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JP5050018B2 - 塗布現像装置及び塗布現像方法 - Google Patents

塗布現像装置及び塗布現像方法 Download PDF

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JP5050018B2 JP2009193387A JP2009193387A JP5050018B2 JP 5050018 B2 JP5050018 B2 JP 5050018B2 JP 2009193387 A JP2009193387 A JP 2009193387A JP 2009193387 A JP2009193387 A JP 2009193387A JP 5050018 B2 JP5050018 B2 JP 5050018B2
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Description

本発明は、薬液を用いて基板を液処理する塗布現像装置及び塗布現像方法に関する。
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工程では、半導体基板(以下、「基板」又は「ウェハ」という。)の表面を疎水化処理した後、BARC(Bottom Anti-Reflective Coating)を塗布及び加熱処理し、レジストを塗布及び加熱処理し、露光処理し、可溶化された部分を現像処理して除去することにより、微細なレジストパターンを形成している。
ここで、レジストパターンの露光前の工程においては、BARCを塗布する塗布処理、塗布されたBARC液内の溶剤を蒸発させるための加熱処理(プリベーキング)、冷却処理(クーリング)、冷却されたウェハにレジストを塗布するレジスト塗布処理、塗布されたレジスト液内の溶剤を蒸発させるための加熱処理(プリベーキング)等の種々の処理が連続して行われている。また、レジストパターンの露光後の工程においては、ウェハ上のレジスト膜の化学反応を促進させるための加熱処理(ポストエクスポージャーベーキング)、冷却処理(クーリング)、冷却されたウェハに現像液を供給して現像処理する現像処理等の種々の処理が行われている。
このような半導体ウェハの塗布処理及び現像処理を行う塗布現像装置においては、近年、ウェハが大口径化(450nm対応)に伴って各処理ユニットが大型化しているため、装置全体のフットプリントが増大している。
また、コスト削減のため、単位時間当たりのウェハ処理能力を増大させることが望ましい。そのため、一つの塗布現像装置中に多数の処理ユニットが含まれることなり、ますます装置全体のフットプリントが増大している。
このような塗布現像装置として、カセット側から露光装置側に向かって両側に種々の処理ユニットを配置し、中央に共通のウェハ搬送アームを配置するものがある(例えば、特許文献1参照)。
特開2003−7795号公報
ところが、上記したような塗布現像装置には、次のような問題がある。
中央に共通のウェハ搬送アームを配置する場合、両側の上下複数段に配置した処理ユニット間でウェハを受け渡しする回数が多く、ウェハ搬送アームの移動距離が長くなり、処理時間が増大し、単位時間当たりのウェハ処理枚数を増大させることができないという問題がある。
また、中央にウェハ搬送アームが一つしかないために、ある特定のウェハを処理する目的の機能を有する各処理ユニットを共有化、集合させることが難しく、フットプリントを削減することができないという問題がある。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ウェハ搬送アームの移動距離を短くし、処理時間を短縮し、フットプリントを小さくすることができる塗布現像装置及び塗布現像方法を提供する。
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる手段を講じたことを特徴とするものである。
本発明は、キャリアブロックにキャリアにより搬入された基板を塗布現像処理ブロックに受け渡し、前記塗布現像処理ブロックにてレジスト膜を含む塗布膜を形成した後、インターフェイスブロックを介して露光装置に搬送し、前記インターフェイスブロックを介して戻ってきた露光後の基板を前記塗布現像処理ブロックにて現像処理して前記キャリアブロックに受け渡す塗布現像装置であって前記塗布現像処理ブロックは、前記キャリアブロックから該塗布現像処理ブロックに受け渡された基板に前記塗布膜を形成する塗布処理ユニットと前記インターフェイスブロックから該塗布現像処理ブロックに戻ってきた露光後の基板を現像処理する現像処理ユニットとを有し前記塗布処理ユニットと前記現像処理ユニットとを積層して配置し前記塗布処理ユニットは、薬液を用いて基板に前記塗布膜を形成する塗布処理部と、前記塗布処理部に対応して設けられ、該塗布膜を形成された基板を加熱処理する第1の加熱処理部とを備え、前記塗布処理部と前記第1の加熱処理部とを一直線上に配置し、前記現像処理ユニットは基板を加熱処理する第2の加熱処理部と前記第2の加熱処理部に対応して隣接配置され、加熱処理された基板を冷却処理する冷却処理部と前記冷却処理部に対応して隣接配置され、冷却処理された該基板を現像処理する現像処理部とを備え前記第2の加熱処理部と前記冷却処理部と前記現像処理部とを一直線上に順に配置し前記冷却処理部は、所定の温度に基板を冷却させながら前記第2の加熱処理部から前記現像処理部に該基板を搬送する、ことを特徴とする。
また、本発明は、キャリアブロックにキャリアにより搬入された基板を塗布現像処理ブロックに受け渡し、前記塗布現像処理ブロックにてレジスト膜を含む塗布膜を形成した後、インターフェイスブロックを介して露光装置に搬送し、前記インターフェイスブロックを介して戻ってきた露光後の基板を前記塗布現像処理ブロックにて現像処理して前記キャリアブロックに受け渡す塗布現像方法であって前記キャリアブロックから該塗布現像処理ブロックの塗布処理ユニットに受け渡された基板に前記塗布膜を形成する塗布処理工程と前記塗布処理ユニットに積層された現像処理ユニットで、前記インターフェイスブロックから該塗布現像処理ブロックに戻ってきた露光後の基板を現像処理する現像処理工程とを含み前記塗布処理工程は塗布処理部で薬液を用いて基板に前記塗布膜を形成する第1の液処理工程と、前記塗布処理部に対応して配置された第1の加熱処理部で、該塗布膜を形成された基板を加熱処理する第1の加熱処理工程とを含み前記塗布処理部と前記第1の加熱処理部とは、一直線上に配置され前記現像処理工程は第2の加熱処理部で基板を加熱処理する第2の加熱処理工程部と、前記第2の加熱処理部に対応して隣接配置された冷却処理部で、加熱された基板を冷却処理する冷却処理工程と、前記冷却処理部に対応して隣接配置された現像処理部で、冷却された基板を薬液を用いて現像処理する第2の液処理工程とを含み前記第2の加熱処理部と前記冷却処理部と前記現像処理部とは、一直線上に順に配置され前記冷却処理工程は、所定の温度に基板を冷却させながら前記第2の加熱処理部から前記現像処理部に該基板を搬送する、ことを特徴とする。
本発明によれば、基板を液処理する塗布現像装置において、ウェハ搬送アームの移動距離を短くし、処理時間を短縮し、フットプリントを小さくすることができる。
実施の形態に係る塗布現像装置の構成を示す概略平面図である。 実施の形態に係る塗布現像装置の構成を示す概略正面図である。 実施の形態に係る塗布処理ユニットの構成を示す概略平面図である。 実施の形態に係る塗布処理ユニットの構成を示す概略正面図である。 実施の形態に係る塗布現像装置における冷却処理部の冷却板が、塗布処理部と加熱処理部との間で移動可能なことを説明するための概略斜視図である。 実施の形態に係る塗布現像装置における冷却処理部の冷却板が、塗布処理部と加熱処理部との間で移動可能なことを説明するための概略斜視図である。 実施の形態に係る塗布現像装置を用いた塗布処理方法の一例を行う際の、各ユニット及び各部におけるウェハの処理状態を説明するタイムチャートである。 実施の形態の変形例に係る塗布現像装置の構成を示す概略平面図である。 実施の形態の変形例に係る塗布現像装置の構成を示す概略正面図である。
