(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前記基板に所定の処理を施す基板処理装置において、
基板を処理するための処理室を形成するチャンバ内には、
気孔が繋がって三次元方向に延びる連通孔を有する多孔質セラミックスによって形成され、かつ第一の面及び第一の面と対向する第二の面に開口部を有する縦孔と、第一の面及び縦孔の内壁に形成されたガスバリア層とを備えた整流板が配置され、
前記連通孔を介して基板の処理面にガスを供給する、あるいはチャンバ内のガスを排気すると共に、
前記縦孔を介してチャンバ内のガスを排気、あるいは基板の処理面にガスを供給するように構成されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
基板を処理するための処理室を形成するチャンバと、前記基板の処理面に対向して配置された円板状の整流板と、前記整流板の側壁からチャンバ内にガスを供給するための供給手段と、前記整流板の第一の面側からチャンバ内のガスを排気するための排気手段とを備え、
前記整流板の側壁における連通孔を介して基板の処理面にガスを供給すると共に、
前記縦孔を介してチャンバ内のガスを第一の面側から排気するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載された基板処理装置。
【請求項３】
基板を処理するための処理室を形成するチャンバと、前記基板の処理面に対向して配置された円板状の整流板と、前記整流板の側壁からチャンバ内のガスを排気するための排気手段と、前記整流板の第一の面側からチャンバ内にガスを供給するための供給手段とを備え、
前記供給手段から供給されたガスを、縦孔を介して基板の処理面に供給すると共に、
前記チャンバ内のガスを整流板の側壁における連通孔を介して排気することを特徴とする請求項１に記載された基板処理装置。
【請求項４】
前記整流板を構成する多孔質セラミックスの材質が、炭化珪素あるいはアルミナであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された基板処理装置。
【請求項５】
前記整流板は、炭化珪素あるいはアルミナからなる多孔質セラミックスの焼結体であることを特徴とする請求項４に記載された基板処理装置。
【請求項６】
前記整流板を構成する多孔質セラミックスの気孔率が２０乃至４０％、かつ平均気孔径が、５０乃至５００μｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載された基板処理装置。
【請求項７】
前記整流板を構成する多孔質セラミックスの気孔率が、第一の面側から第二の面側に行くにしたがって小さくなるように形成されている請求項２、請求項４、請求項５のいずれかに記載された基板処理装置。
【請求項８】
前記整流板を構成する多孔質セラミックスの気孔率が、第一の面側から第二の面側に行くにしたがって大きくなるように形成されている請求項３、請求項４、請求項５のいずれかに記載された基板処理装置。
【請求項９】
前記縦孔は、整流板の第一の面と第一の面と対向する第二の面とを結ぶ軸線に平行に形成された孔であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された基板処理装置。
【請求項１０】
前記縦孔の第一の面および該第一の面における開口部の直径が、第一の面と第一の面と対向する第二の面とを結ぶ縦孔の直径より大きく、かつ前記開口部と縦孔がテーパ面で結ばれていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項９のいずれかに記載された基板処理装置。
【請求項１１】
前記縦孔が、整流板の径方向及び周方向に複数形成されていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項９、請求項１０のいずれかに記載された基板処理装置。
【請求項１２】
前記整流板の中心から離れるにしたがって、縦孔の直径が大きく形成されていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項９、請求項１０、請求項１１のいずれかに記載された基板処理装置。
【請求項１３】
前記整流板の中心から離れるにしたがって、縦孔の直径が大きく、かつその分布状態が密になるように形成されていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０、請求項１１、請求項１２のいずれかに記載された基板処理装置。
【請求項１４】
前記ガスバリア層はフッ素系樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された基板処理装置。
【請求項１５】
前記ガスバリア層は、１０μｍ以上の厚さを有していることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項１４のいずれかに記載された基板処理装置。
【請求項１６】
前記ガスバリア層が第一の面及び縦孔の内壁に形成されると共に、
