KR20220114478A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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KR20220114478A
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treatment
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KR1020220011767A
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가즈히사 오오무라
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는, 기판 상에 형성된 컬러 레지스트에 의한 레지스트막의 막두께를 보다 균일하게 하는 것이다.
본 발명에 따르면, 기판 처리 장치로서의 액처리 유닛(U5)은, 노광 처리전의 건조한 컬러 레지스트막이 노출된 기판의 표면에 대해, 처리액에 의한 처리를 행하는 기판 처리 장치로서, 기판을 유지하는 기판 유지부(20)와, 기판 유지부(20)에 의해 유지된 기판의 표면에, 물을 주성분으로 하는 처리액을 공급하는 처리액 공급부(40)를 갖는다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 개시는, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
특허문헌 1에서는, 이미지 센서 등의 제조에서의 포토리소그래피 처리에 있어서, 컬러 레지스트에 의한 레지스트막을 이용하는 것이 기재되어 있다.
특허문헌 1 : 일본특허공개 제2012-33886호 공보
본 개시는, 기판 상에 형성된 컬러 레지스트에 의한 레지스트막의 막두께를 보다 균일하게 하는 기술을 제공한다.
본 개시의 일양태에 의한 기판 처리 장치는, 노광 처리전의 건조한 컬러 레지스트막이 노출된 기판의 표면에 대해, 처리액에 의한 처리를 행하는 기판 처리 장치로서, 상기 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 기판 유지부에 의해 유지된 상기 기판의 표면에, 물을 주성분으로 하는 상기 처리액을 공급하는 처리액 공급부를 갖는다.
본 개시에 의하면, 기판 상에 형성된 컬러 레지스트에 의한 레지스트막의 막두께를 보다 균일하게 하는 기술이 제공된다.
도 1은 기판 처리 시스템의 개략 구성의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 2는 도포 현상 장치의 내부 구성의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 3은 액처리 유닛의 구성의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 4는 처리액 공급부의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 5는 제어 장치의 기능상의 구성의 일례를 도시하는 블록도이다.
도 6은 제어 장치의 하드웨어상의 구성의 일례를 도시하는 블록도이다.
도 7은 액처리 순서의 일례를 도시하는 플로우차트이다.
도 8의 (a), 도 8의 (b)는, 각각 액처리 순서에서의 각 부의 동작의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 9의 (a), 도 9의 (b), 도 9의 (c)는, 각각 액처리 순서를 행하는 것에 의한 워크 표면의 레지스트막의 변화의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
이하, 여러가지 예시적 실시형태에 관해 설명한다.
하나의 예시적 실시형태에 있어서, 기판 처리 장치는, 노광 처리전의 건조한 컬러 레지스트막이 노출된 기판의 표면에 대해, 처리액에 의한 처리를 행하는 기판 처리 장치로서, 상기 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 기판 유지부에 의해 유지된 상기 기판의 표면에, 물을 주성분으로 하는 상기 처리액을 공급하는 처리액 공급부를 갖는다.
상기 기판 처리 장치에 의하면, 노광 처리전의 건조한 컬러 레지스트막이 노출된 기판의 표면에 대하여, 처리액 공급부에 의해, 물을 주성분으로 하는 처리액이 공급된다. 물을 주성분으로 하는 처리액은, 기판에 노출되어 있는 컬러 레지스트막과 반응하여, 컬러 레지스트막을 일부 용해시킬 수 있다. 그 때문에, 컬러 레지스트막에 요철이 존재하는 경우에는 요철을 작게 하는 것이 가능해므로, 기판 상에 형성된 컬러 레지스트에 의한 레지스트막의 막두께를 보다 균일하게 하는 것이 가능해진다.
처리액 공급부는, 스프레이 노즐로부터 상기 기판에 대하여 상기 처리액을 분사하는 양태이어도 좋다.
스프레이 노즐을 이용하여 기판에 대하여 처리액을 분사하는 경우, 레지스트막의 요철 중 특히 볼록부에 대하여 처리액이 부착되기 쉬워지고, 그 결과, 오목부와 비교하여 볼록부에서의 레지스트막의 용해를 진행시키기 쉽게 할 수 있다. 그 때문에, 레지스트막의 막두께를 보다 균일하게 하는 것이 가능해진다.
상기 스프레이 노즐은 상기 처리액을 원추형으로 분사하는 양태이어도 좋다.
상기 구성으로 함으로써, 기판의 표면의 레지스트막에 대한 스프레이 노즐로부터의 처리액의 분사 방향을 다양하게 할 수 있다. 그 때문에, 예컨대, 레지스트막의 볼록부의 측면 등에도 처리액이 부착되기 쉬워져, 레지스트막의 용해를 진행시키기 쉽게 할 수 있다. 그 때문에, 레지스트막의 막두께를 보다 균일하게 하는 것이 가능해진다.
상기 처리액 공급부로부터의 상기 처리액의 토출축은, 상기 기판의 표면에 대하여 경사져 있는 양태이어도 좋다.
상기 구성으로 함으로써, 레지스트막의 요철 중 오목부에 비하여 볼록부에 대한 처리액을 더 촉진시킬 수 있기 때문에, 레지스트막의 용해를 진행시키기 쉽게 할 수 있다. 그 때문에, 레지스트막의 막두께를 보다 균일하게 하는 것이 가능해진다.
상기 처리액이 공급되기 전의 상기 기판의 표면에, 상기 처리액 공급부로부터의 상기 처리액의 토출 압력보다 저압이며, 물을 주성분으로 하는 전처리액을 공급하는 전처리액 공급부를 더 갖는 양태이어도 좋다.
처리액을 공급하기 전에, 물을 주성분으로 하는 전처리액을 처리액의 토출 압력보다 저압으로 기판에 대하여 공급하는 구성으로 함으로써, 레지스트막 전체에서의 레지스트막의 용해를 진행시킬 수 있다. 그 때문에, 예컨대, 레지스트막 전체의 막두께를 조정하는 것이 가능해진다.
상기 처리액이 공급된 후의 상기 기판의 표면에, 상기 처리액 공급부로부터의 상기 처리액의 토출 압력보다 저압이며, 물을 주성분으로 하는 후처리액을 공급하는 후처리액 공급부를 더 갖는 양태이어도 좋다.
처리액의 공급의 후에, 물을 주성분으로 하는 후처리액을 처리액의 토출 압력보다 저압으로 기판에 대하여 공급하는 구성으로 함으로써, 레지스트막의 표면에 잔존하는 용해된 레지스트 재료 등을 레지스트막 표면으로부터 제거할 수 있다.
상기 기판에 대하여 상기 컬러 레지스트막을 형성하기 위한 컬러 레지스트를 도포하는 레지스트 도포부를 더 가지며, 상기 레지스트 도포부는, 상기 처리액 공급부가 설치되는 모듈과는 별도의 모듈에 설치되어 있는 양태로 해도 좋다.
전술한 바와 같이, 컬러 레지스트는, 물을 주성분으로 하는 처리액에 대하여 용해될 수 있다. 그 때문에, 물을 주성분으로 하는 처리액을 취급하는 처리액 공급부와, 레지스트 도포부를 별도의 모듈에 배치함으로써, 레지스트 도포부에 의한 컬러 레지스트의 도포 처리에 대하여 처리액이 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
하나의 예시적 실시형태에 있어서, 기판 처리 방법은, 노광 처리전의 건조한 컬러 레지스트막이 노출된 기판의 표면에 대해, 처리액에 의한 처리를 행하는 기판 처리 방법으로서, 기판 유지부에 의해 유지된 상기 기판의 표면에, 물을 주성분으로 하는 상기 처리액을 공급한다.
