(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に所定の処理を施す基板処理部と、
所定温度に調節された空気を前記基板処理部の上方から前記基板処理部に供給する空気供給機構と、
を具備する基板処理装置であって、
前記空気供給機構は、
水平方向に延在し、略鉛直に設けられた管壁部を有し、前記管壁部に第１の窓部が設けられた筒体と、
前記筒体の内部に空気を送る送風装置と、
前記筒体の長手方向と直交する方向に設けられ、前記第１の窓部を通して前記筒体の内部を流れる空気が取り入れられる第１空気導入室と、
前記第１空気導入室に設けられ、前記第１空気導入室に取り入れられた空気を加熱するヒータと、
前記第１空気導入室を形成し、前記管壁部と所定距離対向して設けられた第１の壁部と、
前記第１の壁部の水平方向端から一定の距離範囲にある壁面が前記第１空気導入室の上下方向を塞ぐように、前記第１の壁部の上方かつ水平方向中央部の所定範囲に設けられた第２の窓部と、
前記第２の窓部を介して前記第１空気導入室と連通し、前記ヒータによって加熱された空気が前記第２の窓部を通して取り入れられる第２空気導入室と、
前記第２空気導入室の下方に設けられ、前記第２空気導入室に取り入れられた空気を濾過して前記基板処理部に清浄な空気を供給するフィルタユニットと、
前記第２空気導入室と前記フィルタユニットとの間に設けられ、前記第２空気導入室から前記フィルタユニットへの空気の流れを制御する気流制御機構と、
を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記第１の窓部は、前記筒体の長さ方向を長辺とする略長方形の開口形状を有することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記ヒータは、棒状形状を有し、その長さ方向が前記筒体の長さ方向と略平行となるように前記第１空気導入室に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記第１の壁部は、前記第２の窓部の開口面積を変えることができるシャッタを有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記空気供給機構は、前記第２空気導入室を形成し、前記第１の壁部と所定距離対向して設けられた第２の壁部を有し、
前記第２の壁部は、前記第２の窓部を通って取り入れられた空気の流れが前記第２の壁部に衝突した際にその空気を下方に導く傾斜部を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記第１の壁部は、前記第２空気導入室に取り入れられた空気の流れが前記第１の壁部に衝突した際にその空気を下方に導く傾斜部を、前記第２空気導入室側に有することを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記気流制御機構は、
同形状の孔部が複数箇所に同じパターンで形成され、表裏面が対向するように平行に設けられた２枚のパネルと、
前記パネルの一方を固定する固定部材と、
前記パネルの他方をスライドさせて、前記孔部の重なり面積を変化させるスライド機構と、
を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記基板処理部を収容し、複数のフレーム部材を有するハウジングをさらに具備し、
前記筒体は、前記複数のフレーム部材の中の１つであ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装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の基板にレジスト液を塗布する塗布膜形成処理や露光処理が行われた基板の現像処理等に用いられる基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体デバイスの製造プロセスにおいては、いわゆるフォトリソグラフィー技術を用いて、半導体ウエハの表面に所定の回路パターンを形成している。このフォトリソグラフィー工程における一連の処理は、例えば、レジスト塗布・現像処理システムを用いて、洗浄処理された半導体ウエハにフォトレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、所定のパターンでレジスト膜を露光し、これを現像処理することによって行われる。
【０００３】
このうちレジスト液の塗布処理にはスピンコーティング法が広く用いられている。スピンコーティング法は、コータカップ内に配置されたスピンチャックにウエハを保持させて、ウエハの上方からレジスト液をウエハの中央部に滴下にし、ウエハをスピンチャックとともに回転させることによって滴下されたレジスト液を遠心力によってウエハの径方向外側に向かって拡げ、これにより所定厚みのレジスト膜を形成するものである。
【０００４】
