KR100676038B1

KR100676038B1 - 액처리장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR100676038B1
Application number: KR1020000047160A
Authority: KR
Inventors: 유지 마쓰야마; 슈이치 나가미네
Original assignee: 동경 엘렉트론 주식회사
Priority date: 1999-08-17
Filing date: 2000-08-16
Publication date: 2007-01-29
Also published as: US6533864B1; KR20010050087A; TW480584B

Abstract

웨이퍼의 주위에 설치하는 컵의 상부측을 사각통형상, 하부측을 원통형상으로 하고, 이 컵은, 위쪽에서 보았을 경우, 원통형상을 형성하는 부분이 사각통형상을 형성하는 부분의 내측에 위치하는 형상으로 되어 있다. 컵은 승강기구를 갖추고, 공급노즐의 스캔(scan)시에는 컵 상부측이 웨이퍼의 옆쪽으로, 세정액 및 현상액을 떨쳐 떨어뜨릴 때에는 컵 하부측이 웨이퍼 위쪽 레벨(level) 및 아래쪽 레벨에 걸치는 위치로 되도록 제어부에 의해 제어된다. 공급노즐의 스캔은, 상부측 컵 내부에 공급노즐을 위치시켜 행한다.

Description

액처리장치 및 그 방법{SOLUTION PROCESSING APPARATUS AND METHOD}

도 1은, 본 발명에 관련된 액처리장치의 실시형태를 나타내는 단면도이다.

도 2는, 본 발명에 관련된 액처리장치의 실시형태를 나타내는 평면도이다.

도 3은, 상기 액처리장치에 있어서의 공급노즐의 작용을 나타내는 사시도이다.

도 4는, 상기 액처리장치의 작용을 나타내는 공정도이다.

도 5는, 상기 액처리장치의 작용을 나타내는 공정도이다.

도 6은, 상기 액처리장치를 탑재한 도포·현상장치의 일예를 나타내는 사시도이다.

도 7은, 상기 액처리장치를 탑재한 도포·현상장치의 일예를 나타내는 평면도이다.

도 8은, 본 발명에 관련된 액처리장치의 다른 실시형태를 나타내는 평면도이다.

도 9는, 종래의 액처리장치의 일예를 나타내는 설명도이다.

도 10은, 액처리장치의 가상 예를 나타낸다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

W : 웨이퍼 2 : 스핀척(spin chuck)

3 : 컵 5 : 가이드 레일(guide rail)

6 : 공급노즐 7 : 제어부

8 : 공기 공급부 21 : 회전축

22 : 구동부 31 : 외부컵

32 : 내부컵 31a : 상부측 컵

31b : 하부측 컵 33 : 승강부

41 : 원판 42 : 액받음부

43 : 드레인 라인(drain line) 44 : 링체

45 : 정상부 46 : 틈

47 : 세정노즐 48 : 드레인 라인

51 : 세정노즐 61 : 토출공

본 발명은, 반도체 웨이퍼등의 기판에 대하여 현상처리등의 액처리를 행하는 액처리장치 및 그 방법에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라 함)라든가 액정 디스플레이의 LCD 기판 표면 상에 회로 패턴을 형성하기 위한 마스크(mask)는 이하의 공정에 의해 형성된다. 즉, 먼저 웨이퍼 표면에 포토레지스트(photoresist) 용액(이하,「레지스트」라 함)의 도포를 행하고, 빛 등의 조사(照射)를 행한다. 상기 레지스트가 예를들어 네가티브(negative) 타잎인 경우에는 빛에 접촉된 부분이 경화되고, 경화되지 않은 부분, 즉 레지스트의 용해되기 쉬운 부분을 현상액에 의해 용해함으로써, 만들고자 하는 마스크가 형성된다. 현상처리장치는, 반도체 웨이퍼를 흡착해서 보유·유지하여 회전시키는 스핀척과 스핀척 상의 반도체 웨이퍼에 현상액을 공급하는 현상액 공급노즐을 구비하고 있다.

종래에 있어, 상술한 바와 같은 현상공정에서 사용되는 현상액 공급노즐로서는, 도 9(b)에 나타낸 바와 같은, 웨이퍼(W)의 직경방향에 대응하는 길이에 걸쳐 다수의 토출공(11)이 배열된 공급노즐(12)이 사용된다.

도 9(a)에서, 이 공급노즐(12)에 의한 현상액의 토출에 관하여 설명한다. 공급노즐(12)을, 웨이퍼(W)의 중앙부에서 토출공(11)이 웨이퍼(W)의 표면으로부터 예를들어 1mm 위쪽에 위치시키고, 토출공(11)으로부터 현상액을 웨이퍼(W) 표면의 직경방향 중앙부에 공급하면서, 웨이퍼(W)를 180도 회전시킨다. 이와 같이 하여, 웨이퍼(W)의 직경방향에 걸쳐 중앙부로부터 현상액이 토출되면서 웨이퍼 일원으로 퍼짐으로써 액 퍼들(puddle)이 완료된다. 동시에, 웨이퍼(W)의 표면 전체에 현상액의 액막(液膜)이 소정의 두께로 형성되게 된다.

