KR20180099803A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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KR20180099803A
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판(W)의 피처리면에 금속 성분 및 감광성 재료를 포함한 레지스트막이 형성된 후, 엣지 노광부(41)에 의해 기판의 주연부에 광이 조사된다. 이에 의해, 기판의 주연부 상의 레지스트막의 부분이 노광된다. 이어서, 현상액 노즐(43)에 의해 기판의 주연부에 현상액이 공급됨으로써, 노광된 레지스트막 부분의 현상 처리가 이루어진다. 이에 의해, 기판의 주연부 상에 형성된 레지스트막의 부분이 제거된다. 그 후, 기판이 노광 장치(15)에 반송된다. 노광 장치에서 기판에 노광 처리가 이루어짐으로써, 레지스트막에 노광 패턴이 형성되고, 이어서 현상 처리 유닛(139)에서 노광 처리 후의 기판에 현상액이 공급됨으로써 레지스트막의 현상 처리가 이루어진다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
본 발명은, 기판에 처리를 행하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스 등의 제조에서의 리소그래피 공정에서는, 기판 상에 레지스트액 등의 도포액이 공급됨으로써 도포막이 형성된다. 예를 들어, 기판이 스핀 척에 의해 수평으로 유지되면서 회전된다. 이 상태로 기판 상면의 거의 중앙부에 레지스트 노즐로부터 레지스트액이 토출됨으로써, 기판의 상면 전체에 도포막으로서 레지스트막이 형성된다. 여기서, 기판의 주연부에 레지스트막이 존재하면, 기판을 반송하는 반송 기구가 기판의 주연부를 파지하였을 때에, 레지스트막의 일부가 박리되어 파티클이 된다. 그래서, 기판의 주연부에 엣지 린스 노즐로부터 유기용제를 토출함으로써 기판의 주연부의 레지스트막이 용해된다. 이에 의해, 기판의 주연부의 레지스트막이 제거된다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본공개특허 평6-124887호 공보
최근에 보다 미세한 패턴을 형성하기 위해, 금속 성분을 함유하는 도포막(이하, 금속 함유 도포막이라고 부름)을 적용하는 것이 연구되고 있다. 그러나, 발명자의 실험에 의해, 기판 상에 형성된 금속 함유 도포막의 주연부에 유기용제를 토출함으로써 기판의 주연부의 도포막을 제거한 경우에서도, 기판의 주연부 상에 금속 성분을 포함한 도포막 성분이 제거되지 않고 잔존하는 것을 알 수 있었다. 그 때문에, 기판의 주연부에 잔존한 금속 성분에 의해 기판 처리 장치 및 인접하는 노광 장치가 오염된다.
본 발명의 목적은, 기판의 주연부에 잔존하는 금속 성분에 기인하여 금속 오염이 발생하는 것을 방지 가능한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것이다.
(1) 본 발명의 일 국면에 따른 기판 처리 장치는, 기판에 노광 처리를 행하는 노광 장치에 인접하도록 배치되는 기판 처리 장치로서, 금속 성분 및 감광성 재료를 포함한 금속 함유 감광성 막을 기판의 피처리면에 형성하는 막 형성 유닛과, 금속 함유 감광성 막 형성 후의 기판의 주연부에 광을 조사하는 엣지 노광부와, 기판의 주연부에 현상액을 공급함으로써 엣지 노광부에 의해 광이 조사된 금속 함유 감광성 막 부분의 현상 처리를 행하는 엣지 현상 처리부와, 엣지 현상 처리부에 의한 현상 처리 후의 기판을 노광 장치에 반송하는 반송 기구와, 노광 장치에서의 노광 처리 후의 기판에 현상액을 공급함으로써, 금속 함유 감광성 막의 현상 처리를 행하는 현상 처리 유닛을 구비한다.
이하, 엣지 노광 처리부에 의한 금속 함유 감광성 막의 노광 처리를 엣지 노광 처리라고 부르고, 엣지 현상 처리부에 의한 금속 함유 감광성 막의 현상 처리를 엣지 현상 처리라고 부른다.
이 기판 처리 장치에서는, 기판의 피처리면에 금속 함유 감광성 막이 형성된 후, 기판의 주연부에 광이 조사된다. 이에 의해, 엣지 노광 처리로서 기판의 주연부 상의 금속 함유 감광성 막의 부분이 노광된다. 이어서, 기판의 주연부에 현상액이 공급됨으로써, 엣지 현상 처리로서 노광된 금속 함유 감광성 막 부분의 현상 처리가 이루어진다. 그 후, 기판이 노광 장치에 반송된다. 노광 장치에서 기판에 노광 처리가 이루어짐으로써, 금속 함유 감광성 막에 노광 패턴이 형성되고, 이어서 현상 처리 유닛에서 노광 처리 후의 기판에 현상액이 공급됨으로써, 금속 함유 감광성 막의 현상 처리가 이루어진다.
이와 같이, 기판 상에 금속 함유 감광성 막이 형성된 후이며 기판이 노광 장치에 반송되기 전에, 기판의 주연부 상의 금속 함유 감광성 막의 부분에 엣지 노광 처리 및 엣지 현상 처리가 이루어진다. 이에 의해, 기판의 주연부로부터 금속 함유 감광성 막을 적절히 제거할 수 있다. 따라서, 기판의 주연부에서의 금속 성분의 잔존이 방지되고, 기판 처리 장치 및 노광 장치에 금속 오염이 발생하는 것이 충분히 방지된다.
(2) 막 형성 유닛은, 기판을 유지하여 회전하는 회전 유지부와, 회전 유지부에 의해 회전되는 기판의 피처리면에 금속 함유 감광성 막용 도포액을 공급하는 액 공급부를 포함하고, 엣지 노광부는, 액 공급부에 의한 도포액의 공급 후에 회전 유지부에 의해 회전되는 기판의 주연부에 광을 조사하도록 구성되어도 된다.
이 경우, 공통의 회전 유지부에 의해 기판이 회전되면서, 액 공급부에 의해 기판의 피처리면에 금속 함유 감광성 막용 도포액이 공급되고, 또한 엣지 노광부에 의해 기판의 주연부 상의 금속 함유 감광성 막의 부분에 광이 조사된다. 이에 의해, 금속 함유 감광성 막의 형성 및 엣지 노광 처리를 공통의 공간에서 행할 수 있다. 따라서, 장치 비용의 증대 및 기판 처리 장치의 대형화를 억제할 수 있다.
(3) 막 형성 유닛은, 액 공급부에 의한 도포액의 공급 후에 회전 유지부에 의해 회전되는 기판의 주연부에 도포액을 용해시키는 제1 제거액을 공급하는 제1 제거액 공급부를 더 포함해도 된다.
이 경우, 기판의 주연부에 제1 제거액이 공급됨으로써, 기판의 주연부로부터 금속 함유 감광성 막이 보다 충분히 제거된다. 따라서, 기판의 주연부에 금속 성분이 잔존하는 것이 보다 충분히 방지된다.
(4) 엣지 현상 처리부는, 엣지 노광부에 의한 광 조사 후에 회전 유지부에 의해 회전되는 기판의 주연부에 현상액을 토출하도록 구성되어도 된다. 이 경우, 금속 함유 감광성 막의 형성 및 엣지 노광 처리에 더하여 엣지 현상 처리를 공통의 공간에서 행할 수 있다. 이에 의해, 장치 비용의 증대 및 기판 처리 장치의 대형화를 더욱 억제할 수 있다. 또한, 금속 함유 감광성 막의 형성 후, 회전 유지부로부터 기판을 반송하지 않고 기판의 주연부 상의 금속 함유 감광성 막의 부분을 제거할 수 있다. 따라서, 기판의 반송시에서의 금속 성분의 확산이 방지되고, 금속 오염의 발생이 보다 충분히 방지된다.
(5) 기판 처리 장치는, 엣지 노광부에 의한 광 조사 후이며 엣지 현상 처리부에 의한 현상 처리 전에 회전 유지부에 의해 회전되는 기판의 주연부를 가열하도록 구성된 가열부를 더 구비해도 된다.
이 경우, 엣지 노광 처리 후의 기판의 주연부를 가열함으로써, 엣지 노광 처리에 의해 발생한 생성물(산)의 촉매 작용을 촉진하여, 현상액에 대한 금속 함유 감광성 막의 용해성을 높일 수 있다. 이에 의해, 엣지 노광 처리의 광 조사량의 저감이 가능하고, 엣지 노광 처리의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
(6) 엣지 현상 처리부는, 현상 처리 유닛에 설치되어도 된다. 이 경우, 공통의 현상 처리 유닛에 있어서, 금속 함유 감광성 막의 엣지 현상 처리 및 통상적인 현상 처리를 각각 행할 수 있다. 이에 의해, 장치 비용의 증대 및 기판 처리 장치의 대형화를 억제할 수 있다.
