(57)【要約】【課題】１層に対する複数回パターニングを高効率で行うことが可能な基板処理システムを提供すること。【解決手段】キャリアブロックＳ１と、そこから一枚ずつ搬入された基板に対し１回目の塗布処理を行う第１塗布処理部３１、１回目の現像処理を行う第１現像処理部４１、２回目の塗布処理を行う第２塗布処理部３２、２回目の現像処理を行う第２現像処理部４２を有する処理ブロックＳ２と、露光装置との間で基板を受け渡すインターフェイスブロックＳ３と、これらの間で基板を搬送する基板搬送機構とを具備し、一つの基板に対して少なくとも２回の露光を行う露光装置に対応可能であり、第２現像処理部４２の上に第１塗布処理部３１が積層されてなる第１積層体と、第１現像処理部４１の上に第２塗布処理部３２が積層されてなる第２積層体とが並置されている。【選択図】    図３
2010161407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の基板を収納するキャリアの搬入出を行うキャリアブロックと、
キャリアブロックから一枚ずつ搬入された基板に対して感光材料膜を含む塗布膜を形成する塗布処理、および所定の露光パターンに露光された前記感光材料膜を現像する現像処理を行う処理部と、
前記処理部と前記感光材料膜を所定の露光パターンに露光する露光装置との間で基板を受け渡すインターフェイスブロックと、
これらの間で基板を搬送する基板搬送機構と
を具備し、一つの基板に対して少なくとも２回の露光を行う露光装置に対応可能な基板処理システムであって、
前記処理部は、１回目の露光に対応する１回目の塗布処理を行う第１塗布処理部と、１回目の現像処理を行う第１現像処理部と、２回目の露光に対応する２回目の塗布処理を行う第２塗布処理部と、２回目の現像処理を行う第２現像処理部とを有し、
前記第２現像処理部の上に前記第１塗布処理部が積層されてなる第１積層体と、前記第１現像処理部の上に前記第２塗布処理部が積層されてなる第２積層体とが並置されていることを特徴とする基板処理システム。
【請求項２】
前記インターフェイスブロックは、複数枚の基板のバッファリングを行うバッファ部を有することを特徴とする請求項１に記載の基板処理システム。
【請求項３】
複数枚の基板を収納するキャリアの搬入出を行うキャリアブロックと、
キャリアブロックから一枚ずつ搬入された基板に対して感光材料膜を含む塗布膜を形成する塗布処理、および所定の露光パターンに露光された前記感光材料膜を現像する現像処理を行う処理部と、
前記処理部と前記感光材料膜を所定の露光パターンに露光する露光装置との間で基板を受け渡すインターフェイスブロックと、
これらの間で基板を搬送する基板搬送機構と
を具備し、一つの基板に対して少なくとも２回の露光を行う露光装置に対応可能な基板処理システムであって、
前記処理部は、１回目の露光に対応する１回目の塗布処理を行う第１塗布処理部と、１回目の現像処理を行う第１現像処理部と、２回目の露光に対応する２回目の塗布処理を行う第２塗布処理部と、２回目の現像処理を行う第２現像処理部とを有し、
前記第２現像処理部の上に前記第１塗布処理部が積層されてなる第１積層体と、前記第１現像処理部の上に前記第２塗布処理部が積層されてなる第２積層体とが並置され、
前記インターフェイスブロックは、複数枚の基板のバッファリングを行うバッファ部を有し、
露光装置のスループットの半分のスループットになるように、前記バッファ部で基板のバッファリングを行うことを特徴とする基板処理システム。
【請求項４】
前記バッファ部は、基板を露光装置へ搬入する際にバッファリングを行う搬入用バッファカセットを有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の基板処理システム。
【請求項５】
前記バッファ部は、さらに露光装置から搬出された基板をバッファリングする搬出用バッファカセットを有することを特徴とする請求項４に記載の基板処理システム。
【請求項６】
前記搬入用バッファカセットまたは前記搬入用および前記搬出用バッファカセットは、１回目露光用と２回目露光用とを有することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の基板処理システム。
【請求項７】
前記基板搬送機構による基板の搬送を制御する搬送制御機構をさらに具備し、
前記搬送制御機構は、基板を前記キャリアブロックのキャリアから前記処理部の前記第１塗布処理部へ搬送し、前記第１塗布処理部での塗布処理終了後、その基板を前記インターフェイスブロックを介して前記露光装置へ搬送し、前記露光装置での１回目の露光の後、その基板を前記インターフェイスブロックを介して前記処理部の前記第１現像処理部へ搬送し、前記第１現像処理部での現像処理終了後、その基板を前記第２塗布処理部へ搬送し、前記第２塗布処理部での塗布処理終了後、その基板を前記インターフェイスブロックを介して前記露光装置へ搬送し、前記露光装置での２回目の露光の後、その基板を前記インターフェイスブロックを介して前記処理部の前記第２現像処理部へ搬送し、前記第２現像処理部での現像処理終了後、その基板を前記キャリアブロックのキャリアに収納するように、前記搬送機構を制御することを特徴とする請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の基板処理システム。
【請求項８】
前記第１塗布処理部と、前記第１現像処理部と、前記第２塗布処理部と、前記第２現像処理部とは、上下に積層されて構成されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の基板処理システム。
【請求項９】
前記第１塗布処理部および前記第２塗布処理部は、感光材料膜を塗布するためのユニットが集積した感光材料膜塗布処理層を有し、
前記第１現像処理部および前記第２現像処理部は、現像処理を行うためのユニットが集積した現像処理層を有し、
前記搬送機構は、前記感光材料膜塗布処理層内および前記現像処理層内でそれぞれ各ユニットへの基板の搬送を行う主搬送装置と、前記第１積層体および前記第２積層体のそれぞれに、各処理層を縦方向に繋ぐ受け渡し機構とを有することを特徴とする請求項１に記載の基板処理システム。
【請求項１０】
前記第１塗布処理部は、前記感光材料膜塗布処理層の他、前記感光材料膜の下部に反射防止膜を形成するためのユニットが集積した下部反射防止膜塗布処理層および前記感光材料膜の上部に反射防止膜を形成するためのユニットが集積した上部反射防止膜塗布処理層の少なくとも一方を有することを特徴とする請求項９に記載の基板処理システム。
【請求項１１】
前記第２塗布処理部は、前記感光材料膜塗布処理層の他、第１塗布処理部で塗布処理により形成された塗布膜の洗浄処理および表面処理の少なくとも一方を行うユニットが集積した洗浄／表面処理層を有することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の基板処理システム。
【請求項１２】
前記洗浄／表面処理層は、表面処理としてキュア処理を行うことを特徴とする請求項１１に記載の基板処理システム。
【請求項１３】
前記第２塗布処理部は、前記感光材料膜塗布処理層の他、前記感光材料膜の上部に反射防止膜を形成するためのユニットが集積した上部反射防止膜塗布処理層を有することを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載の基板処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体ウエハ等の基板の被加工膜に複数回のパターニングを行う技術に好適な基板処理システムに関する。
【０００２】
半導体デバイスの製造においては、被処理基板である半導体ウエハ（以下、単にウエハという）上に回路パターンを形成するためにフォトリソグラフィ技術が用いられている。フォトリソグラフィを用いた回路パターンの形成は、ウエハ上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、このレジスト膜に光を照射して回路パターンに対応するようにレジスト膜を露光した後、これを現像処理するといった手順で行われる。
