KR20220170350A - 액 처리 장치 및 액 처리 방법 - Google Patents

Abstract

[과제] 기판 상에 퍼들을 형성하여 그 기판을 액 처리하는 데 있어서, 기판 면내의 온도 분포를 제어한다.
[해결수단] 기판에 대하여 처리액에 의한 액 처리를 행하는 액 처리 장치로서, 상기 기판을 유지하여 회전시키는 기판 유지부와, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 상방에 위치하며, 상기 액 처리를 촉진시키지 않는 액체를, 상기 기판의 중심을 포함하는 상기 기판의 면내의 영역에 대하여 분무시키는 분무 노즐을 갖는다.

Description

액 처리 장치 및 액 처리 방법{LIQUID TREATMENT APPARATUS AND LIQUID TREATMENT METHOD}

본 개시는 액 처리 장치 및 액 처리 방법에 관한 것이다.

특허문헌 1은, 척 장치에 유지된 피처리물 상에 노즐로부터의 현상액을 공급하고, 일정 시간 경과 후에 척 장치를 구성하는 스피너를 회전시켜 피처리물 상의 현상액을 털어 내도록 한 퍼들형 포토레지스트의 현상 장치에서, 현상액과 에어를 혼합하여 미스트형의 현상액을 분출하는 노즐을 구비하고, 이 노즐에 이르는 현상액 배관의 적어도 일부가 온도 조절수의 순환 경로 내에 배치되어 있는 현상 장치를 개시하고 있다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2004-274028호 공보

본 개시에 따른 기술은, 기판 상에 처리액의 퍼들을 형성하여 그 기판을 액 처리하는 데 있어서, 기판 면내의 온도 분포를 제어한다.

본 개시의 일양태는, 기판에 대하여 처리액에 의한 액 처리를 행하는 액 처리 장치로서, 상기 기판을 유지하여 회전시키는 기판 유지부와, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 상방에 위치하며, 상기 액 처리를 촉진시키지 않는 액체를, 상기 기판의 중심을 포함하는 상기 기판의 면내의 영역에 대하여 분무시키는 분무 노즐을 갖는다.

본 개시에 따르면, 기판 상에 처리액의 퍼들을 형성하여 그 기판을 액 처리하는 데 있어서, 기판 면내의 온도 분포를 제어할 수 있다.

도 1은 본 실시형태에 따른 현상 장치의 구성의 개략을 모식적으로 나타낸 측면 단면도이다.
도 2는 실시형태에 따른 현상 방법의 프로세스 시퀀스를 나타내는 설명도이다.
도 3은 현상액의 퍼들이 형성된 웨이퍼의 중심부와 둘레 가장자리부의 온도의 경시 변화를 나타내는 그래프이다.
도 4는 현상액의 퍼들이 형성된 웨이퍼에 대하여 분무하였을 때의 웨이퍼의 중심부와 둘레 가장자리부의 온도의 경시 변화를 나타내는 그래프이다.
도 5는 퍼들이 형성되기 전의 웨이퍼에 대하여 1회 분무하였을 때의 웨이퍼의 중심부와 둘레 가장자리부의 온도의 경시 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6은 퍼들이 형성되기 전의 웨이퍼에 대하여 3회 분무하였을 때의 웨이퍼의 중심부와 둘레 가장자리부의 온도의 경시 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7은 웨이퍼의 중심으로부터 편심한 위치의 상방으로부터 분무하고 있는 모습을 나타내는 설명도이다.
도 8은 웨이퍼의 중심으로부터 편심한 위치의 상방으로부터 분무하고 있을 때의 분무 영역을 나타내는 웨이퍼의 평면도이다.
도 9는 웨이퍼의 경사 상방으로부터 분무하고 있는 모습을 나타내는 설명도이다.
도 10은 2개의 분무부를 갖는 분무 노즐에 의해 분무하고 있는 모습을 나타내는 설명도이다.

예컨대 반도체 디바이스의 제조 프로세스에서는, 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 하는 경우가 있음) 등의 기판의 표면에 레지스트막을 형성하고, 패턴을 노광한 후에 현상하는 액 처리가 행해지고 있다. 현상하는 경우, 기판 상에 현상액의 퍼들(액 고임)을 형성하여 현상하는 것이 행해지고 있다.

