KR102090838B1 - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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세이 네고로
야스히코 나가이
게이지 이와타
츠토무 오스카
료 무라모토
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판 처리 방법은, 기판의 주면에 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정과, 상기 기판의 주면에 상기 처리액의 액막을 유지하면서, 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 공정과, 상기 기판 회전 공정에 병행하여, 상기 처리액의 상기 액막을, 상기 기판의 주면에 대향 배치된 히터에 의해서 가열하는 히터 가열 공정과, 상기 히터 가열 공정에 병행하여, 상기 히터로부터 상기 액막의 소정 부분에 주어지는 단위 시간당 열량을, 상기 기판의 회전 속도에 따라서 조정하는 열량 조정 공정을 포함한다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE TREATMENT METHOD AND SUBSTRATE TREATMENT APPARATUS}
본 발명은 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다. 처리 대상이 되는 기판에는, 예를 들어, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, FED(Field Emission Display)용 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양 전지용 기판 등이 포함된다.
반도체 장치의 제조 공정에는, 예를 들어, 반도체 기판(이하, 간단히 「웨이퍼」라고 한다)의 표면에 인, 비소, 붕소 등의 불순물(이온)을 국소적으로 주입하는 공정이 포함된다. 이 공정에서는, 불필요한 부분에 대한 이온 주입을 방지하기 위해, 웨이퍼의 표면에 감광성 수지로 이루어지는 레지스트가 패턴 형성되고, 이온 주입이 불필요한 부분이 레지스트에 의해서 마스크된다. 웨이퍼의 표면 상에 패턴 형성된 레지스트는, 이온 주입 후는 불필요해지므로, 이온 주입 후에는, 그 불필요해진 레지스트를 제거하기 위한 레지스트 제거 처리가 행해진다.
이러한 레지스트 제거 처리의 대표적인 것에서는, 웨이퍼의 표면에 산소 플라즈마가 조사되고, 웨이퍼의 표면 상의 레지스트가 회분화된다. 그리고, 웨이퍼의 표면에 황산과 과산화수소수의 혼합액인 황산 과산화수소수 혼합액(sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture：SPM액) 등의 약액이 공급되어, 회분화된 레지스트가 제거됨으로써, 웨이퍼의 표면으로부터의 레지스트의 제거가 달성된다.
그러나, 레지스트의 회분화를 위한 산소 플라즈마의 조사는, 웨이퍼의 표면의 레지스트로 덮여지지 않은 부분(예를 들어, 레지스트로부터 드러난 산화막)에 손상을 준다.
이 때문에, 최근에는, 레지스트의 회분화를 행하지 않고, 웨이퍼의 표면에 SPM액을 공급하고, 이 SPM액에 포함되는 퍼옥소-황산(H2SO5)의 강산화력에 의해, 웨이퍼의 표면으로부터 레지스트를 박리하여 제거하는 수법이 주목받고 있다(예를 들어 일본국 특허공개 2005－32819호 공보 참조).
그런데, 높은 도스의 이온 주입이 행해진 웨이퍼에서는, 레지스트가 변질(경화)해 있는 경우가 있다.
SPM액에 높은 레지스트 박리 성능을 발휘시키는 하나의 수법으로서, 웨이퍼의 표면 상의 SPM액, 특히 웨이퍼의 표면과의 경계 부근의 SPM액을 고온(예를 들어 200℃ 이상)으로 승온시키는 것이 있다. 이러한 수법이면, 표면에 경화층을 갖는 레지스트라도, 회분화하지 않고, 웨이퍼의 표면으로부터 제거할 수 있다. 웨이퍼의 표면과의 경계 부근의 SPM액을 고온으로 유지하기 위해서는, 고온의 SPM액을 웨이퍼에 계속하여 공급하는 것을 생각할 수 있는데, 이러한 방책에서는, SPM액의 사용량이 증가할 우려가 있다.
본원 발명자 등은, 웨이퍼의 표면의 전역을 처리액의 액막으로 덮으면서, 웨이퍼의 표면에 히터를 대향 배치시키고, 이 히터에 의해 처리액의 액막을 가열하는 것을 검토하고 있다. 보다 구체적으로는, 히터로서 웨이퍼의 표면보다도 소경인 것을 채용하고, 또한 가열 중의 히터를 웨이퍼의 표면을 따라서 예를 들면 일정한 속도로 이동시키고 있다. 또한, 가열 중의 히터로부터의 열량은 일정해진다. 이러한 방책을 채용함으로써, 처리액의 소비량을 저감시키면서 경화된 레지스트를 웨이퍼로부터 제거할 수 있고, 그뿐만 아니라, 레지스트의 박리 효율을 현저하게 높일 수 있는 결과, 레지스트 제거 처리의 처리 시간을 단축시키는 것도 가능하다.
그러나, 기판(웨이퍼)의 주면(표면) 상의 액막을 히터에 의해 가열하는 경우, 액막의 두께가 얇으면, 기판의 주면에 손상을 줄 우려가 있다. 한편, 액막의 두께가 두꺼우면, 히터로부터의 열을 해당 액막이 흡수하여, 기판의 주면과의 경계 부근의 처리액에 열이 닿지 않는 결과, 기판의 주면과의 경계 부근의 처리액을 충분히 승온시킬 수 없다. 즉, 기판의 주면에 손상을 주지 않고, 히터를 이용한 양호한 처리를 당해 주면에 실시하는 것이 요구된다.
여기서, 본 발명의 목적은, 기판의 주면에 손상을 주지 않고, 당해 주면에, 히터를 이용한 양호한 처리를 실시할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 기판의 주면에 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정과, 상기 기판의 주면에 상기 처리액의 액막을 유지하면서, 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 공정과, 상기 기판 회전 공정에 병행하여, 상기 처리액의 상기 액막을, 상기 기판의 주면에 대향 배치된 히터에 의해서 가열하는 히터 가열 공정과, 상기 히터 가열 공정에 병행하여, 상기 히터로부터 상기 액막의 소정 부분에 주어지는 단위 시간당 열량을, 상기 기판의 회전 속도에 따라서 조정하는 열량 조정 공정을 포함하는 기판 처리 방법을 제공한다.
이 방법에 의하면, 기판의 주면에 유지된 액막의 소정 부분에 히터로부터 열량이 주어져, 기판의 회전 속도에 따라, 단위 시간당 열량이 조정된다. 기판의 주면 상의 액막의 두께는, 기판의 회전 속도에 따라서 변화한다. 이 때문에, 히터로부터 액막의 소정 부분에 주어지는 단위 시간당 열량을, 당해 액막의 두께에 따른 열량으로 하는 것이 가능하다. 이에 따라, 기판의 회전 속도의 변화에 따라 기판의 주면 상의 액막의 두께가 바뀌어도, 기판의 주면이 과도하게 가열되거나, 반대로 처리액이 충분히 승온되지 않거나 하는 경우가 없다. 그 결과, 기판의 주면에 손상을 주지 않고, 기판의 주면에, 히터를 이용한 양호한 처리를 실시할 수 있다.
본 발명의 일실시 형태에서는, 상기 열량 조정 공정은, 상기 히터의 출력을, 상기 기판의 회전 속도에 따라서 조정하는 히터 출력 조정 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 기판의 회전 속도에 따라, 히터의 출력이 조정된다. 이 때문에, 히터의 출력을, 기판의 주면 상의 액막의 두께에 따른 출력으로 할 수 있다. 이에 따라, 기판의 회전 속도의 변화에 따라 처리액의 액막의 두께가 바뀌었다고 해도, 기판의 주면이 과도하게 가열되거나, 반대로 처리액이 충분히 승온되지 않거나 하는 경우가 없다. 그 결과, 기판의 주면에 손상을 주지 않고, 기판의 주면에, 히터를 이용한 양호한 처리를 실시할 수 있다.
상기 기판 처리 방법은, 상기 히터를 상기 기판의 주면을 따라서 이동시키는 히터 이동 공정을 더 포함하고, 상기 열량 조정 공정은, 상기 히터의 이동 속도를, 상기 기판의 회전 속도에 따라 조정하는 히터 이동 속도 조정 공정을 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 히터 이동 공정에 의해, 히터는 기판의 주면을 따라서 이동된다. 그리고, 히터의 이동 속도는, 기판의 회전 속도에 따라서 조정된다. 이 때문에, 히터의 이동 속도를, 기판의 주면 상의 액막의 두께에 따른 이동 속도로 할 수 있다. 히터의 이동 속도를 빠르게 함으로써, 액막의 소정 부분에 주어지는 열량을 비교적 작게 할 수 있고, 한편, 히터의 이동 속도를 느리게 함으로써, 당해 부분에 주어지는 열량을 비교적 크게 할 수 있다. 따라서, 기판의 회전 속도의 변화에 따라 처리액의 액막의 두께가 바뀐 경우에도, 기판의 주면의 어느 일부분이 과도하게 가열되거나, 반대로 처리액이 충분히 승온되지 않거나 하는 경우가 없다. 그 결과, 기판의 주면에 손상을 주지 않고, 기판의 주면에, 히터를 이용한 양호한 처리를 실시할 수 있다.
상기 열량 조정 공정은, 상기 기판의 회전 속도와, 상기 히터로부터 주어지는 상기 단위 시간당 열량의 대응 관계를 나타내는 대응 테이블에 의거하여, 상기 단위 시간당 열량을 결정하는 공정을 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 기판의 회전 속도와 히터로부터 주어지는 단위 시간당 열량의 대응 관계를 나타내는 대응 테이블로부터 단위 시간당의 열량이 결정된다. 기판의 회전 속도와 단위 시간당 열량의 대응 관계가 미리 대응 테이블에 규정되어 있으므로, 기판의 회전 속도에 따른 적절한 열량을, 기판의 주면상의 액막에 부여할 수 있다.
상기 열량 조정 공정은, 레시피 기억 유닛에 기억되어 있는 레시피를 참조하여, 그 레시피로 정해져 있는 상기 기판 회전 공정에 있어서의 상기 기판의 회전 속도에 의거하여, 상기 단위 시간당 열량을 결정하는 공정을 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 열량 조정 공정에서는, 기판 처리 공정을 실행하기 위한 레시피에 포함된 기판의 회전 속도의 정보에 의거하여, 단위 시간당 열량을 결정한다. 따라서, 기판의 회전 속도에 따른 적절한 열량을, 기판의 주면 상의 액막에 부여할 수 있다.
상기 처리액은, 황산을 포함한 레지스트 박리액을 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 기판의 주면에 레지스트가 형성되어 있는 경우에, 황산을 포함하는 레지스트 박리액을 포함하는 액이 처리액으로서 이용된다. 이 경우, 히터에 의해 기판의 주면 상의, 황산을 포함하는 레지스트 박리액을 고온으로 승온시킬 수 있고, 이에 따라, 표면에 경화층을 갖는 레지스트라도, 회분화하지 않고, 기판의 주면으로부터 제거하는 것이 가능하다.
레지스트 박리액의 액막의 소정 부분에 주어지는 단위 시간당의 열량을, 당해 액막의 두께에 따른 열량으로 하는 것이 가능하므로, 기판의 회전 속도의 변화에 따라 레지스트 박리액의 액막의 두께가 바뀌었다고 해도, 기판의 주면이 과도하게 가열되거나, 반대로 처리액이 충분히 승온되지 않는 경우가 없다. 그 결과, 기판의 주면에 손상을 주지 않고, 기판의 주면으로부터 레지스트를 효율적으로 박리할 수 있다.
상기 처리액은 암모니아수를 포함하는 약액을 포함하고 있어도 된다.
상기 히터 출력 조정 공정은, 상기 기판의 회전 속도의 상승에 따라서, 상기 히터의 출력을 낮추어도 된다.
상기 히터 이동 속도 조정 공정은, 상기 기판의 회전 속도의 상승에 따라서, 상기 히터의 이동 속도를 빠르게 해도 된다.
본 발명은, 기판을 유지하는 기판 유지 유닛과, 상기 기판 유지 유닛에 유지된 상기 기판을 회전시키기 위한 기판 회전 유닛과, 상기 기판 유지 유닛에 유지된 상기 기판의 주면에 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛과, 상기 기판의 주면에 대향 배치된 히터와, 상기 기판 회전 유닛, 상기 히터를 제어하고, 상기 기판의 주면에 상기 처리액의 액막을 유지하면서, 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 공정과, 상기 기판 회전 공정에 병행하여, 상기 처리액의 상기 액막을 상기 히터에 의해서 가열하는 히터 가열 공정과, 상기 히터 가열 공정에 병행하여, 상기 히터로부터 상기 액막의 소정 부분에 주어지는 단위 시간당의 열량을, 상기 기판의 회전 속도에 따라서 조정하는 열량 조정 공정을 실행하는 제어 유닛을 포함하는 기판 처리 장치를 제공한다.
이 구성에 의하면, 기판의 주면에 유지된 액막의 소정 부분에 히터로부터 열량이 주어진다. 기판의 회전 속도에 따라, 단위 시간당의 열량이 조정된다. 기판의 주면 상의 액막의 두께는, 기판의 회전 속도에 따라서 변화된다. 이 때문에, 액막의 소정 부분에 주어지는 단위 시간당의 열량을, 당해 액막의 두께에 따른 열량으로 하는 것이 가능하다. 이에 따라, 기판의 회전 속도의 변화에 따라 기판의 주면 상의 액막의 두께가 바뀌었다고 해도, 기판의 주면이 과도하게 가열되거나, 반대로 처리액이 충분히 승온되지 않는 일이 없다. 그 결과, 기판의 주면에 손상을 주지 않고, 기판의 주면에, 히터를 이용한 양호한 처리를 실시할 수 있다.
본 발명에 있어서의 전술의, 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 기술하는 실시 형태의 설명에 의해 명백해진다.
도 1a는 본 발명의 제1 실시 형태에 관련된 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 1b는 상기 기판 처리 장치의 처리 유닛의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1b에 나타내는 히터의 도해적인 단면도이다.
도 3은 도 2에 나타내는 적외선 램프의 사시도이다.
도 4는 도 1b에 나타내는 히터 아암 및 히터의 사시도이다.
도 5는 히터의 배치 위치를 나타내는 평면도이다.
도 6은 상기 기판 처리 장치의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 형태에 관련된 레지스트 제거 처리의 제1 처리예를 나타내는 플로우차트이다.
도 8은 도 7에 나타내는 처리예의 주요 공정을 설명하기 위한 타임 차트이다.
도 9a~9c는 제1 처리예의 일공정을 설명하기 위한 도해적인 도면이다.
