KR100785433B1 - 세정처리방법 및 세정처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 세정처리방법 및 세정처리장치에 관한 것으로, 유기 아민계의 약액을 이용하여 반도체웨이퍼에 부착한 부착물을 제거한 후에, 웨이퍼의 정전파괴 및 알카리부식을 방지할 수 있는 순수세정방법에 관한다.
처리챔버 내를 이산화탄소가스 분위기로 하고, 그 후 수증기를 챔버내로 도입하여, 이산화탄소가스를 수증기속으로 용해시킨다. 그 후, 순수를 웨이퍼에 내뿜는다. 이때, 이산화탄소가스가 용해된 수증기가 순수에 용해되고, 그 결과 순수는 약산성이 된다. 이것에 의해 순수의 비저항 감소를 도모할 수 있다. 또, 이산화탄소수에 의해 알카리성 물질이 중화되어, 웨이퍼표면의 배선층의 알카리부식을 방지할 수 있다.

Description

세정처리방법 및 세정처리장치{CLEANING METHOD AND CLEANING APPARATUS FOR SUBSTRATE}
도 1 은 본 발명에 의한 세정처리장치의 제 1 실시형태를 나타내는 사시도이다.
도 2 는 도 1 에 나타낸 세정처리장치의 평면도이다.
도 3 은 도 1 에 나타낸 세정처리장치의 세정처리유닛을 나타내는 단면도이다.
도 4 는 도 3 에 나타낸 세정처리유닛에 있어서, 안쪽몸체를 바깥몸체의 외부로 낸 상태를 나타내는 단면도이다.
도 5 는 도 3 에 나타낸 세정유닛에 있어서, 바깥몸체의 내부에 안쪽몸체를 배치한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 6(A) 및 (B)는 도 4 및 도 5에 나타낸 토출노즐의 다른 실시형태를 나타내는 사시도이다.
도 7(A) 및 (B)는 물/수증기공급용 노즐의 배치를 나타내는 바깥몸체의 정면도 및 측면도이다.
도 8 은 CO2가스공급계 및 물/수증기공급계의 구성을 나타내는 도면이다.
도 9 는 본 발명에 의한 세정처리장치의 제 2 실시형태의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 10 은 본 발명에 의한 세정처리의 일련의 흐름을 나타내는 플로우차트이다.
도 11 은 세정처리의 순서를 나타내는 공정도이다.
도 12 는 세정처리에서 기판의 회전수와 약액의 토출상태의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 13(A)는 기판의 표면에 부착하는 폴리머와 약액의 접촉상태를 나타내는 단면도이다.
도 13(B) 는 도 13(A)의 A - A선을 따르는 단면도이다.
도 14 는 본 발명에 의한 세정처리장치의 제 3 실시형태의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 15 는 도 14 에 나타낸 세정처리장치의 개략구성도이다.
도 16 은 도 14 에 나타낸 세정처리장치의 요부단면도이다.
도 17 은 도 14 에 나타낸 세정치리장치의 배관계통을 나타내는 도면이다.
본 발명은 세정처리방법 및 세정처리장치에 관한 것으로, 반도체웨이퍼 또는 LCD 기판등의 각종기판에 처리액을 공급하여 실행되는 세정처리방법, 및 당해 방법 을 실행하기 위한 세정치리장치에 관한 것이다.
반도체디바이스의 제조공정에서는, 기판으로서의 반도체웨이퍼를 소정약액이나 순수등의 처리액에 의해서 처리하고, 웨이퍼에서 미립자, 유기오염물, 금속불순물 등의 오염이나 유기물, 산화막을 제거하고 있다.
순수를 이용하여 세정처리를 실시하는 경우, 세정처리중에 정전기가 발생하여 웨이퍼에 방전파괴가 발생하는 것을 방지하기 위해서, 순수중에 이산화탄소 (CO2)가스를 용해시켜서 비저항을 저하시킨 CO2 주입수(injection water)가 이용되고 있다.
이와 같은 CO2 주입수는, 예를들면, 이산화탄소를 역침투막 등의 필터에 통과시키는 것에 의해서, 이산화탄소를 순수에 용해시켜 제조하고 있다. 또, C02 주입수의 제조에 있어서는, 소정의 비저항을 가지도록, 제조된 C02 주입수의 비저항을 측정하면서, 그 측정결과를 이산화탄소의 용해량 등의 제어에 피드백하는 구성으로 되어 있다.
그러나, 이러한 CO2 주입수를 제조하는 수단을 제정처리장치에 장착한 경우에는, 필터나 비저항측정장치, 피드백제어장치 등의 설비코스트의 증대와 장치의 대형화를 초래하는 문제가 있다. 따라서, 보다 간편한 방법으로 순수의 비저항을 저하시키고, 정전기의 발생을 억제하여 웨이퍼의 방전파괴를 방지할 수 있다고 한다면 바람직하다고 생각할 수 있다.
또, 순수를 이용한 세정처리 전에 이루어지는 각종 약액을 이용한 세정처리에서는, 유기아민계의 약액이 사용되는 경우가 있다. 유기아민계의 약액에 의한 세정처리 후에, 순수에 의한 세정처리를 실시하면, 약액과 순수의 반응으로 알카리성 물질이 생성한다. 이 알카리성물질은, 웨이퍼표면에 형성되어 있던 알루미늄배선을 부식시킨다. 이 문제를 회피하기 위해서, 유기아민계 약액과 순수의 반응으로 알카리성물질이 생성되는 것을 방지하는 것이 요구되고 있다.
또, 반도체장치의 제조공정에서는, 우선, 반도체웨이퍼상에 산화막(SiO2), 질화막(SiN), 혹은 금속막(Cu) 등이 형성된다. 그후, 웨이퍼에는 레지스트가 도포된다. 레지스트에 소정회로패턴이 노광된 후, 레지스트는 현상액으로 현상된다. 그후, 산화막, 질화막 및 금속막 등이 드라이에칭된다. 그후, 웨이퍼는 레지스트나 에칭잔사(폴리머등)를 제거하기 위해서 유기용제, 유기산 등 및 무기산등의 약액으로 세정된다. 그후, 린스처리가 더 이루어진다.
종래, 약액세정의 방법으로서는, 웨이퍼를 일정속도로 회전시키면서 약액을 웨이퍼표면에 공급하는 방법이 알려져 있다. 그러나, 웨이퍼의 표면에는, 평탄면뿐 만 아니라, 에칭에 의해 형성된 라인상의 홈(G) 및 홀(구멍)(H)이 존재한다. 웨이퍼평탄면과 홈(G) 및 구멍(H)에서는, 약액의 유동조건이 다르기 때문에, 종래의 방법에서는, 평탄면과 홈(G) 및 구멍(H)에 부착한 폴리머를 효율좋게 제거할 수 없었다. 이 때문에, 약액처리에는 아주 긴 시간이 필요하며, 이 것은 스루풋저하의 요인이 되고 있다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 제 1 목적은, 세정용 순수에 이산화탄소를 용해시키기 위한 간편한 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 제 2 목적은, 유기아민계 등의 약액과 순수와의 반응에 의한 알카리성 물질의 생성을 제어하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 제 3 목적은, 홈이나 구멍이 형성되는 기판표면을 효율좋게 세정하는 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 처리챔버내에서 기판을 세정하는 방법에 있어서, (a) 처리챔버 내에 이산화탄소가스를 도입하고, 처리챔버내를 대기중보다 높은 농도의 이산화탄소가스를 포함하는 분위기로 하는 공정과, (b) 상기 분위기로 된 처리챔버내에서, 기판을 회전시키면서 순수를 기판에 내뿜는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
또, 본 발명은, 기판을 지지하는 기판홀더와, 상기 기판홀더를 회전구동하는 모터와, 상기 기판홀더를 회수가능한 처리챔버를 그 내부에 형성하는 포위체와, 상기 처리챔버의 내부에, 이산화탄소가스를 공급하는 이산화탄소가스공급계와, 상기 처리챔버내에 수용된 기판에 순수를 내뿜는 순수공급노즐을 구비한 것을 특징으로 하는 세정처리장치를 제공한다.
더욱이, 본 발명은, (a) 기판을 제 1 회전속도로 회전시키면서, 기판에 부착한 부착물을 용해하기 위한 약액을 기판에 공급하는 공정과, (b) 상기 기판을 상기 제 1 회전속도보다 빠른 제 2 회전속도로 회전시키면서, 상기 약액을 기판에 공급하는 공정과, (c) 상기 약액의 공급을 정지하고, 상기 기판을 상기 제 2 속도보다 빠른 제 3 회전속도로 회전시키는 공정을 구비한 기판세정처리방법을 제공한다.
이하 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 대해서 구체적으로 설명한다.
[제 1 실시형태]
이하, 반도체웨이퍼(웨이퍼)의 반입, 세정, 건조, 반출을 배치방식으로 일관하여 이루어지도록 구성된 세정처리장치에 대해서 설명한다. 도 1 은 세정처리장치 (1)의 사시도이고, 도 2 는 그 평면도이다. 이들 도 1 및 도 2 에 나타내듯이, 세정처리장치(1)는, 웨이퍼(W)를 수납가능한 캐리어(기판수납용기)(C)의 반입출이 이루어지는 인 ·아웃포트(용기반입출부)(2)와, 웨이퍼(W)에 대해서 세정처리를 실시하는 세정처리유닛(3)과, 인·아웃포트(2)와 세정처리유닛(3) 사이에 설치되고, 세정처리유닛(3)에 대해서 캐리어(C)의 반입출을 하기 위한 스테이지부(4)와, 캐리어스톡유닛(6)을 구비하고 있다. 이밖에, 참조번호(7)은 전원유닛이고, (8)은 케미컬탱크박스이다.
인·아웃포트(2)에는, 4개의 캐리어(C)를 재치가능한 재치대(10)가 설치되어 있다. 인·아웃포트(2)에는, 캐리어(C)의 배열방향을 따라서 형성된 반송로(11)롤 따라서 이동가능한 캐리어반송기구(12)가 설치되어 있다. 캐리어반송기구(12)는 재치대(10)와 스테이지부(4) 사이에서 캐리어(C)를 반송한다. 캐리어(C)내에는, 복수 예를들면, 26매의 웨이퍼(W)가, 연직으로 세운 상태로 수용된다.
스테이지부(4)에는, 캐리어(C)를 재치하는 스테이지(13)가 설치되어 있다. 캐리어에는, 실린더를 이용한 캐리어반송기구에 의해, 세정처리유닛(3) 및 스테이지(13) 사이로 반송된다. 스테이지(13)에는 캐리어(C)를 반전시키기 위한 반전기구 (미도시)가 설치되어 있다. 이것은, 캐리어반송기구(12)는, 재치대(10)에서 캐리어(C)를 받은 후, 캐리어반송기구(12)의 암회전시켜서 스테이지(13)에 캐리어 (C)를 옮기기 때문에, 스테이지(13)에 놓여진 캐리어(C)의 방향이 재치대(10) 위에 있을 때와 역방향이 되기 때문이다.
