KR101399223B1 - 기판처리장치 및 기판처리방법 - Google Patents

Abstract

[과제] 전용 냉각기구를 설치함이 없이 오버 베이크를 확실히 방지할 수 있는 기판처리장치 및 기판처리방법을 제공한다.
[해결수단] 순차적으로 투입되는 기판 각각을 비어 있는 냉각유닛(CP1∼CP3) 중 어느 것에 반송하여, 그 냉각유닛을 해당 기판(W)에 대해 노광 후 베이크 처리 후의 냉각처리를 행하는 유닛으로서 예약하고, 그 예약정보를 기억한다. 냉각유닛(CP1∼CP3) 중 어느 것을 노광 후 베이크 처리 전에 사전 예약한 후에, 냉각처리를 행함이 없이 기판(W)을 그 냉각유닛으로부터 가열유닛(PEB1∼PEB3) 중 어느 것에 반송하여 노광 후 베이크 처리를 행한다. 노광 후 베이크 처리의 종료 후는, 기판(W)을 그 가열유닛으로부터 사전 예약해 둔 예약완료 냉각유닛에 반송하여 냉각처리를 행한다.

Description

기판처리장치 및 기판처리방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}

본 발명은, 반도체 웨이퍼나 액정표시장치용 유리 기판 등의 박판(薄板) 형상의 정밀 전자 기판(이하, 단지 「기판」이라 한다)을 순차적으로 투입하여 소정 시간 가열처리한 후에 냉각처리를 행하는 기판처리장치 및 기판처리방법에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 반도체나 액정 디스플레이 등의 제품은, 상기 기판에 대해 세정, 레지스트 도포, 노광, 현상, 에칭, 층간 절연막의 형성, 열처리, 다이싱 등의 일련의 여러 처리를 행함으로써 제조되고 있다. 이들 여러 처리 중 예를 들면 레지스트 도포처리, 현상처리 및 그들에 부수하는 열처리 각각을 행하는 처리유닛을 복수 조립하고, 반송로봇에 의해 그들 각 처리유닛 사이에서 기판의 순환 반송을 행함으로써 기판에 일련의 포토리소그래피 처리를 행하는 기판처리장치가 이른바 코터＆디벨로퍼로서 널리 이용되고 있다.

이와 같은 기판처리장치에 있어서는, 미리 지정된 처리 플로우에 따라 기판을 복수의 처리유닛에 순차적으로 반송하여, 각 처리유닛에서 소정의 처리를 행하도록 하고 있다. 이러한 처리를 행하는 경우에, 각 처리공정에서의 처리시간이 다르면, 가장 처리시간이 긴 처리공정이 전체 속도를 좌우하게 되어, 그 처리공정 이외의 처리유닛에서는 기판의 체류(반출 대기 상태)가 발생하게 된다. 만일, 가장 처리시간이 긴 처리공정의 전(前) 공정이 가열처리인 경우에는, 가열유닛 내에 기판이 체류하게 된다. 기판이 가열유닛 내에 체류하면, 규정된 처리시간을 초과하여 가열되게(이른바 오버 베이크) 되어, 처리결과에 중대한 지장을 미치게 한다는 문제가 생긴다.

특히, 최근의 포토리소그래피 처리에서는, KrF나 ArF의 엑시머 레이저에 대응한 화학증폭형 레지스트를 이용하는 것이 주류가 되고 있다. 화학증폭형 레지스트를 이용한 경우에는, 엑시머 레이저의 노광 강도가 약하기 때문에, 노광 후의 기판에 대해 노광 후 베이크 처리(Post-Exposure-Bake)를 행하고, 노광시에 광화학 반응에 의해 레지스트막 속에 생긴 생성물(산(酸))을 촉매로 하여 레지스트 수지의 연쇄반응을 진행시킨다. 이와 같은 노광 후 베이크 처리에서 오버 베이크가 생기면, 현상 후의 패턴의 선폭(線幅) 균일성이 현저히 저하하게 된다.

이와 같은 오버 베이크를 방지하기 위해서는, 오버 베이크가 허용되지 않는 가열유닛(예를 들면, 노광 후 베이크 유닛)에서의 처리시간이 가장 길어지도록, 장치 내의 처리유닛을 구성, 혹은 처리 플로우를 정의하는 것이 고려될 수 있다. 이렇게 하면, 예를 들면 노광 후 베이크 처리의 다음 공정인 냉각처리를 행하는 유닛에는 빈 곳이 많아지기 때문에, 노광 후 베이크 유닛 내에서의 기판의 체류를 방지할 수 있다.

또, 특허문헌 1, 2에는, 가열처리 후의 기판을 즉각 냉각하기 위한 전용 기구를 설치하여 오버 베이크를 방지하는 기술이 개시되어 있다. 이와 같은 전용 냉각기구를 설치하면, 각 처리공정에서의 처리시간이나 처리 플로우의 내용에 관계없이, 오버 베이크를 확실히 방지할 수 있다.

일본 특허공개 2004-319626호 공보 일본 특허공개 평 6-151293호 공보

그러나 오버 베이크가 허용되지 않는 가열유닛의 처리시간을 가장 길게 하도록 하면, 장치 전체로서의 처리능력의 향상을 억제하게 된다. 또한, 처리 플로우에 있어서 그 가열유닛보다 하류측에서 문제가 발생한 경우에는, 해당 가열유닛에서의 기판의 체류는 피할 수 없어, 오버 베이크를 완전히 방지하는 것은 곤란해진다.

한편, 오버 베이크가 허용되지 않는 가열유닛에 1 대 1로 대응시켜 전용 냉각기구를 설치하도록 하면, 처리 플로우에 있어서 해당 가열유닛보다 하류측에서 문제가 발생한 것과 같은 경우라도, 전용 냉각기구를 이용하여 가열처리 후의 기판을 냉각함으로써 오버 베이크를 방지할 수는 있다. 그러나 그와 같은 전용 냉각기구를 설치하기 때문에 장치의 사이즈가 대형화함과 아울러, 장치의 제조비용도 증대한다는 문제가 생긴다.

본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 전용 냉각기구를 설치함이 없이 오버 베이크를 확실히 방지할 수 있는 기판처리장치 및 기판처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 순차적으로 투입되는 기판을 소정 시간 가열처리한 후에 냉각처리를 행하는 기판처리장치에 있어서, 기판에 가열처리를 행하는 적어도 하나 이상의 가열처리부와, 기판에 냉각처리를 행하는 복수의 냉각처리부와, 상기 적어도 하나 이상의 가열처리부와 상기 복수의 냉각처리부 사이에서 기판을 반송하는 기판반송부와, 순차적으로 투입되는 기판 각각에 대해 가열처리 후의 냉각처리를 행하는 냉각처리부를 미리 상기 복수의 냉각처리부로부터 선택하여 예약완료 냉각처리부로서 기억하고, 상기 기판을 상기 하나 이상의 가열처리부 중 어느 가열처리부에 반송시켜 소정 시간의 가열처리를 행하게 한 후, 상기 기판을 상기 가열처리부로부터 상기 예약완료 냉각처리부에 반송시켜 냉각처리를 행하게 하도록 상기 기판반송부를 제어하는 반송제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

