KR20090053724A - 기판 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로서 표면에 레지스트 패턴이 형성되어 노광 처리되고 현상 처리된 웨이퍼 (W)의 표면을 표면으로 해 유지하는 척 (52)와 척을 수직축 주위에 회전시키는 모터 (53)과 척에 유지된 웨이퍼의 표면으로 향해 레지스트 패턴을 팽윤 시키는 용제증기를 토출하는 토출구멍 (61) 및 그 토출구멍으로부터 토출된 용제 증기를 흡인 가능한 흡인구 (62)를 가지는 처리 노즐 (60)과 처리 노즐을 척에 유지된 웨이퍼의 주변으로부터 중앙부 측에 이동시키는 이동 기구 (54)를 구비하고 웨이퍼를 수직축 주위에 회전시킴과 동시에, 토출구멍으로부터 용제 증기를 토출하면서 처리 노즐을 웨이퍼의 주변으로부터 중앙부 측에 향해 이동 시켜 웨이퍼의 표면에 용제 증기를 나선 형상에 공급하는 용제의 무용지물을 생략할 수가 있음과 동시에 용제 증기의 임펙트압을 높인 스무딩 처리를 용이하게 하고 또한 용제 증기의 노즐 외부에의 누설을 억제해 처리 효율의 향위를 도모할 수 있는 기술을 제공한다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}

본 발명은, 예를 들면 반도체 웨이퍼 등의 기판의 레지스트막의 표면 거침을 개선하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 디바이스의 제조의 프로세스에 있어서의 포트리소그래피 공정에서는 예를 들면 반도체 웨이퍼(이하에 웨이퍼라고 한다)의 기초막상에 레지스트액을 도포해 레지스트막을 형성한다

레지스트 도포 처리, 웨이퍼 표면에 소정의 회로 패턴이 노광되는 노광 처리, 노광 후의 웨이퍼를 현상액에 의해 현상 하는 현상 처리 및 웨이퍼의 기초막 등을 식각 하는 에칭 처리 등을 하고 있다.

그런데, 상술의 현상 처리가 실시된 후의 레지스트 패턴의 표면에는 도 14에 나타나는 바와 같이 노광 처리시에 웨이퍼의 표면에 조사되는 빛의 파동적 성질｛예를 들면, KrF의 파장은 248 nm,ArF의 파장은 193 nm｝에 의해 레지스트 패턴 (R)의 측벽면의 수평 및 수직 방향으로 복수의 줄기가 나타나고, 레지스트 패턴의 표면에 요철｛LWR(Line Width Roughness), LER(Line Edge Roughness)｝가 나타난다. 이와 같이, 레지스트 패턴 (R)의 표면에 요철이 생겨 표면이 거칠어지면 그 레지스 트 패턴 (R)를 마스크로서 기초막을 에칭 처리했을 때 기초막에는 레지스트 패턴 (R)의 줄기에 대응한 줄기 등의 요철이 나타나고 정밀한 회로 패턴이 형성되지 않고, 원하는 품질의 반도체 디바이스가 제조되지 않게 된다.

거기서, 출원인은 상술한 요철｛LWR(Line Width Roughness), LER(Line Edge Roughness)｝을 개선하는 수법으로서 레지스트의 용제 증기를 사용하고 레지스트 패턴의 최표면을 용해시켜 평활화하는 수법(스무딩 처리)을 이미 제안하고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

스무딩 처리 방법은, 도 12 및 도 13에 나타나는 바와 같이 도시하지 않는 기판 유지대에 의해 유지된 기판 예를 들면 웨이퍼 (W)의 표면에 대향하는 노즐 (N)을 웨이퍼 (W)와 상대적으로 평행이동 하여 노즐 (N)에 설치된 웨이퍼 (W)의 직경보다 긴 범위에 설치된 토출구멍 (Na)로부터 노광 처리되고 현상 처리된 웨이퍼 (W)의 표면에 대해서 용제 증기를 토출함으로써 레지스트 패턴을 팽윤시켜 레지스트 패턴의 표면의 요철을 평균화해 평활화(스무딩)하는 스캔 방식을 채용하고 있다.

[특허 문헌 1] 일본국 특개 2005－19969호 공보(특허 청구의 범위, 도 4, 도 5)

그렇지만, 특허 문헌 1에 기재의 스캔 방식에 대해서는 토출구멍이 웨이퍼 (W)의 직경보다 긴 범위에 설치되고 있기 때문에 도 13에 나타나는 바와 같이 노즐 (N)이 웨이퍼 (W)의 일단으로부터 타단으로 이동해 용제 증기를 공급하는 과정에 있어서 토출구멍 (Na)로부터 웨이퍼 (W)가 존재하지 않는 영역 (A)에도 용제 증기를 토출한다. 따라서, 용제가 무용지물이 되는 문제가 있다.

특히, 고어스펙트비 패턴이나 홀 패턴 등의 스무딩 처리에 대해서는, 용제량을 늘려 임펙트압을 줄 필요가 있고 많은 용제가 사용되기 때문에 용제의 무용지물이 염려된다.

또, 이 스무딩 처리에 대해서는 용제 증기 환경의 장치내에의 확산을 방지하기 위해서, 스무딩 처리 장치(모듈)의 밀폐 및 모듈내의 배기나 방폭 등의 안전 대책을 고려할 필요가 있다.

본 발명은, 상기 사정에 비추어 이루어진 것으로 용제의 무용지물을 생략할 수가 있음과 동시에 용제 증기의 임펙트압을 높인 스무딩 처리를 용이하게 하고 또한 용제 증기의 노즐 외부에의 누설을 억제하고 처리 효율의 향상을 도모할 수 있도록 한 기판 처리 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서 청구항 1 기재의 기판 처리 장치는, 표면에 레지스트 패턴이 형성되어 노광 처리되고 현상 처리된 기판의 표면을 표면으로 해 유 지하는 기판 유지대와, 상기 기판 유지대를 수직축 주위에 회전시키는 회전 구동 기구와 상기 기판 유지대에 유지된 기판의 표면으로 향해 상기 레지스트 패턴을 팽윤 시키는 용제 증기를 토출하는 토출구멍 및 그 토출구멍으로부터 토출된 용제 증기를 흡인 가능한 흡인구를 가지는 용제 증기 토출 노즐과 상기 용제 증기 토출 노즐을 상기 기판 유지대에 유지된 기판의 주변으로부터 중앙부 측에 이동시키는 이동 기구를 구비하고,　

기판을 수직축 주위에 회전시킴과 동시에 상기 토출구멍으로부터 용제 증기를 토출하면서 용제 증기 토출 노즐을 기판의 주변으로부터 중앙부 측에 향해 이동시켜 기판의 표면에 용제 증기를 나선 형상에 공급하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성함으로써 기판 유지대 및 기판을 수직축 주위에 회전시킴과 동시에, 용제 증기 토출 노즐을 토출구멍으로부터 용제 증기를 토출하면서 기판의 주변으로부터 중앙부 측에 향해 이동시켜 기판의 표면에 용제 증기를 나선 형상에 공급할 수가 있으므로, 기판의 표면에 형성된 레지스트 패턴의 최표면만 용제 증기를 공급해 레지스트 패턴을 팽윤 시킬 수가 있다. 또, 사용에 제공된 용제 증기를 신속하게 흡인구로부터 회수할 수가 있다.