도 10은 히터로의 전력의 공급의 제어를 나타내는 플로우차트이다.
도 11은 상기 제1 처리예에 포함되는 SC1 공급/히터 가열 공정을 설명하기 위한 타임 차트이다.
도 12는 본 발명의 제1 실시 형태에 관련된 레지스트 제거 처리의 제2 처리예를 나타내는 타임 차트이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시 형태에 관련된 기판 처리 장치의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다.
도 14는 본 발명의 제2 실시 형태에 관련된 레지스트 제거 처리의 제3 처리예를 나타내는 플로우차트이다.
도 15는 상기 제3 처리예에 포함되는 SPM 액막 형성 공정 및 SPM 액막 가열 공정을 설명하기 위한 타임 차트이다.
도 16은 히터의 이동 속도의 제어를 나타내는 플로우차트이다.
도 17은 상기 제3 처리예에 포함되는 SC1 공급/히터 가열 공정을 설명하기 위한 타임 차트이다.
도 18은 본 발명의 제2 실시 형태에 관련된 레지스트 제거 처리의 제4 처리예를 나타내는 타임 차트이다.
도 1a는 본 발명의 제1 실시 형태에 관련된 기판 처리 장치(1)의 개략 구성을 나타내는 모식적인 평면도이다. 도 1a에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치(1)는, 예를 들어 기판의 일예로서의 웨이퍼(W)의 표면(주면)에 불순물을 주입하는 이온 주입 처리나 드라이 에칭 처리 후에, 그 웨이퍼(W)의 표면으로부터 불필요해진 레지스트를 제거하기 위한 처리에 이용되는 매엽식의 장치이다.
기판 처리 장치(1)는, 수용기로서의 복수의 캐리어(C)를 유지하는 수용기 유지 유닛으로서의 로드 포트(LP)와, 웨이퍼(W)를 처리액으로 처리하는 복수(이 실시 형태에서는, 12대)의 처리 유닛(100)을 포함한다. 처리 유닛(100)은, 상하 방향으로 적층하여 배치되어 있다.
기판 처리 장치(1)는, 또한 로드 포트(LP)와 센터 로봇(CR)의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 로봇으로서의 인덱서 로봇(IR)과, 인덱서 로봇(IR)과 각 처리 유닛(100)의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 로봇으로서의 센터 로봇(CR)과, 기판 처리 장치(1)에 구비된 장치의 동작이나 밸브의 개폐를 제어하는 컴퓨터(55)(제어 유닛)를 포함한다.
도 1a에 나타내는 바와 같이, 로드 포트(LP) 및 각 처리 유닛(100)은, 수평 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다. 복수매의 웨이퍼(W)를 수용하는 복수의 캐리어(C)는, 평면에서 봐서, 수평인 배열 방향(D)으로 배열되어 있다. 인덱서 로봇(IR)은, 캐리어(C)로부터 센터 로봇(CR)에 복수매의 웨이퍼(W)를 한장씩 반송하고, 센터 로봇(CR)으로부터 캐리어(C)에 복수매의 웨이퍼(W)를 한장씩 반송한다. 마찬가지로, 센터 로봇(CR)은, 인덱서 로봇(IR)으로부터 각 처리 유닛(100)에 복수매의 웨이퍼(W)를 한장씩 반입한다. 또한, 센터 로봇(CR)은, 필요에 따라서 복수의 처리 유닛(100)의 사이에서 기판을 반송한다.
인덱서 로봇(IR)은, 평면에서 봐서 U자형상의 2개의 핸드(H)를 구비하고 있다. 2개의 핸드(H)는, 상이한 높이에 배치되어 있다. 각 핸드(H)는, 웨이퍼(W)를 수평 자세로 지지한다. 인덱서 로봇(IR)은, 핸드(H)를 수평 방향 및 연직 방향으로 이동시킨다. 또한, 인덱서 로봇(IR)은, 연직선 축둘레로 회전(자전)함으로써, 핸드(H)의 방향을 변경한다. 인덱서 로봇(IR)은, 수도(受渡) 위치(도 1a에 나타내는 위치)를 지나는 경로를 따라서 배열 방향(D)으로 이동한다. 수도 위치는, 평면에서 봐서, 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 행한다. 또한, 인덱서 로봇(IR)은, 센터 로봇(CR)과 협동하여, 인덱서 로봇(IR) 및 센터 로봇(CR)의 한쪽으로부터 다른쪽으로 웨이퍼(W)를 이동시키는 수도 동작을 수도 위치에서 행한다.
또한, 센터 로봇(CR)은, 인덱서 로봇(IR)과 마찬가지로, 평면에서 봐서 U자형상의 2개의 핸드(H)를 구비하고 있다. 2개의 핸드(H)는, 상이한 높이에 배치되어 있다. 각 핸드(H)는, 웨이퍼(W)를 수평 자세로 지지한다. 센터 로봇(CR)은, 핸드(H)를 수평 방향 및 연직 방향으로 이동시킨다. 또한, 센터 로봇(CR)은, 연직선 축둘레로 회전(자전)함으로써, 핸드(H)의 방향을 변경한다. 센터 로봇(CR)은, 평면에서 봐서, 각 처리 유닛에 둘러싸여 있다. 센터 로봇(CR)은, 임의의 처리 유닛(100) 및 인덱서 로봇(IR)에 핸드(H)를 대향시킨다. 그리고, 센터 로봇(CR)은, 핸드(H)를 이동시킴으로써, 각 처리 유닛(100)에 웨이퍼(W)를 반입하는 반입 동작과, 각 처리 유닛(100)으로부터 웨이퍼(W)를 반출하는 반출 동작을 행한다. 또한, 센터 로봇(CR)은, 인덱서 로봇(IR)과 협동하여, 인덱서 로봇(IR) 및 센터 로봇(CR)의 한쪽으로부터 다른쪽으로 웨이퍼(W)를 이동시키는 수도 동작을 행한다.
도 1b는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관련된 기판 처리 방법이 적용되는 처리 유닛(100)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
처리 유닛(100)은, 격벽에 의해 구획된 처리실(2)(도 1a 참조) 내에, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 기구(3)(기판 유지 유닛)와, 웨이퍼 유지 기구(3)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)의 표면(상면)에 대하여, 레지스트 박리액의 일예로서의 SPM액을 공급하기 위한 박리액 노즐(4)과, 웨이퍼 유지 기구(3)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)의 표면에 대향하여 배치되어 웨이퍼(W)나 당해 웨이퍼(W) 상의 처리액(SPM액이나 후술하는 SC1)의 액막을 가열하기 위한 히터(54)를 구비하고 있다.
웨이퍼 유지 기구(3)로서, 예를 들면 협지식의 것이 채용되어 있다. 구체적으로는, 웨이퍼 유지 기구(3)는, 회전 구동 기구(6)(기판 회전 유닛)와, 이 회전 구동 기구(6)의 구동축과 일체화된 스핀축(7)과, 스핀축(7)의 상단에 거의 수평으로 부착된 원판상의 스핀 베이스(8)와, 스핀 베이스(8)의 주연부의 복수 개소에 거의 등각도 간격으로 설치된 복수개의 협지 부재(9)를 구비하고 있다. 회전 구동 기구(6)는, 예를 들어, 전동 모터이다. 그리고, 복수개의 협지 부재(9)는, 웨이퍼(W)를 거의 수평 자세로 협지한다. 이 상태에서, 회전 구동 기구(6)가 구동되면, 그 구동력에 의해서 스핀 베이스(8)가 연직선을 따르는 소정의 회전 축선(A1) 둘레로 회전되고, 그 스핀 베이스(8)와 함께, 웨이퍼(W)가 거의 수평 자세를 유지한 상태에서 회전 축선(A1) 둘레로 회전된다.
또한, 웨이퍼 유지 기구(3)로는, 협지식의 것에 한정되지 않고, 예를 들어, 웨이퍼(W)의 이면을 진공 흡착함으로써, 웨이퍼(W)를 수평 자세로 유지하고, 또한 그 상태에서 회전 축선(A1) 둘레로 회전함으로써, 그 유지한 웨이퍼(W)를 회전시키는 진공 흡착식의 것이 채용되어도 된다.
박리액 노즐(4)은, 예를 들어, 연속류 상태에서 SPM액을 토출하는 스트레이트 노즐이다. 박리액 노즐(4)은, 그 토출구를 하방을 향한 상태에서, 거의 수평으로 연장되는 제1액 아암(11)의 선단에 부착되어 있다. 제1액 아암(11)은, 연직 방향으로 연장되는 소정의 요동축선(도시하지 않음) 둘레로 선회 가능하게 설치되어 있다. 제1액 아암(11)에는, 제1 액 아암(11)을 소정 각도 범위 내에서 요동시키기 위한 제1액 아암 요동 기구(12)가 결합되어 있다. 제1액 아암(11)의 요동에 의해, 박리액 노즐(4)은, 웨이퍼(W)의 회전 축선(A1) 상의 위치(웨이퍼(W)의 회전 중심에 대향하는 위치)와, 웨이퍼 유지 기구(3)의 측방에 설정된 홈 포지션의 사이에서 이동된다.
박리액 노즐(4)에 SPM액을 공급하기 위한 박리액 공급 기구(13)(처리액 공급 유닛)는, 황산(H2SO4)과 과산화수소수(H202)를 혼합시키기 위한 혼합부(14)와, 혼합부(14)와 박리액 노즐(4)의 사이에 접속된 박리액 공급관(15)을 구비하고 있다. 혼합부(14)에는, 황산 공급관(16) 및 과산화수소수 공급관(17)이 접속되어 있다. 황산 공급관(16)에는, 후술하는 황산 공급부(도시하지 않음)로부터, 소정 온도(예를 들어 약 80℃)로 온도 조절된 황산이 공급된다. 한편, 과산화수소수 공급관(17)에는, 과산화수소수 공급원(도시하지 않음)으로부터, 온도 조절되지 않은 실온(약 25℃) 정도의 과산화수소수가 공급된다.
황산 공급관(16)에는, 황산 밸브(18) 및 유량 조절 밸브(19)가 끼워져 장착되어 있다. 또한, 과산화수소수 공급관(17)에는, 과산화수소수 밸브(20) 및 유량 조절 밸브(21)가 끼워져 장착되어 있다. 박리액 공급관(15)에는, 교반 유통관(22) 및 박리액 밸브(23)가 혼합부(14)측으로부터 이 순서로 끼워져 장착되어 있다. 교반 유통관(22)은, 예를 들어, 관 부재 내에, 각각 액체 유통 방향을 축으로 거의 180도의 비틀림을 추가한 장방형 판상체로 이루어지는 복수의 교반 핀을, 액체 유통 방향을 따르는 관 중심 축둘레의 회전 각도를 90°씩 교호로 다르게 하여 배치한 구성을 가지고 있다.
박리액 밸브(23)가 열린 상태에서, 황산 밸브(18) 및 과산화수소수 밸브(20)가 열리면, 황산 공급관(16)으로부터의 황산, 및 과산화수소수 공급관(17)으로부터의 과산화수소수가 혼합부(14)에 유입되고, 이들이 혼합부(14)로부터 박리액 공급관(15)으로 유출된다. 황산 및 과산화수소수는, 박리액 공급관(15)을 유통하는 도중, 교반 유통관(22)을 통과함으로써 충분히 교반된다. 교반 유통관(22)에 의한 교반에 의해서, 황산과 과산화수소수가 충분히 반응하여, 다량의 퍼옥소-황산(H2SO5)을 포함하는 SPM액이 생성된다. 그리고, SPM액은, 황산과 과산화수소수의 반응열에 의해, 혼합부(14)에 공급되는 황산의 액온 이상의 고온으로 승온된다. 그 고온의 SPM액이 박리액 공급관(15)을 통해 박리액 노즐(4)에 공급된다.
이 실시 형태에서, 황산 공급부(도시하지 않음)의 황산 탱크(도시하지 않음)에는, 황산이 고여 있고, 이 황산 탱크 내의 황산은 온도 조절기(도시하지 않음)에 의해, 소정 온도(예를 들어 약 80℃)로 온도 조절되어 있다. 이 황산 탱크 내에 고인 황산이 황산 공급관(16)에 공급되어 있다. 혼합부(14)에 있어서, 예를 들어 약 80℃의 황산과, 실온의 과산화수소수가 혼합됨으로써, 예를 들어 약 140℃의 SPM액이 생성된다. 박리액 노즐(4)은, 약 140℃의 SPM액을 토출한다.
또한, 처리 유닛(100)은, 웨이퍼 유지 기구(3)에 유지된 웨이퍼(W)의 표면에 린스액으로서의 DIW(탈이온화된 물)를 공급하기 위한 DIW 노즐(24)과, 웨이퍼 유지 기구(3)에 유지된 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 세정용 약액으로서의 SC1(a㎜onia-hydrogen peroxide mixture：암모니아 과산화수소수 혼합액)을 공급하기 위한 SC1 노즐(25)을 구비하고 있다.
DIW 노즐(24)은, 예를 들어, 연속류 상태에서 DIW를 토출하는 스트레이트 노즐이며, 웨이퍼 유지 기구(3)의 상방에서, 그 토출구를 웨이퍼(W)의 회전 중심 부근을 향해서 고정적으로 배치되어 있다. DIW 노즐(24)에는, DIW 공급원으로부터의 DIW가 공급되는 DIW 공급관(26)이 접속되어 있다. DIW 공급관(26)의 도중부에는, DIW 노즐(24)로부터의 DIW의 공급/공급 정지를 전환하기 위한 DIW 밸브(27)가 끼워져 장착되어 있다.
SC1 노즐(25)은, 예를 들어, 연속류 상태에서 SC1를 토출하는 스트레이트 노즐이다. SC1 노즐(25)은, 그 토출구를 하방을 향한 상태에서, 거의 수평으로 연장되는 제2액 아암(28)의 선단에 부착되어 있다. 제2액 아암(28)은, 연직 방향으로 연장되는 소정의 요동 축선(도시하지 않음) 둘레에 선회 가능하게 설치되어 있다. 제2액 아암(28)에는, 제 2액 아암(28)을 소정 각도 범위 내에서 요동시키기 위한 제2액 아암 요동 기구(29)가 결합되어 있다. 제2액 아암(28)의 요동에 의해, SC1 노즐(25)은, 웨이퍼(W)의 회전 축선(A1) 상의 중앙 위치(웨이퍼(W)의 회전 중심에 대향하는 위치)와, 웨이퍼 유지 기구(3)의 측방에 설정된 홈 포지션 사이에서 이동된다.