이 경우, 퍼들 현상 시의 기판의 면내 온도가 불균일하면, 현상 후의 패턴의 선폭의 치수의 균일성이 악화한다. 즉, 예컨대 퍼들 현상 시에서는, 기판의 센터부로부터 엣지부에 이르기까지의 온도 변동에 차가 있고, 그 결과, 기판의 센터부로부터 엣지부에 이르기까지의 패턴의 선폭에 불균일이 발생한다. 특히 현상 처리 시의 온도 감도가 높은 i선 레지스트 등에서는, 그 경향이 현저하였다.

특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 현상액과 에어를 혼합하여 미스트형의 현상액을 분출하는 노즐에 이르는 현상액 배관의 적어도 일부를 온도 조절수의 순환 경로 내에 배치하도록 하고 있는데, 퍼들 현상 시의 면내의 온도 균일성에 개선의 여지가 있다.

그래서 본 개시에 따른 기술은, 기판 상에 퍼들을 형성하여 그 기판을 현상하는 데 있어서, 기판 면내의 온도 분포를 제어한다. 이에 의해, 현상 등의 액 처리를 영역마다 제어할 수 있고, 예컨대 현상 후의 기판 면내의 선폭의 균일성을 향상시키는 것도 가능하게 된다.

이하, 본 실시형태에 따른 현상 장치의 구성에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 명세서에서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 요소에서는, 동일한 부호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다.

도 1은 본 실시형태에 따른 액 처리 장치로서의 현상 장치(1)의 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 측면 단면의 모습을 나타내고 있다. 현상 장치(1)는, 케이스(10) 내에, 기판 유지부로서의 스핀 척(11)을 갖고 있다. 스핀 척(11)은, 기판으로서의 웨이퍼(W)를 수평으로 유지한다. 스핀 척(11)은, 승강 가능한 회전부(12)와 접속되고, 회전부(12)는 모터 등에 의해 구성되는 회전 구동부(13)와 접속되어 있다. 따라서 회전 구동부(13)의 구동에 의해 유지한 웨이퍼(W)는 회전 가능하다.

스핀 척(11)의 외측에는, 컵(21)이 배치되어 있어, 비산하는 현상액, 세정액 및 이들의 미스트가 주위에 비산하는 것이 방지된다. 컵(21)의 바닥부(22)에는, 배액관(23)과 배기관(24)이 마련되어 있다. 배액관(23)은, 배액 펌프 등의 배액 장치(25)에 통하고 있다. 배기관(24)은, 밸브(26)를 통해, 배기 펌프 등의 배기 장치(27)에 통하고 있다. 이러한 구성에 의해, 스핀 척(11)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)의 주위의 분위기가, 배기관(24)으로부터 배기된다. 따라서 배기관(24), 배기 장치(27)는 배기부를 구성하고 있다.

현상 장치(1)의 케이스(10) 내의 상방에는, 요구되는 온습도의 에어를 컵(21) 내를 향하여 다운플로우로서 공급하는 송풍 장치(14)가 마련되어 있다.

웨이퍼(W) 상에 현상액의 퍼들을 형성할 때에는, 현상액 노즐(31)이 이용된다. 이 현상액 노즐(31)은, 예컨대 아암 등의 노즐 지지부(32)에 마련되어 있고, 노즐 지지부(32)는 구동 기구(도시하지 않음)에 의해, 도면 중 파선으로 나타낸 왕복 화살표 A(Z 방향)와 같이 승강 가능하고, 또한 파선으로 나타낸 왕복 화살표 B(X 방향)와 같이 수평 이동 가능하다. 현상액 노즐(31)에는, 공급관(33)을 통해 현상액 공급원(34)으로부터 현상액이 공급된다.

