KR101522437B1 - 기판 처리 장치, 기판 처리 방법, 도포, 현상 장치, 도포, 현상 방법 및 기억 매체 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는 현상 결함을 억제하여, 수율의 저하를 억제할 수 있고, 또한 후단의 장치에 있어서의 처리의 수고를 경감시킬 수 있는, 노광된 후의 기판을 가열하는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
표면에 레지스트가 도포되고, 또한 노광된 후의 기판을 가열하는 가열판과, 상기 레지스트에 공급하는 현상액의 상기 기판으로의 습윤성을 높이기 위한 표면 처리액을 무화하는 표면 처리액 무화 수단과, 상기 가열판에 의해 가열된 기판을 냉각하기 위한 냉각 수단과, 상기 가열판에 의한 가열이 개시된 후 상기 냉각 수단에 의한 냉각이 종료될 때까지, 무화된 상기 표면 처리액을 기판에 공급하는 표면 처리액 공급 수단을 구비하도록 기판 처리 장치를 구성한다.

Description

기판 처리 장치, 기판 처리 방법, 도포, 현상 장치, 도포, 현상 방법 및 기억 매체{SUBSTRATE PROCESSING DEVICE, SUBSTRATE PROCESSING METHOD, COATING AND DEVELOPING APPARATUS, COATING AND DEVELOPING METHOD AND STORAGE MEDIUM}
본 발명은 그 표면에 레지스트가 도포되고, 또한 노광된 기판을 가열 처리하는 기판 처리 장치, 기판 처리 방법, 그 기판 처리 장치를 포함한 도포, 현상 장치, 그 기판 처리 방법을 포함한 도포, 현상 방법 및 기억 매체에 관한 것이다.
반도체 제조 공정의 하나인 포토레지스트 공정에 있어서는, 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 함)의 표면에 레지스트를 도포하고, 이 레지스트를 소정의 패턴으로 노광한 후에 현상하여 레지스트 패턴을 형성하고 있다. 이와 같은 처리는, 일반적으로 레지스트의 도포, 현상을 행하는 도포, 현상 장치에 노광 장치를 접속한 시스템을 사용하여 행해진다.
이 도포, 현상 장치에는 노광 후의 웨이퍼를 가열 처리(PEB 처리)하는 가열 모듈(PEB 모듈)이 설치되어 있다. 이 가열 모듈에서 웨이퍼가 가열되면, 노광에 의해 레지스트로부터 발생한 산이 열확산되어, 노광된 영역이 변질되고, 현상액에 대한 용해성이 변화된다.
또한, 상기 도포, 현상 장치에는 상기 가열 처리 후, 웨이퍼에 현상액을 공급하여 현상을 행하는 현상 모듈이 설치되어 있다. 현상 모듈에서는, 예를 들어 웨이퍼(W)의 표면에 상기 현상액의 습윤성을 높이기 위한 표면 처리액을 공급하는 프리웨트 처리를 행한다. 그 프리웨트 처리 후, 웨이퍼(W) 표면에 현상액을 공급하여 액막을 형성하고, 소정의 시간 그 액막을 유지시켜 레지스트를 용해시킨다. 그 후, 웨이퍼(W)에 세정액을 공급하여 현상액을 씻어낸다. 상기 표면 처리액으로서는 순수(純水)나 현상액을 사용하는 경우가 있고, 이 경우의 현상액은 현상 목적이 아니라 상기 액막을 형성할 때에 공급되는 현상액의 웨이퍼의 표면에서의 습윤성을 높일 목적으로 사용된다.
그런데, 노광 장치에 의한 노광으로서는 액침 노광이 널리 행해지게 되어, 그 경향에 따라, 액침 노광 시에 사용되는 액체의 영향을 억제하기 위해 레지스트의 고발수성화가 진행되고 있다. 그러나, 이와 같이 높은 발수성을 갖는 레지스트를 현상할 때에는, 상기 프리웨트 처리나 상기 액막의 형성을 행하는데 있어서, 현상액이나 순수가 그 표면 장력에 의해, 약간이라도 습윤성이 좋은 부분에 모여 버린다.
웨이퍼(W)의 모식도인 도 15를 사용하여 이 문제에 대해 구체적으로 설명한다. 상기 프리웨트가 개시되어, 웨이퍼(W) 표면을 중심부로부터 주연부를 향해 순수가 퍼졌을 때에, 도면 중 사선으로 나타내는 그 순수에 젖은 영역(200)은 습윤성이 높아지지만, 순수가 공급되어 있지 않은 영역(201)은 여전히 습윤성이 낮다. 이와 같이 웨이퍼(W)에 습윤성이 높은 영역(200)이 형성되면, 계속해서 순수가 공급되어도 그 표면 장력에 의해 당해 순수는 영역(200)에 모이고, 당해 영역(200)을 통과하여 웨이퍼(W)의 주연부로부터 흘러내린다. 그 결과로서, 영역(201)은 순수에 젖지 않은 채 프리웨트가 종료되어 버린다. 그리고, 프리웨트 종료 후에 현상액이 공급되어도, 현상액은 습윤성이 높은 영역(200)을 퍼져나가지만, 프리웨트의 순수와 마찬가지로 그 표면 장력에 의해 영역(201)으로는 골고루 퍼지지 않아, 영역(201)이 현상되지 않고 처리가 종료되어 버린다.
처리량의 향상을 도모하기 위해 웨이퍼는 대형화되는 경향에 있고, 현재는, 예를 들어 직경 450㎜의 웨이퍼를 사용하는 것이 검토되고 있지만, 그와 같이 대형의 웨이퍼를 사용한 경우에는, 상기와 같이 현상액에 젖지 않는 개소도 많이 발생하여, 현상 결함이 보다 일어나기 쉽게 되어 버릴 우려가 있다.
상기와 같이 웨이퍼를 회전시키면서 현상액의 공급을 행하는 대신에, 웨이퍼를 정지 상태에 두고, 웨이퍼의 직경을 커버하는 슬릿 형상의 토출구를 구비한 현상액 노즐을 웨이퍼의 일단부로부터 타단부로 이동시키면서 현상액을 공급하여, 당해 현상액의 액막을 형성하고, 그 후 웨이퍼(W)를 정지 상태로 유지하는 현상 방법도 있다. 그러나, 레지스트의 발수성이 높아지면, 이 방법을 사용해도 상기의 이유로 균일한 액막을 형성하는 것이 어려워질 우려가 있다.
그와 같은 것으로부터, 균일한 액막을 형성하기 위해 웨이퍼에 공급하는 현상액의 양을 늘리는 것도 고려된다. 그러나, 그 경우에는 현상 처리에 필요로 하는 시간이 길어져, 처리량이 저하되어 버리고, 고비용으로 되어 버린다.
그 밖에, 현상 모듈에서는 상술한 표면 처리액, 현상액, 세정액을 각각 공급하기 위한 노즐을 소정의 위치에 배치하여, 각 액의 공급을 행하기 때문에, 그들의 각 노즐을 이동시키기 위한 구동 기구의 부하가 크고, 따라서 도포, 현상 장치의 처리량의 향상이 방해되어 버릴 우려가 있다.
특허 문헌 1에는 기판에 미스트화한 현상액을 공급하여 현상을 행하는 동시에 기판을 가열하는 기판 처리 장치에 대해 기재되어 있다. 그러나, 이 기판 처리 장치는 가열한 기판을 냉각하는 기구를 구비하고 있지 않다. 상기 PEB 처리를 행하는 장치는 레지스트 중의 산의 확산을 제어하기 위해 기판이 가열되는 시간을 엄격하게 관리하는 것이 필요하므로, 가열 후의 냉각 기구가 필요하다. 따라서, 이 특허 문헌 1의 기판 처리 장치는 그 문헌 중에 기재된 바와 같이 현상 후의 가열을 행하기 위한 것이고, PEB 처리를 행하는 것은 아니다. 즉, 이 상기한 문제를 해결할 수 있는 것은 아니다.
일본특허출원공개제2005-277268호(단락0129등)
본 발명은 이와 같은 사정 하에 이루어진 것으로, 그 목적은 현상 결함을 억제하여, 수율의 저하를 억제할 수 있고, 또한 후단의 장치에 있어서의 처리의 수고를 경감시킬 수 있는, 노광된 후의 기판을 가열하는 기판 처리 장치, 기판 처리 방법, 도포, 현상 장치, 도포, 현상 방법 및 기억 매체를 제공하는 데 있다.
