KR20020016557A - 현상처리장치 및 현상처리방법 - Google Patents

현상처리장치 및 현상처리방법 Download PDF

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Abstract

기판(G)을 유지하는 유지수단의 하나인 스핀척(41)과, 스핀척(41)에 유지된 기판(G)으로 소정의 현상액을 공급하는 현상액 공급기구를 구비한 현상처리장치 (24a∼24c)에 있어서, 현상액 공급기구는, 소정의 현상액을 토출하는 복수의 현상액 토출노즐, 예를 들면 퍼들형성용 노즐(80a·80b)과, 복수의 현상액 토출노즐을 유지하는 1개의 노즐유지아암(51)과, 복수의 현상액 토출노즐의 높이를 개별로 조절할 수 있는 승강기구(58a·58b)를 가진다.

Description

현상처리장치 및 현상처리방법{DEVELOPING PROCESSING APPARATUS AND DEVELO PING PROCESSING METHOD}
본 발명은, 예를 들면 노광처리된 액정 디스플레이(LCD)용 유리기판이나 반도체 웨이퍼 등의 기판에 소정의 현상액을 공급하여 현상처리를 행하는 현상처리장치와 현상처리방법에 관한 것이다.
액정표시 디스플레이(LCD)나 반도체 디바이스의 포토리소그래피공정에 있어서는, 세정처리된 LCD기판이나 반도체 웨이퍼 등의 기판에 포토레지스트액을 도포하여 레지스트막을 형성하고, 소정의 패턴으로 레지스트막을 노광하여, 이것을 현상처리한다는 일련의 처리가 행해지고 있다. 이 중 세정처리, 레지스트도포처리, 현상처리는, 일반적으로 스핀너형이라고 하는 액처리장치를 사용하여, 기판을 면내에서 회전시키면서 소정의 처리액을 공급하여 행하고 있다.
예를 들면, LCD기판의 현상처리에 있어서는, 노광처리된 기판을 스핀척 등에 고정하여 현상액을 기판에 액도포하고 퍼들을 형성하여 현상반응을 진행시키고, 이어서 소정시간 경과한 후에 기판을 회전시킴과 거의 동시에 린스액의 공급을 시작하여 현상액과 린스액을 털어내고, 그 후에 린스액의 공급을 정지하여 기판을 고속으로 회전시켜 스핀건조를 행하는 방법이 채용되고 있다.
이러한 현상처리를 행하는 1대의 현상처리유니트에는, 종래, 현상액을 공급하는 현상액 토출노즐 및 린스액을 공급하기 위한 린스노즐이, 각각 1개만 설치되어 있다.
그러나, 근래에 사용되는 레지스트의 종류가 다양화함에 따라서 다른 종류나 농도의 현상액을 사용해야만 하는 경우가 증가하고 있다. 이 때문에, 종래의 1현상처리유니트－1현상액 토출노즐의 구조에서는, 사용하는 현상액을 바꿀때마다 현상액 토출노즐을 세정해야 하므로, 연속적인 처리가 곤란해져 생산성을 저하시키고 있었다. 또한 1개의 현상액 토출노즐로 복수의 현상액을 취급하기 때문에, 다른 종류의 현상액의 혼합에 의한 고형성분의 생성이나 특성저하, 이에 따른 파티클의 부착이나 현상불량의 발생이 우려되고 있다.
또한, 포토리소그래피공정에서 형성되는 패턴의 미세화나 복잡화의 진행에 따라, 현상처리를 보다 균일하게 행하고, 현상액의 잔사를 저감하여 양호한 패턴의 형성이 가능한 현상처리장치 및 현상처리방법의 개발요구도 높아지고 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 복수종류의 현상액을 사용한 경우에도 연속적인 처리를 가능하게 하여 처리효율을 높이고, 또한 현상처리를 균일화하여, 현상액의 잔사를 저감시켜 고품질의 기판을 얻는 것을 가능하게 하는 현상처리장치 및 현상처리방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 제 1 관점에 의하면, 기판을 유지하는 유지수단과, 상기 유지수단에 유지된 기판으로 소정의 현상액을 공급하는 현상액 공급기구를 구비한 현상처리장치로서, 상기 현상액 공급기구는, 소정의 현상액을 토출하는 복수의 현상액 토출노즐과, 상기 복수의 현상액 토출노즐을 유지하는 1개의 노즐유지아암과, 상기 복수의 현상액 토출노즐의 높이를 개별로 조절할 수 있는 승강기구를 가지는 현상처리장치가 제공된다.
본 발명의 제 2 관점에 의하면, 기판을 유지하는 유지수단과, 상기 유지수단에 유지된 기판으로 소정의 현상액을 공급하는 현상액 공급기구와, 현상액이 도포된 기판에 린스액을 공급하는 린스액 공급기구를 구비한 현상처리장치로서, 상기 현상액 공급기구는, 상기 유지수단에 유지된 기판으로 소정의 현상액을 액도포하는 퍼들형성용 노즐과, 상기 유지수단에 유지된 기판으로 소정의 현상액을 내뿜어 공급하는 스프레이노즐을 가지며, 상기 린스액 공급기구는, 상기 유지수단에 유지된 기판으로의 소정의 현상액의 도포종료에 계속하여 소정의 린스액을 기판에 공급하는 프레린스노즐과, 상기 프레린스노즐에 의한 린스액의 공급이 종료한 후에 소정의 린스액의 공급을 하는 린스노즐을 가지며, 상기 스프레이노즐과 상기 프레린스노즐은, 노즐을 유지하는 동일한 노즐유지아암에 부착되어 있는 현상처리장치가 제공된다.
본 발명의 제 3 관점에 의하면, 노광처리된 기판의 현상처리방법으로서, 대략 평행하게 얹어진 기판으로 소정의 현상액을 공급하여 액도포하는 제 1 공정과, 소정의 현상액이 액도포된 기판으로 소정의 현상액을 내뿜는 공급을 행하는 제 2 공정과, 상기 제 2 공정에서의 현상액을 내뿜는 공급이 종료한 후에 연속하여 기판에 린스액을 공급하는 제 3 공정을 갖는 현상처리방법이 제공된다.
이러한 현상처리장치 및 현상처리방법에 의하면, 1대의 현상처리장치(현상처리유니트)에, 기판에 현상액을 도포하기 위한 현상액 토출노즐이 복수로 설치되어 있기 때문에, 다른 종류 및/또는 농도의 현상액의 공급이 필요한 경우에는 사용하는 노즐을 바꾸는 것으로 대처할 수 있게 된다. 이에 따라 1개의 노즐밖에 설치되지 않은 경우와 비교하면, 노즐세정을 행하는 시간적 손실이 없어져 생산성이 향상하고, 또한 다른 현상액의 혼합에 의한 특성저하나 파티클의 발생이 저감되어, 기판의 높은 품질을 유지하는 것이 가능해진다.
또한, 기판상에 현상액퍼들을 형성한 후에 스프레이노즐을 사용하여, 압력(충격)을 주면서 현상액을 공급함으로써, 현상액 퍼들이 교반되어 현상처리가 보다 균일하게 진행된다. 이에 따라 현상특성이 향상하여, 보다 명료하고 균일한 패턴을 얻을 수 있으며, 더구나 현상시간이 단축되게 된다.
