KR101176882B1 - 현상 장치, 현상 방법 및 기억 매체 - Google Patents

현상 장치, 현상 방법 및 기억 매체 Download PDF

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Abstract

현상액의 사용량을 억제하고 또한 신속하게 기판 표면 전체에 현상액의 액막을 형성하는 현상 장치를 제공하는 것이다. 처리 분위기를 형성하는 기밀한 처리 용기와, 이 처리 용기 내에 설치되고 기판을 재치하기 위한 온조 플레이트와, 상기 처리 용기 내에 미스트 및 증기를 포함하는 분위기 가스를 공급하는 분위기 가스 공급부와, 상기 온조 플레이트를 상기 증기가 기판 상에 결로하는 온도로 조정하기 위한 제 1 온도 조정부를 구비하도록 현상 장치를 구성하고, 상기 처리 용기의 내벽은 상기 증기가 상기 내벽에 결로하기 어려운 온도로 유지되도록 한다.

Description

현상 장치, 현상 방법 및 기억 매체{DEVELOPING APPARATUS, DEVELOPING METHOD AND STORAGE MEDIUM}
본 발명은 그 표면에 레지스트가 도포되고 또한 노광된 기판을 현상하는 현상 장치, 현상 방법 및 당해 방법을 실시하는 컴퓨터 프로그램을 포함하는 기억 매체에 관한 것이다.
종래의 포토레지스트(이하, 레지스트라고 함)의 현상 처리에서는 레지스트가 도포되고, 소정의 패턴을 따라 노광된 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 함) 표면에 노즐로부터 현상액을 공급하고 있다. 웨이퍼 면내의 처리의 균일성을 얻기 위하여, 상기 현상액은 웨이퍼 표면 전체에 균일하게 액막이 형성되도록 공급되고 당해액막에 의해 레지스트가 용해된다.
이와 같이 현상액의 액막을 형성하는 방법으로는 길이가 긴 토출구를 구비한 노즐을 이동시키면서 정지 상태에 있는 웨이퍼로 현상액을 토출하여, 웨이퍼 표면 전체에 액을 축적하는 방법(패들 현상) 또는 웨이퍼를 수직축을 중심으로 회전시키면서, 예를 들면 당해 웨이퍼의 직경 방향을 따라 현상액을 공급하고 원심력에 의해 현상액을 도포하는 방법(패들리스 현상)이 알려져 있다.
레지스트를 구성하는 재료의 조성으로부터 생각했을 때, 현상액과 레지스트의 반응은 비교적 단시간에 진행된다. 그러나, 상기의 각 방법에서는 균일한 액막을 형성하기 위하여 다량의 현상액을 사용하고, 시간을 들여 이 현상액을 웨이퍼로 공급하고 있다. 이와 같이 현상액을 공급하는 공정에서 많은 시간이 소비되고 있기 때문에, 현상액의 공급을 개시하고 나서 레지스트와의 반응을 종료할 때까지 어느 정도의 시간, 예를 들면 대략 30 초 ~ 60 초를 필요로 하고 있다.
그런데, 웨이퍼의 노광 처리로서 액침 노광 처리가 행해지는 경우가 있으며, 이 액침 노광에 이용되는 액이 웨이퍼에 미치는 영향을 억제하기 위하여 레지스트의 발수성이 높아지는 경향이 있다. 그러나 발수성이 높은 레지스트를 이용할 경우, 상기의 각 방법으로 현상을 행하면 현상액에 젖지 않는 개소가 발생하기 쉬워진다. 따라서, 이러한 고발수성의 레지스트에 대하여 현상액의 액막을 균일하게 형성하기 위하여 보다 많은 현상액이 필요해져, 고비용이 되는 것 및 현상액의 공급 시간이 더 길어져 도포 현상 장치의 고스루풋화가 방해되는 것이 우려되고 있다.
특허 문헌 1에는 미스트 상태의 현상액을 기판이 수납된 챔버 내로 공급하는 것이 기재되어 있다. 기판은 핫 플레이트로부터 부유 상태로 지지되고, 이 기판의 온도는 핫 플레이트에 의해 조정된다. 그리고, 기판의 온도를 미스트 상태의 현상액의 온도보다 낮게 설정함으로써, 현상액을 기판 표면에서 결로(結露)시켜 액막을 형성하는 방법에 대하여 기재되어 있다. 그러나, 기판을 온조 플레이트에 재치(載置, mount)하여 현상액의 증기를 당해 기판에 결로시키는 것에 대해서는 기재되어 있지 않다.
일본특허공개공보 2005-277268(단락 0139, 141)
본 발명은 이러한 사정 하에 이루어진 것이며, 그 목적은 현상액의 사용량을 억제하고 또한 신속하게 기판 표면 전체에 현상액의 액막을 형성할 수 있는 현상 장치, 현상 방법 및 이 현상 방법을 실시하는 컴퓨터 프로그램을 구비한 기억 매체를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 현상 장치는, 노광된 기판을 현상하는 현상 장치에 있어서, 처리 분위기를 형성하는 기밀한 처리 용기와, 상기 처리 용기 내에 설치되고 기판을 재치하기 위한 온조 플레이트와, 상기 처리 용기 내의 기판의 표면으로 현상액의 미스트 및 증기를 포함하는 분위기 가스를 공급하는 분위기 가스 공급부와, 상기 온조 플레이트를, 상기 분위기 가스가 기판 상에 결로하는 온도로 조정하기 위한 제 1 온도 조정부를 구비하고, 상기 처리 용기의 내벽은, 상기 분위기 가스가 상기 내벽에 결로하기 어려운 온도로 유지되어 있는 것을 특징으로 한다.
이들 현상 장치는, 예를 들면 상기 기판의 표면의 현상액의 액막이 기판의 처리 레시피에 따른 두께가 되도록 상기 제 1 온도 조정부를 개재하여 온조 플레이트의 온도를 설정하는 온도 설정부를 구비하고 있다. 또한, 상기 처리 용기의 내벽을, 상기 증기가 상기 내벽에 결로하지 않는 온도로 유지하기 위한 제 2 온도 조정부를 구비하고 있어도 좋다. 또한, 상기 온조 플레이트는, 예를 들면 상기 온조 플레이트의 표면에 기판을 흡착하기 위한 흡착 기구를 구비하고 있다.
상기 분위기 가스는, 현상액의 미스트 및 증기를 포함하는 대신에 현상액의 증기를 포함하고 있어도 좋고, 예를 들면 상기 분위기 가스 공급부는, 분위기 가스를 가열하는 가열 수단을 구비한다. 분위기 가스는, 상기 가열 수단에 의해 가열 분위기에서의 현상액의 포화 온도보다 높은 온도로 가열되어도 좋다.
