KR20070098644A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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KR20070098644A
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유따까 아소오
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도쿄 엘렉트론 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는 포토레지스트 패턴을 용해하여 원하는 레지스트 패턴을 형성하는 리플로우 처리에 있어서, 충분한 막 두께 균일성을 갖는 레지스트 패턴을 형성할 수 있고, 또한 생산 효율의 저하를 억제할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것이다.
기판(G)이 적재되는 동시에, 기판 적재면의 온도를 소정 온도로 하여 기판 온도를 조정하기 위한 온도 조절 플레이트(11)와, 챔버(10) 내에 포토레지스트의 용제 분위기를 공급하는 용제 분위기 공급 수단(14 내지 18)과, 챔버(10) 내의 분위기 온도를 검출하는 분위기 온도 검출 수단(23)과, 상기 온도 조절 플레이트(11)의 설정 온도를 제어하는 동시에 상기 분위기 온도 검출 수단(23)에 의한 검출 온도가 입력되는 제어 수단(24)을 구비하고, 상기 제어 수단(24)은 설정되어 있는 상기 온도 조절 플레이트(11)의 온도와, 상기 분위기 온도 검출 수단(23)에 의해 검출된 분위기 온도를 비교하여, 상기 비교 결과를 기초로 하여 온도 조절 플레이(11)의 설정 온도를 제어한다.
기판 처리 장치, 포토레지스트 패턴, 온도 조절 플레이트, 챔버, 기판

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 {SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
도1은 본 발명에 관한 기판 처리 장치로서의 리플로우 유닛을 구비하는 리플로우 패턴 형성 장치의 레이아웃을 도시하는 평면 블럭도.
도2는 리플로우 유닛의 개략 구성을 도시하는 단면도.
도3은 리플로우 패턴 형성 장치에 의한 기판 처리 공정을 도시하는 흐름도.
도4는 리플로우 유닛에 의한 기판 처리 공정을 도시하는 흐름도.
도5는 리플로우 유닛의 다른 개략 구성 형태를 도시하는 단면도.
도6은 리플로우 처리에 의해 글래스 기판에 형성되는 TFT의 형성 과정을 설명하기 위한 기판의 상태를 나타내는 단면도.
도7은 리플로우 처리에 의해 글래스 기판에 형성되는 TFT의 형성 과정을 설명하기 위한 기판의 상태를 나타내는 단면도.
도8은 기판 온도와 포토레지스트의 확장량과의 관계를 나타내는 그래프.
도9는 온도 조절 플레이트 온도와 용제 분위기의 온도와 기판 온도와의 시간 경과에 수반하는 변화를 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(기판 처리 장치)
8 : 열처리 장치
10 : 챔버
11 : 온도 조절 플레이트
12 : 온도 조절수 유로
13 : 온도 조절기
14 : 가스 공급구(용제 분위기 공급 수단)
15 : 가스 배기구(용제 분위기 공급 수단)
16 : 가스 공급관(용제 분위기 공급 수단)
17 : 가스 농도 조정기(용제 분위기 공급 수단)
18 : 가스 배기관(용제 분위기 공급 수단)
19 : 확산 스페이서
20 : 균일화 플레이트
21 : 배기 정류판
23 : 분위기 온도 센서(분위기 온도 검출 수단)
24 : 제어부(제어 수단)
25 : 나선부
G : 기판
[문헌 1] 일본 특허 공개 제2005-108904호 공보
본 발명은 포토리소그래피 공정에 의해 형성되어 에칭 마스크로서 사용된 레지스트 패턴을 용해하여 새로운 레지스트 패턴을 형성하는 리플로우 처리를 행하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
예를 들어, LCD(액정 모니터) 제조 공정에 있어서의 비정질 Si TFT(비정질 실리콘 박막 트랜지스터)의 형성에 있어서는 복수회의 에칭 처리가 필요해진다. 이로 인해, 종래에는 복수회의 포토리소그래피 공정, 즉 노광ㆍ현상 처리를 행하여 포토레지스트 패턴을 형성하고 있다.
