JP3416078B2 - 基板処理装置 - Google Patents

基板処理装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ハや液晶ディスプレイ用のガラス基板などの基板に対し
て例えばレジスト液の塗布処理や現像処理などを行う基
板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの製造工程におけるフォ
トリソグラフィ−技術においては半導体ウエハ（以下ウ
エハという）の表面にレジストを塗布し、この塗布レジ
ストを所定パタ−ンに露光処理し、更に現像処理して所
定パタ−ンのレジスト膜が形成される。このような一連
の処理は、塗布／現像装置に露光装置を接続したシステ
ムにより行われる。
【０００３】図１２はこのような装置の従来例を示す平
面図であり、基板例えば半導体ウエハを２５枚収納した
基板カセットＣはカセットステ−ションＡ１のカセット
ステ−ジ１に搬入される。カセットステ−ションＡ１に
は処理ステ−ションＡ２が接続されており、更に処理ス
テ−ションＡ２にはインタ−フェイスステ−ションＡ３
を介して図示しない露光装置が接続されている。
【０００４】前記カセットステ−ジ１上のカセットＣ内
のウエハＷは、受け渡しア−ム１１により取り出されて
棚ユニット１２の受け渡し部を介して塗布ユニット１３
に送られ、ここでレジストが塗布される。その後ウエハ
Ｗはメインア−ム１４→棚ユニット１５の受け渡し部→
インタ−フフェイスステ−ションＡ３→露光装置の経路
で搬送されて露光される。
【０００５】露光後のウエハＷは、逆経路で処理ステ−
ションＡ２に搬送され、塗布ユニット１３の下段に設け
られた図示しない現像ユニットにて現像された後、メイ
ンア−ム１４→棚ユニット１２の受け渡し部→カセット
Ｃの経路で搬送される。なお棚ユニット１２，１５，１
６の各棚は、加熱部、冷却部、前記ウエハＷの受け渡し
部などとして構成されており、前記レジストの塗布の前
後及び現像処理の前後には、所定の温度でこれらの処理
を行うために、前記棚ユニット１２，１５，１６にて加
熱処理と冷却処理がこの順番で行われる。
【０００６】また前記処理ステ−ションＡ２は、塗布ユ
ニット及び現像ユニットとからなる処理領域と、メイン
ア−ム１４が配置された搬送領域とが区画されており、
処理領域は高精度調整雰囲気として不純物が除去され、
さらに所定の温度及び湿度に調整された空気が送出され
るようになっており、搬送領域は粗調整雰囲気として不
純物が除去された空気が送出されるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところでレジストの膜
厚はレジスト塗布時の温度に依存するため、レジストの
薄膜化が進む現状では、ウエハ温度を高精度に調整した
状態でレジストを塗布することが要求される。このため
本発明者は、所定の温度に加熱したウエハＷを第１の温
度以下の温度まで冷却する、いわば粗熱取りのための第
１の冷却部と、次いでウエハＷを第１の温度よりも低い
第２の温度まで高精度に温度制御を行いながら冷却する
第２の冷却部と、の２つの冷却部を用いて２段階の冷却
を行うことにより、ウエハＷの温度を高精度に調整する
ことを検討している。
【０００８】この場合、上述のレイアウトでは前記処理
領域の内部には設置スペ−スがないため、第２の冷却部
は前記搬送領域に設けることになるが、このようなレイ
アウトでは、ウエハＷは、第２の冷却部から塗布ユニッ
ト１３に搬送される際に、温度や湿度の調整が行われて
いない粗調整雰囲気である搬送領域を通過することにな
る。このため第２の冷却部にて高精度にウエハ温度を調
整しても、その後の搬送の際に温度が変化してしまい、
結局レジスト塗布時の温度が予定されているものとは異
なって、結果として膜厚の均一性が悪化するおそれがあ
る。
【０００９】これを防ぐためには、処理ステ−ションＡ
２全体を、温度及び湿度の調整を行う高精度調整雰囲気
とすることも考えられるが、このように雰囲気調整を行
う領域を広くすると、高コストになってしまうという問
題がある。
【００１０】本発明はこのような事情の下になされたも
のであり、その目的は、基板の温度を高精度に調整した
状態で塗布液の塗布処理を行うことにより処理の均一性
を向上させることができる基板処理装置を提供すること
にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】このため本発明の基板処
理装置は、基板を加熱するための加熱部と、前記加熱部
にて加熱された基板を第１の温度以下の温度に冷却する
ための第１の冷却部と、前記第１の冷却部にて冷却され
た基板を第１の温度よりも低い第２の温度に冷却するた
めの第２の冷却部と、前記第２の冷却部にて冷却された
基板に対して塗布液の塗布処理を行うための基板処理部
と、前記第１の冷却部と第２の冷却部と基板処理部との
間で基板を搬送するための基板搬送手段と、を備え、温
度制御が行われる処理ブロックと、搬送ブロックと、に
区画された処理ステ−ションにおいて、前記処理ブロッ
クは前記基板処理部と前記第２の冷却部とを含み、前記
搬送ブロックは前記基板搬送手段と前記加熱部と前記第
１の冷却部とを含むことを特徴とする。
【００１２】ここで本発明は、前記処理ステ−ション
に、複数の基板を収納した基板カセットを載置する載置
部と、この載置部に載置された基板カセットに対して基
板の受け渡しをする受け渡し手段と、を含むカセットス
テ−ションとを接続して、前記受け渡し手段により基板
