KR101545373B1 - 기판 처리 장치, 기판 처리 방법, 및 이 기판 처리 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체 - Google Patents

기판 처리 장치, 기판 처리 방법, 및 이 기판 처리 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체 Download PDF

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KR101545373B1 KR1020110047982A KR20110047982A KR101545373B1 KR 101545373 B1 KR101545373 B1 KR 101545373B1 KR 1020110047982 A KR1020110047982 A KR 1020110047982A KR 20110047982 A KR20110047982 A KR 20110047982A KR 101545373 B1 KR101545373 B1 KR 101545373B1
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신이치로 시모무라
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 약액 처리 시에 처리조 안의 약액의 온도를 균일하게 하여, 복수의 기판을 균일하게 약액 처리할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치(1)는, 서로 대향하는 한 쌍의 측벽(10a, 10b)을 가지며, 약액을 저류하여 복수의 기판을 약액 처리하는 처리조(10)와, 복수의 기판을 기립시켜 유지하는 유지부(21)와, 유지부(21)에 연결되고, 처리조(10) 안에 반입되었을 때에, 유지부(21)에 유지된 기판과 처리조(10)의 한쪽 측벽(10a) 사이에 개재되는 배부(22)를 가지며, 유지부(21)에 유지된 기판을 약액에 침지시키는 기판 유지 기구(20)를 구비한다. 처리조(10)에, 저류된 약액을 가열하는 가열기(80)가 설치된다. 이 가열기(80)는 한쪽 측벽(10a)에 설치된 제1 가열기(81)와, 다른쪽 측벽(10b)에 설치된 제2 가열기(82)를 갖고, 제1 가열기(81)의 출력과 제2 가열기(82)의 출력은 개별적으로 제어된다.

Description

기판 처리 장치, 기판 처리 방법, 및 이 기판 처리 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, SUBSTRATE PROCESSING METHOD, AND COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM HAVING PROGRAM FOR EXECUTING THE SUBSTRATE PROCESSING METHOD RECORDED THEREIN}
본 발명은 기판을 처리하는 기판 처리 장치, 기판 처리 방법, 및 이 기판 처리 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록 매체에 관한 것이다.
종래부터, 반도체 웨이퍼 등의 기판(이하, 단순히 웨이퍼라고 기재함)을, 처리조에 저류된 약액(에칭액)에 침지하여 약액 처리(에칭 처리)하는 기판 처리 장치가 알려져 있다. 이러한 기판 처리 장치에서는, 표면에 실리콘 질화막이 형성된 복수(예컨대 50개)의 웨이퍼가 처리조에 저류된 고온(예컨대 약160℃∼약180℃)의 비등 상태인 약액(예컨대, 인산 수용액, H3PO4)에 침지되어, 웨이퍼의 실리콘 질화막의 에칭 처리가 이루어진다. 이것에 의해, 웨이퍼 표면의 실리콘 질화막이 원하는 패턴으로 형성된다.
여기서, 처리조는 직방체형으로 형성되어, 4개의 측벽 및 바닥판을 갖고 있고, 각 측벽 및 바닥판에는, 히터가 각각 설치되며, 저류된 약액은 웨이퍼를 침지하기 전, 및 웨이퍼를 침지하는 동안에, 가열되게 된다.
또한, 기판 처리 장치에는, 복수의 웨이퍼를 기립시켜(수직형으로) 유지하는 유지 막대와, 이 유지 막대에 연결되고, 수직형으로 연장되는 배판(背板)을 갖는 웨이퍼 보드가 설치되며, 웨이퍼는 이 웨이퍼 보드의 유지 막대에 유지되고, 가열되어 비등 상태의 약액에 침지되게 된다.
일본 특허 공개 제2001-23952호 공보
그러나 웨이퍼 보드의 배판 주위의 약액은 배판에 열을 빼앗기거나, 열 전달이 배판에 의해 차폐된다. 이것에 의해, 유지 막대에 유지되는 웨이퍼 중, 배판측에서 유지되는 웨이퍼 주위의 약액의 온도가 저하되어, 유지 막대의 선단측과 배판측에서 약액의 온도나 비등 상태에 차가 생긴다. 웨이퍼의 실리콘 질화막의 에칭율(에칭 속도)은 약액의 온도에 의존하고, 비등 상태는 SiNk와 SiOk의 선택비에 의존하기 때문에, 웨이퍼 보드의 유지 막대의 배판측에서 유지되는 웨이퍼의 실리콘 질화막의 에칭율이 저하되고, 웨이퍼 보드에 유지된 각 웨이퍼의 실리콘 질화막을 균일하게 에칭하는 것이 곤란해지는 경우가 있었다.
본 발명은 이러한 것을 고려하여 이루어진 것으로, 약액 처리 시에 처리조 안의 약액의 온도 및 비등 상태를 균일하게 하여, 복수의 기판을 균일하게 약액 처리할 수 있는 기판 처리 장치, 기판 처리 방법, 및 이 기판 처리 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 서로 대향하는 한 쌍의 측벽을 가지며, 약액을 저류하여 복수의 기판을 약액 처리하는 처리조(槽)와, 복수의 상기 기판을 기립시켜 유지하는 유지부와, 그 유지부에 연결된 배부(背部)로서, 상기 처리조 안에 반입되었을 때에, 그 유지부에 유지된 그 기판과 그 처리조의 상기 한 쌍의 측벽 중 한쪽 측벽과의 사이에 개재되는 상기 배부를 가지며, 그 유지부에 유지된 그 기판을 약액에 침지시키는 기판 유지 기구와, 상기 처리조에 설치되며, 저류된 약액을 가열하는 가열기를 포함하고, 상기 가열기는 상기 처리조의 상기 한쪽 측벽에 설치된 제1 가열기와, 다른쪽 측벽에 설치된 제2 가열기를 가지며, 상기 제1 가열기 및 상기 제2 가열기에, 제어부가 접속되고, 상기 제어부는 상기 제1 가열기의 출력과 상기 제2 가열기의 출력을 개별적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치이다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 제1 가열기의 출력이 상기 제2 가열기의 출력보다 커지도록, 그 제1 가열기 및 제2 가열기를 제어하여, 상기 처리조에 저류된 약액이 가열되게 하여도 좋다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 상기 처리조는 2개의 다른 측벽과 바닥부를 더 가지며, 상기 처리조의 상기 다른 2개의 측벽 및 상기 바닥부에, 제3 가열기가 각각 설치되고, 상기 제어부는 상기 제1 가열기의 출력 및 상기 제2 가열기의 출력을 각각 일정하게 유지하도록 그 제1 가열기 및 제2 가열기를 제어하며, 상기 처리조에 저류된 약액의 온도가 원하는 온도가 되도록 상기 제3 가열기를 제어하여도 좋다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 상기 처리조에, 저류된 약액의 온도를 검출하는 온도 검출기가 설치되고, 상기 제어부는 상기 온도 검출기에 의해 검출된 온도에 기초하여, 상기 제3 가열기를 제어하여도 좋다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 상기 처리조는 2개의 다른 측벽과 바닥부를 더 가지며, 상기 처리조의 상기 다른 2개의 측벽 및 상기 바닥부에, 제3 가열기가 각각 설치되고, 상기 제어부는 상기 제3 가열기의 출력을 일정하게 유지하도록 그 제3 가열기를 제어하며, 상기 처리조에 저류된 약액의 온도가 원하는 온도가 되도록 상기 제1 가열기 및 상기 제2 가열기를 제어하여도 좋다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 상기 처리조에, 저류된 약액의 온도를 검출하는 온도 검출기가 설치되고, 상기 제어부는 상기 온도 검출기에 의해 검출된 온도에 기초하여, 상기 제1 가열기 및 상기 제2 가열기를 제어하여도 좋다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 제3 가열기의 출력이 상기 제1 가열기의 출력과 대략 동일해지도록, 그 제1 가열기 및 제3 가열기를 제어하여도 좋다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 제3 가열기의 출력이 상기 제1 가열기의 출력보다 커지도록, 그 제1 가열기 및 제3 가열기를 제어하여도 좋다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 상기 처리조 안에 설치되며, 약액에 침지된 상기 기판에 약액을 공급하는 약액 공급부를 더 포함하고, 상기 기판 유지 기구의 상기 유지부에, 상기 기판을 결합할 수 있는 복수의 유지홈이 형성되며, 상기 약액 공급부는, 상기 유지홈 사이에 대응하도록 형성되며, 상기 기판 사이에 약액을 공급하는 복수의 기판 위치 공급 구멍과, 상기 유지홈 중 가장 상기 배부에 가깝게 형성된 상기 유지홈과 상기 한쪽 측벽 사이에 대응하도록 형성되며, 가장 상기 배부에 가까운 상기 유지홈에 결합된 상기 기판과 그 한쪽 측벽 사이에 약액을 공급하는 배부측 공급 구멍을 가져도 좋다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 제1 가열기의 출력이 상기 제2 가열기의 출력보다 작아지도록, 그 제1 가열기 및 제2 가열기를 제어하여, 상기 처리조에 저류된 약액을 가열하여도 좋다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 제2 가열기에 대한 상기 제1 가열기의 출력이 30%∼50%가 되도록, 그 제1 가열기 및 제2 가열기를 제어하여도 좋다.