【０００３】
半導体デバイスは近時、動作速度の向上等の観点から高集積化の傾向にあるため、フォトリソグラフィ技術においては、ウエハ上に形成される回路パターンの微細化が要求されている。このため、従来から露光に用いる光を短波長化することが進められているが、４５ｎｍノード以降の超微細な半導体デバイスに十分対応できていないのが現状である。
【０００４】
そこで、４５ｎｍノード以降の超微細な半導体デバイスに対応可能なパターニング技術として、一つの層のパターン形成に際して複数回のパターニングを行う技術が提案されている（例えば特許文献１）。この中で、パターニングを２回行う技術をダブルパターニングと称している。
【０００５】
ダブルパターニングでは１層のパターン形成のために異なる露光パターンで２度の露光を行うことになるため、従来の装置を適用するとフォトリソグラフィとエッチングを２回繰り返すことが必要となる。しかし、この手法では１層のパターン形成のためのコストが２倍となってしまい、また、工程も長くなるため、生産性の点で問題である。このような問題を解消するために、異なる露光パターンでフォトリソグラフィを２回繰り返した後にエッチングを行う方式が検討されている。
【０００６】
しかしながら、このような方式でダブルパターニングを効率よく行うシステムや方法が確立していないのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１４７２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、１層に対する複数回パターニングを高効率で行うことが可能な基板処理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、複数枚の基板を収納するキャリアの搬入出を行うキャリアブロックと、
キャリアブロックから一枚ずつ搬入された基板に対して感光材料膜を含む塗布膜を形成する塗布処理、および所定の露光パターンに露光された前記感光材料膜を現像する現像処理を行う処理部と、
前記処理部と前記感光材料膜を所定の露光パターンに露光する露光装置との間で基板を受け渡すインターフェイスブロックと、
これらの間で基板を搬送する基板搬送機構と
を具備し、一つの基板に対して少なくとも２回の露光を行う露光装置に対応可能な基板処理システムであって、
前記処理部は、１回目の露光に対応する１回目の塗布処理を行う第１塗布処理部と、１回目の現像処理を行う第１現像処理部と、２回目の露光に対応する２回目の塗布処理を行う第２塗布処理部と、２回目の現像処理を行う第２現像処理部とを有し、
前記第２現像処理部の上に前記第１塗布処理部が積層されてなる第１積層体と、前記第１現像処理部の上に前記第２塗布処理部が積層されてなる第２積層体とが並置されていることを特徴とする基板処理システムを提供する。
【００１０】
上記第１の観点において、前記インターフェイスブロックは、複数枚の基板のバッファリングを行うバッファ部を有する構成とすることができる。
【００１１】
本発明の第２の観点では、複数枚の基板を収納するキャリアの搬入出を行うキャリアブロックと、
キャリアブロックから一枚ずつ搬入された基板に対して感光材料膜を含む塗布膜を形成する塗布処理、および所定の露光パターンに露光された前記感光材料膜を現像する現像処理を行う処理部と、
前記処理部と前記感光材料膜を所定の露光パターンに露光する露光装置との間で基板を受け渡すインターフェイスブロックと、
これらの間で基板を搬送する基板搬送機構と
を具備し、一つの基板に対して少なくとも２回の露光を行う露光装置に対応可能な基板処理システムであって、
前記処理部は、１回目の露光に対応する１回目の塗布処理を行う第１塗布処理部と、１回目の現像処理を行う第１現像処理部と、２回目の露光に対応する２回目の塗布処理を行う第２塗布処理部と、２回目の現像処理を行う第２現像処理部とを有し、
前記第２現像処理部の上に前記第１塗布処理部が積層されてなる第１積層体と、前記第１現像処理部の上に前記第２塗布処理部が積層されてなる第２積層体とが並置され、
前記インターフェイスブロックは、複数枚の基板のバッファリングを行うバッファ部を有し、
露光装置のスループットの半分のスループットになるように、前記バッファ部で基板のバッファリングを行うことを特徴とする基板処理システムを提供する。
【００１２】
上記第１および第２の観点において、前記バッファ部は、基板を露光装置へ搬入する際にバッファリングを行う搬入用バッファカセットを有するものとすることができる。また、前記バッファ部は、さらに露光装置から搬出された基板をバッファリングする搬出用バッファカセットを有するものとすることができる。さらに、前記搬入用バッファカセットまたは前記搬入用および前記搬出用バッファカセットは、１回目露光用と２回目露光用とを有することが好ましい。
【００１３】
また、前記基板搬送機構による基板の搬送を制御する搬送制御機構をさらに具備し、前記搬送制御機構は、基板を前記キャリアブロックのキャリアから前記処理部の前記第１塗布処理部へ搬送し、前記第１塗布処理部での塗布処理終了後、その基板を前記インターフェイスブロックを介して前記露光装置へ搬送し、前記露光装置での１回目の露光の後、その基板を前記インターフェイスブロックを介して前記処理部の前記第１現像処理部へ搬送し、前記第１現像処理部での現像処理終了後、その基板を前記第２塗布処理部へ搬送し、前記第２塗布処理部での塗布処理終了後、その基板を前記インターフェイスブロックを介して前記露光装置へ搬送し、前記露光装置での２回目の露光の後、その基板を前記インターフェイスブロックを介して前記処理部の前記第２現像処理部へ搬送し、前記第２現像処理部での現像処理終了後、その基板を前記キャリアブロックのキャリアに収納するように、前記搬送機構を制御するようにすることが好ましい。
【００１４】
また、前記第１塗布処理部および前記第２塗布処理部は、感光材料膜を塗布するためのユニットが集積した感光材料膜塗布処理層を有し、前記第１現像処理部および前記第２現像処理部は、現像処理を行うためのユニットが集積した現像処理層を有し、前記搬送機構は、前記感光材料膜塗布処理層内および前記現像処理層内でそれぞれ各ユニットへの基板の搬送を行う主搬送装置と、前記第１積層体および前記第２積層体のそれぞれに、各処理層を縦方向に繋ぐ受け渡し機構とを有することが好ましい。
【００１５】
また、前記第１塗布処理部は、前記感光材料膜塗布処理層の他、前記感光材料膜の下部に反射防止膜を形成するためのユニットが集積した下部反射防止膜塗布処理層および前記感光材料膜の上部に反射防止膜を形成するためのユニットが集積した上部反射防止膜塗布処理層の少なくとも一方を有するようにすることができる。また、前記第２塗布処理部は、前記感光材料膜塗布処理層の他、第１塗布処理部で塗布処理により形成された塗布膜の洗浄処理および表面処理の少なくとも一方を行うユニットが集積した洗浄／表面処理層を有するようにすることができる。この場合に、前記洗浄／表面処理層は、表面処理としてキュア処理を行うものとすることができる。また、前記第２塗布処理部は、前記感光材料膜塗布処理層の他、前記感光材料膜の上部に反射防止膜を形成するためのユニットが集積した上部反射防止膜塗布処理層を有する構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、一つの基板に対して少なくとも２回の露光を行う露光装置に対応可能であり、処理部として、１回目の露光に対応する１回目の塗布処理を行う第１塗布処理部と、１回目の現像処理を行う第１現像処理部と、２回目の露光に対応する２回目の塗布処理を行う第２塗布処理部と、２回目の現像処理を行う第２現像処理部とを有するようにしたので、複数回のパターニングをウエハＷを外部に出すことなく連続して行うことができる。このため複数回のパターニングを極めて高効率で行うことができる。
