KR102009528B1 - 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 비일시적인 기억 매체 - Google Patents

기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 비일시적인 기억 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판에 형성된 패턴 마스크의 표면을 평활화시키는 기판 처리 장치에 있어서, 처리 용기로부터의 용제의 외부로의 누설을 방지함과 함께 스루풋의 저하를 방지할 수 있는 기술을 제공한다. 본 발명의 일 실시형태에 따른 기판 처리 장치는 노광, 현상 처리되어 패턴 마스크가 형성된 기판에 대해, 소정의 처리를 행하는 기판 처리 장치에 있어서, 내부에 처리 공간을 형성하는 처리 용기와, 상기 처리 공간에 설치되고, 상기 기판을 재치하는 처리용 재치부와, 상기 처리용 재치부에 재치된 상기 기판을 용제의 노점 온도보다도 높은 온도로 가열하는 가열부와, 상기 처리 공간에 설치되고, 상기 용제를 공급하여, 상기 처리 공간 내 상기 용제의 포화 증기 분위기에서 상기 기판을 처리하는 증발원 형성 부재와, 상기 처리 공간에 있어서 상기 증발원 형성 부재가 설치되는 제1 영역과, 상기 처리 용기의 외부와 상기 처리용 재치부 사이에서 상기 기판을 전달하기 위한 제2 영역을, 각각의 분위기가 차단되도록 구획하는 구획 상태와, 상기 각각의 분위기가 서로 개방되는 개방 상태로 서로 절환하는 구획 기구와, 상기 처리 용기에 설치되고, 상기 구획 상태의 상기 제2 영역에 개폐 가능한 기판 반송구와, 상기 제2 영역에 접속되고, 상기 구획 상태의 상기 제2 영역을 배기하여, 상기 제2 영역의 용제 분위기를 제거하는 배기구를 포함한다.

Description

기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 비일시적인 기억 매체 {SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND NON-TRANSITORY STORAGE MEDIUM}
본 발명은, 패턴 마스크의 거칠기를 개선하는 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 컴퓨터 판독이 가능한 비일시적인 기억 매체에 관한 것이다.
반도체 디바이스나 LCD 기판 등의 제조 프로세스에 있어서는, 기판, 예를 들어 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라 함) 표면에 레지스트액을 도포하여 노광한 후, 현상 처리를 행함으로써, 웨이퍼 표면에 소정의 패턴 마스크를 형성하는 것이 행해지고 있다. 이때, 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 현상 처리 후의 레지스트 패턴의 표면에는 미세한 요철이 존재하여, 후속 공정에서 에칭 처리를 행할 때에, 이 표면의 요철이 패턴 선폭에 악영향을 미치는 경우가 있는 것이 알려져 있다. 이 때문에, 레지스트 패턴의 거칠기(LER: Line Edge Roughness)나, 패턴 선폭의 편차(LWR: Line Width Roughness)를 개선하는 스무징(smoothing) 처리가 제안되어 있다.
이 스무징 처리는, 처리 용기 내에 레지스트를 용해하는 용제 증기의 분위기를 형성하고, 이 분위기 중에 레지스트 패턴을 노출시켜, 레지스트 패턴의 표층부를 팽윤시킴으로써 행해진다. 이에 의해, 상기 표층부가 용제에 용해되어 평활화되어, 패턴 표면의 거칠기가 개선되어 패턴 형상이 수정된다.
그런데, 상기한 평활화 처리에 있어서는, 상기 처리 용기를 개방하여 처리 완료된 웨이퍼를 반출함과 함께 다음 웨이퍼를 반입하기 전에, 처리 용기 내의 배기를 충분히 행하여, 잔류하는 용제의 농도를 소정의 기준값 이하로 낮추어 두어, 처리 용기의 외부의 다른 웨이퍼의 처리에 영향을 미치는 것을 방지할 필요가 있다. 그러나 이 배기 처리에 많은 시간을 필요로 하면, 스루풋의 저하를 초래할 우려가 있다. 특허문헌 1에는 이러한 문제를 해결하는 방법에 대해서는 기재되어 있지 않다.
일본 등록 특허 제4328667호, 등록일 2009.6.19
본 발명은 기판에 형성된 패턴 마스크의 표면을 평활화시키는 기판 처리 장치에 있어서, 처리 용기로부터의 용제의 외부로의 누설을 방지함과 함께 스루풋의 저하를 방지할 수 있는 기술을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 기판 처리 장치는 노광, 현상 처리되어 패턴 마스크가 형성된 기판에 대해, 소정의 처리를 행하는 기판 처리 장치에 있어서, 내부에 처리 공간을 형성하는 처리 용기와, 상기 처리 공간에 설치되고, 상기 기판을 재치하는 처리용 재치부와, 상기 처리용 재치부에 재치된 상기 기판을 용제의 노점 온도보다도 높은 온도로 가열하는 가열부와, 상기 처리 공간에 설치되고, 상기 용제를 공급하여, 상기 처리 공간 내 상기 용제의 포화 증기 분위기에서 상기 기판을 처리하는 증발원 형성 부재와, 상기 처리 공간에 있어서 상기 증발원 형성 부재가 설치되는 제1 영역과, 상기 처리 용기의 외부와 상기 처리용 재치부 사이에서 상기 기판을 전달하기 위한 제2 영역을, 각각의 분위기가 차단되도록 구획하는 구획 상태와, 상기 각각의 분위기가 서로 개방되는 개방 상태로 서로 절환하는 구획 기구와, 상기 처리 용기에 설치되고, 상기 구획 상태의 상기 제2 영역에 개폐 가능한 기판 반송구와, 상기 제2 영역에 접속되고, 상기 구획 상태의 상기 제2 영역을 배기하여, 상기 제2 영역의 용제 분위기를 제거하는 배기구를 포함한다.
상기 구획 기구는, 상기 처리 용기의 외부의 대기 영역과 상기 처리 공간 사이에서 이동 가능하게 구성되고, 상기 처리 용기에는, 상기 구획 기구가 이동하기 위해 개폐 가능한 이동용 개구부가 형성될 수 있다.
상기 대기 영역을 둘러싸는 하우징과, 상기 하우징 내를 배기하기 위한 외측 영역 배기구가 더 형성될 수 있다.
상기 대기 영역과 상기 처리 공간 사이에서 이동 가능하며, 상기 구획 기구에 덮이도록 구성되고, 상기 가열부에 의해 가열된 상기 기판을 재치하여 냉각하기 위한 냉각용 재치부와, 상기 처리용 재치부로부터 상기 냉각용 재치부로 상기 기판을 이재하기 위한 이재 기구가 더 설치되고, 상기 제2 영역은 상기 냉각용 재치부와, 상기 구획 기구와의 사이에 형성될 수 있다.
상기 증발원 형성 부재로부터 불필요한 용제를 배출하기 위한 배출 기구를 더 포함하고, 상기 구획 기구는, 상기 용제를 배액하여 제거하기 위한 액받이부를 구비할 수 있다.
상기 배기구는, 상기 구획 기구에 형성될 수 있다.
상기 구획 기구는, 상기 제2 영역의 상기 용제 분위기를 상기 배기구에 퍼지하여 제거하기 위한 퍼지 가스를 상기 제2 영역에 공급하는 퍼지 가스 토출구를 구비할 수 있다.
