KR19980080927A

KR19980080927A - 레지스트 도포방법 및 레지스트 도포장치

Info

Publication number: KR19980080927A
Application number: KR1019980011223A
Authority: KR
Inventors: 요시하라고스케
Original assignee: 히가시데쓰로; 동경엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 1998-11-25
Also published as: SG65744A1; US6117486A; KR100414551B1; TW432520B

Abstract

피처리기판을 회전시키면서 피처리기판 표면의 거의 중앙으로 레지스트액을 공급하고, 상기 레지스트액의 공급을 정지한 후, 피처리기판의 회전을 감속하여 피처리기판을 저속으로 회전시켜, 피처리기판을 소정기간 저속으로 회전시킨 후, 피처리기판의 회전을 가속하여 피처리기판을 고속으로 회전시킴으로써 기판에 레지스트막을 형성하는 레지스트 도포방법이다.

Description

레지스트 도포방법 및 레지스트 도포장치

본 발명은, 반도체웨이퍼 등의 피처리기판에 레지스트액을 도포하는 레지스트 도포방법 및 레지스트 도포장치에 관한 것이다.

예컨대 반도체 디바이스의 제조과정에서의 포토리소그래피공정에 있어서는, 반도체웨이퍼(이하,「웨이퍼」라고 함)의 표면에 레지스트막을 형성하는 레지스트 도포처리와, 레지스트 도포후의 웨이퍼에 대하여 노광(露光)처리를 한 뒤에 해당 웨이퍼를 현상하는 현상처리가 행해진다.

레지스트 도포처리에 대하여 주목하면, 웨이퍼표면에 레지스트액을 균일하게 도포하기 위한 방법으로서 스핀코팅법 등이 많이 사용되고 있다.

이 스핀코팅법에 의하면, 스핀척에 의한 진공흡착에 의해 반도체웨이퍼가 고정유지된 상태에서, 스핀척과 함께 반도체웨이퍼가 회전되어, 반도체웨이퍼의 윗쪽에 배치된 레지스트노즐에 의해 반도체웨이퍼 표면의 중앙에 레지스트액이 공급된다. 공급된 레지스트액은 원심력에 의해 반도체웨이퍼의 바깥둘레를 향해 넓어지고, 그 후 레지스트액의 공급은 정지되지만, 회전속도를 떨어뜨리면서 회전을 계속하여 반도체웨이퍼의 표면으로 넓혀진 레지스트액의 뿌리침 건조가 행해진다.

그런데, 최근에는 제조비용 삭감 등의 이유로 레지스트 소비량을 줄이는 것이 강하게 요청되고 있으며, 이 경우에 상술한 바와 같이 스핀코팅법을 사용하여 레지스트액을 도포하는 것과 같은 경우에는, 일반적으로 반도체웨이퍼를 보다 고속으로 회전시키면서 반도체웨이퍼의 중앙에 레지스트액을 공급하고 있다.

그러나, 상술한 바와 같이 반도체 웨이퍼를 고속으로 회전시키는 경우에, 반도체웨이퍼 표면의 레지스트막에 파문(波紋)의 흔적(도포불량)이 생기기 쉽다는 문제가 있다. 이러한 파문의 흔적은, 레지스트노즐에 있어서의 액이 떨어질 때의 레지스트액의 파문이 원인으로 되어 있다고 추정되고 있다. 즉 액이 떨어짐으로써 레지스트액의 파문이 반도체웨이퍼의 회전에 따라 웨이퍼 위로 퍼지고, 또한 반도체웨이퍼를 고속으로 회전시키면 레지스트액의 건조속도가 빨라짐으로써, 레지스트액이 반도체웨이퍼의 표면에 균일하게 퍼지기 이전에 건조하고, 이 결과 파문이 생기는 것으로 추정된다. 또한 레지스트막의 박막화에 따른 레지스트재료의 점도가 내려가고, 그 표면장력도 저하되기 때문에, 상기 파문 흔적이 종래의 재료에 비해 생기기 쉬운 경향이 있다.

이 종류의 파문 흔적의 발생을 피하기 위해서는, 예컨대 레지스트노즐이 보다 정확히 반도체웨이퍼(W) 표면의 중앙에 오도록 레지스트노즐의 위치조정을 하여 파문이 동심원형상으로 퍼지도록 하여, 동심원형상의 파문이 반도체웨이퍼의 바깥둘레를 나온 타이밍에서 레지스트액이 건조하도록 회전속도 등을 조절하면 좋다. 그러나 레지스트노즐의 위치조정의 정밀도를 올리는 것이나 회전속도 등의 조절은 대단히 어렵고, 상술한 파문 흔적의 발생을 완전히 피할 수는 없었다.

또한, 각 웨이퍼로의 레지스트액의 적하량을 줄인 경우, 도포한 막의 막두께의 조정이 어렵고, 막두께를 균일하게 하는 것이 곤란하다. 특히 레지스트액의 적하량이 각 웨이퍼당 1.0ml 혹은 그 이하인 경우, 적하한 레지스트액이 웨이퍼의 지름방향 바깥쪽으로 충분히 퍼지기 전에, 레지스트액의 건조가 빠르게 진행되기 때문에, 도포한 막의 막두께 분포는, 웨이퍼의 바깥둘레부가 중앙부에 비해 얇아진다고 하는 문제가 있어, 도포한 막의 막두께의 조정이 어렵고, 막두께를 균일하고 또 소정의 두께로 하는 것이 곤란하다.

도포하는 막의 막두께의 조정방법으로서, 종래에 (a) 레지스트액의 토출속도를 줄이는 방법, (b) 레지스트 토출때의 웨이퍼 회전수를 높이는 방법이 있다. 그러나 상기 (a)의 방법에 있어서는, 레지스트액의 토출상태가 불안정하게 된다는 문제점이 있고, 상기 (b)의 방법에 있어서는, 웨이퍼의 회전수를 높게 하는 것에도 도포장치의 성능으로서의 한계가 있고, 또한 레지스트액의 건조가 현저하고, 막두께의 조정량이 적다고 하는 문제점이 있다.

본 발명은, 피처리기판 표면에 파문의 흔적 등이 잔존하지 않고 한결같이 레지스트액을 도포할 수 있는 레지스트 도포방법 및 레지스트 도포장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 박막이더라도 원하는 일정 막두께로 레지스트막을 형성하는 것이 가능한 레지스트 도포방법 및 레지스트 도포장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 각 웨이퍼로의 레지스트액의 적하량을 적게 한 경우라도, 도포한 막의 막두께를 균일한 소정두께로 조절할 수 있는 레지스트 도포방법 및 레지스트 도포장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예인 반도체웨이퍼의 도포현상 처리시스템의 전체구성을 나타낸 평면도,

도 2는 도 1의 도포현상 처리시스템의 구성을 나타낸 정면도,

도 3은 도 1의 도포현상 처리시스템의 구성을 나타낸 배면도,

도 4는 도 1의 도포현상 처리시스템에 있어서의 레지스트 도포유니트의 단면도,

도 5는 도 4의 레지스트 도포유니트의 전체구성을 나타낸 평면도,

도 6은 도 4의 레지스트 도포유니트의 제어계의 블록도,

도 7의 (a)는 도 4의 레지스트 도포유니트에 있어서의 반도체웨이퍼의 회전제어상태를 나타낸 그래프,

도 7의 (b)는 종래의 레지스트 도포유니트에 있어서의 반도체웨이퍼의 회전제어상태를 나타낸 그래프,

도 8의 (a) 내지 (d)는 종래의 파문 발생의 작용을 설명하기 위한 도면,

도 9의 (a) 내지 (d)는 본 실시예에 있어서의 파문 발생의 방지작용을 설명하기 위한 도면,

도 10은 레지스트 도포장치의 회전제어상태를 나타낸 도면,

도 11은 종래의 레지스트 도포방법을 채용한 경우의 웨이퍼 면내의 레지스트 막두께 분포를 나타낸 도면,

도 12는 본 발명의 도포방법을 채용한 경우의 웨이퍼 면내의 레지스트 막두께 분포를 나타낸 도면,

도 13은 본 발명을 채용한 경우에 있어서의 레지스트 막두께의 웨이퍼 면내 및 웨이퍼 사이의 막두께의 격차를 나타낸 도면이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 카세트스테이션 11 : 처리스테이션

