KR20190097061A - 도포 처리 방법, 컴퓨터 기억 매체 및 도포 처리 장치 - Google Patents

도포 처리 방법, 컴퓨터 기억 매체 및 도포 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20190097061A
KR20190097061A KR1020197017981A KR20197017981A KR20190097061A KR 20190097061 A KR20190097061 A KR 20190097061A KR 1020197017981 A KR1020197017981 A KR 1020197017981A KR 20197017981 A KR20197017981 A KR 20197017981A KR 20190097061 A KR20190097061 A KR 20190097061A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
solvent
coating liquid
coating
rotational speed
Prior art date
Application number
KR1020197017981A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102404965B1 (ko
Inventor
쇼고 이나바
고스케 요시하라
신이치 하타케야마
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20190097061A publication Critical patent/KR20190097061A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102404965B1 publication Critical patent/KR102404965B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/02—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface
    • B05C11/08—Spreading liquid or other fluent material by manipulating the work, e.g. tilting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67161—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers
    • H01L21/67178—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers vertical arrangement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/002—Processes for applying liquids or other fluent materials the substrate being rotated
    • B05D1/005—Spin coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/36—Successively applying liquids or other fluent materials, e.g. without intermediate treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/40—Distributing applied liquids or other fluent materials by members moving relatively to surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/12—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by mechanical means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02282—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process liquid deposition, e.g. spin-coating, sol-gel techniques, spray coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02299—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment
    • H01L21/02307—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment treatment by exposure to a liquid
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67051—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67075—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching
    • H01L21/6708—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/6715—Apparatus for applying a liquid, a resin, an ink or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68764—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a movable susceptor, stage or support, others than those only rotating on their own vertical axis, e.g. susceptors on a rotating caroussel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Abstract

기판 상에 도포액을 도포하는 방법은, 기판 상에 형성된 도포액의 액막이 건조되기 전에, 기판 상의 도포액의 상기 액막 상에서의 주변부에, 상기 기판을 미리 정해진 회전 속도로 회전시키면서, 도포액의 용제를 공급하여 도포액과 용제의 혼합층을 상기 주변부에 형성하고, 그 후 미리 정해진 회전 속도보다 빠른 회전 속도로 기판을 회전시켜, 혼합층을 외주측으로 보냄으로써 건조 후의 도포액의 막두께를 제어한다.

Description

도포 처리 방법, 컴퓨터 기억 매체 및 도포 처리 장치
(관련 출원의 상호 참조)
본원은, 2016년 12월 22일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2016-249872호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
본 발명은, 기판에 도포액을 도포하는 도포 처리 방법, 컴퓨터 기억 매체 및 도포 처리 장치에 관한 것이다.
예컨대 반도체 디바이스의 제조 프로세스에서의 포토리소그래피 공정에서는, 예컨대 기판으로서의 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 함) 상에 미리 정해진 도포액을 도포하여 반사 방지막이나 레지스트막과 같은 도포막을 형성하는 도포 처리, 레지스트막을 미리 정해진 패턴으로 노광하는 노광 처리, 노광된 레지스트막을 현상하는 현상 처리 등이 순차적으로 행해져, 웨이퍼 상에 미리 정해진 레지스트 패턴이 형성되어 있다.
전술한 도포 처리에서는, 회전 중인 웨이퍼의 중심부에 노즐로부터 도포액을 공급하고, 원심력에 의해 웨이퍼 상에서 도포액을 확산하는 것에 의해 웨이퍼 상에 도포막을 형성하는, 소위 스핀 도포법이 널리 이용되고 있다. 이와 같은 도포 처리에서는, 도포막의 면내 균일성과 도포액의 사용량 삭감을 위해, 도포액을 공급하기 전에 웨이퍼 상에 시너 등의 용제를 도포하여 웨이퍼의 웨트성을 개선시키는, 소위 프리웨트 처리가 행해지는 경우가 많다. 이와 같은 프리웨트 처리에서의 용제의 도포도, 웨이퍼의 중심부에 용제를 공급하여 웨이퍼를 회전시켜, 웨이퍼 상에 용제를 확산시키는 것에 의해 행해지지만, 프리웨트용으로 공급한 용제가 웨이퍼의 회전에 의해 건조되는 것에 의해, 도포액이 기판의 끝까지 확산되지 않는 경우가 있고, 이러한 경우에는 도포 불균일이 발생한다.
그 때문에, 최근에는 기판 표면의 프리웨트용으로 공급한 용제가 기판의 회전에 의해 건조되는 것에 의해, 도포액이 기판의 끝까지 확산되지 않는 것을 방지하기 위해, 도포액이 확산되지 않은 기판 표면 상의 주변부에 대하여 용제를 더 공급하도록 하여, 기판의 주변부에서의 도포액의 유동성을 향상시켜, 도포액을 기판의 끝까지 원활하게 확산시키는 것이 제안되어 있다(특허문헌 1).
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2008-307488호 공보
그러나, 상기 종래 기술은, 소위 저점도의 레지스트 도포의 경우에는 유익하지만, 이미 패턴이 형성되어 있는 웨이퍼(소위 단차 기판) 표면에 대하여, 레지스트를 더 도포하는 경우나, 중점도의 레지스트액을 도포하는 경우에는, 막두께의 균일성의 향상의 점에서 더욱 개선할 여지가 있었다. 특히 웨이퍼의 주변부에서는, 중점도의 레지스트액을 도포하는 경우에는, 대체로 막두께가 두꺼워지는 경향이 있어, 이 점을 시정, 제어하는 것이 요구되고 있다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 웨이퍼 등의 기판 상에 도포액을 도포할 때에, 상기 기판이 단차 기판이거나, 도포액이 중점도인 것이라 하더라도, 기판면 내에서 균일하게 도포액을 도포하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일양태는, 기판 상에 도포액을 도포하는 방법으로서, 기판 상에 형성된 상기 도포액의 액막이 건조되기 전에, 상기 기판 상의 도포액의 액막 상에서의 주변부에, 상기 기판을 미리 정해진 회전 속도로 회전시키면서 상기 도포액의 용제를 공급하여 상기 도포액과 상기 용제의 혼합층을 상기 주변부에 형성하고, 그 후 상기 미리 정해진 회전 속도보다 빠른 회전 속도로 상기 기판을 회전시켜 상기 혼합층을 외주측으로 보냄으로써, 건조 후의 상기 도포액의 막두께를 제어한다.
본 발명의 일양태에 의하면, 기판 상에 형성된 도포막의 액막이 건조되기 전에, 상기 기판 상의 액막 상의 주변부에, 상기 기판을 미리 정해진 회전 속도로 회전시키면서 도포액의 용제를 공급하여 상기 도포액과 상기 용제의 혼합층을 상기 주변부에 형성하도록 했기 때문에, 혼합층 중에 도포액의 성분이 용출되고, 그 후 상기 미리 정해진 회전 속도보다 빠른 회전 속도로 상기 기판을 회전시켜 상기 혼합층을 외주측으로 보내도록 했기 때문에, 혼합층보다 외측의 막두께를 저하시킬 수 있어, 전체적으로 막두께를 균일화시킬 수 있다.