ガスを排気あるいはガスを供給するための整流板側壁の連通孔を除いた側壁全面に、ガスバリア層が形成されていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項１４、請求項１５のいずれかに記載された基板処理装置。
【請求項１７】
前記整流板と前記基板の処理面との間の間隔が０．１ｍｍ乃至５０ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された基板処理装置。
【請求項１８】
基板を処理するための処理室を形成するチャンバと、前記基板に対向して配置された整流板と、前記整流板の側壁からチャンバ内にガスを供給するための供給手段と、前記整流板の第一の面側からチャンバ内のガスを排気するための排気手段とを備え、
前記整流板の第一の面とチャンバに形成された排気口との間に、複数の貫通孔を有する背面板が配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された基板処理装置。
【請求項１９】
前記基板を載置して加熱する熱板と、前記基板を支持して昇降する昇降部材とを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された基板処理装置。
【請求項２０】
前記排気手段により、チャンバ内が減圧状態になされることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項１９に記載された基板処理装置。
【請求項２１】
前記請求項１乃至請求項２０のいずれかに記載された基板処理装置を用いて、基板に所定の処理を施す基板の処理方法であって、
前記基板の処理面に対して近接させ、整流板で覆う工程と、前記整流板の側壁における連通孔を介して基板処理面にガスを供給し、チャンバ内のガスを整流板の縦孔を介して第一の面側から排気する工程とを含むことを特徴とする基板処理方法。
【請求項２２】
前記請求項１乃至請求項２０のいずれかに記載された基板処理装置を用いて、基板に所定の処理を施す基板の処理方法であって、
前記基板の処理面に対して近接させ、整流板で覆う工程と、前記整流板の第一の面側から縦孔を介して基板処理面にガスを供給し、チャンバ内のガスを整流板の側壁における連通孔を介して排気する工程とを含むことを特徴とする基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイスや液晶ディスプレイ等の製造プロセスで使用して好適な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けるフォトリソグラフィー工程では、ウエハ表面にレジスト液を塗布し、レジスト膜を形成するレジスト塗布処理、ウエハにパターンを露光する露光処理、露光後のウエハに対して現像を行う現像処理等が行われ、ウエハに所定の回路パターンを形成する。
【０００３】
前記レジスト塗布処理において、レジスト液を塗布する方法としては、スピンコーティング法が主流をなしている。このスピンコーティング法によれば、ウエハの中心にレジスト液を吐出して、このウエハを回転させる。このことにより、ウエハ上に塗布されたレジスト液が遠心力により拡散し、ウエハの全面に渡って均一なレジスト膜を形成することができる。
その後、塗布されたレジスト液中の溶剤を乾燥させるために、基板処理装置において加熱される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ウエハを加熱してレジスト液中の溶剤を乾燥させ、均一なレジスト膜を得るためには、ウエハを均一に加熱すると共に、基板処理装置内の気流を制御して均一にレジストを乾燥させる必要がある。
【０００５】
しかしながら、従来の一般的な熱処理装置にあっては、ウエハの中央部分に空気等のガスを供給し、乾燥させているため、ウエハの中央部分とウエハの周縁部では、均一な気流の制御（ガスの供給）は困難であった。同様に、ウエハの周縁部からガスを排気しているため、ウエハの中央部分とウエハの周縁部では、均一な気流の制御（ガスの排出）は困難であった。
即ち、ウエハの中央部分に空気等のガスを供給し、ウエハの中央部分で蒸発した溶剤を含むガスがウエハの周縁部に流れるため、レジスト液中の溶剤を均一に蒸発させ、レジストを均一に乾燥させることができなかった。
【０００６】
また、前記したウエハを回転させるスピンコーティング法に代えて、最近は粘度の低いレジスト液をウエハ上に満遍なく格子状に塗布する方法が考えられている。
このように比較的粘性の低いレジスト液が使用される場合、塗布後に高温加熱すると蒸発速度が大きくなりすぎて、レジスト膜に斑ができるおそれがある。そのため、ウエハ上にレジスト液が塗布された後は、装置内を減圧して乾燥し、レジスト液中の溶剤をゆっくりと乾燥させる方法が採用されている。
