JP3818631B2 - 基板処理装置 - Google Patents
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Description
【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１７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Ｗを２５枚収納したカセット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、更に処理ステーションＡ２にはインターフェイスステーションＡ３を介して図示しない露光装置が接続されている。
【０００４】
前記カセットステージ１上のカセットＣ内のウエハＷは、受け渡しアーム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、ウエハ搬送手段１４→棚ユニット１５の受け渡し部→インタ−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。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、ウエハ搬送手段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。
【０００５】
なお棚ユニット１２，１５の各棚は、加熱部、冷却部、前記ウエハＷの受け渡し部、疎水化処理部等として構成されており、前記レジストの塗布の前や現像処理の前には、所定の温度でレジストの塗布等を行うために、前記棚ユニット１２，１５にて加熱処理と冷却処理とがこの順序で行われる。なお１６は処理ステ−ションＡ２と露光装置との間でウエハＷの受け渡しを行うための受け渡しア−ムである。
【０００６】
また前記処理ステーションＡ２は、塗布ユニット１３及び現像ユニットとからなる処理領域と、ウエハ搬送手段１４が配置された搬送領域とが区画されており、処理領域はクリーンルームの雰囲気が取り込まれて、所定の温度及び湿度に調整された空気が送出され、いわば高精度調整雰囲気となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで化学増幅型レジストは、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、露光後のウエハＷは例えば棚ユニット１５の加熱部で所定温度まで加熱された後、酸による現像液への可溶化反応（レジストの解像反応）を抑えるために同じ棚ユニット１５の冷却部で所定温度まで冷却され、次いで現像ユニットにて現像液が塗布される。
【０００８】
しかしながら化学増幅型レジストは、前記レジストの解像反応が室温程度の温度で進行してしまうため、露光装置→加熱部の間のウエハＷの搬送の際に、当該搬送領域の温度や搬送時間の変化が現像線幅に大きな影響を与えてしまい、これらの変動に伴い、現像線幅が変化してしまうという問題があり、特にアセタール系化学増幅型レジストで顕著である。
【０００９】
このため露光装置→加熱部間の搬送時間を管理し、この搬送の間のレジストの解像反応の進行の程度を揃えることにより、現像線幅の均一性を確保しようとしているが、それでもなお現像線幅にはばらつきが生じている。
【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、露光後の基板をレジストの解像反応の進行を抑えた状態で加熱部に搬送し、ここで加熱処理を行うことにより、基板面内及び基板間の現像線幅の均一性を向上させ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、基板にレジスト液を塗布処理を行うための塗布処理部と、
レジスト液が塗布され、露光処理が行われた基板に対して現像処理を行うための現像処理部と、
露光処理が行われた基板を加熱して、レジストの解像反応を進行させるための加熱部と、
前記加熱部にて加熱された基板を冷却して、レジストの解像反応の進行を抑えるための冷却部と、
基板を搬送するための基板搬送手段と、を備え、
前記基板搬送手段は、上下方向に移動し、かつ鉛直軸回りに回転するように設けられた基台と、
この基台に沿って進退するように互いに上下に設けられた、基板を保持するための少なくとも２枚のアームと、
前記最上部のアームに保持された基板に対向するように、支持アームを介して設けられ、最上部のアームの上方側の、周囲が開放された空間に気体を供給するためのガス供給部と、
前記最上部のアームとその下方側のアームとの間に設けられ、前記ガス供給部からの気体が下方側のアームへ当たらないようにするための遮断板と、を具備することを特徴とする。
【００１２】
ここで基板搬送手段のガス供給部には、温度調整手段により温度が調整された気体が供給されるようにしてもよいし、湿度調整手段により湿度が調整された気体が供給されるようにしてもよい。またガス供給部には、不活性ガスが供給されるものであってもよい。このようにすると、基板搬送手段により搬送される基板に対して不活性ガスを供給しているので、例えばレジスト塗布後の基板の搬送中に大気中の水分によってレジストが加水分解を起こすことや、大気中の酸素と結合してパターン解像に影響を与えること等を抑えることができる。
【００１３】
さらにまた本発明の基板処理装置は、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行う受け渡し手段と、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に対して処理を行う処理ステ−ションと、
処理ステ−ションと露光装置との間で基板の受け渡しを行うためのインタ−フェイスステ−ションと、を備え、
前記インターフェイスステーションは、前記露光された基板を加熱して、レジストの解像反応を進行させる加熱部と、前記加熱部にて加熱された基板を冷却して、レジストの解像反応の進行を抑えるための冷却部と、を含み、
前記基板搬送手段はインターフェースステーションに設けられ、その最上部のアームは、露光後の基板を、露光装置から前記加熱部に搬送するものであることを特徴とする。
【００１４】
前記基板搬送手段は、インターフェースステーションに設けられ、その遮断板の下方側のアームは、露光前の基板を、処理ステーションから露光装置に搬送するものとすることができる。また前記インターフェイスステーションは、レジストの解像反応の進行を抑えるようために、基板に結露が発生しないように冷却されるようにしてもよい。さらにまた前記インターフェイスステーションは、加熱部に搬送されたときの基板に付着している水分量を、露光後の基板に付着している水分量よりも少なくするように、空気よりも湿度の低いガスが供給されるようにしてもよい。
【００１５】
このような発明では、露光装置から加熱部に搬送される間のレジストの解像反応の進行が抑制された状態となり、加熱部では前記解像反応の進行の程度が揃えられた基板に対して前記解像反応が同じ条件で促進されることになる。このため現像処理を行う際には、基板全体に亘って前記解像反応の進行の程度が揃えられた状態となるので、現像線幅のばらつきの発生が抑えられる。
【００１６】
また前記レジストは、例えば露光により発生した酸がレジストの解像反応を進行させる化学増幅型レジストであり、ここでレジストの解像反応とは、露光することにより生成した酸が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という反応である。
【００２０】
【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はこの実施の形態の概略平面図、図２は内部を透視して示す概観図であって、図中Ｓ１はカセットステ−ション、Ｓ２はウエハＷに対してレジストの塗布処理や現像処理等を行うための処理ステ−ション、Ｓ３はインタ−フェイスステ−ション、Ｓ４は露光装置である。
【００２１】
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を載置する載置部をなすカセットステ−ジ２１と、カセットステ−ジ２１上のカセット２２と処理ステ−ションＳ２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。受け渡しアーム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。
【００２２】
また処理ステ−ションＳ２は、例えば２個の現像処理部をなす現像ユニットＤ（Ｄ１，Ｄ２）と、２個の塗布処理部をなす塗布ユニットＣ（Ｃ１，Ｃ２）と、例えば３個の棚ユニットＲ（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）と、例えば１個の基板搬送手段ＭＡと、を備えており、カセットステ−ションＳ１とインタ−フェイスステ−ションＳ３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内ではウエハＷにレジスト液を塗布する処理と、ウエハＷの現像処理と、これらの処理の前後にウエハＷを所定の温度に加熱し、冷却する処理と、を行うように構成されている。
【００２３】
このような処理ステーションＳ２のレイアウトの一例について説明すると、前記受け渡しア−ム２３の奥側には、例えばカセットステーションＳ１から奥を見て例えば右側に現像ユニットＤや塗布ユニットＣ等を備えた処理ユニットＵが２段に亘って設けられている。つまり２個の現像ユニットＤ１，Ｄ２が、カセットステージ２１のカセットの配列方向とほぼ直交する方向に現像ユニットＤ１を手前側にして２個並んで配置されており、これら現像ユニットＤ１，Ｄ２の下段には２個の塗布ユニットＣ１，Ｃ２が塗布ユニットＣ１を手前側にして並んで設けられている。なお以降の説明では、カセットステーションＳ１側を手前側、露光装置Ｓ４側を奥側として述べることにする。
【００２４】
またこれら処理ユニットＵのカセットステーションＳ１から見て左側には、塗布ユニットＣと現像ユニットＤと棚ユニットＲとの間でウエハＷの受け渡しを行うための、例えば昇降自在、左右、前後に移動自在かつ鉛直軸まわりに回転自在に構成された基板搬送手段ＭＡが設けられている。そしてこの基板搬送手段ＭＡのカセットステーションＳ１側から見て手前側には棚ユニットＲ１、奥側には棚ユニットＲ２、左側には棚ユニットＲ３が夫々配置されている。但し図２には便宜上棚ユニットＲ３と基板搬送手段ＭＡは省略してある。
