KR20010094981A - 기판처리장치 및 기판처리방법 - Google Patents
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Abstract
제어부는 예를 들면, 가열 처리시에는 웨이퍼(W)에 도포된 레지스트에 함유된 시너가 휘발하고, 또한, 산발생제, 켄처 및 폴리머 사슬 보호기가 레지스트내에 실질적으로 잔존할 정도의 압력 및 온도가 되도록, 열판의 온도 및 밀폐 공간내의 진공도를 제어한다. 구체적으로는 예를 들면, 열판의 온도가 40℃정도, 밀폐 공간내의 진공도가 5Torr 정도가 되도록 열판의 온도 및 밀폐 공간내의 진공도를 제어한다. 이에 따라, 폴리머 사슬 보호기가 파괴되지 않고 산발생제가 레지스트내에 균일하게 분산되거나, 또는, 켄처가 레지스트의 표면에 균일하게 형성되도록 기판을 열처리할 수 있다.
Description
본 발명은 예를 들면, 레지스트가 도포된 직후의 반도체 웨이퍼를 가열처리하는 기판처리장치 및 기판처리방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조에 있어서의 포토레지스트 처리공정에서는, 예를 들면, 반도체 웨이퍼(이하,「웨이퍼」라고 한다)등의 기판에 대하여 레지스트를 도포하고 소정의 패턴을 노광한 뒤에, 이 웨이퍼에 현상액을 공급하여 현상처리하고 있다.
이들의 처리는 예를 들면, 노광장치에 레지스트 도포와 현상처리를 하는 도포현상 처리장치를 접속한 시스템에 의해서 이루어지고 있다. 이러한 도포현상 처리장치에는, 웨이퍼의 도포현상 처리에 필요한 일련의 처리, 예를 들면, 레지스트의 정착성(定着性)을 향상시키기 위한 소수화처리(접착강화처리), 레지스트를 도포하는 레지스트 도포처리, 레지스트 도포뒤의 웨이퍼를 가열하여 레지스트를 건조 경화시키는 가열처리, 노광뒤의 웨이퍼를 소정의 온도로 가열하기 위한 가열처리, 노광뒤의 웨이퍼에 대하여 현상처리를 실시하는 현상처리 등의 각 처리를 개별로 하는 처리유닛이 구비되고, 웨이퍼 반송장치에 의해서 이들 처리유닛 사이에서 웨이퍼의 반송이 이루어진다.
그런데, 전술한 웨이퍼상에 도포된 직후의 레지스트, 예를 들면, 화학증폭형 레지스트에는, 용제인 시너나 광화학반응에 의해 촉매작용이 있는 산발생제, 용해 저지제인 켄처(quencher), 폴리머 사슬 보호기 등이 포함되어 있는데, 레지스트 도포뒤의 가열처리 공정에서는 이들 중에 특히 시너를 휘발시켜 레지스트를 경화해야 한다.
그러나, 보통의 가열처리 공정에서는 고온으로 웨이퍼를 처리하기 때문에 폴리머 사슬 보호기가 파괴되거나 산발생제가 레지스트내에 균일하게 분산되지 않거나, 또는, 켄처가 레지스트의 표면에 균일하게 형성되지 않는 경우가 있다.
한편, 최근의 회로패턴의 미세화에 따른 노광의 광원으로서 예를 들면, F2레이저광원 정도의 대단히 짧은 파장 예를 들면, 157nm의 것이 사용되는 경향이 있다. 이러한, 단파장의 광원으로서는 노광시에 공기중에 O2나, O3, 유기물, H2O 등이 포함되어 있으면 빛이 이들의 물질에 의해서 흡수되어, 광원으로부터 레지스트에 도달하는 광량이 매우 적다. 그런데, 전술한 가열처리후에 있어서는, 레지스트의 표면에 O2나 O3등이 부착되는 경향이 강하고, 그 때문에 노광공정에서 이들의 물질에 의해서 노광 불량이 생길 우려가 있다.
본 발명의 목적은, 폴리머 사슬 보호기가 파괴되지 않고, 산발생제가 레지스트내에 균일하게 분산되거나 또는, 용해 저지제가 레지스트의 표면에 균일하게 형성되도록 기판을 열처리할 수 있는 기판처리장치 및 기판처리방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 가열처리후에 레지스트의 표면에 O2나 O3등이 부착되는 일이 없는 기판처리장치 및 기판처리방법을 제공하는 것이다.
