KR101591478B1 - 기판 휨 제거 장치, 기판 휨 제거 방법 및 기억 매체 - Google Patents

기판 휨 제거 장치, 기판 휨 제거 방법 및 기억 매체 Download PDF

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Abstract

패턴을 포함하는 박막을 가지는 패턴 형성면과, 패턴을 포함하지 않는 박막을 가지는 패턴 비형성면을 가지는 기판(W)에 발생하는 휨을 제거한다. 기판 휨 제거 장치(10)는 기판(W)을 보지하는 보지 플레이트(30)와, 기판(W)의 패턴 비형성면(W2)측에 설치되고, 패턴 비형성면(W2)에 형성된 박막(F2)을 제거하기 위하여 에칭액을 공급하는 처리액 공급관(40)과, 기판(W)의 휨을 검출하는 제 1 레이저 변위계(4) 및 제 2 레이저 변위계(5)를 구비하고 있다. 제 1 레이저 변위계(4) 및 제 2 레이저 변위계(5)로부터의 신호에 기초하여, 제어부(3)는 기판(W)의 휨이 제거된 것을 확인한다. 제어부(3)가 기판(W)의 휨이 제거되었다고 판단한 경우, 제어부(3)는 처리액 공급관(40)으로부터의 에칭액의 공급을 정지한다.

Description

기판 휨 제거 장치, 기판 휨 제거 방법 및 기억 매체{SUBSTRATE WARPAGE REMOVING APPARATUS, SUBSTRATE WARPAGE REMOVING METHOD AND STORAGE MEDIUM}
본 발명은, 예를 들면 반도체 웨이퍼 또는 LCD 기판(액정 디스플레이용 글라스 기판) 등의 기판의 표면으로 처리액을 공급하여 소정의 기판 처리, 예를 들면 레지스트액의 도포 처리, 노광 처리, 현상 처리 등을 행할 때, 이러한 기판 처리를 정밀도 좋게 실시할 수 있도록 기판의 휨을 미리 제거하는 기판 휨 제거 장치, 기판 휨 제거 방법 및 기억 매체에 관한 것이다.
반도체 디바이스 또는 LCD 기판의 제조 프로세스에서는 포토리소그래피라고 불리는 기술에 의해 기판에 대하여 레지스트 패턴의 형성이 행해지고 있다. 이 기술은, 예를 들면 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 함) 등의 기판에 미리 CVD 혹은 PVD에 의해 다층의 박막을 형성하고, 이 후 기판에 레지스트액을 도포하여 당해 기판의 표면에 액막을 형성하는 것이다. 이어서, 포토마스크를 이용하여 기판 상의 레지스트막이 노광되고, 현상 처리를 행함으로써 기판의 박막 상에 원하는 레지스트 패턴이 형성된다.
이 후, 기판에 대하여 레지스트 패턴을 마스크로 하여 에칭 처리가 실시되고, 기판 상에 원하는 패턴을 가지는 박막이 형성된다.
상술한 바와 같은 레지스트 패턴의 형성 및 에칭 처리를 반복함으로써, 기판 상에 각각 원하는 패턴을 가지는 다층의 박막이 순차적으로 형성된다.
그런데, 기판 상에 원하는 패턴을 가지는 박막을 형성할 경우, 일반적으로 기판의 표리면(表裏面)에 CVD 혹은 PVD에 의해 미리 다층의 박막을 형성하고, 레지스트 패턴의 형성과 에칭 처리를 반복함으로써, 원하는 패턴을 가지는 다층의 박막이 형성된다. 이 경우, 원하는 패턴은 기판의 일방의 면(패턴 형성면) 상의 박막에만 형성되고, 기판의 타방의 면(패턴 비형성면) 상의 박막에 패턴이 형성되지는 않는다.
이와 같이 기판의 일방의 면(패턴 형성면)에만 박막의 패턴이 형성되고, 기판의 타방의 면(패턴 비형성면)에 박막의 패턴이 형성되지 않으면, 기판 전체에 패턴 형성면측에 볼록 또는 오목하게 되는 휨이 발생한다.
기판에 휨이 발생하면, 다음 공정에서 기판 상에 다음의 레지스트 패턴을 더 형성할 경우 지장이 발생하는 경우가 있다.
예를 들면, 레지스트 패턴 형성 공정에서 기판을 열판으로 가열할 때 열판으로부터 기판에 열이 균일하게 전달되지 않거나 혹은 기판에 대하여 노광 처리를 실시할 때 정밀도 좋게 노광할 수 없다고 하는 문제점이 발생한다.
일본특허공개공보 2005-136167호
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 일방의 면에 형성된 박막이 패턴을 가지고, 타방의 면에 형성된 박막이 패턴을 가지지 않고, 이에 의해 전체적으로 휨이 발생한 기판에 대하여 이 휨을 제거할 수 있는 기판 휨 제거 장치 및 기판 휨 제거 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 패턴을 포함하는 박막을 가지는 패턴 형성면과, 패턴 형성면의 반대측에 위치하고, 패턴을 포함하지 않는 박막을 가지는 패턴 비형성면을 가지는 기판을 보지(保持)하는 기판 보지부와, 기판의 패턴 비형성면측에 설치되고, 패턴 비형성면의 박막을 제거하는 박막 제거부와, 기판의 휨의 크기를 검출하는 기판 휨 검출부와, 박막 제거부를 구동 제어하는 제어부를 구비하고, 제어부는, 기판 휨 검출부로부터의 신호에 기초하여 박막 제거부의 작동 정지 시를 결정하는 것을 특징으로 하는 기판 휨 제거 장치이다.
본 발명은, 제어부는, 기판 휨 검출부로부터의 신호에 기초하여 기판의 휨이 제거되었다고 판단한 경우, 박막 제거부의 작동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 기판 휨 제거 장치이다.
본 발명은, 박막 제거부는 기판의 패턴 비형성면측에 배치된 처리액 공급부를 가지는 것을 특징으로 하는 기판 휨 제거 장치이다.
본 발명은, 처리액 공급부는 처리액을 공급하는 처리액 공급관을 가지고, 상기 처리액 공급관으로 에칭액을 공급하는 에칭액 공급계가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 휨 제거 장치이다.
본 발명은, 기판 보지부는 패턴 비형성면을 하방을 향해 기판을 보지하고, 처리액 공급부는 기판의 하방에 배치되어, 기판의 패턴 비형성면으로 처리액을 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 휨 제거 장치이다.
본 발명은, 기판 휨 검출부는 기판의 표면 중앙의 변위를 구하는 제 1 레이저 변위계와, 기판의 표면 주연부의 변위를 구하는 제 2 레이저 변위계를 가지는 것을 특징으로 하는 기판 휨 제거 장치이다.
본 발명은, 기판 휨 제거 장치에서 기판의 휨이 제거된 기판에 대하여 레지스트액을 도포하는 레지스트 도포 모듈과, 기판 휨 제거 장치와 레지스트 도포 모듈 사이에서 기판을 반송하는 기판 반송 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치이다.
본 발명은, 패턴을 포함하는 박막을 가지는 패턴 형성면과, 패턴 형성면의 반대측에 위치하고, 패턴을 포함하지 않는 박막을 가지는 패턴 비형성면을 가지는 기판을 보지하는 기판 보지부와, 기판의 패턴 비형성면측에 설치되고, 패턴 비형성면의 박막을 제거하는 박막 제거부와, 기판의 휨의 크기를 검출하는 기판 휨 검출부와, 박막 제거부를 구동 제어하는 제어부를 구비하고, 제어부는, 기판 휨 검출부로부터의 신호에 기초하여 박막 제거부의 작동 정지 시를 결정하는 것을 특징으로 하는 기판 휨 제거 장치를 결정하는 기판 휨 제거 장치를 이용한 기판 휨 제거 방법에 있어서, 기판 보지부에 의해 기판을 보지하는 공정과, 박막 제거부에 의해 기판의 패턴 비형성면의 박막을 제거하는 공정과, 기판 휨 검출부에 의해 기판의 휨의 크기를 검출하는 공정을 구비하고, 제어부는, 기판 휨 검출부로부터의 신호에 기초하여 기판 휨이 제거되었다고 판단한 경우, 박막 제거부의 작동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 기판 휨 제거 방법이다.
