專利名稱：對已進(jìn)行曝光處理的襯底進(jìn)行處理的設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種襯底處理方法及執(zhí)行該方法的襯底處理設(shè)備，所述襯底例如為已進(jìn)行曝光處理的半導(dǎo)體襯底、用于液晶顯示器的玻璃襯底、用于光掩模的玻璃襯底、用于光盤的襯底等。
背景技術(shù)：
正如人們所熟知的，半導(dǎo)體和液晶顯示產(chǎn)品等是通過對上述襯底進(jìn)行一系列處理而制成的，所述處理包括清洗、涂布抗蝕劑、曝光、顯影、蝕刻、形成中間層絕緣膜、熱處理、切割(dicing)等。一種稱為涂布-顯影機(jī)(coater-and-developer)的設(shè)備得到廣泛地使用，該設(shè)備執(zhí)行上述處理中的以下處理對襯底進(jìn)行抗蝕劑涂布處理，然后將襯底傳送至曝光裝置；從曝光裝置接收已曝光的襯底，然后對已曝光的襯底進(jìn)行顯影處理。
用于進(jìn)行曝光處理的曝光裝置(也稱為步進(jìn)曝光機(jī)，stepper)通常連接至上述涂布-顯影機(jī)并與其并列設(shè)置，而在形成有抗蝕劑膜的襯底上印制電路圖案。隨著近來曝光線寬的減小，這種曝光裝置中用來印制圖案的燈從傳統(tǒng)的紫外光光源移向KrF準(zhǔn)分子激光光源，同時移向ArF準(zhǔn)分子激光光源。當(dāng)使用KrF光源和ArF光源印制圖案時，采用化學(xué)放大抗蝕劑?；瘜W(xué)放大抗蝕劑是這樣一種光致抗蝕劑曝光處理期間通過光化學(xué)反應(yīng)形成的酸在隨后的熱處理步驟中用作諸如交聯(lián)、聚合之類的抗蝕劑反應(yīng)的催化劑，以改變抗蝕劑在顯影液中的溶解性，從而完成圖案的印制。
當(dāng)使用化學(xué)放大抗蝕劑時，由于在曝光處理期間形成非常少的酸催化劑，因此處理條件的輕微變化也會對線寬的均勻性產(chǎn)生較大的影響。特別地，已知曝光處理結(jié)束的時刻與曝光后烘烤處理開始的時刻之間的時間間隔對線寬均勻性產(chǎn)生最大的影響。因此，在日本特開No.2002-43208和No.2004-342654中，提出了用于控制曝光處理結(jié)束與曝光后烘烤處理開始之間的時間間隔恒定的技術(shù)。這種技術(shù)能夠提高在使用化學(xué)放大抗蝕劑時的線寬的均勻性。
不幸的是，即使使得曝光處理結(jié)束與曝光后烘烤處理開始之間的時間間隔為恒定的，仍會出現(xiàn)線寬的一些變化。特別地，在涂布-顯影機(jī)中對已進(jìn)行液浸(immersion)曝光處理的襯底進(jìn)行去離子水清洗處理。在這種情況下，預(yù)期去離子水清洗處理完成的時刻與執(zhí)行曝光后烘烤處理的時刻之間的時間間隔也是重要的。然而，傳統(tǒng)上沒有特別考慮對于該時間間隔的控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種與曝光設(shè)備相鄰設(shè)置的襯底處理設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明，該襯底處理設(shè)備包括清洗處理部件，用于對已通過曝光設(shè)備進(jìn)行曝光處理的襯底至少進(jìn)行清洗處理；加熱處理部件，用于對已進(jìn)行清洗處理的襯底進(jìn)行加熱處理；傳輸機(jī)構(gòu)，用于從曝光設(shè)備接收襯底，以將該襯底經(jīng)過清洗處理部件傳輸至加熱處理部件；以及控制器，用于提供近似恒定的第一處理間時間間隔以及近似恒定的第二處理間時間間隔，其中第一處理間時間間隔為曝光設(shè)備完成襯底的曝光處理的時刻與加熱處理部件開始該襯底的加熱處理的時刻之間的時間間隔，以及第二處理間時間間隔為清洗處理部件完成該襯底的清洗處理的時刻與加熱處理部件開始該襯底的加熱處理的時刻之間的時間間隔。
這為襯底提供了均勻的處理歷史，從而進(jìn)一步提高了圖案的線寬均勻性。
優(yōu)選地，控制器調(diào)整清洗處理部件完成清洗處理的時刻，從而提供近似恒定的第一處理間時間間隔和近似恒定的第二處理間時間間隔。
這可容易且可靠地為襯底提供均勻的處理歷史。
本發(fā)明也旨在提供一種處理已進(jìn)行曝光處理的襯底的方法。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種襯底處理設(shè)備及方法，其能夠進(jìn)一步提高圖案的線寬均勻性。
根據(jù)以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些及其它目的、特征、方案及優(yōu)點將變得更為明顯。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的襯底處理設(shè)備的俯視圖；圖2為液體處理部件的前視圖；
圖3為熱處理部件的前視圖；圖4為示出襯底放置部件周圍的結(jié)構(gòu)的視圖；圖5A為傳輸機(jī)械手的俯視圖；圖5B為傳輸機(jī)械手的前視圖；圖6為示出清洗處理裝置的結(jié)構(gòu)的視圖；圖7A為具有臨時襯底放置部件的加熱部件的側(cè)向剖視圖；圖7B為具有臨時襯底放置部件的加熱部件的俯視圖；圖8為接口區(qū)塊(block)的側(cè)視圖；圖9為示意性示出控制機(jī)構(gòu)的方框圖；圖10為示出從曝光裝置中的曝光結(jié)束到加熱部件中的曝光后烘烤處理開始的處理工序的流程圖；以及圖11為從曝光結(jié)束到曝光后烘烤處理的處理時序圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的襯底處理設(shè)備的俯視圖。圖2為襯底處理設(shè)備中的液體處理部件的前視圖。圖3為襯底處理設(shè)備中的熱處理部件的前視圖。圖4為示出襯底放置部件周圍的結(jié)構(gòu)的視圖。為清楚表明圖1及后面的附圖之間的方向關(guān)系，在圖1及后面的附圖中還示出了XYZ直角坐標(biāo)系統(tǒng)，在該直角坐標(biāo)系統(tǒng)中將XY平面限定為水平面，將Z軸限定為沿垂直方向延伸。
根據(jù)優(yōu)選實施例的襯底處理設(shè)備是用于進(jìn)行如下處理的一種設(shè)備(所謂的涂布-顯影機(jī))通過涂布在諸如半導(dǎo)體晶片的襯底上形成抗反射膜和光致抗蝕劑膜；以及對已進(jìn)行圖案曝光處理的襯底進(jìn)行顯影處理。由根據(jù)本發(fā)明的襯底處理設(shè)備處理的襯底不限于半導(dǎo)體晶片，而是還可以包括用于液晶顯示器的玻璃襯底等。
根據(jù)優(yōu)選實施例的襯底處理設(shè)備包括分度器區(qū)塊1、底部抗反射涂布(BARC)區(qū)塊2、抗蝕劑涂布區(qū)塊3、顯影處理區(qū)塊4、以及接口區(qū)塊5。在該襯底處理設(shè)備中，上述五個處理區(qū)塊1至5以并列關(guān)系排列。設(shè)置曝光裝置(或者步進(jìn)曝光機(jī))EXP并將其與接口區(qū)塊5連接，其中該曝光裝置EXP為與根據(jù)本發(fā)明的襯底處理設(shè)備分離的外部設(shè)備。也就是說，根據(jù)優(yōu)選實施例的襯底處理設(shè)備與曝光裝置EXP相鄰設(shè)置。根據(jù)優(yōu)選實施例的襯底處理設(shè)備和曝光裝置EXP經(jīng)由LAN線(圖中未示出)連接至主機(jī)100。
分度器區(qū)塊1為處理區(qū)塊，用于將從襯底處理設(shè)備的外部接收的、未處理的襯底向外傳送至BARC區(qū)塊2和抗蝕劑涂布區(qū)塊3，以及將從顯影處理區(qū)塊4接收的、已處理的襯底傳輸至襯底處理設(shè)備的外部。分度器區(qū)塊1包括工作臺11和襯底傳送機(jī)構(gòu)12，該工作臺11上用于并列地放置多個(本優(yōu)選實施例中為四個)晶片盒(或者托架)C，該襯底傳送機(jī)構(gòu)12用于將未處理的襯底W從每個晶片盒C中取出以及將已處理的襯底W存放在每個晶片盒C中。襯底傳送機(jī)構(gòu)12包括可移動基座12a和夾臂(holding arm)12b，該可移動基座12a可沿工作臺11水平地(沿Y方向)移動，該夾臂12b安裝在可移動基座12a上，用于將襯底W保持在水平位置。夾臂12b能夠在可移動基座12a上進(jìn)行上下(沿Z方向)移動，在水平面內(nèi)樞轉(zhuǎn)，以及在樞轉(zhuǎn)半徑的方向上往復(fù)移動。因此襯底傳送機(jī)構(gòu)12使得夾臂12b能夠抵達(dá)(access)每個晶片盒C，從而將未處理的襯底W從每個晶片盒C中取出以及將已處理的襯底W存放在每個晶片盒C中。晶片盒C可以是以下類型將襯底W存放在密閉或密封空間中的前開式標(biāo)準(zhǔn)晶片盒(FOUP)，另外還有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口(SMIF)晶片盒以及將存放的襯底W暴露在大氣中的開放式晶片盒(OC)。
BARC區(qū)塊2設(shè)置為與分度器區(qū)塊1相鄰。用于阻斷大氣流通的隔板13設(shè)置在分度器區(qū)塊1與BARC區(qū)塊2之間。隔板13設(shè)置有一對垂直排列的襯底放置部件PASS1和PASS2，每個襯底放置部件上用于放置襯底W，以將襯底W在分度器區(qū)塊1與BARC區(qū)塊2之間傳送。
上襯底放置部件PASS1用于將襯底W從分度器區(qū)塊1傳輸至BARC區(qū)塊2。襯底放置部件PASS1包括三個支撐銷。分度器區(qū)塊1的襯底傳送機(jī)構(gòu)12將從一個晶片盒C中取出的、未處理的襯底W放置在襯底放置部件PASS1的三個支撐銷上。下文將描述的BARC區(qū)塊2的傳輸機(jī)械手TR1接收放置在襯底放置部件PASS1上的襯底W。另一方面，下襯底放置部件PASS2用于將襯底W從BARC區(qū)塊2傳輸至分度器區(qū)塊1。襯底放置部件PASS2也包括三個支撐銷。BARC區(qū)塊2的傳輸機(jī)械手TR1將已處理的襯底W放置到襯底放置部件PASS2的三個支撐銷上。襯底傳送機(jī)構(gòu)12接收放置在襯底放置部件PASS2上的襯底W并將襯底W存放在一個晶片盒C中。下文將描述的多對襯底放置部件PASS3至PASS10在結(jié)構(gòu)上類似于上述一對襯底放置部件PASS1和PASS2。
