KR100627499B1

KR100627499B1 - 현상처리장치 및 현상처리방법

Info

Publication number: KR100627499B1
Application number: KR1020010024784A
Authority: KR
Inventors: 키타무라테츠야
Original assignee: 동경 엘렉트론 주식회사
Priority date: 2000-05-10
Filing date: 2001-05-08
Publication date: 2006-09-22
Also published as: US20010043813A1; JP2001319861A; KR20010103657A; US6471421B2; JP3545676B2; TW554383B

Abstract

본 발명은 현상처리장치 및 현상처리방법으로서 회전하는 기판상의 수평방향 또는 소정방향에 따라서 기판의 일단에서 타단까지 현상액공급노즐을 이동시키는 공정과 상기 이동시에 상기 현상액 공급노즐에서 현상액을 기판에 공급하는 공정을 구비하고 기판의 일단에서 타단까지 이동할 때는 기판의 회전속도가 변경된다. 본 발명에 의하면 기판중심부근에 공급되는 현상액의 양을 감소시키고 기판면내에 있어서 현상액의 균일성을 도모하는 것이 가능한 기술이 제시된다.

Description

현상처리장치 및 현상처리방법{DEVELOPING UNIT AND DEVELOPING METHOD}

도 1 은 본 실시형태에 있어서 현상처리장치가 조립되어 있는 도포현상처리시스템의 구성의 개략을 나타내는 평면도이다.

도 2 는 도 1의 도포현상처리시스템의 정면도이다.

도 3 은 도 1의 도포현상처리시스템의 배면도이다.

도 4 는 본 실시형태에 있어서 현상처리장치의 구성의 개략을 나타낸 설명도이다.

도 5 는 도 4의 현상처리장치의 구성을 나타낸 평면의 설명도이다.

도 6 은 본 실시형태에 있어서 현상처리장치에 이용되는 현상액 공급노즐을 나타내는 사시도이다.

도 7 은 현상액공급노즐의 공급구의 지름의 크기를 나타내는 설명도이다.

도 8 은 본 실시형태에 있어서 현상처리장치에 있어서 현상처리공정에서 현상액 공급노즐이 주변부위치에 있는 상태를 나타내는 개략 측면도이다.

도 9 는 웨이퍼의 현상처리에 있어서의 스핀척의 회전속도의 추이를 나타내는 그래프이다.

도 10 은 도 8의 현상처리공정에서 현상액 공급노즐이 중심부 부근위치에 있는 상태를 나타내는 개략 측면도이다.

도 11 은 도 8의 현상처리공정에서 현상액 공급노즐이 중심부 부근 위치에 있는 상태를 나타내는 개략 측면도이다.

도 12 는 도 8의 현상처리공정에서 현상액 공급노즐이 중심부 부근위치에서 타단부 주변부위치에 이동하고 있는 상태를 나타내는 개략측면도이다.

도 13 은 도 8의 현상처리공정에서 현상액 공급노즐이 타단부 주변부 위치에 있는 상태를 나타내는 개략측면도이다.

도 14 는 종래의 현상액 공급노즐과 본 실시형태의 현상액 공급노즐을 사용한 경우의 웨이퍼상의 각 위치에 있어서의 현상액의 공급량을 나타내는 그래프이다.

도 15 는 다른 형태의 현상액공급 노즐을 이용한 경우의 현상처리장치의 평면을 나타내는 설명도이다.

도 16 은 도 15의 현상액 공급노즐의 공급구의 지름의 크기를 나타내는 설명도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

75 : 현상액공급노즐 75a : 저장부

85a ~ 85k : 공급구 86a ~ 86k : 공급경로

예를들면 반도체디바이스의 제조프로세스에 있어서의 포트리소 그래피공정에 서는 웨이퍼표면에 레지스트액을 도포하고 레지스트막을 형성하는 레지스트 도포처리, 웨이퍼에 패턴을 노광하는 노광처리, 노광 후의 웨이퍼에 대해서 현상을 실행하는 현상처리등이 순차로 실행되고 웨이퍼에 소정의 회로패턴이 형성된다.

상기 기술한 현상처리는 통상 현상처리장치에 의해 실행된다. 이 현상처리장치는 웨이퍼의 하면을 흡착보지하고 웨이퍼를 회전시키는 스핀척과 웨이퍼상을 소정방향으로 이동하고 길이방향에 따라서 동일한 지름의 공급구가 복수개 형성되어 있는 가늘고 긴 현상액 공급노즐을 구비하고 있다. 그리고 우선 웨이퍼를 소정속도로 회전시켜두고 그 웨이퍼상의 일단에서 중심부까지 현상액을 토출하면서 현상액 공급노즐을 이동시킨다. 그리고 현상액 공급노즐이 웨이퍼의 중심부에서 정지한 상태에서 또한 현상액을 공급해가는 것에 의해 웨이퍼의 전면에 현상액의 액무덤을 하고 있다.