스테이지부(4)와 세정처리유닛(3) 사이에는 칸막이벽(14)이 설치되어 있다. 칸막이벽(14)에는 반입출용 개구(開口)(14a)가 형성되어 있다. 개구(14a)는 셔터 (15)에 의해 개폐가능하다. 세정처리유닛(3) 에 있어서의 처리중에는 셔터(15)가 닫히고, 세정처리유닛(3)에 대한 캐리어(C)의 반입출시에는 셔터(15)가 열린다.
캐리어세정유닛(5)에는, 캐리어세정조(16)가 설치되어 있다. 캐리어세정조 (16)에서는, 후술하듯이, 세정처리유닛(3)에서 웨이퍼(W)가 꺼내어지고 빈 캐리어 (C)가 세정된다.
캐리어스톡유닛(6)은, 세정전의 웨이퍼(W)가 들어간 캐리어(C) 및 세정전의 웨이퍼(W)가 꺼내어지고 비어 있는 캐리어(C)를 일시적으로 대기시키기 위해서, 및 세정후의 웨이퍼(W)를 수납하기 위한 빈 캐리어(C)를 대기시키는 것을 목적으로 설치되어 있다. 캐리어스톡유닛(6) 내에는, 상하방향에 복수의 캐리어(C)를 스톡할 수 있다. 캐리어스톡유닛(6)은 캐리어이동기구를 내장하고 있다. 이 캐리어이동기 구는, 캐리어스톡유닛(6) 내의 캐리어(C)를 재치대(10)에 재치하거나, 캐리어스톡유닛(6) 내의 캐리어(C)를 캐리어반송기구(12)에 재치하거나, 캐리어스톡유닛(6) 내의 소정위치에 캐리어(C)를 이송할 수 있다.
다음에, 세정처리유닛(3)에 대해서 설명한다. 도 3 은 세정처리유닛(3)의 내부를 나타내는 단면도, 도 4 및 도 5 는 세정처리유닛의 세정처리부를 나타내는 단면도이다. 도 4 는 안쪽몸체(27)를 바깥몸체(26)의 외부로 꺼낸 상태(안쪽몸체(27)가 「대피위치」에 있는 상태), 도 5 는 바깥몸체(26)의 내부에 안쪽몸체(27)를 배치한 상태(안쪽몸체(27)가 「처리위치」에 있는 상태)를 각각 나타내고 있다.
세정처리유닛(3)의 내부에는, 도 3 에 나타내듯이, 세정처리부(20)와, 캐리어대기부(30)와, 웨이퍼이동기구(40)를 가진다.
캐리어대기부(30)에는, 스테이지(31)가 설치되어 있다. 스테이지(31)가 설치되어 있다. 스테이지부(4)의 스테이지(13)과 캐리어대기부(30)의 스테이지(31) 사이로 캐리어(C)를 이송하기 때문에, 캐리어반송기구(35)가 설치되어 있다. 캐리어반송기구(35)는, 스테이지(13)와 스테이지(31) 사이에 걸려진 베이스부재(34)와, 베이스부재(34) 위에 설치된 가이드레일(33)과, 가이드레일(33)을 따라서 스테이지(13)와 스테이지(31) 사이를 이동하는 슬라이드스테이지(32)를 가진다. 슬라이드스테이지(32) 위에 재치되어 스테이지부(4)에서 캐리어대기부(30)에 반입된 캐리어(C)는, 스테이지(31) 위의 위치에서 정지하고, 여기서 대기한다.
웨이퍼이동기구(40)는, 웨이퍼(W)를 지지하는 웨이퍼지지부재(41)와, 웨이퍼지지부재(41)를 지지하는 연직으로 뻗어있는 지지봉(42)과, 지지봉(42)를 통해서 웨이퍼지지부재(41)를 승강하는 승강구동부(43)를 가지고 있다. 승강구동부(43)에 의해 웨이퍼지지부재(41)를 승강시키는 것에 의해, 캐리어대기부(30)에 있는 캐리어(C)와 세정처리부(20)의 로터(24) 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
웨이퍼지지부재(41)에는, 웨이퍼(W)를 지지하기 위해서, 캐리어(C)에 수용가능한 웨이퍼수의 배의 수(예를 들면 52개소)의 홈이, 소정피치로 형성되어 있다. 이들 홈은, 번갈아, 세정처리전의 웨이퍼(W) 지지용 및 세정처리후의 웨이퍼지지용으로 할당되어 있다.
세정처리부(20)와 캐리어대기부(30) 사이, 상세하게는 웨이퍼지지부재(41)에 의해 스테이지(31) 위의 캐리어(C)와 로터(24) 사이에서 웨이퍼(W)가 반송될 때의 웨이퍼(W)의 이동경로에는, 웨이퍼검지부(99)가 설치되어 있다. 웨이퍼검지부(99)에는, 웨이퍼(W)의 이동경로를 사이에 두고 배치된 복수쌍의 발광자 및 수광자로 이루어지는 광학센서가 배치되어 있다. 웨이퍼검지부(99)를 웨이퍼(W)가 통과할 때, 광학센서에 의해, 웨이퍼(W)의 매수나, 이른바 점프슬롯의 유무확인이 이루어진다.
세정처리부(20)는, 웨이퍼(W)의 에칭처리 후에 레지스트마스크, 에칭잔사인 폴리머층 등을 제거하는 것이다. 세정처리부(20)에는 로터(24)가 설치되어 있다. 연직의 지지벽(18)에는, 모터(23)이 장착되어 있다. 모터(23)의 회전축(23a)에 로터(24)가 장착되어 있다. 회전축(23a)은, 원통상의 지지통(25)에 둘러쌓여 있다.
로터(24)는, 한쌍의 원반(70a, 70b)을 가진다. 원반(70b)는 모터(23)의 회전축(23a)에 고정되어 있다. 원반(70a, 70b) 사이에는, 제 1 고정지지봉(71a, 71b(71b 는 71a의 배면에 위치하기 때문에 도에서는 보이지 않는다))과, 제 2 고정지지봉 (72a, 72b(72b 는 72a의 배면에 위치하기 때문에 도에서는 보이지 않는다))이 설치되어 있다. 로터(24)는, 이들 지지봉에 의해, 복수 (예를들면 26매)의 웨이퍼(W)를, 수직으로 세운상태로, 수평방향에 관해서 일정간격을 두고 지지할 수 있다.
지지통(25)에는 로터(24)를 포위하여 처리챔버를 구분하는 원통상의 바깥몸체(26) 및 안쪽몸체(27)가 이동가능하게 장착되어 있다. 안쪽몸체(27)은 바깥몸체 (26)보다도 지름이 작다. 바깥몸체(26)은, 처리위치(도 3의 이점쇄선)와 지지통 (25)의 외측의 후퇴위치(도 3의 실선) 사이에서 이동가능하다. 안쪽몸체(27)은, 도 5 에 나타내는 처리위치와, 도 3 및 도 4 에 나타내는 지지통(25)이 외측의 퇴피위치 사이에서 이동가능하다.
바깥몸체(26) 및 안쪽몸체(27)은, 로터(24)에 대한 웨이퍼(W)의 반입출시에는, 도 3 과 같이, 후퇴위치에 위치한다. 도 4 에 나타내듯이, 바깥몸체(26)이 처리위치에 있고 또한 안쪽몸체(27)이 대피위치에 있을 때에는, 바깥몸체(26)와 모터(23) 측의 수직벽(26a)과 앞쪽끝측의 수직벽(26b)로 제 1 처리챔버가 형성된다 (도 4 참조). 도 5 에 나타듯이, 안쪽몸체(27) (및 바깥몸체926)가 처리위치에 있을 때에는, 안쪽몸체(27)와, 수직벽(26a, 26b)로 제 2 처리챔버(52)가 형성된다.
수직벽(26a)는 지지통(25)에 장착되어 있다. 지지통(25)과 회전축(23a) 사이에는 베어링(28)이 설치되어 있다. 수직벽(26a)과 지지통(25)의 앞끝부는 래버린스실(29)에 의해 실링되고 있고, 이것에 의해 모터(23)에서 발생하는 미립자 등이 처 리챔버(51)로 침입하는 것을 방지하고 있다. 지지통(25)의 모터(23)측 단부에는, 바깥몸체(26) 및 안쪽몸체(27)를 걸을 수 있는 걸림부재(25a)가 설치되어 있다. 처리챔버(51) 및 처리챔버(52)는 도면에는 명시하지 않은 실링기구에 의해 밀폐공간으로 되어 있다.
수직벽(26b)에는 수평방향으로 늘어선 다수의 토출구(53)를 가지는 토출토즐 (54)이 장착되어 있다. 토출노즐(54)에서는, 도시하지 않은 공급원에서 공급된 순수, IPA, 각종 약액 등의 처리액이나, 이산화탄소(CO2)가스나, 질소(N2)가스, 또는 이들의 혼합가스 등의 각종가스를 토출할 수 있다.
안쪽몸체(27)의 내측상부에는, 수평방향으로 늘어서 다수의 토출구(55)를 가지는 토출노즐(56)이 고정되어 있다. 토출노즐(56)에서는, 도시하지 않은 공급원에서 공급된 각종 약액, 순수, IPA 등의 처리액, CO2가스나 N2가스 등이 토출가능하게 되어 있다.
토출노즐(54,56)은, PTFE 및 PFA 등의 불소수지 또는 스테인리스에 의해 형성된다. 이밖에, 토출노즐(54,56)은 각각 2 개이상 설치하여도 좋다.
토출노즐은, 도 3 내지 도 5 에 개략적으로 나타낸 구조로 한정되지 않고, 도 6(A) 및 도 6(B)에 나타내는 구성으로도 할 수 있다. 도 6(A)에 나타내듯이, 토출노즐(54a)의 노즐바디의 일측표면에는, 복수의 노즐칩(91a, 91b)가 설치되어 있다. 노즐칩은 로터(24)가 지지할 수있는 웨이퍼(W)의 매수에 대응한 수(26개)의 노즐칩(91a)과, 토출노즐(54a)의 양끝에 배치된 2개의 노즐칩(91b)과, 토출노즐(54a) 의 배면에는, 처리액의 공급관(92)이 설치되어 있다. 이 토출노즐(54a)는 바람직하게는, 바깥몸체(26)에 장착된다. 이 경우, 바깥몸체(26)에는 토출노즐(54a)의 외형에 맞춘 구형(矩形)의 구멍이 형성되고, 토출노즐(54a)는 이 구멍에 끼워진 상태로 바깥몸체에 고정된다.
각 노즐칩(91a)의 토출구(53a)는, 여기서 토출되는 처리액이 선형으로 평면모양으로 확대되고, 그 노즐칩(91a)이 받는 1 매의 웨이퍼(W)의 피처리면에 소정각도로 닿도록 설계되어 있다. 노즐칩(91b)의 토출구(53a)에서 토출되는 처리액은, 노즐칩(91b)의 옆에 설치되어 있는 노즐칩(91a)에서 토출되는 처리액이 웨이퍼(W)의 소정위치에 닿도록, 노즐칩(91a)에서 토출되는 처리액의 궤도를 조절하는 역할을 다한다. 만일, 노즐칩(91b)를 설치하지 않은 경우에는, 각 노즐칩(91b)에 인접하는 노즐칩(91a)에서 토출되는 처리액의 궤도가 휘어져 버리어, 웨이퍼(W)의 목적하는 위치에 닿지않게 되어 버린다.
