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KR20010104661A - 도포 현상 처리 방법 및 도포 현상 처리 시스템 - Google Patents

도포 현상 처리 방법 및 도포 현상 처리 시스템 Download PDF

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KR20010104661A
KR20010104661A KR1020010025502A KR20010025502A KR20010104661A KR 20010104661 A KR20010104661 A KR 20010104661A KR 1020010025502 A KR1020010025502 A KR 1020010025502A KR 20010025502 A KR20010025502 A KR 20010025502A KR 20010104661 A KR20010104661 A KR 20010104661A
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기타노쥰이치
마쓰야마유지
기타노다카히로
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히가시 데쓰로
동경 엘렉트론 주식회사
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Abstract

본 발명은, 기판의 도포 현상 처리에 있어서, 기판에 도포액을 공급하여 기판에 도포막을 형성하는 공정과, 시스템 외부의 노광 장치에서 노광 처리된 기판에 대하여, 상기 처리부에서 기판을 현상하는 공정과, 도포막이 형성된 후, 노광 처리의 전에 챔버내에 기판을 반입하고, 그 후 기밀하게 폐쇄된 챔버내를 소정의 압력으로 감압하여 소정의 시간 챔버내의 기판에 부착한 불순물을 기판으로부터 제거하는 공정을 가지며, 소정의 압력과 소정의 시간은, 처리부내에서 측정되는 불순물의 농도에 따라서 조절되다.
본 발명에 의하면, 노광 처리 전에, 기판의 도포막에 부착한 수분, 수증기, 산소, 오존, 유기물 등의 분자 레벨의 불순물이나 미립자 등의 불순물을 제거할 수가 있어, 적합하게 노광 처리가 행하여진다. 소정의 위치에서 측정된 불순물의 농도에 따라서, 감압시의 압력, 시간, 감압 속도가 조절되기 때문에, 기판에 부착한 수분, 산소 등의 불순물의 제거 처리를 그 불순물의 부착량에 따른 필요 최소한의 적절한 조건에서 행할 수 있다.

Description

도포 현상 처리 방법 및 도포 현상 처리 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR COATING AND DEVELOPING}
본 발명은 기판의 도포 현상 처리 방법 및 도포 현상 처리 시스템에 관한 것이다.
예를 들어, 반도체 디바이스의 제조 프로세스에 있어서의 포토리소그래피 공정에서는, 웨이퍼 표면에 레지스트막을 형성하는 레지스트도포 처리, 패턴 노광후의 웨이퍼에 대하여 현상을 행하는 현상 처리, 도포 처리 전, 노광 처리 전후 및 현상 처리 후에 하는 가열 처리, 냉각 처리 등이 행하여진다. 이들 처리는 개별로 설정된 각 처리 장치에 있어서 행하여지고, 이들 각 처리 장치는 상기 일련의 처리를 연속하여 행할 수 있도록, 도포 현상 처리 시스템으로서 하나로 정리되고 있다. 또 패턴의 노광 처리 자체는, 통상, 도포 현상 처리 시스템에 인접하여 설치되어 있는 노광 처리 장치에 있어서 행하여지고 있다.
통상, 상기 도포 현상 처리 시스템은, 이 도포 현상 처리 시스템내에 기판을 반입출하는 로더·언로더부와, 도포 처리 장치, 현상 처리 장치, 열 처리 장치 등을 갖고, 상기 웨이퍼 처리의 대부분이 행하여지는 처리부와, 이 처리부와 상기 시스템 외부의 노광 처리 장치 사이에서 웨이퍼의 주고받음을 행하는 인터페이스부로 구성되어 있다.
그리고, 이 도포 현상 처리 시스템에 있어서 웨이퍼의 처리가 행하여질 때에는, 웨이퍼에 미립자 등의 불순물이 부착하는 것을 방지하기 위해서, 상기 도포 현상 처리 시스템내에는, 공기 청정기 등으로 청정하게 된 공기가 다운플로우로서 공급되고, 그 한편으로, 도포 현상 처리 시스템내의 분위기를 배기하도록 하고, 웨이퍼를 청정한 상태로 처리할 수 있도록 하고 있었다.
그렇지만, 근년, 보다 미세하고, 보다 정밀한 회로 패턴을 형성하기 위해서, 보다 짧은 파장(예를 들어, 157 nm)의 빛을 사용한 노광 기술이 개발되고 있으며, 그 짧은 파장의 빛을 사용한 경우에는, 지금까지 문제가 되지 않은 분자 레벨의 불순물, 예를 들어, 산소, 오존, 수증기 등이 노광 처리에 악영향을 주어, 정밀한 회로 패턴이 형성되지 않을 것이라는 문제가 염려되었다.
따라서, 웨이퍼가 노광 처리되기 전에 기밀성을 유지할 수 있는 챔버안에 기판을 반입하고, 그 후 챔버안을 소정의 압력으로 감압하여 웨이퍼의 표면에 부착한 불순물을 제거하는 방법을 생각할 수 있다. 그러나, 이 경우에 있어서, 웨이퍼에 부착한 불순물의 양에 관계없이, 일정한 조건으로 설정된 챔버내에서 불순물을 제거하도록 하면, 너무 지나치게 제거 처리가 행하여지거나, 제거가 불충분하다거나 한 경우도 고려해야 한다.
본 발명은, 이러한 점에 비추어 이루어진 것이며, 도포 현상 처리 시스템에 있어서, 웨이퍼 등의 기판에 부착한 수분 등의 분자 레벨의 불순물을 제거하고, 또한 상기 불순물의 제거 처리를 필요 최소한의 알맞은 조건으로 행하는 것을 목적으로 하고 있다.
도 1은 본 실시 형태에 관련한 도포 현상 처리 시스템을 평면으로부터 본 설명도,
도 2는 도 1의 도포 현상 처리 시스템의 정면도,
도 3은 도 1의 도포 현상 처리 시스템의 배면도,
도 4는 도 1의 도포 현상 처리 시스템내의 가열·냉각 처리 장치의 개략을 나타내는 횡단면도,
도 5는 주고받음부내의 감압 제거 장치의 구성을 나타내는 종단면의 설명도,
도 6은 도 1의 도포 현상 처리 시스템의 주고받음부내의 불활성 기체의 흐름의 상태를 나타내는 노광 처리 장치로부터 본 종단면의 설명도,
도 7은 감압 제거 장치의 컨트롤러에 기억되는 불순물의 각 농도 범위마다의 설정 압력과 감압 시간을 나타내는 표,
도 8은 제 2 실시형태에 있어서, 감압 제거 장치의 컨트롤러에 기억되는 불순물의 각 농도 범위마다의 감압 속도의 설정치를 나타내는 표,
도 9는 인터페이스부에 감압 제거 장치를 설치한 경우의 도포 현상 처리 시스템을 평면으로부터 본 설명도,
도 10은 도 9의 도포 현상 처리 시스템의 인터페이스부에 공급되는 불활성 기체의 흐름을 나타내는 종단면의 설명도,
도 11은 감압 제거 장치에서 레지스트액의 용제의 증발 처리를 하는 경우의 도포 현상 처리 시스템내의 가열·냉각 처리 장치의 배치예를 나타내는 설명도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 도포 현상 처리 시스템 2 : 카세트 스테이션
3 : 처리 스테이션 4 : 노광 처리 장치
5 : 인터페이스부 6 : 주고받음부
7 : 카세트 재치대 8, 55 : 웨이퍼 반송체
9 : 반송로 13 : 주반송 장치
15 : 농도 측정 장치 17, 19 : 레지스트 도포 장치
18, 20 : 현상 처리 장치 30, 40 : 쿨링 장치
31 : 어드히젼 장치 32 : 익스텐션 장치
35, 36 : 포스트베이킹 장치
43, 44, 45, 46, 47 : 가열·냉각 처리 장치
50 : 받침대
51 : 열판 52 : 냉각판
56 : 주변 노광 장치 60 : 제 1 경로
61 : 제 2 경로 63 : 구분판
65 : 감압 제거 장치 66 : 웨이퍼 반송기구
70 : 덮개체 71 : 재치대
76 : 흡인 장치 77 : 제 1 배관
78 : 제 1 밸브 79 : 컨트롤러
80 : 압력센서 82 : 제 2 배관
83: 버퍼 탱크 84 : 펌프
85 : 제 2 밸브 90 : 온도 조절 수단
92 :관통구멍 95 : 용기
96 :통풍관 97 : 승강판
98 : 이동기구 105, 106 : 반송구
107, 108, 117, 119 : 셔터 110 : 재치부
111 : 반송기구 112 : 승강기구
116, 118, 125, 126 : 통과구 121 : 기체 공급 장치
160 : 가열 ·냉각 처리 장치 161 : 가열 처리 장치
162 : 냉각 처리 장치
본 발명의 도포 현상 처리 방법은, 기판에 도포액을 공급하여 기판에 도포막을 형성하는 공정과, 상기 시스템 외부의 노광 장치에서 노광 처리된 기판에 대하여, 상기 처리부에서 상기 기판을 현상하는 공정과, 상기 도포막이 형성된 뒤, 상기 노광 처리 전에 챔버내에 기판을 반입하여, 그 후 기밀하게 폐쇄된 상기 챔버내를 소정의 압력으로 감압하여 소정의 시간 상기 챔버내의 기판에 부착한 불순물을 상기 기판으로부터 제거하는 공정을 가지며, 상기 소정의 압력과 상기 소정의 시간은, 상기 처리부내에서 측정되는 불순물의 농도에 따라서 조절된다.
