KR101197177B1 - 도포 현상 장치, 도포 현상 방법 및 기억 매체 - Google Patents

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Abstract

기판에 레지스트 패턴을 연속하여 복수 회 형성하기 위한 도포 현상 장치에서 기판의 파티클 오염을 방지하는 것이다. 기판에 대하여 적어도 측면부를 발수 모듈에서 발수 처리하는 단계 및 도포 모듈에서 전체 면에 제 1 레지스트 도포를 행하는 단계의 일방 및 타방을 실행하고, 노광 장치에서 제 1 액침 노광이 행해진 후에 현상 모듈에서 제 1 현상을 행하는 단계와, 그 후 도포 모듈에서 전체 면에 제 2 레지스트 도포를 행하는 단계와, 상기 노광 장치에서 제 2 액침 노광이 행해진 후에 현상 모듈에서 제 2 현상을 행하는 단계를 실행하도록 기판 반송 수단 및 각 모듈의 동작을 제어하는 제어부와, 제 1 현상 종료 후로부터 제 2 액침 노광이 행해질 때까지의 동안에 기판의 측면부를 발수 처리하기 위한 기판 측면부 발수 모듈을 구비하도록 도포 현상 장치를 구성한다.

Description

도포 현상 장치, 도포 현상 방법 및 기억 매체{COATING AND DEVELOPING APPARATUS, COATING AND DEVELOPING METHOD AND STORAGE MEDIUM}
본 발명은 도포 현상 장치, 도포 현상 방법 및 기억 매체에 관한 것이다.
반도체 제조 공정의 하나인 포토레지스트 공정에서는, 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 함)의 표면에 레지스트를 도포하고, 이 레지스트를 소정의 패턴으로 노광한 후에 현상하여 레지스트 패턴을 형성하고 있다. 이러한 처리는 일반적으로 레지스트의 도포, 현상을 행하는 도포 현상 장치에 노광 장치를 접속시킨 시스템을 이용하여 행해진다.
근래에는 미세한 레지스트 패턴을 형성하기 위하여 상기 노광 장치에서 액침 노광이 행해지는 경우가 있다. 이 액침 노광에 대하여 간단히 설명하면, 도 16a에 도시한 바와 같이 노광 수단(10)의 노광 렌즈(11)와 웨이퍼(W)의 사이에, 예를 들면 순수로 이루어지는 액막(12)을 형성하고, 그리고 도 16b에 도시한 바와 같이, 노광 수단(10)을 횡방향으로 이동시켜 다음의 전사 영역(쇼트 영역)(11A)에 대응하는 위치에 당해 노광 수단(10)을 배치하여 빛을 조사하는 동작을 반복함으로써, 레지스트막(14)에 소정의 회로 패턴을 전사하는 노광 방식이다. 도면 중 13A, 13B는 각각 액막(12)을 형성하기 위한 액공급로, 배액로이다. 또한, 이 도 16b에서는 전사 영역(11A)은 실제보다 크게 도시되어 있다.
웨이퍼(W)의 측단면과 이 측단면에 인접하는 상측 및 하측의 경사면은 경사부로 불리고, 상기 액침 노광 중에 상기 액막(12)을 구성하는 순수가 이 경사부에 부착되거나, 경사부로부터 웨이퍼(W)의 이면으로 유입될 우려가 있다. 이와 같이 웨이퍼(W)의 측면부인 경사부에 부착되거나 이면측 주연부로 유입된 액체는, 건조되어 파티클이 되어 웨이퍼(W)를 오염시킬 우려가 있다. 그래서, 예를 들면 웨이퍼(W)에 레지스트를 도포하기 전에 웨이퍼(W)의 표면으로부터 경사부에 걸쳐, 예를 들면 HMDS(헥사메틸디실라잔)를 포함한 가스를 공급하여 발수(撥水) 처리(소수화처리)를 행하여, 상기 순수의 경사부로의 부착 및 경사부로부터 웨이퍼(W) 이면으로의 유입을 방지하는 것이 행해지고 있다.
그런데, 레지스트 패턴의 선폭이 더욱 미세화되는 것을 도모하기 위하여, 더블 패터닝이라고 불리는 수법을 이용하는 것이 검토되고 있다. 더블 패터닝의 순서에 대하여 그 일례를 나타낸 순서도인 도 17을 참조하여 간단히 설명하면, 먼저 기술한 웨이퍼(W) 표면 및 경사부의 발수 처리 → 1 회째의 레지스트 도포 처리 → 레지스트의 용제 성분을 제거하기 위한 가열 처리(PAB 처리) → 노광 전의 웨이퍼(W)의 세정 처리 → 1 회째의 노광 처리 → 노광 후의 화학 반응을 촉진하기 위한 가열 처리(PEB 처리, 단 도시하지 않음) → 1 회째의 현상 처리를 차례로 행하여, 도 18a에 도시한 바와 같이, 오목부(15a)와 볼록부(15b)로 이루어지는 레지스트 패턴(15)을 형성하고, 현상 후, 현상 처리에 따른 수분을 제거하기 위한 가열 처리(포스트 베이킹 처리)를 행한다.
그 후, 추가로 2 회째의 레지스트 도포 처리를 행하여 새로운 레지스트막(17)을 형성하고, 가열 처리, 노광 전 세정 처리를 차례로 행하여, 1 회째의 노광 영역으로부터 벗어나도록 웨이퍼(W)를 노광하는 2 회째의 노광 처리를 행한다. 그 후 2 회째의 현상 처리를 행하여, 도 18b에 도시한 바와 같이, 레지스트 패턴(16)을 형성하고 가열 처리를 행한다. 그 후, 웨이퍼(W)는 에칭 장치로 반송되고 레지스트 패턴(16)을 마스크로 하여 에칭된다. 이와 같이 더블 패터닝에서는 2 회의 포토리소그래피가 행해지고, 이에 따라 1 회의 포토리소그래피로 형성되는 레지스트 패턴보다 미세하고 조밀한 레지스트 패턴이 형성된다.
반도체 디바이스에 따라서는, 그 제조 공정에서 레지스트 패턴(16)을 구성하는 오목부(16a)의 선폭(L1)과 볼록부(16b)의 선폭(L2)의 크기의 비가, 예를 들면 이 도 18b에 도시한 바와 같이 1 : 1인 것과 같은 레지스트 패턴의 형성이 요구된다. 이 더블 패터닝을 이용하면, 상기와 같이 1 회째의 현상 후에 형성된 패턴(15)의 오목부(15a) 내에 2 회째의 현상 후에 볼록부(16b)를 형성할 수 있으므로, 노광 장치로서는 오목부의 선폭과 볼록부의 선폭의 크기의 비가 3 : 1인 레지스트 패턴을 형성할 수 있는 성능이 있으면, 이와 같이 L1 : L2 = 1 : 1인 레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 따라서, 노광 장치를 변경하지 않고 L1 : L2 = 1 : 1인 패턴을 미세화할 수 있으므로, 이러한 비의 레지스트 패턴을 형성하기 위하여 특히 유리한 수법이다.
그런데, 후술하는 참고 시험에서 나타내는 바와 같이, HMDS로 처리한 웨이퍼의 현상 처리 전후의 접촉각(接觸角)을 조사한 바, 현상 후의 접촉각은 현상 전의 접촉각에 비해 저하되어 있다. 즉, 현상액에 접촉함으로써 HMDS에 의한 발수 처리의 효과가 저하되어 웨이퍼(W)의 발수성이 저하된다는 것이 밝혀졌다. 이 점에서, 액침 노광을 행하는 노광 장치를 이용하여 상기의 더블 패터닝을 행할 경우, 도 19a에 도시한 바와 같이 1 회째의 노광 시에는 경사부의 발수성이 높기 때문에 당해 경사부의 순수의 부착을 방지할 수 있지만, 2 회째의 노광 시에는 웨이퍼(W)의 경사부의 발수성은 저하되어 있기 때문에, 도 19b에 도시한 바와 같이, 경사부로의 순수의 부착 및 웨이퍼(W) 이면으로의 순수의 유입이 발생되고, 기술한 바와 같이 파티클의 발생이 우려된다.
