JP4025030B2 - 基板の処理装置及び搬送アーム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は,基板の処理装置及び搬送アームに関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では,ウェハ表面にレジスト液を塗布し,レジスト膜を形成するレジスト塗布処理,ウェハにパターンを露光する露光処理,露光後のウェハに対して現像を行う現像処理等が行われ,ウェハに所定の回路パターンを形成する。
【0003】
現在,前記レジスト塗布処理においては,回転されたウェハの中心にレジスト液を吐出して,ウェハ表面にレジスト液を拡散させるスピンコーティング法が主流をなしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら,スピンコーティング法は,ウェハを高速で回転させるため,ウェハの外縁部から大量のレジスト液が飛散し,無駄になるレジスト液が多い。また,レジスト液の飛散により当該装置が汚染されるため,頻繁に洗浄しなければならない等の弊害が生じていた。
【0005】
そこで,ウェハを回転させるスピンコーティング法に代えて,ウェハとレジスト液吐出部を相対的に移動させて,レジスト液吐出部からレジスト液を,例えばウェハ上に満遍なく格子状に塗布する,いわゆる一筆書きの塗布方法が考えられる。かかる一筆書きの塗布方法の場合には,レジスト液がウェハ表面に拡散し易いように粘性の低いレジスト液を使用することが考えられる。
【0006】
しかしながら,粘性の低いレジスト液を使用してレジスト塗布を行っても,なおレジスト膜の表面がレジスト液の塗布経路に沿って盛り上がることが予想され,塗布後にレジスト膜を平坦化する処理が必要である。そこで,レジスト液が塗布されたウェハを,チャンバ内に収容し,チャンバ内を排気しながら減圧して,その際に形成された気流によってレジスト液を平坦化することが提案できる。そして,かかる提案のように気流によってレジスト膜を平坦化するには,当該気流がレジスト膜の表面上に沿って流れるように整流板を取り付けることが好ましい。また,ウェハ表面全面に渡って均一な気流が形成されないと,レジスト液がウェハ面内において均一に平坦化されず,レジスト膜の膜厚が不均一になる。したがって,整流板を用いる際には,ウェハ上にウェハ面内において均一な気流を形成することが重要である。さらに,かかるチャンバを有する処理装置にウェハを搬送するには,当該処理装置の構成に適合した搬送アームが必要になる。
【0007】
本発明は,かかる点に鑑みてなされたものであり,減圧によって生じる気流がウェハ等の基板表面において均一に形成される基板の処理装置及び当該処理装置に基板を搬送するのに適した搬送アームを提供することをその目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば,基板を処理する処理装置であって,基板を収容し,気密に閉鎖可能な処理室を形成するチャンバと,前記処理室の雰囲気を前記チャンバの上部から排気して,当該処理室を減圧させるための排気部と,前記減圧する際に前記処理室内に形成される気流を制御する整流板とを有し,前記チャンバは,基板を載置する載置台と,当該載置台上の基板を上方から覆って前記載置台と一体となって処理室を形成する,下面が開口した略円筒状の蓋体とを有し,前記整流板の下面は,平坦に形成されており,前記チャンバ内には,前記整流板を前記載置台に対して平行になるように支持する支持部材が設けられ,前記整流板は,前記蓋体の内径とほぼ同一径を有する円盤形状を有し,蓋体の内側に配置され,前記整流板には,減圧の際に整流板の下側の雰囲気を整流板の上側に流す複数の通気孔が同一円周上に設けられており,前記通気孔は,平面から見て前記載置台上の基板の外方に設けられていることを特徴とする基板の処理装置が提供される。
【0009】
このように,整流板を載置台に対して平行に支持する支持部材を設けることによって,整流板が載置台上に載置される基板に対して平行に維持される。これによって,整流板と基板間に流れる気流の速度が基板面内において均一になるので,当該気流によって,例えば上述したいわゆる一筆書きの要領で塗布された塗布膜が基板面内で均一に平坦化される。したがって,基板上に均一な膜厚を有する塗布膜を形成することができる。また,本発明のように,整流板を蓋体の内径とほぼ同一径を有する円盤状に形成し,当該整流板に複数の通気孔を同一円周上に設けることによって,減圧時に基板と整流板との間の雰囲気が同一円周上の各通気孔に流入し,基板上に平面からみて放射状に流れる均一な気流が形成される。また,当該通気孔は,平面から見て載置台上に載置される基板の外方に設けられているので,基板の中心から基板の外方まで流れる気流が形成され,基板表面上の気流の均一性が確保される。
【0010】
別の観点による本発明は,基板を処理する処理装置であって,基板を収容し,気密に閉鎖可能な処理室を形成するチャンバと,前記処理室の雰囲気を前記チャンバの上部から排気して,当該処理室を減圧させるための排気部と,前記減圧する際に前記処理室内に形成される気流を制御する整流板とを有し,前記チャンバは,基板を載置する載置台と,当該載置台上の基板を上方から覆って前記載置台と一体となって処理室を形成する,下面が開口した略円筒状の蓋体とを有し,前記整流板の下面は,平坦に形成されており,前記チャンバ内には,前記整流板を前記載置台に対して平行になるように支持する支持部材が設けられ,前記蓋体は,前記整流板を支持した状態で上下動可能であり,前記整流板の下面には,3以上の支持部材が取り付けられており,前記整流板は,前記蓋体が下降した際に,前記支持部材を介して前記載置台上に載置されることを特徴とする。このように整流板の下面に上記支持部材を取り付け,支持部材と一体となった整流板を載置台上に載置することによって,整流板と載置台との平行が確保され,減圧時に基板表面上に均一な気流が形成される。
【0012】
前記蓋体を昇降させる昇降機構を有し,当該蓋体の内側部には,内側に突出する凸部が設けられており,前記整流板の外縁部は,前記凸部上に支持可能であってもよい。このように蓋体の内側部に凸部を設け,整流板の外縁部を当該凸部に支持可能にすることによって,蓋体が上昇した時に,整流板の外縁部が蓋体の凸部によって支持され,整流板が蓋体と共に上昇される。また,蓋体が下降した時に,整流板も下降され,整流板が載置台上に載置される。これによって,基板を処理装置内に搬入させる際に,整流板と基板とを干渉させることなく,基板の搬送を好適に行うことができる。