또, 청구항 2 기재의 발명은 표면에 레지스트 패턴이 형성되어 노광 처리되고 현상 처리된 기판의 표면을 표면으로 해 유지하는 기판 유지대와 상기 기판 유지대를 수직축 주위에 회전시키는 회전 구동 기구와 상기 기판 유지대에 유지된 기판의 표면으로 향해 상기 레지스트 패턴을 팽윤 시키는 용제 증기를 토출하는 토출구멍 및 그 토출구멍으로부터 토출된 용제 증기를 흡인 가능한 흡인구를 가지는 용 제 증기 토출 노즐과, 상기 용제 증기 토출 노즐에 병설 되고 상기 기판 유지대에 유지된 기판의 표면으로 향해 세정액을 토출하는 세정 노즐과 상기 용제 증기 토출 노즐 및 세정 노즐을 상기 기판 유지대에 유지된 기판의 주변으로부터 중앙부 측에 이동시키는 이동 기구와 상기 기판 유지대의 외측 및 아래 쪽을 포위하는 컵과 상기 컵의 측벽부를 승강시키는 승강기구를 구비하고, 기판을 수직축 주위에 회전시킴과 동시에, 상기 토출구멍으로부터 용제 증기를 토출하면서 용제 증기 토출 노즐을 기판의 주변으로부터 중앙부 측에 향해 이동시켜 기판의 표면에 용제 증기를 나선 형상에 공급해, 그 후, 컵의 측벽부를 상승시킨 상태로 기판을 수직축 주위에 회전시킴과 동시에 기판의 중앙부로 향해 상기 세정 노즐로부터 세정액을 공급하고 세정액의 공급을 정지한 후 기판을 수직축 주위에 회전시켜 세정액을 제거하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성함으로써, 청구항 1 기재의 발명과 동일하게 기판 유지대 및 기판을 수직축 주위에 회전시킴과 동시에, 용제 증기 토출 노즐을 토출구멍으로부터 용제 증기를 토출하면서 기판의 주변으로부터 중앙부 측에 향해 이동시켜 기판의 표면에 용제 증기를 나선 형상에 공급할 수가 있으므로, 기판의 표면에 형성된 레지스트 패턴의 최표면에만 용제 증기를 공급해 레지스트 패턴을 팽윤 시킬 수가 있다. 또, 사용에 제공된 용제 증기를 신속하게 흡인구로부터 회수할 수가 있다. 또한 컵의 측벽부를 상승시킨 상태로, 기판을 수직축 주위에 회전시킴과 동시에, 기판의 중앙부로 향해 세정 노즐로부터 세정액을 공급해 세정 처리를 가한 후, 기판을 수직축 주위에 회전시켜 세정액을 제거할 수가 있다.

또, 청구항 3 기재의 발명은 청구항 1 또는 2 기재의 기판 처리 장치에 대해, 상기 용제 증기 토출 노즐에 있어서의 토출구멍의 근방 부위에 결로방지용의 히터를 배치 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이 경우 히터로서는, 예를 들면 전열 히터나 온조수를 열매체로 한 온조히터 등을 이용할 수가 있다.

이와 같이 구성함으로써 용제 증기에 의해 노즐의 토출 구멍부분에 생기는 결로를 방지할 수가 있다.

또, 청구항 4 기재의 발명은, 청구항 1 내지 3중 어느 한항에 기재의 기판 처리 장치에 대해 상기 용제 증기 토출 노즐은 용제 증기의 환경이 유지 가능한 아래쪽에 개구하는 오목 지점을 설치하고 오목 지점의 저면부에 토출구멍을 설치함과 동시에, 오목 지점의 개구부 주변의 하단부에 상기 토출구멍을 둘러싸도록 흡인구를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성함으로써, 토출구멍으로부터 토출된 용제 증기를 오목 지점내에 모아 용제 증기의 환경을 형성할 수가 있어 사용에 제공된 용제 증기를 토출구멍의 주위에 설치된 흡인구로부터 회수할 수가 있다.

또, 청구항 5 기재의 발명은 청구항 1, 3또는 4에 기재의 기판 처리 장치에 있어서 상기 기판 유지대의 주변 근방 부위에 상기 기판 유지대에 유지된 기판의 표면과 대략 동일 평면을 가지는 조주 스테이지를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성함으로써, 용제 증기 토출 노즐을 조주 스테이지상에 이동한 상태에서 토출구멍으로부터 용제 증기를 토출하는 용제 증기의 토출 상태를 안정시 킨 상태에서 기판 표면에 용제 증기를 공급할 수가 있다.

또, 청구항 6 기재의 발명은, 청구항 2 내지 4중 어느 한하에 기재의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 컵의 상단부에 상기 기판 유지대에 유지된 기판의 표면과 대략 동일 평면을 가지는 조주 스테이지를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성함으로써, 용제 증기의 공급시에는 불필요한 컵의 상단부에 설치된 조주 스테이지상에 용제 증기 토출 노즐을 이동한 상태에서 토출구멍으로부터 용제 증기를 토출하는 용제 증기의 토출 상태를 안정시킨 상태에서 기판 표면에 용제 증기를 공급할 수가 있다.

이상으로 설명한 바와 같이 본 발명의 기판 처리 장치는, 상기와 같이 구성되어 있으므로, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.

(1) 청구항 1 기재의 발명에 의하면 기판의 표면에 형성된 레지스트 패턴의 최표면에만 용제 증기를 공급해 레지스트 패턴을 팽윤 시킬 수가 있고 또, 사용에 제공된 용제 증기를 신속하게 흡인구로부터 회수할 수가 있으므로 용제의 무용지물을 생략할 수가 있음과 동시에 용제 증기의 임펙트압을 높인 스무딩 처리를 용이하게 하고 또한 용제 증기의 노즐 외부에의 누설을 억제해 처리 효율의 향상을 도모할 수가 있다.

(2) 청구항 2 기재의 발명에 의하면 청구항 1 기재의 발명과 동일하게 기판의 표면에 형성된 레지스트 패턴의 최표면에만 용제 증기를 공급해 레지스트 패턴 을 팽윤 시킬 수가 있고 또, 사용에 제공된 용제 증기를 신속하게 흡인구로부터 회수할 수가 있으므로, 용제의 무용지물을 생략할 수가 있음과 동시에, 용제 증기의 임펙트압을 높인 스무딩 처리를 용이하게 하고 또한 용제 증기의 노즐 외부에의 누설을 억제해, 처리 효율의 향상을 도모할 수가 있다. 또한 스무딩 처리 후의 세정 처리 및 건조 처리를 실시할 수가 있다.

(3) 청구항 3 기재의 발명에 의하면, 용제 증기에 의해 노즐의 토출 구멍부분에 생기는 결로를 방지할 수가 있으므로, 상기(1), (2)에 부가하여 더욱 결로에 의한 처리 정밀도의 저하를 방지할 수가 있다. 특히, 높은 농도의 유기용제 증기를 사용했을 때에 생기기 쉬운 결로를 방지할 수가 있으므로, 매우 적합하다.

(4) 청구항 4 기재의 발명에 의하면 토출구멍으로부터 토출된 용제 증기를 오목 지점내에 모아 용제 증기의 환경을 형성할 수 있고 사용에 제공된 용제 증기를 토출구멍의 주위에 설치된 흡인구로부터 회수할 수가 있으므로, 상기(1)~(3)에 부가하여 더욱 처리 정밀도의 향상 및 용제 증기의 외부에의 누설을 억제할 수가 있다.

