JP4699227B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

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Description

本発明は、基板の処理を行う基板処理装置および基板処理方法に関する。
半導体基板、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板等の各種基板に種々の処理を行うために、基板処理装置が用いられている。
このような基板処理装置では、一般に、一枚の基板に対して複数の異なる処理が連続的に行われる。特許文献1に記載された基板処理装置は、インデクサブロック、反射防止膜用処理ブロック、レジスト膜用処理ブロック、現像処理ブロックおよびインターフェイスブロックにより構成される。インターフェイスブロックに隣接するように、基板処理装置とは別体の外部装置である露光装置が配置される。
上記の基板処理装置においては、インデクサブロックから搬入される基板は、反射防止膜用処理ブロックおよびレジスト膜用処理ブロックにおいて反射防止膜の形成およびレジスト膜の塗布処理が行われた後、インターフェイスブロックを介して露光装置へと搬送される。露光装置において基板上のレジスト膜に露光処理が行われた後、基板はインターフェイスブロックを介して現像処理ブロックへ搬送される。現像処理ブロックにおいて基板上のレジスト膜に現像処理が行われることによりレジストパターンが形成された後、基板はインデクサブロックへと搬送される。
近年、デバイスの高密度化および高集積化に伴い、レジストパターンの微細化が重要な課題となっている。従来の一般的な露光装置においては、レチクルのパターンを投影レンズを介して基板上に縮小投影することによって露光処理が行われていた。しかし、このような従来の露光装置においては、露光パターンの線幅は露光装置の光源の波長によって決まるため、レジストパターンの微細化に限界があった。
そこで、露光パターンのさらなる微細化を可能にする投影露光方法として、液浸法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。特許文献2の投影露光装置においては、投影光学系と基板との間に液体(液浸液)が満たされており、基板表面における露光光を短波長化することができる。それにより、露光パターンのさらなる微細化が可能となる。
しかしながら、上記特許文献2の投影露光装置においては、レジスト膜と液体とが接触した状態で露光処理が行われるので、レジスト中で発生した酸が液体中へ溶出し、レジスト膜の形状不良が発生する場合がある。
そこで、例えば、特許文献3のレジストパターン形成方法においては、レジストパターンの形状不良を防止するために、レジスト膜上にレジスト保護膜を形成している。
特開2003−324139号公報 国際公開第99/49504号パンフレット 特開2005−109146号公報
ところで、上記特許文献3に記載されている方法においては、基板を回転させながら基板上に保護膜水溶液を供給することにより所定の膜厚の保護膜を形成している。そのため、保護膜水溶液に対するレジスト膜の濡れ性が悪い場合には、基板の回転力および遠心力により多量の保護膜水溶液が飛散する。その結果、保護膜を形成するために多量の保護膜水溶液が必要になり、コストが増加する。
本発明の目的は、低コストで感光性膜を保護する保護膜を形成することができる基板処理装置および基板処理方法を提供することである。
(1)第1の発明に係る基板処理装置は、液浸露光装置による露光処理前の基板に所定の処理を行う基板処理装置であって、基板に感光性膜を形成する感光性膜形成ユニットと、感光性膜形成ユニットによる感光性膜の形成後に感光性膜を保護する保護膜を処理液を用いて形成する保護膜形成ユニットとを備え、保護膜形成ユニットは、各々異なる有機溶媒または保護膜の処理液を基板に供給する複数の供給手段を含み、複数の供給手段のうち一の供給手段から有機溶媒を供給した後に他の供給手段から保護膜の処理液を供給することにより感光性膜上に保護膜を形成するものである。
この基板処理装置においては、感光性膜形成ユニットにより基板上に感光性膜が形成された後、保護膜形成ユニットにより感光性膜を保護する保護膜が処理液を用いて形成される。
ここで、保護膜形成ユニットにおいては、まず、複数の供給手段のうち一の供給手段により、感光性膜上に有機溶媒が供給される。その後、複数の供給手段のうち他の供給手段により、有機溶媒が供給された感光性膜上に保護膜の処理液が供給される。
この場合、感光性膜上に有機溶媒を予め供給することにより、感光性膜と保護膜の処理液との濡れ性が向上する。それにより、保護膜の成膜時に、基板上から飛散する処理液の量を低減することができる。その結果、基板に保護膜を塗布する際に使用される処理液の量を低減することができ、コストを低減することができる。
また、複数の供給手段は、各々異なる有機溶媒または保護膜の処理液を供給することができる。つまり、複数の有機溶媒から選択された一の有機溶媒、および複数の処理液から選択された一の処理液を基板に供給することができる。この場合、基板の処理条件に応じて、基板に供給する有機溶媒および処理液を選択することができる。それにより、感光性膜と処理液との濡れ性を確実に向上させることができる。
また、複数の供給手段を備えているので、供給する有機溶媒および保護膜の処理液が変更されても、それら有機溶媒および処理液を入れ替える必要がない。それにより、作業性が向上するとともに、スループットが向上する。
(2)一の供給手段から供給される有機溶媒の成分は、感光性膜形成ユニットにより形成される感光性膜の成分に応じて決定されてもよい。
この場合、感光性膜と処理液との濡れ性を確実に向上させることができる。
(3)一の供給手段から供給される有機溶媒は、他の供給手段から供給される処理液の主溶媒であってもよい。
この場合、感光性膜と処理液との濡れ性をより確実に向上させることができる。
(4)他の供給手段から供給される処理液の成分は、液浸露光装置において用いられる液体の成分に応じて決定されてもよい。
この場合、感光性膜と処理液との濡れ性を向上させるとともに、露光装置において液体により保護膜が劣化することを確実に防止することができる。それにより、低コストで基板の処理不良および露光装置の汚染を防止することができる。
(5)第2の発明に係る基板処理方法は、液浸露光装置による露光処理前の基板に所定の処理を行う基板処理方法であって、基板に感光性膜を形成する工程と、感光性膜の形成後に複数の有機溶媒のうち一の有機溶媒を選択し、基板に選択された有機溶媒を供給する工程と、有機溶媒の供給後に複数の保護膜の処理液のうち一の処理液を選択し、基板に選択された処理液を供給することにより感光性膜上に保護膜を形成する工程とを備えるものである。
この基板処理方法においては、基板上に感光性膜が形成された後、複数の有機溶媒のうち選択された一の有機溶媒が感光性膜上に供給される。その後、複数の処理液のうち選択された一の処理液を感光性膜上に供給することにより保護膜が形成される。
この場合、感光性膜上に有機溶媒を予め供給することにより、感光性膜と保護膜の処理液との濡れ性が向上する。それにより、保護膜の成膜時に、基板上から飛散する処理液の量を低減することができる。その結果、基板に保護膜を塗布する際に使用される処理液の量を低減することができ、コストを低減することができる。
また、複数の有機溶媒から選択された一の有機溶媒、および複数の処理液から選択された一の処理液を基板に供給することができる。この場合、基板の処理条件に応じて、基板に供給する有機溶媒および処理液を選択することができる。それにより、感光性膜と処理液との濡れ性を確実に向上させることができる。
また、複数の供給手段を備えているので、供給する有機溶媒および保護膜の処理液が変更されても、それら有機溶媒および処理液を入れ替える必要がない。それにより、作業性が向上するとともに、スループットが向上する。
また、供給する有機溶媒および保護膜の処理液が変更されても、それら有機溶媒および処理液を入れ替える必要がない。それにより、作業性が向上するとともに、スループットが向上する。
本発明によれば、感光性膜上に有機溶媒を予め供給することにより、感光性膜と保護膜の処理液との濡れ性が向上する。それにより、保護膜の成膜時に、基板上から飛散する処理液の量を低減することができる。その結果、基板に保護膜を塗布する際に使用される処理液の量を低減することができ、コストを低減することができる。
また、複数の有機溶媒から選択された一の有機溶媒、および複数の処理液から選択された一の処理液を基板に供給することができる。この場合、基板の処理条件に応じて、基板に供給する有機溶媒および処理液を選択することができる。それにより、感光性膜と処理液との濡れ性を確実に向上させることができる。
また、複数の供給手段を備えているので、供給する有機溶媒および保護膜の処理液が変更されても、それら有機溶媒および処理液を入れ替える必要がない。それにより、作業性が向上するとともに、スループットが向上する。
また、供給する有機溶媒および保護膜の処理液が変更されても、それら有機溶媒および処理液を入れ替える必要がない。それにより、作業性が向上するとともに、スループットが向上する。
以下、本発明の実施の形態に係る基板処理装置について図面を用いて説明する。以下の説明において、基板とは、半導体基板、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板等をいう。
(1)基板処理装置の構成
図1は、本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の平面図である。なお、図1ならびに後述する図2〜図8には、位置関係を明確にするために互いに直交するX方向、Y方向およびZ方向を示す矢印を付している。X方向およびY方向は水平面内で互いに直交し、Z方向は鉛直方向に相当する。なお、各方向において矢印が向かう方向を+方向、その反対の方向を−方向とする。また、Z方向を中心とする回転方向をθ方向としている。
図1に示すように、基板処理装置500は、インデクサブロック9、反射防止膜用処理ブロック10、レジスト膜用処理ブロック11、現像処理ブロック12、レジストカバー膜用処理ブロック13、レジストカバー膜除去ブロック14およびインターフェースブロック15を含む。また、インターフェースブロック15に隣接するように露光装置16が配置される。露光装置16においては、液浸法により基板Wに露光処理が行われる。
以下、インデクサブロック9、反射防止膜用処理ブロック10、レジスト膜用処理ブロック11、現像処理ブロック12、レジストカバー膜用処理ブロック13、レジストカバー膜除去ブロック14およびインターフェースブロック15の各々を処理ブロックと呼ぶ。
インデクサブロック9は、各処理ブロックの動作を制御するメインコントローラ(制御部)30、複数のキャリア載置台40およびインデクサロボットIRを含む。インデクサロボットIRには、基板Wを受け渡すためのハンドIRHが設けられる。
反射防止膜用処理ブロック10は、反射防止膜用熱処理部100,101、反射防止膜用塗布処理部50および第1のセンターロボットCR1を含む。反射防止膜用塗布処理部50は、第1のセンターロボットCR1を挟んで反射防止膜用熱処理部100,101に対向して設けられる。第1のセンターロボットCR1には、基板Wを受け渡すためのハンドCRH1,CRH2が上下に設けられる。