【0013】
また,前記蓋体を昇降させる昇降機構を有し,前記整流板の上面には,前記蓋体が前記整流板を吊り下げるための吊り下げ支持部材が取り付けられており,前記吊り下げ支持部材には,係止部が設けられており,前記蓋体には,前記係止部を係止する被係止部が設けられるようにしてもよい。このように,整流板の吊り下げ支持部材に係止部を設け,蓋体に被係止部を設けることによって,整流板を蓋体の昇降に連動させることができるので,基板の搬入出時に整流板が昇降され,基板の搬入を好適に行うことができる。
【0014】
整流板の吊り下げ支持部材の係止部は,水平に突出した凸形状を有し,蓋体には,当該係止部が上下に移動可能な穴が設けられており,蓋体の被係止部は,当該穴内に水平に突出する凸形状を有し,更に,前記吊り下げ支持部材は,前記蓋体が下降し前記処理室が形成された際に,前記係止部と前記被係止部との係止が解除された状態になるように形成されていてもよい。このように,吊り下げ支持部材に凸形状を有する前記係止部にを設け,蓋体の穴内に,凸形状の被係止部を設けることによって,蓋体が上昇した時に,係止部が被係止部によって係止され,整流板が蓋体によって上昇される。これによって,基板の処理装置内への搬入出を,整流板と干渉することなく好適に行うことができる。また,蓋体が下降して処理室が形成された際に,係止部と被係止部との係止が解除されているようにしたので,処理室形成時に蓋体から整流板にかかる荷重が無くなり,整流板が蓋体の水平度合に左右されず,整流板が水平に維持される。これによって,基板と整流板との間の隙間が基板面内において均一になるため,減圧時に当該隙間を流れる気流が基板面内において均一に形成される。
【0015】
前記蓋体の穴に,当該穴内の雰囲気を排気するための排気管を設けるようにしてもよい。これによって,吊り下げ支持部材の係止部と蓋体の被係止部との接触によって発生する塵埃等を除去することができるので,当該不純物によって基板が汚染されることが防止される。
【0016】
前記載置台に,上述の支持部材の下部を受容する凹部を設けるようにしてもよい。これによって,支持部材が気流等の影響によって載置台上でスライドすることが抑制され,当該スライドによって塵埃等のパーティクルが発生することが抑制される。
【0017】
さらに前記載置台に設けられた凹部に,当該凹部内の雰囲気を排気するための排気管を設けるようにしてもよい。これによって,当該凹部内に不純物が発生したとしても,当該不純物が排気管によって排気され,当該不純物によって基板が汚染されることが抑制される。
【0018】
前記支持部材を前記整流板から取り外し自在にしてもよい。このように,支持部材を整流板から取り外し自在にすることによって,例えば支持部材を高さの異なる支持部材に取り替えて,基板と整流板との距離を変更することができる。これによって,基板表面上に形成される気流の強さを自由に変更し,基板の大きさや基板処理のレシピに適合した最適な気流を形成することができる。
【0019】
また,前記整流板は,前記支持部材を挿入自在な有底孔を有し,前記有底孔は,当該有底孔の内周面から有底孔内に付勢されたストッパを有し,前記ストッパは,少なくとも一部に球形部を有し,前記支持部材の外周には,前記ストッパの球形部が入り込む,環状で略V字形状の溝が設けられていてもよい。これによって,支持部材を整流板の有底孔内に挿入すると,ストッパの球形部が,前記支持部材の溝に入り込み,ストッパによって支持部材が係止される。したがって,当該支持部材を整流板に取り付けることができる。また,支持部材を有底孔内から引き抜くことによってストッパと溝との係止が解除され,支持部材を整流板から取り外すことができる。したがって,支持部材が整流板から取り外し自在となり,支持部材を好適に交換することができる。
【0020】
蓋体には,上述したストッパの設けられた整流板を上方から下方に向けて押圧する弾性部材を設けるようにしてもよい。球形状のストッパをV字形状の溝に入り込ませて前記支持部材を係止すると,小さな外力によってもストッパと支持部材とがずれるので,整流板の位置が不安定になる。蓋体に整流板を上方から下方に向けて押圧する弾性部材を設けることによって,整流板が下方に押しつけられ,整流板の位置が安定する。これによって,整流板と基板との隙間が変動せずに安定し,当該隙間に形成される気流が安定される。また,弾性部材で押圧するので,例え蓋体が傾いたとしても,整流板への影響が最小限に抑えられ,整流板の水平が維持される。
【0021】
載置台には,基板を昇降させる昇降ピンが上下に移動するための孔が設けられており,前記孔は,前記載置台上の基板の外縁部に対応する位置に設けられていてもよい。基板の温度は,近接した載置台の温度の影響を受ける。また,載置台における昇降ピンのための孔が設けられている部分は,他の部分の温度と異なってくる。本発明によれば,昇降ピンを昇降させるための孔を,製品として使用されない基板の外縁部に対向する位置に設けることによって,製品として使用される部分の基板面内の温度を均一に維持することができる。
【0022】
整流板の材質は,高密度ポリエチレン又は石英であってもよい。高密度ポリエチレンや石英は,温度伝導率の極めて低い材質であり,整流板が基板に近づいた時に,整流板からの熱によって基板温度が変動されることを抑制できる。
【0023】
整流板の材質には,多孔性を有するものが用いられてもよい。チャンバ内を減圧した時には,整流板と基板との隙間に基板の中心部から基板の外縁部に向かう気流が形成される。そして,整流板の外縁部まで進んだ気流は,蓋体上部の排気管の方向に上昇する。当該気流が上昇する際に,例えば基板上の塗布液の溶剤が最も蒸発される。したがって,当該整流板の外縁部に近い基板の外縁部では,前記溶剤の蒸発が激しく行われる。また,気流によって塗布液が基板外縁部に追いやられるため,蒸発して乾燥した塗布液上に次々と新しい塗布液が流れ込む。これによって,基板の外縁部では,塗布液の乾燥と流入が繰り返され,塗布液の盛り上がりが形成される。当該盛り上がった部分は,製品として使用できないため,当該盛り上がりは,小さい方が好ましい。そこで,整流板の材質を多孔性とすることによって,整流板の外縁部以外の部分からも気流が整流板内部を通って,蓋体上部に流れ込むようになり,基板外縁部での溶剤の蒸発が軽減されるため,当該盛り上がりを抑制することができる。