그러나, TFT 형성 공정에 있어서, 에칭으로 얻고 싶은 패턴마다 도포 현상 장치와 노광 장치가 필요해져, 장치에 드는 비용이 높아진다는 과제가 있었다.
이와 같은 과제에 대해, 한번 에칭 마스크로서 사용한 레지스트 패턴을 용해하여 변형함으로써, 새로운 레지스트 패턴을 형성하는 리플로우 처리가 주목되고 있다. 이 리플로우 처리에 따르면, 두번째의 레지스트 패턴 형성에 있어서, 도포 현상 장치 및 노광 장치를 이용한 처리를 필요로 하지 않아, 장치 비용을 저감시켜 제조 효율을 향상시킬 수 있다. 이 리플로우 처리를 이용한 TFT 형성 공정에 대해 도면을 이용하여 설명한다.
비정질 Si TFT를 형성하는 경우, 도6의 (a)에 도시한 바와 같이 글래스 기판(200)에 형성된 게이트 전극(201) 상에 절연층(202), a-Si층(논도프 비정질 Si층)(203a)과 n+a-Si층(인도프 비정질 Si층)(203b)으로 이루어지는 Si층(203), 드레인 소스 전극을 형성하기 위한 메탈층(205)이 차례로 적층된다.
그리고, 메탈층(205)을 에칭하기 위해, 포토리소그래피 공정에 의해 메탈층(205) 상에 포토레지스트가 성막되고, 노광, 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 후에는, 도6의 (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. 그래서, 리플로우 처리의 전처리로서, 이 변질층(207)을 제거하는 처리를 행한다.
이 전처리에 있어서는, 알칼리 용액이 습윤 에칭액으로서 변질층(207)에 도포되고, 이에 의해 도6의 (c)에 도시한 바와 같이 변질층(207)이 제거된다.
계속해서, 재현상 처리에 의해 도6의 (d)에 도시한 바와 같이 다음의 레지스트 패턴 형성에 있어서 마스크가 불필요한 박막부의 레지스트(206)를 제거하고, 마스크하고 싶은 타겟(Tg) 주변의 레지스트(후막부)만을 남기는 처리가 행해진다.
계속해서, 도6의 (d)에 도시한 바와 같이 레지스트(206)가 남겨진 상태로부터 레지스트(206)에 용해 분위기를 노출시킴으로써 레지스트(206)의 용해, 확산 처리(리플로우 처리)가 행해지고, 도6의 (e)에 도시한 바와 같이 타겟(Tg) 상에 레지스트층이 형성된다.
또한, 이 레지스트층 형성 후에는, 도7의 (a)에 도시한 바와 같이 메탈층(205)을 마스크로 하여 Si층(203)의 에칭을 행하고, 도7의 (b)에 도시한 바와 같이 레지스트층(206)을 제거한다. 그리고, 도7의 (c)에 도시한 바와 같이 채널 영역에 있어서의 n+a-Si층(203b)의 에칭이 행해져 TFT가 형성된다.
그런데, 상기 리플로우 처리에서는, 종래, 챔버 내에서 일정 온도로 설정된 온도 조절 플레이트 상에 기판이 적재되고, 그 플레이트에 의해 온도 조정된 기판이 시너 등의 용제 분위기에 노출되어 포토레지스트가 용해된다.
그래서 본 발명자는 기판 온도와 용제 분위기 온도의 관계가 포토레지스트의 용해도에 대해 어떤 영향을 주는 것인지 실험 등을 실시하여 예의 연구를 행하였 다.
