KR20090028421A - 기판처리장치 및 기판처리방법 - Google Patents

기판처리장치 및 기판처리방법 Download PDF

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카즈히토 시게모리
슈이치 야스다
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Abstract

기판의 세정후, 기판의 일면을 덮도록 린스액의 액층이 형성된다. 이어서, 액공급노즐이 기판의 중심부 상방으로부터 바깥쪽을 향해 이동한다. 액공급노즐은, 기판의 중심부 상방으로부터 소정거리 이동한 시점에서 일단 정지한다. 이 기간에, 원심력에 의해 액층이 액층영역 내에서 분단되어, 액층의 중심부에 건조코어가 형성된다. 그 후, 액공급노즐이 다시 바깥쪽을 향해 이동함으로써, 건조코어를 시점으로 하여 린스액이 존재하지 않는 건조영역이 기판상에서 확대한다.
Figure P1020080088316
기판처리장치, 린스액, 처리 불량, 동작 불량, 오염

Description

기판처리장치 및 기판처리방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 발명은 기판에 처리를 실시하기 위한 기판처리장치 및 기판처리방법에 관한 것이다.
반도체기판, 액정표시장치용 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, 광디스크용 기판, 자기디스크용 기판, 광자기디스크용 기판, 포토마스크용 기판 등의 각종 기판에 여러 가지의 처리를 행하기 위해, 기판처리장치가 사용되고 있다.
이러한 기판처리장치에서는, 일반적으로, 1매의 기판에 대하여 복수의 다른 처리가 연속적으로 행해진다. 일본특허공개 2003-324139호 공보에 기재된 기판처리장치는 인덱서블록(indexer block), 반사방지막용 처리블록, 레지스트막용 처리블록, 현상처리블록 및 인터페이스 블록(interface block)에 의해 구성된다. 인터페이스 블록에 인접하도록 기판처리장치와는 별체(別體)의 외부장치인 노광장치가 배치된다.
상기 기판처리장치에 있어서는, 인덱서블록으로부터 반입되는 기판은 반사방지막용 처리블록 및 레지스트막용 처리블록에 있어서 반사방지막의 형성 및 레지스 트막의 도포처리가 행해진 후, 인터페이스 블록을 통하여 노광장치로 반송된다. 노광장치에 있어서 기판상의 레지스트막에 노광처리가 행해진 후, 기판은 인터페이스 블록을 통하여 현상처리블록으로 반송된다. 현상처리블록에 있어서 기판상의 레지스트막에 현상처리가 행해짐으로써 레지스트 패턴이 형성된 후, 기판은 인덱서블록으로 반송된다.
최근, 디바이스의 고밀도화 및 고집적화에 따라, 레지스트 패턴의 미세화가 중요한 과제로 되고 있다. 종래의 일반적인 노광장치에 있어서는, 레티클(reticle)의 패턴을 투영(投影)렌즈를 통하여 기판 위에 축소 투영함으로써 노광처리가 행해져 왔다. 그러나, 이러한 종래의 노광장치에 있어서는, 노광패턴의 선폭(線幅)은 노광장치의 광원의 파장에 따라 결정되기 때문에, 레지스트 패턴의 미세화에 한계가 있었다.
그래서, 노광패턴의 가일층 미세화를 가능하게 하는 투영노광방법으로서, 액침법(液浸法)이 제안되어 있다(예를 들면, 국제공개 제99/49504호 팜플렛 참조). 국제공개 제99/49504호 팜플렛의 투영노광장치에 있어서는, 투영 광학계와 기판 사이에 액체가 채워져 있어, 기판표면에서의 노광 광(光)을 단파장화할 수 있다. 그것에 의해, 노광패턴의 새로운 미세화가 가능하게 된다.
그러나, 상기 국제공개 제99/49504호 팜플렛의 투영노광장치에 있어서는, 기판과 액체가 접촉한 상태에서 노광처리가 행해지므로, 기판은 액체가 부착된 상태에서 노광장치로부터 반출된다. 그 때문에, 상기 일본특허공개 2003-324139호 공보의 기판처리장치에 상기 국제공개 제99/49504호 팜플렛에 기재되어 있는 바와 같 은 액침법을 사용한 노광장치를 외부장치로서 설치하는 경우, 노광장치로부터 반출된 기판에 부착되어 있는 액체가 기판처리장치 안으로 낙하하여, 기판처리장치의 전기계통의 이상(異常) 등의 동작 불량이 발생할 우려가 있다.
또한, 노광처리 후의 기판에 액체가 부착되어 있으면, 그 기판에 먼지 등이 부착되기 쉬워짐과 아울러, 기판에 부착되는 액체가 기판 위에 형성되어 있는 막에 악영향을 줄 경우가 있다. 이들에 기인하여, 기판에 처리 불량이 발생할 우려가 있다.
본 발명의 목적은 노광장치에 있어서 기판에 부착된 액체에 의한 동작 불량 및 처리 불량이 방지된 기판처리장치 및 기판처리방법을 제공하는 것이다.
(1) 본 발명의 한 국면에 따른 기판처리장치는, 노광장치에 인접하도록 배치되는 기판처리장치로서, 기판에 처리를 행하기 위한 처리부와, 상기 처리부와 노광장치와의 사이에서 기판의 주고받기를 행하기 위한 주고받기부를 구비하고, 처리부 및 주고받기부 중 적어도 한쪽은, 기판의 건조처리를 행하는 건조처리유닛을 포함하고, 건조처리유닛은, 기판을 대략 수평으로 보유지지하는 기판보유지지장치와, 기판보유지지장치에 의해 보유지지된 기판을 그 기판에 수직인 축의 둘레로 회전시키는 회전구동장치와, 기판보유지지장치에 의해 보유지지된 기판 상에 린스액을 공급하는 린스액공급부와, 회전하는 기판의 중심부로부터 주연부(周緣部)에 연속적으로 린스액이 공급되도록 린스액공급부를 이동시키는 린스액공급이동기구를 포함하 며, 린스액공급이동기구는, 기판의 중심부로부터 소정거리 떨어진 위치에 린스액이 공급되는 상태에서 린스액 공급부의 이동을 일시적으로 정지시키는 것이다.
이 기판처리장치에 있어서는, 처리부에 의해 기판에 소정의 처리가 행하여지고, 주고받기부에의해 그 기판이 처리부로부터 노광장치로 주고받기된다. 노광장치에 의해 기판에 노광처리가 행하여진 후, 그 기판이 주고받기부에 의해 노광장치로부터 처리부로 주고받기된다. 노광장치에 의한 노광처리 전 또는 노광처리 후에는 건조처리유닛에 의해 기판의 건조처리가 행하여진다.
건조처리유닛에 있어서는, 기판이 기판보유지지장치에 의해 대략 수평으로 보유지지된 상태에서 회전구동장치에 의해 회전한다. 그리고, 린스액 공급부가 기판에 린스액을 공급하면서 린스액공급이동기구에 의해 이동한다. 이에 의해, 기판의 중심부로부터 주연부에 연속적으로 린스액이 공급된다.
회전하는 기판의 중심부에 린스액이 공급됨으로써 기판 상에 린스액의 액층이 형성된다. 이어서, 기판 상에 있어서의 린스액의 공급위치가 기판의 중심부로부터 주연부로 이동한다. 이에 의해, 액층의 중심부에 린스액이 존재하지 않는 건조영역이 형성된다. 그 후, 기판 상에 환 형상의 액층이 일체로 보유지지된 상태에서, 원심력에 의해 건조영역이 액층의 중심부로부터 바깥쪽으로 확대해 간다. 이 경우, 액층의 표면장력에 의해, 건조영역 내에 미소 액적이 형성되는 것이 방지된다.
또한, 기판의 중심부로부터 소정 거리 떨어진 위치에 린스액이 공급되는 상태에서 린스액 공급부의 이동을 일시적으로 정지시킴으로써, 기판 상의 액층이 복 수의 부분으로 분단되는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해, 액층의 중심부로부터 확실하게 하나의 건조영역을 확대시킬 수 있다. 따라서, 안정되게 기판의 건조를 진행시킬 수 있는 동시에, 기판 상에 있어서의 미소 액적의 형성을 더 확실하게 방지할 수 있다.
이러한 건조 처리가 노광처리 후의 기판에 행하여질 경우, 노광장치에 있어서 기판에 액체가 부착되어도, 그 액체가 기판처리장치 내에 낙하하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 기판처리장치의 동작불량을 방지할 수 있다.
또한, 기판 상에 잔류하는 액체에 분위기 중의 먼지 등이 부착되는 것이 방지된다. 더욱이, 기판 상에 잔류하는 액체가 기판 상의 막에 악영향을 주는 것이 방지된다. 따라서, 기판의 처리불량을 방지할 수 있다.
한편, 건조처리가 노광처리 전의 기판에 행하여질 경우, 기판 상에 액층이 형성됨으로써, 노광처리 전의 처리공정에서 기판에 부착된 먼지 등을 노광처리 전에 제거할 수 있다. 그 결과, 노광장치 내의 오염을 방지할 수 있고, 기판의 처리불량을 방지할 수 있다.
(2) 회전구동장치는, 기판의 중심부에 린스액이 공급되는 상태에서 기판이 제1 회전속도로 회전하고, 기판의 주연부(周緣部)에 린스액이 공급되는 상태에서 기판이 제1 회전속도보다 낮은 제2 회전속도로 회전하도록 기판의 회전속도를 단계적 또는 연속적으로 변화시켜도 좋다.
기판의 주연부의 주(周)속도는 기판의 중심부의 주속도보다 크다. 그 때문에, 기판의 주연부에 공급되는 린스액은 기판의 중심부에 공급되는 린스액보다 비 산하기 쉽다. 그래서, 기판의 주연부에 린스액이 공급되는 상태에서의 기판의 회전속도를 기판의 중심부에 린스액이 공급되는 상태에서의 기판의 회전속도보다 낮게 설정함으로써, 기판의 주연부에 공급되는 린스액이 비산하는 것을 방지할 수 있는다. 이에 의해, 비산한 린스액이 기판의 건조영역 내에 재부착하는 것을 방지할 수 있고, 기판 상에 미소(微小) 액적이 잔류하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
(3) 린스액 공급부는, 제1 유량으로 기판의 중심부에 린스액을 공급하고, 제1 유량보다 적은 제2 유량으로 기판의 주연부에 린스액을 공급하도록 린스액의 유량을 단계적 또는 연속적으로 변화시켜도 좋다.
이 경우, 기판의 주연부에 공급되는 린스액이 비산하는 것이 방지된다. 따라서, 비산한 린스액이 기판의 건조영역 내에 재부착하는 것을 방지할 수 있고, 기판 상에 미소 액적이 잔류하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
(4) 린스액 공급부는, 제1 공급압으로 기판의 중심부에 린스액을 공급하고, 제1 공급압보다 낮은 제2 공급압으로 기판의 주연부에 린스액을 공급하도록 린스액의 공급압을 단계적 또는 연속적으로 변화시켜도 좋다.
이 경우, 기판의 주연부에 공급되는 린스액이 비산하는 것이 방지된다. 따라서, 비산한 린스액이 기판의 건조영역 내에 재부착하는 것을 방지할 수 있고, 기판 상에 미소 액적이 잔류하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
(5) 건조처리유닛은, 린스액 공급부에 의해 기판의 중심으로부터 떨어진 위치에 린스액이 공급되는 상태에서, 기판의 중심부에 가스를 내뿜는 가스공급부를 더 포함해도 좋다.
이 경우, 기판상의 액층에 건조영역이 형성된 직후에, 가스공급부에 의해 기판의 중심부에 가스를 내뿜음으로써, 그 건조영역을 순시(瞬時)에 확대할 수 있다. 이에 의해, 기판상의 액층이 복수의 부분으로 분단되는 것을 더 확실하게 방지할 수 있다. 따라서, 더 안정되게 기판의 건조를 진행시킬 수 있는 동시에, 기판상에 있어서의 미소 액적의 형성을 더 확실하게 방지할 수 있다.
