KR101760310B1

KR101760310B1 - 현상 처리 장치, 현상 처리 방법 및 컴퓨터 기억 매체

Info

Publication number: KR101760310B1
Application number: KR1020120068504A
Authority: KR
Inventors: 코우이치 혼타케; 히데하루 쿄우다
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2011-07-07
Filing date: 2012-06-26
Publication date: 2017-07-21
Also published as: JP2013021004A; JP5584176B2; KR20130006297A

Abstract

기판 상의 레지스트막을 고정밀도로 현상하여, 당해 레지스트막에 레지스트 패턴을 적절히 형성한다. 현상 처리 장치(30)는 웨이퍼(W)를 수용하여 처리하는 처리 용기(110)와, 웨이퍼(W)를 보지하여 회전시키는 스핀 척(140)과, 웨이퍼(W) 상으로 유기 용제를 함유하는 현상액을 공급하는 현상액 노즐(160)과, 웨이퍼(W) 상으로 린스액을 공급하는 린스액 노즐(164)과, 처리 용기(110) 내로 초산 부틸 가스를 공급하는 처리 가스 공급부(122)와, 처리 용기(110) 내로 질소 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급부(126)와, 처리 용기(110) 내의 초산 부틸 가스의 농도를 측정하는 농도 측정기(130)와, 처리 용기(110) 내의 가스 농도를 소정의 농도로 제어하는 농도 제어부(131)와, 처리 용기(110)로부터 유출된 초산 부틸 가스를 재차 처리 용기(110) 내로 공급하여 순환시키는 가스 순환부(151)를 가진다.

Description

현상 처리 장치, 현상 처리 방법 및 컴퓨터 기억 매체{DEVELOPING PROCESSING APPARATUS, DEVELOPING PROCESSING METHOD AND COMPUTER READABLE STORAGE MEDIUM}

본 발명은 기판의 현상 처리 장치, 현상 처리 방법, 프로그램 및 컴퓨터 기억 매체에 관한 것이다.

예를 들면, 반도체 디바이스의 제조 프로세스에서의 포토리소그래피 공정에서는, 예를 들면 반도체 웨이퍼(이하, '웨이퍼'라고 함) 상에 레지스트액을 도포하여 레지스트막을 형성하는 레지스트 도포 처리, 당해 레지스트막에 소정의 패턴을 노광하는 노광 처리, 노광된 레지스트막을 현상하는 현상 처리 등이 순차적으로 행해져, 웨이퍼 상에 소정의 레지스트 패턴이 형성된다.

상술한 현상 처리에서는, 예를 들면 웨이퍼 상에 알칼리성의 TMAH 현상액(테트라메틸암모늄 하이드로옥사이드 현상액)을 공급하여, 웨이퍼 표면 상에 현상액의 액막을 형성함으로써, 웨이퍼의 현상 처리가 행해지고 있다(특허 문헌 1).

특허 문헌 1: 일본특허공개공보 2006 - 2604호

최근, 상술한 레지스트 패턴을 형성할 시에는 반도체 디바이스의 진보된 고집적화를 도모하기 위하여, 당해 레지스트 패턴의 미세화가 요구되고 있다. 또한, 이와 같이 미세한 레지스트 패턴을 높은 치수 정밀도로 형성하기 위하여, 상술한 현상 처리에서 레지스트막을 보다 높은 정밀도로 현상하는 것이 요구되고 있다.

여기서, 특허 문헌 1에 기재된 현상 처리에서는 알칼리성의 TMAH 현상액이 웨이퍼 상으로 공급되므로, 이 현상액에 의해 노광된 레지스트막이 용해된다. 그러면, 노광 처리에서는 레지스트막이 용해되는 부분(레지스트 패턴의 트렌치 부분)이 노광되기 때문에, 당해 부분에 대응하는 개구부가 형성된 마스크를 이용하여 레지스트막이 노광된다. 이러한 경우, 레지스트 패턴의 트렌치의 미세화에 수반하여 마스크의 개구부도 미세화되므로, 노광 처리에서 마스크의 개구부에서 광의 회절 등이 발생하여 노광 콘트라스트가 부족해진다. 그러면, 레지스트막을 높은 정밀도로 노광 및 현상할 수 없어, 레지스트 패턴의 형상이 원하는 형상이 되지 않는 경우가 있었다.

따라서, 발명자들은 유기 용제를 함유하는 현상액을 이용하는 것을 생각했다. 이 현상액을 웨이퍼 상으로 공급하면, 노광되어 있지 않은 레지스트막이 용해되어, 노광된 레지스트막이 레지스트 패턴으로서 남는다. 이 때문에, 노광 처리의 마스크의 개구부를 크게 할 수 있어, 노광 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.

그러나, 유기 용제를 함유하는 현상액은 종래의 알칼리성의 현상액보다 쉽게 휘발되는 성질을 가진다. 현상액의 휘발 및 건조가 진행되면, 레지스트 성분이 재차 석출되어, 현상 결함이 발생하는 경우가 있다. 또한, 이러한 현상액의 휘발을 보충하기 위해서는 다량의 현상액이 필요해지는 경우가 있었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 기판 상의 레지스트막을 고정밀도로 현상하여, 당해 레지스트막에 레지스트 패턴을 적절히 형성하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기판의 현상 처리 장치로서, 기판을 수용하여 처리하는 처리 용기와, 상기 처리 용기 내에서 기판을 보지(保持)하는 기판 보지부와, 상기 기판 보지부에 보지된 기판 상으로 유기 용제를 함유하는 현상액을 공급하는 현상액 공급부와, 상기 처리 용기 내로 처리 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 처리 용기로부터 유출된 처리 가스를 재차 처리 용기 내로 공급하여 순환시키는 가스 순환부를 가지는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 따르면, 현상액 공급부로부터 기판 상으로 공급되는 현상액은 유기 용제를 함유하므로, 노광되어 있지 않은 레지스트막을 용해하고, 노광된 레지스트막을 레지스트 패턴으로서 형성할 수 있다. 이 때문에, 레지스트 패턴의 원하는 치수가 미세해도, 노광 처리에서의 마스크의 개구부를 크게 할 수 있으므로, 노광 콘트라스트가 향상된다. 따라서, 레지스트막을 높은 정밀도로 현상하여 상기 레지스트막에 형성되는 레지스트 패턴의 치수 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 현상 처리 장치는 처리 용기 내로 처리 가스를 공급하는 가스 공급부를 구비하고 있으므로, 현상 처리중의 처리 용기 내를 처리 가스로 충전할 수 있다. 이 처리 가스에 의해, 현상액의 휘발을 억제할 수 있다. 또한, 현상 처리 장치는 처리 가스를 순환시키는 가스 순환부를 가지고 있으므로, 처리 용기 내에 처리 가스의 기류를 형성할 수 있다. 이 처리 가스의 기류에 의해, 현상액의 휘발을 더 억제할 수 있다. 이와 같이 현상액의 휘발을 억제할 수 있으므로, 현상 결함을 억제할 수 있다. 또한, 현상액의 휘발을 억제함으로써, 현상액의 공급량을 저감시킬 수도 있다. 또한, 가스 순환부에 의해 처리 가스를 순환시키므로, 상기 처리 가스를 유효하게 이용할 수도 있다. 이상과 같이 본 발명에 따르면, 기판 상의 레지스트막을 고정밀도로 현상하여, 상기 레지스트막에 현상 결함이 억제된 레지스트 패턴을 적절히 형성할 수 있다.

