KR20070090789A - 기판 처리 방법 - Google Patents

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KR20070090789A
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유따까 아소오
마사또시 시라이시
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도쿄 엘렉트론 가부시키가이샤
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Abstract

챔버 내에서 포토레지스트 패턴을 용해해 원하는 레지스트 패턴을 형성하는 리플로우 처리에 있어서, 챔버 내의 용제 분위기 치환에 수반하는 레지스트 패턴의 변형을 억제하여 패턴 불량의 발생을 방지할 수 있는 기판 처리 방법을 제공하는 것이다.
챔버(10) 내의 기압을 기준압으로부터 상기 기준압보다도 낮은 제1 목표압 P1까지 감압하는 단계와, 챔버 내에 용제 분위기를 도입하고, 챔버(10) 내의 기압을 상기 기준압으로 복귀하는 단계와, 챔버(10) 내의 포토레지스트를 용제 분위기에 의해 용해하는 단계와, 챔버(10) 내를 상기 기준압보다 낮게, 또한 상기 제1 목표압 P1보다도 높게 설정된 제2 목표압 P2까지 감압하고, 챔버(10) 내의 용제 분위기를 배출하는 단계를 실행한다.
챔버, 리플로우 패턴 형성 장치, 기판 처리부, 리플로우 유닛, 기판

Description

기판 처리 방법 {SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
도1은 본 발명에 관한 기판 처리 방법을 실시하는 리플로우 유닛을 구비하는 리플로우 패턴 형성 장치의 레이아웃을 도시하는 평면 블록도.
도2는 리플로우 유닛의 개략적인 구성을 도시하는 단면도.
도3은 리플로우 패턴 형성 장치에 의한 기판 처리 공정을 도시하는 흐름도.
도4는 리플로우 유닛에 의한 기판 처리 공정의 제1 실시 형태를 도시하는 흐름도.
도5는 도4의 처리 공정에 있어서의 챔버 내의 기압 변화를 나타내는 그래프.
도6은 리플로우 유닛에 의한 기판 처리 공정의 제2 실시 형태를 도시하는 흐름도.
도7은 도6의 처리 공정에 있어서의 챔버 내의 기압 변화를 나타내는 그래프.
도8은 리플로우 유닛에 의한 기판 처리 공정의 제3 실시 형태를 도시하는 흐름도.
도9는 도8의 처리 공정에 있어서의 챔버 내의 기압 변화를 나타내는 그래프.
도10은 TFT 형성에 있어서의 리플로우 처리 공정을 설명하기 위한 기판 단면도.
도11은 도10의 공정 후, TFT 형성의 처리 공정을 설명하기 위한 기판 단면 도.
도12는 종래의 리플로우 처리에 있어서의 챔버 내의 기압 변화를 나타내는 그래프.
도13은 실시예에서의 실험 결과를 나타내는 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 리플로우 패턴 형성 장치
2 : 카세트 스테이션
3 : 기판 처리부
4 : 기판 반송부
5 : 리무버 유닛
6 : 재현상 유닛
7 : 리플로우 유닛
8 : 열처리 장치
10 : 챔버
11 : 온도 조절 플레이트
12 : 온도 조절수 유수로
13 : 온도 조절기
14 : 가스 공급구
15 : 가스 배기구
16 : 가스 공급관
17 : 가스 농도 조정기
18 : 가스 배기관
19 : 확산 스페이서
20 : 균일화 플레이트
21 : 배기 정류판
G : 기판
[문헌 1] 일본 특허 공개 제2005-108904호 공보
본 발명은 포토리소그래피 공정에 의해 형성되어 에칭 마스크로 하여 사용된 레지스트 패턴을 용해하고, 새로운 레지스트 패턴을 형성하는 리플로우 처리를 행하는 기판 처리 방법에 관한 것이다.
예를 들어, LCD(액정 디스플레이) 제조 공정에 있어서의 아몰퍼스 SiTFT(아몰퍼스 실리콘 박막 트랜지스터)의 형성에 있어서는, 복수회의 에칭 처리가 필요하게 된다. 이로 인해, 종래는 복수회의 포토리소그래피 공정, 즉 노광ㆍ현상 처리를 행하여 포토레지스트 패턴을 형성하고 있다.
그러나, TFT 형성 공정에 있어서, 에칭으로 얻고자 하는 패턴마다 도포 현상 장치와 노광 장치가 필요해지고, 장치에 드는 비용이 높아진다는 과제가 있었다.