본 발명은, 서로 대향하는 한 쌍의 측벽을 가지며, 약액을 저류하여 복수의 기판을 약액 처리하는 처리조와, 복수의 상기 기판을 기립시켜 유지하는 유지부와, 그 유지부에 연결된 배부로서, 상기 처리조 안에 반입되었을 때에, 그 유지부에 유지된 그 기판과 그 처리조의 상기 한 쌍의 측벽 중 한쪽 측벽과의 사이에 개재되는 상기 배부를 가지며, 그 유지부에 유지된 그 기판을 약액에 침지시키는 기판 유지 기구와, 상기 처리조에 설치되며, 저류된 약액을 가열하는 가열기를 포함하고, 상기 가열기는 상기 처리조의 상기 한쪽 측벽에 설치된 제1 가열기와, 다른쪽 측벽에 설치된 제2 가열기를 갖는 것인, 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 방법에 있어서, 상기 처리조에 약액을 저류하는 공정과, 상기 제1 가열기의 출력과 상기 제2 가열기의 출력을 개별적으로 제어하여, 상기 처리조에 저류된 약액을 가열하는 공정과, 상기 기판 유지 기구의 상기 유지부에 복수의 상기 기판을 기립시켜 유지하고, 그 기판을 상기 처리조에 저류된 약액에 침지시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법이다.
본 발명에 따른 기판 처리 방법에 있어서, 상기 약액을 가열하는 공정에서, 상기 제1 가열기의 출력을 상기 제2 가열기의 출력보다 크게 하여, 상기 처리조에 저류된 약액을 가열하여도 좋다.
본 발명에 따른 기판 처리 방법에 있어서, 상기 처리조는 2개의 다른 측벽과 바닥부를 더 가지며, 상기 처리조의 상기 다른 2개의 측벽 및 상기 바닥부에, 제3 가열기가 각각 설치되고, 상기 약액을 가열하는 공정에서, 상기 제1 가열기 및 상기 제2 가열기의 출력은 각각 일정하게 유지되며, 상기 제3 가열기는 상기 처리조에 저류된 약액의 온도가 원하는 온도가 되도록 작동하여도 좋다.
본 발명에 따른 기판 처리 방법에 있어서, 상기 약액을 가열하는 공정에서, 상기 처리조에 저류된 약액의 온도가 검출되고, 그 검출된 온도에 기초하여, 상기 제3 가열기가 작동하여도 좋다.
본 발명에 따른 기판 처리 방법에 있어서, 상기 처리조는 2개의 다른 측벽과 바닥부를 더 가지며, 상기 처리조의 상기 다른 2개의 측벽 및 상기 바닥부에, 제3 가열기가 각각 설치되고, 상기 약액을 가열하는 공정에서, 상기 제3 가열기의 출력은 일정하게 유지되며, 상기 제1 가열기 및 상기 제2 가열기는 상기 처리조에 저류된 약액의 온도가 원하는 온도가 되도록 작동하여도 좋다.
본 발명에 따른 기판 처리 방법에 있어서, 상기 약액을 가열하는 공정에서, 상기 처리조에 저류된 약액의 온도가 검출되고, 그 검출된 온도에 기초하여, 상기 제1 가열기 및 상기 제2 가열기가 작동하여도 좋다.
본 발명에 따른 기판 처리 방법에 있어서, 상기 약액을 가열하는 공정에서, 상기 제3 가열기의 출력이 상기 제1 가열기의 출력과 대략 동일해지도록 하여도 좋다.
본 발명에 따른 기판 처리 방법에 있어서, 상기 약액을 가열하는 공정에서, 상기 제3 가열기의 출력이 상기 제1 가열기의 출력보다 커지도록 하여도 좋다.
본 발명에 따른 기판 처리 방법에 있어서, 상기 처리조 안에, 약액에 침지된 상기 기판에 약액을 공급하는 약액 공급부가 설치되고, 상기 기판 유지 기구의 상기 유지부에, 상기 기판을 결합할 수 있는 복수의 유지홈이 형성되며, 상기 약액 공급부는, 상기 유지홈 사이에 대응하도록 형성되며, 상기 기판 사이에 약액을 공급하는 복수의 기판 위치 공급 구멍과, 상기 유지홈 중 가장 상기 배부에 가깝게 형성된 상기 유지홈과 상기 한쪽 측벽 사이에 대응하도록 형성되며, 가장 상기 배부에 가까운 상기 유지홈에 결합된 상기 기판과 그 한쪽 측벽 사이에 약액을 공급하는 배부측 공급 구멍을 가지고, 기판을 약액에 침지시키는 공정에서, 약액은 약액에 침지된 상기 기판 사이에 공급되고, 가장 상기 배부에 가까운 상기 유지홈에 결합된 상기 기판과 상기 한쪽 측벽 사이에 공급되게 하여도 좋다.
본 발명에 따른 기판 처리 방법에 있어서, 상기 약액을 가열하는 공정에서, 상기 제1 가열기의 출력을 상기 제2 가열기의 출력보다 작게 하여, 상기 처리조에 저류된 약액을 가열하여도 좋다.
본 발명에 따른 기판 처리 방법에 있어서, 상기 약액을 가열하는 공정에서, 상기 제2 가열기에 대한 상기 제1 가열기의 출력을 30%∼50%로 하여, 상기 처리조에 저류된 약액을 가열하여도 좋다.
본 발명은, 서로 대향하는 한 쌍의 측벽을 가지며, 약액을 저류하여 복수의 기판을 약액 처리하는 처리조와, 복수의 상기 기판을 기립시켜 유지하는 유지부와, 그 유지부에 연결된 배부로서, 상기 처리조 안에 반입되었을 때에, 그 유지부에 유지된 그 기판과 그 처리조의 상기 한 쌍의 측벽 중 한쪽 측벽과의 사이에 개재되는 상기 배부를 가지며, 그 유지부에 유지된 그 기판을 약액에 침지시키는 기판 유지 기구와, 상기 처리조에 설치되며, 저류된 약액을 가열하는 가열기를 포함하고, 상기 가열기는 상기 처리조의 상기 한쪽 측벽에 설치된 제1 가열기와, 다른쪽 측벽에 설치된 제2 가열기를 갖는 것인, 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 방법에 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록 매체로서, 이 기판 처리 방법은, 상기 처리조에 약액을 저류하는 공정과, 상기 제1 가열기의 출력과 상기 제2 가열기의 출력을 개별적으로 제어하여, 상기 처리조에 저류된 약액을 가열하는 공정과, 상기 기판 유지 기구의 상기 유지부에 복수의 상기 기판을 기립시켜 유지하고, 그 기판을 상기 처리조에 저류된 약액에 침지시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록 매체이다.
본 발명에 따르면, 약액 처리 시에 처리조 안의 약액의 온도 및 비등 상태를 균일하게 하여, 복수의 기판을 균일하게 약액 처리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에서의 기판 처리 장치의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에서의 기판 처리 장치의 처리조를 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에서의 기판 처리 장치의 측방 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시형태에서의 기판 처리 방법의 흐름도를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시형태에서의 기판 처리 장치의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시형태에서의 기판 처리 장치의 측방 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시형태에서의 기판 처리 장치에서, 에칭 균일성과 에칭량을 나타내는 도면이다.
제1 실시형태
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 도 1 내지 도 4는 본 발명의 제1 실시형태에서의 기판 처리 장치, 기판 처리 방법, 및 이 기판 처리 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록 매체의 일 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.
우선, 도 1을 참조하여, 기판 처리 장치(1)의 전체 구성에 대해서 설명한다.