(6) 건조처리유닛은, 기판상에 있어서의 가스의 공급위치가 린스액 공급부에 의한 린스액의 공급위치보다 기판의 중심부에 가까운 위치에서 기판의 중심부로부터 기판의 주변부로 이동하도록 가스공급부를 이동시키는 가스공급이동기구를 더 포함해도 좋다.
이 경우, 기판상의 건조영역에 가스가 내뿜어지므로 .건조영역 내에 있어서의 미소 액적의 잔류가 더 확실하게 방지된다. 또한, 건조영역을 확실하게 확대시킬 수 있으므로, 효율 좋고 확실하게 기판을 건조시킬 수 있다.
(7) 처리부는, 기판에 감광성 재료로 이루어지는 감광성 막을 형성하는 감광성 막 형성유닛과, 노광처리 후의 기판에 현상처리를 행하는 현상처리유닛을 더 포함하고, 건조처리유닛은, 노광장치에 의한 노광처리 후이자 현상처리유닛에 의한 현상처리 전에 기판의 건조처리를 행하여도 좋다.
이 경우, 기판에 노광처리가 시행되고 나서 현상처리가 시행될 때까지의 기간에, 감광성 막 위에 액체가 잔류하는 것이 방지된다. 이에 의해, 노광처리 후의 감광성 막으로 진행하는 반응이 잔류액체에 의해 저해되는 것이 방지된다. 또한, 잔류액체에 의해 노광패턴이 변형하는 것이 방지된다. 따라서, 현상처리시에 있어 서의 선폭(線幅)정밀도 저하 등의 처리불량이 확실하게 방지된다.
(8) 본 발명의 다른 국면을 따른 기판처리방법은, 노광장치에 인접하도록 배치되고, 처리부 및 주고받기부를 포함하는 기판처리장치에서 기판을 처리하는 기판처리방법으로서, 처리부에 의해 기판에 노광 전의 처리를 행하는 공정과, 처리부에 의해 처리된 기판을 주고받기부에 의해 처리부로부터 노광장치에 주고받는 공정과, 노광장치에 의한 노광처리 후의 기판을 주고받기부에 의해 노광장치로부터 처리부에 주고받는 공정과, 처리부에 의해 기판에 노광처리 후의 처리를 행하는 공정과, 처리부 및 주고받기부 중 적어도 한쪽에서 기판에 건조처리를 행하는 공정을 구비하고, 기판에 건조처리를 행하는 공정은, 기판을 대략 수평으로 보유지지하면서 기판에 수직한 축의 둘레로 회전시키는 공정과, 린스액 공급부를 이동시킴으로써 회전하는 기판의 중심부로부터 주변부에 연속적으로 린스액을 공급하는 공정을 포함하며, 린스액을 공급하는 공정은, 기판의 중심부로부터 소정거리 떨어진 위치에 린스액이 공급되는 상태에서 린스액 공급부의 이동을 일시적으로 정지시키는 것을 포함하는 것이다.
이 기판처리방법에서는, 처리부에 의해 기판에 노광처리 전의 처리가 행하여지고, 주고받기부에 의해 그 기판이 처리부로부터 노광장치로 주고받기된다. 노광 장치에 의해 기판에 노광처리가 행하여진 후, 그 기판이 주고받기부에 의해 노광장치로부터 처리부로 주고받기되어져, 그 기판에 노광처리 후의 처리가 행하여진다. 노광장치에 의한 노광처리 전 또는 노광처리 후에는, 처리부 및 주고받기부 중 적어도 한쪽에서 건조처리유닛에 의해 기판에 건조처리가 행하여진다.
건조처리시에는, 기판이 대략 수평으로 보유지지된 상태에서 회전한다. 그리고, 린스액 공급부가 린스액을 공급하면서 이동하여, 회전하는 기판의 중심부로부터 주변부에 연속적으로 린스액이 공급된다. 회전하는 기판의 중심부에 린스액이 공급됨으로써 기판 상에 린스액의 액층이 형성된다. 이어서, 기판상에 있어서의 린스액의 공급위치가 기판의 중심부로부터 주변부로 이동한다. 이에 의해, 액층의 중심부에 린스액이 존재하지 않는 건조영역이 형성된다. 그 후, 기판 상에 환 형상의 액층이 일체로 유지된 상태에서, 원심력에 의해 건조영역이 액층의 중심부로부터 바깥쪽으로 확대해 간다. 이 경우, 액층의 표면장력에 의해, 건조영역 내에 미소 액적이 형성되는 것이 방지된다.
또한, 기판의 중심부로부터 소정거리 떨어진 위치에 린스액이 공급되는 상태에서 린스액 공급부의 이동이 일시적으로 정지한다. 이에 의해, 기판상의 액층이 복수의 부분으로 분단되는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 액층의 중심부로부터 확실하게 하나의 건조영역을 확대시킬 수 있다. 따라서, 안정되게 기판의 건조를 진행시킬 수 있는 동시에, 기판상에 있어서의 미소 액적의 형성을 더 확실하게 방지할 수 있다.
이러한 건조처리가 노광처리 후의 기판에 행하여질 경우, 노광장치에서 기판에 액체가 부착되어도, 그 액체가 기판처리장치 내에 낙하하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 기판처리장치의 동작불량을 방지할 수 있다.
또한, 기판 상에 잔류하는 액체에 분위기 중의 먼지 등이 부착되는 것이 방 지된다. 더욱이, 기판 상에 잔류하는 액체가 기판상의 막에 악영향을 주는 것이 방지된다. 따라서, 기판의 처리불량을 방지할 수 있다.
한편, 건조처리가 노광처리 전의 기판에 행하여질 경우, 기판 상에 액층이 형성됨으로써, 노광처리 전의 처리공정에서 기판에 부착된 먼지 등을 노광처리 전에 제거할 수 있다. 그 결과, 노광장치 내의 오염을 방지할 수 있고, 기판의 처리불량을 방지할 수 있다.
본 발명에 의하면, 노광장치에 의한 노광처리 전 또는 노광처리 후의 기판에 건조처리가 행하여진다. 건조처리가 노광처리 후의 기판에 행하여질 경우, 노광장치에서 기판에 액체가 부착되어도, 그 액체가 기판처리장치 내에 낙하하는 것을 방지할 수 있다, 그 결과, 기판처리장치의 동작불량을 방지할 수 있다.
또한, 기판 상에 잔류하는 액체에 분위기 중의 먼지 등이 부착되는 것이 방지된다. 더욱이, 기판 상에 잔류하는 액체가 기판상의 막에 악영향을 주는 것이 방지된다. 따라서, 기판의 처리불량을 방지할 수 있다.
한편, 건조처리가 노광처리 전의 기판에 행하여질 경우, 기판 상에 액층이 형성됨으로써, 노광처리 전의 처리공정에서 기판에 부착된 먼지 등을 노광처리 전에 제거할 수 있다. 그 결과, 노광장치 내의 오염을 방지할 수 있고, 기판의 처리불량을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태에 의한 기판처리장치에 대해서 도면을 사용해서 설명한다. 이하의 설명에서, 기판이란, 반도체기판, 액정표시장치용 기판, 플라즈 마 디스플레이용 기판, 포토마스크용 유리기판, 광디스크용 기판, 자기디스크용 기판, 광자기디스크용 기판, 포토마스크용 기판 등을 말한다.
(1) 기판처리장치의 구성
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 의한 기판처리장치의 평면도이다. 또한, 도 1 및 후술하는 도 2∼도 4에는, 위치 관계를 명확히 하기 위해 서로 직교하는 X 방향, Y방향 및 Z방향을 나타내는 화살표를 붙이고 있다. X방향 및 Y방향은 수평면 내에서 서로 직교하고, Z방향은 연직(鉛直)방향에 상당한다. 또한, 각 방향에 있어서, 화살표가 향하는 방향을 +방향, 그 반대인 방향을 -방향으로 한다. 또한, Z방향을 중심으로 하는 회전방향을 θ방향으로 하고 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 기판처리장치(500)는 인덱서블록(9), 반사방지막용 처리블록(10), 레지스트막용 처리블록(11), 현상처리블록(12), 레지스트커버막용 처리블록(13), 레지스트커버막 제거블록(14) 및 인터페이스 블록(15)을 포함한다. 또한, 인터페이스 블록(15)에 인접하도록 노광장치(16)가 배치된다. 노광장치(16)에 있어서는, 액침법에 의해 기판(W)에 노광처리가 행해진다.
이하, 인덱서블록(9), 반사방지막용 처리블록(10), 레지스트막용 처리블록(11), 현상처리블록(12), 레지스트커버막용 처리블록(13), 레지스트커버막 제거블록(14) 및 인터페이스 블록(15)의 각각을 처리블록이라고 부른다.
인덱서블록(9)은 각 처리블록의 동작을 제어하는 메인 컨트롤러(main controller)(제어부)(30), 복수의 캐리어(carrier)재치대(載置台)(40) 및 인덱서로봇(indexer robert)(IR)을 포함한다. 인덱서로봇(IR)에는, 기판(W)을 주고받기 위 한 핸드(hand)(IRH)가 설치된다.
반사방지막용 처리블록(10)은 반사방지막용 열처리부(100, 101), 반사방지막용 도포처리부(50) 및 제1 센터로봇(center robert)(CR1)을 포함한다. 반사방지막용 도포처리부(50)는 제1 센터로봇(CR1)을 사이에 두고 반사방지막용 열처리부(100, 101)에 대향하여 설치된다. 제1 센터로봇(CR1)에는, 기판(W)을 주고받기 위한 핸드(CRH1, CRH1)가 상하에 설치된다.
인덱서블록(9)과 반사방지막용 처리블록(10) 사이에는, 분위기차단용의 격벽(17)이 설치된다. 이 격벽(17)에는, 인덱서블록(9)과 반사방지막용 처리블록(10) 사이에서 기판(W)의 주고 받기를 행하기 위한 기판재치부(PASS1, PASS2)가 상하에 근접하여 설치된다. 위쪽의 기판재치부(PASS1)는 기판(W)을 인덱서블록(9)으로부터 반사방지막용 처리블록(10)으로 반송할 때에 사용되며, 아래쪽의 기판재치부(PASS2)는 기판(W)을 반사방지막용 처리블록(10)으로부터 인덱서블록(9)으로 반송할 때에 사용될 수 있다.
또한, 기판재치부(PASS1, PASS2)에는, 기판(W)의 유무를 검출하는 광학식의 센서(도시하지 않음)이 설치되어 있다. 그것에 의해, 기판재치부(PASS1, PASS2)에 서, 기판(W)이 재치되어 있는지 여부의 판정을 행하는 것이 가능하게 된다. 또한, 기판재치부(PASS1, PASS2)에는, 고정 설치된 복수개의 지지핀(pin)이 설치되어 있다. 또한, 상기 광학식의 센서 및 지지핀은 후술하는 기판재치부(PASS3∼PASSl3)에도 마찬가지로 설치된다.
레지스트막용 처리블록(11)은 레지스트막용 열처리부(110, 111), 레지스트막 용 도포처리부(60) 및 제2 센터로봇(CR2)을 포함한다. 레지스트막용 도포처리부(60)은 제2 센터로봇(CR2)을 사이에 두고 레지스트막용 열처리부(110, 111)에 대향하여 설치된다. 제2 센터로봇(CR2)에는, 기판(W)을 주고받기 위한 핸드(CRH3, CRH4)가 상하에 설치된다.
반사방지막용 처리블록(10)과 레지스트막용 처리블록(11) 사이에는, 분위기차단용의 격벽(18)이 설치된다. 이 격벽(18)에는, 반사방지막용 처리블록(10)과 레지스트막용 처리블록(11) 사이에서 기판(W)의 주고 받기를 행하기 위한 기판재치부(PASS3, PASS4)가 상하에 근접하여 설치된다. 위쪽의 기판재치부(PASS3)는 기판(W)을 반사방지막용 처리블록(10)으로부터 레지스트막용 처리블록(11)으로 반송할 때에 사용되며, 아래쪽의 기판재치부(PASS4)는 기판(W)을 레지스트막용 처리블록(11)으로부터 반사방지막용 처리블록(10)으로 반송할 때에 사용될 수 있다.
