JP5199792B2 - 基板処理ユニット、基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents
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Description
〈1−1.構成〉
この発明の実施の形態に係る基板処理ユニット(現像処理ユニット1)の全体構成について図1を参照しながら説明する。図1は、現像処理ユニット1の平面図である。なお、以下の説明において参照される図には、各部の位置関係や動作方向を明確化するために、共通のXYZ直交座標系が適宜付されている。
現像処理セット10は、基板Wを回転可能に保持する回転保持部11と、当該回転保持部11に保持された基板Wの周囲に昇降可能に設けられるカップ12と、当該回転保持部11に保持された基板Wに純水液を供給するDIW供給部13とを備える。すなわち、現像処理ユニット1はこれら各部材11,12,13を3個ずつ備える。
現像液供給部20は、各現像処理セット10が備える回転保持部11に保持された基板Wの表面に所定の現像液を供給する機能部であり、回転保持部11の並びに対して開口部101と逆側の位置に配置される。
再び図1を参照する。ポッド30は、待機する現像ノズル21を受けるための機能部である。なお、ポッド30内には、現像ノズル21の下端面を洗浄する機構(洗浄ポット)を設けてもよい。ポッド30は回転保持部11に対応して設けられ、対応する回転保持部11の所定側(図1の場合は。+Y方向側)に隣接して配置される。制御部91は、ある回転保持部11に保持された基板Wに対する現像液の吐出処理を終えた現像ノズル21を次の基板Wに向けて移動させる前に、当該回転保持部11に対応するポッド30に一時的に待機させることができる。
次に、現像ノズル21および純水ノズル130の位置制御について、図3を参照しながら具体的に説明する。図3は、ノズル21,130の位置制御を行う機能に関する構成を示すブロック図である。
現像ノズル位置制御部41は、処理情報取得部411と、待機位置特定部412と、干渉エリア特定部413と、移動開始タイミング制御部414と、現像ノズル駆動制御部415とを備える。
処理情報取得部411は、現像処理ユニット1に搬入されてくる予定の基板Wのそれぞれについての処理情報(現像処理情報)を、制御部91と電気的に接続されたコンピュータ(例えば、後述する「基板処理装置100」の「メインコントローラ199」(図24参照))から取得する。現像処理情報とは、現像処理ユニット1において各基板Wに対してどの位置でどのような処理を行うかを規定する情報であり、特に、各基板Wを、第1処理セットSD1、第2処理セットSD2、第3処理セットSD3のうちのいずれで処理するかを特定する情報(現像処理セット情報)が含まれる。
待機位置特定部412は、処理情報取得部411が取得した処理情報に基づいて、現像処理ユニット1に搬入されてくる予定の基板Wのそれぞれについて、当該基板Wに対する現像液の吐出処理に備えて現像ノズル21を待機させる位置(待機位置T21)を特定する。
干渉エリア特定部413は、純水ノズル移動エリアA内に、現像ノズル21と純水ノズル130との干渉エリアAiを特定する。干渉エリアAiとは、純水ノズル移動エリアA内において現像ノズル21が進入する可能性のある領域(進入領域)を包含する領域である。干渉エリアAiは、例えばオペレータからの設定入力を受け付けることによって規定される。ただし、干渉エリアAiはなるべく小さな領域となることが好ましく、進入領域と一致するように設定されることが望ましい。
再び図3を参照する。移動開始タイミング制御部414は、所定のタイミングで、後述する現像ノズル駆動制御部415に対して、現像ノズル21を待機位置T21から吐出開始位置S21へ移動開始させるよう指示を与える。具体的には、純水の吐出処理を終えた純水ノズル130が処理位置S130から待避位置T130まで移動する際に、純水ノズル130の位置をモニタリングしている。そして、純水ノズル130が、干渉エリア特定部413により特定された干渉エリアAiの外に移動したことを確認した時点で、現像ノズル駆動制御部415に現像ノズル21の移動開始指示を与える。