도 1 내지 도 3에 도시하는 바와 같이, 기판 처리 장치(1)는, 약액(인산 수용액, H3PO4)을 저류하여 복수(예컨대 50개)의 기판[예컨대 반도체 웨이퍼, 이하 단순히 웨이퍼(W)라고 기재함]을 약액 처리(에칭 처리)하는 처리조(10)와, 이 처리조(10) 안에 반입 가능하게 설치되며, 웨이퍼(W)를 기립시켜 유지해서, 약액에 침지시키는 웨이퍼 보드(기판 유지 기구)(20)를 구비한다. 이 중, 처리조(10)는 서로 대향하는 한 쌍의 측벽을 구성하는 제1 측벽(한쪽 측벽)(10a) 및 제2 측벽(다른쪽 측벽)(10b)과, 2개의 다른 측벽[제3 측벽(10c) 및 제4 측벽(10d)]과, 바닥판(바닥부)(10e)을 가지며, 직방체형으로 형성되어 있다.
처리조(10)의 각 측벽(10a, 10b, 10c, 10d)의 상부에, 노치홈(11)이 형성되어 있다. 처리조(10)는 석영으로 형성되고, 이 처리조(내측 조)(10) 주위에는, 처리조(10)로부터 오버플로우되는 약액을 받는 석영제의 외측조(12)가 설치되어 있다. 이 외측조(12)의 바깥쪽에는, 단열재[예컨대, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)]로 이루어지는 단열벽(13)이 설치되어, 처리조(10)에 저류된 약액의 온도가 저하되는 것을 방지하고, 처리조(10) 주위에 설치된 다른 장치(도시 생략)에, 열이 방사되는 것을 방지한다. 또한, 처리조(10)의 하면에, 직사각 형상의 프레임판(14)이 설치되고, 이 프레임판(14)의 각 가장자리에, 단열벽(13)을 지지하는 부착 프레임(15)이 부착된다. 이들 프레임판(14) 및 부착 프레임(15)은 단열벽(13)과 같은 재료로 형성되어 있다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼 보드(20)는, 웨이퍼(W)를 기립시켜(수직형으로) 유지하는 유지 막대(유지부)(21)와, 이 유지 막대(21)에 연결되며, 수직형으로 연장되는 배판(배부)(22)을 갖고 있다. 이 배판(22)은 처리조(10) 안에 반입되었을 때에, 처리조(10)의 제1 측벽(10a)에 근접해 있고, 유지 막대(21)에 유지된 웨이퍼(W)와 제1 측벽(10a) 사이에 개재되게 된다. 또한, 배판(22)은 웨이퍼 보드(20)를 승강시키는 도시하지 않는 구동부에 연결되고, 이 구동부는 후술하는 제어부(90)에 접속되며, 제어부(90)로부터의 제어 신호에 기초하여, 구동되게 된다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 외측조(12)와 처리조(10) 사이에, 처리조(10)로부터 오버플로우된 약액을 처리조(10)에 순환시키는 순환 라인(30)이 설치되어 있다. 즉, 순환 라인(30)의 일단은 외측조(12)의 바닥부에 형성된 배출구(31)에 연결되고, 타단은 처리조(10)의 바닥판(10e)에 형성된 공급구(32)에 연결된다. 순환 라인(30)에는, 외측조(12)의 배출구(31)로부터 처리조(10)의 공급구(32)에 약액을 보내는 순환 펌프(33)가 설치되어 있다. 또한, 순환 라인(30) 중 순환 펌프(33)의 하류측[공급구(32)측]에는, 필터(34)가 설치되어 있어, 순환 라인(30)을 통과하는 약액에 포함되는 파티클 등의 이물이 제거되게 된다. 또한, 필터(34)의 하류측에는, 온도 컨트롤러(35)가 설치되어 있어, 순환 라인(30)을 통과하는 약액을 약 160℃∼약 180℃로 가열하여 비등 상태가 되게 한다. 또, 순환 펌프(33) 및 온도 컨트롤러(35)는 제어부(90)에 접속되어, 제어부(90)에 의해 제어되게 된다.
순환 라인(30)에는, 처리조(10)에 공급되는 약액을 희석하기 위한 희석액(예컨대, 순수)을 공급하는 희석액 공급원(40)이 희석액 공급 라인(41)을 통해 연결된다. 이 희석액 공급 라인(41)의 일단은 순환 라인(30) 중 온도 컨트롤러(35)와 공급구(32) 사이의 부분에 연결되고, 타단은 희석액 공급원(40)에 연결된다. 또한, 희석액 공급 라인(41)에, 희석액 개폐 밸브(42)가 설치되어 있어, 희석액 공급 라인(41)을 통과하는 희석액의 유량을 조정할 수 있게 된다. 이 희석액 개폐 밸브(42)는 제어부(90)에 접속되어, 제어부(90)에 의해 제어되게 된다.
또한, 순환 라인(30)에는, 처리조(10)로부터 약액을 배출하는 배출 라인(50)이 연결된다. 즉, 배출 라인(50)의 일단은 순환 라인(30) 중 순환 라인(30)과 희석액 공급 라인(41)의 합류점의 하류측 부분에 연결되고, 타단은 약액을 배출하는 도시하지 않는 배출 기구에 연결된다. 이 배출 라인(50)에는, 배출 개폐 밸브(51)가 설치되어 있어, 처리조(10)로부터 배출되는 약액의 유량을 조정할 수 있게 된다. 이 배출 개폐 밸브(51)는 제어부(90)에 접속되어, 제어부(90)에 의해 제어되게 된다.
처리조(10) 안의 하부에, 공급구(32)로부터 순환 공급되는 약액을, 웨이퍼 보드(20)에 유지된 웨이퍼(W)에 대하여 균일하게 분산시키도록 안내하는 정류판(60)이 설치되어 있다. 이 정류판(60)은 약액을 균일하게 분산시키기 위한 긴 구멍(61)을 갖고 있고, 이 긴 구멍(61)은, 예컨대 서로 평행하게 형성되어 있다.
처리조(10)의 위쪽에, 약액을 수용하는 약액 수용조(70)가 설치되어 있다. 이 약액 수용조(70)의 바닥부로부터, 처리조(10)를 향해 약액 보충 라인(71)이 연장되어 있고, 이 약액 보충 라인(71)에 약액 보충 개폐 밸브(72)가 설치되어 있다. 이 약액 보충 개폐 밸브(72)를 개방함으로써, 약액 수용조(70)로부터 처리조(10)에 약액이 공급되게 된다. 또한, 약액 보충 개폐 밸브(72)는 제어부(90)에 접속되어, 제어부(90)에 의해 제어되게 된다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 처리조(10)에, 저류된 약액을 가열하는 가열기(80)가 설치되어 있고, 이 가열기(80)는 처리조(10)의 제1 측벽(10a)측의 출력이 제2 측벽(10b)측의 출력보다 크게 되어 있다.
즉, 가열기(80)는 처리조(10)의 제1 측벽(10a)에 설치된 제1 히터(제1 가열기)(81)와, 처리조(10)의 제2 측벽(10b)에 설치된 제2 히터(제2 가열기)(82)를 갖고 있고, 제1 히터(81)의 출력이 제2 히터(82)의 출력보다 크게 되어 있다. 또한, 도 1에 도시하는 바와 같이, 처리조(10)의 제3 측벽(10c), 제4 측벽(10d), 및 바닥판(10e)에, 제3 히터(제3 가열기)(83)가 설치되어 있다. 이들 히터(81, 82, 83)에 의해, 처리조(10) 안의 약액이 가열되어 비등 상태가 되게 된다. 도 1 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 각 히터(81, 82, 83)는 제어부(90)에 각각 접속되고, 제어부(90)로부터의 제어 신호에 기초하여, 작동하게 된다. 또, 각 제3 히터(83)는 제어부(90)에 의해 일체로 작동하게 된다.
전술한 바와 같이, 가열기(80)의 각 히터(81, 82, 83)에는, 이들을 제어하는 제어부(90)가 접속되어 있다. 이 제어부(90)는 제1 히터(81)의 출력을 제2 히터(82)의 출력보다 크게 하고, 제1 히터(81)의 출력 및 제2 히터(82)의 출력을 일정하게 유지하도록, 제1 히터(81) 및 제2 히터(82)를 각각 제어한다. 또한, 제어부(90)는, 예컨대 각 히터(81, 82)에 공급하는 전류값을 변경함으로써, 각 히터(81, 82)의 출력을 변경할 수 있다.