삭제

또, 본 발명은, 순차적으로 투입되는 기판을 소정 시간 가열처리한 후에 냉각처리를 행하는 기판처리장치에 있어서, 기판에 가열처리를 행하는 적어도 하나 이상의 가열처리부와, 기판에 냉각처리를 행하는 복수의 냉각처리부와, 상기 적어도 하나 이상의 가열처리부와 상기 복수의 냉각처리부 사이에서 기판을 반송하는 기판반송부와, 순차적으로 투입되는 기판 각각을 상기 복수의 냉각처리부 중 어느 것에 반송시켜 해당 냉각처리부를 상기 기판에 대한 예약완료 냉각처리부로서 기억한 후, 상기 기판을 상기 예약완료 냉각처리부로부터 상기 하나 이상의 가열처리부 중 어느 가열처리부에 반송시켜 소정 시간의 가열처리를 행하게 한 후, 상기 기판을 상기 가열처리부로부터 상기 예약완료 냉각처리부에 반송시켜 냉각처리를 행하게 하도록 상기 기판반송부를 제어하는 반송제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관계되는 기판처리장치에 있어서, 상기 반송제어부는, 상기 가열처리부에서 상기 기판에 가열처리가 행해지고 있는 동안, 상기 기판에 후속하는 기판의 상기 예약완료 냉각처리부로의 반입을 금지하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관계되는 기판처리장치에 있어서, 상기 가열처리부는, 화학증폭형 레지스트가 도포된 후에 노광처리가 행해진 기판에 대해 노광 후 가열처리를 행하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은, 순차적으로 투입되는 기판을 적어도 하나 이상의 가열처리부 중 어느 것에서 소정 시간 가열처리한 후에 복수의 냉각처리부 중 어느 것에서 냉각처리를 행하는 기판처리방법에 있어서, 순차적으로 투입되는 기판 각각에 대해 가열처리 후의 냉각처리를 행하는 냉각처리부를 미리 상기 복수의 냉각처리부로부터 선택하여 예약완료 냉각처리부로서 기억하는 예약공정과, 상기 기판을 상기 하나 이상의 가열처리부 중 어느 가열처리부에 반송하여 소정 시간의 가열처리를 행하는 가열공정과, 상기 기판을 상기 가열처리부로부터 상기 예약완료 냉각처리부에 반송하여 냉각처리를 행하는 냉각공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

삭제

또, 본 발명은, 순차적으로 투입되는 기판을 적어도 하나 이상의 가열처리부 중 어느 것에서 소정 시간 가열처리한 후에 복수의 냉각처리부 중 어느 것에서 냉각처리를 행하는 기판처리방법에 있어서, 순차적으로 투입되는 기판 각각을 상기 복수의 냉각처리부 중 어느 것에 반송하여 해당 냉각처리부를 상기 기판에 대한 예약완료 냉각처리부로서 기억하는 예약공정과, 상기 기판을 상기 예약완료 냉각처리부로부터 상기 하나 이상의 가열처리부 중 어느 가열처리부에 반송하여 소정 시간의 가열처리를 행하는 가열공정과, 상기 기판을 상기 가열처리부로부터 상기 예약완료 냉각처리부에 반송하여 냉각처리를 행하는 냉각공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관계되는 기판처리방법에 있어서, 상기 가열처리부에서 상기 기판에 가열처리가 행해지고 있는 동안, 상기 기판에 후속하는 기판의 상기 예약완료 냉각처리부로의 반입을 금지하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관계되는 기판처리방법에 있어서, 상기 가열공정에서는, 화학증폭형 레지스트가 도포된 후에 노광처리가 행해진 기판에 대해 노광 후 가열처리를 행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 순차적으로 투입되는 기판 각각에 대해 가열처리 후의 냉각처리를 행하는 냉각처리부를 미리 예약완료 냉각처리부로서 기억하고, 그 기판을 어느 가열처리부에 반송시켜 소정 시간의 가열처리를 행하게 한 후, 그 기판을 가열처리부로부터 예약완료 냉각처리부에 반송시켜 냉각처리를 행하게 하기 때문에, 가열처리 후의 기판을 즉각 예약완료 냉각처리부에 반송하여 냉각처리를 개시할 수 있어, 전용 냉각기구를 설치함이 없이 오버 베이크를 확실히 방지할 수 있다.

또, 본 발명에 의하면, 순차적으로 투입되는 기판 각각에 대해 가열처리 후의 냉각처리를 행하는 냉각처리부를 미리 예약완료 냉각처리부로서 기억하고, 그 기판을 어느 가열처리부에 반송하여 소정 시간의 가열처리를 행하며, 그 기판을 가열처리부로부터 예약완료 냉각처리부에 반송하여 냉각처리를 행하기 때문에, 가열처리 후의 기판을 즉각 예약완료 냉각처리부에 반송하여 냉각처리를 개시할 수 있어, 전용 냉각기구를 설치함이 없이 오버 베이크를 확실히 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관계되는 기판처리장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 기판처리장치에 있어서의 처리유닛의 배치 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 제어부의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 1의 기판처리장치에 있어서의 처리동작의 수순을 나타내는 플로우 차트이다.
도 5는 기판의 반송경로를 나타내는 타이밍 차트이다.
도 6은 제어부에 기억된 예약정보의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 기판의 반송경로를 나타내는 타이밍 차트이다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대해 상세히 설명한다.

우선, 본 발명에 관계되는 기판처리장치의 전체 구성에 대해 설명한다. 도 1은, 본 발명에 관계되는 기판처리장치(1)의 사시도이다. 또한, 도 2는, 기판처리장치(1)에 있어서의 처리유닛의 배치 구성을 나타내는 도면이다. 또한, 도 1 및 도 2에는 그들의 방향관계를 명확히 하기 위해 Z축방향을 연직방향으로 하고, XY평면을 수평면으로 하는 XYZ직교좌표계를 붙이고 있다.

본 기판처리장치(1)는, 별도 설치되어 있는 노광장치(스테퍼)에서 노광처리가 종료한 반도체 웨이퍼 등의 기판에 대해 현상처리를 행하는 장치이다. 기판처리장치(1)에서 처리대상이 되는 기판에는 화학증폭형 레지스트로 된 레지스트막이 도포 형성되어 있으며, 그 레지스트막에 노광장치에서 엑시머 레이저를 이용한 패턴 노광이 행해진 후의 기판(W)이 기판처리장치(1)에 투입된다. 또한, 본 발명에 관계되는 기판처리장치(1)의 처리대상이 되는 기판(W)은 반도체 웨이퍼로 한정되는 것은 아니고, 액정표시장치용 유리 기판이나 포토마스크용 유리 기판 등이어도 좋다.

본 실시형태의 기판처리장치(1)는, 인덱서(10), 기판반송부(20), 제1 처리부군(處理部群)(30) 및 제2 처리부군(40)을 구비한다. 평면에서 보아 길이가 긴 형상으로 된 기판반송부(20)는, 그 길이방향을 Y축방향을 따르게 하도록 배치되어 있다. 기판반송부(20)를 사이에 두는 형태로 하여 장치 정면측((+X)측)에 제1 처리부군(30)이 설치되고, 배면측((-X)측)에 제2 처리부군(40)이 설치되어 있다. 또한, 기판반송부(20)의 길이방향을 따른 일단측((-Y)측)에는 인덱서(10)가 접속되어 있다.

인덱서(10)는, 장치 바깥으로부터 수취한 미처리 기판(노광완료 기판)을 장치 안으로 반입함과 아울러, 현상처리가 종료된 처리완료 기판을 장치 바깥으로 반출하는 기능을 갖는다. 인덱서(10)는, 복수의 캐리어(C)(본 실시형태에서는 4개)를 나란히 재치(載置)하는 재치대(11)와, 각 캐리어(C)로부터 미처리 기판(W)을 꺼냄과 아울러, 각 캐리어(C)에 처리완료 기판(W)을 수납하는 인덱서 로봇(12)을 구비하고 있다. 각 캐리어(C)는, 복수매의 기판(W)을 다단으로 수납하는 선반 구조를 갖고 있다. 또한, 본 실시형태의 캐리어(C)는 수납 기판(W)을 외기(外氣)에 쐬는 OC(open cassette)이지만, 캐리어(C) 형태는 이에 한정되는 것은 아니고, 기판(W)을 밀폐공간에 수납하는 FOUP(front opening unified pod)나 SMIF(Standard Mechanical Inter Face) 포드여도 좋다.

