KR20220078990A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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KR20220078990A
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rotating
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KR1020200168328A
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박민정
이정열
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세메스 주식회사
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Abstract

기판 처리 방법이 제공된다. 기판 처리 방법은 기판을 제1 속도로 회전시키면서 기판의 중심부에　포토레지스트를 도포하고, 기판을 제1 속도보다 느린 제2 속도로 회전시켜 포토레지스트를 기판의 주변부로 확산시키고, 기판을 제2 속도보다 빠른 제3 속도로 회전시켜 확산된　포토레지스트의 두께를 조정함과 동시에 기판의 주변부의 포토레지스트를 고형화시키고, 기판을 제4 속도로 회전시키면서 기판의 주변부에 형성된 포토레지스트를 제거하는 것을 포함한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE TREATING APPARATUS AND SUBSTRATE TREATING METHOD}
본 발명은 기판을 처리하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 집적회로를 형성하기 위한 사진공정(photolithography)에서는 포토레지스트막을 웨이퍼 표면 상에 형성하기 위한 스핀 코팅(spin coating) 공정이 이루어진다. 종래 스핀 코팅(spin coating) 공정은 포토레지스트 도포, 확산, 에지 비드(edge bead) 제거 단계가 순차적으로 이루어진다. 먼저, 잔류 수분이 제거된 기판 상에 포토레지스트를 도포한 후, 기판을 고속회전시켜 기판 상에 포토레지스트를 균일한 두께로 형성한다. 이 과정에서, 기판의 고속회전에 의해 포토레지스트의 솔벤트(solvent) 성분이 휘발된다. 한편, 포토레지스트의 유동성으로 인해 포토레지스트가 기판의 주변부로 밀려날 수 있다. 이 과정에서, 기판의 고속회전에 의해 솔벤트 성분이 휘발된 포토레지스트는 세정 공정 시 용해되지 못하고, 기판의 주변부가 부풀어 오르는 에지 비드를 형성한다. 이러한 에지 비드는 노광 공정시 이물질로 작용할 수 있으므로, 기판 주변부의 에지 비드를 제거한다. 한편, 이러한 에지 비드를 보다 효과적으로 제거하면서도 스핀 코팅 공정에 소요되는 시간을 단축할 필요성이 증가하고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 기판을 고속회전하는 과정에서 기판 주변부의 포토레지스트를 쉽게 고형화하기 위한 물질을 주입함으로써 에지 비드를 효과적으로 제거하고 스핀 코팅 공정에 소요되는 시간을 단축하기 위한 기판 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 기판을 고속회전하는 과정에서 기판 주변부의 포토레지스트를 쉽게 고형화하기 위한 물질을 주입함으로써 에지 비드를 효과적으로 제거하고 스핀 코팅 공정에 소요되는 시간을 단축하기 위한 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 방법의 일 면(aspect)은, 기판을 제1 속도로 회전시키면서 기판의 중심부에　포토레지스트를 도포하고, 기판을 제1 속도보다 느린 제2 속도로 회전시켜 포토레지스트를 기판의 주변부로 확산시키고, 기판을 제2 속도보다 빠른 제3 속도로 회전시켜 확산된　포토레지스트의 두께를 조정함과 동시에 기판의 주변부의 포토레지스트를 고형화시키고, 기판을 제4 속도로 회전시키면서 기판의 주변부에 형성된 포토레지스트를 제거하는 것을 포함할 수 있다.
포토레지스트를 고형화시키는 것은, 기판의 주변부에 솔벤트 제거제를 공급하여, 포토레지스트의 솔벤트를 제거하는 것을 포함할 수 있다.
솔벤트 제거제는 질소 또는 불활성 기체를 포함할 수 있다.
기판을 제4 속도로 회전시켜 기판의 주변부에 형성된 포토레지스트를 제거하는 것은, 기판의 주변부에 형성된 포토레지스트에 제거액을 공급하는 것을 포함할 수 있다.