(7) 엣지 현상 처리부 및 현상 처리 유닛은, 현상액을 토출 가능한 공통의 현상액 노즐을 가져도 된다. 이 경우, 공통의 현상 처리 노즐을 이용하여 엣지 현상 처리 및 통상적인 현상 처리를 각각 행할 수 있다. 이에 의해, 장치 비용의 추가적인 삭감이 가능해진다.
(8) 기판 처리 장치는, 엣지 노광부에 의한 광 조사 후이며 엣지 현상 처리부에 의한 현상 처리 전의 기판에 가열 처리를 행하는 열처리 유닛을 더 구비해도 된다. 이 경우, 열처리 유닛에 있어서, 노광 장치에 의한 노광 처리 전의 기판의 가열 처리와, 엣지 노광 처리 후의 기판의 주연부의 가열 처리를 동시에 행할 수 있다. 이에 의해, 기판의 처리 시간을 단축할 수 있다.
(9) 기판 처리 장치는, 엣지 현상 처리부에 의한 현상 처리 후에 기판의 주연부에 금속 성분을 용해시키는 제2 제거액을 공급하는 제2 제거액 공급부를 더 구비해도 된다. 이 경우, 기판의 주연부 상에 금속 성분이 잔존하는 것을 보다 충분히 방지할 수 있다.
(10) 본 발명의 다른 국면에 따른 기판 처리 방법은, 막 형성 유닛에 의해 금속 성분 및 감광성 재료를 포함한 금속 함유 감광성 막을 기판의 피처리면에 형성하는 단계와, 엣지 노광부에 의해 금속 함유 감광성 막 형성 후의 기판의 주연부에 광을 조사하는 단계와, 엣지 현상 처리부에 의해 기판의 주연부에 현상액을 공급함으로써 엣지 노광부에 의해 광이 조사된 금속 함유 감광성 막 부분의 현상 처리를 행하는 단계와, 엣지 현상 처리부에 의한 현상 처리 후의 기판을 노광 장치에 반송하는 단계와, 현상 처리 유닛에서 노광 장치에서의 노광 처리 후의 기판에 현상액을 공급함으로써, 금속 함유 감광성 막의 현상 처리를 행하는 단계를 구비한다.
이 기판 처리 방법에 의하면, 기판의 피처리면에 금속 함유 감광성 막이 형성된 후, 기판의 주연부에 광이 조사된다. 이에 의해, 기판의 주연부 상의 금속 함유 감광성 막의 부분이 노광된다. 이어서, 기판의 주연부에 현상액이 공급됨으로써, 노광된 금속 함유 감광성 막 부분의 현상 처리가 이루어진다. 그 후, 기판이 노광 장치에 반송된다. 노광 장치에서 기판에 노광 처리가 이루어짐으로써, 금속 함유 감광성 막에 노광 패턴이 형성되고, 이어서 현상 처리 유닛에서 노광 처리 후의 기판에 현상액이 공급됨으로써, 금속 함유 감광성 막의 현상 처리가 이루어진다.
이와 같이, 기판 상에 금속 함유 감광성 막이 형성된 후이며 기판이 노광 장치에 반송되기 전에, 기판의 주연부 상의 금속 함유 감광성 막의 부분에 노광 처리 및 현상 처리가 이루어진다. 이에 의해, 기판의 주연부로부터 금속 함유 감광성 막을 적절히 제거할 수 있다. 따라서, 기판의 주연부에서의 금속 성분의 잔존이 방지되고, 기판 처리 장치 및 노광 장치에 금속 오염이 발생하는 것이 충분히 방지된다.
(11) 금속 함유 감광성 막을 형성하는 단계는, 회전 유지부에 의해 회전되는 기판의 피처리면에 액 공급부에 의해 금속 함유 감광성 막용 도포액을 공급하는 단계를 포함하고, 기판의 주연부에 광을 조사하는 단계는, 액 공급부에 의한 도포액의 공급 후에 회전 유지부에 의해 회전되는 기판의 주연부에 엣지 노광부에 의해 광을 조사하는 것을 포함해도 된다.
이 경우, 공통의 회전 유지부에 의해 기판이 회전되면서, 액 공급부에 의해 기판의 피처리면에 금속 함유 감광성 막용 도포액이 공급되고, 또한 엣지 노광부에 의해 기판의 주연부 상의 금속 함유 감광성 막의 부분에 광이 조사된다. 이에 의해, 금속 함유 감광성 막의 형성 및 엣지 노광 처리를 공통의 공간에서 행할 수 있다. 따라서, 장치 비용의 증대 및 기판 처리 장치의 대형화를 억제할 수 있다.
본 발명에 의하면, 기판의 주연부에 잔존하는 금속 성분에 기인하여 금속 오염이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 관한 기판 처리 장치의 모식적 평면도이다.
도 2는, 도 1의 도포 처리부, 현상 처리부 및 세정 건조 처리부의 내부 구성을 나타내는 모식적 측면도이다.
도 3은, 레지스트막용 도포 처리 유닛의 구성을 나타내는 모식적 평면도이다.
도 4는, 레지스트막용 도포 처리 유닛의 일부 구성을 나타내는 모식적 측면도이다.
도 5는, 레지스트막용 도포 처리 유닛의 다른 구성예를 나타내는 도면이다.
도 6은, 도 1의 열처리부 및 세정 건조 처리부의 내부 구성을 나타내는 모식적 측면도이다.
도 7은, 금속 제거 유닛의 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
도 8은, 금속 제거 유닛의 다른 구성을 나타내는 도면이다.
도 9는, 반송부의 내부 구성을 나타내는 모식적 측면도이다.
도 10은, 반송 기구를 나타내는 사시도이다.
도 11은, 제2 실시형태에서의 레지스트막용 도포 처리 유닛의 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
도 12는, 냉각 기체 공급부의 일례를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 관한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 대해 도면을 이용하여 설명한다. 또, 이하의 설명에 있어서, 기판이란 반도체 기판, 액정 표시 장치용 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판 또는 포토마스크용 기판 등을 말한다. 또한, 본 실시형태에서 이용되는 기판은, 적어도 일부가 원형인 외주부를 가진다. 예를 들어, 위치 결정용 노치를 제외한 외주부가 원형을 가진다.
[1] 제1 실시형태
(1) 기판 처리 장치
도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 관한 기판 처리 장치의 모식적 평면도이다. 도 1 및 도 2 이후의 소정의 도면에는, 위치 관계를 명확하게 하기 위해 서로 직교하는 X방향, Y방향 및 Z방향을 나타내는 화살표를 부여하고 있다. X방향 및 Y방향은 수평면 내에서 서로 직교하고, Z방향은 연직 방향에 상당한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기판 처리 장치(100)는, 인덱서 블록(11), 제1 처리 블록(12), 제2 처리 블록(13), 세정 건조 처리 블록(14A) 및 반입 반출 블록(14B)을 구비한다. 세정 건조 처리 블록(14A) 및 반입 반출 블록(14B)에 의해, 인터페이스 블록(14)이 구성된다. 반입 반출 블록(14B)에 인접하도록 노광 장치(15)가 배치된다. 본 예에 있어서, 노광 장치(15)는, 예를 들어 13nm 이상 14nm 이하의 파장을 갖는 EUV(Extreme Ultra Violet; 초자외선)에 의해 기판(W)에 노광 처리를 행한다. 이하, 노광 장치(15)에 의한 기판(W)의 노광 처리를 통상 노광 처리라고 부른다.
도 1에 도시된 바와 같이, 인덱서 블록(11)은, 복수의 캐리어 재치(載置)부(111) 및 반송부(112)를 포함한다. 각 캐리어 재치부(111)에는, 복수의 기판(W)을 다단으로 수납하는 캐리어(113)가 재치된다. 반송부(112)에는, 메인 컨트롤러(114) 및 반송 기구(115)가 설치된다. 메인 컨트롤러(114)는, 기판 처리 장치(100)의 여러 가지 구성요소를 제어한다. 반송 기구(115)는, 기판(W)을 유지하면서 그 기판(W)을 반송한다.
제1 처리 블록(12)은, 도포 처리부(121), 반송부(122) 및 열처리부(123)를 포함한다. 도포 처리부(121) 및 열처리부(123)는, 반송부(122)를 사이에 두고 대향하도록 설치된다. 반송부(122)와 인덱서 블록(11)의 사이에는, 기판(W)이 재치되는 기판 재치부(PASS1~PASS4)(도 9 참조)가 설치된다. 반송부(122)에는, 기판(W)을 반송하는 반송 기구(127, 128)(도 9 참조)가 설치된다.
제2 처리 블록(13)은, 현상 처리부(131), 반송부(132) 및 열처리부(133)를 포함한다. 현상 처리부(131) 및 열처리부(133)는, 반송부(132)를 사이에 두고 대향하도록 설치된다. 반송부(132)와 반송부(122)의 사이에는, 기판(W)이 재치되는 기판 재치부(PASS5~PASS8)(도 9 참조)가 설치된다. 반송부(132)에는, 기판(W)을 반송하는 반송 기구(137, 138)(도 9 참조)가 설치된다.