상기 처리 가스는 기화한 유기 용제여도 된다.

상기 현상 처리 장치는, 상기 처리 용기 내의 처리 가스의 농도를 측정하는 농도 측정기와, 상기 처리 가스의 농도가 소정의 농도가 되도록 상기 가스 공급부를 제어하는 제어부를 가지고 있어도 된다.

상기 현상 처리 장치는, 상기 처리 용기 내로 불활성 가스를 공급하는 다른 가스 공급부를 가지고 있어도 된다.

상기 처리 가스는 불활성 가스이며, 상기 처리 용기의 내부는 상기 처리 가스에 의해 소정의 압력으로 유지되어 있어도 된다.

상기 현상 처리 장치는, 상기 처리 용기 내의 처리 가스의 압력을 측정하는 압력 측정기와, 상기 처리 가스의 압력이 상기 소정의 압력이 되도록 상기 가스 공급부를 제어하는 제어부를 가지고 있어도 된다.

상기 처리 용기 내로서 기판 보지부의 상방에는, 상기 가스 공급부로부터의 처리 가스를 확산시켜 처리 용기 내로 공급하는 가스 확산부가 설치되고, 상기 가스 확산부의 기판 보지부측의 표면에는, 상기 처리 가스가 공급되는 공급구가 복수 형성되어 있어도 된다.

상기 가스 공급부에는, 상기 처리 가스의 온도를 조절하는 온도 조절 기구가 설치되어 있어도 된다.

상기 현상 처리 장치는, 상기 처리 용기 내에서 상기 기판 보지부에 보지된 기판의 측방을 둘러싸도록 설치된 컵을 가지고, 상기 가스 순환부는, 상기 컵으로부터 유출된 처리 가스를 상기 처리 용기 내에 순환시켜도 된다.

상기 현상 처리 장치는, 상기 기판 보지부에 보지된 기판 상으로 현상액의 린스액을 공급하는 린스액 공급부를 가지고 있어도 된다.

다른 관점에 따른 본 발명은 기판의 현상 처리 방법으로서, 처리 용기 내에 기판을 수용하여 기판 보지부에 기판을 보지한 후, 가스 공급부로부터 상기 처리 용기 내로 처리 가스를 공급하는 가스 공급 공정과, 이 후, 상기 기판 보지부에 보지된 기판 상으로 유기 용제를 함유하는 현상액을 공급하여 현상 처리를 행하는 현상 처리 공정을 가지고, 상기 현상 처리 공정에서, 상기 처리 용기로부터 유출된 처리 가스를 재차 처리 용기 내로 공급하여 순환시키는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 처리 가스는 기화한 유기 용제여도 된다.

상기 현상 처리 공정에서 상기 처리 용기 내의 처리 가스의 농도는 소정의 농도로 유지되어 있어도 된다.

상기 처리 가스는 불활성 가스이며, 상기 현상 처리 공정에서 상기 처리 용기의 내부는 상기 처리 가스에 의해 소정의 압력으로 유지되어 있어도 된다.

상기 현상 처리 공정에서 상기 처리 용기로 공급되는 처리 가스는 소정의 온도로 조절되어 있어도 된다.

상기 현상 처리 방법은, 상기 현상 처리 공정 후, 상기 기판 보지부에 보지된 기판 상으로 현상액의 린스액을 공급하는 린스 공정을 가지고 있어도 된다.

상기 린스 공정 중, 상기 처리 용기 내로 불활성 가스를 공급해도 된다.

또한, 다른 관점에 따른 본 발명에 따르면, 상기 현상 처리 방법을 현상 처리 장치에 의해 실행시키기 위하여, 상기 현상 처리 장치를 제어하는 제어부의 컴퓨터 상에서 동작하는 프로그램이 제공된다.

또 다른 관점에 따른 본 발명에 따르면, 상기 프로그램을 저장한 판독 가능한 컴퓨터 기억 매체가 제공된다.

본 발명에 따르면, 기판 상의 레지스트막을 고정밀도로 현상하여, 당해 레지스트막에 레지스트 패턴을 적절히 형성할 수 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 현상 처리 장치를 구비한 도포 현상 처리 시스템의 내부 구성의 개략을 도시한 평면도이다.
도 2는 도포 현상 처리 시스템의 내부 구성의 개략을 도시한 측면도이다.
도 3은 도포 현상 처리 시스템의 내부 구성의 개략을 도시한 측면도이다.
도 4는 현상 처리 장치의 구성의 개략을 도시한 종단면도이다.
도 5는 현상 처리 장치의 구성의 개략을 도시한 횡단면도이다.
도 6은 현상 처리의 주된 공정을 나타낸 순서도이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 현상 처리 장치의 구성의 개략을 도시한 종단면도이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 현상 처리 장치의 구성의 개략을 도시한 종단면도이다.

이하에, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 현상 처리 장치를 구비한 도포 현상 처리 시스템(1)의 내부 구성의 개략을 도시한 평면도이다. 도 2 및 도 3은 도포 현상 처리 시스템(1)의 내부 구성의 개략을 도시한 측면도이다.

도포 현상 처리 시스템(1)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 예를 들면 외부와의 사이에서 복수 매의 웨이퍼(W)를 수용한 카세트(C)가 반입출되는 카세트 스테이션(2)과, 포토리소그래피 처리 중에 매엽식으로 소정의 처리를 실시하는 복수의 각종 처리 장치를 구비한 처리 스테이션(3)과, 처리 스테이션(3)에 인접하는 노광 장치(4)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하는 인터페이스 스테이션(5)을 일체로 접속한 구성을 가지고 있다.

카세트 스테이션(2)에는 카세트 재치대(載置臺)(10)가 설치되어 있다. 카세트 재치대(10)에는 복수, 예를 들면 4 개의 카세트 재치판(11)이 설치되어 있다. 카세트 재치판(11)은 수평 방향인 X 방향(도 1 중 상하 방향)으로 일렬로 나란히 설치되어 있다. 이들 카세트 재치판(11)에는 도포 현상 처리 시스템(1)의 외부에 대하여 카세트(C)를 반입출할 시, 카세트(C)를 재치할 수 있다.

카세트 스테이션(2)에는, 도 1에 도시한 바와 같이, X 방향으로 연장되는 반송로(20) 상을 이동 가능한 웨이퍼 반송 장치(21)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(21)는 상하 방향 및 수직축 중심(θ 방향)으로도 이동 가능하며, 각 카세트 재치판(11) 상의 카세트(C)와 후술하는 처리 스테이션(3)의 제 3 블록(G3)의 전달 장치와의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.

처리 스테이션(3)에는 각종 장치를 구비한 복수, 예를 들면 4 개의 블록(G1, G2, G3, G4)이 설치되어 있다. 예를 들면, 처리 스테이션(3)의 정면측(도 1의 X 방향 부방향측)에는 제 1 블록(G1)이 설치되고, 처리 스테이션(3)의 배면측(도 1의 X 방향 정방향측)에는 제 2 블록(G2)이 설치되어 있다. 또한, 처리 스테이션(3)의 카세트 스테이션(2)측(도 1의 Y 방향 부방향측)에는 제 3 블록(G3)이 설치되고, 처리 스테이션(3)의 인터페이스 스테이션(5)측(도 1의 Y 방향 정방향측)에는 제 4 블록(G4)이 설치되어 있다.