12 : 인터페이스부 20 : 카세트재치대

21 : 웨이퍼 반송체 22 : 주 웨이퍼 반송기구

23 : 주변노광장치 24 : 웨이퍼 반송체

25 : 안내레일 46 : 웨이퍼 반송장치

47 : 반송기대 48 : 유지부재

49 : 통형상 지지체 50 : 유니트 바닥판

52 : 스핀척 54 : 구동모터

58 : 플랜지부재 60 : 승강구동장치

62 : 승강가이드유니트 64 : 냉각재킷

86 : 레지스트노즐 88 : 레지스트공급관

92 : 레지스트노즐 스캔아암 94 : 가이드레일

96 : 수직지지부재 100 : 노즐유지체

101 : 신너노즐 120 : 린스노즐 스캔아암

122 : 수직지지부재 124 : 린스노즐

130 : 제어부 131 : 레지스트공급부

132 : 신너공급부

본 발명은, 피처리기판을 제 1 속도로 회전시키면서 피처리기판 표면의 거의 중앙에 레지스트액을 공급하는 공정과, 상기 피처리기판의 회전을 제 2 속도로 감속하여 피처리기판을 저속으로 회전시키는 공정과, 상기 피처리기판을 소정기간 제 2 속도로 회전시킨 후, 상기 피처리기판의 회전을 제 3 속도로 가속하여 피처리기판을 고속으로 회전시키는 공정으로 이루어지는 레지스트 도포방법을 제공한다.

본 발명은, 피처리기판 표면에 피처리기판 표면을 적시기 위한 액제를 공급하는 공정과, 상기 액제가 공급된 피처리기판을 제 1 속도로 회전시키면서 피처리기판 표면의 거의 중앙에 레지스트액을 공급하는 공정과, 상기 레지스트액의 공급을 정지한 후, 상기 피처리기판의 회전을 제 2 속도로 감속하여 피처리기판을 저속으로 회전시키는 공정과, 상기 피처리기판을 소정기간 제 2 속도로 회전시킨 후, 상기 피처리기판의 회전을 제 3 속도로 가속하여 피처리기판을 회전시키는 공정으로 이루어지는 레지스트 도포방법을 제공한다.

본 발명은, 피처리기판을 회전시키면서 피처리기판 표면의 거의 중앙에 피처리기판 표면을 적시게 하기 위한 액제를 공급하는 공정과, 상기 액제의 공급을 정지한 후, 상기 피처리기판을 회전시키면서 피처리기판 표면의 거의 중앙에 레지스트액을 공급하는 공정과, 상기 레지스트액의 공급을 정지한 후, 상기 피처리기판의 회전을 감속하여 피처리기판을 저속으로 회전시키는 공정과, 상기 피처리기판을 소정기간 저속으로 회전시킨 후, 상기 피처리기판의 회전을 가속하여 피처리기판을 고속으로 회전시키는 공정으로 이루어지는 레지스트 도포방법을 제공한다.

본 발명은, 피처리기판을 회전시키면서 피처리기판의 대략 중앙에 레지스트액을 공급하고, 레지스트액을 피처리기판의 지름방향 외력으로 넓히면서 도포하는 공정과, 레지스트 도포중에, 피처리기판의 회전속도를 일단 감속하여 막두께를 조정하는 공정과, 그 후 피처리기판의 회전속도를 높혀 나머지의 레지스트액을 뿌리치는 공정으로 이루어지는 레지스트 도포방법을 제공한다.

본 발명은, 피처리기판의 표면에, 그 표면을 적시기 위한 액제를 공급하는 공정과, 액제가 공급된 피처리기판을 회전시키면서 피처리기판의 대략 중앙에 레지스트액을 공급하여, 레지스트액을 피처리기판의 지름방향 외측으로 넓히면서 도포하는 공정과 레지스트 도포중에, 피처리기판의 회전속도를 일단 감속하여 막두께를 조정하는 공정과, 그 후 피처리기판의 회전속도를 높혀 나머지의 레지스트액의 뿌리치는 공정으로 이루어지는 레지스트 도포방법을 제공한다.

본 발명은, 회전하는 피처리기판에 레지스트액을 공급하여 도포하는 레지스트 도포장치로서, 피처리기판을 유지하는 기판유지부재와, 상기 기판유지부재를 속도가변으로 회전시키는 회전수단과, 상기 기판유지부재에 유지된 피처리기판의 대략 중앙에 레지스트액을 공급하는 레지스트액 노즐과, 상기 레지스트액 공급시에 피처리기판을 유지한 기판유지부재를 소정속도로 회전시키고, 레지스트 도포중에 기판유지부재의 회전속도를 막두께를 조정하는 것이 가능한 속도로 일단 감속하며, 그 후 기판유지부재의 회전속도를 높혀 나머지 레지스트액을 뿌리치도록 기판유지부재의 회전을 제어하는 제어부를 구비하는 레지스트 도포장치를 제공한다.

본 발명은, 회전하는 피처리기판에 레지스트액을 공급하여 도포하는 레지스트 도포장치로서, 피처리기판을 유지하는 기판유지부재와, 상기 기판유지부재를 속도가변으로 회전시키는 회전부와, 상기 기판유지부재에 유지된 피처리기판의 대략 중앙에 레지스트액 공급에 앞서 그 표면을 적시기 위한 액제를 공급하는 액제노즐과, 상기 기판유지부재에 유지된 피처리기판의 대략 중앙에 레지스트액을 공급하는 레지스트액 노즐과, 상기 액제 공급시 및 상기 레지스트액 공급시에 피처리기판을 유지한 기판유지부재를 소정속도로 회전시키고, 레지스트 도포중에 기판유지부재의 회전속도를 막두께를 조정하는 것이 가능한 속도로 일단 감속하며, 그 후 기판유지부재의 회전속도를 높혀 나머지의 레지스트액을 뿌리치도록 기판유지부재의 회전을 제어하는 제어부를 구비하는 레지스트 도포장치를 제공한다.

본 발명은, 회전하는 피처리기판에 레지스트액을 공급하여 도포하는 레지스트 도포장치로서, 피처리기판을 유지하는 기판유지부재와, 상기 기판유지부재를 속도가변으로 회전시키는 회전체와, 상기 기판유지부재에 유지된 피처리기판의 대략 중앙에 레지스트액을 공급하는 레지스트액 노즐과, 레지스트액 공급시에 피처리기판을 유지한 기판유지부재를 제 1 회전속도로 회전시키고, 레지스트액의 공급정지후, 기판유지부재의 회전속도를 제 1 회전속도보다 느리고, 막두께를 조정하는 것이 가능한 제 2 회전속도로 일단 감속하고, 그 후 기판유지부재의 회전속도를, 제 1 회전속도보다 느리고 또 제 2 회전속도보다 빠른 제 3 회전속도까지 가속하여, 나머지의 레지스트액을 뿌리치도록 기판유지부재의 회전을 제어하는 제어수단을 구비하는 레지스트 도포장치를 제공한다.

본 발명에 의하면, 레지스트액의 공급을 정지한 후에 피처리기판의 회전을 급격히 감속시키기 때문에, 액이 떨어질 때 레지스트액이 파문으로 퍼지는 것을 억제할 수 있다. 또한 그 후 뿌리침 건조를 행하기까지의 동안 피처리기판이 저속으로 회전하고 있기 때문에, 그 사이에 레지스트액이 건조할 경우가 없어 상기 액이 떨어질 때의 레지스트액이 피처리기판 상에서 고르게 되도록 한결같이 퍼진다. 따라서 피처리기판 표면에 파문 등 잔존하는 것이 없도록 한결같이 레지스트액을 도포할 수 있다. 또한 그 후 뿌리침 건조를 행하기까지의 사이에 피처리기판이 저속으로 회전하고 있기 때문에, 그 동안 막두께의 저하가 억제되므로, 이 저속회전에 의해 막두께의 제어가 가능해져, 박막이더라도 원하는 일정한 막두께로 레지스트막을 형성하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명에 의하면, 피처리기판 표면에 피처리기판 표면을 적시기 위한 액제를 공급한 후에 레지스트액을 도포하고 있기 때문에, 레지스트액이 일정화나 저속회전에서의 박막화 등이 가능해진다. 이 때문에 피처리기판 표면에 파문 등이 잔존하는 경우가 없이 한결같이 레지스트액을 도포할 수 있는 효과를 더욱 높일 수 있다.