【0024】
別の観点による本発明によれば,請求項9の基板の処理装置に基板を搬送する搬送アームであって,基板の外縁部を支持するアーム部を有し,前記アーム部には,前記昇降ピンに干渉しないように切り欠きが設けられていることを特徴とする搬送アームが提供される。請求項9で記載した基板の処理装置は,昇降ピンのための孔を,載置台において基板の外方に対向する位置に設けたものである。したがって,昇降ピンは,基板の外縁部を支持して昇降させることになる。このように昇降ピンが基板の外縁部を支持するようにすると,同じく基板の外縁部を支持する基板の搬送アームとの干渉が懸念される。本発明のように,搬送アームのアーム部に切り欠きを設けることによって,搬送アームと昇降ピンとの干渉を回避することができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下,本発明の好ましい実施の形態について説明する。図1は,本発明にかかる基板の処理装置を搭載した塗布現像処理システム1の構成の概略を示す平面図であり,図2は,塗布現像処理システム1の正面図であり,図3は,塗布現像処理システム1の背面図である。
【0026】
塗布現像処理システム1は,図1に示すように,例えば25枚のウェハWをカセット単位で外部から塗布現像処理システム1に対して搬入出したり,カセットCに対してウェハWを搬入出したりするカセットステーション2と,塗布現像処理工程の中で枚葉式に所定の処理を施す各種処理装置を多段配置してなる処理ステーション3と,この処理ステーション3に隣接して設けられている図示しない露光装置との間でウェハWの受け渡しをするインターフェイス部4とを一体に接続した構成を有している。
【0027】
カセットステーション2では,載置部となるカセット載置台5上の所定の位置に,複数のカセットCをX方向(図1中の上下方向)に一列に載置自在となっている。そして,このカセット配列方向(X方向)とカセットCに収容されたウェハWのウェハ配列方向(Z方向;鉛直方向)に対して移送可能なウェハ搬送体7が搬送路8に沿って移動自在に設けられており,各カセットCに対して選択的にアクセスできるようになっている。
【0028】
ウェハ搬送体7は,ウェハWの位置合わせを行うアライメント機能を備えている。このウェハ搬送体7は後述するように処理ステーション3側の第3の処理装置群G3に属するエクステンション装置32に対してもアクセスできるように構成されている。
【0029】
処理ステーション3では,その中心部に主搬送装置13が設けられており,この主搬送装置13の周辺には各種処理装置が多段に配置されて処理装置群を構成している。該塗布現像処理システム1においては,4つの処理装置群G1,G2,G3,G4が配置されており,第1及び第2の処理装置群G1,G2は塗布現像処理システム1の正面側に配置され,第3の処理装置群G3は,カセットステーション2に隣接して配置され,第4の処理装置群G4は,インターフェイス部4に隣接して配置されている。さらにオプションとして破線で示した第5の処理装置群G5を背面側に別途配置可能となっている。前記主搬送装置13は,これらの処理装置群G1,G2,G3,G4,G5に配置されている後述する各種処理装置に対して,ウェハWを搬入出可能である。なお,処理装置群の数や配置は,ウェハWに施される処理の種類によって異なり,処理装置群の数は,1つ以上であれば任意に選択できる。
【0030】
第1の処理装置群G1では,例えば図2に示すように,ウェハWにレジスト液を塗布するレジスト塗布装置17と,露光後にウェハWを現像処理する現像処理装置18とが下から順に2段に配置されている。処理装置群G2の場合も同様に,レジスト塗布装置19と,現像処理装置20とが下から順に2段に積み重ねられている。
【0031】
レジスト塗布装置17及び19は,レジスト液を吐出するための図示しないレジスト吐出ノズルと,当該レジスト吐出ノズルとウェハWを相対的に移動させるための図示しない移動機構とを有している。そして,当該レジスト塗布装置17及び19では,レジスト吐出ノズルとウェハWを相対的に移動させながら,レジスト吐出ノズルからウェハW上にレジスト液を吐出し,ウェハW表面にレジスト液を塗布する,いわゆる一筆書きの要領でレジスト液の塗布が行われる。
【0032】
第3の処理装置群G3では,例えば図3に示すように,ウェハWを冷却処理するクーリング装置30,レジスト液とウェハWとの定着性を高めるためのアドヒージョン装置31,ウェハWを待機させるエクステンション装置32,本実施の形態にかかる基板の処理装置としての減圧乾燥装置33,34及びレジスト膜中に残存している溶剤を乾燥させるプリベーキング装置35,36が下から順に例えば7段に重ねられている。
【0033】
第4の処理装置群G4では,例えばクーリング装置40,載置したウェハWを自然冷却させるエクステンション・クーリング装置41,エクステンション装置42,クーリング装置43,露光後の加熱処理を行うポストエクスポージャーベーキング装置44,45,現像処理後の加熱処理を行うポストベーキング装置46,47等が下から順に例えば8段に積み重ねられている。
【0034】
インターフェイス部4の中央部にはウェハ搬送体50が設けられている。このウェハ搬送体50はX方向(図1中の上下方向),Z方向(垂直方向)の移動とθ方向(Z軸を中心とする回転方向)の回転が自在にできるように構成されており,第4の処理装置群G4に属するエクステンション・クーリング装置41,エクステンション装置42,周辺露光装置51及び図示しない露光装置に対してアクセスして,各々に対してウェハWを搬送できるように構成されている。
【0035】
次に,上述した減圧乾燥装置33の構成について説明する。減圧乾燥装置33は,図4に示すように,ウェハWを収容して気密に閉鎖可能なチャンバ60を有している。チャンバ60は,ウェハWを載置し,厚みのある略円盤状の載置台61と,載置台61の上方に位置し,下面が開口した略円筒状の蓋体62とで構成されている。
【0036】