다른 관점에 의한 본 발명의 일양태는, 기판 상에 도포액을 도포하는 방법으로서, 기판 상에 상기 도포액의 용제를 공급하여 상기 기판의 전면(全面)에 상기 용제의 액막을 형성하는 용제 액막 형성 공정과, 그 후, 기판을 제1 회전 속도로 회전시키면서 상기 도포액을 기판의 중심부에 공급하는 도포액 공급 공정과, 그 후, 상기 기판을 상기 제1 회전 속도보다 빠른 제2 회전 속도로 회전시켜 상기 도포액을 기판 위 전면에 확산시키는 도포액 확산 공정과, 그 후, 상기 기판을 상기 제2 회전 속도보다 느린 제3 회전 속도로 회전시키면서 기판 상의 상기 도포액의 액막 상의 주변부에 상기 도포액의 용제를 공급하는 주변부 용제 공급 공정과, 그 후, 상기 기판을 상기 제3 회전 속도보다 빠른 제4 회전 속도로 회전시키는 주변부 막두께 조정 공정을 갖는다.
이러한 관점의 본 발명의 일양태에 의하면, 주변부 용제 공급 공정에서 상기 혼합층을 형성하고, 그 후의 주변부 막두께 조정 공정에 의해 주변부의 막두께를 조정하여, 기판의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.
상기 도포액의 점도는, 소위 중점도라고 하는 20cP 내지 500cP인 것이 본 발명에 적합하다. 또 본 발명은, 기판의 도포액의 막두께는, 건조 후에 1μm 내지 15μm 정도의 막두께가 되는 도포 처리에 적합하다.
상기 주변부 용제 공급 공정에서 용제를 공급하는 공급 부재는, 기판의 반경 방향으로 공급구가 미리 정해진 길이를 갖는 것, 혹은 기판의 반경 방향으로 복수의 공급구를 갖는 것을 이용해도 좋다. 이 경우, 공급구의 형상은, 예컨대 원형, 슬릿형 등 임의의 것을 채용할 수 있다.
또 다른 관점에 의한 본 발명의 일양태는, 상기 도포 처리 방법을 도포 처리 장치에 의해 실행시키도록, 상기 도포 처리 장치를 제어하는 제어부의 컴퓨터 상에서 동작하는 프로그램을 저장한, 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체이다.
또 다른 관점에 의한 본 발명의 일양태는, 기판 상에 도포액을 도포하는 도포 처리 장치로서, 기판을 유지하여 회전시키는 기판 유지부와, 기판 상에 상기 도포액을 공급하는 도포액 공급 노즐과, 기판 상에 상기 도포액의 용제를 공급하는 용제 공급 노즐과, 상기 도포액 공급 노즐을 이동시키는 제1 이동 기구와, 상기 용제 공급 노즐을 이동시키는 제2 이동 기구와, 상기 기판 유지부, 상기 도포액 공급 노즐, 상기 용제 공급 노즐, 상기 제2 이동 기구 및 상기 제1 이동 기구를 제어하는 제어부를 갖고 있다. 그리고 상기 제어부는, 기판 중심부에 상기 용제 공급 노즐에 의해 상기 도포액의 용제를 공급하여 상기 기판 전면에 상기 용제의 액막을 형성하고, 그 후, 기판을 제1 회전 속도로 회전시키면서 상기 도포액 공급 노즐에 의해 상기 도포액을 기판의 중심부에 공급하고, 그 후, 상기 기판을 상기 제1 회전 속도보다 빠른 제2 회전 속도로 회전시켜 상기 도포액을 기판 위 전면에 확산시키고, 그 후, 상기 기판을 상기 제2 회전 속도보다 느린 제3 회전 속도로 회전시키면서 기판 상의 상기 도포액의 액막 상의 주변부에 상기 용제 공급 노즐에 의해 상기 도포액의 용제를 공급하고, 그 후, 상기 기판을 상기 제3 회전 속도보다 빠른 제4 회전 속도로 회전시키도록 구성되어 있다.
상기 도포액의 액막 상의 주변부에 용제를 공급할 때에, 상기 용제 공급 노즐 대신에, 다른 주변부 용제 공급 노즐이 이용되고, 상기 제어부는, 상기 다른 주변부 용제 공급 노즐도 제어하도록 해도 좋다.
이러한 경우, 상기 다른 용제 공급 노즐은, 기판의 반경 방향으로 공급구가 미리 정해진 길이를 갖는 것, 또는 기판의 반경 방향으로 복수의 공급구를 갖는 것을 채용할 수 있다. 예컨대 원형, 슬릿형 등의 공급구의 형상을 갖는 것도 사용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 기판 상에 도포액을 도포하여 기판 상에 도포액의 액막을 형성할 때에, 기판면 내에서의 도포액의 막두께의 균일성을 종래보다 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 실시형태에 관한 기판 처리 시스템의 구성의 개략을 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 실시형태에 관한 기판 처리 시스템의 구성의 개략을 나타내는 정면도이다.
도 3은 본 실시형태에 관한 기판 처리 시스템의 구성의 개략을 나타내는 배면도이다.
도 4는 레지스트 처리 장치의 구성의 개략을 나타내는 종단면도이다.
도 5는 레지스트 처리 장치의 구성의 개략을 나타내는 횡단면도이다.
도 6은 웨이퍼의 중심부에 레지스트액의 용제를 공급하는 모습을 나타낸 측면도이다.
도 7은 도 6의 처리 후, 웨이퍼를 회전시켜 웨이퍼의 전면에 용제를 확산시키는 프리웨트 처리를 하는 모습을 나타낸 측면도이다.
도 8은 도 7의 처리 후, 웨이퍼를 회전시키면서 웨이퍼의 중심부에 레지스트액을 공급하는 모습을 나타낸 측면도이다.
도 9는 도 8의 처리 후, 웨이퍼를 회전시켜 웨이퍼의 전면에 레지스트액을 확산시키는 모습을 나타낸 측면도이다.
도 10은 도 9의 처리 후, 웨이퍼를 회전시키면서 웨이퍼의 주변부에 레지스트액의 용제를 공급하는 모습을 나타낸 측면도이다.
도 11은 도 10의 처리 후, 웨이퍼를 회전시켜 레지스트액의 액막의 막두께를 조정하는 모습을 나타낸 측면도이다.
도 12는 레지스트액의 공급 후부터 막두께 조정을 행하기까지의 웨이퍼의 회전 속도의 변화를 나타내는 타이밍차트이다.
도 13은 실시형태와 종래 기술의 막두께의 프로파일의 비교를 나타내는 그래프이다.
도 14는 용제 공급 노즐로부터 용제를 웨이퍼의 주변부에 공급할 때에, 용제 공급 노즐을 웨이퍼의 반경 방향으로 이동시키고 있는 모습을 나타내는 측면도이다.