상기 기판 처리 방법에 의하면, 노광 처리전의 건조한 컬러 레지스트막이 노출된 기판의 표면에 대하여, 처리액 공급부에 의해, 물을 주성분으로 하는 처리액이 공급된다. 물을 주성분으로 하는 처리액은, 기판에 노출되어 있는 컬러 레지스트막과 반응하여, 컬러 레지스트막을 일부 용해시킬 수 있다. 그 때문에, 컬러 레지스트막에 요철이 존재하는 경우에는 요철을 작게 하는 것이 가능해지므로, 기판 상에 형성된 컬러 레지스트에 의한 레지스트막의 막두께를 보다 균일하게 하는 것이 가능해진다.
이하, 도면을 참조하여 여러가지 예시적 실시형태에 관해 상세히 설명한다. 또, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하기로 한다. 일부 도면에는 X축, Y축 및 Z축에 의해 규정되는 직교 좌표계가 도시된다. 이하의 실시형태에서는, Z축이 연직 방향에 대응하고, X축 및 Y축이 수평 방향에 대응한다.
[기판 처리 시스템]
우선, 도 1~도 3을 참조하여, 기판 처리 시스템(1)의 구성에 관해 설명한다. 기판 처리 시스템(1)은, 도포 현상 장치(2)(액처리 장치)와, 노광 장치(3)를 구비한다.
도포 현상 장치(2)는, 워크(W)의 표면(Wa)에 레지스트막(R)을 형성하도록 구성되어 있다. 또한, 도포 현상 장치(2)는, 레지스트막(R)의 현상 처리를 행하도록 구성되어 있다. 노광 장치(3)는, 도포 현상 장치(2)와의 사이에서 워크(W)를 전달하여, 워크(W)의 표면에 형성된 레지스트막(R)의 노광 처리(패턴 노광)를 행하도록 구성되어 있다. 노광 장치(3)는, 예컨대, 액침 노광 등의 방법에 의해 레지스트막(R)의 노광 대상 부분에 선택적으로 에너지선을 조사해도 좋다.
처리 대상인 워크(W)는, 예컨대 기판, 혹은 소정의 처리가 실시됨으로써 막 또는 회로 등이 형성된 상태의 기판이다. 워크(W)에 포함되는 기판은, 일례로서, 실리콘을 포함하는 웨이퍼이다. 워크(W)(기판)는, 원형으로 형성되어 있어도 좋고, 다각형 등 원형 이외의 판형으로 형성되어 있어도 좋다. 워크(W)는, 일부가 절결된 절결부를 갖고 있어도 좋다. 절결부는, 예컨대 노치(U자형, V자형 등의 홈)이어도 좋고, 직선형으로 연장되는 직선부(소위, 오리엔테이션·플랫)이어도 좋다. 처리 대상인 워크(W)는, 유리 기판, 마스크 기판, FPD(Flat Panel Display) 등이어도 좋고, 이들 기판 등에 소정의 처리가 실시되어 얻어지는 중간체이어도 좋다. 워크(W)의 직경은, 예컨대 200 ㎜~450 ㎜ 정도이어도 좋다.
에너지선은, 예컨대 전리 방사선, 비전리 방사선 등이어도 좋다. 전리 방사선은, 원자 또는 분자를 전리시키기에 충분한 에너지를 갖는 방사선이다. 전리 방사선은, 예컨대, 극단 자외선(EUV : Extreme Ultraviolet), 전자선, 이온빔, X선, α선, β선, γ선, 중입자선, 양자선 등이어도 좋다. 비전리 방사선은, 원자 또는 분자를 전리시키기에 충분한 에너지를 갖지 않는 방사선이다. 비전리 방사선은, 예컨대, g선, i선, KrF 엑시머 레이저, ArF 엑시머 레이저, F2 엑시머 레이저 등이어도 좋다.
(도포 현상 장치)
도포 현상 장치(2)는, 노광 장치(3)에 의한 노광 처리의 전에, 워크(W)의 표면(Wa)에 레지스트막(R)을 형성하도록 구성되어 있다. 또한, 도포 현상 장치(2)는, 노광 장치(3)에 의한 노광 처리후에 레지스트막(R)의 현상 처리를 행하도록 구성되어 있다.
도 1~도 3에 도시된 바와 같이, 도포 현상 장치(2)는, 캐리어 블록(4)과, 처리 블록(5)과, 인터페이스 블록(6)과, 제어 장치(100)(제어 유닛)를 구비한다. 캐리어 블록(4), 처리 블록(5) 및 인터페이스 블록(6)은, 수평 방향으로 나열되어 있다.
캐리어 블록(4)은, 캐리어 스테이션(12)과, 반입 반출부(13)를 포함한다. 캐리어 스테이션(12)은 복수의 캐리어(11)를 지지한다. 캐리어(11)는, 적어도 하나의 워크(W)를 밀봉 상태로 수용한다. 캐리어(11)의 측면(11a)에는, 워크(W)를 출납하기 위한 개폐 도어(도시 생략)가 설치되어 있다. 캐리어(11)는, 측면(11a)이 반입 반출부(13)측에 면하도록, 캐리어 스테이션(12) 상에 착탈 가능하게 설치된다.
반입 반출부(13)는, 캐리어 스테이션(12) 및 처리 블록(5)의 사이에 위치하고 있다. 반입 반출부(13)는, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 개폐 도어(13a)를 갖는다. 캐리어 스테이션(12) 상에 캐리어(11)가 배치될 때에는, 캐리어(11)의 개폐 도어가 개폐 도어(13a)에 면한 상태가 된다. 개폐 도어(13a) 및 측면(11a)의 개폐 도어를 동시에 개방함으로써, 캐리어(11) 내와 반입 반출부(13) 내가 연통한다. 반입 반출부(13)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 반송 아암(A1)을 내장하고 있다. 반송 아암(A1)은, 캐리어(11)로부터 워크(W)를 취출하여 처리 블록(5)에 전달하고, 처리 블록(5)으로부터 워크(W)를 수취하여 캐리어(11) 내로 복귀시키도록 구성되어 있다.
처리 블록(5)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 처리 모듈(PM1~PM4)을 포함한다.
처리 모듈(PM1)은, 워크(W)의 표면 상에 하층막을 형성하도록 구성되어 있다. 처리 모듈(PM1)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 액처리 유닛(U1)과, 열처리 유닛(U2)과, 이들에 워크(W)를 반송하도록 구성된 반송 아암(A2)을 포함한다. 처리 모듈(PM1)의 액처리 유닛(U1)은, 예컨대 하층막 형성용의 도포액을 워크(W)에 도포하도록 구성되어 있어도 좋다. 처리 모듈(PM1)의 열처리 유닛(U2)은, 예컨대 액처리 유닛(U1)에 의해 워크(W)에 형성된 도포막을 경화시켜 하층막으로 하기 위한 가열 처리를 행하도록 구성되어 있어도 좋다. 하층막으로는, 예컨대 반사 방지(SiARC)막을 들 수 있다.
처리 모듈(PM2)은, 하층막 상에 중간막(예컨대, 하드마스크)을 형성하도록 구성되어 있다. 처리 모듈(PM2)은, 액처리 유닛(U1)과, 열처리 유닛(U2)과, 이들에 워크(W)를 반송하도록 구성된 반송 아암(A3)을 포함한다. 처리 모듈(PM2)의 액처리 유닛(U1)은, 예컨대 중간막 형성용의 도포액을 워크(W)에 도포하도록 구성되어 있어도 좋다. 처리 모듈(PM2)의 열처리 유닛(U2)은, 예컨대 액처리 유닛(U1)에 의해 워크(W)에 형성된 도포막을 경화시켜 중간막으로 하기 위한 가열 처리를 행하도록 구성되어 있어도 좋다. 중간막으로는, 예컨대 SOC(Spin On Carbon)막, 비정질 카본막을 들 수 있다.