この装置にあっても、処理装置内の気流をより制御して、均一にレジストを乾燥させる必要がある。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板を処理する処理室内の気流を制御して、基板に対して良好な処理を施すことができる基板処理装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる基板処理装置は、基板に所定の処理を施す基板処理装置において、基板を処理するための処理室を形成するチャンバ内には、気孔が繋がって三次元方向に延びる連通孔を有する多孔質セラミックスによって形成され、かつ第一の面及び第一の面と対向する第二の面に開口部を有する縦孔と、第一の面及び縦孔の内壁に形成されたガスバリア層とを備えた整流板が配置され、前記連通孔を介して基板の処理面にガスを供給する、あるいはチャンバ内のガスを排気すると共に、前記縦孔を介してチャンバ内のガスを排気、あるいは基板の処理面にガスを供給するように構成されていることを特徴としている。
【０００９】
このように、本発明にあっては、気孔が繋がって三次元方向に延びる連通孔を有する多孔質セラミックスによって形成され、かつ第一の面及び第一の面と対向する第二の面に開口部を有する縦孔と、第一の面及び縦孔の内壁に形成されたガスバリア層とを備えた整流板を用いて、供給、排出されるガスの気流制御を行うものである。
【００１０】
即ち、前記連通孔を介してチャンバ内へガスを供給する、あるいはチャンバ内のガスを排気すると共に、前記縦孔を介してチャンバ内のガスを排気、あるいはチャンバ内へガスを供給する。その結果、ガスの気流は制御され、例えば基板処理面のレジストを均一に乾燥させ、均一なレジスト膜を得ることができる。しかも、前記連通孔を介しているため、基板の微小領域におけるガスの供給、排気を行うことができる。
なお、供給されるガスと排気されるガスが、一つの整流板内を通過するが、夫々のガスが通過する部分はガスバリア層で遮断されているため、混合することはない。
【００１１】
ここで、基板を処理するための処理室を形成するチャンバと、前記基板の処理面に対向して配置された円板状の整流板と、前記整流板の側壁からチャンバ内にガスを供給するための供給手段と、前記整流板の第一の面側からチャンバ内のガスを排気するための排気手段とを備え、前記整流板の側壁における連通孔を介して基板の処理面にガスを供給すると共に、前記縦孔を介してチャンバ内のガスを第一の面側から排気するように構成されていることが望ましい。
このように、前記整流板の側壁における連通孔を介して基板の処理面にガスを供給しているため、基板処理面全面に均一にガスを供給することができる。しかも、前記連通孔を介しているため、基板の微小領域におけるガスの供給を行うことができる。
【００１２】
また、基板を処理するための処理室を形成するチャンバと、前記基板の処理面に対向して配置された円板状の整流板と、前記整流板の側壁からチャンバ内のガスを排気するための排気手段と、前記整流板の第一の面側からチャンバ内にガスを供給するための供給手段とを備え、前記供給手段から供給されたガスを、縦孔を介して基板の処理面に供給すると共に、前記チャンバ内のガスを整流板の側壁における連通孔を介して排気することが望ましい。
このように、チャンバ内のガスを整流板の側壁における連通孔を介して排気するため、基板処理面全面から均一にガスを排気することができる。しかも、前記連通孔を介しているため、基板の微小領域におけるガスの排気を行うことができる。
【００１３】
前記した整流板は、多孔質セラミックスで構成され、その材質が炭化珪素あるいはアルミナであることが望ましい。また整流板は、炭化珪素あるいはアルミナからなる多孔質セラミックスの焼結体であることが望ましい。
このような整流板を多孔質セラミックスで構成する場合には、セラミックス製造技術によって、容易に形成することができる。また、炭化珪素あるいはアルミナから構成されている場合には、基板等の汚染を抑制することができる。
【００１４】
また、前記整流板を構成する多孔質セラミックスの気孔率が２０乃至４０％、かつ平均気孔径が、５０乃至５００μｍであることが望ましい。このような気孔率、平均気孔径を有しているため、ガスを均一に供給、排出することができると共に、整流板としての充分な機械的強度を保持することができる。
【００１５】
また、この気孔率が、第一の面側から第二の面側に行くにしたがって小さくなるように形成されていることが望ましい。このように、気孔率が第一の面側から第二の面側に行くにしたがって小さくなるように形成されているため、整流板の側壁から供給されたガスが第一の面側から第二の面側に徐々に移動する。その結果、整流板の側壁からガスを供給しても、第二の面から略均一にガスを放出することができ、基板処理面の全面に均一にガスを供給することができる。
【００１６】
なお、気孔率が、第一の面側から第二の面側に行くにしたがって大きくなるように形成しても良い。この場合には、連通孔を介して排気するように構成することにより、基板処理面全面から均一にガスを排気することができる。
【００１７】
また、前記した縦孔は、整流板の第一の面と第一の面と対向する第二の面とを結ぶ軸線に平行に形成された孔であることが望ましい。また、前記縦孔の第一の面および該第一の面における開口部の直径が、第一の面と第一の面と対向する第二の面とを結ぶ縦孔の直径より大きく、かつ前記開口部と縦孔がテーパ面で結ばれていることが望ましい。
このようにテーパ面が形成されているため、ガスの供給、排気を滑らかになすことができる。
