JP5569514B2 - 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体 - Google Patents
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Description
本発明は、パターンマスクの荒れを改善する基板処理方法、基板処理装置及び記憶媒体に関する。
露光処理時にウエハのレジスト膜に照射される光の波動的性質によって、現像後に形成されるレジストパターンにはＬＷＲ（Line Width Roughness）と呼ばれる荒れが発生し、測定寸法のばらつきが生じる。このようにパターンが荒れているレジスト膜をマスクとして下地膜をエッチングすると、エッチング形状がこの荒れに影響され、結果としてエッチングにより形成される回路パターンの形状も荒れてしまい、所望の品質の半導体デバイスが製造できなくなるおそれがある。
そこで、特許文献１に記載されるようにウエハを格納する処理容器と、この処理容器に設けられた吐出口と、前記吐出口から気化した溶剤を含む蒸気（溶剤蒸気）をウエハに供給する供給機構とを備えた基板処理装置を用いてレジストパターンの荒れを改善するスムージング処理を行うことが検討されている。ところで、このような基板処理装置でウエハの処理を行った後、処理容器からウエハを搬出して次のウエハを搬入するためには、処理容器の外部に溶剤が漏れ出して他のウエハの処理に影響を与えてしまうことを防ぐために、処理容器内を排気することが必要である。
この排気に要する時間を短縮するために処理容器を小型化することが考えられるが、そうなると溶剤蒸気の吐出口とウエハとの距離が近くなることにより、前記溶剤蒸気がウエハ表面に均一に拡散せず、溶剤蒸気の流束のばらつきが大きくなることでウエハの面内の処理の均一性が低下するおそれがある。従って、処理容器の小型化には限界がある。このような事情から、上記の処理容器内におけるウエハの入れ替えを速やかに行い、スループットを向上させる技術が求められている。なお、特許文献１にはこのような問題を解決する手法については記載されていない。
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は基板に形成されたパターンマスクの表面を平滑化させる基板処理装置において、スループットを向上させる技術を提供することである。
本発明の基板処理装置は、露光、現像処理されてパターンマスクが形成された基板に対して、前記パターンマスクの荒れを改善するために処理を行う基板処理装置において、
前記基板が収容され、密閉された処理空間を形成する処理容器と、
前記処理空間において処理容器の外部との間で基板を搬送するための搬送領域と、前記搬送領域に隣接する隣接領域とを夫々の雰囲気が遮断されるように区画する区画状態と、前記夫々の雰囲気が開放される開放状態とを互いに切り替える区画機構と、
前記処理容器の外部から搬送領域に搬送された基板が受け渡される処理用載置部と、
前記開放状態の処理空間に溶剤雰囲気を供給して、前記処理用載置部に載置された基板のパターンマスクを膨潤させるための溶剤雰囲気供給部と、
膨潤した前記パターンマスクを乾燥させるための乾燥機構と、
前記乾燥機構により乾燥された基板を前記溶剤雰囲気を供給した後に区画状態にされた前記搬送領域から外部に取り出すと共に、処理を行う基板を外部から前記搬送領域に搬送するために前記処理容器に形成された、開閉自在な基板搬送口と、
前記区画状態の搬送領域の溶剤雰囲気を排気して除去するために、当該搬送領域に開口する排気口と、
を備え、
前記基板搬送口が開かれるときに当該基板搬送口は、前記区画状態にされた隣接領域から区画されることを特徴とする。
前記基板が収容され、密閉された処理空間を形成する処理容器と、
前記処理空間において処理容器の外部との間で基板を搬送するための搬送領域と、前記搬送領域に隣接する隣接領域とを夫々の雰囲気が遮断されるように区画する区画状態と、前記夫々の雰囲気が開放される開放状態とを互いに切り替える区画機構と、
前記処理容器の外部から搬送領域に搬送された基板が受け渡される処理用載置部と、
前記開放状態の処理空間に溶剤雰囲気を供給して、前記処理用載置部に載置された基板のパターンマスクを膨潤させるための溶剤雰囲気供給部と、
膨潤した前記パターンマスクを乾燥させるための乾燥機構と、