次に、本発明を実施するための形態について図面と共に説明する。
(実施の形態)
初めに、図1から図7を参照し、実施の形態に係る塗布現像装置について説明する。
図1及び図2は、それぞれ本実施の形態に係る塗布現像装置の構成を示す概略平面図及び概略正面図である。
本実施の形態に係る塗布現像装置は、キャリアブロックB1と、検査ブロックB2と、疎水化/熱処理ブロックB3と、塗布現像処理ブロックB4と、リンス洗浄ブロックB5と、インターフェイスブロックB6とを有する。キャリアブロックB1からインターフェイスブロックB6までは、上記した順に並んで配置され、インターフェイスブロックB6は、図示しない露光装置と接続されている。
キャリアブロックB1は、カセット載置台CS、ウェハ搬送アーム1を有する。カセット載置台CSは、その上面の所定の位置に、複数のカセットCを水平のX方向に一列に載置可能となっている。
ウェハ搬送アーム1は、搬送路1a上をX方向に沿って移動可能に設けられている。ウェハ搬送アーム1は、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)にも移動自在であり、X方向に配列された各カセットC内のウェハWに対して選択的にアクセスできるように構成されている。ウェハ搬送アーム1は、Z軸を中心としてθ方向に回転可能に構成されており、後述するように検査ブロックB2のバッファカセットに対してもアクセスできるように構成されている。
なお、キャリアブロックB1におけるカセット載置台CSは、本発明における搬出入ユニットに相当する。
検査ブロックB2は、例えば、2つの検査ユニットMI1、MI2、2つの受け渡しユニットTRS1、TRS2、2つのウェハ搬送アーム2、3を有する。
2つの検査ユニットMI1、MI2は、ウェハW上に形成された膜の厚みやパターンの線幅を測定する。検査ユニットMI1、MI2として、例えばスキャトロメトリを備えたオプティカルデジタルプロファイロメトリ(Optical Digital Profilometry;ODP)システムを用いることができる。あるいは、検査ユニットMI1、MI2として、ウェハW上のマクロ欠陥を検出するマクロ検査ユニットを備えてもよい。あるいは、検査ブロックB2には、検査ユニットMI1、MI2として、露光の重ね合わせのずれ、すなわち形成されたパターンと下地のパターンとの位置ずれを検出する重ね合わせ検査ユニットを備えてもよい。
2つの受け渡しユニットTRS1、TRS2は、上下に重なるように設けられており、キャリアブロックB1のウェハ搬送アーム1との間でウェハを受け渡す。
ウェハ搬送アーム2は、搬送路2a上をX方向に沿って移動可能に設けられている。ウェハ搬送アーム2は、受け渡しユニットTRS1、TRS2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)にも移動自在であり、上下に重なるように設けられた受け渡しユニットTRS1、TRS2内のウェハWに対して選択的にアクセスできるように構成されている。ウェハ搬送アーム2は、受け渡しユニットTRS1、TRS2と、検査ユニットMI1との間で、ウェハWを受け渡す。
ウェハ搬送アーム3は、例えば上段及び下段に重ねて配置されたウェハ搬送アーム3a、3bよりなる。上段のウェハ搬送アーム3aは、受け渡しユニットTRS1、及び後述する疎水化/熱処理ブロックB3の上段に対応して設けられる。下段のウェハ搬送アーム3bは、受け渡しユニットTRS2、及び後述する疎水化/熱処理ブロックB3の下段に対応して設けられる。
ウェハ搬送アーム3aは、搬送路3c上をX方向に沿って移動可能に設けられている。ウェハ搬送アーム3aは、受け渡しユニットTRS1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)にも移動自在であり、上下に重なるように設けられた受け渡しユニットTRS1内のウェハWに対して選択的にアクセスできるように構成されている。ウェハ搬送アーム3aは、検査ユニットMI1、後述する疎水化処理ブロックB3の上段との間でウェハWを受け渡し可能に設けられている。
ウェハ搬送アーム3bは、搬送路3d上をX方向に沿って移動可能に設けられている。ウェハ搬送アーム3bは、受け渡しユニットTRS2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)にも移動自在であり、上下に重なるように設けられた受け渡しユニットTRS2内のウェハWに対して選択的にアクセスできるように構成されている。ウェハ搬送アーム3bは、検査ユニットMI2、後述する疎水化処理ブロックB3の下段との間でウェハWを受け渡し可能に設けられている。
疎水化/熱処理ブロックB3は、棚ユニットU1〜U3、ウェハ搬送アーム4を有する。棚ユニットU1〜U3は、後述する塗布処理ユニットCOTU1〜COT3に対応して設けられ、塗布処理ユニットで処理する基板に疎水化処理又は熱処理を行う。
なお、疎水化/熱処理ブロックB3における疎水化処理は、本発明における前処理に相当し、疎水化/熱処理ブロックB3における熱処理は、本発明における後処理に相当する。
棚ユニットU1は、例えば上下二段に重ねて配置された棚ユニットU11、U12よりなる。同様に、棚ユニットU2及びU3も、それぞれ上下二段に重ねて配置された棚ユニットU21、U22の組、U31、U32の組よりなる。
上段の棚ユニットU11、U21、U31では、ウェハWに対して疎水化処理が行われるように、例えば4つの疎水化処理ユニットADH、2つの冷却処理ユニットCPLを上下に重ねて配置される。図2に一例を示すように、例えば上から順に、2つの疎水化処理ユニットADH、1つの冷却処理ユニットCPL、2つの疎水化処理ユニットADH、1つの冷却処理ユニットCPLのように配置される。
下段の棚ユニットU12、U22、U32では、塗布現像処理ブロックB4の現像処理ユニットDEVにおいて現像処理が行われたウェハWに対して熱処理が行われるように、例えば4つの加熱処理ユニットHP、2つの冷却処理ユニットCPLを上下に重ねて配置される。図2に一例を示すように、例えば上から順に、2つの加熱処理ユニットHP、1つの冷却処理ユニットCPL、2つの加熱処理ユニットHP、1つの冷却処理ユニットCPLのように配置される。
ウェハ搬送アーム4は、例えば上段及び下段に重ねて配置されたウェハ搬送アーム4a、4bよりなる。上段のウェハ搬送アーム4aは、上段の棚ユニットU11、U21、U31に対応して設けられる。下段のウェハ搬送アーム4bは、下段の棚ユニットU12、U22、U32に対応して設けられる。
ウェハ搬送アーム4aは、搬送路4c上をX方向に沿って移動可能に設けられている。ウェハ搬送アーム4aは、Z方向(鉛直方向)にも移動自在であり、棚ユニットU11、U21、U31の各処理ユニット内のウェハWに対して選択的にアクセスできるように構成されている。ウェハ搬送アーム4aは、棚ユニットU11、U21、U31と、後述する塗布現像処理ブロックB4の塗布処理ユニットCOTU1〜COTU3の塗布処理部COTとの間で、ウェハWを受け渡す。
ウェハ搬送アーム4bは、搬送路4d上をX方向に沿って移動可能に設けられている。ウェハ搬送アーム4bは、Z方向(鉛直方向)にも移動自在であり、棚ユニットU12、U22、U32の各処理ユニット内のウェハWに対して選択的にアクセスできるように構成されている。ウェハ搬送アーム4bは、棚ユニットU12、U22、U32と、後述する塗布現像処理ブロックB4の現像処理ユニットDEVU1〜DEVU3の現像処理部DEVとの間で、ウェハWを受け渡す。
塗布現像処理ブロックB4は、例えば塗布処理ユニットCOTU1〜COTU3、現像処理ユニットDEVU1〜DEVU3、を有する。塗布処理ユニットと現像処理ユニットとは、上下二段に重ねて設けられ、例えば、上段に塗布処理ユニットが設けられ、下段に現像処理ユニットが設けられる。