예를 들면, 제 1 블록(G1)에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 복수의 액처리 장치, 예를 들면 웨이퍼(W)를 현상 처리하는 현상 처리 장치(30), 웨이퍼(W)의 레지스트막의 하층에 반사 방지막(이하, '하부 반사 방지막'이라고 함)을 형성하는 하부 반사 방지막 형성 장치(31), 웨이퍼(W)에 레지스트액을 도포하여 레지스트막을 형성하는 레지스트 도포 장치(32), 웨이퍼(W)의 레지스트막의 상층에 반사 방지막(이하, '상부 반사 방지막'이라고 함)을 형성하는 상부 반사 방지막 형성 장치(33)가 아래로부터 차례로 적층되어 있다.

예를 들면, 현상 처리 장치(30)와 레지스트 도포 장치(32)는 각각 수평 방향으로 3 개, 상하 방향으로 2 층으로 나란히 배치되어 있다. 또한, 예를 들면 하부 반사 방지막 형성 장치(31)와 상부 반사 방지막 형성 장치(33)는 각각 수평 방향으로 3 개 나란히 배치되어 있다. 또한, 현상 처리 장치(30), 하부 반사 방지막 형성 장치(31), 레지스트 도포 장치(32) 및 상부 반사 방지막 형성 장치(33)의 수 및 배치는 임의로 선택할 수 있다.

예를 들면, 제 2 블록(G2)에는, 도 2에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 열처리를 행하는 열처리 장치(40) 및 웨이퍼(W)를 소수화 처리하는 애드히젼 장치(41), 웨이퍼(W)의 외주부를 노광하는 주변 노광 장치(42)가 상하 방향과 수평 방향으로 나란히 설치되어 있다. 열처리 장치(40)는 웨이퍼(W)를 재치하여 가열하는 열판과, 웨이퍼(W)를 재치하여 냉각하는 냉각판을 가져, 가열 처리와 냉각 처리의 양방을 행할 수 있다. 또한, 열처리 장치(40), 애드히젼 장치(41) 및 주변 노광 장치(42)의 수 및 배치는 임의로 선택할 수 있다.

예를 들면, 제 3 블록(G3)에는 복수의 전달 장치(50, 51, 52, 53, 54, 55, 56)가 아래로부터 차례로 설치되어 있다. 또한, 제 4 블록(G4)에는 복수의 전달 장치(60, 61, 62)가 아래로부터 차례로 설치되어 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 제 1 블록(G1) ~ 제 4 블록(G4)으로 둘러싸인 영역에는 웨이퍼 반송 영역(D)이 형성되어 있다. 웨이퍼 반송 영역(D)에는, 예를 들면 웨이퍼 반송 장치(70)가 배치되어 있다.

웨이퍼 반송 장치(70)는, 예를 들면 Y 방향, X 방향, θ 방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 암을 가지고 있다. 웨이퍼 반송 장치(70)는 웨이퍼 반송 영역(D) 내를 이동하여, 주위의 제 1 블록(G1), 제 2 블록(G2), 제 3 블록(G3) 및 제 4 블록(G4) 내의 소정의 장치로 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.

웨이퍼 반송 장치(70)는, 예를 들면 도 2에 도시한 바와 같이 상하로 복수대 배치되고, 예를 들면 각 블록(G1 ~ G4)의 동일 정도의 높이의 소정의 장치로 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.

또한, 웨이퍼 반송 영역(D)에는 제 3 블록(G3)과 제 4 블록(G4)의 사이에서 직선적으로 웨이퍼(W)를 반송하는 셔틀 반송 장치(80)가 설치되어 있다.

셔틀 반송 장치(80)는, 예를 들면 Y 방향으로 직선적으로 이동 가능하게 되어 있다. 셔틀 반송 장치(80)는 웨이퍼(W)를 지지한 상태로 Y 방향으로 이동하고, 제 3 블록(G3)의 전달 장치(52)와 제 4 블록(G4)의 전달 장치(62)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 제 3 블록(G3)의 X 방향 정방향측의 근처에는 웨이퍼 반송 장치(90)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(90)는, 예를 들면 X 방향, θ 방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 암을 가지고 있다. 웨이퍼 반송 장치(90)는 웨이퍼(W)를 지지한 상태로 상하로 이동하여, 제 3 블록(G3) 내의 각 전달 장치로 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.

인터페이스 스테이션(5)에는 웨이퍼 반송 장치(100)와 전달 장치(101)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(100)는, 예를 들면 Y 방향, θ 방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 암을 가지고 있다. 웨이퍼 반송 장치(100)는, 예를 들면 반송 암에 웨이퍼(W)를 지지하여, 제 4 블록(G4) 내의 각 전달 장치, 전달 장치(101) 및 노광 장치(4)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.

이어서, 상술한 현상 처리 장치(30)의 구성에 대하여 설명한다. 현상 처리 장치(30)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 내부를 밀폐할 수 있는 처리 용기(110)를 가지고 있다. 처리 용기(110)의 내부는 후술하는 초산 부틸 가스의 인화점 이상의 분위기가 될 경우가 있기 때문에, 처리 용기(110)는 방폭(防爆) 사양으로 한다. 또한, 처리 용기(110)의 일측면에는, 도 5에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 반입출구(111)가 형성되고, 반입출구(111)에는 개폐 셔터(112)가 설치되어 있다.

처리 용기(110)의 저면(底面)에는, 도 4에 도시한 바와 같이, 당해 처리 용기(110)의 내부의 분위기를 배기하기 위한 배기관(113)이 접속되어 있다. 배기관(113)은 밸브(114)를 개재하여, 예를 들면 진공 펌프 등의 부압(負壓) 발생 장치(도시하지 않음)에 연통하고 있다.

처리 용기(110) 내의 천장면에는 가스 확산부(120)가 설치되어 있다. 가스 확산부(120)에는 공급관(121)을 개재하여, 처리 용기(110) 내로 처리 가스를 공급하는 가스 공급부로서의 처리 가스 공급부(122)가 접속되어 있다. 본 실시예에서는 처리 가스로서 기화한 유기 용제, 예를 들면 초산 부틸 가스가 이용된다. 처리 가스 공급부(122)는 그 내부에 액체 형상의 초산 부틸을 저류하고 있다. 처리 가스 공급부(122)에서는 내부에 질소 가스가 공급됨으로써 액체 형상의 초산 부틸이 기화하여, 초산 부틸 가스가 생성된다. 또한, 공급관(121)에는 처리 가스 공급부(122)에서 생성된 초산 부틸 가스의 흐름을 제어하는 밸브(123)가 설치되어 있다. 또한, 공급관(121)에서 후술하는 순환로(150)로부터 처리 가스 공급부(122)측에는 초산 부틸 가스가 처리 가스 공급부(122)로 역류하는 것을 방지하는 역류 방지 밸브(124)가 설치되어 있다.

또한, 가스 확산부(120)에는 공급관(125)을 개재하여, 처리 용기(110) 내를 퍼지하기 위한 퍼지 가스를 공급하는 다른 가스 공급부로서의 퍼지 가스 공급부(126)가 접속되어 있다. 본 실시예에서는 퍼지 가스로서 불활성 가스, 예를 들면 질소 가스가 이용된다. 퍼지 가스 공급부(126)는 그 내부에 질소 가스를 저류하고 있다. 또한, 공급관(125)에는 퍼지 가스 공급부(126)로부터의 질소 가스의 흐름을 제어하는 밸브(127)가 설치되어 있다. 또한, 공급관(121)과 공급관(125)은 그 하류측에서 합류하고, 상기 가스 확산부(120)에 접속되어 있다.