襯底放置部件PASS1和PASS2延伸穿過隔板13。襯底放置部件PASS1和PASS2均包括用于檢測其上存在或不存在襯底W的光學(xué)傳感器(圖中未示出)?；趤碜悦總€傳感器的檢測信號，判斷襯底傳送機(jī)構(gòu)12和BARC區(qū)塊2的傳輸機(jī)械手TR1是否準(zhǔn)備好將襯底W傳送至襯底放置部件PASS1和PASS2以及從襯底放置部件PASS1和PASS2接收襯底W。
接下來，描述BARC區(qū)塊2。BARC區(qū)塊2為處理區(qū)塊，用于通過涂布在光致抗蝕劑膜的底部形成抗反射膜(即作為光致抗蝕劑膜的底涂膜)，以減少曝光期間產(chǎn)生的駐波或者光暈。BARC區(qū)塊2包括底部涂布處理器BRC，用于將抗反射膜涂布在襯底W的表面；一對熱處理塔21，用于在通過涂布形成抗反射膜的同時，進(jìn)行熱處理；以及傳輸機(jī)械手TR1，用于將襯底W傳送至底部涂布處理器BRC和一對熱處理塔21以及從底部涂布處理器BRC和一對熱處理塔21接收襯底W。
在BARC區(qū)塊2中，底部涂布處理器BRC和一對熱處理塔21設(shè)置在傳輸機(jī)械手TR1的相對兩側(cè)。具體來說，底部涂布處理器BRC位于襯底處理設(shè)備的前側(cè)，而一對熱處理塔21位于襯底處理設(shè)備的后側(cè)。此外，圖中未示出的熱障(thermal barrier)設(shè)置在一對熱處理塔21的前側(cè)。因此，通過將底部涂布處理器BRC與一對熱處理塔21隔開以及設(shè)置熱障，可避免一對熱處理塔21對底部涂布處理器BRC的熱效應(yīng)。
如圖2所示，底部涂布處理器BRC包括在結(jié)構(gòu)上相互類似并且按從下至上的順序以堆疊關(guān)系排列的三個涂布處理裝置BRC1、BRC2以及BRC3。三個涂布處理裝置BRC1、BRC2以及BRC3總稱為底部涂布處理器BRC，除非另外指明。涂布處理裝置BRC1、BRC2以及BRC3均包括旋轉(zhuǎn)夾盤22，用于將襯底W在吸力下保持在近似水平位置的同時，在近似水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)襯底W；涂布噴嘴23，用于將抗反射膜的涂布溶液施加在保持在旋轉(zhuǎn)夾盤22上的襯底W上；旋轉(zhuǎn)馬達(dá)(圖中未示出)，用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)夾盤22；杯體(圖中未示出)，圍繞保持在旋轉(zhuǎn)夾盤22上的襯底W，等等。
如圖3所示，較接近分度器區(qū)塊1的一個熱處理塔21包括六個加熱板HP1至HP6，用于將襯底W加熱至達(dá)到預(yù)定溫度；以及冷卻板CP1至CP3，用于將已加熱的襯底W冷卻至達(dá)到預(yù)定溫度，并使襯底W保持在預(yù)定溫度。冷卻板CP1至CP3和加熱板HP1至HP6在上述熱處理塔21中按從下至上的順序以堆疊關(guān)系排列。較遠(yuǎn)離分度器區(qū)塊1的另一熱處理塔21包括按從下至上的順序以堆疊關(guān)系排列的三個附著促進(jìn)處理部件AHL1至AHL3，用于在六甲基二硅氮烷(HMDS)的蒸汽氣氛中熱處理襯底W，從而促進(jìn)抗蝕劑膜對襯底W的附著性。圖3中由叉標(biāo)記(x)表示的位置被管道和接線部分占據(jù)，或者預(yù)留作為將來添加處理裝置的空置區(qū)。
因此，將涂布處理裝置BRC1至BRC3和熱處理裝置(BARC區(qū)塊2中的加熱板HP1至HP6、冷卻板CP1至CP3以及附著促進(jìn)處理部件AHL1至AHL3)以多層堆疊，使得襯底處理設(shè)備占據(jù)的空間更小，從而減小其覆蓋區(qū)(footprint)。一對熱處理塔21并列排列的優(yōu)點在于便于維護(hù)熱處理裝置以及減少將熱處理裝置所需的管道和電源設(shè)備延伸至更高位置的需要。
圖5A和5B為示出設(shè)置在BARC區(qū)塊2中的傳輸機(jī)械手TR1的視圖。圖5A為傳輸機(jī)械手TR1的俯視圖，圖5B為傳輸機(jī)械手TR1的前視圖。傳輸機(jī)械手TR1包括彼此鄰近的一對(上和下)夾臂6a和6b，用于將襯底W保持在近似水平位置。夾臂6a和6b均包括具有近似C形平面結(jié)構(gòu)的末端部以及從近似C形末端部的內(nèi)側(cè)向內(nèi)突出的多個銷7，用于從下方支撐襯底W的周邊。
傳輸機(jī)械手TR1還包括固定地安裝在設(shè)備基座(或設(shè)備架)上的基座8。導(dǎo)軸9c垂直安裝在基座8上，螺紋軸9a可旋轉(zhuǎn)地安裝在基座8上并且垂直支撐在基座8上。用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動螺紋軸9a的馬達(dá)9b固定地安裝在基座8上。升降架10a與螺紋軸9a螺紋嚙合(threaded engagement)，并可相對于導(dǎo)軸9c自由地滑動。利用這種設(shè)置，馬達(dá)9b旋轉(zhuǎn)驅(qū)動螺紋軸9a，從而通過導(dǎo)軸9c導(dǎo)引升降架10a沿垂直方向(沿Z方向)上下移動。
臂基座10b安裝在升降架10a上，可繞著垂直軸樞轉(zhuǎn)。升降架10a包括馬達(dá)10c，用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動臂基座10b。上述一對(上和下)夾臂6a和6b設(shè)置在臂基座10b上。夾臂6a和6b均可通過安裝在臂基座10b上的滑動驅(qū)動機(jī)構(gòu)(圖中未示出)在水平方向上(在臂基座10b的樞轉(zhuǎn)直徑方向上)獨立地往復(fù)移動。
利用這種設(shè)置，傳輸機(jī)械手TR1使得每個夾臂6a和6b均能夠獨立地抵達(dá)襯底放置部件PASS1和PASS2、設(shè)置在熱處理塔21中的熱處理裝置、設(shè)置在底部涂布處理器BRC中的涂布處理裝置、以及下文將描述的襯底放置部件PASS3和PASS4，從而將襯底W傳送至上述部件和裝置以及從上述部件和裝置接收襯底W，如圖5A所示。
接下來，將描述抗蝕劑涂布區(qū)塊3?？刮g劑涂布區(qū)塊3設(shè)置為夾在BARC區(qū)塊2與顯影處理區(qū)塊4之間。用于阻斷大氣流通的隔板25也設(shè)置在抗蝕劑涂布區(qū)塊3與BARC區(qū)塊2之間。隔板25設(shè)置有一對垂直排列的襯底放置部件PASS3和PASS4，每個襯底放置部件上用于放置襯底W，以將襯底W在BARC區(qū)塊2與抗蝕劑涂布區(qū)塊3之間傳送。襯底放置部件PASS3和PASS4在結(jié)構(gòu)上類似于上述襯底放置部件PASS1和PASS2。
上襯底放置部件PASS3用于將襯底W從BARC區(qū)塊2傳輸至抗蝕劑涂布區(qū)塊3。具體來說，抗蝕劑涂布區(qū)塊3的傳輸機(jī)械手TR2接收由BARC區(qū)塊2的傳輸機(jī)械手TR1放置在襯底放置部件PASS3上的襯底W。另一方面，下襯底放置部件PASS4用于將襯底W從抗蝕劑涂布區(qū)塊3傳輸至BARC區(qū)塊2。具體來說，BARC區(qū)塊2的傳輸機(jī)械手TR1接收由抗蝕劑涂布區(qū)塊3的傳輸機(jī)械手TR2放置在襯底放置部件PASS4上的襯底W。
襯底放置部件PASS3和PASS4延伸穿過隔板25。襯底放置部件PASS3和PASS4均包括用于檢測其上存在或不存在襯底W的光學(xué)傳感器(圖中未示出)。基于來自每個傳感器的檢測信號，判斷傳輸機(jī)械手TR1和TR2是否準(zhǔn)備好將襯底W傳送至相應(yīng)的襯底放置部件PASS3和PASS4以及從相應(yīng)的襯底放置部件PASS3和PASS4接收襯底W。用于初步冷卻襯底W的一對(上和下)水冷型冷卻板WCP設(shè)置在襯底放置部件PASS3和PASS4下方，并延伸穿過隔板25(如圖4所示)。
抗蝕劑涂布區(qū)塊3為用于將抗蝕劑施加襯底W(該襯底W由BARC區(qū)塊2涂布了抗反射膜)以形成抗蝕劑膜的處理區(qū)塊。在本優(yōu)選實施例中，將化學(xué)放大抗蝕劑用作光致抗蝕劑?？刮g劑涂布區(qū)塊3包括抗蝕劑涂布處理器SC，用于通過在用作底涂膜的抗反射膜上進(jìn)行涂布來形成抗蝕劑膜；一對熱處理塔31，用于在進(jìn)行抗蝕劑涂布處理的同時，進(jìn)行熱處理；以及傳輸機(jī)械手TR2，用于將襯底W傳送至抗蝕劑涂布處理器SC和一對熱處理塔31以及從抗蝕劑涂布處理器SC和一對熱處理塔31接收襯底W。
在抗蝕劑涂布區(qū)塊3中，抗蝕劑涂布處理器SC和一對熱處理塔31設(shè)置在傳輸機(jī)械手TR2的相對兩側(cè)。具體來說，抗蝕劑涂布處理器SC位于襯底處理設(shè)備的前側(cè)，而一對熱處理塔31位于襯底處理設(shè)備的后側(cè)。此外，圖中未示出的熱障設(shè)置在一對熱處理塔31的前側(cè)。因此，通過將抗蝕劑涂布處理器SC與一對熱處理塔31隔開以及設(shè)置熱障，可避免一對熱處理塔31對抗蝕劑涂布處理器SC的熱效應(yīng)。
如圖2所示，抗蝕劑涂布處理器SC包括在結(jié)構(gòu)上相互類似并且按從下至上的順序以堆疊關(guān)系排列的三個涂布處理裝置SC1、SC2以及SC3。三個涂布處理裝置SC1、SC2以及SC3總稱為抗蝕劑涂布處理器SC，除非另外指明。涂布處理裝置SC1、SC2以及SC3均包括旋轉(zhuǎn)夾盤32，用于將襯底W在吸力下保持在近似水平位置的同時，在近似水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)襯底W；涂布噴嘴33，用于將抗蝕劑溶液施加在保持在旋轉(zhuǎn)夾盤32上的襯底W上；旋轉(zhuǎn)馬達(dá)(圖中未示出)，用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)夾盤32；杯體(圖中未示出)，圍繞保持在旋轉(zhuǎn)夾盤32上的襯底W，等等。
如圖3所示，較接近分度器區(qū)塊1的一個熱處理塔31包括按從下至上的順序以堆疊關(guān)系排列的六個加熱部件PHP1至PHP6，用于將襯底W加熱至達(dá)到預(yù)定溫度。較遠(yuǎn)離分度器區(qū)塊1的另一熱處理塔31包括按從下至上的順序以堆疊關(guān)系排列的冷卻板CP4至CP9，用于將已加熱的襯底W冷卻至達(dá)到預(yù)定溫度，并將襯底W保持在預(yù)定溫度。