이와 같은 과제에 대해, 한번 에칭 마스크로서 사용한 레지스트 패턴을 용해해 변형함으로써, 새로운 레지스트 패턴을 형성하는 리플로우 처리가 주목되고 있다. 이 리플로우 처리에 따르면, 두 번째의 레지스트 패턴 형성에 있어서, 도포 현상 장치 및 노광 장치를 이용한 처리를 필요로 하지 않고, 장치 비용을 저감하고, 제조 효율을 향상시킬 수 있다. 이 리플로우 처리를 이용한 TFT 형성 공정에 대해 도면을 이용하여 설명한다.
아몰퍼스 SiTFT를 형성할 경우, 도10의 (a)에 도시한 바와 같이 유리 기판(200)에 형성된 게이트 전극(201) 상에, 절연층(202), a-Si층(논도프 아몰퍼스 Si층)(203a)과 n+a-Si층(린도프 아몰퍼스 Si층)(203b)으로 이루어지는 Si층(203), 드레인ㆍ소스 전극을 형성하기 위한 메탈층(205)이 차례로 적층된다.
그리고, 메탈층(205)을 에칭하기 위해 포토리소그래피 공정에 의해, 메탈층(205) 상에 포토레지스트가 성막되어 노광 및 현상 처리에 의해 레지스트 패턴(206)이 형성된다. 단, 이 레지스트 패턴(206)은, 광의 투과율에 차가 마련된 하프톤 마스크를 이용하는 하프 노광 처리에 의해, 다른 막 두께(후막부와 박막부)를 갖는 것으로 이루어진다. 또한, 하프 노광 기술에 대해서는 문헌 1에 개시되어 있다.
레지스트 패턴(206)은 메탈층(205)을 에칭하기 위한 마스크로서 사용되고, 에칭 후는 도10의 (b)에 도시한 바와 같이 메탈층(205)의 비마스크 부분이 에칭된다.
메탈 에칭에 의해 레지스트층(206)의 표면에는 습윤 에칭액의 영향에 의해 레지스트가 변질된 변질층(207)이 형성된다. 그리고, 리플로우 처리 전처리로서, 이 변질층(207)을 제거하는 처리를 행한다.
이 전처리에 있어서는 알칼리 용액이 습윤 에칭액으로서 변질층(207)에 적하되고, 이에 의해 도10의 (c)에 도시한 바와 같이 변질층(207)이 제거된다.
다음에, 재현상 처리에 의해 도10의 (d)에 도시한 바와 같이 다음 레지스트 패턴 형성에 있어서 마스크가 불필요한 박막부의 레지스트(206)를 제거하고, 마스크하고 싶은 타겟(Tg) 주변의 레지스트(후막부)만을 남기는 처리가 행해진다.
이어서, 도10의 (d)에 도시한 바와 같이 레지스트(206)가 남겨진 상태로부터, 레지스트(206)를 용해 분위기에 노출함으로써 레지스트(206)의 용해 및 확산 처리(리플로우 처리)가 행해지고, 도10의 (e)에 도시한 바와 같이 타겟(Tg) 상에 레지스트층이 형성된다.
또한, 이 레지스트층 형성 후는 도11의 (a)에 도시한 바와 같이 메탈층(205)을 마스크로서 Si층(203)의 에칭을 행하고, 도11의 (b)에 도시한 바와 같이 레지스트층(206)을 제거한다. 그리고, 도11의 (c)에 도시한 바와 같이 채널 영역에 있어서의 n+a-Si층(203b)의 에칭이 행해져 TFT가 형성된다.
그런데 상기 리플로우 처리에서는, 종래 챔버 내에 적재된 기판에 대해 용제 분위기(예를 들어, 시너 가스)가 노출되고, 포토레지스트 속에 용제가 침투됨으로 써 레지스트의 용해가 이루어진다. 그리고, 이 용제 분위기를 챔버 내에 도입, 또는 배출할 때에는 분위기 치환을 효율적으로 행하기 위해, 챔버 내의 기압을 기준압으로부터 소정의 목표압까지 감압하는 작업을 행하고 있다.
여기서, 이 용제 분위기의 도입ㆍ배출에 수반하는 2도의 감압 작업은 모두, 감압율(목표압까지 감압하는 속도)과 목표압에 있어서 같은 설정으로 이루어져 있었다. 구체적으로는, 도12의 그래프에 나타낸 바와 같이 분위기의 치환 효율을 보다 향상시키기 위해, 감압율을 높게(예를 들어, 배기 유량 100 L/min), 목표압을 낮게(예를 들어, -90 ㎪) 설정되어 있었다.
