WO2016167105A1 - 基板処理方法、基板処理システム及び基板処理装置 - Google Patents

基板処理方法、基板処理システム及び基板処理装置 Download PDF

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substrate
heating
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正志 榎本
良弘 近藤
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Definitions

  • the present invention relates to a technique for making the line width of a resist pattern formed on the surface of a substrate uniform.
  • a coating process for applying various coating solutions such as a resist to the surface of a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer), an exposure process for the coating film, and an exposed coating film Development processing is performed to form a resist pattern on the surface of the wafer.
  • a processing solution used for a coating module that coats a coating solution, such as a resist solution is often easily fixed, and it is difficult to remove stains when attached, an exposure apparatus, Compared to the development module, it takes longer to maintain, which limits throughput.
  • Patent Document 1 A configuration in which development processing can be performed is known (Patent Document 1).
  • the present invention has been made under such circumstances.
  • the substrate processing apparatus that performs resist coating and the substrate processing apparatus that performs development processing are separate apparatuses, the resist pattern forming process can be stably performed. It is to provide a technique that can be performed.
  • the substrate processing method of the present invention includes a step of applying a resist to a substrate with a first substrate processing apparatus, Next, a step of heat-treating the substrate with the first substrate processing apparatus; Thereafter, storing the substrate in a carrier and transporting the substrate from the carrier block of the first substrate processing apparatus to the carrier block of the second substrate processing apparatus; After the carrier is unloaded from the carrier block of the first substrate processing apparatus, the heating time based on the standing time of the substrate including the time until the carrier is loaded into the carrier block of the second substrate processing apparatus, and Heating the substrate in the second substrate processing apparatus with at least one of the heating temperatures adjusted; and And then developing the substrate after the substrate is exposed and further heat-treated by the second substrate processing apparatus.
  • the substrate processing system of the present invention includes a carrier block in which a carrier for storing and transporting a substrate is loaded and unloaded, and a resist coating unit for coating a resist film on a substrate taken out of the carrier loaded in the carrier block.
  • a first heating unit that heat-treats a substrate coated with a resist, and a first substrate processing apparatus A carrier block into which the carrier unloaded from the first substrate processing apparatus is loaded, a second heating unit for heating the substrate taken out from the carrier loaded into the carrier block, and the second heating unit
  • a second substrate processing apparatus to be connected After the carrier is unloaded from the carrier block of the first substrate processing apparatus, based on the substrate leaving time including the time until the carrier is loaded into the carrier block of the second substrate processing apparatus, the second And a heating adjustment unit for adjusting at least one of a heating time and a heating temperature in the heating unit.
  • a substrate processing apparatus of another invention is the first substrate processing apparatus used in the substrate processing system of the present invention.
  • Still another substrate processing apparatus of the present invention is the second substrate processing apparatus used in the substrate processing system of the present invention.
  • the resist coating is performed by the first substrate processing apparatus.
  • the substrate that has been heat-treated later is also heat-treated before exposure in the second substrate processing apparatus. For this reason, even if amine in the atmosphere adheres to the substrate when the processed substrate is transported from the first substrate processing apparatus to the second substrate processing apparatus by the carrier, the amine is scattered in the heat treatment. Exposure and development are performed. Therefore, the resist pattern forming process can be performed stably, that is, the pattern line width and hole diameter can be made uniform between the substrates.
  • At least one of the heating time and the heating temperature is determined based on the substrate leaving time including the time until the carrier is carried into the second substrate processing apparatus.
  • FIG. 1 is an external perspective view showing a first substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. It is a top view which shows the 1st substrate processing apparatus concerning embodiment of this invention. It is sectional drawing which shows a heating unit. It is an external appearance perspective view which shows the 2nd substrate processing apparatus which concerns on embodiment of this invention. It is explanatory drawing which shows the control part of the 2nd substrate processing apparatus of this invention. It is a flowchart which shows the process of the wafer in a substrate processing system. It is a perspective view which shows the carrier waiting part which concerns on the other example of embodiment of this invention. It is a characteristic view which shows the relationship between the leaving time of a wafer and the line width of the pattern formed.
  • a substrate processing system includes a first substrate processing apparatus 1 that applies a coating solution such as a resist solution to a semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer”) W, which is a substrate, as shown in FIG. And a second substrate processing apparatus 2 for performing development processing on the wafer W connected to the exposure apparatus and subjected to exposure processing.
  • a coating solution such as a resist solution
  • W semiconductor wafer
  • the substrate processing system transfers the FOUP 10, which is a carrier (conveying container) containing the wafer W processed by the first substrate processing apparatus 1, from the first substrate processing apparatus 1 to the second substrate processing apparatus 2.
  • a carrier transport mechanism 3 such as OHT (Overhead Hoist Transport) is provided.
  • the carrier transport mechanism 3 is a part of the in-factory transport mechanism that transports the FOUP 10 throughout the entire factory including the role of transporting the FOUP 10 unloaded from the second substrate processing apparatus 2 to the next stage substrate processing apparatus. Is to be used.
  • the carrier transport mechanism 3 includes a rail 30 provided on a ceiling portion of a factory, and a main body portion 31 configured by a robot configured to be movable along the rail 30.
  • the main body 31 is provided with a grip 33 for gripping the FOUP 10 via the elevating belt 32 below.
  • the grip 33 holds the head 110 provided on the FOUP 10 and lifts the FOUP 10. At the same time, the gripper 33 moves up and down and delivers the FOUP 10 to each device.
  • a carrier standby unit 100 for temporarily placing a plurality of FOUPs 10, for example, is provided in the middle of the transport path of the carrier transport mechanism 3, and the FOUP 10 unloaded from the first substrate processing apparatus 1. Is temporarily placed on the carrier standby unit 100 before being carried into the second substrate processing apparatus 2, for example.
  • the first substrate processing apparatus 1 includes a carrier block B1 for carrying the wafer W in and out of the FOUP 10 and a processing block B2 for forming a coating film on the surface of the wafer W. , Are connected.
  • the carrier block B1 includes a mounting stage 91 for the FOUP 10, a door 92, and a transfer arm 93 for transferring the wafer W from the FOUP 10 through the door 92.
  • the door 92 is provided on a partition wall that separates the internal atmosphere and the external atmosphere of the first substrate processing apparatus 1, and is opened and closed together with the lid portion of the FOUP 10 placed on the placement stage 91.
  • the processing block B2 is configured by laminating first to sixth unit blocks D1 to D6 for performing liquid processing on the wafer W in order from the bottom.
  • the alphabetical characters attached to the unit blocks D1 to D6 indicate the processing type.
  • the SOC is an SOC (Spin On Cap) film forming process
  • the BCT is an antireflection film forming process
  • the COT is on the wafer W.
  • the resist film formation process which supplies a resist and forms a resist film is represented.
  • FIG. 3 shows the configuration of the unit block D5 as a representative.
  • the unit block D5 includes a main arm A5 that moves in a linear transport region R5 from the carrier block B1 side to the back side, and a liquid processing unit.
  • a liquid processing unit 80 having a resist coating unit 5 for applying a resist liquid to the wafer W, and a heating unit 6 for performing a first heat treatment (first PAB: pre-exposure heat treatment) on the wafer W before the exposure processing.
  • Shelf units U1 to U6 in which are stacked. *
  • a shelf unit U7 configured by a plurality of stages stacked on each other is provided.
  • the transfer of the wafer W between the transfer arm 93 and the main arm A5 is performed via the transfer module of the shelf unit U7 and the transfer arm 94.
  • the unit blocks D1, D3, and D5 have substantially the same configuration except that the coating film formed on the wafer W is different.
  • the unit blocks D1 and D2 apply an SOC film, and D3 and D4 Apply an anti-reflective coating.
  • FFU Fluor Unit
  • the FFU is provided on the ceiling of the first substrate processing apparatus 1.
  • the FFU is provided in order to form a downward flow of clean air in the first substrate processing apparatus 1 and keep the atmosphere in the first substrate processing apparatus 1 clean.
  • the clean gas include an inert gas such as clean air or nitrogen gas that has been passed through an ULPA (Ultra Low Low Penetration Air) filter or a HEPA (High Efficiency Efficiency Particulate Air) filter.
  • the resist coating unit 5 will be described with respect to the configuration of the liquid processing unit.
  • the resist coating unit 5 applies a resist, for example, a chemically amplified resist, to the wafer W.
  • the resist coating unit 5 includes a cup module 51 and a nozzle unit 52 as shown in FIG.
  • the cup module 51 includes a spin chuck 53 configured to suck and hold the center of the back surface of the wafer W and hold it horizontally and to be rotatable about a vertical axis.
