KR101347925B1 - 도포 처리 장치, 기판 처리 시스템, 도포 처리 방법 및컴퓨터 기억 매체 - Google Patents

도포 처리 장치, 기판 처리 시스템, 도포 처리 방법 및컴퓨터 기억 매체 Download PDF

Info

Publication number
KR101347925B1
KR101347925B1 KR1020080005484A KR20080005484A KR101347925B1 KR 101347925 B1 KR101347925 B1 KR 101347925B1 KR 1020080005484 A KR1020080005484 A KR 1020080005484A KR 20080005484 A KR20080005484 A KR 20080005484A KR 101347925 B1 KR101347925 B1 KR 101347925B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
coating
substrate
wafer
coating liquid
pattern
Prior art date
Application number
KR1020080005484A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080068582A (ko
Inventor
마꼬또 무라마쯔
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2007010179A external-priority patent/JP4884991B2/ja
Priority claimed from JP2007147694A external-priority patent/JP4950771B2/ja
Application filed by 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20080068582A publication Critical patent/KR20080068582A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101347925B1 publication Critical patent/KR101347925B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274—Photolithographic processes
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
    • G03F7/162—Coating on a rotating support, e.g. using a whirler or a spinner
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/005—Nozzles or other outlets specially adapted for discharging one or more gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/02—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
    • B05B1/04—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape in flat form, e.g. fan-like, sheet-like
    • B05B1/044—Slits, i.e. narrow openings defined by two straight and parallel lips; Elongated outlets for producing very wide discharges, e.g. fluid curtains
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/02—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface
    • B05C11/023—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface
    • B05C11/028—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface with a body having a large flat spreading or distributing surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/02—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface
    • B05C11/08—Spreading liquid or other fluent material by manipulating the work, e.g. tilting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/10—Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C9/00—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important
    • B05C9/08—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation
    • B05C9/12—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation the auxiliary operation being performed after the application
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/002—Processes for applying liquids or other fluent materials the substrate being rotated
    • B05D1/005—Spin coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/6715—Apparatus for applying a liquid, a resin, an ink or the like

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

본 발명에 있어서는, 도포 처리 장치의 처리 용기의 내부에는, 기판을 수평으로 진공 흡착 보유 지지하는 스핀 척이 설치되어 있다. 스핀 척의 상방에는, 기판 표면의 중심부에 액체상의 도포막 형성 성분을 포함하는 도포액을 도포하기 위한 도포 노즐이 배치되어 있다. 처리 용기 내의 상방에는, 스핀 척 상의 기판에 대해 자외선을 조사하는 조사부가 설치되어 있다. 도포 노즐로부터 기판의 패턴 상에 도포액이 도포된 후, 도포된 도포액에 대해 조사부로부터 자외선이 조사되어, 도포막이 형성된다.
Figure R1020080005484
도포 처리 장치, 스핀 척, 처리 용기, 도포 노즐, 기판 처리 시스템

