 기판재치부(PASS10)에 재치된다. 노광 후의 기판(W)이 기판재치부(PASS10)에 재치되면, 노광 후 베이크셀의 반송로보트(TR4)가 그 기판(W)을 받아 가열부(PHP7~PHP12) 중 어느 하나로 반송한다. 여기에서는, 가열부(PHP7)에 노광 후의 기판(W)이 반송된 것으로 설명을 계속한다.
노광 후의 기판(W)은 반송로보트(TR4)에 의해 가열부(PHP7)의 기판가치부(719)로 반입되어 고정지지핀(723)에 재치되고, 로컬반송기구(720)의 냉각아암(CA)에 의해 수취된다. 냉각아암(CA)은, 노광 후의 기판(W)을 기판가치부(719)로부터 가열 플레이트(710)로 반송한다. 가열 플레이트(710)에서는, 플레이트 표면에 기판(W)이 재치됨과 아울러 상부덮개(722)가 하강하여 가열처리가 진행한다. 이 가열처리는, 노광시의 광화학 반응에 의해 생긴 생성물을 산촉매로서 레지스트 수지의 가교·중합 등의 반응을 진행시켜, 현상액에 대한 용해도를 노광 부분만 국소적으로 변화시키기 위한 노광 후 가열처리(Post Exposure Bake)이며, 패턴의 선폭에 큰 영향을 주는 중요한 공정이다. 또한 본 실시형태의 노광 후 가열처리의 가열처리온도는 약 130℃이다.
소정 시간의 노광 후 가열처리가 종료하면, 상부덮개(722)가 상승함과 아울러, 가동지지핀(721)이 상승해 기판(W)을 들어 올린다. 그리고, 로컬반송기구(720)의 냉각아암(CA)이 열처리 후의 기판(W)을 받아 기판가치부(719)로 반송한다.
이 때에, 냉각아암(CA)의 재치면은 2개의 온조기구, 즉 냉각수 순환에 의한 수냉기구(제1온조기구)와 폴리이미드 히터를 사용한 가열기구(제2온조기구)에 의해 미리 소정 온도로 온조되어 있다. 수냉기구는 재치면의 파지영역(EA) 전체를 기준온도(약 20℃)로 온조하는 형태로 하고 있다. 한편, 본 실시형태의 가열기구로서는 서로 독립하여 온도제어되는 6매의 폴리이미드 히터(741~746)가 첩설되어 있으며, 각각의 폴리이미드 히터마다 가열온도가 다르다. 예를 들면, 전혀 전력공급이 이루어지지 않은 폴리이미드 히터가 첩설되어 있는 영역은 상기 기준온도를 유지하게 되고, 가장 큰 전력공급이 이루어지고 있는 폴리이미드 히터가 첩설되어 있는 영역은 약 80℃까지 온도가 상승하게 된다. 또한 어느 폴리이미드 히터(741~746)에 의한 온조온도도 가열 플레이트(710)에서의 노광 후 가열처리온도(130℃)보다는 저온이며, 노광 후 가열처리가 종료한 기판(W)을 냉각아암(CA)이 받음으로써 기판(W)의 냉각처리가 진행한다.
이러한 분포를 가지는 온조가 이루어진 냉각아암(CA)에 의해 노광 후 가열처리 직후의 기판(W)을 받음으로써, 기판(W)이 냉각되어 레지스트 수지의 화학반응이 정지한다. 또한 레지스트 수지의 화학반응이 정지하는 온도는 노광 후 가열처리의 처리온도보다 30℃~50℃정도 낮은 온도로 되어 있으며, 폴리이미드 히터에 의해 80℃로 온조되어 있는 영역이라도 냉각되어 상기 화학반응이 정지한다. 즉, 어느 폴리이미드 히터(741~746)에 의한 온조온도도 레지스트 수지의 반응정지온도 이하이다.
단, 폴리이미드 히터에 의한 가열이 큰 영역과 작은 영역에서는 냉각속도가 당연하게 다르다. 즉, 상기 기준온도에 가까운 온도를 유지하고 있는 영역에서의 냉각속도는 크고, 기준온도보다 고온으로 가열온조되어 있는 영역에서의 냉각속도 는 기준온도로부터의 괴리(乖離)된 정도에 따라 작아진다. 이 때문에, 레지스트 수지의 화학반응이 정지하는 시각은 폴리이미드 히터(741~746)의 영역마다 약간 다른 것으로 되어 있지만, 그 기술적 의의에 대해서는 더 후술한다.