그런데, 종래로부터 선폭균일성(線幅均一性)을 확보하기 위하여 현상액을 반도체 웨이퍼 면의 일원에 액 퍼들을 형성시키는 공정은, 액 퍼들이 형성된 현상액 의 합계저류시간(合計貯留時間)을 극력히 동일하게 할 필요가 있다. 이 때문에, 현상액을 신속하게 반도체 웨이퍼에 도포할 필요가 있기 때문에, 현상액의 공급압력을 높이고 있다.

그러나, 종래의 현상처리방법에서는, 현상액 공급노즐은 균일하게 토출하기 위하여 토출공의 직경이 작고, 공급압력도 높게 설정되어 있기 때문에, 토출유속(吐出流速)이 높아진다. 이 때문에, 반도체 웨이퍼 표면으로의 초기 토출시에는 반도체 웨이퍼 표면의 용해부분에 가해지는 충격이 크게 되어, 선폭균일성이 저하될 우려가 있다.

또, 반도체 웨이퍼의 공급노즐에 걸쳐있는 중앙 부근은, 최초에 토출된 현상액과 최후에 토출된 현상액이 중첩되는 부분이 있기 때문에, 신구(新舊)의 현상액이 혼합되어, 현상처리가 보다 진행됨으로써 중앙 부근의 선폭균일성이 나빠질 우려도 있다.

더우기, 반도체 웨이퍼를 회전시키면서 현상액을 토출하기 때문에, 현상액의 관성력에 의하여 현상액의 퍼들을 형성시킨 때에 있어서 액면(液面)이 출렁거리고, 현상액의 혼합이 심한 부분과 그렇지 않은 부분이 발생하여 현상의 균일성이 나빠져 버리는 문제도 있다.

따라서, 상술한 바와 마찬가지의 현상액 공급노즐을 사용하고 도 10에 나타낸 바와 같은 도포수단을 사용하는 경우가 생각되어진다. 도 10은, 웨이퍼(W)의 둘 레가장자리 바깥쪽으로 공급노즐(12)을 이동시켜, 이 위치로부터 토출을 행하면서 반대쪽 웨이퍼의 둘레가장자리 바깥쪽까지 더욱 이동시키는 스캔 방식이다.

도 9에 나타낸 장치는, 웨이퍼(W)의 둘레가장자리에 원통형상의 컵(13)을 가지며, 그 내부에서 일련의 현상처리가 행해지는 구조로 되어 있고, 이 통형상의 컵(13)은, 현상처리종료 후에 웨이퍼(W)를 회전시키면서 세정액을 토출하는 경우의 세정공정에서, 액의 비산(飛散)을 억제하면서, 비산되는 세정액을 회수하기 위한 것이다.

그러나, 이와 같은 기판 옆쪽에 배치한 통형상의 컵(13)에서는, 도 10에 나타낸 바와 같은 처리방법을 행할 경우에 공급노즐(12)을 초기 토출위치로부터 반대측 웨이퍼(W)의 둘레가장자리까지 스캔시키면, 공급노즐(12)의 토출개시부근과 종료위치부근이 직교(直交)하는 웨이퍼(W)의 둘레가장자리에서는, 통형상의 컵(13)으로부터 공급노즐(12)이 삐져나오기 때문에, 도 10중의 a의 사선영역(斜線領域)에서 현상액이 통형상의 컵(13)으로부터 외부로 흘러나가게 되어, 현상유니트를 더럽히게 된다.

또, 예를들어 통형상의 컵(13)을 크게 하여 a의 영역을 커버(cover)하기 위하여 컵을 크게 할 경우에 있어서는, 현상유니트가 대형화되어 버리는 문제가 발생한다.

본 발명의 목적은, 웨이퍼로의 처리액의 공급을, 웨이퍼의 직경과 동일한 길이이거나 그 보다 긴 길이의 공급영역을 가지는 공급노즐을 스캔시켜 행할 경우에, 장치의 대형화를 억제하면서 또 장치의 바깥쪽으로 처리액이 새어나가는 것을 방지 할 수 있는 액처리장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 관련된 액처리장치는, 기판을 수평으로 보유·유지하여 회전시킬 수 있는 기판보유·유지부와, 상기 기판보유·유지부에 보유·유지된 기판의 옆쪽을 감싸는 컵과, 상기 컵 내측의 한변을 따라 이어지고, 기판에 처리액을 공급하는 노즐과, 이 노즐을 상기 컵 내측의 한변에 인접하는 변을 따라 이동시키는 이동기구와, 상기 기판보유·유지부와 컵을 상대적으로 승강시키기 위한 승강수단과, 컵 상부측이 공급노즐의 토출공 이동영역의 옆쪽에 위치하는 레벨과 컵 하부측이 기판 옆쪽에 위치하는 레벨과의 사이에서, 기판에 대한 컵의 높이를 상기 승강수단을 통하여 제어하는 제어수단을 구비한다.