그 결과, 도8의 그래프에 나타낸 바와 같이, 예를 들어 용제 분위기의 온도(24 ℃)보다도 기판 온도가 낮은 경우, 그 온도차가 커질수록(기판 온도가 낮아질수록), 용해되는 포토레지스트의 확장량이 크게 증가하는 것을 지견하는 것에 이르렀다. 이 현상은 용제 분위기 온도보다도 기판 온도가 낮을수록, 기판 표면에 용제의 결로가 생기기 쉽고, 이에 의해 용해가 촉진되는 것이라 고찰되었다.
또한, 확장량이라 함은, [(리플로우 후의 레지스트의 폭) － (원래의 레지스트의 폭)]/2 (㎛)로 정의된다.
한편, 기판 온도가 용제 분위기의 온도(24 ℃) 이상인 경우, 기판 온도가 분위기 온도 ＋2 ℃까지는 2.43 ㎛ 내지 0.54 ㎛로, 소량의 확장량을 확인할 수 있었지만, 그것보다 기판 온도가 높은 경우에는 거의 확장량에 변화가 없는 것을 지견하는 것에 이르렀다.
이 도8의 그래프에 나타내는 결과는 임의의 일정 농도의 용제 분위기의 온도(24 ℃)에 대해 기판 온도가 낮고 포토레지스트의 확장량이 많은 경우, 용해 속도가 빨라지는 것을 나타내고 있지만, 그 경우, 레지스트가 지나치게 광범위하게 넓어져, 마스크하고 싶은 타겟에 대해 충분한 막을 형성할 수 없다는 과제가 있었다.
한편, 기판 온도가 분위기 온도 ＋2 ℃보다 큰 경우, 거의 용해 처리가 진행되지 않는 것을 나타내고 있고, 그 경우, 리플로우 처리에 긴 처리 시간을 필요로 해, 생산 효율이 저하된다는 과제가 있었다.
또한, 본 발명자는, 도9의 그래프에 나타낸 바와 같이 온도 조절 플레이트 온도보다도 용제 분위기의 온도가 높은 경우에는 처리 시간 중에 기판 온도가 분위기 온도의 영향에 의해 상승하는 것을 지견하는 것에 이르렀다.
이 도9의 그래프에 나타내는 결과는 용제 분위기의 온도보다도 기판 온도가 낮게 설정되어 있는 경우, 기판 온도가 리플로우 처리 중에 있어서 변화되어 면내 불균일이 되는 것을 나타내고 있다. 즉, 그 경우, 기판면 내에 있어서 레지스트의 확장량에 차이가 생기고, 레지스트 패턴의 막 두께가 기판면 내에 있어서 불균일이 되어 단선, 단락 등의 패턴 불량이 생긴다는 과제가 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 사정 하에 이루어진 것으로, 포토레지스트 패턴을 용해하여 원하는 레지스트 패턴을 형성하는 리플로우 처리에 있어서, 충분한 막 두께 균일성을 갖는 레지스트 패턴을 형성할 수 있고, 또한 생산 효율의 저하를 억제할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 기판 처리 장치는 챔버 내에 있어서, 기판에 형성된 포토레지스트 패턴을 용해하여 새로운 포토레지스트 패턴을 형성하는 기판 처리 장치이며, 상기 기판이 적재되는 동시에, 기판 적재면의 온도를 소정 온도로 하여 기판 온도를 조정하기 위한 온도 조절 플레이트와, 챔버 내에 포토레지스트의 용제 분위기를 공급하는 용제 분위기 공급 수단과, 챔버 내의 분위기 온도를 검출하는 분위기 온도 검출 수단과, 상기 온도 조절 플레이트의 설정 온도를 제어하는 동시에 상기 분위기 온도 검출 수단에 의한 검출 온도가 입력되는 제어 수단을 구비하고, 상기 제어 수단은 설정되어 있는 상기 온도 조절 플레이트의 온도와, 상기 분위기 온도 검출 수단에 의해 검출된 분위기 온도를 비교하여, 상기 비교 결과를 기초로 하여 온도 조절 플레이트의 설정 온도를 제어하는 것에 특징을 갖는다.
