TW472307B - Substrate processing device and substrate processing method - Google Patents
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Description
472307 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（1 ) (發明之.背景） 本發明係關於一種對於如半導體晶圓或液晶顯示面板 用玻璃基板之基板進行微影成像處理之一連串處理的基板 處理裝置。 / 在半導體元件之微影成像處理使用揭示在例如 USP NO，5664254號公報的塗布影像系統（ 基板處理裝置）。該系統係將圖案曝光之化學增幅型光阻 劑（Chemically amplified resist )膜成爲 post-exposure-baking (以下 ，稱爲 PEB) ， 在顯像站具備 Chill-hot· plate (以下，稱爲CHP)單元〇CHP單元係具、備加熱 晶圓之熱板機構，及冷却晶圓之冷却板機構，及在熱板機 構與冷却板機構之間移送晶圓之移送機構，能防止光_阻劑 膜之過烘fe。亦即，晶圓係在熱板機構被加熱之後，立即 移送至冷却板機構，並立即被冷却至室溫，由此由於高精 度地控制P E B時間，因此，光阻劑膜之過度烘焙能有效 地防止，而在下一過程之顯像處理能得到所期望之析象淸 晰度。 但是，在以往之CHP單元中，由於熟板機構設在晶 圓搬入出口之近旁，旦冷却板機構設於比熱板機構更深部 (遠離晶圓搬入出口），因此>冷却晶圓從熱板搬出時會 受到輻射熱。亦即，從C Η P單元搬出經冷却之晶圓W時 ，由於晶圓W通過熱板上方，因此，受到熱板之輻射熱而 有使晶圓溫度上昇之慮。因此，將交接於顯像單元之晶圓 溫度很難高精度地維持。 --— — — — — —— In 裝·訂- — 線 · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公« ) -4- 472307 A7 B7 五、發明說明（2 ) 又，ώ於在以往之裝置中多段地重疊複數C H P單元 ’因此，在C. Η Ρ單元所處理之晶圓互相間產生溫度之偏 差。另一方面，由於晶圓係從CHP單元被搬出之後，未 決定被搬送至那一顯像單元，因此被搬運至不是使用中之 空顯像單元。如此，由於從顯像單元之一邊觀看會有各種 溫度之晶圓被搬進，因此，在晶圓互相間之析象淸晰度產 生偏差。如此，若在顯像處理前之晶圓溫度有偏差，則晶 圓互相間之顯像處理成爲不均勻，結果會降低良品率。 (發明之槪要） 本發明之目的係在於提供一種可抑制顯像處理前之基 板溫度之偏差，並可得到高良品率的基板處理裝置及.基板 處理方法^ 在此，爲了抑制C Η Ρ單元互相間之晶圓溫度之偏差 之發生，也考量在每一各C HP單元分別設置可進行高精 度之溫度管理的冷却板。但是，此種冷却板係高成本，而 增加裝置成本。又，由於CHP單元係具備載置晶圓之大 小的熱板，冷却板以及移送機構，因此再加上高精度溫度 管理用控制裝置，使裝置更大型化或重量化。 如此，本發明人等經銳意硏究多數枚之並行Ρ E B處 理之結果，完成了本發明。 本發明之基板處理裝置，係針對依照微影成像處理來 處理基板的基板處理裝置，其特徵爲具備： 加熱基板之複數加熱部；及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 -5- (請先«讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· I J I ! I訂· — !線 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 472307 A7 B7 五、發明說明p ) 將在.上述加熱部被加熱之基板冷却至成爲第一溫度的 第一冷却部；.該第一冷却部之數係比上述加熱部少或同數 :及 將在上述第一冷却部被冷却之基板冷却至比上述第一 溫度低之第二溫度的第二冷却部：及 將處理液供應於在上述第二冷却部被冷却之基板，並 將處理液之液膜形成在基板上的複數液處理部。 依照本發明，由於先藉第一冷却部來冷却加熱後之基 板並除去粗熱之後，在第二冷却部冷却至第二溫度，因此 ，可高精度地控制基板溫度，可抑制液處理部之處理之偏 差，而可得到高良品率》 ·· 又，在上述加熱部與第一冷却部之間具有交接搬.送基 板的第一k送機構，及在上述第一冷却部與第二冷却部之 間具有交接搬送基板的第二搬送機構較理想。此時，加熱 部之加熱時間係可利用第一搬送機構來控制。 上述液處理部係具有在基板上形成顯像液之液膜的顯 像部；上述第一及第二冷却部係分別配置在上述顯像部與 加熱部之間較理想。在此時，來自加熱部之熱影響不容易 達到顯像部，而可達成高精度之顯像處理。 上述第二冷却部係設於上述複數液處理部之間，並將 冷却之基板分別供應於該複數液處理部也可以。在此時， 由於未發生第二冷却部之基板之冷却偏差，因此可更提高 處理之均勻性。 上述第二冷却部係設於上述複數液處理部中之一近旁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -6 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·！— II訂·!