KR101487366B1 - 현상 처리 방법, 컴퓨터 기억 매체 및 현상 처리 장치 - Google Patents

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

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 기판의 현상 처리를 기판면 내에서 균일하게 행하여, 레지스트 패턴 치수의 기판면 내에서의 균일성을 향상시킨다.
(해결수단)
현상액 노즐(33)과 순수 노즐(40)로부터 웨이퍼(W)의 중심부에 현상액(D)과 순수(P)를 각각 공급하여, 현상액(D)과 순수(P)의 혼합액(C)을 웨이퍼(W) 전체면에 확산시킨다(도 4(a)). 순수 노즐(40)로부터 웨이퍼(W)의 중심부에 순수(P)를 공급하여(도 4(b)), 순수(P)를 웨이퍼(W) 전체면에 확산시킨다(도 4(c)). 현상액 노즐(33)로부터 웨이퍼(W)의 외주부에 현상액(D)을 공급한 후(도 4(d)), 현상액 노즐(33)을 웨이퍼(W)의 중심부로 이동시키면서, 웨이퍼(W)에 현상액(D)을 공급한다. 그리고, 웨이퍼(W) 전체면에 현상액(D)을 확산시켜, 웨이퍼(W)의 현상 처리를 행한다(도 4(e)).

Description

현상 처리 방법, 컴퓨터 기억 매체 및 현상 처리 장치{DEVELOPMENT PROCESSING METHOD, COMPUTER-READABLE STORAGE MEDIUM AND DEVELOPMENT PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 예를 들어 반도체 웨이퍼 등의 기판의 현상 처리 방법, 프로그램, 컴퓨터 기억 매체 및 현상 처리 장치에 관한 것이다.
예를 들어 반도체 디바이스의 제조 프로세스에서의 포토리소그래피 공정에서는, 예를 들어 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라 함) 상에 레지스트액을 도포하여 레지스트막을 형성하는 레지스트 도포 처리, 레지스트막을 미리 정해진 패턴으로 노광하는 노광 처리, 노광된 레지스트막을 현상하는 현상 처리 등이 순서대로 행해져, 웨이퍼 상에 미리 정해진 레지스트 패턴이 형성되었다.
상술한 현상 처리에서는, 예를 들어 웨이퍼를 스핀 척에 의해 회전시키고, 상기 웨이퍼의 중심부에 현상액 노즐로부터 현상액을 공급하여, 웨이퍼 상에 현상액의 액막을 형성함으로써, 웨이퍼의 현상 처리가 행해졌다.
또, 이 현상 처리에서, 예를 들어 웨이퍼 상에 현상액을 공급하기 전에 웨이퍼의 중심부에, 예를 들어 순수를 공급함으로써, 현상액을 확산시키기 쉬워지는, 소위 프리웨트가 행해졌다(특허문헌 1).
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 2007-318087호 공보
그러나, 순수로 프리웨트한 경우, 웨이퍼 상의 레지스트막에 대한 순수의 접촉각이 크기 때문에, 웨이퍼의 외주부에서 순수가 비산(飛散)되기 쉬워, 웨이퍼 전체면을 프리웨트하는 것은 어려웠다.
따라서, 발명자들은, 레지스트막에 대한 접촉각이 순수보다 작은 현상액으로 프리웨트하는 것을 시도했다. 그러나, 이러한 경우, 웨이퍼 전체면을 프리웨트할 수 있지만, 처음에 현상액이 공급되는 중심부에서는, 프리웨트하고 나서 현상 처리할 때까지 현상액이 건조되어, 즉, 중심 부분의 현상액 농도가 높아지기 때문에, 중심부 이외의 부분에 비하여 웨이퍼 상에 형성되는 레지스트 패턴의 선폭이 좁아지는 경우가 있었다.
본 발명은, 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 기판의 현상 처리를 기판면 내에서 균일하게 행하여, 레지스트 패턴 치수의 기판면 내에서의 균일성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 기판의 현상 처리 방법으로서, 기판의 중심부에 적어도 현상액을 공급하여 기판 전체면을 현상액으로 덮는 제1 공정과, 그 후, 기판의 중심부에 순수를 공급하여 상기 제1 공정에서 공급한 현상액을 기판 전체면으로부터 밀어내는 제2 공정과, 그 후, 기판을 회전시키면서 상기 기판에 현상액을 공급하여 기판을 현상 처리하는 제3 공정을 포함하고, 상기 제3 공정에서, 현상액 노즐로부터 기판의 외주부에 현상액을 공급한 후, 상기 현상액 노즐을 기판의 중심부로 이동시키면서 기판에 현상액을 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 우선, 기판의 중심부에 적어도 현상액을 공급하여 기판 전체면을 현상액으로 덮을 수 있다. 그 후, 기판의 중심부에 순수를 공급하고 기판상의 현상액을 밀어내어 기판 전체면을 순수로 덮을 수 있다. 그렇게 하면, 기판의 현상 처리를 행할 때까지, 종래와 같이 프리웨트용으로 공급한 현상액이 건조되지 않는다. 또한, 기판 전체면이 순수로 덮여 있기 때문에, 그 후 행해지는 현상 처리에서, 기판상에서 현상액을 원활하고 균일하게 확산시킬 수 있다. 따라서, 기판의 현상 처리를 기판면 내에서 균일하게 행할 수 있어, 기판상에 형성되는 레지스트 패턴 치수의 기판면 내에서의 균일성을 향상시킬 수 있다.
