KR101139202B1 - 노즐 세정 장치, 노즐 세정 방법 및 노즐 세정 프로그램을기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 - Google Patents

Abstract

기판에 처리액을 토출하는 노즐을 세정하는 노즐 세정 장치에 있어서, 기판 처리에 문제점이 생기지 않도록 노즐 선단부를 효율적으로 세정하고, 또한 장치 비용을 저감할 수 있는 노즐 세정 장치, 노즐 세정 방법 및 노즐 세정 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공하는 것이다.

노즐(30)을 수용하고 적어도 노즐(30) 선단부 주위의 내주면이 깔때기 형상으로 형성된 세정실(1)과, 세정실(1)의 깔때기 형상의 내주면에 따라서 주위 방향으로 세정액으로서의 용제(T)를 유입하는 세정액 공급 수단을 구비하고, 노즐(30)이 세정실(1) 내에 수용되었을 때, 세정액 공급 수단(21)이 세정실(1) 내에 용제(T)를 소정량 공급하고, 노즐(30)의 주위를 선회하는 용제(T)의 소용돌이가 형성된다.

노즐, 세정액 공급 수단, 용제, 세정실, 유로관, 폐액관

Description

노즐 세정 장치, 노즐 세정 방법 및 노즐 세정 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 {NOZZLE CLEANING DEVICE, NOZZLE CLEANING METHOD AND COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM RECORDED NOZZLE CLEANING PROGRAM}

도1은 본 발명에 관한 노즐 세정 장치로서의 노즐 대기부를 구비하는 레지스트 도포 장치의 평면도.

도2는 노즐 대기부의 개략적인 구성을 도시하는 종단면도.

도3은 도2의 A-A 화살표 횡단면도.

도4는 노즐 대기부에 있어서의 노즐에 대한 일련의 동작을 도시하는 흐름도.

도5는 도4의 흐름에 대응하는 노즐 대기부에 있어서의 상태를 도시하는 공정도.

도6은 도4의 흐름에 대응하는 노즐 대기부에 있어서의 상태를 도시하는 공정도.

도7은 본 발명에 관한 노즐 세정 장치로서의 노즐 대기부의 다른 형태를 도시하는 종단면도.

도8은 종래의 노즐 세정 장치의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 세정실

2 : 세정 용기부

3 : 용제 분위기 형성부

4 : 세정액 공급관(세정액 공급 수단)

6 : 유로관

7 : 제2 용제 저장부[제2 용제 저장부]

8 : 제1 용 저장부[제1 용제 저장부]

9 : 폐액관

20 : 제어부

21 : 세정액 공급부(세정액 공급 수단)

30 : 레지스트 공급 노즐(노즐)

100 : 노즐 대기부(노즐 세정 장치)

T : 용제

W : 웨이퍼(기판)

[문헌 1] 일본 특허 공개 평5-309309호 공보

본 발명은, 예를 들어 포토레지스트 등의 처리액을 기판에 토출하는 처리액 노즐을 세정하는 노즐 세정 장치, 노즐 세정 방법 및 노즐 세정 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다.

예를 들어, 반도체 디바이스의 제조에 있어서는 피처리 기판인 웨이퍼에 소정의 막을 성막한 후, 포토레지스트액을 도포하여 레지스트막을 형성하고, 회로 패턴에 대응하여 레지스트막을 노광하고, 이를 현상 처리하는, 소위 포토리소그래피 기술에 의해 회로 패턴을 형성한다. 이 포토리소그래피 기술에서는 피처리 기판인 웨이퍼는 주된 공정으로서, 세정 처리 → 탈수 베이크 → 어드히전(소수화) 처리 → 레지스트 도포 → 프리베이크 → 노광 → 현상 → 포스트베이크라는 일련의 처리를 지나 레지스트층에 소정의 회로 패턴을 형성한다.

그런데 포토레지스트액(이하, 간단히 레지스트라 부름)을 웨이퍼에 공급하여 레지스트막을 형성하기 위한 레지스트 도포 장치에 있어서는, 레지스트 공급 노즐로부터의 레지스트 토출 후, 노즐 선단부에 부착되어 있는 레지스트가 건조 고화하여 결정물이 될 우려가 있다. 즉, 이 결정물이 노즐 선단부에 부착된 후 다음 레지스트 토출 처리를 행하면, 정상적인 레지스트 토출을 실행할 수 없거나 레지스트와 함께 결정물이 웨이퍼 상에 공급되는 등의 문제점이 생긴다.

이와 같은 과제에 대해, 노즐 대기 시에 있어서 노즐의 주위에 시너 등의 용제 분위기를 형성하는 방법이 종래부터 이용되어 있다. 즉, 용제 분위기 속에 노즐을 둠으로써, 노즐 선단부에 부착된 레지스트의 건조 고화를 억제할 수 있다.

또한, 상기한 바와 같이 용제 분위기 속에 노즐을 두는 것만으로는, 노즐 외주면에 있어서 이미 결정물이 된 레지스트 부착물 등은 제거할 수 없다. 이로 인해, 노즐을 세정액에 의해 세정하고, 부착된 레지스트를 제거하는 방법이 문헌 1에 개시되어 있다.

