JP3347560B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハや液
晶表示器用のガラス基板などの基板に対して、フォトリ
ソグラフィ工程のうちの露光処理前後のレジスト塗布前
ベークやレジスト塗布、プリベーク、露光後ベーク、現
像、ポストベークなどの各種の基板処理を施すための基
板処理装置に係り、特には、基板を上面に支持して加熱
するホットプレートの周囲を外周カバーで覆った基板加
熱処理部と、基板にレジスト塗布や現像などの薬液処理
を施す薬液処理部とが基板の搬送路を挟んで配置された
基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の基板処理装置は、基板を
上面に支持して加熱するホットプレートの周囲を外周カ
バーで覆った基板加熱処理部や、基板にレジスト塗布や
現像などの薬液処理を施すためのスピンコーターやスピ
ンデベロッパーなどを含む薬液処理部、装置内で基板を
搬送するための基板搬送ロボットなどを備えており、基
板搬送ロボットは少なくとも基板加熱処理部と薬液処理
部との間に設けられ、この基板搬送ロボットの基板搬送
路を挟んで基板加熱処理部と薬液処理部とが対向配置さ
れて構成されている。

【０００３】また、この種の基板処理装置には、基板加
熱処理部で加熱された基板を常温付近の所定温度に冷却
するために、基板を上面に支持して冷却するクールプレ
ートを有する基板冷却処理部を備えている。通常、この
基板冷却処理部と上記基板加熱処理部とは積層され、基
板搬送路を挟んで薬液処理部に対向する側に配置されて
いる。

【０００４】この基板処理装置では、フォトリソグラフ
ィ工程のうちの露光処理前後のレジスト塗布前ベークや
レジスト塗布、プリベーク、露光後ベーク、現像、ポス
トベークなどの各種の基板処理を基板に施す。レジスト
塗布前ベークやプリベーク、露光後ベーク、ポストベー
クなどのベーク処理は、基板を所定温度に加熱する処理
であって基板加熱処理部で行われ、このベーク処理の
後、加熱された基板は基板冷却処理部で常温付近の所定
温度に冷却される。レジスト塗布はスピンコーターで行
われ、現像はスピンデベロッパーで行われる。なお、露
光処理自体は、本基板処理装置に付設された露光処理専
用の露光ユニットで行われる。

【０００５】基板搬送ロボットは、予め決められた基板
処理の順序（例えば、レジスト塗布前ベーク、レジスト
塗布、プリベーク、（露光）、露光後ベーク、現像、ポ
ストベークの順）に従って基板を基板加熱処理部や基板
冷却処理部、薬液処理部（スピンコーターやスピンデベ
ロッパー）に順次搬送したり、露光前の基板を露光ユニ
ットに引き渡したり、露光済の基板を露光ユニットから
受け取るなどの基板の搬送を行う。これにより、フォト
リソグラフィ工程の一連の基板処理が基板に施される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。すなわち、上記構成の基板処理装置で露光処理前
後の各種の基板処理を実行させると、レジスト塗布工程
で塗布されたレジストの膜厚が不均一になるという現象
や、現像工程での現像処理に現像不良が生じ易いという
現象などが起きていた。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、レジスト塗布や現像などを適正に行な
い得る基板処理装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために、まず、レジスト塗布工程でのレジス
ト膜厚の不均一や現像工程での現像不良などの不都合の
発生原因を調査した。その結果、上記不都合は以下に説
明するように基板加熱処理部からの熱的影響によって発
生していたことを突き止めた。

【０００９】例えば、現像を適正に行うためには、常温
付近の所定温度（２３℃付近）の雰囲気内で、基板全体
が上記雰囲気温度に保持された状態で処理される必要が
ある。そのため、クリーンルーム（この種の基板処理装
置はクリーンルーム内に設置される）内の２３℃付近の
ダウンフローの気流を、現像処理を行うためのスピンデ
ベロッパーが配設された処理室内に取込み、この処理室
内の温度などの雰囲気を所定温度にし、また、現像処理
の前工程の基板冷却処理部での冷却処理では、現像処理
に適した常温付近の所定温度に基板全体を冷却するよう
にしている。

【００１０】また、レジスト塗布を適正に行うために
は、常温付近の所定温度の雰囲気内で、基板全体が上記
雰囲気温度に保持された状態で処理される必要がある。
そのため、レジスト塗布を行うためのスピンコーターが
配設された処理室内は、クリーンルーム内のダウンフロ
ーに関係なく一定に温度管理された気流を流し、特別に
雰囲気管理し、また、レジスト塗布の前工程の基板冷却
処理部での冷却処理では、レジスト塗布に適した常温付
近の所定温度に基板全体を冷却するようにしている。

【００１１】一方、基板加熱処理部では基板を９０℃以
上に加熱するが、その加熱時の熱によってホットプレー
トの周囲の外周カバーが熱せられる。従来の基板処理装
置においては、この外周カバーの薬液処理部側の面の温
度が４０℃前後にも熱せられている。この基板加熱処理
部の薬液処理部側の外周カバーから、常温付近よりも高
い高温雰囲気が基板搬送路に放射され、この熱的影響を
受けてレジスト塗布や現像が適正に行えなかったことを
突き止めた。

【００１２】より詳しくは、以下のような挙動によって
レジスト塗布や現像が基板加熱処理部からの熱的影響を
受けているものと考えられる。

【００１３】この種の基板処理装置は、スピンコーター
が配設された処理室以外の基板搬送路などにも、上記ス
ピンデベロッパーが配設された処理室と同様にクリーン
ルーム内のダウンフローの気流を取り込んでクリーンル
ーム内の雰囲気と同じになるように管理するとともに、
基板搬送路などに発生する粉塵（パーティクル）を下方
に流下させて排除するようにしている。