현상처리블록(12)은 현상용 열처리부(120, 121), 현상처리부(70) 및 제3 센터로봇(CR3)을 포함한다. 현상처리부(70)는 제3 센터로봇(CR3)을 사이에 두고 현상용 열처리부(120, 121)에 대향하여 설치된다. 제3 센터로봇(CR3)에는, 기판(W)을 주고받기 위한 핸드(CRH5, CRH6)가 상하에 설치된다.
레지스트막용 처리블록(11)과 현상처리블록(12) 사이에는, 분위기차단용의 격벽(19)이 설치된다. 이 격벽(19)에는, 레지스트막용 처리블록(11)과 현상처리블록(12) 사이에서 기판(W)의 주고 받기를 행하기 위한 기판재치부(PASS5, PASS6)가 상하에 근접하여 설치된다. 위쪽의 기판재치부(PASS5)는 기판(W)을 레지스트막용 처리블록(11)으로부터 현상처리블록(12)으로 반송할 때에 사용되며, 아래쪽의 기판 재치부(PASS6)는 기판(W)을 현상처리블록(12)로부터 레지스트막용 처리블록(11)으로 반송할 때에 사용될 수 있다.
레지스트커버막용 처리블록(13)은 레지스트커버막용 열처리부(130, 131), 레지스트커버막용 도포처리부(80) 및 제4 센터로봇(CR4)을 포함한다. 레지스트커버막용 도포처리부(80)는 제4 센터로봇(CR4)을 사이에 두고 레지스트커버막용 열처리부(130, 131)에 대향하여 설치된다. 제4 센터로봇(CR4)에는, 기판(W)을 주고받기 위한 핸드(CRH7, CRH8)가 상하에 설치된다.
현상처리블록(12)과 레지스트커버막용 처리블록(13) 사이에는, 분위기차단용의 격벽(20)이 설치된다. 이 격벽(20)에는, 현상처리블록(12)과 레지스트커버막용 처리블록(13) 사이에서 기판(W)의 주고 받기를 행하기 위한 기판재치부(PASS7, PASS8)가 상하에 근접하여 설치된다. 위쪽의 기판재치부(PASS7)는 기판(W)을 현상처리블록(12)으로부터 레지스트커버막용 처리블록(13)으로 반송할 때에 사용되며, 아래쪽의 기판재치부(PASS8)는 기판(W)을 레지스트커버막용 처리블록(13)으로부터 현상처리블록(12)으로 반송할 때에 사용될 수 있다.
레지스트커버막 제거블록(14)은 노광후 베이킹용 열처리부(140, 141), 레지스트커버막제거용 처리부(90) 및 제5 센터로봇(CR5)을 포함한다. 노광후 베이킹용 열처리부(141)는 인터페이스 블록(15)에 인접하고, 후술하는 바와 같이 기판재치부(PASS11, PASS12)를 구비한다. 레지스트커버막제거용 처리부(90)는 제5 센터로봇(CR5)을 사이에 두고 노광후 베이킹용 열처리부(140, 141)에 대향하여 설치된다. 제5 센터로봇(CR5)에는, 기판(W)을 주고받기 위한 핸드(CRH9, CRH10)가 상하에 설 치된다.
레지스트커버막용 처리블록(13)과 레지스트커버막 제거블록(14) 사이에는, 분위기차단용의 격벽(21)이 설치된다. 이 격벽(21)에는, 레지스트커버막용 처리블록(13)과 레지스트커버막 제거블록(14) 사이에서 기판(W)의 주고 받기를 행하기 위한 기판재치부(PASS9, PASS10)가 상하에 근접하여 설치된다. 위쪽의 기판재치부(PASS9)는 기판(W)을 레지스트커버막용 처리블록(13)으로부터 레지스트커버막 제거블록(14)으로 반송할 때에 사용되며, 아래쪽의 기판재치부(PASSlO)는 기판(W)을 레지스트커버막 제거블록(14)으로부터 레지스트커버막용 처리블록(13)으로 반송할 때에 사용될 수 있다.
인터페이스 블록(15)은 이송버퍼부(sending buffer unit)(SBF), 세정/건조처리유닛(SD1), 제6 센터로봇(CR6), 에지(edge)노광부(EEW), 귀환버퍼부(RBF), 재치겸냉각유닛(PASS-CP)(이하, P-CP로 약기(略記)함), 기판재치부(PASS13), 인터페이스용 반송기구(IFR) 및 세정/건조처리유닛(SD2)을 포함한다. 또한, 세정/건조처리유닛(SD1)은 노광처리 전의 기판(W)의 세정 및 건조처리를 행하고, 세정/건조처리유닛(SD2)은 노광처리 후의 기판(W)의 세정 및 건조처리를 행한다. 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)의 상세한 사항은 후술한다.
또한, 제6 센터로봇(CR6)에는, 기판(W)을 주고받기 위한 핸드(CRH11, CRH12)(도 4 참조)가 상하에 설치되며, 인터페이스용 반송기구(IFR)에는, 기판(W)을 주고받기 위한 핸드(H1, H2)(도 4참조)가 상하에 설치된다. 인터페이스 블록(15)의 상세한 사항에 대해서는 후술한다.
본 실시형태에 의한 기판처리장치(500)에 있어서는, Y방향을 따라 인덱서블록(9), 반사방지막용 처리블록(10), 레지스트막용 처리블록(11), 현상처리블록(12), 레지스트커버막용 처리블록(13), 레지스트커버막 제거블록(14) 및 인터페이스 블록(15)이 순서대로 병설(竝設)되어 있다.
도 2는 도 1의 기판처리장치(500)를 +X방향에서 본 개략 측면도이며, 도 3은 도 1의 기판처리장치(500)을 -X방향에서 본 개략 측면도이다. 또한, 도 2에 있어서는, 기판처리장치(500)의 +X측에 설치되는 것을 주로 나타내며, 도 3에 있어서는, 기판처리장치(500)의 -X측에 설치되는 것을 주로 나타내고 있다.
먼저, 도 2를 이용하여, 기판처리장치(500)의 +X측의 구성에 대해 설명한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 반사방지막용 처리블록(10)의 반사방지막용 도포처리부(50)(도 1 참조)에는, 3개의 도포유닛(BARC)이 상하에 적층 배치되어 있다. 각 도포유닛(BARC)은 기판(W)을 수평자세로 흡착 지지해서 회전하는 스핀척(spin chuck)(51) 및 스핀척(51) 위에 지지된 기판(W)에 반사방지막의 도포액을 공급하는 공급노즐(nozzle)(52)을 구비한다.
레지스트막용 처리블록(11)의 레지스트막용 도포처리부(60)(도 1 참조)에는, 3개의 도포유닛(RES)이 상하에 적층 배치되어 있다. 각 도포유닛(RES)은 기판(W)을 수평자세로 흡착 지지해서 회전하는 스핀척(61) 및 스핀척(61) 위에 지지된 기판(W)에 레지스트막의 도포액을 공급하는 공급노즐(62)을 구비한다.
현상처리블록(12)의 현상처리부(70)에는, 5개의 현상처리유닛(DEV)이 상하에 적층 배치되어 있다. 각 현상처리유닛(DEV)은 기판(W)을 수평자세로 흡착 지지해 서 회전하는 스핀척(71) 및 스핀척(71) 위에 지지된 기판(W)에 현상액을 공급하는 공급노즐(72)을 구비한다.
레지스트커버막용 처리블록(13)의 레지스트커버막용 도포처리부(80)에는, 3개의 도포유닛(COV)이 상하에 적층 배치되어 있다. 각 도포유닛(COV)은 기판(W)을 수평자세로 흡착 지지해서 회전하는 스핀척(81) 및 스핀척(81) 위에 지지된 기판(W)에 레지스트커버막의 도포액을 공급하는 공급노즐(82)을 구비한다. 레지스트커버막의 도포액으로서는, 레지스트 및 물과의 친화력이 낮은 재료(레지스트 및 물과의 반응성이 낮은 재료)를 사용할 수 있다. 예를 들면, 불소수지이다. 도포유닛(COV)은 기판(W)을 회전시키면서 기판(W) 위에 도포액을 도포함으로써, 기판(W) 위에 형성된 레지스트막 위에 레지스트커버막을 형성한다.
레지스트커버막 제거블록(14)의 레지스트커버막제거용 처리부(90)에는, 3개의 제거유닛(REM)이 상하에 적층 배치되어 있다. 각 제거유닛(REM)은 기판(W)을 수평자세로 흡착 지지해서 회전하는 스핀척(91) 및 스핀척(91) 위에 지지된 기판(W)에 박리액(예를 들면, 불소수지)을 공급하는 공급노즐(92)을 구비한다. 제거유닛(REM)은 기판(W)을 회전시키면서 기판(W) 위에 박리액을 도포함으로써, 기판(W) 위에 형성된 레지스트커버막을 제거한다.
또한, 제거유닛(REM)에서의 레지스트커버막의 제거 방법은 상기 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 기판(W)의 위쪽에서, 슬릿노즐(slit nozzle)을 이동시키면서 기판(W) 위에 박리액을 공급함으로써 레지스트커버막을 제거해도 좋다.
인터페이스 블록(15) 내의 +X측에는, 에지노광부(EEW) 및 3개의 세정/건조처 리유닛(SD2)가 상하에 적층 배치된다. 각 에지노광부(EEW)는 기판(W)을 수평자세로 흡착 지지해서 회전하는 스핀척(98) 및 스핀척(98) 위에 지지된 기판(W)의 주변을 노광하는 광조사기(99)를 구비한다.
다음으로, 도 3을 이용하여, 기판처리장치(500)의 -X측의 구성에 대해 설명한다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 반사방지막용 처리블록(10)의 반사방지막용 열처리부(100, 101)에는, 2개의 가열유닛(핫플레이트(hot plate))(HP) 및 2개의 냉각유닛(쿨링플레이트(cooling plate))(CP)이 각각 적층 배치된다. 또한, 반사방지막용 열처리부(100, 101)에는, 최상부에 가열유닛(HP) 및 냉각유닛(CP)의 온도를 제어하는 로컬 컨트롤러(local controller)(LC)이 각각 배치된다.
레지스트막용 처리블록(11)의 레지스트막용 열처리부(110, 111)에는, 2개의 가열유닛(HP) 및 2개의 냉각유닛(CP)이 각각 적층 배치된다. 또한, 레지스트막용 열처리부(110, 111)에는, 최상부에 가열유닛(HP) 및 냉각유닛(CP)의 온도를 제어하는 로컬 컨트롤러(LC)이 각각 배치된다.
현상처리블록(12)의 현상용 열처리부(120, 121)에는, 2개의 가열유닛(HP) 및 2개의 냉각유닛(CP)이 각각 적층 배치된다. 또한, 현상용 열처리부(120, 121)에는, 최상부에 가열유닛(HP) 및 냉각유닛(CP)의 온도를 제어하는 로컬 컨트롤러(LC)이 각각 배치된다.
레지스트커버막용 처리블록(13)의 레지스트커버막용 열처리부(130, 131)에는, 2개의 가열유닛(HP) 및 2개의 냉각유닛(CP)이 각각 적층 배치된다. 또한, 레지스트커버막용 열처리부(130, 131)에는, 최상부에 가열유닛(HP) 및 냉각유닛(CP) 의 온도를 제어하는 로컬 컨트롤러(LC)이 각각 배치된다.
레지스트커버막 제거블록(14)의 노광후 베이킹용 열처리부(140)에는, 2개의 가열유닛(HP) 및 2개의 냉각유닛(CP)이 상하에 적층 배치되고, 노광후 베이킹용 열처리부(141)에는, 2개의 가열유닛(HP), 2개의 냉각유닛(CP) 및 기판재치부(PASS11, PASS12)가 상하에 적층 배치된다. 또한, 노광후 베이킹용 열처리부(140, 141)에는, 최상부에 가열유닛(HP) 및 냉각유닛(CP)의 온도를 제어하는 로컬 컨트롤러(LC)이 각각 배치된다.