본 발명에 의하면, 피처리기판을 회전하여 레지스트도포를 행하고 있을 때에, 피처리기판의 회전속도는 감속되는데, 그 감속 시의 가속도에 의해 기판상의 레지스트액에 중심으로 향하는 힘이 작용하고, 또한 피처리기판의 회전이 저속이므로 레지스트액의 건조력이 느려, 결과적으로 막두께를 조정하는 기능은 발휘된다. 즉 이 감속에 의해 작용하는 안쪽으로 향하는 힘에 의해, 기판 외측으로 비산하는 레지스트량이 억제되어 바깥둘레부에도 중앙부와 같이 레지스트가 유지되므로, 레지스트액의 공급량을 적게 한 경우이더라도, 레지스트막의 두께를 피처리기판 전역에 걸쳐 균일하게 할 수 있다. 따라서 레지스트액의 소비량의 삭감에 지극히 유익하다.

레지스트 도포에 앞서, 피처리기판의 표면에, 그 표면을 적시기 위한 액제, 예컨대 신너(thinner)를 공급하기 때문에, 레지스트가 보다 확산하기 쉽게 되어, 결과적으로 보다 소량의 레지스트액량으로 균일한 레지스트막을 형성할 수 있고, 한층 더 레지스트의 소비량을 삭감할 수 있다. 또한 레지스트막을 얇게 형성하는 것도 가능해진다.

(실시예)

이하, 본 발명을 채용한 반도체웨이퍼의 도포현상 처리시스템을 도 1∼도 3을 참조하여 설명한다.

이 도포현상 처리시스템은, 피처리기판으로서 웨이퍼(W)를 웨이퍼 카세트(CR)에서 복수매, 예컨대 25장단위로 외부로부터 시스템으로 반입하거나, 혹은 시스템으로부터 반출하거나, 웨이퍼 카세트(CR)에 대하여 웨이퍼(W)를 반입·반출하기 위한 카세트 스테이션(10)와, 도포현상공정중에서 1장씩 웨이퍼(W)에 소정의 처리를 실시하는 매엽식의 각종 처리유니트를 소정위치로 다단배치하여 이루어지는 처리스테이션(11)과, 이 처리스테이션(11)에 인접하여 설치되는 노광장치(도시하지 않음)의 사이에서 웨이퍼(W)를 주고 받기위한 인터페이스부(12)를 일체적으로 접속한 구성을 갖고 있다.

카세트 스테이션(10)으로서는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 카세트재치대(20) 상의 위치결정돌기(20a)의 위치에, 여러개 예컨대 4개까지의 웨이퍼 카세트(CR)가, 각기의 웨이퍼출입구를 처리스테이션(11) 쪽으로 향하여 X방향(도 1중의 상하방향)에 일렬로 재치되고, 이 카세트 배열방향(X방향) 및 웨이퍼 카세트(CR) 내에 수납된 웨이퍼의 웨이퍼 배열방향(Z방향;수직방향)으로 이동가능한 웨이퍼반송체(21)가 각 웨이퍼 카세트(CR)에 선택적으로 억세스하도록 되어 있다.

또한, 이 웨이퍼반송체(21)는, θ방향으로 회전이 자유롭게 구성되어 있고, 후술하는 바와 같이 처리스테이션(11) 쪽의 제 3 처리유니트군(G3)의 다단 유니트부에 속하는 얼라인먼트 유니트(ALIM) 및 익스텐션 유니트(EXT)에도 억세스할 수 있다.

상기 처리스테이션(11)에는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼 반송장치를 구비한 수직반송형의 주 웨이퍼 반송기구(22)가 설치되고, 그 주위에 모든 처리유니트가 1조 또는 복수 조가 다단으로 배치되어 있다.

주 웨이퍼 반송기구(22)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 통형상 지지체(49)의 안쪽으로, 웨이퍼 반송장치(46)를 상하방향(Z방향)으로 승강이 자유롭게 장착되어 있다. 통형상 지지체(49)는 모터(도시하지 않음)의 회전축에 접속되어 있으며, 이 모터의 회전구동력에 의해, 회전축을 중심으로 하여 웨이퍼 반송장치(46)와 일체로 회전하고, 그에 따라 상기 웨이퍼 반송장치(46)는, θ방향으로 회전이 자유롭도록 되어 있다. 또 통형상 지지체(49)는 모터에 의해 회전되는 별도의 회전축(도시하지 않음)에 접속하도록 구성하여도 좋다.

웨이퍼 반송장치(46)는, 반송기대(47)의 전후방향으로 이동이 자유로운 복수 라인의 유지부재(48)를 구비하며, 이들의 유지부재(48)에 의해 각 처리유니트 사이에서의 웨이퍼(W)의 주고 받음을 실현하고 있다.

또한, 이 예에서는, 5개의 처리유니트군(G1,G2,G3,G4,G5)이 배치가능한 구성이며, 도 1 및 도 2의 처리유니트군(G1,G2)의 다단 유니트는, 시스템정면(도 1에서 앞) 쪽으로 배치되고, 제 3 처리유니트군(G3)의 다단 유니트는 카세트 스테이션(10)에 인접하여 배치되며, 제 4 처리유니트군(G4)의 다단 유니트는 인터페이스부(12)에 인접하여 배치되고, 제 5 처리유니트군(G5)의 다단 유니트는 배면쪽으로 배치되는 것이 가능하다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 제 1 처리유니트군(G1)으로서는, 컵)(CP) 내에서 웨이퍼(W)를 스핀척에 실어 소정의 처리를 하는 2대의 스피너형 처리 유니트, 예컨대 레지스트 도포유니트(COT) 및 현상유니트(DEV)가 아래에서 순차적으로 2단으로 포개여져 있다. 제 2 처리유니트군(G2)에서도, 2대의 스피너형 처리유니트 예컨대 레지스트 도포유니트(COT) 및 현상유니트(DEV)가 아래에서 순차적으로 2단으로 포개져 있다. 이들 레지스트 도포유니트(COT)는, 레지스트액의 배액이 기구적으로 또 유지관리 상으로 번거롭기 때문에, 이와 같이 하단에 배치하는 것이 바람직하다. 그러나 필요에 따라 적절하게 상단에 배치하는 것도 물론 가능하다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 제 3 처리유니트군(G3)에서는, 웨이퍼(W)를 재치대(SP)에 올려두고 소정의 처리를 하는 오픈형의 처리유니트, 예컨대 냉각처리를 행하는 쿨링유니트(COL), 레지스트의 정착성을 높이기 위한 소위 소수화처리를 하는 어드히젼유니트(AD), 위치 맞춤을 행하는 얼라인먼트유니트(ALIM), 익스텐션유니트(EXT), 노광처리전에 가열처리를 행하는 프리베이킹유니트(PREBAKE) 및 노광처리후에 가열처리를 하는 포스트베이킹유니트(POBAKE)가 아래에서 순서대로 예컨대 8단으로 포개여져 있다. 제 4 처리유니트군(G4)에서도 오픈형의 처리유니트, 예컨대 쿨링유니트(COL), 익스텐션유니트·쿨링유니트(EXTCOL), 익스텐션유니트(EXT), 쿨링유니트(COL), 프리베이킹유니트(PREBAKE) 및 포스트베이킹유니트(POBAKE) 및 아래에서 순서대로, 예컨대 8단으로 포개여져 있다.

이와 같이 처리온도가 낮은 쿨링유니트(COL), 익스텐션·쿨링유니트(EXTCO L)를 하단에 배치하고, 처리온도가 높은 프리베이킹유니트(PREBAKE), 포스트베이킹유니트(POBAKE) 및 어드히젼유니트(AD)를 상단에 배치함으로써, 유니트 간의 열적인 상호간섭을 적게 할 수 있다. 물론 랜덤한 다단 배치로서도 좋다.