  • a cup body (specifically, a cup assembly) having an opening on the upper side is provided so as to surround the wafer W on the spin chuck 53.
  • the cup body receives and discharges the solvent shaken off from the wafer W, and is configured so that the mist is not scattered in the processing atmosphere by exhausting from the exhaust path provided at the lower part. Then, the resist solution is applied to the surface of the wafer W by rotating while supplying the resist solution to the wafer W.
  • a heating plate 62 and a transfer arm 61 that also serves as a cooling unit for the wafer W are arranged side by side in the length direction in a housing 60.
  • a loading / unloading port 64 is provided on the side surface of the housing 60 in the length direction on the transfer arm 61 side, and a shutter 65 for opening and closing the loading / unloading port 64 is provided at the loading / unloading port 64.
  • the heating plate 62 is provided with a heater 68 on the lower surface, for example, and the wafer W placed on the heating plate 62 is heated.
  • a heater 68 On the surface of the heating plate 62, three through holes 63 are provided in the circumferential direction, and lifting pins 66 for transferring the wafer W to and from the transfer arm 61 protrude from the through holes 63. Is configured to do.
  • a cover portion 67 for covering the upper portion of the wafer W placed on the heating unit 6 and heating the wafer W efficiently is provided.
  • the transfer arm 61 is configured to be movable back and forth along the guide rail 79 with respect to the heating plate 62 by the moving mechanism 69.
  • An exhaust part 77 is provided on the side surface of the housing 60, and the exhaust part 77 is connected to an exhaust pump (not shown) via an exhaust pipe 78.
  • the second substrate processing apparatus 2 is configured by connecting the carrier block B1 and the processing block B2 configured in the same manner as the first substrate processing apparatus 1 and the interface block B3 as shown in FIG.
  • An exposure apparatus B4 is connected to the back side of the interface block B3.
  • the processing block B2 in the second substrate processing apparatus 2 is described as a unit block ("PAB” for convenience in FIG. 5) in order to perform the second heating process (second PAB) before exposure on the wafer W from the lower layer side.
  • the unit block (denoted as “DEV” for the sake of convenience in FIG. 5) for carrying out development processing is stacked in four stages.
  • the unit block PAB is not provided with, for example, a liquid processing module, and as the heating unit, for example, a second heating unit having the same configuration as the first heating unit 6 is provided.
  • the unit block DEV for performing the developing process is provided with a developing unit that supplies the developing solution and performs the developing process as a liquid processing unit, and the post-exposure has substantially the same configuration as the first heating unit 6 as the heating unit.
  • a third heating unit for performing the heat treatment (PEB) is provided across the straight conveyance path of the conveyance arm.
  • the interface block B3 is a block for transferring the wafer W between the processing block B2 and the exposure apparatus B4.
  • the interface block B3 is a delivery stage group for delivering the wafer W to and from the processing block B2, a delivery stage group for delivering the wafer W to and from the exposure apparatus B4, and between these delivery stage groups.
  • the FFU is provided in the ceiling portion of the second substrate processing apparatus 2 similarly to the first substrate processing apparatus 1, and the atmosphere in the second substrate processing apparatus 2 is kept clean.
  • the first substrate processing apparatus 1 is provided with a first apparatus control unit 81 for controlling the substrate processing apparatus 1, and the second substrate processing apparatus 2 includes the substrate processing process.
  • a second device control unit 82 for controlling the device 2 is provided.
  • the first and second apparatus control units 81 (82) can be regarded as a part of the first substrate processing apparatus 1 (second substrate processing apparatus 2), but for the sake of convenience of description, the first substrate is used. It is assumed that the processing apparatus 1 (second substrate processing apparatus 2) is controlled.
  • the first apparatus control unit 81 controls a processing unit (module) such as the resist coating unit 5 of the first substrate processing apparatus 1 and the transfer arms 93, 94, A5 based on the process recipe and the transfer recipe. And a detection unit that detects the timing at which the FOUP 10 containing the processed wafer W is unloaded.
  • a detection unit that detects the timing at which the FOUP 10 containing the processed wafer W is unloaded.
  • the detection method of the FOUP 10 unloading timing a method of capturing the timing at which the door 92 provided in the carrier block B1 is closed as the unloading timing of the FOUP 10 after returning the processed wafer W to the FOUP 10 is cited. Can do. Since the returned FOUP 10 is promptly transported to the carrier standby unit 100 by the carrier transport mechanism 3, it corresponds to the unloading timing.
  • the first apparatus control unit 81 knows in real time what number of wafers W of which lot is located in the first substrate processing apparatus 1. Accordingly, the first apparatus control unit 81 knows which lot the FOUP 10 is when the processed wafer W is returned to the FOUP 10 and the door 92 is closed.
  • the identification code of the FOUP 10) and the timing (time) of unloading from the first substrate processing apparatus 1 can be associated with each other and stored in the memory.
  • the first device control unit 81 and the second device control unit 82 are connected to the host computer 8, and the host computer 8 is now connected to the first device control unit 81 and the second device control unit 82. It has a role of sending an identification code of a lot to be loaded (a group of wafers W in units of FOUP 10), a process recipe of the lot, and the like. Furthermore, the host computer 8 has a function of receiving the time when the FOUP 10 is carried out from the first device control unit 81 and transmitting the time to the second device control unit 82 in association with the FOUP 10.
  • the second apparatus control unit 82 controls the processing units such as the second heating unit 50, the third heating unit, and the developing unit and the transfer arm of the second substrate processing apparatus 1 based on the process recipe and the transfer recipe. It has the function to do.
  • the second apparatus control unit 82 includes a detection unit that detects the timing (time) when the FOUP 10 containing the wafer W is loaded, and this detection unit is, for example, the case of the first substrate processing apparatus 1. Similarly, the time when the door provided on the carrier block B1 is opened together with the lid of the FOUP 10 is detected.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the second device control unit 82, and a program storage unit storing a program 83, a CPU 84, and a memory 85 are connected to a bus 86.
  • the program 83 includes software such as a recipe for a series of processes performed in the second substrate processing apparatus 2 and a wafer W transfer recipe.
  • the program 83 receives a signal that the door 92 is opened together with the lid of the FOUP 10, and associates the time at that time with the lot of the FOUP 10 that has been loaded.
  • a group of steps for writing into the memory 85 is provided, and thus a detection unit for detecting the time of loading the FOUP 10 is configured.
  • the program 83 includes a step group for calculating the leaving time of the FOUP 10 with reference to the unloading time transmitted from the host computer 8 (the time when the FOUP 10 is unloaded from the first substrate processing apparatus 1). Yes.
  • the memory 85 stores data in which the standing time of the FOUP 10 is associated with, for example, the heating time of the second heating unit 50.
  • the program 83 further includes a step group for obtaining the heating time of the second heating unit 50 based on the calculated leaving time and the data in the memory 85.
  • the first device control unit 81, the host computer 8, and the second device control unit 82 also serve as a measurement unit that measures the standing time.
  • the significance of adjusting the heating time of the second heating unit 50 is as follows.
  • the solvent cannot completely evaporate within the realistic standing time considering the throughput. Therefore, at the time immediately before the second heating unit 50 performs the heat treatment, The solvent is contained in an amount corresponding to the length.
  • the generation of acid in the resist at the time of exposure and the diffusion of acid in the resist in the heat treatment (PEB) before development are hindered, and the line width of the pattern changes according to the residual amount of solvent. Therefore, in order to make the line width uniform between the wafers W, it is necessary to make the residual amount of the solvent in the resist before the exposure uniform.
  • the residual amount of the solvent in the resist in other words, the volatilization amount, is transferred to the second substrate processing apparatus 2 after the wafer W is heated by the first heating unit 6 in the first substrate processing apparatus 1. This is determined according to the standing time until the heat treatment is started in the second heating unit 50. Therefore, in order to align the amount of solvent in the resist before exposure between lots in advance before exposure, a second heating unit 50 is provided, and the second heating unit 50 supplies heating energy according to the standing time. I try to adjust it.
  • the first heating unit 6 is promptly returned to the FOUP 10 after the heating process (first PAB), and in the second substrate processing apparatus 2, the FOUP 10 is promptly loaded.
  • Heat treatment (second PAB) is performed in the second heating unit. Therefore, the leaving time depends on the time until the FOUP 10 is transported from the first substrate processing apparatus 1 to the second substrate processing apparatus 2, and therefore, the leaving time of the FOUP 10 is managed as described above. is doing.
  • the time when the FOUP 10 is unloaded from the first substrate processing apparatus 1 (specifically, the time when the door 92 is closed) is handled as the measurement start time of the FOUP 10 leaving time.