먼지나 쓰레기 등의 미립자뿐만 아니라, 수분, 수증기, 산소, 오존, 유기물 등의 분자 레벨의 불순물도, 여기서 말하는 불순물이다.
본 발명이 별도의 관점에 의하면, 상기 소정의 압력과 상기 소정의 시간은, 상기 도포 현상 처리 시스템이 놓여진 크린룸내에서 측정되는 불순물의 농도에 따라서 조절된다.
본 발명이 별도의 관점에 의하면, 상기 챔버내를 소정의 압력으로 감압할 때의 감압 속도가, 상기 처리부에서 측정되는 불순물의 농도나, 상기 도포 현상 처리 시스템이 놓여진 크린룸내에서 측정되는 불순물의 농도에 따라서 조절된다.
본 발명의 도포 현상 처리 시스템은, 기판에 도포막을 형성하는 도포 처리 장치와, 상기 기판의 현상을 행하는 현상 처리 장치와, 상기 기판의 열 처리를 하는 열 처리 장치를 갖는 처리부와, 상기 처리부와 상기 기판에 대하여 노광 처리를 하는 시스템 외부의 노광 처리 장치 사이에서 기판의 반송을 하기 위한 인터페이스부와, 적어도 상기 처리부 또는 인터페이스부내의 불순물의 농도를 측정하는 농도 측정 장치와, 기밀하게 폐쇄가능한 챔버를 갖고, 상기 기판이 상기 노광 처리되기 전에, 이 챔버내를 소정의 압력으로 감압하고, 챔버내의 상기 기판의 도포막에 부착한 불순물을 소정의 시간 제거하는 감압 제거 장치와, 상기 농도 측정 장치의 측정치에 따라서 적어도 상기 소정의 압력 또는 시간을 제어하는 감압 제어 장치를 갖고 있다.
본 발명의 또 다른 관점에 의하면, 상기 농도 측정 장치는, 상기 도포 현상 처리 시스템이 놓여진 크린룸내에서 측정되는 불순물의 농도를 측정한다.
또한 본 발명의 또 다른 관점에 의하면, 상기 감압 제어 장치는 상기 챔버내를 상기 소정의 압력으로 감압할 때의 감압 속도를 제어한다.
본 발명에 의하면, 도포막 형성 공정과 상기 노광 공정 사이에, 기판에 부착한 불순물을 제거하기 때문에, 노광 처리될 때에는 기판에는 불순물이 부착되어 있지 않다.
따라서, 단파장의 빛에서의 노광도 적합하게 행하여진다. 더구나 상기 제거 공정이 행하여지는 챔버내의 상기 소정의 감압 압력과 시간, 감압 속도가, 처리부내나 크린룸내의 불순물의 농도에 따라서 조절되기 때문에, 예를 들어, 기판에 불순물이 너무 부착하고 있지 않다고 예상되는 경우, 즉 상기 처리부내의 불순물의 농도가 낮은 경우에는, 상기 소정의 압력을 낮게 하거나, 감압 시간을 짧게 하기도 하고, 혹은 감압 속도를 느리게 하여, 지나친 제거 처리를 억제할 수가 있다. 또한, 기판에 불순물이 많이 부착하고 있다고 예상되는 경우, 즉 상기 처리부의 불순물의 농도가 높은 경우에는, 상기 소정의 압력을 높게 하거나, 감압 시간을 길게 하기도 하고, 감압 속도를 높게 하여 제거 처리가 충분히 행하여지도록 한다.
따라서, 상기 불순물의 제거 처리가 필요 최소한의 알맞은 조건에서 행하여진다. 또한 챔버내를 감압시킴으로써, 도포액중의 용제도 동시에 증발시킬 수 있고, 종래 가열에 의해서 행하여지고 있는 이러한 처리를 동시에 행할 수 있다.
또 상기 불순물의 제거 처리는, 상기 챔버내를 소정의 압력, 예를 들어, 물의 소정 온도의 포화 수증기압 이하로 감압시켜, 기판상에 부착한 예를 들어, 수분을 증발시킴으로써 행하여지는 것이다.
(실시예)
이하, 본 발명이 바람직한 실시형태에 관해서 설명한다. 도 1은 본 실시 형태에 관련한 도포 현상 처리 시스템(1)의 평면도이고, 도 2는 도포 현상 처리 시스템(1)의 정면도이며, 도 3은 도포 현상 처리 시스템(1)의 배면도이다.
도포 현상 처리 시스템(1)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 그 케이싱(1a) 내에, 예를 들어, 25장의 웨이퍼(W)를 카세트 단위로 외부에서 도포 현상 처리 시스템(1)에 대하여 반입출하거나 카세트(C)에 대하여 웨이퍼(W)를 반입출하는 카세트 스테이션(2)과 도포 현상 처리 공정에서 낱장식으로 소정의 처리를 웨이퍼(W)에 실시하는 각종 처리 장치를 다단으로 배치하고 있는 처리부로서의 처리 스테이션(3)과, 이 처리 스테이션(3)과 인접하여 설치되고, 상기 처리 스테이션(3)과 도포 현상 처리 시스템(1) 외부에 설치되어 있는 노광 처리 장치(4) 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 때의 경로의 일부를 부담하는 인터페이스부(5)와, 이 인터페이스부(5)와 노광 처리 장치(4) 사이에 설치되고, 인터페이스부(5)와 노광 처리 장치(4) 사이의 웨이퍼(W)의 주고받음을 행하는 주고받음부(6)를 일체로 접속한 구성을 갖고 있다.
카세트 스테이션(2)에서는, 카세트 재치대(7)상의 소정의 위치에, 복수의 카세트(C)를 X방향(도 1중의 상하방향)에 일렬로 재치가 자유롭게 되어 있다. 그리고, 이 카세트 배열방향(X방향)으로 카세트(C)에 수용된 웨이퍼(W)의 웨이퍼 배열방향(Z 방향; 연직방향)에 대하여 이송가능한 웨이퍼 반송체(8)가 반송로(9)에 따라 이동이 자유롭게 설치되어 있고, 각 카세트(C)에 대하여 선택적으로 엑세스할 수 있도록 되어 있다.
웨이퍼 반송체(8)는, 웨이퍼(W)의 위치 맞춤을 하는 얼라인먼트 기능을 구비하고 있다. 이 웨이퍼 반송체(8)는 후술하는 바와 같이 처리 스테이션(3)측의 제 3 처리 장치군(G3)에 속하는 익스텐션 장치(32) 및 어드히젼 장치(31)에 대하여도 엑세스할 수 있도록 구성되어 있다.