SC1 노즐(25)에는, SC1 공급원으로부터의 SC1가 공급되는 SC1 공급관(30)이 접속되어 있다. SC1 공급관(30)의 도중부에는, SC1 노즐(25)로부터의 SC1의 공급/공급 정지를 전환하기 위한 SC1 밸브(31)가 끼워져 장착되어 있다.
웨이퍼 유지 기구(3)의 측방에는, 연직 방향으로 연장되는 지지축(33)이 배치되어 있다. 지지축(33)의 상단에는, 수평 방향으로 연장되는 히터 아암(34)이 결합되어 있고, 히터 아암(34)의 선단에, 히터(54)가 부착되어 있다. 또한, 지지축(33)에는, 지지축(33)을, 그 중심 축선 둘레로 회동시키기 위한 요동 구동 기구(36)와, 지지축(33)을, 그 중심 축선을 따라서 상하동시키기 위한 승강 구동 기구(37)가 결합되어 있다.
요동 구동 기구(36)로부터 지지축(33)에 구동력을 입력하고, 지지축(33)을 소정의 각도 범위 내에서 회동시킴으로써, 웨이퍼 유지 기구(3)에 유지된 웨이퍼(W)의 상방에서, 히터 아암(34)을, 지지축(33)을 지점으로 하여 요동시킨다. 히터 아암(34)의 요동에 의해, 히터(54)가, 웨이퍼(W)의 회전 축선(A1) 상을 포함하는 위치(웨이퍼(W)의 회전 중심에 대향하는 위치)와, 웨이퍼 유지 기구(3)의 측방에 설정된 홈 포지션의 사이에서 이동된다. 또한, 승강 구동 기구(37)로부터 지지축(33)에 구동력을 입력하고, 지지축(33)을 상하동시킴으로써, 웨이퍼 유지 기구(3)에 유지된 웨이퍼(W)의 표면에 근접하는 근접 위치(후술하는 미들 근접 위치나, 에지 근접 위치, 센터 근접 위치를 포함하는 취지이다. 도 1b에 2점 쇄선으로 표시하는 위치)와, 그 웨이퍼(W)의 상방에 퇴피하는 퇴피 위치(도 1b에 실선으로 표시하는 위치)의 사이에서, 히터(54)를 승강시킨다. 이 실시 형태에서, 근접 위치는, 웨이퍼 유지 기구(3)에 유지된 웨이퍼(W)의 표면과 히터(54)의 하단면의 간격이 예를 들어 3mm가 되는 위치에 설정되어 있다.
도 2는, 히터(54)의 도해적인 단면도이다. 도 3은, 적외선 램프(38)의 사시도이다. 도 4는, 히터 아암(34) 및 히터(54)의 사시도이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 히터(54)는, 히터 헤드(35)와, 적외선 램프(38)와, 상부에 개구부(39)를 가지고, 적외선 램프(38)를 수용하는 바닥이 있는 용기형상의 램프 하우징(40)과, 램프 하우징(40)의 내부에서 적외선 램프(38)를 매달아 지지하는 지지 부재(42)와, 램프 하우징(40)의 개구부(39)를 폐색하기 위한 뚜껑(41)을 구비하고 있다. 이 실시 형태에서는, 뚜껑(41)이 히터 아암(34)의 선단에 고정되어 있다.
도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 적외선 램프(38)는, 원환상의 (원호상의) 원환부(43)와, 원환부(43)의 양단으로부터, 원환부(43)의 중심축선을 따르도록 연직 상방으로 연장되는 한쌍의 직선부(44, 45)를 갖는 1개의 적외선 램프 히터이며, 주로, 원환부(43)가 적외선을 방사하는 발광부로서 기능한다. 이 실시 형태에서는, 원환부(43)의 직경(외경)은, 예를 들어 약 60mm로 설정되어 있다. 적외선 램프(38)가 지지 부재(42)에 지지된 상태에서, 원환부(43)의 중심축선은, 연직 방향으로 연장되어 있다. 환언하면, 원환부(43)의 중심축선은, 웨이퍼 유지 기구(3)에 유지된 웨이퍼(W)의 표면에 수직인 축선이다. 또한, 적외선 램프(38)는 거의 수평면 내에 배치된다.
적외선 램프(38)의 원환부(43)는, 필라멘트를 석영 배관 내에 수용하여 구성되어 있다. 적외선 램프(38)로서, 할로겐 램프나 카본 히터로 대표되는 단·중·장파장의 적외선 히터를 채용할 수 있다. 적외선 램프(38)에, 컴퓨터(55)가 접속되어 있어, 전력이 공급된다.
도 2 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 뚜껑(41)은 원판상을 이루고, 히터 아암(34)의 길이 방향을 따르는 자세로 고정되어 있다. 뚜껑(41)은, PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 등의 불소 수지 재료를 이용하여 형성되어 있다. 이 실시 형태에서, 뚜껑(41)은 히터 아암(34)과 일체로 형성되어 있다. 그러나, 뚜껑(41)을 히터 아암(34)과 별도로 형성해도 된다. 또한, 뚜껑(41)의 재료로서, PTFE 등의 수지 재료 이외에도, 세라믹스나 석영 등의 재료를 채용할 수 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 뚜껑(41)의 하면(49)에는, (대략 원통형상의) 홈부(51)가 형성되어 있다. 홈부(51)는 수평 평탄면으로이루어지는 상저면(50)을 가지고, 상저면(50)에 지지 부재(42)의 상면(42A)이 접촉 고정되어 있다. 도 2 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 뚜껑(41)에는, 상저면(50) 및 하면(42B)을 연직 방향으로 관통하는 삽통공(58, 59)이 형성되어 있다. 각 삽통공(58, 59)은, 적외선 램프(38)의 직선부(44, 45)의 각 상단부가 삽통하기 위한 것이다. 또한, 도 4에서는, 적외선 램프(38)를 히터 헤드(35)로부터 제거한 상태를 나타내고 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 히터 헤드(35)의 램프 하우징(40)은 바닥이 있는 원통 용기 형상을 이루고 있다. 램프 하우징(40)은 석영을 이용하여 형성되어 있다.
히터 헤드(35)에서, 램프 하우징(40)은, 그 개구부(39)를 상방을 향한 상태에서, 뚜껑(41)의 하면(49)(이 실시 형태에서는, 홈부(51)를 제외한 하면)에 고정되어 있다. 램프 하우징(40)의 개구측의 주단 가장자리에서는, 원환상의 플랜지(40A)가 직경 방향 외측을 향해서(수평 방향으로) 돌출되어 있다. 볼트 등의 고정 부재(도시하지 않음)를 이용하여, 플랜지(40A)가 뚜껑(41)의 하면(49)에 고정됨으로써, 램프 하우징(40)이 뚜껑(41)에 지지되어 있다.
램프 하우징(40)의 저판부(52)는, 수평 자세의 원판형상을 이루고 있다. 저판부(52)의 상면(52A) 및 하면(52B)은, 각각 수평 평탄면을 이루고 있다. 램프 하우징(40) 내에 있어서, 적외선 램프(38)는, 그 원환부(43)의 하부가 저판부(52)의 상면(52A)에 근접하여 대향 배치되어 있다. 또한, 원환부(43)와 저판부(52)는 서로 평행하게 설치되어 있다. 또한, 관점을 바꾸면, 원환부(43)의 하방은, 램프 하우징(40)의 저판부(52)에 의해서 덮여 있다. 또한, 이 실시 형태에서는, 램프 하우징(40)의 외경은, 예를 들어 약 85㎜로 설정되어 있다. 또한, 적외선 램프(38)(원환부(43)의 하부)의 하단 가장자리와 상면(52A) 사이의 상하 방향의 간격은 예를 들어 약 2㎜로 설정되어 있다.
지지 부재(42)는 두께가 두꺼운 대략 원판상을 이루고 있고, 볼트(56) 등에 의해서, 뚜껑(41)에 그 하방으로부터, 수평 자세로 부착 고정되어 있다. 지지 부재(42)는, 내열성을 갖는 재료(예를 들어 세라믹스 나 석영)를 이용하여 형성되어 있다. 지지 부재(42)는, 그 상면(42A) 및 하면(42B)을, 연직 방향으로 관통하는 삽통공(46, 47)을 2개 가지고 있다. 각 삽통공(46, 47)은, 적외선 램프(38)의 직선부(44, 45)가 삽통하기 위한 것이다.
각 직선부(44, 45)의 도중부에는, O링(48)이 끼워져 고정되어 있다. 직선부(44, 45)를 삽통공(46, 47)에 삽통시킨 상태에서는, 각 O링(48)의 외주가 삽통공(46, 47)의 내벽에 압접하고, 이에 따라, 직선부(44, 45)의 각 삽통공(46, 47)에 대한 벗겨짐 방지가 달성되어, 적외선 램프(38)가 지지 부재(42)에 의해서 매달려 지지된다.
히터(54)에 의한 적외선의 방사는, 컴퓨터(55)(구체적으로는, 후술하는 CPU(55A))에 의해 제어되어 있다. 보다 구체적으로는, 컴퓨터(55)에 의해 히터(54)가 제어되어 적외선 램프(38)에 전력이 공급되면, 적외선 램프(38)가 적외선의 방사를 개시한다. 적외선 램프(38)로부터 방사된 적외선은, 램프 하우징(40)을 통하여, 히터 헤드(35)의 하방을 향해서 출사된다. 후술하는 레지스트 제거 처리 시에, 히터 헤드(35)의 하단면을 구성하는 램프 하우징(40)의 저판부(52)가, 웨이퍼 유지 기구(3)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)의 표면에 대향하여 배치된 상태에서는, 램프 하우징(40)의 저판부(52)를 통하여 출사된 적외선이, 웨이퍼(W) 및 웨이퍼(W) 상의 처리액(SPM액이나 SC1)의 액막을 가열한다. 또한, 적외선 램프(38)의 원환부(43)가 수평 자세이므로, 마찬가지로 수평 자세에 있는 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 균일하게 적외선을 조사할 수 있고, 이에 따라, 적외선을, 웨이퍼(W), 및 웨이퍼(W) 상의 처리액에, 효율적으로 조사하는 것이 가능하다.
히터 헤드(35)는, 적외선 램프(38)의 주위가 램프 하우징(40)에 의해서 덮여 있다. 또한, 램프 하우징(40)의 플랜지(40A)와 뚜껑(41)의 하면(49)은, 램프 하우징(40)의 전체 둘레에 걸쳐서 밀착되어 있다. 또한, 램프 하우징(40)의 개구부(39)가 뚜껑(41)에 의해서 폐색되어 있다. 이에 따라, 후술하는 레지스트 제거 처리 시, 웨이퍼(W)의 표면 부근의 처리액의 액적을 포함하는 분위기 등이, 램프 하우징(40) 내에 진입하여, 적외선 램프(38)에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 또한, 적외선 램프(38)의 석영관의 관벽에 처리액의 액적 등이 부착되는 것을 방지할 수 있으므로, 적외선 램프(38)로부터 방사되는 적외선의 광량을 장기에 걸쳐 안정적으로 유지할 수 있다.
또한, 뚜껑(41) 내에는, 램프 하우징(40)의 내부에 에어를 공급하기 위한 급기 경로(60)와, 램프 하우징(40)의 내부 분위기를 배기하기 위한 배기 경로(61)가 형성되어 있다. 급기 경로(60) 및 배기 경로(61)는, 뚜껑(41)의 하면에 개구하는 급기 포트(62) 및 배기 포트(63)를 가지고 있다. 급기 경로(60)에는, 급기 배관(64)의 일단이 접속되어 있다. 급기 배관(64)의 타단은, 에어의 급기원에 접속되어 있다. 배기 경로(61)에는, 배기 배관(65)의 일단이 접속되어 있다. 배기 배관(65)의 타단은, 배기원에 접속되어 있다.
급기 배관(64) 및 급기 경로(60)를 통하여, 급기 포트(62)로부터 램프 하우징(40) 내에 에어를 공급하면서, 램프 하우징(40) 내의 분위기를, 배기 포트(63) 및 배기 경로(61)를 통하여 배기 배관(65)에 배기함으로써, 램프 하우징(40) 내의 고온 분위기를 환기시킬 수 있다. 이에 따라, 램프 하우징(40)의 내부를 냉각시킬 수 있고, 그 결과, 적외선 램프(38)나 램프 하우징(40), 특히 지지 부재(42)를 양호하게 냉각시킬 수 있다.
또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 급기 배관(64) 및 배기 배관(65)(도 4에서는 도시하지 않는다. 도 2 참조)은, 히터 아암(34)에 설치된 급기 배관 홀더(66), 및 히터 아암(34)에 설치된 배기 배관 홀더(67)에, 각각 지지되어 있다.
도 5는, 히터(54)의 배치 위치를 나타내는 평면도이다.
요동 구동 기구(36) 및 승강 구동 기구(37)가 제어됨으로써, 히터(54)가, 웨이퍼(W)의 표면 상을, 웨이퍼(W)의 회전 방향과 교차하는 원호상의 궤적을 그리도록 이동 가능하게 설치되어 있다.
히터(54)에 의해, 웨이퍼(W) 및 웨이퍼(W) 상의 SPM액 및 SC1를 가열하는 경우, 히터(54)는, 히터 헤드(35)의 하단면을 구성하는 저판부(52)가 웨이퍼(W)의 표면과 미소 간격(예를 들어 3mm)을 두고 대향하는 근접 위치에 배치된다. 그리고, 그 가열 중은, 저판부(52)(하면(52B))와 웨이퍼(W)의 표면 사이가, 그 미소 간격으로 유지된다.
히터(54)의 근접 위치로서, 미들 근접 위치(도 5에 실선으로 표시하는 위치)나 에지 근접 위치(도 5에 2점 쇄선으로 나타내는 위치), 센터 근접 위치(도 5에 일점 쇄선으로 나타내는 위치)를 예시할 수 있다.
미들 근접 위치는, 웨이퍼(W)의 표면에 있어서의 반경 방향의 중앙 위치(회전 중심(회전 축선(A1) 상)와 주연부 사이의 중앙 위치)에, 평면에서 봐서 원형상의 히터(54)의 중심이 대향함과 더불어, 히터 헤드(35)의 저판부(52)와 웨이퍼(W)의 표면 사이가 미소 간격(예를 들어 3㎜)이 되는 히터(54)의 위치이다.
에지 근접 위치는, 웨이퍼(W)의 표면에 있어서의 주연부에, 평면에서 봐서 원형상의 히터(54)의 중심과 대향함과 더불어, 히터 헤드(35)의 저판부(52)와 웨이퍼(W)의 표면 사이가 미소 간격(예를 들어 3㎜)이 되는 히터(54)의 위치이다.
