TW449802B

TW449802B - Method and apparatus of substrate treatment

Info

Publication number: TW449802B
Application number: TW089114578A
Authority: TW
Inventors: Masami Akumoto
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1999-07-19
Filing date: 2000-07-19
Publication date: 2001-08-11
Also published as: KR20010029969A; US7011863B2; KR100704749B1; US20020197410A1; US6475279B1

Description

449802 A7 ___B7 __ 五、發明說明（1 ) 【發明領域】本發明係關於對半導體晶圓等的基板塗佈塗佈液，對基板進行加熱處理以及之後的冷卻處理之基板處理裝置及基板處理方法。【發明背景】【習知技藝之說明】在半導體元件的微影（Photolithography)製程中，對半導體晶圓塗佈光阻（Resist)，如此所形成的光阻膜依照預定的電路圖案（Pattern)曝光，藉由對此曝光圖案進行顯影處理，在光阻膜形成電路圖案。習知爲了實施這種一連的製程，使用光阻塗佈顯.影處理系統，此光阻塗佈顯影處理系統係由：處理站（Station) * 多段配置用以對半導體晶圓施以塗佈顯影的各種處理之各種處理單元；晶圓匣盒（Cassette)站，載置收納複數片半導體晶圓的晶圓匣盒，一片一片地將半導體晶圓傳.入處理站，將處理後的半導體晶圓由處理站傳出，收納於晶圓匣盒 :介面（Interface)部，接鄰此系統配置，在與將光阻膜曝光成預定圖案之曝光裝置之間，用以傳送半導體晶圓，一體配置所構成。 ’ 這種光阻塗佈顯影處理系統，例如由被載置於晶圓匣盒站之晶圓匣盒一片一片地取出晶圓，再傳送到處理站，首先，在冷卻單元（Cooling unit)降到預定溫度後，接著’ 在光阻塗佈處理單元形成反射防止膜（底層，Bottom layer) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請Λ:閱讀笫面『之注^一^項再填寫本頁) --------訂---------線' 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（2 ) ，接著在熱平板單元（Hot plate umt)(加熱處理單元）進行加熱處理，最後在冷卻單元（冷卻處理單元）進行冷卻。然後，在光阻塗佈處理單元塗佈光阻膜，在加熱處理單元施以烘烤（Baking)處理。然後，半導體晶圓由處理站經由介面部被傳送到曝光裝置，在曝光裝置對光阻膜進行預定圖案的曝光》曝光後，半導體晶圓經由介面部再度被傳送到處理站，對於已曝光的半導體晶圓，首先，在熱平板單元施以曝光後烘烤 (Post exposure bake)處理，冷卻後，在顯影處理單元塗佈顯影液使曝光圖案顯影β然後，在熱平扳單元施以事後烘烤 (Post-bake)處理、冷卻，完成一連的處理。一連的處理完成後，半導體晶圓被傳送到晶圓匣盒站，收納在晶圓匣盒。 —片一片地連續進行這種處理，反覆預定片數。在這種一連的光阻塗佈顯影處理中，如上述，光阻塗佈及顯影液塗佈前，在熱平板單元進行加熱處理，因光阻塗佈及顯影液塗佈係在調節溫度的環境下實施，故加熱處理後的半導體晶圓在冷卻單元冷卻，且需控制到預定的溫度。. ，近年來，半導體元件的微細化要求日益升高，因此使用高感度型的光阻液。如此需要以高精度管理光阻塗佈中的環境溫度。故在基板放入光阻塗佈處理單元前的冷卻單元中，要求以高精度控制基板溫度。而且，顯影處理單元中，也要求不若光阻塗佈處理單元般的但畢竟還是高精度的溫度控本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）請先' 閱 η 背. 面之注意 -事項再填寫本頁訂經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -5- 449 80 2 A7 _____B7___- 五、發明說明（3 ) 制。但是，如上述昀光阻塗佈顯影處理系統，一片一片地建續以高速處理半導體晶圓的關係上，搭載多數的熱平板單元以及冷卻單元，因半導體晶圓由這些多數的冷卻單元傳送到光阻塗佈處理單元，故爲了在冷卻單元實現高精度的溫度控制，這些所有的冷卻單元必需製作成以比習知還高精度的溫度控制，設備成本變高。另一方面，爲了避免這種情況不佳，若減少冷卻單元台數的話，冷卻處理將停滯，招致產能（Throughput)降低。【發明槪要】本發明的目的爲提供不增加設備成本且不降低產能，可在以高精度冷卻處理後，對基板進行塗佈處理的基板處理裝置及基板處理方法。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製爲了解決上述問題，本發明的第一觀點爲對基板塗佈塗佈液，對基板進行加熱處理以及之後的冷卻處理，其中該基板處理裝置具備：塗佈處理單元，對基板塗佈塗佈液 ;加熱處理單元，對基板施以加熱處理；複數台第一冷卻處理單元，以相對低精度控制溫度，對基扳施以冷卻處理 ;第二冷卻處理單元，以相對高精度控制溫度，對基板施以冷卻處理：傳送機構，在前述單元之間，傳送基板，被前述加熱處理單元加熱處理的基板，係在第一冷卻處理單元或第二冷卻單元進行冷卻處理，當基板被傳送到前述塗佈處理單元時，經常在被前述第二冷卻處理單元冷卻之後本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -6 - A7 B7 五、發明說明（4 ) ，直接傳送到前述塗佈處理單元。此外，牢發明的第二觀點爲對基板塗佈塗佈液，並且對''基板進行加熱處理以及之後的冷卻處理，其中該基板處理方法爲：加熱處理後的基板的冷卻係由以相對低精度控制溫度，對基板施以冷卻處理之複數台第一冷卻處理單元，及以相對高精度控制溫度，用以對基板施以冷卻處理之第二冷卻處理單元來進行，當基板被傳送到前述塗佈處理單元時，經常在被前述第二冷卻處理單元冷卻之後進行塗佈處理。依照本發明，被加熱處理的基板係由以相對低精度控制溫度的複數台第一冷卻處理單元，及以相對高精度控制溫度的第二冷卻處理單元來進行冷卻處理，當基板被傳送到塗佈處理單元時，因經常在被高精度控制溫度的第二冷卻處理單元冷卻之後，直接傳送到塗佈處理單元，故在複數台第一冷卻處理單元進行低精度的槪略冷卻處理後，可在第二冷卻處理單元以短時間進行高精度的溫度控制，可進行不降低產能之高精度的冷卻。而且，進行這種高精度溫度控制的冷卻處理單元只要一部份即可，故可抑制設備成本的增加。上述基板處理裝置中，被加熱處理單元加熱處理的基板，被第一冷卻處理單元的任何一個冷卻處理後，爲了可在第二冷卻處理單元進行冷卻處理，必需在相同高精度的冷卻處理單元調整溫度後，才將基板傳送到塗佈處理單元，故溫度控制的精度更高，而且，因在第一冷卻處理單元請先- 閱 η 背. 面之注