문헌 1에 개시된 세정 장치(50)에 있어서는, 도8의 단면도에 도시한 바와 같이 처리액의 시린지(처리액 공급 노즐)(52)가 용기(51)에 마련된 개구부(51a)에 고정되고, 이에 의해 처리액 공급 노즐(52)이 용기(51)에 보유 지지된다. 용기(51)에는 보유 지지된 처리액 공급 노즐(52)을 중앙으로 하여, 세정액을 송풍하기 위한 세정액 노즐(53a, 53b)이 대향되는 위치에 마련되고, 이들 세정액 노즐로부터 토출된 세정액에 의해 처리액 공급 노즐(52)을 전후로부터 세정할 수 있게 이루어져 있다.

그런데, 문헌 1에 개시되는 세정 장치의 경우, 처리액 공급 노즐(52) 선단부를 구석구석까지 세정하기 위해서는, 적어도 전후 방향으로부터 세정액을 송풍해야만 한다. 이로 인해, 적어도 2개, 즉 복수의 세정액 노즐이 필요하였다. 또한, 문헌 1에 개시된 세정 장치에 있어서는 용기(51)에 처리액 공급 노즐(52)을 고정하였을 때, 노즐(52)의 배치 위치에 다소의 어긋남이 생기면, 세정액 노즐(53a, 53b)로부터의 세정액이 노즐(52)에 적절하게 접촉되지 않을 우려가 있어, 정밀도가 높은 장치 구성이 필요해지고 있었다.

따라서, 문헌 1에 개시된 노즐 세정 장치와 같이 노즐의 선단부에 세정액을 송풍하는 세정 방법에 있어서는 장치 구성이 복잡해지고, 고정밀도인 가공ㆍ조립 및 제어가 필요해지므로, 장치에 드는 비용이 높아진다는 과제가 있었다.

또한, 노즐 대기부에 있어서 노즐 주위에 시너 등의 용제 분위기를 형성하 고, 레지스트의 건조 고화를 억제할 경우, 용제 분위기를 고농도로 설정할 필요가 있어, 노즐 외주면에 결로가 쉽게 생긴다는 문제가 있었다. 즉, 노즐에 용제의 결로가 생기면, 레지스트 도포 처리 시에 있어서 그 결로가 웨이퍼 등의 기판 상에 낙하할 우려가 있고, 기판 처리에 문제점이 생긴다는 기술적 과제가 있었다.

본 발명은, 상기한 바와 같은 사정 하에 이루어진 것으로, 기판에 처리액을 토출하는 노즐을 세정하는 노즐 세정 장치에 있어서, 기판 처리에 문제점이 생기지 않도록 노즐 선단부를 효율적으로 세정하고, 또한 장치 비용을 저감할 수 있는 노즐 세정 장치, 노즐 세정 방법 및 노즐 세정 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 노즐 세정 장치는 기판에 처리액을 토출하는 노즐을 세정하는 노즐 세정 장치에 있어서, 상기 노즐을 수용하고, 적어도 노즐 선단부 주위의 내주면이 깔때기 형상으로 형성된 세정실과, 상기 세정실의 깔때기 형상의 내주면에 따라 주위 방향으로 세정액인 용제를 유입하는 세정액 공급 수단을 구비하고, 상기 노즐이 상기 세정실 내에 수용되었을 때, 상기 세정액 공급 수단이 상기 세정실 내에 용제를 소정량 공급함으로써, 상기 노즐의 주위를 선회하는 용제의 소용돌이가 형성되는 데 특징을 갖는다.

이와 같이 구성함으로써, 세정실 내에 수용한 노즐에 대해, 그 노즐 선단부 주위에 선회하는 용제의 소용돌이를 형성할 수 있고, 그 결과 노즐 선단부를 효율적으로 세정하고, 상기 노즐 선단부로의 부착물을 용이하게 제거할 수 있다. 또 한, 이와 같은 구성에 의해 노즐을 세정실에 수용할 때마다 노즐 선단부 위치에 다소의 어긋남이 생겨도, 노즐 선단부 주위에 확실하게 소용돌이를 형성하여 노즐 선단부의 세정을 행할 수 있다.

또한, 세정실 내에 용제의 소용돌이를 형성하기 위해, 노즐 선단부 주위의 내주면을 깔때기 형상으로 하고 그 내주면에 따라 주위 방향으로 용제를 유입하는 구성으로 함으로써, 용제를 유입시키기 위한 토출구는 하나로 충분하여 장치에 드는 비용을 저감할 수 있다.

또한, 여기서 상기 깔때기 형상이라 함은, 역원추형으로 형성된 깔때기 형상의 구성으로 한정되지 않고, 반구형으로 형성된 깔때기 형상의 구성으로도 좋다.

또한, 상기 세정실의 바닥부에 상기 용제를 폐액(廢液)하는 개구부가 형성되고, 상기 개구부의 내직경 치수는 상기 노즐 선단부의 외직경 치수보다도 크게 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 노즐의 세정 시에 있어서 상기 노즐 선단부는 상기 상단 개구부보다도 높은 위치에 배치되는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 노즐 선단부 주위에 있어서 체류하는 경우가 없는 소용돌이를 형성할 수 있고, 더 효과적으로 노즐 세정을 행할 수 있다.