Description

도포 처리 장치, 기판 처리 시스템, 도포 처리 방법 및 컴퓨터 기억 매체{COATING TREATMENT APPARATUS, SUBSTRATE TREATMENT SYSTEM, COATING TREATMENT METHOD, AND COMPUTER STORAGE MEDIUM}
본 발명은, 기판에 형성된 패턴 상에 도포막을 형성하는 도포 처리 장치, 기판 처리 시스템, 도포 처리 방법 및 컴퓨터 기억 매체에 관한 것이다.
예를 들어, 다층 배선 구조의 반도체 디바이스의 제조 공정에서는, 예를 들어 반도체 웨이퍼(이하,「웨이퍼」라 함) 상에 레지스트액을 도포하여 레지스트막을 형성하는 레지스트 도포 처리, 당해 레지스트막에 소정의 패턴을 노광하는 노광 처리, 노광된 레지스트막을 현상하는 현상 처리 등이 순차 행해져, 웨이퍼 상에 소정의 레지스트 패턴이 형성된다. 이 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 웨이퍼의 에칭 처리가 행해지고, 그 후 레지스트막의 제거 처리 등이 행해져, 웨이퍼 상에 소정의 패턴이 형성된다. 이와 같이 소정의 층에 소정의 패턴이 형성되는 공정이 통상 20 내지 30회 정도 반복하여 행해져, 다층 배선 구조의 반도체 디바이스가 제조된다.
그런데, 이와 같이 웨이퍼 상에 소정의 패턴이 반복하여 형성되는 경우, n층 째에 소정의 패턴이 형성된 후에, (n+1)층째의 레지스트막이 적절한 높이로 형성되기 위해서는, 레지스트액이 도포되는 면이 평탄한 것이 필요해진다.
그래서 종래부터, 웨이퍼의 소정의 패턴 상에 도포막을 형성하고, 그 표면을 평탄화하는 것이 행해지고 있다. 이러한 도포막의 형성은, 웨이퍼의 소정의 패턴 상에 예를 들어 고체상의 도포막 형성 성분과 용제를 갖는 도포액을 도포하고, 당해 도포된 도포액을 가열하여 경화시킴으로써 행해진다. 이 도포액으로서는, 예를 들어 SOG(Spin On Glass) 재료가 이용되고 있다(오오하시 나오후미 외 저「다층 배선 구조에 대한 SOG 프로세스의 개량」 전기 정보 통신 학회 논문지 C-II Vol. J78-C-II No.5 1995년).
그러나, 도28에 도시한 바와 같이, 이러한 종래의 도포액이 웨이퍼(W)의 소정의 패턴(P) 상에 도포된 경우, 도포액 중의 고체상의 도포막 형성 성분의 유동성이 나쁘기 때문에, 도포액은 웨이퍼(W)의 소정의 패턴(P)의 요철 상을 원활하게 확산하지 않았다. 그 결과, 패턴(P)의 구멍(H)이 형성되어 있는 영역 S에서는, 패턴(P)의 구멍(H)이 형성되어 있지 않은 영역 T에 비해 도포막(R)이 움푹 패여, 도포막(R)의 높이가 다른, 이른바 단차 B가 발생되어 있었다. 따라서 종래의 도포막(R)의 표면은 평탄화되지 않고, 이 도포막(R) 상에 형성되는 레지스트막에도 단차가 발생된다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 점에 비추어 이루어진 것으로, 기판에 형성된 소정의 패턴 상에 도포막을 형성하는 데 있어서, 당해 도포막의 표면을 평탄화하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 기판에 형성된 패턴 상에 도포막을 형성하는 도포 처리 장치이며, 기판을 반입출하기 위한 반입출구를 구비하여, 기판을 수용하는 처리 용기와, 기판에 레지스트막을 형성하기 전에 상기 처리 용기 내에 기판을 수용하고, 해당 기판의 패턴 상에, 광 중합 개시제를 갖는 액체상의 도포막 형성 성분을 포함하는 도포액을 도포하는 도포 노즐과, 상기 처리 용기 내에 설치되어, 상기 기판의 패턴 상에 도포된 상기 도포액에, 해당 도포액을 경화시키는 파장의 자외선을 조사하는 조사부를 갖는다.
본 발명의 도포 처리 장치에 따르면, 기판이 처리 용기 내로 반송된 후, 도 포 노즐에 의해, 기판의 패턴 상에 액체상의 도포막 형성 성분을 포함하는 도포액이 도포되면, 당해 도포액에 포함되는 액체상의 도포막 형성 성분의 유동성이 좋기 때문에, 도포액은 기판의 패턴의 요철 상을 원활하게 확산할 수 있다. 따라서, 기판의 패턴 상에 형성되는 도포막에 단차가 발생되지 않아, 도포막의 표면을 평탄화할 수 있다.
또한 여기서, 이 기판의 패턴 상에 도포된 도포액에 포함되는 액체상의 도포막 형성 성분은 저분자이며, 각각의 분자가 결합되어 있지 않으므로, 승화하기 쉬운 성질을 갖고 있다. 이 도포막 형성 성분을 가열하면, 도포액은 더욱 승화하기 쉬워진다. 종래의 도포막은 도포액을 가열하는 것에 의해 도포액을 경화시켜 형성되므로, 액체상의 도포 형성 성분을 갖는 도포액을 이용하는 경우, 도포액을 경화시킬 때에 도포액이 승화해 버린다. 그러나 본 발명의 조사부에 따르면, 기판의 패턴 상에 도포된 도포액에 자외선을 조사하여, 도포액을 경화시켜 기판의 패턴 상에 도포막을 형성하므로, 도포액을 가열할 필요가 없어 도포액의 승화를 종래보다 억제할 수 있다. 따라서, 형성되는 도포막의 막 두께의 감소를 억제할 수 있다.
상기 조사부는, 상기 처리 용기의 상부에 설치되어 있어도 좋다. 이 조사부에 의해, 처리 용기 내에 수용된 기판에 대해 자외선을 조사할 수 있으므로, 기판이 처리 용기 내에 수용된 상태에서, 당해 기판에 대해 도포액의 도포와 자외선의 조사를 행할 수 있다. 따라서, 도포액의 도포로부터 자외선의 조사까지의 처리를 연속하여 행할 수 있어, 그만큼 처리 시간을 단축할 수 있다.
상기 조사부는, 상기 반입출구의 상부에 설치되어 있어도 좋다. 이 조사부 에 의해, 기판의 패턴 상에 도포액이 도포된 후, 기판을 처리 용기의 반입출구로부터 외부로 반송할 때에, 기판의 패턴상의 도포액에 자외선을 조사할 수 있다.
기판을 보유 지지하는 회전 가능한 스핀 척을 상기 처리 용기 내에 갖고, 상기 조사부에 의해 기판의 패턴 상의 도포액에 자외선이 조사되는 범위는, 기판의 중심으로부터 기판의 단부까지의 영역 이상인 것이라도 좋다. 이와 같이 스핀 척에 의해 회전하고 있는 기판에 대해 자외선을 조사하면, 적어도 기판의 중심으로부터 기판의 단부까지의 범위에 자외선을 조사하는 것만으로, 기판 전체면에 도포막을 형성할 수 있다. 또한 이 경우, 상기 조사부는 상기 도포 노즐에 병설되어 있어도 좋다.
상기 도포 노즐은, 기판의 폭 방향으로 연장되는 슬릿 형상의 토출구를 갖는 노즐이며, 상기 조사부는 상기 도포 노즐과 평행하게 기판의 폭 방향으로 연장되는 형태를 갖고, 상기 도포 노즐에 동기하여 이동해도 좋다. 이와 같이 도포 노즐과 조사부가 동기하여 이동함으로써, 기판의 면내의 전역에 있어서, 도포액이 도포된 후 자외선이 조사될 때까지의 시간을 일정해지도록 제어할 수 있다. 또한 이 경우, 상기 조사부는 상기 도포 노즐에 병설되어 있어도 좋다. 또한, 상기 도포 노즐과 상기 조사부는, 독립된 이동 기구를 갖고 있어도 좋고, 상기 조사부는 복수 설치되어 있어도 좋다.
상기 도포 처리 장치는, 상기 도포 노즐로부터 기판의 영역 상에 도포액을 도포한 직후의 당해 영역 상의 도포액에 대해, 상기 조사부로부터 자외선을 조사하도록 제어하는 제어부를 갖고 있어도 좋다. 이 제어부에 의해, 기판의 패턴 상에 도포된 도포액은 기판에 도포된 직후에 자외선이 조사되어 경화되므로, 도포액의 승화를 억제할 수 있다.
다른 관점에 의한 본 발명에 따르면, 적어도 기판에 형성된 패턴 상에 도포액을 도포하는 도포 처리 장치와, 상기 도포 처리 장치에 기판을 반입출하는 반송 장치를 갖는 기판 처리 시스템이다. 그리고 상기 반송 장치는, 기판을 지지하여 반송하는 반송 아암과, 상기 반송 아암으로 지지되어 있는 기판에 대해 당해 기판의 패턴 상의 도포액에 자외선을 조사하는 조사부를 갖는다.
이 경우, 도포 처리 장치에서 기판의 패턴 상에 도포액이 도포된 후, 당해 기판은 반송 아암에 의해 반송 장치로 반송되고, 당해 기판이 반송 아암에 지지된 상태에서, 기판의 패턴 상의 도포액에 대해 반송 장치의 조사부로부터 자외선이 조사되므로, 기판의 패턴 상에 도포막을 인라인으로 형성할 수 있어, 도포막의 형성을 원활하게 행할 수 있다.
또 다른 관점에 따르면, 본 발명은 기판에 형성된 패턴 상에 도포막을 형성하는 도포 처리 방법이며, 상기 도포막을 형성하는 도포액은 액체상의 도포막 형성 성분과 용제를 포함하고, 상기 도포막 형성 성분은 광 중합 개시제를 포함한다. 그리고 본 발명의 도포 처리 방법은, 기판의 패턴 상에 상기 도포액을 도포하는 도포 공정과, 상기 기판의 패턴 상에 도포된 도포액에 자외선을 조사하여, 상기 광 중합 개시제를 활성화시켜 도포막을 형성하는 조사 공정을 갖는다.
본 발명의 도포 처리 방법에 있어서는, 기판의 패턴 상에 액체상의 도포막 형성 성분을 포함하는 도포액이 도포된다. 이와 같이 기판의 패턴 상에 도포액이 도포되면, 그 도포액에 포함되는 액체상의 도포막 형성 성분의 유동성이 좋기 때문에, 도포액은 기판의 패턴의 요철 상을 원활하게 확산할 수 있다. 따라서, 기판의 패턴 상에 형성되는 도포막에 단차가 발생되지 않아, 도포막의 표면을 평탄화할 수 있다.
또한 여기서, 이 기판의 패턴 상에 도포된 도포액에 포함되는 액체상의 도포막 형성 성분은 저분자이며, 각각의 분자가 결합되어 있지 않으므로, 승화하기 쉬운 성질을 갖고 있다. 이 도포막 형성 성분을 가열하면, 도포액은 더욱 승화하기 쉬워진다. 종래의 도포막은 도포액을 가열하는 것에 의해 도포액을 경화시켜 형성되므로, 액체상의 도포 형성 성분을 갖는 도포액을 이용하는 경우, 도포액을 경화시킬 때에 도포액이 승화해 버린다. 그러나 본 발명의 도포 처리 방법에 따르면, 기판의 패턴 상에 도포된 도포액에 자외선을 조사하여, 도포액 중의 도포막 형성 성분에 포함되는 광 중합 개시제를 활성화시켜 도포액을 경화시켜, 기판의 패턴 상에 도포막을 형성하므로, 도포액의 가열이 불필요하거나, 혹은 필요 이상으로 가열할 필요가 없어, 도포액의 승화를 종래보다 억제할 수 있다. 또한 광 중합 개시제에 자외선을 조사하면, 광 중합 개시제는 매우 단시간에 활성화되어, 도포액의 경화를 단시간에 행할 수 있다. 이 광 중합 개시제의 단시간에의 활성화도 도포액의 승화의 억제에 기여하고 있다. 이와 같이 도포액의 승화를 억제할 수 있으므로, 형성되는 도포막의 막 두께의 감소를 억제할 수 있다.
상기 도포 공정이 종료된 후, 상기 조사 공정이 개시될 때까지의 시간을, 미리 정한 시간 이내로 되도록 제어해도 좋다. 이 시간은, 예를 들어 도포액이 도포 된 기판을 방치한 경우에, 당해 도포된 도포액이 승화하는 양이 허용 범위 내로 되는 시간으로 설정할 수 있다. 이와 같이 시간을 제어함으로써, 도포 공정이 종료된 후 조사 공정이 개시될 때까지 도포액이 승화해도, 형성되는 도포막의 막 두께의 감소를 허용 범위 내로 억제할 수 있다.
기판의 면내 모든 영역에 있어서, 상기 도포 공정에서 도포액이 도포된 후, 상기 조사 공정에서 자외선이 조사될 때까지의 시간이 일정해지도록 제어해도 좋다. 이에 의해, 도포액이 도포된 기판의 면내 모든 영역에 있어서, 도포된 도포액이 승화하는 양을 일정하게 할 수 있으므로, 형성되는 도포막의 막 두께를 균일하게 할 수 있다.
기판의 영역 상에 도포액을 도포한 직후의 상기 영역 상의 도포액에 대해, 자외선의 조사를 행해도 좋다. 이에 의해, 기판의 패턴 상에 도포된 도포액은, 기판에 도포된 직후에 자외선이 조사되어 경화되므로, 도포액의 도포로부터 자외선의 조사까지의 시간을 매우 단시간으로 할 수 있어, 도포액의 승화를 억제할 수 있다.
도포 공정 또는 상기 조사 공정의 양쪽 또는 어느 한쪽은, 기판 주변의 분위기를 냉각하여 행해져도 좋다. 이에 의해, 기판의 패턴 상에 도포된 도포액이 냉각되므로, 도포액의 승화를 더욱 억제할 수 있다.
상기 도포 공정의 후이며 , 또한 상기 조사 공정 전에, 기판 주변의 분위기를 소정의 시간 가열하여, 상기 기판의 패턴 상에 도포된 도포액을 소정의 두께로 될 때까지 승화시키는 가열 공정을 갖고 있어도 좋다.
이에 의해, 기판의 패턴 상에 도포액을 도포한 후, 도포된 도포액의 두께가 소정의 두께보다도 두꺼운 경우에는, 기판 주변의 분위기를 소정의 시간 가열하여 기판의 패턴의 도포액을 승화시킴으로써, 도포액의 두께를 소정의 두께로 할 수 있다. 그 결과, 소정의 막 두께의 도포막을 형성할 수 있다. 또한, 이와 같이 도포막의 막 두께는 가열하는 온도와 시간으로 제어할 수 있는데, 큰 막 두께의 변화는 온도로 제어하고, 작은 막 두께의 변화는 시간으로 제어하도록 해도 좋다.