예를 들면, 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2에는 웨이퍼(W)의 주연부를 소수화하는 수법에 대하여 기재되어 있지만, 상기의 더블 패터닝을 행하는 것에 대해서는 기재되어 있지 않아 이 더블 패터닝에서의 문제를 해결하기에는 불충분하다.
일본특허공개공보2005-175079호 일본특허공개공보2007-214279호
본 발명은 이러한 사정 하에 이루어진 것으로, 그 목적은 기판에 레지스트 패턴을 연속하여 복수 회 형성하기 위한 도포 현상 장치에서 기판의 파티클 오염을 방지할 수 있는 도포 현상 장치, 도포 현상 방법 및 기억 매체를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 도포 현상 장치는, 기판에 레지스트 패턴을 연속하여 복수 회 형성하기 위한 도포 현상 장치에서, 복수 매의 기판을 수납하는 캐리어가 반입출되는 캐리어 블록과, 기판을 발수 처리하는 발수 모듈과, 기판에 레지스트를 도포하는 도포 모듈과, 액침 노광된 기판으로 현상액을 공급하여 현상하는 현상 모듈과, 상기 각 모듈 간에 기판을 반송하는 기판 반송 수단을 포함하는, 상기 캐리어로부터 취출된 기판을 처리하는 처리 블록과, 상기 처리 블록과 상기 레지스트를 액침 노광하는 노광 장치의 사이에서 기판의 전달을 행하는 인터페이스 블록과, 기판에 대하여 적어도 측면부를 상기 발수 모듈에서 발수 처리하는 단계 및 도포 모듈에서 전체 면에 제 1 레지스트 도포를 행하는 단계와, 상기 노광 장치에서 제 1 액침 노광이 행해진 후에 상기 현상 모듈에서 제 1 현상을 행하는 단계와, 그 후 도포 모듈에서 전체 면에 제 2 레지스트 도포를 행하는 단계와, 상기 노광 장치에서 제 2 액침 노광이 행해진 후에 현상 모듈에서 제 2 현상을 행하는 단계를 실행하도록 상기 기판 반송 수단 및 각 모듈의 동작을 제어하는 제어부와,
상기 제 1 현상 종료 후로부터 제 2 액침 노광이 행해질 때까지의 동안에 기판의 측면부를 발수 처리하기 위한 기판 측면부 발수 모듈을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 현상 후, 제 2 레지스트 도포 전의 기판을 가열하는 가열판을 구비한 현상 후 가열 모듈이 설치되고, 상기 기판 측면부 발수 모듈은 상기 현상 후 가열 모듈에 포함되어 있어도 좋고, 그 경우, 예를 들면 상기 가열판은 기판을 재치하는 재치대를 겸용하고, 상기 현상 후 가열 모듈은 상기 가열판에 재치된 기판의 측면부에 상기 측면부를 발수 처리하는 가스를 공급하는 가스 공급부를 구비하고 있다.
혹은, 제 2 레지스트 도포 후, 제 2 액침 노광이 행해질 때까지 기판을 가열하는 가열판을 구비한 도포 후 가열 모듈이 설치되고, 상기 기판 측면부 발수 모듈은 상기 도포 후 가열 모듈에 포함되어 있어도 좋고, 그 경우 상기 가열판은 기판을 재치하는 재치대를 겸용하고, 상기 도포 후 가열 모듈은 상기 가열판에 재치된 기판의 측면부에 상기 측면부를 발수 처리하기 위한 가스를 공급하는 가스 공급부를 구비하고 있어도 좋다.
또한, 제 2 레지스트 도포 후, 제 2 액침 노광이 행해질 때까지의 기판을 재치하는 재치대를 구비하고, 상기 재치대에 재치된 기판으로 세정액을 공급하여 세정하는 노광 전 세정 모듈이 설치되고, 상기 기판 측면부 발수 모듈은 상기 노광 전 세정 모듈에 포함되어 있어도 좋고, 상기 노광 전 세정 모듈은 기판의 측면부에 상기 측면부를 발수 처리하기 위한 약액을 공급하는 약액 공급부를 구비하고 있어도 좋다.
본 발명의 도포 현상 방법은, 기판에 레지스트 패턴을 연속하여 복수 회 형성하는 도포 현상 방법에서, 기판에 대하여 적어도 측면부를 발수 처리하는 공정과, 기판에 대하여 전체 면에 레지스트를 도포하는 제 1 레지스트 도포를 행하는 공정과, 상기 발수 처리 및 레지스트 도포 후, 제 1 액침 노광이 행해진 기판으로 현상액을 공급하는 제 1 현상을 행하는 공정과, 상기 제 1 현상 후, 기판에 대하여 전체 면에 레지스트를 도포하는 제 2 레지스트 도포를 행하는 공정과, 상기 제 2 레지스트 도포 후, 제 2 액침 노광이 행해진 기판으로 현상액을 공급하는 제 2 현상을 행하는 공정과, 상기 제 1 현상 종료 후로부터 제 2 액침 노광이 행해질 때까지의 동안에 기판의 측면부를 발수 처리하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 방법에는, 예를 들면 제 1 현상 후, 제 2 레지스트 도포 전의 기판을 가열판에 재치하는 공정과, 상기 기판을 가열하는 공정이 포함되고, 기판의 측면부를 발수 처리하는 공정은, 기판이 가열되고 있을 때에 그 측면부에 상기 측면부를 발수 처리하기 위한 가스를 공급하는 공정을 포함하고 있거나, 혹은, 예를 들면 제 2 레지스트 도포 후, 제 2 액침 노광이 행해지기 전의 기판을 가열판에 재치하는 공정과, 상기 기판을 가열하는 공정이 포함되고, 기판의 측면부를 발수 처리하는 공정은, 기판이 가열되고 있을 때에 그 측면부에 상기 측면부를 발수 처리하기 위한 가스를 공급하는 공정을 포함하고 있다.
또한, 그 방법은, 제 2 레지스트 도포 후, 제 2 액침 노광이 행해지기 전의 기판을 재치대에 재치하는 공정과, 상기 재치대에 재치된 기판으로 세정액을 공급하여 세정하는 공정이 포함되고, 기판의 측면부를 발수 처리하는 공정은, 상기 재치대에 재치된 기판의 측면부에 상기 측면부를 발수 처리하기 위한 약액을 그 측면부로 공급하는 공정을 포함하고 있어도 좋다.
본 발명의 기억 매체는, 기판에 레지스트 패턴을 연속하여 복수 회 형성하기 위한 도포 현상 장치에 이용되는 컴퓨터 프로그램이 기억된 기억 매체로서, 상기 컴퓨터 프로그램은, 상기의 도포 현상 방법을 실시하기 위한 것인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 도포 현상 장치는, 기판에 레지스트 패턴을 연속하여 복수 회 형성하기 위한 도포 현상 장치에서, 제 1 현상 종료 후로부터 제 2 액침 노광이 행해질 때까지의 동안에 기판의 측면부를 발수 처리하기 위한 기판 측면부 발수 모듈이 설치되어 있다. 따라서, 제 2 액침 노광 중에 이 액침 노광에서 이용되는 액체가 상기 측면부에 부착되거나, 측면부를 거쳐 기판의 이면으로 유입되는 것이 억제된다. 그 결과로서, 이 액체로부터의 파티클의 발생이 억제되므로, 기판이 파티클로 오염되어 수율이 저하되는 것이 억제된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 도포 현상 장치의 평면도이다.
도 2는 상기 도포 현상 장치의 사시도이다.
도 3은 상기 도포 현상 장치의 종단 측면도이다.
도 4는 상기 도포 현상 장치의 처리 블록의 사시도이다.
도 5는 상기 처리 블록에 포함된 주연부 발수 처리를 행하는 가열 장치의 측면도이다.
도 6은 상기 가열 장치의 횡단 평면도이다.
도 7은 상기 가열 장치의 덮개체의 종단 측면도이다.
도 8은 상기 도포 현상 장치의 처리 공정을 나타낸 순서도이다.
도 9a 내지 도 9g는 상기 처리 공정에서의 웨이퍼(W)의 주연부를 도시한 설명도이다.