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, 상기 기판을 온도 조절 플레이트에 적재하고, 기판 적재면의 온도를 소정 온도로 하여 기판 온도를 조정하는 단계와, 챔버 내에 포토레지스트의 용제 분위기를 공급하는 단계와, 챔버 내의 분위기 온도를 검출하는 단계와, 설정되어 있는 상기 온도 조절 플레이트의 온도와, 상기 검출한 분위기 온도를 비교하여, 상기 비교 결과를 기초로 하여 온도 조절 플레이트의 설정 온도를 제어하는 단계를 실행하는 것에 특징을 갖는다.
또한, 상기 온도 조절 플레이트의 설정 온도는, 용제 분위기 온도 ≤ 온도 조절 플레이트의 설정 온도 ≤ 용제 분위기 온도 ＋2 ℃의 조건을 만족하도록 제어하는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이, 기판 온도가 분위기 온도보다도 대폭으로 낮은 경우에는, 레지스트의 용해 속도는 빠르지만 레지스트가 지나치게 확장되어 마스크하고 싶은 타겟에 대해 충분한 막을 형성할 수 없고, 또한 기판면 내의 온도차에 의해 막 두께가 불균일해진다. 또한, 기판 온도가 분위기 온도 ＋2 ℃보다 크면, 거의 레지스트의 확장량을 얻을 수 없고, 처리에 시간을 필요로 해 생산 효율이 저하된다.
그러나, 상기한 본 발명에 관한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 의해, 기판 온도(온도 조절 플레이트의 설정 온도)를, 용제 분위기 온도 ≤ 온도 조절 플레이트의 설정 온도 ≤ 용제 분위기 온도 ＋2 ℃의 조건을 만족시키도록 제어함으로써, 도8에 도시한 바와 같이 소량(2.43 ㎛ 내지 0.54 ㎛)의 확장량을 얻을 수 있다. 즉, 확장량을 소량의 상태로 유지하면서 안정적으로 레지스트를 용해할 수 있으므로, 충분한 막 두께 균일성을 갖는 레지스트 패턴을 얻을 수 있고, 생산 효율의 저하도 억제할 수 있다.
이하, 본 발명에 관한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 대해 도면에 나타내는 실시 형태를 기초로 하여 설명한다. 도1은 본 발명에 관한 기판 처리 장치로서의 리플로우 유닛을 구비하는 리플로우 패턴 형성 장치의 레이아웃을 나타내는 평면 블럭도이다.
도1에 도시하는 리풀로우 패턴 형성 장치(1)는, 예를 들어 TFT 형성을 위해, 도포 현상 처리 장치(COT/DEV)(50) 및 노광 장치(Exp)(51)에 있어서 레지스트 패턴 형성, 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 반출입하는 카세트 스테이션(C/S)(2)을 구비한다.
또한, 카세트 스테이션(2)에 인접하여 기판 처리부(3)가 설치되고, 이 기판 처리부(3)는 각 유닛 사이에서의 기판(G)의 반송 및 각 유닛에 대한 기판(G)의 반 출입을 행하는 아암 장치를 갖는 기판 반송부(M/A)(4)를 갖는다. 그리고, 도면 중 화살표로 나타내는 기판 처리 방향을 따라서 기판 반송부(4)의 좌우에는 기판(G)을 처리하기 위한 복수의 처리 유닛이 배치되어 있다.
처리 유닛으로서, 도면 중 화살표로 나타내는 처리 방향을 따라서 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 따라서 기판 반송부(4)의 좌측에는 복수의 핫 플레이트 및 쿨 플레이트로 이루어지는 열처리 장치(HP/COL)(8)가 배치된다.