이와 같이 기판 주변의 분위기를 소정의 시간 가열함으로써, 패턴의 오목 부분 이외의 패턴의 표면에 도포된 도포액을 모두 승화시킬 수도 있다. 즉, 패턴 상에 형성되는 도포막의 막 두께를 제로로 하여, 패턴의 오목부에만 도포액이 충전되어 경화됨으로써, 패턴의 요철을 없애 패턴의 상면을 평탄화할 수 있다. 종래부터, 도포막을 형성한 후에 패턴 상의 도포막을 불필요하게 하여, 예를 들어 에칭을 행하여 이 도포막을 제거하는, 이른바 에치백 공정을 행하는 경우가 있지만, 본 발명에 따르면 이러한 에치백 공정을 생략할 수 있어, 기판 처리의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
상기 조사 공정 후에 기판 주변의 분위기를 소정의 시간 가열하여, 상기 기판의 패턴 상에 형성된 도포막을 승화시키는 가열 공정을 갖고 있어도 좋다. 예를 들어, 기판의 패턴 상의 도포막 상에 형성되는 레지스트막의 막 두께가 불균일하거나, 레지스트막의 패턴이 원하는 것이 아닌 경우에는, 당해 레지스트막과 도포막을 박리한 후, 기판의 패턴 상에 도포막과 레지스트막을 재형성하는, 이른바 리워크(rework) 처리를 행하는 경우가 있다. 이 리워크 처리시의 레지스트막과 도포막 의 제거는, 종래부터 O2 플라즈마나 N2/H2 플라즈마를 조사하여 행해지고 있었다. 그러나, 종래와 같이 O2 플라즈마 등의 조사를 행한 경우, 기판의 패턴이 O2 플라즈마 등에 의해 손상을 받는 경우가 있었다. 이러한 리워크 처리시에 있어서, 기판 주변의 분위기를 가열함으로써 도포막을 승화시켜 박리할 수 있으므로, 기판 상의 패턴에 대한 손상을 경감 혹은 소실시킬 수 있다. 또한 이에 의해, 리워크 처리시의 수율 저하를 개선할 수 있다.
다른 관점에 의한 본 발명에 따르면, 상기의 도포 처리 방법을 도포 처리 장치 또는 기판 처리 시스템에 의해 실행시키기 위해, 당해 도포 처리 장치 또는 기판 처리 시스템을 제어하는 제어부의 컴퓨터상에서 동작하는 프로그램을 저장한 판독 가능한 컴퓨터 기억 매체가 제공된다.
본 발명에 따르면, 기판에 형성된 소정의 패턴 상에 도포막을 형성함에 있어서, 도포막의 표면을 평탄화할 수 있고, 또한 도포액의 승화를 억제하여 도포막의 막 두께의 감소를 억제할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해 설명한다. 도1은 본 실시 형태에 관한 도포 처리 장치를 탑재한, 기판 처리 시스템으로서의 도포 현상 처리 시스템(1)의 구성의 개략을 도시하는 평면도이고, 도2는 도포 현상 처리 시스템(1)의 정면도이고, 도3은 도포 현상 처리 시스템(1)의 배면도이다.
도포 현상 처리 시스템(1)은, 도1에 도시하는 바와 같이 예를 들어 25매의 웨이퍼(W)를 카세트 단위로 외부로부터 도포 현상 처리 시스템(1)에 대해 반입출하거나, 카세트(C)에 대해 웨이퍼(W)를 반입출하는 카세트 스테이션(2)과, 포토리소그래피 공정 중에서 낱장식으로 소정의 처리를 실시하는 복수의 각종 처리 장치를 다단으로 배치하고 있는 처리 스테이션(3)과, 이 처리 스테이션(3)에 인접하여 설치되어 있는 노광 장치(도시하지 않음)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 하는 인터페이스부(4)를 일체로 접속한 구성을 갖고 있다.
카세트 스테이션(2)에는, 카세트 적재대(5)가 설치되고, 당해 카세트 적재대(5)는 복수의 카세트(C)를 X방향(도1 중의 상하 방향)으로 1열로 적재 가능하게 되어 있다. 카세트 스테이션(2)에는, 반송로(6) 상을 X방향을 향해 이동 가능한 웨이퍼 반송체(7)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송체(7)는, 카세트(C)에 수용된 웨이퍼(W)의 웨이퍼 배열 방향(Z방향 ; 연직 방향)으로도 이동 가능해, X방향으로 배열된 각 카세트(C) 내의 웨이퍼(W)에 대해 선택적으로 액세스할 수 있다.
웨이퍼 반송체(7)는, Z축 주위의 θ방향으로 회전 가능해, 후술하는 처리 스테이션(3)측의 제3 처리 장치군(G3)에 속하는 온도 조절 장치(60)나 웨이퍼(W)의 전달을 행하기 위한 트랜지션 장치(61)에 대해서도 액세스할 수 있다.
카세트 스테이션(2)에 인접하는 처리 스테이션(3)은, 복수의 처리 장치가 다단으로 배치된, 예를 들어 5개의 처리 장치군(G1 내지 G5)을 구비하고 있다. 처리 스테이션(3)의 X방향 마이너스 방향(도1 중의 하부 방향)측에는, 카세트 스테이션(2)측으로부터 제1 처리 장치군(G1), 제2 처리 장치군(G2)이 차례로 배치되어 있 다.
처리 스테이션(3)의 X방향 플러스 방향(도1 중의 상부 방향)측에는, 카세트 스테이션(2)측으로부터 제3 처리 장치군(G3), 제4 처리 장치군(G4) 및 제5 처리 장치군(G5)이 차례로 배치되어 있다. 제3 처리 장치군(G3)과 제4 처리 장치군(G4)의 사이에는, 제1 반송 장치(A1)가 설치되어 있고, 제1 반송 장치(A1)의 내부에는, 웨이퍼(W)를 지지하여 반송하는 제1 반송 아암(10)이 설치되어 있다.
제1 반송 아암(10)은, 제1 처리 장치군(G1), 제3 처리 장치군(G3) 및 제4 처리 장치군(G4) 내의 각 처리 장치에 선택적으로 액세스하여 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다. 제4 처리 장치군(G4)과 제5 처리 장치군(G5)의 사이에는, 제2 반송 장치(A2)가 설치되어 있고, 제2 반송 장치(A2)의 내부에는 웨이퍼(W)를 지지하여 반송하는 제2 반송 아암(11)이 설치되어 있다. 제2 반송 아암(11)은, 제2 처리 장치군(G2), 제4 처리 장치군(G4) 및 제5 처리 장치군(G5) 내의 각 처리 장치에 선택적으로 액세스하여 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
도2에 도시하는 바와 같이 제1 처리 장치군(G1)에는, 웨이퍼(W)에 소정의 액체를 공급하여 처리를 행하는 액 처리 장치, 예를 들어 웨이퍼(W)에 레지스트액을 도포하는 레지스트 도포 장치(20, 21, 22), 노광 처리시의 광의 반사를 방지하는 반사 방지막을 형성하는 보텀 코팅 장치(23), 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상에 도포막(R)을 형성하는 본 발명에 관한 도포 처리 장치(24)가 아래부터 차례로 5단으로 적층되어 있다. 제2 처리 장치군(G2)에는, 액 처리 장치, 예를 들어 웨이퍼(W)에 현상액을 공급하여 현상 처리하는 현상 처리 장치(30 내지 34)가 아래부터 차례로 5단 으로 적층되어 있다. 또한, 제1 처리 장치군(G1) 및 제2 처리 장치군(G2)의 최하단에는, 각 처리 장치군(G1, G2) 내의 액 처리 장치에 각종 처리액을 공급하기 위한 케미컬실(40, 41)이 각각 설치되어 있다.
예를 들어, 도3에 도시하는 바와 같이 제3 처리 장치군(G3)에는, 온도 조절 장치(60), 트랜지션 장치(61), 정밀도가 높은 온도 관리하에서 웨이퍼(W)를 온도 조절하는 고정밀도 온도 조절 장치(62 내지 64) 및 웨이퍼(W)를 고온으로 가열 처리하는 고온도 열처리 장치(65 내지 68)가 아래부터 차례로 9단으로 적층되어 있다.
제4 처리 장치군(G4)에서는, 예를 들어 고정밀도 온도 조절 장치(70), 레지스트 도포 처리 후의 웨이퍼(W)를 가열 처리하는 프리 베이킹 장치(71 내지 74) 및 현상 처리 후의 웨이퍼(W)를 가열 처리하는 포스트 베이킹 장치(75 내지 79)가 아래부터 차례로 10단으로 적층되어 있다.
제5 처리 장치군(G5)에서는, 웨이퍼(W)를 열처리하는 복수의 열처리 장치, 예를 들어 고정밀도 온도 조절 장치(80 내지 83), 포스트 익스포저 베이킹 장치(84 내지 89)가 아래부터 차례로 10단으로 적층되어 있다.
도1에 도시하는 바와 같이 제1 반송 장치(A1)의 X방향 플러스 방향측에는, 복수의 처리 장치가 배치되어 있고, 예를 들어 도3에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)를 소수화 처리하기 위한 어드히전 장치(90, 91), 웨이퍼(W)를 가열하는 가열 장치(92, 93)가 아래부터 차례로 4단으로 적층되어 있다. 도1에 도시하는 바와 같이 제2 반송 장치(A2)의 X방향 플러스 방향측에는, 예를 들어 웨이퍼(W)의 에지부 만을 선택적으로 노광하는 주변 노광 장치(94)가 배치되어 있다.
인터페이스부(4)에는, 예를 들어 도1에 도시하는 바와 같이 X방향을 향해 연신하는 반송로(100) 상을 이동하는 웨이퍼 반송체(101)와, 버퍼 카세트(102)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송체(101)는 Z방향으로 이동 가능하고 또한 θ방향으로도 회전 가능해, 인터페이스부(4)에 인접한 노광 장치(도시하지 않음)와, 버퍼 카세트(102) 및 제5 처리 장치군(G5)에 대해 액세스하여 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
다음에, 상술한 도포 처리 장치(24)의 구성에 대해, 도4를 기초로 하여 설명한다. 도포 처리 장치(24)는 처리 용기(150)를 갖고 있다. 처리 용기(150)의 일측면에는, 웨이퍼(W)의 반송 수단인 제1 반송 아암(10)의 반입 영역에 면하는 면에 웨이퍼(W)의 반입출구(151)가 형성되고, 반입출구(151)에는 개폐 셔터(152)가 설치되어 있다.
처리 용기(150)의 내부에는, 기판 보유 지지 기구로서 그 상면에 웨이퍼(W)를 수평으로 진공 흡착 보유 지지하는 스핀 척(120)이 설치되어 있다. 이 스핀 척(120)은 모터 등을 포함하는 회전 구동부(121)에 의해 연직 축 주위로 회전할 수 있고, 또한 승강할 수 있다.
스핀 척(120)의 주위에는 컵체(122)가 설치되어 있다. 컵체(122)는, 상면에 스핀 척(120)이 승강할 수 있도록 웨이퍼(W)보다도 큰 개구부가 형성되어 있다. 컵체(122)의 저부(底部)에는, 웨이퍼(W) 상으로부터 흘러내리는 도포액을 배출하기 위한 배액구(排液口)(123)가 형성되어 있고, 이 배액구(123)에는 배액관(124)이 접속되어 있다.
스핀 척(120)의 상방에는, 웨이퍼(W) 표면의 중심부에 도포액을 도포하기 위한 도포 노즐(130)이 배치되어 있다. 도포 노즐(130)은 도포액 공급관(131)을 통해 도포액을 공급하는 도포액 공급원(132)에 접속되어 있다. 도포액 공급관(131)에는 밸브나 유량 조정부 등을 갖는 공급 제어 장치(133)가 설치되어 있다. 도포액 공급원(132)으로부터 공급되는 도포액에는 예를 들어 XUV(닛산 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제품)가 이용되고, 도포액에는 액체상의 도포막 형성 성분과 용제가 포함되어 있다. 도포막 형성 성분에는, 예를 들어 요오드늄염 등의 광 중합 개시제, 에폭시 수지, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸아세테이트 등이 포함되어 있다. 용제로서는, 예를 들어 시너가 이용되고 있다.
처리 용기(150)의 상방에는, 스핀 척(120) 상의 웨이퍼(W)에 대해 자외선을 조사하는 조사부(110)가 설치되어 있다. 조사부(110)는 웨이퍼(W)의 전체면에 대해 자외선을 조사할 수 있다.
도포 노즐(130)은, 도5에 도시하는 바와 같이 아암(134)을 통해 이동 기구(135)에 접속되어 있다. 아암(134)은 이동 기구(135)에 의해, 처리 용기(150)의 길이 방향(Y방향)을 따라 설치된 가이드 레일(136)을 따라, 컵체(122)의 일단측(도5에서는 좌측)의 외측에 마련된 대기 영역(137)으로부터 타단측을 향해 이동할 수 있는 동시에, 상하 방향으로 이동할 수 있다. 대기 영역(137)은, 도포 노즐(130)을 수납할 수 있도록 구성되어 있는 동시에, 도포 노즐(130)의 선단부를 세정할 수 있는 세정부(137a)를 갖고 있다.
본 실시 형태에 관한 도포 처리 장치(24)를 탑재한 도포 현상 처리 시스 템(1)은 이상과 같이 구성되어 있고, 다음에 이 도포 현상 처리 시스템(1)에서 행해지는 웨이퍼 처리에 대해 설명한다.
우선, 웨이퍼 반송체(7)에 의해, 카세트 적재대(5) 상의 카세트(C)로부터 표면에 소정의 패턴이 형성된 웨이퍼(W)가 1매 취출되어, 제3 처리 장치군(G3)의 온도 조절 장치(60)로 반송된다. 온도 조절 장치(60)로 반송된 웨이퍼(W)는, 소정 온도로 온도 조절되고, 그 후 본 발명에 관한 도포 처리 장치(24)로 반송된다.