도 10은 상기 도포 현상 장치의 다른 처리 공정을 나타낸 순서도이다.
도 11은 상기 도포 현상 장치에 설치되는 노광 전 세정 모듈의 종단 측면도이다.
도 12는 상기 노광 전 세정 모듈의 횡단 평면도이다.
도 13a 및 도 13b는 상기 세정 장치에서 웨이퍼의 경사부가 발수 처리되는 상태를 도시한 설명도이다.
도 14는 상기 세정 모듈을 구비한 도포 현상 장치의 처리 공정을 나타낸 순서도이다.
도 15는 참고 시험의 결과를 나타낸 그래프 도면이다.
도 16a 및 도 16b는 액침 노광에 대하여 도시한 설명도이다.
도 17은 종래의 더블 패터닝을 행하기 위한 도포 현상 장치에서의 처리 공정을 나타낸 순서도이다.
도 18a 및 도 18b는 더블 패터닝에 의해 형성되는 패턴의 모식도이다.
도 19a 및 도 19b는 상기 더블 패터닝에서의 액침 노광 시의 웨이퍼(W)의 주연부를 도시한 설명도이다.
(제 1 실시예)
도 1은 도포 현상 장치(2)에 노광 장치(C5)가 접속된 레지스트 패턴 형성 시스템의 평면도이고, 도 2는 이 시스템의 사시도이다. 또한, 도 3은 이 시스템의 종단면도이다. 이 도포 현상 장치(2)에는 캐리어 블록(C1)이 설치되어 있고, 그 재치대(21) 상에 재치된 밀폐형의 캐리어(20)로부터 전달 암(22)이 웨이퍼(W)를 취출하여 처리 블록(C2)으로 전달하고, 처리 블록(C2)으로부터 전달 암(22)이 처리 완료된 웨이퍼(W)를 수취하여 캐리어(20)로 반환하도록 구성되어 있다.
상기 처리 블록(C2)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 이 예에서는 현상 처리를 행하기 위한 제 1 블록(DEV층)(B1), 웨이퍼 전체 면에 레지스트의 도포를 행하기 위한 제 2 블록(COT층)(B2)을 아래로부터 차례로 적층하여 구성되어 있다.
제 1 및 제 2 블록(B1, B2)은 평면에서 봤을 때 동일하게 구성되어 있다. 도 1에 도시한 제 1 블록(DEV층)(B1)을 예로 들어 설명하면, 제 1 블록(DEV층)(B1)에 대해서는 하나의 DEV층(B1) 내에 현상 모듈(23)이 2 단으로 적층되어 있고, 각 현상 모듈(23)은 3 대의 현상 처리부(24)와, 이들 현상 처리부(24)를 둘러싸는, 각 현상 처리부(24)에 공통의 하우징을 구비하고 있다. 또한, DEV층(B1)에는 이 현상 모듈(23)의 전 처리 및 후 처리를 행하기 위한 가열?냉각계의 처리 모듈군을 구성하는 선반 유닛(U1 ~ U4)이 설치되어 있다. 도 4는 이 DEV층(B1)의 하단측의 현상 모듈(23)과 이 하단의 현상 모듈(23)에 대향하는 위치에 설치된 선반 유닛(U1 ~ U4)을 구성하는 모듈을 도시한 사시도이다.
또한, 도 3에 도시한 바와 같이, DEV층(B1) 내에는 반송 암(A1)이 설치되어 있고, 이 반송 암(A1)은 2 단의 현상 모듈과 상기 가열?냉각계의 처리 모듈의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송한다. 즉, 2 단의 현상 모듈에 대하여 반송 암(A1)이 공통화되어 있는 구성으로 되어 있다.
DEV층(B1)의 선반 유닛(U1 ~ U4)을 구성하는 가열 모듈은 재치된 웨이퍼(W)를 가열하는 가열판을 구비하고 있다. 그리고, 이 가열 모듈로서는, 상기 PEB를 행하기 위한 가열 모듈과, 현상 처리 후의 상기 포스트 베이킹을 행하는 현상 후 가열 모듈로서의 가열 모듈(3)이 있으며, 이 예에서는 PEB를 행하는 가열 모듈이 선반 유닛(U4)에, 포스트 베이킹을 행하는 가열 모듈(3)이 선반 유닛(U1)에 각각 설치되어 있다. 가열 모듈(3)에 대해서는 후에 상세히 설명한다. 또한, 선반 유닛(U1 ~ U4)을 구성하는 냉각 모듈은, 재치된 웨이퍼(W)를 냉각하는 냉각판을 구비하고 있다.
COT층(B2)에 대하여 DEV층(B1)과의 차이점을 중심으로 설명하면, COT층(B2)은, 도포막으로서 레지스트막을 형성하기 위한 도포 모듈과, 이 레지스트막 형성 모듈에서 행해지는 처리의 전 처리 및 후 처리를 행하기 위한 가열?냉각계의 처리 모듈군을 구성하는 선반 유닛(U1 ~ U4)과, 상기 레지스트막 형성 모듈과, 가열?냉각계의 처리 모듈군의 사이에 설치되어, 이들 간에 웨이퍼(W)의 전달을 행하는 반송 암(A2)에 의해 구성되어 있다. 이 레지스트막 형성 모듈은 상기 현상 모듈(23)에 대응된 모듈인데, 이 예에서는 현상 모듈(23)과 달리 적층되어 있지 않고, 따라서 레지스트막을 형성하는 처리부는 COT층(B2)에 3 대 설치되어 있다.
COT층(B2)에 설치된 상기 선반 유닛(U1 ~ U4)은, DEV층(B1)의 선반 유닛(U1 ~ U4)과 마찬가지로 반송 암(A2)이 이동하는 반송 영역(R1)을 따라 배열되고, 가열 모듈, 냉각 모듈이 각각 적층됨으로써 구성된다. 이 가열 모듈로서는 레지스트가 도포된 후의 웨이퍼(W)를 가열(PAB)하기 위한 모듈(PAB 모듈)과, 웨이퍼(W)를 가열하면서 HMDS 가스를 그 표면 및 경사부로 공급하는 발수 모듈이 포함된다. 이 발수 모듈은 후술하는 가열 모듈(3)과 마찬가지로 가열판에 재치된 웨이퍼(W)의 주위에 처리 공간을 형성하는 덮개체를 구비하고, 이 처리 공간으로 HMDS 가스가 공급된다. 가열 모듈(3)에서의 처리와 달리, ADH 모듈에서 HMDS 가스는 웨이퍼(W) 표면 전체 및 경사부로 공급되고, 이 ADH 모듈에서는 웨이퍼(W) 전체 면이 발수 처리된다.
또한, 처리 블록(C2)에는, 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 각 반송 암(A1, A2)이 액세스할 수 있는 위치에 선반 유닛(U5)이 설치되어 있다. 이 선반 유닛(U5)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 각 블록(B1, B2)에 각각 설치된 반송 암(A1, A2) 간에 웨이퍼(W)의 전달을 행하도록 전달 스테이지(TRS1 ~ TRS2) 및 온도 조절 기능을 구비한 전달 스테이지(CPL2) 및 복수 매의 웨이퍼를 일시 체류시킬 수 있는 전달 스테이지(BF2)를 구비하고 있다. 선반 유닛(U5)의 근방에는 승강 가능한 반송 암(D1)이 설치되고, 이들 선반 유닛(U5)에 설치된 스테이지에 액세스할 수 있다. 또한, 기술한 캐리어 블록(C1)의 전달 암(22)은 이 선반 유닛(U5)의 각 스테이지에 액세스하여 캐리어 블록(C1)과 처리 블록(C2) 간에 웨이퍼(W)를 전달한다.
또한, 처리 블록(C2)에는 반송 영역(R1)의 세정 블록(C3)과 인접하는 영역에서, 도 3에 도시한 바와 같이 반송 암(A1) 및 후술하는 셔틀 암(26)이 액세스할 수 있는 위치에 선반 유닛(U6)이 설치되어 있다. 상기 선반 유닛(U6)은 선반 유닛(U5)과 마찬가지로 전달 스테이지(TRS3) 및 전달 스테이지(CPL1)를 구비하고 있다.