처리 모듈(PM3)은, 중간막 상에 열경화성이자 감광성의 레지스트막(R)을 형성하도록 구성되어 있다. 처리 모듈(PM3)은, 액처리 유닛(U1)과, 열처리 유닛(U2)과, 이들에 워크(W)를 반송하도록 구성된 반송 아암(A4)을 포함한다. 처리 모듈(PM3)의 액처리 유닛(U1)은, 예컨대 레지스트막 형성용의 도포액(레지스트액)을 워크(W)에 도포하도록 구성되어 있어도 좋다. 처리 모듈(PM3)의 열처리 유닛(U2)은, 예컨대, 액처리 유닛(U1)에 의해 워크(W)에 형성된 도포막을 경화시켜 레지스트막(R)으로 하기 위한 가열 처리(PAB : Pre Applied Bake)를 행하도록 구성되어 있어도 좋다.
레지스트액으로는, 소위 컬러 레지스트를 들 수 있다. 컬러 레지스트는, 예컨대 컬러 필터 등에 이용되는 안료를 베이스로 한 레지스트이다. 컬러 레지스트에 관한 레지스트액은, 고체 성분과 용제 성분이 포함될 수 있다. 고체 성분으로는, 레지스트의 색에 대응하는 안료와, 아크릴 수지(모노머)가 포함될 수 있다. 안료의 종류는, 레지스트의 색에 따라서 선택·설정될 수 있다. 또한, 용제로는, 예컨대 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME), 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA), 아세트산부틸, 시클로헥사논, 3-에톡시프로피온산에틸(EEP) 등의 공지의 유기 용제에서 선택될 수 있다. 또, 상기 성분은 일례이며, 전술한 것 이외의 성분이 포함되어 있어도 좋다. 상기와 같이, 컬러 레지스트는, 일반적으로 유기 용제에 의해 분산된 상태로 워크(W) 상에 도포된 후, 유기 용제를 제거함으로써, 워크(W) 상에 레지스트막(R)(컬러 레지스트막)이 형성된다.
처리 모듈(PM4)은, 노광된 레지스트막의 현상 처리를 행하도록 구성되어 있다. 처리 모듈(PM4)은, 액처리 유닛(U1)과, 열처리 유닛(U2)과, 이들에 워크(W)를 반송하도록 구성된 반송 아암(A5)을 포함한다. 처리 모듈(PM4)의 액처리 유닛(U1)은, 현상액 등의 용액을 이용하여 현상 처리(액처리)를 워크(W)에 대하여 실시하도록 구성되어 있다. 예컨대, 레지스트막(R)을 부분적으로 제거하여 레지스트 패턴(도시 생략)을 형성하도록 구성되어 있어도 좋다. 처리 모듈(PM4)의 열처리 유닛(U2)은, 예컨대, 현상 처리전의 가열 처리(PEB : Post Exposure Bake), 현상 처리후의 가열 처리(PB : Post Bake) 등을 행하도록 구성되어 있어도 좋다.
처리 블록(5)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 캐리어 블록(4)의 근방에 위치하는 선반 유닛(14)을 포함한다. 선반 유닛(14)은, 상하 방향으로 연장되어 있고, 상하 방향으로 나열된 복수의 셀을 포함한다. 선반 유닛(14)의 근방에는 반송 아암(A6)이 설치되어 있다. 반송 아암(A6)는, 선반 유닛(14)의 셀끼리의 사이에서 워크(W)를 승강시키도록 구성되어 있다.
처리 블록(5)은, 인터페이스 블록(6)의 근방에 위치하는 선반 유닛(15)을 포함한다. 선반 유닛(15)은, 상하 방향으로 연장되어 있고, 상하 방향으로 나열된 복수의 셀을 포함한다.
인터페이스 블록(6)은, 반송 아암(A7)을 내장하고 있고, 노광 장치(3)에 접속되어 있다. 반송 아암(A7)은, 선반 유닛(15)의 워크(W)를 취출하여 노광 장치(3)에 전달하고, 노광 장치(3)로부터 워크(W)를 수취하여 선반 유닛(15)에 복귀시키도록 구성되어 있다.
또한, 인터페이스 블록(6)은, 처리 모듈(PM3)에서 처리된 레지스트막(R)을 형성한 후의 워크(W)에 관해, 레지스트막(R)의 조정을 행하기 위해 액처리 유닛(U5)을 갖고 있어도 좋다. 액처리 유닛(U5)은, 처리 블록(5)에 설치되어 있어도 좋다.
액처리 유닛(U5)은, 컬러 레지스트에 의한 레지스트막(R)이 형성된 워크(W)에 관해, 현상·노광 처리를 행하는 전에, 레지스트막(R)의 막두께의 조정을 행한다. 또, 액처리 유닛(U5)의 배치는 특별히 한정되지 않고, 예컨대, 처리 블록(5) 내에 설치되어 있어도 좋고, 처리 모듈(PM1~4)의 어느 것(예컨대, 처리 모듈(PM3) 내)에 설치되어 있어도 좋다.
(액처리 유닛)
도 4~도 6을 참조하여, 액처리 유닛(U5)에 관해 설명한다. 액처리 유닛(U5)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 케이스(H) 내에, 기판 유지부(20)와, 린스액 공급부(30)와, 처리액 공급부(40)와, 커버 부재(70)를 포함한다.
기판 유지부(20)는, 워크(W)를 유지하여 회전시키도록 구성되어 있다. 예컨대, 기판 유지부(20)는, 표면(Wa)이 상측을 향한 상태의 워크(W)를 유지하여 회전시킨다. 기판 유지부(20)는 회전부(21)와, 샤프트(22)와, 유지부(23)를 포함한다.
회전부(21)는, 제어 장치(100)로부터의 동작 신호에 기초하여 동작하고, 샤프트(22)를 회전시키도록 구성되어 있다. 회전부(21)는, 예컨대 전동 모터 등의 동력원이다. 유지부(23)는, 샤프트(22)의 선단부에 설치되어 있다. 유지부(23) 상에는 표면(Wa)이 상측을 향한 상태의 워크(W)가 배치된다. 유지부(23)는, 예컨대 흡착 등에 의해 워크(W)를 대략 수평으로 유지하도록 구성되어 있다. 즉, 기판 유지부(20)는, 워크(W)의 자세가 대략 수평인 상태로, 워크(W)의 표면(Wa)에 대하여 수직인 중심축(회전축) 둘레에서 워크(W)를 회전시킨다. 본 실시형태에서는, 기판 유지부(20)에 유지되어 있는 워크(W)의 표면(Wa)은 XY 평면을 따르고 있다.
린스액 공급부(30)는, 워크(W)의 표면(Wa)의 레지스트막(R) 상에 린스액(L1)을 공급하도록 구성되어 있다. 린스액(L1)은, 예컨대, 레지스트막(R)이 표면에 형성된 워크(W)를 세정(린스)하기 위한 액체이며, 예컨대, 순수 등의 수계의 액체를 사용할 수 있다. 린스액 공급부(30)로부터의 린스액(L1)의 공급은, 예컨대, 처리액 공급부(40)로부터의 처리액의 공급의 전단 또는 후단에 행해져도 좋다. 즉, 린스액은, 처리액 공급부(40)로부터의 처리액의 공급의 전단에서는, 전처리용의 액체(전처리액)로서 사용되고, 처리액 공급부(40)로부터의 처리액의 공급의 전단에서는, 후처리용의 액체(후처리액)로서 사용될 수 있다. 본 실시형태에서는, 린스액 공급부(30)로부터 공급하는 린스액(L1)이 전처리액 및 후처리액으로서 이용되는 경우에 관해 설명하지만, 전처리액 또는 후처리액을 공급하기 위한 공급부가 린스액 공급부(30)와는 별도로 설치되어도 좋다.
