KR101997880B1 - 기판 처리 장치, 이를 구비하는 도포 현상 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치, 이를 구비하는 도포 현상 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

기판 상에 형성되는 패턴의 스페이스 간으로부터 액체를 용이하게 배출한다. 기판을 보지하고, 이 기판의 중심부를 회전 중심으로서 당해 기판을 회전 가능한 기판 보지부와, 상기 기판 보지부에 의해 회전되는 상기 기판의 중앙으로부터 외연을 향하는 방향을 따라 이동 가능하고, 당해 기판의 표면으로 린스액을 공급하는 린스액 공급부와, 상기 린스액 공급부와 함께 상기 기판의 중앙으로부터 외연을 향해 이동 가능하고, 상기 기판의 표면에 수직인 방향으로부터 수직 경사각으로 경사지고, 또한 상기 기판의 반경 방향으로부터 상기 기판의 회전 방향 하류측으로 수평 경사각으로 경사진 공급 방향으로부터, 상기 기판 보지부에 의해 회전되는 상기 기판의 표면으로 불활성 가스를 공급하는 제 1 불활성 가스 공급부를 구비하는 기판 처리 장치에 의해 상기한 과제가 달성된다.

Description

기판 처리 장치, 이를 구비하는 도포 현상 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, COATING AND DEVELOPING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 발명은 기판 처리 장치, 이를 구비하는 도포 현상 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 집적회로(IC)를 제조할 때의 포토리소그래피 공정은, 기판 상에 형성된 포토레지스트막을 소정의 마스크(레티클(reticle))를 통하여 노광하고, 노광된 포토레지스트막을 현상액으로 현상하고, 현상액을 순수 등으로 린스(세정하는 것)한 후, 기판을 건조하는 순서로 행해진다.
건조 시에는, 기판을 회전시킴으로써 발생하는 원심력에 의해 기판 상에 남는 순수 등을 털어내는데, 그것만으로는 기판 표면에 워터 마크 등이 발생할 경우가 있다. 이를 방지하기 위하여, 순수를 공급하는 순수 노즐과, 불활성 가스를 분사하는 불활성 가스 노즐을 이용하는 기판 처리 방법이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 이 기판 처리 방법에서는, 구체적으로, 순수와 불활성 가스를 분사하면서, 순수 노즐 및 불활성 가스 노즐이 피건조 기판의 표면에 대하여 평행으로 또한 피건조 기판의 중심으로부터 외주에 걸쳐 직경 방향으로 동시에 이동된다. 이러한 방법에 의하면, 기판 중심부로부터 외주를 향해 건조 영역이 대략 동심원 형상으로 확산되므로, 워터 마크 또는 오염을 발생시키지 않고, 대략 청정하게 건조할 수 있다.
특허 명세서 제3322853호
그런데, 최근의 진보된 고집적도화에 수반하여, IC의 한계 치수(CD)는 20 nm 정도까지 감소하고 있다. 이러한 한계 치수로 형성되는 패턴에서는, 배선 간의 스페이스가 좁아지고, 또한 애스펙트비도 커지는 경향이 있다. 이러한 패턴에서는, 순수 등의 건조 시, 배선 간의 스페이스로부터 순수를 배출하는 것이 어렵게 되어 있다. 스페이스에 순수가 부분적으로 남으면, 순수의 표면 장력에 의해 그 스페이스를 형성하는 라인이 손상되어, 결함이 발생하게 된다.
본 발명은, 이러한 사정에 비추어 이루어지고, 기판 상에 형성되는 패턴의 스페이스 간으로부터 액체를 용이하게 배출할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공한다.
본 발명의 제 1 태양에 따르면, 기판을 보지(保持)하고, 상기 기판의 중앙부를 회전 중심으로서 상기 기판을 회전 가능한 기판 보지부와, 상기 기판 보지부에 의해 회전되는 상기 기판의 중앙으로부터 외연을 향하는 방향을 따라 이동 가능하고, 상기 기판의 표면으로 린스액을 공급하는 린스액 공급부와, 상기 린스액 공급부와 함께 상기 기판의 중앙으로부터 외연을 향하는 방향을 따라 이동 가능하고, 상기 기판의 표면에 수직인 방향으로부터 수직 경사각으로 경사지고, 또한 상기 기판의 반경 방향으로부터 상기 기판의 회전 방향 하류측으로 수평 경사각으로 경사진 공급 방향으로부터, 상기 기판 보지부에 의해 회전되는 상기 기판의 표면으로 불활성 가스를 공급하는 제 1 불활성 가스 공급부를 구비하는 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제 2 태양에 따르면, 기판에 포토레지스트막을 형성하는 포토레지스트막 형성부와, 제 1 태양의 기판 처리 장치를 구비하고, 상기 기판 처리 장치가 상기 포토레지스트막 형성부에 의해 형성되고, 노광된 상기 포토레지스트막에 대하여 현상액을 공급하는 현상액 공급부를 더 구비하는 도포 현상 장치가 제공된다.
본 발명의 제 3 태양에 따르면, 기판을 보지하고, 상기 기판의 중앙부를 회전 중심으로서 상기 기판을 회전시키는 회전 단계와, 회전되는 상기 기판의 중앙으로부터 외연을 향하는 방향을 따라 린스액 공급부를 이동시키면서, 상기 린스액 공급부로부터 상기 기판의 표면으로 린스액을 공급하는 린스액 공급 단계와, 상기 린스액 공급부와 함께 상기 기판의 중앙으로부터 외연을 향하는 방향을 따라 불활성 가스 공급부를 이동시키면서, 상기 불활성 가스 공급부에 의해, 상기 기판의 표면에 수직인 방향으로부터 수직 경사각으로 경사지고, 또한 상기 기판의 반경 방향으로부터 상기 기판의 회전 방향 하류측으로 수평 경사각으로 경사진 공급 방향으로부터, 회전되는 상기 기판의 표면으로 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 단계를 구비하는 기판 처리 방법이 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판 상에 형성되는 패턴의 스페이스 간으로부터 액체를 용이하게 배출할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포토레지스트 도포 현상 장치를 도시한 개략 평면도이다.
도 2는 도 1의 포토레지스트 도포 현상 장치의 개략 사시도이다.
도 3은 도 1의 포토레지스트 도포 현상 장치의 개략 측면도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판 처리 장치로서의 현상 모듈을 도시한 개략 측면도이다.
도 5는 도 4의 현상 모듈을 도시한 개략 평면도이다.
도 6은 도 4 및 도 5의 현상 모듈에 구비되는 복합 노즐을 도시한 개략 사시도이다.
도 7은 도 6의 복합 노즐을 도시한 개략 상면도이다.
도 8은 도 7의 I - I 선을 따른 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 기판 처리 장치로서의 현상 모듈의 효과를 설명하는 설명도이다.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 기판 처리 장치로서의 현상 모듈의 실험예의 결과를 비교예의 결과와 함께 도시한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치로서의 현상 모듈에 구비되는 복합 노즐의 제 1 변형예를 도시한 개략 사시도이다.
도 12는 제 2 변형예의 복합 노즐에서의 경사 노즐의 기울기와, 복합 노즐의 위치의 관계를 나타낸 그래프이다.
이하에, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 한정적이지 않은 예시의 실시예에 대하여 설명한다. 첨부한 전체 도면 중, 동일 또는 대응하는 부재 또는 부품에 대해서는, 동일 또는 대응하는 참조 부호를 부여하여, 중복되는 설명을 생략한다. 또한 도면은, 부재 혹은 부품 간의 상대비를 나타내는 것을 목적으로 하지 않고, 따라서 구체적인 치수는, 이하의 한정적이지 않은 실시예에 비추어, 당업자에 의해 결정되어야 할 것이다.