또한, 본 발명의 현상 방법은, 노광된 기판을 현상하는 현상 방법에 있어서, 처리 분위기를 형성하는 기밀한 처리 용기 내로 기판을 반입하는 공정과, 처리 용기 내로 반입된 기판의 표면으로 현상액의 미스트 및 증기를 포함하는 분위기 가스를 공급하는 공정과, 처리 용기 내에 설치되고 기판을 재치하기 위한 온조 플레이트를, 상기 증기가 기판 상에 결로하는 온도 이하로 조정하는 공정과, 상기 온조 플레이트 상에 기판을 재치하여 상기 증기를 결로시키고, 상기 미스트와 결로분에 의해 현상액의 액막을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 처리 용기의 내벽은, 상기 증기가 상기 내벽에 결로하기 어려운 온도로 유지되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 기판의 표면의 현상액의 액막이 기판의 처리 레시피에 따른 두께가 되도록 온조 플레이트의 온도를 설정하는 공정을 포함하고 있어도 좋다. 상기 분위기 가스는, 예를 들면 현상액의 미스트 및 증기를 포함하는 대신에 현상액의 증기를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 분위기 가스를 가열 수단에 의해 가열하는 공정을 포함하고 있어도 좋고, 이 경우, 분위기 가스는, 가열 분위기에서의 현상액의 포화 온도보다 높은 온도로 가열되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기억 매체는, 노광된 기판을 처리 용기 내에서 현상하는 현상 장치에 이용되는 프로그램을 저장하는 기억 매체에 있어서, 상기 프로그램은, 상술한 현상 방법을 실행하도록 스텝군을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 현상액의 미스트 및 증기를 포함하는 분위기 가스를 기판으로 공급하고, 현상액의 증기가 기판 상에 결로하는 온도 이하가 되도록 기판이 재치되는 온조 플레이트의 온도를 설정하기 때문에, 현상액의 사용량을 억제하고 또한 기판 표면 전체에 신속하게 액막을 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 현상 장치의 종단 측면도이다.
도 2는 상기 현상 장치의 평면도이다.
도 3은 상기 현상 장치의 사시도이다.
도 4는 현상액의 증기압 곡선을 나타낸 그래프도이다.
도 5는 웨이퍼에 현상액이 결로하는 상태를 도시한 설명도이다.
도 6은 제어부가 구비하는 스테이지의 온도와 현상액막의 막두께와의 대응 관계를 도시한 설명도이다.
도 7은 상기 현상 장치에 의해 처리가 행해지는 순서를 도시한 공정도이다.
도 8은 상기 현상 장치에 의해 처리가 행해지는 순서를 도시한 공정도이다.
도 9는 상기 현상 장치에 의해 처리가 행해지는 순서를 도시한 공정도이다.
도 10은 상기 현상 장치에 의해 처리가 행해지는 순서를 도시한 공정도이다.
도 11은 다른 현상 장치의 종단 측면도이다.
도 12는 상기 현상 장치에 의해 처리가 행해지는 순서를 도시한 공정도이다.
도 13은 다른 처리 순서를 도시한 공정도이다.
도 14는 현상 장치의 처리 용기의 다른 구성을 도시한 설명도이다.
도 15는 평가 시험에 의해 얻어진 웨이퍼의 종단면도이다.
도 16은 평가 시험에 의해 얻어진 웨이퍼의 종단면도이다.
도 17은 평가 시험에 의해 얻어진 패턴의 CD의 평균과 3 σ를 나타낸 그래프도이다.
도 18은 평가 시험에 의해 얻어진 패턴의 CD의 평균과 3 σ를 나타낸 그래프도이다.
도 19는 평가 시험에 의해 얻어진 패턴의 CD의 평균과 3 σ를 나타낸 그래프도이다.
(제 1 실시예)
본 발명의 실시예에 따른 현상 장치(1)에 대하여, 그 종단 측면도, 횡단 평면도인 도 1, 도 2를 각각 참조하여 설명한다. 이 현상 장치(1)는 하우징(11)을 구비하고 있고, 하우징(11)의 측벽에는 웨이퍼(W)의 반송구(12)가 개구(開口)되어 있다. 이 반송구(12)를 거쳐 도 2에 도시한 반송 수단(21)에 의해 웨이퍼(W)가 하우징(11) 내로 반송된다.
예를 들면, 이 웨이퍼(W)의 표면에는 발수성의 레지스트막이 형성되어 있고, 이 레지스트막은 포지티브 레지스트에 의해 구성되고, 노광 장치에서 소정의 패턴을 따라 노광되어 있다. 단, 본 발명의 현상 장치 및 현상 방법은 유기 현상에도 적용할 수 있고, 포지티브 레지스트와 마찬가지로 네거티브 레지스트에 대해서도 적용할 수 있다. 유기 현상이란 유기물을 주약으로 하는 현상액을 이용한 현상이다. 또한, 웨이퍼(W)는 상기 노광 후 이 현상 장치(1)로 반송될 때까지 가열(포스트 익스포져 베이크: PEB) 처리를 받고 있다. 반송 수단(21)은 웨이퍼(W)의 측주(側周)를 둘러싸는 암체(22)와, 이 암체(22)의 측주에 복수, 이 예에서는 4 개 설치되어 웨이퍼(W)의 이면을 지지하는 지지부(23)를 구비하고 있다.
하우징(11) 내에는 당해 하우징(11) 내를 상하로 구획하는 구획판(13)이 설치되어 있다. 구획판(13)의 상측은 웨이퍼(W)를 후술하는 처리 용기(5)로 반입하기 위한 반입 영역(14a)으로서 구성되어 있다. 반입 영역(14a)에는 냉각 플레이트(15)가 설치되어 있다. 냉각 플레이트(15)는 대략 원형으로 형성되어 있고, 상기 반송 수단(21)과의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행할 때, 당해 반송 수단(21)의 지지부(23)와 간섭하지 않도록 측주로부터 중앙을 향하는 절결부(16)가 형성되어 있다. 냉각 플레이트(15)는 그 이면측에, 예를 들면 온도 조정된 물을 흘리기 위한 도시하지 않은 유로를 구비하고 있고, 현상 장치(1)의 전단(前段)의 가열 장치에서 가열 처리된 웨이퍼(W)가 냉각 플레이트(15)에 재치(載置, mount)되면, 당해 웨이퍼(W)가 냉각된다.
냉각 플레이트(15)에는 슬릿(17a, 17b)이 형성되고, 후술하는 승강 핀(42)이 이 슬릿(17a, 17b)을 거쳐 냉각 플레이트(15)의 표면 상에 돌출된다. 구획판(13)의 하측의 하방 영역(14b)에는 냉각 플레이트(15)에 접속된 구동부(18)가 설치되어 있고, 당해 냉각 플레이트(15)를 현상 장치(1)의 앞쪽으로부터 안쪽을 향하여 형성된 가이드(15a)를 따라 수평 방향으로 이동시킨다.
현상 장치(1)의 사시도인 도 3도 함께 참조하여 설명한다. 현상 장치(1)의 안쪽에는 웨이퍼(W)를 재치하는 원형의 온조(溫調) 플레이트(3)가 설치되어 있고, 온조 플레이트(3)의 내부에는 온도 조절된 유체, 예를 들면 물의 유로(31)가 형성되어 있다. 온조 플레이트(3)에는 온조수(溫調水) 공급관(32), 온조수 회수관(33)의 각각의 일단(一端)이 접속되어 있고, 온조수 공급관(32), 온조수 회수관(33)의 각각의 타단은 펌프(34)에 접속되어 있다. 온조수 공급관(32)에는 온조부(35)가 개재 설치되어 있고, 당해 온조부(35)로 공급된 물을 가열하기 위한 히터와 열 교환에 의해 상기 물을 냉각하는 냉매의 유로를 구비하고 있다. 상기 히터의 출력 및 상기 냉매의 유통량이 제어됨으로써, 상기 유저가 설정하는 온도로 물이 온도 조절된다.
온조수 공급관(32), 온조수 회수관(33) 및 유로(31)는 온조수의 순환로를 이루고 있고, 펌프(34)에 의해 온조수 공급관(32)으로 공급된 물은 상기 온조부(35)에서 온도 조절되어 유로(31)로 공급된다. 그리고, 펌프(34)에 의해 유로(31)로부터 온조수 회수관(33)을 거쳐 회수되고, 반복해서 온조수 공급관(32)으로 공급되어 온도 조절된다. 이와 같이 온조수가 유통함으로써, 온조 플레이트(3)의 표면 전체의 온도가 균일하고 또한 온조부(35)에서 온도 조절되는 물의 온도와 동일한 온도로 제어된다. 그리고, 온조 플레이트(3)에 재치된 웨이퍼(W)는 이 온조 플레이트(3) 표면과 동일한 온도로 온도 조절된다.