다음에, 본 발명에 관한 기판 처리 장치로서의 리플로우 유닛(7)에 대해 더 설명한다. 도2는 리플로우 유닛(7)의 개략 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 온도로 하여 기판(G)을 온도 조정하기 위한 온도 조절 플레이트(11)가 설치된다. 이 온도 조절 플레이트(11)의 내부에는 온도 조절수가 순환하는 온도 조절수 유로(12)가 형성되고, 이 온도 조절수 유로(12)는 챔버 외부에 설치된 온도 조절기(13)에 접속되어 있다. 즉, 온도 조절기(13)에 순환수가 공급되어 온도 조절기(13)에 있어서 소정의 수온으로 조정되고, 온도 조절 플레이트(11)가 소정의 온도로 조정되도록 구성되어 있다.
또한, 챔버(10) 내에는, 용제 분위기 공급 수단에 의해 상방으로부터 하방을 향해 용제 분위기로서 시너 가스류가 형성된다. 즉, 용제 분위기 공급 수단으로서, 챔버(10) 내에 가스 공급 구멍(14), 가스 배기구(15), 챔버(10) 외에, 가스 공급관(16), 가스 농도 조정기(17), 가스 배기관(18)이 설치되어 있다. 구체적으로는, 상부 챔버(10b)의 천장에 형성된 복수의 가스 공급 구멍(14)으로부터 시너 가스가 공급되어 베이스 챔버(10a)의 바닥면에 형성된 복수의 가스 배기구(15)로부터 시너 가스가 배출되도록 이루어져 있다.
가스 공급 구멍(14)에는 가스 공급관(16)이 접속되고, 이 가스 공급관(16)에는 가스 농도 조정기(17)에 의해 농도가 50 내지 100 ％로 조정된 시너 가스가 공급되도록 구성되어 있다. 또한, 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 시너 가스를 챔버 내에 확산하기 위한 확산 스페이서(19)와, 확산 스페이서(19)에 의해 확산된 시너 가스가 흐르는 방향을 균일화하기 위한 균일화 플레이트(20)와, 가스 배기구(15)를 향해 가스를 정류하기 위한 배기 정류판(21)이 설치되어 있다.
또한, 챔버(10) 내에는 분위기 온도 검출 수단으로서 분위기 온도 센서(23)가 설치되어 챔버 내 분위기의 온도를 검출하도록 이루어져 있다.
분위기 온도 센서(23)의 검출 결과는 온도 조절기(13)를 제어하는 제어 수단인 제어부(24)에 출력되고, 제어부(24)에서는 센서 검출 결과를 기초로 하여 온도 조절 플레이트(11)에 공급되는 온도 조절수 온도를 제어하도록 이루어져 있다.
계속해서, 리플로우 패턴 형성 장치(1)에 의한 처리 공정 및 리플로우 유닛(7)에서의 처리 공정에 대해 각각 설명한다. 우선, 도3의 플로우에 따라서, 도1의 블럭도 및 이미 설명한 도6의 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)으로 반송된다. 또한, 도6의 (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, 도6의 (b)에 도시한 바와 같이 에칭 처리에 의해 포토레지스트(206)의 표면에 생긴 변질층(207)을, 예를 들어 알칼리 용액에 노출시킴으로써 제거하는 전처리가 행해진다(도3의 단계 S1).
리무버 유닛(5)에서의 전처리 후, 도6의 (c)에 나타내는 상태의 기판(G)은 기판 반송부(4)에 의해 재현상 유닛(6)으로 반송된다.
그래서 기판(G)은, 불필요한 박막 부분의 레지스트를 제거하기 위해 재현상 처리가 행해지고, 도6의 (d)에 도시한 바와 같이 후막 부분의 레지스트가 남는 상태가 된다(도3의 단계 S2). 즉, 마스크해야 할 소정 영역인 타겟(Tg)의 주위에 레지스트(206)가 남는 상태로 이루어진다.