또한, 상기 세정실 내에 용제 분위기를 형성하는 용제 분위기 형성부를 구비하고, 상기 용제 분위기 형성부는 상기 세정실의 하방에 있어서 상기 세정실에 연통하고, 상기 세정액 공급 수단에 의해 공급된 용제의 폐액로가 되는 유로관과, 상기 유로관의 하방에 마련되고, 상기 유로관의 하단부보다도 상방의 높이 위치까지 상기 용제를 저류하는 제1 용제 저장부를 갖고, 상기 제1 용제 저장부에 저류된 용제가 기화함으로써 상기 세정실 내에 용제 분위기가 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 제1 용제 저장부에 저류한 용제가 기화되어 세정실 내에 용제 분위기를 형성할 수 있다. 따라서, 노즐 대기 시에 있어서 노즐을 용제 분위기에 둘 수 있어 처리액의 건조 고화를 방지할 수 있다.

또한, 세정실에 있어서 노즐 선단부 주위의 내주면이 깔때기 형상으로 형성되어 있기 때문에, 노즐 선단부일수록 주위의 공간이 작아져 노즐 대기 중에 있어서 용제 분위기의 농도가 높아 용제의 결로가 발생될 경우에는, 노즐 선단부측에 결로를 발생시킬 수 있다. 이에 의해, 레지스트의 건조를 보다 방지할 수 있다. 한편, 레지스트 도포 공정으로 이행할 때에는, 노즐 세정을 행함으로써 노즐 선단부측에 생긴 결로를 제거할 수 있다.

또한, 상기 용제 분위기 형성부는 상기 세정액 저장부보다도 상방에, 상기 유로관에 연통하는 제2 용제 저장부를 갖고, 상기 세정액 공급 수단에 의해 상기 제2 용제 저장부에 용제를 공급하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 세정실에 보다 가까운 위치에 제2 용제 저장부가 마련되는 것에 따라, 거기에 저류한 용제로부터 기화한 용제 분위기가 세정실에 쉽게 유입되어, 보다 효율적으로 세정실 내에 용제 분위기를 형성할 수 있다.

또한, 상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 노즐 세정 방법은 기판에 처리액을 토출하는 노즐을 세정하는 노즐 세정 방법에 있어서, 상기 노즐을 적어도 노즐 선단부 주위의 내주면이 깔때기 형상으로 형성된 세정실에 수용하는 단 계와, 상기 세정실의 깔때기 형상의 내주면에 따라 주위 방향으로 세정액으로서의 용제를 소정량 유입하고, 상기 노즐의 주위를 선회하는 용제의 소용돌이를 형성함으로써 노즐 세정을 행하는 단계를 실행하는 데 특징을 갖는다.

이와 같은 단계를 실행함으로써, 세정실 내에 수용한 노즐에 대해, 그 노즐 선단부 주위에 선회하는 용제의 소용돌이를 형성할 수 있어, 그 결과 노즐 선단부를 효율적으로 세정하고, 상기 노즐 선단부로의 부착물을 용이하게 제거할 수 있다. 또한, 이와 같은 세정 방법에 의해 노즐을 세정실에 수용할 때마다 노즐 선단부 위치에 다소의 어긋남이 생겨도, 노즐 선단부 주위에 확실하게 소용돌이를 형성하여 노즐 선단부의 세정을 행할 수 있다.

또한, 세정실 내에 용제의 소용돌이를 형성하기 위해, 노즐 선단부 주위의 내주면을 깔때기 형상으로 하고 그 내주면에 따라 주위 방향으로 용제를 유입하는 방법을 이용하므로, 용제를 유입시키는 토출구는 하나로 충분하여 장치에 드는 비용을 저감할 수 있다.

또한, 여기서 상기 깔때기 형상이라 함은, 역원추형으로 형성된 깔때기 형상의 구성으로 한정되지 않고, 반구형으로 형성된 깔때기 형상의 구성으로도 좋다.

또한, 상기 노즐 세정을 행하는 단계 전 또는 후에 있어서, 상기 세정실의 하방에서 상기 세정실에 연통하는 유로관에, 상기 용제를 폐액하는 단계와, 상기 유로관의 하방에 마련된 제1 용제 저장부에, 상기 유로관에 폐액된 용제를 상기 유로관의 하단부보다도 상방의 높이 위치까지 저류하는 단계를 실행하고, 상기 제1 용제 저장부에 저류된 용제가 기화함으로써 상기 세정실 내에 용제 분위기가 형성 되는 것이 바람직하다.

이와 같은 단계를 실행함으로써, 제1 용제 저장부에 저류한 용제가 기화하여 세정실 내에 용제 분위기를 형성할 수 있다. 따라서, 노즐 대기 시에 노즐을 용제 분위기에 둘 수 있어 처리액의 건조 고화를 방지할 수 있다.

또한, 세정실에 있어서 노즐 선단부 주위의 내주면이 깔때기 형상으로 형성되어 있기 때문에, 노즐 선단부일수록 주위의 공간이 작아져 노즐 대기 중에 있어서 용제 분위기의 농도가 높아 용제의 결로가 발생될 경우에는 노즐 선단부측에 결로를 발생시킬 수 있다. 이에 의해, 레지스트의 건조를 보다 방지할 수 있다. 한편, 레지스트 도포 공정으로 이행할 때에는 노즐 세정을 행함으로써 노즐 선단부측에 생긴 결로를 제거할 수 있다.