インデクサブロック9と反射防止膜用処理ブロック10との間には、雰囲気遮断用の隔壁17が設けられる。この隔壁17には、インデクサブロック9と反射防止膜用処理ブロック10との間で基板Wの受け渡しを行うための基板載置部PASS1,PASS2が上下に近接して設けられる。上側の基板載置部PASS1は、基板Wをインデクサブロック9から反射防止膜用処理ブロック10へ搬送する際に用いられ、下側の基板載置部PASS2は、基板Wを反射防止膜用処理ブロック10からインデクサブロック9へ搬送する際に用いられる。
また、基板載置部PASS1,PASS2には、基板Wの有無を検出する光学式のセンサ(図示せず)が設けられている。それにより、基板載置部PASS1,PASS2において基板Wが載置されているか否かの判定を行うことが可能となる。また、基板載置部PASS1,PASS2には、固定設置された複数本の支持ピンが設けられている。なお、上記の光学式のセンサおよび支持ピンは、後述する基板載置部PASS3〜PASS13にも同様に設けられる。
レジスト膜用処理ブロック11は、レジスト膜用熱処理部110,111、レジスト膜用塗布処理部60および第2のセンターロボットCR2を含む。レジスト膜用塗布処理部60は、第2のセンターロボットCR2を挟んでレジスト膜用熱処理部110,111に対向して設けられる。第2のセンターロボットCR2には、基板Wを受け渡すためのハンドCRH3,CRH4が上下に設けられる。
反射防止膜用処理ブロック10とレジスト膜用処理ブロック11との間には、雰囲気遮断用の隔壁18が設けられる。この隔壁18には、反射防止膜用処理ブロック10とレジスト膜用処理ブロック11との間で基板Wの受け渡しを行うための基板載置部PASS3,PASS4が上下に近接して設けられる。上側の基板載置部PASS3は、基板Wを反射防止膜用処理ブロック10からレジスト膜用処理ブロック11へ搬送する際に用いられ、下側の基板載置部PASS4は、基板Wをレジスト膜用処理ブロック11から反射防止膜用処理ブロック10へ搬送する際に用いられる。
現像処理ブロック12は、現像用熱処理部120,121、現像処理部70および第3のセンターロボットCR3を含む。現像処理部70は、第3のセンターロボットCR3を挟んで現像用熱処理部120,121に対向して設けられる。第3のセンターロボットCR3には、基板Wを受け渡すためのハンドCRH5,CRH6が上下に設けられる。
レジスト膜用処理ブロック11と現像処理ブロック12との間には、雰囲気遮断用の隔壁19が設けられる。この隔壁19には、レジスト膜用処理ブロック11と現像処理ブロック12との間で基板Wの受け渡しを行うための基板載置部PASS5,PASS6が上下に近接して設けられる。上側の基板載置部PASS5は、基板Wをレジスト膜用処理ブロック11から現像処理ブロック12へ搬送する際に用いられ、下側の基板載置部PASS6は、基板Wを現像処理ブロック12からレジスト膜用処理ブロック11へ搬送する際に用いられる。
レジストカバー膜用処理ブロック13は、レジストカバー膜用熱処理部130,131、レジストカバー膜用塗布処理部80および第4のセンターロボットCR4を含む。レジストカバー膜用塗布処理部80は、第4のセンターロボットCR4を挟んでレジストカバー膜用熱処理部130,131に対向して設けられる。第4のセンターロボットCR4には、基板Wを受け渡すためのハンドCRH7,CRH8が上下に設けられる。
現像処理ブロック12とレジストカバー膜用処理ブロック13との間には、雰囲気遮断用の隔壁20が設けられる。この隔壁20には、現像処理ブロック12とレジストカバー膜用処理ブロック13との間で基板Wの受け渡しを行うための基板載置部PASS7,PASS8が上下に近接して設けられる。上側の基板載置部PASS7は、基板Wを現像処理ブロック12からレジストカバー膜用処理ブロック13へ搬送する際に用いられ、下側の基板載置部PASS8は、基板Wをレジストカバー膜用処理ブロック13から現像処理ブロック12へ搬送する際に用いられる。
レジストカバー膜除去ブロック14は、露光後ベーク用熱処理部140,141、レジストカバー膜除去用処理部90および第5のセンターロボットCR5を含む。露光後ベーク用熱処理部141はインターフェースブロック15に隣接し、後述するように、基板載置部PASS11,PASS12を備える。レジストカバー膜除去用処理部90は、第5のセンターロボットCR5を挟んで露光後ベーク用熱処理部140,141に対向して設けられる。第5のセンターロボットCR5には、基板Wを受け渡すためのハンドCRH9,CRH10が上下に設けられる。
レジストカバー膜用処理ブロック13とレジストカバー膜除去ブロック14との間には、雰囲気遮断用の隔壁21が設けられる。この隔壁21には、レジストカバー膜用処理ブロック13とレジストカバー膜除去ブロック14との間で基板Wの受け渡しを行うための基板載置部PASS9,PASS10が上下に近接して設けられる。上側の基板載置部PASS9は、基板Wをレジストカバー膜用処理ブロック13からレジストカバー膜除去ブロック14へ搬送する際に用いられ、下側の基板載置部PASS10は、基板Wをレジストカバー膜除去ブロック14からレジストカバー膜用処理ブロック13へ搬送する際に用いられる。
インターフェースブロック15は、送りバッファ部SBF、第1の洗浄/乾燥処理ユニットSD1、第6のセンターロボットCR6、エッジ露光部EEW、戻りバッファ部RBF、載置兼冷却ユニットPASS−CP(以下、P−CPと略記する)、基板載置部PASS13、インターフェース用搬送機構IFRおよび第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD2を含む。なお、第1の洗浄/乾燥処理ユニットSD1は、露光処理前の基板Wの洗浄および乾燥処理を行い、第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD2は、露光処理後の基板Wの洗浄および乾燥処理を行う。第1および第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD1,SD2の詳細は後述する。
また、第6のセンターロボットCR6には、基板Wを受け渡すためのハンドCRH11,CRH12(図4参照)が上下に設けられ、インターフェース用搬送機構IFRには、基板Wを受け渡すためのハンドH1,H2(図4参照)が上下に設けられる。インターフェースブロック15の詳細については後述する。
本実施の形態に係る基板処理装置500においては、Y方向に沿ってインデクサブロック9、反射防止膜用処理ブロック10、レジスト膜用処理ブロック11、現像処理ブロック12、レジストカバー膜用処理ブロック13、レジストカバー膜除去ブロック14およびインターフェースブロック15が順に並設されている。
図2は、図1の基板処理装置500を+X方向から見た概略側面図であり、図3は、図1の基板処理装置500を−X方向から見た概略側面図である。なお、図2においては、基板処理装置500の+X側に設けられるものを主に示し、図3においては、基板処理装置500の−X側に設けられるものを主に示している。
まず、図2を用いて、基板処理装置500の+X側の構成について説明する。図2に示すように、反射防止膜用処理ブロック10の反射防止膜用塗布処理部50(図1参照)には、3個の塗布ユニットBARCが上下に積層配置されている。各塗布ユニットBARCは、基板Wを水平姿勢で吸着保持して回転するスピンチャック51およびスピンチャック51上に保持された基板Wに反射防止膜の処理液を供給する供給ノズル52を備える。
レジスト膜用処理ブロック11のレジスト膜用塗布処理部60(図1参照)には、3個の塗布ユニットRESが上下に積層配置されている。各塗布ユニットRESは、基板Wを水平姿勢で吸着保持して回転するスピンチャック61およびスピンチャック61上に保持された基板Wにレジスト膜の処理液を供給する供給ノズル62を備える。
現像処理ブロック12の現像処理部70には、5個の現像処理ユニットDEVが上下に積層配置されている。各現像処理ユニットDEVは、基板Wを水平姿勢で吸着保持して回転するスピンチャック71およびスピンチャック71上に保持された基板Wに現像液を供給する供給ノズル72を備える。
レジストカバー膜用処理ブロック13のレジストカバー膜用塗布処理部80には、3個の塗布ユニットCOVが上下に積層配置されている。塗布ユニットCOVは、基板Wを回転させながら基板W上に処理液を塗布することにより、基板W上に形成されたレジスト膜上にレジストカバー膜を形成する。塗布ユニットCOVの詳細は後述する。
レジストカバー膜除去ブロック14のレジストカバー膜除去用処理部90には、3個の除去ユニットREMが上下に積層配置されている。各除去ユニットREMは、基板Wを水平姿勢で吸着保持して回転するスピンチャック91およびスピンチャック91上に保持された基板Wに剥離液(例えばフッ素樹脂)を供給する供給ノズル92を備える。除去ユニットREMは、基板Wを回転させながら基板W上に剥離液を塗布することにより、基板W上に形成されたレジストカバー膜を除去する。
なお、除去ユニットREMにおけるレジストカバー膜の除去方法は上記の例に限定されない。例えば、基板Wの上方においてスリットノズルを移動させつつ基板W上に剥離液を供給することによりレジストカバー膜を除去してもよい。
第1のインターフェースブロック15内の+X側には、エッジ露光部EEWおよび3個の第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD2が上下に積層配置される。各エッジ露光部EEWは、基板Wを水平姿勢で吸着保持して回転するスピンチャック98およびスピンチャック98上に保持された基板Wの周縁を露光する光照射器99を備える。
次に、図3を用いて、基板処理装置500の−X側の構成について説明する。図3に示すように、反射防止膜用処理ブロック10の反射防止膜用熱処理部100,101には、2個の加熱ユニット(ホットプレート)HPおよび2個の冷却ユニット(クーリングプレート)CPがそれぞれ積層配置される。また、反射防止膜用熱処理部100,101には、最上部に加熱ユニットHPおよび冷却ユニットCPの温度を制御するローカルコントローラLCが各々配置される。
レジスト膜用処理ブロック11のレジスト膜用熱処理部110,111には、2個の加熱ユニットHPおよび2個の冷却ユニットCPがそれぞれ積層配置される。また、レジスト膜用熱処理部110,111には、最上部に加熱ユニットHPおよび冷却ユニットCPの温度を制御するローカルコントローラLCが各々配置される。
現像処理ブロック12の現像用熱処理部120,121には、2個の加熱ユニットHPおよび2個の冷却ユニットCPがそれぞれ積層配置される。また、現像用熱処理部120,121には、最上部に加熱ユニットHPおよび冷却ユニットCPの温度を制御するローカルコントローラLCが各々配置される。
レジストカバー膜用処理ブロック130,131のレジストカバー膜用熱処理部130には、2個の加熱ユニットHPおよび2個の冷却ユニットCPがそれぞれ積層配置される。また、レジストカバー膜用熱処理部130,131には、最上部に加熱ユニットHPおよび冷却ユニットCPの温度を制御するローカルコントローラLCが各々配置される。