이밖에, 도 6(A)에 나타내는 실시형태에 있어서는, 노즐칩(91a, 91b)은, 서로 다르게 배치되어 있다. 이것은 로터(24)에 지지되는 웨이퍼(W) 간격에 대응시켜서, 도시된 사이즈의 노즐칩(91a, 91b)을 배치하기 위해서다. 따라서, 예를들면 다른 형상의 노즐칩을 이용하는 것에 의해, 노즐칩을 일렬로 배치할 수도 있다. 이 경우에는, 토출노즐(54a)를 촘촘하게 할 수 있으므로, 토출노즐(54a)의 배치스페이스가 작아져서, 처리챔버, 즉 바깥몸체 또는 안쪽몸체의 소형화를 도모하는 것도 가능다.
도 6(B)에 나타내는 토출노즐(54b)에서는, 노즐칩을 이용하는 것이 아니라, 토출구(53b)를 토출노즐(54b)의 노즐바디(93) 자체로 형성하고 있다. 이 경우에는, 토출구(53b) 끼리의 간격을 작게할 수 있기 때문에, 토출구(53b)를 일렬로 설치하는 것이 용이하다. 노즐칩을 이용하고 있지 않기 때문에, 토출노즐(54b)의 구조의 간소화 및 소형화를 도모할 수 있다. 토출노즐(54b)에서도, 토출구(53b)는 28개소 형성되어 있다. 28개소의 토출구(53b) 가운데 양끝의 2개소는, 먼저 설명한 토출노즐(54a)의 양끝의 2개소의 토출구와 같은 목적으로 설치되어 있다.
처리챔버(51, 52) 내에는, 토출노즐(54, 56)에다가 다른 토출노즐을 더 설치할 수 있다. 그와 같은 토출노즐 구조는, 여기서 공급되는 처리액의 종류를 고려하여, 토출노즐(54, 56)의 구조가 다른 것으로 할 수 있다.
안쪽몸체(27)의 꼭대기부의 내면에는, 원반(70a, 70b)의 내측면(웨이퍼(W)에 대향하는 면)을 세정하기 위한 세정액을 토출하는 토출노즐(75a, 75b)이 설치되어 있다. 수직벽(26a, 26b)에는 각각, 이들 수직벽(26a, 26b)와 대향하는 원반(70a, 70b)의 외측면을 세정하기 위한 세정액을 토출하는 토출노즐(74a, 74b)이 설치되어 있다. 이들 토출노즐(74a, 74b, 75a, 75b)은 주로, 여러 종류의 약액처리후에 순수로 원반(70a, 70b) 세정을 할때에 사용된다.
수직벽(26b)의 하부에는, 도 4 상태에서 처리챔버(51)에서 사용을 한 약액, 순수 및 IPA를 배출하는 제 1 배액포트(61)가 설치되어 있다. 수직벽(26b)에는, 제 1 배액포트(61)의 위쪽에 도 5 상태에서 처리챔버(52)에서 사용을 한 약액, 순수 및 IPA를 배출하는 제 2 배액포트(62)가 설치되어 있다. 제 1 배액포트(61) 및 제 2 배액포트(62)에는 각각 제 1 배액관(63) 및 제 2 배액관(64)가 접속되어 있다.
또, 수직벽(26b)의 상부에는, 도 4 의 상태에서, 처리챔버(51)를 배기하는 제 1 배기포트(65)가 설치되어 있다. 수직벽(26b)에는, 제 1 배기포트(6)의 아래쪽에, 도 5의 상태에서 처리챔버(52)를 배기하는 제 2 배기포트(66)가 설치되어 있다. 제 1 배기포트(65) 및 제 2 배기포트(66)에는, 각각 제 1 배기관(67) 및 제 2 배기관(68)이 접속되어 있다.
수직벽(26b)의 주연에서, 로터(24)의 축선방향에, 연장벽이 연장되어 있다(도4, 도 5 참조). 이 연장벽의 꼭대기부에는, CO2가스를 공급하기 위한 가스공급부 (76)가 형성되어 있다. 가스공급구(76)에는 가스공급관(77)이 접속되어 있다. 가스공급구(76)를 설치하는 위치는, 도 4 및 도 5 에 나타낸 위치에 한정되는 것이 아니라, 예를들면 수직벽(26b)에 설치할 수 있다.
가스공급구(76)에는, 도 8 에 나타내는 CO2가스공급계(80)에서 CO2가 공급된다.
바깥몸체(26)에는 처리챔버(51) 내에 안개모양의 순수(이하, 단순하게 「물안개(water mist)라 한다) 또는 순수증기(이하, 「수증기(steam)」라 한다)를 공급하는 물/수증기공급노즐(78)이 장착되어 있다. 노즐(78)은, 도 7(A) 및 도 7(B)에 나타내듯이, 복수(본예에서는 12개) 설치되어 있다. 이밖에, 노즐(78)은 여기서 토출되는 물안개 및 수증기가 각 웨이퍼(W) 주위에 골고루 퍼지도록 분포하고 있다. 노즐(78)에는 도 8 에 나타내는 물/수증기공급계(90)에 의해, 물 또는 수증기가 공급된다.
도 8 에는, 가스공급구(76)에 접속되는 CO2가스공급계(80) 및 노즐(78)에접속되는 물/수증기공급계(90)가 나타나 있다. CO2가스공급계(80)는, CO2가스공급원(예를들면, CO2가스봄베)(81), CO2가스공급원(81)의 압력을 감시하는 압력계(82), 압력조정밸브(83), 유량계(84), 개폐밸브(85), 필터(86)가 순차 설치되어 있다.
물/수증기공급계(90)는, 주위에 히터(91a)가 배치된 순수용기(91)를 가진다. 순수용기(91)에는, 수위계(91b) 및 드레인(91c)이 설치되어 있다. 순수용기(91)에는, 순수공급라인(92)과, 캐리어가스로서의 N2가스를 공급하는 캐리어가스라인(93)이 접속되어 있다. 캐리어가스라인(93)에는, N2가스공급원(93a), 압력조정밸브 (93b), 유량계(93c), 개폐밸브(93d), 필터(93e)가 순차 설치되어 있다. 순수용기 (91) 내의 순수를 히터(91a)에 의해 가열하여 수증기를 생성한다. 수증기는 캐리어가스에 의해 캐리어되고, 수증기라인(94)로 유입한다. 수증기라인(94)에는 순수라인(95)가 합류하고 있다. 수증기라인(94) 및 순수라인(95)에는 각각, 개폐밸브 (94a, 95a)의 조작에 의해, 노즐(78)에 수증기 또는 액체의 순수를 선택적으로 공급할 수 있다. 각 노즐(78)에는, 초음파진동자(미도시)가 내장되어 있다. 이 초음파진동자는, 노즐(78)에 순수라인(95)에서 액체상태의 순수가 공급되어 온 경우에, 그것을 미세물방울로 한다(안개화한다). 액체의 순수가 노즐(78)로 보내진 경우, 노즐(78)은 그 순수를 원추상으로 확대되도록 분무한다.
다음에, 상술한 세정처리장치(1)를 이용한 웨이퍼(W)의 세정처리방법에 대해 서 설명한다. 재치대(10)의 소정위치에, 처리해야 하는 웨이퍼(W)가 수용된 캐리어(C)를 재치한다. 캐리어반송기구(12)를 이용하여, 캐리어(C)를 스테이지부 (4)로 반입한다. 캐리어(C)를 스테이지부(4)의 스테이지(13) 위에 대기하고 있는 슬라이드스테이지(32) 위에 재치한다. 슬라이드스테이지(32)를 캐리어대기부(30)의 스테이지(31) 위로 이동시킨다. 바깥몸체(26) 및 안쪽몸체(27)를, 퇴피위치에 위치시킨다. 승강구동부(43)에 의해 웨이퍼지지부재(41)를 상승시키고, 캐리어(C)에서 웨이퍼(W)를 꺼내어서, 세정처리부(20)의 로터(24) 내로 이동시킨다. 웨이퍼(W)를 로터(24)로 지지하고, 그후 웨이퍼지지부재(41)를 하강시킨다.
바깥몸체(26) 및 안쪽몸체(27)를 처리위치에 위치시키고, 안쫌몸체(27)의 내측에 처리챔버(52)를 형성한다. 모터(23)에 의해 웨이퍼(W)를 지지한 로터(24)를 회전시킨다. 웨이퍼(W)를 회전시키면서 토출노즐(56)에서 소정약액을 토출하고, 웨이퍼(W)상의 레지스트액을 제거한다. 이 처리는 1회 또는 수회 이루어진다.
다음에, 안쪽몸체(27)를 대피위치로 슬라이드시켜서 바깥몸체(26)에 의한 처리챔버(51) 내를 CO2가스의 농도를 높게 한 분위기로 한다. 이밖에, 웨이퍼(W)와 접촉하는 CO2가스가 용해된 순수의 비저항은, 0.2 ㏁·cm 이하가 되는 것이 바람직하다. 이를 위해서 필요한 처리챔버(51) 내의 CO2가스의 농도는, 처리챔버(51) 내로의 CO2가스의 공급방법이나 순수세정처리의 수순(예를들면, 후술하는 수순(1)∼(4)에 의해 다르지만, 적어도 대기중에 함유되는 CO2가스의 농도이상으로 하는 것이 필요 하며, 바람직하게는 체적%로 20% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이 상태에서 모터(23)에 의해 웨이퍼(W)를 지지한 로터(24)를 회전시키면서, 토출노즐(54)에서 순수를 토출시켜서 린즈처리를 실시한다.
이와같은 조건으로 세정처리를 한 경우에는, 토출되는 순수는 분위기중의 CO2가스에 접하여 CO2가스를 받아들이고, CO2가스가 용해되어 비저항이 낮아진 상태에서 웨이퍼(W)에 닿게 한다. 이 때문에, 정전기의 발생이 억제되어 웨이퍼(W)의 방전파괴를 방지할 수 있다.
또, CO2가스가 용해한 순수는 약산성이 된다. 유기아미계의 약액에 의한 세정처리 후에 순수세정을 하는 알키라성물질이 생성된다. 알카리성 물질은 웨이퍼(W) 위에 형성된 회로에 대미지(damage)를 입힐 가능성이 있다. 그러나, CO2가스가 용해한 순수를 이용하면 알카리성물질이 중화되기 때문에, 이와 같은 문제를 회피할 수 있다.
본 실시형태의 세정처리장치에 의하면, 저코스트이며 또한 장치를 대형화시키는 일 없이, CO2 주입수를 제조하는 장치를 구비하는 세정처리장치를 이용한 경우와, 동등효과를 얻을 수 있다.
