KR20050053009A

KR20050053009A - 현상장치 및 현상방법

Info

Publication number: KR20050053009A
Application number: KR1020040099010A
Authority: KR
Inventors: 나카무라아키히코; 이나오요시히로
Original assignee: 도쿄 오카 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2003-12-01
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2005-06-07
Also published as: JP4183604B2; JP2005166843A; TWI362970B; TW200526330A; US20050180744A1; US7237967B2

Abstract

현상 정밀도를 저하시키지 않고 사용하는 현상액의 양을 삭감할 수 있는 현상장치 및 현상방법을 제공한다.

현상장치는 미사용의 현상액을 저류하는 신액 탱크(21)과 피처리물로부터 회수한 사용이 끝난 현상액을 저류하는 구액 탱크(22)를 구비하고 있다. 신액 탱크(21)로부터는 각 현상 유닛(1)의 컵(2)의 위쪽으로 앞쪽 끝이 면한 신액 공급 노즐(23)이 도출되고, 구액 탱크(22)로부터는 각 현상 유닛(1)의 컵(2) 위쪽으로 앞쪽 끝이 면한 구액 공급 노즐(24)가 도출되어 있다.

Description

현상장치 및 현상방법{Developing apparatus and method}

본 발명은 패들식 현상장치 및 이 현상장치를 사용한 현상방법에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼 등의 피처리기판에 회로를 형성하기 위해서는, 먼저 기판 표면에 포토레지스트를 도포하고, 포토리소그래피(photolithogaphy)기술을 사용함으로써 회로 패턴을 포토레지스트에 전사하고, 추가로 잠상(潛像) 패턴 형성면에 현상액을 공급함으로써 도포 레지스트막을 현상하여, 피처리기판의 표면에 현상 패턴을 형성한다.

현상에는 현상액 중에 피처리기판을 침지하는 수단, 현상액을 피처리기판 표면에 샤워형상으로 흘리는 수단 및 피처리기판 표면의 포토레지스트 위에 현상액을 쌓아 올리고, 소정 시간 경과 후에 피처리기판을 회전시켜서 현상액을 완전히 털어내는 패들형 현상이 있다. 이 중, 패들형 이외의 현상수단은 사용하는 현상액의 양이 매우 많아진다고 하는 결점이 있다.

패들형 현상수단으로서는 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 개시되는 것이 있다. 특허문헌 1에는 슬릿 노즐로 기판 위에 현상액을 쌓아 올린 후, 별도의 노즐로 사용이 끝난 현상액을 회수하고, 회수한 현상액을 재생하여 이용하는 것이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는 기판 위에 현상액을 쌓아 올린 후, 흡입 노즐이 접속된 용기를 기판 위에 씌워서 사용이 끝난 현상액을 회수하고, 회수한 현상액을 재생하여 이용하는 것이 개시되어 있다.

[특허문헌 1] 일본국 특허공개 제(평)8-45832호 공보

[특허문헌 2] 일본국 특허공개 제(평)10-12540호 공보

일반적인 패들형 현상처리는 웨이퍼 1장의 현상처리에 현상액을 4~5회 교환하여 행한다. 즉, 현상을 연속해서 여러 차례 반복한다. 이 현상액을 전부 신액으로 행하면 현상액의 사용량이 대량이 된다. 따라서, 특허문헌 1, 2와 같이 사용이 끝난 현상액을 회수하여 재생하면, 현상액을 유효하게 이용할 수 있다. 그러나, 사용이 끝난 현상액을 재생하기 위해서는, 그를 위한 장치와 처리를 행해야만 한다.

본 발명자는 사용이 끝난 현상액으로도 고농도인 것은 충분히 현상능력이 남아 있는 것에 착안하여 본 발명을 이룬 것이다.

즉, 본 발명의 현상장치는 피처리물 표면에 현상액을 쌓아 올리는 패들형 현상장치로서, 미사용의 현상액을 저류(貯留)하는 신액 탱크와 피처리물로부터 회수한 사용이 끝난 현상액을 저류하는 구액 탱크를 구비하여, 피처리물을 회전시키는 척을 배치한 컵 위쪽에 상기 신액 탱크로 연결되는 신액 공급 노즐과 구액 탱크로 연결되는 구액 공급 노즐이 면하고, 또한 상기 컵과 구액 탱크를 연결하는 회수용 배관은 중간부분에서 분기되어, 한쪽 분기관은 구액 탱크에 접속되고, 다른 쪽 분기관은 폐기 탱크 등의 폐기부분에 접속된 구성으로 하였다.

상기 구성에 의해, 사용이 끝난 현상액을 하나의 현상장치 내에서 재생하지 않고 순환하여 사용할 수 있다.

또한, 현상장치로서 여러 개의 컵(현상 유닛)을 다단형상으로 배치하고, 각 컵에 공통의 신액 탱크 및 구액 탱크로부터 현상액을 공급하는 구성으로 함으로써, 장치의 컴팩트화를 꾀할 수 있다.

