KR100886860B1 - 기판 처리 방법, 기록 매체 및 기판 처리 장치 - Google Patents

기판 처리 방법, 기록 매체 및 기판 처리 장치 Download PDF

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Abstract

기판에 워터마크가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 또한 저비용으로 실시할 수 있는 기판 처리 방법이 제공된다. 약액을 이용하여 기판을 처리할 때, 약액의 종류에 따라 기판 주위의 습도를 조절한다. 습도 조절은, 적어도 기판(W)을 건조시키는 건조 처리 공정으로 이루어진다. 일 실시예에 있어서, 약액을 이용하여 기판(W)을 처리한 후에, 건조용 유체인 IPA를 포함하는 유체를 기판(W)에 공급할 때에, 기판 주위의 습도를 조절한다.
기판, 워터마크, 건조, 약액, 습도

Description

기판 처리 방법, 기록 매체 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD, RECORDING MEDIUM, AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 기판 처리 방법, 기록 매체 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조 프로세스에 있어서는, 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 함.)를 약액, 린스액 등의 처리액에 의해 세정하는 세정 처리가 행해지고 있다. 이러한 세정 처리에 있어서는, 웨이퍼에 DHF액(희석된 플루오르화수소산) 등의 약액을 공급하여 처리하는 약액 처리 공정, 및 웨이퍼에 순수 등의 린스액을 공급하여 처리하는 린스 처리 공정을 행한 후, 웨이퍼를 건조시키는 건조 처리 공정이 행해지고 있다.
웨이퍼를 건조시키는 방법으로서, 웨이퍼에 IPA(이소프로필알코올) 등의 유기 용제의 증기에 노출되는 증기 건조 방식이 알려져 있다. 또한, 건조시의 워터 마크의 발생을 억제하기 위해, 제습된 공기를 공급함으로써, 웨이퍼 주위의 습도를 저감시키는 방법이 제안되어 있다(예컨대, 일본 실용 신안 공개 공보:JP6-9130U를 참조).
웨이퍼 주위의 습도를 저감시키기 위해서는, 제습 공기를 많이 공급해야 하기 때문에, 웨이퍼 처리에 요구되는 비용이 높아진다. 특히, 기판 처리 장치가 하 나의 처리 챔버(처리 공간) 내에서 복수 종류의 처리 공정으로부터 선택된 공정을 실행하는 경우, 또는 기판 처리 장치가 복수 종류의 처리 공정을 연속하여 실행하는 경우에는, 모든 처리 공정에 있어서 웨이퍼 주위의 온도를 저감하는 것은, 처리 비용의 대폭적인 증대를 초래한다.
본 발명은, 상기한 점에 감안하여 이루어진 것으로, 기판에 워터마크가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 또한 공기 조절에 관한 비용을 저감하는 것이 가능한 기판 처리 기술을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명은, 발명자의 연구의 결과로 얻어진, 「기판의 약액 처리시에 사용되는 약액의 종류(기판에 실시되는 처리의 종류)에 의해, 제습한 분위기에서 건조 처리를 행해야 하는 경우와, 반드시 제습한 분위기에서 건조 처리를 행하지 않아도 좋은 경우가 있다」라는 지견에 기초하여 이루어진 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 의하면 약액을 이용하여 기판을 처리한 후, 기판을 건조시키는 기판 처리 방법으로서, 상기 약액의 종류에 따라, 상기 기판 주위의 습도를 조절하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법이 제공된다.
이 기판 처리 방법에 있어서는, 적어도 상기 기판을 건조시킬 때에, 상기 습도를 조절하도록 하여도 좋다.
또한, 상기 약액을 이용하여 기판을 처리한 후에, IPA를 포함하는 유체를 공급하고, 적어도 상기 IPA를 포함하는 유체를 공급할 때에, 상기 습도를 조절하여도 좋다.
상기 약액을 이용하여 기판을 처리하는 약액 처리 공정과, 린스액을 이용하여 기판을 처리하는 린스 처리 공정과, 기판의 상면에 IPA를 포함하는 유체를 공급하여 액막을 형성하는 액막 형성 공정과, 기판을 건조시키는 건조 처리 공정을 행하고, 상기 건조 처리 공정에 있어서는, 기판의 상면에 IPA를 포함하는 유체를 공급하며, 상기 액막 형성 공정과 상기 건조 처리 공정 중 어느 하나 이상의 공정에 있어서, 상기 습도를 조절하여도 좋다.
또한, 상기 약액을 이용하여 처리한 후에, 상기 약액 처리의 전보다 상기 기판의 소수성이 강화되는 경우는, 상기 기판의 소수성이 강화되지 않는 경우보다, 상기 습도 조절에 의해 상기 습도를 저감하여도 좋다.
상기 약액이 DHF액 또는 HF(플루오르화수소산)액일 때에는, 상기 약액이 SC-1액 또는 SC-2액일 때보다, 상기 습도 조절에 의해 상기 습도를 저감하여도 좋다.
또한, 본 발명에 의하면, 복수 종류의 약액을 이용하여 기판을 처리한 후, 기판을 건조시키는 기판 처리 방법으로서, 제1 약액으로 처리하는 제1 약액 처리 공정과, 상기 제1 약액 처리 공정 후에 제2 약액으로 처리하는 제2 약액 처리 공정과, 상기 제2 약액 처리 공정 후에 기판을 건조시키는 건조 처리 공정을 행하고, 적어도 상기 건조 처리 공정에 있어서, 상기 기판 주위 습도를 상기 제1 약액 처리 공정시보다 저감시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법이 제공된다. 상기 제2 약액은 DHF액이어도 좋다.
상기 습도를 저감하는 경우는, 노점 온도를 -40℃ 이하로 하여도 좋다. 상기 습도의 조절은, 기판 주위에 FFU로부터 공급되는 클린에어를 공급하는 상태와, 상기 클린에어보다 습도가 낮은 저노점 가스를 공급하는 상태를 전환함으로써 행해지는 것도 좋다. 상기 저노점 가스는 CDA[Clean Dry Air(저노점 공기)] 또는 질소 가스여도 좋다.
또한, 본 발명에 의하면, 기판의 약액 처리 및 건조 처리를 행하는 기판 처리 장치의 제어 컴퓨터에 의해 실행하는 것이 가능한 소프트웨어가 기록된 기록 매체로서, 상기 소프트웨어는, 상기 제어 컴퓨터에 의해 실행됨으로써, 상기 기판 처리 장치에, 상기한 기판 처리 방법을 행하게 하는 것을 특징으로 하는 기록 매체가 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면, 약액을 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서, 서로 다른 약액을 공급하는 복수의 약액 공급원과, 기판 주위의 습도를 조절하는 습도 조절 기구와, 상기 습도 조절 기구를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 약액의 종류에 따라서, 상기 기판 주위의 습도를 조절하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치가 제공된다.
이 기판 처리 장치에 있어서는, IPA를 포함하는 유체를 공급하는 유체 공급원을 포함하고, 상기 제어부는, 적어도 상기 IPA를 포함하는 유체를 기판에 공급할 때에, 상기 습도를 조절하도록 제어한다고 하여도 좋다.
상기 제어부는, 상기 약액을 공급함으로써 기판의 소수성이 강화되는 경우는, 상기 기판의 소수성이 강화되지 않는 경우보다, 상기 습도를 저감시키도록 제어한다고 하여도 좋다.
상기 습도 조절 기구는, 상기 약액이 DHF인 경우는, 상기 약액이 SC-1액 또는 SC-2액인 경우보다, 상기 습도를 저감시킨다고 하여도 좋다.
또한, 본 발명에 의하면, 약액을 이용하여 기판을 처리하는 장치로서, 서로 다른 종류의 약액을 공급하는 복수의 약액 공급원과, 기판 주위의 습도를 조절하는 습도 조절 기구와, 상기 습도 조절 기구를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 제1 약액으로 처리하는 제1 약액 처리 공정과, 상기 제1 약액 처리 공정 후에 제2 약액으로 처리하는 제2 약액 처리 공정과, 상기 제2 약액 처리 공정 후에 기판을 건조시키는 건조 처리 공정을 행하도록 제어하면서, 적어도 상기 건조 처리 공정에 있어서, 상기 기판 주위의 습도를 상기 제1 약액 처리 공정시보다 저감시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치가 제공된다. 상기 제2 약액은 DHF액이어도 좋다.
상기 습도를 저감시키는 경우, 노점 온도는 -40℃ 이하로 하여도 좋다. 또한, 클린에어를 공급하는 FFU(팬 필터 유닛)와, 상기 클린에어보다 습도가 낮은 저노점 가스를 공급하는 저노점 가스 공급원을 포함하고, 상기 기판 주위에 상기 클린에어를 공급하는 상태와 상기 저노점 가스를 공급하는 상태를 전환하는 것이 가능한 구성으로 한 것도 좋다. 상기 FFU로부터 공급되는 상기 클린에어를 취입하는 취입용 컵과, 상기 취입용 컵 내의 클린에어를 상기 기판 주위에 도입하는 클린에어 공급로와, 상기 취입용 컵 내의 클린에어를 상기 취입용 컵 외부에 배출시키는 클린에어 배출구를 포함하여도 좋다.
상기 클린에어 또는 상기 저노점 가스를 상기 기판 주위에 도입하는 주 공급로와, 상기 FFU로부터 공급되는 상기 클린에어를 상기 주 공급로에 도입하는 클린에어 공급로와, 상기 저노점 가스 공급원으로부터 공급되는 상기 저노점 가스를 상기 주 공급로에 도입하는 저노점 가스 공급로를 포함하고, 상기 클린에어 공급로와 상기 주 공급로를 연통시키는 상태와 차단하는 상태를 전환하는 전환부를 설치하여도 좋다. 상기 전환부에 있어서, 상기 클린에어 공급로의 하류 단부는, 상기 주 공급로의 상류 단부를 향해 상기 클린에어를 토출하는 방향으로 지향시켜도 좋다. 상기 클린에어 공급로와 상기 주 공급로는, 서로 동일한 직선상에 포함되어도 좋다. 상기 저노점 가스 공급로는, 상기 전환부를 통해 상기 주 공급로에 접속하여도 좋다. 상기 전환부에 있어서, 상기 저노점 가스 공급로의 하류 단부는, 상기 주 공급로의 상류 단부와는 다른 위치를 향해 상기 저노점 가스를 토출하는 방향으로 지향시켜도 좋다. 상기 저노점 가스는 CDA 또는 질소 가스여도 좋다.
본 발명에 의하면, 기판에 공급되는 약액의 종류에 따라서, 기판 주위의 습도를 조절함으로써, 하나의 챔버로 복수 종류의 처리 공정을 선택적으로 행하는 것이 가능한 구성인 경우, 또한 하나의 챔버로 복수 종류의 처리 공정을 연속하여 행하는 경우 등이라도, 필요할 때만 기판 주위의 습도를 저감시킬 수 있다. 따라서 기판 주위의 습도를 저감시키기 위해 요구되는 비용을 저감할 수 있다. 예컨대 CDA 등의 저노점 가스의 공급량 및 비용을 저감할 수 있다. 이에 따라, 기판 처리에 요구되는 비용의 저감을 도모할 수 있다. 또한, 필요할 때는 습도를 감소시킴으로써 기판에 워터마크가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략 종단면도이다.
