KR102129219B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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노리마사 마츠이
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판의 데미지를 억제함과 함께, 기판의 처리 효율을 향상시키는 것을 목적으로 한다. 당해 목적을 달성하기 위하여, 기판 처리 장치는, 인산 수용액을 수용하고, 당해 인산 수용액에 침지된 기판에 에칭 처리를 실시하는 처리조와, 수증기를 공급하는 수증기 공급 기구와, 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 기구와, 수증기 공급 기구로부터 수증기를 공급함과 함께, 불활성 가스 공급 기구로부터 불활성 가스를 공급하고, 공급된 수증기와 불활성 가스를 혼합하여 혼합 기체를 생성하는 혼합 기구와, 혼합 기구로부터 혼합 기체를 공급함과 함께, 공급된 혼합 기체를 인산 수용액 중에 뿜어내어 혼합 기체의 기포를 발생시키는 기포 발생기와, 혼합 기체의 습도가 목표 습도가 되도록, 수증기 공급 기구가 공급하는 수증기의 유량과 불활성 가스 공급 기구가 공급하는 불활성 가스의 유량을 조정하는 유량 조정 기구를 구비한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
본 발명은, 폭기 교반되어 있는 처리액에 의해 기판을 처리하는 기판 처리 기술에 관한 것이다. 처리 대상의 기판에는, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 유리 기판, FED (Field Emission Display) 용 기판, 플라즈마 디스플레이 패널용 유리 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판 및 포토마스크용 기판 등의 각종의 기판이 포함된다.
특허문헌 1 에는, 에칭액을 유지하는 에칭조에 디퓨저를 배치하고, 습기찬 기체를 디퓨저 내부의 기체 공급관에 공급하고, 기체 공급관과 연통하는 다수의 소공 (小孔) 으로부터 에칭액 중에 습기찬 기체를 뿜어내게 함으로써 에칭액 중에 기포를 발생시켜 에칭액의 폭기 교반을 실시하는 기판 처리 장치가 나타내어져 있다. 당해 장치는, 컴프레서에 의해 압축되어 제습된 공기를, 가습조 내의 수중을 통과시켜 습기차게 함으로써 습기찬 공기를 생성하고, 디퓨저에 공급한다. 특허문헌 1 에는, 습기찬 기체로서, 그 밖에, 미가습 기체에 박무상의 물을 첨가함으로써 생성되는 가습 기체를 사용하는 수법과, 증기 발생기에 의해 발생시킨 수증기를 사용하는 수법이 나타내어져 있다. 당해 장치에 의하면, 디퓨저의 소공을 습기찬 기체가 통과함으로써, 소공의 내벽의 건조가 방지된다. 이로써, 스케일의 부착에 의한 소공의 폐색이 방지된다.
일본 공개특허공보 2008-147637호
비점 근방의 온도 (예를 들어, 160 ℃) 로 가열된 인산 수용액에 기판을 침지하여 에칭 처리를 실시하는 장치에 있어서, 건조시킨 기체를 인산 수용액 중에 뿜어내게 하여 기포를 발생시키면, 기포의 온도 상승과, 인산 수용액으로부터 증발된 수증기가 기포에 비집고 들어감으로써, 기포 직경이 확대되고, 기포에 의해 기판이 데미지를 받는다.
습기찬 기체를, 인산 수용액 중에 뿜어내게 하여 기포를 발생시키면, 인산 수용액으로부터 증발된 수증기가 기포 내에 비집고 들어가는 것이 억제되어 기포의 확대가 억제되고, 기판이 받는 데미지를 경감시킬 수 있는 것으로 생각되는 한편, 기포가 지나치게 작으면, 인산 수용액의 교반 성능이 저하되어 에칭의 효율이 저하되는 것으로 생각된다.