【００１４】また、基板加熱処理部と基板冷却処理部を
積層するときには、基板冷却処理部への基板加熱処理部
からの熱的影響を考慮して、図１１に示すように、基板
冷却処理部１２を下段にして、その上に基板加熱処理部
１１を積層している。

【００１５】従って、基板加熱処理部１１の外周カバー
１０の薬液処理部２（図１１では、薬液処理部２の一つ
であるスピンコーターＳＣを図示している）側の面１０
ａから放射される高温雰囲気は、基板搬送路３０に取り
込んでいるクリーンルーム内のダウンフローの気流（白
抜きの矢印で示す）に乗って図１１の二点鎖線で示すよ
うに降下し、基板搬送ロボット３に支持され、基板冷却
処理部１２から薬液処理部２へ搬送される基板Ｗの表面
に当たり基板Ｗを熱し、これによって、基板冷却処理部
１２で薬液処理（レジスト塗布や現像）に適した温度に
温調された状態で薬液処理が行えず、これが一つの原因
でレジスト膜厚の不均一や現像不良を招いていたことが
考えられる。なお、図１１中の斜線の矢印は、スピンコ
ーターＳＣの処理室ＳＣＲ内の温度や湿度などの雰囲気
を特別に管理するためのダウンフローの気流を示してお
り、符号ＨＰ、ＣＰは、それぞれホットプレート、クー
ルプレートを示している。

【００１６】また、基板加熱処理部１１からの高温雰囲
気が薬液処理部２の処理室（図では、スピンコーターＳ
Ｃが配設されている処理室ＳＣＲ）内に進入したり、薬
液処理部２の処理室の外囲の基板搬送路３０側の面を熱
するなどにより、薬液処理部２の処理室内の温度雰囲気
が、薬液処理に適した温度雰囲気よりも上昇することに
よっても、レジスト膜厚の不均一や現像不良を招いてい
ることが考えられる。

【００１７】すなわち、基板加熱処理部１１からの高温
雰囲気によって薬液処理に適した温度に温調された基板
Ｗ自体を熱したり、薬液処理部２の処理室内の温度雰囲
気を変動させるなどの基板加熱処理部１１からの熱的影
響によってレジスト膜厚の不均一や現像不良を招いてい
ると本発明者らは推定した。

【００１８】このようなレジスト塗布工程でのレジスト
膜厚の不均一や、現像工程での現像不良は、最終的に線
幅の不均一を招くことになる。特に、このような線幅の
不均一は、線幅の微細化が著しい昨今の基板製造でより
顕著に現れており、線幅の微細化が進む基板製造では無
視できる問題ではない。

【００１９】そこで、本発明者らは、上記のそうな推定
に基づき、以下のような発明をなし、露光処理前後の各
種の基板処理を行ってみたところ、レジスト膜厚の不均
一や現像不良などを好適に防止できたことを確認した。

【００２０】すなわち、本発明者らのなした発明のう
ち、請求項１に記載の発明は、基板を上面に支持して加
熱するホットプレートの周囲を外周カバーで覆った基板
加熱処理部と、前記基板に薬液処理を施す薬液処理部と
が前記基板の搬送路を挟んで配置された基板処理装置に
おいて、前記基板加熱処理部の外周カバーの前記薬液処
理部側の面に水冷管を配設し、この水冷管に恒温水を流
して、前記基板加熱処理部の外周カバーの前記薬液処理
部側の面を前記薬液処理部内の雰囲気温度付近に冷却す
るように構成したことを特徴とするものである。

【００２１】また、請求項２に記載の発明は、上記請求
項１に記載の基板処理装置において、前記基板加熱処理
部の外周カバーの前記薬液処理部側の面を測温する測温
手段と、前記測温手段からの出力に基づき、前記水冷管
に流す恒温水の温度を調節制御する制御手段と、を備え
たことを特徴とするものである。

【００２２】

【作用】本発明の作用は次のとおりである。すなわち、
請求項１に記載の発明によれば、基板加熱処理部の外周
カバーの薬液処理部側の面に配設した水冷管に、恒温水
を流して、基板加熱処理部の外周カバーの薬液処理部側
の面を薬液処理部内の雰囲気温度付近に冷却する。これ
により、基板加熱処理部の外周カバーの薬液処理部側の
面から基板搬送路に熱気が放射されず、基板搬送路に高
温雰囲気が発生せず、基板や薬液処理部への熱的影響を
防止できる。

【００２３】また、請求項２に記載の発明では、測温手
段が基板加熱処理部の外周カバーの薬液処理部側の面の
温度を測温し、その結果を制御手段に出力する。制御手
段は、測温手段から出力される測温結果に基づき、基板
加熱処理部の外周カバーの薬液処理部側の面の温度を、
薬液処理部内の雰囲気温度付近に維持するように、水冷
管に流す恒温水の温度を調節制御する。

【００２４】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明の実施の形
態の概要を図１を参照して説明する。図１に示すよう
に、請求項１に記載の発明は、基板加熱処理部１１に備
えられるホットプレートＨＰの周囲を覆う外周カバー１
０の薬液処理部２（図では、薬液処理部２の一つである
スピンコーターＳＣを図示している）側の面１０ａに水
冷管２１を配設し、恒温水供給装置２２により、この水
冷管２１に恒温水を流して、基板加熱処理部１１の外周
カバー１０の薬液処理部２側の面１０ａの温度を薬液処
理部２の処理室（スピンコーターＳＣの処理室ＳＣＲ、
図ではスピンコーターＳＣの奥手側に設けられる図示し
ていないスピンデベロッパーの処理室）内の雰囲気温度
付近に冷却するように構成したことを特徴としている。