인터페이스부(12)는, 안쪽 길이방향(X방향)에 있어서는, 처리스테이션(11)과 같은 치수를 갖지만, 폭방향에 있어서는 보다 작은 크기로 설정되어 있다. 이 인터페이스부(12)의 정면부에는, 가반성(可搬性)의 픽업카세트(CR)와, 정치형(定置型)의 버퍼카세트(BR)가 2단으로 배치되고, 다른쪽 배면부에는 주변노광장치(23)가 배치되며, 또한 중앙부에는 웨이퍼 반송체(24)가 설치된다. 이 웨이퍼반송체(24)는 X방향, Z방향으로 이동하여 양 카세트(CR,BR) 및 주변노광장치(23)에 억세스한다. 웨이퍼반송체(24)는 θ방향으로 회전이 자유롭게 되도록 구성되어 있고, 처리스테이션(11) 쪽의 제 4 처리유니트군(G4)의 다단유니트에 속하는 익스텐션유니트(EXT)나, 또한 인접하는 노광장치 쪽의 웨이퍼 주고받음대(도시하지 않음)에도 억세스할 수 있도록 되어 있다.

또한, 도포현상 처리시스템(1)에서는, 이미 설명한 바와 같이 주 웨이퍼 반송기구(22)의 배면쪽에도 파선으로 나타낸 제 5 처리유니트군(G5)의 다단유니트가 배치될 수 있도록 되어 있지만, 이 제 5 처리유니트군(G5)의 다단유니트는 안내레일(25)에 따라 주 웨이퍼 반송기구(22)에서 보아, 옆쪽으로 시프트할 수 있도록 구성되어 있다. 따라서 이 제 5 처리유니트군(G5)의 다단유니트를 도시한 바와 같이 설치한 경우라도, 안내레일(25)을 따라 슬라이드함으로써 공간부가 확보되기 때문에, 주 웨이퍼 반송기구(22)에 대하여 배후로부터 유지관리작업이 용이하게 행할 수 있도록 되어 있다. 또 제 5 처리유니트군(G5)의 다단유니트는, 그와 같이 안내레일(25)을 따라 직선상으로 미끄러짐운동할 뿐 아니라, 도 1중의 점선의 왕복회동 화살표로 나타낸 바와 같이, 시스템바깥쪽으로 회동 시프트시키도록 구성되어도, 주 웨이퍼 반송기구(22)에 대하는 유지관리의 작업공간이 용이하게 확보된다.

다음에, 본 실시예에 있어서의 레지스트 도포유니트(COT)에 대하여 설명한다. 도 4 및 도 5는 레지스트 도포유니트(COT)의 전체구성을 나타낸 개략적인 단면도 및 개략적인 평면도이다.

이 레지스트 도포유니트(COT)의 중앙부에는 고리형상의 컵(CP)이 설치되고, 컵(CP)의 안쪽에는 스핀척(52)이 배치되어 있다. 스핀척(52)은 진공흡착에 의해 반도체웨이퍼(W)를 고정유지한 상태로 구동모터(54)에 의해 회전 구동된다. 구동모터(54)는 유니트 바닥판(50)에 설정된 개구(50a)에 승강이동이 가능하게 배치되고, 예를들면 알미늄으로 이루어진 캡형상의 플랜지부재(58)를 통해 예컨대 에어실린더로 이루어지는 승강구동장치(60) 및 승강가이드유니트(62)와 결합되어 있다. 구동모터(54)의 측면에는 예를들면 SUS(stainless steel)로 이루어지는 통형상의 냉각재킷(64)이 부착되고, 플랜지부재(58)는 이 냉각재킷(64)의 상반부를 덮듯이 부착되어 있다.

레지스트 도포시, 플랜지부재(58)의 하단(58a)은 개구(50a)의 바깥둘레 부근에서 유니트 바닥판(50)에 밀착하여, 이것에 의해 유니트내부가 밀폐된다. 스핀척(52)과 주 웨이퍼 반송기구(22)의 유지부재(48)와의 사이에서 반도체웨이퍼(W)의 주고 받음이 행해질 때는, 승강구동장치(60)가 구동모터(54)와 함께 스핀척(52)을 윗쪽으로 들어올림으로써 플랜지부재(58)의 하단이 유니트 바닥판(50)에서 떠오르도록 되어 있다.

반도체웨이퍼(W)의 표면에 레지스트액을 공급하기 위한 레지스트노즐(86)은, 레지스트공급관(88)을 통해 레지스트공급부(후술함)에 접속되어 있다. 이 레지스트노즐(86)은 레지스트노즐 스캔아암(92)의 앞끝단부에 노즐유지체(100)를 통해 착탈이 가능하도록 부착되어 있다. 이 레지스트노즐 스캔아암(92)은, 유니트바닥판(50) 위에 한방향(Y방향)으로 부설된 가이드레일(94) 위에서 수평이동가능한 수직지지부재(96)의 상단부에 부착되어 있고, 도시하지 않은 Y방향구동장치에 의해 수직지지부재(96)와 일체로 Y방향으로 이동하도록 되어 있다.

또한, 레지스트노즐 스캔아암(92)은, 레지스트노즐 대기부(90)로 레지스트노즐(86)을 선택적으로 부착시키기 위해 도시하지않은 X방향구동장치에 의해 Y방향과 직각인 X방향으로도 이동할 수 있다.

그리고, 레지스트노즐 대기부(90)에서 레지스트노즐(86)의 토출구가 용매 분위기실의 입구(90a)에 삽입되어, 내부로부터 용매가 분위기로 노출됨으로써, 노즐 앞끝단의 레지스트액이 고화(固化) 또는 열화(劣化)하지 않도록 되어 있다. 또한 복수 라인의 레지스트노즐(86,86…)이 설치되어, 예컨대 레지스트액의 종류에 따라 그들의 노즐을 구분하여 사용할 수 있다.

또한, 레지스트노즐 스캔아암(92)의 앞끝단부(노즐 유지체)(100)에는, 웨이퍼 표으로의 레지스트액 공급에 앞서 웨이퍼 표면을 적시기 위한 액제, 예컨대 신너를 공급하는 신너노즐(101)이 부착되어 있다. 이 신너노즐(101)은 도시하지 않는 신너공급관을 통해 신너공급부(후술함)에 접속되어 있다. 신너노즐(101)과 레지스트노즐(86)은 레지스트노즐 스캔아암(92)이 Y이동방향에 따른 직선상으로 각각의 토출구가 위치하도록 설치되어 있다.

또한, 가이드레일(94) 상에는 레지스트노즐 스캔아암(92)을 지지하는 수직지지부재(96) 뿐만 아니라, 린스노즐 스캔아암(120)을 지지하여 Y방향으로 이동가능한 수직지지부재(122)도 설치되어 있다. 이 린스노즐 스캔아암(120)의 앞끝단부에는 사이드 린스용의 린스노즐(124)이 부착되어 있다. Y방향구동장치(도시하지 않음)에 의해 린스노즐 스캔아암(120) 및 린스노즐(124)은 컵(CP)의 옆쪽에 설치된 린스노즐 대기위치(실선 위치)와 스핀척(52)에 설치되어 있는 반도체웨이퍼(W) 주변부의 바로 위에 설치된 린스액 토출위치(점선 위치)와의 사이에서 나란히 진전하거나 또는 직선이동하게 되어 있다.

도 6은 레지스트 도포유니트(COT)의 제어계의 구성을 나타낸 도면이다. 제어부(130)는 레지스트 도포유니트(COT)안의 각 부분을 제어하는 것으로, 예컨대 구동모터(54)의 구동을 제어하는 것 이외에, 레지스트공급부(131)나 신너공급부(132) 등을 제어한다. 예컨대 제어부(130)는 구동모터(54)의 회전속도를 여러 단계, 예를들면 레지스트 도포시에 3단계로 제어하고 있다. 또한 제어부(130)는 레지스트공급부(131)로부터 레지스트노즐(86)로의 레지스트액의 공급이나 신너공급부(132)에서 신너노즐(101)로의 신너의 공급을 제어하고 있다.

다음에, 이와같이 구성된 레지스트 도포유니트(COT)에 있어서의 레지스트도포의 동작을 설명한다.

주 웨이퍼 반송기구(22)의 유지부재(48)에 의해 레지스트 도포유니트(COT) 내부의 컵(CP) 바로 위까지 반도체웨이퍼(W)가 반송되면, 그 반도체웨이퍼는 예를들면 에어실린더로 이루어지는 승강구동장치(60) 및 승강가이드유니트(62)에 의해 상승하여 온 스핀척(52)에 의해 진공흡착된다. 주 웨이퍼 반송기구(22)는 반도체웨이퍼(W)를 스핀척(52)으로 진공흡착시킨 뒤, 유지부재(48)를 레지스트 도포유니트(COT) 내에서 끌어들여, 레지스트 도포유니트(COT)로의 반도체웨이퍼(W)의 주고 받음을 종료한다.