頁 I 訂經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -7- A7 449802 _B7____ 五、發明說明（5 ) 進行槪略的冷卻處理後，才在第二冷卻單元進行冷卻處理，故在第二冷卻單元的冷卻處理爲短時間即可’可連續以高精度冷卻多數片基板，可謀求產能的提高。此外’因高精度冷卻處理單元的台數少即可’故幾乎不增加設備成本〇此外，更具備控制前述傳送機構之控制手段，當基板被傳送到前述塗佈處理單元時，經常在被前述第二冷卻處理單元冷卻之後，用以直接傳送到前述塗佈處理單元較佳〇此外，前述第二冷卻處理單元配置在前述塗佈處理單元的環境下較佳。如此一來，因可與塗佈處理在相同環境下進行在第二冷卻處理單元的基板之冷卻處理’故可更提高冷卻溫度的精度。前述塗佈處理單元的典型例，可舉出塗佈光阻液的光阻塗佈處理單元，以及將基板上的光阻膜曝光成預定的圖案後，在其上塗佈顯影液進行顯影處理的顯影處理單元。使前述光阻塗佈處理單元或前述顯影處理單元具備：檢測供應這些光阻塗佈處理單元或顯影處理單元的空氣溼度之控制感測器（Sensor)，以及根據此控制感測器所檢測的結果，控制溼度的溼度控制部也可以，如此一來，可將被仔細控制溫度與溼度的空氣供應給光阻塗佈處理單元或顯影處理單元。此外，前述以低精度控制溫度的第一冷卻處理單元，使用自來水進行冷卻也可以，如此一來，可製作廉價的冷 ------------「名--------訂---------線 (請先閱讀t面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -8- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 49 80 2 A7 B7 五、發明說明（6 ) 卻處理單元。此外，以低精度控制溫度的第一冷卻處理單元的冷卻溫-度，用比以前述高精度控制溫度的第二冷卻處理單元的冷卻溫度低的溫度來控制也可以，如此一來’可縮短基板的冷卻時間。前述以低精度控制溫度的第一冷卻處理單元的冷卻溫度，若設定成比所希望的基板調整溫度低來控制的話’可更進一步縮短基板的冷卻時間。將基板傳送到前述光阻塗佈處理單元前的高精度冷卻溫度•比將基板傳送到前述顯影處理單元前的高精度冷卻溫度，以更高精度來冷卻的構成也可以，如此一來，可獲得成本便宜的.光阻塗佈處理單元、顯影處理單元。【圖式之簡單說明】圖1係顯示與本發明之一實施例有關的半導體晶圓之光阻塗佈顯影處理系統之全體構成的平面圖。圖2係顯示與本發明之一實施例有關的半導體晶圓之光阻塗佈顯影處理系統之全體構成的前視圖。圖3係顯示與本發明之一實施例有關的半導體晶圓之光阻塗佈顯影處理系統之全體構成的後視圖。圖4係顯示與本發明之一實施例有關的光阻塗佈顯影處理系統之一部份的斜視圖。圖5係模式地顯示高精度冷卻單元的剖面圖。圖6係模式地顯示本發明的基本槪念之方塊圖。 --------------------訂--------線 (請先闡讀毋面之注^項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -9 - A7 449802 ____B7_____ 五、發明說明（7 ) 圖7係顯示與上述實施例有關的光阻塗佈顯影處理系統之變形例的全體構成之立體圖。圖8係顯示與上述實施例有關的低精度冷卻單元（ C 0 L )的冷卻平板之變形例的外觀圖。圖9係顯示再其他的變形例中的冷卻控制溫度與冷卻經過時間之關係圖圖1 0爲與高精度冷卻單元之再其他的變形例有關， (a) 爲使用多數個帕耳帖元件的情形，（b) 爲使用少數個帕耳帖元件的情形之高精度冷卻單元中的外觀圖〇圖1 1爲再與高精度冷卻單元之其他的變形例有關， (a ) 爲使用多數個帕耳帖元件的情形，（b ) 爲使用少數個帕耳帖元件的情形之高精度冷卻單元中的剖面圖〇圖1 2係與上述實施例的再其他變形例有關的高精度冷卻中的系統構成圖。 ' I I n n I n u n * I n I (請先閱讀見面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線，經濟部智慧財產局員工消費合作社印製【符號說明】 4 6: 晶圓傳送裝置 4 8: 保持構件 5 0: 高精度冷卻單元（HCO L ) (第二冷卻處理單元） 5 1: 熱平板單元（HP)(加熱處理單元） 5 2: 冷卻單元（C 0 L )(第一冷卻處理單元）本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -10 - 449802 A7 B7 五、發明說明（8 ) 7 0: 控制器 COT：. 光阻塗佈處理單元（塗佈處理單元） DEV: 顯影處理單元（塗佈處理單元）【較佳實施例之詳細說明】以下，參照添附圖面來詳細說明本發明之較佳實施例〇圖1係表示與本發明之一實施例有關的光阻塗佈顯影處理系統之槪略平面圖。圖2爲其前視圖。圖3爲其後視圖。此外，圖4係表示此光阻塗佈顯影處理系統的一部份之斜視圖。. 此光阻塗佈顯影處理系統1具備傳送站之晶圓匣盒站 10、具有複數個處理單元的處理站1 1、與接鄰處理站 1 1配設的曝光裝置（未圖示）之間，用以傳送晶圓W的介面部1 2。上述晶圓匣盒站10係用以將當作被處理體的半導體晶圓W (以下，僅記爲晶圓W )，以複數片例如2 5片爲單位，在搭載於晶圓匣盒C R的狀態下，由其他系統傳入此茶統，或由此系統傳出到其他系統，或者在晶圓匣盒 C R與處理站1 1之間，進行晶圓W的傳送。在此晶圓匣盒站1 0中，如圖1所示，在晶圓匣盒載置台2 0上，沿著圖中X方向形成複數個（圖中爲4個）定位突起20 a ，在此突起20 a的位置，晶圓匣盒CR 其各個晶圓出入口朝處理站1 1側，可載置成一列。在晶本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）請先· m 讀背- 面之注意 -寧項再，填寫. 頁訂經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 -11 - 449B02 A7 B7 五、發明說明（9 ) (請先間讀背面之注意濘項再填寫本頁) 圓匣盒CR中，晶圓W排列在垂直方向（Z方向）。而且，晶圓匣盒站1 0具有位於晶圓匣盒載置台2 〇與處理站 Γ 1之間的晶圓傳送機構2 1。此晶圓傳送機構2 1在晶圓匣盒排列方向（X方向）以及其中的晶圓W的晶圓排列方向（Z方向），具有可移動的晶圓傳送用臂（Arm ) 2 1 a，透過此傳送臂2 1 a對任何一個晶圓匣盒c R可選擇性地存取（Access )。而且，晶圓傳送用臂2 1 a其構成係在Θ方向可旋轉，對於屬於後述的處理站11側的第三處.理單元群G3之伸展單元（Extension unit )( E X T )也能存取。上述處理站1 1具備用以實施對晶圓W進行塗佈、顯影時的一連工程之複數個處理單元，這些處理單元多段配置於預定位置，透過這些處理單元，晶圓W可一片一片地被處理。此處理站1 1如圖1所示，中心部具有傳送路 2 2 a ，在其中配設主晶圓傳送機構2 2 ，在晶圓傳送路 2 2 a的周圍配置所有的處理單元。這些複數個處理單元被區分成複數個處理單元群，各處理單元群其複數個處理單元沿著鉛直方向多段配置。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製主晶圓傳送機構2 2如圖3所示，其構成爲在筒狀支持體4 9內側配設晶圓傳送裝置4 6 ’此晶圓傳送裝置 4 6係透過驅動機構6 2藉由皮帶（Belt )驅動，在上下方向（Z方向）升降。筒狀支持體4 9透過驅動機構6 3 的旋轉驅動力可旋轉，伴隨於此，晶圓傳送裝置4 6也能一體旋轉。 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 449802 A7 ___ B7 五、發明說明（10) 晶圓傳送裝置4 6在傳送基台4 7的前後方向具備移動自如的複數條保持構件（支桿組，Pin set ) 4 8，透過這·些保持構件4 8 ，實現各處理單元之間晶圓w的傳送。此時’保持構件4 8的驅動係由驅動機構6 1來進行。這些驅動機構6 1、6 2 ' 6 3係透過控制器70來控制。如此一來’依照預定的順序進行晶圓W的傳送。此外，如圖1所示，在本實施例中，四個處理單元群 G!、G2、G3、G4實際配置於晶圓傳送路2 2 a的周圍，處理單元群G5可依照需要配置。這些處理單元群之中，第—及第二處理單元群、