CO2가스농도를 높힌 분위기하에서 순수세정처리를 실시하는 구체적인 수순으로서는 이하의 (1) ∼ (4)를 들 수 있다.
(1) 토출노즐(54)에서 CO2가스를 처리챔버(51) 로 공급하고, 이렇게 한 후에 토출노즐(54)에서 순수를 토출시킨다. 단, 이 경우에는, 순수의 토출노즐중에는 CO2가스가 공급되지 않는 것이 되기 때문에, 처리시간의 경과에 따라서 처리챔버(51) 내의 CO2가스농도의 감소는 피할 수 없다. 이 때문에, 세정처리개시 시의 CO2가스농도를 비교적 높게 설정하여, 종료시에도 일정농도 이상의 농도의 CO2가스가 함유되는 분위기로 하는 것이 바람직하다.
(2) CO2가스 및 순수를 동시에 토출노즐(54)에서 토출시킨다. 이 경우에는, 순수의 토출에 앞서 미리 CO2가스를 토출시키고, 그후 CO2가스와 순수를 동시에 토출노즐(54)에서 토출시키는 것이 바람직하다. 이 경우, CO2 주입수제조장치에 이용되는 것과 같은 필터 등에 의해, 토출노즐(54)에서 토출 전에 CO2가스가 순수에 용해되기 쉽게 하는 등의 궁리가 불필요하다. 단, 이 경우에는, 토출노즐(54)에서 기포가 포함되는 순수가 토출된다. 이 때문에, 토출구(53)에서 토출되는 순수의 형상이 깨지지 않도록, 순수와 가스의 토출량 및, 가스와 순수의 혼합상태를 적정하게 조절할 필요가 있다.
(3) 가스공급구(76)에서 CO2가스를 함유한 가스를 공급하면서, 토출노즐(54)에서 순수를 토출한다. 이 방법에 의하면, 상기 (1),(2)의 경우에 발생하는 문제를 회피할 수 있다. 이 경우 우선, 순수를 토출하기 전에, 한 예로서 CO2가스를 매분 0.4∼0.5 리터의 유량으로 처리챔버(51) 내로 도입하고, 처리챔버 내에 소정농도의 CO2가스가 존재하는 상태로 두는 것이 바람직하다. 계속해서 CO2함유가스의 공급을 계속하면서 웨이퍼(W)를 지지한 로터(24)를 회전시키면서, 순수를 토출노즐(54)에서 토출하는 동시에 제 1 배기포트 (65)에서 배기를 한다. 이 방법에 의하면, 처리챔버(51) 내의 CO2가스농도를 일정하게 유지하면서 세정처리를 할 수 있다.
(4) 처리챔버(51) 내를 CO2함유가스로 가득차게한 후, 물/수증기공급노즐 (78)에서 처리챔버(51)내로 물안개 또는 수증기를 공급하고, 물안개 또는 수증기 중에 CO2가스를 용해시킨다. 그후 (1) ∼ (3)의 어느 하나의 순서를 실행한다. 이 경우, 물안개 또는 수증기는 웨이퍼(W)를 향해서 기세좋게 내뿜는 것이 아니라, 웨이퍼(W) 주변에 부유하도록, 노즐(78)에서 공급된다. 안개모양의 순수 또는 순수의 수증기, 특히 수증기는 CO2가스가 용이하게 용해된다. CO2가스가 용해된 물안개 또는 수증기는, 토출노즐(54)에서 토출된 순수에 접촉하여, 이 순수와 서로 섞인다. 이 방법에 의하면, 토출노즐(54)에서 토출된 순수에 직접 CO2가스를 용해시키도록 한 경우에 비해서, 보다 효과적인 CO2가스를 순수 중에 용해시킬 수 있다.
이밖에, 순수세정 중에, 정기적으로 순수의 공급을 정지하고, 웨이퍼(W)의 표면을 직접적으로 CO2가스에 접촉시키는 것도 바람직하다. 이 경우에는, 토출된 순수가 웨이퍼(W) 표면의 CO2를 받아들이면서, 또는 받아 들인 후에 웨이퍼(W)에 맞닿는다. 상술한 세정처리장치(1)를 이용한 경우에는, 순수의 공급을 일시적으로 정지하는 것이 용이하며, 또, 순수의 공급정지시에 웨이퍼(W)의 표면에 부착하고 있는 순수나 약액의 잔사를 로터를 고속회전시키는 것에 의해 뿌리치고, 웨이퍼(W)의 표면이 노출한 상태로 하는 것이 용이하다.
린스처리가 종료한 뒤, 토출노즐(54)에서 N2가스를 토출시키는 동시에 로터(24)를 약액에 의한 세정처리나 린스처리 때 보다도 고속으로 회전시켜서, 이른바 스핀건조를 실시한다.
스핀건조종료 후, 바깥몸체(26)를 대기위치로 슬라이드시켜서 로터(24)가 노출한 상태로 한다. 웨이퍼이동기구(40)의 웨피퍼지지부재(41)를 상승시켜서, 웨이퍼(W)를 지지시킨다. 이때, 웨이퍼(W)를 로터(24)에 반입했을 때에 이용한 홈과는 다른 홈을 이용하여 웨이퍼지지부재(41)에 웨이퍼(W)를 지지시킨다. 이것에 의해, 세정 후의 웨이퍼(W)에 미립자가 재부착하는 것을 방지할 수 있다.
계속해서, 세정 후의 웨이퍼(W)가 지지된 웨이퍼지지부재(41)를 하강시키고, 그때에 웨이퍼검색부(99)에 의해 재차 웨이퍼(W)의 매수 등이 확인된다. 웨치퍼지지부(41)가 캐리어대기부(30)에 대기하고 있는 캐리어(C)를 통과할 때에, 웨이퍼(W)가 캐리어(C)의 웨이퍼지지홈에 지지된다. 웨이퍼(W)가 수용된 캐리어(C)는, 캐리어반송기구(35)에 의해 스테이지부(4)로 반출되고, 거기서 더 캐리어반송기구(12)에 의해 인, 아웃포트(2)의 재치대(10)에 재치되고, 거기서 또 작업자 또는 자동반송장치에 의해 세정처리장치(1)의 외부로 반출된다.
제 1 실시형태에 따른 방법을 실시하기 위한 장치는, 도시된 세정처리장치 (1)는, 도시된 세정처리장치(1)에 한정되지 않는다. 본 발명방법은, 반도체웨이퍼 의 세정처링 한하지 않고, 액정표시장치(LCD)용 기판 등, 다른 기판의 세정처리에도 적용할 수 있다.
[제 2 실시형태]
다음에, 도 9 ∼ 도 13을 참조하여 제 2 실시형태에 대해서 설명한다.
도 9 는 매엽식이 세정처리장치를 나타내고 있다.
세정처리장치는,
피처리기판인 반도체웨이퍼(W)를 회전가능하게 지지하는 지지수단인 스핀척(101)과,
스핀척(101)을 회전구동하는 모터(102)와,
스핀척(101)에 의해서 지지된 웨이퍼(W)의 표면에 처리액 예를들면 레지스트박리액, 폴리머제거액 등의 약액의 공급수단(103A)(약액공급수단)과,
「약액의 용제」예를 들면, 이소프로필렌알콜(IPA)의 공급수단(103B)(IPA공급수단)을 가지는 처리액공급수단(103)과,
예를 들면, 질소(N2) 등의 불활성가스나 청정공기 등의 건조기체(도면에서는 N2의 경우를 나타낸다)의 공급수단(104)(이하에 N2공급수단(104)라 한다)과,
적어도 처리액을 공급하는 타이밍과 처리액을 제거하는 타이밍을 제어하는 제어수단(105)을 구비하여 구성되고 있다.
여기서, 「약액의 용제」란, 약액과 반응하는 일 없이, 그 후의 공정에서 사용되는 린스액과도 반응하는 일이 없는 것이고, 또한, 웨이퍼(W)나 챔버에 부착한 약액을 대충 씻어 낼수 있는 것이라면 좋다.
스핀척(101) 및 스핀척(101)에 의해서 지지되는 웨이퍼(W)의 주위 및 아래쪽에는, 컵(6)이 설치되어 있다. 컵(106)에 의해서, 약액이나 IPA가 외부로 비산하는 것을 방지하고 있다. 컵(106)의 바닥부에는, 배액구(107)와 배기구(108)이 설치되어 있다.
처리액공급수단(103)은, 웨이퍼(W)의 윗면에 처리액 예를 들면 약액을 공급(토출)하는 약액공급노즐(103a)를 구비하고 있다. 노즐(103a)은 이동기구(109a)에 의해서, 웨이퍼(W)의 위쪽에서 수평이동가능이 가능하고, 또 수직이동도 가능하다. 약액공급노즐(103a)와 약액공급원(103b)을 접속하는 약액공급관로(103c)에, 약액공급원(103b) 측에서 차례로, 약액공급펌프(103d), 필터(103e), 약액의 온도를 소정온도로 온도조정하는 온도컨트롤러(103f) 및 개폐밸브(103g)에 사이에 끼워 설치되어 있다. 약액공급관로(103c)의 개폐밸브(103g)와 약액공급노즐(103a) 사이에는, 전환밸브(미도시)를 통해서 도시하지 않는 IPA공급원이 접속되어 있다.
N2공급수단(104)은, 웨이퍼(W)의 상면에 N2가스를 공급(분사)하는 N2가스공급노즐(104a)를 구비하고 있다. 노즐(104a)은 이동기구(109b)에 의해서, 웨이퍼(W)의 위쪽에서 수평이동가능하고, 또 수직이동도 가능하다. N2가스공급노즐(104a)와 N2가스공급원(104b)를 접속하는 N2가스공급관로(104c)에, N2가스공급원(104b)측에서 차례로, 유량컨트롤러(104g), 필터(104e), 개폐밸브(104f) 및 N2가스의 온도를 소정온도로 온도조정하는 온도조정수단인 온도컨트롤러(104g)가 사이에 끼워져 설치되 어 있다. N2가스공급관로(104c)의 온도컨트롤러(104g)와 N2가스공급노즐(104a) 사이에는, 전환밸브(미도시)를 통해서 도시하지 않은 린스액 예를 들면 순수의 공급원이 접속되어 있다.
제어수단(105)은 중앙연산처리장치(CPU)로 이루어진다. 제어수단(105)(이하에, CPU(105) 라 한다)로부터의 제어신호가, 모터(102), 약액공급노즐(103a)의 이동기구(109a) 및 N2가스공급노즐(104a)의 이동기구(109b) 등의 구동계와, 약액공급수단(103)의 공급펌프(103d), 온도컨트롤러(103f) 및 개폐밸브(103g), N2가스공급수단(104)의 유량컨트롤러(104d), 개폐밸브(104f) 및 온토컨트롤러(104g)에 전달된다.
모터(102)의 회전수는, CPU(105)의 제어신호에 의해서, 저속회전(1 ∼ 150 rpm), 중속회전(100 ∼ 500 rpm) 및 고속회전(500 ∼ 3000 rpm) 사이에서 전환가능하게 되어 있다.