처리조(10) 안에, 저류된 약액의 온도를 검출하는 온도 센서(온도 검출기)(85)가 설치되고, 이 온도 센서(85)에, 제어부(90)가 접속되어 있다. 제어부(90)는 온도 센서(85)에 의해 검출된 온도에 기초하여, 제3 히터(83)를 온(ON) 또는 오프(OFF)함으로써, 제3 히터(83)를 제어한다. 이와 같이 하여, 처리조(10)에 저류된 약액은 그 온도가 원하는 온도, 즉 약액이 비등하는 온도(약 160℃∼약 180℃)가 되도록 가열된다.
또한, 제어부(90)는 제3 히터(83)의 출력이 제1 히터(81)의 출력과 대략 동일해지도록, 제1 히터(81) 및 제3 히터(83)를 제어한다.
외측조(12)에 오버플로우된 약액에, 에칭 처리에 의해 용해되어 있는 실리콘(Si)의 농도를 검출하는 농도 센서(86)가 설치되어 있다. 또한, 처리조(10) 안에, 저류되어 있는 약액의 액면을 검출하는 액면 센서(87)가 설치되어 있다. 농도 센서(86) 및 액면 센서(87)는 제어부(90)에 각각 접속되고, 제어부(90)는 농도 센서(86) 및 액면 센서(87)로부터의 검출 신호에 기초하여, 희석액 개폐 밸브(42), 배출 개폐 밸브(51), 및 약액 보충 개폐 밸브(72)을 제어하게 된다.
그런데, 도 1에 도시하는 바와 같이, 제어부(90)에는, 공정 관리자 등이 기판 처리 장치(1)를 관리하기 때문에, 커맨드의 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 기판 처리 장치(1)의 가동 상황 등을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등을 포함하는 입출력 장치(91)가 접속되어 있다. 또한, 제어부(90)는 기판 처리 장치(1)에서 실행되는 처리를 실현하기 위한 프로그램 등이 기록된 기록 매체(92)에 액세스 가능하게 된다. 기록 매체(92)는 ROM 및 RAM 등의 메모리, 하드 디스크, CD-ROM, DVD-ROM, 및 플렉시블 디스크 등의 디스크형 기록 매체 등, 기지의 기록 매체(92)로 구성될 수 있다. 이와 같이 하여, 제어부(90)가 기록 매체(92)에 미리 기록된 프로그램 등을 실행함으로써, 기판 처리 장치(1)에서 웨이퍼(W)가 처리되게 된다.
다음에, 이러한 구성으로 이루어지는 본 실시형태의 작용, 즉 본 실시형태에 의한 기판 처리 방법에 대해서 설명한다. 또, 이하에 설명하는 기판 처리 방법을 실행하기 위한 각 구성 요소의 동작은 미리 기록 매체(92)에 기록된 프로그램에 기초한 제어부(90)로부터의 제어 신호에 의해 제어된다.
우선, 도 4에 도시하는 바와 같이, 처리조(10)에 약액이 저류된다(단계 S1). 이 경우, 약액 보충 개폐 밸브(72)가 개방되고, 약액 수용조(70)로부터, 약액 보충 라인(71)을 통해, 처리조(10)에 약액이 공급된다. 이 때, 약액은 처리조(10)로부터 외측조(12)에 오버플로우될 때까지 공급된다.
다음에, 처리조(10)에 설치된 가열기(80)의 제1 히터(81), 제2 히터(82), 및 각 제3 히터(83)가 작동하여, 처리조(10)에 저류된 약액이 가열된다(단계 S2). 이 경우, 제1 히터(81)의 출력을 제2 히터(82)의 출력보다 크게 하여, 제1 히터(81)의 출력 및 제2 히터(82)의 출력이 각각 일정하게 유지되고, 각 제3 히터(83)의 출력을 제1 히터(81)의 출력과 대략 동일하게 하여 제1 히터(81), 제2 히터(82), 및 각 제3 히터(83)가 작동한다. 이 사이, 온도 센서(85)에 의해, 처리조(10)에 저류된 약액의 온도가 검출되고, 이 검출된 온도에 기초하여, 각 제3 히터(83)가 온/오프되어 제어된다.
또한, 처리조(10)에 약액이 저류된 후, 순환 펌프(33)가 구동된다. 이것에 의해, 외측조(12)에 오버플로우된 약액이 외측조(12)의 배출구(31)로부터, 순환 라인(30)을 통해, 처리조(10)의 공급구(32)에 흘러서 처리조(10) 안에 복귀되어, 약액이 순환한다. 또한, 순환 라인(30)을 통과하는 약액은 온도 컨트롤러(35)에 의해 가열되어, 처리조(10)에 복귀되는 약액이 온도 저하되는 것이 방지된다.
이와 같이 하여, 처리조(10)에 저류된 약액 중 제1 히터(81)측 부분의 온도를, 제2 히터(82)측 부분의 온도보다 높게 하면서, 약액이 비등 온도(약 160℃∼약 180℃)까지 가열되어 비등 상태가 된다.
다음에, 웨이퍼(W)가 가열된 약액에 정해진 시간 동안 침지된다(단계 S3). 이 경우, 우선 도시하지 않는 반송 기구에 의해 반송되고, 표면에 실리콘 질화막이 형성된 복수의 웨이퍼(W)가 웨이퍼 보드(20)에 수취되어, 웨이퍼 보드(20)의 유지 막대(21)에 기립하여 유지된다. 다음에, 도시하지 않는 구동부가 구동되어, 웨이퍼 보드(20)가 처리조(10) 안에 반입되고, 각 웨이퍼(W)가 약액에 침지된다.
웨이퍼(W)가 약액에 침지되는 동안, 전술한 단계 S2와 마찬가지로 하여, 제1 히터(81) 및 제2 히터(82)가 작동하고, 제3 히터(83)가 온도 센서(85)에 의해 검출된 약액의 온도에 기초하여 작동한다.
이와 같이 하여, 각 웨이퍼(W)의 표면 상의 실리콘 질화막이 에칭 처리되어, 원하는 패턴으로 형성된다.
웨이퍼(W)가 약액에 침지되는 동안, 웨이퍼 보드(20)의 배판(22)은 처리조(10)의 제1 측벽(10a)에 설치된 제1 히터(81)에 근접해 있고, 유지 막대(21)에 유지된 웨이퍼(W)와 제1 히터(81) 사이에 개재되게 된다. 그러나, 웨이퍼(W)를 침지하기 전에는, 처리조(10)에 저류된 약액 중 제1 히터(81)측 부분은 제2 히터(82)측 부분보다 온도가 높다. 또한, 웨이퍼(W)가 침지되는 동안, 제1 히터(81)의 출력이 제2 히터(82)의 출력보다 커지도록, 제1 히터(81) 및 제2 히터(82)가 작동한다. 이 때문에, 웨이퍼 보드(20)가 처리조(10) 안에 반입되어, 웨이퍼(W)가 약액에 침지되는 경우에서도, 배판(22) 근방에서 유지되고 있는 웨이퍼(W) 주위의 약액의 온도가 저하되는 것을 방지하여, 처리조(10) 안의 약액의 온도 및 비등 상태를 균일하게 할 수 있다.
웨이퍼(W)가 약액에 침지되는 동안, 순환 펌프(33)가 구동되어, 약액이 순환된다. 이것에 의해, 웨이퍼(W)의 실리콘 질화막이 에칭됨으로써 발생한 실리콘의 파티클이 순환 라인(30)에 설치된 필터(34)에 의해 제거된다.
또한, 이 동안에, 외측조(12)에 설치된 농도 센서(86)에 의해, 처리조(10)로부터 오버플로우된 약액에 에칭 처리에 의해 용해되어 있는 실리콘의 농도가 검출된다. 이 검출된 실리콘의 농도가 원하는 농도에 도달한 경우, 이하와 같이 하여, 약액 내 실리콘의 농도를 저하시킨다. 즉, 우선 배출 개폐 밸브(51)가 개방되어, 처리조(10)에 저류되어 있는 약액의 일부가, 배출 라인(50)을 통해 배출된다. 이 때, 처리조(10)에 저류되어 있는 약액의 액면이 저하된다. 다음에, 약액의 액면이 정해진 위치까지 저하되면, 액면 센서(87)가 제어부(90)에 검출 신호를 송신한다. 이 액면 센서(87)로부터의 검출 신호에 기초하여, 제어부(90)는 배출 개폐 밸브(51)를 폐쇄하고, 약액 보충 개폐 밸브(72)을 개방하여, 약액 수용조(70)에 수용되어 있던 약액이 약액 보충 라인(71)을 통해 처리조(10)에 보충(공급)된다. 이것에 의해, 처리조(10)에 저류되어 있는 약액 내 실리콘의 농도를 저하시킬 수 있다. 또한, 약액 내 실리콘의 농도가 원하는 농도보다 높은 경우, 제어부(90)는 희석액 개폐 밸브(42)를 개방하여, 희석액 공급원(40)으로부터 희석액 공급 라인(41)을 통해 희석액을 처리조(10)에 공급시켜, 처리조(10)에 저류되어 있는 약액 내 실리콘의 농도를 저하시키도록 하여도 좋다.