Gs並列配置於系統正面（圖1中的眼前）側，第三處理單元群G3係接鄰晶圓匣盒站1 0配置，第四處理單元群G4 係接鄰介面部1 2配置，此外，第五處理單元群Gs可配置於背面部。如圖2所示，第一處理單元群G!，在帽罩（Cup) CP內載置晶圓W於旋轉夾頭（Spinchuck)(未圖示），進行預定處理的兩台旋轉器（Spinner )型處理單元配置成上下兩段，本實施例中，由下依次重複兩段塗佈光阻於晶圓W的光阻塗佈處理單元（C 0 T )以及使光阻圖案顯影的顯影處理單元（DEV)。第二處理單元群G2&相同，當作兩台旋轉器型處理單元，由下依次重複兩段光阻塗佈處理單元（COT)以及顯影處理單元（DEV) 。然後，第一處理單元群Gi的光阻塗佈處理單元（COT)以及第二處理單元群〇2的光阻塗佈處理單元（COT)之任何本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公窆） -13 - -------------3 (請先閱讀^--面.之注意事項再填寫本頁) 訂---------線經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（11 ) 一個，係使用於用以形成反射防止膜（底層）的光阻塗佈，另一個係使用於用以形成圖案之一般的光阻塗佈。此外光阻塗佈處理單元（COT)以及顯影處理單元（請先閱讀 % 面之注意項再填本頁 D E V )由高精度形成電路圖案的觀點，因需要嚴密地進行溫度控制，故第一處理單元群G:以及第二處理單元群 G 2比其他部份還以高精度來進行溫度管理。此外’如圖1以及圖4所示，在第一處理單元群（？^以及第二處理單元群G2兩者之間，且在各個顯影處理單元（ DEV)以及光阻塗佈處理單元（COT)之間的位置，配設兩台高精度冷卻單元（H C 0 L ) 5 0成上下兩段= 此高精度冷卻單元（HCOL) 5 0進行比習知的冷卻單元還高精度的溫度控制。此外，圖4中G表示各單元的晶圓傳入傳出口。此外，如上述將光阻塗佈處理單元（COT)配置於下段側，其光阻液的廢液在機構上或在保養上都比顯影液的廢液在本質上還複雜。如此透過將光阻塗佈處理單元（ COT)配置於下段，可緩和其複雜度，依照需要也能將光阻塗佈處理單元（COT)配置於上段。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製在第三處理單元群G 3中，如圖3所示，多段重複載運晶圓W於載置台S P進行預定處理的烤爐（Oven )型處理單元》當中配置加熱處理單元之四個熱平板單元（Η P ) 5 1以及冷卻處理單元之兩個冷卻單元（C.OL) 52，其他還配置用以提高光阻的固定性之進行所謂的疏水化處理的密著（Adhesion)單元（AD)、進行晶圓W的傳入 14 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 449802 A7 ___B7 _ 五、發明說明（12 ) 傳出之伸展單元（EXT)。然後*從最下開始，以 COL — AD — COL — EXT — HP (4 個）的順序堆疊+。此外，一邊的冷卻單元（COL)具有對準（ Alignment)機能也可以。第四處理單元群G4中，也多段重複烤爐型處理單元，配匱四個熱平板單元（HP) 5 1以及三個冷卻單元（ COL) 52。其他也配置進行晶圓W的傳入傳出之伸展單元（EXT)。因此，從最下開始，以COL — COL —EXT— COL — HP (4個）的順序堆疊。像這樣透過配置處理溫度低的冷卻單元（C 0 L ) 5 2於下段 > 配置處理溫度高的熱平板單元（HP ) 5 1 於上段，可減少單元間的熱相互干涉=當然任意的多段配置也可以。這些第三以及第四處理單元群G3&G4的冷卻單元（ COL) 5 2，係具有習知所使用的一般精度，以比上述高精度冷卻單元（HCOL) 50的精度還低來進行溫度控制。如上述主晶圓傳送機構2 2的背部側雖然可配設第五處理單元群Gs，但配設第五處理單元群55的情形，沿著導軌（Guide rail ) 2 5由主晶圓傳送機構2 2看可朝側面方向移動。因此，即使配設第五處理單，元群G 5的情形，藉由此第五處理單元群G5沿著導軌2 5滑動’可確保空間部，故對於主晶圓傳送機構2 2可容易由背後進行保養作業。這種情形，不限於這種直線狀的移動’即使使它轉動也 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