이와 같은 장치에 의하면, 컵 상부측의 내부를 공급노즐이 이동하는 구성으로 되어 있기 때문에, 컵 바깥쪽으로 처리액이 새어나가는 일이 없고, 또 컵의 점유영역을 작게 할 수 있다.

또, 예를들어 컵은 상부측이 사각통형상으로, 또 하부측이 원통형상으로 형성된다. 위쪽에서 보았을 때에, 원통형상을 이루는 부분이 사각통형상을 이루는 부분의 내측에 위치하고 있다. 공급노즐은, 예를들어 기판의 유효영역의 폭에 대응하는 길이의 처리액 공급영역을 가지며, 기판의 유효영역으로부터 떨어진 대기위치로부터 이동하면서 기판의 유효영역 전역으로 처리액의 공급이 가능하도록 구성된다. 또, 본 발명은, 처리액이 공급된 후, 회전하고 있는 기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급수단을 구비한 구성으로 할 수 있다. 또, 기판의 위쪽에는, 기판 표면에 대하여 청정한 공기를 공급하는 공기공급부가 설치되고, 또 기판의 아래쪽에는 배 기를 행하는 배기구가 형성되어 있으며, 공기공급부로부터의 청정공기는 기판을 향하여 하강하고, 또 컵 내부를 통하여 상기 배기구로 배기되도록 할 수 있다. 또, 기판보유·유지부를 회전시키기 위한 회전기구와, 기판보유·유지부와 컵 사이를 배기시키는 배기수단과, 상기 회전기구와 승강기구 중의 적어도 한쪽의 작동정보에 의거하여 상기 배기수단을 작동시키는 배기제어부를 구비한 구성으로 하여도 좋다.

또, 본 발명의 액처리방법은, 회전이 자유로운 기판보유·유지부에 기판을 수평으로 보유·유지하여, 이 기판 옆쪽을 컵 상부측인 사각통형상 부분에 의해 감싸는 공정과, 상기 컵 내측의 한변을 따라 이어진 노즐을 상기 컵 내측의 한변에 인접하는 변을 따라 이동시키면서 기판에 처리액을 공급하는 공정과, 상기 컵을 상기 기판보유·유지부에 대하여 상대적으로 상승시켜, 상기 기판의 옆쪽을 컵 아래쪽인 원통형상 부분에 의해 감싸서, 위쪽으로부터 기류의 흐름을 안정시키는 공정을 포함한다.

도 1은 본 발명의 액처리장치를 현상장치에 적용시킨 실시형태를 나타내는 개략 도면이다. (2)는 기판인 웨이퍼(W)의 이면(裏面) 중심부를 진공으로 흡착하여 수평으로 보유·유지하는 기판보유·유지부인 스핀척이다. 스핀척(2)은, 스핀모터 (24)의 회전축(21)에 부착되어 있고, 승강부(22), 스핀모터 보유·유지부(23)에 의해 현상처리위치와, 웨이퍼 반송장치(도시 않됨)의 주고받음 위치로까지 상하로 움직일 수 있도록 되어 있다.

웨이퍼(W)가 스핀척(2)에 흡착된 상태에 있어서, 웨이퍼(W)의 옆쪽을 감싸듯이 하여 컵(3)이 설치되어 있다. 컵(3)은 각각 상하로 움직일 수 있는 외부컵(31)과 내부컵(32)에 의해 구성되어, 외부컵(31) 하단부에 접속되는 승강부(33)에 의해 외부컵이 승강하고, 내부컵(32)은 외부컵(31)의 이동 범위의 일부에 있어 연동(連動)하여 승강하도록 구성되어 있다.

이것은, 외부컵(31)의 하단 원주상에 일정 간격으로 설치된 복수의 L자 부분 (31c)에 걸림으로써, 외부컵(31)과 내부컵(32)이 같이 상승하도록 구성되어 있다. 또, L자 부분(31c) 사이는 현상액 및 세정액의 비산액(飛散液)이 외부컵(31)의 내벽면을 따라 드레인 라인(43)으로 흘러가도록 되어 있다.

외부컵(31)은, 컵 상부측(31a)이 사각통형상으로 되어 있고, 컵 하부측(31b)은 원통형상으로 되어 있는 것이 일체로 된 구성을 형성하고 있는 것으로서, 외부컵(31)의 상부측 및 하부측의 수평 단면의 형상은, 각각 사각형상과 원통형상으로 되어 있다. 즉, 이 형상에 의해 컵 상부측(31a)의 사각통형상부 내에 공급노즐(6)이, 컵 상부측(31a)의 한변과 병행(竝行)될 수 있도록 하여 수용이 가능하다. 그리고, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 웨이퍼(W)의 위쪽에서 보아 상부측 컵(31a) 내에 하부측 컵(31b)이 수용되어 있다. 한편, 내부컵(32)은, 원통의 상부측이 위쪽 내측으로 경사지고, 상부측 개구부가 하부측 개구부보다 좁아지도록 형성되어 있고, 이 상부측 개구부는 내부컵(32)이 하강 위치에 있을 때에 웨이퍼(W) 바깥가장자리와 근소한 틈을 사이에 두고 이것을 감싸도록 위치가 결정되어 있다.