【００１８】
また、前記縦孔が整流板の径方向及び周方向に複数形成されていることが望ましい。このように前記縦孔が整流板の径方向及び周方向に複数形成されているため、基板の処理面全面に亘って、縦孔を介したガスの供給、排気を均一に行うことができる。しかも、前記縦孔が整流板の径方向及び周方向に複数形成されているため、基板の微小領域毎にガスの供給、排気を行うことができる。
この縦孔は、整流板の中心から離れるにしたがって、縦孔の直径が大きく、かつその分布状態が密になるように形成されていることが望ましい。このように、形成されている場合には、基板の処理面全面に亘って、縦孔を介したガスの供給、排気をより均一に行うことができる。
【００１９】
また、前記したガスバリア層は、基板の汚染を考慮してフッ素系樹脂からなることが望ましい。また、充分な遮蔽性を考慮してガスバリア層は、１０μｍ以上の厚さを有していることが望ましい。
【００２０】
このガスバリア層は、少なくとも第一の面及び縦孔の内壁に形成される。整流板の側壁については供給、排気する連通孔を除いて側壁全面にガスバリア層を形成するのが好ましい。整流板の側壁から供給、排気するガスが漏れ、不均一なガスの流れを生じさせないためである。
【００２１】
また、前記した整流板と前記基板の処理面との間の間隔が、０．１ｍｍ乃至５０ｍｍであることが望ましい。間隔が大きいと整流板と前記基板処理面との間に、基板の処理面に沿った横方向の流れが生じ、微小領域においてガスの供給、排気が行えず、微小領域におけるガスの置換が困難となるためである。
【００２２】
また、基板を処理するための処理室を形成するチャンバと、前記基板に対向して配置された整流板と、前記整流板の側壁からチャンバ内にガスを供給するための供給手段と、前記整流板の第一の面側からチャンバ内のガスを排気するための排気手段とを備え、前記整流板の第一の面とチャンバに形成された排気口との間に、複数の貫通孔を有する背面板が配置されていることが望ましい。
このように背面板が配置されているため、整流板の第一の面の背圧を均等にすることができ、複数の縦孔から均一にガスを供給、排気することができる。
【００２３】
前記した整流板は、基板を載置して加熱する熱板と、前記基板を支持して昇降する昇降部材とを有する基板処理装置に適用することができる。
また、排気手段により、チャンバ内が減圧状態になされる基板処理装置に適用することができる。
【００２４】
また、本発明にかかる基板の処理方法は、前記した基板処理装置を用いて、基板に所定の処理を施す基板の処理方法であって、前記基板の処理面に対して近接させ、整流板で覆う工程と、前記整流板の側壁における連通孔を介して基板処理面にガスを供給し、チャンバ内のガスを整流板の縦孔を介して第一の面側から排気する工程とを含むことを特徴としている。
このようになすことによって、基板処理面全面に均一にガスを供給することができ、しかも縦孔から均一にガスを排気できるため、例えばレジストを均一に乾燥させ、均一なレジスト膜を得ることができる。
しかも、前記連通孔、縦孔を介しているため、基板の微小領域におけるガスの供給、排気を行うことができる。
【００２５】
また、前記した基板処理装置を用いて、基板に所定の処理を施す基板の処理方法であって、前記基板の処理面に対して近接させ、整流板で覆う工程と、前記整流板の第一の面側から縦孔を介して基板処理面にガスを供給し、チャンバ内のガスを整流板の側壁における連通孔を介して排気する工程とを含むことを特徴としている。
このようになすことによって、基板処理面全面に均一にガスを供給することができ、しかも連通孔から均一にガスを排気できるため、例えばレジストを均一に乾燥させ、均一なレジスト膜を得ることができる。
しかも、前記連通孔、縦孔を介しているため、基板の微小領域におけるガスの供給、排気を行うことができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る基板処理装置につき、図に示す実施の形態に基づいて説明する。なお、基板処理装置の説明に先立ち、塗布現像処理装置ユニットにつき、図１〜図３を用いて説明する。図１〜図３は、本発明が適用された基板処理装置を備えた塗布現像処理装置ユニットの概略を示す平面図，正面図および背面図である。
図１に示すように、塗布現像処理装置ユニット１は、例えば２５枚のウエハＷをカセット単位で外部から搬入しかつカセットＣにウエハＷを搬出するカセットステーション２と、塗布現像処理工程の中で枚葉式に所定の処理を施す各種処理装置を多段配置してなる処理ステーション３とを備えている。さらに、この処理ステーション３に隣接する露光装置（図示せず）との間でウエハＷの受け渡しをするインターフェース部４を備えている。
【００２７】
前記塗布現像処理装置ユニット１は第一処理装置群Ｇ１〜第四処理装置群Ｇ４から構成されている。第一処理装置群Ｇ１および第二処理装置群Ｇ２は前記塗布現像処理装置ユニット１の正面側に配置され、第三処理装置群Ｇ３は前記カセットステーション２に隣接して配置されている。また、第四処理装置群Ｇ４は前記インターフェース部４に隣接して配置されている。さらに、オプションとして破線で示す第五処理装置群Ｇ５を前記塗布現像処理装置ユニット１の背面側に別途配置可能となっている。