그런데 회전하는 웨이퍼상에 웨이퍼면내에 있어서 균등하게 현상액을 공급하기에는 웨이퍼의 외주부보다도 공급면적이 작은 중심부쪽의 공급량을 감소시킬 필요가 있지만 종래의 현상처리장치에서는 복수의 공급구가 전체 동일한 지름으로 통일 되어 있기 때문에 웨이퍼의 외주부에 비하여 웨이퍼중심부에 다량의 현상액이 공급되었다.

한편, 웨이퍼의 전면에 현상액이 공급가능하면 충분하기 때문에 종래는 현상액 공급노즐을 웨이퍼상의 중심부근까지 이동시켜 그곳에서 정지시켜서 회전하고 있는 웨이퍼에 현상액을 토출하도록 한 것이지만 이와같이 현상액 공급노즐을 웨이퍼상에서 정지시켜서 그 상태로 토출하면 앞서 기술한 바와 같이 웨이퍼외주부에 비하여 웨이퍼중심부에 보다 다량의 현상액이 공급되는 원인이 된다.

본 발명은 웨이퍼등의 기판을 현상처리 할때에 기판에 공급되는 현상액의 양을 기판면내에 있어서 균일하게 하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 현상처리장치는 상기 기판을 보지한 상태에서 회전시키는 회전수단과 상기 기판상을 수평방향으로 또는 기판중심을 포함하는 소정방향으로 이동가능하고 또한 기판에 현상액을 공급하는 현상액공급노즐을 구비하고 상기 현상액 공급노즐은 상기 소정방향과 소정각도를 이루는 방향으로 배열하여 설치된 복수의 공급구를 구비하고 그들의 공급구에는 공급구의 지름크기가 다른 것이 포함되어 있다.

또한, 본 발명의 다른 관점에 의하면 본 발명의 현상처리방법은 회전하는 기판상의 수평방향 또는 소정방향에 따라서 상기 기판의 일단에서 타단까지 현상액공급노즐을 이동시키는 공정과 상기 이동시에 상기 현상액 공급노즐에서 현상액을 기판에 공급하는 공정을 구비하고 상기 기판의 일단에서 상기 타단까지 이동할 때 상기 기판의 회전속도가 변경된다.

지름이 다른 공급구를 구비하는 현상액 공급노즐을 사용하는 것에 의해 각 공급구에서 토출되는 현상액의 유출량을 조절하고 최종적으로 기판상에 공급되는 현상액의 양을 기판면내에 있어서 균일하게 하는 것이 가능하다. 구체적으로는 예를들면 현상액의 공급량이 비교적 많은 부분에 대응하는 공급구의 지름을 작게하고 역으로 큰 부분에 대응하는 공급구의 지름을 크게하도록 하여 기판면내에 공급되는 현상액의 양을 균일해지도록 조정하면 좋다. 지름을 변경하는 공급구의 크기, 위치, 수치등은 현상처리장치에 의해 다르기 때문에 각 장치에 개별로 대응한 것을 채용한다. 또한, 소정각도는 0°~ 30°정도가 적절하다.

본 발명의 방법에 의하면 현상액공급노즐이 기판의 일단에서 타단까지 이동하기 때문에 종래와 같이 긴시간 기판의 중심에 현상액을 공급노즐을 정지시킨 상태에서 기판상에 현상액을 공급할 필요성은 낮고 중심에서 타단으로 향하여 이동하는 사이에도 현상액을 공급가능하다. 따라서, 현상액 공급노즐이 기판중심상에서 정지한 상태로 현상액을 공급하는 시간이 단축되기 때문에 공급면적이 작은 기판중심부에 상대적으로 다량의 현상액이 공급되어 버리는 것이 억제된다. 또한, 기판의 회전속도를 변경하는 것 예를들면 저속으로 하면 기판상의 동일부분에 보다 다량의 현상액이 공급되고 역으로 고속으로 하면 보다 소량이 되기 때문에 현상액의 공급량을 변경하고 또한 제어하는 것이 가능하다. 따라서 기판상에 최종적으로 공급되는 현상액의 양을 기판면내에 있어서 균일하게 하는 것이 가능하다.

이하 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 설명한다. 도 1은 본 실시형태에 관한 현상처리장치를 구비하는 도포현상처리 시스템(1)의 평면도이고 도 2는 도포현상처리시스템(1)의 정면도이고 도 3은 도포현상처리시스템(1)의 배면도이다.