스핀척(2)의 아래쪽에는 회전축(21)을 중심으로 하여 거의 수평으로 설치되 어 있는 원판(41)과, 이 원판(41) 주위의 전 둘레에 걸쳐 오목부가 형성된 액받음부(42)가 설치되어 있고, 액받음부(42)의 저면에는 드레인 라인(43)이 접속되어 있다.

원판(41)의 둘레가장자리부 부근에는 단면이 산 모양으로 된 링체(44)가, 정상부(45)(상단)가 웨이퍼(W)의 둘레가장자리부 이면에 근접하도록 되어 설치되어 있다. 링체(44)의 바깥둘레와 컵(3){내부컵(32)}과의 사이에는 틈(46)이 형성되어 있고, 상기 정상부(45)로부터 아래쪽 바깥쪽으로 경사진 경사면을 따라, 예를들어 후술하는 현상액 및 린스액이, 이 틈(46)을 통해 액받음부(42) 측으로 흘러가는 구성으로 되어 있다.

또, 원판(41)에는 아래쪽으로부터 복수의 세정노즐(47)이 끼워넣어져 설치되어 있다. 이 세정노즐(47)은 웨이퍼(W) 둘레가장자리의 이면측을 세정하기 위한 세정액, 예를들어 순수(純水)를 공급하기 위한 것으로서, 이 때문에 세정노즐(47)의 세정액 공급구가 웨이퍼(W) 둘레가장자리측을 향하도록 굴곡되어 구성되어 있다.

또 원판(41)에는 상기 세정노즐(47)로부터 공급되고, 웨이퍼(W)라든가 링체 (44)에 부딪혀 원판(41) 측으로 튀어 오는 세정액을 자연히 배수시키기 위한 드레인 라인(48)이 접속되어 있다.

다음에, 컵(3)의 바깥쪽에 관하여 설명한다. 도 2에 나타낸 바와 같이 외부컵(31)의 바깥쪽에는, 예를들어 상부측 컵(31a)의 한변과 평행되어 수평으로 이어져 있는 가이드 레일(5)이 설치되어 있다. 도 2에 나타낸 상태에서는, 가이드 레일 (5)의 한 끝단쪽에는 공급노즐(6)이, 다른 끝단쪽에는 세정노즐(51)이 각각 위치하 고 있고, 이들 노즐(6,51)이 구동기구(도시 않됨)에 의해 가이드 레일(5)에 안내되어 웨이퍼(W)의 위쪽을 이동하도록 구성되어 있다. 이 예에서는 구동기구(도시 않됨) 및 가이드 레일(5)에 의해 공급노즐(6)을 이동시키는 이동기구가 구성되어 있다.

공급노즐(6)은 승강기구를 가지며, 웨이퍼(W)의 직경과 거의 같은 길이에 걸쳐 배열된 다수의 토출공(61)을 구비하고 있다. 공급노즐(6)은, 공급영역이 기판의 유효영역의 폭{이 예에서는 대략 웨이퍼(W) 직경의 길이}과 거의 같은 길이를 가지고 있으면 되지만, 그것보다 길어도 좋다. 즉, 공급영역의 길이가 유효영역에 처리액이 공급될 수 있는 길이이면 좋다. 또, 세정노즐(51)도 공급노즐과 마찬가지로 승강기구를 구비하고 있고, 공급노즐(6) 및 세정노즐(51)의 이동 및 승강은 제어부 (7)에 의해 제어되도록 구성되어 있다. 이 제어부(7)는 앞에서 설명한 스핀척(2)의 구동부(22) 및 외부컵(31)의 승강부(33)에도 접속되어 있고, 구동부(22)에 의해 스핀척(2)의 회전 및 승강의 제어, 또 승강부(33)에 의해 컵(3)의 승강을 제어함과 동시에 스핀척(2) 및 컵(3)의 각 상황에 따라 공급노즐(6) 및 세정노즐(51)을 동작시킬 수 있는 구성으로 되어 있다.