【００２５】なお、通常、基板冷却処理部１２の外周カ
バー１０と基板加熱処理部１１の外周カバー１０とは一
体に構成されるので、図では、基板加熱処理部１１およ
び基板冷却処理部１２の外周カバー１０の薬液処理部２
側の面１０ａに水冷管２１を配設し、この水冷管２１に
恒温水を流すようにしている。

【００２６】また、恒温水供給装置２２は、加熱器２２
ａや冷却器２２ｂによって純水などを任意の温度に調節
して恒温水を生成し、図示しないポンプで生成した恒温
水を水冷管２１に供給するとともに回収し、恒温水を水
冷管２１、恒温水供給装置２２内で循環させるように構
成されている。加熱器２２ａ、冷却器２２ｂは、ペルチ
ェ素子（ペルチェ素子の吸熱側が冷却器になり、放熱側
が加熱器として用いられる）で構成されたり、加熱器２
２ａとして別途ヒーターなどを備えて構成される。

【００２７】これにより、基板加熱処理部１１の外周カ
バー１０の薬液処理部２側の面１０ａから基板搬送路３
０に熱気が放射されず、基板搬送路３０に高温雰囲気が
発生せず、基板Ｗや薬液処理部２の処理室への熱的影響
を防止でき、この薬液処理部２への基板加熱処理部１１
からの熱的影響に起因して発生していたレジスト塗布工
程でのレジスト膜厚の不均一や現像工程での現像不良な
どを防止することができる。

【００２８】なお、恒温水として純水を用いることで、
水道水を用いる場合に比べて冷却管２１内での管詰まり
が起き難くなり、メンテナンスなどの手間を省くことが
できる。

【００２９】次に、請求項２に記載の発明の実施の形態
の概要を図２を参照して説明する。図２に示すように、
請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の基板処
理装置において、基板加熱処理部１１の外周カバー１０
の薬液処理部２側の面１０ａを測温する測温手段として
の測温センサ２３と、測温センサ２３からの出力に基づ
き、水冷管２１に流す恒温水の温度を調節制御する制御
部２４とを備えたことを特徴としている。恒温水の温度
調節は、恒温水供給装置２２の加熱器２２ａや冷却器２
２ｂを制御することで行われる。また、制御部２４は、
例えば、マイクロコンピュータなどで構成される。

【００３０】これにより、基板加熱処理部１１の外周カ
バー１０の薬液処理部２側の面１０ａの温度をフィード
バック制御で薬液処理部２の処理室内の雰囲気温度付近
に維持させることができる。

【００３１】なお、図１、図２中の白抜きの矢印、斜線
の矢印は、図１１と同様にそれぞれ、本基板処理装置内
に取り込んだクリーンルーム内のダウンフローの気流
（白抜きの矢印）、スピンコーターＳＣの処理室ＳＣＲ
内の温度や湿度などの雰囲気を特別に管理するためのダ
ウンフローの気流（斜線の矢印）を示し、符号ＣＰはク
ールプレートを示す。

【００３２】次に、本発明の具体的な実施例を説明す
る。

【００３３】

【実施例】

＜第１実施例＞図３は、第１実施例に係る基板処理装置
とインデクサの全体構成を示す一部省略斜視図であり、
図４は、第１実施例に係る基板処理装置とインデクサと
インターフェースユニット（ＩＦユニット）と露光ユニ
ット（一部省略）の全体構成を示す平断面図、図５は、
第１実施例に備えられた熱処理部を薬液処理部側から見
た一部省略正面図である。なお、各図の位置関係を明確
にするために、図１以下の各図中には共通するＸ、Ｙ、
Ｚ軸を図示している。

【００３４】図３、図４に示すように、この第１実施例
に係る基板処理装置５は、複数個の基板加熱処理部１１
や基板冷却処理部１２などを備えた熱処理部１と、レジ
スト塗布用のスピンコーターＳＣや現像用のスピンデベ
ロッパーＳＤ（図では、第１、第２のスピンデベロッパ
ーＳＤ１、ＳＤ２を備えている）を備えた薬液処理部２
と、装置５内で基板Ｗの搬送を行う基板搬送ロボット３
などを備えており、基板搬送ロボット３は熱処理部１と
薬液処理部２との間に設けられ、この基板搬送ロボット
３の基板搬送路３０を挟んで熱処理部１（基板加熱処理
部１１や基板冷却処理部１２）と薬液処理部１２とが対
向配置されて構成されている。

【００３５】熱処理部１は、基板冷却処理部１２を下段
にして基板加熱処理部１１をＺ軸方向に積層した熱処理
ブロック１ａをＸ軸方向に複数個（図では６個）並設し
て構成されている。図１、図２に示すように、基板加熱
処理部１１は、基板Ｗを上面に支持して加熱するホット
プレートＨＰを備えており、基板冷却処理部１２は、基
板Ｗを上面に支持して冷却するクールプレートＣＰを備
えている。これら基板加熱処理部１１や基板冷却処理部
１２は、各段ごとにしきい板１ｂで仕切られていて、熱
処理ブロック１ａごとに周囲が外周カバー１０で覆われ
ている。図３に示すように、この外周カバー１０の薬液
処理部２側の面１０ａには、基板搬送ロボット３のアー
ム３１が挿抜されて基板Ｗを基板加熱処理部１１内や基
板冷却処理部１２内に搬入／搬出するための搬入出口１
１ａ、１２ａが形成されており、また、例えば、図５の
点線で示すように、水冷管２１が前記搬入出口１１ａ、
１２ａを除いた前記面１０ａ全面にわたって配されるよ
うに内設（例えば、元々の外周カバー１０の薬液処理部
２側の面の外側に新たな外周カバーを取り付け、これら
２枚の外周カバーの間に水冷管２１を挟んで配設）され
ている。