센터 근접 위치는, 웨이퍼(W)의 표면에 있어서의 회전 중심(회전 축선(A1) 상)에, 평면에서 봐서 원형상의 히터(54)의 중심이 대향함과 더불어, 히터 헤드(35)의 저판부(52)와 웨이퍼(W)의 표면 사이가 미소 간격(예를 들어 3mm)이 되는 히터(54)의 위치이다.
도 6은, 기판 처리 장치(1)의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다.
기판 처리 장치(1)는, 컴퓨터(55)를 구비하고 있다. 컴퓨터(55)는, CPU(55A)와, 기억 장치(55D)(레시피 기억 유닛)를 포함한다. 기억 장치(55D)에는, 레시피(55B)와, SPM액용의 회전 속도 히터 출력 대응 테이블(55C)과, SC1용의 회전 속도 히터 출력 대응 테이블(55F)이 저장되어 있다.
기억 장치(55D)에 기억되어 있는 데이터에는, 웨이퍼(W)에 대한 처리의 내용(순서 및 조건 등)이 규정된 프로세스 레시피(레시피(55B))의 데이터와, 웨이퍼(W)의 회전 속도와 히터(54)의 출력 대응 관계를 나타내는 테이블(SPM액용의 회전 속도 히터 출력 대응 테이블(55C) 및 SC1용의 회전 속도 히터 출력 대응 테이블(55F))이 포함된다.
SPM액용의 회전 속도 히터 출력 대응 테이블(55C)에서는, SPM액의 공급 시에 있어서, 웨이퍼(W)의 회전 속도의 상승에 따라 히터(54)의 출력이 저하하는, 웨이퍼(W)의 회전 속도와 히터(54)의 출력 대응 관계가 규정되어 있다. 보다 구체적으로는, SPM액용의 회전 속도 히터 출력 대응 테이블(55C)에는, 웨이퍼(W)의 표면에 손상을 주지 않고, 또한 웨이퍼(W)의 표면과의 경계 부근의 SPM액에 충분히 열이 닿는, 웨이퍼(W)의 회전 속도와 히터(54)의 출력의 대응 관계가 규정되어 있다. 웨이퍼(W)의 표면에 공급되는 SPM액의 액막의 두께는, 웨이퍼(W)의 회전 속도에 의존하고 있고, 또한, 웨이퍼(W)의 회전 속도가 빠르면 SPM액의 액막은 얇아지고, 웨이퍼(W)의 회전 속도가 느리면 SPM액의 액막은 두꺼워 지는데, 웨이퍼(W)의 회전 속도와 히터(54)의 출력 대응 관계가, SPM액용의 회전 속도 히터 출력 대응 테이블(55C)에 규정되어 있는 대응 관계이면, 웨이퍼(W)의 표면에 손상을 주지 않고, 또한 웨이퍼(W)의 표면과의 경계 부근의 SPM액에 충분히 열을 닿게 할 수 있다.
또한, SC1용의 회전 속도 히터 출력 대응 테이블(55F)에 있어서도, SC1의 공급 시에 있어서, 웨이퍼(W)의 회전 속도의 상승에 따라 히터(54)의 출력이 저하하는, 웨이퍼(W)의 회전 속도와 히터(54)의 출력 대응 관계가 규정되어 있다. 보다 구체적으로는, SC1용의 회전 속도 히터 출력 대응 테이블(55F)에는, 웨이퍼(W)의 표면에 손상을 주지 않고, 또한 웨이퍼(W)의 표면과의 경계 부근의 SC1에 충분히 열이 닿는, 웨이퍼(W)의 회전 속도와 히터(54)의 출력의 대응 관계가 규정되어 있다. 웨이퍼(W)의 표면에 공급되는 SC1의 액막의 두께는, 웨이퍼(W)의 회전 속도에 의존하고 있고, 또한, 웨이퍼(W)의 회전 속도가 빠르면 SC1의 액막은 얇아지고, 웨이퍼(W)의 회전 속도가 느리면 SC1의 액막은 두꺼워 지는데, 웨이퍼(W)의 회전 속도와 히터(54)의 출력의 대응 관계가, SC1용의 회전 속도 히터 출력 대응 테이블(55F)에 규정되어 있는 대응 관계이면, 웨이퍼(W)의 표면에 손상을 주지 않고, 또한 웨이퍼(W)의 표면과의 경계 부근의 SC1에 충분히 열을 닿게 할 수 있다.
컴퓨터(55)에는, 회전 구동 기구(6), 히터(54), 요동 구동 기구(36), 승강 구동 기구(37), 제1액 아암 요동 기구(12), 제2액 아암 요동 기구(29), 황산 밸브(18), 과산화수소수 밸브(20), 박리액 밸브(23), DIW 밸브(27), SC1 밸브(31), 유량 조절 밸브(19, 21) 등이 제어 대상으로서 접속되어 있다.
레시피 입력 조작부(57)는, 유저에 의해서 조작되는 키보드, 터치 패널 그 외의 입력 인터페이스로 이루어진다. 유저는, 레시피 입력 조작부(57)를 조작함으로써, 기억 장치(55D)에 기억된 데이터를 호출할 수 있다. 또한, 유저는, 레시피 입력 조작부(57)를 이용하여 레시피를 작성하고, 당해 레시피를 레시피(55B)로서 기억 장치(55D)에 등록할 수 있다.
도 7은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관련된 레지스트 제거 처리의 제1 처리예를 나타내는 플로우차트이다. 도 8은, 주로, 후술하는 SPM 액막 형성 공정 및 SPM 액막 가열 공정에 있어서의 CPU(55A)에 의한 제어 내용을 설명하기 위한 타임 차트이다. 도 9a~9c는 SPM 액막 형성 공정 및 SPM 액막 가열 공정을 설명하기 위한 도해적인 도면이다. 도 10은, 히터(54)로의 전력 공급의 제어를 나타내는 플로우차트이다. 도 11은, 상기 제1 처리예에 포함되는 SC1 공급/히터 가열 공정을 설명하기 위한 타임 차트이다.
이하, 도 1a, 도 1b 및 도 6~11을 참조하면서, 레지스트 제거 처리의 제1 처리예에 대하여 설명한다.
레지스트 제거 처리의 실행에 앞서, 우선, 유저에 의한 레시피 입력 조작부(57)의 조작이 실행되고, 웨이퍼(W)의 처리 조건에 관한 레시피(55B)가 결정된다. 이후 CPU(55A)는, 당해 레시피(55B)에 의거하여, 웨이퍼(W)의 처리를 순차적으로 실행한다.
CPU(55A)는, 인덱서 로봇(IR)(도 1a 참조) 및 센터 로봇(CR)(도 1a 참조)을 제어하고, 처리실(2) 내에 이온 주입 처리 후의 웨이퍼(W)를 반입시킨다(단계 S1：웨이퍼(W) 반입). 웨이퍼(W)는, 레지스트를 회분화하기 위한 처리를 받지 않는 것으로 한다. 웨이퍼(W)는, 그 표면을 상방을 향한 상태에서 웨이퍼 유지 기구(3)에 주고받는다. 이 때, 웨이퍼(W) 반입의 방해가 되지 않도록, 히터(54), 박리액 노즐(4) 및 SC1 노즐(25)은, 각각 홈 포지션에 배치되어 있다.
웨이퍼 유지 기구(3)에 웨이퍼(W)가 유지되면, CPU(55A)는, 회전 구동 기구(6)를 제어하여, 웨이퍼(W)를 회전 개시시킨다(단계 S2). 웨이퍼(W)는 미리 정해진 제1 회전 속도까지 상승되어, 그 제1 회전 속도로 유지된다. 제1 회전 속도는, 웨이퍼(W)의 표면 전역을 SPM액으로 덮는 것이 가능한 속도이며, 예를 들어 150rpm이다. 또한, CPU(55A)는, 제1액 아암 요동 기구(12)를 제어하고, 박리액 노즐(4)을 웨이퍼(W)의 상방 위치에 이동시켜, 박리액 노즐(4)을 웨이퍼(W)의 회전 중심(회전 축선(A1)) 상에 배치시킨다. 또한, CPU(55A)는, 황산 밸브(18), 과산화수소수 밸브(20) 및 박리액 밸브(23)를 열고, 박리액 노즐(4)로부터 SPM액을 토출시킨다. 도 8 및 도 9a에 나타내는 바와 같이, 박리액 노즐(4)로부터 토출된 SPM액은, 웨이퍼(W)의 표면에 공급된다(단계 S31：SPM 액막 형성 공정).
웨이퍼(W)의 표면에 공급된 SPM액은, 웨이퍼(W)의 회전 원심력에 의해, 웨이퍼(W)의 표면 중앙부로부터 웨이퍼(W)의 표면 주연부에 확산된다. 이에 따라, SPM액은, 웨이퍼(W)의 표면의 전역에 확산되어, 웨이퍼(W)의 표면의 전역을 덮는 SPM액의 액막(70)이 형성된다. SPM액의 액막(70)의 두께로서, 예를 들어 0.4㎜를 예시할 수 있다.
또한, CPU(55A)는, 요동 구동 기구(36) 및 승강 구동 기구(37)를 제어하고, 히터(54)를, 웨이퍼 유지 기구(3)의 측방에 설정된 홈 포지션으로부터 에지 근접 위치(도 5에 2점 쇄선으로 표시하는 위치)의 상방으로 이동시키고, 그 후, 에지 근접 위치까지 하강시킨 후, 센터 근접 위치(도 5에 일점 쇄선으로 표시하는 위치)를 향해서 일정한 속도로 이동시킨다.
단계 S31의 SPM 액막 형성 공정, 및 다음에 기술하는 단계 S32의 SPM 액막 가열 공정을 합하여 단계 S3의 SPM 공급/히터 가열 공정이라고 하고, 이 단계 S3의 SPM 공급/히터 가열 공정을 통하여, 히터(54)에 의한 적외선의 조사가 행해지는데, 히터(54)의 출력은, 웨이퍼(W)의 회전 속도에 대응하는 크기로 결정된다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 단계 S31의 SPM 액막 형성 공정에 있어서, CPU(55A)는, 레지스트 제거 처리의 진행 상황을 관리하기 위한 타이머(도시하지 않음)를 참조하면서, 현재, 히터(54)의 온 기간 중인지 여부를 판단한다(단계 S21).
히터(54)의 온 기간 중인 경우(단계 S21의 YES), CPU(55A)는, 레시피(55B)에 기억되어 있는 웨이퍼(W)의 회전 속도와, SPM액용의 회전 속도 히터 출력 대응 테이블(55C)에 의거하여, 히터(54)에 공급해야 할 전력의 크기를 결정한다(단계 S22). 그리고, 결정된 크기의 전력이, 히터(54)에 공급된다. 이러한 히터(54)를 이용한 적외선 조사에 의해, 웨이퍼(W)의 표면 상의 SPM액의 액막을 고온으로 승온시킬 수 있고, 이에 따라, 표면에 경화층을 갖는 레지스트라도, 회분화하지 않고, 웨이퍼(W)의 표면으로부터 제거하는 것이 가능하다.
한편, 히터(54)가 온 기간이 아니라고 판단되는 경우에는(단계 S21에서 NO), 히터(54)로의 전력의 공급이 행해지지 않는다. 이와 같이, 히터(54)의 출력은, 레시피(55B)에 기억되어 있는 웨이퍼(W)의 회전 속도에 따른 출력이 제어된다. 이 때, 단계 S31의 SPM 액막 형성 공정에서는, 웨이퍼(W)의 회전 속도가 비교적 빠른 제1 회전 속도이므로, 웨이퍼(W)의 표면 상에는 비교적 얇은 SPM액의 액막이 형성된다. 따라서, CPU(55A)는, SPM액용의 회전 속도 히터 출력 대응 테이블(55C)(도 6 참조)에 규정된 웨이퍼(W)의 회전 속도와 히터(54)의 출력의 대응 관계로부터, 히터(54)의 출력을 비교적 작은 제1 출력(예를 들어, 최대 출력의 40%정도의 출력)으로 제어한다.
제1 출력은, 웨이퍼(W)의 표면에 손상을 주지 않고, 또한 웨이퍼(W)의 표면과의 경계 부근의 SPM액의 액막(70)에 충분히 열이 닿는 출력이다. 이 때문에, 웨이퍼(W)의 표면이 과도하게 가열되거나, 반대로 SPM액의 액막(70)이 충분히 승온되지 않는 일이 없다. 그 결과, 단계 S31의 SPM 액막 형성 공정에 있어서, 웨이퍼(W)의 표면에 손상을 주지 않고, 웨이퍼(W)의 표면으로부터 레지스트를 효율적으로 박리할 수 있다.
SPM액의 공급 개시으로부터 미리 정해진 SPM액 공급 시간이 경과하면, CPU(55A)는, 회전 구동 기구(6)를 제어하고, 웨이퍼(W)의 회전을 제1 회전 속도로부터 제2 회전 속도로 감속시킨다. 제2 회전 속도는, 예를 들어, 웨이퍼(W)의 표면 상에 SPM액의 액막(70)보다도 두꺼운 SPM액의 액막(80)을 유지 가능한 속도(1rpm~30rpm의 범위에서, 예를 들어 15rpm)이다. SPM액의 액막(80)의 두께로서, 예를 들어 1.0mm를 예시할 수 있다.
SPM액의 공급 개시로부터 미리 정해진 SPM액 공급 시간이 경과하면, CPU(55A)는, 도 8 및 도 9b에 나타내는 바와 같이, 황산 밸브(18), 과산화수소수 밸브(20) 및 박리액 밸브(23)를 닫고, 박리액 노즐(4)로부터의 SPM액의 공급을 정지한다. 또한, CPU(55A)는, 제1액 아암 요동 기구(12)를 제어하고, SPM액의 공급 정지 후의 박리액 노즐(4)을 홈 포지션으로 되돌린다. SPM액 공급 시간은, 웨이퍼(W)의 표면의 전역을 덮는 SPM액의 액막(70, 80)이 형성되기까지 필요로 하는 기간보다도 길 필요가 있고, 박리액 노즐(4)로부터의 SPM액의 토출 유량이나 웨이퍼(W)의 회전 속도(제1 회전 속도)에 따라서 다르지만, 3초~30초간의 범위에서, 예를 들어 15초간이다.
또한, CPU(55A)는, 히터(54)에 의한 적외선의 조사를 속행시킨다(단계 S32：SPM 액막 가열 공정).
