KR20100097067A - 현상 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

액침 보호막 또는 발수성 레지스트를 포함하여 광범위한 종류의 막이 성막된 기판을 노광하여 현상하는 경우에도, 기판 표면 내에서의 CD치의 균일성을 향상시킬 수 있고, 처리 시간을 단축시킬 수 있는 현상 처리 방법을 제공한다. 표면에 레지스트가 도포되어 노광된 후의 기판을 회전시키면서 현상 처리하는 현상 처리 방법에서, 기판(W)의 상방에 배치된 현상액 노즐(4b)을 기판(W)의 중심측으로부터 외주측으로 이동시켜, 현상액 노즐(4b)로부터 기판(W)의 표면으로 현상액(D)을 공급하는 현상액 공급 단계와, 기판(W)의 상방에 배치된 제 1 린스액 노즐(4c)을 기판(W)의 중심측으로부터 외주측으로 이동시켜, 제 1의 린스액 노즐(4c)로부터 기판(W)의 표면으로 제 1 린스액(R)을 공급하는 제 1 린스액 공급 단계를 가지고, 제 1 린스액 노즐(4c)이 현상액 노즐(4b)보다 기판(W)의 중심측에 배치된 상태를 유지한 채로 제 1 린스액 공급 단계를 현상액 공급 단계와 동시에 행하는 것을 특징으로 한다.

Description

현상 처리 방법{DEVELOPING PROCESSING METHOD}
본 발명은 레지스트가 도포되어 노광 처리된 기판에 대하여 현상 처리를 실시하는 현상 처리 방법에 관한 것으로, 특히 반도체 웨이퍼 등의 기판 상에 미세 패턴을 형성할 때에 노광 처리된 기판에 대하여 현상 처리를 실시하는 현상 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조 공정에서는 피처리 기판인 웨이퍼에 소정의 막을 성막한 후, 레지스트액을 도포하여 레지스트막을 형성하고, 회로 패턴에 대응하여 레지스트막을 노광하여 이를 현상 처리라고 하는 이른바 포토리소그래피 기술에 의해 회로 패턴을 형성한다. 이 포토리소그래피 기술에서 피처리 기판인 웨이퍼에는 주된 공정으로서 세정 처리 → 탈수 베이크(bake) → 어드히젼(adhesion)(소수화) 처리 → 레지스트 도포 → 프리 베이크 → 노광 → 현상 → 포스트 베이크라고 하는 일련의 처리를 거쳐 레지스트막에 소정의 미세 패턴이 형성된다.
종래의 현상 방법으로는, 예를 들면 웨이퍼를 수직축 중심으로 회전시키고, 이 회전 반경 방향으로 연장되는 띠 형상의 현상액을 노즐 토출구로부터 공급하고, 현상액 노즐을 웨이퍼의 외측으로부터 중앙부를 향하여 이동시킴으로써, 웨이퍼 표면에 현상액을 나선 형상으로 도포하는 패들리스(puddleless) 방식(회전 현상 방식)이 채용된다. 이 패들리스 방식에 따르면, 웨이퍼의 회전(원심력)에 의해 현상 중에 레지스트의 용해 성분을 현상액과 함께 제거한다. 그 후, 린스액 노즐로부터 웨이퍼의 중앙으로 린스액, 예를 들면 순수를 공급한다. 이에 따라, 현상액에 대하여 불용해성인 부위의 레지스트가 남아 소정의 레지스트 패턴이 얻어진다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
한편, 웨이퍼(W)의 표면에 현상액을 축적하여 패들(puddle) 방식의 현상(정지(靜止) 현상)을 행하는 경우, 일반적으로 레지스트막의 표면이 발수성(撥水性)을 가지기 때문에, 축적되는 액량이 지나치게 적으면 표면 장력에 의해 웨이퍼(W) 상에 있는 액끼리 서로 끌어당겨 풀백(pullback) 현상이 발생되어, 현상되지 않은 부위(현상액이 도포되지 않은 부위)가 생기는 경우가 있다. 이 때문에, 표면 장력에 의해 액끼리 서로 끌어당겨도 표면 전체가 현상액으로 덮이도록 웨이퍼(W)의 표면에 축적되는 현상액의 양을 많게 해야 하고, 그 결과 현상액의 사용량이 많아진다.
일본특허공개공보2005-210059호
그러나, 상기 패들리스 방식의 현상 처리 방법을 이용하여 웨이퍼의 현상 처리를 행하는 경우, 다음과 같은 문제가 있었다.
패들리스 방식의 현상 처리를 행하는 경우, 기본적으로는 종래의 패들 방식의 현상 처리를 행하는 경우에 비해 처리 시간을 단축시켜 사용되는 현상액의 액량을 줄일 수 있다.
그러나, 레지스트 재료에 따라서는 기판 표면 내에서의 CD치의 균일성, 현상액에 용해된 용해물이 기판에 재부착되어 형성되는 결함이라고 하는 평가 항목에서의 평가 결과가 허용치에 대하여 나타내는 마진(이른바, 프로세스 마진(process margin)) 등으로 이루어지는, 이른바 프로세스의 성능을, 처리 시간의 단축 및 사용되는 현상액의 액량의 감소와 양립시키기는 것이 어려운 경우가 있다.
특히, ArF 액침 리소그래피에서 이용되는 액침 보호막, 또는 최근에 많이 이용되는 발수성 레지스트가 성막된 기판을 노광하여 현상하는 경우, 이들 액침 보호막 또는 발수성 레지스트의 표면에서는 발수성이 매우 높기 때문에 현상액 또는 린스액을 튀겨내어 현상 처리 또는 린스 처리의 효율이 나쁘다. 그 결과, 프로세스 성능을 확보하기 위하여 처리 시간(현상 시간) 또는 처리액의 액량을 늘려야 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기의 점을 감안하여 이루어진 것으로, 액침 보호막 또는 발수성 레지스트를 포함하여 광범위한 종류의 막이 성막된 기판을 노광하여 현상하는 경우에도, 기판 표면 내에서의 CD치의 균일성을 향상시킬 수 있고, 현상액에 용해된 용해물이 기판에 재부착되어 형성되는 결함이 감소되도록 제어할 수 있고, 또한 처리 시간을 단축시킬 수 있는 현상 처리 방법을 제공하는 것에 있다.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 다음에 서술하는 각 수단을 강구한 것을 특징으로 하는 것이다.
제 1 발명은, 표면에 레지스트가 도포되어 노광된 후의 기판을 수평하게 보지(保持)하고, 수직축 중심으로 회전시키면서 현상 처리하는 현상 처리 방법에서, 상기 기판의 상방에 배치된 현상액 노즐을 상기 기판의 중심측으로부터 외주측으로 이동시켜, 상기 현상액 노즐의 토출구로부터 상기 기판의 표면으로 현상액을 공급하는 현상액 공급 단계와, 상기 기판의 상방에 배치된 제 1 린스액 노즐을 상기 기판의 중심측으로부터 외주측으로 이동시켜, 상기 제 1 린스액 노즐의 토출구로부터 상기 기판의 표면으로 제 1 린스액을 공급하는 제 1 린스액 공급 단계를 가지고, 상기 제 1 린스액 노즐이 상기 현상액 노즐보다 상기 기판의 중심측에 배치된 상태를 유지한 채로 상기 제 1 린스액 공급 단계를 상기 현상액 공급 단계와 동시에 행하는 것을 특징으로 한다.
제 2 발명은, 제 1 발명에 따른 현상 처리 방법에서, 상기 기판의 상방에 배치된 가스 노즐을 상기 기판의 중심측으로부터 외주측으로 이동시켜, 상기 가스 노즐의 토출구로부터 상기 기판의 표면으로 가스를 토출하는 가스 토출 단계를 가지고, 상기 가스 노즐이 상기 제 1 린스액 노즐보다 상기 기판의 중심측에 배치된 상태를 유지한 채로 상기 가스 토출 단계를 상기 제 1 린스액 공급 단계와 동시에 행하는 것을 특징으로 한다.
제 3 발명은, 제 1 또는 제 2 발명에 따른 현상 처리 방법에서, 상기 기판의 상방에 배치된 제 2 린스액 노즐을 상기 기판의 중심측으로부터 외주측으로 이동시켜, 상기 제 2 린스액 노즐의 토출구로부터 상기 기판의 표면으로 제 2 린스액을 공급하는 제 2 린스액 공급 단계를 가지고, 상기 현상액 노즐이 상기 제 2 린스액 노즐보다 상기 기판의 중심측에 배치된 상태를 유지한 채로 상기 현상액 공급 단계를 상기 제 2 린스액 공급 단계와 동시에 행하는 것을 특징으로 한다.
제 4 발명은, 제 1 내지 제 3 중 어느 한 발명에 따른 현상 처리 방법에서, 상기 제 1 린스액 노즐을 상기 현상액 노즐과 일체적으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.
제 5 발명은, 제 2 또는 제 3 발명에 따른 현상 처리 방법에서, 상기 가스 노즐을 상기 제 1 린스액 노즐과 일체적으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.
제 6 발명은, 제 3 발명에 따른 현상 처리 방법에서, 상기 현상액 공급 노즐을 상기 제 2 린스액 노즐과 일체적으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.
제 7 발명은, 제 1 내지 제 6 중 어느 한 발명에 따른 현상 처리 방법에서, 상기 현상액 노즐을 이동시키는 이동 속도를, 상기 현상액 노즐을 상기 기판의 중심측으로부터 외주측으로 이동시킴에 따라 감소시키는 것을 특징으로 한다.
제 8 발명은, 제 1 내지 제 7 중 어느 한 발명에 따른 현상 처리 방법에서, 상기 현상액 노즐의 상기 토출구로부터 현상액을 토출하는 토출 방향은 상기 기판의 회전 방향의 성분을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 액침 보호막 또는 발수성 레지스트를 포함하여 광범위한 종류의 막이 성막된 기판을 노광하여 현상하는 경우에도, 기판 표면 내에서의 CD치의 균일성을 향상시킬 수 있고, 처리 시간을 단축시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 현상 처리 방법을 행하기 위하여 이용되는 현상 장치를 구비하는 도포·현상 장치의 전체 구성을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 현상 처리 방법을 행하기 위하여 이용되는 현상 장치를 구비하는 도포?현상 장치의 전체 구성을 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 현상 처리 방법을 행하기 위하여 이용되는 현상 장치의 현상 유닛(DEV)의 구성을 모식적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 현상 처리 방법을 행하기 위하여 이용되는 현상 장치의 현상 유닛(DEV)의 구성을 모식적으로 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 현상 처리 방법의 각 공정의 순서를 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 6a 내지 도 6i는 각각 본 발명의 실시예에 따른 현상 처리 방법에서 웨이퍼 상에 프리웨트액, 현상액, 순수 또는 가스가 공급 또는 토출되고 있는 상태를 모식적으로 도시한 사시도 및 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 현상 처리 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 일체적으로 설치된 프리웨트액 노즐, 현상액 노즐, 순수 노즐 및 가스 노즐로 이루어지는 노즐의 구성을 기판의 일부와 함께 모식적으로 도시한 정면도 및 측면도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 현상 처리 방법의 각 공정의 타임 차트를 종래의 현상 처리 방법의 각 공정의 타임 차트와 비교하여 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예의 제 1 변형예에 따른 현상 처리 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 일체적으로 설치된 프리웨트액 노즐, 현상액 노즐, 순수 노즐 및 가스 노즐로 이루어지는 노즐의 구성을 기판의 일부와 함께 모식적으로 도시한 정면도 및 측면도이다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 실시예의 제 2 변형예에 따른 현상 처리 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 일체적으로 설치된 프리웨트액 노즐, 현상액 노즐, 순수 노즐 및 가스 노즐로 이루어지는 노즐의 구성을 기판의 일부와 함께 모식적으로 도시한 정면도 및 측면도이다.