인덱서 로봇(12)은, 4개의 캐리어(C)의 배열방향(X축방향)을 따라 수평이동 가능함과 아울러 승강(Z축방향)이동 및 연직방향을 따른 축심(軸心) 둘레의 회전동작이 가능하다. 인덱서 로봇(12)은, 기판(W)을 수평자세(기판(W)의 법선이 연직방향을 향하는 자세)로 지지하는 지지아암(12a)을 탑재하고 있다. 지지아암(12a)은 전후로 슬라이드이동 가능하게 되어 있다. 따라서 지지아암(12a)은, X축방향을 따른 수평이동, 승강이동, 수평면 내의 선회동작 및 선회반경방향을 따른 진퇴이동을 행한다. 이에 의해, 인덱서 로봇(12)은, 지지아암(12a)을 개별적으로 각 캐리어(C)에 액세스시켜 미처리 기판(W)의 꺼냄 및 처리완료 기판(W)의 수납을 행함과 아울러, 지지아암(12a)을 기판반송부(20)와의 기판 주고받기 위치(P)로 이동시켜 반송로봇(22)과의 사이에서 기판(W)의 주고받기를 행할 수 있다.

기판반송부(20)는, Y축방향을 따라 뻗어 있는 반송로(搬送路)(21)에 반송로봇(22)을 배치하고 있다. 반송로봇(22)은, 반송로(21)의 길이방향(Y축방향)을 따라 수평이동 가능함과 아울러 승강(Z축방향)이동 및 연직방향을 따른 축심 둘레의 회전동작이 가능한 가동대(可動臺)(22b)를 구비하고 있다. 가동대(22b)에는, 기판(W)을 수평자세로 지지하는 2개의 반송아암(22a)(22a)이 상하 2단으로 근접해서 탑재되어 있다. 반송아암(22a)(22a)은, 가동대(22b)에 내장된 구동기구에 의해 서로 독립해서 전후로 슬라이드이동 가능하게 되어 있다. 따라서 반송아암(22a)(22a) 각각은, Y축방향을 따른 수평이동, 승강이동, 수평면 내의 선회동작 및 선회반경방향을 따른 진퇴이동을 행한다. 이에 의해, 반송로봇(22)은, 2개의 반송아암(22a)(22a)을 각각 개별적으로 제1 처리부군(30)의 처리유닛, 제2 처리부군(40)의 처리유닛 및 인덱서(10)와의 기판 주고받기 위치(P)에 액세스시켜, 그들과의 사이에서 기판(W)의 주고받기를 행할 수 있다. 그리고 반송로봇(22)이 제1 처리부군(30) 또는 제2 처리부군(40)의 어느 처리유닛으로부터 꺼낸 기판(W)을 지지하여 다른 처리유닛에 반송함으로써, 처리유닛 사이에서의 기판(W)의 순환 반송이 실행된다.

제1 처리부군(30)은, 3개의 현상처리유닛(SD1)(SD2)(SD3)을 반송로(21)에 접하도록 Y축방향을 따라 병설하여 구성되어 있다. 현상처리유닛(SD1)(SD2)(SD3) 각각은, 기판(W)을 수평자세로 흡착 지지하여 수평면 내에서 회전시키는 스핀척, 이 스핀척 상에 지지된 기판(W) 상에 현상액을 공급하는 노즐, 스핀척을 회전구동시키는 스핀모터 및 스핀척 상에 지지된 기판(W) 주위를 둘러싸는 컵 등을 구비하고 있다. 3개의 현상처리유닛(SD1)(SD2)(SD3)은, 동일 처리공정에 있어서의 동일 조건의 처리를 행하는 병행 처리부이며, 그 병행 처리수는 "3"이다.

한편, 제2 처리부군(40)은, Y축방향을 따라 3개의 열처리유닛을 병설한 유닛층(層)을 4단으로 적층하여 구성되어 있다. 즉, 제2 처리부군(40)은, 합계 12개의 열처리유닛을 구비한다. 또한, 도 2에 있어서는, 도시(圖示)의 편의상 Z방향의 적층을 X방향으로 배열하여 평면적으로 나타내고 있다.

아래에서부터 순서대로 제1단 유닛층에는, 가열된 기판(W)을 냉각하여 소정 온도로까지 온도하강(降溫)함과 아울러 기판(W)을 해당 소정 온도로 유지하는 3개의 냉각유닛(CP1)(CP2)(CP3)이 설치되어 있다. 제2단 유닛층에는, 마찬가지로 3개의 냉각유닛(CP4)(CP5)(CP6)이 설치되어 있다. 이들 냉각유닛(CP1∼CP6)은, 하우징 내에 기판(W)을 재치하여 냉각하는 쿨링 플레이트를 구비하고 있다. 또한, 냉각유닛(CP1∼CP3)은, 노광 후 베이크 처리 후의 기판(W)을 냉각한다. 또, 냉각유닛(CP4∼CP6)은, 현상처리 후에 가열된 기판(W)을 냉각한다.

아래에서부터 순서대로 제3단 유닛층에는, 기판(W)을 소정 온도로까지 가열하는 3개의 가열유닛(HP1)(HP2)(HP3)이 설치되어 있다. 그리고 최상단 유닛층에는, 기판(W)을 소정 온도로까지 가열하여 노광 후 베이크 처리를 행하는 3개의 가열유닛(PEB1)(PEB2)(PEB3)이 설치되어 있다. 3개의 가열유닛(HP1)(HP2)(HP3) 및 3개의 가열유닛(PEB1)(PEB2)(PEB3)은, 하우징 내에 기판(W)을 재치하여 가열하는 핫 플레이트를 구비하고 있다. 또한, 가열유닛(HP1∼HP3)은, 현상처리 후의 기판(W)에 가열처리를 행한다. 이들 3개의 냉각유닛(CP1∼CP3), 3개의 냉각유닛(CP4∼CP6), 3개의 가열유닛(PEB1∼PEB3) 및 3개의 가열유닛(HP1∼HP3) 각각도 병행 처리부이며, 각 병행 처리부의 병행 처리수는 모두 "3"이다.

또, 기판처리장치(1)에는, 상기의 여러 가지 동작기구 및 처리유닛을 제어하는 제어부(9)가 설치되어 있다. 도 3은, 제어부(9)의 구성을 나타내는 블록도이다. 제어부(9)의 하드웨어로서의 구성은 일반적인 컴퓨터와 마찬가지이다. 즉, 제어부(9)는, 각종 연산처리를 행하는 CPU(91), 기본 프로그램을 기억하는 읽어내기 전용의 메모리인 ROM(92), 각종 정보를 기억하는 읽고 쓰기 가능한 메모리인 RAM(93) 및 제어용 프로그램과 데이터 등을 기억해 두는 자기 디스크(94)를 버스 라인(99)에 접속하여 구성되어 있다.

또, 버스 라인(99)에는, 기판처리장치(1)에 설치된 상기 반송로봇(22), 가열유닛(PEB1∼PEB3)(HP1∼HP3), 냉각유닛(CP1∼CP6) 및 현상처리유닛(SD1∼SD3) 등이 전기적으로 접속되어 있다. 제어부(9)의 CPU(91)는, 자기 디스크(94)에 격납된 제어용 프로그램을 실행함으로써, 이들 각 동작기구 및 처리유닛을 제어하여 기판처리장치(1)에 있어서의 열처리 및 현상처리를 행하게 한다.

또한, 버스 라인(99)에는 콘솔(10a)이 전기적으로 접속되어 있다. 콘솔(10a)은, 인덱서(10)의 측벽면에 설치되어 있으며(도 1 참조), 각종 정보의 표시 및 명령이나 파라미터의 입력을 받아들이는 터치 패널 등을 구비한다. 또한, 도 2에 있어서는, 인덱서(10) 내부에 제어부(9)를 나타내고 있지만, 제어부(9)의 물리적 설치 개소는 인덱서(10) 내부로 한정되는 것은 아니고, 기판처리장치(1) 내의 임의 개소로 할 수 있다.