본 발명의 기판 처리 장치는 표면에 레지스트가 도포되고, 또한 노광된 후의 기판을 가열하는 가열판과,
상기 레지스트에 공급하는 현상액의 상기 기판으로의 습윤성을 높이기 위한 표면 처리액을 무화(霧化)하는 표면 처리액 무화 수단과,
상기 가열판에 의해 가열된 기판을 냉각하기 위한 냉각 수단과,
상기 가열판에 의한 가열이 개시된 후 상기 냉각 수단에 의한 냉각이 종료될 때까지, 무화된 상기 표면 처리액을 기판에 공급하는 표면 처리액 공급 수단을 구비한 것을 특징으로 한다. 상기 가열판이 기판을 가열하고 있을 때에 상기 기판에 무화된 표면 처리액을 공급하도록 제어 신호를 출력하는 수단을 갖고 있어도 좋다.
본 발명의 도포, 현상 장치는,
복수매의 기판을 수납하는 캐리어가 반입출되는 캐리어 블록과,
상기 캐리어로부터 취출된 기판의 표면에 레지스트를 도포하는 도포 처리부와, 노광된 상기 레지스트가 도포된 기판을 가열하는 가열 처리부와, 가열된 상기 기판에 현상액을 공급하여 현상하는 현상 처리부와, 이들 각 처리부 사이에서 기판을 반송하는 기판 반송 수단을 포함하는 처리 블록과,
이 처리 블록과 상기 레지스트를 노광하는 노광 장치 사이에서 기판의 전달을 행하는 인터페이스 블록을 구비한 도포, 현상 장치에 있어서,
상기 가열 처리부로서 상기한 기판 처리 장치가 설치되고, 상기 현상 처리부에서 현상액이 공급된 기판에 세정액을 공급하여, 당해 기판에 공급된 상기 현상액을 제거하는 세정 처리부가 설치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 기판 처리 장치는, 표면에 레지스트가 도포되고, 또한 노광된 후의 기판을 가열하는 가열판과,
현상액을 무화하는 현상액 무화 수단과,
상기 가열판에 의해 가열된 기판을 냉각하기 위한 냉각 수단과,
상기 가열판에 의한 가열이 개시된 후 상기 냉각 수단에 의한 냉각이 종료될 때까지, 무화된 상기 현상액을 기판에 공급하는 현상액 공급 수단을 구비한 것을 특징으로 한다. 상기 가열판이 기판을 가열하고 있을 때에 상기 기판에 무화된 현상액을 공급하도록 제어 신호를 출력하는 수단을 갖고 있어도 좋다.
또한, 각 기판 처리 장치에 있어서, 상기 가열판은 그 위에 기판이 적재되는 적재대를 겸용하고, 상기 냉각 수단은 가열판의 상방 영역과, 당해 상방 영역으로부터 퇴피한 영역 사이에서 이동 가능한 냉각판이라도 좋고, 또한 상기 기판을 보유 지지하고, 기판을 가열하기 위해 가열판의 상방 영역에 위치시키는 동시에 당해 상방 영역과, 이곳으로부터 퇴피한 영역 사이에서 기판을 이동시키는 기판 보유 지지 기구를 구비하고,
상기 기판 보유 지지 기구는, 가열 후의 기판을 가열판의 상방 영역으로부터 퇴피시킴으로써 기판을 냉각하는 냉각 수단으로서의 기능을 구비하고 있어도 좋다.
본 발명의 다른 도포, 현상 장치는,
복수매의 기판을 수납하는 캐리어가 반입출되는 캐리어 블록과,
상기 캐리어로부터 취출된 기판의 표면에 레지스트를 도포하는 도포 처리부와, 노광된 상기 레지스트가 도포된 기판을 가열하는 가열 처리부와, 현상액이 공급된 기판에 세정액을 공급하여, 상기 현상액을 제거하는 세정 처리부와,
이들 각 처리부 사이에서 기판을 반송하는 기판 반송 수단을 포함하는 처리 블록과,
이 처리 블록과 상기 레지스트를 노광하는 노광 장치 사이에서 기판의 전달을 행하는 인터페이스 블록을 구비한 도포, 현상 장치에 있어서,
상기 가열 처리부로서 상기한 기판 처리 장치가 설치된 것을 특징으로 한다. 또한 이 도포, 현상 장치에 있어서, 상기 가열 처리부에서 기판에 무화된 현상액을 공급하는 스텝과, 계속해서 세정 처리부에서 기판에 세정액을 공급하는 스텝을 반복해서 행하도록 제어 신호를 출력하는 수단이 설치되어 있어도 좋다.
본 발명의 기판 처리 방법은,
표면에 레지스트가 도포되고, 또한 노광된 후의 기판을 가열하는 공정과,
상기 레지스트에 공급하는 현상액의 상기 기판으로의 습윤성을 높이기 위한 표면 처리액을 무화하는 공정과,
가열된 상기 기판을 냉각 수단에 의해 냉각하는 공정과,
상기 가열판에 의한 가열이 개시된 후 상기 냉각 수단에 의한 냉각이 종료될 때까지, 무화된 상기 표면 처리액을 기판에 공급하는 공정을 구비한 것을 특징으로 한다. 상기 기판을 가열하는 공정이 행해지고 있을 때에, 기판에 무화된 표면 처리액을 공급하는 공정이 행해져도 좋다.
본 발명의 도포, 현상 방법은 복수매의 기판을 수납하는 캐리어가 반입출되는 캐리어 블록과,
상기 캐리어로부터 취출된 기판의 표면에 레지스트를 도포하는 도포 처리부와, 노광된 상기 레지스트가 도포된 기판을 가열하는 가열 처리부와, 가열된 상기 기판에 현상액을 공급하여 현상하는 현상 처리부와, 이들 각 처리부 사이에서 기판을 반송하는 기판 반송 수단을 포함하는 처리 블록과,
이 처리 블록과 상기 레지스트를 노광하는 노광 장치 사이에서 기판의 전달을 행하는 인터페이스 블록을 구비한 도포, 현상 장치를 사용한 도포, 현상 방법에 있어서,
상기 기재된 기판 처리 방법과,
상기 현상 처리부에서 현상액이 공급된 기판에 세정액을 공급하여 당해 기판에 공급된 상기 현상액을 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 기판 처리 방법은,
표면에 레지스트가 도포되고, 또한 노광된 후의 기판을 가열하는 공정과,
현상액을 무화하는 공정과,
가열된 상기 기판을 냉각 수단에 의해 냉각하는 공정과,
상기 가열판에 의한 가열이 개시된 후 상기 냉각 수단에 의한 냉각이 종료될 때까지, 무화된 상기 현상액을 기판에 공급하는 공정을 구비한 것을 특징으로 한다. 상기 기판을 가열하는 공정이 행해지고 있을 때에, 기판에 무화된 현상액을 공급하는 공정이 행해져도 좋다.
본 발명의 다른 도포, 현상 방법은,
복수매의 기판을 수납하는 캐리어가 반입출되는 캐리어 블록과,
상기 캐리어로부터 취출된 기판의 표면에 레지스트를 도포하는 도포 처리부와, 노광된 상기 레지스트가 도포된 기판을 가열하는 가열 처리부와, 현상액이 공급된 기판에 세정액을 공급하여, 상기 현상액을 제거하는 세정 처리부와,
이들 각 처리부 사이에서 기판을 반송하는 기판 반송 수단을 포함하는 처리 블록과,
이 처리 블록과 상기 레지스트를 노광하는 노광 장치 사이에서 기판의 전달을 행하는 인터페이스 블록을 구비한 도포, 현상 장치를 사용한 도포, 현상 방법에 있어서,
상기 기재된 기판 처리 방법을 포함하는 것을 특징으로 한다. 예를 들어, 기판에 무화된 현상액을 공급하는 공정과, 계속해서 상기 기판에 세정액을 공급하는 공정이 반복해서 행해진다.
본 발명의 기억 매체는 기판을 가열하는 기판 처리 장치에 사용되는 컴퓨터 프로그램이 기억된 기억 매체이며,
상기 컴퓨터 프로그램은 상기한 기판 처리 방법을 실시하기 위한 것인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기판 처리 장치는 현상액의 기판으로의 습윤성을 높이기 위한 표면 처리액을 무화하는 표면 처리액 무화 수단과, 그것을 가열판에 의한 가열이 개시된 후 냉각 수단에 의한 냉각이 종료될 때까지, 기판에 공급하는 표면 처리액 공급 수단을 구비하고 있다. 무화된 표면 처리액은 액상의 상태인 표면 처리액에 비해, 기판에 대한 표면 장력이 낮기 때문에, 기판 상에서 응집하는 것이 억제되므로, 용이하게 기판 전체에 공급할 수 있어, 상기 습윤성을 높일 수 있다. 그 결과로서, 후단의 장치에서 현상액을 균일성 높게 기판에 공급할 수 있어, 현상 결함을 억제하고, 수율의 저하를 억제할 수 있다.