塗布処理ユニットCOTU1は、例えば上下二段に重ねて配置された塗布処理ユニットCOTU11、COTU12よりなる。同様に、塗布処理ユニットCOTU2、COTU3も、それぞれ上下二段に重ねて配置された塗布処理ユニットCOTU21、COTU22の組、COTU31、COTU32の組よりなる。
現像処理ユニットDEVU1も、例えば上下二段に重ねて配置された現像処理ユニットDEVU11、DEVU12よりなる。同様に、現像処理ユニットDEVU2、DEVU3も、それぞれ上下二段に重ねて配置された現像処理ユニットDEVU21、DEVU22の組、DEVU31、DEVU32の組よりなる。
次に、塗布処理ユニットCOTU11からCOT32の一例として、塗布処理ユニットCOTU11の構成について説明する。なお、塗布処理ユニットCOTU12からCOT32も、塗布処理ユニットCOTU11の構成と同様にすることができる。
塗布処理ユニットCOTU11は、塗布処理部COT、冷却処理部CA、加熱処理部HPを有する。また、その他、塗布処理部COTに薬液を供給する薬液供給部NOZを有する。冷却処理部CAは、塗布処理部COTと1対1に対応して設けられる。加熱処理部HPは、冷却処理部CAと1対1に対応して設けられるため、塗布処理部COTとも1対1に対応して設けられる。塗布処理部COT、冷却処理部CA、加熱処理部HPは、水平面内Y方向に順に一直線上に配列される。
なお、本実施の形態に係る塗布処理ユニットは、本発明における液処理ユニットの一実施形態である。また、本実施の形態に係る塗布処理部は、本発明における液処理部及び液処理手段に相当する。また、本実施の形態に係る冷却処理部は、本発明における冷却処理部及び冷却処理手段に相当する。また、本実施の形態に係る加熱処理部は、本発明における加熱処理部及び加熱処理手段に相当する。
また、塗布処理部COT、冷却処理部CA、加熱処理部HPは、加熱処理部HPが冷却処理部CAに隣接し、冷却処理部CAが塗布処理部COTに隣接するように設けられればよく、順に一直線上に配列されなくてもよい。
後述するように、冷却処理部CAは、塗布処理部COTとの間、及び加熱処理部HPとの間で、ウェハWを搬送する基板搬送機能を有する。具体的には、冷却処理部CAは、基板を保持して加熱処理する後述する冷却板を有する。冷却板は、Y方向に移動可能及びZ方向に移動可能に設けられる。冷却処理部CAは、冷却板により、塗布処理部COTとの間、加熱処理部HPとの間で、ウェハWを受け渡す。
なお、塗布現像処理ブロックB4には、平面視で+X方向又は−X方向の手前側及び奥側、あるいはZ方向の上側及び下側等の空いたスペースに、塗布現像処理ブロックの各塗布処理ユニットに各種処理液を供給するためのケミカル室CHMが設けられてもよい。また、ケミカル室CHMの代わりに、電気制御回路等を収めた電装室が設けられてもよい。
リンス洗浄ブロックB5は、周辺露光装置WEE、ウェハ搬送アーム5、リンス洗浄ユニットIR1〜IR3、バッファユニットBUFを有する。
周辺露光装置WEEは、塗布処理ユニットCOTUで薬液を塗布する塗布処理がされたウェハの周辺部分を露光する周辺露光処理を行う。
ウェハ搬送アーム5は、例えば上段及び下段に重ねて配置されたウェハ搬送アーム5a、5bよりなる。
上段のウェハ搬送アーム5aは、塗布現像処理ブロックB4の塗布処理ユニットCOTU1〜COTU3に対応して設けられる。下段のウェハ搬送アーム5bは、塗布現像処理ブロックB4の現像処理ユニットDEVU1〜DEVU3に対応して設けられる。上段のウェハ搬送アーム5aは、搬送路5c上をX方向に沿って移動可能に設けられており、塗布処理ユニットCOTU1〜COTU3の加熱処理部HPと、リンス洗浄ブロックB5の後述するリンス洗浄ユニットIR1及びバッファユニットBUF1との間で、ウェハWを受け渡す。下段のウェハ搬送アーム5bは、搬送路5d上をX方向に沿って移動可能に設けられており、現像処理ユニットDEVU1〜DEVU3の加熱処理部HPと、リンス洗浄ブロックB5の後述するリンス洗浄ユニットIR2及びバッファユニットBUF2との間で、ウェハWを受け渡す。
リンス洗浄ユニットIR1は、例えば上下二段に重ねて配置されたリンス洗浄ユニットユニットIR11、IR12よりなる。同様に、リンス洗浄ユニットIR2、IR3も、それぞれ上下二段に重ねて配置されたリンス洗浄ユニットIR21、IR22の組、IR31、IR32の組よりなる。また、リンス洗浄ユニットIR11からIR32のそれぞれは、例えば上下二段に重ねて配置されたスピン洗浄ユニットSRS、浸漬洗浄ユニットPIRよりなる。また、一部のスピン洗浄ユニットSRS、浸漬洗浄ユニットPIRに代え、スクラバーSCR、又は裏面スクラバーBSTが配置されてもよい。
リンス洗浄ユニットIR11、IR21、IR31では、周辺露光装置WEEでの露光が行われる前後のウェハWの洗浄、及びインターフェイスブロックB6を介して接続されている露光装置での露光が行なわれる前のウェハWの洗浄である露光前洗浄を行う。リンス洗浄ユニットIR12、IR22、IR32では、露光装置での露光が行われた後のウェハWの洗浄である露光後洗浄を行う。
なお、リンス洗浄ブロックB5における露光前洗浄は、本発明における後処理に相当し、リンス洗浄ブロックB5における露光後洗浄は、本発明における前処理に相当する。
バッファユニットBUFは、例えば上段及び下段に重ねて配置されたバッファユニットBUF1、BUF2よりなる。上段のバッファユニットBUF1は、周辺露光装置WEE、図示しない露光装置B7に搬入されるウェハWを一旦収納するイン用バッファユニットである。下段のバッファユニットBUF2は、露光装置B7から搬出されたウェハWを一旦収納するアウト用バッファユニットである。また、バッファユニットBUF1、BUF2には、それぞれ冷却処理ユニットCPL1、CPL2が上下に重ねて配置される。
インターフェイスブロックB6は、ウェハ搬送アーム6を有する。ウェハ搬送アーム6は、搬送路6a上をX方向に沿って移動可能に設けられている。ウェハ搬送アーム6は、Z方向(鉛直方向)にも移動自在であり、リンス洗浄ブロックB5のバッファユニットBUF1、BUF2内のウェハWに対して選択的にアクセスできるように構成されている。ウェハ搬送アーム6は、露光前洗浄が行われたウェハWを、バッファユニットBUF1から図示しない露光装置B7に受け渡すとともに、露光が行われたウェハWを、図示しない露光装置B7からバッファユニットBUF2に受け渡す。
次に、塗布現像装置におけるウェハWの流れについて説明する。先ず外部からカセットCがカセット載置台CSに搬入され、ウェハ搬送アーム1によりカセットC内からウェハWが取り出される。ウェハWは、ウェハ搬送アーム1から受け渡しユニットTRS1に受け渡され、ウェハ搬送アーム2により検査ユニットMI1に受け渡されて検査が行われる。検査が行われた後、ウェハWは、ウェハ搬送アーム3aにより疎水化処理ユニットADHに搬送されて疎水化処理が行われ、疎水化処理が行われたウェハWは、ウェハ搬送アーム4aにより塗布処理ユニットCOTUに搬送される。塗布処理ユニットCOTU内で、塗布処理部COT、冷却処理部CA、加熱処理部HPでそれぞれの処理が行われた後、ウェハ搬送アーム5aにより、冷却ユニットCPL1に搬送されて冷却処理が行われる。冷却処理が行われたウェハWは、ウェハ搬送アーム5aによりスピン洗浄ユニットSRSに搬送され洗浄処理された後、ウェハWは周辺露光装置WEEに搬送され周辺露光が行われる。その後、ウェハ搬送アーム5aによりリンス洗浄ユニットIR11、IR21、IR31に搬送され、露光前洗浄が行われる。露光前洗浄が行われたウェハWは、インターフェイスブロックB6のウェハ搬送アーム6により図示しない露光装置B7に搬送されて、露光処理が行われる。