(제 1 실시예)
우선, 도 1부터 도 4까지를 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포토레지스트 도포 현상 장치(이하, 단순히 도포 현상 장치라 함)를 설명한다. 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 도포 현상 장치(100)에는 캐리어 스테이션(S1), 처리 스테이션(S2) 및 인터페이스 스테이션(S3)이 이 순서대로 나란히 설치되어 있다. 또한, 도포 현상 장치(100)의 인터페이스 스테이션(S3)측에는 노광 장치(S4)가 결합되어 있다.
캐리어 스테이션(S1)은 재치대(載置臺)(21) 및 반송 기구(C)를 가진다. 재치대(21) 상에는, 소정의 매수(예를 들면 25 매)의 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼)(W)가 수용되는 캐리어(20)가 재치된다. 본 실시예에서는, 재치대(21)에는 4 개의 캐리어(20)를 나란히 재치할 수 있다. 이하의 설명에서는, 도 1에 도시한 바와 같이 캐리어(20)의 배열과 나란한 방향을 Y 방향으로 하고, 이와 직교하는 방향을 X 방향으로 한다. 반송 기구(C)는 캐리어(20)로부터 웨이퍼(W)를 취출하여 처리 스테이션(S2)으로 반송하고, 또한 처리 스테이션(S2)에서 처리된 처리 완료된 웨이퍼(W)를 수취하여, 캐리어(20)에 수용한다.
처리 스테이션(S2)은, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 선반 유닛(U1), 선반 유닛(U2) 및, 서로 적층되는 제 1 블록(DEV층)(B1), 제 2 블록(BCT층)(B2), 제 3 블록(COT층)(B3) 및 제 4 블록(TCT층)(B4)을 가지고 있다.
선반 유닛(U1)은, 도 3에 도시한 바와 같이 예를 들면 아래로부터 차례로 적층된 전달 모듈(TRS1, TRS1, CPL11, CPL2, BF2, CPL3, BF3, CPL4 및 TRS4)을 가진다. 또한 도 1에 도시한 바와 같이, 선반 유닛(U1)의 + Y 방향측에는 승강 가능한 반송 기구(D)가 설치되고, 선반 유닛(U1)의 각 모듈 사이에서는 반송 기구(D)에 의해 웨이퍼(W)가 반송된다.
선반 유닛(U2)은, 도 3에 도시한 바와 같이 예를 들면 아래로부터 차례로 적층된 전달 모듈(TRS6, TRS6 및 CPL12)을 가진다.
또한, 전달 모듈 중 참조 부호 ‘CPL + 숫자’가 부여되어 있는 전달 모듈에는, 웨이퍼(W)를 가열하는 가열 모듈을 겸하는 것이 있으며, 웨이퍼(W)를 냉각하여 소정의 온도(예를 들면 23℃)로 유지하는 냉각 모듈을 겸하는 것이 있다. 참조 부호 ‘BF + 숫자’가 부여되어 있는 전달 모듈은, 복수매의 웨이퍼(W)를 재치 가능한 버퍼 모듈을 겸하고 있다. 또한, 전달 모듈(TRS, CPL, BF) 등에는 웨이퍼(W)가 재치되는 재치부가 설치되어 있다.
적층되는 제 1 블록(B1)부터 제 4 블록(B4)에는, 각각 선반 유닛(U3)이 설치되어 있다. 선반 유닛(U3)은 적층되는 4 열의 처리 장치군으로부터 이루어지고, 각 처리 장치군에는, 제 1 블록(B1)부터 제 4 블록(B4)의 각각에서 행해지는 처리에 대한 전처리 및 후처리를 행하는 냉각 유닛, 가열 유닛 및 소수화 처리 유닛 등의 다양한 처리 유닛(도시하지 않음)이 설치되어 있다. 또한, 선반 유닛(U3)의 각 처리 장치군 간의 웨이퍼(W)의 전달은, 각각 반송 암(A1, A2, A3, 및 A4)에 의해 행해진다. 반송 암(A1부터 A4)은 X 축 방향을 따라 이동 가능하다.
또한, 제 1 블록(B1)에는 예를 들면 3 개의 현상 모듈(22)(도 1), 반송 암(A1)이 설치되어 있다. 상세하게는, 제 1 블록(B1) 내에는 2 개의 현상 처리부(26)가 상하로 적층되어 있다. 또한, 제 1 블록(B1)과 제 2 블록(B2)의 사이에는 셔틀 암(E)(도 3)이 설치되어 있다. 후술하는 바와 같이 각 현상 모듈(22)은, 웨이퍼(W)를 보지하여 웨이퍼(W)의 중심을 회전 중심으로서 회전하는 스핀 척과, 척에 의해 보지되는 웨이퍼(W)에 다양한 유체를 공급하는 복합 노즐과, 스핀 척에 의해 보지되는 웨이퍼(W)를 둘러싸도록 배치되는 컵부를 가지고 있다. 복합 노즐에는, 현상액을 공급하는 현상액 공급 노즐과, 현상액을 린스하는 린스액을 웨이퍼(W)의 표면으로 공급하는 린스액 공급 노즐과, 린스액에 의한 현상액의 린스를 보조하는 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 노즐이 설치되어 있다. 이러한 구성에 의해, 현상 모듈(22) 내에서, 노광된 포토레지스트막이 현상된다.
제 2 블록(B2), 제 3 블록(B3) 및 제 4 블록(B4)은, 제 1 블록(B1)과 동일한 구성을 가지고 있다. 단, 제 2 블록(B2)에서는 반사 방지막용의 약액이 웨이퍼(W)로 공급되고, 포토레지스트막의 하지층(下地層)이 되는 하부 반사 방지막이 형성된다. 또한, 제 4 블록(B4)에서도 반사 방지막용의 약액이 웨이퍼(W)로 공급되고, 포토레지스트막 상에 상부 반사 방지막이 형성된다. 또한 도 3에 나타낸 참조 기호(A2, A3, A4)는, 각각 제 2 블록(B2), 제 3 블록(B3) 및 제 4 블록(B4)에 설치된 반송 암이다.
또한, 인터페이스 스테이션(S3)에는 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 인터페이스 암(F)이 설치되어 있다. 인터페이스 암(F)은, 처리 스테이션(S2)의 선반 유닛(U2)의 + X 방향측에 배치되어 있다. 선반 유닛(U2)의 각 모듈 간, 및 각 모듈과 노광 장치(S4)의 사이에서는, 인터페이스 암(F)에 의해 웨이퍼(W)가 반송된다.
상기한 구성을 가지는 도포 현상 장치(100)에서는, 이하와 같이 웨이퍼(W)가 각 모듈에 반송되어, 포토레지스트막이 형성되고, 노광된 포토레지스트막이 현상 된다. 우선, 캐리어 스테이션(S1)의 반송 기구(C)에 의해 재치대(21) 상의 캐리어(20)로부터 웨이퍼(W)가 취출되고, 처리 스테이션(S2)의 선반 유닛(U1)의 전달 모듈(CPL2)로 반송된다(도 3 참조). 전달 모듈(CPL2)로 반송된 웨이퍼(W)는, 제 2 블록(B2)의 반송 암(A2)에 의해, 제 2 블록(B2)의 열처리 모듈 및 도포 모듈로 순차적으로 반송되고, 웨이퍼(W) 상에 하부 반사 방지막이 형성된다.