(5) 청구항 5 기재의 발명에 의하면 용제 증기 토출 노즐을 조주 스테이지상에 이동한 상태에서, 토출구멍으로부터 용제 증기를 토출하는 용제 증기의 토출 상태를 안정시킨 상태로 기판 표면에 용제 증기를 공급할 수가 있으므로, 상기(1), (3), (4)에 부가하여, 더욱 용제 증기의 공급을 효율적으로 실시할 수가 있다.

(6) 청구항 6 기재의 발명에 의하면 용제 증기의 공급시에는 불필요한 컵의 상단부에 설치된 조주 스테이지상에 용제 증기 토출 노즐을 이동한 상태에서, 토출 구멍으로부터 용제 증기를 토출하는 용제 증기의 토출 상태를 안정시킨 상태에서 기판 표면에 용제 증기를 공급할 수가 있다. 따라서, 상기(2)~(4)에 부가하여 더욱 용제 증기의 공급을 효율적으로 실시할 수가 있고 또한 컵과 조주 스테이지를 설치하는 경우의 구성 부재의 삭감을 도모할 수 있음과 동시에, 스페이스의 유효 이용을 도모할 수 있다.

이하에, 본 발명의 최선의 실시 형태를 첨부 도면에 근거해 상세하게 설명한다. 여기에서는 본 발명과 관련되는 기판리장치를 반도체 웨이퍼의 레지스트 도포·현상 처리 시스템에 적용한 경우에 대해 설명한다.

도 1은, 상기 레지스트 도포·현상 처리 시스템의 하나의 실시 형태의 개략 평면도, 도 2는, 도 1의 정면도, 도 3은, 도 1의 배면도이다.

상기 레지스트 도포·현상 처리 시스템은, 피처리 기판인 반도체 웨이퍼 (W,이하에 웨이퍼 (W)라고 한다)를 웨이퍼 카셋트 (1)에서 복수매 예를 들면 25매 단위로 외부로부터 시스템에 반입 또는 시스템으로부터 반출하거나 웨이퍼 카셋트 (1)에 대해서 웨이퍼 (W)를 반출·반입하거나 하기 위한 카셋트 스테이션 (10,반송부)과 도포 현상 공정 중에서 1매씩 웨이퍼 (W)에 소정의 처리를 가하는 매엽식의 각종 처리 유닛트를 소정 위치에 다단 배치하여 이루어지는 처리 장치를 구비하는 처리 스테이션 (20)과 이 처리 스테이션 (20)과 인접해 설치되는 노광 장치 (40)의 사이에 웨이퍼 (W)를 수수하기 위한 인터페이스부 (30)으로 주요부가 구성되어 있다.

상기 카셋트 스테이션 (10)은, 도 1에 나타나는 바와 같이 카셋트 재치대 (2)상의 돌기 (3)의 위치에 복수개 예를 들면 4개까지의 뚜껑부착의 웨이퍼 카셋트 (1)이 각각의 웨이퍼 출입구를 처리 스테이션 (20) 측에 향하여 수평의 X방향에 따라 일렬에 재치되고 각 웨이퍼 카셋트 (1)에 대치해 뚜껑 개폐 장치 (5)가 배치 설치되고 또, 카셋트 배열 방향(X방향) 및 웨이퍼 카셋트 (1)내에 수직 방향에 따라 수용된 웨이퍼 (W)의 웨이퍼 배열 방향(Z방향)으로 이동 가능한 웨이퍼 반송용 핀셋 (4)가 각 웨이퍼 카셋트 (1)에 선택적으로 반송하도록 구성되어 있다. 또, 웨이퍼 반송용 핀셋 (4)는 θ방향으로 회전 가능하게 구성되어 있고 후술 하는 처리 스테이션 (20)측의 제3의 조 (G3)의 다단 유닛트부에 속하는 얼라인먼트 유닛트(ALIM) 및 익스텐션 유닛트(EXT)에도 반송할 수 있게 되어 있다.

상기 처리 스테이션 (20)은 도 1에 나타나는 바와 같이 중심부에는, 이동 기구 (22)에 의해 수직 이동하는 수직 반송형의 주웨이퍼 반송 기구 (21)이 설치되고 이 주웨이퍼 반송 기구 (21)의 주위에 모든 처리 유닛트가 1조 또는 복수의 조에 걸쳐 다단에 배치되고 있다. 본 예에서는 5조 G1, G2, G3, G4 및 G5의 다단 배치 구성이며, 제1 및 제2의 조 (G1, G2)의 다단 유닛트는 시스템 정면 측에 병렬되고, 제3의 조 (G3)의 다단 유닛트는 카셋트 스테이션 (10)에 인접해 배치되고, 제4의 조 (G4)의 다단 유닛트는 인터페이스부 (30)에 인접해 배치되고, 제5의 조 (G5)의 다단 유닛트는 뒤쪽 측에 배치되고 있다.

이 경우, 도 2에 나타나는 바와 같이 제1의 조 (G1)에서는, 컵(용기,23)내에서 웨이퍼 (W)와 현상액 공급 수단(도시하지 않음)을 대치시켜 레지스트 패턴을 현 상 하는 현상 유닛트(DEV)와 웨이퍼 (W)를 스핀 척(도시하지 않음)에 재치하여 소정의 처리를 실시하는 레지스트 도포 유닛트(COT)가 수직 방향 아래로부터 차례로 2단에 겹쳐져 있다. 제2의 조 (G2)에는 본 발명과 관련되는 기판 처리 장치로서의 스무딩 처리 장치 (50,이하에 스무딩 처리 장치 (50)으로 한다)와 현상 유닛트(DEV)가 수직 방향 아래로부터 차례로 2단에 겹쳐져 있다.

또한 레지스트 도포 유닛트(COT)와 스무딩 처리 장치 (50)을 하단 측에 배치한 이유는 레지스트액의 배액이나 레지스트의 용제의 배기가 기구적으로도 메인터넌스 상에서도 불편하기 때문이다.

그러나, 필요에 따라서 레지스트 도포 유닛트(COT), 스무딩 처리 장치 (50)을 상단에 배치하는 것도 가능하다.

제3의 조 (G3)에서는 도 3에 나타나는 바와 같이 웨이퍼 (W)를 웨이퍼 재치대 (24)에 재치해 소정의 처리를 실시하는 오븐형의 처리 유닛트 예를 들면 웨이퍼 (W)를 냉각하는 쿨링 유닛트(COL), 웨이퍼 (W)에 소수화 처리를 실시하는 애드히젼유닛트(AD), 웨이퍼 (W)의 위치 맞춤을 실시하는 얼라인먼트 유닛트(ALIM), 웨이퍼 (W)의 반입출을 실시하는 익스텐션 유닛트(EXT), 웨이퍼 (W)를 베이크 하는 열처리 장치를 사용한 4개의 핫 플레이트 유닛트(HP)가 수직 방향 아래로부터 차례로예를 들면 8단에 겹쳐져 있다.

또, 제4의 조 (G4)에서는 오븐형 처리 유닛트 예를 들면 쿨링 유닛트(COL), 익스텐션·쿨링 유닛트(EXTCOL), 익스텐션 유닛트(EXT), 쿨링 유닛트(COL), 급냉 기능을 가지는 본 발명과 관련되는 열처리 장치를 사용한 2개의 냉각 핫 플레이트 유닛트(CHP) 및 본 발명과 관련되는 열처리 장치를 사용한 2개의 핫 플레이트 유닛트(HP)가 수직 방향 아래로부터 차례로 예를 들면 8단에 겹쳐져 있다.