온조 플레이트(3)의 표면의 중앙부에 흡인구(36)가 개구되어 있고, 온조 플레이트(3)의 표면의 주연부에는 온조 플레이트(3)의 둘레 방향을 따라 복수의 흡인구(37)가 개구되어 있다. 이들 흡인구(36, 37)에는 배기관(38)의 일단이 각각 접속되어 있다. 각 배기관(38)의 타단은 합류하여 유량 제어부(39)를 개재하여 진공 펌프 등에 의해 구성되는 배기 수단(40)에 접속되어 있다. 유량 제어부(39)는 밸브 또는 매스 플로우 콘트롤러를 구비하여 배기량을 제어한다. 이들 흡인구(36, 37), 유량 제어부(39) 및 배기 수단(40)은 웨이퍼(W)를 온조 플레이트에 흡착시키는 흡착 기구를 구성한다.
온조 플레이트(3)의 표면에는 당해 온조 플레이트(3)의 둘레 방향으로 3 개의 홀(41)이 배열되어 있고, 이 홀(41)에는 온조 플레이트(3)의 두께 방향으로 3 개의 승강 핀(42)이 삽입 통과되어 있다(도 1에서는 편의상 2 개만 도시하고 있음). 승강 핀(42)은 승강 기구(43)에 의해 온조 플레이트(3)의 표면에서 돌출 및 함몰되고, 냉각 플레이트(15)와 온조 플레이트(3)의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행한다. 온조 플레이트(3) 내에서 승강 핀(42)의 주위에는 기술한 온조수의 누수를 방지하기 위한 씰링 부재(44)가 설치되어 있다.
구획판(13)에서 온조 플레이트(3)를 둘러싸도록 복수의 배기구(45)가 개구되어 있고, 배기구(45)에는 배기관(46)의 일단이 접속되어 있다. 배기관(46)의 타단은 합류하고, 유량 제어부(47)를 개재하여 배기 수단(40)에 접속되어 있다. 유량 제어부(47)는 유량 제어부(39)와 동일하게 구성되어 있다. 또한, 구획판(13) 상에는 배기구(45)를 둘러싸도록 O 링(48)이 설치되어 있다.
온조 플레이트(3) 상에는 처리 용기(5)가 설치되어 있고, 이 처리 용기(5)는 하방이 개구된 편평한 원 형상의 용기로서 구성되어 있다. 처리 용기(5)는 지지부(51)를 개재하여 승강 기구(52)에 접속되고, 당해 승강 기구(52)에 의해 승강 가능하게 구성되어 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 처리 용기(5)의 하강 시에는 이 처리 용기(5)의 하단이 O 링(48)에 밀착하여, 처리 용기(5) 내에 기밀한 처리 공간(처리 분위기)(S)이 형성된다. 처리 용기(5)의 벽부에는 히터(59)가 설치되어 있다. 이 히터(59)는 처리 용기(5)의 내벽을 후술하는 현상 분위기 가스가 결로(結露)하기 어려운 온도로 유지한다. 현상 분위기 가스가 결로하기 어려운 온도란, 현상 분위기 가스가 결로하지 않는 온도도 포함하고, 처리 공간(S)으로 공급되는 현상 분위기 가스에 포함된 현상액의 증기의 이슬점보다 높은 온도를 말한다. 처리 용기(5)의 천장부의 중앙 하면에는 현상액의 증기를 처리 공간(S)으로 공급하기 위한 노즐(53)이 설치되어 있다. 노즐(53)은 처리 용기(5)의 천장 중앙부에 설치된 개구부(54)를 개재하여 현상 분위기 가스 공급관(55)의 일단에 접속되어 있다.
현상 분위기 가스 공급관(55)의 타단은 현상 분위기 가스 가열부(56), 유량 제어부(57)를 이 순으로 개재하여 현상액이 저장된 현상액 공급원(58)에 접속되어 있다. 현상액 공급원(58)은 도시하지 않은 압송 수단을 구비하여, 현상 분위기 가스 공급관(55)의 하류측으로 현상액을 공급한다. 유량 제어부(57)는 유량 제어부(39, 47)와 마찬가지로 밸브 또는 매스 플로우 콘트롤러를 구비하여, 하류측으로의 현상액의 공급 유량을 제어한다. 현상 분위기 가스 가열부(56)는 현상 분위기 가스 공급관(55)으로부터 공급된 현상액과, 후술하는 불활성 가스 공급관(61)으로부터 공급된 N2 가스를 혼합하여, 현상액의 미스트(이하, 현상 미스트라고 함)를 포함하는 현상 분위기 가스를 생성할 수 있다. 생성된 현상 분위기 가스는 현상 분위기 가스 공급관(55)을 거쳐 처리 공간(S)으로 공급된다.
또한, 현상 분위기 가스 가열부(56)는, 예를 들면 히터 등의 가열 수단을 구비하고 있어, 이 현상 분위기 가스를 가열하여 소정의 온도로 조정할 수 있다. 제 1 실시예에서, 이 현상 분위기 가스는 현상 미스트 및 현상액의 증기(이하, 현상 증기라고 함)를 포함할 수 있는 온도로 제어된다. 후술하는 바와 같이, 온조 플레이트(3)의 온도를 제어하여 웨이퍼(W)에 대한 결로량을 제어하기 위하여, 예를 들면 현상 처리 시에 유량 제어부(57)에 의해 현상 분위기 가스 가열부(56)로 공급되는 현상액의 공급 유량, 상기 현상 증기 중의 현상액의 양(g/cm3) 및 현상 분위기 가스의 온도는 웨이퍼(W)의 처리마다 일정해지도록 제어된다. 또한, 처리 공간(S)으로의 현상 분위기 가스의 공급 시간도 웨이퍼(W)마다 일정해지도록 제어되고, 배기구(45) 및 흡인구(36, 37)로부터의 배기량도, 예를 들면 웨이퍼(W)의 처리마다 일정해지도록 제어된다. 이에 따라, 각 웨이퍼(W)에 일정한 양의 현상 미스트가 부착되도록 제어되어 있다. 현상 분위기 가스 공급관(55) 및 현상 분위기 가스 가열부(56)는 분위기 가스 공급부를 구성한다.
현상 분위기 가스 가열부(56)에는 불활성 가스 공급관(61)의 일단이 접속되어 있다. 불활성 가스 공급관(61)의 타단은 유량 제어부(63)를 개재하여 불활성 가스, 예를 들면 N2 가스가 저장된 N2 가스 공급원(64)에 접속되어 있다. N2 가스는 상기와 같이 현상 분위기 가스에 포함된 상태로 처리 공간(S)으로 공급될 수도 있고, 퍼지 가스로서 현상 분위기 가스 공급관(55)을 거쳐 단독으로 처리 공간(S)으로 공급될 수도 있다.
여기서, 제 1 실시예의 현상 장치(1)에 의한 처리의 개략을 설명한다. 도 4는 현상액의 증기압 곡선(R1)을 나타내고 있고, 그래프의 가로축은 현상 증기의 온도, 그래프의 세로축은 현상 증기 중에 포함된 현상액량(g/m3)을 나타내고 있다. 여기서는, 상기 현상 분위기 가스 가열부(56)에 의해 생성되어, 처리 공간(S)으로 공급된 현상 분위기 가스 중의 현상 증기가, 예를 들면 그래프 중에 나타내는 점(P) 상태인 것으로서 설명한다. 즉, 상기 현상 증기는 그 온도가 t0이며, Xg/cm3의 현상액을 포함한다.