본 발명은, 기판 휨 검출부에 의해 기판의 휨의 크기를 검출하는 공정은, 박막을 제거하고 있는 동안에 행해지는 것을 특징으로 하는 기판 휨 제거 방법이다.
본 발명은, 박막 제거부에 의해 박막 제거를 행할 때, 처리액 공급부로부터 기판의 패턴 비형성면으로 처리액을 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 휨 제거 방법이다.
본 발명은, 처리액 공급부로부터 기판의 패턴 비형성면으로 처리액을 공급할 때, 처리액 공급부로부터 기판의 패턴 비형성면으로 처리액으로서 에칭액을 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 휨 제거 방법이다.
본 발명은, 기판 보지부는 패턴 비형성면을 하방을 향해 기판을 보지하고, 처리액 공급부는 기판의 하방에 배치되어, 기판의 패턴 비형성면으로 처리액을 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 휨 제거 방법이다.
본 발명은, 기판 휨 검출부에 의한 기판의 휨을 검출할 때, 제 1 레이저 변위계에 의해 기판의 표면 중앙의 변위를 구하고, 제 2 레이저 변위계에 의해 기판의 표면 주연부의 변위를 구하는 것을 특징으로 하는 기판 휨 제거 방법이다.
본 발명은, 기판 휨 제거 방법에 의해 기판의 휨을 제거한 기판에 대하여, 레지스트 도포 모듈에 의해 레지스트액을 도포하는 공정을 더 구비한 기판 처리 방법이다.
레지스트 도포 모듈에 의한 레지스트액을 도포한 다음, 노광 장치에 의해 노광 처리가 행해지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법이다.
본 발명은, 기판 휨 제거 장치에 기판 휨 제거 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램을 저장한 기억 매체에 있어서, 기판 휨 제거 방법은, 패턴을 포함하는 박막을 가지는 패턴 형성면과, 패턴 형성면의 반대측에 위치하고, 패턴을 포함하지 않는 박막을 가지는 패턴 비형성면을 가지는 기판을 보지하는 기판 보지부와, 기판의 패턴 비형성면측에 설치되고, 패턴 비형성면의 박막을 제거하는 박막 제거부와, 기판의 휨의 크기를 검출하는 기판 휨 검출부와, 박막 제거부를 구동 제어하는 제어부를 구비하고, 제어부는, 기판 휨 검출부로부터의 신호에 기초하여 박막 제거부의 작동 정지 시를 결정하는 것을 특징으로 하는 기판 휨 제거 장치를 이용한 기판 휨 제거 방법에 있어서, 기판 보지부에 의해 기판을 보지하는 공정과, 박막 제거부에 의해 기판의 패턴 비형성면의 박막을 제거하는 공정과, 기판 휨 검출부에 의해 기판의 휨의 크기를 검출하는 공정을 구비하고, 제어부는, 기판 휨 검출부로부터의 신호에 기초하여 기판 휨이 제거되었다고 판단한 경우, 박막 제거부의 작동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 기억 매체이다.
본 발명에 따르면, 기판의 패턴 비형성면에 형성된 박막을 박막 제거부에 의해 제거함으로써 기판에 발생하는 휨을 제거할 수 있다. 이 경우, 기판 휨 검출부에 의해 기판의 휨을 검출하고, 기판 휨 검출부로부터의 신호에 기초하여 제어부가 기판의 휨이 제거되었다고 판단한 경우 박막 제거부의 작동을 정지시키므로, 기판의 휨을 용이하고 또한 정밀도 좋게 제거할 수 있다.
도 1의 (a), (b), (c)는 본 발명에 따른 기판 휨 제거 장치의 작용을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예의 기판 휨 제거 장치의 구성을 도시한 종단면도이며, 리프트 핀 플레이트 및 세정액 공급관이 하방 위치에 있을 때의 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예의 기판 휨 제거 장치의 구성을 도시한 종단면도이며, 리프트 핀 플레이트 및 세정액 공급관이 상방 위치에 있을 때의 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2에 도시한 바와 같은, 웨이퍼가 기판 지지부 및 고정 보지부에 의해 보지된 상태를 도시하는, 도 2에서의 기판 휨 제거 장치를 상방으로부터 본 상면도이다.
도 5는 도 2 및 도 3에 도시한 기판 휨 제거 장치의 리프트 핀 플레이트의 구성을 도시한 사시도이다.
도 6은 도 2 및 도 3에 도시한 기판 휨 제거 장치의 보지 플레이트의 구성을 도시한 사시도이다.
도 7은 도 2 및 도 3에 도시한 기판 휨 제거 장치에서의, 리프트 핀 플레이트로부터 하방으로 연장되는 접속 부재 및 보지 플레이트로부터 하방으로 연장되고 접속 부재를 수용하는 중공의 수용 부재의 구성의 상세를 도시한 확대 종단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기판 휨 제거 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9는 기판 휨 제거 장치가 탑재된 레지스트 패턴 형성 장치를 도시한 평면도이다.
도 10은 기판 휨 제거 장치가 탑재된 레지스트 패턴 형성 장치를 도시한 사시도이다.
이하에, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 기판 휨 제거 장치에 대하여 설명한다. 우선, 기판 휨 제거 장치가 탑재된 레지스트 패턴 형성 장치의 일례에 대하여, 도 9 및 도 10을 참조하여 간단히 설명한다. 도 9는 레지스트 패턴 형성 장치의 일 실시예의 평면도를 나타내고, 도 10은 레지스트 패턴 형성 장치의 일 실시예의 개략 사시도이다. 레지스트 패턴 형성 장치(1)는 캐리어 블록(S1)과 처리 블록(S2)과 인터페이스 블록(S3)과 노광 장치(S4)를 구비하고 있다. 캐리어 블록(S1)에서는 재치대(載置臺)(8) 상에 재치된 밀폐형의 캐리어(7)로부터 전달 수단(C)이 웨이퍼(기판)(W)를 취출하여, 캐리어 블록(S1)에 인접한 처리 블록(S2)으로 전달한다. 이어서, 전달 수단(C)이 처리 블록(S2)에서 처리된 처리 완료 웨이퍼(W)를 수취하여 캐리어(7)로 되돌리도록 되어 있다.
처리 블록(S2)은 현상 처리를 행하기 위한 제 1 블록(DEV층)(B1)과, 레지스트막의 하층측에 형성되는 반사 방지막의 형성 처리를 행하기 위한 제 2 블록(BCT층)(B2)과, 레지스트액의 도포 처리를 행하기 위한 제 3 블록(COT층)(B3)과, 레지스트막의 상층측에 형성되는 반사 방지막의 형성 처리를 행하기 위한 제 4 블록(TCT층)(B4)을 포함하고 있고, 또한 처리 블록(S2) 중 최상류부, 예를 들면 제 2 블록(B2) 내에 본 발명에 따른 기판 휨 제거 장치(10)가 탑재되어 있다.
그런데, 제 1 ~ 제 4 블록(B1 ~ B4)은 대략 동일하게 구성되어 있고, 다른 블록과의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하기 위한 전달 모듈이 다단으로 배치된 선반 유닛(U1)과, 각각 약액을 도포하는 액처리 모듈을 복수 개 구비한 액처리 모듈군(L)과, 상기 액처리 모듈군(L)에서 행해지는 처리의 전처리 및 후처리를 행하기 위한 가열·냉각계의 모듈을 다단으로 배치한 선반 유닛(U2)과, 이들 선반 유닛(U1, U2)의 각 부와 액처리 모듈군(L)의 각 모듈 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하는 반송 수단을 이루는 반송 암(A1 ~ A4)을 구비하고 있다.