상기 증발원 형성 부재는, 상기 기판에 대향하여 설치되고, 상기 기판을 향해 개구되는 용제 공급용 개구부를 구비하는 대향부를 구비하고, 상기 증발원 형성 부재는, 상기 용제가 저류되는 저류부를 더 구비하고, 상기 저류부로부터 상기 용제 공급용 개구부로 모세관 현상에 의해 상기 용제가 공급될 수 있다.
상기 저류부의 액의 잔량을 검출하기 위한 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 기판 처리 방법은 노광, 현상 처리되어 패턴 마스크가 형성된 기판에 대해, 소정의 처리를 행하는 기판 처리 방법에 있어서, 처리 용기의 내부에 형성된 처리 공간에 설치되는 처리용 재치부에 상기 기판을 재치하는 공정과, 가열부에 의해 상기 처리용 재치부에 재치된 상기 기판을 용제의 노점 온도보다도 높은 온도로 가열하는 공정과, 상기 기판의 표면 전체와 대향하도록 상기 처리 공간에 설치되는 증발원 형성 부재로부터 용제를 증발시켜, 상기 처리 공간 내의 분위기를 상기 용제의 포화 증기 분위기로 하는 공정과, 구획 기구에 의해, 상기 처리 공간에 있어서 상기 증발원 형성 부재가 설치되는 제1 영역과, 상기 처리 용기의 외부와 상기 처리용 재치부 사이에서 상기 기판을 전달하기 위한 제2 영역을, 각각의 분위기가 차단되도록 구획하는 구획 상태로 하는 공정과, 상기 구획 기구에 의해 상기 제1 및 제2 영역의 각각의 분위기가 서로 개방되는 개방 상태로 하는 공정과, 상기 구획 상태의 상기 제2 영역에, 상기 처리 용기에 형성되는 기판 반송구를 개폐하는 공정과, 상기 구획 상태의 상기 제2 영역을 배기하여, 상기 제2 영역의 용제 분위기를 제거하는 공정을 포함한다.
상기 구획 기구를, 상기 처리 용기의 외부의 대기 영역과 상기 처리 공간 사이에서 이동시키는 공정과, 상기 처리 용기에 있어서, 상기 구획 기구를 이동시키기 위한 이동용 개구부를 개폐하는 공정을 더 포함할 수 있다.
상기 대기 영역을 둘러싸는 하우징 내를 배기하는 공정을 더 포함할 수 있다.
상기 구획 기구에 덮이도록 구성되고, 상기 가열부에 의해 가열된 상기 기판을 재치하여 냉각하기 위한 냉각용 재치부를 이동시키는 공정과, 이재 기구에 의해 상기 처리용 재치부로부터 상기 냉각용 재치부로 상기 기판을 이재하는 공정을 더 포함하고, 상기 제2 영역은 상기 냉각용 재치부와, 상기 구획 기구 사이에 형성될 수 있다.
배출 기구에 의해 상기 증발원 형성 부재로부터 불필요한 용제를 상기 구획 기구에 배출하는 공정과, 상기 구획 기구에 설치되는 액받이부로부터, 상기 용제를 받는 공정과, 상기 받은 용제를 배액하여 제거하는 공정을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 영역에 퍼지 가스를 공급하는 공정과, 용제 분위기를 상기 배기구에 퍼지하는 공정과, 상기 제2 영역의 상기 용제 분위기를 제거하는 공정을 더 포함할 수 있다.
상기 증발원 형성 부재를 구성하고, 상기 기판에 대향하여 형성된 대향부에서 상기 기판을 향해 개구되도록 형성된 용제 공급용 개구부로, 상기 용제가 저류되는 저류부로부터 모세관 현상에 의해 상기 용제를 공급하는 공정을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 컴퓨터 판독 가능한 비일시적인 기억 매체는 노광, 현상 처리되어 패턴 마스크가 형성된 기판에 대해, 상기 패턴 마스크의 거칠기를 개선하기 위해 처리를 행하는 기판 처리 장치에 사용되는 컴퓨터 프로그램이 기억된 컴퓨터 판독 가능한 비일시적인 기억 매체로서, 상기 프로그램은 전술한 본 발명의 일 실시형태에 따른 기판 처리 방법을 실시할 수 있다.
본 발명에 따르면, 처리 공간을 용제의 증발원 형성 부재로부터 구획하는 구획 기구가 설치되고, 이 구획된 영역을 배기하는 배기구와, 구획된 영역에 개폐 가능한 반송구가 형성된다. 따라서, 처리 공간에 대해 기판의 반입출을 행할 때에, 증발원 형성 부재로부터 발생한 용제가 처리 용기의 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다. 또한 처리 용기 내에 있어서 배기 영역의 크기가 억제되므로, 신속하게 상기 배기 영역의 배기를 행하여, 처리 완료된 기판을 반출하고 다음 기판을 처리 용기 내로 반입할 수 있다. 따라서, 스루풋의 향상을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 종단 측면도.
도 2는 도 1의 상기 기판 처리 장치의 횡단 평면도.
도 3은 상기 기판 처리 장치에 설치되는 처리 용기, 냉각 아암 및 배기 아암의 개략 사시도.
도 4는 상기 기판 처리 장치에 설치되는 냉각 아암 및 배기 아암의 하면측 사시도.
도 5는 상기 냉각 아암 및 배기 아암의 정면도.
도 6은 상기 기판 처리 장치에 의한 처리를 나타내는 공정도.
도 7은 상기 기판 처리 장치에 의한 처리를 나타내는 공정도.
도 8은 상기 기판 처리 장치에 의한 처리를 나타내는 공정도.
도 9는 상기 기판 처리 장치에 의한 처리를 나타내는 공정도.
도 10은 상기 기판 처리 장치에 의한 처리를 나타내는 공정도.
도 11은 상기 기판 처리 장치에 의한 처리를 나타내는 공정도.
도 12는 상기 기판 처리 장치에 의한 처리를 나타내는 공정도.
도 13은 상기 기판 처리 장치에 의한 처리를 나타내는 공정도.
도 14는 상기 기판 처리 장치에 의한 처리를 나타내는 공정도.
도 15는 상기 기판 처리 장치에 의한 처리를 나타내는 공정도.
도 16은 상기 기판 처리 장치에 의한 처리를 나타내는 공정도.
도 17은 상기 기판 처리 장치의 동작을 도시하는 타임차트.
도 18은 레지스트 패턴의 상태를 도시하는 모식도.
도 19는 기판 처리 장치의 다른 구성을 도시하는 종단 측면도.
도 20은 기판 처리 장치의 또 다른 구성을 도시하는 종단 측면도.
이하, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같은 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1)에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 이 기판 처리 장치(1)는, 노광, 현상되어 레지스트로 이루어지는 패턴 마스크가 그 표면에 형성된 웨이퍼(W)(기판)에 대해, 상기 패턴 마스크의 거칠기를 개선하는 표면 처리를 행한다. 도 1, 도 2는 각각 기판 처리 장치(1)의 종단 단면도, 횡단 평면도이다. 이 기판 처리 장치(1)는, 처리 분위기를 형성하기 위한 처리 용기(11)와, 처리 용기(11)의 외부로부터 처리 용기(11) 내로 진퇴 가능한 냉각 아암(51) 및 배기 아암(61)과, 하우징(71)을 구비하고 있다.