DEV층(B1) 내의 상부에는, 선반 유닛(U5)에 설치된 전달 스테이지(TRS2)로부터 선반 유닛(U6)에 설치된 전달 스테이지(TRS3)로 웨이퍼(W)를 직접 반송하기 위한 전용 반송 수단인 셔틀 암(26)이 설치되어 있다.
처리 블록(C2)으로부터 노광 장치(C5)를 향하여 세정 블록(C3), 인터페이스 블록(C4)이 이 순으로 설치되어 있다. 세정 블록(C3)에는 노광 전 세정 모듈(25), 노광 후 세정 모듈(27), 전달 스테이지(CPL3, TRS4)가 적층되어 설치되어 있다. 또한, 세정 블록(C3)은 반송 암(A1, A2)과 동일하게 구성된 반송 암(A3)을 구비하고 있어, 선반 유닛(U6)의 전달 스테이지(TRS3, CPL1)와 세정 모듈(25, 27)과 전달 스테이지(TRS4, CPL3) 간에 웨이퍼(W)의 전달을 행한다.
인터페이스 블록(C4)에는, 세정 모듈(C3)의 각 전달 스테이지와 노광 장치(C5) 간에 웨이퍼(W)를 전달할 수 있는 인터페이스 암(28)이 설치되어 있다. 노광 장치(C5)는 기술한 액침 노광을 행한다.
이어서, 상기 가열 모듈(3)에 대하여, 그 종단 측면도, 횡단 평면도인 도 5, 도 6을 각각 참조하여 설명한다. 이 가열 모듈(3)은 하우징(31)을 구비하고 있고, 그 측벽에는 웨이퍼(W)의 반송구(32)가 개구되어 있다. 도면 중 33은 하우징(31) 내를 상하로 구획하는 구획판이고, 구획판(33) 상에는 수평한 냉각 플레이트(34)가 설치되어 있다. 냉각 플레이트(34)는 그 이면측에, 예를 들면 온도 조절수를 흘리기 위한 도시하지 않은 냉각 유로를 구비하고 있어, 가열된 웨이퍼(W)가 이 냉각 플레이트(34)에 재치되면 대략 냉각된다.
냉각 플레이트(34)는 구획판(33)의 하측에 설치된 구동 기구(35)에 접속되어 있고, 구동 기구(35)에 의해, 하우징(31) 내에서 반송구(32)측을 앞측이라고 하면, 내측에 설치된 가열판(37) 상으로 수평 방향으로 이동한다. 도면 중 33a는 냉각 플레이트(34)가 이동하기 위한 구획판(33)에 설치된 슬릿이다. 34a, 34b는 후술하는 각 승강핀이 냉각 플레이트(34) 상에서 돌출 및 함몰하기 위한 상기 냉각 플레이트(34)에 설치된 슬릿이다.
도면 중 36은 승강 기구(36a)에 의해 승강되는 3 개의 승강핀이고, 하우징(31) 내를 반송구(32) 측으로 이동한 냉각 플레이트(34)와 반송 암(A1) 간에 웨이퍼(W)의 전달을 행한다.
상기 가열판(37)에 대하여 설명하면, 그 내부에는 히터(37a)가 설치되어 있고, 히터(37a)는 후술하는 제어부(100)로부터 출력되는 제어 신호에 기초하여 가열판(37)의 표면의 온도를 제어하고, 이 표면에 재치된 웨이퍼(W)를 임의의 온도로 가열한다. 가열판(37)의 표면에는 웨이퍼(W)를 약간 상기 가열판(37)의 표면으로부터 부유 상태로 재치시키기 위한 복수의 핀(37b)이 가열판(37)의 둘레 방향으로 설치되어 있다. 도면 중 38은 승강 기구(38a)에 의해 승강되는 3 개의 승강핀이고, 가열판(37) 상으로 이동한 냉각 플레이트(34)와 가열판(37) 간에 웨이퍼(W)의 전달을 행한다. 도면 중 37c는 가열판(37)의 지지부이다.
가열판(37) 및 지지부(37c)를 둘러싸도록 통 형상의 구획벽(39)이 형성되고, 구획벽(39)과 가열판(37) 및 지지부(37c)의 사이는 링 형상의 배기로(41)로서 형성되어 있고, 배기로(41)에는 당해 배기로(41)를 개재하여 후술하는 처리 공간(40) 내를 배기하기 위한 배기관(42)의 일단이 접속되어 있다. 배기관(42)의 타단은 진공 펌프 등에 의해 구성되는 배기 수단(43)에 접속되어 있다. 배기 수단(43)은 도시하지 않은 압력 조정부를 구비하여, 후술하는 처리 공간(40)을 제어부(100)로부터 출력되는 제어 신호에 따라 임의의 배기량으로 배기한다.
가열판(37) 상에는 승강 기구(44a)에 의해 승강 가능한 덮개체(4)가 설치되어 있다. 가스 공급부를 구성하는 덮개체(4)의 구성에 대하여, 도 7도 참조하여 설명한다. 덮개체(4)의 주연부는 하방으로 돌출된 플랜지부(4a)를 형성하고 있고, 덮개체(4)가 하강했을 때에 도시하지 않은 씰링 부재를 개재하여 플랜지부(4a)가 구획벽(39)과 밀착함으로써, 가열판(37)에 재치된 웨이퍼(W)의 주위에 밀폐된 처리 공간(40)이 형성된다. 덮개체(4)의 천판(4b)의 중앙부에는 가열판(37)에 재치된 웨이퍼(W)의 중앙부와 대향하도록 구획된 편평한 원형 형상의 가스 유통 공간(45)이 설치되어 있다. 또한, 천판(4b)의 상기 공간(45)의 외측에는 동심원 형상으로 가스 유통 공간(46, 47)이 설치되어 있으며, 유통 공간(46)은, 예를 들면 웨이퍼(W)의 주연부 상에, 유통 공간(47)은, 예를 들면 상기 배기로(41) 상에 각각 형성되어 있다.
덮개체(4)에서 유통 공간(45, 46, 47)의 하방에는 이들 공간에 각각 연통되는 다수의 작은 홀(45a, 46a, 47a)이 분산하여 천공(穿孔)되어 있다. 유통 공간(45, 46, 47)으로부터 하방의 웨이퍼(W)를 향하여 에어(air), 예를 들면 기화된 HMDS를 포함한 발수 처리용의 가스(HMDS 가스라고 기재함), 에어가 각각 토출되고, 웨이퍼(W)로 토출된 각 가스는 배기로(41)로부터의 배기에 의해 웨이퍼(W)의 외측으로 흡인되어 당해 배기로(41)로 유입되어 배기된다. 도 7 중에 점선 화살표로 에어의 흐름을, 실선 화살표로 HMDS 가스의 흐름을 각각 도시하였다. 유통 공간(45)으로부터의 에어는, 가열에 의해 웨이퍼(W)로부터 발생된 승화물을 웨이퍼(W)의 중앙부로부터 외주로 흐르게 하여 제거하고, 남은 HMDS 가스를 웨이퍼(W)의 주연부로부터 외주로 흐르게 하여 이 HMDS 가스가 레지스트막에 부착되는 것을 억제하기 위한 퍼지용 가스이다. 또한, 유통 공간(47)으로부터의 에어도 상기 HMDS 가스를 배기로(41)를 향하여 흐르게 함으로써 HMDS 가스의 흐름을 규제하여 이 HMDS 가스가 레지스트막에 부착되는 것을 방지하는 퍼지용 가스이다. 이와 같이, 가열 모듈(3)에 가스 유통 공간(45, 46, 47)이 형성된 덮개체(4)를 설치함으로써, 가열 모듈(3)은 웨이퍼(W)의 측면부를 발수 처리하는 기판 측면부 발수 모듈을 겸용하고 있다.