다음으로, 상기 구성을 갖는 기판처리장치(1)에 있어서의 처리동작에 대해 설명한다. 도 4는, 기판처리장치(1)에 있어서의 처리동작의 수순을 나타내는 플로우 차트이다. 동 도면에는, 롯트에 포함되는 1매의 기판(W)에 대한 처리 수순을 나타내고 있다. 동 도면에 나타내는 처리 수순은, 처리 플로우를 나타내는 플로우 레시피에 따라 제어부(9)가 기판처리장치(1)의 각 동작기구 및 처리유닛을 제어함으로써 진행된다. 본 실시형태의 플로우 레시피에 나타난 처리 플로우는, 노광처리가 종료되어 투입된 기판(W)에 대해 노광 후 베이크 처리를 행한 후에 냉각하고, 그 기판(W)에 현상처리를 행하고 나서 가열 및 냉각을 행한다는 것이다.

또한, 도 5는, 기판(W)의 반송경로를 나타내는 타이밍 차트이다. 동 도면 및 이하의 설명에서, 롯트의 최초 기판을 기판(W1)으로 하고, 2번째 기판을 기판(W2)으로 하며, 3번째 기판을 기판(W3)으로 하고, 이후 마찬가지로 하여 순번대로 부호를 붙이고 있다. 또한, 특별히 투입 순번을 문제로 하지 않을 때에는 단지 기판(W)으로 총칭한다.

우선, 기판처리장치(1)의 외부로부터 노광처리가 종료된 기판(W)이 캐리어(C)에 수납된 상태로 AGV 등에 의해 인덱서(10)에 반입되어, 재치대(11)에 재치된다. 노광처리가 행해지기 전에 기판(W)의 표면에는 화학증폭형 레지스트로 된 레지스트막이 도포 형성되어 있으며, 그 레지스트막에 엑시머 레이저를 이용한 패턴 노광처리가 행해져, 레지스트막 중 노광된 부분에는 광화학 반응에 의해 산(酸)이 생성되어 있다.

다음으로, 인덱서(10)로부터 냉각유닛(CP1)(CP2)(CP3) 중 어느 것에 기판(W)을 반송한다(스텝 S1). 구체적으로는, 인덱서 로봇(12)이 소정의 캐리어(C)로부터 기판(W)을 꺼내어, 기판 주고받기 위치(P)에서 그 기판(W)을 반송로봇(22)에 건네준다. 그리고 반송로봇(22)이 수취한 기판(W)을 냉각유닛(CP1)(CP2)(CP3) 중 어느 것에 반송한다. 기판(W)은 냉각유닛(CP1∼CP3) 중 포트가 개방되어 있는(빈 플래그가 서 있다) 유닛에 반송되지만, 통상은 시리얼 번호가 작은 순서부터 선택되어 반송된다. 예를 들면, 롯트의 최초 기판(W1)은 냉각유닛(CP1)에 반송되고, 2번째 기판(W2)은 냉각유닛(CP2)에 반송된다.

여기서, 냉각유닛(CP1∼CP3)은, 본래 기판(W)에 대해 냉각처리를 행하는 유닛이지만, 스텝 S1 단계에서는 냉각처리는 행해지지 않는다. 기판(W)은 반송로봇(22)에 의해 냉각유닛(CP1∼CP3) 중 어느 것에 반입되어, 쿨링 플레이트에 대해 승강하는 리프트 핀에 건네진 후, 즉각 반송로봇(22)에 의해 반출된다.

또, 기판(W)이 냉각유닛(CP1∼CP3) 중 어느 것에 반입된 시점에서, 그 냉각유닛을 해당 기판(W)에 대해 후술하는 노광 후 베이크 처리 후의 냉각처리를 행하는 유닛으로서 예약하여, 예약완료 냉각유닛으로서 제어부(9)의 기억부(RAM(93) 또는 자기 디스크(94))에 기억한다(스텝 S2). 예를 들면, 최초 기판(W1)이 냉각유닛(CP1)에 반입된 시점에서, 냉각유닛(CP1)이 기판(W1)에 대한 노광 후 베이크 처리 후의 예약완료 냉각유닛으로서 예약되어, 그 예약정보가 제어부(9)의 기억부에 격납된다. 마찬가지로, 2번째 기판(W2)이 냉각유닛(CP2)에 반입된 시점에서, 냉각유닛(CP2)이 기판(W2)에 대한 예약완료 냉각유닛으로서 예약되어, 그 예약정보가 제어부(9)의 기억부에 격납된다. 또한, 3번째 기판(W3)이 냉각유닛(CP3)에 반입된 시점에서, 냉각유닛(CP3)이 기판(W3)에 대한 예약완료 냉각유닛으로서 예약되어, 그 예약정보가 제어부(9)의 기억부에 격납된다.

도 6은, 제어부(9)에 기억된 예약정보의 일례를 나타내는 도면이다. 순차적으로 투입되는 기판(W) 각각에 대해 냉각유닛(CP1)(CP2)(CP3)의 어느 것이 예약되어 대응 지워져 있다. 예를 들면, 최초 기판(W1)에 대해서는 냉각유닛(CP1)이 대응 지워져서 기억되어 있으며, 2번째 기판(W2)에 대해서는 냉각유닛(CP2)이 대응 지워져서 기억되어 있다.

이와 같이, 스텝 S1에서의 냉각유닛(CP1∼CP3)으로의 반송은, 기판(W)에 냉각처리를 행하기 위한 것은 아니고, 노광 후 베이크 처리 후의 냉각처리를 행하는 냉각유닛을 예약하기 위한 동작이다. 예약이 행해진 시점에서, 그 예약완료 냉각유닛의 포트가 예약 중으로 변경된다(예약완료 플래그가 세워진다). 예를 들면, 냉각유닛(CP1)이 기판(W1)에 대한 예약완료 냉각유닛으로서 예약된 시점에서, 냉각유닛(CP1)의 포트가 예약 중으로 변경된다. 도 5에서, 실선으로 나타내는 것은 실제 기판(W)의 반송경로이며, 점선으로 나타내는 것은 예약 중인 냉각유닛이다.

다음으로, 냉각유닛(CP1)(CP2)(CP3) 중 어느 것에 반입된 기판(W)을 반송로봇(22)이 해당 냉각유닛으로부터 가열유닛(PEB1)(PEB2)(PEB3) 중 어느 것에 반송한다(스텝 S3). 이때에는, 비어 있는 가열유닛(PEB1)(PEB2)(PEB3) 중 시리얼 번호가 작은 것이 순서대로 선택되어, 그 가열유닛에 기판(W)이 반송된다. 예를 들면, 본 실시형태에서는, 최초 기판(W1)이 냉각유닛(CP1)으로부터 가열유닛(PEB1)에 반송되고, 2번째 기판(W2)이 냉각유닛(CP2)으로부터 가열유닛(PEB2)에 반송된다.

가열유닛(PEB1∼PEB3)에서는, 기판(W)의 노광 후 베이크 처리가 소정 시간 행해진다(스텝 S4). 노광 후 베이크 처리는, 노광시의 광화학 반응에 의해 화학증폭형 레지스트의 막(膜) 속에 생긴 생성물을 촉매로 하여 레지스트 수지의 가교 등의 연쇄반응을 진행시켜, 현상액에 대한 용해도를 노광 부분만 국소적으로 변화시키기 위한 가열처리이다. 레지스트막 속의 연쇄반응은, 노광 후의 레지스트막이 소정 온도 이상으로 온도상승함으로써 진행하고, 레지스트막이 해당 소정 온도 미만으로까지 온도하강하면 정지한다. 레지스트막 속에서의 연쇄반응의 진행 정도는, 현상처리 후의 패턴 선폭에 영향을 주기 때문에, 순차적으로 투입되는 기판 사이의 선폭 균일성을 유지하기 위해서는 소정 시간의 노광 후 베이크 처리가 종료된 기판(W)을 신속하게 반응온도 미만으로까지 냉각하는 것이 요구된다. 즉, 노광 후 베이크 처리를 행하는 가열유닛(PEB1∼PEB3)에서의 오버 베이크는 허용되지 않는다.