도 2는 처리 공간 내의 부재의 배치를 도시하는 개략 평면도이다.
도 3은 습도 조절 기구의 구성을 설명하는 설명도이다.
도 4는 전환 댐퍼의 구성을 도시하는 개략 단면도로서, 클린에어 공급로와 주 공급로가 차단되어 있는 상태를 도시하는 도면이다.
도 5는 클린에어 공급로와 주 공급로가 연통되어 있는 상태를 설명하는 개략 종단면도이다.
도 6은 IPA액 막 형성 공정에 있어서의 유체 노즐의 동작을 설명하는 개략 사시도이다.
도 7은 건조 처리 공정에 있어서의 유체 노즐과 불활성 가스 노즐의 동작을 설명하는 개략 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예로서, 기판으로서의 실리콘 웨이퍼(W)의 표면을 세정하는 기판 처리 장치에 대해서 설명한다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)의 챔버(2) 내에는, 대략 원판형의 웨이퍼(W)를 대략 수평으로 유지하는 스핀 척(3)이 구비되어 있다. 챔버(2) 내에는, 웨이퍼(W)에 세정용 약액으로서 예컨대 DHF액(희석된 플루오르화수소산), SC-1액(암모니아와 과산화수소와 물의 혼합 용액), SC-2액(염산과 과산화수소와 물의 혼합 용액) 등을 선택적으로 공급하는 약액 노즐로서의, 또한 린스액으로서 예컨대 순수(DIW)를 공급하는 린스액 노즐로서의 노즐(5)이 구비되어 있다. 노즐(5)은, 노즐 아암(6)에 의해 지지되어 있다. 챔버(2) 내에는 또한, 린스액인 순수보다 휘발성이 높은 유체 로서, IPA 함유 유체, 예컨대 IPA(이소프로필알코올)액을 공급하는 유체 노즐(12)과, 건조용 가스로서 불활성 가스 예컨대 질소(N2) 가스를 공급하는 건조용 가스 노즐로서의 불활성 가스 노즐(13)이 구비되어 있다. 유체 노즐(12)과 불활성 가스 노즐(13)은 건조용 노즐 아암(15)에 의해 지지되어 있다. 스핀 척(3)에 의해 유지된 웨이퍼(W) 주위의 분위기의 습도, 즉 챔버(2) 내[처리 공간(S) 중]의 분위기의 습도를 조절 가능한 습도 조절 기구(16)가 설치되어 있다. 기판 처리 장치(1)의 각 부의 제어는, CPU를 구비한 제어부로서의 제어 컴퓨터(17)의 명령에 의해 행해진다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 챔버(2)에는, 챔버(2) 내의 처리 공간(S)에 웨이퍼(W)를 반입출하기 위한 반입출구(18), 반입출구(18)를 개폐하는 셔터(18a)가 설치되어 있다. 반입출구(18)를 폐쇄함으로써, 웨이퍼(W) 주위의 분위기, 즉 처리 공간(S)을 밀폐 상태로 하는 것이 가능하다. 반입출구(18)의 외측은, 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 영역(20)으로 되어 있고, 반송 영역(20)에는 웨이퍼(W)를 1매씩 유지하여 반송하는 반송 아암(21a)을 갖는 반송 장치(21)가 설치되어 있다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 챔버(2)의 바닥면에는 처리 공간(S)을 배기하는 배기로(24)가 개구되어 있다.
도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 스핀 척(3)은, 상부에 3개의 유지 부재(3a)를 구비하고 있고, 이들 유지 부재(3a)를 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리 3지점에 각각 접촉시켜 웨이퍼(W)를 대략 수평으로 유지하도록 되어 있다. 스핀 척(3)의 하부에는, 스핀 척(3)을 대략 수직 방향의 회전 중심축을 중심으로 회전시키는 모터(25)가 부착되어 있다. 모터(25)의 구동에 의해 스핀 척(3)을 회전시키면, 웨이퍼(W)가 스핀 척(3)과 일체적으로 웨이퍼(W)의 대략 중심(Po)을 회전 중심으로, 대략 수평면 내에서 회전한다. 도시한 예에서는, 웨이퍼(W)의 위쪽으로부터의 평면에서 봤을 때에 있어서, 웨이퍼(W)는 반시계 방향(CCW)의 회전 방향으로 회전한다. 모터(25)의 구동은, 제어 컴퓨터(17)에 의해 제어된다.
노즐 아암(6)은, 스핀 척(3)에 지지된 웨이퍼(W)의 위쪽에 구비되어 있다.
노즐 아암(6)의 기단부는, 대략 수평으로 배치된 가이드 레일(31)을 따라 이동 가능하게 지지되어 있다. 가이드 레일(31)을 따라 노즐 아암(6)을 이동시키는 구동 기구(32)가 구비되어 있다. 구동 기구(32)의 구동에 의해, 노즐 아암(6)은 스핀 척(3)에 지지된 웨이퍼(W)의 위쪽 위치와 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리보다 외측(도 1에서는 좌측) 위치 사이에서 이동할 수 있다. 노즐 아암(6)의 이동에 따라, 노즐(5)이 웨이퍼(W)의 대략 중심의 위쪽 위치로부터 둘레 가장자리부의 위쪽 위치를 향해 웨이퍼(W)와 상대적으로 이동한다. 구동 기구(32)의 구동은 제어 컴퓨터(17)에 의해 제어된다.
노즐(5)은, 노즐 아암(6)의 선단 하면에 고정된 승강 기구(35)의 아래쪽으로 돌출하는 승강축(36)의 하단에 부착되어 있다. 승강축(36)은, 승강 기구(35)에 의해 승강 가능하고, 이에 따라, 노즐(5)을 임의의 높이에 위치시킬 수 있다. 승강 기구(35)의 구동은 제어 컴퓨터(17)에 의해 제어된다.
노즐(5)에는, 서로 다른 종류의 약액을 공급하는 복수의 약액 공급원, 예컨 대 3개의 약액 공급원(41, 42, 43)이 약액 공급로(44, 45, 46)를 통해 각각 접속되어 있다. 즉, DHF액을 공급하는 약액(DHF액) 공급원(41)에 접속된 약액 공급로(44)와, SC-1액을 공급하는 약액(SC-1액) 공급원(42)에 접속된 약액 공급로(45)와, SC-2액을 공급하는 약액(SC-2액) 공급원(46)에 접속된 약액 공급로(46)가, 각각 노즐(5)에 대하여 접속되어 있다. 또한, 노즐(5)에는, DIW를 공급하는 린스액(DIW) 공급원(47)에 접속된 린스액 공급로(48)가 접속되어 있다. 약액 공급로(44, 45, 46) 및 린스액 공급로(48)에는 개폐 밸브(44a, 45a, 46a, 48a)가 각각 사이에 설치되어 있다. 각 개폐 밸브(44a, 45a, 46a, 48a)의 개폐 동작은, 제어 컴퓨터(17)에 의해 제어된다.
또한, 약액 공급원(41)으로부터 공급되는 DHF액은, 실리콘 산화막(SiO2)을 에칭에 의해 제거할 수 있는 약액이고, 주로 웨이퍼(W)에 부착된 자연 산화막을 제거하는 세정용 약액으로서 이용된다. 약액 공급원(42)으로부터 공급되는 SC-1액은, 주로 유기성의 오염, 파티클(부착 입자) 등을 제거하는 세정용 약액으로서 이용된다. SC-2액은, 주로 금속 불순물 등을 제거하는 세정용 약액으로서 이용된다.
건조용 노즐 아암(15)은, 스핀 척(3)에 지지된 웨이퍼(W) 위쪽에 구비되어 있다. 건조용 노즐 아암(15)의 기단부는, 대략 수평으로 배치된 가이드 레일(51)을 따라 이동 가능하게 지지되어 있다. 또한, 가이드 레일(51)을 따라 건조용 노즐 아암(15)을 이동시키는 구동 기구(52)가 구비되어 있다. 구동 기구(52)의 구동에 의해, 건조용 노즐 아암(15)은, 웨이퍼(W)의 위쪽 위치와 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리 보다 외측(도 1에 있어서는 우측) 위치 사이에서 이동할 수 있다. 건조용 노즐 아암(15)의 이동에 따라, 유체 노즐(12) 및 불활성 가스 노즐(13)이 웨이퍼(W)의 대략 중심의 위쪽의 위치로부터 둘레 가장자리부의 위쪽 위치를 향해 웨이퍼(W)와 상대적으로 이동한다. 구동 기구(52)의 구동은 제어 컴퓨터(17)에 의해 제어된다.
건조용 노즐 아암(15)의 선단 하면에는, 승강축(54)을 구비한 승강 기구(55)가 고정되어 있다. 승강축(54)은, 승강 기구(55)의 아래쪽으로 돌출하도록 배치되어 있고, 이 승강축(54) 하단에, 유체 노즐(12) 및 불활성 가스인 노즐(13)이 부착되어 있다. 승강축(54)은 승강 기구(55)의 구동에 의해 신축하고, 이에 따라, 유체 노즐(12) 및 불활성 가스 노즐(13)이 일체적으로 승강한다. 승강 기구(55)의 구동은, 제어 컴퓨터(17)에 의해 제어된다. 즉, 제어 컴퓨터(17)의 명령에 의해, 구동 기구(52)의 구동이 제어되어 건조용 노즐 아암(15), 유체 노즐(12) 및 불활성 가스 노즐(13)이 수평 방향으로 이동하고, 승강 기구(55)의 구동이 제어되어 유체 노즐(12) 및 불활성 가스 노즐(13)의 높이가 조절된다.
유체 노즐(12)과 불활성 가스 노즐(13)은, 웨이퍼(W)의 중심과 둘레 가장자리부를 연결하는 대략 반경 방향을 향하는 직선을 따라, 웨이퍼(W)의 위쪽에 나란히 설치되어 있다. 또한, 불활성 가스 노즐(13)은, 도 1에 있어서 유체 노즐(12)의 좌측에 설치되어 있다. 즉, 건조용 노즐 아암(15)의 이동에 의해, 유체 노즐(12)이 도 1에 있어서 중심(Po)으로부터 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부 우측을 향하는 이동 방향(D)을 따라 이동할 때, 불활성 가스 노즐(13)은, 이동 방향(D)에 있어서 유체 노즐(12)의 후방, 즉 평면에서 봤을 때에 있어서, 중심(Po)과 유체 노즐(12) 사이 에 배치되면서, 유체 노즐(12)을 추종하여 이동하는 구성으로 되어 있다.
유체 노즐(12)에는, IPA액을 저류(貯溜)하는 탱크 등의 유체 공급원(66)에 접속된 유체 공급로(67)가 접속되어 있다. 유체 공급로(67)에는 개폐 밸브(68)가 사이에 설치되어 있다. 개폐 밸브(68)의 개폐 동작은 제어 컴퓨터(17)에 의해 제어된다.
불활성 가스 노즐(13)에는, 불활성 가스(N2) 공급원(71)에 접속된 불활성 가스 공급로(72)가 접속되어 있다. 불활성 가스 공급로(72)에는 개폐 밸브(73)가 사이에 설치되어 있다. 개폐 밸브(73)의 개폐 동작은, 제어 컴퓨터(17)에 의해 제어된다.