【００２８】
前記カセットステーション２では、カセット載置部５上の所定位置に複数のカセットＣが矢印Ｘ方向（図１の上下方向）に沿って一列に載置可能に構成されている。そして、カセット配列方向（Ｘ方向）およびウエハ配列方向（Ｚ方向）に対して移送可能なウエハ搬送体７が搬送路８に沿って移動可能に配設され、各カセットＣに対するアクセスを選択的にし得るように構成されている。
【００２９】
前記ウエハ搬送体７は、ウエハＷの位置合わせを行うアライメント機能を備えている。このウエハ搬送体７は、後述するように、処理ステーション３の第三処理装置群Ｇ３に属するエクステンション装置３２（図３に図示）に対してもアクセスし得るように構成されている。
【００３０】
前記処理ステーション３では、その中心部に主搬送装置１３が配設されている。
この主搬送装置１３の周辺には、各種処理装置が多段に配置されて処理装置群を構成している。前記主搬送装置１３は、前記処理装置群Ｇ１〜Ｇ５に配置されている後述する各種処理装置に対してウエハＷを搬入・搬出可能である。
なお、処理装置群の数や配置は、ウエハＷに施される処理の種類によって異なる。処理装置群の数は複数であれば、任意に選択してもよい。
【００３１】
前記第一処理装置群Ｇ１では、図２に示すように、ウエハＷにレジスト液を塗布するレジスト塗布装置１７と、露光後のウエハＷを現像処理する現像処理装置１８とが下から順に二段に積み重ねられている。同様に、前記第二処理装置群Ｇ２では、レジスト塗布装置１９と現像処理装置２０とが下から順に二段に積み重ねられている。
【００３２】
前記第三処理装置群Ｇ３では、図３に示すように、ウエハＷを冷却処理するクーリング装置３０と、レジスト液とウエハＷとの定着性を高めるためのアドヒージョン装置３１と、ウエハＷを待機させるエクステンション装置３２と、本実施形態に係る基板処理装置としてのプリベーキング装置３３，３４と、現像処理後の基板処理を施すポストベーキング装置３５，３６等が下から順に例えば七段に積み重ねられている。
【００３３】
前記第四処理装置群Ｇ４では、クーリング装置４０と、載置したウエハＷを自然冷却させるエクステンション・クーリング装置４１と、エクステンション装置４２と、クーリング装置４３と、露光後の基板処理を施すポストエクスポージャーベーキング装置４４，４５と、ポストベーキング装置４６，４７等が下から順に八段に積み重ねられている。
【００３４】
前記インターフェース部４の中央部にはウエハ搬送体５０が配置されている。このウエハ搬送体５０は、矢印Ｘ方向および矢印Ｚ方向に移動し、かつθ方向（Ｚ軸の回り）に回転し得るように構成されている。そして、前記第四処理装置群Ｇ４に属するエクステンション・クーリング装置４１およびエクステンション装置４２と周辺露光装置５１等とにアクセスを行い、各装置に対してウエハＷを搬送し得るように構成されている。
【００３５】
次に、前記したプリベーキング装置（基板処理装置）につき、図４および図５を用いて詳細に説明する。図４は、本発明の第一実施形態に係る基板処理装置を示す断面図である。図５は、本発明の第一実施形態に係る基板処理装置の整流板を示す平面図である。
図４に示すプリベーキング装置３３は、ウエハＷを基板処理するための処理室Ｓを形成するチャンバ５５と、このチャンバ５５内に位置する熱板７５と、この熱板７５の上面（載置面）に対向する整流板７０とを備えている。
【００３６】
前記チャンバ５５は、駆動機構（図示せず）によって昇降可能な第一チャンバとしての蓋体６０と、この蓋体６０を下方で保持可能な第二チャンバとしての保持体６１とを有している。
前記蓋体６０は、下方に開口するアルミニウムまたはステンレス製の有頭円筒体によって形成されている。この蓋体６０の中央部には、前記処理室Ｓ内のパージ用気体としてのエアを前記プリベーキング装置３３のケーシング３３ａ外に排気する排気管８４が設けられている。
また、この蓋体６０の側壁部には整流板７０にエアを供給する供給管８８が設けられている。
【００３７】
前記保持体６１は、前記熱板７５の外縁部を支持するリング状の第一支持部材８１と、この第一支持部材８１を支持する円筒状の第二支持部材８２とを有している。また、前記保持体６１は、前記両支持部材８１，８２を囲むサポートリング８３を有している。前記サポートリング８３の外周囲には、前記保持体６１の外周部となる円筒状のケース８５が配設されている。
【００３８】
前記熱板７５は、厚さが２〜１０ｍｍ程度の円板からなり、例えば炭化珪素，窒化アルミニウムのセラミックス材料によって形成されている。この熱板７５の表面はウエハＷの載置面７５ａとされ、裏面には熱源となるヒータ７６が印刷技術を用いて設けられている。前記ヒータ７６は、第一コントローラ７７によってその発熱量が制御可能に構成されている。これにより、ヒータ７６の発熱量が制御され、熱板７５の温度を維持・変更し得るようになっている。
【００３９】
また、前記熱板７５の下方には、ウエハＷを搬入・搬出するに際にウエハＷを支持して昇降するための昇降ピン７８が複数個配設されている。これら昇降ピン７８は、昇降駆動機構７９によって昇降可能に構成されている。そして、前記熱板７５の中央部付近には、鉛直方向に開口する貫通孔８０が設けられている。これにより、昇降ピン７８が上下方向に移動し、貫通孔８０を挿通して熱板７５の上方に突出し得るように構成されている。