처리 스테이션(3)에서는, 그 중심부에 주반송 장치(13)가 설치되어 있고, 이 주반송 장치(13)의 주변에는 각종 처리 장치가 다단으로 배치되어 처리 장치군을 구성하고 있다. 해당 도포 현상 처리 시스템(1)에 있어서는, 4개의 처리 장치군(G1, G2, G3, G4)이 배치되어 있으며, 제 1 및 제 2 처리 장치군(G1, G2)은 현상 처리 시스템(1)의 정면측에 배치되고, 제 3 처리 장치군(G3)은, 카세트 스테이션 (2)에 인접하여 배치되며, 제 4 처리 장치군(G4)은, 인터페이스부(5)에 인접하여 배치되어 있다. 또한, 옵션으로서 파선으로 나타낸 제 5 처리 장치군(G5)을 배면측에 별도로 배치가능하다. 상기 주반송 장치(13)는, 이들 처리 장치군 (G1, G2,G3, G4)에 배치되어 있는 후술하는 각종 처리 장치에 대하여, 웨이퍼(W)를 반입반출할 수 있다. 또한, 처리 스테이션(3)내에는, 수분, 수증기, 산소, 오존, 유기물 등의 불순물의 농도를 측정하는, 예를 들어, API-MASS 등의 농도 측정 장치(15)가 설치되어 있고, 처리 스테이션(3)내의 불순물의 농도를 수시 측정하여, 그 측정치를 후술하는 컨트롤러(79)에 송신할 수 있도록 되어 있다.
제 1 처리 장치군(G1)에서는, 예를 들어, 도 2에 나타낸 바와 같이 웨이퍼 (W)에 레지스트액을 도포하는 레지스트 도포 장치(17)와 노광 처리 후의 웨이퍼(W)를 현상 처리하는 현상 처리 장치(18)가 밑에서부터 차례로 2단으로 배치되어 있다. 제 2 처리 장치군(G2)의 경우와 같이, 레지스트 도포 장치(19)와, 현상 처리 장치(20)가 밑에서부터 차례로 2단으로 겹쳐 쌓아지고 있다.
제 3 처리 장치군(G3)에서는, 예를 들어, 도 3에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼 (W)를 냉각 처리하는 쿨링 장치(30), 레지스트액과 웨이퍼(W)와의 정착성을 높이기 위한 어드히젼 장치(31), 웨이퍼(W)를 일단 대기시키기 위한 익스텐션 장치(32), 현상 처리 후의 웨이퍼(W)를 냉각하는 쿨링 장치(33, 34) 및 현상 처리 후의 웨이퍼(W)에 가열 처리를 실시하는 포스트베이킹 장치(35, 36) 등이 밑에서부터 차례로 예를 들어, 7단으로 포개여지고 있다.
제 4 처리 장치군(G4)에서는, 예를 들어, 쿨링 장치(40), 노광 처리 전후의 웨이퍼(W)를 재치하고, 일단 대기시키기 위한 익스텐션 장치(41, 42), 노광 처리 후의 웨이퍼(W)를 가열하고, 그 후 소정 온도로 냉각하는 가열·냉각 처리 장치 (43, 44, 45)(도 3중의 PEB/COL), 레지스트액중의 용제를 증발시키기 위해서 가열하고, 그 후 소정의 온도에 냉각하는 가열·냉각 처리 장치(46, 47)(도 3중의 PRE/COL) 등이 밑에서부터 차례로 예를 들어, 8단으로 겹쳐 쌓아지고 있다.
상기 가열·냉각 처리 장치(43)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 그 케이싱 (43a) 내의 받침대(50)상에 기판을 가열하기 위한 원반 형상의 열판(51)과, 그 열판(51)상까지 이동하여, 열판(51)상에서 웨이퍼(W)를 받아들여 즉시 해당 웨이퍼 (W)를 냉각하는 냉각판(52)을 갖고 있다. 따라서, 같은 장치내에서 웨이퍼(W)의 가열·냉각 처리를 연속하여 행하고, 가열에 의해서 웨이퍼(W)에 주는 열이력을 항상 일정하게 유지할 수 있게 되어 있다. 또, 다른 가열·냉각 처리 장치(44∼47)도 같은 구성을 갖고 있다.
인터페이스부(5)에는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 그 중앙부에 웨이퍼 반송체 (55)가 설치된다. 이 웨이퍼 반송체(55)는 X방향(도 1중의 상하방향), Z 방향(수직방향)의 이동과 θ방향(Z축을 중심으로 하는 회전방향)의 회전을 자유롭게 할 수 있도록 구성되어 있으며, 제 4 처리 장치군(G4)에 속하는 익스텐션 장치(41,42), 주변 노광 장치(56) 및 주고받음부(6)에 대하여 엑세스하고, 각각에 대하여 웨이퍼 (W)를 반송할 수 있도록 구성되어 있다.
주고받음부(6)는, 터널 형상으로 그 단면이 사각형인 케이싱(6a)에 의해서, 둘러싸여져 있고, 다른 분위기가 용이하게 주고받음부(6)내에 유입하지 않도록 구성되어 있다. 또한, 주고받음부(6)는, 인터페이스부(5)로부터 노광 처리 장치(4)로 웨이퍼(W)가 반송될 때에 통과하는 제 1 경로(60)와 노광 처리 장치(4)로부터 인터페이스부(5)에 웨이퍼(W)가 반송될 때에 통과하는 제 2 경로(61)를 갖고 있다.제 1 경로(60)와 제 2 경로(61) 사이에는, 구분판(63)이 설치되어 있어, 제 1 경로 (60)와 제 2 경로(61)의 분위기가 서로 간섭하지 않도록 되어 있다.
제 1 경로(60)내에는, 웨이퍼(W) 상의 레지스트막에 부착한 수분 등의 불순물을 감압실(S) 내에서 증발시켜 제거하는 감압 제거 장치(65)와, 감압 제거 장치 (65)와 노광 처리 장치(4)에 대하여 웨이퍼(W)를 반송할 수 있는 웨이퍼 반송기구 (66)가 설치된다.
여기서, 감압 제거 장치(65)의 구성에 관해서 자세히 설명한다. 감압 제거 장치(65)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 그 케이싱(65a) 내에, 아래면이 개구한 대략 통형상으로 형성되어 상하로 이동가능한 덮개체(70)와, 그 덮개체(70)의 아래쪽에 위치하여, 덮개체(70)와 일체가 되어 챔버로서의 감압실(S)을 형성하는 재치대 (71)를 갖고 있다.
덮개체(70)의 윗면중앙부에는, 감압실(S) 내의 분위기를 배기하기 위한 배기구(75)가 설치되어 있고 그 배기구(75)는, 감압실(S) 내의 분위기를 흡인하여 감압시키는 흡인 장치(76)에 제 1 배관(77)을 통하여 연통되어 있다. 또한, 제 1 배관 (77)에는, 감압실(S)의 압력, 감압 시간을 제어하는 감압 제어 장치로서의 제 1 밸브(78)가 설치되어 있고, 이 제 1 밸브(78)의 개폐도(開閉度)를 도시하지 않은 모터나 공기 압력 등에 의해서 변경함으로써, 감압실(S) 내의 압력이 최종적으로 도달하는 소정의 설정 압력과 감압 시간을 제어할 수 있도록 되어 있다.
제 1 밸브(78)는, 또한 컨트롤러로서의 컨트롤러(79)에 의해서 제어되고 있다. 이 컨트롤러(79)는, 덮개체(70)의 내부에 설치된 압력 센서(80)로부터의 데이터를 수신가능하게 되어 있고, 감압실(S)을 감압할 때는 그 데이터에 따라서 제 1 밸브(78)를 제어하며, 감압실(S) 내를 설정압력으로 감압할 수 있도록 되어 있다.
컨트롤러(79)는 상술한 처리 스테이션(3)내의 농도 측정 장치(15)로부터의 측정치를 수시로 수신할 수 있도록 되어 있다. 컨트롤러(79)는, 처리 스테이션(3)내의 불순물의 농도와 그 농도에 알맞은 감압실(S)의 설정 압력과 감압 시간을 소정의 농도 범위마다 기억할 수 있는 기능을 갖고 있고, 상술한 농도 측정 장치(15)로부터의 불순물의 농도의 측정치에 따라서 제 1 밸브(78)를 제어하며, 감압실(S)의 설정압력과 감압 시간을 상기 기억되어 있는 적정한 것으로 변경할 수 있도록 되어 있다.