린스액 공급부(30)는 공급 기구(31)와, 구동 기구(32)와, 노즐(33)을 포함한다. 공급 기구(31)는, 제어 장치(100)로부터의 신호에 기초하여, 용기(도시 생략)에 저류되어 있는 린스액(L1)을, 펌프 등의 송액 기구(도시 생략)에 의해 송출하도록 구성되어 있다. 구동 기구(32)는, 제어 장치(100)로부터의 신호에 기초하여, 노즐(33)을 높이 방향 및 수평 방향에 있어서 이동시키도록 구성되어 있다. 노즐(33)은, 공급 기구(31)로부터 공급되는 린스액(L1)을, 워크(W)의 표면(Wa)에 형성된 레지스트막(R)에 대하여 토출하도록 구성되어 있다. 노즐(33)은, 예컨대 스트레이트 노즐에 의해 구성된다.
처리액 공급부(40)는, 가스 혼합 처리액(L3)을 워크(W)의 표면(Wa)에 공급하도록 구성되어 있다. 가스 혼합 처리액(L3)은, 가스(G2)가 혼합된 상태의 처리액(L2)이다. 가스 혼합 처리액(L3)에 이용되고 있는 처리액(L2)은, 예컨대 순수 등의 수계의 액체를 사용할 수 있다. 또, 처리액(L2)은, 린스액(L1)과 동일한 액체이어도 좋다. 가스 혼합 처리액(L3)은, 처리액 공급부(40)에 있어서 처리액(L2)과 가스(G2)가 혼합되고, 그 후, 워크(W)에 대하여 공급되어도 좋다. 가스 혼합 처리액(L3)에 혼합되는 가스(G2)는, 기체라면 특별히 한정되지 않지만, 불활성 가스(예컨대 질소)이어도 좋다. 처리액 공급부(40)는, 공급 기구(41, 42)와, 구동 기구(49)와, 노즐(43)을 포함한다.
공급 기구(41)는, 제어 장치(100)로부터의 신호에 기초하여, 용기(도시 생략)에 저류되어 있는 처리액(L2)을, 펌프 등의 송액 기구(도시 생략)에 의해 송출하도록 구성되어 있다. 공급 기구(42)는, 제어 장치(100)로부터의 신호에 기초하여, 용기(도시 생략)에 저류되어 있는 가스(G2)를, 펌프 등의 송기 기구(도시 생략)에 의해 송출하도록 구성되어 있다.
노즐(43)은, 공급 기구(41)로부터 공급되는 처리액(L2)과, 공급 기구(42)로부터 공급되는 가스(G2)를 혼합한 상태로, 워크(W)의 표면(Wa)에 형성된 레지스트막(R)에 대하여 가스 혼합 처리액(L3)을 토출하도록 구성되어 있다. 이와 같이, 노즐(43)은 예컨대, 스프레이 노즐로서 구성할 수 있다. 이 때, 노즐(43)은, 평면시에 있어서 가스 혼합 처리액(L3)이 워크(W) 상에서 예컨대 원형상(방사형)으로 퍼지도록, 환언하면 노즐(43)로부터 원추형으로 퍼지도록 스프레이형의 가스 혼합 처리액(L3)을 분사한다. 그 결과, 처리액(L2)의 다수의 작은 액체 입자가 레지스트막(R)에 대하여 비산하여 부착되도록, 가스 혼합 처리액(L3)이 공급된다. 또, 처리액(L2)과 가스(G2)의 혼합비는, 제어 장치(100)에 의해 조정될 수 있다.
또, 노즐(43)이 스프레이 노즐인 경우, 상기와 같이 가스(G2)를 혼합하는 소위 이류체 혼합 타입으로 해도 좋지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대 액압을 조정함으로써 액체 입자를 분출하는 일류체[처리액(L2)]에 의한 타입이어도 좋다. 또한, 스프레이 패턴의 형상에 관해서도, 부채형, 풀콘(원형 전체면), 할로우콘(원환형) 등 적절하게 변경할 수 있다. 또한, 노즐(43)은, 스프레이 노즐이 아니어도 좋으며, 예컨대 노즐(33)과 동일한 스트레이트 노즐이어도 좋다.
구동 기구(49)는, 제어 장치(100)로부터의 신호에 기초하여, 노즐(43)을 높이 방향 및 수평 방향에 있어서 이동시키도록 구성되어 있다. 또, 노즐(43)의 선단에서의 액체의 토출축(액체의 토출 방향)은, 워크(W)의 표면(Wa)에 대하여 직교하는 방향(도 4에서의 Z 방향)으로부터 경사지도록 구동 가능해도 좋다. 노즐(43)의 선단은, 예컨대 구동 기구(49)에 의해, 워크(W)의 표면(Wa)에 대하여 경사지도록 구동 가능해도 좋다.
또, 처리액(L2), 린스액(L1)과 동일한 액체인 경우, 린스액(L1)과 처리액(L2)의 공급원이 되는 용기가 동일해도 좋다. 또한, 처리액(L2)과 가스(G2)의 혼합은, 노즐(43)에서 행하는 것은 아니며, 그것보다 전단이어도 좋다. 즉, 가스 혼합 처리액(L3)이 노즐(43)에 공급되어, 노즐(43)로부터 워크(W)를 향해 토출되는 구성이어도 좋다.
커버 부재(70)는, 기판 유지부(20)의 주위에 설치되어 있다. 커버 부재(70)는, 컵 본체(71)와, 배액구(72)와, 배기구(73)를 포함한다. 컵 본체(71)는, 워크(W)의 처리를 위해 워크(W)에 공급된 린스액(L1) 및 가스 혼합 처리액(L3)을 받아내는 집액 용기로서 구성되어 있다. 배액구(72)는, 컵 본체(71)의 바닥부에 설치되어 있고, 컵 본체(71)에 의해 모인 배액을 액처리 유닛(U5)의 외부로 배출하도록 구성되어 있다.
배기구(73)는, 컵 본체(71)의 바닥부에 설치되어 있다. 배기구(73)에는, 제어 장치(100)로부터의 신호에 기초하여 동작하는 것에 의해, 컵 본체(71) 내의 기체를 배기하도록 구성된 배기부(V1)가 설치되어 있어도 좋다. 이 경우, 배기부(V1)를 이용하여, 워크(W)의 주위의 흐름을 조정해도 좋다.
또, 액처리 유닛(U5)은, 케이스(H) 내의 기체의 이동을 제어하는 구성으로서, 블로어 및 배기부 등을 더 갖고 있어도 좋다. 이들은, 예컨대, 제어 장치(100)로부터의 신호에 기초하여 동작하도록 구성되어 있어도 좋다.
(제어 장치)
제어 장치(100)는, 도포 현상 장치(2)의 요소를 부분적 또는 전체적으로 제어하도록 구성되어 있다. 제어 장치(100)는, 적어도 액처리 유닛(U5)을 제어한다. 제어 장치(100)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 기능 모듈로서, 판독부(101)와, 기억부(102)와, 처리부(103)와, 지시부(104)를 갖는다. 이들 기능 모듈은, 제어 장치(100)의 기능을 편의상 복수의 모듈로 구획한 것에 불과하며, 제어 장치(100)를 구성하는 하드웨어가 이러한 모듈로 나뉘어져 있는 것을 반드시 의미하는 것은 아니다. 각 기능 모듈은, 프로그램의 실행에 의해 실현되는 것에 한정되지 않고, 전용의 전기 회로(예컨대 논리 회로), 또는 이것을 집적한 집적 회로(ASIC : Application Specific Integrated Circuit)에 의해 실현되는 것이어도 좋다.