또한 퍼들을 형성하는 데 있어서, 웨이퍼(W)의 직경 이상의 길이를 갖는 토출구를 구비한 소위 장척 노즐을 이용하는 경우에는, 웨이퍼(W) 상을 일단부로부터 타단부까지 스캔함으로써, 웨이퍼(W) 상에 현상액의 퍼들을 형성할 수 있다. 또한 웨이퍼(W)의 직경에 대하여 충분히 작은 폭의 액기둥을 형성하도록 액을 토출하는, 소위 스트레이트 타입의 노즐의 경우에는, 토출구를 웨이퍼(W)의 중심 상방에 위치시키고, 웨이퍼(W)를 회전시키면서 현상액을 토출함으로써, 웨이퍼(W)의 전체면에 현상액을 확산시켜, 웨이퍼(W) 상에 현상액의 퍼들을 형성할 수 있다. 또한 현상액의 퍼들 형성은, 스트레이트 타입의 노즐을 장척 노즐과 마찬가지로 웨이퍼(W) 상을 스캔시키는 것이나, 스트레이트 타입과 같이 액을 토출하는 토출구를 복수 웨이퍼(W) 상에 나열하여, 각각의 토출구로부터 현상액을 공급한다는 것으로 행해져도 좋다.

분무 노즐(41)은, 노즐 본체(42)를 갖고 있다. 노즐 본체(42)는 아암 등의 노즐 지지부(도시하지 않음)에 마련되어 있고, 상기 노즐 지지부는 구동 기구(도시하지 않음)에 의해, 도면 중 파선으로 나타낸 왕복 화살표 C(Z 방향)와 같이, 승강 가능하며, 또한 파선으로 나타낸 왕복 화살표 D(X 방향)와 같이 수평 이동 가능하다.

실시형태에서의 분무 노즐(41)은, 분무부(43)와 세정액 공급 노즐(44)을 갖고 있다. 그리고 현상을 촉진시키지 않는 액체, 예컨대 물의 공급원(45)과, 분무시킬 때에 이용되는 기체(예컨대 청정 공기나 질소 가스 등의 불활성 가스)의 공급원(46)으로부터, 각각 공급되는 액체와 기체가 혼합부(47)에서 혼합되어, 분무부(43)에 공급되고, 분무부(43)로부터 상기 액체의 미스트가 분무된다. 세정액 공급 노즐(44)에는, 세정액 공급원(48)으로부터 세정액이 공급된다. 세정액 공급 노즐(44)은, 현상 후의 현상액을 웨이퍼(W) 상으로부터 세정할 때에 사용된다. 또한 분무할 때에 이용하는 기체로서는, 액 처리에 대하여 부주의하게 영향을 부여하는 일이 없도록, 불활성 가스 쪽이 보다 바람직하다.

현상 장치(1)는, 제어부인 제어 장치(100)에 의해 제어된다. 제어 장치(100)는, 예컨대 CPU나 메모리 등을 구비한 컴퓨터이며, 프로그램 저장부(도시하지 않음)를 갖고 있다. 프로그램 저장부에는, 현상 장치(1)에서의 웨이퍼(W)의 현상 처리를 제어하는 각종 프로그램이 저장되어 있다. 또한, 상기 프로그램은, 컴퓨터로 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있던 것이며, 상기 기억 매체로부터 제어 장치(100)에 인스톨된 것이어도 좋다. 기억 매체(H)는 일시적 기억 매체인지 비일시적 기억 매체인지를 불문한다.

제어의 예로서는, 현상으로부터 세정, 건조에 이르기까지의 일련의 처리를 들 수 있다. 예컨대 현상액 노즐(31), 분무 노즐(41)의 이동 및 분무부(43)로부터의 분무의 개시, 정지, 세정액 공급 노즐(44)로부터의 세정액의 공급, 정지, 스핀 척(11)의 회전, 정지, 현상 처리의 일련 시퀀스, 또한 송풍 장치(14), 배액 장치(25), 밸브(26), 배기 장치(27)의 동작에 대해서도 제어된다.

다음에, 이상의 구성을 갖는 현상 장치(1)에 의한 현상 방법에 대해서, 도 2의 (a)∼(e)에 기초하여 설명한다. 이 현상 방법은, 현상액 노즐(31)로서, 웨이퍼(W)의 직경 이상의 길이를 갖는 토출구를 구비한 소위 장척 노즐을 이용한 예이다. 먼저, 스핀 척(11) 상에 유지된 웨이퍼(W)에 대하여, 현상액 노즐(31)이 현상액을 웨이퍼(W) 상에 공급하면서, 웨이퍼(W) 상을 일단으로부터 타단까지 수평 방향으로 스캔한다(도 2의 (a)). 이에 의해 웨이퍼(W) 상에는, 현상액의 퍼들(K)이 형성되고, 웨이퍼(W)는 정지 현상된다(도 2의 (b)). 퍼들(K)이 형성되면 현상액 노즐(31)은 대기 위치로 후퇴한다.