도포현상처리시스템(1)은 도 1에 나타나는 바와 같이 예를들면 25매의 웨이퍼(W)를 카세트단위로 외부에서 도포현상처리시스템(1)에 대해서 반입출하거나 카세트(C)에 대해서 웨이퍼(W)를 반입출하거나 하는 카세트 스테이션(2)과 도포현상 처리공정중 매엽식으로 소정의 처리를 실시하는 각종 처리장치를 다단배치하여 이루는 처리스테이션(3)과 이 처리스테이션(3)에 근접하여 설치되어 있는 미도시의 노광장치와의 사이에서 웨이퍼(W)를 전달하는 인터페이스부(4)를 일체로 접속한 구성을 가지고 있다.

카세트스테이션(2)에서는 재치부가 되는 카세트재치대(5)상의 소정의 위치에 복수의 카세트(C)를 X방향(도 1안의 상하방향)에 일렬로 재치가 자유롭게 되어 있다. 그리고 이 카세트배열방향(X방향)과 카세트(C)에 수용된 웨이퍼(W)의 웨이퍼배열방향(Z방향:수직방향)대해서 이송이 가능한 웨이퍼반송체(7)가 반송로(8)에 따라서 이동이 자유롭게 설치되어 있고 각 카세트(C)에 대해서 선택적으로 엑세스가능하도록 되어 있다.

웨이퍼반송체(7)는 웨이퍼(W)의 위치맞춤을 실행하는 얼라인먼트기능을 구비하고 있다. 이 웨이퍼반송체(7)는 다음에 기술하는 처리스테이션(3)측의 제 3의 처리장치군(G3)에 속하는 익스텐션장치(32)에 대해서도 엑세스가능하도록 구성되어 있다.

처리스테이션(3)은 그 중심부에 주반송장치(13)가 설치되어 있고 이 주반송장치(13)의 주변에는 각종 처리장치가 다단으로 배치되어 처리장치군을 구성하고 있다. 이 도포현상처리시스템(1)에 대해서는 4개의 처리장치군(G1, G2, G3, G4)이 배치되어 있고 제 1 및 제 2 의 처리장치군(G1, G2)은 도포현상처리 시스템(1)의 정면측에 배치되고 제 3의 처리장치군(G3)은 카세트스테이션(2)에 근접하게 배치되고 제 4의 처리장치군(G4)은 인터페이스부(4)에 근접하게 배치되어 있다. 또한 옵 션으로서 파선으로 나타낸 제 5의 처리장치군(G5)을 배면측에 별도로 배치가 가능하게 되어 있다. 상기 주반송장치(13)는 이들의 처리장치군(G1, G2, G3, G4)으로 배치되어 있는 다음에 기술하는 각종 처리장치에 대해서 웨이퍼(W)를 반입출가능하다.

제 1의 처리장치군(G1)에서는 예를들면 도 2에 나타나는 바와 같이 웨이퍼(W)에 레지스트액을 도포하는 레지스트 도포장치(17)와 노광 후의 웨이퍼(W)를 현상하는 현상처리장치(18)가 아래에서 부터 순서로 2단으로 배치되어 있다. 처리장치군(G2)의 경우도 동일하게 레지스트 도포장치(19)와 본 실시형태에 관한 현상처리장치(20)가 아래로부터 순서로 2단으로 적층되어 있다.

제 3의 처리장치군(G3)에서는 예를들면 도 3에 나타나는 바와 같이 웨이퍼(W)를 냉각처리하는 쿨링장치(30), 레지스트액과 웨이퍼(W)와의 정착성을 높이기 위한 애드히젼장치(31), 웨이퍼(W)를 전달하기 위한 익스텐션장치(32), 레지스트액안의 용제를 건조시키는 프리베이킹장치(33, 34) 및 현상처리 후의 가열처리를 실시하는 포스트 베이킹장치(35, 36)등이 아래에서 부터 순서로 예를들면 7단으로 겹쳐져 있다.

제 4의 처리장치군(G4)에서는 예를들면 쿨링장치(40), 재치한 웨이퍼(W)를 자연 냉각시키는 익스텐션 쿨링장치(41), 익스텐션장치(42), 쿨링장치(43), 노광처리 후의 가열처리를 실행하는 포스트 익스포져 베이킹장치(44, 45) 포스트 베이킹장치(46, 47)등이 아래에서부터 순서로 예를들면 8단으로 적층되어 있다.

인터페이스부(4)의 중앙부에는 웨이퍼반송체(50)가 설치되어 있다. 이 웨이 퍼반송체(50)는 X방향(도 1안의 상하방향), Z방향(수직방향)의 이동과 θ방향(Z축을 중심으로 하는 회전방향)의 회전이 자유로울 수 있도록 구성되어 있고 제 4의 처리장치군(G4)에 속하는 익스텐션 쿨링장치(41) 엑스텐션장치(42) 주변노광장치(51) 및 미도시의 노광장치에 대해서 엑세스하여 각각에 대해서 웨이퍼(W)를 반송가능하도록 구성되어 있다.