제 1 배관(77)에는, 제 2 배관(82)이 분기하여 설치되어 있고, 이 제 2 배관 (82)은, 불활성 기체, 예를 들어, 질소 가스가 저장된 버퍼 탱크(83)에 연통되어 있다. 이 제 2 배관(82)에는, 상기 불활성 기체를 감압실(S) 내에 압송하기 위한 펌프(84)와 그 유량을 조절하는 제 2 밸브(85)가 설치되어 있고, 감압된 감압실(S)에 불활성 기체를 소정의 유량으로 공급하여 감압실(S)의 압력을 회복시킬 수 있게 하고 있다. 덮개체(70)의 내부의 상부에는, 정류판(88)이 설치되어 있고 이에 따라서 감압실(S) 내의 분위기는 균일하게 배기된다.
재치대(71)는, 두께가 있는 원반 형상으로 형성되고 있고, 그 위에 웨이퍼 (W)가 재치된다. 재치대(71)에는, 예를 들어, 펠티어 소자 등의 도시하지 않은 온도 조절 수단(90)이 설치되어 있고, 재치대(71)를 소정의 온도로 제어하고, 재치대 (71)에 얹어놓은 웨이퍼(W)의 온도는, 웨이퍼(W) 면내에서 균일하게 유지할 수 있다. 재치대(71)의 상기 덮개체(70)의 하단부에 대향하는 위치에는, 복수의 흡인구 (91)가 설치되어 있고, 덮개체(70)의 하단부와 재치대(71)와가 접촉하였을 때에, 이들 흡인구(91)부터의 흡인력에 의해서 덮개체(70)와 재치대(71)의 밀착성이 유지되고, 또한 감압실(S) 내를 감압했을 때는, 감압실(S) 내에 형성되는 기류의 혼란을 억제할 수 있도록 되어 있다. 재치대(71)의 중앙부근에는, 재치대(71)를 상하 방향으로 관통하는 관통구멍(92)이 설치된다.
재치대(71)의 아래쪽에는, 재치대(71)의 아래면과 일체로 되어 부압실 (negative pressure chamber : K)을 형성하는 대략 통형상의 용기(95)가 설치된다. 이 부압실(K)은, 관통구멍(92)을 통해 감압실(S)과 연통하고 있다. 그리고, 용기 (95)의 아래면에는, 통풍관(96)이 설치되어 있고, 도시하지 않은 감압 장치에 의해, 통풍관(96)으로부터 부압실(K) 내의 분위기를 흡인하고, 관통 구멍(92)을 통하여 재치대(71)상에 웨이퍼(W)를 흡착할 수 있도록 구성되어 있다. 용기(95)내에는, 웨이퍼(W)를 승강하기 위한 승강핀(97)이 설치되어 있고, 이 승강핀(97)은, 승강 이동기구(98)에 의해서, 상기 관통구멍(92)내를 승강이 가능하게 되어 있다.
케이싱(65a)에서의 인터페이스부(5)측과 노광 처리 장치(4)측에는, 웨이퍼 (W)를 반입출하기 위한 반송구(105, 106)가 각각 설치되어 있으며, 각 반송구(105, 106)에는, 셔터(107, 108)가 설치되어 있다.
제 2 경로(61)내에는, 도 1에 나타낸 바와 같이 노광 처리가 종료한 웨이퍼 (W)를 인터페이스부(5)에 반송할 때에 일단 재치시켜 놓기 위한 재치부(110)와, 노광 처리 장치(4)내의 웨이퍼(W)를 상기 재치부(110)까지 반송하기 위한 웨이퍼 반송기구(111)가 설치되어 있다.
재치부(110)는, 원반 형상에 형성되어 있고, 그 중심 부근에는, 재치되는 웨이퍼(W)를 승강시키는 승강기구(112)가 설치되어 있다. 그리고, 이 승강기구(112)에 의해서, 재치부(110)와 웨이퍼 반송기구(111) 및 웨이퍼 반송체(55) 사이에서 웨이퍼(W)의 주고받음을 할 수 있다.
주고받음부(6)와 인터페이스부(5) 사이에는, 주고받음부(6)내의 분위기와 인터페이스부(5)내의 분위기를 차단하기 위한 구분판(115)이 설치된다. 이 구분판 (115)의 상기 감압 제거 장치(65)에 대향하는 위치에는, 통과구(116)가 설치되어 있고, 상기 웨이퍼 반송체(55)에 의하여, 인터페이스부(5)로부터 감압 제거 장치(65)에 웨이퍼(W)를 반송할 수 있도록 되어 있다. 통과구(116)를 통과구(116)를 개폐가 가능한 셔터(117)가 설치되어 있고, 웨이퍼(W)가 통과구(116)를 통과하는 경우에만 셔터(117)가 개방되고, 그 이외의 경우에만 셔터(117)가 닫히게 되어 있다.
구분판(115)에 있어서의 상기 재치부(110)에 대향하는 위치에는, 통과구 (118)가 설치되어 있고, 상기 웨이퍼 반송체(55)에 의해, 재치부(110)로부터 인터페이스부(5)내에 웨이퍼(W)를 반송할 수 있도록 되어 있다. 또한, 이 통과구(118)에는, 통과구(118)를 개폐가 가능한 셔터(119)가 설치되어 있고, 웨이퍼(W)가 통과구(118)를 통과하는 경우에만 셔터(119)가 개방되도록 되어 있다.
이와 같이 구성된 주고받음부(6)의 상부에는, 도 6에 나타내는 것 같은 제 1 경로(60)와 제 2 경로(61)에 불활성 기체를 공급하고, 불순물을 퍼지하는 기체 공급 장치(121)와, 그 제 1 경로(60) 및 제 2 경로(61)내의 분위기를 배기하는 배기관(122)이 설치되어 있고, 제 1 경로(60)내 제 2 경로(61)내를 항상 청정분위기로 유지할 수 있도록 되어 있다. 또한, 이 불활성 기체의 공급량을 제어함으로써, 주고받음부(6)내의 압력을 제어할 수 있도록 되어 있다.
웨이퍼(W)의 노광 처리를 하는 노광 처리 장치(4)는, 도 1에 나타낸 바와 같이 주고받음부(6)에 인접하여 설치된다. 이 노광 처리 장치(4)는, 그 노광 처리 장치(4)의 케이싱(4a)에 의해 밀폐되어 있고, 노광 처리 장치(4)내의 분위기를 엄격히 제어할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 케이싱(4a)의 주고받음부(6)측에는, 제 1 경로(60)로부터 웨이퍼(W)를 반입하기 위한 통과구(125)와 제 2 경로(61)에 웨이퍼(W)를 반출하기 위한 통과구(126)가 설치되어 있고, 이들 각 통과구(125, 126)에는, 각각 통과구(125, 126)를 개폐가 가능한 셔터(127,128)가 설치된다.
다음에, 이상과 같이 구성된 도포 현상 처리 시스템(1)으로 행하여지는 포토리소그래피 공정의 프로세스를 설명한다.
우선, 웨이퍼(W)의 처리가 시작되기 전에, 미리 실험 등으로 구하여 놓은 처리 스테이션(3)내의 불순물의 농도와, 그 농도내에서 웨이퍼(W)가 처리된 경우의 웨이퍼(W)에 부착하는 불순물을 제거하기 위해서 필요한 감압실(S)의 설정 압력과 감압 시간을 소정의 농도 범위마다, 예를 들어, 도 7에 나타낸 바와 같이 20% 마다 컨트롤러(79)에 기억시켜 놓는다.
그리고, 도포 현상 처리 시스템(1)이 가동되면, 농도 측정 장치(15)의 측정이 시작되고, 그 측정치가 컨트롤러(79)에 보내여지고, 그 측정치에 대응한 감압실(S)의 설정 압력과 감압 시간이 설치된다. 예를 들어, 불순물의 농도가 30%의 경우에는, 2.3 kPa, 120 sec가 된다. 그 후, 불순물의 농도는 상시 측정되어, 그 측정치는 순차적으로 컨트롤러(79)에 송신되고, 그 측정치에 따라서 감압실(S)의 설정 압력과 감압 시간이 순차적으로 변경된다.