본 실시형태에 있어서는, 소정 시간의 노광 후 베이크 처리가 종료된 후, 반송로봇(22)이 기판(W)을 가열유닛(PEB1∼PEB3)으로부터 스텝 S2에서 예약한 냉각유닛에 반송한다(스텝 S5). 이때에는, 노광 후 베이크 처리가 종료된 시점에서 딴 곳에 비어 있는 냉각유닛이 존재해 있다고 해도 반드시 그 기판(W)에 대해 예약된 예약완료 냉각유닛에 기판(W)을 반송한다. 예컨대, 최초 기판(W1)의 가열유닛(PEB1)에서의 노광 후 베이크 처리가 종료된 시점에서는, 냉각유닛(CP1∼CP3) 모두가 물리적으로는 비어 있지만, 기판(W1)은 스텝 S2에서 예약한 냉각유닛(CP1)에 반드시 반송한다. 마찬가지로, 노광 후 베이크 처리가 종료된 기판(W2)(W3)은 각각 스텝 S2에서 예약한 냉각유닛(CP2)(CP3)에 반드시 반송한다. 구체적으로는, 제어부(9)가 기억부 내에 격납되어 있는 예약정보(도 6)를 참조하여, 노광 후 베이크 처리가 종료된 기판(W)을 해당 기판(W)에 대응 지워져 있는 예약완료 냉각유닛에 반송하도록 반송로봇(22)을 제어한다.

여기서, 도 5에 나타내는 바와 같이, 기판(W1)의 노광 후 베이크 처리가 종료된 시점에서는, 냉각유닛(CP1) 이외에 냉각유닛(CP2)(CP3)도 비어는 있지만, 이들 냉각유닛(CP2)(CP3)의 포트는 예약 중이다. 포트가 예약 중인 냉각유닛에 대한 다른 기판의 반송은 금지되어 있다. 이 때문에, 노광 후 베이크 처리가 종료된 기판(W1)이 후속 기판(W2)(W3)에 대해 예약되어 있는 냉각유닛(CP2)(CP3)에 반송되는 일은 확실히 방지된다.

반대로, 포트가 예약 중인 냉각유닛(CP1)에 대한 기판(W1) 이외의 기판 반송도 금지되어 있기 때문에, 가열유닛(PEB1)에서 기판(W1)에 노광 후 베이크 처리가 행해지고 있는 동안, 후속 기판(W2)(W3)이나 인덱서(10)로부터의 기판(W4)이, 기판(W1)에 대해 예약되어 있는 냉각유닛(CP1)에 반입되는 일도 방지된다. 따라서 기판(W1)의 노광 후 베이크 처리가 종료된 시점에서, 기판(W1)에 대해 예약되어 있는 냉각유닛(CP1)이 다른 기판(W)에 의해 점유 또는 예약되어 있는 일은 있을 수 없어, 노광 후 베이크 처리 후의 기판(W1)을 즉각 예약완료 냉각유닛에 반송할 수 있다.

스텝 S5에서의 냉각유닛(CP1∼CP3)으로의 반송은, 노광 후 베이크 처리 후의 기판(W)에 냉각처리를 행하기 위한 것이다. 즉, 스텝 S5에서 냉각유닛(CP1∼CP3)에 반송된 기판(W)에는, 해당 냉각유닛에서 냉각처리가 행해진다(스텝 S6). 스텝 S5에서 냉각유닛(CP1∼CP3)에 기판(W)이 반송되어 스텝 S6의 냉각처리가 개시된 시점에서, 그 냉각유닛의 포트가 사용 중으로 변경된다(사용 중 플래그가 세워진다). 예를 들면, 노광 후 베이크 처리 후의 기판(W1)이 냉각유닛(CP1)에 반송되어 냉각처리가 개시된 시점에서, 냉각유닛(CP1)의 포트가 사용 중으로 변경된다. 이 냉각처리에 의해 레지스트막이 소정 온도 미만으로까지 온도하강하여, 레지스트막 속에서의 연쇄반응이 정지한다. 또한, 냉각유닛(CP1∼CP3)에서 기판(W)은 현상처리 전에 일정 온도로 온도조절되게 된다.

소정 시간의 냉각처리가 종료된 후, 반송로봇(22)이 기판(W)을 냉각유닛(CP1∼CP3)으로부터 현상처리유닛(SD1∼SD3)의 어느 것에 반송한다(스텝 S7). 이때에는, 비어 있는 현상처리유닛(SD1)(SD2)(SD3) 중 어느 것을 선택하여, 그 현상처리유닛에 기판(W)을 반송하면 좋다. 예를 들면, 본 실시형태에서는, 최초 기판(W1)이 냉각유닛(CP1)으로부터 현상처리유닛(SD1)에 반송되고, 2번째 기판(W2)이 냉각유닛(CP2)으로부터 현상처리유닛(SD2)에 반송된다. 냉각유닛(CP1∼CP3)에서의 냉각처리가 종료된 시점에서, 그 냉각유닛의 포트가 개방된다(빈 플래그가 세워진다). 예를 들면, 냉각유닛(CP1)에서의 기판(W1)의 냉각처리가 종료된 시점에서, 냉각유닛(CP1)의 포트가 개방된다. 냉각유닛(CP1)의 포트가 개방됨으로써, 후속 기판(W4)을 냉각유닛(CP1)에 반송하여, 그 냉각유닛(CP1)을 기판(W4)에 대한 노광 후 베이크 처리 후의 냉각처리를 행하는 유닛으로서 예약하는 것이 가능해진다(도 5 참조). 또한, 스텝 S7에서 기판(W1)을 냉각유닛(CP1)으로부터 꺼낼 때, 2개의 반송아암(22a)(22a)을 사용하여 기판(W1)과 기판(W4)을 바꿔 넣는다. 도 5 중의 3개의 하향 화살표는, 기판(W1)과 기판(W4), 기판(W2)과 기판(W5), 기판(W3)과 기판(W6)의 교체 타이밍을 각각 나타내고 있다.

현상처리유닛(SD1∼SD3)에서는, 기판(W)에 현상액을 공급하여 현상처리를 진행시킨다(스텝 S8). 현상처리에서는, 패턴 노광시에 있어서의 레지스트막의 노광 부분 또는 비(非)노광 부분만이 현상액에 의해 용해된다. 이윽고 현상처리가 종료된 후, 반송로봇(22)이 기판(W)을 현상처리유닛(SD1∼SD3)으로부터 비어 있는 가열유닛(HP1∼HP3) 중 어느 것에 반송한다. 가열유닛(HP1∼HP3)에서는, 현상처리 후에 레지스트막 속에 미량(微量)으로 잔류해 있는 수분을 완전히 건조시키기 위한 가열처리(하드 베이크)가 행해진다(스텝 S9). 그리고 소정 시간의 가열처리가 종료된 후, 반송로봇(22)이 기판(W)을 가열유닛(HP1∼HP3)으로부터 비어 있는 냉각유닛(CP4∼CP6) 중 어느 것에 반송한다. 냉각유닛(CP4∼CP6)에서는, 스텝 S9에서 가열된 기판(W)의 냉각처리가 행해진다(스텝 S10). 또한, 도 5에서는, 도시의 편의상, 스텝 S8의 현상처리공정까지를 나타내고 있으며, 스텝 S9의 가열처리 이후의 처리에 대해서는 생략하고 있다.