상기와 같이 처리 온도가 낮은 쿨링 유닛트(COL), 익스텐션·쿨링 유닛트(EXTCOL)를 하단에 배치하고 처리 온도가 높은 핫 플레이트 유닛트(HP), 냉각 핫 플레이트 유닛트(CHP) 및 애드히젼 유닛트(AD)를 상단에 배치하는 것으로, 유닛트간의 열적인 상호 간섭을 줄일 수가 있다. 물론, 랜덤인 다단 배치로 하는 것도 가능하다.

덧붙여 도 1에 나타나는 바와 같이 처리 스테이션 (20)에 있어서 제1 및 제2의 조 (G1, G2)의 다단 유닛트(스피나형 처리 유닛트)에 인접하는 제3 및 제4의 조 (G3, G4)의 다단 유닛트(오븐형 처리 유닛트)의 측벽안에는 각각 덕트 (25, 26)이 수직 방향으로 종단해 설치되고 있다. 이러한 덕트 (25, 26)에는 다운 플로우의 청정 공기 또는 특별히 온도 조정된 공기가 흐르게 되도록 되어 있다. 이 덕트 구조에 의해 제3 및 제4의 조 (G3, G4)의 오븐형 처리 유닛트로 발생한 열은 차단되어 제1및 제2의 조 (G1, G2)의 스피너형 처리 유닛트에는 미치지 않도록 되어 있다.

또, 이 처리 시스템에서는 주웨이퍼 반송 기구 (21)의 뒤쪽 측에도 도 1에 점선으로 가리키는 바와 같이 제5의 조 (G5)의 다단 유닛트를 배치할 수 있게 되어 있다. 이 제5의 조 (G5)의 다단 유닛트는 안내 레일 (27)에 따라 주웨이퍼 반송 기구 (21)으로부터 볼때 측쪽에 이동할 수 있게 되어 있다. 따라서, 제5의 조 (G5)의 다단 유닛트를 설치한 경우에서도, 유닛트를 슬라이드함으로써 공간부가 확보되므로, 주웨이퍼 반송 기구 (21)에 대해서 배후로부터 메인터넌스 작업을 용이하게 실 시할 수가 있다.

상기 인터페이스부 (30)은 깊이 방향에서는 처리 스테이션 (20)과 동일한 치수를 가지지만, 폭방향에서는 작은 사이즈에 만들어지고 있다. 이 인터페이스부 (30)의 정면부에는 가반성의 픽업 카셋트 (31)과 정치형의 버퍼 카셋트 (32)가 2단에 배치되고 배면부에는, 웨이퍼 (W)의 주변부의 노광 및 식별 마크 영역의 노광을 실시하는 노광 수단인 주변 노광 장치 (33)이 배치 설치되고, 중앙부에는 반송 수단인 웨이퍼의 반송 아암 (34)가 배치 설치되고 있다. 반송 아암 (34)는 X, Z방향으로 이동해 양카셋트 (31, 32) 및 주변 노광 장치 (33)에 반송하도록 구성되어 있다. 또, 반송 아암 (34)는 θ방향으로 회전 가능하게 구성되어 처리 스테이션 (20)측의 제4의 조 (G4)의 다단 유닛트에 속하는 익스텐션 유닛트(EXT) 및 인접하는 노광 장치측의 웨이퍼 수수대(도시하지 않음)에도 반송할 수 있도록 구성되어 있다.

상기와 같이 구성되는 처리 시스템은 클린 룸내에 설치되지만, 또 시스템내에서도 천정부에 예를 들면 헤파(HEPA) 필터 (6)을 배치 설치한 효율적인 수직 층류 방식에 의해 각부의 청정도를 높이고 있다.

다음에, 스무딩 처리 장치 (50)에 대해 도 4 내지 도 11을 참조해 상세하게 설명한다.

＜제1 실시 형태＞

도 4는, 본 발명과 관련되는 기판 처리 장치인 스무딩 처리 장치 (50)의 제1 실시 형태를 나타내는 개략 종단면도, 도 5는, 스무딩 처리 장치 (50)의 개략 횡단면도이다.

상기 스무딩 처리 장치 (50)은 케이스 (51)내에, 상기 주웨이퍼 반송 기구 (21)로부터 수취한 현상 처리 후의 웨이퍼 (W)를 상기 웨이퍼 (W)의 표면을 상면으로 해 흡착 유지하는 기판 유지대 (52,이하에 척 (52)라고 한다)와 척 (52)를 수직축 주위에 회전시키는 회전 구동 기구인 모터 (53)과 척 (52)에 유지된 웨이퍼 (W)의 표면에 향해 레지스트 패턴을 팽윤 시키는 용제 증기를 토출하는 토출구멍 (61)및 그 토출구멍 (61)로부터 토출된 용제 증기를 흡인 가능한 흡인구 (62)를 가지는 용제 증기 토출 노즐 (60; 이하에 처리 노즐 (60)으로 한다)과 처리 노즐 (60)을 척 (52)에 유지된 웨이퍼 (W)의 주변으로부터 중앙부 측에 이동시키는 이동 기구 (54)를 구비하고 있다. 또한 케이스체 (51)의 상부 개구부에는 필터 유닛트 (FU)가 장착되고 있고 필터 유닛트 (FU)에 의해 청정화 된 공기가 다운 플로우에 의해 케이스 (51)내에 공급된다.

이 경우, 척 (52)는 웨이퍼 (W)를 흡착 유지해 도시하지 않는 승강기구에 의해 승강 가능하게 형성되고 있고 케이스 (51)의 측벽 (51a)에 형성된 반입출구 (51b)를 개재시켜 케이스 (51)내에 침입하는 주웨이퍼 반송 기구 (21)에 대해서 웨이퍼 (W)의 수수를 실시할 수 있게 되어 있다. 덧붙여 반입출구 (51b)에는 셔터 (51c)가 개폐 기구(도시하지 않음)에 의해 개폐 가능하게 배치 설치 되고 있다.

또, 척 (52)의 대향하는 양단부에는 척 (52)에 유지된 웨이퍼 (W)의 표면과 대략 동일 평면을 가지는 조주 스테이지 (55)가 설치되고 있다. 이와 같이 조주 스테이지 (55)를 설치함으로써 노즐 (53)을 조주 스테이지 (55)에 위치시키고 나서 용제 증기를 토출하고 안정시킨 상태로 웨이퍼 표면에 용제 증기를 토출할 수가 있 다.

상기 처리 노즐 (53)은 도 6 및 도 7에 나타나는 바와 같이 사방형 블럭 형상의 노즐 헤드 (63)을 구비하고 이 노즐 헤드 (63)의 하면 중앙부에, 용제 증기의 환경이 유지 가능한 아래쪽에 개구하는 사방 형상의 오목 지점 (64)가 설치되고 이 오목 지점 (64)의 저면부 (64a)에 긴 구멍 형상의 토출구멍 (61)이 설치됨과 동시에, 오목 지점 (64)의 개구부 (64b)의 주변의 하단부에 토출구멍 (61)을 둘러싸도록 흡인구 (62)가 설치되고 있다. 또한 흡인구 (62)를 개구부 (64b)에 있어서의 오목 지점 (64)의 안쪽 측에 개구 시켜도 괜찮다. 또, 노즐 헤드 (63)에는 연통로(65)를 개재시켜 토출구멍 (61)에 연통하는 용제 증기 저장 공간부 (66)이 형성되고 용제 증기 저장 공간부 (66)의 상부에는 노즐 헤드 (63)의 상단면에 개구 하는 공급구 (67)이 연통되고 있다. 공급구 (67)에 공급 관로 (71)을 개재시켜 용제 증기 공급원 (70)이 접속되고 있다.