現像ノズル駆動制御部415は、Y軸駆動機構23およびZ軸駆動機構24を制御して現像ノズル21を移動させる。現像ノズル駆動制御部415が現像ノズル21をどのように移動させるかについて、図1および図2を参照しながら説明する。
再び図3を参照する。純水ノズル位置制御部42は、干渉エリア特定部421と、移動開始タイミング制御部422と、純水ノズル駆動制御部423とを備える。
干渉エリア特定部421は、現像ノズル21の移動エリア(以下において「現像ノズル移動エリアB」と示す)内に、現像ノズル21と純水ノズル130との干渉エリアBiを特定する。干渉エリアBiとは、現像ノズル移動エリアB内において純水ノズル130が進入する可能性のある領域(進入領域)を包含する領域である。干渉エリアBiは、例えばオペレータからの設定入力を受け付けることによって規定される。ただし、干渉エリアBiはなるべく小さな領域となることが好ましく、進入領域と一致するように設定されることが望ましい。
再び図3を参照する。移動開始タイミング制御部422は、所定のタイミングで、後述する純水ノズル駆動制御部423に対して、純水ノズル130を待避位置T130から処理位置S130へ移動開始させるよう指示を与える。具体的には、現像ノズル21が現像液の吐出を行う際に、その現像ノズル21の位置をモニタリングしている。そして、現像ノズル21が干渉エリア特定部421により特定された干渉エリアBiの外に移動したことを確認した時点で、純水ノズル駆動制御部423に純水ノズル130の移動開始指示を与える。
純水ノズル駆動制御部423は、回動機構134を制御して純水ノズル130を移動させる。純水ノズル駆動制御部423が純水ノズル130をどのように移動させるかについて、図1を参照しながら説明する。
現像処理ユニット1においては、複数の現像処理セット10のそれぞれにおいて1枚の基板Wに対する現像処理が行われる。各現像処理セット10において行われる処理の流れについて、図6および図7〜図11を参照しながら説明する。図6は、現像処理ユニット1にて行われる処理の流れを示す図である。図7〜図11は、現像処理の各段階における現像ノズル21と純水ノズル130の位置関係を模式的に示す図である。ただし、図7(a)は現像処理セット10の平面図であり、図7(b)は現像処理セット10を図7(a)の矢印Q方向からみた側面図である。図8〜図11についても同様である。なお、以下の処理は、制御部91が現像処理ユニット1の各構成要素を制御することによって行われる。
上記の構成によると、ノズル21,130それぞれの移動領域内に干渉エリアAi,Biをそれぞれ規定し、一方のノズルが当該ノズルの移動領域内に規定された干渉エリアの外に移動した時点で、他方のノズルの移動を開始させる。この構成によると、ノズル同士が干渉することがないので、安全にノズルの入れ替えを行うことができる。また、一方のノズルが待避位置に到着してから他方のノズルの移動を開始する構成に比べて、迅速にノズルの入れ替えを行うことができる。ノズルの入れ替えに要する時間が短縮されることによって、処理ユニットのスループットを向上との効果が得られる。
〈2−1.構成〉
この発明の別の実施の形態に係る基板処理ユニット(レジスト塗布処理ユニット2)の全体構成について図12を参照しながら説明する。図12は、レジスト塗布処理ユニット2の平面図である。
レジスト塗布処理セット50は、基板Wを回転可能に保持する回転保持部51と、当該回転保持部51に保持された基板Wの周囲に昇降可能に設けられるカップ52と、当該回転保持部51に保持された基板Wに各種の処理液を供給する処理液供給部53とを備える。すなわち、レジスト塗布処理ユニット2はこれら各部材51,52,53を3個ずつ備える。
レジスト膜材料供給部60は、各レジスト塗布処理セット50が備える回転保持部51に保持された基板Wの表面に所定のレジスト膜材料を供給する機能部であり、回転保持部51の並びに対して開口部501と逆側の位置に配置される。