그러나, 그 경우 챔버 내 분위기를 배출할 때의 2번째의 감압 작업에 있어서, 챔버 내부가 급격하게 크게 감압되므로 포토레지스트 속에 침투한 용제가 증발되고, 그에 수반하여 포토레지스트 패턴이 변형될 우려가 있었다. 즉, 레지스트 패턴이 변형되어 단선 및 단락 등의 패턴 불량이 생긴다는 과제가 있었다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 사정 하에 이루어진 것으로, 챔버 내에서 포토레지스트 패턴을 용해해 원하는 레지스트 패턴을 형성하는 리플로우 처리에 있어서, 챔버 내의 용제 분위기 치환에 수반하는 레지스트 패턴의 변형을 억제하여 패턴 불량의 발생을 방지할 수 있는 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 기판 처리 방법은 챔버 내에 있어서, 기판에 형성된 포토레지스트 패턴을 용해하여 새로운 포토레지스트 패턴을 형성하는 기판 처리 방법이며, 챔버 내의 기압을 기준압으로부터 상기 기준압보다 도 낮은 제1 목표압까지 감압하는 단계와, 챔버 내에 용제 분위기를 도입하고 챔버 내의 기압을 상기 기준압으로 복귀하는 단계와, 챔버 내의 포토레지스트를 용제 분위기에 의해 용해하는 단계와, 챔버 내를 상기 기준압보다 낮게, 또한 상기 제1 목표압보다도 높게 설정된 제2 목표압까지 감압하고, 챔버 내의 용제 분위기를 배출하는 단계를 실행하는 데 특징을 갖는다. 또한, 상기 제2 목표압은 -20 ㎪보다 대기압측인 것이 바람직하다.
이와 같은 단계를 실행하는 방법에 따르면, 챔버 내의 용제 분위기를 배출하는 단계에 있어서, 챔버 내압의 목표압을 용제 분위기 도입 시보다도 높은 설정, 즉 용제의 내부 증발이 발생되는 일이 없는 제2 목표압으로 함으로써, 레지스트 패턴의 변형에 의한 단선 및 단락 등의 패턴 불량의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 상기 챔버 내의 기압을 제1 목표압까지 감압하는 단계와 상기 챔버 내의 기압을 제2 목표압까지 감압하는 단계에 있어서, 챔버 내의 기압을 상기 목표압까지 감압하는 속도인 감압율은 같은 설정으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이 용제 분위기를 배출하는 단계에서의 목표압은 용제의 내부 증발이 발생되는 일이 없는 제2 목표압이므로, 감압율을 분위기 도입 시와 같은 크기의 설정으로 해도 용제의 내부 증발은 발생하지 않고, 용제 분위기를 빠르게 배출할 수 있다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 기판 처리 방법은 챔버 내에 있어서, 기판에 형성된 포토레지스트 패턴을 용해하여 새로운 포토레지스트 패턴을 형성하는 기판 처리 방법이며, 챔버 내의 기압을 기준압으로부터 상기 기준 압보다도 낮은 제1 목표압까지 감압하는 단계와, 챔버 내에 용제 분위기를 도입하고, 챔버 내의 기압을 상기 기준압으로 복귀하는 단계와, 챔버 내의 포토레지스트를 용제 분위기에 의해 용해하는 단계와, 챔버 내를 상기 제1 목표압까지 감압하고, 챔버 내의 용제 분위기를 배출하는 단계를 실행하고, 상기 챔버 내의 용제 분위기를 배출하는 단계에 있어서, 챔버 내의 기압을 상기 제1 목표압까지 감압하는 속도인 감압율은, 상기 챔버 내에 용제 분위기를 도입하는 단계에 있어서의 감압율보다도 낮은 설정으로 이루어지는 데 특징을 갖는다.