【００３６】各熱処理ブロック１ａの外周カバー１０の
前記面１０ａに配設された水冷管２１の各端部は、図１
で説明した恒温水供給装置２２の供給側と回収側に連通
接続されていて、恒温水を水冷管２１、恒温水供給装置
２２内で循環させるようにしている。また、各熱処理ブ
ロック１ａの外周カバー１０の前記面１０ａには測温セ
ンサ２３が取り付けられており、装置５の動作中、前記
面１０ａを常時測温し、その結果を制御部２４に出力し
ている。制御部２４は、測温センサ２３からの出力に基
づき、恒温水供給装置２２の加熱器２２ａや冷却器２２
ｂを制御して水冷管２１に流す恒温水の温度を調節制御
し、各熱処理ブロック１ａの外周カバー１０の前記面１
０ａの温度を薬液処理部２の処理室内の雰囲気温度（ス
ピンコーターＳＣの処理室ＳＣＲに対向して配置されて
いる熱処理ブロック１ａの外周カバー１０の前記面１０
ａの温度は前記処理室ＳＣＲ内の温度、各スピンデベロ
ッパーＳＤ（ＳＤ１、ＳＤ２）の各処理室ＳＤＲに対向
して配置されている熱処理ブロック１ａの外周カバー１
０の前記面１０ａの温度は前記処理室ＳＤＲ内の温度）
に維持するようにしている。

【００３７】なお、図では、熱処理ブロック１ａは全
て、基板冷却処理部１２を下段にしてその上に複数個の
基板加熱処理部１１が積層されているが、基板加熱処理
部１１のみを複数個積層して熱処理ブロック１ａを構成
する場合や、空き部分が設けられる場合などもあるが、
このような構成のものに対しても、上述と同様に、外周
カバー１０の薬液処理部２側の面１０ａが冷却される。

【００３８】図３、図４に戻って、薬液処理部２を構成
するスピンコーターＳＣは、外囲に覆われた処理室ＳＣ
Ｒ内に配設されており、この処理室ＳＣＲ内には、レジ
スト塗布に適した雰囲気がダウンフローで供給され、レ
ジスト塗布に適した雰囲気になるように管理している。
また、薬液処理部２を構成する各スピンデベロッパーＳ
Ｄ（ＳＤ１、ＳＤ２）も各々外囲に覆われた処理室ＳＤ
Ｒ内に配設されており、各処理室ＳＤＲ内にクリーンル
ーム内のダウンフローの気流を取り込んで雰囲気管理し
ている。

【００３９】また、各処理室ＳＣＲ、ＳＤＲの外囲の熱
処理部１側の面には、基板搬送ロボット３のアーム３１
が挿抜されて基板Ｗを各処理室ＳＣＲ、ＳＤＲ内に搬入
／搬出するための搬入出口２ａが形成されている。この
搬入出口２ａや上記各基板加熱処理部１１や各基板冷却
処理部１２の搬入出口１１ａ、１２ａには、図示しない
シャッターが設けられていて、基板Ｗが搬入／搬出され
るときだけ開口されるようになっている。

【００４０】基板搬送ロボット３は、基板Ｗの外周縁を
載置支持するアーム３１と、アーム３１を水平１軸方向
に出退させるための駆動機構（図示せず）を内蔵したア
ーム支持部３２と、アーム支持部３２およびアーム３１
を鉛直軸（Ｚ軸に平行な軸）回りに回転させる駆動機構
（図示せず）と、アーム支持部３２およびアーム３１を
図のＺ軸方向に昇降させるための駆動機構（図示せず）
と、アーム支持部３２およびアーム３１を図のＸ軸方向
に移動させるための駆動機構（図示せず）などで構成さ
れている。

【００４１】アーム３１の出退用の駆動機構や、アーム
支持部３２およびアーム３１の昇降やＸ軸方向への移動
用の駆動機構は、ネジ軸やガイド軸、モータなどからな
る周知の１軸方向駆動機構などで構成され、アーム支持
部３２およびアーム３１の鉛直軸回りの回転は、モータ
の回転などで実現されている。

【００４２】上記構成を有する基板搬送ロボット３は、
基板Ｗをアーム３１に載置支持し、このアーム３１のＸ
軸方向、Ｚ軸方向への移動動作、アーム支持部３２を鉛
直軸回りに回転させ、アーム３１の出退させる方向を熱
処理部１（任意の基板加熱処理部１１や基板冷却処理部
１２）または薬液処理部２（スピンコーターＳＣや任意
のスピンデベロッパーＳＤ）に向ける動作、アーム３１
を出退させる動作を適宜に組み合わせて、任意の基板加
熱処理部１１、基板冷却処理部１２、スピンコーターＳ
Ｃ、スピンデベロッパーＳＤなどの間で基板Ｗを搬送す
るようにしている。

【００４３】なお、基板処理装置５内のうち、スピンコ
ーターＳＣが配設された処理室ＳＣＲ以外の基板搬送ロ
ボット３の基板搬送路３０や、スピンデベロッパーＳＤ
が配設された処理室ＳＤＲなどにはクリーンルーム内の
ダウンフローの気流が取り込まれている。

【００４４】インデクサ６は、複数枚の基板Ｗが収納さ
れる搬送用のキャリアＣを載置するための搬入出テーブ
ル６１や、このキャリアＣと上記基板処理装置５内の基
板搬送ロボット３との間で基板Ｗの受渡しを行うための
基板搬入出ロボット６２などで構成される。

【００４５】露光ユニット７は、露光処理を行うための
もので、縮小投影露光機（ステッパー）などの露光機
や、露光機での露光の際の基板Ｗの位置合わせを行うア
ライメント機構、露光ユニット７内での基板Ｗの搬送を
行う基板搬送ロボットなど（いずれも図示せず）を一体
的にユニット化して構成されている。