냉각아암(CA)에 의해 냉각되어 노광 후 가열처리의 화학반응이 정지한 기판(W)은 기판가치부(719)로 반입되어 고정지지핀(723)에 재치된다. 계속해서, 노광 후 베이크셀의 반송로보트(TR4)가 그 기판(W)을 기판가치부(719)로부터 꺼내어 기판재치부(PASS8)에 재치한다.
기판재치부(PASS8)에 기판(W)이 재치되면, 현상처리셀의 반송로보트(TR3)가 그 기판(W)을 받아 쿨 플레이트(CP10~CP13) 중 어느 하나로 반송한다. 쿨 플레이트(CP10~CP13)에서는, 노광 후 가열처리가 종료한 기판(W)이 더 냉각되어, 소정 온도로 정확하게 온조된다. 그 후, 반송로보트(TR3)는, 쿨 플레이트(CPlO~CP13)로부터 기판(W)을 꺼내 현상처리유닛(SD1~SD5) 중 어느 하나로 반송한다. 현상처리유닛(SD1~SD5)에서는, 기판(W)으로 현상액을 공급해 현상처리를 진행시킨다. 이윽고 현상처리가 종료한 후, 기판(W)은 반송로보트(TR3)에 의해 핫 플레이트(HP7~HP11) 중 어느 하나로 반송되고, 또한 그 후 쿨 플레이트(CP10~CP13) 중 어느 하나로 반송된다.
그 후, 기판(W)은 반송로보트(TR3)에 의해 기판재치부(PASS6)에 재치된다. 기판재치부(PASS6)에 재치된 기판(W)은, 레지스트 도포셀의 반송로보트(TR2)에 의해 그대로 기판재치부(PASS4)에 재치된다. 또한 기판재치부(PASS4)에 재치된 기판(W)은, 버크셀의 반송로보트(TR1)에 의해 그대로 기판재치부(PASS2)에 재치됨으 로써, 인덱서블록(1)에 격납된다. 기판재치부(PASS2)에 재치된 처리를 마친 기판(W)은 인덱서셀의 기판이동재치기구(12)에 의해 소정의 캐리어(C)에 수납된다. 그 후, 소정 매수의 처리를 마친 기판(W)이 수납된 캐리어(C)가 장치 외부로 반출되어 일련의 포토리소그래피 처리가 완료한다.
상술한 바와 같이, 노광 후에 있어서 패턴의 선폭에 가장 큰 영향을 주는 것은 가열부(PHP7~PHP12)에서의 노광 후 가열처리의 공정이라고 생각되고 있다. 이 때문에, 노광 후 가열처리에 있어서 레지스트 수지 반응 중의 기판(W)의 온도분포를 균일하게 유지할 필요가 있어, 종래부터 가열 플레이트(710)에서 기판(W)을 균일하게 승온하여, 균일한 온도분포에서 일정시간 가열처리온도로 유지하기 위한 기술개발이 행해져 왔다. 그런데, 승온시 및 가열처리시의 온도분포 균일성을 아무리 고정밀도로 유지했다고 해도, 가열처리가 종료하여 가동지지핀(721)이 상승하여 기판(W)을 들어 올림과 동시에 방열에 의한 자연냉각이 개시된다. 이 때, 기판(W)의 바깥둘레부쪽이 중심부보다 더 많이 방열되어 온도가 더 크게 저하하게 된다. 한편, 가동지지핀(721)이 상승하여 기판(W)을 들어 올리는 것만으로는 노광 후 가열처리의 상기 화학반응이 정지하기까지는 온도가 저하하지 않기 때문에, 냉각아암에 의해 수취될 때까지는 자연냉각에 의해 불균일한 온도분포가 생기게 하면서도, 레지스트 수지의 화학반응이 더 진행하게 된다.