  • the above measurement start time is the time when the heating process (first PEB) is completed in the first heating unit 6, for example, the time when the wafer W of the final number of the lot is unloaded from the first heating unit 6. It may be the time when the wafer W after the first PAB is delivered to the transfer arm 93 in the carrier block B1.
  • the measurement start time of the leaving time is set from the carrier standby unit 100 to the FOUP 10. It is good also as time when is carried out. Since the waiting time of the FOUP 10 in the carrier waiting unit 100 is cited as a major factor that influences the leaving time, the difference in the leaving time between lots is also reflected in this case. Therefore, in adjusting the heating time of the second PAB based on the standing time, the standing time until the FOUP 10 is carried out from the first substrate processing apparatus 1 and then carried into the second substrate processing apparatus 2 is used. It is equivalent to measuring
  • the carrier transport mechanism 3 places, for example, the FOUP 10 containing 25 wafers 300 having a diameter of 300 mm on the placement stage 91 of the carrier block B1 of the first substrate processing apparatus 1.
  • the wafer W is taken out from the FOUP 10 by the transfer arm 93 and placed on the shelf unit U7 (step S1).
  • an SOC film which is a base film serving as an etching mask, is formed together with the resist on the wafer W, for example, in the first unit block D1, and then transferred to the third unit block D3 to form an antireflection film.
  • the wafer W is loaded into, for example, the unit block D5, and a resist solution is applied (step S3).
  • the wafer W coated with the resist film is transferred to the transfer arm 61 of the first heating unit 6 by the main arm A5. Thereafter, it is placed on the heating plate 62 by the transfer arm 61 and heated at, for example, 80 to 100 ° C. for 60 seconds (first PAB is performed (step S4)). As a result, the solvent contained in the resist film is volatilized. Thereafter, the wafer W is transferred from the heating plate 62 to the transfer arm 61, and then transferred to the main arm A5. Thereafter, the paper is delivered to the shelf unit U7, and then returned to the FOUP 10 by the transfer arm 93, and the door 92 is closed together with the lid portion of the FOUP 10 (step S5).
  • the FOUP 10 is lifted and carried out of the carrier block B1 of the first substrate processing apparatus 1 by the carrier transport mechanism 3, for example, OHT (step S6). Further, as described above, when the lid of the FOUP 10 is closed (when the door 92 is closed), the first device control unit 81 can grasp this time, so that the time is taken as the unloading time of the FOUP 10. 8 is sent. For convenience of description, the following explanation will be made with this time as t1. Next, the FOUP 10 carried out from the first substrate processing apparatus 1 is transported to the carrier standby unit 100 and waits here (step S7).
  • the number of installed first substrate processing apparatuses 1 and the number of installed second substrate processing apparatuses 2 correspond 1: 1, the number of substrates per unit time in the entire first substrate processing apparatus 1
  • the number of processed sheets (throughput) is set to be larger than the number of processed substrates per unit time in the exposure apparatus B4, for example.
  • the carrier standby unit 100 becomes a buffer area, and the FOUP 10 is always on standby, and the exposure apparatus B4 is fully operated.
  • the overall throughput of the plurality of first substrate processing apparatuses 1 is the same as that of the exposure apparatus B4. More than the throughput is set.
  • the FOUP 10 placed on the carrier standby unit 100 is lifted by the carrier transport mechanism 3 and placed on the placement stage 91 of the carrier block B1 in the second substrate processing apparatus 2 (step S8).
  • the door 92 in the second substrate processing apparatus 2 is opened together with the cover of the FOUP 10, and the wafer W is taken out from the FOUP 10 (step S9).
  • the FOUP 10 carried into the second substrate processing apparatus 2 is stored in the memory 85 of the second apparatus control unit 82 from the first apparatus control unit 81 via the host computer 8.
  • the unloading time t1 of one substrate processing apparatus 1 is written. Since the second apparatus control unit 82 grasps the time t2 when the door 92 of the carrier block B1 of the second substrate processing apparatus 2 is opened, the time t1 is subtracted from the time t2 corresponding to the leaving time of the FOUP 10. Time ⁇ t is obtained. Further, the second device control unit 82 reads out the heat treatment time of the second heating unit 50 corresponding to the standing time ⁇ t from the data in the memory 85 and sets it as the heat treatment time of the second heating unit 50. *
  • the wafer W taken out from the FOUP 10 is carried into the second heating unit 50 and heated on the heating plate for the set heat treatment time to perform the second PAB (step S10). That is, when the standing time of the FOUP 10 is long, the volatilization time of the solvent in the resist film of the wafer W in the FOUP 10 is long, so the amount of the solvent in the resist film is small, and therefore the time of the second PAB is short. Is set. On the contrary, when the standing time of the FOUP 10 is short, since the volatilization time of the solvent in the resist film is short, the amount of the solvent in the resist film is large, and therefore the time for the second PAB is set short. Therefore, the amount of the solvent in the resist film on the wafer W after the second PAB is performed is uniform among lots, or variation in the amount of the solvent is reduced.
  • the wafer W is taken out from the second heating unit 50 and is carried into the exposure apparatus B4 for exposure (step S11).
  • an acid is generated from the photosensitizer contained in the resist.
  • the wafer W is carried into the third heating unit via the exposure apparatus B4 and the interface block B3, and is heated at, for example, 80 to 100 ° C. for 60 seconds to perform PEB.
  • the acid in the resist film produced at the time of exposure diffuses and acts as a catalyst, for example, to decompose the base resin that is the main component of the resist film (step S12).
  • the wafer W taken out from the third heating unit is carried into the developing unit and developed (step S13).
  • the developing unit for example, the developer is supplied to the wafer W by spin coating as in the above-described resist coating unit. As a result, the portion of the resist film where the acid has diffused during PEB is dissolved, and a resist pattern is formed. Thereafter, the wafer W is returned to the FOUP 10 (step S14).
  • the inside of the first and second substrate processing apparatuses 1 and 2 is made a clean atmosphere by FFU, but it is inevitable that amine is mixed in the atmosphere outside the apparatus. For this reason, the wafer W on which the resist film is formed is returned to the FOUP 10 and in an atmosphere containing amine from when it is unloaded from the first substrate processing apparatus 1 to when it is loaded into the second substrate processing apparatus 2 ( Pass through the atmosphere).
  • the amount of amine mixed is very small. For example, for chemically amplified resists, even a small amount of amine significantly inhibits acid diffusion. Therefore, even if the first substrate processing apparatus 1 has already applied the resist solution and the PAB is performed, the second substrate processing apparatus 2 that is the transport destination of the FOUP 10 uses the second PAB before the exposure. By performing the steps, the amine in the resist film is scattered and disappears, development defects can be prevented, and variations in pattern line width can be suppressed. In addition, after the FOUP 10 is unloaded from the first substrate processing apparatus 1, the standing time until the FOUP 10 is loaded into the second substrate processing apparatus 2 is measured.
  • the heating time of the second PAB which is a heating process performed by the second heating unit 50 of the second substrate processing apparatus 2 is adjusted. For this reason, variation in the residual amount of the solvent in the resist film between lots of wafers W can be suppressed, and the resist pattern forming process can be stabilized.
  • the heating temperature may be adjusted based on the above-described leaving time. As shown in a verification test described later, the line width of the resist pattern can be adjusted by adjusting the heating temperature of the second heating unit 50. Therefore, the same effect can be obtained in this case.
  • the heating temperature is adjusted in this way, data in which the standing time is associated with the heating temperature is stored in advance in the memory 85. Note that both the heating time and the heating temperature may be adjusted according to the standing time. In this case, data in which the leaving time is associated with the heating time and the heating temperature is stored in the memory 85. Will be remembered.
  • the abandoned time described above is not limited to measurement, but may be obtained by prediction.
  • the time taken out from the carrier standby unit 100 can be predicted according to the number of FOUPs 10 that are already on standby, for example, the host computer 8 can wait for the FOUP 10
  • the standing time may be predicted based on the number of units.
  • the predicted leaving time is transmitted from the host computer 8 to the second device control unit 82.
  • the heating energy of the second PAB is adjusted according to the leaving time. It does not have to be.
  • FIG. 8 shows a configuration example in such a case, and a plurality of, for example, two-stage shelves 101 are provided above the placement stage 91 in the carrier block B1 of the second substrate processing apparatus 2, A placement stage 102 for placing a carrier on each shelf 101 is provided.
  • the arrangement of the lowermost mounting stages 91 corresponds to the carrier block B 1
  • the mounting stage 102 provided with the upper two shelves 101 corresponds to the carrier standby unit 100.
  • a carrier delivery mechanism 103 for moving the FOUP 10 between the placement stages 91 and 102 is provided.