상기 제3 공정에서 기판의 중심부에 현상액을 공급하도록 해도 된다.
상기 제1 공정과 상기 제2 공정은 기판을 회전시키면서 행해지도록 해도 된다.
상기 제1 공정에서, 기판의 중심부에 현상액과 순수를 동시에 공급하도록 해도 된다. 또, 상기 제1 공정에서, 기판의 중심부에 현상액과 계면활성제를 포함하는 약액을 동시에 공급하도록 해도 된다. 상기 제1 공정에서, 기판의 중심부에 현상액만을 공급하도록 해도 된다.
다른 관점에 의한 본 발명에 의하면, 상기 현상 처리 방법을 현상 처리 장치에 의해 실행시키기 위해, 상기 현상 처리 장치를 제어하는 제어부의 컴퓨터 상에 서 동작하는 프로그램이 제공된다.
또 다른 관점에 의한 본 발명에 의하면, 상기 프로그램을 저장한 판독 가능한 컴퓨터 기억 매체가 제공된다.
또 다른 관점에 의한 본 발명은, 기판의 현상 처리를 행하는 현상 처리 장치로서, 기판에 현상액을 공급하는 현상액 노즐과; 기판에 순수를 공급하는 순수 노즐과; 기판을 유지하여 상기 기판을 회전시키는 회전 유지부와; 기판의 중심부에 적어도 현상액을 공급하여 기판 전체면을 현상액으로 덮는 제1 공정과, 그 후, 기판의 중심부에 순수를 공급하여 상기 제1 공정에서 공급한 현상액을 기판 전체면으로부터 밀어내는 제2 공정과, 그 후, 기판을 회전시키면서 상기 기판에 현상액을 공급하여 기판을 현상 처리하는 제3 공정을 실행하도록 상기 현상액 노즐, 상기 순수 노즐 및 상기 회전 유지부를 제어하는 제어부를 갖고, 상기 제어부는, 상기 제3 공정에서, 상기 현상액 노즐로부터 기판의 외주부에 현상액을 공급한 후, 상기 현상액 노즐을 기판의 중심부로 이동시키면서 기판에 현상액을 공급하도록 상기 현상액 노즐을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 제3 공정에서, 기판의 중심부에 현상액을 공급하도록 상기 현상액 노즐을 제어해도 된다.
상기 제어부는, 기판을 회전시키면서, 상기 제1 공정과 상기 제2 공정을 실행하도록 상기 회전 유지부를 제어해도 된다.
상기 제어부는, 상기 제1 공정에서, 기판의 중심부에 현상액과 순수를 동시에 공급하도록 상기 현상액 노즐 및 상기 순수 노즐을 제어해도 된다. 또, 기판에 계면활성제를 포함하는 약액을 공급하는 약액 노즐을 더 가지고, 상기 제어부는, 상기 제1 공정에서, 기판의 중심부에 현상액과 약액을 동시에 공급하도록 상기 현상액 노즐 및 상기 약액 노즐을 제어해도 된다. 상기 제어부는, 상기 제1 공정에서, 기판의 중심부에 현상액만을 공급하도록 상기 현상액 노즐을 제어해도 된다.
본 발명에 의하면, 기판의 현상 처리를 기판면 내에서 균일하게 행할 수 있어, 레지스트 패턴 치수의 기판면 내에서의 균일성을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태에 관해 설명한다. 도 1은, 본 실시형태에 따른 현상 처리 장치(1)의 구성의 개략을 나타내는 종단면도이며, 도 2는, 현상 처리 장치(1)의 구성의 개략을 나타내는 횡단면도이다.
현상 처리 장치(1)는 도 1에 나타낸 바와 같이 처리 용기(10)를 가지며, 그 처리 용기(10) 내의 중앙부에는 웨이퍼(W)를 유지하여 회전시키는 회전 유지 부재로서의 스핀 척(20)이 설치되어 있다. 스핀 척(20)은, 수평인 상면을 가지며, 상기 상면에는, 예를 들어 웨이퍼(W)를 흡인하는 흡인구(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 이 흡인구로부터의 흡인에 의해, 웨이퍼(W)를 스핀 척(20) 상에 흡착 유지할 수 있다.