이어서, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 도면과 함께 설명한다.
(실시예)
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 현상 처리 방법에 대하여 설명한다.
본 실시예에 따른 현상 처리 방법은, 표면에 레지스트가 도포되어 노광된 후의 기판을 수평하게 보지(保持)하고, 수직축 중심으로 회전시키면서 현상 처리하는 현상 처리 방법에서, 기판의 상방에 배치된 프리웨트(pre-wet)액 노즐을 기판의 중심측으로부터 외주측으로 이동시켜 프리웨트액 노즐의 토출구로부터 기판의 표면으로 프리웨트액을 공급하는 프리웨트액 공급 단계와, 기판의 상방에 배치된 현상액 노즐을 기판의 중심측으로부터 외주측으로 이동시켜 현상액 노즐의 토출구로부터 기판의 표면으로 현상액을 공급하는 현상액 공급 단계와, 기판의 상방에 배치된 순수 노즐을 기판의 중심측으로부터 외주측으로 이동시켜 순수 노즐의 토출구로부터 기판의 표면으로 순수를 공급하는 순수 공급 단계와, 기판의 상방에 배치된 가스 노즐을 기판의 중심측으로부터 외주측으로 이동시켜 가스 노즐의 토출구로부터 기판의 표면으로 가스를 토출하는 가스 토출 단계를 가지고, 현상액 노즐이 프리웨트액 노즐보다 기판의 중심측에 배치된 상태를 유지한 채로 현상액 공급 단계를 프리웨트액 공급 단계와 동시에 행하고, 순수 노즐이 현상액 노즐보다 기판의 중심측에 배치된 상태를 유지한 채로 순수 공급 단계를 현상액 공급 단계와 동시에 행하고, 가스 노즐이 순수 노즐보다 기판의 중심측에 배치된 상태를 유지한 채로 가스 토출 단계를 순수 공급 단계와 동시에 행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 실시예에서의 프리웨트액 공급 단계 및 순수 공급 단계의 각각은 본 발명에서의 제 2 린스액 공급 단계 및 제 1 린스액 공급 단계의 각각에 상당한다. 또한, 본 실시예에서의 프리웨트액 노즐 및 순수 노즐의 각각은 본 발명에서의 제 2 린스액 노즐 및 제 1 린스액 노즐의 각각에 상당한다. 또한, 본 실시예에서의 프리웨트액 및 순수의 각각은 본 발명에서의 제 2 린스액 및 제 1 린스액의 각각에 상당한다.
본 실시예에 따른 현상 처리 방법은, 프리웨트액 공급 단계와 현상액 공급 단계와 순수 공급 단계와 가스 토출 단계를 동시에 행하는 것을 특징으로 하기 때문에, 현상 처리 시간을 단축하는 것이 가능해진다.
이어서, 본 실시예에 따른 현상 처리 방법의 구체예를 설명한다. 본 실시예에 따른 현상 처리 방법의 구체예로서 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 실시예에 따른 현상 처리 방법을 행하기 위하여 이용하는 현상 장치를 설명한다.
도 1은 본 실시예에 따른 현상 처리 방법을 행하기 위하여 이용되는 현상 장치를 구비하는 도포·현상 장치의 전체 구성을 도시한 사시도이고, 도 2는 그 평면도이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 도포·현상 장치(100)는 캐리어 재치부(B1), 처리부(B2), 인터페이스부(B3) 등을 가지고, 외부 장치인 노광부(B4)에 인접하여 설치된다.
캐리어 재치부(B1)는 기판인 웨이퍼(W)가, 예를 들면 13 매 밀폐 수납된 캐리어(C1)를 반입출하기 위한 것이다. 캐리어 재치부(B1)는 캐리어(C1)를 복수 개 재치 가능한 재치부(90a)를 구비한 캐리어 스테이션(90)과, 이 캐리어 스테이션(90)에서 볼 때 전방의 벽면에 설치되는 개폐부(91)와, 개폐부(91)를 통하여 캐리어(C1)로부터 웨이퍼(W)를 취출하기 위한 전달 수단(A1)을 가진다.
처리부(B2)는 하우징(92)으로 주위가 둘러싸여 있고, 캐리어 재치부(B1)의 내측에 접속되어 있다. 처리부(B2)는 앞측에서부터 차례로 가열·냉각계의 유닛을 다단화시킨 선반 유닛(U1, U2, U3)과 후술하는 도포·현상 유닛을 포함하는 각 처리 유닛 간의 웨이퍼(W)의 전달을 행하고, 교호로 설치된 주반송 수단(A2, A3)을 가진다. 선반 유닛(U1, U2, U3) 및 주반송 수단(A2, A3)은 캐리어 재치부(B1)측에서 볼 때 전후 일렬로 배열되고, 각각의 접속 부위에는 도시하지 않은 웨이퍼 반송용의 개구부가 형성되어 있어, 웨이퍼(W)는 처리부(B2) 내를 일단측의 선반 유닛(U1)으로부터 타단측의 선반 유닛(U3)까지 자유롭게 이동할 수 있도록 되어 있다.
주반송 수단(A2, A3)은 캐리어 재치부(B1)에서 볼 때 전후 방향으로 배치되는 선반 유닛(U1, U2, U3)측의 일면부와, 후술하는, 예를 들면 우측의 액처리 유닛(U4, U5)측의 일면부와, 좌측의 일면을 이루는 배면부로 구성되는 구획벽(93)에 의해 둘러싸이는 공간 내에 배치된다.
온·습도 조절 유닛(94, 95)은 각 유닛에서 이용되는 처리액의 온도 조절 장치 또는 온·습도 조절용의 덕트 등을 구비하고 있다.
액처리 유닛(U4, U5)은, 예를 들면 도 1에 도시한 바와 같이, 도포액(레지스트액) 또는 현상액과 같은 약액 공급용의 스페이스를 이루는 수납부(96) 상에, 도포 유닛(COT), 본 실시예에 따른 현상 방법을 행하기 위한 현상 장치로서의 현상 유닛(DEV) 및 반사 방지막 형성 유닛(BARC) 등을 복수 단, 예를 들면 5 단으로 적층한 구성을 가진다. 또한, 상술한 선반 유닛(U1, U2, U3)은 액처리 유닛(U4, U5)에서 행해지는 처리의 전처리 및 후처리를 행하기 위한 각종 유닛을 복수 단, 예를 들면 10 단으로 적층한 구성을 가진다. 선반 유닛(U1, U2, U3)은 웨이퍼(W)를 가열(베이크)하는 가열 유닛, 웨이퍼(W)를 냉각하는 냉각 유닛 등을 포함한다.
노광부(B4)는, 예를 들면 제 1 반송실(97) 및 제 2 반송실(98)로 이루어지는 인터페이스부(B3)를 개재하여 처리부(B2)에 접속되어 있다. 인터페이스부(B3)의 내부에는, 도 2에 도시한 바와 같이, 처리부(B2)와 노광부(B4)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하기 위한 2 개의 전달 수단(A4, A5) 외에 선반 유닛(U6) 및 버퍼 캐리어(C0)가 설치되어 있다.
이 장치에서의 웨이퍼(W)의 흐름에 대하여 일례를 나타내면, 먼저 외부로부터 웨이퍼(W)가 수납된 캐리어(C1)가 재치부(90a)에 재치되고, 개폐부(91)와 함께 캐리어(C1)의 덮개가 열려 전달 수단(A1)에 의해 웨이퍼(W)가 취출된다. 그리고, 웨이퍼(W)는 선반 유닛(U1)의 일단을 이루는 전달 유닛(도시하지 않음)을 거쳐 주반송 수단(A2)으로 전달되고, 선반 유닛(U1 ~ U3) 내의 하나의 선반에서 도포 처리의 전처리로서, 예를 들면 어드히젼(adhesion)(소수화 처리), 냉각 처리가 행해지고, 그 후 도포 유닛(COT)에서 레지스트액이 도포된다.
이어서, 웨이퍼(W)는 선반 유닛(U1 ~ U3) 중 하나의 선반을 이루는 가열 유닛에서 가열(베이크 처리)되고, 추가로 냉각된 후, 선반 유닛(U3)의 전달 유닛을 경유하여 인터페이스부(B3)로 반입된다. 이 인터페이스부(B3)에서 웨이퍼(W)는, 예를 들면 전달 수단(A4) → 선반 유닛(U6) → 전달 수단(A5)이라고 하는 경로로 노광부(B4)로 반송되어 노광이 행해진다. 노광 후, 웨이퍼(W)는 반대 경로로 주반송 수단(A3)까지 반송되고, 현상 유닛(DEV)에서 현상됨으로써 레지스트 마스크가 형성된다. 그 후, 웨이퍼(W)는 재치부(90a) 상의 원래의 캐리어(C1)로 반환된다.
다음으로, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 실시예에 따른 현상 처리 방법을 행하기 위하여 이용되는 현상 장치의 현상 유닛(DEV)에 대하여 설명한다. 도 3은 현상 유닛(DEV)의 구성을 모식적으로 도시한 단면도이고, 도 4는 그 평면도이다.
현상 유닛(DEV)은 스핀 척(2), 컵체(3), 노즐(4), 제어부(7)를 구비한다.