이러한, 과제를 달성하기 위해서 본 발명의 제1의 관점에 관한 기판처리장치는, 산발생제, 용해 저지제 및 폴리머 사슬 보호기 중에 적어도 하나의 물질과 용제를 함유하는 레지스트가 도포된 기판을 가열처리하는 기판처리장치에 있어서, 밀폐하는 것이 가능한 공간을 구비하는 처리실과, 상기 공간내에 배치되고 상기 레지스트가 도포된 기판이 재치되는 플레이트와, 상기 밀폐된 공간내를 감압하는 감압부와, 상기 레지스트에 함유된 용제가 휘발하고 또한, 상기 물질이 레지스트내에 실질적으로 잔존할 정도의 압력이 되도록, 상기 감압부를 제어하는 제어부를 구비한다.
본 발명의 제2의 관점에 관한 기판처리장치는, 산발생제, 용해 저지제 및 폴리머 사슬 보호기 중에 적어도 하나의 물질과 용제가 함유된 레지스트가 도포된 기판을 처리하는 기판처리장치에 있어서, 밀폐하는 것이 가능한 공간을 구비하는 처리실과, 상기 공간내에 배치되고 상기 레지스트가 도포된 기판을 상온 이하로 처리하기 위한 처리판과, 상기 밀폐된 공간내를 감압하는 수단과, 상기 레지스트에 함유된 용제가 휘발하고 또한, 상기 물질이 레지스트내에 실질적으로 잔존할 정도의 압력 및 온도가 되도록, 상기 처리판의 온도 및 상기 공간내의 진공도를 제어하는 수단을 구비한다.
본 발명의 제 3의 관점에 관한 기판처리방법은, 산발생제, 용해 저지제 및 폴리머 사슬 보호기 중에 적어도 하나의 물질과 용제가 함유된 레지스트가 도포된 기판을 가열처리하는 방법에 있어서, (a)상기 레지스트에 함유된 용제가 휘발하고 또한, 상기 물질이 레지스트내에 실질적으로 잔존할 정도의 압력 및 온도로, 상기 기판을 처리하는 공정과, (b)상기 처리된 기판을 냉각 처리하는 공정을 구비한다.
본 발명에서는 예를 들면, 기판의 가열처리를 레지스트에 함유된 용제가 휘발하고 또한, 산발생제나 용해 저지제, 폴리머 사슬 보호기가 레지스트내에 실질적으로 잔존할 정도의 압력 및 온도로 하기 때문에, 산발생제가 레지스트내에 균일하게 분산되거나 또는, 용해 저지제가 레지스트의 표면에 균일하게 형성되도록 기판을 열처리할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 하나의 실시예에 관한, 도포현상 처리시스템의 전체적인 구성을 나타내는 평면도이다.
도 2 는 도 1에 나타낸 도포현상 처리시스템의 정면도이다.
도 3 은 도 1에 나타낸 도포현상 처리시스템의 배면도이다.
도 4 는 하나의 실시예에 관한 프리베이킹 유닛의 전체적인 구성을 나타내는 대략적인 단면도이다.
도 5 는 도 4에 나타낸 프리베이킹 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 은 다른 실시예에 관한 프리베이킹 유닛의 전체적인 구성을 나타내는 대략적인 단면도이다.
도 7 은 또 다른 실시예에 관한 프리베이킹 유닛의 전체적인 구성을 나타내는 대략적인 단면도이다.
도 8 은 또 다른 실시예에 관한 프리베이킹 유닛의 전체적인 구성을 나타내는 대략적인 단면도이다.
<주요부분에 대한 도면부호의 설명>
51 : 본체 52 : 가열처리부
53 : 냉각처리부 55 : 뚜껑
56 : 밀폐공간 57 : 열판
61 : 헬륨가스의 분출구멍 63 : 냉각판
65 : 배기구 66 : 압력 조정용 밸브
67 : 진공펌프 68 : 질소가스 분출구멍
71 : 제어부 PREBAKE : 프리베이킹 유닛
W : 웨이퍼
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.
도 1 ∼ 도 3은 본 발명의 실시예에 관한 반도체 웨이퍼(이하,「웨이퍼」라고 한다)의 도포현상 처리시스템(1)의 전체적인 구성의 도면으로서, 도 1은 평면도, 도 2는 정면도, 도 3은 배면도를 각각 나타내고 있다.