웨이퍼(W)의 에칭 처리가 종료된 후, 도시하지 않는 구동부에 의해 웨이퍼 보드(20)가 상승하여, 에칭 처리된 웨이퍼(W)가 처리조(10)로부터 반출된다. 그 후, 도시하지 않는 반송 기구에 인도된다.
전술한 공정을 반복함으로써, 처리조(10)에서, 복수의 웨이퍼(W)를 순차 에칭 처리할 수 있다.
이와 같이 본 실시형태에 의하면, 처리조(10)에 저류된 약액은 제1 히터(81)의 출력이 제2 히터(82)의 출력보다 커지도록, 제1 히터(81) 및 제2 히터(82)에 의해 가열된다. 이것에 의해, 에칭 처리 시, 웨이퍼 보드(20)의 유지 막대(21) 중 배판(22) 근방에서 유지되는 웨이퍼(W) 주위의 약액의 온도가 저하되는 것을 방지하여, 처리조(10) 안의 약액의 온도 및 비등 상태를 균일하게 할 수 있다. 이 때문에, 각 웨이퍼(W)의 에칭율을 균일하게 하여, 각 웨이퍼(W)의 표면 상의 실리콘 질화막을 균일하게 에칭 처리할 수 있다. 즉, 에칭 처리 시에 처리조(10) 안의 약액의 온도 및 비등 상태를 균일하게 하여, 복수의 웨이퍼(W)를 균일하게 에칭 처리할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 의하면, 제1 히터(81)의 출력 및 제2 히터(82)의 출력이 각각 일정하게 유지되고, 제3 히터(83)의 출력을 제1 히터(81)의 출력과 대략 동일하게 하여, 처리조(10)에 저류된 약액의 온도가 비등 온도가 되도록 제3 히터(83)가 작동한다. 이것에 의해, 웨이퍼(W)의 에칭 처리 시에, 처리조(10)에 저류된 약액의 온도 및 비등 상태를 균일하게 유지할 수 있다. 또한, 제3 히터(83)는 온도 센서(85)에 의해 검출된 처리조(10) 안의 약액의 온도에 기초하여 온 또는 오프되기 때문에, 처리조(10)에 저류된 약액을 정밀도 좋게 비등 상태로 유지할 수 있다.
이상, 본 발명에 의한 실시형태에 대해서 설명했지만, 당연히, 본 발명의 요지의 범위 내에서, 여러 가지 변형도 가능하다. 이하, 대표적인 변형예에 대해서 설명한다.
본 실시형태에서는, 제1 히터(81)의 출력 및 제2 히터(82)의 출력을 각각 일정하게 유지하고, 각 제3 히터(83)의 출력을, 저류되어 있는 약액의 온도가 비등 온도가 되도록 온/오프하여 제어하는 예에 대해서 설명하였다. 그러나, 이것에 한정되는 것이 아니라, 각 제3 히터(83)의 출력을 정해진 값으로 일정하게 유지하고, 제1 히터(81)의 출력을 제2 히터(82)의 출력보다 크게 하며, 저류되어 있는 약액의 온도가 원하는 온도가 되도록 제1 히터(81) 및 제2 히터(82)를 온/오프하여 제어하게 하여도 좋다. 이 경우에서도, 웨이퍼(W)를 약액에 침지시킨 경우에 처리조(10)에 저류되어 있는 약액의 온도 및 비등 상태를 균일하게 유지할 수 있다. 또한, 이 경우, 제1 히터(81) 및 제2 히터(82)는 온도 센서(85)에 의해 검출된 처리조(10) 안의 약액의 온도에 기초하여 온 또는 오프하여 제어하여도 좋다. 이 경우, 처리조(10)에 저류된 약액을 정밀도 좋게 비등 상태로 유지할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 제3 히터(83)의 출력이 제1 히터(81)와 대략 동일해지도록, 제어부(90)가 제1 히터(81) 및 제3 히터(83)를 제어하는 예에 대해서 설명하였다. 그러나, 이것에 한정되는 것이 아니라, 제3 히터(83)의 출력을 제1 히터(81)의 출력보다 크게 하도록, 제어부(90)가 제1 히터(81) 및 제3 히터(83)를 제어하여도 좋다. 이러한 경우, 온도 센서(85)에 의해 검출된 온도에 기초하여 제어되는 제3 히터(83)의 출력이 제1 히터(81)의 출력보다 커지기 때문에, 처리조(10)에 저류된 약액을 비등 상태로 한층 더 정밀도 좋게 유지할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 온도 센서(85)에 의해 검출된 온도에 기초하여, 제3 히터(83)가 제어되는 예에 대해서 설명하였다. 그러나, 이것에 한정되는 것이 아니라, 온도 센서(85)를 이용하지 않고, 제3 히터(83)를 작동시켜, 약액을 가열하여도 좋다. 이 경우에서도, 처리조(10)에 저류된 약액을 가열하여 비등 상태로 할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 외측조(12)에 오버플로우된 약액의 농도를 검출하는 농도 센서(86)가 설치되고, 처리조(10) 안에, 저류되어 있는 약액의 액면을 검출하는 액면 센서(87)가 설치되어, 약액 내 실리콘의 농도를 조정할 수 있게 구성되는 예에 대해서 설명하였다. 그러나, 이것에 한정되는 것이 아니라, 농도 센서(86) 및 액면 센서(87) 중 하나 이상을 설치하지 않고, 다른 방법으로 약액 내 실리콘의 농도를 조정하도록 구성하여도 좋다. 예컨대, 약액 내 실리콘의 농도가 정해진 농도 범위를 초과할 때까지의 처리 횟수, 처리 시간, 또는 처리 개수를 실험적으로 구해 두고, 이 처리 횟수, 처리 시간, 또는 처리 개수마다 약액 내 실리콘 농도를 조정하도록 하여도 좋다.
또한, 본 실시형태에서는, 가열기(80)가 제1 히터(81)와 제2 히터(82)를 가지며, 제1 히터(81)의 출력이 제2 히터(82)의 출력보다 큰 예에 대해서 설명하였다. 그러나, 이것에 한정되는 것이 아니라, 처리조(10)의 바닥판(10e)에 설치된 제3 히터(83)를 복수개로 분할하고, 이러한 제3 히터(83) 중 제1 측벽(10a)측 부분의 출력을 제2 측벽(10b)측 부분의 출력보다 크게 하여, 저류된 약액을 가열하여도 좋다. 이 경우에서도, 웨이퍼 보드(20)의 유지 막대(21) 중 배판(22) 근방에서 유지되는 웨이퍼(W) 주위의 약액의 온도가 저하되는 것을 방지하여, 에칭 처리 시에 처리조(10) 안의 약액의 온도 및 비등 상태를 균일하게 할 수 있다. 또한, 처리조(10)의 제3 측벽(10c) 및 제4 측벽(10d)에 설치된 각 제3 히터(83)를 복수개로 분할하고, 이러한 제3 히터(83) 중 제1 측벽(10a)측 부분의 출력을 제2 측벽(10b) 측 부분의 출력보다 크게 하여, 저류된 약액을 가열하여도 좋다.
제2 실시형태
다음에, 도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 제2 실시형태에서의 기판 처리 장치, 기판 처리 방법, 및 이 기판 처리 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록 매체에 대해서 설명한다.