웨이퍼(W)는 제1 반송 아암(10)에 의해 반입출구(151)로부터 처리 용기(150) 내로 반송되어, 스핀 척(120)의 상방까지 이동된다. 그래서 스핀 척(120)을 상승시켜, 제1 반송 아암(10)으로부터 스핀 척(120)으로 웨이퍼(W)가 전달된다. 그리고 웨이퍼(W)를 스핀 척(120)에 흡착하여 수평으로 보유 지지하여, 웨이퍼(W)를 소정의 위치까지 하강시킨다.
다음에, 회전 구동부(121)에 의해 웨이퍼(W)를 예를 들어 회전수 500 rpm으로 회전시키는 동시에, 도포 노즐(130)을 웨이퍼(W)의 중심부 상방으로 이동시킨다. 그리고, 도6의 (a)에 도시하는 바와 같이 도포 노즐(130)로부터 웨이퍼(W)의 중심부로 도포액(Q)을 예를 들어 2초간 토출하고, 웨이퍼(W)를 예를 들어 회전수 1500 rpm으로 가속하여 15초간 회전시킨다. 이 웨이퍼(W)의 회전에 의해 발생하는 원심력에 의해, 도포액(Q)을 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상에 확산시킨다. 그 후, 도포 노즐(130)을 웨이퍼(W)의 중심부 상방으로부터 대기 영역(137)으로 이동시킨다.
도포액(Q)이 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상의 전체면에 확산되면, 스핀 척(120)에 의해 웨이퍼(W)를 소정의 위치까지 상승시킨다. 그리고 조사부(110)로부터 웨이 퍼(W)의 패턴(P) 상에 도포된 도포액(Q)에, 예를 들어 파장 222 ㎚, 에너지 7 ㎽/㎠의 자외선이 예를 들어 2초간/㎠ 조사된다. 이 조사된 자외선에 의해, 도포액(Q) 내에 포함되는 광 중합 개시제가 활성화하여 도포액(Q)이 경화된다. 그리고, 도6의 (b)에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상에 도포액(Q)이 경화되어 생긴 도포막(R)이 형성된다. 도포막(R)은, 예를 들어 100 ㎚ 내지 300 ㎚의 막 두께로 형성된다.
웨이퍼(W)의 패턴(P) 상에 도포막(R)이 형성되면, 웨이퍼(W)는 제1 반송 아암(10)에 의해 보텀 코팅 장치(23)로 반송되어, 반사 방지막이 형성된다. 반사 방지막이 형성된 웨이퍼(W)는, 제1 반송 아암(10)에 의해 가열 장치(92), 고온도 열처리 장치(65), 고정밀도 온도 조절 장치(70)로 순차 반송되어, 각 장치에서 소정의 처리가 실시된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 레지스트 도포 장치(20)로 반송된다.
레지스트 도포 장치(20)에 있어서 웨이퍼(W) 상에 레지스트막이 형성되면, 웨이퍼(W)는 제1 반송 아암(10)에 의해 프리 베이킹 장치(71)로 반송되어, 가열 처리가 실시된 후, 계속해서 제2 반송 아암(11)에 의해 주변 노광 장치(94), 고정밀도 온도 조절 장치(83)로 순차 반송되어, 각 장치에 있어서 소정의 처리가 실시된다. 그 후, 인터페이스부(4)의 웨이퍼 반송체(101)에 의해 노광 장치(도시하지 않음)로 반송되고, 웨이퍼(W) 상의 레지스트막에 소정의 패턴이 노광된다. 노광 처리가 종료된 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송체(101)에 의해 포스트 익스포저 베이킹 장치(84)로 반송되어, 소정의 처리가 실시된다.
포스트 익스포저 베이킹 장치(84)에 있어서의 열처리가 종료되면, 웨이퍼(W) 는 제2 반송 아암(11)에 의해 고정밀도 온도 조절 장치(81)로 반송되어 온도 조절되고, 그 후 현상 처리 장치(30)로 반송되고, 웨이퍼(W) 상에 현상 처리가 실시되어, 레지스트막에 패턴이 형성된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 제2 반송 아암(11)에 의해 포스트 베이킹 장치(75)로 반송되어 가열 처리가 실시된 후, 고정밀도 온도 조절 장치(63)로 반송되어 온도 조절된다. 그리고 웨이퍼(W)는, 제1 반송 아암(10)에 의해 트랜지션 장치(61)로 반송되고, 웨이퍼 반송체(7)에 의해 카세트(C)로 복귀되어 일련의 포토리소그래피 공정이 종료된다.
이상의 실시 형태에 따르면, 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상에 도포액(Q)이 도포되면, 그 도포액(Q)에 포함되는 액체상의 도포막 형성 성분의 유동성이 좋기 때문에, 도포액(Q)은 웨이퍼(W)의 패턴(P)의 요철 상을 원활하게 확산할 수 있다. 따라서, 도6의 (b)에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상에 형성되는 도포막(R)의 표면을 평탄화할 수 있다.
조사부(110)로부터 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상에 도포된 도포액(Q)에 자외선을 조사함으로써 도포액(Q)을 경화시켜, 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상에 도포막(R)을 형성할 수 있으므로, 종래와 같이 도포막(R)의 형성시에 도포액(Q)을 가열할 필요가 없어, 가열에 의해 승화하기 쉬운 도포액(Q)의 승화를 종래보다 억제할 수 있다. 따라서, 형성되는 도포막(R)의 막 두께의 감소를 억제할 수 있다.
또한 조사부(110)는, 처리 용기(150) 내의 상부에 설치되어, 스핀 척(120) 상의 웨이퍼(W)에 대해 자외선을 조사하므로, 웨이퍼(W)가 처리 용기(150) 내에 수용된 상태에서, 웨이퍼(W)에 대해 도포액(Q)의 도포와 자외선의 조사를 행할 수 있 다. 따라서, 도포액(Q)의 도포로부터 자외선의 조사까지의 처리를 연속하여 행할 수 있어, 그만큼 처리 시간을 단축할 수 있다.
이상의 실시 형태에서 기재한 조사부(110)는, 처리 용기(150) 내의 상부에 설치되어 있었지만, 조사부(111)는, 도7에 도시하는 바와 같이 처리 용기(150)의 상면(150a)의 외측에 설치되어 있어도 좋다. 조사부(111)는 스핀 척(120) 상의 웨이퍼(W)에 대해 자외선을 조사할 수 있는 방향에 설치되고, 상면(150a)에는 자외선을 투과시키는, 예를 들어 무색 투명의 글래스판이 이용된다. 이러한 경우, 조사부(111)로부터 조사된 자외선은, 상면(150a)을 통과하여 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상의 도포액(Q)에 조사되어, 도포막(R)을 형성할 수 있다. 또한, 예를 들어 처리 용기(150) 내에 도포액(Q)이 비산해도, 조사부(111)가 오염되는 일이 없으므로, 조사부(111)의 유지 보수의 빈도를 감소시킬 수 있다.
이상의 실시 형태에서 기재한 조사부(110, 111)는, 스핀 척(120)의 상방에 설치되어 있었지만, 조사부(160)는 도8에 도시하는 바와 같이 반입출구(151)의 상부에 설치되어 있어도 좋다. 이러한 경우, 도포 노즐(130)로부터 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상에 도포액(Q)이 도포된 후, 제1 반송 아암(10)에 의해 웨이퍼(W)를 처리 용기(150)의 반입출구(151)로부터 외부로 반송할 때에, 조사부(160)에 의해 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상의 도포액(Q)에 자외선을 조사할 수 있다. 따라서, 처리 용기(150) 내에서 웨이퍼(W)에 대해 도포액(Q)의 도포와 자외선의 조사를 연속하여 행할 수 있어, 도포액(Q)의 도포로부터 자외선의 조사까지의 시간을 단축할 수 있다.
이상의 실시 형태에서 기재한 조사부(110, 111, 160)는, 스핀 척(120)의 상방, 혹은 반입출구(151)의 상부에 설치되어 있었지만, 조사부(170)는 도9에 도시하는 바와 같이 도포 노즐(130)에 병설되어 있어도 좋다. 조사부(170)는, 도10에 도시하는 바와 같이 도포 노즐(130)의 한 측면(130a)과 조사부(170)의 한 측면(170a)이 접속함으로써, 도포 노즐(130)에 병설되어 있다. 이 경우, 조사부(170)의 상하 방향의 위치, 혹은 웨이퍼(W)의 상하 방향의 위치를 조정함으로써, 도9에 도시하는 바와 같이 적어도 웨이퍼(W)의 중심으로부터 웨이퍼(W)의 단부까지의 범위 H에 대해, 조사부(170)로부터 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상의 도포액(Q)에 자외선이 조사된다.
도포 처리 장치(24)에는, 조사부(170)로부터의 자외선의 조사, 혹은 공급 제어 장치(133)에 의한 도포액(Q)의 도포 등을 제어하는 제어부(340)가 설치되어 있어도 좋다. 이 제어부(340)는 도포 노즐(130)로부터 웨이퍼(W)의 영역 상에 도포액(Q)을 도포한 직후의 당해 영역 상의 도포액(Q)에 대해, 조사부(170)로부터 자외선을 조사하도록 제어하고 있다.
이러한 경우, 스핀 척(120)에 의해 회전하고 있는 웨이퍼(W)에 대해 조사부(170)로부터 자외선을 조사하므로, 적어도 범위 H에 자외선을 조사하는 것만으로 웨이퍼(W) 전체면의 도포액(Q)을 경화하여, 도포막(R)을 형성할 수 있다.
또한 제어부(340)의 제어에 의해, 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상에 도포된 도포액(Q)은, 웨이퍼(W)에 대해 도포된 직후에 자외선이 조사되어 경화되므로, 도포액(Q)의 승화를 억제할 수 있다.
이상의 실시 형태에서 기재한 도포 노즐(130) 대신에, 도11에 도시하는 바와 같이 X방향으로 연장되는 슬릿 형상의 토출구(140a)를 갖는 도포 노즐(140)을 이용해도 좋다. 도포 노즐(140)은, 도12 및 도13에 도시하는 바와 같이 예를 들어 웨이퍼(W)의 X방향의 폭보다도 길게 형성되어 있다. 도포 노즐(140)은 가이드 레일(136)을 따라, 컵체(122)의 일단측(도13에서는 좌측)의 외측에 마련된 대기 영역(141)으로부터 타단측을 향해 이동할 수 있다. 대기 영역(141)은, 도포 노즐(140)을 수납할 수 있도록 구성되어 있다. 또한 조사부로서는, 상기 조사부(110, 111, 160) 중 어느 하나를 이용해도 좋다. 이러한 경우라도, 도포 노즐(140)로부터 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상에 도포액(Q)을 도포한 후, 조사부(110, 111, 160) 중 어느 하나에 의해 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상의 도포액(Q)에 자외선을 조사하여, 도포막(R)을 형성할 수 있다.
이상의 실시 형태에서 기재한 도포 노즐(140)을 이용하는 경우, 조사부(190)는 도14에 도시하는 바와 같이 도포 노즐(140)과 평행하게 웨이퍼(W)의 폭 방향으로 연장되어, 도포 노즐(140)에 병설되어 있어도 좋다. 조사부(190)는, 도15에 도시하는 바와 같이 도포 노즐(140)의 한 측면(140a)과 조사부(190)의 한 측면(190a)이 접속되어, 도포 노즐(140)에 병설되어 있다.
또한 이 도포 처리 장치(24)에는, 조사부(190)로부터의 자외선의 조사, 혹은 공급 제어 장치(133)에 의한 도포액(Q)의 도포 등을 제어하는 제어부(200)가 설치되어 있어도 좋다. 이 제어부(200)는, 도포 노즐(140)로부터 웨이퍼(W)의 영역 상에 도포액(Q)을 도포한 직후의 당해 영역 상의 도포액(Q)에 대해, 조사부(190)로부터 자외선을 조사하도록 제어하고 있다.
이러한 경우, 제어부(200)의 제어에 의해, 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상에 도포된 도포액(Q)은, 웨이퍼(W)에 대해 도포된 직후에 자외선이 조사되어 경화되므로, 도포액(Q)의 승화를 억제할 수 있다. 또한 도포 노즐(140)과 조사부(190)가 동기하여 이동하므로, 웨이퍼(W)의 면내의 전역에 있어서, 도포액(Q)이 도포된 후 자외선이 조사될 때까지의 시간을 일정해지도록 제어할 수 있어, 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상에 형성되는 도포막(R)의 막 두께를 일정하게 할 수 있다.
이상의 실시 형태에서는 조사부(190)는, 도포 노즐(140)에 병설되어 있었지만, 조사부(210)는 도16에 도시하는 바와 같이 도포 노즐(140)과 독립하여 설치되어 있어도 좋다. 조사부(210)는, 도포 노즐(140)의 아암(134)과 이동 기구(135)와 독립된, 아암(211)과 이동 기구(212)를 갖고 있다. 조사부(210)는 이동 기구(212)에 의해, 가이드 레일(136)을 따라, 컵체(122)의 일단측(도16에서는 우측)의 외측에 마련된 대기 영역(213)으로부터 타단측을 향해 이동할 수 있는 동시에, 상하 방향으로 이동할 수 있다.