또한, 상기 노즐 세정을 행하는 단계 전 또는 후에 있어서, 상기 세정액 저장부보다도 상방에 마련되고, 상기 유로관에 연통하는 제2 용제 저장부에 용제를 공급하는 단계를 실행하고, 상기 제2 용제 저장부에 저류된 용제가 기화함으로써 상기 세정실 내에 용제 분위기가 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같이 세정실에 의해 가까운 위치에 마련된 제2 용제 저장부에 용제를 공급함으로써, 거기에 저류한 용제로부터 기화한 용제 분위기가 세정실에 쉽게 유입되어, 보다 효율적으로 세정실 내에 용제 분위기를 형성할 수 있다.

이하, 본 발명에 관한 실시 형태에 대해, 도면을 기초로 하여 설명한다. 도1은 본 발명에 관한 노즐 세정 장치로서의 노즐 대기부를 구비하는 레지스트 도포 장치의 평면도이다. 우선, 도1을 기초로 하여 이 레지스트 도포 장치(COT)에 대해 설명한다.

레지스트 도포 장치(COT)에 있어서는 유닛 바닥의 중앙부에 환형의 컵(CP)이 배치되고, 그 내측에 도시하지 않은 스핀 척이 배치되어 있다. 스핀 척은 진공 흡착에 의해 웨이퍼(W)를 고정 및 지지한 상태에서 구동 모터의 회전 구동력으로 회전하도록 구성되어 있다.

또한, 포토레지스트를 토출하여 공급하기 위한 레지스트 공급 노즐(30)[이하, 간단히 노즐(30)이라 호칭함]을 구비하고, 이 노즐(30)에는 밸브(37)를 통해 레지스트 공급원(36)으로부터 포토레지스트가 공급되고, 도시하지 않은 노즐 토출구로부터 포토레지스트를 웨이퍼(W) 상에 토출하도록 구성되어 있다.

노즐(30)은 노즐 스캔 아암(31)의 선단부에 있어서 노즐 홀더(35)를 통해 보유 지지되고, 대기 중은 컵(CP)의 외측에 배치된 노즐 대기부(노즐 세정 장치)(100)에 위치하고, 대기 중에 노즐 선단부를 세정 가능하게 이루어져 있다. 노즐 스캔 아암(31)은 유닛 바닥판 상에 일방향(Y 방향)으로 부설된 가이드 레일(32) 상에서 수평 이동 가능한 수직 지지 부재(33)의 상단부에 설치되어 있고, 도시하지 않은 Y 방향 구동 기구에 의해 수직 지지 부재(33)와 일체로 Y 방향으로 이동하도록 구성되어 있다.

또한, 이 노즐 스캔 아암(31)은 노즐 대기부(100)에서 노즐(30)을 세정하기 위해 도시하지 않은 연직 방향 구동 기구에 의해 연직 방향으로도 이동 가능하게 이루어져 있다.

또한, 도1에서는 도해를 용이하게 하기 위해, 노즐(30)에 접속하는 배관을 도면으로부터 생략하고 있다. 또한, 도1에서는 반송 아암(38)이 레지스트 도포 장치(COT)에 출입하기 위한 개구부(39)에 설치되어 있는 셔터를 도면으로부터 생략하고 있다.

다음에, 이와 같이 구성된 레지스트 도포 장치(COT)에 있어서의 레지스트 도포 동작에 대해 설명한다.

우선, 반송 아암(38)에 의해 웨이퍼(W)가 개구부(39)로부터 레지스트 도포 장치(COT)에 반입되고, 웨이퍼(W)는 스핀 척에 의해 흡착 보유 지지된다.

다음에 노즐 스캔 아암(31)에 의해 노즐(30)을 노즐 대기부(100)로부터 이동하여, 노즐(30)의 토출구를 웨이퍼(W)의 중심 직상부에 웨이퍼(W)와 소정의 거리를 두고 위치하도록 반송한다.

그 후, 스핀 척으로 보유 지지된 웨이퍼(W)를 연직축 주위에 회전하고, 밸브(37)를 개방하여 레지스트 공급원(36)으로부터 펌프 등의 수단에 의해 포토레지스트를 노즐(30)에 공급하고, 이에 의해 레지스트가 노즐(30)의 토출구로부터 웨이퍼(W) 상에 토출된다. 이때, 웨이퍼(W)는 회전하고 있기 때문에, 웨이퍼(W) 상에 공급된 포토레지스트는 원심력에 의해 웨이퍼(W) 전체면에 신장되어 도포된다.

상기 웨이퍼(W) 상으로의 도포 작업이 종료되면, 레지스트 공급원(36)으로부터의 레지스트 공급 동작이 정지되는 동시에 밸브(37)가 폐쇄된다. 이때 노즐(30)의 토출구는 개방된 상태로 되어 있지만 밸브(37)가 폐쇄되므로, 밸브(37)와 노즐(30)의 토출구 사이에 잔존하는 포토레지스트는 표면 장력에 의해 토출구로부터 낙하하는 일은 없다.

다음에, 노즐 스캔 아암(31)에 의해 드레인 컵(34) 상에 레지스트 공급 노즐(30)을 반송한다. 그리고, 밸브(37)가 다시 개방되고, 밸브(37)와 노즐(30)의 토출구 사이에 잔존하는 레지스트가 드레인 컵(34) 내에 배출된다.

그리고, 노즐(30)은 노즐 스캔 아암(31)에 의해 노즐 대기부(100)로 이동되고, 거기서 다음 웨이퍼(W)로의 레지스트 공급 처리를 위해 대기하거나 혹은 노즐 세정 처리가 행해진다.