판독부(101)는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체(RM)로부터 프로그램을 판독하도록 구성되어 있다. 기록 매체(RM)는, 도포 현상 장치(2)의 각 부를 동작시키기 위한 프로그램을 기록하고 있다. 기록 매체(RM)는, 예컨대 반도체 메모리, 광기록 디스크, 자기 기록 디스크 또는 광자기 기록 디스크이어도 좋다.
기억부(102)는, 여러가지 데이터를 기억하도록 구성되어 있다. 기억부(102)는, 예컨대, 판독부(101)에 있어서 기록 매체(RM)로부터 독출한 프로그램, 외부 입력 장치(도시 생략)를 통해 오퍼레이터로부터 입력된 설정 데이터 등을 기억해도 좋다. 상기 프로그램은, 도포 현상 장치(2)의 각 부를 동작시키도록 구성되어 있어도 좋다.
처리부(103)는, 각종 데이터를 처리하도록 구성되어 있다. 처리부(103)는, 예컨대, 기억부(102)에 기억되어 있는 각종 데이터에 기초하여, 액처리 유닛(U1), 열처리 유닛(U2), 액처리 유닛(U5) 등을 동작시키기 위한 신호를 생성해도 좋다.
지시부(104)는, 처리부(103)에 있어서 생성된 동작 신호를 각종 장치에 송신하도록 구성되어 있다.
제어 장치(100)는, 하나 또는 복수의 제어용 컴퓨터에 의해 구성된다. 예컨대, 제어 장치(100)는, 도 6에 도시되는 회로(120)를 갖는다. 회로(120)는, 하나 또는 복수의 프로세서(121)와, 메모리(122)와, 스토리지(123)와, 입출력 포트(124)와, 타이머(125)를 구비해도 좋다.
스토리지(123)는, 예컨대 하드디스크 등, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체를 갖는다. 기억 매체는, 후술하는 액처리 순서를 도포 현상 장치(2)에 실행시키기 위한 프로그램을 기록하고 있다. 기억 매체는, 불휘발성의 반도체 메모리, 자기 디스크 및 광디스크 등의 취출 가능한 매체이어도 좋다. 메모리(122)는, 스토리지(123)의 기억 매체로부터 로드한 프로그램 및 프로세서(121)에 의한 연산 결과를 일시적으로 기록한다. 프로세서(121)는, 메모리(122)와 협동하여 상기 프로그램을 실행함으로써, 전술한 각 기능 모듈을 구성한다. 입출력 포트(124)는, 도포 현상 장치(2)의 각 부와의 사이에서 전기 신호의 입출력을 행한다. 타이머(125)는, 예컨대 일정 주기의 기준 펄스를 카운트함으로써 경과 시간을 계측한다.
또, 제어 장치(100)의 하드웨어 구성은, 반드시 프로그램에 의해 각 기능 모듈을 구성하는 것에 한정되지 않는다. 예컨대 제어 장치(100)의 각 기능 모듈은, 전용의 논리 회로 또는 이것을 집적한 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)에 의해 구성되어 있어도 좋다.
도포 현상 장치(2)는, 하나의 제어 장치(100)를 구비하고 있어도 좋고, 복수의 제어 장치(100)로 구성되는 컨트롤러군(제어 유닛)을 구비하고 있어도 좋다. 도포 현상 장치(2)가 컨트롤러군을 구비하고 있는 경우에는, 상기 기능 모듈이 각각, 하나의 제어 장치(100)에 의해 실현되어 있어도 좋고, 2개 이상의 제어 장치(100)의 조합에 의해 실현되어 있어도 좋다. 제어 장치(100)가 복수의 컴퓨터[회로(120)]로 구성되어 있는 경우에는, 상기 기능 모듈이 각각, 하나의 컴퓨터[회로(120)]에 의해 실현되어 있어도 좋다. 또한, 2개 이상의 컴퓨터[회로(120)]의 조합에 의해 실현되어 있어도 좋다. 제어 장치(100)는, 복수의 프로세서(121)를 갖고 있어도 좋다. 이 경우, 상기 기능 모듈이 각각, 하나의 프로세서(121)에 의해 실현되어 있어도 좋고, 2개 이상의 프로세서(121)의 조합에 의해 실현되어 있어도 좋다.
[기판 처리 방법]
계속해서, 도 7~도 9를 참조하여, 기판 처리 방법의 일례로서, 워크(W)의 액처리 방법에 관해 설명한다. 도 7은, 액처리 방법의 일례를 도시하는 플로우차트이다.
우선, 제어 장치(100)는, 도포 현상 장치(2)의 각 부를 제어하여, 처리 모듈(PM1~PM3)에 있어서 워크(W)를 처리하는 것에 의해, 워크(W)의 표면(Wa)에 레지스트막(R)을 형성하기 위한 컬러 레지스트를 도포한다(단계 S01). 다음으로, 제어 장치(100)는, 도포 현상 장치(2)의 각 부를 제어하여, 컬러 레지스트가 도포된 것에 의해 도포막이 형성된 워크(W)를, 처리 모듈(PM3)의 액처리 유닛(U1)으로부터 열처리 유닛(U2)으로 반송 아암(A4) 등에 의해 반송시킨다. 다음으로, 제어 장치(100)는, 도포 현상 장치(2)의 각 부를 제어하여, 워크(W)의 표면(Wa)에 형성된 레지스트막(R)에 대하여 건조 처리를 행하고, 도포막을 경화시켜 레지스트막(R)으로 한다(단계 S02). 이 단계 S02에서의 건조 처리는, 가열 처리이어도 좋고, 예컨대, 전술한 PAB(Pre Applied Bake)에 상당해도 좋다. 그 밖에, 컬러 레지스트를 도포한 처리 모듈(PM3)의 액처리 유닛(U1)에 있어서 워크(W)를 회전시키는 것에 의해, 컬러 레지스트를 건조(스핀 건조)시켜도 좋다. 또한, 워크(W)를 감압 환경하에 배치하는 것에 의해, 컬러 레지스트를 건조(감압 건조)시켜도 좋다. 건조 처리를 거치는 것에 의해, 컬러 레지스트가 건조한 상태[건조한 레지스트막(R)]이 된다. 레지스트막(R)은, 워크(W)의 표면에 노출된 상태로 되어 있다.
다음으로, 제어 장치(100)는, 처리 모듈(PM3)의 열처리 유닛(U2)로부터, 인터페이스 블록(6)의 액처리 유닛(U5)에 반송 아암(A4, A7) 등에 의해 반송시킨다. 다음으로, 제어 장치(100)는, 기판 유지부(20) 및 린스액 공급부(30)를 제어함으로써, 액처리 유닛(U5) 내의 워크(W)에 대하여 전처리액에 의한 전처리를 행한다(단계 S03).
구체적으로는, 제어 장치(100)는, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 워크(W)를 기판 유지부(20)에 의해 회전시키면서, 워크(W)의 상측에 있어서 노즐(33)을 워크(W)의 중심의 상측에 유지한다. 이 상태로, 린스액 공급부(30)에 의해 노즐(33)로부터 전처리액으로서의 린스액(L1)을 워크(W)의 중심을 향해 공급시켜도 좋다. 이 때, 워크(W)가 회전하고 있기 때문에, 워크(W) 상의 레지스트막(R)의 상면에 공급된 액체[린스액(L1)]는, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 원심력에 의해 워크(W)의 외주측으로 이동하면서, 워크(W) 표면으로부터 바깥쪽으로 비산할 수 있다.