본 발명의 다른 기판 처리 장치는 현상액을 무화하는 현상액 무화 수단과, 그 무화된 현상액을 가열판에 의한 가열이 개시된 후 냉각 수단에 의한 냉각이 종료될 때까지, 기판에 공급하는 현상액 공급 수단을 구비하고 있다. 무화된 현상액은, 상기한 무화된 표면 처리액과 동일한 이유로 용이하게 기판 전체에 공급할 수 있으므로, 현상 결함을 억제하고 수율의 저하를 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 가열 장치의 종단 측면도.
도 2는 상기 가열 장치의 평면도.
도 3은 상기 가열 장치의 처리 용기 내의 구성을 도시한 종단 측면도.
도 4는 상기 가열 장치에서 행해지는 처리의 수순을 도시한 공정도.
도 5는 상기 가열 장치에서 행해지는 처리의 수순을 도시한 공정도.
도 6은 상기 가열 장치의 다른 구성예를 도시한 종단 측면도 및 횡단 평면도.
도 7은 상기 가열 장치의 또 다른 구성의 개략을 도시한 평면도 및 측면도.
도 8은 상기 가열 장치가 내장된 도포, 현상 장치의 평면도.
도 9는 상기 가열 장치가 내장된 도포, 현상 장치의 사시도.
도 10은 상기 도포, 현상 장치의 종단 측면도.
도 11은 상기 도포, 현상 장치에 있어서의 반송 영역의 사시도.
도 12는 상기 도포, 현상 장치에 설치된 현상 모듈의 개략도.
도 13은 상기 도포, 현상 장치의 처리의 플로우를 도시한 공정도.
도 14는 웨이퍼 표면의 변화를 도시하는 모식도.
도 15는 현상되는 웨이퍼의 표면을 도시한 모식도.
본 발명의 기판 처리 장치의 실시 형태인 가열 장치(1)에 대해, 그 종단 측면도, 횡단 평면도인 도 1, 도 2를 각각 참조하면서 설명한다. 이 가열 장치(1)는 레지스트가 도포되고, 노광된 웨이퍼(W)에 대해, 배경 기술의 란에서 서술한 PEB 처리를 행하고, 또한 상기 웨이퍼(W)에 무화된 현상액을 공급하고, 이 가열 장치(1)의 후단에 설치되는 현상 장치에서 웨이퍼(W)에 현상액을 공급했을 때에, 그 현상액의 습윤성을 높이기 위한 프리웨트를 행하거나, 혹은 그 무화된 현상액에 의해 현상 처리를 행한다. 상기 레지스트는 발수성을 갖고, 소정의 패턴을 따라서 노광 처리를 받아, 그 노광부가 현상액에 용해성으로 되어 있다. 이 레지스트의 물에 대한 정적 접촉각은, 예를 들어 80° 이상이다. 또한, 웨이퍼(W)의 직경은, 예를 들어 300㎜ 내지 450㎜이다.
이 가열 장치(1)는 하우징(11)을 구비하고 있고, 하우징(11)의 측벽에는 웨이퍼(W)의 반송구(12)가 개방되어 있다. 이 반송구(12)를 통해 도시하지 않은 반송 수단에 의해 웨이퍼(W)가 하우징(11) 내로 반송된다. 하우징(11) 내에는 당해 하우징(11) 내를 상하로 구획하는 구획판(13)이 설치되어 있다. 구획판(13)의 상측은 웨이퍼(W)를 가열판(31)으로 반입하기 위한 반입 영역(14a)으로서 구성되어 있다. 반송구(12)를 향하는 측을 전방측으로 하면, 이 반입 영역(14a)의 전방측에는 수평한 냉각 플레이트(15)가 설치되어 있다.
냉각 플레이트(15)는 그 이면측에, 예를 들어 온도 조절수를 흘리기 위한 도시하지 않은 냉각 유로를 구비하고 있고, 가열판(31)에 의해 가열된 웨이퍼(W)가 당해 냉각 플레이트(15)의 표면인 적재면(15a)에 적재되었을 때에, 그 웨이퍼(W)를 냉각한다. 도 2 중 부호 16a, 16b는 냉각 플레이트(15)에 형성된 슬릿이다.
냉각 플레이트(15)는 적재된 웨이퍼(W)를 냉각하는 것 외에 웨이퍼(W)를 가열판(31)으로 반송하는 반송 수단으로서의 역할도 갖고 있고, 지지부(17)를 통해 구획판(13)의 하측의 하방 영역(14b)에 설치된 구동부(18)에 접속되어 있다. 그리고, 이 구동부(18)에 의해, 냉각 플레이트(15)는 하우징(11) 내를 전방측으로부터 안측으로 수평 방향으로 이동할 수 있도록 구성되어 있다. 구동부(18)는, 예를 들어 도시하지 않은 속도 조정기를 구비하고 있고, 제어부(100)로부터 출력되는 제어 신호에 따라서, 냉각 플레이트(15)를 임의의 속도로 이동시킬 수 있다. 도 2중 부호 19는 지지부(17)가 통과하기 위해 구획판(13)에 형성된 슬릿이다.
도면 중 부호 21은 3개의 승강 핀으로, 승강 기구(22)에 의해 하우징(11) 내를 전방측으로 이동한 냉각 플레이트(15)에 있어서 상기 슬릿(16a, 16b)을 통해 돌출 함몰되고, 반송구(12)를 통해 하우징(11) 내로 진입한 상기 반송 수단과 냉각 플레이트(15) 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행한다.
하우징(11)의 안측에는 웨이퍼(W)가 적재되고, 그 적재된 웨이퍼(W)에 대해 가열하는 원형의 가열판(31)이 설치되어 있다. 가열판(31)의 내부에는 히터(32)가 설치되어 있고, 히터(32)는 제어부(100)로부터 출력되는 제어 신호를 수신하여 가열판(31)의 표면인 적재면(30)의 온도를 제어하여, 그 적재면(30)에 적재된 웨이퍼(W)를 임의의 온도로 가열한다. 도면 중 부호 32a, 32b는 가열판(31)을 수평으로 지지하는 지지 부재이다. 도면 중 부호 23은 3개의 승강 핀으로, 승강 기구(24)에 의해 가열판(31) 상으로 이동한 냉각 플레이트(15)에 있어서 상기 슬릿(16a, 16b)을 통해 돌출 함몰되고, 당해 냉각 플레이트(15)와 가열판(31) 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행한다.
가열판(31)의 주위에는 링 형상의 배기부(41)가 형성되어 있고, 배기부(41)는 그 내부에 배기 공간(42)을 구비하고 있다. 배기 공간(42)에는 당해 공간(42)을 둘레 방향으로 구획하도록 구획 부재(43)가 설치되고, 구획된 각 공간은 당해 구획 부재(43)에 형성된 연통구(44)를 통해 서로 연통되어 있다. 또한, 배기부(41)의 표면에는 당해 배기부(41)의 둘레 방향을 따라서, 배기 공간(42)에 연통된 복수의 배기구(45)가 형성되어 있다.
배기부(41)에는 배기관(46)의 일단부가 접속되어 있고, 배기관(46)의 타단부는 진공 펌프 등에 의해 구성되는 배기 수단(47)에 접속되어 있다. 배기 수단(47)에 의해 배기관(46), 연통구(44) 및 배기 공간(42)을 통해 배기구(45)로부터 배기가 행해진다. 배기 수단(47)은 도시하지 않은 압력 조정 수단을 포함하여, 제어부(100)로부터 출력된 제어 신호를 받고, 그 제어 신호에 따라서 그 배기량이 제어된다.
가열판(31) 상에는 지지 부재(52)를 통해 승강 기구(53)에 의해 승강 가능한 원형의 덮개(51)가 설치되어 있고, 이 덮개(51)는 그 주연부(51a)가 하방으로 돌출되어 컵 형상으로 형성되어 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 덮개(51)가 하강했을 때에 그 주연부(51a)가 링 형상의 밀착 부재(48)를 통해 배기부(41)의 주연부에 밀착되어, 가열판(31)에 적재된 웨이퍼(W)의 주위가 밀폐 공간인 처리 공간(S)으로서 구성된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 덮개(51)에는 상기 주연부(51a)에 둘러싸이도록 수평한 정류판(54)이 설치되어 있고, 정류판(54)과 덮개(51)의 천장판(51b) 사이에는 통기실(55)이 형성되어 있다. 무화된 현상액을 웨이퍼(W)에 균일성 높게 공급하도록 정류판(54)에는 그 두께 방향으로 다수의 토출구(54a)가 형성되어 있다. 덮개(51)의 중앙부에는 개구부(56)가 형성되어 있고, 개구부(56)에는 가스 공급관(61)의 일단부가 접속되어 있다.