예를 들면, 상기 제 1 ~ 제 4 블록(B1 ~ B4)은 도 9에 도시한 바와 같이 도면 중 Y 방향으로 연장되는 반송로(R)를 각각 구비하고 있고, 상기 반송 암(A1 ~ A4)은 당해 반송로(R)에서 진퇴 가능, 승강 가능, 수직축을 중심으로 회전 가능, 도면 중 Y 축 방향으로 이동 가능하게 구성되고, 또한 웨이퍼(W)의 이면측 주연부 영역을 지지하기 위한 2 개의 포크를 구비하고 있다. 이들 포크는 서로 독립적으로 진퇴할 수 있다.
액처리 모듈군(L)과 선반 유닛(U2)은 상기 반송로(R)를 따라 서로 대향하도록 배치되어 있다. 또한, 제 2 ~ 제 4 블록(B2 ~ B4)에서 액처리 모듈군(L)은 복수 개, 예를 들면 4 개의 액처리 모듈이 반송로(R)를 따라 나란히 배열되어 있다. 이들 액처리 모듈로서는, 제 2 블록(B2)에서는 레지스트의 하층측의 반사 방지막 형성용의 약액을 도포하는 액처리 모듈(BCT), 제 3 블록(B3)에서는 레지스트액을 도포하는 액처리 모듈(COT), 제 4 블록(B4)에서는 레지스트의 상층측의 반사 방지막 형성용의 약액을 도포하는 액처리 모듈(TCT)이 각각 설치된다. 또한, 제 1 블록(B1)에서는, 예를 들면 액처리 모듈군(L)에서는 반송로(R)를 따라 배열되는 4 개의 액처리 모듈(DEV)이 2 단에 걸쳐 설치되어 있고, 약액으로서 현상액이 도포되도록 되어 있다.
상기 선반 유닛(U1)은 도 9에 도시한 바와 같이 선반 유닛(U1)의 근방에 설치된 승강 가능한 전달 암(D)에 의해 당해 선반 유닛(U1)의 각 부끼리의 사이에서 웨이퍼(W)가 반송되도록 구성되어 있다. 이 선반 유닛(U1)에는 온도 조정용의 냉각 유닛을 겸한 전달 모듈 및 복수 매의 웨이퍼(W)를 재치 가능한 버퍼를 겸한 전달 모듈이 다단으로 설치되어 있다. 선반 유닛(U2)에는 웨이퍼(W)를 가열하는 가열 모듈 등이 탑재되어 있다. 또한, 제 1 블록(DEV층)(B1)에는 인터페이스 블록(S3)측에 선반 유닛(U3)이 설치되어 있다. 이 선반 유닛(U3)에는 당해 블록(B1)과 인터페이스 블록(S3) 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하기 위하여 이용되는 전달 모듈이 다단으로 설치되어 있다.
이러한 레지스트 패턴 형성 장치(1)에서의 웨이퍼(기판)(W)의 흐름의 일례에 대하여 설명하면, 캐리어 블록(S1)으로부터의 웨이퍼(W)는 상기 선반 유닛(U1) 중 하나의 전달 모듈, 예를 들면 제 2 블록(B2)의 대응하는 전달 모듈을 거쳐 전달 수단(C)에 의해 순차적으로 제 2 블록(B2) 내로 반송된다. 이어서, 웨이퍼(W)에 대하여, 제 2 블록(B2) 내의 최상류측에 위치하는 기판 휨 제거 장치(10)에서 기판 휨 제거 처리가 실시된다. 이어서, 웨이퍼(W)는 제 2 블록(B2) 내에서 액처리 모듈(BCT) → 가열 모듈(GHA) → 선반 유닛(U1)의 전달 모듈의 경로로 반송되어, 웨이퍼(W)에는 반사 방지막이 형성된다.
이 후, 웨이퍼(W)는 전달 암(D)에 의해 선반 유닛(U1)의 제 3 블록(B3)에 대응하는 전달 모듈로 반송된다. 이어서, 웨이퍼(W)는 반송 암(A3)에 의해 제 3 블록(B3) 내에서 액처리 모듈(COT) → 가열 모듈(GHA) → 선반 유닛(U1)의 전달 모듈의 경로로 반송되고, 웨이퍼(W)에는 반사 방지막 상에 레지스트막이 형성된다. 또한, 레지스트막이 형성된 웨이퍼(W)는 제 4 블록(B4)에서 또한 반사 방지막이 형성되는 경우도 있다.
레지스트막 및 추가로 반사 방지막이 형성된 웨이퍼(W)는 선반 유닛(U3)의 전달 모듈로 직접 반송되어, 인터페이스 블록(S3)으로 도입된다.
이어서, 웨이퍼(W)는 인터페이스 암(E)에 의해 노광 장치(S4)로 반송되어, 소정의 노광 처리가 행해진 다음, 선반 유닛(U3)의 전달 모듈에 재치되어 처리 블록(S2)으로 되돌려진다. 되돌려진 웨이퍼(W)는 제 1 블록(B1)에서 현상 처리가 행해지고, 전달 수단(C)을 거쳐 캐리어(7)로 되돌려진다.
이어서, 본 발명에 따른 기판 휨 제거 장치(10)에 대하여, 이하에 도 1 내지 도 8에 의해 설명한다. 여기서, 도 1 내지 도 8은 본 실시예에 따른 기판 휨 제거 장치를 도시한 도면이다. 보다 상세하게, 도 1의 (a), (b), (c)는 본 발명에 따른 기판 휨 제거 장치의 작용을 도시한 도면이다. 또한, 도 2 및 도 3은 본 실시예에서의 기판 휨 제거 장치의 구성을 도시한 종단면도이며, 도 4는, 도 2에 도시한 바와 같은, 웨이퍼가 기판 지지부 및 고정 보지부에 의해 보지된 상태를 도시한 도면으로서, 도 2에서의 기판 휨 제거 장치를 상방으로부터 본 상면도이다. 또한, 도 5는 도 2 및 도 3에 도시한 기판 휨 제거 장치의 리프트 핀 플레이트의 구성을 도시한 사시도이며, 도 6은 도 2 및 도 3에 도시한 기판 휨 제거 장치의 보지 플레이트의 구성을 도시한 사시도이다. 또한, 도 7은 도 2 및 도 3에 도시한 기판 휨 제거 장치에서의, 리프트 핀 플레이트로부터 하방으로 연장되는 접속 부재 및 보지 플레이트로부터 하방으로 연장되고 접속 부재를 수용하는 중공의 수용 부재의 구성의 상세를 도시한 확대 종단면도이다. 또한, 도 8은 본 실시예에 따른 기판 휨 제거 방법을 나타낸 순서도이다.
본 실시예에 따른 기판 휨 제거 장치(10)의 개략적인 구성에 대하여 도 2 및 도 3을 이용하여 설명한다. 기판 휨 제거 장치(10)는 웨이퍼(W)를 보지(保持)하는 보지 플레이트(30)와, 보지 플레이트(30)의 상방에 설치되고, 웨이퍼(W)를 하방으로부터 지지하는 리프트 핀(22)을 가지는 리프트 핀 플레이트(20)와, 보지 플레이트(30)를 회전시키는 회전 구동부(39)와, 보지 플레이트(30)의 중심 부분에 형성된 관통홀(30a) 및 리프트 핀 플레이트(20)의 중심 부분에 형성된 관통홀(20a)을 통과하도록 형성되고, 보지 플레이트(30)에 의해 보지된 웨이퍼(W)의 이면으로 순수(린스액) 또는 에칭액 등의 처리액을 공급하는 처리액 공급관(40)을 구비하고 있다. 이 중 리프트 핀 플레이트(20)는 보지 플레이트(30)와 연동하여 회전하도록 되어 있다. 처리액 공급관(40)에는 리프트 핀 플레이트(20)의 관통홀(20a)를 막도록 설치된 헤드 부분(42)이 설치되어 있다.