また、基板処理システムでのスループットが露光装置の半分になるようにインターフェイスブロックにバッファ部を設けたので、露光装置の高スループット化に追従する必要はなく、基板処理システムへの負荷を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理システムを示す概略斜視図。
【図２】図１の基板処理システムのＤＥＶ層部分を示す概略水平断面図。
【図３】図１の基板処理システムの概略側面図。
【図４】ＤＥＶ層のレイアウトを示す斜視図。
【図５】ＤＥＶ層の現像ユニットを示す斜視図。
【図６】ＤＥＶ層の加熱ユニットとメインアームを示す縦断面図。
【図７】Ｃ／Ｓ層におけるキュアユニットを示す断面図。
【図８】搬送層を示す断面図。
【図９】インターフェイスアームを模式的に示す斜視図。
【図１０】本実施形態に係る基板処理システムを制御する制御系を示す図。
【図１１】フォトリソグラフィによるパターニングを２回繰り返すタイプのダブルパターニングの手順を説明するための図。
【図１２】本実施形態の基板処理システムと露光装置における処理動作を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について具体的に説明する。図１は本発明の一実施形態に係る基板処理システムを示す概略斜視図、図２は図１の基板処理システムのＤＥＶ層部分を示す概略水平断面図、図３は図１の基板処理システムの概略側面図である。
【００１９】
この基板処理システム１００は、ウエハに対してフォトレジストを含む塗布膜の塗布処理および露光後の現像処理を行うものとして構成されており、２回パターニングを行うダブルパターニングに対応するものであり、大気雰囲気中のクリーンルーム内に設置されている。基板処理システム１００は、被処理基板であるウエハＷが複数枚収納されたキャリア２０を搬入出するためのキャリアブロックＳ１と、ウエハＷに対して感光材料であるフォトレジスト膜を含む塗布膜を形成する塗布処理、および所定の露光パターンに露光されたフォトレジスト膜を現像する現像処理を行う処理ブロックＳ２と、インターフェイスブロックＳ３とを備えており、インターフェイスブロックＳ３に露光装置２００が接続した状態で使用される。
【００２０】
図１に示すように、キャリアブロックＳ１の下部には基板処理装置１００の全体を制御する制御部１０が設けられている。この制御部１０の詳細は後述する。また、露光装置２００にも図示しない制御部が設けられている。
【００２１】
なお、図１〜３において、基板処理システム１００の幅方向がＸ方向、それと直交するキャリアブロックＳ１、処理ブロックＳ２、インターフェイスブロックＳ３の配列方向がＹ方向、鉛直方向がＺ方向である。
【００２２】
キャリアブロックＳ１には、キャリア２０を複数個載置可能な載置台２１と、この載置台２１から見て前方の壁面に設けられる開閉部２２と、開閉部２２を介してキャリア２０からウエハＷを取り出すためのトランスファーアームＣとが設けられている。このトランスファーアームＣは、進退自在、昇降自在、鉛直軸回りに回転自在、キャリア２０の配列方向に移動自在に構成されている。
【００２３】
処理ブロックＳ２は、筐体２４にて周囲を囲まれた状態とされており、キャリアブロックＳ１に接続されている。処理ブロックＳ２は、複数の処理層が積層してなる第１および第２のサブブロックＳＢ１、ＳＢ２を有し、これらはＹ方向に並置されている。
【００２４】
第１のサブブロックＳＢ１においては、下側に２回目の現像処理を行う第２現像処理部４２が配置され、その上に１回目の塗布処理を行う第１塗布処理部３１が配置されている。第２現像処理部４２は２つの同じ構造を有する現像処理層（ＤＥＶ層）Ｂ１が上下に積層した状態で構成されている。第１塗布処理部３１は、レジスト膜の下層側に形成される下部反射防止膜の塗布処理を行うための下部反射防止膜塗布処理層（ＢＣＴ層）Ｂ２、レジスト液の塗布処理を行うためのレジスト塗布処理層（ＣＯＴ層）Ｂ３、レジスト膜の上層側に形成される反射防止膜の塗布処理を行うための上部反射防止膜塗布処理層（ＴＣＴ層）Ｂ４が下から順に積層された構造を有している。また、第１のサブブロックＳＢ１は、第２現像処理部４２と第１塗布処理部３１との間に第１搬送層Ｍ１を有し、最下段に第２搬送層Ｍ２を有している。
【００２５】
第２のサブブロックＳＢ２においては、下側に１回目の現像処理を行う第１現像処理部４１が配置され、その上に２回目の塗布処理を行う第２塗布処理部３２が配置されている。第１現像処理部は２つの同じ構造を有する現像処理層（ＤＥＶ層）Ｂ５が上下に積層した状態で構成されている。このＤＥＶ層Ｂ５はＤＥＶ層Ｂ１と同じ構造を有している。第２塗布処理部３２は、１回目の塗布処理の際の最上層である上部反射防止膜の上に２回目の塗布処理を行う際に、表面にパーティクルが付着したまま塗布処理を行うことやリーチングが生じること等を防止する観点から設けられる、上部反射防止膜の洗浄処理および／またはキュア処理等の表面処理を行うための洗浄／表面処理層（Ｃ／Ｓ層）Ｂ６、レジスト液の塗布処理を行うためのレジスト塗布層（ＣＯＴ層）Ｂ７、レジスト膜の上層側に形成される反射防止膜の塗布処理を行うための上部反射防止膜塗布層（ＴＣＴ層）Ｂ８が下から順に積層された構造を有している。また、第２のサブブロックＳＢ２は、第１現像処理部４１と第２塗布処理部３２との間に第３搬送層Ｍ３を有し、最下段に第４搬送層Ｍ４を有している。なお、第１および第２のサブブロックＳＢ１、ＳＢ２の各層間は仕切り板（ベース体）により区画されている。
【００２６】
また、処理ブロックＳ２は、そのキャリアブロックＳ１側部分に、処理層Ｂ１〜Ｂ４および搬送層Ｍ１、Ｍ２に沿って鉛直方向に複数の受け渡しステージが積層されて構成された第１の搬送用棚ユニットＴ１を有しており、また第１のサブブロックＳＢ１と第２のサブブロックＳＢ２との間の部分に、処理層Ｂ１〜Ｂ４および搬送層Ｍ１、Ｍ２、ならびに処理層Ｂ５〜Ｂ８および搬送層Ｍ３、Ｍ４に沿って鉛直方向に複数の受け渡しステージが積層されて構成された第２の搬送用棚ユニットＴ２を有しており、インターフェイスブロックＳ３側部分に、処理層Ｂ５〜Ｂ８および搬送層Ｍ３、Ｍ４に沿って鉛直方向に複数の受け渡しステージが積層されて構成された第３の搬送用棚ユニットＴ３を有している。
【００２７】
次に、処理層Ｂ１〜Ｂ８および搬送層Ｍ１〜Ｍ４の構成について説明する。
本実施形態においてこれらの処理層Ｂ１〜Ｂ８には共通部分が多く含まれており、各処理層は略同様のレイアウトで構成されている。そこでＤＥＶ層Ｂ１を代表例として図４を参照しながら説明する。このＤＥＶ層Ｂ１の中央部には、Ｙ方向に沿ってウエハＷを搬送するための主搬送アーム（メインアーム）Ａ１が移動する搬送用通路Ｒ１が形成されている。
【００２８】
この搬送用通路Ｒ１の一方側には、液処理ユニットとして現像液の塗布処理を行うための複数個の塗布部を備えた現像ユニット３が搬送用通路Ｒ１に沿って設けられている。また搬送用通路Ｒ１の他方側には、加熱・冷却系の熱系処理ユニットを多段化した４個の棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４、排気ユニット５が搬送用通路Ｒ１に沿って設けられている。したがって現像ユニット３と棚ユニットＵ１〜Ｕ４とが搬送用通路Ｒ１を挟んで対向して配置されていることとなる。
【００２９】
図５（ａ），（ｂ）に示すように、現像ユニット３は筐体３０を有し、その内部には３つのウエハ保持部としてのスピンチャック３１が配列されており、各スピンチャック３１は駆動部３２により鉛直軸回りに回転可能、かつ昇降可能に構成されている。またスピンチャック３１の周囲にはカップ３３が設けられ、当該カップ３３の底面には排気管やドレイン管などを含む排液部（図示せず）が設けられている。図中３４は薬液供給ノズルであり、この薬液供給ノズル３４は昇降可能に設けられ、また駆動部３５によりガイド３６に沿ってＹ方向に移動可能に構成されている。
【００３０】