이 단계 S32의 SPM 액막 가열 공정에 있어서도, 히터(54)의 출력의 크기는, 웨이퍼(W)의 회전 속도에 의거하여 결정된다. 구체적으로는, 단계 S31의 SPM 액막 형성 공정의 경우와 마찬가지로, 히터(54)의 온 기간 중에는(도 10의 단계 S21에서 YES), CPU(55A)는, 레시피(55B)에 기억되어 있는 웨이퍼(W)의 회전 속도와, SPM액용의 회전 속도 히터 출력 대응 테이블(55C)에 의거하여, 히터(54)에 공급해야 할 전력을 결정하고 있고(도 10의 단계 S22), 결정된 전력이, 히터(54)에 공급된다. 전술과 같이, SPM액용의 회전 속도 히터 출력 대응 테이블(55C)(도 6 참조)에서는, 웨이퍼(W)의 회전 속도의 상승에 따라 히터(54)의 출력이 저하하는 대응 관계가 규정되어 있으므로, 히터(54)의 출력은 제1 출력보다도 큰 제2 출력(예를 들어, 최대 출력의 95% 정도의 출력)으로 제어된다.
제2 출력은, 웨이퍼(W)의 표면에 손상을 주지 않고, 또한 웨이퍼(W)의 표면과의 경계 부근의 SPM액의 액막(80)에 충분히 열이 닿는 출력이다. 이 때문에, 웨이퍼(W)의 표면이 과도하게 가열되거나, 반대로 SPM액의 액막(80)이 충분히 승온되지 않는 일이 없다. 따라서, 단계 S32의 SPM 액막 가열 공정에 있어서도, 웨이퍼(W)의 표면에 손상을 주지 않고, 웨이퍼(W)의 표면으로부터 레지스트를 효율적으로 박리할 수 있다.
단계 S32의 SPM 액막 가열 공정의 개시 직후, 히터(54)는, 이 실시 형태에서는 대체로 미들 근접 위치(도 5에 실선으로 표시하는 위치)에 배치되어 있다. 그리고, CPU(55A)는, 요동 구동 기구(36)의 제어를 계속하여, 히터(54)를 소정의 이동 속도로, 미들 근접 위치로부터 센터 근접 위치(도 5에 일점 쇄선으로 표시하는 위치)를 향해서 이동시킨다.
히터(54)가 센터 근접 위치에 도달한 후, 소정의 기간, 당해 센터 근접 위치에서 웨이퍼(W)의 가열이 계속된다. 단계 S32의 SPM 액막 가열 공정에서는, 히터(54)에 의한 적외선의 조사에 의해, 웨이퍼(W)의 히터 헤드(35)의 저판부(52)에 대향하는 부분이 가열됨과 더불어, 당해 부분에 존재하는 SPM액의 액막(80)이 가열된다. 단계 S32의 SPM 액막 가열 공정은, 미리 정해진 가열 시간(2초~90초간의 범위에서, 예를 들어 약 40초간)동안 실행된다.
히터(54)의 적외선의 조사 개시로부터 미리 정해진 시간이 경과하면, CPU(55A)는, 히터(54)를 제어하여, 적외선의 조사를 정지시킨다. 또한, CPU(55A)는, 요동 구동 기구(36) 및 승강 구동 기구(37)를 제어하고, 히터(54)를 홈 포지션으로 되돌린다.
그리고, CPU(55A)는, 회전 구동 기구(6)를 제어하고, 웨이퍼(W)를 소정의 제3 회전 속도 (300rpm~1500rpm의 범위에서, 예를 들어 1000rpm)로 가속함과 더불어, DIW 밸브(27)를 열고, DIW 노즐(24)의 토출구로부터 웨이퍼(W)의 회전 중심 부근을 향해서 DIW를 공급한다(단계 S4：중간 린스 처리 공정).
웨이퍼(W)의 표면에 공급된 DIW는, 웨이퍼(W)의 회전에 의한 원심력을 받아, 웨이퍼(W)의 표면 상을 웨이퍼(W)의 주연을 향해서 흐른다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 표면에 부착되어 있는 SPM액이 DIW에 의해서 씻겨진다. DIW의 공급이 미리 정해진 기간에 걸쳐서 계속되면, DIW 밸브(27)가 닫혀지고, 웨이퍼(W)의 표면으로의 DIW의 공급이 정지된다.
다음에, 도 11에 나타내는 바와 같이, CPU(55A)는, 웨이퍼(W)의 회전 속도를 제3 회전 속도로 유지하면서, SC1 밸브(31)를 열고, SC1 노즐(25)로부터 SC1를 웨이퍼(W)의 표면에 공급한다(단계 S5：SC1 공급/히터 가열 공정). 또한, CPU(55A)는, 제2액 아암 요동 기구(29)를 제어하고, 제2액 아암(28)을 소정 각도 범위 내에서 요동시키고, SC1 노즐(25)을, 웨이퍼(W)의 회전 중심상과 주연부상 사이에서 왕복 이동시킨다. 이에 따라, SC1 노즐(25)로부터의 SC1가 이끌리는 웨이퍼(W)의 표면 상의 공급 위치는, 웨이퍼(W)의 회전 중심으로부터 웨이퍼(W)의 주연부에 이르는 범위 내를, 웨이퍼(W)의 회전 방향과 교차하는 원호상의 궤적을 그리면서 왕복 이동한다. 이에 따라, SC1는, 웨이퍼(W)의 표면의 전역에 확산되어, 웨이퍼(W)의 표면의 전역을 덮는 SC1의 얇은 액막이 형성된다.
또한, 웨이퍼(W)로의 SC1의 공급과 병행하여, 웨이퍼(W)의 표면 및 SC1의 액막이 히터(54)에 의해서 따뜻해진다. 구체적으로는, CPU(55A)는, 히터(54)를 제어하여 적외선의 조사를 개시함과 더불어, 요동 구동 기구(36) 및 승강 구동 기구(37)를 제어하고, 히터(54)를, 웨이퍼 유지 기구(3)의 측방에 설정된 홈 포지션으로부터 에지 근접 위치(도 5에 2점 쇄선으로 표시하는 위치)의 상방에 이동시키고, 그 후 에지 근접 위치까지 하강시킨 후, 센터 근접 위치(도 5에 일점 쇄선으로 표시하는 위치)를 향해서 일정한 속도로 이동시킨다.
단계 S5의 SC1 공급/히터 가열 공정에 있어서도, 히터(54)의 출력의 크기는, 웨이퍼(W)의 회전 속도에 의거하여 결정된다. 구체적으로는, 단계 S3의 SPM 공급/히터 가열 공정의 경우와 마찬가지로, 히터(54)의 온 기간 중에는, CPU(55A)는, 레시피(55B)에 기억되어 있는 웨이퍼(W)의 회전 속도와, SC1용의 회전 속도 히터 출력 대응 테이블(55F)에 의거하여, 히터(54)에 공급해야 할 전력을 결정하고 있고(도 10의 단계 S22 참조), 결정된 전력이, 히터(54)에 공급된다. 단계 S5의 SC1 공급/히터 가열 공정에서는, 웨이퍼(W)의 회전 속도는, 비교적 빠른 제3 회전 속도이므로, 히터(54)의 출력은 제3 회전 속도에 따른 비교적 작은 제3 출력으로 제어된다. 제3 출력은, 단계 S5의 SC1 공급/히터 가열 공정에 있어서, 웨이퍼(W)의 표면에 손상을 주지 않고, 또한 웨이퍼(W)의 표면과의 경계 부근의 SC1의 액막에 충분히 열이 닿는 출력이다.
또한, 단계 S5의 SC1 공급/히터 가열 공정에 있어서, SC1 노즐(25)과 히터(54)가 서로 간섭하지 않도록, SC1 노즐(25) 및 히터(54)의 스캔의 양태가 정해져 있다.
단계 S5의 SC1 공급/히터 가열 공정에서는, 웨이퍼(W)의 표면의 전역에, SC1이 얼룩없이 공급되어, 웨이퍼(W)의 표면에 부착된 파티클을 효율적으로 세정 제거할 수 있다. 또한, 히터(54)에 의해 SC1가 가열되므로, SC1는 고활성화한다. 그 결과, 세정 효율을 현저하게 향상시킬 수 있다.
또한, 단계 S5의 SC1 공급/히터 가열 공정에 있어서, 히터(54)의 출력이 제3 출력으로 제어되므로, 웨이퍼(W)의 표면이 과도하게 가열되거나, 반대로 SC1의 액막이 충분히 승온되지 않는 일이 없다. 그 결과, 단계 S5의 SC1 공급/히터 가열 공정에 있어서, 웨이퍼(W)의 표면에 손상을 주지 않고, 웨이퍼(W)의 표면을 세정할 수 있다.
또한, 이 실시 형태에서는, 단계 S5의 SC1 공급/히터 가열 공정 중에 웨이퍼(W)의 회전수는 변경되지 않고, 이 때문에, SC1 공급/히터 가열 공정 중에 히터(54)의 출력이 변경되지 않는다. 그러나, SC1 공급/히터 가열 공정 중에 웨이퍼(W)의 회전수가 변경되는 경우는, 이 회전수의 변경에 따라, 히터(54)의 출력도 변경된다.
히터(54)의 가열이 미리 정해진 기간 속행되면, CPU(55A)는, 히터(54)를 제어하여 적외선의 조사를 정지시킴과 더불어, 요동 구동 기구(36) 및 승강 구동 기구(37)를 제어하여, 히터(54)를 홈 포지션으로 되돌린다.
SC1의 공급이 미리 정해진 기간에 걸쳐서 계속되면, CPU(55A)는, SC1 밸브(31)를 닫음과 더불어, 제2액 아암 요동 기구(29)를 제어하여, SC1 노즐(25)을 홈 포지션으로 되돌린다. 또한, 웨이퍼(W)의 회전 속도가 제3 회전 속도로 유지된 상태에서, CPU(55A)는, DIW 밸브(27)를 열고, DIW 노즐(24)의 토출구로부터 웨이퍼(W)의 회전 중심 부근을 향해서 DIW를 공급한다(단계 S6：최종 린스 공정).
웨이퍼(W)의 표면에 공급된 DIW는, 웨이퍼(W)의 회전에 의한 원심력을 받아, 웨이퍼(W)의 표면상을 웨이퍼(W)의 주연을 향해서 흐른다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 표면에 부착되어 있는 SC1이 DIW에 의해서 씻겨진다.
최종 린스 공정의 개시로부터 미리 정해진 기간이 경과하면, CPU(55A)는, DIW 밸브(27)를 닫고, 웨이퍼(W)의 표면으로의 DIW의 공급을 정지한다. 그 후, CPU(55A)는, 회전 구동 기구(6)를 구동하고, 웨이퍼(W)의 회전 속도를 소정의 고회전 속도(예를 들어 1500rpm~2500rpm)로 올리고, 웨이퍼(W)에 부착되어 있는 DIW를 떨쳐내 건조되는 스핀 드라이 처리가 행해진다(단계 S7).
단계 S7의 스핀 드라이 처리에 의해서, 웨이퍼(W)에 부착되어 있는 DIW가 제거된다. 또한, 단계 S4의 중간 린스 공정 및 단계 S6의 최종 린스 공정에 있어서, 린스액으로서, DIW에 한정되지 않고, 탄산수, 전해 이온수, 오존수, 환원수(수소수), 자기수 등을 채용할 수도 있다.
스핀 드라이 처리가 미리 정해진 기간에 걸쳐서 행해지면, CPU(55A)는, 회전 구동 기구(6)를 구동하고, 웨이퍼 유지 기구(3)의 회전을 정지시킨다. 이에 따라, 1매의 웨이퍼(W)에 대한 레지스트 제거 처리가 종료하고, 센터 로봇(CR)에 의해서, 처리가 끝난 웨이퍼(W)가 처리실(2)로부터 반출된다(단계 S8).
이상과 같이, 이 실시 형태에 의하면, 단계 S31의 SPM 액막 형성 공정, 단계 S32의 SPM 액막 가열 공정 및 단계 S5의 SC1 공급/히터 가열 공정의 각 공정에서는, 웨이퍼(W)의 회전 속도에 따라, 히터(54)의 출력이 조정된다. 이 때문에, 히터(54)의 출력을, 웨이퍼(W)의 표면상의 처리액(SPM액이나 SC1)의 액막의 두께에 따른 출력으로 할 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 회전 속도의 변화에 따라 처리액(SPM액이나 SC1)의 액막의 두께가 바뀌었다고 해도, 웨이퍼(W)의 표면이 과도하게 가열되거나, 반대로 처리액(SPM액이나 SC1)이 충분히 승온되지 않는 일이 없다. 그 결과, 웨이퍼(W)의 표면에 손상을 주지않고, 웨이퍼(W)의 표면에 양호한 처리를 실시할 수 있다.
도 12는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관련된 레지스트 제거 처리의 제2 처리예를 나타내는 타임 차트이다. 제2 처리예가 제1 처리예와 상이한 점은, 도 8에 나타내는 단계 S3의 SPM 공급/히터 가열 공정을 대신하여, 도 12에 나타내는 단계 S33의 SPM 공급/히터 가열 공정을 실행시키는 점이다. 그 외의 공정은, 전술의 제1 처리예와 동일하므로, 제2 처리예에 대해서는, 단계 S33의 SPM 공급/히터 가열 공정만을 설명한다.
단계 S33의 SPM 공급/히터 가열 공정에서는, 제1 처리예의 단계 S3의 SPM 공급/히터 가열 공정과 마찬가지로, 웨이퍼(W)의 표면을 SPM액의 액막으로 덮어야 하고, 박리액 노즐(4)로부터 SPM액이 웨이퍼(W)의 표면에 공급되고, 또한 히터(54)에 의한 적외선의 조사가 행해지는데, 적외선 조사의 전기간에 걸쳐, 박리액 노즐(4)로부터 SPM액을 계속 공급하고 있다. 이 점이, 단계 S33의 SPM 공급/히터 가열 공정이, 도 8에 나타내는 단계 S3의 SPM 공급/히터 가열 공정과 상이한 점이다.
단계 S33의 SPM 공급/히터 가열 공정은, 단계 S3의 SPM 공급/히터 가열 공정과 마찬가지로, 소정의 기간(예를 들어 제1 처리예에 있어서의 SPM액 공급 시간에 상당하는 기간) 웨이퍼(W)를 비교적 빠른 속도(제4 회전 속도)로 회전시키고, 그 후, 그 속도보다도 느린 제5 회전 속도로, 소정의 기간(예를 들어 제1 처리예에 있어서의 가열 시간에 상당하는 기간.) 웨이퍼(W)를 회전시키고 있다. 또한, 제4 회전 속도는, 웨이퍼(W)의 표면 전역을 SPM액으로 덮는 것이 가능한 속도로 되고, 예를 들어, 전술의 제1 회전 속도와 같은 150rpm을 예시할 수 있다.