蓋体62には,蓋体62を上下動させる昇降機構63が設けられている。昇降機構63は,例えばモータによって蓋体62を昇降させる駆動部64と,当該駆動部64を制御する制御部65とを有している。これによって,蓋体62が上下方向に移動可能となり,蓋体62を下降させて,載置台61と一体となって処理室Sを形成することができる。
【0037】
蓋体62の内側部には,内側に凸状に突出した凸部66が環状に設けられている。これによって,後述する整流板72の外縁部を支持し,持ち上げることができる。
【0038】
蓋体62の上面の中央部には,処理室S内の雰囲気を排気する排気部としての排気管67が設けられている。排気管67は,処理室S内の雰囲気を所定の圧力で吸引する吸引ポンプ68に連通されており,当該吸引ポンプ68は,ポンプ制御部69によってその吸引力が制御されている。かかる構成によって,吸引ポンプ68が作動され,排気管67からチャンバ60内の雰囲気を排気し吸引して,チャンバ60内を減圧するとともに,チャンバ60内に気流を発生させることができる。また,蓋体62の下端面には,処理室Sの気密性を確保するためのOリング70が設けられている。
【0039】
排気管67には,当該排気管67を介して処理室Sに気体,例えば窒素ガスを供給する供給部71が接続されている。これによって,減圧乾燥処理後に処理室Sに気体を供給し,減圧状態を回復させたり,処理室Sの雰囲気をパージしたりすることができる。
【0040】
チャンバ60内には,排気管67の排気によって生じた処理室S内の気流を制御する整流板72が設けられている。整流板72は,例えば薄い円盤状の形状を有し,下面が平坦に形成されている。整流板72の下面は,表面加工が施されており,表面粗さが,例えば200μm以下に加工されている。整流板72には,温度伝導率の低い材質,例えば低密度ポリエチレン,石英,ポーラス材等が使用される。
【0041】
整流板72の下面には,図5に示すように円柱状で長さの同じ3つの支持部材73が取り付けられている。これによって,整流板72が支持部材73を介して載置台61に平行に載置されるようになっている。
【0042】
整流板72は,図6に示すように蓋体62の内径よりも僅かに小さい径を有している。整流板72と蓋体62との間には,整流板72が蓋体62に対して可動となる程度,例えば1mm程度のわずかな隙間dが設けられている。
【0043】
整流板72の外縁部には,同一径,例えば2mm程度の複数の通気孔74が同一円周上に等間隔で設けられている。通気孔74は,載置台61上のウェハWの外方の位置に対応する位置に配置されている。これによって,排気管67からの排気時に,ウェハW表面上の雰囲気が各通気孔74から蓋体62の上部に吸引され,ウェハW表面上にウェハW中心部から外縁部に向かう放射状の気流が形成される。
【0044】
整流板72の外縁部は,上述した凸部66上に支持自在に構成されている。したがって,蓋体62が上昇されると,整流板72が凸部66上に支持され,整流板72も上昇される。また,蓋体62が下降され,処理室Sが形成された際には,整流板72の凸部66による支持が解除され,整流板72は,凸部66とは非接触の状態で支持部材73を介して載置台61上に載置される。
【0045】
載置台61には,載置台61を所定の温度に調節する温度調節部材,例えばペルチェ素子75が設けられている。ペルチェ素子75は,ペルチェ素子75の電源を制御する温度制御部76によってその温度が制御されている。これによって,載置台61を所定の温度に調節し,載置台61上のウェハWを所定の温度に維持することができる。
【0046】
載置台61上には,載置台61上のウェハWの外縁部に対応する位置にプロキシミティピン77が設けられており,ウェハWは,このプロキシミティピン77上に載置される。これによって,載置台61との間の熱交換が輻射熱によって行われるため,ウェハW面内温度の均一性を確保することができる。
【0047】
載置台61の下方には,ウェハWの下面を支持し,昇降させるための手段である昇降ピン78が複数設けられている。当該昇降ピン78は,フランジ79上に直立されて設けられている。また,昇降ピン78は,載置台61の中央付近に設けられた貫通孔80内を移動自在である。昇降ピン78には,フランジ79を上下方向に移動させるシリンダ等を備えた昇降駆動部81が設けられている。これによって,昇降ピン78は,貫通孔80内を上下方向に移動して,載置台61上に突出できる。
【0048】
フランジ79と貫通孔80との間の昇降ピン78は,伸縮自在なベローズ82によって覆われている。これによって,外部の雰囲気が貫通孔80を通じて処理室Sに流入することが防止され,処理室Sの気密性が確保される。
【0049】
次に,以上のように構成されている減圧乾燥装置33の作用について,塗布現像処理装置1で行われるフォトリソグラフィー工程のプロセスと共に説明する。
【0050】
先ず,ウェハ搬送体7がカセットCから未処理のウェハWを1枚取りだし,第3の処理装置群G3に属するエクステンション装置32に搬送する。次いでウェハWは,主搬送装置13によってアドヒージョン装置31に搬入され,ウェハW上にレジスト液の密着性を向上させる,例えばHMDSが塗布される。次にウェハWは,クーリング装置30に搬送され,所定の温度に冷却される。そして,所定温度に冷却されたウェハWは,主搬送装置13によって,例えばレジスト塗布装置17に搬送される。
【0051】
レジスト塗布装置17に搬送されたウェハWは,いわゆる一筆書きの要領でレジスト液が塗布される。そして,レジスト液の塗布されたウェハWは,主搬送装置13によって減圧乾燥装置33に搬送される。
【0052】
減圧乾燥装置33で後述する処理が施されたウェハWは,プリベーキング装置35に搬送されて,加熱処理され,次にエクステンション・クーリング装置41に搬送されて,冷却される。次いでウェハWはエクステンション・クーリング装置41からウェハ搬送体50によって取り出され,その後,周辺露光装置51を経て露光装置(図示せず)に搬送され,ウェハW上に所定のパターンが露光される。露光処理の終了したウェハWは,ウェハ搬送体50によりエクステンション装置42に搬送され,その後,主搬送装置13によってポストエクスポージャーベーキング装置44に搬送され,加熱処理が行われた後,クーリング装置43に搬送され,冷却処理される。
【0053】