도 15는 용제 공급 노즐을 아래쪽으로 비스듬히 외주측으로 기울여, 용제를 비스듬히 아래쪽으로 공급하고 있는 모습을 나타내는 측면도이다.
도 16은 웨이퍼의 반경 방향으로 공급구가 복수 형성되어 있는 공급 노즐을 이용하여 웨이퍼의 주변부에 용제를 공급하고 있는 모습을 나타내는 측면도이다.
도 17은 웨이퍼의 주변부에 용제를 공급하는 전용의 용제 공급 노즐을 설치한 레지스트 처리 장치의 구성의 개략을 나타내는 횡단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 관해 설명한다. 도 1은, 본 실시형태에 관한 도포 처리 방법을 실시하는 도포 처리 장치를 구비한 기판 처리 시스템(1)의 구성의 개략을 나타내는 설명도이다. 도 2 및 도 3은, 각각 기판 처리 시스템(1)의 내부 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 정면도와 배면도이다. 또, 본 실시형태에서는, 도포액이 레지스트액이며, 도포 처리 장치가 기판에 레지스트액을 도포하는 레지스트 도포 장치인 경우를 예로 들어 설명한다.
기판 처리 시스템(1)은, 도 1에 나타낸 바와 같이 복수매의 웨이퍼(W)를 수용한 카세트(C)가 반입 반출되는 카세트 스테이션(10)과, 웨이퍼(W)에 미리 정해진 처리를 하는 복수의 각종 처리 장치를 구비한 처리 스테이션(11)과, 처리 스테이션(11)에 인접하는 노광 장치(12)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하는 인터페이스 스테이션(13)을 일체로 접속한 구성을 갖고 있다.
카세트 스테이션(10)에는, 카세트 배치대(20)가 설치되어 있다. 카세트 배치대(20)에는, 기판 처리 시스템(1)의 외부에 대하여 카세트(C)를 반입 반출할 때에, 카세트(C)를 배치하는 카세트 배치판(21)이 복수 설치되어 있다.
카세트 스테이션(10)에는, 도 1에 나타낸 바와 같이 X 방향으로 연장되는 반송로(22) 상을 이동 가능한 웨이퍼 반송 장치(23)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(23)는, 상하 방향 및 수직축 둘레(θ 방향)로도 이동 가능하며, 각 카세트 배치판(21) 상의 카세트(C)와, 후술하는 처리 스테이션(11)의 제3 블록(G3)의 전달 장치와의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
처리 스테이션(11)에는, 각종 장치를 구비한 복수, 예컨대 제1 내지 제4의 4개의 블록(G1, G2, G3, G4)이 설치되어 있다. 예컨대 처리 스테이션(11)의 정면측(도 1의 X 방향 부방향측)에는 제1 블록(G1)이 설치되고, 처리 스테이션(11)의 배면측(도 1의 X 방향 정방향측)에는 제2 블록(G2)이 설치되어 있다. 또한, 처리 스테이션(11)의 카세트 스테이션(10)측(도 1의 Y 방향 부방향측)에는 제3 블록(G3)이 설치되고, 처리 스테이션(11)의 인터페이스 스테이션(13)측(도 1의 Y 방향 정방향측)에는 제4 블록(G4)이 설치되어 있다.
예컨대 제1 블록(G1)에는, 도 2에 나타낸 바와 같이 복수의 액처리 장치, 예컨대 웨이퍼(W)를 현상 처리하는 현상 처리 장치(30), 웨이퍼(W)의 레지스트막의 하층에 반사 방지막(이하 「하부 반사 방지막」이라고 함)을 형성하는 하부 반사 방지막 형성 장치(31), 웨이퍼(W)에 레지스트액을 도포하여 레지스트막을 형성하는 레지스트 도포 장치(32), 웨이퍼(W)의 레지스트막의 상층에 반사 방지막(이하 「상부 반사 방지막」이라고 함)을 형성하는 상부 반사 방지막 형성 장치(33)가 아래로부터 이 순서대로 배치되어 있다.
예컨대 현상 처리 장치(30), 하부 반사 방지막 형성 장치(31), 레지스트 도포 장치(32), 상부 반사 방지막 형성 장치(33)는, 각각 수평 방향으로 3개 나란히 배치되어 있다. 또, 이들 현상 처리 장치(30), 하부 반사 방지막 형성 장치(31), 레지스트 도포 장치(32), 상부 반사 방지막 형성 장치(33)의 수나 배치는 임의로 선택할 수 있다.
이들 현상 처리 장치(30), 하부 반사 방지막 형성 장치(31), 레지스트 도포 장치(32), 상부 반사 방지막 형성 장치(33)에서는, 예컨대 웨이퍼(W) 상에 미리 정해진 도포액을 도포하는 스핀 코팅이 행해진다. 스핀 코팅에서는, 예컨대 도포 노즐로부터 웨이퍼(W) 상에 도포액을 토출함과 더불어, 웨이퍼(W)를 회전시켜 도포액을 웨이퍼(W)의 표면에 확산시킨다. 또, 레지스트 도포 장치(32)의 구성에 관해서는 후술한다.
예컨대 제2 블록(G2)에는, 도 3에 나타낸 바와 같이 웨이퍼(W)의 가열이나 냉각과 같은 열처리를 행하는 열처리 장치(40)나, 레지스트액과 웨이퍼(W)의 정착성을 높이기 위한 어드히젼 장치(41), 웨이퍼(W)의 외주부를 노광하는 주변 노광 장치(42)가 상하 방향과 수평 방향으로 나란히 설치되어 있다. 이들 열처리 장치(40), 어드히젼 장치(41), 주변 노광 장치(42)의 수나 배치에 관해서도 임의로 선택할 수 있다.
예컨대 제3 블록(G3)에는, 복수의 전달 장치(50, 51, 52, 53, 54, 55, 56)가 아래로부터 순서대로 설치되어 있다. 또한, 제4 블록(G4)에는 복수의 전달 장치(60, 61, 62)가 아래로부터 순서대로 설치되어 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이 제1 블록(G1) 내지 제4 블록(G4)에 둘러싸인 영역에는, 웨이퍼 반송 영역(D)이 형성되어 있다. 웨이퍼 반송 영역(D)에는, 예컨대 Y 방향, X 방향, θ 방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 아암(70a)을 갖는 웨이퍼 반송 장치(70)가 복수 배치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(70)는, 웨이퍼 반송 영역(D) 내를 이동하여, 주위의 제1 블록(G1), 제2 블록(G2), 제3 블록(G3) 및 제4 블록(G4) 내의 미리 정해진 장치에 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
또한, 웨이퍼 반송 영역(D)에는, 제3 블록(G3)과 제4 블록(G4) 사이에서 직선적으로 웨이퍼(W)를 반송하는 셔틀 반송 장치(80)가 설치되어 있다.