그리고, 주고받음부(6)내에 불활성 기체가 공급되면, 주고받음부(6)내를 청정한 분위기에 치환되어, 그 후 그 상태가 유지된다. 이 때에, 주고받음부(6)내의 압력을 노광 처리 장치(4)내의 압력보다도 낮게 설치하여, 주고받음부(6)내의 분위기가 엄격히 청정화되어 있는 노광 처리 장치(4)내에 유입하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 웨이퍼(W)의 처리가 개시되면, 우선, 카세트 스테이션(2)에 있어서, 웨이퍼 반송체(8)가 카세트(C)에서 미처리의 웨이퍼(W)를 1장 꺼내어, 처리 스테이션(3)의 어드히젼 장치(31)에 반입한다.
이어서, 어드히젼 장치(31)에 있어서, 레지스트액과의 밀착성을 향상시키는 HMDS 등의 밀착 강화제를 도포된 웨이퍼(W)는, 주반송 장치(13)에 의해서, 쿨링 장치(30)반송되어, 소정의 온도로 냉각된다. 그 후, 웨이퍼(W)는, 레지스트도포 장치(17) 또는 (19)에 반송되어, 레지스트도포 처리가 실시된다. 그리고 레지스트막이 형성된 웨이퍼(W)는, 가열·냉각 처리 장치(46) 또한 (47)(도 3중의 PRE/COL)에 반송되어, 가열·냉각 처리가 실시된다. 이 때, 가열 처리 및 냉각 처리를 개별로 설치된 각 장치로 순차 행하는 것은 아니며, 가열·냉각 처리 장치(46, 47)와 같이 단일의 장치내에서 가열·냉각 처리를 함으로써 웨이퍼(W)가 가열 처리되고 나서냉각 처리되기까지의 시간을 항상 일정하게 할 수 있기 때문에, 가열에 의해서 웨이퍼(W)에 주어지는 열이력을 웨이퍼(W) 사이에 있어서 동일하게 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 레지스트도포 처리로부터 현상 처리까지 행하여지는 모든 가열, 냉각 처리가 가열·냉각 처리 장치(43∼47)로 행하여지기 때문에, 레지스트도포로부터 현상 처리까지 이러한 소요 시간을 모든 웨이퍼(W)에서 동일하게 할 수 있다.
그 후, 웨이퍼(W)가 익스텐션 장치(41)에 반송되고, 웨이퍼 반송체(55)에 의해서 익스텐션 장치(41)로부터 인터페이스부(5)내의 주변 노광 처리 장치(56)에 반송된다. 그리고, 주변 노광 장치(56)로 그 주변부가 노광된 웨이퍼(W)가 다시 웨이퍼 반송체 (55)에 유지되고, 통과구(116)로부터 주고받음부(6)의 제 1 경로(60)내의 감압 제거 장치(65)에 반송된다. 이 때, 셔터(117)가 개방되고, 웨이퍼(W)가 감압 제거 장치(65)내에 반송되며, 셔터(117)는 다시 닫혀진다.
여기서, 감압 제거 장치(65)로 행하여지는 불순물의 제거 공정의 프로세스에 관해서 자세히 설명한다. 우선, 도 5에 나타낸 케이싱(65a)의 인터페이스부(5)측의 셔터(107)가 개방되고, 상술한 웨이퍼 반송체(55)에 의해서, 웨이퍼(W)가 케이싱(65a) 내에 반입된다. 그리고, 웨이퍼(W)는, 승강핀(97)에 주고받아지고, 그 후 승강핀(97)의 하강에 의해, 소정온도, 예를 들어, 23℃로 유지되어 있는 재치대 (71)상에 재치된다. 그리고, 통풍관(96)으로부터의 흡인에 의해 웨이퍼(W)가 재치대(71)에 흡착유지된다.
그 후, 덮개체(70)가 하강하고, 덮개체(70)의 하단부가 재치대(71)와 접촉하여, 감압실(S)이 형성된다. 이 때, 흡인구(91)부터의 흡인이 시작되며, 그 흡인력에 의해 덮개체(70)와 재치대(71)가 밀착된다.
이어서, 흡인 장치(76)가 가동하고, 배기구(75)로부터 제 1 배관(77)을 통하여 감압실(S) 내의 분위기가 배기되기 시작하여, 감압실(S)의 압력이 감압되기 시작한다. 이 때의 설정 압력은, 상술한 처리 스테이션(3)내의 불순물의 농도의 측정치에 따라서 정해진 설정 압력, 예를 들어, 2.3 kPa 이며, 그 값에 따라서 컨트롤러(79)가 밸브(78)의 개폐도를 제어함으로써 달성된다.
그리고, 감압실(S) 내의 감압이 진행하면, 예를 들어, 불순물인 수분의 포화 증기압에 이르고, 웨이퍼(W) 상에 부착한 수분이 증발하여, 웨이퍼(W) 상에서 이탈되어, 그 수분이 배기구(75)로부터 배출된다. 그리고, 그 상태를 어느 감압 시간, 예를 들어, 120 sec의 사이에 유지하고, 웨이퍼(W) 상의 수분이 완전히 제거될 때까지 그 처리가 행하여진다. 이렇게 해서 웨이퍼(W) 상에 부착하고 있는 수분 등의 불순물이 제거되고, 소기의 감압 제거 처리가 실시된다.
또, 처리 스테이션(3)의 불순물의 농도가, 예를 들어, 30%부터 15%로 감소한 경우에는, 도 7에 나타낸 데이터에 따라서 설정압력이 2.4 kPa로, 감압 시간이 110 sec로 변경되어, 이 조건으로 웨이퍼(W)의 감압 제거 처리가 행하여진다. 이 경우, 농도가 30%일 때에 비하여 설정 압력을 높게 하여, 감압 시간을 짧게 하고, 불순물의 제거 능력을 저하시키었기 때문에, 30%의 때보다도 적다고 예상되는 웨이퍼 (W)에 부착한 불순물의 양에 따른 제거 처리가 행하여진다. 또한, 처리 스테이션 (3)의 불순물의 농도가 30%에서 25%로 변동했을 때에는, 설정 압력과 감압 시간의변경은 행하여지지 않고, 현 설정 압력과 감압 시간이 유지된다.
그리고, 상기 감압 시간이 경과하면, 제 1 밸브(78)가 폐쇄되어, 감압실(S) 내의 감압이 정지된다. 그 후, 펌프(84)가 가동되어, 제 2 밸브(85)가 개방되면, 버퍼 탱크(83)내의 불활성 기체가 제 2 배관(82)을 통하여 감압실(S) 내에 공급되어, 감압실(S) 내의 압력이 회복한다.
이어서, 흡인구(91)부터의 흡인이 정지된 후, 덮개체(70)가 상승하고, 감압실(S)이 개방된다. 그리고, 웨이퍼(W)의 재치대(71)와의 흡착이 해제되고, 웨이퍼 (W)가 승강핀(92)에 의해서 상승되어, 노광 처리 장치(4)측의 웨이퍼 반송기구(66)에 주고받아진다. 그리고, 웨이퍼(W)가 케이싱(65a)의 통과구(106)를 통과하고 감압 제거 장치(65)내에서 반출되면, 웨이퍼(W)의 불순물의 제거 공정이 종료한다.
그 후, 노광 처리 장치(4)의 케이싱(4a)의 셔터(127)가 개방되어, 웨이퍼 반송기구(66)에 의해서 통과구(125)로부터 노광 처리 장치(4)내에 웨이퍼(W)가 반입된다.
이어서 웨이퍼(W)는, 노광 처리 장치(4)에 있어서 소정의 패턴이 노광된다. 그리고, 노광이 종료한 웨이퍼(W)는, 제 2 경로(61)내의 웨이퍼 반송기구(111)에 의해서, 노광 처리 장치(4)로부터 통과구(126)를 통하여 제 2 경로(61)내에 반출된다. 이 때, 셔터(128)가 개방되고, 웨이퍼(W)가 통과하면 다시 닫혀진다.
그리고 제 2 경로(61)내에 반입된 웨이퍼(W)는, 재치부(110)상까지 이동되고, 재치부(110)의 승강기구(112)에 주고받아지고, 그 후 재치부(110)에 일단 재치된다.