하부 반사 방지막이 형성된 웨이퍼(W)는, 반송 암(A2)에 의해 선반 유닛(U1)의 전달 모듈(BF2)로 반송되고, 반송 기구(D)(도 1)에 의해 선반 유닛(U1)의 전달 모듈(CPL3)로 반송된다. 이어서, 웨이퍼(W)는 제 3 블록(B3)의 반송 암(A3)에 의해 수취되고, 제 3 블록(B3)의 열처리 모듈 및 도포 모듈로 순차적으로 반송되고, 하부 반사 방지막 상에 포토레지스트막이 형성된다.
포토레지스트막이 형성된 웨이퍼(W)는, 반송 암(A3)에 의해 선반 유닛(U1)의 전달 모듈(BF3)로 반송된다.
또한, 포토레지스트막이 형성된 웨이퍼(W)는 제 4 블록(B4)에서 또한 반사 방지막이 형성되는 경우도 있다. 이 경우에는, 웨이퍼(W)는 전달 모듈(CPL4)을 거쳐 제 4 블록(B4)의 반송 암(A4)에 수취되고, 제 4 블록(B4)의 열처리 모듈 및 도포 모듈로 순차적으로 반송되고, 포토레지스트막 상에 상부 반사 방지막이 형성된다. 이 후 웨이퍼(W)는, 반송 암(A4)에 의해 선반 유닛(U1)의 전달 모듈(TRS4)로 전달된다.
포토레지스트막(또는, 그 위에 또한 상부 반사 방지막)이 형성된 웨이퍼(W)는, 반송 기구(D)에 의해 전달 모듈(BF3)(또는 전달 모듈(TRS4))로부터 전달 모듈(CPL11)로 반송된다. 전달 모듈(CPL11)로 반송된 웨이퍼(W)는, 셔틀 암(E)에 의해 선반 유닛(U2)의 전달 모듈(CPL12)로 반송된 후, 인터페이스 스테이션(S3)의 인터페이스 암(F)에 수취된다.
이 후, 웨이퍼(W)는 인터페이스 암(F)에 의해 노광 장치(S4)로 반송되고, 소정의 노광 처리가 행해진다. 노광 처리가 행해진 웨이퍼(W)는, 인터페이스 암(F)에 의해 선반 유닛(U2)의 전달 모듈(TRS6)로 반송되고, 처리 스테이션(S2)으로 되돌려진다. 처리 스테이션(S2)으로 되돌려진 웨이퍼(W)는 제 1 블록(B1)으로 반송되고, 현상 모듈(22)에서 현상 처리가 행해진다. 현상 처리가 행해진 웨이퍼(W)는, 반송 암(A1)에 의해 선반 유닛(U1)의 전달 모듈(TRS1)로 반송되고, 반송 기구(C)에 의해 캐리어(20)로 되돌려진다.
본 실시예에 따른 도포 현상 장치(100)는 후술하는 현상 모듈(22)을 구비하고 있기 때문에, 현상 모듈(22)에 의해 발휘되는 효과 및 이점이 도포 현상 장치(100)에서도 발휘된다.
(제 2 실시예)
이어서 도 4에서 도 6까지를 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판 처리 장치로서의 현상 모듈(22)에 대하여 설명한다. 이 현상 모듈(22)은, 상술한 도포 현상 장치(100)에서 제 1 블록(B1)의 현상 모듈(22)로서 이용된다. 도 4는 현상 모듈(22)의 구성을 모식적으로 도시한 단면도이며, 도 5는 그 평면도이다.
현상 모듈(22)은, 웨이퍼(W)의 이면 중앙부를 흡착하고, 웨이퍼(W)를 수평으로 유지하고, 또한 웨이퍼(W)를 회전시키는 스핀 척(2)을 구비한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 스핀 척(2)은 회전축(24)을 개재하여 구동 기구(25)와 접속되어 있고, 구동 기구(25)에 의해 웨이퍼(W)가 회전되고, 승강된다.
또한, 스핀 척(2)에 보지되는 웨이퍼(W)를 둘러싸도록 하여 상방이 개구되는 컵부(3)가 설치되어 있다. 이 컵부(3)는, 상부측이 사각 형상이고 하부측이 원통 형상인 외컵(31)과, 상부측이 내측으로 경사진 통 형상의 내컵(32)으로 구성된다. 외컵(31)의 하단부에 접속된 승강부(33)에 의해 외컵(31)이 승강하고, 외컵(31)의 하단에서 내주 방향으로 연장되는 단부(段部)(31a)가 내컵(32)의 하단에 접함으로써 내컵(32)이 승강된다.
또한 도 4 에 도시한 바와 같이, 스핀 척(2)의 하방측에는 원형 판(34)이 설치되어 있고, 이 원형 판(34)을 둘러싸도록, 오목 형상의 단면 형상을 가지는 액받이부(35)가 설치되어 있다. 액받이부(35)의 저면(底面)에는 드레인 배출구(36)가 형성되어 있고, 웨이퍼(W)로부터 넘쳐 흐르거나, 또는 털어내져 액받이부(35)에 수취된 현상액 또는 린스액은 이 드레인 배출구(36)를 거쳐 장치의 외부로 배출된다.
또한, 원형 판(34)의 외측에는 단면 산 형상의 링 부재(37)가 설치되어 있다. 또한, 원형 판(34)을 관통하는 예를 들면 3 개의 승강 핀(도시하지 않음)이 설치되어 있고, 이 승강 핀은, 반송 암(A1)(도 1)과 협동하여 웨이퍼(W)를 스핀 척(2)으로 전달한다.
또한, 스핀 척(2)에 보지된 웨이퍼(W)의 표면과 대향하여, 승강 및 수평 이동 가능한 복합 노즐(4)이 설치되어 있다. 도 5에 도시한 바와 같이, 복합 노즐(4)은 노즐 암(5)의 일단측에 지지되고, 이 노즐 암(5)의 타단측은 승강 가능한 구동부(51)와 접속되어 있다. 또한 구동부(51)는, 컵부(3)의 외측에서 X 방향으로 연장되는 가이드 부재(52)를 따라 X 방향으로 이동할 수 있다. 이에 의해, 복합 노즐(4)은 스핀 척(2)에 의해 보지되는 웨이퍼(W)의 중앙으로부터 주연부를 향하는 방향으로 병진 이동할 수 있다. 또한, 컵부(3)의 외측에는 복합 노즐(4)의 노즐 대기부(53)가 설치되어 있다. 복합 노즐(4)의 대기 시에는, 노즐 대기부(53)에서 각 노즐(후술)의 선단의 세정 등이 행해진다.
또한, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 현상 모듈(22)에는, 컴퓨터로 이루어지는 제어부(7)가 설치되어 있다. 제어부(7)는 구동 기구(25), 승강부(33) 및 구동부(51) 등의 동작을 제어한다. 또한 제어부(7)는, 복합 노즐(4)로부터 웨이퍼(W)로 공급되는 현상액, 린스액 및 탈이온수(후술)의 공급 등을 제어한다. 또한 제어부(7)에는, 복합 노즐(4)(노즐 암(5))의 이동, 각 노즐로부터의 유체의 공급, 웨이퍼(W)의 회전 등을 제어하는 컴퓨터 프로그램이 저장되는 기억부(7a)가 설치되어 있다. 제어부(7)는 기억부(7a)로부터 현상 처리 프로그램을 판독하고, 후술하는 기판 처리 방법이 실시되도록 현상 모듈(22)을 제어한다. 또한 이 현상 처리 프로그램은, 예를 들면 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 마그넷 옵티컬 디스크, 메모리 카드 등의 기록 매체(7b)에 기록되고 수납되어, 제어부(7)의 기억부에 저장된다. 또한 제어부(7)는, 상술한 도포 현상 장치(100)의 전체를 제어하는 기능을 가져도 된다.