다음으로 앞서 기술한 현상처리장치(20)의 구조에 대해서 상세하게 설명한다. 현상처리장치(20)내 중앙에는 도 4, 5에 나타나는 바와 같이 웨이퍼(W)를 흡착하여 보지하고 회전시키는 회전수단으로서의 스핀척(60)이 설치되어 있다. 스핀척(60)의 아래쪽에는 이 스핀척(60)을 회전시켜서 소정의 회전속도로 유지하거나 회전속도를 변경하는 것이 가능한 예를 들면 모터등을 구비한 회전기구(61)가 설치되어 있다.

스핀척(60)의 외주를 둘러싸도록 하여 상면이 개구한 대략 통형태의 용기(62)가 설치되어 있다. 용기(62)는 스핀척(62)위에 웨이퍼(W)가 재치될 경우 그 용기(62)의 상단부와 웨이퍼(W) 외주부 뒷면과의 사이에 간격(G)이 형성되도록 되어 있다. 이 용기(62)의 하면에는 불활성기체등을 분출하는 분출구(63)가 설치되어 있고, 이 용기(62)내에 불활성기체가 공급되고 상기 간격(G)으로부터 배기되도록 되어 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 외주부 뒷면에는 용기(62)내로부터 외측방향에 흐르는 기류가 형성되고 웨이퍼(W)상의 현상액이 웨이퍼(W) 외주부 뒷면에 회전삽입되도록 되어 있다. 또한, 용기(62)의 측벽상부에는 상기 간격(G)의 크기를 적당한 크기로 하기 때문에 링부재(65)가 설치되어 있다.

또한, 용기(62)의 외주를 둘러싸도록 하여 상면이 열리고 2중의 구조를 구비하는 환형의 컵(70)이 설치되어 있고 상기 스핀척(60)위에 흡착보지되고 회전된 웨이퍼(W)로부터 원심력에 의해 넘쳐나온 현상액등을 받고 주변의 장치가 오염되지 않도록 되어 있다. 컵(70)의 바닥부에는 상기 웨이퍼(W)등으로부터 넘쳐나온 현상액등을 배액하는 드레인관(73)이 설치되어 있다.

스픽척(60)위쪽에는 웨이퍼(W)에 현상액을 공급하기 위한 현상액 공급노즐(75)이 수평방향으로 이동이 자유롭게 설치되어 있다. 이 현상액공급노즐(75)은 수직지지봉(76)과 죠인트부재(77)를 매개로 수평방향으로 늘어나는 수평지지봉(78)에 지지되어 있다.

수평지지봉(78)에는 수평지지봉(78)을 소정방향(도 4, 5안의 X방향)으로 이동시키는 것이 가능한 노즐 이동기구(79)가 결합되어 있고 수평지지봉(78)을 매개로 현상액공급노즐(75)을 컵(70)의 일단 외측방향에 위치하는 노즐대기부(80)에서 컵(70)의 타단까지 이동이 자유롭게 되어 있다.

노즐대기부(80)는 웨이퍼(W)의 현상처리 중간에 현상액공급노즐(75)이 대기하는 부근에 있고 필요에 따라서 현상액 공급노즐(75) 선단에 부착한 현상액을 제거하기 위한 더미 디스펜서등이 실행된다.

현상액공급노즐(75)은 대략 직방체의 형태를 가지고 있고 웨이퍼(W)의 반지름정도의 길이로 형성되어 있고 수평방향으로 길어지도록 상기 수평지지봉(78)에 지지되어 있다.

현상액공급노즐(75)의 상면에는 미도시의 현상액공급원으로부터 현상액이 현 상액공급노즐(75)에 공급되기 때문에 공급관(82)이 2개소에 설치되어 있고 이 공급관(82)에는 미도시의 온도조절기능이 부착되어 있다.

현상액공급노즐(75)의 내부에는 도 6에 나타나는 바와 같이 길이방향으로 연장하는 가늘고 긴 공간의 저장부(75a)가 설치되어 있고 상기 공급관(82)에서 현상액이 일단 저장되도록 되어 있다. 저장부(75a)의 아래쪽 즉 현상액 공급노즐(75)의 하부에는 현상액을 웨이퍼(W)에 공급하는 복수개, 예를들면 11개의 공급구(85a ~ 85k)가 노즐의 길이방향에 따라서 동일간격으로 노즐대기부(80)측을 향하여 설치되어 있다. 바꾸어 말하면 공급구(85a ~ 85k)는 웨이퍼(W)의 주변방향을 향하여 설치되어 있다.