이 때문에, 교반 성능의 저하를 억제하면서, 기판이 기포로부터 받는 데미지를 억제하기 위해서는, 발생한 기포가 기판을 통과할 때의 기포 직경을, 교반 성능을 유지하면서, 기판의 데미지를 억제할 수 있는 크기로 제어할 필요가 있다. 이것을 위해서는, 습기찬 기체의 습도를, 이 조건을 만족하는 적절한 범위로 제어할 필요가 있다.
특허문헌 1 에 나타내는 각 수법에 의해 생성되는 습기찬 기체를, 인산 수용액 중에 공급하는 경우, 당해 습기찬 기체의 습도를 원하는 범위로 제어하는 것은 용이하지 않다. 이 때문에, 기판의 데미지를 억제하면서 기판의 처리 효율을 향상시키는 것이 곤란하다는 등의 문제가 있다.
본 발명은, 이러한 문제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 폭기 교반되어 있는 인산 수용액에 의해 기판을 처리하는 기술에 있어서, 기판의 데미지를 억제할 수 있음과 함께, 기판의 처리 효율을 향상시킬 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 제 1 양태에 관련된 기판 처리 장치는, 인산 수용액을 수용하고, 당해 인산 수용액에 침지된 기판에 에칭 처리를 실시하는 처리조와, 수증기를 공급하는 수증기 공급 기구와, 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 기구와, 상기 수증기 공급 기구로부터 상기 수증기를 공급함과 함께, 상기 불활성 가스 공급 기구로부터 상기 불활성 가스를 공급하고, 공급된 상기 수증기와 상기 불활성 가스를 혼합하여 혼합 기체를 생성하는 혼합 기구와, 상기 혼합 기구로부터 상기 혼합 기체를 공급함과 함께, 공급된 상기 혼합 기체를 상기 인산 수용액 중에 뿜어내어 상기 혼합 기체의 기포를 발생시키는 기포 발생기와, 상기 혼합 기체의 습도가 목표 습도가 되도록, 상기 수증기 공급 기구가 공급하는 상기 수증기의 유량과 상기 불활성 가스 공급 기구가 공급하는 상기 불활성 가스의 유량을 조정하는 유량 조정 기구를 구비한다.
제 2 양태에 관련된 기판 처리 장치는, 제 1 양태에 관련된 기판 처리 장치로서, 상기 유량 조정 기구는, 상기 혼합 기체의 습도가 상기 목표 습도가 됨과 함께, 상기 혼합 기체의 유량이 목표 유량이 되도록, 상기 수증기 공급 기구가 공급하는 상기 수증기의 유량과 상기 불활성 가스 공급 기구가 공급하는 상기 불활성 가스의 유량을 조정한다.
제 3 양태에 관련된 기판 처리 장치는, 제 2 양태에 관련된 기판 처리 장치로서, 상기 혼합 기체의 습도가 상기 목표 습도가 됨과 함께, 상기 혼합 기체의 유량이 상기 목표 유량이 될 때의 상기 수증기 공급 기구가 공급하는 상기 수증기의 유량과 상기 불활성 가스 공급 기구가 공급하는 상기 불활성 가스의 유량을 취득하는 유량 취득부와, 상기 유량 취득부가 취득한 상기 수증기의 유량과 상기 불활성 가스의 유량에 기초하여 상기 유량 조정 기구를 제어하는 조정 기구 제어부를 추가로 구비한다.
제 4 양태에 관련된 기판 처리 장치는, 제 3 양태에 관련된 기판 처리 장치로서, 상기 유량 취득부는, 상기 혼합 기체의 습도가 상기 목표 습도가 됨과 함께, 상기 혼합 기체의 유량이 상기 목표 유량이 될 때의, 상기 수증기 공급 기구가 공급하는 상기 수증기의 유량과 상기 불활성 가스 공급 기구가 공급하는 상기 불활성 가스의 유량을, 정해진 연산을 실시함으로써 취득한다.