제2 처리예에 있어서, 웨이퍼(W)의 회전 속도가 비교적 빠른 제4 회전 속도일 때는, 히터(54)의 출력은 비교적 작은 제4 출력으로 제어된다. 웨이퍼(W)의 회전 속도가 비교적 빠른 제4 회전 속도일 때, 웨이퍼(W)의 표면상에는 비교적 얇은 SPM액의 액막이 형성되는데, 제4 출력은, 웨이퍼(W)의 표면에 손상을 주지 않고, 또한 웨이퍼(W)의 표면과의 경계 부근의 SPM액의 액막에 충분히 열이 닿는 히터(54)의 출력이다.
웨이퍼(W)의 회전 속도가, 비교적 느린 제5 회전 속도(예를 들어, 15rpm 이상)일 때는, 히터(54)의 출력은, 제4 출력보다도 큰 제5 출력으로 제어된다. 웨이퍼(W)의 회전 속도가 비교적 느린 제5 회전 속도로 변경되면, SPM액의 액막은 지금까지보다 두꺼워진다. 제5 출력은, 웨이퍼(W)의 표면에 손상을 주지 않고, 또한 웨이퍼(W)의 표면에 유지된 SPM액의 액막 중, 경계 부근의 부분에 충분히 열이 닿는 히터(54)의 출력이다.
제5 회전 속도는, 제4 회전 속도보다 느리고, 또한 전술의 제1 처리예의 제2 회전 속도보다도 빠른 속도이다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 표면에는, 제4 회전 속도 시에 있어서의 SPM액의 액막보다도 더 두꺼운 SPM액의 액막이 형성된다. 제5 회전 속도는, 예를 들어, 웨이퍼(W)의 표면상에 SPM액의 액막을 유지 가능한 속도일 필요가 있다.
이와 같이, 단계 S33의 SPM 공급/히터 가열 공정을 채용한 제2 처리예라도, 전술의 제1 처리예에 있어서 기술한 효과와 동일한 효과를 발휘할 수 있다.
도 13은, 본 발명의 제2 실시 형태에 관련된 기판 처리 장치(101)의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다. 제2 실시 형태에 관련된 컴퓨터(155)가 전술의 제1 실시 형태의 컴퓨터(55)와 상이한 점은, SPM액용의 회전 속도 히터 출력 대응 테이블(55C)에 대신하여, SPM액용의 회전 속도 히터 이동 속도 대응 테이블(55E)을 구비하는 점, 및 SC1용의 회전 속도 히터 출력 대응 테이블(55F)에 대신하여, SC1용의 회전 속도 히터 이동 속도 대응 테이블(55G)을 구비하는 점이다. 그 외의 구성은, 전술의 제1 실시 형태에 관련된 처리 유닛(100)과 동일한 구성이다. 도 13에 있어서, 전술의 제1 실시 형태의 도 6에 나타난 각 부와 대응하는 부분에는 동일한 참조 부호를 붙여, 설명을 생략한다.
SPM액용의 회전 속도 히터 이동 속도 대응 테이블(55E)에는, 웨이퍼(W)의 회전 속도의 감속에 따라 히터(54)의 이동 속도를 감속하는, 웨이퍼(W)의 회전 속도와, 히터(54)의 이동 속도(보다 구체적으로는, 히터 아암(34)의 요동 속도)와의 대응 관계가 규정되어 있다. SPM액용의 회전 속도 히터 이동 속도 대응 테이블(55E)에는, 웨이퍼(W)의 표면에 손상을 주지 않고, 또한 웨이퍼(W)의 표면과의 경계 부근의 SPM액에 충분히 열이 닿는, 웨이퍼(W)의 회전 속도와 히터(54)의 이동 속도의 대응 관계가 규정되어 있다.
웨이퍼(W)의 표면에 공급되는 SPM액의 액막의 두께는, 웨이퍼(W)의 회전 속도에 의존하고 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 회전 속도가 빠르면 SPM액의 액막은 얇아지고, 웨이퍼(W)의 회전 속도가 느리면 SPM액의 액막은 두꺼워지는데, 히터(54)의 출력이 일정한 경우, 웨이퍼(W)의 회전 속도에 따라서는, SPM액의 액막의 소정 부분에 주어지는 열량이 달라진다.
즉, 히터(54)의 이동 속도를 빠르게 하면, 액막의 소정 부분에 주어지는 열량은 비교적 작아지고, 한편, 히터(54)의 이동 속도를 느리게 하면, 당해 부분에 주어지는 열량은 비교적 커진다. 웨이퍼(W)의 회전 속도와 히터(54)의 이동 속도의 대응 관계가, SPM액용의 회전 속도 히터 이동 속도 대응 테이블(55E)에 규정되어 있는 대응 관계이면, 웨이퍼(W)의 표면에 손상을 주지 않고, 또한 웨이퍼(W)의 표면과의 경계 부근의 SPM액에 충분히 열을 닿게 할 수 있다.
SC1용의 회전 속도 히터 이동 속도 대응 테이블(55G)에도, 웨이퍼(W)의 회전 속도의 감속에 따라 히터(54)의 이동 속도를 감속하는, 웨이퍼(W)의 회전 속도와, 히터(54)의 이동 속도(보다 구체적으로는, 히터 아암(34)의 요동 속도)와의 대응 관계가 규정되어 있다. SC1용의 회전 속도 히터 이동 속도 대응 테이블(55G)에는, 웨이퍼(W)의 표면에 손상을 주지 않고, 또한 웨이퍼(W)의 표면과의 경계 부근의 SC1에 충분히 열이 닿는, 웨이퍼(W)의 회전 속도와 히터(54)의 이동 속도의 대응 관계가 규정되어 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 표면에 손상을 주지 않고, 또한 웨이퍼(W)의 표면과의 경계 부근의 SC1에 충분히 열을 닿게할 수 있다.
도 14는, 본 발명의 제2 실시 형태에 관련된 레지스트 제거 처리의 제3 처리예를 나타내는 플로우챠트이다. 도 15는, 주로, 상기 제3 처리예에 포함되는 SPM 액막 형성 공정 및 SPM 액막 가열 공정을 설명하기 위한 타임 차트이다. 도 16은, 히터(54)의 이동 속도의 제어를 나타내는 플로우차트이다. 도 17은, 상기 제3 처리예에 포함되는 SC1 공급/히터 가열 공정을 설명하기 위한 타임 차트이다.
이하, 도 1a, 도 1b 및 도 13~도 17을 참조하면서, 상기 제3 처리예에 대하여 설명한다.
레지스트 제거 처리의 실행에 앞서, 우선, 유저에 의한 레시피 입력 조작부(57)의 조작이 실행되어, 웨이퍼(W)의 처리 조건에 관한 레시피(55B)가 결정된다. 이후, 컴퓨터(155)의 CPU(55A)는, 당해 레시피(55B)에 의거하여, 웨이퍼(W)의 처리를 순차적으로 실행한다.
CPU(55A)는, 인덱서 로봇(IR)(도 1a 참조) 및 센터 로봇(CR)(도 1a 참조)을 제어하고, 처리실(2) 내에 이온 주입 처리 후의 웨이퍼(W)를 반입시킨다(단계 S11：웨이퍼(W) 반입). 웨이퍼(W)는, 레지스트를 회분화하기 위한 처리를 받지 않는 것으로 한다. 웨이퍼(W)는, 그 표면을 상방을 향한 상태에서 웨이퍼 유지 기구(3)에 주고받는다. 이 때, 웨이퍼(W)의 반입의 방해가 되지 않도록, 히터(54), 박리액 노즐(4) 및 SC1 노즐(25)은, 각각 홈 포지션에 배치되어 있다.
웨이퍼 유지 기구(3)에 웨이퍼(W)가 유지되면, CPU(55A)는, 회전 구동 기구(6)를 제어하여, 웨이퍼(W)를 회전 개시시킨다(단계 S12). 웨이퍼(W)는, 도 15에 나타내는 바와 같이, 미리 정해진 제6 회전 속도까지 상승되고, 그 제6 회전 속도로 유지된다. 제6 회전 속도는, 웨이퍼(W)의 표면 전역을 SPM액으로 덮는 것이 가능한 속도이며, 예를 들어 전술의 제1 실시 형태에 있어서의 제1 처리예의 제1 회전 속도(도 8 참조)와 동일한 150rpm이다.
또한, CPU(55A)는, 전술의 제1 실시 형태의 제1 처리예와 마찬가지로, 제1액 아암 요동 기구(12)를 제어하고, 박리액 노즐(4)을 웨이퍼(W)의 상방 위치로 이동시켜, 박리액 노즐(4)을 웨이퍼(W)의 회전 중심(회전 축선(A1)) 상에 배치시킨다. 또한, CPU(55A)는, 황산 밸브(18), 과산화수소수 밸브(20) 및 박리액 밸브(23)를 열고, 박리액 노즐(4)로부터 SPM액을 웨이퍼(W)의 표면에 공급한다(단계 S41：SPM 액막 형성 공정).
웨이퍼(W)의 표면에 공급된 SPM액은, 웨이퍼(W)의 회전 원심력에 의해, 웨이퍼(W)의 표면 중앙부로부터 웨이퍼(W)의 표면 주연부에 확산된다. 이에 따라, SPM액은, 웨이퍼(W)의 표면의 전역에 확산되어, 웨이퍼(W)의 표면의 전역을 덮는 SPM액의 액막이 형성된다. SPM액의 액막의 두께로서, 예를 들어 0.4㎜를 예시할 수 있다.
또한, CPU(55A)는, 도 15에 나타내는 바와 같이, 요동 구동 기구(36) 및 승강 구동 기구(37)를 제어하고, 히터(54)를, 웨이퍼 유지 기구(3)의 측방에 설정된 홈 포지션으로부터 에지 근접 위치(도 5에 2점 쇄선으로 나타내는 위치)의 상방에 이동시키고, 그 후, 에지 근접 위치까지 하강시킨 후, 센터 근접 위치(도 5에 일점 쇄선으로 나타내는 위치)를 향해서 미리 정해진 제1 이동 속도로 한방향 이동시킨다.
단계 S41의 SPM 액막 형성 공정, 및 다음에 기술하는 단계 S42의 SPM 액막 가열 공정을 합하여 단계 S13의 SPM 공급/히터 가열 공정이라고 하고, 이 단계 S13의 SPM 공급/히터 가열 공정을 통하여, 히터(54)에 의한 적외선의 조사가 행해진다. 이 실시 형태에서는, 히터(54)의 출력은 일정한 값에 고정되어 있다. 히터(54)의 출력은 제6 출력이다. 제6 출력은, 예를 들어 전술의 제1 실시 형태에 있어서의 제1 출력(도 8 참조)보다도 큰 출력이다.
보다 구체적으로, 단계 S41의 SPM 액막 형성 공정에 있어서, CPU(55A)는, 도 16에 나타내는 바와 같이, 전술의 제1 실시 형태의 제1 처리예와 마찬가지로, 레지스트 제거 처리의 진행 상황을 관리하기 위한 타이머(도시하지 않는다)를 참조하면서, 현재, 히터(54)의 이동 기간 중인지 여부를 판단한다(단계 S23).
히터(54)의 이동 기간 중인 경우(단계 S23의 YES), CPU(55A)는, 레시피(55B)에 기억되어 있는 웨이퍼(W)의 회전 속도와, SPM용의 회전 속도 히터 이동 속도 대응 테이블(55E)에 의거하여, 히터 아암(34)의 요동 속도를 결정하고, CPU(55A)는 그 요동 속도가 되도록, 요동 구동 기구(36)를 제어한다. 즉, 히터(54)의 이동 속도(히터 아암(34)의 요동 속도)는 통상 등속이지만, 이러한 제어에 의해, 히터(54)의 이동 기간 중에, 히터(54)의 이동 속도가 변경되게 된다. 히터(54)로부터의 적외선 조사에 의해, 웨이퍼(W)의 표면상의 SPM액의 액막을 고온으로 승온시킬 수 있고, 이에 따라, 표면에 경화층을 갖는 레지스트라도, 회분화하지 않고, 웨이퍼(W)의 표면으로부터 제거하는 것이 가능하다.
한편, 히터(54)의 이동 기간이 아니라고 판단되는 경우에는(단계 S23에서 NO), CPU(55A)에 의한 요동 구동 기구(36)의 제어는 행해지지 않는다.
이와 같이, 단계 S13의 SPM 공급/히터 가열 공정에 있어서의 히터(54)의 이동 속도는, 레시피(55B)에 기억되어 있는 웨이퍼(W)의 회전 속도에 따른 이동 속도로 제어된다. 단계 S41의 SPM 액막 형성 공정에서는, 웨이퍼(W)의 회전 속도가 비교적 빠른 제6 회전 속도이므로, 웨이퍼(W)의 표면에는 비교적 얇은 SPM액의 액막이 형성된다. 따라서, CPU(55A)는, SPM용의 회전 속도 히터 이동 속도 대응 테이블(55E)(도 13 참조)에 규정된 웨이퍼(W)의 회전 속도와 히터(54)의 이동 속도의 대응 관계로부터, 히터(54)의 이동 속도를 비교적 빠른 제1 이동 속도(예를 들어 5㎜/min)로 제어한다.
제1 이동 속도는, 웨이퍼(W)의 표면에 손상을 주지 않고, 또한 웨이퍼(W)의 표면과의 경계 부근의 SPM액의 액막 전역에 충분히 열을 닿게 할 수 있는 히터(54)의 이동 속도이다. 이 때문에, 웨이퍼(W)의 표면이 과도하게 가열되거나, 반대로 SPM액의 액막이 충분히 승온되지 않는 일이 없다. 그 결과, 단계 S41의 SPM 액막 형성 공정에 있어서, 웨이퍼(W)의 표면에 손상을 주지 않고, 웨이퍼(W)의 표면으로부터 레지스트를 효율적으로 박리할 수 있다.