또한, 프레린스노즐이 스프레이노즐과 같은 노즐유지아암에 부착되어 있는 경우에는, 현상액의 도포후에 틈을 주지 않고 린스액을 공급하는 것이 가능해진다. 스프레이노즐을 사용한 균일한 현상반응을 행한 후에 바로 린스액을 공급하여 현상반응을 정지시킴에 따라, 현상특성의 향상, 명료하고 균일한 패턴의 형성, 현상처리시간의 단축이라는 효과를 얻을 수 있으며, 또한 현상액 잔사가 저감되어 고품질의 기판을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 현상처리장치(현상처리유니트)를 구비한 레지스트도포·현상시스템의 일 실시형태를 나타내는 평면도,
도 2는 본 발명의 현상처리장치의 일 실시형태를 나타내는 평면도,
도 3은 본 발명의 현상처리장치의 일 실시형태를 나타내는 단면도,
도 4는 본 발명의 현상처리장치의 제어계의 일 실시형태를 나타내는 설명도,
도 5는 본 발명의 현상처리장치에 사용되는 현상액 토출노즐의 일 실시형태를 나타내는 사시도,
도 6은 도 5에 기재된 현상액 토출노즐을 사용한 경우의 현상액 토출노즐에서의 현상액 공급경로의 일 실시형태를 나타내는 설명도,
도 7은 도 5에 기재된 현상액 토출노즐을 사용한 경우의 현상처리공정을 나타내는 설명도,
도 8은 스핀건조시에 있어서의 기판으로의 가스공급의 일 실시형태를 나타내는 설명도,
도 9는 본 발명의 현상처리장치에 사용되는 현상액 토출노즐의 다른 실시형태를 나타내는 사시도,
도 10은 도 9에 나타낸 현상액 토출노즐을 사용한 경우의 현상액 토출노즐에서의 현상액 공급경로의 일 실시형태를 나타내는 설명도,
도 11은 도 9에 나타낸 현상액 토출노즐을 사용한 경우의 현상처리공정을 나타내는 설명도,
도 12는 본 발명의 현상처리장치의 다른 실시형태를 나타내는 평면도,
도 13은 도 12에 나타내는 현상액 토출노즐을 사용한 경우의 현상처리공정을 나타내는 설명도,
도 14는 본 발명의 현상처리장치의 또 다른 실시형태를 나타내는 평면도,
도 15는 도 14에 기재된 린스 스프레이노즐을 사용한 경우의 현상처리공정을 나타내는 설명도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 카세트 스테이션 2 : 처리부
3 : 인터페이스부
24a·24b·24c,24a'·24b'·24c',24a''·24b''·24c'': 현상처리유니트(DEV)
41 : 스핀척 46 : 내부 컵
47 : 외부 컵 48 : 싱크
51 : 노즐유지아암 54 : 린스노즐아암
57a·57b : 삼방향 밸브 58a∼58c : 승강기구
59a∼59c : 탈기모듈 60 : 린스노즐
60a : 프레린스노즐 61 : 고압 린스박스
62 : 린스 스프레이노즐 80a·80b : 퍼들형성용 노즐
80c : 스프레이노즐 100 : 레지스트도포·현상처리시스템
G : 기판(피처리기판)
이하, 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은, 본 발명의 현상처리장치(현상처리유니트)(DEV)(24a∼24c)를 가지는 LCD기판의 레지스트도포·현상처리시스템(100)을 나타내는 평면도이다.
레지스트도포·현상처리시스템(100)은, 복수의 LCD기판(기판)(G)을 수용하는 카세트(C)가 얹어지는 카세트 스테이션(1)과, 기판(G)에 레지스트도포 및 현상을 포함한 일련의 처리를 실시하기 위한 복수의 처리유니트를 구비한 처리부(2)와, 노광장치(도시하지 않음)와의 사이에서 기판(G)을 받아넘기기 위한 인터페이스부(3)를 구비하고 있으며, 처리부(2)의 양 끝단에 각각 카세트 스테이션(1) 및 인터페이스부(3)가 배치되어 있다.
카세트 스테이션(1)은, 카세트(C)와 처리부(2)의 사이에서 기판(G)의 반송을 행하기 위한 반송기구(10)를 구비하고 있다. 그리고 카세트 스테이션(1)에서 카세트(C)의 반출입이 이루어진다. 또한 반송기구(10)는 카세트의 배열방향을 따라 설치된 반송로(10a) 상을 이동할 수 있는 반송아암(11)을 구비하며, 이 반송아암(11)에 의해 카세트(C)와 처리부(2)의 사이에서 기판(G)의 반송이 이루어진다.
처리부(2)는, 앞단차부(2a)와 중간단차부(2b)와 뒷단차부(2c)로 분리되어 있고, 각각 중앙에 반송로(12·13·14)를 가지며, 이들 반송로의 양측에 각 처리유니트가 설치되어 있다. 그리고 이들 사이에는 중계부(15·16)가 설치되어 있다.
앞단차부(2a)는, 반송로(12)를 따라 이동할 수 있는 주반송장치(17)를 구비하고 있으며, 반송로(12)의 한쪽에는, 2개의 세정유니트(SCR)(21a·21b)가 배치되어 있고, 반송로(12)의 다른쪽에는 자외선조사유니트(UV)와 냉각유니트(COL)가 2단으로 포개어진 처리블록(25), 가열처리유니트(HP)가 2단으로 포개어져 이루어진 처리블록(26) 및 냉각유니트(COL)가 2단으로 포개어져 이루어진 처리블록(27)이 배치되어 있다.
또한, 중간단차부(2b)는, 반송로(13)를 따라 이동할 수 있는 주반송장치(18)를 구비하고 있으며, 반송로(13)의 한쪽에는, 레지스트도포처리유니트(CT)(22) 및 기판(G)의 둘레가장자리부의 레지스트를 제거하는 둘레가장자리 레지스트제거유니트(ER)(23)가 일체적으로 설치되어 있고, 반송로(13)의 다른쪽에는, 가열처리유니트(HP)가 2단으로 포개어져 이루어진 처리블록(28), 가열처리유니트(HP)와 냉각처리유니트(COL)가 상하로 포개어져 이루어진 처리블록(29), 및 어드히젼처리유니트 (AD)와 냉각유니트(COL)가 상하로 포개어져 이루어진 처리블록(30)이 배치되어 있다.
또한, 뒷단차부(2c)는, 반송로(14)를 따라 이동할 수 있는 주반송장치(19)를 구비하고 있으며, 반송로(14)의 한쪽에는, 3개의 현상처리유니트(DEV)(24a·24b· 24c)가 배치되어 있고, 반송로(14)의 다른쪽에는 가열처리유니트(HP)가 2단으로 포개어져 이루어진 처리블록(31), 및 가열처리유니트(HP)와 냉각처리유니트(COL)가 함께 상하로 포개어져 이루어진 처리블록(32·33)이 배치되어 있다.
한편, 처리부(2)는, 반송로를 사이에 두고 한쪽에 세정유니트(SCR)(21a), 레지스트도포처리유니트(CT)(22), 현상처리유니트(DEV)(24a)와 같은 스핀너계 유니트만을 배치하고 있으며, 다른쪽에 가열처리유니트(HP)나 냉각처리유니트(COL) 등의 열계 처리유니트만을 배치하는 구조로 되어 있다.
또한, 중계부(15·16)의 스핀너계 유니트가 배치쪽의 부분에는, 약액공급유니트(34)가 배치되어 있고, 또한 주반송장치(17·18·19)의 유지보수관리를 행하기 위한 스페이스(35)가 설치되어 있다.
주반송장치(17·18·19)는, 수평면내의 2방향의 X축구동기구, Y축구동기구, 및 수직방향의 Z축구동기구를 구비하고 있으며, 또 Z축을 중심으로 회전하는 회전구동기구를 구비하고 있고, 각각 기판(G)을 지지하는 아암을 가지고 있다.
주반송장치(17)는, 반송아암(17a)을 가지며, 반송기구(10)의 반송아암(11)과의 사이에서 기판(G)을 받아넘기는 동시에, 앞단차부(2a)의 각 처리유니트에 대한 기판(G)의 반입·반출, 또는 중계부(15)와의 사이에서 기판(G)을 주고받는 기능을 가지고 있다. 또한 주반송장치(18)는 반송아암(18a)을 가지며, 중계부(15)와의 사이에서 기판(G)을 받아넘기는 동시에, 중간단차부(2b)의 각 처리유니트에 대한 기판(G)의 반입·반출, 또는 중계부(16)와의 사이에서 기판(G)을 받아넘기는 기능을 가지고 있다. 또한 주반송장치(19)는 반송아암(19a)을 가지며, 중계부(16)와의 사이에서 기판(G)을 받아넘기는 동시에, 뒷단차부(2c)의 각 처리유니트에 대한 기판 (G)의 반입·반출, 또는 인터페이스부(3)와의 사이의 기판(G)을 받아넘기는 기능을 가지고 있다. 한편 중계부(15·16)는 냉각 플레이트로서도 기능한다.
인터페이스부(3)는, 처리부(2)와의 사이에서 기판(G)을 받아넘길 때에 일시적으로 기판(G)을 유지하는 익스텐션(36)과, 또한 그 양쪽에 설치된, 버퍼 카세트를 배치한 2개의 버퍼 스테이지(37)와, 이들과 노광장치(도시하지 않음)와의 사이의 기판(G)의 반출입을 행하는 반송기구(38)를 구비하고 있다. 반송기구(38)는 익스텐션(36) 및 버퍼 스테이지(37)의 배열방향을 따라 설치된 반송로(38a) 상을 이동할 수 있는 반송아암(39)을 구비하며, 이 반송아암(39)에 의해 처리부(2)와 노광장치의 사이에서 기판(G)의 반송이 이루어진다.
이와 같이 각 처리유니트를 집약하여 일체화함으로써, 공간의 절약화 및 처리의 효율화를 도모할 수 있다.