  • the carrier delivery mechanism 103 includes a horizontal guide (not shown) that extends along the mounting stage 102 that moves up and down along the lifting guide 104, and a joint arm that is configured to be movable along the horizontal guide and holds the head portion 110 of the FOUP 10. 105.
  • a horizontal guide (not shown) that extends along the mounting stage 102 that moves up and down along the lifting guide 104, and a joint arm that is configured to be movable along the horizontal guide and holds the head portion 110 of the FOUP 10. 105.
  • the FOUP 10 is transferred by the carrier transfer mechanism 103 to the mounting stage 91 of the lowest shelf corresponding to the carrier block B1, and the wafer W in the FOUP 10 is taken out.
  • the substrate processing method is such that acid is generated in the exposed region of the resist film and the resist film is dissolved, but the substrate in which the exposed region of the resist film is insolubilized by the acid. It may be a processing method. Further, in the second heating unit 50, the second PAB and PEB may be performed. [Verification test]
  • the relationship between the aforementioned standing time and the CD (critical dimension) of the resist pattern according to the set temperature of the second heating unit 50 was examined as follows. Using the substrate processing system according to the above-described embodiment, the heating time of the second heating unit was set to 60 seconds. The heating temperature of the second heating unit is set to three kinds of 80 ° C., 77.5 ° C., and 75 ° C., and the standing time (the time that the FOUP 10 is left outside the first substrate processing apparatus 1 under each temperature condition) ) was set in three ways of 3, 6, and 12 hours. Then, after each wafer W was heat-treated by the second heating unit 50, exposure and development were performed, and the line width of the pattern was measured. In addition, an example in which the resist film is formed and the FOUP 10 containing the wafer W is first unloaded from the first substrate processing apparatus 1 and immediately loaded into the second substrate processing apparatus 2 is shown as 0 for the sake of convenience.
  • FIG. 9 shows this result, and shows the relationship between the standing time and the resist pattern CD when the heating temperature of the second heating unit 50 is set to 80 ° C., 77.5 ° C., and 75 ° C., respectively. According to this result, it can be seen that the CD becomes thicker as the leaving time becomes longer. From the graph of FIG. 9, the resist used in the above-described example is applied to the wafer W and heated (after the first PAB is performed), even if a time as long as 6 hours elapses. Further, it can be seen that the CD becomes larger with the elapsed time thereafter. Further, it is sufficiently predicted that the solvent amount does not become a constant value even after 12 hours.
  • the amount of the solvent changes depending on the standing time after the first PAB is performed in this resist. Therefore, in the second substrate processing apparatus 2, by the heating energy corresponding to the standing time, It is understood that it is effective to perform the second PAB. It can also be seen that the CD is reduced by lowering the heating temperature by the second heating unit 50. By raising the heating temperature, the solvent contained in the resist film is volatilized, and the diffusion length of the acid when PEB is performed is shortened, so that the CD is estimated to increase.

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Abstract

［課題]レジスト塗布を行う基板処理装置と現像処理を行う基板処理装置とを別個の装置とするにあたって、レジストパターンの形成処理を安定して行うことができる技術を提供する。［解決手段］第１の基板処理装置（１）にてレジスト塗布後に加熱処理されたウエハＷを第２の基板処理装置（２）においても露光前に加熱処理している。このため、第１の基板処理装置（１）から第２の基板処理装置（２）への搬送中にウエハＷに雰囲気中のアミンが付着したとしても、アミンが加熱処理により飛散される。また第１の基板処理装置（１）からＦＯＵＰが搬出された後、第２の基板処理装置（２）に当該ＦＯＵＰが搬入されるまでの時間を含むウエハＷの放置時間に基づいて、加熱時間及び加熱温度の少なくとも一方を調整している。これによりウエハＷ間においてレジスト中の溶剤残留量ばらつきを抑え、レジストパターン形成処理の安定化を図ることができる。

Description

基板処理方法、基板処理システム及び基板処理装置