워크(W)의 레지스트막(R) 상에 전처리액[린스액(L1)]을 공급함으로써, 레지스트막(R)의 막두께가 전체적으로 조정될 수 있다. 레지스트막(R)은, 전술한 바와 같이 컬러 레지스트가 경화하여 형성되어 있다. 이 때, 레지스트막(R)으로서 잔존하는 것은, 주로 고체 성분인 안료 성분 및 아크릴 수지이다. 레지스트막(R) 표면에 수계의 액체로 구성되는 전처리액이 공급되면, 레지스트막(R)에 포함되는 아크릴 수지(모노머)가 물과 접촉함으로써 약간이지만 용해됨으로써, 유동성을 갖는다. 그 결과, 레지스트막(R)의 표면의 일부가 전처리액과 함께 바깥쪽으로 이동하여, 워크(W)의 표면으로부터 바깥쪽으로 비산한다. 그 결과, 워크(W) 상의 레지스트막(R)이 전체적으로 막감소(두께의 감소)하게 된다.
다음으로, 제어 장치(100)는, 기판 유지부(20) 및 처리액 공급부(40)를 제어함으로써, 액처리 유닛(U5) 내의 워크(W)에 대하여 처리액(L2)에 의한 평탄화 처리를 행한다(단계 S04).
구체적으로는, 제어 장치(100)는, 워크(W)를 기판 유지부(20)에 의해 회전시키면서, 워크(W)의 상측에 있어서 노즐(43)을 워크(W)의 중심의 상측에 유지하고, 이 상태로, 처리액 공급부(40)에 의해 노즐(43)로부터 가스 혼합 처리액(L3)을 워크(W)를 향해 공급한다. 노즐(43)의 선단은, 가스 혼합 처리액(L3)의 비산 방향이 노즐(43)을 중심으로 주위에 예컨대 원추형으로 퍼지도록 형성되어 있기 때문에, 레지스트막(R)의 표면에 있어서, 노즐(43)의 토출구(분무구)보다 더 넓은 영역에 대하여 가스 혼합 처리액(L3)이 비산한다. 이와 같이, 가스 혼합 처리액(L3)이 주위에 널리 비산하는 구성으로 되어 있는 경우, 노즐(43)로부터의 가스 혼합 처리액(L3)은, 예컨대 주면에 대하여 경사진 방향으로 워크(W) 상의 레지스트막(R)에 대하여 낙하하게 된다. 즉, 워크(W)의 주면에 대하여 연직인 방향으로부터 수직으로 낙하하는 액체 입자뿐만 아니라, 다른 방향으로 비산하는 액체 입자가 포함된다. 그 결과, 노즐(33)과 같이 연직 방향으로 연장되는 소위 스트레이트 노즐과 비교하여, 노즐(43)로부터 토출되어 레지스트막(R)에 낙하하는 가스 혼합 처리액(L3)의 낙하 방향이 흩어지게 된다.
또한, 제어 장치(100)는, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 노즐(43)을 워크(W)의 중심으로부터 직경 방향을 따라 외주 가장자리로 향하도록 이동시키면서, 가스 혼합 처리액(L3)을 워크(W)를 향해 공급시킨다. 이것에 의해, 워크(W) 상의 레지스트막(R)의 전체면에 대하여 노즐(43)로부터의 가스 혼합 처리액(L3)이 공급될 수 있다. 이와 같이, 노즐(43)로부터 레지스트막(R)의 표면에 대하여 전체적으로 가스 혼합 처리액(L3)을 공급함으로써, 레지스트막(R) 표면에 있는 볼록부의 높이를 작게 하여, 레지스트막(R) 표면에서의 요철을 작게 할 수 있다.
처리액(L2)에 의한 레지스트막(R)의 요철을 작게 하는 효과에 관해, 도 9를 참조하면서 설명한다. 도 9의 (a)는, 워크(W) 상의 레지스트막(R)에 대하여 노즐(43)에 의해 가스 혼합 처리액(L3)을 공급하고 있는 상태를 모식적으로 도시하고 있다. 워크(W)의 표면(Wa)에는, 실제로는, 레지스트막(R)보다 하층의 막 등에 유래하는 볼록부(Wb)가 존재할 수 있다. 볼록부(Wb) 등에 의한 요철이 존재하는 워크(W)의 표면(Wa)에 대하여 컬러 레지스트를 공급한 경우, 도 9의 (a)에 도시하는 바와 같이, 볼록부(Wb) 상의 레지스트는, 다른 영역과 비교하여 돌출된 볼록부(Rb)를 형성한다. 그 때문에, 레지스트막(R)의 표면에도 워크(W)의 요철에 유래하는 요철이 존재할 수 있다. 볼록부(Rb)의 형상은, 컬러 레지스트의 도포 방법에 유래하는 경우도 있다. 예컨대, 워크(W)를 회전시키면서 중앙 부근으로부터 레지스트액을 공급하는 소위 스핀코트에 의해 레지스트액을 도포하는 경우, 레지스트액은, 워크(W)의 회전에 의해 워크(W)의 중앙으로부터 외주를 향해 직경 방향으로 퍼져 간다. 이 때, 워크(W) 상의 볼록부(Wb)를 레지스트액이 타고 넘어 퍼지지만, 레지스트액의 외주 방향으로의 이동과 볼록부(Wb)가 간섭하는 결과, 볼록부(Wb) 부근에 잔존하는 레지스트액이 많아지는 경우가 있고, 이 경우, 레지스트액에 의한 볼록부(Rb)도 커질 수 있다. 이러한 볼록부(Rb)가 형성되는 것에 의해, 워크(W) 표면에 레지스트막(R)의 도포 불균일(라인 불균일, 라인 자국)이 발생할 수 있다. 이러한 레지스트막(R)의 도포 불균일은 후단의 처리에 영향을 미치고, 그 결과, 제품 불량 등을 야기할 가능성이 있다.
이에 비하여, 노즐(43)로부터 스프레이형으로 가스 혼합 처리액(L3)을 공급함으로써, 특히 볼록부(Wb)에 대하여 전체적으로 처리액(L2)을 부착시킬 수 있다. 레지스트막(R) 표면에 수계의 액체로 구성되는 처리액(L2)이 공급되면, 레지스트막(R)에 포함되는 아크릴 수지(모노머)가 물에 대하여 약간 용해된다. 그 결과, 레지스트막(R)의 표면의 일부가 전처리액과 함께 바깥쪽으로 이동하고, 워크(W)의 표면으로부터 바깥쪽으로 비산한다. 이 점은, 전처리액과 동일하다. 다만, 가스 혼합 처리액(L3)은 스프레이형으로 비산하기 때문에, 레지스트막(R)의 볼록부(Wb)의 상면뿐만 아니라, 측면에도 부착될 수 있다. 이것에 의해, 볼록부(Wb)를 등방적으로 처리액(L2)에 대하여 막감소(표면의 레지스트의 제거)시킬 수 있다. 또한, 그 결과, 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이 볼록부(Wb)의 높이를 작게 할 수 있고, 레지스트막(R) 표면에서의 높이 위치의 불균일[도 9의 (c)에서의 고저차 h를 참조]을 작게 할 수 있다.
노즐(43)은, 전술한 바와 같이 처리액(L2)과 가스(G2)를 혼합한 가스 혼합 처리액(L3)을 워크(W)에 대하여 공급한다. 처리액(L2)에 대한 가스(G2)의 혼합비를 조정함으로써, 노즐(43)로부터의 가스 혼합 처리액(L3)의 토출(분사)시의 에너지(토출 속도)를 조정할 수 있다. 가스 혼합 처리액(L3)의 토출시의 에너지(토출 속도)는, 가스 혼합 처리액(L3)이 레지스트막(R)에 대하여 접촉했을 때에 레지스트막(R)에 대하여 부여하는 충격(힘)을 변화시킬 수 있다. 또한, 노즐(43)의 직경 방향으로의 이동 속도, 또는 워크(W)의 회전 속도를 조정함으로써, 레지스트막(R) 상의 각 위치에 공급되는 가스 혼합 처리액(L3)의 공급량을 조정할 수 있다. 따라서, 예컨대 노즐(43)의 직경 방향으로의 이동 속도 또는 워크(W)의 회전 속도를 조정함으로써, 레지스트막(R) 상의 각 위치에 대한 가스 혼합 처리액(L3)의 공급량[단위면적당 처리액(L2)의 공급량이라고도 할 수 있다]을 조정해도 좋다. 일례로서, 회전 반경이 작은 중앙 부근으로부터 회전 반경이 큰 외주로 향함에 따라서, 노즐(43)의 이동 속도를 작게 함으로써, 레지스트막(R) 상의 각 위치에 대한 가스 혼합 처리액(L3)의 공급량을 조정해도 좋다.