셔틀 반송 장치(80)는, 예컨대 도 3의 Y 방향으로 직선적으로 이동 가능하게 되어 있다. 셔틀 반송 장치(80)는, 웨이퍼(W)를 지지한 상태로 Y 방향으로 이동하여, 제3 블록(G3)의 전달 장치(52)와 제4 블록(G4)의 전달 장치(62) 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이 제3 블록(G3)의 X 방향 정방향측의 옆에는 웨이퍼 반송 장치(100)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(100)는, 예컨대 X 방향, θ 방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 아암(100a)을 갖고 있다. 웨이퍼 반송 장치(100)는, 반송 아암(100a)에 의해 웨이퍼(W)를 지지한 상태로 상하로 이동하여, 제3 블록(G3) 내의 각 전달 장치에 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
인터페이스 스테이션(13)에는, 웨이퍼 반송 장치(110)와 전달 장치(111)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(110)는, 예컨대 Y 방향, θ 방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 아암(110a)을 갖고 있다. 웨이퍼 반송 장치(110)는, 예컨대 반송 아암(110a)에 웨이퍼(W)를 지지하여, 제4 블록(G4) 내의 각 전달 장치, 전달 장치(111) 및 노광 장치(12)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
다음으로, 전술한 레지스트 도포 장치(32)의 구성에 관해 설명한다. 레지스트 도포 장치(32)는, 도 4에 나타낸 바와 같이 내부를 밀폐 가능한 처리 용기(130)를 갖고 있다. 처리 용기(130)의 측면에는, 웨이퍼(W)의 반입 반출구(도시하지 않음)가 형성되어 있다.
처리 용기(130) 내에는, 웨이퍼(W)를 유지하여 회전시키는 기판 유지부로서의 스핀척(140)이 설치되어 있다. 스핀척(140)은, 예컨대 모터 등의 척구동부(141)에 의해 미리 정해진 속도로 회전할 수 있다. 또한, 척구동부(141)에는, 예컨대 실린더 등의 승강 구동 기구가 설치되어 있어, 스핀척(140)은 승강 가능하게 되어 있다.
스핀척(140)의 주위에는, 웨이퍼(W)로부터 비산 또는 낙하하는 액체를 받아내어 회수하는 컵(142)이 설치되어 있다. 컵(142)의 하면에는, 회수한 액체를 배출하는 배출관(143)과, 컵(142) 내의 분위기를 배기하는 배기관(144)이 접속되어 있다.
도 5에 나타낸 바와 같이 컵(142)의 X 방향 부방향(도 5의 하방향)측에는, Y 방향(도 5의 좌우 방향)을 따라서 연신되는 레일(150)이 형성되어 있다. 레일(150)은, 예컨대 컵(142)의 Y 방향 부방향(도 5의 좌방향)측의 외측으로부터 Y 방향 정방향(도 5의 우방향)측의 외측까지 형성되어 있다. 레일(150)에는 2개의 아암(151, 152)이 설치되어 있다.
제1 아암(151)에는, 도포액으로서 레지스트액을 공급하는, 도포액 공급 부재로서의 레지스트액 공급 노즐(154)이 지지되어 있다. 제1 아암(151)은, 제1 이동 기구로서의 노즐 구동부(155)에 의해 레일(150) 위를 이동 가능하다. 이것에 의해, 레지스트액 공급 노즐(154)은, 컵(142)의 Y 방향 정방향측의 외측에 설치된 대기부(156)로부터 컵(142) 내의 웨이퍼(W)의 중심부 상측을 통과하여, 컵(142)의 Y 방향 부방향측의 외측에 설치된 대기부(157)까지 이동할 수 있다. 또한, 노즐 구동부(155)에 의해 제1 아암(151)은 승강 가능하여, 레지스트액 공급 노즐(154)의 높이를 조절할 수 있다.
제2 아암(152)에는, 레지스트액의 용제를 공급하는 용제 공급 노즐(158)이 지지되어 있다. 제2 아암(152)은, 제2 이동 기구로서의 노즐 구동부(159)에 의해 레일(150) 위를 이동 가능하게 되어 있다. 이것에 의해, 용제 공급 노즐(158)은, 컵(142)의 Y 방향 정방향측의 외측에 설치된 대기부(160)로부터, 컵(142) 내의 웨이퍼(W)의 중심부 상측까지 이동할 수 있다. 대기부(160)는, 대기부(156)의 Y 방향 정방향측에 설치되어 있다. 또한, 노즐 구동부(159)에 의해 제2 아암(152)은 승강 가능하여, 용제 공급 노즐(158)의 높이를 조절할 수 있다.
다른 액처리 장치인 현상 처리 장치(30), 하부 반사 방지막 형성 장치(31), 상부 반사 방지막 형성 장치(33)의 구성은, 노즐의 형상, 개수나, 노즐로부터 공급되는 액이 상이한 점 외에는, 전술한 레지스트 도포 장치(32)의 구성과 동일하므로 설명을 생략한다.
이상의 기판 처리 시스템(1)에는, 도 1에 나타낸 바와 같이 제어부(200)가 설치되어 있다. 제어부(200)는, 예컨대 컴퓨터이며, 프로그램 저장부(도시하지 않음)를 갖고 있다. 프로그램 저장부에는, 기판 처리 시스템(1)에서의 웨이퍼(W)의 처리를 제어하는 프로그램이 저장되어 있다. 또한, 프로그램 저장부에는, 전술한 각종 처리 장치나 반송 장치 등의 구동계의 동작을 제어하여, 기판 처리 시스템(1)에서의 후술하는 기판 처리를 실현시키기 위한 프로그램도 저장되어 있다. 또, 상기 프로그램은, 예컨대 컴퓨터 판독 가능한 하드디스크(HD), 플렉시블디스크(FD), 컴팩트디스크(CD), 마그넷옵티컬디스크(MO), 메모리카드 등의 컴퓨터에 판독 가능한 기억 매체(H)에 기록되어 있던 것이며, 그 기억 매체로부터 제어부(200)에 인스톨된 것이어도 좋다.
다음으로, 이상과 같이 구성된 기판 처리 시스템(1)을 이용하여 행해지는 웨이퍼 처리에 관해 설명한다. 우선, 복수의 웨이퍼(W)를 수납한 카세트(C)가 기판 처리 시스템(1)의 카세트 스테이션(10)에 반입되고, 웨이퍼 반송 장치(23)에 의해 카세트(C) 내의 각 웨이퍼(W)가 순차적으로 처리 스테이션(11)의 전달 장치(53)에 반송된다.
다음으로 웨이퍼(W)는, 제2 블록(G2)의 열처리 장치(40)에 반송되어 온도 조절 처리된다. 그 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 예컨대 제1 블록(G1)의 하부 반사 방지막 형성 장치(31)에 반송되어, 웨이퍼(W) 상에 하부 반사 방지막이 형성된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 제2 블록(G2)의 열처리 장치(40)에 반송되어, 가열 처리되고, 온도 조절된다.
다음으로 웨이퍼(W)는 어드히젼 장치(41)에 반송되어 어드히젼 처리된다. 그 후 웨이퍼(W)는, 제1 블록(G1)의 레지스트 도포 장치(32)에 반송되어, 웨이퍼(W) 상에 레지스트막이 형성된다.
