KR101580707B1 - 액 처리 장치, 액 처리 방법 및 그 액 처리 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 기록 매체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 처리액에 의해 처리한 후, 기판을 린스 처리할 때에, 처리액이 기판에 잔류하는 것을 방지할 수 있어, 처리 시간을 단축할 수 있는 액 처리 방법 및 액 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
기판을 처리액에 의해 처리하는 본 발명의 액 처리 장치(10)는, 기판을 유지하는 기판 유지부(30, 40)와, 기판 유지부(30, 40)에 유지되어 있는 기판에 처리액을 공급하는 처리액 공급부(70)와, 기판에 린스액을 공급하는 린스액 공급부(80)와, 기판만이 흡수하는 파장 영역의 광을 발광하고, 발광한 광을 기판에 조사하는 발광 소자(112)를 갖는다.

Description

액 처리 장치, 액 처리 방법 및 그 액 처리 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 기록 매체{LIQUID PROCESSING APPARATUS, LIQUID PROCESSING METHOD AND RECORDING MEDIUM HAVING PROGRAM FOR EXECUTING LIQUID PROCESSING METHOD RECORDED THEREIN}
본 발명은, 기판을 처리액에 의해 처리하는 액 처리 장치, 액 처리 방법 및 그 액 처리 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 기록매체에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조 프로세스나 플랫 패널 디스플레이(FPD)의 제조 프로세스에서는, 반도체 웨이퍼나 유리 기판 등의 각종 기판에 처리액을 공급하여 처리를 행하는 프로세스가 다용되고 있다. 이러한 프로세스로서는, 예컨대 기판 표면에 부착된 파티클이나, 대기와의 접촉에 의해 형성된 자연 산화막을 제거하기 위한, 각종 처리액에 의한 세정 처리 등을 들 수 있다.
상기한 바와 같은 세정 처리 등의 프로세스를 기판에 대하여 행하는 액 처리 장치로서는, 매엽식의 복수의 액 처리 유닛과, 반송 장치를 구비한 것이 이용되고 있다. 반송 장치는, 이들 액 처리 유닛에의 기판의 반입반출을 행한다.
액 처리 유닛은, 예컨대 회전 배치부, 처리액 공급 노즐 및 린스액 공급 노즐을 갖는다(예컨대 특허문헌 참조). 회전 배치부는, 기판을 유지한 상태로 회전 가능하게 설치되어 있다. 처리액 공급 노즐은, 기판에 처리액을 공급하고, 린스액 공급 노즐은, 기판에 린스액을 공급한다. 액 처리 유닛은, 반도체 웨이퍼 등의 기판을 회전 배치부에 유지하고, 기판을 회전시킨 상태로, 예컨대 기판 표면에 처리액을 공급하여 처리를 행한다. 그리고 처리액에 의한 처리 후, 기판을 회전시킨 상태로 기판 표면에 린스액을 공급하여 린스 처리를 행한다.
일본 특허 공개 평성09-38595호 공보
그런데, 상기한 액 처리 장치에서의 액 처리 방법에서는, 다음과 같은 문제가 있다.
예컨대 반도체 장치의 미세화함에 따라, 반도체 웨이퍼 등의 각종 기판 표면에, 직경에 대한 깊이의 비인 어스펙트비가 높은 구멍 또는 어스펙트비가 높은 패턴이 형성되는 경우가 있다. 그리고, 이러한 높은 어스펙트비를 갖는 구멍 또는 패턴이 형성된 기판을 처리액에 의해 처리한 후, 린스액에 의해 기판을 린스하는 린스 처리를 행하는 경우가 있다.
그러나, 구멍 또는 패턴의 어스펙트비가 높을 때는, 처리액에 의한 처리 후, 처리액이 공급된 기판에 린스액을 공급하여도, 구멍 또는 패턴에 잔류하는 처리액을, 용이하게 린스액과 치환할 수 없다. 따라서, 린스 처리 후, 처리액이 구멍 또는 패턴에 잔류할 우려가 있다. 그리고, 처리액이 구멍 또는 패턴에 잔류하는 것을 방지하기 위해서는, 린스 처리의 시간을 길게 해야 한다.
또한, 상기한 과제는, 표면에 높은 어스펙트비를 갖는 구멍 또는 패턴이 형성되어 있는 기판을 처리액에 의해 처리한 후, 린스 처리하는 경우에 한정되지 않는다. 어스펙트비가 높지 않은 경우라도, 처리액이 잔류하기 쉽고, 린스 처리의 시간을 길게 해야 하는 경우가 있다. 따라서, 상기한 과제는, 표면에 구멍 또는 패턴이 형성되어 있는 각종 기판을 처리액에 의해 처리한 후, 린스 처리할 때에 공통되는 과제이다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 처리액에 의해 처리한 후, 기판을 린스 처리할 때에, 처리액과 린스액의 치환을 촉진할 수 있고, 처리액이 기판에 잔류하는 것을 방지할 수 있어, 처리 시간을 단축할 수 있는 액 처리 장치 및 액 처리 방법을 제공한다.
상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명에서는, 다음에 기술하는 각 수단을 강구한 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판을 처리액에 의해 처리하는 액 처리 장치에 있어서, 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 기판 유지부에 유지되어 있는 기판에 처리액을 공급하는 처리액 공급부와, 상기 기판에 린스액을 공급하는 린스액 공급부와, 상기 기판만이 흡수하는 파장 영역의 광을 발광하고, 발광한 광을 상기 기판에 조사하는 발광 소자를 갖는, 액 처리 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 의하면, 기판을 처리액에 의해 처리하는 액 처리 방법에 있어서, 기판 유지부에 유지되어 있는 기판에, 처리액 공급부에 의해 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정과, 처리액을 공급한 상기 기판에, 린스액 공급부에 의해 린스액을 공급하는 린스액 공급 공정과, 린스액을 공급한 상기 기판을 건조시키는 건조 공정을 포함하며, 적어도 상기 린스액 공급 공정의 한 기간에서, 발광 소자에 의해 발광된, 상기 기판만이 흡수하는 파장 영역의 광을 상기 기판에 조사하는 것인, 액 처리 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 처리액에 의해 처리한 후, 기판을 린스 처리할 때에, 처리액과 린스액의 치환을 촉진할 수 있고, 처리액이 기판에 잔류하는 것을 방지할 수 있어, 처리 시간을 단축할 수 있다.
도 1은 제1 실시형태에 따른 액 처리 장치의 개략적인 구성을 도시하는 평면도.
도 2는 액 처리 유닛의 개략적인 구성을 도시하는 단면도.
도 3은 액 처리 유닛에 구비된 탑 플레이트의 저면도.
도 4는 제1 실시형태에 따른 액 처리 방법의 각 공정에서의 LED의 점등 상태를 도시하는 타이밍 차트.
도 5는 제1 실시형태에 따른 액 처리 방법의 각 공정에서의 웨이퍼 표면의 상태를 모식적으로 도시하는 단면도(1).
도 6은 제1 실시형태에 따른 액 처리 방법의 각 공정에서의 웨이퍼 표면의 상태를 모식적으로 도시하는 단면도(2).
도 7은 린스액 공급 공정에서의 웨이퍼 표면의 처리액 및 린스액의 상태를 모식적으로 도시하는 단면도.
도 8은 제1 실시형태의 제1 변형예에 따른 액 처리 방법의 각 공정에서의 LED의 점등 상태를 도시하는 타이밍 차트.
도 9는 제1 실시형태의 제2 변형예에 따른 액 처리 방법의 각 공정에서의 LED의 점등 상태를 도시하는 타이밍 차트.
도 10은 제1 실시형태의 제2 변형예에 따른 액 처리 방법의 각 공정에서의 웨이퍼 표면의 상태를 모식적으로 도시하는 단면도.