그 후 도 2의 (c)에 나타낸 바와 같이, 분무 노즐(41)이 웨이퍼(W) 의 중심 방향으로 이동하여, 소정 위치에서 정지한다. 이 경우의 소정 위치는, 분무부(43)가, 웨이퍼(W)의 중심의 상방에 위치하는 장소이다.

그리고 도 2의 (d)에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W) 상의 퍼들(K)에 대하여 분무부(43)로부터 현상을 촉진시키지 않는 액체로서 물이 분무된다. 물이 분무되면, 퍼들(K)에 도달하기 직전에 물의 미스트는 기화하고, 그때의 증발 잠열에 의해 퍼들(K) 표면의 온도가 저하한다(온도 제어 처리). 이 경우, 스핀 척(11)은 회전시켜도 좋고, 회전시키지 않아도 좋다. 또한 분무의 타이밍, 횟수 등의 상세에 대해서는 후술한다.

그 후 분무 노즐(41)의 분무부(43)로부터의 분무에 의한 퍼들(K)의 면내 온도 제어가 끝나면, 도 2의 (e)에 나타낸 바와 같이, 분무 노즐(41)이 이동하여, 세정액 공급 노즐(44)의 중심이, 웨이퍼(W)의 중심 상으로 이동하여, 정지한다. 그 후는, 웨이퍼(W)를 회전시키면서, 세정액 공급 노즐(44)로부터 세정액(F)을 웨이퍼(W)의 중심을 향하여 공급함으로써, 퍼들(K)을 형성하고 있던 현상액이 털어 내어지며, 웨이퍼(W)의 표면은 세정액(F)에 의해 세정된다.

또한 도 2에 나타낸 현상 프로세스는, 현상액 노즐(31)에 웨이퍼(W)의 직경 이상의 길이를 갖는 토출구를 구비한 장척 노즐을 이용한 예이지만, 현상액 노즐(31)에 이미 서술한 스트레이트 타입의 노즐을 이용한 경우에는, 최초에 퍼들(K)을 형성하는 프로세스만이 다르다. 즉, 웨이퍼(W)를 회전시키면서, 웨이퍼(W) 의 중심을 향하여 현상액을 공급함으로써, 공급된 현상액을 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 전체면에 확산시켜 퍼들(K)을 형성한다. 그리고 퍼들 형성 후의 프로세스는, 상기한 도 2의 (b)∼(e)와 동일하다. 또한 이 경우, 현상액 노즐(31)로서의 스트레이트 타입의 노즐을 이용하여 토출을 행할 때, 토출구를 웨이퍼(W) 상에 복수 나열하여 현상액을 공급할 때에는, 현상액 노즐(31)과 중복되는 위치에서, 깊이 방향에 상기 복수의 토출구를 배치하도록 하고, 또한 이들이 현상액 노즐(31)과 같이 일체적으로 이동하도록 하면 좋다.

그런데 발명자들의 지견에 따르면, 지금까지 퍼들(K)의 면내 온도 분포에 대해서는, 주변부 쪽이, 중심부보다 온도 저하가 큰 것이 알려져 있다. 이것을 도면에 기초하여 설명하면, 도 3은 현상액의 퍼들(K) 형성 후의 웨이퍼(W)의 중심부와 둘레 가장자리부의 온도 변화를 나타내고 있고, 도면 중, 굵은 선은 중심부, 가는 선은 둘레 가장자리부의 온도 변화를 나타내고 있다. 이와 같이 둘레 가장자리부의 온도 저하가 중심부보다 큰 것은, 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부 외측으로부터 배기를 행하고 있기 때문이라고 생각된다. 그리고 그와 같이 둘레 가장자리부의 온도 저하가 중심부보다 크면 현상 처리의 균일성에 영향을 부여하여, 현상 후의 패턴의 선폭이 불균일해진다.