스핀 척(20)은, 예를 들어 모터 등을 갖춘 척 구동 기구(21)를 가지며, 그 척 구동 기구(21)에 의해 미리 정해진 속도로 회전할 수 있다. 또, 척 구동 기구(21)에는, 실린더 등의 승강 구동원이 설치되어 있어, 스핀 척(20)은 상하 이동 가능하게 되어 있다.
스핀 척(20)의 주위에는, 웨이퍼(W)로부터 비산 또는 낙하하는 액체를 받아서 회수하는 컵(22)이 설치되어 있다. 컵(22)은, 상면에 스핀 척(20)이 승강할 수 있도록 웨이퍼(W)보다 큰 개구부가 형성되어 있다. 컵(22)의 하면에는, 회수한 액체를 배출하는 배출관(23)과, 컵(22) 내의 분위기를 배기하는 배기관(24)이 접속되어 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이 컵(22)의 X방향 부방향(도 2의 하방향)측에는, Y방향(도 2의 좌우방향)을 따라 연장하는 레일(30)이 형성되어 있다. 레일(30)은, 예를 들어 컵(22)의 Y방향 부방향(도 2의 좌방향)측의 외측으로부터 Y방향 정방향(도 2의 우방향)측의 외측까지 형성되어 있다. 레일(30)에는, 예를 들어 2개의 아암(31, 32)이 장착되어 있다.
제1 아암(31)에는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 현상액을 공급하는 현상액 노즐(33)이 지지되어 있다. 제1 아암(31)은, 도 2에 나타내는 노즐 구동부(34)에 의해 레일(30) 위를 이동할 수 있다. 이에 의해, 현상액 노즐(33)은, 컵(22)의 Y방향 정방향측의 외측에 설치된 대기(待機)부(35)로부터 컵(22) 내의 웨이퍼(W)의 중심부 상측까지 이동할 수 있고, 또한 상기 웨이퍼(W)의 표면 위를 웨이퍼(W)의 직경방향으로 이동할 수 있다. 또, 제1 아암(31)은 노즐 구동부(34)에 의해 승강할 수 있어, 현상액 노즐(33)의 높이를 조정할 수 있다.
현상액 노즐(33)에는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 현상액 공급원(36)과 연통하는 공급관(37)이 접속되어 있다. 현상액 공급원(36) 내에는 현상액이 저장되어 있다. 공급관(37)에는, 현상액의 흐름을 제어하는 밸브나 유량 조절부 등을 포함하는 공급 기기군(38)이 설치되어 있다.
제2 아암(32)에는, 순수를 공급하는 순수 노즐(40)이 지지되어 있다. 제2 아암(32)은, 도 2에 나타내는 노즐 구동부(41)에 의해 레일(30) 위를 이동할 수 있어, 순수 노즐(40)을, 컵(22)의 Y방향 부방향측의 외측에 설치된 대기(待機)부(42)로부터 컵(22) 내의 웨이퍼(W)의 중심부 상측까지 이동시킬 수 있다. 또, 노즐 구동부(41)에 의해 제2 아암(32)이 승강할 수 있어, 순수 노즐(40)의 높이를 조절할 수 있다.
순수 노즐(40)에는, 도 1에 나타낸 바와 같이 순수 공급원(43)과 연통하는 공급관(44)이 접속되어 있다. 순수 공급원(43) 내에는 순수가 저장되어 있다. 공급관(44)에는, 순수의 흐름을 제어하는 밸브나 유량 조절부 등을 포함하는 공급 기기군(45)이 설치되어 있다. 이상의 구성에서는, 현상액을 공급하는 현상액 노즐(33)과 순수를 공급하는 순수 노즐(40)이 각각의 아암에 지지되어 있지만, 동일한 아암에 지지되며, 그 아암의 이동 제어에 의해 현상액 노즐(33)과 순수 노즐(40)의 이동과 공급 타이밍을 제어해도 된다.
상술한 스핀 척(20)의 회전 동작과 상하 동작, 노즐 구동부(34)에 의한 현상액 노즐(33)의 이동 동작, 공급 기기군(38)에 의한 현상액 노즐(33)의 현상액의 공급 동작, 노즐 구동부(41)에 의한 순수 노즐(40)의 이동 동작, 공급 기기군(45)에 의한 순수 노즐(40)의 순수의 공급 동작 등의 구동계의 동작은, 제어부(50)에 의해 제어되고 있다. 제어부(50)는, 예를 들어 CPU나 메모리 등을 갖춘 컴퓨터로 구성되 며, 예를 들어 메모리에 기억된 프로그램을 실행함으로써, 현상 처리 장치(1)에서의 현상 처리를 실현할 수 있다. 현상 처리 장치(1)에서의 현상 처리를 실현하기 위한 각종 프로그램은, 예를 들어 컴퓨터 판독 가능한 하드디스크(HD), 플렉서블 디스크(FD), 컴팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등의 기억 매체(H)에 기억되어 있는 것으로서, 그 기억 매체(H)로부터 제어부(50)에 인스톨된 것이 사용되고 있다.