가스 확산부(120)의 내부에는 처리 가스 공급부(122)로부터 공급된 초산 부틸 가스 및 퍼지 가스 공급부(126)로부터 공급된 질소 가스가 도입되는 내부 공간(128)이 형성되어 있다. 가스 확산부(120)의 하면(웨이퍼(W)측의 표면)에는 내부 공간(128)으로 도입된 초산 부틸 가스 및 질소 가스를 처리 용기(110) 내로 공급하는 복수의 공급구(129)가 형성되어 있다. 복수의 공급구(129)는 가스 확산부(120)의 하면 전체에 균일하게 분포하도록 형성되어 있다. 그리고, 가스 확산부(120)는 내부 공간(128) 내의 초산 부틸 가스 및 질소 가스가 복수의 공급구(129)를 거쳐 공급되어, 처리 용기(110)의 내부 전체에 확산되도록 배치되어 있다. 또한, 가스 확산부(120)를 개재함으로써, 후술하는 스핀 척(140)에 보지(保持)된 웨이퍼(W) 상으로도 초산 부틸 가스 및 질소 가스를 균일하게 공급할 수 있다.

처리 용기(110)에는 당해 처리 용기(110) 내의 초산 부틸 가스의 농도를 측정하는 농도 측정기(130)가 설치되어 있다. 농도 측정기(130)의 측정 결과는 농도 제어부(131)에 출력된다. 농도 제어부(131)에서는 측정 결과에 기초하여 초산 부틸 가스의 농도가 소정의 농도, 예를 들면 1% ~ 20%가 되도록, 예를 들면 밸브(123) 및 밸브(114) 혹은 후술하는 가스 순환부(151) 및 밸브(153) 등을 제어한다. 또한, 소정의 농도는, 예를 들면 처리 용기(110) 내의 현상액의 휘발 속도가 상압 하의 현상액의 휘발 속도에 대하여, 예를 들면 10% 이하가 되도록 설정된다. 또한, 소정의 농도는 레지스트의 종류 및 유기 용제의 종류에 의해 설정되는 것이다.

처리 용기(110)의 내부로서 가스 확산부(120)의 하방에는 웨이퍼(W)를 보지하여 회전시키는 기판 보지부로서의 스핀 척(140)이 설치되어 있다. 스핀 척(140)은 수평인 상면을 가지고, 당해 상면에는, 예를 들면 웨이퍼(W)를 흡인하는 흡인구(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 이 흡인구로부터의 흡인에 의해, 웨이퍼(W)를 스핀 척(140) 상에 흡착 보지할 수 있다.

스핀 척(140)은, 예를 들면 모터 등을 구비한 척 구동부(141)를 가지고, 이 척 구동부(141)에 의해 소정의 속도로 회전할 수 있다. 또한, 척 구동부(141)에는 실린더 등의 승강 구동원이 설치되어 있어, 스핀 척(140)은 상하 이동 가능하게 되어 있다.

스핀 척(140)의 하방에는 단면 형상이 산 형상인 가이드 링(142)이 설치되어 있고, 이 가이드 링(142)의 주연부는 하방측으로 굴곡져 연장되어 있다. 스핀 척(140), 스핀 척(140)에 보지된 웨이퍼(W) 및 가이드 링(142)의 주위에는 웨이퍼(W)로부터 비산 또는 낙하하는 액체를 받아 회수하는 컵(143)이 설치되어 있다.

이 컵(143)은 상면에 스핀 척(140)이 승강할 수 있도록 웨이퍼(W)보다 큰 개구부가 형성되어 있고, 또한 측주면(側周面)과 가이드 링(142)의 주연부와의 사이에 배출로를 이루는 간극(144)이 형성되어 있다. 컵(143)의 하부는 가이드 링(142)의 주연 부분과 함께 굴곡로를 형성하여 기액(氣液) 분리부를 구성하고 있다.

컵(143)의 저부(底部)의 내측 영역에는 컵(143) 내(처리 용기(110) 내)의 초산 부틸 가스를 순환시키기 위한 순환로(150)가 접속되어 있다. 순환로(150)는 컵(143)의 저부에 대하여 복수 개소에 형성되어 있어도 되고, 환상(環狀)으로 형성되어 있어도 된다. 순환로(150)는 초산 부틸 가스의 공급관(121)에 접속되어 있다. 또한, 순환로(150)에는 컵(143) 내의 초산 부틸 가스를 공급관(121)에 순환시키고 또한 처리 용기(110) 내에 순환시키기 위한 가스 순환부(151)가 설치되어 있다. 가스 순환부(151)에는, 예를 들면 팬이 이용된다.

또한, 컵(143)의 저부의 내측 영역에는 컵(143) 내의 분위기를 배기하기 위한 배기관(152)이 접속되어 있다. 배기관(152)은 밸브(153)를 개재하여, 예를 들면 진공 펌프 등의 부압 발생 장치(도시하지 않음)에 연통하고 있다.

또한, 컵(143)의 저부의 외측 영역에는 당해 컵(143)으로 회수한 액체를 배출하기 위한 배액관(154)이 접속되어 있다. 배액관(154)은 회수한 폐액을 일단 저류하는 폐액 용기(155)에 연통하고 있다. 또한, 폐액 용기(155)는 밸브(도시하지 않음)를 개재하여 도포 현상 처리 시스템(1)의 외부의 폐액 회수 장치(도시하지 않음)에 연통하고 있다.

처리 용기(110)의 내부로서 스핀 척(140)의 상방에는 웨이퍼(W) 상으로 현상액을 공급하는 현상액 공급부로서의 현상액 노즐(160)이 배치되어 있다. 현상액 노즐(160)에는 현상액 공급원(161)에 연통하는 공급관(162)이 접속되어 있다. 현상액 공급원(161) 내에는 유기 용매, 예를 들면 초산 부틸을 함유하는 현상액, 이른바 유기 현상액이 저류되어 있다. 공급관(162)에는 현상액의 흐름을 제어하는 밸브(163)가 설치되어 있다.

또한, 처리 용기(110)의 내부로서 스핀 척(140)의 상방에는 웨이퍼(W) 상으로 현상액의 린스액을 공급하는 린스액 공급부로서의 린스액 노즐(164)이 배치되어 있다. 린스액 노즐(164)에는 린스액 공급원(165)에 연통하는 공급관(166)이 접속되어 있다. 린스액 공급원(165) 내에는 현상액의 린스액이 저류되어 있다. 본 실시예에서는 린스액으로서, 예를 들면 MIBC(메틸 아밀알코올)이 이용된다. MIBC은 레지스트에 데미지를 주지 않고 현상액 중의 유기 용제를 치환하여 배출할 수 있다. 또한, 공급관(166)에는 린스액의 흐름을 제어하는 밸브(167)가 설치되어 있다.