도 5의 (a)는 현상 처리전의 웨이퍼(W)를 도시하고 있다. 현상 증기가 처리 공간(S)으로 공급되고 상기 웨이퍼(W)가 온조 플레이트(3)에 재치되면, 당해 온조 플레이트(3)의 온도에 따라 웨이퍼(W)의 온도가 내려간다. 이에 따라 그래프에서 점(P’)으로 나타낸 바와 같이 웨이퍼(W)의 주위의 현상 증기의 온도가 t0으로부터 이슬점(t1)으로 낮아진다. 이슬점(t1)은 현상 증기가 포화 증기가 되는 최고 온도이다. 즉, 당해 이슬점(t1)보다 높은 온도는 당해 현상 증기가 결로하지 않는 온도이며, 이슬점(t1) 이하의 온도는 당해 현상 증기가 결로하는 온도이다. 그리고, 이와 같이 현상 증기의 온도가 이슬점(t1)이 되면, 당해 현상 증기에 포함되어 있는 현상액이 웨이퍼(W) 표면에 결로하고, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이 매우 얇은 현상액막(50)이 형성된다. 현상 증기의 온도가 이슬점(t1)보다 더 저하되면, 현상액의 결로량이 증가하고, 도 5의 (c)에 H1로 도시한 현상액막(50)의 막두께가 커진다.
그리고, 예를 들면 그래프 중에 도시한 t2까지 현상 증기의 온도를 낮추면, 이슬점(t1)에서의 현상액의 포화량인 X와 온도(t2)에서의 현상액의 포화량인 Y와의 차분에 대응하는 양의 현상액이 웨이퍼(W) 표면에 결로한다. 마찬가지로, t3까지 현상 증기의 온도를 낮추면, 상기 X와 온도(t3)에서의 현상액의 포화량인 Z와의 차분에 대응하는 양의 현상액이 웨이퍼(W) 표면에 결로한다. 이와 같이, 웨이퍼(W) 표면에 결로하는 현상액량에 따라 현상액막(50)의 막두께(H1)가 변화한다. 따라서, 온조 플레이트(3)의 온도를 제어함으로써, 상기 결로량을 제어하고 현상액막(50)의 막두께(H1)의 크기를 제어할 수 있다.
기술한 바와 같이, 웨이퍼(W) 표면에는 일정한 양의 현상 미스트가 부착되기 때문에, 실제로는 웨이퍼(W)에 형성되는 현상액막의 막두께(H1)는 현상 증기에 포함된 현상액의 결로분과 현상 미스트의 부착분을 합친 것이 된다. 현상 장치(1)에서는 후술하는 제어부(100)의 메모리에 웨이퍼(W)의 온도와 현상액막(50)의 막두께(H1)와의 대응 관계가 기억되어 있다. 유저가 막두께(H1)를 결정하면, 그 대응 관계에 따라 온조 플레이트(3)의 온도가 제어되도록 온조부(35)가 동작한다.
현상액막(50)의 형성 후, 이 현상 장치(1)에서 현상액막(50)의 액 성분이 제거되어 웨이퍼(W) 표면이 건조된 상태가 되고, 레지스트와 현상액의 반응이 정지된다. 이와 같이, 웨이퍼(W)를 건조된 상태로 하기 위해서는 현상액막(50)의 막두께는 작을수록 바람직하다. 또한, 레지스트 패턴을 형성함에 있어서 현상 불량 또는 결함이 발생하지 않으면, 막두께(H1)는 작아도 된다. 유저는 이러한 경우를 고려하여 임의로 막두께(H1)를 결정한다. 도 5의 (c)의 막두께(H1)의 구체적인 값으로서는, 예를 들면 1 μm ~ 100 μm이다.
현상 장치(1)의 구성의 설명으로 돌아가서 제어부(100)에 대하여 설명한다. 제어부(100)는, 예를 들면 컴퓨터로 이루어지며, 도시하지 않은 프로그램 저장부를 가지고 있다. 이 프로그램 저장부에는 후술하는 작용에서 설명하는 현상 처리가 행해지도록 명령이 입력된, 예를 들면 소프트웨어로 이루어지는 프로그램이 저장되어 있다. 이 프로그램이 제어부(100)에 독출됨으로써, 제어부(100)는 현상 장치(1)의 각 부로 제어 신호를 송신한다. 이에 따라, 처리 용기(5) 및 승강 핀(42)의 승강, 온조부(35)에 의한 물의 온도 조절, 온조 플레이트(3)의 유로(31)로의 온조수의 공급, 처리 용기(5)의 히터(59)의 출력, 현상 분위기 가스의 처리 공간(S)으로의 공급 등이 제어된다. 이 프로그램은, 예를 들면 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 마그넷 옵티컬 디스크 또는 메모리 카드 등의 기억 매체에 수납된 상태로 프로그램 저장부에 저장된다.
또한, 제어부(100)의 메모리에는 도 6에 도시한 바와 같은 테이블(64)이 기억되어 있다. 도면 중 65는 버스이다. 이 테이블(64)은 처리 레시피의 번호마다 웨이퍼(W)가 재치되었을 때의 온조 플레이트(3)의 온도와 현상액막(50)의 막두께(H1)와의 대응 관계가 기억되어 있다. 온조 플레이트(3)의 온도는, 기술한 바와 같이, 당해 온조 플레이트(3)에 재치된 웨이퍼(W)의 온도와 동일하다. 제어부(100)는, 예를 들면 디스플레이로 이루어지는 표시부를 구비하고 있고, 당해 표시부에도 상기 대응 관계가 표시된다. 유저는 표시부에 표시되는 대응 관계에 기초하여, 예를 들면 도시하지 않은 입력부에서 처리 레시피의 번호를 선택함으로써, 상기 온조 플레이트(3)의 온도 및 현상액막(50)의 막두께(H1)를 결정한다.
이어서, 현상 장치(1)의 작용에 대하여 설명한다. 우선, 유저가 도시하지 않은 입력부에서 상기 처리 레시피의 번호를 선택하여 온조 플레이트(3)의 온도와 현상액막(50)의 막두께(H1)를 결정한다. 그 후, 유저가 선택한 처리 레시피에 따른 온도로 온조 플레이트(3)로 온조수가 공급되어, 당해 온도, 예를 들면 20℃로 온조 플레이트(3) 표면이 온도 조절된다. 또한, 배기구(45) 및 흡인구(36, 37)로부터 소정의 배기량으로 배기가 행해지고, 히터(59)에 의해 처리 용기(5)의 내벽의 온도가, 예를 들면 웨이퍼(W)로 공급되는 현상 분위기 가스의 온도와 동일한 온도로 온도 조절된다.
이어서, 반송 수단(21)이 전단(前段)의 가열 장치에서 가열 처리된 웨이퍼(W)를 보지(保持)한 상태로, 반송구(12)를 거쳐 하우징(11) 내로 진입하고(도 7의 (a)), 하강하여 웨이퍼(W)를 냉각 플레이트(15)로 전달한 후에 후퇴한다(도 7의 (b)). 냉각 플레이트(15)는 웨이퍼(W)를 냉각하면서 온조 플레이트(3) 상으로 전진한다. 이 냉각 플레이트(15)에 의해 냉각되는 웨이퍼(W)의 온도는 처리 용기(5)로 공급되는 현상 증기의 이슬점보다 높은 온도, 예를 들면 50℃가 되도록 제어된다.