스핀 척(2)은 기판, 예를 들면 웨이퍼(W)의 이면측 중앙부를 흡인 흡착하여 수평 자세로 보지하기 위한 기판 보지부이다. 스핀 척(2)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 회전축(21)을 개재하여 회전 구동 기구인 구동 기구(22)와 접속되어 있고, 웨이퍼(W)를 보지한 상태로 회전 및 승강 가능하도록 구성되어 있다. 도 3에 도시한 예에서는 스핀 척(2)의 회전축 상에 웨이퍼(W)의 중심이 위치하도록 설정되어 있다. 단, 본 실시예에서는 회전축 상에 웨이퍼(W)의 중심이 위치하고 있지 않아도 되고, 예를 들면 회전축으로부터 반경 1 ~ 15 mm 이내의 영역에 웨이퍼(W)의 중심이 위치하고 있으면 된다.
컵체(3)는 스핀 척(2) 상의 웨이퍼(W)를 둘러싸도록 하여 상방측으로 개구되도록 설치된다. 컵체(3)는 상부측이 사각 형상이고, 하부측이 원통 형상인 외측 컵(31)과, 상부측이 내측으로 경사진 통 형상의 내측 컵(32)으로 이루어지고, 외측 컵(31)의 하단부에 접속된 승강부(33)에 의해 외측 컵(31)이 승강하고, 내측 컵(32)은 외측 컵(31)의 하단측 내주면에 형성된 단부(31a)에 의해 밀어 올려져 승강 가능하도록 구성되어 있다.
스핀 척(2)의 하방측에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 원형판(34)이 설치되어 있고, 이 원형판(34)의 외측에는 단면이 오목부 형상으로 형성된 액받이부(35)가 전체 둘레에 걸쳐 설치되어 있다.
액받이부(35)의 저면(底面)에는 드레인 배출구(36)가 형성되어 있어, 웨이퍼(W)로부터 넘치거나 혹은 떨어져 액받이부(35)에 저장된 현상액 또는 린스액은 이 드레인 배출구(36)를 거쳐 장치의 외부로 배출된다.
또한, 원형판(34)의 외측에는 단면이 산 형상인 링 부재(37)가 설치되어 있다. 또한, 도시하지 않았지만, 원형판(34)을 관통하는, 예를 들면 3 개의 기판 지지핀인 승강핀이 설치되어 있어, 이 승강핀과 도시하지 않은 기판 반송 수단의 협동 작용에 의해 웨이퍼(W)는 스핀 척(2)으로 전달되도록 구성되어 있다.
노즐(4)은 일렬로 배열된 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b), 린스액 노즐(4c), 가스 노즐(4d)을 가진다. 노즐(4)은 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b), 린스액 노즐(4c), 가스 노즐(4d)의 각 노즐이 스핀 척(2)에 보지된 웨이퍼(W)의 표면과 대향하도록 하여 승강 및 수평 이동 가능하게 설치되어 있다.
프리웨트액 노즐(4a)에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 공급로, 예를 들면 프리웨트액 배관(61a)의 일단이 접속되어 있고, 프리웨트액 배관(61a)의 타단측은 프리웨트액 공급원(62a)과 접속되고, 그 도중에는 도시하지 않은 송액 수단, 예를 들면 토출 스트로크(stroke)를 대신함으로써 토출 유량을 조절 가능한 벨로즈(bellows) 펌프 등이 설치되어 있다.
현상액 노즐(4b)에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 공급로, 예를 들면 현상액 배관(61b)의 일단이 접속되어 있고, 현상액 배관(61b)의 타단측은 현상액 공급원(62b)과 접속되어, 소정 유량(예를 들면, 600 ml / min)의 현상액이 공급되도록 구성되어 있다. 또한, 현상액 공급원(62b)은 도시하지 않은 온도 조정 기구를 구비하여 현상액을 소정의 온도(예를 들면, 23℃)로 조정하여 노즐로 공급하도록 이루어져 있다. 즉, 항상 처리 온도로 현상액이 공급됨으로써 동일한 종류의 레지스트가 도포된 웨이퍼군에 대하여 균일한 현상 처리를 할 수 있도록 구성되어 있다.
순수 노즐(4c)에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 공급로, 예를 들면 순수 배관(61c)의 일단이 접속되어 있고, 순수 배관(61c)의 타단측은 순수 공급원(62c)과 접속되고, 그 도중에는 도시하지 않은 유량 조정 밸브 등이 설치되어 토출 유량이 조절되고 있다. 또한, 순수 노즐(4c)은 웨이퍼 표면의 현상액을 세정하기 위한 린스액으로서, 예를 들면 순수를 토출하기 위한 것이다. 따라서, 웨이퍼 표면의 현상액을 세정하기 위한 린스액이라면, 순수 노즐(4c)로부터 토출되는 액체로서 순수 이외의 린스액을 이용해도 좋다.
가스 노즐(4d)에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 공급로, 예를 들면 가스 배관(61d)의 일단이 접속되어 있고, 가스 배관(61d)의 타단측은 가스의 공급원(62d)과 접속된다. 가스 노즐은 N2 가스를 웨이퍼 표면에 분사하여 순수 등의 린스액을 웨이퍼 표면으로부터 날려보내기 위한 것이다. 따라서, 웨이퍼 표면의 순수 등의 린스액을 날려보내기 위한 가스라면, 가스 노즐로부터 토출되는 가스로서 N2 가스 이외의 불활성 가스를 이용해도 좋다.
또한, 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b), 순수 노즐(4c), 가스 노즐(4d) 외에, 웨이퍼 표면으로 계면활성제를 공급하기 위한 계면활성제 노즐을 추가로 노즐(4)에 일체로 설치해도 좋다.
도 4에 도시한 바와 같이, 노즐(4)은 지지 부재인 노즐 암(5)의 일단측에 지지되고, 노즐 암(5)의 타단측은 도시하지 않은 승강 기구를 구비한 이동 기체(基體)(51)와 접속되어 있다. 또한, 이동 기체(51)는, 예를 들면 유닛의 외장체 저면에서 X 방향으로 연장되는 가이드 부재(52)를 따라 횡 방향으로 이동 가능하도록 구성되어 있다. 이 이동 기구에 의해 노즐(4)은 웨이퍼(W)의 외측과 중앙 사이의 직선 상을 이동 가능하게 이루어져 있다. 또한, 컵체(3)의 외측에는 노즐(4)의 대기부(53)가 설치되고, 이 노즐 대기부(53)에서 노즐(4)의 선단부의 세정 등이 행해진다.
제어부(7)는 컴퓨터로 이루어지고, 프리웨트액 공급원(62a), 현상액 공급원(62b), 순수 공급원(62c), 가스 공급원(62d), 구동 기구(22), 승강부(33), 이동 기체(51)의 동작을 제어한다. 특히, 본 실시예에서 제어부(7)는 노즐(4)이 웨이퍼(W)의 중심측으로부터 외주측으로 이동할 때에 프리웨트액 노즐(4a)로부터 프리웨트액을 공급하고, 현상액 노즐(4b)로부터 현상액을 공급하고, 순수 노즐(4c)로부터 순수를 공급하고, 가스 노즐(4d)로부터 가스를 토출하도록 제어한다.
제어부(7)가 구비하는 도시하지 않은 기억부에는, 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b), 순수 노즐(4c), 가스 노즐(4d)의 이동 동작, 토출 동작, 웨이퍼(W)의 회전 동작 등이 미리 정해진 소프트웨어로 이루어지는 1 개 또는 복수의 처리 레시피와, 이 처리 레시피 중 어느 하나에 근거하여 각 동작이 실시되도록 명령이 포함된 커멘드부를 가지는 현상 처리 프로그램이 저장되어 있다. 제어부(7)는 기억부에 저장된 현상 처리 프로그램을 독출하여 현상 처리 공정이 실시되도록 제어를 행한다. 현상 처리 프로그램은, 예를 들면 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 마그넷 옵티컬 디스크, 메모리 카드 등의 기록 매체에 기록되어 수납된 상태로 제어부(7)의 기억부에 저장된다.
다음으로, 본 실시예에 따른 현상 처리 방법에 대하여, 도 5 내지 도 7을 참조하여 현상 유닛(DEV)에 의한 웨이퍼(W)의 현상 처리 공정을 예시하여 설명한다. 도 5는 본 실시예에 따른 현상 처리 방법의 각 공정의 순서를 설명하기 위한 플로우 차트이다. 도 6a 내지 도 6i는 본 실시예에 따른 현상 처리 방법에서, 웨이퍼 상으로 프리웨트액, 현상액, 순수 또는 가스가 공급 또는 토출되고 있는 상태를 모식적으로 도시한 사시도 및 평면도이다. 도 6a 내지 도 6i의 각각에서 좌측이 사시도이고, 우측이 평면도이다. 또한, 도 6a 내지 6c의 각각은 도 5에서의 단계(S1) 내지 단계(S3)의 각각의 공정에 대응하고, 도 6d 및 도 6e는 모두 도 5에서의 단계(S4)에 대응하고, 도 6f 내지 도 6i의 각각은 도 5에서의 단계(S5) 내지 단계(S8)의 각각의 공정에 대응한다. 도 7은 본 실시예에 따른 현상 처리 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 일체적으로 설치된 프리웨트액 노즐, 현상액 노즐, 순수 노즐 및 가스 노즐로 이루어지는 노즐의 구성을 기판의 일부와 함께 모식적으로 도시한 정면도 및 측면도이다. 도 7에서 좌측이 정면도이고, 우측이 측면도이다.
본 실시예에 따른 현상 처리 방법을 행하기 위한 현상 처리 공정에서는, 사용된 레지스트의 종류, 형성할 레지스트 패턴의 종류(라인계, 홀계) 등의 여러 조건에 따라 처리 레시피가 결정되는데, 이하의 설명에서는 소정의 처리 레시피에 근거하여 제어부(7)의 제어에 의해 현상 처리가 행해지는 것으로 한다. 또한, 처리 레시피는 단계(S1)부터 단계(S8)까지의 각 단계를 가진다.
여기서, 레지스트는, 예를 들면 ArF 레지스트 AIM5796(상품명 : JSR사 제품)이 이용되는 것으로 한다. 또한, 현상액은, 예를 들면 NMD3(상품명 : 도쿄 오카 공업사 제품)이 이용되는 것으로 한다. 또한, 예를 들면 현상액의 온도는 23℃로 설정되고, 현상액 노즐(4b)로부터의 현상액의 공급 유량은 600 ml / min, 프리웨트액 노즐(4a) 및 순수 노즐(4c)로부터의 순수의 공급 유량은 1000 ml / min, 가스 노즐(4d)로부터의 가스의 토출량은 5000 ml / min로 설정되어 있는 것으로 한다.
또한, 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b) 및 순수 노즐(4c)의 내경은, 예를 들면 2 ~ 10 mmφ로 할 수 있고, 보다 바람직하게는, 예를 들면 5 mm로 할 수 있다.