CPU(105)의 제어신호에 의해서, 약액공급노즐(103a) 및 N2가스공급노즐 (104a)은, 웨이퍼(W)의 위쪽에서 수평이동 또한 수직이동, 즉, 웨이퍼(W)에 대해서 상대이동한다. CPU(105)의 제어신호에 의해서, 소정량의 약액N2가스가 웨이퍼(W)로 공급된다. 이밖에, 도시하지 않았지만, IPA의 공급수단이나 순수의 공급수단에도 동일하게 CPU(105)의 제어신호가 전달되어, 소정량의 IPA나 순수가 공급된다.
다음에, 도 9의 세정처리장치를 이용한 세정처리방법에 대해서, 도 9 ∼ 도 13을 참조하여 설명한다.
우선, 도시하지 않은 반송수단에 의해서 웨이퍼(W)를 스핀척(101) 위에 반송하고, 웨이퍼(W)를 스핀척(101)로 지지한다. 약액공급노즐(103a)를 웨이퍼(W)의 중심부 위쪽으로 이동한다.
이 상태에서, 스핀척(101) 및 웨이퍼(W)를 35 rpm(저속)으로 회전시키는 동시에 약액공급노즐(103a)에서 소정량의 폴리머제거액(L)(약액)을 토출(공급)한다. 이 상태를 소정시간(예를들면 3초) 계속한다. 이것에 의해, 웨이퍼(W)에 형성된 트렌치나 콘택홀 등의 홈(G) 및 구멍(H) 속으로 폴리머제거액(L)이 침입한다. 도 13 (A) 및 도 13(B)에 나타내듯이, 폴리머제거액(L)은, 홈(G) 및 구멍(H) 내에 부착한느 폴리머(P)에 접촉하고, 폴리머(P)와 화학반응하여 폴리머(P)의 일부를 용해아여 제거한다(이상, 스텝1, 도 10, 도 11(a) 및 도 12 참조).
그러나, 웨이퍼(W)를 저속회전시킨 상태에서는, 폴리머제거액(L)은 모두 홈(G) 및 구멍(L) 내에 체류(滯留)하여 새로운 약액이 침투하지 않는 경우도 있다. 거기서, 저속회전에 의한 처리의 다음에 중속회전에 의한 처리를 실시한다.
약액공급노즐(103a)에서 소정량의 폴리머제거액(L)을 토출한 상태를 유지한 채로, 스핀척(101) 및 웨이퍼(W)의 회전속도를 100 rpm(중속)까지 증속하고, 이 상태를 소정시간(예를들면 3초) 계속한다. 이것에 의해 스텝(1)은, 약액이 충분하게 침입하지 않았던 홈(G) 및 구멍(H) 내에도 약액이 침입한다. 또, 홈(G) 및 구멍(H)의 내부에 체류하고 있던 폴리머제거액(L)도 새로운 폴리머제거액(L)으로 뒤바뀐다. 즉, 홈(G)및 구멍(H)의 내부를 폴리머제거액(L)이 유동하는 것에 의해, 약액처리가 효과적으로 이루어진다(스텝2).
다음에, 폴리머제거액(L)의 토출을 정지하는 동시에, 스핀척(101) 및 웨이퍼(W)를 800 rpm(고속)으로 수초간(예를 들면 4초) 회전시켜서, 웨이퍼에 부착하고 있는 반응을 한 폴리머제거액(L)을 원심력에 의해서 뿌리쳐서 바깥쪽으로 비산시켜서 제거한다(스텝3).
스텝(3)이 종료하면, 재차 스텝(1)로 이행한다. 이것에 의해, 웨이퍼(W) 표면에 접촉하여 화학반응하여 반응성이 약해진 반응을 한 폴리머제거액(L)을 미반응의 신규폴리머제거액(L)로 치환할 수 있다. 여기서 「반응을 한」이란, 반응이 충분하게 이루어져서, 반응성이 낮아진(반응속도가 느려졌다) 상태를 말하며, 「신규」 혹은 「미반응」이란, 아직 반응이 일어나지 않아서 반응성이 높은 상태 및 반응은 이루어졌지만, 필터등에 의해 소망하는 반응성까지 회복한 상태를 말한다.
이밖에, 상기 실시형태에서는, 저속회전으로서 35rpm, 중속회전으로서 100rpm, 고속회전으로서 800 rpm을 선정했지만, 저속회전의 회전수를 1 ∼ 150rpm의 범위내에서, 중속회전의 회전수를 100 ∼ 500rpm의 범위내에서, 고속회전의 회전수를 500 ∼ 3000rpm 의 범위내에서 적당하게 변경하여도 좋다. 또, 각 스텝(1∼3)의 계속시간도 적당하게 변경이 가능하다.
이밖에, 고온하에서의 약액처리를 실시하는 경우에는, 온도컨트롤러(103f)에 의해서 약액(L)의 온도를 최적처리온도보다 약간 높게 조정하는 것에 의해, 약액처리를 바람직하게 실시할 수 있다.
소정회수 스텝(1), 스텝(2) 및 스텝(3)이 실행되었다는 것이 확인되면 (스텝4), 약액공급관로(103c)에 사이에 끼워 설치되는 도시하지 않은 전환밸브를 전환하여, 약액공급노즐(103a)에서 소정량의 약액(L)의 용제(예를 들면, IPA액)을 토출하도록 한다.
그후, 이하의 스텝,
약액공급노즐(103a)에서 IPA액(약액(L)의 용제)를 토출하여, 스핀척(101) 및 웨이퍼(W)를 35 rpm(저속) 회전으로 회전하고, 이 상태를 약 3초간 유지한다 (스텝5);
그후, 계속하여 약액공급노즐(103a)에서 IPA액을 토출한 채로, 스핀척(101) 및 웨이퍼(W)를 100 rpm (중속)의 회전수로 증속하고, 이 상태를 약 3 초간 유지한다(스텝 6);
그후, IPA액의 토출을 정지하고, 스핀척(101) 및 웨이퍼(W)를 800 rpm(고속) 의 회전수로 증속하고, 그 상태를 약 3 초간 유지한다(스텝7);
그리고, 스텝(4), 스텝(5) 및 스텝(6)을 이 순서로 수회 ∼ 수십회 반복한다.
이상에 의해, 웨이퍼(W) 표면, 및 웨이퍼(W)에 형성된 홈(G) 및 구멍(L)의 내부에 부착한 폴리머제거액의 약액성분이 완전하게 제거된다.
이밖에, IPA액, IPA액을 용매로 하는 폴리머제거액보다 점성이 낮기 때문에, 스텝(4) 및 스텝(5)을 통합하여도 좋다. 즉, 스텝(4)을 웨이퍼(W)를 1 ∼ 500 rpm의 범위(저속 - 중속)의 적당한 속도로 회전시켜서 약액공급노즐(103a)에서 IPA액을 토출시키는 것에 의해 실해하고, 스텝(5)을 생략해도 좋다.
소정회수 스텝(5), 스텝(6) 및 스텝(7)이 실행된 것이 확인되면(스텝 8), 약 액노즐(103a)의 이동대기(109a)를 구동하여 약액노즐(103a)를 퇴피위치로 후퇴시킨다. 또 한편으로, 순수의 공급을 겸용하는 N2가스공급노즐(104a)를 웨이퍼(W) 위쪽중심부로 이동한다. 그리고, 웨이퍼(W)를 회전시키면서 린스액인 순수 공급원(미도시)에서 공급되는 순수를 웨이퍼(W)로 공급하여, 웨이퍼표면에 잔류하는 IPA를 제거한다(스텝9).
상기와 같이 하여 린스처리를 한 후, N2가스공급관로(104c)에 사이에 끼워 설치된 전환밸브(미도시)를 전환한다. 그리고, N2가스공급노즐(104a)에서 웨이퍼표면에 N2가스를 공급(분사)하여, 웨이퍼표면에 부착하는 순수의 물방울을 제거한다(스텝10). 이때, 온도컨트롤러(104g)에 의해서 N2가스의 온도를 온실보다 높게 조정하는 것에 의해, 건조처리를 효율좋게 실시할 수 있다. 또, 웨이퍼(W)의 회전과, N2가스공급노즐(104a)를 수평방향으로 왕복이동시키는 것을 조합하는 것에 의해, 건조처리를 한층 신속하게 실시할 수 있다. 건조처리후, 웨이퍼(W)를 스핀척(101) 위에서 반출하여 처리를 종료한다.
다음에, 본 발명의 효과를 확인하기 위한 시험결과에 대해서 설명한다.
본 발명의 실시예로서, 스텝(1, 2, 3)을 순차 복수회 반복하는 것에 의해 웨이퍼세정을 실시했다. 비교예로서 스텝(1, 2, 3)을 순차복수회처리하는 것에 웨이퍼세정을 실시했다. 그 결과를 표 1 에 나타냈다.
실 시 예 비 교 예
처리 조건 약액토출/ 35rpm/ 3 sec (스텝1) ↓ 약액토출/ 100 rpm / 3 sec (스텝2) ↓ 약액토출정지/ 800 rpm / 3 sec (스텝3) 스텝1, 2 및∼ 3을 10회반복 약액토출/ 35 rpm / 3 sec (스텝1) ↓ ↓ ↓ ↓ 약액토출정치 / 800 rpm / 3 sec (스텝3) 스텝 1 및 3 을 20회 반복
폴리머 잔존유무 웨이퍼표면 홈 및 구멍 웨이퍼표면 홈 및 구멍
없음 없음 없음 있음
상기 표1과 같이, 실시예에 있어서는, 웨치퍼표면 및 홈(G) 및 구멍(H) 내부의 폴리머는 거의 완전하게 제거되어 있었다. 이것에 대해서, 비교예에 있어서는, 웨이퍼(W)표면의 폴리머는 거의 완전하게 제거되기는 했지만, 홈(G) 및 구멍(H) 내부의 폴리머는 완전하게 제거되지 않았다.
[제 3 실시형태]
제 2 실시형태에서는 웨이퍼(W)의 매엽처리의 경우에 대해서 설명하였지만, 본 발명법에 의하면, 복수매의 웨이퍼(W)를 동시에 상술한 방법으로 처리할 수 있다. 이하에, 복수 매의 웨이퍼(W)를 세정건조처리하는 경우에 대해서, 도 14 ∼ 도 17을 참조하여 설명한다.
세정처리장치는, 도 14 에 나타내듯이, 웨이퍼(W)의 복수매 예를 들면 25 매를 연직상태로 수납하는 용기, 예를들면, 캐리어(C)를 반입/반출하기 위한 인·아웃포트(200)와, 웨이퍼(W)를 액처리하는 동시에 건조처리하는 세정처리유닛(203)과, 인·아웃포트(200)와 세정처리유닛(203) 사이에 위치하여 웨이퍼(W)를 수수하고, 위치조정 및 자세변환 등을 실시하는 인터페이스부(204)로 주로 구성되어 있 다. 이밖에, 인·아웃포트(200)와 인터페이스부(204)의 옆쪽에는, 빈 캐리어(C)를 일시 수납하는 캐리어스톡유닛(206)이 설치되어 있다. 인·아웃포트(200)는, 세정, 건조처리장치의 한쪽 끝부에 설치되어 있고, 캐리어반입부(201)와 캐리어반출부 (202)가 병설되어 있다.