다음에, 습도 조절 기구(16)에 대해서 설명한다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 습도 조절 기구(16)는, 처리 공간(S)에 습도 조절용 가스(공기)로서 클린에어(청정 공기) 또는 CDA[Clean Dried Air: 클린 드라이 에어(저노점 청정 공기)]를 불어 넣는 가스 공급 챔버(91)와, 가스 공급 챔버(91)에 습도 조절용 가스를 공급하는 습도 조절용 가스 공급 라인(92)을 구비하고 있다. 또한, 습도 조절 기구(16)는 제어 컴퓨터(17)에 의해 제어된다.
가스 공급 챔버(91)는, 챔버(2)의 천정부, 즉 스핀 척(3)에 의해 유지된 웨이퍼(W)의 위쪽에 배치되어 있다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 가스 공급 챔버(91)의 하면에는, 가스 공급 챔버(91)의 내부로부터 습도 조절용 가스를 토출시키는 복수의 가스 토출구(91a)가, 하면 전체에 균등하게 분포된 상태로 마련되어 있다. 즉, 스핀 척(3)에 의해 유지된 웨이퍼(W)의 상면 전체에, 복수의 가스 토출구(91a)가 균등하게 대향하도록 마련되어 있고, 처리 공간(S)에 습도 조절용 가스의 정류된 다운플로가 형성되어 있다. 또한, 가스 공급 챔버(91)의 하면을 구성하는 아래판(91b)으로서는, 예컨대 펀칭판(펀칭 스크린), 즉 프레스 펀칭 가공에 의해 다수의 구멍을 형성한 판을 사용하여도 좋고, 그 펀칭판의 구멍을, 가스 토출구(91a)로 하여도 좋다.
가스 공급 챔버(91)의 측벽에는, 습도 조절용 가스 공급 라인(92)의 하류 단부[후술하는 주 공급로(101)의 수평부(101a)]가 접속되어 있다.
습도 조절용 가스 공급 라인(92)은, 습도 조절용 가스를 가스 공급 챔버(91)에 공급하고, 가스 공급 챔버(91)를 통해 처리 공간(S)에 도입하는 주 공급로(101)와, 클린에어를 공급하는 습도 조절용 가스 공급원인 FFU(Fan Filter Unit: 공기 청정기)(102)와, FFU(102)로부터 공급되는 클린에어를 주 공급로(101)에 도입하기 위한 클린에어 공급로(103)와, CDA를 공급하는 습도 조절용 가스 공급원(저노점 가스 공급원)인 CDA 공급원(104)과, CDA 공급원(104)으로부터 공급되는 CDA를 주 공급로(101)에 도입하기 위한 CDA 공급로(저노점 가스 공급로)(105)를 구비하고 있다. 주 공급로(101)의 상류 단부와 클린에어 공급로(103)의 하류 단부는, 전환부로서의 전환 댐퍼(107)를 통해 상호 접속되어 있다. 주 공급로(101)의 상류 단부와 CDA 공급로(105)의 하류 단부도, 전환 댐퍼(107)를 통해 서로 접속되어 있다.
주 공급로(101)는, 예컨대 관형 덕트의 내부 유로이며, 대략 수평 방향을 따라 연결된 수평부(101a)와 대략 수직 방향을 따라 연결된 수직부(101b)를 갖는 대 략 L자형으로 형성되어 있다. 수평부(101a)의 선단부는, 가스 공급 챔버(91)의 측벽에 개구되어 있다. 수직부(101b)의 상단부는, 전환 댐퍼(107)[후술하는 하우징(121)의 하면]에 개구되어 있다.
FFU(102)는, 챔버(2)의 외부 위쪽에 배치되어 있고, 예컨대 기판 처리 장치(1)가 배치되어 있는 클린룸의 천정부, 또는 기판 처리 장치(1)가 내장되어 있는 처리 시스템의 천정부 등에 설치되어 있다. 도시한 예에서는, FFU(102)는 반송 영역(20)의 천정부에 설치되어 있다. 또한, 도시하지 않지만, FFU(102)의 내부에는, 공기를 송풍하는 송풍기, 공기를 청정화하여 클린에어로 하는 필터 등이 설치되어 있다. 또한, FFU(102)의 하면에는 정류판, 클린에어를 토출하는 복수의 클린에어 토출구 등이 마련되어 있고, FFU(102)의 하면으로부터는 정류된 클린에어가 토출되며, 클린에어의 다운플로가 형성되어 있다.
FFU(102)의 아래쪽에는, FFU(102)로부터 공급되는 클린에어를 수용하여 클린에어 공급로(103)에 취입하기 위한 취입용 컵(110)이 구비되어 있다. 이 취입용 컵(110)은, 상면이 개구부(110a)로 되어 있고, 개구부(110a)를 FFU(102)의 하면에 대향되게 설치되어 있다. 취입용 컵(110)의 하면에는, 클린에어 공급로(103)의 상류 단부가 접속되어 있다. 또한, 취입용 컵(110)의 일측벽의 위 가장자리부와 FFU(102)의 하면 사이에는, 취입용 컵(110) 내로부터 클린에어를 배출하는 클린에어 배출구로서의 간극(111)이 형성되어 있다.
클린에어 공급로(103)는, 예컨대 관형 덕트의 내부 유로이며, 취입용 컵(110)의 하면으로부터 아래쪽을 향해, 대략 수직 방향을 따라 똑바르게 연결되어 있다. 클린에어 공급로(103)의 하류 단부는, 전환 댐퍼(107)의 상면[후술하는 개체(121)의 상면]에 접속되어 있다. 또한, 클린에어 공급로(103)의 하류 단부와 전술한 주 공급로(101)의 수직부(101b)의 상류 단부는, 전환 댐퍼(107)의 내부[후술하는 클린에어 공급로 접속실(123)]를 사이에 두고, 서로 대향하도록 설치되어 있으며, 클린에어 공급로(103)와 수직부(101b)는, 서로 거의 동일한 수직선상에 나란히 설치되어 있다.
CDA 공급원(104)으로서는, 예컨대 CDA를 압축한 상태에서 내부에 저장한 봄베를 이용할 수 있다. 또한 CDA는, 예컨대 압축 공기중의 유기물, 수분 등의 불순물을 흡착제 또는 촉매를 충전한 정제기를 이용하여 정제(제거)함으로써 얻을 수 있다. CDA의 습도는, 통상의 공기(대기) 및 FFU(102)로부터 공급되는 클린에어의 습도에 비해 대폭 낮다. 즉, 통상의 공기 및 클린에어보다 노점 온도가 낮다. CDA 공급원(104)으로부터 공급하는 CDA의 노점 온도는, 바람직하게는 약 -40℃ 이하, 보다 바람직하게는 약 -110℃ 내지 약 -120℃이다.
CDA 공급로(105)에는, 상류측[CDA 공급원(104)측]과 하류측[전환 댐퍼(107)측]을 차단하는 상태와 연통시키는 상태를 전환 가능한 개폐 밸브(112)가 사이에 설치되어 있다. CDA 공급로(105)의 하류 단부는, 전환 댐퍼(107)에 접속되어 있다. 개폐 밸브(112)의 개폐 동작은, 제어 컴퓨터(17)에 의해 제어된다.
도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 전환 댐퍼(107)는 하우징(121)과, 하우징(121) 내에 있어서 클린에어 공급로(103)의 하류 단부 개구를 개폐하는 대략 평판형의 가동 부재(122)를 구비하고 있다.
하우징(121)은, 대략 직육면체형을 이루고 있고, 클린에어 공급로(103)의 단부가 접속되어 있는 클린에어 공급로 접속실(123)과, CDA 공급로(105)의 단부가 접속되어 있는 CDA 공급로 접속실(124)을 구비하고 있다. 클린에어 공급로 접속실(123)과 CDA 공급로 접속실(124)은, 서로 가로로 인접하도록 나란히 설치되어 있고, 또한 서로 연통되어 있다. 도시한 예에서는, 하우징(121) 내의 공간 중, 우측 반[하우징(121)의 내측면(121c)측]이 클린에어 공급로 접속실(123)로 되어 있고, 나머지 좌측 반[내측면(121c) 및 클린에어 공급로 접속실(123)과 대향하는 내측면(121d)측]이 CDA 공급로 접속실(124)로 되어 있다.
클린에어 공급로 접속실(123)에 대응하는 부분에 있어서, 하우징(121)의 상면(천정면)(121a)에는, 클린에어 공급로(103)의 하류 단부가 개구되어 있고, 하우징(121)의 하면(바닥면)(121b)에는, 주 공급로(101)[수직부(101b)]의 상류 단부가 개구되어 있다. 즉 클린에어 공급로(103)의 단부는, 주 공급로(101)의 단부 위쪽이면서, 주 공급로(101)의 단부와 클린에어 공급로 접속실(123)을 사이에 두고 대향하는 위치에 설치되어 있고, 주 공급로(101)의 단부를 향해 클린에어를 토출하는 방향을 지향하고 있다.
가동 부재(122)는, 클린에어 공급로 접속실(123) 내에 설치되어 있고, 회전중심축(126)을 통해, 하우징(121)에 대하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 회전 중심축(126)은, 클린에어 공급로 접속실(123)에 있어서의 하우징(121)의 상면(121a)측에 있어서, 클린에어 공급로(103)의 단부 측방[내측면(121c)측]에 배치되어 있고, 가동 부재(122)의 가장자리부를 지지하고 있다. 가동 부재(122)는, 이 회전 중 심축(126)을 회전 중심으로 회전함으로써, 가동 부재(122)의 일측면(상면)을 클린에어 공급로(103)의 단부에 대하여 근접 및 격리시킬 수 있다. 구체적으로, 가동 부재(122)는, 상면(121a)을 따라 횡방향으로 배치되고, 클린에어 공급로(103)의 단부를 가동 부재(122)의 일측면에 의해 폐색하는 폐색 위치(P1)(도 4)와, 클린에어 공급로(103)의 단부로부터 격리되어, 클린에어 공급로(103)의 단부를 개구시키는 개방 위치(P2)(도 5)로 이동할 수 있다. 개방 위치(P2)에 배치된 상태에서는, 가동 부재(122)는, 회전 중심축(126)의 아래쪽에서 내측면(121c)을 따르도록 종방향으로 배치된다. 이러한 가동 부재(122)의 회전 동작, 즉 클린에어 공급로(103)를 주 공급로(101)에 대하여 연통시키는 상태와 차단시키는 상태를 전환하는 동작은, 제어 컴퓨터(17)에 의해 제어된다.
CDA 공급로 접속실(124)은, 하우징(121)의 내측면(121d)측에 설치되어 있다. CDA 공급로 접속실(124) 내에는, CDA 공급로(105)의 하류 단부분이, 하우징(121)의 하면(121b)을 상하로 관통하게 삽입되어 있다. CDA 공급로(105)의 하류 단부는, 내측면(121d)에 대향되게 개구되고, 내측면(121d)을 향하여 CDA를 토출하는 방향으로 지향하고 있다. 즉, 전환 댐퍼(107)의 내부에 있어서, CDA 공급로(105)의 단부는, 주 공급로(101)의 단부와 대향하지 않는 위치에 설치되어 있고, 주 공급로(101)의 단부와는 다른 위치를 향해 CDA를 토출하는 방향으로 지향하고 있다. 이와 같이 하면, CDA 공급로(105)의 단부를 클린에어 공급로 접속실(123)측에 지향시키는 경우나, 주 공급로(101)의 단부를 향해 CDA를 토출하도록 지향시키는 경우에 비해, CDA 공급로(105)의 단부로부터 토출되는 CDA의 흐름의 기세를 약하게 할 수 있다.