현상액 노즐(160)은, 도 5에 도시한 바와 같이, 암(168)을 개재하여 노즐 구동부(169)에 접속되어 있다. 암(168)은 노즐 구동부(169)에 의해 처리 용기(110)의 Y 방향(도 5의 좌우 방향)으로 연장되는 가이드 레일(170)을 따라, 컵(143)의 Y 방향 정방향(도 5의 우측향)측의 외방에 설치된 대기부(171)로부터 컵(143) 내의 웨이퍼(W)의 중심부 상방까지 이동할 수 있고, 또한 당해 웨이퍼(W)의 표면 상을 웨이퍼(W)의 직경 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 암(168)은 노즐 구동부(169)에 의해 승강 가능하며, 현상액 노즐(160)의 높이를 조정할 수 있다.

마찬가지로, 린스액 노즐(164)도 암(172)을 개재하여 노즐 구동부(173)에 접속되어 있다. 암(172)은 노즐 구동부(173)에 의해 상기 가이드 레일(170)을 따라, 컵(143)의 Y 방향 부방향(도 5의 좌방향)측의 외방에 설치된 대기부(174)로부터 컵(143) 내의 웨이퍼(W)의 중심부 상방까지 이동할 수 있고, 또한 당해 웨이퍼(W)의 표면 상을 웨이퍼(W)의 직경 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 암(172)은 노즐 구동부(173)에 의해 승강 가능하며, 린스액 노즐(164)의 높이를 조정할 수 있다.

또한, 이상의 구성에서는 현상액을 공급하는 현상액 노즐(160)과 린스액을 공급하는 린스액 노즐(164)이 각각의 암에 지지되어 있었지만, 동일한 암에 지지되고, 이 암의 이동의 제어에 의해 현상액 노즐(160)과 린스액 노즐(164)의 이동과 공급 타이밍을 제어해도 된다.

이상의 도포 현상 처리 시스템(1)에는, 도 1에 도시한 바와 같이, 제어부(200)가 설치되어 있다. 제어부(200)는, 예를 들면 컴퓨터이며, 프로그램 저장부(도시하지 않음)를 가지고 있다. 프로그램 저장부에는 현상 처리 장치(30)에서의 웨이퍼(W)의 현상 처리를 실행하는 프로그램이 저장되어 있다. 또한, 이에 더하여, 프로그램 저장부에는 카세트 스테이션(2), 처리 스테이션(3), 노광 장치(4), 인터페이스 스테이션(5) 간의 웨이퍼(W)의 반송 및 처리 스테이션(3)에서의 구동계의 동작 등을 제어하여, 도포 현상 처리 시스템(1)에서의 웨이퍼 처리를 실행하는 프로그램이 저장되어 있다. 또한, 이 프로그램은, 예를 들면 컴퓨터 판독 가능한 하드 디스크(HD), 플렉서블 디스크(FD), 콤팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등의 컴퓨터에 판독 가능한 기억 매체(H)에 기록되어 있던 것으로, 이 기억 매체(H)로부터 제어부(200)에 인스톨된 것이어도 된다. 또한, 상술한 농도 제어부(131)는 이 제어부(200)의 일부로서 구성되어 있어도 되고, 농도 제어부(131)와 제어부(200)는 따로 설치되어 있어도 된다.

이어서, 이상과 같이 구성된 도포 현상 처리 시스템(1)을 이용하여 행해지는 웨이퍼(W)의 처리 방법에 대하여 설명한다.

우선, 복수 매의 웨이퍼(W)를 수용한 카세트(C)가 카세트 스테이션(2)의 소정의 카세트 재치판(11)에 재치된다. 이 후, 웨이퍼 반송 장치(21)에 의해 카세트(C) 내의 각 웨이퍼(W)가 순차적으로 취출되고, 처리 스테이션(3)의 제 3 블록(G3)의, 예를 들면 전달 장치(53)로 반송된다.

이어서, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 제 2 블록(G2)의 열처리 장치(40)로 반송되어, 온도 조절된다. 이 후, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 제 1 블록(G1)의 하부 반사 방지막 형성 장치(31)로 반송되어, 웨이퍼(W) 상에 하부 반사 방지막이 형성된다. 이 후, 웨이퍼(W)는 제 2 블록(G2)의 열처리 장치(40)로 반송되어, 가열되어 온도 조절되고, 이 후 제 3 블록(G3)의 전달 장치(53)로 되돌려진다.

이어서, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 장치(90)에 의해 동일한 제 3 블록(G3)의 전달 장치(54)로 반송된다. 이 후, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 제 2 블록(G2)의 애드히젼 장치(41)로 반송되어, 애드히젼 처리된다. 이 후, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 열처리 장치(40)로 반송되어, 온도 조절된다.

이 후, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 제 1 블록(G1)의 레지스트 도포 장치(32)로 반송되고, 회전 중의 웨이퍼(W) 상에 레지스트액을 도포하여, 웨이퍼(W) 상에 레지스트막이 형성된다. 또한, 레지스트액에는, 예를 들면 화학 증폭형의 레지스트액이 이용된다.

이 후, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 제 2 블록(G2)의 열처리 장치(40)로 반송되어, 프리베이크 처리된다. 이 후, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 제 3 블록(G3)의 전달 장치(55)로 반송된다.

이어서, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 제 1 블록(G1)의 상부 반사 방지막 형성 장치(33)로 반송되어, 웨이퍼(W) 상에 상부 반사 방지막이 형성된다. 이 후, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 제 2 블록(G2)의 열처리 장치(40)로 반송되고, 가열되어 온도 조절된다.

이어서, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 주변 노광 장치(42)로 반송되어, 주변 노광 처리된다. 이 후, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 제 3 블록(G3)의 전달 장치(56)로 반송된다.

이어서, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 장치(90)에 의해 전달 장치(52)로 반송되고, 셔틀 반송 장치(80)에 의해 제 4 블록(G4)의 전달 장치(62)로 반송된다.

이 후, 웨이퍼(W)는 인터페이스 스테이션(5)의 웨이퍼 반송 장치(100)에 의해 노광 장치(4)로 반송되어, 노광 처리된다.

이어서, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 장치(100)에 의해 노광 장치(4)로부터 제 4 블록(G4)의 전달 장치(60)로 반송된다. 이 후, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 제 2 블록(G2)의 열처리 장치(40)로 반송되어, 노광 후 베이크 처리된다. 이 후, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 제 1 블록(G1)의 현상 처리 장치(30)로 반송되어, 현상 처리된다. 또한, 이 현상 처리 장치에서의 웨이퍼(W)의 현상 처리에 대해서는 후술에서 상세히 설명한다.

이 후, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 제 2 블록(G2)의 열처리 장치(40)로 반송되어, 포스트베이크 처리된다.

이 후, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 제 3 블록(G3)의 전달 장치(50)로 반송되고, 이 후 카세트 스테이션(2)의 웨이퍼 반송 장치(21)에 의해 소정의 카세트 재치판(11)의 카세트(C)로 반송된다. 이리 하여, 일련의 포토리소그래피 공정이 종료된다.

이어서, 상술한 현상 처리 장치(30)에서 웨이퍼(W) 상의 레지스트막을 현상하는 일련의 현상 처리에 대하여 설명한다. 도 6은 웨이퍼(W)의 현상 처리의 주된 공정을 나타낸 순서도이다.