그리고, 도 1에 도시한 바와 같이 가스 공급관(61)의 상류측은 가스 공급관(62, 63)으로 분기되고, 가스 공급관(62)의 타단부는 밸브(V1), 무화부(60), 유량 제어부(64)를 이 순서를 거쳐서 현상액이 저류된 공급원(65)에 접속되어 있다. 가스 공급관(63)의 타단부는 유량 제어부(66)를 통해 불활성 가스, 예를 들어 N2 가스가 저류된 N2 가스 공급원(67)에 접속되어 있다. 덮개(51)의 중앙 상부에는 히터(57a)를 구비한 가열부(57)가 설치되어 있고, 가스 공급관(62)의 무화부(60)의 하류측 및 가스 공급관(61)에는 테이프 히터(58)가 권취 장착되어 있다. 무화된 현상액이 처리 공간(S)에 공급될 때에, 가열부(57), 테이프 히터(58)는 덮개(51) 및 가스 공급관(61, 62)을 각각 소정의 온도로 가열하여, 상기 현상액의 재액화를 방지한다.
또한, 무화부(60)에는 가스 공급관(68)의 일단부가 접속되고, 가스 공급관(68)의 타단부는 유량 제어부(69)를 통해 유량 제어부(66)의 상류측에서 가스 공급관(63)에 접속되어 있다. 각 유량 제어부(64, 66, 69)는 밸브나 매스 플로우 컨트롤러 등에 의해 구성되어, 제어부(100)로부터 출력되는 제어 신호에 따라서 현상액 및 N2 가스의 하류측으로 흐르는 유량을 제어한다. 밸브(V1)는 제어부(100)로부터 출력되는 제어 신호에 따라서 그 개폐가 제어된다.
무화부(60)는 현상액 공급원(65)으로부터 공급된 현상액을 저류하는 탱크와, 제어부(100)로부터 출력된 제어 신호에 따라서 그 탱크에 저류된 현상액에 초음파를 인가하여 무화된 현상액(이하, 현상 미스트라고 기재함)을 생성시키기 위한 진동자를 구비하고 있다. 이 현상 미스트의 입자 직경으로서는, 예를 들어 3㎛ 이하이고, 이 무화부(60)에서 생성한 현상 미스트는 이 무화부(60)에 공급되는 캐리어 가스인 상기 N2 가스에 의해 가스 공급관(62, 61)을 하류측으로 유통하여, 그 N2 가스와 함께 웨이퍼(W)에 공급된다.
계속해서 제어부(100)에 대해 설명한다. 제어부(100)는, 예를 들어 컴퓨터로 이루어지고, 도시하지 않은 프로그램 저장부를 갖고 있다. 이 프로그램 저장부에는, 후술하는 작용에서 설명하는 현상 처리가 행해지도록 명령이 짜여진, 예를 들어 소프트웨어로 이루어지는 프로그램이 저장되고, 이 프로그램이 제어부(100)에 판독됨으로써, 제어부(100)는 가열판(31)의 온도, 냉각 플레이트(15)의 이동, 덮개(51)의 승강, N2 가스 및 현상 미스트의 공급 등을 제어한다. 이 프로그램은, 예를 들어 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 마그네트 옵티컬 디스크 또는 메모리 카드 등의 기억 매체에 수납된 상태로 프로그램 저장부에 저장된다.
가열 장치(1)에 의해 웨이퍼(W)에 상술한 PEB 처리를 행한 후, 프리웨트를 행하는 수순에 대해 도 4 및 도 5를 참조하면서 설명한다.
[스텝 S1 : 웨이퍼(W)의 반입]
우선, 도시하지 않은 기판 반송 수단에 의해 상술한 웨이퍼(W)가 가열 장치(1)로 반송되면, 이 기판 반송 수단과 승강 핀(21)의 협동 작용에 의해 웨이퍼(W)는 냉각 플레이트(15)의 적재면(15a)에 적재된다. 이때, 덮개(51)는 도 1에 도시하는 상승 위치에 있다. 또한, 하우징(11) 내는 배기 수단(47)에 의해 소정의 배기량으로 배기되고 있어, 하우징(11) 내의 파티클은 그 배기에 의한 배기류를 타고 제거된다.
웨이퍼(W)가 적재된 냉각 플레이트(15)가 가열판(31) 상으로 이동하고, 승강 핀(23)이 냉각 플레이트(15)에 돌출되어 웨이퍼(W)의 이면을 지지하고[도 4의 (a)], 냉각 플레이트(15)가 가열판(31) 상부로부터 반송구(12)를 향해 퇴피하면, 승강 핀(23)이 하강하여 웨이퍼(W)가 가열판(31)으로 전달되는 동시에 덮개(51)가 하강하여 기밀한 처리 공간(S)이 형성된다.
[스텝 S2 : 웨이퍼(W)의 가열]
가열판(31)의 온도가, 예를 들어 100℃ 내지 120℃로 상승하여 웨이퍼(W)가 그 온도로 가열되는 동시에 처리 공간(S)에 가스 공급관(63, 61)을 통해 N2 가스가 공급되고, 그 N2 가스는 배기부(41)의 배기구(45)를 통해 처리 공간(S)으로부터 제거되어, 도면 중 화살표로 나타낸 바와 같이 N2 가스류를 형성한다[도 4의 (b)]. 그리고, 웨이퍼(W)는 소정의 시간, 상기 N2 가스류에 노출되면서 가열 처리되어, 가열에 의해 웨이퍼(W)로부터 발생한 승화물은 이 N2 가스류를 타고 처리 공간(S)으로부터 제거된다.
[스텝 S3 : 프리웨트]
소정의 시간 웨이퍼(W)가 가열되면, 가열판(31)의 온도가, 예를 들어 20℃ 내지 40℃로 하강하여, 배기 수단(47)에 의한 처리 공간(S)의 배기량이 저하된다. 무화부(60)에서 현상 미스트가 발생하여, 가스 공급관(63)으로의 N2 가스의 공급이 정지되는 동시에, 그 무화부(60)에 N2 가스가 공급되고, 그 N2 가스는 무화부(60)의 현상 미스트를 하류측으로 흘려 보낸다. 계속해서 밸브(V1)가 개방되어, 처리 공간(S)에 N2 가스와 함께 현상 미스트가 공급된다[도 4의 (c)]. 웨이퍼(W)에 공급된 현상 미스트는 안개 상태, 즉 작은 입자상이므로, 그 레지스트에 대한 표면 장력은 액상의 상태인 현상액에 비해 낮다. 따라서, 당해 현상 미스트는 웨이퍼(W)의 면 내의 레지스트에 있어서 습윤성이 높은 개소에 응집하는 것이 억제되므로, 웨이퍼(W) 표면 전체에 높은 균일성을 갖고 공급되어, 웨이퍼(W) 표면 전체의 습윤성이 높아진다.
[스텝 S4 : 웨이퍼(W)의 냉각과 반출]
현상 미스트의 공급 개시로부터 소정의 시간 경과 후, 밸브(V1)가 폐쇄되는 동시에 무화부(60)로의 N2 가스의 공급이 정지하고, 웨이퍼(W)로의 현상 미스트의 공급이 정지한다. 또한, 배기 수단(47)에 의한 배기량이 상승하여, 예를 들어 스텝 S1, S2 실행 시의 배기량으로 복귀된다. 그 후, 덮개(51)가 상승하는 동시에 승강 핀(23)이 상승하여 웨이퍼(W)를 가열판(31)으로부터 뜨도록 지지한다. 그 후, 냉각 플레이트(15)가 가열판(31) 상에 웨이퍼(W)의 하방으로 들어가도록 이동하고, 승강 핀(23)이 하강하여 웨이퍼(W)를 냉각 플레이트(15)로 전달하여, 웨이퍼(W)가 냉각된다[도 5의 (d)]. 그 후, 냉각 플레이트(15)가 반송구(12)를 향해 이동하고, 승강 핀(21)에 의해 웨이퍼(W)는 기판 반송 수단으로 전달되어, 하우징(11) 밖으로 반출된다. 웨이퍼(W)는 그 후, 현상 장치로 반송되어, 그 프리웨트된 표면에 현상액이 공급된다. 그 후, 그 현상액이 씻겨져, 레지스트 패턴이 형성된다.