또, 노즐(43)로부터 토출되는 가스 혼합 처리액(L3)의 비산 방향으로 가로 방향(수평 방향)의 성분이 포함되어 있을수록, 처리액(L2)이 볼록부(Wb)에 부착되기 쉽다. 그 때문에, 예컨대, 도 9의 (b)에 도시하는 바와 같이, 워크(W)의 진행 방향(A)에 대하여 대향하도록 노즐(43)의 각도를 기울이면, 처리액(L2)이 보다 볼록부(Wb)에 부착되게 되고, 결과적으로 볼록부(Wb)에서의 레지스트의 제거를 보다 효과적으로 진행시킬 수 있다. 예컨대, 워크(W)를 회전시키고 있는 경우, 워크(W)는 둘레 방향을 따라 이동하게 된다. 이 때, 노즐(43)의 토출구가 워크(W)의 이동 방향에 대하여 대향하도록 기울인 상태로 하면, 볼록부(Wb)에 대한 처리액(L2)의 부착을 촉진할 수 있다.
또, 처리액에 의한 평탄화 처리(S04)는 반복하여 행하는 것으로 해도 좋다. 노즐(43)을 워크(W)의 중심으로부터 외주까지 한번 움직여, 워크(W) 상의 레지스트막(R)에 대하여 전체적으로 가스 혼합 처리액(L3)을 공급하는 것을 한번의 평탄화 처리인 것으로 한다. 이 경우에, 한번의 평탄화 처리의 후에 다시 노즐(43)을 중심으로 복귀시켜 상기 처리[외주로 이동하면서 가스 혼합 처리액(L3)을 공급]를 반복해도 좋다. 평탄화 처리를 반복하여 행함으로써, 레지스트막(R) 표면에서의 높이 위치의 불균일을 보다 작게 할 수 있다. 다만, 처리액(L2)의 공급을 반복하는 것에 의해, 볼록부(Wb)뿐만 아니라, 레지스트막(R) 전체의 막감소도 진행될 수 있다. 그 때문에, 예컨대, 레지스트막(R)의 막두께의 목표치를 고려하여 반복 횟수를 조정해도 좋다.
도 7로 되돌아가, 다음으로, 제어 장치(100)는, 기판 유지부(20) 및 린스액 공급부(30)를 제어함으로써, 액처리 유닛(U5) 내의 워크(W)에 대하여 후처리액에 의한 후처리를 행한다(단계 S05).
구체적으로는, 제어 장치(100)는, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 워크(W)를 기판 유지부(20)에 의해 회전시키면서, 워크(W)의 상측에 있어서 노즐(33)을 워크(W)의 중심의 상측에 유지한다. 이 상태로, 린스액 공급부(30)에 의해 노즐(33)로부터 후처리액으로서의 린스액(L1)을 워크(W)의 중심을 향해 공급시켜도 좋다. 이 때, 워크(W)가 회전하고 있기 때문에, 워크(W) 상의 레지스트막(R)의 상면에 공급된 액체[린스액(L1)]는, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 원심력에 의해 워크(W)의 외주측으로 이동하면서, 워크(W) 표면으로부터 바깥쪽으로 비산할 수 있다.
처리액(L2)에 의한 평탄화 처리를 행한 후의 워크(W)의 레지스트막(R) 상에 후처리액[린스액(L1)]을 공급함으로써, 레지스트막(R) 상에 잔존하는 처리액(레지스트 성분을 포함하는 액체) 등이 제거될 수 있다. 즉, 후처리액에 의한 후처리는, 워크(W)의 상면의 세정에 상당한다.
다음으로, 제어 장치(100)는, 기판 유지부(20)를 제어함으로써, 액처리 유닛(U5) 내의 워크(W)에 대하여 공급된 액체를 제거하는 건조 처리를 행한다(단계 S06).
구체적으로는, 제어 장치(100)는, 워크(W)를 기판 유지부(20)에 의해 회전시킨 상태를 제어한다. 이것에 의해, 레지스트막(R) 상에 잔존하는 후처리액이 제거되고, 레지스트막(R) 전체로서의 건조가 진행된다. 이것에 의해, 레지스트막(R)이 전체적으로 경화된다.
다음으로, 제어 장치(100)는, 워크(W)를, 인터페이스 블록(6)의 액처리 유닛(U5)으로부터 노광 장치(3)에 반송 아암(A7) 등에 의해 반송시킨다. 다음으로, 제어 장치(100)와는 상이한 별도의 제어 장치가, 노광 장치(3)를 제어하여, 워크(W)의 표면(Wa)에 형성되어 있는 레지스트막(R)을 소정의 패턴으로 노광 장치(3)에 의해 노광시킨다(단계 S07). 또한, 다음으로, 제어 장치(100)는, 도포 현상 장치(2)의 각 부를 제어하여, 워크(W)를 노광 장치(3)로부터 처리 모듈(PM4)의 액처리 유닛(U1)에 반송 아암(A5) 등에 의해 반송시킨다. 또한, 제어 장치(100)는, 워크(W) 상의 레지스트막(R)의 상면에 현상액을 공급하고, 현상 처리를 행한다. 또, 노광 장치(3)에 의한 노광, 및 도포 현상 장치(2)에 의한 현상의 순서는, 공지의 순서에 따라 행해진다.
또, 전처리(S03) 및 후처리(S05)는 한쪽을 생략해도 좋고, 양쪽을 생략해도 좋다. 예컨대, 전처리(S03)를 생략한 경우, 전처리(S03)에서의 막두께 조정이 생략될 수 있다.
또한, 도 7에 도시하는 바와 같이, 전처리(S03), 평탄화 처리(S04) 및 후처리(S05)를 행하는 경우, 각 처리에서도 액체의 토출 압력은 상이하게 해도 좋다. 구체적으로는, 전처리(S03) 및 후처리(S05)에서의 린스액(L1)의 토출 압력은, 평탄화 처리(S04)에서의 가스 혼합 처리액(L3)의 토출 압력보다 저압이 될 수 있다. 전처리(S03) 및 후처리(S05)에서의 린스액(L1)의 토출 압력을 가스 혼합 처리액(L3)의 토출 압력보다 작게 함으로써, 린스액(L1)이 레지스트막(R)과 접촉했을 때의 레지스트막(R)의 변형 등을 방지할 수 있다.
[작용]
상기 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 의하면, 노광 처리전의 건조한 컬러 레지스트에 의한 레지스트막(R)이 노출된 기판(워크(W))의 표면에 대하여, 처리액 공급부(40)에 의해 물을 주성분으로 하는 처리액이 공급된다. 물을 주성분으로 하는 처리액은, 기판에 노출되어 있는 컬러 레지스트막과 반응하여, 컬러 레지스트막을 일부 용해시킬 수 있다. 그 때문에, 컬러 레지스트막에 요철이 존재하는 경우에는 요철을 작게 하는 것이 가능해지기 때문에, 기판 상에 형성된 컬러 레지스트에 의한 레지스트막의 막두께를 보다 균일하게 하는 것이 가능해진다.