露光処理が行われたウェハWは、インターフェイスブロックB6のウェハ搬送アーム6によりリンス洗浄ユニットIR12、IR22、IR32に搬送され、露光後洗浄が行われる。露光後洗浄が行われたウェハWは、ウェハ搬送アーム5bにより現像処理ユニットDEVUに搬送される。現像処理ユニットDEVU内で、加熱処理部HP、冷却処理部CA、現像処理部DEVでそれぞれの処理が行われた後、ウェハ搬送アーム4bにより、加熱処理ユニットHPに搬送されて加熱処理が行われる。加熱処理が行われたウェハWは、ウェハ搬送アーム3bにより検査ユニットMI1に受け渡されて検査が行われる。検査が行われた後、ウェハWは、ウェハ搬送アーム2により受け渡しユニットTRS2に搬送され、ウェハ搬送アーム1によりカセットC内に戻される。
また、上記したウェハWの流れのうち、塗布処理ユニットCOTU及び現像処理ユニットDEVUでのそれぞれの処理については、複数の塗布処理ユニットCOTU及び複数の現像処理ユニットDEVUを用いて並列処理することができる。
すなわち、本実施の形態に係る塗布現像装置は、キャリアブロックB1にキャリア(カセットC)により搬入された基板を処理部(塗布処理部COT、冷却処理部CA、加熱処理部HP(第1の加熱処理部))に受け渡し、処理部にてレジスト膜を含む塗布膜を形成した後、インターフェイスブロックB6を介して露光装置に搬送し、インターフェイスブロックB6を介して戻ってきた露光後の基板を処理部(現像処理部DEV、冷却処理部CA、加熱処理部HP(第2の加熱処理部))にて現像処理してキャリアブロックB1に受け渡すものである。
次に、図3及び図4を参照し、本実施の形態に係る塗布処理部COT、冷却処理部CA、加熱処理部HPを含む塗布処理ユニットの詳細な構成について説明する。
図3及び図4は、それぞれ本実施の形態に係る塗布処理ユニットの構成を示す概略平面図及び概略正面図である。
前述したように、本実施の形態に係る塗布処理ユニットCOTUは、塗布処理部COT、冷却処理部CA、加熱処理部HPにより構成され、その他薬液供給部NOZを有する。
塗布処理部COTは、カップ11、スピンチャック12を有する。
カップ11は、塗布処理部COTの中央部に配置され、環状形状を有する。スピンチャック12は、カップ11の内側に配置され、真空吸着によってウェハWを固定保持した状態で図示しない例えばモータよりなる回転駆動手段によって、回転駆動される。スピンチャック12は、図示しない例えばエアシリンダよりなる昇降駆動手段によって、上下動駆動される。また、スピンチャック12は、ウェハWを受け渡すために上下動可能な支持ピン12aを有している。
薬液供給部NOZは、ノズル13を有する。
ノズル13は、ウェハWの表面に薬液を供給する。ノズル13は、図示しない薬液供給管を介して図示しない薬液供給源に接続され、薬液供給源から薬液を供給される。ノズル13はノズルスキャンアーム14の先端部に着脱可能に取り付けられている。ノズルスキャンアーム14は、塗布処理ユニットCOTUの底板の上に一方向(X方向)に敷設されたガイドレール15上で水平移動可能な垂直支持部材16の上端部に取り付けられており、図示しないY方向駆動機構によって垂直支持部材16と一体にY方向に移動するようになっている。
ガイドレール15上には、ノズル13、ノズルスキャンアーム14、垂直支持部材16よりなる組が、例えばレジスト、BARC、TARC(Top Anti-Reflective Coating)、TC(Immersion Top Coat)、SOG(Spin On Glass)等の使用する薬液の種類に対応して複数組設けられてもよい。図3に示す一例では、BARC及びレジストの2種類の薬液に対応し、2組が設けられている。ノズル13a、ノズルスキャンアーム14a、垂直支持部材16aがBARCの薬液を供給し、ノズル13b、ノズルスキャンアーム14b、垂直支持部材16bがレジストの薬液を供給する。ノズル13a、13bは、ガイドレール15上をX方向に自在に移動することができ、薬液供給部NOZにてノズル13a、13bの一方を任意に選択して用いることができる。
なお、本実施の形態で説明するように、塗布処理ユニットCOTUを複数並列して配置するときは、X方向に並べて配置される異なる塗布処理ユニットCOTUの塗布処理部COTを1つのガイドレール15及び2つのノズル13a、13bを共有するように設けてもよい。
図3及び図4に示すように、冷却処理部CAは、冷却板21、スライド機構22、Z軸移動機構23、回転機構24を有する
冷却板21は、図3及び図4に示すように、先端が円弧状に湾曲した略方形形状に形成されている。冷却板21内には、例えば冷媒が通流する図示しない冷却管が内蔵されており、この冷却管によって冷却板21は、所定の冷却温度例えば23℃に維持される。冷却板21は、スライド機構22によって平面内Y方向に進退自在に移動することができ、Z軸移動機構23によってZ方向に移動することができ、回転機構24によって回転軸25の周りに回転することができる。
冷却板21には、図3に示すように、2本のスリット26が形成されている。スリット26は、冷却板21が塗布処理部COTのカップ11上に移動したときに支持ピン12aに衝突しないように、又は冷却板21が加熱処理部HPの熱板32上に移動したときに後述する支持ピン34に衝突しないように、冷却板21における加熱処理部HP側の熱板32側の端部から中央部付近に渡って形成されている。
加熱処理部HPは、加熱処理室31、熱板32を4組有する。すなわち、加熱処理部HPは、上から順に加熱処理室31a〜31d、熱板32a〜32dを有する。以下、1組について、加熱処理室31、熱板32として説明する。
加熱処理室31は、図3及び図4に示すように、熱板32の下方、上方、及び側方のうち2方を取り囲み、側方のうち2方、すなわち冷却処理部CA側及びその反対側に開口部33a、33bを有する。従って、熱板32は、加熱処理室31の内側に収容されている。熱板32は、例えば厚みのある円盤形状を有し、熱板32内には、例えば図示しないヒータが内蔵されている。このヒータによって熱板32は、所定の加熱温度例えば130℃に昇温できる。
熱板32の中央付近には、図示しない昇降駆動機構により昇降する支持ピン34がそれぞれ貫挿可能に形成されている。この支持ピン34によって、熱板32上でウェハWを昇降し、熱板32と冷却板21との間でウェハWの受け渡しを行うことができる。
ここで、図5及び図6を参照し、本実施の形態に係る塗布現像装置における冷却処理部の冷却板が、塗布処理部との間、及び加熱処理部との間でウェハを受け渡す動作の一例について説明する。
図5及び図6は、本実施の形態に係る塗布現像装置における冷却処理部の冷却板が、塗布処理部と加熱処理部との間で移動可能なことを説明するための概略斜視図である。
例えば図5の例では、冷却板21aは、Y方向に設けられたガイドレール27a上を移動可能に設けられ、塗布処理部COTのカップ11の上方と、加熱処理部HPの熱板32の上方との間で移動可能に設けられている。塗布処理部COTのスピンチャック12は、上下動可能な支持ピン12aを有し、支持ピン12aを介してウェハWを受け渡しする。加熱処理部HPの熱板32も、塗布処理部COTの支持ピン12aと同様な支持ピン34を有している。
冷却板21aは、加熱側が円弧状に湾曲した略方形形状に形成されている。冷却板21a内には、例えば冷媒が通流する図示しない冷却管が内蔵されており、この冷却管によって冷却板21aは、所定の冷却温度例えば23℃に維持される。また、冷却板21aには、図5に示すように2本のスリット26aが形成されている。スリット26aは、冷却板21aが塗布処理部COTのカップ11上、及び加熱処理部HPの熱板32の上方に移動したときに、それぞれ支持ピン12a及び支持ピン34に衝突しないように、冷却板21aにおける加熱処理部HP側の端部から中央部付近に渡って形成されている。
ガイドレール27aは、例えば図5に示すように、冷却板21aのY方向に沿った側方に設けられている。冷却板21aは、図示しない駆動手段によってガイドレール27a上を移動し、塗布処理部COTのカップ11の上方と、加熱処理部HPの熱板32の上方との間を移動する。