이어서 도 6을 참조하여, 복합 노즐(4)에 대하여 설명한다. 복합 노즐(4)은, 스핀 척(2)(도 4)에 의해 보지되는 웨이퍼(W)로 현상액을 공급하는 현상액 노즐(4a)과, 웨이퍼(W)로 린스액을 공급하여 웨이퍼 상의 현상액을 린스하는 린스액 노즐(4b)과, 웨이퍼(W)에 대하여 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 노즐(4c) 및 경사 노즐(4d)을 가지고 있다.
현상액 노즐(4a)은, 하방을 향해 폭이 좁아지도록 쐐기 형상으로 형성되어 있고, 그 하면에는 띠 형상의 현상액을 토출하기 위한 슬릿 형상의 토출구(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 이 토출구는, 그 길이 방향이 웨이퍼(W)의 주연부로부터 중앙을 향하도록 배치되어 있다.
린스액 노즐(4b)은, 현상액 노즐(4a)보다 복합 노즐(4)의 선단측에 위치하고, 웨이퍼(W)의 표면에 수직인 방향으로 연장되도록 설치되어 있다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 수직 방향으로부터 린스액을 공급할 수 있다.
불활성 가스 노즐(4c)은 린스액 노즐(4b)에 인접하고, 웨이퍼(W)의 표면에 수직인 방향으로 연장되도록 설치되어 있다. 구체적으로, 불활성 가스 노즐(4c)은, 구동부(51)에 의해 복합 노즐(4)(노즐 암(5))을 이동시키면서 린스액 노즐(4b)로부터 웨이퍼(W)의 표면으로 린스액을 공급할 경우, 그 이동 방향에서, 린스액 노즐(4b)보다 상류측에 배치된다. 이 때문에, 복합 노즐(4)이 이동할 때, 불활성 가스 노즐(4c)은 린스액 노즐(4b)의 뒤에 따라 이동하면서, 웨이퍼(W)의 표면으로 불활성 가스를 공급한다.
경사 노즐(4d)은, 도 6에 도시한 바와 같이 프레임(4f)의 내측에 설치된 지그(4g)에 의해, 린스액 노즐(4b) 및 불활성 가스 노즐(4c)과 상이하게, 웨이퍼(W)의 표면에 수직인 방향으로부터 경사져 설치되어 있다. 구체적으로, 스핀 척(2)에 보지되는 웨이퍼(W)와 복합 노즐(4)을 위에서 보면, 도 7에 도시한 바와 같이, 경사 노즐(4d)로부터의 불활성 가스의 공급 방향(D1)은, 웨이퍼(W)의 반경 방향(DR)으로부터 웨이퍼(W)의 회전 방향(DW)의 하류측으로 각도(수평 경사각) (θh)로 이동해 있다. 즉, 웨이퍼(W)의 표면에 투영된 불활성 가스의 공급 방향은, 반경 방향(DR)으로부터 웨이퍼(W)의 회전 방향(DW)의 하류 방향을 향해 각도(θh)로 이동해 있다. 또한, 도 7의 I - I 선을 따른 개략 단면도인 도 8을 참조하면, 경사 노즐(4d)은 웨이퍼(W)의 표면에 수직인 방향으로부터 각도(수직 경사각) (θv)로 경사져 있다.
또한 각도(θh)는, 0°보다 크고 90° 이하이면 되지만, 예를 들면 0°에서 45°의 범위에 있는 것이 바람직하다. 또한 각도(θv)는, 웨이퍼(W)의 표면으로 불활성 가스를 공급 가능하면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 0°에서 60°의 범위에 있는 것이 바람직하다.
또한 도 8에 도시한 바와 같이, 경사 노즐(4d)로부터 공급되는 불활성 가스는, 불활성 가스 노즐(4c)로부터 공급되는 불활성 가스와 웨이퍼(W)의 표면 상에서의 대략 동일한 위치에 분사된다. 즉, 경사 노즐(4d)의 연장선과 불활성 가스 노즐(4c)의 연장선은, 웨이퍼(W)의 표면에서 서로 교차한다. 경사 노즐(4d)에 의한 효과 및 이점에 대해서는 후술한다.
또한 현상액 노즐(4a), 린스액 노즐(4b), 불활성 가스 노즐(4c) 및 경사 노즐(4d)에는, 대응한 유체 공급원이 소정의 배관(모두 도시하지 않음)을 개재하여 접속되어 있다. 린스액으로서는, 예를 들면 순수 또는 탈이온수(DIW)를 사용할 수 있고, 불활성 가스로서는, 예를 들면 질소(N2) 가스 또는 헬륨(He) 및 아르곤(Ar) 등의 희가스 등을 사용할 수 있다. 또한 배관에는, 유량 조정기와 밸브(모두 도시하지 않음)가 설치되고, 제어부(7)의 제어 하에서 공급의 개시 및 정지 그리고 유량이 제어된다. 또한 이들 노즐(4a ~ 4d)은, 소정의 지그에 의해 프레임(4f)에 장착되고, 프레임(4f)과 함께 복합 노즐(4)을 구성하고 있다.
(제 3 실시예)
이어서, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 기판 처리 방법에 대하여, 상술한 현상 모듈(22)을 구비하는 도포 현상 장치(100)를 이용하여 실시할 경우를 예로 들어 설명한다.
우선, 노광된 포토레지스트막이 형성되는 웨이퍼(W)를 반송 암(A1)(도 1)에 의해 현상 모듈(22) 내로 반송하고, 승강 핀(도시하지 않음)에 의해 스핀 척(2)으로 전달한다. 스핀 척(2)에 의해 웨이퍼(W)를 회전시키고, 또한 구동부(51)(도 5)에 의해 노즐 암(5)을 이동시켜, 복합 노즐(4)(도 6)을 웨이퍼(W)의 중앙 상방에 위치시키고, 현상액 노즐(4a)로부터 현상액을 웨이퍼(W)에 대하여 공급한다. 현상액이 웨이퍼(W)의 표면 전체에 확산된 후에 현상액의 공급을 정지하고, 또한 웨이퍼(W)의 회전을 정지한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 표면 전체가 현상액의 액막으로 덮이고, 노광된 포토레지스트막이 현상된다.
소정의 시간이 경과한 후, 스핀 척(2)에 의해 다시 웨이퍼(W)를 회전시키기 시작하고, 또한 웨이퍼(W)의 중앙 상방으로부터 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 수직인 방향으로, 복합 노즐(4)의 린스액 노즐(4b)로부터 린스액(예를 들면 DIW)을 공급한다. 린스액은, 웨이퍼(W)의 회전에 따른 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 주연부를 향해 흐르고, 웨이퍼(W)의 표면 전체를 덮고 있던 현상액의 액막을 웨이퍼(W)의 주연부로부터 외측으로 흐르게 한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 표면에는 전체에 걸쳐 DIW의 액막이 형성된다.