　本発明は、基板の表面に形成されるレジストパターンの線幅を均一にする技術に関する。
　半導体製造工程の一つであるフォトレジスト工程においては、半導体ウエハ（以下、ウエハという）の表面にレジストなどの各種の塗布液を塗布する塗布処理、塗布膜の露光処理及び露光された塗布膜の現像処理を行い、ウエハの表面にレジストパターンを形成している。
　このような塗布、現像処理を行う基板処理システムにおいてレジスト液などの、塗布液を塗布する塗布モジュールに用いる処理液は固着しやすいものが多く、付着したときに汚れが取りにくく、露光装置や、現像モジュールに比べてメンテナンスに時間がかかり、スループットの制約になる。そのため塗布モジュールを備えた前段側の装置と、露光装置に接続される現像モジュールを含む後段側の装置と、を分離して別個の装置構成とし、塗布モジュールのメンテナンスを行っている際にも露光、現像処理を行うことができるようにした構成が知られている（特許文献１）。
　このような基板処理システムにおいては、露光装置が待機する時間をなくすために(フル稼働させるために)、後段側の装置には、レジストが塗布された基板が途切れることなく搬入されることが要求される。また塗布ユニットを含む前段側の装置と現像ユニットを含む後段側の装置とを別個の装置とすることにより、両装置間をキャリアで工場内を搬送しなければならず、そのために派生する問題点も考慮した上で、安定したレジストパターンの形成処理を実現する必要がある。
特開２００７－３３５６２６号公報
　本発明は、このような事情の下になされたものであり、レジスト塗布を行う基板処理装置と現像処理を行う基板処理装置とを別個の装置とするにあたって、レジストパターンの形成処理を安定して行うことができる技術を提供することにある。
　本発明の基板処理方法は、第１の基板処理装置にて基板にレジストを塗布する工程と、
　次いで、第１の基板処理装置にて基板を加熱処理する工程と、
　その後、前記基板をキャリアに収納し、第１の基板処理装置のキャリアブロックから第２の基板処理装置のキャリアブロックに搬送する工程と、
　前記第１の基板処理装置のキャリアブロックからキャリアが搬出された後、第２の基板処理装置のキャリアブロックに当該キャリアが搬入されるまでの時間を含む基板の放置時間に基づいて、加熱時間及び加熱温度の少なくとも一方を調整した状態で前記第２の基板処理装置にて基板を加熱処理する工程と、
　続いて前記基板を露光し、更に前記第２の基板処理装置にて加熱処理した後、現像する工程と、を含むことを特徴とする。
　本発明の基板処理システムは、基板を収納して搬送するキャリアが搬入出されるキャリアブロックと、このキャリアブロックに搬入されたキャリアから取り出された基板に対してレジスト膜が塗布されるレジスト塗布ユニットと、レジストが塗布された基板を加熱処理する第１の加熱ユニットと、を含む第１の基板処理装置と、
　前記第１の基板処理装置から搬出されたキャリアが搬入されるキャリアブロックと、このキャリアブロックに搬入されたキャリアから取り出された基板を加熱処理する第２の加熱ユニットと、この第２の加熱ユニットにて加熱処理され、次いで露光された基板を加熱処理するための第３の加熱ユニットと、この第３の加熱ユニットにて加熱処理された基板を現像する現像ユニットと、を含み、露光装置に接続される第２の基板処理装置と、
　前記第１の基板処理装置のキャリアブロックからキャリアが搬出された後、第２の基板処理装置のキャリアブロックに当該キャリアが搬入されるまでの時間を含む基板の放置時間に基づいて、前記第２の加熱ユニットにおける加熱時間及び加熱温度の少なくとも一方を調整する加熱調整部と、を備えたことを特徴とする。
　また他の発明の基板処理装置は、本発明の基板処理システムに用いられる前記第１の基板処理装置であることを特徴とする。更にまた他の発明の基板処理装置は、本発明の基板処理システムに用いられる前記第２の基板処理装置であることを特徴とする。
　レジスト塗布を行う基板処理装置（第１の基板処理装置）と現像処理を行う基板処理装置（第２の基板処理装置）とを別個の装置とするにあたって、第１の基板処理装置にてレジスト塗布後に加熱処理された基板を第２の基板処理装置においても露光前に加熱処理している。このため、第１の基板処理装置から処理後の基板をキャリアにより第２の基板処理装置に搬送するときに基板に雰囲気中のアミンが付着したとしても、アミンが加熱処理により飛散された状態で露光、現像が行われる。従って、レジストパターンの形成処理を安定して行うこと、即ちパターンの線幅やホール径を基板間で揃えることができる。また第１の基板処理装置からキャリアが搬出された後、第２の基板処理装置に当該キャリアが搬入されるまでの時間を含む基板の放置時間に基づいて、加熱時間及び加熱温度の少なくとも一方を調整することにより、基板間においてレジスト中の溶剤の残留量のばらつきが抑えられ、レジストパターンの形成処理の安定化を図ることができる。
本発明の実施の形態に係る基板処理システムの側面図である。 本発明の実施の形態に係る第１の基板処理装置を示す外観斜視図である。 本発明の実施の形態に係る第１の基板処理装置を示す平面図である。 加熱ユニットを示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る第２の基板処理装置を示す外観斜視図である。 本発明の第２の基板処理装置の制御部を示す説明図である。 基板処理システムにおけるウエハの処理の工程を示すフロー図である。 本発明の実施の形態の他の例に係るキャリア待機部を示す斜視図である。 ウエハの放置時間と形成されるパターンの線幅との関係を示す特性図である。
　本発明の実施の形態に係る基板処理システムは、図１に示すように基板である半導体ウエハ（以下「ウエハ」とする）Ｗにレジスト液などの塗布液を塗布する第１の基板処理装置１と、露光装置と接続され露光処理が行われたウエハＷに現像処理を行う第２の基板処理装置２と、を備えている。
　また基板処理システムは、第１の基板処理装置１から第１の基板処理装置１にて処理されたウエハＷを収納したキャリア（搬送容器）であるＦＯＵＰ１０を第２の基板処理装置２に搬送するためのＯＨＴ（Overhead Hoist Transport）などのキャリア搬送機構３が設けられている。キャリア搬送機構３は、第２の基板処理装置２から搬出されるＦＯＵＰ１０を次段の基板処理装置に搬送する役割も含めて工場内全体に亘って、ＦＯＵＰ１０を搬送する工場内搬送機構の一部を利用するものである。具体的には、キャリア搬送機構３は、工場の天井部に設けられたレール３０と、レール３０に沿って移動自在に構成されたロボットで構成される本体部３１と、を備えている。本体部３１は下方に昇降ベルト３２を介して、ＦＯＵＰ１０を把持するための把持部３３が設けられており、把持部３３は、ＦＯＵＰ１０に設けられたヘッド部１１０を把持して、ＦＯＵＰ１０を吊り上げて搬送すると共に把持部３３が昇降して、各装置にＦＯＵＰ１０を受け渡す。　
　またキャリア搬送機構３の搬送路の途中には、例えば複数のＦＯＵＰ１０を一時的に載置しておくためのキャリア待機部１００が設けられており、第１の基板処理装置１から搬出されたＦＯＵＰ１０は、例えば第２の基板処理装置２に搬入される前に一旦キャリア待機部１００に載置される。
　第１の基板処理装置１について説明する。図２、図３に示すように第１の基板処理装置１は、ウエハＷをＦＯＵＰ１０から装置内に搬入出するためのキャリアブロックＢ１と、ウエハＷの表面に塗布膜を形成する処理ブロックＢ２と、を接続した構成となっている。キャリアブロックＢ１は、ＦＯＵＰ１０の載置ステージ９１と、ドア９２と、ドア９２を介してＦＯＵＰ１０からウエハＷを搬送するための搬送アーム９３と、を備えている。ドア９２は、第１の基板処理装置１の内部雰囲気と外部の雰囲気とを仕切る仕切り壁に設けられ、載置ステージ９１に載置されたＦＯＵＰ１０の蓋部と共に開閉される。
　処理ブロックＢ２はウエハＷに液処理を行うための第１～第６の単位ブロックＤ１～Ｄ６が下から順に積層されて構成されている。図２において各単位ブロックＤ１～Ｄ６に付したアルファベット文字は、処理種別を表示しており、ＳＯＣは、ＳＯＣ（Spin　On　Cap）膜形成処理、ＢＣＴは反射防止膜形成処理、ＣＯＴはウエハＷにレジストを供給してレジスト膜を形成するレジスト膜形成処理を表している。
　図３に、代表して単位ブロックＤ５の構成を示すと、単位ブロックＤ５には、キャリアブロックＢ１側から奥側に向かう直線状の搬送領域Ｒ５を移動するメインアームＡ５と、液処理ユニットとして、ウエハＷにレジスト液を塗布するレジスト塗布ユニット５を備えた液処理ユニット８０と、ウエハＷに露光処理前の第１の加熱処理（第１のＰＡＢ：露光前加熱処理）を行うため加熱ユニット６を積層した棚ユニットＵ１～Ｕ６と、を備えている。　
　搬送領域Ｒ５のキャリアブロックＢ１側には、互いに積層された複数のステージにより構成されている棚ユニットＵ７が設けられている。搬送アーム９３とメインアームＡ５との間のウエハＷの受け渡しは、棚ユニットＵ７の受け渡しモジュールと搬送アーム９４とを介して行なわれる。各単位ブロックＤ１、Ｄ３、Ｄ５は、ウエハＷに対して形成する塗布膜が異なることを除いて、概ね同じ構成であり、単位ブロックＤ１及びＤ２は、ＳＯＣ膜を塗布し、Ｄ３及びＤ４は、反射防止膜を塗布する。