加熱部件PHP1至PHP6均為熱處理裝置，除了用于加熱放置于其上的襯底W的普通加熱板之外，還包括用于將襯底W放置在與加熱板間隔開的上部位置的臨時襯底放置部件和用于將襯底W在加熱板與臨時襯底放置部件之間傳輸?shù)木植總鬏敊C(jī)構(gòu)34(參見圖1)。局部傳輸機(jī)構(gòu)34能夠上下移動以及左右移動，并且包括通過其中的循環(huán)冷卻水將正在傳輸?shù)囊r底W冷卻下來的機(jī)構(gòu)。
相對于傳輸機(jī)械手TR2，局部傳輸機(jī)構(gòu)34設(shè)置在上述加熱板和臨時襯底放置部件的相反側(cè)，也就是設(shè)置在襯底處理設(shè)備的后側(cè)。臨時襯底放置部件具有面向傳輸機(jī)械手TR2的開口側(cè)和面向局部傳輸機(jī)構(gòu)34的開口側(cè)。另一方面，加熱板僅具有面向局部傳輸機(jī)構(gòu)34的開口側(cè)和面向傳輸機(jī)械手TR2的閉合側(cè)。因此，傳輸機(jī)械手TR2和局部傳輸機(jī)構(gòu)34都能夠抵達(dá)臨時襯底放置部件，而只有局部傳輸機(jī)構(gòu)34能夠抵達(dá)加熱板。加熱部件PHP1至PHP6通常在結(jié)構(gòu)上類似于下文將描述的顯影處理區(qū)塊4中的加熱部件PHP7至PHP12(圖7A和7B)。
襯底W以下述方式被傳輸至具有這種結(jié)構(gòu)的上述各個加熱部件PHP1至PHP6。首先，傳輸機(jī)械手TR2將襯底W放置在臨時襯底放置部件上。隨后，局部傳輸機(jī)構(gòu)34從臨時襯底放置部件接收襯底W，然后將襯底W傳輸至加熱板。加熱板對襯底W進(jìn)行加熱處理。局部傳輸機(jī)構(gòu)34取出已由加熱板進(jìn)行加熱處理的襯底W，并將襯底W傳輸至臨時襯底放置部件。在傳輸期間，襯底W通過局部傳輸機(jī)構(gòu)34的冷卻功能而冷卻下來。此后，傳輸機(jī)械手TR2取出已進(jìn)行加熱處理并已傳輸至臨時襯底放置部件的襯底W。
以這種方式，傳輸機(jī)械手TR2僅向/從臨時襯底放置部件傳送/接收襯底W，其中臨時襯底放置部件在每個加熱部件PHP1至PHP6中保持在室溫，而不直接向/從加熱板傳送/接收襯底W。這避免了傳輸機(jī)械手TR2的溫度升高。只具有面向局部傳輸機(jī)構(gòu)34的開口側(cè)的加熱板防止了從加熱板泄漏出的熱空氣影響傳輸機(jī)械手TR2和抗蝕劑涂布處理器SC。傳輸機(jī)械手TR2直接向/從冷卻板CP4至CP9傳送/接收襯底W。
傳輸機(jī)械手TR2與傳輸機(jī)械手TR1在結(jié)構(gòu)上完全相同。因此，傳輸機(jī)械手TR2可使得其一對夾臂中的每一個能夠獨立地抵達(dá)襯底放置部件PASS3和PASS4、設(shè)置在熱處理塔31中的熱處理裝置、設(shè)置在抗蝕劑涂布處理器SC中的涂布處理裝置、以及下文將描述的襯底放置部件PASS5和PASS6，從而將襯底W傳送至上述部件和裝置以及從上述部件和裝置接收襯底W。
接下來，將描述顯影處理區(qū)塊4。顯影處理區(qū)塊4設(shè)置為夾在抗蝕劑涂布區(qū)塊3與接口區(qū)塊5之間。用于阻斷大氣流通的隔板35也設(shè)置在抗蝕劑涂布區(qū)塊3與顯影處理區(qū)塊4之間。隔板35設(shè)置有一對垂直排列的襯底放置部件PASS5和PASS6，每個襯底放置部件上用于放置襯底W，以將襯底W在抗蝕劑涂布區(qū)塊3與顯影處理區(qū)塊4之間傳送。襯底放置部件PASS5和PASS6在結(jié)構(gòu)上類似于上述襯底放置部件PASS1和PASS2。
上襯底放置部件PASS5用于將襯底W從抗蝕劑涂布區(qū)塊3傳輸至顯影處理區(qū)塊4。具體來說，顯影處理區(qū)塊4的傳輸機(jī)械手TR3接收由抗蝕劑涂布區(qū)塊3的傳輸機(jī)械手TR2放置在襯底放置部件PASS5上的襯底W。另一方面，下襯底放置部件PASS6用于將襯底W從顯影處理區(qū)塊4傳輸至抗蝕劑涂布區(qū)塊3。具體來說，抗蝕劑涂布區(qū)塊3的傳輸機(jī)械手TR2接收由顯影處理區(qū)塊4的傳輸機(jī)械手TR3放置在襯底放置部件PASS6上的襯底W。
襯底放置部件PASS5和PASS6延伸穿過隔板35。襯底放置部件PASS5和PASS6均包括用于檢測其上存在或不存在襯底W的光學(xué)傳感器(圖中未示出)?；趤碜悦總€傳感器的檢測信號，判斷傳輸機(jī)械手TR2和TR3是否準(zhǔn)備好將襯底W傳送至襯底放置部件PASS5和PASS6以及從襯底放置部件PASS5和PASS6接收襯底W。用于初步冷卻襯底W的一對(上和下)水冷型冷卻板WCP設(shè)置在襯底放置部件PASS5和PASS6下方，并延伸穿過隔板35(如圖4所示)。
顯影處理區(qū)塊4為用于對已進(jìn)行曝光處理的襯底W進(jìn)行顯影處理的處理區(qū)塊。顯影處理區(qū)塊4也能夠清洗和干燥已進(jìn)行液浸曝光處理的襯底W。顯影處理區(qū)塊4包括顯影處理器SD，用于將顯影溶液施加在已以圖案曝光的襯底W上，以進(jìn)行顯影處理；清洗處理器SOAK，用于對已進(jìn)行液浸曝光處理的襯底W進(jìn)行清洗處理和干燥處理；一對熱處理塔41和42，用于在進(jìn)行顯影處理的同時，進(jìn)行熱處理；以及傳輸機(jī)械手TR3，用于向/從顯影處理器SD、清洗處理器SOAK以及一對熱處理塔41和42傳送/接收襯底W。傳輸機(jī)械手TR3與上述傳輸機(jī)械手TR1和TR2在結(jié)構(gòu)上完全相同。
如圖2所示，顯影處理器SD包括在結(jié)構(gòu)上相類似并且按從下至上的順序以堆疊關(guān)系排列的四個顯影處理裝置SD1、SD2、SD3以及SD4。上述四個顯影處理裝置SD1至SD4總稱為顯影處理器SD，除非另外指明。顯影處理裝置SD1至SD4均包括旋轉(zhuǎn)夾盤43，用于將襯底W在吸力下保持在近似水平位置的同時，在近似水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)襯底W；噴嘴44，用于將顯影溶液施加在保持在旋轉(zhuǎn)夾盤43上的襯底W上；旋轉(zhuǎn)馬達(dá)(圖中未示出)，用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)夾盤43；杯體(圖中未示出)，圍繞保持在旋轉(zhuǎn)夾盤43上的襯底W，等等。
清洗處理器SOAK包括單個清洗處理裝置SOAK1。如圖2所示，清洗處理裝置SOAK1設(shè)置在顯影處理裝置SD1的下方。圖6為示出清洗處理裝置SOAK1的結(jié)構(gòu)的視圖。清洗處理裝置SOAK1包括旋轉(zhuǎn)夾盤421，以在將襯底W保持在水平位置的同時，繞著穿過襯底W中心的垂直旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)襯底W。
旋轉(zhuǎn)夾盤421固定在旋轉(zhuǎn)軸425的上端，旋轉(zhuǎn)軸425通過圖中未示出的電動馬達(dá)旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)夾盤421形成有吸入通道(圖中未示出)。在將襯底W放置在旋轉(zhuǎn)夾盤421上時，從吸入通道排出空氣使得襯底W的下表面被真空保持在旋轉(zhuǎn)夾盤421上，從而將襯底W保持在水平位置。
第一樞轉(zhuǎn)馬達(dá)460設(shè)置在旋轉(zhuǎn)夾盤421的一側(cè)。第一樞轉(zhuǎn)軸461連接至第一樞轉(zhuǎn)馬達(dá)460。第一臂462連接至第一樞轉(zhuǎn)軸461并沿水平方向延伸，并且清洗處理噴嘴450設(shè)置在第一臂462的末端。第一樞轉(zhuǎn)馬達(dá)460驅(qū)動第一樞轉(zhuǎn)軸461旋轉(zhuǎn)，并且驅(qū)動第一臂462樞轉(zhuǎn)，從而將清洗處理噴嘴450移動至由旋轉(zhuǎn)夾盤421保持的襯底W上方。
清洗供應(yīng)管道463的頂端與清洗處理噴嘴450連通。清洗供應(yīng)管道463分別通過閥門Va和閥門Vb與清洗液供應(yīng)源R1和漂洗液供應(yīng)源R2連通。通過控制閥門Va和Vb的開關(guān)，能夠選擇供應(yīng)至清洗供應(yīng)管道463的處理液體以及調(diào)整其供應(yīng)量。具體來說，通過打開閥門Va將清洗液供應(yīng)至清洗供應(yīng)管道463，通過打開閥門Vb將漂洗液供應(yīng)至清洗供應(yīng)管道463。
從清洗液供應(yīng)源R1供應(yīng)的清洗液或者從漂洗液供應(yīng)源R2供應(yīng)的漂洗液通過清洗供應(yīng)管道463被供應(yīng)給清洗處理噴嘴450。從而將清洗液或者漂洗液從清洗處理噴嘴450提供至襯底W的表面。這里采用的清洗液的實例包括去離子水、絡(luò)合物(離化)的去離子水溶液以及氟基化學(xué)溶液。這里采用的漂洗液的實例包括去離子水、蘇打水、溶解氫水、電解離化水以及氫氟醚(HFE)。可將液滴混合到氣體中以噴射混合物的雙流體噴嘴可用作清洗處理噴嘴450。
第二樞轉(zhuǎn)馬達(dá)470設(shè)置在旋轉(zhuǎn)夾盤421的不同于上述側(cè)的一側(cè)。第二樞轉(zhuǎn)軸471連接至第二樞轉(zhuǎn)馬達(dá)470。第二臂472連接至第二樞轉(zhuǎn)軸471并沿水平方向延伸，干燥處理噴嘴451設(shè)置在第二臂472的末端。第二樞轉(zhuǎn)馬達(dá)470驅(qū)動第二樞轉(zhuǎn)軸471旋轉(zhuǎn)，并驅(qū)動第二臂472樞轉(zhuǎn)，從而將干燥處理噴嘴451移至由旋轉(zhuǎn)夾盤421保持的襯底W的上方。
干燥供應(yīng)管道473的頂端與干燥處理噴嘴451連通。干燥供應(yīng)管道473通過閥門Vc與惰性氣體供應(yīng)源R3連通。通過控制閥門Vc的開關(guān)，能夠調(diào)整供應(yīng)至干燥供應(yīng)管道473的惰性氣體量。
從惰性氣體供應(yīng)源R3供應(yīng)的惰性氣體通過干燥供應(yīng)管道473被供應(yīng)給干燥處理噴嘴451。從而將惰性氣體從干燥處理噴嘴451提供至襯底W的表面。這里采用的惰性氣體的實例包括氮氣(N2)和氬氣(Ar)。
在將清洗液或者漂洗液供應(yīng)至襯底W的表面時，清洗處理噴嘴450位于由旋轉(zhuǎn)夾盤421保持的襯底W上方，而干燥處理噴嘴451退回至預(yù)定位置。另一方面，當(dāng)供應(yīng)惰性氣體至襯底W的表面時，干燥處理噴嘴451位于由旋轉(zhuǎn)夾盤421保持的襯底W上方，而清洗處理噴嘴450退回至預(yù)定位置，如圖6所示。