レジストカバー膜除去ブロック14の露光後ベーク用熱処理部140には、2個の加熱ユニットHPおよび2個の冷却ユニットCPが上下に積層配置され、露光後ベーク用熱処理部141には2個の加熱ユニットHP、2個の冷却ユニットCPおよび基板載置部PASS11,PASS12が上下に積層配置される。また、露光後ベーク用熱処理部140,141には、最上部に加熱ユニットHPおよび冷却ユニットCPの温度を制御するローカルコントローラLCが各々配置される。
次に、図4を用いてインターフェースブロック15について詳細に説明する。
図4は、インターフェースブロック15を+Y側から見た概略側面図である。図4に示すように、インターフェースブロック15内において、−X側には、送りバッファ部SBFおよび3個の第1の洗浄/乾燥処理ユニットSD1が積層配置される。また、インターフェースブロック15内において、+X側の上部には、エッジ露光部EEWが配置される。
エッジ露光部EEWの下方において、インターフェースブロック15内の略中央部には、戻りバッファ部RBF、2個の載置兼冷却ユニットP−CPおよび基板載置部PASS13が上下に積層配置される。エッジ露光部EEWの下方において、インターフェースブロック15内の+X側には、3個の第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD2が上下に積層配置される。
また、インターフェースブロック15内の下部には、第6のセンターロボットCR6およびインターフェース用搬送機構IFRが設けられている。第6のセンターロボットCR6は、送りバッファ部SBFおよび第1の洗浄/乾燥処理ユニットSD1と、エッジ露光部EEW、戻りバッファ部RBF、載置兼冷却ユニットP−CPおよび基板載置部PASS13との間で上下動可能かつ回動可能に設けられている。インターフェース用搬送機構IFRは、戻りバッファ部RBF、載置兼冷却ユニットP−CPおよび基板載置部PASS13と、第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD2との間で上下動可能かつ回動可能に設けられている。
(2)基板処理装置の動作
次に、本実施の形態に係る基板処理装置500の動作について図1〜図4を参照しながら説明する。
(2−1)インデクサブロック〜レジストカバー膜除去ブロックの動作
まず、インデクサブロック9〜レジストカバー膜除去ブロック14の動作について簡単に説明する。
インデクサブロック9のキャリア載置台40の上には、複数枚の基板Wを多段に収納するキャリアCが搬入される。インデクサロボットIRは、ハンドIRHを用いてキャリアC内に収納された未処理の基板Wを取り出す。その後、インデクサロボットIRは±X方向に移動しつつ±θ方向に回転移動し、未処理の基板Wを基板載置部PASS1に載置する。
本実施の形態においては、キャリアCとしてFOUP(front opening unified pod)を採用しているが、これに限定されず、SMIF(Standard Mechanical Inter Face)ポッドや収納基板Wを外気に曝すOC(open cassette)等を用いてもよい。
さらに、インデクサロボットIR、第1〜第6のセンターロボットCR1〜CR6およびインターフェース用搬送機構IFRには、それぞれ基板Wに対して直線的にスライドさせてハンドの進退動作を行う直動型搬送ロボットを用いているが、これに限定されず、関節を動かすことにより直線的にハンドの進退動作を行う多関節型搬送ロボットを用いてもよい。
基板載置部PASS1に載置された未処理の基板Wは、反射防止膜用処理ブロック10の第1のセンターロボットCR1により受け取られる。第1のセンターロボットCR1は、その基板Wを反射防止膜用熱処理部100,101に搬入する。
その後、第1のセンターロボットCR1は、反射防止膜用熱処理部100,101から熱処理済みの基板Wを取り出し、その基板Wを反射防止膜用塗布処理部50に搬入する。この反射防止膜用塗布処理部50では、露光時に発生する低在波やハレーションを減少させるために、塗布ユニットBARCにより基板W上に反射防止膜が塗布形成される。
次に、第1のセンターロボットCR1は、反射防止膜用塗布処理部50から塗布処理済みの基板Wを取り出し、その基板Wを反射防止膜用熱処理部100,101に搬入する。その後、第1のセンターロボットCR1は、反射防止膜用熱処理部100,101から熱処理済みの基板Wを取り出し、その基板Wを基板載置部PASS3に載置する。
基板載置部PASS3に載置された基板Wは、レジスト膜用処理ブロック11の第2のセンターロボットCR2により受け取られる。第2のセンターロボットCR2は、その基板Wをレジスト膜用熱処理部110,111に搬入する。
その後、第2のセンターロボットCR2は、レジスト膜用熱処理部110,111から熱処理済みの基板Wを取り出し、その基板Wをレジスト膜用塗布処理部60に搬入する。このレジスト膜用塗布処理部60では、塗布ユニットRESにより反射防止膜が塗布形成された基板W上にレジスト膜が塗布形成される。
次に、第2のセンターロボットCR2は、レジスト膜用塗布処理部60から塗布処理済みの基板Wを取り出し、その基板Wをレジスト膜用熱処理部110,111に搬入する。その後、第2のセンターロボットCR2は、レジスト膜用熱処理部110,111から熱処理済みの基板Wを取り出し、その基板Wを基板載置部PASS5に載置する。
基板載置部PASS5に載置された基板Wは、現像処理ブロック12の第3のセンターロボットCR3により受け取られる。第3のセンターロボットCR3は、その基板Wを基板載置部PASS7に載置する。
基板載置部PASS7に載置された基板Wは、レジストカバー膜用処理ブロック13の第4のセンターロボットCR4により受け取られる。第4のセンターロボットCR4は、その基板Wをレジストカバー膜用塗布処理部80に搬入する。このレジストカバー膜用塗布処理部80では、塗布ユニットCOVによりレジスト膜が塗布形成された基板W上にレジストカバー膜(保護膜)が塗布形成される。
次に、第4のセンターロボットCR4は、レジストカバー膜用塗布処理部80から塗布処理済みの基板Wを取り出し、その基板Wをレジストカバー膜用熱処理部130,131に搬入する。その後、第4のセンターロボットCR4は、レジストカバー膜用熱処理部130,131から熱処理済みの基板Wを取り出し、その基板Wを基板載置部PASS9に載置する。
基板載置部PASS9に載置された基板Wは、レジストカバー膜除去ブロック14の第5のセンターロボットCR5により受け取られる。第5のセンターロボットCR5は、その基板Wを基板載置部PASS11に載置する。
基板載置部PASS11に載置された基板Wは、インターフェースブロック15の第6のセンターロボットCR6により受け取られ、後述するように、インターフェースブロック15および露光装置16において所定の処理が施される。インターフェースブロック15および露光装置16において基板Wに所定の処理が施された後、その基板Wは、第6のセンターロボットCR6によりレジストカバー膜除去ブロック14の露光後ベーク用熱処理部141に搬入される。
露光後ベーク用熱処理部141においては、基板Wに対して露光後ベーク(PEB)が行われる。その後、第6のセンターロボットCR6は、露光後ベーク用熱処理部141から基板Wを取り出し、その基板Wを基板載置部PASS12に載置する。
なお、本実施の形態においては露光後ベーク用熱処理部141により露光後ベークを行っているが、露光後ベーク用熱処理部140により露光後ベークを行ってもよい。
基板載置部PASS12に載置された基板Wは、レジストカバー膜除去ブロック14の第5のセンターロボットCR5により受け取られる。第5のセンターロボットCR5は、その基板Wをレジストカバー膜除去用処理部90に搬入する。レジストカバー膜除去用処理部90においては、レジストカバー膜が除去される。
次に、第5のセンターロボットCR5は、レジストカバー膜除去用処理部90から処理済みの基板Wを取り出し、その基板Wを基板載置部PASS10に載置する。
基板載置部PASS10に載置された基板Wは、レジストカバー膜用処理ブロック13の第4のセンターロボットCR4により基板載置部PASS8に載置される。
基板載置部PASS8に載置された基板Wは、現像処理ブロック12の第3のセンターロボットCR3により受け取られる。第3のセンターロボットCR3は、その基板Wを現像処理部70に搬入する。現像処理部70においては、露光された基板Wに対して現像処理が施される。
次に、第3のセンターロボットCR3は、現像処理部70から現像処理済みの基板Wを取り出し、その基板Wを現像用熱処理部120,121に搬入する。その後、第3のセンターロボットCR3は、現像用熱処理部120,121から熱処理後の基板Wを取り出し、その基板Wを基板載置部PASS6に載置する。
基板載置部PASS6に載置された基板Wは、レジスト膜用処理ブロック11の第2のセンターロボットCR2により基板載置部PASS4に載置される。基板載置部PASS4に載置された基板Wは反射防止膜用処理ブロック10の第1のセンターロボットCR1により基板載置部PASS2に載置される。
基板載置部PASS2に載置された基板Wは、インデクサブロック9のインデクサロボットIRによりキャリアC内に収納される。これにより、基板処理装置500における基板Wの各処理が終了する。
(2−2)インターフェースブロックの動作
次に、インターフェースブロック15の動作について詳細に説明する。
上述したように、インデクサブロック9に搬入された基板Wは、所定の処理を施された後、レジストカバー膜除去ブロック14(図1)の基板載置部PASS11に載置される。
基板載置部PASS11に載置された基板Wは、インターフェースブロック15の第6のセンターロボットCR6により受け取られる。第6のセンターロボットCR6は、その基板Wをエッジ露光部EEW(図4)に搬入する。このエッジ露光部EEWにおいては、基板Wの周縁部に露光処理が施される。
次に、第6のセンターロボットCR6は、エッジ露光部EEWからエッジ露光済みの基板Wを取り出し、その基板Wを第1の洗浄/乾燥処理ユニットSD1のいずれかに搬入する。第1の洗浄/乾燥処理ユニットSD1においては、上述したように露光処理前の基板Wの洗浄および乾燥処理が行われる。
ここで、露光装置16による露光処理の時間は、通常、他の処理工程および搬送工程よりも長い。その結果、露光装置16が後の基板Wの受け入れをできない場合が多い。この場合、基板Wは送りバッファ部SBF(図4)に一時的に収納保管される。本実施の形態では、第6のセンターロボットCR6は、第1の洗浄/乾燥処理ユニットSD1から洗浄および乾燥処理済みの基板Wを取り出し、その基板Wを送りバッファ部SBFに搬送する。
次に、第6のセンターロボットCR6は、送りバッファ部SBFに収納保管されている基板Wを取り出し、その基板Wを載置兼冷却ユニットP−CPに搬入する。載置兼冷却ユニットP−CPに搬入された基板Wは、露光装置16内と同じ温度(例えば、23℃)に維持される。
なお、露光装置16が十分な処理速度を有する場合には、送りバッファ部SBFに基板Wを収納保管せずに、第1の洗浄/乾燥処理ユニットSD1から載置兼冷却ユニットP−CPに基板Wを搬送してもよい。
続いて、載置兼冷却ユニットP−CPで上記所定温度に維持された基板Wが、インターフェース用搬送機構IFRの上側のハンドH1(図4)により受け取られ、露光装置16内の基板搬入部16a(図1)に搬入される。