소정 시간의 냉각처리가 종료된 후, 반송로봇(22)이 냉각유닛(CP4∼CP6)으로부터 기판(W)을 반출해 기판 주고받기 위치(P)에서 그 기판(W)을 인덱서 로봇(12)에 건네준다. 그리고 인덱서 로봇(12)이 수취한 기판(W)을 처리완료 기판으로서 소정 캐리어(C)에 수납한다. 그 후, 소정 매수(枚數)의 처리완료 기판(W)이 수납된 캐리어(C)가 장치 외부로 반출되어 기판처리장치(1)에서의 일련의 처리가 완료한다.

본 실시형태에서는, 순차적으로 투입되는 기판(W) 각각을 비어 있는(포트가 개방되어 있다) 냉각유닛(CP1∼CP3) 중 어느 것에 반송하여, 그 냉각유닛을 해당 기판(W)에 대해 노광 후 베이크 처리 후의 냉각처리를 행하는 유닛으로서 예약하고, 그 예약정보를 제어부(9)의 기억부에 기억하고 있다. 그리고 냉각유닛(CP1∼CP3) 중 어느 것을 노광 후 베이크 처리 전에 사전 예약한 후에, 기판(W)을 그 냉각유닛으로부터 가열유닛(PEB1∼PEB3) 중 어느 것에 반송하여 노광 후 베이크 처리를 행한다. 노광 후 베이크 처리의 종료 후는, 기판(W)을 그 가열유닛으로부터 사전 예약해 둔 예약완료 냉각유닛에 반송하여 냉각처리를 행한다.

미리 사전 예약된 예약완료 냉각유닛에 대해서는, 물리적으로는 비어 있는 것이나 포트가 예약 중으로 되어 있기 때문에, 예약대상 기판(W) 이외의 기판의 반입 및 예약이 금지된다. 따라서 노광 후 베이크 처리가 종료된 시점에서, 예약완료 냉각유닛은 확실히 비어 있어, 노광 후 베이크 처리 후의 기판(W)을 즉각 그 예약완료 냉각유닛에 반송하여 냉각처리를 개시하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 노광 후 베이크 처리 후의 기판(W)의 오버 베이크를 확실히 방지할 수 있다.

또, 본 실시형태에서 사전 예약의 대상이 되는 냉각유닛(CP1∼CP3)은, 통상의 처리 플로우에 있어서도 노광 후 베이크 처리 후의 냉각처리를 행하는 유닛이다. 즉, 본 실시형태에서는, 노광 후 베이크 처리 후의 통상의 냉각처리를 행하는 냉각유닛(CP1∼CP3)을 노광 후 베이크 처리 전에 사전 예약하고 있는 것이며, 이들 냉각유닛(CP1∼CP3)은 별도로 전용으로 설치한 냉각기구는 아니다. 따라서 본 실시형태처럼 하면, 전용 냉각기구를 설치하여 기판처리장치(1)의 사이즈를 대형화함이 없이 오버 베이크를 확실히 방지할 수 있다.

또, 노광 후 베이크 처리 후의 기판(W)을 냉각유닛(CP1∼CP3)에 설치된 쿨링 플레이트에 의해 냉각하게 되기 때문에, 현상처리 전에 기판(W)을 높은 정밀도로 일정 온도로 온도조절할 수 있다.

상술한 바와 같은 노광 후 베이크 처리 후의 냉각유닛의 사전 예약을 확실히 실행하기 위해서는, 예약 대상이 되는 냉각유닛의 수를 노광 후 베이크 처리를 행하는 가열유닛의 수(數) 이상으로 할 필요가 있다. 본 실시형태에서는, 노광 후 베이크 처리를 행하는 3개의 가열유닛(PEB1)(PEB2)(PEB3)과 동수(同數)인 3개의 냉각유닛(CP1)(CP2)(CP3)을 설치하고 있지만, 4개 이상의 냉각유닛을 설치하고 있어도 좋다.

또, 제1 처리부군(30) 및 제2 처리부군(40)에 포함되는 모든 처리유닛 사이의 기판 반송을 반송로봇(22)에 의해 행하고 있기 때문에, 복수의 반송 요구가 같은 타이밍에 나오는 경우도 있다. 이와 같은 경우, 제어부(9)는, 스텝 S5의 가열유닛(PEB1∼PEB3)으로부터 예약완료 냉각유닛으로의 기판 반송을 최우선으로 하여 반송로봇(22)에 실행시킨다. 이 때문에, 노광 후 베이크 처리 후의 기판(W)을 신속히 예약완료 냉각유닛에 반송하여 냉각처리를 개시할 수 있어, 노광 후 베이크 처리 후의 기판(W)의 오버 베이크를 확실히 방지할 수 있다. 또, 노광 후 베이크 처리가 종료되고 나서 냉각처리를 개시할 때까지의 시간을 일정하게 할 수 있어, 순차적으로 투입되는 복수의 기판(W) 사이에서의 선폭 균일성의 불균형을 억제할 수 있다. 또한, 스텝 S5의 기판 반송 다음으로 우선도(優先度)가 높은 것은, 스텝 S3의 냉각유닛(CP1∼CP3)으로부터 가열유닛(PEB1∼PEB3)으로의 기판 반송이다.

그런데 기판처리장치(1)에 있어서의 기판 처리 사이클 시간은, 처리 플로우에 포함되는 각 공정의 사이클 시간(각 공정을 실행하는 처리유닛의 처리시간/해당 처리유닛의 병행 처리수) 및 ((가열유닛(PEB1∼PEB3)에서의 처리시간＋냉각유닛(CP1∼CP3)에서의 처리시간)/냉각유닛(CP1∼CP3)의 병행 처리수) 중 가장 긴 것이 된다. 사이클 시간이란, 기판 1매당의 겉보기 처리시간이며, 실질 처리시간에 병행 처리수를 고려한 값이다. 예컨대, 본 실시형태의 예에서는, 현상처리유닛(SD1∼SD3)에서의 현상처리에 약 120초를 필요로 하지만, 이들은 동일 처리공정에 있어서의 동일 조건의 처리를 행하는 병행 처리부이고, 그 병행 처리수는 3이기 때문에, 현상처리공정의 사이클 시간은 120/3=40초가 된다. 즉, 하나의 현상처리유닛에서는 1매의 기판(W)의 현상처리에 120초를 필요로 하지만, 장치 전체로서는 3개의 현상처리유닛(SD1∼SD3)이 있기 때문에, 기판(W) 1매당의 겉보기 현상처리시간은 40초가 되는 것이다(바꿔 말하면, 평균 40초마다 1매의 기판(W)이 현상처리된다). 단위시간(예를 들면, 1시간=3600초)을 이 사이클 시간으로 나눈 값이, 단위시간당 장치가 처리할 수 있는 기판(W)의 매수를 나타내는 처리능력이 된다.

기판처리장치(1)의 사이클 시간으로서 ((가열유닛(PEB1∼PEB3)에서의 처리시간＋냉각유닛(CP1∼CP3)에서의 처리시간)/냉각유닛(CP1∼CP3)의 병행 처리수)를 고려하는 것은, 냉각유닛(CP1∼CP3)에 대해서는 실제 처리시간에 더하여 예약 중인 시간도 사용 중과 마찬가지로 취급하지 않으면 안 되기 때문이다. 예컨대, 본 실시형태의 예에서는, 가열유닛(PEB1∼PEB3)에서의 노광 후 베이크 처리의 처리시간은 약 60초이고, 냉각유닛(CP1∼CP3)에서의 냉각처리의 처리시간도 약 60초이다. 따라서 상기 값은, (60＋60)/3=40초가 된다.