기판을 제4 속도로 회전시켜 기판의 주변부에 형성된 포토레지스트를 제거하는 것은, 기판의 주변부의 포토레지스트에 제거액과 동시에 솔벤트 제거제를 공급하는 것을 포함할 수 있다.
기판을 제4 속도로 회전시켜 기판의 주변부에 형성된　포토레지스트를 제거한 후에, 기판을 제4 속도보다 빠른 제5 속도로 회전시켜 기판을 건조시키는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 장치의 일 면은, 기판의 중심부 및 지지부를 지지하고 회전시키는 지지부, 기판의 중심부로 포토레지스트를 공급하는 제1 노즐부, 기판의 주변부의 포토레지스트에 고형화 물질을 공급하는 제2 노즐부, 기판의 주변부에 형성된 포토레지스트를 제거하는 제거부, 및 지지부, 제1 노즐부, 제2 노즐부 및　제거부를 제어하는 제어기를 포함하되, 제어기는, 지지부를 제1 속도로 회전시키면서 기판의 중심부에 포토레지스트를 도포하고, 지지부를 제1 속도보다 느린 제2 속도로 회전시켜 도포된　포토레지스트를 기판의 주변부로 확산시키고, 지지부를 제2 속도보다 빠른 제3 속도로 회전시켜 확산된 포토레지스트의 두께를 조정함과 동시에 기판의 주변부의 포토레지스트를 고형화시키고, 지지부를 제4 속도로 회전시키면서 기판의 주변부에 형성된　포토레지스트를 제거하는 제거액을 공급하도록 제어할 수 있다.
포토레지스트를 고형화시키는 것은, 기판의 주변부에 솔벤트 제거제를 공급하여, 포토레지스트의 솔벤트를 제거하는 것을 포함할 수 있다.
솔벤트 제거제는 질소를 포함할 수 있다.
제어기가 지지부를 제3 속도로 회전시켜 기판의 주변부에 형성된　포토레지스트를 제거하도록 제어하는 것은, 기판의 주변부에 포토레지스트의 상기 제거액과 동시에 상기 솔벤트 제거제를 공급하는 것을 더 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 지지부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 5는 도 1의 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 순차적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 도 6의 기판 처리 방법의 각 단계별 기판의 회전 속도와 소요 시간 및 주입되는 처리액을 개략적으로 표시한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참고하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참고 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참고하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참고하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참고번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하에서, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 도 1의 지지부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는 지지부(200), 제1 노즐부(310), 제2 노즐부(320), 제거부(400) 및 제어기(500)를 포함한다.
챔버(미도시)는 내부에 다른 구성요소를 포함하는 하우징의 역할을 할 수 있다. 챔버(미도시)는 기판 처리 공정이 수행되는 일종의 격리된 공간일 수 있다.
지지부(200)는 챔버(미도시) 내에 배치되어 기판(W)을 지지하고 회전시킨다. 지지부(200)는 지지 플레이트(210), 스핀들(spindle)(220) 및 회전 부재(230)를 포함한다. 지지 플레이트(210)는 챔버(미도시) 내에 배치되고 기판(W)을 지지한다. 지지 플레이트(210)는 기판(W)을 흡착시킬 수 있다. 기판(W)의 반경은 지지 플레이트(210)의 반경보다 클 수 있다. 따라서, 도 1과 같이, 기판(W)의 측부는 지지 플레이트(210)의 외부에 위치된다. 지지 플레이트(210)는 용기(600)의 내측 공간에 배치된다.
스핀들(220)은 지지 플레이트(210)의 하부 중앙에 결합된다. 스핀들(220)은 그 내부가 비어 있는 중공 축(hollow shaft) 형태이다. 스핀들(220)은 회전 부재(230)의 회전력을 지지 플레이트(210)에 전달한다. 구체적으로 도시하지는 않았지만, 회전 부재(230)는 회전력을 발생하는 모터와 같은 구동부와, 구동부로부터 발생된 회전력을 스핀들로 전달하는 벨트, 체인과 같은 동력 전달부 등의 통상적인 구성으로 이루어질 수 있다.