도 3의 개략 사시도에 도시하는 바와 같이, 처리 용기(11)는 예를 들어 편평한 각 형상으로 형성되어 있고, 그 내부가 웨이퍼(W)를 처리하는 처리 공간(10)으로서 구성되어 있다. 처리 용기(11)는 상하로 분할되고, 하부측을 이루는 기체(12)와, 상부측을 이루는 덮개(13)에 의해 구성되어 있다. 이 처리 용기(11)의 웨이퍼(W)의 반송로에 면하는 측부에 있어서, 상기 기체(12)와 덮개(13)의 간극은, 웨이퍼(W)의 반송구(14)로서 구성되어 있다. 또한, 상기 반송구(14)에 대향하는 기체(12)와 덮개(13)의 간극은 진퇴구(이동용 개구부)(15)로서 구성되어 있고, 냉각 아암(51) 및 배기 아암(61)이 처리 공간(10)에 대해 이 진퇴구(15)를 통해 진퇴한다. 설명의 편의상, 이하, 반송구(14)측을 전방측, 진퇴구(15)측을 후방측이라 한다.
상기 기체(12)에 대해 더 설명하면, 기체(12)는, 처리 공간(10)의 측부를 둘러싸는 측벽(16)과, 처리 공간(10)의 저부를 이루는 스테이지(21)에 의해 구성되어 있다. 처리용 재치부를 이루는 스테이지(21)는 측벽(16)에 의해 둘러싸이고, 수평으로 형성되어 있다. 또한, 상기 측벽(16)에 있어서 전방측은, 스테이지(21)의 표면보다도 높게 형성되어, 처리 용기(11) 내에 진입한 냉각 아암(51)의 선단측(전방측)이, 이 측벽(16)에 접촉할 수 있도록 되어 있다.
스테이지(21)는, 그 내부에 가열부를 이루는 히터(22)가 설치되어 있고, 스테이지(21)에 재치되는 웨이퍼(W)를, 후술하는 용제의 노점 온도보다도 높고, 상기 용제의 비점보다도 낮은 온도로 가열한다. 또한, 스테이지(21)는, 해당 스테이지(21)를 두께 방향으로 천공된 3개의 구멍(23a)과, 각 구멍(23a)에 삽입 관통된 3개의 승강 핀(23)을 구비하고 있다. 승강 핀(23)의 선단은, 승강 기구(24)에 의해 해당 스테이지(21)의 표면에 있어서 돌출되거나 내려간다. 승강 핀(23)과 승강 기구(24)는 웨이퍼(W)의 이재 기구를 이룬다.
덮개(13)는, 처리 용기(11)의 천정벽(17)과, 상기 처리 공간(10)의 측부를 둘러싸는 측벽(18)을 구비하고 있다. 측벽(18)에 있어서, 전방측은 후술하는 용제 유지판(33)보다도 낮게 형성되어, 처리 용기(11) 내에 진입한 배기 아암(61)의 선단측이 해당 측벽(18)에 접촉할 수 있도록 되어 있다. 덮개(13)는 승강 기구(19)에 의해 승강 가능하게 구성되어 있다.
덮개(13)의 전방측의 측벽(18)에는, 셔터(36)가 설치되어 있다. 셔터(36)는 덮개(13)에 대해 승강 가능하게 구성되어, 상기 반송구(14)를 개폐한다. 또한, 덮개(13)의 후방측의 측벽(18)에는, 셔터(37)가 설치되어 있다. 셔터(37)는, 덮개(13)에 대해 승강 가능하게 구성되어, 상기 진퇴구(15)를 개폐한다. 덮개(13)의 좌우의 측벽에는 구획판(38)이 하방으로 신장되도록 설치되어 있다. 이들 구획판(38)은 덮개(13)와 함께 승강하고, 덮개(13)의 상승시 및 하강시에 있어서 처리 용기(11)의 좌우측에 있어서 덮개(13)와 기체(12)의 간극을 폐색하여, 처리 용기(11)의 좌우로부터 처리 공간(10)내의 분위기가 누설되는 것을 방지한다.
상기 천정벽(17)에는 측벽(18)에 둘러싸이도록, 편평한 원형의 유로 형성 부재(31)가 설치되어 있다. 이 유로 형성 부재(31)의 하방에는 원형의 오목부가 형성되어 있고, 해당 오목부는 용제 공급 영역(32)을 이룬다. 이 용제 공급 영역(32)을 하측으로부터 폐색하도록 증발원 형성 부재를 이루는 용제 유지판(33)이 설치되어 있다.
이 용제 유지판(33)의 하면은 스테이지(21) 상의 웨이퍼(W)에 대향하는 대향부를 구성하고, 용제 유지판(33)에 있어서는 다수의 용제 공급구(34)가 서로 이격되어 형성되어 있다. 각 용제 공급구(34)는 용제 유지판(33)의 두께 방향으로 천공되어 있고, 용제 공급 영역(32)에 공급된 용제는 모세관 현상에 의해 각 용제 공급구(34)를 통하여 용제 유지판(33)의 하면측을 향해 스며 나온다. 이 스며 나온 용제가 휘발하여, 스테이지(21) 상의 웨이퍼(W)로부터 보았을 때에 웨이퍼(W)의 표면 전체에 대향하는 영역으로부터 용제의 증발이 일어나, 웨이퍼(W) 전체가 상기 용제의 증기에 노출된다. 이와 같이 웨이퍼(W) 전체에 용제 증기를 공급하도록 용제 유지판(33)은, 그 평면 형상이 웨이퍼(W)보다도 크게 형성되어 있다. 각 용제 공급구(34)의 직경은, 예를 들어 0.3㎜ 내지 1㎜ 정도이다. 유로 형성 부재(31)에는 가열부인 히터(35)가 매설되어 있다. 이 히터(35)에 의해 용제 공급 영역(32)을 통해 용제 유지판(33)은 균일성 높게 온도 조절되고, 용제 공급구(34)의 하방을 향한 용제는, 상기한 바와 같이 용제 유지판(33)의 면내에 있어서 균일성 높게 휘발되어, 웨이퍼(W)에 균일성 높게 용제 증기가 공급된다.
도 1 중 부호 41은 용제가 저류되는 공급원으로, 용제 공급관(42)을 통해 용제를 상기 용제 공급 영역(32)으로 압송한다. 도 1 중 부호 V1은 용제 공급관(42)에 개재하여 설치된 밸브이며, 후술하는 제어부(80)에 의해 개폐 상태가 제어됨으로써, 용제 공급 영역(32)으로의 용제의 공급과 차단이 제어된다. 이 용제로서는, 예를 들어 아세톤, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA), 시클로헥사논, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME), γ부틸락톤(GBL), 피리딘, 크실렌, N메틸2피롤리디논(NMP), 락트산에틸, 2-헵타논, 아세트산부틸, 메틸이소부틸케톤(MIBK), 디에틸에테르, 아니솔, 디메틸술폭시드(DMSO), m-크레졸 등이며, 레지스트막의 용해 작용을 갖는다.
용제 공급 영역(32)에는 기립된 액면 검출관(43)이 접속되어 있다. 이 액면 검출관(43)에는 하방측으로부터 상방측을 향해 하측 액면 검출 센서(44), 탱크(45), 상측 액면 검출 센서(46)가 이 순서로 개재하여 설치되어 있다. 액면 검출관(43)의 상방 끝에는, 배액로에 접속되는 배액관(47)과, N2 가스 공급원(48)에 접속되는 가스 공급관(49)으로 분기된다. 도면 중 부호 V2, V3은, 배액관(47), 가스 공급관(49)에 각각 개재하여 설치되는 밸브이다. 후술하는 바와 같이 용제를 폐기할 때에는 액면 검출관(43) 내를 가압하기 위해 밸브 V2는 폐쇄되지만, 이 용제의 폐기 동작을 행하는 경우를 제외하고는, 밸브 V2는 용제 공급원(41)으로부터 액면 검출관(43)에 용제를 공급하기 위해 개방된다. 밸브 V3은 상기 용제를 폐기할 때에는 가스 공급원(48)으로부터 액면 검출관(43) 내로 N2 가스를 공급하기 위해 개방되고, 이 용제의 폐기 동작을 행하는 경우를 제외하고는 폐쇄된다. 밸브 V3, 가스 공급관(49) 및 N2 가스 공급원(48)은 용제의 배출 기구를 이룬다.