또, 노즐 헤드 (63)에는 토출구멍 (61)의 근방 부위 예를 들면 양측으로 결로방지용의 히터 (68)이 배치 설치되고 있다. 이 경우, 히터 (68)은 도시하지 않는 전원에 의해 가열되는 전열 히터에 의해 형성되고 있고 용제 증기에 의해 토출구멍 (61)의 근방 부위가 결로 하는 것을 방지하도록 구성되어 있다. 또한 히터 (68)은 반드시 전열 히터일 필요는 없고, 예를 들면 소정 온도에 온조 된 온조수 등의 열매체를 노즐 헤드 (63)에 설치된 유로내에 흘리는 온조히터여도 괜찮다.

상기 흡인구 (62)는 예를 들면 도 7에 나타나는 바와 같이 오목 지점 (64)의 하나의 각부 부근을 남겨 연속하는 홈 구멍에 의해 형성되고 있다. 이와 같이 형성 되는 흡인구 (62)의 적절한 지점에 연통하는 버퍼실 (69aa)를 개재시켜 노즐 헤드 (63)의 상단면에 개구 하는 복수의 연통로 (69)에 연통되고 있다. 이 경우, 흡인구 (62)에는 연통로 (69)를 개재시켜 개폐 밸브 (V1)를 개재하여 설치한 배기관로 (72)를 개재시켜 배기 기구 예를 들면 배기 펌프 (73)이 접속되고 있다.

용제 증기 공급원 (70)은 예를 들면 공급 관로 (71)과 접속해 액체 용제가 저장된 저장 탱크 (74)와 불활성의 질소(N2) 가스의 공급원 (75)에 접속해 저장 탱크 (74)내에 N2가스를 공급하는 N2가스 공급 관로 (76)을 구비하고 있다. N2가스 공급 관로 (76)으로부터 저장 탱크 (74)의 액체 용제내에 N2가스를 공급하는 것에 의해, 저장 탱크 (74)내에서 기화하고 있는 용제 증기가 공급 관로 (71)내에 압송되어 용제 증기가 공급 관로 (71)을 통하여 처리 노즐 (53)에 공급된다. 용제로서는 예를 들면 아세톤, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA), N메틸 2 필로리디논(NMP)을 이용할 수가 있다.

또, 공급 관로 (71)에는 용제 증기의 유량을 검출하는 유량 센서 (77)과 유량을 조절하는 조정 밸브 (78)이 설치되고 있다. 유량 센서 (77)에서 검출된 검출 결과는, 유량 제어부 (79)에 출력되고 유량 제어부 (79)는 검출 결과에 근거해 조정 밸브 (78)의 개폐도를 조정해 처리 노즐 (53)으로부터 토출되는 용제 증기의 유량을 소정의 유량으로 설정할 수 있다.

또한 케이스 (51)의 바닥부에는 배기구 (51d)가 형성되고 있다. 배기구 (51d)는 배기관 (51e)를 개재시켜 상기 배기 펌프 (73)에 접속되고 있다.

또, 상기 처리 노즐 (53)의 이동 기구 (54)는 척 (52)와 평행하게 배치 설치 되는 가이드 레일 (54a)에 따라 이동 가능하게 장착되고 있고 척 (52)에 대해서 평행이동 가능하게 형성되고 있다. 또한 이동 기구 (54)는 제어 수단인 콘트롤러 (100)과 전기적으로 접속되고 있고 콘트롤러 (100)으로부터의 제어 신호에 근거해 구동하도록 되어 있다.

또한 콘트롤러 (100)과 상기 모터 (53), 용제 증기 공급원 (70)의 유량 제어부 (79), 배기 펌프 (73)및 개폐 밸브 (V1)등은 각각 전기적으로 접속되고 있고 콘트롤러 (100)으로부터의 제어 신호에 근거해 제어되도록 구성되어 있다.

다음에, 제1 실시 형태의 스무딩 처리 장치의 동작 모양에 대해, 도 4, 도 5및 도 8을 참조해 설명한다. 우선, 이동 기구 (54)를 구동해 처리 노즐 (60)을 조주 스테이지 (55)의 윗쪽으로 이동한다.

다음에, 조주 스테이지 (55)의 윗쪽에 위치한 처리 노즐 (60)에 용제 증기 공급원 (70)으로부터 용제 증기를 공급해 토출구멍 (61)로부터 용제 증기를 토출하고 용제 증기의 토출이 안정된 상태에서 모터 (53)이 구동해 척 (52)를 회전시키는 것과 동시에, 이동 기구 (54)가 구동해 처리 노즐 (60)을 웨이퍼 (W)의 측 테두리에서 중앙부 측에 이동한다. 이것에 의해, 처리 노즐 (60)의 토출구멍 (61)로부터 토출되는 용제 증기는 웨이퍼 (W)의 표면에 나선 형상에 공급되어 웨이퍼 표면의 레지스트 패턴을 팽윤시켜, 레지스트 패턴의 표면의 요철을 평균화해 평활화(스무딩)할 수가 있다.

＜제2 실시 형태＞

도 9는, 본 발명의 제2 실시 형태의 스무딩 처리 장치를 나타내는 개략 단면 도이다.

제2 실시 형태는 본 발명과 관련되는 스무딩 처리 장치에 세정기능를 갖게 한 경우이다. 이 경우, 제2 실시 형태의 스무딩 처리 장치 (50A)는, 세정 노즐 (80)과 세정 처리시의 세정액의 비산을 방지하는 컵 (90)을 설치한 점에서, 제1 실시 형태의 스무딩 처리 장치 (50)과 상위하다. 이하에, 제1 실시 형태와 동일한 부분에는 동일 부호를 교부하고 설명은 생략 해, 제2 실시 형태의 특징 부분에 대해서 설명한다.

제2 실시 형태에 있어서의 세정 노즐 (80)은 처리 노즐 (60)의 노즐 헤드 (63)의 한측면에 병설되고 척 (52)에 유지된 웨이퍼 (W)의 표면에 향해 세정액 예를 들면 순수를 토출하도록 구성되어 있다. 세정 노즐 (80)은 이동 기구 (54)에 의해 처리 노즐 (60)과 일체로 이동 가능하게 구성되어 있다. 또, 세정 노즐 (80)에는 개폐 밸브 (V2)를 개설 하는 세정액공급 관로 (81)을 개재시켜 세정액공급원 (82)에 접속되고 있다. 또한 개폐 밸브 (V2)는 콘트롤러 (100)과 전기적으로 접속되고 있고 콘트롤러 (100)으로부터의 제어 신호에 근거해 개폐 동작한다.