도 11은 제2 실시형태에 따른 액 처리 유닛의 개략적인 구성을 도시하는 단면도.
다음에, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서 도면과 함께 설명한다. 여기서는, 본 발명을 반도체 웨이퍼(이하, 간단히「웨이퍼」로 기재)의 표면 세정을 행하는 액 처리 장치에 적용한 경우를 보여준다.
(제1 실시형태)
처음에, 도 1을 참조하여, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 액 처리 장치의 개략적인 구성에 대해서 설명한다.
도 1은 본 실시형태에 따른 액 처리 장치의 개략적인 구성을 도시하는 평면도이다.
이 액 처리 장치(10)는, 복수의 웨이퍼(W)를 수용하는 웨이퍼 캐리어(C)를 배치하고, 웨이퍼(W)를 반입·반출하는 반입반출 스테이션(기판 반입반출부)(1)과, 웨이퍼(W)에 세정 처리를 실시하기 위한 처리 스테이션(액 처리부)(2)을 구비하고 있다. 반입반출 스테이션(기판 반입반출부)(1) 및 처리 스테이션(액 처리부)(2)은, 인접하여 설치되어 있다.
반입반출 스테이션(1)은, 캐리어 배치부(11), 반송부(12), 전달부(13) 및 하우징(14)을 구비하고 있다. 캐리어 배치부(11)에는, 복수의 웨이퍼(W)를 수평 상태로 수용하는 4개의 웨이퍼 캐리어(C)가 배치된다. 반송부(12)는, 웨이퍼(W)를 반송한다. 전달부(13)는, 웨이퍼(W)를 전달한다. 하우징(14)은, 반송부(12) 및 전달부(13)를 수용한다.
반송부(12)는, 반송 기구(15)를 갖고 있다. 반송 기구(15)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 아암(15a), 및 웨이퍼 유지 아암(15a)을 전후로 이동시키는 기구를 갖고 있다. 또한 반송 기구(15)는, 웨이퍼 캐리어(C)의 배열 방향인 X 방향으로 연장되는 수평 가이드(17)를 따라 이동시키는 기구, 수직 방향으로 설치된 도시 생략된 수직 가이드를 따라 이동시키는 기구, 수평면내에서 회전시키는 기구를 갖고 있다. 이 반송 기구(15)에 의해, 웨이퍼 캐리어(C)와 전달부(13)의 사이에서 웨이퍼(W)가 반송된다.
전달부(13)는, 웨이퍼(W)를 배치 가능한 배치부를 복수 구비한 전달 선반(20)을 갖고 있다. 전달부(13)는, 이 전달 선반(20)을 통해 처리 스테이션(2)과의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달이 행해지게 되어 있다.
처리 스테이션(2)은, 직육면체형을 이루는 하우징(21)을 갖고 있다. 처리 스테이션(2)은, 하우징(21) 안에는, 그 중앙 상부에 웨이퍼 캐리어(C)의 배열 방향인 X 방향에 직교하는 Y 방향을 따라 연장되는 반송로를 구성하는 반송실(21a)과, 반송실(21a)의 양측에 마련된 2개의 유닛실(21b, 21c)을 갖고 있다. 유닛실(21b, 21c)에는 각각 반송실(21a)을 따라 6개씩 합계 12개의 액 처리 유닛(22)이 수평으로 배열되어 있다.
반송실(21a) 내부에는 반송 기구(24)가 설치되어 있다. 반송 기구(24)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 아암(24a), 및 웨이퍼 유지 아암(24a)을 전후로 이동시키는 기구를 갖고 있다. 또한 반송 기구(24)는, 반송실(21a)에 설치된 수평 가이드(25)를 따라 Y 방향으로 이동시키는 기구, 수직 방향으로 설치된 도시 생략된 수직 가이드를 따라 이동시키는 기구, 수평면내에서 회전시키는 기구를 갖고 있다. 이 반송 기구(24)에 의해, 각 액 처리 유닛(22)에 대한 웨이퍼(W)의 반입반출을 행하게 되어 있다.
다음에, 도 및 도 3을 참조하여, 본 실시형태에 따른 액 처리 장치에 탑재된 액 처리 유닛(22)에 대해서 설명한다. 도 2는, 액 처리 유닛(22)의 개략적인 구성을 도시하는 단면도이다. 도 3은, 액 처리 유닛(22)에 구비된 탑 플레이트의 저면도이다.
액 처리 유닛(22)은, 회전 플레이트(30), 유지 부재(40), 회전 구동부(50), 기판 승강 부재(60), 처리액 공급 기구(70), 린스액 공급 기구(80), 유기 용제 공급 기구(90), 건조 가스 공급 기구(95), 배기·배액부(컵)(100), 탑 플레이트(110), 승강 기구(120), 및 제어부(200)를 갖는다.
회전 플레이트(30)는, 베이스 플레이트(31) 및 회전축(32)을 갖는다. 베이스 플레이트(31)는, 수평으로 설치되고, 중앙에 원형의 구멍(31a)을 갖는다. 회전축(32)은, 베이스 플레이트(31)로부터 아래쪽을 향해 연장되도록 설치되어 있고, 중심에 구멍(32a)이 형성된 원통형의 형상을 갖는다.
유지 부재(40)는, 베이스 플레이트(31)에 회동하도록 설치되어 있고, 웨이퍼(W)의 단부에서 웨이퍼(W)를 유지한다.
또한, 회전 플레이트(30) 및 유지 부재(40)는, 본 발명에서의 기판 유지부에 상당한다.
회전 구동부(50)는, 풀리(51), 구동 벨트(52) 및 모터(53)를 갖는다. 풀리(51)는, 회전축(32)의 하측에 있어서 둘레 가장자리 바깥쪽에 배치되어 있다. 구동 벨트(52)는, 풀리(51)에 감겨져 있다. 모터(53)는, 구동 벨트(52)에 연결되어 있고, 구동 벨트(52)에 회전 구동력을 전달하는 것에 의해, 풀리(51)를 통해 회전축(32)을 회전시킨다. 즉, 회전 구동부(50)는, 회전축(32)을 회전시키는 것에 의해, 베이스 플레이트(31) 및 유지 부재(40)를 회전시킨다. 또한, 회전축(32)의 둘레 가장자리 바깥쪽에는 베어링(33)이 배치되어 있다.
기판 승강 부재(60)는, 베이스 플레이트(31)의 구멍(31a) 및 회전축(32)의 구멍(32a) 안에 승강 가능하게 설치되어 있고, 리프트핀 플레이트(61) 및 리프트축(62)을 갖는다. 리프트축(62)은, 리프트핀 플레이트(61)로부터 아래쪽으로 연장되어 있다. 리프트핀 플레이트(61)는, 상면(61a)의 둘레 가장자리에 복수, 예컨대 3개의 리프트핀(61b)을 갖고 있다. 리프트축(62)의 하단에는 실린더 기구(62a)가 접속되어 있고, 실린더 기구(62a)에 의해 기판 승강 부재(60)를 승강시킴으로써, 웨이퍼(W)를 승강시켜 반송 기구(24)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 로딩 및 언로딩이 행해진다.
처리액 공급 기구(70)는, 처리액 공급 노즐(71), 처리액 공급관(72) 및 처리액 공급원(73)을 갖는다. 처리액 공급 노즐(71)은, 처리액 공급관(72)을 통해, 처리액 공급원(73)에 접속되어 있다. 처리액 공급 노즐(71)은, 처리액 공급원(73)으로부터 처리액 공급관(72)을 통해 공급된 처리액을, 웨이퍼(W)에 공급한다. 처리액 공급 노즐(71)은, 노즐 아암(74)에 유지되어 있다. 노즐 아암(74)은 구동 기구(75)에 의해 이동 구동된다. 처리액 공급 노즐(71)은, 구동 기구(75)에 의해 노즐 아암(74)을 이동시키는 것에 의해, 웨이퍼(W) 중앙 위쪽의 공급 위치와 후퇴 위치 사이에서 이동 가능하게 되어 있다. 처리액으로서, 예컨대 DHF(희불산), SC1(암모니아과수) 등을 이용할 수 있다.