냉각 플레이트(15)에 의해 웨이퍼(W)가 온조 플레이트(3) 상으로 반송되면, 승강 핀(42)이 상승하여 웨이퍼(W)를 보지한다(도 7의 (c)). 냉각 플레이트(15)가 반송구(12)측으로 후퇴하고(도 8의 (a)), 승강 핀(42)이 하강하여 웨이퍼(W)가 온조 플레이트(3)에 재치된다. 웨이퍼(W)의 중앙부, 주연부가 흡인구(36, 37)에 각각 흡인되어 웨이퍼(W)의 이면 전체가 온조 플레이트(3)의 표면에 밀착되고, 웨이퍼(W) 전체가 온조 플레이트(3)의 표면 온도와 동일한 온도가 되도록 온도 조절되고 또한 처리 용기(5)가 하강하여 처리 공간(S)이 형성된다(도 8의 (b)).
현상 분위기 가스 가열부(56)에 의해 현상 미스트 및 현상 증기를 포함하는 현상 분위기 가스가 생성되어 처리 공간(S)으로 공급된다. 현상 분위기 가스 중의 현상 미스트가 웨이퍼(W)에 부착되고, 현상 증기에 포함된 현상액이 웨이퍼(W) 표면에서 냉각되어 결로하고, 현상액막(50)이 형성되어 현상액막(50)의 막두께(H1)가 유저가 설정한 막두께가 되면(도 8의 (c)), 상기 현상 분위기 가스의 공급과 배기구(45)로부터의 배기가 정지되어 현상액막(50)과 레지스트의 반응이 진행된다(도 9의 (a)).
처리 공간(S)으로 상기 현상 분위기 가스의 공급을 개시하고 나서 미리 설정된 시간이 경과하면, 배기구(45)로부터의 배기가 재차 개시되고, 처리 공간(S)으로 N2 가스가 공급되어(도 9의 (b)), 처리 공간(S)의 현상 분위기 가스가 퍼지되어 제거되고, 웨이퍼(W)의 표면이 N2 가스에 의해 건조된 상태가 된다(도 9의 (c)). 웨이퍼(W)의 건조 후, N2 가스의 공급이 정지되고, 승강 핀(42)이 웨이퍼(W)를 온조 플레이트(3)로부터 부유시키고, 처리 용기(5)가 상승하여 처리 공간(S)이 외부 분위기에 개방된다(도 10의 (a)).
그 후, 냉각 플레이트(15)가 온조 플레이트(3) 상으로 이동하고, 당해 웨이퍼(W)가 냉각 플레이트(15)에 재치되어 냉각 플레이트(15)는 반송구(12)로 이동한다(도 10의 (b)). 그리고, 냉각 플레이트(15)로 전달될 때와는 반대 동작으로 반송 수단(21)이 웨이퍼(W)를 수취하고, 현상 장치(1)로부터 웨이퍼(W)를 반출한다. 그 후, 웨이퍼(W)는 도시하지 않은 세정 장치로 반송되어 그 표면으로 세정액이 공급된다. 그리고, 레지스트막에서 현상액과 반응하여 개질된 부분이 씻겨 나가고 레지스트 패턴이 형성된다.
이 제 1 실시예의 현상 장치(1)에 따르면, 현상 분위기 가스에 포함된 현상 미스트를 웨이퍼(W)에 부착시키고, 웨이퍼(W)를 온조 플레이트(3)에 의해 냉각시켜, 현상 분위기 가스에 포함된 현상 증기를 웨이퍼(W) 표면에 결로시켜 현상액막(50)을 형성하고 있다. 따라서, 노즐에 의해 웨이퍼(W) 표면으로 현상액을 공급하는 경우에 비해 신속하게 웨이퍼(W) 표면 전체에 현상액막을 형성할 수 있기 때문에, 스루풋의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 현상 장치(1)에서는 상기 현상액막을 형성함에 있어서 대량의 현상액을 웨이퍼(W)로 공급할 필요가 없기 때문에, 현상액의 사용량을 감소시켜 처리의 저비용화를 도모할 수 있다. 또한, 이 현상 장치(1)에 따르면, 웨이퍼(W)의 면내의 각 부분에서 현상액막(50)이 형성되는 시간을 일치시킬 수 있으므로, 웨이퍼(W)의 각 부분이 현상액막(50)에 접촉하는 시간을 일치시킬 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 면내 각 부분에서의 패턴의 균일성을 향상시킬 수 있다.
현상 장치(1)에서는 웨이퍼(W)가 온조 플레이트(3)에 재치될 때, 웨이퍼(W)의 중앙부와 주연부를 흡인구(36, 37)에 의해 흡인하고 있으므로, 웨이퍼(W)에 휘어짐이 있는 경우에도 웨이퍼(W) 전체를 온조 플레이트(3)에 밀착시킬 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 면내의 각 부분을 균일성 높게 온도 조절하여, 보다 확실히 균일성이 높은 레지스트 패턴을 형성할 수 있다.
(제 2 실시예)
이어서 제 2 실시예의 현상 장치(7)를 도 11에 도시한다. 이 현상 장치(7)의 현상 장치(1)와의 차이점으로서, 현상 장치(7)에서는 냉각 플레이트(15)가 설치되어 있지 않다. 이 현상 장치(7)의 처리 순서에 대해서는 냉각 플레이트(15)에 의한 반송이 행해지지 않는 것을 제외하고 현상 장치(1)와 동일하다. 도 12를 이용하여 이 처리 순서를 간단하게 설명하면, 먼저 반송 수단(21)으로부터 승강 핀(42)에 직접 웨이퍼(W)가 전달되고(도 12의 (a)), 그 후는 제 1 실시예와 마찬가지로 승강 핀(42)이 하강하고, 처리 용기(5)가 하강하여 처리 공간(S)이 형성되고 온조 플레이트(3)에 웨이퍼(W)가 재치된다.
이어서, 현상 분위기 가스가 공급되어 현상액막(50)이 형성된다(도 12의 (b)). 온조 플레이트(3)에 웨이퍼(W)가 재치되고 나서 미리 설정된 시간이 경과했을 때 N2 가스가 공급되고 웨이퍼(W) 표면이 건조된 상태가 된다. 그리고, 처리 용기(5)가 상승하여 승강 핀(42)으로부터 반송 수단(21)으로 웨이퍼(W)가 전달된다.
상기의 각 실시예에서, 현상 미스트의 최대 입자 직경은, 예를 들면 50 μm이하이며, 평균 입자 직경은, 예를 들면 10 μm 이하이다. 이와 같이, 입자 직경을 제어하여 현상 미스트를, 이른바 드라이 포그로 함으로써, 현상 처리를 행할 때 웨이퍼(W) 이외의 개소가 현상액에 젖는 것을 억제할 수 있다. 이에 따라, 현상 결함 또는 파티클의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 상기의 현상 분위기 가스의 형성 방법으로서는 현상액을 가열하는 것에 한정되지 않고 현상액에 초음파를 인가해도 좋다.
그런데, 현상 분위기 가스 가열부(56)에서 현상 분위기 가스를 현상액의 포화 온도보다 높은 온도, 예를 들면 50℃로 가열하여 현상 미스트를 증발시키고, 당해 미스트를 포함하지 않고 기체만으로 이루어지는 현상 분위기 가스를 처리 공간(S)으로 공급해도 좋다. 이 경우에는, 현상 분위기 가스에 포함된 현상 증기의 결로분만으로 현상액막(50)이 형성된다. 그리고, 예를 들면 유저는 제 1 실시예와 마찬가지로 이 결로량을 제어하여, 원하는 막두께(H1)의 현상액막(50)을 형성할 수 있도록 되어 있다. 이하에 이러한 현상 분위기 가스를 공급하는 경우의 처리 순서에 대하여, 상기의 제 1 실시예와의 차이점을 중심으로 설명한다.