次に、レジストノズル61の位置制御について、図13を参照しながら具体的に説明する。図13は、レジストノズル61の位置制御を行う機能に関する構成を示すブロック図である。
レジストノズル位置制御部71は、処理情報取得部711と、待機位置特定部712と、干渉エリア特定部713と、移動開始タイミング制御部714と、レジストノズル駆動制御部715とを備える。
処理情報取得部711は、レジスト塗布処理ユニット2に搬入されてくる予定の基板Wのそれぞれについての処理情報(レジスト膜塗布形成処理情報)を、制御部92と電気的に接続されたコンピュータ(例えば、後述する「基板処理装置100」の「メインコントローラ199」(図24参照))から取得する。レジスト膜塗布形成処理情報とは、レジスト塗布処理ユニット2において各基板Wに対してどの位置でどのような処理を行うかを規定する情報であり、特に、各基板Wを、第1処理セットSC1、第2処理セットSC2、第3処理セットSC3のうちのいずれで処理するかを特定する情報(レジスト塗布処理セット情報)が含まれる。また、各基板Wに対してどのような処理を行うかを具体的に規定する情報(レシピ情報)が含まれる。なお、上述した通り、8個のレジストノズル61のそれぞれからは種類や濃度の異なるレジスト膜材料が吐出されるので、処理に用いるべきレジスト膜材料の種類等に応じてレジストノズル61を選択する必要がある。そこで、レシピ情報として、レジスト膜材料供給部60が備える8個のレジストノズル61のうち、いずれのレジストノズル61を用いて基板Wに対する処理を行うかを指定する情報を含ませておく。
待機位置特定部712は、処理情報取得部711が取得した処理情報に基づいて、レジスト塗布処理ユニット2に搬入されてくる予定の基板Wのそれぞれについて、当該基板Wに対するレジスト膜材料の吐出処理に備えてレジストノズル61を待機させる位置(待機位置T61)を特定する。
干渉エリア特定部713は、処理液供給部移動エリアC内に、レジストノズル61と吐出ノズル530との干渉エリアCiを特定する。干渉エリアCiとは、処理液供給部移動エリアC内においてレジストノズル61が進入する可能性のある領域(進入領域)を包含する領域である。干渉エリアCiは、例えばオペレータからの設定入力を受け付けることによって規定される。ただし、干渉エリアCiはなるべく小さな領域となることが好ましく、進入領域と一致するように設定されることが望ましい。
再び図13を参照する。移動開始タイミング制御部714は、所定のタイミングで、後述するレジストノズル駆動制御部715に対して、レジストノズル61を待機位置T61から処理位置S61へ移動開始させるよう指示を与える。具体的には、溶媒前塗布液の吐出処理を終えた吐出ノズル530が第1処理位置S531から待避位置T530まで移動する際に、吐出ノズル530の位置をモニタリングしている。そして、吐出ノズル530が、干渉エリア特定部713により特定された干渉エリアCiの外に移動したことを確認した時点で、レジストノズル駆動制御部715にレジストノズル61の移動開始指示を与える。
レジストノズル駆動制御部715は、レジスト膜材料供給部60の備える各駆動機構を制御してレジストノズル61を移動させる。レジストノズル駆動制御部715がレジストノズル61をどのように移動させるかについて、図12を参照しながら説明する。
レジスト塗布処理ユニット2においては、複数のレジスト塗布処理セット50のそれぞれにおいて1枚の基板Wに対するレジスト膜の塗布形成処理が行われる。各レジスト塗布処理セット50において行われる処理の流れについて、図15および図16〜図18を参照しながら説明する。図15は、レジスト塗布処理ユニット2にて行われる処理の流れを示す図である。図16〜図18は、レジスト膜の塗布形成処理の各段階におけるレジストノズル61と吐出ノズル530の位置関係を模式的に示す図である。ただし、図16(a)はレジスト塗布処理セット50の平面図であり、図16(b)はレジスト塗布処理セット50を図16(a)の矢印Q方向からみた側面図である。図17〜図18についても同様である。なお、以下の処理は、制御部92がレジスト塗布処理ユニット2の各構成要素を制御することによって行われる。