이어서, 스핀척(52)은 반도체웨이퍼(W)를 컵(CP) 내의 정위치까지 이동하기 위하여 하강하고, 구동모터(54)에 의해 스핀척(52)의 회전구동이 시작된다. 그 후 레지스트노즐 대기부(90)로부터의 노즐유지체(100)의 이동이 시작된다. 이 노즐유지체(100)의 이동은 Y방향을 따라서 행해진다.

신너노즐(101)의 토출구가 스핀척(52)의 중심[반도체웨이퍼(W)의 중심] 상에 도달한 곳에서 회전하는 반도체웨이퍼(W)의 표면에 신너를 공급한다. 웨이퍼 표면으로 공급된 용제가 원심력에 의해 웨이퍼 중심에서 주위 전역으로 고르게 퍼진다.

이어서, 노즐유지체(100)는 레지스트노즐(86)의 토출구가 스핀척(52)의 중심[반도체웨이퍼(W)의 중심] 위에 도달할 때까지 Y방향으로 이동되고, 레지스트노즐(86)의 토출구로부터 레지스트액이 회전하는 반도체웨이퍼(W) 표면의 중심으로 떨어져 웨이퍼 표면에 레지스트도포가 행해진다.

본 실시예에서는, 이러한 레지스트도포에 있어서, 구동모터(54)의 회전수, 즉 반도체웨이퍼(W)의 회전수를 예컨대 아래와 같이 제어하고 있다.

공정 시간(sec) 속도(rpm) 가속도(rpm/sec) 토출액

1 1.0 0 10000

2 1.5 0 10000 신너

3 1.0 2000 10000

4 2.0 4500 10000 레지스트

5 1.0 2000 30000

6 30.0 3000 10000

공정 1에서 반도체웨이퍼(W)의 회전을 개시하고, 회전을 개시하여 1초후의 공정 2에서 신너노즐(101)로써 반도체웨이퍼(W)의 중심에 신너를 공급한다. 공정 3에서 반도체웨이퍼(W)의 회전은 계속하지만 신너의 공급을 정지한다. 이 공정에서 신너는 반도체웨이퍼(W)의 중심에서 그 주위 전역으로 골고루 퍼진다.

다음에, 도 7의 (a)에서와 같이 공정 4에서 반도체웨이퍼(W)를 4500rpm으로 회전시키면서, 레지스트노즐(86)로써 반도체웨이퍼(W)의 중심에 레지스트액을 공급한다. 이러한 레지스트액의 공급을 2초간 행한다. 레지스트액의 공급을 정지한 직후의 공정 5에서 반도체웨이퍼(W)의 회전속도를 급격히 떨어뜨려, 반도체웨이퍼(W)를 2000 rpm의 저속으로 회전시킨다. 이러한 반도체웨이퍼(W)의 저속회전을 1초간 행한다. 그다음 공정 6에서 반도체웨이퍼(W)의 회전을 가속하여, 반도체웨이퍼(W)를 3000rpm으로 회전시킨다. 이 공정 6에서 반도체웨이퍼(W)의 표면에 도포된 레지스트액의 뿌리침 건조가 행해진다.

여기서, 비교를 위해 레지스트 도포공정에서의 반도체웨이퍼(W)의 회전제어의 종래예를 아래에 나타낸다.

공정 시간(sec) 속도(rpm) 가속도는(rpm/sec) 토출액

1 1.0 0 10000

2 1.5 0 10000 신너

3 1.0 2000 10000

4 3.0 4500 10000 레지스트

5 30.0 3000 10000

이 예에서는, 공정 1에서 반도체웨이퍼(W)의 회전을 개시하고, 회전을 개시하여 1초후의 공정 2에서 반도체웨이퍼(W)의 중심에 신너를 공급한다. 그리고 공정 3에서 반도체웨이퍼(W)의 회전은 계속하지만 신너의 공급을 정지한다.

다음에, 도 7의 (b)에서와 같이, 공정 4에서 반도체웨이퍼(W)를 4500rpm으로 회전시키면서, 반도체웨이퍼(W) 중심에 레지스트액을 공급한다. 이러한 레지스트액의 공급을 2초간 행한다. 그 다음 공정 5에서 반도체웨이퍼(W)의 회전을 감속하여, 반도체웨이퍼(W)를 3000rpm으로 회전시켜 뿌리침 건조를 행한다.

도 7의 (a)에 나타낸 본 실시예에 있어서의 레지스트 도포공정에서의 반도체웨이퍼(W)의 회전제어와 도 7의 (b)에 나타낸 종래예의 것을 비교하면, 본 실시예에서는 레지스트액의 공급을 정지한 직후의 공정 5에서 반도체웨이퍼(W)의 회전속도를 일단 급격히 떨어뜨려 2000rpm의 저속으로 회전하고 있는 점이 다르다. 본 실시예에서는 이러한 공정을 가짐으로써, 반도체웨이퍼(W) 표면에 파문 등이 잔존하는 것이 없도록 일정하게 레지스트액을 도포할 수가 있다.

도 8의 (a)∼(d) 및 도 9의 (a)∼(d)는 이와 같이 파문등의 발생을 방지하는 작용을 설명하기 위한 도면이다. 도 8의 (a)∼(d)는 종래예에 의한 경우를 나타내며, 도 9의 (a)∼(d)는 본 실시예에 의한 경우를 나타내고 있다.

상술한 종래예에서는, 도 8의 (a)에 나타낸 바와 같이 레지스트액의 공급을 정지한 직후에 반도체웨이퍼(W)의 중심에서 발생한 파문(H)은 원심력에 의해 반도체웨이퍼(W)의 바깥둘레로 퍼진다. 이 때 반도체웨이퍼(W)는 4500 rpm정도의 고속으로 회전하고 있기 때문에, 도 8의 (b)에 나타낸 바와 같이 반도체웨이퍼(W) 표면의 레지스트액이 건조하기 시작한다. 반도체웨이퍼(W)의 뿌리침 건조에 의해 도 8의 (c) 및 (d)에 나타낸 바와 같이 반도체웨이퍼(W)의 표면에 파문(H)이 남아버린다.

이에 비하여, 본 실시예에서는, 레지스트액의 공급을 정지한 직후의 공정 5에서 반도체웨이퍼(W)의 회전속도를 일단 급격히 떨어뜨려 2000rpm의 저속으로 회전하고 있기 때문에, 도 9의 (a)에 나타낸 바와 같이 그와 같이 회전속도를 급격히 떨어뜨릴 때에 원심력에 의해 반도체 웨이퍼(W)의 바깥둘레로 퍼지고 있는 파문(H)은 반도체웨이퍼(W) 중심으로 향하게 된다. 그 후 반도체웨이퍼(W)를 2000 rpm정도의 저속으로 회전시킴으로써, 도 9의 (b)에 나타낸 바와 같이 레지스트액의 건조가 진행하지 않고, 파문(H)을 포함한 레지스트액은 반도체웨이퍼(W)의 표면에서 고르게 된다. 그후 반도체웨이퍼(W)의 뿌리침 건조에 의해 도 9의 (c) 및 (d)에 나타낸 바와 같이 반도체웨이퍼(W)의 표면에는 파문 등이 잔존하는 일없이 일정하게 레지스트액이 도포된다.

더구나, 본 실시예에서는, 레지스트액의 공급을 정지한 직후의 공정 5에서 반도체웨이퍼(W)를 2000rpm 정도의 저속으로 회전시킴으로써, 막두께의 저하를 억제할 수 있어, 원하는 일정 막두께로 레지스트막을 형성하는 것이 가능해진다. 즉 종래예, 특히 레지스트의 소비량을 줄이는 경우에, 레지스트액의 공급을 정지한 직후는 반도체웨이퍼(W)를 상당히 빠른 회전수, 예컨대 3000rpm을 넘는 회전수로 회전시키고 있기 때문에, 그 사이에 레지스트액의 막두께가 급격히 얇아져서, 일정한 막두께를 얻을 수 없는 경우가 있다. 이에 비해 본 실시예에서는, 레지스트액의 공급을 정지한 직후에 반도체웨이퍼(W)의 회전속도를 일단 급격히 떨어뜨려 2000rpm의 저속으로 회전시키고 있기 때문에, 그 사이에 레지스트액의 막두께가 급격히 얇게 되는 일없이 일정한 막두께를 얻을 수 있다.