이렇게 구성된 레지스트도포·현상처리시스템(100)에 있어서는, 카세트(C) 내의 기판(G)이 처리부(2)로 반송되고, 처리부(2)에서는, 먼저 앞단차부(2a)의 처리블록(25)의 자외선조사 유니트(UV)로 표면개질·세정처리가 행해지고, 냉각처리유니트(COL)로 냉각된 후, 세정유니트(SCR)(21a·21b)로 스크러버세정이 실시되며, 처리블록(26) 중 어느 하나의 가열처리유니트(HP)로 가열건조된 후, 처리블록(27) 중 어느 하나의 냉각유니트(COL)에서 냉각된다.
그 후, 기판(G)은 중간단차부(2b)로 반송되고, 레지스트의 정착성을 높이기 위해서, 처리블록(30)의 상단의 어드히젼 처리유니트(AD)로써 소수화처리(HMDS처리)되고, 하단의 냉각처리유니트(COL)에서 냉각후에, 레지스트도포처리유니트(CT) (22)에서 레지스트가 도포되고, 둘레가장자리 레지스트제거 유니트(ER)(23)에서 기판(G)의 둘레가장자리의 여분의 레지스트가 제거된다. 그 후 기판(G)은, 중간단차부(2b) 중의 가열처리유니트(HP)의 하나로 프리베이크처리되고, 처리블록(29 또는 30)의 하단의 냉각유니트(COL)로 냉각된다.
그 후, 기판(G)은 중계부(16)로부터 주반송장치(19)로써 인터페이스부(3)를 통해 노광장치로 반송되고 거기서 소정의 패턴이 노광된다. 그리고 기판(G)은 다시인터페이스부(3)를 통해 반입되어, 필요에 따라 뒷단차부(2c)의 처리블록(31·32· 33) 중의 어느 하나의 가열처리유니트(HP)에서 포스트익스포져 베이크처리가 실시된 후, 현상처리유니트(DEV)(24a·24b·24c) 중의 어느 하나로 현상처리되어, 소정의 회로 패턴이 형성된다. 현상처리된 기판(G)은, 뒷단차부(2c) 중의 어느 하나의 가열처리유니트(HP)에서 포스트 베이크처리가 실시된 후에, 어느 하나의 냉각유니트(COL)에서 냉각되어, 주반송장치(19·18·17) 및 반송기구(10)에 의해서 카세트 스테이션(1) 상의 소정의 카세트에 수용된다.
다음에, 본 발명에 관한 현상처리유니트(DEV)(24a∼24c)에 대하여 상세하게 설명한다. 도 2는 현상처리유니트(DEV)(24a∼24c)의 일 실시형태를 나타내는 평면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 현상처리유니트(DEV)(24a∼24c)에서의 컵부분의 단면도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 현상처리유니트(DEV)(24a∼24c)는 싱크(48)에 의해 전체가 포위되어 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 현상처리유니트(DEV)(24a∼24c)에 있어서는, 기판 (G)을 기계적으로 유지하는 유지수단, 예를 들면 스핀척(41)이 모터 등의 회전구동기구(42)에 의해 회전되도록 설치되고, 이 스핀척(41)의 아래쪽에는, 회전구동기구 (42)를 포위하는 커버(43)가 배치되어 있다. 스핀척(41)은 도시하지 않은 승강기구에 의해 승강가능하도록 되어 있으며, 상승위치에서 반송아암(19a)과의 사이에서 기판(G)을 받아넘긴다. 스핀척(41)은 진공흡인력 등에 의해, 기판(G)을 흡착유지할 수 있도록 되어 있다.
커버(43)의 바깥주위에는 2개의 하부 컵(44·45)이 떨어져서 설치되어 있고,이 2개의 하부 컵(44·45) 사이의 위쪽에는, 주로 현상액을 아래쪽으로 흐르게 하기 위한 내부 컵(46)이 승강가능하게 설치되고, 하부 컵(45)의 바깥쪽에는, 주로 린스액을 아래쪽으로 흐르게 하기 위한 외부 컵(47)이 내부 컵(46)과 일체적으로 승강가능하게 설치되어 있다. 한편 도 3에 있어서, 왼쪽에는 현상액의 배출시에 내부 컵(46) 및 외부 컵(47)이 상승되는 위치가 표시되고, 오른쪽에는 린스액의 배출시에 이들이 하강되는 위치가 표시되어 있다.
하부 컵(44)의 안둘레쪽 바닥부에는 회전건조시에 유니트 내를 배기하기 위한 배기구(49)가 설치되어 있고, 2개의 하부 컵(44·45) 사이에는 주로 현상액을 배출하기 위한 드레인(50a)이, 하부 컵(45)의 바깥둘레쪽 바닥부에는 주로 린스액을 배출하기 위한 드레인(50b)이 설치되어 있다.
외부 컵(47)의 한쪽에는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 노즐유지아암(51)이 설치되고, 이 노즐유지아암(51)에는 기판(G)에 현상액을 도포하기 위해서 사용되는 현상액 토출노즐의 일 실시형태인 퍼들형성용 노즐(80a·80b)이 부착되어 있다. 노즐유지아암(51)은, 가이드레일(53)의 길이방향을 따라서 벨트구동 등의 구동기구 (52)에 의해 기판(G)을 가로질러 이동하도록 구성되어 있고, 현상액의 도포시에는, 노즐유지아암(51)은 퍼들형성용 노즐(80a·80b)로 현상액을 토출하면서, 정지한 기판(G) 상을 스캔하도록 되어 있다.
또한, 퍼들형성용 노즐(80a·80b)은, 노즐대기부(115)에 대기되도록 되어 있고, 이 노즐대기부(115)에는 퍼들형성용 노즐(80a·80b)을 세정하는 노즐세정기구 (120)가 설치되어 있다. 퍼들형성용 노즐(80a·80b)의 구조 등의 상세한 내용에 대해서는 후술한다.
외부 컵(47)의 다른쪽에는, 순수한 물 등의 린스액을 토출하는 린스노즐(60)이, 린스노즐아암(54)에 부착되어 배치되어 있다. 린스노즐(60)로서는 예를 들면, 파이프형상으로 원형의 토출구를 가지는 것을 사용할 수 있다. 린스노즐아암(54)은 구동기구(56)에 의해 가이드레일(53)의 길이방향을 따라서 슬라이드 가능하게 설치되어 있고, 린스노즐(60)로부터 린스액을 토출시키면서 기판(G) 상을 스캔하도록 되어 있다.
한편, 현상처리유니트(DEV)(24a∼24c)에는, 레지스트도포·현상처리시스템 (100)이 배치되는 장소의 천정으로부터 청정한 다운 플로우가 공급되도록, 상부에 공간이 형성되어 있다. 또한 스핀척(41)에 유지된 기판(G)에 질소가스 등의 건조가스를 공급하기 위한 가스블로우기구, 스핀척(41)에 발생하는 정전기를 제거하기 위한 이오나이져가, 각각 기판(G) 상의 공간에 설치되어 있다.
또한 도 4에 나타낸 바와 같이, 스핀척(41)을 회전시키는 회전구동기구(42), 현상액용의 노즐유지아암(51)을 슬라이드이동시키는 구동기구(52), 및 린스노즐아암(54)을 슬라이드이동시키는 구동기구(56)는, 모두 제어장치(70)에 의해 제어되도록 되어 있다.
이어서, 스핀척(41)에 유지된 기판(G)에 현상액을 도포하는 퍼들형성용 노즐(80a·80b)에 대하여 상세하게 설명한다. 퍼들형성용 노즐(80a·80b)로서는, 예를 들면 도 5의 사시도에 나타낸 바와 같이, 슬릿형상의 현상액 토출구(85a· 85b)를 가지며, 현상액 토출구(85a·85b)에서 현상액이 띠형상으로 토출되는 구조를 가지는 것이 바람직하게 사용된다. 현상액 토출구(85a·85b)는, 퍼들형성용 노즐(80a·80b)을 유지한 노즐유지아암(51)을 가이드레일(53)을 따라 스캔시킨 경우에, 어느쪽 방향에서 스캔한 경우에도, 기판(G)에 대하여 대략 수직으로 현상액을 토출할 수 있도록 구성되어 있다.
퍼들형성용 노즐(80a·80b)로서는, 예를 들면 슬릿형상의 현상액 토출구(85a·85b)를 가지는 노즐 대신에, 복수의 대략 원형상의 현상액 토출구가 한 방향으로 길어지도록 1열 또는 복수열로 나란하게 형성된 노즐 등을 사용하여도 좋고, 이 경우에도 대략 띠형상의 현상액을 기판(G)에 대하여 대략 수직으로 공급할 수 있다.