상기 스핀척(2) 및 컵(3)에 의해 형성되는 현상유니트 위쪽에는 소정 온도 및 습도로 조정된 청정한 공기를 하강류(下降流)로서 웨이퍼(W) 표면에 공급하고, 이에 의해 웨이퍼(W)에 파티클(particle)이 흡착하는 것을 억제하기 위한 공기공급부(8)가 설치되어 있다. 여기서, 상술한 드레인 라인(43)은 폐액관(廢液管)과 배기관을 겸용하고 있고, 상기 공기 공급부(8)로부터 공급되는 공기는 웨이퍼(W) 표면 을 따라 바깥쪽으로 흘러가고, 컵(3)과 링체(44) 사이의 틈(46)을 따라 드레인 라인(43)으로부터 배기되도록 구성된다. 덧붙여 설명하면, 드레인 라인(43)에는, 예를들어 밸브 및 펌프(도시 않됨)에 의해 구성되는 배기수단이 설치되어 있어, 이 배기수단은 스핀척(2)의 구동부(22) 및 승강부(33)의 적어도 한쪽의 작동정보에 의거하여 제어부(7)를 통하여 작동한다. 예를들어 스핀척(2)이 정지한 때, 또는 컵(31)이 상승한 때, 또는 이들의 앤드(AND) 조건에서, 예를들어 상기 밸브를 열어, 배기동작이 행해진다.

다음, 본 실시형태에 있어서의 작용에 관하여, 도 4 및 도 5에 의거하여 설명한다. 먼저, 스핀척(2)이 컵(3)의 위쪽까지 상승하여, 이미 앞의 공정에서 레지스트가 도포되고, 노광(露光, exposure) 처리된 웨이퍼(W)가 반송아암(도시 않됨)으로부터 스핀척(2)으로 건네진다{도 4(a)}. 덧붙여 설명하면, 이 때 외부컵(31) 및 내부컵(32)은 양쪽 다 하강된 상태이다.

계속하여 도 4(b)에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W) 상면이 내부컵(32) 상단과 거의 같은 높이의 위치로까지 스핀척(2)이 하강한다. 스핀척(2)의 하강 후, 공급노즐(6)이 외부컵(31)의 바깥쪽 기준위치로부터 가이드 레일(5)을 따라 상부측 컵 (31a)과 웨이퍼(W) 둘레가장자리 사이의 대응하는 위치로 안내되고, 계속하여 그 위치로부터 웨이퍼(W) 둘레가장자리의 바깥쪽 대기위치로 하강한다{도 4(b)}. 이 때 공급노즐(6)의 위치(높이)는 웨이퍼(W)에 대하여 현상액을 공급하는 높이로 설정되어 있기 때문에, 토출공(61)은 웨이퍼(W) 표면 레벨보다, 예를들어 1mm 정도 높은 위치에 놓여진다.

그 후, 공급노즐(6)은 도 4(b)의 위치로부터 현상액의 토출을 행하면서 스캔을 개시하고, 도 5(a)에 나타낸 바와 같이 웨이퍼(W)의 한 끝단쪽으로부터 다른 끝단쪽으로 이동하여(도 5중의 좌측에서 우측으로 이동하여) 웨이퍼(W) 표면에는 예를들어 1.2mm 높이의 액막이 형성되어, 웨이퍼(W)의 정지현상(停止現像)이 행해진다. 또, 이 정지현상 중에는, 앞에서 설명한 드레인 라인(43)으로부터의 배기는, 예를들어 정지된다. 이 때 공급노즐(6)의 이동은, 이 공급노즐(6)의 토출공(61)이 배열되어 있는 토출영역의 중심이 웨이퍼(W)의 중심 위쪽을 통과하도록, 예를들어 10cm/sec의 스캔 스피드(scan speed)로 행해진다. 공급노즐(6)은 웨이퍼(W)를 스캔한 후, 도 5(a) 내의 웨이퍼(W) 우측 끝단쪽보다도 바깥측 위치에서 상부측 컵 (31a)의 상측까지 상승하여, 도 2에 나타낸 기준위치로 되돌려진다. 공급노즐(6)의 스캔에 있어서, 웨이퍼(W) 양단의 바깥쪽으로 토출되어 떨어지는 현상액은 내부컵 (32) 및 링체(44)를 따라 액받음부(42)로 흘러, 드레인 라인(43)으로 배출된다.

다음, 드레인 라인(43)으로부터의 배기를 복귀시키고, 공급노즐(6)을 대신하여 세정노즐(51)이 가이드 레일(5)로 안내되어, 웨이퍼(W)의 중앙 위쪽에 토출부가 위치하도록 이동한다. 그리고 외부컵(31)이 상승하여 하부측 컵(31b)이 웨이퍼(W)의 위쪽 및 아래쪽 레벨에 걸쳐진 상태로 되고, 또 이 때에 외부컵(31)의 열쇠형 부분(31c)에 의해 내부컵(32)도 상승한다{도 5(b)}. 다음, 스핀척(2)이 회전하고, 세정노즐(51)로부터 세정액, 예를들어 순수가 웨이퍼 중심부에 공급되어 웨이퍼(W)의 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 중앙부로부터 둘레가장자리부로 퍼져, 웨이퍼(W) 상의 현상액이 씻겨져 흘러가게 된다.

한편, 웨이퍼(W) 아래쪽의 세정노즐(47)로부터도 세정액, 예를들어 순수가 웨이퍼(W) 이면(裏面)의 둘레가장자리를 향하여 토출되어, 이 이면 둘레가장자리로 돌아서 흘러들어간 현상액을 씻어 드레인 라인(41 및 43)으로부터 배출된다.