그래서 예컨대 도 4에 나타낸 바와 같이 퍼들 형성 후, 15초 경과한 시점에서의 분무 노즐(41)의 분무부(43)로부터 퍼들을 향하여 상기한 액체를 분무하면(도면 중 S), 웨이퍼(W)의 중심부의 저하 속도가 도 3의 경우보다 촉진되고, 그 후 퍼들 형성 후 60초 경과한 시점에서의 웨이퍼(W)의 중심부와 둘레 가장자리부의 온도차(T)는, 도 3보다 작아지는 것을 확인할 수 있었다. 실제로 측정한 결과, 도 3에서의 60초 경과 후의 중심부와 둘레 가장자리부의 온도차(T)는, 약 1.2℃인 데 대하여, 분무한 도 4의 예에서는, 60초 경과 후의 중심부와 둘레 가장자리부의 온도차(T)는, 약 0.5℃가 되어, 절반 이하가 되었다.

이와 같이, 퍼들(K)의 형성 후에 퍼들(K)의 표면 중심 상방으로부터 원추형으로 액체를 분무함으로써, 퍼들(K)의 중심부의 온도를 저하시킬 수 있는 것이 확인되었다. 또한 상기한 예에서는, 총분무량은 2.5 ㎖였다. 보다 상세하게 서술하면, 도 4는 1회당 0.1 ㎖ 분무하는 분무 노즐(41)에 의해, 25회 분무한 예를 나타내고 있다. 또한 분무 높이(퍼들(K)의 표면으로부터 분무부(43)의 분무구까지의 높이)는, 150 ㎜였다. 기화열에 의해 웨이퍼(W) 표면의 퍼들(K)의 온도를 저하시킨다고 하는 기능으로부터 생각하면, 분무된 액체의 미스트는, 퍼들(K)의 표면의 직전에 전부 기화하는 것이 바람직하고, 따라서, 분무량, 분무 높이, 또한 분무되는 미스트의 입경은 이러한 점으로부터 정하는 것이 바람직하다.

이러한 관점에서, 분무량은, 1회당 0.1 ㎖∼0.5 ㎖, 분무 높이는 12 ㎜∼150 ㎜, 미스트의 입경은, 예컨대 0.1 ㎛∼5.0 ㎛가 바람직하다고 생각된다. 또한 분무 높이가 예컨대 12 ㎜라고 하는 비교적 기판에 가까운 위치에서도, 분무하는 액체가 충분히 방사형으로 확산되어, 그 액체가 웨이퍼(W) 또는 퍼들(K)에 도달하기 전에 기화되면 좋다.

또한 본 실시형태에서 분무 노즐(41)의 분무부(43)로부터 분무되는 액체는, 현상을 촉진시키지 않는 액체이기 때문에, 만약 상기 액체의 미스트가 퍼들(K)의 표면에 다소라도 부착되어도, 현상 처리에 크게 영향을 끼치는 일은 없다.

더욱 조사한 결과, 퍼들(K)의 형성 후, 현상 처리의 동안, 처리의 전반(前半) 부분에 분무하는 쪽이 온도의 감도가 큰 것을 알았다. 따라서, 분무하여 퍼들(K)의 온도를 제어하기 위해서는, 처리의 전반에 행하는 것이 보다 적합하다.

또한, 분무 노즐(41)의 분무부(43)로부터 분무하는 액체에, 현상액을 희석한 액체를 분무하도록 하여도 좋다. 이에 의해, 분무하였을 때의 미스트가 퍼들(K)에 부착되어도, 현상액의 농도 변화는 거의 보이지 않고, 따라서 현상 처리에의 영향을 더욱 억제하는 것이 가능하다.

또한 특허문헌 1에 기재된 기술은, 토출 에어의 온도를 따뜻하게 하여 조정하도록 하고 있지만, 발명자의 지견으로는, 18℃∼28℃의 에어를 만약 현상 퍼들 상에 내뿜어도, 현상 퍼들이 존재하는 이상, 웨이퍼(W)에는 거의 영향이 없어, 온도 제어를 할 수 없는 것이 알려져 있다. 이 점, 본 개시의 기술에서는, 퍼들이 형성된 후라도, 기화하기 쉬운 미스트를 분무하도록 하고 있기 때문에, 분무 영역의 온도를 빠르게 저하시켜, 현상 처리를 온도에 의해 제어할 수 있다. 더구나 본 개시의 기술에서는, 현상액의 퍼들로 현상 처리를 진행시키면서 그와 같이 온도 조절하고 있다. 물론 분무하는 액체의 미스트의 온도 조정은 불필요하다.