도 5 내지 도 7에 도시하는 제2 실시형태에서는, 유지홈 사이에 대응하도록 형성된 복수의 기판 위치 공급 구멍과, 유지홈 중 가장 배부에 가깝게 형성된 유지홈과 한쪽 측벽 사이에 대응하도록 형성된 배부측 공급 구멍을 갖는 약액 공급부를 구비하고, 제1 가열기의 출력이 제2 가열기의 출력보다 작아지도록, 제1 가열기 및 제2 가열기가 제어되는 점이 주로 상이하며, 다른 구성은 도 1 내지 도 4에 도시하는 제1 실시형태와 대략 동일하다. 또한, 도 5 내지 도 7에 있어서, 도 1 내지 도 4에 도시하는 제1 실시형태와 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.
도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 처리조(10) 안에는, 약액에 침지된 웨이퍼(W)에 약액을 공급하는 약액 공급부(100)가 설치되어 있다. 또한, 도 6에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼 보드(20)의 유지 막대(21)에는, 웨이퍼(W)를 결합할 수 있는 복수의 유지홈(23)이 형성되어 있고, 각 웨이퍼(W)를 유지홈(23)에 결합시켜, 웨이퍼(W)가 유지되게 된다.
약액 공급부(100)는 처리조(10)의 대향하는 제3 측벽(10c) 및 제4 측벽(10d)을 따라 대략 수평 방향으로 연장되는 2개의 약액 공급 노즐(101)과, 각 약액 공급 노즐(101)에 형성된 복수의 웨이퍼 위치 공급 구멍(기판 위치 공급 구멍)(102) 및 복수의 배판측 공급 구멍(배부측 공급 구멍)(103)을 갖고 있다. 이 중 웨이퍼 위치 공급 구멍(102)은 각 약액 공급 노즐(101)에서 웨이퍼 보드(20)의 유지 막대(21)에 형성된 유지홈(23) 사이에 대응하도록 형성되며, 열형으로 배치되어, 약액에 침지된 웨이퍼(W) 사이에 약액을 토출(공급)하도록 되어 있다. 또한, 배판측 공급 구멍(103)은 유지홈(23) 중 가장 배판(22)에 가깝게 형성된 유지홈(23)과 제1 측벽(10a) 사이에 대응하도록 형성되며, 열형으로 배치되어, 가장 배판(22)에 가깝게 형성된 유지홈(23)에 결합된 웨이퍼(W)와 제1 측벽(10a) 사이에 약액을 공급하도록 되어 있다. 또한, 배판측 공급 구멍(103)은 각 약액 공급 노즐(101)에 하나만 형성하여도 좋다. 또한, 웨이퍼 위치 공급 구멍(102) 및 배판측 공급 구멍(103)은 웨이퍼(W)를 향해, 도 5에 도시하는 바와 같이, 위쪽으로 비스듬하게 약액을 토출하도록 구성되어 있다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에서의 순환 라인(30)의 일단은 외측조(12)의 바닥부에 형성된 배출구(31)에 연결되고, 타단은 분기되어, 처리조(10) 안에 설치된 약액 공급부(100)의 각 약액 공급 노즐(101)에 연결된다. 순환 라인(30)에 설치된 순환 펌프(33)는 외측조(12)의 배출구(31)로부터 각 약액 공급 노즐(101)에 약액을 보내도록 되어 있다. 이것에 의해, 외측조(12)에 오버플로우된 약액이 외측조(12)의 배출구(31)로부터, 순환 라인(30)을 통해, 약액 공급부(100)의 각 약액 공급 노즐(101)에 흘러서 처리조(10) 안에 복귀되어, 약액이 순환한다. 이 때, 각 약액 공급 노즐(101)에 형성된 웨이퍼 위치 공급 구멍(102)으로부터, 웨이퍼(W) 사이에 약액이 공급되고, 배판측 공급 구멍(103)으로부터 웨이퍼 보드(20)의 유지 막대(21)에 형성된 복수의 유지홈(23) 중 가장 배판(22)에 가까운 유지홈(23)에 결합된 웨이퍼(W)와 제1 측벽(10a) 사이에 약액이 공급된다. 또한, 본 실시형태에서는 배출 라인(50)이 처리조(10)에 연결되어 있어, 처리조의 약액을 교환할 때라도 처리조(10)로부터 약액을 배출하는 것이 가능하게 된다.
본 실시형태에서는, 제어부(90)는 가열기(80)의 제1 히터(81)의 출력을 제2 히터(82)의 출력보다 작게 하고, 제1 히터(81)의 출력 및 제2 히터(82)의 출력을 일정하게 유지하도록, 제1 히터(81) 및 제2 히터(82)를 각각 제어한다. 특히, 제2 히터(82)에 대한 제1 히터(81)의 출력은 30%∼50%가 되도록, 제1 히터(81) 및 제2 히터(82)가 제어되는 것이 바람직하다. 그리고, 제어부(90)는 온도 센서(85)에 의해 검출된 온도에 기초하여, 제3 히터(83)를 온 또는 오프함으로써, 제3 히터(83)를 제어한다. 이와 같이 하여, 처리조(10)에 저류된 약액은 그 온도가 원하는 온도, 즉 약액이 비등하는 온도(약 160℃∼약 180℃)가 되도록 가열된다. 또한, 제어부(90)는 제3 히터(83)의 출력이 제1 히터(81)의 출력과 대략 동일해지도록, 제1 히터(81) 및 제3 히터(83)를 제어한다.
이와 같이 본 실시형태에 의하면, 웨이퍼(W)가 약액에 침지되는 동안, 약액 공급부(100)의 각 약액 공급 노즐(101)에 형성된 배판측 공급 구멍(103)으로부터, 웨이퍼 보드(20)의 유지 막대(21)에 형성된 복수의 유지홈(23) 중 가장 배판(22)에 가까운 유지홈(23)에 결합된 웨이퍼(W)와 제1 측벽(10a) 사이에 약액이 공급된다. 이것에 의해, 유지 막대(21)에 유지된 복수의 웨이퍼(W) 중 가장 배판(22)에 가깝게 배치된 웨이퍼(W)와 제1 측벽(10a) 사이에 약액을 공급할 수 있고, 웨이퍼 보드(20)의 배판(22) 주위의 약액의 온도가 저하되는 것을 방지하여, 처리조(10) 안의 약액의 온도 및 비등 상태를 균일하게 할 수 있다. 이 때문에, 배판(22)측에 위치하는 웨이퍼(W)의 에칭율을 향상시킬 수 있다. 이 결과, 각 웨이퍼(W)의 에칭율을 균일하게 하여, 각 웨이퍼(W)의 표면 상의 실리콘 질화막을 균일하게 에칭 처리할 수 있다. 즉, 에칭 처리 시에 처리조(10) 안의 약액의 온도 및 비등 상태를 균일하게 하여, 복수의 웨이퍼(W)를 균일하게 에칭 처리할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따르면, 처리조(10)에 저류된 약액은 제1 히터(81)의 출력이 제2 히터(82)의 출력보다 작아지도록, 특히 제2 히터(82)에 대한 제1 히터(81)의 출력이 30%∼50%가 되도록, 제1 히터(81) 및 제2 히터(82)에 의해 가열된다. 이것에 의해, 도 7을 이용하여 이하에 설명하는 바와 같이, 각 웨이퍼(W)의 표면 상의 실리콘 질화막을 한층 더 균일하게 에칭 처리할 수 있고, 복수의 웨이퍼(W)를 한층 더 균일하게 에칭 처리할 수 있다.
여기서, 본 실시형태에 의해 약액 처리된 웨이퍼(W)의 에칭 균일성과 에칭량을 도 7에 나타낸다. 여기서는, 제2 히터(82)에 대한 제1 히터(81)의 출력 비율(α)이 0%, 30%, 50%, 70%가 되는 각각의 경우에 있어서, 웨이퍼 보드(20)의 유지 막대(21)에 유지된 복수의 웨이퍼(W) 중 몇 개의 웨이퍼(W)에서의 에칭 균일성과 에칭량을 나타내고 있다. 또한, 슬롯 1이란, 유지 막대(21)에 형성된 복수의 유지홈(23) 중, 가장 제2 측벽(10b)에 가깝게 형성된 유지홈(23)에 결합된 웨이퍼(W)의 데이터를 나타내고 있고, 슬롯 25란, 복수의 유지홈(23) 중 중앙부에 형성된 유지홈(23)에 결합된 웨이퍼(W)의 데이터를 나타내고 있으며, 슬롯 50이란, 복수의 유지홈(23) 중 가장 배판(22)에 가깝게 형성된 유지홈(23)에 결합된 웨이퍼(W)의 데이터를 나타내고 있다. 또한 WIW란, 웨이퍼 면내의 복수 점에서의 에칭량의 균일성을 나타내고 있다.