기판처리장치(1)의 처리능력을 높이기 위해서는, 사이클 시간을 짧게 하면 좋다. 사이클 시간을 짧게 하려면, 각 처리공정의 병행 처리수를 늘리면 좋다. 종래에 있어서는, 오버 베이크가 허용되지 않는 노광 후 베이크 처리를 실행하는 가열유닛의 사이클 시간을 가장 길게 할 필요가 있었기 때문에, 그 병행 처리수를 안이하게 늘릴 수 없었지만, 본 발명에 의하면 노광 후 베이크 처리 후의 기판(W)을 사전 예약한 냉각유닛에 즉각 반송하여 신속히 냉각처리를 개시할 수 있기 때문에, 가열유닛(PEB1∼PEB3)의 병행 처리수도 용이하게 증가시킬 수 있다. 다만, 상술한 바와 같이, 예약대상이 되는 냉각유닛의 수는 노광 후 베이크 처리를 행하는 가열유닛의 수 이상으로 할 필요가 있기 때문에, 노광 후 베이크 처리를 행하는 가열유닛의 병행 처리수를 증가시킨 때에는, 그 후의 냉각처리를 행하는 냉각유닛의 병행 처리수도 증가시킬 필요가 있다. 이들 노광 후 베이크 처리를 행하는 가열유닛 및 그 후의 냉각처리를 행하는 냉각유닛의 병행 처리수를 증가시킴으로써, 기판처리장치(1)의 사이클 시간을 짧게 하여 처리능력을 높일 수 있다.

또, 각 처리유닛의 대기시간(처리를 행하고 있지 않은 시간)을 될 수 있는 한 짧게 하여 처리효율을 높이기 위해서는, 각 처리공정에서의 사이클 시간을 될 수 있는 한 균일하게 하면 좋다. 본 실시형태에서는, ((가열유닛(PEB1∼PEB3)에서의 처리시간＋냉각유닛(CP1∼CP3)에서의 처리시간)/냉각유닛(CP1∼CP3)의 병행 처리수)와 현상처리공정의 사이클 시간이 다 같이 40초이기 때문에, 이들 처리유닛에 쓸데없는 대기시간이 거의 생기지 않는다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 그 취지를 일탈하지 않는 한에 있어서 상술한 것 이외에 다양한 변경을 행하는 것이 가능하다. 예를 들면, 상기 각 실시형태에서는, 노광 후 베이크 처리 전의 기판(W)을 실제로 냉각유닛(CP1∼CP3) 중 어느 것에 반송하여, 그 냉각유닛을 해당 기판(W)에 대해 노광 후 베이크 처리 후의 냉각처리를 행하는 유닛으로서 사전 예약하고 있었지만, 기판(W)을 실제로 반송함이 없이 사전 예약만 행하도록 해도 좋다. 즉, 스텝 S1에서 기판(W)을 실제로 냉각유닛(CP1∼CP3) 중 어느 것에 반송하는 것은, 냉각처리를 행하기 위해서는 아니고, 사전 예약을 위해서이기 때문에, 반드시 실제로 반송할 필요성은 없다. 이 때문에, 기판(W)을 실제로 반송함이 없이, 냉각유닛(CP1∼CP3) 중 어느 것을 선택하여 해당 기판(W)에 대한 노광 후 베이크 처리 후의 냉각처리를 행하는 유닛으로서 사전 예약만 행하도록 해도 좋다.

구체적으로는, 포트가 개방되어 있는 냉각유닛(CP1∼CP3) 중 어느 것을 제어부(9)가 선택해서, 기판(W)을 그 냉각유닛에 가상적으로 반송하여, 그 냉각유닛을 해당 기판(W)에 대한 노광 후 베이크 처리 후의 냉각처리를 행하는 유닛으로서 예약하면 좋다. 그리고 상기 실시형태와 마찬가지로, 예약완료 냉각유닛을 포함하는 예약정보는 제어부(9)의 기억부에 격납된다. 그 후, 실제 반송동작으로서 인덱서(10)로부터 가열유닛(PEB1)(PEB2)(PEB3) 중 어느 것에 기판(W)이 반송되어 노광 후 베이크 처리가 행해진다. 노광 후 베이크 처리가 종료된 후, 가열유닛(PEB1∼PEB3)으로부터 사전 예약한 냉각유닛에 해당 기판(W)이 반송된다. 이후의 처리는 상기 실시형태와 마찬가지이다. 이렇게 해도, 상기 실시형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

집약하면, 순차적으로 투입되는 기판(W) 각각에 대해 노광 후 베이크 처리 후의 냉각처리를 행하는 냉각유닛을 미리 냉각유닛(CP1∼CP3)으로부터 선택하여, 실제로 기판(W)을 그 냉각유닛에 반송하는지 아닌지에 관계없이, 해당 냉각유닛을 예약완료 냉각유닛으로서 기억하면 좋다. 그리고 그 기판(W)을 가열유닛(PEB1∼PEB3) 중 어느 것에 반송하여 소정 시간의 노광 후 베이크 처리를 행한 후, 해당 기판(W)을 가열유닛으로부터 상기 예약완료 냉각유닛에 반송하여 냉각처리를 행하도록 하면 좋다. 이렇게 해도, 노광 후 베이크 처리 후의 기판(W)을 예약완료 냉각유닛에 즉각 반송하여 신속히 냉각처리를 개시할 수 있기 때문에, 노광 후 베이크 처리 후의 기판(W)의 오버 베이크를 확실히 방지할 수 있다.

또, 본 발명의 적용대상은, 노광 후 베이크 처리를 행하는 가열유닛(PEB1∼PEB3)과 그 후의 냉각처리를 행하는 냉각유닛(CP1∼CP3)으로 한정되는 것은 아니고, 오버 베이크가 문제가 되는 다른 가열처리에 적용하도록 해도 좋다. 예를 들면, 현상처리 후의 가열처리를 행하는 가열유닛(HP1∼HP3)과 그 후의 냉각처리를 행하는 냉각유닛(CP4∼CP6)에 본 발명을 적용하여, 상기 실시형태와 마찬가지로 냉각유닛(CP4∼CP6)의 사전 예약을 행하도록 해도 좋다. 이렇게 하면, 하드 베이크 처리 후의 기판(W)의 오버 베이크를 확실히 방지할 수 있다.

또, 상기 실시형태의 기판처리장치(1)의 구성은 일례이며, 다른 구성이어도 좋다. 예를 들면, 기판처리장치(1)를 인터페이스를 통해 노광장치(스테퍼)와 연결하여, 노광처리 후의 기판(W)을 직접 인터페이스로부터 순차적으로 투입하도록 해도 좋다. 또, 기판처리장치(1)에 탑재하는 노광 후 베이크 처리용 가열유닛은 3개로 한정되는 것은 아니고, 적어도 하나 이상이면 좋다. 기판처리장치(1)에 탑재하는 노광 후 베이크 처리 후의 냉각처리를 행하는 냉각유닛(CP1∼CP3)도 3개로 한정되는 것은 아니지만, 노광 후 베이크 처리를 행하는 가열유닛의 수 이상으로 할 필요가 있기 때문에, 복수인 것이 바람직하다.

도 7은, 냉각유닛이 4개(CP1∼CP4), 가열유닛이 2개(PEB1∼PEB2), 현상처리유닛이 2개(SD1∼SD2)인 경우의 기판의 반송경로를 나타내는 타이밍 차트이다. 도 4의 플로우 차트에 따라, 기판(W)에는 스텝 S1으로부터 스텝 S10의 처리가 행해진다. 도 5에 나타낸 타이밍 차트와 마찬가지로, 기판(W)은 인덱서(10)로부터 예약되어 있지 않은 빈 곳이 있는 냉각유닛(CP1∼CP4) 중 어느 것에 순차적으로 반송되어, 해당 냉각유닛이 예약된다. 그리고 그 기판(W)은 가열유닛(PEB1)(PEB2) 중 어느 것에 반송되어 노광 후 베이크 처리가 행해진 후, 먼저 예약한 예약완료 냉각유닛에 반송되어 냉각처리가 행해진다. 도 7 중의 2개의 하향 화살표는, 기판(W)의 교체 타이밍을 나타내고 있다.