一方、図6の例では、冷却板21b、保持板21cが設けられている。冷却板21bは、Y方向に設けられた第1のガイドレール27b上を移動可能に設けられ、加熱処理部HPの熱板32の上方に進退自在に設けられている。保持板21cは、Y方向に設けられた第2のガイドレール27c上を移動可能に設けられ、塗布処理部COTのカップ11の上方に進退自在に設けられている。加熱処理部HPの熱板32は、上下動可能な支持ピン34を有し、冷却板21bとの間で支持ピン34を介してウェハWを受け渡しする。塗布処理部COTのスピンチャック12は、上下動可能に設けられ、保持板21cとの間でウェハWを受け渡しする。
冷却板21bは、X方向の幅寸法が小さくなっている点を除き、図5に示した冷却板21aと略同様の構成であり、内部に図示しない冷却管が内蔵され、熱板32の支持ピン34に衝突しないようにスリット26bが形成されている。保持板21cは、冷却板21bをX方向両側から挟むように構成されている。従って、保持板21cには、図6に示すように広いスリット26cが形成されている。スリット26cは、保持板21cが塗布処理部COTのカップ11の上方に移動したときに、上下動するスピンチャック12に衝突しないように形成されている。保持板21cは、図示しない上下動駆動機構を有し、冷却板21bに対する高さを変えることによって、冷却板21bとの間で、ウェハWを受け渡しすることができる。また、保持板21cは、塗布処理部COTとの間でウェハWを受け渡しするものであるが、内部に冷却管を内蔵してもよい。
次に、図7を参照し、本実施の形態に係る塗布現像装置におけるウェハの塗布処理方法の一例を説明する。
なお、本実施の形態に係る塗布処理方法は、本発明における塗布現像方法に相当する。また、本発明における塗布現像方法は、キャリアブロックB1にキャリア(カセットC)により搬入された基板を処理手段(塗布処理部COT、冷却処理部CA、加熱処理部HP)に受け渡し、処理手段にてレジスト膜を含む塗布膜を形成した後、インターフェイスブロックB6を介して露光装置に搬送し、インターフェイスブロックB6を介して戻ってきた露光後の基板を処理手段(現像処理部DEV、冷却処理部CA、加熱処理部HP)にて現像処理してキャリアブロックB1に受け渡すものである。
図7は、本実施の形態に係る塗布現像装置を用いた塗布処理方法の一例を行う際の、各ユニット及び各部におけるウェハの処理状態を説明するタイムチャートである。
図7に示すタイムチャートでは、左の列から順に、ステップ番号、塗布処理部COTのスピンチャック12が保持するウェハWのウェハ番号、冷却処理部CAの冷却板21が保持するウェハWのウェハ番号、加熱処理部HPの熱板32a、32bが保持するウェハWのウェハ番号を示す。また、図7の各ステップにおける縦方向の長さは、各ステップにおける処理時間の大小の傾向を示すものである。ただし、図7の各ステップにおける縦方向の長さは、処理時間の傾向を模式的に示すものであって、正確なものではない。
ステップS1からステップS12は、一例として2枚のウェハW1、W2について、連続してBARC塗布処理→加熱処理(プリベーク)→冷却処理→レジスト塗布処理→加熱処理(プリベーク)を行うものである。
なお、ステップS1を開始する前に、ステップS0として、薬液供給部NOZのノズルをBARC薬液用ノズルに交換しておく。
最初に、ステップS1を行う。ステップS1では、ウェハW1を疎水化/冷却処理ブロックB3の疎水化処理ユニットADHから塗布処理部COTのスピンチャック12に受け渡し、BARC塗布処理を開始する。
ウェハW1を疎水化処理ユニットADHから疎水化/冷却処理ブロックB3のウェハ搬送アーム4aに受け渡す。次にウェハ搬送アーム4aを、X方向の位置及びZ方向の高さを調整し、+Y方向に移動させ、塗布処理部COTのカップ11の上方に進出させる。次に塗布処理部COTの支持ピン12aを上昇させ、ウェハW1をウェハ搬送アーム4aから支持ピン12aに受け渡す。次にウェハ搬送アーム4aを−Y方向に移動させ、カップ11の上方から退却させる。次に支持ピン12aを下降させ、ウェハW1を支持ピン12aからスピンチャック12に受け渡す。次にウェハW1を回転させながら、BARC薬液用ノズルにより、BARC薬液をウェハW1の表面に供給し、BARCを塗布する。塗布処理条件として、例えば、回転速度を3000rpm、処理時間を60秒とする。
次に、ステップS2を行う。ステップS2では、塗布処理が終了したウェハW1を塗布処理部COTのスピンチャック12から冷却処理部CAの冷却板21に受け渡し、ウェハW2を疎水化/冷却処理ブロックB3の疎水化処理ユニットADHから塗布処理部COTのスピンチャック12に受け渡し、BARC塗布処理を開始する。
塗布処理部COTの支持ピン12aを上昇させ、ウェハW1をスピンチャック12から支持ピン12aに受け渡す。次に冷却板21を−Y方向に移動させて塗布処理部COTのカップ11の上方に進出させる。次に支持ピン12aを下降させてウェハW1を支持ピン12aから冷却板21に受け渡す。次にウェハW1を保持したまま冷却板21を+Y方向に移動させてカップ11の上方から退却させる。ウェハW2にBARCを塗布する工程は、ステップS1におけるウェハW1にBARCを塗布する工程と同様であり、ウェハW2を塗布処理部COTのスピンチャック12に保持し、ウェハW2を回転させながら、BARC薬液用ノズルにより、BARC薬液をウェハW2の表面に供給し、BARCを塗布する。塗布処理条件は、ウェハW1と同様にする。
次に、ステップS3を行う。ステップS3では、ウェハW1を冷却処理部CAの冷却板21から加熱処理部HPの熱板32a(熱板1)に受け渡して加熱処理を開始し、ウェハW2には引き続き塗布処理を行う。Z方向の高さを調整し、+Y方向に移動させ、ウェハW1を保持したま冷却板21を加熱処理部HPの熱板32aの上方に進出させる。次に熱板32aの支持ピン34を上昇させ、ウェハW1を冷却板21から支持ピン34に受け渡す。次に冷却板21を−Y方向に移動させ、熱板32aの上方から退却させる。次に支持ピン34を下降させ、ウェハW1を支持ピン34から熱板32aに受け渡し、ウェハW1に加熱処理を開始する。加熱処理条件として、例えば、処理温度を200℃、処理時間を90秒とする。
次に、ステップS4を行う。ステップS4では、ウェハW1に引続き加熱処理を行い、塗布処理が終了したウェハW2を塗布処理部COTのスピンチャック12から冷却処理部CAの冷却板21に受け渡す。ウェハW2をスピンチャック12から冷却板21に受け渡す工程は、ステップS2でウェハW1をスピンチャック12から冷却板21に受け渡す工程と同様である。
次に、ステップS5を行う。ステップS5では、ウェハW1に引続き加熱処理を行い、ウェハW2を冷却処理部CAの冷却板21から加熱処理部HPの熱板32b(熱板2)に受け渡して加熱処理を開始する。ウェハW2を冷却板21から熱板32bに受け渡す工程は、受け渡す熱板が熱板32bである点を除き、ステップS3でウェハW1を冷却板21から熱板32aに受け渡す工程と同様である。
次に、ステップS6を行う。ステップS6では、加熱処理が終了したウェハW1を加熱処理部HPの熱板32aから冷却処理部CAの冷却板21に受け渡し、ウェハW2に引続き加熱処理を行う。熱板32aの支持ピン34を上昇させ、ウェハW1を熱板32aから支持ピン34に受け渡す。次にZ方向の高さを調整し、+Y方向に移動させ、冷却板21を加熱処理部HPの熱板32aの上方に進出させる。次に支持ピン34を下降させ、ウェハW1を支持ピン34から冷却板21に受け渡す。次に冷却板21を−Y方向に移動させ、熱板32aの上方から退却させる。
また、ステップS6において、BARC薬液ノズルをカップ11の上方から退却させ、レジスト薬液ノズルをカップ11の上方に進出させることにより、薬液供給部NOZのノズルをBARC薬液ノズルからレジスト薬液ノズルに変更する。