용기(600)는 지지 플레이트(210) 주변을 감싸고, 상부가 개방된 형상을 가진다. 용기(600)는 공정에 사용된 약액들을 분리하여 회수할 수 있는 구조를 가진다. 이는 처리액들의 재사용이 가능하게 한다. 용기(600)는 복수의 회수통들(611, 612)을 가진다. 각각의 회수통(611, 612)은 공정에 사용된 처리액들 중 서로 상이한 종류의 처리액을 회수한다. 본 실시 예에서 용기(600)는 2개의 회수통(611, 612)을 가진다. 각각의 회수통들을 내부 회수통(611), 그리고 외부 회수통(612)이라 칭한다. 이와 달리, 회수통은 2개가 아닌 복수 개로 제공될 수 있다. 선택적으로, 회수통은 단일의 회수통으로 제공될 수 있다.
내부 회수통(611)은 지지 플레이트(210)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 외부 회수통(612)은 내부 회수통(611)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 각각의 회수통(611, 612)은 용기(600) 내에서 용기(600)의 내부 공간과 통하는 유입구(621, 622)를 가진다. 각각의 유입구(621, 622)는 지지 플레이트(210)의 둘레에 링 형상으로 제공된다. 기판(W)으로 분사되어 공정에 사용된 약액들은 기판(W)의 회전으로 인한 원심력에 의해 유입구(621, 622)를 통해 회수통(611, 612)으로 유입된다. 내부 회수통(611) 및 외부 회수통(612)의 유입구(621, 622)들은 각각 높이가 상이하도록 제공된다.
내부 회수통(611) 및 외부 회수통(612)에는 처리액을 배출하는 배출관(631, 632)과 기체를 배기하는 배기관(640)이 결합된다.
승강부(700)는 용기(600)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 용기(600)가 상하로 이동됨에 따라, 지지 플레이트(210)에 대한 용기(600)의 상대 높이가 변경된다. 승강부(700)는 브라켓(710), 이동 축(720), 및 구동기(730)를 포함한다. 브라켓(710)은 용기(600)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(710)에는 구동기(730)에 의해 상하방향으로 이동되는 이동 축(720)이 고정결합된다. 기판(W)이 지지 플레이트(210)에 놓이거나, 지지 플레이트(210)로부터 상승될 때 지지 플레이트(210)가 용기(600)의 상부로 돌출되도록 용기(600)는 하강한다. 또한, 기판 처리 공정 진행시에는 기판(W)에 공급되는 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 회수통(611, 612)으로 유입될 수 있도록 용기(600)의 높이가 조절된다. 상술한 바와 반대로, 승강부(700)는 지지 플레이트(210)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
제1 노즐부(310)는 지지부(200)에 놓인 기판(W)의 중심부로 포토레지스트를 공급한다. 본 실시예에서, 기판(W)의 중심부란 제1 노즐(311)에 의해 포토레지스트가 공급되는 기판(W)의 중앙부를 의미하고, 기판(W)의 주변부는 기판(W) 중심부의 주변 및 최외곽에 배치된 영역을 포함한다. 포토레지스트는 점성과 유동성을 갖는 유체이므로 기판(W)이 회전함에 따라 원심력에 의해 기판(W)의 주변부로 퍼지게 된다. 포토레지스트는 기판(W)의 상면뿐만 아니라 기판(W)의 측면, 하면의 일부 등 기판(W)의 전면(全面)에 형성될 수 있다. 제1 노즐부(310)는 제1 노즐(311), 제1 노즐 암(312), 제1 노즐 지지축(313), 및 제1 노즐 구동기(314)를 포함한다. 제1 노즐(311)은 기판(W)의 중심부의 상부에 위치한다. 제1 노즐(311)은 포토레지스트를 분사한다. 포토레지스트는 솔벤트, 감광성 물질 및 수지를 포함할 수 있다. 제1 노즐(311)은 제1 노즐 암(312)에 연결된다. 제1 노즐 암(312)은 제1 노즐 지지축(313)과 수직하게 결합된다. 제1 노즐 지지축(313)의 하부에는 제1 노즐 구동기(314)가 결합된다. 제1 노즐 구동기(314)는 제1 노즐(311)을 이동시킬 수 있다.