또한 상기한 예에서는, 웨이퍼(W)의 표면에 현상액의 퍼들(K)을 형성한 후에, 퍼들에 대하여 분무하도록 하고 있었지만, 이에 한정되지 않고 퍼들(K)의 형성 전에, 웨이퍼(W)에 대하여 직접 상기한 액체를 분무하도록 하여도 좋다. 또한 분무하는 횟수는, 1회만이 아니라, 복수회 분무하도록 하여도 좋다.

도 5는 퍼들(K)을 형성하지 않는 웨이퍼(W)에 대하여, 10초 경과 시점에 1회 분무하였을 때의 웨이퍼(W)의 중심부와 둘레 가장자리부의 온도 변화를 나타내고, 도면 중 굵은 선은 중심부, 가는 선은 둘레 가장자리부의 온도 변화를 나타내고 있다. 이 경우는 둘레 가장자리부의 온도 쪽이, 중심부의 온도의 온도보다 높게 되어 있다. 이것은 퍼들(K)이 형성되어 있지 않기 때문에, 웨이퍼(W)의 온도는, 장치 내의 분위기 온도(통상은 23℃) 부근에서 일정해진다. 이 상태로 예컨대 분무 높이가 75 ㎜인 위치로부터 분무하면 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부에는 미스트가 골고루 미치지 않는 장소가 있기 때문에, 면적적으로도 커지는 둘레 가장자리부 온도는 데이터를 평균화하면 23℃ 정도가 되기 때문이다.

이에 대하여, 도 6은 10초 경과한 시점에, 분무를 3회 행한 경우의 웨이퍼(W)의 중심부와 둘레 가장자리부의 온도 변화를 나타내고 있다. 도면 중 굵은 선은 중심부, 가는 선은 둘레 가장자리부의 온도 변화이다. 이와 같이, 웨이퍼(W) 에 대하여 복수회 분무함으로써, 중심부, 둘레 가장자리부 함께, 도 5에 나타낸 1회 분무의 경우보다, 더욱 온도를 저하시킬 수 있다. 단, 웨이퍼(W)의 중심 상방으로부터 분무하고 있기 때문에, 중심 부분은 미스트가 집합하여 액 고임이 되기 쉽고, 그만큼 휘발이 촉진되기 어려워, 분무 횟수에 비해서는 온도 저하가 크지 않다고 하는 결과가 얻어졌다. 또한 웨이퍼(W) 상에 현상액 등의 처리액은 존재하지 않기 때문에, 액체로서 순수를 이용하여 이것을 분무함으로써, 순수의 미스트가 웨이퍼 표면에 부착되어도, 그 후의 현상 등의 액 처리에 영향을 부여하는 일은 없다.

상기한 예에서는, 분무 노즐(41)의 분무부(43)는, 웨이퍼(W)의 중심 상방에 위치시켜 분무하도록 하였었지만, 이에 한정되지 않고 도 7에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)의 중심으로부터 편심한 위치의 상방으로부터 분무하도록 하여도 좋다. 이미 서술한 바와 같이, 퍼들(K)의 형성 후는 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부의 온도 저하 쪽이 크기 때문에, 이러한 경우에는, 분무부(43)로부터 분무되는 영역은, 도 8에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)의 중심(P)을 포함하는 영역에 분무하는 것이 좋다.