ここで、レジスト液の滴下からレジスト液を拡げて膜とする処理の間にコータカップ内の温度や湿度に変動が生じると、形成されるレジスト膜の膜厚が変動する。そこでレジスト膜の膜厚を一定とするために、温度および湿度が調整された空気をコータカップの上部からコータカップ内に向けて送風することによって、コータカップ内の温度および湿度を一定に保持する制御が行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年の半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体ウエハに形成するレジスト膜の一層の薄膜化が望まれており、薄くかつ厚みの均一なレジスト膜を形成するために、温度分布の均一な空気をコータカップ内に送風することが要求されている。しかしながら、従来の装置には、コータカップ内に向けて送風される空気の温度分布に比較的大きなむらがあるという問題がある。また送風量を変化させた場合に、温度分布の均一性が悪化するという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、温度分布の均一性に優れる空気が基板を処理する基板処理部へ供給される基板処理装置を提供することを目的とする。また、本発明は、基板処理部へ送風する送風量を変化させた場合にも、送風される空気の温度分布の均一性が一定に保持される基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明によれば、基板に所定の処理を施す基板処理部と、所定温度に調節された空気を前記基板処理部の上方から前記基板処理部に供給する空気供給機構と、を具備する基板処理装置であって、
前記空気供給機構は、水平方向に延在し、略鉛直に設けられた管壁部を有し、前記管壁部に第１の窓部が設けられた筒体と、前記筒体の内部に空気を送る送風装置と、前記筒体の長手方向と直交する方向に設けられ、前記第１の窓部を通して前記筒体の内部を流れる空気が取り入れられる第１空気導入室と、前記第１空気導入室に設けられ、前記第１空気導入室に取り入れられた空気を加熱するヒータと、前記第１空気導入室を形成し、前記管壁部と所定距離対向して設けられた第１の壁部と、前記第１の壁部の水平方向端から一定の距離範囲にある壁面が前記第１空気導入室の上下方向を塞ぐように、前記第１の壁部の上方かつ水平方向中央部の所定範囲に設けられた第２の窓部と、前記第２の窓部を介して前記第１空気導入室と連通し、前記ヒータによって加熱された空気が前記第２の窓部を通して取り入れられる第２空気導入室と、前記第２空気導入室の下方に設けられ、前記第２空気導入室に取り入れられた空気を濾過して前記基板処理部に清浄な空気を供給するフィルタユニットと、前記第２空気導入室と前記フィルタユニットとの間に設けられ、前記第２空気導入室から前記フィルタユニットへの空気の流れを制御する気流制御機構と、を有することを特徴とする基板処理装置、が提供される。
【０００８】
このような基板処理装置によれば、空気供給機構は第１の壁部等の複数箇所において空気の送風状態を制御するために、温度分布の均一性に優れた空気を基板処理部に送風することができる。これにより処理する基板の品質を高めることが可能となる。また第１の窓部から第１空気導入室に取り入れられる送風量を変化させた場合には、第２の窓部の開口面積を変化させ、また気流制御機構によって送風量を変化させることによって、基板処理部へ送風される空気の温度分布の均一性が悪化することを抑制することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。ここでは、本発明を、半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）へのレジスト塗布から現像処理までを一貫して行うレジスト塗布・現像処理システムに装着され、ウエハにレジスト膜を形成するレジスト塗布処理ユニットに適用した場合について説明する。
【００１０】
図１は、レジスト塗布・現像処理システム１を示す概略平面図、図２はその正面図、図３はその背面図である。レジスト塗布・現像処理システム１は、搬送ステーションであるカセットステーション１０と、複数の処理ユニットを有する処理ステーション１１と、処理ステーション１１に隣接して設けられる図示しない露光装置との間でウエハＷを受け渡すためのインターフェイス部１２と、を具備している。
【００１１】
カセットステーション１０は、被処理体としてのウエハＷを複数枚、例えば２５枚単位でウエハカセットＣＲに搭載された状態で、他のシステムから本レジスト塗布・現像処理システム１へ搬入し、または本レジスト塗布・現像処理システム１から他のシステムへ搬出する等、ウエハカセットＣＲと処理ステーション１１との間でウエハＷの搬送を行うためのものである。
【００１２】
カセットステーション１０においては、図１に示すように、カセット載置台２０上に図中Ｘ方向に沿って複数（図では４個）の位置決め突起２０ａが形成されており、この突起２０ａの位置にウエハカセットＣＲがそれぞれのウエハ出入口を処理ステーション１１側に向けて１列に載置可能となっている。ウエハカセットＣＲにおいてはウエハＷが垂直方向（Ｚ方向）に配列されている。また、カセットステーション１０は、カセット載置台２０と処理ステーション１１との間に位置するウエハ搬送機構２１を有している。
【００１３】
ウエハ搬送機構２１は、カセット配列方向（Ｘ方向）およびその中のウエハＷの配列方向（Ｚ方向）に移動可能なウエハ搬送用アーム２１ａを有しており、このウエハ搬送用アーム２１ａにより、いずれかのウエハカセットＣＲに対して選択的にアクセス可能となっている。また、ウエハ搬送用アーム２１ａは、図１中に示されるθ方向に回転可能に構成されており、後述する処理ステーション１１側の第３の処理部Ｇ３に属するアライメントユニット（ＡＬＩＭ）およびエクステンションユニット（ＥＸＴ）にもアクセスできるようになっている。
【００１４】
一方、処理ステーション１１は、ウエハＷへ対して塗布・現像を行う際の一連の工程を実施するための複数の処理ユニットを備え、これらが所定位置に多段に配置されており、これらによりウエハＷが１枚ずつ処理される。この処理ステーション１１は、図１に示すように、中心部にウエハ搬送路２２ａを有しており、この中に主ウエハ搬送機構２２が設けられ、ウエハ搬送路２２ａの周りに全ての処理ユニットが配置された構成となっている。これら複数の処理ユニットは、複数の処理部に分かれており、各処理部は複数の処理ユニットが垂直方向（Ｚ方向）に沿って多段に配置されている。