여기서, 레지스트 도포 장치(32)에서의 레지스트 도포 처리에 관해 상세히 설명한다. 레지스트의 도포 처리에 있어서는, 우선 스핀척(140)의 상면에서 웨이퍼(W)를 흡착 유지한다. 이어서, 도 6에 나타낸 바와 같이, 용제 공급 노즐(158)을 웨이퍼(W)의 중심부의 위쪽으로 이동시켜, 웨이퍼(W)의 중심부에 레지스트액의 용제를 토출한다. 이어서 도 7에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)를 예를 들면 2000rpm으로 회전시키고, 웨이퍼(W) 상의 용제를 스핀 도포법에 의해 웨이퍼 전면에 확산시켜, 소위 프리웨트 처리를 행한다.
다음으로, 도 8에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)의 중심부 위쪽으로 레지스트액 공급 노즐(154)을 이동시켜, 웨이퍼(W)를 제1 회전 속도, 예를 들면 60rpm으로 회전시키면서, 레지스트액 공급 노즐(154)로부터 웨이퍼(W) 상에 레지스트액(R)을 공급한다(도포액 공급 공정). 이것에 의해, 웨이퍼(W)의 중앙에 레지스트액(R)의 웅덩이가 형성된다. 그리고 레지스트액 공급 노즐(154)로부터의 레지스트액(R)의 공급량이 미리 정해진 양에 도달한 시점에서, 레지스트액(R)의 공급을 정지한다. 이어서 도 9에 나타낸 바와 같이, 레지스트액 공급 노즐(154)을 후퇴시키고, 웨이퍼(W)의 회전 속도를 제1 회전 속도부터 제2 회전 속도로 가속시킨다. 제2 회전 속도로는, 예를 들면 2500rpm 내지 4000rpm이 바람직하고, 본 실시형태에서는 예컨대 3500rpm이다. 제2 회전 속도에 도달한 웨이퍼(W)의 회전 속도는, 미리 정해진 시간, 본 실시형태에서는 예컨대 약 3초 정도 유지된다. 이것에 의해 웨이퍼(W)의 중심부에 공급된 레지스트액(R)은 웨이퍼(W)의 외주부를 향해 확산되어, 웨이퍼(W)의 전면에 레지스트액(R)의 막이 형성된다(도포액 확산 공정).
그 후, 종래의 프로세스에서는, 그대로 회전시켜 레지스트액(R)의 막을 건조시키는 것이지만, 본 실시형태에서는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 용제 공급 노즐(158)을 웨이퍼(W)의 주변부로 이동시켜, 웨이퍼(W)를 회전시키면서 레지스트액의 용제를 웨이퍼(W)의 주변부에 공급한다(주변부 용제 공급 공정). 이러한 경우의 회전 속도는, 상기 제2 회전 속도보다 느린 제3 회전 속도로 행한다. 제3 회전 속도로는, 예컨대 1rpm 내지 100rpm을 예시할 수 있다. 회전 속도가 지나치게 빠르면, 공급한 용제가 비산되거나 하기 때문이다. 이러한 경우, 웨이퍼(W)가 1회전하는 동안에만 용제를 공급하는 것이 바람직하다. 과잉으로 공급하면, 레지스트액(R)이 유출되어 웨이퍼(W)의 하지나 패턴이 형성된 하층의 레지스트 패턴이 노출되기 때문이다. 다만, 레지스트액(R)의 막두께나 용제의 공급량에 따라서는, 웨이퍼(W)가 복수회 회전하는 동안에 용제를 공급하도록 해도 좋다. 요컨대, 웨이퍼(W)의 하지나 하층의 레지스트막이 노출되지 않으면 된다.
용제를 공급하는 주변부의 위치에 관해서는, 후술하는 바와 같이, 종래의 프리웨트 처리의 후에 레지스트액을 웨이퍼(W)의 중심부에 공급하여 확산시키는 스핀 도포법에 의해 형성된 레지스트액의 막의 프로파일을 감안하여 설정한다.
이어서 도 11에 나타낸 바와 같이, 용제 공급 노즐(158)을 후퇴시키고, 웨이퍼(W)를 상기 제3 회전 속도보다 빠른 제4 회전 속도로 회전시킨다(주변부 막두께 조정 공정). 이것에 의해, 웨이퍼(W) 주변부의 막두께의 조정이 행해진다. 이러한 경우의 웨이퍼(W)의 회전 속도는, 예컨대 1000rpm 내지 2000rpm 정도가 좋지만, 주변부 영역의 범위, 막두께 조정의 범위에 따라 적절한 회전 속도를 선택하면 된다.
이상의 각 공정에서, 프리웨트 처리 이후의 도포액 공급 공정, 도포액 확산 공정, 주변부 용제 공급 공정, 주변부 막두께 조정 공정을 각각 단계 S1, S2, S3, S4로 하여, 시계열에 따라서 웨이퍼(W)의 회전 속도의 변화를 나타내면, 도 12에 나타낸 그래프와 같아진다. 도면 중, 단계 S3에서 화살표로 나타낸 개소는, 용제 공급 노즐(158)로부터 용제를 토출하는 타이밍을 나타내고 있고, 웨이퍼(W)의 회전 속도가 제3 회전 속도로 안정되었을 때 토출시키고 있다. 또한 토출 후, 잠시 제3 회전 속도를 유지하고 있는 것은, 웨이퍼(W)의 주변부에 공급한 용제가 표면의 레지스트액의 액막과 융합하여 혼합층을 적합하게 형성하기 위해서이다. 물론 이러한 레시피에 한정되는 것은 아니며, 레지스트액의 종류, 막두께, 용제의 공급량 등에 의해 이러한 타이밍은 적절하게 조정할 수 있다. 예컨대, 500cP 이상의 점도가 높은 처리액의 경우에는, 단계 S3에서는 웨이퍼(W)의 주변부에 용제를 토출하지 않고 단계 S4를 어느 정도 행한 후에, 처리액의 유동성이 남은 상태에서 다시 회전 속도를 저하시켜, 용제 공급 노즐(158)로부터 웨이퍼(W)의 주변부에 용제를 토출시킴으로써 주변부의 막두께를 조정할 수 있다. 이어서, 회전 속도를 높여 막을 건조시킨다.
이상과 같이 하여 도포 처리를 행한 후에는, 통상의 이러한 종류의 레지스트 도포 처리와 마찬가지로, 레지스트액이 건조된 후 웨이퍼(W)의 이면 세정을 행함으로써, 레지스트 도포 장치(32)에서의 일련의 도포 처리가 종료된다. 그 후에는, 웨이퍼(W)는, 제1 블록(G1)의 상부 반사 방지막 형성 장치(33)에 반송되어, 웨이퍼(W) 상에 상부 반사 방지막이 형성된다. 또한, 웨이퍼(W)는 제2 블록(G2)의 열처리 장치(40)에 반송되어 가열 처리가 행해진다. 그 후, 웨이퍼(W)는, 주변 노광 장치(42)에 반송되어 주변 노광 처리된다. 그리고 웨이퍼 반송 장치(100)에 의해 전달 장치(52)에 반송되고, 셔틀 반송 장치(80)에 의해 제4 블록(G4)의 전달 장치(62)에 반송된다. 이어서 웨이퍼(W)는, 인터페이스 스테이션(13)의 웨이퍼 반송 장치(110)에 의해 노광 장치(12)에 반송되어, 미리 정해진 패턴으로 노광 처리된다.