-線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 472307 經濟部智慧財產局員工消t合作社印製 A7 B7 五、發明說明d ) ，將冷却.之基板僅供應於該一液處理部也可以。在此時， 即使在複數第二冷却部發生冷却溫度之偏差，由於隨著第 二冷却部之冷却溫度之條件對於基板也可形成處理液之液 膜，因此結果，可進行均勻處理》 在上述第二冷却部與液處理部之間具有交接搬送基板 之第三搬送機構也可以》在此時，上述第二搬送機構係在 第二冷却部與液處理部之間也交接搬送基板β 上述液處理部係具有在基板塗布光阻劑液之光阻劑塗 布部；上述第二冷却部係配置在上述光阻劑塗布部之近旁 較理想。 又，將上述第二冷却部與液處理部具有作爲實質土相 同氣氛的空調機構較理想。 . 本發朗之基板處理方法，係針對依照微影成像處理來 處理基板的基板處理方法，其特徵爲具備： (a )從複數加熱部中選擇一加熱部，在選擇之加熱 部搬送基板，並加熱基板的過程；及 (b) 從比上述加熱部之數少或同數的第一冷却部中 選擇一第一冷却部，在選擇之第一冷却部搬送基板，並將 在上述過程（a )被加熱之基板冷却至成爲第一溫度的過 程；及 (c) 將在上述過程（b)被冷却之基板搬送至第二 冷却部，並將該基板藉第二冷却部冷却至成爲比第一溫度 低之第二溫度的過程；及 (d) 將在上述過程（c)被冷却之基板搬送至液處 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ~ --— — —— — — — — In ^ 1111!11 — — — — — — J (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 472307 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明f ) 理部，並.在該基板上形成處理液之液膜的過程◊ 在上述過程（d)中，從複數液處理部中選擇一液處 理部，並將基板搬送至從第二冷却部所選擇之液處理部也 可以。 〃 另一方面，在上述過程（d)中，將基板從第二冷却 部搬送至特定之液處理部也可以。 . 又，將上述第一溫度作爲4 Ot，並將上述第二溫度 作爲2 3 °C較理想。 又，在上述過程（d )中，在實質上沒有鹼成分之氣 氛下，將顯像液供應於基板上較理想》 又，在上述過程（d )中，在實質上沒有鹼成分之氣 氛下，將化學增幅型光阻劑塗布在基板上較理想。. *·· - ' · (發明之實施形態） 以下，參照所附圖式說明本發明之各種較佳實施形態 〇 在本實施形態中，係在使用於半導體晶圓之微影成像 處理之光阻劑塗布顯像系統適用本發明。如第1圖及第2 圖所示，光阻劑塗布顯像系統係具備：卡匣站S 1。塗布 站S2、顯像站S3、及介面站S4。該塗布顯像系統係 經由介面站S 4被連接於曝光站S 5。介面站S 4係具備 :副臂搬送機構1 3、緩衝卡匣1 2及周邊曝光器1 4 ; ;副臂搬送機構1 3係成爲在與曝光站S 5之移送機構（ 未圖示）之間能交接晶圓W。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）-8 - ----I ---! ^ i — — — — — — ^-11111111-^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ? 7 4 A7 -——___B7_______ 五、發明說明6 ) 卡厘.站S 1係具有卡匣台2 1、及副臂搬送機構2 3 。在卡匣台2 1之上面設有四個突起，當卡匣2 2被載置 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1上< ’則成爲藉各突起使卡匣2 2能對於系統進行 定位。 ▲ 副臂搬送機構13、 23係具備：_圖示之進退驅動 機構，Y軸驅動機構，Z軸驅動機構及0旋轉驅動機構。 此等驅動機構係成爲將臂保持具13 a、23 a進行前進 或後退，朝Y軸方向移動，並朝Z軸方向昇降，又能轉動 在Z軸周圍。 塗布站S 2係具備：四具塗布單元2 4、及冷却部 C3、及三具棚架單元Ri、R2，及第1主臂搬送機構 A 1。四具塗布單元2 4係兩段重疊成二列排列地配置於 系統前面li。第一棚架單元R 1係配設於卡匣站S 1側， 第二棚架單元R 2係配設於系統背面側。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在塗布單元2 4之近旁設有冷却部C 3，進入塗布單 元24前之晶圓珂成爲目標溫度（例如23乞±0.5艺 )地被高精度地冷却。亦即，冷却部C 3係設置作爲屬於 塗布單元2 4 '之專用冷却機構，在將如化學增幅型光阻劑 (膜厚均勻性之要求水準嚴格）之光阻劑塗布在晶圓W時 ，則使用該冷却部C 3。又，冷却部C 3係具備：熱交換 晶圓W及冷媒的冷却板，及在晶圓W噴冷風空氣之空冷噴 嘴（未圖示），及溫度感測器102。 如第3圖所示，在第一及第二棚架單元Rl、 R2中 ，依次從上方重疊四具加熱單元2 5、對準單元2 9、交 我張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) -9> "~~ 472307 A7 ___B7____ 五、發明說明（7 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 接單元2.8、黏著單元27、三具冷卻單元26。