이와 같은 단계를 실행하는 방법에 따르면, 용제 분위기를 배출하는 단계에 있어서, 감압율의 설정을 용제 분위기 도입 시보다도 낮은 설정으로 하여 제1 목표압까지 시간을 더해 감압함으로써, 급격한 감압이 회피되어 용제의 내부 증발이 억제되고, 레지스트 패턴이 변형됨에 따른 단선 및 단락 등의 패턴 불량의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 기판 처리 방법은 챔버 내에 있어서, 기판에 형성된 포토레지스트 패턴을 용해하여 새로운 포토레지스트 패턴을 형성하는 기판 처리 방법이며, 챔버 내의 기압을 기준압으로부터 상기 기준압보다도 낮은 제1 목표압까지 감압하는 단계와, 챔버 내에 용제 분위기를 도입하고, 챔버 내의 기압을 상기 기준압으로 복귀하는 단계와, 챔버 내의 포토레지스트를 용제 분위기에 의해 용해하는 단계와, 챔버 내를 감압하지 않고, 챔버 내의 용제 분위기를 배출하는 단계를 실행하는 데 특징을 갖는다.
이와 같은 단계를 실행하는 방법에 따르면, 용제 분위기를 배출하는 단계에 있어서 챔버 내를 감압하지 않으므로, 용제의 내부 증발이 발생되지 않고, 레지스트 패턴이 변형됨에 따른 단선 및 단락 등의 패턴 불량의 발생을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명에 관한 기판 처리 방법에 대해, 실시 형태를 기초로 하여 설명한다. 도1은 본 발명에 관한 기판 처리 방법을 실시하는 리플로우 유닛을 구비하는 리플로우 패턴 형성 장치의 레이아웃을 도시하는 평면 블록도이다.
도1에 도시한 리플로우 패턴 형성 장치(1)는, 예를 들어 TFT 형성으로 인해, 도포 현상 처리 장치(COT/DEV)(50) 및 노광 장치(Exp)(51)에 있어서 레지스트 패턴형성, 에칭 장치(Etching)(52)에 의해 에칭 처리가 실시된 기판(G)에 대해, 레지스트 패턴의 리플로우 처리를 행하여 레지스트 패턴을 재형성하기 위한 장치이다.
이 리플로우 패턴 형성 장치(1)는 복수의 기판(G)을 카세트 단위로 외부(에칭 장치)로부터 반출입하거나, 카세트에 대해 기판(G)을 반출입하거나 하는 카세트 스테이션(C/S)(2)을 구비한다.
또한, 카세트 스테이션(2)에 인접하여 기판 처리부(3)가 마련되고, 이 기판 처리부(3)는 각 유닛 사이에서의 기판(G)의 반송 및 각 유닛에 대한 기판(G)의 반출입을 행하는 아암 장치를 갖는 기판 반송부(M/A)(4)를 갖는다. 그리고, 도면 중 화살표로 나타내는 기판 처리 방향을 따라 기판 반송부(4)의 좌우에는, 기판(G)을 처리하기 위한 복수의 처리 유닛이 배치되어 있다.
처리 유닛으로서, 도면 중 화살표로 나타내는 처리 방향을 따라 기판 반송부(4)의 우측에는, 포토레지스트에 생긴 변질층을 제거하기 위한 전처리를 행하는 리무버 유닛(RM)(5)과, 재현상 처리를 행함으로써 불필요한 레지스트를 제거하는 재현상 유닛(RDV)(6)이 배치된다.
또한, 리무버 유닛(5)/재현상 유닛(6)에 인접하여 포토레지스트를 용해하는 리플로우 유닛(RF)(7)이 배치된다.
또한, 도면 중 기판 처리 방향을 따라 기판 반송부(4)의 좌측에는 복수의 핫플레이트 및 쿨 플레이트로 이루어지는 열처리 장치(HP/COL)(8)가 배치된다.
다음에, 본 발명에 관한 기판 처리 방법을 실시하는 리플로우 유닛(7)에 대해 더 설명한다. 도2는 리플로우 유닛(7)의 개략적인 구성을 도시하는 단면도이다.
도시한 바와 같이, 리플로우 유닛(7)에 있어서는 베이스 챔버(10a) 상에 상부 챔버(10b)가 착탈 가능하게 장착되고, 상부 챔버(10b) 장착 시에는 내부에 밀폐 공간을 형성하는 챔버(10)를 구비한다.
챔버(10) 내의 중앙에는 기판(G)을 기판 적재면에 적재하고, 기판 적재면의 온도를 소정 온도로서 기판(G)을 온도 조정하기 위한 온도 조절 플레이트(11)가 마련된다. 이 온도 조절 플레이트(11)의 내부에는 온도 조절수가 순환되는 온도 조절수 유로(12)가 형성되고, 이 온도 조절수 유로(12)는 챔버 외부에 마련된 온도 조절기(13)에 접속되어 있다. 즉, 온도 조절기(13)에 순환수가 공급되고, 온도 조절기(13)에서 소정의 수온으로 조정되어 온도 조절 플레이트(11)가 소정의 온도로 조정되도록 구성되어 있다.