웨이퍼(W)가 온조 플레이트(3)에 재치되어 현상 분위기 가스에 포함된 현상 증기의 이슬점 이하의 온도로 온도 조절되고, 처리 공간(S)이 형성된다(도 13의 (a)). 처리 공간(S)으로 현상 분위기 가스가 공급되어 상기 현상 증기가 웨이퍼(W) 표면에 결로하고(도 13의 (b)), 유저가 선택한 처리 레시피에 따른 막두께의 현상액막(50)이 형성되면, 현상 증기의 공급 및 배기구(45)로부터의 배기가 정지된다. 그 후, 기술한 제 1 실시예와 마찬가지로 N2 가스가 공급되어 처리 공간(S)의 현상 분위기 가스가 제거되고 또한 웨이퍼(W)가 건조된다.
이와 같이, 현상 미스트를 포함하지 않는 현상 분위기 가스를 웨이퍼(W)로 공급하는 경우에도 기술한 각 실시예와 동일한 효과가 얻어진다. 상기 현상 분위기 가스를 공급할 경우, 처리 공간(S) 형성 시에는 승강 핀(42)이 웨이퍼(W)를 부유 상태로 보지하고, 처리 공간(S)으로 현상 분위기 가스를 공급한 후에 웨이퍼(W)를 온조 플레이트(3)에 재치하여 웨이퍼(W)를 냉각하고 현상액막(50)을 형성해도 좋다. 또한, 이러한 현상 분위기 가스에 의한 처리를 행할 경우, 예를 들면 승강 핀(42)을 개재하여 웨이퍼(W)를 온조 플레이트(3)로부터 부유되도록 하여 처리 공간(S)에 잔류하고 있는 현상 증기의 열에 의해 웨이퍼(W)를 건조하고, 현상 처리를 정지시켜도 좋다.
상기의 각 예에서 웨이퍼(W)를 건조시킴에 있어서는, 예를 들면 상기의 처리 공정에서 웨이퍼(W)에 현상액막(50)을 형성한 후, 웨이퍼(W)를 온조 플레이트(3)에 재치하고 나서 미리 설정한 시간이 경과했을 때, 당해 웨이퍼(W)가 온조 플레이트(3) 상에 있는 상태로 처리 용기(5)를 상승시켜 처리 공간(S)을 외부 분위기에 개방해도 좋다. 처리 공간(S)이 개방됨으로써 처리 용기(5)의 외부의 공기가 웨이퍼(W)의 주위로 흘러 웨이퍼(W)의 주위의 현상 증기의 분압이 저하되기 때문에, 현상액막(50)의 증기압이 저하된다. 그 결과, 현상액막(50)의 액 성분이 증발하여 웨이퍼(W) 표면이 건조된 상태가 된다. 또한, 이러한 웨이퍼(W)가 건조된 상태란 현상액을 구성하는 액 성분이 제거된 상태이며, 현상액을 구성하는 다른 성분은 웨이퍼(W)에 부착되어 있어도 좋다. 상기 액 성분을 제거하면 현상액과 레지스트의 반응이 정지되는 것이 후술하는 평가 시험으로 확인되고 있다.
각 실시예에서, 처리 용기(5)의 히터(59)를 설치함으로써, 처리 용기(5)에 현상액이 부착하여 파티클이 되는 것을 보다 확실히 방지하고 있지만, 이러한 히터(59)를 설치하지 않아도 된다. 예를 들면, 현상 분위기 가스 가열부(56)에서 가열된 N2 가스를 단독으로 처리 공간(S)으로 공급하여, 처리 용기(5)의 내벽을 가열한다. 이에 따라, 상기 내벽을 현상 증기가 결로하는 온도보다 높은 온도로 제어하고, 그 후 상기의 현상 분위기 가스를 공급해도 좋다.
각 실시예에서 현상 증기 및 현상 미스트를 처리 공간(S)으로 공급함에 있어서 노즐(53)을 이용하고 있지만, 이와 같이 노즐을 이용하는 것에 한정되지는 않는다. 예를 들면, 도 14에 도시한 바와 같이, 개구부(54)에 다수의 홀(82)이 형성된 플레이트(83)를 설치하고, 이 홀(82)을 거쳐 현상 분위기 가스가 처리 공간(S)으로 공급되도록 해도 좋다.
(평가 시험)
평가 시험 1
레지스트가 도포되고 소정의 패턴을 따라 노광된 웨이퍼(W1) ~ 웨이퍼(W3)로 각각 노즐에 의해 현상액을 공급했다. 웨이퍼(W1)에 대해서는 현상액 공급 후의 레지스트의 단면을 촬상했다. 웨이퍼(W2)에 대해서는 현상액 공급 후에 세정액을 2 초 공급한 후, 레지스트의 단면을 촬상했다. 웨이퍼(W3)에 대해서는 현상액 공급 후에 세정액을 13 초 공급한 후, 레지스트의 단면을 촬상했다. 또한, 각 웨이퍼(W1 ~ W3)에 도포하는 레지스트의 종류를 변경하여 동일한 실험을 행했다.
도 15는 이 평가 시험 1의 결과를 나타내고 있다. 도 15의 (a) ~ (c)가 서로 동일한 레지스트를 이용한 웨이퍼(W1 ~ W3)의 촬상 결과이며, 도 15의 (d) ~ (f)가 서로 동일한 레지스트를 이용한 웨이퍼(W1 ~ W3)의 촬상 결과이다. 어느 레지스트를 이용한 경우에도, 세정액이 공급되지 않은 웨이퍼(W1)에 대해서는 패턴의 해상(解像)이 진행되지 않았다. 그에 반해, 세정액이 공급된 웨이퍼(W2, W3)에 대해서는 패턴이 해상되어 있었다.
이 실험의 결과로부터 노광된 레지스트는 현상액이 공급된 단계가 아닌 세정액이 공급된 단계에서 용출(溶出)을 개시한다는 것을 알 수 있다. 즉, 현상액에 의해 용해된 잔사를 제거하는 것이 아니라는 것을 알 수 있다. 따라서, 현상 처리를 행함에 있어서, 레지스트로 공급하는 현상액은 소량이어도 되는 것으로 생각된다. 이 실험에 의해, 본 발명자는 상기의 각 실시예와 같이 웨이퍼(W) 표면에서 현상 증기 중의 현상액을 결로시키거나 웨이퍼(W) 표면으로 현상 미스트를 공급함으로써 현상액의 박막을 형성하는 것에 상도했다.
평가 시험 2
평가 시험 1과 마찬가지로, 노광된 웨이퍼(W1, W2)를 준비했다. 웨이퍼(W1)에 대해서는 스핀 척에 재치하고, 그 스핀 척에 의해 수직축을 중심으로 회전시키면서 노즐로부터 현상액을 공급했다. 현상액을 공급하면서 당해 현상액의 공급 위치를 웨이퍼(W1)의 주연부로부터 중심부를 향하여 직경 방향으로 이동시키고, 그 후에는 중심부를 향하여 소정의 시간동안 현상액의 공급을 계속했다. 현상액 공급 후, 웨이퍼(W1)로 세정액을 공급하여 현상액을 제거하고 레지스트의 단면을 촬상했다.
또한, 웨이퍼(W2)에 대해서는 용기 본체와 윗덮개로 이루어지는 처리 용기 내로 반송했다. 윗덮개를 닫아 처리 용기 내에 기밀한 처리 공간을 형성한 후, 당해 처리 공간을 배기하면서 제 1 실시예와 마찬가지로 현상 미스트를 처리 공간으로 공급하여 처리 분위기를 형성했다. 현상 미스트 공급 후, 웨이퍼(W2)로 세정액을 공급하여 현상액을 제거하고 레지스트의 단면을 촬상했다.