露光装置16において露光処理が施された基板Wは、インターフェース用搬送機構IFRの下側のハンドH2(図4)により基板搬出部16b(図1)から搬出される。インターフェース用搬送機構IFRは、ハンドH2により、その基板Wを第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD2のいずれかに搬入する。第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD2においては、上述したように露光処理後の基板Wの洗浄および乾燥処理が行われる。
第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD2において洗浄および乾燥処理が施された基板Wは、インターフェース用搬送機構IFRのハンドH1(図4)により取り出される。インターフェース用搬送機構IFRは、ハンドH1により、その基板Wを基板載置部PASS13に載置する。
基板載置部PASS13に載置された基板Wは、第6のセンターロボットCR6により受け取られる。第6のセンターロボットCR6は、その基板Wをレジストカバー膜除去ブロック14(図1)の露光後ベーク用熱処理部141に搬送する。
なお、除去ユニットREM(図2)の故障等により、レジストカバー膜除去ブロック14が一時的に基板Wの受け入れをできないときは、戻りバッファ部RBFに露光処理後の基板Wを一時的に収納保管することができる。
ここで、本実施の形態においては、第6のセンターロボットCR6は、基板載置部PASS11(図1)、エッジ露光部EEW、第1の洗浄/乾燥処理ユニットSD1、送りバッファ部SBF、載置兼冷却ユニットP−CP、基板載置部PASS13および露光後ベーク用熱処理部141の間で基板Wを搬送するが、この一連の動作を短時間(例えば、24秒)で行うことができる。
また、インターフェース用搬送機構IFRは、載置兼冷却ユニットP−CP、露光装置16、第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD2および基板載置部PASS13の間で基板Wを搬送するが、この一連の動作を短時間(例えば、24秒)で行うことができる。
これらの結果、スループットを確実に向上させることができる。
(3)塗布ユニットCOV
次に、塗布ユニットCOVについて図面を用いて説明する。なお、後述するように、塗布ユニットCOVにおいては、レジスト膜とレジストカバー膜の処理液との濡れ性を向上させるために、レジストカバー膜の処理液を供給する前に、レジスト膜上に所定の有機溶媒を供給している。
(3−1)構成
図5は、塗布ユニットCOVの一例を示す平面図である。図5において、塗布ユニットCOVは、基板Wに有機溶媒または処理液を供給して回転塗布する回転処理部801、各々異なる有機溶媒または処理液を吐出する複数の供給ノズル810、供給ノズル810を把持するノズル把持部820、ノズル把持部820を鉛直方向(Z軸方向)に移動させる垂直移動部831、ノズル把持部820をX軸方向に移動させるX軸水平移動部834、ノズル把持部820をY軸方向に移動させるY軸水平移動部837および複数の供給ノズル810を収納する待機部850を備えている。
回転処理部801は、基板Wを水平姿勢で吸着保持して回転するスピンチャック803、およびスピンチャック803の周囲を取り囲み、基板Wから飛散される有機溶媒または処理液が外方へ拡散するのを防止する中空のカップ802を備えている。
図6は、供給ノズル810の断面図である。供給ノズル810は、金属製のハウジング811を備える。ハウジング811の下端には突出部812が形成されており、突出部812の先端には、ノズルチップ813がナット814により固定されている。また、ハウジング811の内部には伝熱部材815が配置されている。伝熱部材815はハウジング811の内部に収納される胴部815bと、ハウジング811の上面から突出した把持部815aとから構成されている。伝熱部材815の胴部815bはハウジング811の内面との間にドーナツ状の円筒空間811cを構成している。
処理液配管816は、樹脂チューブ等からなり、ハウジング811の側面上方に形成された貫通孔811aを通りハウジング811内に挿入され、さらに伝熱部材815の胴部815bの外表面に巻き付けられ、先端が突出部812に形成された貫通孔811bに挿入されている。また、伝熱部材815の胴部815bに巻き付けられた処理液配管816の外表面がハウジング811の内表面に接触するように、伝熱部材815の胴部815bの外径とハウジング811の内径とが調整されている。
各供給ノズル810の処理液配管816は、異なる種類の有機溶媒をそれぞれ貯留した溶媒貯留部(図示せず)、および異なる種類の処理液をそれぞれ貯留した処理液貯留部(図示せず)にそれぞれ接続されている。
伝熱部材815の把持部815aはハウジング811の上面から突出し、その側面が後述するノズル把持部820の保持アーム821(図7参照)により挟持される。そして、ノズル把持部820が伝熱部材815の把持部815aを挟持して移動することにより供給ノズル810が移動される。
伝熱部材815およびハウジング811は熱伝導性に優れ、かつ耐薬性に優れた材料、例えばステンレス等の金属材料からなる。また、伝熱部材815の把持部815aがハウジング811の上面を貫通する部分あるいは伝熱部材815の胴部815bとハウジング811との接合部分は伝熱性が低下しないように十分に接合されている。なお、伝熱部材815とハウジング811は一体に形成されてもよい。
図7(a)は、ノズル把持部の平面図であり、図7(b)は図7(a)中のB−B線断面図である。ノズル把持部820は、供給ノズル810の把持部815aを挟持する一対の挟持アーム821,821を有する。各挟持アーム821は熱伝導性に優れた金属材料、例えばステンレスからなり、先端部は、供給ノズル810の把持部815aに接触する挟持面821aおよび供給ノズル810のハウジング811上面に接触する接触面821bを有する断面L字形状に形成されている。各挟持アーム821はベース部材822の上面に形成されたレール823,823に沿ってX軸方向の互いに反対の向きにスライド移動可能に取り付けられている。
一対の挟持アーム821,821の基部側には一対の挟持アーム821を互いに反対方向に水平移動させるリンク機構824、およびリンク機構824を駆動する駆動シリンダ826が接続されている。リンク機構824は4節リンク構造を有し、リンク824aとリンク824bの連結部825がベース部材822に固定され、リンク824cとリンク824dの連結部が駆動シリンダ825のロッドに連結されている。さらに、リンク824bとリンク824dの連結部およびリンク824aとリンク824cの連結部がそれぞれ挟持アーム821,821に取り付けられている。そして、駆動シリンダ826のロッドを伸張させると、一対の挟持アーム821,821が互いに離反して供給ノズル810を開放し、駆動シリンダ826のロッドを後退させると、一対の挟持アーム821,821が互いに接近して供給ノズル810の把持部815aを挟持する。
また、一対の挟持アーム821,821の挟持面821aと反対側の表面にはペルチェ素子827が取り付けられている。また、塗布ユニットCOV内の所定の位置には、ペルチェ素子827を駆動する駆動装置864(図5参照)が設けられている。駆動装置864の動作はメインコントローラ30(図1参照)により制御される。
ペルチェ素子827は熱電冷却効果により挟持アーム821を短時間で所定の温度に設定することができる。また、ペルチェ素子827の表面にはペルチェ素子827からの発熱分を除去する冷却水を供給する冷却水循環部材828が配設されている。冷却水循環部材828の一端には内部に冷却水を送り込むための冷却水供給管829および冷却水を外方へ取り出すための冷却水排出管830が接続されている。この冷却水供給管829および冷却水排出管830は外部に設けられた冷却水供給装置(図示せず)に接続されている。
図8は、図5中における待機部850のA−A線断面図である。待機部850は、本体部851と本体部851の上面を覆う上蓋852とから構成され、待機中の複数の供給ノズル810を溶剤雰囲気に収納する。本体部851の中央下部には溶剤を保持する溶剤貯留部856が形成され、その上方には溶剤空間853が形成されている。溶剤空間853には溶剤を供給するための溶剤供給管路859が接続されている。また、本体部851におけるノズルチップ813の下方位置には、ノズルチップ813から滴下する処理液を外方へ排出するための排出管路855が接続されている。
本体部851の上部には供給ノズル810を収納するノズル収納部851aが形成されている。また、本体部851にはノズル収納部851aと溶剤空間853とを連通する連通空間854が形成されている。供給ノズル810がノズル収納部851に収納された状態で、供給ノズル810のノズルチップ813は連通空間854および溶剤空間853内に保持される。さらに、上蓋852には供給ノズル810を通過させるノズル収納口852aが形成されている。
本体部851および上蓋852の表面にはペルチェ素子857が取り付けられている。ペルチェ素子857は塗布ユニットCOV内の所定の位置に配置された駆動装置(図示せず)により駆動される。また、ペルチェ素子857の表面にはペルチェ素子857からの発熱分を除去する冷却水を供給する冷却水循環部材858が接続されている。冷却水循環部材858には、内部に冷却水を供給するための冷却水供給管860および冷却水を排出するための冷却水排出管861が接続されている。さらに、冷却水供給管860および冷却水排出管861は外部の冷却水供給装置に接続されている。
待機部850は、ペルチェ素子857により本体部851および上蓋852の温度を所定の温度に調整することで、待機部850に接している各供給ノズル810を熱伝達で温調し、これによって待機状態にある供給ノズル810内の処理液配管816に滞留している処理液を所定の温度に保持する。
さらに、図5を参照して、ノズル把持部820は、ノズル把持部820を鉛直方向(Z軸方向)に移動させる垂直移動部831に取り付けられている。垂直移動部831はノズル把持部820を支持する支持部材832と、支持部材832を昇降移動させる昇降駆動部(図示せず)とを有している。
また、昇降駆動部は、X軸水平移動部834の水平移動部材833に接続されている。水平移動部材833の一端は、X軸方向に延びる回動ねじ835に係合している。回動ねじ835は駆動モータ(図示せず)により回動される。これにより、回動ねじ835に係合した水平移動部材833がX軸方向に往復移動し、それによって垂直移動部831およびノズル把持部820がX軸方向に往復移動する。
さらに、X軸水平移動部834のスライド板836の一端はY軸方向に延びるY軸水平移動部837の回動ねじ838に係合している。回動ねじ838は駆動モータ(図示せず)により回動される。回動ねじ838の回動によりスライド板836がガイド839に沿ってY軸方向に水平移動する。これによりノズル把持部820がY軸方向に往復移動する。
(3−2)動作
次に、上記構造を有する塗布ユニットCOVの動作について図を用いて説明する。塗布ユニットCOVの動作は、図1のメインコントローラ30により制御される。図9は、メインコントローラ30の制御動作を示す概略フローチャートである。
図9に示すように、メインコントローラ30は、塗布ユニットRES(図2)において塗布されるレジスト膜に応じて、基板Wに供給する有機溶媒およびレジストカバー膜の処理液を決定する(ステップS1)。
次に、メインコントローラ30は、ステップS1において決定された有機溶媒を吐出する供給ノズル810(図5)を選択する(ステップS2)。
供給ノズル810が選択されると、垂直移動部831、X軸水平移動部834およびY軸水平移動部837により、ノズル把持部820が一対の挟持アーム821,821を開いた状態で選択された供給ノズル810の把持部815aに接近する。
このとき、制御部865は挟持アーム821に取り付けられたペルチェ素子827を駆動し、挟持アーム821,822を急冷する。同時に、挟持アーム821,821により供給ノズル810の把持部815aを挟持する。さらに、挟持した供給ノズル810を上方に持ち上げ、Y軸水平移動部837およびX軸水平移動部834により供給ノズル810を基板Wの中央上方の所定の位置に移動させる。
供給ノズル810の移動過程における処理液配管816内の有機溶媒の温度調整は以下のように行われる。すなわち、図6を参照して、供給ノズル810の把持部815aが一対の挟持アーム821,821に挟持され、ペルチェ素子827が駆動されると、挟持アーム821が所定温度、本例では雰囲気よりも低い温度に急冷され、伝熱部材815およびハウジング811の熱が挟持アーム821と伝熱部材815の把持部815aとの接触面および挟持アーム821とハウジング811の上面との接触面を通りペルチェ素子827側へ伝導される。このため、伝熱部材815の胴部815bおよびハウジング811の内面に接触した処理液配管816からも吸熱され、処理液配管816内に滞留した有機溶媒が所定温度に設定される。また、ノズルチップ813内の有機溶媒もハウジング811を通じて吸熱され、所定の温度に調整される。所定時間温度調整を行うと、ペルチェ素子827を停止する。
次に、メインコントローラ30は、供給ノズル810から有機溶媒を基板Wの表面に吐出するとともにスピンチャック803により基板Wを回転し、基板Wの表面に有機溶媒を回転塗布する(ステップS3)。
有機溶媒の吐出が終了すると、供給ノズル810は、図5の待機部850の所定位置に戻される。
次に、メインコントローラ30は、ステップS1において決定した処理液を吐出する供給ノズル810を選択する(ステップS4)。供給ノズル810が選択されると、上記有機溶媒を塗布する場合と同様に、レジストカバー膜の処理液が基板Wに塗布される(ステップS5)。
このように、塗布ユニットCOVにおいては、レジストカバー膜の処理液を基板Wに塗布する前に、有機溶媒を基板Wに塗布している。この場合、基板W上に有機溶媒を予め塗布することにより、レジスト膜とレジストカバー膜との濡れ性が向上する。それにより、レジストカバー膜の成膜時に、基板W上から飛散する処理液の量を低減することができる。その結果、基板Wにレジストカバー膜を塗布する際に使用される処理液の量を低減することができ、コストを低減することができる。
また、レジスト膜の成分に応じて基板Wに供給する有機溶媒およびレジストカバー膜の処理液を決定することができるので、レジスト膜とレジストカバー膜の処理液との濡れ性を確実に向上させることができる。
また、複数の溶媒貯留部および複数の処理液貯留部が設けられているので、基板Wに供給する有機溶媒および処理液が変更されても、それらを入れ替える必要がない。それにより、作業性が向上するとともに、基板処理装置500のスループットが向上する。
また、供給ノズル810のハウジング811内に収納された処理液配管816の先端部がノズル把持部820に設けられたペルチェ素子827により所定の温度に調整される。このため、処理液配管816の周囲に沿って温調配管を配設する必要がなくなり、温調配管を省略することができる。それゆえ、各供給ノズル810は、処理液配管816のみが接続された簡単な構成とすることができる。加えて、供給ノズル810の増設も容易となる。
また、供給ノズル810ごとに温調配管を必要としないため、温調配管のみならず温調水の循環機構および温度調整装置を省略することができ、塗布ユニットCOVの構成を簡素化することができる。
さらに、供給ノズル810は、待機部850において所定の温度下に収納されている。したがって、待機中の供給ノズル810内の処理液および溶媒もほぼ所望の温度に近づいており、このため、ノズル把持部820による処理液および溶媒の温度調整を短時間で行うことができる。
なお、供給ノズル810としては、ストレートノズル、ミストノズル等の種々のノズルを用いることができる。
また、有機溶媒としては、例えば、レジストカバー膜の処理液の主溶媒を用いることが好ましい。この場合、レジスト膜とレジストカバー膜の処理液との濡れ性を確実に向上させることができる。レジストカバー膜の処理液としては、例えば、ポリシルセスキオキサン水溶液を用いることができる。また、有機溶媒として上記主溶媒以外の溶媒を用いる場合、例えば、アルコール類が挙げられる。
(4)洗浄/乾燥処理ユニット
次に、第1および第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD1,SD2について図面を用いて詳細に説明する。なお、第1および第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD1,SD2は同様の構成のものを用いることができる。
(4−1)構成
図10は、第1および第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD1,SD2の構成を説明するための図である。図10に示すように、第1および第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD1,SD2は、基板Wを水平に保持するとともに、基板Wの中心を通る鉛直な回転軸の周りで基板Wを回転させるためのスピンチャック621を備える。
スピンチャック621は、チャック回転駆動機構636によって回転される回転軸625の上端に固定されている。また、スピンチャック621には吸気路(図示せず)が形成されており、スピンチャック621上に基板Wを載置した状態で吸気路内を排気することにより、基板Wの下面をスピンチャック621に真空吸着し、基板Wを水平姿勢で保持することができる。
スピンチャック621の外方には、第1の回動モータ660が設けられている。第1の回動モータ660には、第1の回動軸661が接続されている。また、第1の回動軸661には、第1のアーム662が水平方向に延びるように連結され、第1のアーム662の先端に洗浄処理用ノズル650が設けられている。
第1の回動モータ660により第1の回動軸661が回転するとともに第1のアーム662が回動し、洗浄処理用ノズル650がスピンチャック621により保持された基板Wの上方に移動する。
第1の回動モータ660、第1の回動軸661および第1のアーム662の内部を通るように洗浄処理用供給管663が設けられている。洗浄処理用供給管663は、バルブVaおよびバルブVbを介して洗浄液供給源R1およびリンス液供給源R2に接続されている。
このバルブVa,Vbの開閉を制御することにより、洗浄処理用供給管663に供給する処理液の選択および供給量の調整を行うことができる。図10の構成においては、バルブVaを開くことにより、洗浄処理用供給管663に洗浄液を供給することができ、バルブVbを開くことにより、洗浄処理用供給管663にリンス液を供給することができる。
洗浄処理用ノズル650には、洗浄液またはリンス液が、洗浄処理用供給管663を通して洗浄液供給源R1またはリンス液供給源R2から供給される。それにより、基板Wの表面へ洗浄液またはリンス液を供給することができる。洗浄液としては、例えば、純水、純水に錯体(イオン化したもの)を溶かした液またはフッ素系薬液などが用いられる。
また、リンス液としては、基板Wの表面(本実施の形態においてはレジストカバー膜の表面)に対する接触角が小さいものを用いることが好ましい。この場合、リンス液の液滴とレジストカバー膜の表面との接触面積が大きくなり、リンス液を効率よく蒸発させることができる。それにより、容易に基板Wを乾燥させることができる。例えば、純水に界面活性剤を溶かしたもの、または純水に有機溶媒を溶かしたものをリンス液として用いることができる。界面活性剤としては、イオン系および非イオン系の両方を用いることができる。有機溶媒としては、例えば、アルコール類を用いることができる。この場合、レジストカバー膜およびレジスト膜が溶解しない程度に有機溶媒の量を調整する。
スピンチャック621の外方には、第2の回動モータ671が設けられている。第2の回動モータ671には、第2の回動軸672が接続されている。また、第2の回動軸672には、第2のアーム673が水平方向に延びるように連結され、第2のアーム673の先端に乾燥処理用ノズル670が設けられている。
第2の回動モータ671により第2の回動軸672が回転するとともに、第2のアーム673が回動し、乾燥処理用ノズル670がスピンチャック621により保持された基板Wの上方に移動する。
第2の回動モータ671、第2の回動軸672および第2のアーム673の内部を通るように乾燥処理用供給管674が設けられている。乾燥処理用供給管674は、バルブVcを介して不活性ガス供給源R3に接続されている。このバルブVcの開閉を制御することにより、乾燥処理用供給管674に供給する不活性ガスの供給量を調整することができる。
乾燥処理用ノズル670には、不活性ガスが、乾燥処理用供給管674を通して不活性ガス供給源R3から供給される。それにより、基板Wの表面へ不活性ガスを供給することができる。不活性ガスとしては、例えば、窒素ガスが用いられる。
基板Wの表面へ洗浄液またはリンス液を供給する際には、洗浄処理用ノズル650は基板の上方に位置し、基板Wの表面へ不活性ガスを供給する際には、洗浄処理用ノズル650は所定の位置に退避される。
また、基板Wの表面へ洗浄液またはリンス液を供給する際には、乾燥処理用ノズル670は所定の位置に退避され、基板Wの表面へ不活性ガスを供給する際には、乾燥処理用ノズル670は基板Wの上方に位置する。
スピンチャック621に保持された基板Wは、処理カップ623内に収容される。処理カップ623の内側には、筒状の仕切壁633が設けられている。また、スピンチャック621の周囲を取り囲むように、基板Wの処理に用いられた処理液(洗浄液またはリンス液)を排液するための排液空間631が形成されている。さらに、排液空間631を取り囲むように、処理カップ623と仕切壁633との間に、基板Wの処理に用いられた処理液を回収するための回収液空間632が形成されている。
排液空間631には、排液処理装置(図示せず)へ処理液を導くための排液管634が接続され、回収液空間632には、回収処理装置(図示せず)へ処理液を導くための回収管635が接続されている。
処理カップ623の上方には、基板Wからの処理液が外方へ飛散することを防止するためのガード624が設けられている。このガード624は、回転軸625に対して回転対称な形状からなっている。ガード624の上端部の内面には、断面く字状の排液案内溝641が環状に形成されている。
また、ガード624の下端部の内面には、外側下方に傾斜する傾斜面からなる回収液案内部642が形成されている。回収液案内部642の上端付近には、処理カップ623の仕切壁633を受け入れるための仕切壁収納溝643が形成されている。