또한, 챔버(10) 내에는 상방으로부터 하방을 향해 용제 분위기, 또는 퍼지 가스로서의 N2 가스가 공급된다. 즉, 상부 챔버(10b)의 천정에 형성된 복수의 가스 공급구(14)로부터 용제 분위기 또는 N2 가스가 공급되고, 베이스 챔버(10a)의 바닥면에 형성된 복수의 가스 배기구(15)로부터 용제 분위기 또는 N2 가스가 배출되도록 이루어져 있다.
가스 공급구(14)에는 가스 공급관(16)이 접속되고, 이 가스 공급관(16)에는 가스 농도 조정기(17)에 의해 농도가 50 내지 100 ％로 조정된 용제 분위기 혹은 챔버 내를 퍼지하기 위한 N2 가스가 공급되도록 구성되어 있다. 가스 농도 조정기(17)에는 소정 유량의 N2 가스가 공급되고, 기화된 시너가 N2 가스와 함께 가스 공급관(16)에 공급된다. 한편, 가스 배기구(15)에는 가스 배기관(18)이 접속되어 챔버 내의 분위기를 배출하도록 구성되어 있다.
또한, 챔버(10) 내에 있어서는 용제 분위기 또는 N2 가스를 챔버 내에 확산하기 위한 확산 스페이서(19)와, 확산 스페이서(19)에 의해 확산된 가스가 흐르는 방향을 균일화하기 위한 균일화 플레이트(20)와, 가스 배기구(15)를 향해 가스를 정류하기 위한 배기 정류판(21)이 마련되어 있다.
또한, 챔버 내의 분위기를 용제 분위기로 치환할 때에는 효율적으로 작업을 행하기 위해, 챔버 내압 제어 수단(도시 생략)에 의해 내부 분위기를 소정의 감압율(감압하는 속도)로 소정의 목표압까지 감압하는 제어가 행해진다.
계속해서, 리플로우 패턴 형성 장치(1)에 의한 처리 공정 및 리플로우 유 닛(7)에서의 처리 공정에 대해 각각 설명한다. 우선, 도3의 흐름을 따라, 도1의 블록도 및 이미 설명한 도10의 기판 단면도를 이용하여 리플로우 처리 전체의 흐름에 대해 설명한다.
우선, 에칭 장치(52)로부터 반송된 기판(G)이 수용된 카세트 스테이션(2)으로부터, 1매의 기판(G)이 기판 반송부(4)에 의해 리무버 유닛(5)에 반송된다. 또한, 도10의 (a)에 도시한 바와 같이 이 기판(G)에 형성된 포토레지스트 패턴(206)은 도포 현상 처리 장치(50) 및 노광 장치(51)에 있어서, 리플로우 처리에서 필요한 포토레지스트를 후막으로 형성하고, 불필요한 포토레지스트를 박막으로 형성하는 하프 노광 처리가 실시되어 있다.
리무버 유닛(5)에 있어서 기판(G)은, 도10의 (b)에 도시한 바와 같이 에칭 처리에 의해 포토레지스트(206)의 표면에 생긴 변질층(207)을, 예를 들어 알칼리 용액에 노출함으로써 제거하는 전처리가 이루어진다(도3의 단계 S1).
리무버 유닛(5)에서의 전처리 후, 도10의 (c)에 도시한 상태의 기판(G)은 기판 반송부(4)에 의해 재현상 유닛(6)에 반송된다.
그리고, 기판(G)은 불필요한 박막 부분의 레지스트를 제거하기 위해 재현상 처리가 행해지고, 도10의 (d)에 도시한 바와 같이 후막 부분의 레지스트가 남는 상태로 이루어진다(도3의 단계 S2). 즉, 마스크해야 할 소정 영역인 타겟(Tg)의 주위에 레지스트(206)가 남는 상태로 이루어진다.
다음에, 기판(G)은 기판 반송부(4)에 의해 열처리 장치(8)로 반송되어 소정의 열처리가 행해진 후, 기판 반송부(4)에 의해 리플로우 유닛(7)에 반송되고, 그 리고 레지스트(206)를 용해하는 리플로우 처리가 행해진다(도3의 단계 S3). 그리고, 처리 방법에 정해진 소정 시간 동안 포토레지스트의 용해 처리를 행함으로써, 타겟(Tg)을 마스크하는 레지스트 패턴이 형성된다.