한편, 컵 (90)은 척 (52)의 외측 및 하측을 포위하는 하부 컵체 (91)과 상부 컵체 (92)로 주로 구성되어 있다. 이 경우, 하부 컵체 (91)은 척 (52)의 아래쪽 위치하는 외통부 (91a)와 내통부 (91b)를 가지는 환형상의 홈형상에 형성되어 하부 컵체 (91) 내통부 (91b)내에는 척 (52)의 회전축 (52a)를 기수밀하게 한편 회전 가능하게 끼워 삽입하는 원판 (93)이 수평에 가설되어 내통부 (91b)의 상단부에는, 척 (52)에 의해 유지된 웨이퍼 (W)의 이면 측에 침수하는 액을 하부 컵체 (91)의 홈부내에 흘리는 환 형상의 침수 저지 부재 (94)가 배치되고 있다. 또, 상부 컵체 (92)는 하부 컵체 (91)의 외통부 (91a)의 내측에 배치 설치되는 승강 가능한 원통형의 측벽부 (92a)와 이 측벽부 (92a)의 상단부에서 안쪽 측에 향해 수평형상에 연장하는 조주 스테이지 (55A)를 구비하고 측벽부 (92a)의 하단부에서 내측으로 절곡 된 내향 플랜지부 (92b)에 승강기구 예를 들면 승강 실린더 (95)의 피스톤 로드 (95a)가 연결되고 있다. 또한 승강 실린더 (95)의 피스톤 로드 (95a)는 하부 컵체 (91)의 환형상 홈의 바닥부 (91c)에 기수밀하게, 또한 슬라이드 이동 가능하게 끼워 삽입되고 있다. 또한 하부 컵체 (91)의 환형상 홈의 바닥부 (91c)의 일부에는 드레인관 (96)이 접속되고 있고 이 드레인관 (96)은 케이스 (51)의 바닥부를 관통해 케이스 (51)의 하부에 돌출하고 있다.

상기 상부 컵체 (92)를 승강하는 승강 실린더 (95)는 콘트롤러 (100)과 전기적으로 접속되고 있고 콘트롤러 (100)으로부터의 제어 신호에 근거해 구동하고, 세정 처리 및 건조 처리 이외, 즉 주웨이퍼 반송 기구 (21)과 척 (52)의 사이의 웨이퍼 (W)의 수수시와 처리 노즐 (60)으로부터 용제 증기를 웨이퍼 (W)의 표면에 토출(공급)하는 처리시에는 상부 컵체 (92)는 하강된 상태에 있다. 이 상태에 있어서 상부 컵체 (92)에 형성된 조주 스테이지 (55A)의 표면은 척 (52)에 유지된 웨이퍼 (W)의 표면과 대략 동일 평면상에 있다. 또, 세정 처리 및 건조 처리시에는 승강 실린더 (95)의 피스톤 로드 (95a)가 신장 해 상부 컵체 (92)는 상승하고 세정 처리 및 건조 처리시에 있어서의 세정액의 외부에의 비산을 방지하고 있다.

다음에, 제2 실시 형태에 있어서의 스무딩 처리 장치 (50A)의 동작 상태에 대해, 도 10을 참조해 설명한다. 우선, 이동 기구 (54)를 구동해 처리 노즐 (60)을 하강 상태의 상부 컵체 (92)에 형성된 조주 스테이지 (55A)의 윗쪽에 이동한다(도 10(a) 참조). 다음에, 조주 스테이지 (55A)의 윗쪽에 위치한 처리 노즐 (60)에 용제 증기 공급원 (70)으로부터 용제 증기를 공급해 토출구멍 (61)로부터 용제 증기를 토출하고 용제 증기의 토출이 안정된 상태에서 모터 (53)이 구동해 척 (52)를 회전시키는 것과 동시에, 이동 기구 (54)가 구동해 처리 노즐 (60)을 웨이퍼 (W)의 측 테두리에서 중앙부 측에 이동한다. 이것에 의해, 처리 노즐 (60)의 토출구멍 (61)로부터 토출된다

용제 증기는 웨이퍼 (W)의 표면에 나선 형상에 공급되어 웨이퍼 표면의 레지스트 패턴을 팽윤시켜 레지스트 패턴의 표면의 요철을 평균화해 평활화(스무딩)한다(도 10(b) 참조).

다음에, 스무딩 처리를 실시한 후 세정 노즐 (80)을 웨이퍼 (W)의 중앙부 윗쪽에 이동해 세정액(순수)을 웨이퍼 (W)표면의 중앙부에 토출(공급)하고, 웨이퍼 (W)의 회전에 의한 원심력에 의해 세정액(순수)을 외주위 측에 확산시켜 세정 처리를 실시한다(도 10(c) 참조). 그 후, 세정 노즐 (80)으로부터의 세정액(순수)의 토출을 정지하고 척 (52)에 의해 웨이퍼 (W)를 고속 회전해 웨이퍼 표면에 부착하는 세정액(순수)을 흩뿌림에 의해 제거해 건조한다(도 10(d) 참조).

＜그 외의 실시 형태＞

상기 실시 형태에서는, 도 7에 나타나는 바와 같이 처리 노즐 (53)의 토출구멍 (61)이 긴 구멍 형상에 형성되는 경우에 대해 설명했지만, 토출구멍의 형상은 긴 구멍 형상에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 11(a)에 나타나는 바와 같이 원형상의 토출구멍 (61a)로 한 것, 도 11(b)에 나타나는 바와 같이 타원 형상의 토출구멍 (61b)로 한 것, 도 11(c)에 나타나는 바와 같이 마름모형상의 토출구멍 (61c)로 한 것, 도 11(d)에 나타나는 바와 같이 육각 형상의 토출구멍 (61d)로 한 것, 도 11(e)에 나타나는 바와 같이 십자 형상의 토출구멍 (61e)로 한 것, 도 11(f)에 나타나는 바와 같이 원형상의 토출 작은 구멍 (61f)를 지그재그 상태에 배열한 것, 도 11(g)에 나타나는 바와 같이 4각 형상의 토출 작은 구멍 (61g)를 같은 간격에 병렬한 것, 도 11(h)에 나타나는 바와 같이 원형상의 토출 작은 구멍 (61h)를 동심원상에 같은 간격에 배열한 것, 혹은, 도 11(i)에 나타나는 바와 같이 복수의 슬릿 형상의 토출 작은 구멍 (61i)를 병렬한 것 등을 이용해도 괜찮다.

다음에, 상기와 같이 구성된 스무딩 처리 장치 (50, 50A)를 구비한 레지스트 도포·현상 처리 시스템의 동작 상태에 대해 설명한다.

우선, 카셋트 스테이션 (10)에 대해 뚜껑 개폐 장치 (5)가 작동해 선행의 로트의 웨이퍼 카셋트 (1)의 뚜껑을 개방한다. 다음에, 웨이퍼 반송용 핀셋 (4)가 카셋트 재치대 (2)상의 미처리의 웨이퍼 (W)를 수용하고 있는 카셋트 (1)에 액세스 해, 그 카셋트 (1)에서 1매의 웨이퍼 (W)를 꺼낸다. 웨이퍼 반송용 핀셋 (4)는 카셋트 (1)에서 웨이퍼 (W)를 꺼내면 처리 스테이션 (20)측의 제3의 조 (G3)의 다단 유닛트내에 배치되고 있는 얼라인먼트 유닛트(ALIM)까지 이동해, 유닛트(ALIM) 내의 웨이퍼 재치대 (24)상에 웨이퍼 (W)를 싣는다. 웨이퍼 (W)는 웨이퍼 재치대 (24)상에서 정렬 배합하고 및 센터링을 받는다. 그 후, 주웨이퍼 반송 기구 (21)이 얼라인먼트 유닛트(ALIM)에 반대측으로부터 액세스 해, 웨이퍼 재치대 (24)로부터 웨이퍼 (W)를 받는다.