계속해서, 냉각 아암(51) 및 배기 아암(61)에 대해 각각 그 하측 사시도, 정면도를 각각 도시한 도 4, 도 5도 참조하면서 설명한다. 냉각 아암(51)은, 수평이며 또한 각형으로 형성된 냉각용 재치부를 구성하는 냉각판(52)을 구비하고 있다. 예를 들어, 냉각판(52)의 내부에는, 도시하지 않은 냉각수의 유로가 형성되어 있고, 냉각판(52)의 표면에 재치된 웨이퍼(W)를 상기 냉각수와의 열교환에 의해 냉각한다. 도 5에 도시하는 바와 같이 전후 방향을 향해 볼 때, 냉각판(52)의 좌우는 상측을 향해 절곡되어, 기립판(53)을 구성하고 있다. 냉각 아암(51)의 좌우의 후단측은 하방을 향해 신장되어 지지부(54)를 구성하고, 도시하지 않은 구동 기구에 접속되어 있다. 이 구동 기구에 의해 냉각 아암(51)은, 도 1, 도 2에 도시하는 처리 용기(11)의 후방측의 대기 영역(70)과 처리 용기(11)의 처리 공간(10)과의 사이에서 전후 방향으로 이동할 수 있다. 도면 중 부호 55는 슬릿이며, 냉각판(52)의 전방 끝으로부터 후방측을 향해 평행하게 2개 형성되고, 냉각 아암(51)이 처리 공간(10)으로 이동하였을 때에 승강 핀(23)이 이들 슬릿(55)을 통과할 수 있다.
계속해서, 구획 기구를 구성하는 배기 아암(61)에 대해 설명한다. 도 3에 도시하는 바와 같이 배기 아암(61)은, 냉각 아암(51)을 덮도록 형성되어 있고, 냉각판(52)의 상방에 위치하는 구획판(62)을 구비하고 있다. 구획판(62)은 수평한 각 형상으로 형성되어 있고, 도 5에 도시하는 바와 같이, 이 구획판(62)을 전후 방향으로 보면, 그 좌우에는 하방측을 향해 수직으로 신장되는 하강판(63, 63)이 설치되어 있다. 이들 하강판(63, 63)은 냉각 아암(51)을 좌우로부터 사이에 끼우도록 형성된다. 이 하강판(63) 및 상기 냉각 아암(51)의 기립판(53)은, 후술하는 인접 영역(60)의 용제 증기로부터 볼 때 배기 영역(50)을 향하는 유로를 굴곡 구조로 하기 위해 형성되고, 해당 증기의 배기 영역(50)으로의 진입을 억제하는 역할을 갖는다.
구획판(62)의 후방측에는 하강판(63) 사이에 끼워지도록 배기부(64)가 설치되어 있고, 이 배기부(64)는 배기 아암(61)의 전방 끝의 위치와, 냉각 아암(51)의 전방 끝의 위치가 정렬된 상태에서, 냉각 아암(51)의 냉각판(52)과 기립판(53)과, 구획판(62)에 둘러싸여 형성되는 배기 영역(50)을 후방측으로부터 폐색하도록 설치되어 있다. 배기부(64)에는 좌우 방향으로 신장되는 슬릿 형상의 배기구(65)가 형성되어 있어, 배기 영역(50)의 분위기를 배기하여 제거할 수 있다. 이 배기구(65)는 밸브 V4를 통해 후술하는 탱크(81)에 접속되어 있다. 도 4, 도 5 중 부호 66은, 냉각 아암(51)의 기립판(53)이 통과하기 위해, 배기부(64)와 하강판(63) 사이에 형성되는 간극이다.
하강판(63)의 후단측은 하방을 향해 신장되어 지지부(67)를 구성하고, 도시하지 않은 구동 기구에 접속되어 있다. 이 구동 기구에 의해 배기 아암(61)은, 도 1에 도시하는 처리 용기(11)의 후방측의 대기 영역(70)과, 처리 용기(11)의 처리 공간(10) 사이에서 전후 방향으로 이동할 수 있다. 구획판(62)의 하면의 전방측의 단부에는 좌우로 신장되는 슬릿 형상의 퍼지 가스 토출구(68)가 형성되어 있다. 이 퍼지 가스 토출구(68)는, 상기 배기 영역(50)에 있어서 해당 배기 영역(50)의 용제 분위기가 처리 용기(11)의 외측을 향해 흐르는 것을 방지하기 위해, 비스듬히 후방측을 향해 퍼지 가스인 N2 가스를 토출한다. 퍼지 가스 토출구(68)는, 밸브 V5를 통해 상기한 N2 가스 공급원(48)에 접속된다.
구획판(62)의 상면측에는 원형의 오목부를 이루는 액받이부(69)가 형성되어 있다. 이 액받이부(69)는, 배기 아암(61)이 처리 용기(11) 내에 진입하였을 때에 용제 유지판(33)의 하방에 대향하여 위치하고, 해당 용제 유지판(33)으로부터 토출된 불필요한 용제를 받아 제거하는 역할과, 구획판(62)의 상측의 분위기를 제거하는 역할을 갖고 있고, 용제 유지판(33)보다도 크게 형성되어 있다. 이 액받이부(69)에는 폐액로(69a)가 접속되고, 폐액로(69a)는 밸브 V6을 통해 탱크(81)에 접속되어 있다.
도 1, 도 2를 다시 참조하여 하우징(71)에 대해 설명한다. 하우징(71)은, 처리 용기(11)의 외측에 있어서 상기한 냉각 아암(51) 및 배기 아암(61)이 대기하는 대기 영역(70)과, 처리 용기(11)를 둘러싸도록 형성된다. 하우징(71) 내의 후방측에는 배기구(외측 영역 배기구)(72)가 개구되어 있고, 상기한 셔터(37)가 개방되어 진퇴구(15)가 개방되었을 때에 처리 공간(10)으로부터 방출되는 용제 분위기를 제거하여, 하우징(71)의 외부로 용제 분위기의 누설을 방지한다. 배기구(72)는 밸브 V7을 통해 탱크(81)에 접속되어 있다. 하우징(71)의 전방측에는, 처리 공간(10)에 웨이퍼(W)의 전달을 행하기 위한 반송구(73)가 개구되어 있다.
탱크(81)는 클린룸 내에 설치되고, 그 내부에 전단실(82) 및 후단실(83)을 구비하고, 전단실(82), 후단실(83)을 구획하는 구획벽(84)이 설치되어 있다. 구획벽(84)의 상단에는 전단실(82)로부터 후단실(83)로 기체를 유통시키는 구멍(85)이 형성되어 있다. 전단실(82)에는 배액로(82a)가 접속되고, 후단실(83)에는 진공 펌프 등의 배기 기구(86)가 접속되어 있고, 해당 탱크(81)를 통해 배기 기구(86)는 상기한 바와 같이 기판 처리 장치(1)의 각 부분으로부터 배기를 행할 수 있다. 탱크(81)에 있어서 구획벽(84) 및 전단실(82)의 벽부에는 냉각수의 유로(87)가 형성되고, 탱크(81)의 외부의 도시하지 않은 온도 조절부에서 온도 조정된 냉각수가, 이 유로(87)에 공급된 후, 상기 온도 조절부에서 온도 조절되어 반복하여 상기 유로(87)에 공급된다.