계속해서, 본 발명에 관한 노즐 세정 장치로서의 노즐 대기부(100)에 대해 상세하게 설명한다. 도2는 노즐 대기부(100)의 종단면도, 도3은 도2의 A-A 화살표 횡단면도이다.

도2에 도시한 바와 같이, 노즐 대기부(100)는 노즐 홀더(35)의 선단부가 삽입됨으로써 노즐(30)을 수용 가능한 세정실(1)을 형성하는 세정 용기부(2)와, 이 세정 용기부(2)의 하방에 마련되어 용제 분위기를 생성하는 용제 분위기 형성부(3)를 구비한다.

세정 용기부(2)는 상부에 형성된 원통형부(2a)와 하부에 형성된 깔때기 형상(역원추 형상)의 내주면을 갖는 깔때기부(2b)로 이루어지고, 도2에 도시한 바와 같이 원통형부(2a)에 노즐 홀더(35)가 삽입된 상태에서, 깔때기부(2b)의 중심 하부에 노즐(30)의 선단부가 위치하도록 이루어져 있다.

세정 용기부(2)의 하단부, 즉 깔때기부(2b)의 바닥부에는 도3에 도시한 바와 같이 내직경 치수(L1)(예를 들어, 5 ㎜ 이하)의 개구부(2c)가 형성되고, 그 내직경 치수(L1)는 노즐(30) 선단부의 외직경 치수(L2)(예를 들어, 2.4 ㎜)보다도 크게 형 성되어 있다.

또한, 노즐(30)이 세정 용기부(2) 내에 배치되었을 때에, 도2에 도시한 바와 같이 노즐(30) 선단부는 개구부(2c)의 상단부보다도 높은 위치에 배치되고, 그 거리 치수(H1)는 0.5 내지 2 ㎜ 이하로 설정되어 있다.

또한, 깔때기부(2b)에는 그 깔때기 형상의 내주면에 따라 주위 방향으로 세정액으로서의 용제(T)(예를 들어, 시너)를 유입하기 위한 세정액 공급관(4)(세정액 공급 수단)이 접속되고, 세정액 공급관(4)에는 제어부(20)의 제어 명령에 의해 용제(T)의 공급 및 공급 정지 동작을 행하는 세정액 공급부(21)(세정액 공급 수단)가 접속되어 있다.

여기서 세정액 공급관(4)은 그 공급구(4a)로부터 토출되는 용제(T)가, 도3에 도시한 바와 같이 노즐(30)에는 직접 접촉되지 않고, 상기한 바와 같이 깔때기 형상의 내주면에 따라 흐르도록 마련되어 있다. 따라서, 노즐(30)이 세정 용기부(2) 내에 배치되고, 공급구(4a)로부터 소정량의 용제(T)가 세정실(1) 내에 공급되면, 용제(T)는 노즐(30)의 주위를 선회하는 소용돌이를 형성하고, 그 후에 개구부(2c)로부터 하방으로 흘러내리게 되어 있다.

또한, 상기한 바와 같이 개구부(2c)와 노즐(30) 선단부의 위치 관계가 설정되므로, 노즐 선단부 주위에 있어서 체류하는 일이 없는 소용돌이가 형성되어, 보다 효과적으로 노즐 세정을 할 수 있게 구성되어 있다.

또한, 용제 분위기 형성부(3)는 세정실(1)의 하방에 있어서 상기 세정실(1)에 연통하고, 세정실(1)로부터 폐액된 용제(T)의 폐액로가 되는 유로관(6)과, 유로 관(6)의 하방에 마련되고, 유로관(6)을 흘러내린 용제를 소정량 저류하는 제1 용제 저장부(8)(제1 용제 저장부)를 갖는다. 또한, 용제 분위기 형성부(3)는 유로관(6)의 상부에 있어서 상기 유로관(6)에 연통하고 도넛 형상의 관으로 형성된 제2 용제 저장부(7)를 갖는다.

제1 용제 저장부(8)는 유로관(6)을 흘러내린 용제(T)를 소정량 저류하도록 기능하고, 컵 형상의 저장부(8a)를 형성하고 있다. 또한, 제1 용제 저장부(8)의 측방에는 폐액관(9)이 마련되어 있다. 즉, 저장부(8a)가 저류하는 용제(T)가 소정량을 초과하면 폐액관(9)으로 흘러넘쳐 폐액관(9)으로부터 폐액되도록 구성되어 있다. 또한, 이 폐액관(9)의 하방에 도시하지 않은 흡인 수단을 형성해도 좋고, 그 경우 폐액관(9)으로 흘러넘친 용제(T)를 상기 흡인 수단에 의해 흡인함으로써 보다 효율적으로 폐액 작업을 행할 수 있다.

또한, 도2에 도시한 바와 같이 유로관(6)의 하단부(6a)는 폐액관(9)의 상단부(9a)보다도 낮은 위치까지 하방으로 연장 설치되어 있다. 또한, 폐액관(9)의 상단부(9a)는 저장부(8a)의 상단부로 이루어진다. 따라서, 저장부(8a)에 최대 저류량의 용제(T)가 저장되면, 도시한 바와 같이 용제(T)에 의해 유로관(6)의 하단부(6a)가 폐색된 상태로 되고, 유로관(6) 내가 밀폐된다. 이에 의해, 저장부(8a)의 용제(T)가 기화하면, 유로관(6)에 연통하는 세정실(1) 내에 효율적으로 용제 분위기가 형성된다.