여기서, 웨이퍼(W)를 보지하는 보지 플레이트(30)와, 보지 플레이트(30)를 회전시키는 회전 구동부(39)에 의해 기판을 보지하는 기판 보지부가 구성되고, 처리액 공급관(40)에 의해 박막을 제거하는 박막 제거부가 구성된다.
도 2 및 도 3에서, 리프트 핀 플레이트(20) 및 처리액 공급관(40)은 보지 플레이트(30)에 대하여 상대적으로 승강하도록 되어 있다. 여기서, 도 2는 리프트 핀 플레이트(20) 및 처리액 공급관(40)이 각각 하방 위치에 있을 때의 상태를 도시한 도면이며, 도 3은 리프트 핀 플레이트(20) 및 처리액 공급관(40)이 각각 상방 위치에 있을 때의 상태를 도시한 도면이다. 리프트 핀 플레이트(20) 및 처리액 공급관(40)은 각각 도 2에 도시한 바와 같은 하방 위치와 도 3에 도시한 바와 같은 상방 위치와의 사이에서 승강하도록 되어 있다.
또한, 도 1의 (a), (b), (c)에 도시한 바와 같이, 기판 휨 제거 장치(10)에 의해 기판 휨 제거 처리가 행해지는 웨이퍼(W)는 표면(W1)과 이면(W2)을 가지고 있다. 이 중 표면(패턴 형성면)(W1)에는 패턴(P)을 포함하는 박막(F1)이 형성되고, 이면(패턴 비형성면)(W2)에는 패턴(P)을 포함하지 않는 박막(F2)이 형성된다.
그리고, 후술하는 바와 같이, 기판 휨 제거 장치(10)에 의해, 웨이퍼(W)의 이면(W2)에 대하여 에칭액을 공급하여 박막(F2)을 제거하고, 이와 같이 하여 웨이퍼(W)에 발생하는 휨을 제거하도록 되어 있다.
이어서, 이러한 구성으로 이루어지는 기판 휨 제거 장치(10)의 각 구성 요소의 상세에 대하여 이하에 설명한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 리프트 핀 플레이트(20)는 원판(圓板) 형상의 것으로 이루어지고, 그 중심 부분에는 관통홀(20a)이 형성되어 있다. 이 관통홀(20a)에는 처리액 공급관(40)이 통과하게 된다. 또한, 리프트 핀 플레이트(20)의 표면에는 주연부 근방에서 둘레 방향으로 등간격으로 3 개의 리프트 핀(22)이 설치되어 있다. 또한, 리프트 핀 플레이트(20)의 이면(각 리프트 핀(22)이 설치된 면과는 반대측의 면)에는 주연부 근방에서 둘레 방향으로 등간격으로 3 개의 봉 형상의 접속 부재(24)가 설치되어 있다. 각 접속 부재(24)는 리프트 핀 플레이트(20)의 이면으로부터 하방으로 연장되어 있다.
도 6에 도시한 바와 같이, 보지 플레이트(30)는 원판 형상의 것으로 이루어지고, 그 중심 부분에는 관통홀(30a)이 형성되어 있다. 이 관통홀(30a)에는 처리액 공급관(40)이 통과하게 된다. 또한, 보지 플레이트(30)의 표면에는 접속 부재(38)를 개재하여 회전 컵(36)이 장착되어 있다. 회전 컵(36)은 도 2에 도시한 바와 같이 리프트 핀 플레이트(20) 및 처리액 공급관(40)이 하방 위치에 있을 때 보지 플레이트(30)에 의해 보지되는 웨이퍼(W)의 외주연부를 둘러싸도록 되어 있다. 또한, 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이, 회전 컵(36)에는 웨이퍼(W)를 보지하기 위한 2 개의 고정 보지부(37)가 설치되어 있다. 이들 고정 보지부(37)의 구체적인 기능에 대해서는 후술한다.
또한, 보지 플레이트(30)의 이면(회전 컵(36)이 설치된 면과는 반대측의 면)의 중심 부분에는 당해 보지 플레이트(30)의 이면으로부터 하방으로 연장되도록 중공의 회전축(34)이 장착되어 있다. 이 회전축(34)의 중공 부분에는 처리액 공급관(40)이 수용되어 있다. 또한, 회전축(34)은 베어링(도시하지 않음) 등을 개재하여 회전 구동부(39)에 의해 회전되도록 되어 있다. 회전 구동부(39)가 회전축(34)을 회전시킴으로써, 보지 플레이트(30)도 회전하게 된다.
또한, 도 6에 도시한 바와 같이, 보지 플레이트(30)에는 리프트 핀 플레이트(20)의 이면으로부터 하방으로 연장되는 봉 형상의 각 접속 부재(24)가 통과하는 3 개의 관통홀(접속 부재 관통홀)(30b)이 둘레 방향으로 등간격으로 형성되어 있다. 또한, 보지 플레이트(30)의 이면에서 각 관통홀(30b)의 개소에는 3 개의 원통 형상의 수용 부재(32)가 설치되어 있다. 각 수용 부재(32)는 보지 플레이트(30)의 이면으로부터 하방으로 연장되어 있고, 리프트 핀 플레이트(20)의 이면으로부터 하방으로 연장되는 각 접속 부재(24)를 수용하도록 되어 있다.
도 7에 도시한 바와 같이, 원통 형상의 각 수용 부재(32)의 내경은 각 접속 부재(24)의 외경보다 약간 크게 되어 있고, 각 수용 부재(32)의 길이 방향(도 7의 상하 방향)을 따라 각 접속 부재(24)가 각 수용 부재(32) 내에서 이동할 수 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 리프트 핀 플레이트(20)가 하방 위치에 있을 때는 각 접속 부재(24)는 각 수용 부재(32)에 완전히 수용된 상태가 된다. 이에 의해, 보지 플레이트(30)를 회전시킬 때, 각 접속 부재(24)를 개재하여 리프트 핀 플레이트(20)도 연동하여 회전한다. 한편, 도 3에 도시한 바와 같이, 리프트 핀 플레이트(20)가 상방 위치에 있을 때는 각 접속 부재(24)는 그 하부에서의 일부분만이 각 수용 부재(32)에 수용된 상태가 되고, 각 접속 부재(24)는 보지 플레이트(30)에 형성된 관통홀(30b)을 통과하여 이 보지 플레이트(30)로부터 상방으로 돌출되게 된다.