도 7에 의하면, 제1 히터(81)의 출력이 제2 히터(82)의 출력보다 작아지는 경우, 특히, α가 30%∼50%인 경우, 각 웨이퍼(W)의 에칭 균일성이 향상되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 일반적으로 에칭 균일성이 향상되는 경우에는 에칭량이 크게 저하되는 경향이 있음에도 불구하고, 도 7에 의하면, 에칭 균일성을 향상시키면서, 에칭량의 큰 저하를 억제하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 7에는, 동일 조건에서의 약액 처리에 의해 얻어진 각 웨이퍼(W)의 에칭 균일성 및 에칭량을 데이터 1 및 데이터 2로서 나타내고 있지만, 이들 데이터 1 및 데이터 2에 의하면, 에칭 균일성의 향상과 에칭량의 저하 억제라는 효과의 신뢰성을 확인할 수 있다.
또한, 전술한 제2 실시형태에서는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 본 발명의 요지의 범위 내에서 여러 가지 변형이 가능하다.
이상의 설명에서는, 본 발명에 따른 기판 처리 방법, 이 기판 처리 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록 매체(92), 및 기판 처리 장치(1)를, 반도체 웨이퍼(W)의 에칭 처리에 적용한 예를 나타내고 있다. 그러나 이것에 한정되는 것이 아니라, LCD 기판 또는 CD 기판 등, 여러 가지 기판 등의 에칭 처리에 본 발명을 적용하는 것도 가능하다.
1: 기판 처리 장치 10: 처리조
10a: 제1 측벽 10b: 제2 측벽
10c: 제3 측벽 10d: 제4 측벽
10e: 바닥판 11: 노치홈
12: 외측조 13: 단열벽
14: 프레임판 15: 부착 프레임
20: 웨이퍼 보드 21: 유지 막대
22: 배판 23: 유지홈
30: 순환 라인 31: 배출구
32: 공급구 33: 순환 펌프
34: 필터 35: 온도 컨트롤러
40: 희석액 공급원 41: 희석액 공급 라인
42: 희석액 개폐 밸브 50: 배출 라인
51: 배출 개폐 밸브 60: 정류판
61: 긴 구멍 70: 약액 수용조
71: 약액 보충 라인 72: 약액 보충 개폐 밸브
80: 가열기 81: 제1 히터
82: 제2 히터 83: 제3 히터
85: 온도 센서 86: 농도 센서
87: 액면 센서 90: 제어부
91: 입출력 장치 92: 기록 매체
100: 약액 공급부 101: 약액 공급 노즐
102: 웨이퍼 위치 공급 구멍 103: 배판측 공급 구멍

Claims (23)

  1. 삭제
  2. 서로 대향하는 한 쌍의 측벽을 가지며, 약액을 저류하여 복수의 기판을 약액 처리하는 처리조(槽)와,
    복수의 상기 기판을 기립시켜 유지하는 유지부와, 그 유지부에 연결된 배부(背部)로서, 상기 처리조 안에 반입되었을 때에, 그 유지부에 유지된 그 기판과 그 처리조의 상기 한 쌍의 측벽 중 한쪽 측벽과의 사이에 개재되는 상기 배부를 가지며, 그 유지부에 유지된 그 기판을 약액에 침지시키는 기판 유지 기구와,
    상기 처리조에 설치되며, 저류된 약액을 가열하는 가열기
    를 포함하고,
    상기 가열기는 상기 처리조의 상기 한쪽 측벽에 설치된 제1 가열기와, 다른쪽 측벽에 설치된 제2 가열기를 가지며,
    상기 제1 가열기 및 상기 제2 가열기에, 제어부가 접속되고,
    상기 제어부는 상기 제1 가열기의 출력과 상기 제2 가열기의 출력을 개별적으로 제어하며,
    상기 제어부는 상기 제1 가열기의 출력이 상기 제2 가열기의 출력보다 커지도록, 그 제1 가열기 및 그 제2 가열기를 제어하여, 상기 처리조에 저류된 약액이 가열되게 하고,
    상기 처리조는 2개의 다른 측벽과 바닥부를 더 가지며,
    상기 처리조의 상기 다른 2개의 측벽 및 상기 바닥부에, 제3 가열기가 각각 설치되고,
    상기 제어부는 상기 제1 가열기의 출력 및 상기 제2 가열기의 출력을 각각 일정하게 유지하도록 그 제1 가열기 및 그 제2 가열기를 제어하며, 상기 처리조에 저류된 약액의 온도가 원하는 온도가 되도록 상기 제3 가열기를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 처리조에, 저류된 약액의 온도를 검출하는 온도 검출기가 설치되고,
    상기 제어부는 상기 온도 검출기에 의해 검출된 온도에 기초하여, 상기 제3 가열기를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 서로 대향하는 한 쌍의 측벽을 가지며, 약액을 저류하여 복수의 기판을 약액 처리하는 처리조(槽)와,
    복수의 상기 기판을 기립시켜 유지하는 유지부와, 그 유지부에 연결된 배부(背部)로서, 상기 처리조 안에 반입되었을 때에, 그 유지부에 유지된 그 기판과 그 처리조의 상기 한 쌍의 측벽 중 한쪽 측벽과의 사이에 개재되는 상기 배부를 가지며, 그 유지부에 유지된 그 기판을 약액에 침지시키는 기판 유지 기구와,
    상기 처리조에 설치되며, 저류된 약액을 가열하는 가열기
    를 포함하고,
    상기 가열기는 상기 처리조의 상기 한쪽 측벽에 설치된 제1 가열기와, 다른쪽 측벽에 설치된 제2 가열기를 가지며,
    상기 제1 가열기 및 상기 제2 가열기에, 제어부가 접속되고,
    상기 제어부는 상기 제1 가열기의 출력과 상기 제2 가열기의 출력을 개별적으로 제어하며,
    상기 제어부는 상기 제1 가열기의 출력이 상기 제2 가열기의 출력보다 커지도록, 그 제1 가열기 및 그 제2 가열기를 제어하여, 상기 처리조에 저류된 약액이 가열되게 하고,
    상기 처리조는 2개의 다른 측벽과 바닥부를 더 가지며,
    상기 처리조의 상기 다른 2개의 측벽 및 상기 바닥부에, 제3 가열기가 각각 설치되고,
    상기 제어부는 상기 제3 가열기의 출력을 일정하게 유지하도록 그 제3 가열기를 제어하며, 상기 처리조에 저류된 약액의 온도가 원하는 온도가 되도록 상기 제1 가열기 및 상기 제2 가열기를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 처리조에, 저류된 약액의 온도를 검출하는 온도 검출기가 설치되고,
    상기 제어부는 상기 온도 검출기에 의해 검출된 온도에 기초하여, 상기 제1 가열기 및 상기 제2 가열기를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 제3 가열기의 출력이 상기 제1 가열기의 출력과 동일해지도록, 그 제1 가열기 및 그 제3 가열기를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 제3 가열기의 출력이 상기 제1 가열기의 출력보다 커지도록, 그 제1 가열기 및 그 제3 가열기를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 서로 대향하는 한 쌍의 측벽을 가지며, 약액을 저류하여 복수의 기판을 약액 처리하는 처리조(槽)와,
    복수의 상기 기판을 기립시켜 유지하는 유지부와, 그 유지부에 연결된 배부(背部)로서, 상기 처리조 안에 반입되었을 때에, 그 유지부에 유지된 그 기판과 그 처리조의 상기 한 쌍의 측벽 중 한쪽 측벽과의 사이에 개재되는 상기 배부를 가지며, 그 유지부에 유지된 그 기판을 약액에 침지시키는 기판 유지 기구와,
    상기 처리조에 설치되며, 저류된 약액을 가열하는 가열기와,
    상기 처리조 안에 설치되며, 약액에 침지된 상기 기판에 약액을 공급하는 약액 공급부
    를 포함하고,
    상기 가열기는 상기 처리조의 상기 한쪽 측벽에 설치된 제1 가열기와, 다른쪽 측벽에 설치된 제2 가열기를 가지며,
    상기 제1 가열기 및 상기 제2 가열기에, 제어부가 접속되고,
    상기 제어부는 상기 제1 가열기의 출력과 상기 제2 가열기의 출력을 개별적으로 제어하며,
    상기 기판 유지 기구의 상기 유지부에, 상기 기판을 결합할 수 있는 복수의 유지홈이 형성되고,
    상기 약액 공급부는, 상기 유지홈 사이에 대응하도록 형성되며, 상기 기판 사이에 약액을 공급하는 복수의 기판 위치 공급 구멍과, 상기 배부와 상기 한쪽 측벽 사이에 대응하도록 형성되며, 상기 배부와 그 한쪽 측벽 사이에 약액을 공급하는 배부측 공급 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제어부는 상기 제1 가열기의 출력이 상기 제2 가열기의 출력보다 작아지도록, 그 제1 가열기 및 그 제2 가열기를 제어하여, 상기 처리조에 저류된 약액이 가열되게 하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제어부는 상기 제2 가열기에 대한 상기 제1 가열기의 출력이 30%∼50%가 되도록, 그 제1 가열기 및 그 제2 가열기를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  11. 삭제