上記の構成によると、吐出ノズル530の移動領域(処理液供給部移動エリアC)内に干渉エリアCiを規定し、吐出ノズル530がこの干渉エリアCiの外に移動した時点でレジストノズル61の移動を開始させる。この構成によると、吐出ノズル530とレジストノズル61とが干渉することがないので、安全にノズルの入れ替えを行うことができる。また、吐出ノズル530が待避位置T530に到着してからレジストノズル61の移動を開始する構成に比べて、迅速にノズルの入れ替えを行うことができる。したがって、レジスト膜材料の供給タイミングが遅れることがなく、基板上に供給された溶媒前塗布液が乾燥する前にレジスト膜材料を吐出供給することが可能となる。
上述した現像処理ユニット1やレジスト塗布処理ユニット2は、例えば、基板Wに塗布処理、熱処理、現像処理等の各処理を行う処理ユニットを所定の位置に配置した基板処理装置100に搭載される。現像処理ユニット1およびレジスト塗布処理ユニット2が搭載された基板処理装置100について、図19〜図25を参照しながら説明する。図19は、基板処理装置100の全体構成を模式的に示す平面図である。図20、図21、図22および図23は、基板処理装置100を、図19に示す矢印Q1方向、矢印Q2方向、矢印Q3方向および矢印Q4方向からそれぞれみた縦断面図である。図24は、基板処理装置100の制御ブロック図である。図25は、基板処理装置100の備える搬送機構のそれぞれが反復して行う動作の流れを示す図である。
まず、基板処理装置100の制御系について図24を参照しながら説明する。基板処理装置100は、後述する各構成部110,120,130の動作を制御する制御部(第1〜第4コントローラ191〜194およびメインコントローラ199)、および、ユーザインターフェイスである操作部および表示部(いずれも図示省略)を備えている。制御部は、図示しないLAN回線等を通じて基板処理装置100と隣接して配置された露光装置EXPとも接続されている。
続いて、基板処理装置100の構成および動作について図19〜図25を参照しながら具体的に説明する。基板処理装置100は、露光処理の前後において、基板Wに塗布処理、熱処理、現像処理等の一連の処理を行うための装置である。基板処理装置100は、主として、インデクサ部(ID部)110、処理部120およびインターフェイス(IF部)130を備え、これら各部110,120,130をこの順に並設した構成となっている。また、IF部130の−Y側には、基板処理装置100とは別体の露光装置EXPが接続される。
ID部110は、複数枚の基板Wを収容するキャリアCに対する基板Wの受け渡しを行う。ID部110は、複数個(この実施の形態においては4個)のキャリアCを、1列に並べて載置するキャリア載置台111と、基板Wを搬送する機構(IDロボット)T10とを備える。なお、キャリアCの形態としては、基板Wを密閉空間に収納するFOUP(front opening unified pod)の他に、SMIF(Standard Mechanical Inter Face)ポッドや収納基板Wを外気にさらすOC(open cassette)であってもよい。IDロボットT10は、キャリア載置台111に載置されたキャリアCと、PASS1a,1bとの間で基板Wを搬送する。
処理部120は、積層配置された複数(この実施の形態においては2つ)の基板処理列201を備える。基板処理列201は、ID部110とIF部130との間を結ぶ処理列を構成し、基板Wを搬送する機構(メインロボットT21)と、メインロボットT21の搬送スペースを挟んで互いに対向配置された2つの処理ブロック(主として基板Wに対する熱処理を行う熱処理ブロック21および主として基板Wに所定の処理液を供給する液処理を行う液処理ブロック22)を備える。