다음으로, 도 4를 이용하여 인터페이스 블록(15)에 대해서 상세히 설명한다.
도 4는 인터페이스 블록(15)을 +Y측에서 본 개략 측면도이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 인터페이스 블록(15) 내에 있어서, -X측에는, 이송버퍼부(SBF) 및 3개의 세정/건조처리유닛(SD1)이 적층 배치된다. 또한, 인터페이스 블록(15) 내에 있어서, +X측의 상부에는, 에지노광부(EEW)가 배치된다.
에지노광부(EEW)의 아래쪽에 있어서, 인터페이스 블록(15) 내의 대략 중앙부에는, 귀환버퍼부(RBF), 2개의 재치겸냉각유닛(P-CP) 및 기판재치부(PASS13)가 상하에 적층 배치된다. 에지노광부(EEW)의 아래쪽에 있어서, 인터페이스 블록(15) 내의 +X측에는, 3개의 세정/건조처리유닛(SD2)이 상하에 적층 배치된다.
또한, 인터페이스 블록(15) 내의 하부에는, 제6 센터로봇(CR6) 및 인터페이스용 반송기구(IFR)가 설치되어 있다. 제6 센터로봇(CR6)은 이송버퍼부(SBF) 및 세정/건조처리유닛(SD1)과, 에지노광부(EEW), 귀환버퍼부(RBF), 재치겸냉각유닛(P-CP) 및 기판재치부(PASS13) 사이에서 상하 이동 가능하면서도 회동 가능하게 설치 되어 있다. 인터페이스용 반송기구(IFR)는 귀환버퍼부(RBF), 재치겸냉각유닛(P-CP) 및 기판재치부(PASS13)과, 세정/건조처리유닛(SD2) 사이에서 상하이동 가능하면서도 회동 가능하게 설치되어 있다.
(2) 기판처리장치의 동작
다음으로, 본 실시형태에 의한 기판처리장치(500)의 동작에 대해서 도 1∼도 4를 참조하면서 설명한다.
(2-1)인덱서블록∼레지스트커버막 제거블록의 동작
먼저, 인덱서블록(9)∼레지스트커버막 제거블록(14)의 동작에 대해서 간단히 설명한다.
인덱서블록(9)의 캐리어 재치대(40) 위에는, 복수매의 기판(W)을 다단(多段)으로 수납하는 캐리어(C)가 반입된다. 인덱서로봇(IR)은 핸드(IRH)를 사용하여 캐리어(C) 내에 수납된 미(未)처리의 기판(W)을 꺼낸다. 그 후, 인덱서로봇(IR)은 ±X방향으로 이동하면서 ±θ방향으로 회전 이동하여, 미처리의 기판(W)을 기판재치부(PASS1)에 재치한다.
본 실시형태에 있어서는, 캐리어(C)로서 FOUP(front opening unified pod)를 채용하고 있지만, 이것에 한정되지 않으며, SMIF(Standard Mechanical Inter Face) 포드(pod)나 수납 기판(W)을 외기(外氣)에 노출하는 OC(open cassette) 등을 사용해도 좋다.
또한, 인덱서로봇(IR), 제1∼제6 센터로봇(CR1∼CR6) 및 인터페이스용 반송기구(IFR)에는, 각각 기판(W)에 대하여 직선적으로 슬라이딩시켜 핸드의 진퇴 동작 을 행하는 직동형(直動型) 반송로봇을 사용하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 관절을 움직임으로서 직선적으로 핸드의 진퇴 동작을 행하는 다관절형(多關節型) 반송로봇을 사용해도 좋다.
기판재치부(PASS1)에 재치된 미처리의 기판(W)은 반사방지막용 처리블록(10)의 제1 센터로봇(CR1)에 의해 받아진다. 제1 센터로봇(CRl)은 그 기판(W)을 반사방지막용 열처리부(100, 101)에 반입한다.
그 후, 제1 센터로봇(CRl)은 반사방지막용 열처리부(100, 101)로부터 열처리가 끝난 기판(W)을 꺼내서, 그 기판(W)을 반사방지막용 도포처리부(50)에 반입한다. 이 반사방지막용 도포처리부(50)에서는, 노광시에 발생하는 저재파(低在波)나 할레이션(halation)을 감소시키기 위해서, 도포유닛(BARC)에 의해 기판(W) 위에 반사방지막이 도포 형성된다.
이어서, 제1 센터로봇(CR1)은 반사방지막용 도포처리부(50)로부터 도포처리가 끝난 기판(W)을 꺼내서, 그 기판(W)을 반사방지막용 열처리부(100, 101)에 반입한다. 그 후, 제1 센터로봇(CR1)은 반사방지막용 열처리부(100, 101)로부터 열처리가 끝난 기판(W)을 꺼내서, 그 기판(W)을 기판재치부(PASS3)에 재치한다.
기판재치부(PASS3)에 재치된 기판(W)은 레지스트막용 처리블록(11)의 제2 센터로봇(CR2)에 의해 받아진다. 제2 센터로봇(CR2)은 그 기판(W)을 레지스트막용 열처리부(110, 111)에 반입한다.
그 후, 제2 센터로봇(CR2)은 레지스트막용 열처리부(110, 111)로부터 열처리가 끝난 기판(W)을 꺼내서, 그 기판(W)을 레지스트막용 도포처리부(60)에 반입한 다. 이 레지스트막용 도포처리부(60)에서는, 도포유닛(RES)에 의해 반사방지막이 도포 형성된 기판(W) 위에 레지스트막이 도포 형성된다.
이어서, 제2 센터로봇(CR2)은 레지스트막용 도포처리부(60)로부터 도포처리가 끝난 기판(W)을 꺼내서, 그 기판(W)을 레지스트막용 열처리부(110, 111)에 반입한다. 그 후, 제2 센터로봇(CR2)은 레지스트막용 열처리부(110, 111)로부터 열처리가 끝난 기판(W)을 꺼내서, 그 기판(W)을 기판재치부(PASS5)에 재치한다.
기판재치부(PASS5)에 재치된 기판(W)은 현상처리블록(12)의 제3 센터로봇(CR33)에 의해 받아진다. 제3 센터로봇(CR33)은 그 기판(W)을 기판재치부(PASS7)에 재치한다.
기판재치부(PASS7)에 재치된 기판(W)은 레지스트커버막용 처리블록(13)의 제4 센터로봇(CR4)에 의해 받아진다. 제4 센터로봇(CR4)은 그 기판(W)을 레지스트커버막용 도포처리부(80)에 반입한다. 이 레지스트커버막용 도포처리부(80)에서는, 도포유닛(COV)에 의해 레지스트막이 도포 형성된 기판(W) 위에 레지스트커버막이 도포 형성된다. 레지스트커버막이 형성됨으로써, 노광장치(16)에서 기판(W)이 액체와 접촉해도, 레지스트막이 액체와 접촉하는 것이 방지되어, 레지스트의 성분이 액체 속으로 용출(溶出)하는 것이 방지된다.
이어서, 제4 센터로봇(CR4)은 레지스트커버막용 도포처리부(80)로부터 도포처리가 끝난 기판(W)을 꺼내서, 그 기판(W)을 레지스트커버막용 열처리부(130, 131)에 반입한다. 그 후, 제4 센터로봇(CR4)은 레지스트커버막용 열처리부(130, 131)로부터 열처리가 끝난 기판(W)을 꺼내서, 그 기판(W)을 기판재치부(PASS9)에 재치한다.
기판재치부(PASS9)에 재치된 기판(W)은 레지스트커버막 제거블록(14)의 제5 센터로봇(CR5)에 의해 받아진다. 제5 센터로봇(CR5)은 그 기판(W)을 기판재치부(PASS11)에 재치한다.
기판재치부(PASS11)에 재치된 기판(W)은 인터페이스 블록(15)의 제6 센터로봇(CR6)에 의해 받아져, 후술하는 바와 같이 인터페이스 블록(15) 및 노광장치(16)에서 소정의 처리가 실시된다. 인터페이스 블록(15) 및 노광장치(16)에서 기판(W)에 소정의 처리가 실시된 후, 그 기판(W)은 제6 센터로봇(CR6)에 의해 레지스트커버막 제거블록(14)의 노광후 베이킹용 열처리부(141)에 반입된다.
노광후 베이킹용 열처리부(141)에서는, 기판(W)에 대하여 노광후 베이킹(PEB)이 행해진다. 그 후, 제6 센터로봇(CR6)은 노광후 베이킹용 열처리부(141)로부터 기판(W)을 꺼내서, 그 기판(W)을 기판재치부(PASS12)에 재치한다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 노광후 베이킹용 열처리부(141)에 의해 노광후 베이킹을 행하고 있지만, 노광후 베이킹용 열처리부(140)에 의해 노광후 베이킹를 행해도 좋다.
기판재치부(PASS12)에 재치된 기판(W)은 레지스트커버막 제거블록(14)의 제5 센터로봇(CR5)에 의해 받아진다. 제5 센터로봇(CR5)은 그 기판(W)을 레지스트커버막제거용 처리부(90)에 반입한다. 레지스트커버막제거용 처리부(90)에서는, 레지스트커버막이 제거된다.
이어서, 제5 센터로봇(CR5)은 레지스트커버막제거용 처리부(90)로부터 처리 가 끝난 기판(W)을 꺼내서, 그 기판(W)을 기판재치부(PASS10)에 재치한다.
기판재치부(PASS10)에 재치된 기판(W)은 레지스트커버막용 처리블록(13)의 제4 센터로봇(CR4)에 의해 기판재치부(PASS8)에 재치된다.
기판재치부(PASS8)에 재치된 기판(W)은 현상처리블록(12)의 제3 센터로봇(CR33)에 의해 받아진다. 제3 센터로봇(CR33)은 그 기판(W)을 현상처리부(70)에 반입한다. 현상처리부(70)에서는, 노광된 기판(W)에 대하여 현상처리가 실시된다.
이어서, 제3 센터로봇(CR33)은 현상처리부(70)로부터 현상처리가 끝난 기판(W)을 꺼내서, 그 기판(W)을 현상용 열처리부(120, 121)에 반입한다. 그 후, 제3 센터로봇(CR33)은 현상용 열처리부(120, 121)로부터 열처리 후의 기판(W)을 꺼내서, 그 기판(W)을 기판재치부(PASS6)에 재치한다.
기판재치부(PASS6)에 재치된 기판(W)은 레지스트막용 처리블록(11)의 제2 센터로봇(CR2)에 의해 기판재치부(PASS4)에 재치된다. 기판재치부(PASS4)에 재치된 기판(W)은 반사방지막용 처리블록(10)의 제1 센터로봇(CR1)에 의해 기판재치부(PASS2)에 재치된다.
기판재치부(PASS2)에 재치된 기판(W)은 인덱서블록(9)의 인덱서로봇(IR)에 의해 캐리어(C) 안에 수납된다. 이에 의해, 기판처리장치(500)에서의 기판(W)의 각 처리가 종료된다.
(2-2)인터페이스 블록의 동작
이어서, 인터페이스 블록(15)의 동작에 대해서 상세히 설명한다.
상술한 바와 같이, 인덱서블록(9)에 반입된 기판(W)은 소정의 처리가 실시된 후, 레지스트커버막 제거블록(14)(도 1)의 기판재치부(PASS11)에 재치된다.
기판재치부(PASS11)에 재치된 기판(W)은 인터페이스 블록(15)의 제6 센터로봇(CR6)에 의해 받아진다. 제6 센터로봇(CR6)은 그 기판(W)을 에지노광부(EEW)(도 4)에 반입한다. 이 에지노광부(EEW)에서는, 기판(W)의 주연부(周緣部)에 노광처리가 실시된다.
이어서, 제6 센터로봇(CR6)은 에지노광부(EEW)로부터 에지노광이 끝난 기판(W)을 꺼내서, 그 기판(W)을 세정/건조처리유닛(SD1)의 어느 쪽에 반입한다. 세정/건조처리유닛(SD1)에서는, 상술한 바와 같이 노광처리 전의 기판(W)의 세정 및 건조처리가 행해진다.