세정 건조 처리 블록(14A)은, 세정 건조 처리부(161, 162) 및 반송부(163)를 포함한다. 세정 건조 처리부(161, 162)는, 반송부(163)를 사이에 두고 대향하도록 설치된다. 반송부(163)에는, 반송 기구(141, 142)가 설치된다. 반송부(163)와 반송부(132)의 사이에는, 재치 겸 버퍼부(P-BF1, P-BF2)(도 9 참조)가 설치된다. 재치 겸 버퍼부(P-BF1, P-BF2)는, 복수의 기판(W)을 수용 가능하게 구성된다.
또한, 반송 기구(141, 142)의 사이에 있어서, 반입 반출 블록(14B)에 인접하도록 기판 재치부(PASS9) 및 후술하는 재치 겸 냉각부(P-CP)(도 9 참조)가 설치된다. 재치 겸 냉각부(P-CP)는, 기판(W)을 냉각하는 기능(예를 들어, 쿨링 플레이트)을 구비한다. 재치 겸 냉각부(P-CP)에 있어서, 기판(W)이 노광 처리에 적합한 온도로 냉각된다. 반입 반출 블록(14B)에는, 반송 기구(146)가 설치된다. 반송 기구(146)는, 노광 장치(15)에 대한 기판(W)의 반입 및 반출을 행한다.
(2) 도포 처리부, 현상 처리부 및 세정 건조 처리부
도 2는, 도 1의 도포 처리부(121), 현상 처리부(131) 및 세정 건조 처리부(161)의 내부 구성을 나타내는 모식적 측면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 도포 처리부(121)에는 도포 처리실(21, 22, 23, 24)이 계층적으로 설치된다. 도포 처리실(21, 23)에는, 기판(W) 상에 레지스트막을 형성하기 위한 레지스트막용 도포 처리 유닛(129a)이 설치된다. 도포 처리실(22, 24)에는, 기판(W) 상에 반사 방지막을 형성하기 위한 반사 방지막용 도포 처리 유닛(129b)이 설치된다. 현상 처리부(131)에는, 현상 처리실(31~34)이 계층적으로 설치된다. 각 현상 처리실(31~34)에는, 현상 처리 유닛(139)이 설치된다.
도 3은, 레지스트막용 도포 처리 유닛(129a)의 구성을 나타내는 모식적 평면도이다. 도 4는, 레지스트막용 도포 처리 유닛(129a)의 일부 구성을 나타내는 모식적 측면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 레지스트막용 도포 처리 유닛(129a)은, 대기부(20), 복수의 스핀 척(25), 복수의 컵(27), 복수의 도포액 노즐(28), 노즐 반송 기구(29), 복수의 엣지 노광부(41) 및 복수의 현상액 노즐(43)을 구비한다. 본 실시형태에서는, 레지스트막용 도포 처리 유닛(129a)에 2개의 스핀 척(25)이 설치된다. 각 스핀 척(25)에 대응하여 컵(27), 엣지 노광부(41) 및 현상액 노즐(43)이 설치된다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 레지스트막용 도포 처리 유닛(129a)에는, 각 스핀 척(25)에 대응하여 가열부(42)가 설치된다. 도 4에는, 하나의 스핀 척(25)에 관련된 부분만이 나타난다.
각 스핀 척(25)은, 기판(W)을 유지한 상태로, 전동 모터 등으로 이루어지는 구동 장치(25a)(도 4)에 의해 회전 구동된다. 컵(27)은 스핀 척(25)의 주위를 둘러싸도록 설치된다. 대기시에는, 도 3의 각 도포액 노즐(28)은 대기부(20)에 삽입된다. 각 도포액 노즐(28)에는, 도시하지 않은 도포액 저류부로부터 후술하는 금속 성분 및 감광성 재료를 포함한 레지스트막용 도포액(이하, 레지스트액이라고 부름)이 공급된다. 본 실시형태에서는, 포지티브 톤 현상용 레지스트액이 이용된다.
복수의 도포액 노즐(28) 중 어느 하나의 도포액 노즐(28)이 노즐 반송 기구(29)에 의해 기판(W)의 상방으로 이동된다. 스핀 척(25)이 회전하면서 도포액 노즐(28)로부터 레지스트액이 토출됨으로써, 회전하는 기판(W) 상에 레지스트액이 도포된다. 이에 의해, 기판(W)의 피처리면에 레지스트막이 형성된다. 여기서, 피처리면이란 회로 패턴 등의 각종 패턴이 형성되는 기판(W)의 면을 말한다.
레지스트액에는, 높은 정밀도로 기판 처리를 행하기 위한 금속 분자 또는 금속 산화물 등의 금속 성분이 조성물로서 함유되어 있다. 본 예에서는, 금속 성분으로서 예를 들어 Sn(주석), HfO2(산화 하프늄) 또는 ZrO2(이산화 지르코늄)가 레지스트액에 함유된다.
엣지 노광부(41)는, 예를 들어 광파이버로 이루어지고, 스핀 척(25)에 의해 유지되는 기판(W)의 피처리면의 주연부에 노광 처리를 위한 광(이하, 노광광이라고 부름)을 조사한다. 노광광은, 예를 들어 자외선이다. 여기서, 기판(W)의 주연부란, 기판(W)의 외주부를 따른 일정 폭의 영역을 말한다.
기판(W) 상에 레지스트막이 형성된 후, 스핀 척(25)에 의해 기판(W)이 회전된 상태로, 엣지 노광부(41)에 의해 기판(W)의 피처리면의 주연부에 노광광이 조사된다. 이에 의해, 기판(W)의 주연부 상의 레지스트막 부분의 노광 처리(이하, 엣지 노광 처리라고 부름)가 이루어진다.
도 4에 도시된 바와 같이, 가열부(42)는, 스핀 척(25)에 의해 유지되는 기판(W)의 주연부의 하방에 설치된다. 가열부(42)는, 예를 들어 광파이버로 이루어지고, 스핀 척(25)에 의해 유지된 기판(W)의 주연부에 가열 처리를 위한 광(이하, 가열광이라고 부름)을 조사한다. 가열광은, 예를 들어 적외선이다.
상기 엣지 노광 처리 후, 스핀 척(25)에 의해 기판(W)이 회전된 상태로, 가열부(42)에 의해 기판(W)의 주연부에 가열광이 조사된다. 이에 의해, 기판(W)의 주연부 상의 레지스트막 부분에 노광 후의 가열 처리(이하, 엣지 가열 처리라고 부름)가 이루어진다. 엣지 가열 처리에 의해, 엣지 노광 처리시의 광화학 반응에 의해 발생한 생성물(산)의 촉매 작용을 촉진하여, 현상액에 대한 레지스트막의 용해성을 높일 수 있다. 이에 의해, 엣지 노광 처리의 광조사량 저감이 가능하고, 엣지 노광 처리의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
현상액 노즐(43)은, 스핀 척(25)에 의해 유지된 기판(W)의 피처리면의 주연부를 향하도록 배치된다. 현상액 노즐(43)에는, 도시하지 않은 현상액 저류부로부터 현상액이 공급된다. 포지티브 톤 현상 처리용 현상액으로서 알칼리성 수용액을 이용할 수 있다. 알칼리성 수용액은, 예를 들어 TMAH(tetra methyl ammonium hydroxide: 수산화 테트라메틸암모늄) 또는 KOH(potassium hydroxide: 수산화칼륨)를 포함한다.
상기 엣지 노광 처리 후, 스핀 척(25)에 의해 기판(W)이 회전된 상태로, 현상액 노즐(43)로부터 기판(W)의 피처리면의 주연부에 현상액이 공급된다. 이에 의해, 기판(W)의 주연부 상에 형성된 레지스트막 부분의 현상 처리(이하, 엣지 현상 처리라고 부름)가 이루어진다. 구체적으로, 엣지 노광 처리에서 노광되고, 또한 엣지 가열 처리에 의해 가열된 레지스트막의 주연부 부분이 현상액에 의해 용해되어 제거된다.
이와 같이, 레지스트막용 도포 처리 유닛(129a)에서는, 기판(W) 상에 레지스트막이 형성된 후, 엣지 노광 처리, 엣지 가열 처리 및 엣지 현상 처리가 차례대로 이루어진다. 이에 의해, 기판(W)의 주연부 상에 형성된 레지스트막의 부분이 제거된다.
엣지 현상 처리 후에 기판(W)의 주연부에 린스액(예를 들어, 순수한 물)을 공급하는 린스액 노즐이 더 설치되어도 된다. 이 경우, 린스액 노즐이 기판(W)의 주연부에 린스액을 공급함으로써, 현상액 및 그 현상액에 의해 용해된 레지스트막의 잔사를 기판(W)의 주연부로부터 씻어 흘려보낼 수 있다.