제2 노즐부(320)는 지지부(200)의 주변부 측에 제공된다. 제2 노즐부(320)는 제2 노즐(321), 제2 노즐 암(322), 제2 노즐 지지축(323), 및 제2 노즐 구동기(324)를 포함한다. 제2 노즐(321)은 기판(W)의 주변부에 위치할 수 있으나, 기판(W)의 중심부 측에 위치할 수도 있다. 제2 노즐(321)은 제2 노즐 암(322)에 연결된다. 제2 노즐 암(322)은 제2 노즐 지지축(323)과 수직하게 결합된다. 제2 노즐 지지축(323)의 하부에는 제2 노즐 구동기(324)가 결합된다. 제2 노즐 구동기(324)는 제2 노즐(321)을 이동시킬 수 있다. 제2 노즐부(320)는 후술하는 제어기(500)에 의해 제어되어 기판(W) 주변부 특히 최외곽 측의 포토레지스트에 고형화 물질을 공급한다. 그러나, 이에 제한되지 않고, 제2 노즐부(320)는 기판(W)의 전면(全面)에 형성된 포토레지스트에 고형화 물질을 공급할 수 있다. 고형화 물질은 포토레지스트의 솔벤트 제거제일 수 있으나, 포토레지스트를 고형화할 수 있는 물질이라면 특별히 제한되지 않는다. 예로서, 고형화 물질은 질소(N2)를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 고형화 물질은 불활성 기체를 포함할 수 있다. 또다른 예로서, 고형화 물질은 CDA(clean dry air)일 수 있다.
제거부(400)는 지지부(200)의 주변부의 최외곽 측에 제공된다. 기판(W)의 주변부의 최외곽에서는　포토레지스트와 기판(W) 사이의 표면장력에 의해 원심력에 대항하여　포토레지스트가 점점 쌓이게 되는 에지 비드(edge bead)가 형성된다. 제거부(400)는 기판(W)의 주변부에 형성된 포토레지스트 즉 에지 비드(edge bead)를 제거하도록 기판(W)에　제거액을 공급한다. 제거부(400)는 제거액 노즐(410), 제거액 노즐 암(420), 제거액 노즐 지지축(430) 및 제거액 노즐 구동기(440)를 포함한다. 제거부(400)는 지지부(200)에 놓인 기판(W)의 주변부로 제거액을 공급한다. 제거부(400)는 기판(W)의 주변부의 상부에 위치한다. 제거액 노즐(410)은 제거액을 분사한다. 제거액은 포토레지스트를 제거한다. 일 예로, 제거액은 하이브리드 박막을 형성하기 위한 포토레지스트를 제거하는 제거액일 수 있다. 제거액 노즐(410)의 토출구는 기판(W)에 수직한 면에 대해 각도 조절이 가능하게 제공될 수 있다. 또한, 제거액의 유량에 따라 제거액 노즐(410)의 토출구는 기판(W)으로부터의 거리가 조절될 수 있다. 제거액 노즐(410)은 제거액 노즐 암(420)에 연결된다. 제거액 노즐 암(420)은 제거액 노즐 지지축(430)과 수직하게 결합된다. 제거액 노즐 지지축(430)의 하부에는 제거액 노즐 구동기(440)가 결합된다. 제거액 노즐 구동기(440)는 제거액 노즐(410)을 이동시킬 수 있다. 선택적으로, 제거부(400)는 기판(W)의 주변부에 복수 개 제공될 수 있다. 일 예로, 도 2와 같이, 제거부(400)는 기판(W)의 양 주변부에 제공될 수 있다.