【００１５】
主ウエハ搬送機構２２は、図３に示すように、筒状支持体４９の内側にウエハ搬送装置４６を上下方向（Ｚ方向）に昇降自在に装備している。筒状支持体４９は図示しないモータの回転駆動力によって回転可能となっており、それに伴ってウエハ搬送装置４６も一体的に回転可能となっている。ウエハ搬送装置４６は、搬送基台４７の前後方向に移動自在な複数本の保持部材４８を備え、これらの保持部材４８によって各処理ユニット間でのウエハＷの受け渡しを実現している。
【００１６】
図１に示すように、レジスト塗布・現像処理システム１においては、５個の処理部Ｇ１・Ｇ２・Ｇ３・Ｇ４・Ｇ５がウエハ搬送路２２ａの周囲に実際に配置されている。これらのうち、第１および第２の処理部Ｇ１・Ｇ２はレジスト塗布・現像処理システム１の正面側（図１における手前側）に並列に配置され、第３の処理部Ｇ３はカセットステーション１０に隣接して配置され、第４の処理部Ｇ４はインターフェイス部１２に隣接して配置されている。また、第５の処理部Ｇ５は背面部に配置されている。
【００１７】
第１の処理部Ｇ１では、コータカップ（ＣＰ）内でウエハＷを図示しないスピンチャックに乗せて所定の処理を行う２台のスピナ型処理ユニットであるレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）およびレジストのパターンを現像する現像ユニット（ＤＥＶ）が２段に重ねられている。第２の処理部Ｇ２も同様に、２台のスピナ型処理ユニットとしてレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）および現像ユニット（ＤＥＶ）が２段に重ねられている。
【００１８】
第３の処理部Ｇ３においては、図３に示すように、ウエハＷを載置台ＳＰに載せて所定の処理を行うオーブン型の処理ユニットが多段に重ねられている。すなわち、レジストの定着性を高めるためのいわゆる疎水化処理を行うアドヒージョンユニット（ＡＤ）、位置合わせを行うアライメントユニット（ＡＬＩＭ）、ウエハＷの搬入出を行うエクステンションユニット（ＥＸＴ）、冷却処理を行うクーリングユニット（ＣＯＬ）、露光処理前や露光処理後さらには現像処理後にウエハＷに対して加熱処理を行う４つのホットプレートユニット（ＨＰ）が下から順に８段に重ねられている。なお、アライメントユニット（ＡＬＩＭ）の代わりにクーリングユニット（ＣＯＬ）を設け、クーリングユニット（ＣＯＬ）にアライメント機能を持たせてもよい。
【００１９】
第４の処理部Ｇ４においても、オーブン型の処理ユニットが多段に重ねられている。すなわち、クーリングユニット（ＣＯＬ）、クーリングプレートを備えたウエハ搬入出部であるエクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）、エクステンションユニット（ＥＸＴ）、クーリングユニット（ＣＯＬ）、および４つのホットプレートユニット（ＨＰ）が下から順に８段に重ねられている。
【００２０】
主ウエハ搬送機構２２の背部側に第５の処理部Ｇ５を設ける場合に、第５の処理部Ｇ５は、案内レール２５に沿って主ウエハ搬送機構２２から見て側方へ移動できるようになっている。したがって第５の処理部Ｇ５を設けた場合でも、これを案内レール２５に沿ってスライドすることにより空間部が確保されるので、主ウエハ搬送機構２２に対して背後からメンテナンス作業を容易に行うことができる。
【００２１】
インターフェイス部１２は、奥行方向（Ｘ方向）については、処理ステーション１１と同じ長さを有している。図１、図２に示すように、このインターフェイス部１２の正面部には、可搬性のピックアップカセットＣＲと定置型のバッファカセットＢＲが２段に配置され、背面部には周辺露光装置２３が配設され、中央部にはウエハ搬送機構２４が配設されている。このウエハ搬送機構２４はウエハ搬送用アーム２４ａを有しており、このウエハ搬送用アーム２４ａは、Ｘ方向、Ｚ方向に移動して両カセットＣＲ・ＢＲおよび周辺露光装置２３にアクセス可能となっている。
【００２２】
なお、ウエハ搬送用アーム２４ａはθ方向に回転可能であり、処理ステーション１１の第４の処理部Ｇ４に属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）や、さらには隣接する露光装置側の図示しないウエハ受け渡し台にもアクセス可能となっている。
【００２３】
上述したレジスト塗布・現像処理システム１においては、先ず、カセットステーション１０において、ウエハ搬送機構２１のウエハ搬送用アーム２１ａがカセット載置台２０上の未処理のウエハＷを収容しているウエハカセットＣＲにアクセスして１枚のウエハＷを取り出し、第３の処理部Ｇ３のエクステンションユニット（ＥＸＴ）に搬送する。
【００２４】
ウエハＷは、このエクステンションユニット（ＥＸＴ）から、主ウエハ搬送機構２２のウエハ搬送装置４６により、処理ステーション１１に搬入される。そして、第３の処理部Ｇ３のアライメントユニット（ＡＬＩＭ）によりアライメントされた後、アドヒージョン処理ユニット（ＡＤ）に搬送され、そこでレジストの定着性を高めるための疎水化処理（ＨＭＤＳ処理）が施される。この処理は加熱を伴うため、その後ウエハＷは、ウエハ搬送装置４６により、クーリングユニット（ＣＯＬ）に搬送されて冷却される。
【００２５】