加熱單 元2 5係具備：內設加熱器之熱板，及複數昇降銷。對準 單元2 9係具備活動台，俾進行晶圓W之對位。交接單元 2 8係具備晶圓台，通過交接在副臂搬送機構2 3及第一 主臂搬送機構A 1之間的晶圓W。黏著單元2 7係將 HMD S之蒸汽在加熱下作用於晶圓W之表面，俾提高光 阻劑液對晶圓表面之密接性。 冷卻單元2 6係以粗精度來冷却加熱後之晶圓w者， 將晶圓W冷却成例如4 0 °C至3 5 °C溫度。又，冷卻單元 2 6係具備：熱交換晶圓W與冷媒之冷却板，及溫度感測 器1 0 2。在溫度感測器1 0 2使用例如熱電偶。溫度感 測器1 0 2係埋設在冷却板，檢出冷却板之表面近旁.的溫 度，並能蔣檢出信號傳送至控制器1 〇 〇之輸出部。冷媒 供應源之電源係藉控制器1 0 0被控制。 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 如第2圖所示’第一主臂搬送機構A 1係配置於塗布 站S 2之大約中央，圍繞該第一主臂搬送機構a 1地配設 有塗布單元2 4、冷却部C 3及第一與第二棚架單元R 1 、R2。重疊兩列兩段之塗布單元24係左右對稱地配置 在主臂搬送機構A 1。
顯像站S3係具備：四具顯像單元6A、 6B、 6C 、6D，及兩具加熱單元群HI、H2及兩具第一冷却單 元群Cl、 C2，及四具第二冷却部5A、 5B、 5C、 5 D ’及第二主臂搬送機構A 2，及兩具副臂搬送機構 Bl、 B2,及四具副臂搬送機構Dl、 D2、 D3、 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） · 1〇 · 2 7 4 經濟部智慧財產局具工消費合作社印製 A7 _____B7 _ 五、發明說明P ) D 4。各.顯像單元6A、6B、6C、6D係分別設在第 —至第四腔El、 E2、 E3、 E4中。此等之顯像腔 El、 E2、 E3、 E4係配置在系統之前面側》另一方 面，加熱單元群HI、H2，第一冷卻單元群Cl、C2 ，及副臂搬送機構Bl、 B2係配置於系統之背面側。 如第4圖所示，第一腔E 1與第三腔E 3係上下地重 疊，與此同樣地上下地重疊設置第二腔E 2與第四腔E 4 。在各腔El、 E2、 E3、 E4內分別設有專用之冷却 部5A、 5B、 5C、 5D及專用之副臂搬送機構D1、 D 2、D 3、D 4。 各第二冷却部5A、 5B、 5C、 5D係形成能高精 度地冷却剛要進入顯像單元6A、6 B、6 C、6 D.前之 晶圓W成·Μ目標溫度（例如2 3 °C ± 0 . 5 °C )。如第6 圖所示，第二冷却部5A、5B、5C、5D係具備··熱 交換晶圓W與冷媒之冷却板5 2，及在晶圓W噴上冷風空 氣的空冷噴嘴，及溫度感測器1 〇 2。又，冷媒供應源之 電源及冷風空氣供應源之電源係藉控制器1 0 0被控制。 如第2圖及第4圖所示，一方之副臂搬送機構B 1係 設於加熱部3 (H1)與冷却部4 (C1)之間，另一方 之副臂搬送機構B2係設於加熱部3(H2)與冷却部4 (C2)之間。此等構件Bl、 B2、 HI、 H2、 C1 、C 2係從主臂搬送機構A 2觀看配置成左右對稱之狀態 。副臂搬送機構Bl、B2係具備··臂保持具17,及未 圖示之進退驅動機構、Y軸驅動機構、Z軸驅動機構及0 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 * 297公釐）-11- — —— — — — — — — In, 裝！！ I 訂·！ •線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 7 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印装 A7 ____B7___ 五、發明說明（9 ) 旋軸驅動.機構.。此等驅動機構係前進或後退臂保持具1 7 ，朝Y軸方向移動，並朝Z軸方向昇降，又形成能轉動在 Z軸周圍。 加熱單元群HI、 H2係分別具備多段重疊之六具加 熱部3。各加熱部3係內設加熱器之熱板，及複數昇降銷 ，及溫度感測器1 0 2。在溫度感測器1 0 2使用例如熱 電偶。溫度感測器1 0 2係被埋設於熱板，檢出熱板之表 面近旁的溫度，形成能將檢出信號傳送至控制器1 0 0之 輸出部。又，加熱器電源係藉控制器1 〇 〇加以控制。 第一冷卻單元群Cl、 C2係分別具備三具冷却部4 ，及交接部4 4。第一冷却部4係以粗精度來冷却加熱後 之晶圓W者，將晶圓W冷却至成爲例如4 0 °C至3 5.°C之 溫度。又'第一冷却部4係具備：熱交換晶圓W與冷媒之 冷却板，及溫度感測器1 0 2 »在溫度感測器1 0 2係使 用例如白金測溫電阻體。溫度感測器1 0 2係被埋設在冷 却板，檢出冷却板之表面近旁的溫度，成爲能將檢出信號 傳送至控制器1 0 0之輸出部。又，冷媒供應源之電源係 藉控制器1 0 0加以控制。 第二主臂搬送機構A 2係具備：複數臂保持具7 1， 及未圖示之進退驅動機構、Z軸驅動機構及0旋轉驅動機 構。此等驅動機構係前進或後退臂保持具7 1，及未圖示 之進退驅動機構、Z軸驅動機構及0旋轉驅動機構。此等 驅動機構係前進或後退臂保持具7 1，朝Z軸方向昇降， 又形成能轉動在Z軸周圍。該第二主臂搬送機構A 2係與 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） -12- — — — — — — — — — III.