현상 처리 장치(30)로 반입된 웨이퍼(W)는, 우선 스핀 척(140)에 흡착 보지된다(도 6의 공정(S1)). 이 후, 셔터(112)를 닫아 처리 용기(110) 내를 밀폐한다. 이어서, 밸브(123)를 열어, 처리 가스 공급부(122)로부터 처리 용기(110) 내로 초산 부틸 가스를 공급한다(도 6의 공정(S2)). 이 때, 처리 가스 공급부(122)로부터의 초산 부틸 가스는 가스 확산부(120)의 복수의 공급구(129)로부터 처리 용기(110) 내로 공급되므로, 당해 처리 용기(110)의 내부 전체에 확산된다. 또한, 초산 부틸 가스는 스핀 척(140)에 보지된 웨이퍼(W)에 대하여 균일하게 공급된다.

처리 가스 공급부(122)로부터의 초산 부틸 가스의 공급은 농도 측정기(130)와 농도 제어부(131)에 의해 제어된다. 즉, 처리 용기(110) 내의 초산 부틸 가스의 농도가 농도 측정기(130)에 의해 측정된다. 그리고, 농도 제어부(131)에서 측정 결과에 기초하여 가스 농도가 소정의 농도, 예를 들면 1% ~ 20%가 되도록 밸브(123)가 제어된다(도 6의 공정(S3)). 이와 같이, 처리 용기(110) 내의 가스 농도가 소정의 농도로 제어됨으로써, 당해 처리 용기(110) 내로 공급되는 현상액의 휘발 속도가 상압 하의 현상액의 휘발 속도에 대하여 10% 이하가 되어, 당해 현상액의 휘발이 억제된다. 또한, 초산 부틸 가스가 처리 용기(110)의 외부로 누출되는 것을 방지하기 위하여, 당해 처리 용기(110) 내의 초산 부틸 가스의 압력은 부압으로 되어 있는 것이 바람직하다.

처리 용기(110) 내의 분위기가 소정의 가스 농도의 초산 부틸 가스로 치환되면, 암(168)에 의해 대기부(171)의 현상액 노즐(160)이 웨이퍼(W)의 중심부 상방까지 이동한다. 이 후, 스핀 척(140)에 의해 웨이퍼(W)를 소정의 회전수로 회전시키면서, 현상액 노즐(160)로부터 웨이퍼(W) 상으로 현상액이 공급된다. 그리고, 공급된 현상액은 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 표면 전체 면으로 확산된다. 소정 시간 경과 후, 웨이퍼(W) 상의 노광된 레지스트막은 현상액에 의해 현상된다(도 6의 공정(S4)). 즉, 현상액에 의해 노광되어 있지 않은 레지스트막이 용해되고, 노광된 레지스트막이 레지스트 패턴으로서 남는다.

또한, 이 공정(S4)에서, 컵(143) 내(처리 용기(110) 내)의 초산 부틸 가스는 가스 순환부(151)에 의해 순환로(150)를 거쳐 공급관(121)으로 순환된다. 즉, 처리 용기(110) 내로 공급된 초산 부틸 가스는 배기되지 않고 재이용된다. 또한, 공정(S4)에서는 원칙적으로 밸브(123)를 닫아 초산 부틸 가스의 공급을 정지하고, 또한 밸브(114, 153)를 닫아 처리 용기(110)와 컵(143)으로부터의 배기도 정지한다. 그리고, 처리 용기(110) 내의 초산 부틸 가스의 농도는 소정의 농도로 유지되어 있다. 또한, 공정(S4)에서도 농도 측정기(130)에 의해 처리 용기(110) 내의 초산 부틸 가스의 농도는 측정되어 있고, 예를 들면 외적 요인 등으로 당해 가스 농도가 소정의 농도로부터 벗어날 경우에는 초산 부틸 가스의 공급 또는 배기를 행하여 처리 용기(110) 내의 가스 농도를 제어한다.

또한, 공정(S4)에서는 상술한 바와 같이 컵(143) 내에서 순환로(150)에의 초산 부틸 가스의 기류가 발생되고 있다. 이 기류에 의해, 웨이퍼(W) 상으로부터 발생하는 미스트가 처리 용기(110) 내에 비산하는 것이 억제된다. 또한, 이 초산 부틸 가스의 기류에 의해, 웨이퍼(W) 상으로부터 비산하는 액체가 컵(143)의 내측면에 부착하는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 컵(143)의 메인터넌스의 빈도를 저감시킬 수 있다. 또한, 공정(S4)에서는 컵(143) 내에서 회수된 폐액은 폐액 용기(155) 내에 일단 저류된다. 즉, 폐액 용기(155)가 설치됨으로써, 처리 용기(110) 내의 분위기를 제어하면서, 컵(143) 내의 폐액을 회수할 수 있다.

이와 같이, 웨이퍼(W) 상의 레지스트막이 현상되면, 암(168)에 의해 현상액 노즐(160)이 웨이퍼(W)의 중심부 상방으로부터 대기부(171)로 이동한다. 동시에, 암(172)에 의해 대기부(174)의 린스액 노즐(164)이 웨이퍼(W)의 중심부 상방까지 이동한다. 이 후, 웨이퍼(W)를 회전시키고, 또한 린스액 노즐(164)로부터 린스액이 웨이퍼(W)의 중심부로 공급되어, 웨이퍼(W)의 린스 처리가 행해진다(도 6의 공정(S5)).

또한, 이 공정(S5)에서는 밸브(123)를 닫고 또한 가스 순환부(151)를 정지하여, 처리 용기(110) 내로의 초산 부틸 가스의 공급을 정지한다. 동시에, 밸브(127)를 열어, 퍼지 가스 공급부(126)로부터 처리 용기(110) 내로 질소 가스를 공급한다(도 6의 공정(S6)). 또한 밸브(114, 153)를 열어, 배기관(113, 152)으로부터 처리 용기(110)와 컵(143) 내의 분위기를 배기한다. 이리 하여, 처리 용기(110) 내의 분위기가 질소 가스로 치환된다. 또한, 공정(S5)의 린스 처리 중에 처리 용기(110) 내의 분위기를 질소 가스로 치환하는 것은, 처리 용기(110) 내에 잔존하는 초산 부틸 가스에 의해, 웨이퍼(W) 상의 레지스트막의 현상이 진행되는 것을 방지하기 위함이다.

또한, 공정(S5)에서는 폐액 용기(155)의 하류측의 밸브(도시하지 않음)를 열어, 폐액 용기(155)에 저류된 폐액이 도포 현상 처리 시스템(1)의 외부의 폐액 회수 장치로 회수된다.

웨이퍼(W)의 린스 처리 후, 린스액 노즐(164)로부터의 린스액의 공급을 정지하고, 또한 웨이퍼(W)를 가속 회전시켜, 웨이퍼(W) 상의 린스액을 털어내기 건조시켜 제거한다(도 6의 공정(S7)). 이 후, 처리 용기(110) 내는 대기 개방되고, 웨이퍼(W)는 현상 처리 장치(30)로부터 반출된다(도 6의 공정(S8)). 이리 하여, 일련의 웨이퍼(W)의 현상 처리가 종료된다.