前記棚ユニットＲ（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）は、図３に棚ユニットＲ１、図４に棚ユニットＲ２を示すように、ウエハＷを加熱するための加熱部３１と、ウエハＷを冷却するための冷却部３２と、棚ユニットＲ１，Ｒ３においてはウエハ表面を疎水化するための疎水化部３３と、棚ユニットＲ１においてはカセットステーションＳ１の受け渡しアーム２３と基板搬送手段ＭＡとの間でウエハＷの受け渡しを行うための、棚ユニットＲ２においては後述するインターフェイスステーションＳ３の搬送アームＡと基板搬送手段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３４と、棚ユニットＲ１においてはウエハＷの位置合わせを行うためのアライメント部３５とが縦に配列されている。
【００２５】
前記加熱部３１は、例えばヒータが内蔵された加熱プレートの表面にウエハＷを載置することにより、当該ウエハＷが所定温度まで加熱されるように構成されており、前記冷却部３２は、例えばサーモモジュールが内蔵された冷却プレ−トの表面にウエハＷを載置することにより、当該ウエハＷが所定温度まで冷却されるようになっている。
【００２６】
前記現像ユニットＤについて例えば図５に基づいて説明すると、４１はカップであり、このカップ４１内に真空吸着機能を有する回転自在なスピンチャック４２が設けられている。このスピンチャック４２は昇降機構４３により昇降自在に構成されており、カップ４１の上方側に位置しているときに、前記基板搬送手段ＭＡの後述するア−ム５１との間でウエハＷの受け渡しが行われる。
【００２７】
このウエハＷの受け渡しについては、ア−ム５１上のウエハＷをカップ４１の上方側にてスピンチャック４２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４２側からア−ム５１に受け渡される。４４は処理液例えば現像液の吐出ノズル、４５は処理液供給管、４６はノズルを水平移動させる支持ア−ムである。
【００２８】
前記吐出ノズル４４は、例えばウエハＷの直径方向に配列された多数の供給孔を備えるように構成され、スピンチャック４２上のウエハＷの表面に吐出ノズル４４から現像液を吐出し、スピンチャック４２を半回転させることによりウエハＷ上に現像液の液盛りが行われ、現像液の液膜が形成されるようになっている。
また塗布ユニットＣは現像ユニットＤとほぼ同一の構成であるが、塗布ユニットＣは吐出ノズル４４が例えばウエハＷのほぼ中心付近に処理液例えばレジスト液を供給するように構成され、スピンチャック４２上のウエハＷの表面に吐出ノズル４４からレジスト液を滴下し、スピンチャック４２を回転させてレジスト液をウエハＷ上に伸展させ塗布するようになっている。
【００２９】
さらにこれら処理ユニットＵは空間が閉じられている。つまり例えば図５に示すように、現像ユニットＤ等は壁部４７により他の空間から区画されていると共に、現像ユニットＤ１と塗布ユニットＣ１との間のような各部の間も仕切り壁に４８より区画されており、前記壁部４７の現像ユニットＤ１等の各部の基板搬送手段ＭＡのアーム５１に対応する位置には受け渡し口４０が形成されている。
【００３０】
また壁部４７及び仕切り壁４８により区画された各部には、不純物が除去され、所定の温度例えば現像液の塗布温度である２３℃、及び所定湿度に調整された空気が送出されるようになっており、これによりこれらの領域はいわば高精度に調整された雰囲気になっている。
【００３１】
つまり例えば区画された処理ユニットＵには、例えば図５に示すようにフィルタユニットＦ１が上部側を覆うように設けられており、処理ユニットＵの下部側から回収される雰囲気が工場排気系に排気される一方、一部がフィルタ装置４９へと導入され、このフィルタ装置４９にて清浄化された空気が、前記フィルタユニットＦ１を介して各部内にダウンフロ−として吹き出されるようになっている。
【００３２】
前記フィルタユニットＦ１は、例えば空気を清浄化するためのフィルタ、化学増幅型レジストを用いる場合には、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、吸い込みファン等を備えている。また前記フィルタ装置４９は、不純物を除去するための不純物除去部や、加熱機構及び加湿機構、空気を送出する送出部等を備えている。
【００３３】
例えばレジスト液として化学増幅型レジストを用いた場合には、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、後述する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。このため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、処理ユニットを閉じた空間とし、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。
【００３４】
前記基板搬送手段ＭＡは、例えば図６に示すように、ウエハＷを保持するための３枚のア−ム５１と、このア−ム５１を進退自在に支持する基台５２と、この基台５２を昇降自在に支持する一対の案内レ−ル５３，５４と、を備えており、これら案内レ−ル５３，５４を回転駆動部５５により回転させることにより、進退自在、昇降自在、鉛直軸回りに回転自在に構成されている。
【００３５】
処理ステ−ションＳ２の隣にはインタ−フェイスステ−ションＳ３が接続され、このインタ−フェイスステ−ションＳ３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部をなす露光装置Ｓ４が接続されている。インタ−フェイスステ−ションＳ３は、ウエハＷを加熱し、その後冷却するためのＣＨＰ装置（Chilling Hot Plate Process Station）６を多段に備えた棚ユニットＲ４と、この棚ユニットＲ４と、前記処理ステ−ションＳ２の棚ユニットＲ２と、露光装置Ｓ４との間でウエハＷの受け渡しを行うための搬送アームＡと、を備えており、処理ステ−ションＳ２と露光装置Ｓ４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Ｓ３内では露光後のウエハＷを、レジストの解像反応の進行を抑えた状態で前記ＣＨＰ装置６に搬送し、ここでレジストの解像を促進させるための加熱処理と、レジストの解像反応を停止させるための冷却処理とを行うように構成されている。
【００３６】
このようなインターフェイスステーションＳ３のレイアウトの一例について説明すると、例えばカセットステーション側Ｓ１から奥を見て例えば左側に棚ユニットＲ４が設けられており、この右側に、例えば昇降自在、左右、前後に移動自在かつ鉛直軸まわりに回転自在に構成された搬送アームＡが設けられている。
【００３７】
前記ＣＨＰ装置６は、例えば図７に示すように、ウエハＷの搬出入口６０が形成された処理室の中に、ウエハＷを加熱するための加熱部をなす加熱プレ−ト６１と、ウエハＷを冷却するための冷却部をなす冷却プレ−ト６２と、を備えており、先ずウエハＷを加熱プレ−ト６１に載置して所定温度まで加熱した後（図７(a)）、加熱プレ−ト６１からウエハＷを例えば突出ピン６３で持ち上げると共に、冷却プレ−ト６２を搬送手段６４によりウエハＷの下方側の位置まで移動させてウエハＷを冷却プレ−ト６２に受け渡し（図７(b),(c)）、その後ウエハＷを載置したまま冷却プレ−ト６２を加熱プレ−ト６１の側方の位置まで移動させてウエハＷを所定温度まで冷却するようになっており（図７(d)）、この装置では加熱プレ−ト６１と冷却プレ−ト６２との間のウエハＷの受け渡しによって加熱時間が制御されるので、オ−バ−ベ−クが防止される。
【００３８】
前記搬送アームＡは、ウエハＷを保持するアーム５６が１枚であって、このアーム５６がカセットステーションＳ１のカセットの配列方向（Ｙ方向）に移動自在に構成されている他は前記基板搬送手段ＭＡと同様に構成されている。例えば搬送アームＡは、回転駆動部５５がＹ方向に設けたガイドレール５７に沿って移動できるようになっており、これによりアーム５６は、Ｘ，Ｙ方向に移動自在、昇降自在、鉛直軸回りに回転自在に構成されている。
【００３９】
さらにこのインターフェイスステーションＳ３は空間が閉じられている。つまり例えば図８及び図９に示すように、壁部７１により他の空間から区画されており、前記壁部７１の搬送アームＡのアーム５６に対応する位置には受け渡し口７２が形成されている。
【００４０】
そしてインターフェイスステーションＳ３には、例えば空気を清浄化するためのフィルタ、化学増幅型レジストを用いる場合には、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、吸い込みファン等を備えたフィルタユニットＦ２が上部側を覆うように設けられており、処理ユニットＵと同様に、インターフェイスステーションＳ３の下部側から回収される雰囲気が工場排気系に排気される一方、一部がフィルタ装置７３へと導入され、このフィルタ装置７３にて清浄化された空気が、前記フィルタユニットＦ２を介して各部内にダウンフロ−として吹き出されるようになっている。
【００４１】
前記フィルタ装置７３は、不純物を除去するための不純物除去部や、加熱機構及び加湿機構、空気を送出する送出部等を備えており、こうしてインターフェイスステーションＳ３内には、不純物が除去され、所定の温度例えばレジストの解像反応の進行を抑え、かつ結露が生じない程度の温度である１０〜１５℃、及び所定湿度に調整された空気が送出されるようになっている。
【００４２】
またインターフェイスステーションＳ３では、棚ユニットＲ４が設けられた領域と搬送アームＡが設けられた領域との間は、仕切り壁７４により区画されている。この仕切り壁７４には、前記ＣＨＰ装置６の各ウエハＷの搬出入口６０に適応する位置に、ウエハＷの受け渡し口７５が形成されており、この例ではこれら搬出入口６０及び受け渡し口７５は、夫々シャッタ６５，７６により開閉自在に構成され、これらシャッタ６５，７６の開閉のタイミングは制御部７７により制御されるようになっている。
【００４３】
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が取り出されて処理ステ−ションＳ２の棚ユニットＲ１の受け渡し部３４に置かれる。
【００４４】
このウエハＷは基板搬送手段ＭＡ→棚ユニットＲの疎水化部３３→基板搬送手段ＭＡ→棚ユニットＲの冷却部３２→基板搬送手段ＭＡ→塗布ユニットＣの経路で搬送され、ウエハ表面が疎水化された後、所定温度まで冷却されて温度調整が行われ、塗布ユニットＣにて所定温度例えば２３℃でレジスト液が塗布される。
こうしてレジスト液が塗布されたウエハＷは、基板搬送手段ＭＡ→棚ユニットＲの加熱部３１→基板搬送手段ＭＡ→棚ユニットＲの冷却部３２の経路で搬送されて温度調整が行われ、続いて基板搬送手段ＭＡ→棚ユニットＲ２の受け渡し部３４→インタ−フェイスステ−ションＳ３の搬送アームＡ→露光装置Ｓ４の経路で搬送されて、露光が行われる。
【００４５】
露光後のウエハＷは露光装置Ｓ４→インターフェイスステーションＳ３の搬送アームＡ→棚ユニットＲ４のＣＨＰ装置６の経路で搬送され、先ずＣＨＰ装置６の加熱プレート６１にて所定の温度まで加熱された後、冷却プレート６２により所定温度まで冷却されて温度調整が行われる。
【００４６】
この際搬送アームＡとＣＨＰ装置６との間は仕切り壁７４で区画されているので、先ずウエハＷを搬送しようとするＣＨＰ装置６のシャッタ６５と、これに対応する受け渡し口７５のシャッタ７６とを開いて前記ＣＨＰ装置６の加熱プレート６１にウエハＷを搬送し、次いでこれらのシャッタ６５，７６を閉じ、その後加熱プレート６１及び冷却プレート６２にて所定の処理を行う。そして再びＣＨＰ装置６のシャッタ６５と、仕切り壁７４のシャッタ７６とを開いて搬送アームＡにウエハＷを受け渡した後、これらのシャッタ６５，７６を閉じる。
【００４７】
ここで本発明では、露光装置Ｓ４からレジストの解像反応を促進させる処理を行う加熱部（加熱プレート６１）までのウエハＷの搬送領域を、レジストの解像反応の進行を抑え、かつ結露が生じない程度の温度例えば１０〜１５℃に調整することに特徴があり、そのためこの例ではインターフェイスステーションＳ３内を１０〜１５℃に調整すると共に、インターフェイスステーションＳ３内にＣＨＰ装置６を設けている。
【００４８】
ここで化学増幅型レジストについて説明すると、このレジストは図１１に示すように、主成分であるベース樹脂８１と、現像液に対するベース樹脂８１の溶解を抑制するための保護基８２と、光酸発生剤８３とを含み、少ない露光エネルギーで露光領域全体が感光する性質を有している。
【００４９】
この種のレジストでは、例えば図１１(a)に示すように、露光することにより光酸発生剤８３から酸８４が発生し、次いで図１１(b)に示すように、加熱処理を行うことにより、熱エネルギーを利用して、この酸８４で樹脂８１から保護基８２を切断し、アルカリ溶液に可溶な状態にする。次にこの酸８４が別の保護基８２を切断するため、この反応が連鎖反応的に生じる。続いて冷却処理を行うことによりこの連鎖反応を停止させ、この後図１１(c)に示すように、現像処理にて前記連鎖反応でアルカリ溶液に可溶になった領域を除去することにより所定のパターンが形成される。ここで図１１中８５は基板、８６はレジスト、８７は所定のパターンが形成されたマスクである。
【００５０】
このようなレジストでは露光により生成した酸８４が触媒として作用するので、進行は遅くても露光直後からレジストの解像反応（保護基８２をベース樹脂８１から切断する反応）が進行する。しかしながらこの解像反応の進行速度は温度に依存し、室温よりも低く、しかも結露を発生させない程度の温度例えば１０〜１５℃程度の温度では進行速度がかなり遅くなり、解像反応の進行を抑えた状態となる。
【００５１】
従って露光後のウエハＷを加熱プレート６１まで、既述のように例えば１０〜１５℃に調整された搬送領域内を通って搬送することにより、この搬送中のレジストの解像反応の進行は抑えられた状態となる。なお搬送領域内をウエハＷの冷却温度を結露しない程度とするのは、ウエハＷ表面に露水が付着した場合、レジスト界面の酸（表面付近の酸）８４がレジスト液中に吸収され、不均一な解像進行及び現像線幅を招くためである。
【００５２】
ここでこの例ではＣＨＰ装置６の加熱プレート６１にて、前記酸８４で樹脂８１から保護基８２を切断し、アルカリ溶液に可溶な状態にするという加熱処理が行われ、冷却プレート６２にて、前記連鎖反応を停止させるという冷却処理が行われる。
【００５３】
こうしてＣＨＰ装置６にて所定の処理が行われたウエハＷは、インターフェイスステーションＳ３の搬送アームＡ→処理ステーションＳ２の棚ユニットＲ２の受け渡し部３４→基板搬送手段ＭＡ→現像ユニットＤの経路で搬送され、ウエハＷは現像ユニットＤにて所定温度例えば現像液の塗布温度である２３℃で現像処理される。
【００５４】
その後ウエハＷは基板搬送手段ＭＡ→棚ユニットＲの加熱部３１→基板搬送手段ＭＡ→棚ユニットＲの冷却部３２→基板搬送手段ＭＡ→棚ユニットＲ１の受け渡し部３４→受け渡しア−ム２３の経路で搬送され、一旦所定温度まで加熱された後、所定温度まで冷却されたウエハＷは、受け渡し部３４を介して例えば元のカセット２２内に戻される。
【００５５】
ここで処理ステ−ションＳ２では、ウエハＷは順次棚ユニットＲ１の受け渡し部３４に送られ、続いて空いている疎水化部３３→棚ユニットＲ１，Ｒ２，Ｒ３の空いている冷却部３２→空いている塗布ユニットＣ→棚ユニットＲ１，Ｒ２，Ｒ３の空いている加熱部３１→棚ユニットＲ１，Ｒ２，Ｒ３の開いている冷却部３２→インタ−フェイスステ−ションＳ３の経路で搬送され、また露光後のウエハＷはインタ−フェイスステ−ションＳ３の棚ユニットＲ４の開いているＣＨＰ装置６→処理ステーションＳ２の開いている現像ユニットＤ→棚ユニットＲ１，Ｒ２，Ｒ３の開いている加熱部３１→棚ユニットＲ１，Ｒ２，Ｒ３の開いている冷却部３２→棚ユニットＲ１の受け渡し部３４の経路で搬送されればよい。
【００５６】
上述実施の形態では、露光後のウエハＷを結露を生じない程度の温度に冷却した搬送領域内を通って加熱部まで搬送しているので現像線幅の均一性を高めることができる。つまり露光装置Ｓ４にて露光されたウエハＷは所定の搬送領域を通って加熱部まで搬送されるが、この露光装置Ｓ４→加熱部までの搬送時間は一定であるので、この搬送の間のレジストの解像反応の進行の程度はほぼ同じである。
【００５７】
この際搬送領域は、ウエハＷに結露が生じない程度の温度に温度調整されており、このような温度ではレジストの解像反応の進行が抑えられるので、搬送領域内のウエハＷは前記解像反応の進行がほぼ抑えられた状態にあるといえる。従ってこの状態で露光後のウエハＷを次工程であるＣＨＰ装置６へ搬送するようにすれば、ＣＨＰ装置６に搬送されたときのウエハＷの前記解像反応の進行の程度がほぼ同じ状態になる。このため当該装置６では常に同じ状態のウエハＷに対して加熱処理が行われることになるので、当該加熱処理においても前記解像反応の進行の程度が揃えられ、こうして現像線幅のばらつきの発生が抑えられ、現像線幅の均一性が高められる。
【００５８】
またこの例では、インターフェイスステーションＳ３にＣＨＰ装置６を設けているので、インターフェイスステーションＳ３内が露光装置Ｓ４→加熱部までの搬送領域となる。ここでインターフェイスステーションＳ３の容積は処理ステーションＳ２よりもかなり小さく、このため露光装置Ｓ４→加熱部までの搬送領域が狭くなるので、この搬送領域を温度・湿度の調整を行う高精度調整雰囲気とすることはコスト的に有利である。
【００５９】
さらにインターフェイスステーションＳ３内では仕切り壁７４によりＣＨＰ装置６と搬送アームＡとを区画しているので、搬送アームＡが設けられている領域へのＣＨＰ装置６の加熱プレート６１からの温度影響が抑えられ、インターフェイスステーションＳ３内の温湿度調整が容易となる。
【００６０】
以上において本発明では、ＣＨＰ装置６を多段に備えた棚ユニットＲ４を、図１２に示すように、処理ステーションＳ２内に設けるようにしてもよい。この例では、前記棚ユニットＲ４は、カセットステーションＳ１から見て基板搬送手段ＭＡの奥側の右側に設けられており、その左側に棚ユニットＲ２が設けられていて、基板搬送手段ＭＡにより棚ユニットＲ２，Ｒ４との間でウエハＷの受け渡しが行われ、また棚ユニットＲ２の受け渡し部３４と、棚ユニットＲ４の各ＣＨＰ装置６はインターフェイスステーションＳ３の搬送アームＡ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。
【００６１】
そして棚ユニットＲ４は、例えば図１３に示すように壁部８１により他の空間から区画されており、前記壁部８１には、基板搬送手段ＭＡのアーム５１に対応する位置と、搬送アームＡのアーム５６に対応する位置に受け渡し口８２，８３が形成されていて、これら受け渡し口８２，８３は夫々シャッタ８４，８５により開閉自在に構成されている。
【００６２】
また各ＣＨＰ装置６には、例えば空気を清浄化するためのフィルタ、化学増幅型レジストを用いる場合には、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、吸い込みファン等を備えたフィルタユニットＦ３が上部側を覆うように設けられており、下部側から回収される雰囲気が排気される一方、一部がフィルタ装置８３へと導入され、このフィルタ装置８３にて清浄化された空気が、前記フィルタユニットＦ３を介して各部内にダウンフロ−として吹き出されるようになっている。
【００６３】
前記フィルタ装置８３は、不純物を除去するための不純物除去部や、加熱機構及び加湿機構、空気を送出する送出部等を備えており、こうして棚ユニットＲ４は内には、不純物が除去され、所定の温度及び所定湿度に調整された空気が送出されるようになっていて、これによりこの領域にはアルカリ成分が入り込めないようになっている。
【００６４】
またインターフェイスステーションＳ３の棚ユニットＲ５は、露光装置Ｓ４からのウエハＷを棚ユニットＲ４のＣＨＰ装置６に搬送する際に、ウエハＷを待機させるための棚部を多段に備えており、この棚ユニットＲ５は搬送アームＡによりアクセス可能な位置に設けられている。この例においても、インターフェイスステーションＳ３内は、レジストの解像反応の進行を抑え、かつ結露が生じない程度の温度例えば１０〜１５℃に温度調整されている。その他の構成は上述の基板処理装置と同様であり、各棚ユニットＲの構成も上述と同様である。
【００６５】
この例では、露光後のウエハＷは、搬送アームＡにより例えば棚ユニットＲ５の棚部に搬送され、ここでＣＨＰ装置６の加熱プレート６１への搬送を待ち、搬送アームＡにより所定のＣＨＰ装置６へ搬送される。この際インターフェイスステーションＳ３内は１０〜１５℃程度に温度調整されているので、露光装置Ｓ４→加熱プレート６１までの搬送を、レジストの解像反応の進行を抑えた状態で行うことができ、現像処理の均一性を高めることができる。
【００６６】
続いて本発明の他の例について図１４に基づいて説明する。この実施の形態は、インターフェイスステーションＳ３内の温度調整を行う代わりに、露光装置Ｓ４からＣＨＰ装置６の加熱プレート６１までのウエハＷの搬送の際、レジストの解像反応の進行を抑えるために、ウエハＷ上に所定の雰囲気に調整された気体を供給しながら搬送を行なうというものである。
【００６７】
この例では、インターフェイスステーションＳ３に設けられた、処理ステーションＳ２と露光装置Ｓ４との間でウエハＷの搬送を行う搬送アームＡは、例えば図１４に示すように２枚のアーム９１，９２を備えており、上側のアーム９１は露光後のウエハＷをＣＨＰ装置６に搬送するための専用アーム、下側のアーム９２は露光前のウエハＷを処理ステーションＳ２から露光装置Ｓ４まで搬送するための専用アーム９２として構成されている。
【００６８】
前記上側アーム９１の上方側には、アーム９１上に支持されたウエハＷに所定の雰囲気に調整された気体を供給するためのガス供給部９が設けられており、上側アーム９１の下方側には、下側アーム９２上に支持されたウエハＷに前記所定の雰囲気に調整された気体が当たらないようにするための遮断板９３が設けられている。
【００６９】
前記ガス供給部９は例えば扁平な円筒形をなしており、多数のガス供給孔９４を備えた円形の開口面９５が前記アーム９１上のウエハＷと対向するように支持アーム９６により前記基台５２の背面（アーム５１の進行方向側の背面）に取り付けられている。前記ガス供給部９の開口面９５は、アーム５１上に支持されたウエハＷよりも大きい領域に空気を供給できる大きさに設定されている。
【００７０】
このようなガス供給部９には、不純物が除去され、所定の温度例えばレジストの解像反応の進行を抑え、かつ結露を生じさせない程度の温度である１０〜１５℃、及び所定湿度に調整された気体例えば空気がフィルタ装置９７からガス供給管９８を介して供給されるようになっており、これにより当該空気がガス供給孔９４を介してアーム５１に保持されたウエハＷ上に送出されることになる。ここで前記フィルタ装置９７は、不純物を除去するための不純物除去部や、加熱機構及び加湿機構、空気を送出する送出部等を備えている。また前記遮断板９３は、下側アーム９２上に支持されたウエハＷにガス供給部からの気体が当たらないようにするために、アーム９２上に支持されたウエハＷよりも大きい領域を覆う大きさに設定されている。
【００７１】
このような実施の形態では、搬送アームＡにより露光装置Ｓ４からＣＨＰ装置６にウエハＷを搬送する際、ウエハＷ上に結露を生じさせない程度の温度に調整された空気を供給しているので、レジストの解像反応が進行しにくい。このためレジストの解像反応の進行を抑えた状態でＣＨＰ装置６まで搬送できるので、現像ムラの発生を抑えて均一な処理を行うことができる。
【００７２】
ここでこの例では、ウエハＷ上に供給される気体としては、空気の他、窒素等の不活性ガス、空気と不活性ガスの混合気体等を用いることができる。また露光後のウエハＷを搬送するアーム９１を下側に設け、露光前のウエハＷを搬送するアーム９２を上側に設けるようにしてもよいし、ガス供給部９を搬送アームＡに一体に取り付ける構成ではなく、アーム９１に保持されたウエハＷ上に気体を供給できるように別個に設ける構成としてもよい。
【００７３】
さらにこのウエハＷ上に所定の温度に調整された気体を供給しながら搬送を行うという例と、上述の搬送領域自体の温度制御を行うという例とを組み合わせるようにしてもよく、この場合にはよりレジストの解像反応の進行を抑えた状態で露光後のウエハＷをＣＨＰ装置６に搬送することができる。
【００７４】
以上では、搬送領域等の温度制御を行うようにしたが、ウエハＷに付着した水分量を制御することにより、レジストの解像反応の進行を抑えるようにしてもよい。つまりアセタール系化学増幅型レジストは、レジストの解像反応の際、４５％程度の湿度が必要であり、湿度が十分でない場合には解像反応が起こりにくいという性質を有している。このため搬送領域内の湿度を例えば２０％以下程度の空気より湿度が低い低湿度状態として、この中でウエハＷを所定時間以上待機させることによりウエハＷの付着水分量を、露光後にインターフェイスステーションＳ３に搬送された時にウエハＷに付着していた水分量よりも少なくすれば、レジストの解像反応の進行をかなり抑えることができる。
【００７５】
具体的には、インターフェイスステーションＳ３内やガス供給部９にフィルタ装置７３等にて湿度が調整されたガスを供給するように構成すればよい。ここでインターフェイスステーションＳ３内等に供給されるガスとしては、空気や、窒素ガス等の不活性ガス、空気と不活性ガスとの混合気体等を用いることができる。
【００７６】
さらにウエハＷの搬送領域では、搬送領域の温度制御とウエハに付着した水分量の管理とを組み合わせて行うようにしてもよく、この場合にはレジストの解像反応の進行をより抑制することができるので、より高い現像線幅の均一性を確保することができる。
【００７７】
またＣＨＰ装置６はインターフェイスステーションＳ３に限らず処理ステーションＳ２内に設置するようにしてもよいが、露光装置Ｓ４とＣＨＰ装置６との間の搬送領域の温度や湿度が変化しやすい場合には、搬送時間が短い程、当該搬送の際のレジストの解像反応の進行の程度が揃うので、ＣＨＰ装置６はインターフェイスステーションＳ３内に設置することが望ましく、さらに露光装置Ｓ４の近傍に設置することが望ましい。
【００７８】
更にまた、ガス供給部９は例えば図１５及び図１６に示すように構成してもよい。この実施の形態は、例えば図１５に示すように、不活性ガスタンク１００から温度調整手段及び湿度調整手段の役割を果たす調整部１０１を介してガス供給部９へ送られてくる不活性ガスを、開口面１０２（図１４に示す開口面９４に相当する）のガス供給孔１０３からアーム９１上のウエハＷに向けて供給するものである。ガス供給孔１０３は図１５に示すようにアーム９１の形状に対応して設けるようにしてもよいし、図１６に示すようにウエハＷの形状である円形に対応して設けてもよい。
【００７９】
このように構成することで、露光後且つ現像前のウエハＷを例えば加熱プレート６１に搬送する場合に限定されず、搬送領域全体に亘って例えばレジスト塗布後のウエハＷの搬送中に大気中の水分によってレジストが加水分解を起こすことや、大気中の酸素と結合してパターン解像に影響を与えること等を抑えられる。また、ウエハＷを塗布ユニットＣから棚ユニットＲの加熱部３１に搬送するときに上記の不活性ガスを供給するようにすれば、効率のよいガス供給を行うことができる。
【００８０】
以上において本発明では、疎水化処理の代わりに、レジストを塗布する前にウエハＷの表面に反射防止膜を形成するようにしてもよい。なお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と露光時にレジストの下側で反射が起こるので、これを防止するためである。さらにまた本発明は、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。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、基板を露光装置から加熱部までレジストの解像反応の進行を抑えた状態で搬送しているので、現像線幅の均一性の向上を図ることができる。また他の発明によれば、搬送中の基板に対する大気中の水分等による悪影響を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る塗布、現像装置を示す概略平面図である。
【図２】前記塗布、現像装置を示す概観斜視図である。
【図３】前記塗布、現像装置の棚ユニット及び現像ユニットの一例を示す側面図である。
【図４】前記塗布、現像装置の棚ユニットの一例を示す側面図である。
【図５】前記現像ユニットの一例を示す断面図である。
【図６】基板搬送手段を示す断面図である。
【図７】前記棚ユニットに設けられたＣＨＰ装置を示す断面図である。
【図８】インターフェイスステーションの一例を示す斜視図である。
【図９】インターフェイスステーションの一例を示す断面図である。
【図１０】ＣＨＰ装置と仕切り壁の一例を示す側面図である。
【図１１】化学増幅型レジストの解像反応を示す説明図である。
【図１２】塗布、現像装置の他の例を示す断面図である。
【図１３】ＣＨＰ装置が設けられた棚ユニットの他の例を示す断面図である。
【図１４】塗布、現像装置のさらに他の例を示す断面図と斜視図である。
【図１５】ガス供給部の他の例を示す平面図である。
【図１６】ガス供給部の更に他の例を示す平面図である。
【図１７】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 処理ステ−ション
Ｓ３ インタ−フェイスステ−ション
Ｓ４ 露光装置
２３ 受け渡しア−ム
６ ＣＨＰ装置
Ｃ 塗布ユニット
Ｄ 現像ユニット
Ｒ 棚ユニット
ＭＡ 基板搬送手段
Ａ 搬送アーム
【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１７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Ｗを２５枚収納したカセット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、更に処理ステーションＡ２にはインターフェイスステーションＡ３を介して図示しない露光装置が接続されている。
【０００４】
前記カセットステージ１上のカセットＣ内のウエハＷは、受け渡しアーム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、ウエハ搬送手段１４→棚ユニット１５の受け渡し部→インタ−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。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、ウエハ搬送手段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。
【０００５】
なお棚ユニット１２，１５の各棚は、加熱部、冷却部、前記ウエハＷの受け渡し部、疎水化処理部等として構成されており、前記レジストの塗布の前や現像処理の前には、所定の温度でレジストの塗布等を行うために、前記棚ユニット１２，１５にて加熱処理と冷却処理とがこの順序で行われる。なお１６は処理ステ−ションＡ２と露光装置との間でウエハＷの受け渡しを行うための受け渡しア−ムである。
【０００６】
また前記処理ステーションＡ２は、塗布ユニット１３及び現像ユニットとからなる処理領域と、ウエハ搬送手段１４が配置された搬送領域とが区画されており、処理領域はクリーンルームの雰囲気が取り込まれて、所定の温度及び湿度に調整された空気が送出され、いわば高精度調整雰囲気となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで化学増幅型レジストは、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、露光後のウエハＷは例えば棚ユニット１５の加熱部で所定温度まで加熱された後、酸による現像液への可溶化反応（レジストの解像反応）を抑えるために同じ棚ユニット１５の冷却部で所定温度まで冷却され、次いで現像ユニットにて現像液が塗布される。
【０００８】
しかしながら化学増幅型レジストは、前記レジストの解像反応が室温程度の温度で進行してしまうため、露光装置→加熱部の間のウエハＷの搬送の際に、当該搬送領域の温度や搬送時間の変化が現像線幅に大きな影響を与えてしまい、これらの変動に伴い、現像線幅が変化してしまうという問題があり、特にアセタール系化学増幅型レジストで顕著である。
【０００９】
このため露光装置→加熱部間の搬送時間を管理し、この搬送の間のレジストの解像反応の進行の程度を揃えることにより、現像線幅の均一性を確保しようとしているが、それでもなお現像線幅にはばらつきが生じている。
【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、露光後の基板をレジストの解像反応の進行を抑えた状態で加熱部に搬送し、ここで加熱処理を行うことにより、基板面内及び基板間の現像線幅の均一性を向上させ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、基板にレジスト液を塗布処理を行うための塗布処理部と、
レジスト液が塗布され、露光処理が行われた基板に対して現像処理を行うための現像処理部と、
露光処理が行われた基板を加熱して、レジストの解像反応を進行させるための加熱部と、
前記加熱部にて加熱された基板を冷却して、レジストの解像反応の進行を抑えるための冷却部と、
基板を搬送するための基板搬送手段と、を備え、
前記基板搬送手段は、上下方向に移動し、かつ鉛直軸回りに回転するように設けられた基台と、
この基台に沿って進退するように互いに上下に設けられた、基板を保持するための少なくとも２枚のアームと、
前記最上部のアームに保持された基板に対向するように、支持アームを介して設けられ、最上部のアームの上方側の、周囲が開放された空間に気体を供給するためのガス供給部と、
前記最上部のアームとその下方側のアームとの間に設けられ、前記ガス供給部からの気体が下方側のアームへ当たらないようにするための遮断板と、を具備することを特徴とする。
【００１２】
ここで基板搬送手段のガス供給部には、温度調整手段により温度が調整された気体が供給されるようにしてもよいし、湿度調整手段により湿度が調整された気体が供給されるようにしてもよい。またガス供給部には、不活性ガスが供給されるものであってもよい。このようにすると、基板搬送手段により搬送される基板に対して不活性ガスを供給しているので、例えばレジスト塗布後の基板の搬送中に大気中の水分によってレジストが加水分解を起こすことや、大気中の酸素と結合してパターン解像に影響を与えること等を抑えることができる。
【００１３】
さらにまた本発明の基板処理装置は、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行う受け渡し手段と、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に対して処理を行う処理ステ−ションと、
処理ステ−ションと露光装置との間で基板の受け渡しを行うためのインタ−フェイスステ−ションと、を備え、
前記インターフェイスステーションは、前記露光された基板を加熱して、レジストの解像反応を進行させる加熱部と、前記加熱部にて加熱された基板を冷却して、レジストの解像反応の進行を抑えるための冷却部と、を含み、
前記基板搬送手段はインターフェースステーションに設けられ、その最上部のアームは、露光後の基板を、露光装置から前記加熱部に搬送するものであることを特徴とする。
【００１４】
前記基板搬送手段は、インターフェースステーションに設けられ、その遮断板の下方側のアームは、露光前の基板を、処理ステーションから露光装置に搬送するものとすることができる。また前記インターフェイスステーションは、レジストの解像反応の進行を抑えるようために、基板に結露が発生しないように冷却されるようにしてもよい。さらにまた前記インターフェイスステーションは、加熱部に搬送されたときの基板に付着している水分量を、露光後の基板に付着している水分量よりも少なくするように、空気よりも湿度の低いガスが供給されるようにしてもよい。
【００１５】
このような発明では、露光装置から加熱部に搬送される間のレジストの解像反応の進行が抑制された状態となり、加熱部では前記解像反応の進行の程度が揃えられた基板に対して前記解像反応が同じ条件で促進されることになる。このため現像処理を行う際には、基板全体に亘って前記解像反応の進行の程度が揃えられた状態となるので、現像線幅のばらつきの発生が抑えられる。
【００１６】
また前記レジストは、例えば露光により発生した酸がレジストの解像反応を進行させる化学増幅型レジストであり、ここでレジストの解像反応とは、露光することにより生成した酸が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という反応である。
【００２０】
【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はこの実施の形態の概略平面図、図２は内部を透視して示す概観図であって、図中Ｓ１はカセットステ−ション、Ｓ２はウエハＷに対してレジストの塗布処理や現像処理等を行うための処理ステ−ション、Ｓ３はインタ−フェイスステ−ション、Ｓ４は露光装置である。
【００２１】
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を載置する載置部をなすカセットステ−ジ２１と、カセットステ−ジ２１上のカセット２２と処理ステ−ションＳ２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。受け渡しアーム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。
【００２２】
また処理ステ−ションＳ２は、例えば２個の現像処理部をなす現像ユニットＤ（Ｄ１，Ｄ２）と、２個の塗布処理部をなす塗布ユニットＣ（Ｃ１，Ｃ２）と、例えば３個の棚ユニットＲ（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）と、例えば１個の基板搬送手段ＭＡと、を備えており、カセットステ−ションＳ１とインタ−フェイスステ−ションＳ３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内ではウエハＷにレジスト液を塗布する処理と、ウエハＷの現像処理と、これらの処理の前後にウエハＷを所定の温度に加熱し、冷却する処理と、を行うように構成されている。
【００２３】
このような処理ステーションＳ２のレイアウトの一例について説明すると、前記受け渡しア−ム２３の奥側には、例えばカセットステーションＳ１から奥を見て例えば右側に現像ユニットＤや塗布ユニットＣ等を備えた処理ユニットＵが２段に亘って設けられている。つまり２個の現像ユニットＤ１，Ｄ２が、カセットステージ２１のカセットの配列方向とほぼ直交する方向に現像ユニットＤ１を手前側にして２個並んで配置されており、これら現像ユニットＤ１，Ｄ２の下段には２個の塗布ユニットＣ１，Ｃ２が塗布ユニットＣ１を手前側にして並んで設けられている。なお以降の説明では、カセットステーションＳ１側を手前側、露光装置Ｓ４側を奥側として述べることにする。
【００２４】
またこれら処理ユニットＵのカセットステーションＳ１から見て左側には、塗布ユニットＣと現像ユニットＤと棚ユニットＲとの間でウエハＷの受け渡しを行うための、例えば昇降自在、左右、前後に移動自在かつ鉛直軸まわりに回転自在に構成された基板搬送手段ＭＡが設けられている。そしてこの基板搬送手段ＭＡのカセットステーションＳ１側から見て手前側には棚ユニットＲ１、奥側には棚ユニットＲ２、左側には棚ユニットＲ３が夫々配置されている。但し図２には便宜上棚ユニットＲ３と基板搬送手段ＭＡは省略してある。
前記棚ユニットＲ（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）は、図３に棚ユニットＲ１、図４に棚ユニットＲ２を示すように、ウエハＷを加熱するための加熱部３１と、ウエハＷを冷却するための冷却部３２と、棚ユニットＲ１，Ｒ３においてはウエハ表面を疎水化するための疎水化部３３と、棚ユニットＲ１においてはカセットステーションＳ１の受け渡しアーム２３と基板搬送手段ＭＡとの間でウエハＷの受け渡しを行うための、棚ユニットＲ２においては後述するインターフェイスステーションＳ３の搬送アームＡと基板搬送手段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３４と、棚ユニットＲ１においてはウエハＷの位置合わせを行うためのアライメント部３５とが縦に配列されている。
【００２５】
前記加熱部３１は、例えばヒータが内蔵された加熱プレートの表面にウエハＷを載置することにより、当該ウエハＷが所定温度まで加熱されるように構成されており、前記冷却部３２は、例えばサーモモジュールが内蔵された冷却プレ−トの表面にウエハＷを載置することにより、当該ウエハＷが所定温度まで冷却されるようになっている。
【００２６】
前記現像ユニットＤについて例えば図５に基づいて説明すると、４１はカップであり、このカップ４１内に真空吸着機能を有する回転自在なスピンチャック４２が設けられている。このスピンチャック４２は昇降機構４３により昇降自在に構成されており、カップ４１の上方側に位置しているときに、前記基板搬送手段ＭＡの後述するア−ム５１との間でウエハＷの受け渡しが行われる。
【００２７】
このウエハＷの受け渡しについては、ア−ム５１上のウエハＷをカップ４１の上方側にてスピンチャック４２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４２側からア−ム５１に受け渡される。４４は処理液例えば現像液の吐出ノズル、４５は処理液供給管、４６はノズルを水平移動させる支持ア−ムである。
【００２８】
前記吐出ノズル４４は、例えばウエハＷの直径方向に配列された多数の供給孔を備えるように構成され、スピンチャック４２上のウエハＷの表面に吐出ノズル４４から現像液を吐出し、スピンチャック４２を半回転させることによりウエハＷ上に現像液の液盛りが行われ、現像液の液膜が形成されるようになっている。
また塗布ユニットＣは現像ユニットＤとほぼ同一の構成であるが、塗布ユニットＣは吐出ノズル４４が例えばウエハＷのほぼ中心付近に処理液例えばレジスト液を供給するように構成され、スピンチャック４２上のウエハＷの表面に吐出ノズル４４からレジスト液を滴下し、スピンチャック４２を回転させてレジスト液をウエハＷ上に伸展させ塗布するようになっている。
【００２９】
さらにこれら処理ユニットＵは空間が閉じられている。つまり例えば図５に示すように、現像ユニットＤ等は壁部４７により他の空間から区画されていると共に、現像ユニットＤ１と塗布ユニットＣ１との間のような各部の間も仕切り壁に４８より区画されており、前記壁部４７の現像ユニットＤ１等の各部の基板搬送手段ＭＡのアーム５１に対応する位置には受け渡し口４０が形成されている。
【００３０】
また壁部４７及び仕切り壁４８により区画された各部には、不純物が除去され、所定の温度例えば現像液の塗布温度である２３℃、及び所定湿度に調整された空気が送出されるようになっており、これによりこれらの領域はいわば高精度に調整された雰囲気になっている。
【００３１】
つまり例えば区画された処理ユニットＵには、例えば図５に示すようにフィルタユニットＦ１が上部側を覆うように設けられており、処理ユニットＵの下部側から回収される雰囲気が工場排気系に排気される一方、一部がフィルタ装置４９へと導入され、このフィルタ装置４９にて清浄化された空気が、前記フィルタユニットＦ１を介して各部内にダウンフロ−として吹き出されるようになっている。
【００３２】
前記フィルタユニットＦ１は、例えば空気を清浄化するためのフィルタ、化学増幅型レジストを用いる場合には、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、吸い込みファン等を備えている。また前記フィルタ装置４９は、不純物を除去するための不純物除去部や、加熱機構及び加湿機構、空気を送出する送出部等を備えている。
【００３３】
例えばレジスト液として化学増幅型レジストを用いた場合には、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、後述する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。このため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、処理ユニットを閉じた空間とし、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。
【００３４】
前記基板搬送手段ＭＡは、例えば図６に示すように、ウエハＷを保持するための３枚のア−ム５１と、このア−ム５１を進退自在に支持する基台５２と、この基台５２を昇降自在に支持する一対の案内レ−ル５３，５４と、を備えており、これら案内レ−ル５３，５４を回転駆動部５５により回転させることにより、進退自在、昇降自在、鉛直軸回りに回転自在に構成されている。
【００３５】
処理ステ−ションＳ２の隣にはインタ−フェイスステ−ションＳ３が接続され、このインタ−フェイスステ−ションＳ３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部をなす露光装置Ｓ４が接続されている。インタ−フェイスステ−ションＳ３は、ウエハＷを加熱し、その後冷却するためのＣＨＰ装置（Chilling Hot Plate Process Station）６を多段に備えた棚ユニットＲ４と、この棚ユニットＲ４と、前記処理ステ−ションＳ２の棚ユニットＲ２と、露光装置Ｓ４との間でウエハＷの受け渡しを行うための搬送アームＡと、を備えており、処理ステ−ションＳ２と露光装置Ｓ４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Ｓ３内では露光後のウエハＷを、レジストの解像反応の進行を抑えた状態で前記ＣＨＰ装置６に搬送し、ここでレジストの解像を促進させるための加熱処理と、レジストの解像反応を停止させるための冷却処理とを行うように構成されている。
【００３６】
このようなインターフェイスステーションＳ３のレイアウトの一例について説明すると、例えばカセットステーション側Ｓ１から奥を見て例えば左側に棚ユニットＲ４が設けられており、この右側に、例えば昇降自在、左右、前後に移動自在かつ鉛直軸まわりに回転自在に構成された搬送アームＡが設けられている。
【００３７】
前記ＣＨＰ装置６は、例えば図７に示すように、ウエハＷの搬出入口６０が形成された処理室の中に、ウエハＷを加熱するための加熱部をなす加熱プレ−ト６１と、ウエハＷを冷却するための冷却部をなす冷却プレ−ト６２と、を備えており、先ずウエハＷを加熱プレ−ト６１に載置して所定温度まで加熱した後（図７(a)）、加熱プレ−ト６１からウエハＷを例えば突出ピン６３で持ち上げると共に、冷却プレ−ト６２を搬送手段６４によりウエハＷの下方側の位置まで移動させてウエハＷを冷却プレ−ト６２に受け渡し（図７(b),(c)）、その後ウエハＷを載置したまま冷却プレ−ト６２を加熱プレ−ト６１の側方の位置まで移動させてウエハＷを所定温度まで冷却するようになっており（図７(d)）、この装置では加熱プレ−ト６１と冷却プレ−ト６２との間のウエハＷの受け渡しによって加熱時間が制御されるので、オ−バ−ベ−クが防止される。
【００３８】
前記搬送アームＡは、ウエハＷを保持するアーム５６が１枚であって、このアーム５６がカセットステーションＳ１のカセットの配列方向（Ｙ方向）に移動自在に構成されている他は前記基板搬送手段ＭＡと同様に構成されている。例えば搬送アームＡは、回転駆動部５５がＹ方向に設けたガイドレール５７に沿って移動できるようになっており、これによりアーム５６は、Ｘ，Ｙ方向に移動自在、昇降自在、鉛直軸回りに回転自在に構成されている。
【００３９】
さらにこのインターフェイスステーションＳ３は空間が閉じられている。つまり例えば図８及び図９に示すように、壁部７１により他の空間から区画されており、前記壁部７１の搬送アームＡのアーム５６に対応する位置には受け渡し口７２が形成されている。
【００４０】
そしてインターフェイスステーションＳ３には、例えば空気を清浄化するためのフィルタ、化学増幅型レジストを用いる場合には、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、吸い込みファン等を備えたフィルタユニットＦ２が上部側を覆うように設けられており、処理ユニットＵと同様に、インターフェイスステーションＳ３の下部側から回収される雰囲気が工場排気系に排気される一方、一部がフィルタ装置７３へと導入され、このフィルタ装置７３にて清浄化された空気が、前記フィルタユニットＦ２を介して各部内にダウンフロ−として吹き出されるようになっている。
【００４１】
前記フィルタ装置７３は、不純物を除去するための不純物除去部や、加熱機構及び加湿機構、空気を送出する送出部等を備えており、こうしてインターフェイスステーションＳ３内には、不純物が除去され、所定の温度例えばレジストの解像反応の進行を抑え、かつ結露が生じない程度の温度である１０〜１５℃、及び所定湿度に調整された空気が送出されるようになっている。
【００４２】
またインターフェイスステーションＳ３では、棚ユニットＲ４が設けられた領域と搬送アームＡが設けられた領域との間は、仕切り壁７４により区画されている。この仕切り壁７４には、前記ＣＨＰ装置６の各ウエハＷの搬出入口６０に適応する位置に、ウエハＷの受け渡し口７５が形成されており、この例ではこれら搬出入口６０及び受け渡し口７５は、夫々シャッタ６５，７６により開閉自在に構成され、これらシャッタ６５，７６の開閉のタイミングは制御部７７により制御されるようになっている。
【００４３】
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が取り出されて処理ステ−ションＳ２の棚ユニットＲ１の受け渡し部３４に置かれる。
【００４４】
このウエハＷは基板搬送手段ＭＡ→棚ユニットＲの疎水化部３３→基板搬送手段ＭＡ→棚ユニットＲの冷却部３２→基板搬送手段ＭＡ→塗布ユニットＣの経路で搬送され、ウエハ表面が疎水化された後、所定温度まで冷却されて温度調整が行われ、塗布ユニットＣにて所定温度例えば２３℃でレジスト液が塗布される。
こうしてレジスト液が塗布されたウエハＷは、基板搬送手段ＭＡ→棚ユニットＲの加熱部３１→基板搬送手段ＭＡ→棚ユニットＲの冷却部３２の経路で搬送されて温度調整が行われ、続いて基板搬送手段ＭＡ→棚ユニットＲ２の受け渡し部３４→インタ−フェイスステ−ションＳ３の搬送アームＡ→露光装置Ｓ４の経路で搬送されて、露光が行われる。
【００４５】
露光後のウエハＷは露光装置Ｓ４→インターフェイスステーションＳ３の搬送アームＡ→棚ユニットＲ４のＣＨＰ装置６の経路で搬送され、先ずＣＨＰ装置６の加熱プレート６１にて所定の温度まで加熱された後、冷却プレート６２により所定温度まで冷却されて温度調整が行われる。
【００４６】
この際搬送アームＡとＣＨＰ装置６との間は仕切り壁７４で区画されているので、先ずウエハＷを搬送しようとするＣＨＰ装置６のシャッタ６５と、これに対応する受け渡し口７５のシャッタ７６とを開いて前記ＣＨＰ装置６の加熱プレート６１にウエハＷを搬送し、次いでこれらのシャッタ６５，７６を閉じ、その後加熱プレート６１及び冷却プレート６２にて所定の処理を行う。そして再びＣＨＰ装置６のシャッタ６５と、仕切り壁７４のシャッタ７６とを開いて搬送アームＡにウエハＷを受け渡した後、これらのシャッタ６５，７６を閉じる。
【００４７】
ここで本発明では、露光装置Ｓ４からレジストの解像反応を促進させる処理を行う加熱部（加熱プレート６１）までのウエハＷの搬送領域を、レジストの解像反応の進行を抑え、かつ結露が生じない程度の温度例えば１０〜１５℃に調整することに特徴があり、そのためこの例ではインターフェイスステーションＳ３内を１０〜１５℃に調整すると共に、インターフェイスステーションＳ３内にＣＨＰ装置６を設けている。
【００４８】
ここで化学増幅型レジストについて説明すると、このレジストは図１１に示すように、主成分であるベース樹脂８１と、現像液に対するベース樹脂８１の溶解を抑制するための保護基８２と、光酸発生剤８３とを含み、少ない露光エネルギーで露光領域全体が感光する性質を有している。
【００４９】
この種のレジストでは、例えば図１１(a)に示すように、露光することにより光酸発生剤８３から酸８４が発生し、次いで図１１(b)に示すように、加熱処理を行うことにより、熱エネルギーを利用して、この酸８４で樹脂８１から保護基８２を切断し、アルカリ溶液に可溶な状態にする。次にこの酸８４が別の保護基８２を切断するため、この反応が連鎖反応的に生じる。続いて冷却処理を行うことによりこの連鎖反応を停止させ、この後図１１(c)に示すように、現像処理にて前記連鎖反応でアルカリ溶液に可溶になった領域を除去することにより所定のパターンが形成される。ここで図１１中８５は基板、８６はレジスト、８７は所定のパターンが形成されたマスクである。
【００５０】
このようなレジストでは露光により生成した酸８４が触媒として作用するので、進行は遅くても露光直後からレジストの解像反応（保護基８２をベース樹脂８１から切断する反応）が進行する。しかしながらこの解像反応の進行速度は温度に依存し、室温よりも低く、しかも結露を発生させない程度の温度例えば１０〜１５℃程度の温度では進行速度がかなり遅くなり、解像反応の進行を抑えた状態となる。
【００５１】
従って露光後のウエハＷを加熱プレート６１まで、既述のように例えば１０〜１５℃に調整された搬送領域内を通って搬送することにより、この搬送中のレジストの解像反応の進行は抑えられた状態となる。なお搬送領域内をウエハＷの冷却温度を結露しない程度とするのは、ウエハＷ表面に露水が付着した場合、レジスト界面の酸（表面付近の酸）８４がレジスト液中に吸収され、不均一な解像進行及び現像線幅を招くためである。
【００５２】
ここでこの例ではＣＨＰ装置６の加熱プレート６１にて、前記酸８４で樹脂８１から保護基８２を切断し、アルカリ溶液に可溶な状態にするという加熱処理が行われ、冷却プレート６２にて、前記連鎖反応を停止させるという冷却処理が行われる。
【００５３】
こうしてＣＨＰ装置６にて所定の処理が行われたウエハＷは、インターフェイスステーションＳ３の搬送アームＡ→処理ステーションＳ２の棚ユニットＲ２の受け渡し部３４→基板搬送手段ＭＡ→現像ユニットＤの経路で搬送され、ウエハＷは現像ユニットＤにて所定温度例えば現像液の塗布温度である２３℃で現像処理される。
【００５４】
その後ウエハＷは基板搬送手段ＭＡ→棚ユニットＲの加熱部３１→基板搬送手段ＭＡ→棚ユニットＲの冷却部３２→基板搬送手段ＭＡ→棚ユニットＲ１の受け渡し部３４→受け渡しア−ム２３の経路で搬送され、一旦所定温度まで加熱された後、所定温度まで冷却されたウエハＷは、受け渡し部３４を介して例えば元のカセット２２内に戻される。
【００５５】
ここで処理ステ−ションＳ２では、ウエハＷは順次棚ユニットＲ１の受け渡し部３４に送られ、続いて空いている疎水化部３３→棚ユニットＲ１，Ｒ２，Ｒ３の空いている冷却部３２→空いている塗布ユニットＣ→棚ユニットＲ１，Ｒ２，Ｒ３の空いている加熱部３１→棚ユニットＲ１，Ｒ２，Ｒ３の開いている冷却部３２→インタ−フェイスステ−ションＳ３の経路で搬送され、また露光後のウエハＷはインタ−フェイスステ−ションＳ３の棚ユニットＲ４の開いているＣＨＰ装置６→処理ステーションＳ２の開いている現像ユニットＤ→棚ユニットＲ１，Ｒ２，Ｒ３の開いている加熱部３１→棚ユニットＲ１，Ｒ２，Ｒ３の開いている冷却部３２→棚ユニットＲ１の受け渡し部３４の経路で搬送されればよい。
【００５６】
上述実施の形態では、露光後のウエハＷを結露を生じない程度の温度に冷却した搬送領域内を通って加熱部まで搬送しているので現像線幅の均一性を高めることができる。つまり露光装置Ｓ４にて露光されたウエハＷは所定の搬送領域を通って加熱部まで搬送されるが、この露光装置Ｓ４→加熱部までの搬送時間は一定であるので、この搬送の間のレジストの解像反応の進行の程度はほぼ同じである。
【００５７】
この際搬送領域は、ウエハＷに結露が生じない程度の温度に温度調整されており、このような温度ではレジストの解像反応の進行が抑えられるので、搬送領域内のウエハＷは前記解像反応の進行がほぼ抑えられた状態にあるといえる。従ってこの状態で露光後のウエハＷを次工程であるＣＨＰ装置６へ搬送するようにすれば、ＣＨＰ装置６に搬送されたときのウエハＷの前記解像反応の進行の程度がほぼ同じ状態になる。このため当該装置６では常に同じ状態のウエハＷに対して加熱処理が行われることになるので、当該加熱処理においても前記解像反応の進行の程度が揃えられ、こうして現像線幅のばらつきの発生が抑えられ、現像線幅の均一性が高められる。
【００５８】
またこの例では、インターフェイスステーションＳ３にＣＨＰ装置６を設けているので、インターフェイスステーションＳ３内が露光装置Ｓ４→加熱部までの搬送領域となる。ここでインターフェイスステーションＳ３の容積は処理ステーションＳ２よりもかなり小さく、このため露光装置Ｓ４→加熱部までの搬送領域が狭くなるので、この搬送領域を温度・湿度の調整を行う高精度調整雰囲気とすることはコスト的に有利である。
【００５９】
さらにインターフェイスステーションＳ３内では仕切り壁７４によりＣＨＰ装置６と搬送アームＡとを区画しているので、搬送アームＡが設けられている領域へのＣＨＰ装置６の加熱プレート６１からの温度影響が抑えられ、インターフェイスステーションＳ３内の温湿度調整が容易となる。
【００６０】
以上において本発明では、ＣＨＰ装置６を多段に備えた棚ユニットＲ４を、図１２に示すように、処理ステーションＳ２内に設けるようにしてもよい。この例では、前記棚ユニットＲ４は、カセットステーションＳ１から見て基板搬送手段ＭＡの奥側の右側に設けられており、その左側に棚ユニットＲ２が設けられていて、基板搬送手段ＭＡにより棚ユニットＲ２，Ｒ４との間でウエハＷの受け渡しが行われ、また棚ユニットＲ２の受け渡し部３４と、棚ユニットＲ４の各ＣＨＰ装置６はインターフェイスステーションＳ３の搬送アームＡ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。
【００６１】
そして棚ユニットＲ４は、例えば図１３に示すように壁部８１により他の空間から区画されており、前記壁部８１には、基板搬送手段ＭＡのアーム５１に対応する位置と、搬送アームＡのアーム５６に対応する位置に受け渡し口８２，８３が形成されていて、これら受け渡し口８２，８３は夫々シャッタ８４，８５により開閉自在に構成されている。
【００６２】
また各ＣＨＰ装置６には、例えば空気を清浄化するためのフィルタ、化学増幅型レジストを用いる場合には、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、吸い込みファン等を備えたフィルタユニットＦ３が上部側を覆うように設けられており、下部側から回収される雰囲気が排気される一方、一部がフィルタ装置８３へと導入され、このフィルタ装置８３にて清浄化された空気が、前記フィルタユニットＦ３を介して各部内にダウンフロ−として吹き出されるようになっている。
【００６３】
前記フィルタ装置８３は、不純物を除去するための不純物除去部や、加熱機構及び加湿機構、空気を送出する送出部等を備えており、こうして棚ユニットＲ４は内には、不純物が除去され、所定の温度及び所定湿度に調整された空気が送出されるようになっていて、これによりこの領域にはアルカリ成分が入り込めないようになっている。
【００６４】
またインターフェイスステーションＳ３の棚ユニットＲ５は、露光装置Ｓ４からのウエハＷを棚ユニットＲ４のＣＨＰ装置６に搬送する際に、ウエハＷを待機させるための棚部を多段に備えており、この棚ユニットＲ５は搬送アームＡによりアクセス可能な位置に設けられている。この例においても、インターフェイスステーションＳ３内は、レジストの解像反応の進行を抑え、かつ結露が生じない程度の温度例えば１０〜１５℃に温度調整されている。その他の構成は上述の基板処理装置と同様であり、各棚ユニットＲの構成も上述と同様である。
【００６５】
この例では、露光後のウエハＷは、搬送アームＡにより例えば棚ユニットＲ５の棚部に搬送され、ここでＣＨＰ装置６の加熱プレート６１への搬送を待ち、搬送アームＡにより所定のＣＨＰ装置６へ搬送される。この際インターフェイスステーションＳ３内は１０〜１５℃程度に温度調整されているので、露光装置Ｓ４→加熱プレート６１までの搬送を、レジストの解像反応の進行を抑えた状態で行うことができ、現像処理の均一性を高めることができる。
【００６６】
続いて本発明の他の例について図１４に基づいて説明する。この実施の形態は、インターフェイスステーションＳ３内の温度調整を行う代わりに、露光装置Ｓ４からＣＨＰ装置６の加熱プレート６１までのウエハＷの搬送の際、レジストの解像反応の進行を抑えるために、ウエハＷ上に所定の雰囲気に調整された気体を供給しながら搬送を行なうというものである。
【００６７】
この例では、インターフェイスステーションＳ３に設けられた、処理ステーションＳ２と露光装置Ｓ４との間でウエハＷの搬送を行う搬送アームＡは、例えば図１４に示すように２枚のアーム９１，９２を備えており、上側のアーム９１は露光後のウエハＷをＣＨＰ装置６に搬送するための専用アーム、下側のアーム９２は露光前のウエハＷを処理ステーションＳ２から露光装置Ｓ４まで搬送するための専用アーム９２として構成されている。
【００６８】
前記上側アーム９１の上方側には、アーム９１上に支持されたウエハＷに所定の雰囲気に調整された気体を供給するためのガス供給部９が設けられており、上側アーム９１の下方側には、下側アーム９２上に支持されたウエハＷに前記所定の雰囲気に調整された気体が当たらないようにするための遮断板９３が設けられている。
【００６９】
前記ガス供給部９は例えば扁平な円筒形をなしており、多数のガス供給孔９４を備えた円形の開口面９５が前記アーム９１上のウエハＷと対向するように支持アーム９６により前記基台５２の背面（アーム５１の進行方向側の背面）に取り付けられている。前記ガス供給部９の開口面９５は、アーム５１上に支持されたウエハＷよりも大きい領域に空気を供給できる大きさに設定されている。
【００７０】
このようなガス供給部９には、不純物が除去され、所定の温度例えばレジストの解像反応の進行を抑え、かつ結露を生じさせない程度の温度である１０〜１５℃、及び所定湿度に調整された気体例えば空気がフィルタ装置９７からガス供給管９８を介して供給されるようになっており、これにより当該空気がガス供給孔９４を介してアーム５１に保持されたウエハＷ上に送出されることになる。ここで前記フィルタ装置９７は、不純物を除去するための不純物除去部や、加熱機構及び加湿機構、空気を送出する送出部等を備えている。また前記遮断板９３は、下側アーム９２上に支持されたウエハＷにガス供給部からの気体が当たらないようにするために、アーム９２上に支持されたウエハＷよりも大きい領域を覆う大きさに設定されている。