裝·！— — — — — 訂線 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 7 4 A7 ______B7____ 五、發明說明（10 ) 上述第一·主臂搬送機構A 1實質上相同。 如第9圖所示’主臂搬送機構A 1 ( A 2 )係具備： 臂保持具7 1 ’及基台72，及一對導軌73、74，及 連結構件75、 76,及電動機77,及旋轉軸部78。 臂保持具7 1係藉基台7 2被支撑成進退自如之狀態。基 台72係形成沿著一對導軌73、74能昇降之狀態。此 等導軌73、 74之上端及下端係藉連結構件75、 76 分別連結，由此，形成有框體。該框體係藉旋轉軸部7 8 可旋轉地支撑在Z軸周圍。藉電動機7 7將框體旋轉在旋 轉軸部7 8周圍，則隨著該旋轉可變更臂保持具7 1之方 向。 、 臂保持具7 1係能保持各該晶圓W地成爲三段構.成， 藉由分別於其各段之三片爪部7 9成爲能支撑晶圓W » 臂保持具7 1係沿著基台7 2之長度可滑動移動地支撑。 臂保持具71之進退動作係藉由未圖示之驅動機構加以控 制。又，基台7 2之昇降動作係藉由未圖示之其他驅動機 構加以控制。光感覺器經由構件7 9 a被支撑在基台7 2 。該光感測器係在臂保持具7 1上檢出有無晶圓W。
如第4圖所示，在冷卻單元群Cl(C2)設有交接 部44，經由該交接部44，經由該交接部44使晶圓W 能交接在第二主臂搬送機構A 2與副臂搬送機構B 1之間 〇 在整體顯像站S 3從上部風扇過濾單元（F F U ) 19供應淸淨空氣，同時各顯像單元6A、 6B、 6C、 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -13 - (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 言： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 472307 A7 B7 五、發明說明（11 ) 6 D係成爲藉由未圖示之空調裝置個別地控制氣氛。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) F F U 1 9係具有用以除去存在於空氣中之極微量之鹼成 分的化學過濾器。此等FFU19係不但設於顯像站S3 之上方，也分別設在介面站S 4及曝光站S 5之上方。 如第5圖所示，加熱部3係具備：熱板31、加熱器 3 2、複數提昇銷3 3及昇降缸3 4。加熱器3 2係埋設 熱板3 1中，連接於藉控制器1 0 0被控制之未圖示之電 源。昇降銷3 3係被支撑在昇降缸3 4之活動部分，並插 通於熱板3 1之貫穿孔。另一方面，第一冷却部4係具備 :冷却板41，複數昇降銷42，及昇降缸43。冷却板 4 1係具有內部流路，成爲冷媒從供應源供應至該內部流 路。 以下、一面參照第4圖，第6圖及第7圖一面說明顯 像裝置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如第6圖所示，在顯像腔E 1之側壁面開口形成有搬 入出口 5 0，經由搬入出口 5 0成爲能搬入搬出被保持在 臂保持具71之晶圓W。在該搬出入口50側配置第二冷 却部5 A。另一方面，顯像單元6 A係配置在遠離搬出入 口 5 0 處。 第二冷却部5係具備：調溫板5 1、及冷却板52、 及昇降銷55、及昇降缸56、及感測器1〇2。在調溫 板5 1之內部設有加熱器與冷媒流路。冷却板5 2係例如 以鋁板所製作，重疊在調溫板51上。 * 在此等第二冷却部5，係藉感測器1 〇 2來檢出冷却 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -14- ο 3 2 4 A7 , ___B7_ 五、發明說明（12 ) (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) 板5 2之.表面溫度’依照該檢出信號藉控制部1 〇 〇來調 整調溫板5 1之溫度’使冷却板5 2被控制在所定之目標 溫k。之後在冷却板5 2上載置晶圓W ’藉由調溫板5 1 來控制冷却板5 2之溫度。由此’晶圓W係被冷却成比第 一溫度低之第二溫度。 如第8圖所示，顯像單元6係具備：杯6 1、，及旋轉 夾頭62、及噴嘴64。旋轉夾頭62係藉缸機構63被 支撑成可昇降之狀態。噴嘴6 4係具備多數液吐出孔之線 性型，經由供應管6 5連通於顯像液供應源。又’噴嘴 6 4係藉水平臂6 6被支撑成活動之狀態。又塗布單元 2 4係類似於顯像單元6之構成。 -- 如第7圖所示，在顯像腔E 1內設有副臂搬送徵構 D 1，成為在第一冷却部5 A與顯像單元6 A之間進行晶 圓W之交接。其他之顯像腔E2、 E3、 E4也同樣地構 成。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 副臂搬送機構B 1 ( B 2 )係成爲可存取在屬於加熱 單元HI (H2)之所有加熱部3;及屬於冷卻單元C1 (C 2 )之所有第一冷却部4及交接部4 4。 如此藉主臂搬送機構A2對於加熱單元HI、H2， 冷卻單元Cl、 C2及第二冷却部5進行晶圓W之交接， 並藉搬送臂Bl、 B2對於加熱單元HI、 H2與冷卻單 元Cl、 C2交接晶圓W，又藉搬送臂Dl、 D2、 D3 、D4對於第二加熱部5A、 5B、 5C、 5D與顯像單 元6A、 6B、 6C、 6D交接晶圓W。