I I I I I I I I

flfl I 線經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 15· 4498〇2 A7 ___ B7 五、發明說明（13 ) 能同樣謀求空間的確保。此外，第五處理單元群G 5基本上與第三以及第四處理單元群G3、G4相同，可使用具有烤爐_'型處理單元多段堆疊的構造。上述介面部1 2在進深方向（X方向）中，具有與處理站1 1相同的長度。如圖1、圖2所示，在此介面部 1 2的正面部兩段配置可傳性的拾取（Pick-up )晶圓匣盒 CR與固定型的緩衝（Buffer )晶圓匣盒B R，背面部配設週邊曝光裝置2 3，中央部配設晶圓傳送機構2 4。此晶圓傳送機構2 4具有晶圓傳送用臂2 4 a ，此晶圓傳送用臂2 4 a在X方向、Z方向移動，可存取兩晶圓匣盒 CR、BR以及週邊曝光裝置2 3 »而且，此晶圓傳送用臂2 4 a在Θ方向可旋轉，對於屬於處理站1 1的第四處理單元群Ge之伸展單元（EXT) ，或更甚者接鄰的曝光裝置側的晶圓傳送台（未圖式）也能存取。其此，參照圖5說明高精度冷卻單元（HCOL) 5 0° 此高精度冷卻單元（HCOL) 50如上述，可比與習知相同的冷卻單元（C 0 L ) 5 2還以高精度來進行溫度控制’以與光阻塗佈處理單元（C 0 T )以及顯影處理單元（DEV)相同的高精度進行溫度管理的環境下，正確地將晶圓W冷卻到預定溫度。在高精度冷卻單元（HCOL) 50的處理室80內配設冷卻平板8 1。此冷卻平板8 1的下方，配設用以升降三條升降支桿（Lift pin) 83的升降機構82，這些升本纸張凡度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------i <請先閱tlf*面-之注意寧項再填寫本頁) ----訂---------線 CT· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -16- A7 B7 449802 五、發明說明（14 ) 降支桿8 3貫通冷卻平板8 1 ，用以升降晶圓W。此外’ 處理室8 0的側面方向，設有用以傳入傳出利用晶圓傳送裝'置4 6的保持構件4 8載運的晶圓W之傳入傳出口 8 4 ，此外，處理室8 0的底部配設用以排出處理室8 0內的氣體之排氣管8 5。而且，冷卻平板8 1配設未圖示的冷媒通道，藉由從冷媒供應源8 6供應冷媒給此冷媒通道’ 使冷卻平板8 1上的晶圓W冷卻。然後，透過溫度控制系統8 7控制晶圓W的冷卻溫度。處理單元群〇3及〇4的冷卻單元（<：01^)5 2雖然基本上也具有與高精度冷卻單元（HCO L ) 5 0相同的構成，但溫度控制系統的精度卻不同。本實施例中，上述控制器7 0在晶圓W被傳入塗佈系的單元之光阻塗佈處理單元（COT)或顯影處理單元（ DEV)時·控制主晶圓傳送機構2 2的驅動機構_6 1、 62、63 ，用以使晶圓W在高精度冷卻單元（HC0L )5 0進行高精度的冷卻處理之後，必定從高精度冷卻單元（HCOL) 50直接傳入光阻塗佈處理單元（COT )或顯影處理單元（D E V )。即控制在熱平板（Η P ) 5 1等進行加熱處理，在冷卻單元（C 0 L ) 5 2進行槪略的冷卻，在高精度冷卻單元（HC0L ) 5 0進行高精度的冷卻處理之後，才將晶圓W傳入光阻塗佈處理單元（ COT)或顯影處理單元（DEV)。而且，在熱平板（ Η P ) 5 1等進行加熱處理之後，也可以不經由冷卻單元 (C0L) 52，在高精度冷卻單元（HCOL) 50進本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） (請先閱讀祀面-之注意事項再填寫本頁) -^---------訂---------線 J' 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 17 A7 449802 B7__ 五、發明說明（15 ) 行高精度的冷卻處理之後，將晶圓W傳入光阻塗佈處理單元（COT)或顯影處理單元（DEV) <= :其次，說明光阻塗佈顯影處理系統1中的處理動作^ 首先，在晶圓匣盒站1 0中，晶圓傳送機構2 1的晶圓傳送用臂2 1 a存取容納晶圓匣盒載置台2 0上的未處理晶圓W之晶圓匣盒CR，由此晶圓匣盒CR取出一片晶圓W，傳送到第三處理單元群G3的伸展單元（EXT)。晶圓W由此伸展單元（E XT )，透過主晶圓傳送機構2 2的晶圓傳送裝置4 6，被傳送到處理站1 1。然後，透過任何一個冷卻單元（C0L) 52進行冷卻處理後，或直接傳入高精度冷卻單元（HC0L) 50，控制到預定溫度。接著，傳送到另一測的光阻塗佈處理單元（ COT)，在該處塗佈反射防止膜（底層）用的光阻。進行此反射防止膜用光阻的塗佈處理後，透過任何一個熱平板單元（Η P ) 5 1，進行以用以除去水分的低溫之加熱處理，透過其他的熱平板單元（HP)51，進行以用以硬化的高溫之加熱處理。此外，也能取代進行形成這種反射防止層以及加熱處理，以密著處理單元（A D )進行疏水化處理（HMDS處理）。完成反射防止膜用光阻的塗佈處理以及加熱處理後，晶圓W透過晶圓傳送裝置4 6，被傳送到任何一個冷卻單元（C0L) 5 2進行某種程度的冷卻處理，之後傳入高精度冷卻單元（HCOL) 50，進行高精度的冷卻處理。雖然未經由冷卻單元（C0L) 5 2直接在高精度冷卻 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) * B— n ϋ ----訂------線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準<CNS)A4規格（210 X 297公釐） 18· 80 2 A7 __B7_；__ 五、發明說明（16 ) 單元（HCOL) 50冷卻也可以，但因有給予光阻塗佈處理單元（COT)以及顯影處理單元（DEV)熱影響之'虞，故暫時在冷卻單元（COL) 5 2除去槪略的熱較佳。在密著處理單元（AD)進行疏水化處理（HMDS 處理）的情形，因此處理爲伴隨著加熱的加熱處理，故其處理後，同樣地在冷卻單元（C 0 L ) 5 2進行某種程度的冷卻之後，在高精度冷卻單元（HCOL)，進行高精度的冷卻處理如此在高精度冷卻單元（HCOL)冷卻的晶圓W，接著透過晶圓傳送裝置4 6，傳送到一般塗佈光阻的光阻塗佈處理單元（COT)，在該處形成光阻膜。塗佈處理完成後，晶圓W在處理單元群G3、G4的任何一個熱平板單元（Η P ) 5 1內，進行預先烘烤處理（Pre-bake )，然後在任何一個冷卻單元（COL) 52冷卻。被冷卻的晶圓W，經由第四處理單元群G4之伸展單元 (E X T )傳送到介面部1 2。在介面部1 2透過週邊曝光裝置2 3除去被週邊曝光之多餘的光阻，然後，晶圓W被傳送到接鄰介面部1 2配設的曝光裝置（未圖示），在該處依照預定的圖案對晶圓 W的光阻膜施以曝光處理。曝光後的晶圓W再度送回介面部12 ，透過晶圓傳送機構2 4傳送到屬於第四處理單元群G4之伸展單元（ EXT)。然後，晶圓W透過晶圓傳送裝置46，被傳送本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------2 , (請4?閱讀先面之注意..Ϋ項再填寫本頁)

訂---------線-3-1— .''V 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 19- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 句 80 2 A7 ---B7 五、發明說明（17) 到任何一個熱平板單元CHP) 51施以曝光後烘烤處理〇然後’晶圓W透過晶圓傳送裝置4 6，傳送到任何一個冷卻單元（COL ) 5 2，進行某種程度的冷卻處理，之後被傳入高精度冷卻單元（.H C 0 L ) 5 0，進行高精度的冷卻處理。如此在高精度冷卻單元（H C ◦ L )冷卻的晶圓W，接著透過晶圓傳送裝置4 6，被傳送到顯影處理單元（ DE V )，在該處塗布顯影液，進行曝光圖案的顯影。顯影完成後，晶圓W被傳送到任何—個熱平板單元（HP ) 施以事後烘烤處理，其次，透過冷卻單元（C 0 L )冷卻。完成這種一連的處理後’經由第三處理單元群G 3之伸展單元（E X T )，送回晶圓匣盒站1 〇，收容於任何一個晶圓匣盒C R。如以上的本實施例’加熱處理後，晶圓W在進行被傳入光晅塗佈處理單元（COT)或顯影處理單元（DEV )前的冷卻處理時’正當傳入前’必定在高精度冷卻單元 (H C 0 L ) 5 0冷卻。即如圖6模式地所顯示的，被任何一個熱平板單元（HP ) 5 1加熱處理的晶圓W，透過晶圓傳送裝置4 6傳送到任何一個一般的冷卻單元（ COL) 52，接著，必定被傳送到高精度冷卻單元（