본 실시예에 따른 현상 처리 방법은, 도 5에 도시한 바와 같이, 단계(S1) 내지 단계(S8)로 이루어진다. 단계(S1)에서는 프리웨트액 공급 단계를 행한다. 단계(S2)에서는 현상액 노즐이 프리웨트액 노즐보다 기판의 중심측에 배치된 상태를 유지한 채로 현상액 공급 단계를 프리웨트액 공급 단계와 동시에 행한다. 단계(S3)에서는 현상액 노즐이 프리웨트액 노즐보다 기판의 중심측에 배치되고, 순수 노즐이 현상액 노즐보다 기판의 중심측에 배치된 상태를 유지한 채로 프리웨트액 공급 단계, 현상액 공급 단계 및 순수 공급 단계를 동시에 행한다. 단계(S4)에서는 현상액 노즐이 프리웨트액 노즐보다 기판의 중심측에 배치되고, 순수 노즐이 현상액 노즐보다 기판의 중심측에 배치되고, 가스 노즐이 순수 노즐보다 기판의 중심측에 배치된 상태를 유지한 채로 프리웨트액 공급 단계, 현상액 공급 단계, 순수 공급 단계 및 가스 토출 단계를 동시에 행한다. 단계(S5)에서는 순수 노즐이 현상액 노즐보다 기판의 중심측에 배치되고, 가스 노즐이 순수 노즐보다 기판의 중심측에 배치된 상태를 유지한 채로 현상액 공급 단계, 순수 공급 단계 및 가스 토출 단계를 동시에 행한다. 단계(S6)에서는 가스 노즐이 순수 노즐보다 기판의 중심측에 배치된 상태를 유지한 채로 순수 공급 단계 및 가스 토출 단계를 동시에 행한다. 단계(S7)에서는 가스 토출 단계를 행한다. 단계(S8)에서는 모든 단계가 종료되어 있다.
단계(S1)를 개시하기 전, 외측 컵(31), 내측 컵(32)이 하강 위치에 있고, 노즐(4)이 노즐 대기부(53)의 상방에 배치된 상태에서, 그 표면에 레지스트가 도포되고, 또한 노광된 후의 웨이퍼(W)가 도시하지 않은 기판 반송 수단에 의해 반입된다. 그리고, 이 기판 반송 수단과 도시하지 않은 승강핀의 협동 작용에 의해 웨이퍼(W)는 스핀 척(2)으로 전달된다.
이어서, 외측 컵(31) 및 내측 컵(32)이 상승 위치에 설정되고, 현상액의 공급을 개시하는 위치인, 예를 들면 웨이퍼(W)의 상방이면서 웨이퍼(W)의 표면으로부터 약간 높은 위치(개시 위치라고 함)에 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b), 린스액 노즐(4c), 가스 노즐(4d)로 이루어지는 노즐(4)을 프리웨트액 노즐(4a)이 기판 표면의 대략 중심 상에 오도록 배치한다.
또한, 단계(S1)를 개시하기 전, 웨이퍼(W)를 수직축 중심으로 회전시킨다. 여기서, 웨이퍼(W)의 회전수는, 예를 들면 1000 ~ 2000 rpm의 범위로 할 수 있고, 예를 들면 1500 rpm으로 회전시킬 수 있다.
먼저, 단계(S1)를 행한다. 단계(S1)에서는, 도 6a에 도시한 바와 같이, 프리웨트액 노즐(4a)이 웨이퍼(W)의 중앙 상방에 있는 상태에서 프리웨트액 노즐(4a)로부터 소량의 프리웨트액(PW), 예를 들면 순수를 웨이퍼(W)의 중앙부로 공급을 개시하고, 프리웨트액 노즐(4a)을 기판의 중심측으로부터 외주측으로 이동시켜 프리웨트액 노즐(4a)의 토출구로부터 기판의 표면으로 프리웨트액(PW)을 공급하는 프리웨트액 공급 단계가 행해진다. 이때, 현상액 노즐(4b), 순수 노즐(4c), 가스 노즐(4d)도 일체적으로 이동된다.
도 6a에 도시한 바와 같이, 프리웨트액 공급 단계가 행해져 회전하는 웨이퍼(W)의 대략 중심 상방으로부터 프리웨트액(PW)이 웨이퍼(W) 상으로 공급되기 때문에, 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 중심측으로부터 외주측으로 확산되어 웨이퍼(W)의 대략 전체 면에 걸치는 영역(AR1)은 프리웨트액(PW)으로 덮이고, 웨이퍼(W) 전체 면에 대한 프리웨트 처리, 즉 웨이퍼 표면의 습윤성을 향상시키는 처리가 실시되어, 그 후에 공급되는 현상액이 웨이퍼(W)의 표면에 신속히 퍼지는 상태로 된다.
또한, 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b), 순수 노즐(4c), 가스 노즐(4d)은, 도 6a에 도시한 바와 같이, 프리웨트액 노즐(4a)의 이동 방향과 반대 방향으로 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b), 순수 노즐(4c), 가스 노즐(4d)의 순서로 배열되도록 배치된다. 또한, 노즐(4)의 이동 속도를, 예를 들면 5 ~ 20 mm / sec로 할 수 있고, 보다 바람직하게는 10 mm / sec로 할 수 있다.
그 후, 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b), 순수 노즐(4c), 가스 노즐(4d)이 일체적으로 이동하여, 현상액 노즐(4b)이 웨이퍼(W)의 대략 중앙 상방에 왔을 때에 현상액 노즐(4b)로부터 현상액(D)의 공급을 개시하여 단계(S2)를 행한다. 단계(S2)에서는, 도 6b에 도시한 바와 같이, 프리웨트액 노즐(4a)로부터 프리웨트액(PW)을 공급하고, 현상액 노즐(4b)로부터 현상액(D)을 공급한 상태에서, 프리웨트액 노즐(4a) 및 현상액 노즐(4b)이 웨이퍼(W)의 상방을 웨이퍼(W)의 중심측으로부터 외주측을 향하여 이동하도록 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b), 린스액 노즐(4c), 가스 노즐(4d)로 이루어지는 노즐(4)을 이동시킨다. 바꾸어 말하면, 현상액 노즐(4b)이 프리웨트액 노즐(4a)보다 웨이퍼(W)의 중심측에 배치된 상태를 유지한 채로 현상액 공급 단계를 프리웨트액 공급 단계와 동시에 행하는 것이다.
도 6b에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 중심측의 영역(AR21)에서는 현상액 공급 단계가 행해져, 회전하는 웨이퍼(W)의 대략 중심 상방으로부터 현상액(D)이 현상액 노즐(4b)에 의해 웨이퍼(W) 상으로 공급되어 웨이퍼(W)의 표면이 현상액(D)으로 덮인다. 한편, 웨이퍼(W)의 중심측의 영역(AR21)의 외주측의 영역인 AR22에서는 프리웨트액 공급 단계가 행해져, 회전하는 웨이퍼(W)의 상방이며 현상액 노즐(4b)보다 웨이퍼(W)의 외주측에 배치되는 프리웨트액 노즐(4a)에 의해 프리웨트액(PW)이 웨이퍼(W) 상으로 공급되고, 공급된 프리웨트액(PW)이 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 중심측으로부터 외주측으로 확산되어 웨이퍼(W)의 표면이 프리웨트액(PW)으로 덮인다.
또한, 웨이퍼(W)의 중심측의 영역(AR21)과, 영역(AR21)의 외주측의 영역인 AR22의 경계에서는, 노즐(4)의 이동 속도와 웨이퍼(W)의 회전수의 관계에 따라서는 프리웨트액(PW)과 현상액(D)이 혼합되어, 도 6b에 도시한 것 같은 명확한 경계를 가지지 않는 경우가 있다. 영역(AR21)과 영역(AR22)이 명확한 경계를 가지지 않는 경우에도, 영역(AR22)이고 영역(AR21)과의 경계로부터 어느 정도 떨어진 영역에서 현상액(D)의 농도는 공급된 현상액의 농도와 대략 동일하기 때문에 현상 처리가 정상적으로 진행된다.
그 후, 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b), 순수 노즐(4c), 가스 노즐(4d)이 일체적으로 이동하여, 순수 노즐(4c)이 웨이퍼(W)의 대략 중앙 상방에 왔을 때에 순수 노즐(4c)로부터 순수(R)의 공급을 개시하여 단계(S3)를 행한다. 단계(S3)에서는, 도 6c에 도시한 바와 같이, 프리웨트액 노즐(4a)로부터 프리웨트액(PW)을 공급하고, 현상액 노즐(4b)로부터 현상액(D)을 공급하고, 순수 노즐(4c)로부터 순수(R)를 공급한 상태에서, 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b) 및 순수 노즐(4c)이 웨이퍼(W)의 상방을 웨이퍼(W)의 중심측으로부터 외주측을 향하여 이동하도록 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b), 순수 노즐(4c), 가스 노즐(4d)로 이루어지는 노즐(4)을 이동시킨다. 바꾸어 말하면, 현상액 노즐(4b)이 프리웨트액 노즐(4a)보다 웨이퍼(W)의 중심측에 배치되고, 순수 노즐(4c)이 현상액 노즐(4b)보다 웨이퍼(W)의 중심측에 배치된 상태를 유지한 채로 프리웨트액 공급 단계, 현상액 공급 단계 및 순수 공급 단계를 동시에 행하는 것이다.
도 6c에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 중심측의 영역(AR31)에서는 순수 공급 단계가 행해져, 회전하는 웨이퍼(W)의 대략 중심 상방으로부터 순수(R)가 순수 노즐(4c)에 의해 웨이퍼(W) 상으로 공급되어 웨이퍼(W) 표면의 현상액(D)이 순수로 세정된다. 한편, 웨이퍼(W)의 중심측의 영역(AR31)의 바로 외주측의 영역인 AR32에서는 현상액 공급 단계가 행해져, 회전하는 웨이퍼(W)의 상방이며 순수 노즐(4c)보다 웨이퍼(W)의 외주측에 배치되는 현상액 노즐(4b)에 의해 현상액(D)이 웨이퍼(W) 상으로 공급되어 웨이퍼(W)의 표면이 현상액(D)으로 덮인다. 또한, 웨이퍼(W)의 영역(AR32)의 외측의 영역인 AR33에서는 프리웨트액 공급 단계가 행해져, 회전하는 웨이퍼(W)의 상방이며 현상액 노즐(4b)보다 웨이퍼(W)의 외주측에 배치되는 프리웨트액 노즐(4a)에 의해 프리웨트액(PW)이 웨이퍼(W) 상으로 공급되고, 공급된 프리웨트액(PW)이 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 중심측으로부터 외주측으로 확산되어 웨이퍼(W)의 표면이 프리웨트액(PW)으로 덮인다.