또, 상기 실시예에서는 본 발명을 반도체웨이퍼에 레지스트액을 도포하는 장치에 적용한 것에 관해 설명하였지만, 반도체웨이퍼 이외의 기판, 예컨대 LCD 기판에 레지스트액을 도포하는 장치에도 본 발명은 적용할 수 있다.

또한, 상기 실시예에서는, 구체적인 회전수 등을 예시하여 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 레지스트액의 공급을 정지한 뒤에 피처리기판의 회전을 급격히 감속하여 피처리기판을 저속으로 회전하는 것이면, 어떠한 값이더라도 상관없다.

다음에, 다른 실시예로서, 각 웨이퍼로의 레지스트액 적하량을 적게 한 경우이더라도, 도포한 막의 막두께를 균일한 소정두께로 조절할 수 있는 레지스트 도포방법 및 레지스트 도포장치를 설명한다.

이 실시예의 레지스트 도포장치의 구성은 기본적으로는 앞의 실시예와 같은 구성이므로, 구성의 설명은 생략하고, 본 실시예의 레지스트 도포방법에 근거한 레지스트 도포장치의 동작을 설명한다.

주 웨이퍼 반송기구(22)의 유지부재(48)에 의해 레지스트 도포유니트(COT) 내부의 컵(CP) 바로 위까지 웨이퍼(W)가 반송되면, 그 웨이퍼(W)는 예컨대 에어실린더로 이루어진 승강구동장치(60)및 승강가이드유니트(62)에 의해 상승해 온 스핀척(52)에 의해 진공흡착된다. 주 웨이퍼 반송기구(22)는 웨이퍼(W)를 스핀척(52)에 진공흡착시킨 후, 유지부재(48)를 레지스트 도포유니트(COT) 내에서 되돌려, 레지스트 도포유니트(COT)로의 웨이퍼(W)의 주고 받음을 종료한다.

이어서, 스핀척(52)은 웨이퍼(W)를 컵(CP) 내의 정위치까지 이동시키기 위하여 하강하고, 구동모터(54)에 의해 스핀척(52)의 회전구동이 시작된다. 그 후 레지스트노즐대기부(90)로부터의 노즐유지체(100)의 이동이 시작된다. 이 노즐유지체(100)의 이동은 Y방향을 따라 행해진다.

용제노즐(101)의 토출구가 스핀척(52)의 중심[웨이퍼(W)의 중심] 상에 도달한 시점에서 용제, 예컨대 신너를 회전하는 웨이퍼(W)의 표면으로 공급한다. 웨이퍼 표면으로 공급된 용제는 원심력에 의해 웨이퍼 중심에서 그 주위 전역으로 골고루 퍼진다.

계속해서, 노즐유지체(100)는 레지스트노즐(86)의 토출구가 스핀척(52)의 중심[웨이퍼(W)의 중심] 상에 도달할 때까지 Y방향으로 이동되어, 레지스트노즐(86)의 토출구로부터 레지스트액이, 회전하는 웨이퍼(W)의 표면의 중심으로 적하되어 웨이퍼 표면으로의 레지스트 도포가 행해진다.

본 실시예에서는, 웨이퍼(W)의 회전수[즉, 구동모터(54)의 회전수]를 도 10에도 나타낸 바와 같이 이하의 (a)∼(c)의 공정으로 제어하고 있다.

(a) 웨이퍼(W)를 제 1 회전속도로 회전시키면서, 레지스트노즐(86)로부터 웨이퍼(W)의 대략 중앙으로 레지스트액을 적하하여 웨이퍼(W)의 뒤쪽방향 바깥쪽으로 퍼지게 하면서 도포한다.

(b) 이어서, 레지스트액의 적하 종료후, 웨이퍼(W)의 회전속도를 소정시간만큼 제 1 회전속도보다 느리고 또한 하기의 제 3 회전속도보다 느린 제 2 회전속도로 감속시킨다.

(c) 그 후, 웨이퍼(W)의 회전속도를 제 1 회전속도보다 느리고, 또한 제 2 회전속도보다 빠른 제 3 회전속도까지 가속하여, 나머지의 레지스트액을 뿌리친다.

여기서, (a) 공정과, (c) 공정은 종래와 거의 같으며, 제 1 회전속도는 예컨대 4500rpm이고, 제 3 회전속도는 예컨대 3000rpm 이다. (b) 공정은 본 실시예 특유의 것이며, 레지스트액의 적하 종료직후에서 웨이퍼의 회전속도를 소정시간만큼 제 2 회전속도로 감속하여, 웨이퍼(W)의 막두께 특히 웨이퍼(W)의 바깥둘레부의 막두께를 조정하고 있다. 이 경우에 제 2 회전속도가 느려질수록, 제 2 회전속도로 감속할 때의 감속도가 클수록, 또한 감속시간이 길수록, 바깥둘레부의 막두께를 보다 두껍게 할 수 있다.

이것은, 저속의 제 2 회전속도로 감속했을 때에는, 이 감속시의 가속도에 의해 반도체웨이퍼(W) 상의 레지스트액에 중심으로 향하는 힘이 작용하고, 더구나 피처리기판의 회전이 저속이므로 레지스트액의 건조가 느리고, 결과적으로 막두께를 조정하는 기능이 발휘되기 때문이다. 즉 이 감속에 의해 작용하는 내측으로 향하는 힘에 의해, 웨이퍼(W)의 바깥쪽으로 비산하는 레지스트량이 억제되어, 바깥둘레부에도 중앙부와 같이 레지스트가 유지되게 된다. 이렇게 하여 바깥둘레부에서 유지되는 레지스트량은, 제 2 회전속도가 느려질수록, 제 2 회전속도의 감속도가 클수록, 또한 감속시간이 길수록 많아져, 그만큼 웨이퍼(W)의 바깥둘레부의 막두께가 두껍게 된다고 생각된다.

종래의 스핀코팅법(레지스트액의 적하종료후 상기한 바와 같이 감속하지 않고 나머지 레지스트액의 뿌리침을 행하는 방법)에서는, 반도체웨이퍼(W)로의 레지스트액의 적하량을 적게 한 경우에는, 적하한 레지스트액이 웨이퍼의 뒷쪽방향 바깥쪽으로 충분히 퍼지기 전에, 레지스트액의 건조가 빠르게 진행되기 때문에, 도포한 막의 막두께 분포는 웨이퍼의 바깥둘레부가 중앙부에 비해 얇아지고, 도포한 막의 막두께의 조정이 어렵다는 문제가 있었다.

이에 대하여, 본 실시예에 관한 스핀코팅법으로서는, 상술한 바와 같이 도포중에 제 2 회전속도로 감속시킴으로써, 웨이퍼(W)의 막두께를 조정할 수 있으며, 웨이퍼(W)의 바깥둘레부의 막두께를 두텁게 할 수 있다. 이 때문에 도포한 레지스트액은, 웨이퍼(W)의 바깥둘레부에도 중앙부와 같이 고이게 되고, 레지스트막을 웨이퍼(W)의 전역에 걸쳐 균일하고 또한 소정의 두께로 분포시킬 수 있다. 따라서 각 웨이퍼(W)로의 레지스트액의 적하량을 적게 한 경우이더라도, 도포한 막의 막두께를 균일하고 또한 소정의 두께로 조정할 수 있다. 따라서 레지스트액의 소비량의 삭감에 매우 유익하다.

이 경우에, 막두께를 조정하는 기능을 효율적으로 발휘시키는 관점에서, 제 2 회전속도는 1000rpm 이하가 바람직하고, 100∼200rpm 정도가 더욱 바람직하다. 또한 제 2 회전속도로 웨이퍼(W)를 회전시키는 소정시간은 예를들면 1∼3초이다.