이 가열 장치(1)는 현상액의 웨이퍼(W)로의 습윤성을 높이기 위해 프리웨트에서 사용되는 현상액을 무화시켜 현상 미스트를 생성하는 무화부(60)를 구비하고 있다. 무화된 현상액은 액상의 상태인 현상액에 비해, 웨이퍼(W)에 대한 표면 장력이 낮기 때문에, 웨이퍼(W) 상에서 응집하는 것이 억제되므로, 용이하게 그 표면 전체에 공급되어, 상기 습윤성을 높일 수 있다. 그 결과로서, 현상액을 균일성 높게 웨이퍼(W)에 공급할 수 있으므로, 정상적으로 현상되지 않는 개소가 발생하는 것을 억제하여, 수율의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 이 가열 장치(1)의 후단의 현상 장치에서는 프리웨트를 행할 필요가 없어지므로, 노즐의 이동 동작 등의 수고가 생략되어, 그 현상 장치의 처리의 부하를 저감시킬 수 있고, 결과적으로 처리량의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 가열 장치(1)에 있어서 정류판(54)은 설치되지 않아도 좋고, 개구부(56)로부터 직접 웨이퍼(W)로 현상 미스트를 공급하도록 해도 좋다. 또한, 본 예에서는 프리웨트를 위하여 무화되는 표면 처리액으로서 현상액을 사용하고 있지만, 현상액으로 한정되지 않고, 순수나 순수와 현상액의 혼합액을 표면 처리액으로서 사용하여, 이들을 무화시킨 것을 웨이퍼(W)에 공급해도 좋다.
또한, 상기한 스텝 S3에서는 현상 미스트를 사용하여 웨이퍼(W)에 프리웨트를 행하고 있지만, 이 프리웨트를 행하는 대신에, 충분한 양의 현상 미스트를 웨이퍼(W)에 공급하고, 웨이퍼(W) 표면에 현상액의 액막을 형성하여 현상 처리를 행해도 좋다. 이 경우에는, 이 가열 장치(1)에서의 처리 후에 웨이퍼(W)는 세정 장치로 반송되어, 그 세정 장치에서 세정액이 공급되고, 웨이퍼(W) 표면으로부터 현상액이 제거된다. 이 경우에도 가열 장치(1)의 후단의 장치에서의 처리가 간소화되므로 상술한 실시 형태와 동일한 효과가 얻어진다. 또한, 이와 같이 가열 장치(1)에서 현상 처리를 행하는 경우, 예를 들어 현상 미스트와 레지스트를 효율적으로 화학 반응시켜 현상을 행하기 위해, 현상 미스트 공급 시에 웨이퍼(W)는, 예를 들어 30℃ 내지 60℃로 가열된다.
상기한 처리 수순에서는, PEB 처리 후에 현상 미스트를 공급하고 있지만, PEB 처리와 동시에 현상 미스트를 공급하여, PEB 처리 및 프리웨트 처리를 동시에 또는 PEB 처리 및 현상 처리를 동시에 행해도 좋다.
또한, 예를 들어 덮개(51)에 의해 구성되는 처리 공간(S)에 현상 미스트를 공급하는 대신에, 도 6의 (a), (b)에 도시한 바와 같이 냉각 플레이트(15)의 이동로 상에 현상 미스트의 분무 노즐(71)을 설치하여, 가열 처리를 종료한 웨이퍼(W)가 냉각 플레이트(15)에 의해 냉각 중에 반송구(11)로 이동할 때에, 이 분무 노즐(71)로부터 현상 미스트를 웨이퍼(W) 표면 전체에 공급해도 좋다. 도면 중 부호 72는 하방으로 개방된 분무 노즐의 토출구이고, 웨이퍼(W) 전체에 현상 미스트를 공급할 수 있도록 슬릿 형상으로 형성되어 있다.
가열판(31)의 상방 영역과 가열판(31)으로부터 퇴피한 위치 사이에서 이동하는 냉각 플레이트(15)를 구비한 가열 장치의 예에 대해 설명해 왔지만, 가열 장치로서는, 도 7과 같이 구성되어 있어도 좋다. 도 7의 (a), (b)는 각각 가열 장치의 평면도, 측면도이지만, 이들 도면에 있어서, 현상 미스트의 공급 기구 및 배기 기구는 가열 장치(1)와 마찬가지이므로 도시를 생략하고 있다. 도면 중 부호 73은 냉각 플레이트이고, 냉각 플레이트(15)와 마찬가지로 그 이면에 온도 조절수를 흘리기 위한 도시하지 않은 냉각 기구를 구비하여, 적재된 웨이퍼(W)를 조냉각(粗冷却)한다. 냉각 플레이트(73)는 승강 가능하게 구성되어, 그 승강 동작에 의해 기판 반송 수단(70) 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하기 위해, 그 기판 반송 수단(70)의 형상에 대응한 절결부(73a)를 구비하고 있다.
부호 74, 74는 가이드 레일이고, 냉각 플레이트(73)의 좌우로부터 가열판(31)을 향해 신장되어 있다. 부호 75는 가이드 레일(74)을 따라서 이동하는 이동 기구이고, 이동 기구(75, 75) 사이에는 와이어(76)가 설치되어, 이들 이동 기구(75) 및 와이어(76)가 웨이퍼(W)의 보유 지지 기구를 구성하고 있다.
상기 기판 반송 수단(70)이 웨이퍼(W)를 이 가열 장치로 반송하여, 당해 웨이퍼(W)를 보유 지지한 상태에서 냉각 플레이트(73) 상에 위치했을 때에는, 와이어(76)가 냉각 플레이트(73)에 형성된 홈(77) 내에 위치하고 있다. 그 후, 냉각 플레이트(73)가 상승하여, 기판 반송 수단(70)으로부터 웨이퍼(W)를 수취한 후에 하강하여, 와이어(76)로 웨이퍼(W)가 전달된다. 그 후, 당해 와이어(76)에 의해 웨이퍼(W)는 가열판(31)으로 반송되어, 당해 가열판(31) 상에서 가열되고, 또한 현상 미스트의 공급이 행해진다. 현상 미스트 공급 후, 냉각 플레이트(73)를 향해 웨이퍼(W)가 이동하고, 그 이동 중에 웨이퍼(W)는 자연 냉각된다. 그리고, 웨이퍼(W)가 냉각 플레이트(73) 상에 위치했을 때에, 당해 냉각 플레이트(73)가 상승하여 웨이퍼(W)가 냉각 플레이트(73)로 전달되고, 웨이퍼(W)는 더 냉각된다.
계속해서 상술한 가열 장치(1)가 모듈화되어 내장된 도포, 현상 장치(8)에 대해 설명한다. 도 8은 도포, 현상 장치(8)에, 예를 들어 액침 노광을 행하는 노광 장치(C4)가 접속된 레지스트 패턴 형성 시스템의 평면도를 도시하고 있고, 도 9는 상기 시스템의 사시도이다. 또한, 도 10은 도포, 현상 장치(8)의 종단면도이다.
도포, 현상 장치(8)는, 제어부(100)와 마찬가지로 구성된, 예를 들어 컴퓨터로 이루어지는 제어부(90)를 구비하고 있고, 이 제어부(90)의 프로그램 저장부에는 후술하는 바와 같이 도포, 현상 처리를 행하기 위해 명령이 짜여진 프로그램이 저장된다. 상기 프로그램을 따라서 제어부(90)로부터 제어 신호가 출력되어, 웨이퍼(W)의 반송이나 각 모듈의 동작 등이 제어된다. 상기 프로그램도 상술한 기억 매체에 수납된 상태로 상기 프로그램 저장부에 저장된다.
이 도포, 현상 장치(8)에는 캐리어 블록(C1)이 설치되어 있고, 그 적재대(81) 상에 적재된 밀폐형의 캐리어(80)로부터 전달 아암(82)이 웨이퍼(W)를 취출하여 처리 블록(C2)으로 전달하고, 처리 블록(C2)으로부터 전달 아암(82)이 처리 완료된 웨이퍼(W)를 수취하여 캐리어(80)로 복귀시키도록 구성되어 있다. 캐리어(80)는 다수매의 웨이퍼(W)를 포함하고, 각 웨이퍼(W)는 순차적으로 처리 블록(C2)으로 반송된다.
상기 처리 블록(C2)은, 도 9에 도시한 바와 같이 본 예에서는 현상 처리를 행하기 위한 제1 블록(DEV층)(B1), 레지스트막의 하층에 형성되는 반사 방지막의 형성 처리를 행하기 위한 제2 블록(BCT층)(B2), 레지스트막의 도포를 행하기 위한 제3 블록(COT층)(B3), 레지스트막의 상층측에 형성되는 보호막의 형성을 행하기 위한 제4 블록(ITC층)(B4)을, 하부로부터 차례로 적층하여 구성되어 있다.