도 7에 도시한 바와 같이, 각 수용 부재(32)의 중공 부분에는 스프링(26)이 압축된 상태로 수용되어 있다. 이 스프링(26)은 그 하단이 접속 부재(24)의 하단 부분에 장착되고, 또한 그 상단이 관통홀(30b)의 근방에서의 보지 플레이트(30)의 하면에 장착되어 있다. 이 때문에, 스프링(26)에 의해 접속 부재(24)는 하방으로 탄성력이 가해지도록 되어 있고, 접속 부재(24)에는 항상 하향의 힘(보지 플레이트(30)로부터 하방으로 이동하고자 하는 힘)이 가해지게 된다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 회전 컵(36)의 외방에는 외측 컵(56)이 설치되어 있고, 보지 플레이트(30) 및 회전 컵(36)은 외측 컵(56)에 의해 둘러싸여 있다. 이 외측 컵(56)에는 배액관(58)이 접속되어 있고, 웨이퍼(W)의 세정을 위하여 사용되고, 웨이퍼(W)의 회전에 의해 당해 웨이퍼(W)로부터 외방으로 비산하여 외측 컵(56)에 의해 받아진 린스액 또는 에칭액 등의 처리액은 배액관(58)에 의해 배출된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 보지 플레이트(30)에는 웨이퍼(W)를 측방으로부터 지지하기 위한 기판 지지부(31)가 설치되어 있다. 기판 지지부(31)는 도 2에 도시한 바와 같이 리프트 핀 플레이트(20)가 하방 위치에 있을 때 웨이퍼(W)를 측방으로부터 지지하고, 한편 도 3에 도시한 바와 같이 리프트 핀 플레이트(20)가 상방 위치에 있을 때 웨이퍼(W)로부터 이격되도록 되어 있다. 보다 상세히 설명하면, 리프트 핀 플레이트(20)가 하방 위치로 이동할 때, 리프트 핀 플레이트(20)의 하면에 의해 기판 지지부(31)가 하방으로 압압되고, 축을 중심으로 하여 회전한다. 이에 의해, 기판 지지부(31)의 기판 지지 부분(31b)이 웨이퍼(W)를 향해 측방으로부터 이동하고, 웨이퍼(W)에 대하여 도 4에서의 좌측 방향으로 힘이 가해져, 웨이퍼(W)는 2 개의 고정 보지부(37)에 눌려 보지된다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 처리액 공급관(40)은 리프트 핀 플레이트(20)의 관통홀(20a) 및 보지 플레이트(30)의 관통홀(30a)을 각각 통과하도록 형성되어 있다. 또한, 처리액 공급관(40)은 리프트 핀 플레이트(20) 또는 보지 플레이트(30)가 회전할 때도 회전하지 않도록 되어 있다. 처리액 공급관(40)의 내부에는 린스액 또는 에칭액 등의 처리액을 통과시키기 위한 1 또는 복수의 처리액 공급로가 형성되어 있다. 도 2 및 도 3에서는 2 개의 처리액 공급로(40a, 40b)가 처리액 공급관(40)의 내부에 형성되어 있는데, 이에 한정되지 않는다. 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 처리액 공급관(40)의 선단 부분에는 리프트 핀 플레이트(20)의 관통홀(20a)을 막도록 헤드 부분(42)이 설치되어 있다. 이 헤드 부분(42)은 원판 형상과 유사한 형상으로 되어 있다. 헤드 부분(42)에는 1 또는 복수의 노즐이 설치되어 있다. 헤드 부분(42)에 설치된 각 노즐은 처리액 공급관(40)의 내부에 형성된 각 처리액 공급로에 연통하도록 되어 있고, 각 처리액 공급로로부터 각 노즐로 보내진 린스액 또는 에칭액 등의 처리액이 당해 노즐로부터 웨이퍼(W)의 이면(W2)을 향해 분사되게 된다. 또한, 처리액 공급관으로서는 린스액 또는 에칭액 등의 처리액이 통과하는 처리액 공급로에 더하여, N2 가스 등의 가스가 통과하는 가스 공급로가 형성된 것을 이용해도 된다. 또한, 대신에 처리액 공급관의 처리액 공급로에 처리액뿐 아니라 가스도 보내도록 해도 된다. 이들의 경우, 처리액 공급관의 가스 공급로 또는 처리액 공급로로 보내진 가스는 당해 공급로에 대응하는 헤드 부분의 노즐로부터 웨이퍼(W)에 분사되게 된다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 처리액 공급관(40)에는 접속 부재(52)를 개재하여 승강 구동부(50)가 설치되어 있다. 승강 구동부(50)가 접속 부재(52)를 승강시킴으로써, 이 접속 부재(52)에 접속된 처리액 공급관(40)도 승강하게 된다. 보다 상세하게 승강 구동부(50)는 도 2에 도시한 바와 같은 하방 위치와 도 3에 도시한 바와 같은 상방 위치 사이에서 처리액 공급관(40)을 승강시킨다.
또한, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 처리액 공급관(40)에는 제 1 연동 부재(44)가 접속되어 있다. 그리고, 제 1 연동 부재(44)에는 복수, 예를 들면 3 개의 봉 형상의 제 2 연동 부재(46)가 제 1 연동 부재(44)로부터 상방으로 연장되도록 접속되어 있다. 여기서, 각 제 2 연동 부재(46)는 리프트 핀 플레이트(20)의 이면으로부터 하방으로 연장되도록 설치된 각 접속 부재(24)의 저면에 접촉하도록 설치되어 있고, 봉 형상의 각 제 2 연동 부재(46)의 외경은 원통 형상의 수용 부재(32)의 내경보다 작게 되어 있다. 각 제 2 연동 부재(46)는 도 3에 도시한 바와 같이, 각 수용 부재(32) 내에서 각 접속 부재(24)를 상방으로 밀어 올릴 수 있다.
즉, 도 2에 도시한 바와 같은 상태에서, 승강 구동부(50)가 처리액 공급관(40)을 상방으로 이동시킬 때에는 처리액 공급관(40)에 접속된 제 1 연동 부재(44) 및 각 제 2 연동 부재(46)도 상방으로 이동하고, 각 제 2 연동 부재(46)가 각 수용 부재(32) 내에서 각 접속 부재(24)를 상방으로 밀어 올리게 된다. 이에 의해, 리프트 핀 플레이트(20)도 처리액 공급관(40)과 연동하여 상방으로 이동하고, 도 3에 도시한 바와 같이, 리프트 핀 플레이트(20) 및 처리액 공급관(40)은 각각 상방 위치에 도달하게 된다. 한편, 도 3에 도시한 바와 같은 상태에서, 승강 구동부(50)가 처리액 공급관(40)을 하방으로 이동시킬 때에는 수용 부재(32)의 내부에 설치된 스프링(26)의 힘에 의해 접속 부재(24)에는 항상 하방을 향하는 힘이 가해지고 있으므로, 각 접속 부재(24)의 하면이 각 제 2 연동 부재(46)의 상단 부분에 접촉한 상태에서, 각 제 2 연동 부재(46)와 함께 하방으로 이동하게 된다. 이와 같이 하여 도 2에 도시한 바와 같이, 리프트 핀 플레이트(20) 및 처리액 공급관(40)은 각각 하방 위치에 도달하게 된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 리프트 핀 플레이트(20)는 하방 위치에 있을 때는 보지 플레이트(30)에 인접한다. 한편, 도 3에 도시한 바와 같이, 리프트 핀 플레이트(20)는 상방 위치에 있을 때는 보지 플레이트(30)로부터 상방으로 이간하고, 리프트 핀(22) 상으로의 웨이퍼(W)의 전달 및 리프트 핀(22) 상으로부터의 웨이퍼(W)의 취출을 행할 수 있다.
이와 같이, 제 1 연동 부재(44) 및 3 개의 제 2 연동 부재(46)에 의해, 리프트 핀 플레이트(20)와 처리액 공급관(40)을 연동하여 일체적으로 승강시키는 연동 기구가 구성되어 있다. 또한, 제 1 연동 부재(44), 3 개의 제 2 연동 부재(46), 승강 구동부(50), 접속 부재(52)에 의해, 리프트 핀 플레이트(20) 및 처리액 공급관(40)을 보지 플레이트(30)에 대하여 상대적으로 승강시키는 승강 기구가 구성되어 있다.
그런데, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 처리액 공급관(40) 내에 형성된 처리액 공급로(40a, 40b) 중 처리액 공급로(40a)는 에칭액 공급계(40A)에 접속되고, 이 에칭액 공급계(40A)로부터 불산 및 황산을 포함하는 에칭액이 처리액 공급로(40a)로 보내진다.
또한, 처리액 공급관(40)의 처리액 공급로(40b)는 린스액 공급계(40B)에 접속되고, 이 린스액 공급계(40B)로부터 순수(린스액)가 처리액 공급로(40b)로 보내진다.