제 5 양태에 관련된 기판 처리 장치는, 제 1 내지 제 4 중 어느 하나의 양태에 관련된 기판 처리 장치로서, 상기 수증기 공급 기구가 공급하는 상기 수증기를, 상기 혼합 기구에 공급되기 전에 가열하는 수증기 가열 히터와, 상기 불활성 가스 공급 기구가 공급하는 상기 불활성 가스를, 상기 혼합 기구에 공급되기 전에 가열하는 불활성 가스 가열 히터를 구비한다.
제 6 양태에 관련된 기판 처리 장치는, 제 1 내지 제 4 중 어느 하나의 양태에 관련된 기판 처리 장치로서, 상기 혼합 기체를, 상기 기포 발생기에 공급되기 전에 가열하는 혼합 기체 가열 히터를 추가로 구비한다.
제 7 양태에 관련된 기판 처리 방법은, 인산 수용액에 침지된 기판에 에칭 처리를 실시하는 기판 처리 방법으로서, 수증기를 공급하는 수증기 공급 스텝과, 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 스텝과, 상기 수증기 공급 스텝에 있어서 공급되는 상기 수증기와, 상기 불활성 가스 공급 스텝에 있어서 공급되는 상기 불활성 가스를 혼합하여 혼합 기체를 생성하는 혼합 스텝과, 상기 혼합 기체를 상기 인산 수용액 중에 뿜어내어 상기 혼합 기체의 기포를 발생시키는 기포 발생 스텝과, 상기 혼합 기체의 습도가 목표 습도가 되도록, 상기 수증기 공급 스텝에 있어서 공급되는 상기 수증기의 유량과 상기 불활성 가스 공급 스텝에 있어서 공급되는 상기 불활성 가스의 유량을 조정하는 유량 조정 스텝을 구비한다.
제 1 양태에 관련된 발명에 의하면, 혼합 기구는, 수증기와 불활성 가스를 혼합하여 혼합 기체를 생성하고, 기포 발생기는, 혼합 기체를 인산 수용액 중에 뿜어내어 혼합 기체의 기포를 발생시킨다. 그리고, 유량 조정 기구는, 혼합 기체의 습도가 목표 습도가 되도록, 수증기 공급 기구가 공급하는 수증기의 유량과 불활성 가스 공급 기구가 공급하는 불활성 가스의 유량을 조정한다. 따라서, 기판이 기포로부터 받는 데미지를 표현하는 지표치가 소정의 조건을 만족하고, 또한, 기판의 처리 효율을 표현하는 지표치가 소정의 조건을 만족할 때의 기포의 기포 직경에 대응한 습도를 목표 습도로 설정하면, 기판의 데미지를 억제할 수 있음과 함께, 기판의 처리 효율을 향상시킬 수 있다.
제 2 양태에 관련된 발명에 의하면, 유량 조정 기구는, 수증기 공급 기구가 공급하는 수증기의 유량과 불활성 가스 공급 기구가 공급하는 불활성 가스의 유량을 조정하여, 혼합 기체의 유량을 목표 유량으로 하면서, 혼합 기체의 습도를 목표 습도로 할 수 있다. 따라서, 처리조 중의 인산 수용액이 기포에 의해 교반되는 범위를 안정시키면서, 기판의 데미지의 억제와, 기판의 처리 효율의 향상을 도모할 수 있다.
제 3 양태에 관련된 발명에 의하면, 유량 취득부는, 혼합 기체의 습도가 목표 습도가 됨과 함께, 혼합 기체의 유량이 목표 유량이 될 때의 수증기의 유량과 불활성 가스의 유량을 취득한다. 조정 기구 제어부는, 유량 취득부가 취득한 수증기의 유량과 불활성 가스의 유량에 기초하여 유량 조정 기구를 제어한다. 따라서, 목표 습도와 목표 유량이 변동하는 경우여도, 혼합 기체의 유량을 목표 유량으로 하고, 혼합 기체의 습도를 목표 습도로 할 수 있다.