또한, 웨이퍼(W)의 중심측의 영역(AR31)과 영역(AR31)의 외주측의 영역인 AR32의 경계에서는 노즐(4)의 이동 속도와 웨이퍼(W)의 회전수의 관계에 따라서는 순수(R)와 현상액(D)이 혼합되어, 도 6c에 도시한 것 같은 명확한 경계를 가지지 않는 경우가 있다. 영역(AR31)과 영역(AR32)이 명확한 경계를 가지지 않는 경우에도, 영역(AR32)이고 영역(AR31)과의 경계로부터 어느 정도 떨어진 영역에서, 현상액(D)의 농도는 공급된 현상액의 농도와 대략 동일하다. 또한, 마찬가지로, 영역(AR32)이고 영역(AR33)과의 경계로부터 어느 정도 떨어진 영역에서도, 현상액(D)의 농도는 공급된 현상액의 농도와 대략 동일하다. 따라서, 예를 들면 영역(AR32)의 웨이퍼(W)의 반경 방향의 폭이 어느 정도 큰 경우 등에는 영역(AR32)에서 현상 처리가 정상적으로 진행된다.
그 후, 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b), 순수 노즐(4c), 가스 노즐(4d)이 일체적으로 이동하여, 가스 노즐(4d)이 웨이퍼(W)의 대략 중앙 상방에 왔을 때에 가스 노즐(4d)로부터 가스(G)의 공급을 개시하여 단계(S4)를 행한다. 단계(S4)에서는, 도 6d에 도시한 바와 같이, 프리웨트액 노즐(4a)로부터 프리웨트액(PW)을 공급하고, 현상액 노즐(4b)로부터 현상액(D)을 공급하고, 순수 노즐(4c)로부터 순수(R)를 공급하고, 가스 노즐(4d)로부터 가스(G)를 토출한 상태에서, 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b), 순수 노즐(4c) 및 가스 노즐(4d)이 웨이퍼(W)의 상방을 웨이퍼(W)의 중심측으로부터 외주측을 향하여 이동하도록 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b), 순수 노즐(4c), 가스 노즐(4d)로 이루어지는 노즐(4)을 이동시킨다. 바꾸어 말하면, 현상액 노즐(4b)이 프리웨트액 노즐(4a)보다 웨이퍼(W)의 중심측에 배치되고, 순수 노즐(4c)이 현상액 노즐(4b)보다 웨이퍼(W)의 중심측에 배치되고, 가스 노즐(4d)이 순수 노즐(4c)보다 웨이퍼(W)의 중심측에 배치된 상태를 유지한 채로 프리웨트액 공급 단계, 현상액 공급 단계, 순수 공급 단계 및 가스 토출 단계를 동시에 행하는 것이다.
도 6d에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 중심측의 영역(AR41)에서는 가스 토출 단계가 행해져, 회전하는 웨이퍼(W)의 대략 중심 상방으로부터 가스(G)가 가스 노즐(4d)에 의해 웨이퍼(W) 상으로 토출되어 웨이퍼(W) 표면의 순수가 떨어져 건조된다. 한편, 웨이퍼(W)의 중심측의 영역(AR41)의 바로 외주측의 영역인 AR42에서는 순수 공급 단계가 행해져, 회전하는 웨이퍼(W)의 상방이며 가스 노즐(4d)보다 웨이퍼(W)의 외주측에 배치되는 순수 노즐(4c)에 의해 순수(R)가 웨이퍼(W) 상으로 공급되어 웨이퍼(W) 표면의 현상액(D)이 순수(R)로 세정된다. 또한, 웨이퍼(W)의 영역(AR42)의 바로 외측의 영역인 AR43에서는 현상액 공급 단계가 행해져, 회전하는 웨이퍼(W)의 상방이며 순수 노즐(4c)보다 웨이퍼(W)의 외주측에 배치되는 현상액 노즐(4b)에 의해 현상액(D)이 웨이퍼(W) 상으로 공급되어 웨이퍼(W)의 표면이 현상액(D)으로 덮인다. 또한, 웨이퍼(W)의 영역(AR43)의 외측의 영역인 AR44에서는 프리웨트액 공급 단계가 행해져, 회전하는 웨이퍼(W)의 상방이며 현상액 노즐(4b)보다 웨이퍼(W)의 외주측에 배치되는 프리웨트액 노즐(4a)에 의해 프리웨트액(PW)이 웨이퍼(W)상으로 공급되고, 공급된 프리웨트액(PW)이 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 중심측으로부터 외주측으로 확산되어 웨이퍼(W)의 표면이 프리웨트액(PW)으로 덮인다.
그 후, 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b), 순수 노즐(4c), 가스 노즐(4d)의 각각으로부터 프리웨트액(PW), 현상액(D), 순수(R) 또는 가스(G)를 공급 또는 토출한 상태에서, 도 6e에 도시한 바와 같이, 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b), 순수 노즐(4c) 및 가스 노즐(4d)이 웨이퍼(W)의 상방을 웨이퍼(W)의 중심측으로부터 외주측을 향하여 이동하도록 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b), 순수 노즐(4c), 가스 노즐(4d)로 이루어지는 노즐(4)을 이동시킨다. 또한, 도 6e에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 중심측의 영역(AR51)에서는 가스 토출 단계가 행해지고, 영역(AR51)의 바로 외주측의 영역인 AR52에서는 순수 공급 단계가 행해지고, 영역(AR52)의 바로 외주측의 영역인 AR53에서는 현상액 공급 단계가 행해지고, 영역(AR53)의 외주측의 영역인 AR54에서는 프리웨트액 공급 단계가 행해진다. 이때, 도 6e에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 영역이며 가스 노즐(4d)로부터 가스(G)가 웨이퍼(W)로 토출되는 영역 및 이 영역보다 중심측의 영역인 AR51에서, 가스 노즐(4d)로부터 가스(G)가 웨이퍼(W)로 토출되는 영역에서는 회전하는 웨이퍼(W)의 상방으로부터 가스(G)가 가스 노즐(4d)에 의해 웨이퍼(W) 상으로 토출되는 가스 토출 단계가 행해져 순수(R)가 떨어져 건조되고, 가스(G)가 웨이퍼(W)로 토출되는 영역보다 중심측인 영역에서는 이미 건조된 상태이다.
그 후, 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b), 순수 노즐(4c), 가스 노즐(4d)이 일체적으로 이동하여, 프리웨트액 노즐(4a)이 웨이퍼(W)의 외주에 도달했을 때에 프리웨트액 노즐(4a)로부터의 프리웨트액(PW)의 공급을 정지하여 단계(S5)를 행한다. 단계(S5)에서는, 도 6f에 도시한 바와 같이, 현상액 노즐(4b)로부터 현상액(D)을 공급하고, 순수 노즐(4c)로부터 순수(R)를 공급하고, 가스 노즐(4d)로부터 가스(G)를 토출한 상태에서, 현상액 노즐(4b), 순수 노즐(4c) 및 가스 노즐(4d)이 웨이퍼(W)의 상방을 웨이퍼(W)의 중심측으로부터 외주측을 향하여 이동하도록 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b), 순수 노즐(4c), 가스 노즐(4d)로 이루어지는 노즐(4)을 이동시킨다. 순수 노즐(4c)이 현상액 노즐(4b)보다 웨이퍼(W)의 중심측에 배치되고, 가스 노즐(4d)이 순수 노즐(4c)보다 웨이퍼(W)의 중심측에 배치된 상태를 유지한 채로 현상액 공급 단계, 순수 공급 단계 및 가스 토출 단계를 동시에 행하는 것이다.
도 6f에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 영역이며 가스 노즐(4d)로부터 가스(G)가 웨이퍼(W)로 토출되는 영역 및 이 영역보다 중심측의 영역인 AR61에서, 가스 노즐(4d)로부터 가스(G)가 웨이퍼(W)로 토출되는 영역에서는 가스 토출 단계가 행해져, 회전하는 웨이퍼(W)의 상방으로부터 가스(G)가 가스 노즐(4d)에 의해 웨이퍼(W) 상으로 토출되어 웨이퍼(W) 표면의 순수(R)가 떨어져 건조된다. 또한, 영역(AR61)의 가스(G)가 웨이퍼(W)로 토출되는 영역보다 중심측의 영역에서는 이미 건조된 상태이다. 한편, 웨이퍼(W)의 중심측인 영역(AR61)의 바로 외주측의 영역인 AR62에서는 순수 공급 단계가 행해져, 회전하는 웨이퍼(W)의 상방이며 가스 노즐(4d)보다 웨이퍼(W)의 외주측에 배치되는 순수 노즐(4c)에 의해 순수(R)가 웨이퍼(W) 상으로 공급되어 웨이퍼(W) 표면의 현상액(D)이 순수(R)로 세정된다. 또한, 웨이퍼(W)의 영역(AR62)의 외주측의 영역인 AR63에서는 현상액 공급 단계가 행해져, 회전하는 웨이퍼(W)의 상방이며 순수 노즐(4c)보다 웨이퍼(W)의 외주측에 배치되는 현상액 노즐(4b)에 의해 현상액(D)이 웨이퍼(W) 상으로 공급되어 웨이퍼(W)의 표면이 현상액(D)으로 덮인다.
그 후, 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b), 순수 노즐(4c), 가스 노즐(4d)이 일체적으로 이동하여, 현상액 노즐(4b)이 웨이퍼(W)의 외주에 도달했을 때에 현상액 노즐(4b)로부터의 현상액의 공급을 정지하여 단계(S6)를 행한다. 단계(S6)에서는, 도 6g에 도시한 바와 같이, 순수 노즐(4c)로부터 순수(R)를 공급하고, 가스 노즐(4d)로부터 가스(G)를 토출한 상태에서, 순수 노즐(4c) 및 가스 노즐(4d)이 웨이퍼(W)의 상방을 웨이퍼(W)의 중심측으로부터 외주측을 향하여 이동하도록 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b), 순수 노즐(4c), 가스 노즐(4d)로 이루어지는 노즐(4)을 이동시킨다. 가스 노즐(4d)이 순수 노즐(4c)보다 웨이퍼(W)의 중심측에 배치된 상태를 유지한 채로 가스 토출 단계를 순수 공급 단계와 동시에 행하는 것이다.