그리고, 이들 에칭액 공급계(40A) 및 린스액 공급계(40B)는 모두 제어부(3)에 의해 구동 제어된다.
또한, 보지 플레이트(30) 및 리프트 핀 플레이트(20)의 상방에는 보지 플레이트(30)에 의해 보지된 웨이퍼(W)의 표면(W1) 중앙의 변위를 구하는 제 1 레이저 변위계(4)와, 웨이퍼(W)의 표면(W1) 주연부의 변위를 구하는 제 2 레이저 변위계(5)가 배치되고, 이들 제 1 레이저 변위계(4)와 제 2 레이저 변위계(5)로부터의 신호는 제어부(3)로 보내진다.
이 경우, 제 1 레이저 변위계(4) 및 제 2 레이저 변위계(5)에 의해 기판 휨 검출부가 구성된다.
즉, 제 1 레이저 변위계(4) 및 제 2 레이저 변위계(5)는 각각 웨이퍼(W)의 표면(W1)의 중앙 및 주연부를 향해 레이저광을 조사하고, 웨이퍼(W)로부터의 반사광에 기초하여 웨이퍼(W)의 표면(W1)의 중앙 및 주연부의 변위를 구한다.
제 1 레이저 변위계(4) 및 제 2 레이저 변위계(5)로부터의 신호는 제어부(3)로 보내지고, 제어부(3)는 제 1 레이저 변위계(4) 및 제 2 레이저 변위계(5)로부터의 신호에 기초하여 웨이퍼(W)의 휨의 크기를 판단한다. 그리고, 제어부(3)가 웨이퍼(W)의 휨이 감소하여 원하는 범위 내에 들어갔다고 판단한 경우, 제어부(3)는 에칭액 공급계(40A)로부터의 에칭액의 공급을 정지시키도록 되어 있다.
그런데, 제어부(3)는 기판 휨 제거 장치(10)의 모든 기능 부품(예를 들면, 에칭액 공급계(40A) 및 린스액 공급계(40B))의 동작을 제어한다. 제어부(3)는 하드웨어로서, 예를 들면 범용 컴퓨터와, 소프트웨어로서 당해 컴퓨터를 동작시키기 위한 프로그램(장치 제어 프로그램 및 처리 레시피 등)에 의해 실현될 수 있다. 소프트웨어는 컴퓨터에 고정적으로 설치된 하드 디스크 드라이브 등의 기억 매체에 저장되거나 혹은 CD ROM, DVD, 플래쉬 메모리 등의 착탈 가능하게 컴퓨터에 세팅되는 기억 매체에 저장된다. 이러한 기억 매체가 참조 부호(3a)로 나타나 있다. 프로세서(3b)는 필요에 따라 도시하지 않은 유저 인터페이스로부터의 지시 등에 기초하여 소정의 처리 레시피를 기억 매체(3a)로부터 호출하여 실행시키고, 이에 의해 제어부(3)의 제어 하에서 웨트 에칭 장치의 각 기능 부품이 동작하여 소정의 처리가 행해진다.
이어서, 이러한 구성으로 이루어지는 기판 휨 제거 장치(10)를 이용한 기판 휨 제거 방법에 대하여 설명한다.
우선, 도 9에 도시한 레지스트 패턴 형성 장치(1)로 웨이퍼(W)가 반입된다. 이 웨이퍼(W)는 레지스트 패턴 형성 장치(1)에서 제 2 블록(B2) 내의 최상류측에 위치하는 기판 휨 제거 장치(10)에서 기판 휨 제거 처리가 실시된다.
즉, 레지스트 패턴 형성 장치(1)로 반입된 웨이퍼(W)에 대해서는 그 상류측에서 CVD 혹은 PVD에 의한 성막 처리가 실시되어 웨이퍼(W)의 표면(W1) 및 이면(W2)에 다층의 박막(F)이 형성되고(도 1의 (a) 참조), 이 후, 웨이퍼(W)의 표면(W1)에 대하여 에칭 처리가 실시되어 표면(W1) 상에 패턴(P)을 포함하는 박막(F1)이 형성된다(도 1의 (b) 참조).
이 경우, 웨이퍼(W)의 표면(W1)에 패턴(P)을 포함하는 박막(F1)이 형성되지만, 웨이퍼(W)의 이면(W2)에는 에칭 처리가 실시되지 않아, 웨이퍼(W)의 이면(W2)에는 패턴을 포함하지 않는 박막(F2)이 남는다.
이와 같이, 레지스트 패턴 형성 장치(1) 내의 기판 휨 제거 장치(10)로 반입되는 웨이퍼(W)는 상류측에서 미리 제막 처리 및 에칭 처리되어, 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 표면(W1)에는 패턴(P)을 포함하는 박막(F1)이 형성되고, 웨이퍼(W)의 이면(W2)에는 패턴을 포함하지 않는 박막(F2)이 남는다.
웨이퍼(W)의 표면(W1) 및 이면(W2)에 박막(F)이 형성되어 있을 경우, 표면(W1)과 이면(W2)에 형성된 박막(F)의 내부 응력이 상당하게 됨으로써, 웨이퍼는 평판 형상을 유지하지만(도 1의 (a)), 웨이퍼(W)의 표면(W1)에 패턴(P)을 포함하는 박막(F1)이 형성되고 이면(W2)에 패턴을 포함하지 않는 박막(F2)이 남을 경우, 표면(W1)의 박막(F1)의 내부 응력과 이면(W2)의 박막(F2)의 내부 응력 간에 불균형이 발생하여, 웨이퍼(W)에 표면(W1)이 볼록하게 되는 휨이 발생한다.
따라서, 레지스트 패턴 형성 장치(1) 내의 후공정에서, 웨이퍼(W)에 대하여 레지스트를 도포하고, 레지스트를 가열하여 레지스트막을 형성하고, 레지스트막을 노광하고, 현상하는 각종 처리를 실시할 때, 정밀도 좋게 처리를 행할 수 있도록, 특히 정밀도 좋게 노광 처리를 행할 수 있도록 웨이퍼(W)에 발생하는 휨을 기판 휨 제거 장치(10)에 의해 제거한다.
웨이퍼(W)에 발생하는 휨을 제거할 경우, 후술하는 바와 같이 기판 휨 제거 장치(10)에서, 웨이퍼(W)의 이면(W2)에 형성된 박막(F2)을 제거한다(도 1의 (c)).
이와 같이, 웨이퍼(W)의 이면(W2)에 형성된 박막(F2)을 제거함으로써, 표면(W1)측의 박막(F1)의 내부 응력과 이면(W2)측의 박막(F2)의 내부 응력을 균일화시켜, 웨이퍼(W)의 형상을 평판 형상으로 되돌릴 수 있다.
이와 같이 하여 휨이 제거되어 평판 형상이 된 웨이퍼(W)에 대하여, 레지스트 패턴 형성 장치(1) 내에서 다음 공정의 레지스트 패턴을 정밀도 좋게 형성할 수 있다.
이어서, 기판 휨 제거 장치(10)에서의 작용에 대하여 이하에 상술한다.
우선, 승강 기구에 의해 리프트 핀 플레이트(20) 및 처리액 공급관(40)을 도 3에 도시한 바와 같은 상방 위치에 위치시킨다(도 8의 단계(1) 참조). 이어서, 도 3의 이점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 기판 휨 제거 장치(10)의 외부로부터 웨이퍼(W)가 반송 암(104)에 의해 기판 휨 제거 장치(10)로 반송되고, 이 웨이퍼(W)가 리프트 핀 플레이트(20)의 리프트 핀(22) 상에 재치된다(도 8의 단계(2) 참조). 이 때, 웨이퍼(W)의 표면(W1)에 패턴(P)을 포함하는 박막(F1), 이면(W2)에 패턴을 포함하지 않는 박막(F2)이 형성되어 있기 때문에, 웨이퍼(W)에는 표면(W1)에 볼록하게 되는 휨이 발생되어 있다.