前記乾燥機構により乾燥された基板を前記溶剤雰囲気を供給した後に区画状態にされた前記搬送領域から外部に取り出すと共に、処理を行う基板を外部から前記搬送領域に搬送するために前記処理容器に形成された、開閉自在な基板搬送口と、
前記区画状態の搬送領域の溶剤雰囲気を排気して除去するために、当該搬送領域に開口する排気口と、
を備え、
前記基板搬送口が開かれるときに当該基板搬送口は、前記区画状態にされた隣接領域から区画されることを特徴とする。
本発明の具体的な態様は、例えば下記の通りである。
（ａ）前記区画機構は、処理容器の外部と前記処理空間との間で移動自在に構成され、
前記処理容器には、前記区画機構が移動するために開閉自在な移動用開口部が設けられている。
（ｂ）前記移動用開口部には処理空間内の雰囲気と処理空間外の雰囲気とを遮断するためのガス流形成部が設けられる。
（ｃ）前記乾燥手段は、前記処理用載置部に載置された基板を加熱する加熱手段により構成され、
前記区画機構は、前記加熱手段により加熱された基板を冷却するために載置する冷却用載置部を備え、
前記処理用載置部は、前記冷却用載置部に基板を移載する移載機構を備える。
（ｄ）前記区画機構は、前記冷却用載置部と、前記搬送領域を形成するために当該冷却用載置部の表面を覆うカバーと、を備え、
前記排気口はこの区画機構に設けられ、カバーと冷却用載置部とに囲まれる搬送領域を排気する。
（ｅ）前記区画機構は、前記搬送領域にガスを供給して溶剤雰囲気を前記排気口へパージするためのパージガス供給部を備える。
（ａ）前記区画機構は、処理容器の外部と前記処理空間との間で移動自在に構成され、
前記処理容器には、前記区画機構が移動するために開閉自在な移動用開口部が設けられている。
（ｂ）前記移動用開口部には処理空間内の雰囲気と処理空間外の雰囲気とを遮断するためのガス流形成部が設けられる。
（ｃ）前記乾燥手段は、前記処理用載置部に載置された基板を加熱する加熱手段により構成され、
前記区画機構は、前記加熱手段により加熱された基板を冷却するために載置する冷却用載置部を備え、
前記処理用載置部は、前記冷却用載置部に基板を移載する移載機構を備える。
（ｄ）前記区画機構は、前記冷却用載置部と、前記搬送領域を形成するために当該冷却用載置部の表面を覆うカバーと、を備え、
前記排気口はこの区画機構に設けられ、カバーと冷却用載置部とに囲まれる搬送領域を排気する。
（ｅ）前記区画機構は、前記搬送領域にガスを供給して溶剤雰囲気を前記排気口へパージするためのパージガス供給部を備える。
本発明の基板処理装置によれば、溶剤雰囲気が形成される処理空間が基板の搬入出時に区画機構により区画され、この区画された処理空間の基板の搬送領域を排気する排気口と、当該搬送領域に対して開閉する搬送口と、が設けられる。従って溶剤雰囲気の排気を行う空間の容積を抑えることができるので、速やかに排気を完了し、処理空間への基板の受け渡しを行うことができる。その結果として、スループットの向上を図ることができる。
（第１の実施形態）
本発明の実施の形態に係る基板処理装置１について、縦断側面図、横断平面図である図１、図２を参照しながら説明する。この基板処理装置１は処理容器１１と、処理容器１１への進入及び処理容器１１からの退出が自在な排気領域形成部５１とを備えている。
本発明の実施の形態に係る基板処理装置１について、縦断側面図、横断平面図である図１、図２を参照しながら説明する。この基板処理装置１は処理容器１１と、処理容器１１への進入及び処理容器１１からの退出が自在な排気領域形成部５１とを備えている。
処理容器１１は扁平な角型に形成され、その内部はウエハＷの処理空間１２として構成されている。処理容器１１の一つの側面にはウエハＷの搬送口１３が開口しており、この搬送口１３はシャッタ１４により開閉自在に構成されている。搬送口１３は、処理空間１２の溶剤が処理空間１２の外部へ漏れることを防ぐために、その外側の開口高さが内側の開口高さよりも小さくなるように構成されている。具体的には、搬送口１３は上下に対向して設けられた水平面１５、１５と、各水平面１５から処理容器１１の外側に向かうにつれてその上下の幅が狭まるように各々形成された傾斜面１６、１６とにより構成されている。
各水平面１５には搬送口１３の長さ方向に沿って開口したスリット状の排気口１７が形成されており、各傾斜面１６には前記排気口１７と並行に形成されたスリット状のガス吐出口１８が設けられている。各ガス吐出口１８からは処理空間１２の内部側へ斜め方向にＮ2ガスが吐出され、処理空間１２の雰囲気が搬送口１３から漏れ出すことを防ぐことができる。