도 6g에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 영역이며 가스 노즐(4d)로부터 가스(G)가 웨이퍼(W)로 토출되는 영역 및 이 영역보다 중심측의 영역인 AR71에서, 가스 노즐(4d)로부터 가스(G)가 웨이퍼(W)로 토출되는 영역에서는 가스 토출 단계가 행해져, 회전하는 웨이퍼(W)의 상방으로부터 가스(G)가 가스 노즐(4d)에 의해 웨이퍼(W) 상으로 토출되어 웨이퍼(W) 표면의 순수(R)가 떨어져 건조된다. 또한, 영역(AR71)의 가스(G)가 웨이퍼(W)로 토출되는 영역보다 중심측의 영역에서는 이미 건조된 상태이다. 한편, 웨이퍼(W)의 중심측의 영역(AR71)의 바로 외주측의 영역인 AR72에서는 순수 공급 단계가 행해져, 회전하는 웨이퍼(W)의 상방이며 가스 노즐(4d)보다 웨이퍼(W)의 외주측에 배치되는 순수 노즐(4c)에 의해 순수(R)가 웨이퍼(W) 상으로 공급되어 웨이퍼(W) 표면의 현상액(D)이 순수(R)로 세정된다.
그 후, 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b), 순수 노즐(4c), 가스 노즐(4d)이 일체적으로 이동하여, 순수 노즐(4c)이 웨이퍼(W)의 외주에 도달했을 때에 순수 노즐(4c)로부터의 순수(R)의 공급을 정지하여 단계(S7)를 행한다. 단계(S7)에서는, 도 6h에 도시한 바와 같이, 가스 노즐(4d)로부터 가스(G)를 토출한 상태에서, 가스 노즐(4d)이 웨이퍼(W)의 상방을 웨이퍼(W)의 중심측으로부터 외주측을 향하여 이동하도록 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b), 순수 노즐(4c), 가스 노즐(4d)로 이루어지는 노즐(4)을 이동시킨다.
도 6h에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 모든 영역(AR8)에서, 가스 노즐(4d)로부터 가스(G)가 웨이퍼(W)로 토출되는 영역에서는 가스 토출 단계가 행해져, 회전하는 웨이퍼(W)의 상방으로부터 가스(G)가 가스 노즐(4d)에 의해 웨이퍼(W) 상으로 토출되어 웨이퍼(W) 표면의 순수(R)가 떨어져 건조된다. 또한, 영역(AR8)의 가스(G)가 웨이퍼(W)로 토출되는 영역보다 중심측의 영역에서는 이미 건조된 상태이다.
그 후, 단계(S8)에서는, 도 6i에 도시한 바와 같이, 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b), 순수 노즐(4c), 가스 노즐(4d)이 일체적으로 이동하여, 가스 노즐(4d)이 웨이퍼(W)의 외주에 도달했을 때에 가스 노즐(4d)로부터의 가스의 토출을 정지한다. 도 6i에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 모든 영역(AR9)에서는 가스 토출 단계가 종료되어 이미 건조된 상태이다.
또한, 각 노즐은 노즐(4)로서 일체적으로 이동되는데, 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b), 순수 노즐(4c), 가스 노즐(4d)이 웨이퍼(W)의 상방을 웨이퍼(W)의 외주측으로부터 중심측을 향하여 차례로 배치되어 있으면 된다. 또한, 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b), 순수 노즐(4c), 가스 노즐(4d)은 독립하여 이동되어도 좋다.
또한, 웨이퍼(W)의 임의의 영역으로 현상액(D)이 공급되는 공급량을 웨이퍼(W)의 중심측과 외주측의 사이에서 평균화하기 위하여, 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b), 순수 노즐(4c), 가스 노즐(4d)의 각 노즐이 이동되는 이동 속도는 각 노즐이 웨이퍼(W)의 중심측으로부터 외주측을 향하여 이동함에 따라 감소하도록 조정해도 좋다. 웨이퍼(W)가 일정한 회전수로 회전하고, 현상액 노즐(4b)로부터 공급되는 현상액(D)이 웨이퍼(W)로 공급되는 부분이, 반경 방향을 따라 일정한 폭을 가진다고 했을 경우, 웨이퍼(W)의 중심측일수록 단위시간 당 현상액(D)이 공급되는 부분의 면적이 작고, 웨이퍼(W)의 외주측일수록 단위시간 당 현상액(D)이 공급되는 부분의 면적이 크다. 따라서, 웨이퍼(W)의 외주측일수록 각 노즐이 이동하는 이동 속도를 늦춤으로써, 웨이퍼(W)의 중심측과 외주측 간에 임의의 영역으로 공급되는 현상액(D)의 공급량이 평균화된다.
또한, 임의의 영역으로 현상액(D)이 공급되는 시간을 웨이퍼(W)의 내측과 외측 간에 평균화하기 위하여, 각 노즐이 웨이퍼(W)의 상방을 웨이퍼(W)의 중심측으로부터 외주측을 향하여 이동함에 따라 웨이퍼(W)의 회전 수를 증가 또는 감소시키는 등 하여 조정해도 좋다.
또한, 현상액(D)의 온도를 상온보다 고온으로 해도 좋고, 예를 들면 50℃의 고온으로 할 수 있다.
또한, 도 7의 측면도에 도시한 바와 같이, 노즐(4)의 현상액 노즐(4b)의 토출구로부터 현상액(D)을 토출하는 토출 방향은 웨이퍼(W)의 회전 방향의 성분을 가진다. 또한, 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b), 순수 노즐(4c), 가스 노즐(4d)이 노즐(4)로서 일체적으로 구성되어 있기 때문에, 프리웨트액 노즐(4a)의 토출구로부터 프리웨트액(PW)을 토출하는 토출 방향, 순수 노즐(4c)의 토출구로부터 순수(R)를 토출하는 토출 방향도 웨이퍼(W)의 회전 방향의 성분을 가진다. 이에 따라, 발수성이 높은 레지스트가 도포된 웨이퍼(W) 상으로 현상액(D)을 공급하는 경우에도 현상액(D)이 웨이퍼(W)의 표면에서 튀지 않기 때문에, 웨이퍼(W)의 표면을 현상액(D)으로 피복할 수 있다. 또한, 마찬가지로, 프리웨트액(PW) 또는 순수(R)를 공급한 경우에도 프리웨트액(PW) 또는 순수(R)가 웨이퍼(W)의 표면에서 튀지 않아, 웨이퍼(W)의 표면을 프리웨트액(PW) 또는 순수(R)로 피복할 수 있다.
여기서, 도 8a 및 도 8b를 참조하여, 본 실시예에 따른 현상 처리 방법이 종래의 현상 처리 방법에 비해 처리 시간을 단축할 수 있는 작용 효과에 대하여 설명한다. 도 8a 및 도 8b는 본 실시예에 따른 현상 처리 방법의 각 공정의 타임 차트를 종래의 현상 처리 방법의 각 공정의 타임 차트와 비교하여 설명하기 위한 도면이다. 도 8a는 본 실시예에 따른 현상 처리 방법의 각 공정의 타임 차트를 나타내고, 도 8b는 종래의 현상 처리 방법의 각 공정의 타임 차트를 나타낸다.
종래의 현상 처리 방법은, 도 8b에 나타낸 바와 같이, 회전하는 웨이퍼(W) 상으로 프리웨트액을 공급하는 프리웨트액 공급 단계와, 회전하는 웨이퍼(W) 상으로 현상액을 공급하는 현상액 공급 단계와, 순수를 공급하여 린스하는 순수 공급 단계와, 가스를 토출하여 순수로 이루어지는 린스액을 날려보내 웨이퍼(W)를 건조시키는 가스 토출 단계를 가지고, 이들 단계를 차례로 독립하여 행한다. 예를 들면, 먼저 프리웨트액 공급 단계를 1 ~ 5 sec간 행하고, 이어서 현상액 공급 단계를 10 ~ 60 sec간 행하고, 이어서 순수 공급 단계를 10 ~ 30 sec간 행하고, 마지막으로 가스 토출 단계를 10 ~ 15 sec간 행한다. 따라서, 모든 단계를 행하기 위하여 31 ~ 110 sec의 시간이 필요하다.
한편, 본 실시예에 따른 현상 처리 방법은, 도 8a에 도시한 바와 같이, 프리웨트액 공급 단계와, 현상액 공급 단계와, 순수 공급 단계와, 가스 토출 단계를 동시에 행하는 것을 특징으로 한다.
웨이퍼(W)의 중심측과 외주측에서 노즐(4)의 이동 속도를 조정할 필요는 있지만, 본 실시예에 따른 현상 처리 방법에서 노즐이 웨이퍼(W)의 중심으로부터 외주까지 이동하는 시간을, 종래의 현상 처리 방법에서 현상액 공급 단계를 행하는 시간과 대략 동일하게 함으로써, 웨이퍼(W)의 각 영역의 단위 면적을 덮는 현상액의 양은 대략 동일하게 할 수 있다. 그러나, 본 실시예에 따른 현상 처리 방법에서는 노즐(4)의 프리웨트액 노즐(4a), 현상액 노즐(4b), 순수 노즐(4c), 가스 노즐(4d)의 간격을 좁게 함으로써 노즐(4)이 이동하고, 웨이퍼(W)의 외주에서 현상액 공급 단계가 종료됨과 대략 동시에 프리웨트액 공급 단계, 순수 공급 단계, 가스 토출 단계를 종료시킬 수 있다. 따라서, 종래의 현상 처리 방법에서의 프리웨트액 공급 단계, 순수 공급 단계, 가스 토출 단계의 시간에 대략 상당하는 시간을 삭감하여 단축할 수 있어, 도 8a 및 도 8b에 나타낸 바와 같이, 상기의 종래의 현상 처리 방법을 행하는 경우에 31 ~ 110 sec의 시간이 필요한 데 반해, 본 실시예에 따른 현상 처리 방법을 행하는 경우에는, 예를 들면 20 ~ 40 sec의 시간이면 되어 현상 처리 시간을 단축할 수 있다.
또한, 종래의 현상 처리 방법은 현상액 노즐(4b)을 웨이퍼(W)의 표면의 대략 중심 상방에 배치하여, 웨이퍼(W)의 표면의 대략 중심에 현상액을 공급한다. 따라서, 웨이퍼(W)의 표면의 외주측에서는 웨이퍼(W)를 회전시킴으로써 웨이퍼(W)의 표면의 중심에 공급된 현상액을 원심력으로 웨이퍼(W)의 중심측으로부터 외주측으로 확산시킴으로써 현상액으로 덮이게 된다. 그러나, 발수성이 높은 레지스트를 이용하는 경우에 원심력으로 확산되는 현상액은 레지스트 표면에서 튀어 모든 영역에서 균일하게 현상액에 의해 덮이는 것이 곤란하다.
한편, 본 실시예에 따른 현상 처리 방법은 웨이퍼(W)의 중심측으로부터 외주측을 향하여 나선 형상으로 웨이퍼(W)의 모든 영역으로 직접 현상액 노즐(4b)의 토출구로부터 현상액을 공급하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 액침 보호막 또는 발수성이 높은 레지스트를 이용하는 경우에도 임의의 영역으로 토출구로부터 토출된 현상액이 직접 공급되기 때문에, 현상액이 발수성이 높은 레지스트 표면에서 튀지 않고 모든 영역이 균일하게 현상액으로 덮일 수 있어 모든 영역에서 현상 처리가 균일하게 진행된다. 이 때문에, 현상 처리 방법의 처리 시간을 통상보다 단축해도 종래의 현상 처리 방법과 동등한 현상 처리 결과가 얻어진다고 하는 작용 효과를 가져온다.