그 후 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송체(55)에 의해서, 재치부(110)로부터 셔터 (119)의 개방된 통과구(118)를 통과하고 인터페이스부(5)내를 지나, 처리 스테이션 (3)내의 익스텐션 장치(42)에 반송된다. 그리고, 웨이퍼(W)는, 주반송 장치(13)에 의해서, 가열·냉각 처리 장치(43, 44) 또는 (45)에 반송되고, 노광 처리 후의 가열, 냉각 처리가 차례로 실시된다.
그 후, 웨이퍼(W)는, 현상 처리 장치(18 또는 20)에 반송되고, 현상 처리된다. 그리고, 현상 처리된 웨이퍼(W)는, 포스트베이킹 장치(35 또는 36)에 반송되어 가열되고, 그 후 쿨링 장치(33) 또는 (34)에 반송되어, 소정온도로 냉각된다. 그리고, 제 3 처리 장치군(G3)의 익스텐션 장치(32)에 반송되어, 거기에서 웨이퍼 반송체(55)에 의해서, 카세트스테이션(2)의 카세트(C)에 복귀된다. 이상의 공정에 의해 일련의 포토리소그래피 공정이 종료한다.
이상의 실시 형태에 의하면, 감압 제거 장치(65)에 의하여 웨이퍼(W) 상에 부착하고 있는 수분 등의 불순물을 제거할 수가 있고, 그 후에 행하여지는 노광 처리가 적합하게 행하여진다.
또한, 처리 스테이션(3)의 불순물의 농도를 측정하여, 그 측정치에 따라서 감압 제거 장치(65)의 설정 압력과 감압 시간을 조절하였기 때문에, 상기 불순물의 농도와 밀접하게 관련된 웨이퍼(W) 상의 불순물의 부착량에 따른 필요 최소한의 불순물의 제거 처리를 할 수 있다.
또한, 도 7에서 나타낸 바와 같이 상기 불순물의 농도를 소정의 농도 범위에 구분하여, 그 농도 범위마다 설정 압력과 감압 시간을 설치하도록 하였기 때문에,웨이퍼(W) 상에 부착하는 불순물의 양에 영향이 없는 정도의 상기 농도의 변동이 있는 경우에는, 상기 설정 압력 등의 변경이 행하여지지 않고, 쓸데없는 조절 공정을 생략할 수 있다.
상기한 실시 형태에서는, 처리부로서의 처리 스테이션(3)내의 불순물의 농도에 따라서 감압 제거 장치(65)내의 감압실(S) 내의 설정 압력과 감압 시간을 조절했었지만, 설정 압력과 감압 시간의 대신에, 감압시의 감압 속도를 조절하도록 하더라도 좋다. 이하, 이 예를 제 2 실시 형태로서 설명한다.
이러한 경우, 상기 실시 형태와 동일한 구성을 갖는 도포 현상 처리 시스템 (1)의 컨트롤러(79)에, 미리 도 8에 나타낸 바와 같이 처리 스테이션(3)내의 불순물의 농도에 대응한 웨이퍼(W)에 부착한 불순물을 제거하기 위해서 필요한 감압 속도를 상기 불순물의 농도 범위마다 기억시켜 둔다. 그리고, 감압 제거 장치(65)에 있어서 웨이퍼(W) 상에 부착한 불순물을 제거할 때는, 제 1 실시 형태와 같이 하여, 처리 스테이션(3)내의 농도 측정 장치(15)의 측정 결과에 따라서 정해진 감압 속도로 감압되도록 제 1 밸브(78)의 개폐도를 설정, 조절한다.
이와 같이, 처리 스테이션(3)내의 불순물의 농도에 따라서 감압 속도를 조절함으로써, 설정압력까지 감압되기까지의 소요시간이 조절된다. 예를 들어, 불순물의 농도가 높게 웨이퍼(W) 상에 많은 불순물이 부착하고 있는 경우에는, 감압 속도를 작게 하여, 서서히 설정 압력에 가까이 하여 불순물의 배기를 재촉하는 경사 시간을 지속시키고, 반대로 불순물의 농도가 낮고 웨이퍼(W) 상의 불순물이 적은 경우에는, 감압 속도를 크게 하여, 빨리 설정압력에 도달하도록 한다.
이렇게 함으로써, 웨이퍼(W)에 부착하고 있는 불순물의 양에 따른 시간으로, 웨이퍼(W) 상의 불순물을 제거할 수 있으므로, 불순물을 제거 처리가 과잉으로 행하여지거나, 제거 처리가 불충분하거나 하는 것이 방지된다. 또, 이 제 2 실시 형태에 있어서, 제 1 실시 형태에서 기재한 바와 같이 감압실(S)의 설정 압력과 감압 시간이나 더불어 조절하도록 하여도 좋다.
이상의 실시 형태에서는, 농도 측정 장치(15)를 처리 스테이션(3)내에 설치하고, 처리 스테이션(3)내의 불순물의 농도를 측정하도록 하였지만, 농도 측정 장치(15)를 도포 현상 처리 시스템(1) 외부의 크린룸내 또는 인터페이스부(5)내에 설치하여, 크린룸내 또는 인터페이스부(5)내의 불순물의 농도를 측정하도록 하더라도 좋다. 이와 같이, 농도 측정 장치(15)를 크린룸에 설치하는 것은, 처리 스테이션 (3)내보다도 공간이 넓고, 농도 측정 장치(15)를 설치하기 쉽다는 이점이 있다. 농도 측정 장치(15)를 인터페이스부(5)내에 설치하는 것은, 처리 스테이션(3)보다도 감압 제거 장치(65)에 가까이, 웨이퍼(W)의 불순물의 부착량에 가장 밀접히 관련되는 불순물의 농도의 측정치를 얻을 수 있다는 이점이 있다.
이상의 실시 형태에서는, 인터페이스부(5)와 노광 처리 장치(4) 사이에 주고받음부(6)를 설치하고, 그 주고받음부(6)내에 감압 제거 장치(65)를 설치하고 있었지만, 이 감압 제거 장치(65)를 인터페이스부(5)내에 설치하도록 하여도 좋다. 이러한 경우, 예를 들어, 도 9에 나타낸 바와 같이, 도포 현상 처리 시스템(140)의 인터페이스부(141)내의 정면측에서 또한, 웨이퍼 반송체(55)가 엑세스가능한 위치에 감압 제거 장치(142)가 설치된다. 그리고, 노광 처리 장치(143)는, 인터페이스부(141)에 인접하여 설치되고, 그 케이싱(143a)에는, 단일의 통과구(145)와 그 통과구(145)를 개폐가 가능한 셔터(146)가 설치된다.
도 10에 나타낸 바와 같이 인터페이스부(141)의 상부에는, 기체 공급 장치 (150)가 설치되고, 인터페이스부(141)의 하부에는, 인터페이스부(141)내의 분위기를 배기하는 배기관(151)이 설치되어 있고, 인터페이스부(141)내에 청정화된 불활성 기체를 공급하여, 불순물을 퍼지함으로써, 인터페이스부(141)내를 청정한 분위기에 유지할 수 있도록 되어 있다.
또한, 인터페이스부(141)와 처리 스테이션(3) 사이에는, 인터페이스부(141)와 처리 스테이션(3)내의 분위기를 차단하기 위한 구분판(155)이 설치된다. 그리고, 그 구분판(155)의 제 4 처리 장치군(G4)의 익스텐션 장치(41) 및 (42)에 대향하는 위치에는, 통과구(156)와 그 통과구(156)를 개폐가 가능한 셔터(157)가 설치되어, 처리 스테이션(3)내의 분위기가 인터페이스부(141)내에 유입하는 것이 방지된다.
이상과 같이 구성된 도포 현상 처리 시스템(140)에 있어서, 상술한 제 1 실시 형태와 동일하게 하고, 농도 측정 장치(15)로 측정된 불순물의 농도에 따라서, 감압 제거 장치(142)의 감압실(S)의 설정 압력과 감압 시간을 조절하도록 하여도 좋다.
이와 같이, 감압 제거 장치(142)를 인터페이스부(141)내에 설치함으로써 기존의 도포 현상 처리 시스템과 같은 크기로, 웨이퍼(W)에서 불순물을 제거하는 장치를 부착할 수 있기 때문에, 상술한 실시 형태에 비교해서 시스템의 소형화가 기도된다.