処理容器１１において、前記搬送口１３が形成された側面と対向する側面には排気領域形成部５１の進退口２１が開口しており、移動用開口部をなすこの進退口２１はシャッタ２２により開閉自在に構成されている。この進退口２１も前記搬送口１３と同様に、処理空間１２の溶剤雰囲気が外部へ漏れることを防ぐために、その外側の開口高さが内側の開口高さよりも小さくなるように構成されている。具体的には、進退口２１は搬送口１３と同様に上下に対向して設けられた水平面２３、２３と、各水平面２２から処理容器１１の外側に向かってその上下の幅が狭まるように各々形成された傾斜面２４、２４とにより構成されている。
各水平面２３には進退口２１の長さ方向に沿ってスリット状の排気口２５が形成されており、各傾斜面２４には前記排気口２５と並行に形成されたスリット状のガス吐出口２６が設けられている。各ガス吐出口２６からは処理空間１２の内部側へ斜め方向にＮ2ガスが吐出され、処理空間１２の雰囲気が進退口２１から漏れ出すことを防ぐことができる。
排気口１７、排気口２５は夫々バルブＶ１、Ｖ２を介して真空ポンプなどにより構成される排気手段２７に接続されている。ガス吐出口１８、２６はガス供給系３１を介してＮ2ガスの供給源３２に接続されている。
処理空間１２の中央部下方には処理用載置部をなすステージ４１が設けられ、このステージ４１は処理を行うウエハＷを水平に載置する。このステージ４１内には乾燥機構である加熱手段を構成するヒータ４２が埋設され、ステージ４１に載置されたウエハＷを所定の温度に加熱することができる。ステージ４１には、当該ステージ４１を厚さ方向に穿孔された３つの孔４３と、各孔４３に挿通された昇降ピン４４とが設けられ、昇降ピン４４の下端は処理容器１１の底部を突き抜けて昇降機構４５に接続されている。図中４６は昇降機構４５を覆い、前記処理容器１１の底部から溶剤が拡散することを防ぐためのカバーである。
処理空間１２の上側にはステージ４１に対向するように水平な天井形成部材４７が設けられている。天井形成部材４７にはヒータ４８が埋設されており、このヒータ４８及び前記ヒータ４８の輻射熱により処理容器１１で気化した溶剤が結露して処理容器１１の壁面に付着することが防がれる。また、天井形成部材４７においては、ウエハＷの中央部と対向するようにガス吐出口４９が開口している。ガス吐出口４９は、ガス供給系３１を介して溶剤供給源３３及び前記Ｎ２ガス供給源３２に接続されている。
溶剤供給源３３は貯留した溶剤を下流側に供給する。この溶剤としては例えば、アセトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）、γブチルラクトン、ピリジン、キシレン、Ｎメチル２ピロリジノン（ＮＭＰ）、乳酸エチル、２−へプタノン、酢酸ブチル、メチルイソブチルケトン、ジエチルエーテル、アニソール、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ｍ−クレゾール等であり、レジスト膜の溶解作用を有する。
ガス供給系３１は、前記ガス吐出口４９と溶剤供給源３３とを接続する配管３４を備えている。配管３４には溶剤供給源３３に向けて気化部３５、流量制御部３６Ａ、バルブＶ３がこの順に介設され、溶剤供給源３３から気化部３５へ溶剤の供給量が制御される。また、ガス供給系３１は、前記Ｎ2ガス供給源３２に接続される配管３７と、当該配管３７に介設される加熱部３８とを備えている。加熱部３８は、下流側に向かうＮ2ガスを所定の温度に加熱し、処理容器１１内の温度がＮ2ガスの供給により下がることを防ぐ。それによって処理容器１１の壁面に溶剤が結露することが防がれる。
加熱部３８の下流で配管３７は分岐し、この分岐した配管を３７Ａ〜３７Ｄとして図１に示している。配管３７Ａは前記気化部３５に、配管３７Ｂは既述のガス吐出口１８に、配管３７Ｃは既述のガス吐出口２６に、配管３７Ｄは排気領域形成部５１に夫々接続されている。配管３７Ａは気化部３５にキャリアガスとしてのＮ2を供給する役割を有し、気化部３５で気化した溶剤（溶剤蒸気）はこのキャリアガスによりガス吐出口４９に供給される。配管３７Ｄから供給されるＮ2については排気領域形成部５１と共に説明する。配管３７Ａ〜３７Ｄには、各部へのＮ2の供給量を制御できるように上流側にバルブＶ４〜Ｖ７、下流側に流量制御部３８Ａ〜３８Ｄが各々介設される。