그 후, 종래에 있어서는 기판(W)이 냉각아암에 수취됨으로써 거의 전역(全域)이 급냉되게 되어, 기판(W)의 전면(全面)에서 거의 동시에 레지스트 수지의 화학반응이 정지하고 있었다. 따라서, 가동지지핀(721)이 상승한 직후의 자연냉각에 의해 생긴 온도분포에 의한 선폭 분포경향이 냉각 후(반응정지 후)도 그대로 잔류하게 되어 있었던 것이다. 즉, 자연냉각시 더 많이 방열된 기판(W)의 바깥둘레부쪽이 방열이 적은 중심부보다 패턴의 선폭이 굵어지는 경향이 생기고 있었다.
이 때문에, 본 실시형태의 냉각아암(CA)에서는, 파지영역(EA)의 바깥둘레부에 첩설된 폴리이미드 히터(743~746)의 온조온도가 내측에 첩설된 폴리이미드 히터(741, 742)의 온도보다 높아지도록 온도제어하고 있다. 이로써, 기판(W)이 냉각아암(CA)에 의해 수취되어 강제냉각될 때에는, 기판(W)의 바깥둘레부쪽이 냉각속도가 늦어져서, 바깥둘레부쪽이 중심부보다 레지스트 수지의 화학반응이 정지하는 시각이 늦게 된다.
도 11은, 기판(W)의 노광 후 가열처리 직후의 온도이력(溫度履歷)을 나타내는 도이다. 시각 t1에서 노광 후 가열처리가 종료하여 가동지지핀(721)에 의해 기판(W)이 들어올려진 시점에서 자연냉각이 시작되고, 이 기간은 방열이 큰 바깥둘레부가 중심부보다 온도 저하가 크다. 그 후, 시각 t2에서 기판(W)이 냉각아암(CA)에 의해 수취되어 강제 냉각이 개시된다. 이 때에는 기판(W)의 바깥둘레부가 중심부보다 냉각속도가 느리고, 반응정지온도 T1에 도달하는 시각은 바깥둘레부가 늦어지는 것이다. 그 결과, 가동지지핀(721)이 상승하고 나서 냉각아암(CA)에 의해 기판(W)이 수취될 때까지(시각 t1와 시각 t2 사이의 기간)의 자연냉각에 의해 생긴 선폭 분포경향(바깥둘레부쪽이 방열이 많아져 선폭이 굵어지는 경향)이 냉각아암(CA)에 의한 강제냉각에 의해 상쇄되게 되어, 극히 균일한 선폭균일성을 얻을 수 있다.
또한, 냉각아암(CA)의 온조는 기판처리장치의 가동 중에는 항시 행해지는 것 이며, 노광 후의 기판(W)이 냉각아암(CA)에 의해 기판가치부(719)로부터 가열 플레이트(710)에 반송될 때도 온조를 받게 된다. 상기 실시형태의 예에서는, 파지영역(EA)의 바깥둘레부에 첩설된 폴리이미드 히터(743~746)의 온도가 내측에 첩설된 폴리이미드 히터(741, 742)의 온도보다 높아지도록 온도제어되어 있기 때문에, 노광 후의 기판(W)은 가열 플레이트(710)에 반입되는 시점에서 바깥둘레부가 약간 고온으로 되어 있다. 그 결과, 기판(W)의 바깥둘레부가 받는 열량이 많아져, 이러한 것도 가동지지핀(721)이 상승하고 나서 냉각아암(CA)에 의해 기판(W)이 수취될 때까지의 사이의 자연냉각에 의해 생긴 선폭 분포경향을 상쇄하는 방향으로 작용한다.
즉, 제1실시형태에서는, 가열 플레이트(710)에서 노광 후 가열처리가 종료해 가동지지핀(721)이 상승한 순간에 불가피적으로 생기는 온도분포의 불균일을 상쇄하도록, 2개의 온조기구에 의해 의도적으로 냉각아암(CA)의 파지영역(EA)에 온도분포를 생기게 하고 있다. 그리고, 그 냉각아암(CA)에 의해 가열처리 전의 기판(W)을 가열 플레이트(710)에 반입함과 아울러 가열처리 후의 기판(W)을 가열 플레이트(710)로부터 반출함으로써 상기 불회피적으로 생기는 온도분포의 불균일을 해소하여, 결과적으로 노광 후 가열처리의 공정 전체로서는 균일한 열처리를 실시할 수 있어서, 균일한 선폭을 얻을 수 있는 것이다.