처리 용기(11) 내 및 하우징(71) 내로부터 배기되어, 전단실(82)로 유입된 분위기 중의 용제 및 레지스트의 용해물 등은, 이 전단실(82)에서 냉각되어 액화되고, 상기 배액로(82a)로부터 배액된다. 그리고 이와 같이 용제 및 레지스트 등이 제거된 분위기가 후단실(83)로 유입되어 배액로(82a)를 통해 배기된다. 즉, 탱크(81)는 기체와 액체를 분리하여 제거하는 역할을 갖는다. 또한, 처리 용기(11) 내 및 하우징(71) 내로부터 배기되는 용제 가스는 고온 다습한 가스이므로, 상기 클린룸의 온도, 예를 들어 23℃ 정도에서 액화되므로, 냉각수의 유로(87)를 형성하지 않고 자연 냉각시켜도 되지만, 유로(87)를 형성함으로써 상기 분리 성능을 보다 높게 할 수 있다. 냉각수 대신에 온도 조정된 가스를 유로(87)에 흘리어도 된다.
기판 처리 장치(1)는 제어부(80)에 의해 제어된다. 이 제어부(80)는, 예를 들어 컴퓨터로 이루어지고, 프로그램, 메모리, CPU를 구비하고 있다. 상기 프로그램에는 제어부(80)로부터 기판 처리 장치(1)의 각 부로 제어 신호를 보내, 소정의 표면 처리를 진행시키도록 명령(각 스텝)이 내장되어 있다. 이 프로그램은, 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체, 예를 들어 플렉시블 디스크, 콤팩트 디스크, 하드디스크, MO(광자기 디스크), 메모리 카드 등의 기억부에 저장되어 제어부(80)에 인스톨된다. 여기서 상기 프로그램에는, 각 밸브의 개폐, 히터(22, 35)에 의한 승온, 냉각 아암(51) 및 배기 아암(61)의 이동 및 승강 핀(23)의 승강 동작 등을 제어하기 위한 프로그램도 포함되어 있고, 제어부(80)의 메모리에 미리 기억된 프로세스 레시피에 따라서 상기 각 부가 제어되도록 되어 있다.
계속해서, 기판 처리 장치(1)에 의한 웨이퍼의 처리 공정에 대해, 기판 처리 장치(1)의 각 부의 동작을 도시하는 도 6 내지 도 16을 참조하면서 설명한다. 또한, 기판 처리 장치(1)의 각 부의 동작을 나타내는 타임차트인 도 17도 적절하게 참조하면서 설명한다. 이 타임차트에서는, 셔터(36, 37)에 의한 반송구(14) 및 진퇴구(15)의 개폐 동작, 냉각 아암(51), 배기 아암(61)의 처리 공간(10)으로의 진입 동작 및 처리 공간(10)으로부터의 퇴출 동작, 각 부에 대한 가스 공급 및 배기의 온 오프, 덮개(13)의 승강 동작, 승강 핀(23)의 승강 동작을 나타내고 있다.
우선, 기판 처리 장치(1)는, 반송구(14)가 폐쇄되고, 덮개(13)가 상승 위치에 있고, 진퇴구(15)가 개방되어 냉각 아암(51) 및 배기 아암(61)이 처리 공간(10)에 진입하고, 냉각 아암(51), 배기 아암(61)의 선단이 처리 용기(11)의 내벽에 접하여 배기 아암(61)과 냉각 아암(51)에 둘러싸이는 배기 영역(50)이 주위로부터 구획된 상태에 놓인다. 편의상, 처리 공간(10)에 있어서, 이와 같이 구획된 배기 영역(50)의 주위의 영역을 인접 영역(60)이라 기재한다. 이러한 배기 영역(50)의 구획 후, 하우징(71)의 배기구(72)로부터의 해당 하우징(71) 내의 배기와, 배기 아암(61)의 액받이부(69)로부터의 배기가 행해진다.
계속해서 용제 공급원(41)으로부터 용제가 용제 공급 영역(32)으로 압송되고 액면 검출관(43)으로 유입되어, 도 6에 도시하는 바와 같이 해당 액면 검출관(43)에 있어서의 용제의 액면이 점차 상승한다. 이때 용제 공급구(34)로부터 낙하한 용제는 상기 액받이부(69)로부터 배액된다. 탱크(45)에 용제가 채워지고, 상측 액면 검출 센서(46)가 용제의 액면을 검출하면, 용제 공급 영역(32)에의 용제의 공급이 정지한다. 히터(22)에 의해 스테이지(21)의 온도가 상승함과 함께, 히터(35)에 의해 용제 유지판(33)의 하면이 상기 스테이지(21)보다도 낮은 온도, 예를 들어 40℃로 가열되어, 용제 유지판(33)의 용제 공급구(34)로부터 용제가 증발하여 용제 증기로 되고, 용제 공급구(34)로부터 증발한 만큼의 용제는 모세관 현상에 의해 용제 공급 영역(32)으로부터 용제 공급구(34)로 자동으로 공급된다.
이와 같이 용제 공급 영역(32) 및 액면 검출관(43)에 용제가 공급된 후, 웨이퍼(W)의 처리가 개시된다. 이 웨이퍼(W)의 처리는, 개략적으로는 도 17에 기재한 바와 같이 웨이퍼(W)의 처리 공간(10)으로의 반입 및 온도 조정, 용제 증기에 의한 레지스트 마스크의 평활화 처리, 처리 후의 웨이퍼(W)의 냉각 및 처리 공간(10)으로부터의 반출을 행하는 각 구간으로 이루어진다.
배기 아암(61)의 퍼지 가스 토출구(68)로부터 N2 가스가 토출됨과 함께 배기구(65)로부터 배기가 행해져, 인접 영역(60)으로부터 구획된 배기 영역(50)의 용제 농도가 저하된다. 그리고 반송구(14)가 개방되어 배기 영역(50)이 처리 용기(11)의 외부에 개방되고(도 17에서의 시각 t1), 도 7에 도시하는 바와 같이 반송 기구(20)가 웨이퍼(W)의 이면 주연부를 지지한 상태에서 이 배기 영역(50)으로 진입한다. 승강 핀(23)이 상승하여 웨이퍼(W)의 이면을 지지하고, 반송 기구(20)가 처리 용기(11)로부터 퇴피한다.
도 8에 도시하는 바와 같이 반송구(14)가 폐쇄되고(도 17에서의 시각 t2), 퍼지 가스 토출구(68)로부터의 N2 가스의 토출이 정지함과 함께 배기구(65)로부터의 배기가 정지하면, 냉각 아암(51)이 대기 영역(70)으로 후퇴하고(도 17에서의 시각 t3), 승강 핀(23)이 하강하여 도 9에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)가 스테이지(21)에 재치된다(도 17에서의 시각 t4). 이때, 웨이퍼(W)는 클린룸의 온도, 예를 들어 23℃이며, 스테이지(21)의 히터(22)에 의해 용제의 노점 온도보다 높고, 용제의 비점보다도 낮은 목표 온도 예를 들어 50℃로 되도록 가열된다. 이 웨이퍼(W)의 온도 상승 중에 있어서, 용제 유지판(33)과 해당 웨이퍼(W)가 배기 아암(61)에 의해 구획되어 있으므로, 용제 유지판(33)으로부터 휘발된 용제가 목표 온도에 도달하기 전의 웨이퍼(W)에 부착, 결로되는 것이 억제된다. 따라서, 웨이퍼(W)는 과도하게 팽윤되어 버리는 것이 방지되면서, 목표 온도에 도달한다.