도 16의 (a), (b)는 웨이퍼(W1)의 촬상 결과를, 도 16의 (c), (d)는 웨이퍼(W2)의 촬상 결과를 각각 도시하고 있다. 이와 같이, 웨이퍼(W1와 W2)에서 형성된 패턴의 형상에 거의 차이가 없었다. 이 실험으로부터 미스트 형태의 현상액을 이용해도 노즐로부터 현상액을 공급하는 경우와 마찬가지로 현상을 행할 수 있는 것이 나타났다.
평가 시험 3
평가 시험 1, 2와 마찬가지로, 노광된 웨이퍼(W)를 복수 매 준비했다. 용기 본체와 윗덮개로 이루어지는 처리 용기로 차례로 웨이퍼(W)를 반송하고, 윗덮개를 닫아 기밀한 처리 공간을 형성한 후, 처리 공간을 배기하면서 당해 처리 공간으로 상기 현상 미스트를 공급하여 처리 분위기를 형성했다. 현상 미스트의 공급 시간은 45 초, 60 초, 90 초로 각각 웨이퍼(W)마다 변경했다. 현상 미스트 공급 후에는 윗덮개를 열어 처리 공간을 외부 분위기에 개방한 후, 웨이퍼(W)를 취출하여 당해 웨이퍼(W)에 세정 처리를 행했다. 그리고, 각 웨이퍼(W) 면내의 각 부분에서의 레지스트 패턴의 CD의 평균을 산출하고 또한 CD에 대하여 불균일의 지표인 3 σ를 산출했다. 현상 미스트의 공급 시간이 45 초, 60 초, 90 초인 실험을 각각 평가 시험 3-1, 3-2, 3-3으로 한다.
평가 시험 4
평가 시험 2와 마찬가지로, 노즐로부터 현상액을 공급하여 세정 처리를 행한 웨이퍼(W)에 대해서도, 평가 시험 3과 마찬가지로 CD의 평균 및 3 σ를 산출했다. 노즐로부터의 현상액의 공급 시간은 웨이퍼(W)마다 변경했다. 이 공급 시간이 짧은 순으로 각각 평가 시험 4-1, 4-2, 4-3으로 한다.
평가 시험 5
웨이퍼(W)의 직경 방향으로 연장되는 토출구를 구비한 노즐을 웨이퍼(W)의 일단측으로부터 타단측으로 현상액을 토출하면서 이동시켜 웨이퍼(W)에 액을 축적한 후, 세정 처리를 행했다. 현상액의 공급 시간은 웨이퍼(W)마다 변경하여, 이 공급 시간이 30 초, 60 초인 것을 각각 평가 시험 5-1, 5-2로 한다.
도 17은 평가 시험 3 ~ 5의 결과를 나타내고 있다. 도면 중의 막대 그래프가 각 평가 시험의 CD 평균을, 도면 중의 점이 각 평가 시험의 3 σ를 각각 나타내고 있다. 이 결과로부터, 현상 미스트로 하여 현상액을 공급하는 경우에도 노즐에 의해 현상액을 공급하는 경우와 마찬가지로 현상액의 공급 시간이 길어지면 CD 평균이 작아지는 것을 알 수 있다. 또한, 3 σ에 대해서는 현상 미스트로 하여 현상액을 공급하는 경우와, 노즐에 의해 현상액을 공급하는 경우의 사이에 큰 차이는 없다. 이들 평가 시험의 결과로부터 현상 미스트에 의한 현상은 노즐에 의해 현상액을 공급하는 현상에 비해 패턴 형상에 큰 영향을 미치지 않는다는 것이 나타났다.
평가 시험 6
평가 시험 3과 마찬가지로, 노광된 웨이퍼(W)가 반입된 처리 공간을 배기하면서 당해 처리 공간으로 현상 미스트를 공급했다. 현상 미스트의 공급 시간은 30 초로 했다. 현상 미스트의 공급 정지 후, 처리 공간을 외부 분위기에 개방하여 웨이퍼(W) 표면을 건조시키고, 그 후에 웨이퍼(W)의 세정 처리를 행했다. 그리고, 평가 시험 3과 마찬가지로 레지스트 패턴의 CD의 평균과 CD의 3 σ를 산출했다. 현상 미스트의 공급 정지로부터 처리 공간의 개방까지의 시간은 웨이퍼(W)마다 설정하여 각각 30 초, 180 초로 했다. 이 개방까지의 시간이 30 초인 것을 평가 시험 6-1로 하고, 180 초인 것을 6-2로 한다.
또한, 현상 미스트의 공급 시간을 60 초로 하여 평가 시험 6-1, 6-2와 동일한 실험을 행했다. 현상 미스트의 공급 정지로부터 상기 처리 공간의 개방까지의 시간은 웨이퍼(W)마다 변경하며, 각각 0 초, 30 초, 180 초로 했다. 이 개방까지의 시간이 0 초, 30 초, 180 초인 것을 각각 6-3, 6-4, 6-5로 한다.
도 18은 평가 시험 6의 결과를 나타내고 있다. 도면 중의 막대 그래프가 CD의 평균을, 도면 중의 점이 CD의 3 σ를 각각 나타내고 있다. 평가 시험 6-5에서는 평가 시험 6-1 ~ 6-4에 비해 3 σ가 약간 커져 있다. 즉, 평가 시험 6-5에서는 패턴의 CD의 불균일이 약간 커져 있다. 또한, 처리 공간을 개방할 때까지의 시간이 길어짐에 따라 CD의 평균이 작아지고 있다. 이는 현상 미스트의 공급을 정지해도 처리 공간에 남은 현상 미스트에 의해 웨이퍼(W) 표면이 건조되지 않고, 현상이 진행되었기 때문이라고 생각된다. 이 평가 시험 6의 결과로부터 패턴 형상은 웨이퍼(W) 표면이 건조할 때까지의 시간에 따라 영향을 받는다는 것을 알 수 있다.
평가 시험 7
평가 시험 3과 마찬가지로, 노광된 웨이퍼(W)가 반입된 처리 공간을 배기하면서 당해 처리 공간으로 현상 미스트를 공급했다. 현상 미스트의 공급 시간은 60 초로 했다. 현상 미스트의 공급 정지 후, 처리 공간을 개방하여 웨이퍼(W) 표면을 건조시키고, 그 후에 웨이퍼(W)의 세정 처리를 행했다. 처리 공간을 개방하고 나서 세정 처리를 행할 때까지의 시간은 웨이퍼(W)마다 설정하며, 각각 10 초, 45 초, 90 초, 180 초, 600 초로 했다. 세정 처리 후에는 평가 시험 3과 마찬가지로 레지스트 패턴의 CD의 평균과 CD의 3 σ를 산출했다. 세정 처리를 행할 때까지의 시간이 10 초, 45 초, 90 초, 180 초, 600 초인 것을 각각 평가 시험 7-1, 7-2, 7-3, 7-4, 7-5로 한다.
도 19는 평가 시험 7의 결과를 나타내고 있다. 도면 중의 막대 그래프가 CD의 평균을, 도면 중의 점이 CD의 3 σ를 각각 나타내고 있다. 각 평가 시험 간에 CD의 평균 및 3 σ는 크게 변동하지 않았다. 따라서, 웨이퍼(W)의 건조를 행하고 나서 세정 처리를 행할 때까지의 시간은 패턴의 형상에 크게 영향을 미치지 않는다는 것을 알 수 있다. 따라서, 상기와 같이 웨이퍼(W) 표면을 건조시킨 후, 세정 장치까지 웨이퍼(W)를 반송하여 세정 처리를 행하는 것이 가능하다고 하는 것이 확인되었다.