그와 같이 노광 처리된 후에는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 열처리 장치(40)에 반송되어, 노광 후 베이크 처리된다. 이것에 의해, 레지스트막의 노광부에서 발생한 산에 의해 탈보호 반응시킨다. 그 후 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 현상 처리 장치(30)에 반송되어 현상 처리가 행해지고, 현상 처리의 종료 후, 웨이퍼(W)는 열처리 장치(40)에 반송되어 포스트 베이크 처리된다. 이어서, 웨이퍼(W)는, 열처리 장치(40)에 의해 온도 조정되고, 그 후, 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(70), 웨이퍼 반송 장치(23)를 통해 미리 정해진 카세트 배치판(21)의 카세트(C)에 반송되고, 일련의 포토리소그래피 공정이 완료된다.
이상의 실시형태에 따라서, 열처리 후의 온도 조정을 행한 후의 웨이퍼(W) 상의 레지스트막의 막두께의 프로파일을 도 13에 나타냈다. 도면 중 X 표시는, 종래 기술, 즉 프리웨트 처리를 행한 후에 단순히 스핀 도포법에 의하여 레지스트액을 도포한 경우의 막두께의 프로파일을 나타내고, ○ 표시는 실시형태에 따라서 도포 처리를 행한 경우의 막두께의 프로파일을 나타내고 있다.
이 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 실시형태에 의하면, 레지스트막의 주변부의 막두께가 크게 개선되어 있다. 각각의 막두께의 균일성을 3 sigma로 나타내면, 종래 기술에서는 164[sigma/nm]이었지만, 실시형태에 의하면 48[sigma/nm]이었다.
이 예에서는, 300mm 웨이퍼(W)의 중심부로부터 110mm의 지점에서 용제를 공급했다(도 13 중의 화살표로 나타냄). 이 지점은, 종래 기술의 도포 처리 방법 하에서는, 막두께가 점차 고조되기 시작하는 개소이다. 따라서 이 결과에서도 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서 레지스트액의 액막이 기판 전면에 형성된 후, 용제를 토출하는 주변부라고 하는 것은, 그와 같이 종래의 도포 처리 방법에 따르면, 막두께가 고조되기 시작하는 지점이라고 할 수 있다.
웨이퍼(W)의 주변부에 레지스트액의 용제를 공급하는 경우, 용제의 온도를 조정하는 것에 의해, 막두께의 조정을 더욱 적합하게 행하는 것이 가능하다. 즉, 공급하는 용제의 온도를 가열함으로써 혼합층의 형성을 더욱 촉진시킬 수 있고, 그것에 의해, 막두께의 프로파일을 더욱 광범위하게 조정하는 것이 가능해진다.
또한 막두께를 조정하는 범위의 반경 방향의 폭이 광범위하게 걸치는 것과 같은 경우에는, 예컨대 도 14에 나타낸 바와 같이, 용제 공급 노즐(158)을 반경 방향으로 이동시키면서 용제를 토출함으로써, 혼합층(M)을 넓히는 것이 가능하다. 이러한 경우, 웨이퍼(W)는 복수회 회전시키게 된다.
또한 그와 같이 용제 공급 노즐(158)을 반경 방향으로 이동시키는 것 대신에, 도 15에 나타낸 바와 같이, 용제 공급 노즐(158)을 아래쪽으로 비스듬히 외주측으로 기울여, 용제를 아래쪽으로 비스듬히 외주측을 향해 공급하도록 해도 좋다. 이러한 방법에 의해서도, 혼합층(M)의 형성 영역의 범위를 넓히는 것이 가능하다.
또한 도 16에 나타낸 바와 같이, 용제 공급 노즐로서, 웨이퍼의 반경 방향으로 공급구(161a)가 미리 정해진 길이를 갖는 것, 혹은 웨이퍼의 반경 방향으로 복수의 공급구를 갖는 용제 공급 노즐(161)을 사용해도 좋다. 도 16에 나타낸 것은, 공급구(161a)가 웨이퍼의 반경 방향으로 복수 형성된 것이다. 물론 이것 대신에 슬릿형의 공급구를 갖는 용제 공급 노즐을 사용해도 좋다.
또 상기와 같이 주변부에 공급하는 용제의 온도를 조정하는 경우, 프리웨트 처리 시에 웨이퍼(W)의 중심부에 상온의 용제를 토출하는 노즐과 공용하는 것은, 용제 온도의 가열, 냉각 등의 작업, 시간이 따르고, 또한 장치가 복잡화되는 등의 점이 있다. 또한 도 15, 도 16에 나타낸 예에서는, 프리웨트 처리 시에 웨이퍼(W)의 중심부에 용제를 토출하는 노즐과는 구성, 구조가 상이하다.
따라서 이러한 경우에는, 도 17에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 레지스트 도포 장치(32) 내에 제3 아암(153)을 설치하고, 이 제3 아암(153)에 별도 주변부에 용제를 공급하는 전용의 용제 공급 노즐(161)을 지지하도록 하면 된다. 즉, 도 17의 예에서는, 제3 아암(153)은, 제3 이동 기구로서의 노즐 구동부(162)에 의해 레일(150) 위를 이동 가능하게 되어 있다. 이것에 의해, 용제 공급 노즐(161)은, 컵(142)의 Y 방향 부방향측의 외측에 설치된 대기부(163)로부터, 컵(142) 내의 웨이퍼(W)의 위쪽까지 이동할 수 있다. 대기부(163)는, 대기부(157)의 Y 방향 부방향측에 설치되어 있다. 또한, 노즐 구동부(162)에 의해 제3 아암(153)은 승강 가능하여, 용제 공급 노즐(161)의 높이를 조절할 수 있게 되어 있다.
이와 같이 구성함으로써, 용제 공급 노즐(161)을 이용하여 웨이퍼(W)의 주변부에 온도 조절한 용제를 공급하거나, 혹은 아래쪽으로 비스듬히 외주측으로 기울인 노즐 구성으로 하거나, 나아가 웨이퍼(W)의 반경 방향으로 길이를 가진 공급구를 갖는 노즐 구성으로 하는 경우, 프리웨트 처리용의 용제 공급 노즐(158)과 개별의 노즐을 사용할 수 있다. 또 그와 같은 소위 주변부에 용제를 공급하는 전용의 용제 공급 노즐(161)로부터 용제를 웨이퍼(W)에 공급하는 경우에는, 레지스트액 공급 노즐(154)은 대기부(156)에서 대기시키면 된다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시형태에 관해 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자라면, 청구범위에 기재된 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 이를 수 있는 것은 분명하며, 이들에 관해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다. 본 발명은 이 예에 한정되지 않고 여러 가지 양태를 채용할 수 있는 것이다. 본 발명은, 기판이 웨이퍼 이외의 FPD(플랫 패널 디스플레이), 포토마스크용의 마스크 레티클 등의 다른 기판인 경우에도 적용할 수 있다.