전술한 바와 같이, 레지스트막(R)에 요철이 존재함으로써 제품 불량이 발생할 수 있다. 이러한 문제에 대하여, 상기 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 의하면, 물을 주성분으로 하는 처리액을 이용하여, 레지스트막(R)의 볼록부를 용해(웨트 에칭함으로써 요철을 작게 할 수 있다. 이것에 의해, 레지스트막(R)의 막두께를 보다 균일하게 할 수 있다.
처리액 공급부(40)에서는, 스프레이 노즐로 이루어진 노즐(43)을 이용하여 기판[워크(W)]에 대하여 처리액을 분사해도 좋다. 이 경우, 레지스트막(R)의 요철 중 특히 볼록부에 대하여 처리액이 부착되기 쉬워지고, 그 결과, 오목부와 비교하여 볼록부에서의 레지스트막의 용해를 진행시키기 쉽게 할 수 있다. 그 때문에, 레지스트막의 막두께를 보다 균일하게 하는 것이 가능해진다.
또한, 노즐(43)이 스프레이 노즐로 이루어진 경우, 처리액을 원추형으로 분사해도 좋다. 이 경우, 기판의 표면의 레지스트막에 대한 스프레이 노즐로부터의 처리액의 분사 방향을 다양하게 할 수 있다. 그 때문에, 예컨대, 레지스트막의 볼록부의 측면 등에도 처리액이 부착되기 쉬워지고, 레지스트막의 용해를 진행시키기 쉽게 할 수 있다. 그 때문에, 레지스트막의 막두께를 보다 균일하게 하는 것이 가능해진다.
또한, 처리액 공급부(40), 보다 구체적으로는 노즐(43)로부터의 처리액의 토출축(처리액의 토출 방향)은, 기판의 표면에 대하여 경사져 있어도 좋다. 이 경우, 레지스트막의 요철 중 오목부에 대하여 볼록부로의 처리액을 더욱 촉진할 수 있기 때문에, 레지스트막의 용해를 진행시키기 쉽게 할 수 있다. 그 때문에, 레지스트막의 막두께를 보다 균일하게 하는 것이 가능해진다. 또, 노즐(43)이 스프레이 노즐인 경우, 스프레이 노즐로부터 분사되는 처리액을 보다 볼록부의 측면에 맞추기 쉬워지므로, 볼록부의 용해를 한층 더 촉진할 수 있다.
또한, 전처리액 공급부로서의 린스액 공급부(30)를 설치하여, 처리액을 공급하기 전에, 물을 주성분으로 하는 전처리액을 처리액의 토출 압력보다 저압으로 기판에 대하여 공급해도 좋다. 이 경우, 레지스트막 전체에서의 레지스트막의 용해를 진행시킬 수 있다. 그 때문에, 예컨대, 레지스트막 전체의 막두께를 조정하는 것이 가능해진다. 또한, 토출 압력을 저압으로 함으로써, 전처리액이 레지스트막과 접촉했을 때의 레지스트막의 변형 등을 방지할 수 있다.
또한, 후처리액 공급부로서의 린스액 공급부(30)를 설치하여, 처리액의 공급후에, 물을 주성분으로 하는 후처리액을 처리액의 토출 압력보다 저압으로 기판에 대하여 공급하는 구성으로 해도 좋다. 이 경우, 레지스트막의 표면에 잔존하는 용해된 레지스트 재료 등을 레지스트막 표면으로부터 제거할 수 있다. 또한, 토출 압력을 저압으로 함으로써, 후처리액이 레지스트막과 접촉했을 때의 레지스트막의 변형 등을 방지할 수 있다.
또한, 기판 처리 장치가, 기판에 대하여 컬러 레지스트막을 형성하기 위한 컬러 레지스트를 도포하는 레지스트 도포부를 더 갖는 경우, 레지스트 도포부는, 처리액 공급부(40)가 설치되는 모듈과는 별도의 모듈에 설치되어도 좋다. 상기 실시형태에서는, 액처리 유닛(U5)은, 레지스트액을 도포하는 액처리 유닛(U1)[예컨대, 처리 모듈(PM3)]과 별도로 설치되어 있다. 또, 본 실시형태에서의 「별도 모듈」이란, 워크(W)를 처리하는 각 부를 수용하는 케이스가 서로 다른 것을 말한다.
전술한 바와 같이, 컬러 레지스트는, 물을 주성분으로 하는 처리액에 대하여 용해할 수 있다. 그 때문에, 물을 주성분으로 하는 처리액을 취급하는 처리액 공급부와, 레지스트 도포부를 별도의 모듈에 배치함으로써, 레지스트 도포부에 의한 컬러 레지스트의 도포 처리에 대하여 처리액이 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
이상, 여러가지 예시적 실시형태에 관해 설명했지만, 전술한 예시적 실시형태에 한정되지 않고, 여러가지 생략, 치환 및 변경이 행해져도 좋다. 또한, 상이한 실시형태에서의 요소를 조합하여 다른 실시형태를 형성하는 것이 가능하다.
예컨대, 린스액 공급부(30) 및 처리액 공급부(40)를 포함하는, 처리액, 전처리액, 후처리액의 구성은 적절하게 변경할 수 있다.
또한, 기판 처리의 순서에 관해서는, 전처리(S03) 및 후처리(S05)의 어느 한쪽 또는 양쪽을 행하지 않는 구성으로 해도 좋고, 또한 상기에서 예시한 처리 이외의 처리를 가해도 좋다.
이상의 설명으로부터, 본 개시의 여러가지 실시형태는, 설명의 목적으로 본 명세서에서 설명되어 있고, 본 개시의 범위 및 주지로부터 일탈하지 않고 여러가지로 변경할 수 있는 것이 이해될 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시한 여러가지 실시형태는 한정하는 것을 의도하고 있지 않고, 실제 범위와 주요 취지는, 첨부한 특허청구범위에 의해 제시된다.

Claims (8)

  1. 노광 처리전의 건조한 컬러 레지스트막이 노출된 기판의 표면에 대해, 처리액에 의한 처리를 행하는 기판 처리 장치로서,
    상기 기판을 유지하는 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부에 의해 유지된 상기 기판의 표면에, 물을 주성분으로 하는 상기 처리액을 공급하는 처리액 공급부
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 처리액 공급부는, 스프레이 노즐로부터 상기 기판에 대하여 상기 처리액을 분사하는 것인 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 스프레이 노즐은, 상기 처리액을 원추형으로 분사하는 것인 기판 처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리액 공급부로부터의 상기 처리액의 토출축은, 상기 기판의 표면에 대하여 경사져 있는 것인 기판 처리 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리액이 공급되기 전의 상기 기판의 표면에, 상기 처리액 공급부로부터의 상기 처리액의 토출 압력보다 저압이며, 물을 주성분으로 하는 전처리액을 공급하는 전처리액 공급부를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리액이 공급된 후의 상기 기판의 표면에, 상기 처리액 공급부로부터의 상기 처리액의 토출 압력보다 저압이며, 물을 주성분으로 하는 후처리액을 공급하는 후처리액 공급부를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판에 대하여 상기 컬러 레지스트막을 형성하기 위한 컬러 레지스트를 도포하는 레지스트 도포부를 더 포함하고,
    상기 레지스트 도포부는, 상기 처리액 공급부가 설치되는 모듈과는 별도의 모듈에 설치되어 있는 것인 기판 처리 장치.
  8. 노광 처리전의 건조한 컬러 레지스트막이 노출된 기판의 표면에 대해, 처리액에 의한 처리를 행하는 기판 처리 방법으로서,
    기판 유지부에 의해 유지된 상기 기판의 표면에, 물을 주성분으로 하는 상기 처리액을 공급하는 것인 기판 처리 방법.
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