퍼들형성용 노즐(80a·80b)은, 각각이 에어실린더나 전동모터 등의 승강기구 (58a·58b)에 의해 높이 위치를 바꿀 수 있도록 구성되어 있고, 현상액의 도포시에는, 사용하는 한쪽의 퍼들형성용 노즐, 예를 들면 퍼들형성용 노즐(80a)을 승강기구(58a)를 신장시켜 아래쪽에 위치시키고, 사용하지 않는 퍼들형성용 노즐(80b)은 노즐유지아암(51)의 바닥면에 근접하도록 위쪽에 유지할 수 있게 되어 있다. 또한 도 6에 퍼들형성용 노즐(80a·80b)으로의 현상액의 액이송경로를 도시한 설명도를 나타낸다. 여기서 퍼들형성용 노즐(80a·80b)에는 각각 다른 종류 및/또는 농도의 현상액 A·B가 공급되도록 액이송경로 A·B가 형성되어 있다.
이러한 구성에 의해, 노즐유지아암(51)을 기판(G) 상을 스캔시키면서, 예를 들면 퍼들형성용 노즐(80a)의 현상액 토출구(85a)에서 소정의 현상액(현상액 A)을 기판(G) 상에 도포할 때에는, 사용하지 않는 퍼들형성용 노즐(80b)의 현상액 토출구(85b)는 기판(G)에 도포된 현상액 A에 접촉하지 않기 때문에, 기판(G) 상의 현상액 퍼들에 현상액 B가 혼입하거나, 퍼들형성용 노즐(80b)이 현상액 A에 의해서 오염된다고 하는 문제는 생기지 않는다.
또한, 퍼들형성용 노즐(80a·80b)의 각각으로부터 다른 현상액을 기판(G)에 도포하는 것이 가능하기 때문에, 예를 들어 2개의 로트의 기판(G)에 다른 종류의 레지스트가 사용되고 있기 때문에, 다른 종류의 현상액을 사용하여 현상처리를 해야만 하고, 더욱이 그들 로트를 연속하여 처리해야만 하는 경우에도 용이하게 대처할 수 있다. 즉 1개의 퍼들형성용 노즐(현상액 토출노즐) 밖에 갖고 있지 않은 경우와 비교하면, 퍼들형성용 노즐을 청소할 필요가 없고, 퍼들형성용 노즐(80a· 80b)의 위치조정만으로 현상처리를 연속적으로 할 수 있기 때문에, 처리효율이 높아지고, 생산성이 향상한다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 액이송경로 A·B의 각각에 탈기모듈(59a·59b)이 설치되어 있다. 이송되는 현상액 A·B에는, 예를 들면 현상액 A·B를 퍼들형성용 노즐(80a·80b)로 이송하기 위해서 사용되는 고압의 질소가스 등이 용존하고 있으며, 현상액을 기판(G)에 도포하였을 때에 용존 가스가 기포화하여 기판(G)에 부착하여, 기판(G)에 현상액이 스며들지 않는 부분이 생겨 현상불량을 일으키는 경우가 있다. 그래서 탈기모듈(59a·59b)에 의해 이러한 용존가스를 제거한다. 탈기모듈 (59a·59b)은, 예를 들어 감압분위기로 된 중공사막이나 다공질수지를 현상액이 통과하는 구조로 할 수 있다.
액이송경로 A·B에는 삼방향 밸브(57a·57b)가 설치되어 있다. 현상액 A·B를 퍼들형성용 노즐(80a·80b)에 공급하고 있는 경우에는 진공흡인을 하기 위한 밸브는 닫힌 상태로 하고, 현상액 A·B의 공급이 종료한 후에는 현상액 A·B의 공급쪽의 밸브를 닫고 진공흡인쪽의 밸브를 열어, 퍼들형성용 노즐(80a·80b)에 잔류하고 있는 현상액을 배출하도록 조작한다. 이렇게 해서 퍼들 형성용 노즐(80a·80b)로부터의 현상액이 흘러 떨어지는 것을 방지할 수 있고, 특히 사용하지 않는 한쪽의 퍼들형성용 노즐로부터의 액흐름을 방지하여, 형성중인 현상액 퍼들에 다른 현상액이 혼입하는 것을 방지할 수가 있다. 한편 진공흡인을 행하는 시간은 임의로 설정할 수 있으며, 이에 따라 퍼들형성용 노즐(80a·80b) 내의 현상액량을 제어할 수 있다.
이어서, 상술한 2개의 퍼들형성용 노즐(80a·80b)을 가지는 현상처리유니트 (DEV)(24a∼24c)를 사용한 현상처리공정에 대하여, 어떤 로트(로트 A로 함)의 복수매의 기판(G)을 퍼들형성용 노즐(80a)을 사용하여 현상액 A로 처리한 후에, 다른 로트(로트 B라 함)의 복수매의 기판(G)을 퍼들형성용 노즐(80b)을 사용하여 현상액 A와 다른 별도의 현상액 B로 처리하는 경우를 예로 들어 설명한다. 도 7은 이 현상처리공정을 나타내는 설명도(플로우차트)이다.
우선, 내부 컵(46)과 외부 컵(47)을 하단(도 3의 오른쪽위치)에 유지한다(스텝 1). 이 상태에서 기판(G)을 유지한 반송아암(19a)을 현상처리유니트(DEV)(24a∼ 24c) 내에 삽입하고, 이 타이밍에 맞추어 스핀척(41)을 상승시켜, 기판(G)을 스핀척(41)으로 받아넘긴다(스텝 2).
반송아암(19a)을 현상처리유니트(DEV)(24a∼24c)의 바깥으로 대피시키고, 기판(G)이 얹어진 스핀척(41)을 하강시켜 소정위치에 유지한다(스텝 3). 그리고 노즐유지아암(51)을 내부 컵(46) 내의 소정위치로 이동하여 배치하고(스텝 4), 승강기구(58a)를 신장시켜 퍼들형성용 노즐(80a) 만을 아래쪽으로 위치시켜 유지한다(스텝 5). 계속해서 기판(G) 상을 스캔하면서 퍼들형성용 노즐(80a)을 사용하여 소정의 현상액 A를 기판(G) 상으로 도포하고, 현상액퍼들을 형성한다(스텝 6). 한편 현상액 A를 기판(G) 상에 도포할 때에는, 도 6에 나타낸 삼방향 밸브(57a)에 있어서, 현상액 A를 공급하기 위해 진공흡인을 하기 위한 밸브는 닫힌 상태로 되어 있다.
기판(G) 상에 현상액 퍼들이 형성된 후, 소정의 현상처리시간(현상반응시간)이 경과하기까지의 동안에, 승강기구(58a)를 축소시켜 퍼들형성용 노즐(80a)을 위쪽으로 이동시켜 유지하여(스텝 7), 노즐유지아암(51)을 내부 컵(46) 및 외부 컵(47)으로부터 대피시키고(스텝 8), 대신 린스노즐아암(54)을 구동하여, 린스노즐 (60)을 기판(G) 상의 소정위치에 배치한다(스텝 9). 계속해서 내부 컵(46)과 외부 컵(47)을 상승시켜, 상단위치(도 3의 왼쪽 위치)에 유지한다(스텝 10). 이 상단위치는, 기판(G) 표면의 수평위치가 거의 내부 컵(46)의 테이퍼부의 위치에 맞추는 높이로 한다.
기판(G)을 저속으로 회전시켜 기판(G) 상의 현상액을 털어내는 동작으로 들어감과 거의 동시에 린스노즐(60)로부터 린스액을 토출하고, 또한 이러한 동작과 거의 동시에, 배기구(49)에 의한 배기동작을 시작한다(스텝 11). 요컨대 현상반응시간의 경과전에는 배기구(49)가 동작하지 않는 상태로 하는 것이 바람직하고, 이에 따라 기판(G) 상에 형성된 현상액 퍼들에는 배기구(49)의 동작에 의한 기류발생 등의 악영향이 발생하지 않는다.
기판(G)의 회전이 시작되어, 기판(G)에서 그 바깥둘레를 향하여 비산하는 현상액 및 린스액은, 내부 컵(46)의 테이퍼부나 바깥둘레벽(측면의 수직벽)에 부딪혀 아래쪽으로 유도되어 드레인(50a)으로부터 배출된다. 이 때 기판(G)의 회전시작으로부터 소정 시간이 경과할 때까지는, 주로 현상액으로 이루어진 현상액농도가 높은 처리액이 드레인(50a)으로부터 배출된다. 이러한 현상액농도가 높은 배출액은 재이용하여 사용하도록 하기 위해 회수하는 것이 바람직하다. 이 때문에 드레인 (50a)은, 전환밸브에 의해서 배출액을 회수하는 유로와 폐기하는 유로로 배액경로를 나눌 수 있는 구조로 하는 것이 바람직하다.