제어기(500)는 지지부(200), 제1 노즐부(310), 제2 노즐부(320) 및 제거부(400)를 제어한다. 제어기(500)는 지지부(200)의 회전 속도에 따라, 제1 노즐부(310), 제2 노즐부(32) 및 제거부(400)를 제어한다. 도 3을 참조하면, 제어기(500)는 제1 노즐부(310)로 포토레지스트를 공급하고 제1 속도(V1)로 지지부(200)를 회전시켜 기판(W)의 중심부에 포토레지스트를 도포한다. 제어기(500)는 제1 속도(V)보다 느린 제2 속도(V2)로 지지부(200)를 회전시켜 기판(W)에 형성된 포토레지스트가 기판(W)의 주변부로 균일하게 확산시킨다. 도 4를 참조하면, 제어기(500)는 제2 속도(V2)보다 빠른 제3 속도(V3)로 지지부(200)를 회전시켜 포토레지스트를 기판(W)에 고속으로 확산시킴으로써 포토레지스트의 두께를 조정하고, 이와 동시에 제2 노즐부(320)를 제어하여 기판(W) 주변부의 포토레지스트를 고형화시킨다. 포토레지스트를 고형화시키는 것은, 기판(W)의 주변부에 솔벤트 제거제를 공급하여, 포토레지스트의 솔벤트를 제거하는 것을 포함할 수 있다. 도 5를 참조하면, 제어기(500)는 제4 속도(V4)로 지지부(200)를 회전시키면서 기판(W)의 주변부에 형성된 포토레지스트를 제거하도록 제거부(400)를 제어한다. 기판(W)을 제4 속도(V4)로 회전시키면서 기판(W)의 주변부에 형성된 포토레지스트를 제거하는 것은, 기판(W)의 주변부에 형성된 포토레지스트에 제거액, 예를 들어 시너를 공급하는 것을 포함한다. 본 실시예에서 시너란, 포토레지스트의 감광성 물질을 용해 또는 분산시켜 포토레지스트를 제거할 수 있는 물질을 의미한다. 한편, 제어기(500)가 기판(W)의 주변부에 형성된 포토레지스트를 제거하도록 제어하는 것은, 기판(W)의 주변부의 포토레지스트에 제거액과 동시에 솔벤트 제거제를 공급하는 것을 포함할 수 있다.
한편, 구체적으로 도시되지는 않았으나 제어기(500)는, 기판(W)의 주변부에 형성된 포토레지스트를 제거한 후에 제4 속도(V4)보다 빠른 제5 속도(V5)로 지지부(200)를 회전시켜 기판(W)이 건조되도록 제어할 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 6을 이용하여 기판을 처리하는 과정을 설명한다. 도 3 내지 도 5는 도 1의 기판 처리 장치(100)를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 순차적으로 도시한 도면이다. 도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
기판(W)에 포토레지스트를 도포하는 제1 단계(S1)가 이루어진다. 제어기(500)는 지지부(200) 상의 기판(W)의 중심부에 포토레지스트가 도포되도록 지지부(200)를 제1 속도(V1)로 회전시킨다. 이로써 기판(W)에 포토레지스트가 도포된다.
이후에, 기판(W)에 도포된 포토레지스트를 확산시키는 제2 단계(S2)가 진행된다. 제어기(500)는 제1 노즐부(310)의 포토레지스트 공급을 중단하고, 포토레지스트가 기판(W)의 주변부로 확산되도록 제1 속도(V1)보다 느린 제2 속도(V2)로 지지부(200)를 회전시킨다.