이 도포현상 처리시스템(1)은, 웨이퍼(W)를 웨이퍼카세트(CR)로 복수매 예를 들면, 25장 단위로 외부에서 시스템으로 반입하거나, 또는, 시스템으로부터 반출하거나, 웨이퍼카세트(CR)에 웨이퍼(W)를 반입·반출하기 위한 카세트스테이션(10)과, 도포현상 공정내에서 웨이퍼(W)에 대하여 한장씩 소정의 처리를 실시하는 낱장식의 각종 처리유닛을 소정의 위치에 다단으로 배치하여 이루어지는 처리스테이션(11)과, 이 처리스테이션(11)에 인접하여 설치되는 노광장치(도면에는 나타내지 않는다)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송하기 위한 인터페이스부(12)를 일체로 접속하는 구성을 구비하고 있다.
상기 카세트스테이션(10)에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이 카세트 재치대(20)상의 위치결정 돌기(20a)의 위치에 복수개 예를 들면, 4개까지의 웨이퍼 카세트(CR)가 그 각각의 웨이퍼 출입구는 처리스테이션(11)측을 향하게 하고, X방향(도1에서 상하방향)으로 일렬로 재치되고, 이 카세트 배열방향(X방향) 및 웨이퍼 카세트(CR)내에 수납되는 웨이퍼의 웨이퍼 배열방향(Z방향 : 수직방향)으로 이동할 수 있는 웨이퍼 반송체(8)가 각 웨이퍼 카세트(CR)에 선택적으로 억세스한다.
또한, 이 웨이퍼 반송체(8)은 θ방향으로 회전하도록 구성되어 있고, 후술하는 바와 같이 처리스테이션(11)측의 제3의 처리유닛군(G3)의 다단유닛부에 속하는 얼라인먼트 유닛(ALIM) 및 익스텐션 유닛(EXT)에도 억세스할 수 있다.
상기 처리스테이션(11)에는, 도 1에 나타내는 바와 같이 웨이퍼 반송장치를 구비하는 수직 반송형의 웨이퍼 주반송기구(22)가 설치되고, 그 주위에 모든 처리유닛이 1조 또는, 복수의 조로 구성되고 다단으로 배치되어 있다.
웨이퍼 주반송기구(22)는, 도 3에 나타내는 바와 같이 통모양 지지체(49)의 안쪽에 웨이퍼 반송장치(46)를 상하방향(Z방향)으로 승강시키도록 구비하고 있다. 통모양 지지체(49)는 모터(도면에는 나타내지 않는다)의 회전축에 접속되어 있고, 이 모터의 회전 구동력에 의해서, 상기 회전축을 중심으로 웨이퍼 반송장치(46)와 일체로 회전함으로써, 이 웨이퍼 반송장치(46)는 θ방향으로 회전할 수 있게 되어 있다. 또, 통모양 지지체(49)는 상기 모터에 의해서 회전되는 별도의 회전축(도면에는 나타내지 않는다)에 접속되도록 구성하여도 된다.
웨이퍼 반송장치(46)는 반송기대(47)의 전후방향으로 이동할 수 있는 복수개의 지지부재(48)를 구비하고, 이들 지지부재(48)에 의해서 각 처리유닛 사이에서 웨이퍼(W)를 반송하고 있다.