이들의 공급구(85a ~ 85k)는 상기 저장부(75a)와의 사이를 각각 대응하는 공급경로(86a ~ 86k)에 의해 연결되어 있다. 따라서 저장부(75a)의 현상액을 각 공급경로(86a ~ 86k)을 통하여 공급구(85a ~ 85k)에서 토출된다. 공급구(85a ~ 85k)는 도 4에 나타나는 바와 같이 수직아래방향과 소정각도( θ), 예를들면 45도를 이루도록 설치되어 있고 현상액을 각 공급구(85a ~ 85k)에서 소정각도(θ)의 방향으로 동시에 토출되도록 되어 있다.

도 7에 나타나는 바와 같이 상기 공급구(85a ~ 85k)의 지름의 크기는 공급구(85a)에서 공급구(85g)까지는 다음으로 커지게 되도록 설정되고 공급구(85h)에서 공급구(85k)까지의 지름의 크기는 공급구(85g)와 동일해 지도록 설정되어 있다. 구체적으로는 공급구(85a)의 지름이 1mm정도, 공급구(85g)의 지름은 2mm정도이다.

이들의 공급구(85a ~ 85k)를 갖는 현상액공급노즐(75)은 웨이퍼(W)상을 수평방향으로 또는 소정방향으로 이동하지만 공급구(85b)가 웨이퍼(W)의 중심상측방향을 통과하도록 현상액공급노즐(75)은 배치되어 있다. 따라서 웨이퍼(W)의 중심부 부근에는 비교적 지름이 작은 공급구(85a ~ 85f)가 통과하고 웨이퍼(W)의 외주부 부근에는 비교적 지름이 큰 공급구(85g ~ 85k)가 통과한다. 그 결과 각 공급구(85a ~ 85k)에서 동일한 압력으로 현상액이 토출될 경우에는 그 토출량은 웨이퍼(W) 중심부쪽이 작아지고 중심부근으로 갈수록 작아진다.

현상액공급노즐(75)은 도 5에 나타나는 바와 같이 현상액공급노즐(75)의 이동방향(X방향)과 직각방향(도 5안의 Y방향)에 대해서 소정각도(Φ), 예를들면 0° ~ 30°를 이루도록 수평지지봉(78)에 부착되어 있다. 또한, 공급구(85)의 선단과 웨이퍼(W)와의 거리가 적당한 간격, 예를들면 10mm정도가 되도록 조절되어 너무 가까이 접근하여 공급구(85)가 웨이퍼(W)상에 공급된 현상액에 접촉하거나 역으로 너무 멀어져서 현상액의 웨이퍼(W)에 대한 토출인펙트가 커지는 것을 방지한다.

스핀척(60) 위쪽에는 현상액공급노즐(75)과는 별개로 미도시의 세정액 공급노즐이 설치되어 있고 웨이퍼(W)의 현상처리 후에 이 세정액공급노즐에서 웨이퍼(W)상에 세정액이 공급되고 웨이퍼(W)를 세정가능하다.

다음으로 이상과 같이 구성되어 있는 현상처리장치(20)의 작용에 대해서 도포현상처리 시스템(1)에서 실행되는 포트리소그래피공정의 프로세스와 함께 설명한다.

우선, 웨이퍼반송체(7)가 카세트(C)에서 미처리의 웨이퍼(W)를 1매 취출하여 제 3의 처리장치군(G3)에 속하는 애드히젼장치(31)에 반입한다. 이 애드히젼장치(31)에 있어서 레지스트액과의 밀착성을 향상시키는 HMDS등의 밀착강화제가 도포된 웨이퍼(W)는 주반송장치(13)에 의해 쿨링장치(30)로 반송되고 소정의 온도로 냉각된다. 그 후 웨이퍼(W)는 레지스트 도포장치(17, 19), 프리베이킹장치(34 또는 35)로 순차로 반송되고 소정의 처리가 실시된다. 그 후 웨이퍼(W)는 익스텐션 쿨링장치(41)에 반송된다.

다음으로 웨이퍼(W)는 익스텐션 쿨링장치(41)에서 웨이퍼반송체(50)에 의해 취출되고 그 후 주변노광장치(51)를 거쳐서 노광장치(미도시)로 반송된다. 노광처리가 종료한 웨이퍼(W)는 웨이퍼반송체(50)에 의해 익스텐션장치(42)로 반송된 후 주 반송장치(13)에 보지된다. 이어서, 이 웨이퍼(W)는 포스트익스포져 베이킹장치(44 또는 45), 쿨링장치(43)의 순서로 반송되고 이들의 처리장치에서 소정의 처리가 실시된 후 현상처리장치(18 또는 20)에 반송된다.