区画機構である排気領域形成部５１について、その分解斜視図を示した図３も参照しながら説明する。排気領域形成部５１はウエハＷの処理中は処理容器１１の後方側の待機領域５０に配置される。排気領域形成部５１は、待機領域５０から処理容器１１に向かって引き延ばされるように形成された扁平な角形の箱状部５２を備えている。この箱状部５２の前方側（処理容器１１側）は開放されており、箱状部５２の内部に形成される排気領域５３にこの前方側からウエハＷを搬入できるように構成されている。後述のようにこの排気領域５３は、処理容器１１に対するウエハＷ搬入時及び処理容器１１からのウエハＷの搬出時にウエハＷの搬送領域として構成される。
箱状部５２の底板をなす冷却板５４は図示しない冷却水の流路を備えており、前記ステージ４１にて加熱されたウエハＷを載置する。前記ウエハＷは、この冷却板５４に載置されることで、前記冷却水との熱交換により冷却される。冷却板５４にはその先端から後方に向けてスリット５５が形成されており、排気領域５３とステージ４１との間でウエハＷを受け渡すために、このスリット５５を昇降ピン４４が通過することができるように構成されている。また、箱状部５２を構成する天板５６の先端部には左右方向に延びるスリット状のガス吐出口５７が設けられている。このガス吐出口５７には上記の配管３７Ｄが接続されている。ガス吐出口５７は排気領域５３を後方側に向けて斜め方向に、パージガスとしてＮ2ガスを吐出する。
箱状部５２の後方側には、箱状部５２の前方側の開口部と対向するように左右方向に延びたスリット状の排気口５８が開口している。この排気口５８は、バルブＶ９を介して排気手段２７に接続され、排気領域５３を局所的に排気することができる。箱状部５２の後方側からは下方に向けて延びる支持部５９が設けられ、この支持部５９の下方側は前後方向に延びるガイドレール６１に係止されている。図示しない駆動機構によりこのガイドレール６１に沿って排気領域形成部５１は待機領域５０から前進し、図４に示すように処理空間１２内へ箱状部５２が進入するように前進する。このとき箱状部５２の先端は処理容器１１の搬送口１３の開口縁に当接し、排気領域５３が箱状部５２の外部から区画される。この状態において排気領域５３は、処理容器１１の外部の搬送機構との間でウエハＷの搬入出を行うためのウエハＷの搬送領域を構成する。また、処理空間１２において、このように区画された排気領域５３の外側の領域を便宜上、隣接領域１０と記載する。
基板処理装置１は制御部６０により制御される。この制御部６０は例えばコンピュータからなり、プログラム、メモリ、ＣＰＵを備えている。前記プログラムには制御部６０から基板処理装置の各部に制御信号を送り、所定の表面処理を進行させるように命令（各ステップ）が組み込まれている。このプログラムは、コンピュータ記憶媒体例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）、メモリーカード等の記憶部に格納されて制御部６０にインストールされる。ここで前記プログラムには、ガス供給系３１における各バルブＶの開閉、流量制御部による溶剤及びＮ２ガスの流量制御、各ヒータ４２、４８による温度制御、排気領域形成部５１の移動及び昇降ピン２３の昇降動作等を制御するためのプログラムも含まれており、制御部６０のメモリに予め記憶されたプロセスレシピに応じて、前記各部が制御されるようになっている。
続いて基板処理装置１の動作について図５〜図１２を参照しながら説明する。先ず、進退口２１においてガス吐出口２６からＮ2ガスが吐出されると共に排気口２５から排気が行われる。それによって、ガス吐出口２６から排気口２５に向かうガス流（ガスカーテン）が形成されると共に処理空間１２の雰囲気が排気される。続いて前記進退口２１が開放され、前記ガス流により進退口２１からの処理空間１２の雰囲気が外部に漏れ出すことが防がれた状態で、排気領域形成部５１が待機領域５０から前記処理空間１２に向けて前進する。排気領域形成部５１の箱状部５２の先端が処理容器１１の内壁に当接し、箱状部５２内の排気領域５３がその外側の隣接領域１０から区画されると、排気領域形成部５１の移動が停止する。また、天井形成部材４７とステージ４１とが所定の温度に夫々上昇する。