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210X297公釐） -15- 472307 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明〇3 ) 又顯像站S 3係塗布站S 2與介面站S 4有空間被 封閉。亦即如第1圖及第1 〇圖所示，隔間壁2 1 〇、 2 2 0分別設在鄰接之塗布站s 2與介面站S 4之間。在 隔間壁2 1 0開口形成有交接口'2 0 0，成爲晶圓W經由 該交接口20〇能出入顯像站。又，FFU19係設成能 覆蓋整體顯像站。 F F U 1 9係具備：除去粒子之過濾器，及除去如空 氣中之氨成分或如胺之鹼成分的化學過濾器，及風扇，及 加熱機構以及加濕機構。藉此等F F U 1 9，空氣係被淸 淨化，成爲將被調整成所定溫度及濕度之空氣送出至下方 側處理空間內》在例如作爲光阻劑液使用化學增幅型時， 必須在顯像處理氣氛防止鹼成分侵入。爲此，將顯像站 S 3內成Μ封閉空間，使用化學過濾器防止來自外部之鹼 成分侵入。 以下說明上述裝置之動作。 首先自動搬送機器人或作業人員，將收納例如2 5枚 之晶圓W之卡匣2 2載置在台2 1上。副臂搬送機構2 3 從卡匣2 2取出晶圓W，並將該晶圓搬送載置在塗布站 S 2之棚架單元R 1內之交接部2 8。之後，第一主臂搬 送機構A1將晶圓W搬送至黏著部27，將HMDS蒸汽 在加熱下施以作用俾將晶圓W之表面施以疏水化。 然後，第一主臂搬送機構A 1係將晶圓W搬送至單元 R1或R2之冷却部26，並將該晶圓粗冷却至大約 4 0°C (第一溫度）。又，第一主臂搬送機構A 1係將晶 {請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 -I 1· 訂---------線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -16 - 2. ? 4 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 A7 _____B7________ 五、發明說明Ο4 ) 圓W搬送至單元c 3之冷却部5，並將該晶圓精密地冷却 至2 3/C±〇 . 5°C (第二溫度）。之後，第一主臂搬送 機構A 1係將晶圓W搬送至塗布單元2 4，並將化學增幅 型光阻劑液塗布在該晶圓。然後，第一主臂搬送機構A 1 係將晶圓W搬送至棚架單元R 1或R 2之加熱部2 5，並 將該晶圓在所定溫度下烘焙。又，作爲塗布對象光阻劑使 用如此化學增幅型以外之漆用酚醛系光阻劑等其他光阻劑 時，則可省略依單元C 3之冷却部5對於晶圓W之第二溫 度的精密冷却》 之後，第一主臂搬送機構A 1係將晶圓W搬送至顯像 站S 3之單元C 1的交接部4 4，並將晶圓W交接至第二 主臂搬送機構A 2。第二主臂搬送機構A 2從交接部4 4 取出晶圓W，並將該晶圓放進曝光站S 5之交接部（未圖 示）。未圖示之移送機構係將晶圓W載置在曝光台上，使 光阻劑膜被圖案曝光》 曝光之後，晶圓W係依曝光站S 5、介面站S 4、副 臂搬送機構13、單元C2之交接部44，第二主臂搬送 機構A 2之順序地移動。如此，第二主臂搬送機構A 2係 將晶圓W搬送至單元Η 1或Η 2之加熱部3，例如在 1 0 0至1 5 0°C之溫度領域之適溫僅所定時間烘培（ P E B )光阻劑膜。 之後，專用之副臂搬送機構B 1 ( B 2 )在所定時間 從加熱部3取出晶圓W，並將該晶圓放進單元Cl (C2 )之第一冷却部4。此時晶圓W係以隨著加熱部3之加熱 --— — — — — —--I 1 * I — — — — — I ^ 111111 I i {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210 X 297公« ) - 17- :2-. 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __B7_____ 五、發明說明（15 ) 時間的時.機被交接至副臂搬送機構B1 (B2)，因此， 可防止在P E B過程的光阻劑膜之過度烘焙。在第一冷却 部4僅事先設定之時間將晶圓W載置在維持於例如所定溫 度之冷却液4 1上。由此，晶圓W係被冷却至例如4 0 °C 以下之溫度（第一溫度）》 又，第二主臂搬送機構A 2從冷却部4以所定時間取 出晶圓W，並將該晶圓放進第二冷却部5。此時，也隨著 第一冷却部4之冷却時間的時間將晶圓W交接至第二主臂 搬送機構A 2，因此晶圓W之冷却時間係高精度地被控制 〇 藉第二冷却部5，晶圓w係被冷却至例如2 3 °C 士 0 . 5°C之比第一溫度低之第二溫度。由於此時，冷却板 5 2之溫ft係藉調溫板5 1被控制。因此，晶圓W係高精 度地被控制。又，在顯像站S 3中，將晶圓W搬送至加熱 單元HI、 H2之任何一單元均可以。 之後，晶圓W係依副臂搬送機構D1(D2、 D3、 D4)，第二冷却部5，第二主臂搬送機構A2、單元 C 1之交接部'4 4，第一主臂搬送機構A 1，及棚架R 1 之交接部2 8之順序地移動，最後回到卡匣2 2。此時， 例如兩段地重疊構成第二冷却部5與交接部（未圖示）， 並將晶圓W依顯像單元6，副臂搬送機構D 1，交接部 44，第二主臂搬送機構A2，冷卻單元C1之交接部 4 4，及第一主臂搬送機構A 1之順序回到卡匣2 2也可 以。