を処理ステ−ションに搬送するように構成してもよい。
このような構成によれば、第２の冷却部にて第２の温度
に調整した基板は温度制御された雰囲気内を基板処理部
まで搬送されるので、搬送中に基板の温度が変化するお
それがなく、これにより基板の温度を高精度に維持した
状態で塗布液の塗布処理を行うことができ、処理の均一
性が向上する。
【００１３】また処理ステ−ションを複数接続し、処理
ステ−ションの少なくとも一つを、基板搬送手段が自己
の処理ステ−ションの基板処理部と、隣接の処理ステ−
ションの基板処理部との両方に対して基板の受け渡しが
できるように構成してもよく、この場合には一の処理ス
テ−ション内に送られた基板は、当該処理ステ−ション
内の基板処理部が塞がっていれば、隣の処理ステ−ショ
ンの基板処理部に搬送されるので、処理能力が高まり、
高いスル−プットを確保することができる。
【００１４】このような発明において、基板処理部と、
この基板処理部専用の第２の冷却部と、を備えるように
構成してもよいし、基板処理部と第２の冷却部とを同一
雰囲気内に配置してもよい。また加熱部と第１の冷却部
との間で基板を搬送するための専用の搬送手段を備える
ように構成してもよい。
【００１５】本発明の基板処理装置は、基板に対して塗
布液の塗布処理を行う装置に適用でき、具体例を挙げる
と、例えば前記処理ステ−ションの少なくとも一つは、
レジスト液を基板に塗布処理する基板処理部を備え、カ
セットステ−ション側から数えて最終段の処理ステ−シ
ョンのカセットステ−ション側の反対側には露光装置が
接続され、当該最終段の処理ステ−ション内の基板処理
部は前記露光装置にて露光された基板に対して現像処理
を行うものである構成である。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に本発明を基板の塗布、現像
装置に適用した実施の形態について説明する。図１のこ
の実施の形態の内部を透視して示す概観図、図２の概略
平面図に示すように、図中Ｓ１はカセットステ−ション
であり、このカセットステ−ションＳ１には複数例えば
３個の処理ステ−ションＳ２〜Ｓ４が接続されている。
カセットステ−ションＳ１側から第１の処理ステ−ショ
ンＳ２，第２の処理ステ−ションＳ３，第３の処理ステ
−ションＳ４と呼ぶこととすると、第３の処理ステ−シ
ョンＳ４にはインタ−フェイスステ−ションＳ５を介し
て露光装置Ｓ６が接続されている。
【００１７】カセットステ−ションＳ１は、複数の基板
例えば２５枚のウエハＷを収納した例えば４個の基板カ
セットをなすウエハカセット（以下「カセット」とい
う）２２を載置するカセットステ−ジ２１と、カセット
ステ−ジ２１上のカセット２２と後述する第１の処理ス
テ−ションＳ２の処理ユニット或いは受け渡し部との間
でウエハＷの受け渡しを行なうための受け渡し手段をな
す受け渡しア−ム２３とを備えている。受け渡しア−ム
２３は、昇降自在、Ｘ，Ｙ方向に移動自在、鉛直軸まわ
りに回転自在に構成されている。
【００１８】第１，第２，第３の処理ステ−ションＳ
２，Ｓ３，Ｓ４はほぼ同一の構成であって、基板処理部
をなす処理ユニットを含む処理ブロックＢ１と、基板搬
送手段を含む搬送ブロックＢ２とに区画されており、処
理ブロックＢ１はカセットステ−ションＳ１側に搬送ブ
ロックＢ２は露光装置Ｓ６側に夫々配置されている。ま
たカセットステ−ションＳ１と第１の処理ステ−ション
Ｓ２との間、各処理ステ−ションＳ２，Ｓ３，Ｓ４同士
の間、第３の処理ステ−ションＳ４とインタ−フェイス
ステ−ションＳ５の間、インタ−フェイスステ−ション
Ｓ５と露光装置Ｓ６との間、各処理ステ−ションＳ２，
Ｓ３，Ｓ４の処理ブロックＢ１と搬送ブロックＢ２との
間は壁部により夫々区画されている。
【００１９】処理ステ−ションＳ２，Ｓ３，Ｓ４の内部
の構成について、第１の処理ステ−ションＳ２を代表し
て、図１，図２，図３（第１の処理ステ−ションＳ２の
右側面図），図４（第１の処理ステ−ションＳ２の左側
面図）により説明すると、処理ブロックＢ１は、ウエハ
Ｗに塗布液の塗布処理を行うための処理ユニットＵと、
ウエハＷを第２の温度まで冷却するための第２の冷却部
３とを備えている。また搬送ブロックＢ２は、ウエハＷ
を所定温度に加熱するための加熱部と、ウエハＷを第２
の温度よりも高い第１の温度以下の温度に冷却する第１
の冷却部と、ウエハＷを搬送するための基板搬送手段を
なすウエハ搬送手段ＭＡとを備えていて、これらは処理
ユニットＵと、加熱部と、第１の冷却部と、第２の冷却
部３との間でウエハ搬送手段ＭＡによりウエハＷが搬送
されるようにレイアウトされている。
【００２０】先ず処理ブロックＢ１内のレイアウトの一
例について説明すると、処理ブロックＢ１内におけるカ
セットステ−ションＳ１から見て右側には、例えば３個
の処理ユニットＵが縦に配列されている。第１の処理ス
テ−ションＳ２では、処理ユニットＵとして、ウエハＷ
に塗布液であるレジストを塗布するための例えば２個の
塗布ユニットＵ１と、ウエハＷに反射防止膜を形成する
ための例えば１個の反射防止膜形成ユニットＵ２とが割
り当てられており、これらは例えば反射防止膜形成ユニ
ットＵ２の上に２個の塗布ユニットＵ１が積み重ねられ
るように配列されている。
【００２１】これら処理ユニットＵの左側には例えば２
個の第２の冷却部３が縦に配列されている。この第２の
冷却部３は、例えば図５（露光装置Ｓ６側から見た処理
ブロックＢ１の断面図）に示すように、塗布ユニットＵ
１と同じ雰囲気内に塗布ユニットＵ１と対応して設けら
れ、さらにこの第２の冷却部３の下側には例えばカセッ