그 후, 세정노즐(51, 47)로부터의 세정액의 토출을 정지시키고, 웨이퍼(W)를 계속하여 회전시켜 웨이퍼(W)를 스핀 건조시킨다. 이 때, 외부컵(31)은 세정시와 마찬가지로 상승위치 그대로이고, 스핀 건조의 종료 후에 웨이퍼(W)의 교환을 위해 이것(외부컵)을 하강시키고, 스핀척이 상승하여 도 4(a)에 나타낸 상태로 돌아온다.

이와 같이 본 발명의 실시형태에 관련된 액처리장치에 의하면, 외부컵(31) 상부{상부측 컵(31a)}가 사각통형상으로 형성되고, 이 안에 공급노즐(6)을 위치시켜 스캔을 행하고 있기 때문에, 외부컵(31) 바깥쪽으로 처리액이 새어나갈 염려가 없고, 상부측 컵(31a)의 점유영역이 좁아도 좋다.

또, 내부컵(32)이 원통형상으로 형성되어 있고, 웨이퍼(W)의 세정시에 이 내부컵(32)이 웨이퍼(W)의 옆쪽에 위치하도록 상승하기 때문에, 회전하는 웨이퍼(W)로부터 떨쳐 떨어지는 세정액 물방울을, 내부컵(32)에서 적은 양으로 받을 수 있게 된다. 즉, 세정액 물방울은 호(弧)를 그리면서 웨이퍼(W)의 바깥쪽으로 튀어나오고, 이것을 받은 면이 원주면으로 되어 있기 때문에, 작은 충격력으로 부드럽게 내부컵(32)에 부딪히게 되어, 이로 인해 물방울의 튐이 적다.

또, 본 실시형태에서 웨이퍼(W)로 현상액을 공급한 뒤 웨이퍼(W)의 건조 종료까지 외부컵(31)을 상승위치에 놓아두기 때문에 현상의 균일성을 높이는 효과가 있다. 즉, 웨이퍼(W)는 이른바 다운 플로우(down flow)(청정기체의 하강기류)의 환경 속에 놓여져, 현상액을 웨이퍼(W) 상에 퍼들 형성시킨 후 소정 시간, 예를들어 정지시켜 현상을 행하지만, 이 때 웨이퍼(W) 전체 면에는 균일한 온도분포를 가지고 균일하게 현상을 행하기 위하여 일률적으로 기류가 부딪히는 것이 바람직하다. 이 경우, 웨이퍼(W) 주위가 만약 사각통형상의 상부측 컵(31a)에 의해 감싸여져 있으면, 웨이퍼(W)의 둘레가장자리와 하부측 컵(31b) 내부 사이의 공간(배기 공간)의 크기가 둘레방향에 있어 상이하기 때문에, 다운 플로우의 튐에 의한 난류가 발생하여 웨이퍼(W) 표면에 있어서의 기류의 불균일 정도가 크게 되어, 현상 균일성(패턴의 선폭균일성)이 나빠진다. 이에 대하여 웨이퍼(W) 주위에 원통형상의 내부컵(32) 및 하부측 컵(31b)을 위치시키면, 상기 배기공간의 크기가 일률적으로 되기 때문에, 웨이퍼(W)의 표면에 있어서의 기류가 균일하게 되어, 현상 불균일을 억제할 수 있다.

상술한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 옆쪽을 감싸는 컵(3)을 상부측과 하부측에 있어서 상이한 형상을 가지는 구조로 하고, 이것을 웨이퍼(W)의 처리액 공급시 및 세정·건조시에 따라 적당한 형상의 컵이 웨이퍼(W)의 옆쪽에 위치하도록 제어하고 있기 때문에, 종래의 장치보다 점유 면적을 크게 하는 일 없이 사각통형상 컵과 원통형상 컵의 각각의 이점을 겸하는 운용을 가능하도록 하고 있다.

덧붙여 설명하면, 본 실시형태에 관련된 액처리장치는, 현상처리에 한정되지 않고 레지스트의 도포처리에 적용시켜도 좋다.

다음, 상술한 현상장치를 유니트에 탑재시킨 도포·현상장치의 일예에 있어 서의 개략적인 내용에 관하여 도 6 및 도 7을 참조하면서 설명한다. 도 6 및 도 7중에서, (9)는 웨이퍼 카세트를 반입반출하기 위한 반입반출 스테이지이고, 예를들어 25매가 수납된 카세트(C)가, 예를들어 자동반송 로보트에 의해 얹어진다. 반입반출 스테이지(9)에 위치하는 영역에는 웨이퍼(W)의 주고받기 아암(90)이, X, Y방향 및 θ회전{연직축(鉛直軸) 둘레의 회전}이 자유롭도록 되어 설치되어 있다. 또, 이 주고받기 아암(90)의 건너측에는, 예를들어 반입반출 스테이지(9)로부터 뒤쪽을 향하여 보아, 예를들어 우측에는 도포·현상계의 유니트(u1)가, 좌측, 앞, 뒤쪽에는 가열·냉각계의 유니트(u2,u3,u4)가 각각 배치되어 있음과 동시에, 도포·현상계 유니트와 가열·냉각계 유니트 사이에서 웨이퍼(W)의 주고받기를 행하기 위하여, 예를들어 승강이 자유롭고 좌우, 전후로 이동이 자유롭고 또 연직축 둘레의 회전이 자유롭도록 구성된 웨이퍼 반송아암(MA)이 설치되어 있다. 그러나, 도 6에서는 편의상 유니트(u2) 및 웨이퍼 반송아암(MA)은 도시하고 있지 않다.