또한, 이상의 실시형태에 있어서의 도포 현상 처리 시스템(1) 또는 (140)에 있어서 가열·냉각 처리 장치(46,47)에서 행하는 레지스트액중의 용제를 증발시키는 처리를 감압 제거 장치(65 또는 142)로 불순물의 제거 처리와 동시에 행하도록 하여도 좋다. 이 경우, 예를 들어, 도 11에 나타낸 바와 같이 처리 스테이션(3)의 제 4 처리 장치군(G4)에 가열·냉각 처리 장치(46, 47) (PRE/COL)의 대신에, 노광후의 가열, 냉각 처리를 하는 가열·냉각 처리 장치(160)(PEB/COL), 현상 처리 후의 가열 처리를 하는 가열 처리 장치(161)를 설치하고, 제 3 처리 장치군(G3)에 노광후의 가열 처리 후의 웨이퍼(W)를 냉각 처리하는 냉각 처리 장치(162)를 가하도록 한다.
그리고, 감압 제거 장치(65)내에서 웨이퍼(W) 상에 부착한 불순물이 제거될 때에, 감압실(S)의 압력을 수분과 레지스트액의 용제의 양쪽이 증발하는 소정의 압력, 예를 들어, 133 Pa까지 감압시켜 레지스트액중의 용제와 불순물로서의 수분을 동시에 증발시키도록 한다. 이렇게 함에 따라, 감압 제거 장치(65)내에서 용제 증발 처리와, 불순물 제거 처리의 양자를 동시에 행할 수 있다.
따라서, 종래 가열·냉각 처리 장치(46, 47)에서 행하고 있는 처리를 감압 제거 장치(65)로 행할 수 있다. 그리고, 상술한 바와 같이 용제 증발 처리를 위한 장치 대신에 다른 열 처리 장치를 늘릴 수 있기 때문에, 처리 스테이션(3)내의 처리 능력이 향상한다. 또, 다른 열 처리 장치를 늘리는 일없이 가열·냉각 처리 장치(46, 47)를 생략한 경우라도, 열 처리 장치의 수를 감소시킬 수 있기 때문에, 처리 스테이션(3)전체의 컴팩트화도 도모할 수 있다.
이상에서 설명한 실시 형태는, 반도체 웨이퍼 디바이스 제조 프로세스의 포토리소그래피 공정에 있어서의 웨이퍼(W)의 도포 현상 처리 시스템에 관해서 이지만, 본 발명은 반도체 웨이퍼 이외의 기판 예를 들어, LCD 기판의 도포 현상 처리 시스템에 있어서도 응용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 노광 처리 전에, 기판의 도포막에 부착한 수분, 수증기, 산소, 오존, 유기물 등의 분자 레벨의 불순물이나 미립자 등의 불순물을 제거할 수 있으므로, 그 불순물에 영향받는 일없이 적합하게 노광 처리가 행하여져, 생산 수율의 향상이 기도된다. 또한, 불순물의 제거 처리와 동시에 도포액중의 용제를 증발시킬 수 있기 때문에, 생산 수율의 향상이 기도된다.
또한 소정의 위치로 측정된 불순물의 농도에 따라서, 감압시의 소정의 압력과 소정의 시간 또는 감압시의 감압 속도를 조절하였기 때문에, 기판에 부착한 수분, 산소 등의 불순물의 제거 처리를 그 불순물의 부착량에 따른 필요 최소한의 알맞은 조건으로 행할 수 있다. 따라서, 기판으로부터 처리에 악영향을 주는 불순물이 적절하게 제거되기 때문에, 생산 수율의 향상이 기도된다.

Claims (21)

  1. 도포 현상 처리 시스템의 처리부에서 기판에 대하여 도포 현상 처리하는 방법이며,
    기판에 도포액을 공급하여 기판에 도포막을 형성하는 공정과,
    상기 시스템 외부의 노광 장치에서 노광 처리된 기판에 대하여, 상기 처리부에서 상기 기판을 현상하는 공정과,
    상기 도포막이 형성된 후, 상기 노광 처리전에 챔버내에 기판을 반입하고, 그 후 기밀하게 폐쇄된 상기 챔버내를 소정의 압력으로 감압하여 소정의 시간에 상기 챔버내의 기판에 부착한 불순물을 상기 기판으로부터 제거하는 공정을 가지며,
    상기 소정의 압력과 상기 소정의 시간은, 상기 처리부내에서 측정되는 불순물의 농도에 따라서 조절되는 것을 특징으로 하는 도포 현상 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 불순물의 농도를 소정의 농도 범위로 구분하고, 각 농도 범위에 대응한 상기 소정의 압력과 상기 소정의 시간을 기억하는 공정을 더욱 가지며,
    상기 소정의 압력과 소정의 시간의 조절은, 측정된 상기 불순물의 농도에 따라서, 그 농도가 속하는 상기 소정의 농도 범위에 대응하는 상기 기억된 소정의 압력과 소정의 시간으로 되도록 조절되는 것을 특징으로 하는 도포 현상 처리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 챔버내를 소정의 압력으로 감압할 때의 감압 속도가, 상기 불순물의 농도에 따라서 조절되는 것을 특징으로 하는 도포 현상 처리 방법.
  4. 도포 현상 처리 시스템의 처리부에서 기판에 대하여 도포 현상 처리하는 방법으로서,
    기판에 도포액을 공급하여 기판에 도포막을 형성하는 공정과,
    상기 시스템 외부의 노광 장치에서 노광 처리된 기판에 대하여, 상기 처리부에서 상기 기판을 현상하는 공정과,
    상기 도포막이 형성된 후, 상기 노광 처리의 앞에 챔버내에 기판을 반입하고, 그 후 기밀하게 폐쇄된 상기 챔버내를 소정의 압력으로 감압하여 소정의 시간에 상기 챔버내의 기판에 부착한 불순물을 상기 기판으로부터 제거하는 공정을 가지며,
    상기 소정의 압력과 상기 소정의 시간은, 상기 도포 현상 처리 시스템이 놓여진 크린룸내에서 측정되는 불순물의 농도에 따라서 조절되는 것을 특징으로 하는 도포 현상 처리 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 불순물의 농도를 소정의 농도 범위에 구분하고, 각 농도 범위에 대응한 상기 소정의 압력과 상기 소정의 시간을 기억하는 공정을 더욱 포함하며,
    상기 소정의 압력과 소정의 시간의 조절은, 측정된 상기 불순물의 농도에 따라서, 그 농도가 속하는 상기 소정의 농도 범위에 대응하는 상기 기억된 소정의 압력과 소정의 시간이 되도록 조절되는 것을 특징으로 하는 도포 현상 처리 방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 챔버내를 소정의 압력으로 감압할 때의 감압 속도가, 상기 불순물의 농도에 따라서 조절되는 것을 특징으로 하는 도포 현상 처리 방법.
  7. 도포 현상 처리 시스템의 처리부에서 기판에 대하여 도포 현상 처리하는 방법으로서,
    기판에 도포액을 공급하여 기판에 도포막을 형성하는 공정과,
    상기 시스템 외부의 노광 장치에서 노광 처리된 기판에 대하여, 상기 처리부에서 상기 기판을 현상하는 공정과,
    상기 도포막이 형성된 후, 상기 노광 처리전에 챔버내에 기판을 반입하고, 그 후 기밀하게 폐쇄된 상기 챔버내를 소정의 압력으로 감압하여 소정의 시간에 상기 챔버내의 기판에 부착한 불순물을 상기 기판으로부터 제거하는 공정을 가지며,
    상기 감압시의 감압 속도는, 상기 처리부내에서 측정되다 불순물의 농도에 따라서 조절되는 것을 특징으로 하는 도포 현상 처리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 불순물의 농도를 소정의 농도 범위에 구분하고, 각 농도 범위에 대응한 상기 소정의 감압 속도를 기억하는 공정을 더욱 포함하고,
    상기 감압 속도의 조절은, 측정되는 상기 불순물의 농도에 따라서, 그 농도가 속하는 상기 소정의 농도 범위에 대응하는 상기 기억된 소정의 감압 속도가 되도록 조절되는 것을 특징으로 하는 도포 현상 처리 방법.