제 4 양태에 관련된 발명에 의하면, 유량 취득부는, 혼합 기체의 습도가 목표 습도가 됨과 함께, 혼합 기체의 유량이 목표 유량이 될 때의, 수증기 공급 기구가 공급하는 수증기의 유량과 불활성 가스 공급 기구가 공급하는 불활성 가스의 유량을, 정해진 연산을 실시함으로써 취득한다. 따라서, 목표 습도와 목표 유량이 변동하는 경우여도 목표 습도와 목표 유량에 따른 수증기의 유량과 불활성 가스의 유량을 취득할 수 있다.
제 5 양태에 관련된 발명에 의하면, 수증기 가열 히터는, 수증기 공급 기구가 공급하는 수증기를, 혼합 기구에 공급되기 전에 가열하고, 불활성 가스 가열 히터는, 불활성 가스 공급 기구가 공급하는 불활성 가스를, 혼합 기구에 공급되기 전에 가열한다. 따라서, 혼합 기구에 공급된 수증기와 불활성 가스가 혼합되어 혼합 기체가 생성될 때에, 혼합 기체의 온도가 저하되어 결로가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
제 6 양태에 관련된 발명에 의하면, 혼합 기체 가열 히터는, 혼합 기체를, 기포 발생기에 공급되기 전에 가열한다. 따라서, 기포 발생기에 공급되기 전에, 혼합 기체의 온도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
제 7 양태에 관련된 발명에 의하면, 혼합 스텝은, 수증기와 불활성 가스를 혼합하여 혼합 기체를 생성하고, 기포 발생 스텝은, 혼합 기체를 인산 수용액 중에 뿜어내어 혼합 기체의 기포를 발생시킨다. 그리고, 유량 조정 스텝은, 혼합 기체의 습도가 목표 습도가 되도록, 수증기 공급 스텝에 있어서 공급되는 수증기의 유량과 불활성 가스 공급 스텝에 있어서 공급되는 불활성 가스의 유량을 조정한다. 따라서, 기판이 기포로부터 받는 데미지를 표현하는 지표치가 소정의 조건을 만족하고, 또한, 기판의 처리 효율을 표현하는 지표치가 소정의 조건을 만족할 때의 기포의 기포 직경에 대응한 습도를 목표 습도로 설정하면, 기판의 데미지를 억제할 수 있음과 함께, 기판의 처리 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1 은 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 개략 구성을 모식적으로 나타내는 측면 모식도이다.
도 2 는 도 1 의 기판 처리 기구의 개략 구성을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 3 은 도 2 의 기판 처리 기구의 개략 구성을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 4 는 도 2 의 기판 처리 기구의 기포 발생기를 모식적으로 나타내는 측면 단면도이다.
도 5 는 용적 절대 습도와 기포 체적의 확대율의 관계를 그래프 형식으로 나타내는 도면이다.
도 6 은 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 동작을 나타내는 플로 차트이다.
이하, 도면을 참조하면서, 실시형태에 대해 설명한다. 이하의 실시형태는, 본 발명을 구체화한 일례이지, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 사례는 아니다. 또, 이하에 참조하는 각 도면에서는, 용이하게 이해하기 위하여, 각 부의 치수나 수가 과장 또는 간략화되어 도시되어 있는 경우가 있다. 또, 각 도면에서는, 동일한 구성 및 기능을 갖는 부분에 동일한 부호가 부여되고, 하기 설명에서는 중복 설명이 생략된다. 상하 방향은 연직 방향이고, 처리조 내의 기포 발생기에 대해 리프터가 위이다.
＜1. 기판 처리 장치의 구성＞
도 1 은, 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 의 개략 구성을 모식적으로 나타내는 측면 모식도이다. 기판 처리 장치 (1) 는, 배치 편성된 복수 장의 기판 (W) (기판군 (W1)) 에 대해 일괄적으로 인산 수용액을 사용한 에칭 처리를 실시하는 배치식의 기판 처리 장치이다.