　第１の基板処理装置１の天井部にはＦＦＵ（Fan Filter Unit）が設けられている。ＦＦＵは第１の基板処理装置１内に清浄空気の下降流を形成し、第１の基板処理装置１内の雰囲気を清浄に保つために設けられている。清浄気体としては、ＵＬＰＡ（Ultra Low Penetration Air）フィルタやＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタを通過させた、清浄空気あるいは窒素ガスなどの不活性ガスが挙げられる。
　液処理ユニットの構成について、レジスト塗布ユニット５について説明する。レジスト塗布ユニット５はウエハＷに対して、レジスト、例えば化学増幅型レジストを塗布する。レジスト塗布ユニット５は、図３に示すようにカップモジュール５１とノズルユニット５２とを備えている。カップモジュール５１は、ウエハＷの裏面中央部を吸着して水平に保持し、鉛直軸周りに回転自在に構成されたスピンチャック５３を備えている。スピンチャック５３の周囲には、スピンチャック５３上のウエハＷを囲むようにして、上方側に開口部を備えたカップ体（詳しくはカップ組立体）が設けられている。カップ体はウエハＷから振り切られた溶剤を受け止め排出すると共に、下部の設けられた排気路から排気してミストが処理雰囲気に飛散しないように構成されている。そしてウエハＷにレジスト液を供給しながら回転させてウエハＷの表面にレジスト液を塗布する。
　続いて第１の加熱ユニット６について説明する。第１の加熱ユニット６は、図４に示すように、筐体６０内に加熱板６２と、ウエハＷの冷却部を兼用する搬送アーム６１と、が長さ方向に並べて配置されている。筐体６０の長さ方向における搬送アーム６１側の側面には、搬入出口６４が設けられ、搬入出口６４には搬入出口６４を開閉するシャッタ６５が設けられている。
　加熱板６２は、例えば下面にヒータ６８が設けられており、加熱板６２に載置されたウエハＷが加熱される。加熱板６２の表面には、周方向に３箇所の貫通孔６３が設けられており、各貫通孔６３からは、搬送アーム６１との間でウエハＷを受け渡すための昇降ピン６６が突没するように構成されている。また加熱ユニット６に載置されたウエハＷの上方を覆いウエハＷを効率よく加熱するためのカバー部６７が設けられている。搬送アーム６１は、移動機構６９により加熱板６２に対してガイドレール７９に沿って、進退自在に構成されている。筐体６０の側面には排気部７７が設けられており排気部７７は排気管７８を介して図示しない排気ポンプに接続されている。
　続いて第２の基板処理装置２について説明する。第２の基板処理装置２は、図５に示すように第１の基板処理装置１と同様に構成されたキャリアブロックＢ１及び処理ブロックＢ２と、インターフェイスブロックＢ３と、を互いに接続して構成され、インターフェイスブロックＢ３の奥側には露光装置Ｂ４が接続されている。第２の基板処理装置２における処理ブロックＢ２は、下層側からウエハＷに露光前の第２の加熱処理（第２のＰＡＢ）を行うため単位ブロック（図５では便宜上「ＰＡＢ」と記載してある。）が設けられ、その上方に現像処理を行うための単位ブロック（図５では、便宜上「ＤＥＶ」と記載してある。）が４段積層されている。
　露光前の第２の加熱処理をするため単位ブロックＰＡＢは、例えば液処理モジュールが設けられておらず、加熱ユニットとして、例えば第１の加熱ユニット６と同じ構成の第２の加熱ユニットが設けられている。現像処理を行うための単位ブロックＤＥＶは、液処理ユニットとして、現像液を供給して現像処理を行う現像ユニットが設けられ、加熱ユニットとして、第１の加熱ユニット６と概ね同じ構成である露光後加熱処理（ＰＥＢ）を行うための、第３の加熱ユニットと、が搬送アームの直線搬送路を挟んで設けられている。
　インターフェイスブロックＢ３は、処理ブロックＢ２と露光装置Ｂ４との間でウエハＷの受け渡しを行うためのブロックである。インターフェイスブロックＢ３は、処理ブロックＢ２との間でウエハＷの受け渡しを行うための受け渡しステージ群、露光装置Ｂ４との間でウエハＷの受け渡しを行うための受け渡しステージ群、及びこれら受け渡しステージ群の間でウエハＷの受け渡しを行う搬送機構などを備えている。
　また第２の基板処理装置２の天井部にも、第１の基板処理装置１と同様にＦＦＵが設けられ、第２の基板処理装置２内の雰囲気が清浄に保たれている。
　図１に戻って、第１の基板処理装置１には、当該基板処理装置１を制御するための第１の装置制御部８１が設けられ、第２の基板処理装置２には、当該基板処理装置２を制御するための第２の装置制御部８２が設けられている。これら第１及び第２の装置制御部８１（８２）は、第１の基板処理装置１（第２の基板処理装置２）の一部として捉えることもできるが、説明の便宜上、第１の基板処理装置１（第２の基板処理装置２）を制御するものとして取り扱うこととする。
　第１の装置制御部８１は、第１の基板処理装置１のレジスト塗布ユニット５などの処理ユニット（モジュール）や搬送アーム９３、９４、Ａ５などをプロセスレシピ及び搬送レシピに基づいて、制御する機能を有すると共に、処理済みのウエハＷを収納したＦＯＵＰ１０が搬出されるタイミングを検出する検出部を備えている。ＦＯＵＰ１０の搬出のタイミングの検出手法の一例としては、処理済みのウエハＷをＦＯＵＰ１０に戻した後、キャリアブロックＢ１に設けられたドア９２を閉じたタイミングをＦＯＵＰ１０の搬出のタイミングとして捉える手法を挙げることができる。戻されたＦＯＵＰ１０は、キャリア搬送機構３により速やかにキャリア待機部１００に搬送されるので搬出のタイミングに対応する。
　また第１の装置制御部８１は、いずれのロットの何番目のウエハＷが第１の基板処理装置１内のどこに位置しているかについては、リアルタイムで把握している。従って第１の装置制御部８１は、処理済みのウエハＷがＦＯＵＰ１０に戻されてドア９２が閉じられるときに、当該ＦＯＵＰ１０がいずれのロットであるのかを把握していることから、ロット（ロットあるいはＦＯＵＰ１０の識別コード）と第１の基板処理装置１からの搬出のタイミング（時刻）とを対応付けてメモリに記憶することができる。
　第１の装置制御部８１及び第２の装置制御部８２は上位コンピュータ８に接続されており、上位コンピュータ８は、第１の装置制御部８１及び第２の装置制御部８２に対して、これから搬入されるロット（ＦＯＵＰ１０単位のウエハＷの群）の識別コードやそのロットのプロセスレシピなどを送る役割を持っている。更に上位コンピュータ８は、第１の装置制御部８１からＦＯＵＰ１０が搬出した時刻を受信し、この時刻を当該ＦＯＵＰ１０と対応付けて第２の装置制御部８２に送信する機能を備えている。
　第２の装置制御部８２は、第２の基板処理装置１の第２の加熱ユニット５０、第３の加熱ユニット、現像ユニットなどの処理ユニットや搬送アームをプロセスレシピ及び搬送レシピに基づいて、制御する機能を有する。また第２の装置制御部８２は、ウエハＷを収納したＦＯＵＰ１０が搬入されるタイミング（時刻）を検出する検出部を備えており、この検出部は、例えば第１の基板処理装置１の場合と同様にキャリアブロックＢ１に設けられたドアをＦＯＵＰ１０の蓋部と共に開いた時刻を検出する。
　図６は第２の装置制御部８２を示すブロック図であり、バス８６にプログラム８３を格納したプログラム格納部、ＣＰＵ８４及びメモリ８５が接続されている。プログラム８３は、第２の基板処理装置２内にて行われる一連のプロセスのレシピやウエハＷの搬送レシピなどのソフトウエアを含んでいる。またプログラム８３は、この例では第２の基板処理装置２において、ＦＯＵＰ１０の蓋部とともにドア９２が開かれた信号を受信して、そのときの時刻を、搬入されたＦＯＵＰ１０のロットと対応付けてメモリ８５に書き込むステップ群を備えており、従ってＦＯＵＰ１０の搬入の時刻を検出する検出部を構成している。
　更にプログラム８３は、上位コンピュータ８から送信された搬出の時刻（第１の基板処理装置１から当該ＦＯＵＰ１０が搬出された時刻）を参照して、当該ＦＯＵＰ１０の放置時間を算出するステップ群を備えている。またメモリ８５には、ＦＯＵＰ１０の放置時間と第２の加熱ユニット５０の例えば加熱時間とを対応付けたデータが記憶されている。プログラム８３は、算出した放置時間とメモリ８５内のデータとに基づいて第２の加熱ユニット５０の加熱時間を求めるステップ群を更に備えている。この例では、第１の装置制御部８１、上位コンピュータ８及び第２の装置制御部８２は、放置時間を計測する計測部も兼用している。
　第２の加熱ユニット５０の加熱時間を調整する意義は次のとおりである。この例で使用するレジストについては、スループットを考慮した現実的な放置時間内に溶剤が完全に揮発しきれないため、第２の加熱ユニット５０にて加熱処理する直前の時点においては、放置時間の長さに応じた量だけ溶剤が含まれていることになる。この溶剤が減少すると、露光時におけるレジスト中の酸の発生及び現像前の加熱処理（ＰＥＢ）におけるレジスト中の酸の拡散の妨げになり、溶剤の残留量に応じてパターンの線幅が変わってくることから、ウエハＷの間で線幅を揃えるためには、露光に至る前のレジスト中の溶剤の残留量を揃えることが必要になってくる。