또한, 상기 예에서는 5개의 처리유닛군(G1, G2, G3, G4, G5)을 배치 할 수 있는 구성으로서 제 1 및 제 2의 처리유닛군(G1, G2)의 다단유닛은 시스템의 정면(도 1에 있어서 전방)측에 배치되고, 제 3의 처리유닛군(G3)의 다단유닛은 카세트스테이션(10)에 인접하게 배치되고, 제 4의 처리유닛군(G4)의 다단유닛은 인터페이스부(12)에 인접하게 배치되고, 제5의 처리유닛군(G5)의 다단유닛은 뒷면측에 배치되어 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1의 처리유닛군(G1)에는 컵(CP)내에서 웨이퍼(W)를 스핀척에 실어 소정의 처리를 하는 2대의 스피너형(spinner型) 처리유닛, 예를 들면, 레지스트 도포유닛(COT) 및 현상유닛(DEV)이 밑에서부터 순차적으로 2단으로 포개어져 있다. 제 2의 처리유닛군(G2)에도 2대의 스피너형 처리유닛, 예를들면, 레지스트 도포유닛(COT) 및 현상유닛(DEV)이 밑에서부터 순차적으로 2단으로 포개어져 있다. 이들 레지스트 도포유닛(COT)은 레지스트액을 배출하는 것이 기구적으로나 메인터넌스의 측면에서도 번거롭기 때문에 이와 같이, 하단에 배치하는 것이 바람직하다. 그러나 필요에 따라 상단에 적절하게 배치하는 것도 물론 가능하다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 제 3의 처리유닛군(G3)에는 웨이퍼(W)를 재치대에 실어 소정의 처리를 하는 오븐형의 처리유닛, 예를 들면, 냉각처리를 하는 쿨링유닛(COL), 레지스트의 정착성(定着性)을 높이기 위한 소위 소수화처리를 하는 접착강화 유닛(AD), 위치맞춤을 하는 얼라인먼트 유닛(ALIM), 익스텐션 유닛(EXT), 노광처리전에 가열처리를 하는 프리베이킹 유닛(PREBAKE) 및 노광처리후에 가열처리를 하는 포스트베이킹 유닛(POBAKE)이 밑에서부터 순차적으로 예를 들면, 8단으로 포개어져 있다. 제 4의 처리유닛군(G4)에도 오븐형의 처리유닛, 예를 들면, 쿨링유닛(COL), 익스텐션·쿨링유닛(EXTCOL), 익스텐션 유닛(EXT), 쿨링유닛(COL), 프리베이킹 유닛(PREBAKE) 및 포스트베이킹 유닛(POBAKE)이 밑에서부터 순차적으로 예를 들면, 8단으로 포개어져 있다.
이와 같이, 처리온도가 낮은 쿨링유닛(COL), 익스텐션·쿨링유닛(EXTCOL)을 하단에 배치하고, 처리온도가 높은 베이킹유닛(PREBAKE), 포스트베이킹 유닛(POBAKE) 및 접착강화 유닛(AD)을 상단에 배치함으로써 유닛사이의 열적인 상호간섭을 적게 할 수 있다. 물론 랜덤하게 다단으로 배치하여도 된다.
상기 인터페이스부(12)는 깊이방향(X방향)에 있어서는, 상기처리스테이션(11)과 같은 치수로 되어 있지만, 폭방향에 있어서는 더 작은 치수로 설정되어 있다. 그리고 이 인터페이스부(12)의 정면부에는 가동성의 픽업카세트(CR)와, 정치형(定置型)의 버퍼카세트(BR)가 2단으로 배치되고, 타방의 뒷면에는 가장자리 노광장치(23)가 설치되고, 또한 중앙부에는 웨이퍼반송체(24)가 설치되어 있다. 이 웨이퍼반송체(24)는 X방향, Z방향으로 이동하여 양 카세트(CR, BR) 및 가장자리 노광장치(23)에 억세스하게 되어 있다. 상기 웨이퍼반송체(24)는 θ방향으로도 회전할 수 있게 구성되어 있고, 상기 처리스테이션(11)측의 제 4의 처리유닛군(G4)의 다단유닛에 속하는 익스텐션 유닛(EXT)이나 인접하는 노광장치측의 웨이퍼 반송대(도면에는 나타내지 않는다)에도 억세스할 수 있다.
또한, 상기 도포현상 처리시스템(1)에서는, 전술한 바와 같이 웨이퍼 주반송기구(22)의 뒷면측에도 점선으로 나타내는 제 5의 처리유닛군(G5)의 다단유닛을 배치할 수 있지만, 이 제 5의 처리유닛군(G5)의 다단유닛은, 웨이퍼 주반송기구(22)로부터 보아 안내레일(25)을 따라 옆쪽으로 시프트할 수 있게 구성되어 있다. 따라서, 이 제 5의 처리유닛군(G5)의 다단유닛을 도면에 나타내는 바와 같이 설치한 경우에도, 상기 안내레일(25)을 따라 슬라이드시킴으로써 공간이 확보되기 때문에 웨이퍼 주반송기구(22)에 대하여 뒷쪽에서 메인터넌스 작업을 용이하게 할 수 있게 되어 있다. 또 제 5의 처리유닛군(G5)의 다단유닛은 이와 같이 안내레일(25)을 따라 직선모양의 슬라이드 시프트를 할 뿐만 아니라, 도 1에서 일점쇄선의 왕복회전 화살표로 나타내는 바와 같이 시스템의 외부쪽으로 회전 시프트시키도록 구성하여도 웨이퍼 주반송기구(22)에 메인터넌스 작업을 하기 위한 스페이스의 확보가 용이하다.