SPM액의 공급 개시부터 미리 정해진 SPM액 공급 시간이 경과하면, CPU(55A)는, 도 1b 및 도 15에 나타내는 바와 같이, 황산 밸브(18), 과산화수소수 밸브(20) 및 박리액 밸브(23)를 닫고, 박리액 노즐(4)로부터의 SPM액의 공급을 정지한다. 또한, CPU(55A)는, 제1액 아암 요동 기구(12)를 제어하고, SPM액의 공급 정지 후의 박리액 노즐(4)을 홈 포지션으로 되돌린다. SPM액 공급 시간은, 웨이퍼(W)의 표면의 전역을 덮는 SPM액의 액막이 형성될 때까지 필요로 하는 기간보다도 길 필요가 있고, 박리액 노즐(4)로부터의 SPM액의 토출 유량이나 웨이퍼(W)의 회전 속도(제6 회전 속도)에 따라 다르지만, 3초~30초간의 범위에서, 예를 들어 15초간이다.
또한, CPU(55A)는, 회전 구동 기구(6)를 제어하여, 웨이퍼(W)의 회전을 제6 회전 속도로부터 제7 회전 속도로 감속시킨다. 제7 회전 속도는, 예를 들어, 웨이퍼(W)의 표면으로의 새로운 SPM액의 공급이 없어도, 웨이퍼(W)의 표면 상에 SPM액의 액막보다도 두꺼운 SPM액의 액막을 유지 가능한 속도(1rpm~30rpm의 범위에서, 예를 들어 15rpm)이다. 이 때의 SPM액의 액막의 두께로서, 예를 들어 1.0㎜를 예시할 수 있다.
또한, CPU(55A)는, 히터(54)에 의한 적외선의 조사를 계속시킨 상태에서, 웨이퍼(W)의 회전 속도의 변경에 따라, 히터(54)의 이동 속도를 제1 이동 속도로부터 제2 이동 속도(예를 들어 2.5㎜/min)로 감속시킨다(단계 S42：SPM 액막 가열 공정).
이 단계 S42의 SPM 액막 가열 공정에 있어서도, 웨이퍼(W)의 회전 속도와, SPM용의 회전 속도 히터 이동 속도 대응 테이블(55E)에 의거하여, 히터(54)의 이동 속도를 결정하고, CPU(55A)는 그 이동 속도가 되도록, 요동 구동 기구(36)를 제어한다. 보다 구체적으로는, 단계 S42의 SPM 액막 가열 공정에서는, 웨이퍼(W)의 회전 속도가 제6 회전 속도보다도 느린 제7 회전 속도이므로, 웨이퍼(W)의 표면에는 제6 회전 속도시보다도 두꺼운 SPM액의 액막이 형성된다. 전술과 같이, SPM용의 회전 속도 히터 이동 속도 대응 테이블(55E)에는, 웨이퍼(W)의 회전 속도의 감속에 따라 히터(54)의 이동 속도를 감속하는, 웨이퍼(W)의 회전 속도와, 히터(54)의 이동 속도의 대응 관계가 규정되어 있으므로, CPU(55A)는, 히터(54)의 이동 속도를 제2 이동 속도로 제어한다.
제2 이동 속도는, 웨이퍼(W)의 표면에 손상을 주지 않고, 또한 웨이퍼(W)의 표면과의 경계 부근의 SPM액의 액막 전역에 충분히 열을 닿게 할 수 있는 히터(54)의 이동 속도이다. 이 때문에, 웨이퍼(W)의 표면이 과도하게 가열되거나, 반대로 SPM액의 액막이 충분히 승온되지 않는 일이 없다. 그 결과, 단계 S42의 SPM 액막 가열 공정에 있어서도, 웨이퍼(W)의 표면에 손상을 주지 않고, 웨이퍼(W)의 표면으로부터 레지스트를 효율적으로 박리할 수 있다.
단계 S42의 SPM 액막 가열 공정의 개시 직후, 히터(54)는, 이 실시 형태에서는 대체로 미들 근접 위치(도 5에 실선으로 나타내는 위치)에 배치되어 있다. 그리고, CPU(55A)는, 요동 구동 기구(36)를 제어하고, 히터(54)를 제2 이동 속도로 미들 근접 위치로부터 센터 근접 위치(도 5에 일점 쇄선으로 나타내는 위치)를 향해서 이동시킨다.
히터(54)가 센터 근접 위치에 도달한 후, 미리 정해진 기간, 당해 센터 근접 위치에서 웨이퍼(W)의 가열이 계속된다. 단계 S42의 SPM 액막 가열 공정에서는, 히터(54)에 의한 적외선의 조사에 의해, 웨이퍼(W)의 히터 헤드(35)의 저판부(52)에 대향하는 부분이 가열됨과 더불어, 당해 부분에 존재하는 SPM액의 액막이 가열된다. 단계 S42의 SPM 액막 가열 공정은, 미리 정해진 가열 시간(2초~90초간의 범위에서, 예를 들어 약 40초간)동안 실행된다.
그 후, 히터(54)의 적외선의 조사 개시부터, 미리 정해진 시간이 경과하면, CPU(55A)는, 황산 밸브(18) 및 과산화수소수 밸브(20)를 닫음과 더불어, 히터(54)를 제어하여, 적외선의 조사를 정지시킨다. 또한, CPU(55A)는, 요동 구동 기구(36) 및 승강 구동 기구(37)를 제어하여, 히터(54)를 홈 포지션으로 되돌린다.
그리고, CPU(55A)는, 도 15에 나타내는 바와 같이, 회전 구동 기구(6)를 제어하여, 웨이퍼(W)를 소정의 제8 회전 속도로 가속함과 더불어, DIW 밸브(27)를 열고, DIW 노즐(24)의 토출구로부터 웨이퍼(W)의 회전 중심 부근을 향해서 DIW를 공급한다(단계 S14 : 중간 린스 처리 공정). 제8 회전 속도는, 300rpm~1500rpm의 범위에서, 예를 들어 1000rpm이다.
웨이퍼(W)의 표면에 공급된 DIW는, 웨이퍼(W)의 회전에 의한 원심력을 받아, 웨이퍼(W)의 표면상을 웨이퍼(W)의 주연을 향해서 흐른다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 표면에 부착되어 있는 SPM액이 DIW에 의해서 씻겨진다. DIW의 공급이 미리 정해진 기간에 걸쳐서 계속되면, DIW 밸브(27)가 닫혀지고, 웨이퍼(W)의 표면으로의 DIW의 공급이 정지된다.
다음에, CPU(55A)는, 도 17에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 회전 속도를 제8 회전 속도로 유지하면서, SC1 밸브(31)를 열고, SC1 노즐(25)로부터 SC1를 웨이퍼(W)의 표면에 공급한다(단계 S15：SC1 공급/히터 가열 공정). 또한, CPU(55A)는, 제2액 아암 요동 기구(29)를 제어하여, 제2액 아암(28)을 소정 각도 범위 내에서 요동시키고, SC1 노즐(25)을, 웨이퍼(W)의 회전 중심상과 주연부상의 사이에서 왕복 이동시킨다. 이에 따라, SC1 노즐(25)로부터의 SC1가 이끌리는 웨이퍼(W)의 표면상의 공급 위치는, 웨이퍼(W)의 회전 중심으로부터 웨이퍼(W)의 주연부에 이르는 범위 내를, 웨이퍼(W)의 회전 방향과 교차하는 원호상의 궤적을 그리면서 왕복 이동한다. 이에 따라, SC1은, 웨이퍼(W)의 표면의 전역에 확산되어, 웨이퍼(W)의 표면의 전역을 덮는 SC1의 얇은 액막이 형성된다.
또한, 웨이퍼(W)로의 SC1의 공급과 병행하여, 웨이퍼(W)의 표면 및 SC1의 액막이 히터(54)에 의해서 따뜻해진다. CPU(55A)는, 단계 S13의 SPM 공급/히터 가열 공정과 마찬가지로, 히터(54)를 제어하여 적외선의 조사를 개시함과 더불어, 요동 구동 기구(36) 및 승강 구동 기구(37)를 제어하고, 히터(54)를, 웨이퍼 유지 기구(3)의 측방에 설정된 홈 포지션으로부터 에지 근접 위치(도 5에 2점 쇄선으로 나타내는 위치)의 상방으로 이동시키고, 그 후 에지 근접 위치까지 하강시킨 후, 센터 근접 위치(도 5에 일점 쇄선으로 나타내는 위치)를 향해서 일정한 속도로 이동시킨다.
단계 S15의 SC1 공급/히터 가열 공정에 있어서도, 히터(54)의 출력의 크기는 제6 출력에 고정되어 있다.
또한, 단계 S15의 SC1 공급/히터 가열 공정에 있어서, SC1 노즐(25)과 히터(54)가 서로 간섭하지 않도록, SC1 노즐(25) 및 히터(54)의 스캔의 양태가 정해져 있다.
히터(54)를 에지 근접 위치의 상방으로 이동시킨 후, CPU(55A)는, 히터(54)를 에지 근접 위치까지 하강시키고, 센터 근접 위치(도 5에 일점 쇄선으로 나타내는 위치)를 향해서 미리 정해진 제3 이동 속도로 이동시킨다.
이 단계 S15의 SC1 공급/히터 가열 공정에 있어서도, 웨이퍼(W)의 회전 속도와, SC1용의 회전 속도 히터 이동 속도 대응 테이블(55G)에 의거하여, 히터(54)의 이동 속도를 결정하고, CPU(55A)는 그 이동 속도가 되도록, 요동 구동 기구(36)를 제어한다. 단계 S15의 SC1 공급/히터 가열 공정에서는, 웨이퍼(W)의 회전 속도는 제8 회전 속도로 일정하다. 히터(54)의 이동 속도는, 웨이퍼(W)의 회전 속도에 따른 일정한 제3 이동 속도로 제어된다.
제3 이동 속도는, 단계 S15의 SC1 공급/히터 가열 공정에 있어서, 웨이퍼(W)의 표면에 손상을 주지 않고, 또한 웨이퍼(W)의 표면과의 경계 부근의 SC1의 액막에 충분히 열이 닿는 히터(54)의 이동 속도이다.
단계 S15의 SC1 공급/히터 가열 공정에서는, 웨이퍼(W)의 표면의 전역에, SC1이 얼룩없이 공급되어, 웨이퍼(W)의 표면에 부착된 파티클을 효율적으로 세정 제거할 수 있다. 또한, 히터(54)에 의해 SC1이 가열되므로, SC1은 고활성화된다. 그 결과, 세정 효율을 현저하게 향상시킬 수 있다.
또한, 단계 S15의 SC1 공급/히터 가열 공정에 있어서, 히터(54)의 이동 속도가 제3 이동 속도로 제어되므로, 웨이퍼(W)의 표면이 과도하게 가열되거나, 반대로 SC1의 액막이 충분히 승온되지 않는 일이 없다. 그 결과, 단계 S15의 SC1 공급/히터 가열 공정에 있어서, 웨이퍼(W)의 표면에 손상을 주지 않고, 웨이퍼(W)의 표면을 세정할 수 있다.
또한, 이 실시 형태에서는, 단계 S15의 SC1 공급/히터 가열 공정 중에 웨이퍼(W)의 회전수는 변경되지 않고, 이 때문에, SC1 공급/히터 가열 공정 중에 히터(54)의 출력이 변경되지 않는다. 그러나, SC1 공급/히터 가열 공정 중에 웨이퍼(W)의 회전수가 변경되는 경우는, 이 회전수의 변경에 따라, 히터(54)의 출력도 변경된다.
히터(54)의 가열이 미리 정해진 기간 속행되면, CPU(55A)는, 히터(54)를 제어하여 적외선의 조사를 정지시킴과 더불어, 요동 구동 기구(36) 및 승강 구동 기구(37)를 제어하고, 히터(54)를 홈 포지션으로 되돌린다.
SC1의 공급이 미리 정해진 기간에 걸쳐서 계속되면, CPU(55A)는, 전술의 제1 실시 형태에 있어서의 단계 S6의 최종 린스 공정, 단계 S7의 건조 공정 및 단계 S8의 웨이퍼(W) 반출과 동일한, 단계 S16의 최종 린스 공정, 단계 S17의 건조 공정 및 단계 S18의 웨이퍼(W) 반출을 행한다.
이상과 같이, 이 실시 형태에 의하면, 단계 S41의 SPM 액막 형성 공정, 단계 S42의 SPM 액막 가열 공정 및 단계 S15의 SC1 공급/히터 가열 공정의 각 공정에서는, 히터(54)는, 요동 구동 기구(36)에 의해, 웨이퍼(W)의 표면을 따라서 이동된다. 그리고, 히터(54)의 이동 속도는, 웨이퍼(W)의 회전 속도에 따라 조정된다. 이 때문에, 히터(54)의 이동 속도를, 웨이퍼(W)의 표면 상의 액막의 두께에 따른 이동 속도로 할 수 있다. 즉, 히터(54)의 이동 속도를 빠르게 함으로써, 처리액(SPM액이나 SC1)의 액막의 소정 부분에 주어지는 열량을 비교적 작게 할 수 있고, 한편, 히터(54)의 이동 속도를 느리게 함으로써, 당해 부분에 주어지는 열량을 비교적 크게 할 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 회전 속도의 변화에 따라 처리액(SPM액이나 SC1)의 액막의 두께가 바뀌었다고 해도, 웨이퍼(W)의 표면이 과도하게 가열되거나, 반대로 처리액(SPM액이나 SC1)이 충분히 승온되지 않는 일이 없다. 그 결과, 웨이퍼(W)의 표면에 손상을 주지 않고, 웨이퍼(W)의 표면에, 히터(54)를 이용한 양호한 처리를 실시할 수 있다.
도 18은 본 발명의 제2 실시 형태에 관련된 레지스트 제거 처리의 제4 처리예를 나타내는 타임 차트이다. 제2 실시 형태에 있어서, 제4 처리예가 제3 처리예와 상이한 점은, 도 15 에 나타내는 단계 S13의 SPM 공급/히터 가열 공정에 대신하여, 도 18에 나타내는 단계 S43의 SPM 공급/히터 가열 공정을 실행시키는 점이다. 그 외의 공정은, 전술의 제2 실시 형태의 제3 처리예와 동일하므로, 제4 처리예에 대해서는, 단계 S43의 SPM 공급/히터 가열 공정만을 설명한다.
단계 S43의 SPM 공급/히터 가열 공정에서는, 제3 처리예의 단계 S13의 SPM 공급/히터 가열 공정과 마찬가지로, 웨이퍼(W)의 표면을 SPM액의 액막으로 덮어야 하고, 박리액 노즐(4)로부터 SPM액이 웨이퍼(W)의 표면에 공급되고, 또한 히터(54)에 의한 적외선의 조사가 행해지는데, 적외선 조사의 전 기간에 걸쳐서, 박리액 노즐(4)로부터 SPM액을 계속 공급하고 있다. 이 점이, 단계 S43의 SPM 공급/히터 가열 공정이, 도 15에 나타내는 단계 S13의 SPM 공급/히터 가열 공정과 상이한 점이다.