【００４６】ＩＦユニット８は、基板処理装置５と露光
ユニット７との間で基板Ｗの受渡しを行うためのユニッ
トで、基板処理装置５内の基板搬送ロボット３から受け
取った露光前の基板Ｗを露光ユニット７内の基板搬送ロ
ボットに引き渡したり、露光ユニット７内の基板搬送ロ
ボットから受け取った露光済の基板Ｗを基板処理装置５
内の基板搬送ロボット３に引き渡す基板受渡しロボット
（図示せず）などを備えている。

【００４７】これらインデクサ６、基板処理装置５、Ｉ
Ｆユニット８、露光ユニット７の動作を以下に説明す
る。

【００４８】基板処理装置５や露光ユニット７で行われ
るフォトリソグラフィ工程の各種の基板処理が行われる
前の基板Ｗが複数枚収納されたキャリアＣは、図示しな
いキャリアの自動搬送装置（Auto Guided Vehicle ：以
下、ＡＧＶという）によって前工程から搬送されてきて
インデクサ６の搬入出テーブル６１に載置される。基板
搬入出ロボット６２は、このキャリアＣから基板Ｗを１
枚ずつ取り出し、基板処理装置５内の基板搬送ロボット
３のアーム３１に順次引き渡していく。

【００４９】ここでは、基板処理装置５で、露光処理前
の基板処理として、例えば、レジスト塗布前ベーク、レ
ジスト塗布、プリベークを行い、露光処理後の基板処理
として、例えば、露光後ベーク、現像、ポストベークを
行うものとする。

【００５０】基板搬送ロボット３は、上記処理に従って
基板Ｗを搬送する。すなわち、基板搬入出ロボット６２
から基板Ｗを受け取ると、その基板Ｗを、基板加熱処理
部１１、基板冷却処理部１２、スピンコーターＳＣ（の
処理室ＳＣＲ）、基板加熱処理部１１、基板冷却処理部
１２の順に搬送し、レジスト塗布前ベーク（基板加熱処
理部１１）、レジスト塗布前ベーク後のレジスト塗布に
適した温度への冷却処理（基板冷却処理部１２）、レジ
スト塗布（スピンコーターＳＣ）、プリベーク（基板加
熱処理部１１）、プリベーク後の冷却処理（基板冷却処
理部１２）を行わせる。

【００５１】プリベーク後の冷却処理が終了すると、基
板搬送ロボット３は、その基板ＷをＩＦユニット８内の
基板受渡しロボットに引き渡し、この基板受渡しロボッ
トが露光ユニット７内の基板搬送ロボットにその基板Ｗ
を引渡し、露光ユニット７内で露光処理が行われる。

【００５２】露光ユニット７での露光処理が終了する
と、ＩＦユニット８を介して露光済の基板Ｗが基板処理
装置５内の基板搬送ロボット３に渡される。基板搬送ロ
ボット３は、露光済の基板Ｗを受け取ると、その基板Ｗ
を、基板加熱処理部１１、基板冷却処理部１２、スピン
デバロッパーＳＤ（の処理室ＳＤＲ）、基板加熱処理部
１１、基板冷却処理部１２の順に搬送し、露光後ベーク
（基板加熱処理部１１）、露光後ベークの後の現像に適
した温度への冷却処理（基板冷却処理部１２）、現像
（スピンデベロッパーＳＤ）、ポストベーク（基板加熱
処理部１１）、ポストベーク後の冷却処理（基板冷却処
理部１２）を行わせる。

【００５３】ポストベーク後の冷却処理が終了すると、
基板搬送ロボット３は、その基板Ｗを基板冷却処理部１
２から取り出し、インデクサ６の基板搬入出ロボット６
２に引き渡す。基板搬入出ロボット６２は基板搬送ロボ
ット３から受け取った、フォトリソグラフィ工程の各基
板処理が終了した基板Ｗを搬入出テーブル６１に待機さ
れている空のキャリアＣに順次収納していく。そして、
フォトリソグラフィ工程の各基板処理が終了した基板Ｗ
が所定枚数キャリアＣに収納されると、そのキャリアＣ
はＡＧＶによってフォトリソグラフィ工程の後工程へと
搬送されていく。

【００５４】本実施例では、基板処理装置５の動作中、
各熱処理ブロック１ａ（熱処理部１）の外周カバー１０
の薬液処理部２側の面１０ａを薬液処理部２の処理室
（スピンコーターＳＣの処理室ＳＣＲやスピンデベロッ
パーＳＤの処理室ＳＤＲ）内の雰囲気温度付近に冷却し
ているので、基板加熱処理部１１内の熱気が外周カバー
１０の前記面１０ａを介して基板搬送路３０に拡散され
ず、従来装置で生じていた基板搬送路３０の高温雰囲気
がなくなり、これにより、薬液処理部２の処理室内の雰
囲気が変動させることもないし、基板冷却処理部１２か
らスピンコーターＳＣやスピンデベロッパーＳＤへの基
板搬送中に、薬液処理（レジスト塗布や現像）に適した
温度に温調された基板Ｗに熱的影響を与えることもな
い。従って、レジスト塗布工程で塗布されたレジスト膜
厚が不均一になったり、現像工程での現像不良などを防
止することができる。

【００５５】なお、露光処理の場合も、露光処理に適し
た基板Ｗの温度があり、プリベークの後の冷却処理では
そのような温度に基板Ｗ全体を冷却し、そのように温調
された状態で基板Ｗが露光ユニット７に搬送されること
が望まれる。本実施例では、基板冷却処理部１２からＩ
Ｆユニット８への基板搬送においても、基板加熱処理部
１１からの熱的影響を受けることがない。また、ＩＦユ
ニット８や露光ユニット７内の温度や湿度などの雰囲気
は適切に管理されていて、これらユニット８、７の搬送
中に基板Ｗの温度が変動しないようにしている。従っ
て、本実施例によれば、基板冷却処理部１２で露光に適
した温度に温調された状態で、基板Ｗに露光処理を行わ
せることができ、温度変動に起因する露光処理時の露光
ムラなどの不都合も防止することができる。

【００５６】＜第２実施例＞図６は、第２実施例に係る
基板処理装置とインデクサの全体構成を示す一部省略斜
視図であり、図７は、第２実施例に係る基板処理装置と
インデクサとＩＦユニットと露光ユニット（一部省略）
の全体構成を示す平断面図、図８は、第２実施例に備え
られた熱処理部を薬液処理部側から見た一部省略正面図
である。

【００５７】この第２実施例に係る基板処理装置５で
は、熱処理部１を挟んで基板搬送ロボット３と反対側に
別体の第２の基板搬送ロボット４を設けて構成されてい
る。この第２の基板搬送ロボット４は、基板搬送ロボッ
ト３と同様の構成を有している。

【００５８】この実施例では、基板搬送ロボット３が基
板冷却処理部１２と薬液処理部２（スピンコーターＳＣ
やスピンデベロッパーＳＤ）との間の基板搬送を行い、
第２の基板搬送ロボット４が基板加熱処理部１１と基板
冷却処理部１２との間の基板搬送と、インデクサ６の基
板搬入出ロボット６２との間の基板Ｗの受渡し、およ
び、ＩＦユニット８内の基板受渡しロボットとの間の基
板Ｗの受渡しを行う。

【００５９】これに伴い、基板加熱処理部１１の搬入出
口１１ａは、第２の基板搬送ロボット４側にのみ設けら
れ（図６では図面に表れていない）、基板冷却処理部１
２の搬入出口１２ａは、各基板搬送ロボット３、４の双
方の側に設けられている（図６では基板搬送ロボット３
側の搬入出口１２ａのみが図面に表れている）。そし
て、この実施例においても、例えば、図８の点線で示す
ように、各熱処理ブロック１ａの外周カバー１０の薬液
処理部２側の面１０ａに水冷管２１が配設され、恒温水
供給装置２２から恒温水が循環供給され、その面１０ａ
が所定温度に冷却するようにしている。

【００６０】また、基板搬送ロボット３と第２の基板搬
送ロボット４との間の基板Ｗの受渡しは基板冷却処理部
１２を介して行われる。すなわち、レジスト塗布前ベー
クや露光後ベークの後の冷却処理のための第２の基板搬
送ロボット４が基板Ｗを基板冷却処理部１２に搬送し、
そこでの冷却処理が終了すると、基板搬送ロボット３が
冷却された基板Ｗを基板冷却処理部１２から取り出し、
薬液処理部２に搬送することで、第２の基板搬送ロボッ
ト４から基板搬送ロボット３への基板Ｗの受渡しが行わ
れ、一方、薬液処理（レジスト塗布や現像）が終了する
と、基板搬送ロボット３が基板冷却処理部１２に薬液処
理後の基板Ｗを搬送し（ただし、このときには、基板冷
却処理部１２で冷却処理は行わない）、第２の基板搬送
ロボット４がその基板Ｗを基板冷却処理部１２から取り
出すことで、基板搬送ロボット３から第２の基板搬送ロ
ボット４への基板Ｗの受渡しが行われる。

【００６１】なお、基板搬送ロボット３は、基板冷却処
理部１２と薬液処理部２との間の基板搬送のみを行い、
基板加熱処理部１１に対する基板Ｗの搬送を行わないの
で、基板冷却処理部１２と薬液処理部２との間の基板Ｗ
の搬送を同一水平面で行なえるようにすれば、基板搬送
ロボット３は、アーム３１をＺ軸方向に昇降可能に構成
しなくてもよい。

【００６２】また、第２の基板搬送ロボット４の基板搬
送路４０にもクリーンルーム内のダウンフローの気流が
取り込まれている。

【００６３】その他の基板処理装置５の構成や、インデ
クサ６、露光ユニット７、ＩＦユニット８の構成は、上
記第１実施例と同様であるので、その詳述は省略する。

【００６４】このような構成の基板搬送装置５であって
も、上記第１実施例と同様に、基板加熱処理部１１から
の熱的影響に起因して起こっていたレジスト膜厚の不均
一や現像不良を防止することができる。

【００６５】次に、上記各実施例に対するいくつかの変
形例を説明する。 〔変形例１〕上記各実施例では、測温センサ２３と制御
部２４を設けたが、これらを省略してもよい。基板処理
装置５の動作中の熱処理ブロック１ａの外周カバー１０
の薬液処理部２側の面１０ａの温度を薬液処理部２の処
理室内の雰囲気温度付近に冷却し得るような恒温水の温
度を実験的にまたは経験的に予め決めておき、恒温水の
温度をそのような温度に設定して水冷管２１に流すよう
にすればよい。この構成では、基板処理装置５の動作
中、前記面１０ａの温度が多少ばらつくことがあったと
しても、従来装置のように、４０°前後と高温になるこ
とはなく、レジスト塗布や現像への熱的影響は充分に防
止することが可能である。

【００６６】〔変形例２〕上記各実施例では、基板冷却
処理部１２の薬液処理部２側の外周カバー１０の面にも
水冷管２１を配しているが、水冷管２１は、少なくとも
基板加熱処理部１１の薬液処理部２側の外周カバー１０
の面に配されていればよい。

【００６７】〔変形例３〕上記各実施例では、各熱処理
ブロック１ａの外周カバー１０の薬液処理部２側の面１
０ａのみに水冷管２１を配設したが、この面１０ａに加
えて、各熱処理ブロック１ａが向き合う面などにも水冷
管２１を配設し、その面も冷却するようにしてもよい。