当該冷却処理が終了したウェハWは,主搬送装置13によって現像処理装置18に搬送され,現像処理が行われ,その後ポストベーキング装置46,クーリング装置30と順次搬送され,各装置において所定の処理が施される。その後,ウェハWは,エクステンション装置32を介してカセットCに戻され,一連の塗布現像処理が終了する。
【0054】
次いで,上述の減圧乾燥装置33の作用について詳しく説明する。先ず,ウェハWが減圧乾燥装置33に搬送される前に,載置台61は,温度制御部76及びペルチェ素子75によって所定の温度,例えば常温,例えば23℃に維持される。
【0055】
そして,前工程のレジスト塗布処理が終了すると,ウェハWは主搬送装置13によって減圧乾燥装置33内に搬送され,載置台61上方まで移動される。このとき,蓋体62は,図7に示すように昇降機構63によって上昇し,また,整流板72も蓋体62の凸部66に支持され,上昇している。
【0056】
載置台61上方まで移動されたウェハWは,載置台61上で予め上昇して待機していた昇降ピン78に受け渡される。次いで,昇降ピン78が昇降駆動部81によって下降され,ウェハWが載置台61上のプロキシミティピン77上に載置される。
【0057】
次いで,蓋体62が下降され,蓋体62の下端部が載置台61に密着して,気密な処理室Sが形成される。このとき蓋体62の下降に伴って整流板72が下降され,蓋体62の下降の途中で,整流板72が支持部材73を介して載置台61上に載置される。これによって,整流板72の凸部66による支持が解除され,整流板72と蓋体62とが非接触状態になる。また,整流板72は,支持部材73によって載置台61に対して平行になる。
【0058】
次に,吸引ポンプ68が作動され,処理室Sの雰囲気が排気管67を介して所定の圧力,例えば0.013KPaで吸引され始める。これに伴い処理室Sに気流が形成される。当該気流は,図4に示すように整流板72に沿ってウェハW表面をウェハW中心部から外縁部に流れ,その後通気孔74から蓋体62上部に流通し,排気管67に流れる。これによって,ウェハW表面のレジスト膜の表層が均され,平坦化されるとともに,減圧によってレジスト膜内の溶剤が蒸発し,ウェハW上のレジスト膜が乾燥される。
【0059】
その後,所定時間当該減圧乾燥処理が行われる。そして,所定時間経過後に吸引ポンプ68が停止され,処理室Sの減圧が停止される。次いで,供給部71から排気管67を介して,窒素ガスが処理室Sに供給され,処理室Sの圧力が回復される。そして,処理室Sが大気圧にまで回復されると,窒素ガスの供給が停止される。
【0060】
次いで蓋体62が昇降機構63によって上昇され,処理室Sが開放される。このとき,凸部66が整流板72の外縁部を支持し,整流板72も上昇される。そして,搬入時と同様にして,ウェハWが昇降ピン78によって上昇され,主搬送装置13に受け渡される。主搬送装置13に受け渡されたウェハWは,減圧乾燥装置33から搬出され,次工程の行われるプリベーキング装置35に搬送される。
【0061】
以上の実施の形態では,整流板72に支持部材73を取り付け,整流板72を支持部材73を介して載置台61に載置できるようにしたので,載置台61を基準にして整流板72とウェハWとを平行に維持することができる。従って,整流板72とウェハW間の隙間がウェハW面内において均一になり,当該隙間を流れる気流が均一に形成される。これによって,ウェハWの減圧乾燥処理がウェハW面内において均一に行われ,ウェハW上に膜厚の均一なレジスト膜が形成される。
【0062】
整流板72の形状を蓋体62の内径に適合するように形成し,整流板72の外縁部の同一半径上に,複数の通気孔74を等間隔で設けるようにしたので,ウェハW中心部から外縁部に向かって流速の同じ均一な気流が形成される。
【0063】
蓋体62に凸部66を設けたので,整流板72を蓋体62に連動させて上下動させることができる。これによってウェハWを減圧乾燥装置33に搬送する際に,ウェハWと整流板72とが干渉することを回避できる。また,処理室Sが形成される際には,整流板72の凸部66による支持が解除され,整流板72と蓋体62とが非接触の状態になるので,蓋体62によって整流板72の平行性が害されることが防止される。
【0064】
整流板72の下面に表面加工を施したので,気流が整流板72の下面に沿ってスムーズに流れ,安定した気流が形成される。これによって,気流によって左右されるウェハWの減圧乾燥が適切に行われる。また,整流板72の材質に温度伝導率の低い高密度ポリエチレン又は石英を使用したので,整流板72からの熱の輻射が低減され,ウェハWを適切な温度に維持することができる。なお,整流板72の材質は,高密度ポリエチレンや石英に限らず,温度伝導率が1×10−8〜1×10−4m2/sec以下の他の材質であってよい。
【0065】
以上の実施の形態では,整流板72の下面に支持部材73を取り付けたが,支持部材73を載置台61側に取り付けるようにしてもよい。
【0066】
また,図8に示すように載置台61に支持部材73の下部を受容する凹部90を設けるようにしてもよい。このように凹部90を設けることによって,支持部材73を適切な位置にアライメントすることができる。また,凹部90を支持部材73に適合する形状に設けることによって,支持部材73の位置がずれることが防止できる。これによって,整流板72の位置が安定し,ウェハWと整流板72との間に安定した適切な気流が形成される。
【0067】
また,図9に示すように凹部90に,当該凹部90内の雰囲気を排気する排気管91を設けるようにしてもよい。これによって,支持部材73と凹部90との接触によって発生する塵埃等を排気し,当該塵埃によってウェハWが汚染されることが防止される。
【0068】
前記実施の形態で記載した蓋体62の凸部66は,環状に設けられていたが,図10に示すように蓋体62の内側に突出した凸部95を所定箇所に複数設けるようにしてもよい。これによって,蓋体62と整流板72との接触面積が減少され,当該接触によって発生する不純物が低減できる。
【0069】
また,前記実施の形態で記載した整流板62の通気孔74の形状は,円形であったが,他の形状,例えばスリット形状や円弧形状であってもよい。
【0070】
上述の実施の形態では,整流板72を支持部材73によって支持していたが,整流板72の上面に,蓋体が整流板72を吊り下げるための吊り下げ支持部材を設け,当該吊り下げ支持部材に係止部を設け,さらに蓋体に当該係止部を係止する被係止部を設けるようにしてもよい。以下,かかる構成を採用した例を第2の実施の形態として説明する。