【００４０】
前記整流板７０は、前記熱板７５の載置面７５ａ上方に配設され、かつ前記チャンバ５５の蓋体６０内に保持されている。
この整流板７０は、気孔が繋がって三次元方向に延びる連通孔を有する多孔質セラミックスによって形成されている。そしてまた、図５に示すように、上面７０ａ及び上面７０ａと対向する下面７０ｂに開口部を有する縦孔７０ｃと、上面７０ａ及び縦孔７０ｃの内壁に形成されたガスバリア層７０ｄとが形成されている。なお、図４中、ガスバリア層については図示されていない。
【００４１】
この多孔質セラミックスの材質としては、炭化珪素あるいはアルミナが用いられる。炭化珪素あるいはアルミナから構成されている場合には、ウエハＷの汚染、チャンバ５５内部の汚染を防止することができる。
また、この整流板７０は、炭化珪素あるいはアルミナからなる多孔質セラミックスを焼結することによって得ることができる。例えば、炭化珪素あるいはアルミナを溶媒中に投入し、攪拌して、スラリー形成する。その後、所定の型内入れ、乾燥させ、成形体を形成する。その後、所定温度で前記成形体を焼成することによって、多孔質セラミックス焼結体を得ることができる。
【００４２】
この整流板７０には、その気孔率が２０乃至４０％であって、平均気孔径が、５０乃至５００μｍの多孔質セラミックス体が用いられる。気孔率が４０％を超えると、機械的強度が弱くなり整流板に適さない。また、気孔率が２０％未満の場合、ガスの流通抵抗が大きくなり、整流板に適さないためである。
【００４３】
また、整流板７０は円板状に形成され、その軸線（上面と下面とを結ぶ軸線）に平行に、直線状の縦孔７０ｃが形成されている。この縦孔７０ｃは、図５（ａ）に示すように、整流板７０の径方向及び周方向に複数形成されている。
この縦孔７０の数は、微小領域の排気を均一に行う上で多く設けることが好ましいが、整流板７０の機械的強度および気孔が連なって形成された連通孔（供給孔）との関係を考慮する必要がある。なお、縦孔７０ｃの直径は０．１ｍｍ乃至２ｍｍに設定される。
【００４４】
また、整流板７０の上面７０ａ及び縦孔７０ｃの内壁に形成されたガスバリア層７０ｄは、耐熱性及び耐汚性の樹脂であるフッ素系樹脂、例えばテフロン（登録商標）によって構成され、その厚さは１０μｍ以上に形成されている。
このガスバリア層７０ｄによって、整流板７０には２つのガス流通路が形成される。即ち、供給を行う連通孔と排気を行う縦孔の２つのガス流通路が形成される。また、ガスバリア層７０ｄがフッ素系樹脂によって形成されているため、良好なガスバリア性を確保できると共に、ウエハ等を汚染することもない。また、ガスバリア層７０ｄが１０μｍ未満の場合、良好なガスバリア性が確保できないため、ガスバリア層は１０μｍ以上の厚さであることが好ましい。
なお、このガスバリア層７０ｄは、整流板側壁７０ｅに形成する必要はないが、前記側壁７０ｅからのガスの漏れを防止する観点から、ガスが供給される連通孔を除いた側壁全面に、ガスバリア層を形成するのが好ましい。
【００４５】
また、整流板７０の下面７０ａと、ウエハＷの表面、より正確に言えばウエハＷ表面に塗布されているレジスト液の表面との間の距離は、０．１ｍｍから５０ｍｍが適当である。
この間隔が大きいと整流板と前記基板処理面との間に、基板の処理面に沿った横方向の流れが生じ、微小領域においてガスの供給、排気が行えず、微小領域におけるガスの置換が困難となる。一方、この間隔が狭いと、整流板７０とウエハＷの処理面が接触し、ウエハＷが損傷するおそれがある。
【００４６】
また、前記プリベーキング装置３３におけるケーシング３３ａの側部には、ウエハＷを搬入・搬出するための搬送口８６が設けられている。また、この搬送口８６を開閉可能なシャッタ８７が取り付けられている。更に、整流板７０の上方には、均一な背圧を確保するため、複数の貫通孔７１ａを有する背面板７１が設けられている。
【００４７】
次に、プリベーキング装置３３を用いた基板処理方法につき、塗布現象処理装置ユニット１で行われるフォトグラフィ工程のプロセスと共に説明する。
先ず、ウエハ搬送体７がカセットＣから未処理のウエハＷを一枚取り出し、アドヒージョン装置３１に搬入する。このアドヒージョン装置３１において、レジスト液との密着性を向上させるＨＭＤＳなどの密着強化剤が塗布されたウエハＷは、主搬送装置１３によってクーリング装置３０に搬送され、所定の温度に冷却される。その後、ウエハＷはレジスト塗布装置１７または１９に搬送され、ウエハＷ上に所定量のレジスト液が塗布される。そして、表面にレジスト膜が形成されたウエハＷは、プリベーキング装置３３または３４に搬送され、レジスト液中の溶剤を蒸発させるための基板処理が行われる。
【００４８】