다음으로, 이상과 같이 구성된 현상 처리 장치(1)로 행해지는 현상 처리 프로세스에 관해 설명한다. 도 3은, 현상 처리 장치(1)에서의 현상 처리 프로세스의 주요 공정을 나타내는 플로우차트이다. 도 4는, 현상 처리 프로세스의 각 공정에서의 웨이퍼(W) 상의 액막의 상태를 모식적으로 나타내고 있다. 도 4에서, 웨이퍼(W) 상에 미리 형성된 레지스트막은 도시하지 않는다.
현상 처리 장치(1)에 반입된 웨이퍼(W)는, 우선, 스핀 척(20)에 흡착 유지된다. 이어서, 제1 아암(31)에 의해 대기부(35)의 현상액 노즐(33)이 웨이퍼(W)의 중심부 상측까지 이동한다. 동시에, 제2 아암(32)에 의해 대기부(42)의 순수 노즐(40)이 웨이퍼(W)의 중심부 상측까지 이동한다.
다음으로, 척 구동 기구(21)를 제어하여 스핀 척(20)에 의해 웨이퍼(W)를, 예를 들어 1000 rpm∼1500 rpm으로 회전시킨다. 이 웨이퍼(W)의 회전과 동시에, 도 4(a)에 나타낸 바와 같이 현상액 노즐(33)로부터의 현상액(D)과 순수 노즐(40)로부터의 순수(P)가 각각 웨이퍼(W)의 중심부에 공급된다. 그리고, 현상액(D)과 순수(P)가 웨이퍼(W) 상에 공급되면, 현상액(D)과 순수(P)가 혼합되기 전에 일부의 순수(P)가 웨이퍼(W) 상에 동심원형으로 확산된다. 레지스트막에 대한 접촉각이 순수(P)는 크기 때문에, 웨이퍼(W) 상에 공급된 순수(P)의 일부는 곧바로 확산되기 때문이다. 이어서, 도 5에 나타낸 바와 같이 현상액(D)과 순수(P)가 웨이퍼(W) 상에서 혼합되어 혼합액(C)을 형성한다. 그 후, 순수(P)와 혼합액(C)은 웨이퍼(W) 상에 확산된다. 이 때, 혼합액(C)은, 순수(P)보다 접촉각이 작기 때문에, 순수(P)보다 항상 확산방향(도면 중의 화살표)의 후방에서 웨이퍼(W) 상에 확산된다. 즉, 혼합액(C)이 순수(P)를 넘어 웨이퍼(W) 상에 확산되지 않는다. 이렇게 하여, 도 4(a)에 나타낸 바와 같이 웨이퍼(W)의 전체면에 혼합액(C)이 확산된다(도 3의 공정 S1).
혼합액(C)이 웨이퍼(W) 전체면에 확산되면, 제1 아암(31)에 의해 현상액 노즐(33)이 웨이퍼(W)의 중심부 상측으로부터 대기부(35)로 이동한다. 이 때, 순수 노즐(40)은 웨이퍼(W)의 중심부 상측에 남아 있다.
그 후, 도 4(b)에 나타낸 바와 같이 순수 노즐(40)로부터 순수(P)가 웨이퍼(W)의 중심부에 공급된다. 이 때의 웨이퍼(W)의 회전수는 공정 S1과 동일하며, 예를 들어 1000 rpm∼1500 rpm이다. 또, 순수(P)는, 예를 들어 1 리터/분의 유량으로 1초∼2초간 공급된다. 그리고, 순수(P)는 혼합액(C)을 밀어내도록 웨이퍼(W) 상에 확산되어, 도 4(c)에 나타낸 바와 같이 웨이퍼(W)의 전체면이 순수(P)로 덮인다(도 3의 공정 S2). 이와 같이 현상액 성분이 웨이퍼 상에서 밀려나기 때문에, 웨이퍼(W)의 현상 처리가 일시적으로 정지된다.
순수(P)가 웨이퍼(W) 전체면에 확산되면, 제2 아암(32)에 의해 순수 노 즐(40)이 웨이퍼(W)의 중심부 상측으로부터 대기부(42)로 이동한다. 동시에, 제1 아암(31)에 의해 대기부(35)의 현상액 노즐(33)이 웨이퍼(W)의 외주부 상측까지 이동한다.