본 발명은 기판 상에 도포액을 도포할 때에 유용하다.

Claims (13)

  1. 기판 상에 도포액을 도포하는 도포 처리 방법으로서,
    기판 상에 형성된 상기 도포액의 액막이 건조되기 전에, 상기 기판 상의 도포액의 액막 상에서의 주변부에, 상기 기판을 미리 정해진 회전 속도로 회전시키면서 상기 도포액의 용제를 공급하여 상기 도포액과 상기 용제의 혼합층을 상기 주변부에 형성하고,
    그 후 상기 미리 정해진 회전 속도보다 빠른 회전 속도로 상기 기판을 회전시켜 상기 혼합층을 외주측으로 보냄으로써, 건조 후의 상기 도포액의 막두께를 제어하는, 도포 처리 방법.
  2. 기판 상에 도포액을 도포하는 도포 처리 방법으로서,
    기판 상에 상기 도포액의 용제를 공급하여, 상기 기판의 전면(全面)에 상기 용제의 액막을 형성하는 용제 액막 형성 공정과,
    그 후, 기판을 제1 회전 속도로 회전시키면서 상기 도포액을 기판의 중심부에 공급하는 도포액 공급 공정과,
    그 후, 상기 기판을 상기 제1 회전 속도보다 빠른 제2 회전 속도로 회전시켜 상기 도포액을 기판 위 전면에 확산시키는 도포액 확산 공정과,
    그 후, 상기 기판을 상기 제2 회전 속도보다 느린 제3 회전 속도로 회전시키면서 기판 상의 상기 도포액의 액막 상의 주변부에 상기 도포액의 용제를 공급하는 주변부 용제 공급 공정과,
    그 후, 상기 기판을 상기 제3 회전 속도보다 빠른 제4 회전 속도로 회전시키는 주변부 막두께 조정 공정
    을 갖는, 도포 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 도포액의 점도는 20cP 내지 500cP인, 도포 처리 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 주변부 용제 공급 공정에서는, 상기 기판이 1회전하는 동안에만 용제를 공급하는, 도포 처리 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 주변부 용제 공급 공정에서는, 토출하는 용제가 하지에 도달하지 않도록, 토출하는 용제의 양이 조정되는, 도포 처리 방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 주변부 용제 공급 공정에서는, 용제를 공급하는 공급 부재를 기판의 반경 방향으로 이동시키는, 도포 처리 방법.
  7. 제2항에 있어서, 상기 주변부 용제 공급 공정에서는, 공급하는 용제의 온도를 조정하는, 도포 처리 방법.
  8. 제2항에 있어서, 상기 주변부 용제 공급 공정에서는, 용제를 공급하는 공급 부재로부터 용제를 아래쪽으로 비스듬히 외주측을 향해 공급하는, 도포 처리 방법.
  9. 제2항에 있어서, 상기 주변부 용제 공급 공정에서 용제를 공급하는 공급 부재는, 기판의 반경 방향으로 공급구가 미리 정해진 길이를 갖는 것, 또는 기판의 반경 방향으로 복수의 공급구를 갖는 것인, 도포 처리 방법.
  10. 기판 상에 도포액을 도포하는 도포 처리 방법을, 도포 처리 장치에 의해 실행시키도록, 상기 도포 처리 장치를 제어하는 제어부의 컴퓨터 상에서 동작하는 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체로서,
    상기 도포 처리 방법은,
    기판 상에 형성된 상기 도포액의 액막이 건조되기 전에, 상기 기판 상의 도포액의 액막 상에서의 주변부에, 상기 기판을 미리 정해진 회전 속도로 회전시키면서, 상기 도포액의 용제를 공급하여 상기 도포액과 상기 용제의 혼합층을 상기 주변부에 형성하고,
    그 후 상기 미리 정해진 회전 속도보다 빠른 회전 속도로 상기 기판을 회전시켜 상기 혼합층을 외주측으로 보냄으로써, 건조 후의 상기 도포액의 막두께를 제어하는 것인, 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체.
  11. 기판 상에 도포액을 도포하는 도포 처리 장치로서,
    기판을 유지하여 회전시키는 기판 유지부와,
    기판 상에 상기 도포액을 공급하는 도포액 공급 노즐과,
    기판 상에 상기 도포액의 용제를 공급하는 용제 공급 노즐과,
    상기 도포액 공급 노즐을 이동시키는 제1 이동 기구와,
    상기 용제 공급 노즐을 이동시키는 제2 이동 기구와,
    상기 기판 유지부, 상기 도포액 공급 노즐, 상기 용제 공급 노즐, 상기 제2 이동 기구 및 상기 제1 이동 기구를 제어하는 제어부를 가지며,
    상기 제어부는,
    기판 중심부에 상기 용제 공급 노즐에 의해 상기 도포액의 용제를 공급하여 상기 기판의 전면에 상기 용제의 액막을 형성하고, 그 후, 기판을 제1 회전 속도로 회전시키면서 상기 도포액 공급 노즐에 의해 상기 도포액을 기판의 중심부에 공급하고, 그 후, 상기 기판을 상기 제1 회전 속도보다 빠른 제2 회전 속도로 회전시켜 상기 도포액을 기판 위 전면에 확산시키고, 그 후, 상기 기판을 상기 제2 회전 속도보다 느린 제3 회전 속도로 회전시키면서 기판 상의 상기 도포액의 액막 상의 주변부에 상기 용제 공급 노즐에 의해 상기 도포액의 용제를 공급하고, 그 후, 상기 기판을 상기 제3 회전 속도보다 빠른 제4 회전 속도로 회전시키도록 구성되어 있는, 도포 처리 장치.