アドヒージョン処理ユニット（ＡＤ）での処理が終了してクーリングユニット（ＣＯＬ）で冷却されたウエハＷ、またはアドヒージョン処理ユニット（ＡＤ）での処理を行わないウエハＷは、引き続きウエハ搬送装置４６によりレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）に搬送され、そこでレジストが塗布され、塗布膜が形成される。塗布処理終了後、ウエハＷは、第３または第４の処理部Ｇ３・Ｇ４のいずれかのホットプレートユニット（ＨＰ）内でプリベーク処理され、その後いずれかのクーリングユニット（ＣＯＬ）にて冷却される。
【００２６】
冷却されたウエハＷは、第３の処理部Ｇ３のアライメントユニット（ＡＬＩＭ）に搬送され、そこでアライメントされた後、第４の処理部Ｇ４のエクステンションユニット（ＥＸＴ）を介してインターフェイス部１２に搬送される。
【００２７】
ウエハＷは、インターフェイス部１２において周辺露光装置２３により周辺露光されて余分なレジストが除去された後、インターフェイス部１２に隣接して設けられた図示しない露光装置に搬送され、そこで所定のパターンにしたがってウエハＷのレジスト膜に露光処理が施される。
【００２８】
露光後のウエハＷは、再びインターフェイス部１２に戻され、ウエハ搬送機構２４により、第４の処理部Ｇ４に属するエクステンションユニット（ＥＸＴ）に搬送される。そして、ウエハＷは、ウエハ搬送装置４６により、いずれかのホットプレートユニット（ＨＰ）に搬送されて、ポストエクスポージャーベーク処理が施され、次いで、クーリングユニット（ＣＯＬ）により冷却される。
【００２９】
その後、ウエハＷは現像ユニット（ＤＥＶ）に搬送され、そこで露光パターンの現像が行われる。現像終了後、ウエハＷはいずれかのホットプレートユニット（ＨＰ）に搬送されてポストベーク処理が施され、次いで、クーリングユニット（ＣＯＬ）により冷却される。このような一連の処理が終了した後、第３の処理部Ｇ３のエクステンションユニット（ＥＸＴ）を介してカセットステーション１０に戻され、いずれかのウエハカセットＣＲに収容される。
【００３０】
次に、上述したレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）について説明する。図４は第１の処理部Ｇ１と第２の処理部Ｇ２に設けられた空気供給機構の概略説明図、図５はレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）の全体構成を示す概略断面図、図６はレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）の概略平面図である。第１の処理部Ｇ１と第２の処理部Ｇ２に設けられたレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）と現像処理ユニット（ＤＥＶ）の内部には、温湿度調整されてパーティクル等の除去された清浄な空気が、空気供給機構によって供給される。
【００３１】
この空気供給機構は、中空フレーム３１と、中空フレーム３１の内部へ空気を送る送風装置（図示せず）と、中空フレーム３１の内部を流れる空気を取り入れるフィルタチャンバユニット（ＦＣＵ）とを有している。中空フレーム３１は、第１の処理部Ｇ１と第２の処理部Ｇ２を構成するフレームの一部であり、その内部が送風路３２となっており、送風路３２へ空気を送る送風装置としては、送風ポンプや空気供給用工場配管等が用いられる。図４中の送風路３２に示される矢印は送風経路を示している。このように送風路３２をフレーム内に設けることによりレジスト塗布・現像処理システム１を省スペース化することができる。
【００３２】
レジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）においては、フィルタチャンバユニット（ＦＣＵ）は、中空フレーム３１のうちレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）の上部に水平に設けられているフレーム３１ａに設けられている。同様に、現像処理処理ユニット（ＤＥＶ）においては、フィルタチャンバユニット（ＦＣＵ）は、現像処理処理ユニット（ＤＥＶ）の上部に水平に設けられているフレーム３１ｂに設けられている。
【００３３】
フレーム３１ａにはダンパ３３ａが取り付けられており、このダンパ３３ａの開閉量を操作することによって、レジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）への送風量を変化させることができるようになっている。なお、同様にフレーム３１ｂにはダンパ３３ｂが取り付けられており、このダンパ３３ｂの開閉量を操作することによって、現像処理ユニット（ＤＥＶ）への送風量を変化させることができるようになっている。
【００３４】
レジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）の中央部には環状のコータカップ（ＣＰ）が配置され、コータカップ（ＣＰ）の内側にはスピンチャック５２が配置されている。スピンチャック５２は真空吸着によってウエハＷを固定保持した状態で駆動モータ５４によって回転駆動される。コータカップ（ＣＰ）の底部にはドレイン６９が設けられており、ウエハＷから振り切られる不要なレジスト液等の処理液がここから排出される。
【００３５】
駆動モータ５４は、ユニット底板５０に設けられた開口５０ａに昇降移動可能に配置され、例えばアルミニウムからなるキャップ状のフランジ部材５８を介して例えばエアシリンダからなる昇降駆動手段６０および昇降ガイド手段６２と結合されている。駆動モータ５４の側面には、例えばＳＵＳからなる筒状の冷却ジャケット６４が取り付けられ、フランジ部材５８は冷却ジャケット６４の上半部を覆うように取り付けられている。