次に、ステップS7を行う。ステップS7では、冷却処理が終了したウェハW1を冷却処理部CAの冷却板21から塗布処理部COTのスピンチャック12に受け渡し、ウェハW2には引続き加熱処理を行う。次にZ方向の高さを調整し、−Y方向に移動させ、ウェハW1を保持したまま冷却板21を塗布処理部COTのカップ11の上方に進出させる。次にスピンチャック12の支持ピン12aを上昇させ、ウェハW1を冷却板21から支持ピン12aに受け渡す。次に冷却板21を+Y方向に移動させ、冷却板21をカップ11の上方から退却させる。次に支持ピン12aを下降させ、ウェハW1を支持ピン12aからスピンチャック12に受け渡す。
ウェハW1を塗布処理部COTのスピンチャック12に保持し、ウェハW1を回転させながら、レジスト薬液用ノズルにより、レジスト薬液をウェハW1の表面に供給し、レジストを塗布する。塗布処理条件として、例えば、回転速度を3000rpm、処理時間を60秒とする。
次に、ステップS8を行う。ステップS8では、ウェハW1には引続き塗布処理を行い、加熱処理が終了したウェハW2を加熱処理部HPの熱板32bから冷却処理部CAの冷却板21に受け渡す。ウェハW2を熱板32bから冷却板21に受け渡す工程は、熱板が熱板32bである点を除き、ウェハW1を熱板32aから冷却板21に受け渡す工程と同様である。
次に、ステップS9を行う。ステップS9では、塗布処理が終了したウェハW1を塗布処理部COTのスピンチャック12から冷却処理部CAの冷却板21に受け渡し、冷却処理が終了したウェハW2を冷却処理部CAの冷却板21から塗布処理部COTのスピンチャック12に受け渡す。ステップS9の工程を行うには、例えば冷却処理部CAに2枚の冷却板を設け、ウェハW1をスピンチャック12から一方の冷却板に受け渡し、ウェハW2を他方の冷却板から受け取るようにしてもよい。冷却板とスピンチャック12との間のウェハの受け渡しの方法は、前述した各工程における方法と同様である。
次に、ステップS10を行う。ステップS10では、ウェハW1を冷却処理部CAの冷却板21から加熱処理部HPの熱板32aに受け渡して加熱処理を開始し、ウェハWには引続き塗布処理を行う。ステップS10の工程は、薬液がレジストであり、そのためウェハW1の塗布処理時間及びウェハW2の加熱処理時間が異なる点を除き、ステップS3の工程と同様である。加熱処理条件として、例えば、処理温度を120℃、処理時間を60秒とする。
次に、ステップS11を行う。ステップS11では、ウェハW1に引続き加熱処理を行い、塗布処理が終了したウェハW2を塗布処理部COTのスピンチャック12から冷却処理部CAの冷却板21に受け渡す。ステップS11の工程も、薬液がレジストである点を除き、ステップS4の工程と同様である。
次に、ステップS12を行う。ステップS12では、加熱処理が終了したウェハW1を加熱処理部HPの熱板32aからリンス洗浄ブロックB5の周辺露光装置WEEに受け渡し、ウェハW2を冷却処理部CAの冷却板21から加熱処理部HPの熱板32bに受け渡して加熱処理を開始する。
熱板32aの支持ピン34を上昇させ、ウェハW1を熱板32aから支持ピン34に受け渡す。次にリンス洗浄ブロックB5のウェハ搬送アーム5aを、X方向の位置及びZ方向の高さを調整し、−Y方向に移動させ、熱板32aの上方に進出させる。次に支持ピン34を下降させ、ウェハW1を支持ピン34からウェハ搬送アーム5aに受け渡す。次にウェハ搬送アーム5aを+Y方向に移動させ、熱板32aの上方から退却させる。次にウェハ搬送アーム5aによりウェハW1を周辺露光装置WEEに受け渡し、周辺露光を行う。
ウェハW2を冷却板21から熱板32bに受け渡し、加熱処理を開始する工程は、ステップS5における工程と同様である。
なお、ステップS12が終了した後、ステップS13として、加熱処理が終了したウェハW2を加熱処理部HPの熱板32bからリンス洗浄ブロックB5の周辺露光装置WEEに受け渡す。ウェハW2を周辺露光装置WEEに受け渡す工程は、ステップS12においてウェハW1を周辺露光装置WEEに受け渡す工程と同様である。
また、上記のタイミングは、1つの塗布現像装置において、2枚のウェハに対してBARC塗布処理を連続して行った後に、その2枚のウェハに対してレジスト塗布処理を行うものであるが、熱板をその他複数枚有しており、処理能力に余裕がある場合には、3枚のウェハに対してBARC塗布処理を連続して行った後に、その3枚のウェハに対してレジスト塗布処理を行うようにしてもよい。また、BARC用の加熱処理とレジスト用の加熱処理とでは加熱処理温度が異なるため、熱板を2倍の4つにすれば、途中で熱板の温度を変更制御する必要がなく、更に単位時間当たりのウェハの処理枚数を向上させることができる。
あるいは、塗布処理時間と、加熱処理時間と、冷却処理時間との間の関係を調整することにより、あるウェハについてBARC塗布処理、レジスト塗布処理を続けて行い、次に別のウェハについてBARC塗布処理、レジスト塗布処理を続けて行うこともできる。
本実施の形態に係る塗布現像装置によれば、塗布処理部COT、冷却処理部CA、加熱処理部HPが順に配列された塗布処理ユニットCOTUが、複数平面内又は上下に重ねて並列に配置されるため、塗布処理工程として、塗布処理(第1の液処理工程)→冷却処理→加熱処理(第1の加熱処理工程)の順方向に行う一連の液処理、又は、現像処理工程として、加熱処理(第2の加熱処理工程)→冷却処理(冷却処理工程)現像処理(第2の液処理工程)の逆方向に行う一連の液処理を、並列処理(マルチ処理)することができる。図7を用いて説明した上記のタイミングチャートの一例においては、塗布処理部COTの処理能力で律速するものとし、塗布処理の処理時間を60秒とすると、1組の塗布処理ユニットCOTUにおける1時間当りのウェハの処理枚数は60wphとなる。従って、図1及び図2に示すように、本実施の形態に係る塗布処理ユニットを6組並列に設けた場合、最大で60×6=360wphの処理能力を得ることができる。
一方、従来の塗布現像装置では、塗布処理部、冷却処理部及び加熱処理部が1対1に対応して設けられておらず、ウェハ搬送アームも塗布処理部に1対1に対応して設けられていない。このように並列処理(マルチ処理)を行うことができないため、塗布処理部、冷却処理部及び加熱処理部を仮に6組設けたとしても、更にウェハ搬送アームを複数台設けなければならず、装置を小型化することができない。
また、本実施の形態に係る塗布現像装置によれば、いずれかの塗布処理ユニットCOTU内で、塗布処理部COT、冷却処理部CA、加熱処理部HPのいずれかに不具合があって処理が停止した場合でも、他の塗布処理ユニットCOTU内での処理を続行することができるため、従来の塗布現像装置に比較して、ウェハ当りの処理時間を短縮することができる。
また、上記した構成は、現像処理ユニットDEVU1〜DEVU3においても、同様である。すなわち、現像処理ユニットDEVU1〜DEVU3では、上記した塗布処理ユニットCOTU1〜COTU3と同様の構成を有し、ノズルから吐出する薬液は現像液である。従って、本実施の形態に係る塗布現像装置によれば、現像処理部DEV、冷却処理部CA、加熱処理部HPが順に配列された現像処理ユニットが、複数平面内又は上下に重ねて並列に配置されるため、加熱処理(ポストベーク処理)→冷却処理→現像処理の一連の液処理を、並列処理(マルチ処理)することができる。従って、いずれかの現像処理ユニット内で、現像処理部DEV、冷却処理部CA、加熱処理部HPのいずれかに不具合があって処理が停止した場合でも、他の現像処理ユニット内での処理を続行することができ、従来の塗布現像装置に比較して、ウェハ当りの処理時間を短縮することができる。
(実施の形態の変形例)
次に、図8及び図9を参照し、実施の形態の変形例に係る塗布現像装置について説明する。
図8及び図9は、それぞれ本変形例に係る塗布現像装置の構成を示す概略平面図及び概略正面図である。
本変形例に係る塗布現像装置は、疎水化/熱処理ブロック及びリンス洗浄ブロックを有していない点で、実施の形態に係る塗布現像装置と相違する。