기판(G)의 회전시작으로부터 소정시간 경과한 후에는, 린스액을 토출하면서 기판(G)을 회전시킨 채로의 상태에서 내부 컵(46)과 외부 컵(47)을 하강시켜 하단위치에 유지한다(스텝 12). 하단위치에서는 기판(G)의 표면의 수평위치가 거의 외부 컵(47)의 테이퍼부의 위치에 맞춘 높이로 한다. 그리고 기판(G) 상의 현상액의 잔사가 적어지도록 기판(G)의 회전수를 회전동작 시작시보다도 크게 한다. 이 기판 (G)의 회전수를 늘리는 조작은, 내부 컵(46)과 외부 컵(47)의 하강동작과 동시에 또는 그 전후의 어느쪽의 단계에서 행하여도 좋다. 기판(G)에서 비산하는 주로 린스액으로 이루어진 처리액은 외부 컵(47)의 테이퍼부나 바깥둘레벽에 부딪혀 드레인(50b)으로부터 배출된다.
다음에, 린스액의 토출을 정지하여 린스노즐(60)을 소정의 위치에 외부 컵(47) 바깥의 소정위치로 퇴피시킴과 동시에, 내부 컵(46)과 외부 컵(47)을 상단위치로 이동시켜 유지하고(스텝13), 기판(G)의 회전수를 더욱 늘려 소정시간 유지한다. 즉 고속회전으로 기판(G)을 건조하는 스핀건조를 행한다(스텝14). 이 스핀건조시에는, 기판(G)의 위쪽에서 가스블로우기구를 사용하여, 건조한 질소가스 등을 기판에 공급하면서 행하는 것이 바람직하고, 이에 따라 건조시간이 단축된다.
도 8은, 기판(G)으로의 가스공급의 일 실시형태를 나타내는 설명도이다. 질소가스를 토출하는 노즐(98)은, 도 8(a)에 나타낸 바와 같이, 스핀건조시를 제외하고는, 내부 컵(46)과 외부 컵(47)의 위쪽 소정위치에 대략 수평으로 유지되어 있다. 그리고 스핀건조를 할 때에는, 도 8(b)에 나타낸 바와 같이, 배관(99)의 관절부분(99a)이 구부러져 노즐(98)의 선단이 기판(G)을 향하고, 질소가스를 기판(G)을 향하여 공급한다. 스핀건조가 종료한 시점에서 질소가스의 공급을 정지하고 관절부분(99a)을 원래의 형상으로 되돌려서, 노즐(98)과 배관(99)의 전체를 대략 수평으로 유지한다.
스핀건조가 종료한 후에는 기판(G)의 회전을 정지하고, 내부 컵(46)과 외부 컵(47)을 하단위치로 이동시켜 유지함과 동시에, 스핀척(41)을 상승시키고(스텝 15), 그 타이밍에 맞추어 반송아암(19a)을 현상처리유니트(DEV)(24a∼24c) 내로 삽입하여 기판(G)의 받아넘김을 행하고, 그 후에 이오나이져를 사용하여 스핀척(41)에 발생한 정전기를 제거(제전)한다(스텝 16). 이 제전은 먼저 스핀건조시에 가스블로우기구를 사용하여 질소가스를 기판(G)에 내뿜는 방법과 마찬가지로 하여, 이오나이져를 사용하여 이온화시킨 가스를 기판(G)으로 공급함으로써 행할 수 있다.
상술한 스텝 1에서 스텝 16까지의 일련의 공정이 종료한 후의 스핀척(41) 상에 기판(G)이 없는 상태에서는, 내부 컵(46)과 외부 컵(47)은 하단위치에 있기 때문에, 스텝 1의 상태가 만족되고 있다. 또한 다음에 처리해야 할 기판(G)이 반송아암(19a)에 의해 현상처리유니트(DEV)(24a∼24c) 내로 반송되면, 스텝 2 이후의 상술한 공정을 따라 기판(G)의 현상처리를 계속하여 행할 수 있다.
상술한 공정에 의해 로트 A의 전체 기판(G)에 대한 현상처리를 종료한 후에는, 액이송경로 A에 설치된 삼방향 밸브(57a)(도 6참조)에 있어서, 현상액 A의 공급쪽의 밸브를 닫고 진공흡인쪽의 밸브를 열어, 퍼들형성용 노즐(80a)에 잔류하고 있는 현상액 A를 배출하도록 조작한다(스텝 17). 이렇게 해서, 퍼들형성용 노즐 (80a)로부터의 현상액 A의 액흐름이 방지된다. 그 후에는 상술한 스텝 1에서 스텝 16과 마찬가지로 하여, 로트 B의 기판(G)에 대하여, 퍼들형성용 노즐(80b)을 사용한 현상액 B에 의한 현상처리를 행한다(스텝 18). 이렇게 해서, 다른 현상액 A·B를 사용한 현상처리를 연속적으로 행할 수 있다.
로트 B의 전체 기판(G)에 대하여 현상처리가 종료한 후에는, 액이송경로 B에 설치된 삼방향 밸브(57b)(도 6참조)에 있어서, 현상액 B의 공급쪽의 밸브를 닫고 진공흡인쪽의 밸브를 열어, 퍼들형성용 노즐(80b)에 잔류하고 있는 현상액 B를 배출한다(스텝19). 이렇게 해서 전체 처리가 종료한다.
다음에, 현상처리유니트(DEV)(24a∼24c)에 대하여, 현상액 공급기구의 구성을 다르게 한 다른 실시형태에 대하여 설명한다. 도 5에서는 2개의 같은 구조를 가지는 퍼들형성용 노즐(80a·80b)을 노즐유지아암(51)에 부착시킨 형태를 나타내었으나, 현상액의 토출형태가 다른 복수의 현상액 토출노즐을 부착시키는 것도 가능하다. 예를 들면 도 9는, 노즐유지아암(51)에 퍼들형성용 노즐(80a)과 소정의 강도로 현상액을 기판(G)을 향하여 내뿜어 공급하는 스프레이노즐(80c)을 부착시킨 형태를 나타내고 있다. 퍼들형성용 노즐(80a)과 스프레이노즐(80c)은, 승강기구(58a·58c)에 의해 상하에 별개로 위치조절이 가능하게끔 되어 있다.
노즐유지아암(51)에 퍼들형성용 노즐(80a)과 스프레이노즐(80c)을 부착시킨 경우에는, 상기한 도 6의 경우와는 달리, 예를 들어 도 10에 나타낸 바와 같이 퍼들형성용 노즐(80a)과 스프레이노즐(80c)에 동일한 현상액이 공급되도록 현상액의 액이송경로 A·C를 구성하고, 그리고 최초로 퍼들형성용 노즐(80a)을 사용하여 현상액 퍼들을 형성한 후에, 스프레이노즐(80c)을 사용하여 형성된 현상액 퍼들 상에서 더욱 현상액을 공급한다.
스프레이노즐(80c)에 형성된 대략 타원형상의 현상액 토출구(85c)로부터는 현상액이 대략 부채형상으로 토출되도록 되어 있고, 이렇게 해서 토출된 현상액의 토출기세는, 퍼들형성용 노즐(80a)을 사용한 경우보다도 커지고 있다. 이렇게 해서 압력(충격)을 주면서 기판(G)에 현상액을 도포함으로써, 먼저 형성된 현상액퍼들이 교반되어, 현상반응이 보다 균일하게 진행된다. 이렇게 해서 현상특성이 향상하여, 보다 명료하고 균일한 패턴을 얻을 수 있으며, 더욱이 현상시간이 단축된다.
한편, 현상액 토출구(85c)의 형상은 도 9에 나타낸 바와 같은 대략 타원형상에 한정되는 것이 아니라, 원형이나 타원형 등이어도 좋다. 또한 현상액 토출구 (85c)에서 토출되는 현상액의 형태도 대략 부채형상으로 한정되는 것이 아니라, 원추형 등이어도 상관없다. 또한 현상액 토출구(85c)는 도 9에 나타낸 바와 같이 일직선상으로 나란하게 배치할 필요가 없으며, 예를 들면 복수열로 배치하여도 좋다.
각 액이송경로 A·C에는, 탈기모듈(59a·59c)과 삼방향 밸브(57a·57c)가 설치되어 있으며, 퍼들형성용 노즐(80a) 내의 현상액과 스프레이노즐(80c) 내의 현상액을 개별로 배출할 수 있도록 되어 있다. 단 퍼들형성용 노즐(80a)과 스프레이노즐(80c)에서는 같은 현상액이 공급되기 때문에, 예를 들어 한쪽 노즐의 사용중에 다른쪽의 사용하지 않는 노즐로부터의 액흐름이 발생하여도, 현상특성에 주는 영향은 무시할 수 있다.