웨이퍼(W)가 목표 온도에 도달하면, 배기 아암(61)이 대기 영역(70)으로 후퇴하고, 셔터(37)에 의해 진퇴구(15)가 폐쇄되어, 도 10에 도시하는 바와 같이 처리 공간(10)이 대기 영역(70)으로부터 구획되어 밀폐되고, 배기구(72)로부터의 하우징(71) 내의 배기가 정지하여, 도 11에 도시하는 바와 같이 처리 용기(11)의 덮개(13)가 처리 위치로 하강한다(도 17에서의 시각 t5). 용제 유지판(33)으로부터 처리 공간(10)으로 용제가 휘발하여, 처리 공간(10)과 용제 유지판(33)의 표면과의 사이에서 용제가 평형 상태로 되어, 처리 공간(10)에는 용제의 포화 증기 분위기가 형성된다.
이때, 웨이퍼(W)가 용제의 노점 온도보다도 높고, 용제의 비점보다도 낮은 온도로 조정되어 있으므로, 레지스트에 의해 구성된 패턴 마스크(9)의 표면에서는, 용제 분자가 레지스트 패턴에 충돌하여, 패턴 표면이 용제에 의해 팽윤되지만, 웨이퍼(W)의 열에 의해 다시 용제가 휘발되어 가는 현상이 반복하여 발생하고 있다. 이 때문에, 도 18의 상단, 중단에 나타내는 바와 같이, 패턴 마스크(9)의 표층부(91)만이 용제를 흡수하여 팽윤되고, 이 용제에 의해 해당 부위에서는 레지스트막을 구성하는 분자가 연화, 용해되어 유동하지만, 패턴 마스크(9)의 내부에의 침투가 억제되므로, 패턴 형상의 용해나 변형은 억제된다.
도 12에 도시하는 바와 같이, 덮개(13)의 상승이 개시되고(도 17에서의 시각 t6), 덮개(13)는 점차 하강하기 전(덮개(13)의 위치)의 상승 위치로 복귀된다. 그것에 의해, 용제 유지판(33)이 스테이지(21) 및 웨이퍼(W)로부터 받는 복사열이 점차 저하되어, 용제 유지판(33)의 온도가 저하되고, 그것에 의해 처리 공간(10)에의 용제 증기의 휘발량이 저하된다. 그 때문에, 웨이퍼(W)에 공급되는 용제 증기의 양이 억제되어, 상기 팽윤된 표층부(91)에 더욱 과잉의 용제가 공급되는 것이 억제되므로, 패턴 마스크(9)의 내부에 용제가 침투하는 것이 보다 확실하게 억제된다. 이와 같이 처리가 진행되어, 패턴 마스크(9)의 표면의 요철의 표면이 평탄화되어, 웨이퍼(W)의 면내에 있어서 패턴 선폭의 편차가 저감된다.
도 18의 하단에 나타내는 바와 같이, 패턴 마스크(9)의 표층부(91)는 건조가 진행되어, 덮개(13)가 상승 위치로 복귀되고, 승강 핀(23)이 스테이지(21)로부터 웨이퍼(W)를 밀어올려, 배기구(72)로부터의 하우징(71) 내의 배기가 재개된다(도 17에서의 시각 t7). 그리고, 진퇴구(15)가 개방되어, 냉각 아암(51) 및 배기 아암(61)이 상기 진퇴구(15)를 통해 처리 공간(10)으로 이동하여(도 17에서의 시각 t8), 웨이퍼(W)가 배기 영역(50)에 수납된다. 냉각 아암(51) 및 배기 아암(61)의 각 선단이 처리 용기(11)의 내벽에 맞닿아, 배기 영역(50)이 그 외부의 인접 영역(60)으로부터 구획된 상태로 된다.
그리고 승강 핀(23)이 하강하여 웨이퍼(W)가 냉각 아암(51)에 전달되어 냉각된다. 이와 같이 승강 핀(23)이 하강하는 한편, 도 14에 도시하는 바와 같이 배기 아암(61)에 있어서의 액받이부(69)로부터 배기가 행해짐과 함께 퍼지 가스 토출구(68)로부터의 N2 가스의 토출 및 배기구(65)로부터의 배기가 행해져, 배기 영역(50)에 전방으로부터 후방을 향하는 가스 흐름이 형성된다(도 17에서의 시각 t9). 이와 같이 배기 영역(50)은, 용제의 공급원으로 되는 용제 유지판(33)이 설치되는 인접 영역(60)으로부터 해당 용제가 유입되지 않도록 구획된 상태에서 배기 및 퍼지 가스의 공급이 행해져, 그 용제 농도가 빠르게 저하된다.
그 후, 반송구(14)가 개방되어 배기 영역(50)이 처리 용기(11)의 외부에 개방됨과 함께, 승강 핀(23)이 상승하여 냉각 아암(51)으로부터 웨이퍼(W)가 떨어지고(도 17에서의 시각 t10), 배기 영역(50)으로 반송 기구(20)가 진입하고, 승강 핀(23)이 하강하여 반송 기구에 웨이퍼(W)가 전달된다(도 15). 반송 기구(20)가 후퇴하여, 웨이퍼(W)가 반출된다. 이 웨이퍼(W)의 반출시에도 배기 영역(50)에는 상기 가스 흐름이 계속해서 형성되어, 보다 확실하게 배기 영역(50)으로부터의 처리 용기(11)의 외부로의 용제 분위기의 누설이 방지된다.
반송구(14)가 폐쇄되어, 퍼지 가스 토출구(68)로부터의 N2 가스의 토출 및 배기구(65)로부터의 배기가 정지한다. 액받이부(69) 및 배기구(72)의 배기에 의해, 용제 유지판(33)으로부터 발생하는 용제 증기는 제거되므로, 해당 용제 증기의 배기 영역(50)으로의 유입은 억제된다. 그리고 앞의 웨이퍼(W)를 반입하는 경우와 마찬가지로, 배기 영역(50)에 상기 가스 흐름이 형성되어 배기 영역(50)의 용제 농도가 더욱 낮아진 후, 반송구(14)가 개방되어 후속 웨이퍼(W)가 처리 용기(11)에 반입된다. 이 후속 웨이퍼(W)는 먼저 처리된 웨이퍼(W)와 마찬가지로 처리되어, 처리 용기(11)로부터 반출된다.
이와 같이 웨이퍼(W)의 기판 처리 장치(1)에의 반입 및 처리가 계속되어, 탱크(45) 내의 용제가 비게 되어 하측 액면 검출 센서(44)가 용제의 액면을 검출하면, 이 액면의 검출시에 처리중인 웨이퍼(W)의 처리를 종료한 후이며, 다음 웨이퍼(W)를 처리 용기(11) 내로 반송하기 전에 용제의 보충 동작이 행해진다. 이 보충 동작은, 도 6에서 설명한 바와 같이 기판 처리 장치(1)의 동작 개시시에 용제 공급 영역(32)에 용제를 공급하는 경우와 마찬가지로 행해지고, 상측 액면 검출 센서(46)가 액면을 검출할 때까지 용제 공급 영역(32)을 통해 액면 검출관(43)에 용제의 공급이 행해진다.