トステ−ションＳ１の受け渡しア−ム２３とウエハ搬送
手段ＭＡとの間でウエハＷの受け渡しを行うための受け
渡し台を備えた受け渡し部５が設けられている。 前記
第２の冷却部３と塗布ユニットＵ１とは、図１及び図２
では便宜上図示していないが、例えば図６に示すように
１つの処理室Ｅ１内に収納されており、第２の冷却部３
は、例えば内部に冷媒流路が設けられて所定の温度に制
御された冷却プレ−ト３１の上面にウエハＷを載置し
て、当該ウエハＷを第１の温度よりも低い第２の温度ま
で冷却するように構成されている。図中３２は冷却プレ
−ト３１の表面に対してウエハＷの受け渡し行うため
の、昇降機構３３により昇降される昇降ピンである。
【００２２】また塗布ユニットＵ１について、例えば図
７に基づいて説明すると、５１はカップであり、このカ
ップ５１内に真空吸着機能を有する回転自在なスピンチ
ャック５２が設けられている。このスピンチャック５２
は昇降機構５３により昇降自在に構成されており、カッ
プ５１の上方側に位置しているときに、後述するウエハ
搬送手段ＭＡのア−ム６１との間でウエハＷの受け渡し
が行われる。
【００２３】このウエハＷの受け渡しについては、ア−
ム６１がスピンチャック５２上方に進入し、ア−ム６１
上のウエハＷをスピンチャック５２がその下方側から相
対的に上昇して受取り、またその逆の動作によってスピ
ンチャック５２側からア−ム６１に受け渡される。５４
は吐出ノズル、５５はレジスト液供給管、５６はノズル
を水平移動させる支持ア−ムであり、このような塗布ユ
ニットＵ１では、スピンチャック５２上のウエハ表面の
中央部付近に吐出ノズル５４から塗布液であるレジスト
液を滴下し、スピンチャック５２を回転させてレジスト
液をウエハＷ上に伸展させて塗布する。
【００２４】前記処理室Ｅ１には例えば図８に示すよう
に、後述するウエハ搬送手段ＭＡの搬送ア−ム６１に対
応する位置にウエハＷの搬出入口１００が形成されてお
り、第２の冷却部３と塗布ユニットＵ１とに対してウエ
ハ搬送手段ＭＡによりウエハＷが受け渡されるようにな
っていて、第２の冷却部３にて冷却されたウエハＷが直
ちにウエハ搬送手段ＭＡにより塗布ユニットＵ１に搬送
されるように構成されている。
【００２５】前記反射防止膜形成ユニットＵ２は塗布ユ
ニットＵ１と同一の構成であり、例えば単独で処理室Ｅ
２内に収納され、処理室Ｅ２に形成されたウエハＷの搬
出入口１１０（図８参照）を介して、ウエハ搬送手段Ｍ
ＡによりウエハＷが受け渡されるようになっている。
【００２６】カセットステ−ションＳ１から見て第２の
冷却部３の左側は、後述するウエハ搬送手段ＭＡや処理
ユニットＵの駆動系の電源部や、これらの電力制御等を
行うためのコントロ−ラ、これらに電力を分配するため
の配電盤等の電気関係の設備を収納するためのエレキユ
ニットＵ４として割り当てられている。またエレキユニ
ットＵ４の下方側のカセットステ−ションＳ１から見て
反射防止膜形成ユニットＵ２の左側は塗布ユニットＵ１
や反射防止膜形成ユニットＵ２への薬液の供給系を収納
するためのケミカルユニットＵ５として割り当てられて
おり、このケミカルユニットＵ５には、溶剤やレジスト
液等の貯留タンクや、貯留タンクの開閉バルブ等の各種
のバルブ、フィルタ、バルブの駆動部、吐出ノズルの駆
動系等が収納されている。なお図４の処理ブロックＢ１
はカセットステ−ションＳ１から見てエレキユニットＵ
４及びケミカルユニットＵ５の右側部分を示している。
【００２７】また搬送ブロックＢ２内のレイアウトの一
例については、カセットステ−ションＳ１から見て処理
ユニットＵと第２の冷却部３の奥側にはウエハ搬送手段
ＭＡが設けられており、カセットステ−ションＳ１から
見てウエハ搬送手段ＭＡの左側には加熱部と第１の冷却
部とを備えた複数個例えば４個のＣＨＰ装置（Ｃｈｉｌ
ｌｉｎｇ Ｈｏｔ Ｐｌａｔｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｓｔ
ａｔｉｏｎ）４が縦に配列されている。
【００２８】前記ウエハ搬送手段ＭＡは、例えば図９に
示すように、ウエハＷを保持するア−ム６１と、このア
−ム６１を進退自在に支持する基台６２と、この基台６
２を昇降自在に支持する一対の案内レ−ル６３，６４
と、これら案内レ−ル６３，６４の上端及び下端を夫々
連結する連結部材６５，６６と、案内レ−ル６３，６４
及び連結部材６５，６６よりなる枠体を鉛直軸まわりに
回転自在に駆動するために案内レ−ル下端の連結部材６
６に一体的に取り付けられた回転駆動部６７と、案内レ
−ル上端の連結部材６５に設けられた回転軸部６８と、
を備えている。
【００２９】ア−ム６１は、夫々ウエハＷを保持し得る
ように３段構成になっており、その各段に夫々設けられ
た例えば３片の爪部６９の上にウエハＷの周縁を載せる
ようになっている。ア−ム６１の基端部は基台６２の長
手方向に設けられた案内溝６０に沿ってスライド移動し
得るようになっている。そのスライド移動によるア−ム
６１の進退移動は、図示しない駆動手段により駆動制御
される。また基台６２の昇降移動は、図示しない別の駆
動手段により駆動制御される。従ってそれら２つの図示
しない駆動手段、案内溝６０、前記案内レ−ル６３，６
４及び前記回転駆動部６７は、ア−ム６１を鉛直軸まわ
りに回転自在かつ昇降自在かつ進退自在に駆動する駆動
部を構成している。なお６９ａは、ア−ム６１の上にウ
エハＷが有るか無いかを検出する光センサを取り付けた
センサ支持部材であり、基台６２に固定されている。
【００３０】また前記ＣＨＰ装置４について図１０によ