상술한 퍼들형성용 노즐(80a)과 스프레이노즐(80c)을 사용하여 동일한 현상액을 기판(G)에 도포하는 경우의 현상처리공정은, 도 11의 플로우챠트에 나타낸 바와 같다. 도 11에 나타낸 현상처리공정에서는, 먼저 도 7의 플로우챠트를 참조하면서 설명한 바와 같이, 2개의 퍼들형성용 노즐(80a·80b)을 노즐유지아암(51)에 설치하고, 다른 로트의 기판(G)에 대하여 다른 현상액 A·B를 사용하여 연속적으로 처리를 한다는 현상처리공정은 채용하지 않는다. 그러나 도 11에 나타낸 스텝 1에서 스텝 6 및 스텝 8에서 스텝 17까지의 공정은, 도 7에 나타낸 현상처리공정의 스텝 1에서 스텝 6 및 스텝 8에서 스텝 17까지의 공정과 같다.
따라서, 스텝 6에서 스텝 8에 이르는 공정을 상세하게 설명한다. 스텝 6에 있어서 퍼들형성용 노즐(80a)을 사용하여 기판(G) 상에 현상액 퍼들을 형성한 후에는, 퍼들형성용 노즐(80a)을 승강기구(58a)를 구동시켜 위쪽위치에 유지하고(스텝 7-1), 대신에 승강기구(58c)를 구동시켜 스프레이노즐(80c)을 아래쪽 위치에 유지한다(스텝7-2). 그리고 스프레이노즐(80c)을 사용하여 퍼들형성용 노즐(80a)에 의해 형성된 현상액퍼들 상에 더욱 현상액을 공급하여(스텝 7-3), 현상처리를 진행시킨다.
이 스텝 7-3의 공정에서는, 기판(G)을 소정의 적은 회전수로 회전시키면서 스프레이노즐(80c)로 현상액을 토출시켜도 상관없고, 기판(G)을 회전시킨 채로 스텝 7-3 이후의 공정으로 이행하여도 좋다. 기판(G)을 회전시켜 기판(G)에서 일부의 현상액을 배출하면서 한쪽에서 새로운 현상액을 도포함으로써, 현상반응의 진행을 빠르게 하여 처리시간을 단축할 수 있다.
스프레이노즐(80c)에 의한 현상액의 도포가 종료하면, 스프레이노즐(80c)을 승강기구(58c)를 구동시켜 위쪽위치에 유지하고(스텝7-4), 노즐유지아암(51)을 외부 컵(47) 밖으로 대피시킨다(스텝 8). 또한 스텝 9 이후의 처리를 행한다.
여기서, 스핀척(41)으로부터 반송아암(19a)에 기판(G)을 받아넘기는 스텝 16의 공정이 전체 기판(G)에 대하여 종료한 경우에는, 삼방향 밸브(57a·57c)에 있어서의 현상액 공급쪽의 밸브를 닫고 진공흡인쪽의 밸브를 여는 것에 의해, 퍼들형성용 노즐(80a)과 스프레이노즐(80c) 내의 현상액을 배출한다(스텝 17'). 이렇게 해서 현상처리가 종료한다.
다음에, 현상액 공급기구의 다른 실시형태에 대하여 도 12의 평면도를 참조하면서 설명한다. 도 12에 나타낸 현상처리유니트(DEV)(24a'∼24c')는, 퍼들형성용 노즐(80a)과 스프레이노즐(80c), 프레린스노즐(60a)의 3개의 노즐이 부착된 노즐유지아암(51)을 가지고 있으며, 노즐유지아암(51)은 구동기구(52)에 의해서 가이드레일(53)을 따라 구동되도록 되어 있다. 퍼들형성용 노즐(80a), 스프레이노즐(80c), 프리린스노즐(60a)의 토출구의 높이 위치를 조절하는 기구가, 노즐유지아암(51)과각각의 노즐의 사이에 설치된다.
프레린스노즐(60a)은, 예를 들면 린스노즐(60)과 마찬가지로, 직선관형상의 노즐을 사용하여 구성되며, 기판(G)으로의 스프레이노즐(80c)을 사용하여 소정의 현상액을 기판(G)에 도포한 직후에 잇따라 소정의 린스액을 기판(G)으로 공급하여, 현상반응을 정지시키는 역할을 한다. 스프레이노즐(80c)을 사용하여 균일한 현상반응을 진행시킨 후 바로 프레린스노즐(60a)에서 린스액을 토출하여 현상반응을 정지시킴으로써, 현상액이 기판(G) 상에 체류하는 시간을 짧게 하여 현상반응의 균일성을 보다 높일 수 있고, 뛰어난 형상정밀도를 가지는 패턴을 얻는 것이 가능해진다.
도 12에 나타낸 현상처리유니트(DEV)(24'a∼24c')에는, 프레린스노즐(60a)에 더하여 린스노즐(60)도 설치되어 있고, 프레린스노즐(60a)에 의한 현상반응의 정지후에는, 린스노즐(60)을 사용한 린스처리를 행한다.
물론, 프레린스노즐(60a)에 린스노즐(60)의 역할을 행하도록 하는 것도 가능하다. 그러나 그 경우에는, 현상액을 토출하는 퍼들형성용 노즐(80a)과 스프레이노즐(80c)도 또한 린스처리시에 기판(G) 상에 있게 되어, 예를 들면 린스처리가 종료하여 스핀건조처리로 이행하기 위하여 노즐유지아암(51)을 기판(G)에서 대피하도록 이동시켰을 때에, 퍼들형성용 노즐(80a) 또는 스프레이노즐(80c)에서 기판(G) 상으로의 현상액의 흘러 떨어짐 등이 발생할 우려가 있다. 이러한 현상액의 흘러 떨어짐에 의해 기판(G)에 현상불량이 발생할 것이 우려되기 때문에, 린스처리의 최종단계에서는 린스액만을 토출하는 노즐이 기판(G) 상에서, 린스액을 공급하고 있는 형태를 채용하는 것이 바람직하다.
노즐유지아암(51)에 부착된 퍼들형성용 노즐(80a), 스프레이노즐(80c), 프레린스노즐(60a)을 사용한 현상처리공정의 플로우챠트를 도 13에 나타낸다. 도 13에 나타낸 스텝 1에서 스텝 3의 공정은, 도 7 및 도 11에 나타낸 스텝 1에서 스텝 3의 공정과 동일하다. 따라서 스텝 3 이후의 공정에 대하여 상세하게 설명한다.
스텝 3에 따라서, 스핀척(41)을 하강시켜 기판(G)을 소정위치에 유지한 후, 노즐유지아암(51)을 내부 컵(46) 내의 소정위치에 배치하고, 퍼들형성용 노즐(80a)에 의한 현상액 퍼들형성을 행한다(스텝 4a). 이 때에는, 퍼들형성용 노즐(80a)의 현상액 토출구(85a)가 스프레이노즐(80c)의 현상액 토출구(85c)와 프레린스노즐 (60a)의 린스액 토출구보다도 아래쪽에 위치하도록, 높이 위치를 조정해 둔다.
다음에, 퍼들형성용 노즐(80a)을 노즐유지아암(51)에 근접하도록 상승시켜 높이 위치를 조정하고, 그 대신에 스프레이노즐(80c)의 현상액 토출구(85c)가 가장 아래쪽에 위치하도록 하고, 기판(G) 상에 형성되어 있는 현상액 퍼들 상으로부터 더욱 현상액을 공급한다(스텝 5a). 스프레이노즐(80c)에 의한 현상액의 도포의 종료후에는, 스프레이노즐(80c)을 노즐유지아암(51)에 근접하도록 상승시켜 높이 위치를 조정하고, 대신에 프레린스노즐(60a)의 린스액 토출구가 스프레이노즐(80a· 80c)의 현상액 토출구(85a·85c)보다도 낮은 위치에 오도록 프레린스노즐(60a)을 위치조절한다. 또한 내부 컵(46)과 외부 컵(47)을 상승시켜 상단위치에 유지한다(스텝 6a). 그 후 프레린스노즐(60a)에서 린스액의 토출을 시작함과 거의 동시에 기판(G)의 회전을 시작하고, 또한 배기구(49)로부터의 배기동작을 시작한다(스텝 7a). 소정시간 경과후에 프레린스노즐(60a)로부터의 린스액의 토출을 종료하고, 노즐유지아암(51)을 외부 컵(47) 밖으로 퇴피시켜, 린스노즐(60)을 기판(G) 상의 소정위치로 이동시킨다(스텝 8a).