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -18- --------I---T 裝· —I 訂.！！1_線 < (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 472307 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（16 ) 依照.上述實施形態，由於顯像前之晶圓W係依單元 HI (H2).之加熱部3,單元Cl (C2)之第一冷却 部4，第二冷却部5之順序地另外獨立地被熱處理，因此 不會發生降低晶圓W溫度之精度'如此地晶圓W之溫度不 會在顯像前有變化，由於晶圓W之溫度經常以維持在所定 溫度之狀態下可進行顯像處理，因此，可抑制發生晶圓溫 度之變化成爲原因之顯像不均勻，並可確保高良品率。 又依照上述實施形態，在加熱部3被加熱之晶圓W， 係在第一冷却部4被冷却至第一溫度以下之溫度而被除去 粗熱之後，在第二冷却部5 —面將晶圓W之溫度控制成爲 比第一溫度低之第二溫度一面被冷却，最後，在高精度地 進行溫度控制之第二冷却部5被維持在所定溫度。爲.此， 即使設置數第二冷却部5，由於在各冷却部5把晶圓W 之溫度正確地維持在所定溫度，因此，也能抑制晶圓W之 溫度偏差，由此也可抑制發生顯像不均勻，可提昇良品率 〇 又，若在第二冷却部5被冷却之晶圓W之溫度發生偏 差，也由於對應設置顯像單元6與第二冷却部5，因此， 可隨著晶圓W之溫度可調整顯像條件，結果可提高顯像之 均勻性，也不會有惡化良品率之虞。 藉組合第一冷却部4與第二冷却部5來進行冷却，在 冷却所需之時間不會過久，可將晶圓W之溫度高精度地控 制至所定溫度，並可提高生產量。亦即，因第一冷却部4 係將晶圓W冷却至第一溫度以下之溫度即可以，因此，可 本紙張尺度適用_國國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐）-19- I———-----裝·！tr·! -線... <請先閱讀背面之注意ί項再填寫本頁) 47^2307 經濟部智慧財產局員Κ消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（^ ) 將增加冷.却速度比精度優異地控制溫度作爲重點來進行冷 却’另一方面，由於在第二冷却部5將晶圓W從第一溫度 以下之溫度冷却至第二溫度就可以，因此即使一面高精度 地進行溫度控制一面進行冷却，也使溫度差小，而在冷却 上不需要費很多時間。 又在上述實施形態中，由於藉將第二冷却部5與顯像 單元6設在相同處理室E內而配置成相同氣氛。在該氣氛 藉過濾單元F，經調整成所定溫度之空氣被送出，該氛氛 係成爲被溫度管理之狀態，因此，使第二冷却部5之溫度 調整成爲空易 附帶地說明，爲了抑制發生在C Η P裝置彼此間之熱 處理溫度之偏差，若將可控制髙精度之溫度的冷却板附加 在以外之C Η Ρ裝置，則大幅度地增加裝置成本。又以一 片冷却板進行溫度控制時，由於必須溫度控制之溫度差較 大，因此，冷却時間變較久，而使生產量惡化》 以下，一面參照第1 1圖至第1 4圖一面說明其他實 施形態。 在表示於第1 1圖之裝置中，對於複數顯像單元6附 設共用之第二冷却部5及副臂搬送機構D 5。亦即，在其 他之實施形態之裝置中對於四具顯像單元6Α、 6Β、 6C、 6D設置一具共用之第二冷却部，同時在顯像單元 6與第二冷却部5之間設置交接晶圓W之共用的副臂搬送 機構D 5。該共用之副臂搬送機構D 5係使用作爲第三基 板搬送機構者° 本紙張尺度適用中國固家標準（CNSM4規格（210 297公« ) -20- — — — — — — — — — — — I. ^ i — — — — —— ^ ·11111111 ^ < <請先閲讀背面之注意ί項再填寫本頁) 472307 A7 五、發明說明Μ 第二.主臂搬送機構A 2及共用之副臂搬送機構D 5係 配設在顯像站S 3之大約中央。第二主臂搬送機構a 2係 藉由加熱單元Hl、H2，冷却單元Cl、C2，第二冷 却部5及共用之副臂搬送機構d'5圍繞著周圍。共用之副 臂搬送機構D5係藉由四具顯像單元6A、 6B、 6C、 6D ’第二冷却部5及第二主臂搬送機構a 2圍繞著周圍 又’顯像單元6與第二冷却部5及副臂搬送機構D 5 係設於相同之腔內’成爲經由開口於腔側壁之搬出入口（ 未予圖示）’晶圓W能交接在第二主臂搬送機構a 2與第 二冷却部5之間。副臂搬送機構D 5係實質上與其他副臂 搬送機構相同構成。 . 在本實施形態中，晶圓W係在加熱部3被加熱，之後 在第一冷却部4被冷却至第一溫度以下之溫度之後，藉主 臂搬送機構A 2從第一冷却部4被搬送至第二冷却部5， 而被冷却至第二溫度。然後，在空出副臂搬送機構D 5之 顯像單元6搬送晶圓W，俾顯像光阻劑膜。之後，晶圓W 係經由第二冷却部5，主臂搬送機構A2、塗布站S2後 回至卡匣2 2。 依照本實施形態，藉將第二冷却部5僅作爲一具，由 於不會發生第二冷却部5之處理偏差，因此可將相同溫度 之晶圓W經常地搬送至顯像單元6，可提高顯像處理之均 勻性。