り簡単に説明すると、処理室４１の内部には、ウエハＷ
を載置して加熱するための加熱部をなす加熱プレ−ト４
２と、ウエハＷを載置して冷却するための第１の冷却部
をなす冷却プレ−ト４３と、冷却プレ−ト４３の下部に
取り付けられ、冷却プレ−ト４３を加熱プレ−ト４２の
上方側の位置と加熱プレ−ト４２の隣の位置との間で搬
送するための専用の搬送手段４４と、を備えており、こ
の例においてはカセットステ−ションＳ１から見てウエ
ハ搬送手段ＭＡの左側に冷却プレ−ト４３が配置され、
冷却プレ−ト４３の左側に加熱プレ−ト４２が配置され
ている。
【００３１】このＣＨＰ装置においては、例えば図１０
（ａ）に示すようにウエハＷを加熱プレ−ト４２に載置
して加熱し、次いで図１０（ｂ），（ｃ）に示すように
加熱プレ−ト４２に内蔵された突出ピン４５を上昇させ
てウエハＷを加熱プレ−ト４２から浮上させ、続いて搬
送手段４４により冷却プレ−ト４３を加熱プレ−ト４２
側に進行させてウエハＷの下方側に位置させると共に、
突出ピン４５を下降させてウエハＷを冷却プレ−ト４３
に受け渡し、この後図１０（ｄ）に示すように、冷却プ
レ−ト４３を元の位置まで退行させてウエハＷの冷却を
行う。また図１０（ｃ）の位置で冷却を行う場合もあ
る。この例では搬送手段４４が加熱プレ−ト４２と冷却
プレ−ト４３との間でウエハＷを搬送するための専用の
搬送手段に相当する。
【００３２】ここでカセットステ−ションＳ１と処理ブ
ロックＢ１との間及び処理ブロックＢ１と搬送ブロック
Ｂ２との間は例えば図１１に処理ブロックＢ１を代表し
て示すように壁部２１０，２２０にて区画されており、
この壁部２１０，２２０に形成された受け渡しア−ム２
３及びウエハ搬送手段ＭＡのア−ム６１の受け渡し口３
１０，３２０を介して、受け渡しア−ム２３と反射防止
膜形成ユニットＵ２と受け渡し台５との間や、ウエハ搬
送手段ＭＡと塗布ユニットＵ１や反射防止膜形成ユニッ
トＵ２と第２の冷却部３との間でウエハＷの受け渡しが
行われるように構成されている。
【００３３】また処理ブロックＢ１は、例えば図５に示
すように側壁７１で囲まれており、さらに上部には天板
７２、下部には通気孔板７３との間に空間Ｐを介して底
板７４が設けられている。そして処理ブロックＢ１の一
側には壁ダクト７５が形成されており、天板７２の下面
側に形成された天井チャンバ７６と通じている。
【００３４】底板７４には排気口７７が形成されてお
り、通気孔板７３を介して回収される処理ブロックＢ１
内の下側雰囲気は、この排気口７７から工場排気系に排
気される一方、その一部は不純物除去装置としてのフィ
ルタ装置８へと導入されるようになっている。前記フィ
ルタ装置８において清浄化された空気は、前記壁ダクト
７５へと送出され、天井チャンバ７６の下方に設置され
たフィルタユニットＦ１を介して処理ブロックＢ１内に
ダウンフロ−として吹き出されるようになっている。
【００３５】前記塗布ユニットＵ１が収納されている処
理室Ｅ１や反射防止膜形成ユニットＵが収納されている
処理室Ｅ２の天井部にも夫々フィルタユニットＦ２，Ｆ
３が設置されており、夫々壁ダクト７５と連通されるよ
うになっている。これにより壁ダクト７５を流れる清浄
化された空気は、フィルタユニットＦ２，Ｆ３を介して
処理室内Ｅ１，Ｅ２内にダウンフロ−として吐出される
ようになっている。
【００３６】前記フィルタ装置８は、例えば不純物除去
液である純水を噴霧して気液接触により不純物を除去す
るための不純物除去部８１と、例えば加熱機構や加湿機
構を備え、不純物除去部８１により不純物が除去された
空気を所定の温度及び湿度に調整して送出する調整部８
２とを備えている。このように処理ブロックＢ１内に
は、フィルタ装置８により不純物が除去されると共に、
所定の温湿度条件に調整された空気が送出されるので、
当該ブロックＢ１内の雰囲気は所定の温湿度条件に設定
され、いわば高精度調整雰囲気となっている。
【００３７】一方カセットステ−ションＳ１及び搬送ブ
ロックＢ２も処理ブロックＢ１と同様に上部に夫々フィ
ルタユニットＦ３，Ｆ４を備えており（図３、図４参
照）、天井部から不純物が除去された空気がダウンフロ
−として吐出されるようになっているが、処理ブロック
Ｂ１と異なる点は空気の温湿度調整を行わないというこ
とであり、この点で搬送ブロックＢ２内の雰囲気は温湿
度条件を設定しない、いわば粗調整雰囲気となってい
る。
【００３８】第２の処理ステ−ションＳ３は、処理ユニ
ットＵとして例えば１個の塗布ユニットＵ１と２個の反
射防止膜形成ユニットＵ２とが割り当てられている以外
は、各部分の配置のレイアウトも含めて同一の構成であ
る。
【００３９】また第３の処理ステ−ションＳ４は、処理
ユニットＵとして例えば３個の現像ユニットＵ３が割り
当てられている以外は、各部分の配置のレイアウトも含
めて第１の及び第２の処理ステ−ションＳ２，Ｓ３と同
一の構成である。この場合には例えば現像ユニットＵ３
に対応して第２の冷却部３が設けられ、両者が同一の処
理室Ｅ１内に収納されており、第２の冷却部３の下方側
にウエハＷの受け渡し部を備えた受け渡し台５が配置さ
れる。現像ユニットＵ３は、露光後のウエハＷに対して
塗布液である現像液を塗布して現像を行うものであり、
前記塗布ユニットＵ１とほぼ同一の構成であるが、例え
ば吐出ノズル５４はウエハＷの直径方向に配列された多
数の供給孔を備えており、例えばウエハ表面の回転中央
付近に吐出ノズル５４から現像液を滴下しながら、スピ
ンチャック５２を半回転させることにより、現像液の液
盛りが行われて現像が行われる。