　レジスト中の溶剤の残留量、言い換えれば揮発量は、ウエハＷが第１の基板処理装置１において第１の加熱ユニット６にて加熱処理された後、第２の基板処理装置２に搬入されて第２の加熱ユニット５０にて加熱処理が開始されるまでの放置時間に応じて決まってくる。そこで、露光前に事前に各ロット間で露光前のレジスト中の溶剤量を揃えるために、第２の加熱ユニット５０を設け、当該第２の加熱ユニット５０にて放置時間に応じて加熱エネルギーを調整するようにしている。
　第１の基板処理装置１においては第１の加熱ユニット６の加熱処理（第１のＰＡＢ）後に速やかにＦＯＵＰ１０に戻され、また第２の基板処理装置２においてはＦＯＵＰ１０が搬入された後に速やかに第２の加熱ユニットにて加熱処理（第２のＰＡＢ）が行われる。従って放置時間は、ＦＯＵＰ１０が第１の基板処理装置１から第２の基板処理装置２に搬送されるまでの時間に左右されることになり、このため既述のようにＦＯＵＰ１０の放置時間を管理している。
　上述の例では、ＦＯＵＰ１０の放置時間の計測開始時刻として、ＦＯＵＰ１０が第１の基板処理装置１から搬出される時刻（詳しくはドア９２が閉じる時刻）を取り扱っている。しかし上記の計測開始時刻としては、第１の加熱ユニット６にて加熱処理（第１のＰＥＢ）が終了した時刻、例えば第１の加熱ユニット６からロットの最終番号のウエハＷが搬出された時刻であってもよいし、第１のＰＡＢ後のウエハＷがキャリアブロックＢ１内の搬送アーム９３に受け渡された時刻などであってもよい。
　また放置時間を計測する意義は、放置時間そのものを把握するというよりは、各ロット間における放置時間の差を把握することであることから、放置時間の計測開始時刻は、キャリア待機部１００からＦＯＵＰ１０が搬出される時刻としてもよい。放置時間を左右する大きな要因として、キャリア待機部１００におけるＦＯＵＰ１０の待機時間が挙げられることから、この場合でもロット間の放置時間の差を反映している。従って、放置時間に基づいて第２のＰＡＢの加熱時間を調整するにあたっては、ＦＯＵＰ１０が第１の基板処理装置１から搬出された後、第２の基板処理装置２に搬入されるまでの放置時間を計測していることと同等である。
　続いて上述実施の形態の作用について図７のフロー図を参照して説明する。先ずキャリア搬送機構３により、例えば直径３００ｍｍのウエハＷが２５枚収納されたＦＯＵＰ１０が、第１の基板処理装置１のキャリアブロックＢ１の載置ステージ９１に載置される。次いで搬送アーム９３によりＦＯＵＰ１０からウエハＷが取り出され、棚ユニットＵ７に載置される（ステップＳ１）。その後ウエハＷは、例えば第１の単位ブロックＤ１にて、レジストと共にエッチングマスクとなる下地膜であるＳＯＣ膜が形成され、次いで第３の単位ブロックＤ３に搬送されて、反射防止膜が成膜される（ステップＳ２）。その後ウエハＷは、例えば単位ブロックＤ５に搬入されて、レジスト液が塗布される（ステップＳ３）。
　次いでレジスト膜が塗布されたウエハＷは、メインアームＡ５により、第１の加熱ユニット６の搬送アーム６１に受け渡される。その後搬送アーム６１により加熱板６２に載置されて、例えば８０～１００℃で６０秒間加熱される（第１のＰＡＢが行われる（ステップＳ４））。これによりレジスト膜に含まれている溶剤が揮発する。その後ウエハＷは、加熱板６２から搬送アーム６１に受け渡された後、メインアームＡ５受け渡される。その後棚ユニットＵ７に受け渡された後、搬送アーム９３により、ＦＯＵＰ１０に戻され、ドア９２がＦＯＵＰ１０の蓋部と共に閉じられる（ステップＳ５）。
　次いでＦＯＵＰ１０は、キャリア搬送機構３、例えばＯＨＴにより第１の基板処理装置１のキャリアブロックＢ１から吊り上げられて搬出される（ステップＳ６）。また既述のようにＦＯＵＰ１０の蓋部を閉めたとき（ドア９２を閉めたとき）には第１の装置制御部８１は、この時刻を把握できることから、当該時刻がＦＯＵＰ１０の搬出時刻として上位コンピュータ８に送られる。なお、記載の便宜上、この時刻をｔ１として以下の説明を進める。次いで、第１の基板処理装置１から搬出されたＦＯＵＰ１０は、キャリア待機部１００に搬送されて、ここで待機する（ステップＳ７）。
　第１の基板処理装置１の設置台数と第２の基板処理装置２の設置台数とが１：１で対応している場合には、第１の基板処理装置１の全体における単位時間当たりの基板の処理枚数（スループット）は、例えば露光装置Ｂ４における単位時間当たりの基板の処理枚数よりも多く設定される。このためキャリア待機部１００がバッファ領域となって、常時ＦＯＵＰ１０が待機している状態になり、露光装置Ｂ４がフル稼働することになる。また１台の第２の基板処理装置２に対して、第１の基板処理装置１が複数台用いられる場合には、複数台の第１の基板処理装置１の全体のスループットが露光装置Ｂ４のスループットよりも多く設定されることになる。
　続いてキャリア待機部１００に載置されていたＦＯＵＰ１０がキャリア搬送機構３により吊り上げられ、第２の基板処理装置２におけるキャリアブロックＢ１の載置ステージ９１に載置される（ステップＳ８）。次いで第２の基板処理装置２におけるドア９２がＦＯＵＰ１０の蓋部と共に開き、ＦＯＵＰ１０からウエハＷが取り出される（ステップＳ９）。　
　既述のように第２の装置制御部８２のメモリ８５内には、第２の基板処理装置２に搬入されたＦＯＵＰ１０について、第１の装置制御部８１から上位コンピュータ８を経由して、第１の基板処理装置１の搬出時刻ｔ１が書き込まれている。そして第２の装置制御部８２は、第２の基板処理装置２のキャリアブロックＢ１のドア９２が開いた時刻ｔ２を把握しているので、ＦＯＵＰ１０の放置時間に相当する時刻ｔ２から時刻ｔ１を差し引いた時間Δｔを求める。更に第２の装置制御部８２は、メモリ８５内のデータからこの放置時間Δｔに対応する第２の加熱ユニット５０の加熱処理時間を読み出し、第２の加熱ユニット５０の加熱処理時間として設定する。　
　ＦＯＵＰ１０から取り出されたウエハＷは、第２の加熱ユニット５０に搬入され、設定された加熱処理時間の間、加熱板上で加熱されて第２のＰＡＢが行われる（ステップＳ１０）。即ち、ＦＯＵＰ１０の放置時間が長い場合には、ＦＯＵＰ１０内のウエハＷのレジスト膜中の溶剤の揮発時間が長いので、レジスト膜中の溶剤の量が少なく、このため第２のＰＡＢの時間が短く設定される。逆にＦＯＵＰ１０の放置時間が短い場合には、レジスト膜中の溶剤の揮発時間が短いので、レジスト膜中の溶剤の量が多く、このため第２のＰＡＢの時間が短く設定される。従って、第２のＰＡＢを行った後のウエハＷのレジスト膜中の溶剤の量は、ロット間で揃う、あるいは溶剤の量のばらつきが小さくなる。
　その後、ウエハＷは、第２の加熱ユニット５０から取り出され、露光装置Ｂ４に搬入されて、露光が行われる（ステップＳ１１）。露光することによりレジストに含まれている感光剤から酸が生成する。次いでウエハＷは露光装置Ｂ４、インターフェイスブロックＢ３を介して、第３の加熱ユニットに搬入されて、例えば８０～１００℃で６０秒加熱され、ＰＥＢが行われる。この第３の加熱ユニットにおける露光後の加熱処理により、露光時にて生成されたレジスト膜内の酸が拡散して触媒として作用し、例えばレジスト膜の主成分であるベース樹脂を分解する（ステップＳ１２）。
　第３の加熱ユニットから取り出されたウエハＷは、現像ユニットに搬入されて現像処理される（ステップＳ１３）。現像ユニットにおいては、例えば前述のレジスト塗布ユニットと同様にスピンコーティングによりウエハＷに現像液が供給される。これによりレジスト膜においてＰＥＢの際に酸が拡散していた部分が溶解し、レジストパターンが形成される。その後、ウエハＷは、ＦＯＵＰ１０に戻される（ステップＳ１４）。
　上述の実施の形態の効果によれば以下の効果がある。第１及び第２の基板処理装置１、２内は、ＦＦＵにより清浄雰囲気とされているが、装置外の雰囲気には、アミンの混在が避けられない。そのためレジスト膜が形成されたウエハＷは、ＦＯＵＰ１０に戻されて、第１の基板処理装置１から搬出されてから、第２の基板処理装置２に搬入されるまでに、アミンを含む雰囲気中（大気中）を通過することになる。
　工場内は、クリーンエアが供給されているのでアミンの混入量は微量であるが、例えば化学増幅型のレジストに対しては、微量なアミンであっても酸の拡散を大きく阻害する。このため第１の基板処理装置１にて既にレジスト液が塗布された後にＰＡＢが行われていても、ＦＯＵＰ１０の搬送先である第２の基板処理装置２にて、露光前に第２のＰＡＢを行うことにより、レジスト膜中のアミンが飛散して消失し、現像欠陥の発生を防止でき、パターンの線幅のばらつきを抑制できる。
　また第１の基板処理装置１からＦＯＵＰ１０が搬出された後、第２の基板処理装置２に当該ＦＯＵＰ１０が搬入されるまでの放置時間を計測している。そしてこの放置時間に基づいて、第２の基板処理装置２の第２の加熱ユニット５０にて行われる加熱処理である第２のＰＡＢの加熱時間を調整している。このためウエハＷのロット間においてレジスト膜中の溶剤の残留量のばらつきが抑えられ、レジストパターンの形成処理の安定化を図ることができる。
　また第２の加熱ユニット５０の加熱時間を調整することに代えて、既述の放置時間に基づいて加熱温度を調整してもよい。後述の検証試験にて示すように、第２の加熱ユニット５０の加熱温度を調整することで、レジストパターンの線幅を調整することができる。従って、この場合においても同様の効果が得られる。このように加熱温度を調整する例においては、メモリ８５内には、放置時間と加熱温度とを対応付けたデータが事前に記憶される。なお、放置時間に応じて、加熱時間と加熱温度との両方を調整するようにしてもよく、この場合には、放置時間と、加熱時間及び加熱温度と、を対応付けたデータがメモリ８５内に記憶されることになる。