또한, 제1실시형태에서는, 냉각아암(CA)의 재치면에 제2온조기구인 6매의 폴리이미드 히터(741~746)를 첩설하고 있기 때문에, 의도적인 온도분포를 비교적 용이하게 생기게 할 수 있다. 가열 플레이트(710) 자체를 존(zone)화하여 온도분포를 생기게 하는 수법도 생각할 수 있지만, 이 경우는 미소한 온도차(예를 들면, 0.1℃~0.2℃)를 존 사이에서 실현해야 하며, 존 사이의 온도제어가 극히 곤란하게 된다. 본 실시형태와 같이, 냉각아암(CA)의 재치면에 첩설한 폴리이미드 히터(741~746)에 의해 냉각속도에 차이를 내는 경우에는 비교적 큰 온도차가 필요하기 때문에, 히터사이의 온도제어가 비교적 용이하게 된다. 또한, 냉각아암(CA)의 재치면이라면 인접하는 폴리이미드 히터간의 온도 간섭도 비교적 생기기 어렵다.
또한, 제1실시형태에서는, 포토리소그래피 처리의 전체로서의 균일한 선폭을 얻도록 하고 있었지만, 후속 공정을 고려해 의도적으로 선폭이 불균일해지는 형태인 온도분포를 냉각아암(CA)에 갖게 하도록 해도 좋다. 반도체 장치의 제조공정에서는 포토리소그래피 처리의 후속 공정으로서 에칭처리가 이루어지지만, 이 에칭처리공정에서도 패턴의 선폭이 불균일해지는 경향이 인정된다. 이 때문에, 에칭 공정에서의 선폭 분포경향을 상쇄하는 형태의 온도분포를 냉각아암(CA)에 갖게 한다. 구체적으로는, 에칭처리공정에서 선폭이 굵어지는 영역의 온도가 높아지도록 냉각아암(CA)의 파지영역(EA)에 온도분포를 갖게 한다. 이처럼 하면, 포토리소그래피 처리가 종료한 시점에서는 선폭이 불균일해지는 것이지만, 에칭처리까지도 실시함으로써 선폭이 균일해진다.
〈2. 제2실시형태〉
다음으로, 본 발명의 제2실시형태에 대해 설명한다. 제2실시형태의 기판처리장치의 전체 구성 및 기판(W)의 처리순서는 제1실시형태와 같다. 제2실시형태가 제1실시형태와 다른 것은 냉각아암(CA)의 구성이다. 도 12는, 제2실시형태의 냉각아 암(CA)의 내부구조를 나타내는 단면도이다.
제2실시형태에서는, 6매의 폴리이미드 히터(741~746)의 위쪽에 금속판(750)을 더 설치하고 있다. 폴리이미드 히터(741~746)는 얇고 부드러운 필름히터이기 때문에, 첩설했을 때에 미소한 요철이 생기기 쉽다. 기판(W)은 복수의 지지핀(727)에 의해 지지되는 것이지만, 이러한 미소한 요철이 존재하고 있으면, 폴리이미드 히터(741~746)의 일부가 기판(W)에 직접 접촉해 의도에 반한 온도분포가 생기는 원인이 된다. 이 때문에, 제2실시형태에서는, 폴리이미드 히터(741~746)의 누름판으로서 금속판(750)을 설치하여, 요철의 영향을 해소하도록 하고 있다. 제2실시형태에서는, 금속판(750)의 상면에 지지핀(727)을 입설하도록 하고 있다.
이처럼 하면, 제1실시형태와 같은 효과가 얻어지는 데 더하여, 폴리이미드 히터(741~746)가 직접 기판(W)에 접촉하는 것이 방지된다. 금속판(750)을 설치하는것에 대신해 냉각아암(CA)의 재치면의 바로 아래에 폴리이미드 히터(741~746)를 매설하도록 해도 같은 효과를 얻을 수 있다. 하지만, 금속판(750)의 두께가 두꺼운 경우 또는 재치면으로부터 폴리이미드 히터(741~746)까지의 거리가 큰 경우에는 인접하는 폴리이미드 히터 사이에서의 상호의 온도영향이 커지기 때문에, 의도적인 온도분포를 생기게 하는 것이 곤란하게 된다. 이 때문에, 금속판(750)의 두께가 소정 이하 또는 재치면으로부터 폴리이미드 히터(741~746)까지의 거리가 소정 이하로 되는 것이 바람직하다.