처리 블록(C2)의 각 층은 평면에서 볼 때 마찬가지로 구성되어 있다. 제3 블록(COT층)(B3)을 예로 들어 설명하면, COT층(B3)은 도포막으로서 레지스트막을 형성하기 위한 레지스트막 형성 모듈과, 이 레지스트막 형성 모듈에서 행해지는 처리의 전처리 및 후처리를 행하기 위한 가열ㆍ냉각계의 처리 모듈군을 구성하는 선반 유닛(U1 내지 U4)과, 상기 레지스트막 형성 모듈과 가열ㆍ냉각계의 처리 모듈군 사이에 설치되어, 이들 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하는 반송 아암(A3)에 의해 구성되어 있다.
상기 선반 유닛(U1 내지 U4)은 반송 아암(A3)이 이동하는 반송 영역(R1)을 따라서 배열되어, 각각 상기한 가열 모듈, 냉각 모듈이 적층됨으로써 구성된다. 가열 모듈은 적재된 웨이퍼를 가열하기 위한 가열판을 구비하고 있고, 냉각 모듈은 적재된 웨이퍼를 냉각하기 위한 냉각판을 구비하고 있다.
제2 블록(BCT층)(B2), 제4 블록(ITC층)(B4)에 대해서는, 상기 레지스트막 형성 모듈에 상당하는 반사 방지막 형성 모듈, 보호막 형성 모듈이 각각 설치되고, 이들 모듈에 있어서 레지스트 대신에 처리액으로서 반사 방지막 형성용 약액, 보호막 형성용 약액이 각각 웨이퍼(W)에 공급되는 것을 제외하면 COT층(B3)과 동일한 구성이다.
제1 블록(DEV층)(B1)에 대해서는 하나의 DEV층(B1) 내에 상기 레지스트막 형성 모듈에 대응하는 현상 모듈(83)이 2단으로 적층되어 있고, 각 현상 모듈(83)은 3기의 현상 처리부(91)와, 이들 현상 처리부(91)를 포함하는 하우징을 구비하고 있다. 또한, DEV층(B1)에는 이 현상 모듈(83)의 전처리 및 후처리를 행하기 위한 가열ㆍ냉각계의 처리 모듈군을 구성하는 선반 유닛(U1 내지 U4)이 설치되어 있다. 도 11은 이 DEV층(B1)의 하단측의 현상 모듈(83)과 그것에 대향하는 위치에 설치된 선반 유닛(U1 내지 U4)을 구성하는 모듈을 도시한 사시도이고, 선반 유닛(U3, U4)은 상술한 가열 장치(1)에 대응하는 가열 모듈(9)에 의해 구성되어 있다.
그리고, 도 11에 도시한 바와 같이 DEV층(B1) 내에는 반송 아암(A1)이 설치되어 있고, 이 반송 아암(A1)은 2단의 현상 모듈과, 상기 가열ㆍ냉각계의 처리 모듈 사이에서 웨이퍼(W)를 반송한다. 즉, 2단의 현상 모듈에 대해 반송 아암(A1)이 공통화되어 있는 구성으로 되어 있다. 이 반송 아암(A1)은 상기한 기판 반송 수단에 상당한다.
현상 모듈(83)에 대해, 그 개략을 도시한 도 12를 참조하면서 설명한다. 각 현상 처리부(91)는, 웨이퍼(W)의 이면 중앙부를 흡착하여 수평으로 보유 지지하는 기판 보유 지지부인 스핀 척(92)과, 그 스핀 척(92)을 통해 웨이퍼(W)를 연직축 주위로 회전시키는 회전 구동 기구(93)와, 스핀 척(92)에 보유 지지된 웨이퍼(W)를 둘러싸도록 설치된 컵체(94)를 구비하고 있다.
컵체(94)의 저부측에는 오목부 형상을 이루는 액 수용부(94a)가 설치되어 있다. 액 수용부(94a)는 도시하지 않은 격벽에 의해 웨이퍼(W)의 주연 하방측에 전체 둘레에 걸쳐서 외측 영역과 내측 영역으로 구획되어, 외측 영역의 저부에는 저류된 현상액 등의 드레인을 배출하기 위한 도시하지 않은 폐액구가, 내측 영역의 저부에는 처리 분위기를 배기하기 위한 배기구(95)가 각각 형성되어 있다. 배기구(95)는 컵체(94) 내의 배기량을 제어하는 배기 댐퍼(96)를 통해 공장의 배기로에 접속되어 있다. 또한, 컵체(94) 내에는 반송 아암(A1)과 스핀 척(92) 사이에서 웨이퍼(W)를 전달하기 위한 도시하지 않은 승강 핀이 설치되어 있다.
현상액이 공급된 웨이퍼(W)를 세정하기 위한 세정액으로서, 예를 들어 순수를 공급하는 순수 토출 노즐(97)이 현상 처리부(91)마다 설치되고, 또한 각 현상 처리부(91)에서 공용되는 현상액 토출 노즐(98)이 설치되어 있다. 각 노즐(97, 98)은 당해 노즐(97, 98)에 각각 접속되는 구동 기구에 의해, 현상 처리부(91)의 배열 방향을 따라서 서로 독립하여 이동하고, 또한 서로 독립하여 승강할 수 있다. 도면 중 부호 103, 104는 각각 노즐(97, 98)이 웨이퍼(W)에 처리를 행하지 않을 때에 당해 노즐(97, 98)을 각각 대기시키는 대기부이다.
도포, 현상 장치(8)의 설명으로 돌아가, 처리 블록(C2)에는, 도 8 및 도 10에 도시한 바와 같이 선반 유닛(U5)이 설치되고, 캐리어 블록(C1)으로부터의 웨이퍼(W)는 상기 선반 유닛(U5) 중 하나의 전달 유닛, 예를 들어 제2 블록(BCT층)(B2)의 대응하는 전달 유닛(CPL2)으로 순차적으로 반송된다. 제2 블록(BCT층)(B2) 내의 반송 아암(A2)은 이 전달 유닛(CPL2)으로부터 웨이퍼(W)를 수취하여 각 유닛(반사 방지막 형성 모듈 및 가열ㆍ냉각계의 처리 유닛군)으로 반송하고, 이들 유닛에서 웨이퍼(W)에는 반사 방지막이 형성된다.
그 후, 웨이퍼(W)는 선반 유닛(U5)의 전달 유닛(BF2), 전달 아암(D1), 선반 유닛(U5)의 전달 유닛(CPL3)으로 반송되고, 그곳에서, 예를 들어 23℃로 온도 조정된 후, 반송 아암(A3)을 통해 제3 블록(COT층)(B3)으로 반입되어, 레지스트막 형성 모듈에서 레지스트막이 형성된다. 또한, 웨이퍼(W)는 반송 아암(A3) → 선반 유닛(U5)의 전달 유닛(BF3)으로 전달된다. 또한, 레지스트막이 형성된 웨이퍼(W)는 제4 블록(ITC층)(B4)에서 보호막이 더 형성되는 경우도 있다. 이 경우에는, 웨이퍼(W)는 전달 유닛(CPL4)을 통해 반송 아암(A4)으로 전달되어, 보호막이 형성된 후 반송 아암(A4)에 의해 전달 유닛(TRS4)으로 전달된다.
한편, DEV층(B1) 내의 상부에는 선반 유닛(U5)에 설치된 전달 유닛(CPL11)으로부터 선반 유닛(U6)에 설치된 전달 유닛(CPL12)으로 웨이퍼(W)를 직접 반송하기 위한 전용의 반송 수단인 셔틀 아암(85)이 설치되어 있다. 레지스트막이나 보호막이 더 형성된 웨이퍼(W)는 전달 아암(D1)을 통해 전달 유닛(BF3, TRS4)으로부터 전달 유닛(CPL11)으로 전달되고, 여기서 셔틀 아암(85)에 의해 선반 유닛(U6)의 전달 유닛(CPL12)으로 직접 반송되어, 인터페이스 블록(C3)으로 도입되게 된다. 또한, 도 10 중 CPL이 부여되어 있는 전달 유닛은 온도 조절용 냉각 유닛을 겸하고 있고, BF가 부여되어 있는 전달 유닛은 복수매의 웨이퍼(W)를 적재 가능한 버퍼 유닛을 겸하고 있다.