내부 컵(46)과 외부 컵(47)을 하강시켜 하단위치에 유지한 후에(스텝 9a), 기판(G)의 회전수를 늘려 린스노즐(60)로부터의 린스액의 토출을 시작한다(스텝 10a). 린스노즐(60)에 의한 소정시간의 린스처리가 종료하면, 린스액의 토출을 정지하고, 린스노즐(60)을 외부 컵(47) 밖으로 퇴피시킨다(스텝 11a). 이어서 내부 컵(46)과 외부 컵(47)을 상승시켜 위쪽위치에 유지하고(스텝 12a), 기판(G)을 고속회전시켜 스핀건조를 행한다(스텝 13a). 이 때 기판(G)에 질소가스를 불어넣는 것이 바람직하다.
스핀건조가 종료한 후에는 기판(G)의 회전을 정지하고, 내부 컵(46)과 외부 컵(47)을 하단위치로 하강시켜 유지함과 동시에, 스핀척(41)을 상승시킨다(스텝 14a). 그리고 반송아암(19a)을 현상처리유니트(DEV)(24a'∼24c') 내에 삽입하여 기판(G)의 받아넘김을 행하고, 그 후에 이오나이져를 사용하여 스핀척(41)에 발생한 정전기를 제거(제전)한다(스텝 15a).
전체 기판(G)에 대하여 현상처리가 종료한 후에는, 퍼들형성용 노즐(80a)과 스프레이노즐(80c) 내의 현상액을 배출한다(스텝 16a).
이와 같이 프레린스노즐(60a)을 사용함으로써, 스프레이노즐(80c)에 의한 현상액의 도포종료로부터 린스액의 토출시작까지의 시간을 짧게 할 수 있으므로, 현상반응의 균일성을 확보한 상태에서 현상반응을 정지하는 것이 가능해져, 균일하고 형상정밀도가 뛰어난 패턴을 얻을 수 있다. 또한 상기 공정에서는 스텝 7a에서 기판(G)의 회전을 시작하였지만, 스프레이노즐(80c)에 의한 현상액의 도포(스텝 5a)를 기판(G)을 소정의 낮은 회전수로 회전시키면서 행하고, 기판(G)을 회전시킨 상태에서 프레린스노즐(60a)에 의한 린스액의 토출을 시작하는 것도 바람직하다. 이 경우에는, 기판(G)을 회전시키면서 현상을 행함에 따라 발생하는 소용돌이형태의 현상자국의 발생을 저감시킬 수 있다.
다음에, 현상액 공급기구의 또 다른 실시형태에 대하여 도 14의 평면도를 참조하면서 설명한다. 도 14에 나타낸 현상처리유니트(DEV)(24a''∼24c'')는, 도 12에 나타낸 현상처리유니트(DEV)(24a'∼24c')와 비교하면, 린스노즐(60)이 부착된 린스노즐아암(54)에 고압 린스박스(61)가 부착되어 있는 점이 다르다.
이 고압 린스박스(61)는 바닥면은 개구된 형상을 가지고 있고, 그 내부에 린스노즐(60)보다도 큰 토출압력으로 린스액을 기판(G)에 공급하는 린스 스프레이노즐(62)이 설치되어 있다. 이 린스 스프레이노즐(62)로서는, 대략 원추형상으로 린스액을 토출하는 콘형 노즐 등이 바람직하게 사용된다. 또한 고압 린스박스(61)에는, 고압 린스박스(61)의 내부에서 흡인배기를 하는 배기기구(63)가 설치되어 있다.
린스 스프레이노즐(62)을 사용하여 린스액을 큰 토출압력으로 기판(G)에 공급함으로써, 기판(G)의 현상액 잔사를 효과적으로 제거할 수 있어, 고정밀도의 현상 패턴을 얻는 것이 가능해진다. 또한 린스액이 기판(G)에 고속으로 충돌함으로써 린스액이 미스트화하지만, 이 미스트를 배기기구(63)를 동작하여 회수함으로써, 미스트가 싱크(48) 내에 확산하여 현상처리유니트(DEV)(24a''∼24b'')의 내부를 오염하는 것을 방지할 수 있다.
린스 스프레이노즐(62)을 사용한 린스처리는, 린스노즐(60)을 사용한 기판 (G)의 린스처리 후, 스핀건조처리 이전에, 린스 스프레이노즐(62)에 의한 린스처리 이외의 공정은, 먼저 도 13에 나타낸 공정에 따라 이루어진다. 도 15에 린스 스프레이노즐(62)을 사용한 경우의 현상처리공정의 플로우챠트를 나타낸다.
스텝 1에서 스텝 7a까지의 공정과 스텝 14a에서 스텝 16a까지의 공정은, 먼저 도 13에 나타낸 스텝 1에서 스텝 7a의 공정 및 스텝 14a에서 스텝 16a까지의 공정과 마찬가지로 하여 이루어진다. 여기서 이하에 스텝 7a에서 스텝 14a에 이르는 공정에 대하여 설명한다.
프레린스노즐(60a)에서 린스액을 기판(G)에 공급하는 린스처리가 종료하면, 프레린스노즐(60a)로부터의 린스액의 토출을 정지하여, 노즐유지아암(51)을 외부 컵(47) 밖으로 퇴피시키고, 린스노즐아암(54)을 내부 컵(46) 내의 소정위치에 배치한다(스텝 8b). 계속해서, 내부 컵(46)과 외부 컵(47)을 하강시켜(스텝 9b), 기판 (G)의 회전수를 늘려 린스노즐(60)로부터 기판(G)으로의 린스액 공급을 시작한다(스텝 10b). 이 때 기판(G)에서 털어져 나간 린스액은 주로 드레인(50b)으로부터 폐기된다.
계속해서 린스노즐(60)로부터의 린스액의 토출을 정지하고, 내부 컵(46)과 외부 컵(47)을 상승시켜 상단위치에 유지하고(스텝 11b), 린스 스프레이노즐(62)로부터의 린스액의 토출을 시작함과 동시에, 고압 린스박스(61) 내의 배기를 배기기구(63)를 동작시킴으로써 행한다(스텝 12b). 이 린스 스프레이노즐(62)에 의한 린스처리에 의해서, 현상액 잔사를 매우 적게 하는 것이 가능해진다.
린스 스프레이노즐(62)에 의한 린스처리가 종료하면, 린스액의 토출을 정지하여 린스노즐아암(54)을 외부 컵(47) 밖으로 퇴피시키고, 더욱 기판(G)의 회전수를 늘려, 질소가스를 기판(G)으로 불어넣으면서 스핀건조를 행한다(스텝 13b).
이 스텝 13b 이후에는, 먼저 설명한 스텝 14a에서 스텝 16a의 공정에 따라 기판(G)을 처리한다.
한편, 상술한 바와 같이, 린스 스프레이노즐(62)을 사용한 린스처리(스텝 11b)는, 내부 컵(46)과 외부 컵(47)을 상단위치에 유지한 상태에서 행하는 것이 바람직하다. 이것은 린스 스프레이노즐(62)로부터 토출되는 린스액은 미스트화되기 때문에 드레인(50a)보다도 배기구(49)로부터 배기되기 쉬워지고, 내부 컵(46)과 외부 컵(47)을 상단에 유지하여 기판(G)을 덮는 공간을 좁게 하는 쪽이 배기구(49)로부터의 배기효율을 높일 수 있기 때문이다. 이와 같은 이유로, 기판(G)의 스핀건조는 내부 컵(46)과 외부 컵(47)을 상단위치에 유지한 상태에서 이루어진다. 또 스텝 11a 및 스텝 11b에서 드레인(50a)으로 흘러 들어오는 린스액은 현상액을 거의 포함하고 있지 않기 때문에, 현상액농도가 낮은 배액을 폐기하는 배액유로를 이용하여 폐기할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시의 형태에 대하여 설명해 왔으나, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 그 취지를 벗어나지 않는 범위에서 변형하여 실시할 수 있다. 예를 들어 도 5에 나타낸 바와 같이, 1개의 노즐유지아암(51)에 2개의 퍼들형성용 노즐(80a·80b)을 부착시킨 경우에, 더욱 노즐유지아암(51)에 프레린스노즐(60a)을 부착시켜, 개개의 노즐에 승강기구를 설치하여 처리액의 토출구의 위치를 조절할 수 있도록 구성하여도 좋다. 이 경우에 예를 들면 퍼들형성용 노즐(80a)을 사용하여, 단시간에 기판(G) 상에 현상액 퍼들을 한번 형성한 후에 동일한 퍼들형성용 노즐(80a)로부터 현상액을 더욱 현상액 퍼들로 공급하여, 소정의 현상처리시간이 경과했을 때에 프레린스노즐(60a)에서 린스액을 기판(G)에 공급하여 현상반응을 정지시킨다고 하는 처리를 행할 수 있다.