이상의 실시예에 따르면, 공정(S4)에서 현상액 노즐(160)로부터 웨이퍼(W) 상으로 공급되는 현상액은 유기 용제를 함유하므로, 노광되어 있지 않은 레지스트막을 용해하고, 노광된 레지스트막을 레지스트 패턴으로서 형성할 수 있다. 이 때문에, 레지스트 패턴의 원하는 치수가 미세해도, 노광 처리에서의 마스크의 개구부를 크게 할 수 있으므로, 노광 콘트라스트가 향상된다. 따라서, 레지스트막을 높은 정밀도로 현상하여 당해 레지스트막에 형성되는 레지스트 패턴의 치수 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 공정(S4)에서, 농도 측정기(130)와 농도 제어부(131)에 의해 처리 용기(110) 내의 분위기를 소정의 농도의 초산 부틸 가스의 분위기로 유지할 수 있으므로, 현상액 노즐(160)로부터 웨이퍼(W) 상으로 공급되는 현상액의 휘발을 억제할 수 있다. 또한, 처리 용기(110) 내로 공급되는 초산 부틸 가스는 가스 확산부(120)를 거쳐 공급되므로, 처리 용기(110) 전체에 확산된다. 이 때문에, 처리 용기(110) 내의 분위기가 균일하게 소정의 농도의 초산 부틸 가스의 분위기가 된다. 또한, 초산 부틸 가스는 스핀 척(140)에 보지된 웨이퍼(W) 상으로 균일하게 공급된다. 따라서, 현상액의 휘발을 억제하여 현상 결함을 억제할 수 있다. 또한, 현상액의 휘발을 억제함으로써, 현상액의 공급량을 저감시킬 수도 있다.

또한, 공정(S4)에서 가스 순환부(151)에 의해 컵(143) 내(처리 용기(110) 내)의 초산 부틸 가스가 공급관(121)으로 순환되므로, 초산 부틸 가스의 기류의 흐름을 형성할 수 있고, 이 기류에 의해 현상액의 휘발을 더 억제할 수 있다. 또한, 초산 부틸 가스를 유효하게 이용할 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W) 상에 레지스트 패턴을 적절히 형성할 수 있다.

또한, 공정(S5)의 웨이퍼(W)의 린스 처리 중, 공정(S6)에서 처리 용기(110) 내의 분위기가 질소 가스로 치환되므로, 초산 부틸 가스에 의해 웨이퍼(W) 상의 레지스트막이 과잉으로 현상되지 않는다. 따라서, 웨이퍼(W) 상에 레지스트 패턴을 보다 적절히 형성할 수 있다.

이상의 실시예의 현상 처리 장치(30)에는, 도 7에 도시한 바와 같이, 처리 용기(110) 내로 공급되는 초산 부틸 가스의 온도를 조절하는 온도 조절 기구(250), 예를 들면 히터가 설치되어 있어도 된다. 온도 조절 기구(250)는 공급관(121)에 설치되어 있다. 또한, 온도 조절 기구(250)는 본 실시예에 한정되지 않고, 임의의 장소에 설치해도 된다. 예를 들면, 온도 조절 기구(250)는 가스 확산부(120)에 설치해도 되고, 처리 가스 공급부(122)에 설치해도 된다.

이러한 경우, 초산 부틸 가스의 온도가 소정의 온도로 조절되므로, 당해 초산 부틸 가스가 냉각되어 액화하고, 공급관(121) 내 또는 가스 확산부(120) 내가 결로하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 처리 용기(110) 내의 초산 부틸 가스의 가스 농도를 소정의 농도로 적절히 유지할 수 있고, 현상액의 휘발도 적절히 억제할 수 있다. 또한, 현상 처리 장치(30)의 메인터넌스의 빈도를 저감시킬 수도 있다.

이상의 실시예에서는 처리 가스로서 초산 부틸 가스를 이용하고 있었지만, 다른 처리 가스를 이용해도 된다. 예를 들면, 초산 부틸 가스 이외의 기화한 유기 용제, 예를 들면 2 헵타논 등을 이용해도 된다.

또한, 처리 가스로서 불활성 가스, 예를 들면 질소 가스(또는 아르곤 가스)를 이용해도 된다. 이러한 경우, 도 8에 도시한 바와 같이, 현상 처리 장치(30)의 가스 확산부(120)에는 공급관(300)을 개재하여, 처리 용기(110) 내로 질소 가스를 공급하는 처리 가스 공급부(301)가 접속되어 있다. 처리 가스 공급부(301)는 그 내부에 질소 가스를 저류하고 있다. 또한, 공급관(300)에는 처리 가스 공급부(301)로부터의 질소 가스의 흐름을 제어하는 밸브(302)가 설치되어 있다. 또한, 공급관(300)에는 순환로(150)가 접속되어 있다. 그리고, 공급관(300)에서 순환로(150)로부터 처리 가스 공급부(301)측에는 질소 가스가 처리 가스 공급부(301)로 역류하는 것을 방지하는 역류 방지 밸브(303)가 설치되어 있다. 또한, 본 실시예에서는 상기 실시예의 공급관(121), 처리 가스 공급부(122), 밸브(123), 역류 방지 밸브(124), 공급관(125), 퍼지 가스 공급부(126), 밸브(127)가 생략된다.

또한, 처리 용기(110)에는 당해 처리 용기(110) 내의 질소 가스의 압력을 측정하는 압력 측정기(310)가 설치되어 있다. 압력 측정기(310)의 측정 결과는 압력 제어부(311)에 출력된다. 압력 제어부(311)에서는 측정 결과에 기초하여 질소 가스의 압력이 소정의 압력, 예를 들면 대기압보다 100 Pa 높은 압력이 되도록, 예를 들면 밸브(302) 또는 가스 순환부(151) 등을 제어한다. 또한, 소정의 압력은, 예를 들면 처리 용기(110) 내의 현상액의 휘발 속도가 상압 하의 현상액의 휘발 속도에 대하여, 예를 들면 10% 이하가 되도록 설정된다. 또한, 본 실시예에서는 상기 실시예의 농도 측정기(130)와 농도 제어부(131)가 생략된다.

또한, 현상 처리 장치(30)의 그 외의 구성은 상기 실시예의 현상 처리 장치(30)의 구성과 동일하므로 설명을 생략한다.

이러한 경우, 공정(S2)에서 밸브(302)를 열어 처리 가스 공급부(301)로부터 처리 용기(110) 내로 질소 가스를 공급한다. 또한, 공정(S2) 및 공정(S3)에서 처리 가스 공급부(301)로부터의 질소 가스의 공급은 압력 측정기(310)와 압력 제어부(311)에 의해 제어된다. 즉, 처리 용기(110) 내의 질소 가스의 압력이 압력 측정기(310)에 의해 측정된다. 그리고, 압력 제어부(311)에서 처리 용기(110) 내의 압력이 소정의 압력, 예를 들면 대기압보다 100 Pa 높은 압력이 되도록 제어된다. 이와 같이, 처리 용기(110) 내의 가스 압력이 정압으로 제어됨으로써, 당해 처리 용기(110) 내로 공급되는 현상액의 휘발이 억제된다. 이 후 공정(S4)에서, 처리 용기(110) 내의 가스 압력을 소정의 압력으로 유지한 상태에서, 현상액 노즐(160)로부터 웨이퍼(W) 상으로 현상액을 공급하여, 레지스트막을 현상한다. 이 공정(S4)에서도 컵(143) 내(처리 용기(110) 내)의 질소 가스는 가스 순환부(151)에 의해 순환로(150)를 거쳐 공급관(300)으로 순환된다.

또한, 이 외의 공정(S1, S5 ~ S8)은 상기 실시예의 공정(S1, S5 ~ S8)과 동일하므로 설명을 생략한다.