その後、ウエハＷの処理が行われる。図１３はウエハＷの処理を行うときの基板処理装置１の各部の動作状態を示したタイムチャートであり、このタイムチャートに記載したように前記ウエハＷの処理は、概略的にはウエハＷの処理空間１２への搬入と、溶剤蒸気によるスムージング処理と、ウエハＷの冷却及びウエハＷの周囲の雰囲気の置換と、処理空間１２からのウエハＷの搬出とを行う各区間からなる。
先ず、箱状部５２においてガス吐出口５７からＮ2ガスが吐出されると共に排気口５８から排気が行われ、排気領域５３にガス流が形成されて当該排気領域５３の溶剤濃度が低下する。このガス流の形成開始に並行して、搬送口１３におけるガス吐出口１８からのＮ2ガスの吐出及び排気口１７からの排気が開始され、搬送口１３にもガス流（ガスカーテン）が形成される（図１３中ｔ１）。続いて搬送口１３が開放され（図１３中ｔ２）、ガス吐出口１８から排気口１７へ向かうＮ2ガス流により、処理空間１２の雰囲気の外部への漏洩が防がれた状態で、図６に示すように搬送機構２０がウエハＷの周縁を保持した状態で前記搬送口１３から処理空間１２に進入する。昇降ピン４４が上昇してウエハＷの裏面を支持した後、搬送機構２０が処理空間１２から退避する。
そして搬送口１３が閉じ、前記ガス吐出口１８、５７からのガス供給と、排気口１７、５８からの排気が停止し、図７に示すように排気領域形成部５１が待機領域５０に後退する（図１３中ｔ３）。続いて進退口２１が閉鎖され、ガス吐出口２６からのＮ2ガスの吐出及び排気口２５からの排気が停止する。また、このガスの吐出及び排気の停止とに並行して、昇降ピン４４が下降し、ウエハＷがステージ４１に載置され（図１３中ｔ４）、前記ウエハＷは溶剤、例えばＰＧＭＥＡの露点温度よりも高く、当該ＰＧＭＥＡにより膨潤しない温度になるように加熱される。
然る後、図８に示すように排気口１７、２５から処理空間１２が排気されると共に溶剤蒸気がキャリアガス（Ｎ2ガス）と共にガス吐出口４９から処理空間１２に供給され（図１３中ｔ５）、処理空間１２の溶剤濃度が上昇する。ここで、供給される溶剤蒸気中のＰＧＭＥＡの濃度は、溶剤蒸気の露点よりも高い温度、例えば露点より１０℃以上高い温度において、ＰＧＭＥＡがウエハＷ上のレジストパターン表面を膨潤するために十分な濃度に設定される。ただし、この処理空間１２へ溶剤が供給されるときにはウエハＷへの溶剤の結露及びそれによる膨潤が起こらない温度にウエハＷの温度及び溶剤蒸気の温度が制御される。処理空間１２の溶剤の濃度が所定の濃度になると、前記溶剤蒸気及びキャリアガスの供給と、排気口１７、２５からの排気とが停止する。そして、昇降ピン４４が上昇し（図１３中ｔ６）、ウエハＷはステージ４１から離れることで次第にその温度が低下する。
ウエハＷ表面のレジストからなるパターンマスク７１が変化する様子を示した図１４も参照しながら説明する。図中７２は溶剤の分子である。上記のようにウエハＷの温度が比較的高いときには、前記溶剤分子７２は図１４の１段目に示すようにパターンマスク７１に衝突しても雰囲気中へと蒸発してしまい、パターンマスク７１へは吸着しない。その後、ウエハＷの温度が低下を続けると、図１４の２段目に示すように、溶剤分子７２がパターンマスク７１に吸着ひいては吸収される。つまり、溶剤がパターンマスク７１表面に結露する。それによってパターンマスク７１のごく薄い表層部７３が膨潤し、膨潤した７３ではレジスト膜を構成する分子が軟化、溶解して流動し、当該表層部７３の形状が均されていく。
ウエハＷの温度がさらに低下するにつれ、溶剤分子７２の吸着量が多くなり、表層部７３の膨潤が進むが、パターンマスク７１の深部へ溶剤が浸透することを防ぐために昇降ピン４４が下降し（図１３中ｔ７）、ウエハＷがステージ４１に載置されて溶剤による結露がなされない温度になるように加熱され、表層部７３に吸収された溶剤は蒸発して表層部７３が乾燥する（図１４中３段目）。そして、図９に示すように再び昇降ピン４４によりウエハＷがステージ４１から上昇して降温する。それによって表層部７３が再び膨潤し、レジスト膜を構成する分子が流動して、表層部７３がさらに平滑化される。その後、昇降ピン４４が下降してウエハＷが加熱されて上記のように表層部７３から溶剤が除去された後、昇降ピン４４によるステージ４１からのウエハＷの上昇、ステージ４１への載置動作がさらに繰り返され、図１４中４段目に示したように表層部７３の平滑化がさらに進行した後、図１４中５段目に示したように表層部７３が乾燥される。パターンマスク７１は溶剤の露点より高い温度でも前記溶剤を吸収するので、パターンマスク７１が過度に膨潤することを防ぐために、上記の膨潤及び乾燥処理は露点よりも高い温度範囲で行われ、前記乾燥処理は膨潤する温度よりも例えば１℃〜１０℃程度高い温度で行われる。
その後、ガス吐出口２６からＮ2ガスが吐出されると共に排気口２５から排気が行われて、進退口２１においてガス吐出口２６から排気口２５に向かうガス流が形成されると共に前記排気口２５から処理空間１２の溶剤雰囲気が除去される（図１３中ｔ８）。進退口２１が開放され、前記ガス流により当該進退口２１からの処理空間１２の雰囲気が外部に漏れ出すことが防がれた状態で、排気領域形成部５１が待機領域５０から前進し、箱状部５２が処理空間１２内に進入すると共に昇降ピン４４が上昇する（図１３中ｔ９）。図１０に示すようにウエハＷが前進を続ける前記箱状部５２の排気領域５３に収容され、箱状部５２の先端が処理容器１１の内壁に接し、排気領域５３が周囲の隣接領域１０から区画されると昇降ピン４４が下降し、ウエハＷが箱状部５２の冷却板５４に載置されて冷却される。
その後、図１１に示すように箱状部５２のガス吐出口５７からのＮ2ガスの吐出と排気口５８からの排気とが開始され、排気領域５３にガス流が形成されると共に搬送口１３のガス吐出口１８からのＮ2ガスの吐出と、排気口１７からの排気とが行われ、搬送口１３にガス流が形成される（図１３中ｔ１０）。このとき、排気領域５３及び搬送口１３は、その外側の隣接領域１０の雰囲気の流入が遮断されるように箱状部５２によって区画されている。従って、その溶剤濃度が速やかに低下する。
そして、排気領域５３及び搬送口１３の溶剤濃度が所定の濃度以下になると、搬送口１３が開放されると共に、昇降ピン４４が上昇してウエハＷを箱状部５２の冷却板５４から突き上げ（図１３中ｔ１１）、搬送機構２０がウエハＷの裏面に回りこむように排気領域５３に進入し、昇降ピン４４が下降して搬送機構２０にウエハＷが受け渡されると（図１３中ｔ１２）、図１２に示すように搬送機構２０が排気領域５３から退避し、ウエハＷが処理空間１２から搬出される。この搬出時には上記のように搬送口１３及び排気領域５３にガス流が引き続き形成されており、各ガス流は搬送口１３から見て奥側に向かって形成されているので、より確実に処理容器１１の外部への溶剤雰囲気の漏洩が抑えられる。
ウエハＷの搬出後に搬送口１３が閉じられ、ガス吐出口５７、１８からのＮ2ガスの吐出と、排気口５８、１７からの排気が停止し、搬送口１３及び排気領域５３のガス流の形成が停止する（図１３中ｔ１３）。その後、後続のウエハＷが先のウエハＷと同様に処理容器１１に搬送され、上記のように溶剤濃度が低下した排気領域５３を介してステージ４１に受け渡されて処理された後、先のウエハＷと同様に排気領域５３を介して処理容器１１から搬出される。
この基板処理装置１によれば、処理を行うウエハＷを処理空間１２に搬送するとき及び処理空間１２から処理済みのウエハＷを搬出するとき、排気領域形成部５１を処理容器１１内に進入させ、周囲から区画するように構成された排気領域５３に対して局所的にガス吐出口５７によるパージガスの供給と排気口５８による排気とを行う。このように処理空間１２において排気する領域が限定されるので、速やかに当該領域の溶剤濃度を低下させることができるため、処理空間１２へのウエハＷの搬入及び処理空間１２からのウエハＷの搬出を速やかに行うことができる。その結果として、スループットの向上を図ることができる。
また、排気領域５３を溶剤雰囲気から窒素雰囲気に置換する間に箱状部５２によりウエハＷを冷却するため、装置１から搬出後にウエハＷを冷却する必要が無く、よりスループットを高くすることができる。ところで上記の装置１では、先のウエハＷの冷却及び搬出動作を行うときに、排気口２５により排気領域５３の外側の空間である隣接領域１０も排気されるため、後続のウエハＷを排気領域５３からステージ４１に移載するときの処理空間１２に残留する溶剤濃度が抑えられる。その結果として、溶剤が当該ウエハＷに結露することが抑えられる。より確実にこの結露を防ぐために、ウエハＷを溶剤の露点よりも高い温度、さらには膨潤しない温度に加熱した状態で処理容器１１に搬送してもよい。溶剤の処理空間１２の外部への漏洩を防ぐために、排気領域２３は隣接領域１０よりも溶剤の濃度が低くなるように排気される。
上記の排気領域形成部５１の箱状部５２において天板５６と冷却板５４とを接続する側壁が設けられず、天板５６及び冷却板５４が処理空間１２内に進入したときにこれら天板５６及び冷却板５４の側部が処理容器１１の内壁に近接ないしは接触することで排気領域５３が隣接領域１０から区画されるようにしてもよい。ただし、隣接領域１０から排気領域５３への溶剤の流入を確実に防ぐために、上記の実施形態のように前記側壁を有する箱状部５２により排気領域５３を形成することが好ましい。
パターンを平滑化する処理については上記の例に限られず、例えばガス吐出口４９からの溶剤蒸気の供給及び排気口１７、２５からの排気を行うことで処理空間１２に溶剤の蒸気流を形成し、ウエハＷをこの蒸気流に曝して処理を行ってもよい。ウエハＷの各部で流束分布が異なることによる処理のばらつきを抑えるために、上記のようにウエハＷの処理時には溶剤蒸気の供給及び排気を停止することが好ましい。また、上記の例においてパターンマスク７１を膨潤させた後、乾燥させるにあたっては、例えばガス吐出口４９から乾燥したガスを供給してもよい。ただし、ウエハＷの各部で流束分布のばらつきによる処理のばらつきを抑えるために、上記のようにヒータにより加熱することで乾燥を行うことが好ましい。また、処理容器１１内にＬＥＤ（発光ダイオード）を設けて、このＬＥＤからウエハＷに光エネルギーを照射して加熱による乾燥処理を行ってもよい。なお、既述の装置１の各所から吐出されるガスとしては、Ｎ2ガスの代わりに空気などの他のガスを用いることが可能である。
上記の例では進退口２１が開放されたときに処理容器１１の外部へ溶剤雰囲気が漏洩することを防ぐために排気口２５及びガス吐出口２６を設けているが、このように構成する代わりに待機領域５０を囲むように筐体を設け、進退口２１が開放されたときにはこの筐体内を排気して溶剤雰囲気の漏洩を防いでもよい。
また、区画部材を処理容器１１の外部から内部へ移動させて処理空間１２を区画することには限られない。図１５に示す基板処理装置は、処理容器１１内に駆動部８１と当該駆動部８１により水平に移動自在なシャッタ８２とを備えている。シャッタ８２により処理空間１２は上側領域８３と下側領域８４とに区画される。シャッタ８２が開いた状態で、上記のように処理が行われた後、シャッタ８２が閉じて領域８３、８４が区画され、処理容器１１の底部に設けられた排気口８５、８５により下側領域８４が排気され、当該下側領域８４の溶剤濃度が低下した後、昇降ピン４４を介してウエハＷは搬送機構２０に受け渡され、例えば外部の装置で冷却される。図中に２つ示した排気口８５のうち１つをパージガス供給口として、前記下側領域８４の排気時にＮ2ガスなどの供給を行ってもよい。この例では、処理したウエハＷの冷却は例えば当該装置の外部で行い、処理済みのウエハＷは排気領域形成部５１を介さずにステージ４１から搬送機構２０へ受け渡される。
Ｗ ウエハ
１ 溶剤供給装置
１０ 処理空間
１１ 処理容器
１３ 搬送口
２１ 進退口
５１ 排気領域形成部
５２ 箱状部
５３ 排気領域
５４ 冷却板
６０ 制御部
１ 溶剤供給装置
１０ 処理空間
１１ 処理容器
１３ 搬送口
２１ 進退口
５１ 排気領域形成部
５２ 箱状部
５３ 排気領域
５４ 冷却板
６０ 制御部
Claims (12)
- 露光、現像処理されてパターンマスクが形成された基板に対して、前記パターンマスクの荒れを改善するために処理を行う基板処理装置において、
前記基板が収容され、密閉された処理空間を形成する処理容器と、
前記処理空間において処理容器の外部との間で基板を搬送するための搬送領域と、前記搬送領域に隣接する隣接領域とを夫々の雰囲気が遮断されるように区画する区画状態と、前記夫々の雰囲気が開放される開放状態とを互いに切り替える区画機構と、
前記処理容器の外部から搬送領域に搬送された基板が受け渡される処理用載置部と、
前記開放状態の処理空間に溶剤雰囲気を供給して、前記処理用載置部に載置された基板のパターンマスクを膨潤させるための溶剤雰囲気供給部と、
膨潤した前記パターンマスクを乾燥させるための乾燥機構と、
前記乾燥機構により乾燥された基板を前記溶剤雰囲気を供給した後に区画状態にされた前記搬送領域から外部に取り出すと共に、処理を行う基板を外部から前記搬送領域に搬送するために前記処理容器に形成された、開閉自在な基板搬送口と、
前記区画状態の搬送領域の溶剤雰囲気を排気して除去するために、当該搬送領域に開口する排気口と、
を備え、
前記基板搬送口が開かれるときに当該基板搬送口は、前記区画状態にされた隣接領域から区画されることを特徴とする基板処理装置。 - 前記区画機構は、処理容器の外部と前記処理空間との間で移動自在に構成され、
前記処理容器には、前記区画機構が移動するために開閉自在な移動用開口部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。 - 前記移動用開口部には処理空間内の雰囲気と処理空間外の雰囲気とを遮断するためのガス流形成部が設けられることを特徴とする請求項２記載の基板処理装置。
- 前記乾燥手段は、前記処理用載置部に載置された基板を加熱する加熱手段により構成され、
前記区画機構は、前記加熱手段により加熱された基板を冷却するために載置する冷却用載置部を備え、
前記処理用載置部は、前記冷却用載置部に基板を移載する移載機構を備えることを特徴とする請求項２または３記載の基板処理装置。 - 前記区画機構は、前記冷却用載置部と、前記搬送領域を形成するために当該冷却用載置部の表面を覆うカバーと、を備え、
前記排気口はこの区画機構に設けられ、カバーと冷却用載置部とに囲まれる搬送領域を排気することを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。 - 前記区画機構は、前記搬送領域にガスを供給して溶剤雰囲気を前記排気口へパージするためのパージガス供給部を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の基板処理装置。
- 露光、現像処理されてパターンマスクが形成された基板に対して、前記パターンマスクの荒れを改善するために処理を行う基板処理方法において、
密閉された処理空間を形成する処理容器に基板を収容する工程と、
区画機構により前記処理空間において処理容器の外部との間で基板を搬送するための搬送領域と、前記搬送領域に隣接する隣接領域とを互いの雰囲気が遮断されるように区画する区画状態を形成する工程と、
前記区画機構により前記搬送領域の雰囲気と、前記隣接領域の雰囲気とを互いに開放する工程と、
前記処理容器の外部から搬送領域に搬送された基板を処理用載置部に受け渡す工程と、
前記処理用載置部に載置された基板のパターンマスクを膨潤させるために溶剤雰囲気供給部により前記開放状態の処理空間に溶剤雰囲気を供給する工程と、
乾燥機構により膨潤した前記パターンマスクを乾燥させる工程と、
前記溶剤雰囲気を供給した後に前記乾燥機構により乾燥された基板を搬送領域から外部に取り出すと共に処理を行う基板を外部から前記搬送領域に搬送するために、前記区画状態を形成する工程と、
前記区画状態の搬送領域に開口する排気口から溶剤雰囲気を排気して除去する工程と、 前記処理容器に形成された基板搬送口を、前記区画状態の隣接領域から区画されるように開く工程と、
を備えたことを特徴とする基板処理方法。 - 前記区画機構を、処理容器の外部の待機領域と前記処理空間との間で移動させる工程と、
処理容器において、前記区画機構を移動させるための移動用開口部を開閉する工程と、
を備えることを特徴とする請求項７記載の基板処理方法。 - 前記移動用開口部において、処理空間内の雰囲気と処理空間外の雰囲気とを遮断するためにガス流形成部によりガス流を形成する工程を含むことを特徴とする請求項８記載の基板処理方法。
- 前記パターンマスクを乾燥させる工程は、前記処理用載置部に載置された基板を加熱手段により加熱する工程を含み、
前記区画機構に設けられる冷却用載置部に、移載機構により前記加熱された基板を移載する工程と、
冷却用載置部にて前記基板を冷却する工程と、
を含むことを特徴とする請求項８または９記載の基板処理方法。 - 前記区画機構に設けられるパージガス供給部により、前記搬送領域にガスを供給して当該搬送領域の溶剤雰囲気を前記排気口へパージする工程を含むことを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか一つに記載の基板処理方法。
- 露光、現像処理されてパターンマスクが形成された基板に対して、前記パターンマスクの荒れを改善するために処理を行う基板処理装置に用いられるコンピュータプログラムが記憶された記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項７ないし１１のいずれか一つに記載の基板処理方法を実施するためのものであることを特徴とする記憶媒体。
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