이후, 도포, 현상 장치(8)에 있어서의 노광 후의 처리 수순에 대해 도시한 도 13의 (a)도 참조하면서 설명한다. 전달 유닛(CPL12)으로 반송된 웨이퍼(W)는 인터페이스 아암(86)에 의해 노광 장치(C4)로 반송되고, 여기서 소정의 노광 처리가 행해진 후(스텝 E1), 선반 유닛(U6)의 전달 유닛(TRS6)에 적재되어 처리 블록(C2)으로 복귀된다. 복귀된 웨이퍼(W)는 가열 모듈(9)에서 상술한 바와 같이 PEB 처리인 가열 처리(스텝 E2), 현상 미스트에 의한 프리웨트 처리(스텝 E3)를 받은 후, 반송 아암(A1)에 의해 하나의 현상 처리부(91)로 반송되어, 스핀 척(92)으로 전달된다. 스텝 E2, E3은 가열 장치(1)의 설명에서 서술한 스텝 S2, S3에 각각 대응한다.
스핀 척(92)에 의해 회전하는 웨이퍼(W)에, 당해 웨이퍼(W)의 주연부로부터 중심부를 향해 현상액을 공급하면서 현상액 토출 노즐(98)이 이동하여, 웨이퍼(W) 표면에 현상액의 액막이 형성된다(스텝 E4). 그 후, 순수 토출 노즐(97)로부터, 웨이퍼(W)의 중심부로 순수가 토출되어 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 주연부로 퍼지고, 현상액이 씻겨진 후, 순수의 공급이 정지한다. 그리고, 웨이퍼(W)의 회전에 의해 순수가 떨쳐내어져(shake off), 당해 웨이퍼(W)가 건조된다(스텝 E5). 건조된 웨이퍼(W)는 반송 아암(A1)에 의해 선반 유닛(U5)의 전달 유닛(TRS1)으로 전달되어, 전달 아암(82)을 통해 캐리어(80)로 복귀된다.
이 도포, 현상 장치(8)에서는 현상 모듈(83)에서 웨이퍼(W)에 프리웨트 처리를 행하지 않아도 되므로, 현상 모듈(83)에서 프리웨트 처리를 행하는 경우에 비해, 그 현상 모듈(83)에서의 처리가 간소화되고, 각 노즐(97, 98)의 이동의 수고가 생략화되어, 각 노즐을 이동시키는 구동 기구의 부하가 경감한다. 그것에 의해, 현상 모듈(83)에서의 웨이퍼(W)의 반입으로부터 세정 종료까지의 처리의 고속화를 도모할 수 있고, 그 결과로서 처리량의 저하가 억제된다.
그런데, 가열 모듈(9)에서 프리웨트 대신에 현상 처리를 행하는 경우에는, DEV층(B1)에 있어서 현상 모듈(83) 대신에 세정 모듈이 설치된다. 그 세정 모듈의 구성으로서는, 예를 들어 현상액 토출 노즐(98)이 설치되어 있지 않은 것을 제외하면 현상 모듈(83)과 마찬가지이다. 이 경우의 처리 공정에 대해, 도 13의 (b)의 플로우를 참조하면서, 프리웨트를 행하는 처리 공정과의 차이점을 중심으로 설명한다.
상기 스텝 E1, E2와 마찬가지로 노광 처리(스텝 F1), 가열 처리(스텝 F2)를 순차적으로 행한 후에, 가열 모듈(9)에서 웨이퍼(W)에 현상 미스트를 공급하여, 현상액의 액막을 그 표면 전체에 형성하여 현상 처리를 행한다(스텝 F3). 그 후, 반송 아암(A1)이 웨이퍼(W)를 세정 모듈로 반송하여, 현상 모듈(83)에 있어서의 스텝 E5와 동일한 세정, 건조 처리(스텝 F4)가 행해진다. 이와 같이 처리를 행하면 상술한 바와 같이 가열 모듈(9)의 후단의 모듈에서의 처리가 보다 간소화되므로, 처리량의 저하를 보다 확실하게 억제할 수 있다.
그런데, 본 발명의 발명자는, 레지스트에 있어서 현상액으로의 용해부는 그 현상액에 접촉하는 것만으로는 액 중에 녹아들지 않고 레지스트막의 표면에 머문 상태이고, 현상액 공급 후, 웨이퍼(W)에 상기와 같이 세정액으로서, 예를 들어 물이 추가되었을 때에 액 중에 녹아들어, 해상(解像)이 진행되는 경향이 있다는 것을 검증 완료하였다. 레지스트의 재료 조성으로부터 생각되는 현상 시간보다도 실제로 필요한 현상 시간이 긴 경우가 있지만, 이 경우에는 그 경향이 영향을 미쳐, 현상액이 레지스트의 깊이 방향을 향해 침투하기까지 시간이 걸리고 있고, 또한 패턴이 미세해지면 이 경향이 크게 나타난다고 생각되고 있다. 이와 같은 경향에 대응하여, 현상액의 소비량을 억제하는 것 및 현상 처리에 필요로 하는 시간이 길어지는 것을 억제하기 위해, 상술한 세정 모듈을 구비한 도포, 현상 장치(8)에 있어서, 웨이퍼(W)에 현상액과 물을 교대로 반복해서 공급하는 방법에 대해, 도 13의 (c)의 플로우와, 웨이퍼(W)의 종단 측면의 변화를 모식적으로 도시한 도 14를 참조하면서, 상술한 도포, 현상 방법과의 차이점을 중심으로 이하에 설명한다.
상기 스텝 E1, E2와 마찬가지로 노광 처리(스텝 G1) 후, 가열 모듈(9)에서 가열 처리(스텝 G2)를 행한다. 도 14의 (a)는 이 스텝 G1의 노광 처리 후의 웨이퍼(W)의 표면을 도시하고 있고, 도면 중 부호 111은 레지스트막, 부호 112는 현상액에 대한 불용해성 부위, 부호 113은 현상액에 대한 용해성 부위를 각각 나타내고 있다. 그 후, 스텝 F3과 마찬가지로 웨이퍼(W)에 현상 미스트를 공급하여, 현상액의 액막을 그 표면 전체에 형성하여 현상 처리를 행한다(스텝 G3).
그 후, 반송 아암(A1)이 웨이퍼(W)를 세정 모듈로 반송하여, 회전하는 웨이퍼(W)의 중심으로 순수 토출 노즐(97)로부터 순수(F)가 토출되고, 현상액에 접한 용해성 부위(113)의 표면이 레지스트막(111)으로부터 씻겨져 제거된다. 도 14의 (b)는 이때의 웨이퍼(W)의 표면의 상태를 도시한 것이고, 도면 중 부호 114는 용해된 레지스트 성분이다.
세정 후, 순수가 떨쳐내어져 웨이퍼(W)는 건조되고(스텝 G4), 반송 아암(A1)에 의해 웨이퍼(W)는 다시 가열 모듈(8)로 반송되고, 그곳에서 현상 미스트가 공급되고, 그 표면에 다시 현상액의 액막이 형성된다(스텝 G5). 그 후, 반송 아암(A1)은 웨이퍼(W)를 다시 세정 모듈로 반송하고, 그 세정 모듈에서 회전하는 웨이퍼(W)에 순수(F)가 공급되고, 도 14의 (c)에 도시한 바와 같이 현상액에 접한 용해성 부위(113)가 액 중에 녹아들어 레지스트 패턴(115)이 형성되고, 용해 성분(114)은 순수(F)에 의해 레지스트막(111)으로부터 씻겨져 제거된다. 그 후에는, 웨이퍼(W)의 회전에 의해 순수가 떨쳐내어져 웨이퍼(W)가 건조된다(스텝 G6).
이와 같은 현상 방법에 따르면 상술한 실시 형태의 효과에 추가하여, 현상액에 접촉한 용해성 부분의 표면을 제거한 후, 재차 현상액을 공급하여 그 현상액에 접촉한 용해성 부분의 표면을 제거하고 있으므로, 그 용해성 부분에 효율적으로 현상액을 접촉시킬 수 있다. 따라서, 상술한 바와 같이 현상액의 사용량의 저감을 도모할 수 있어, 현상 처리에 필요로 하는 시간을 억제할 수 있다. 또한, 높은 해상도로 현상을 행할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서 나타내는 횟수 이상으로 현상액과 순수의 공급을 반복해서 행해도 좋다.