【００３６】
例えば、ウエハＷにレジスト液を塗布するときには、フランジ部材５８の下端５８ａは開口５０ａの外周付近でユニット底板５０に密着し、これによってユニット内部が密閉される。スピンチャック５２と主ウエハ搬送機構２２の保持部材４８との間でウエハＷの受け渡しが行われるときは、昇降駆動手段６０が駆動モータ５４ないしスピンチャック５２を上方へ持ち上げることでフランジ部材５８の下端がユニット底板５０から浮くようになっている。
【００３７】
レジスト液をウエハＷに吐出するレジスト吐出ノズル７３は、ノズルスキャンアーム７２の先端部にノズル保持体７０を介して着脱可能に取り付けられ、レジスト吐出ノズル７３にはレジスト液供給部７５からレジスト液が供給されるようになっている。ノズルスキャンアーム７２は、ユニット底板５０の上に一方向（Ｙ方向）に敷設されたガイドレール７４上で水平移動可能な垂直支持部材７６に取り付けられており、Ｙ軸駆動機構７８によって垂直支持部材７６と一体にＹ方向に移動するようになっている。また、レジスト吐出ノズル７３は、Ｚ軸駆動機構７９によって上下方向（Ｚ方向）に移動可能となっている。
【００３８】
なお、ノズルスキャンアーム７２は、レジスト吐出ノズル７３を待機させるノズル待機部８９でレジスト吐出ノズル７３を選択的に取り付けるためにＹ方向と直交するＸ方向にも移動可能であり、図示しないＸ軸駆動機構によってＸ方向にも移動可能となっている。
【００３９】
ノズル待機部８９ではレジスト吐出ノズル７３の吐出口が溶剤雰囲気室の口８９ａに挿入され、その中で溶剤の雰囲気に晒されることで、ノズル先端のレジスト液が固化または劣化しないようになっている。ノズル待機部８９には複数本のレジスト吐出ノズル７３が設けられ、例えばレジスト液の種類に応じてそれらのノズルが使い分けられるようになっている。これに対応してレジスト液供給部７５からは複数のレジスト液をレジスト吐出ノズル７３へ供給可能となっている。
【００４０】
ノズル保持体７０には、ウエハ表面へのレジスト液の吐出に先立ってウエハ表面にウエハ表面を濡らすための溶剤、例えばシンナーを吐出するシンナーノズル７１もまた取り付けられている。このシンナーノズル７１は図示しない溶剤供給管を介してシンナー供給部に接続されている。シンナーノズル７１からシンナーをウエハＷに吐出する際の位置は、Ｙ軸駆動機構７８と図示しないＸ軸駆動機構によって調節される。
【００４１】
ガイドレール７４上には、別のノズルスキャンアーム８３を支持し、Ｙ方向に移動可能な垂直支持部材８１が設けられており、このノズルスキャンアーム８３の先端部にはサイドリンス用のリンスノズル８２が取り付けられている。ノズルスキャンアーム８３とリンスノズル８２は、図６に示したコータカップ（ＣＰ）外側に待機位置が設けられ、リンスノズル８２がウエハＷの周辺部に位置するようにＹ方向に移動可能である。リンス液（洗浄液）としては、レジスト液に含まれる溶剤（揮発性溶剤）が好適に用いられ、ウエハＷの周縁部のレジスト膜の除去が行われる。
【００４２】
レジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）の内部上方には、コータカップ（ＣＰ）内に清浄な温湿度調整された空気を供給するフィルタチャンバユニット（ＦＣＵ）が設けられている。図７はフィルタチャンバユニット（ＦＣＵ）の内部の概略構造を示す説明図である。なお、フィルタチャンバユニット（ＦＣＵ）の概略側面図は図５に示されている。
【００４３】
フレーム３１ａにおいて、レジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）の内側に面している管壁部３４には第１窓部３４ａが設けられている。この第１窓部３４ａを通じてフレーム３１ａの内部（送風路３２）を流れる空気がフィルタチャンバユニット（ＦＣＵ）に取り込まれる。フィルタチャンバユニット（ＦＣＵ）は、フレーム３１ａの内部を流れる空気が第１窓部３４ａを通して最初に取り入れられる第１空気導入室９１と、第１空気導入室９１と連通して第１空気導入室９１から空気が取り入れられる第２空気導入室９２と、第２空気導入室９２の下方に設けられ、第２空気導入室９２に取り入れられた空気を濾過してコータカップ（ＣＰ）の内部に向けて清浄な空気を供給するフィルタユニット９４と、第２空気導入室９２とフィルタユニット９４との間に設けられ、第２空気導入室９２からフィルタユニット９４への空気の流れを制御する気流制御機構９３とを有している。
【００４４】
第１窓部３４ａは、コータカップ（ＣＰ）へ送風する所望量の空気に相当する量の空気が、過不足なく送風路３２から第１空気導入室９１へ取り入れられる開口面積を有していればよい。第１窓部３４ａをフレーム３１ａの長さ方向を長辺とする略長方形とした場合には、フレーム３１ａに第１窓部３４ａを形成する加工も容易に行うことができる。その他、例えば、円形や正方形の開口部をフレーム３１ａの長手方向に複数並べて設けることもできる。
【００４５】
第１空気導入室９１の内部には第１空気導入室９１に取り入れられた空気を所望する温度に加熱するヒータ３５が設けられている。ヒータ３５としては例えば棒状形状を有するものが用いられ、ヒータ３５はその長さ方向がフレーム３１ａの長さ方向と略平行となるように第１空気導入室９１に保持される。第１空気導入室９１へ流れ込む空気の流れは、次に説明するように複雑であるが、第１空気導入室９１に取り入れられた空気をできるだけ均一に加熱することができるように、ヒータ３５の形状を第１窓部３４ａによる空気の取り入れ範囲に対応させることが好ましい。