대기 영역(213)은 조사부(210)를 수납할 수 있도록 구성되어 있다. 이러한 경우, 조사부(210)는 도포 노즐(140)과 독립적으로 이동하므로, 도포 노즐(140)과 조사부(210)의 이동 속도를 조정함으로써, 웨이퍼(W)의 면내의 전체 영역에 있어서 도포액(Q)이 도포된 후 자외선이 조사될 때까지의 시간을 일정해지도록 제어할 수 있다. 또한, 이들 조사부(210) 및 아암(211), 이동 기구(212)는 도17에 도시하는 바와 같이 복수 설치되어 있어도 좋다. 조사부(210)를 복수 설치함으로써, 도포액(Q)에 대해 자외선을 조사하는 시간을 보다 단축할 수 있다.
또한, 이상의 도포 처리 장치(24)는 도포 현상 처리 시스템(1)의 내부에 설치되어 있었지만, 도포 처리 장치(24)는 도포 현상 처리 시스템(1)의 외부에 독립하여 설치되어 있어도 좋다.
이상의 실시 형태에서는, 조사부(110, 111, 160, 190, 210)는 도포 처리 장치(24)에 설치되어 있었지만, 조사부(230)는 도18에 도시하는 바와 같이 제1 반송 장치(A1)에 설치되어 있어도 좋다. 제1 반송 장치(A1)는 하우징(220)을 갖고 있고, 하우징(220)의 도포 처리 장치(24)측의 일측면에는 웨이퍼(W)의 반입출구(221)가 형성되어 있다. 하우징(220) 내의 제1 처리 유닛군(G1) 및 제2 처리 유닛군(G2)측에는, 도1에 도시하는 바와 같이 폴(13, 13)이 연직 방향으로 설치되어 있고, 폴(13)의 한쪽에는 제1 반송 아암(10)을 승강시키기 위한 승강 기구(도시하지 않음)가 내장되어 있다. 폴(13, 13)의 사이에는, 도18에 도시하는 바와 같이 지지부(12)가 설치되고, 지지부(12)의 양단부는 폴(13, 13)에 접속되어 있다. 지지부(12) 상에는 회전 샤프트(12a)가 설치되고, 회전 샤프트(12a)는 제1 반송 아암(10)을 지지하고 있다. 또한 지지부(12)에는, 샤프트(12a)를 회전시키고, 또한 수평 방향으로 이동시키기 위한 모터(도시하지 않음)가 내장되어 있고, 제1 반송 아암(10)은 회전 가능하고, 또한 수평 방향으로도 이동 가능하게 되어 있다. 또한 하우징(220) 내의 상방에는, 제1 반송 아암(10)에 지지된 웨이퍼(W)에 대해 자외선을 조사하는 조사부(230)가 설치되어 있다.
이러한 경우, 도포 처리 장치(24)에서 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상에 도포액(Q)이 도포된 후, 웨이퍼(W)는 제1 반송 아암(10)에 의해 반입출구(221)로부터 제1 반 송 장치(A1) 내로 반송된다. 그리고 웨이퍼(W)가 제1 반송 아암(10)에 지지된 상태에서, 당해 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상의 도포액(Q)에 대해 조사부(230)로부터 자외선이 조사되어, 도포액(Q)이 경화된다. 그 결과, 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상에 도포막(R)을 인라인으로 형성할 수 있다.
다음에, 다른 실시 형태에 대해 설명한다. 본 예에 있어서의 도포 처리 장치(24)는, 도19 및 도20에 도시한 바와 같이, 후술하는 일련의 동작을 제어하는 컴퓨터 프로그램을 갖는 제어부(340)를 구비하고 있다. 제어부(340)는, 조사부(110), 회전 구동부(121), 공급 제어 장치(133), 이동 기구(135) 등을 제어하도록 구성되어 있고, 도포 노즐(130)에 의해 도포액의 도포가 종료된 후, 조사부(110)에 의해 자외선의 조사가 개시될 때까지의 시간을 소정의 시간 이내로 되도록 제어하고 있다. 또한 이 소정의 시간은, 도포액이 도포된 웨이퍼(W)를 방치한 경우에, 당해 도포된 도포액이 승화하는 양이 허용 범위 내로 되는 시간, 예를 들어 20초간으로 설정된다. 상기 컴퓨터 프로그램은, 예를 들어 하드 디스크(HD), 가요성 디스크(FD), 메모리 카드, 콤팩트 디스크(CD), 마그네토 옵티칼 디스크(MO), 하드 디스크 등의 판독 가능한 기억 매체에 저장되고, 제어부(340)인 컴퓨터에 인스톨되어 있다.
본 실시 형태에 관한 도포 처리 장치(24)를 탑재한 도포 현상 처리 시스템(1)은 이상과 같이 구성되어 있고, 다음에 이 도포 현상 처리 시스템(1)에서 행해지는 웨이퍼 처리에 대해 설명한다.
앞의 예와 마찬가지로, 우선 웨이퍼 반송체(7)에 의해, 카세트 적재대(5) 상 의 카세트(C)로부터 표면에 소정의 패턴이 형성된 웨이퍼(W)가 1매 취출되어, 제3 처리 장치군(G3)의 온도 조절 장치(60)로 반송된다. 온도 조절 장치(60)로 반송된 웨이퍼(W)는, 소정 온도로 온도 조절되고, 그 후 본 발명에 관한 도포 처리 장치(24)로 반송된다. 도포 처리 장치(24) 내에서는, 후술하는 웨이퍼(W)의 패턴 상에 도포막이 형성된다.
웨이퍼(W)의 패턴 상에 도포막이 형성되면, 웨이퍼(W)는 제1 반송 아암(10)에 의해 보텀 코팅 장치(23)로 반송되어, 반사 방지막이 형성된다. 반사 방지막이 형성된 웨이퍼(W)는, 제1 반송 아암(10)에 의해 가열 장치(92), 고온도 열처리 장치(65), 고정밀도 온도 조절 장치(70)로 순차 반송되고, 각 장치에서 소정의 처리가 실시된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 레지스트 도포 장치(20)로 반송된다.
레지스트 도포 장치(20)에 있어서 웨이퍼(W) 상에 레지스트막이 형성되면, 웨이퍼(W)는 제1 반송 아암(10)에 의해 프리 베이킹 장치(71)로 반송되어 가열 처리가 실시된 후, 계속해서 제2 반송 아암(11)에 의해 주변 노광 장치(94), 고정밀도 온도 조절 장치(83)로 순차 반송되어, 각 장치에 있어서 소정의 처리가 실시된다. 그 후 인터페이스부(4)의 웨이퍼 반송체(101)에 의해 노광 장치(도시하지 않음)로 반송되어, 웨이퍼(W) 상의 레지스트막에 소정의 패턴이 노광된다. 노광 처리가 종료된 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송체(1O1)에 의해 포스트 익스포저 베이킹 장치(84)로 반송되어, 소정의 처리가 실시된다.
포스트 익스포저 베이킹 장치(84)에 있어서의 열처리가 종료되면, 웨이퍼(W)는 제2 반송 아암(11)에 의해 고정밀도 온도 조절 장치(81)로 반송되어 온도 조절 되고, 그 후 현상 처리 장치(30)로 반송되어, 웨이퍼(W) 상에 현상 처리가 실시되어, 레지스트막에 패턴이 형성된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 제2 반송 아암(11)에 의해 포스트 베이킹 장치(75)로 반송되어 가열 처리가 실시된 후, 고정밀도 온도 조절 장치(63)로 반송되어 온도 조절된다. 그리고 웨이퍼(W)는, 제1 반송 아암(10)에 의해 트랜지션 장치(61)로 반송되고, 웨이퍼 반송체(7)에 의해 카세트(C)로 복귀되어 일련의 포트리소그래피 공정이 종료된다.
다음에, 도포 처리 장치(24) 내에서 행해지는, 웨이퍼(W)의 패턴 상에 예를 들어 100 ㎚ 내지 300 ㎚의 막 두께의 도포막을 형성하는 도포 처리 방법에 대해, 설명한다. 도21은, 도포막을 형성하는 도포 처리 방법에 대한 흐름을 나타내고 있다.
웨이퍼(W)는, 제1 반송 아암(10)에 의해 반입출구(151)로부터 처리 용기(150) 내로 반송되어, 스핀 척(120)의 상방까지 이동된다. 그래서 스핀 척(120)을 상승시켜, 제1 반송 아암(10)으로부터 스핀 척(120)으로 웨이퍼(W)가 전달된다. 그리고 웨이퍼(W)를 스핀 척(120)에 흡착하여 수평으로 보유 지지하여, 웨이퍼(W)를 소정의 위치까지 하강시킨다.
다음에, 회전 구동부(121)에 의해 웨이퍼(W)를 예를 들어 회전수 500 rpm으로 회전시키는 동시에, 도포 노즐(130)을 웨이퍼(W)의 중심부 상방으로 이동시킨다(단계 S1). 그리고 도포 노즐(130)로부터 웨이퍼(W)의 중심부에 도포액(Q)을 예를 들어 2초간 토출하고, 웨이퍼(W)를 예를 들어 회전수 1500 rpm으로 가속하여 15초간 회전시킨다(단계 S2). 이 웨이퍼(W)의 회전에 의해 발생하는 원심력에 의해, 도포액(Q)을 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상에 확산시킨다. 그 후, 도포 노즐(130)을 웨이퍼(W)의 중심부 상방으로부터 대기 영역(137)으로 이동시킨다.
도포액(Q)이 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상의 전체면에 확산되면, 스핀 척(120)에 의해 웨이퍼(W)를 소정의 위치까지 상승시킨다. 그리고 조사부(110)로부터 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상에 도포된 도포액(Q)에, 예를 들어 파장 222 ㎚, 에너지 7 ㎽/㎠인 자외선이 예를 들어 2초간/㎠ 조사된다(단계 S3). 이 조사된 자외선에 의해, 도포액(Q) 내에 포함되는 광 중합 개시제가 활성화하고, 활성화한 광 중합 개시제가 확산함으로써, 도포액(Q)이 경화된다(단계 S4). 이에 의해 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상에 도포액(Q)이 경화되어 생긴 도포막(R)이 형성된다(단계 S5).
이상의 실시 형태에 따르면, 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상에 도포액(Q)이 도포되면, 그 도포액(Q)에 포함되는 액체상의 도포막 형성 성분의 유동성이 좋기 때문에, 도포액(Q)은 웨이퍼(W)의 패턴(P)의 요철 상을 원활하게 확산할 수 있다. 따라서, 도6의 (b)에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상에 형성되는 도포막(R)의 표면을 평탄화할 수 있다.
광 중합 개시제에 자외선을 조사하면, 광 중합 개시제는 매우 단시간, 예를 들어 2초간에 활성화하여, 도포액(Q)이 경화되므로, 도포액(Q)의 승화를 억제할 수 있다.
또한 제어부(340)에 의해, 도포 노즐(130)에 의해 도포액(Q)의 도포가 종료된 후, 조사부(110)에 의해 자외선의 조사가 개시될 때까지의 시간을 소정의 시간 이내, 예를 들어 20초 이내로 제어하였으므로, 도포액(Q)의 도포가 종료된 후 자외 선의 조사가 개시될 때까지 승화하는 도포액(Q)의 양을 허용 범위 내로 억제할 수 있어, 형성되는 도포막(R)의 막 두께의 감소를 허용 범위 내로 억제할 수 있다.
대구경의 웨이퍼 상에 박막을 형성하기 위해, 웨이퍼를 고속 회전시켜 도포액을 웨이퍼 상에 확산시키는 경우, 종래의 도포액을 이용하면, 웨이퍼의 단부에서 이른바「바람막이 부분」이라 일컬어지는 막 두께 불균일한 영역이 발생되고 있었다. 이러한 바람막이 부분이 발생하는 원인은, 종래의 도포액이 고체상의 도포막 형성 성분과 용제를 갖고 있어, 웨이퍼의 회전 중에 용제의 휘발에 의해 도포액이 건조될 때, 웨이퍼의 단부에서 난류가 생겨, 도포막이 물결치는 것과 같이 불균일해지기 때문이었다. 이 점, 본 실시 형태의 도포액(Q)은 액체상의 도포막 형성 성분을 갖고 있어 도포액(Q)이 건조되기 어렵기 때문에, 이러한 바람막이 부분이 생기기 어렵다. 따라서, 웨이퍼(W) 상에 박막의 도포막(R)을 형성하기 위해 웨이퍼(W)를 고속 회전시켜도, 형성되는 도포막(R)의 막 두께를 일정하게 할 수 있다.
도포 처리 장치(24) 내에, 도22에 도시하는 바와 같이 기체 공급부(180)를 더 구비함으로써, 스핀 척(120) 상의 웨이퍼(W)의 주변의 분위기를 냉각해도 좋다. 기체 공급부(180)는 처리 용기(150) 내의 상부에 설치되어 있다. 기체 공급부(180)의 하면에는 복수의 구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 이들 복수의 구멍으로부터 하방을 향해 기체가 공급된다. 기체 공급부(180)는 기체 공급관(181)을 통해 기체를 공급하는 기체 공급원(182)에 접속되어 있다. 또한 기체 공급관(181)에는, 공급되는 기체의 온도 및 습도를 조정하는 온도 습도 조정 장치(183)가 설치되어 있다.
이러한 경우, 적어도 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상에 도포액(Q)을 도포하고 있는 동안, 혹은 당해 도포된 도포액(Q)에 자외선을 조사하고 있는 동안에 있어서, 온도 습도 조정 장치(183)에 의해 기체 공급원(182)으로부터 공급되는 기체를 냉각하여, 기체 공급부(180)로부터 하방의 처리 용기(150) 내부를 향해 냉각된 기체를 공급할 수 있다. 그 결과, 처리 용기(150) 내가 상온보다 낮은 온도, 예를 들어 15 ℃까지 냉각된다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상에 도포된 도포액(Q)이 냉각되어, 도포액(Q)의 승화를 더욱 억제할 수 있다.