도 5는, 레지스트막용 도포 처리 유닛(129a)의 다른 구성예를 나타내는 도면이다. 도 5의 예에 대해, 도 3 및 도 4의 예와 다른 점을 설명한다. 도 5의 레지스트막용 도포 처리 유닛(129a)은, 엣지 린스 노즐(44)을 더 구비한다.
엣지 린스 노즐(44)은, 스핀 척(25)에 의해 유지된 기판(W)의 피처리면의 주연부를 향하도록 배치된다. 엣지 린스 노즐(44)은, 유기성 제거액(이하, 유기 제거액이라고 부름)을 토출 가능하게 설치된다. 유기 제거액은, 예를 들어 시너, 아세트산 부틸(butyl acetate), PGMEA(propyleneglycol monomethyl ether acetate: 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트), 또는 PGME(propyleneglycol monomethyl ether: 프로필렌글리콜 모노메틸에테르) 등의 유기용매를 포함한다.
도 5의 레지스트막용 도포 처리 유닛(129a)에서는, 기판(W) 상에 레지스트막이 형성된 후이며 상기 엣지 노광 처리가 이루어지기 전에, 스핀 척(25)에 의해 기판(W)이 회전되면서 엣지 린스 노즐(44)로부터 기판(W)의 피처리면의 주연부에 유기 제거액이 공급된다. 이에 의해, 기판(W)의 주연부 상의 레지스트막 대부분이 용해되어 제거된다. 그 후, 상기 엣지 노광 처리, 엣지 가열 처리 및 엣지 현상 처리가 차례대로 이루어진다. 이에 의해, 유기 제거액의 공급 후에 레지스트막의 잔사가 기판(W)의 주연부 상에 부착되어 있어도, 그 후의 엣지 노광 처리, 엣지 가열 처리 및 엣지 현상 처리에 의해 레지스트막의 잔사를 제거할 수 있다.
엣지 린스 노즐(44)에 더하여, 기판(W)의 이면에 유기 제거액을 토출 가능한 백 린스 노즐이 설치되어도 된다. 여기서, 이면이란 기판(W)의 피처리면과 반대측 면을 말한다. 이 경우, 기판(W)의 이면에 레지스트액이 부착되어 있어도, 백 린스 노즐로부터 토출되는 유기 제거액에 의해 기판(W)의 이면으로부터 레지스트액을 제거할 수 있다. 또한, 현상액 노즐(43)이 현상액과 유기 제거액을 선택적으로 토출 가능해도 된다. 이 경우, 엣지 린스 노즐(44)이 필요 없어지므로, 레지스트막용 도포 처리 유닛(129a)의 공간 절약화가 가능해진다.
도 2의 도포 처리실(22, 24)에 설치되는 반사 방지막용 도포 처리 유닛(129b)은, 엣지 노광부(41), 가열부(42) 및 현상액 노즐(43)을 가지지 않는 점을 제외하고, 도 3 및 도 4의 레지스트막용 도포 처리 유닛(129a) 또는 도 5의 레지스트막용 도포 처리 유닛(129a)과 동일한 구성을 가진다. 반사 방지막용 도포 처리 유닛(129b)의 도포액 노즐(28)에는 반사 방지막용 도포액이 공급되고, 그 도포액이 기판(W) 상에 공급됨으로써, 기판(W)의 피처리면에 반사 방지막이 형성된다. 또, 반사 방지막용 도포 처리 유닛(129b)에 있어서 기판(W)에 공급되는 도포액에 금속 성분이 함유되어도 된다. 이 경우, 레지스트액에 함유되는 금속 성분과 동일한 금속 성분이 이용된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 현상 처리 유닛(139)은, 레지스트막용 도포 처리 유닛(129a)과 같이 복수의 스핀 척(35) 및 복수의 컵(37)을 구비한다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 현상 처리 유닛(139)은, 현상액을 토출하는 2개의 슬릿 노즐(38) 및 이들 슬릿 노즐(38)을 X방향으로 이동시키는 이동 기구(39)를 구비한다.
현상 처리 유닛(139)에서는, 도시하지 않은 구동 장치에 의해 스핀 척(35)이 회전된다. 이에 의해, 기판(W)이 회전된다. 이 상태로, 슬릿 노즐(38)이 이동하면서 각 기판(W)에 현상액을 공급한다. 이에 의해, 기판(W)의 현상 처리가 이루어진다. 현상 처리 유닛(139)에서의 현상 처리는, 도 1의 노광 장치(15)에 의한 통상 노광 처리 후의 기판(W)에 대해 이루어진다. 이하, 통상 노광 처리 후에 현상 처리 유닛(139)에서 이루어지는 현상 처리를 통상 현상 처리라고 부른다.
세정 건조 처리부(161)에는, 복수(본 예에서는 3개)의 세정 건조 처리 유닛(BSS)이 설치된다. 각 세정 건조 처리 유닛(BSS)에서는, 유기 용매 또는 순수한 물을 이용하여 통상 노광 처리 전의 기판(W)의 주연부 및 이면의 세정과 건조 처리가 이루어진다.
(3) 열처리부
도 6은, 도 1의 열처리부(123, 133) 및 세정 건조 처리부(162)의 내부 구성을 나타내는 모식적 측면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 열처리부(123)는, 상방에 설치되는 상단 열처리부(301) 및 하방에 설치되는 하단 열처리부(302)를 가진다. 상단 열처리부(301) 및 하단 열처리부(302)에는, 복수의 열처리 유닛(PHP), 복수의 밀착 강화 처리 유닛(PAHP) 및 복수의 냉각 유닛(CP)이 설치된다.
열처리부(123)의 최상부에는 로컬 컨트롤러(LC1)가 설치된다. 로컬 컨트롤러(LC1)는, 도 1의 메인 컨트롤러(114)로부터의 지령에 의거하여, 도포 처리부(121), 반송부(122) 및 열처리부(123)의 동작을 제어한다.
열처리 유닛(PHP)에서는, 기판(W)의 가열 처리 및 냉각 처리가 이루어진다. 밀착 강화 처리 유닛(PAHP)에서는, 기판(W)과 반사 방지막의 밀착성을 향상시키기 위한 밀착 강화 처리가 이루어진다. 구체적으로, 밀착 강화 처리 유닛(PAHP)에 있어서, 기판(W)에 HMDS(헥사메틸디실라산) 등의 밀착 강화제가 도포됨과 아울러, 기판(W)에 가열 처리가 이루어진다. 냉각 유닛(CP)에서는, 기판(W)의 냉각 처리가 이루어진다.
열처리부(133)는, 상방에 설치되는 상단 열처리부(303) 및 하방에 설치되는 하단 열처리부(304)를 가진다. 상단 열처리부(303) 및 하단 열처리부(304)에는, 냉각 유닛(CP) 및 복수의 열처리 유닛(PHP)이 설치된다.
열처리부(133)의 최상부에는 로컬 컨트롤러(LC2)가 설치된다. 로컬 컨트롤러(LC2)는, 도 1의 메인 컨트롤러(114)로부터의 지령에 의거하여, 현상 처리부(131), 반송부(132) 및 열처리부(133)의 동작을 제어한다.
(4) 금속 제거 유닛
세정 건조 처리부(162)에는, 복수(본 예에서는 6개)의 금속 제거 유닛(MR)이 설치된다. 도 7은, 금속 제거 유닛(MR)의 구성을 설명하기 위한 모식도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 금속 제거 유닛(MR)에는, 모터(1), 스핀 척(3), 컵(4), 2개의 이면 세정 노즐(7), 주연부 세정 노즐(8) 및 기체 공급부(9)가 설치된다. 스핀 척(3)은, 연직축 둘레에서 회전 가능하게 모터(1)의 회전축(2)의 상단에 장착된다. 컵(4)은, 스핀 척(3)에 의해 유지된 기판(W)의 주위를 둘러싸도록 배치된다. 컵(4)의 하부에는 배액부(5) 및 배기부(6)가 형성된다.
2개의 이면 세정 노즐(7)은, 스핀 척(3)에 의해 유지된 기판(W)의 이면을 향하도록 배치된다. 이면 세정 노즐(7)로부터 기판(W)의 이면에 금속 성분을 용해 가능한 제거액(이하, 금속용 제거액이라고 부름)이 토출된다. 주연부 세정 노즐(8)은, 스핀 척(3)에 의해 유지된 기판(W)의 피처리면의 주연부를 향하도록 배치된다. 주연부 세정 노즐(8)로부터 기판(W)의 피처리면의 주연부에 금속용 제거액이 토출된다.