다음에, 본 실시예에 있어서의 프리베이킹 유닛(PREBAKE)에 관하여 설명한다. 도 4는 프리베이킹 유닛(PREBAKE)의 전체적인 구성을 나타내는 대략적인 단면도이다.
본체(51)는, 가열처리부(52)와 냉각처리부(53)로 양분되어 있다. 본체(51)상에는 승강기구(54)에 의해서 승강 구동되는 뚜껑(55)이 배치되고, 뚜껑(55)이 하강하여 본체(51)상을 뚜껑(55)이 덮음으로써, 웨이퍼(W)를 처리하기 위한 밀폐공간(56)이 형성된다. 그런 다음에 처리실내를 감압할 수 있다. 이와 같이 가열처리부(52)와 냉각처리부(53)를 동일한 밀폐공간(56)에 설치함으로써 가열처리로부터 냉각처리까지를 감압하에서 연속적으로 할 수가 있어, 가열처리후에 레지스트의 표면에 O2나 O3등이 부착되는 일이 없게 된다.
가열처리부(52)에서는, 본체(51)상에 열판(57)이 배치되어 있다. 열판(57)에는 예를 들면, 히터(58)가 설치되어 있다. 또한, 열판(57)의 표면에서 출몰할 수 있도록 예를 들면, 3개의 지지핀(59)이 설치되어 있다. 또한, 열판(57)의 표면에는 가열처리시에 웨이퍼(W)를 소정량 뜨게하여, 재치/지지하는 프록시미티핀(60)이 배치되어 있다. 또한, 열판(57)의 표면에는 예를 들면, 헬륨가스 탱크(62)에 접속되어, 헬륨가스를 분출하기 위한 분출구멍(61)이 설치되어 있고, 이 분출구멍(61)으로부터 열판(57)과 웨이퍼(W)의 간극에 헬륨가스가 분출된다.
이와 같이, 헬륨가스를 분출함으로써 감압하에서도 열전도성이 좋아 열처리를 효율적으로 하는 것이 가능하게 된다.
또한, 냉각처리부(53)에는 펠티에(Peltier) 소자등의 냉각소자 등이 설치된 냉각판(63)이 배치되어 있다. 이 냉각판(63)은 이송기구(64)에 의해서 가열처리부(52)까지 이동할 수 있게 되어 있고, 이 냉각판(63) 자체가 가열처리부(52)의 지지핀(59)에 의해 지지된 웨이퍼(W)를 반송할 수 있게 되어 있다. 또, 냉각판(63)에도 전술한 열판(57)과 같은 헬륨가스 분출용의 분출구멍을 설치하더라도 좋다.
또한, 뚜껑(55)에는 배기구(65)가 형성되어 있고, 이 배기구(65)에는 압력 조정용의 밸브(66)를 사이에 두고 진공펌프(67)가 접속되어 있다. 이와 같이 압력 조정용의 밸브(66)를 사이에 설치함으로써 감압을 서서히 예를 들면, 10Torr/초 ∼ 300Torr/초, 더 바람직하게는 90Torr/초 ∼ 110Torr/초 정도로 하는 것이 가능하게 된다. 즉, 직접 진공펌프로 감압하면 압력이 급격히 저하하여, 레지스트가 증발하여 그 표면이 거칠어지기 때문이다. 또한, 뚜껑(55)에는 퍼지용의 불활성 가스인 예를 들면, 질소가스를 분출하기 위한 분출구멍(68)이 형성되어 있다. 이 분출구멍(68)에는 밸브(69)를 사이에 두고, 질소가스 탱크(70)가 접속되어 있다. 그리고, 가열처리의 뒤에 질소가스로 퍼지함으로써 그 후의 냉각시에 레지스트의 표면에 O2나 O3등이 부착되는 일이 없게 된다.