このガード624には、ボールねじ機構等で構成されたガード昇降駆動機構(図示せず)が設けられている。ガード昇降駆動機構は、ガード624を、回収液案内部642がスピンチャック621に保持された基板Wの外周端面に対向する回収位置と、排液案内溝641がスピンチャック621に保持された基板Wの外周端面に対向する排液位置との間で上下動させる。ガード624が回収位置(図10に示すガードの位置)にある場合には、基板Wから外方へ飛散した処理液が回収液案内部642により回収液空間632に導かれ、回収管635を通して回収される。一方、ガード624が排液位置にある場合には、基板Wから外方へ飛散した処理液が排液案内溝641により排液空間631に導かれ、排液管634を通して排液される。以上の構成により、処理液の排液および回収が行われる。
(4−2)動作
次に、上記構成を有する第1および第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD1,SD2の処理動作について説明する。なお、以下に説明する第1および第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD1,SD2の各構成要素の動作は、図1のメインコントロ−ラ(制御部)30により制御される。
まず、基板Wの搬入時には、ガード624が下降するとともに、図1の第6のセンターロボットCR6またはインターフェース用搬送機構IFRが基板Wをスピンチャック621上に載置する。スピンチャック621上に載置された基板Wは、スピンチャック621により吸着保持される。
次に、ガード624が上述した排液位置まで移動するとともに、洗浄処理用ノズル650が基板Wの中心部上方に移動する。その後、回転軸625が回転し、この回転に伴ってスピンチャック621に保持されている基板Wが回転する。その後、洗浄処理用ノズル650から洗浄液が基板Wの上面に吐出される。これにより、基板Wの洗浄が行われる。
なお、第1の洗浄/乾燥処理ユニットSD1においては、この洗浄時に基板W上のレジストカバー膜の成分が洗浄液中に溶出する。また、基板Wの洗浄においては、基板Wを回転させつつ基板W上に洗浄液を供給している。この場合、基板W上の洗浄液は遠心力により常に基板Wの周縁部へと移動し飛散する。したがって、洗浄液中に溶出したレジストカバー膜の成分が基板W上に残留することを防止することができる。
なお、上記のレジストカバー膜の成分は、例えば、基板W上に純水を盛って一定時間保持することにより溶出させてもよい。また、基板W上への洗浄液の供給は、二流体ノズルを用いたソフトスプレー方式により行ってもよい。
所定時間経過後、洗浄液の供給が停止され、洗浄処理用ノズル650からリンス液が吐出される。これにより、基板W上の洗浄液が洗い流される。
さらに所定時間経過後、回転軸625の回転速度が低下する。これにより、基板Wの回転によって振り切られるリンス液の量が減少し、図11(a)に示すように、基板Wの表面全体にリンス液の液層Lが形成される。なお、回転軸625の回転を停止させて基板Wの表面全体に液層Lを形成してもよい。
次に、リンス液の供給が停止され、洗浄処理用ノズル650が所定の位置に退避するとともに乾燥処理用ノズル670が基板Wの中心部上方に移動する。その後、乾燥処理用ノズル670から不活性ガスが吐出される。これにより、図11(b)に示すように、基板Wの中心部のリンス液が基板Wの周縁部に移動し、基板Wの周縁部のみに液層Lが存在する状態になる。
次に、回転軸625(図10参照)の回転数が上昇するとともに、図11(c)に示すように乾燥処理用ノズル670が基板Wの中心部上方から周縁部上方へと徐々に移動する。これにより、基板W上の液層Lに大きな遠心力が作用するとともに、基板Wの表面全体に不活性ガスを吹き付けることができるので、基板W上の液層Lを確実に取り除くことができる。その結果、基板Wを確実に乾燥させることができる。
次に、不活性ガスの供給が停止され、乾燥処理ノズル670が所定の位置に退避するとともに回転軸625の回転が停止する。その後、ガード624が下降するとともに図1の第6のセンターロボットCR6またはインターフェース用搬送機構IFRが基板Wを搬出する。これにより、第1および第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD1,SD2における処理動作が終了する。なお、洗浄および乾燥処理中におけるガード624の位置は、処理液の回収または排液の必要性に応じて適宜変更することが好ましい。
なお、上記実施の形態においては、洗浄液処理用ノズル650から洗浄液およびリンス液のいずれをも供給できるように、洗浄液の供給およびリンス液の供給に洗浄液処理用ノズル650を共用する構成を採用しているが、洗浄液供給用のノズルとリンス液供給用のノズルとを別々に分けた構成を採用してもよい。
また、リンス液を供給する場合には、リンス液が基板Wの裏面に回り込まないように、基板Wの裏面に対して図示しないバックリンス用ノズルから純水を供給してもよい。
また、洗浄液およびリンス液のどちらか一方のみを供給してもよい。
また、上記実施の形態においては、スピン乾燥方法により基板Wに乾燥処理を施すが、減圧乾燥方法、エアーナイフ乾燥方法等の他の乾燥方法により基板Wに乾燥処理を施してもよい。
(5)本実施の形態における効果
(5−1)
以上のように、本実施の形態に係る基板処理装置500においては、塗布ユニットCOVにおいて、レジストカバー膜の処理液を基板Wに塗布する前に、有機溶媒を基板Wに塗布している。この場合、基板W上に有機溶媒を予め塗布することにより、レジスト膜とレジストカバー膜との濡れ性が向上する。それにより、レジストカバー膜の成膜時に、基板W上から飛散するレジストカバー膜の処理液の量を低減することができる。その結果、基板Wに塗布するレジストカバー膜の処理液の量を低減することができ、コストを低減することができる。
また、レジスト膜の成分に応じて基板Wに供給する有機溶媒および処理液を決定するので、レジスト膜とレジストカバー膜の処理液との濡れ性を確実に向上させることができる。
以上の結果、低コストで確実にレジストカバー膜を形成することができる。
(5−2)洗浄/乾燥処理ユニットの効果
インターフェースブロック15の第1の洗浄/乾燥処理ユニットSD1において、露光装置16において基板Wの露光処理が行われる前に、基板Wの洗浄処理が行われる。この場合、露光処理前の処理工程において雰囲気中の塵埃等が基板Wに付着しても、第1の洗浄/乾燥処理ユニットSD1において取り除くことができる。それにより、基板Wの汚染が防止され、露光装置16内の汚染を防止することができる。その結果、露光パターンの寸法不良および形状不良の発生を防止することができる。
また、この洗浄処理時に、基板W上のレジストカバー膜の成分の一部が洗浄液またはリンス液中に溶出し、洗い流される。そのため、露光装置16において基板Wが液体と接触しても、基板W上のレジストカバー膜の成分は液体中にほとんど溶出しない。それにより、露光装置16内の汚染が防止される。
また、第1の洗浄/乾燥処理ユニットSD1においては、基板Wの洗浄処理後に基板Wの乾燥処理が行われる。それにより、洗浄処理時に基板Wに付着した洗浄液またはリンス液が取り除かれるので、洗浄処理後の基板Wに雰囲気中の塵埃等が再度付着することが防止される。その結果、露光装置16内の汚染を確実に防止することができる。
また、リンス液として、純水に界面活性剤を溶かしたもの、または純水に有機溶媒を溶かしたものを用いることができる。つまり、容易かつ低コストでリンス液を用意することができる。
また、インターフェースブロック15の第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD2において、露光処理後の基板Wの乾燥処理が行われる。この場合、露光処理時に基板Wに付着した液浸液に雰囲気中の塵埃等が付着しても、第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD2において取り除くことができる。それにより、基板Wの汚染が防止され、基板Wの処理不良を防止することができる。
また、第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD2においては、基板Wの洗浄処理後に基板Wの乾燥処理が行われる。それにより、洗浄処理時に基板Wに付着した洗浄液またはリンス液が取り除かれるので、洗浄処理後の基板Wに雰囲気中の塵埃等が再度付着することが防止される。その結果、基板Wの汚染を確実に防止することができる。
また、第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD2から現像処理部70へ基板Wを搬送する間に、レジストの成分またはレジストカバー膜の成分が基板W上に残留した洗浄液およびリンス液中に溶出することを確実に防止することができる。それにより、レジスト膜に形成された露光パターンの変形を防止することができる。その結果、現像処理時における線幅精度の低下を確実に防止することができる。
また、露光処理時に基板Wに付着した液体が、基板処理装置500内に落下することが防止される。それにより、基板処理装置500の電気系統の異常等の動作不良を防止することができる。
また、基板処理装置500内を液体が付着した基板Wが搬送されることを防止することができるので、露光処理時に基板Wに付着した液体が基板処理装置500内の雰囲気に影響を与えることを防止することができる。それにより、基板処理装置500内の温湿度調整が容易になる。
また、露光処理時に基板Wに付着した液体がインデクサロボットIRおよび第1〜第6のセンターロボットCR1〜CR6に付着することが防止されるので、露光処理前の基板Wに液体が付着することが防止される。それにより、露光処理前の基板Wに雰囲気中の塵埃等が付着することが防止されるので、基板Wの汚染が防止される。その結果、露光処理時の解像性能の劣化を防止することができるとともに露光装置16内の汚染を防止することができる。
また、第1および第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD1,SD2においては、基板Wの表面に対する接触角が小さいリンス液が用いられている。この場合、基板Wを十分に乾燥させることができるので、基板Wの表面に乾燥しみが発生することを防止することができる。また、基板Wを十分に乾燥させることができるので、リンス液にレジストの成分が吸収されることを防止することができる。それにより、露光パターンの寸法不良および形状不良を確実に防止することができる。
また、第1および第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD1,SD2においては、基板Wを回転させつつ不活性ガスを基板Wの中心部から周縁部へと吹き付けることにより基板Wの乾燥処理を行っている。この場合、基板W上の洗浄液およびリンス液を確実に取り除くことができるので、洗浄後の基板Wに雰囲気中の塵埃等が付着することを確実に防止することができる。それにより、基板Wの汚染を確実に防止することができるとともに、基板Wの表面に乾燥しみが発生することを確実に防止することができる。
(5−3)レジストカバー膜の除去処理の効果
現像処理ブロック12において基板Wに現像処理が行われる前に、レジストカバー膜除去ブロック14において、レジストカバー膜の除去処理が行われる。この場合、現像処理前にレジストカバー膜が確実に除去されるので、現像処理を確実に行うことができる。
なお、現像処理ユニットDEVにおいて、現像液によりレジストカバー膜を除去できる場合には、レジストカバー膜除去ブロック14は設けなくてもよい。
(5−4)インターフェースブロックの効果