この現像ユニット３では、ウエハＷはメインアームＡ１により搬送用通路Ｒ１に面して設けられた搬送口３７を介して筐体３０内に搬入され、スピンチャック３１に受け渡される。搬送口３７はシャッタ３８により開閉可能となっており、シャッタ３８により搬送口３７を閉塞することにより筺体３０内へのパーティクルの流入を防ぐことができる。そして供給ノズル３４から当該ウエハＷの表面に現像液が供給され、ウエハＷの表面に現像液の液膜を形成させ、その後図示しない洗浄液供給機構からの洗浄液によりウエハＷ表面の現像液が洗い流され、その後ウエハＷを回転させて乾燥されることにより現像処理が終了する。
【００３１】
棚ユニットＵ１〜Ｕ４は現像ユニット３にて行われる処理の前処理および後処理を行うための熱系処理ユニットが２段に積層されており、またその棚ユニットＵ１〜Ｕ４の下部には排気ユニット５が設けられている。そして、熱系処理ユニットの中には、例えば露光後のウエハＷを加熱処理したり、現像処理後のウエハＷを乾燥させるために加熱処理したりする加熱ユニット４や、この加熱ユニット４における処理の後にウエハＷを所定温度に調整するための冷却ユニット等が含まれている。具体的にはＤＥＶ層Ｂ１における棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３は加熱ユニット４が２段に積層され、棚ユニットＵ４は冷却ユニットが２段に積層されている。
【００３２】
図６に示すように、加熱ユニット４は筐体４０を有し、その内部には基台４１が設置されている。筐体４０の搬送用通路Ｒ１に面した部分にはウエハＷの搬送口４２が形成されている。筐体４０の中には、粗熱取り用の冷却プレート４３と、熱板４４とが設けられている。冷却プレート４３は図示する冷却位置と熱板４４上の搬送位置との間で移動可能に構成されている。図中４５は整流用のプレートである。ウエハＷは昇降ピン４７により冷却プレート４３への受け渡しが行われ、昇降ピン４８により熱板４４に対するウエハＷの受け渡しおよび冷却プレート４３からと熱板４４との間のウエハＷの受け渡しがなされる。
【００３３】
なお棚ユニットＵ４を構成する冷却ユニットの詳しい説明は省略するが加熱ユニット４と同様に搬送用通路Ｒ１に向かって搬送口４２が開口された筺体を備え、その筺体内部には例えば水冷方式の冷却プレートを備えた構成の装置が用いられる。
【００３４】
また、図６に示すように、排気ユニット５は、筺体５０において搬送用通路Ｒ１に面して開口された吸引口５１と、筺体の内部の排気室５３内を吸引排気する排気管５４とを備え、排気室５３内を排気して負圧化することで搬送用通路Ｒ１における気体を吸引してパーティクルを除去する。
【００３５】
メインアームＡ１は、棚ユニットＵ１〜Ｕ４の各処理ユニット、現像ユニット３、第１の搬送用棚ユニットＴ１の受け渡しステージおよび第２の搬送用棚ユニットＴ２の受け渡しステージとの間でウエハＷの受け渡しを行うように構成されている。メインアームＡ１は、図６に示すように、例えばウエハＷの裏面側周縁領域を支持するための２本のアーム体６１，６２を備えており、これらアーム体６１，６２は搬送基体６３上を互いに独立して進退自在に構成されている。また搬送基体６３は、昇降基体６４上に鉛直軸周りに回転自在に設けられている。昇降基体６４は、昇降ガイドレール６７に沿って昇降可能となっている。棚ユニットＵ１〜Ｕ４の４つの排気ユニット５の前面にはガイドレール６５が水平に配置されており、このガイドレール６５に沿って昇降ガイドレール６７を介してメインアームＡ１が水平方向に移動可能となっている。昇降ガイドレール６５には、吸引口５１に対応する位置に孔６６が設けられており、この孔６６を介して搬送用通路Ｒ１の排気が行われる。昇降ガイドレール６７の下端部は、ガイドレール６５の下端を跨いで排気室５の内部に至り、昇降ガイドレール６７をガイドレール６５に沿って移動させるための駆動ベルト５５に係止されている。
【００３６】
次に、他の処理層について簡単に説明する。
ＤＥＶ層Ｂ５は、上述したようにＤＥＶ層Ｂ１と全く同様に構成され、メインアームＡ１と全く同じ構成のメインアームＡ５によりウエハＷの搬送を行う。また、ＢＣＴ層Ｂ２、ＣＯＴ層Ｂ３，Ｂ７、ＴＣＴ層Ｂ４，Ｂ８は、ＤＥＶ層Ｂ１の現像ユニット３の代わりに、反射防止膜用の薬液あるいはレジスト膜形成用の薬液（レジスト液）を塗布する塗布ユニットが用いられる点が異なっている。これらの塗布ユニットの基本構造は現像ユニット３とほぼ同じであるが、現像ユニット３と異なり、スピンチャックを回転させながら塗布用の薬液をウエハの中心に滴下し、遠心力で広げて塗布膜を形成する。また、これら塗布系の処理ユニットＢ２〜Ｂ４、Ｂ７、Ｂ８は、棚ユニットＵ１〜Ｕ４を構成するユニットがＤＥＶ層Ｂ１とは一部異なっている。すなわち、ＤＥＶ層Ｂ１の棚ユニットＵ１〜Ｕ４と同様の加熱ユニットおよび冷却ユニットが含まれている他、いずれかの処理層にウエハＷの周縁部を露光する周縁露光ユニットが設けられており、ＣＯＴ層Ｂ３，Ｂ７の棚ユニットＵ１〜Ｕ４にはウエハＷに対して疎水化処理を行うユニットが含まれている。なお、これら処理層Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ７，Ｂ８にはメインアームＡ１と全く同じ構成のメインアームＡ２，Ａ３，Ａ４，Ａ７，Ａ８が設けられており、これらによりウエハＷの搬送を行うようになっている。
【００３７】
洗浄／表面処理層（Ｃ／Ｓ層）Ｂ６は、ＤＥＶ層Ｂ１の現像ユニット３の代わりに、洗浄ユニットが用いられる点が異なっている。洗浄ユニットの基本構造は現像ユニット３と同様、スピンチャックの周囲にカップが配置された構造を有しているが、現像ユニット３と異なり、スピンチャックを回転させながら純水または洗浄用薬液をウエハの中心に滴下し、遠心力で広げてウエハＷの表面を洗浄する。また、洗浄／表面処理層（Ｃ／Ｓ層）Ｂ６は、棚ユニットＵ１〜Ｕ４を構成するユニットがＤＥＶ層Ｂ１とは一部異なっている。すなわち、ＤＥＶ層Ｂ１の棚ユニットＵ１〜Ｕ４と同様の加熱ユニットおよび冷却ユニットが含まれている他、キュアユニットが設けられている。図７に示すように、キュアユニット８は、筐体８１内にウエハ支持台８２を設け、ウエハ支持台８２上に支持されたウエハＷの上方に紫外線ランプ８３が配置された構成を有しており、ウエハＷに紫外線を照射することによりその最上層にキュア処理を施す。なお、このＣ／Ｓ層Ｂ６では、メインアームＡ１と全く同じ構成を有するメインアームＡ６によりウエハＷを搬送するようになっている。
【００３８】
第１搬送層Ｍ１は、上述したように、第１のサブブロックＳＢ１の上側のＤＥＶ層Ｂ１とＢＣＴ層Ｂ２との間に設けられ、ウエハＷをキャリアブロックＳ１に隣接する第１の搬送用棚ユニットＴ１から中間の第２の搬送用棚ユニットＴ２へ直行してウエハＷを搬送するものである。この第１搬送層Ｍ１は、図８に示すように、ＤＥＶ層Ｂ１の搬送用通路Ｒ１とは仕切り板７ａにより仕切られた搬送領域Ｐ１と直通搬送手段であるシャトルアーム７とを含んでいる。シャトルアーム７は、ウエハＷの裏面側周縁領域を支持するためのアーム体７１を備えており、このアーム体７１は搬送基体７２上を進退自在に構成されている。また搬送基体７２は、移動基体７３上に鉛直軸回りに回転自在に設けられている。シャトルアーム７の背面側には、搬送領域Ｐ１に沿って水平に筐体７０が設けられている。筺体７０内部は排気室７０ａにはシャトルアーム７を移動させるための駆動部（図示せず）が含まれている。筺体７０の前面にはシャトルアーム７を水平方向にガイドするためのガイドレール７４が筐体７０の前面に沿って水平方向に延在するように設けられている。
【００３９】
また筺体７０は搬送領域Ｐ１に面して開口された吸引口７５を備えており、当該吸引口７５と重なるように前記ガイドレール７４には横方向に間隔をおいて孔７４ａが設けられている。排気室７０ａの搬送領域Ｐ１と反対側には横方向に間隔をおいて複数箇所、排気口７７が開口しており、排気口７７には排気室７０ａ内を吸引排気するための排気管７８が接続されている。当該排気管７８を介して排気室７０ａが負圧化されることで搬送領域Ｐ１における気体が排気室７０ａに流入するようになっている。搬送領域Ｐ１には例えば気体導入部７９が横方向に、搬送領域Ｐ１全域をカバーするように設けられている。気体導入部７９には一定の間隔をおいて気体導入口（図示せず）が設けられており、搬送領域Ｐ１に清浄気体が供給されるようになっている。このように搬送領域Ｐ１に清浄気体を供給しつつ、前記排気室７０ａを介して搬送領域Ｐ１を排気することにより、搬送領域Ｐ１のパーティクルを除去するようになっている。このとき、清浄気体の供給と排気とを調整することにより、搬送領域Ｐ１の圧力をクリーンルーム内の圧力よりも若干陽圧になるようコントロールすることにより、外部から搬送領域Ｐ１へのパーティクルの流入を抑制することができる。