또한, 처리액 공급 기구(70)는, 본 발명에서의 처리액 공급부에 상당한다.
린스액 공급 기구(80)는, 린스액 공급 노즐(81), 린스액 공급관(82) 및 린스액 공급원(83)을 갖는다. 린스액 공급 노즐(81)은, 린스액 공급관(82)을 통해, 린스액 공급원(83)에 접속되어 있다. 린스액 공급 노즐(81)은, 린스액 공급원(83)으로부터 린스액 공급관(82)을 통해 공급된 린스액을, 웨이퍼(W)에 공급한다. 린스액 공급 노즐(81)은, 노즐 아암(84)에 유지되어 있다. 노즐 아암(84)은 구동 기구(85)에 의해 이동 구동된다. 린스액 공급 노즐(81)은, 구동 기구(85)에 의해 노즐 아암(84)을 이동킴으로써, 웨이퍼(W) 중앙 위쪽의 공급 위치와 후퇴 위치 사이에서 이동 가능하게 되어 있다. 린스액으로서, 예컨대 순수를 이용할 수 있다.
또한, 린스액 공급 기구(80)는, 본 발명에서의 린스액 공급부에 상당한다.
유기 용제 공급 기구(90)는, 유기 용제 공급 노즐(91), 유기 용제 공급관(92) 및 유기 용제 공급원(93)을 갖는다. 유기 용제 공급 노즐(91)은, 유기 용제 공급관(92)을 통해, 유기 용제 공급원(93)에 접속되어 있다. 유기 용제 공급 노즐(91)은, 유기 용제 공급원(93)으로부터 유기 용제 공급관(92)을 통해 공급된 유기 용제를, 웨이퍼(W)에 공급한다. 유기 용제 공급 노즐(91)은, 처리액 공급 노즐(71)과 마찬가지로, 도시 생략된 구동 기구에 의해 도시 생략된 노즐 아암을 이동킴으로써, 웨이퍼(W) 중앙 위쪽의 공급 위치와 후퇴 위치 사이에서 이동 가능하게 되어 있다. 유기 용제로서, 예컨대 IPA(이소프로필 알코올), HFE(하이드로플루오로에테르) 등, 린스액보다 표면 장력이 작은 각종 유기 용제를 이용할 수 있다.
또한, 유기 용제 공급 기구(90)는, 본 발명에서의 유기 용제 공급부에 상당한다.
건조 가스 공급 기구(95)는, 건조 가스 공급 노즐(96), 건조 가스 공급관(97) 및 건조 가스 공급원(98)을 갖는다. 건조 가스 공급 노즐(96)은, 건조 가스 공급관(97)을 통해, 건조 가스 공급원(98)에 접속되어 있다. 건조 가스 공급 노즐(96)은, 건조 가스 공급원(98)으로부터 건조 가스 공급관(97)을 통해 공급된 건조 가스를, 웨이퍼(W)에 공급한다. 건조 가스 공급 노즐(96)은, 처리액 공급 노즐(71)과 마찬가지로, 도시 생략된 구동 기구에 의해 도시 생략된 노즐 아암을 이동시킴으로써, 웨이퍼(W) 중앙 위쪽의 공급 위치와 후퇴 위치 사이에서 이동 가능하게 되어 있다. 건조 가스로서, 예컨대 질소(N2) 가스 등을 이용할 수 있다.
배기·배액부(컵)(100)는, 배액컵(101), 배액관(102), 배기컵(103) 및 배기관(104)을 갖는다. 또한, 배기·배액부(컵)(100)는, 상면에 개구가 형성되어 있다. 배기·배액부(컵)(100)는, 회전 플레이트(30)와 탑 플레이트(110)에 둘러싸인 공간으로부터 배출되는 기체 및 액체를 회수하기 위한 것이다.
배액컵(101)은, 처리액, 린스액 및 유기 용제를 받는다. 배액관(102)은, 배액컵(101) 바닥부의 최외측 부분에 접속되어 있고, 배액컵(101)에 의해 받은 처리액을 배출한다. 배기컵(103)은, 배액컵(101)의 바깥쪽 또는 아래쪽에 있어서, 배액컵(101)과 연통하도록 설치되어 있다. 배기관(104)은, 배기컵(103)의 바닥부의 최외측 부분에 접속되어 있고, 배기컵(103) 안의 질소 가스 등의 기체를 배기한다.
탑 플레이트(110)는, 승강 가능하고, 하강한 상태에서 배기·배액부(컵)(100)의 상면에 형성된 개구를 막도록 설치되어 있다. 또한, 탑 플레이트(110)는, 배기·배액부(컵)(100)의 상면에 형성된 개구를 막을 때에, 유지 부재(40)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)를 위쪽으로부터 덮도록 설치되어 있다.
승강 기구(120)는, 아암(121), 승강 구동부(122)를 갖는다. 승강 구동부(122)는, 배기·배액부(컵)(100)의 바깥쪽에 설치되어 있고, 상하로 이동할 수 있게 되어 있다. 아암(121)은, 탑 플레이트(110)와 승강 구동부(122)를 접속하도록 설치되어 있다. 즉, 승강 기구(120)는, 아암(121)을 통해 승강 구동부(122)에 의해 탑 플레이트(110)를 승강시킨다.
탑 플레이트(110)는, 중앙에 탑 플레이트(110)를 관통하는 개구부(111)를 갖는다. 개구부(111)는, 탑 플레이트(110)의 위쪽으로부터, 처리액 공급 노즐(71), 린스액 공급 노즐(81), 유기 용제 노즐(91) 및 건조 가스 공급 노즐(96)에 의해, 웨이퍼(W)에, 각각 처리액, 린스액, 유기 용제 및 건조 가스를 공급하기 위한 것이다.
또한, 처리액 공급 노즐(71), 린스액 공급 노즐(81), 유기 용제 공급 노즐(91) 및 건조 가스 공급 노즐(96)은, 전술한 바와 같이, 탑 플레이트(110)와 별개로 설치되어도 좋고, 또는 탑 플레이트(110)와 일체로 설치되어 있어도 좋다. 탑 플레이트(110)와 일체로 설치되어 있는 경우는, 각 노즐에서, 노즐 아암 및 구동 기구를 생략할 수 있다.
탑 플레이트(110)의 하면에는, 발광 소자(112)가 설치되어 있다. 발광 소자(112)는, 웨이퍼(W)만이 흡수하는 파장 영역의 광을 발광하고, 발광한 광을 웨이퍼(W)에 조사한다. 도 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 탑 플레이트(110)의 하면에는 발광 소자(112)가, 예컨대 등간격으로 대략 간극 없이 나열되어 있어도 좋다.
발광 소자(112)로서, 예컨대 LED(발광 다이오드), 반도체 레이저 등을 이용하는 것이 바람직하다. LED(발광 다이오드) 또는 반도체 레이저가 발광하는 광은, 소정의 파장 영역에 피크 파장을 갖기 때문에, 처리액이나 린스액이 흡수되지 않고, 웨이퍼(W)만이 흡수하는 파장 영역의 광을 발광하는 것이 용이하기 때문이다.
또한, 발광 소자(112)로서, LED를 이용하면, 점등(ON) 후에 웨이퍼(W)의 온도가 상승하여 안정될 때까지의 시간을 단축할 수 있다. 또한 LED는, 발광 효율이 우수하다. 따라서, 발광 소자(112)로서, LED를 이용하면, 소비전력을 저감할 수 있다.