本変形例においても、塗布現像装置は、キャリアブロックB1を有し、その構成は、実施の形態と同様であるため、キャリアブロックB1の説明は省略する。また、以下の文中でも、先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
一方、本変形例では、塗布現像処理ブロックB4は、例えば塗布処理ユニットCOTU1〜COTU3、現像処理ユニットDEVU1〜DEVU3、を有する。塗布処理ユニットと現像処理ユニットとは、上下二段に重ねて設けられ、例えば、上段に塗布処理ユニットが設けられ、下段に現像処理ユニットが設けられる。
塗布処理ユニットCOTU1は、例えば上下二段に重ねて配置された塗布処理ユニットBOTU11、COTU12よりなる。同様に、塗布処理ユニットCOTU2、COTU3も、それぞれ上下二段に重ねて配置された塗布処理ユニットBOTU21、COTU22の組、BOTU31、COTU32の組よりなる。
本変形例では、各塗布処理ユニットにおける薬液の種類を上下二段で別々としてもよい。この場合、図8及び図9に示すように、上段のBOTU11、BOTU21、BOTU31における薬液をBARCとし、下段のCOTU12、COTU22、COTU32における薬液をレジストとすることができる。また、上段のBOTU11、BOTU21、BOTU31をBARC塗布処理ユニットといい、下段のCOTU12、COTU22、COTU32をレジスト塗布処理ユニットという。
また、塗布処理ユニットBOTU11からCOTU32の構成は、薬液の種類を上下二段で別々とした点を除き、実施の形態と同様である。すなわち、レジスト塗布処理ユニットCOTU12、COTU22、COTU32については、実施の形態と同様である。また、BARC塗布処理ユニットBOTU11、BOTU21、BOTU31については、薬液がBARCであるため、塗布処理部がCOTに代えBOTであるという点を除き、実施の形態と同様である。
現像処理ユニットDEVU1については、実施の形態と同様であり、例えば上下二段に重ねて配置された現像処理ユニットDEVU11、DEVU12よりなる。同様に、現像処理ユニットDEVU2、DEVU3も、それぞれ上下二段に重ねて配置された現像処理ユニットDEVU21、DEVU22の組、DEVU31、DEVU32の組よりなる。
また、実施の形態において設けられていた検査ブロックB2、疎水化/熱処理ブロックB3に代え、本変形例ではバッファブロックB2´が設けられる。また、実施の形態において設けられていたリンス洗浄ブロックB5、インターフェイスブロックB6に代え、本変形例では周辺露光/インターフェイスブロックB6´が設けられる。
バッファブロックB2´は、受け渡しユニットTRS1、TRS2と、平面内X方向に並列に配置され、及びZ方向上下に重ねて配置されたバッファユニットBUF´と、ウェハ搬送アーム2を有する。
2つの受け渡しユニットTRS1、TRS2は、上下に重なるように設けられており、キャリアブロックB1のウェハ搬送アーム1との間でウェハWを受け渡す。
バッファユニットBUF´は、例えば上段及び下段に重ねて配置したバッファユニットBUF1´、BUF2´よりなる。上段のバッファユニットBUF1´は、キャリアブロックB1からBARC塗布処理ユニットBOTUへ受け渡すウェハW、あるいはBARC塗布処理ユニットBOTUから一旦戻ってきて再度レジスト塗布処理ユニットCOTUへ受け渡すウェハWを一旦収納する。また、下段のバッファユニットBUF2´は、現像処理ユニットDEVUからキャリアブロックB1へ受け渡すウェハWを一旦収納する。
ウェハ搬送アーム2は、搬送路2a上をX方向に沿って移動可能に設けられている。ウェハ搬送アーム2は、受け渡しユニットTRS1、TRS2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)にも移動自在であり、上下に重なるように設けられた受け渡しユニットTRS1、TRS2内のウェハWに対して選択的にアクセスできるように構成されている。ウェハ搬送アーム2は、受け渡しユニットTRS1、TRS2、バッファユニットBUF1´、BUF2´、塗布現像処理ブロックB4の塗布処理ユニットCOTU1〜COTU3、現像処理ユニットDEVU1〜DEVU3との間で、ウェハWを受け渡す。
周辺露光/インターフェイスブロックB6´は、周辺露光装置WEE、ウェハ搬送アーム6、バッファユニットBUF、冷却処理ユニットCPLを有する。
周辺露光装置WEEは、ウェハ周辺の不要な部分のレジストを除去するための周辺露光を行う。ウェハ搬送アーム6は、搬送路6a上をX方向に沿って移動可能に設けられている。ウェハ搬送アーム6は、Z方向(鉛直方向)にも移動自在であり、リンス洗浄ブロックB5のバッファユニットBUF1、BUF2内のウェハWに対して選択的にアクセスできるように構成されている。ウェハ搬送アーム6は、露光前洗浄が行われたウェハWを、後述するバッファユニットBUF1から図示しない露光装置B7に受け渡すとともに、露光が行われたウェハWを、図示しない露光装置B7から後述するバッファユニットBUF2に受け渡す。
バッファユニットBUFは、例えば上段及び下段に重ねて配置されたバッファユニットBUF1、BUF2よりなる。上段のバッファユニットBUF1は、周辺露光装置WEE、図示しない露光装置B7に搬入されるウェハWを一旦収納するイン用バッファユニットである。下段のバッファユニットBUF2は、図示しない露光装置B7から搬出されたウェハWを一旦収納するアウト用バッファユニットである。また、バッファユニットBUF1、BUF2には、それぞれ冷却処理ユニットCPL1、CPL2が上下に重ねて配置される。
次に、本変形例に係る塗布現像装置におけるウェハWの流れについて説明する。先ず外部からカセットCがカセット載置台CSに搬入され、ウェハ搬送アーム1によりカセットC内からウェハWが取り出される。ウェハWは、ウェハ搬送アーム1から受け渡しユニットTRS1に受け渡され、バッファBUF1´を介して、ウェハ搬送アーム2により塗布処理ユニットCOTUの上段のBARC塗布処理ユニットBOTU11に搬送される。BARC塗布処理ユニットBOTU11内で、塗布処理部COT、冷却処理部CA、加熱処理部HPで順次処理が行われた後、ウェハ搬送アーム2により、上段のBARC塗布処理ユニットBOTU11から、バッファBUF1´を介して、下段のレジスト塗布処理ユニットCOTU12に搬送される。レジスト塗布処理ユニットCOTU12内で、塗布処理部COT、冷却処理部CA、加熱処理部HPでそれぞれの処理が行われた後、ウェハ搬送アーム6により、冷却ユニットCPL1に搬送されて冷却処理が行われる。冷却処理が行われたウェハWは、ウェハ搬送アーム6により周辺露光装置WEEに搬送され周辺露光が行われる。周辺露光が行われたウェハWは、ウェハ搬送アーム6により図示しない露光装置B7に搬送されて、露光処理が行われる。
露光処理が行われたウェハWは、ウェハ搬送アーム6により現像処理ユニットDEVUに搬送される。現像処理ユニットDEVU内で、加熱処理部HP、冷却処理部CA、現像処理部DEVでそれぞれの処理が行われた後、ウェハWは、ウェハ搬送アーム2により、バッファBUF2´を介して、受け渡しユニットTRS2に搬送され、ウェハ搬送アーム1によりカセットC内に戻される。
また、上記したウェハWの流れのうち、BARC塗布処理ユニットBOTU11、レジスト塗布処理ユニットCOTU12及び現像処理ユニットDEVUでのそれぞれの処理については、複数のBARC塗布処理ユニットBOTU、複数のレジスト塗布処理ユニットCOTU及び複数の現像処理ユニットDEVUを用いて並列処理することができる。
本変形例に係る塗布現像装置でも、いずれかの塗布処理ユニットCOTU内で不具合があって処理が停止した場合でも、他の塗布処理ユニットCOTU内での処理を続行することができる。また、いずれかの現像処理ユニットDEVU内で不具合があって処理が停止した場合でも、他の現像処理ユニットDEVU内での処理を続行することができる。そのため、従来の塗布現像装置に比較して、ウェハ当りの処理時間を短縮することができる。