【００４０】
第２搬送層Ｍ２は、第１のサブブロックＳＢ１の最下段に設けられ、第１の搬送用棚ユニットＴ２から第１の搬送用棚ユニットＴ１へ直行してウエハＷを搬送するものである他は、第１搬送層Ｍ１と全く同様に構成されている。また、第３搬送層Ｍ３は、第２のサブブロックＳＢ２の上側のＤＥＶ層Ｂ５とＣ／Ｓ層Ｂ６との間に設けられ、中間の第２の搬送用棚ユニットＴ２からインターフェイスブロックＳ３に隣接する第３の搬送用棚ユニットＴ３へ直行してウエハＷを搬送するものである他は、第１搬送層Ｍ１と全く同様に構成されている。第４搬送層Ｍ４は、第２のサブブロックＳＢ２の最下段に設けられ、第３の搬送用棚ユニットＴ３から第２の搬送用棚ユニットＴ２へウエハを搬送するものである他は、第１搬送層Ｍ１と全く同様に構成されている。
【００４１】
第１のサブブロックＳＢ１の処理層Ｂ１〜Ｂ４の搬送用通路Ｒ１および搬送層Ｍ１、Ｍ２の搬送領域Ｐ１におけるキャリアブロックＳ１と隣接する領域は、第１のウエハ受け渡し領域Ｒ２となっていて、前記第１の搬送用棚ユニットＴ１がこの受け渡し領域Ｒ２に設けられている。また、受け渡し領域Ｒ２には、この搬送用棚ユニットＴ１に対してウエハＷの受け渡しを行うための昇降搬送手段である受け渡しアームＤ１が設けられている。
【００４２】
この第１の搬送用棚ユニットＴ１は、第２搬送層Ｍ２に対応する位置に受け渡しステージＴＲＳＢを有し、各ＤＥＶ層Ｂ１に対応する位置に受け渡しステージＴＲＳ１を有し、第１搬送層Ｍ１に対応する位置に受け渡しステージＴＲＳＡを有し、ＢＣＴ層Ｂ２に対応する位置に２つの受け渡しステージＴＲＳ２を有し、ＣＯＴ層Ｂ３に対応する位置に２つの受け渡しステージＴＲＳ３を有し、ＴＣＴ層Ｂ４に対応する位置に２つの受け渡しステージＴＲＳ４を有している。
【００４３】
トランスファーアームＣは、第１の搬送用棚ユニットＴ１の最下段の第２搬送層Ｍ２に対応する受け渡しステージＴＲＳＢからＢＣＴ層Ｂ２に対応する受け渡しステージＴＲＳ２までにアクセス可能となっている。また、受け渡しアームＤ１は、最下段の受け渡しステージＴＲＳＢからＴＣＴ層Ｂ４に対応する最上段の受け渡しステージＴＲＳ４までにアクセス可能となっている。
【００４４】
受け渡しアームＤ１は、最下段の第２搬送層Ｍ２から最上段のＴＣＴ層Ｂ４の各層を移動して、各層に設けられた受け渡しステージＴＲＳＢ〜ＴＲＳ４に対してウエハＷの受け渡しを行うことができるように、進退および昇降可能に構成されている。
【００４５】
また、第１および第２搬送層Ｍ１、Ｍ２に対応する受け渡しステージＴＲＳＡ、ＴＲＳＢにはシャトルアーム７がアクセス可能となっており、ＤＥＶ層Ｂ１、ＢＣＴ層Ｂ２、ＣＯＴ層Ｂ３、ＴＣＴ層Ｂ４にそれぞれ対応する受け渡しステージＴＲＳ１〜ＴＲＳ４には、それぞれ各処理層のメインアームＡ１〜Ａ４がアクセス可能となっている。
【００４６】
第１のサブブロックＳＢ１の処理層Ｂ１〜Ｂ４の搬送用通路Ｒ１および搬送層Ｍ１、Ｍ２の搬送領域Ｐ１と、第２サブブロックＳＢ２の処理層Ｂ５〜Ｂ８の搬送用通路Ｒ１および搬送層Ｍ３、Ｍ４の搬送領域Ｐ１との間の領域は、第２のウエハ受け渡し領域Ｒ３となっていて、前記第１の搬送用棚ユニットＴ２がこの受け渡し領域Ｒ３に設けられている。また、受け渡し領域Ｒ３には、この搬送用棚ユニットＴ２に対してウエハＷの受け渡しを行うための昇降搬送手段である受け渡しアームＤ２が設けられている。
【００４７】
この搬送用棚ユニットＴ２は、第４搬送層Ｍ４に対応する位置に受け渡しステージＴＲＳＤを有し、各ＤＥＶ層Ｂ５に対応する位置に受け渡しステージＴＲＳ５を有し、第３搬送層Ｍ３に対応する位置に受け渡しステージＴＲＳＣを有し、Ｃ／Ｓ層Ｂ６に対応する位置に２つの受け渡しステージＴＲＳ６を有し、ＣＯＴ層Ｂ７に対応する位置に２つの受け渡しステージＴＲＳ７を有し、ＴＣＴ層Ｂ８に対応する位置に２つの受け渡しステージＴＲＳ８を有している。
【００４８】
第２の受け渡しアームＤ２は、最下段の受け渡しステージＴＲＳＤからＴＣＴ層Ｂ８に対応する最上段の受け渡しステージＴＲＳ８までにアクセス可能となっている。したがって、第２の受け渡しアームＤ２は、最下段の第４搬送層Ｍ４から最上段のＴＣＴ層Ｂ８の各層を移動して、各層に設けられた受け渡しステージＴＲＳＣ〜ＴＲＳ８に対してウエハＷの受け渡しを行うことができるように、進退および昇降可能に構成されている。
【００４９】
また、第３および第４搬送層Ｍ３、Ｍ４に対応する受け渡しステージＴＲＳＣ、ＴＲＳＤにはシャトルアーム７がアクセス可能となっており、ＤＥＶ層Ｂ５、Ｃ／Ｓ層Ｂ６、ＣＯＴ層Ｂ７、ＴＣＴ層Ｂ８にそれぞれ対応する受け渡しステージＴＲＳ５〜ＴＲＳ８には、それぞれ各処理層のメインアームＡ５〜Ａ８がアクセス可能となっている。
【００５０】
ＤＥＶ層Ｂ５の搬送用通路Ｒ１ならびに第３および第４搬送層Ｍ３、Ｍ４の搬送領域Ｐ１におけるインターフェイスブロックＳ３と隣接する領域は、第３のウエハ受け渡し領域Ｒ４となっていて、図２に示すように、前記第３の搬送用棚ユニットＴ３がこの領域Ｒ４に設けられている。
【００５１】
この第３の搬送用棚ユニットＴ３は、第４搬送層Ｍ４に対応する位置に受け渡しステージＴＲＳＦを有し、各ＤＥＶ層Ｂ１に対応する位置に受け渡しステージＴＲＳ９を有し、第３搬送層Ｍ３に対応する位置に受け渡しステージＴＲＳＥを有している。
【００５２】
そして、第３および第４搬送層Ｍ３、Ｍ４に対応する受け渡しステージＴＲＳＥ、ＴＲＳＦにはシャトルアーム７がアクセス可能となっており、ＤＥＶ層Ｂ５に対応する受け渡しステージＴＲＳ７には、メインアームＡ５がアクセス可能となっている。
【００５３】
受け渡しステージＴＲＳ１〜ＴＲＳ９およびＴＲＳＡ〜ＴＲＳＦは全て同じ構造を有しており、例えば直方体状の筺体内を備え、当該筺体内にウエハＷを載置するステージが設けられ、また当該ステージ上を突没自在なピンが設けられて構成されている。また、ステージはウエハＷの温度を予定した温度に調節する機構を有している。そして、筺体の各アームに向かう側面に設けられた搬送口を介して各アームが前記筺体内に進入し、前記ピンを介してステージから浮いたウエハＷの裏面を各アームが保持して搬送可能であり、また各アームから突出した前記ピン上にウエハＷを受け渡して前記ピンを下降させることによりプレート上にウエハＷが載置可能である。
【００５４】
なお、本実施形態では処理層Ｂ２〜Ｂ４、Ｂ６〜Ｂ８において受け渡しステージを２つずつ設け、ＤＥＶ層Ｂ１、Ｂ５および搬送層Ｍ１〜Ｍ４において１つずつ設けたが、これに限らず、各層の受け渡しステージの数は、予定される搬送シーケンスに応じて適宜決定すればよい。
【００５５】
インターフェイスブロックＳ３には、露光装置２００へウエハＷを搬入する際、および露光装置２００からウエハＷを搬出する際に複数のウエハＷを一時待機可能なバッファ部９を有している。バッファ部９は、１回目の露光の際に露光装置２００に搬入するウエハＷを収納する第１搬入バッファカセット（ＢｕＩＮ１）９１、１回目の露光が終了後のウエハＷを露光装置２００から払い出されたウエハＷを収納する第１搬出バッファカセット（ＢｕＯＵＴ１）９２、２回目の露光の際に露光装置２００に搬入するウエハＷを収納する第２搬入バッファカセット（ＢｕＩＮ２）９３、２回目の露光が終了後のウエハＷを露光装置２００から払い出されたウエハＷを収納する第２搬出バッファカセット（ＢｕＯＵＴ２）９４を有しており、上から第２搬入バッファカセット（ＢｕＩＮ２）９３、第１搬入バッファカセット（ＢｕＩＮ１）９１、第１搬出バッファカセット（ＢｕＯＵＴ１）９２、第２搬出バッファカセット（ＢｕＯＵＴ２）９４が配置されている（図３参照）。