제어부(71)는, 진공도계(眞空度計)(72) 및 온도계(73)에 의한 계측 결과 등에 의거하여, 히터(58)나 냉각소자의 온·오프, 밸브(66, 69)의 개폐, 기타 각부의구동등을 제어한다. 제어부(71)는 예를 들면, 가열처리시에는 웨이퍼(W)에 도포된 레지스트에 함유된 시너가 휘발하고 또한, 산발생제, 켄처 및 폴리머 사슬 보호기가 레지스트내에 실질적으로 잔존할 정도의 압력 및 온도가 되도록, 열판(57)의 온도 및 밀폐공간(56)내의 진공도를 제어한다. 구체적으로는 예를 들면, 열판(57)의 온도가 40℃ ∼ 50℃ 정도, 밀폐공간(56)내의 진공도가 5Torr 정도가 되도록, 열판(57)의 온도 및 밀폐공간(56)내의 진공도를 제어한다. 이와 같이, 온도 및 압력을 제어함으로써, 레지스트내에 함유된 폴리머 사슬 보호기가 파괴되지 않고, 산발생제가 레지스트내에 균일하게 분산되거나 또는, 켄처가 레지스트의 표면에 균일하게 형성되도록 웨이퍼(W)를 가열처리할 수 있다.
다음에, 이와 같이 구성된 프리베이킹 유닛(PREBAKE)의 동작을 설명한다.
도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 뚜껑(55)이 상승하고 지지핀(59)이 열판(57)으로부터 돌출한 상태에서, 웨이퍼 주반송기구(22)에 의하여 레지스트가 도포된 직후의 웨이퍼(W)가 지지핀(59)상으로 반송된다.
다음에, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 뚜껑(55)이 하강하여 밀폐공간(56)을 형성하고, 진공펌프(67)에 의해서 밀폐공간(56)내가 서서히 감압된다.
다음에, 도 5(c)에 나타내는 바와 같이, 지지핀(59)이 하강하여 열판(57)상에 웨이퍼(W)가 재치되어 가열처리가 시작된다.
가열처리가 종료하면, 분출구멍(68)으로부터 질소가스를 분출시켜 밀폐공간(56)내를 질소가스로 퍼지하는 동시에 지지핀(59)을 상승시킨다.
다음에, 도 5(d)에 나타내는 바와 같이, 냉각판(63)이 지지핀(59)으로부터웨이퍼(W)를 받아 냉각처리가 이루어진다. 냉각처리는 예를 들면, 25℃ 이하의 온도로 진행된다.
냉각처리가 완료하면, 웨이퍼(W)는 냉각판(63)으로부터 지지핀(59)을 거쳐 웨이퍼 주반송기구(22)으로 반송되고, 그 후에 노광장치로 반송되어 노광처리가 이루어지고, 또한 그 후에 현상처리가 이루어진다.
다음에, 본 발명의 다른 실시예에 관한 기판처리장치에 관하여 설명한다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 본체(81)는 냉각처리부(82)만을 구비한다. 본체(81)상에는, 승강기구(84)에 의해서 승강 구동되는 뚜껑(85)이 배치되고, 뚜껑(85)이 하강하여 본체(81)상을 뚜껑(85)이 덮음으로써 웨이퍼(W)를 처리하기 위한 밀폐공간(86)이 형성된다.
본체(81)상에 예를 들면, 펠티에 소자 등의 냉각소자 등이 설치된 냉각판(87)이 배치되어 있다. 또한, 냉각판(87)의 표면에서 출몰할 수 있는 예를 들면, 3개의 지지핀(88)이 설치되어 있다. 지지핀(88)은 도시를 생략한 승강기구에 의해 승강 구동된다.
또한, 뚜껑(85)에는 배기구(89)가 형성되어 있고, 이 배기구(89)에는 압력 조정용의 밸브(90)를 사이에 두고 진공펌프(91)가 접속되어 있다.
제어부(92)는, 냉각소자의 온·오프나 밸브(90)의 개폐, 기타 각부의 구동 등을 제어한다. 제어부(92)는 예를 들면, 처리시에는 웨이퍼(W)에 도포된 레지스트에 함유된 시너가 휘발하고 또한, 산발생제, 켄처 및 폴리머 사슬 보호기가 레지스트내에 실질적으로 잔존할 정도의 압력 및 온도가 되도록, 냉각판(87)의 온도 및밀폐공간(86)내의 진공도를 제어한다. 구체적으로는 예를 들면, 냉각판(87)의 온도가 23℃정도, 밀폐공간(86)내의 진공도가 2Torr 정도가 되도록 또는, 냉각판(87)의 온도가 15℃정도, 밀폐공간(86)내의 진공도가 1Torr 정도가 되도록, 냉각판(87)의 온도 및 밀폐공간(86)내의 진공도를 제어한다. 이와 같이 온도 및 압력을 제어함으로써, 가열처리를 하지 않고 레지스트를 경화시킬 수 있다. 따라서 레지스트내에 함유된 폴리머 사슬 보호기가 파괴되지 않고, 산발생제가 레지스트내에 균일하게 분산되거나, 또는, 켄처가 레지스트의 표면에 균일하게 형성되도록 웨이퍼(W)를 처리할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 특히 그 후의 냉각처리가 불필요하게 된다.