由旋轉(zhuǎn)夾盤421保持的襯底W被處理杯體423圍繞。在處理杯體423內(nèi)部設(shè)置圓柱形隔壁433。在隔壁433的內(nèi)部形成用于排放處理襯底W所用的處理液體(清洗液或者漂洗液)的排放空間431，排放空間431圍繞旋轉(zhuǎn)夾盤421。在處理杯體423的外壁與隔壁433之間形成用于收集處理襯底W所用的處理液體的集液空間432，集液空間432圍繞排放空間431。
用于將處理液體引導(dǎo)至排放處理設(shè)備(圖中未示出)的排放管道434連接至排放空間431，而用于將處理液體引導(dǎo)至收集處理設(shè)備(圖中未示出)的收集管道435連接至集液空間432。
用于防止處理液體從襯底W向外飛濺的飛濺防護(hù)裝置424設(shè)置在處理杯體423上方。飛濺防護(hù)裝置424的結(jié)構(gòu)相對于旋轉(zhuǎn)軸425旋轉(zhuǎn)對稱。具有折線形(dog-legged)截面結(jié)構(gòu)的排放導(dǎo)引槽441呈環(huán)狀形成在飛濺防護(hù)裝置424的上端部的內(nèi)表面。由向外、向下傾斜的表面限定的集液導(dǎo)引部分442形成在飛濺防護(hù)裝置424的下端部的內(nèi)表面。用于容納處理杯體423中的隔壁433的隔壁容納槽443形成在集液導(dǎo)引部分442的上端部附近。
由包括滾珠螺旋機(jī)構(gòu)等的防護(hù)驅(qū)動機(jī)構(gòu)(圖中未示出)驅(qū)動飛濺防護(hù)裝置424沿垂直方向上下移動。防護(hù)驅(qū)動機(jī)構(gòu)使飛濺防護(hù)裝置424在收集位置與排放位置之間上下移動，其中在該收集位置集液導(dǎo)引部分442圍繞由旋轉(zhuǎn)夾盤421保持的襯底W的邊緣部分，在該排放位置排放導(dǎo)引槽441圍繞由旋轉(zhuǎn)夾盤421保持的襯底W的邊緣部分。當(dāng)飛濺防護(hù)裝置424位于收集位置(或者圖6所示的位置)時，從襯底W的邊緣部分飛濺出來的處理液體被集液導(dǎo)引部分442導(dǎo)引至集液空間432中，然后通過收集管道435收集。另一方面，當(dāng)飛濺防護(hù)裝置424位于排放位置時，從襯底W的邊緣部分飛濺出來的處理液體被排放導(dǎo)引槽441導(dǎo)引至排放空間431中，然后通過排放管道434排放。以這種方式，可選擇性進(jìn)行處理液體的排放和收集。
再次參照圖3，較接近分度器區(qū)塊1的熱處理塔41包括五個加熱板HP7至HP11，用于將襯底W加熱至達(dá)到預(yù)定溫度；以及冷卻板CP10至CP13，用于將已加熱的襯底W冷卻至達(dá)到預(yù)定溫度，并將襯底W保持在預(yù)定溫度。冷卻板CP10至CP13以及加熱板HP7至HP11在上述熱處理塔41中按從下至上的順序以堆疊關(guān)系排列。
另一方面，較遠(yuǎn)離分度器區(qū)塊1的熱處理塔42包括以堆疊關(guān)系排列的六個加熱部件PHP7至PHP12以及冷卻板CP14。類似于上述加熱部件PHP1至PHP6，加熱部件PHP7至PHP12均為包括臨時襯底放置部件和局部傳輸機(jī)構(gòu)的熱處理裝置。
圖7A和7B示意性示出具有臨時襯底放置部件的加熱部件PHP7的結(jié)構(gòu)。圖7A為加熱部件PHP7的側(cè)向剖視圖，而圖7B為加熱部件PHP7的俯視圖。在圖7A和7B中示出了加熱部件PHP7，而加熱部件PHP8至PHP12與加熱部件PHP7在結(jié)構(gòu)上完全相同。加熱部件PHP7包括加熱板710，用于對放置于其上的襯底W進(jìn)行加熱處理；臨時襯底放置部件719，用于將襯底W放置在與加熱板710間隔開的上部或下部位置(在本優(yōu)選實施例中為上部位置)；以及局部傳輸機(jī)構(gòu)720，為熱處理部件所專用，用于將襯底W在加熱板710與臨時襯底放置部件719之間傳輸。加熱板710設(shè)置有多個可移動支撐銷721，所述可移動支撐銷721可從板表面延伸出以及縮回至板表面中。用于在加熱處理期間覆蓋襯底W的垂直可移動頂蓋722設(shè)置在加熱板710上方。臨時襯底放置部件719設(shè)置有用于支撐襯底W的多個固定支撐銷723。
局部傳輸機(jī)構(gòu)720包括用于將襯底W保持在近似水平位置的保持板724。保持板724由螺旋進(jìn)給驅(qū)動機(jī)構(gòu)725上下移動，并由皮帶驅(qū)動機(jī)構(gòu)726前后移動。保持板724設(shè)置有多個縫隙724a，從而在保持板724移動至加熱板710上方以及移動至臨時襯底放置部件719中時不會妨礙可移動支撐銷721和固定支撐銷723。
局部傳輸機(jī)構(gòu)720還包括制冷元件，用于在將襯底W從加熱板710傳輸至臨時襯底放置部件719的過程中冷卻襯底W。如圖7B所示，制冷元件可構(gòu)成為在保持板724內(nèi)部設(shè)置冷卻水通道724b，冷卻水流過該冷卻水通道724b。例如，制冷元件可構(gòu)成為在保持板724內(nèi)部設(shè)置珀耳帖(Peltier)器件等。
上述局部傳輸機(jī)構(gòu)720設(shè)置在設(shè)備中加熱板710和臨時襯底放置部件719的后側(cè)(即相對于加熱板710和臨時襯底放置部件719位于(+Y)側(cè))。接口區(qū)塊5的傳輸機(jī)械手TR4相對于加熱板710和臨時襯底放置部件719設(shè)置在(+X)側(cè)，并且顯影處理區(qū)塊4的傳輸機(jī)械手TR3相對于加熱板710和臨時襯底放置部件719設(shè)置在(-Y)側(cè)。在覆蓋加熱板710和臨時襯底放置部件719的外殼727的上部中，即在外殼727的覆蓋臨時襯底放置部件719的部分中，使得傳輸機(jī)械手TR4進(jìn)入臨時襯底放置部件719的開口719a設(shè)置在其(+X)側(cè)，并使得局部傳輸機(jī)構(gòu)720進(jìn)入臨時襯底放置部件719的開口719b設(shè)置在其(+Y)側(cè)。在外殼727的下部中，即在外殼727的覆蓋加熱板710的部分中，其(+X)和(-Y)側(cè)(即外殼727的與傳輸機(jī)械手TR3和傳輸機(jī)械手TR4相對的表面)沒有設(shè)置開口，而使得局部傳輸機(jī)構(gòu)720進(jìn)入加熱板710的開口719c設(shè)置在其(+Y)側(cè)。
襯底W通過下述方式被載入和載出上述加熱部件PHP7。首先，接口區(qū)塊5的傳輸機(jī)械手TR4保持已曝光的襯底W，并將襯底W放置在臨時襯底放置部件719的固定支撐銷723上。隨后，局部傳輸機(jī)構(gòu)720的保持板724移至襯底W下方，然后略微向上移動，以從固定支撐銷723接收襯底W。保持襯底W的保持板724向后移出外殼727，然后向下移至與加熱板710相對的位置。此時，加熱板710的可移動支撐銷721位于降低的位置，而頂蓋722位于升高的位置。保持襯底W的保持板724移至加熱板710上方。在可移動支撐銷721向上移動并在接收位置接收襯底W之后，保持板724向后移出外殼727。隨后，可移動支撐銷721向下移動以將襯底W放置在加熱板710上，頂蓋722向下移動以覆蓋襯底W。在這種狀態(tài)下，對襯底W進(jìn)行加熱處理。在進(jìn)行加熱處理后，頂蓋722向上移動，可移動支撐銷721向上移動以抬升襯底W。接下來，在保持板724移至襯底W下方之后，可移動支撐銷721向下移動以將襯底W傳送至保持板724。保持襯底W的保持板724向后移出外殼727，然后向上移動以將襯底W傳輸至臨時襯底放置部件719。在傳輸過程中，由保持板724支撐的襯底W被保持板724的制冷元件冷卻。保持板724將冷卻(至接近室溫)的襯底W放置在臨時襯底放置部件719的固定支撐銷723上。傳輸機(jī)械手TR4取出并傳輸襯底W。
傳輸機(jī)械手TR4僅向/從臨時襯底放置部件719傳送/接收襯底W，而不向/從加熱板710傳送/接收襯底W。這避免了傳輸機(jī)械手TR4的溫度升高。此外，將襯底W放置在加熱板710上以及從加熱板710移出襯底W所經(jīng)過的開口719c僅形成在局部傳輸機(jī)構(gòu)720的一側(cè)。這防止了通過開口719c泄漏出的熱空氣使傳輸機(jī)械手TR3和傳輸機(jī)械手TR4的溫度升高以及影響顯影處理器SD和清洗處理器SOAK。
如上所述，接口區(qū)塊5的傳輸機(jī)械手TR4能夠抵達(dá)加熱部件PHP7至PHP12以及冷卻板CP14，但是顯影處理區(qū)塊4的傳輸機(jī)械手TR3不能抵達(dá)加熱部件PHP7至PHP12以及冷卻板CP14。顯影處理區(qū)塊4的傳輸機(jī)械手TR3能夠抵達(dá)包括在熱處理塔41中的熱處理裝置。
在熱處理塔42的最頂層中包括一對垂直排列的襯底放置部件PASS7和PASS8，它們彼此接近，用于將襯底W在彼此鄰近的顯影處理區(qū)塊4和接口區(qū)塊5之間傳輸。上襯底放置部件PASS7用于將襯底W從顯影處理區(qū)塊4傳輸至接口區(qū)塊5。具體來說，接口區(qū)塊5的傳輸機(jī)械手TR4接收由顯影處理區(qū)塊4的傳輸機(jī)械手TR3放置在襯底放置部件PASS7上的襯底W。另一方面，下襯底放置部件PASS8用于將襯底W從接口區(qū)塊5傳輸至顯影處理區(qū)塊4。具體來說，顯影處理區(qū)塊4的傳輸機(jī)械手TR3接收由接口區(qū)塊5的傳輸機(jī)械手4放置在襯底放置部件PASS8上的襯底W。襯底放置部件PASS7和PASS8均包括面向顯影處理區(qū)塊4的傳輸機(jī)械手TR3的開口側(cè)和面向接口區(qū)塊5的傳輸機(jī)械手TR4的開口側(cè)。
接下來，將描述接口區(qū)塊5。接口區(qū)塊5為與顯影處理區(qū)塊4相鄰設(shè)置的區(qū)塊。接口區(qū)塊5從抗蝕劑涂布區(qū)塊3接收通過抗蝕劑涂布處理而形成有抗蝕劑膜的襯底W，然后將襯底W傳送至曝光裝置EXP，該曝光裝置EXP為與根據(jù)本發(fā)明的襯底處理設(shè)備分離的外部設(shè)備。此外，接口區(qū)塊5從曝光裝置EXP接收已曝光的襯底W，然后將已曝光的襯底W傳送至顯影處理區(qū)塊4。本優(yōu)選實施例中的接口區(qū)塊5包括傳輸機(jī)構(gòu)55，用于將襯底W傳送至曝光裝置EXP以及從曝光裝置EXP接收襯底W；一對邊緣曝光裝置EEW1和EEW2，用于曝光形成有抗蝕劑膜的襯底W的外圍；以及傳輸機(jī)械手TR4，用于向/從設(shè)置在顯影處理區(qū)塊4中的加熱部件PHP7至PHP12和冷卻板CP14以及邊緣曝光裝置EEW1和EEW2傳送/接收襯底W。