인터페이스부(204)에는, 캐리어재치대(207)가 설치되어 있고, 이 캐리어재치대(207)와, 인·아웃포트(200) 사이에는, 캐리어반입부(201)에서 받은 캐리어(C)를 캐리어재치대(207) 위 또는 캐리어스톡유닛(205)로 반송하고, 캐리어재치대(207) 위의 캐리어(C)를 캐리어반출부(202) 또는 캐리어스톡유닛(205)로 반송하는 캐리어반송수단(208)이 설치되어 있다. 또, 인터페이스부(204)에는, 세정처리유닛(203)과 이어지는 반송로(209)가 설치되어 있고, 이 반송로(209)에 웨이퍼반송척(210)이 이동이 자유롭게 배치되어 있다. 웨이퍼반송척(210)은, 캐리어재치대(207) 위의 캐리어(C) 내에서 미처리 웨이퍼(W)를 받은 후, 세정처리유닛(203)에 반송하고, 세정처리유닛(203)에서 처리된 처리를 한 웨이퍼(W)를 캐리어(C) 내로 반입한다.
세정처리유닛(203)에는, 웨이퍼(W)에 부착하는 레지스트나 폴리머등을 제거하는 처리장치(210)가 설치되어 있다. 처리장치(120)에는, 도 15에 나타내듯이, 웨이퍼(W)를 지지하는 로터(221)와, 로터(221)를 회전구동하는 모터(222)와, 로터 (221)를 포위가능한 안쪽몸체(225) 및 바깥몸체(226)를 가진다. 안쪽몸체(225) 및 바깥몸체(226)은 각각, 제 1 및 제 2 실린더(227, 228)에 의해, 로터(221)를 포위하는 포위위치와 상기 포위위치에서 떨어진 대피위치로 이동시킬 수 있다. 안쪽몸체(225) 및 바깥몸체(226)는, 각각 제 1 처리챔버(223) 및 제 2 처리챔버(224)를 형성한다.
처리장치(220)에는, 안쪽몸체(225) 또는 바깥몸체(226)에 수용된 웨이퍼(W)에 대해서 처리유체 예를들면, 레지스트박리액, 폴리머제거액 등의 약액의 공급수단(250)과, 상기 약액의 용제 예를들면, 이소프로필렌알콜(IPA)의 공급수단(260)과, 린스약 예를들면, 순수의 공급수단(린스액 공급수단)(270)과, 질소(N2) 등의 불활성가스나 청정공기 등의 건조용 기체의 공급수단(28)가 더 설치되어 있다.
또, 처리장치(220)에는, 웨이퍼(W)를, 웨이퍼반송척(210)(도 14참조)과 로터 (221) 사이에서 수수를 하는 웨이퍼수수핸드(229)가 설치되어 있다.
모터(222), 처리유체의 각 공급수단(250, 260, 270, 280)의 공급부, 웨이퍼수수핸드(229) 등의 동작은, 제어수단 구체적으로는 CPU(230)에 의해서 제어된다.
로터(221)는, 수평으로 설치되는 모터(222)의 회전축(222a)(도 16 참조)에 오버행모양으로 연결되어 있다. 로터(221)는, 웨이퍼(W)의 처리면이 연직이 되도록 지지하고, 수평한 축선 주변으로 회전할 수 있다. 로터(221)는, 모터(222)의 회전축(222a)에 커플링(222b)를 통해서 연결되는 회전축(221A)을 가지는 제 1 원반(221a)과, 이 제 1 원반(221a)과 대치하는 제 2 원반(221b)을 가진다. 제 1 및 제 2 원반(221a, 221b) 사이에는 4개의 고정지지봉(231)이 가설되어 있다. 로터(221)에는, 한쌍의 가동지지봉(232)가 더 설치되어 있다. 가동지지봉(232)은, 로터(221)에 수용된 웨이퍼(W)를 지지하는 지지위치와, 로터(221)에 대한 웨이퍼 (W)의 출납이 가능하게 되는 해방위치 사이를 선회가능하다. 가동지지봉 (232)는, 지지위치에 있는 경우, 고정지지봉(231)과 함께, 지지봉(231, 232)에 형성된 웨이퍼지지홈을 통해서 웨이퍼(W)를 지지한다.
로터(221)의 회전축(221A)는, 베어링(233)을 통해서 제 1 수직벽(234)에 회전가능하게 지지되어 있다. 모터(222) 측에 발생하는 미립자 등이 처리챔버 내로 침입하지 않도록, 제 1 수직벽(234) 측의 베어링(233)에 인접하여 래버린스실(235)이 설치되어 있다(도 16 참조). 모터(222)는, 제 1 수직벽(234)에 접속된 지지통 (236) 내에 수납되어 있다. 모터(222)는, 미리 CPU(230)에 기억된 프로그램에 의거하여 소정회전수로 회전한다.
후술하는 바와 같이, 모터(222)는 고속회전과 저속회전의 전환이 몇번인가 실시되는 것에 의해서 과열할 우려가 있다. 이 때문에, 모터(222)에는, 과열을 억제하기 위한 냉각수단(237)이 설치되어 있다. 냉각수단(237)은, 도 15 에 나타내듯이, 모터(222)의 주위에 배관되는 순환식냉각파이프(237a)와, 이 냉각파이프(237a)의 일부와 냉각수공급파이프(237b)의 일부가 설치되어, 냉각파이프(237a) 내로 봉입된 냉매액을 냉각하는 열교환기(237c)로 구성되어 있다. 냉매액은, 만일 그것이 누출되더라도 모터(222)가 누전하지 않는 것과 같은 전기절연성으로 또한 열전도성이 양호한 액, 예를 들면 에틸렌글리콜이 사용되고 있다. 또, 이 냉각수단(237)은, 도시하지 않은 온도센서에 의해서 검출된 신호에 의거하여 동작할 수 있도록 CPU(230)에 의해서 제어되고 있다. 냉각수단(237)은 반드시 상기와 같은 구조일 필요는 없고, 예를 들면 공냉식 혹은 펠티에소자를 이용한 전기식 등 임의의 것을 사용할 수 있다.
제 1 처리챔버(223)는, 제 1 수직벽(234)과, 제 1 수직벽(234)와 대향하는 제 2 수직벽(238)과, 이들 제 1 수직벽(234) 및 제 2 수직벽(238) 사이에 각각 제 1 및 제 2 실링부재(240a, 240b)를 통해서 걸어 맞추는 안쪽몸체(225)에 의해 형성된다. 안쪽몸체(225)는, 이동수단인 제 1 실린더(227)의 신장동작에 의해서 로터 (221)와 웨이퍼(W)를 포위하는 위치까지 이동되어, 제 1 수직벽(234)과의 사이에 제 2 실링부재(240b)를 통해서 실링된 상태에서 제 1 처리실(223) 즉, 안쪽챔버를 형성한다(도 15 및 도 16 참조).
또, 안쪽몸체(225), 제 1 실린더(227)의 수축동작에 의해서 지지통(236)의 외주측 위치(퇴피위치)로 이동할 수 있다. 이때, 안쪽몸체(225)의 앞끝 개구부는 제 1 수직벽(234)에 제 2 실링부재(240b)를 통해서 밀봉 걸어맞추어서, 안쪽몸체 (225)의 기단부는 지지통(236)의 중간부의 주위에 설치된 플랜지부(236a)에 제 1 실링부재(240a)를 통해서 밀봉 걸어맞춘다. 이것에 의해, 안쪽몸체(225) 내에 잔존하는 약액분위기가 외부로 누출하는 것을 방지하고 있다.
또, 제 2 처리실(224)은, 제 1 고정벽(234)과, 제 1 고정벽(234)와 제1 실링부재(240a)를 통해서 걸어 맞추는 퇴피위치로 이동된 안쪽몸체(225)의 앞끝부와, 제 2 고정벽(238) 및 안쪽몸체(225)에 각각 제 3 및 제 4 실링부재(240c, 240d)를 통해서 걸어맞추는 바깥몸체(226)로 형성된다.
바깥몸체(226)는, 제 2 실린더(228)의 신장동작에 의해서 로터(221)와 웨이퍼(W)를 포위하는 위치까지 이동되어, 제 2 수직벽(238)과의 사이에 제 3 실링부재(240c)를 통해서 실링되는 동시에, 바깥몸체(226)의 기단부 바깥쪽에 위치 하는 제 4 실링부재(240d)를 통해서 실링된 상태로 제 2 처리실(224)을 형성한다.
바깥몸체(226)는, 제 2 실린더(228)의 수축동작에 의해서 지지통(236)의 외주측 위치(퇴피위치)로 이동한다. 이 경우, 바깥몸체(226)와 안쪽몸체(225)의 기단부 사이에는 제 4 실링부재(240d)가 재재되어, 실링되어 있다. 따라서, 제 1 처리실 즉 안쪽챔버(233)의 내측 분위기와, 제 2 처리실 즉 바깥챔버(224)의 내측분위기는, 서로 밀폐되어 격리되어 있으므로, 양 처리실(223,224) 내의 분위기가 섞이는 일은 없다. 이 때문에, 다른 처리유체가 반응하여 생기는 교차오염을 방지할 수 있다.
이밖에, 상기 제 1 내지 제 4 실링부재(240a ∼ 240d)는, 실링하는 대상물의 한쪽을 향해서 팽창하여 진출하는 것이 가능한 중공패킹으로 이루어진다. 중공패킹을 팽창시키기 위해서, 중공패킹 내에 압축공기를 보내는 가압장치(미도시)가 설치되어 있다. 중공패킹은, 예를 들면 에틸렌프로필렌디엔고무(EPDM)나 칼렛츠(상품명) 등의 내열성, 내약품성, 내후성이 풍부한 합성고무로 형성되어 있다.
안쪽몸체(225) 및 바깥몸체(226)은 함께 앞끝을 향해서 넓게 열리는 테이퍼모양으로 형성되어 있다. 안쪽몸체(225) 및 바깥몸체(226)을, 한쪽끝을 향해서 넓게 열리는 테이퍼모양으로 형성하는 것에 의해, 처리시에 안쪽몸체(225) 또는 바깥몸체(226) 내에서 로터(221)가 회전했을 때에 발생하는 기류가 넓게 열리는 측으로 소용돌이모양으로 흘려보내어, 내부의 약액 등을 넓게 열리는 측으로 배출하기 쉽게할 수 있다.
또, 안쪽몸체(225) 및 바깥몸체(226)는 각각, 제 2 고정벽(238) 및 벽(239) 사이에 서로 평행하게 수평방향으로 뻗어 있는 3개의 가이드레일(미도시)를 따라서 미끄러져 움직일 수 있다. 안쪽몸통(225) 및 바깥몸체(226)의 축선은 거의 일치하고 있다. 안쪽몸체(225)와 바깥몸체(226)를 동축적으로 배치하는 것에 의해, 안쪽몸체(225)와 바깥몸체(226)의 설치스페이스를 작게할 수 있는 동시에, 장치의 소형화를 도모할 수 있다.