또한, 리플로우 유닛(7)에서의 레지스트 패턴 형성이 이루어진 기판(G)은 기판 반송부(4)에 의해 열처리 장치(8)에 반송되고, 가열에 의한 레지스트 패턴의 정착 처리가 행해진다. 그리고, 다시 기판 반송부(4)에 의해 카세트 스테이션(2)의 카세트로 복귀되고, 그 후에 에칭 장치(52)에 반송된다.
다음에, 도4의 흐름도를 따라 리플로우 유닛(7)에서 실시되는 본 발명에 관한 기판 처리 방법의 제1 실시 형태에 대해 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서는 도2의 리플로우 유닛(7)의 단면도, 도5의 처리 시간 경과에 수반하는 챔버 내압의 변화를 나타내는 그래프를 이용하여 설명한다.
우선, 온도 조절 플레이트(11) 상에 기판(G)이 적재되고, 온도 조절 플레이트(11)의 온도가 온도 조절기(13)에 의해 소정의 온도(예를 들어, 24 ℃)로 설정된다.
그리고, 효율적으로 분위기 치환을 빠르게 행하기 위해, 챔버 내압 제어 수단에 의해 감압율 R1이, 예를 들어 100 L/min이 되고, 도5의 그래프에 나타낸 바와 같이 챔버 내압이 기준압(예를 들어, 약 0 ㎪)으로부터 제1 목표압 P1(예를 들어, -90 ㎪)까지 감압된다(도4의 단계 S11).
챔버(10) 내가 감압되면, 가스 농도 조정기(17)에 의해 농도가 소정 농도로 조정된 용제 분위기로 하여, 예를 들어 시너 가스가 도입되어 챔버 내 분위기가 치 환되고, 도5의 그래프에 나타낸 바와 같이 기준압까지 승압된다(도4의 단계 S12).
그리고, 챔버 내 분위기의 치환이 종료되면, 챔버 내의 시너 가스에 의해 포토레지스트를 용해하는 리플로우 처리가 개시된다(도4의 단계 S13).
포토레지스트 용해 후, 챔버 내의 시너 가스를 배출하는 단계에 있어서, 감압율은 가스 도입 시와 마찬가지로 치환을 빠르게 행하기 위해 감압율 R1이 되지만, 목표압은 가스 도입 시의 목표압 P1보다도 높은(대기압측의) 제2 목표압 P2로 설정된다(도4의 단계 S14). 구체적으로는, 이 목표압 P2는 포토레지스트 속에 침투한 용제(시너)의 증발이 억제되어 불량 발생이 방지되는 값(예를 들어, -20 ㎪)으로 설정된다.
그리고, 도5의 그래프에 나타낸 바와 같이 챔버 내압이 목표압 P2에 도달하면 N2 가스를 도입함으로써 기준압으로 복귀하고(도4의 단계 S15), 분위기 치환이 완료될 때까지 다시 목표압 P2까지 감압하고 기준압으로 복귀하는 작업이 또한 반복된다(도4의 단계 S16).
이와 같이, 본 발명의 기판 처리 방법에 관한 제1 실시 형태에 따르면, 가스 배출의 단계에 있어서 챔버 내압의 목표압을 가스 도입 시보다도 높은(대기압측의) 설정, 즉 시너의 내부 증발이 발생되는 일이 없는 목표압 P2로 함으로써, 레지스트 패턴의 변형에 의한 단선 및 단락 등의 패턴 불량의 발생을 방지할 수 있다.
다음에, 도6의 흐름도에 따라, 리플로우 유닛(7)에 있어서 실시되는 본 발명에 관한 기판 처리 방법의 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서는 도2의 리플로우 유닛(7)의 단면도, 도7의 처리 시간 경과에 수반하는 챔버 내압의 변화를 나타내는 그래프를 이용하여 설명한다.
우선, 온도 조절 플레이트(11) 상에 기판(G)이 적재되고, 온도 조절 플레이트(11)의 온도가 온도 조절기(13)에 의해 소정의 온도(예를 들어, 24 ℃)로 설정된다.
그리고, 효율적으로 분위기 치환을 빠르게 행하기 위해, 챔버 내압 제어 수단에 의해 감압율 R1이 예를 들어 100 L/min이 되고, 도7의 그래프에 나타낸 바와 같이 챔버 내압이 기준압(예를 들어, 약 0 ㎪)으로부터 제1 목표압 P1(예를 들어, -90 ㎪)까지 감압된다(도6의 단계 S21).