【００４６】
フレーム３１ａの内部では空気はＹ方向に流れているが、この空気はＸ方向に進路を変えられて第１空気導入室９１へ流れ込む。このとき第１空気導入室９１へ流れ込む空気の殆どは、純粋にＸ方向を向いた気流を構成することなく、Ｘ方向とＹ方向の双方の成分を含む斜め方向に流れ込むものと考えられる。また、第１空気導入室９１へ流れ込む空気には流速分布が生じているものと考えられる。そこで第１空気導入室９１に取り入れられた空気が、第１空気導入室９１において整流され、また温度分布が略均一化された後に、第２空気導入室９２へ流出するようにすることが好ましく、これによってコータカップ（ＣＰ）に送風される空気の温度分布を均一なものとすることができる。
【００４７】
このためにフィルタチャンバユニット（ＦＣＵ）においては、第１空気導入室９１を形成する壁部であって、管壁部３４（第１窓部３４ａ）と対向し、第１空気導入室９１と第２空気導入室９２とを仕切る第１壁部３６が設けられており、この第１壁部３６の第１空気導入室９１側の壁面は略鉛直となっている。また、第１壁部３６には第２窓部３６ａが設けられており、この第２窓部３６ａを介して第１空気導入室９１と第２空気導入室９２とが連通している。
【００４８】
第２窓部３６ａは、第１壁部３６の水平方向端から一定の距離範囲の壁面が第１空気導入室９１の上下方向（Ｚ方向）を塞ぐようにして、第１壁部３６の上方、かつ、水平方向（Ｙ方向）中央部に設けられている。このように第１壁部３６の水平方向端の一定範囲に壁面を残すように第２窓部３６ａを形成することによって、第１空気導入室９１に取り入れられた空気が第１壁部３６に衝突する面積が広くなる。つまり、第１窓部３４ａを通過した空気が直接に第２窓部３６ａを通って第２空気導入室９２へ流出することが抑制され、これにより第１空気導入室９１内での空気の温度分布の均一化が促進され、また、空気の流れが変化することによって第２窓部３６ａから第２空気導入室９２へ流出する空気の流速分布が均一化される。
【００４９】
こうして第１空気導入室９１内において温度分布と流速分布が均一化された空気は、第１空気導入室９１から第２窓部３６ａを通って第２空気導入室９２へ流出する。なお、第２窓部３６ａを第１壁部３６の上方に設けることによって、第１空気導入室９１に取り入れられた空気は第１壁部３６の下方にも衝突して流れが変化し、またヒータ３５により温められた空気が第２空気導入室９２へ流出しやすくなる。
【００５０】
ところで、ダンパ３３ａを調整してフレーム３１ａ内の送風量を変化させた場合には、第１空気導入室９１へ流れ込む空気の方向が変化し、これによって第１空気導入室９１内における空気の流れと、第２窓部３６ａを通って第２空気導入室９２へ流出する空気の流れに変化が生じて、温度分布の均一性の悪い空気が第２空気導入室９２へ流出し、コータカップ（ＣＰ）に温度分布の大きな空気が供給されるおそれがある。そこで、ダンパ３３ａの開閉によるフレーム３１ａ内の送風量の変化に対応させて、第２窓部３６ａの開口面積を変化させることができるようにすることが好ましい。
【００５１】
図８は、第２窓部３６ａの開口面積を変化させるシャッタの一実施形態を示す平面図（ａ）、正面図（ｂ）、正面図（ｂ）中のＡＡ矢視図（ｃ）である。第１壁部３６に設けられたシャッタ９６ａ・９６ｂはともに、図示しないスライド機構によってＹ方向にスライド自在となっている。第２窓部３６ａはシャッタ９６ａ・９６ｂがともにＹ方向端に位置しているときに全開の状態にある。シャッタ９６ａ・９６ｂ間の距離が縮まるようにシャッタ９６ａ・９６ｂを互いに近付けることによって、第２窓部３６ａの開口面積を狭くすることができるようになっている。
【００５２】
シャッタ９６ａ・９６ｂの制御はダンパ３３ａの開閉量制御に連動して自動で行われるようにすることができる。また、このような自動制御を解除することができ、この自動制御を解除した場合には、マニュアル操作によってシャッタ９６ａ・９６ｂを自由にスライドできるようにすることもできる。シャッタ９６ａ・９６ｂの一方のみをスライドさせることによっても第２窓部３６ａの開口面積を狭くすることができるが、第２空気導入室９２における空気の流れを制御して温度分布の均一性を高める観点から、所望する面積に調整された第２窓部３６ａは、第１壁部３６の中央に形成することが好ましい。
【００５３】
なお、フィルタユニット９４から送出されるダウンフローを所望の流量にて温度分布均一性を高めるために、フィルタユニット９４の直下に複数の温度センサと流量センサを設けてフィルタユニット９４の直下（ウエハＷの上方）の温度分布および流量分布を測定し、その測定結果に基づいてダンパ３３ａの開閉量とシャッタ９６ａ・９６ｂのスライド量の制御することにより、温度分布の均一性を高めるようにしてもよい。
【００５４】
第２空気導入室９２において、第１壁部３６と所定距離対向するＸ方向端には、第２壁部３７が設けられており、この第２壁部３７は傾斜壁部３７ａを有しており、この傾斜壁部３７ａは、第２窓部３６ａを通って第２空気導入室９２に取り入れられた空気の流れが傾斜壁部３７ａに衝突した際にその空気を下方に導く。また、第２壁部３７は垂直壁部３７ｂを有しており、この垂直壁部３７ｂは、第２窓部３６ａを通って第２空気導入室９２に取り入れられた空気の流れが垂直壁部３７ｂに衝突した際にその空気を第１空気導入室９１側へ戻すように導く。
【００５５】