또한, 상술한 바와 같이, 이러한 레지스트의 도포에 앞서 신너 등의 용제로 반도체웨이퍼(W) 표면의 표면 전체를 적시는 이른바 프리웨이트처리를 함으로써, 레지스트가 보다 확산하기 쉽게 되고, 결과적으로보다 소량의 레지스트액량으로 균일한 레지스트막을 형성할 수 있어, 더욱 레지스트의 소비량을 삭감할 수 있다.

또, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 여러가지의 변형이 가능하다. 예컨대 상기 실시예에서는 레지스트액의 공급을 정지한 후에 제 2 회전속도로 감속하였지만, 반드시 공급정지후에 감속시킬 필요는 없다. 즉 레지스트 공급전 또는 공급중에 감속시켜도 좋다. 단지 레지스트액의 공급을 정지한 후에 감속하는 쪽이, 레지스트의 절약을 보다 촉진할 수가 있다. 또한 상기 실시예에서는 신너에 의한 프리웨이트처리를 하였지만, 프리웨이트처리를 하지 않는 경우라도 본 발명의 효과를 나타낼 수 있다.

그리고, 상기 실시예에서는, 반도체웨이퍼에 레지스트액을 도포하는 도포장치에 대하여 설명하였으나, 반도체웨이퍼 이외의 다른 피처리기판, 예컨대 LCD 기판에 레지스트액을 도포하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다.

다음에, 본 발명의 실시예에 따른 막두께조정을 구체적으로 설명한다.

여기에서는, 8인치의 실리콘웨이퍼를 스핀척에 세트하여, 웨이퍼의 회전을 개시하고, 그 1초후에 웨이퍼에 신너를 2.0cc 공급하여, 2000rpm에서 1초간 프리웨이트처리를 하였다. 그 후 웨이퍼의 회전속도를 3500rpm까지 높히고(가속도 10000rpm/sec), 그 상태에서 레지스트액을 공급하였다.

우선, 레지스트액의 공급량을 1.5cc 및 0.5cc로 하여 레지스트액을 공급한 후에, 종래와 같이 2000rpm으로 감속하고, 그 후 뿌리침 건조한 경우에는, 웨이퍼의 막두께 분포는 도 11에 나타낸 바와 같이 되었다. 즉 레지스트액 공급량이 1.5cc인 경우에는 거의 균일한 레지스트 막두께를 얻을 수 있었지만, 0.5cc인 경우에는 웨이퍼 가장자리부의 레지스트 막두께가 중심부에 비해 현저히 얇아졌다.

다음에, 레지스트액 공급량을 0.5cc로 하여 레지스트액을 공급한 후에, 본 발명의 범위내인 100rpm까지 감속하고(가속도 30000rpm/see), 그 회전수를 1.0sec 및 1.5 sec로 유지한 후, 회전수를 높혀 뿌리침 건조하였다. 이와 같이 레지스트액 공급후에 100rpm 이하인 느린 속도까지 감속시킴으로써, 막두께 조정기능이 발휘되어, 도 12에서와 같이 레지스트 막두께가 균일화한다는 것이 확인되었다. 특히 100rpm 이하에서의 유지시간이 보다 긴 1.5sec인 경우에는, 보다 양호한 막두께 균일성를 얻을 수 있었다.

다음에, 양호한 막두께 균일성를 얻을 수 있는 100rpm에서 1.5sec의 조건으로 감속처리한 경우에 있어서의, 각 웨이퍼의 웨이퍼 면내에서의 막두께 격차 및 50매 도포후의 토탈 막두께 격차에 대하여 조사하였다. 도포는 레지스트 온도를 22.2℃, 컵 내의 온도 및 습도를 23.0℃, 45.0%로 하고, 이하의 표 1에 나타낸 조건으로 행하였다.

표 1

공정 시간(sec) 속도(rpm) 가속도(rpm/sec) 토출액

1 1.0 0 10000

2 1.5 0 10000 신너

3 1.0 2000 10000

4 1.0 3500 10000 레지스트

5 1.5 100 30000

6 30.0 2390 10000

즉, 웨이퍼의 회전을 개시하여(공정 1), 그 1초후 신너를 웨이퍼의 중심으로 공급하고(공정 2), 신너의 공급을 정지하여 2000rpm에서 1.0초간 유지하고(공정 3), 그 후 웨이퍼의 회전속도를 3500rpm으로 상승시켜 레지스트액을 웨이퍼의 중심에 공급하며(공정 4), 레지스트액을 정지하여 웨이퍼의 회전수를 100rpm으로 감속하여, 그 상태를 1.5sec동안 유지하고(공정 5), 그 후 회전수를 2390rpm으로 높혀 뿌리침 건조를 행하였다.

그 결과, 웨이퍼 면내 및 토탈 레지스트 막두께의 격차는 표 2 및 도 13에 나타낸 바와 같이 되고, 웨이퍼 면내 및 50매의 토탈 막두께 격차가 작은 것이 확인되었다.

표 2

평균(Å) 범위(Å) 3σ(Å)

웨이퍼 면내 7307.41-7325.59 14.00-25.00 9.21-17.49

합계 7317.09 41.00 18.06

* 측정은 웨이퍼의 지름방향으로 39점에 대하여 행해졌다. 단지 가장자리 5 mm에 있어서는 제외하였다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의하면, 레지스트액의 공급을 정지한 후에 피처리기판의 회전을 급격히 감속시키고, 또한 그 후 뿌리침 건조를 하기까지의 사이에 피처리기판을 저속으로 회전시키고 있으므로, 피처리기판 표면에 파문흔적 등이 잔존하는 일없이 골고루 레지스트액을 도포할 수가 있다.

또한, 상기 실시예에 의하면 그 후의 뿌리침 건조를 하기까지의 사이에 피처리기판을 저속으로 회전시키고 있으므로, 원하는 일정막두께로 레지스트막을 형성할 수 있다.

그리고, 피처리기판 표면에 피처리기판 표면을 적시기 위한 액제를 공급한 후에 레지스트액을 도포하고 있으므로, 피처리기판 표면에 파문흔적 등이 잔존하는 일없이 일정하게 레지스트액을 도포할 수 있다는 효과를 더욱 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 피처리기판을 회전시켜 레지스트도포를 행하고 있을 때에, 피처리기판의 회전속도를 감속시킴으로써, 막두께를 조정하는 기능이 발휘되어, 바깥둘레부에도 중앙부와 같이 레지스트가 유지되게 되고, 레지스트액의 공급량을 적게 한 경우이더라도, 레지스트막의 두께를 피처리기판 전역에 걸쳐 균일하게 할 수 있다. 따라서 레지스트액의 소비량의 삭감에 매우 유익하다.

또한, 레지스트도포에 앞서, 피처리기판의 표면에, 그 표면을 적시기 위한 액제를 공급하기 때문에, 보다 소량의 레지스트액량으로 균일한 레지스트막을 형성할 수 있어, 더욱 레지스트의 소비량을 삭감할 수 있다. 또한 레지스트막을 얇게 형성하는 것도 가능해진다.

그리고, 레지스트의 공급을 정지하고 나서 피처리기판의 회전속도를 감속하여 막두께를 조정하기 때문에, 레지스트의 공급량을 더욱 감소시킬 수 있다.