다음에, 제어 컴퓨터(17)에 대해서 설명한다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 기판 처리 장치(1)의 각 기능 요소는, 기판 처리 장치(1) 전체의 동작을 자동 제어하는 제어 컴퓨터(17)에, 신호 라인을 통해 접속되어 있다. 여기서, 기능 요소란, 예컨대 전술한 모터(25), 구동 기구(32), 승강 기구(35), 구동 기구(52), 승강 기구(55), 개폐 밸브(44a, 45a, 46a, 48a, 68, 73), 전환 댐퍼(107), 개폐 밸브(112) 등의, 소정의 프로세스 조건을 실현하기 위해 동작하는 모든 요소를 의미하고 있다. 제어 컴퓨터(17)는, 전형적으로는, 실행하는 소프트 웨어에 의존하여 임의의 기능을 실현할 수 있는 범용 컴퓨터이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 제어 컴퓨터(17)는 CPU(중앙 연산 장치)를 구비한 연산부(17a)와, 연산부(17a)에 접속된 입출력부(17b)와, 입출력부(17b)에 삽입 부착되어 제어 소프트웨어를 저장한 기록 매체(17c)를 갖는다. 이 기록 매체(17c)에는 제어 컴퓨터(17)에 의해 실행됨으로써 기판 처리 장치(1)에 후술하는 소정의 기판 처리 방법을 행하게 하는 제어 소프트웨어가 기록되어 있다. 제어 컴퓨터(17)는, 이 제어 소프트웨어를 실행함으로써, 기판 처리 장치(1)의 각 기능 요소를, 소정의 프로세스 레시피에 의해 정의된 여러 가지 프로세스 조건[예컨대, 모터(25)의 회전수 등]이 실현되도록 제어한다. 또한, 이 제어 소프트웨어에 기초한 기판 처리 방법에는, 뒤에 상세히 설명한 바와 같이, 약액 처리 공정, 린스 처리 공정, IPA액 막 형성 공정, 및 건조 처리 공정이 포함되어 있고, 이들 공정을 행하는 제어가 순차 행해지도록 되어 있다.
기록 매체(17c)는, 제어 컴퓨터(17)에 고정적으로 설치되는 것, 또는 제어 컴퓨터(17)에 설치된 도시하지 않는 판독 장치에 착탈 가능하게 장착되어 이 판독 장치에 의해 판독 가능한 것이어도 좋다. 가장 전형적인 실시예에 있어서는, 기록 매체(17c)는, 기판 처리 장치(1)의 제조업자의 서비스맨에 의해 제어 소프트웨어가 설치된 하드디스크 드라이브이다. 다른 실시예에 있어서는, 기록 매체(17c)는 제어 소프트웨어가 기록되는 CD-ROM 또는 DVD-ROM과 같은, 이동식 디스크이다. 이러한 이동식 디스크는, 제어 컴퓨터(17)에 설치된 도시하지 않는 광학적 판독 장치에 의해 판독된다. 또한, 기록 매체(17c)는 RAM(random access memory) 또는 ROM(read only memory)의 어느 하나의 형식이 것이어도 좋다. 또한 기록 매체(17c)는, 카세트식의 ROM과 같은 것이어도 좋다. 요컨대, 컴퓨터의 기술 분야에 있어서 알려져 있는 임의의 것을 기록 매체(17c)로서 이용하는 것이 가능하다. 또한, 복수의 기판 처리 장치(1)가 배치되는 공장에 있어서는, 각 기판 처리 장치(1)의 제어 컴퓨터(17)를 총괄적으로 제어하는 관리 컴퓨터에, 제어 소프트웨어가 저장되어 있어도 좋다. 이 경우, 각 기판 처리 장치(1)는, 통신 회선을 통해 관리 컴퓨터에 의해 조작되고, 소정의 프로세스를 실행한다.
다음에, 이상과 같이 구성된 기판 처리 장치(1)를 이용한 웨이퍼(W)의 처리 방법에 대해서 설명한다. 이 기판 처리 장치(1)는, 복수 종류의 세정 처리, 예컨대 DHF액을 이용한 제1 세정 처리(L1)와, SC-1액을 이용한 제2 세정 처리(L2)와, SC-2액을 이용한 제3 세정 처리(L3)와의 3종류의 세정 처리를, 제거 대상물에 따라 선택적으로 실시할 수 있다. 예컨대, 웨이퍼(W) 표면에 발생한 자연 산화막을 제거하고자 하는 경우는, 세정 처리(L1)가 행해진다. 웨이퍼(W) 표면에 부착된 유기성의 오염 또는 파티클을 제거하고자 하는 경우는, 세정 처리(L2)가 행해진다. 또한, 웨이퍼(W) 표면에 부착된 금속 불순물을 제거하고자 하는 경우는 세정 처리(L3)가 행해진다.
기판 처리 장치(1)에 있어서의 웨이퍼(W)의 처리가 행해지기 전에, 제어 컴퓨터(17)는, 세정 처리(L1, L2, L3) 중 어느 하나가 실시되는지를 선택된 프로세스 레시피에 의해 인식한다. 또한, 제어 컴퓨터(17)는, 실시되는 세정 처리(L1, L2, L3), 즉 웨이퍼(W)에 공급되는 약액의 종류에 기초하여, 처리 공간(S) 내의 습도를 조절하는 제어를 행한다.
세정 처리(L1)가 행해지는 경우, 즉 DHF액이 이용되는 경우는, 뒤에 상세히 설명한 바와 같이, 약액 처리 공정 후에 IPA액을 사용한다. 이 경우는, 가스 공급 챔버(91)로부터 CDA를 공급하여, 처리 공간(S) 내의 습도를 감소시킨다. 세정 처리(L2)가 행해지는 경우, 즉 SC-1액이 이용되는 경우는, 뒤에 설명한 바와 같이, 약액 처리 공정 후에 IPA액을 사용하지 않는다. 이 경우는, 가스 공급 챔버(91)로부터 클린에어를 공급한다. 세정 처리(L3)가 행해지는 경우, 즉 SC-2액이 이용되는 경우도, 세정 처리(L2)와 마찬가지로, 약액 처리 공정 후에 IPA액을 사용하지 않는다. 이 경우도, 가스 공급 챔버(91)로부터 클린에어를 공급한다. 이와 같이, 제어 컴퓨터(17)는 세정 처리(L1, L2, L3)의 어느 하나가 행해지는지에 기초하여, 즉 웨이퍼(W)에 공급되는 약액의 종류에 따라[또한 환언하면, 약액 처리 공정 후에 IPA액을 사용하는지 여부에 따라, 또는 약액 처리 공정 후의 웨이퍼(W)의 소수성의 강도에 따라], CDA와 클린에어 중 어느 하나를 온도 조절 기구(16)를 조작함으로써 처리 공간(12)에 공급한다.
우선, 가스 공급 챔버(91)로부터 CDA를 공급하는 경우에 대해서 설명한다. 이 경우는, 제어 컴퓨터(17)의 제어 명령에 의해, 전환 댐퍼(107)의 가동 부재(122)를 폐색 위치(P1)(도 4 참조)에 배치시키면서, 개폐 밸브(112)는 개방한 상태로 한다. 즉, 가동 부재(122)에 의해 FFU(102) 및 클린에어 공급로(103)를 주 공급로(101)로부터 차단하면서, CDA 공급원(104) 및 CDA 공급로(105)를 주 공급로(101)에 대하여 연통시킨 상태로 한다.
이러한 상태에 있어서는, CDA 공급원(104)으로부터 송출된 CDA는, CDA 공급로(105)를 통해, 전환 댐퍼(107)의 CDA 공급로 접속실(124)에 도입된다. 도 4에 도시하는 바와 같이, CDA는 CDA 공급로 접속실(124)에 있어서는, CDA 공급로(105)의 단부로부터, 클린에어 공급로 접속실(123)과는 반대측에 위치하는 내측면(121d)을 향해, 횡방향으로 토출된다. 그리고 CDA는, 내측면(121d)에 충돌함으로써, 흐름의 방향이 역방향으로, 즉 클린에어 공급로 접속실(123)측을 향하도록 방향 전환된다. 그 후, CDA는 CDA 공급로 접속실(124)로부터 클린에어 공급로 접속실(123)을 향하여 유입하고, 클린에어 공급로 접속실(123)의 하부에 설치되어 있는 주 공급로(101)의 단부에 유입하며, 주 공급로(101)를 통해, 가스 공급 챔버(91) 내에 도입된다. 그리고 복수의 가스 토출구(91a)를 통해 정류되어 하향으로 토출된다. 이렇게 하여, CDA 공급원(104)으로부터 공급된 CDA는, CDA 공급로(105), CDA 공급로 접속실(124), 클린에어 공급로 접속실(123), 주 공급로(101), 가스 공급 챔버(91)를 순서대로 통과함으로써, 처리 공간(S) 내에 도입된다. 처리 공간(S)에 공급된 CDA는, 처리 공간(S) 내를 하강하여, 챔버(2)의 바닥부에 설치된 배기로(24)에 의해, 처리 공간(S)으로부터 배기된다. 이렇게 하여, 처리 공간(S) 내에 CDA가 공급되면서, 처리 공간(S)의 배기가 행해짐으로써, 처리 공간(S) 내의 분위기가 CDA로 치환되고, 처리 공간(S) 내의 습도가 감소한다(노점 온도가 낮아진다). 처리 공간(S) 내의 분위기의 노점 온도는 CDA와 동일한 노점 온도, 예컨대 약 -40℃ 이하, 바람직하게는 약 -110℃ 내지 -120℃에까지 저감된다. 이에 따라, 뒤에 설명하는 세정 처리(L1)의 IPA 액막 형성 공정이나 건조 처리 공정에 있어서, IPA에 취입되는 수분의 양을 저감할 수 있다. 또한, 뒤에 설명하는 건조 처리 공정에 있어서는, 웨이퍼(W)의 건조 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 통상 기판 처리 장치(1) 등이 설치되는 클린룸 내의 온도는 상온(약 23℃)이며 상대 습도는 약 40% 내지 45%이지만, 처리 공간(S)중의 습도는, 이러한 클린룸 내의 상대 습도보다 저감된다.