한편, 본 발명의 패들형 현상방법은, 먼저 현상에 앞서 사용이 끝나거나 또는 미사용의 현상액을 사용하여 컵 속 및 배관 속에 남아 있는 린스액의 제거를 행하고, 이어서 여러 차례의 현상을 연속해서 행하는데 있어서, 중간 현상에는 피처리물로부터 회수한 사용이 끝난 현상액을 사용하거나, 사용이 끝난 현상액을 사용한 현상과 미사용의 현상액을 사용한 현상을 번갈아 행하도록 하였다. 또한, 처음 현상과 마지막 현상에는 미사용의 현상액을 사용해서 행한다.

이하에 본 발명의 실시예를 첨부하는 도면을 토대로 하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 현상장치의 전체 구성도이고, 도 2는 동일 현상장치를 상이한 방향에서 본 전체 구성도이며, 도 3은 현상 유닛의 구조를 나타내는 확대 단면도이다.

현상장치는 현상 유닛(1)을 다단형상으로 상하방향으로 적층해서 구성된다. 현상 유닛(1)은 기판의 주위를 둘러싸는 컵(2)와 기판을 유지하여 회전시키는 척(3)으로 되고, 컵(2)는 척(3)에 대해 승강 가능하게 되어 있다. 각 컵(2)는 암(4)에 지지되고, 이 암(4)는 실린더 유닛(5)에 의해 승강하는 지지기둥(6)에 등간격으로 수평방향으로 설치되어 있다.

또한 마루면에는 공동형상 지지기둥(7)이 세워서 설치되고, 이 공동형상 지지기둥(7)에 각 현상 유닛(1)을 향해 공동형상 암(8)이 수평방향으로 설치되며, 이 공동형상 지지기둥(8) 내에는 도시하지 않는 모터로 회전되는 구동축(9)가 상하방향으로 배치되어 있다. 이 구동축(9)는 각 현상 유닛(1)마다 분할되고, 분할된 구동축(9)는 유니버셜 조인트(10)으로 연결되며, 각 분할된 구동축(9)에는 구동 풀리(11)이 고착되고, 상기 척(3)의 축에는 피동 풀리(12)가 고착되며, 이들 구동 풀리(11)과 피동 풀리(12) 사이에 팽팽하게 설치된 타이밍 벨트(13)이 상기 수평 암(8) 내에 수납되어 있다. 또한, 수평 암(8)의 아래쪽에는 린스액 공급 노즐(14)가 설치되어 있다.

한편, 현상장치는 미사용의 현상액을 저류하는 신액 탱크(21)과 피처리물로부터 회수한 사용이 끝난 현상액을 저류하는 구액 탱크(22)를 구비하고 있다. 신액 탱크(21)로부터는 각 현상 유닛(1)의 컵(2) 위쪽으로 앞쪽 끝이 면한 신액 공급 노즐(23)이 도출되고, 구액 탱크(22)로부터는 각 현상 유닛(1)의 컵(2) 위쪽으로 앞쪽 끝이 면한 구액 공급 노즐(24)가 도출되어 있다. 이들 신액 공급 노즐(23) 및 구액 공급 노즐(24)는 상기 암(4)에 지지되어 있다.

또한, 도시예에서는 신액 공급 노즐(23) 및 구액 공급 노즐(24)는 각각 한개의 배관을 도중에 분기한 것을 나타냈지만, 각 탱크로부터 한개씩 독립해서 도출해도 된다.

또한, 상기 컵(2)의 바닥면에는 드레인구멍(25)가 개구하고, 이 드레인구멍(25)에 회수용 배관(26)이 접속되어, 각 회수용 배관(26)은 한개의 수직관(27)에 합류하고, 이 수직관(27)은 아래부분에 있어서 변환 밸브를 매개로 하여 2개의 분기관 (28,29)로 나뉘어 있다. 그리고 한쪽 분기관(28)은 상기 구액 탱크(22)로 연결되고, 다른 쪽 분기관(29)는 폐기 탱크 등으로 연결되어 있다.

이상에 있어서, 컵(2)를 상승시켜 기판(W)를 컵 속에 수납한 상태에서, 기판(W) 위에 현상액을 쌓아 올리고 소정 시간 경과시켜 현상을 행한 후, 척(3)을 회전시켜서 기판(W) 위의 현상액을 회수한다. 통상은 이 공정을 여러 차례 반복하여 1장의 기판에 대한 현상처리가 종료된다. 이하에 현상의 일례를 설명한다.

(4회 현상의 경우)

(전세정)

사용이 끝난 현상액을 사용하여 컵 및 배관 속에 남아 있는 린스액 등을 제거한다.

(1회째 현상)

미사용의 현상액을 사용한다. 이것은 처음 현상이기 때문에 현상액의 열화가 심해지기 때문으로, 사용이 끝난 현상액은 모두 폐기한다.

(2회째 현상)

사용이 끝난 현상액을 사용한다. 이 2회째 현상에서 사용한 현상액은 농도가 저하되어 있기 때문에, 모두 폐기한다.