계속해서, 기판(G)은 기판 반송부(4)에 의해 열처리 장치(8)로 반송되어 소정의 가열 처리 및 냉각(온도 조정) 처리가 행해진 후, 기판 반송부(4)에 의해 리플로우 유닛(7)으로 반송되고, 그곳으로부터 레지스트(206)를 용해하는 리플로우 처리가 행해진다(도3의 단계 S3). 그리고, 처리 레시피에 정해진 소정 시간의 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)로 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)로 반송된다.
다음에, 도4의 흐름도에 따라서, 도2의 리플로우 유닛(7)의 단면도를 이용하여 리플로우 유닛(7)에서의 처리 공정에 대해 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, 챔버(10) 내에 가스 농도 조정기(17)에 의해 농도가 소정 농도로 조 정된 시너 가스가 공급되어 리플로우 처리가 개시된다(도4의 단계 S31).
리플로우 처리 개시 후, 분위기 온도 센서(23)에 의해 챔버 내의 분위기 온도가 검출되고, 검출 결과가 제어부(24)에 공급된다(도4의 단계 S32).
제어부(24)에서는 설정되어 있는 온도 조절 플레이트(11)의 온도와 분위기 온도 센서(23)에 의해 검출된 온도를 비교하여(도4의 단계 S33), 플레이트 설정 온도가 분위기 온도보다 낮은 경우에는(도4의 단계 S34), 플레이트 설정 온도를, 분위기 온도 ≤ 온도 조절 플레이트의 설정 온도 ≤ 분위기 온도 ＋2 ℃의 범위가 되도록 설정한다(도4의 단계 S35).
한편, 플레이트 설정 온도가 분위기 온도보다 높은 경우에는(도4의 단계 S34), 온도 조절 플레이트의 설정 온도 ≤ 분위기 온도 ＋2 ℃의 범위인지를 판정하여(도4의 단계 S37), 그 범위 외인 경우에는 범위 내가 되도록 플레이트 온도를 설정한다(도4의 단계 S35).
그리고, 이와 같이 플레이트 온도가, 분위기 온도 ≤ 온도 조절 플레이트의 설정 온도 ≤ 분위기 온도 ＋2 ℃의 범위가 되면, 처리 레시피에 정해진 소정 시간이 경과되었는지를 판정하여(도4의 단계 S36), 경과되어 있지 않은 경우에는 소정 시간이 경과될 때까지 리플로우 처리의 동안, 단계 S32로부터의 처리를 반복해서 행한다.
또한, 이 흐름도에 도시한 바와 같이 온도 조절 플레이트(11)의 설정 온도의 범위를 제어하는 것은, 도8의 그래프에 나타낸 바와 같이 소량의 확장량이라도 안정적으로 용해를 진행시킬 수 있는 온도 범위이기 때문이다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 실시 형태에 따르면, 용제 분위기에 의해 포토레지스트를 용해하여 소정 영역을 마스크하는 리플로우 처리에 있어서, 용제 분위기의 온도를 검출하여, 검출된 분위기 온도를 기초로 기판 온도를 조정함으로써 안정된 레지스트 용해를 행할 수 있다.
즉, 확장량을 소량의 상태로 유지하면서 안정적으로 레지스트를 용해할 수 있으므로, 충분한 막 두께 균일성을 갖는 레지스트 패턴을 얻을 수 있고, 생산 효율의 저하도 억제할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서 도2에 도시한 리플로우 유닛(7)의 구성은 챔버(10) 내에 공급되는 시너 가스에 대해, 온도 조정이 이루어지지 않는 것이지만, 그 구성으로 한정되지 않고, 온도 조절 플레이트(11)의 온도 설정에 맞추어 분위기 온도가 조정되는 구성으로 해도 좋다.
그 경우, 예를 들어, 도5에 도시한 바와 같이 온도 조절수가 흐르는 온도 조절수 유로(12)와 가스 공급관(16)이 챔버(10) 내로 도입되기 전에 나선형으로 얽히는 나선부(25)를 설치하는 구성으로 해도 좋다. 단, 이 경우, 챔버(10)의 하방으로부터 상방을 향해 시너 가스가 공급된다.