그리고, 현상처리가 종료한 웨이퍼(W)는 주 반송장치(13)에 의해 포스트 베이킹장치(35), 쿨링장치(30) 순차로 반송된다. 그 후 웨이퍼(W)는 익스텐션장치(32)를 매개로 웨이퍼반송체(7)에 의해 카세트(C)로 되돌아가고 일련의 소정의 도포현상처리가 종료한다.

상기 기술한 현상처리장치(20)의 작용에 대해서 상세하게 설명하면 우선 쿨링장치(43)에 있어서 소정온도로 냉각된 웨이퍼(W)가 주 반송장치(13)에 의해 현상처리장치(20)내에 반입되고 스핀척(60)상에 재치된다.

그리고 웨이퍼(W)의 현상처리공정이 개시되고 우선 도 4에 나타나는 바와 같 이 현상액 공급노즐(75)이 노즐대기부(80)에서 웨이퍼(W)의 주변부상의 위치(P1)에 이동한다. 또한, 이 이동한 후의 위치를 도 8에 나타낸다. 이 때 스핀척(60)의 회전도 개시되고 소정의 속도로서 제 1의 속도(V1), 예를들면 1000rpm으로 유지된다. 현상액 공급노즐(75)의 이동에 따르는 스핀척(60)의 회전속도의 추이를 도 9에 나타낸다.

다음으로 현상액공급노즐(75)에서 컵(70)을 향하여 소정의 유출량의 현상액이 토출된다(도 8). 이 때 온도조절된 현상액이 공급관(82)에서 저장부(75a)에 유입하고 또한 저장부(75a)에서 각 공급경로(86)에 유입하고 각 공급구(85a ~ 85k)에서 동시에 토출된다.

그리고 이와 같은 이른바 시험유출이 현상액의 유출량이 안정할 때까지 실행되고 소정시간의 경과 후 현상액 공급노즐(75)의 이동이 개시된다.

그리고 웨이퍼(W)의 회전속도를 제 1의 속도(V1)로 유지한 상태에서 현상액 공급노즐(75)이 현상액을 토출하면서 웨이퍼(W)상의 상기 위치(P1)에서 웨이퍼(W)의 중심부 위쪽의 소정위치(P2)까지 소정의 이동속도, 예를들면 100mm/s로 이동한다. 이때 웨이퍼(W)가 고속으로 회전되고 있기 때문에 웨이퍼(W)에는 현상액이 편중없이 공급되고 얇은 현상액의 막이 신속하게 형성된다. 이것에 의해 웨이퍼(W)의 현상처리가 개시된다(도 10). 상기 소정위치(P2)는 공급구(85b)에서 토출된 현상액이 웨이퍼(W)의 중심(C)에 공급되는 위치이다.

그리고 현상액공급노즐(75)은 소정위치(P2)에 도달하고 일단 정지한 상태에서 스핀척(60)의 회전속도가 제 1의 속도(V1)에서 다른 소정의 속도로서 제 2의 속 도(V2) 예를들면 100rpm으로 감속된다. 이 때 제 1의 감속률은 너무크면 향심력이 과대해지고 이미 웨이퍼(W)상에 공급되어 있는 현상액이 중심부로 쏠려가버린다. 역으로 너무 작으면 토탈현상시간이 길어져 버리기 때문에 적당한 감속률 예를들면 1000rpm/s으로 실행하도록 하는 것이 좋다.

그리고 소정시간, 회전속도를 100rpm으로 유지한 상태로 현상액을 공급하면 웨이퍼(W)상에 보다 두꺼운 현상액의 막이 형성되기 시작한다(도11). 그 후 다시 현상액공급노즐(75)이 동작하기 시작하여 위치(P2)에서 웨이퍼(W)의 타단의 위치(P3)으로 이동한다(도 12). 이 때의 이동속도는 위치(P1)에서 위치(P2)로 이동할 때보다도 느려지고 50mm/s이다. 또한 이 이동중에 웨이퍼(W)의 회전속도가 제 2의 감속률로 제 2의 속도(V2)에서 제 3의 속도(V3), 예를들면 30rpm으로 감속된다.

이와 같이 이동속도가 느려지고 또한 회전속도도 느려지는 것에 의해 웨이퍼(W)상에 두껍고 또한 편중되지 않는 적정량의 현상액의 막이 형성된다. 또한 이 때의 회전속도의 제 2의 감속률은 감속하게 되는 회전속도의 차가 작고 균일하게 액무덤을 형성할 필요가 있기 때문에 상기 기술한 제 1의 감속률보다도 작은 값으로 하는 것이 좋다.