Claims

피처리기판을 제 1 속도로 회전시키면서 피처리기판 표면의 중앙으로 레지스트액을 공급하는 공정과,

상기 레지스트액의 공급을 정지한 후, 상기 피처리기판의 회전을 제 2 속도로 감속하여 피처리기판을 회전시키는 공정과,

상기 피처리기판을 소정 기간 상기 제 2 속도로 회전시킨 후, 상기 피처리기판의 회전을 제 3 속도로 가속하여 피처리기판을 회전시키는 공정으로 이루어지는 레지스트 도포방법.
피처리기판의 표면에 피처리기판 표면을 적시기 위한 액제를 공급하는 공정과,

상기 액제가 공급된 피처리기판을 제 1 속도로 회전시키면서 피처리기판 표면의 중앙으로 레지스트액을 공급하는 공정과,

상기 레지스트액의 공급을 정지한 후, 상기 피처리기판의 회전을 제 2 속도로 감속하여 피처리기판을 회전시키는 공정과,

상기 피처리기판을 소정 기간 상기 제 2 속도로 회전시킨 후, 상기 피처리기판의 회전을 제 3 속도에 가속하여 피처리기판을 회전시키는 공정으로 이루어지는 레지스트 도포방법.
피처리기판을 제 1 속도로 회전시키면서 피처리기판 표면의 중앙으로 피처리기판 표면을 적시기 위한 액제를 공급하는 공정과,

상기 액제의 공급을 정지한 후, 상기 피처리기판을 회전시키면서 피처리기판 표면의 중앙으로 레지스트액을 공급하는 공정과,

상기 레지스트액의 공급을 정지한 후, 상기 피처리기판의 회전을 제 2 속도로 감속하여 피처리기판을 회전시키는 공정과,

상기 피처리기판을 소정 기간 상기 제 2 속도로 회전시킨 후, 상기 피처리기판의 회전을 제 3 속도로 가속하여 상기 처리기판을 회전시키는 공정으로 이루어지는 레지스트 도포방법.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 피처리기판 표면을 적시기 위한 액제가, 신너인 레지스트 도포방법.
제 1 항 내지 제 3 항중의 어느 한항에 있어서, 상기 회전속도는 제 1 회전속도제 3 회전속도제 2 회전속도의 관계에 있는 레지스트 도포방법.
피처리기판을 유지하면서 회전시키는 기판유지부재와,

상기 기판유지부재에 유지된 상기 피처리기판 표면의 중앙으로 레지스트액을 공급하는 노즐과,

상기 레지스트액의 공급시에 상기 기판유지부재를 제 1 속도로 회전시키고, 그 후 상기 기판유지부재의 회전을 제 2 속도로 감속시켜 상기 기판을 제 2 속도로 회전시키며, 상기 기판유지부재를 소정기간 상기 제 2 속도로 회전시킨 후에 상기 기판유지부재의 회전을 제 3 속도로 가속시켜 상기 기판을 제 3 속도로 회전시키는 제어수단에 의해 구성되는 레지스트 도포장치.
피처리기판을 유지하면서 회전시키는 기판유지부재와,

상기 기판유지부재에 유지된 피처리기판 표면의 중앙으로 상기 피처리기판의 표면을 적시기 위한 액제를 공급하는 제 1 노즐과,

상기 용제가 공급된 피처리기판 표면의 중앙으로 레지스트액을 공급하는 제 2 노즐과,

상기 액제공급 및 상기 레지스트액 공급시에 상기 기판유지부재를 제 1 회전속도로 회전시키고, 상기 레지스트액의 공급을 정지한 후에 상기 기판유지부재의 회전을 감속시켜 기판유지부재를 상기 제 2 회전속도로 회전시키며, 상기 기판유지부재를 소정 기간 상기 제 2 회전속도로 회전시킨 후에 상기 기판유지부재의 회전을 가속시켜 피처리기판을 제 3 회전속도로 회전시키는 제어수단에 의해 구성되는 레지스트 도포장치.
제 7 항에 있어서, 상기 피처리기판의 표면을 적시기 위한 액제가, 신너인 레지스트 도포장치.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 제어수단은 제 1 회전속도제 3 회전속도제 2 회전속도의 관계로 속도를 제어하는 레지스트 도포장치.
피처리기판을 회전시키면서 피처리기판의 중앙으로 레지스트액을 공급하여, 레지스트액을 피처리기판의 지름방향 바깥쪽으로 퍼지도록 도포하는 공정과,

레지스트 도포중에, 피처리기판의 회전속도를 일단 감속하여 막두께를 조정하는 공정과,

피처리기판의 회전속도를 높혀 나머지 레지스트액을 뿌리치는 공정으로 이루어지는 레지스트 도포방법.
피처리기판의 표면에, 그 표면을 적시기 위한 액제를 공급하는 공정과,

액제가 공급된 피처리기판을 회전시키면서 피처리기판의 중앙으로 레지스트액을 공급하여, 레지스트액을 피처리기판의 지름방향 바깥쪽으로 퍼지도록 도포하는 공정과,

레지스트 도포중에, 피처리기판의 회전속도를 일단 감속하여 막두께를 조정하는 공정과,

피처리기판의 회전속도를 높혀 나머지의 레지시스트액을 뿌리치는 공정으로 이루어지는 레지스트 도포방법.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 레지스트액의 공급을 정지하고 나서 피처리기판의 회전속도를 감속하는 레지스트 도포방법.
제 11 항에 있어서, 상기 액제는, 피처리기판을 회전시키면서 피처리기판의 중앙으로 공급되는 레지스트 도포방법.
제 11 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 피처리기판의 표면을 적시는 액제는, 신너인 레지스트 도포방법.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 감속된 회전속도는, 1000rpm 이하인 레지스트 도포방법.
피처리기판을 제 1 회전속도로 회전시키면서 상기 기판의 중앙으로 레지스트액을 공급하여, 레지스트액을 상기 기판의 지름방향 바깥쪽으로 퍼지도록 도포하는 공정과,

레지스트액의 공급정지후, 피처리기판의 회전을 제 2 속도에 감속하여 막두께를 조정하는 공정과,

상기 기판의 회전을, 제 1 속도보다 느리고 또 제 2 속도보다 빠른 제 3 속도까지 가속하여, 나머지의 레지스트액을 뿌리치는 공정로 이루어지는 레지스트 도포방법.
제 16 항에 있어서, 상기 제 2 회전속도는, 1000rpm 이하인 레지스트 도포방법.
피처리기판을 유지하는 기판유지부재와,

상기 기판유지부재를 속도가변으로 회전시키는 회전수단과,

상기 기판유지부재에 유지된 피처리기판의 중앙으로 레지스트액을 공급하는 레지스트액 노즐과,

상기 레지스트액 공급시에 피처리기판을 유지한 기판유지부재를 소정속도로 회전시켜, 레지스트 도포중에 기판유지부재의 회전속도를, 막두께를 조정하는 것이 가능한 속도로 일단 감속하고, 그 후 기판유지부재의 회전속도를 높혀 나머지 레지스트액을 뿌리치도록 기판유지부재의 회전을 제어하는 제어수단에 의해 구성되는 레지스트 도포장치.
피처리기판을 유지하는 기판유지부재와,

상기 기판유지부재를 속도가변으로 회전시키는 회전수단과,

상기 기판유지부재에 유지된 피처리기판의 중앙으로 레지스트액 공급에 앞서 그 표면을 적시기 위한 액제를 공급하는 액제노즐과,

상기 기판유지부재에 유지된 피처리기판의 중앙으로 레지스트액을 공급하는 레지스트액 노즐과,

상기 액제공급시 및 상기 레지스트액 공급시에 각각 피처리기판을 유지한 기판유지부재를 소정속도로 회전시키고, 레지스트 도포중에 기판유지부재의 회전속도를, 막두께를 조정하는 것이 가능한 속도로 일단 감속하며, 그 후 기판유지부재의 회전속도를 높혀 나머지 레지스트액을 뿌리치도록 기판유지부재의 회전을 제어하는 제어수단에 의해 구성되는 레지스트 도포장치.
제 18 항 또는 제 19 항에 있어서, 상기 제어수단은, 상기 레지스트액의 공급을 정지하고 나서 피처리기판의 회전속도를 감속하는 레지스트 도포장치.
제 18 항 또는 제 19 항에 있어서, 상기 제어수단은, 기판유지부재의 회전속도를 1000rpm 이하로 감속하는 레지스트 도포장치.
피처리기판을 유지하는 기판유지부재와,

상기 기판유지부재를 속도가변으로 회전시키는 회전수단과,

상기 기판유지부재에 유지된 피처리기판의 중앙으로 레지스트액을 공급하는 레지스트액 노즐과,

레지스트액 공급시에 피처리기판을 유지한 기판유지부재를 제 1 회전속도로 회전시키고, 레지스트액의 공급을 정지한 후, 기판유지부재의 회전을, 막두께를 조정하는 것이 가능한 제 2 회전속도로 일단 감속하며, 그 후 기판유지부재의 회전을, 제 1 회전속도보다 느리고 또 제 2 회전속도보다 빠른 제 3 회전속도까지 가속하여, 나머지의 레지스트액을 뿌리치도록 기판유지부재의 회전을 제어하는 제어수단으로 구성되는 레지스트 도포장치.
제 22 항에 있어서, 상기 제어수단은, 상기 제 2 회전속도를 1000rpm 이하로 하는 레지스트 도포장치.