HC 0 L ) 5 0，然後’被傳送到任何一個塗佈單元（ COT)或顯影單元（DEV)。而且視情況，由熱平板單元（HP) 5 1直接傳送到高精度冷卻單元（HCOL ¥紙張尺絲" s家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐）-20 - ^l~-d----------------- (請4?閱讀I面之注专案項再填寫本頁) 449802 A7 B7 五、發明說明（18 ) )5 0，然後傳送到任何一個塗佈單元（C Ο T )或顯影單兀（D EV)。此外，在圖6中，箭頭係表不基板的傳送‘路徑。而且’圖6中權宜上，圖示四個熱平板單兀（ HP) 51以及冷卻單元（COL) 52。這種情形，高精度冷卻單元（HCOL) 5 0如圖5 所示，晶圓W，透過傳送裝置4 6的保持構件4 8，經由傳入傳出口 8 4傳入處理室8 0內，被載置於升降支桿 8 3。升降支桿8 3被降下，晶圓W接近或被載置於冷卻平板8 1，透過被溫度控制系統8 7高精度控制溫度的冷卻平板8 1，晶圓W被以高精度冷卻到預定溫度。之後，晶圓W被升降支桿8 3升起，被載置於晶圓傳送裝置4 6 的保持構件4 8，由處理室8 0傳出。如此，因透過複數台的一般冷卻單元（COL)進行槪略的冷卻處理後，藉由高精度冷卻單元（HCOL) 5 0進行高精度的冷卻處理，故在高精度冷卻單元（ H C 0 L )的冷卻處理以短時間即可，可高精度地連續冷卻多數片基板，謀求產能的提高。此外，高精度冷卻處理單元的台數以兩台即可，故幾乎無設備成本的上升。此外，因高精度冷卻單元（HCOL) 5 0配置在光阻塗佈處理單元（COT)以及顯影處理單元（DEV) 的環境下，故可在與光阻塗佈處理單元（C 0T)及顯影處理單元（DEV)相同的環境下，進行高精度冷卻單元 (HCOL)50之晶圓W的冷卻處理，可更加提高冷卻溫度的精度。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） · 21 - 請先閱讀面之注意再填, 寫本頁訂經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7