그 후 현상액 공급노즐(75)이 웨이퍼(W)의 타단의 외측의 위치(P3)에 도달한 부근에서 현상액 공급노즐(75)은 정지하고 현상액의 공급이 정지된다(도 13). 그리고 웨이퍼(W)의 회전도 일단 정지되고 웨이퍼(W)는 그 정지상태로 소정시간 현상이 추가된다.

그 후 현상액 공급노즐(75)은 노즐대기부(80)에 이동되고, 한편 웨이퍼(W)는 다시 회전되고 세정 건조된다.

이상의 실시형태에서는 현상액공급노즐(75)의 공급구(85a ~ 85k)의 지름의 크기를 웨이퍼(W)의 중심부근으로 갈수록 작아지도록 설치되었기 때문에 웨이퍼(W)의 중심부근에 공급되는 현상액의 총량이 웨이퍼(W)의 외주부의 것보다도 작아졌다. 그 결과 도 14에 나타나는 바와 같이 종래에 비하여 웨이퍼(W)의 중심부근에 있어서 단위면적당 공급량의 분산이 감소하고 웨이퍼(W)면내에 있어서 현상액이 균일하게 공급되었다. 따라서, 웨이퍼(W)에 최종적으로 형성되는 선폭이 균일성을 향상하고 수율의 향상이 도모된다.

또한 현 상액 공급노즐(75)이 위치P1에서 P2까지 이동하는 사이 웨이퍼(W)의 회전속도를 제 1의 속도(V1)로 유지시키기 때문에 신속하게 웨이퍼(W)상에 현상액의 편중없이 공급되고 최소한의 시간차로 현상을 개시하는 것이 가능하다. 또한, 상기 효과를 얻는 동안 제 1의 속도(V1)를 변경시켜도 좋다.

또한, 위치P2에 있어서 웨이퍼(W)의 회전속도를 제 1의 속도(V1)에서 제 2의 속도(V2)로 감속하도록 하였기 때문에 위치P2에 있어서 본격적인 현상액의 공급이 개시된다. 그리고 그 후 위치 P2에서 P3으로 이동하는 것에 의해 웨이퍼(W)의 중심으로 현상액의 공급량이 감소되고 또한 회전속도를 제 3의 속도(V3)로 감속하는 것에 의해 보다 다량의 현상을 얼룩이 없도록 웨이퍼(W)상에 액무덤을 형성하는 것이 가능하다.

이상의 실시형태에 있어서는 현상액 공급노즐(75)의 공급구(85)의 지름을 공 급구(85a)로부터 공급구(85)까지는 다음으로 크게하고 공급구(85g)로부터 공급구(85k)까지를 그 다음으로 크게하도록 하여도 좋다. 이것은 웨이퍼(W)상에 균일한 현상액의 액무덤을 형성하기 위해서는 웨이퍼(W)의 외주부에 있어서도 주변부에 보다 가깝게 근접하므로써 보다 다량의 현상액을 공급하지 않으면 안되기 때문이고 지름을 변경하는 것에 의해 웨이퍼(W) 주변부에 있어서도 보다 균일한 현상액의 막이 형성된다.

또한, 웨이퍼(W)에 최종적으로 형성되는 현상액의 액무덤의 두께를 조사하고 공급구(85)를 설계할 때 그 조사결과에 기초하여 각 공급구(85)의 지름의 크기를 결정하도록 하여도 좋다. 즉 소정위치의 공급구의 지름만 커져 있거나 다른 종류의 지름을 갖는 복수의 공급구가 상기 조사에 근거한 위치에 배열되도록 구성을 하여도 좋다.

이상의 실시형태에서는 소정의 현상액 공급노즐(75)을 이용하여 현상처리를 실행하였지만 다른 형태의 현상액공급노즐 예를 들면 도 15, 16에 나타나는 바와 같이 거의 웨이퍼(W)의 직경의 길이를 가지고 있고 웨이퍼(W)의 중심으로 이동하기에 따라서 공급구(115)의 지름이 작아지도록 현상액 공급노즐(110)을 이용하여도 좋다. 이와 같은 경우에 있어서도 웨이퍼(W)의 중심부에 공급되는 현상액의 양이 감소되기 때문에 웨이퍼(W)의 전면에 있어서 현상액의 양이 균일해진다.

앞서 설명한 실시형태는 반도체 웨이퍼디바이스제조 프로세스의 포트리소 그래피 공정에 있어서의 웨이퍼(W)의 현상처리장치에 관한 것이지만 본 발명은 반도 체웨이퍼 이외의 기판 예를들면 LCD기판의 현상처리장치에 있어서도 응용이 가능하다.