〈3. 제3실시형태〉
다음으로, 본 발명의 제3실시형태에 대해 설명한다. 제3실시형태의 기판처리 장치의 전체 구성 및 기판(W)의 처리순서는 제1실시형태와 대체로 같다. 제3실시형태가 제1실시형태와 다른 것은 가열부(PHP7~PHP12)의 구성이다. 도 13은, 제3실시형태의 가열부(PHP7)의 구성을 나타내는 도이다.
제1실시형태에서는 냉각아암(CA)에 설치하고 있던 2개의 온조기구를 제3실시형태에서는 기판가치부(719)에 설치하고 있다. 구체적으로는, 기판가치부(719)의 상판(床板)(718)에 냉각수를 순환시키는 유로배관(717)을 설치함과 아울러, 상판(718)의 상면에 제1실시형태와 같은 6개의 폴리이미드 히터(741~746)를 첩설한다.
제1실시형태에서, 냉각아암(CA)에 2개의 온조기구를 설치하고 있던 것은, 노광 후 가열처리가 종료한 직후의 자연냉각에 의해 불가피적으로 생기는 온도분포를 노광 후 가열처리의 전후에 있어서 상쇄하기 위해서였다. 즉, 그 불가피적으로 생기는 온도분포는 노광 후 가열처리의 전후의 어느 시점에서 해소하면 좋은 것으로서, 제3실시형태에서는 가열처리 전후의 기판(W)이 반드시 경유하는 기판가치부(719)에서 상기 온도분포를 해소하는 형태의 온도분포를 기판(W)에 의도적으로 부여하고 있는 것이다.
이처럼 해도, 제1실시형태와 같은 효과를 얻을 수 있다. 하지만, 제3실시형태와 같이 기판가치부(719)에서 노광 후 가열처리 후의 기판(W)을 냉각했을 경우에는 처리종료로부터 레지스트 수지의 화학반응이 정지하기까지 비교적 장시간을 필요로 하게 되기 때문에, 제1실시형태와 같이 냉각아암(CA)에 온조기구를 설치해 냉각아암(CA)에 의한 반송공정에서 노광 후 가열처리 직후의 기판(W)을 냉각하도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 불가피적으로 생기는 온도분포를 노광 후 가열처리의 전후에 있어서 상쇄한다는 관점으로부터는, 가열부(PHP7~PHP12)에 기판(W)의 반송을 실시하는 노광 후 베이크셀의 반송로보트(TR4)의 반송아암을 냉각아암(CA)과 마찬가지로 구성하여, 가열부(PHP7~PHP12)에 기판(W)을 반입할 때 및/또는 가열부(PHP7~PHP12)로부터 기판(W)을 반출할 때에 기판(W)에 의도적으로 온도분포를 부여하도록 해도 좋다.
〈4. 제4실시형태〉
다음으로, 본 발명의 제4실시형태에 대해 설명한다. 도 14는, 제4실시형태의 열처리플레이트(900)의 구성을 나타내는 도이다. 이 열처리플레이트(900)는, 저항 가열선으로 이루어진 히터(901)를 플레이트 내에 매설한 가열 플레이트이다. 히터(901)는, 열처리플레이트(900)의 재치면 중 적어도 기판(W)과 대향하는 파지영역을 온조한다. 단, 히터(901)는 균등하게 배설되어 있는 것은 아니고, 열처리플레이트(900)의 주변부에 있어서의 분포 밀도가 커지도록 배설되어 있다. 이는, 열처리플레이트(900)에 의해 가열처리되는 기판의 주변부쪽이 방열이 케서 온도가 저하하기 쉬운 것에 대응한 것이다.