또한 이러한 경우라도, 스핀 척(11)을 구동시켜 웨이퍼(W)를 반드시 회전시킬 필요는 없고, 이에 의해 퍼들(K)의 특정한 영역의 온도를 저하시키는 것이 가능하다. 예컨대 웨이퍼(W) 상의 레지스트가 i선 레지스트인 경우, 온도가 낮은 쪽이 더욱 현상 처리가 진행되는 것이 알려져 있다. 따라서, 특정한 영역의 온도를 저하시켜, 현상 처리를 촉진시킬 수 있다. 이것을 이용하여, 다음과 같은 온도 제어가 가능해진다. 예컨대 현상액의 퍼들(K)을 형성할 때에, 웨이퍼(W)의 일단부로부터 공급하기 시작하면, 상기 일단부는 공급 종점의 타단부보다 현상 처리가 진행된다. 이것을 시정하기 위해서는, 상기 타단부에 분무하여 일단부보다 온도를 저하시킴으로써, 일단부의 현상 처리를 촉진시켜, 타단부의 현상 처리의 진행을 따라잡게 한다고 하는 처리도 가능해진다.

또한 이러한 관점에서, 도 9에 나타낸 바와 같이, 분무 노즐(50)의 분무부(43)를, 비스듬하게 기울여, 스핀 척(11)에 유지된 웨이퍼(W)에 분무할 때에는, 웨이퍼(W) 중심의 연직 방향으로부터 비스듬히 기울여 분무하도록 하여도 좋다. 이러한 경우, 스핀 척(11)은 회전시켜도 좋고, 회전시키지 않아도 좋다. 즉 온도를 저하시키고자 하는 영역에 맞추어, 적절하게 선택하면 좋다.

상기한 분무 노즐(41)은, 분무부가 하나인 것이었지만, 이에 한정되지 않고 도 10에 나타낸 분무 노즐(50)과 같이, 복수의 분무부, 예컨대 2개의 분무부(43a, 43b)를 갖는 것이어도 좋다.

즉, 도 10에 나타낸 분무 노즐(50)은, 웨이퍼(W)의 중앙부에 분무하는 분무부(43a)와 웨이퍼(W)의 주변부에 분무하는 분무부(43b)를 갖고 있다. 이러한 구성을 갖는 분무 노즐을 사용하면, 예컨대 웨이퍼(W)의 표면의 둘레 가장자리부보다 중앙부에 장시간 분무하도록, 제어 장치(100)에 의해 각 분무부(43a, 43b)를 제어할 수 있다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 중앙부에 의해 장시간 분무하여, 온도의 저하를 둘레 가장자리부보다 크게 하는 것이 가능하다.

또한 중앙부에만 분무하고, 둘레 가장자리부에 대하여는 분무를 정지하거나, 혹은 분무량을 중앙부보다 적게 하여 분무할 수 있게 된다. 이에 의해, 분무에 의한 웨이퍼(W)의 영역마다의 온도 제어를 더욱 미세하게 행할 수 있다.

상기한 예에서는, 분무 노즐의 분무부로부터의 분무의 유속에 대해서는, 특별히 설명하지 않았지만, 퍼들(K)의 형성 후는, 현상 처리가 진행되고 있기 때문에, 분무에 의해 웨이퍼(W)의 표면이 노출되지 않는 유속으로 분무하는 것이 좋다. 표면이 노출되면, 그 노출 부분의 현상 처리가 정지하기 때문이다.

또한 분무 노즐(41, 50)로부터 분무하고 있는 동안의 배기량은, 액 처리 후의 웨이퍼(W)를 세정할 때의 배기량보다 작다. 액 처리 후는 각별 웨이퍼(W)의 면내의 온도에 유의할 필요가 없고, 한편 세정 시에는 다량의 세정액의 미스트가 발생하기 때문에, 이것을 빠르게 배기해야 하기 때문이다. 또한 분무 중은, 분무류를 어지럽히지 않는 것이 적합한 온도 제어를 행할 수 있기 때문이다.

또한 상기한 분무 노즐(41)은, 분무부(43)와 세정액 공급 노즐(44)이 일체가 된 구성이지만, 분무 노즐(50)과 같이, 세정액 공급 노즐과는 별도의 구성으로 하여도 좋다.

또한 상기한 예는, 온도에 민감한 i선 레지스트의 현상에 특히 유효하지만, 물론 이에 한정되지 않고, 본 개시는, 예컨대 g선, KrF 엑시머 레이저, ArF 엑시머 레이저 등의 에너지선에 의한 노광을 행하는 레지스트의 현상에도 효과가 있다.