4^980p 五、發明說明（19 ) 此外，本發明並非限定於上述實施例，可做種種的變开:^。例如，上述實施例雖然顯不配設兩台高精度冷卻單元 (Η C 0 L ) 5 〇的例子，但並未限定於兩台，三台以上也可以》例如’配設對應光阻塗佈處理單元（C 0 Τ )及顯影處理單元（D Ε V )的數量之台數的高精度冷卻單元 (HC 0 L ) 5.0也可以。但是’多數配設高精度冷卻單元（HCOL) 5 0時，溫度的單元之間有產生等級差別之虞，因調節此等級差別很煩.雜，故高精度冷卻單元的台數少一點較佳。而且，上述實施例雖然將高精度冷卻單元 (HCOL) 5 0配置於光阻塗佈處理單元（COT)及顯影處理單元（D Ε V )的環境下，但並非限定於此。此外，上述實施例由傳送晶圓到光阻塗佈處理單元（C 0 T )及顯影處理單元（DEV)的兩方之觀點，雖然高精度冷卻單元需要兩台以上，但依照裝置構成一台也可以。再者，雖然將基板傳入光阻塗佈處理單元（COT)及顯影處理單元（DEV)時，用以進行高精度的冷卻，但僅進行其中任何一個情形之高精度的冷卻也可以。再者，雖然說明使用半導體晶圓當作基板的情形，但並非限定於此，例如，對液晶顯示裝置（L C D )用的基板等，其他的基板處理也能適用本發明》上述實施例中的圖5的高精度冷卻單元（HCOL ) 5 0其構成係在以與光阻塗佈處理單元（COT)及顯影處理單元（D Ε V )相同的高精度進行溫度管理的環境下，冷卻晶圓W到預定溫度。如圖7所示當作前者的替代， -------------i ''',、 (請I閱讀—面泛注意本碩再填寫本頁) 訂-------卜-線-ο.- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -22- 449802…‘ A7 _____B7___ 五、發明說明（20 ) 不僅是溫度，加進用以控制溼度變動也可以。即系統 1 0 0的內部以容納配置上下兩段光阻塗佈處理單元（ COT)、顯影處理單元（DEV)的高精度冷卻單元（ H C 0 L )、晶圓傳送裝置10 1、第三處理單元群G3& 及處理站11的過濾器102、103、 104等來構成也可以。被溫度/溼度控制部1 0 5調整溫度與溼度的空氣之一部份，從垂直導管（Duct ) 1 0 6到上部空間 107，通過過濾器102〜104降流（Down flow )到系統1 0 0內。此空氣係形成通過通氣孔1 0 8流入下部空間1 0 9 ，回流溫度/溼度控制部1 0 5。而且，上述被調整的空氣之一部份，從.垂直導管1 0 6流入光阻塗佈處理單元（COT)、雨台高精度冷卻單元（HCOL) 、顯影處理單元（DEV)。顯影處理單元（DEV)或光阻塗佈處理單元（COT)的排泄帽罩（Drain cup ) 1 1 0、1 1 1內，經由排氣通道1 1 2連通於工廠側的集合排氣線。排泄帽罩1 1 0、1 1 1的上面分別配設用以監控各單元（COT) 、（DEV)內的溼度之監控感測器（Mo nit or sensor) 1 1 3、1 1 4。此外，垂直導管 1 0 6內也配設用以檢測供應顯影處理單元（DEV)或光阻塗佈處理單元（C 0 T )的空氣溼度之控制感測器 1 1 5。這些感測器1 1 3、1 1 4、1 1 5所檢測的結果輸出到例如由微電腦所構成的控制部1 1 6 «監控感測器113、114所檢測的結果顯示在顯示部117，另 —方面，根據控制感測器1 1 5的檢測結果控制溫度/溼 (請先閱讀t面之沒意寧項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 *—— — 1 — - I illll—κ — — — IIIIIIIIIIIIIIII — — —— » 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -23- 4 49 80 2 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（21) 度控制部1 0 5 »此外，1 1 8爲用以淨化依照系統 1 0 0內的不足空氣量所補充的空氣之淨化部，以溫度/ 淫‘度控制部1 0 5將由此淨化部1 1 8與循環通道1 1 9 流入的空氣，再度控制成最佳的溫度與溼度，使它流過垂直導管106。此外，8 1 1、81 2表示冷卻平板。依照相關的變形例，也能檢測垂直導管1 〇 6內的溼度，爲了供應被仔細調整溫度與溼度的空氣給顯影處理單元（DEV)或光阻塗佈處理單元（COT)，不僅光阻塗佈處理單元（COT)或顯影處理單元（DEV)，連處理室也能極力抑制溼度的誤差。此外，配設控制感測器 1 1 5的位置並非限定於此，與上述實施例相同地，若是朝光阻塗佈處理單元（COT)或顯影處理單元（DEV )分岔的眼前之垂直導管1 0 6的位置，在哪裡都可以。極力配置於靠近光阻塗佈處理單元（C Ο T )或顯影處理單元（DEV)等的處理室的位置較佳。圖8所示的其他變形例係用以使冷卻到預定溫度的自來水流過低精度冷卻單元（COL )的冷卻平板1 2 0。此乃在用以面臨溫調頭（Head ) 12 1配設的冷凍機 1 2 2的冷媒管1 2 3與水管1 2 4之間，中介以控制部 1 2 5控制溫度到例如2 3 °C的熱平板1 2 6。