금속용 제거액으로서, 알칼리성 제거액 또는 산성 제거액이 이용된다. 알칼리성 제거액은, 예를 들어 암모니아 및 과산화수소를 포함한 수용액이다. 알칼리성 제거액은, 예를 들어 TMAH이어도 된다. 산성 제거액은, 예를 들어 희불산을 포함한 수용액이다. 산성 제거액은, 예를 들어 황산 및 과산화수소를 포함한 수용액이어도 되고, 아세트산 또는 킬레이트제를 포함한 수용액이어도 된다. 킬레이트제는 유기산, 유기산의 염, 아미노산, 아미노산의 유도체, 무기 알칼리, 무기 알칼리의 염, 알킬아민, 알킬아민의 유도체, 알칸올아민 및 알칸올아민의 유도체로 이루어지는 군에서 선택된 1종 또는 복수종을 포함한다.
기체 공급부(9)는, 스핀 척(3)에 의해 유지된 기판(W)의 거의 중앙부의 상방에 배치된다. 기체 공급부(9)로부터 기판(W)의 피처리면의 거의 중앙부에 비활성 가스, 예를 들어 질소 가스가 분출된다. 이 경우, 기체 공급부(9)로부터 분출되는 기체는, 기판(W)의 피처리면의 거의 중앙부로 확산된다. 이에 의해, 주연부 세정 노즐(8)로부터 토출되는 금속용 제거액이 기판(W)의 피처리면에 형성된 레지스트막에 부착되는 것이 방지된다.
이와 같이, 금속 제거 유닛(MR)에서는, 기판(W)의 주연부 및 이면에 금속용 제거액이 공급된다. 이에 의해, 상기 엣지 현상 처리 후에 기판(W)의 주연부 및 이면에 금속 성분이 잔존하고 있어도, 그 금속 성분을 용해시켜 제거할 수 있다. 따라서, 기판 처리 장치(100)의 내부 및 노광 장치(15)의 내부에 금속 성분에 의한 오염이 발생하는 것을 충분히 방지할 수 있다.
복수의 금속 제거 유닛(MR)에 있어서, 공통의 금속용 제거액이 이용되어도 되고, 또는 다른 종류의 금속용 제거액이 이용되어도 된다. 예를 들어, 6개의 금속 제거 유닛(MR) 중 3개의 금속 제거 유닛(MR)에서 이용되는 금속용 제거액과, 나머지 3개의 금속 제거 유닛(MR)에서 이용되는 금속용 제거액이 달라도 된다. 이 경우, 레지스트막에 함유된 금속 성분의 종류에 따라, 적합한 금속 제거 유닛(MR)에 의해 기판(W)의 주연부 및 이면에 부착된 금속 성분을 제거할 수 있다.
도 8은, 금속 제거 유닛(MR)의 다른 구성을 나타내는 도면이다. 도 8의 금속 제거 유닛(MR)에는, 도 7의 주연부 세정 노즐(8) 및 기체 공급부(9) 대신에 기액 공급 노즐(10)이 설치된다. 기액 공급 노즐(10)은, 수평 방향으로 나열되는 액체 노즐(10a) 및 기체 노즐(10b)을 포함한다. 기액 공급 노즐(10)은, 스핀 척(3)에 의해 유지된 기판(W)의 주연부를 향하도록 배치된다. 여기서, 기체 노즐(10b)은, 액체 노즐(10a)보다 기판(W)의 중심에 위치한다.
액체 노즐(10a)로부터 기판(W)의 주연부에 금속용 제거액이 토출된다. 기체 노즐(10b)로부터 기판(W)의 주연부에 비활성 가스, 예를 들어 질소 가스가 분출된다. 이 경우, 기체 노즐(10b)로부터 기체가 분출되는 기판(W)의 위치는, 액체 노즐(10a)로부터 금속용 제거액이 토출되는 위치보다 기판(W)의 중심에 가깝다. 그 때문에, 액체 노즐(10a)로부터 토출되는 금속용 제거액은, 기체 노즐(10b)로부터 분출되는 기체에 의해 기판(W)의 중심으로 향하는 것이 방해된다. 이에 의해, 액체 노즐(10a)로부터 토출되는 금속용 제거액이 기판(W)의 피처리면에 형성된 레지스트막에 부착되는 것이 방지된다.
또한, 도 7 및 도 8의 금속 제거 유닛(MR)에는, 열처리부(123)에 의해 레지스트막이 경화된 후의 기판(W)이 반송되므로, 기체 공급부(9) 또는 기체 노즐(10b)로부터 기판(W)에 기체를 토출해도 레지스트막의 막두께에 영향을 주지 않는다. 이들의 결과, 기판(W)의 피처리면에 레지스트막을 균일한 두께로 형성할 수 있다.
(5) 반송부
도 9는, 반송부(122, 132, 163)의 내부 구성을 나타내는 모식적 측면도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 반송부(122)는, 상단 반송실(125) 및 하단 반송실(126)을 가진다. 반송부(132)는, 상단 반송실(135) 및 하단 반송실(136)을 가진다. 상단 반송실(125)에는 반송 기구(127)가 설치되고, 하단 반송실(126)에는 반송 기구(128)가 설치된다. 또한, 상단 반송실(135)에는 반송 기구(137)가 설치되고, 하단 반송실(136)에는 반송 기구(138)가 설치된다.
도포 처리실(21, 22)(도 2)과 상단 열처리부(301)(도 6)는 상단 반송실(125)을 사이에 두고 대향하며, 도포 처리실(23, 24)(도 2)과 하단 열처리부(302)(도 6)는 하단 반송실(126)을 사이에 두고 대향한다. 마찬가지로 현상 처리실(31, 32)(도 2)과 상단 열처리부(303)(도 6)는 상단 반송실(135)을 사이에 두고 대향하며, 현상 처리실(33, 34)(도 2)과 하단 열처리부(304)(도 6)는 하단 반송실(136)을 사이에 두고 대향한다.
반송부(112)와 상단 반송실(125)의 사이에는 기판 재치부(PASS1, PASS2)가 설치되고, 반송부(112)와 하단 반송실(126)의 사이에는 기판 재치부(PASS3, PASS4)가 설치된다. 상단 반송실(125)과 상단 반송실(135)의 사이에는 기판 재치부(PASS5, PASS6)가 설치되고, 하단 반송실(126)과 하단 반송실(136)의 사이에는 기판 재치부(PASS7, PASS8)가 설치된다.
상단 반송실(135)과 반송부(163)의 사이에는 재치 겸 버퍼부(P-BF1)가 설치되고, 하단 반송실(136)과 반송부(163)의 사이에는 재치 겸 버퍼부(P-BF2)가 설치된다. 반송부(163)에 있어서 반입 반출 블록(14B)과 인접하도록, 기판 재치부(PASS9) 및 복수의 재치 겸 냉각부(P-CP)가 설치된다.
재치 겸 버퍼부(P-BF1)는, 반송 기구(137) 및 반송 기구(141, 142)(도 1)에 의한 기판(W)의 반입 및 반출이 가능하게 구성된다. 재치 겸 버퍼부(P-BF2)는, 반송 기구(138) 및 반송 기구(141, 142)(도 1)에 의한 기판(W)의 반입 및 반출이 가능하게 구성된다. 또한, 기판 재치부(PASS9) 및 재치 겸 냉각부(P-CP)는, 반송 기구(141, 142)(도 1) 및 반송 기구(146)에 의한 기판(W)의 반입 및 반출이 가능하게 구성된다.
기판 재치부(PASS1) 및 기판 재치부(PASS3)에는, 인덱서 블록(11)에서 제1 처리 블록(12)으로 반송되는 기판(W)이 재치되고, 기판 재치부(PASS2) 및 기판 재치부(PASS4)에는, 제1 처리 블록(12)에서 인덱서 블록(11)으로 반송되는 기판(W)이 재치된다.
기판 재치부(PASS5) 및 기판 재치부(PASS7)에는, 제1 처리 블록(12)에서 제2 처리 블록(13)으로 반송되는 기판(W)이 재치되고, 기판 재치부(PASS6) 및 기판 재치부(PASS8)에는, 제2 처리 블록(13)에서 제1 처리 블록(12)으로 반송되는 기판(W)이 재치된다.
재치 겸 버퍼부(P-BF1, P-BF2)에는, 제2 처리 블록(13)에서 세정 건조 처리 블록(14A)으로 반송되는 기판(W)이 재치되고, 재치 겸 냉각부(P-CP)에는, 세정 건조 처리 블록(14A)에서 반입 반출 블록(14B)으로 반송되는 기판(W)이 재치되며, 기판 재치부(PASS9)에는, 반입 반출 블록(14B)에서 세정 건조 처리 블록(14A)으로 반송되는 기판(W)이 재치된다.
다음에, 반송 기구(127)에 대해 설명한다. 도 10은, 반송 기구(127)를 나타내는 사시도이다. 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 반송 기구(127)는 장척형상의 가이드 레일(311, 312)을 구비한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 가이드 레일(311)은, 상단 반송실(125) 내에서 상하 방향으로 연장되도록 반송부(112) 측에 고정된다. 가이드 레일(312)은, 상단 반송실(125) 내에서 상하 방향으로 연장되도록 상단 반송실(135) 측에 고정된다.