  12. 서로 대향하는 한 쌍의 측벽을 가지며, 약액을 저류하여 복수의 기판을 약액 처리하는 처리조와, 복수의 상기 기판을 기립시켜 유지하는 유지부와, 그 유지부에 연결된 배부로서, 상기 처리조 안에 반입되었을 때에, 그 유지부에 유지된 그 기판과 그 처리조의 상기 한 쌍의 측벽 중 한쪽 측벽과의 사이에 개재되는 상기 배부를 가지며, 그 유지부에 유지된 그 기판을 약액에 침지시키는 기판 유지 기구와, 상기 처리조에 설치되며, 저류된 약액을 가열하는 가열기를 포함하고, 상기 가열기는 상기 처리조의 상기 한쪽 측벽에 설치된 제1 가열기와, 다른쪽 측벽에 설치된 제2 가열기를 갖는 것인, 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 방법에 있어서,
    상기 처리조에 약액을 저류하는 공정과,
    상기 제1 가열기의 출력과 상기 제2 가열기의 출력을 개별적으로 제어하여, 상기 처리조에 저류된 약액을 가열하는 공정과,
    상기 기판 유지 기구의 상기 유지부에 복수의 상기 기판을 기립시켜 유지하고, 그 기판을 상기 처리조에 저류된 약액에 침지시키는 공정
    을 포함하고,
    상기 약액을 가열하는 공정에서, 상기 제1 가열기의 출력을 상기 제2 가열기의 출력보다 크게 하여, 상기 처리조에 저류된 약액이 가열되게 하고,
    상기 처리조는 2개의 다른 측벽과 바닥부를 더 가지며,
    상기 처리조의 상기 다른 2개의 측벽 및 상기 바닥부에, 제3 가열기가 각각 설치되고,
    상기 약액을 가열하는 공정에서, 상기 제1 가열기 및 상기 제2 가열기의 출력은 각각 일정하게 유지되며, 상기 제3 가열기는 상기 처리조에 저류된 약액의 온도가 원하는 온도가 되도록 작동하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 약액을 가열하는 공정에서, 상기 처리조에 저류된 약액의 온도가 검출되고, 그 검출된 온도에 기초하여, 상기 제3 가열기가 작동하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  14. 서로 대향하는 한 쌍의 측벽을 가지며, 약액을 저류하여 복수의 기판을 약액 처리하는 처리조와, 복수의 상기 기판을 기립시켜 유지하는 유지부와, 그 유지부에 연결된 배부로서, 상기 처리조 안에 반입되었을 때에, 그 유지부에 유지된 그 기판과 그 처리조의 상기 한 쌍의 측벽 중 한쪽 측벽과의 사이에 개재되는 상기 배부를 가지며, 그 유지부에 유지된 그 기판을 약액에 침지시키는 기판 유지 기구와, 상기 처리조에 설치되며, 저류된 약액을 가열하는 가열기를 포함하고, 상기 가열기는 상기 처리조의 상기 한쪽 측벽에 설치된 제1 가열기와, 다른쪽 측벽에 설치된 제2 가열기를 갖는 것인, 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 방법에 있어서,
    상기 처리조에 약액을 저류하는 공정과,
    상기 제1 가열기의 출력과 상기 제2 가열기의 출력을 개별적으로 제어하여, 상기 처리조에 저류된 약액을 가열하는 공정과,
    상기 기판 유지 기구의 상기 유지부에 복수의 상기 기판을 기립시켜 유지하고, 그 기판을 상기 처리조에 저류된 약액에 침지시키는 공정
    을 포함하고,
    상기 약액을 가열하는 공정에서, 상기 제1 가열기의 출력을 상기 제2 가열기의 출력보다 크게 하여, 상기 처리조에 저류된 약액이 가열되게 하고,
    상기 처리조는 2개의 다른 측벽과 바닥부를 더 가지며,
    상기 처리조의 상기 다른 2개의 측벽 및 상기 바닥부에, 제3 가열기가 각각 설치되고,
    상기 약액을 가열하는 공정에서, 상기 제3 가열기의 출력은 일정하게 유지되며, 상기 제1 가열기 및 상기 제2 가열기는 상기 처리조에 저류된 약액의 온도가 원하는 온도가 되도록 작동하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 약액을 가열하는 공정에서, 상기 처리조에 저류된 약액의 온도가 검출되고, 그 검출된 온도에 기초하여, 상기 제1 가열기 및 상기 제2 가열기가 작동하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 약액을 가열하는 공정에서, 상기 제3 가열기의 출력은 상기 제1 가열기의 출력과 동일해지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  17. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 약액을 가열하는 공정에서, 상기 제3 가열기의 출력은 상기 제1 가열기의 출력보다 커지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  18. 서로 대향하는 한 쌍의 측벽을 가지며, 약액을 저류하여 복수의 기판을 약액 처리하는 처리조와, 복수의 상기 기판을 기립시켜 유지하는 유지부와, 그 유지부에 연결된 배부로서, 상기 처리조 안에 반입되었을 때에, 그 유지부에 유지된 그 기판과 그 처리조의 상기 한 쌍의 측벽 중 한쪽 측벽과의 사이에 개재되는 상기 배부를 가지며, 그 유지부에 유지된 그 기판을 약액에 침지시키는 기판 유지 기구와, 상기 처리조에 설치되며, 저류된 약액을 가열하는 가열기를 포함하고, 상기 가열기는 상기 처리조의 상기 한쪽 측벽에 설치된 제1 가열기와, 다른쪽 측벽에 설치된 제2 가열기를 갖는 것인, 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 방법에 있어서,
    상기 처리조에 약액을 저류하는 공정과,
    상기 제1 가열기의 출력과 상기 제2 가열기의 출력을 개별적으로 제어하여, 상기 처리조에 저류된 약액을 가열하는 공정과,
    상기 기판 유지 기구의 상기 유지부에 복수의 상기 기판을 기립시켜 유지하고, 그 기판을 상기 처리조에 저류된 약액에 침지시키는 공정
    을 포함하고,
    상기 처리조 안에, 약액에 침지된 상기 기판에 약액을 공급하는 약액 공급부가 설치되고,
    상기 기판 유지 기구의 상기 유지부에, 상기 기판을 결합할 수 있는 복수의 유지홈이 형성되며,
    상기 약액 공급부는, 상기 유지홈 사이에 대응하도록 형성되며, 상기 기판 사이에 약액을 공급하는 복수의 기판 위치 공급 구멍과, 상기 배부와 상기 한쪽 측벽 사이에 대응하도록 형성되며, 상기 배부와 그 한쪽 측벽 사이에 약액을 공급하는 배부측 공급 구멍을 갖고,
    기판을 약액에 침지시키는 공정에서, 약액은 약액에 침지된 상기 기판 사이에 공급되며, 상기 배부와 상기 한쪽 측벽 사이에 공급되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 약액을 가열하는 공정에서, 상기 제1 가열기의 출력을 상기 제2 가열기의 출력보다 작게 하여, 상기 처리조에 저류된 약액을 가열하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 약액을 가열하는 공정에서, 상기 제2 가열기에 대한 상기 제1 가열기의 출력을 30%∼50%로 하여, 상기 처리조에 저류된 약액을 가열하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  21. 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 있어서,
    상기 방법은 제12항 내지 제15항, 제18항 내지 제20항 중 어느 하나의 항에 따른 각각의 단계를 포함하는 것인, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  22. 삭제
  23. 삭제
KR1020110047982A 2010-05-31 2011-05-20 기판 처리 장치, 기판 처리 방법, 및 이 기판 처리 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체 KR101545373B1 (ko)

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