다음에, 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 기판처리장치에 관하여 설명한다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 이 기판처리장치는 도 6에 나타낸 기판처리장치에 대향부재(93)를 더 설치한 것이다. 이 대향부재(93)는, 열전도율이 낮은 재료 예를 들면, 고밀도 폴리에틸렌이나 크리스털 등으로 이루어져, 냉각판(87)에 재치된 웨이퍼(W)와 대향하도록 배치되어 있다. 또한, 뚜껑(85)에는 지지핀(88)의 승강과 동기(同期)하여 대향부재(93)를 승강시키는 승강기구(94)가 설치되어 있다. 그리고, 지지핀(88)의 하강과 동시에 대향부재(93)도 하강하여, 대향부재(93)는 냉각판(87)에 재치된 웨이퍼(W)에 예를 들면, 1mm 정도로 근접하게 위치한다.
이와 같이, 처리시에 열전도율이 낮은 재료로 이루어지는 대향부재(93)를 웨이퍼(W)에 근접시킴으로써 처리시의 웨이퍼(W)의 온도분포를 균일하게 할 수 있어, 산발생제가 레지스트내에 균일하게 분산되거나 또는, 켄처가 레지스트의 표면에 균일하게 형성되도록 웨이퍼(W)를 처리할 수 있다.
다음에, 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 기판처리장치에 관하여 설명한다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 본체(101)상에는 승강기구(102)에 의해서 승강 구동되는 뚜껑(103)이 배치되고, 뚜껑(103)이 하강하여 본체(101)상을 뚜껑(103)이 덮음으로써 웨이퍼(W)를 처리하기 위한 밀폐공간(104)이 형성된다.
본체(101)상에는, 온도 조절이 되지 않는 플레이트(105)가 배치되어 있다. 또한, 플레이트(105)의 표면에서 출몰할 수 있는 예를 들면, 3개의 지지핀(106)이 설치되어 있다. 지지핀(106)은 도시를 생략한 승강기구에 의해 승강된다.
또한, 뚜껑(103)의 상부에는 배기구(107)가 형성되어 있고, 이 배기구(107)에는 압력 조정용의 밸브(108)를 사이에 두고, 진공펌프(109)가 접속되어 있다. 또한, 뚜껑(103)의 측부에는 가스도입 구멍(110)이 형성되어 있고, 이 가스도입 구멍(110)에는 온도조절기구(111) 및 가스도입량 조정용의 밸브(112)를 사이에 두고 헬륨가스 봄베(113)가 접속되어 있다.
제어부(114)는, 밸브(108, 112)의 개폐나 온도조절기구(111)의 온도관리, 기타 각부의 구동등을 제어한다. 그리고, 제어부(114)는 예를 들면, 처리시에는 웨이퍼(W)에 도포된 레지스트에 함유된 시너가 휘발하고 또한, 산발생제, 켄처 및 폴리머 사슬 보호기가 레지스트내에 실질적으로 잔존할 정도의 압력 및 온도가 되도록, 가스도입 구멍(110)으로부터 도입되는 헬륨가스의 온도나 양 및 밀폐공간(104)내의 진공도를 제어하는 것이다.
상기 실시예에서는, 본 발명을 레지스트가 도포된 반도체 웨이퍼를 열처리하는 장치에 적용한 것에 관하여 설명했지만, 반도체 웨이퍼 이외의 기판, 예를 들면, LCD기판을 열처리하는 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 폴리머 사슬 보호기가 파괴되지 않고, 산발생제가 레지스트내에 균일하게 분산되거나 또는, 용해 저지제가 레지스트의 표면에 균일하게 형성되도록 기판을 열처리할 수 있다. 또한, 가열처리후에 레지스트의 표면에 O2나 O3등이 부착하는 일이 없어진다.