가이드 레일(311)과 가이드 레일(312)의 사이에는, 장척형상의 가이드 레일(313)이 설치된다. 가이드 레일(313)은, 상하동 가능하게 가이드 레일(311, 312)에 장착된다. 가이드 레일(313)에 이동 부재(314)가 장착된다. 이동 부재(314)는, 가이드 레일(313)의 길이방향으로 이동 가능하게 설치된다.
이동 부재(314)의 상면에는, 장척형상의 회전 부재(315)가 회전 가능하게 설치된다. 회전 부재(315)에는, 기판(W)의 외주부를 유지하기 위한 핸드(H1, H2, H3)가 장착된다. 핸드(H1~H3)는, 회전 부재(315)의 길이방향으로 이동 가능하게 설치된다. 핸드(H1)는 핸드(H2)보다 상방에 배치되고, 핸드(H2)는 핸드(H3)보다 상방에 배치된다.
상기와 같은 구성에 의해, 반송 기구(127)는, 상단 반송실(125) 내에서 X방향 및 Z방향으로 자유롭게 이동할 수 있다. 또한, 핸드(H1~H3)를 이용하여 도포 처리실(21, 22)(도 2), 기판 재치부(PASS1, PASS2, PASS5, PASS6)(도 9) 및 상단 열처리부(301)(도 6)에 대해 기판(W)의 주고받음을 행할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 반송 기구(128, 137, 138)는 반송 기구(127)와 동일한 구성을 가진다. 또한, 본 실시형태에서는, 도 1의 반송 기구(142)는 반송 기구(127)와 동일한 3개의 핸드(H1~H3)를 가진다.
반송 기구(127, 128, 137, 138)는, 핸드(H1~H3)를 선택적으로 사용할 수 있다. 예를 들어, 금속 제거 유닛(MR)에 의한 처리 전 기판(W)의 반송과, 금속 제거 유닛(MR)에 의한 처리 후 기판(W)의 반송에서 다른 핸드를 사용할 수 있다. 또한, 3개의 핸드(H1~H3)를 이용하여 복수의 기판(W)을 동시에 반송하는 것도 가능하다. 각 반송 기구의 핸드 수는 3개로 한정되지 않고, 4개 이상이어도 되고, 또는 2개 이하이어도 된다.
(6) 기판 처리
도 1, 도 2, 도 6 및 도 9를 참조하면서 기판 처리를 설명한다. 인덱서 블록(11)의 캐리어 재치부(111)(도 1)에는, 미처리 기판(W)이 수용된 캐리어(113)가 재치된다. 반송 기구(115)는, 캐리어(113)에서 기판 재치부(PASS1, PASS3)(도 9)로 미처리 기판(W)을 반송한다. 또한, 반송 기구(115)는, 기판 재치부(PASS2, PASS4)(도 9)에 재치된 처리 완료된 기판(W)을 캐리어(113)에 반송한다.
제1 처리 블록(12)에 있어서, 반송 기구(127)(도 9)는, 기판 재치부(PASS1)에 재치된 미처리 기판(W)을 밀착 강화 처리 유닛(PAHP)(도 6), 냉각 유닛(CP)(도 6) 및 도포 처리실(22)(도 2)에 차례대로 반송한다. 다음에, 반송 기구(127)는, 도포 처리실(22)의 기판(W)을 열처리 유닛(PHP)(도 6), 냉각 유닛(CP)(도 6), 도포 처리실(21)(도 2), 열처리 유닛(PHP)(도 6) 및 기판 재치부(PASS5)(도 9)에 차례대로 반송한다.
이 경우, 밀착 강화 처리 유닛(PAHP)에서 기판(W)에 밀착 강화 처리가 이루어진 후, 냉각 유닛(CP)에서 반사 방지막의 형성에 적합한 온도로 기판(W)이 냉각된다. 다음에, 도포 처리실(22)에서, 반사 방지막용 도포 처리 유닛(129b)(도 2)에 의해 기판(W) 상에 반사 방지막이 형성된다. 이어서, 열처리 유닛(PHP)에서 기판(W)의 열처리가 이루어진 후, 냉각 유닛(CP)에서 레지스트막의 형성에 적합한 온도로 기판(W)이 냉각된다. 다음에, 도포 처리실(21)에서, 레지스트막용 도포 처리 유닛(129a)(도 2)에 의해 기판(W) 상에 레지스트막이 형성된다. 그 후, 열처리 유닛(PHP)에서 기판(W)의 열처리가 이루어지고, 그 기판(W)이 기판 재치부(PASS5)에 재치된다.
또한, 반송 기구(127)는, 기판 재치부(PASS6)(도 9)에 재치된 통상 현상 처리 후의 기판(W)을 기판 재치부(PASS2)(도 9)에 반송한다.
반송 기구(128)(도 9)는, 기판 재치부(PASS3)에 재치된 미처리 기판(W)을 밀착 강화 처리 유닛(PAHP)(도 6), 냉각 유닛(CP)(도 6) 및 도포 처리실(24)(도 2)에 차례대로 반송한다. 다음에, 반송 기구(128)는, 도포 처리실(24)의 기판(W)을 열처리 유닛(PHP)(도 6), 냉각 유닛(CP)(도 6), 도포 처리실(23)(도 2), 열처리 유닛(PHP)(도 6) 및 기판 재치부(PASS7)(도 9)에 차례대로 반송한다.
또한, 반송 기구(128)(도 9)는, 기판 재치부(PASS8)(도 9)에 재치된 통상 현상 처리 후의 기판(W)을 기판 재치부(PASS4)(도 9)에 반송한다. 도포 처리실(23, 24)(도 2) 및 하단 열처리부(302)(도 6)에서의 기판(W)의 처리 내용은, 상기 도포 처리실(21, 22)(도 2) 및 상단 열처리부(301)(도 6)에서의 기판(W)의 처리 내용과 각각 동일하다.
제2 처리 블록(13)에 있어서, 반송 기구(137)(도 9)는, 기판 재치부(PASS5)에 재치된 레지스트막 형성 후의 기판(W)을 재치 겸 버퍼부(P-BF1)(도 9)에 반송한다.
또한, 반송 기구(137)(도 9)는, 세정 건조 처리 블록(14A)에 인접하는 열처리 유닛(PHP)(도 6)으로부터 통상 노광 처리 후이며 열처리 후의 기판(W)을 취출한다. 반송 기구(137)는, 그 기판(W)을 냉각 유닛(CP)(도 6), 현상 처리실(31, 32)(도 6) 중 어느 한쪽, 열처리 유닛(PHP)(도 6) 및 기판 재치부(PASS6)(도 9)에 차례대로 반송한다.
이 경우, 냉각 유닛(CP)에서 통상 현상 처리에 적합한 온도로 기판(W)이 냉각된 후, 현상 처리실(31, 32) 중 어느 한쪽에서 현상 처리 유닛(139)에 의해 기판(W)의 통상 현상 처리가 이루어진다. 그 후, 열처리 유닛(PHP)에서 기판(W)의 열처리가 이루어지고, 그 기판(W)이 기판 재치부(PASS6)에 재치된다.
반송 기구(138)(도 9)는, 기판 재치부(PASS7)에 재치된 레지스트막 형성 후의 기판(W)을 재치 겸 버퍼부(P-BF2)(도 9)에 반송한다.
또한, 반송 기구(138)(도 9)는, 인터페이스 블록(14)에 인접하는 열처리 유닛(PHP)(도 6)으로부터 통상 노광 처리 후이며 열처리 후의 기판(W)을 취출한다. 반송 기구(138)는, 그 기판(W)을 냉각 유닛(CP)(도 6), 현상 처리실(33, 34)(도 2) 중 어느 한쪽, 열처리 유닛(PHP)(도 6) 및 기판 재치부(PASS8)(도 9)에 차례대로 반송한다. 현상 처리실(33, 34) 및 하단 열처리부(304)에서의 기판(W)의 처리 내용은, 상기 현상 처리실(31, 32) 및 상단 열처리부(303)에서의 기판(W)의 처리 내용과 각각 동일하다.
세정 건조 처리 블록(14A)에 있어서, 반송 기구(142)(도 1)는, 재치 겸 버퍼부(P-BF1, P-BF2)(도 9)에 재치된 기판(W)을 금속 제거 유닛(MR)(도 6)에 반송한다. 또한, 반송 기구(142)는, 금속 제거 유닛(MR)의 기판(W)을 재치 겸 버퍼부(P-BF1)(도 9) 또는 재치 겸 버퍼부(P-BF2)(도 9)에 반송한다. 반송 기구(141)(도 1)는, 금속 제거 유닛(MR)에서 재치 겸 버퍼부(P-BF1, P-BF2)로 반송된 기판(W)을 세정 건조 처리 유닛(BSS)(도 2) 및 재치 겸 냉각부(P-CP)(도 9)에 차례대로 반송한다.