또한, 노즐유지아암(51)을 2개 설치하여, 각각의 아암에 퍼들형성용 노즐 (80a), 스프레이노즐(80c), 프레린스노즐(60a)을 1개씩 부착시키고, 아암마다 다른 종류 및/또는 농도의 현상액을 토출할 수 있도록 구성해 놓으면, 사용하는 현상액이 다른 로트의 기판(G)에 대한 현상처리에 용이하게 대응할 수 있게 된다. 노즐유지아암(51)에 부착시킬 수 있는 노즐의 수는 임의이고, 예를 들면 1개의 노즐유지아암(51)에 3개 이상의 퍼들형성용 노즐[80a(80b)] 또는 스프레이노즐(80c)을 설치하고, 또 프레린스노즐(60a)을 설치하여도 좋다. 또한 1대의 현상처리유니트(DEV) (24a∼24c)에 설치되는 노즐유지아암(51)의 수는 2개 이상으로 행하는 것이 가능하다.
기판(G)을 유지하는 수단으로서는, 상기 실시형태와 같이, 기판(G)을 흡착력에 의해 유지하는 스핀척(41)에 한정되지 않고, 예를 들면 기판(G)보다도 큰 스핀 플레이트상에 볼록하게 형성된 복수의 고정핀상에 기판(G)을 얹어놓고, 기판(G)을 회전시켰을 때에 기판(G)의 위치가 어긋나지 않도록, 기판(G)의 끝단면의 소정위치, 예를 들면 네 모서리에서 기판(G)을 별도의 핀 등으로 유지하는 기계적인 방법을 사용할 수도 있다.
현상처리공정에서는, 내부 컵(46)과 외부 컵(47)을 승강시켜 현상액을 털어내고, 린스처리, 스핀건조시의 위치조절을 하였지만, 내부 컵(46)과 외부 컵(47)을 고정하고, 스핀척(41)을 승강시켜 소정위치에 유지하면서, 현상액을 털어내는 등의 처리를 하는 것도 가능하다. 또한 상기 실시형태에서는, 피처리기판으로서 LCD기판을 예로 들어 설명해 왔으나, 본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 다른 기판의 현상처리에 적용하는 것도 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 1대의 현상처리장치(현상처리유니트)에, 퍼들형성용 노즐이나 스프레이노즐 등의 기판에 현상액을 도포하기 위한 현상액 토출노즐이 복수 설치되어 있기 때문에, 다른 종류 및/또는 농도의 현상액의 공급이 필요한 경우에는 사용하는 노즐을 바꿈으로써 대처할 수 있다. 이에 따라 1개의 노즐만이 설치되어 있는 경우와 비교하면, 노즐세정을 하는 시간적 손실이 없어져 생산성이 향상하고, 또한 다른 현상액의 혼합에 의한 특성저하나 파티클의 발생이 저감되어, 고품질의 기판을 얻는 것이 가능해진다.
또한, 기판상에 현상액퍼들을 형성한 후에 스프레이노즐을 사용하여, 압력(충격)을 주면서 현상액을 공급함으로써, 현상액퍼들이 교반되어 현상처리가 보다 균일하게 진행하게 되기 때문에, 현상특성이 향상하고, 보다 명료하고 균일한 현상 패턴을 얻을 수 있으며, 더구나 현상시간이 단축되게 된다. 이 점으로부터도, 생산성이 향상하여, 고품질의 기판을 얻고, 더구나 패턴의 미세화에도 대응하는 것이가능해진다.
또한, 프레린스노즐이 현상액 토출노즐과 같은 노즐유지아암에 부착되어 있는 경우에는, 현상액의 도포후에 틈을 주지 않고 린스액을 공급하여 현상반응을 정지시킬 수 있기 때문에, 현상특성의 향상, 명료하고 균일한 패턴의 형성, 현상처리시간의 단축이라고 하는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (16)

  1. 기판을 유지하는 유지수단과,
    상기 유지수단에 유지된 기판으로 소정의 현상액을 공급하는 현상액 공급기구를 구비하는 현상처리장치로서,
    상기 현상액 공급기구는,
    소정의 현상액을 토출하는 복수의 현상액 토출노즐과,
    상기 복수의 현상액 토출노즐을 유지하는 1개의 노즐유지아암과,
    상기 복수의 현상액 토출노즐의 높이를 개별로 조절할 수 있는 승강기구를 가지는 현상처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 현상액 토출노즐의 적어도 1개는, 한 방향으로 긴 슬릿형상의 현상액 토출구 또는 복수의 구멍부가 한 방향으로 길게 세로로 배치되어 이루어지는 현상액 토출구를 가지는 현상처리장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 복수의 현상액 토출노즐의 전체가, 상기 유지수단에 유지된 기판으로 소정의 현상액을 액도포하는 퍼들형성용 노즐인 현상처리장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 복수의 현상액 토출노즐 중에서 1개는, 상기 유지수단에 유지된 기판으로 소정의 현상액을 액도포하는 퍼들형성용 노즐이고,
    그 이외의 현상액 토출노즐의 적어도 1개는, 상기 유지수단에 유지된 기판으로 소정의 현상액을 내뿜어 공급하는 스프레이노즐인 현상처리장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 복수의 현상액 토출노즐은, 각각 다른 종류 및/또는 농도의 현상액을 상기 유지수단에 유지된 기판으로 공급하는 현상처리장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 현상액 토출노즐의 내부를 감압하여, 상기 현상액 토출노즐로부터의 액흐름을 방지하는 흡인기구가, 상기 현상액 토출노즐에 소정의 현상액을 이송하는 액이송경로의 도중에 설치되어 있는 현상처리장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 현상액 토출노즐에 소정의 현상액을 이송하는 액이송경로의 도중에, 현상액중에 포함된 기포를 제거하기 위한 탈기모듈이 설치되어 있는 현상처리장치.
  8. 기판을 유지하는 유지수단과,
    상기 유지수단에 유지된 기판으로 소정의 현상액을 공급하는 현상액 공급기구와,
    현상액이 도포된 기판에 린스액을 공급하는 린스액 공급기구를 구비하는 현상처리장치로서,
    상기 현상액 공급기구는,
    상기 유지수단에 유지된 기판으로 소정의 현상액을 액도포하는 퍼들형성용 노즐과,
    상기 유지수단에 유지된 기판으로 소정의 현상액을 내뿜어 공급하는 스프레이노즐을 가지며,
    상기 린스액 공급기구는,
    상기 유지수단에 유지된 기판으로의 소정의 현상액의 도포종료에 계속하여 소정의 린스액을 기판으로 공급하는 프레린스노즐과,
    상기 프레린스노즐에 의한 린스액의 공급종료후에 소정의 린스액을 공급하는 린스노즐을 가지며,
    상기 스프레이노즐과 상기 프레린스노즐은, 노즐을 유지하는 동일한 노즐유지아암에 부착되어 있는 현상처리장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 스프레이노즐과 상기 프레린스노즐의 위치조절을 행하는 위치조절기구를 구비하는 현상처리장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 퍼들형성용 노즐이 상기 스프레이노즐과 상기 프레린스노즐과 함께 상기 노즐유지아암에 유지되고, 상기 퍼들형성용 노즐의 위치조절을 행하는 위치조절기구를 구비하는 현상처리장치.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 린스액 공급기구는, 상기 유지수단에 유지된 기판으로 소정의 린스액을 소정의 압력으로 내뿜어 공급하는 스프레이 린스노즐을 더욱 가지는 현상처리장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 스프레이 린스노즐은 배기기구를 구비하는 박스내에 설치되고, 상기 스프레이 린스노즐로부터 린스액을 토출함에 따라 발생하는 린스액의 미스트를 주로 상기 배기기구에 의해서 흡인배기하는 현상처리장치.
  13. 노광처리된 기판의 현상처리방법으로서,
    대략 평행하게 얹어진 기판으로 소정의 현상액을 공급하여 액도포하는 제 1 공정과,
    소정의 현상액이 액도포된 기판으로 소정의 현상액을 내뿜어 공급하는 제 2 공정과,
    상기 제 2 공정에서의 현상액을 내뿜어 공급하는 것을 종료한 후에 연속하여 기판으로 린스액을 공급하는 제 3 공정을 가지는 현상처리방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제 3 공정후에, 상기 린스액을 공급하는 노즐을 변경하여 린스처리를 행하는 제 4 공정을 가지는 현상처리방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 제 4 공정에서는 상기 린스액을 소정압력으로 대략 원추형상으로 하여 상기 기판으로 내뿜는 현상처리방법.
  16. 제 13 항 내지 제 15 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 기판을 소정의 회전수로 회전시키면서 상기 제 2 공정 이후의 공정을 행하는 현상처리방법.
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