상기한 바와 같이, 전환 댐퍼(107)에 있어서, CDA를 CDA 공급로(105)의 단부로부터 내측면(121)을 향해 토출시킨 후, 방향 전환시킴으로써, CDA를 클린에어 공급로 접속실(123)에 도입시킬 때, 적절한 유속으로 원활히 도입시킬 수 있다. 또한, 클린에어 공급로 접속실(123)에 있어서는, CDA를 CDA 공급로 접속실(124)로부터 클린에어 공급로 접속실(123)을 향해 횡방향에 도입하고, 클린에어 공급로 접속실(123)에 있어서, CDA의 흐름 방향을 횡방향으로부터 종방향으로 전환하며, 하부의 주 공급로(101)의 단부 개구에 도입하고 있다. 이 때문에, CDA의 유속을 더 저감시킬 수 있고, CDA를 주 공급로(101)의 단부에 도입할 때, 적절한 유속으로 원활히 도입할 수 있다. 따라서 CDA를 처리 공간(S)에 대하여 안정된 유량으로 원활히 공급할 수 있고, 처리 공간(S) 내의 분위기를 CDA로 양호하게 치환할 수 있다.
또한, CDA를 가스 공급 챔버(91)의 측벽으로부터 횡방향으로 도입함으로써, 가스 공급 챔버(91)의 내부 전체에 CDA를 확산시킨 후, 각 가스 토출구(91a)를 통해 균등하게 토출시킬 수 있다. 즉, CDA를 가스 공급 챔버(91)의 천정부로부터 도입하는 경우보다, 가스 공급 챔버(91)의 내부 전체에 CDA를 확산시킬 수 있고, 각 가스 토출구(91a)로부터 보다 균등하게 토출시킬 수 있다. 따라서 CDA를 처리 공간(S) 전체에 공급할 수 있고, 이에 따라 처리 공간(S) 내의 습도를 확실하게, 얼룩 없이 저감시킬 수 있다.
처리 공간(S) 내에 CDA와 클린에어의 어느 하나가 공급되는지에 상관없이, FFU(102) 내의 송풍기는 항상 작동하고 있고, FFU(102)로부터는 항상 클린에어가 공급되어 있다. 상기와 같이, 클린에어 공급로(103)의 하류 단부가 가동 부재(122)에 의해 폐색되어 있는 상태에서는, FFU(102)로부터 취입용 컵(110) 및 클린에어 공급로(103)를 향해 공급되는 클린에어는, 클린에어 공급로 접속실(123)에 유입할 수 없고, 간극(111)(도 3 참조)을 통해 취입용 컵(110)으로부터 오버플로되어, 취입용 컵(110) 외부로 배출된다. 이와 같이, 간극(111)에 의해 취입용 컵(110) 내의 클린에어를 밀어낼 수 있는 구성으로 함으로써, 클린에어가 처리 공간(S)에 공급되지 않는 동안, FFU(102)를 가동시킨 채로 하여도, FFU(102)에 클린에어가 역류하는 것을 방지할 수 있고, 송풍기의 구동을 안정시킬 수 있으며, FFU(102)에 악영향을 부가하는 것을 방지할 수 있다. 또한, FFU(102)의 가동 및 정지의 전환보다, 전환 댐퍼(107)에 의한 전환이 신속하고, FFU(102)의 가동 효율도 좋다. 또한, 간 극(111)에 의해 취입용 컵(110) 외부로 배출된 클린에어는, 반송 영역(20) 내에 도입하여도 좋다.
다음에, 가스 공급 챔버(91)로부터 클린에어를 공급하는 경우에 대해서 설명한다. 이 경우는, 제어 컴퓨터(17)의 제어 명령에 의해, 전환 댐퍼(107)의 가동 부재(122)를 개방 위치(P2)(도 5 참조)에 배치시키면서, 개폐 밸브(112)는 폐쇄한 상태로 한다. 즉 FFU(102) 및 클린에어 공급로(103)를 주 공급로(101)에 대하여 연통시키면서, CDA 공급원(104) 및 CDA 공급로(105)를 주 공급로(101)로부터 차단한 상태로 한다.
이러한 상태에 있어서는, FFU(102)로부터 송출된 클린에어는, 개구부(110a)를 통해 취입용 컵(110) 내로 유입하고, 취입용 컵(110)으로부터 클린에어 공급로(103)를 통해 전환 댐퍼(107)의 클린에어 공급로 접속실(123)로 도입된다. 그리고 클린에어 공급로 접속실(123)로부터 주 공급로(101)를 통해, 가스 공급 챔버(91) 내로 도입된다. 그리고 복수의 가스 토출구(91a)를 통해 정류되어 하향으로 토출된다. 이렇게 하여, FFU(102)로부터 공급된 클린에어는, 취입용 컵(110), 클린에어 공급로(103), 클린에어 공급로 접속실(123), 주 공급로(101) 및 가스 공급 챔버(91)를 순서대로 통과함으로써, 처리 공간(S) 내로 도입된다. 처리 공간(S)에 공급된 클린에어는, 처리 공간(S) 내를 하강하여, 배기로(24)에 의해 처리 공간(S)으로부터 배기된다. 이렇게 하여, 처리 공간(S) 내에 클린에어가 공급되면서 배기가 행해짐으로써, 처리 공간(S) 내의 분위기가 클린에어로 치환된다. 이 경우, 처리 공간(S) 내의 분위기의 노점 온도는, 예컨대 클린룸 내와 거의 동일하게 된다.
또한, 가동 부재(122)가 개방 위치(P2)에 배치된 상태에서는, 가동 부재(122)는 클린에어 공급로(103)의 단부와 주 공급로(101)의 단부와의 사이로부터 후퇴하고, 클린에어 공급로(103)의 단부로부터 주 공급로(101)의 단부를 향하는 클린에어의 흐름이, 가동 부재(122)에 의해 흐트러지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 클린에어 공급로(103), 클린에어 공급로 접속실(123) 및 주 공급로(101)의 수직부(101b)가 거의 동일 직선상에 나열되어 있기 때문에, FFU(102)로부터 정류된 상태로 공급된 클린에어는, 취입용 컵(110) 내, 클린에어 공급로(103), 클린에어 공급로 접속실(123) 및 주 공급로(101)의 수직부(101b) 순으로, 대략 수직 방향을 따라 원활히 하강할 수 있다. 따라서 FFU(102)에 있어서 정류된 클린에어의 흐름이 흐트러지는 것을 방지하고, 클린에어를 주 공급로(101)에 대하여 원활히 도입하여, 처리 공간(S)에 대하여 안정된 유량으로 공급할 수 있다. 따라서 처리 공간(S) 내의 분위기를 클린에어로 양호하게 치환할 수 있다.
또한, 클린에어를 가스 공급 챔버(91)의 측벽으로부터 횡방향으로 도입함으로써, 가스 공급 챔버(91)의 내부 전체에 클린에어를 확산시킨 후, 각 가스 토출구(91a)를 통해 균등하게 토출시킬 수 있다. 즉, 클린에어를 가스 공급 챔버(91)의 천정부로부터 도입하는 경우에 비해, 가스 공급 챔버(91)의 내부 전체에 클린에어를 확산시킬 수 있고, 각 가스 토출구(91a)로부터 보다 균등하게 토출시킬 수 있다. 따라서, 클린에어를 처리 공간(S) 전체에 공급할 수 있고, 이에 따라 처리 공간(S) 내의 분위기를 클린에어로 확실하게 치환할 수 있다.
또한, FFU(102)로부터 취입용 컵(110)을 향해 공급되는 클린에어의 대부분이 취입용 컵(110) 내로부터 클린에어 공급로(103)로 도입되고, 나머지의 일부는 간극(111)을 통해 취입용 컵(110)의 외부로 배출되도록 하여도 좋다. 예컨대, FFU(102)로부터 공급되는 클린에어의 유량중 약 80%가 취입용 컵(110) 내로부터 클린에어 공급로(103)에 도입되고, 나머지 약 20%는 취입용 컵(110)의 외부에 배출되도록 하여도 좋다.
다음에, 웨이퍼(W)에 공급하는 약액이 DHF액인 세정 처리(L1)에 대해서 설명한다. 우선, 반입출구(18)를 개방하고, 상기와 같은 CDA의 공급에 의해 습도가 조절(저감)된 상태의 처리 공간(S) 내에, 반송 기구(21)의 반송 아암(21a)에 의해, 아직 세정되어 있지 않은 웨이퍼(W)를 반입하고, 도 1에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)를 스핀 척(3)에 전달한다. 웨이퍼(W)를 스핀 척(3)에 전달할 때는, 도 2에 있어서 2점쇄선으로 도시하는 바와 같이, 노즐 아암(6) 및 건조용 노즐(15)을 스핀 척(3)의 좌우에 위치하는 대기 위치에 각각 후퇴시켜 둔다.
웨이퍼(W)가 스핀 척(3)에 전달된다면, 처리 공간(S)으로부터 반송 아암(21a)을 후퇴시키고, 셔터(18a)에 의해 반입출구(18)를 폐쇄하며, 모터(25)의 구동에 의해 스핀 척 및 웨이퍼(W)의 회전을 시작시키고, 약액(DHF액) 처리 공정을 시작한다. 우선, 노즐 아암(6)을 웨이퍼(W) 위쪽에 이동시켜(도 2에 있어서 1점쇄선), 노즐(5)을 웨이퍼(W) 중심(Po) 위쪽에 배치한다. 그리고 개폐 밸브(45a, 46a, 48a)를 폐쇄한 채, 개폐 밸브(44a)를 개방하고, 약액 공급로(44)에 DHF액을 송액하며, 회전하는 웨이퍼(W)의 중심(Po)을 향해, 노즐(5)로부터 DHF액을 공급한다. 중심(Po)에 공급된 DHF액은, 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 상면 전체에 확산된다. 이에 따라, 웨이퍼(W) 상면에 DHF액의 액막이 형성된다. 또한, DHF액 공급시의 웨이퍼(W)의 회전수는, 예컨대 약 500 rpm으로 할 수 있다. DHF액의 액막이 형성되었다면, 노즐(5)로부터의 DHF액의 공급을 정지하고, 소정 시간, DHF액의 액막에 의해 웨이퍼(W)의 상면을 처리한다. 또는 DHF액의 공급을 정지하지 않으며, DHF액의 공급 및 웨이퍼(W)의 회전을 계속하면서 처리하여도 좋다. 또한, 이 DHF액 처리가 행해지면, 웨이퍼(W) 상면의 소수성이 DHF액 처리 전보다 강화된다.
DHF액 처리가 종료하였다면, 린스 처리 공정을 행한다. 린스 처리 공정에 있어서는, 웨이퍼(W)를 회전시키면서 노즐(5)로부터 웨이퍼(W)의 중심(Po)을 향해 순수를 공급한다. 중심(Po)에 공급된 순수는 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 상면 전체에 확산된다. 웨이퍼(W) 상면에 부착되어 있던 DHF액은, 순수에 의해 웨이퍼(W)로부터 씻겨진다. 또한 린스 처리시의 웨이퍼(W)의 회전수는, DHF액 공급시보다 높게 하는 것이 바람직하고, 예컨대 약 1000 rpm으로 할 수 있다. 웨이퍼(W)가 순수에 의해 충분히 린스 처리되었다면, 노즐(5)로부터의 순수의 공급을 정지하고, 노즐 아암(6)을 웨이퍼(W)의 위쪽으로부터 후퇴시켜 대기 위치로 복귀한다.