안쪽몸체(225) 및 바깥몸체(226)은 스테인리스강으로 형성되어 있다. 안쪽몸체(225)의 외주면에는 예를들면 폴리테트라플루오로에틸렌(테프론) 등의 단열층이 형성되어 있고, 이 단열층에 의해서 안쪽챔버(223) 내에서 처리에 사용되는 약액 및 약액의 증기가 식는 것을 방지한다.
상기 처리유체공급수단 가운데, 약액 예를들면 폴리머제거액의 공급수단 (250)은, 도 15 ∼ 도 17 에 나타내듯이, 안쪽몸체(225) 내에 장착되는 약액공급노즐(251)과, 약액공급부(252)와, 이 약액공급노즐(251)과 약액공급부(252)를 접속하는 약액공급관로(253)에 사이에 끼워 설치되는 펌프(254)와, 필터(255), 온도컨트롤러(256), 개폐밸브(257)를 구비하고 있다. 약액공급부(252)는 약액공급원(258)과, 이 약액공급원(258)에서 공급되는 신규 약액을 저장하는 약액공급탱크(252a)와, 처리에 이용된 약액을 저장하는 순환공급탱크(252b)로 구성되어 있다. 양 약액공급탱크(252a, 252b)에는, 안쪽몸체(225)의 넓게 열리는 측의 하부에 설치된 제 1 배액포트(241)에 접속된 제 1 배액관(242)이 접속되어 있다. 제 1 배액관(242)에는, 도시하지 않은 전환밸브를 통해서 순환관로(290)이 접속되어 있다. 안쪽몸체(225)의 넓게 열리는 측의 상부에는, 제 1 배기포트(243)가 설치되어 있 다. 제 1 배기포트(243)에는, 도시하지 않은 개폐밸브를 사이에 끼워 설치한 제 1 배기관(244)이 접속되어 있다. 양 공급탱크(252a, 252b)의 외부에는 온도조정용히터(252c)가 설치되어 있고, 이 히터(252c)에 의해 공급탱크(252a, 252b) 내의 약액이 소정온도로 유지된다.
약액공급노즐(251)은, 로터(221)로 지지된 복수 예를 들면 25 매의 웨이퍼(W) 전체에 균일하게 약액을 공급할 수 있도록, 최측단의 웨피퍼(W)의 바깥쪽 및 각 웨이퍼 사이에 위치하는 26개의 노즐구멍(미도시)을 가지는 샤워노즐의 형태를 취한다. 노즐(251)의 각 노즐구멍에서 로터(221)와 함께 회전하는 웨이퍼 (W)를 향해서 약액을 공급하는 것에 의해, 로터(221)에 지지된 복수 예를 들면 25매의 웨이퍼(W)에 균일하게 약액을 공급할 수 있다.
약액의 용제 예를들면 IPA의 공급수단(260)은, 도 17 에 나타내듯이, 안쪽몸체(225) 내에 장착되는 상기 약액공급노즐을 겸용하는 공급노즐(251)(이하, 약액공급노즐(251)로 대표한다)과, 이 용제공급부(261)와, 이 공급노즐(251)과 약액공급부(252)를 접속하는 IPA공급관로(262)를 사이에 끼워 설치되는 펌프(254A), 필터(255A), IPA공급밸브(263)를 구비하여 이루어진다. 용제공급부(261)는, 용제 예를들면, IPA의 공급원(264)과, 이 IPA공급원(264)에서 공급되는 신규 IPA를 저장하는 IPA공급탱크(261a)와, 처리에 사용된 IPA를 저장하는 순환공급탱크(261b)로 구성되어 있다. 양 IPA공급탱크(261a, 261b)에는, 안쪽몸체(225)의 넓게 열리는 측의 하부에 설치된 제 1 배액포트(241)에 접속하는 제 1 배액관(242)에 도시하지 않은 전환밸브를 통해서 순환관로(290)가 접속되어 있다.
린스액 예를들면, 순수의 공급수단(27)은, 도 15 ∼ 도 17 에 나타내듯이, 제 2 수직벽(238)에 장착되는 순수공급노즐(271)과, 순수공급원(272)과, 순수공급노즐(271)과 순수공급원(272)을 접속하는 순수공급관로(273)를 통해서 사이에 끼워 설치되는 공급펌프(274), 순수공급밸브(275)를 구비하여 이루어진다. 순수공급노즐 (271)은, 안쪽몸체(225)의 외측에 위치하는 동시에, 바깥몸체(226)의 내측에 위치할 수 있도록 설치되어 있다. 순수공급노즐(271)은, 안쪽몸체(225)가 퇴피위치로 후퇴하고, 바깥몸체(226)가 로터(221)와 웨이퍼(W)를 포위하는 위치로 이동하여 처리챔버(224)를 형성했을 때에, 처리챔버(224) 내에 위치하여, 웨이퍼(W)에 대해서 순수를 공급할 수 있도록 구성되어 있다.
또, 처리챔버(224)의 넓게 열리는측의 하부에는, 제 2 배액포트(245)가 설치되어 있고, 이 베 2 배액포트(245)에는, 도시하지 않은 개폐밸브를 사이에 끼워 설치한 제 2 배액관(246)이 접속되어 있다. 제 2 배액관(246)에는, 순수의 비저항치를 검출하는 비저항계(247)가 사이에 끼워 설치되어 있고, 이 비저항계에 의해서 린스처리에 이용된 순수의 비저항치를 검출하고, 그 신호를 CPU(230)에 전달한다. 이 지저항계(247)로 린스처리 상황을 감시하고, 적정한 린스처리가 이루어진 후, 린스처리를 종료할 수 있다.
처리위치에 있는 바깥몸체(226)의 넓게 열리는 측의 상부에는, 제 2 배기포트9248)이 설치되어 있고, 이 제 2 배기포트(248)에는, 도시하지 않은 개폐밸브를 사이에 끼워 설치한 제 2 배기관(249)이 접속되어 있다.
건조유체공급수단(280)은, 도 15 ∼ 도 17 에 나타내듯이, 제 2 수직벽(238) 에 장착되는 건조유체공급노즐(281)과, 건조유체 예를들면, 질소(N2)공급원(282)과, 건조유체공급노즐(281)과 N2공급원(282)를 접속하는 건조유체공급관로(283)에 사이에 끼워 설치되는 개폐밸브(284), 필터(285), N2온도컨트롤러(286)를 구비하고 있다. 건조유체공급관로(283)에 있어서의 N2온도컨트롤러(286)의 이차측에는, 전환밸브(287)를 통해서 IPA공급관로(262)에서 분기되는 분기관로(288)이 접속되어 있다. 건조유체공급노즐(281)은, 순수공급노즐(271)과 동일하게, 처리위치에 있는 안쪽몸통(225)의 외측에 위치하는 동시에, 처리위치에 있는 바깥몸통(226)의 내측에 위치할 수 있도록 설치되어 있다. 건조유체노즐(281)은, 안쪽몸체(225)가 퇴피위치로 후퇴하고, 바깥몸체(226)가 로터(221)와 웨이퍼(W)를 포위하는 위치로 이동하여 처리챔버(224)를 형성했을 때에, 처리챔버(224) 내에 위치하여, 웨이퍼(W)에 대해서 N2가스와 IPA의 혼합유체를 안개모양으로 공급할 수 있다. 건조유체공급노즐 (281)은, N2가스와 IPA의 혼합유체에 의한 건조가 이루어진 후에, N2가스만을 공급하여 건조를 실시할 수 있다. 이밖에, 여기서는, 건조유체가 N2가스와 IPA의 혼합유체인 경우에 대해서 설명하였지만, 건조유체는 N2가스만을 사용해도 좋다.
약액공급수단(250), IPA공급수단(260), 순수공급수단(270) 및 건조유체공급수단(280)에 있어서의 펌프(254, 254A), 온도컨트롤러(256), N2온도컨트롤러(286), 개폐밸브(257), IPA공급밸브(263) 및 전환밸브(287)는, CPU(230)에 의해서 상기 제 2 실시형태와 동일하게 제어되고 있다(도 15참조).
이밖에, 상기와 같이 구성되는 처리장치(220)는, 상부에 필터유닛(미도시)이 설치된 처리실 내에 설치되어, 처리장치(220)를 향해서 상시 청정공기를 다운로드하고 있다.
다음에, 세정건조처리장치의 동작에 대해서 설명한다. 우선, 인·아웃포트 (200)의 캐리어반입부(201)에 반입된 미처리의 웨이퍼(W)를 수납한 캐리어(C)를, 캐리어반송수단(208)에 의해서 캐리어재치대(207) 위로 이동하여 캐리어(C) 내에서 웨이퍼(W)를 반출하고, 받은 웨이퍼(W)를 세정처리유닛(203)의 처리장치(220)의 위쪽, 즉, 로터(221)의 위쪽까지 반송한다. 그리고, 안쪽몸체(225) 및 바깥몸체(226)가 퇴피위치로 이동된다.
다음에, 웨이퍼수수핸드(229)가 상승하여, 웨이퍼반송척(210)에서 반송된 웨이퍼(W)를 받는다. 그후, 웨이퍼수수핸드(229)는 하강하여 웨이퍼(W)를 로터(221)의 고정지지봉(231) 위에 둔다. 그후, 웨이퍼수수핸드(229)는 원래의 위치로 되돌린다. 그후, 가동지지봉(232)이 동작하여 웨이퍼(W)의 상부를 지지한다. 이것에 의해 로터(221)에 웨이퍼(W)가 세트된다.
이어서, 안쪽몸체(225) 및 바깥몸체(226)가 로터(221) 및 웨이퍼(W)를 포위하는 위치까지 이동하여, 처리챔버(223) 내로 웨이퍼(W)를 수용한다. 이 상태에 있어서, 우선, 웨이퍼(W)에 약액을 공급하여 약액처리를 실시한다.
이 약액처리는, 제 2 실시형태에서 설명한 순서와 동일 순서(도 10의 스텝 1 ∼ 3 참조)로 실행된다. 각 스텝에서의 스핀척의 회전 및 회전계속시간은, 제 2 실시형태의 각 스텝에서의 스핀척의 회전수 및 회전계속시간과 동일하게 할 수 있 다. 복수회 반복하여 실행되는 스텝(1∼3) 가운데 최초에 실행되는 스텝(1, 2)에서는, 순환공급탱크(252b) 내에 저장된 약액이 사용된다. 이 최초에 사용된 약액은 제 1 배액관(242)에서 폐기되어, 이후의 처리에 사용되는 약액은 공급탱크(252b) 내에 저장된 약액을 순환공급한다. 최초에 실행되는 스텝(1,2)에서는, 약액처리의 최후에, 약액공급원(258)에서 공급탱크(252a) 내로 공급된 신규약액이 사용된다.