インターフェースブロック15においては、第6のセンターロボットCR6がエッジ露光部EEWへの基板Wの搬入出、第1の洗浄/乾燥処理ユニットSD1への基板Wの搬入出、送りバッファ部SBFへの基板Wの搬入出、載置兼冷却ユニットP−CPへの基板Wの搬入、および基板載置部PASS13からの基板Wの搬出を行い、インターフェース用搬送機構IFRが載置兼冷却ユニットP−CPからの基板Wの搬出、露光装置16への基板Wの搬入出、第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD2への基板Wの搬入出、および基板載置部PASS13への基板Wの搬入を行っている。このように、第6のセンターロボットCR6およびインターフェース用搬送機構IFRによって効率よく基板Wの搬送が行われるので、スループットを向上させることができる。
また、インターフェースブロック15において、第1の洗浄/乾燥処理ユニットSD1および第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD2は、X方向の側面の近傍にそれぞれ設けられている。この場合、インターフェースブロック15を取り外すことなく、第1および第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD1,SD2のメインテナンスを基板処理装置500の側面から容易に行うことができる。
また、第1および第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD1,SD2により、1つの処理ブロック内で、露光処理前および露光処理後の基板Wの洗浄および乾燥を行うことができる。したがって、基板処理装置500のフットプリントの増加を防止することができる。
(5−5)インターフェース用搬送機構の効果
インターフェースブロック15においては、載置兼冷却ユニットP−CPから露光装置16に基板Wを搬送する際、第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD2から基板載置部PASS13へ基板Wを搬送する際には、インターフェース用搬送機構IFRのハンドH1が用いられ、露光装置16から第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD2へ基板を搬送する際には、インターフェース用搬送機構IFRのハンドH2が用いられる。
すなわち、液体が付着していない基板Wの搬送にはハンドH1が用いられ、液体が付着した基板Wの搬送にはハンドH2が用いられる。
この場合、露光処理時に基板Wに付着した液体がハンドH1に付着することが防止されるので、露光処理前の基板Wに液体が付着することが防止される。また、ハンドH2はハンドH1より下方に設けられるので、ハンドH2およびそれが保持する基板Wから液体が落下しても、ハンドH1およびそれが保持する基板Wに液体が付着することを防止することができる。それにより、露光処理前の基板Wに液体が付着することを確実に防止することができる。その結果、露光処理前の基板Wの汚染を確実に防止することができる。
(5−6)載置兼冷却ユニットを配設したことによる効果
インターフェースブロック15において、露光装置16による露光処理前の基板Wを載置する機能と、基板Wの温度を露光装置16内の温度に合わせるための冷却機能とを兼ね備えた載置兼冷却ユニットP−CPを設けることにより、搬送工程を削減することができる。基板の厳密な温度管理が要求される液浸法による露光処理を行う上では、搬送工程を削減することは重要となる。
上記により、スループットを向上することが可能となるとともに、搬送のアクセス位置を削減することができるので信頼性を向上することが可能となる。
特に、2個の載置兼冷却ユニットP−CPを設けていることにより、さらにスループットを向上することができる。
(6)洗浄/乾燥処理ユニットの他の例
図10に示した洗浄/乾燥処理ユニットにおいては、洗浄処理用ノズル650と乾燥処理用ノズル670とが別個に設けられているが、図12に示すように、洗浄処理用ノズル650と乾燥処理用ノズル670とを一体に設けてもよい。この場合、基板Wの洗浄処理時または乾燥処理時に洗浄処理用ノズル650および乾燥処理用ノズル670をそれぞれ別々に移動させる必要がないので、駆動機構を単純化することができる。
また、図10に示す乾燥処理用ノズル670の代わりに、図13に示すような乾燥処理用ノズル770を用いてもよい。
図13の乾燥処理用ノズル770は、鉛直下方に延びるとともに側面から斜め下方に延びる分岐管771,772を有する。乾燥処理用ノズル770の下端および分岐管771,772の下端には不活性ガスを吐出するガス吐出口770a,770b,770cが形成されている。
各吐出口770a,770b,770cからは、それぞれ図13の矢印で示すように鉛直下方および斜め下方に不活性ガスが吐出される。つまり、乾燥処理用ノズル770においては、下方に向かって吹き付け範囲が拡大するように不活性ガスが吐出される。
ここで、乾燥処理用ノズル770を用いる場合には、第1および第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD1,SD2は以下に説明する動作により基板Wの乾燥処理を行う。
図14は、乾燥処理用ノズル770を用いた場合の基板Wの乾燥処理方法を説明するための図である。
まず、図11(a)で説明した方法により基板Wの表面に液層Lが形成された後、図14(a)に示すように、乾燥処理用ノズル770が基板Wの中心部上方に移動する。
その後、乾燥処理用ノズル770から不活性ガスが吐出される。これにより、図14(b)に示すように、基板Wの中心部のリンス液が基板Wの周縁部に移動し、基板Wの周縁部のみに液層Lが存在する状態になる。なお、このとき、乾燥処理用ノズル770は、基板Wの中心部に存在するリンス液を確実に移動させることができるように基板Wの表面に近接させておく。
次に、回転軸625(図10参照)の回転数が上昇するとともに、図14(c)に示すように乾燥処理用ノズル770が上方へ移動する。これにより、基板W上の液層Lに大きな遠心力が作用するとともに、基板W上の不活性ガスが吹き付けられる範囲が拡大する。その結果、基板W上の液層Lを確実に取り除くことができる。なお、乾燥処理用ノズル770は、図10の第2の回動軸672に設けられた回動軸昇降機構(図示せず)により第2の回動軸672を上下に昇降させることにより上下に移動させることができる。
また、乾燥処理用ノズル770の代わりに、図15に示すような乾燥処理用ノズル870を用いてもよい。図15の乾燥処理用ノズル870は、下方に向かって徐々に直径が拡大する吐出口870aを有する。
この吐出口870aからは、図15の矢印で示すように鉛直下方および斜め下方に不活性ガスが吐出される。つまり、乾燥処理用ノズル870においても、図14の乾燥処理用ノズル770と同様に、下方に向かって吹き付け範囲が拡大するように不活性ガスが吐出される。したがって、乾燥処理用ノズル870を用いる場合も、乾燥処理用ノズル770を用いる場合と同様の方法により基板Wの乾燥処理を行うことができる。
また、図10に示す洗浄/乾燥処理ユニットの代わりに、図16に示すような洗浄/乾燥処理ユニットを用いてもよい。
図16に示す洗浄/乾燥処理ユニットが図10に示す洗浄/乾燥処理ユニットと異なるのは以下の点である。
図16の洗浄/乾燥処理ユニットにおいては、スピンチャック621の上方に、中心部に開口を有する円板状の遮断板682が設けられている。アーム688の先端付近から鉛直下方向に支持軸689が設けられ、その支持軸689の下端に、遮断板682がスピンチャック621に保持された基板Wの上面に対向するように取り付けられている。
支持軸689の内部には、遮断板682の開口に連通したガス供給路690が挿通されている。ガス供給路690には、例えば、窒素ガスが供給される。
アーム688には、遮断板昇降駆動機構697および遮断板回転駆動機構698が接続されている。遮断板昇降駆動機構697は、遮断板682をスピンチャック621に保持された基板Wの上面に近接した位置とスピンチャック621から上方に離れた位置との間で上下動させる。
図16の洗浄/乾燥処理ユニットにおいては、基板Wの乾燥処理時に、図17に示すように、遮断板682を基板Wに近接させた状態で、基板Wと遮断板682との間の隙間に対してガス供給路690から不活性ガスを供給する。この場合、基板Wの中心部から周縁部へと効率良く不活性ガスを供給することができるので、基板W上の液層Lを確実に取り除くことができる。
(7)2流体ノズルを用いた洗浄/乾燥処理ユニットの例
(7−1)2流体ノズルを用いた場合の構成および動作
上記実施の形態においては、第1および第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD1,SD2おいて、図10に示すような洗浄処理用ノズル650および乾燥処理用ノズル670を用いた場合について説明したが、洗浄処理用ノズル650および乾燥処理用ノズル670の一方または両方の代わりに図18に示すような2流体ノズルを用いてもよい。
図18は、洗浄および乾燥処理に用いられる2流体ノズル950の内部構造の一例を示す縦断面図である。2流体ノズル950からは、気体、液体、および気体と液体との混合流体を選択的に吐出することができる。
本実施の形態の2流体ノズル950は外部混合型と呼ばれる。図18に示す外部混合型の2流体ノズル950は、内部本体部311および外部本体部312により構成される。内部本体部311は、例えば石英等からなり、外部本体部312は、例えばPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等のフッ素樹脂からなる。
内部本体部311の中心軸に沿って円筒状の液体導入部311bが形成されている。液体導入部311bには図10の洗浄処理用供給管663が取り付けられる。これにより、洗浄処理用供給管663から供給される洗浄液またはリンス液が液体導入部311bに導入される。
内部本体部311の下端には、液体導入部311bに連通する液体吐出口311aが形成されている。内部本体部311は、外部本体部312内に挿入されている。なお、内部本体部311および外部本体部312の上端部は互いに接合されており、下端は接合されていない。
内部本体部311と外部本体部312との間には、円筒状の気体通過部312bが形成されている。外部本体部312の下端には、気体通過部312bに連通する気体吐出口312aが形成されている。外部本体部312の周壁には、気体通過部312bに連通するように図10の乾燥処理用供給管674が取り付けられている。これにより、乾燥処理用供給管674から供給される不活性ガスが気体通過部312bに導入される。
気体通過部312bは、気体吐出口312a近傍において、下方に向かうにつれて径小となっている。その結果、不活性ガスの流速が加速され、気体吐出口312aより吐出される。
液体吐出口311aから吐出された洗浄液と気体吐出口312aから吐出された不活性ガスとが2流体ノズル950の下端付近の外部で混合され、洗浄液の微細な液滴を含む霧状の混合流体が生成される。
図19は、図18の2流体ノズル950を用いた場合の基板Wの洗浄および乾燥処理方法を説明するための図である。
まず、図10で示したように、基板Wはスピンチャック621により吸着保持され、回転軸625の回転に伴い回転する。この場合、回転軸625の回転速度は例えば約500rpmである。