또, 기판처리장치(1)에 레지스트 도포처리를 행하는 도포처리유닛 및 도포처리 후의 가열처리를 행하는 가열유닛 및 그 후의 냉각처리를 행하는 냉각유닛을 탑재하도록 해도 좋다. 이와 같은 장치 구성에서는, 레지스트 도포처리에 의해 레지스트막이 형성된 기판(W)에 가열처리를 행하여 레지스트 속의 용매성분을 증발시키는 도포 후 베이크 처리(Post-Applied-Bake)에 본 발명을 적용하도록 해도 좋다.

또, 본 발명에 관계되는 기판처리기술에 의해 처리대상이 되는 기판(W)은 반도체 웨이퍼로 한정되는 것은 아니고, 액정표시장치 등에 이용하는 유리 기판이나 태양전지용 기판이어도 좋다.

1 기판처리장치
9 제어부
10 인덱서
12 인덱서 로봇
20 기판반송부
22 반송로봇
30 제1 처리부군
40 제2 처리부군
C 캐리어
CP1, CP2, CP3, CP4, CP5, CP6 냉각유닛
HP1, HP2, HP3 가열유닛
PEB1, PEB2, PEB3 가열유닛
SD1, SD2, SD3 현상처리유닛
W 기판

Claims (14)

1. 순차적으로 투입되는 기판을 소정 시간 가열처리한 후에 냉각처리를 행하는 기판처리장치에 있어서,
   기판에 가열처리를 행하는 적어도 하나 이상의 가열처리부와,
   기판에 냉각처리를 행하는 복수의 냉각처리부와,
   상기 적어도 하나 이상의 가열처리부와 상기 복수의 냉각처리부 사이에서 기판을 반송하는 기판반송부와,
   순차적으로 투입되는 기판 각각에 대해 가열처리 후의 냉각처리를 행하는 냉각처리부를 미리 상기 복수의 냉각처리부로부터 선택하여 예약완료 냉각처리부로서 기억하고, 상기 기판을 상기 하나 이상의 가열처리부 중 어느 가열처리부에 반송시켜 소정 시간의 가열처리를 행하게 한 후, 상기 기판을 상기 가열처리부로부터 상기 예약완료 냉각처리부에 반송시켜 냉각처리를 행하게 하도록 상기 기판반송부를 제어하는 반송제어부를 구비하며,
   상기 반송제어부는, 상기 가열처리부에서 상기 기판에 가열처리가 행해지고 있는 동안, 상기 기판에 후속(後續)하는 기판의 상기 예약완료 냉각처리부로의 반입을 금지하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
   
2. 순차적으로 투입되는 기판을 소정 시간 가열처리한 후에 냉각처리를 행하는 기판처리장치에 있어서,
   기판에 가열처리를 행하는 적어도 하나 이상의 가열처리부와,
   기판에 냉각처리를 행하는 복수의 냉각처리부와,
   상기 적어도 하나 이상의 가열처리부와 상기 복수의 냉각처리부 사이에서 기판을 반송하는 기판반송부와,
   순차적으로 투입되는 기판 각각을 상기 복수의 냉각처리부 중 어느 것에 반송시켜 해당 냉각처리부를 상기 기판에 대한 예약완료 냉각처리부로서 기억한 후, 상기 기판을 상기 예약완료 냉각처리부로부터 상기 하나 이상의 가열처리부 중 어느 가열처리부에 반송시켜 소정 시간의 가열처리를 행하게 한 후, 상기 기판을 상기 가열처리부로부터 상기 예약완료 냉각처리부에 반송시켜 냉각처리를 행하게 하도록 상기 기판반송부를 제어하는 반송제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 반송제어부는, 상기 가열처리부에서 상기 기판에 가열처리가 행해지고 있는 동안, 상기 기판에 후속하는 기판의 상기 예약완료 냉각처리부로의 반입을 금지하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 가열처리부는, 화학증폭형 레지스트가 도포된 후에 노광처리가 행해진 기판에 대해 노광 후 가열처리를 행하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 노광 후 가열처리에서, 노광처리 후의 화학증폭형 레지스트가 소정 온도 이상으로 온도 상승하는 것에 의해 레지스트 수지의 연쇄 반응이 진행하고, 해당 화학증폭형 레지스트가 상기 소정 온도 미만으로까지 온도 하강하면 연쇄 반응이 정지하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
   
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 반송제어부는, 상기 예약완료 냉각처리부에서의 냉각처리가 종료한 시점에서, 상기 예약완료 냉각처리부의 포트를 개방하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
   
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 기판반송부는, 2개의 반송 아암을 구비하며,
   상기 반송제어부는, 상기 기판반송부에 상기 2개의 반송 아암을 사용하여 상기 예약완료 냉각처리부에서 선행하는 기판과 후속하는 기판을 교체시키는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
   
8. 순차적으로 투입되는 기판을 적어도 하나 이상의 가열처리부 중 어느 것에서 소정 시간 가열처리한 후에 복수의 냉각처리부 중 어느 것에서 냉각처리를 행하는 기판처리방법에 있어서,
   순차적으로 투입되는 기판 각각에 대해 가열처리 후의 냉각처리를 행하는 냉각처리부를 미리 상기 복수의 냉각처리부로부터 선택하여 예약완료 냉각처리부로서 기억하는 예약공정과,
   상기 기판을 상기 하나 이상의 가열처리부 중 어느 가열처리부에 반송하여 소정 시간의 가열처리를 행하는 가열공정과,
   상기 기판을 상기 가열처리부로부터 상기 예약완료 냉각처리부에 반송하여 냉각처리를 행하는 냉각공정을 구비하며,
   상기 가열처리부에서 상기 기판에 가열처리가 행해지고 있는 동안, 상기 기판에 후속하는 기판의 상기 예약완료 냉각처리부로의 반입을 금지하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
   
9. 순차적으로 투입되는 기판을 적어도 하나 이상의 가열처리부 중 어느 것에서 소정 시간 가열처리한 후에 복수의 냉각처리부 중 어느 것에서 냉각처리를 행하는 기판처리방법에 있어서,
   순차적으로 투입되는 기판 각각을 상기 복수의 냉각처리부 중 어느 것에 반송하여 해당 냉각처리부를 상기 기판에 대한 예약완료 냉각처리부로서 기억하는 예약공정과,
   상기 기판을 상기 예약완료 냉각처리부로부터 상기 하나 이상의 가열처리부 중 어느 가열처리부에 반송하여 소정 시간의 가열처리를 행하는 가열공정과,
   상기 기판을 상기 가열처리부로부터 상기 예약완료 냉각처리부에 반송하여 냉각처리를 행하는 냉각공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 가열처리부에서 상기 기판에 가열처리가 행해지고 있는 동안, 상기 기판에 후속하는 기판의 상기 예약완료 냉각처리부로의 반입을 금지하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
    
11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열공정에서는, 화학증폭형 레지스트가 도포된 후에 노광처리가 행해진 기판에 대해 노광 후 가열처리를 행하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 노광 후 가열처리에서, 노광처리 후의 화학증폭형 레지스트가 소정 온도 이상으로 온도 상승하는 것에 의해 레지스트 수지의 연쇄 반응이 진행하고, 해당 화학증폭형 레지스트가 상기 소정 온도 미만으로까지 온도 하강하면 연쇄 반응이 정지하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
    
13. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 예약완료 냉각처리부에서의 냉각처리가 종료한 시점에서, 상기 예약완료 냉각처리부의 포트를 개방하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
    
14. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    2개의 반송 아암을 사용하여 상기 예약완료 냉각처리부에서 선행하는 기판과 후속하는 기판을 교체하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
    

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