또한, 열처리플레이트(900)의 상면에는 복수의 폴리이미드 히터(902, 903)가 첩설되어 있다. 열처리플레이트(900)의 상면 중심부에는 폴리이미드 히터(903)가 첩설되고, 상면 주변부에는 폴리이미드 히터(902)가 첩설되어 있다. 폴리이미드 히터(902, 903)는 제1실시형태의 폴리이미드 히터(741~746)와 동일하다. 폴리이미드 히터(902, 903)는 상기 파지영역의 적어도 일부를 히터(901)에 의한 온조에 더하여 온조한다.
열처리플레이트(900)에서 기판의 가열처리를 실시할 때는 히터(901)가 상시 100%의 출력을 하고 있는 것은 아니고, 그 출력은 적절히 변동하고 있다. 예를 들면, 열처리플레이트(900)를 소정 온도로 유지할 때에는 30%의 출력인데 대하여, 더 고온으로 온도 변경할 때에는 80%의 출력이 된다. 열처리플레이트(900)에 있어서의 히터(901)의 분포가 출력 30%인 때에 적절한 것이었다고 하면, 80%의 출력시에는 분포밀도가 큰 주변부 쪽의 플레이트 온도가 너무 높아진다. 그래서, 80%의 출력시에는 플레이트중심부에 첩설된 폴리이미드 히터(903)가 보조적으로 더 가열함으로써 주변부와의 밸런스를 취하도록 한다. 반대로, 히터(901)의 분포가 출력 80%시에 적절한 것이었다고 하면, 30%의 출력시에는 플레이트 주변부에 첩설된 폴리이미드 히터(902)가 보조적인 가열을 실시함으로써 중심부와의 밸런스를 취한다.
즉, 제4실시형태에서는, 히터(901)의 출력에 의해 불가피적으로 생기는 온도분포의 불균일을 폴리이미드 히터(902, 903)에 의도적으로 온도분포를 갖게 하여 해소하고 있으며, 폴리이미드 히터(902, 903)는 말하자면 히터(901)의 어시스트 히터라고 할만한 것이다. 이로써, 히터(901)의 출력을 변화시켰다고 해도 열처리공정의 전체로서 균일한 열처리를 실시할 수 있다.
〈5. 변형예〉
이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명했지만, 이 발명은 그 취지를 일탈하지 않는 한에서, 상술한 것 이외에 여러가지 변형을 실시하는 것이 가능하다. 예를 들면, 상기 각 실시형태에서는, 보정용의 제2온조기구로서 복수 매의 폴리이미드 히터를 이용하고 있었지만, 이에 대신하여 독립하여 온조가능한 복수의 펠티에소자(peltier element)를 사용하도록 해도 좋다. 펠티에소자라면 가열 뿐만이 아니라 냉각도 가능하기 때문에, 재치면의 파지영역에 의도적으로 부여하는 온도분포의 변화를 더 풍부하게 할 수 있다.
또한, 펠티에소자라면 가열 및 냉각 모두가 가능하기 때문에, 제1온조기구를 갖추지 않고 복수의 펠티에소자뿐이라도 파지영역에 원하는 온도분포를 부여할 수 있다.
또한, 제1~제3실시형태에서는, 제1온조기구로서 냉각수 순환에 의한 냉각기구를 갖추고, 제2온조기구로서 폴리이미드 히터에 의한 가열기구를 갖추고 있었지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1온조기구로서 재치면의 파지영역의 전체를 소정의 기준온도로 가열하는 가열기구를 갖추고, 제2온조기구로서 파지영역의 적어도 일부를 기준온도와는 다른 온도로 온조하는 가열기구 또는 냉각기구를 갖추도록 해도 좋다.
또한, 제2온조기구로서 설치하는 폴리이미드 히터의 매수는 2매 이상의 임의의 것으로 할 수 있고, 재치면의 파지영역에 부여하는 온도분포의 패턴도 임의적인 것으로 할 수 있다. 예를 들면, 냉각아암(CA)에 있어서 2개의 슬릿(731)의 근방은 냉각수를 순환시키지 못하여 냉각능력이 낮기 때문에, 제2온조기구에 의해 슬릿(731)의 근방의 온도를 다른 영역의 온도보다 낮게 하도록 해도 좋다.