또한 이 도22에 도시하는 도포 처리 장치(24)를 이용하여, 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상에 도포액(Q)을 도포한 후이며, 또한 당해 도포된 도포액(Q)에 자외선을 조사하기 전에, 웨이퍼(W)의 주변의 분위기를 소정의 시간 가열해도 좋다.
이러한 경우, 우선 도포 노즐(130)에 의해 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상에 도포액(Q)을 도포한다[도23의 (a)]. 그 후, 도포된 도포액(Q)의 두께를, 도3에 도시한 막 두께 검사 장치(95)에서 측정하고, 이 측정 결과가 제어부(340)에 전달된다. 제어부(340)에서는, 이 측정 결과를 기초로 하여, 도포된 도포액(Q)의 두께가 소정의 두께보다 두꺼운 경우에는, 도포액(Q)이 소정의 두께로 되도록 도포액(Q)의 일부를 승화시키기 위해, 웨이퍼(W)의 주변의 분위기를 소정의 시간 가열시키도록 제어한다. 구체적으로는, 큰 두께의 변화는 가열하는 온도로 제어하고, 작은 두께의 변화는 가열하는 시간으로 제어하도록 가열 온도 및 시간이 산출된다. 그리고 이 가열 온도 및 시간의 산출 결과가 제어부(340)로부터 온도 습도 조정 장치(183)로 전달되어, 온도 습도 조정 장치(183)에서 기체 공급원(182)으로부터 공급되는 기체 를 가열한다. 가열된 기체가 기체 공급부(180)로부터 처리 용기(150) 내로 공급되어, 웨이퍼(W)의 주변의 분위기가 소정의 시간 가열된다. 그리고, 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상의 도포액(Q)의 일부를 승화시켜, 도포액(Q)의 두께를 소정의 두께로 한다[도23의 (b)]. 그 후, 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상에 잔존하고 있는 도포액(Q)이 소정의 두께로 된 시점에서, 잔존하는 도포액(Q)에 대해 조사부(110)로부터 자외선을 조사하여, 당해 도포액(Q)을 경화시킨다[도23의 (c)]. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상에 소정의 막 두께의 도포막(R)을 형성할 수 있다.
또한, 이와 같이 웨이퍼(W)의 주변의 분위기를 소정의 시간 가열함으로써, 웨이퍼(W)의 패턴(P)의 오목 부분 이외의 패턴(P)의 표면에 도포된 도포액(Q)을 모두 승화시킬 수도 있다[도24의 (a)]. 즉, 패턴(P) 상에 형성되는 도포막(R)의 막 두께를 제로로 하여, 패턴(P)의 오목부에만 도포액(Q)이 충전되어 경화됨으로써, 패턴(P)의 요철을 없애 패턴(P)의 상면을 평탄화할 수 있다[도24의 (b)]. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 패턴(P) 상의 도포막(R)을 제거하는 에치백 공정을 생략할 수 있어, 웨이퍼(W) 처리의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또한, 예를 들어 이상의 실시 형태의 도포막(R) 상에 형성되는 레지스트막의 패턴이 원하는 것이 아닌 경우에는, 웨이퍼(W)에 대해 리워크 처리가 행해지지만, 이 리워크 처리에서 도포막(R)을 박리할 때에, 웨이퍼(W)의 주변의 분위기를 가열하여 도포막(R)을 박리해도 좋다.
이러한 경우, 우선 도포막(R) 상에 형성된 레지스트막의 패턴(V)과 반사 방 지막(U) 상에 예를 들어 O2 플라즈마를 조사하여, 레지스트막의 패턴(V)과 반사 방지막(U)을 박리한다[도25의 (a)]. 그리고, 웨이퍼(W)의 주변의 분위기를 250 ℃ 내지 350 ℃로 가열하여[도25의 (b)], 도포막(R)을 승화시켜 박리한다[도25의 (c)].
이 도포막(R)의 승화에 대해 발명자들이 조사한 바, 본 발명에 있어서의 도포막(R)은 저분자의 도포막 형성 성분을 갖고 있으므로, 도포막(R)은 250 ℃ 이상의 온도에서 분해하여 승화하는 것을 알 수 있었다. 또한, 웨이퍼(W) 처리 후속의 공정[백 엔드 프로세스(back end process)]의 허용 온도를 고려하면, 350 ℃ 이하의 온도로 가열하는 것이 바람직하다. 따라서, 도포막(R)을 승화시킬 때의 가열 온도는, 250 ℃ 내지 350 ℃인 것이 바람직하다.
이상의 실시 형태에서는, 도포막(R)을 가열하여 박리하고 있으므로, 종래와 같이 O2 플라즈마 등을 이용할 필요가 없어져, 웨이퍼(W) 상의 패턴(P)에 대한 손상을 경감 혹은 소실시킬 수 있다. 또한 이에 의해, 웨이퍼(W)의 리워크 처리시의 수율 저하를 개선할 수 있다.
또한, 이상의 실시 형태의 도포막(R)을 가열하여 박리하는 방법은, 레지스트막의 패턴(V)을 마스크로 하여 웨이퍼(W)를 에칭한 후, 패턴(P) 상에 잔존하는 도포막(R)을 애싱할 때에도 유효하다. 이러한 경우, 웨이퍼(W)의 주변의 분위기를 250 ℃ 내지 350 ℃로 가열하여[도26의 (a)], 도포막(R)을 승화시켜 박리한다[도26의 (b)]. 이에 의해, 웨이퍼(W) 상의 패턴(P)을 손상시키는 일 없이, 패턴(P) 상 에 잔존하는 도포막(R)을 애싱할 수 있다.
또한, 이상의 실시 형태에 있어서, 도21의 단계 S3 내지 S5에 나타낸 웨이퍼(W)에 도포된 도포액(Q)을 경화시키는 공정에서는, 도포액(Q)에 자외선을 조사함으로써, 도포액(Q)을 가교에 가까워지게 하는 광 중합 개시제를 활성화시키고, 활성화한 광 중합 개시제를 확산시켜 도포액(Q)을 경화시키고 있다.
이 광 중합 개시제를 확산시키는 공정에 있어서는, 도포액(Q)을 100 ℃ 내지 130 ℃의 온도로 가열함으로써, 광 중합 개시제의 확산을 촉진시킬 수 있다. 이와 같이 본 실시 형태에 있어서의 도포액(Q)의 경화 공정에서는, 종래와 같이 가열 에너지 그 자체로 도포액(Q)을 경화시키는 것은 아니며, 종래의 가열 온도보다도 낮은 100 ℃ 내지 130 ℃의 온도로 가열하여, 광 중합 개시제를 단시간에 확산시키고 있으므로, 도포액(Q)의 승화를 종래보다 억제할 수 있다. 따라서, 도포액(Q)을 효율적으로 경화시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 도포막을 가열하는 것에 의해, 당해 도포막이 승화하는 것에 대해 설명한다. 본 실시 형태에 있어서는, 도21에 설명한 방법으로, 웨이퍼의 패턴 상에 약 140 ㎚의 막 두께의 도포막을 형성하고, 그 후 웨이퍼의 주변의 분위기를 350 ℃의 온도로 가열하였다.
본 실시예에 있어서, 가열 후의 도포막의 막 두께의 경시 변화를 측정한 결과를 도27에 나타낸다. 도27의 종축은 도포막의 평균 막 두께를 나타내고, 횡축은 가열 시간을 나타내고 있다. 도27을 참조하면, 도포막의 막 두께는, 가열 개시시에는 약 140 ㎚였지만, 약 60초 경과 후에는 약 10 ㎚까지 감소되어 있다. 따라 서, 본 발명의 도포막을 소정의 온도, 예를 들어 350 ℃로 가열함으로써, 당해 도포막이 승화하는 것을 알 수 있었다.
또한 이상의 실시 형태로 형성된 도포막(R)은, 웨이퍼(W)에 패턴(P)을 형성하기 위한 레지스트막이라도 좋다. 이와 같이 형성된 도포막(R)을 레지스트막으로서 이용할 수 있어, 종래의 레지스트막을 형성하는 공정을 생략할 수 있다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자이면, 특허청구범위에 기재된 사상의 범위 내에 있어서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 분명하며, 그것들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라 이해된다. 본 발명은 본 예에 한정되지 않고 다양한 태양을 채용할 수 있는 것이다. 본 발명은 기판이 웨이퍼 이외의 FPD(플랫 패널 디스플레이), 포토마스크용의 마스크 레티클 등의 다른 기판인 경우에도 적용할 수 있다.
본 발명은, 기판에 형성된 패턴 상에 도포막을 형성할 때에 유용하다.
도1은 본 실시 형태에 관한 도포 처리 장치를 탑재한, 도포 현상 처리 시스템의 구성의 개략을 모식적으로 도시하는 평면도.
도2는 본 실시 형태에 관한 도포 현상 처리 시스템의 정면도.
도3은 본 실시 형태에 관한 도포 현상 처리 시스템의 배면도.
도4는 본 실시 형태에 관한 도포 처리 장치의 구성의 개략을 모식적으로 도시하는 종단면도.
도5는 본 실시 형태에 관한 도포 처리 장치의 구성의 개략을 모식적으로 도시하는 평면도.
도6은 본 실시 형태에 관한 웨이퍼의 패턴 상에 형성된 도포막의 상태를 도시하는 설명도로, 도6의 (a)는 자외선을 조사하기 전의 상태를 도시하고, 도6의 (b)는 자외선을 조사한 후의 상태를 도시하는 도면.
도7은 다른 형태에 관한 도포 처리 장치의 구성의 개략을 모식적으로 도시하는 종단면도.
도8은 다른 형태에 관한 도포 처리 장치의 구성의 개략을 모식적으로 도시하는 종단면도.
도9는 다른 형태에 관한 도포 처리 장치의 구성의 개략을 모식적으로 도시하는 종단면도.
도10은 조사부가 도포 노즐에 병설된 경우의 사시도.
도11은 슬릿 형상의 토출구를 갖는 도포 노즐의 사시도.
도12는 다른 형태에 관한 도포 처리 장치의 구성의 개략을 모식적으로 도시하는 종단면도.
도13은 다른 형태에 관한 도포 처리 장치의 구성의 개략을 모식적으로 도시하는 평면도.
도14는 다른 형태에 관한 도포 처리 장치의 구성의 개략을 모식적으로 도시하는 평면도.
도15는 조사부가 도포 노즐에 병설된 경우의 사시도.
도16은 다른 형태에 관한 도포 처리 장치의 구성의 개략을 모식적으로 도시하는 평면도.
도17은 다른 형태에 관한 도포 처리 장치의 구성의 개략을 모식적으로 도시하는 평면도.
도18은 다른 형태에 관한 도포 처리 장치 및 반송 장치의 구성의 개략을 모식적으로 도시하는 종단면도.
도19는 다른 실시 형태에 관한 도포 처리 장치의 구성의 개략을 모식적으로 도시하는 종단면도.
도20은 다른 실시 형태에 관한 도포 처리 장치의 구성의 개략을 모식적으로 도시하는 평면도.
도21은 다른 실시 형태에 관한 도포막의 형성 방법을 나타내는 흐름도.
도22는 다른 형태에 관한 도포 처리 장치의 구성의 개략을 모식적으로 도시하는 종단면도.
도23은 다른 형태에 관한 웨이퍼의 패턴 상에 도포막이 형성될 때까지의 도포액의 상태를 모식적으로 도시하는 작용 설명도로, 도23의 (a)는 도포액을 도포한 후의 상태를 도시하고, 도23의 (b)는 그 후에 가열한 상태를 도시하고, 도23의 (c)는 가열 후에 자외선을 조사한 상태를 도시하고 있는 도면.
도24는 다른 형태에 관한 웨이퍼의 패턴 상에 도포막이 형성될 때까지의 도포액의 상태를 모식적으로 도시하는 작용 설명도로, 도24의 (a)는 가열에 의해 도포액을 모두 승화시킨 상태를 도시하고, 도24의 (b)는 그 후에 도포액을 충전하여 경화한 상태를 도시하고 있는 도면.
도25는 리워크 처리시에, 웨이퍼의 패턴 상의 도포막과 레지스트막이 박리되는 모습을 도시하는 작용 설명도로, 도25의 (a)는 플라즈마의 조사에 의해 레지스트막과 반사 방지막을 박리하는 상태를 도시하고, 도25의 (b)는 웨이퍼 주변 분위기를 가열한 상태를 도시하고, 도25의 (c)는 도포막을 승화시켜 박리한 상태를 도시하고 있는 도면.
도26은 웨이퍼의 패턴 상의 도포막을 애싱하는 모습을 도시하는 작용 설명도로, 도26의 (a)는 가열하고 있는 상태를 도시하고, 도26의 (b)는 도포막을 승화시켜 박리한 상태를 도시하고 있는 도면.
도27은 웨이퍼의 패턴 상의 도포막을 350 ℃로 가열하였을 때의 막 두께의 경시 변화를 나타내는 그래프.
도28은 종래의 웨이퍼의 패턴 상에 형성된 도포막의 상태를 도시하는 설명도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
W : 웨이퍼
C : 카세트
1 : 도포 현상 처리 시스템
2 : 카세트 스테이션
5 : 카세트 적재대
6, 100 : 반송로
7, 101 : 웨이퍼 반송체
20, 21, 22 : 레지스트 도포 장치
24 : 도포 처리 장치
60 : 온도 조절 장치
61 : 트랜지션 장치
84 내지 89 : 포스트 익스포저 베이킹 장치
90, 91 : 어드히전 장치
92, 92 : 가열 장치
120 : 스핀 척
130 : 도포 노즐
134 : 아암
150 : 처리 용기