다음으로, 웨이퍼(W)의 회전수를, 예를 들어 300 rpm∼1000 rpm까지 감속시켜, 도 4(d)에 나타낸 바와 같이 현상액 노즐(33)로부터 현상액(D)이 웨이퍼(W)의 외주부에 공급된다. 그 후, 현상액 노즐(33)은, 웨이퍼(W)의 중심부로 이동하면서 웨이퍼(W) 상에 현상액(D)을 공급한다. 그렇게 하면, 도 6에 나타낸 바와 같이 현상액 노즐(33)로부터 공급된 띠형상의 현상액(D)은, 나선형으로 웨이퍼(W) 상에 공급되게 된다. 그리고, 현상액(D)은 순수(P)에 선도(先導)되어 웨이퍼(W)에 원활하고 균일하게 확산되어, 도 4(e)에 나타낸 바와 같이 웨이퍼(W)의 전체면이 현상액(D)으로 덮인다. 그 후, 웨이퍼(W)에 공급된 현상액(D)에 의해 웨이퍼(W)에 미리 정해진 시간의 현상 처리가 행해진다(도 3의 공정 S3).
웨이퍼(W)의 현상 처리가 종료하면, 제1 아암(31)에 의해 현상액 노즐(33)이 웨이퍼(W)의 중심부 상측으로부터 대기부(35)로 이동한다. 동시에, 제2 아암(32)에 의해 대기부(42)의 순수 노즐(40)이 웨이퍼(W)의 중심부 상측까지 이동한다. 그 후, 웨이퍼(W)를 회전시키며, 도 4(f)에 나타낸 바와 같이 순수 노즐(40)로부터 순수(P)가 웨이퍼(W)의 중심부에 공급되어, 웨이퍼(W)의 세정 처리가 행해진다(도 3의 공정 S4). 본 실시형태에서는, 웨이퍼(W)의 세정 처리를 행하는 린스액으로서 순수를 사용했지만, 다른 린스액을 사용해도 된다.
그 후, 순수 노즐(40)로부터의 순수(P)의 공급을 정지하고, 웨이퍼(W)를 가 속회전시켜, 웨이퍼(W) 상의 순수(P)를 건조시켜 제거한다. 이렇게 하여 일련의 웨이퍼(W)의 현상 처리가 종료한다.
이상의 실시형태에 의하면, 공정 S1에서, 웨이퍼(W)의 중심부에 현상액(D)과 순수(P)를 공급하여, 웨이퍼(W) 전체면을 현상액(D)과 순수(P)의 혼합액(C)으로 덮을 수 있다. 그 후 공정 S2에서, 웨이퍼(W)의 중심부에 순수(P)를 공급하여 웨이퍼(W) 상의 혼합액(C)을 밀어내고, 웨이퍼(W) 전체면을 순수(P)로 덮을 수 있다. 그렇게 하면, 공정 S3의 웨이퍼(W)의 현상 처리를 행할 때까지, 종래와 같이 프리웨트용으로 공급한 현상액이 건조되지 않는다. 또한, 웨이퍼(W) 전체면이 순수(P)로 덮여 있기 때문에, 현상 처리에서 웨이퍼(W) 상에서 현상액(D)을 원활하고 균일하게 확산시킬 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 현상 처리를 웨이퍼면 내에서 균일하게 행할 수 있어, 웨이퍼(W) 상에 형성되는 레지스트 패턴의 치수, 예를 들어 선폭의 웨이퍼면 내에서의 균일성을 향상시킬 수 있다.
또, 공정 S1에서, 혼합액(C)은, 순수(P)보다 항상 확산방향의 후방에서 웨이퍼(W) 상에 확산된다. 또, 순수(P)는 레지스트막에 대한 접촉각이 크기 때문에, 웨이퍼(W)의 중심부에 공급된 순수(P)는 웨이퍼(W)의 동심원형으로 확산된다. 그렇게 하면, 순수(P)와 혼합액(C)은 이 순서로 기판의 동심원형으로 원활하게 확산된다. 따라서, 웨이퍼면 내에서 혼합액(C)을 균일하게 도포할 수 있어, 웨이퍼면 내의 현상액 성분의 농도를 균일하게 할 수 있다.
또, 공정 S3에서, 웨이퍼(W)를 현상 처리할 때, 현상액 노즐(33)로부터 웨이퍼(W)의 외주부에 현상액(D)을 공급한 후, 현상액 노즐(33)을 웨이퍼(W)의 중심부 로 이동시키면서 웨이퍼(W)에 현상액(D)을 공급했다. 이것에 의해, 웨이퍼(W) 상에 띠형상의 현상액(D)을 나선형으로 공급할 수 있고, 현상액 노즐(33)의 이동 속도를 크게 함으로써, 현상 처리 시간의 단축화를 도모할 수 있다. 또한, 이 현상 처리 시간의 단축화에 의해, 현상액(D)의 공급량을 저감할 수도 있다.