유통 공간(45, 47)에는 가스 공급관(45b, 47b)의 일단이 접속되고, 이들 공급관(45b, 47b)의 타단은 밸브 또는 매스플로우 콘트롤러에 의해 구성되는 가스 유량 제어 기기군(48)을 개재하여 에어가 저장된 가스 공급원(48A)에 접속되어 있다. 유통 공간(46)에는 가스 공급관(46b)의 일단이 접속되고, 이들 공급관(46b)의 타단은 상기 가스 유량 제어 기기군(48)을 개재하여 HMDS 가스의 공급원(49)에 접속되어 있다. 가스 유량 제어 기기군(48)은 후술하는 제어부(100)로부터 출력되는 제어 신호에 따라 웨이퍼(W)로의 각 가스의 공급 및 차단을 제어한다.
이어서, 제어부(100)에 대하여 설명한다. 제어부(100)는, 예를 들면 컴퓨터로 이루어지고, 도시하지 않은 프로그램 저장부를 가지고 있다. 이 프로그램 저장부에는 후술하는 작용으로 설명하는 도포, 현상 처리가 행해지도록 명령(단계군)이 포함된, 예를 들면 소프트웨어로 이루어지는 프로그램이 저장되어 있다. 이 프로그램이 제어부(100)에 독출됨으로써, 제어부(100)는 반송 암(A) 등의 각 반송 수단의 동작, 각 가열 모듈에서의 웨이퍼(W)의 가열 온도, 각 도포 모듈에서의 웨이퍼(W)의 약액의 공급 등을 제어한다. 이 프로그램은, 예를 들면 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 마그넷 옵티컬 디스크 또는 메모리 카드 등의 기억 매체에 수납된 상태로 프로그램 저장부에 저장된다.
이어서, 도포 현상 장치(2)를 이용하여 배경 기술란에서 설명한 더블 패터닝을 행하는 처리 공정에 대하여, 그 공정을 나타낸 순서도인 도 8과 웨이퍼(W)의 주연부의 변화를 도시한 도 9를 참조하여 설명한다. 이 처리 공정에서는 볼록부의 폭 : 오목부의 폭 = 1 : 1인 레지스트 패턴을 형성한다. 먼저, 외부로부터 웨이퍼(W)가 수납된 캐리어(20)가 캐리어 블록(C1)의 재치부(21)에 재치되고, 전달 암(22)이 캐리어(20)로부터 웨이퍼(W)를 선반 유닛(U5)의 전달 스테이지(CPL2)로 반송한다.
COT층(B2)에 설치된 반송 암(A2)은 웨이퍼(W)를 전달 스테이지(CPL2)로부터 당해 COT층(B2)의 선반 유닛(U1 ~ U4)에 포함되는 소수화 처리 모듈(ADH)로 반송하고, 웨이퍼(W)는 가열되면서 그 표면으로부터 경사부에 걸쳐 HMDS 가스가 공급되어 발수 처리된다(단계(S1)). 그 후, 반송 암(A2)은 선반 유닛(U1 ~ U4)에 포함되는 냉각 모듈로 웨이퍼(W)를 반송하고, 웨이퍼(W)가 냉각된 후, 반송 암(A2)은 웨이퍼(W)를 도포 모듈로 반송하고, 웨이퍼(W)의 표면 전체에 레지스트가 도포되어, 도 9a에 도시한 바와 같이, 레지스트막(14)이 형성된다(단계(S2)).
레지스트막(14) 형성 후, 반송 암(A2)은 웨이퍼(W)를 선반 유닛(U1 ~ U4)의 가열 모듈로 반송하고, 가열 처리(PAB 처리)가 행해진 후(단계(S3)), 반송 암(A2)은 선반 유닛(U1 ~ U4)에 포함되는 냉각 모듈로 반송하고, 웨이퍼(W)가 냉각된다. 또한, 반송 암(A2)은 이 웨이퍼(W)를 선반 유닛(U5)의 전달 스테이지(BF2)로 반송한다.
그 후, 웨이퍼(W)는 전달 암(D1) → 전달 스테이지(TRS2) → 셔틀 암(26) → 선반 유닛(U6)의 전달 스테이지(TRS3) → 세정 블록(C3)의 반송 암(A3) → 노광 전 세정 모듈(25)의 순으로 반송되고, 노광 전 세정 모듈(25)에서 그 표면으로 세정액이 공급되어 세정된 후(단계(S4)), 반송 암(A3) → 전달 스테이지(CPL3) → 인터페이스 블록(C4)의 인터페이스 암(28) → 노광 장치(C5)의 순으로 반송되고, 노광 장치(C5)에서, 도 9b에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)가 액침 노광된다(단계(S5)).
그 후, 웨이퍼(W)는 노광 장치(C5) → 인터페이스 암(28) → 전달 스테이지(TRS4) → 반송 암(A3) → 노광 후 세정 모듈(27)의 순으로 반송되고, 노광 전 세정 모듈(25)로 반송되었을 때와 동일하게 세정된 후, 반송 암(A3) → 전달 스테이지(CPL1) → DEV층(B1)의 반송 암(A1) → DEV층(B1)의 선반 유닛(U4)의 가열 모듈의 순으로 반송되고, 이 가열 모듈에서 가열 처리(PEB 처리)를 받는다.
그 후 웨이퍼(W)는, 반송 암(A1)에 의해 선반 유닛(U1 ~ U4)의 냉각 모듈로 반송되고, 냉각된 후에 현상 모듈(23)로 반송되고, 그 표면으로 현상액이 공급되어 현상이 행해진 후(단계(S6)), 세정액이 표면으로 공급되고, 현상액이 세정되어, 도 9c에 도시한 바와 같이, 레지스트 패턴(15)이 형성된다. 배경 기술란에서 설명한 바와 같이, 이 레지스트 패턴(15)의 오목부(15a)의 선폭(L4), 볼록부(15b)의 선폭(L3)의 비는 3 : 1이다.
반송 암(A1)에 의해 레지스트 패턴(15)이 형성된 웨이퍼(W)는 가열 모듈(3)로 반송되고, 냉각 플레이트(34)를 개재하여 가열판(37)에 재치되면, 덮개체(4)가 하강하여 처리 공간(40)이 형성된다. 그리고, 웨이퍼(W)가 가열판(37)에 의해 가열되어 현상 후의 가열 처리(포스트 베이킹 처리)가 행해지고, 도 7에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)에 덮개체(4)의 유통 공간(45, 46, 47)으로부터 에어, HMDS 가스, 에어가 각각 공급되고, 도 9d에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 경사부는 HMDS 가스에 노출되고, 이 HMDS에 의한 발수성의 박막(19)이 형성되어 국소적으로 발수 처리된다(단계(S7)).
각 가스의 공급으로부터 소정 시간 경과 후 각 가스의 공급이 정지되고, 웨이퍼(W)는 반송 암(A1)에 의해 선반 유닛(U1 ~ U4)의 냉각 모듈로 반송되어 냉각되고, 그 후 반송 암(A1) → 선반 유닛(U5)의 전달 스테이지(TRS1) → 전달 암(22)의 순으로 반송되고, 전달 암(22)에 의해 캐리어(20)로 일단 반환된다.
캐리어(20)로 반환된 웨이퍼(W)는 전달 암(22) → 전달 스테이지(CPL2) → 반송 암(A2) → 선반 유닛(U1 ~ U4)의 냉각 모듈의 순으로 반송되고, 이 냉각 모듈에서 온도 조정된 후, 반송 암(A2)에 의해 레지스트 도포 모듈로 반송되고, 웨이퍼(W)의 표면에 레지스트가 도포되어, 도 9e에 도시한 바와 같이, 레지스트 패턴(15)이 레지스트로 채워져, 웨이퍼(W)에 새로 레지스트막(17)이 형성된다(단계(S8)).
레지스트막(17) 형성 후, 반송 암(A2)은 선반 유닛(U1 ~ U4)의 가열 모듈로 웨이퍼(W)를 반송하고, 가열(PAB) 처리가 행해진 후(단계(S9)), 반송 암(A2) → 선반 유닛(U1 ~ U4)의 냉각 모듈 → 선반 유닛(U5)의 전달 스테이지(BF2) → 전달 암(D1) → 전달 스테이지(TRS2) → 셔틀 암(26) → 선반 유닛(U6)의 전달 스테이지(TRS3) → 세정 블록(C3)에 설치된 반송 암(A3) → 노광 전 세정 모듈(25)의 순으로 반송되고, 당해 노광 전 세정 모듈(25)에서 세정된다(단계(S10)).