이후에, 도 4를 참조하면, 지지부(200)를 제2 속도(V2)보다 빠른 제3 속도(V3)로 회전시켜 확산된 포토레지스트의 두께를 조정하여 포토레지스트를 평탄화하는 제3 단계(S3)가 진행된다. 본 실시예에서는, 포토레지스트의 두께를 조정함과 동시에 기판(W)의 주변부의 포토레지스트를 고형화할 수 있다. 포토레지스트를 고형화시키는 것은, 기판(W)의 주변부에 솔벤트 제거제를 공급하여, 포토레지스트의 솔벤트를 제거하는 것을 포함할 수 있다. 솔벤트 제거제는 포토레지스트를 고형화할 수 있는 물질이라면 특별히 제한되지 않으며, 예로서, 질소(N2)를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 솔벤트 제거제는 불활성 기체를 포함할 수 있다. 또다른 예로서, 솔벤트 제거제는 CDA(clean dry air)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는, 지지부(200)를 제3 속도(V3)로 회전시켜 포토레지스트를 평탄화시킴과 동시에 기판(W)의 주변부에 솔벤트 제거제를 공급함으로써, 기판(W)의 주변부 포토레지스트의 고형화를 촉진할 수 있다. 결과, 후술하는 바와 같이 기판(W)을 제4 속도(V4)로 회전시켜 기판(W)의 주변부 포토레지스트를 제거하는 제4 단계(S4)에서 기판(W)의 주변부에 발생하는 에지 비드를 더욱 효과적으로 제거할 수 있다. 한편, 통상적인 스핀 코팅 공정에서는 기판(W)에 도포된 포토레지스트의 두께를 조정하는 제3 단계(S3)에 상대적으로 가장 많은 시간이 소요된다. 이 경우, 제3 단계(S3)에 충분한 시간이 할애되지 않으면 기판(W) 주변부의 에지 비드를 제거하는 제4 단계(S4)에서 에지 비드가 완전히 제거되지 않고 잔여 파티클이 발생하는 문제점이 존재한다. 본 실시예에서는, 제3 단계(S3)에서 포토레지스트의 솔벤트 제거제를 주입함으로써 제4 단계(S4)에서 발생하는 잔여 파티클을 최소화하여 에지 비드를 완전히 제거할 수 있다. 결과, 본 실시예에서는, 제3 단계(S3)에 소요되는 시간을 종래보다 약 수십 초 단축하면서도 기판(W)의 주변부에 발생하는 에지 비드를 더욱 효과적으로 제거할 수 있다. 즉, 스핀 코팅 공정에 소요되는 전체 시간을 단축시킬 수 있다.
이후에, 도 5를 참조하면, 기판(W)의 포토레지스트가 확산되어 평탄화되면, 에지 비드를 제거하는 제4 단계(S4)가 진행된다. 에지 비드 제거 단계에서는, 기판(W)의 주변부에 형성된 포토레지스트가 제거되도록 제어기(500)가 지지부(200)를 제4 속도(V4)로 회전시킨다. 이와 동시에, 제어기(500)는 기판(W)의 주변부에 제거액을 공급하도록 제거부(400)를 제어한다. 이에 따라, 기판(W)의 주변부에서 포토레지스트가 제거된다. 기판(W)을 제4 속도(V4)로 회전시켜 기판(W)의 주변부에 형성된 포토레지스트를 제거하는 것은, 기판(W)의 주변부에 형성된 포토레지스트에 제거액, 예를 들어 시너를 공급하는 것을 포함한다. 한편, 제어기(500)가 지지부(200)를 제4 속도(V4)로 회전시켜 기판(W)의 주변부에 형성된 포토레지스트를 제거하도록 제어하는 것은, 기판(W)의 주변부에 형성된 포토레지스트에 제거액과 동시에 솔벤트 제거제를 공급하는 것을 더 포함할 수 있다. 즉, 기판(W)을 제4 속도(V4)로 회전시켜 기판(W)의 주변부에 형성된 에지 비드를 제거함과 동시에 기판(W) 주변부 포토레지스트에 솔벤트 제거제를 주입할 수 있다. 결과, 기판(W) 주변부 포토레지스트의 고형화가 더욱 촉진되어 전술한 잔여 파티클을 최소화하면서 에지 비드를 완전하게 제거할 수 있다.