W : 웨이퍼
1 : 가열 장치
15 : 냉각 플레이트
31 : 가열판
41 : 배기부
47 : 배기 수단
51 : 덮개
60 : 무화부
8 : 도포, 현상 장치
83 : 현상 모듈
9 : 가열 모듈

Claims (17)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 복수매의 기판을 수납하는 캐리어가 반입출되는 캐리어 블록과,
    상기 캐리어로부터 취출된 기판의 표면에 레지스트를 도포하는 도포 처리부와, 노광된 상기 레지스트가 도포된 기판을 가열하는 가열 처리부와, 가열된 상기 기판에 현상액을 공급하여 현상하는 현상 처리부와, 이들 각 처리부 사이에서 기판을 반송하는 기판 반송 수단을 포함하는 처리 블록과,
    이 처리 블록과 상기 레지스트를 노광하는 노광 장치 사이에서 기판의 전달을 행하는 인터페이스 블록을 구비한 도포, 현상 장치에 있어서,
    상기 가열 처리부로서 기판 처리 장치가 설치되고,
    상기 현상 처리부에서 현상액이 공급된 기판에 세정액을 공급하여, 당해 기판에 공급된 상기 현상액을 제거하는 세정 처리부가 설치되고,
    상기 기판 처리 장치는 표면에 레지스트가 도포되고, 또한 노광된 후의 기판을 가열하기 위해, 그 위에 기판이 적재되는 적재대를 겸용하는 가열판과, 상기 가열판의 상방에 승강 가능하게 설치되고, 하강했을 때에 당해 가열판에 적재된 기판의 주위를 밀폐 공간으로 하는 덮개와, 기판의 가열 처리시에 상기 밀폐 공간에 퍼지 가스를 공급하기 위한 퍼지 가스 공급로와, 상기 밀폐 공간의 분위기를 배기하기 위한 배기부를 구비하고, 덮개에 의해 상기 밀폐 공간을 형성한 상태에서 기판의 가열이 행해지고, 상기 기판 처리 장치는 현상액을 무화하는 현상액 무화 수단과, 상기 가열판에 의한 가열이 개시된 후, 상기 밀폐 공간이 형성되고 있는 사이에 무화해서 얻어지는 현상액 미스트를 기판에 반송하기 위해 캐리어 가스를 상기 밀폐 공간에 공급하는 캐리어 가스 공급로를 구비하고, 상기 현상액 무화 수단은 현상액을 저류하는 저류부와, 저류된 현상액에 초음파를 인가해서 현상액 미스트를 생성시키기 위한 진동자를 구비하고, 상기 캐리어 가스 공급로는 상기 퍼지 가스 공급로를 이용하고 있는 것을 특징으로 하는, 도포, 현상 장치.
  6. 삭제
  7. 복수매의 기판을 수납하는 캐리어가 반입출되는 캐리어 블록과,
    상기 캐리어로부터 취출된 기판의 표면에 레지스트를 도포하는 도포 처리부와, 노광된 상기 레지스트가 도포된 기판을 가열하고, 가열 처리시 또는 가열 처리 후의 기판에 현상액의 미스트를 공급하는 가열 처리부와, 이 가열 처리부에서 반출된 기판에 세정액을 공급하여, 상기 현상액을 제거하는 세정 처리부와,
    상기 가열 처리부 및 세정 처리부 사이에서 기판을 반송하는 기판 반송 수단을 포함하는 처리 블록과,
    이 처리 블록과 상기 레지스트를 노광하는 노광 장치 사이에서 기판의 전달을 행하는 인터페이스 블록을 구비한 도포, 현상 장치이며,
    상기 가열 처리부는 기판을 가열 처리하는 가열판과,
    현상액을 무화하는 현상액 무화 수단과,
    상기 가열판에 의해 가열 처리된 기판을 냉각하기 위한 냉각 수단과,
    상기 가열판에 의한 가열 처리시로부터 상기 냉각 수단에 의한 냉각이 종료 될때까지 무화해서 얻어지는 현상액의 미스트를 기판에 공급하는 현상액 공급 수단을 구비하고,
    상기 세정 처리부로부터 반출된 기판을 가열 처리부로 반송하고, 가열 처리를 행하지 않고 현상액의 미스트를 당해 기판에 공급하는 스텝과, 계속해서 세정 처리부에서 당해 기판에 세정액을 공급하는 스텝을 더 행하도록 제어 신호를 출력하는 수단을 갖는, 도포, 현상 장치.
  8. 복수매의 기판을 수납하는 캐리어가 반입출되는 캐리어 블록과,
    상기 캐리어로부터 취출된 기판의 표면에 레지스트를 도포하는 도포 처리부와, 노광된 상기 레지스트가 도포된 기판을 가열하는 가열 처리부와, 가열된 상기 기판에 현상액을 공급하여 현상하는 현상 처리부와, 이들 각 처리부 사이에서 기판을 반송하는 기판 반송 수단을 포함하는 처리 블록과,
    이 처리 블록과 상기 레지스트를 노광하는 노광 장치 사이에서 기판의 전달을 행하는 인터페이스 블록을 구비한 도포, 현상 장치를 사용한 도포, 현상 방법에 있어서,
    상기 가열 처리부에서 행해지는 기판 처리 방법으로서, 표면에 레지스트가 도포되고, 또한 노광된 후의 기판을 가열하기 위해, 그 위에 기판이 적재되는 적재대를 겸용하는 가열판과, 상기 가열판의 상방에 승강 가능하게 설치되고, 하강했을 때에 당해 가열판에 적재된 기판의 주위를 밀폐 공간으로 하는 덮개와, 기판의 가열 처리시에 상기 밀폐 공간에 퍼지 가스를 공급하기 위한 퍼지 가스 공급로와, 상기 밀폐 공간의 분위기를 배기하기 위한 배기부를 구비하고, 덮개에 의해 상기 밀폐 공간을 형성한 상태에서 기판의 가열이 행해지는 기판 처리 장치를 이용하고, 표면에 레지스트가 도포되고, 또한 노광된 후의 기판을 가열판에 적재하고, 덮개에 의해 가열판에 적재된 기판의 주위를 밀폐 공간으로 한 상태에서 기판의 가열 처리를 행하는 공정과, 현상액을 무화하는 공정과, 가열된 상기 기판을 냉각 수단에 의해 냉각하는 공정과, 상기 가열판에 의한 가열이 개시된 후, 상기 밀폐 공간이 형성되고 있는 사이에 무화해서 얻어지는 현상액 미스트를 캐리어 가스에 의해 퍼지 가스 공급로를 통해서 기판에 공급하는 공정과, 그 후, 상기 기판을 냉각 수단에 의해 냉각하는 공정을 구비하는 기판 처리 방법과,
    상기 현상 처리부에서 현상액이 공급된 기판에 세정액을 공급하여 당해 기판에 공급된 상기 현상액을 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 도포, 현상 방법.
  9. 삭제
  10. 복수매의 기판을 수납하는 캐리어가 반입출되는 캐리어 블록과,
    상기 캐리어로부터 취출된 기판의 표면에 레지스트를 도포하는 도포 처리부와, 노광된 상기 레지스트가 도포된 기판을 가열 처리하고, 가열 처리시 또는 가열 처리후의 기판에 현상액의 미스트를 공급하는 가열 처리부와, 이 가열 처리부에서 반출된 기판에 세정액을 공급하여, 상기 현상액을 제거하는 세정 처리부와,
    이들 각 처리부 사이에서 기판을 반송하는 기판 반송 수단을 포함하는 처리 블록과,
    이 처리 블록과 상기 레지스트를 노광하는 노광 장치 사이에서 기판의 전달을 행하는 인터페이스 블록을 구비한 도포, 현상 장치를 사용한 도포, 현상 방법에 있어서,
    상기 가열 처리부에서 기판을 가열 처리하는 공정과,
    가열 처리된 상기 기판을 냉각 수단에 의해 냉각하는 공정과,
    상기 가열 처리부 내의 기판에 대하여, 가열판에 의한 가열 처리시로부터 상기 냉각 수단에 의한 냉각이 종료할 때까지 현상액을 무화해서 얻어지는 현상액의 미스트를 공급하는 공정을 포함하고,
    상기 세정 처리부로부터 반출된 기판을 가열 처리부로 반송하고, 가열 처리를 행하지 않고 현상액의 미스트를 당해 기판에 공급하는 공정과, 계속해서 세정 처리부에서 당해 기판에 세정액을 공급하는 공정을 더 행하는 것을 특징으로 하는, 도포, 현상 방법.
  11. 기판을 가열하는 기판 처리 장치에 사용되는 컴퓨터 프로그램이 기억된 기억 매체이며,
    상기 컴퓨터 프로그램은 제8항 또는 제10항에 기재된 도포, 현상 방법을 실시하기 위한 것인 것을 특징으로 하는, 기억 매체.
  12. 삭제
  13. 삭제
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  17. 삭제
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