또한, 본 실시예에서는 프리웨트액 노즐(4a), 순수 노즐(4c) 및 가스 노즐(4d)과 일체적으로 이동되는 현상액 노즐(4b)의 이동 속도를, 현상액 노즐(4b)을 웨이퍼(W)의 중심측으로부터 외주측으로 이동시킴에 따라 감소시키지만, 웨이퍼(W)의 중심측으로부터 외주측으로 일정한 이동 속도로 이동시켜도 좋다. 웨이퍼(W)의 중심측으로부터 외주측으로 이동시키는 경우에 단위 시간 및 단위 면적 당 공급되는 현상액의 공급량이 가장 적어지는 웨이퍼(W)의 가장 외주에서 현상 처리에 충분한 양이 되도록 조정한다면, 현상액 노즐(4b)을 이동시키는 이동 속도를, 현상액 노즐(4b)을 웨이퍼(W)의 중심측으로부터 외주측으로 이동시킴에 따라 감소시키지 않아도 된다.
또한, 웨이퍼(W)의 중심측과 외주측에서 단위 시간 및 단위 면적 당 공급되는 현상액이 대략 동일해지도록 조정할 수 있다면, 현상액 노즐(4b)을 이동하는 이동 속도를 변화시키는 대신 웨이퍼(W)의 회전수를 변화시키는 것, 또는 현상액 노즐(4b)로부터의 현상액의 공급량을 변화시키는 것에 의해서도 웨이퍼(W)의 중심측과 외주측에서 단위 시간 및 단위 면적 당 공급되는 현상액의 공급량이 동일해지도록 할 수도 있다.
또한, 현상액 노즐(4b)이 프리웨트액 노즐(4a), 순수 노즐(4c) 및 가스 노즐(4d) 중 어느 한 노즐과 일체적으로 이동되는 경우, 또는 현상액 노즐(4b)이 단독으로 이동되는 경우에도, 현상액 노즐(4b)의 이동 속도를, 현상액 노즐(4b)을 웨이퍼(W)의 중심측으로부터 외주측으로 이동시킴에 따라 감소시킴으로써, 단위 시간 및 단위 면적 당 공급되는 현상액이 대략 동일해지도록 조정할 수 있다. 또한, 프리웨트액 노즐(4a), 순수 노즐(4c) 및 가스 노즐(4d) 중 어느 한 노즐을 현상액 노즐(4b)과 일체적으로 이동시킬 수 없는 경우에도, 프리웨트액 노즐(4a), 순수 노즐(4c) 또는 가스 노즐(4d) 중 어느 하나의 이동 속도를, 그 노즐을 웨이퍼(W)의 중심측으로부터 외주측으로 이동시킴에 따라 감소시킴으로써, 단위 시간 및 단위 면적 당 공급되는 현상액이 대략 동일해지도록 조정할 수 있다.
(실시예의 제 1 변형예)
이어서, 도 9를 참조하여 실시예의 제 1 변형예에 대하여 설명한다.
도 9는 본 변형예에 따른 현상 처리 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 일체적으로 설치된 프리웨트액 노즐, 현상액 노즐, 순수 노즐 및 가스 노즐로 이루어지는 노즐의 구성을 기판의 일부와 함께 모식적으로 도시한 정면도 및 측면도이다. 좌측이 정면도이고, 우측이 측면도이다. 단, 이하의 글 중에서는 앞서 설명한 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략하는 경우가 있다(이하의 변형예에 대해서도 동일함).
본 변형예에 따른 현상 처리 방법은 현상액 노즐(41b)의 토출구로부터 현상액을 토출하는 토출 방향이 웨이퍼(W)의 회전 방향의 성분을 가지지 않는다는 점에서, 실시예에 따른 현상 처리 방법과 상이하다. 즉, 실시예에 따른 현상 처리 방법에서 현상액 노즐(41b)의 토출구로부터 현상액을 토출하는 토출 방향이, 웨이퍼(W)의 회전 방향의 성분을 가지는 것과 상이하고, 본 변형예에 따른 현상 처리 방법에서는 현상액 노즐(41b)의 토출구로부터 현상액을 토출하는 토출 방향은 웨이퍼(W)의 표면에 수직이다.
본 변형예에서의 노즐(41)은 프리웨트액 노즐(41a), 현상액 노즐(41b), 순수 노즐(41c), 가스 노즐(41d)로 이루어진다. 따라서, 현상액 노즐(41b)만이 웨이퍼(W)의 표면에 수직일 뿐만 아니라, 도 9에 도시한 바와 같이, 프리웨트액 노즐(41a), 현상액 노즐(41b), 순수 노즐(41c), 가스 노즐(41d) 모두가 웨이퍼(W)의 표면에 수직이 되도록 할 수도 있다.
토출구로부터의 현상액의 토출 방향 이외의 점에 대해서는, 본 변형예에 따른 현상 처리 방법은 실시예에 따른 현상 처리 방법과 동일하다.
실시예에서 설명한 바와 같이, 발수성이 높은 레지스트가 도포된 기판 상으로 기판 표면에 수직으로 현상액을 공급하면, 현상액이 기판 표면에서 튀기 때문에 기판 표면이 현상액으로 피복되지 않는다.
그러나, 기판에 도포된 레지스트의 발수성이 그다지 높지 않은 경우, 웨이퍼(W)로 공급되는 현상액의 공급량이 적어 웨이퍼(W)로 공급될 때의 힘이 약한 경우, 또는 현상액 노즐(41b)의 토출구로부터 웨이퍼(W)의 표면까지의 거리가 짧아 웨이퍼(W)로 공급될 때의 현상액의 힘이 약한 경우에는, 현상액이 기판 표면에서 그다지 튀지 않는다. 따라서, 도 9에 도시한 바와 같이, 현상액 노즐(41b)의 토출구로부터 현상액을 토출하는 토출 방향을 웨이퍼(W)의 표면에 수직이 되도록 할 수 있다.
(실시예의 제 2 변형예)
이어서, 도 10a 내지 도 10c를 참조하여 실시예의 제 2 변형예에 대하여 설명한다.
도 10a 내지 도 10c는 본 변형예에 따른 현상 처리 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 일체적으로 설치된 프리웨트액 노즐, 현상액 노즐, 순수 노즐 및 가스 노즐로 이루어지는 노즐의 구성을 기판의 일부와 함께 모식적으로 도시한 정면도 및 측면도이다. 좌측이 정면도이고, 우측이 측면도이다. 도 10a는 본 변형예의 일례를 예시하는 것이고, 도 10b 및 도 10c는 본 변형예의 다른 예를 예시하는 것이다.
본 변형예에 따른 현상 처리 방법은, 도 10a에 도시한 바와 같이, 현상액 노즐의 토출구가 직사각형 형상(띠 형상)을 가진다는 점에서 실시예에 따른 현상 처리 방법과 상이하다. 즉, 실시예에 따른 현상 처리 방법에서 현상액 노즐의 토출구가 원형 형상을 가지는 것과 상이하고, 본 변형예에 따른 현상 처리 방법에서는 현상액 노즐의 토출구는 직사각형 형상(띠 형상)을 가진다.
토출구가 직사각형 형상(띠 형상)을 가지는 것 이외의 점에 대해서는, 본 변형예에 따른 현상 처리 방법은 실시예에 따른 현상 처리 방법과 동일하다.
도 10a의 좌측의 정면도에 도시한 바와 같이, 노즐(42)은 프리웨트액 노즐, 현상액 노즐, 순수 노즐, 및 가스 노즐이 일체적으로 형성되어 있다. 즉, 노즐(42)은 일체의 노즐에 프리웨트액 토출구(42a), 현상액 토출구(42b), 순수 토출구(42c), 가스 토출구(42d)의 4 개의 토출구가 배열되어 있다. 프리웨트액 토출구(42a), 현상액 토출구(42b), 순수 토출구(42c), 가스 토출구(42d)의 4 개의 토출구는 직사각형 형상(띠 형상)을 가진다. 또한, 프리웨트액 토출구(42a), 현상액 토출구(42b), 순수 토출구(42c), 가스 토출구(42d)의 4 개의 토출구는 직사각형 형상(띠 형상)을 가지는 토출구의 장변(長邊)이 웨이퍼(W)의 직경 방향, 즉 프리웨트액 토출구(42a), 현상액 토출구(42b), 순수 토출구(42c), 가스 토출구(42d)가 나란히 배열되는 배열 방향을 따르도록 배치된다. 또한, 도 10a의 좌측의 정면도에 도시한 바와 같이, 프리웨트액 노즐, 현상액 노즐, 순수 노즐, 가스 노즐을 일체적으로 한 노즐(42)을 구성할 수도 있다.
직사각형 형상(띠 형상)의 토출구는 하나의 토출구가, 예를 들면 장변이 8 ~ 15 mm, 단변(短邊)이 0.1 ~ 1 mm, 바람직하게는 0.1 ~ 0.5 mm의 범위 내에서 형성되는, 예를 들면 슬릿 형상을 가진다.
또한, 직사각형 형상(띠 형상)을 가지는 토출구의 장변이 웨이퍼(W)의 직경 방향을 따르도록 배치된다는 것은 토출구의 장변이 웨이퍼(W)의 중심으로부터 외주를 향하는 직선(반경)을 따라 연장되는 경우뿐만 아니라, 웨이퍼(W)의 중심으로부터 외주를 향하는 직선(반경)에 각도를 가지게 하여 교차시킨 경우도 포함된다. 또한, 직사각형 형상(띠 형상)이란, 실질적으로 직사각형 형상(띠 형상)으로 되어 있으면 되고, 예를 들면 수평 단면이 엄밀하게 직사각형을 이루고 있지 않아도 좋으며, 예를 들면 사다리꼴 형상인 경우, 또는 각 변이 파형 형상인 경우도 띠 형상에 포함된다.
직사각형 형상(띠 형상)을 가지는 토출구의 장변이 웨이퍼(W)의 직경 방향을 따르도록 배치됨으로써, 토출구로부터 토출되어 웨이퍼(W)의 표면으로 공급되는 현상액 등의 각 처리액의 웨이퍼(W)의 직경 방향을 따른 단위 길이 당 공급량을 균일하게 할 수 있고, 웨이퍼(W)의 전체 면에서 대략 동일한 공급량의 처리액을 이용하여 현상 처리를 행할 수 있다. 그 결과, 현상액 등의 처리액의 소정량을 이용하여 효율적으로 현상 처리를 행할 수 있기 때문에, 기판 표면 내에서의 CD치의 균일성을 향상시킬 수 있고, 또한 처리 시간을 단축할 수 있다.