如圖2所示，邊緣曝光裝置EEW1和EEW2(總稱為邊緣曝光部件EEW，除非另外指明)均包括旋轉(zhuǎn)夾盤56，用于將襯底W在吸力下保持在近似水平位置的同時，在近似水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)襯底W；光照器57，用于將保持在旋轉(zhuǎn)夾盤56上的襯底W的外圍曝光，等等。一對邊緣曝光裝置EEW1和EEW2以堆疊關(guān)系垂直排列在接口區(qū)塊5的中心處。傳輸機(jī)械手TR4與邊緣曝光部件EEW、顯影處理區(qū)塊4的熱處理塔42相鄰設(shè)置，且在結(jié)構(gòu)上類似于上述傳輸機(jī)械手TR1至TR3。
參照圖2和圖8，繼續(xù)進(jìn)行進(jìn)一步的描述。圖8為從(+X)側(cè)觀看的接口區(qū)塊5的側(cè)視圖。用于使襯底W返回的返回緩沖器RBF設(shè)置在一對邊緣曝光裝置EEW1和EEW2下方，一對垂直排列的襯底放置部件PASS9和PASS10設(shè)置在返回緩沖器RBF下方。返回緩沖器RBF設(shè)置為如果由于某些故障等顯影處理區(qū)塊4不能對襯底W進(jìn)行顯影處理，用于臨時存放已在顯影處理區(qū)塊4的加熱部件PHP7至PHP12中進(jìn)行曝光后烘烤處理的襯底W。返回緩沖器RBF包括能夠成排地存放多個襯底W的箱體。上襯底放置部件PASS9用于將襯底W從傳輸機(jī)械手TR4傳送至傳輸機(jī)構(gòu)55。下襯底放置部件PASS10用于將襯底W從傳輸機(jī)構(gòu)55傳送至傳輸機(jī)械手TR4。傳輸機(jī)械手TR4能夠抵達(dá)返回緩沖器RBF。
如圖8所示，傳輸機(jī)構(gòu)55包括與螺紋軸522螺紋嚙合的可移動基座55a。螺紋軸522被一對支撐基座523可旋轉(zhuǎn)地支撐，且其旋轉(zhuǎn)軸沿Y軸延伸。螺紋軸522的一端連接至馬達(dá)M1。馬達(dá)M1驅(qū)動螺紋軸522旋轉(zhuǎn)，由此沿Y軸水平移動可移動基座55a。
用于保持襯底W的一對夾臂59a和59b以垂直排列的方式安裝在可移動基座55a上。通過包括在可移動基座55a中的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，一對夾臂59a和59b能夠相互獨立地上下移動、樞轉(zhuǎn)、以及在樞轉(zhuǎn)半徑的方向上前后移動。通過這種設(shè)置，傳輸機(jī)構(gòu)55將襯底W傳送至曝光裝置EXP以及從曝光裝置EXP接收襯底W，將襯底W傳送至襯底放置部件PASS9和PASS10以及從襯底放置部件PASS9和PASS10接收襯底，以及將襯底存放在用于發(fā)送襯底W的發(fā)送緩沖器SBF中以及從發(fā)送緩沖器SBF中取出襯底W。發(fā)送緩沖器SBF設(shè)置為如果曝光裝置EXP不能接收襯底W，用于臨時存放進(jìn)行曝光處理之前的襯底W；并且包括能夠以多層存放多個襯底W的箱體。
如圖2和圖8所示，清洗處理裝置SOAK1在(+X)側(cè)具有開口58。因此，傳輸機(jī)構(gòu)55能夠通過開口58將襯底W傳送至清洗處理裝置SOAK1以及從清洗處理裝置SOAK1接收襯底W。
潔凈空氣的下降流始終供應(yīng)到上述分度器區(qū)塊1、BARC區(qū)塊2、抗蝕劑涂布區(qū)塊3、顯影處理區(qū)塊4以及接口區(qū)塊5，從而避免上升的粒子和氣流對各個區(qū)塊1至5中的處理產(chǎn)生不利影響。此外，在每個區(qū)塊1至5中相對于襯底處理設(shè)備的外部環(huán)境保持輕微的正壓，以防止外部環(huán)境的粒子和雜物進(jìn)入?yún)^(qū)塊1至5中。
上述分度器區(qū)塊1、BARC區(qū)塊2、抗蝕劑涂布區(qū)塊3、顯影處理區(qū)塊4以及接口區(qū)塊5為本優(yōu)選實施例的襯底處理設(shè)備從機(jī)械角度劃分的單位。區(qū)塊1至5分別裝配成單個區(qū)塊框體，其依次連接在一起而構(gòu)成襯底處理設(shè)備。
另一方面，除了作為基于上述機(jī)械劃分的單位的區(qū)塊之外，本優(yōu)選實施例采用另一種單位，即關(guān)于襯底傳輸?shù)膫鬏斂刂茊挝?。關(guān)于襯底傳輸?shù)膫鬏斂刂茊挝辉诖朔Q為“單元”(cell)。每個單元包括用于傳輸襯底的傳輸機(jī)械手和傳輸目標(biāo)部件，該傳輸機(jī)械手將襯底傳輸至該傳輸目標(biāo)部件。上述每個襯底放置部件用作將襯底W接收到單元中的入口襯底放置部件或者將襯底W傳送出單元的出口襯底放置部件。襯底W在單元之間的傳送也通過襯底放置部件來進(jìn)行。構(gòu)成這些單元的傳輸機(jī)械手包括分度器區(qū)塊1的襯底傳送機(jī)構(gòu)12和接口區(qū)塊5的傳輸機(jī)構(gòu)55。
本優(yōu)選實施例中的襯底處理設(shè)備包括六個單元分度器單元、BARC單元、抗蝕劑涂布單元、顯影處理單元、曝光后烘烤單元以及接口單元。分度器單元包括工作臺11和襯底傳送機(jī)構(gòu)12，因此其在結(jié)構(gòu)上類似于作為基于機(jī)械劃分的單位之一的分度器區(qū)塊1。BARC單元包括底部涂布處理器BRC、一對熱處理塔21以及傳輸機(jī)械手TR1。因此，BARC單元也在結(jié)構(gòu)上類似于作為機(jī)械劃分的單位之一的BARC區(qū)塊2?？刮g劑涂布單元包括抗蝕劑涂布處理器SC、一對熱處理塔31以及傳輸機(jī)械手TR2。因此，抗蝕劑涂布單元也在結(jié)構(gòu)上類似于作為基于機(jī)械劃分的單位之一的抗蝕劑涂布區(qū)塊3。
顯影處理單元包括顯影處理器SD、熱處理塔41以及傳輸機(jī)械手TR3。由于傳輸機(jī)械手TR3不能抵達(dá)熱處理塔42的加熱部件PHP7至PHP12以及冷卻板CP14，如上所述，因此顯影處理單元不包括熱處理塔42。由于接口區(qū)塊5的傳輸機(jī)構(gòu)55能夠抵達(dá)清洗處理器SOAK的清洗處理裝置SOAK1，因此清洗處理器SOAK也不包含在顯影處理單元中。在這些方面，顯影處理單元不同于作為基于機(jī)械劃分的單位之一的顯影處理區(qū)塊4。
曝光后烘烤單元包括位于顯影處理區(qū)塊4中的熱處理塔42、位于接口區(qū)塊5中的邊緣曝光部件EEW以及位于接口區(qū)塊5中的傳輸機(jī)械手TR4。也就是說，曝光后烘烤單元延伸覆蓋作為基于機(jī)械劃分的單位的顯影處理區(qū)塊4和接口區(qū)塊5。以這種方式，構(gòu)成用于執(zhí)行熱處理的一個單元，其包括用于進(jìn)行曝光后烘烤處理的加熱部件PHP7至PHP12以及使得能夠?qū)⒁哑毓獾囊r底W迅速傳輸至加熱部件PHP7至PHP12中的自動傳送機(jī)TR4。在使用化學(xué)放大抗蝕劑的情況下，這種設(shè)置為優(yōu)選的，這是因為在以圖案曝光襯底W之后，化學(xué)放大抗蝕劑需要盡快進(jìn)行加熱處理。
包含在熱處理塔42中的襯底放置部件PASS7和PASS8設(shè)置為用于將襯底W在顯影處理單元的傳輸機(jī)械手TR3和曝光后烘烤單元的傳輸機(jī)械手TR4之間傳送。
接口單元包括傳輸機(jī)構(gòu)55和清洗處理器SOAK，該傳輸機(jī)構(gòu)55用于將襯底W傳送至曝光裝置EXP以及從曝光裝置EXP接收襯底W，該曝光裝置EXP為外部設(shè)備。接口單元與作為基于機(jī)械劃分的單位之一的接口區(qū)塊5在結(jié)構(gòu)上的不同之處在于接口單元包括位于顯影處理區(qū)塊4中的清洗處理器SOAK，而不包括傳輸機(jī)械手TR4和邊緣曝光部件EEW。位于邊緣曝光部件EEW下方的襯底放置部件PASS9和PASS10設(shè)置為用于將襯底W在曝光后烘烤單元的傳輸機(jī)械手TR4與接口單元的傳輸機(jī)構(gòu)55之間傳送。
接下來，將描述本優(yōu)選實施例的襯底處理設(shè)備中的控制機(jī)構(gòu)。圖9為控制機(jī)構(gòu)的示意性方框圖。如圖9所示，本優(yōu)選實施例的襯底處理設(shè)備具有由主控制器MC、單元控制器CC以及裝置控制器構(gòu)成的三級控制體系。主控制器MC、單元控制器CC以及裝置控制器在硬件結(jié)構(gòu)上類似于一般的計算機(jī)。具體來說，每個控制器包括CPU，用于進(jìn)行各種計算處理；ROM或者只讀存儲器，用于在其中存儲基本程序；RAM或者可讀/可寫存儲器，用于在其中存儲各種信息；磁盤，用于在其中存儲控制應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)。
第一級的單個主控制器MC是為整個襯底處理設(shè)備設(shè)置的，主要用于整個襯底處理設(shè)備的管理、主控制屏MP的管理以及單元控制器CC的管理。主控制屏MP用作主控制器MC的顯示器。各種指令和參數(shù)可從鍵盤KB輸入主控制器MC。主控制屏MP可以是觸摸屏的形式，從而使用戶從主控制屏MP執(zhí)行對主控制器MC的輸入處理。
第二級的多個單元控制器CC與六個單元(分度器單元、BARC單元、抗蝕劑涂布單元、顯影處理單元、曝光后烘烤單元以及接口單元)成對應(yīng)關(guān)系地單獨設(shè)置。每個單元控制器CC主要用于控制襯底傳輸和管理相應(yīng)單元中的裝置。具體來說，各個單元的單元控制器CC以如下方式發(fā)送和接收信息第一單元的第一單元控制CC將表示襯底W被放置在預(yù)定襯底放置部件上的信息發(fā)送到與第一單元相鄰的第二單元的第二單元控制器CC，已接收到襯底W的第二單元的第二單元控制器CC將表示從預(yù)定襯底放置部件接收到襯底W的信息發(fā)送回第一單元控制器CC。信息的這種發(fā)送和接收是通過主控制器MC進(jìn)行的。每個單元控制器CC將表示襯底W被傳輸至相應(yīng)單元中的信息提供至傳輸機(jī)械手控制器TC，傳輸機(jī)械手控制器TC接著控制相應(yīng)的傳輸機(jī)械手，以根據(jù)預(yù)定的程序在相應(yīng)的單元中循環(huán)地傳輸襯底W。傳輸機(jī)械手控制器TC為通過相應(yīng)單元控制器CC中的預(yù)定應(yīng)用軟件的操作實施的控制器。