이러한 린스 처리 공정 후, 웨이퍼(W)에 IPA액의 액막을 형성하는 IPA 액막 형성 공정을 행한다. 우선, 건조용 노즐 아암(15)을 웨이퍼(W) 위쪽에 이동시키고(도 2에 있어서 1점쇄선), 유체 노즐(12)을 웨이퍼(W) 중심(Po) 위쪽에 배치한다. 그리고 도 6에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)를 스핀 척(3)에 의해 회전시키면서, 유체 노즐로부터 웨이퍼(W)의 중심(Po)을 향해 IPA액을 공급한다. 중심(Po)에 공급된 IPA액은, 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 상면 전체에 확산되고, 웨이퍼(W)의 상면 전체에 IPA액이 액막형으로 도포된다. 또한, IPA 액막 형성 공정에 있어서의 웨이퍼(W)의 회전수는, 린스 처리 시간보다 낮추는 것이 바람직하고, 예컨대 약 300 rpm으로 할 수 있다.
이와 같이 웨이퍼(W)의 상면에 IPA액의 액막을 형성함으로써, 웨이퍼(W)의 상면 전체에 있어서, 순수를 IPA로 치환할 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)의 상면을 IPA액의 액막으로 덮음으로써, 웨이퍼(W)의 상면, 특히 상면 둘레 가장자리부가 자연 건조하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼(W) 상면에 파티클이나 워터마크가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 특히, DHF액에 의한 약액 처리에 의해서, 웨이퍼(W) 상면의 소수성이 강화된 경우여도, 파티클의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다. 대구경의 웨이퍼(W)여도, 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부 근방에 발생하는 파티클(약액 등의 석출에 의해 발생하는 줄무늬형의 워터마크 등)을 억제할 수 있다.
이렇게 하여, 웨이퍼(W) 상면에 IPA액의 액막을 형성한 후, 웨이퍼(W)에 IPA액과 질소 가스를 공급하여 웨이퍼(W)를 건조시키는 건조 처리 공정을 행한다. 우선, 유체 노즐(12)과 불활성 가스 노즐(13)을 웨이퍼(W)의 중심(Po) 위쪽 근방에 배치한 상태에 있어서, 유체 노즐(12)로부터의 IPA액의 공급, 및 불활성 가스 노즐(13)로부터의 질소 가스의 공급을 시작한다. 그리고 스핀 척(3)에 의해 웨이퍼(W)를 회전시키면서, IPA액과 질소 가스를 공급하면서, 건조용 노즐 아암(15)을 이동시킨다. 이에 따라, 유체 노즐(12)과 불활성 가스 노즐(13)이 건조용 노즐 아암(15)과 일체적으로 이동 방향(D)으로 이동하여, 도 7에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼의 상면에 있어서의 유체 노즐(12)로부터의 IPA액의 공급 위치(Sf)와, 불활성 가스 노즐(13)로부터의 질소 가스의 공급 위치(Sn)가 이동 방향(D)에 따라, 웨이퍼(W)의 중심(Po)으로부터 둘레 가장자리까지의 사이를 스캔하도록 이동한다. 이와 같이, 웨이퍼(W)를 회전시키면서, IPA액의 공급 위치(Sf)와 질소 가스의 공급 위치(Sn)를 적어도 웨이퍼(W)의 중심(Po)으로부터 둘레 가장자리부까지 이동시킴으로써, 웨이퍼(W)의 상면 전체에 IPA액과 질소 가스를 공급한다.
회전하는 웨이퍼(W)의 상면에 공급된 IPA액은 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 외측 둘레측을 향해 흐른다. 또한, IPA액의 공급 위치(Sf)가 웨이퍼(W)의 중심(Po)측으로부터 둘레 가장자리부측을 향해 이동하는 동안, 불활성 가스 노즐(13)로부터 공급된 질소 가스는, IPA액의 공급 위치(Sf)보다 항상 웨이퍼(W)의 중심(Po)측에서, 공급 위치(Sf)에 인접한 공급 위치(Sn)에 공급된다. 또한, 질소 가스의 공급 위치(Sn)는, 중심(Po)과 공급 위치(Sf) 사이에 위치하면서, 공급 위치(Sf)를 쫓아 중심(Po)측으로부터 둘레 가장자리부측으로 이동한다. 건조 처리 공정에 있어서의 웨이퍼(W)의 회전수는 예컨대 약 500 rpm 내지 800 rpm의 범위로 할 수 있다. 또한, IPA액의 공급 위치(Sf)와 질소 가스의 공급 위치(Sn)의 이동 방향(D)에 있어서의 이동 속도는, 예컨대 약 150 mm/sec로 할 수 있다.
이와 같이, 중심(Po)측에서 공급 위치(Sf)에 인접하는 공급 위치(Sn)에 질소 가스를 공급함으로써, 웨이퍼(W) 상면에 공급된 IPA액이 바로 질소 가스에 의해 강제로 흘러가게 되어, 웨이퍼(W)의 건조가 촉진된다. 또한, 웨이퍼(W)의 상면을 얼룩 없이 효율적으로 건조시킬 수 있다. 또한, 워터마크의 발생 원인인 산소 농도도 낮게 할 수 있기 때문에, 워터마크의 발생을 방지할 수 있다. 또한, IPA와 순수와 의 휘발성의 차로부터 발생하는 파티클의 발생을 방지할 수 있고, 웨이퍼(W)의 품질을 향상시킬 수 있다.
IPA액의 공급 위치(Sf)를 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리까지 이동시켰다면, 유체 노즐(12)로부터의 IPA액의 공급을 정지시킨다. 그리고, 질소 가스의 공급 위치(Sn)를 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리까지 이동시켰다면, 불활성 가스 노즐(13)로부터의 질소 가스의 공급을 정지시킨다. 이렇게 하여, 건조 처리 공정이 종료한다.
건조 처리 공정 후, 스핀 척(3)의 회전을 정지시켜 웨이퍼(W)를 정지시키고, 반입 출구(18)가 개방된다. 반송 아암(21a)이 챔버(2) 내로 진입하고, 웨이퍼(W)를 스핀 척(3)으로부터 수취하며, 챔버(2)로부터 반출한다. 이렇게 하여, 기판 처리 장치(1)에 있어서의 웨이퍼(W)의 일련의 처리가 종료한다.
이상과 같이 약액 처리 공정, 린스 처리 공정, IPA 액막 형성 공정, 건조 처리 공정을 행하는 동안, 처리 공간(S)에는 가스 공급 챔버(91)로부터 CDA가 항상 공급되고, 처리 공간(S) 내의 습도가 저감된 상태(노점 온도 약 -40℃ 이하)가 유지된다. 이렇게 하여, 웨이퍼(W) 주위의 분위기에 있어서의 습도를 저감시킴으로써, 특히 IPA 액막 형성 공정 및 건조 처리 공정을 행할 때에, 웨이퍼(W)상에 공급된 IPA액에, 처리 공간(S) 중의 수분이 섞이는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 건조 후의 웨이퍼(W)에 파티클이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 건조 처리 공정시에는, 웨이퍼(W)의 건조를 촉진시킬 수 있다.
또한, 본 발명자의 연구에 의해, 약액 처리 후, 웨이퍼(W)의 소수성이 강한 상태(소수성의 층이 많이 노출하고 있는 상태, 특히 실리콘 산화막이 제거되어 있 는 상태)로 되어 있는 경우, 그 후의 건조 처리에 있어서, 통상의 건조 처리 방법, 즉 예컨대 단순히 웨이퍼(W)를 회전시켜 액을 털어냄으로써 건조시키거나, 또는 웨이퍼(W)에 질소 가스 등의 건조용 가스를 공급함으로써 건조시키는 것만으로는, 웨이퍼(W)에 워터마크가 발생하기 쉽다는 것을 발견하였다. 이에 대하여, 이하에 설명하는 세정 처리(L2, L3)와 같이, 약액 처리 후, 웨이퍼(W)의 소수성이 약한 상태(소수성의 층의 노출이 적은 상태, 친수성의 면이 많은 상태)로 되어 있는 경우는, 그 후의 건조 처리에 있어서, 통상의 건조 처리 방법으로 건조시키는 것만으로도, 웨이퍼(W)에 워터마크가 발생하지 않는다는 것을 발견하였다.
다음에, 웨이퍼(W)에 공급하는 약액이 SC-1액인 세정 처리(L2)에 대해서 설명한다. 이 세정 처리(L2)에 있어서는, 약액(SC-1액) 처리 공정, 순수를 이용한 린스 처리 공정, 웨이퍼(W)를 건조시키는 건조 처리 공정이 행해진다. 이러한 약액 처리 공정에 있어서 SC-1액을 웨이퍼(W)에 공급한 경우는, DHF액을 공급한 경우와 같이 웨이퍼(W)의 소수성이 강화되지 않고, DHF액을 사용한 경우에 문제가 되기 쉬운 파티클 및 워터마크의 발생도, 그만큼 문제가 되지 않는다. 또한, IPA 액막 형성 공정은 생략할 수 있다. 또한, 건조 처리 공정에 있어서는, IPA액을 공급할 필요는 없고, 웨이퍼(W)의 회전에 의해 린스액을 털어내어 건조시키거나, 또는 질소 가스를 공급함으로써 웨이퍼(W)의 건조를 촉진시켜도 좋다. 이와 같이, 웨이퍼(W)에 공급하는 약액이 SC-1액인 경우는, 웨이퍼(W)의 소수성의 강화가 약하고, 또한 IPA액을 사용하지 않고 처리할 수 있으며, 처리 공간(S) 내의 습도를 저감시키지 않아도, 건조 후의 웨이퍼(W)에 파티클이나 워터마크가 발생할 걱정이 없다. 즉 CDA보다 저비용으로 공급할 수 있는 클린에어를 사용할 수 있다.
다음에, 웨이퍼(W)에 공급하는 약액이 SC-2액인 세정 처리(L3)에 대해서 설명한다. 이 세정 처리(L3)에 있어서는, 약액(SC-2액) 처리 공정, 순수를 이용한 린스 처리 공정, 웨이퍼(W)를 건조시키는 건조 처리 공정이 행해진다. 이러한 약액 처리 공정에 있어서 SC-2액을 웨이퍼(W)에 공급한 경우는, DHF액을 공급한 경우와 같이 웨이퍼(W)의 소수성이 강화되지는 않고, DHF액을 사용한 경우에 문제가 되기 쉬운 파티클이나 워터마크의 발생도, 그만큼 문제되지 않는다. 또한, 이 세정 처리(L3)에 있어서도, 세정 처리(L2)와 같이, IPA 액막 형성 공정은 생략할 수 있다. 건조 처리 공정에 있어서는, IPA액을 공급할 필요는 없고, 웨이퍼(W)의 회전에 의해 린스액을 털어내어 건조시키거나, 또는 질소 가스를 공급함으로써 웨이퍼(W)의 건조를 촉진시키도록 하여도 좋다. 이와 같이, 웨이퍼(W)에 공급하는 SC-2액인 경우도, SC-1액인 경우와 마찬가지로, IPA액을 사용하지 않고 처리할 수 있고, 처리 공간(S) 내의 습도를 저감시키지 않아도, 건조 후의 웨이퍼(W)에 파티클이나 워터마크가 발생할 걱정이 없다. 즉 CDA보다 저비용으로 공급할 수 있는 클린에어를 사용할 수 있다.