웨이퍼(W)로서 실리콘 웨이퍼를 이용할 때는, 발광 소자(112)가 발광하는 광으로서, 400 ㎚∼1000 ㎚의 파장 영역(근적외 영역)에 피크 파장을 갖는 것이 바람직하고, 880 ㎚의 파장에 피크 파장을 갖는 것이 보다 바람직하다. 피크 파장이 400 ㎚ 미만인 경우, 실리콘의 흡수율이 감소하기 때문이다. 또한, 피크 파장이 ㎛를 초과하는 경우, 실리콘의 흡수율이 감소하고, 예컨대 석영 등의 다른 재료의 흡수율이 증가하기 때문이다.
또한, 400 ㎚∼1000 ㎚의 파장 영역에 피크 파장을 갖는 발광 소자(112)용 LED의 재료로서, 예컨대 AlGaAs, GaN, GaInN, AlGaInP, ZnO 등을 이용할 수 있다.
또한, 탑 플레이트(110)에 설치된 발광 소자(112)를, 예컨대 동심원형의 복수의 존으로 분할하고, 존마다 온도 제어하도록 하여도 좋다. 이것에 의해, 웨이퍼(W)의 직경 방향으로 온도 구배를 발생시킬 수 있다. 예컨대 주연부가 중심부보다 린스 처리해야 하는 처리액 또는 잔사 등이 많을 때는, 웨이퍼(W) 주연부의 온도를 높게 하는 등, 웨이퍼(W)의 면내에서 린스 처리의 처리량의 분포를 제어할 수 있다.
제어부(200)는, 마이크로프로세서(컴퓨터)로 이루어지는 프로세스 컨트롤러(201)를 갖고 있고, 액 처리 장치(10)의 각 구성부가 이 프로세스 컨트롤러(201)에 접속되어 제어되는 구성으로 되어 있다. 또한, 프로세스 컨트롤러(201)에는, 공정 관리자가 액 처리 장치(10)의 각 구성부를 관리하기 위해 커맨드의 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 액 처리 장치(10)의 각 구성부의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 사용자 인터페이스(202)가 접속되어 있다. 또한 프로세스 컨트롤러(201)에는, 액 처리 장치(10)에서 실행되는 각종 처리를 프로세스 컨트롤러(201)의 제어에 의해 실현하기 위한 제어 프로그램이나, 처리 조건에 따라 액 처리 장치(10)의 각 구성부에 소정의 처리를 실행시키기 위한 제어 프로그램, 즉 레시피가 저장된 기억부(203)가 접속되어 있다. 레시피는 기억부(203) 중 기억 매체(기록 매체)에 기억되어 있다. 기억 매체는, 하드디스크나 반도체 메모리여도 좋다. 또한, 다른 장치로부터, 예컨대 전용 회선을 통해 레시피를 적절하게 전송시키도록 하여도 좋다.
그리고, 필요에 따라, 사용자 인터페이스(202)로부터의 지시 등에 의해 임의의 레시피를 기억부(203)로부터 호출하여 프로세스 컨트롤러(201)에 실행시킴으로써, 프로세스 컨트롤러(201)의 제어하에, LED를 포함하는 각 부재를 제어하여, 액 처리 장치(10)에서 원하는 처리를 행한다.
다음에, 도 내지 도 6을 참조하여, 상기한 제어부(200)에 의해 액 처리 유닛(22)을 이용하여 행해지는 액 처리 방법에 대해서 설명한다. 이하에서는, LED를 이용한 경우를 예시하지만, LED에 한정되지 않고, 각종 발광 소자를 이용할 수 있다.
도 4는, 본 실시형태에 따른 액 처리 방법의 각 공정에서의 LED의 점등 상태를 도시하는 타이밍 차트이다. 도 4에서는, LED가 점등되어 있는 상태를 ON으로 나타내고, LED가 소등되어 있는 상태를 OFF로 나타낸다. 도 및 도 6은, 본 실시형태에 따른 액 처리 방법의 각 공정에서의 웨이퍼 표면의 상태를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
또한, 도 및 도 6에서, 도시를 용이하게 하기 위해, 웨이퍼(W)의 단면을 윤곽으로만 표시하고 있다.
우선, 단계 S11(반입 공정)에서는, 반입반출 스테이션(1)의 캐리어 배치부(11)에 배치된 웨이퍼 캐리어(C)로부터 반송 기구(15)에 의해 1장의 웨이퍼(W)를 취출하여 전달 선반(20)의 배치부에 배치하고, 이 동작을 연속적으로 행한다. 전달 선반(20)의 배치부에 배치된 웨이퍼(W)는, 처리 스테이션(2)의 반송 기구(24)에 의해 순차 반송되어, 어느 하나의 액 처리 유닛(22)에 반입된다. 그리고, 액 처리 유닛(22)에서, 웨이퍼(W)는, 리프트핀 플레이트(61)에 전달되어, 강하하고, 유지 부재(40)에 의해 유지된다.
그리고, 다음 단계 S12(처리액 공급 공정)에서 상온보다 높은 온도의 처리액을 사용할 때는, LED(112)를 점등하여, LED(112)에 의해 발광된, 웨이퍼(W)만이 흡수하는 파장 영역의 광을, 유지 부재(40)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)에 조사한다[도 5의 (a)]. 이것에 의해, 웨이퍼(W)에 처리액을 공급하기 전에, 웨이퍼(W)를 미리 가열한다. 웨이퍼(W)를 가열하는 온도를, 예컨대 80℃∼200℃로 할 수 있다.
한편, 웨이퍼(W)를 미리 가열하는 것은, 예컨대 SC1이나 SPM 등, 상온보다 온도가 높은 처리액을 공급할 때만이어도 좋다. LED(112)에 의해 웨이퍼(W)를 미리 가열함으로써, 처리액을 공급할 때에 처리액의 온도가 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, LED(112)에 의해, 웨이퍼(W) 이외의 다른 부재에 영향을 부여하지 않고, 웨이퍼(W)만을 가열할 수 있다.
또한, 황산과 과산화수소수를 혼합한 처리액을 기판에 공급하는 것에 의해 레지스트막을 제거하는, 소위 SPM 세정을 행하는 경우에는, 웨이퍼(W)를 미리 가열하는 것에 의해, 세정, 즉 레지스트막의 박리를 단시간에 행할 수 있다. 한편, 미리 가열하지 않을 때는, 웨이퍼(W)의 온도가 실온에서부터 상승하기 때문에, SPM 세정의 초기부터 고온으로 처리를 할 수 없고, 단시간 처리를 행한 것만으로는, 세정 부족이 발생한다.
이어서, 단계 S12(처리액 공급 공정)에서는, 유지 부재(40)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)를 회전시키면서, 회전하는 웨이퍼(W)에 처리액 공급 노즐(71)에 의해 처리액(T)을 공급한다[도 5의 (b)].
회전 구동부(50)에 의해 회전 플레이트(30)를 회전시킴으로써, 유지 부재(40)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 그리고, 회전하고 있는 웨이퍼(W)에, 처리액 공급 노즐(71)에 의해, 예컨대 DHF, SC1 등의 처리액(T)을 공급한다. 또한, 웨이퍼(W)의 회전수를, 예컨대 1000 rpm으로 할 수 있다.
예컨대 웨이퍼(W)에 구멍부(V)가 형성되어 있을 때, 웨이퍼(W)에 처리액(T)이 공급되는 것에 의해, 구멍부(V) 안에 처리액(T)이 충전된다. 또한, 이하에서는, 웨이퍼(W)에 구멍부(V)가 형성된 경우를 예시하여 설명하지만, 구멍부(V) 대신에, 웨이퍼(W)에 레지스트막으로 이루어지는 패턴이 형성된 경우라도, 마찬가지이다.