예를 들어, 소정의 매수의 웨이퍼(W)를 처리한 후, 기판 처리 장치(1)의 동작을 정지할 때에는, 밸브 V3을 개방하여, 도 16에 도시하는 바와 같이 N2 가스를 액면 검출관(43)에 공급한다. 해당 액면 검출관(43), 탱크(45) 및 용제 공급 영역(32)에 잔류하고 있는 용제는 가압되고, 용제 유지판(33)의 용제 공급구(34)로부터 배기 아암(61)의 액받이부(69)에 압출되어 해당 액받이부(69)로부터 제거된다. 그런 후에, 배기구(72)로부터의 하우징(71) 내의 배기와, 배기 아암(61)의 액받이부(69)로부터의 배액 및 배기가 정지한다.
이러한 기판 처리 장치(1)에 있어서는, 용제 증기의 포화 증기 분위기가 형성된 처리 용기(11) 내에 주위로부터 격리된 배기 영역(50)을 형성하기 위한 배기 아암(61) 및 냉각 아암(51)을 진입시켜, 이 배기 영역(50)을 배기 아암(61)의 배기구(65)에 의해 국소적으로 배기하므로, 이 배기 영역(50)의 용제 농도를 빠르게 저하시킬 수 있다. 따라서, 이 배기 영역(50)에 대해 개폐되는 반송구(14)로부터 처리 용기(11)의 외부로의 용제 증기의 누설을 억제할 수 있다. 또한, 처리 공간(10)에 대해 배기 영역(50)의 용적을 억제할 수 있기 때문에, 해당 배기 영역(50)의 용제 농도를 빠르게 저하시킬 수 있으므로, 처리 완료된 웨이퍼(W)의 반출 및 후속 웨이퍼(W)의 반입을 빠르게 행할 수 있다. 그 결과, 스루풋의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 이 기판 처리 장치(1)에서는 배기 영역(50)의 용제 분위기를 제거하는 동안에 가열된 웨이퍼(W)를 냉각 아암(51)에 의해 냉각하므로, 기판 처리 장치(1)로부터 반출 후에 웨이퍼(W)를 냉각할 필요가 없다. 따라서, 보다 확실하게 스루풋의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 냉각 아암(51)을 설치하고, 상기한 바와 같이 배기 영역(50)을 형성함으로써, 배기 영역(50)을 처리 공간(10)의 하측의 영역으로부터 구획하여, 해당 배기 영역(50)의 용적을 작게 할 수 있으므로 바람직하다. 단, 냉각 아암(51)을 설치하지 않고, 배기 아암(61)에 의해 처리 공간(10)의 상하를 구획하여, 배기 아암(61)의 하방측의 스테이지(21)를 포함하는 영역을 배기 영역으로 하여도 된다. 이 경우에는 배기 아암(61)과 스테이지(21)의 간격을 제어하여, 상기 배기 영역의 높이를 억제하여 배기 영역의 용적을 억제하는 것이 바람직하다.
또한, 처리 용기(11) 내에서 용제 유지판(33)의 하면에 용제를 공급하고, 용제가 부족할 때에는 자동으로 보충을 행할 수 있으므로, 용제를 용제 유지판(33)에 공급하기 위해 용제 유지판(33)을 처리 용기(11)의 외부로 반출할 필요가 없기 때문에, 그것에 의해 보다 확실하게 용제 분위기의 기판 처리 장치(1)의 외측으로의 누설을 방지할 수 있고, 용제 유지판(33)을 외부로 반출하기 위한 반송 기구도 불필요해지므로, 기판 처리 장치(1)의 구성을 간소화하여, 제조 비용을 저하시킬 수 있다. 이 용제 유지판(33)은 다공질체에 의해 구성하여도 된다.
상기한 예에 있어서는 클린룸의 온도, 즉, 용제의 노점보다도 낮은 온도의 웨이퍼(W)를 처리 공간(10)에 반입하고 있지만, 웨이퍼(W)를 용제의 노점보다도 높은 온도로 가열한 상태에서 처리 공간(10)으로 반송하여도 된다. 이 경우, 스테이지(21)에 전달된 상기 웨이퍼(W)는 처리 공간(10)으로의 반입시의 온도로부터 스테이지(21)의 온도로 강온하여 목표 온도로 되어 포화 증기 분위기에 의해 패턴 마스크(9)가 팽윤된다. 즉, 웨이퍼(W)의 반입시로부터 목표 온도로 될 때까지는 웨이퍼(W)에의 용제 분자의 부착이 방지되어, 패턴 마스크(9)의 과도한 팽윤을 보다 확실하게 억제할 수 있다.
상기한 예에서, 처리 용기(11)를 둘러싸는 하우징(71) 내를 배기하는 구성으로 하는 대신에, 도 19에 도시하는 바와 같이 진퇴구(15)에 N2 가스의 공급구(101)와 배기구(102)를 형성하여도 된다. 셔터(37)가 개방되었을 때에는, 공급구(101)로부터 N2 가스가 공급됨과 함께 배기구(102)로부터 배기가 행해져, 진퇴구(15)에 도 19에서의 화살표로 나타내는 바와 같이 가스 흐름이 형성되고, 처리 공간(10)의 분위기는 이 가스 흐름에 의해 저지되어 외부로 누출되는 것이 방지된다.
또한, 외부로부터 구획 부재인 배기 아암(61)을 진입시켜 처리 공간(10)을 구획하는 경우 외에, 도 20에 도시하는 바와 같이 처리 공간(10) 내에 개폐 가능한 셔터(103)를 설치하고, 그것에 의해 처리 공간(10)을 구획하여도 된다. 도면 중 부호 104는, 처리 용기(11) 저부에 형성된 배기구이며, 웨이퍼(W)의 처리 후에 셔터(103)가 폐쇄되어, 용제 유지판(33)과 웨이퍼(W)를 재치한 스테이지(21)가 구획되면, 배기구(104)로부터 스테이지(21)의 주위가 배기됨과 함께 가스 공급구(105)로부터 N2 가스가 공급되어, 셔터(103)에 의해 구획된 하측의 분위기가 치환된다. 그런 후에, 반송구(14)로부터 웨이퍼(W)가 반출되어, 예를 들어 처리 용기(11)의 외부의 냉각 장치로 반송되어 냉각된다.
또한, 상기한 예에서는, 히터(22)가 스테이지(21)에 내장되어 있지만, 스테이지(21)에 재치되는 웨이퍼(W)가 가열되는 구성이면, 어떠한 구성이라도 좋고, 예를 들어 처리 용기(11) 내에 LED(발광 다이오드)를 설치하여, 이 LED로부터 웨이퍼(W)에 광 에너지를 조사하여 가열을 행하여도 된다. 또한, 상기한 기판 처리 장치(1)에서 각 부로부터 N2 가스를 공급하는 것에 한정되지 않고, 공기 등 다른 가스를 공급하여도 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다 할 것이다.