이밖에, 약액처리시에는, 약액처리에 사용되는 약액은 제 1 배기포트(241) 내로 배출되고, 전환밸브(미도시)의 동작에 의해서 약액공급부(252)의 순환관로 (290) 또는 제 1 배액관(242)로 배출된다. 한편, 약액에서 발생하는 가스는 제 1 배기포트(243)를 통해서 제 1 배기관(244)에서 배기된다.
소정회수(수백회∼수천회) 스텝(1∼3)이 반복된 후(스텝4), 웨이퍼(W)에 IPA를 공급하여 약액제거처리를 실시한다. 이 약액제거처리는 제 2 실시형태에서 설명한 수순과 동일한 수순(도 10의 스텝(5∼7) 참조)으로 실행된다. 각 스텝에서의 로터(221)의 회전수 및 회전계속시간은, 제 2 실시형태의 각 스텝에서의 스핀척의 회전수 및 회전계속시간과 동일하게 할 수 있다. IPA의 공급은, IPA공급수단(260)의 IPA 의 공급노즐을 겸용하는 약액공급노즐(251)에서 이루어진다.
이 약액제거처리에서도, 상기 약액처리공정과 동일하게 복수회 반복하여 실행되는 스텝(5∼7) 가운데 최초에 실행되는 스텝(5,6)에서는, 순환공급탱크(261b)에 저장된 IPA가 사용된다. 이 최초에 사용된 IPA는 제 1 배액관(242)에서 폐기된다. 이후의 처리에 이용되는 IPA는 공급탱크(261b) 내에 저장된 IPA를 순환공급한다. 그리고, 최후에 실행되는 스텝(5,6)에서는, IPA공급원 (264)에서 공급탱크 (261a) 내로 공급된 신규 IPA가 사용된다.
이밖에, 약액제거처리에서, 약액제거처리에 사용된 IPA는 제 1 배약포트 (241)로 배출되고, 전환밸브(미도시)의 동작에 의해서 용제공급부(261)의 순환관로 (290) 또는 제 1 배액관(242)에 배출되는 한편, IPA가스는 제 1 배기포트 (243)를 통해서 제 1 배기관(244)에서 배기된다.
소정회수(수백회∼수천회) 스텝(5 ∼ 7)이 반복된 후(스텝8), 약액제거처리가 종료한 후, 안쪽몸체(225)가 퇴피위치로 후퇴하고, 로터(221) 및 웨이퍼(W)가 바깥몸체(226)에 의해서 포위, 즉 처리챔버(224) 내에 웨이퍼(W)가 수용된다. 이 상태에서, 우선, 린스액공급수단의 순수공급수노즐(271)에서 회전하는 웨이퍼(W)에 대해서 린스액, 예를 들면 순수가 공급되어 린스처리된다(스텝9). 이밖에, 스텝(9)를 실행할 때에는, 처리챔버(224) 내에 이산화탄소가스를 공급하는 것도 바람직하다. 즉, 스텝(9)를 실행하는데 있어서는, 제 1 실시형태에 기재된 기술을 이용할 수 있다. 이 린스처리에 사용된 순수와 제거된 IPA는 제 2 배액포트(245)를 통해서 제 2 배액관(246)에서 배출된다. 또, 바깥챔버(224) 내에 발생하는 가스는 제 2 배기포트(248)를 통해서 제 2 배기관(249)에서 외부로 배출된다. 이밖에, 순수린스처리에서도, 약액처리 및 약액제거처리와 동일하게, (1) 순수공급/웨이퍼저속회전, (2) 순수공급/웨이퍼중속회전, (3) 순수공급정지/웨이퍼고속회전, 의 각 스텝을 차례로 복수회 반복하여도 좋다.
린스처리를 소정시간 실시한 후, 처리챔버(224) 내에 웨이퍼(W)를 수용한 상 태로, 건조유체공급수단(280)의 N2가스공급원(282) 및 IPA공급원(264)에서 N2가스와 IPA의 혼합기체를 회전하는 웨이퍼(W)에 공급한다. 이것에 의해 웨이퍼(W) 표면에 부착하는 순수를 제거하여 웨이퍼(W)를 건조시킬 수 있다(스텝 10). 또, 동시에 바깥몸체(226) 내의 건조를 실시할 수 있다. 또, N2가스와 IPA의 혼합유체에 의해서 건조처리한 후, N2가스만을 웨이퍼(W)에 공급함으로써, 웨이퍼(W)의 건조와 처리챔버(224) 내의 건조를 더 한층 효율좋게 실시할 수 있다.
상기와 같이 해서, 약액처리, 약액제거처리, 린스처리 및 건조처리가 종료한 후, 바깥몸체(226)가 안쪽몸체(225)의 외주측의 퇴피위치로 후퇴하는 한편, 도시하지 않은 로터(221)의 가동지지봉(232)을 해방위치로 이동한다. 다음에, 웨이퍼수수핸드(229)가, 상승하여, 로터(221)의 고정지지봉(231)로 지지된 웨이퍼(W)를 받아서 처리장치(200)의 위쪽으로 이동한다. 처리장치(220)의 위쪽으로 이동된 웨이퍼(W)는 웨이퍼반송척(210)이 받아 인터페이스부(204)로 반송되고, 캐리어재치대(207) 위의 캐리어(C) 내로 반입된다. 처리를 한 웨이퍼(W)를 수납한 캐리어(C)는 캐리어반송수단(208)에 의해서 캐리어반출부(202)로 반송된 후, 장치외부로 반송된다.
이밖에, 상기 제 1 내지 제 3 실시형태에 있어서는, 처리대상물이 반도체웨이퍼였지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 처리대상물은 LCD용 유리기판 등이라도 좋다.
이상에 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 처리챔버 내를 이산화탄소가스 분위기로 하고, 그후 수증기를 챔버내로 도입하여, 이산화탄소가스를 수중기중에 용해시키고, 그후, 순수를 웨이퍼에 내뿜고, 이때, 이산화탄소가스가 용해된 수증기가 순수에 용해되며, 그 결과 순수는 약산성이 되므로, 이것에 의해 순수의 비저항의 감소를 도모할 수 있어서 웨이퍼의 방전파괴를 방지할 수 가 있다는 효과가 있다.
또, 이산화탄소수에 의해 알카리성 물질이 중화되어, 웨이퍼표며의 배선층의 알카리부식을 방지할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (16)

  1. 처리챔버 내에서 기판을 세정하는 방법에 있어서,
    (a) 처리챔버내에서 약액을 이용하여 기판을 처리하는 공정과,
    (b) 처리챔버 내에 이산화탄소가스를 도입하여, 처리챔버 내를 대기중보다 높은 농도의 이산화탄소가스를 함유하는 분위기로 하는 공정과,
    (c) 상기 분위기로 된 처리챔버 내에서, 기판을 회전시키면서 순수를 기판에 내뿜는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 세정처리방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    (d) 상기 공정(c)의 개시전에, 상기 기판의 주위에 안개모양의 순수를 분무하고, 이 안개모양의 순수에 이산화탄소가스를 용해시키는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 세정처리방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    (d) 상기 공정(c)의 개시전에, 상기 기판의 주위에 순수의 수증기를 분무하고, 이 수증기에 이산화탄소가스를 용해시키는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 세정처리방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 공정(c)에서, 적어도 1회 순수의 공급이 정지되고, 그 후 순수의 공급이 재개되는 것을 특징으로 하는 세정처리방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 공정(b)에서, 상기 처리챔버 내의 이산화탄소가스의 농도는 20 체적% 이상으로 되는 것을 특징으로 하는 세정처리방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 공정(a)는 유기아민계의 약액을 이용하여 기판에 부착한 부착물을 제거하는 공정인 것을 특징으로 하는 세정처리방법.
  7. 기판세정처리장치에 있어서,
    기판을 지지하는 기판홀더와,
    상기 기판홀더를 회전구동하는 모터와,
    상기 기판홀더를 수용가능한 처리챔버를 그 내부에 형성하는 포위체와,
    상기 처리챔버의 내부에, 이산화탄소가스를 공급하는 이산화탄소가스공급계와,
    상기 처리챔버 내로 수용되는 기판에 순수를 내뿜는 순수공급노즐을 구비한것을 특징으로 하는 세정처리장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 처리챔버 내에 안개모양의 순수 또는 순수의 증기를 공급하는 제 2 순수공급노즐을 더 구비한 것을 특징으로 하는 세정처리장치.
  9. 기판을 세정하는 방법에 있어서,
    (a) 기판을 제 1 회전속도로 회전시키면서, 기판에 부착한 불필요한 부착물을 용해하기 위한 약액을 기판에 공급하는 공정과,
    (b) 상기 기판을 상기 제 1 회전속도보다 빠른 제 2 회전속도로 회전시키면서, 상기 약액을 기판에 공급하는 공정과,
    (c) 상기 약액의 공급을 중지하고, 상기 기판을 상기 제 2 회전속도보다 빠른 제 3 회전속도로 회전시키는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 세정처리방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    (d) 상기 공정 (a) ∼ (c)를, 그 순서로 복수회 반복하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 세정처리방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 제 1 회전속도는, 1∼150 rpm 범위내이고,
    상기 제 2 회전속도는, 100∼500 rpm 범위내이고,
    상기 제 3 회전속도는, 500∼3000 rpm 범위내인 것을 특징으로 하는 세정처리방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    (e) 상기 공정(d) 후에 실행되는 기판을 린스하는 공정 및 기판을 건조하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 세정처리방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    기판을 린스하는 공정은,
    (i) 처리챔버 내에 이산화탄소가스를 도입하고, 처리챔버 내를 대기중보다 높은 농도의 이산화탄소가스를 함유하는 분위기로 하는 공정과,
    (ii) 상기 분위기로 된 처리챔버 내에서, 기판을 회전시키면서 순수를 기판에 내뿜는 공정을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 세정처리방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    기판을 린스하는 공정은,
    (iii) 상기 공정(ii)의 개시전에, 상기 기판의 주위에 안개모양의 순수를 분무하고, 이 안개모양의 순수에 이산화탄소가스를 용해시키는 공정을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 세정처리방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    (iii) 상기 공정(ii)의 개시전에, 상기 기판의 주위에 순수의 수증기를 분문 하고, 이 수증기에 이산화탄소가스를 용해시키는 공정을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 세정처리방법.
  16. 기판세정처리장치에 있어서,
    기판을 지지하는 기판홀더와,
    상기 기판홀더를 회전구동하는 모터와,
    상기 기판에 부착한 불필요한 부착물을 용해하기 위한 약액을 상기 기판에 내뿜는 노즐과,
    상기 모터의 회전 및 상기 노즐에서 약액의 토출을, 하기의 순서,
    (a) 기판을 제 1 회전속도로 회전시키면서, 상기 약액을 기판에 공급하는 스텝,
    (b) 상기 기판을 제 1 회전속도보다 빠른 제 2 회전속도로 회전시키면서, 상기 약액을 기판에 공급하는 스텝,
    (c) 상기 약액의 공급을 정지하고, 상기 기판을 상기 제 2 회전속도보다 빠른 제 3 회전속도로 회전시키는 스텝에 따라서 제어하는 제어장치를 구비한 것을 특징으로 하는 기판세정처리장치.
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