또한, 단계 S12(처리액 공급 공정)에서도, 필요에 따라, 단계 S11(반입 공정)에 계속해서 LED를 점등하여, LED에 의해 발광한 광을 웨이퍼(W)에 조사함으로써, 웨이퍼(W)를 가열하도록 하여도 좋다. 도 4에서는, 단계 S12에서, 단계 S11에 계속해서, 일정 시간 LED를 점등한 후, LED를 소등하는 예를 보여준다.
또한, 전술한 바와 같이, 탑 플레이트(110)에 설치된 LED(112)를, 예컨대 동심원형의 복수의 존으로 분할하고, 존마다 온도 제어하는 경우, 처리액에 의한 처리의 맨 처음에, 주연부의 온도가 중심부의 온도보다 높아지도록, 제어하여도 좋다. 이것에 의해, 처리액이 웨이퍼(W)에 접촉했을 때의 온도 저하를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 처리액이 주연부를 향해 흘러가는 사이에 처리액의 온도가 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, LED에 의해 웨이퍼(W)를 계속 가열하면, 웨이퍼(W)의 온도는, 예컨대 열전도에 의해, 중심부와 주연부에서 균일하게 된다. 웨이퍼(W)의 온도가 중심부와 주연부에서 균일하게 되었을 때는, LED(112)의 존 제어를 정지하여도 좋다.
계속해서, 단계 S13(린스액 공급 공정)에서는, 처리액(T)을 공급한 웨이퍼(W)에, 린스액 공급 노즐(81)에 의해, 예컨대 순수 등의 린스액(R)을 공급한다[도 5의 (c)]. 그리고, 린스액(R)을 공급하고 있는 상태에서, LED(112)에 의해 발광된, 웨이퍼(W)만이 흡수하는 파장 영역의 광을 웨이퍼(W)에 조사한다[도 5의 (d)]. 이것에 의해, 처리액 및 린스액을 직접 가열하지 않고, 웨이퍼(W)만을 직접 가열할 수 있다. 웨이퍼(W)를 가열하는 온도를, 예컨대 80℃로 할 수 있다. 이것에 의해, 후술하는 바와 같이, 린스액 공급 공정에서, LED에 의해 가열된 구멍부(V) 안의 처리액과 웨이퍼 표면을 흐르는 린스액의 온도차에 의해 대류가 발생하여, 구멍부(V) 안의 처리액이 린스액으로 용이하게 치환된다[도 5의 (e)].
또한, 웨이퍼 표면에 린스액(R)을 일정 시간 공급하여, 웨이퍼(W) 상의 처리액을 어느 정도 배출할 때까지는, LED(112)에 의해 광을 조사하지 않고[도 5의 (c)], 웨이퍼 표면의 처리액(T)이 어느 정도 제거된 후, LED(112)에 의한 광의 조사를 시작하는 것이 바람직하다[도 5의 (d)]. 린스액이 제거되지 않고 처리액이 공급된 채의 상태에서 웨이퍼(W)의 온도가 상승하면, 처리액에 의한 처리가 진행되어 버리거나, 또는 웨이퍼(W)의 면내에서의 처리액에 의한 처리 상태가 균일하지 않게 되기 때문이다.
또한, 린스액 공급 공정에서, 적어도 LED에 의해 광을 조사하는 동안은, 웨이퍼(W)의 회전수를, 처리액 공급 공정에서의 웨이퍼(W)의 회전수보다 작게 하는 것이 바람직하다.
또한, 단계 S13(린스액 공급 공정)에서는, 전술한 바와 같이, 탑 플레이트(110)에 설치된 LED(112)를, 예컨대 동심원형의 복수의 존으로 분할하고, 존마다 온도 제어하도록 하여도 좋다. 이것에 의해, 웨이퍼(W)의 직경 방향으로 온도 구배를 발생시켜, 웨이퍼 표면을 따라 직경 방향으로도 열대류를 발생시킬 수 있으면, 웨이퍼(W)와 린스액의 경계면에 의해 큰 움직임을 취할 수 있고, 처리액과 린스액을 보다 용이하게 치환할 수 있다.
이어서, 단계 S14(건조 공정)에서는, 린스액을 공급한 웨이퍼(W)에, 웨이퍼(W)를 회전시킨 상태에서, 유기 용제 공급 노즐(91)에 의해, 예컨대 IPA, HFE 등의 유기 용제(OS)를 공급한다[도 6의 (a)]. 전술한 바와 같이, 유기 용제(OS)는, 린스액보다 표면 장력이 작다. 그리고, 유기 용제(OS)를 공급할 때에, LED에 의해 발광된, 웨이퍼(W)만이 흡수하는 파장 영역의 광을 웨이퍼(W)에 조사한다[도 6의 (b)]. 이것에 의해, 유기 용제를 직접 가열하지 않고, 웨이퍼(W)만을 직접 가열할 수 있다. 그리고, 공급한 유기 용제에 의해, 웨이퍼(W)로부터 린스액을 내보내어 제거한다.
또한, 건조 공정중 일정 시간, LED(112)를 점등하여, 웨이퍼(W)를 가열함으로써, 유기 용제(OS)가 따뜻해져, 표면 장력을, 실온에서의 값보다 저하시킬 수 있기 때문에, 건조 효율이 향상된다. 또한, 구멍부(V) 대신에 패턴이 형성되어 있을 때는, 표면 장력이 저하되는 것에 의해, 패턴이 도괴되는 것을 억제하는 것이 가능해진다.
웨이퍼(W)의 회전수를, 예컨대 300 rpm으로 할 수 있다. 웨이퍼(W)를 가열하는 온도를, 예컨대 50℃로 할 수 있다.
또한, 린스액 공급 공정에서, 린스액(R)의 공급중에, LED에 의한 광의 조사를 정지하여, 웨이퍼(W)의 온도를 예컨대 실온 정도의 온도까지 낮춰도 좋다. 그 후, 건조 공정에서, 웨이퍼(W)의 온도가 낮춰진 상태로 유기 용제(OS)의 공급을 시작한 후, 웨이퍼 표면의 린스액이 유기 용제(OS)에 의해 어느 정도 제거될 때까지는, LED에 의해 광을 조사하지 않아도 좋다.
그리고, 웨이퍼(W)에 유기 용제(OS)가 공급되는 것에 의해, 구멍부(V) 안에 충전되어 있는 린스액(R)이 유기 용제(OS)로 치환된다.
그 후, 단계 S14(건조 공정)에서는, 유기 용제(OS)를 공급한 웨이퍼(W)에, LED(112)를 점등한 상태로, 건조 가스 공급 노즐(96)에 의해, 예컨대 N2 가스 등의 건조 가스(G)를 공급한다[도 6의 (c)]. 그리고, LED(112)를 점등한 상태로, 유기 용제(OS)를 제거한다. 이것에 의해, 웨이퍼(W)를 건조시킨다. 웨이퍼(W)를 가열하는 온도를, 예컨대 50℃로 할 수 있다.
또한, 단계 S14(건조 공정)에서는, 웨이퍼(W)의 온도를 상온으로 복귀시키기 위해, 도중에 LED를 소등시킨다[도 6의 (d)].
이때, 웨이퍼(W)를 회전시켜, 스핀 건조시켜도 좋다. 웨이퍼(W)의 회전수를, 예컨대 300 rpm으로 할 수 있다.
그리고, 웨이퍼(W)가 건조됨에 따라, 구멍부(V) 안도 건조된다.
이어서, 단계 S15(반출 공정)에서는, 회전 구동부(50)의 모터(53)가 정지되고, 유지 부재(40)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)의 회전도 정지된다[도 6의 (e)]. 그리고, 승강 기구(120)에 의해, 탑 플레이트(110)가 웨이퍼(W)의 전달 위치보다 위쪽 위치에 위치된다. 그 후, 실린더 기구(62a)에 의해, 리프트핀 플레이트(61)가 위쪽 위치로 이동되어, 웨이퍼(W)가 전달 위치(상측 위치)로 상승한다. 그리고, 반송 기구(24)에 의해 액 처리 유닛(22)으로부터 웨이퍼(W)를 반출하고, 전달 스테이지(19)의 전달 선반(20)에 배치하며, 반송 기구(15)에 의해 전달 선반(20)으로부터 웨이퍼 캐리어(C)에 복귀시킨다.
이상의 일련의 공정에 의해, 1장의 웨이퍼(W)의 처리가 종료된다.
다음에, 도 7을 참조하여, 본 실시형태에 있어서, 처리액에 의해 처리한 후, 기판을 린스 처리할 때에, 처리액이 기판에 잔류하는 것을 방지할 수 있어, 처리 시간을 단축할 수 있는 작용 효과를, 비교예와 대비하여 설명한다. 발광 소자에 의해 발광된 광을 조사하지 않는 경우를, 비교예로 한다.
도 7은, 린스액 공급 공정에 있어서 웨이퍼 표면의 처리액 및 린스액의 상태를 모식적으로 도시하는 단면도이다. 도 7의 (a)는, 본 실시형태에 대해서 도시하고, 도 7의 (b)는, 비교예에 대해서 도시한다.
액체의 확산에 필요한 시간(τ)은, 예컨대 식 (1)
τ∼2×L2/D (1)
단
L: 구멍부의 형상에 의해 결정되는 일정한 수
D: 확산 계수
로 나타내는 바와 같이, 확산 계수 D에 반비례한다.
또한, 용질 A의 용매 B에 대한 확산 계수 DAB에 대해서는, 예컨대 식 (2)
DAB=7.4×10-8×(ΨBMB)0.5×T/(μ×VA 0.6) (2)
단,
ΨB: 용매 B의 회합도
MB: 용매 B의 분자량
T: 절대 온도
μ: 용매 B의 점도
VA: 표준 끓는점에서의 용질 A의 분자 용량
으로 나타내는 Wilke-Chang의 식으로 설명되는 바와 같이, 절대 온도(T)에 비례한다.
상기한 일례와 같이, 온도 상승에 따라, 액체의 확산 계수(D)는 상승하고, 액체의 확산에 필요한 시간(τ)은 감소한다.
또한, 예컨대 화학편람 기초편 II(1993년 9월 30일 마루젠 주식회사 발행, 일본 화학회 편찬) II-61페이지에도 나타내어져 있는 바와 같이, 경험적으로도, 80℃에서의 순수의 확산 계수(6.517×10-9(m2/s))는, 25℃에서의 순수의 확산 계수(2.275×10-9(m2/s))보다 크다.
비교예에 따른 액 처리 방법에서는, 도 7의 (b)에 도시하는 바와 같이, 린스액 공급 공정에서, 발광 소자에 의해 발광된 광을 웨이퍼(W)에 조사하지 않는다. 이 때문에, 웨이퍼(W)는 가열되지 않아, 구멍부(V)에 잔류하는 처리액(T), 및 웨이퍼 표면에서 액막을 형성하는 린스액(R)의 온도는, 상대적으로 낮다. 따라서, 구멍부(V)에 잔류하는 처리액(T)과, 웨이퍼 표면에서 액막을 형성하는 린스액(R)이 서로 확산되는 확산 계수(D)는 상대적으로 작고, 확산에 필요한 시간(τ)은 상대적으로 길다. 그 결과, 구멍부(V)에 잔류하는 처리액(T)은, 웨이퍼 표면의 린스액(R)과 용이하게 혼합되지 않는다.
한편, 본 실시형태에서는, 도 7의 (a)에 도시하는 바와 같이, 린스액 공급 공정에서, 발광 소자(112)에 의해 발광된 광을 웨이퍼(W)에 조사하여, 웨이퍼(W)를 가열한다. 이 때문에 구멍부(V)에 잔류하는 처리액(T)의 온도는, 상대적으로 높아진다. 따라서, 구멍부(V)에 잔류하는 처리액(T)이 확산되는 확산 계수(D)는 상대적으로 크고, 확산에 필요한 시간(τ)은 상대적으로 짧다. 그 결과, 구멍부(V)에 잔류하는 처리액(T)은, 웨이퍼 표면의 린스액(R)과 용이하게 혼합된다.
일례로서, 웨이퍼(W)를 80℃로 가열한 경우, 가열하지 않는 경우와 비교하여, 확산에 필요한 시간(τ)을 약 1/3로 할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 웨이퍼(W)가 가열되면, 구멍부(V)에 잔류하는 처리액(T)의 온도가 상승하기 때문에, 린스액(R)과의 온도차가 생겨, 대류가 발생한다[도 7의 (a)]. 이 처리액(T)의 대류에 의해, 구멍부(V)에 잔류하는 처리액(T)과 린스액(R)의 혼합액은, 웨이퍼 표면의 린스액(R)과 용이하게 치환된다.
또한, 발광 소자로서 LED를 이용하는 경우에는, 점등 후, 웨이퍼(W)를 신속히 승온시킬 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 온도 제어를 정밀도 좋게 행할 수 있고, 점등 시간을 단축할 수 있다. 또한, 발광 효율도 높다. 이 때문에, 웨이퍼(W)를 가열하는 데 필요한 소비전력을 저감할 수 있다.
또한, 발광 소자가 웨이퍼(W)만이 흡수하는 파장 영역의 광을 발광하기 때문에, 주변 부재의 온도 상승을 방지할 수 있다.
이상, 본 실시형태에 의하면, 적어도 린스액 공급 공정에서, 발광 소자에 의해 발광된, 기판만이 흡수하는 파장 영역의 광을 기판에 조사하여, 기판을 가열한다. 기판이 가열되면, 잔류하는 처리액의 온도가 상승하기 때문에, 처리액이 확산되는 확산 계수가 증대되어, 잔류하는 처리액이 린스액과 용이하게 혼합된다. 또한 가열된 처리액과 웨이퍼(W)의 표면을 흐르는 린스액의 온도차에 의해 대류가 발생하여, 구멍부 안 또는 패턴 안의 처리액과 린스액의 혼합액이 린스액으로 용이하게 치환된다. 따라서, 처리액에 의해 처리한 후, 기판을 린스 처리할 때에, 처리액이 기판에 잔류하는 것을 방지할 수 있어, 처리 시간을 단축할 수 있다.
(제1 실시형태의 제1 변형예)
다음에, 도 8을 참조하여, 본 발명의 제1 실시형태의 제1 변형예에 따른 액 처리 방법에 대해서 설명한다.
본 변형예에 따른 액 처리 방법은, 반입 공정 및 처리액 공급 공정에서 LED를 점등하지 않는 점에서, 제1 실시형태에 따른 액 처리 방법과 다르다. 따라서, 본변형예에 따른 액 처리 방법을 행하기 위한 액 처리 장치는, 제1 실시형태의 액 처리 장치와 마찬가지로 할 수 있어, 설명을 생략한다.
도 8은, 본 변형예에 따른 액 처리 방법의 각 공정에서의 LED의 점등 상태를 도시하는 타이밍 차트이다.
본 변형예에서도, 제1 실시형태와 마찬가지로, 단계 S11(반입 공정)을 행한 후, 단계 S12(처리액 공급 공정)∼단계 S14(건조 공정)를 행하여, 처리액에 의한 처리, 린스 처리, 건조 처리를 행한다. 그 후, 제1 실시형태와 마찬가지로 단계 S15(반출 공정)를 행한다. 단, 본 변형예에서는, 단계 S11(반입 공정) 및 단계 S12(처리액 공급 공정)에서 LED를 점등하지 않는다.
본 변형예에서도, 적어도 린스액 공급 공정에서, 발광 소자에 의해 발광된, 기판만이 흡수하는 파장 영역의 광을 기판에 조사하여, 기판을 가열한다. 기판이 가열되면, 잔류하는 처리액의 온도가 상승하기 때문에, 처리액이 확산되는 확산 계수가 증대되어, 잔류하는 처리액이 린스액과 용이하게 혼합된다. 또한, 가열된 처리액과 웨이퍼(W)의 표면을 흐르는 린스액의 온도차에 의해 대류가 발생하여, 구멍부 안 또는 패턴 안의 처리액과 린스액의 혼합액이 린스액으로 용이하게 치환된다. 따라서, 처리액에 의해 처리한 후, 기판을 린스 처리할 때에, 처리액이 기판에 잔류하는 것을 방지할 수 있어, 처리 시간을 단축할 수 있다.
(제1 실시형태의 제2 변형예)
다음에, 도 및 도 10을 참조하여, 본 발명의 제1 실시형태의 제2 변형예에 따른 액 처리 방법에 대해서 설명한다.
본 변형예에 따른 액 처리 방법은, 반입 공정 및 처리액 공급 공정에서 LED를 점등하지 않고, 또한 건조 공정에서 유기 용제를 공급하지 않는 점에서, 제1 실시형태에 따른 액 처리 방법과 다르다. 따라서, 본 변형예에 따른 액 처리 방법을 행하기 위한 액 처리 장치는, 제1 실시형태의 액 처리 장치와 마찬가지로 할 수 있어, 설명을 생략한다. 단, 본 변형예에서는, 액 처리 장치는, 유기 용제 공급 기구(90)를 구비하지 않아도 좋다.
도 9는, 본 변형예에 따른 액 처리 방법의 각 공정에서의 LED의 점등 상태를 도시하는 타이밍 차트이다. 도 10은, 본 변형예에 따른 액 처리 방법의 각 공정에서의 웨이퍼 표면의 상태를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
또한, 도 10에서, 도시를 용이하게 하기 위해, 웨이퍼(W)의 단면을 윤곽으로만 표시하고 있다.
본 변형예에서도, 제1 실시형태와 마찬가지로, 단계 S11(반입 공정)을 행한 후, 단계 S12(처리액 공급 공정)∼단계 S14(건조 공정)를 행하여, 처리액에 의한 처리, 린스 처리, 건조 처리를 행한다. 그 후, 제1 실시형태와 마찬가지로 단계 S15(반출 공정)를 행한다. 단, 본 변형예에서는, 단계 S14(건조 공정)에서 유기 용제를 공급하지 않고, LED도 점등하지 않는다.
단계 S14(건조 공정)에서는, 린스액(R)을 공급한 웨이퍼(W)에, LED(112)를 소등한 상태에서, 건조 가스 공급 노즐(96)에 의해, 예컨대 N2 가스 등의 건조 가스(G)를 공급한다[도 10의 (a)]. 그리고, LED(112)를 소등한 상태에서, 린스액(R)을 제거하고, 건조시킨다[도 10의 (b)].
이때, 웨이퍼(W)를 회전시켜, 스핀 건조시키는 것이 바람직하다. 웨이퍼(W)의 회전수를, 예컨대 1000 rpm으로 할 수 있다.
또한, 건조 가스의 공급은, LED를 소등한 상태로 행하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 건조 처리에서, 린스액의 증발에 따라 웨이퍼 표면에 워터마크가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 웨이퍼(W)가 건조됨에 따라, 구멍부(V) 안도 건조된다.
본 변형예에서도, 적어도 린스액 공급 공정에서, 발광 소자에 의해 발광된, 기판만이 흡수하는 파장 영역의 광을 기판에 조사하여, 기판을 가열한다. 기판이 가열되면, 잔류하는 처리액의 온도가 상승하기 때문에, 처리액이 확산되는 확산 계수가 증대되어, 잔류하는 처리액이 린스액과 용이하게 혼합된다. 또한 가열된 처리액과 웨이퍼(W)의 표면을 흐르는 린스액의 온도차에 의해 대류가 발생하여, 구멍부 안 또는 패턴 안의 처리액과 린스액의 혼합액이 린스액으로 용이하게 치환된다. 따라서, 처리액에 의해 처리한 후, 기판을 린스 처리할 때에, 처리액이 기판에 잔류하는 것을 방지할 수 있어, 처리 시간을 단축할 수 있다.
(제2 실시형태)
다음에, 도 11을 참조하여, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 액 처리 장치의 개략적인 구성에 대해서 설명한다.
본 실시형태에 따른 액 처리 장치는, 액 처리 유닛에 있어서, 발광 소자가 웨이퍼의 아래쪽에 설치되어 있는 점에서, 제1 실시형태에 따른 액 처리 장치와 다르다. 또한, 본 실시형태에 따른 액 처리 장치의 액 처리 유닛 이외의 부분은, 제1 실시형태에 따른 액 처리 장치와 동일 구조이며, 설명을 생략한다.
도 11은, 본 실시형태에 따른 액 처리 유닛(22a)의 개략적인 구성을 도시하는 단면도이다.
액 처리 유닛(22a)은, 회전 플레이트(30a), 유지 부재(40), 회전 구동부(50), 기판 승강 부재(60), 처리액 공급 기구(70), 린스액 공급 기구(80), 유기 용제 공급 기구(90), 건조 가스 공급 기구(95), 배기·배액부(컵)(100), 탑 플레이트(110a), 승강 기구(120), 및 제어부(200)를 구비한다. 회전 플레이트(30a) 및 탑 플레이트(110a) 이외의 부분은, 제1 실시형태에 따른 액 처리 유닛(22)과 동일 구조이며, 설명을 생략한다.
회전 플레이트(30a)는, 베이스 플레이트(31b) 및 회전축(32)을 갖는다. 베이스 플레이트(31b)가, 수평으로 설치되고, 중앙에 원형의 구멍(31a)을 갖는 것과, 회전축(32)이, 베이스 플레이트(31b)로부터 아래쪽을 향해 연장되도록 설치되어 있고, 중심에 구멍(32a)이 형성된 원통형의 형상을 갖는 것은, 제1 실시형태와 마찬가지이다.
베이스 플레이트(31b)의 상면에는, 발광 소자(34)가 설치되어 있다. 발광 소자(34)는, 웨이퍼(W)만이 흡수하는 파장 영역의 광을 발광하고, 발광한 광을 웨이퍼(W)에 조사한다. 제1 실시형태에서 도 및 도 3을 이용하여 도시한 것과 마찬가지로, 베이스 플레이트(31b)의 상면에는, 발광 소자(34)가, 예컨대 등간격으로 대략 간극 없이 나열되어 있어도 좋다.
또한, 발광 소자(34)의 위쪽에는, 예컨대 석영에 의해 형성된 커버(34a)가 설치되어 있어도 좋다. 커버(34a)는, 처리액으로부터 발광 소자(34)를 보호하기 위한 것이다.
발광 소자(34)로서, 제1 실시형태에서의 발광 소자(112)와 마찬가지로, 예컨대 LED(발광 다이오드), 반도체 레이저 등을 이용하는 것이 바람직하다. LED(발광 다이오드) 또는 반도체 레이저가 발광하는 광은, 소정의 파장 영역에 피크 파장을 갖기 때문에, 처리액이나 린스액이 흡수되지 않고, 웨이퍼(W)만이 흡수하는 파장 영역의 광을 발광하는 것이 용이하기 때문이다.
또한, 발광 소자(34)로서, LED를 이용하면, 점등(ON) 후에 웨이퍼(W)의 온도가 상승하여 안정될 때까지의 시간을 단축할 수 있다. 또한, LED는, 발광 효율이 우수하다. 따라서, 발광 소자(34)로서, LED를 이용하면, 소비전력을 저감할 수 있다.
그리고, 베이스 플레이트(31b)의 상면에 발광 소자(34)가 설치되어 있기 때문에, 탑 플레이트(110a)의 하면에는, 발광 소자가 설치되어 있지 않아도 좋다.
본 실시형태에 따른 액 처리 방법은, 유지 부재(40)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)를 위쪽으로부터가 아닌 아래쪽으로부터 가열하는 점을 제외하고는, 제1 실시형태에 따른 액 처리 방법, 제1 실시형태의 제1 변형예에 따른 액 처리 방법, 및 제1 실시형태의 제2 변형예에 따른 액 처리 방법 중 어느 하나와 마찬가지로 할 수 있다.
본 실시형태에서도, 적어도 린스액 공급 공정에서, 발광 소자에 의해 발광된, 기판만이 흡수하는 파장 영역의 광을 기판에 조사하여, 기판을 가열한다. 기판이 가열되면, 잔류하는 처리액의 온도가 상승하기 때문에, 처리액이 확산되는 확산 계수가 증대되어, 잔류하는 처리액이 린스액과 용이하게 혼합된다. 또한 가열된 처리액과 웨이퍼(W)의 표면을 흐르는 린스액의 온도차에 의해 대류가 발생하여, 구멍부 안 또는 패턴 안의 처리액과 린스액의 혼합액이 린스액으로 용이하게 치환된다. 따라서, 처리액에 의해 처리한 후, 기판을 린스 처리할 때에, 처리액이 기판에 잔류하는 것을 방지할 수 있어, 처리 시간을 단축할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 기술했지만, 본 발명은 이러한 특정한 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 특허청구범위 내에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에서, 여러 가지의 변형·변경이 가능하다.
예컨대 처리액에 의한 처리로서, 레지스트막을 노광한 후, 예컨대 알칼리성의 현상액에 의해 현상하는 현상 처리에도 적용 가능하다. 즉, 현상 처리 후의 린스 처리에서도, 본 발명에 따른 액 처리 방법은 적용 가능하다. 그리고, LED 등의 발광 소자에 의해 발광된 광을 기판에 조사하여, 기판을 가열함으로써, 현상 처리한 후, 기판을 린스 처리할 때에, 현상액이 기판에 잔류하는 것을 방지할 수 있어, 현상 처리의 시간을 단축할 수 있다.
10: 액 처리 장치 30: 회전 플레이트
40: 유지 부재 70: 처리액 공급 기구
80: 린스액 공급 기구 90: 유기 용제 공급 기구
112: 발광 소자 200: 제어부

Claims (15)

  1. 기판을 처리액에 의해 처리하는 액 처리 장치로서,
    기판을 유지하는 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부에 유지되어 있는 기판에 처리액을 공급하는 처리액 공급부와,
    상기 기판에 린스액을 공급하는 린스액 공급부와,
    상기 기판만이 흡수하는 파장 영역의 광을 발광하고, 발광한 광을 상기 기판에 조사하는 발광 소자
    를 포함하고,
    상기 발광 소자는, 패턴을 갖는 상기 기판의 표면에 상기 발광한 광을 조사하고,
    상기 발광에 의해 웨이퍼가 가열되면, 상기 패턴 내에 잔류하는 처리액의 온도가 상승하여, 상기 린스액과 상기 처리액의 온도차에 의해 대류가 발생하는 것인 액 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 기판 유지부와, 상기 처리액 공급부와, 상기 린스액 공급부와, 상기 발광 소자를 제어하는 제어부를 구비하며,
    상기 제어부는,
    상기 기판에, 상기 처리액 공급부에 의해 처리액을 공급하고, 처리액을 공급한 상기 기판에, 상기 린스액 공급부에 의해 린스액을 공급하며, 린스액을 공급한 상기 기판을 건조시키도록 제어하고,
    적어도 린스액을 공급할 때의 한 기간에서, 상기 발광 소자에 의해 발광된 광을 상기 기판에 조사하도록 제어하는 것인 액 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 기판에 린스액을 공급할 때에, 일정 시간 린스액을 공급한 후, 상기 발광 소자에 의한 광의 조사를 시작하도록 제어하는 것인 액 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 기판은, 실리콘 기판이며,
    상기 발광 소자에 의해 발광된 광은 400 ㎚∼1000 ㎚의 파장 영역에 피크 파장을 갖는 것인 액 처리 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 기판에 유기 용제를 공급하는 유기 용제 공급부를 가지며,
    상기 제어부는,
    상기 유기 용제 공급부를 제어하는 것으로서,
    린스액을 공급한 상기 기판에, 상기 유기 용제 공급부에 의해 유기 용제를 공급하고, 공급한 유기 용제에 의해 린스액을 제거한 후, 상기 기판을 건조시키도록 제어하며,
    상기 기판에 유기 용제를 공급할 때에, 상기 발광 소자에 의해 발광된 광을 상기 기판에 조사하도록 제어하는 것인 액 처리 장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 기판에 처리액을 공급하기 전에, 상기 발광 소자에 의해 발광된 광을 상기 기판에 조사하도록 제어하는 것인 액 처리 장치.
  8. 기판을 처리액에 의해 처리하는 액 처리 방법으로서,
    기판 유지부에 유지되어 있는 기판에, 처리액 공급부에 의해 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정과,
    처리액을 공급한 상기 기판에, 린스액 공급부에 의해 린스액을 공급하는 린스액 공급 공정과,
    린스액을 공급한 상기 기판을 건조시키는 건조 공정
    을 포함하며, 적어도 상기 린스액 공급 공정의 한 기간에서, 발광 소자에 의해 발광된, 상기 기판만이 흡수하는 파장 영역의 광을 상기 기판에 조사하는 것이고,
    상기 발광 소자는, 패턴을 갖는 상기 기판의 표면에 상기 발광한 광을 조사하고,
    상기 발광에 의해 웨이퍼가 가열되면, 상기 패턴 내에 잔류하는 처리액의 온도가 상승하여, 상기 린스액과 상기 처리액의 온도차에 의해 대류가 발생하는 것 인 액 처리 방법.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서, 상기 린스액 공급 공정에서, 상기 기판에 일정 시간 린스액을 공급한 후, 상기 발광 소자에 의한 광의 조사를 시작하는 액 처리 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 린스액 공급 공정에서, 상기 기판의 표면 상에서, 상기 처리액과 상기 린스액의 사이에 대류가 발생하도록 제어하는 것인 액 처리 방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 기판은, 실리콘 기판이며,
    상기 발광 소자에 의해 발광된 광은, 400 ㎚∼1000 ㎚의 파장 영역에 피크 파장을 갖는 것인 액 처리 방법.
  13. 제8항에 있어서, 상기 건조 공정은, 린스액을 공급한 상기 기판에, 유기 용제 공급부에 의해 유기 용제를 공급하고, 공급한 유기 용제에 의해 린스액을 제거한 후, 상기 기판을 건조시키는 것이며,
    상기 건조 공정에서, 상기 기판에 유기 용제를 공급할 때에, 상기 발광 소자에 의해 발광된 광을 상기 기판에 조사하는 액 처리 방법.
  14. 제8항에 있어서, 상기 처리액 공급 공정 전에, 상기 발광 소자에 의해 발광된 광을 상기 기판에 조사하는 액 처리 방법.
  15. 컴퓨터에 제8항에 기재된 액 처리 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
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