第三級的裝置控制器的實例包括旋轉(zhuǎn)控制器和烘烤控制器。旋轉(zhuǎn)控制器根據(jù)相應(yīng)的單元控制器CC給出的指示，直接控制設(shè)置在相應(yīng)單元中的旋轉(zhuǎn)裝置(涂布處理裝置、顯影處理裝置以及清洗處理裝置)。具體來說，例如，旋轉(zhuǎn)控制器控制旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，以調(diào)整襯底W的轉(zhuǎn)數(shù)。烘烤控制器根據(jù)相應(yīng)的單元控制器CC給出的指示，直接控制設(shè)置在相應(yīng)單元中的熱處理裝置(加熱板、冷卻板、加熱部件等)。具體來說，例如，烘烤控制器控制包括在加熱板中的加熱器，以調(diào)整板溫等。
與設(shè)置在襯底處理設(shè)備中的三級控制體系相比，經(jīng)由LAN線連接至襯底處理設(shè)備的主機(jī)100歸為更高級的控制機(jī)構(gòu)(參見圖1)。主機(jī)100包括CPU，用于進(jìn)行各種計算處理；ROM或者只讀存儲器，用于在其中存儲基本程序；RAM或者可讀/可寫存儲器，用于在其中存儲各種信息；磁盤，用于在其中存儲控制應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)，等等。主機(jī)100在結(jié)構(gòu)上類似于一般計算機(jī)。根據(jù)本優(yōu)選實施例的多個襯底處理設(shè)備通常連接至主機(jī)100。主機(jī)100將包含關(guān)于處理工序和處理條件的描述的程序(recipe)提供給與其連接的每個襯底處理設(shè)備。主機(jī)100提供的程序存儲在每個襯底處理設(shè)備的主控制器MC的存儲部件(例如存儲器)中。
曝光裝置EXP設(shè)置有獨立于襯底處理設(shè)備的上述控制機(jī)構(gòu)的分離控制器。換句話說，曝光裝置EXP不在襯底處理設(shè)備的主控制器MC的控制下工作，而獨自控制自身的工作。這種曝光裝置EXP也根據(jù)從主機(jī)100接收的程序控制自身的工作。
接下來，將描述本優(yōu)選實施例的襯底處理設(shè)備的操作。首先，將說明襯底W在襯底處理設(shè)備中的循環(huán)傳輸?shù)囊话愎ば颉Ｒ韵抡f明的處理工序與從主機(jī)100接收的程序的描述一致。
首先，通過自動導(dǎo)引車(AGV)等，將存放在晶片盒C中的未處理襯底W從襯底處理設(shè)備的外部傳輸?shù)椒侄绕鲄^(qū)塊1中。隨后，將未處理襯底W從分度器區(qū)塊1向外傳送。具體來說，分度器單元(或者分度器區(qū)塊1)中的襯底傳送機(jī)構(gòu)12從預(yù)定晶片盒C中取出未處理襯底W，并將未處理襯底W放置在襯底放置部件PASS1上。在將未處理襯底W放置在襯底放置部件PASS1上之后，BARC單元的傳輸機(jī)械手TR1使用夾臂6a和6b之一接收未處理襯底W。傳輸機(jī)械手TR1將接收到的未處理襯底W傳輸至涂布處理裝置BRC1至BRC3之一。在涂布處理裝置BRC1至BRC3中，通過用于抗反射膜的涂布溶液旋涂襯底W。
在涂布處理完成之后，傳輸機(jī)械手TR1將襯底W傳輸至加熱板HP1至HP6之一。在加熱板中加熱襯底W使得涂布溶液干燥，以形成用作襯底W上的底涂膜的抗反射膜。之后，傳輸機(jī)械手TR1從加熱板取走襯底W，并將襯底W傳輸至冷卻板CP1至CP3之一，該冷卻板接著將襯底W冷卻下來。在該步驟中，冷卻板WCP之一可用于將襯底W冷卻下來。傳輸機(jī)械手TR1將已冷卻的襯底W放置在襯底放置部件PASS3上。
或者，傳輸機(jī)械手TR1可用于將放置在襯底放置部件PASS1上的未處理襯底W傳輸至附著促進(jìn)處理部件AHL1至AHL3之一。在附著促進(jìn)處理部件AHL1至AHL3中，在HMDS的蒸汽氣氛下熱處理襯底W，由此促進(jìn)抗蝕劑膜對襯底W的附著性。傳輸機(jī)械手TR1取走已進(jìn)行附著促進(jìn)處理的襯底W，并將襯底W傳輸至冷卻板CP1至CP3之一，該冷卻板接著將襯底W冷卻下來。由于在已進(jìn)行附著促進(jìn)處理的襯底W上不形成抗反射膜，因此通過傳輸機(jī)械手TR1將已冷卻的襯底W直接放置在襯底放置部件PASS3上。
在涂布用于抗反射膜的涂布溶液之前，可進(jìn)行脫水處理。在這種情況下，傳輸機(jī)械手TR1首先將放置在襯底放置部件PASS1上的未處理襯底W傳輸至附著促進(jìn)處理部件AHL1至AHL3之一。在附著促進(jìn)處理部件AHL1至AHL3中，在不供應(yīng)HMDS的蒸汽氣氛的條件下，對襯底W進(jìn)行僅用于脫水的加熱處理(脫水烘烤)。傳輸機(jī)械手TR1取走已進(jìn)行用于脫水的加熱處理的襯底W，并將襯底W傳輸至冷卻板CP1至CP3之一，該冷卻板接著將襯底W冷卻下來。傳輸機(jī)械手TR1將已冷卻的襯底W傳輸至涂布處理裝置BRC1至BRC3之一。在涂布處理裝置BRC1至BRC3中，通過用于抗反射膜的涂布溶液旋涂襯底W。之后，傳輸機(jī)械手TR1將襯底W傳輸至加熱板HP1至HP6之一。在加熱板中加熱襯底W，形成用作襯底W上的底涂膜的抗反射膜。之后，傳輸機(jī)械手TR1從加熱板取走襯底W，并將襯底W傳輸至冷卻板CP1至CP3之一，該冷卻板接著將襯底W冷卻下來。然后，傳輸機(jī)械手TR1將已冷卻的襯底W放置在襯底放置部件PASS3上。
在將襯底W放置在襯底放置部件PASS3上之后，抗蝕劑涂布單元中的傳輸機(jī)械手TR2接收襯底W，并將襯底W傳輸至涂布處理裝置SC1至SC3之一。在涂布處理裝置SC1至SC3中，用抗蝕劑旋涂襯底W。由于抗蝕劑涂布處理需要精確的襯底溫度控制，因此可以緊接在將襯底W傳輸至涂布處理裝置SC1至SC3之前將襯底W傳輸至冷卻板CP4至CP9之一。
在完成抗蝕劑涂布處理之后，傳輸機(jī)械手TR2將襯底W傳輸至加熱部件PHP1至PHP6之一。在加熱部件PHP1至PHP6中，加熱襯底W，以從抗蝕劑中除去溶劑成分，而在襯底W上形成抗蝕劑膜。之后，傳輸機(jī)械手TR2從加熱部件PHP1至PHP6之一取走襯底W，并將襯底W傳輸至冷卻板CP4至CP9之一，該冷卻板接著將襯底W冷卻下來。然后，傳輸機(jī)械手TR2將已冷卻的襯底W放置在襯底放置部件PASS5上。
將通過抗蝕劑涂布處理在其上形成有抗蝕劑膜的襯底W放置在襯底放置部件PASS5上之后，顯影處理單元中的傳輸機(jī)械手TR3接收襯底W，并將襯底W放置在襯底放置部件PASS7上，而不對襯底W進(jìn)行任何處理。然后，曝光后烘烤單元中的傳輸機(jī)械手TR4接收放置在襯底放置部件PASS7上的襯底W，并將襯底W傳輸至邊緣曝光裝置EEW1和EEW2之一。在邊緣曝光裝置EEW1和EEW2中，對襯底W的外圍邊緣部分曝光。傳輸機(jī)械手TR4將已進(jìn)行邊緣曝光處理的襯底W放置在襯底放置部件PASS9上。接口單元中的傳輸機(jī)構(gòu)55接收放置在襯底放置部件PASS9上的襯底W，并將襯底W傳輸至曝光裝置EXP中。對傳輸至曝光裝置EXP中的襯底W進(jìn)行圖案曝光處理。在該步驟中，傳輸機(jī)構(gòu)55使用夾臂59a將襯底W從襯底放置部件PASS9傳輸至曝光裝置EXP。
由于在優(yōu)選實施例中使用化學(xué)放大抗蝕劑，因此通過形成在襯底W上的抗蝕劑膜的曝光部分中的光化學(xué)反應(yīng)形成酸。在曝光裝置EXP中，對襯底W進(jìn)行液浸曝光處理。液浸曝光處理是指將襯底W浸入具有高折射率的液體(例如折射率為1.44的去離子水)中而以圖案曝光襯底W的技術(shù)，并且能夠在幾乎不改變傳統(tǒng)光源和曝光處理的條件下獲得高分辯率。在將已進(jìn)行邊緣曝光處理的襯底W傳輸至曝光裝置EXP之前，可通過傳輸機(jī)械手TR4將襯底W傳輸至用于冷卻處理的冷卻板CP14。
將已進(jìn)行圖案曝光處理的已曝光襯底W從曝光裝置EXP再傳輸回接口單元。傳輸機(jī)構(gòu)55將已曝光襯底W傳輸至清洗處理裝置SOAK1中。在該步驟中，傳輸機(jī)構(gòu)55使用夾臂59b將襯底W從曝光裝置EXP傳輸至清洗處理裝置SOAK1。在有些情況下，液體附著在已進(jìn)行液浸曝光處理的襯底W上。然而，夾臂59a用于傳輸曝光前的襯底W，而夾臂59b專用于傳輸曝光后的襯底W。這至少避免了液體附著在夾臂59a上，從而防止將液體傳送至曝光前的襯底W。
以下說明清洗處理裝置SOAK1中的處理操作。首先，在將襯底W傳輸至清洗處理裝置SOAK1中時，飛濺防護(hù)裝置向下移動，并且傳輸機(jī)構(gòu)55將襯底W放置在旋轉(zhuǎn)夾盤421上。放置在旋轉(zhuǎn)夾盤421上的襯底W在旋轉(zhuǎn)夾盤421的吸力下保持在水平位置上。
接下來，飛濺防護(hù)裝置324移至上述排放位置，并且清洗處理噴嘴450移至襯底的中心上方。之后，旋轉(zhuǎn)軸425開始旋轉(zhuǎn)。隨著旋轉(zhuǎn)軸425旋轉(zhuǎn)，由旋轉(zhuǎn)夾盤421保持的襯底W旋轉(zhuǎn)。然后，閥門Va打開，將清洗液從清洗處理噴嘴450施加至襯底W的上表面。在本優(yōu)選實施例中，將去離子水作為清洗液施加至襯底W。由此，進(jìn)行襯底W的清洗處理，以從襯底W洗去用于液浸曝光的液體。由于離心力從旋轉(zhuǎn)的襯底W飛濺出的液體被排放導(dǎo)引槽441導(dǎo)引至排放空間431中，并通過排放管道434排放出去。在本優(yōu)選實施例中，由于將去離子水用作清洗液，因此不供應(yīng)額外的漂洗液。代替閥門Va，閥門Vb可打開，從清洗處理噴嘴450排放去離子水作為漂洗液。
在經(jīng)過預(yù)定的時間段之后，旋轉(zhuǎn)軸425的轉(zhuǎn)速降低。這減少了通過襯底W的旋轉(zhuǎn)濺出的、用作清洗液的去離子水量，而在襯底W的整個表面上形成水膜，從而使一小池水留在襯底W上?；蛘?，通過停止旋轉(zhuǎn)軸425的旋轉(zhuǎn)，在襯底W的整個表面上形成水膜。
接下來，停止供應(yīng)清洗液。清洗處理噴嘴450退回至預(yù)定位置，而干燥處理噴嘴451移至襯底W中心的上方。之后，閥門Vc打開，將惰性氣體(本優(yōu)選實施例中為氮氣)從干燥處理噴嘴451施加至襯底W上表面的中心附近。因此，將襯底W中心處的水和水汽推向襯底W的外圍邊緣部分。因此，水膜僅留在襯底W的外圍邊緣部分。
接下來，旋轉(zhuǎn)軸425的轉(zhuǎn)速再次增加，并且干燥處理噴嘴451從襯底W中心的上方逐漸移向襯底W的外圍邊緣部分上方。因此，非常大的離心力施加至留在襯底W上的水膜上，并且惰性氣體能夠沖擊襯底W的整個表面，由此將襯底W上的水膜可靠地去除。從而將襯底W可靠地干燥。