또한, 도 10a의 측면도에 도시한 바와 같이, 노즐(42)의 현상액 토출구(42b)로부터 현상액을 토출하는 토출 방향은 웨이퍼(W)의 회전 방향의 성분을 가진다. 또한, 프리웨트액 노즐, 현상액 노즐, 순수 노즐, 가스 노즐이 노즐(42)로서 일체적으로 형성되어 있기 때문에, 프리웨트액 토출구(42a)로부터 프리웨트액을 토출하는 토출 방향, 순수 토출구(42c)로부터 순수를 토출하는 토출 방향도 웨이퍼(W)의 회전 방향의 성분을 가진다. 이에 따라, 액침 보호막 또는 발수성이 높은 레지스트가 도포된 웨이퍼(W) 상으로 현상액을 공급한 경우에도, 현상액이 웨이퍼(W)의 표면에서 튀지 않기 때문에 웨이퍼(W)의 표면을 현상액으로 피복할 수 있다. 또한, 마찬가지로, 프리웨트액 또는 순수를 공급한 경우에도 프리웨트액 또는 순수가 웨이퍼(W)의 표면에서 튀지 않아 웨이퍼(W)의 표면을 프리웨트액 또는 순수로 피복할 수 있다.
또한, 도 10b 및 도 10c에 도시한 바와 같이, 본 변형예에서는 토출구가 직사각형 형상(띠 형상)을 가지고, 복수의 노즐이 일체적으로 형성된 노즐과, 토출구가 원형 형상을 가지는 노즐을 조합하여 이용해도 좋다. 도 10b는 직사각형 형상(띠 형상)을 가지는 프리웨트액 토출구(43a), 현상액 토출구(43b), 순수 토출구(43c)의 3 개의 토출구가 일체적으로 형성된 노즐(43)과, 원형 형상의 토출구를 가지는 가스 노즐(43d)로 이루어지는 변형예를 도시하고 있다. 또한, 도 10c는 직사각형 형상(띠 형상)을 가지는 프리웨트액 토출구(44a), 현상액 토출구(44b)의 2 개의 토출구가 일체적으로 형성된 노즐(44)과, 원형 형상의 토출구를 가지는 순수 노즐(44c), 가스 노즐(44d)로 이루어지는 변형예를 도시하고 있다.
도 10b 및 도 10c에 도시한 노즐을 이용하는 경우에도, 현상액 토출구(43b, 44b)에서는 직사각형 형상(띠 형상)을 가지는 토출구의 장변이 웨이퍼(W)의 직경 방향을 따르도록 배치됨으로써, 현상액 토출구(43b, 44b)로부터 토출되어 웨이퍼(W)의 표면으로 공급되는 현상액의 웨이퍼(W)의 직경 방향을 따른 단위 길이 당 공급량을 평균화할 수 있어, 웨이퍼(W)의 전체 면에서 대략 동일한 공급량의 현상액을 이용하여 현상 처리를 행할 수 있다. 그 결과, 소정의 현상액으로 효율적으로 현상 처리를 행할 수 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 표면 내에서의 CD치의 균일성을 향상시킬 수 있고, 또한 처리 시간을 단축할 수 있다.
또한, 도 10b에 도시한 노즐의 경우에도, 도 10a에 도시한 노즐의 경우와 마찬가지로, 노즐(43)의 현상액 토출구(43b)로부터 현상액을 토출하는 토출 방향은 웨이퍼(W)의 회전 방향의 성분을 가진다. 또한, 도 10b에 도시한 프리웨트액 노즐, 현상액 노즐, 순수 노즐이 노즐(43)로서 일체적으로 형성되어 있기 때문에, 프리웨트액 토출구(43a)로부터 프리웨트액을 토출하는 토출 방향, 순수 토출구(43c)로부터 순수를 토출하는 토출 방향도 웨이퍼(W)의 회전 방향의 성분을 가진다. 이에 따라, 액침 보호막 또는 발수성이 높은 레지스트가 도포된 웨이퍼(W) 상으로 현상액을 공급한 경우에도, 현상액이 웨이퍼(W)의 표면에서 튀지 않기 때문에 웨이퍼(W)의 표면을 현상액으로 피복할 수 있다. 또한, 마찬가지로, 프리웨트액 또는 순수를 공급한 경우에도 프리웨트액 또는 순수가 웨이퍼(W)의 표면에서 튀지 않아 웨이퍼(W)의 표면을 프리웨트액 또는 순수로 피복할 수 있다.
또한, 도 10c에 도시한 노즐의 경우에도, 도 10a에 도시한 노즐의 경우와 마찬가지로, 노즐(44)의 현상액 토출구(44b)로부터 현상액을 토출하는 토출 방향은 웨이퍼(W)의 회전 방향의 성분을 가진다. 또한, 도 10c에 도시한 프리웨트액 노즐, 현상액 노즐이 노즐(44)로서 일체적으로 형성되어 있기 때문에, 프리웨트액 토출구(44a)로부터 프리웨트액을 토출하는 토출 방향도 웨이퍼(W)의 회전 방향의 성분을 가진다. 이에 따라, 액침 보호막 또는 발수성이 높은 레지스트가 도포된 웨이퍼(W) 상으로 현상액을 공급한 경우에도, 현상액이 웨이퍼(W)의 표면에서 튀지 않기 때문에 웨이퍼(W)의 표면을 현상액으로 피복할 수 있다. 또한, 마찬가지로, 프리웨트액을 공급한 경우에도 프리웨트액이 웨이퍼(W)의 표면에서 튀지 않아 웨이퍼(W)의 표면을 프리웨트액으로 피복할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 기술하였지만, 본 발명은 이러한 특정의 실시예에 한정되지 않고, 특허 청구의 범위 내에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.
100 : 도포·현상 장치
2 : 스핀 척(기판 보지부)
22 : 구동 기구(회전 구동 기구)
3 : 컵체
4, 41 ~ 44 : 노즐
4a, 41a : 프리웨트액 노즐
4b, 41b : 현상액 노즐
4c, 41c, 44c : 순수 노즐
4d, 41d, 43d, 44d : 가스 노즐
42a, 43a, 44a : 프리웨트액 토출구
42b, 43b, 44b : 현상액 토출구
42c, 43c : 순수 토출구
42d : 가스 토출구
5 : 노즐 암
51 : 이동 기체(이동 기구)
52 : 가이드 부재(이동 기구)
61a : 프리웨트액 배관
61b : 현상액 배관
61c : 순수 배관
61d : 가스 배관
62a : 프리웨트액 공급원
62b : 현상액 공급원
62c : 순수 공급원
62d : 가스 공급원
7 : 제어부
AR1, AR21, AR22, AR31 ~ AR33, AR41 ~ AR44, AR51 ~ AR54, AR61 ~ AR63, AR71, AR72, AR8, AR9 : 영역
D : 현상액
DEV : 현상 유닛(현상 장치)
G : 가스
PW : 프리웨트액
R : 순수(린스액)
W : 웨이퍼(기판)

Claims (9)

  1. 표면에 레지스트가 도포되어 노광된 후의 기판을 수평하게 보지(保持)하고, 수직축 중심으로 회전시키면서 현상 처리하는 현상 처리 방법에 있어서,
    상기 기판의 상방에 배치된 현상액 노즐을 상기 기판의 중심측으로부터 외주측으로 이동시켜, 상기 현상액 노즐의 토출구로부터 상기 기판의 표면으로 현상액을 공급하는 현상액 공급 단계와,
    상기 기판의 상방에 배치된 제 1 린스액 노즐을 상기 기판의 중심측으로부터 외주측으로 이동시켜, 상기 제 1 린스액 노즐의 토출구로부터 상기 기판의 표면으로 제 1 린스액을 공급하는 제 1 린스액 공급 단계
    를 가지고,
    상기 제 1 린스액 노즐이 상기 현상액 노즐보다 상기 기판의 중심측에 배치된 상태를 유지한 채로 상기 제 1 린스액 공급 단계를 상기 현상액 공급 단계와 동시에 행하는 것을 특징으로 하는 현상 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 상방에 배치된 가스 노즐을 상기 기판의 중심측으로부터 외주측으로 이동시켜, 상기 가스 노즐의 토출구로부터 상기 기판의 표면으로 가스를 토출하는 가스 토출 단계를 가지고,
    상기 가스 노즐이 상기 제 1 린스액 노즐보다 상기 기판의 중심측에 배치된 상태를 유지한 채로 상기 가스 토출 단계를 상기 제 1 린스액 공급 단계와 동시에 행하는 것을 특징으로 하는 현상 처리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 상방에 배치된 제 2 린스액 노즐을 상기 기판의 중심측으로부터 외주측으로 이동시켜, 상기 제 2 린스액 노즐의 토출구로부터 상기 기판의 표면으로 제 2 린스액을 공급하는 제 2 린스액 공급 단계를 가지고,
    상기 현상액 노즐이 상기 제 2 린스액 노즐보다 상기 기판의 중심측에 배치된 상태를 유지한 채로 상기 현상액 공급 단계를 상기 제 2 린스액 공급 단계와 동시에 행하는 것을 특징으로 하는 현상 처리 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 기판의 상방에 배치된 제 2 린스액 노즐을 상기 기판의 중심측으로부터 외주측으로 이동시켜, 상기 제 2 린스액 노즐의 토출구로부터 상기 기판의 표면으로 제 2 린스액을 공급하는 제 2 린스액 공급 단계를 가지고,
    상기 현상액 노즐이 상기 제 2 린스액 노즐보다 상기 기판의 중심측에 배치된 상태를 유지한 채로 상기 현상액 공급 단계를 상기 제 2 린스액 공급 단계와 동시에 행하는 것을 특징으로 하는 현상 처리 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 린스액 노즐을 상기 현상액 노즐과 일체적으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 현상 처리 방법.
  6. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 노즐을 상기 제 1 린스액 노즐과 일체적으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 현상 처리 방법.
  7. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 현상액 공급 노즐을 상기 제 2 린스액 노즐과 일체적으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 현상 처리 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 현상액 노즐을 이동시키는 이동 속도를, 상기 현상액 노즐을 상기 기판의 중심측으로부터 외주측으로 이동시킴에 따라 감소시키는 것을 특징으로 하는 현상 처리 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 현상액 노즐의 상기 토출구로부터 현상액을 토출하는 토출 방향은 상기 기판의 회전 방향의 성분을 가지는 것을 특징으로 하는 현상 처리 방법.
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