또한, 제2 용제 저장부(7)는 도2에 도시한 바와 같이 소정의 깊이 치수를 갖는 용제(T)의 저장부(7a)와, 이 저장부(7a)를 흘러넘친 용제(T)가 유로관(6)으로 배출되도록 형성된 유로관(6)으로의 연통부(7b)를 갖는다. 또한, 이 제2 용제 저장부(7)에는 그 외측 측방에 세정액 공급부(21)로부터 용제(T)를 공급하기 위한 용제 공급로(7c)가 형성되어 있다. 즉, 용제 공급로(7c)로부터 공급된 용제(T)가 저장부(7a)에 저류되도록 구성되어 있다. 따라서, 세정실(1)에 가까운 위치에 제2 용제 저장부(7)가 마련됨으로써, 저장부(7a)로부터 기화한 용제 분위기가 연통부(7b)를 통해 세정실(1)에 쉽게 유입되어, 보다 효율적으로 세정실(1) 내에 용제 분위기가 형성된다.

또한, 상기한 제어부(20)는, 도시하지 않은 기억부를 구비하고, 이 기억부에는 노즐 대기부(100)의 동작이 미리 결정된 소프트웨어로 이루어지는 1개 또는 복수의 처리 레시피와, 그 처리 레시피 중 어느 하나를 기초로 하여 각 동작이 실시되도록 명령이 짜여진 커맨드부를 갖는 노즐 세정 프로그램이 저장되어 있다.

그리고, 제어부(20)는 상기 프로그램을 판독하고, 후술의 노즐 세정 공정이 실시되도록 제어를 행한다. 또한, 이 노즐 세정 프로그램은, 예를 들어 하드디스크, 콤팩트 디스크, 마그넷 옵티컬 디스크, 메모리 카드 등의 기록 매체에 기록되어 수납된 상태에서 제어부(20)의 기억부에 저장된다.

계속해서, 이와 같이 구성된 노즐 대기부(100)에 있어서의 노즐 대기 시의 일련의 동작[제어부(20)에 의한 제어 동작]에 대해 도4의 흐름을 기초로 하여, 도5 및 도6의 공정의 상태를 도시하는 노즐 대기부(100)의 단면도를 이용하면서 설명한다.

우선, 레지스트 도포 장치(COT)에 있어서 1매의 웨이퍼(W)에 대한 레지스트 도포 처리를 종료한 노즐(30)은 노즐 대기부(100)의 세정실(1) 내에 수용되어 배치된다(도4의 단계 S1).

노즐(30)이 노즐 대기부(100)에 배치되면, 도5의 (a)에 도시한 바와 같이 세정액 공급부(21)로부터 용제(T)를 제2 용제 저장부(7)에 공급하고, 그 저장부(7a)로부터 용제(T)를 유로관(6)으로 흘러넘침으로써[유로관(6)에 용제(T)를 폐액함], 또한 제1 용제 저장부(8)에 용제(T)를 저류한다(도4의 단계 S2).

또한, 상기한 바와 같이 노즐(30)의 노즐 대기부(100)로의 배치 후, 용제(T)를 제1 용제 저장부(8), 제2 용제 저장부(7)에 저류하도록 해도 좋지만, 먼저 용제(T)를 제1 용제 저장부(8), 제2 용제 저장부(7)에 저류 후, 노즐(30)을 노즐 대기부(100)에 배치하도록 해도 좋다.

계속해서, 도5의 (b)에 도시한 바와 같이 노즐(30)은 정지 상태가 되고, 소정 시간 동안 대기 상태로 이루어진다(도4의 단계 S3, S4). 여기서, 세정실(1) 내 및 유로관(6) 내는 대략 밀폐 공간으로 이루어져 있고, 제1 및 제2 저장부(7, 8)에 저류된 용제가 기화함으로써, 세정실(1) 내에 소정 농도의 용제 분위기가 형성된다. 따라서, 노즐(30)에 부착된 레지스트가 건조 고화하지 않도록 노즐(30)을 대기시킬 수 있다.

상기 소정 시간의 대기 후, 노즐(30)을 세정하는 단계를 실행할 경우, 도6의 (a)에 도시한 바와 같이 세정액 공급부(21)로부터 세정액 공급관(4)에 소정량의 용제(T)를 공급하고, 세정실(1) 내에 있어서 노즐(30) 선단부의 주위에 소용돌이 상태의 용제(T)의 흐름을 형성한다(도4의 단계 S8). 여기서, 용제(T)의 소용돌이 상 태의 흐름은 깔때기부(2b)에 형성되는 동시에, 그 하단부의 개구부(2c)로부터 유로관(6)으로 흘러내린다. 따라서, 노즐(30)의 주위에 부착되어 있던 레지스트의 결정물 등은, 그 소용돌이 상태의 용제(T)의 흐름에 의해 효율적으로 구석구석까지 제거된다.

다음에, 세정실(1)로의 소정량의 용제(T)의 공급이 정지되고, 세정 처리가 종료되면, 도1에 도시한 밸브(37)가 개방되어 노즐(30)로부터 소정량의 레지스트가 토출됨으로써, 세정 후에 노즐(30) 선단부에 부착된 용제가 흘러 떨어지고, 다음 웨이퍼(W)로의 레지스트 공급 처리 공정으로 이행한다(도4의 단계 S9).