기판 처리 장치 (1) 는, 처리조 (61) 와, 수증기 (82) 를 공급하는 수증기 공급 기구 (2) 와, 불활성 가스 (83) 를 공급하는 불활성 가스 공급 기구 (3) 를 구비한다. 처리조 (61) 는, 인산 수용액 (87) 을 수용하고, 인산 수용액 (87) 에 침지된 기판 (W) (기판군 (W1)) 에 에칭 처리를 실시한다.
기판 처리 장치 (1) 는, 수증기 공급 기구 (2) 가 공급하는 수증기 (82) 의 유량 (Q0) 과 불활성 가스 공급 기구 (3) 가 공급하는 불활성 가스 (83) 의 유량 (Q1) 을 조정하는 유량 조정 기구 (4) 와, 혼합 기구 (5) 와, 처리조 (61) 내에 수용된 기포 발생기 (64) 를, 추가로 구비하고 있다. 혼합 기구 (5) 는, 수증기 공급 기구 (2) 로부터 수증기 (82) 가 공급됨과 함께, 불활성 가스 공급 기구 (3) 로부터 불활성 가스 (83) 가 공급되고, 공급된 수증기 (82) 와 불활성 가스 (83) 를 혼합하여 혼합 기체 (84) 를 생성한다. 기포 발생기 (64) 는, 혼합 기구 (5) 로부터 혼합 기체 (84) 를 공급함과 함께, 공급된 혼합 기체 (84) 를 인산 수용액 (87) 중에 뿜어내어 혼합 기체 (84) 의 기포 (85) 를 발생시킨다.
＜수증기 공급 기구 (2)＞
수증기 공급 기구 (2) 는, 혼합 기구 (5) 의 배관 (51) 에 수증기 (82) 를 공급한다. 수증기 공급 기구 (2) 는, 수증기 (82) 를 생성하기 위한 밀폐된 수증기 생성조 (22) 와, 순수 (81) 를 공급하는 순수 공급원 (21) 과, 수증기 생성조 (22) 에 수용된 순수 (81) 를 가열하여 비등시키고, 수증기 (82) 를 생성하는 히터 (25) 를 구비하고 있다.
수증기 생성조 (22) 는, 바닥벽과, 바닥벽을 둘러싸고 바닥벽의 둘레 가장자리로부터 세워 형성된 둘레벽과, 둘레벽의 선단에 맞닿아 둘레벽의 선단을 폐쇄하는 상벽을 포함하고 있다.
순수 공급원 (21) 은, 배관 (23) 의 일단에 연통되어 있다. 순수 공급원 (21) 은, 순수를 저류시키는 도시되지 않은 저류조로부터 펌프 등에 의해 순수를 배관 (23) 에 공급한다. 배관 (23) 은, 수증기 생성조 (22) 의 상벽을 관통하여 수증기 생성조 (22) 내에 배치 형성되어 있고, 배관 (23) 의 타단은, 수증기 생성조 (22) 내에서 개구되어 있다. 순수 공급원 (21) 은, 배관 (23) 으로의 순수 (81) 의 공급/정지를 전환하는 도시되지 않은 개폐 밸브를 구비하고 있고, 당해 개폐 밸브의 동작은 제어부 (130) 에 의해 제어된다. 순수 공급원 (21) 은, 수증기 생성조 (22) 내에 수용된 순수 (81) 의 수위가 기준 수위가 되도록 수증기 생성조 (22) 에 순수 (81) 를 공급한다.
순수 (81) 가 기준 수위에 도달한 상태에서는, 순수 (81) 의 수면과, 수증기 생성조 (22) 의 상벽 사이에 공간 (29) 이 형성된다. 수증기 공급 기구 (2) 는, 수증기 생성조 (22) 의 상벽을 관통하는 배관 (24) 을 구비하고 있다. 배관 (24) 의 일단은, 공간 (29) 에 있어서 개구되어 있다. 배관 (24) 의 타단은, 혼합 기구 (5) 의 배관 (51) 에 연통되어 있다. 배관 (24) 의 경로의 도중에는 유량 조정 기구 (4) 의 유량 제어 기기 (41) 가 형성되어 있다.