챔버(10) 내가 감압되면, 가스 농도 조정기(17)에 의해 농도가 소정 농도로 조정된 용제 분위기로서, 예를 들어 시너 가스가 도입되어 챔버 내 분위기가 치환되고, 도7의 그래프에 나타낸 바와 같이 기준압까지 승압된다(도6의 단계 S22).
그리고, 챔버 내 분위기의 치환이 종료되면, 챔버 내의 시너 가스에 의해 포토레지스트를 용해하는 리플로우 처리가 개시된다(도6의 단계 S23).
포토레지스트 용해 후, 챔버 내의 시너 가스를 배출하는 단계에 있어서, 챔버 내압 제어 수단에 의해 챔버 내압의 목표압은 가스 도입 시와 마찬가지로 목표압 P1로 설정되지만, 가스 도입 시보다도 낮은 감압율 R2(예를 들어, 30 L/min)가 된다(도6의 단계 S24). 즉, 목표압 P1까지의 감압이 시간을 더해 이루어짐으로써, 급격한 감압을 회피하고, 포토레지스트 속에 침투한 용제(시너)의 증발이 억제되도록 감압율 R2가 설정된다.
그리고, 도7의 그래프에 나타낸 바와 같이 챔버 내압이 목표압 P1까지 감압 되면, N2 가스가 도입되어 챔버 내 분위기가 치환된다(도6의 단계 S25).
이와 같이 본 발명의 기판 처리 방법에 관한 제2 실시 형태에 따르면, 가스 배출의 단계에 있어서 감압율의 설정을 가스 도입 시보다도 낮은 설정으로 하여 목표압 P1까지 시간을 더해 감압함으로써, 급격한 감압이 회피되어 시너의 내부 증발이 억제되어, 레지스트 패턴이 변형됨에 따른 단선 및 단락 등의 패턴 불량의 발생을 방지할 수 있다.
다음에, 도8의 흐름도에 따라, 리플로우 유닛(7)에서 실시되는 본 발명에 관한 기판 처리 방법의 제3 실시 형태에 대해 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서는 도2의 리플로우 유닛(7)의 단면도, 도9의 처리 시간 경과에 수반하는 챔버 내압의 변화를 나타내는 그래프를 이용하여 설명한다.
우선, 온도 조절 플레이트(11) 상에 기판(G)이 적재되고, 온도 조절 플레이트(11)의 온도가 온도 조절기(13)에 의해 소정의 온도(예를 들어, 24 ℃)로 설정된다.
그리고, 효율적으로 분위기 치환을 빠르게 행하기 위해, 챔버 내압 제어 수단에 의해 감압율 R1이 예를 들어 100 L/min이 되고, 도9의 그래프에 나타낸 바와 같이 챔버 내압이 기준압(예를 들어, 약 0 ㎪)으로부터 제1 목표압 P1(예를 들어, -90 ㎪)까지 감압된다(도8의 단계 S31).
챔버(10) 내가 감압되면, 가스 농도 조정기(17)에 의해 농도가 소정 농도로 조정된 용제 분위기로서, 예를 들어 시너 가스가 도입되어 챔버 내 분위기가 치환되고, 도9의 그래프에 나타낸 바와 같이 기준압까지 승압된다(도8의 단계 S32).
그리고, 챔버 내 분위기의 치환이 종료되면, 챔버 내의 시너 가스에 의해 포토레지스트를 용해하는 리플로우 처리가 개시된다(도8의 단계 S33).
포토레지스트 용해 후, 챔버 내의 시너 가스를 배출하는 단계에 있어서, 챔버 내압 제어 수단에 의한 감압은 행해지지 않고, N2 가스를 도입하면서 시너 가스의 배기 처리가 이루어진다(도8의 단계 S34). 즉, 도9의 그래프에 나타낸 바와 같이 가스 도입 시보다도 가스 배출의 시간을 요하지만, 기준압의 상태에서 시너 가스를 챔버 밖으로 배기함으로써 분위기 치환 작업이 실시된다.
이와 같이 본 발명의 기판 처리 방법에 관한 제3 실시 형태에 따르면, 가스 배출의 단계에 있어서 챔버 내를 감압하지 않기 때문에, 용제인 시너의 내부 증발이 발생되지 않고, 레지스트 패턴이 변형됨에 따른 단선 및 단락 등의 패턴 불량의 발생을 방지할 수 있다.