【００６８】〔変形例４〕上記各実施例では、各熱処理
ブロック１ａの外周カバー１０ごとに水冷管２１を配設
するともに、恒温水供給装置２２を設け、各熱処理ブロ
ック１ａの外周カバー１０の薬液処理部２側の面１０ａ
ごと個々に温度調節（冷却）するようにしたが、図９に
示すように、各熱処理ブロック１ａの外周カバー１０の
薬液処理部２側の面１０ａに配した水冷管２１を全て連
通接続し、１台の恒温水供給装置２２で同じ温度の恒温
水を循環供給するようにしてもよい。このような構成の
場合、全ての熱処理ブロック１ａの外周カバー１０の薬
液処理部２側の面１０ａの温度を、スピンコーターＳＣ
の処理室ＳＣＲ内の雰囲気温度とスピンデベロッパーＳ
Ｄの処理室ＳＤＲ内の雰囲気温度との間の適宜な温度に
するように恒温水の温度を設定、または、調節制御すれ
ばよい。このとき、例えば、全ての熱処理ブロック１ａ
の外周カバー１０の薬液処理部２側の面１０ａの温度を
処理室ＳＤＲ内の雰囲気温度に冷却するようにすれば、
スピンコーターＳＣの処理室ＳＣＲ内の雰囲気温度と弱
化相違することもあるが、レジスト塗布へ影響を与える
程ではなく特に問題はない。なお、図９では、第１実施
例の熱処理部１を図示しているが、第２実施例の熱処理
部１にも同様に適用実施できる。

【００６９】〔変形例５〕上記各実施例では、外周カバ
ー１０は各熱処理ブロック１ａごとに形成されると説明
したが、熱処理部１全体で外周カバー１０を一体的に形
成してもよく、この場合には、例えば、上記変形例４の
ように構成してこの一体的な外周カバー１０の薬液処理
部２側の面１０ａを温調（冷却）するようにすればよ
い。

【００７０】〔変形例６〕第１実施例において、基板搬
送ロボット３を複数台設置し、基板加熱処理部１１、基
板冷却処理部１２、薬液処理部２（スピンコーターＳ
Ｃ、スピンデベロッパーＳＤ）の間の基板Ｗの搬送と、
インデクサ６内の基板搬入出ロボット６２との間の基板
Ｗの受渡し、および、ＩＦユニット８内の基板受渡しロ
ボットとの間の基板Ｗの受渡しを、これら複数台の基板
搬送ロボット３が協働して行うように構成してもよい。

【００７１】〔変形例７〕第２実施例においても同様
に、基板搬送ロボット３、または／および、第２の基板
搬送ロボット４を複数台設置してもよい。なお、第２実
施例において基板搬送ロボット３を３台設置し、スピン
コーターＳＣとそれに対向する基板冷却処理部１２との
間の基板Ｗの搬送、第１のスピンデベロッパーＳＤ１と
それに対向する基板冷却処理部１２との間の基板Ｗの搬
送、第２のスピンデベロッパーＳＤ２とそれに対向する
基板冷却処理部１２との間の基板Ｗの搬送を各々の基板
搬送ロボット３に分担させるように構成すれば、各々の
基板搬送ロボット３は、図のＸ軸方向へ移動自在に構成
する必要もない。このとき、インデクサ６から２番目、
４番目、６番目の熱処理ブロック１ａの基板加熱処理部
１１などに対しては第２の基板搬送ロボット４のみが基
板Ｗの搬送を行なえることになるので、これら２番目、
４番目、６番目の熱処理ブロック１ａには基板加熱処理
部１１のみを積層してもよいし、基板加熱処理部１１と
基板冷却処理部１２を積層する場合であっても、この基
板冷却処理部１２は第２の基板搬送ロボット４側にのみ
搬入出口を設けるなどして第２の基板搬送ロボット４専
用に構成すればよい。

【００７２】〔変形例８〕第２実施例において、図１０
に示すように、各基板搬送ロボット３、４の間での基板
Ｗの受渡しのための基板受渡し部１３を熱処理部１に別
途設けてもよい。この場合、薬液処理部２での薬液処理
の前には基板Ｗの冷却が行われるが、薬液処理の後すぐ
に冷却処理を行うことはないので、例えば、基板搬送ロ
ボット３から第２の基板搬送ロボット４への基板Ｗの受
渡しをこの基板受渡し部１３を介して行わせ、また、第
２の基板搬送ロボット４から基板搬送ロボット３への基
板Ｗの受渡しを基板冷却処理部１２を介して行わせるよ
うにすれば、各基板搬送ロボット３、４の間の双方向の
基板Ｗの受渡しがスムーズに行なえる。なお、この基板
受渡し部１３は、基板Ｗの搬入／搬出用の搬入出口１３
ａを各基板搬送ロボット３、４の双方の側に設け、ま
た、例えば、基板Ｗを載置支持する複数本の基板支持ピ
ン１３ｂを固定立設させて構成されている。基板搬送ロ
ボット３はこの基板支持ピン１３ｂの上に基板Ｗを載置
させ、第２の基板搬送ロボット４がその基板Ｗを取り出
すことで、基板搬送ロボット３から第２の基板搬送ロボ
ット４への基板Ｗの受渡しが行われる。また、この構成
においては、基板搬送ロボット３は、薬液処理部２と基
板冷却処理部１２と基板受渡し部１３との間で基板搬送
を行い、第２の基板搬送ロボット４は、基板加熱処理部
１１と基板冷却処理部１２と基板受渡し部１３の間で基
板搬送を行うとともに、インデクサ６の基板搬入出ロボ
ット６２との間の基板Ｗの受渡し、および、ＩＦユニッ
ト８内の基板受渡しロボットとの間の基板Ｗの受渡しを
行う。