이러한 기판 처리 장치(1)에 의하면, 웨이퍼(W)에 공급되는 약액의 종류에 따라, 웨이퍼(W) 주위의 습도를 조절함으로써, 필요할 때만, 즉 IPA액이 웨이퍼(W)에 공급되는 세정 처리(L1)가 행해지는 경우만, 습도를 저감시킬 수 있다. 즉, IPA액이 공급되지 않는 세정 처리(L2, L3)에 있어서는, FFU(102)로부터 공급되는 비교적 저렴한 클린에어 등을 사용할 수 있고, CDA의 공급량을 저감할 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼(W) 처리에 요구되는 비용의 저감을 도모할 수 있다. 또한, 필요할 때는 웨이퍼(W) 주위의 습도를 감소시킴으로써, 세정 처리 후의 웨이퍼(W)에 파티클(워터마크)이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이상, 본 발명이 적합한 실시예의 일례를 나타냈지만, 본 발명은 여기서 설명한 형태에 한정되지 않는다. 당업자이면, 특허청구 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예를 예상할 수 있는 것은 명백하고, 이들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 양해된다.
예컨대, 이상의 실시예에서는, 처리 공간(S) 내의 분위기의 습도는, FFU(102)로부터 공급되는 클린에어의 습도, 또는 CDA 공급원(104)으로부터 공급되는 CDA의 습도 중 어느 한 쪽으로, 즉 2단계로 조절되어 있지만, 처리 공간(S) 내의 습도를 3단계 이상으로 조절할 수 있도록 하여도 좋고, 임의의 값으로 조절할 수 있도록 하여도 좋다. 예컨대, 전환 댐퍼(107)의 가동 부재(122)의 경사 각도를 조절하고, 클린에어 공급로(103)의 단부의 개방도를 조정으로 하는 것에 의해, 클린에어와 CDA의 혼합비를 바꾸며, 이에 따라 처리 공간(S)에 도입되는 습도 조절용 가스의 습도를 조절하여도 좋다.
또한, 습도 조절 기구(16)의 구성은, 이상의 실시예에 도시한 바와 같은 FFU(102)로부터 공급되는 클린에어와 CDA 공급원(104)으로부터 공급되는 CDA를 이용하여 습도 조절을 행하는 것에 한정되지 않는다. 습도 조절 기구(16)는, 습도 조절용 가스의 수분 함유량을 임의의 값으로 조정할 수 있는 수분 조정기, 또는 습도 조절용 가스를 제습하는 제습기를 구비한 구성으로 하여도 좋다. 이 경우, 수분 함 유량이 조정된 습도 조절용 가스를 처리 공간(S)으로 도입하여, 처리 공간(S) 내의 분위기를 치환시킴으로써, 처리 공간(S) 내의 습도를 임의의 값으로 조절할 수 있다.
또한, 습도 조절용 가스로서 이용되는 기체는, 공기(클린에어, CDA)에는 한정되지 않는다. 클린에어 대신에 다른 가스를 이용하여도 좋고, CDA 대신에 다른 저노점 가스를 이용하여도 좋다. 습도 조절용 가스는, 질소 가스 등의 불활성 가스여도 좋다. 예컨대 청정화한(통상의 노점 온도의) 불활성 가스와 청정화한 저노점의 불활성 가스를, 습도 조정용 가스로서 선택적으로 공급할 수 있도록 하여도 좋다. 또한, 이상의 실시예에서는, 동일 종류로 노천 온도가 다른 기체(클린에어, CDA)를 습도 조절용 가스로서 이용하고 있지만, 서로 다른 종류이면서 서로 다른 노점 온도를 갖는 기체를 습도 조절용 가스로서 이용하여도 좋다. 예컨대 FFU로부터 공급되는 클린에어를 제1 습도 조절용 가스로 하고, CDA 대신에 저노점의 질소 가스를 제2 습도 조절용 가스로서 이용하여도 좋다.
이상의 실시예에 있어서는, 세정 처리(L1)를 행하는 경우, 처리 공간(S)으로웨이퍼(W)를 반입하기 전에 미리 처리 공간(S)의 습도를 감소시키고, 세정 처리(L1)가 행해지고 있는 동안에 처리 공간(S)의 습도가 저감된 상태를 유지하도록 하였다. 그러나, 적어도 IPA액이 공급되는 공정, 즉 IPA 액막 형성 공정 및 건조 처리 공정에 있어서만, 처리 공간(S)의 습도가 저감된 상태가 되도록 하여도 좋다. 즉, 약액 처리 공정 및 린스 처리 공정에 있어서는, 반드시 처리 공간(S)의 습도가 저감되어 있지 않아도 좋다. 다만, 처리 공간(S)의 습도가 원하는 값으로 조절될 때까지, 즉 처리 공간(S)의 분위기가 CDA로 치환될 때까지는, 어느 정도의 시간이 요구된다. 따라서 IPA 액막 형성 공정 또는 건조 처리 공정이 시작되는 전에 CDA의 공급을 시작하고, IPA 액막 형성 공정 또는 건조 처리 공정이 행해질 때에는, 처리 공간(S)의 습도가 원하는 값으로 저감된 상태로 하는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같은 웨이퍼(W)에 실시되는 일련의 공정중에 있어서의 습도 조절(클린에어와 CDA의 공급의 전환)은 제어 컴퓨터(17)의 제어 명령에 의해 행한다.
세정 처리(L1)의 IPA 액막 형성 공정 및 건조 처리 공정에 있어서 공급되는 IPA를 포함하는 유체는, 액체상인 것 외에도, 미스트상(안개상), 스프레이, 기체상의 것 등이어도 좋다. 예컨대 IPA액의 미스트, IPA 용액의 미스트, IPA 증기, 또는 희석된 IPA 용액의 증기 등을, IPA를 포함하는 유체로서 사용하여도 좋다. 또한 IPA액의 미스트, IPA 용액의 미스트, IPA 증기, 또는 IPA 용액의 증기 등에, 질소 가스등의 기체를 혼합시킨 것을, IPA를 포함하는 유체로서 사용하여도 좋다. 이러한 IPA를 포함하는 유체를 사용하는 경우도, 처리 공간(S)의 습도를 감소시킴으로써 IPA에 수분이 취입되는 것을 방지할 수 있다. IPA를 포함하는 유체를 공급하기 위한 노즐로서는, 2류체 노즐을 이용하여도 좋다.
또한, IPA 액막 형성 공정에 있어서 공급되는 IPA를 포함하는 유체와, 건조 처리 공정에 있어서 공급되는 IPA를 포함하는 유체는, 서로 다른 상태(상)의 것이어도 좋다. 예컨대 IPA 액막 형성 공정에서는 IPA액 등의 액체를 사용하고, 건조 처리 공정에서는 IPA 증기 등의 기체 또는 IPA의 미스트를 사용하여도 좋다.
건조 처리 공정에 있어서 건조용 가스로서 공급되는 가스는, 질소로 한정되 지 않고, 다른 불활성 가스여도 좋다. 또한, 이러한 건조용 가스는 불활성 가스로 한정되지 않고, 예컨대 공기 등이어도 좋다. 이 경우도, 웨이퍼(W)의 상면에 공급된 IPA액 등을 강제로 흘러가게 하고, 웨이퍼(W)의 건조를 촉진시킬 수 있다. 또한, 건조용 가스는 건조한 상태의 가스, 즉 습도가 통상 상태보다 강제적으로 저감된 가스여도 좋고, 예컨대 드라이에어 등이어도 좋다. 그렇게 하면 웨이퍼(W)의 표면 부근의 습도를 저감시킬 수 있고, 웨이퍼(W)에 부착된 IPA액 등의 액체의 증발을 촉진시켜, 웨이퍼(W)의 건조를 더 효과적으로 촉진시킬 수 있다.
기판 처리 장치(1)에 있어서 웨이퍼(W)에 공급 가능한 약액의 종류는, DHF, SC-1, SC-2의 3종류로 한정되지 않고, 그 외의 종류의 약액이어도 좋으며, 2종류 이하, 또는 4종류 이상의 약액을 공급할 수 있도록 하여도 좋다. 또한, 약액의 종류는 웨이퍼(W)의 세정용의 것으로 한정되지 않고, 예컨대 HF(플루오르화수소) 등의 에칭용 약액이어도 좋다. 예컨대 세정 처리(L1)의 약액 처리 공정 대신에, HF(플루오르화수소) 등의 에칭용 약액을 웨이퍼(W)에 공급하여 에칭하는 공정을 행함으로써, 린스 처리 공정, 건조 처리 공정 등을 포함하는 일련의 에칭 처리를 행할 수 있다.
즉, 기판 처리 장치(1)로써 행해지는 처리는, 3종류의 세정 처리(L1, L2, L3)로 한정되지 않고, 본 실시예는 여러 가지 처리에 응용할 수 있다. 예컨대 에칭 처리, 레지스트 제거 처리, 에칭 잔사를 제거하는 처리 등에도 적용할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 린스액으로서 순수를 예시하였지만, 린스액은 이러한 것에 한정되지 않는다.
또한, 서로 다른 종류의 약액을 이용하여 웨이퍼(W)를 처리하는 복수 종류의 약액 처리 공정을, 처리 공간(S)에 있어서 순차 행하여도 좋다. 이와 같이 복수 종류의 약액을 이용하는 경우에 있어서, 이 복수 종류의 약액에, 웨이퍼(W)의 소수성을 강화하는 성질의 약액, 예컨대 DHF액 또는 HF액 등이 포함되어 있을 때는, 적어도 DHF액 또는 HF액 등을 이용하여 웨이퍼(W)를 처리한 후의 건조 처리 공정에 있어서는, 그 DHF액 또는 HF액 등을 이용한 약액 처리 공정 전에 행해지는 공정, 즉 DHF액 또는 HF액 이외의 다른 약액을 이용하여 웨이퍼(W)를 처리하는 약액 처리 공정시나 린스 처리 공정시보다, 처리 공간(S)의 습도를 저감시키면 좋다. 즉 DHF액 또는 HF액 등의 공급에 의해 웨이퍼(W)의 소수성이 강화된 상태가 되었다면, DHF액 또는 HF액 등을 공급하기 전의 웨이퍼(W)의 소수성이 약한 상태일 때보다, 처리 공간(S)의 습도를 저감시키면 좋다.
예컨대, 웨이퍼(W)를 기판 처리 장치(1)에 반입한 후, 처음에 DHF액 또는 HF액과는 다른 제1 약액으로서 예컨대 SC-1액 등을 공급하여 웨이퍼(W)를 처리하는 제1 약액 처리 공정을 행하고, 다음에 예컨대 순수 등을 린스액으로서 공급하여 웨이퍼(W)를 린스 처리하는 제1 린스 처리 공정을 행하며, 계속해서 예컨대 DHF액 등의 웨이퍼(W)의 소수성을 강화하는 성질의 약액을 제2 약액으로서 공급하여 웨이퍼(W)를 처리하는 제2 약액 처리 공정을 행하고, 또한 예컨대 순수 등을 린스액으로서 공급하여 웨이퍼(W)를 린스 처리하는 제2 린스 처리 공정을 행하며, 그 후 웨이퍼(W)를 건조시키는 건조 처리 공정을 행하여도 좋다. 이 건조 처리 공정에 있어서는, 세정 처리(L1)에 있어서 행해지는 건조 처리 공정과 마찬가지로, IPA액을 이 용한 건조 처리를 행하여도 좋다. 이러한 제1 약액 처리 공정, 제2 약액 처리 공정을 포함하는 제4 세정 처리(L4)에 의하면, SC-1액을 이용함으로써, 유기성의 오염 및 파티클을 제거할 수 있고, DHF액을 이용함으로써, 자연 산화막을 제거할 수 있다.