W : 웨이퍼
1 : 기판 처리 장치
10 : 처리 공간
11 : 처리 용기
13 : 덮개
14 : 반송구
15 : 진퇴구
33 : 용제 유지판
50 : 배기 영역
51 : 냉각 아암
61 : 배기 아암
80 : 제어부

Claims (17)

  1. 노광, 현상 처리되어 패턴 마스크가 형성된 기판에 대해, 소정의 처리를 행하는 기판 처리 장치에 있어서,
    내부에 처리 공간을 형성하는 처리 용기와,
    상기 처리 공간에 설치되고, 상기 기판을 재치하는 처리용 재치부와,
    상기 처리용 재치부에 재치된 상기 기판을 용제의 노점 온도보다도 높은 온도로 가열하는 가열부와,
    상기 처리 공간에 설치되고, 상기 용제를 공급하여, 상기 처리 공간 내 상기 용제의 포화 증기 분위기에서 상기 기판을 처리하는 증발원 형성 부재와,
    상기 처리 공간에 있어서 상기 증발원 형성 부재가 설치되는 제1 영역과, 상기 처리 용기의 외부와 상기 처리용 재치부 사이에서 상기 기판을 전달하기 위한 제2 영역을, 각각의 분위기가 차단되도록 구획하는 구획 상태와, 상기 각각의 분위기가 서로 개방되는 개방 상태로 서로 절환하는 구획 기구와,
    상기 처리 용기에 설치되고, 상기 구획 상태의 상기 제2 영역에 개폐 가능한 기판 반송구와,
    상기 제2 영역에 접속되고, 상기 구획 상태의 상기 제2 영역을 배기하여, 상기 제2 영역의 용제 분위기를 제거하는 배기구를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구획 기구는, 상기 처리 용기의 외부의 대기 영역과 상기 처리 공간 사이에서 이동 가능하게 구성되고,
    상기 처리 용기에는, 상기 구획 기구가 이동하기 위해 개폐 가능한 이동용 개구부가 형성되는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 대기 영역을 둘러싸는 하우징과, 상기 하우징 내를 배기하기 위한 외측 영역 배기구가 더 형성되는 기판 처리 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 대기 영역과 상기 처리 공간 사이에서 이동 가능하며, 상기 구획 기구에 덮이도록 구성되고, 상기 가열부에 의해 가열된 상기 기판을 재치하여 냉각하기 위한 냉각용 재치부와,
    상기 처리용 재치부로부터 상기 냉각용 재치부로 상기 기판을 이재하기 위한 이재 기구가 더 설치되고,
    상기 제2 영역은 상기 냉각용 재치부와, 상기 구획 기구와의 사이에 형성되는 기판 처리 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증발원 형성 부재로부터 증발하지 않고 잔류하고 있는 용제를 배출하기 위한 배출 기구를 더 포함하고,
    상기 구획 기구는, 상기의 증발하지 않고 잔류하고 있는 용제를 배액하여 제거하기 위한 액받이부를 구비하는 기판 처리 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배기구는, 상기 구획 기구에 형성되는 기판 처리 장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구획 기구는, 상기 제2 영역의 상기 용제 분위기를 상기 배기구에 퍼지하여 제거하기 위한 퍼지 가스를 상기 제2 영역에 공급하는 퍼지 가스 토출구를 구비하는 기판 처리 장치.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증발원 형성 부재는, 상기 기판에 대향하여 설치되고, 상기 기판을 향해 개구되는 용제 공급용 개구부를 구비하는 대향부를 구비하고,
    상기 증발원 형성 부재는, 상기 용제가 저류되는 저류부를 더 구비하고,
    상기 저류부로부터 상기 용제 공급용 개구부로 모세관 현상에 의해 상기 용제가 공급되는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 저류부의 액의 잔량을 검출하기 위한 센서를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  10. 노광, 현상 처리되어 패턴 마스크가 형성된 기판에 대해, 소정의 처리를 행하는 기판 처리 방법에 있어서,
    처리 용기의 내부에 형성된 처리 공간에 설치되는 처리용 재치부에 상기 기판을 재치하는 공정과,
    가열부에 의해 상기 처리용 재치부에 재치된 상기 기판을 용제의 노점 온도보다도 높은 온도로 가열하는 공정과,
    상기 기판의 표면 전체와 대향하도록 상기 처리 공간에 설치되는 증발원 형성 부재로부터 용제를 증발시켜, 상기 처리 공간 내의 분위기를 상기 용제의 포화 증기 분위기로 하는 공정과,
    구획 기구에 의해, 상기 처리 공간에 있어서 상기 증발원 형성 부재가 설치되는 제1 영역과, 상기 처리 용기의 외부와 상기 처리용 재치부 사이에서 상기 기판을 전달하기 위한 제2 영역을, 각각의 분위기가 차단되도록 구획하는 구획 상태로 하는 공정과,
    상기 구획 기구에 의해 상기 제1 및 제2 영역의 각각의 분위기가 서로 개방되는 개방 상태로 하는 공정과,
    상기 구획 상태의 상기 제2 영역에, 상기 처리 용기에 형성되는 기판 반송구를 개폐하는 공정과,
    상기 구획 상태의 상기 제2 영역을 배기하여, 상기 제2 영역의 용제 분위기를 제거하는 공정을 포함하는 기판 처리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 구획 기구를, 상기 처리 용기의 외부의 대기 영역과 상기 처리 공간 사이에서 이동시키는 공정과,
    상기 처리 용기에 있어서, 상기 구획 기구를 이동시키기 위한 이동용 개구부를 개폐하는 공정을 더 포함하는 기판 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 대기 영역을 둘러싸는 하우징 내를 배기하는 공정을 더 포함하는 기판 처리 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 구획 기구에 덮이도록 구성되고, 상기 가열부에 의해 가열된 상기 기판을 재치하여 냉각하기 위한 냉각용 재치부를 이동시키는 공정과,
    이재 기구에 의해 상기 처리용 재치부로부터 상기 냉각용 재치부로 상기 기판을 이재하는 공정을 더 포함하고,
    상기 제2 영역은 상기 냉각용 재치부와, 상기 구획 기구 사이에 형성되는 기판 처리 방법.
  14. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    배출 기구에 의해 상기 증발원 형성 부재로부터 증발하지 않고 잔류하고 있는 용제를 상기 구획 기구에 배출하는 공정과,
    상기 구획 기구에 설치되는 액받이부로부터, 상기의 증발하지 않고 잔류하고 있는 용제를 받는 공정과,
    상기 받은 용제를 배액하여 제거하는 공정을 더 포함하는 기판 처리 방법.
  15. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 제2 영역에 퍼지 가스를 공급하는 공정과,
    용제 분위기를 배기구에 퍼지하는 공정과,
    상기 제2 영역의 상기 용제 분위기를 제거하는 공정을 더 포함하는 기판 처리 방법.
  16. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 증발원 형성 부재를 구성하고, 상기 기판에 대향하여 형성된 대향부에서 상기 기판을 향해 개구되도록 형성된 용제 공급용 개구부로, 상기 용제가 저류되는 저류부로부터 모세관 현상에 의해 상기 용제를 공급하는 공정을 더 포함하는 기판 처리 방법.
  17. 노광, 현상 처리되어 패턴 마스크가 형성된 기판에 대해, 상기 패턴 마스크의 거칠기를 개선하기 위해 처리를 행하는 기판 처리 장치에 사용되는 컴퓨터 프로그램이 기억된 컴퓨터 판독 가능한 비일시적인 기억 매체로서,
    상기 컴퓨터 프로그램은, 제11항 또는 제12항에 기재된 기판 처리 방법을 실시하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 비일시적인 기억 매체.
KR1020120142118A 2011-12-28 2012-12-07 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 비일시적인 기억 매체 KR102009528B1 (ko)

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