この状態で、図19(a)に示すように、2流体ノズル950から洗浄液および不活性ガスからなる霧状の混合流体が基板Wの上面に吐出されるとともに、2流体ノズル950が基板Wの中心部上方から周縁部上方へと徐々に移動する。これにより、2流体ノズル950から混合流体が基板Wの表面全体に吹き付けられ、基板Wの洗浄が行われる。
次いで、図19(b)に示すように、混合流体の供給が停止され、回転軸625の回転速度が低下するとともに、基板W上に2流体ノズル950からリンス液が吐出される。この場合、回転軸625の回転速度は例えば約10rpmである。これにより、基板Wの表面全体にリンス液の液層Lが形成される。なお、回転軸625の回転を停止させて基板Wの表面全体に液層Lを形成してもよい。また、基板Wを洗浄する混合流体中の洗浄液として純水を用いる場合には、リンス液の供給を行わなくてもよい。
液層Lが形成された後、リンス液の供給が停止される。次に、図19(c)に示すように、基板W上に2流体ノズル950から不活性ガスが吐出される。これにより、基板Wの中心部の洗浄液が基板Wの周縁部に移動し、基板Wの周縁部のみに液層Lが存在する状態になる。
その後、回転軸625の回転速度が上昇する。この場合、回転軸625の回転速度は例えば約100rpmである。これにより、基板W上の液層Lに大きな遠心力が作用するので、基板W上の液層Lを取り除くことができる。その結果、基板Wが乾燥される。
なお、基板W上の液層Lを取り除く際には、2流体ノズル950が基板Wの中心部上方から周縁部上方へと徐々に移動してもよい。これにより、基板Wの表面全体に不活性ガスを吹き付けることができるので、基板W上の液層Lを確実に取り除くことができる。その結果、基板Wを確実に乾燥させることができる。
(7−2)2流体ノズルを用いた場合の効果
図18の2流体ノズルにおいては、2流体ノズル950から吐出される混合流体は洗浄液の微細な液滴を含むので、基板W表面に凹凸がある場合でも、洗浄液の微細な液滴により基板Wに付着した汚れが剥ぎ取られる。それにより、基板W表面の汚れを確実に取り除くことができる。また、基板W上の膜の濡れ性が低い場合でも、洗浄液の微細な液滴により基板W表面の汚れが剥ぎ取られるので、基板W表面の汚れを確実に取り除くことができる。
したがって、特に、第1の洗浄/乾燥処理ユニットSD1に2流体ノズルを用いた場合には、露光処理前に加熱ユニットHPによって基板Wに熱処理が施される際に、レジスト膜またはレジストカバー膜の溶剤等が加熱ユニットHP内で昇華し、その昇華物が基板Wに再付着した場合でも、第1の洗浄/乾燥処理ユニットSD1において、その付着物を確実に取り除くことができる。それにより、露光装置16内の汚染を確実に防止することができる。
また、不活性ガスの流量を調節することにより、基板Wを洗浄する際の洗浄力を容易に調節することができる。これにより、基板W上の有機膜(レジスト膜またはレジストカバー膜)が破損しやすい性質を有する場合には洗浄力を弱くすることで基板W上の有機膜の破損を防止することができる。また、基板W表面の汚れが強固な場合には洗浄力を強くすることで基板W表面の汚れを確実に取り除くことができる。このように、基板W上の有機膜の性質および汚れの程度に合わせて洗浄力を調節することにより、基板W上の有機膜の破損を防止しつつ、基板Wを確実に洗浄することができる。
また、外部混合型の2流体ノズル950では、混合流体は2流体ノズル950の外部において洗浄液と不活性ガスとが混合されることにより生成される。2流体ノズル950の内部においては不活性ガスと洗浄液とがそれぞれ別の流路に区分されて流通する。それにより、気体通過部312b内に洗浄液が残留することはなく、不活性ガスを単独で2流体ノズル950から吐出することができる。さらに、洗浄処理用供給管663からリンス液を供給することにより、リンス液を2流体ノズル950から単独で吐出することができる。したがって、混合流体、不活性ガスおよびリンス液を2流体ノズル950から選択的に吐出することが可能となる。
また、2流体ノズル950を用いた場合においては、基板Wに洗浄液またはリンス液を供給するためのノズルと、基板Wに不活性ガスを供給するためのノズルとをそれぞれ別個に設ける必要がない。それにより、簡単な構造で基板Wの洗浄および乾燥を確実に行うことができる。
なお、上記の説明においては、2流体ノズル950により基板Wにリンス液を供給しているが、別個のノズルを用いて基板Wにリンス液を供給してもよい。
また、上記の説明においては、2流体ノズル950により基板Wに不活性ガスを供給しているが、別個のノズルを用いて基板Wに不活性ガスを供給してもよい。
(8)他の実施の形態
上記実施の形態においては、塗布ユニットCOVにおいて、処理液を吐出する供給ノズル810とその処理液の主溶媒を吐出する供給ノズル810とが別個に設けてられているが、図12に示した洗浄処理用ノズル650および乾燥処理用ノズル670と同様に、処理液を吐出する供給ノズル810と主溶媒を吐出する供給ノズル810とを一体的に設けてもよい。この場合、処理液を吐出する供給ノズル810と主溶媒を吐出する供給ノズル810とを別々に搬送する必要がないので、塗布ユニットCOVにおける処理時間を短縮することができる。それにより、基板処理装置500のスループットを向上させることができる。
また、上記実施の形態においては、レジスト膜の成分に応じて基板Wに供給する有機溶媒およびレジストカバー膜の処理液を決定しているが、露光装置16において用いられる液浸液に応じて有機溶媒およびレジストカバー膜の処理液を決定してもよい。この場合、レジスト膜とレジストカバー膜の処理液との濡れ性が確実に向上するとともに、液浸液によるレジストカバー膜の劣化を確実に防止することができる。それにより、低コストで基板Wの処理不良および露光装置16の汚染を防止することができる。
また、塗布ユニットCOVの動作は、各塗布ユニットCOVに設けられた制御装置(図示せず)、またはレジストカバー膜除去ブロック14に設けられたローカルコントローラLC(図3)によって制御してもよい。
また、第1の洗浄/乾燥処理ユニットSD1、第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD2、塗布ユニットBARC,RES、COV、現像処理ユニットDEV、除去ユニットREM、加熱ユニットHP、冷却ユニットCPおよび載置兼冷却ユニットP−CPの個数は、各処理ブロックの処理速度に合わせて適宜変更してもよい。例えば、エッジ露光部EEWを2個設ける場合は、第2の洗浄/乾燥処理ユニットSD2の個数を2個にしてもよい。
(9)請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
上記実施の形態においては、露光装置16が液浸露光装置に相当し、塗布ユニットRESが感光性膜形成ユニットに相当し、レジスト膜が感光性膜に相当し、塗布ユニットCOVが保護膜形成ユニットに相当し、レジストカバー膜が保護膜に相当し、供給ノズル810が供給手段に相当する。
本発明は、種々の基板の処理等に利用することができる。
本発明の第1の実施の形態に係る基板処理装置の平面図である。 図1の基板処理装置を+X方向から見た概略側面図である。 図1の基板処理装置を−X方向から見た概略側面図である。 インターフェースブロックを+Y側から見た概略側面図である。 塗布ユニットの一例を示す平面図である。 供給ノズルの断面図である。 ノズル把持部の平面図および断面図である。 図5中における待機部のA−A線断面図である。 メインコントローラの制御動作を示す概略フローチャートである。 洗浄/乾燥処理ユニットの構成を説明するための図である。 洗浄/乾燥処理ユニットの動作を説明するための図である。 洗浄処理用ノズルと乾燥処理用ノズルとが一体に設けられた場合の模式図である。 乾燥処理用ノズルの他の例を示す模式図である。 図13の乾燥処理用ノズルを用いた場合の基板の乾燥処理方法を説明するための図である。 乾燥処理用ノズルの他の例を示す模式図である。 洗浄/乾燥処理ユニットの他の例を示す模式図である。 図16の洗浄/乾燥処理ユニットを用いた場合の基板の乾燥処理方法を説明するための図である。 洗浄および乾燥処理に用いられる2流体ノズルの内部構造の一例を示す縦断面図である。 図18の2流体ノズルを用いた場合の基板の洗浄および乾燥処理方法を説明するための図である。
符号の説明
9 インデクサブロック
10 反射防止膜用処理ブロック
11 レジスト膜用処理ブロック
12 現像処理ブロック
13 レジストカバー膜用処理ブロック
14 レジストカバー膜除去ブロック
15 インターフェースブロック
16 露光装置
50 反射防止膜用塗布処理部
60 レジスト膜用塗布処理部
70 現像処理部
80 レジストカバー膜用塗布処理部
90 レジストカバー膜除去用処理部
100,101 反射防止膜用熱処理部
110,111 レジスト膜用熱処理部
120,121 現像用熱処理部
130,131 レジストカバー膜用熱処理部
140,141 露光後ベーク用熱処理部
500 基板処理装置
650 洗浄処理用ノズル
670,770,870 乾燥処理用ノズル
682 遮断板
810 供給ノズル
950 2流体ノズル
EEW エッジ露光部
BARC,RES,COV 塗布ユニット
DEV 現像処理ユニット
REM 除去ユニット
SD1 第1の洗浄/乾燥処理ユニット
SD2 第2の洗浄/乾燥処理ユニット
IFR インターフェース用搬送機構
P−CP 載置兼冷却ユニット
W 基板
PASS1〜PASS13 基板載置部

Claims (5)

  1. 液浸露光装置による露光処理前の基板に所定の処理を行う基板処理装置であって、
    基板に感光性膜を形成する感光性膜形成ユニットと、
    前記感光性膜形成ユニットによる感光性膜の形成後に前記感光性膜を保護する保護膜を処理液を用いて形成する保護膜形成ユニットとを備え、
    前記保護膜形成ユニットは、
    各々異なる有機溶媒または保護膜の処理液を基板に供給する複数の供給手段を含み、
    前記複数の供給手段のうち一の供給手段から有機溶媒を供給した後に他の供給手段から保護膜の処理液を供給することにより感光性膜上に保護膜を形成することを特徴とする基板処理装置。
  2. 前記一の供給手段から供給される有機溶媒の成分は、前記感光性膜形成ユニットにより形成される感光性膜の成分に応じて決定されることを特徴とする請求項1記載の基板処理装置。
  3. 前記一の供給手段から供給される有機溶媒は、前記他の供給手段から供給される処理液の主溶媒であることを特徴とする請求項1または2記載の基板処理装置。
  4. 前記他の供給手段から供給される処理液の成分は、前記液浸露光装置において用いられる液体の成分に応じて決定されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の基板処理装置。
  5. 液浸露光装置による露光処理前の基板に所定の処理を行う基板処理方法であって、
    基板に感光性膜を形成する工程と、
    前記感光性膜の形成後に複数の有機溶媒のうち一の有機溶媒を選択し、基板に選択された有機溶媒を供給する工程と、
    前記有機溶媒の供給後に複数の保護膜の処理液のうち一の処理液を選択し、基板に選択された処理液を供給することにより感光性膜上に保護膜を形成する工程とを備えることを特徴とする基板処理方法。
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