【００５６】
また、バッファ部９の処理ブロックＳ２側には、塗布後のウエハＷを搬入バッファカセット９１または９３に搬入するための搬入用インターフェイスアームＥ１および搬出バッファカセット９２または９４からウエハＷを搬出するための搬出用インターフェイスアームＥ２が設けられている。これらインターフェイスアームＥ１およびＥ２は、上記搬送用棚ユニットＴ３の受け渡しステージＴＲＳ９、ＴＲＳＥ、ＴＲＳＦにもアクセス可能となっており、ウエハＷを搬入バッファカセット９１または９３に搬入する際には、第３搬送層Ｍ３のシャトルアーム７により受け渡しステージＴＲＳＥにウエハＷを受け渡した後、搬入用インターフェイスアームＥ１により搬入し、搬出バッファカセット９２または９４から搬出したウエハＷを戻す際には、搬出用インターフェイスアームＥ２により受け渡しステージＴＲＳ９またはＴＲＳＦに受け渡す。
【００５７】
また、バッファ部９と露光装置２００との間で１回目露光用のウエハＷを搬送する１回目露光用インターフェイスアームＥ３と、バッファ部９と露光装置２００との間で２回目露光用のウエハを搬送する２回目露光用インターフェイスアームＥ４とが設けられている。
【００５８】
これらインターフェイスアームＥ１〜Ｅ４は同じ構造を有しており、例えば図９に示すように、ウエハＷの裏面側中央領域を支持するための１本のアーム１１１が基台１１２に沿って進退自在に設けられている。前記基台１１２は、昇降台１１３に回転機構１１４により鉛直軸回りに回転自在に取り付けられ、昇降レール１１５に沿って昇降自在に設けられている。これにより、アーム１１１は、進退、昇降、鉛直軸回りに回転が可能な構成となっている。なお上記受け渡しアームＤ１、Ｄ２も、鉛直軸回りに回転しない他は、インターフェイスアームＥ１〜Ｅ４と同様に構成されている。
【００５９】
次に、制御部１０について説明する。図１０は制御部１０の要部を示すブロック図である。
この制御部１０は、基板処理システム１００のメインアームＡ１〜Ａ８、シャトルアーム７、トランスファーアームＣ、受け渡しアームＤ１、Ｄ２、インターフェイスアームＥ１〜Ｅ４等のウエハ搬送系、キャリアブロックＳ１、処理ブロックＳ２、インターフェイスブロックＳ３の各ユニット等の各構成部を制御するマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）を備えたコントローラ１１と、オペレータが基板処理システム１００の各構成部を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、基板処理システム１００の各構成部の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェイス１２と、処理に必要なレシピ等の情報が記憶された記憶部１３とを有している。
【００６０】
記憶部１３は、基板処理システム１００で実行される各種処理をコントローラ１１の制御にて実現するための制御プログラムや、基板処理システム１００の処理の手順やウエハＷの搬送スケジュール等を与えるプログラムすなわちレシピ等が格納されている。搬送スケジュールのレシピは、処理種別に応じたウエハＷの搬送経路（ウエハＷが置かれる受け渡しステージやユニットなどのモジュールの順番）を指定したものであり、オペレータが複数のレシピの中から実行するレシピを選択するようになっている。レシピ等の制御プログラムは記憶部１３の中の記憶媒体に記憶されている。記憶媒体は、ハードディスク等の固定的なものであってもよいし、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。また、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。
【００６１】
次に、以上のように構成された基板処理システム１００によるウエハＷの処理動作について説明する。
最初に、本実施形態の基板処理システム１００で実施される、ウエハＷの所定の膜に微細パターンを形成するためのダブルパターニングについて、図１１を参照して説明する。なお、ここでは、簡略化のために、基板と被エッチング膜とレジスト膜のみを描いているが、実パターンでは反射防止膜、下地膜、ハードマスク層、エッチングストップ層等が適宜配置されている。
【００６２】
まず、図１１（ａ）に示すように、半導体基板（ウエハ）３０１上に形成された被エッチング膜３０２の上に１回目のレジスト塗布処理を行ってレジスト膜３０３を形成する（１回目塗布）。
【００６３】
次に、図１１（ｂ）に示すように、１回目の露光および１回目の現像処理を行ってパターン部分３０４を有する１回目のレジストパターンを形成する（１回目パターニング）。
【００６４】
次に、図１１（ｃ）に示すように、１回目のパターン部分３０４とその後の２回目塗布の際のレジストとがリーチング等を生じてパターン部分３０４に悪影響を及ぼささないように、パターン部分３０４に対して表面処理（キュア、コーティング等）を行って、表面処理部分３０５を形成する（パターンの表面処理）。
【００６５】
次に、図１１（ｄ）に示すように、１回目のレジストパターンの上から２回目のレジスト塗布処理を行ってレジスト膜３０６を形成する（２回目塗布）。
【００６６】
次に、図１１（ｅ）に示すように、２回目の露光および２回目の現像処理を行って、１回目のパターン部分３０４の互いに隣接するのもの同士の間にパターン部分３０７を形成し、微細パターンを得る（２回目パターニング）。
【００６７】
その後、２回目パターニングまで終了したウエハを別個に設けられたエッチング装置にてエッチングを行い、図１１（ｆ）に示すような微細なエッチングパターンを形成する（エッチング）。
【００６８】
基板処理システム１００においては、図１１で例示したような２回のパターニングを以下のような処理動作で行う。
図１２は、本実施形態の基板処理システム１００と露光装置２００における処理動作を模式的に示す図である。図１２中、黒矢印は１回目のパターニングのための処理、白矢印は２回目のパターニングのための処理を示す。本実施形態では、図１２に示すように、キャリアブロックＳ１に第１ロットの複数のウエハＷが収納されたキャリア２０をセットし、その中からウエハＷを１枚ずつ取り出して、第１塗布処理部３１において１回目のレジスト膜等の形成を行い、その後、インターフェイスブロックＳ３のバッファ部９の第１搬入バッファカセット（ＢｕＩＮ１）９１に順次搬入する。１ロット分のウエハＷが第１搬入バッファカセット（ＢｕＩＮ１）９１に溜まった時点で露光装置２００のステージ２０１へウエハＷを順次搬送して１回目の露光処理を開始する。
【００６９】
引き続き第２ロットのウエハＷを搭載したキャリア２０をキャリアブロックＳ１にセットし、その中からウエハＷを１枚ずつ取り出して同様に１回目のレジスト膜形成を行い、第１搬入バッファカセット（ＢｕＩＮ１）９１に順次搬入し、１ロット分のウエハＷが第１搬入バッファカセット（ＢｕＩＮ１）９１に溜まった時点でウエハＷを露光装置２００のステージ２０１へウエハＷを順次搬送して同様に１回目の露光処理を開始する。
【００７０】
一方、１回目の露光が終了してステージ２０１に搬出された第１ロットのウエハＷは、第１搬出バッファカセット（ＢｕＯＵＴ１）９２に順次搬入される。そして、この第１搬出バッファカセット（ＢｕＯＵＴ１）９２からウエハＷを順次取り出して第１現像処理部４１で１回目の現像処理を行う。その後、１回目の現像処理後のウエハＷに対して引き続いて第２塗布処理部３２で２回目のレジスト膜等の形成を行い、その後、インターフェイスブロックＳ３のバッファ部９の第２搬入バッファカセット（ＢｕＩＮ２）９３に順次搬入する。
【００７１】
このとき、露光装置２００では、第２ロットのウエハＷの１回目の露光が終了した時点でレチクルを２回目の露光に対応するものに交換する。その作業終了後、最初のロットのウエハＷが第２搬入バッファカセット（ＢｕＩＮ２）９３に溜まった時点で露光装置２００のステージ２０１へウエハを順次搬送して２回目の露光処理を開始する。