IF部130について、図19および図23を参照しながら説明する。IF部130は、処理部120と露光装置EXPとの間での基板Wの受け渡しを行う。IF部130は、インターフェイス搬送機構として、2つの搬送機構(PEBロボットT31、IFロボットT32)とを備える。
上記の実施の形態に係る基板処理装置100においては、現像処理ユニット1およびレジスト塗布処理ユニット2にて、2種類のノズルの入れ替え(現像処理ユニット1においては現像ノズル21と純水ノズル130の入れ替え、レジスト塗布処理ユニット2においては吐出ノズル530とレジストノズル61の入れ替え)を安全かつ迅速に行うことができる。また、2種類のノズルの稼働率を向上させることができる。これにより、ノズルの入れ替えに係るオーバーヘッドタイムが短縮され、処理ユニット1,2のスループットが良好なものとなる。ひいては、高いスループットの基板処理装置100が実現される。
上記の実施の形態に係る現像処理ユニット1においては、プリウェット液およびリンス液として用いられる処理液として純水を採用していたが、純水以外、例えば界面活性剤を含む溶液を処理液として採用してもよい。また、プリウェット液とリンス液とを異なる種類の処理液で構成してもよい。特に後者の場合、プリウェット液を吐出供給するノズルとリンス液を吐出供給するノズルとを1個のノズルで共用せずに、別個独立に設けてもよい。
2 レジスト塗布処理ユニット
10 現像処理セット
11,51 回転保持部
13 DIW供給部
20 現像液供給部
21 現像ノズル
22 横ガイドレール
23 Y軸駆動機構
24 Z軸駆動機構
30 ポッド
41 現像ノズル位置制御部
42 純水ノズル位置制御部
50 レジスト塗布処理セット
53 処理液供給部
60 レジスト膜材料供給部
61 レジストノズル
62 ノズル載置部
63 ベース部
64 把持部
91,92 制御部
130 純水ノズル
411 処理情報取得部
412 待機位置特定部
413,421 干渉エリア特定部
414,422 移動開始タイミング制御部
415 現像ノズル駆動制御部
423 純水ノズル駆動制御部
530 吐出ノズル
531 第1処理液吐出部
532 第2処理液吐出部
535 回動機構
100 基板処理装置
A 純水ノズル移動エリア
B 現像ノズル移動エリア
C 処理液供給部移動エリア
Ai,Bi,Ci 干渉エリア
H1 移動走行面
H2 吐出走行面
W 基板
Claims (9)
- 基板に対する所定の処理を行う基板処理ユニットであって、
基板を保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された基板に対してそれぞれ所定の処理液を吐出供給する第1ノズルおよび第2ノズルと、
前記第1ノズルおよび前記第2ノズルの位置を制御するノズル位置制御手段と、
を備え、
前記ノズル位置制御手段が、
前記第1ノズルの移動エリア内に、前記第1ノズルと前記第2ノズルとの干渉エリアを特定する干渉エリア特定手段と、
基板に対して処理液を供給するノズルを前記第1ノズルから前記第2ノズルに入れ替えるにあたり、前記第1ノズルが前記干渉エリアの外に移動したことを確認した時点で、前記第2ノズルの移動を開始させる移動開始タイミング制御手段と、
を備え、
前記第1ノズルが、第1の水平面内を移動して、前記第1ノズルが前記所定の処理液を吐出開始する位置と鉛直方向に沿って見て重なる位置まで移動し、
前記第2ノズルが、前記第1の水平面とは高さが異なる第2の水平面内を移動して、前記第2ノズルが前記所定の処理液を吐出開始する位置と鉛直方向に沿って見て重なる位置まで移動することを特徴とする基板処理ユニット。 - 請求項1に記載の基板処理ユニットであって、
それぞれにおいて1枚の基板に対する前記所定の処理を実行する複数の処理セット、
を備え、
前記第1ノズルと前記第2ノズルとのうちの少なくとも一方が前記複数の処理セットの間で共用されることを特徴とする基板処理ユニット。 - 請求項1または2に記載の基板処理ユニットであって、
前記ノズル位置制御手段が、