Claims (19)
- 산발생제(酸發生劑), 용해 저지제(溶解 沮止劑) 및 폴리머 사슬 보호기 중에 적어도 하나의 물질과 용제(溶劑)를 함유하는 레지스트가 도포된 기판을 가열처리하는 기판처리장치에 있어서,밀폐하는 것이 가능한 공간을 구비하는 처리실과,상기 공간내에 배치되고 상기 레지스트가 도포된 기판이 재치되는 플레이트와,상기 밀폐된 공간내를 감압하는 감압부와,상기 레지스트에 함유된 용제가 휘발하고 또한, 상기 물질이 레지스트내에 실질적으로 잔존(殘存)할 정도의 압력이 되도록, 상기 감압부를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 플레이트를 가열하는 히터를 더 구비하고,상기 제어부는, 상기 레지스트에 함유된 용제가 휘발하고 또한, 상기 물질이 레지스트내에 실질적으로 잔존할 정도의 온도 및 압력이 되도록, 상기 감압부 및 상기 히터를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 공간내에 배치되고 상기 기판을 냉각처리하는 냉각부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 밀폐된 공간을 제 1의 불활성가스로 퍼지(purge)하는 퍼지부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
- 청구항 4에 있어서,상기 제 1의 불활성가스는 질소가스인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
- 청구항 2에 있어서,상기 밀폐된 공간에 열전도(熱傳導)용의 제2의 불활성 가스를 유입시키는 가스 유입기구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
- 청구항 6에 있어서,상기 제 2의 불활성가스는 헬륨가스인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
- 청구항 6에 있어서,상기 플레이트상에서 기판을 띄워 재치/지지하는 부재를 구비하고,상기 가스 유입기구는 상기 제 2의 불활성가스를 상기 열판과 기판과의 간극에 유입시키는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 밀폐된 공간에 온도가 조절된 제 3의 불활성가스를 유입시키는 온도조절가스 유입기구를 더 구비하고,상기 제어부는, 상기 레지스트에 함유된 용제가 휘발하고 또한, 상기 물질이 레지스트내에 실질적으로 잔존할 정도의 온도 및 압력이 되도록, 상기 감압부 및 상기 제 3의 불활성가스의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 플레이트에 재치된 기판과 근접하게 대향(對向)하고 열전도율이 낮은 재료로 이루어지는 대향부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
- 청구항 10에 있어서,상기 플레이트에 재치된 기판과 상기 대향부재 사이의 간격이 약 1mm인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
- 청구항 10에 있어서,상기 대향부재는 고밀도 폴리에틸렌으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
- 청구항 10에 있어서,상기 대향부재는 크리스털로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판처리장치
- 청구항 1에 있어서,상기 감압부는, 감압용의 펌프와, 감압 조정용의 밸브를 구비하는 것을 특징으로하는 기판처리장치.
- 청구항 14에 있어서,상기 감압부는, 상기 감압 조정용의 밸브를 사용하여 공간내를 서서히 감압하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
- 산발생제, 용해 저지제 및 폴리머 사슬 보호기 중에 적어도 하나의 물질과 용제가 함유된 레지스트가 도포된 기판을 처리하는 기판처리장치에 있어서,밀폐하는 것이 가능한 공간을 구비하는 처리실과,상기 공간내에 배치되고, 상기 레지스트가 도포된 기판을 상온(常溫) 이하로 처리하기 위한 처리판과,상기 밀폐된 공간내를 감압하는 수단과,상기 레지스트에 함유된 용제가 휘발하고 또한, 상기 물질이 레지스트내에 실질적으로 잔존할 정도의 압력 및 온도가 되도록, 상기 처리판의 온도 및 상기 공간내의 진공도를 제어하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
- 산발생제, 용해 저지제 및 폴리머 사슬 보호기 중에 적어도 하나의 물질과 용제가 함유된 레지스트가 도포된 기판을 가열처리하는 방법에 있어서,(a)상기 레지스트에 함유된 용제가 휘발하고 또한, 상기 물질이 레지스트내에 실질적으로 잔존할 정도의 압력 및 온도로, 상기 기판을 처리하는 공정과,(b)상기 처리된 기판을 냉각처리하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
- 청구항 17에 있어서,상기 공정(a)와 상기 공정(b)의 사이에, 기판을 처리하는 공간을 제 1의 불활성가스로 퍼지하는 공정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
- 청구항 17에 있어서,상기 공정(a)에서 상기 공정(b)까지의 사이에, 기판을 처리하는 공간에 열전도용의 제 2의 불활성가스를 유입시키는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
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