이상의 실시형태에서는, 공정 S3에서, 현상액 노즐(33)로부터 웨이퍼(W)의 외주부에 현상액(D)을 공급한 후, 현상액 노즐(33)을 웨이퍼(W)의 중심부로 이동시키면서 웨이퍼(W)에 현상액(D)을 공급했지만, 현상액 노즐(33)을 웨이퍼(W)의 중심부로 직접 이동시켜, 상기 현상액 노즐(33)로부터 현상액(D)을 웨이퍼(W)의 중심부에 공급해도 된다. 그 밖의 공정 S1과 공정 S2에 관해서는, 상기 실시형태와 동일하기 때문에 설명을 생략한다. 이러한 경우에도, 현상 처리에서, 웨이퍼(W) 상에서 현상액(D)을 원활하고 균일하게 확산시킬 수 있어, 웨이퍼(W)의 현상 처리를 웨이퍼면 내에서 균일하게 행할 수 있다.
또, 이상의 실시형태에서는, 공정 S1에서, 웨이퍼(W)의 중심부에 현상액(D)과 순수(P)를 동시에 공급했지만, 웨이퍼(W)의 중심부에 현상액(D)만을 공급해도 된다. 그 밖의 공정 S2와 공정 S3에 관해서는, 상기 실시형태와 동일하기 때문에 설명을 생략한다. 이러한 경우에도, 현상 처리에서, 웨이퍼(W) 상에서 현상액(D)을 원활하고 균일하게 확산시킬 수 있어, 웨이퍼(W)의 현상 처리를 웨이퍼면 내에서 균일하게 행할 수 있다.
또한, 공정 S1에서, 웨이퍼(W)의 중심부에 현상액(D)과 계면활성제를 포함하는 약액을 동시에 공급하도록 해도 된다. 이러한 경우, 현상 처리 장치(1)에는, 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이 웨이퍼(W)에 약액을 공급하는 약액 노즐(60)이 설치된다. 약액 노즐(60)은, 레일(30)에 장착된 제3 아암(61)에 지지되어 있다. 제3 아암(61)은, 노즐 구동부(62)에 의해 레일(30) 위를 이동 가능하게 되어 있다. 이에 의해, 약액 노즐(60)은, 컵(22)의 Y방향 정방향측의 외측에 설치된 대기(待機)부(63)로부터, 컵(22) 내의 웨이퍼(W)의 중심부 상측을 통과하여, 컵(22)의 Y방향 부방향측의 외측에 설치된 대기부(64)까지 이동할 수 있다. 대기부(63)는 컵(22)의 Y방향 정방향측의 외측과 대기부(35) 사이에 설치되고, 대기부(64)는 컵(22)의 Y방향 부방향측의 외측과 대기부(42) 사이에 설치되어 있다. 또, 노즐 구동부(62)에 의해 제3 아암(61)은 승강할 수 있어, 약액 노즐(60)의 높이를 조절할 수 있다. 약액 노즐(60)에는, 약액 공급원(65)과 연통하는 공급관(66)이 접속되어 있다. 약액 공급원(65)내에는, 계면활성제를 포함하는 약액이 저장되어 있다. 공급관(66)에는, 약액의 흐름을 제어하는 밸브나 유량 조절부 등을 포함하는 공급 기기군(67)이 설치되어 있다. 이상의 구성에서는, 현상액 노즐(33), 순수 노즐(40), 약액 노즐(60)은 각각의 아암에 지지되어 있지만, 동일한 아암에 지지되며, 그 아암의 이동의 제어에 의해 현상액 노즐(33), 순수 노즐(40), 약액 노즐(60)의 각각의 이동과 공급 타이밍을 제어해도 된다.