여기에서, 노광장치(16)에 의한 노광처리의 시간은 통상, 다른 처리 공정 및 반송 공정보다도 길다. 그 결과, 노광장치(16)가 이후의 기판(W)의 받아들임을 할 수 없는 경우가 많다. 이 경우, 기판(W)은 이송버퍼부(SBF)(도 4)에 일시적으로 수납 보관된다. 본 실시형태에서는, 제6 센터로봇(CR6)은 세정/건조처리유닛(SD1)로부터 세정 및 건조처리가 끝난 기판(W)을 꺼내서, 그 기판(W)을 이송버퍼부(SBF)로 반송한다.
이어서, 제6 센터로봇(CR6)은 이송버퍼부(SBF)에 수납 보관되어 있는 기판(W)을 꺼내서, 그 기판(W)을 재치겸냉각유닛(P-CP)에 반입한다. 재치겸냉각유닛(P-CP)에 반입된 기판(W)은 노광장치(16) 안과 같은 온도(예를 들면, 23℃)로 유지된다.
또한, 노광장치(16)가 충분한 처리속도를 갖는 경우에는, 이송버퍼부(SBF)에 기판(W)을 수납 보관하지 않고, 세정/건조처리유닛(SD1)으로부터 재치겸냉각유닛(P-CP)으로 기판(W)을 반송해도 좋다.
이이서, 재치겸냉각유닛(P-CP)으로 상기 소정온도로 유지된 기판(W)이 인터페이스용 반송기구(IFR)의 위쪽의 핸드H1(도 4)에 의해 받아져, 노광장치(16) 내의 기판반입부(16a)(도 1)에 반입된다.
노광장치(16)에서, 노광처리가 실시된 기판(W)은 인터페이스용 반송기구(IFR)의 아래쪽의 핸드(H2)(도 4)에 의해 기판반출부(16b)(도 1)로부터 반출된다. 인터페이스용 반송기구(IFR)는 핸드(H2)에 의해, 그 기판(W)을 세정/건조처리유닛(SD2)의 어느 쪽에 반입한다.
세정/건조처리유닛(SD2)에서는, 상술한 바와 같이 노광처리 후의 기판(W)의 세정 및 건조처리가 행해진다. 세정/건조처리유닛(SD2)에서, 세정 및 건조처리가 실시된 기판(W)은 인터페이스용 반송기구(IFR)의 핸드(H1)(도 4)에 의해 꺼내진다. 인터페이스용 반송기구(IFR)는 핸드(H1)에 의해, 그 기판(W)을 기판재치부(PASS13)에 재치한다.
기판재치부(PASS13)에 재치된 기판(W)은 제6 센터로봇(CR6)에 의해 받아진다. 제6 센터로봇(CR6)은 그 기판(W)을 레지스트커버막 제거블록(14)(도 1)의 노광후 베이킹용 열처리부(141)로 반송한다.
또한, 제거유닛(REM)(도 2)의 고장 등에 의해, 레지스트커버막 제거블록(14)이 일시적으로 기판(W)의 받아들임을 할 수 없을 때는 귀환버퍼부(RBF)에 노광처리 후의 기판(W)을 일시적으로 수납 보관할 수 있다.
여기에서, 본 실시형태에 있어서는, 제6 센터로봇(CR6)은 기판재치부(PASS11)(도 1), 에지노광부(EEW), 세정/건조처리유닛(SD1), 이송버퍼부(SBF), 재치겸냉각유닛(P-CP), 기판재치부(PASS13) 및 노광후 베이킹용 열처리부(141) 사이로 기판(W)을 반송하지만, 이 일련의 동작을 단시간(예를 들면, 24초)으로 행할 수 있다.
또한, 인터페이스용 반송기구(IFR)는 재치겸냉각유닛(P-CP), 노광장치(16), 세정/건조처리유닛(SD2) 및 기판재치부(PASS13) 사이로 기판(W)을 반송하지만, 이 일련의 동작을 단시간(예를 들면, 24초)으로 행할 수 있다.
이들의 결과, 스루풋(throughput)을 확실하게 향상시킬 수 있다.
(3) 세정/건조처리유닛
다음으로, 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)에 대해서 도면을 이용하여 상세히 설명한다. 그리고, 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)은 마찬가지 구성의 것을 사용할 수 있다.
(3-1) 구성
도 5는 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)의 구성을 나타내는 모식적 측면도이며, 도 6은 도 5의 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)의 모식적 평면도이다. 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)은 기판(W)을 수평으로 지지함과 아울러, 기판(W)의 중심을 통과하는 연직된 회전축 둘레로 기판(W)을 회전시키기 위한 스핀척(621)을 구비한다.
스핀척(621)은 척(chuck)회전구동기구(636)(도 5)에 의해 회전되는 회전 축(625)(도 5)의 상단(上端)에 고정되어 있다.
또한, 스핀척(621)에는, 흡기로(吸氣路)(도시하지 않음)가 형성되어 있어, 스핀척(621) 위에 기판(W)을 재치한 상태에서 흡기로 안을 배기함으로써, 기판(W)의 하면을 스핀척(621)에 진공흡착하여, 기판(W)을 수평자세로 지지할 수 있다.
스핀척(621)의 바깥쪽에는 모터(660)가 설치되어 있다. 모터(660)에는, 회동축(661)이 접속되어 있다. 또한, 회동축(661)에는, 아암(arm)(662)이 수평방향뻗도록 연결되며, 아암(662)의 선단(先端)에 액공급노즐(650)이 설치되어 있다.
모터(660)에 의해 회동축(661)이 회전함과 아울러 아암(662)이 회동한다. 그것에 의해, 액공급노즐(650)이 스핀척(621)에 의해 지지된 기판(W)의 중심부 위쪽의 위치와 기판(W)의 바깥쪽 위치 사이에서 이동한다(도 6).
모터(660), 회동축(661) 및 아암(662)의 내부를 통과하도록 세정처리용 공급관(663)이 설치되어 있다. 세정처리용 공급관(663)은 밸브(Va) 및 밸브(Vb)를 통하여 세정액공급원(R1) 및 린스액공급원(R2)에 접속되어 있다.
이 밸브(Va, Vb)의 개폐를 제어함으로써, 세정처리용 공급관(663)에 공급하는 처리액의 선택 및 공급량의 조정을 행할 수 있다. 도 5의 구성에 있어서는, 밸브(Va)를 개방함으로써, 세정처리용 공급관(663)에 세정액을 공급할 수 있고, 밸브(Vb)를 개방함으로써, 세정처리용 공급관(663)에 린스액을 공급할 수 있다.
액공급노즐(650)에는, 세정액 또는 린스액이 세정처리용 공급관(663)을 통하여 세정액공급원(R1) 또는 린스액공급원(R2)으로부터 공급된다. 그것에 의해, 기판(W)의 표면에 세정액 또는 린스액을 공급할 수 있다. 세정액으로서는, 예를 들 면, 순수(純水), 순수에 착체(錯體)(이온화한 것)를 녹인 액 또는 불소계 약액 등이 사용된다. 린스액으로서는 예를 들면, 순수, 탄산수, 수소수, 전해이온수, HFE(하이드로플루오로에테르) 또는 유기계의 액체 등이 사용된다.
또한, 세정액 또는 린스액으로서, 노광장치(16)에 있어서, 노광처리시에 사용되는 액침액(液浸液)을 사용해도 좋다. 액침액의 예로서는 순수, 고굴절율을 갖는 글리세롤, 고굴절율의 미립자(예를 들면, 알루미늄산화물)와 순수를 혼합한 혼합액 및 유기계의 액체 등을 들 수 있다. 액침액의 다른 예로서는, 순수에 착체(이온화한 것)를 녹인 액, 탄산수, 수소수, 전해이온수, HFE(하이드로플루오로에테르), 불화수소산, 황산 및 황산과수 등을 들 수 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 스핀척(621)에 지지된 기판(W)은 처리컵(cup)(623) 안에 수용된다. 처리컵(623)의 안쪽에는, 통장의 구획벽(633)이 설치되어 있다. 또한, 스핀척(621)의 주위를 둘러싸도록 기판(W)의 처리에 사용된 처리액(세정액 또는 린스액)을 배액(排液)하기 위한 배액공간(631)이 형성되어 있다. 또한, 배액공간(631)을 둘러싸도록 처리컵(623)과 구획벽(633) 사이에, 기판(W)의 처리에 사용된 처리액을 회수하기 위한 회수액공간(632)이 형성되어 있다.
배액공간(631)에는, 배액처리장치(도시하지 않음)에 처리액을 안내하기 위한 배액관(634)이 접속되며, 회수액공간(632)에는, 회수처리장치(도시하지 않음)에 처리액을 안내하기 위한 회수관(635)이 접속되어 있다.
처리컵(623)의 위쪽에는, 기판(W)으로부터의 처리액이 바깥쪽으로 비산하는 것을 방지하기 위한 가드(guard)(624)가 설치되어 있다. 이 가드(624)는 회전 축(625)에 대하여 회전 대칭인 형상으로 이루어져 있다. 가드(624)의 상단부의 내면에는, 단면 く 모양의 배액안내홈(641)이 고리모양(環狀)으로 형성되어 있다.
또한, 가드(624)의 하단부의 내면에는, 외측 아래쪽으로 경사지는 경사면으로 이루어지는 회수액안내부(642)가 형성되어 있다. 회수액안내부(642)의 상단부근에는, 처리컵(623)의 구획벽(633)을 받아들이기 위한 구획벽수납홈(643)이 형성되어 있다.
이 가드(624)에는, 볼(ball)나사기구 등으로 구성된 가드승강구동기구(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 가드승강구동기구는 가드(624)를, 회수액안내부(642)가 스핀척(621)에 지지된 기판(W)의 외주단면(外周端面)에 대향하는 회수위치와, 배액안내홈(641)이 스핀척(621)에 지지된 기판(W)의 외주단면에 대향하는 배액위치 사이에서 상하이동시킨다. 가드(624)가 회수위치(도 5에 나타내는 가드의 위치)에 있는 경우에는, 기판(W)에서 바깥쪽으로 비산한 처리액이 회수액안내부(642)에 의해 회수액공간(632)으로 안내되어, 회수관(635)을 통해서 회수된다. 한편, 가드(624)가 배액위치에 있는 경우에는, 기판(W)에서 바깥쪽으로 비산한 처리액이 배액안내홈(641)에 의해 배액공간(631)으로 안내되어, 배액관(634)을 통해서 배액된다. 이상의 구성에 의해, 처리액의 배액 및 회수가 행해진다.
(3-2) 동작
다음으로, 상기 구성을 갖는 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)의 처리 동작에 대해 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 세정/건조처리유닛(SDl, SD2)의 각 구성요소의 동작은 도 1의 메인 컨트롤러(제어부)(30)에 의해 제어된다.
먼저, 기판(W)의 반입시에는, 가드(624)가 하강함과 아울러, 도 1의 제6 센터로봇(CR6) 또는 인터페이스용 반송기구(IFR)가 기판(W)을 스핀척(621) 위에 재치한다. 스핀척(621) 위에 재치된 기판(W)은 스핀척(621)에 의해 흡착 지지된다.
이어서, 가드(624)가 상술한 배액위치까지 이동함과 아울러, 액공급노즐(650)이 기판(W)의 중심부 위쪽으로 이동한다. 그 후, 회전축(625)이 회전하여, 이 회전에 따라 스핀척(621)에 지지되어 있는 기판(W)이 회전한다. 그 후, 액공급노즐(650)로부터 세정액이 기판(W)의 상면로 토출된다. 이에 의해, 기판(W)의 세정이 행해진다.
또한, 세정/건조처리유닛(SD1)에서는, 이 세정시에 기판(W) 위의 레지스트커버막의 성분이 세정액 속으로 용출한다. 또한, 기판(W)의 세정에 있어서는, 기판(W)을 회전시키면서 기판(W) 위에 세정액을 공급하고 있다. 이 경우, 기판(W) 위의 세정액은 원심력에 의해 항상 기판(W)의 주연부로 이동하여 비산한다. 따라서, 세정액 속으로 용출한 레지스트커버막의 성분이 기판(W) 위에 잔류하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 레지스트커버막의 성분은 예를 들면, 기판(W) 위에 순수를 담아서 일정시간 지지함으로써 용출시켜도 좋다. 또한, 기판(W) 위에의 세정액의 공급은 이류체(二流體) 노즐을 사용한 소프트 스프레이(soft spray) 방식에 의해 행해도 좋다.