에지 비드 제거 단계가 완료되면, 기판(W)을 건조시키는 제5 단계(S5)가 진행될 수 있다. 제어기(500)는 기판(W)의 주변부에 형성된 포토레지스트를 제거한 후에 제4 속도(V4)보다 빠른 제5 속도(V5)로 지지부(200)를 회전시켜 기판(W)이 건조되도록 제어할 수 있다.
본 실시예에서, 제1 속도(V1) 내지 제5 속도(V5)는 서로 상이할 수 있다. 도 7을 참조하면, 제1 단계(S1) 내지 제5 단계(S1)에서 제1 속도(V1) 내지 제5 속도(V5)의 상대적인 크기를 비교할 수 있다. 예로서, 제1 속도(V1)는 제2 속도(V2)보다 빠를 수 있고, 제2 속도(V2)는 제3 속도(V3)보다 느릴 수 있고, 제4 속도(V4)는 제5 속도(V5)보다 느릴 수 있다. 예로서, 제1 속도(V1)는 약 1000~3000rpm, 제2 속도(V2)는 약 100~200rpm, 제3 속도(V3)는 1000~2000rpm, 제4 속도(V4)는 약 1000rpm, 그리고 제5 속도(V5)는 약 2000rpm 일 수 있다. 도 7을 참조하면, 제1 단계(S1) 내지 제5 단계(S5)에 소요되는 각 시간을 상대적으로 비교할 수 있다. 예로서, 제1 단계(S1)에 소요되는 제1 시간(t1-t0)은 약 1~2초, 제2 단계(S2)에 소요되는 제2 시간(t2-t1)은 약 1~2초, 제3 단계(S3)에 소요되는 제3 시간(t3-t2)은 약 10~20초, 제4 단계(S4)에 소요되는 제4 시간(t4-t3)은 약 5~10초, 그리고 제5 단계(S5)에 소요되는 제5 시간(t5-t4)은 약 4~6초일 수 있다. 또한, 도 7에서는, 각 제1 단계(S1) 내지 제5 단계(S5)에서 주입되는 처리액을 ON으로 도시하였다. 제1 및 제2 단계(S1, S2)에서는 포토레지스트가, 제3 단계(S3)에서는 솔벤트 제거제가, 제4 단계(S4)에서는 에지 비드 제거액이 주입될 수 있다.
본 실시예에서는 제1 노즐(311)이 도포 공정을 수행하는 노즐인 것으로 설명하였으나, 이와 달리 다른 공정을 수행하는 모듈일 수 있다. 또한, 제1 노즐(311)이 지지 플레이트(210)의 중앙면 상부에 제공되는 것으로 설명하였으나, 선택적으로, 제1 노즐(311)은 지지 플레이트(210)에 대해 다른 위치에 제공될 수 있다. 또한, 제1 노즐(311)이 복수 개 제공되는 경우, 각각의 제1 노즐(311)의 토출구의 크기 또는 분사량이 상이하게 제공될 수 있다. 또한, 제1 노즐부(310)와 제거부(400)는 하나의 몸체에 제공될 수 있다.
또한 제2 노즐(321)이 포토레지스트의 확산 및 평탄화 공정을 수행하는 데에 사용되는 노즐인 것으로 설명하였으나, 이와 달리 다른 공정을 수행하는 모듈일 수 있다. 제2 노즐(321)이 복수 개 제공되는 경우, 각각의 제2 노즐(321)의 토출구의 크기 또는 분사량이 상이하게 제공될 수 있다. 또한, 제2 노즐부(320)와 제거부(400)는 하나의 몸체에 제공될 수 있다.