以上、本発明の好ましい実施の形態について記述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
また、本発明は、塗布現像装置のみならず、基板洗浄装置、成膜装置、エッチング装置その他の各種装置に適用することが可能である。また、本発明は、半導体基板、ガラス基板その他の各種基板を搬送する工程を含む装置に適用することが可能である。
W 半導体ウェハ(被処理基板)
11 カップ
12 スピンチャック
12a、34 支持ピン
21、21a、21b 冷却板
21c 保持板
32、32a〜32d 熱板
B4 塗布現像処理ブロック
COTU 塗布処理ユニット
COT 塗布処理部
CA 冷却処理部
DEVU 現像処理ユニット
HP 加熱処理部

Claims (13)

  1. キャリアブロックにキャリアにより搬入された基板を塗布現像処理ブロックに受け渡し、前記塗布現像処理ブロックにてレジスト膜を含む塗布膜を形成した後、インターフェイスブロックを介して露光装置に搬送し、前記インターフェイスブロックを介して戻ってきた露光後の基板を前記塗布現像処理ブロックにて現像処理して前記キャリアブロックに受け渡す塗布現像装置であって
    前記塗布現像処理ブロックは、前記キャリアブロックから該塗布現像処理ブロックに受け渡された基板に前記塗布膜を形成する塗布処理ユニットと前記インターフェイスブロックから該塗布現像処理ブロックに戻ってきた露光後の基板を現像処理する現像処理ユニットとを有し前記塗布処理ユニットと前記現像処理ユニットとを積層して配置し
    前記塗布処理ユニットは、薬液を用いて基板に前記塗布膜を形成する塗布処理部と、前記塗布処理部に対応して設けられ、該塗布膜を形成された基板を加熱処理する第1の加熱処理部とを備え、前記塗布処理部と前記第1の加熱処理部とを一直線上に配置し、
    前記現像処理ユニットは基板を加熱処理する第2の加熱処理部と前記第2の加熱処理部に対応して隣接配置され、加熱処理された基板を冷却処理する冷却処理部と前記冷却処理部に対応して隣接配置され、冷却処理された該基板を現像処理する現像処理部とを備え前記第2の加熱処理部と前記冷却処理部と前記現像処理部とを一直線上に順に配置し
    前記冷却処理部は、所定の温度に基板を冷却させながら前記第2の加熱処理部から前記現像処理部に該基板を搬送する
    ことを特徴とする塗布現像装置。
  2. 前記塗布処理ユニットは前記キャリアブロックから搬入した基板を、一直線上に配置した前記塗布処理部と前記第1の加熱処理部とに順次搬送し、該キャリアブロックの側とは反対側から該基板を搬出する
    ことを特徴とする請求項1に記載の塗布現像装置。
  3. 前記現像処理ユニットは前記キャリアブロックの側とは反対側から搬入した基板を、一直線上に順に配置した前記第2の加熱処理部と前記冷却処理部と前記現像処理部とに順次搬送し、該基板を該キャリアブロックに搬出する
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の塗布現像装置。
  4. 前記塗布処理ユニット及び前記現像処理ユニットを複数有し、
    複数の前記塗布処理ユニット及び複数の前記現像処理ユニットは、同一平面内に並列に配置されることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の塗布現像装置。
  5. 複数の前記塗布処理ユニット及び複数の前記現像処理ユニットは、上下に重ねて配置されることを特徴とする請求項4に記載の塗布現像装置。
  6. 前記第1の加熱処理部及び前記第2の加熱処理部は、基板を保持して加熱処理する複数の熱板を夫々有し、
    前記熱板は、上下に重ねて夫々配置されることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の塗布現像装置。
  7. 前記冷却処理部は、基板を保持して冷却処理する冷却板を有し
    前記冷却板は、前記第2の加熱処理部と前記現像処理部との間で基板を受け渡す
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の塗布現像装置。
  8. 前記冷却処理部は、基板を保持して冷却処理する冷却板と、基板を保持する保持板とを有し
    前記冷却板は、前記第2の加熱処理部との間で基板を受け渡し
    前記保持板は、前記現像処理部との間で基板を受け渡す
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の塗布現像装置。
  9. 前記塗布処理ユニット及び前記現像処理ユニットに基板を搬出入する搬出入ユニットと、
    前記塗布処理ユニット及び前記現像処理ユニットの前記搬出入ユニット側に、該塗布処理ユニット及び該現像処理ユニットとの間で基板を移し変える第1のバッファユニットと
    を有することを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の塗布現像装置。
  10. 前記塗布処理ユニット及び前記現像処理ユニットの前記搬出入ユニットと反対側に、該塗布処理ユニット及び前記現像処理ユニットとの間で基板を移し変える第2のバッファユニットを有することを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか一項に記載の塗布現像装置。
  11. キャリアブロックにキャリアにより搬入された基板を塗布現像処理ブロックに受け渡し、前記塗布現像処理ブロックにてレジスト膜を含む塗布膜を形成した後、インターフェイスブロックを介して露光装置に搬送し、前記インターフェイスブロックを介して戻ってきた露光後の基板を前記塗布現像処理ブロックにて現像処理して前記キャリアブロックに受け渡す塗布現像方法であって
    前記キャリアブロックから該塗布現像処理ブロックの塗布処理ユニットに受け渡された基板に前記塗布膜を形成する塗布処理工程と
    前記塗布処理ユニットに積層された現像処理ユニットで、前記インターフェイスブロックから該塗布現像処理ブロックに戻ってきた露光後の基板を現像処理する現像処理工程と
    を含み
    前記塗布処理工程は塗布処理部で薬液を用いて基板に前記塗布膜を形成する第1の液処理工程と、前記塗布処理部に対応して配置された第1の加熱処理部で、該塗布膜を形成された基板を加熱処理する第1の加熱処理工程とを含み
    前記塗布処理部と前記第1の加熱処理部とは、一直線上に配置され
    前記現像処理工程は第2の加熱処理部で基板を加熱処理する第2の加熱処理工程部と、前記第2の加熱処理部に対応して隣接配置された冷却処理部で、加熱された基板を冷却処理する冷却処理工程と、前記冷却処理部に対応して隣接配置された現像処理部で、冷却された基板を薬液を用いて現像処理する第2の液処理工程とを含み
    前記第2の加熱処理部と前記冷却処理部と前記現像処理部とは、一直線上に順に配置され
    前記冷却処理工程は、所定の温度に基板を冷却させながら前記第2の加熱処理部から前記現像処理部に該基板を搬送する
    ことを特徴とする塗布現像方法。
  12. 前記塗布処理工程は前記キャリアブロックから搬入した基板を、一直線上に配置した前記塗布処理部と前記第1の加熱処理部とに順次搬送し、該キャリアブロックの側とは反対側から該基板を搬出する
    ことを特徴とする請求項11に記載の塗布現像方法。
  13. 前記現像処理工程は前記キャリアブロックの側とは反対側から搬入した基板を、一直線上に順に配置した前記第2の加熱処理部と前記冷却処理部と前記現像処理部とに順次搬送し、該基板を該キャリアブロックに搬出する
    ことを特徴とする請求項11又は請求項12に記載の塗布現像方法。
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