【００４０】さらに第３の処理ステ−ションＳ４の処理
ブロックＢ１のフィルタユニットＦ１は、空気を清浄化
するためのフィルタ、空気中のアルカリ成分例えばアン
モニア成分やアミンを除去するために酸成分が添加され
ている化学フィルタなどを備えており、清浄化され、ア
ルカリ成分が除去され、所定の温度及び湿度に調整され
た空気が下方側の処理空間内に送出するようになってい
る。例えばレジスト液として化学増幅型のレジストを用
いた場合には、現像処理雰囲気にアルカリ成分が入り込
みことを防止する必要があるので、処理ブロックＢ１内
を閉じた空間とし、化学フィルタを用いて外部からのア
ルカリ成分の侵入を防いでいる。
【００４１】なお化学増幅型のレジストは露光すること
により酸が生成し、この酸が加熱処理により拡散して触
媒として作用し、レジスト材料の主成分であるベ−ス樹
脂を分解したり、分子構造を変えて現像液に対して可溶
化するものである。従ってこの種のレジストを用いた場
合、空気中に含まれている微量なアンモニアや壁の塗料
などから発生するアミンなどのアルカリ成分がレジスト
表面部の酸と接触すると酸による触媒反応が抑制され、
パタ−ンの形状が劣化するためアルカリ成分を除去する
必要がある。
【００４２】第１，第２及び第３の処理ステ−ションＳ
２，Ｓ３，Ｓ４では、第１の処理ステ−ションＳ２の搬
送ブロックＢ２に隣接して第２の処理ステ−ションＳ３
の処理ブロックＢ１が接続され、第２の処理ステ−ショ
ンＳ３の搬送ブロックＢ２に隣接して第３の処理ステ−
ションＳ３の処理ブロックＢ１が接続されるが、この際
第１の処理ステ−ションＳ２のウエハ搬送手段ＭＡは、
自己の処理ステ−ションＳ２の処理ユニットＵと第２の
冷却部３のみならず、隣の第２の処理ステ−ションＳ２
の処理ユニットＵと第２の冷却部３とに対してウエハＷ
の受け渡し（アクセス）を行うことができるように構成
され、第２の処理ステ−ションＳ３のウエハ搬送手段Ｍ
Ａは、自己の処理ステ−ションＳ３の処理ユニットＵと
第２の冷却部３のみならず、隣の第３の処理ステ−ショ
ンＳ２の処理ユニットＵと第２の冷却部３とに対してウ
エハＷの受け渡しを行うことができるように構成されて
いる。
【００４３】ここで説明が容易なように第１の処理ステ
−ションＳ２の処理ユニットＵと第２の冷却部３が収納
された処理室Ｅ１及びウエハ搬送手段ＭＡ、ＣＨＰ装置
の符号を夫々Ｅ１−１及びＭＡ−１、４−１とし、第２
の処理ステ−ションＳ３の処理ユニットＵと第２の冷却
部３が収納された処理室Ｅ１及びウエハ搬送手段ＭＡ、
ＣＨＰ装置の符号を夫々Ｅ１−２及びＭＡ−２、４−２
とし、第３の処理ステ−ションＳ４の処理ユニットＵと
第２の冷却部３が収納された処理室Ｅ１及びウエハ搬送
手段ＭＡ、ＣＨＰ装置の符号を夫々Ｅ１−３及びＭＡ−
３、４−３とする。
【００４４】処理室Ｅ１−２においては、ウエハ搬送手
段ＭＡ−１及びＭＡ−２に対応する領域に搬送口（図示
せず）が形成され、同様に処理室Ｅ１−３においては、
ウエハ搬送手段ＭＡ−２及びＭＡ−３に対応する領域に
搬送口（図示せず）が形成されており、図２に示すよう
に、ウエハ搬送手段ＭＡ−１により処理室Ｅ１−１及び
Ｅ１−２に対してウエハＷの受け渡しが行われ、ウエハ
搬送手段ＭＡ−２により処理室Ｅ１−２及びＥ１−３に
対してウエハＷの受け渡しが行われるようになってい
る。このことは処理室Ｅ１−２（Ｅ１−３）に着目すれ
ば、両ウエハ搬送手段ＭＡ−１（ＭＡ−２）及びＭＡ−
２（ＭＡ−３）からウエハＷの受け渡しが可能であるこ
とを意味している。
【００４５】第１，第２及び第３の処理ステ−ションＳ
２，Ｓ３，Ｓ４では、処理ユニットＵとして塗布ユニッ
トＵ１及び反射防止膜形成ユニットＵ２或いは現像ユニ
ットＵ３が割り当てられる点、及びこれらの数という点
で差異があるが、処理ユニットＵを設けるという点では
同一の構成であり、本発明の請求項でいう処理ステ−シ
ョンＳ２，Ｓ３，Ｓ４が同一の構成であることに相当す
る。
【００４６】装置全体の説明に戻ると、第３の処理ステ
−ションＳ４の隣にはインタ−フェイスステ−ションＳ
５が接続され、このインタ−フェイスステ−ションＳ４
の奥側には、レジスト膜が形成されたウエハＷに対して
露光を行うための露光装置Ｓ６が接続されている。イン
タ−フェイスステ−ションＳ５は、第３の処理ステ−シ
ョンＳ３と露光装置Ｓ６との間でウエハＷの受け渡しを
行うための受け渡しア−ム９１やウエハＷの受け渡し部
を備えた受け渡し台９２、周辺露光装置９３などが設け
られている。
【００４７】こうして第１，第２及び第３の処理ステ−
ションＳ２〜Ｓ４では、カセットステ−ションＳ１とイ
ンタ−フェイスステ−ションＳ５との間でウエハＷの受
け渡しを行うと共に、当該ステ−ションＳ２〜Ｓ４内で
は、先ずウエハＷをＣＨＰ装置４の加熱プレ−ト４２に
て所定の温度まで加熱した後、冷却プレ−ト４３にて第
１の温度以下の温度にまで冷却し、次いで第２の冷却部
３にて第２の温度に冷却し、この後処理ユニットＵにて
塗布処理を行うように構成されている。
【００４８】次に上述の実施の形態の作用について説明
する。先ず自動搬送ロボット（あるいは作業者）により
例えば２５枚のウエハＷを収納したカセット２２がカセ
ットステ−ジ２１に搬入され、受け渡しア−ム２３によ
り、カセット２２内からウエハＷが取り出されて第１の
処理ステ−ションＳ１の反射防止膜形成ユニットＵ２に
搬送され、ここでウエハ表面に反射防止膜が形成され
る。このように反射防止膜を形成するのは、化学増幅型
のレジストを用いる場合に、露光時のレジストの下側で
起こる反射を抑えるためである。
【００４９】次いでウエハＷは、ウエハ搬送手段ＭＡ−
１によりＣＨＰ装置４−１の加熱プレ−ト４２に搬送さ
れ、所定の温度例えば１００〜２００℃に加熱される。
つまり所定温度に維持された加熱プレ−ト４２の表面に
ウエハＷを予め決定された時間載置することによりウエ
ハＷは所定温度まで加熱される。次いで既述のように所
定のタイミングで冷却プレ−ト４３に搬送されるが、こ
の時ウエハＷは加熱プレ−ト４２における加熱時間に応
じたタイミングで搬送手段４４により冷却プレ−ト４３
に受け渡されるので、ウエハＷのオ−バ−ベ−クが防止
される。
【００５０】そして所定の温度に維持された冷却プレ−
ト４３表面に予め決定された時間ウエハＷを載置するこ
とによりウエハＷの冷却を行い、こうしてウエハＷは第
１の温度例えば４０〜５０℃以下の温度まで冷却され
る。続いてウエハＷはウエハ搬送手段ＭＡ−１により所
定のタイミングで第２の冷却部３に搬送され、この場合
もウエハＷは冷却プレ−ト４３における冷却時間に応じ
たタイミングでウエハ搬送手段ＭＡ−１に受け渡される
ので、これによりウエハＷの冷却時間が制御される。
【００５１】第２の冷却部３では、冷却プレ−ト３２の
表面にウエハＷを載置することによりウエハＷの冷却が
行われ、ＣＨＰ装置４−１の冷却プレ−ト４３にて粗熱
が取られたウエハＷは第１の温度よりも低い第２の温度
例えば２３℃程度まで冷却される。この際冷却プレ−ト
３２の温度は温調プレ−ト３１により制御されており、
こうしてウエハＷは第２の温度まで高精度に制御された
状態で冷却される。このようにして冷却されたウエハＷ
はウエハ搬送手段ＭＡ−１により対応する塗布ユニット
Ｕ１に搬送され、当該ユニットＵ１にてレジストが塗布
される。
【００５２】続いてウエハＷは、ウエハ搬送手段ＭＡ−
１→第２の処理ステ−ションＳ２の受け渡し台５→ウエ
ハ搬送手段ＭＡ−２→第３の処理ステ−ションＳ３の受
け渡し台５→ウエハ搬送手段ＭＡ−３→インタ−フェイ
スステ−ションＳ５の受け渡し台９２→受け渡しア−ム
９１→露光装置Ｓ６の経路で搬送され、露光装置Ｓ６に
て回路形成領域の露光が行われる。
【００５３】露光後のウエハＷはインタ−フェイスステ
−ションＳ５の周辺露光装置９３にて回路形成領域の外
側の領域の露光が行われた後、逆の経路で第３の処理ス
テ−ションＳ４に搬送され、ウエハ搬送手段ＭＡ−３に
よりＣＨＰ装置４−３の加熱プレ−ト４２→冷却プレ−
ト４３→第２の冷却部３−現像ユニットＵ３の経路で搬
送される。こうしてウエハＷは加熱プレ−ト４２にて所
定の温度例えば１２０〜１４０℃程度に加熱された後、
オ−バ−ベ−クを防止するために冷却プレ−ト４３にて
第１の温度以下の温度例えば４０〜５０℃以下に冷却さ
れて粗熱取りされ、続いて第２の冷却部３−３にて第１
の温度よりも低い第２の温度例えば２３℃程度まで高精
度に温度調整を行いながら冷却され、この後現像ユニッ
トＵ３にて現像が行われる。
【００５４】その後ウエハＷはウエハ搬送手段ＭＡ−２
→第２の処理ステ−ションＳ３の受け渡し台５→ウエハ
搬送手段ＭＡ−１→第１の処理ステ−ションＳ２の受け
渡し台５を介して例えば元のカセット２２内に戻され
る。
【００５５】なお受け渡し台５を設けない場合には、空
いている反射防止膜形成ユニットＵ２や塗布ユニットＵ
１、第２の冷却部３を介してカセットステ−ションＳ１
との間や処理ステ−ションＳ２〜Ｓ４同士の間、インタ
−フェイスステ−ションＳ４との間でウエハＷの受け渡
しを行なうようにしてもよい。
【００５６】ここでカセットステ−ションＳ１のウエハ
Ｗは順次第１の処理ステ−ションＳ２の空いている第１
の反射防止膜形成ユニットＵ２やＣＨＰ装置４−１、第
２の冷却部３−１、塗布ユニットＵ１に送られるが、こ
れらが塞がっている場合には、隣の第２の処理ステ−シ
ョンＳ３の空いている反射防止膜形成ユニットＵ２や塗
布ユニットＵ１、ＣＨＰ装置４−２、第２の冷却部３−
２に受け渡される。
【００５７】このような実施の形態では、第１および第
２の処理ステ−ションＳ２，Ｓ３では、塗布ユニットＵ
１と第２の冷却部３とは所定の温湿度条件に調整された
高精度調整雰囲気の処理ブロックＢ１内に設けられてお
り、第２の冷却部３にて温度調整されたウエハＷは当該
高精度調整雰囲気内を塗布ユニットＵ１まで搬送される
ので、第２の冷却部３から塗布ユニットＵ１までの搬送
中にウエハＷの温度が変化するおそれがなく、ウエハＷ
の温度を高精度に維持した状態でレジストを塗布するこ
とができるので、膜厚の均一性が向上し、高い歩留まり
を確保することができる。
【００５８】また第３の処理ステ−ションＳ４のように
現像処理を行う場合にも、第２の冷却部３から塗布ユニ
ットＵ１までの搬送中にウエハＷの温度が変化するおそ
れがなく、ウエハＷの温度を高精度に維持した状態で現
像を行うことができるので、ウエハ温度の変化が原因と
なる現像ムラの発生が抑えられ、高い歩留まりを確保す
ることができる。
【００５９】さらに処理ステ−ションＳ２〜Ｓ４を高精
度調整雰囲気の処理ブロックＢ１と粗調整雰囲気の搬送
ブロックＢ２とに区画し、処理ブロックＢ１には塗布ユ
ニットＵ１や現像ユニットＵ３等の処理ユニットＵ１と
第２の冷却部３のみを配置しているので高精度に温度調
整を行う領域が狭くて済み、雰囲気調整に要するコスト
が低廉である上、雰囲気調整の管理が行い易くなる。
【００６０】さらにまた処理ユニットＵを３段に積み重
ねて設け、搬送ブロックＢ２に設けられたウエハ搬送手
段ＭＡにより、ＣＨＰ装置４と第２の冷却部３と処理ユ
ニットＵとの間でウエハＷを搬送しているので、搬送手
段が少なくて済み、装置の小形化を図ることができる。
【００６１】この場合処理ブロックＢ１と搬送ブロック
Ｂ２とを交互に配置し、ウエハ搬送手段ＭＡにより両隣
の処理ブロックＢ１の処理ユニットＵ等にアクセスでき
るようにレイアウトされているので、空いている処理ユ
ニットＵ等に順次ウエハＷを搬送することができて処理
能力が高まり、高いスル−プットを確保することができ
る。
【００６２】また処理ブロックＢ１と搬送ブロックＢ２
とに区画し、処理ブロックＢ１には処理ユニットＵと第
２の冷却部３とエレキユニットＵ４とケミカルユニット
Ｕ５とを設け、搬送ブロックＢ２にはウエハ搬送手段Ｍ
ＡとＣＨＰ装置４とを設けるようにしたので、各ブロッ
クが小形化し、製造が容易となるという利点も得られ
る。
【００６３】さらに複数の処理ステ−ションＳ２〜Ｓ４
を接続し、これら処理ステ−ションＳ２〜Ｓ４はウエハ
搬送手段ＭＡや処理ユニットＵのレイアウトが同一であ
るので、処理ステ−ションをいわば汎用化でき、製造お
よび組み立てが容易である。さらに第２の冷却部３とＣ
ＨＰ装置４とは別のブロックに収納され、しかもＣＨＰ
装置４の加熱プレ−ト４２に隣接する部分には、エレキ
ユニットＵ４が存在するので、前記第２の冷却部３と前
記加熱プレ−ト４２とは熱的に分離されている。このた
め加熱プレ−ト４２からの熱が第２の冷却部３に影響を
与えるおそれが少なく、第２の冷却部３における温度制
御が容易になる。
【００６４】以上において本発明は、処理ブロックＢ１
内に処理ユニットＵと第２の冷却部３とを設け、搬送ブ
ロックＢ２にウエハ搬送手段ＭＡと加熱部と第１の冷却
部とを備え、ウエハ搬送手段ＭＡによりウエハＷを加熱
部→第１の冷却部→第２の冷却部３→処理ユニットＵと
の経路にて搬送できればどのようにレイアウトを構成し
てもよい。
【００６５】また処理ステ−ションを３個以上接続する
ようにしてもよいし、処理ユニットＵを３個以上縦に配
列するようにしてもよい。また塗布ユニットＵ１や現像
ユニットＵ３の数は任意に設定することができ、さらに
１つの処理ステ−ション内に塗布ユニットＵ１と反射防
止膜形成ユニットＵ２とを混在させるのではなく、１つ
の処理ステ−ションには塗布ユニットＵ１を配置し、他
の処理ステ−ションに反射防止膜形成ユニットＵ２を配
置するようにしてもよいし、１つの処理ステ−ションに
塗布ユニットＵ１と現像ユニットＵ３とを混在させるよ
うにしてもよい。 さらにまた複数の処理ユニットＵに
共通の第２の冷却部３を設けるようにしてもよいし、第
２の冷却部３は複数の処理ユニットＵに対して１個であ
ってもよい。さらにまた上述の例ではＣＨＰ装置を用い
たが、搬送ブロックＢ２内に加熱部と第１の冷却部と、
これらの間でウエハＷを搬送するための専用の搬送手段
とを設ける構成としてもよいし、加熱部と第１の冷却部
とを設け、ウエハ搬送手段ＭＡによりこれらにウエハＷ
を受け渡す構成としてもよい。また処理ユニットＵと第
２の冷却部３とを処理ブロックＢ１内の別個の処理室内
に収納するようにしてもよい。
【００６６】さらに上述の例のようにウエハ表面に反射
防止膜を形成する代わりに、疎水化処理を行うようにし
てもよく、この場合には、例えばＣＨＰ装置の加熱プレ
−ト４２を冷却プレ−ト４３から区画することにより加
熱プレ−ト４２を閉じた空間内に配置し、当該加熱プレ
−ト４２にウエハＷを載置して疎水化処理を行い、次い
でウエハＷをＣＨＰ装置４の冷却プレ−ト４３にて第１
の温度以下の温度まで冷却し、この後第２の冷却部３に
て第１の温度よりも低い第２の温度まで冷却し、第２の
温度に高精度に調整された状態で塗布ユニットＵ１にて
レジストが塗布される。この後の工程は上述の実施の形
態と同様である。さらに基板としてはウエハに限らず、
液晶ディスプレイ用のガラス基板であってもよい。
【００６７】
【発明の効果】本発明によれば、処理ステ−ション内を
基板処理部と第２の冷却部とを含む処理ブロックと、基
板搬送手段と加熱部と第１の冷却部とを含む搬送ブロッ
クとに区画し、処理ブロックは温度の制御を行う雰囲気
としたので、基板の温度を高精度に維持することがで
き、温度の変化が原因となる基板処理部における処理の
ばらつきの発生が抑えられ、高い歩留まりを確保するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る塗布、現像装置を示
す概観図である。
【図２】前記塗布、現像装置を示す概略平面図である。
【図３】前記塗布、現像装置を示す概略右側面図であ
る。
【図４】前記塗布、現像装置を示す概略左側面図であ
る。
【図５】処理ブロックの一例を示す断面図である。
【図６】塗布ユニットと第２の冷却部を収納した処理室
の一例を示す断面図である。
【図７】塗布ユニットを示す断面図である。
【図８】塗布ユニットと第２の冷却部を収納した処理室
の一例を示す斜視図である。
【図９】ウエハ搬送手段を示す斜視図である。
【図１０】ＣＨＰ装置の一例を示す断面図である。
【図１１】処理ブロックの一例を示す斜視図である。
【図１２】従来の塗布、現像装置を示す概略平面図であ
る。
【符号の説明】
Ｗ 半導体ウエハ Ｓ１ カセットステ−ション Ｓ２ 第１の処理ステ−ション Ｓ３ 第２の処理ステ−ション Ｓ４ 第３の処理ステ−ション Ｓ５ インタ−フェイスステ−ション Ｓ６ 露光装置 Ｂ１ 処理ブロック Ｂ２ 搬送ブロック Ｕ１ 塗布ユニット Ｕ２ 反射防止膜形成ユニット Ｕ３ 現像ユニット Ｕ４ エレキユニット Ｕ５ ケミカルユニット ３ 第２の冷却部 ４ ＣＨＰ装置 ＭＡ ウエハ搬送手段