W : 웨이퍼
S : 처리 공간
1 : 현상 장치
11 : 하우징
12 : 반송구
15 : 냉각 플레이트
21 : 반송 수단
3 : 온조 플레이트
35 : 온조부
36, 37 : 흡인구
42 : 승강 핀
43 : 승강 기구
45 : 배기구
5 : 처리 용기
56 : 현상 분위기 가스 가열부
81 : 현상 미스트 공급부
100 : 제어부

Claims (13)

  1. 노광된 기판을 현상하는 현상 장치에 있어서,
    처리 분위기를 형성하는 기밀한 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에 설치되고 기판을 재치(載置, mount)하기 위한 온조 플레이트와,
    상기 처리 용기 내의 기판의 표면으로 현상액의 미스트 및 증기를 포함하는 분위기 가스를 공급하는 분위기 가스 공급부와,
    상기 온조 플레이트를, 상기 분위기 가스가 기판 상에 결로하는 온도로 조정하기 위한 제 1 온도 조정부와,
    상기 기판의 표면의 현상액의 액막이 기판의 처리 레시피에 따른 두께가 되도록 상기 제 1 온도 조정부를 통하여 상기 온조 플레이트의 온도를 설정하는 온도 설정부를 구비하고,
    상기 처리 용기의 내벽은, 상기 분위기 가스가 상기 내벽에 결로하기 어려운 온도로 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리 용기의 내벽을, 상기 증기가 상기 내벽에 결로하기 어려운 온도로 유지하기 위한 제 2 온도 조정부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 현상 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온조 플레이트는, 상기 온조 플레이트의 표면에 기판을 흡착하기 위한 흡착 기구를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분위기 가스는, 현상액의 미스트 및 증기를 포함하는 대신에 현상액의 증기를 포함하는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분위기 가스 공급부는, 상기 분위기 가스를 가열하는 가열 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 분위기 가스는, 상기 가열 수단에 의해 가열 분위기에서의 현상액의 포화 온도보다 높은 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
  8. 노광된 기판을 현상하는 현상 방법에 있어서,
    처리 분위기를 형성하는 기밀한 처리 용기 내로 기판을 반입하는 공정과,
    처리 용기 내로 반입된 기판의 표면으로 현상액의 미스트 및 증기를 포함하는 분위기 가스를 공급하는 공정과,
    처리 용기 내에 설치되고 기판을 재치(載置, mount)하기 위한 온조 플레이트를, 상기 증기가 기판 상에 결로하는 온도 이하로 조정하는 공정과,
    상기 온조 플레이트 상에 기판을 재치하여 상기 증기를 결로시키고, 상기 미스트와 결로분에 의해 현상액의 액막을 형성하는 공정과,
    상기 기판의 표면의 현상액의 액막이 기판의 처리 레시피에 따른 두께가 되도록 상기 온조 플레이트의 온도를 설정하는 공정을 포함하고,
    상기 처리 용기의 내벽은, 상기 증기가 상기 내벽에 결로하기 어려운 온도로 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 현상 방법.
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 분위기 가스는, 현상액의 미스트 및 증기를 포함하는 대신에 현상액의 증기를 포함하는 것을 특징으로 하는 현상 방법.
  11. 제 8 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 분위기 가스를 가열 수단에 의해 가열하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 현상 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 분위기 가스는, 가열 분위기에서의 현상액의 포화 온도보다 높은 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는 현상 방법.
  13. 노광된 기판을 처리 용기 내에서 현상하는 현상 장치에 이용되는 프로그램을 저장하는 기억 매체에 있어서,
    상기 프로그램은, 청구항 8 또는 청구항 10에 기재된 현상 방법을 실행하도록 스텝군을 포함하는 것을 특징으로 하는 기억 매체.
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008041250A1 (de) * 2008-08-13 2010-02-25 Ers Electronic Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum thermischen Bearbeiten von Kunststoffscheiben, insbesondere Moldwafern
JP5067432B2 (ja) * 2010-02-15 2012-11-07 東京エレクトロン株式会社 塗布、現像装置、現像方法及び記憶媒体
JP5003773B2 (ja) * 2010-02-15 2012-08-15 東京エレクトロン株式会社 現像装置、現像方法及び記憶媒体
JP6223839B2 (ja) * 2013-03-15 2017-11-01 東京エレクトロン株式会社 基板液処理方法、基板液処理装置および記憶媒体
CN103472692A (zh) * 2013-08-09 2013-12-25 句容骏成电子有限公司 一种显影槽
JP6240440B2 (ja) * 2013-08-30 2017-11-29 東京応化工業株式会社 チャンバー装置及び加熱方法
JP6081904B2 (ja) * 2013-11-29 2017-02-15 東京エレクトロン株式会社 現像処理装置、現像処理方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
EP3198913A4 (en) 2014-09-24 2018-05-23 Princeton Identity, Inc. Control of wireless communication device capability in a mobile device with a biometric key
JP6341035B2 (ja) 2014-09-25 2018-06-13 東京エレクトロン株式会社 基板液処理方法、基板液処理装置、及び記憶媒体
US10668367B2 (en) 2015-06-15 2020-06-02 Activision Publishing, Inc. System and method for uniquely identifying physical trading cards and incorporating trading card game items in a video game
WO2017123702A1 (en) 2016-01-12 2017-07-20 Princeton Identity, Inc. Systems and methods biometric analysis
US10366296B2 (en) 2016-03-31 2019-07-30 Princeton Identity, Inc. Biometric enrollment systems and methods
WO2017172695A1 (en) 2016-03-31 2017-10-05 Princeton Identity, Inc. Systems and methods of biometric anaysis with adaptive trigger
WO2018187337A1 (en) 2017-04-04 2018-10-11 Princeton Identity, Inc. Z-dimension user feedback biometric system
CN107422609A (zh) * 2017-05-25 2017-12-01 昆山国显光电有限公司 一种光刻的显影辅助方法及设备
WO2019023032A1 (en) 2017-07-26 2019-01-31 Princeton Identity, Inc. METHODS AND SYSTEMS FOR BIOMETRIC SECURITY
JP6981092B2 (ja) * 2017-08-10 2021-12-15 東京エレクトロン株式会社 液処理装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005277268A (ja) 2004-03-26 2005-10-06 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置及び基板処理方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2549006B2 (ja) * 1990-08-15 1996-10-30 大日本スクリーン製造株式会社 基板の表面処理方法
TW450837B (en) * 1999-03-19 2001-08-21 United Microelectronics Corp Developer solution spraying device for use with a developer machine
KR100630511B1 (ko) * 1999-09-03 2006-09-29 동경 엘렉트론 주식회사 기판처리장치
JP2003197508A (ja) * 2001-12-27 2003-07-11 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd 現像装置及び現像方法
US6848625B2 (en) * 2002-03-19 2005-02-01 Tokyo Electron Limited Process liquid supply mechanism and process liquid supply method
JP4805769B2 (ja) * 2006-09-14 2011-11-02 東京エレクトロン株式会社 塗布処理方法
JP5056582B2 (ja) * 2008-05-22 2012-10-24 東京エレクトロン株式会社 塗布、現像装置、塗布、現像方法及び記憶媒体
JP5003773B2 (ja) * 2010-02-15 2012-08-15 東京エレクトロン株式会社 現像装置、現像方法及び記憶媒体
JP5067432B2 (ja) * 2010-02-15 2012-11-07 東京エレクトロン株式会社 塗布、現像装置、現像方法及び記憶媒体

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005277268A (ja) 2004-03-26 2005-10-06 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置及び基板処理方法

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Publication number Publication date
JP5003774B2 (ja) 2012-08-15
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