接下來，停止供應(yīng)惰性氣體。干燥處理噴嘴451退回至預(yù)定位置，而停止旋轉(zhuǎn)軸425的旋轉(zhuǎn)。之后，飛濺防護(hù)裝置424向下移動，并且傳輸機(jī)構(gòu)55將襯底W傳輸出清洗處理裝置SOAK1。這完成了清洗處理裝置SOAK1中的處理操作。優(yōu)選地，在清洗和干燥處理期間飛濺防護(hù)裝置424的位置根據(jù)收集和排放處理液體的需要而適當(dāng)?shù)馗淖儭?br> 通過傳輸機(jī)構(gòu)55，將已在清洗處理裝置SOAK1中進(jìn)行清洗和干燥處理的襯底W放置在襯底放置部件PASS10上。在該步驟中，傳輸機(jī)構(gòu)55使用夾臂59a將襯底W從清洗處理裝置SOAK1傳輸至襯底放置部件PASS10。在將已曝光的襯底W放置在襯底放置部件PASS10上之后，曝光后烘烤單元中的傳輸機(jī)械手TR4接收襯底W，并將襯底W傳輸至加熱部件PHP7至PHP12之一。加熱部件PHP7至PHP12中的處理操作如上所述。在加熱部件PHP7至PHP12中，進(jìn)行加熱處理(或者曝光后烘烤處理)，其中，使用曝光處理期間通過光化學(xué)反應(yīng)形成的產(chǎn)物作為酸催化劑，引起抗蝕劑樹脂進(jìn)行諸如交聯(lián)、聚合等反應(yīng)，由此只局部改變抗蝕劑樹脂的曝光部分在顯影溶液中的溶解性。具有制冷機(jī)構(gòu)的局部傳輸機(jī)構(gòu)720傳輸已進(jìn)行曝光后烘烤處理的襯底W，從而將襯底W冷卻下來，由此上述化學(xué)反應(yīng)停止。隨后，傳輸機(jī)械手TR4從加熱部件PHP7至PHP12之一取走襯底W，并將襯底W放置在襯底放置部件PASS8上。從曝光裝置EXP中的曝光結(jié)束到加熱部件PHP7至PHP12中的曝光后烘烤處理開始之間的工序?qū)⒃谙挛闹忻枋觥?br> 在將襯底W放置在襯底放置部件PASS8上之后，顯影處理單元中的傳輸機(jī)械手TR3接收襯底W，并將襯底W傳輸至冷卻板CP10至CP13之一。在冷卻板CP10至CP13中，已進(jìn)行曝光后烘烤處理的襯底W進(jìn)一步冷卻下來，并被精確地控制在預(yù)定溫度。之后，傳輸機(jī)械手TR3從冷卻板CP10至CP13之一取走襯底W，并將襯底W傳輸至顯影處理裝置SD1至SD4之一。在顯影處理裝置SD1至SD4中，將顯影溶液施加在襯底W上，以促使進(jìn)行顯影處理。在完成顯影處理之后，傳輸機(jī)械手TR3將襯底W傳輸至加熱板HP7至HP11之一，然后將襯底W傳輸至冷卻板CP10至CP13之一。
然后，傳輸機(jī)械手TR3將襯底W放置在襯底放置部件PASS6上。抗蝕劑涂布單元中的傳輸機(jī)械手TR2將襯底W從襯底放置部件PASS6上放置到襯底放置部件PASS4上，而不對襯底W進(jìn)行任何處理。接下來，BARC單元中的傳輸機(jī)械手TR1將襯底W從襯底放置部件PASS4放置到襯底放置部件PASS2上，而不對襯底W進(jìn)行任何處理，由此將襯底W存放在分度器區(qū)塊1中。然后，分度器單元中的襯底傳送機(jī)構(gòu)12將保持在襯底放置部件PASS2上的已處理襯底W存放到預(yù)定晶片盒C中。之后，將存放了預(yù)定個數(shù)的已處理襯底W的晶片盒C傳輸至襯底處理設(shè)備的外部。從而，完成了一系列光刻處理。
在根據(jù)本優(yōu)選實施例的襯底處理設(shè)備中，將化學(xué)放大抗蝕劑作為光致抗蝕劑涂布至襯底W。如上所述，當(dāng)使用化學(xué)放大抗蝕劑時，處理條件的輕微變化會對線寬均勻性產(chǎn)生較大的影響。出于這個原因，對于所有的待處理襯底W，盡可能保持恒定的處理條件。特別地，管理根據(jù)本優(yōu)選實施例的襯底處理設(shè)備，以提供曝光裝置EXP中的曝光處理的完成時刻與加熱部件PHP7至PHP12中的曝光后烘烤處理的開始時刻之間的恒定時間間隔，這是因為該時間間隔對線寬均勻性產(chǎn)生最大的影響。
此外，根據(jù)本優(yōu)選實施例的襯底處理設(shè)備適于提供清洗處理裝置SOAK1中襯底W的清洗處理的完成時刻與加熱部件PHP7至PHP12中襯底W的曝光后烘烤處理的開始時刻之間的恒定時間間隔。本優(yōu)選實施例采用以下描述的技術(shù)，提供曝光裝置EXP中的曝光處理的完成時刻與加熱部件PHP7至PHP12中的曝光后烘烤處理的開始時刻之間的恒定時間間隔，以及提供清洗處理裝置SOAK1中襯底W的清洗處理的完成時刻與加熱部件PHP7至PHP12中襯底W的曝光后烘烤處理的開始時刻之間的恒定時間間隔。
圖10為示出從曝光裝置EXP中的曝光處理結(jié)束到加熱部件PHP7至PHP12中的曝光后烘烤處理開始之間的處理工序的流程圖。圖11為從曝光結(jié)束至曝光后烘烤處理之間的處理的時序圖。首先，在時間t1完成曝光裝置EXP中襯底W的曝光處理(在步驟S1)。此時，曝光裝置EXP發(fā)送曝光完成信號，襯底處理設(shè)備通過主機(jī)100接收曝光完成信號。因此，襯底處理設(shè)備的主控制器MC認(rèn)為曝光裝置EXP中襯底W的曝光處理在時間t1完成，將時間t1作為曝光完成時間存放在其存儲部分中。
隨后，已進(jìn)行曝光處理的襯底W從曝光裝置EXP返回至接口單元(在步驟S2)，并由傳輸機(jī)構(gòu)55傳輸?shù)角逑刺幚硌b置SOAK1中(在步驟S3)。步驟S3及其隨后的步驟中的處理工序由接口單元和曝光后烘烤單元的單元控制器CC執(zhí)行，所述單元控制器CC根據(jù)來自主控制器MC的指示控制機(jī)械部件。清洗處理裝置SOAK1中襯底W的清洗和干燥處理的基本流程如上所述。
在圖11標(biāo)號為(a)的圖案中，將襯底W從曝光裝置EXP傳輸至清洗處理裝置SOAK1中需要相對較長的時間，并且在時間t3將已進(jìn)行曝光處理的襯底W傳輸?shù)角逑刺幚硌b置SOAK1中。將已進(jìn)行曝光處理的襯底W傳輸?shù)角逑刺幚硌b置SOAK1中需要較長的時間是以下原因引起的在將已進(jìn)行曝光處理的襯底W從曝光裝置EXP傳送到傳輸機(jī)構(gòu)55時，傳輸機(jī)構(gòu)55正在進(jìn)行晶片供給操作(或者將未曝光襯底W傳送至曝光裝置EXP的操作)。
在時間t3將襯底W傳輸?shù)角逑刺幚硌b置SOAK1中之后，襯底W在清洗處理裝置SOAK1中等待，直到時間t4(在步驟S4)。具體來說，襯底W在由于吸力被旋轉(zhuǎn)夾盤421保持的狀態(tài)下等待，而不將清洗液從清洗處理噴嘴450施加至襯底W上。在時間t4，在襯底W旋轉(zhuǎn)的同時，開始從清洗處理噴嘴450施加清洗液。從而執(zhí)行襯底W的清洗處理(在步驟S5)。接下來，在時間t5，開始從干燥處理噴嘴451將惰性氣體施加至襯底W上表面的中心附近。在時間t5，完成在清洗處理裝置SOAK1中襯底W的清洗處理。在時間t5之后，執(zhí)行襯底W的干燥處理(在步驟S6)。然后，在時間t6，停止從干燥處理噴嘴451供應(yīng)惰性氣體，襯底W的干燥處理完成。之后，通過傳輸機(jī)構(gòu)55和傳輸機(jī)械手TR4，將由傳輸機(jī)構(gòu)55傳輸出清洗處理裝置SOAK1的襯底W傳輸?shù)郊訜岵考HP7至PHP12之一(在步驟S7)。在時間t7，開始在加熱部件PHP7至PHP12之一中襯底W的曝光后烘烤處理(在步驟S8)。
在圖11標(biāo)號為(b)的圖案中，將襯底W從曝光裝置EXP傳輸至清洗處理裝置SOAK1需要相對較短的時間，并且在時間t2將已進(jìn)行曝光處理的襯底W傳輸?shù)角逑刺幚硌b置SOAK1中。如果傳輸機(jī)構(gòu)55能夠在將襯底W送出曝光裝置EXP之后立刻接收已曝光襯底W，則將襯底W傳輸至清洗處理裝置SOAK1僅需要如上所述的較短時間。
在時間t2將襯底W傳輸?shù)角逑刺幚硌b置SOAK1中之后，襯底W在清洗處理裝置SOAK1中等待，直到時間t4(在步驟S4)。隨后，以與上述標(biāo)號為(a)的圖案中類似的方式，在時間t4，在旋轉(zhuǎn)襯底W的同時，開始從清洗處理噴嘴450施加清洗液，并且在時間t5，開始從干燥處理噴嘴451將惰性氣體施加至襯底W的上表面的中心附近。在時間t6，停止從干燥處理噴嘴451供應(yīng)惰性氣體。將襯底W從清洗處理裝置SOAK1傳輸?shù)郊訜岵考HP7至PHP12之一。在時間t7，開始襯底W的曝光后烘烤處理。
如上所述，襯底處理設(shè)備和曝光裝置EXP分別具有獨立的控制機(jī)構(gòu)，并且它們的操作不完全同步。因此，存在這樣的情況在將襯底W送出曝光裝置EXP時，傳輸機(jī)構(gòu)55不能接收已進(jìn)行曝光處理的襯底W，而且曝光處理完成與將襯底W傳輸?shù)角逑刺幚硌b置SOAK1之間的傳輸時間間隔有時產(chǎn)生差異(參見圖11中的(a)和(b))。如果在存在這些差異的情況下執(zhí)行隨后的清洗和干燥處理以及開始曝光后烘烤處理，則曝光處理的完成時刻和曝光后烘烤處理的開始時刻之間產(chǎn)生不均勻的時間間隔。即使調(diào)整曝光后烘烤處理開始的時間而提供曝光處理完成時刻與曝光后烘烤處理開始時刻之間的恒定時間間隔，仍會產(chǎn)生清洗處理裝置SOAK1中清洗處理完成時刻與曝光后烘烤處理開始時刻之間的不均勻時間間隔。
因此，主控制器MC調(diào)整已傳輸?shù)角逑刺幚硌b置SOAK1中的已曝光襯底W的等待時間，以提供曝光處理完成時間t1與清洗處理完成時間t5之間的恒定時間間隔，從而提供曝光裝置EXP中曝光處理完成時刻(時間t1)與加熱部件PHP7至PHP12中曝光后烘烤處理開始時刻(時間t7)之間的恒定時間間隔，并提供清洗處理裝置SOAK1中清洗處理完成時刻(時間t5)與加熱部件PHP7至PHP12中曝光后烘烤處理開始時刻(時間t7)之間的恒定時間間隔。清洗處理裝置SOAK1中的清洗和干燥處理以及隨后的襯底傳輸根據(jù)預(yù)先設(shè)定的預(yù)定順序執(zhí)行，并且均執(zhí)行恒定的時間段。因此，調(diào)整清洗處理裝置SOAK1中已曝光襯底W的等待時間以提供曝光處理完成時間t1與清洗處理開始時間t4之間的恒定時間間隔，實現(xiàn)了曝光處理完成時間與曝光后烘烤處理開始時間之間的恒定時間間隔以及清洗處理完成時間與曝光后烘烤處理開始時間之間的恒定時間間隔。