처리 스테이션 (20)에 있어서 주웨이퍼 반송 기구 (21)은 웨이퍼 (W)를 최초로 제3의 조 (G3)의 다단 유닛트에 속하는 애드히젼 유닛트(AD)에 반입한다. 이 애드히젼 유닛트(AD) 내에서 웨이퍼 (W)는 소수화 처리를 받는다. 소수화 처리가 종료하면 주웨이퍼 반송 기구 (21)은 웨이퍼 (W)를 애드히젼 유닛트(AD)로부터 반출해 다음에 제3의 조 (G3) 또는 제4의 조 (G4)의 다단 유닛트에 속하는 쿨링 유닛트(COL)에 반입한다. 쿨링 유닛트(COL) 내에서 웨이퍼 (W)는 레지스트 도포 처리전의 설정 온도 예를 들면 23 ℃까지 냉각된다. 냉각 처리가 종료하면 주웨이퍼 반송 기구 (21)은 웨이퍼 (W)를 쿨링 유닛트(COL)로부터 반출해 다음에 제1의 조 (G1) 또는 제2의 조 (G2)의 다단 유닛트에 속하는 레지스트 도포 유닛트(COT)에 반입한다. 이 레지스트 도포 유닛트(COT) 내에서 웨이퍼 (W)는 스핀 코트법에 의해 웨이퍼 표면에 한결같은 막두께로 레지스트를 도포한다.

레지스트 도포 처리가 종료하면 주웨이퍼 반송 기구 (21)은 웨이퍼 (W)를 레지스트 도포 유닛트(COT)로부터 반출하고 다음에 핫 플레이트 유닛트(HP) 내에 반입한다. 핫 플레이트 유닛트(HP) 내에서 웨이퍼 (W)는 재치대상에 재치되고 소정 온도 예를 들면 100 ℃로 소정 시간 프리베이크 처리된다. 이것에 의해, 웨이퍼 (W)상의 도포막으로부터 잔존 용제를 증발 제거할 수가 있다. 프리베이크가 종료하면 주웨이퍼 반송 기구 (21)은 웨이퍼 (W)를 핫 플레이트 유닛트(HP)로부터 반출해, 다음에 제4의 조 (G4)의 다단 유닛트에 속하는 익스텐션·쿨링 유닛트(EXTCOL) 에 반송한다. 이 유닛트(EXTCOL) 내에서 웨이퍼 (W)는 다음 공정 즉 주변 노광 장치 (33)에 있어서의 주변 노광 처리에 적절한 온도 예를 들면 24℃까지 냉각된다. 이 냉각 후, 주웨이퍼 반송 기구 (21)은 웨이퍼 (W)를 바로 위의 익스텐션 유닛트(EXT)에 반송하고, 이 유닛트(EXT) 내의 재치대(도시하지 않음) 위에 웨이퍼 (W)를 재치한다. 이 익스텐션 유닛트(EXT)의 재치대상에 웨이퍼 (W)가 재치되면 인터페이스부 (30)의 반송 아암 (34)가 반대측으로부터 액세스 해, 웨이퍼 (W)를 받는다. 그리고, 반송 아암 (34)는 웨이퍼 (W)를 인터페이스부 (30)내의 주변 노광 장치 (33)에 반입한다. 주변 노광 장치 (33)에 대해, 웨이퍼 (W)표면의 주변부의 잉여 레지스트막에 빛이 조사되어 주변 노광이 실시된다.

주변 노광이 종료한 후 반송 아암 (34)가 주변 노광 장치 (33)의 케이스내로부터 웨이퍼 (W)를 반출해 인접하는 노광 장치 (40)측의 웨이퍼 수취대(도시하지 않음)에 이송한다.

노광 장치 (40)에서 전면 노광이 끝나고, 웨이퍼 (W)가 노광 장치 (40)측의 웨이퍼 수취대에 되돌려지면 인터페이스부 (30)의 반송 아암 (34)는 그 웨이퍼 수취대에 액세스 해 웨이퍼 (W)를 수취하고 수취한 웨이퍼 (W)를 처리 스테이션 (20)측의 제4의 조 (G4)의 다단 유닛트에 속하는 익스텐션 유닛트(EXT)에 반입해 웨이퍼 수취대상에 재치한다.

웨이퍼 수취대상에 재치된 웨이퍼 (W)는 주웨이퍼 반송 기구 (21)에 의해, 냉각 핫 플레이트 유닛트(CHP)에 반송(반입)되고 플랜지의 발생을 방지하기 위해 혹은 화학 증폭형 레지스트(CAR)에 있어서의 산촉매 반응을 야기 하기 위한 예를 들면 120 ℃로 소정 시간 포스트 익스포져 베이크 처리가 실시된다.

그 후, 웨이퍼 (W)는 제1의 조 (G1) 또는 제2의 조 (G2)의 다단 유닛트에 속하는 현상 유닛트(DEV)에 반입된다. 현상 유닛트(DEV) 내에서는 웨이퍼 (W)표면의 레지스트에 현상액이 일정하게 공급되어 현상 처리가 실시된다. 이 현상 처리에 의해, 웨이퍼 (W) 표면에 형성된 레지스트막이 소정의 회로 패턴에 현상됨과 동시에, 웨이퍼 (W)의 주변부의 잉여 레지스트막이 제거되고 또한 웨이퍼 (W) 표면에 형성된(실시된) 얼라인먼트 마크 (M)의 영역에 부착한 레지스트막이 제거된다. 이와 같이 해, 현상이 종료하면 웨이퍼 (W)표면에 린스액이 남아있어 현상액이 씻어내진다.

현상 공정이 종료하면 주웨이퍼 반송 기구 (21)은 웨이퍼 (W)를 현상 유닛트(DEV)로부터 반출해, 다음에 스무딩 처리 장치 (50, 50A)에 반입한다. 스무딩 처리 장치 (50, 50A)에 반송된 웨이퍼 (W)는 표면을 상향한 상태로 척 (52)상에 유지된다. 그리고, 상술한 바와 같이 척 (52)를 회전함과 동시에, 척 (52)에 유지된 웨이퍼 (W)의 측 테두리에서 중앙부 측에 처리 노즐 (53)을 수평 이동해, 처리 노즐 (53)으로부터 웨이퍼 표면의 레지스트 패턴에 용제 증기｛예를 들면, 아세톤, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA), N메틸 2 필로리디논(NMP) 등｝을 토출하는 레지스트 패턴을 팽윤시켜, 레지스트 패턴의 표면의 요철을 평균화해 평활화(스무딩)한다. 덧붙여 제2 실시 형태의 스무딩 처리 장치 (50A)에 대해서는, 스무딩 처리 후에, 세정 처리 및 건조 처리를 한다.

스무딩 처리가 종료하면, 주웨이퍼 반송 기구 (21)은 웨이퍼 (W)를 스무딩 처리 장치 (50)으로부터 반출해, 다음에 제3의 조 (G3) 또는 제4의 조 (G4)의 다단 유닛트에 속하는 핫 플레이트 유닛트(HP)에 반입한다. 이 유닛트(HP) 내에서 웨이퍼 (W)는 예를 들면 100℃으로 소정 시간 포스트베이크 처리된다. 이것에 의해, 현상으로 팽윤 한 레지스트가 경화해, 내약품성이 향상한다.