【００７２】
これらの処理の途中の適宜の時期に、第３ロット、第４ロットのウエハＷの処理を開始する。
【００７３】
２回目の露光が終了した後は、ステージ２０１に搬出された第１ロットのウエハＷは、第２搬出バッファカセット（ＢｕＯＵＴ２）９４に順次搬入される。そして、この第２搬出バッファカセット（ＢｕＯＵＴ２）９４からウエハＷを順次取り出して第２現像処理部４２で２回目の現像処理を行い、２回目の現像処理が終了したウエハＷはキャリア２０に戻される。第２ロットのウエハＷも同様に１回目の露光の後、同様に第１現像処理部４１での１回目の現像処理、第２塗布処理部３２での２回目のレジスト膜形成処理を行い、２回目の露光を行った後、２回目の現像処理を行ってキャリア２０に戻される。
【００７４】
以上の処理を多数のロットのウエハＷに対して連続して実施するが、上述したように、本実施形態の基板処理システム１００では、１回目の塗布・現像処理および２回目の塗布・現像処理を別々の処理部にて行うので、２回のパターニングを、ウエハＷを外部に出すことなく連続して行うことができる。このため、ダブルパターニングを極めて高効率で行うことができる。また、このように露光装置２００での２回の露光動作に対し、基板処理システム１００は１回目の塗布・現像処理および２回目の塗布・現像処理を別々の処理部にて行う。したがって、定常状態においては、基板処理システム１００での全体的なウエハ処理のスループットは、露光装置２００でのスループットの半分でよく、露光装置の高スループット化に追従する必要はなく、基板処理システム１００への負荷を軽減することができる。すなわち、ダブルパターニング処理においては、露光装置のスループットは２００〜３００枚／時間が要求されており、従来の塗布・現像システムを用いた場合には、露光装置のスループットに合わせて、現状の１００〜１５０枚／時間を２００〜３００枚／時間にしなければならず、装置負担が極めて大きくなってしまうが、本実施形態の基板処理システム１００を用いることにより、スループットを現状の１００〜１５０枚／時間でよく、装置負担を軽減することができる。
【００７５】
ただし、このようにスループットが異なる装置を連結してこれらの間でウエハを搬送する場合、その連結部ではウエハのバッファリングは必須である。そのため、本実施形態では、バッファ部９を設けウエハＷのバッファリングを行っている。具体的には、スループットの低い基板処理システム１００からスループットの高い露光装置２００にウエハＷを搬送する場合には、バッファがなければその部分で局部的にスループットが２倍となり通常の搬送アームでは露光装置２００へのウエハＷの供給が追いつかないし、また、露光装置２００での１回目の露光と２回目の露光ではレチクルの交換が必要であるからロット毎の運用が必須である。したがって、本実施形態の場合には、搬入用バッファは必須である。これに対して、露光装置２００からウエハＷを搬出する場合には、搬送アームの性能が露光装置２００のスループットに対応するものであれば対応可能であるから搬出用バッファは必須ではないが、スループット差を考慮すると、現実的には搬出用バッファも必要である。
【００７６】
また、本実施形態では、第１塗布処理部３１、第２塗布処理部３２、第１現像処理部４１、第２現像処理部４２を積層して設けたので、２回ずつのレジスト等の塗布処理および現像処理をそれぞれ別個に行うシステムでありながらそのフットプリントを小さくすることができる。特に、第２現像処理部４２の上に第１塗布処理部３１を設けた積層体とし、第１現像処理部４１の上に第２塗布処理部３２を設けた積層体として、これらを並置することにより、効率的なウエハ搬送が可能となる。
【００７７】
さらに、各処理を行うセクションを１層の処理層としてまとめ、これを積層した構成としたので、この意味からもシステムのフットプリントを小さくすることができる。
【００７８】
さらにまた、各処理層を２回ずつのレジスト等の塗布処理および現像処理を行う際の搬送を効率的に一筆書きで行えるように配置したので、処理の効率を一層高めることができる。
【００７９】
次に、より具体的な処理動作について説明する。
外部から複数のウエハが収納されたキャリア２０がキャリアブロックＳ１に搬入され、トランスファーアームＣによりこのキャリア２０内から１枚のウエハＷが取り出され、処理ブロックＳへ搬入される。そして、まず第１のサブブロックＳＢ１の第１塗布処理部３１にて１回目の塗布処理を行う。具体的には、まず、ウエハＷをトランスファーアームＣから第１の搬送用棚ユニットＴ１の受け渡しステージＴＲＳ２に受け渡し、受け渡しステージＴＲＳ２上のウエハＷをＢＣＴ層Ｂ２のメインアームＡ２が受け取って、ウエハＷを冷却ユニット→反射防止膜形成ユニット（図５の現像ユニット３に対応するユニット）→加熱ユニットの順序で搬送し、順次所定の処理を行うことにより下部反射防止膜（ＢＡＲＣ）が形成される。そして、その後、ウエハＷを受け渡しステージＴＲＳ２に戻す。
【００８０】
続いて、受け渡しステージＴＲＳ２のウエハＷを受け渡しアームＤ１により、ＣＯＴ層Ｂ３の受け渡しステージＴＲＳ３に搬送し、受け渡しステージＴＲＳ３上のウエハＷをＣＯＴ層Ｂ３のメインアームＡ３が受け取って、ウエハＷを冷却ユニット→レジスト塗布ユニット（図５の現像ユニット３に対応するユニット）→加熱ユニットの順序で搬送し、順次所定の処理を行うことにより下部反射防止膜の上層にレジスト膜が形成される。そして、ウエハＷを周縁露光ユニットに搬送して周縁部露光処理を行い、その後、受け渡しステージＴＲＳ３に戻す。
【００８１】
次に、受け渡しステージＴＲＳ３のウエハＷを受け渡しアームＤ１により、ＴＣＴ層Ｂ４の受け渡しステージＴＲＳ４に搬送し、受け渡しステージＴＲＳ４上のウエハＷをＴＣＴ層Ｂ４のメインアームＡ４が受けとって、ウエハＷを冷却ユニット→第２の反射防止膜形成ユニット（図５の現像ユニット３に対応するユニット）→加熱ユニットの順序で搬送し、レジスト膜の上層に上部反射防止膜（ＴＡＲＣ）が形成される。そして、その後、ウエハＷを受け渡しステージＴＲＳ４に戻す。
以上により、１回目の塗布処理が終了する。
【００８２】
その後、受け渡しステージＴＲＳ４のウエハＷを受け渡しアームＤ１により受け渡しステージＴＲＳＡに搬送する。次いで受け渡しステージＴＲＳＡ上のウエハＷを第１搬送層Ｍ１のシャトルアーム７が受け取って、第２の搬送用棚ユニットＴ２側に向きを変え、第２の搬送用棚ユニットＴ２側に移動し、ウエハＷを第２の搬送用棚ユニットＴ２の受け渡しステージＴＲＳＣに搬送する。このステージＴＲＳＣ上のウエハＷを第２のサブブロックＳＢ２に属する第３搬送層Ｍ３のシャトルアーム７が受け取って、第３の搬送用棚ユニットＴ３側に向きを変え、第３の搬送用棚ユニットＴ３側へ移動し、ウエハＷを第３の搬送用棚ユニットＴ３の受け渡しステージＴＲＳＥに搬送する。受け渡しステージＴＲＳＥ上のウエハＷはインターフェイスブロックＳ３の搬入用インターフェイスアームＥ１によりバッファ部９の第１搬入バッファカセット（ＢｕＩＮ１）９１に搬入される。
【００８３】
第１搬入バッファカセット（ＢｕＩＮ１）９１に１ロットのウエハＷが溜まった時点で、その中のウエハＷを１回目露光用インターフェイスアームＥ３により露光装置２００へ搬送する。そして、露光装置２００に搬送されたウエハＷに１回目の露光が施される。
【００８４】
１回目の露光が終了したウエハＷは、インターフェイスブロックＳ３へ搬出される。具体的には、１回目露光用インターフェイスアームＥ３により第１搬出バッファカセット（ＢｕＯＵＴ１）９２に搬入される。
【００８５】
その後、第１搬出バッファカセット（ＢｕＯＵＴ１）９２のウエハＷを処理ブロックＳ２に搬入し、第２のサブブロックＳＢ２の第１現像処理部４１により１回目の現像処理を行う。具体的には、第１搬出バッファカセット（ＢｕＯＵＴ１）９２のウエハＷを搬出用インターフェイスアームＥ２により取り出して、第３の搬送用棚ユニットＴ３のいずれかのＤＥＶ層Ｂ５に対応する受け渡しステージＴＲＳ９に搬送する。そして、受け渡しステージＴＲＳ９上のウエハＷをＤＥＶ層Ｂ５のメインアームＡ５が受け取って、当該ＤＥＶ層Ｂ５にて、棚ユニットＵ１〜Ｕ４に含まれる加熱ユニット４→冷却ユニット→現像ユニット３→加熱ユニット４→冷却ユニットの順序で搬送し、露光後ベーク処理、現像処理、ポストベーク処理等の所定の処理が行われる。こうして現像処理が行われたウエハＷを第２の搬送用棚ユニットＴ２の受け渡しステージＴＲＳ５に搬送する。以上により、１回目の現像処理が終了する。