【0071】
図11に示すように,整流板72の上面に,整流板72を吊り下げるための吊り下げ支持部材100を取り付ける。当該吊り下げ支持部材100の上端部に,外方に凸状に突出した係止部101を設ける。また,蓋体102の当該係止部101に対向する位置に,係止部101が上下方向に移動可能な大きさの穴103を設ける。穴103の開口部に,内側に凸状に突出した被係止部104を設ける。当該被係止部104は,穴103内の係止部101を係止することができる。吊り下げ支持部材100の長さは,蓋体102が下降し,処理室Sが形成された際に,係止部101と被係止部104との係止が解除された状態になるようにする。なお,他の構成は,上述の第1の実施の形態と同様である。
【0072】
そして,ウェハWが減圧乾燥装置33に搬送される際に,蓋体102が上昇された時には,図12に示すように吊り下げ支持部材100の係止部101が被係止部104に係止され,吊り下げ支持部材100によって整流板72が上昇される。そして,ウェハWが載置台61上に載置されると,蓋体102が下降され,整流板72も下降される。蓋体102が下降して処理室Sが形成された時には,整流板72が支持部材73を介して載置台61上に載置され,吊り下げ支持部材100の係止部101と被係止部104との係止が解除される。
【0073】
かかる第2の実施の形態によれば,ウェハWが減圧乾燥装置33に搬入出される際に,整流板72が上方に退避できるので,ウェハWと整流板72との接触を回避することができる。また,整流板72が支持部材73を介して載置台61上に載置された際には,係止部101と被係止部104との係止が解除されるため,整流板72の平行が蓋体102によって妨げられない。
【0074】
第2の実施の形態において,前記蓋体102に設けられた穴103に,当該穴103内の雰囲気を排気する排気管を設けるようにしてもよい。これによって,係止部101と被係止部104との接触によって発生するパーティクル等を排気し,当該不純物によってウェハWが汚染されることを防止できる。
【0075】
以上の実施の形態で記載した支持部材73を取り外し自在にしてもよい。かかる場合,例えば図13に示すように整流板115の下面側には,支持部材116が挿入自在な有底孔117が設けられる。有底孔117の内周面には,当該有底孔117内の中心方向に付勢されたストッパ118が設けられている。ストッパ118は,先端部に球形部118aを有し,例えばバネ119によって付勢されている。また,支持部材116の外周は,有底孔117に適合した外形を有し,支持部材116の外周の一部には,ストッパ118の球形部118aが入り込むことのできる環状で略V字形状の溝120が設けられる。
【0076】
そして,支持部材116を取り付ける際には,支持部材116を有底孔117内に挿入し,ストッパ118の球形部118aを溝120に入り込ませる。これによって,支持部材116がストッパ118によって係止される。一方,支持部材116を取り外す際には,支持部材116を有底孔117内から引き出すことによって,ストッパ118の球形部118aがバネ119側に押され,ストッパ118による係止が解除される。かかる構成によって,支持部材116が整流板115に取り外し自在となり,長さの異なる支持部材116に交換することによって,整流板115とウェハWとの距離を変更し,気流の流速を変更することができる。したがって,ウェハWのレシピにあった気流を形成することができ,ウェハW上に適切なレジスト膜が形成される。
【0077】
また,このようにストッパ118の球形部118aをV字形状の溝120に入り込ませて支持部材116を係止する場合には,ストッパ118が溝120に完全に固定されないため,ストッパ118と溝120との間に若干の遊びが生じ,小さな外力によっても整流板115が動く恐れがある。そこで,図14に示すように,蓋体62の上面に,整流板115を上方から下方に向けて押圧する弾性部材,例えばスプリング125を設けるようにしてもよい。スプリング125は複数設けられ,整流板115の平行を保つように蓋体62の上面において均等に配置される。この場合,蓋体62がスプリング125の反力によって浮き上がらないようなスプリング125を用いる。すなわち,スプリング125の反力に等しいスプリング125の整流板115を押しつける力よりも,昇降機構63によって蓋体62を下降させる力の方が大きくなるようなバネ定数,数,長さ等を有するスプリング125を用いる。
【0078】
かかる構成によって,蓋体62が下降した際に,スプリング125によって整流板115が下方に押しつけられ,整流板115の微動が防止される。また,スプリング125によって整流板115を押しつけるため,万一蓋体62が傾いた場合でも,スプリング125によって傾きが緩和され,整流板115の平行が確保される。なお,スプリング125の数量は単数でもよく,その場合には,スプリング125は蓋体62の中央部に設けられる。
【0079】
以上の実施の形態では,昇降ピン78が移動するための貫通孔80を載置台61の中央部に設けていたが,載置台61上のウェハWの外縁部に対応する位置に設けるようにしてもよい。このような場合,例えば図15に示すように孔としての貫通孔130をプロキシミティピン77と干渉しない位置で,ウェハWの外縁部に対応する位置に配置する。これによって,載置台61上で温度の異なる貫通孔130が,製品として使用されないウェハWの外縁部の位置に設けられるため,製品として使用される部分におけるウェハW面内温度の均一性が向上される。
【0080】
また,貫通孔130を載置台61上のウェハWの外縁部に対向する位置に設けた場合に,搬送アームとしての主搬送装置13と昇降ピン78とが干渉しないように,貫通孔を配置し,主搬送装置13のアーム部に切り欠き部を設けるようにしてよい。
【0081】
このような場合,例えば図16に示すように,3つの貫通孔135,136及び137のうちの貫通孔135を,載置台61上のウェハWの外縁部に対向する位置であって,主搬送装置13に最も近い位置に設ける。そして,貫通孔136と貫通孔137を,載置台61上のウェハWの外縁部に対向する位置であって,主搬送装置13の反対側の位置に設ける。
【0082】