세정 후, 웨이퍼(W)는 반송 암(A3) → 전달 스테이지(CPL3) → 인터페이스 암(28) → 노광 장치(C5)의 순서로 반송되고, 노광 장치(C5)에서, 도 9f에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)가 액침 노광된다(단계(S11)). 이때, 웨이퍼(W)의 경사부에는 발수성의 박막(19)이 형성되어 있기 때문에, 액막(12)을 구성하는 순수가 경사부에 부착되거나 경사부를 거쳐 웨이퍼(W)의 이면으로 유입되는 것이 방지된 상태로, 노광 수단(10)이 웨이퍼(W) 상을 이동하고, 소정의 패턴을 따라 노광이 행해진다.
노광 후, 웨이퍼(W)는 노광 장치(C5) → 인터페이스 암(28) → 전달 스테이지(TRS4) → 반송 암(A3) → 노광 후 세정 모듈(27)의 순으로 반송되고, 당해 노광 후 세정 모듈(27)에서 세정된 후, 반송 암(A3) → 전달 스테이지(CPL1) → 반송 암(A1) → 가열 모듈의 순으로 반송되고, 가열 처리(PEB 처리)된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 반송 암(A1) → 선반 유닛(U1 ~ U4)의 냉각 모듈 → 현상 모듈(23)의 순으로 반송되어 1 회째의 현상 처리와 동일하게 현상 처리되고(단계(S12)), 도 9f에 도시한 바와 같이, 오목부(16a)의 선폭(L1), 볼록부(16b)의 선폭(L2)의 비가 1 : 1인 레지스트 패턴(16)이 형성된다.
그 후, 웨이퍼(W)는 가열 모듈(3)로 반송되고, 여기서 가열(포스트 베이킹) 처리된다(단계(S13)). 이 2 회째의 가열 모듈(3)에서의 가열 처리는, 예를 들면 1 회째의 처리와 달리, 웨이퍼(W)로 HMDS 가스가 공급되지 않고 에어만이 공급되면서 웨이퍼(W)가 가열된다. 그 후, 웨이퍼(W)는 반송 암(A1) → 선반 유닛(U1 ~ U4)의 냉각 모듈 → 반송 암(A1) → 선반 유닛(U5)의 전달 스테이지(TRS1) → 전달 암(22)의 순으로 반송되고, 전달 암(22)에 의해 캐리어(20)로 반환된다.
이 도포 현상 장치(2)에 따르면, 현상 모듈(23)에서의 1 회째의 현상 후, 가열 모듈(3)에서 웨이퍼(W)의 경사부로 HMDS 가스를 공급하여 경사부를 발수 처리하고 있기 때문에, 노광 장치(C5)의 2 회째의 액침 노광 중에 이 경사부에서 높은 발수성이 얻어지고, 액침 노광에서 이용되는 액체가 이 경사부에 부착되거나 이 경사부를 거쳐 웨이퍼(W)의 이면으로 유입되는 것을 억제할 수 있다. 그 결과로서, 이와 같이 부착된 액체 및 이면으로 유입된 액체로부터 파티클이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 가열 모듈(3)에서는 에어의 공급 및 배기에 의해 HMDS 가스의 흐름이 규제되고 있기 때문에, 경사부로부터 중앙부측의 표면으로 HMDS 가스가 공급되는 것이 억제되어 패턴의 형상이 열화되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이 가열 모듈(3)에서는, 현상 후의 가열 처리 시에 웨이퍼(W)로 HMDS 가스를 공급하여 상기 가열 처리와 경사부의 발수 처리를 동시에 행하고 있기 때문에, 이들 가열 처리와 발수 처리를 따로 행하는 경우에 비해 스루풋의 저하를 방지할 수 있다.
상기의 예에서 레지스트 패턴(16)의 해상도를 향상시키기 위하여, 1 회째의 현상이 종료되어 웨이퍼(W)가 캐리어(20)로 반환되면, 캐리어(20)를 외부의 장치로 반송하여 이 웨이퍼(W)에, 예를 들면 자외선 조사하여 레지스트 패턴(15)을 경화시킨 후, 캐리어(20)를 재차 도포 현상 장치(2)로 반환하여 2 회째의 레지스트 도포 이후의 처리를 행해도 좋다. 또한, 이와 같이 자외선을 조사하는 수단을 도포 현상 장치(2) 내에 설치하여 2 회째의 레지스트 도포 전에 조사 처리를 행해도 좋다.
(제 2 실시예)
그런데, 상기 경사부의 발수 처리는 1 회째의 현상 처리 후, 2 회째의 액침 노광 전에 행하면 좋고, 예를 들면 COT층(B2)의 선반 유닛(U1 ~ U4)에서 PAB 처리를 행하는 도포 후 가열 모듈을 가열 모듈(3)로서 구성하여 발수 처리를 행해도 좋다. 도 10의 순서도는 이와 같이 가열 모듈(3)을 COT층(B2)에 배치했을 때의 도포 현상 장치(2)의 처리 공정의 일례를 나타낸 것이다. 기술한 제 1 실시예와의 차이점을 중심으로 설명하면, 단계(S3)에서 웨이퍼(W)를 이 가열 모듈(3)의 가열판(37)에 의해 가열하여 PAB 처리를 행한다. 이 때는 웨이퍼(W)로 에어만 공급하고 HMDS 가스의 공급은 행하지 않는다. 그리고, 단계(S7)에서, DEV층(B1)에서 웨이퍼(W)의 포스트 베이킹 처리를 행할 때에도 웨이퍼(W)로 HMDS 가스의 공급은 행하지 않는다. 그리고, 2 회째의 레지스트 도포 후, 재차 PAB 처리를 행하기 위하여 가열 모듈(3)로 웨이퍼(W)가 반입되었을 때에, 제 1 실시예의 포스트 베이킹 처리 시와 동일하게 웨이퍼(W)를 가열하면서 처리 공간(40)으로 에어 및 HMDS 가스를 공급하여 경사부를 발수 처리한다. 이 제 2 실시예에서도 제 1 실시예와 동일한 효과가 얻어진다.
(제 3 실시예)
세정 블록(C3)의 노광 전 세정 모듈(25)에 웨이퍼(W)의 경사부를 발수 처리하는 수단을 설치하여, 이 노광 전 세정 모듈(25)에서 세정과 발수 처리를 행해도 좋다. 도 11 및 도 12는, 이와 같이 발수 처리를 행하는 수단을 구비한 노광 전 세정 모듈(5)의 종단 측면도, 평면도를 각각 도시하고 있다. 노광 전 세정 모듈(5)은 웨이퍼(W)의 반송구(51)가 형성된 하우징(50)을 구비하고 있다. 도면 중 52는 웨이퍼(W)의 이면측 중앙부를 흡인 흡착하여 수평하게 보지(保持)하는 재치대를 이루는 스핀 척이며, 구동 기구(53)와 접속되어 있으며, 이 구동 기구(53)에 의해 웨이퍼(W)를 보지한 상태로 회전 및 승강할 수 있다. 스핀 척(52)에 보지된 웨이퍼(W)를 둘러싸도록 상부측이 개구되는 컵체(54)가 설치되어 있다.
컵체(54)의 저부측에는 오목부 형상을 이루는 액받이부(55)가 웨이퍼(W)의 주연부 하방측에 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있다. 이 액받이부(55)는 세로 구획벽(56)에 의해 그 내부가 전체 둘레에 걸쳐 외측 영역과 내측 영역으로 구획되어 있고, 외측 영역에는 액받이부(55)에 저장된 배액을 제거하는 배액구(57)가, 내측 영역에는 컵체(54) 내를 배기하기 위한 배기구(58)가 각각 설치되어 있다.