而且 1 2 7表示配設於水管1 2 4的回授（Feedback )用溫度感測器。依照此變形例，與使用高價的帕耳帖元件（Peltier element )不同，將被控制部1 2 5控制到最佳溫度的自來 n I n n n I ϋ /、» n I n ί tmmmr I In 1 / I n n n · (請先閱讀A面之注意寒項再填寫本頁) · - ^ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -24- 449802 A7 B7 五、發明說明（22) 水’經由熱平板1 2 6，控制到預定溫度。藉由使用此變形例，可製作簡單成本低廉的低精度冷卻單元（C 0 L ) 〇此外說明如圖9所示的其他變形例。上述實施例晶圓 W被傳入光阻塗佈處理單元（C 0 T )或顯影處理單元（ DEV)前，首先，在冷卻單元（COL) 52進行低精度冷卻，然後於高精度冷卻單元（HCO L )的冷卻平板 8 1進行高精度冷卻。這種情形，如圖9的顯示冷卻控制溫度與冷卻經過時間之關係圖，以冷卻單元（C 0 L )進行低精度冷卻的最低冷卻溫度設定爲例如1 8 °C，在光阻塗佈處理單元（C 0 T )進行的最低冷卻溫度設定爲例如 2 3 °C。即本變形例其構成係用以控制低精度冷卻域中的冷卻溫度成比高精度冷卻域中的冷卻溫度還低。比較控制在低精度冷卻域中的溫度成比在高精度冷卻域中的溫度還低的情形（圖9的實線圖），與在低精度冷卻域中以高溫冷卻的情形（圖9的虛線圖）之冷卻經過時間的話，前者的情形較早到達目標的冷卻溫度2 3 °C，冷卻經過時間T 1比後者的冷卻經過時間T 2還快穩定收斂於2 3 °C。因此，唯獨那個冷卻時間短，具有可縮短處理工程所需的時間之有利效果。此外，這種情形透過控制冷卻單元（C 0 L )之低精度冷卻中的溫度成比所希望的晶圓W的溫調溫度還低，可更進一步具有縮短冷卻時間的效果。此外，說明如圖1 0所示的其他變形例。用於這些高本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐) -25- (請先閱讀背面之注意濘項再填窝本頁) --------訂 _丨 I I I !線.—、經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

-n n» n n n I 449802 A7 B7 五、發明說明（23 ) 精度冷卻單元（HCOL)的冷卻平板8 1 ，因使用高價的帕耳帖元件，使用太多時唯獨那個對成本不利。因此，控+制傳入光阻塗佈處理單元（COT)前的高精度冷卻單元（H C ◦ L )的冷卻精度成比傳入顯影處理單元（ DEV)前的高精度冷卻單元（HCOL)的冷卻精度還高精度的情形下，藉由例如如圖1 0 ( a )適用使用多數個帕耳帖元件1 3 0於光阻塗佈處理單元（COT)用，或如（b )適用減少帕耳帖元件1 3 0的使用數量於顯影處理單元（DEV)用，可對應不招致成本的上升。此外，如圖11(a)，以從上下接近的冷卻平板 1 4 0夾住晶圓W來使用的情形，適用使用多數個帕耳帖元件1 4 1於光阻塗佈處理單元（COT)用，或如（b )適用減少使用於冷卻平板1 4 2的帕耳帖元件1 4 3的數量於顯影處理單元（DEV)用也可以。此外，如圖1 2所示的變形例，其構成在以溫調頭 1 5 0控制水溫成例如2 3 °C的水管中，最初設置光阻塗佈處理單元（COT)的冷卻平板1 5 1 ，使由該處流出的水流過設置在下流的顯影處理單元（DEV)的冷卻平板152也可以。此外，圖中153、154、155、 156、157、158分別表示冷凍機、控制部、熱平板、回授用的水溫感測器、水幫浦、水管。透過相關構成，溫調頭1 5 0中例如1 6 eC的冷媒溫度接受比其高溫的熱平板1 5 5的熱影響。因此，流過溫調頭1 5 0內的水被控制成2 3 °C的溫度’流過水管本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -26- <請先閱讀免面之注意事'項再填寫本3 ----訂--------^ I線、經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 449802 五、發明說明（24 ) 1 5 8。由溫調頭1 5 0流出的水流過設置於最初的下流之光阻塗佈處理單元（COT)的冷卻平板1 5 1後’流過《影處理單元（DEV)的冷卻平板1 52。因此’可控制光阻塗佈處理單元（C 0T )前的高精度冷卻’比顯影處理單元（D E V )前的高精度冷卻的精度還高。如以上的說明，依照本發明，被加熱處理的基板透過以相對低精度控制溫度的複數台第一冷卻處理單元’以及以相對高精度控制溫度的第二冷卻處理單元進行冷卻處理。當基板被傳送到塗佈處理單元時，因經常在被以高精度控制溫度的第二冷卻處理單元冷卻之後，直接傳送到塗佈處理單元，故在複數台第一冷卻處理單元進行低精度的槪略冷卻處理後，可在第二冷卻處理單元以短時間進行高精度的溫度控制，可進行不降低產能之高精度的冷卻。而且，進行這種高精度溫度控制的冷卻處理單元只要一部份即可，故可抑制設備成本的增加。先閱讀 Ψ 面 -之注項再/ f、本頁訂經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格<210 X 297公釐）