이어서, 웨이퍼(W)를 회전시킨 채로, 린스액 노즐(4b)로부터 DIW를 공급하면서 구동부(51)에 의해 노즐 암(5)을 이동시킴으로써, 웨이퍼의 중앙으로부터 주연부를 향하는 방향으로 복합 노즐(4)을 이동시킨다. 린스액 노즐(4b)이 웨이퍼(W)의 중앙 상방으로부터 주연부 방향으로 이동하여, 불활성 가스 노즐(4c)이 웨이퍼(W)의 중앙 상방에 도달할 때, 불활성 가스 노즐(4c)로부터 웨이퍼(W)의 표면 중앙부를 향해 불활성 가스(예를 들면 N2 가스)를 분사한다. 또한 이에 더하여, 경사 노즐(4d)로부터도 웨이퍼(W)의 표면을 향해 불활성 가스(예를 들면 N2 가스)를 분사한다. 여기서, 경사 노즐(4d)로부터의 N2 가스는, 웨이퍼(W)의 표면에 수직인 방향으로부터 각도(θv)로 경사져, 웨이퍼(W)의 반경 방향(DR)으로부터 웨이퍼(W)의 회전 방향(DW) 하류측으로 각도(θh)로 이동해 있다. 이 후, 웨이퍼(W)의 표면에 대하여, 린스액 노즐(4b)로부터의 DIW의 공급과 불활성 가스 노즐(4c) 및 경사 노즐(4d)로부터의 N2 가스의 공급을 계속한 채로, 복합 노즐(4)을 웨이퍼(W)의 주연부까지 이동시킨다. 이 때, 원심력에 의해 DIW가 웨이퍼(W)의 주연부로 흐르고, 또한 웨이퍼(W)의 주연부를 향해 이동하는 린스액 노즐(4b)보다 웨이퍼(W)의 중앙측으로 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 N2 가스가 분사되므로, 웨이퍼(W)의 표면이 중앙측으로부터 건조된다.
복합 노즐(4)이 웨이퍼(W)의 주연부로부터 외측에 도달한 시점에서, DIW 및 N2 가스의 공급을 정지하고, 또한 웨이퍼(W)의 회전을 정지시킴으로써, 현상, 린스 및 건조와 같은 공정이 종료된다. 이 후, 현상 모듈(22)로부터 예를 들면 선반 유닛(U3)의 가열 모듈(도시하지 않음)로 웨이퍼(W)가 반송된다.
본 실시예에 따른 기판 처리 방법에서는, 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 린스액 노즐(4b)로부터 DIW를 공급하면서, 복합 노즐(4)을 웨이퍼(W)의 주연부를 향해 이동시킬 때, 린스액 노즐(4b)보다 웨이퍼(W)의 중앙측에서 경사 노즐(4d)로부터 웨이퍼(W)의 표면에 대하여, 경사진 방향으로부터 N2 가스가 분사된다. 그 방향은, 웨이퍼(W)의 표면에 수직인 방향으로부터 경사져, 웨이퍼(W)의 반경 방향(DR)으로부터 웨이퍼(W)의 회전 방향(DW)의 하류측을 향하는 방향이다. 즉, 경사 노즐(4d)로부터의 N2 가스는, 웨이퍼(W)의 회전에 의해 웨이퍼(W) 상의 액막에 작용하는 원심력과 교차하는 방향으로 DIW를 흐르게 할 수 있다.
도 9에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 포토레지스트막(마스크) 내에서, 웨이퍼(W) 상의 액막에 작용하는 원심력의 방향으로 연장되는 스페이스(SP1)의 경우에는, 스페이스(SP1)에 저류된 DIW는 원심력에 의해 스페이스(SP1)의 길이 방향으로 압출되므로, 용이하게 배출될 수 있다. 그러나 도 9에 도시한 바와 같이, 원심력의 방향과 예를 들면 직교하는 방향으로 연장되는 스페이스(SP2)의 경우에는, 스페이스(SP2)에 저류된 DIW는 원심력에 의해서도 배출되기 어렵다. 그러나, 본 실시예에 따른 기판 처리 방법에 의하면, 경사 노즐(4d)로부터의 N2 가스에 의해 원심력과 교차하는 방향으로 액체를 흐르게 할 수 있기 때문에, 도 9에 도시한 바와 같은 스페이스(SP2)로부터도 DIW를 배출할 수 있다. 이 때문에, 스페이스에 DIW가 잔류함으로써 발생될 수 있는 패턴의 손상을 저감하는 것이 가능해진다.
또한 본 실시예에 따른 기판 처리 방법에 의하면, 웨이퍼(W)의 중앙부에 대하여 불활성 가스 노즐(4c)로부터 N2 가스를 분사하기 때문에, 웨이퍼(W)의 중앙에서의 DIW의 액막을 제거 할 수 있다. 웨이퍼(W)의 중앙(회전 중심(W0))에서는, 웨이퍼(W) 상의 액막에 작용하는 원심력이 약하기 때문에, 원심력만으로는 액막이 제거되기 어렵고, 미소한 액적이 남을 우려가 있지만, 불활성 가스 노즐(4c)로부터 N2 가스에 의해 액막을 제거하는 것이 가능해진다.
(실험예)
이어서, 제 3 실시예에 따른 기판 처리 방법의 실험예에 대하여 설명한다. 이 실험예는, 상술한 기판 처리 방법에 따라 웨이퍼(W) 상의 노광 후의 포토레지스트막을 현상하고, 현상액을 DIW로 린스하여, 웨이퍼(W)를 건조시켰다. 이 후, 주사형 전자 현미경(SEM)에 의해 결함을 관측하고, 관측된 결함 중의 포토레지스트막 중의 레지스트 패턴의 손상 개소를 추출했다. 또한, 비교를 위하여 웨이퍼(W)의 건조 시에, 경사 노즐(4d)을 사용하지 않고 불활성 가스 노즐(4c)만을 사용한 비교예를 실시했다(다른 조건은 실험예와 동일).
그 결과를 도 10에 나타낸다. 비교예에서는 패턴 손상 개소가 108 개소나 관측되었지만, 실험예 1 및 실험예 2 에서는, 패턴 손상 개소는 각각 5 개소 및 7 개소가 되어, 패턴 손상이 큰 폭으로 저감된 것을 알 수 있다. 또한, 웨이퍼 건조 시의 불활성 가스 노즐(4c)로부터의 N2 가스 공급량은, 실험예 1에서 5 리터/분이며, 실험예 2에서 10 리터/분이다(그 외의 조건은 실험예 1 및 실험예 2에서 동일). 이상의 결과로부터, 본 실시예에 따른 기판 처리 방법의 효과가 이해된다.
(제 1 변형예)
이어서 도 11을 참조하여, 제 2 실시예에 따른 기판 처리 장치로서의 현상 모듈(22)의 제 1 변형예에 대하여 설명한다. 제 1 변형예의 현상 모듈(22)은, 복합 노즐(4)과 상이한 복합 노즐(140)을 가지고 있다는 점에서 현상 모듈(22)과 상이하고, 다른 구성에서 현상 모듈(22)과 동일하다. 이하에, 복합 노즐(140)과 복합 노즐(4)의 상이점을 중심으로 설명하고, 동일한 구성에 관한 중복되는 설명을 생략한다.
도 11을 참조하면, 복합 노즐(140)은, 스핀 척(2)(도 4)에 의해 보지되는 웨이퍼(W)로 현상액을 공급하는 현상액 노즐(4a)과, 웨이퍼(W)로 린스액을 공급하여 웨이퍼(W) 상의 현상액을 린스하는 린스액 노즐(4b)과, 웨이퍼(W)에 대하여 불활성 가스를 공급하는 경사 노즐(14d)을 가지고 있다. 또한, 복합 노즐(140)의 프레임(4f)의 하단에는, "ㄷ" 자 형상을 가지는 지지 도구(14a)가 장착되어 있다. 지지 도구(14a)의 저부에는 홀이 형성되어 있고, 이 홀에는 경사 노즐(14d)의 외경보다 약간 큰 내경을 가지고, 탄력성을 가지는 재료로 형성되는 환상(環狀) 부재(14r)가 설치되어 있다. 그리고 이 환상 부재(14r)에는, 경사 노즐(14d)의 선단부가 삽입 되어 있다. 이에 의해, 경사 노즐(14d)은 환상 부재(14r)를 지지점으로서 선회 이동하는 것이 가능해진다.