도포·현상계 유니트에 있어서는, 예를들어 상단에 2개의 상술한 현상장치를 구비한 현상유니트(91)가, 하단에 2개의 도포유니트(92)가 설치되어 있다. 가열·냉각계 유니트에 있어서는, 가열유니트 및 냉각유니트, 소수화(疎水化) 처리유니트등이 상하로 배치되어 있다.

도포·현상계 유니트 및 가열·냉각계 유니트를 포함하는 상술한 부분을 클린 트랙(CLEAN TRACK)이라고 부르기로 하면, 이 클린 트랙의 뒤쪽에는 인터페이스 유니트(100)를 통하여 노광장치(101)가 접속되어 있다. 인터페이스 유니트(100)는, 예를들어 승강이 자유롭고 좌우 전후로 이동이 자유롭고 또 연직축 둘레의 회전이 자유롭도록 구성된 웨이퍼 반송아암(102)에 의해 클린 트랙과 노광장치(73) 사이에서 웨이퍼(W)의 주고받기를 행하는 것이다.

이 장치의 웨이퍼의 흐름에 관하여 설명하면, 먼저 외부로부터 웨이퍼(W)가 수납된 웨이퍼 카세트(C)가 상기 반입반출 스테이지(9)로 반입되고, 웨이퍼 반송아암(70)에 의해 카세트(C) 내로부터 웨이퍼(W)가 꺼내어지고, 앞에서 설명한 가열·냉각유니트(u3)에 있어서의 선반의 하나인 주고받음대를 통하여 웨이퍼 반송아암 (MA)으로 건네진다. 다음, 유니트(u3) 내에 있어서 하나의 선반 처리부 내에서 소수화처리가 행해진 후, 도포유니트(92)에서 레지스트액이 도포되어, 레지스트막이 형성된다. 레지스트막이 도포된 웨이퍼(W)는 가열유니트에서 가열된 후, 인터페이스 유니트(100)를 통하여 노광장치(101)로 보내어져, 여기서 패턴에 대응하는 마스크를 통하여 노광이 행해진다.

그 후 웨이퍼(W)는 가열유니트에서 가열된 후, 냉각유니트에서 냉각되고, 이어서 현상유니트(91)로 보내어져 현상처리되고, 레지스트 마스크가 형성된다. 다음에, 웨이퍼(W)는 반입반출 스테이지(9) 상의 카세트(C) 내로 돌려보내진다.

다음, 본 발명의 다른 실시형태에 관하여 설명한다.

이 실시형태에서는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 외부컵(31) 내에 공급노즐(6) 및 세정노즐(51)의 홈 포지션(home position)(161,151)이 설치되어 있다. 홈 포지션(161,151)에는, 각각 공급노즐(6) 및 세정노즐(51)을 향하여 세정액을 토출하는 세정액 토출노즐(162,152)이 설치되어 있다. 또, 공급노즐(6)의 홈 포지션(161)의 부근에서, 공급노즐(6)에 의해 더미 디스펜스(dummy dispense)가 행해지도록 되어 있다. 종래, 컵 바깥쪽의 배스(bath)에서 노즐청정 및 더미 디스펜스가 행해지고 있었던 것에 비하여, 이와 같이 컵 내부에서 노즐세정 및 더미 디스펜스를 행하도록 구성함으로써, 부품 수의 삭감 및 장치의 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 외부컵(31)의 상부측 컵(31a)이 사각통형상으로 되어 있으나, 이와 같은 형상에 한정되지 않고 원통형상 등이어도 물론 좋다.

이상에서 설명한 바와 같이, 각종의 액도포방법을 이용할 수 있는 본 발명은, 처리장치를 크게 하지 않고도 가능하고, 예를들어 높은 선폭균일성을 얻기 위한 바람직한 방법을 선택할 수 있다.