代替調(diào)整清洗處理裝置SOAK1中已曝光襯底W的等待時間，可以調(diào)整清洗處理時間，以提供曝光處理完成時間t1與清洗處理完成時間t5之間的恒定時間間隔。在圖11標(biāo)號為(c)的圖案中，以與標(biāo)號為(b)的圖案類似的方式，將襯底W從曝光裝置EXP傳輸至清洗處理裝置SOAK1需要相對較短的時間，并且在時間t2將已進(jìn)行曝光處理的襯底W傳輸?shù)角逑刺幚硌b置SOAK1。隨后，在沒有任何特殊等待步驟的條件下，在時間t2，在旋轉(zhuǎn)襯底W的同時開始從清洗處理噴嘴450施加清洗液，并且在時間t5，開始從干燥處理噴嘴451將惰性氣體施加至襯底W的上表面的中心附近。然后，以與上述標(biāo)號為(a)和(b)的圖案類似的方式，在時間t6，停止從干燥處理噴嘴451供應(yīng)惰性氣體，并且將襯底W從清洗處理裝置SOAK1傳輸?shù)郊訜岵考HP7至PHP12之一。同樣，在時間t7，開始襯底W的曝光后烘烤處理。
以這種方式，主控制器MC可調(diào)整已傳輸?shù)角逑刺幚硌b置SOAK1中的已曝光襯底W的清洗時間，以提供曝光處理完成時間t1與清洗處理完成時間t5之間的恒定時間間隔。這也提供了曝光裝置EXP中曝光處理完成時刻(時間t1)與加熱部件PHP7至PHP12中曝光后烘烤處理開始時刻(時間t7)之間的恒定時間間隔，并提供清洗處理裝置SOAK1中清洗處理完成時刻(時間t5)與加熱部件PHP7至PHP12中曝光后烘烤處理開始時刻(時間t7)之間的恒定時間間隔。
圖11標(biāo)號為(a)至(c)的圖案的細(xì)節(jié)概要如下。接口單元的單元控制器CC根據(jù)來自主控制器MC的指令控制機(jī)械部件，以調(diào)整已曝光襯底W位于清洗處理裝置SOAK1中的時間長度(此后稱為“存在時間”)，從而調(diào)整清洗處理的結(jié)束時刻，以提供曝光處理完成時刻與清洗處理結(jié)束時刻之間的恒定時間間隔。這提供了曝光處理完成時刻與曝光后烘烤處理開始時刻之間的恒定時間間隔，并提供清洗處理完成時刻與曝光后烘烤處理開始時刻之間的恒定時間間隔。曝光處理完成時刻與曝光后烘烤處理開始時刻之間的恒定時間間隔、以及清洗處理完成時刻與曝光后烘烤處理開始時刻之間的恒定時間間隔，實現(xiàn)了在使用化學(xué)放大抗蝕劑時形成的圖案的線寬均勻性的進(jìn)一步提高。相比于調(diào)整加熱部件PHP7至PHP12中襯底W的等待時間，調(diào)整已曝光襯底W位于清洗處理裝置SOAK1中的存在時間更可靠地避免了熱對已曝光襯底W的影響。在圖11標(biāo)號為(c)的圖案中，已曝光襯底W與水接觸相對較長的時間。然而，上述清洗時間是長還是短對圖案的線寬均勻性幾乎沒有影響。
盡管以上描述了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，然而本發(fā)明不限于上述具體實施例。例如，上述優(yōu)選實施例是基于這樣的前提，即清洗處理裝置SOAK1中的清洗和干燥處理以及隨后的襯底傳輸均需要近似恒定的時間。如果這些處理所需的時間發(fā)生變化，則可以進(jìn)行修改，以使襯底W在加熱部件PHP7至PHP12中進(jìn)一步等待，由此提供曝光處理完成時刻與曝光后烘烤處理開始時刻之間的恒定時間間隔以及清洗處理完成時刻與曝光后烘烤處理開始時刻之間的恒定時間間隔。例如，如果將襯底從清洗處理裝置SOAK1傳輸至加熱部件PHP7至PHP12所需的時間發(fā)生變化，則進(jìn)行修改，以使襯底W在加熱部件PHP7至PHP12的臨時襯底放置部件719中等待，由此調(diào)整清洗處理完成時刻與曝光后烘烤處理開始時刻之間的時間間隔為恒定的。換句話說，當(dāng)調(diào)整清洗處理的結(jié)束時刻而使曝光處理完成時刻與清洗處理結(jié)束時刻之間的時間間隔恒定時，則能夠調(diào)整清洗處理完成時刻與加熱部件PHP7至PHP12中曝光后烘烤處理開始時刻之間的時間間隔為恒定的，從而調(diào)整曝光處理完成時刻與曝光后烘烤處理開始時刻之間的時間間隔為恒定的。
作為清洗處理裝置SOAK1中清洗處理之后的步驟，干燥處理不是必需的。
根據(jù)本發(fā)明的襯底處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)不限于圖1至4所示的結(jié)構(gòu)。如果傳輸機(jī)械手循環(huán)地將襯底W傳輸至多個處理部件，從而對襯底W進(jìn)行預(yù)定的處理，則可對該襯底處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)進(jìn)行各種修改。
盡管已經(jīng)詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但以上描述在所有方面都是示意性的，而非限制性的。應(yīng)理解在不脫離本發(fā)明范圍的條件下可作出許多其它修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種襯底處理設(shè)備，其與曝光設(shè)備相鄰設(shè)置，所述襯底處理設(shè)備包括清洗處理部件，用于對已通過所述曝光設(shè)備進(jìn)行曝光處理的襯底至少進(jìn)行清洗處理；加熱處理部件，用于對已進(jìn)行所述清洗處理的襯底進(jìn)行加熱處理；傳輸機(jī)構(gòu)，用于從所述曝光設(shè)備接收襯底，并將該襯底經(jīng)過所述清洗處理部件傳輸至所述加熱處理部件；以及控制器，用于提供近似恒定的第一處理間時間間隔和近似恒定的第二處理間時間間隔，其中所述第一處理間時間間隔為所述曝光設(shè)備完成襯底的曝光處理的時刻與所述加熱處理部件開始該襯底的加熱處理的時刻之間的時間間隔，所述第二處理間時間間隔為所述清洗處理部件完成該襯底的清洗處理的時刻與所述加熱處理部件開始該襯底的加熱處理的時刻之間的時間間隔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的襯底處理設(shè)備，其中，所述控制器調(diào)整所述清洗處理部件完成所述清洗處理的時刻，從而提供近似恒定的第一處理間時間間隔和近似恒定的第二處理間時間間隔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的襯底處理設(shè)備，其中，所述控制器調(diào)整已進(jìn)行所述曝光處理的襯底在所述清洗處理部件中的存在時間，從而調(diào)整所述清洗處理部件完成所述清洗處理的時刻。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的襯底處理設(shè)備，其中，所述控制器調(diào)整已進(jìn)行所述曝光處理且傳輸至所述清洗處理部件的襯底在所述清洗處理開始之前所等待的等待時間，從而調(diào)整所述存在時間。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的襯底處理設(shè)備，其中，所述控制器調(diào)整由所述清洗處理部件對已進(jìn)行所述曝光處理的襯底進(jìn)行所述清洗處理的清洗處理時間，從而調(diào)整所述存在時間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的襯底處理設(shè)備，其中，所述曝光設(shè)備對襯底進(jìn)行液浸曝光處理。
7.一種襯底處理方法，該襯底已進(jìn)行曝光處理，所述方法包括如下步驟將已進(jìn)行曝光處理的襯底傳輸至清洗處理部件；在所述清洗處理部件中對所述已進(jìn)行曝光處理的襯底進(jìn)行清洗處理；將已進(jìn)行所述清洗處理的襯底從所述清洗處理部件傳輸至加熱處理部件；以及在所述加熱處理部件中對已進(jìn)行所述清洗處理的襯底進(jìn)行加熱處理，其中，使得襯底的曝光處理完成時刻與襯底的加熱處理開始時刻之間的第一處理間時間間隔近似恒定，以及使得該襯底的清洗處理完成時刻與該襯底的加熱處理開始時刻之間的第二處理間時間間隔近似恒定。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的襯底處理方法，其中，通過調(diào)整所述清洗處理部件完成所述清洗處理的時刻，使得所述第一處理間時間間隔和所述第二處理間時間間隔近似恒定。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的襯底處理方法，其中，通過調(diào)整已進(jìn)行所述曝光處理的襯底在所述清洗處理部件中的存在時間，調(diào)整所述清洗處理部件完成所述清洗處理的時刻。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的襯底處理方法，其中，通過調(diào)整已進(jìn)行所述曝光處理且傳輸至所述清洗處理部件的襯底在所述清洗處理開始之前所等待的等待時間，調(diào)整所述存在時間。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的襯底處理方法，其中，通過調(diào)整由所述清洗處理部件對已進(jìn)行所述曝光處理的襯底進(jìn)行所述清洗處理的清洗處理時間，調(diào)整所述存在時間。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的襯底處理方法，其中，所述曝光處理為液浸曝光處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對已進(jìn)行曝光處理的襯底進(jìn)行處理的設(shè)備及方法。在這種襯底處理設(shè)備中，已通過曝光裝置進(jìn)行曝光處理的襯底被傳輸至清洗處理裝置中。調(diào)整清洗處理裝置中已曝光襯底的存在時間(更具體地，等待時間或清洗時間)，以調(diào)整清洗處理結(jié)束的時刻，從而提供曝光處理完成時刻與清洗處理結(jié)束時刻之間的恒定時間間隔。上述調(diào)整提供曝光處理完成時刻與曝光后烘烤處理開始時刻之間的恒定時間間隔，還提供清洗處理完成時刻與曝光后烘烤處理開始時刻之間的恒定時間間隔。這實現(xiàn)了在使用化學(xué)放大抗蝕劑時形成的圖案的線寬均勻性的進(jìn)一步提高。
文檔編號G03F7/38GK1933100SQ20061012810
公開日2007年3月21日 申請日期2006年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月14日
發(fā)明者濱田哲也 申請人:大日本網(wǎng)目版制造株式會社