또한, 이 세정 처리(L4)에 있어서는, 적어도 DHF액을 이용하는 제2 약액 처리 공정 후에 행해지는 공정, 즉 IPA 액막 형성 공정 및 건조 처리 공정 등에서만, 처리 공간(S)의 습도를 저감한 상태(저노점 가스를 공급하는 상태)가 되도록 하여도 좋다. 이와 같이, 처리 공간(S)에서 복수 종류의 약액 처리 공정을 연속하여 행하는 경우 등이라도, 필요할 때만 저노점 가스를 공급하여 습도를 저감시킴으로써, 저노점 가스의 공급량을 대폭 저감할 수 있다. 또한, 이와 같이 복수의 약액 처리 공정을 포함하는 일련의 세정 처리(L4)를 행하는 경우의 제어도, 제어 컴퓨터(17)에 의해 행하고, 세정 처리(L4)중의 습도 조절(클린에어와 CDA의 공급의 전환)도, 제어 컴퓨터(17)의 제어 명령에 의해 행한다.
또한, 이상의 실시예에서는, 웨이퍼(W)를 스핀 척(3)에 의해 유지하여 1장씩 처리하는 매엽식의 기판 처리 장치(1)를 예시하였지만, 본 실시예는 복수매의 웨이퍼(W)를 일괄하여 처리하는 배치식 처리 장치에 응용할 수도 있다. 또한, 기판은 반도체 웨이퍼에 한하지 않고, 그 외의 LCD 기판용 유리나 CD 기판, 프린트 기판, 세라믹 기판 등이어도 좋다.

Claims (23)

  1. 약액을 이용하여 기판을 처리하는 약액 처리 공정을 행한 후, 기판을 건조시키는 건조 처리 공정을 행하는 방법으로서,
    상기 약액 처리 공정시에 사용되는 약액의 종류에 따라, 적어도 상기 건조 처리 공정에 있어서, 상기 기판의 주위의 습도를 저감시키고 물보다 휘발성이 높은 유체를 기판에 공급하는 상태와, 상기 기판의 주위의 습도를 저감시키지 않고 물보다 휘발성이 높은 유체를 기판에 공급하지 않는 상태를 전환하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 물보다 휘발성이 높은 유체는 IPA를 포함하는 유체인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  4. 약액을 이용하여 기판을 처리한 후, 기판을 건조시키는 기판 처리 방법으로서, 상기 약액의 종류에 따라, 상기 기판 주위의 습도를 조절하며,
    상기 약액을 이용하여 기판을 처리하는 약액 처리 공정과,
    린스액을 이용하여 기판을 처리하는 린스 처리 공정과,
    기판의 상면에 IPA를 포함하는 유체를 공급하여 액막을 형성하는 액막 형성 공정과,
    기판을 건조시키는 건조 처리 공정을 행하고,
    상기 건조 처리 공정에 있어서는, 기판의 상면에 IPA를 포함하는 유체를 공급하며,
    적어도 상기 액막 형성 공정과 상기 건조 처리 공정 중 어느 하나 이상의 공정에 있어서, 상기 습도를 조절하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  5. 약액을 이용하여 기판을 처리한 후, 기판을 건조시키는 기판 처리 방법으로서, 상기 약액의 종류에 따라, 상기 기판 주위의 습도를 조절하며,
    상기 약액을 이용하여 기판을 처리한 후에, 상기 약액 처리 전보다도 상기 기판의 소수성이 강화되는 경우는, 상기 기판의 소수성이 강화되지 않는 경우보다도, 상기 습도 조절에 의해 상기 습도를 저감하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  6. 약액을 이용하여 기판을 처리한 후, 기판을 건조시키는 기판 처리 방법으로서, 상기 약액의 종류에 따라, 상기 기판 주위의 습도를 조절하며,
    상기 약액이 DHF(희석된 플루오르화수소산)액 또는 HF(플루오르화수소산)액일 때에는, 상기 약액이 SC-1액 또는 SC-2액일 때보다도, 상기 습도 조절에 의해 상기 습도를 저감하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  7. 복수 종류의 약액을 이용하여 기판을 처리한 후, 기판을 건조시키는 기판 처리 방법으로서,
    제1 약액으로 기판을 처리하는 제1 약액 처리 공정과,
    상기 제1 약액 처리 공정 후에 제2 약액으로 기판을 처리하는 제2 약액 처리 공정과,
    상기 제2 약액 처리 공정 후에 기판을 건조시키는 건조 처리 공정을 행하고,
    적어도 상기 건조 처리 공정에 있어서, 상기 기판 주위 습도를 상기 제1 약액 처리 공정시보다도 저감시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2 약액은 DHF(희석된 플루오르화수소산)액인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  9. 제1항 또는 제7항에 있어서, 상기 습도 조절에 의해 상기 습도를 저감하는 경우, 노점 온도를 -40℃ 이하로 하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  10. 제1항 또는 제7항에 있어서, 상기 습도 조절은, 상기 기판 주위에 FFU(팬 필터 유닛)로부터 공급되는 클린에어를 공급하는 상태와, 상기 클린에어보다 습도가 낮은 저노점 가스를 공급하는 상태를 전환함으로써 행해지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 저노점 가스는 CDA(클린 드라이 에어) 또는 질소 가스인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  12. 기판의 약액 처리 및 건조 처리를 행하는 기판 처리 장치의 제어 컴퓨터에 의해 실행하는 것이 가능한 소프트웨어가 기록된 기록 매체로서,
    상기 소프트웨어는, 상기 제어 컴퓨터에 의해 실행됨으로써, 상기 기판 처리 장치에, 청구항 1 또는 청구항 7에 기재한 기판 처리 방법을 행하게 하는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  13. 약액을 이용하여 기판을 약액 처리한 후, 기판을 건조하는 장치로서,
    서로 다른 종류의 약액을 공급하는 복수의 약액 공급원과, 물보다 휘발성이 높은 유체를 공급하는 유체 공급원과, 기판 주위의 습도를 조절하는 습도 조절 기구와, 상기 유체 공급원 및 상기 습도 조절 기구를 제어하는 제어부를 구비하며,
    상기 제어부는, 약액 처리시에 사용되는 약액의 종류에 따라, 적어도 기판을 건조시키는 건조 처리 공정을 행하는 건조 처리 공정에 있어서, 상기 기판의 주위의 습도를 저감시키고 물보다 휘발성이 높은 유체를 기판에 공급하는 상태와, 상기 기판의 주위의 습도를 저감시키지 않고 물보다 휘발성이 높은 유체를 기판에 공급하지 않는 상태로, 상기 유체 공급원 및 상기 습도 조절 기구를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 물보다 휘발성이 높은 유체는 IPA를 포함하는 유체인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  15. 약액을 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서,
    서로 다른 종류의 약액을 공급하는 복수의 약액 공급원과,
    기판 주위의 습도를 조절하는 습도 조절 기구와,
    상기 습도 조절 기구를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 약액의 종류에 따라 상기 기판 주위의 습도를 조절하도록 제어하는 것으로, 상기 약액을 공급함으로써 기판의 소수성이 강화되는 경우는, 상기 기판의 소수성이 강화되지 않는 경우보다도 상기 습도를 저감시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  16. 약액을 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서,
    서로 다른 종류의 약액을 공급하는 복수의 약액 공급원과,
    기판 주위의 습도를 조절하는 습도 조절 기구와,
    상기 습도 조절 기구를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 약액의 종류에 따라 상기 기판 주위의 습도를 조절하도록 제어하는 것으로, 상기 약액이 DHF(희석된 플루오르화수소산)액인 경우는, 상기 약액이 SC-1액 또는 SC-2액인 경우보다도 상기 습도를 저감시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  17. 약액을 이용하여 기판을 처리하는 장치로서,
    서로 다른 종류의 약액을 공급하는 복수의 약액 공급원과,
    기판 주위의 습도를 조절하는 습도 조절 기구와,
    상기 습도 조절 기구를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 제1 약액으로 처리하는 제1 약액 처리 공정과, 상기 제1 약액 처리 공정 후에 제2 약액으로 처리하는 제2 약액 처리 공정과, 상기 제2 약액 처리 공정 후에 기판을 건조시키는 건조 처리 공정을 행하도록 제어하고, 적어도 상기 건조 처리 공정에 있어서, 상기 기판 주위의 습도를 상기 제1 약액 처리 공정시보다 저감시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제2 약액은 DHF액인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  19. 제13항 또는 제17항에 있어서, 상기 습도를 저감시키는 경우, 노점 온도를 -40℃ 이하로 하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  20. 제13항 또는 제17항에 있어서, 클린에어를 공급하는 FFU(팬 필터 유닛)와,
    상기 클린에어보다 습도가 낮은 저노점 가스를 공급하는 저노점 가스 공급원 을 포함하고,
    상기 기판 주위에 상기 클린에어를 공급하는 상태와 상기 저노점 가스를 공급하는 상태를 전환하는 것이 가능한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 FFU로부터 공급되는 상기 클린에어를 취입하는 취입용 컵과, 상기 취입용 컵 내의 클린에어를 상기 기판 주위에 도입하는 클린에어 공급로와, 상기 취입용 컵 내의 클린에어를 상기 취입용 컵 외부에 배출시키는 클린에어 배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  22. 제20항에 있어서, 상기 클린에어 또는 상기 저노점 가스를 상기 기판 주위에 도입하는 주 공급로와,
    상기 FFU로부터 공급되는 상기 클린에어를 상기 주 공급로에 도입하는 클린에어 공급로와,
    상기 저노점 가스 공급원으로부터 공급되는 상기 저노점 가스를 상기 주 공급로에 도입하는 저노점 가스 공급로를 포함하고,
    상기 클린에어 공급로와 상기 주 공급로를 연통시키는 상태와 차단하는 상태를 전환하는 전환부를 설치하며,
    상기 전환부에 있어서, 상기 클린에어 공급로의 하류 단부는, 상기 주 공급로의 상류 단부를 향해 상기 클린에어를 토출하는 방향으로 지향되고,
    상기 클린에어 공급로와 상기 주 공급로는, 서로 동일한 직선상에 포함되며,
    상기 저노점 가스 공급로는, 상기 전환부를 통해 상기 주 공급로에 접속되고,
    상기 전환부에 있어서, 상기 저노점 가스 공급로의 하류 단부는, 상기 주 공급로의 상류 단부와는 다른 위치를 향해 상기 저노점 가스를 토출하는 방향으로 지향되고 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  23. 제20항에 있어서, 상기 저노점 가스는 CDA(클린 드라이 에어) 또는 질소 가스인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
KR1020077020305A 2006-03-29 2007-03-29 기판 처리 방법, 기록 매체 및 기판 처리 장치 KR100886860B1 (ko)

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