【００７３】〔変形例９〕上記各実施例では、薬液処理
部２を１台のスピンコーターＳＣと２台のスピンデベロ
ッパーＳＤ（ＳＤ１、ＳＤ２）とで構成したが、スピン
コーターＳＣが複数台設けられた基板処理装置やスピン
デベロッパーＳＤが１台または３台以上設けられた基板
処理装置であっても本発明は同様に適用できる。

【００７４】〔変形例１０〕上記第２実施例において、
ＩＦユニット８内の基板受渡しロボットとの間の基板Ｗ
の受渡しを第２の基板搬送ロボット４が行う構成である
と、第２の基板搬送ロボット４による基板冷却処理部１
２からＩＦユニット８への、露光処理に適した温度に温
調された基板Ｗの搬送の際に、その基板Ｗは基板加熱処
理部１１からの熱的影響を受けることになるが、このよ
うな不都合をなくすために、熱処理部１（各熱処理ブロ
ック１ａ）の外周カバー１０の第２の基板搬送ロボット
４側の面にも水冷管２１を配設し、ここにも恒温水を流
して温調（冷却）するようにしてもよい。また、ＩＦユ
ニット８内の基板受渡しロボットとの間の基板Ｗの受渡
しを基板搬送ロボット３が行う構成であると、上記各実
施例のように熱処理部１（各熱処理ブロック１ａ）の外
周カバー１０の薬液処理部２側の面１０ａを温調（冷
却）する構成であっても、基板搬送ロボット３による基
板冷却処理部１２からＩＦユニット８への、露光処理に
適した温度に温調された基板Ｗの搬送の際に、その基板
Ｗが基板加熱処理部１１からの熱的影響を受けることが
ない。

【００７５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明によれば、基板加熱処理部の外周カバー
の薬液処理部側の面に配設した水冷管に、恒温水を流し
て、基板加熱処理部の外周カバーの薬液処理部側の面を
薬液処理部内の雰囲気温度付近に冷却するように構成し
たので、基板加熱処理部の外周カバーの薬液処理部側の
面から基板搬送路に熱気が放射されず、基板搬送路に高
温雰囲気が発生せず、基板や薬液処理部への熱的影響を
防止でき、基板加熱処理部からの熱的影響に起因して発
生していたレジスト塗布工程でのレジスト膜厚の不均一
や現像工程での現像不良などを好適に防止することがで
き、それに起因して発生していた線幅の不均一を防止で
きるようになった。

【００７６】また、請求項２に記載の発明によれば、測
温手段が基板加熱処理部の外周カバーの薬液処理部側の
面の温度を測温し、その結果に基づき、制御手段が水冷
管に流す恒温水の温度を調節制御する、フィードバック
制御によって基板加熱処理部の外周カバーの薬液処理部
側の面の温度を冷却するので、基板加熱処理部の外周カ
バーの薬液処理部側の面の温度を、常に薬液処理部内の
雰囲気温度付近に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載の発明の実施の形態を説明する
ための図である。

【図２】請求項２に記載の発明の実施の形態を説明する
ための図である。

【図３】第１実施例に係る基板処理装置とインデクサの
全体構成を示す一部省略斜視図である。

【図４】第１実施例に係る基板処理装置とインデクサと
インターフェースユニット（ＩＦユニット）と露光ユニ
ット（一部省略）の全体構成を示す平断面図である。

【図５】第１実施例に備えられた熱処理部を薬液処理部
側から見た一部省略正面図である。

【図６】第２実施例に係る基板処理装置とインデクサの
全体構成を示す一部省略斜視図である。

【図７】第２実施例に係る基板処理装置とインデクサと
ＩＦユニットと露光ユニット（一部省略）の全体構成を
示す平断面図である。

【図８】第２実施例に備えられた熱処理部を薬液処理部
側から見た一部省略正面図である。

【図９】第１、第２実施例の変形例に係る熱処理部を薬
液処理部側から見た正面図である。

【図１０】第２実施例に基板受渡し部を別途設けた変形
例の概略構成を示す縦断面図である。

【図１１】従来例の問題点を説明するための図である。

【符号の説明】

１ … 熱処理部 １ａ … 熱処理ブロック ２ … 薬液処理部 ３ … 基板搬送ロボット １０ … 基板加熱処理部などの外周カバー １０ａ … 基板加熱処理部などの外周カバーの薬液処
理部側の面 １１ … 基板加熱処理部 １２ … 基板冷却処理部 ２１ … 水冷管 ２２ … 恒温水供給装置 ２３ … 測温センサ（測温手段） ２４ … 制御部（制御手段） ３０ … 基板搬送路 Ｗ … 基板 ＳＣ … スピンコーター ＳＤ（ＳＤ１、ＳＤ２） … スピンデベロッパー ＨＰ … ホットプレート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−244095（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−29438（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−32921（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/027 H01L 21/68

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を上面に支持して加熱するホットプ
   レートの周囲を外周カバーで覆った基板加熱処理部と、
   前記基板に薬液処理を施す薬液処理部とが前記基板の搬
   送路を挟んで配置された基板処理装置において、 前記基板加熱処理部の外周カバーの前記薬液処理部側の
   面に水冷管を配設し、この水冷管に恒温水を流して、前
   記基板加熱処理部の外周カバーの前記薬液処理部側の面
   を前記薬液処理部内の雰囲気温度付近に冷却するように
   構成したことを特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の基板処理装置におい
   て、 前記基板加熱処理部の外周カバーの前記薬液処理部側の
   面を測温する測温手段と、 前記測温手段からの出力に基づき、前記水冷管に流す恒
   温水の温度を調節制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする基板処理装置。