　また既述の放置時間については、計測することに限定されず、予測して求めるようにしてもよい。例えばキャリア待機部１００に新たに載置されるＦＯＵＰ１０について、既に待機しているＦＯＵＰ１０の台数に応じて当該キャリア待機部１００から取り出される時間が予測できる場合には、例えば上位コンピュータ８がＦＯＵＰ１０の待機台数に基づいて放置時間を予測してもよい。この場合予測した放置時間が上位コンピュータ８から第２の装置制御部８２に送信される。
　更にまた、工場を稼働したときの通常の放置時間程度の短い時間でレジスト膜中の溶剤量が一定化するレジストを用いる場合には、放置時間に応じて第２のＰＡＢの加熱エネルギーを調整しなくてもよい。
　さらに第２の基板処理装置２にキャリア待機部を設けてもよい。図８は、このような場合の構成例を示しており、第２の基板処理装置２のキャリアブロックＢ１における載置ステージ９１の上方側に複数段、例えば２段の棚部１０１が設けられ、各棚部１０１にキャリアを載置する載置ステージ１０２が設けられる。この例では最下段の載置ステージ９１の並びがキャリアブロックＢ１に相当し、上段２段の棚部１０１が設けられた載置ステージ１０２がキャリア待機部１００に相当する。更に各載置ステージ９１、１０２の間でＦＯＵＰ１０を移動させるための、キャリア受け渡し機構１０３が設けられる。キャリア受け渡し機構１０３は昇降用ガイド１０４に沿って昇降する載置ステージ１０２の並びに沿って伸びる図示しない水平ガイドと、この水平ガイドに沿って移動自在に構成されＦＯＵＰ１０のヘッド部１１０を保持する関節アーム１０５と、を備えている。このような構成においては、第１の基板処理装置１においてキャリアブロックＢ１から搬出されたＦＯＵＰ１０をキャリア搬送機構３により、上段側の棚部１０１の所定の搬入出用の載置ステージ１０２に受け渡し、次いでＦＯＵＰ１０をキャリア受け渡し機構１０３により、他の載置ステージ１０２に受け渡して待機させる。その後順番を待って、当該ＦＯＵＰ１０がキャリア受け渡し機構１０３によりキャリアブロックＢ１に相当する最下段の棚の載置ステージ９１に受け渡され、当該ＦＯＵＰ１０内のウエハＷが取り出される。
　さらに上述の実施の形態においては、レジスト膜の露光された領域に酸が発生し、レジスト膜が溶解する基板処理方法であったが、レジスト膜の露光された領域が酸により、不可溶化する基板処理方法であってもよい。
　さらに第２の加熱ユニット５０において、第２のＰＡＢと、ＰＥＢとを行ってもよい。
　［検証試験］
　既述の放置時間と第２の加熱ユニット５０の設定温度によるレジストパターンのＣＤ（限界寸法：Critical Dimension）との関係を以下のようにして調べた。上述の実施の形態に係る基板処理システムを用い、第２の加熱ユニットの加熱時間を６０秒に設定した。第２の加熱ユニットの加熱温度を８０℃、７７．５℃、７５℃の３通りに設定し、夫々の温度条件において、放置時間（ＦＯＵＰ１０を第１の基板処理装置１の外に放置した時間）を３、６、１２時間の３通りに設定した。そして各ウエハＷについて第２の加熱ユニット５０により加熱処理を終えた後、露光現像を行いパターンの線幅を測定した。またレジスト膜が形成され、第１の基板処理装置１からウエハＷを収納したＦＯＵＰ１０を搬出して直ぐに第２の基板処理装置２に搬入した例を便宜上放置時間が０として示した。
　図９はこの結果を示し、第２の加熱ユニット５０の加熱温度を８０℃、７７．５℃、７５℃の夫々に設定したときの放置時間とレジストパターンのＣＤとの関係を示す。
　この結果によれば、放置時間が長くなるに従いＣＤが太くなっていることが分かる。
　図９のグラフから、既述の例に用いたレジストは、ウエハＷに塗布されて加熱処理された後（第１のＰＡＢが行われた後）において、６時間もの長い時間が経過しても、更にその後の経過時間によりＣＤが大きくなっていることが分かる。また１２時間を経過してもまだ溶剤量が一定値にならないことが十分予測される。従ってこのレジストは、第１のＰＡＢを行った後の放置時間に応じて溶剤の量が変わるということが分かり、このため第２の基板処理装置２にて、放置時間に応じた加熱エネルギーにより、第２のＰＡＢを行うことが有効であることが理解される。
　また第２の加熱ユニット５０による加熱温度を下げることでＣＤが小さくなることが分かる。加熱温度を上げることによりレジスト膜に含まれる溶剤が揮発し、ＰＥＢを行った時の酸の拡散長が短くなるためＣＤが大きくなると推測される。
１　　　　　　第１の基板処理装置
２　　　　　　第２の基板処理装置
３　　　　　　キャリア搬送機構
５　　　　　　レジスト塗布ユニット
６　　　　　　第１の加熱ユニット
８　　　　　　上位コンピュータ
８１　　　　　第１の装置制御部
８２　　　　　第２の装置制御部
１０　　　　　ＦＯＵＰ
１００　　　　キャリア待機部
Ｗ　　　　　　ウエハ

Claims (10)

  1. 　第１の基板処理装置にて基板にレジストを塗布する工程と、
    　次いで、第１の基板処理装置にて基板を加熱処理する工程と、
    　その後、前記基板をキャリアに収納し、第１の基板処理装置のキャリアブロックから第２の基板処理装置のキャリアブロックに搬送する工程と、
    　前記第１の基板処理装置のキャリアブロックからキャリアが搬出された後、第２の基板処理装置のキャリアブロックに当該キャリアが搬入されるまでの時間を含む基板の放置時間に基づいて、加熱時間及び加熱温度の少なくとも一方を調整した状態で前記第２の基板処理装置にて基板を加熱処理する工程と、
    　続いて前記基板を露光し、更に前記第２の基板処理装置にて加熱処理した後、現像する工程と、を含むことを特徴とする基板処理方法。
  2. 　前記第１の基板処理装置のキャリアブロックからキャリアが搬出された後、第２の基板処理装置のキャリアブロックに当該キャリアが搬入されるまでの時間を含む基板の放置時間を計測する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の基板処理方法。
  3. 　前記第１の基板処理装置のキャリアブロックからキャリアが搬出された後、第２の基板処理装置のキャリアブロックに当該キャリアが搬入されるまでの間に、キャリアがキャリア待機部に待機する工程を含むことを特徴とする請求項２または３に記載の基板処理方法。
  4. 　基板を収納して搬送するキャリアが搬入出されるキャリアブロックと、このキャリアブロックに搬入されたキャリアから取り出された基板に対してレジスト膜が塗布されるレジスト塗布ユニットと、レジストが塗布された基板を加熱処理する第１の加熱ユニットと、を含む第１の基板処理装置と、
    　前記第１の基板処理装置から搬出されたキャリアが搬入されるキャリアブロックと、このキャリアブロックに搬入されたキャリアから取り出された基板を加熱処理する第２の加熱ユニットと、この第２の加熱ユニットにて加熱処理され、次いで露光された基板を加熱処理するための第３の加熱ユニットと、この第３の加熱ユニットにて加熱処理された基板を現像する現像ユニットと、を含み、露光装置に接続される第２の基板処理装置と、
    　前記第１の基板処理装置のキャリアブロックからキャリアが搬出された後、第２の基板処理装置のキャリアブロックに当該キャリアが搬入されるまでの時間を含む基板の放置時間に基づいて、前記第２の加熱ユニットにおける加熱時間及び加熱温度の少なくとも一方を調整する加熱調整部と、を備えたことを特徴とする基板処理システム。
  5. 　前記第１の基板処理装置にて処理された基板が収納されたキャリアを第１の基板処理装置のキャリアブロックから第２の基板処理装置のキャリアブロックに搬送するキャリア搬送機構を備えたことを特徴とする請求項４記載の基板処理システム。
  6. 　前記第１の基板処理装置のキャリアブロックから搬出されたキャリアが第２の基板処理装置のキャリアブロックに搬入される前に一時的に置かれるキャリア待機部を備えたことを特徴とする請求項５記載の基板処理システム。
  7. 　前記第２の基板処理装置は、前記キャリア待機部と、当該キャリア待機部と当該第２の基板処理装置のキャリアブロックとの間でキャリアの受け渡しを行うキャリア受け渡し機構と、を備えたことを特徴とする請求項６記載の基板処理システム。
  8. 　前記放置時間を計測する計測部を備えたことを特徴とする請求項４ないし７のいずれか一項に記載の基板処理システム。
  9. 　基板にレジスト膜を形成するための基板処理装置であって、
    　請求項４ないし８のいずれか一項に記載された基板処理システムに用いられる第１の基板処理装置であることを特徴とする基板処理装置。
  10. 　レジスト膜が形成された基板を露光装置に受け渡し、露光装置にて露光された基板を現像するための基板処理装置であって、
    　請求項４ないし８のいずれか一項に記載された基板処理システムに用いられる第２の基板処理装置であることを特徴とする基板処理装置。
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