又依照本實施形態，由於以複數顯像單元6 A至6 D 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -21 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·！ —訂！ ！ 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 472307 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 A7 一 ——一 _____ — _ B7 五、發明說明（19 ) 共用單~•之第二冷却部5與單一之副臂搬送機構D5，因 此大幅度地減小底印刷》 又，第二冷却部5係如第1 2圖所示地作爲單一也可 以’或如第1 3圖所示地作爲複數也可以。 以下，一面參照第1 5圖及第1 6圖一面說明其他實 施形態。 本實施形態之裝置與上述實施形態之裝置不同之點， 係以第二主臂搬送機構A 2來進行在顯像單元6與第二冷 却部5之間的晶圓W之交接作業》亦即，如第1 5圖所示 ’加熱單元HI、 Η2，冷卻單元Cl、 C2，第二冷却 部5Α〜5D »顯像單元6Α〜6D配置在周圍成爲能圍 繞第二主臂搬送機構A 2 »顯像單元6 Α〜6 D及苐二冷 却部5 A'二5 D係配設成爲分別對應成1對1。 在此等實施形態之裝置中，晶圓W係在加熱部3被加 熱’然後，在第一冷却部4被冷却至第一溫度以下之溫度 後’以主臂搬送機構A 2從第一冷却部4被搬送至第二冷 却部5俾冷却至第二溫度。然後以主臂搬送機構A 2搬送 至對應於冷却部5之顯像單元6俾進行顯像處理，處理後 之晶圓W係從該顯像單元6直接交接至主臂搬送機構A 2 ，最後回到卡匣2 2。 - 依照本實施形態，由於藉組合第一冷却部4與第二冷 却部5，可將晶圓W冷却至第二溫度，因此，高精度地可 保持晶圓W之溫度，提高顯像處理之均勻性而可提高良品 率，還可提高生產量。 ---— II--I I — I ! I I I 1 訂·！ I' τ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐） -22 - 47i2307 A7 B7 五、發明說明¢0 ) (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 又依.照本實施形態，由於代替專用之副臂搬送機構， 藉主臂搬送機構A 2而成爲能搬送晶圓w，因此可大幅度 減小裝置之底印刷。 又，由於將晶圓W從顯像單元6直接交接在主臂搬送 機構A 2，因此，晶圓W之搬送路徑被單純化，並縮短晶 圓W搬送所需時間，又可得更高之生產量。 又，在本實施形態中，對於複數顯示單元6設置共用 之第二冷却部5也可以。 又，分別設置一具加熱單元Η與冷却單元C之構成也 可以，或是將加熱部3與第一冷却部4重疊在相同之棚架 也可以，或是在加熱單元Η設置交接部也可以。又將加熱 部3與第一冷却部4作成相同數也可以〇又將晶圓见搬送 在加熱部、與第一冷却部4之間的搬送臂D增加至與第一 冷却部4相同數也可以。又將加熱部3及第一冷却部4配 置在顯像站S 3之處理氣氛之外側也可以》 又，本發明係適用在塗布站S 2也可以，作爲基板並 不被限定在半導體晶圓，也可以爲液晶顯示甩之玻璃基板 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (圖式之簡單說明） - 第1圖係表示本發明之實施形態之基板處理裝置的槪 略內部透視立體圖。 第2圖係表示本發明之實施形態之基板處理裝置的槪 略內部透視俯視圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -23- 2 7 4 Α7Β7 五、發明說明P1 ) 第3.圖係模式地表示棚架單元，副臂搬送機構及主臂 搬送機構的構成方塊圖。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第4圖係模式地表示顯像站、加熱部、冷却部、副臂 搬送機構及主臂搬送機構的構成方塊圖。 第5圖係模式地表示加熱部，第一冷却部及副臂搬送 機構的構成方塊圖。 , 第6圖係模式地表示第二冷却部、顯像單元及副臂搬 送機構的構成方塊圖。 第7圖係表示第二冷却部及顯像單元的槪略立體圖。 第8圖係表示顯像單元的內部透視剖視圖》 第9圖係表示切除主臂搬送機構之一部分的立體圖/ 第10圖係表示顯像站之整體槪觀立體圖。 . 第1:1圖係表示其他實施形態之基板處理裝置的槪略 內部透視俯視圖。 第12圖係表示顯像站之第二冷却部及顯像單元的槪 略立體圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第13圖係表示其他實施形態之裝置之顯像站之第二 冷却部及顯像單元的槪略立體圖。 第14圖係模式地表示其他實施形態之裝置之顯像站 ，第二冷却部，副臂搬送機構及主臂搬送機構的構成方塊 圖。 第15圖係表示另一實施形態之裝置之顯像站的槪略 俯視圖。 第16圖係表示第15圖之顯像站之第二冷却部及顯 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 >« 297公釐）-24- 4V2307 r a7 _B7 五、發明說明（22 ) 像單元的.槪略立體圖。 (記號之說明） ---------In ^ i — — — — — — ^illm — 1^ / « (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) W 半 導體 晶 圓 S 1 卡 匣站 S 2 塗 布站 S 3 顯 像站 S 4 介面站 S 5 曝 光站 Η 1、 Η 2 加 熱 單元 C 1、 C 2 冷卻 單元 A 1、 A 2 晶 圓 搬送 機構 B 、D 、 F 搬 送 臂 3 加 熱 部 4 第 —. 冷却 部 5 第 二 冷却 部 6 顯 像 單元 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -25-