단계 S43의 SPM 공급/히터 가열 공정은, 단계 S13의 SPM 공급/히터 가열 공정과 마찬가지로, 소정의 기간(예를 들어 제3 처리예에 있어서의 SPM액 공급 시간에 상당하는 기간) 웨이퍼(W)를 비교적 빠른 속도(제9 회전 속도)로 회전시키고, 그 후, 그 속도보다도 느린 제10 회전 속도로, 소정의 기간(예를 들어 제3 처리예에 있어서의 액막 가열 처리 시간에 상당하는 기간) 웨이퍼(W)를 회전시키고 있다. 또한, 제9 회전 속도는, 웨이퍼(W)의 표면 전역을 SPM액으로 덮는 것이 가능한 속도로 되고, 예를 들어, 전술의 제3 처리예의 제6 회전 속도와 동일한 150rpm을 예시할 수 있다.
제4 처리예에 있어서, 웨이퍼(W)의 회전 속도가 비교적 빠른 제9 회전 속도일 때는, 히터(54)의 이동 속도는, 비교적 빠른 제3 이동 속도로 제어된다. 웨이퍼(W)의 회전 속도가 비교적 빠른 제9 회전 속도일 때, 웨이퍼(W)의 표면 상에는 비교적 얇은 SPM액의 액막이 형성되는데, 제3 이동 속도는, 웨이퍼(W)의 표면에 손상을 주지 않고, 또한 웨이퍼(W)의 표면과의 경계 부근의 SPM액의 액막에 충분히 열이 닿는 히터(54)의 이동 속도이다.
웨이퍼(W)의 회전 속도가 비교적 느린 제10 회전 속도(예를 들어, 15rpm 이상)일 때는, 히터(54)의 이동 속도는, 제3 이동 속도보다 느린 제4 이동 속도로 제어된다. 웨이퍼(W)의 회전 속도가 비교적 느린 제10 회전 속도로 변경되면, SPM액의 액막은 지금까지보다 두꺼워진다. 제4 이동 속도는, 웨이퍼(W)의 표면에 손상을 주지 않고, 또한 웨이퍼(W)의 표면에 유지된 SPM액의 액막 중, 경계 부근의 부분에 충분히 열이 닿는 히터(54)의 이동 속도이다.
또한, 제10 회전 속도는, 제9 회전 속도보다 느리고, 또한 전술의 제3 처리예의 제7 회전 속도보다도 빠른 속도이다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 표면에는, 제9 회전 속도시에 있어서의 SPM액의 액막보다도 더 두꺼운 SPM액의 액막이 형성된다. 제10 회전 속도는, 예를 들어, 웨이퍼(W)의 표면 상에 SPM액의 액막을 유지 가능한 속도일 필요가 있다.
이와 같이, 단계 S43의 SPM 공급/히터 가열 공정을 채용한 제4 처리예라도, 전술의 제3 처리예에 있어서 기술한 효과와 동일한 효과를 발휘할 수 있다.
이상, 본 발명의 2개의 실시 형태에 대하여 설명했는데, 본 발명은 또 다른 형태로 실시할 수도 있다.
예를 들어, 기억 장치(55D)에, 웨이퍼(W)의 회전 속도, 히터(54)의 출력, 및 히터(54)의 이동 속도의 3개의 대응 관계가 규정된 회전 속도 히터 출력 히터 이동 속도 대응 테이블이 저장되어 있고, 당해 테이블을 참조하면서, CPU(55A)는, 웨이퍼(W)의 회전 속도에 의거하여, 히터(54)의 출력과, 히터(54)의 이동 속도를 각각 결정하도록 해도 된다.
또한, 단계 S3, S13, S33, S43의 SPM 공급/히터 가열 공정, 및 단계 S5, S15의 SC1 공급/히터 가열 공정에 있어서, 히터(54)를, 에지 근접 위치(도 5에 2점 쇄선으로 나타내는 위치)로부터 센터 근접 위치(도 5에 일점 쇄선으로 나타내는 위치)를 향해서 일정한 이동 속도로 한방향 이동시키는 예에 대하여 설명했는데, 에지 근접 위치(도 5에 2점 쇄선으로 나타내는 위치)와, 센터 근접 위치(도 5에 일점 쇄선으로 나타내는 위치)의 사이를 일정한 이동 속도로 왕복하도록 이동시켜도 된다. 또한, 이 경우에 있어서, 왕로(往路)와 귀로(歸路)에서 상이한 이동 속도로 히터(54)를 이동시켜도 된다. 또한, 이 경우에 있어서, 기억 장치(55D)에는, 왕로와 귀로에서 이동 속도가 다르도록 규정된 회전 속도 히터 이동 속도 대응 테이블이 저장되어 있어도 된다.
또한, 적외선 램프(38)로서, 1개의 원환상 램프를 구비하는 것을 예로 들었는데, 이에 한정되지 않고, 동심원상의 복수의 원환상 램프를 구비하는 것으로 할 수도 있다. 또한, 적외선 램프(38)로서, 수평면을 따라서 서로 평행하게 배치된 복수개의 직선상 램프를 구비할 수도 있다.
또한, 전술의 각 실시 형태에서는, 웨이퍼(W)에 레지스트 제거 처리를 실시하는 경우를 예로 들어 설명했는데, 본 발명은, 인산 에칭 처리 등으로 대표되는 에칭 처리에도 적용할 수 있다. 이 경우, 인산 수용액이나 불산 수용액과 같은 에칭액이나, SC1이나 SC2(hydrochloric acid/hydrogen peroxide mixture：염산과산화수소수 혼합액)) 등의 세정용 약액을 처리액으로서 채용할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명했는데, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 명백히 하기 위해서 이용된 구체적인 예에 지나지 않고, 본 발명은 이러한 구체적인 예에 한정하여 해석되어야 하는 것은 아니고, 본 발명의 범위는 첨부의 청구 범위에 의해서만 한정된다.
이 출원은, 2013년 9월 10일에 일본 특허청에 제출된 특원 2013-187626호에 대응하고 있고, 이러한 출원의 전 개시는 여기에 인용에 의해 기술되는 것으로 한다.

Claims (12)

  1. 기판의 주면(主面)에 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정과,
    상기 기판의 주면에 상기 처리액의 액막을 유지하면서, 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 공정과,
    상기 기판 회전 공정에 병행하여, 상기 처리액의 상기 액막을, 상기 기판의 주면에 대향 배치된 히터에 의해서 가열하는 히터 가열 공정과,
    상기 히터 가열 공정에 병행하여, 상기 액막 중 상기 히터에 대향하는 부분에 있어서 당해 히터로부터 주어지는 단위시간 당의 열량을 상기 기판의 회전 속도에 따라 조정하는 열량 조정 공정으로서, 상기 기판의 회전 속도에 따라 상기 히터의 출력을 조정하는 열량 조정 공정을 포함하며,
    상기 기판 회전 공정은,
    제1 회전 속도로 상기 기판을 회전시키는 제1 회전 공정과,
    상기 제1 회전 속도보다 느린 제2 회전 속도로 상기 기판을 회전시키는 제2 회전 공정을 포함하고,
    상기 열량 조정 공정은,
    상기 제1 회전 공정에 병행하여 상기 히터의 출력을 제1 출력으로 함으로써 상기 기판의 주면을 처리액으로 처리하는 제1 출력 공정과,
    상기 제2 회전 공정에 병행하여 상기 히터의 출력을 상기 제1 출력보다 높은 제2 출력으로 함으로써 상기 기판의 주면을 처리액으로 처리하는 제2 출력 공정을 포함하는 기판 처리 방법.
  2. 기판의 주면에 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정과,
    상기 기판의 주면에 상기 처리액의 액막을 유지하면서, 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 공정과,
    상기 기판 회전 공정에 병행하여, 상기 처리액의 상기 액막을, 상기 기판의 주면에 대향 배치된 히터에 의해서 가열하는 히터 가열 공정과,
    상기 히터 가열 공정에 병행하여, 상기 히터를 상기 기판의 주면을 따라서 이동시키는 히터 이동 공정과,
    상기 히터 이동 공정에 병행하여, 상기 액막 중 상기 히터에 대향하는 부분에 있어서 당해 히터로부터 주어지는 단위시간 당의 열량을 상기 기판의 회전 속도에 따라 조정하는 열량 조정 공정으로서, 상기 기판의 회전 속도에 따라 상기 히터의 이동 속도를 조정하는 열량조정 공정을 포함하고,
    상기 기판 회전 공정은,
    제1 회전 속도로 상기 기판을 회전시키는 제1 회전 공정과,
    상기 제1 회전 속도보다 느린 제2 회전 속도로 상기 기판을 회전시키는 제2 회전 공정을 포함하고,
    상기 열량 조정 공정은,
    상기 제1 회전 공정에 병행하여 상기 히터를 제1 이동 속도로 이동시킴으로써 상기 기판의 주면을 처리액으로 처리하는 제1 이동 공정과,
    상기 제2 회전 공정에 병행하여 상기 히터를 상기 제1 이동 속도보다 느린 제2 이동 속도로 이동시킴으로써 상기 기판의 주면을 처리액으로 처리하는 제2 이동 공정을 포함하는 기판 처리 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 열량 조정 공정은, 상기 기판의 회전 속도와, 상기 히터로부터 주어지는 상기 단위 시간당 열량의 대응 관계를 나타내는 대응 테이블에 의거하여, 상기 단위 시간당 열량을 결정하는 공정을 포함하는 기판 처리 방법.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 열량 조정 공정은, 레시피 기억 수단에 기억되어 있는 레시피를 참조하여, 그 레시피에 정해져 있는 상기 기판 회전 공정에 있어서의 상기 기판의 회전 속도에 의거하여, 상기 단위 시간당 열량을 결정하는 공정을 포함하는 기판 처리 방법.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 처리액은, 황산을 포함하는 레지스트 박리액을 포함하는 기판 처리 방법.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 처리액은, 암모니아수를 포함하는 약액을 포함하는 기판 처리 방법.
  7. 기판을 유지하는 기판 유지 수단과,
    상기 기판 유지 수단에 유지된 상기 기판을 회전시키기 위한 기판 회전 수단과,
    상기 기판 유지 수단에 유지된 상기 기판의 주면에 처리액을 공급하기 위한 처리액 공급 수단과,
    상기 기판의 주면에 대향 배치된 히터와,
    상기 기판 회전 수단 및 상기 히터를 제어하여, 상기 기판의 주면에 상기 처리액의 액막을 유지하면서, 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 공정과, 상기 기판 회전 공정에 병행하여, 상기 처리액의 상기 액막을 상기 히터에 의해서 가열하는 히터 가열 공정과, 상기 히터 가열 공정에 병행하여, 상기 액막 중 상기 히터에 대향하는 부분에 있어서 당해 히터로부터 주어지는 단위 시간당 열량을 상기 기판의 회전 속도에 따라서 조정하는 열량 조정 공정으로서, 상기 기판의 회전 속도에 따라 상기 히터의 출력을 조정하는 열량 조정 공정을 실행하는 제어 수단을 포함하고,
    상기 제어 수단은, 상기 기판 회전 공정에 있어서, 제1 회전 속도로 상기 기판을 회전시키는 제1 회전 공정과, 상기 제1 회전 속도보다 느린 제2 회전 속도로 상기 기판을 회전시키는 제2 회전 공정을 실행하고, 또한 상기 열량 조정 공정에 있어서, 상기 제1 회전 공정에 병행하여 상기 히터의 출력을 제1 출력으로 함으로써 상기 기판의 주면을 처리액으로 처리하는 제1 출력 공정과, 상기 제2 회전 공정에 병행하여 상기 히터의 출력을 상기 제1 출력보다 높은 제2 출력으로 함으로써 상기 기판의 주면을 처리액으로 처리하는 제2 출력 공정을 실행하는 기판 처리 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 처리액은, 황산을 포함하는 레지스트 박리액을 포함하는 기판 처리 장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 처리액은, 암모니아수를 포함하는 약액을 포함하는 기판 처리 장치.
  10. 기판을 유지하는 기판 유지 수단과,
    상기 기판 유지 수단에 유지된 상기 기판을 회전시키기 위한 기판 회전 수단과,
    상기 기판 유지 수단에 유지된 상기 기판의 주면에 처리액을 공급하기 위한 처리액 공급 수단과,
    상기 기판의 주면에 대향 배치된 히터와,
    상기 히터를 상기 기판의 주면을 따라서 이동시키는 히터 이동 수단과,
    상기 기판 회전 수단, 상기 히터 및 상기 히터 이동 수단을 제어하여, 상기 기판의 주면에 상기 처리액의 액막을 유지하면서, 상기 기판을 회전시키는 기판 회전 공정과, 상기 기판 회전 공정에 병행하여, 상기 처리액의 상기 액막을 상기 히터에 의해서 가열하는 히터 가열 공정과, 상기 히터 가열 공정에 병행하여, 상기 액막 중 상기 히터에 대향하는 부분에 있어서 당해 히터로부터 주어지는 단위시간 당의 열량을 상기 기판의 회전 속도에 따라 조정하는 열량 조정 공정으로서, 상기 기판의 회전 속도에 따라 상기 히터의 이동 속도를 조정하는 열량 조정 공정을 실행하는 제어 수단을 포함하고,
    상기 제어 수단은, 상기 기판 회전 공정에 있어서, 제1 회전 속도로 상기 기판을 회전시키는 제1 회전 공정과, 상기 제1 회전 속도보다 느린 제2 회전 속도로 상기 기판을 회전시키는 제2 회전 공정을 실행하고, 또한 상기 열량 조정 공정에 있어서, 상기 제1 회전 공정에 병행하여 상기 히터를 제1 이동 속도로 이동시킴으로써 상기 기판의 주면을 처리액으로 처리하는 제1 이동 공정과, 상기 제2 회전 공정에 병행하여 상기 히터를 상기 제1 이동 속도보다 느린 제2 이동 속도로 이동시킴으로써 상기 기판의 주면을 처리액으로 처리하는 제2 이동 공정을 실행하는 기판 처리 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 처리액은, 황산을 포함하는 레지스트 박리액을 포함하는 기판 처리 장치.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 처리액은, 암모니아수를 포함하는 약액을 포함하는 기판 처리 장치.
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