본 실시예에 의해서도, 공정(S4)에서 처리 용기(110) 내의 가스 압력이 대기압보다 높은 소정의 압력으로 되어 있으므로, 웨이퍼(W) 상으로 공급되는 현상액의 휘발을 억제할 수 있다. 따라서, 현상 결함을 억제할 수 있고, 또한 현상액의 공급량을 저감시킬 수도 있다.

또한, 본 실시예의 현상 처리 장치(30)에도 도 7에 도시한 온도 조절 기구(250)를 설치하여, 처리 용기(110)로 공급하는 질소 가스의 온도를 조절해도 된다. 온도 조절 기구(250)는 공급관(300)에 설치해도 되고, 혹은 가스 확산부(120) 또는 처리 가스 공급부(301)에 설치해도 된다. 이와 같이, 처리 용기(110) 내의 분위기 온도를 조절함으로써, 웨이퍼(W) 상의 레지스트막의 현상을 보다 효율 좋게 행할 수 있다.

이상의 실시예에서는, 공정(S4)에서 회전 중의 웨이퍼(W) 상의 중심부로 현상액 노즐(160)로부터 현상액을 공급하여 웨이퍼(W) 상에 확산시키고 있었지만, 현상액의 공급 방법은 이에 한정되지 않고 다양한 방법을 취할 수 있다. 예를 들면, 회전 중의 웨이퍼(W)에 대하여, 웨이퍼(W)의 외주부로부터 중심부로 현상액 노즐(160)을 이동시키면서 현상액을 공급해도 되며, 이러한 경우, 현상액 노즐(160)로부터 공급된 현상액은 나선 형상으로 웨이퍼(W) 상으로 공급된다. 또한, 예를 들면 웨이퍼(W)의 직경보다 긴 슬릿 형상의 공급구를 구비한 현상액 노즐을 웨이퍼(W)의 직경 방향으로 이동시키면서 현상액을 공급해도 된다. 모든 경우에서, 웨이퍼(W)의 표면 전체 면에 현상액이 공급되어, 레지스트막이 적절히 현상된다.

이상, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시예에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자라면, 특허 청구의 범위에 기재된 사상의 범주 내에서 각종의 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명백하고, 이들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다. 본 발명은 본 예에 한정되지 않고 다양한 태양을 취할 수 있다. 본 발명은 기판이 웨이퍼 이외의 FPD(플랫 패널 디스플레이), 포토마스크용의 마스크 레티클 등의 다른 기판일 경우에도 적용할 수 있다.

1 : 도포 현상 처리 시스템
30 : 현상 처리 장치
110 : 처리 용기
120 : 가스 확산부
122 : 처리 가스 공급부
126 : 퍼지 가스 공급부
129 : 공급구
130 : 농도 측정기
131 : 농도 제어부
140 : 스핀 척
143 : 컵
150 : 순환로
151 : 가스 순환부
160 : 현상액 노즐
164 : 린스액 노즐
200 : 제어부
250 : 온도 제어 기구
301 : 처리 가스 공급부
310 : 압력 측정기
311 : 압력 제어부
W : 웨이퍼

Claims

기판의 현상 처리 장치로서,
기판을 수용하여 처리하는 처리 용기와,
상기 처리 용기 내에서 기판을 보지(保持)하는 기판 보지부와,
상기 기판 보지부에 보지된 기판 상으로 유기 용제를 함유하는 현상액을 공급하는 현상액 공급부와,
상기 처리 용기 내로 처리 가스를 공급하는 가스 공급부와,
상기 처리 용기로부터 유출된 처리 가스를 재차 처리 용기 내로 공급하여 순환시키는 가스 순환부와,
상기 처리 용기 내로서 기판 보지부의 상방에 설치되고, 상기 가스 공급부로부터의 처리 가스를 확산시켜 처리 용기 내로 공급하는 가스 확산부
를 가지고,
상기 가스 확산부의 기판 보지부측의 표면에는, 상기 처리 가스가 공급되는 공급구가 복수 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 현상 처리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 처리 가스는 기화한 유기 용제인 것을 특징으로 하는 현상 처리 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 처리 용기 내의 처리 가스의 농도를 측정하는 농도 측정기와,
상기 처리 가스의 농도가 소정의 농도가 되도록 상기 가스 공급부를 제어하는 제어부를 가지는 것을 특징으로 하는 현상 처리 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 처리 용기 내로 불활성 가스를 공급하는 다른 가스 공급부를 가지는 것을 특징으로 하는 현상 처리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 처리 가스는 불활성 가스이며,
상기 처리 용기의 내부는 상기 처리 가스에 의해 소정의 압력으로 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 현상 처리 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 처리 용기 내의 처리 가스의 압력을 측정하는 압력 측정기와,
상기 처리 가스의 압력이 상기 소정의 압력이 되도록 상기 가스 공급부를 제어하는 제어부를 가지는 것을 특징으로 하는 현상 처리 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가스 공급부에는, 상기 처리 가스의 온도를 조절하는 온도 조절 기구가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 현상 처리 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 용기 내에서 상기 기판 보지부에 보지된 기판의 측방을 둘러싸도록 설치된 컵을 가지고,
상기 가스 순환부는, 상기 컵으로부터 유출된 처리 가스를 상기 처리 용기 내에 순환시키는 것을 특징으로 하는 현상 처리 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판 보지부에 보지된 기판 상으로 현상액의 린스액을 공급하는 린스액 공급부를 가지는 것을 특징으로 하는 현상 처리 장치.
기판의 현상 처리 방법으로서,
기판을 수용하는 처리 용기 내로서 기판을 보지하는 기판 보지부의 상방에는, 처리 가스가 공급되는 공급구가 기판 보지부측의 표면에 복수 형성된 가스 확산부가 설치되고, 상기 처리 용기 내에 기판을 수용하여 상기 기판 보지부에 기판을 보지한 후, 가스 공급부로부터의 처리 가스를 상기 가스 확산부에서 확산시켜 상기 처리 용기 내로 공급하는 가스 공급 공정과,
이 후, 상기 기판 보지부에 보지된 기판 상으로 유기 용제를 함유하는 현상액을 공급하여 현상 처리를 행하는 현상 처리 공정을 가지고,
상기 현상 처리 공정에서, 상기 처리 용기로부터 유출된 처리 가스를 재차 처리 용기 내로 공급하여 순환시키는 것을 특징으로 하는 현상 처리 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 처리 가스는 기화한 유기 용제인 것을 특징으로 하는 현상 처리 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 현상 처리 공정에서 상기 처리 용기 내의 처리 가스의 농도는 소정의 농도로 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 현상 처리 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 처리 가스는 불활성 가스이며,
상기 현상 처리 공정에서 상기 처리 용기의 내부는 상기 처리 가스에 의해 소정의 압력으로 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 현상 처리 방법.
제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 현상 처리 공정에서 상기 처리 용기로 공급되는 처리 가스는 소정의 온도로 조절되어 있는 것을 특징으로 하는 현상 처리 방법.
제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 현상 처리 공정 후, 상기 기판 보지부에 보지된 기판 상으로 현상액의 린스액을 공급하는 린스 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 현상 처리 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 린스 공정 중, 상기 처리 용기 내로 불활성 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 현상 처리 방법.
청구항 10 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 기재된 현상 처리 방법을 현상 처리 장치에 의해 실행시키기 위하여, 상기 현상 처리 장치를 제어하는 제어부의 컴퓨터 상에서 동작하는 프로그램을 저장한 판독 가능한 컴퓨터 기억 매체.
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