이어서, 제어부(3)가 승강 구동부(50)를 제어하여, 승강 구동부(50)가 처리액 공급관(40)을 상방 위치로부터 하방 위치까지 이동시킨다. 이 때, 수용 부재(32)의 내부에 설치된 스프링(26)의 힘에 의해 접속 부재(24)에는 항상 하방을 향하는 힘이 가해지고 있으므로, 처리액 공급관(40)의 하방으로의 이동에 연동하여 리프트 핀 플레이트(20)도 하방으로 이동하고, 리프트 핀 플레이트(20)가 상방 위치로부터 하방 위치까지 이동한다(도 8의 단계(3) 참조). 또한, 이 때, 리프트 핀 플레이트(20)의 하면에 의해 기판 지지부(31)가 하방으로 압압되고, 이에 의해 기판 지지부(31)가 축을 중심으로 하여 회전한다. 이와 같이 하여, 기판 지지부(31)의 기판 지지 부분(31b)이 웨이퍼(W)를 향해 당해 웨이퍼(W)의 측방으로부터 이동하고, 기판 지지부(31)에 의해 웨이퍼(W)는 측방으로부터 지지되게 된다. 이 때, 기판 지지부(31)에 의해 측방으로부터 지지된 웨이퍼(W)는 리프트 핀(22)으로부터 상방으로 이간하게 된다.
리프트 핀 플레이트(20) 및 처리액 공급관(40)이 도 2에 도시한 바와 같은 하방 위치에 도달한 후, 제어부(3)가 회전 구동부(39)를 제어하고, 회전 구동부(39)에 의해 보지 플레이트(30)를 회전시킨다. 이 때, 보지 플레이트(30)의 이면에 설치된 각 수용 부재(32)에, 리프트 핀 플레이트(20)의 이면에 설치된 각 접속 부재(24)가 수용된 상태로 되어 있으므로, 보지 플레이트(30)가 회전할 때 리프트 핀 플레이트(20)도 연동하여 회전하고, 웨이퍼(W)도 회전하게 된다. 또한, 이 때, 처리액 공급관(40)은 회전하지 않고 정지한 채이다.
이어서, 웨이퍼(W)가 회전한 상태에서, 제어부(3)가 에칭액 공급계(40A)를 작동시키고, 에칭액 공급계(40A)로부터 에칭액이 처리액 공급관(40)의 처리액 공급로(40a) 내로 공급되고, 처리액 공급관(40)의 처리액 공급로(40a)로부터 웨이퍼(W)의 이면(W2)을 향해 에칭액이 공급된다(도 8의 단계(4) 참조).
이와 같이, 웨이퍼(W)의 이면(W2)에 대하여 에칭액을 공급함으로써, 이면(W2)측의 패턴을 포함하지 않는 박막(F2)이 서서히 제거된다. 이에 의해, 표면(W1)측의 박막(F1)의 내부 응력과 이면(W2)측의 박막(F2)의 내부 응력이 서서히 균일화되어, 웨이퍼(W)에 발생하는 휨도 서서히 감소한다.
그 동안에, 제 1 레이저 변위계(4)에 의해 웨이퍼(W)의 표면(W1)의 중앙의 변위가 구해지고, 제 2 레이저 변위계(5)에 의해 웨이퍼(W)의 표면(W1)의 주연부의 변위가 구해진다. 제 1 레이저 변위계(4) 및 제 2 레이저 변위계(5)로부터의 신호는 제어부(3)로 보내지고, 제어부(3)는 제 1 레이저 변위계(4) 및 제 2 레이저 변위계(5)로부터의 신호에 기초하여, 웨이퍼(W)의 휨의 크기를 검출한다. 검출된 웨이퍼(W)의 휨의 크기가 미리 정해진 소정의 범위에 들어갈 경우, 웨이퍼(W)에 휨이 제거되었다고 판단하여(단계(5)), 에칭액 공급계(40A)의 작동을 정지시킨다(단계(6)).
제어부(3)는 이어서 린스액 공급계(40B)를 작동시키고, 린스액 공급계(40B)로부터 순수(린스액)가 처리액 공급관(40)의 처리액 공급로(40b) 내로 공급된다. 린스액은 처리액 공급관(40)의 처리액 공급로(40b)로부터 웨이퍼(W)의 이면(W2)을 향해 공급되고, 웨이퍼(W)에 대한 린스 처리가 행해진다(단계(7)). 그 동안에, 제어부(3)는 보지 플레이트(30) 및 리프트 핀 플레이트(20)를 회전시켜, 웨이퍼(W)는 연속적으로 회전하고 있다.
웨이퍼(W)의 린스 처리가 종료되면, 웨이퍼(W)를 더 회전시킴으로써 웨이퍼(W)의 건조 처리를 행한다. 이 후, 승강 구동부(50)가 처리액 공급관(40)을 하방 위치로부터 상방 위치까지 이동시킨다. 이 때, 각 제 2 연동 부재(46)가 각 접속 부재(24)를 상방으로 밀어 올림으로써, 처리액 공급관(40)의 상방으로의 이동에 연동하여 리프트 핀 플레이트(20)도 상방으로 이동하고, 리프트 핀 플레이트(20)가 하방 위치로부터 상방 위치까지 이동한다(도 8의 단계(8) 참조). 또한, 이 때, 기판 지지부(31)에 대한 용수철 부재의 가하는 힘에 의해, 기판 지지부(31)는 축을 중심으로 하여 도 3의 시계 방향으로 회전한다. 이에 의해, 기판 지지부(31)는 웨이퍼(W)로부터 측방으로 이간하게 된다. 기판 지지부(31)가 웨이퍼(W)로부터 측방으로 이간함으로써, 이 웨이퍼(W)는 리프트 핀(22)에 의해 이면으로부터 지지되게 된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 리프트 핀 플레이트(20) 및 처리액 공급관(40)이 상방 위치에 도달한 후, 리프트 핀(22) 상에 재치된 웨이퍼(W)는 반송 암(104)에 의해 당해 리프트 핀(22)으로부터 취출된다(도 8의 단계(9) 참조). 반송 암(104)에 의해 취출된 웨이퍼(W)는 기판 휨 제거 장치(10)의 외부로 반송된다. 이와 같이 하여, 일련의 웨이퍼(W)에 대한 기판 휨 제거 처리가 완료된다. 이 후, 웨이퍼(W)는 레지스트 패턴 형성 장치(1) 내에서 다음 공정의 레지스트 패턴이 형성된다.
이와 같이 본 실시예에 따르면, 레지스트 패턴 형성 장치(1)의 최상류에 설치된 기판 휨 제거 장치(10)에서, 웨이퍼(W)에 발생하는 휨을 미리 제거할 수 있으므로, 이 후의 레지스트 패턴 형성 처리(노광 처리), 열 처리, 냉각 처리 등을 정밀도 좋게 행할 수 있다.