도면 중 59는 원형판, 59a는 원형판(59)을 둘러싸는 링 부재, 59b는 링 부재(59a)의 외단(外端)으로부터 하방으로 연장되는 단판(端板)이고, 이 단판(59b) 및 링 부재(59a)의 표면을 타고, 웨이퍼(W)로부터 비산(飛散)된 세정액인 순수가 상기 외측 영역으로 가이드된다. 또한, 도시는 생략하지만, 웨이퍼(W)의 이면측을 지지하여 승강 가능한 승강핀이 원형판(59)을 상하로 관통하여 설치되어 있고, 이 승강핀을 개재하여 반송 암(A3)과 스핀 척(52) 간에 웨이퍼(W)의 전달이 행해진다.
스핀 척(52)에 보지된 웨이퍼(W) 상에는 세공(細孔) 형상의 토출구(62)를 가지는 순수 공급 노즐(61)이 설치되고, 순수 공급 노즐(61)을 승강시키는 승강 기구를 구비한 이동 기체(基體)(63)와 접속되어 있다. 도면 중 64는 수평 방향으로 연장되는 가이드 레일이고, 순수 공급 노즐(61)은 이동 기체(63)의 이동에 따라 이 가이드 레일(64) 상을 이동한다. 도면 중 65는 순수 공급 노즐(61)의 대기 영역이다. 또한, 도면 중 66은 순수의 공급로(67)를 거쳐 순수 공급 노즐(61)에 접속된 순수 공급원이다.
상기 원형판(59)에는 약액 공급부인 발수액 공급 노즐(71)이 웨이퍼(W)의 외측을 향하여 경사진 상태로 설치되어 있다. 발수액 공급 노즐(71)은 웨이퍼(W)의 주연부를 향하여 개구된 세공 형상의 토출구를 구비하고, 공급로(72)를 개재하여 발수액 공급원(73)에 접속되어 있다. 발수액으로는, 예를 들면 HMDS를 포함한 용액이 사용된다. 공급로(67, 72)에는 밸브 또는 매스플로우 콘트롤러를 포함한 공급 제어부(68, 74)가 개재되어 있고, 이들 공급 제어부(68, 74)는 제어부(미도시)로부터 출력되는 제어 신호를 수신하여 웨이퍼(W)로의 순수, 발수액의 공급 및 차단을 각각 제어한다.
이 노광 전 세정 모듈(5)에서의 처리 순서에 대하여 설명한다. 먼저, 반송 암(A3)에 의해 웨이퍼(W)가 스핀 척(52)으로 전달되면, 대기 영역(65)으로부터 순수 공급 노즐(61)이 웨이퍼(W)의 중심부 상으로 이동하고, 스핀 척(52)에 의해 웨이퍼(W)가 소정의 회전 수로 회전한다. 순수 공급 노즐(61)로부터 웨이퍼(W)의 중심부로 순수가 공급되고, 이 순수는 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 주연부로 퍼져 웨이퍼(W)가 세정된다.
순수의 토출이 정지된 후, 웨이퍼(W)의 회전에 의해 웨이퍼(W)로부터 순수가 제거되어 건조된다. 그 후, 도 13a에 점선 화살표로 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 경사부를 이루는 하측의 경사면으로 발수액(F)이 공급되고, 이 발수액(F)이, 도 13b에 도시한 바와 같이, 표면 장력에 의해, 회전하는 웨이퍼(W)의 측단면을 상방을 향하여 퍼진 후, 웨이퍼(W)로부터 비산하여 배액된다. 소정의 시간동안 발수액(F)의 공급이 계속된 후, 발수액(F)의 공급이 정지되고, 웨이퍼(W)의 회전에 의해, 발수액(F)에 포함되는 용제가 휘발되어 경사부에 발수성의 박막(19)이 형성된다. 그 후, 웨이퍼(W)의 회전이 정지되고, 웨이퍼(W)는 세정 모듈(5)로부터 반출된다. 또한, 웨이퍼(W) 표면으로의 순수의 공급과 경사부로의 발수액(F)의 공급이 동시에 행해져도 좋다.
도 14는 이 노광 전 세정 모듈(5)이 설치된 도포 현상 장치(2)의 처리 공정을 나타낸 순서도이다. 이 순서도에 나타낸 바와 같이, 이 예에서는 가열 모듈에서의 가열 처리 시에 웨이퍼(W)의 경사부로의 HMDS 가스 공급이 행해지지 않고, 2 회째의 PAB 처리 후 2 회째의 노광 전의 단계(S10)에서, 상기한 바와 같이 노광 전 세정과 웨이퍼(W)의 경사부의 발수 처리가 행해진다. 단계(S4)의 1 회째의 노광 처리 세정 시에는, 예를 들면 상기의 발수액의 공급은 행해지지 않고 웨이퍼(W) 표면으로 순수가 공급되고, 웨이퍼(W)의 건조가 종료되면 모듈로부터 웨이퍼(W)가 반출된다. 이 실시예에서도 2 회째의 액침 노광 전에 웨이퍼(W)의 경사부가 발수 처리되기 때문에, 2 회째의 액침 노광 시에 액체의 경사부에의 부착 또는 액체의 이면으로의 유입을 방지할 수 있다.
노광 전 세정 모듈(5)은 세정 블록(C3)에 설치하는 대신에 인터페이스 블록(C4)에 설치하여, 인터페이스 암(28)과 스핀 척(52) 간에 웨이퍼(W)의 전달이 행해지도록 해도 좋다.
또한, 상기의 각 예에서는, 기판 측면부를 발수(撥水) 처리하는 기판 측면부
발수 모듈이 현상 후의 가열을 행하는 가열 모듈(3)에 포함되어 있는 예와, 노광 전 세정 모듈에 포함되어 있는 예에 대하여 나타냈지만, 기판 측면부 발수 모듈을 단독으로 설치해도 좋다. 또한, 현상 모듈(23)의 현상 처리부(24), 레지스트 도포 모듈의 도포 처리부는 이 노광 전 세정 모듈과 동일한 스핀 척 및 컵체를 구비하고, 순수 공급 노즐에 대응하는 현상액 공급 노즐, 레지스트 공급 노즐을 각각 구비하고 있다. 현상액 공급 노즐, 레지스트 공급 노즐은, 순수 공급 노즐과 토출하는 약액 및 노즐의 형상이 상이한 것 외에는 당해 순수 공급 노즐과 대략 동일하게 구성되어 있다. 이 현상 모듈(23)의 현상 처리부(24), 레지스트 도포 모듈의 도포 처리부에 발수액 공급 노즐(71)을 설치하여 발수 처리를 행해도 좋다. 이 현상 처리부(24)에 의해 웨이퍼(W)의 발수 처리를 행하는 경우에는, 단계(S6)의 1 회째의 현상 시에, 예를 들면 웨이퍼(W)로 세정액, 예를 들면 순수를 공급하여 현상액을 세정한 후에, 기술한 발수액(F)을 공급하여 처리를 행한다. 레지스트 도포 모듈에 의해 웨이퍼(W)의 발수 처리를 행하는 경우에는, 2 회째의 레지스트 도포를 시작하기 전, 혹은 2 회째의 레지스트 도포 후에 웨이퍼(W)로 발수액(F)을 공급하여 처리를 행한다.
(제 4 실시예)
상기의 각 실시예에서는 웨이퍼(W)의 경사부의 발수성을 향상시키고, 레지스트의 웨이퍼(W)로의 밀착성을 향상시키기 위하여, 1 회째의 레지스트 도포 전에 ADH 모듈에서 웨이퍼(W)로 HMDS 가스를 공급하고 있지만, 이 ADH 모듈에 의한 처리를 행하지 않고, 웨이퍼(W)에 1 회째의 레지스트 도포 후, 1 회째의 액침 노광 개시 전에 웨이퍼(W)의 경사부만을 노광하는 처리 공정에 대하여 설명한다. 여기서는, 예를 들면 상기와 같이 레지스트 도포 모듈에 발수액 공급 노즐(71)이 설치되어 있는 것으로 한다. 이 레지스트 도포 모듈에서 웨이퍼(W)에 대한 1 회째의 레지스트 도포가 행해진 후에 발수액 공급 노즐(71)로부터 발수액이 공급되어 웨이퍼(W)의 경사부가 발수 처리된다. 그 후, 웨이퍼(W)가 1 회째의 현상 처리가 종료되어 재차 이 레지스트 도포 모듈로 반송된다. 그리고, 레지스트 도포 전 혹은 도포 후에 재차 경사부의 발수 처리를 행한다.