또한, 상기 제1 및 제2실시형태와 같은 냉각아암(CA)을 레지스트 도포블 록(3)의 로컬반송기구(34)(도 1 참조)에 적용하도록 해도 좋다. 레지스트 도포처리 후의 온도분포의 불균일을 해소하여 레지스트 막두께의 균일성을 향상시킬 수 있다.
또한, 바크블록(2)의 핫 플레이트(HP1~HP6)를 대신해 본 발명에 관한 열처리장치인 가열부(PHP7)를 조합하도록 해도 좋다. 바크블록(2)에서는 반사방지막의 소성처리(燒成處理)가 행해지는 것이지만, 이 때에 반사방지막용의 도포액으로부터 다량의 승화물(昇華物)이 발생하여 여러가지 문제의 원인이 되는 것이 알려져 있다. 이 때문에, 기판(W)에 도포액을 도포하고 나서 우선 비교적 저온으로 가열처리한 후, 더 고온으로 소성처리를 실시하는 2 단계 베이크를 실시하는 것이 검토되고 있다. 한편, 2 단계 베이크를 실시했을 때에도 공정수 증가를 억제하기 위해서는 가열부의 냉각아암(CA)에서 고온 베이크 후의 냉각처리를 실시하는 것이 바람직하다. 그런데, 단지 냉각아암(CA)에 냉각수 순환 등의 냉각능력을 부여한 것만으로는, 저온 베이크로부터 고온 베이크로 이행하는 반송공정에서 냉각아암(CA)이 기판(W)을 강제 냉각하게 된다. 그래서, 제1실시형태와 마찬가지로, 냉각아암(CA)에 보정용의 제2온조기구를 준비해 두면, 냉각아암(CA)의 냉각능력을 약하게 하는 것이 가능해져서, 저온 베이크로부터 고온 베이크로 이행할 단계에서의 기판(W)의 온도 저하를 억제할 수 있다.
또한, 상기 제1~제3실시형태의 냉각기구에 이용하는 냉각수에 대신하여, 공기, 냉공기(冷空氣), 온조수(溫調水)(항온수), 불소계 불활성 화학액을 사용하도록 해도 좋다.
또한, 본 발명에 관한 열처리장치를 조합한 기판처리장치의 구성은 도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같은 형태로 한정되는 것은 아니고, 여러가지 배치 구성을 사용하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명에 관한 열처리장치를 조립한 기판처리장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 기판처리장치의 액처리부(液處理部)의 정면도이다.
도 3은 도 1의 기판처리장치의 열처리(熱處理部)의 정면도이다.
도 4는 도 1의 기판처리장치의 기판재치부의 주변 구성을 나타내는 도이다.
도 5는 반송로보트를 설명하기 위한 도이다.
도 6은 제어기구의 개략을 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 발명에 관한 열처리장치인 가열부의 사시도이다.
도 8은 가열부의 개략 구성을 나타내는 도이다.
도 9는 가열부의 냉각아암의 평면도이다.
도 10은 냉각아암의 내부구조를 나타내는 도 9의 V－V선 단면도이다.
도 11은 기판의 노광 후 가열처리 직후의 온도이력(溫度履歷)을 나타내는 도이다.
도 12는 제2실시형태의 냉각아암의 내부구조를 나타내는 단면도이다.
도 13은 제3실시형태의 가열부의 구성을 나타내는 도이다.
도 14는 제4실시형태의 열처리플레이트의 구성을 나타내는 도이다.