Claims (20)

  1. 기판에 형성된 패턴 상에 도포막을 형성하는 도포 처리 장치이며,
    기판을 반입출하기 위한 반입출구를 구비하여, 기판을 수용하는 처리 용기와,
    기판에 레지스트막을 형성하기 전에 상기 처리 용기 내에 기판을 수용하고, 해당 기판의 패턴 상에, 광 중합 개시제를 갖는 액체상의 도포막 형성 성분을 포함하는 도포액을 도포하는 도포 노즐과,
    상기 처리 용기 내에 설치되어, 상기 기판의 패턴 상에 도포된 상기 도포액에, 해당 도포액을 경화시키는 파장의 자외선을 조사하는 조사부를 갖는 도포 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 조사부는, 상기 처리 용기의 상부에 설치되어 있는 도포 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 조사부는, 상기 반입출구의 상부에 설치되어 있는 도포 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 기판을 보유 지지하는 회전 가능한 스핀 척을 상기 처리 용기 내에 갖고,
    상기 조사부에 의해 기판의 패턴 상의 도포액에 자외선이 조사되는 범위는, 기판의 중심으로부터 기판의 단부까지의 영역 이상인 도포 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 조사부는, 상기 도포 노즐에 병설되어 있는 도포 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 도포 노즐은, 기판의 폭 방향으로 연장되는 슬릿 형상의 토출구를 갖는 노즐이고,
    상기 조사부는, 상기 도포 노즐과 평행하게 기판의 폭 방향으로 연장되는 형태를 갖고, 상기 도포 노즐에 동기하여 이동하는 도포 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 조사부는, 상기 도포 노즐에 병설되어 있는 도포 처리 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 도포 노즐과 상기 조사부는, 독립된 이동 기구를 갖고 있는 도포 처리 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 조사부는, 복수 설치되어 있는 도포 처리 장치.
  10. 제4항에 있어서, 상기 도포 노즐로부터 기판의 영역 상에 도포액을 도포한 직후의 당해 영역 상의 도포액에 대해, 상기 조사부로부터 자외선을 조사하도록 제어하는 제어부를 갖는 도포 처리 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
KR1020080005484A 2007-01-19 2008-01-18 도포 처리 장치, 기판 처리 시스템, 도포 처리 방법 및컴퓨터 기억 매체 KR101347925B1 (ko)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007010165 2007-01-19
JPJP-P-2007-00010165 2007-01-19
JP2007010179A JP4884991B2 (ja) 2007-01-19 2007-01-19 塗布処理装置
JPJP-P-2007-00010179 2007-01-19
JPJP-P-2007-00147694 2007-06-04
JP2007147694A JP4950771B2 (ja) 2007-01-19 2007-06-04 塗布処理方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130097940A Division KR101347983B1 (ko) 2007-01-19 2013-08-19 도포 처리 방법 및 컴퓨터 기억 매체