이 경우, 금속 제거 유닛(MR)에서 기판(W)의 주연부 및 이면에 잔존하는 금속 성분의 제거가 이루어진다. 또한, 세정 건조 처리 유닛(BSS)에서 기판(W)의 주연부 및 이면의 세정과 건조 처리가 이루어진다. 그 후, 재치 겸 냉각부(P-CP)에서 노광 장치(15)(도 1)에 의한 통상 노광 처리에 적합한 온도로 기판(W)이 냉각된다.
반송 기구(142)(도 1)는, 기판 재치부(PASS9)(도 9)에 재치된 통상 노광 처리 후의 기판(W)을 상단 열처리부(303) 또는 하단 열처리부(304)의 열처리 유닛(PHP)(도 6)에 반송한다. 이 경우, 열처리 유닛(PHP)에서 노광 후 베이크(PEB) 처리가 이루어진다.
반입 반출 블록(14B)에 있어서, 반송 기구(146)(도 1)는, 재치 겸 냉각부(P-CP)(도 6)에 재치된 통상 노광 처리 전의 기판(W)을 노광 장치(15)(도 1)의 기판 반입부에 반송한다. 또한, 반송 기구(146)는, 노광 장치(15)의 기판 반출부로부터 통상 노광 처리 후의 기판(W)을 취출하고, 그 기판(W)을 기판 재치부(PASS9)(도 9)에 반송한다. 노광 장치(15)에서는, 매우 짧은 파장을 갖는 EUV에 의해 기판(W)에 통상 노광 처리가 이루어진다. 이 경우, 기판(W) 상의 레지스트막에 금속 성분이 함유되어 있으므로, EUV광의 흡수가 효율적으로 이루어짐으로써, 레지스트막에 미세한 노광 패턴을 높은 해상도로 형성할 수 있다. 또, 노광 방법은 이에 한정되지 않고, 다른 방법에 의해 기판(W)에 통상 노광 처리가 이루어져도 된다.
본 실시형태에서는, 상단에 설치된 도포 처리실(21, 22), 현상 처리실(31, 32) 및 상단 열처리부(301, 303)에서의 기판(W)의 처리와, 하단에 설치된 도포 처리실(23, 24), 현상 처리실(33, 34) 및 하단 열처리부(302, 304)에서의 기판(W)의 처리를 병행하여 행할 수 있다. 이에 의해, 풋프린트를 증가시키지 않고 스루풋을 향상시킬 수 있다.
(7) 효과
본 실시형태에 관한 기판 처리 장치(100)에서는, 기판(W) 상에 레지스트막이 형성된 후이며 기판(W)이 노광 장치(15)에 반송되기 전에, 기판(W) 상의 레지스트막의 엣지 노광 처리 및 엣지 현상 처리가 이루어진다. 이에 의해, 기판(W)의 주연부로부터 레지스트막을 적절히 제거할 수 있다. 따라서, 기판(W)의 주연부에서의 금속 성분의 잔존이 방지된다. 그 결과, 기판(W)의 주연부에 잔존하는 금속 성분에 기인하여 기판 처리 장치(100) 및 노광 장치(15)에 금속 오염이 발생하는 것이 충분히 방지된다.
또한, 본 실시형태에서는, 레지스트막용 도포 처리 유닛(129a)에서 스핀 척(25)에 의해 기판(W)이 회전되면서, 도포액 노즐(28)에 의한 레지스트액 도포, 엣지 노광부(41)에 의한 엣지 노광 처리, 가열부(42)에 의한 엣지 가열 처리 및 현상액 노즐(43)에 의한 엣지 현상 처리가 차례대로 이루어진다. 이에 의해, 레지스트막 형성, 엣지 노광 처리, 엣지 가열 처리 및 엣지 현상 처리를 공통의 공간에서 행할 수 있다. 따라서, 장치 비용의 증대 및 기판 처리 장치(100)의 대형화를 억제할 수 있다.
[2] 제2 실시형태
본 발명의 제2 실시형태에 대해, 상기 제1 실시형태와 다른 점을 설명한다. 도 11은, 제2 실시형태에서의 레지스트막용 도포 처리 유닛(129a)의 구성을 설명하기 위한 모식도이다. 도 11의 레지스트막용 도포 처리 유닛(129a)이 도 3의 레지스트막용 도포 처리 유닛(129a)과 다른 점은, 가열부(42) 및 현상액 노즐(43)이 설치되지 않은 것이다. 이에 의해, 도 11의 레지스트막용 도포 처리 유닛(129a)에서는, 엣지 노광 처리 후에 엣지 가열 처리 및 엣지 현상 처리가 이루어지지 않는다.
도 9의 반송 기구(127)는, 제1 실시형태와 같이, 도포 처리실(21)에서의 엣지 노광 처리 후의 기판(W)을 열처리 유닛(PHP)(도 6) 및 기판 재치부(PASS5)(도 9)에 차례대로 반송한다. 또한, 도 9의 반송 기구(128)는, 도포 처리실(23)에서의 엣지 노광 처리 후의 기판(W)을 열처리 유닛(PHP)(도 6) 및 기판 재치부(PASS7)(도 9)에 차례대로 반송한다. 이 경우, 각 열처리 유닛(PHP)에서 기판(W) 전체가 가열된다. 그 때문에, 상기 엣지 가열 처리와 같이, 기판(W)의 주연부 상의 레지스트막 부분에 가열 처리가 이루어진다.
도 9의 반송 기구(137)는, 기판 재치부(PASS5)에 재치된 열처리 후의 기판(W)을 현상 처리실(31, 32) 중 어느 하나에 반송한다. 또한, 도 9의 반송 기구(138)는, 기판 재치부(PASS7)에 재치된 열처리 후의 기판(W)을 현상 처리실(33, 34) 중 어느 하나에 반송한다. 현상 처리실(31~34)에서는, 열처리 후의 기판(W)의 주연부에 현상액이 공급된다. 이에 의해, 기판(W)의 엣지 현상 처리가 이루어진다. 이 경우, 도 1의 슬릿 노즐(38)로부터 기판(W)의 주연부에만 현상액이 공급되어도 되고, 또는 도 3의 현상액 노즐(43)과 같이 기판(W)의 주연부를 향하도록 배치된 노즐이 별개로 설치되어도 된다.
도 9의 반송 기구(137)는, 엣지 현상 처리 후의 기판(W)을 현상 처리실(31, 32) 중 어느 하나에서 재치 겸 버퍼부(P-BF1)(도 9)로 반송한다. 또한, 도 9의 반송 기구(138)는, 엣지 현상 처리 후의 기판(W)을 현상 처리실(33, 34) 중 어느 하나에서 재치 겸 버퍼부(P-BF2)(도 9)로 반송한다. 그 후, 상기 제1 실시형태와 같이, 기판(W)이 노광 장치(15)(도 1)에 반송되어 기판(W)의 통상 노광 처리가 이루어진다.
이와 같이, 제2 실시형태에서는, 열처리 유닛(PHP)에서 기판(W)의 가열 처리가 이루어질 때에 엣지 노광 처리 후의 기판(W)의 주연부 상의 레지스트막 부분도 가열된다. 이에 의해, 엣지 가열 처리를 개별적으로 행하지 않고, 그 후의 엣지 현상 처리를 적절히 행할 수 있다. 따라서, 엣지 가열 처리가 개별적으로 이루어지는 경우에 비해 기판(W)의 처리 시간을 삭감할 수 있다. 또한, 도 4의 가열부(42)를 설치할 필요가 없으므로, 장치 비용의 삭감이 가능해지고, 또한 가열부(42)의 설치 공간 확보가 불필요해진다.
또한, 본 실시형태에서는, 공통의 현상 처리 유닛(139)에서 기판(W)의 엣지 현상 처리 및 통상 현상 처리가 각각 이루어진다. 이에 의해, 도 4의 현상액 노즐(43)을 설치할 필요가 없으므로, 장치 비용의 삭감이 가능해지고, 또한 현상액 노즐(43)의 설치 공간 확보가 불필요해진다.
[3] 다른 실시형태
(1) 상기 실시형태에서는, 기판(W)의 주연부에 금속용 제거액을 공급하는 금속 제거 유닛(MR)이 인터페이스 블록(14)에 설치되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 레지스트막용 도포 처리 유닛(129a)에 기판(W)의 주연부에 금속용 제거액을 토출 가능한 노즐이 설치되어도 된다. 또한, 엣지 현상 처리에 의해 기판(W)의 주연부의 금속 성분을 충분히 제거 가능한 경우에는, 금속 제거 유닛(MR)이 설치되지 않아도 된다.
(2) 상기 실시형태에서는, 엣지 노광 처리 후이며 엣지 현상 처리 전의 기판(W)에 엣지 가열 처리가 이루어지지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 레지스트막에 포함되는 감광성 재료의 종류에 따라서는, 엣지 노광 처리 후에 엣지 가열 처리를 행하지 않고 엣지 현상 처리를 적절히 행하는 것이 가능하다.