[부호의 설명]
1 인덱서블록 2 버크 블록
3 레지스트 도포블록 4 현상처리블록
5 인터페이스 블록 34, 720 로컬반송기구
710 가열 플레이트 719 기판가치부
725 아암 구동부 732 유로배관
733 냉각수 공급부 740 온도제어부
741~746, 902, 903 폴리이미드 히터 748 온도센서
750 금속판 901 히터
BRC1~BRC3, SC1~SC3 도포처리유닛 CA 냉각아암
CC 셀컨트롤러 EA 파지영역
MC 메인컨트롤러 PHP1~PHP12 가열부
SD1~SD5 현상처리유닛 TR1~TR4 반송로보트
W 기판

Claims (13)

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  6. 화학증폭형(化學增幅型)의 레지스트막에 패턴노광이 이루어진 기판의 노광 후 가열처리를 행하는 기판 열처리장치로서,
    장치 외부와의 사이에서 기판의 주고받기를 행하기 위해 기판을 재치하는 기판주고받기부와,
    기판을 재치해서 가열처리를 행하는 가열 플레이트 및 상기 가열플레이트의 플레이트표면에 대해 승강하는 가동지지핀을 구비하여, 기판에 상기 노광 후 가열처리를 행하는 열처리부와,
    기판을 재치면상에 재치하여 파지하는 반송아암과,
    상기 기판주고받기부에서 처리 전의 기판을 받은 상기 반송아암을 상기 열처리부로 이동시킴과 아울러, 상기 열처리부에서 처리 후의 기판을 받은 상기 반송아암을 상기 기판주고받기부로 이동시키는 아암 구동수단과,
    상기 반송아암의 상기 재치면 중 적어도 기판과 대향하는 파지영역의 전체를 상기 레지스트막의 화학반응이 정지하는 온도 이하의 기준온도로 온조(溫調)하는 기준온조수단과,
    상기 파지영역의 적어도 일부를 상기 기준온도와는 다른 온도이면서 상기 레지스트막의 화학반응이 정지하는 온도 이하로 온조하는 보정온조수단과,
    상기 노광 후 가열처리가 종료하여 상기 가동지지핀에 의해 기판이 들어 올려진 때의 자연냉각에 의해 생긴 온도분포의 불균일을 상쇄하도록 상기 파지영역의 중심부보다 상기 파지영역의 바깥둘레부의 온도가 높게 되도록 상기 기준온조수단 및 상기 보정온조수단으로 상기 파지영역을 온조시키는 온도제어수단과,
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 열처리장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 보정온조수단은, 상기 재치면에 첩설(貼設)되어 서로 독립하여 온조가능한 복수의 필름히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 열처리장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 보정온조수단은, 상기 재치면의 하방에 매설되어 서로 독립하여 온조가능한 복수의 필름히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 열처리장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 보정온조수단은, 상기 재치면에 첩설되어 서로 독립하여 온조가능한 복수의 펠티에소자(peltier element)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 열처리장치.
  10. 화학증폭형의 레지스트막에 패턴노광이 이루어진 기판의 노광 후 가열처리를 행하는 기판 열처리장치로서,
    장치 외부와의 사이에서 기판의 주고받기를 행하기 위해 기판을 재치면상에 재치하는 기판주고받기부와,
    기판을 재치해서 가열처리를 행하는 가열 플레이트 및 상기 가열플레이트의 플레이트표면에 대해 승강하는 가동지지핀을 구비하여, 기판에 상기 노광 후 가열처리를 행하는 열처리부와,
    기판을 재치하여 파지하는 반송아암과,
    상기 기판주고받기부에서 처리 전의 기판을 받은 상기 반송아암을 상기 열처리부로 이동시킴과 아울러, 상기 열처리부에서 처리 후의 기판을 받은 상기 반송아암을 상기 기판주고받기부로 이동시키는 아암 구동수단과,
    상기 기판주고받기부의 상기 재치면 중 적어도 기판과 대향하는 파지영역의 전체를 상기 레지스트막의 화학반응이 정지하는 온도 이하의 기준온도로 온조(溫調)하는 기준온조수단과,
    상기 파지영역의 적어도 일부를 상기 기준온도와는 다른 온도이면서 상기 레지스트막의 화학반응이 정지하는 온도 이하로 온조하는 보정온조수단과,
    상기 노광 후 가열처리가 종료하여 상기 가동지지핀에 의해 기판이 들어 올려진 때의 자연냉각에 의해 생긴 온도분포의 불균일을 상쇄하도록 상기 파지영역의 중심부보다 상기 파지영역의 바깥둘레부의 온도가 높게 되도록 상기 기준온조수단 및 상기 보정온조수단으로 상기 파지영역을 온조시키는 온도제어수단과,
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 열처리장치.
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  13. 제6항에 있어서,
    상기 보정온조수단은, 상기 재치면의 하방에 매설되어 서로 독립하여 온조가능한 복수의 펠티에소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 열처리장치.
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