소정시간 경과 후, 세정액의 공급이 정지되어, 액공급노즐(650)로부터 린스액이 토출된다. 이에 의해, 기판(W) 위의 세정액이 씻겨진다.
그 후, 후술하는 건조처리가 행해짐으로써, 기판(W) 위의 린스액이 제거되어, 기판(W)이 건조된다. 상세한 사항은 후술한다.
그 후, 가드(624)가 하강함과 아울러 도 1의 제6 센터로봇(CR6) 또는 인터페이스용 반송기구(IFR)가 기판(W)을 반출한다. 이에 의해, 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)에서의 처리 동작이 종료된다. 또한, 세정 및 건조처리 중에서의 가드(624)의 위치는 처리액의 회수 또는 배액의 필요성에 따라 적당히 변경하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 액공급노즐(650)로부터 세정액 및 린스액 중 어느 쪽을 공급할 수 있도록, 세정액의 공급 및 린스액의 공급에 액공급노즐(650)을 공용(共用)하는 구성을 채용하고 있지만, 세정액공급용의 노즐과 린스액공급용의 노즐을 별개로 나눈 구성을 채용해도 좋다.
또한, 기판(W)을 세정하는 세정액으로 순수를 사용하는 경우에는, 그 세정액을 사용하여 후술하는 건조처리를 행해도 좋다.
또한, 기판(W)의 오염이 경미한 경우, 세정액을 사용한 세정을 행하지 않아도 좋다. 이 경우, 이하에 나타내는 바와 같은 린스액을 사용한 건조처리를 행함으로써 기판(W) 위의 오염물을 충분히 제거할 수 있다.
(3-3) 기판의 건조처리의 상세
이하, 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)에서의 기판(W)의 건조처리에 대하여 상세히 설명한다. 또한, 본 예에서 사용하는 기판(W)의 직경은 예를 들면, 200∼300mm이라고 한다.
원심력을 이용하여 기판(W)의 건조를 행하는 경우, 기판(W) 위에 미소(微小) 액방울이 잔류하기 쉽다. 이는, 미소 액방울에는 질량에 따른 작은 원심력밖에 작용하지 않기 때문에 , 기판(W)으로부터 떼어 놓는 것이 곤란하기 때문이다. 또한, 기판(W)의 중심부 근방에 미소 액방울이 존재하면, 그 미소 액방울에 작용하는 원심력은 더 작아져, 미소 액방울을 제거하는 것이 더 곤란하게 된다. 기판(W) 위의 레지스트커버막의 소수성(疏水性)이 높은 경우에는, 이러한 미소 액방울이 특히 형성되기 쉽다.
본 실시형태에서는, 기판(W)에서의 미소 액방울의 형성 및 부착이 방지되어, 기판(W) 위에서 린스액이 확실하게 제거된다.
도 7 및 도 8은 기판(W)의 건조처리의 상세를 설명하기 위한 도면이다.
한편, 도 7(a)∼ (c) 및 도 8(a)∼ (c)은 기판(W)을 위쪽에서 본 도면이며, 도 7(d)∼ (f) 및 도 8(d)∼ (f)은 기판(W)을 측방에서 본 도면이다.
상기한 바와 같이 기판(W)에 세정처리가 행해진 후에는, 액공급노즐(650)이 기판(W)의 중심부 위쪽으로 이동하여, 기판(W) 위에 린스액을 토출한다. 그에 의해, 기판(W) 위의 세정액이 씻겨진다. 소정시간 경과 후, 액공급노즐(650)로부터의 린스액의 토출이 계속된 상태에서, 기판(W)의 회전속도가 상승한다. 린스액의 유량은 예를 들면 0.2∼0.8L/min이다. 이 경우, 도 7(a) 및 도 7(d)에 나타내는 바와 같이, 기판(W)의 일면을 덮도록 린스액의 액층(L)이 형성된다.
이어서, 도 7(b) 및 도 7(e)에 나타내는 바와 같이, 액공급노즐(650)이 기판(W)의 중심부 위쪽으로부터 바깥쪽으로 향해 이동한다. 이동속도는 예를 들면 6 ∼10mm/sec이다. 이 경우, 기판(W)의 회전에 따르는 원심력에 의해 액층(L)의 중심부의 두께가 작아진다. 이하, 두께가 작아진 액층(L)의 영역을 박층(薄層)영역이라고 부른다.
액공급노즐(650)은 기판(W)의 중심부 위쪽로부터 소정거리 이동한 시점에서 일단 정지한다. 액공급노즐(650)의 정지 위치와 기판(W)의 회전축과의 수평거리는 예를 들면 15∼25mm이다. 또한, 정지 시간은 예를 들면, 10초 정도이다. 이 기간에, 도 7(c) 및 도 7(f)에 나타내는 바와 같이, 원심력에 의해 액층(L)이 박층영역 내에서 분단되어, 액층(L)의 중심부에 구멍부(이하, 건조코어(core)(C)라고 부른다)이 형성된다.
이 경우, 액공급노즐(650)이 일단 정지함으로써, 액층(L)의 박층영역의 확대가 제한된다. 박층영역이 확대하면, 그 박층영역에 복수의 건조코어가 형성되는 일이 있다. 본 실시형태에서는, 복수의 건조코어(C)가 형성되는 것이 방지되어, 건조코어(C)가 1개만 형성된다.
액공급노즐(650)을 일단 정지시키는 위치 및 정지시키는 시간은 확실하게 1개만 건조코어(C)가 형성되도록 실험 등에 의해 미리 결정해 둔다. 또한, 기판(W)의 종류, 크기, 표면상태 및 회전속도, 액공급노즐(650)로부터의 린스액의 토출유량, 및 액공급노즐(650)의 이동속도 등의 여러 가지의 조건에 따라 액공급노즐(650)을 일단 정지시키는 타이밍(timing) 및 위치를 적당히 설정하는 것이 바람직하다.
건조코어(C)의 형성후, 도 8(a) 및 도 8(d)에 나타내는 바와 같이, 액공급노 즐(650)이 다시 바깥쪽으로 향해 이동한다. 그것에 따라, 원심력에 의해 건조코어(C)를 시점으로 하여 린스액이 존재하지 않는 건조영역(R1)이 기판(W) 위에서 확대된다.
이어서, 도 8(b) 및 도 8(e)에 나타내는 바와 같이, 액공급노즐(650)이 기판(W)의 주연부 위쪽까지 이동하면, 기판(W)의 회전속도가 하강한다. 액공급노즐(650)의 이동속도는 그대로 유지된다.
그 후, 린스액의 토출이 정지됨과 아울러 액공급노즐(650)이 기판(W)의 바깥쪽으로 이동한다. 그것에 의해, 도 8(c) 및 도 8(f)에 나타내는 바와 같이, 건조영역(R1)이 기판(W) 위의 전체로 퍼져, 기판(W)이 건조된다.
이와 같이, 기판(W)이 회전하는 상태에서, 액공급노즐(650)이 린스액을 토출 하면서 기판(W)의 중심부 위쪽으로부터 주연부 위쪽으로 이동함으로써, 기판(W) 위에 린스액의 액층(L)이 일체로 지지된 상태에서 건조영역(R1)이 확대하여 간다. 이 경우, 액층(L)의 표면장력에 의해 건조영역(R1)에서의 미소 액방울의 형성을 방지할 수 있다. 그것에 의해, 기판(W)을 확실하게 건조시킬 수 있다.
또한, 액공급노즐(650)이 소정거리 이동하였을 때에 일단 정지함으로써, 액층(L)의 박층영역의 면적이 조정되어, 확실하게 1개의 건조코어(C)가 형성된다. 건조코어(C)가 1개가 아니라 복수 형성된 경우, 안정하게 건조영역(R1)을 확대시킬 수 없다. 또한, 복수의 건조코어(C)를 시점으로 하여 복수의 건조영역(R1)이 각각 확대되므로, 복수의 건조영역(R1)이 서로 간섭하여, 미소 액방울이 형성되기 쉽다. 따라서, 건조코어(C)를 1개만 형성함으로써, 안정하게 기판(W)의 건조를 진행시킬 수 있음과 아울러, 기판(W) 위에 미소 액방울이 잔류하는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
다음으로, 건조처리시에서의 기판(W)의 회전속도의 변화에 대해 설명한다. 도 9는 기판(W)의 회전속도의 변화의 일례를 나타내는 도면이다. 도 9에서, 횡축은 기판(W)의 회전축과 액공급노즐(650)의 수평거리를 나타내며, 종축은 기판(W)의 회전속도를 나타낸다.
도 9에 나타내는 예에서는, 기판(W)의 회전축과 액공급노즐(650)의 수평거리가 0∼60mm인 기간에는, 기판(W)의 회전속도가 1800∼2100rpm으로 설정된다. 기판(W)의 회전축과 액공급노즐(650)의 수평거리가 60mm를 초과하면, 기판(W)의 회전속도가 1000∼1200rpm으로 설정된다. 즉, 액공급노즐(650)이 기판(W)의 중심부 위쪽을 이동하는 기간의 기판(W)의 회전속도보다, 액공급노즐(650)이 기판(W)의 주연부 위쪽을 이동하는 기간의 기판(W)의 회전속도가 낮게 설정된다.
기판(W)의 회전시에, 기판(W)의 주연부에서의 주속도는 기판(W)의 중심부에서의 주속도보다도 크다. 또한, 기판(W)의 주연부에는, 린스액의 난류가 발생하기 쉽다. 그 때문에, 기판(W)의 회전속도가 일정한 경우, 기판(W)의 주연부로 토출되는 린스액은 기판(W)의 중심부로 토출되는 린스액보다 비산하기 쉽다. 기판(W)의 주연부로 비산한 린스액이 미소 액방울로서 기판(W)의 건조영역(R1)에 부착되면, 그 후에 제거하는 것이 곤란하게 된다.
그래서, 액공급노즐(650)이 기판(W)의 주연부 위쪽으로 이동할 때에 기판(W)의 회전속도를 하강시킴으로써, 기판(W)의 주연부로 토출되는 린스액이 비산하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 미소 액방울이 기판(W) 위에 잔류하는 것이 보다 확실하게 방지되어, 기판(W)이 보다 확실하게 건조된다.
또한, 본 실시형태에서는, 건조처리시에 기판(W)의 회전속도가 2단계로 조정되지만, 이에 한정되지 않고, 3단계 이상의 다단계로 기판(W)의 회전속도가 조정되어도 좋고, 또는 액공급노즐(650)이 기판의 중심부 위쪽으로부터 기판(W)의 주연부 위쪽으로 이동하는 기간에 기판(W)의 회전속도가 연속적으로 하강해도 좋다.
(4) 실시형태의 효과
본 실시형태에 의한 기판처리장치(500)에서는, 인터페이스 블록(15)의 세정/건조처리유닛(SD2)에서, 노광처리 후의 기판(W)에 건조처리가 행해져, 기판(W)이 확실하게 건조된다. 그것에 의해, 노광처리시에 기판(W)에 부착된 액체가 기판처리장치(500) 안으로 낙하하는 것이 방지된다. 따라서, 기판처리장치(500)의 전기계통의 이상 등의 동작 불량이 방지된다.
또한, 노광처리 후의 기판(W)에 분위기 중의 먼지 등이 부착되는 것이 방지되므로, 기판(W)의 오염을 방지할 수 있다. 또한, 기판(W) 위에서의 액체의 잔류가 방지됨으로써, 그 액체에 의한 기판(W) 위의 레지스트막 및 레지스트커버막에의 악영향을 방지할 수 있다. 이들에 의해, 기판(W)의 처리 불량을 방지할 수 있다.