히터 (25) 가 수증기 생성조 (22) 내의 순수 (81) 를 가열하여 수증기 (82) 를 생성하면, 수증기 생성조 (22) 내의 순수 (81) 의 수위가 저하된다. 이 때문에, 수증기 공급 기구 (2) 는, 순수 (81) 의 수위가 기준 수위보다 저하된 것을 검출 가능한 수위 센서 (27) 를 추가로 구비하고 있다. 수위 센서 (27) 의 출력 신호는, 제어부 (130) 에 공급된다. 제어부 (130) 는, 수위 센서 (27) 의 출력 신호에 기초하여, 수증기 생성조 (22) 내의 순수 (81) 의 수위가 기준 수위로 유지되도록 순수 공급원 (21) 의 당해 개폐 밸브의 개폐 동작을 제어한다.
수증기 공급 기구 (2) 는, 외부와 수증기 생성조 (22) 내를 연통하는 배관과, 당해 배관의 도중에 형성된 압력 조정 밸브 (26) 를 추가로 구비하고 있다. 압력 조정 밸브 (26) 는, 수증기 생성조 (22) 의 습도를 일정하게 하고, 또 수증기 생성조 (22) 를 보호하기 위하여, 수증기 생성조 (22) 내의 압력의 급격한 변동을 억제한다. 압력 조정 밸브 (26) 는, 예를 들어, 제어부 (130) 에 의해 제어되는 전동 액추에이터를 구비하고 있다. 제어부 (130) 는, 전동 액추에이터를 제어하여, 압력 조정 밸브 (26) 에 설정 압력 (P0) 을 자유롭게 설정한다. 압력 조정 밸브 (26) 는, 공간 (29) 에 있어서의 수증기 (82) 의 압력이 설정 압력 (P0) 보다 높아지면, 개방되어 수증기 (82) 의 압력을 낮추고, 수증기 (82) 의 압력이 설정 압력 (P0) 이하이면 폐쇄한다. 히터 (25) 가 순수 (81) 를 가열하여 비등시키면, 수증기 (82) 가 생성되어 공간 (29) 에 충만하다. 공간 (29) 에 충만한 수증기 (82) 는, 배관 (24) 을 통하여 배관 (51) 으로 공급된다. 배관 (51) 에 공급되는 수증기 (82) 의 유량은, 유량 제어 기기 (41) 에 의해 조정된다.
또, 수증기 공급 기구 (2) 는, 히터 (「수증기 가열 히터」) (28) 를 추가로 구비하고 있다. 히터 (28) 는, 배관 (24) 의 주위를 덮도록 형성되어 있다. 히터 (28) 는, 제어부 (130) 의 제어에 따라서 배관 (24) 을 가열함으로써, 수증기 공급 기구 (2) 가 배관 (24) 에 의해 공급하는 수증기 (82) 를, 혼합 기구 (5) 의 배관 (51) 에 공급되기 전에 가열하여 수증기 (82) 의 온도를 조정한다.
또, 수증기 공급 기구 (2) 는, 순수 (81) 의 온도를 측정하는 온도 센서 (91) 와, 생성되는 수증기 (82) 의 습도를 측정하는 습도 센서 (92) 와, 배관 (24) 의 온도를 측정하는 온도 센서 (93) 와, 배관 (24) 을 흐르는 수증기 (82) 의 유량을 측정하는 유량계 (94) 를 추가로 구비하고 있다. 온도 센서 (91), 습도 센서 (92), 온도 센서 (93), 유량계 (94) 의 측정치는, 제어부 (130) 에 공급된다.