또한, 노즐(30)을 세정하는 단계를 실행한 후에 있어서도, 제1 및 제2 저장부(7, 8)에는 용제(T)가 저류된 상태이므로, 세정실(1) 내는 소정 농도의 용제 분위기가 형성된 상태로 되어 있다. 따라서, 노즐 세정 후, 다음 웨이퍼(W)로의 레지스트 공급 처리 공정까지 소정 시간, 세정실(1) 내에서 노즐(30)을 대기시키는 단계를 실행해도 좋다.

또한, 노즐(30)을 세정하는 단계 5의 처리에 있어서, 용제(T)를 제1 용제 저장부(8), 제2 용제 저장부(7)에 유입시켜 저장부에 쌓인 용제를 정기적으로 교체시키는 처리를 행해도 좋다.

한편, 도4의 단계 S5에 있어서 노즐(30)의 세정을 행하지 않을 경우, 또한 계속해서 노즐(30)은 정지 상태로 되고, 다음 레지스트 공급 처리 공정까지의 소정 시간 동안 대기 상태로 이루어진다(도4의 단계 S6, S7).

또한, 도4의 단계 S5에 있어서의 판단(세정하는지의 여부)은 웨이퍼(W)의 매 엽 처리마다 노즐 세정하거나, 소정 웨이퍼 매수마다 노즐 세정하는지의 설정을 기초로 하여 결정되고, 그 설정은 선택된 처리 레시피마다 이루어진다.

또한, 세정실(1)에 있어서 노즐(30)의 선단부 주위의 내주면이 깔때기 형상으로 형성되어 있기 때문에, 노즐 선단부일수록 주위의 공간이 작아져 노즐 대기 중에 있어서 용제 분위기의 농도가 높아 용제의 결로가 발생할 경우에는, 노즐 선단부측에 결로를 발생시킬 수 있다. 이에 의해, 레지스트의 건조를 보다 방지할 수 있다. 한편, 레지스트 도포 공정으로 이행할 때에는, 상기한 바와 같이 노즐 세정을 행함으로써 노즐 선단부측에 발생한 결로를 제거할 수 있다.

또한, 사용하는 약액에 따라서는 약액이 용제(T)(시너)에 접촉함으로써 파티클을 석출하는 것이고, 노즐(30)로부터 약액을 토출할 때, 이 파티클이 약액과 함께 토출되어 제품 불량이 발생될 우려가 있다. 이로 인해, 그러한 약액을 사용할 경우에는 도7에 도시한 바와 같이 세정 용기부(2)에 불활성 가스 삽입구(40)를 마련하고, 노즐 선단부의 세정 후에 있어서 불활성 가스 공급부(41)에 의해 불활성 가스 삽입구(40)로부터 세정실(1) 내에 불활성 가스를 공급하도록 해도 좋다. 그와 같이 하면, 세정 후 노즐 선단부의 건조를 촉진하여 신속한 건조 처리를 행할 수 있어 파티클의 석출을 방지할 수 있다.

또한, 도면에는 나타나지 않았지만, 노즐 선단부 세정 후 세정실(1) 내의 용제 분위기를 배출하기 위한 흡인구(배출구)를 마련함에 따라서도, 노즐 선단부의 건조를 촉진할 수 있어 파티클의 석출을 방지할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 관한 실시 형태에 따르면, 세정실(1) 내에 수용한 노 즐(30)에 대해 그 노즐 선단부 주위에 선회하는 용제(T)의 소용돌이를 형성함으로써, 노즐 선단부를 효율적으로 세정하고, 상기 노즐 선단부의 부착물을 용이하게 제거할 수 있다. 또한, 이 세정 방법에 의해 노즐(30)을 세정실(1)에 수용할 때마다 노즐 선단부 위치에 다소의 어긋남이 생겨도, 노즐 선단부 주위에 확실하게 소용돌이를 형성하고, 노즐 선단부의 세정을 행할 수 있다.

또한, 세정실(1) 내에 용제(T)의 소용돌이를 형성하기 위해, 노즐 선단부 주위의 내주면을 깔때기 형상으로 하고, 그 내주면에 따라 주위 방향으로 용제(T)를 유입하는 구성으로 함으로써, 용제(T)를 유입시키기 위한 토출구는 하나로 충분하여 장치에 드는 비용을 저감할 수 있다.

또한, 세정실(1)의 하방에 있어서 상기 세정실(1)에 연통하고, 세정에 이용한 용제(T) 혹은 세정액 공급부(21)로부터 공급된 용제(T)를 저류하는 제1 용제 저장부(8)를 마련함으로써, 저류한 용제(T)를 기화하여 세정실(1) 내에 용제 분위기를 형성할 수 있다. 따라서, 세정 시 이외에 있어서는 용제 분위기에서 노즐(30)을 대기시켜 레지스트의 건조를 방지할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에 있어서 깔때기부(2b)의 형상은 역원추형으로 하였지만, 그 형태로 한정되지 않고, 반구형으로 깔때기 형상을 형성하는 구성이라도 좋다.

또한, 상기 실시 형태에 있어서는 기판의 예로서 웨이퍼를 이용하여 설명하였지만, 본 발명의 노즐 세정 장치 및 노즐 세정 방법에 있어서 처리하는 기판은 웨이퍼로 한정되지 않고, LCD 기판 등 포토리소그래피 공정에 의해 현상 처리되는 기판에 적용된다.