그리고, 공정 S1에서, 제1 아암(31)에 의해 대기부(35)의 현상액 노즐(33)이 웨이퍼(W)의 중심부 상측까지 이동하며, 제3 아암(61)에 의해 대기부(64)의 약액 노즐(60)이 웨이퍼(W)의 중심부 상측까지 이동한다. 그 후, 현상액 노즐(33)로부터의 현상액(D)과 약액 노즐(60)로부터의 약액이 각각 웨이퍼(W)의 중심부에 공급된 다. 그 밖의 공정 S2와 공정 S3에 관해서는, 상기 실시형태와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
이러한 경우에도, 공정 S1에서, 웨이퍼(W) 전체면을 현상액(D)과 약액의 혼합액으로 덮을 수 있다. 그리고, 그 후 공정 S2에서 웨이퍼(W) 전체면을 순수(P)로 덮을 수 있기 때문에, 종래와 같이 프리웨트용으로 공급한 현상액이 건조되지 않고, 현상 처리에서 웨이퍼(W) 상에서 현상액(D)을 원활하고 균일하게 확산시킬 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 현상 처리를 웨이퍼면 내에서 균일하게 행할 수 있다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시형태에 관해 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자라면, 특허청구범위에 기재된 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 이를 수 있는 것은 분명하며, 이들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 양해된다. 본 발명은 이 예에 한정되지 않고 여러가지 양태를 채택할 수 있는 것이다. 본 발명은, 기판이 웨이퍼 이외의 FPD(플랫 패널 디스플레이), 포토마스크용의 마스크 레티클등의 다른 기판인 경우에도 적용할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 현상 처리 방법을 이용한 경우에 웨이퍼 상에 형성되는 레지스트 패턴의 선폭의 균일성에 관해, 종래의 현상 처리 방법을 이용한 경우와 비교하여 설명한다. 본 발명의 현상 처리 방법을 이용한 경우에는, 먼저 도 1 및 도 2에 나타낸 현상 처리 장치(1)를 사용하여, 도 3 및 도 4에 나타낸 방법으로 웨이퍼를 현상 처리했다. 또, 종래의 현상 처리 방법을 이용한 경우에는, 현상액과 순 수를 웨이퍼에 공급한 후, 웨이퍼에 현상액을 공급하여 현상 처리하고, 본 발명과 같이 현상 처리전에 웨이퍼에 순수를 공급하는 것은 행하지 않았다. 본 실시예에서는, 레지스트액으로서 현상 감도가 높은 KrF 레지스트를 사용했다.
이러한 조건하에서 현상 처리를 행하여, 웨이퍼 상의 레지스트 패턴의 선폭을 측정한 결과를 도 9에 나타낸다. 도 9(a)는 본 발명의 현상 처리 방법을 이용한 경우이고, 도 9(b)는 종래의 현상 처리 방법을 이용한 경우이다. 도 9의 횡축은, 웨이퍼의 중심 위치로부터의 거리를 나타내고 있다. 또, 도 9의 종축은, 레지스트 패턴의 선폭을 나타내고 있다.
도 9(b)에 나타낸 바와 같이, 종래의 현상 처리 방법을 이용한 경우, 레지스트 패턴의 선폭을 웨이퍼면 내에서 균일하게 할 수 없었다. 한편, 도 9(a)에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 현상 처리 방법을 이용한 경우, 레지스트 패턴의 선폭을 웨이퍼면 내에서 균일하게 할 수 있었다. 그리고, 종래의 현상 처리 방법을 이용한 경우의 3시그마가 5.29 nm이었던 데 비해, 본 발명의 현상 처리 방법을 이용한 경우의 3시그마는 2.25 nm이었다.
이상에서, 본 발명의 현상 처리 방법을 이용한 경우, 종래에 비하여, 웨이퍼의 현상 처리를 웨이퍼면 내에서 균일하게 행할 수 있어, 웨이퍼 상에 형성되는 레지스트 패턴의 선폭의 웨이퍼면 내에서의 균일성을 각별하게 향상시킬 수 있다는 것을 알았다.
본 발명은, 예를 들어 반도체 웨이퍼 등의 기판을 현상 처리할 때 유용하다.
도 1은 본 실시형태에 따른 현상 처리 장치의 구성의 개략을 도시하는 종단면도이다.
도 2는 본 실시형태에 따른 현상 처리 장치의 구성의 개략을 도시하는 횡단면도이다.
도 3은 현상 처리 프로세스의 주요 공정을 도시하는 플로우차트이다.
도 4는 현상 처리 프로세스의 각 공정에서의 웨이퍼 상의 액막의 상태를 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 5는 현상 처리 프로세스의 공정 S1에서의 웨이퍼 상의 액막의 상태를 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 6은 현상 처리 프로세스의 공정 S3에서의 웨이퍼 상의 액막의 상태를 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 7은 다른 실시형태에 따른 현상 처리 장치의 구성의 개략을 도시하는 종단면도이다.
도 8은 다른 실시형태에 따른 현상 처리 장치의 구성의 개략을 도시하는 횡단면도이다.
도 9는 실시예에서 현상 처리후에 웨이퍼 상에 형성되는 레지스트 패턴의 선폭의 측정 결과를 도시한 그래프이며, (a)는 본 발명의 현상 처리 방법을 이용한 경우이며, (b)는 종래의 현상 처리 방법을 이용한 경우이다.