본 발명에 의하면 현상액 공급노즐에 의해 기판상에 공급되는 현상액의 양이 기판면내에 있어서 균일해지기 때문에 기판면내에 있어서 현상처리가 균일하게 실행이 되고 그 결과 최종적으로 형성되는 선폭이 균일해지고 수율의 향상이 도모된다. 공급구의 지름의 크기를 변경하여 기판중심에 공급되는 현상액의 양을 감소시키도록 설치하는 것에 의해 종래의 개념인 기판중심부근의 공급량의 분산을 억제가 가능하다.

또한, 현상액공급노즐을 기판중심부에서 기판의 타단부에 이동시키면서 현상액을 공급하는 것에 의해 기판중심부근에 공급되는 현상액의 양을 감소시키고 기판면내에 있어서의 현상액의 균일성을 도모하는 것이 가능하다.

Claims

기판에 대해서 현상처리하는 현상처리장치에 있어서,

상기 기판을 보지한 상태로 회전시키는 회전수단과,

상기 기판상을 수평방향 또는 기판중심을 포함하는 소정방향으로 이동이 가능하고 또한 기판에 현상액을 공급하는 현상액공급노즐을 구비하고,

상기 현상액공급노즐은 상기 소정방향과 소정각도를 이루는 방향으로 배열하여 설치된 복수의 공급구를 구비하고,

상기의 공급구에는 공급구의 지름크기가 다른 것이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 현상처리장치.
청구항 1에 있어서,

상기 공급구는 상기 현상액공급노즐이 기판중심상에 위치할 때 상기 기판중심을 향하여 지름이 작아지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 현상처리장치.
청구항 1에 있어서,

상기 현상액공급노즐은 그 일단부근이 상기 기판중심위를 통과하도록 위치되어 있고,

또한 상기 현상액공급노즐은 복수개의 상기 공급구의 지름이 상기 현상액공급노즐의 상기 일단측으로부터 타단측을 향하여 그 다음으로 커지도록 형성되어 있 는 것을 특징으로 하는 현상처리장치.
청구항 1에 있어서,

상기 현상액공급노즐은 그 일단부근이 상기 기판중심위를 통과하도록 위치되어 있고,

또한 상기 현상액공급노즐은 복수개의 상기 공급구의 지름이 상기 현상액공급노즐의 상기 일단측으로부터 타단측을 향하여 그 다음으로 커지고 또한 중도에서 동일한 지름이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 현상처리장치.
청구항 1에 있어서,

상기 현상액공급노즐은 적어도 상기 기판의 반지름정도의 길이를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 현상처리장치.
청구항 1에 있어서,

상기 현상액공급노즐은 적어도 상기 기판의 일단에서 타단까지 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 현상처리장치.
청구항 1에 있어서,

상기 회전수단은 상기 기판의 회전속도를 변경하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 현상처리장치.
기판에 대해서 현상처리하는 현상처리방법에 있어서,

회전하는 기판상의 수평방향 또는 소정방향을 따라서 상기 기판의 일단에서 타단까지 현상액공급노즐을 이동시키는 공정과,

상기 이동시에 상기 현상액공급노즐에서 현상액을 기판에 공급하는 공정을 구비하고 상기 기판의 일단에서 상기 타단까지 이동할 때 상기 기판의 회전속도가 변경되는 것을 특징으로 하는 현상처리방법.
청구항 8에 있어서,

상기 현상액공급노즐이 상기 기판의 중심부에서 일단정지하는 것을 특징으로 하는 현상처리방법.
청구항 9에 있어서,

상기 기판의 회전속도는 적어도 상기 현상 액공급노즐이 상기 기판의 일단에서 중심부에 도달하기 까지는 소정의 속도가 유지되는 것을 특징으로 하는 현상처리방법.
청구항 9에 있어서,

상기 기판의 회전속도는 현상액공급노즐이 상기 기판의 일단에서 중심부에 도달하는 동안 감속되는 것을 특징으로 하는 현상처리방법.
청구항 9에 있어서,

상기 기판의 회전속도는 상기 현상액공급노즐이 상기 기판의 중심부에서 정지하고 있을 때 상기 소정의 속도보다도 느린 다른 소정의 속도로 감속되는 것을 특징으로 하는 현상처리방법.
청구항 12에 있어서,

상기 기판의 회전속도는 상기 현상액공급노즐이 상기 기판중심부에서 타단으로 이동할 때 상기 다른 소정의 속도에서 소정의 감속률로 감속되는 것을 특징으로 하는 현상처리방법.
청구항 13에 있어서,

상기 기판의 중심부에 있어서 회전속도의 감속률은 상기 중심부에서 상기 타단으로 이동하기 까지의 상기 회전속도의 감속률보다 큰 것을 특징으로 하는 현상처리방법.