第１壁部３６の第２空気導入室９２側には、第２空気導入室９２に流れ込み、垂直壁部３７ｂに衝突して第１壁部３６側に戻ってきた空気の流れを下方に導く別の傾斜壁部３６ｂが形成されている。第２空気導入室９２においては、傾斜壁部３７ａによって発生するダウンフローと、垂直壁部３７ｂによって発生するＸ方向の戻し流れと、傾斜壁部３６ｂによって発生するダウンフローによって複雑な空気の流れが生じ、これにより略均一な温度分布を有するダウンフローが形成される。
【００５６】
第２空気導入室９２からフィルタユニット９４へは、気流制御機構９３を通して空気が送られる。図９は気流制御機構９３の一実施形態を示す平面図である。気流制御機構９３は、同形状の孔部３８が複数箇所に同じパターンで形成され、表裏面が対向するように平行に設けられた２枚のパネル３９ａ・３９ｂと、パネル３９ａを固定する固定部材４１と、パネル３９ｂをスライドさせるスライド機構４２と、を有している。なお、固定部材４１を用いて第２空気導入室９２とフィルタユニット９４とを連結することができる。
【００５７】
パネル３９ａ・３９ｂとしては、例えば金属板が用いられ、パンチングやレーザ加工によってパネル３９ａ・３９ｂに孔部３８を形成することができる。スライド機構４２は、固定部材４１に固定され、かつ、パネル３９ｂと嵌合しているガイド４２ａと、固定部材４１に取り付けられ、パネル３９ｂの一側面と連結されたネジ４２ｂとを有している。ネジ４２ｂの先端にはネジ溝が形成されていない。ネジ４２ｂの先端は、ネジ４２を回動することができるように、パネル３９ｂに取り付けられた連結治具４２ｃと嵌合している。ネジ４２ｂを回転させてネジ４２ｂが固定部材４１から内側に突出している部分の長さを変化させることによって連結治具４２ｃの位置がガイド４２ａの長さ方向に移動する。つまり、パネル３９ｂをガイド４２ａの長さ方向にスライドさせることができる。
【００５８】
パネル３９ｂのスライド量を変化させることによって孔部３８の重なり面積、つまり開口面積Ｓを変化させることができ、これにより第２空気導入室９２からフィルタユニット９４への送風量が制御される。ネジ４２ｂの回転の制御、つまり孔部３８の開口面積の制御は、ダンパ３３ａの操作に連動して行われるようにすることができる。ネジ４２ｂに代えてエアーシリンダを用いてエアーシリンダの先端をパネル３９ｂに固定し、エアーシリンダの伸縮量を変化させることで、パネル３９ｂをスライドさせることもできる。その他、モータを回転させることによって得られる回転変位を直線変位に変換する方法を用いてパネル３９ｂをスライドさせることも可能である。
【００５９】
気流制御機構９３を通過した空気は、フィルタユニット９４を通過する途中でパーティクル等が除去され、その後にコータカップ（ＣＰ）内へ送風される。フィルタユニット９４には、ＵＬＰＡフィルタが好適に用いられる。このフィルタユニット９４は、フィルタユニット９４からの吹き出し口における流速分布を均一なものとする役割をも果たす。
【００６０】
このような構成を有するフィルタチャンバユニット（ＦＣＵ）を用いることによって、温度分布と流速分布の均一性に優れた空気をコータカップ（ＣＰ）内に送風することが可能となる。この場合には、コータカップ（ＣＰ）内において形成されるレジスト膜の厚みをウエハＷ毎に一定とすることが可能となり、またレジスト膜の厚みの細かな制御も容易となる。これにより製造される半導体デバイスの信頼性が向上する。
【００６１】
レジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）における処理工程は一般的に以下のようにして行われる。最初に、レジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）に設けられているフィルタチャンバユニット（ＦＣＵ）を動作させて、コータカップ（ＣＰ）内に温度および湿度が調整された空気を送風する。これによりコータカップ（ＣＰ）内のスピンチャック５２に保持されるウエハＷの周囲環境が一定の状態に保持される。
【００６２】
次に主ウエハ搬送機構２２の保持部材４８によってレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）内のコータカップ（ＣＰ）の真上までウエハＷを搬送し、例えば、エアシリンダからなる昇降駆動手段６０および昇降ガイド手段６２によって上昇させたスピンチャック５２にウエハＷを保持させる。主ウエハ搬送機構２２はウエハＷがスピンチャック５２に真空吸着等して保持された後に、保持部材４８をレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）内から引き戻す。こうしてレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）へのウエハＷの搬入が終了する。
【００６３】
次いで、スピンチャック５２をウエハＷがコータカップ（ＣＰ）内の所定高さに位置するまで降下させる。駆動モータ５４を動作させてスピンチャック５２を回転させるとともに、ノズル保持体７０がウエハＷの略中心の上空に位置するようにノズル待機部８９からノズル保持体７０をガイドレール７４に沿ってＹ方向に移動させる。
【００６４】
シンナーノズル７１の吐出口をスピンチャック５２の中心（ウエハＷの中心）の真上に位置させて、所定量のシンナーを回転するウエハＷの表面に供給する。ウエハＷの表面に供給されたシンナーは遠心力によってウエハＷ中心からその周囲全域にむらなく拡げられる。このように、レジスト液の塗布に先立ってシンナー等の溶剤でウエハＷの表面全体を濡らす、いわゆるプリウエット処理を行うことにより、レジスト液がより拡散しやすくなり、結果としてより少量のレジスト液量で均一なレジスト膜を形成することができるようになる。