一方,主搬送装置13のアーム部13aは,先端が略C型形状に形成されており,ウェハWの外縁部を支持してウェハWを搬送できるようになっている。当該アーム部13aには,貫通孔135から突出する昇降ピン78と干渉しないように切り欠き部13bを設ける。切り欠き部13bは,アーム部13aが載置台61上に位置した時に貫通孔135に対向する位置に設けられる。アーム部13aの先端部には,前記貫通孔136及び137から突出する昇降ピン78に干渉しないように空隙部Kが設けられる。これによって,主搬送装置13が載置台61上に進入した際に,貫通孔135から突出する昇降ピン78は,切り欠き部13b内に位置し,他の昇降ピン78は,アーム部13aの空隙部K内に位置する。したがって,貫通孔135,136及び137を載置台61上のウェハWの外縁部に対向する位置に設けた場合においても,主搬送装置13が昇降ピン78と干渉することなく,ウェハWの搬送を好適に行うことができる。
【0083】
前記の実施の形態における整流板72の材質に,多孔性を有するもの,例えばポーラス材を用いてもよい。このように,整流板72の材質を多孔性を有するものにすることによって,図17に示すように整流板72とウェハWとの間に形成される気流の一部が整流板72内を通過するようになる。これによって,ウェハW外縁部で集中して行われていたレジスト液の溶剤の蒸発がウェハW面内全面で行われるようになる。このため,ウェハW上のレジスト液がウェハW外縁部に流れては蒸発されることが抑制されるため,ウェハW外縁部に形成されるレジスト膜の盛り上がりが抑制される。
【0084】
また,以上で説明した実施の形態は,半導体ウェハデバイス製造プロセスのフォトリソグラフィー工程におけるウェハの減圧乾燥装置について適用したものであったが,本発明は半導体ウェハ以外の基板例えばLCD基板,フォトマスク用のガラス基板の減圧乾燥装置においても適用できる。
【0085】
【発明の効果】
本発明によれば,基板上に均一な気流が形成されるため,当該気流によって基板上の塗布膜が均一な厚みに平坦化される。したがって,基板上に所定膜厚の塗布膜が形成され,歩留まりの向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態にかかる減圧乾燥装置を搭載した塗布現像処理システムの構成の概略を示す平面図である。
【図2】図1の塗布現像処理システムの正面図である。
【図3】図1の塗布現像処理システムの背面図である。
【図4】減圧乾燥装置の構成を示す縦断面の説明図である。
【図5】整流板の斜視図である。
【図6】蓋体と蓋体内の整流板を示す蓋体の横断面の説明図である。
【図7】蓋体が上昇した時の減圧乾燥装置の縦断面の説明図である。
【図8】支持部材の凹部を設けた場合の減圧乾燥装置の縦断面の説明図である。
【図9】図8の凹部に排気管を設けた場合の載置台の縦断面の説明図である。
【図10】蓋体の他の構成例を示す蓋体の横断面の説明図である。
【図11】整流板を吊り下げ支持部材で支持する場合の減圧乾燥装置の縦断面の説明図である。
【図12】図11の減圧乾燥装置であって蓋体を上昇させた時の縦断面の説明図である。
【図13】支持部材が取り外し可能な場合の整流板の縦断面の説明図である。
【図14】蓋体にスプリングを設けた場合の減圧乾燥装置の概略を示す縦断面の説明図である。
【図15】貫通孔をウェハの外縁部に対向する位置に設けた場合の減圧乾燥装置の縦断面の説明図である。
【図16】搬送アームと貫通孔との位置関係を示す載置台の平面図である。
【図17】整流板に多孔性を有する材質を使用した場合の気流の流れを示す減圧乾燥装置の縦断面の説明図である。
【符号の説明】
1 塗布現像処理システム
33 減圧乾燥装置
60 チャンバ
61 載置台
62 蓋体
66 凸部
67 排気管
68 吸引ポンプ
72 整流板
73 支持部材
74 通気孔
78 昇降ピン
S 処理室
W ウェハ
Claims (16)
- 基板を処理する処理装置であって,
基板を収容し,気密に閉鎖可能な処理室を形成するチャンバと,
前記処理室の雰囲気を前記チャンバの上部から排気して,当該処理室を減圧させるための排気部と,
前記減圧する際に前記処理室内に形成される気流を制御する整流板とを有し,
前記チャンバは,基板を載置する載置台と,当該載置台上の基板を上方から覆って前記載置台と一体となって処理室を形成する,下面が開口した略円筒状の蓋体とを有し,
前記整流板の下面は,平坦に形成されており,
前記チャンバ内には,前記整流板を前記載置台に対して平行になるように支持する支持部材が設けられ,
前記整流板は,前記蓋体の内径とほぼ同一径を有する円盤形状を有し,蓋体の内側に配置され,
前記整流板には,減圧の際に整流板の下側の雰囲気を整流板の上側に流す複数の通気孔が同一円周上に設けられており,
前記通気孔は,平面から見て前記載置台上の基板の外方に設けられていることを特徴とする,基板の処理装置。 - 基板を処理する処理装置であって,
基板を収容し,気密に閉鎖可能な処理室を形成するチャンバと,
前記処理室の雰囲気を前記チャンバの上部から排気して,当該処理室を減圧させるための排気部と,
前記減圧する際に前記処理室内に形成される気流を制御する整流板とを有し,
前記チャンバは,基板を載置する載置台と,当該載置台上の基板を上方から覆って前記載置台と一体となって処理室を形成する,下面が開口した略円筒状の蓋体とを有し,
前記整流板の下面は,平坦に形成されており,
前記チャンバ内には,前記整流板を前記載置台に対して平行になるように支持する支持部材が設けられ,
前記蓋体は,前記整流板を支持した状態で上下動可能であり,
前記整流板の下面には,3以上の支持部材が取り付けられており,
前記整流板は,前記蓋体が下降した際に,前記支持部材を介して前記載置台上に載置されることを特徴とする,基板の処理装置。 - 基板を処理する処理装置であって,
基板を収容し,気密に閉鎖可能な処理室を形成するチャンバと,
前記処理室の雰囲気を前記チャンバの上部から排気して,当該処理室を減圧させるための排気部と,
前記減圧する際に前記処理室内に形成される気流を制御する整流板とを有し,
前記チャンバは,基板を載置する載置台と,当該載置台上の基板を上方から覆って前記載置台と一体となって処理室を形成する,下面が開口した略円筒状の蓋体とを有し,
前記整流板の下面は,平坦に形成されており,