또한, 웨이퍼(W)의 이면(W2)에 형성된 박막(F2)을 이면(W2)으로 에칭액을 공급하여 제거함으로써 휨을 제거하고, 또한 제 1 레이저 변위계(4) 및 제 2 레이저 변위계(5)로부터의 신호에 의해 제어부(3)가 웨이퍼(W)의 휨의 크기를 확인하여, 웨이퍼(W)의 휨이 제거되었다고 판단한 경우 에칭액의 공급을 정지시키므로, 보다 간단하고 확실히 웨이퍼(W)의 휨을 정밀도 좋게 제거할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서, 웨이퍼(W)에 상방을 향해 볼록하게 되는 휨이 발생할 경우에 대하여 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 웨이퍼(W)에 상방을 향해 오목하게 되는 휨이 발생할 경우에도 적용할 수 있다. 또한, 상기 실시예에서, 기판 휨 제거 장치(10)를 레지스트 패턴 형성 장치(1) 내에 탑재한 예를 나타냈지만, 레지스트 패턴 형성 장치(1)의 상류측에 레지스트 패턴 형성 장치(1)로부터 독립적으로 기판 휨 제거 장치(10)를 설치해도 된다. 또한, 박막 제거부로서 에칭액을 공급하는 처리액 공급관(40)을 형성한 예를 나타냈지만, 이에 한정되지 않고, 박막 제거부로서 웨이퍼(W)의 이면(W2)에 형성된 박막(F2)을 제거하기 위하여 CMP(Chemical Mechanical Polishing)를 실시하는 CMP 장치를 이용해도 된다.
1 : 레지스트 패턴 형성 장치
3 : 제어부
4 : 제 1 레이저 변위계
5 : 제 2 레이저 변위계
10 : 기판 휨 제거 장치
20 : 리프트 핀 플레이트
20a : 관통홀
22 : 리프트 핀
24 : 접속 부재
30 : 보지 플레이트
30a : 관통홀
30b : 관통홀
31 : 기판 지지부
32 : 수용 부재
34 : 회전축
36 : 회전 컵
37 : 고정 보지부
38 : 접속 부재
39 : 회전 구동부
40 : 처리액 공급관
40a, 40b : 처리액 공급로
42 : 헤드 부분
44 : 제 1 연동 부재
46 : 제 2 연동 부재
50 : 승강 구동부
52 : 접속 부재
56 : 외측 컵
W : 웨이퍼
W1 : 표면
W2 : 이면
P : 패턴
F, F1, F2 : 박막

Claims (16)

  1. 패턴을 포함하는 박막을 가지는 패턴 형성면과, 패턴 형성면의 반대측에 위치하고 패턴을 포함하지 않는 박막을 가지는 패턴 비형성면을 가지는 기판을 보지(保持)하는 기판 보지부와,
    기판의 패턴 비형성면측에 설치되고, 패턴 비형성면의 박막을 제거하는 박막 제거부와,
    기판의 휨의 크기를 검출하는 기판 휨 검출부와,
    상기 박막 제거부를 구동 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 기판 휨 검출부는, 기판의 패턴 비형성면의 박막의 제거가 행해지고 있는 동안에 기판의 휨의 크기를 검출하고, 상기 제어부는, 상기 기판 휨 검출부로부터의 신호에 기초하여 기판의 휨이 제거되었다고 판단한 경우, 상기 박막 제거부의 작동을 정지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 휨 제거 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 박막 제거부는 기판의 패턴 비형성면측에 배치된 처리액 공급부를 가지는 것을 특징으로 하는 기판 휨 제거 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 처리액 공급부는 처리액을 공급하는 처리액 공급관을 가지고, 상기 처리액 공급관으로 에칭액을 공급하는 에칭액 공급계가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 휨 제거 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 기판 보지부는 패턴 비형성면이 하방을 향하게 기판을 보지하고,
    상기 처리액 공급부는 기판의 하방에 배치되어, 기판의 패턴 비형성면으로 처리액을 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 휨 제거 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 휨 검출부는 기판의 표면 중앙의 변위를 구하는 제 1 레이저 변위계와, 기판의 표면 주연부의 변위를 구하는 제 2 레이저 변위계를 가지는 것을 특징으로 하는 기판 휨 제거 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 보지부는 기판을 보지하는 보지 플레이트와, 상기 보지 플레이트를 회전시키는 회전 구동부를 가지고,
    상기 기판 휨 검출부는 상기 보지 플레이트에 보지된 기판을 회전시키면서 기판의 패턴 비형성면의 박막의 제거가 행해지고 있는 동안에 기판의 휨의 크기를 검출하는 것을 특징으로 하는 기판 휨 제거 장치.
  7. 패턴을 포함하는 박막을 가지는 패턴 형성면과, 패턴 형성면의 반대측에 위치하고 패턴을 포함하지 않는 박막을 가지는 패턴 비형성면을 가지는 기판을 보지(保持)하는 기판 보지부와, 기판의 패턴 비형성면측에 설치되고 패턴 비형성면의 박막을 제거하는 박막 제거부와, 기판의 휨의 크기를 검출하는 기판 휨 검출부와, 상기 박막 제거부를 구동 제어하는 제어부를 구비하는 기판 휨 제거 장치를 이용한 기판 휨 제거 방법에 있어서,
    상기 기판 보지부에 의해 기판을 보지하는 공정과,
    상기 박막 제거부에 의해 기판의 패턴 비형성면의 박막을 제거하는 공정과,
    기판의 패턴 비형성면의 박막의 제거가 행해지고 있는 동안에 상기 기판 휨 검출부에 의해 기판의 휨의 크기를 검출하는 공정을 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 기판 휨 검출부로부터의 신호에 기초하여 기판의 휨이 제거되었다고 판단한 경우, 상기 박막 제거부의 작동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 기판 휨 제거 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 박막 제거부에 의해 박막 제거를 행할 때, 처리액 공급부로부터 기판의 패턴 비형성면으로 처리액을 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 휨 제거 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 처리액 공급부로부터 기판의 패턴 비형성면으로 처리액을 공급할 때, 상기 처리액 공급부로부터 기판의 패턴 비형성면으로 처리액으로서 에칭액을 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 휨 제거 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판 보지부는 패턴 비형성면이 하방을 향하게 기판을 보지하고,
    상기 처리액 공급부는 기판의 하방에 배치되어, 기판의 패턴 비형성면으로 처리액을 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 휨 제거 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 기판 휨 검출부에 의한 기판의 휨의 크기를 검출할 때, 제 1 레이저 변위계에 의해 기판의 표면 중앙의 변위를 구하고, 제 2 레이저 변위계에 의해 기판의 표면 주연부의 변위를 구하는 것을 특징으로 하는 기판 휨 제거 방법.
  12. 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 보지부는 기판을 보지하는 보지 플레이트와, 상기 보지 플레이트를 회전시키는 회전 구동부를 가지고,
    상기 보지 플레이트에 보지된 기판을 회전시키면서 기판의 패턴 비형성면의 박막의 제거가 행해지고 있는 동안에 상기 기판 휨 검출부에 의해 기판의 휨의 크기를 검출하는 것을 특징으로 하는 기판 휨 제거 방법.
  13. 기판 휨 제거 장치에 기판 휨 제거 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램을 저장한 기억 매체에 있어서,
    기판 휨 제거 방법은,
    패턴을 포함하는 박막을 가지는 패턴 형성면과, 패턴 형성면의 반대측에 위치하고 패턴을 포함하지 않는 박막을 가지는 패턴 비형성면을 가지는 기판을 보지(保持)하는 기판 보지부와, 기판의 패턴 비형성면측에 설치되고 패턴 비형성면의 박막을 제거하는 박막 제거부와, 기판의 휨의 크기를 검출하는 기판 휨 검출부와, 상기 박막 제거부를 구동 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 휨 제거 장치를 이용한 기판 휨 제거 방법으로서,
    상기 기판 보지부에 의해 기판을 보지하는 공정과,
    상기 박막 제거부에 의해 기판의 패턴 비형성면의 박막을 제거하는 공정과,
    기판의 패턴 비형성면의 박막의 제거가 행해지고 있는 동안에 상기 기판 휨 검출부에 의해 기판의 휨의 크기를 검출하는 공정을 구비하고,
    상기 제어부는, 기판 휨 검출부로부터의 신호에 기초하여 기판 휨이 제거되었다고 판단한 경우, 상기 박막 제거부의 작동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 기억 매체.
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