  12. 기판 상에 도포액을 도포하는 도포 처리 장치로서,
    기판을 유지하여 회전시키는 기판 유지부와,
    기판 상에 상기 도포액을 공급하는 도포액 공급 노즐과,
    기판 상에 상기 도포액의 용제를 공급하는 용제 공급 노즐과,
    기판 상의 주변부에 상기 도포액의 용제를 공급하는 다른 용제 공급 노즐과,
    상기 도포액 공급 노즐을 이동시키는 제1 이동 기구와,
    상기 용제 공급 노즐을 이동시키는 제2 이동 기구와,
    상기 다른 용제 공급 노즐을 이동시키는 제3 이동 기구와,
    상기 기판 유지부, 상기 도포액 공급 노즐, 상기 용제 공급 노즐, 상기 제1 이동 기구, 상기 제2 이동 기구 및 상기 제3 이동 기구를 제어하는 제어부를 가지며,
    상기 제어부는,
    기판 중심부에 상기 용제 공급 노즐에 의해 상기 도포액의 용제를 공급하여 상기 기판의 전면에 상기 용제의 액막을 형성하고, 그 후, 기판을 제1 회전 속도로 회전시키면서 상기 도포액 공급 노즐에 의해 상기 도포액을 기판의 중심부에 공급하고, 그 후, 상기 기판을 상기 제1 회전 속도보다 빠른 제2 회전 속도로 회전시켜 상기 도포액을 기판 위 전면에 확산시키고, 그 후, 상기 기판을 상기 제2 회전 속도보다 느린 제3 회전 속도로 회전시키면서 기판 상의 상기 도포액의 액막 상의 주변부에 상기 다른 용제 공급 노즐에 의해 상기 도포액의 용제를 공급하고, 그 후, 상기 기판을 상기 제3 회전 속도보다 빠른 제4 회전 속도로 회전시키도록 구성되어 있는, 도포 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 다른 용제 공급 노즐은, 기판의 반경 방향으로 공급구가 미리 정해진 길이를 갖는 것, 또는 기판의 반경 방향으로 복수의 공급구를 갖는 것인, 도포 처리 장치.
KR1020197017981A 2016-12-22 2017-11-24 도포 처리 방법, 컴퓨터 기억 매체 및 도포 처리 장치 KR102404965B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2016-249872 2016-12-22
JP2016249872 2016-12-22
PCT/JP2017/042266 WO2018116745A1 (ja) 2016-12-22 2017-11-24 塗布処理方法、コンピュータ記憶媒体及び塗布処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190097061A true KR20190097061A (ko) 2019-08-20
KR102404965B1 KR102404965B1 (ko) 2022-06-07

Family

ID=62626308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197017981A KR102404965B1 (ko) 2016-12-22 2017-11-24 도포 처리 방법, 컴퓨터 기억 매체 및 도포 처리 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11065639B2 (ko)
JP (1) JP6820350B2 (ko)
KR (1) KR102404965B1 (ko)
CN (1) CN110088880B (ko)
TW (1) TWI759376B (ko)
WO (1) WO2018116745A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11163235B2 (en) * 2019-08-22 2021-11-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Apparatus for forming a photoresist layer, method for forming a masking layer, and method for forming a photoresist layer
CN111361301B (zh) * 2020-04-01 2021-06-15 杭州美迪凯光电科技股份有限公司 一种lens功能薄膜的喷墨打印制备方法
US11550223B2 (en) 2020-05-25 2023-01-10 Chongqing Konka Photoelectric Technology Research Institute Co., Ltd. Coating method and coating system
CN113448173B (zh) * 2020-05-25 2022-03-01 重庆康佳光电技术研究院有限公司 一种涂布方法和涂布系统
KR20220108560A (ko) * 2021-01-27 2022-08-03 삼성전자주식회사 기판 처리 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06210230A (ja) * 1993-01-20 1994-08-02 Sharp Corp スピン式コーティング装置
US20080057194A1 (en) * 2006-09-01 2008-03-06 Tokyo Electron Limited Coating treatment method, computer-readable storage medium, and coating treatment apparatus
JP2008307488A (ja) 2007-06-15 2008-12-25 Tokyo Electron Ltd 塗布処理方法、塗布処理装置、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
US20160167079A1 (en) * 2014-12-11 2016-06-16 Tokyo Electron Limited Coating method, computer storage medium and coating apparatus

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001307991A (ja) * 2000-04-25 2001-11-02 Tokyo Electron Ltd 膜形成方法
JP3898906B2 (ja) * 2001-05-22 2007-03-28 東京エレクトロン株式会社 基板の塗布装置
JP4252740B2 (ja) * 2001-06-04 2009-04-08 東京エレクトロン株式会社 膜形成方法及び膜形成装置
JP2003136010A (ja) * 2001-11-01 2003-05-13 Tokyo Electron Ltd 塗布処理装置および塗布処理方法
JP2003249436A (ja) * 2002-02-26 2003-09-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置の製造方法
JP2005013787A (ja) * 2003-06-23 2005-01-20 Tokyo Electron Ltd 塗布成膜装置及び塗布成膜方法
JP2007299941A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Tokyo Electron Ltd レジスト塗布方法、レジスト塗布装置及び記憶媒体
JP5203337B2 (ja) * 2009-02-13 2013-06-05 東京エレクトロン株式会社 塗布処理方法
US9349622B2 (en) * 2013-03-12 2016-05-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method and apparatus for planarization of substrate coatings
JP6212066B2 (ja) * 2015-03-03 2017-10-11 東京エレクトロン株式会社 塗布処理方法、コンピュータ記憶媒体及び塗布処理装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06210230A (ja) * 1993-01-20 1994-08-02 Sharp Corp スピン式コーティング装置
US20080057194A1 (en) * 2006-09-01 2008-03-06 Tokyo Electron Limited Coating treatment method, computer-readable storage medium, and coating treatment apparatus
JP2008307488A (ja) 2007-06-15 2008-12-25 Tokyo Electron Ltd 塗布処理方法、塗布処理装置、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
US20160167079A1 (en) * 2014-12-11 2016-06-16 Tokyo Electron Limited Coating method, computer storage medium and coating apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
US11065639B2 (en) 2021-07-20
TWI759376B (zh) 2022-04-01
CN110088880B (zh) 2023-08-18
WO2018116745A1 (ja) 2018-06-28
KR102404965B1 (ko) 2022-06-07
JPWO2018116745A1 (ja) 2019-10-24
US20200147637A1 (en) 2020-05-14
TW201831234A (zh) 2018-09-01
CN110088880A (zh) 2019-08-02
JP6820350B2 (ja) 2021-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10048664B2 (en) Coating method, computer storage medium and coating apparatus
US8318247B2 (en) Coating treatment method, coating treatment apparatus, and computer-readable storage medium
KR102404965B1 (ko) 도포 처리 방법, 컴퓨터 기억 매체 및 도포 처리 장치
US8043657B2 (en) Coating treatment method
TWI545404B (zh) 塗佈處理裝置、塗佈顯影處理系統、及塗佈處理方法與記錄有用來實行該塗佈處理方法之程式的記錄媒體
KR102403094B1 (ko) 현상 처리 방법, 컴퓨터 기억 매체 및 현상 처리 장치
KR20110113135A (ko) 도포 처리 방법, 컴퓨터 기억 매체 및 도포 처리 장치
US20130239887A1 (en) Coating treatment method, coating treatment apparatus, and computer-readable storage medium
JP6212066B2 (ja) 塗布処理方法、コンピュータ記憶媒体及び塗布処理装置
KR20110138180A (ko) 도포 방법 및 도포 장치
US10921713B2 (en) Developing method, computer-readable storage medium and developing apparatus
US6471421B2 (en) Developing unit and developing method
JP2008307488A (ja) 塗布処理方法、塗布処理装置、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
CN109148270B (zh) 成膜方法、存储介质和成膜系统
US11823918B2 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
JP2007310111A (ja) 基板の現像処理方法および基板の現像処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant