KR101836020B1 - 희생막 제거 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

이 발명은, 복수의 지주와 당해 복수의 지주의 사이에 매설된 희생막이 형성된 기판의 표면으로부터 상기 희생막을 제거하는 희생막 제거 방법으로서, 상기 기판의 표면에 에칭액을 공급함으로써, 상기 희생막을 도중 깊이까지 제거하는 웨트 에칭 공정과, 상기 웨트 에칭 공정 후에 상기 기판의 표면에 린스액을 공급함으로써, 상기 기판의 표면에 부착되어 있는 잔류물을 씻어내는 린스 공정과, 상기 린스 공정 후에, 상기 기판의 표면의 액 성분을 제거하는 건조 공정과, 상기 건조 공정 후에 상기 기판의 표면에 에칭 가스를 공급함으로써, 상기 기판의 표면에 잔존하고 있는 희생막을 제거하는 드라이 에칭 공정을 포함한다.

Description

희생막 제거 방법 및 기판 처리 장치{SACRIFICIAL-FILM REMOVAL METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING DEVICE}
본 발명은, 반도체 기판 등의 기판의 표면에 형성된 희생막을 제거하기 위한 희생막 제거 방법, 및 표면에 희생막이 형성된 기판에 대해 에칭 처리를 실시하기 위한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 공정에서는, 반도체 웨이퍼 (이하, 간단히 「웨이퍼」 라고 한다) 의 표면에 처리액에 의한 액 처리를 실시하기 위해, 웨이퍼를 1 매씩 처리하는 매엽식의 기판 처리 장치가 사용되는 경우가 있다. 이와 같은 액 처리의 하나는, 에칭액을 웨이퍼의 주면에 공급하여 실시하는 에칭 처리이다. 이 매엽식의 기판 처리 장치는, 웨이퍼를 거의 수평으로 유지하면서 회전시키는 스핀 척과, 스핀 척에 의해 회전되는 웨이퍼 표면의 중앙부에 처리액을 토출하기 위한 노즐과, 이 노즐을 웨이퍼 상에서 이동시키는 노즐 이동 기구를 구비하고 있다.
예를 들어, 웨이퍼에 있어서 디바이스가 형성되는 디바이스 형성면에 대해 에칭 처리를 실시하고자 하는 경우에는, 웨이퍼는 디바이스 형성면을 상향으로 하여 스핀 척에 유지된다. 그리고, 스핀 척에 의해 회전되는 웨이퍼의 상면에 처리액 노즐로부터 에칭액이 토출됨과 함께, 노즐 이동 기구에 의해 처리액 노즐이 이동된다. 처리액 노즐의 이동에 수반하여, 웨이퍼의 상면에 있어서의 에칭액의 착액점이 이동한다. 이 착액점을, 웨이퍼의 상면의 회전 중심과 주연부 (周緣部) 의 사이에서 스캔시킴으로써, 웨이퍼의 상면의 전역에 에칭액을 널리 퍼지게 할 수 있다. 이로써, 웨이퍼의 상면에 에칭 처리가 실시된다 (특허문헌 1 참조).
일본 공개특허공보 2007－19161호
에칭 처리 후에는, 순수 (탈이온수) 등의 린스액이 웨이퍼에 공급됨으로써, 웨이퍼에 부착되어 있는 약액이 씻겨진다. 약액이 씻겨진 후는, 린스액보다 표면 장력이 작은 저표면 장력액 (예를 들어 IPA (이소프로필알코올) 액) 이 웨이퍼의 표면에 공급되어, 웨이퍼에 부착되어 있는 린스액이 저표면 장력액으로 치환된다. 그 후, 웨이퍼를 고속 회전 (스핀 드라이) 등 하여, 웨이퍼 표면을 건조시킴으로써, 웨이퍼에 부착되어 있는 저표면 장력액이 웨이퍼로부터 제거된다.
기판 처리 장치에 의해 실시되는 에칭 처리에는, 웨이퍼의 표면으로부터 희생막을 제거하기 위한 에칭 처리가 포함된다. 이 경우, 처리 대상의 웨이퍼로서, 그 표면에, 예를 들어 복수의 지주와, 복수의 지주의 사이에 매설된 희생막을 포함하는 패턴이 형성되어 있는 것이 있다. 그러나, 웨이퍼의 표면에 형성되어 있는 패턴이 고어스펙트비 (예를 들어, 어스펙트비가 8 이상) 를 갖는 경우에는, 웨이퍼의 건조 시에, 린스액이 갖는 표면 장력에서 기인하여 웨이퍼의 표면에 형성된 패턴을 도괴(倒壞)시킬 우려가 있다. 패턴의 도괴를 억제하기 위해서, 웨이퍼의 건조에 앞서 린스액을 저표면 장력액으로 치환한 경우여도, 패턴의 어스펙트비가 보다 높아지면 (예를 들어, 어스펙트비가 15 이상), 패턴이 도괴할 우려가 있다.
패턴의 도괴를 억제하면서 희생막을 제거하기 위해서, 본원 발명자들은, 웨트 에칭이 아니라 드라이 에칭에 의해 희생막을 제거하는 것을 검토했다. 그러나, 드라이 에칭은 에칭 효율이 낮고, 희생막의 제거에 다대한 시간을 필요로 하는 것이 판명되었다.
그래서, 본 발명은, 패턴의 도괴를 억제 또는 방지하면서, 장시간을 필요로 하지 않고 기판의 표면으로부터 희생막을 제거할 수 있는 희생막 제거 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 발명은, 복수의 지주와 당해 복수의 지주의 사이에 매설된 희생막이 형성된 기판의 표면으로부터 상기 희생막을 제거하는 희생막 제거 방법으로서, 상기 기판의 표면에 에칭액을 공급함으로써, 상기 희생막을 도중 깊이까지 제거하는 웨트 에칭 공정과, 상기 웨트 에칭 공정 후에 상기 기판의 표면에 린스액을 공급함으로써, 상기 기판의 표면에 부착되어 있는 잔류물을 씻어내는 린스 공정과, 상기 린스 공정 후에, 상기 기판의 표면의 액 성분을 제거하는 건조 공정과, 상기 건조 공정 후에 상기 기판의 표면에 에칭 가스를 공급함으로써, 상기 기판의 표면에 잔존하고 있는 희생막을 제거하는 드라이 에칭 공정을 포함하는, 희생막 제거 방법을 제공한다.
이 방법에 의하면, 웨트 에칭 공정에 있어서 복수의 지주의 사이에 매설되어 있는 희생막은, 그 전부가 제거되지 않고, 그 도중 깊이까지 제거된다. 웨트 에칭 공정에 있어서 제거되지 않았던 희생막은, 건조 공정 후, 드라이 에칭 공정에 있어서 제거된다. 요컨대, 이 방법에 의하면, 드라이 에칭과, 드라이 에칭보다 에칭 효율이 높은 웨트 에칭을 병용하고 있기 때문에, 희생막의 제거를 비교적 단시간에 실행할 수 있다.
린스액의 표면 장력은, 각 지주 중 희생막으로부터 노출되어 있는 부분에 작용한다. 웨트 에칭 공정에서는, 희생막이 그 도중 깊이까지밖에 제거되지 않는다. 그 때문에, 희생막의 전부를 웨트 에칭에 의해 제거하는 경우와 비교해서, 그 후의 건조 공정에 있어서 린스액의 표면 장력이 각 지주에 주는 영향을 작게 할 수 있다. 이로써, 건조 공정에 있어서 지주의 도괴를 억제 또는 방지할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 방법은, 상기 린스 공정 후, 상기 건조 공정에 앞서, 상기 기판의 표면에, 상기 린스액보다 표면 장력이 작은 저표면 장력액을 공급하여, 상기 기판의 표면의 린스액을 상기 저표면 장력액으로 치환하는 저표면 장력액 치환 공정을 추가로 포함한다.
이 방법에 의하면, 린스 공정 후, 린스액보다 표면 장력이 작은 저표면 장력액이 기판의 표면에 공급되어, 복수의 지주간에 개재되는 린스액이 저표면 장력액으로 치환된다. 이로써, 각 지주에 작용하는 표면 장력이 저하되기 때문에, 건조 시에 있어서의 지주의 도괴를, 보다 유효하게 억제 또는 방지할 수 있다.
또, 상기 기판의 표면에는 상기 복수의 지주를 지지하는 지지막이 추가로 형성되어 있고, 그 지지막에는 복수의 구멍부가 형성되고, 상기 웨트 에칭 공정에서는, 상기 복수의 구멍부에 대응하는 부분의 희생막으로부터 상기 에칭액에 의한 제거를 개시하도록 해도 된다.
이 방법에 의하면, 복수의 지주는 지지막에 의해 지지되어 있기 때문에, 지주의 도괴를 보다 유효하게 억제 또는 방지할 수 있다. 웨트 에칭 공정은, 구멍부에 대응하는 부분의 희생막으로부터 개시되어, 그 구멍부로부터 진입한 에칭액은, 희생막을 에칭하고, 지지막과 희생막의 사이에 공간을 형성한다. 그 후의 드라이 에칭 공정에서는, 에칭 가스가 상기 공간에 공급되어, 희생막의 전역에 균일하게 작용한다. 이로써, 희생막의 에칭을 균일하게 실시할 수 있다.
상기 방법은, 상기 지지막의 표면에는 자연 산화막이 형성되어 있고, 상기 웨트 에칭 공정에 앞서, 상기 지지막의 표면에 형성된 상기 자연 산화막을 제거하는 전처리 공정을 추가로 포함하고 있어도 된다.
지지막의 표면에는, 자연 산화막이 형성되어 있는 경우가 있다. 자연 산화막이 형성된 상태로 웨트 에칭 공정을 실시하면, 당해 자연 산화막이 방해가 되어, 균일하게 희생막의 에칭이 진행되지 않을 우려가 있다.
그래서, 상기 방법과 같이, 웨트 에칭 공정에 앞서 자연 산화막을 제거하는 전처리 공정을 실행함으로써, 희생막이 불균일하게 에칭되는 것을 효과적으로 억제 또는 방지할 수 있다.
또, 이 발명은, 복수의 지주와 당해 복수의 지주의 사이에 매설된 희생막이 형성된 기판을 유지하는 기판 유지 유닛과, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판에 에칭액을 공급하기 위한 에칭액 공급 유닛과, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판에 에칭 가스를 공급하기 위한 에칭 가스 공급 유닛과, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판에 린스액을 공급하기 위한 린스액 공급 유닛과, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판을 회전시키기 위한 기판 회전 유닛과, 상기 에칭액 공급 유닛, 상기 에칭 가스 공급 유닛, 상기 린스액 공급 유닛 및 상기 기판 회전 유닛을 제어하는 제어 유닛을 포함하고, 상기 제어 유닛은, 상기 기판의 표면에 에칭액을 공급함으로써, 상기 희생막을 도중 깊이까지 제거하는 웨트 에칭 공정과, 상기 웨트 에칭 공정 후에 상기 기판의 표면에 린스액을 공급함으로써, 상기 기판의 표면에 부착되어 있는 잔류물을 씻어내는 린스 공정과, 상기 린스 공정 후에, 상기 기판의 표면의 액 성분을 제거하는 건조 공정과, 상기 건조 공정 후에 상기 기판의 표면에 에칭 가스를 공급함으로써, 상기 기판의 표면에 잔존하고 있는 희생막을 제거하는 드라이 에칭 공정을 실행하는, 기판 처리 장치를 제공한다.
이 구성에 의하면, 웨트 에칭 공정에 있어서 복수의 지주의 사이에 매설되어 있는 희생막은, 그 전부가 제거되지 않고, 그 도중 깊이까지 제거된다. 웨트 에칭 공정에 있어서 제거되지 않았던 희생막은, 건조 공정 후, 드라이 에칭 공정에 있어서 제거된다. 요컨대, 이 구성에 의하면, 드라이 에칭과, 드라이 에칭보다 에칭 효율이 높은 웨트 에칭을 병용하고 있기 때문에, 희생막의 제거를 비교적 단시간에 실행할 수 있다.
린스액의 표면 장력은, 각 지주 중 희생막으로부터 노출되어 있는 부분에 작용한다. 웨트 에칭 공정에서는, 희생막이 그 도중 깊이까지밖에 제거되지 않는다. 그 때문에, 희생막의 전부를 웨트 에칭에 의해 제거하는 경우와 비교해서, 그 후의 건조 공정에 있어서 린스액의 표면 장력이 각 지주에 주는 영향을 작게 할 수 있다. 이로써, 건조 공정에 있어서 지주의 도괴를 억제 또는 방지할 수 있다.
이 경우, 상기 기판 유지 유닛은, 상기 기판을 유지하는 제 1 기판 유지 유닛과, 상기 기판을 유지하는 제 2 기판 유지 유닛을 포함하고 있어도 된다. 상기 기판 처리 장치는, 기판에 대해 에칭액을 사용한 웨트 에칭 처리를 실시하기 위한 웨트 처리 챔버와, 상기 웨트 처리 챔버와 격리하여 형성되고, 상기 웨트 에칭 처리 후의 기판에 대해, 에칭 가스를 사용한 드라이 에칭 처리를 실시하기 위한 드라이 처리 챔버를 추가로 포함하고 있어도 된다. 상기 웨트 처리 챔버는, 상기 기판 유지 유닛, 상기 기판 회전 유닛, 상기 에칭액 공급 유닛, 및 상기 린스액 공급 유닛을 수용하고, 상기 드라이 처리 챔버는, 상기 기판 유지 유닛 및 상기 에칭 가스 공급 유닛을 수용해도 된다.
이 구성에 의하면, 웨트 처리 챔버에 있어서, 웨트 에칭 공정, 린스 공정 및 건조 공정이 실행되고, 드라이 처리 챔버에 있어서, 드라이 에칭 공정이 실행된다. 이로써, 1 매의 기판에 대한 에칭 처리를, 복수의 챔버에 걸쳐 양호하게 실행할 수 있다.
또, 상기 기판 처리 장치는, 상기 기판 유지 유닛, 상기 기판 회전 유닛, 상기 에칭액 공급 유닛, 상기 린스액 공급 유닛, 및 상기 에칭 가스 공급 유닛을 일괄하여 수용하는 처리 챔버를 추가로 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 웨트 에칭 공정, 린스 공정, 건조 공정 및 드라이 에칭 공정을 하나의 기판에 대해 연속적으로 실행할 수 있다. 이로써, 1 매의 기판에 대한 에칭 처리를, 비교적 단시간에 실시할 수 있다.
이 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판에 상기 린스액보다 표면 장력이 작은 저표면 장력액을 공급하기 위한 저표면 장력액 공급 유닛을 추가로 가지며, 상기 제어 유닛은, 상기 린스 공정 후, 상기 건조 공정에 앞서, 상기 기판의 표면에 상기 저표면 장력액을 공급하여 상기 기판의 표면의 린스액을 상기 저표면 장력액으로 치환하는 저표면 장력액 치환 공정을 실시해도 된다.
이 구성에 의하면, 린스 공정 후, 린스액보다 표면 장력이 작은 저표면 장력액이 기판의 표면에 공급되어, 복수의 지주간에 개재되는 린스액이 저표면 장력액으로 치환된다. 이로써, 각 지주에 작용하는 표면 장력이 저하되기 때문에, 건조 시에 있어서의 지주의 도괴를 보다 유효하게 억제 또는 방지할 수 있다.
이 경우, 상기 기판 유지 유닛은, 상기 기판을 유지하는 제 1 기판 유지 유닛과, 상기 기판을 유지하는 제 2 기판 유지 유닛을 포함하고 있어도 된다. 상기 기판 처리 장치는, 기판에 대해 에칭액을 사용한 웨트 에칭 처리를 실시하기 위한 웨트 처리 챔버와, 상기 웨트 처리 챔버와 격리하여 형성되고, 상기 웨트 에칭 처리 후의 기판에 대해, 에칭 가스를 사용한 드라이 에칭 처리를 실시하기 위한 드라이 처리 챔버를 추가로 포함하고 있어도 된다. 상기 웨트 처리 챔버는, 상기 기판 유지 유닛, 상기 기판 회전 유닛, 상기 에칭액 공급 유닛, 상기 린스액 공급 유닛, 및 상기 저표면 장력액 공급 유닛을 수용하고, 상기 드라이 처리 챔버는, 상기 기판 유지 유닛 및 상기 에칭 가스 공급 유닛을 수용해도 된다.
이 구성에 의하면, 웨트 처리 챔버에 있어서, 웨트 에칭 공정, 린스 공정, 저표면 장력액 공급 공정 및 건조 공정이 실행되고, 드라이 처리 챔버에 있어서, 드라이 에칭 공정이 실행된다. 이로써, 1 매의 기판에 대한 에칭 처리를, 복수의 챔버에 걸쳐 양호하게 실행할 수 있다.
또, 상기 기판 유지 유닛, 상기 기판 회전 유닛, 상기 에칭액 공급 유닛, 상기 린스액 공급 유닛, 상기 저표면 장력액 공급 유닛, 및 상기 에칭 가스 공급 유닛을 일괄하여 수용하는 처리 챔버를 추가로 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 웨트 에칭 공정, 린스 공정, 저표면 장력액 공급 공정, 건조 공정 및 드라이 에칭 공정을, 하나의 기판에 대해 연속적으로 실행할 수 있다. 이로써, 1 매의 기판에 대한 에칭 처리를, 비교적 단시간에 실시할 수 있다.
본 발명에 있어서의 전술한, 또는 추가로 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 기술하는 실시형태의 설명에 의해 밝혀진다.
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 웨트 처리 유닛의 내부를 수평 방향으로 본 모식도이다.
도 3 은, 도 1 에 나타내는 드라이 처리 유닛의 내부를 수평 방향으로 본 모식도이다.
도 4a 는, 도 1 에 나타내는 기판 처리 장치의 처리 대상을 설명하기 위한 모식적인 평면도이다.
도 4b 는, 도 4a 의 절단면선 IVB－IVB 에서 본 단면도이다.
도 5a－5b 는, 도 4a 에 나타내는 처리 대상의 패턴 형성 공정을 나타내는 단면도이다.
도 5c－5d는, 도 5b 의 다음의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5e 는, 도 5d 의 다음의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6a 는, 도 1 에 나타내는 웨트 처리 유닛에 있어서의 에칭 처리의 처리 예를 나타내는 플로우 차트이다.
도 6b 는, 도 1 에 나타내는 드라이 처리 유닛에 있어서의 에칭 처리의 처리예를 나타내는 플로우 차트이다.
도 7a－7b 는, 에칭 처리의 처리예를 설명하기 위한 도해적인 도면이다.
도 7c－7d 는, 에칭 처리의 처리예를 설명하기 위한 도해적인 도면이다.
도 7e－7f 는, 에칭 처리의 처리예를 설명하기 위한 도해적인 도면이다.
도 8 은, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 웨트 처리 유닛의 내부를 수평 방향으로 본 모식도이다.
도 9 는, 도 8 에 나타내는 웨트 처리 유닛에 있어서의 에칭 처리의 처리예를 나타내는 플로우 차트이다.
도 10 은, 희생막의 에칭량을 비교하기 위한 표이다.
도 11 은, 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 12 는, 도 11 에 나타내는 처리 유닛의 내부를 수평 방향으로 본 모식도이다.
도 13 은, 도 12 에 나타내는 처리 유닛에 있어서의 에칭 처리의 처리예를 나타내는 플로우 차트이다.
도 14 는, 본 발명의 변형예에 관련된 기판 처리 장치를 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 15 는, 도 14 에 나타내는 기판 처리 장치를 수평 방향으로 본 모식도이다.
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 의 개략 구성을 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치 (1) 는, 반도체 기판 (이하, 간단히 「웨이퍼 (W)」 라고 한다) 을 1 매씩 처리하는 매엽식의 장치이다. 기판 처리 장치 (1) 는, 예를 들어, 웨이퍼 (W) 의 표면으로부터, 폴리실리콘 (Poly－Si) 으로 이루어지는 희생막 (73) (도 4b 참조) 을 제거하기 위한 기판 처리 장치이다.
기판 처리 장치 (1) 는, 수용기로서의 복수의 캐리어 (C) 를 유지하는 수용기 유지 유닛으로서의 로드 포트 (LP), 웨이퍼 (W) 에 대해 에칭액을 사용한 웨트 에칭 처리를 실시하기 위한 웨트 처리 유닛 (2) 과, 웨이퍼 (W) 에 대해 에칭 가스를 사용한 드라이 에칭 처리를 실시하기 위한 드라이 처리 유닛 (3) 을 포함한다. 웨트 처리 유닛 (2) 및 드라이 처리 유닛 (3) 은, 이 실시형태에서는, 각각 2 대씩 형성되어 있다. 웨트 처리 유닛 (2) 은, 웨트 처리실 (4) 내에 배치되어 있다. 또, 드라이 처리 유닛 (3) 은, 드라이 처리실 (5) 내에 배치되어 있다. 웨트 처리실 (4) 및 드라이 처리실 (5) 은, 이 실시형태에서는, 서로 이웃하도록 배치되어 있다.
기판 처리 장치 (1) 는, 또한 로드 포트 (LP) 에 위치되는 인덱서 로봇 (IR) 과, 인덱서 로봇 (IR) 과 웨트 처리 유닛 (2) 및 드라이 처리 유닛 (3) 의 사이에서 웨이퍼 (W) 를 반송하는 센터 로봇 (CR) 과, 기판 처리 장치 (1) 에 구비된 장치의 동작이나 밸브의 개폐를 제어하는 제어 장치 (6) 를 포함한다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 로드 포트 (LP), 웨트 처리 유닛 (2) 및 드라이 처리 유닛 (3) 은, 각각 수평 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다. 복수매의 웨이퍼 (W) 를 수용하는 복수의 캐리어 (C) 는, 평면에서 보아, 수평한 배열 방향 (D) 으로 배열되어 있다. 인덱서 로봇 (IR) 은, 캐리어 (C) 로부터 센터 로봇 (CR) 에 복수매의 웨이퍼 (W) 를 1 매씩 반송하고, 센터 로봇 (CR) 으로부터 캐리어 (C) 에 복수매의 웨이퍼 (W) 를 1 매씩 반송한다. 동일하게, 센터 로봇 (CR) 은, 인덱서 로봇 (IR) 으로부터 웨트 처리 유닛 (2) 에 복수매의 웨이퍼 (W) 를 1 매씩 반입한다. 또, 센터 로봇 (CR) 은, 웨트 처리 유닛 (2) 으로부터 웨이퍼 (W) 를 반출하고, 드라이 처리 유닛 (3) 에 웨이퍼 (W) 를 반입한다.
인덱서 로봇 (IR) 은, 평면에서 보아 U 자상의 2 개의 핸드 (H) 를 포함한다. 2 개의 핸드 (H) 는, 상이한 높이로 배치되어 있다. 각 핸드 (H) 는, 웨이퍼 (W) 를 수평한 자세로 지지한다. 인덱서 로봇 (IR) 은, 핸드 (H) 를 수평 방향 및 연직 방향으로 이동시킨다. 또한, 인덱서 로봇 (IR) 은, 연직선 축 둘레로 회전 (자전) 함으로써, 핸드 (H) 의 방향을 변경한다. 인덱서 로봇 (IR) 은, 수도 (受渡) 위치 (도 1 에 나타내는 위치) 를 지나는 경로를 따라 배열 방향 (D) 으로 이동한다. 수도 위치는, 평면에서 보아, 인덱서 로봇 (IR) 및 센터 로봇 (CR) 이 배열 방향 (D) 에 직교하는 방향에 대향하는 위치이다. 인덱서 로봇 (IR) 은, 임의의 캐리어 (C) 및 센터 로봇 (CR) 에 핸드 (H) 를 대향시킨다. 인덱서 로봇 (IR) 은, 핸드 (H) 를 이동시킴으로써, 캐리어 (C) 에 웨이퍼 (W) 를 반입하는 반입 동작과, 캐리어 (C) 로부터 웨이퍼 (W) 를 반출하는 반출 동작을 실시한다. 또, 인덱서 로봇 (IR) 은, 센터 로봇 (CR) 과 협동하여, 인덱서 로봇 (IR) 및 센터 로봇 (CR) 의 일방으로부터 타방으로 웨이퍼 (W) 를 이동시키는 수도 동작을 수도 위치에서 실시한다.
또, 센터 로봇 (CR) 은, 인덱서 로봇 (IR) 과 마찬가지로, 평면에서 보아 U 자상의 2 개의 핸드 (H) 를 포함한다. 2 개의 핸드 (H) 는, 상이한 높이로 배치되어 있다. 각 핸드 (H) 는, 웨이퍼 (W) 를 수평한 자세로 지지한다. 센터 로봇 (CR) 은, 핸드 (H) 를 수평 방향 및 연직 방향으로 이동시킨다. 또한, 센터 로봇 (CR) 은, 연직선 축 둘레로 회전 (자전) 함으로써, 핸드 (H) 의 방향을 변경한다. 센터 로봇 (CR) 은, 평면에서 보아, 웨트 처리 유닛 (2) 및 드라이 처리 유닛 (3) 에 둘러싸여 있다. 센터 로봇 (CR) 은, 웨트 처리 유닛 (2) 또는 드라이 처리 유닛 (3), 혹은 인덱서 로봇 (IR) 에 핸드 (H) 를 대향시킨다. 그리고, 센터 로봇 (CR) 은, 핸드 (H) 를 이동시킴으로써, 웨트 처리 유닛 (2) 및 드라이 처리 유닛 (3) 에 웨이퍼 (W) 를 반입하는 반입 동작과, 웨트 처리 유닛 (2) 및 드라이 처리 유닛 (3) 으로부터 웨이퍼 (W) 를 반출하는 반출 동작을 실시한다. 또, 센터 로봇 (CR) 은, 인덱서 로봇 (IR) 과 협동하여, 인덱서 로봇 (IR) 및 센터 로봇 (CR) 의 일방으로부터 타방으로 웨이퍼 (W) 를 이동시키는 수도 동작을 실시한다.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 웨트 처리 유닛 (2) 의 내부를 수평 방향으로 본 모식도이다.
웨트 처리 유닛 (2) 은, 격벽에 의해 구획된 웨트 처리실 (4) 내에, 웨이퍼 (W) 를 유지하기 위한 스핀 척 (10) (제 1 기판 유지 유닛) 과, 스핀 척 (10) 에 유지되어 있는 웨이퍼 (W) 에 에칭액을 공급하기 위한 에칭액 공급 유닛 (11) 과, 스핀 척 (10) 에 유지되어 있는 웨이퍼 (W) 에 린스액을 공급하기 위한 린스액 공급 유닛 (12) 을 포함한다.
스핀 척 (10) 은, 이 실시형태에서는, 협지식의 것이 채용되고 있다. 스핀 척 (10) 은, 전동 모터 (13) (기판 회전 유닛) 와, 전동 모터 (13) 의 구동축과 일체화되고, 연직으로 연장되는 통형상의 회전축 (14) 과, 회전축 (14) 의 상단에 거의 수평으로 장착된 원판상의 스핀 베이스 (15) 와, 스핀 베이스 (15) 의 상면의 주연부에 둘레 방향을 따라 소정 간격 (예를 들어 등간격) 으로 배치된 복수개 (적어도 3 개. 예를 들어 6 개) 의 협지 부재 (16) 를 포함한다.
각 협지 부재 (16) 는, 스핀 베이스 (15) 의 상면으로부터 일정한 간격을 둔 상방의 기판 유지 높이 (도 2 의 위치 참조) 에 있어서, 웨이퍼 (W) 를 수평으로 유지하도록 구성되어 있다. 협지 부재 (16) 에는, 예를 들어, 회전축 (14) 의 회전에 따라 협지 부재 (16) 를 가동시키는 공지된 링크 기구가 장착되어 있다. 링크 기구는, 예를 들어 스핀 베이스 (15) 내에 수납되어 있다. 스핀 척 (10) 은, 협지 부재 (16) 를 웨이퍼 (W) 의 주연부에 맞닿게 하여 협지함으로써, 웨이퍼 (W) 가 스핀 척 (10) 에 강고하게 유지된다. 전동 모터 (13) 로부터의 회전 구동력이 회전축 (14) 에 입력됨으로써, 협지 부재 (16) 에 의해 유지된 웨이퍼 (W) 는, 웨이퍼 (W) 의 중심을 통과하는 연직인 회전축선 (A) 둘레로 스핀 베이스 (15) 와 일체적으로 회전된다. 또한, 협지식의 스핀 척 (10) 대신에, 예를 들어, 웨이퍼 (W) 의 이면을 진공 흡착함으로써, 웨이퍼 (W) 를 수평한 자세로 유지하고, 또한 그 상태에서 회전축선 (A) 둘레로 회전함으로써, 그 유지한 웨이퍼 (W) 를 회전시키는 진공 흡착식의 스핀 척이 채용되어도 된다.
에칭액 공급 유닛 (11) 은, 에칭액 노즐 (19) 을 포함한다. 에칭액 노즐 (19) 은, 연속류의 상태로 액을 토출하는 스트레이트 노즐에 의해 구성되어 있다. 에칭액 노즐 (19) 은, 그 토출구를, 웨이퍼 (W) 의 표면 중앙부로 향한 상태에서, 웨트 처리실 (4) 내에 있어서 고정적으로 배치되어 있다. 에칭액 노즐 (19) 에는, 에칭액 공급원으로부터 에칭액이 공급되는 에칭액 배관 (20) 이 접속되어 있다. 에칭액 배관 (20) 에는, 에칭액 배관 (20) 을 개폐하기 위한 에칭액 밸브 (21) 가 개재되어 있다. 에칭액 밸브 (21) 가 열리면, 에칭액 배관 (20) 으로부터 에칭액 노즐 (19) 에 에칭액이 공급된다. 에칭액 밸브 (21) 가 닫혀지면, 에칭액 배관 (20) 으로부터 에칭액 노즐 (19) 로의 에칭액의 공급이 정지된다. 에칭액으로서는, 예를 들어 TMAH (Tetra methyl ammonium hydroxide ： 수산화테트라메틸암모늄) 나, HF (hydrofluoric acid ： 불산), DHF (Diluted hydrofluoric acid ： 희불산) 등을 예시할 수 있다.
린스액 공급 유닛 (12) 은, 린스액 노즐 (24) 을 포함한다. 린스액 노즐 (24) 은, 연속류의 상태로 액을 토출하는 스트레이트 노즐에 의해 구성되어 있다. 린스액 노즐 (24) 에는, 린스액 공급원으로부터 린스액이 공급되는 린스액 배관 (25) 이 접속되어 있다. 린스액 배관 (25) 에는, 린스액 배관 (25) 을 개폐하기 위한 린스액 밸브 (26) 가 개재되어 있다. 린스액 밸브 (26) 가 열리면, 린스액 배관 (25) 으로부터 린스액 노즐 (24) 에 린스액이 공급된다. 린스액 밸브 (26) 가 닫혀지면, 린스액 배관 (25) 으로부터 린스액 노즐 (24) 로의 린스액의 공급이 정지된다. 린스액은, 예를 들어 DIW 이지만, DIW 에 한정하지 않고, 탄산수, 전해 이온수, 수소수, 오존수 및 희석 농도 (예를 들어, 10 ppm ∼ 100 ppm 정도) 의 염산수 중 어느 것이어도 된다.
린스액 노즐 (24) 에는, 스핀 척 (10) 의 상방에 있어서 수평면 내에서 요동 가능한 노즐 아암 (29) 이 장착되어 있다. 노즐 아암 (29) 에는, 아암 구동 기구 (30) 가 접속되어 있고, 아암 구동 기구 (30) 의 구동력이 노즐 아암 (29) 에 전달됨으로써 노즐 아암 (29) 이 스핀 척 (10) 의 상방에 있어서 요동된다. 요컨대, 린스액 노즐 (24) 은, 노즐 아암 (29) 의 요동에 의해 웨이퍼 (W) 의 표면에 있어서의 린스액의 착액 위치가 스캔되는, 이른바 스캔 노즐이다.
웨트 처리 유닛 (2) 은, 또한, 웨트 처리실 (4) 내에 질소 가스를 공급하기 위한 질소 가스 공급 유닛 (32) 과, 스핀 척 (10) 에 유지되어 있는 웨이퍼 (W) 의 표면에 DHF 를 공급하여 웨이퍼 (W) 의 표면에 형성된 자연 산화막 (74) (도 4b 참조) 을 제거하기 위한 DHF 공급 유닛 (33) 을 포함한다.
질소 가스 공급 유닛 (32) 은, 질소 가스 노즐 (35) 을 포함한다. 질소 가스 노즐 (35) 은, 스트레이트 노즐에 의해 구성되어 있다. 질소 가스 노즐 (35) 은, 그 토출구를, 웨이퍼 (W) 의 표면 중앙부로 향한 상태에서, 웨트 처리실 (4) 내에 있어서 고정적으로 배치되어 있다. 질소 가스 노즐 (35) 에는, 질소 가스 공급원으로부터 질소 가스가 공급되는 질소 가스 배관 (36) 이 접속되어 있다. 질소 가스 배관 (36) 에는, 질소 가스 배관 (36) 을 개폐하기 위한 질소 가스 밸브 (37) 가 개재되어 있다. 질소 가스 밸브 (37) 가 열리면, 질소 가스 배관 (36) 으로부터 질소 가스 노즐 (35) 에 질소 가스가 공급된다. 질소 가스 밸브 (37) 가 닫혀지면, 질소 가스 배관 (36) 으로부터 질소 가스 노즐 (35) 로의 질소 가스의 공급이 정지된다.
DHF 공급 유닛 (33) 은, DHF 노즐 (39) 을 포함한다. DHF 노즐 (39) 은, 연속류의 상태로 액을 토출하는 스트레이트 노즐에 의해 구성되어 있다. DHF 노즐 (39) 은, 그 토출구를, 웨이퍼 (W) 의 표면 중앙부로 향한 상태에서, 웨트 처리실 (4) 내에 있어서 고정적으로 배치되어 있다. DHF 노즐 (39) 에는, DHF 공급원으로부터 DHF 가 공급되는 DHF 배관 (40) 이 접속되어 있다. DHF 배관 (40) 에는, DHF 배관 (40) 을 개폐하기 위한 DHF 밸브 (41) 가 개재되어 있다. DHF 밸브 (41) 가 열리면, DHF 배관 (40) 으로부터 DHF 노즐 (39) 에 DHF 가 공급된다. DHF 밸브 (41) 가 닫혀지면, DHF 배관 (40) 으로부터 DHF 노즐 (39) 로의 DHF 의 공급이 정지된다.
또한, 에칭액 노즐 (19) 및 DHF 노즐 (39) 은, 웨트 처리실 (4) 내에 고정적으로 배치되어 있을 필요는 없고, 예를 들어, 전술한 린스액 노즐 (24) 과 같이, 스핀 척 (10) 상방에 있어서 수평면 내에서 요동 가능한 아암에 장착되고, 이 아암의 요동에 의해 웨이퍼 (W) 의 표면에 있어서의 DHF 의 착액 위치가 스캔되는, 이른바 스캔 노즐의 형태가 채용되어도 된다.
도 3 은, 도 1 에 나타내는 드라이 처리 유닛 (3) 의 내부를 수평 방향으로 본 모식도이다.
드라이 처리 유닛 (3) 은, 격벽에 의해 구획된 드라이 처리실 (5) 내에, 웨이퍼 (W) 를 정지시킨 상태로 유지하기 위한 지지 부재 (44) (제 2 기판 유지 유닛) 와, 드라이 처리실 (5) 내에 에칭 가스를 공급하기 위한 가스 공급 유닛 (45) (에칭 가스 공급 유닛) 을 포함한다.
지지 부재 (44) 는, 베이스부 (46) 와 베이스부 (46) 의 상면의 주연부에 둘레 방향을 따라 등간격으로 배치된 복수개 (적어도 3 개. 예를 들어 6 개) 의 지지핀 (47) 을 포함한다. 지지핀 (47) 은, 베이스부 (46) 의 상면으로부터 일정한 간격을 둔 상방의 기판 지지 높이에 있어서, 웨이퍼 (W) 를 수평으로 지지하도록 구성되어 있다.
가스 공급 유닛 (45) 은, 가스 공급 플레이트 (49) 를 포함한다. 가스 공급 플레이트 (49) 는, 지지 부재 (44) 의 상방에 배치되어 있다. 보다 구체적으로, 가스 공급 플레이트 (49) 는, 지지 부재 (44) 의 상방에 있어서, 웨이퍼 (W) 의 상면에 대향하도록 드라이 처리실 (5) 내에 고정적으로 배치되어 있다. 가스 공급 플레이트 (49) 는, 예를 들어 원판상으로 형성되어 있고, 웨이퍼 (W) 보다 큰 외경을 가지고 있다. 가스 공급 플레이트 (49) 에는, 불화수소 공급원 (53) 으로부터 불화수소가 공급되는 불화수소 배관 (50) 이 접속되어 있다. 불화수소 공급원 (53) 으로부터 공급된 불화수소는, 불화수소 배관 (50) 을 통하여 가스 공급 플레이트 (49) 의, 예를 들어 웨이퍼 (W) 의 상면과 대향하는 대향면에 형성된 복수의 처리액 공급공 (도시 생략) 으로부터 웨이퍼 (W) 의 표면을 향하여 토출된다.
불화수소 배관 (50) 에는, 불화수소 배관 (50) 을 개폐하기 위한 불화수소 밸브 (51) 및 불화수소 유량 조절 밸브 (52) 가 개재되어 있다. 불화수소 밸브 (51) 가 열리면, 불화수소 배관 (50) 으로부터 가스 공급 플레이트 (49) 에 불화수소가 공급되고, 또, 불화수소 밸브 (51) 가 닫혀지면, 불화수소 배관 (50) 으로부터 가스 공급 플레이트 (49) 로의 불화수소의 공급이 정지된다. 불화수소 유량 조절 밸브 (52) 는, 불화수소 배관 (50) 의 개도를 조절함으로써, 가스 공급 플레이트 (49) 로부터 토출되는 불화수소의 토출 유량을 조정한다.
드라이 처리 유닛 (3) 은, 추가로, 각각 드라이 처리실 (5) 내를 감압하기 위한 제 1 감압 유닛 (54) 과 제 2 감압 유닛 (55) 을 포함한다.
제 1 감압 유닛 (54) 은, 드라이 펌프 (56) 를 포함한다. 드라이 펌프 (56) 는, 감압용 배관 (57) 을 통하여 드라이 처리실 (5) 에 접속되어 있다. 감압용 배관 (57) 에는, 감압용 배관 (57) 을 개폐하기 위한 감압용 밸브 (58), 및 감압 조절 밸브 (59) 가 개재되어 있다.
제 2 감압 유닛 (55) 은, 로터리 펌프 (61) 및 터보 분자 펌프 (62) 를 포함한다. 로터리 펌프 (61) 및 터보 분자 펌프 (62) 는, 진공용 배관 (63) 을 통하여 드라이 처리실 (5) 에 접속되어 있다. 진공용 배관 (63) 에는, 진공용 배관 (63) 을 개폐하기 위한 진공용 밸브 (64), 및 진공 조절 밸브 (65) 가 개재되어 있다.
드라이 펌프 (56) 의 구동이 정지되어 있는 상태에서, 로터리 펌프 (61) 및 터보 분자 펌프 (62) 의 쌍방이 구동됨과 함께, 진공용 밸브 (64) 가 열리면, 드라이 처리실 (5) 내가 진공 상태가 된다. 또, 진공용 밸브 (64) 가 닫혀지면, 드라이 처리실 (5) 내가 진공 상태로부터 해제된다.
로터리 펌프 (61) 및 터보 분자 펌프 (62) 의 쌍방의 구동이 정지되어 있는 상태에서, 드라이 펌프 (56) 가 구동되고, 또한 감압용 밸브 (58) 가 열리면, 드라이 처리실 (5) 내가 감압 상태가 된다. 드라이 처리실 (5) 내의 감압 정도는, 감압 조절 밸브 (59) 에 의해 조절된다. 또, 감압용 밸브 (58) 가 닫혀지면, 드라이 처리실 (5) 내가 감압 상태로부터 해제된다.
제어 장치 (6) 에는, 인덱서 로봇 (IR), 센터 로봇 (CR), 전동 모터 (13), 아암 구동 기구 (30), 에칭액 밸브 (21), 린스액 밸브 (26), 질소 가스 밸브 (37), DHF 밸브 (41), 불화수소 밸브 (51), 불화수소 유량 조절 밸브 (52), 드라이 펌프 (56), 감압용 밸브 (58), 감압 조절 밸브 (59), 터보 분자 펌프 (62), 로터리 펌프 (61), 진공용 밸브 (64), 진공 조절 밸브 (65) 등이 제어 대상으로서 접속되어 있다.
도 4a 는, 기판 처리 장치 (1) 의 처리 대상인 웨이퍼 (W) 를 설명하기 위한 모식적인 평면도이다. 도 4b 는, 도 4a 의 절단면선 IVB－IVB 에서 본 단면도이다. 또한, 도 4a 는, 웨이퍼 (W) 의 표면을 부분적으로 추출한 평면도이다.
도 4a 및 4b 에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치 (1) 의 처리 대상인 웨이퍼 (W) 의 표면에는, 복수의 실린더 (67) (지주) 와, 관통공 (68) (구멍부) 을 가지며, 웨이퍼 (W) 의 표면과 간격을 둔 상태에서 복수의 실린더 (67) 를 지지하는 브릿지 (69) (지지막) 를 포함하는 패턴 (70) 이 형성되어 있다.
웨이퍼 (W) 는, 도 4b 의 단면도에 나타내는 바와 같이, 실리콘 기판 (71) 과 실리콘 기판 (71) 의 표면에 형성된 에칭 스토퍼층 (72) 을 포함한다. 에칭 스토퍼층 (72) 은, 예를 들어 질화실리콘 (SiN) 으로 이루어지고, 에칭 처리 시에 있어서의 과잉 에칭을 방지하기 위해서 형성되어 있다. 에칭 스토퍼층 (72) 의 표면에는, 예를 들어 폴리실리콘으로 이루어지는 희생막 (73) 과 질화실리콘으로 이루어지는 브릿지 (69) 가 이 순서에 의해 적층되어 있다.
복수의 실린더 (67) 는, 예를 들어 질화티탄 (TiN) 으로 이루어지는 전극 재료에 의해 형성되어 있고, 도 4a 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (W) 의 표면을 법선 방향에서 본 평면에서 보아 도트상으로 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, 실린더 (67) 는, 당해 평면에서 보아, 서로 직교하는 방향으로 각각 등간격을 둔 행렬상의 배열로 정렬하여 배치되어 있다.
또, 복수의 실린더 (67) 는, 도 4b 에 나타내는 바와 같이, 희생막 (73) 및 브릿지 (69) 를 관통하여 에칭 스토퍼층 (72) 에 이르도록 형성되어 있다. 복수의 실린더 (67) 는, 브릿지 (69) 의 표면으로부터 더욱 상방을 향하여 돌출하도록 형성되어 있다. 요컨대, 실린더 (67) 의 에칭 스토퍼층 (72) 으로부터의 높이 (T1) 는, 희생막 (73) 의 막두께 (T2) 보다 크게 형성되어 있다. 이 때, 각 실린더 (67) 의 어스펙트비 (실린더 (67) 의 높이 (T1) 를, 서로 이웃하는 실린더 (67) 간의 거리 (L1) 와 실린더 (67) 의 폭 (L2) 의 합으로 나눈 값) 는, 예를 들어 15 이상이다.
도 4a, 4b 에 나타내는 바와 같이, 열방향 및 행방향의 쌍방에 관하여, 서로 이웃하는 4 개의 실린더 (67) 에 의해 둘러싸이는 각각의 영역에는, 브릿지 (69) 를 관통하여 희생막 (73) 을 노출시키는 관통공 (68) 이 형성되어 있다. 관통공 (68) 은, 당해 평면에서 보아, 서로 직교하는 방향으로 각각 등간격을 둔 행렬상의 배열로 정렬하여 배치되어 있다. 각 관통공 (68) 은, 실린더 (67) 의 주위에 있어서, 당해 관통공 (68) 의 바로 외방을 둘러싸는 4 개의 실린더 (67) 의 위치를 정점으로 하는 정방형의 무게 중심 위치에 배치되어 있다. 희생막 (73), 브릿지 (69) 및 실린더 (67) 의 각 표면을 덮도록, 예를 들어, 산화실리콘 (SiO2) 을 포함하는 자연 산화막 (74) 이 형성되어 있다.
또한, 복수의 실린더 (67) 의 어스펙트비가 비교적 낮은 경우에는, 반드시 웨이퍼 (W) 의 표면에 브릿지 (69) 를 형성하지 않아도 된다.
다음으로, 도 5a ∼ 5e 를 참조하여, 패턴 (70) 의 형성 공정에 대해 설명한다. 도 5a ∼ 5e 는, 도 4a 에 나타내는 처리 대상인 웨이퍼 (W) 의 패턴 (70) 형성 공정을 나타내는 단면도이다. 도 5a ∼ 5e 는, 모두 도 4b 에 대응하는 단면도이다.
처리 대상인 웨이퍼 (W) 를 형성하려면, 먼저, 실리콘 기판 (71) 과 에칭 스토퍼층 (72) 을 포함하는 웨이퍼 (W) 가 준비된다. 다음으로, 에칭 스토퍼층 (72) 의 표면에 폴리실리콘이 퇴적되어 희생막 (73) 이 형성된다. 희생막 (73) 이 형성된 후, 도 5a 에 나타내는 바와 같이, 희생막 (73) 의 표면에 질화실리콘이 퇴적되어 브릿지 (69) 가 형성된다. 폴리실리콘의 퇴적 및 질화실리콘의 퇴적은, 예를 들어 CVD 법 (Chemical Vapor Deposition ： 화학 기상 성장법) 에 의해 실시된다.
브릿지 (69) 가 형성된 후, 실린더 (67) 를 형성해야 할 영역에 선택적으로 개구를 갖는 하드 마스크 (75) 가 브릿지 (69) 의 표면에 형성된다. 하드 마스크 (75) 가 형성된 후, 도 5b 에 나타내는 바와 같이, 하드 마스크 (75) 를 에칭 마스크로 하여 브릿지 (69) 및 희생막 (73) 이 에칭된다. 이로써, 실린더 (67) 용의 개구 (76) 가 형성된다.
실린더 (67) 용의 개구 (76) 가 형성된 후, 도 5c 에 나타내는 바와 같이, 하드 마스크 (75) 의 표면과 면일 (面一) 이 되도록 질화티탄이 실린더 (67) 용의 개구 (76) 에 매립된다. 질화티탄의 매립은, 예를 들어 CVD 법에 의해 실시된다. 실린더 (67) 용의 개구 (76) 외에 퇴적된 질화티탄은, CMP 법 (Chemical Mechanical Polishing ： 화학 기계 연마법) 에 의해 제거된다. 이로써, 하드 마스크 (75) 의 표면과 면일이 되도록 질화티탄이 실린더 (67) 용의 개구 (76) 에 매립된다.
질화티탄이 실린더 (67) 용의 개구 (76) 에 매립된 후, 도 5d 에 나타내는 바와 같이, 하드 마스크 (75) 가 에칭 처리에 의해 제거된다. 이로써, 브릿지 (69) 의 표면으로부터 돌출하는 실린더 (67) 가 형성된다.
실린더 (67) 가 형성된 후, 도 5e 에 나타내는 바와 같이, 브릿지 (69) 의 표면이 선택적으로 에칭 처리됨으로써, 희생막 (73) 을 노출시키는 관통공 (68) 이 소정의 위치에 형성된다. 그리고, 희생막 (73), 브릿지 (69) 및 실린더 (67) 의 각 표면을 덮도록, 자연 산화막 (74) 이 형성된다. 이상의 공정을 거쳐, 도 4b 에 나타내는 처리 대상으로서의 웨이퍼 (W) 를 얻을 수 있다.
이와 같이 하여, 에칭 스토퍼층 (72), 실린더 (67), 희생막 (73), 브릿지 (69), 및 자연 산화막 (74) 이 실리콘 기판 (71) 상에 형성된다. 이와 같은 구성을 갖는 웨이퍼 (W) 에 대해, 기판 처리 장치 (1) 에서는, 웨트 처리 유닛 (2) 에 있어서 웨트 에칭 처리가 실시되고, 또한 드라이 처리 유닛 (3) 에 있어서 드라이 에칭 처리가 실시된다.
도 6a 는, 도 1 에 나타내는 웨트 처리 유닛 (2) 에 의한 웨트 에칭 처리의 처리예를 나타내는 플로우 차트이다.
도 6a 를 참조하면, 기판 처리 장치 (1) 는, 웨이퍼 (W) 를 웨트 처리실 (4) 내에 반입하는 스텝 S1 의 웨이퍼 반입과, 스텝 S2 의 웨이퍼 (W) 의 회전 개시를 거친 후, 웨이퍼 (W) 의 표면에 DHF 를 공급하는 스텝 S3 의 자연 산화막 제거 공정 (전처리 공정) 과, 웨이퍼 (W) 의 표면에 린스액을 공급하는 스텝 S4 의 제 1 린스 공정과, 웨이퍼 (W) 의 표면에 에칭액을 공급하여 희생막 (73) 의 일부를 제거하는 스텝 S5 의 희생막 프리 에칭 공정 (웨트 에칭 공정) 과, 웨이퍼 (W) 의 표면에 린스액을 공급하는 스텝 S6 의 제 2 린스 공정과, 웨이퍼 (W) 의 표면으로부터 액 성분을 제거하여 건조시키는 스텝 S7 의 건조 공정과, 처리 완료된 웨이퍼 (W) 를 웨트 처리실 (4) 외로 반출하는 스텝 S8 의 웨이퍼 반출이 순차적으로 실시된다.
도 6b 는, 도 1 에 나타내는 드라이 처리 유닛 (3) 에 의한 드라이 에칭 처리의 처리예를 나타내는 플로우 차트이다.
도 6b 를 참조하면, 기판 처리 장치 (1) 는, 드라이 처리실 (5) 내에 웨트 에칭 처리 완료된 웨이퍼 (W) 를 반입하는 스텝 S9 의 웨이퍼 반입과, 드라이 처리실 (5) 내를 감압하는 스텝 S10 의 감압 공정과, 드라이 처리실 (5) 내에 에칭 가스를 공급하는 스텝 S11 의 드라이 에칭 공정과, 드라이 처리실 (5) 내의 압력을 상압으로 되돌리는 스텝 S12 의 감압 해제 공정과, 드라이 에칭 처리 완료된 웨이퍼 (W) 를 드라이 처리실 (5) 외로 반출하는 스텝 S13 의 웨이퍼 반출이 순차적으로 실시된다.
도 7a ∼ 도 7f 는, 웨트 에칭 처리 및 드라이 에칭 처리의 처리예를 설명하기 위한 도해적인 도면이다. 이하, 도 1 ∼ 도 7f 를 참조하면서, 기판 처리 장치 (1) 에 의한 에칭 처리 (웨트 에칭 처리 및 드라이 에칭 처리) 의 처리예에 대해, 보다 구체적으로 설명한다. 도 7a ∼ 도 7f 는, 모두 도 4b 에 대응하는 단면도이다.
먼저, 웨트 처리 유닛 (2) 에 의한 웨트 에칭 처리를 개시하는데 있어서, 제어 장치 (6) 는, 인덱서 로봇 (IR) 을 제어하여, 도 5e 의 공정을 거쳐 캐리어 (C) 에 수용된 웨이퍼 (W) 를, 당해 캐리어 (C) 로부터 소정의 수도 위치까지 반송한다. 또, 제어 장치 (6) 는, 센터 로봇 (CR) 을 제어하여, 웨이퍼 (W) 를 상기 수도 위치에서 인덱서 로봇 (IR) 으로부터 센터 로봇 (CR) 에 주고 받아, 웨트 처리실 (4) 에 웨이퍼 (W) 를 반입한다 (도 6a 의 스텝 S1 ： 웨이퍼 반입). 웨트 처리실 (4) 에 반입된 웨이퍼 (W) 는, 소정의 패턴 (70) 이 형성된 표면을 상방을 향한 상태로 스핀 척 (10) 에 의해 유지된다.
스핀 척 (10) 에 웨이퍼 (W) 가 유지된 후, 제어 장치 (6) 는, 전동 모터 (13) 를 제어하여, 웨이퍼 (W) 를 회전 개시시킨다 (도 6a 의 스텝 S2 ： 회전 개시). 웨이퍼 (W) 는, 예를 들어 미리 정하는 회전 속도까지 상승되고, 그 회전 속도로 유지된다.
웨이퍼 (W) 가 소정의 회전 속도까지 가속된 후, 제어 장치 (6) 는, 도 7a 에 나타내는 바와 같이, DHF 밸브 (41) (도 2 참조) 를 열어, DHF 노즐 (39) 로부터 DHF 를 웨이퍼 (W) 의 표면 중앙부를 향하여 토출시킨다 (도 6a 의 스텝 S3 ： 자연 산화막 제거 공정). 웨이퍼 (W) 의 표면 중앙부에 착액된 DHF 는, 웨이퍼 (W) 의 회전 원심력에 의해 웨이퍼 (W) 의 표면 중앙부로부터 웨이퍼 (W) 의 표면 주연부로 확산되고, 이로써, 희생막 (73), 브릿지 (69) 및 실린더 (67) 의 각 표면을 덮는 자연 산화막 (74) 이 제거된다.
캐리어 (C) 로부터 반송된 웨이퍼 (W) 의 표면, 보다 구체적으로는, 희생막 (73), 브릿지 (69) 및 실린더 (67) 의 각 표면에는, 자연 산화막 (74) (도 5e 참조) 이 형성되어 있는 경우가 있다. 자연 산화막 (74) 이 형성된 상태로 희생막 (73) 을 제거하는 스텝 S5 의 희생막 프리 에칭 공정을 실시하면, 자연 산화막 (74) 이 방해가 되어, 균일하게 희생막 (73) 의 에칭이 진행되지 않을 우려가 있다. 그래서, 스텝 S5 의 희생막 프리 에칭 공정에 앞서 스텝 S3 의 자연 산화막 제거 공정을 실행함으로써, 희생막 (73) 이 불균일하게 에칭되는 것을 효과적으로 억제 또는 방지할 수 있다.
DHF 의 공급 개시부터 미리 정하는 시간이 경과하면, 제어 장치 (6) 는, DHF 밸브 (41) 를 닫아, 웨이퍼 (W) 의 표면으로의 DHF 의 공급을 정지한다.
DHF 의 공급이 정지된 후, 제어 장치 (6) 는, 린스액 밸브 (26) (도 2 참조) 를 열어, 린스액 노즐 (24) 로부터 린스액을 웨이퍼 (W) 의 표면을 향하여 토출시킨다 (도 6a 의 스텝 S4 ： 제 1 린스 공정). 또, 제어 장치 (6) 는, 아암 구동 기구 (30) 를 제어하여, 예를 들어 노즐 아암 (29) 을 웨이퍼 (W) 의 표면 주연부로부터 웨이퍼 (W) 의 표면 중앙부를 향하여 요동시킨다. 이로써, 린스액 노즐 (24) 은, 웨이퍼 (W) 의 표면 주연부로부터 웨이퍼 (W) 의 표면 중앙부를 향하여 이동된다. 또, 린스액 노즐 (24) 로부터의 린스액이 유도되는 웨이퍼 (W) 의 표면 상의 공급 위치는, 웨이퍼 (W) 의 표면 주연부로부터 웨이퍼 (W) 의 표면 중앙부에 이르는 범위 내를, 웨이퍼 (W) 의 회전 방향과 교차하는 원호상의 궤적을 그리면서 이동한다. 이로써, 린스액은, 웨이퍼 (W) 의 표면의 전역에 널리 퍼져, 웨이퍼 (W) 의 표면에 잔류한 DHF 및 자연 산화막 (74) 등의 잔류물을 씻어낸다.
린스액의 공급 개시부터 미리 정하는 시간이 경과하면, 제어 장치 (6) 는, 린스액 밸브 (26) 를 닫아, 웨이퍼 (W) 의 표면으로의 린스액의 공급을 정지한다. 또, 제어 장치 (6) 는, 아암 구동 기구 (30) 를 제어하여, 노즐 아암 (29) 의 요동을 정지시킨다.
린스액의 공급이 정지된 후, 제어 장치 (6) 는, 도 7B 에 나타내는 바와 같이, 에칭액 밸브 (21) (도 2 참조) 를 열어, 에칭액 노즐 (19) 로부터 에칭액 (예를 들어 TMAH) 을 웨이퍼 (W) 의 표면 중앙부를 향하여 토출시킨다 (도 6a 의 스텝 S5 ： 희생막 프리 에칭 공정). 웨이퍼 (W) 의 표면 중앙부에 착액된 에칭액은, 웨이퍼 (W) 의 회전 원심력에 의해 웨이퍼 (W) 의 표면 중앙부로부터 웨이퍼 (W) 의 표면 주연부로 확산된다.
웨이퍼 (W) 의 표면에 공급된 에칭액은, 브릿지 (69) 에 형성된 관통공 (68) 에 진입하고, 웨이퍼 (W) 의 표면과 브릿지 (69) 의 사이에 매설된 희생막 (73) 을 에칭한다. 스텝 S5 의 희생막 프리 에칭 공정에 있어서, 웨이퍼 (W) 의 표면과 브릿지 (69) 의 사이에 매설되어 있는 희생막 (73) 은, 그 전부가 제거되지 않고, 그 도중 깊이까지 제거된다.
에칭액의 공급 개시부터 미리 정하는 시간이 경과하여 희생막 (73) 이 도중 깊이까지 에칭으로 제거되면, 제어 장치 (6) 는, 에칭액 밸브 (21) 를 닫아, 웨이퍼 (W) 의 표면으로의 에칭액의 공급을 정지한다.
에칭액의 공급이 정지된 후, 제어 장치 (6) 는, 도 7c 에 나타내는 바와 같이, 린스액 밸브 (26) (도 2 참조) 를 열어, 린스액 노즐 (24) 로부터 린스액 (예를 들어 DIW) 을 웨이퍼 (W) 의 표면 중앙부를 향하여 토출시킨다 (도 6a 의 스텝 S6 ： 제 2 린스 공정). 또, 제어 장치 (6) 는, 아암 구동 기구 (30) 를 제어하여, 예를 들어 노즐 아암 (29) 을 웨이퍼 (W) 의 표면 주연부로부터 웨이퍼 (W) 의 표면 중앙부를 향하여 요동시킨다. 이로써, 린스액 노즐 (24) 은, 웨이퍼 (W) 의 표면 주연부로부터 웨이퍼 (W) 의 표면 중앙부를 향하여 이동된다. 또, 린스액 노즐 (24) 로부터의 린스액이 유도되는 웨이퍼 (W) 의 표면 상의 공급 위치는, 웨이퍼 (W) 의 표면 주연부로부터 웨이퍼 (W) 의 표면 중앙부에 이르는 범위 내를, 웨이퍼 (W) 의 회전 방향과 교차하는 원호상의 궤적을 그리면서 이동한다. 이로써, 린스액은, 웨이퍼 (W) 의 표면의 전역에 널리 퍼져, 웨이퍼 (W) 의 표면에 잔류한 에칭액 및 희생막 (73) 등의 잔류물을 씻어낸다.
린스액의 공급 개시부터 미리 정하는 시간이 경과하면, 제어 장치 (6) 는, 린스액 밸브 (26) 를 닫아, 웨이퍼 (W) 의 표면으로의 린스액의 공급을 정지한다.
린스액의 공급이 정지된 후, 제어 장치 (6) 는, 전동 모터 (13) 를 제어하여, 웨이퍼 (W) 의 회전 속도를 그 때까지의 회전 속도보다 고속의 회전 속도로 상승시켜, 웨이퍼 (W) 에 부착되어 있는 린스액 등의 액 성분을 털어내어 건조되는 스핀 드라이 처리가 실시된다 (도 6a 의 스텝 S7 ： 건조 공정). 또, 제어 장치 (6) 는, 질소 가스 밸브 (37) 를 제어하여, 질소 가스 노즐 (35) 로부터 질소 가스를 웨트 처리실 (4) 내에 토출한다. 질소 가스를 웨트 처리실 (4) 내에 공급함으로써, 웨이퍼 (W) 의 표면의 린스액의 건조가 촉진되고, 이로써 웨이퍼 (W) 의 건조 시간을 단축할 수 있다.
스텝 S7 의 건조 공정에서는, 인접하는 실린더 (67) 의 사이에 남은 린스액의 표면 장력이 실린더 (67) 에 작용한다. 그 표면 장력은, 희생막 (73) 으로부터 노출되어 있는 실린더 (67) 가 길수록 커진다고 생각된다. 스텝 S5 의 희생막 프리 에칭 공정에서는 희생막 (73) 의 전부를 제거하고 있지 않기 때문에, 실린더 (67) 의 노출 길이를 비교적 작게 할 수 있다. 이 때문에, 스텝 S7 의 건조 공정에서의 실린더 (67) 의 도괴를 억제 또는 방지할 수 있다.
미리 정하는 시간에 걸쳐 스텝 S7 의 건조 공정이 실행된 후, 제어 장치 (6) 는, 전동 모터 (13) 를 제어하여, 웨이퍼 (W) 의 회전을 정지시킨다.
웨이퍼 (W) 의 회전이 정지된 후, 제어 장치 (6) 는, 센터 로봇 (CR) 을 제어하여, 웨트 처리실 (4) 로부터 웨트 에칭 처리 완료된 웨이퍼 (W) 를 반출한다 (도 6a 의 스텝 S8 ： 웨이퍼 반출).
제어 장치 (6) 는, 센터 로봇 (CR) 을 제어하여, 웨트 에칭 처리 완료된 웨이퍼 (W) 를 드라이 처리실 (5) 에 반입한다 (도 6b 의 스텝 S9 ： 웨이퍼 반입). 드라이 처리실 (5) 에 반입된 웨이퍼 (W) 는, 웨트 에칭 처리가 실시된 표면을 상방을 향한 상태로 지지 부재 (44) 에 의해 유지된다.
지지 부재 (44) 에 웨이퍼 (W) 가 유지된 후, 제어 장치 (6) 는, 로터리 펌프 (61) 및 터보 분자 펌프 (62), 그리고 드라이 펌프 (56) (도 3 참조) 를 제어하여, 드라이 펌프 (56) 의 구동을 정지시킨 상태로, 로터리 펌프 (61) 및 터보 분자 펌프 (62) 의 쌍방을 구동시킨다 (도 6b 의 스텝 S10 ： 감압 공정). 또, 제어 장치 (6) 는, 진공용 밸브 (64) 를 열어, 진공 조절 밸브 (65) 를 제어함으로써, 드라이 처리실 (5) 내를 진공 가스빼기한다. 이로써, 드라이 처리실 (5) 내가 소정의 기압으로 감압이 된다.
로터리 펌프 (61) 및 터보 분자 펌프 (62) 의 구동으로부터 미리 정하는 시간이 경과하면, 제어 장치 (6) 는, 로터리 펌프 (61) 및 터보 분자 펌프 (62) 의 구동을 정지시킨다. 또, 제어 장치 (6) 는, 진공용 밸브 (64) 및 진공 조절 밸브 (65) 를 정지시켜, 로터리 펌프 (61) 및 터보 분자 펌프 (62) 에 의한 드라이 처리실 (5) 의 감압을 정지시킨다.
로터리 펌프 (61) 및 터보 분자 펌프 (62) 가 정지된 후, 제어 장치 (6) 는, 드라이 펌프 (56), 그리고 로터리 펌프 (61) 및 터보 분자 펌프 (62) 를 제어하여, 로터리 펌프 (61) 및 터보 분자 펌프 (62) 의 구동을 정지시킨 상태로, 드라이 펌프 (56) 를 구동한다. 또, 제어 장치 (6) 는, 감압 조절 밸브 (59) 를 연다. 이로써, 드라이 처리실 (5) 내가 감압이 된 상태로 유지된다.
드라이 펌프 (56) 의 구동으로부터 미리 정하는 시간이 경과하면, 제어 장치 (6) 는, 불화수소 밸브 (51) (도 3 참조) 를 연다 (도 6b 의 스텝 S11 ： 드라이 에칭 공정). 불화수소 밸브 (51) 가 열리면, 도 7e 에 나타내는 바와 같이, 불화수소 공급원 (53) 이 감압되고, 불화수소가 기화됨과 함께, 가스 공급 플레이트 (49) 를 통해 불화수소 가스가 드라이 처리실 (5) 에 공급된다. 이로써, 스텝 S5 의 희생막 프리 에칭 공정에 있어서 제거되지 않았던 웨이퍼 (W) 의 표면과 브릿지 (69) 의 사이에 매설된 희생막 (73) 이 제거된다. 또한, 불화수소 가스의 가스 유량은, 필요에 따라 (예를 들어, 제거해야 할 희생막 (73) 의 막두께에 따라) 불화수소 유량 조절 밸브 (52) 에 의해 조절된다.
또, 이 때, 희생막 (73) 의 일부가 스텝 S5 의 희생막 프리 에칭 공정에 있어서 제거되고 있기 때문에, 스텝 S11 의 드라이 에칭 공정의 개시 시에, 희생막 (73) 과 브릿지 (69) 의 사이에 소정의 두께를 갖는 공간 (77) 이 형성되어 있다. 도 7e 에 있어서 화살표로 나타내는 바와 같이, 공간 (77) 에 불화수소 가스가 널리 퍼짐으로써, 희생막 (73) 에 대해 불화수소 가스가 균일하게 공급되어 희생막 (73) 의 에칭이 균일하게 진행된다. 그 결과, 도 7f 에 나타내는 바와 같이, 실린더 (67) 의 도괴를 억제 또는 방지하면서, 희생막 (73) 을 균일하게 에칭할 수 있다.
스텝 S11 의 드라이 에칭 공정 전에 웨트 에칭이 실시되어 있지 않은 경우에는, 희생막 (73) 의 에칭은 관통공 (68) 에서 노출된 지점부터 개시된다. 즉, 에칭 제거하고자 하는 희생막 (73) 의 전체면이 노출되어 있지 않은 상태로 에칭을 개시하기 때문에, 에칭이 불균일이 될 우려가 있다.
미리 정하는 스텝 S11 의 드라이 에칭 공정 시간을 경과하면, 제어 장치 (6) 는, 불화수소 밸브 (51) 를 닫아, 불화수소의 공급을 정지시킨다. 또, 제어 장치 (6) 는, 드라이 펌프 (56) 의 구동을 정지시킴과 함께, 감압 조절 밸브 (59) 를 닫는다 (도 6b 의 스텝 S12 ： 감압 해제 공정). 이로써, 드라이 처리실 (5) 내의 감압이 해제되어, 대기압으로 돌아온다.
스텝 S12 의 감압 해제 공정이 실행된 후, 제어 장치 (6) 는, 센터 로봇 (CR) 을 제어하여, 드라이 처리실 (5) 로부터 드라이 에칭 처리 완료된 웨이퍼 (W) 를 반출한다 (도 6b 의 스텝 S13 ： 웨이퍼 반출). 또, 제어 장치 (6) 는, 인덱서 로봇 (IR) 을 제어하여, 당해 처리 완료된 웨이퍼 (W) 를 소정의 수도 위치에서 센터 로봇 (CR) 으로부터 인덱서 로봇 (IR) 에 주고 받아, 캐리어 (C) 에 당해 처리 완료된 웨이퍼 (W) 를 수용한다.
이상과 같이, 이 실시형태에 의하면, 스텝 S5 의 희생막 프리 에칭 공정에 있어서, 복수의 실린더 (67) 의 사이에 매설되어 있는 희생막 (73) 은, 그 전부가 제거되지 않고, 그 도중 깊이까지 제거된다. 스텝 S5 의 희생막 프리 에칭 공정에 있어서 제거되지 않았던 희생막 (73) 은, 스텝 S7 의 건조 공정 후, 스텝 S11 의 드라이 에칭 공정에 있어서 제거된다.
스텝 S7 의 건조 공정에 있어서 린스액의 표면 장력이 각 실린더 (67) 에 작용하는 지점은, 각 실린더 (67) 중 희생막 (73) 으로부터 노출되어 있는 부분이다. 스텝 S5 의 희생막 프리 에칭 공정에서는 희생막 (73) 을 그 도중 깊이까지밖에 제거하고 있지 않기 때문에, 각 실린더 (67) 중 희생막 (73) 으로부터 노출되어 있는 부분은, 희생막 (73) 의 전부를 제거하는 경우보다 작아져, 린스액의 표면 장력이 각 실린더 (67) 에 주는 영향을 작게 할 수 있다. 이로써, 스텝 S7 의 건조 공정에 있어서 실린더 (67) 의 도괴를 억제 또는 방지할 수 있다.
또, 스텝 S5 의 희생막 프리 에칭 공정을 실시함으로써, 브릿지 (69) 와 희생막 (73) 의 사이에 공간 (77) 이 형성된다. 공간 (77) 이 형성됨으로써, 스텝 S11 의 드라이 에칭 공정의 개시와 함께, 에칭하고자 하는 희생막 (73) 의 전체면에 불화수소 가스가 널리 퍼져, 희생막 (73) 을 균일하게 에칭할 수 있게 된다.
또, 기판 처리 장치 (1) 의 구성에 의하면, 웨트 처리 유닛 (2) 에 있어서, 스텝 S5 의 희생막 프리 에칭 공정, 스텝 S6 의 제 2 린스 공정 및 스텝 S7 의 건조 공정이 실행되고, 드라이 처리 유닛 (3) 에 있어서, 스텝 S11 의 드라이 에칭 공정이 실행된다. 이로써, 1 매의 웨이퍼 (W) 에 대한 에칭 처리를, 복수의 처리 유닛 (2, 3) 에 걸쳐 양호하게 실행할 수 있다.
도 8 은, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (101) 의 웨트 처리 유닛 (102) 의 내부를 수평 방향으로 본 모식도이다.
기판 처리 장치 (101) 에 관련된 웨트 처리 유닛 (102) 은, 격벽에 의해 구획된 웨트 처리실 (104) 내에, 웨이퍼 (W) 를 유지하기 위한 스핀 척 (110) (기판 유지 유닛) 과 스핀 척 (110) 에 유지되어 있는 웨이퍼 (W) 에 에칭액을 공급하기 위한 에칭액 공급 유닛 (111) 과 스핀 척 (110) 에 유지되어 있는 웨이퍼 (W) 에 린스액을 공급하기 위한 린스액 공급 유닛 (112) 과 웨트 처리실 (104) 내에 질소 가스를 공급하기 위한 질소 가스 공급 유닛 (132) 과 스핀 척 (110) 에 유지되어 있는 웨이퍼 (W) 의 표면에 DHF 를 공급하여 자연 산화막 (74) 을 제거하기 위한 DHF 공급 유닛 (133) 을 포함한다.
제 2 실시형태에 관련된 웨트 처리 유닛 (102) 의 스핀 척 (110), 에칭액 공급 유닛 (111), 린스액 공급 유닛 (112), 질소 가스 공급 유닛 (132) 및 DHF 공급 유닛 (133) 은, 각각, 전술한 제 1 실시형태에 관련된 웨트 처리 유닛 (2) 의 스핀 척 (10), 에칭액 공급 유닛 (11), 린스액 공급 유닛 (12), 질소 가스 공급 유닛 (32) 및 DHF 공급 유닛 (33) 과 동일한 구성이다.
제 2 실시형태에 관련된 에칭액 공급 유닛 (111) 은, 노즐 아암 (129) 을 구비하고 있다. 노즐 아암 (129) 에는, 아암 구동 기구 (130) 가 접속되어 있고, 아암 구동 기구 (130) 의 구동력이 노즐 아암 (129) 에 전달됨으로써 노즐 아암 (129) 이 스핀 척 (110) 의 상방에 있어서 요동된다. 제 2 실시형태에 관련된 노즐 아암 (129) 및 아암 구동 기구 (130) 는, 전술한 제 1 실시형태에 관련된 노즐 아암 (29) 및 아암 구동 기구 (30) 와 동일한 구성이다. 그 때문에, 도 8 에 있어서 도 2 와 동등한 구성에는, 동일한 참조 부호를 첨부하여, 설명을 생략한다.
제 2 실시형태에 관련된 웨트 처리 유닛 (102) 은, 추가로 전술한 린스액 보다 표면 장력이 작은 저표면 장력액으로서의 액체의 IPA (Isopropyl alcohol ： 이소프로필알코올) 를 웨이퍼 (W) 의 표면에 공급하기 위한 IPA 공급 유닛 (180) (저표면 장력액 공급 유닛) 을 포함한다.
IPA 공급 유닛 (180) 은 IPA 노즐 (181) 을 포함한다. IPA 노즐 (181) 은, 연속류의 상태로 액을 토출하는 스트레이트 노즐에 의해 구성되어 있다. IPA 노즐 (181) 에는, IPA 공급원으로부터 IPA 가 공급되는 IPA 배관 (182) 이 접속되어 있다. IPA 배관 (182) 에는, IPA 배관 (182) 을 개폐하기 위한 IPA 밸브 (183) 가 개재되어 있다. IPA 밸브 (183) 가 열리면, IPA 배관 (182) 으로부터 IPA 노즐 (181) 에 IPA 가 공급되고, 또, IPA 밸브 (183) 가 닫혀지면, IPA 배관 (182) 으로부터 IPA 노즐 (181) 로의 IPA 의 공급이 정지된다.
IPA 노즐 (181) 은, 전술한 린스액 노즐 (24) 과 마찬가지로, 노즐 아암 (129) 에 장착되어 있다. 요컨대, IPA 노즐 (181) 은, 노즐 아암 (129) 의 요동에 의해 웨이퍼 (W) 의 표면에 있어서의 IPA 의 착액 위치가 스캔되는, 이른바 스캔 노즐이다.
제어 장치 (106) 에는, 인덱서 로봇 (IR), 센터 로봇 (CR), 전동 모터 (13), 아암 구동 기구 (130), 에칭액 밸브 (21), 린스액 밸브 (26), 질소 가스 밸브 (37), DHF 밸브 (41), 불화수소 밸브 (51), 불화수소 유량 조절 밸브 (52), 드라이 펌프 (56), 감압용 밸브 (58), 감압 조절 밸브 (59), 로터리 펌프 (61), 터보 분자 펌프 (62), 진공용 밸브 (64), 진공 조절 밸브 (65), IPA 밸브 (183) 등이 제어 대상으로서 접속되어 있다.
도 9 는, 도 8 에 나타내는 웨트 처리 유닛 (102) 에 의한 웨트 에칭 처리의 처리예를 나타내는 플로우 차트이다.
제 2 실시형태에 관련된 웨트 처리 유닛 (102) 에 의한 웨트 에칭 처리에서는, 웨이퍼 (W) 를 웨트 처리실 (104) 내에 반입하는 스텝 S21 의 웨이퍼 반입과, 스텝 S22 의 웨이퍼 (W) 의 회전 개시를 거친 후, 웨이퍼 (W) 의 표면에 DHF 를 공급하는 스텝 S23 의 자연 산화막 제거 공정 (전처리 공정) 과, 웨이퍼 (W) 의 표면에 린스액을 공급하는 스텝 S24 의 제 1 린스 공정과, 웨이퍼 (W) 의 표면에 에칭액을 공급하여 희생막 (73) 의 일부를 제거하는 스텝 S25 의 희생막 프리 에칭 공정 (웨트 에칭 공정) 과, 웨이퍼 (W) 의 표면에 린스액을 공급하는 스텝 S26 의 제 2 린스 공정과, 웨이퍼 (W) 의 표면에 IPA 를 공급하는 스텝 S27 의 IPA 공급 공정 (저표면 장력액 치환 공정) 과, 웨이퍼 (W) 를 건조시키는 스텝 S28 의 건조 공정과, 처리 완료된 웨이퍼 (W) 를 웨트 처리실 (104) 외로 반출하는 스텝 S29 의 웨이퍼 반출이 순차적으로 실시된다.
스텝 S21 의 웨이퍼 반입은, 전술한 제 1 실시형태에 있어서의 스텝 S1 의 웨이퍼 반입과 동일한 공정이다. 스텝 S22 의 회전 개시는, 전술한 제 1 실시형태에 있어서의 스텝 S2 의 회전 개시와 동일한 공정이다. 스텝 S23 의 자연 산화막 제거 공정은, 전술한 제 1 실시형태에 있어서의 스텝 S3 의 자연 산화막 제거 공정과 동일한 공정이다. 스텝 S24 의 제 1 린스 공정은, 전술한 제 1 실시형태에 있어서의 스텝 S4 의 제 1 린스 공정과 동일한 공정이다. 스텝 S25 의 희생막 프리 에칭 공정은, 희생막 (73) 이 전술한 제 1 실시형태보다 비교적 깊게 에칭되는 점을 제외하고, 전술한 제 1 실시형태에 있어서의 스텝 S5 의 희생막 프리 에칭 공정과 동일한 공정이다. 스텝 S26 의 제 2 린스 공정은, 전술한 제 1 실시형태에 있어서의 스텝 S6 의 제 2 린스 공정과 동일한 공정이다. 스텝 S28 의 건조 공정은, 전술한 제 1 실시형태에 있어서의 스텝 S7 의 건조 공정과 동일한 공정이다. 스텝 S29 의 웨이퍼 반출은, 전술한 제 1 실시형태에 있어서의 스텝 S8 의 웨이퍼 반출과 동일한 공정이다. 이하, 전술한 제 1 실시형태에 관련된 웨트 에칭 처리와 다른 점에 대해 설명한다.
제 2 실시형태는, 전술한 제 1 실시형태와 달리, 스텝 S26 의 제 2 린스 공정 후, 스텝 S27 의 IPA 공급 공정 (후술) 을 실시하여 웨이퍼 (W) 표면의 린스액을 저표면 장력액인 IPA 로 치환하고 있다. 이 때문에, 스텝 S28 의 건조 공정 시에 린스액의 표면 장력이 패턴 (70) 에 미치는 영향을, IPA 공급 공정을 수반하지 않는 제 1 실시형태 때보다 작게 할 수 있다. 따라서, 제 2 실시형태의 스텝 S25 의 희생막 프리 에칭 공정에 있어서, 제 1 실시형태의 스텝 S5 의 희생막 프리 에칭 공정 시보다 희생막 (73) 을 깊게 에칭해도, 스텝 S28 의 건조 공정에 있어서 실린더 (67) 의 도괴가 생기는 경우가 없다. 이 때의 희생막 (73) 의 에칭 후의 어스펙트비 (AR) 를, 전술한 제 1 실시형태에 있어서의 희생막 (73) 의 에칭 후의 어스펙트비 (AR) 와 비교해서 도 10 에 나타내고 있다. 또한, 희생막 (73) 의 에칭 후의 어스펙트비 (AR) 는, 실린더 (67) 중 희생막 (73) 으로부터 노출되어 있는 부분의 높이를, 서로 이웃하는 실린더 (67) 간의 거리 (L1) (도 4b 참조) 와 실린더 (67) 의 폭 (L2) (도 4b 참조) 의 합으로 나눈 값으로 정의된다.
즉, 제 1 실시형태의 스텝 S5 의 희생막 프리 에칭 공정에서는, 에칭 후의 실린더 (67) 의 어스펙트비 (AR) 가 약 8 이 될 때까지 희생막 (73) 의 에칭을 실시해도, 스텝 S7 의 건조 공정의 실시 시에 실린더 (67) 의 도괴가 생기지 않는 것이 발명자에 의해 확인되고 있다. 한편, 제 2 실시형태의 스텝 S25 의 희생막 프리 에칭 공정에서는, 에칭 후의 실린더 (67) 의 어스펙트비 (AR) 가 약 15 가 될 때까지 희생막 (73) 의 에칭을 실시해도, 스텝 S28 의 건조 공정의 실시 시에 실린더 (67) 의 도괴가 생기지 않는 것이 발명자에 의해 확인되고 있다.
이 때문에, 제 2 실시형태에 있어서의 스텝 S25 의 희생막 프리 에칭 공정에서는, 희생막 (73) 이 비교적 깊게 에칭된다.
스텝 S25 의 희생막 프리 에칭 공정이 실행된 후, 스텝 S26 의 제 2 린스 공정을 거쳐, 스텝 S27 의 IPA 공급 공정이 실행된다.
스텝 S27 의 IPA 공급 공정에 있어서, 제어 장치 (106) 는, IPA 밸브 (183) 를 열어, IPA 노즐 (181) 로부터 IPA 를 웨이퍼 (W) 의 표면을 향하여 토출시킨다. 또, 제어 장치 (106) 는, 아암 구동 기구 (130) 를 제어하여, 예를 들어 노즐 아암 (129) 을 웨이퍼 (W) 의 표면 주연부로부터 웨이퍼 (W) 의 표면 중앙부를 향하여 요동시킨다. 이로써, IPA 노즐 (181) 은, 웨이퍼 (W) 의 표면 주연부로부터 웨이퍼 (W) 의 표면 중앙부를 향하여 이동된다. 또, IPA 노즐 (181) 로부터의 IPA 가 유도되는 웨이퍼 (W) 의 표면 상의 공급 위치는, 웨이퍼 (W) 의 표면 주연부로부터 웨이퍼 (W) 의 표면 중앙부에 이르는 범위 내를, 웨이퍼 (W) 의 회전 방향과 교차하는 원호상의 궤적을 그리면서 이동한다. 이로써, IPA 는, 웨이퍼 (W) 의 표면의 전역에 널리 퍼져, 희생막 (73) 의 표면과 브릿지 (69) 의 사이에 개재되는 린스액이 IPA 로 치환된다.
이상과 같이, 제 2 실시형태의 처리예에 의하면, 스텝 S27 의 IPA 공급 공정에 있어서, 희생막 (73) 의 표면과 브릿지 (69) 의 사이에 개재되는 린스액이 IPA 로 치환된다. 그 때문에, 각 실린더 (67) 중 희생막 (73) 으로부터 노출되어 있는 부분에 작용하는 표면 장력이 저하되는 결과, 각 실린더 (67) 중 희생막 (73) 으로부터 노출되어 있는 부분이 많은 경우여도, 스텝 S28 의 건조 공정에 있어서 각 실린더 (67) 의 도괴를 억제 또는 방지할 수 있다. 이로써, 스텝 S25 의 희생막 프리 에칭 공정에 있어서 희생막 (73) 을 깊은 위치까지 제거하는 경우여도, 스텝 S28 의 건조 공정 시에 있어서의 각 실린더 (67) 의 도괴를 방지할 수 있다.
제 2 실시형태에서는, 스텝 S25 의 희생막 프리 에칭 공정에서의 에칭량이 제 1 실시형태보다 많아지기 때문에, 제 2 실시형태의 스텝 S11 의 드라이 에칭 공정에서 제거해야 할 에칭량은 제 1 실시형태보다 적어진다. 일반적으로 웨트 에칭은 에칭 효율이 드라이 에칭보다 높기 때문에, 희생막 (73) 전체의 에칭 제거에 필요로 하는 시간은 제 2 실시형태의 쪽이 제 1 실시형태보다 짧아진다. 이와 같이, 제 2 실시형태에서는, 실린더 (67) 의 도괴를 방지 또는 억제하면서, 전체의 처리 시간을 단축할 수 있다.
도 11 은, 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (201) 의 개략 구성을 나타내는 모식적인 평면도이다. 도 12 는, 도 11 에 나타내는 처리 유닛 (202) 의 내부를 수평 방향으로 본 모식도이다.
제 3 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (201) 가 전술한 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 와 다른 점은, 웨트 처리 유닛 (2) 및 드라이 처리 유닛 (3) 대신에, 웨이퍼 (W) 에 대해 에칭액을 사용한 웨트 에칭 처리와, 웨이퍼 (W) 에 대해 에칭 가스를 사용한 드라이 에칭 처리를 실시하기 위한 처리 유닛 (202) 을 포함하는 점, 및 처리 유닛 (202) 과, 인덱서 로봇 (IR) 과, 센터 로봇 (CR) 과, 기판 처리 장치 (201) 에 구비된 장치의 동작이나 밸브의 개폐를 제어하는 제어 장치 (206) 를 포함하는 점이다. 그 밖의 구성은, 전술한 제 1 실시형태에 있어서의 기판 처리 장치 (1) 의 구성과 동일하므로, 도 11 및 도 12 에 있어서, 전술한 도 1 ∼ 도 3 에 나타낸 각 부와 대응하는 부분에는 동일한 참조 부호를 첨부하여, 설명을 생략한다.
처리 유닛 (202) 은, 격벽에 의해 구획된 처리실 (204) 내에, 웨이퍼 (W) 를 유지하기 위한 스핀 척 (210) (기판 유지 유닛) 과, 스핀 척 (210) 에 유지되어 있는 웨이퍼 (W) 에 에칭액을 공급하기 위한 에칭액 공급 유닛 (211) (에칭액 공급 유닛) 과, 스핀 척 (210) 에 유지되어 있는 웨이퍼 (W) 에 린스액을 공급하기 위한 린스액 공급 유닛 (212) (린스액 공급 유닛) 과, 처리실 (204) 내에 질소 가스를 공급하기 위한 질소 가스 공급 유닛 (232) 과, 스핀 척 (210) 에 유지되어 있는 웨이퍼 (W) 의 자연 산화막 (74) 을 제거하기 위한 DHF 를 공급하기 위한 DHF 공급 유닛 (233) 을 포함한다.
제 3 실시형태에 관련된 처리 유닛 (202) 의 스핀 척 (210), 에칭액 공급 유닛 (211), 린스액 공급 유닛 (212), 질소 가스 공급 유닛 (232) 및 DHF 공급 유닛 (233) 은, 전술한 제 1 실시형태에 관련된 웨트 처리 유닛 (2) 의 스핀 척 (10), 에칭액 공급 유닛 (11), 린스액 공급 유닛 (12), 질소 가스 공급 유닛 (32) 및 DHF 공급 유닛 (33) 과 동일한 구성이다.
제 3 실시형태에 관련된 린스액 공급 유닛 (212) 및 질소 가스 공급 유닛 (232) 에는, 노즐 아암 (229) 이 장착되어 있다. 노즐 아암 (229) 에는, 아암 구동 기구 (230) 가 접속되어 있고, 아암 구동 기구 (230) 의 구동력이 노즐 아암 (229) 에 전달됨으로써 노즐 아암 (229) 이 스핀 척 (210) 의 상방에 있어서 요동된다. 제 3 실시형태에 관련된 노즐 아암 (229) 및 아암 구동 기구 (230) 는, 전술한 제 1 실시형태에 관련된 노즐 아암 (29) 및 아암 구동 기구 (30) 와 동일한 구성이다.
처리 유닛 (202) 은, 추가로, 격벽에 의해 구획된 처리실 (204) 내에 에칭 가스를 공급하기 위한 가스 공급 유닛 (245) (에칭 가스 공급 유닛) 과, 처리실 (204) 내를 감압하기 위한 제 1 감압 유닛 (254) 및 제 2 감압 유닛 (255) 을 포함한다.
제 3 실시형태에 관련된 처리 유닛 (202) 의 가스 공급 유닛 (245), 제 1 감압 유닛 (254) 및 제 2 감압 유닛 (255) 은, 전술한 제 1 실시형태에 관련된 드라이 처리 유닛 (3) 의 가스 공급 유닛 (45), 제 1 감압 유닛 (54) 및 제 2 감압 유닛 (55) 과 동일한 구성이다.
제어 장치 (206) 에는, 인덱서 로봇 (IR), 센터 로봇 (CR), 전동 모터 (13), 아암 구동 기구 (230), 에칭액 밸브 (21), 린스액 밸브 (26), 질소 가스 밸브 (37), DHF 밸브 (41), 불화수소 밸브 (51), 불화수소 유량 조절 밸브 (52), 드라이 펌프 (56), 감압용 밸브 (58), 감압 조절 밸브 (59), 터보 분자 펌프 (62), 로터리 펌프 (61), 진공용 밸브 (64), 진공 조절 밸브 (65) 등이 제어 대상으로서 접속되어 있다.
도 13 은, 도 12 에 나타내는 처리 유닛 (202) 에 의한 에칭 처리의 처리예를 나타내는 플로우 차트이다.
제 3 실시형태에 관련된 처리 유닛 (202) 에 의한 에칭 처리에서는, 웨이퍼 (W) 를 처리실 (204) 내에 반입하는 스텝 S31 의 웨이퍼 반입과, 스텝 S32 의 웨이퍼 (W) 의 회전 개시를 거친 후, 웨이퍼 (W) 의 표면에 DHF 를 공급하는 스텝 S33 의 자연 산화막 제거 공정 (전처리 공정) 과, 웨이퍼 (W) 의 표면에 린스액을 공급하는 스텝 S34 의 제 1 린스 공정과, 웨이퍼 (W) 의 표면에 에칭액을 공급하여 희생막 (73) 의 일부를 제거하는 스텝 S35 의 희생막 프리 에칭 공정 (웨트 에칭 공정) 과, 웨이퍼 (W) 의 표면에 린스액을 공급하는 스텝 S36 의 제 2 린스 공정 (린스 공정) 과, 웨이퍼 (W) 를 건조시키는 스텝 S37 의 건조 공정 (건조 공정) 과, 처리실 (204) 내를 감압하는 스텝 S38 의 감압 공정과, 처리실 (204) 내에 에칭 가스를 공급하는 스텝 S39 의 드라이 에칭 공정과, 드라이 처리실 (5) 내의 압력을 상압으로 되돌리는 스텝 S40 의 감압 해제 공정과, 드라이 에칭 처리 완료된 웨이퍼 (W) 를 드라이 처리실 (5) 외로 반출하는 스텝 S41 의 웨이퍼 반출이 순차적으로 실시된다.
스텝 S31 의 웨이퍼 반입은, 전술한 제 1 실시형태에 있어서의 스텝 S1 의 웨이퍼 반입과 동일한 공정이다. 스텝 S32 의 회전 개시는, 전술한 제 1 실시형태에 있어서의 스텝 S2 의 회전 개시와 동일한 공정이다. 스텝 S33 의 자연 산화막 제거 공정은, 전술한 제 1 실시형태에 있어서의 스텝 S3 의 자연 산화막 제거 공정과 동일한 공정이다. 스텝 S34 의 제 1 린스 공정은, 전술한 제 1 실시형태에 있어서의 스텝 S4 의 제 1 린스 공정과 동일한 공정이다. 스텝 S35 의 희생막 프리 에칭 공정은, 전술한 제 1 실시형태에 있어서의 스텝 S5 의 희생막 프리 에칭 공정과 동일한 공정이다. 스텝 S36 의 제 2 린스 공정은, 전술한 제 1 실시형태에 있어서의 S6 의 제 2 린스 공정과 동일한 공정이다. 스텝 S37 의 건조 공정은, 전술한 제 1 실시형태에 있어서의 스텝 S7 의 건조 공정과 동일한 공정이다. 스텝 S38 의 감압 공정은, 전술한 제 1 실시형태에 있어서의 스텝 S10 의 감압 공정과 동일한 공정이다. 스텝 S39 의 드라이 에칭 공정은, 전술한 제 1 실시형태에 있어서의 스텝 S11 의 드라이 에칭 공정과 동일한 공정이다. 스텝 S40 의 감압 해제 공정은, 전술한 제 1 실시형태에 있어서의 스텝 S12 의 감압 해제 공정과 동일한 공정이다. 스텝 S41 의 웨이퍼 반출은, 전술한 제 1 실시형태에 있어서의 스텝 S13 의 웨이퍼 반출과 동일한 공정이다. 이하, 전술한 제 1 실시형태에 관련된 웨트 에칭 처리 및 드라이 에칭 처리와 다른 점에 대해 설명한다.
제 3 실시형태에 있어서의 에칭 처리에서는, 전술한 제 1 실시형태와 달리, 웨트 에칭 처리가 실행된 후, 계속해서 동일한 처리 유닛 (202) 에 있어서 드라이 에칭 처리가 실행된다. 즉, 제어 장치 (206) 는, 스텝 S37 의 건조 공정이 실행된 후, 로터리 펌프 (61) 및 터보 분자 펌프 (62), 그리고 드라이 펌프 (56) 를 제어하여, 스텝 S38 의 감압 공정을 실행한다. 그 후, 제어 장치 (206) 는, 스텝 S39 ∼ 스텝 S41 을 순차 실행한다.
이상과 같이, 이 구성에 의하면, 스텝 S31 의 웨이퍼 반입으로부터 스텝 S41 의 웨이퍼 반출까지의 공정을 하나의 웨이퍼 (W) 에 대해 연속적으로 실행할 수 있다. 이로써, 1 매의 웨이퍼 (W) 에 대한 에칭 처리를, 비교적 단시간에 실시할 수 있다.
이상, 이 발명의 실시형태에 대해 설명했지만, 이 발명은 또 다른 형태로 실시할 수 있다.
예를 들어, 전술한 각 실시형태에서는, 합계 4 개의 처리 유닛 (2, 3, 102, 202) 을 포함하는 기판 처리 장치 (1, 101, 201) 의 예에 대해 설명했지만, 합계 4 개 이상의 처리 유닛 (2, 3, 102, 202) 을 포함하는 기판 처리 장치가 채용되어도 된다.
또, 전술한 각 실시형태에서는, 동일한 층에 처리 유닛 (2, 3, 102, 202) 을 포함하는 기판 처리 장치 (1, 101, 201) 의 예에 대해 설명했지만, 복수의 처리 유닛 (2, 3, 102, 202) 이 적층 배치된 기판 처리 장치가 채용되어도 된다. 이 경우, 도 14 에 나타내는 기판 처리 장치 (301) 의 예를 채용해도 된다.
도 14 는, 본 발명의 변형예에 관련된 기판 처리 장치 (301) 를 나타내는 모식적인 평면도이다. 도 15 는, 도 14 에 나타내는 기판 처리 장치 (301) 를 수평 방향으로 본 모식도이다. 도 14 및 도 15 에 있어서, 전술한 도 1 에 나타낸 각 부와 대응하는 부분에는 동일한 참조 부호를 첨부하여, 설명을 생략한다.
기판 처리 장치 (301) 는, 센터 로봇 (CR) 을 둘러싸도록 배치된 복수의 웨트 처리 유닛 (302) (이 변형예에서는, 16 개) 및 드라이 처리 유닛 (303) (이 변형예에서는, 4 개) 을 포함한다. 웨트 처리 유닛 (302) 및 드라이 처리 유닛 (303) 은, 센터 로봇 (CR) 의 주위에 있어서, 각각 4 단으로 적층 배치되어 있다.
웨트 처리 유닛 (302) 은, 웨트 처리실 (304) 내에 배치되어 있다. 웨트 처리 유닛 (302) 은, 하나의 층에 있어서, 센터 로봇 (CR) 의 주위를 둘러싸도록 4 개 배치되어 있고, 2 개의 웨트 처리 유닛 (302) 이 서로 인접한 상태로 적층되어 있다. 한편, 드라이 처리 유닛 (303) 은, 드라이 처리실 (305) 내에 배치되어 있다. 드라이 처리 유닛 (303) 은, 센터 로봇 (CR) 을 사이에 두고 인덱서 로봇 (IR) 의 반대측의 위치에 있어서 적층 배치되어 있다. 변형예에 관련된 웨트 처리 유닛 (302) 및 드라이 처리 유닛 (303) 은, 전술한 제 1 실시형태에 관련된 웨트 처리 유닛 (2) (도 2 참조) 및 드라이 처리 유닛 (3) (도 3 참조) 과 동일한 구성이다.
센터 로봇 (CR) 은, 핸드 (H) 를 승강시키기 위한 승강 구동 기구 (도시 생략) 를 내부에 구비하고 있고, 이로써, 인덱서 로봇 (IR) 으로부터 받은 웨이퍼 (W) 를 각 층에 배치된 웨트 처리 유닛 (302) 및 드라이 처리 유닛 (303) 에 반입할 수 있다. 또, 센터 로봇 (CR) 은, 각 층에 배치된 웨트 처리 유닛 (302) 및 드라이 처리 유닛 (303) 으로부터 처리 완료된 웨이퍼 (W) 를 반출할 수 있다.
기판 처리 장치 (301) 는, 웨트 처리 유닛 (302) 및 드라이 처리 유닛 (303) 과, 인덱서 로봇 (IR) 과, 센터 로봇 (CR) 과, 기판 처리 장치 (301) 에 구비된 장치의 동작이나 밸브의 개폐를 제어하는 제어 장치 (306) 를 포함한다.
이와 같은 구성이어도, 전술한 각 실시형태에 있어서 기술한 효과와 동일한 효과를 발휘할 수 있다. 또, 기판 처리 장치 (301) 는, 복수의 웨트 처리 유닛 (302) 및 드라이 처리 유닛 (303) 을 포함하므로, 복수매의 웨이퍼 (W) 에 대한 에칭 처리를, 효율적으로 실행할 수 있다.
또, 전술한 각 실시형태에서는, 희생막 (73) 의 표면에 브릿지 (69) 가 형성된 웨이퍼 (W) 에 대해 웨트 에칭 처리와 드라이 에칭 처리를 실시했지만, 희생막 (73) 의 표면에 브릿지 (69) 가 형성되지 않은 웨이퍼 (W) 에 대해서도 본 발명에 기초하여 웨트 에칭 처리와 드라이 에칭 처리를 실시하는 것이 가능하다. 이 경우, 제 1, 제 2, 및 제 3 실시형태에 있어서의 스텝 S3, S23, S33 의 자연 산화막 제거 공정과 스텝 S4, S24, S34 의 제 1 린스 공정이 실시되지 않는다. 단, 브릿지 (69) 가 형성되어 있지 않으면 실린더 (67) 가 도괴되기 쉬워지기 때문에, 스텝 S5, S25, S35 의 희생막 프리 에칭 공정에 있어서의 에칭량은 브릿지 (69) 가 형성된 웨이퍼 (W) 를 에칭하는 경우보다 적게 하는 것이 바람직하다.
또, 전술한 각 실시형태에 있어서, 스텝 S5, S25, S35 의 희생막 프리 에칭 공정에 있어서, 에칭액 노즐 (19) 로부터 웨이퍼 (W) 의 표면에 공급되는 에칭액으로서 DHF 가 사용되는 경우에는, 에칭액 노즐 (19) 은, DHF 노즐 (39) 과 공용 가능하다. 따라서, 이 경우, 웨트 처리 유닛 (2, 102) 및 처리 유닛 (202) 은, DHF 공급 유닛 (33, 133, 233) 또는 에칭액 공급 유닛 (11, 111, 211) 중 어느 일방만을 구비하고 있으면 된다.
또, 전술한 제 3 실시형태에 있어서, 처리 유닛 (202) 은, 전술한 제 2 실시형태에 있어서의 IPA 공급 유닛 (180) 과 동일한 구성의 IPA 공급 유닛을 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 도 13 에 나타내는 플로우 차트에 있어서, 스텝 S36 의 제 2 린스 공정을 실행한 후, 스텝 S37 의 건조 공정에 앞서, 전술한 제 2 실시형태의 스텝 S27 의 IPA 공급 공정과 동일한 IPA 공급 공정을 추가해도 된다.
이 경우, 스텝 S35 의 희생막 프리 에칭 공정에 있어서, 도 10 에서 나타낸 바와 같이, 스텝 S36 의 제 2 린스 공정에서 린스액만을 웨이퍼 (W) 의 표면에 공급하는 경우와 비교해서, 희생막 (73) 을 깊게 에칭할 수 있다. 이로써, 실린더 (67) 의 도괴를 방지 또는 억제하면서, 전체의 처리 시간을 보다 한층 단축할 수 있다.
또한, 스텝 S11, S39 의 드라이 에칭 공정에서 이용되는 에칭 가스로서 불화수소를 예시했지만 이것으로 한정되는 것이 아니고, 불소, 3 불화염소, 7 불화요오드, 및 그들의 혼합 가스 등도 이용할 수 있다.
본 발명이 대상으로 하는 웨이퍼 (W) 표면의 구조는 도 4a 및 도 4b 를 사용하여 설명한 것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 복수의 실린더 (67) 를 지지하는 브릿지 (69) 나 에칭 스토퍼층 (72) 이 형성되어 있지 않은 웨이퍼 (W) 에 대해서도 본 발명은 적용하는 것이 가능하다.
본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명해 왔지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위해서 이용된 구체예에 불과하며, 본 발명은 이들의 구체예로 한정하여 해석되어야 하는 것이 아니고, 본 발명의 범위는 첨부된 청구의 범위에 의해서만 한정된다.
이 출원은, 2013 년 10 월 30 일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허출원 2013－225859호에 대응하고 있고, 이 출원의 전체 개시는 여기에 인용에 의해 삽입되는 것으로 한다.
1 : 기판 처리 장치 (기판 처리 장치)
2 : 웨트 처리 유닛 (웨트 처리 챔버)
3 : 드라이 처리 유닛 (드라이 처리 챔버)
6 : 제어 장치 (제어 유닛)
10 : 스핀 척 (기판 유지 유닛)
11 : 에칭액 공급 유닛 (에칭액 공급 유닛)
12 : 린스액 공급 유닛 (린스액 공급 유닛)
13 : 전동 모터 (기판 회전 유닛)
33 : DHF 공급 유닛 (에칭액 공급 유닛)
44 : 지지 부재 (기판 유지 유닛)
45 : 가스 공급 유닛 (에칭 가스 공급 유닛)
67 : 실린더 (지주)
68 : 관통공 (구멍부)
69 : 브릿지 (지지막)
73 : 희생막 (희생막)
74 : 자연 산화막 (자연 산화막)
101 : 기판 처리 장치
102 : 웨트 처리 유닛
106 : 제어 장치
110 : 스핀 척
111 : 에칭액 공급 유닛
112 : 린스액 공급 유닛
133 : DHF 공급 유닛
180 : IPA 공급 유닛 (저표면 장력액 공급 유닛)
201 : 기판 처리 장치
202 : 처리 유닛 (처리 챔버)
206 : 제어 장치
210 : 스핀 척
211 : 에칭액 공급 유닛
212 : 린스액 공급 유닛
233 : DHF 공급 유닛
245 : 가스 공급 유닛
301 : 기판 처리 장치
302 : 웨트 처리 유닛
303 : 드라이 처리 유닛
306 : 제어 장치
W : 웨이퍼

Claims (10)

  1. 복수의 지주와 당해 복수의 지주의 사이에 매설된 희생막 및 상기 복수의 지주를 지지하는 지지막이 형성된 기판의 표면이며, 상기 지지막에는 복수의 구멍부가 형성된 기판의 표면으로부터 상기 희생막을 제거하는 희생막 제거 방법으로서,
    상기 기판의 표면에 에칭액을 공급함으로써, 상기 희생막을 도중 깊이까지 제거하는 웨트 에칭 공정과,
    상기 웨트 에칭 공정 후에 상기 기판의 표면에 린스액을 공급함으로써, 상기 기판의 표면에 부착되어 있는 잔류물을 씻어내는 린스 공정과,
    상기 린스 공정 후에, 상기 기판의 표면의 액 성분을 제거하는 건조 공정과,
    상기 건조 공정 후에 상기 기판의 표면에 에칭 가스를 공급함으로써, 상기 기판의 표면에 잔존하고 있는 희생막을 제거하는 드라이 에칭 공정을 포함하며,
    상기 웨트 에칭 공정에서는, 상기 복수의 구멍부에 대응하는 부분의 희생막으로부터 상기 에칭액에 의한 제거를 개시하는, 희생막 제거 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 린스 공정 후, 상기 건조 공정에 앞서, 상기 기판의 표면에, 상기 린스액보다 표면 장력이 작은 저표면 장력액을 공급하여, 상기 기판의 표면의 린스액을 상기 저표면 장력액으로 치환하는 저표면 장력액 치환 공정을 추가로 포함하는, 희생막 제거 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지막의 표면에는 자연 산화막이 형성되어 있고,
    상기 웨트 에칭 공정에 앞서, 상기 지지막의 표면에 형성된 상기 자연 산화막을 제거하는 전처리 공정을 추가로 포함하는, 희생막 제거 방법.
  5. 복수의 지주와 당해 복수의 지주의 사이에 매설된 희생막 및 상기 복수의 지주를 지지하는 지지막이 표면에 형성된 기판이며, 상기 지지막에 복수의 구멍부가 형성된 기판을 유지하는 기판 유지 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판에 에칭액을 공급하기 위한 에칭액 공급 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판에 에칭 가스를 공급하기 위한 에칭 가스 공급 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판에 린스액을 공급하기 위한 린스액 공급 유닛과,
    상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판을 회전시키기 위한 기판 회전 유닛과,
    상기 에칭액 공급 유닛, 상기 에칭 가스 공급 유닛, 상기 린스액 공급 유닛 및 상기 기판 회전 유닛을 제어하는 제어 유닛을 포함하고,
    상기 제어 유닛은, 상기 기판의 표면에 에칭액을 공급함으로써, 상기 희생막을 도중 깊이까지 제거하는 웨트 에칭 공정과, 상기 웨트 에칭 공정 후에 상기 기판의 표면에 린스액을 공급함으로써, 상기 기판의 표면에 부착되어 있는 잔류물을 씻어내는 린스 공정과, 상기 린스 공정 후에, 상기 기판의 표면의 액 성분을 제거하는 건조 공정과, 상기 건조 공정 후에 상기 기판의 표면에 에칭 가스를 공급함으로써, 상기 기판의 표면에 잔존하고 있는 희생막을 제거하는 드라이 에칭 공정을 실행하고, 상기 웨트 에칭 공정에서는 상기 복수의 구멍부에 대응하는 부분의 희생막으로부터 상기 에칭액에 의한 제거를 개시하는, 기판 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 기판 유지 유닛은, 상기 기판을 유지하는 제 1 기판 유지 유닛과, 상기 기판을 유지하는 제 2 기판 유지 유닛을 포함하고,
    상기 기판 처리 장치는,
    기판에 대해 에칭액을 사용한 웨트 에칭 처리를 실시하기 위한 웨트 처리 챔버와,
    상기 웨트 처리 챔버와 격리하여 형성되고, 상기 웨트 에칭 처리 후의 기판에 대해, 에칭 가스를 사용한 드라이 에칭 처리를 실시하기 위한 드라이 처리 챔버를 추가로 포함하고,
    상기 웨트 처리 챔버는, 상기 제 1 기판 유지 유닛, 상기 기판 회전 유닛, 상기 에칭액 공급 유닛, 및 상기 린스액 공급 유닛을 수용하고,
    상기 드라이 처리 챔버는, 상기 제 2 기판 유지 유닛 및 상기 에칭 가스 공급 유닛을 수용하는, 기판 처리 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 기판 유지 유닛, 상기 기판 회전 유닛, 상기 에칭액 공급 유닛, 상기 린스액 공급 유닛, 및 상기 에칭 가스 공급 유닛을 일괄하여 수용하는 처리 챔버를 추가로 포함하는, 기판 처리 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판에 상기 린스액보다 표면 장력이 작은 저표면 장력액을 공급하기 위한 저표면 장력액 공급 유닛을 추가로 가지며,
    상기 제어 유닛은, 상기 린스 공정 후, 상기 건조 공정에 앞서, 상기 기판의 표면에 상기 저표면 장력액을 공급하여 상기 기판의 표면의 린스액을 상기 저표면 장력액으로 치환하는 저표면 장력액 치환 공정을 실시하는, 기판 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판 유지 유닛은, 상기 기판을 유지하는 제 1 기판 유지 유닛과, 상기 기판을 유지하는 제 2 기판 유지 유닛을 포함하고,
    상기 기판 처리 장치는,
    기판에 대해 에칭액을 사용한 웨트 에칭 처리를 실시하기 위한 웨트 처리 챔버와,
    상기 웨트 처리 챔버와 격리하여 형성되고, 상기 웨트 에칭 처리 후의 기판에 대해, 에칭 가스를 사용한 드라이 에칭 처리를 실시하기 위한 드라이 처리 챔버를 추가로 포함하고,
    상기 웨트 처리 챔버는, 상기 제 1 기판 유지 유닛, 상기 기판 회전 유닛, 상기 에칭액 공급 유닛, 상기 린스액 공급 유닛, 및 상기 저표면 장력액 공급 유닛을 수용하고,
    상기 드라이 처리 챔버는, 상기 제 2 기판 유지 유닛 및 상기 에칭 가스 공급 유닛을 수용하는, 기판 처리 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판 유지 유닛, 상기 기판 회전 유닛, 상기 에칭액 공급 유닛, 상기 린스액 공급 유닛, 상기 저표면 장력액 공급 유닛, 및 상기 에칭 가스 공급 유닛을 일괄하여 수용하는 처리 챔버를 추가로 포함하는, 기판 처리 장치.
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