또한 복합 노즐(140)에는, 경사 노즐(14d)의 기울기를 변경하기 위한 구동부(141)가 설치되어 있다. 구동부(141)는, 본 변형예에서는 복합 노즐(140)의 길이 방향(도면 중의 Y 축 방향)으로 경사 노즐(14d)을 경사시키는 Y 방향 구동부(41Y)와, Y 축 방향과 직교하는 방향(도면 중의 X 축 방향)으로 경사 노즐(14d)을 경사시키는 X 방향 구동부(41X)를 가지고 있다.
Y 방향 구동부(41Y)는, Y 축 방향으로 연장되는 볼 나사(41a)와, 이를 회전시키는 모터(41b)와, 볼 나사(41a)에 감합되어 볼 나사(41a)의 회전에 의해 이동 가능한 너트(41c)를 가지고 있다. 또한 너트(41c)는, 경사 노즐(14d)에 장착된 플랜지 부재(FR)와 결합되어 있다. 너트(41c)와 플랜지 부재(FR)의 결합부는, 너트(41c)가 볼 나사(41a)를 따라 Y 축 방향으로 이동할 때, 너트(41c)의 이동에 의해 발생하는 Y 축 방향의 힘을 플랜지 부재(FR) 나아가서는 경사 노즐(14d)에 전달할 수 있다.
또한 X 방향 구동부(41X)는, X 축 방향으로 연장되는 볼 나사(41e)와, 이를 회전시키는 모터(41f)와, 볼 나사(41e)에 감합되어 볼 나사(41e)의 회전에 의해 이동 가능한 너트(41g)를 가지고 있다. 또한 너트(41g)는, 경사 노즐(14d)에 장착된 플랜지 부재(FR)와 결합되어 있다. 이 결합부도, 너트(41c)와 플랜지 부재(FR)의 결합부와 동일하게 구성되어 있다.
또한 모터(41b 및 41f)는, 제어부(7)와 전기적으로 접속되고, 제어부(7)에 의해 제어된다. 제어부(7)는, 예를 들면 복합 노즐(140)이 장착되는 노즐 암(5)을 구동하는 구동부(51)에 출력하는 신호와 동기하여 모터(41b 및 41f)를 제어할 수 있다.
또한 모터(41b)는, 프레임(4f)에 X 축 방향으로 연장되도록 장착된 가이드 레일(41Ry)에 의해 X 축 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 또한 모터(41f)는, 프레임(4f)에 Y 축 방향으로 연장되도록 장착된 가이드 레일(41Rx)에 의해 Y 축 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다.
이러한 구성에 의해, 예를 들면 모터(41f)에 의해 볼 나사(41e)가 회전하여, 너트(41g)가 X 축의 + 방향으로 이동하면, 그 이동 거리에 대응한 각도만큼, 경사 노즐(14d)이 환상 부재(14r)를 지지점으로서 X 축의 + 방향으로 경사진다. 이에 수반하여 경사 노즐(14d)의 선단은, X 축의 - 방향측을 향하게 된다. 또한, 모터(41f)에 의해 볼 나사(41e)가 반대로 회전하여, 너트(41g)가 X 축의 - 방향으로 이동하면, 그 이동 거리에 대응한 각도만큼, 경사 노즐(14d)은 환상 부재(14r)를 지지점으로서 X 축의 - 방향으로 경사지고, 경사 노즐(14d)의 선단은 X 축의 + 방향측을 향하게 된다.
또한, 모터(41b)에 의해 볼 나사(41a)가 회전하여, 너트(41c)가 Y 축의 + 방향으로 이동하면, 그 이동 거리에 대응한 각도만큼, 경사 노즐(14d)이 환상 부재(14r)를 지지점으로서 Y 축의 + 방향으로 경사진다. 이에 수반하여 경사 노즐(14d)의 선단은, Y 축의 - 방향측을 향하게 된다. 모터(41b)에 의해 볼 나사(41a)가 반대로 회전하여, 너트(41c)가 Y 축의 - 방향으로 이동하면, 그 이동 거리에 대응한 각도만큼, 경사 노즐(14d)이 환상 부재(14r)를 지지점으로서 Y 축의 - 방향으로 경사지고, 경사 노즐(14d)의 선단은 Y 축의 + 방향측을 향하게 된다.
또한 너트(41g)가 X 축 방향으로 이동할 때는, Y 방향 구동부(41Y)는, 모터(41b)가 가이드 레일(41Ry)을 따라 이동하기 때문에, X 축 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 너트(41c)가 Y 축 방향으로 이동할 때는, X 방향 구동부(41X)는, 모터(41f)가 가이드 레일(41Rx)을 따라 이동하기 때문에, Y 축 방향으로 이동할 수 있다. 즉, 모터(41b)가 가이드 레일(41Ry)을 따라 X 축 방향으로 이동 가능하기 때문에, 경사 노즐(14d)이 X 축 방향으로 경사지는 것이 방해되지 않고, 또한 모터(41f)가 가이드 레일(41Rx)을 따라 Y 축 방향으로 이동 가능하기 때문에, 경사 노즐(14d)이 Y 축 방향으로 경사지는 것이 방해되지 않는다.
이상과 같이, 제어부(7)로 제어되는 구동부(141)(X 방향 구동부(41X), Y 방향 구동부(41Y))에 의해, 경사 노즐(14d)의 웨이퍼(W)의 표면에 대한 각도가 자유롭게 변경될 수 있다. 즉, 상술한 경사 노즐(4d)에서는, 각도(θh 및 θv)(도 7 및 도 8)가 고정되어 있었지만, 경사 노즐(14d)에서는 이들의 각도를 변경하는 것이 가능하다. 예를 들면, 경사 노즐(14d)은 복합 노즐(140)이 웨이퍼(W)의 중앙 상방에 위치할 때에는 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 수직이 되고, 웨이퍼(W)의 주연부를 향해 이동하는 동안, 웨이퍼(W)의 표면에 수직인 방향으로부터 경사지고, 또한 웨이퍼(W)의 반경 방향(DR)으로부터 웨이퍼(W)의 회전 방향(DW) 하류측을 향할 수 있다.
또한 경사 노즐(14d)로부터의 N2 가스는, 린스액 노즐(4b)로부터의 DIW보다 웨이퍼(W)의 중앙측에서 공급되도록, 경사 노즐(14d)과 린스액 노즐(4b)의 거리가 조정되고, 또한 각도(θh 및 θv)가 조정된다.
(제 2 변형예)
이어서, 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 방법의 제 2 변형예로서, 제 1 변형예의 기판 처리 장치를 이용하여 실시할 경우를 예로 들어 설명한다. 제 2 변형예의 기판 처리 방법에서는, 우선 제 3 실시예에서 설명한 바와 같이, 노광된 포토레지스트막이 현상된다. 이 때, 경사 노즐(14d)(도 11)은 제어부(7)로 구동부(141)를 제어함으로써, 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 수직인 방향을 향하고 있다.
이어서, 스핀 척(2)에 의해 다시 웨이퍼(W)를 회전시키기 시작하고, 또한 웨이퍼(W)의 중앙 상방으로부터 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 수직인 방향으로, 복합 노즐(140)의 린스액 노즐(4b)로부터 린스액(예를 들면 DIW)을 공급한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 주연부로 흘러, 웨이퍼(W)의 표면의 전체에 걸쳐 DIW의 액막이 형성된다.