【００６５】
次いで、レジスト吐出ノズル７３の吐出口をウエハＷの中心の真上に位置させて、レジスト吐出ノズル７３の吐出口からレジスト液を回転するウエハＷの表面の中心に吐出する。レジスト液は遠心力によりウエハＷの中心から周辺に向けて拡散されて、ウエハＷ上にレジスト膜が形成される。このレジスト液の滴下終了後には、ウエハＷを所定の回転速度で回転させて膜厚の調整を行う。ウエハＷの回転速度が加速されて大きくなると、残余のレジスト液が振り切られるとともに乾燥が進行し、所定厚みのレジスト膜が形成される。
【００６６】
その後、レジスト吐出ノズル７３をノズル待機部８９へ収容する。スピンチャック５２に保持されたウエハＷに対しては、洗浄手段（図示せず）によりウエハＷの背面にバックリンス処理を施し、必要があればリンスノズル８２を用いてウエハＷの周縁部にサイドリンス処理を施す。リンス処理を行った後には所定時間の回転処理を行って洗浄液を振り切り、ウエハＷの回転を停止させる。こうしてレジスト塗布処理が終了する。
【００６７】
シンナーやレジスト液を用いた一連の処理において、ウエハＷはフィルタチャンバユニット（ＦＣＵ）から送風される温度分布と流速分布の均一性に優れた雰囲気にあるために、ウエハＷ毎の厚みのばらつきが少なく、膜厚均一性に優れ、しかも欠陥の少ない良好なレジスト膜を形成することができる。また、不用なレジストを除去する処理の精度も一定に保持することができる。
【００６８】
こうしてレジスト膜が形成されたウエハＷは、先に保持部材４８からスピンチャック５２へウエハＷを受け渡した順序と逆の順序でスピンチャック５２から保持部材４８へ受け渡され、第３または第４の処理部Ｇ３・Ｇ４のいずれかのホットプレートユニット（ＨＰ）へ収容されて、プリベーク処理が施される。
【００６９】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものでない。フィルタチャンバユニット（ＦＣＵ）を用いた現像処理ユニット（ＤＥＶ）においては、現像雰囲気を一定に保持することができるために、現像液の温度変化を抑制して、精度のよい現像処理を行うことが可能となる。さらにフィルタチャンバユニット（ＦＣＵ）は、レジスト液や現像液を用いる液処理ユニットに限定して用いられるものではなく、例えば、熱処理装置に設けることもできる。上記実施の形態では、基板として半導体ウエハを取り上げたが、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）基板等の他の基板を処理する装置にも本発明を適用することができる。
【００７０】
【発明の効果】
上述の通り、本発明によれば、空気の送風状態が複数箇所において制御される空気供給機構が用いられているために、温度分布の均一性に優れた空気を、基板にレジスト液を塗布する等の所定の処理を行う基板処理部に送風することができる。これにより基板の品質が高められ、ひいては製品に対する信頼性が高められるという効果が得られる。また空気供給機構においてフィルタチャンバユニット（ＦＣＵ）への送風量を変化させた場合であっても、フィルタチャンバユニット（ＦＣＵ）の内部においてその流路の調整を行うことができるために、基板処理部へ送風される空気の温度分布の均一性が悪化することを抑制することができる。これにより基板処理部における多様な処理条件に容易に対処することができることとなり、生産効率を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  レジスト塗布・現像処理システムの一実施形態を示す概略平面図。
【図２】レジスト塗布・現像処理システムの一実施形態を示す概略正面図。
【図３】レジスト塗布・現像処理システムの一実施形態を示す概略背面図。
【図４】第１の処理部と第２の処理部に設けられた空気供給機構の概略説明図。
【図５】レジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）の一実施形態を示す概略断面図。
【図６】レジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）の一実施形態を示す概略平面図。
【図７】フィルタチャンバユニット（ＦＣＵ）の概略構造を示す説明図。
【図８】フィルタチャンバユニット（ＦＣＵ）内の第２窓部に設けられるシャッタの一実施形態を示す平面図、正面図、矢視図。
【図９】気流制御機構の一実施形態を示す平面図。
【符号の説明】
１；レジスト塗布・現像処理システム
３１；中空フレーム
３１ａ・３１ｂ；フレーム
３２；送風路
３３ａ・３３ｂ；ダンパ
３４；管壁部
３４ａ；第１窓部
３５；ヒータ
３６；第１壁部
３６ａ；第２窓部
３６ｂ；傾斜壁部
３７；第２壁部
３７ａ；傾斜壁部
３８；孔部
３９ａ・３９ｂ；パネル
４１；固定部材
４２；スライド機構
９１；第１空気導入室
９２；第２空気導入室
９３；気流制御機構
９４；フィルタユニット
９６ａ・９６ｂ；シャッタ
ＣＯＴ；レジスト塗布処理ユニット
ＦＣＵ；フィルタチャンバユニット
【図１】
0003910054.tif 000002
【図２】
0003910054.tif 000003
【図３】
0003910054.tif 000004
【図４】
0003910054.tif 000005
【図５】
0003910054.tif 000006
【図６】
0003910054.tif 000007
【図７】
0003910054.tif 000008
【図８】
0003910054.tif 000009
【図９】
0003910054.tif 000010