次に、基板処理の終了したウエハＷは、主搬送装置１３によりエクステンション・クーリング装置４１に搬送され、所定の温度に冷却される。そして、ウエハＷは、エクステンション・クーリング装置４１からウエハ搬送体５０によって取り出される。その後、周辺露光装置５１を経て露光装置（図示せず）に搬送される。露光処理の終了したウエハＷは、ウエハ搬送体５０によりエクステンション４２に搬送される。さらに、主搬送装置１３によってポストエクスポージャーベーキング装置４４または４５に搬送される。そして、ウエハＷは主搬送装置１３によりクーリング装置４３，現像処理装置１８または２０，ポストベーキング装置３５，３６，４６または４７，クーリング装置３０に順次搬送され、各装置において所定の処理が施される。その後、ウエハＷがエクステンション装置３２を介してカセットＣにウエハ搬送体７によって戻され、一連の所定の塗布現像処理が終了する。
【００４９】
次に、前記したプリベーキング装置３３を用いた基板処理方法について、図４、６、７に基づいて詳細に説明する。
先ず、基板処理が開始される前に供給管８８からのエアの供給が開始され、これと同時に排気管８４からの排気が開始される。これにより、ケーシング３３ａ内がパージされ始める。また、第一コントローラ７７がヒータ７６を制御して熱板７５の加熱が開始される。
【００５０】
次に、搬送口８６のシャッタ８７が開放され、主搬送装置１３によってウエハＷがプリベーキング装置３３内に搬入される。
そして、熱板７５の上方まで搬送されたウエハＷは、予め熱板７５の上方で待機していた昇降ピン７８上に支持される。
その後、蓋体６０が下降され、図６に示すように、保持体６１と一体となって処理室Ｓが形成される。この場合、供給管８８からのエアによって処理室Ｓ内の雰囲気はパージされている。そして、ウエハＷは昇降駆動機構７９により昇降ピン７８と共に下降され、熱板７５上に載置される。
この状態でウエハＷの加熱が開始され、ウエハＷが所定の加熱温度で所定時間加熱される。
【００５１】
このとき、供給管８８から供給されるエアは整流板７０の側壁から導入され、図７に示すように、このエアは整流板７０に形成された連通孔内をウエハＷの中央部方向に流れ、整流板７０の下面７０ａから放出される。この連通孔を流れるエアは、ガスバリア層７０ｄが形成されているため、整流板７０の上面７０ａおよび縦孔７０ｃの内壁から漏れ出すことはない。
また、整流板７０の下面７０ａから放出されたエアは、ウエハＷの処理面に供給される。一方、排気は縦孔７０ｃを介して行われる。即ち、排気は、縦孔７０ｃ、背面板７１ａ（貫通孔７１ａ）、排気管８４を流れ、外部に排出される。
【００５２】
前記したように、処理室Ｓ内に、気孔が繋がって形成された多数の連通孔を介してエアの供給がなされるため、整流板７０の下面における前記連通孔の多数の開口部からエアが放出される。その結果、エアの供給がウエハＷの処理面の微小領域毎に行われる。また、縦孔７０ｃが径及び周方向に複数設けられているため、エアの排出はウエハの処理面の微小領域毎に行われる。
このように、微小領域毎にエアの置換が行われるため、より均一に溶剤を蒸発させることができ、より均一なレジスト膜を形成することができる。
【００５３】
前記したエアの置換がなされつつ、所定時間の加熱された後、蓋体６０が上昇され、処理室Ｓが開放される。その後、昇降ピン７８によってウエハＷが再度上昇され、熱板７５による加熱が終了する。
次に、主搬送装置１３が搬送口８６から再び進入し、ウエハＷが主搬送装置１３に受け渡される。そして、ウエハＷが搬送口８６からケーシング３３ａ外に搬出されて一連の基板処理が終了する。
【００５４】
以上のように、ウエハＷの処理面に対して、微小領域毎にエアの置換をなすことができ、各領域のレジスト液中の溶剤を均一に蒸発させることができる。このように、乾燥させる際の気流を制御することにより、均一なレジスト膜厚を得ることができる。
【００５５】
なお、上記実施形態にあっては、整流板７０の側壁の連通孔からエアを導入し、縦孔７０ｃから排気するように構成されている。しかし、図８に示すように、整流板の上面側からエアを導入し、縦孔７０ｃ、整流板７０の下面７０ｂを介して、整流板側壁の連通孔から排出するように構成しても良い。
【００５６】
また、上記実施形態にあっては、整流板７０の縦孔７０ｃが、図５に示すように周方向に複数（１６個）、径方向に中心孔及び複数（４個）形成した場合を示した。
しかし、本発明は、特にこれに限定されるものではなく、より均一なエアの供給、排気を行うため、適宜、その数、配置位置を選択することができる。
【００５７】
例えば、図９に示すように、整流板７０の中心から周端部に行くにしたがって、縦孔７０ｃの径を徐々に大きく形成しても良い。また、整流板７０の中心から周端部に行くにしたがって、縦孔７０ｃの数を多く形成しても良い。図８においては、最内周の縦孔７０ｃが最も少なく（４個図示）、最外周の縦孔７０ｃが最も多く（１６個）、中間の縦孔７０ｃが複数列同一数（８個）形成されている。このように最内周から最外周までをブロック化し、同一のブロック内における周方向の縦孔７０ｃの数を同数にしても良い。
【００５８】
更に、上記実施形態にあっては、整流板の気孔率が２０乃至４０％であることを説明した。
しかし、この気孔率は厚さ方向（上面から下面への深さ方向）において、一定である必要はない。むしろ、図１０（ａ）に示すように、気孔率が上面から下面に行くにしたがって小さくなるように形成されていることが好ましい。なお、図中、符号Ｈは気孔が繋がった連通孔を示している。