상술한 본 발명에 따른 기판 처리 방법에 있어서, 각 실시예를 구성하는 단계는 필수적인 것은 아니며, 따라서 각 실시예는 상술한 단계를 선택적으로 포함할 수 있다. 나아가, 각 실시예들은 서로 개별적으로 또는 조합되어 이용될 수 있으며, 각 실시예를 구성하는 단계들도 다른 실시예를 구성하는 단계들과 개별적으로 또는 조합되어 이용될 수 있다. 이상 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
200: 지지부 310: 제1 노즐부
320: 제2 노즐부 400: 제거부
500: 제어기 100: 기판 처리 장치

Claims (11)

  1. 기판을 제1 속도로 회전시키면서 상기 기판의 중심부에　포토레지스트를 도포하고,
    상기 기판을 제1 속도보다 느린 제2 속도로 회전시켜 상기 포토레지스트를 상기 기판의 주변부로 확산시키고,
    상기 기판을 상기 제2 속도보다 빠른 제3 속도로 회전시켜 상기 확산된　포토레지스트의 두께를 조정함과 동시에 상기 기판의 주변부의 상기 포토레지스트를 고형화시키고,
    상기 기판을 제4 속도로 회전시키면서 상기 기판의 주변부에 형성된 상기　포토레지스트를 제거하는 것을 포함하는, 기판 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 포토레지스트를 고형화시키는 것은, 상기 기판의 주변부에 솔벤트 제거제를 공급하여 상기 포토레지스트의 솔벤트를 제거하는 것을 포함하는, 기판 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 솔벤트 제거제는 질소를 포함하는, 기판 처리 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 솔벤트 제거제는 불활성 기체를 포함하는, 기판 처리 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 기판을 제4 속도로 회전시켜 상기 기판의 주변부에 형성된 상기 포토레지스트를 제거하는 것은, 상기 기판의 주변부에 형성된 상기 포토레지스트에 제거액을 공급하는 것을 포함하는, 기판 처리 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기판을 제4 속도로 회전시켜 상기 기판의 주변부에 형성된 상기　포토레지스트를 제거하는 것은, 상기 기판의 주변부의 상기 포토레지스트에 상기 제거액과 동시에 상기 솔벤트 제거제를 공급하는 것을 포함하는, 기판 처리 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기판을 제4 속도로 회전시켜 상기 기판의 주변부에 형성된 상기　포토레지스트를 제거한 후에, 상기 기판을 상기 제4 속도보다 빠른 제5 속도로 회전시켜 상기 기판을 건조시키는 것을 더 포함하는, 기판 처리 방법.
  8. 기판의 중심부 및 지지부를 지지하고 회전시키는 지지부;
    상기 기판의 중심부로 포토레지스트를 공급하는 제1 노즐부;
    상기 기판의 주변부의 포토레지스트에 고형화 물질을 공급하는 제2 노즐부;
    상기　기판의 주변부에 형성된 상기 포토레지스트를 제거하는 제거부; 및
    상기 지지부, 상기 제1 노즐부, 상기 제2 노즐부 및 상기　제거부를 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 제어기는,
    상기 지지부를 제1 속도로 회전시키면서 상기 기판의 중심부에 상기　포토레지스트를 도포하고, 상기 지지부를 상기 제1 속도보다 느린 제2 속도로 회전시켜 도포된 상기　포토레지스트를 상기 기판의 주변부로 확산시키고, 상기 지지부를 상기 제2 속도보다 빠른 제3 속도로 회전시켜 상기 확산된 포토레지스트의 두께를 조정함과 동시에 상기 기판의 주변부의 상기 포토레지스트를 고형화시키고, 상기 지지부를 제4 속도로 회전시키면서 상기 기판의 주변부에 형성된 상기　포토레지스트를 제거하는 제거액을 공급하도록 제어하는, 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 포토레지스트를 고형화시키는 것은, 상기 기판의 주변부에 솔벤트 제거제를 공급하여 상기 포토레지스트의 솔벤트를 제거하는 것을 포함하는, 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 솔벤트 제거제는 질소를 포함하는, 기판 처리 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제어기가 상기 지지부를 제4 속도로 회전시켜 상기 기판의 주변부에 형성된 상기　포토레지스트를 제거하도록 제어하는 것은, 상기 기판의 주변부의 상기 포토레지스트에 상기 제거액과 동시에 상기 솔벤트 제거제를 공급하는 것을 포함하는, 기판 처리 장치.

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