【００７１】
このような実施の形態では、搬送アームＡにより露光装置Ｓ４からＣＨＰ装置６にウエハＷを搬送する際、ウエハＷ上に結露を生じさせない程度の温度に調整された空気を供給しているので、レジストの解像反応が進行しにくい。このためレジストの解像反応の進行を抑えた状態でＣＨＰ装置６まで搬送できるので、現像ムラの発生を抑えて均一な処理を行うことができる。
【００７２】
ここでこの例では、ウエハＷ上に供給される気体としては、空気の他、窒素等の不活性ガス、空気と不活性ガスの混合気体等を用いることができる。また露光後のウエハＷを搬送するアーム９１を下側に設け、露光前のウエハＷを搬送するアーム９２を上側に設けるようにしてもよいし、ガス供給部９を搬送アームＡに一体に取り付ける構成ではなく、アーム９１に保持されたウエハＷ上に気体を供給できるように別個に設ける構成としてもよい。
【００７３】
さらにこのウエハＷ上に所定の温度に調整された気体を供給しながら搬送を行うという例と、上述の搬送領域自体の温度制御を行うという例とを組み合わせるようにしてもよく、この場合にはよりレジストの解像反応の進行を抑えた状態で露光後のウエハＷをＣＨＰ装置６に搬送することができる。
【００７４】
以上では、搬送領域等の温度制御を行うようにしたが、ウエハＷに付着した水分量を制御することにより、レジストの解像反応の進行を抑えるようにしてもよい。つまりアセタール系化学増幅型レジストは、レジストの解像反応の際、４５％程度の湿度が必要であり、湿度が十分でない場合には解像反応が起こりにくいという性質を有している。このため搬送領域内の湿度を例えば２０％以下程度の空気より湿度が低い低湿度状態として、この中でウエハＷを所定時間以上待機させることによりウエハＷの付着水分量を、露光後にインターフェイスステーションＳ３に搬送された時にウエハＷに付着していた水分量よりも少なくすれば、レジストの解像反応の進行をかなり抑えることができる。
【００７５】
具体的には、インターフェイスステーションＳ３内やガス供給部９にフィルタ装置７３等にて湿度が調整されたガスを供給するように構成すればよい。ここでインターフェイスステーションＳ３内等に供給されるガスとしては、空気や、窒素ガス等の不活性ガス、空気と不活性ガスとの混合気体等を用いることができる。
【００７６】
さらにウエハＷの搬送領域では、搬送領域の温度制御とウエハに付着した水分量の管理とを組み合わせて行うようにしてもよく、この場合にはレジストの解像反応の進行をより抑制することができるので、より高い現像線幅の均一性を確保することができる。
【００７７】
またＣＨＰ装置６はインターフェイスステーションＳ３に限らず処理ステーションＳ２内に設置するようにしてもよいが、露光装置Ｓ４とＣＨＰ装置６との間の搬送領域の温度や湿度が変化しやすい場合には、搬送時間が短い程、当該搬送の際のレジストの解像反応の進行の程度が揃うので、ＣＨＰ装置６はインターフェイスステーションＳ３内に設置することが望ましく、さらに露光装置Ｓ４の近傍に設置することが望ましい。
【００７８】
更にまた、ガス供給部９は例えば図１５及び図１６に示すように構成してもよい。この実施の形態は、例えば図１５に示すように、不活性ガスタンク１００から温度調整手段及び湿度調整手段の役割を果たす調整部１０１を介してガス供給部９へ送られてくる不活性ガスを、開口面１０２（図１４に示す開口面９４に相当する）のガス供給孔１０３からアーム９１上のウエハＷに向けて供給するものである。ガス供給孔１０３は図１５に示すようにアーム９１の形状に対応して設けるようにしてもよいし、図１６に示すようにウエハＷの形状である円形に対応して設けてもよい。
【００７９】
このように構成することで、露光後且つ現像前のウエハＷを例えば加熱プレート６１に搬送する場合に限定されず、搬送領域全体に亘って例えばレジスト塗布後のウエハＷの搬送中に大気中の水分によってレジストが加水分解を起こすことや、大気中の酸素と結合してパターン解像に影響を与えること等を抑えられる。また、ウエハＷを塗布ユニットＣから棚ユニットＲの加熱部３１に搬送するときに上記の不活性ガスを供給するようにすれば、効率のよいガス供給を行うことができる。
【００８０】
以上において本発明では、疎水化処理の代わりに、レジストを塗布する前にウエハＷの表面に反射防止膜を形成するようにしてもよい。なお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と露光時にレジストの下側で反射が起こるので、これを防止するためである。さらにまた本発明は、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。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、基板を露光装置から加熱部までレジストの解像反応の進行を抑えた状態で搬送しているので、現像線幅の均一性の向上を図ることができる。また他の発明によれば、搬送中の基板に対する大気中の水分等による悪影響を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る塗布、現像装置を示す概略平面図である。
【図２】前記塗布、現像装置を示す概観斜視図である。
【図３】前記塗布、現像装置の棚ユニット及び現像ユニットの一例を示す側面図である。
【図４】前記塗布、現像装置の棚ユニットの一例を示す側面図である。
【図５】前記現像ユニットの一例を示す断面図である。
【図６】基板搬送手段を示す断面図である。
【図７】前記棚ユニットに設けられたＣＨＰ装置を示す断面図である。
【図８】インターフェイスステーションの一例を示す斜視図である。
【図９】インターフェイスステーションの一例を示す断面図である。
【図１０】ＣＨＰ装置と仕切り壁の一例を示す側面図である。
【図１１】化学増幅型レジストの解像反応を示す説明図である。
【図１２】塗布、現像装置の他の例を示す断面図である。
【図１３】ＣＨＰ装置が設けられた棚ユニットの他の例を示す断面図である。
【図１４】塗布、現像装置のさらに他の例を示す断面図と斜視図である。
【図１５】ガス供給部の他の例を示す平面図である。
【図１６】ガス供給部の更に他の例を示す平面図である。
【図１７】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 処理ステ−ション
Ｓ３ インタ−フェイスステ−ション
Ｓ４ 露光装置
２３ 受け渡しア−ム
６ ＣＨＰ装置
Ｃ 塗布ユニット
Ｄ 現像ユニット
Ｒ 棚ユニット
ＭＡ 基板搬送手段
Ａ 搬送アーム
Claims (9)
- 基板にレジスト液を塗布処理を行うための塗布処理部と、
レジスト液が塗布され、露光処理が行われた基板に対して現像処理を行うための現像処理部と、
露光処理が行われた基板を加熱して、レジストの解像反応を進行させるための加熱部と、
前記加熱部にて加熱された基板を冷却して、レジストの解像反応の進行を抑えるための冷却部と、
基板を搬送するための基板搬送手段と、を備え、
前記基板搬送手段は、上下方向に移動し、かつ鉛直軸回りに回転するように設けられた基台と、
この基台に沿って進退するように互いに上下に設けられた、基板を保持するための少なくとも２枚のアームと、
前記最上部のアームに保持された基板に対向するように、支持アームを介して設けられ、最上部のアームの上方側の、周囲が開放された空間に気体を供給するためのガス供給部と、
前記最上部のアームとその下方側のアームとの間に設けられ、前記ガス供給部からの気体が下方側のアームへ当たらないようにするための遮断板と、を具備することを特徴とする基板処理装置。 - ガス供給部には、温度調整手段により温度が調整された気体が供給されることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
- ガス供給部には、湿度調整手段により湿度が調整された気体が供給されることを特徴とする請求項１又は２記載の基板処理装置。
- ガス供給部には、不活性ガスが供給されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載の基板処理装置。
- 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行う受け渡し手段と、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に対して処理を行う処理ステ−ションと、
処理ステ−ションと露光装置との間で基板の受け渡しを行うためのインタ−フェイスステ−ションと、を備え、
前記インターフェイスステーションは、前記露光された基板を加熱して、レジストの解像反応を進行させる加熱部と、前記加熱部にて加熱された基板を冷却して、レジストの解像反応の進行を抑えるための冷却部と、を含み、
前記基板搬送手段はインターフェースステーションに設けられ、その最上部のアームは、露光後の基板を、露光装置から前記加熱部に搬送するものであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一に記載の基板処理装置。 - 前記基板搬送手段は、インターフェースステーションに設けられ、その遮断板の下方側のアームは、露光前の基板を、処理ステーションから露光装置に搬送するものであることを特徴とする請求項５記載の基板処理装置。
- 前記インターフェイスステーションは、レジストの解像反応の進行を抑えるようために、基板に結露が発生しないように冷却されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一に記載の基板処理装置。
- 前記インターフェイスステーションは、加熱部に搬送されたときの基板に付着している水分量を、露光後の基板に付着している水分量よりも少なくするように、空気よりも湿度の低いガスが供給されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一に記載の基板処理装置。
- 前記レジストは、露光により発生した酸がレジストの解像反応を進行させる化学増幅型レジストであることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一に記載の基板処理装置。
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