이와 같은 구성에 따르면, 시너 가스는 나선부(25)에 있어서 온도 조절수에 의해 온도 조절 플레이트(11)의 설정 온도에 근접된 후, 챔버 내에 공급된다. 즉, 분위기 온도 센서(23)에 의해 검출된 분위기 온도가 온도 조절수 설정 온도보다 낮은 경우에는 농도 조정기(17)로부터 공급된 시너 가스가 나선부(25)를 통과함으로써, 온도 조절수보다도 약간 낮은 온도(2 ℃ 이내)까지 올릴 수 있다. 반대로, 분 위기 온도 센서(23)에 의해 검출된 분위기 온도가 온도 조절수 설정 온도보다 높은 경우에는 온도 조절수 온도가 상기 분위기 온도보다도 높은 온도로 재설정된다.
따라서, 도5의 구성에 따르면, 원래의 분위기 온도보다도 높은 범위에서 온도 조절 플레이트(11)를 원하는 온도로 설정할 수 있다는 장점을 얻을 수 있다.
본 발명은 복수회에 걸쳐서 포토레지스트 패턴을 형성하는 공정에 적용할 수 있고, 전자 디바이스 제조 업계 등에 있어서 적절하게 이용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 포토레지스트 패턴을 용해하여 원하는 레지스트 패턴을 형성하는 리플로우 처리에 있어서, 충분한 막 두께 균일성을 갖는 레지스트 패턴을 형성할 수 있고, 또한 생산 효율의 저하를 억제할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 얻을 수 있다.

Claims (4)

  1. 챔버 내에 있어서, 기판에 형성된 포토레지스트 패턴을 용해하여 새로운 포토레지스트 패턴을 형성하는 기판 처리 장치이며,
    상기 기판이 적재되는 동시에, 기판 적재면의 온도를 소정 온도로 하여 기판 온도를 조정하기 위한 온도 조절 플레이트와, 챔버 내에 포토레지스트의 용제 분위기를 공급하는 용제 분위기 공급 수단과, 챔버 내의 분위기 온도를 검출하는 분위기 온도 검출 수단과, 상기 온도 조절 플레이트의 설정 온도를 제어하는 동시에 상기 분위기 온도 검출 수단에 의한 검출 온도가 입력되는 제어 수단을 구비하고,
    상기 제어 수단은 설정되어 있는 상기 온도 조절 플레이트의 온도와, 상기 분위기 온도 검출 수단에 의해 검출된 분위기 온도를 비교하여, 상기 비교 결과를 기초로 하여 온도 조절 플레이트의 설정 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 수단은,
    용제 분위기 온도 ≤ 온도 조절 플레이트의 설정 온도 ≤ 용제 분위기 온도 ＋2 ℃
    의 조건을 만족하도록 상기 온도 조절 플레이트의 설정 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 챔버 내에 있어서, 기판에 형성된 포토레지스트 패턴을 용해하여 새로운 포토레지스트 패턴을 형성하는 기판 처리 방법이며,
    상기 기판을 온도 조절 플레이트에 적재하여 기판 적재면의 온도를 소정 온도로 하여 기판 온도를 조정하는 단계와,
    챔버 내에 포토레지스트의 용제 분위기를 공급하는 단계와,
    챔버 내의 분위기 온도를 검출하는 단계와,
    설정되어 있는 상기 온도 조절 플레이트의 온도와 상기 검출한 분위기 온도를 비교하여, 상기 비교 결과를 기초로 하여 온도 조절 플레이트의 설정 온도를 제어하는 단계를 실행하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 온도 조절 플레이트의 설정 온도를 제어하는 단계에 있어서,
    용제 분위기 온도 ≤ 온도 조절 플레이트의 설정 온도 ≤ 용제 분위기 온도 ＋2 ℃
    의 조건을 만족하도록 상기 온도 조절 플레이트의 설정 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
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