(부호의 설명)
1 : 현상 처리 장치 20 : 스핀 척
33 : 현상액 노즐 40 : 순수 노즐
50 : 제어부 60 : 약액 노즐
C : 혼합액 D : 현상액
P : 순수 W : 웨이퍼

Claims (11)

  1. 기판의 현상 처리 방법으로서,
    기판의 중심부에 적어도 현상액을 공급하여, 기판 전체면을 현상액으로 덮는 제1 공정과,
    그 후, 기판의 중심부에 순수를 공급하여, 상기 제1 공정에서 공급한 현상액을 기판 전체면으로부터 밀어내는 제2 공정과,
    그 후, 기판을 회전시키면서 상기 기판에 현상액을 공급하여, 기판을 현상 처리하는 제3 공정
    을 포함하고,
    상기 제3 공정에서, 현상액 노즐로부터 기판의 외주부에 현상액을 공급한 후, 상기 현상액 노즐을 기판의 중심부로 이동시키면서 기판에 현상액을 공급하고,
    상기 제1 공정에서, 기판의 중심부에 현상액과 순수를 동시에 공급하는 것을 특징으로 하는 현상 처리 방법.
  2. 삭제
  3. 기판의 현상 처리 방법으로서,
    기판의 중심부에 적어도 현상액을 공급하여, 기판 전체면을 현상액으로 덮는 제1 공정과,
    그 후, 기판의 중심부에 순수를 공급하여, 상기 제1 공정에서 공급한 현상액을 기판 전체면으로부터 밀어내는 제2 공정과,
    그 후, 기판을 회전시키면서 상기 기판에 현상액을 공급하여, 기판을 현상 처리하는 제3 공정
    을 포함하고,
    상기 제1 공정에서, 기판의 중심부에 현상액과 계면활성제를 포함하는 약액을 동시에 공급하는 것을 특징으로 하는 현상 처리 방법.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1 공정과 상기 제2 공정은 기판을 회전시키면서 행해지는 것을 특징으로 하는 현상 처리 방법.
  5. 제1항 또는 제3항에 기재된 현상 처리 방법을 현상 처리 장치에 의해 실행시키기 위해, 상기 현상 처리 장치를 제어하는 제어부의 컴퓨터 상에서 동작하는 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독 가능한 컴퓨터 기억 매체.
  6. 기판의 현상 처리를 행하는 현상 처리 장치로서,
    기판에 현상액을 공급하는 현상액 노즐과,
    기판에 순수를 공급하는 순수 노즐과,
    기판을 유지하여 상기 기판을 회전시키는 회전 유지부와,
    기판의 중심부에 적어도 현상액을 공급하여 기판 전체면을 현상액으로 덮는 제1 공정과, 그 후, 기판의 중심부에 순수를 공급하여 상기 제1 공정에서 공급한 현상액을 기판 전체면으로부터 밀어내는 제2 공정과, 그 후, 기판을 회전시키면서 상기 기판에 현상액을 공급하여 기판을 현상 처리하는 제3 공정을 실행하도록 상기 현상액 노즐, 상기 순수 노즐 및 상기 회전 유지부를 제어하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 제3 공정에서, 상기 현상액 노즐로부터 기판의 외주부에 현상액을 공급한 후, 상기 현상액 노즐을 기판의 중심부로 이동시키면서 기판에 현상액을 공급하도록 상기 현상액 노즐을 제어하고,
    상기 제어부는, 상기 제1 공정에서, 기판의 중심부에 현상액과 순수를 동시에 공급하도록 상기 현상액 노즐 및 상기 순수 노즐을 제어하는 것을 특징으로 하는 현상 처리 장치.
  7. 삭제
  8. 기판의 현상 처리를 행하는 현상 처리 장치로서,
    기판에 현상액을 공급하는 현상액 노즐과,
    기판에 순수를 공급하는 순수 노즐과,
    기판에 계면활성제를 포함하는 약액을 공급하는 약액 노즐과,
    기판을 유지하여 상기 기판을 회전시키는 회전 유지부와,
    기판의 중심부에 적어도 현상액을 공급하여 기판 전체면을 현상액으로 덮는 제1 공정과, 그 후, 기판의 중심부에 순수를 공급하여 상기 제1 공정에서 공급한 현상액을 기판 전체면으로부터 밀어내는 제2 공정과, 그 후, 기판을 회전시키면서 상기 기판에 현상액을 공급하여 기판을 현상 처리하는 제3 공정을 실행하도록 상기 현상액 노즐, 상기 순수 노즐 및 상기 회전 유지부를 제어하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 제1 공정에서, 기판의 중심부에 현상액과 약액을 동시에 공급하도록 상기 현상액 노즐 및 상기 약액 노즐을 제어하는 것을 특징으로 하는 현상 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는, 기판을 회전시키면서, 상기 제1 공정과 상기 제2 공정을 실행하도록 상기 회전 유지부를 제어하는 것을 특징으로 하는 현상 처리 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
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