【００８６】
その後、引き続き第２のサブブロックＳＢ２の第２塗布処理部３２により２回目の塗布処理を行う。具体的には、まず、受け渡しステージＴＲＳ５上のウエハＷを受け渡しアームＤ２により受け渡しステージＴＲＳ６へ受け渡し、受け渡しステージＴＲＳ６上のウエハＷをＣ／Ｓ層Ｂ６のメインアームＡ６が受け取って、ウエハを洗浄処理ユニット（図５の現像ユニット３に対応するユニット）→加熱ユニット→冷却ユニット→キュアユニット８の順序で搬送し、１回目の塗布・露光・現像処理で形成したパターンの洗浄処理および表面処理として例えば紫外線照射によるキュア処理を行う。これにより２回目の塗布処理の際にパーティクルが付着したりリーチングを引き起こしたりすることを防止する。そして、その後、ウエハＷを受け渡しステージＴＲＳ６に戻す。
【００８７】
続いて、受け渡しステージＴＲＳ６のウエハＷを受け渡しアームＤ２により、ＣＯＴ層Ｂ７の受け渡しステージＴＲＳ７に搬送し、受け渡しステージＴＲＳ７上のウエハＷをＣＯＴ層Ｂ７のメインアームＡ７が受け取って、ウエハＷを冷却ユニット→レジスト塗布ユニット（図５の現像ユニット３に対応するユニット）→加熱ユニットの順序で搬送し、順次所定の処理を行うことにより、１回目の塗布処理の際の上部反射防止膜の上層にレジスト膜が形成される。そして、ウエハＷを周縁露光ユニットに搬送して周縁部露光処理を行い、その後、受け渡しステージＴＲＳ７に戻す。
【００８８】
次に、受け渡しステージＴＲＳ７のウエハＷを受け渡しアームＤ２により、ＴＣＴ層Ｂ８の受け渡しステージＴＲＳ８に搬送し、受け渡しステージＴＲＳ８上のウエハＷをＴＣＴ層Ｂ８のメインアームＡ８が受けとって、ウエハＷを冷却ユニット→第２の反射防止膜形成ユニット（図５の現像ユニット３に対応するユニット）→加熱ユニットの順序で搬送し、レジスト膜の上層に上部反射防止膜（ＴＡＲＣ）が形成される。そして、その後、ウエハＷを受け渡しステージＴＲＳ８に戻す。
以上により、２回目の塗布処理が終了する。
【００８９】
その後、受け渡しステージＴＲＳ８のウエハＷを受け渡しアームＤ２により第２の搬送用棚ユニットＴ２の受け渡しステージＴＲＳＣに搬送する。このステージＴＲＳＣ上のウエハＷを第２のサブブロックＳＢ２に属する第３搬送層Ｍ３のシャトルアーム７が受け取って、第３の搬送用棚ユニットＴ３側に向きを変え、第３の搬送用棚ユニットＴ３側へ移動し、ウエハＷを第３の搬送用棚ユニットＴ３の受け渡しステージＴＲＳＥに搬送する。受け渡しステージＴＲＳＥ上のウエハＷはインターフェイスブロックＳ３の搬入用インターフェイスアームＥ１によりバッファ部９の第２搬入バッファカセット（ＢｕＩＮ２）９３に搬入される。
【００９０】
第２搬入バッファカセット（ＢｕＩＮ２）９３に１ロットのウエハＷが溜まった時点で、その中のウエハＷを２回目露光用インターフェイスアームＥ４により露光装置２００へ搬送する。そして、露光装置２００に搬送されたウエハＷに２回目の露光が施される。
【００９１】
２回目の露光が終了したウエハＷは、インターフェイスブロックＳ３へ搬出される。具体的には、２回目露光用インターフェイスアームＥ４により第２搬出バッファカセット（ＢｕＯＵＴ２）９４に搬入される。
【００９２】
その後、第２搬出バッファカセット（ＢｕＯＵＴ２）９４のウエハＷを処理ブロックＳ２に搬入し、第１のサブブロックＳＢ１の第２現像処理部４２により２回目の現像処理を行う。具体的には、第２搬出バッファカセット（ＢｕＯＵＴ２）９４のウエハＷを搬出用インターフェイスアームＥ２により取り出して、第３の搬送用棚ユニットＴ３の第４搬送層Ｍ４に対応する受け渡しユニットＴＲＳＦに搬送する。次いで受け渡しステージＴＲＳＦ上のウエハＷを第４搬送層Ｍ４のシャトルアーム７が受け取って、第２の搬送用棚ユニットＴ２側に向きを変え、第２の搬送用棚ユニットＴ２側に移動し、ウエハＷを第２の搬送用棚ユニットＴ２の第１のサブブロックＳＢ１の第２現像処理部４２に属するいずれかのＤＥＶ層Ｂ１に対応する受け渡しステージＴＲＳ５に搬送する。そして、受け渡しステージＴＲＳ５上のウエハＷをＤＥＶ層Ｂ１のメインアームＡ１が受け取って、当該ＤＥＶ層Ｂ１にて、棚ユニットＵ１〜Ｕ４に含まれる加熱ユニット４→冷却ユニット→現像ユニット３→加熱ユニット４→冷却ユニットの順序で搬送し、露光後ベーク処理、現像処理、ポストベーク処理等の所定の処理が行われる。こうして現像処理が行われたウエハＷを第１の搬送用棚ユニットＴ１の受け渡しステージＴＲＳ１に搬送する。以上により、２回目の現像処理が終了する。なお、このような搬送シーケンスにおいては、第２搬送層Ｍ２を使用する必要はないが、システムに何らかのトラブルが生じた場合等にバイパス手段として用いることや、処理が錯綜した際の別ルートの搬送手段として用いることができる。
【００９３】
２回目の現像処理が終了した受け渡しステージＴＲＳ１上のウエハＷは、トランスファーアームＣによりキャリア２０内に収納される。このような処理を複数のロットのウエハＷについて連続的に行う。
【００９４】
このような搬送シーケンスでは、各処理層においてウエハをメインアームにより各ユニットに搬送しながら所定の処理を行い、積層している他の処理層には縦方向の搬送機構によりウエハを搬送し、さらに搬送層のシャトルアームを用いてバイパスすることができるので、極めて効率的な搬送を行うことができる。
【００９５】
以上は本発明の代表的な実施形態であるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、基板処理システムを処理層毎に積層した構造を有するものとしたが、第１塗布処理、第１現像処理、第２塗布処理、第２現像処理を行うことができれば、このような構造に限るものではない。
【００９６】
また、上記実施形態では、１回目の塗布処理として、下部反射防止膜、レジスト膜、上部反射防止膜を形成したが、下部反射防止膜および上部反射防止膜はいずれか一方のみでもよく、これらを設けずにレジスト膜のみとしてもよい。また、２回目の塗布処理として、洗浄および表面処理としてのキュア処理を行い、その後レジスト膜、上部反射防止膜を形成したが、洗浄および表面処理はいずれか一方でもよい。さらに、表面処理として紫外線照射によるキュア処理を行ったが他のエネルギー線や熱を用いるものであってもよいし、キュア処理の代わりにコーティング等の他の表面処理を行ってもよい。
【００９７】
さらにまた、上記実施形態では被処理体として半導体ウエハを用いた場合について説明したが、本発明は、半導体ウエハ以外の基板、例えばＬＣＤガラス基板等の処理システムについても適用できることはもちろんである。
【符号の説明】
【００９８】
３；現像ユニット
４；加熱ユニット
７；シャトルアーム
９；バッファ部
１０；制御部
３１；第１塗布処理部
３２；第２塗布処理部
４１；第１現像処理部
４２；第２現像処理部
９１，９３；搬入用バッファ
９２，９４；搬出用バッファ
１００；基板処理システム
２００；露光装置
Ｓ２；処理ブロック
Ｓ３；インターフェイスブロック
Ａ１〜Ａ８；メインアーム
Ｅ１〜Ｅ４； インターフェイスアーム
Ｃ；トランファーアーム
Ｄ１，Ｄ２；受け渡しアーム
Ｂ１，Ｂ５；ＤＥＶ層
Ｂ２；ＢＣＴ層
Ｂ３，Ｂ７；ＣＯＴ層
Ｂ４，Ｂ８；ＴＣＴ層
Ｂ６；Ｃ／Ｓ層
Ｍ１〜Ｍ４ 搬送層
Ｕ１〜Ｕ４； 棚ユニット
Ｔ１〜Ｔ３；搬送用棚ユニット
ＴＲＳ１〜ＴＲＳ９、ＴＲＳＡ〜ＴＲＳＦ；受け渡しステージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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