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080068582A KR20080068582A (ko) 2008-07-23
KR101347925B1 true KR101347925B1 (ko) 2014-01-07

Family

ID=39822331

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080005484A KR101347925B1 (ko) 2007-01-19 2008-01-18 도포 처리 장치, 기판 처리 시스템, 도포 처리 방법 및컴퓨터 기억 매체
KR1020130097940A KR101347983B1 (ko) 2007-01-19 2013-08-19 도포 처리 방법 및 컴퓨터 기억 매체

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130097940A KR101347983B1 (ko) 2007-01-19 2013-08-19 도포 처리 방법 및 컴퓨터 기억 매체

Country Status (2)

Country Link
KR (2) KR101347925B1 (ko)
TW (1) TWI355970B (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6141144B2 (ja) * 2012-10-02 2017-06-07 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び基板処理システム
CN104423101A (zh) * 2013-08-21 2015-03-18 北京京东方光电科技有限公司 一种封框胶涂布装置、方法以及实现对盒的方法
JP7009122B2 (ja) * 2017-09-05 2022-01-25 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置および基板処理方法
KR102234619B1 (ko) * 2018-10-19 2021-04-05 세메스 주식회사 액 공급 노즐 및 기판 처리 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020027175A (ko) * 2000-10-04 2002-04-13 이시다 아키라 평면 표시장치용 격벽 형성방법 및 그 장치
JP2003059823A (ja) * 2001-06-07 2003-02-28 Tokyo Electron Ltd 膜形成方法及び膜形成装置
JP2005183629A (ja) * 2003-12-18 2005-07-07 Seiko Epson Corp 薄膜形成装置および薄膜形成方法
JP2006218470A (ja) * 2005-01-12 2006-08-24 Shibaura Mechatronics Corp 光硬化性樹脂の塗布装置及び塗布方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020027175A (ko) * 2000-10-04 2002-04-13 이시다 아키라 평면 표시장치용 격벽 형성방법 및 그 장치
JP2003059823A (ja) * 2001-06-07 2003-02-28 Tokyo Electron Ltd 膜形成方法及び膜形成装置
JP2005183629A (ja) * 2003-12-18 2005-07-07 Seiko Epson Corp 薄膜形成装置および薄膜形成方法
JP2006218470A (ja) * 2005-01-12 2006-08-24 Shibaura Mechatronics Corp 光硬化性樹脂の塗布装置及び塗布方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080068582A (ko) 2008-07-23
KR101347983B1 (ko) 2014-01-07
TWI355970B (en) 2012-01-11
KR20130114020A (ko) 2013-10-16
TW200916200A (en) 2009-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101006800B1 (ko) 기판의 처리막의 표면 거침을 개선하는 방법 및 기판 처리장치
US9016231B2 (en) Substrate processing method and substrate processing system
EP1732108B1 (en) Coater/developer and coating/developing method
JP5014811B2 (ja) 基板の処理方法
KR101447759B1 (ko) 도포 처리 방법 및 도포 처리 장치
KR101068752B1 (ko) 도포, 현상 장치 및 도포, 현상 방법 및 컴퓨터 판독가능한 프로그램을 기록한 기록 매체
JP6666164B2 (ja) 基板処理装置および基板処理方法
KR101347983B1 (ko) 도포 처리 방법 및 컴퓨터 기억 매체
KR101207172B1 (ko) 기판 처리 방법, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체, 및 기판 처리 시스템
KR20110093611A (ko) 기판 처리 방법
JP4678740B2 (ja) 塗布処理方法及び塗布処理装置
WO2007094229A1 (ja) 基板の処理方法及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
JP4884991B2 (ja) 塗布処理装置
JP4807749B2 (ja) 露光・現像処理方法
US20080176004A1 (en) Coating treatment apparatus, substrate treatment system, coating treatment method, and computer storage medium
JP4950771B2 (ja) 塗布処理方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
US8105738B2 (en) Developing method
JP5059082B2 (ja) 基板の処理方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
WO2021200282A1 (ja) 基板処理方法、基板処理装置および記憶媒体
JP5065121B2 (ja) レジスト液供給装置、レジスト液供給方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
JP2003086491A (ja) 基板処理方法および塗布膜形成方法
JP2021034588A (ja) 基板処理方法、基板処理装置、及び記憶媒体

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
A107 Divisional application of patent
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161129

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171219

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181219

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191217

Year of fee payment: 7