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板を加熱するための加熱部と、 前記加熱部にて加熱された基板を第１の温度以下の温度
    に冷却するための第１の冷却部と、 前記第１の冷却部にて冷却された基板を第１の温度より
    も低い第２の温度に冷却するための第２の冷却部と、 前記第２の冷却部にて冷却された基板に対して塗布液の
    塗布処理を行うための基板処理部と、 前記第１の冷却部と第２の冷却部と基板処理部との間で
    基板を搬送するための基板搬送手段と、を備え、 温度制御が行われる処理ブロックと、搬送ブロックと、
    に区画された処理ステ−ションにおいて、 前記処理ブロックは前記基板処理部と前記第２の冷却部
    とを含み、前記搬送ブロックは前記基板搬送手段と前記
    加熱部と前記第１の冷却部とを含むことを特徴とする基
    板処理装置。
  2. 【請求項２】 複数の基板を収納した基板カセットを載
    置する載置部と、この載置部に載置された基板カセット
    に対して基板の受け渡しをする受け渡し手段と、を含む
    カセットステ−ションと、このカセットステ−ションに
    接続され、前記受け渡し手段により搬送された基板を処
    理する処理ステ−ションと、を有し、 前記処理ステ−ションは、基板を加熱するための加熱部
    と、 前記加熱部にて加熱された基板を第１の温度以下の温度
    に冷却するための第１の冷却部と、 前記第１の冷却部にて冷却された基板を第１の温度より
    も低い第２の温度に冷却するための第２の冷却部と、 前記第２の冷却部にて冷却された基板に対して塗布液の
    塗布処理を行うための基板処理部と、 前記第１の冷却部と第２の冷却部と基板処理部との間で
    基板を搬送するための基板搬送手段と、 を備えると共に、温度制御が行われる処理ブロックと、
    搬送ブロックと、に区画されており、 前記処理ブロックは前記基板処理部と前記第２の冷却部
    とを含み、前記搬送ブロックは前記基板搬送手段と前記
    加熱部と前記第１の冷却部とを含むことを特徴とする基
    板処理装置。
  3. 【請求項３】 複数の基板を収納した基板カセットを載
    置する載置部と、この載置部に載置された基板カセット
    に対して基板の受け渡しをする受け渡し手段と、を含む
    カセットステ−ションと、このカセットステ−ションに
    接続され、前記受け渡し手段により搬送された基板を処
    理する複数の処理ステ−ションと、を有し、 前記処理ステ−ションは、基板を加熱するための加熱部
    と、 前記加熱部にて加熱された基板を第１の温度以下の温度
    に冷却するための第１の冷却部と、 前記第１の冷却部にて冷却された基板を第１の温度より
    も低い第２の温度に冷却するための第２の冷却部と、 前記第２の冷却部にて冷却された基板に対して塗布液の
    塗布処理を行うための基板処理部と、 前記第１の冷却部と第２の冷却部と基板処理部との間で
    基板を搬送するための基板搬送手段と、を備えると共
    に、温度制御が行われる処理ブロックと、搬送ブロック
    と、に区画されており、 前記処理ブロックは前記基板処理部と前記第２の冷却部
    とを含み、前記搬送ブロックは前記基板搬送手段と前記
    加熱部と前記第１の冷却部とを含み、 処理ステ−ションの少なくとも一つは、基板搬送手段が
    自己の処理ステ−ションの基板処理部と、隣接の処理ス
    テ−ションの基板処理部との両方に対して基板の受け渡
    しができるように構成されていることを特徴とする基板
    処理装置。
  4. 【請求項４】 前記処理ステ−ションの少なくとも一つ
    は、レジスト液を基板に塗布処理する基板処理部を備
    え、カセットステ−ション側から数えて最終段の処理ス
    テ−ションの反対側には露光装置と接続可能なインター
    フェイスステーションが接続され、最終段の処理ステー
    ション内の基板処理部は、前記露光装置にて露光された
    基板に対して現像処理を行うものであることを特徴とす
    る請求項 ３記載の基板処理装置。
  5. 【請求項５】 処理ブロック内における第２の冷却部と
    基板処理部との配列方向、及び搬送ブロック内における
    加熱部と第１の冷却部と基板搬送手段との配列方向は、
    夫々載置部における基板カセットの配列方向と平行であ
    り、 処理ステーション内では、カセットステーション側から
    奥側に向かって前記処理ブロック、前記搬送ブロックが
    順に配列されることを特徴とする請求項３または４記載
    の基板処理装置。
  6. 【請求項６】 基板処理部と、この基板処理部専用の第
    ２の冷却部と、を備えることを特徴とする請求項１ない
    し５のいずれかに記載の基板処理装置。
  7. 【請求項７】 基板処理部と第２の冷却部とが同一雰囲
    気内に置かれていることを特徴とする請求項１ないし６
    のいずれかに記載の基板処理装置。
  8. 【請求項８】 加熱部と第１の冷却部との間で基板を搬
    送するための専用の搬送手段を備えたことを特徴とする
    請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理装置。
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