(3회째 현상)

미사용의 현상액을 사용한다. 이 3회째 현상에서 사용한 현상액은 농도는 그다지 저하되어 있지 않기 때문에, 구액 탱크(22)에 회수하여 재이용한다.

(4회째 현상)

미사용의 현상액을 사용한다. 이 4회째 현상에서 사용한 현상액도 농도는 그다지 저하되어 있지 않기 때문에, 구액 탱크(22)에 회수하여 재이용한다.

(5회 현상의 경우)

전세정으로부터 3회째 현상까지는 상기와 동일하다.

(4회째 현상)

사용이 끝난 현상액을 사용한다. 이 4회째 현상에서 사용한 현상액은 농도가 저하되어 있기 때문에, 모두 폐기한다.

(5회째 현상)

미사용의 현상액을 사용한다. 이 5회째 현상에서 사용한 현상액은 농도는 그다지 저하되어 있지 않기 때문에, 구액 탱크(22)에 회수하여 재이용한다.

이와 같이, 처음과 마지막 현상에 미사용의 현상액을 사용하고, 중간 현상에서는 미사용의 현상액의 사용과 사용이 끝난 현상액의 사용을 번갈아 행함으로써, 결과적으로 사용이 끝난 현상액의 사용량은 전체 사용량의 50% 이하가 된다.

실시예에서는 중간 현상에서 미사용의 현상액을 사용하는 경우에는 단독으로 사용하는 예를 나타냈지만, 중간 현상에서는 또한 구액 탱크(22)에 저류하는 사용이 끝난 현상액의 농도는 90% 이상으로 하고, 이 값 이하의 현상액은 폐기한다. 또한, 현상액의 농도는 도전율계로 측정한다.

본 발명에 의하면, 충분히 현상능력이 남아 있는 사용이 끝난 현상액을 그대로 또는 미사용의 현상액을 합하여 사용하기 때문에, 내면 균일성은 유지할 수 있어, 막 감량이 많아지거나 부유물(scum)이 발생하는 등의 문제를 회피하면서, 현상액의 사용량을 절약할 수 있다.

도 1은 본 발명의 현상장치의 전체 구성도이다.

도 2는 동일 현상장치를 상이한 방향에서 본 전체 구성도이다.

도 3은 현상 유닛의 구조를 나타내는 확대 단면도이다.

[부호의 설명]

1…현상 유닛(unit), 2…컵, 3…척(chuck), 4…암(arm), 5…실린더 유닛, 6…지지기둥, 7…공동(空洞)형상 지지기둥, 8…공동형상 암, 9…구동축, 10…유니버셜 조인트, 11…구동 풀리(pulley), 12…피동 풀리, 13…타이밍 벨트, 14…린스액 공급 노즐, 21…신액(新液) 탱크, 22…구액(舊液) 탱크, 23…신액 공급 노즐, 24…구액 공급 노즐, 25…드레인구멍, 26…회수용 배관, 27…수직관, 28,29…분기관(分岐管).

Claims

피처리물 표면에 현상액을 쌓아 올리고, 일정 시간 경과 후에 피처리물로부터 현상액을 제거하는 현상장치에 있어서, 이 현상장치는 미사용의 현상액을 저류하는 신액 탱크와 피처리물로부터 회수한 사용이 끝난 현상액을 저류하는 구액 탱크를 구비하여, 피처리물을 회전시키는 척을 배치한 컵 위쪽에 상기 신액 탱크로 연결되는 신액 공급 노즐과 구액 탱크로 연결되는 구액 공급 노즐이 면하고, 또한 상기 컵과 구액 탱크를 연결하는 회수용 배관은 중간부분에서 분기되어, 한쪽 분기관은 구액 탱크에 접속되고, 다른 쪽 분기관은 폐기부분에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 현상장치.
제1항의 현상장치에 있어서, 상기 컵은 여러 개 다단(多段)형상으로 배치되어, 공통의 신액 탱크 및 구액 탱크로부터 각 컵 위쪽에 신액 공급 노즐과 구액 공급 노즐이 면해 있는 것을 특징으로 하는 현상장치.
피처리물 표면에 현상액을 쌓아 올리고, 일정 시간 경과 후에 피처리물로부터 현상액을 제거하는 현상방법에 있어서, 현상에 앞서 사용이 끝난 현상액 또는 미사용의 현상액을 사용하여 컵 속 및 배관 속에 남아 있는 린스액의 제거를 행하고, 이어서 여러 차례의 현상을 연속해서 행하는데 있어서, 사용이 끝난 현상액 또는 미사용의 현상액을 사용하는 것을 특징으로 하는 현상방법.
제3항의 현상방법에 있어서, 상기 여러 차례의 현상 중 처음 현상과 마지막 현상에는 미사용의 현상액을 사용해서 행하는 것을 특징으로 하는 현상방법.
제3항의 현상방법에 있어서, 현상에 사용하는 사용이 끝난 현상액은 미사용의 현상액을 회수한 것인 것을 특징으로 하는 현상방법.