(3) 상기 실시형태에서는, 레지스트막용 도포 처리 유닛(129a)에서 기판(W)에 엣지 노광 처리가 이루어지지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 레지스트막 형성 후의 기판(W)에 엣지 노광 처리를 행하는 유닛이 레지스트막용 도포 처리 유닛(129a)과는 별개로 설치되어도 된다.
(4) 상기 실시형태에서는, 레지스트막용 도포 처리 유닛(129a) 또는 현상 처리 유닛(139)에서 기판(W)에 엣지 현상 처리가 이루어지지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 엣지 노광 처리 후의 기판(W)에 엣지 현상 처리를 행하는 유닛이 레지스트막용 도포 처리 유닛(129a) 및 현상 처리 유닛(139)과는 별개로 설치되어도 된다.
(5) 상기 제1 실시형태에서는, 엣지 가열 처리시에 가열부(42)에 의해 기판(W)의 주연부가 가열된다. 이 경우, 통상 노광 처리가 이루어져야 할 레지스트막의 부분에 불균일하게 열이 가해지면, 기판(W)의 처리 정밀도가 저하된다. 그래서, 기판(W)의 주연부 이외의 부분에, 냉각용 기체를 공급하는 냉각 기체 공급부가 설치되어도 된다. 도 12는, 냉각 기체 공급부의 일례를 나타내는 도면이다. 도 12의 예에서는, 스핀 척(25)에 의해 유지되는 기판(W)의 하방에 냉각 기체 공급부(46)가 설치된다. 냉각 기체 공급부(46)는, 스핀 척(25)에 의해 유지되는 기판(W)의 이면에 냉각용 기체를 공급한다. 이에 의해, 통상 노광 처리가 이루어져야 할 레지스트막 부분의 온도 상승이 억제되고, 레지스트막의 그 부분에 대한 열처리의 균일성이 향상된다. 이에 의해, 기판(W)의 처리 정밀도를 높일 수 있다.
(6) 상기 실시형태에 있어서, 도포 처리실(21~24)에 2개의 스핀 척(25)이 설치되고, 현상 처리실(31~34)에 3개의 스핀 척(35)이 설치되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 도포 처리실(21~24)에 1개 또는 3개 이상의 스핀 척(25)이 설치되어도 된다. 또한, 현상 처리실(31~34)에 2개 이하 또는 4개 이상의 스핀 척(35)이 설치되어도 된다.
(7) 상기 실시형태에 있어서, 반송 기구(127, 128, 137, 138, 141)의 핸드(H1~H3)는 기판(W)의 외주부를 유지하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 반송 기구(127, 128, 137, 138, 141)의 핸드(H1~H3)는, 기판(W)을 흡착함으로써 기판(W)의 이면을 유지해도 된다.
[4] 청구항의 각 구성요소와 실시형태의 각 요소의 대응 관계
이하, 청구항의 각 구성요소와 실시형태의 각 요소의 대응의 예에 대해 설명하지만, 본 발명은 하기의 예에 한정되지 않는다.
상기 실시형태에서는, 기판 처리 장치(100)가 기판 처리 장치의 예이고, 기판(W)이 기판의 예이며, 노광 장치(15)가 노광 장치의 예이고, 레지스트막용 도포 처리 유닛(129a)이 막 형성 유닛의 예이며, 레지스트막이 금속 함유 감광성 막의 예이고, 엣지 노광부(41)가 엣지 노광부의 예이며, 현상액 노즐(43)이 엣지 현상 처리부의 예이고, 반송 기구(146)가 반송 기구의 예이며, 현상 처리 유닛(139)이 현상 처리 유닛의 예이다.
또한, 스핀 척(25)이 회전 유지부의 예이고, 도포액 노즐(28)이 액 공급부의 예이며, 엣지 린스 노즐(44)이 제1 제거액 공급부의 예이고, 가열부(42)가 가열부의 예이며, 슬릿 노즐(38)이 현상액 노즐의 예이고, 열처리 유닛(PHP)이 열처리 유닛의 예이며, 주연부 세정 노즐(8)이 제2 제거액 공급부의 예이다.
청구항의 각 구성요소로서, 청구항에 기재되어 있는 구성 또는 기능을 갖는 다른 여러 가지 요소를 이용할 수도 있다.
본 발명은, 여러 가지 기판의 처리에 유효하게 이용할 수 있다.

Claims (11)

  1. 기판에 노광 처리를 행하는 노광 장치에 인접하도록 배치되는 기판 처리 장치로서,
    금속 성분 및 감광성 재료를 포함한 금속 함유 감광성 막을 기판의 피처리면에 형성하는 막 형성 유닛과,
    금속 함유 감광성 막 형성 후의 기판의 주연부에 광을 조사하는 엣지 노광부와,
    기판의 주연부에 현상액을 공급함으로써 상기 엣지 노광부에 의해 광이 조사된 금속 함유 감광성 막 부분의 현상 처리를 행하는 엣지 현상 처리부와,
    상기 엣지 현상 처리부에 의한 현상 처리 후의 기판을 상기 노광 장치에 반송하는 반송 기구와,
    상기 노광 장치에서의 노광 처리 후의 기판에 현상액을 공급함으로써, 금속 함유 감광성 막의 현상 처리를 행하는 현상 처리 유닛을 구비하는, 기판 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 막 형성 유닛은,
    기판을 유지하여 회전하는 회전 유지부와,
    상기 회전 유지부에 의해 회전되는 기판의 상기 피처리면에 금속 함유 감광성 막용 도포액을 공급하는 액 공급부를 포함하고,
    상기 엣지 노광부는, 상기 액 공급부에 의한 도포액의 공급 후에 상기 회전 유지부에 의해 회전되는 기판의 주연부에 광을 조사하도록 구성되는, 기판 처리 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 막 형성 유닛은,
    상기 액 공급부에 의한 도포액의 공급 후에 상기 회전 유지부에 의해 회전되는 기판의 주연부에 상기 도포액을 용해시키는 제1 제거액을 공급하는 제1 제거액 공급부를 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 엣지 현상 처리부는, 상기 엣지 노광부에 의한 광 조사 후에 상기 회전 유지부에 의해 회전되는 기판의 주연부에 현상액을 토출하도록 구성되는, 기판 처리 장치.
  5. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 엣지 노광부에 의한 광 조사 후이며 상기 엣지 현상 처리부에 의한 현상 처리 전에 상기 회전 유지부에 의해 회전되는 기판의 주연부를 가열하도록 구성된 가열부를 더 구비하는, 기판 처리 장치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 엣지 현상 처리부는, 상기 현상 처리 유닛에 설치되는, 기판 처리 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 엣지 현상 처리부 및 상기 현상 처리 유닛은, 현상액을 토출 가능한 공통의 현상액 노즐을 갖는, 기판 처리 장치.
  8. 청구항 1 내지 청구항 3, 청구항 6 및 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 엣지 노광부에 의한 광 조사 후이며 상기 엣지 현상 처리부에 의한 현상 처리 전의 기판에 가열 처리를 행하는 열처리 유닛을 더 구비하는, 기판 처리 장치.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 엣지 현상 처리부에 의한 현상 처리 후에 기판의 주연부에 금속 성분을 용해시키는 제2 제거액을 공급하는 제2 제거액 공급부를 더 구비하는, 기판 처리 장치.
  10. 막 형성 유닛에 의해 금속 성분 및 감광성 재료를 포함한 금속 함유 감광성 막을 기판의 피처리면에 형성하는 단계와,
    엣지 노광부에 의해 금속 함유 감광성 막 형성 후의 기판의 주연부에 광을 조사하는 단계와,
    엣지 현상 처리부에 의해 기판의 주연부에 현상액을 공급함으로써 상기 엣지 노광부에 의해 광이 조사된 금속 함유 감광성 막 부분의 현상 처리를 행하는 단계와,
    상기 엣지 현상 처리부에 의한 현상 처리 후의 기판을 노광 장치에 반송하는 단계와,
    현상 처리 유닛에서 상기 노광 장치에서의 노광 처리 후의 기판에 현상액을 공급함으로써, 금속 함유 감광성 막의 현상 처리를 행하는 단계를 구비하는, 기판 처리 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 금속 함유 감광성 막을 형성하는 단계는,
    회전 유지부에 의해 회전되는 기판의 상기 피처리면에 액 공급부에 의해 금속 함유 감광성 막용 도포액을 공급하는 단계를 포함하고,
    상기 기판의 주연부에 광을 조사하는 단계는, 상기 액 공급부에 의한 도포액의 공급 후에 상기 회전 유지부에 의해 회전되는 기판의 주연부에 상기 엣지 노광부에 의해 광을 조사하는 것을 포함하는, 기판 처리 방법.
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