前記第1ノズルが基板に対して処理液を供給している間に、前記第2ノズルを所定の待機位置まで移動させておき、前記第1ノズルが前記干渉エリアの外に移動したことを確認した時点で、前記第2ノズルを前記所定の待機位置から処理液の供給位置へ移動開始させることを特徴とする基板処理ユニット。 - 請求項3に記載の基板処理ユニットであって、
前記第2ノズルが複数の駆動軸に沿って移動可能であり、
前記所定の待機位置と前記処理液の供給位置とが、前記第2ノズルが前記複数の駆動軸のいずれかに沿った移動で到達可能な位置関係にあることを特徴とする基板処理ユニット。 - 請求項1から4のいずれかに記載の基板処理ユニットであって、
前記第1ノズルが、現像液の吐出供給に先立って所定の処理液を基板表面に供給することによって前記基板表面を前記現像液と馴染みやすい状態にするプリウェット処理に係る前記所定の処理液を吐出供給するノズルであり、前記第2ノズルが前記現像液を吐出供給するノズルであることを特徴とする基板処理ユニット。 - 請求項1から4のいずれかに記載の基板処理ユニットであって、
前記第1ノズルが現像液を吐出供給するノズルであり、前記第2ノズルがリンス処理に係る処理液を吐出供給するノズルであることを特徴とする基板処理ユニット。 - 請求項1から4のいずれかに記載の基板処理ユニットであって、
前記第1ノズルが溶媒前塗布処理に係る処理液を吐出供給するノズルであり、前記第2ノズルがレジスト膜材料を吐出供給するノズルであることを特徴とする基板処理ユニット。 - 所定の外部装置に隣接して配置され、基板に対する一連の処理を行う基板処理装置であって、
それぞれが基板に対する所定の処理を行う1以上の基板処理ユニットと、前記1以上の基板処理ユニットに所定の順序で基板を搬送していく主搬送機構とを備える処理部と、
前記処理部と前記外部装置との間で基板を搬送するインターフェイス搬送機構と、
を備え、
前記1以上の基板処理ユニットのいずれかが、
基板を保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された基板に対してそれぞれ所定の処理液を吐出供給する第1ノズルおよび第2ノズルと、
前記第1ノズルおよび前記第2ノズルの位置を制御するノズル位置制御手段と、
を備え、
前記ノズル位置制御手段が、
前記第1ノズルの移動エリア内に、前記第1ノズルと前記第2ノズルとの干渉エリアを特定する干渉エリア特定手段と、
基板に対して処理液を供給するノズルを前記第1ノズルから前記第2ノズルに入れ替えるにあたり、前記第1ノズルが前記干渉エリアの外に移動したことを確認した時点で、前記第2ノズルの移動を開始させる移動開始タイミング制御手段と、
を備え、
前記第1ノズルが、第1の水平面内を移動して、前記第1ノズルが前記所定の処理液を吐出開始する位置と鉛直方向に沿って見て重なる位置まで移動し、
前記第2ノズルが、前記第1の水平面とは高さが異なる第2の水平面内を移動して、前記第2ノズルが前記所定の処理液を吐出開始する位置と鉛直方向に沿って見て重なる位置まで移動することを特徴とする基板処理装置。 - 基板に対して所定の処理を行う基板処理方法であって、
a)第1ノズルに基板に対して第1の処理液を吐出供給させる工程と、
b)第2ノズルに前記基板に対して第2の処理液を吐出供給させる工程と、
を備え、
前記第1ノズルの移動エリア内に、前記第1ノズルと前記第2ノズルとの干渉エリアを特定しておき、基板に対して処理液を供給するノズルを前記第1ノズルから前記第2ノズルに入れ替えるにあたり、前記第1ノズルが前記干渉エリアの外に移動したことを確認した時点で、前記第2ノズルの移動を開始させ、
前記第1ノズルが、第1の水平面内を移動して、前記第1ノズルが前記第1の処理液を吐出開始する位置と鉛直方向に沿って見て重なる位置まで移動し、
前記第2ノズルが、前記第1の水平面とは高さが異なる第2の水平面内を移動して、前記第2ノズルが前記第2の処理液を吐出開始する位置と鉛直方向に沿って見て重なる位置まで移動することを特徴とする基板処理方法。
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