前記チャンバ内には,前記整流板を前記載置台に対して平行になるように支持する支持部材が設けられ,
前記蓋体には,当該蓋体を昇降させる昇降機構が取り付けられ,
前記蓋体の内側部には,内側に突出する凸部が設けられており,
前記整流板の外縁部は,前記凸部上に支持可能に構成されていることを特徴とする,基板の処理装置。 - 基板を処理する処理装置であって,
基板を収容し,気密に閉鎖可能な処理室を形成するチャンバと,
前記処理室の雰囲気を前記チャンバの上部から排気して,当該処理室を減圧させるための排気部と,
前記減圧する際に前記処理室内に形成される気流を制御する整流板とを有し,
前記チャンバは,基板を載置する載置台と,当該載置台上の基板を上方から覆って前記載置台と一体となって処理室を形成する,下面が開口した略円筒状の蓋体とを有し,
前記整流板の下面は,平坦に形成されており,
前記チャンバ内には,前記整流板を前記載置台に対して平行になるように支持する支持部材が設けられ,
前記載置台には,前記支持部材の下部を受容する凹部が設けられていることを特徴とする,基板の処理装置。 - 前記凹部内の雰囲気を排気するための排気管を有することを特徴とする,請求項4に記載の基板の処理装置。
- 基板を処理する処理装置であって,
基板を収容し,気密に閉鎖可能な処理室を形成するチャンバと,
前記処理室の雰囲気を前記チャンバの上部から排気して,当該処理室を減圧させるための排気部と,
前記減圧する際に前記処理室内に形成される気流を制御する整流板とを有し,
前記チャンバは,基板を載置する載置台と,当該載置台上の基板を上方から覆って前記載置台と一体となって処理室を形成する,下面が開口した略円筒状の蓋体とを有し,
前記整流板の下面は,平坦に形成されており,
前記チャンバ内には,前記整流板を前記載置台に対して平行になるように支持する支持部材が設けられ,
前記支持部材は,前記整流板から取り外し自在に構成されていることを特徴とする,基板の処理装置。 - 前記整流板は,前記支持部材を挿入自在な有底孔を有し,
前記有底孔は,当該有底孔の内周面から有底孔内に付勢されたストッパを有し,
前記ストッパは,少なくとも一部に球形部を有し,
前記支持部材の外周には,前記ストッパの球形部が入り込む,環状で略V字形状の溝が設けられていることを特徴とする,請求項6に記載の基板の処理装置。 - 前記蓋体には,前記整流板を上方から下方に向けて押圧する弾性部材が設けられていることを特徴とする,請求項7に記載の基板の処理装置。
- 基板を処理する処理装置であって,
基板を収容し,気密に閉鎖可能な処理室を形成するチャンバと,
前記処理室の雰囲気を前記チャンバの上部から排気して,当該処理室を減圧させるための排気部と,
前記減圧する際に前記処理室内に形成される気流を制御する整流板とを有し,
前記チャンバは,基板を載置する載置台と,当該載置台上の基板を上方から覆って前記載置台と一体となって処理室を形成する,下面が開口した略円筒状の蓋体とを有し,
前記整流板の下面は,平坦に形成されており,
前記チャンバ内には,前記整流板を前記載置台に対して平行になるように支持する支持部材が設けられ,
前記載置台には,基板を昇降させる昇降ピンが上下に移動するための孔が設けられており,
前記孔は,前記載置台上の基板の外縁部に対応する位置に設けられていることを特徴とする,基板の処理装置。 - 基板を処理する処理装置であって,
基板を収容し,気密に閉鎖可能な処理室を形成するチャンバと,
前記処理室の雰囲気を前記チャンバの上部から排気して,当該処理室を減圧させるための排気部と,
前記減圧する際に前記処理室内に形成される気流を制御する整流板とを有し,
前記チャンバは,基板を載置する載置台と,当該載置台上の基板を上方から覆って前記載置台と一体となって処理室を形成する,下面が開口した略円筒状の蓋体とを有し,
前記整流板の下面は,平坦に形成されており,
前記チャンバ内には,前記整流板を前記載置台に対して平行になるように支持する支持部材が設けられ,
前記整流板の材質は,高密度ポリエチレン又は石英であることを特徴とする,基板の処理装置。 - 基板を処理する処理装置であって,
基板を収容し,気密に閉鎖可能な処理室を形成するチャンバと,
前記処理室の雰囲気を前記チャンバの上部から排気して,当該処理室を減圧させるための排気部と,
前記減圧する際に前記処理室内に形成される気流を制御する整流板とを有し,
前記チャンバは,基板を載置する載置台と,当該載置台上の基板を上方から覆って前記載置台と一体となって処理室を形成する,下面が開口した略円筒状の蓋体とを有し,
前記整流板の下面は,平坦に形成されており,
前記チャンバ内には,前記整流板を前記載置台に対して平行になるように支持する支持部材が設けられ,
整流板の材質には,多孔性を有するものが用いられていることを特徴とする,基板の処理装置。 - 前記整流板は,前記蓋体の内径とほぼ同一径を有する円盤形状を有し,
前記整流板には,複数の通気孔が同一円周上に設けられており,
前記通気孔は,平面から見て前記載置台上の基板の外方に設けられていることを特徴とする,請求項2〜11のいずれかに記載の基板の処理装置。 - 前記蓋体を昇降させる昇降機構を有し,
前記整流板の上面には,前記蓋体が前記整流板を吊り下げるための吊り下げ支持部材が取り付けられており,
前記吊り下げ支持部材には,係止部が設けられており,
前記蓋体には,前記係止部を係止する被係止部が設けられていることを特徴とする,請求項1,2,4〜11のいずれかに記載の基板の処理装置。 - 前記係止部は,水平方向に突出する凸形状を有し,
前記蓋体には,前記係止部が上下に移動可能な穴が設けられており,
前記被係止部は,前記穴内に水平に突出する凸形状を有し,
更に,前記吊り下げ支持部材は,前記蓋体が下降し前記処理室が形成された際に,前記係止部と前記被係止部との係止が解除された状態になるように形成されていることを特徴とする,請求項13に記載の基板の処理装置。 - 前記穴内の雰囲気を排気するための排気管を有することを特徴とする,請求項14に記載の基板の処理装置。
- 請求項9の基板の処理装置に基板を搬送する搬送アームであって,
基板の外縁部を支持するアーム部を有し,
前記アーム部には,前記昇降ピンに干渉しないように切り欠きが設けられていることを特徴とする,搬送アーム。
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