이번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 상기 실시형태는, 첨부된 청구범위 및 그 주지를 일탈하는 일없이, 여러 가지 형태로 생략, 치환, 변경되어도 좋다.

Claims (11)

1. 기판에 대하여 처리액에 의한 액 처리를 행하는 액 처리 장치로서,
   상기 기판을 유지하여 회전시키는 기판 유지부와,
   상기 기판 유지부에 유지된 기판의 상방에 위치하며, 상기 액 처리를 촉진시키지 않는 액체를,
   상기 기판의 중심을 포함하는 상기 기판의 면내의 영역에 대하여 분무시키는 분무 노즐을 포함하는, 액 처리 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 분무 노즐을 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 액 처리는 현상 처리이며, 상기 기판의 표면에 현상액의 퍼들을 형성한 후, 상기 현상액에 의한 현상 처리 시간에서의 적어도 전반(前半)에, 상기 분무 노즐로부터 상기 액체를 분무하도록 상기 제어부가 구성되는 것인, 액 처리 장치.
3. 기판 상에 처리액인 현상액의 퍼들을 형성하여 상기 기판을 현상하는 액 처리 장치로서,
   상기 기판을 유지하여 회전시키는 기판 유지부와,
   상기 기판 유지부에 유지된 기판의 상방에 위치하며, 상기 현상액을 희석한 액체를, 상기 기판의 중심을 포함하는 상기 기판의 면내의 영역에 대하여 분무시키는 분무 노즐과,
   상기 분무 노즐을 제어하는 제어부
   를 포함하는, 액 처리 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 분무 노즐은, 상기 현상액에 의한 현상 처리의 동안, 복수회 분무하도록, 상기 제어부가 구성되는 것인, 액 처리 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 분무 노즐을 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 분무 노즐은, 상기 기판 상에 상기 처리액이 공급되기 전에, 상기 기판의 중심을 포함하는 상기 기판의 면내의 영역에 대하여 상기 액체를 분무하도록, 상기 제어부가 구성되는 것인, 액 처리 장치.
6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분무 노즐은, 상기 기판의 중앙부에 분무하는 분무부와, 상기 기판의 주변부에 분무하는 다른 분무부를 포함하고,
   상기 기판의 표면의 둘레 가장자리부보다 중앙부에 장시간 분무하도록, 상기 제어부가 구성되는 것인, 액 처리 장치.
7. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분무 노즐은, 상기 기판의 중앙부에 분무하는 분무부와, 상기 분무부와는 다른 방향으로 상기 기판의 주변부에 분무하는 다른 분무부를 포함하고,
   상기 기판의 표면 중 중앙부에 대하여 분무하는 한편, 상기 기판의 표면 중 둘레 가장자리부에는 분무하지 않도록, 상기 제어부가 구성되는 것인, 액 처리 장치.
8. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판의 표면에서 액 처리가 진행 중인 상기 기판 상에 형성된 상기 처리액의 퍼들을 향하여 분무될 때에는, 상기 분무에 의해 상기 기판의 표면이 노출되지 않는 유속으로 분무되는 것인, 액 처리 장치.
9. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 유지부에 유지되는 상기 기판의 주위의 분위기를 배기하도록 구성된 배기부를 더 포함하고,
   상기 제어부는, 상기 분무 노즐로부터 상기 액체를 분무하고 있는 동안의 배기량이, 상기 기판의 액 처리가 끝난 후에 상기 기판을 세정하는 동안의 배기량보다 작아지도록, 상기 배기부를 제어하도록 구성되는 것인, 액 처리 장치.
10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분무 노즐로부터, 상기 기판 유지부에 유지된 기판에 분무할 때에는, 상기 기판의 중심의 연직 방향으로부터 비스듬하게 기울여 분무하는 것인, 액 처리 장치.
11. 기판에 대하여 액 처리를 행하는 액 처리 방법으로서,
    상기 기판을 유지하여 회전시키는 기판 유지부의 상방으로부터, 상기 기판의 중심을 포함하는 상기 기판의 면내의 영역에 대하여 액체를 분무하고,
    분무된 액체의 기화열에 의해, 상기 기판 또는 상기 기판 상의 처리액의 온도를 제어하는 것인, 액 처리 방법.

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