<실시예>
계속해서, 본 발명에 관한 기판 처리 방법에 대해, 실시예를 기초로 하여 더 설명한다. 본 실시예에서는 상기한 본 발명의 기판 처리 방법에 관한 제1 실시 형태에 대해, 그 효과를 검증하였다.
구체적으로는, 가스 배출 시의 목표압(제2 목표압 P2)과 불량 발생(개)의 관계에 대해 실험을 행하고, 목표압 P2의 설정의 효과에 대해 검증하였다.
이 실험의 결과를 도13의 그래프에 나타낸다. 이 그래프에 나타낸 바와 같이 목표압 P2가 0 ㎪ 내지 -20 ㎪까지는 패턴 불량은 발생하지 않았지만, -20 ㎪보다도 낮게 감압한 경우에는 낮게 감압할수록 불량 발생수가 증가되었다. 즉, 본 실시예의 결과, 제2 목표압 P2는 -20 ㎪보다 대기압측으로 하면, 패턴 불량의 발생을 억제할 수 있는 것을 확인하였다.
본 발명은 복수회에 걸쳐 포토레지스트 패턴을 형성하는 공정에 적용할 수 있어 전자 디바이스 제조 업계 등에 있어서 적합하게 이용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 챔버 내에서 포토레지스트 패턴을 용해해 원하는 레지스트 패턴을 형성하는 리플로우 처리에 있어서, 챔버 내의 용제 분위기 치환에 수반하는 레지스트 패턴의 변형을 억제하여 패턴 불량의 발생을 방지할 수 있는 기판 처리 방법을 얻을 수 있다.

Claims (5)

  1. 챔버 내에 있어서, 기판에 형성된 포토레지스트 패턴을 용해하여 새로운 포토레지스트 패턴을 형성하는 기판 처리 방법이며,
    챔버 내의 기압을 기준압으로부터 상기 기준압보다도 낮은 제1 목표압까지 감압하는 단계와,
    챔버 내에 용제 분위기를 도입하여 챔버 내의 기압을 상기 기준압으로 복귀하는 단계와,
    챔버 내의 포토레지스트를 용제 분위기에 의해 용해하는 단계와,
    챔버 내를 상기 기준압보다 낮게, 또한 상기 제1 목표압보다도 높게 설정된 제2 목표압까지 감압하고, 챔버 내의 용제 분위기를 배출하는 단계를 실행하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 목표압은 -20 ㎪보다 대기압측인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 챔버 내의 기압을 제1 목표압까지 감압하는 단계와 상기 챔버 내의 기압을 제2 목표압까지 감압하는 단계에 있어서,
    챔버 내의 기압을 상기 목표압까지 감압하는 속도인 감압율은 같은 설정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  4. 챔버 내에 있어서, 기판에 형성된 포토레지스트 패턴을 용해하여 새로운 포토레지스트 패턴을 형성하는 기판 처리 방법이며,
    챔버 내의 기압을 기준압으로부터 상기 기준압보다도 낮은 제1 목표압까지 감압하는 단계와,
    챔버 내에 용제 분위기를 도입하여 챔버 내의 기압을 상기 기준압으로 복귀하는 단계와,
    챔버 내의 포토레지스트를 용제 분위기에 의해 용해하는 단계와,
    챔버 내를 상기 제1 목표압까지 감압하고, 챔버 내의 용제 분위기를 배출하는 단계를 실행하고,
    상기 챔버 내의 용제 분위기를 배출하는 단계에 있어서,
    챔버 내의 기압을 상기 제1 목표압까지 감압하는 속도인 감압율은 상기 챔버 내에 용제 분위기를 도입하는 단계에 있어서의 감압율보다도 낮은 설정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  5. 챔버 내에 있어서, 기판에 형성된 포토레지스트 패턴을 용해하여 새로운 포토레지스트 패턴을 형성하는 기판 처리 방법이며,
    챔버 내의 기압을 기준압으로부터 상기 기준압보다도 낮은 제1 목표압까지 감압하는 단계와,
    챔버 내에 용제 분위기를 도입하여 챔버 내의 기압을 상기 기준압으로 복귀 하는 단계와,
    챔버 내의 포토레지스트를 용제 분위기에 의해 용해하는 단계와,
    챔버 내를 감압하지 않고, 챔버 내의 용제 분위기를 배출하는 단계를 실행하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
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