  9. 도포 현상 처리 시스템의 처리부에서 기판에 대하여 도포 현상 처리 하는 방법으로서,
    기판에 도포액을 공급하여 기판에 도포막을 형성하는 공정과,
    상기 시스템 외부의 노광 장치에서 노광 처리된 기판에 대하여, 상기 처리부에서 상기 기판을 현상하는 공정과,
    상기 도포막이 형성된 후, 상기 노광 처리전에 챔버내에 기판을 반입하고, 그 후 기밀하게 폐쇄된 상기 챔버내를 소정의 압력으로 감압하여 소정의 시간에 상기 챔버내의 기판에 부착한 불순물을 상기 기판으로부터 제거하는 공정을 가지며,
    상기 감압시의 감압 속도는, 상기 도포 현상 처리 시스템이 놓여진 크린룸내에서 측정되는 불순물의 농도에 따라서 조절되는 것을 특징으로 하는 도포 현상 처리 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 불순물의 농도를 소정의 농도 범위에 구분하고, 각 농도범위에 대응한 상기 소정의 감압 속도를 기억하는 공정을 더욱 포함하며,
    상기 감압 속도의 조절은, 측정되는 상기 불순물의 농도에 따라서, 그 농도가 속하는 상기 소정의 농도 범위에 대응하는 상기 기억된 소정의 감압 속도로 되도록 조절되는 것을 특징으로 하는 도포 현상 처리 방법.
  11. 기판에 대하여 도포 현상 처리를 실시하기 위한 도포 현상 처리 시스템으로서,
    기판에 도포막을 형성하는 도포 처리 장치와, 상기 기판의 현상을 행하는 현상 처리 장치와, 상기 기판의 열 처리를 하는 열 처리 장치를 갖는 처리부와,
    상기 처리부와 상기 기판에 대하여 노광 처리를 하는 시스템 외부의 노광 처리 장치 사이에서 기판의 반송을 하기 위한 인터페이스부와,
    적어도 상기 처리부 또는 인터페이스부내의 불순물의 농도를 측정하는 농도 측정 장치와,
    기밀하게 폐쇄가 가능한 챔버를 가지며, 상기 기판이 상기 노광 처리되기 전에, 이 챔버내를 소정의 압력으로 감압하고, 챔버내의 상기 기판의 도포막에 부착한 불순물을 소정의 시간에 제거하는 감압 제거 장치와,
    상기 농도 측정 장치의 측정치에 따라서 적어도 상기 소정의 압력 또는 시간을 제어하는 감압 제어 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 도포 현상 처리 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서, 불순물의 농도를 소정의 농도 범위에 구분하고, 각 농도범위에 대응한 상기 소정의 압력과 시간을 기억하고, 상기 측정치에 따라서, 그 측정치가 속하는 상기 소정의 농도 범위에 대응하는 상기 기억된 소정의 압력과 시간이 되도록 상기 감압 제어 장치를 제어하는 컨트롤러를 갖는 것을 특징으로 하는 도포 현상 처리 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 감압 제어 장치는, 또한 상기 농도 측정 장치의 측정치에 따라서, 상기 챔버내를 상기 소정의 압력으로 감압할 때의 감압 속도도 제어하는 것을 특징으로 하는 도포 현상 처리 시스템.
  14. 기판에 대하여 도포 현상 처리를 실시하기 위한 도포 현상 처리 시스템으로서,
    기판에 도포막을 형성하는 도포 처리 장치와, 상기 기판의 현상을 행하는 현상 처리 장치와, 상기 기판의 열 처리를 하는 열 처리 장치를 갖는 처리부와,
    상기 처리부와 상기 기판에 대하여 노광 처리를 하는 시스템 외부의 노광 처리 장치 사이에서 기판의 반송을 하기 위한 인터페이스부와,
    상기 처리부와 인터페이스부를 수납하는 케이싱과,
    상기 케이싱의 외부이고, 또한 상기 시스템이 놓여진 크린룸 중의 불순물의 농도를 측정하는 농도 측정 장치와,
    기밀하게 폐쇄가능한 챔버를 가지며, 상기 기판이 노광 처리되기 전에, 상기 챔버내를 소정의 압력으로 감압하여 소정의 시간에 상기 챔버내의 상기 기판의 도포막에 부착한 불순물을 제거하는 감압 제거 장치와,
    상기 농도 측정 장치의 측정치에 따라서 상기 감압 제거 장치의 적어도 상기 소정의 압력 또는 시간을 제어하는 감압 제어 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 도포 현상 처리 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서, 불순물의 농도를 소정의 농도 범위에 구분하고, 각 농도 범위에 대응한 상기 소정의 압력과 시간을 기억하여, 상기 측정치에 따라서, 그 측정치가 속하는 상기 소정의 농도 범위에 대응하는 상기 기억된 소정의 압력과 시간이 되도록 상기 감압 제어 장치를 제어하는 컨트롤러를 갖는 것을 특징으로 하는 도포 현상 처리 시스템.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 감압 제어 장치는, 또한 상기 농도 측정 장치의 측정치에 따라서, 상기 챔버내를 상기 소정의 압력으로 감압할 때의 감압 속도도 제어하는 것을 특징으로 하는 도포 현상 처리 시스템.
  17. 기판에 대하여 도포 현상 처리를 실시하기 위한 도포 현상 처리 시스템으로서,
    기판에 도포막을 형성하는 도포 처리 장치와, 상기 기판의 현상을 행하는 현상 처리 장치와, 상기 기판의 열 처리를 하는 열 처리 장치를 갖는 처리부와,
    상기 처리부와 상기 기판에 대하여 노광 처리를 하는 시스템 외부의 노광 처리 장치 사이에서 기판의 반송을 하기 위한 인터페이스부와,
    적어도 상기 처리부 또는 인터페이스부내의 불순물의 농도를 측정하는 농도 측정 장치와,
    기밀하게 폐쇄가능한 챔버를 갖고, 상기 기판이 상기 노광 처리되기 전에, 이 챔버내를 소정의 압력으로 감압하고, 챔버내의 상기 기판의 도포막에 부착한 불순물을 소정의 시간 제거하는 감압 제거 장치와,
    상기 농도 측정 장치의 측정치에 따라서 상기 감압 제거 장치의 감압 속도를 제어하는 감압 제어 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 도포 현상 처리 시스템.
  18. 기판에 대하여 도포 현상 처리를 실시하기 위한 도포 현상 처리 시스템으로서,
    기판에 도포막을 형성하는 도포 처리 장치와, 상기 기판의 현상을 행하는 현상 처리 장치와, 상기 기판의 열 처리를 하는 열 처리 장치를 갖는 처리부와,
    상기 처리부와 상기 기판에 대하여 노광 처리를 하는 시스템 외부의 노광 처리 장치 사이에서 기판의 반송을 하기 위한 인터페이스부와,
    상기 처리부와 인터페이스부를 수납하는 케이싱과
    상기 케이싱의 외부이고, 또한 상기 시스템이 놓여진 크린룸 중의 불순물의 농도를 측정하는 농도 측정 장치와,
    기밀하게 폐쇄가능한 챔버를 가지며, 상기 기판이 노광 처리되기 전에, 상기 챔버내를 소정의 압력으로 감압하여 소정의 시간에 상기 챔버내의 상기 기판의 도포막에 부착한 불순물을 제거하는 감압 제거 장치와,
    상기 농도 측정 장치의 측정치에 따라서 상기 감압 제거 장치의 감압 속도를 제어하는 감압 제어 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 도포 현상 처리 시스템.
  19. 제 11 항에 있어서, 상기 인터페이스부와 상기 노광 처리 장치와는, 주고받음부를 통해 접속되어 있고,
    상기 감압 제거 장치는, 상기 주고받음부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 도포 현상 처리 시스템.
  20. 제 16 항에 있어서, 상기 주고받음부는, 상기 인터페이스부에서 상기 노광 처리 장치에 기판이 반송될 때에 통과하는 제 1 경로와, 상기 노광 처리 장치로부터 상기 인터페이스부에 기판이 반송될 때에 통과하는 제 2 경로를 가지며,
    상기 감압 제거 장치는, 상기 제 1 경로에 설치되는 것을 특징으로 하는 도포 현상 처리 시스템.
  21. 제 11 항에 있어서, 상기 감압 제거 장치는, 상기 인터페이스부에 설치되는 것을 특징으로 하는 도포 현상 처리 시스템.
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