Claims

4 49 80 2 «I D8六、申請專利範園經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1、一種基板處理裝置，其特徵爲：對基板塗佈塗佈液，對基板進行加熱處理以及之後的冷卻處理，其中該基板處理裝置，具備：塗佈處理單元，對基板塗佈塗佈液；加熱處理單元，對基板施以加熱處理：複數台第一冷卻處理單元，以相對低精度控制溫度，對基板施以冷卻處理： .第二冷卻處理單元，以相對高精度控制溫度，對基板施以冷卻處理；以及傳送機構，在該單元之間傳送基板，被該加熱處理單元加熱處理的基板，係在第一冷卻處理單元或第二冷卻單元進行冷卻處理，當基板被傳送到該塗佈處理單元時，經常在被該第二冷卻處理單元冷卻之後，直接傳送到該塗佈處理單元》 2、如申請專利範圍第1項所述之基板處理裝置，其中被加熱處理單元加熱處理的基板，在被第一冷卻處理單元的任何一個冷卻處理後，在第二冷卻處理單元進行冷卻處理。 3、如申請專利範圍第1項所述之基板處理裝置，其中更具備控制該傳送機構之控制手段，用以在基板被傳送到該塗佈處理單元時，經常在被該第二冷卻處理單元冷卻之後，直接傳送到該塗佈處理單元 4、如申請專利範圍第1項所述之基板處理裝置，其中該第二冷卻處理單元係配置在該塗佈處理單元的環境下請先閱背西之注意事項再填 %r 本' 頁訂線本紙張尺皮適用肀國國家標準（€呢）八4規格（210><297公釐） -28- 449802 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍〇 ---------Ί 一 (請先閱讀背面之注意事項再填頁 5、如申請專利範圍第1項所述之基板處理裝置，其中該塗佈處理單元係塗佈光阻液的光阻塗佈處理單元，或將基板上的光阻膜曝光成預定圖案後，在其上塗佈顯影液，進行顯影處理的顯影處理單元。 6、如申請專利範圍第1項所述之基板處理裝置，其中該光阻塗佈處理單元或該顯影處理單元具備：檢測供應這些光阻塗佈處理單元或顯影處理單元的空氣溼度之控制感測器，以及根據此控制感測器所檢測的結果，控制溼度的溼度控制部。 .1T- 7、如申請專利範圍第1項所述之基板處理裝置，其中以該低精度控制溫度的第一冷卻處理單元係使用冷卻水來冷卻。線 8、如申請專利範圍第1項所述之基板處理裝置，其中以該低精度控制溫度的第一冷卻處理單元的冷卻溫度，用比以該高精度控制溫度的第二冷卻處理單元的冷卻溫度低的溫度來控制。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 9、如申請專利範圍第8項所述之基板處理裝置，其中以該低精度控制溫度的第一冷卻處理單元的冷卻溫度，設定成比所希望的基板調整溫度還低來控制。. 1 0、如申請專利範圍第1項所述之基板處理裝置，其中該第一及第二冷卻處理單元分別具備複數個帕耳帖元件’該第一處理單元的帕耳帖元件數量比該第二處理單元的帕耳帖元件數量少。本^張尺度逋用中國國家揉芈（<：1^)八4规格（210><297公釐) ~ A8 BS C8 D8 44980 2 六、申請專利範圍 1 1、如申請專利範圍第1項所述之基板處理裝置，其中該第一及第二冷卻處理單元分別被供應冷卻水，供應該第二冷卻處理單元的冷卻水，係當作冷卻水供應該第一冷卻處理單元。 1 2、一種基板處理方法，其特徵爲：在塗佈處理單元對基板塗佈塗佈液，並且對基板進行加熱處理以及之後的冷卻處理，其中該基板處理方法，具備' 以相對低精度控制溫度，在對基板施以冷卻處理之第一冷卻處理單元，對基板施以冷卻處理之工程：以相對高精度控制溫度，在用以對基板施以冷卻處理之第二冷卻處理單元，對基板施以冷卻處理之工程：當基板被傳送到該塗佈處理單元時，經常在被該第二冷卻處理單元冷卻之後進行塗佈處理。 1 3、如申請專利範圍第1 2項所述之基板處理方法，其中被加熱處理後的基板，在被第一冷卻處理單元冷卻後，在第二冷卻處理單元進行冷卻處理’之後，被施以塗佈處理。 1 4、如申請專利範圍第1 2項所述之基板處理方法，其中該塗佈處理係塗佈光阻液的光阻塗佈處理’或將基板上的光阻膜曝光成預定圖案後’在其上塗佈顯影液之顯影液塗佈處理。 (诗先閱讀背面之诖意事項再填^本頁) 訂線經濟部智慧財產局員工消费合作社印製本紙張尺度逋用中國國家標準（CMS ) A4規格（210X297公釐） -30-