또한, 기판처리장치(500) 안을 액체가 부착된 기판(W)이 반송되는 것을 방지할 수 있으므로, 노광처리시에 기판(W)에 부착된 액체가 기판처리장치(500) 내의 분위기에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다. 그것에 의해, 기판처리장치(500) 내의 온습도(溫濕度) 조정이 용이하게 된다.
또한, 노광처리시에 기판(W)에 부착된 액체가 인덱서로봇(IR) 및 제1∼제6 센터로봇(CR1∼CR6)에 부착되는 것이 방지되므로, 노광처리 전의 기판(W)에 액체가 부착되는 것이 방지된다. 그것에 의해, 노광처리 전의 기판(W)에 분위기 중의 먼지 등이 부착되는 것이 방지되므로, 기판(W)의 오염이 방지된다. 그 결과, 노광처리시의 해상(解像)성능의 열화(劣化)를 방지할 수 있음과 아울러 노광장치(16) 내의 오염을 방지할 수 있다.
또한, 세정/건조처리유닛(SD2)으로부터 현상처리부(70)에 기판(W)을 반송하는 동안에, 레지스트의 성분 또는 레지스트커버막의 성분이 기판(W) 위에 잔류한 세정액 및 린스액 속으로 용출하는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 그것에 의해, 레지스트막에 형성된 노광패턴의 변형을 방지할 수 있다. 그 결과, 현상처리시에서의 선폭 정밀도의 저하를 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 세정/건조처리유닛(SD2)에서는, 건조처리 전에 기판(W)의 세정 처리가 행해진다. 이 경우, 노광처리시에 액체가 부착된 기판(W)에 분위기 중의 먼지 등이 부착되어도, 그 부착물을 제거할 수 있다. 그것에 의해, 기판(W)의 오염을 방지할 수 있다. 그 결과, 기판의 처리 불량을 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 노광장치(16)에 있어서, 기판(W)의 노광처리가 행해지기 전에, 세정/건조처리유닛(SD1)에서, 기판(W)의 세정 처리가 행해진다. 이 세정 처리시에, 기판(W) 위의 레지스트커버막의 성분의 일부가 세정액 또는 린스액 속으로 용출하여, 씻겨진다. 그 때문에, 노광장치(16)에 있어서, 기판(W)이 액체와 접촉해도, 기판(W) 위의 레지스트커버막의 성분은 액체 속으로 대부분 용출하지 않는다. 또한, 노광처리 전의 기판(W)에 부착된 먼지 등을 제거할 수 있다. 이들의 결과, 노광장치(16) 내의 오염이 방지된다.
또한, 세정/건조처리유닛(SD1)에서는, 기판(W)의 세정 처리 후에 기판(W)의 건조처리가 행해진다. 그것에 의해, 세정 처리시에 기판(W)에 부착된 세정액 또는 린스액이 제거되므로, 세정 처리 후의 기판(W)에 분위기 중의 먼지 등이 다시 부착되는 것이 방지된다. 그 결과, 노광장치(16) 내의 오염을 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 세정 처리시에 기판(W)에 부착된 세정액 또는 린스액이 제거됨으로써, 노광처리 전에 세정액 또는 린스액이 기판(W) 위의 레지스트커버막 또는 레지스트막으로 스며드는 것이 방지된다. 그것에 의해, 노광처리시에서의 해상성능의 열화를 방지할 수 있다.
(5) 세정/건조처리유닛의 다른 예
도 10은 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)의 다른 구성을 나타내는 모식적 측면도이며, 도 11은 도 10의 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)의 모식적 평면도이다. 이하, 도 10 및 도 11에 나타내는 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)이 도 5 및 도 6에 나타낸 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)과 다른 점을 설명한다.
이 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)에서는, 스핀척(621)을 사이에 두고 모터(660)와 대향하는 위치에, 모터(671)가 설치되어 있다. 모터(671)에는, 회동축(672)이 접속되어 있다. 회동축(672)에는, 아암(673)이 수평방향으로 뻗도록 연결되며, 아암(673)의 선단에 가스공급노즐(670)이 설치되어 있다.
모터(671)에 의해 회동축(672)이 회전함과 아울러 아암(673)이 회동한다. 그것에 의해, 가스공급노즐(670)이 스핀척(621)에 의해 지지된 기판(W)의 중심부 위쪽의 위치와 기판(W)의 바깥쪽 위치 사이에서 이동한다. 이 경우, 액공급노즐(650)과 가스공급노즐(670)은 기판(W)의 중심부 위쪽으로부터 서로 반대측의 방향으로 향해 기판(W)의 바깥쪽 위치로 이동한다.
모터(671), 회동축(672) 및 아암(673)의 내부를 통과하도록 건조처리용 공급관(674)이 설치되어 있다. 건조처리용 공급관(674)은 밸브(Vc)를 통하여 불활성가스공급원(R3)에 접속되어 있다. 이 밸브(Vc)의 개폐를 제어함으로써, 건조처리용 공급관(674)에 공급하는 불활성 가스의 공급량을 조정할 수 있다.
가스공급노즐(670)에는, 불활성 가스가 건조처리용 공급관(674)을 통하여 불활성 가스공급원(R3)으로부터 공급된다. 그것에 의해, 기판(W)의 표면에 불활성 가스를 공급할 수 있다. 불활성 가스로서는, 예를 들면, 질소 가스가 사용된다. 또한, 불활성 가스 대신에, 에어(air)(공기) 등의 다른 기체를 사용해도 좋다.
다음으로, 도 10 및 도 11의 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)에서의 기판(W)의 건조처리에 대해 설명한다. 도 12는 도 10 및 도 11의 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)에서의 기판(W)의 건조처리의 일부를 나타내는 도면이다.
액공급노즐(650)의 동작 및 기판(W)의 회전속도의 변화에 대해서는, 도 5 및 도 6의 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)와 마찬가지이다. 여기에서는, 가스공급노즐(670)의 동작을 주로 설명한다.
가스공급노즐(670)은 액공급노즐(650)이 기판(W)의 중심부 위쪽으로부터 이 동을 시작한 후에 (도 7(b) 및 도 7(e) 참조), 기판(W)의 중심부 위쪽으로 이동한다. 그리고, 액층(L)에 건조코어(C)가 형성되면 (도 7(c) 및 도 7(f) 참조), 도 12(a) 및 도 12(d)에 나타내는 바와 같이, 가스공급노즐(670)이 기판(W)의 중심부를 향해 불활성 가스를 불어낸다.
이 경우, 액층(L)에 형성된 1개 눈의 건조코어(C)를 시점으로 하여 건조영역(R1)이 순간적으로 확대된다. 그것에 의해, 1개 눈의 건조코어(C)의 형성 후에 다른 건조코어(C)가 형성되는 것이 방지된다. 상기한 바와 같이, 복수의 건조코어(C)가 형성되면, 기판(W) 위에 미소 액방울이 형성되기 쉽다. 따라서, 본 예에 서는, 미소 액방울의 형성을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 불활성 가스를 불어내는 타이밍은 1개 눈의 건조코어(C)의 형성 후에 다른 건조코어(C)가 형성되지 않도록 실험 등에 의해 미리 결정해 둔다. 또한, 기판(W)의 종류, 크기, 표면상태 및 회전속도, 액공급노즐(650)로부터의 린스액의 토출유량, 및 액공급노즐(650)의 이동속도 등의 여러 가지의 조건에 따라 불활성 가스를 불어내는 타이밍을 적당히 설정하는 것이 바람직하다.
이어서, 도 12(b) 및 도 12(e)에 나타내는 바와 같이, 액공급노즐(650)이 린스액을 토출하면서 바깥쪽으로 이동함과 아울러, 가스공급노즐(670)이 불활성 가스를 토출하면서 액공급노즐(650)과는 역방향으로 이동한다. 액공급노즐(650)의 이동속도와 가스공급노즐(670)의 이동속도는 서로 거의 같이 조정된다. 그것에 의해, 가스공급노즐(670)은 액공급노즐(650)보다 항상 기판(W)의 회전축에 가까운 위치에 있고, 기판(W) 위의 건조영역(R1)을 향해 불활성 가스를 불어낸다.
그 후, 액공급노즐(650)이 린스액의 토출을 정지함과 아울러 기판(W)의 바깥쪽으로 이동하고, 가스공급노즐(670)이 불활성 가스의 불어내기를 정지함과 아울러 기판(W)의 바깥쪽으로 이동한다. 이에 의해, 도 12(c) 및 도 12(f)에 나타내는 바와 같이, 건조영역(R1)이 기판(W) 위의 전체로 퍼져, 기판(W)이 건조된다.
이와 같이, 가스공급노즐(670)이 불활성 가스를 불어내면서 기판(W)의 중심부 위쪽으로부터 바깥쪽으로 이동함으로써, 기판(W) 위의 건조영역(R1)에서의 미소 액방울의 잔류가 보다 확실하게 방지된다. 또한, 건조영역(R1)을 확실하게 확대시킬 수 있어, 효율적으로 확실하게 기판(W)을 건조시킬 수 있다.
또한, 액공급노즐(650)과 가스공급노즐(670)이 역방향으로 이동함으로써, 액공급노즐(650)로부터 토출되는 린스액과 가스공급노즐(670)로부터 불어내는 불활성 가스가 서로 간섭하지 않는다. 그것에 의해, 불활성 가스와의 간섭에 의한 린스액의 비산이 방지되어, 건조영역(R1)에 린스액의 미소 액방울이 부착되는 것이 방지된다.
또한, 린스액과 불활성 가스가 간섭하지 않음으로써, 불활성 가스의 유량 및 불어내기 각도 등의 설정의 자유도가 커진다. 그것에 의해, 보다 효율적으로 기판(W)을 건조시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기 예에서는, 가스공급노즐(670)이 불활성 가스를 토출하면서 기판(W)의 중심부 위쪽으로부터 주연부 위쪽으로 이동하지만, 건조코어(C)의 형성 후의 단시간(예를 들면, 1초간)만에, 가스공급노즐(670)이 불활성 가스를 불어내도 좋다. 즉, 도 12(a) 및 도 12(d)에 나타내는 기판(W)의 중심부로 향한 불활성 가 스의 불어내기를 예를 들면, 1초 정도 행하고, 그 후 불활성 가스의 불어내기를 정지해도 좋다. 이 경우, 불활성 가스의 유량은 예를 들면 10L/min으로 조정된다.
또한, 가스공급노즐(670)이 기판(W)의 중심부 위쪽으로부터 이동하지 않고, 기판(W)의 중심부로 향해 수 초간 계속적으로 불활성 가스를 불어내도 좋다. 이 경우, 불활성 가스의 유량은 예를 들면, 10L/min으로 조정된다.
또한, 상기 예에서는, 액공급노즐(650)과 가스공급노즐(670)이 기판(W)의 중심부 위쪽으로부터 서로 역방향으로 이동하지만, 린스액과 불활성 가스의 간섭을 억제할 수 있는 것이라면, 액공급노즐(650)과 가스공급노즐(670)이 예를 들면, 직교하는 방향으로 이동해도 좋고, 또는 같은 방향으로 이동해도 좋다. 액공급노즐(650)과 가스공급노즐(670)이 같은 방향으로 이동하는 경우에는, 액공급노즐(650)과 가스공급노즐(670)이 일체라도 좋다.
(6) 세정/건조처리유닛의 또 다른 예
도 13은 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)의 또 다른 구성을 나타내는 모식적 측면도이다. 이하, 도 13에 나타내는 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)이 도 5 및 도 6에 나타낸 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)과 다른 점을 설명한다.
이 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)에는, 3방밸브(Vt), 바이패스(by-pass)관(663a) 및 유량조정밸브(680)가 설치되어 있다. 바이패스관(663a)의 일단은 3방밸브(Vt)를 통하여 밸브(Vb)의 상류측에서의 세정처리용 공급관(663)의 부분에 접속되어 있고, 바이패스관(663a)의 타단은 3방밸브(Vt)와 밸브(Vb) 사이의 세정처리용 공급관(663)의 부분에 접속되어 있다. 유량조정밸브(680)은 바이패스관(663a) 에 개재되어 있다. 유량조정밸브(680)에 의해, 바이패스관(663a)을 통해서 액공급노즐(650)에 공급되는 린스액의 유량이 저감된다.