포스트베이크가 종료하면 주웨이퍼 반송 기구 (21)은 웨이퍼 (W)를 핫 플레이트 유닛트(HP)로부터 반출하고 다음에 몇개의 쿨링 유닛트(COL)에 반입한다. 여기서 웨이퍼 (W)가 상온에 돌아온 후, 주웨이퍼 반송 기구 (21)은 다음에 웨이퍼 (W)를 제3의 조 (G3)에 속하는 익스텐션 유닛트(EXT)에 이송한다. 익스텐션 유닛트(EXT)의 재치대(도시하지 않음) 상에 웨이퍼 (W)가 재치되면 카셋트 스테이션 (10)측의 웨이퍼 반송용 핀셋 (4)가 반대측으로부터 액세스 해, 웨이퍼 (W)를 수취한다. 그리고, 웨이퍼 반송용 핀셋 (4)는 수취한 웨이퍼 (W)를 카셋트 재치대상의 처리완료 웨이퍼 수용용의 웨이퍼 카셋트 (1)의 소정의 웨이퍼 수용홈에 넣어 웨이퍼 카셋트 (1)내에 모든 처리완료의 웨이퍼 (W)가 수납된 후 뚜껑 개폐 장치 (5)가 작동해 뚜껑을 닫아 처리가 완료한다.

도 1 본 발명과 관련되는 열처리 장치를 적용한 레지스트 도포·현상 처리 시스템의 일례를 나타내는 개략 평면도이다.

도 2는 상기 레지스트 도포·현상 처리 시스템의 개략 정면도이다.

도 3은 상기 레지스트 도포·현상 처리 시스템의 개략 배면도이다.

도 4는 본 발명과 관련되는 기판 처리 장치의 제1 실시 형태를 나타내는 개략 종단면도이다.

도 5는 상기 기판 처리 장치의 개략 횡단면도이다.

도 6은 본 발명에 있어서의 용제 증기 토출 노즐을 나타내는 개략 단면도이다.

도 7은 본 발명에 있어서의 용제 증기 토출 노즐의 주요부를 나타내는 일부 단면 사시도(a) 및 저면도(b)이다.

도 8은 제1 실시 형태의 기판 처리 장치의 동작 상태를 나타내는 개략 사시도이다.

도 9는 본 발명의 제2 실시 형태의 기판 처리 장치의 용제 증기 토출 노즐을 나타내는 개략 단면도이다.

도 10은 제2 실시 형태의 기판 처리 장치의 동작 상태를 나타내는 개략 단면도이다.

도 11은 본 발명에 있어서의 토출구멍의 변형예를 나타내는 개략 저면도이다.

도 12는 종래의 기판 처리 장치의 동작 상태를 나타내는 개략 사시도이다.

도 13은 종래의 기판 처리 장치의 처리 상태를 나타내는 개략 평면도이다.

도 14는 현상 처리 후의 레지스트 패턴 표면의 요철 상태를 나타내는 개략 사시도이다.

**주요부위를 나타내는 도면부호의 설명**

W　반도체 웨이퍼(기판)

50, 50A　스무딩 처리 장치

52　척(기판 유지대)

53　처리 노즐(용제 증기 토출 노즐)

54　이동 기구

55, 55A　조주 스테이지

60　처리 노즐(용제 증기 토출 노즐)

61, 61a~61e　토출구멍

61f~61i　토출 작은 구멍

62　흡인구

64　오목 지점

68　히터

70　용제 증기 공급원

73　배기 펌프

80　세정 노즐

82　세정액공급원

90　컵

91　하부 컵체

92　상부 컵체

92a　측벽부

95　승강 실린더(승강기구)

100　콘트롤러(제어 수단)

Claims (7)

1. 표면에 레지스트 패턴이 형성되고, 노광 처리되고 현상 처리된 기판의 표면을 상면으로 하여 유지하는 기판 유지대와,

   상기 기판 유지대를 수직축 주위에 회전시키는 회전 구동 기구와,

   상기 기판 유지대에 유지된 기판의 표면으로 향해 상기 레지스트 패턴을 팽윤 시키는 용제 증기를 토출하는 토출구멍 및 그 토출구멍으로부터 토출된 용제 증기를 흡인 가능한 흡인구를 가지는 용제 증기 토출 노즐과,

   상기 용제 증기 토출 노즐을 상기 기판 유지대에 유지된 기판의 주변으로부터 중앙부 측에 이동시키는 이동 기구를 구비하고,

   기판을 수직축 주위에 회전시킴과 동시에, 상기 토출구멍으로부터 용제 증기를 토출하면서 용제 증기 토출 노즐을 기판의 주변으로부터 중앙부 측에 향해 이동시켜 기판의 표면에 용제 증기를 나선 형상에 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
2. 표면에 레지스트 패턴이 형성되어 노광 처리되고 현상 처리된 기판의 표면을 표면으로 하여 유지하는 기판 유지대와,

   상기 기판 유지대를 수직축 주위에 회전시키는 회전 구동 기구와,

   상기 기판 유지대에 유지된 기판의 표면으로 향해 상기 레지스트 패턴을 팽윤 시키는 용제 증기를 토출하는 토출구멍 및 그 토출구멍으로부터 토출된 용제 증 기를 흡인 가능한 흡인구를 가지는 용제 증기 토출 노즐과,

   상기 용제 증기 토출 노즐에 병설되고 상기 기판 유지대에 유지된 기판의 표면으로 향해 세정액을 토출하는 세정 노즐과,

   상기 용제 증기 토출 노즐 및 세정 노즐을 상기 기판 유지대에 유지된 기판의 주변으로부터 중앙부 측에 이동시키는 이동 기구와,

   상기 기판 유지대의 외측 및 하측을 포위하는 컵과,

   상기 컵의 측벽부를 승강시키는 승강기구를 구비하고,

   기판을 수직축 주위에 회전시킴과 동시에, 상기 토출구멍으로부터 용제 증기를 토출하면서 용제 증기 토출 노즐을 기판의 주변으로부터 중앙부 측에 향해 이동시켜 기판의 표면에 용제 증기를 나선 형상에 공급하고, 그 후 컵의 측벽부를 상승시킨 상태에서 기판을 수직축 주위에 회전시킴과 동시에 기판의 중앙부로 향해 상기 세정 노즐로부터 세정액을 공급하고,

   세정액의 공급을 정지한 후 기판을 수직축 주위에 회전시켜 세정액을 제거하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
3. 청구항 1 기재의 기판 처리 장치에 있어서,

   상기 용제 증기 토출 노즐에 있어서의 토출구멍의 근방 부위에 결로방지용의 히터를 배치 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
4. 청구항 1 기재의 기판 처리 장치에 있어서,

   상기 용제 증기 토출 노즐은, 용제 증기의 환경이 유지 가능한 하부에 개구 하는 오목 지점을 설치하고 이 오목 지점의 저면부에 토출구멍을 설치함과 동시에, 오목 지점의 개구부 주변의 하단부에 상기 토출구멍을 둘러싸도록 흡인구를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
5. 청구항 1 기재의 기판 처리 장치에 있어서,

   상기 기판 유지대의 주변 근방 부위에 상기 기판 유지대에 유지된 기판의 표면과 대략 동일 평면을 가지는 조주 스테이지를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
6. 청구항 2 기재의 기판 처리 장치에 있어서,

   상기 컵의 상단부에 상기 기판 유지대에 유지된 기판의 표면과 대략 동일 평면을 가지는 조주 스테이지를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
7. 청구항 2 기재의 기판 처리 장치에 있어서,

   상기 용제 증기 토출노즐에 있어서의 토출구멍의 근방부위에 결로방지용의 히터를 배치 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.

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