Claims (1)
- 4i?2307 A8 B8 C8 D8 六、申請專利^續 1 ..一種基板處理裝置，係針對依照微影成像處理來 處理基板的基板處理裝置，其特徵爲具備： 加熱基板之複數加熱部；及 將在上述加熱部被加熱之基板冷却至成爲第一溫度的 第一冷却部：該第一冷却部之數係比上述加熱部少或同數 :及 ， 將在上述第一冷却部被冷却之基板冷却至比上述第一 溫度低之第二溫度的第二冷却部：及 將處理液供應於在上述第二冷却部被冷却之基板，並 將處理液之液膜形成在基板上的複數液處理部。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中，在上 述加熱部與第一冷却部之間具有交接搬送基板的第一搬送 機構，及¥上述第一冷却部與第二冷却部之間具有交接搬 送基板的第二搬送機構。 3 .如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中，上述 液處理部係具有在基板上形成顯像液之液膜的顯像部；上 述第一及第二冷却部係分別配置在上述顯像部與加熱部之 間。 經.濟部智慧財4局員工消費合作社印製 I I I I ί I n (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 ·如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中，上述 第二冷却部係設於上述複數液處理部之間，並將冷却之基 板分別供應於該複數液處理部。 5 .如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中，上述 第二冷却部係設於上述複數液處理部中之一近旁，將冷却 之基板僅供應於該一液處理部。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠）-26 - 472307 A8 B8 C8 D8 六、申請專利絕圍 6 .·如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中，在上 述第二冷却部與液處理部之間具有交接搬送基板之第三搬 送機構。 7 ·如申請專利範圍第2項所述之裝置，其中，上述 第二搬送機構係在第二冷却部與液處理部之間也交接搬送 基板》 , 8 .如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中，上述 液處理部係具有在基板塗布光阻劑液之光阻劑塗布部；上 述第二冷却部係配置在上述光阻劑塗布部之近旁。 9 .如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中，將上 述第二冷却部與液處理部具有作爲實質上相同氣氛的空調 機構。 . 1 0\ —種基板處理方法，係針對依照微影成像處理 來處理基板的基板處理方法，其特徵爲具備： (a )從複數加熱部中選擇一加熱部，在選擇之加熱 部搬送基板，並加熱基板的過程；及 經濟部智慧財是局員工消費合作社印製. ---------^------，訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (b )從比上述加熱部之數少或同數的第一冷却部中 選擇一第一冷却部，在選擇之第一冷却部搬送基板，並將 在上述過程（a )被加熱之基板冷却至成爲第一溫度的過 程：及 ， (c )將在上述過程（b )被冷却之基板搬送至第二 冷却部，並將該基板藉第二冷却部冷却至成爲比第一溫度 低之第二溫度的過程；及 (d)將在上述過程（c)被冷却之基板搬送至液處 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4说格（210X297公釐）· 27 - 472307 A8 B8 C8 _ D8 六、申請專利籍圍 理部，並.在該基板上形成處理液之液膜的過程。 11 .如申請專利範圍第1 0項所述之方法，其中， 在上述過程（d)中，從複數液處理部中選擇一液處理部 ，並將基板搬送至從第二冷却部所選擇之液處理部。 1 2 .如申請專利範圍第1 0項所述之方法，其中， 在上述過程（d )中，將基板從第二冷却部搬送至特定之 液處理部。 1 3 .如申請專利範圍第1 0項所述之方法，其中， 將上述第一溫度作爲4 0°C，並將上述第二溫度作爲 2 3。。。 1 4 .如申請專利範圍第1 0項所述之方法，其中， 在上述過程（d )中，在實質上沒有鹼成分之氣氛下_，將 顯像液供k於基板上》 15.如申請專利範圍第10項所述之方法，其中， 在上述過程（d )中，在實質上沒有鹼成分之氣氛下，將 化學增幅型光阻劑塗布在基板。 - I »«-1 i - I 11 I- / I m. - - I - .^1· - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_
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