도 5 및 도 6의 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)에서는, 건조처리시에 액공급노즐(650)이 기판(W)의 주연부 위쪽까지 이동하면 기판(W)의 회전속도가 낮아진다. 그것에 의해, 기판(W)의 주연부로 토출되는 린스액이 비산하는 것이 방지된다.
그것에 대하여, 도 13의 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)에서는, 건조처리시에 있어서, 액공급노즐(650)이 기판(W)의 주연부 위쪽까지 이동하면, 린스액이 바이패스관(663a)으로 인도되도록 3방밸브(Vt)가 절환된다. 또한, 기판(W)의 회전속도는 예를 들면, 1800∼2100rpm로 일정하게 유지된다. 이 경우, 기판(W)의 중심부 부근으로 토출되는 린스액의 유량에 비하여 기판(W)의 주연부로 토출되는 린스액의 유량이 저감된다. 그것에 의해, 기판(W)의 주연부로 토출되는 린스액이 비산하는 것이 방지된다.
또한, 본 예에서는, 건조처리시에서의 린스액의 유량이 2단계로 조정되지만, 이것에 한정되지 않고, 3단계 이상의 다단계로 린스액의 유량이 조정되어도 좋고, 또는 액공급노즐(650)이 기판의 중심부 위쪽으로부터 기판(W)의 바깥쪽으로 이동하는 기간에 린스액의 유량이 연속적으로 저감되어도 좋다.
또한, 도 13에 나타내는 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)에, 도 10의 모터(671), 회동축(672), 아암(673) 및 가스공급노즐(670)이 설치되어도 좋다.
(7) 세정/건조처리유닛의 또 다른 예
도 14은 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)의 또 다른 구성을 나타내는 모식적 측 면도이다. 이하, 도 14에 나타내는 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)이 도 13에 나타낸 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)과 다른 점을 설명한다.
이 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)에서는, 유량조정밸브(680) 대신에 감압(減壓)밸브(681)가 설치되어 있다. 감압밸브(681)에 의해, 바이패스관(663a)을 통해서 액공급노즐(650)에 공급되는 린스액의 공급압이 저하한다.
이 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)에서는, 건조처리시에, 액공급노즐(650)이 기판(W)의 주연부 위쪽까지 이동하면, 린스액이 바이패스관(663a)으로 인도되도록 3방밸브(Vt)가 절환된다. 이 경우, 기판(W)의 중심부 부근으로의 린스액의 토출압에 비하여 기판(W)의 주연부로의 린스액의 토출압이 낮아진다. 그것에 의해, 기판(W)의 주연부로 토출되는 린스액이 비산하는 것이 방지된다.
또한, 본 예에서는, 건조처리시에서의 린스액의 토출압이 2단계로 조정되지만, 이것에 한정되지 않고, 3단계 이상의 다단계로 린스액의 토출압이 조정되어도 좋고, 또는 액공급노즐(650)이 기판의 중심부 위쪽으로부터 기판(W)의 바깥쪽으로 이동하는 기간에 린스액의 토출압이 연속적으로 저감되어도 좋다.
또한, 도 14에 나타내는 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)에, 도 10의 모터(671), 회동축(672), 아암(673) 및 가스공급노즐(670)이 설치되어도 좋다.
(8) 그 밖의 실시형태
레지스트커버막용 처리블록(13)은 설치하지 않아도 좋다. 이 경우, 세정/건조처리유닛(SD1)에서의 세정 처리시에, 레지스트막의 성분의 일부가 세정액 속으로 용출한다. 그것에 의해, 노광장치(16)에 있어서, 레지스트막이 액체와 접촉해도, 레지스트의 성분이 액체 속으로 용출하는 것이 방지된다. 그 결과, 노광장치(16) 내의 오염을 방지할 수 있다.
또한, 레지스트커버막용 처리블록(13)을 설치하지 않은 경우에는, 레지스트커버막 제거블록(14)을 설치하지 않아도 좋다. 그것에 의해, 기판처리장치(500)의 풋프린트(footprint)를 저감할 수 있다. 또한, 레지스트커버막용 처리블록(13) 및 레지스트커버막 제거블록(14)을 설치하지 않은 경우에는, 기판(W)의 노광후 베이킹는 현상처리블록(12)의 현상용 열처리부(121)에서 행해진다.
또한, 상기 실시형태에서는, 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)이 인터페이스 블록(15) 안에 배치되지만, 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)의 적어도 한 쪽이 도 1에 나타내는 레지스트커버막 제거블록(14) 안에 배치되어도 좋다. 또는, 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)의 적어도 한 쪽을 포함하는 세정/건조처리블록을 도 1에 나타내는 레지스트커버막 제거블록(14)과 인터페이스 블록(15) 사이에 설치해도 좋다.
또한, 세정/건조처리유닛(SD1), 세정/건조처리유닛(SD2), 도포유닛(BARC, RES, COV), 현상처리유닛(DEV), 제거유닛(REM), 가열유닛(HP), 냉각유닛(CP) 및 재치겸냉각유닛(P-CP)의 개수는 각 처리블록의 처리속도에 맞춰 적당히 변경해도 좋다. 예를 들면, 에지노광부(EEW)를 2개 설치하는 경우는, 세정/건조처리유닛(SD2)의 개수를 2개로 해도 좋다.
(9) 청구항의 각 구성요소와 실시형태의 각 부(部)와의 대응
이하, 청구항의 각 구성요소와 실시형태의 각 요소가 대응하는 예에 대해 설명하지만, 본 발명은 아래의 예에 한정되지 않는다.
상기 실시형태에 있어서는, 반사방지막용 처리블록(10), 레지스트막용 처리블록(11), 현상처리블록(12), 레지스트커버막용 처리블록(13) 및 레지스트커버막 제거블록(14)이 처리부의 예이고, 인터페이스 블록(15)이 주고받기부의 예이며, 세정/건조처리유닛(SD1, SD2)이 건조처리유닛의 예이다.
또한, 스핀척(621)이 기판지지장치의 예이고, 척회전구동기구(636)가 회전구동장치의 예이고, 액공급노즐(650)이 린스액공급부의 예이고, 모터(660)가 린스액공급이동기구의 예이고, 가스공급노즐(670)이 가스공급부의 예이고, 모터(671)가 가스공급이동기구의 예이며, 도포유닛(RES)이 감광성막형성유닛의 예이다.
청구항의 각 구성요소로서, 청구항에 기재되어 있는 구성 또는 기능을 갖는 것 이외의 여러 가지의 요소를 사용할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 의한 기판처리장치의 평면도.
도 2는 도 1의 기판처리장치를 +X방향에서 본 개략측면도.
도 3은 도 1의 기판처리장치를 -X방향에서 본 개략측면도.
도 4는 인터페이스 블록을 +Y측에서 본 개략측면도.
도 5는 세정/건조처리유닛의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 6은 도 5의 세정/건조처리유닛의 모식적 평면도.
도 7은 기판의 건조처리의 상세를 설명하기 위한 도면.
도 8은 기판의 건조처리의 상세를 설명하기 위한 도면.
도 9는 기판의 회전속도의 변화의 일례를 나타내는 도면.
도 10은 세정/건조처리유닛의 다른 구성을 나타내는 모식적 측면도.
도 11은 도 9의 세정/건조처리유닛의 모식적 평면도.
도 12은 도 10 및 도 11의 세정/건조처리유닛에서의 기판의 건조처리의 일부나타내는 도면.
도 13은 세정/건조처리유닛의 또 다른 구성을 나타내는 모식적 측면도.
도 14는 세정/건조처리유닛의 또 다른 구성을 나타내는 모식적 측면도.

Claims (8)

  1. 노광장치에 인접하도록 배치되는 기판처리장치로서,
    기판에 처리를 행하기 위한 처리부와,
    상기 처리부와 상기 노광장치와의 사이에서 기판의 주고받기를 행하기 위한 주고받기부를 구비하고,
    상기 처리부 및 상기 주고받기부 중 적어도 한쪽은,
    기판의 건조처리를 행하는 건조처리유닛을 포함하고,
    상기 건조처리유닛은,
    기판을 대략 수평으로 보유지지하는 기판보유지지장치와,
    상기 기판보유지지장치에 의해 보유지지된 기판을 그 기판에 수직인 축의 둘레로 회전시키는 회전구동장치와,
    상기 기판보유지지장치에 의해 보유지지된 기판 상에 린스액을 공급하는 린스액공급부와,
    회전하는 기판의 중심부로부터 주연부(周緣部)에 연속적으로 린스액이 공급되도록 상기 린스액공급부를 이동시키는 린스액공급이동기구를 포함하며,
    상기 린스액공급이동기구는, 기판의 중심부로부터 소정거리 떨어진 위치에 린스액이 공급되는 상태에서 상기 린스액 공급부의 이동을 일시적으로 정지시키는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전구동장치는, 기판의 중심부에 린스액이 공급되는 상태에서 기판이 제1 회전속도로 회전하고, 기판의 주연부에 린스액이 공급되는 상태에서 기판이 상기 제1 회전속도보다 낮은 제2 회전속도로 회전하도록 기판의 회전속도를 단계적 또는 연속적으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 린스액 공급부는, 제1 유량으로 기판의 중심부에 린스액을 공급하고, 상기 제1 유량보다 적은 제2 유량으로 기판의 주연부에 린스액을 공급하도록 린스액의 유량을 단계적 또는 연속적으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 린스액 공급부는, 제1 공급압으로 기판의 중심부에 린스액을 공급하고, 상기 제1 공급압보다 낮은 제2 공급압으로 기판의 주연부에 린스액을 공급하도록 린스액의 공급압을 단계적 또는 연속적으로 변화시키는 기판처리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 건조처리유닛은, 상기 린스액 공급부에 의해 기판의 중심으로부터 떨어진 위치에 린스액이 공급되는 상태에서, 기판의 중심부에 가스를 내뿜는 가스공급 부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 건조처리유닛은, 기판 상에 있어서의 가스의 공급위치가 상기 린스액 공급부에 의한 린스액의 공급위치보다 기판의 중심부에 가까운 위치에서 기판의 중심부로부터 기판의 주연부로 이동하도록 상기 가스공급부를 이동시키는 가스공급이동기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 처리부는,
    기판에 감광성 재료로 이루어지는 감광성 막을 형성하는 감광성 막 형성유닛과,
    노광처리 후의 기판에 현상처리를 행하는 현상처리유닛을 더 포함하고,
    상기 건조처리유닛은, 상기 노광장치에 의한 노광처리 후이며 상기 현상처리유닛에 의한 현상처리 전에 기판의 건조처리를 행하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 노광장치에 인접하도록 배치되고, 처리부 및 주고받기부를 포함하는 기판처리장치에서 기판을 처리하는 기판처리방법으로서,
    상기 처리부에 의해 기판에 노광 전의 처리를행하는 공정과,
    상기 처리부에 의해 처리된 기판을 상기 주고받기부에 의해 상기 처리부로부터 상기 노광장치에 주고받기하는 공정과,
    상기 노광장치에 의한 노광처리 후의 기판을 상기 주고받기부에 의해 상기 노광장치로부터 상기 처리부에 주고받기하는 공정과,
    상기 처리부에 의해 기판에 노광처리 후의 처리를 행하는 공정과,
    상기 처리부 및 상기 주고받기부 중 적어도 한쪽에서 기판에 건조처리를 행하는 공정을 구비하고,
    상기 기판에 건조처리를 행하는 공정은,
    기판을 대략 수평으로 보유지지하면서 기판에 수직인 축의 둘레로 회전시키는 공정과,
    린스액 공급부를 이동시킴으로써 회전하는 기판의 중심부로부터 주연부에 연속적으로 린스액을 공급하는 공정을 포함하며,
    상기 린스액을 공급하는 공정은, 기판의 중심부로부터 소정 거리 떨어진 위치에 린스액이 공급되는 상태에서 상기 린스액 공급부의 이동을 일시적으로 정지시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
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