이어서, 웨이퍼(W)를 회전시킨 채로, 린스액 노즐(4b)로부터 DIW를 공급하면서 구동부(51)에 의해 노즐 암(5)을 이동시킴으로써, 웨이퍼의 중앙으로부터 주연부를 향하는 방향으로 복합 노즐(140)을 이동시킨다. 린스액 노즐(4b)이 웨이퍼(W)의 중앙 상방으로부터 주연부 방향으로 이동하여, 경사 노즐(14d)이 웨이퍼(W)의 중앙 상방에 도달할 때, 경사 노즐(14d)로부터 웨이퍼(W)의 표면 중앙부를 향해 N2 가스를 분사한다. 이 후, 웨이퍼(W)의 표면에 대하여, 린스액 노즐(4b)로부터의 DIW의 공급과, 경사 노즐(14d)로부터의 N2 가스의 공급을 계속한 채로, 복합 노즐(140)을 웨이퍼(W)의 주연부까지 이동시킨다.
이 이동 중 제어부(7)는, 노즐 암(5)의 이동 거리에 따라 구동부(141)를 제어하고, 경사 노즐(14d)의 각도를 변경한다. 예를 들면 도 12의 (a)에 나타낸 바와 같이, 복합 노즐(140)(노즐 암(5))이 웨이퍼(W)의 중심(위치 0)으로부터 웨이퍼(W)의 주연부(위치 150 mm)까지 이동할 때, 웨이퍼(W)의 표면에 대한 각도(θv)가 0° (웨이퍼(W)의 표면에 수직)에서 예를 들면 60°까지 변화하도록 구동부(141)가 제어된다. 동시에 도 12의 (b)에 나타낸 바와 같이, 복합 노즐(140)이 웨이퍼(W)의 중심으로부터 웨이퍼(W)의 주연부까지 이동할 때, 웨이퍼(W)의 표면에 대한 각도(θh)가 0°(웨이퍼(W)의 반경 방향(DR))에서 예를 들면 45°까지 변화하도록 구동부(141)가 제어된다. 또한 복합 노즐(140)의 위치는, 노즐 암(5)의 구동부(51)(도 4 및 도 5)에 대하여 제어부(7)로부터 출력되는 신호(예를 들면 펄스수)에 기초하여 구할 수 있다.
경사 노즐(14d)이 이와 같이 제어되어, 복합 노즐(140)이 웨이퍼(W)의 주연부의 외측까지 이동하면, 제 2 변형예의 기판 처리 방법이 종료된다.
제 2 변형예의 기판 처리 방법에 의하면, 경사 노즐(14d)은, 웨이퍼(W)의 표면의 중앙부에 대해서는 N2 가스를 수직 방향으로부터 분사하고, 웨이퍼(W)의 주연부에 근접함에 따라, 웨이퍼(W)의 표면에 수직인 방향으로부터 경사지고, 또한 웨이퍼(W)의 반경 방향(DR)으로부터 웨이퍼(W)의 회전 방향(DW) 하류측으로 N2 가스를 분사할 수 있다. 웨이퍼(W)의 주연부측에서는, 웨이퍼(W)의 회전에 의해 웨이퍼(W) 상의 액막에 작용하는 원심력과 교차하는 방향으로 DIW를 흘릴 수 있다. 따라서, 스페이스에 저류된 DIW를 배출할 수 있어, 스페이스에 DIW가 잔류함으로써 발생할 수 있는 패턴의 손상을 저감하는 것이 가능해진다.
또한, 웨이퍼(W)의 중앙 상방에서는 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 수직이기 때문에, 웨이퍼(W)의 중앙부에 대하여 수직 방향으로부터 N2 가스를 분사하여, 웨이퍼(W)의 중앙에서의 DIW의 액막을 제거할 수 있다. 그리고, 웨이퍼(W)의 주연부에 근접할수록 각도(θh도 θv)도 커지기 때문에, 웨이퍼(W)의 외연측에서 액막에 작용하는 원심력이 커짐에 따라, 액막을 흐르게 하는 방향이 변경된다. 따라서, DIW의 액막을 효율적으로 배출하는 것이 가능해진다.
상기한 실시예를 참조하여 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않고, 첨부한 청구의 범위의 요지 내에서 변형 또는 변경이 가능하다.
예를 들면, 제 3 실시예에 따른 기판 처리 방법에서, 복합 노즐(4)이 웨이퍼(W)의 주연부에 근접함에 따라, 불활성 가스 노즐(4c)로부터의 N2 가스의 공급량을 저하시켜도 된다. 이에 의하면, 경사 노즐(4d)로부터의 N2 가스의 공급량을 상대적으로 증가시킬 수 있다. 따라서, 원심력과 교차하는 방향으로 액체를 흐르게 하는 힘을 증대시킬 수 있다.
또한, 불활성 가스 노즐(4c)로부터의 N2 가스의 공급량에 관계없이, 복합 노즐(4)이 웨이퍼(W)의 주연부에 근접함에 따라, 경사 노즐(4d)로부터의 N2 가스의 공급량을 증가시켜도 된다. 또한 상술한 바와 같이, 불활성 가스 노즐(4c)로부터의 N2 가스는, 웨이퍼(W)의 중앙에서 액막을 제거하기 위하여 공급되므로, 중앙부에서의 DIW의 액막이 제거된 후에 불활성 가스 노즐(4c)로부터의 N2 가스의 공급을 정지해도 된다.
또한, 복합 노즐(4)이 웨이퍼(W)의 중앙으로부터 주연부에 도달하는 도중에, 불활성 가스 노즐(4c)로부터의 N2 가스의 공급을 정지해도 된다. 또한, 불활성 가스 노즐(4c)로부터의 N2 가스의 공급의 정지에 관계없이, 복합 노즐(4)이 웨이퍼(W)의 중앙으로부터 소정의 위치에 도달할 때, 경사 노즐(4d)로부터의 N2 가스의 공급을 개시해도 된다.
또한 제 1 실시예에서는, 린스액 노즐(4b), 불활성 가스 노즐(4c) 및 경사 노즐(4d)이 복합 노즐(4)에 설치되고, 이들 노즐(4b, 4c 및 4d)이 함께 이동하지만, 예를 들면 린스액 노즐(4b)과 경사 노즐(4d)을 별개의 노즐 암에 설치하고, 각각의 노즐 암에 의해 이동시켜도 된다. 또한, 스핀 척(2)에 보지되는 웨이퍼(W)의 표면 중앙부로 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 노즐(4c)을 복합 노즐(4)과 다른 노즐 암에 설치해도 된다. 이 경우, 불활성 가스 노즐(4c)은 린스액 노즐(4b) 및 경사 노즐(4d)과 함께 이동하지 않아도 된다. 예를 들면, 웨이퍼(W)의 중앙부로 불활성 가스를 공급하고, 당해 중앙부에서의 액막을 제거한 후, 컵부(3)의 밖으로 이동해도 상관없다.
또한 제 1 실시예에서는, 경사 노즐(4d)에 더하여, 경사 노즐(4d)의 공급 방향과 상이한 방향으로부터 웨이퍼(W)의 표면으로 불활성 가스를 공급하는 다른 경사 노즐을 설치해도 된다.