또한, 처리액을 토출하는 노즐로서 레지스트 공급 노즐(30)을 예로 들어 설명하였지만, 본 발명의 노즐 세정 장치 및 노즐 세정 방법에서는 레지스트를 토출하는 노즐로 한정되지 않고, 다른 종류의 처리액을 토출하는 노즐에도 적용 가능하다.

본 발명은, 예를 들어 포토리소그래피 공정에 있어서 반도체 웨이퍼나 LCD 기판 등에 처리액을 이용하여 처리하기 위한 노즐을 세정하는 노즐 세정 장치에 적용할 수 있어, 반도체 제조업계 및 전자 디바이스 제조 업계 등에 있어서 적합하게 이용할 수 있다.

본 발명에 따르면, 기판에 처리액을 토출하는 노즐을 세정하는 노즐 세정 장치에 있어서, 기판 처리에 문제점이 생기지 않도록 노즐 선단부를 효율적으로 세정하고, 또한 장치 비용을 저감할 수 있는 노즐 세정 장치, 노즐 세정 방법 및 노즐 세정 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 얻을 수 있다.

Claims (10)

1. 기판에 처리액을 토출하는 노즐을 세정하는 노즐 세정 장치에 있어서,

   세정액으로서의 용제를 유입하는 세정액 공급부와,

   상기 노즐을 수용하고, 내부에 세정실을 형성하는 세정 용기부와,

   상기 세정액 공급부와 연결되고, 상기 세정실 내로 개방된 공급구를 갖는 세정액 공급 경로부를 포함하고,

   상기 세정 용기부의 일부분은, 상기 세정실 내에 수용된 노즐 선단부 주위에 위치하고, 깔때기 형상의 내면을 갖고,

   상기 공급구는, 수평 방향으로 연장하는 중심축을 갖고, 상측에서 봤을 때 상기 공급구의 중심축의 연장부는 세정 용기부에 수용된 노즐과 교차하지 않고,

   이에 따라 상기 용제는 노즐의 주위를 선회하는 용제의 소용돌이를 형성하도록 상기 깔때기 형상의 내면을 따라 흐르는, 노즐 세정 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 세정실의 바닥부에 상기 용제를 폐액하는 개구부가 형성되고,

   상기 개구부의 내직경 치수는 상기 노즐 선단부의 외직경 치수보다도 크게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 노즐 세정 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 노즐이 상기 세정실 내에 수용되었을 때, 상기 노즐 선단부는 상기 개구부 상단부보다도 높은 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 노즐 세정 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세정실 내에 용제 분위기를 형성하는 용제 분위기 형성부를 구비하고,

   상기 용제 분위기 형성부는 상기 세정실의 하방에 있어서 상기 세정실에 연통하고, 상기 세정액 공급부에 의해 공급된 용제의 폐액로가 되는 유로관과, 상기 유로관의 하방에 마련되고, 상기 유로관의 하단부보다도 상방의 높이 위치까지 상기 용제를 저류하는 제1 용제 저장부를 갖고,

   상기 제1 용제 저장부에 저류된 용제가 기화함으로써 상기 세정실 내에 용제 분위기가 형성되는 것을 특징으로 하는 노즐 세정 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 용제 분위기 형성부는 상기 제1 용제 저장부보다도 상방에 상기 유로관에 연통하는 제2 용제 저장부를 갖고,

   상기 세정액 공급부에 의해 상기 제2 용제 저장부에 용제를 공급하는 것을 특징으로 하는 노즐 세정 장치.
6. 기판에 처리액을 토출하는 노즐을 세정하는 노즐 세정 방법에 있어서,

   상기 노즐을, 노즐 선단부 주위의 내면이 깔때기 형상으로 형성된 세정실에 수용하는 단계와,

   세정액 공급부로부터 공급되는 세정액으로서의 용제를, 상기 세정실 내로 개방된 공급구를 갖는 세정액 공급 경로부를 통해서 상기 세정실의 깔때기 형상의 내면에 따라 유입하여, 상기 노즐의 주위를 선회하는 용제의 소용돌이를 형성함으로써 노즐 세정을 행하는 단계를 실행하고,

   상기 공급구는, 수평 방향으로 연장하는 중심축을 갖고, 상측에서 봤을 때 상기 공급구의 중심축의 연장부는 세정실에 수용된 노즐과 교차하지 않는, 노즐 세정 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 노즐 세정을 행하는 단계 전 또는 후에 있어서,

   상기 세정실의 하방에서 상기 세정실에 연통하는 유로관에 상기 용제를 폐액하는 단계와,

   상기 유로관의 하방에 마련된 제1 용제 저장부에 상기 유로관에 폐액된 용제를 상기 유로관의 하단부보다도 상방의 높이 위치까지 저류하는 단계를 실행하고,

   상기 제1 용제 저장부에 저류된 용제가 기화함으로써 상기 세정실 내에 용제 분위기가 형성되는 것을 특징으로 하는 노즐 세정 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 노즐 세정을 행하는 단계 전 또는 후에 있어서,

   상기 제1 용제 저장부보다도 상방에 마련되고, 상기 유로관에 연통하는 제2 용제 저장부에 용제를 공급하는 단계를 실행하고,

   상기 제2 용제 저장부에 저류된 용제가 기화함으로써 상기 세정실 내에 용제 분위기가 형성되는 것을 특징으로 하는 노즐 세정 방법.
9. 제6항 또는 제7항에 기재된 노즐 세정 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
10. 제8항에 기재된 노즐 세정 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.

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