このように、気孔率が上面から下面に行くにしたがって小さくなるように形成されているため、図１０（ｂ）の矢印で概念的に示すように、整流板７０の側壁から導入されたエアが中心部方向に流通し易く、整流板７０の下面７０ｂから均一にエアを放出することができる。
【００５９】
なお、図８に示した場合のように、縦孔７０ｃからエアを供給し、連通孔を介して排気する場合には、気孔率が上面側から下面側に行くにしたがって大きくなるように形成する必要がある。下面側の気孔率が小さいと、連通孔に排気するガスを導入し難いためである。
【００６０】
また、上記実施形態において、縦孔７０ｃとして直線状の孔を示したが、図１１に示すように、上下面における開口部の直径が、縦孔７０ｃの直径より大きく、かつ前記開口部と縦孔７０の間にテーパ面７０ｃ１を形成するのが好ましい。このようにテーパ面が形成されているため、エアの供給、排気を滑らかに行うことができる。
【００６１】
また、上記実施形態にあっては、ウエハＷの上方に整流板７０を配置した場合を示したが、ウエハＷの下方に整流板７０を配置しても良い。
即ち、図１２に示すように、下チャンバ９０が整流板７０を保持し、その上方に吸引パット９２を配置し、ウエハＷを吸引保持する。そして、供給管８８からエアを供給し、連通孔を介して、上面からエアを放出し、ウエハの処理面に供給する。一方、排気は縦孔７０ｃを介して、排気管９１より排気される。
【００６２】
また、上記実施形態にあっては、エアを用いた場合について説明したが、これに限定されることなく、例えば、不活性ガス等を用いる場合にも適用することができる。
また、上記実施形態にあっては、ヒータを設けた基板処理装置を例にとって説明したが、ヒータを設けることなく、チャンバー内を減圧し、この減圧環境下でレジストを乾燥させる基板処理装置にも適用することができる。この装置によれば、ウエハ上にレジスト液が塗布された後、装置内を減圧して乾燥し、レジスト液中の溶剤をゆっくりと乾燥させることができ、ウエハＷ全面から均一にレジスト液中の溶剤が蒸発し、極めて均一なレジスト膜が形成される。
【００６３】
以上で説明した実施の形態は、半導体ウエハデバイス製造プロセスのフォトリソグラフィー工程における塗布処理後のウエハの処理装置についてであったが、他の半導体ウエハデバイス製造プロセスにも適用することができる。また、本発明は半導体ウエハ以外の基板、例えばＬＣＤ基板の処理装置、フォトマスク基板の処理装置等においても適用することができる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、基板を処理する処理室内の気流を制御して、基板に対して良好な処理を施すことができる。
例えば、本発明を、レジストを乾燥させる基板処理装置に適用すれば、レジスト液中の溶剤を乾燥させる際の気流を制御することができ、均一なレジスト膜厚を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施の形態にかかる塗布現像処理システムの外観を示す平面図である。
【図２】図２は、図１の塗布現像処理システムの正面図である。
【図３】図３は、図１の塗布現像処理システムの背面図である。
【図４】図４は、実施の形態にかかる基板処理装置の縦断面である。
【図５】図５は、整流板を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ断面図である。
【図６】図６は、図４に示した基板処理装置の蓋体が閉じた状態を示す縦断面図である。
【図７】図７は、実施の形態における基板処理中の処理室内のエアの流れ示した要部断面図である。
【図８】図８は、図７に示した変形例であって、縦孔から処理面にエアを供給した場合の処理室内のエアの流れ示した要部断面図である。
【図９】図９は、整流板の変形例を示す平面図である。
【図１０】図１０（ａ）は、気孔率が厚さ方向で異なる状態を示した整流板の断面図であって、（ｂ）エアの流れを模式的に示した図である。
【図１１】図１１は、縦孔にテーパ面が形成した変形例を示した断面図である。
【図１２】図１２は、基板下方に整流板を配置した変形例を示した縦断面である。
【符号の説明】
１        塗布現像処理システム
３        処理ステーション
３３      プリベーキング装置
６０      蓋体
６１      保持体
７０      整流板
７０ａ    上面
７０ｂ    下面
７０ｃ    縦孔
７０ｃ１  テーパ面
７０ｄ    ガスバリア層
７１      背面板
７１ａ    貫通孔
７５      熱板
８４      排気管
８８      供給管
【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】
0003827205.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003827205.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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