제 2 변형예에서는, 경사 노즐(14d)은 동시에 웨이퍼(W)의 표면에 수직인 방향으로부터 경사지고, 또한 웨이퍼(W)의 반경 방향(DR)으로부터 웨이퍼(W)의 회전 방향(DW) 하류측으로 이동하도록 구동시키지만, 경사 노즐(14d)을 웨이퍼(W)의 반경 방향(DR)을 따라(반경 방향(DR)을 따라 웨이퍼(W)의 주연부를 향하도록) 웨이퍼(W)의 표면에 수직인 방향으로부터 경사지기 시작한 다음, 웨이퍼(W)의 반경 방향(DR)으로부터 웨이퍼(W)의 회전 방향(DW) 하류측으로 이동하도록 해도 된다. 즉, 각도(θv)를 변경하기 시작하고 나서 각도(θh)를 변경하도록 해도 된다.
또한, 경사 노즐(14d)로부터의 불활성 가스의 공급량을, 복합 노즐(140)의 위치에 따라 변경해도 된다. 구체적으로, 복합 노즐(140)이 웨이퍼(W)의 중앙으로부터 주연부로 이동함에 수반하여, 경사 노즐(14d)로부터의 불활성 가스의 공급량을 줄여도 되고 늘려도 되지만, 원심력과 교차하는 방향으로 DIW를 흐르게 하는 관점으로부터, 늘리는 것이 바람직하다.
또한, 현상액 노즐(4a) 대신에 다른 약액을 공급하는 약액 공급 노즐을 복합 노즐(4)에 설치해도 된다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 현상 모듈(22)에 한정되지 않고, 현상 처리 이외의 처리를 행하는 장치여도 되고, 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 방법은, 현상 처리 이외의 처리를 행하는 방법이어도 된다. 또한, 현상액 노즐(4a) 및 약액 공급 노즐은 복합 노즐(4)과는 다른 노즐 암에 설치해도 된다.
또한, 린스액도 DIW에 한정되지 않고, 예를 들면 시너(thinner) 또는 알코올, 용제 등의 액체여도 된다.
또한 상술한 현상 모듈(22)은, 스핀 척(2)에 의해 웨이퍼(W)를 보지하여 회전시키지만, 스핀 척(2) 대신에 웨이퍼(W)의 주연부를 3 개 이상의 파지부로 파지하여 웨이퍼(W)를 회전시키는 회전 기구를 가져도 된다.
또한, 상술한 실시예(또는 제 1 변형예)에서 복합 노즐(4 또는 140)은, 구동부(51)에 의해 병진 이동 가능한 노즐 암(5)의 선단에 장착되고, 웨이퍼(W)의 중앙으로부터 주연부까지 직선적으로 이동하는데, 일단을 지지점으로서 회동 가능한 노즐 암의 선단에 장착되어, 웨이퍼(W)의 중앙으로부터 주연부까지 원호 형상으로 이동해도 된다.
상술한 웨이퍼(W)는, 실리콘 기판 등의 반도체 웨이퍼에 한정되지 않고, 플랫 패널 디스플레이(FPD)용의 글라스 기판, 수지 기판 등이어도 된다.
2 : 스핀 척
4, 140 : 복합 노즐
4a : 현상액 노즐
4b : 린스액 노즐
4c : 불활성 가스 노즐
4d, 14d : 경사 노즐
5 : 노즐 암
51, 141 : 구동부
41X : X 방향 구동부
41Y : Y 방향 구동부
22 : 현상 모듈
100 : 도포 현상 장치

Claims (11)

  1. 기판을 보지하고, 상기 기판의 중심부를 회전 중심으로서 상기 기판을 회전 가능한 기판 보지부와,
    상기 기판 보지부에 의해 회전되는 상기 기판의 중앙으로부터 외연을 향해 이동 가능하고, 상기 기판의 표면으로 린스액을 공급하는 린스액 공급부와,
    상기 린스액 공급부와 함께 상기 기판의 중앙으로부터 외연을 향하는 방향을 따라 이동 가능하고, 상기 기판의 표면에 수직인 방향으로부터 수직 경사각으로 경사지고, 또한 상기 기판의 반경 방향으로부터 상기 기판의 회전 방향 하류측으로 수평 경사각으로 경사진 공급 방향으로부터, 상기 기판 보지부에 의해 회전되는 상기 기판의 표면으로 불활성 가스를 공급하는 제 1 불활성 가스 공급부와,
    상기 제 1 불활성 가스 공급부가 상기 기판의 중앙으로부터 외연을 향하는 방향을 따라 이동함에 수반하여, 상기 수직 경사각 및 상기 수평 경사각이 커지도록, 상기 제 1 불활성 가스 공급부를 구동하는 구동부를 구비하는 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수직 경사각이 0°에서 60°까지의 범위에 있으며, 상기 수평 경사각이 0°에서 45°까지의 범위에 있는 기판 처리 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 기판 보지부에 의해 회전되는 상기 기판의 중앙에 대하여, 상기 기판의 표면에 수직인 방향으로부터 불활성 가스를 공급하는 제 2 불활성 가스 공급부를 더 구비하는 기판 처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 불활성 가스 공급부가, 상기 린스액 공급부와 함께 상기 기판의 중앙으로부터 외연을 향하는 방향을 따라 이동 가능한 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 린스액 공급부와 함께 상기 기판의 중앙으로부터 외연을 향하는 방향을 따라 이동 가능하고, 상기 제 1 불활성 가스 공급부의 상기 공급 방향과 상이한 공급 방향으로부터, 상기 기판 보지부에 의해 회전되는 상기 기판의 표면으로 불활성 가스를 공급하는 제 3 불활성 가스 공급부를 더 구비하는 기판 처리 장치.
  7. 기판에 포토레지스트막을 형성하는 포토레지스트막 형성부와,
    제 1 항 또는 제 3 항에 기재된 기판 처리 장치를 구비하고, 상기 기판 처리 장치가
    상기 포토레지스트막 형성부에 의해 형성되고, 노광된 상기 포토레지스트막에 대하여 현상액을 공급하는 현상액 공급부를 더 구비하는 도포 현상 장치.
  8. 기판을 보지하고, 상기 기판의 중심부를 회전 중심으로서 상기 기판을 회전시키는 회전 단계와,
    회전되는 상기 기판의 중앙으로부터 외연을 향하는 방향을 따라 린스액 공급부를 이동시키면서, 상기 린스액 공급부로부터 상기 기판의 표면으로 린스액을 공급하는 린스액 공급 단계와,
    상기 린스액 공급부와 함께 상기 기판의 중앙으로부터 외연을 향하는 방향을 따라 불활성 가스 공급부를 이동시키면서, 상기 불활성 가스 공급부에 의해, 상기 기판의 표면에 수직인 방향으로부터 수직 경사각으로 경사지고, 또한 상기 기판의 반경 방향으로부터 상기 기판의 회전 방향 하류측으로 수평 경사각으로 경사진 공급 방향으로부터, 회전되는 상기 기판의 표면으로 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 단계와,
    상기 불활성 가스 공급부가 상기 기판의 중앙으로부터 외연을 향하는 방향을 따라 이동함에 수반하여, 상기 수직 경사각 및 상기 수평 경사각이 커지도록, 상기 불활성 가스 공급부를 구동하는 구동 단계를 구비하는 기판 처리 방법.
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 구동 단계에 있어서, 상기 수직 경사각이 0°에서 60°까지 커지고, 상기 수평 경사각이 0°에서 45°까지 커지는 기판 처리 방법.
  11. 제 8 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 불활성 가스 공급 단계에 있어서, 상기 기판의 중앙으로부터 외연을 향하는 방향을 따라 상기 불활성 가스 공급부가 이동함에 수반하여, 상기 불활성 가스 공급부로부터의 불활성 가스의 공급량을 증가시키는 기판 처리 방법.
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