또한, 제 2 실시예와 마찬가지로, 예를 들면 가열 모듈(3)이 PAB 모듈로서 COT층(B2)에 설치되어 있는 경우, ADH 모듈에 의한 처리를 행하지 않고 1 회째의 레지스트 도포를 행한 후, 웨이퍼(W)를 이 가열 모듈(3)로 반송하여 PAB 처리와 함께 웨이퍼(W)의 경사부의 발수 처리를 행하고, 그 후에는 제 2 실시예의 단계(S3) 이후의 처리를 차례로 실행하여 레지스트 패턴을 형성해도 좋다. 즉, 이들 예에서는 1 회째의 기판 측면부를 발수 처리하는 모듈과 2 회째의 기판 측면부를 발수 처리하는 모듈이 공용화되어 있다.
(참고 시험)
배경 기술란에서 간단히 설명한 바와 같이, 웨이퍼(W) 전체로 HMDS 가스를 공급하여 처리한 기판을 현상하기 전과 이 기판을 현상한 후의 접촉각을 측정하였다. 도 15는 이때의 결과를 나타내고 있으며, 웨이퍼(W)의 접촉각은 현상 전에 64.9℃인 것에 반해 현상 후에는 47.2℃로 저하되어 있었다. 즉, 현상액에 접촉된 후에는 웨이퍼(W)의 발수성이 저하되어 있다. 따라서, 상기의 각 실시예에 나타낸 바와 같이, 1 회째의 현상 처리 후, 2 회째의 액침 노광 전까지 웨이퍼(W)의 경사부를 발수 처리하는 것이 효과적이다.
W : 웨이퍼
F : 발수액
10 : 노광 수단
14, 17 : 레지스트막
15, 16 : 레지스트 패턴
19 : 발수성의 박막
2 : 도포 현상 장치
23 : 현상 모듈
3 : 가열 모듈
37 : 가열판
4 : 덮개체
40 : 처리 공간
5 : 노광 전 세정 모듈
100 : 제어부

Claims (12)

  1. 기판에 레지스트 패턴을 연속하여 복수 회 형성하기 위한 도포 현상 장치에 있어서,
    복수 매의 기판을 수납하는 캐리어가 반입출되는 캐리어 블록과,
    기판을 발수(撥水) 처리하는 발수 모듈과, 기판에 레지스트를 도포하는 도포 모듈과, 기판을 가열하는 가열판을 구비한 가열 모듈과, 액침 노광된 기판으로 현상액을 공급하여 현상하는 현상 모듈과, 상기 각 모듈 간에 기판을 반송하는 기판 반송 수단을 포함하는, 상기 캐리어로부터 취출된 기판을 처리하는 처리 블록과,
    상기 처리 블록과 상기 레지스트를 액침 노광하는 노광 장치와의 사이에서 기판의 전달을 행하는 인터페이스 블록과,
    기판에 대하여, 적어도 측면부를 상기 발수 모듈에서 발수 처리하는 단계 및 도포 모듈에서 전체 면에 제 1 레지스트 도포를 행하는 단계와, 상기 노광 장치에서 제 1 액침 노광이 행해진 후에 상기 현상 모듈에서 제 1 현상을 행하는 단계와, 그 후 도포 모듈에서 전체 면에 제 2 레지스트 도포를 행하는 단계와, 상기 노광 장치에서 제 2 액침 노광이 행해진 후에 현상 모듈에서 제 2 현상을 행하는 단계를 실행하도록 상기 기판 반송 수단 및 각 모듈의 동작을 제어하는 제어부와,
    상기 제 1 현상 종료 후부터 제 2 액침 노광이 행해질 때까지의 동안에 기판의 측면부를 발수 처리하기 위한 기판 측면부 발수 모듈을 구비하고,
    상기 기판 측면부 발수 모듈은 상기 가열 모듈에 포함되고,
    상기 가열 모듈은 상기 가열판에 재치된 기판의 측면부에 상기 측면부를 발수 처리하는 발수 처리용 가스를 국소적으로 공급하기 위한 발수 처리용 가스 공급부와,
    잉여의 발수 처리용 가스를 기판의 외주로 흐르게 하기 위해서, 상기 기판의 중앙부에 퍼지용 가스를 공급하는 퍼지용 가스 공급부를 구비한 것을 특징으로 하는 도포 현상 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 모듈은, 상기 제 1 현상 후, 제 2 레지스트 도포 전의 기판을 가열하는 현상 후 가열 모듈인 것을 특징으로 하는 도포 현상 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 모듈은, 제 2 레지스트 도포 후, 제 2 액침 노광이 행해지기까지 기판을 가열하는 도포 후 가열 모듈인 것을 특징으로 하는 도포 현상 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열 모듈은 상기 가열판 상에 승강 가능한 덮개체를 구비하고,
    상기 덮개체의 중앙부에, 상기 가열판에 재치된 기판의 중앙부와 대향하고 상기 퍼지용 가스가 유통하는 제 1 퍼지용 가스 유통 공간을 설치하고,
    상기 퍼지용 가스 유통 공간의 외측을 향하여 차례로, 상기 발수 처리용 가스가 유통하는 발수 처리용 가스 유통 공간과, 기판의 외주로 흐른 발수 처리용 가스를 기판의 하방으로 더 흐르도록 하기 위한 가스가 유통하는 제 2 퍼지용 가스 유통 공간이 서로 동심원 형상으로 형성되어 설치되고,
    제 1 퍼지용 가스 유통 공간, 발수 처리용 가스 공간 및 제 2 퍼지용 가스 유통 공간은 서로 구획되어 있는 것을 특징으로 하는 도포 현상 장치.
  5. 기판에 레지스트 패턴을 연속하여 복수 회 형성하는 도포 현상 방법에 있어서,
    기판에 대하여 적어도 측면부를 발수 처리하는 공정과,
    기판에 대하여 전체 면에 레지스트를 도포하는 제 1 레지스트 도포를 행하는 공정과,
    상기 발수 처리 및 제 1 레지스트 도포 후, 제 1 액침 노광이 행해진 기판으로 현상액을 공급하는 제 1 현상을 행하는 공정과,
    상기 제 1 현상 후, 기판에 대하여 전체 면에 레지스트를 도포하는 제 2 레지스트 도포를 행하는 공정과,
    상기 제 2 레지스트 도포 후, 제 2 액침 노광이 행해진 기판으로 현상액을 공급하는 제 2 현상을 행하는 공정과,
    상기 제 1 현상 종료 후부터 제 2 액침 노광이 행해질 때까지의 동안에 기판의 측면부를 발수 처리하는 공정을 포함하고,
    상기 발수 처리 공정은,
    기판을 가열하기 위한 가열판에 재치하는 공정과,
    상기 기판을 가열하는 공정과,
    상기 기판이 가열되고 있는 때에 기판의 측면부에, 상기 측면부를 발수 처리하는 발수 처리용 가스를 국소적으로 공급하여 상기 측면부를 발수 처리하는 공정과,
    잉여의 발수 처리용 가스를 기판의 외주로 흐르게 하기 위해서, 상기 기판의 중앙부에 퍼지용 가스를 공급하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 도포 현상 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 가열판에 재치되는 기판은, 제 1 현상 후, 제 2 레지스트 도포 전의 기판인 것을 특징으로 하는 도포 현상 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 가열판에 재치되는 기판은, 제 2 레지스트 도포 후, 제 2 액침 노광이 행해지기 전의 기판인 것을 특징으로 하는 도포 현상 방법.
  8. 기판에 레지스트 패턴을 연속하여 복수 회 형성하기 위한 도포 현상 장치에 이용되는 컴퓨터 프로그램이 기억된 기억 매체로서,
    상기 컴퓨터 프로그램은 청구항 5 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 도포 현상 방법을 실시하기 위한 것인 것을 특징으로 하는 기억 매체.


















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