Claims

액처리장치에 있어서,

기판을 수평으로 보유·유지하고, 회전이 자유로운 기판보유·유지부와,

상기 기판보유·유지부에 보유·유지된 기판의 옆쪽을 감싸며, 상부측이 사각통형상으로 또한 하부측이 원통형상으로 형성됨과 동시에, 상기 사각통형상 부분과 원통형상 부분이 일체로 성형된 컵과,

상기 컵 내측의 한변을 따라 이어지고, 기판에 처리액을 공급하는 노즐과,

이 노즐을 상기 컵 내측의 한변에 인접하는 변을 따라 이동시키는 이동기구와,

상기 기판보유·유지부와 컵을 상대적으로 이동시키기 위한 승강수단과,

상기 컵 상부측이 공급노즐의 토출공의 이동영역의 옆쪽에 위치하는 제 1 레벨과 컵 하부측이 기판의 옆쪽에 위치하는 제 2 레벨 사이에서, 기판에 대한 컵 높이의 위치를 상기 승강수단을 통하여 제어하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
액처리장치에 있어서,

기판을 수평으로 보유·유지하고, 회전이 자유로운 기판보유·유지부와,

상기 기판보유·유지부를 회전시키기 위한 회전기구와,

상기 기판보유·유지부에 보유·유지된 기판의 옆쪽을 감싸는 컵과,

상기 컵 내측의 한변을 따라 이어지고, 기판에 처리액을 공급하는 노즐과,

이 노즐을 상기 컵 내측의 한변에 인접하는 변을 따라 이동시키는 이동기구와,

상기 기판보유·유지부와 컵을 상대적으로 이동시키기 위한 승강수단과,

상기 컵 상부측이 공급노즐의 토출공의 이동영역의 옆쪽에 위치하는 제 1 레벨과 컵 하부측이 기판의 옆쪽에 위치하는 제 2 레벨 사이에서, 기판에 대한 컵 높이의 위치를 상기 승강수단을 통하여 제어하는 제어수단과,

상기 기판보유·유지부와 컵 사이를 배기하는 배기수단과, 상기 회전기구와 승강수단 중의 적어도 한쪽의 작동정보에 의거하여 상기 배기수단을 작동시키는 배기제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
액처리장치에 있어서,

기판을 수평으로 보유·유지하고, 회전이 자유로운 기판보유·유지부와,

상기 기판보유·유지부에 보유·유지된 기판의 옆쪽을 감싸는 컵과,

상기 컵 내측의 한변을 따라 이어지고, 기판에 처리액을 공급하는 노즐과,

이 노즐을 상기 컵 내측의 한변에 인접하는 변을 따라 이동시키는 이동기구와,

상기 기판보유·유지부와 컵을 상대적으로 이동시키기 위한 승강수단과,

상기 컵 상부측이 공급노즐의 토출공의 이동영역의 옆쪽에 위치하는 제 1 레벨과 컵 하부측이 기판의 옆쪽에 위치하는 제 2 레벨 사이에서, 기판에 대한 컵 높이의 위치를 상기 승강수단을 통하여 제어하는 제어수단을 구비하고,

상기 컵 내부에 상기 공급노즐의 홈 포지션(home position)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
제 1 항에 있어서,

컵은 위쪽에서 보았을 때, 원통형상을 이루는 부분이 사각통형상을 이루는 부분의 내측에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 공급노즐은, 기판의 유효영역의 폭에 대응하는 길이의 처리액의 공급영역을 가지며, 기판의 유효영역에서 떨어진 대기위치로부터 이동하면서 기판의 유효영역 전역에 처리액의 공급이 가능하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

처리액이 공급된 후, 회전하고 있는 기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

기판의 위쪽에는, 기판 표면에 대하여 청정한 공기를 공급하는 공기공급부가 설치되고, 또 기판의 아래쪽에는 배기를 행하기 위한 배기구가 형성되어 있으며, 공기공급부로부터의 청정한 공기는 기판을 향하여 하강하고 또 컵 내부를 통하여 상기 배기구로 배기되는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
제 3 항에 있어서,

상기 홈 포지션에 위치하는 상기 공급노즐을 향하여 세정액을 토출하는 세정기구가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 공급노즐은, 상기 컵 내부에서 더미 디스펜스(dummy dispense)를 행하는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 컵의 안쪽에 배치된 원통형의 내부컵을 더 구비하고, 상기 내부컵은, 위쪽 내측으로 경사지는 상부부분을 구비하며, 상기 컵이 상기 제 1 레벨에 있을 때, 상기 내부컵은, 상기 내부컵의 상부부분의 위쪽 끝단이, 상기 기판보유·유지부 상의 기판의 윗면과 동일한 높이에 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
제 10 항에 있어서,

상기 컵이 상기 제 2 레벨에 있을 때, 상기 내부컵은, 상기 내부컵의 상부부분의 위쪽 끝단이, 상기 기판보유·유지부 상의 기판의 위쪽에 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
제 11 항에 있어서,

상기 내부컵은, 상기 컵의 승강에 부분적으로 수반하여 승강되도록, 상기 컵과 상기 내부컵은 서로 걸어맞추어지는 걸어맞춤부분을 가지며, 상기 컵이 상승하는 도중에 상기 걸어맞춤부분이 서로 걸어맞추어지고, 상기 컵이 하강하는 도중에 상기 걸어맞춤부분의 걸어맞춤이 해제되는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
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