＜불활성 가스 공급 기구 (3)＞
불활성 가스 공급 기구 (3) 는, 혼합 기구 (5) 의 배관 (51) 에 건조시킨 불활성 가스 (도시된 예에서는, 건조시킨 N2 가스) (83) 를 공급한다. 불활성 가스 공급 기구 (3) 는, 불활성 가스 공급원 (31) 과, 배관 (34) 과, 배관 (34) 의 도중에 형성된 레귤레이터 (32), 히터 (「불활성 가스 가열 히터」) (33) 를 구비하고 있다. 배관 (34) 은, 일단이 불활성 가스 공급원 (31) 에 연통되어 있고, 타단이 배관 (51) 에 연통되어 있다.
불활성 가스 공급원 (31) 은, 압축되어 있음과 함께, 건조되어 있는 불활성 가스 (83) 를 저류시키고 있다. 불활성 가스 공급원 (31) 은, 저류되어 있는 불활성 가스 (83) 를 배관 (34) 에 공급한다. 레귤레이터 (32) 는, 불활성 가스 공급원 (31) 으로부터 공급되는 불활성 가스 (83) 의 압력을 정해진 값으로 조정한다. 히터 (33) 는, 제어부 (130) 의 제어에 따라서, 불활성 가스 (83) 가 혼합 기구 (5) 에 공급되기 전에 불활성 가스 (83) 를 가열함으로써, 불활성 가스 (83) 의 온도를 조정한다.
배관 (34) 에는, 유량 조정 기구 (4) 의 유량 제어 기기 (42) 가 추가로 형성되어 있다. 유량 제어 기기 (42) 는, 불활성 가스 공급원 (31) 으로부터 배관 (51) 에 공급되는 불활성 가스 (83) 의 유량을 조정한다.
또, 불활성 가스 공급 기구 (3) 는, 배관 (34) 을 흐르는 불활성 가스 (83) 의 온도와 유량을 각각 측정하는 온도 센서 (95) 와 유량계 (96) 를 추가로 구비하고 있다. 온도 센서 (95), 유량계 (96) 의 측정치는, 제어부 (130) 에 공급된다.
＜유량 조정 기구 (4)＞
유량 조정 기구 (4) 는, 수증기 공급 기구 (2) 가 공급하는 수증기 (82) 의 유량과 불활성 가스 공급 기구 (3) 가 공급하는 불활성 가스 (83) 의 유량을 조정한다. 유량 조정 기구 (4) 는, 배관 (24) 의 경로 도중에 형성된 유량 제어 기기 (41) 와, 배관 (34) 의 경로 도중에 형성된 유량 제어 기기 (42) 를 구비하고 있다.
유량 제어 기기 (41) 는, 배관 (24) 을 흐르는 수증기 (82) 의 단위시간당 공급량, 즉 수증기 (82) 의 유량 (Q0) 을 제어한다. 유량 제어 기기 (42) 는, 배관 (34) 을 흐르는 불활성 가스 (83) 의 단위시간당 공급량, 즉 불활성 가스 (83) 의 유량 (Q1) 을 제어한다. 유량 제어 기기 (41, 42) 는, 예를 들어, 매스 플로 컨트롤러 (MFC) 를 구비하여 구성된다. 제어부 (130) 는, 수증기 (82) (불활성 가스 (83)) 의 단위시간당 공급량을, 유량 제어 기기 (41 (42)) 로 설정한다. 이로써, 수증기 (82) (불활성 가스 (83)) 의 단위시간당 공급량은, 설정된 공급량으로 조정된다. 유량 제어 기기 (41, 42) 로서, 예를 들어, 제어부 (130) 로부터의 제어에 의해 밸브의 개도가 조절 가능한 전동 밸브 등이 채용되어도 된다.
＜혼합 기구 (5)＞
혼합 기구 (5) 는, 수증기 공급 기구 (2) 로부터 배관 (24) 을 통하여 수증기 (82) 를 공급함과 함께, 불활성 가스 공급 기구 (3) 로부터 배관 (34) 을 통하여 불활성 가스 (83) 를 공급한다. 혼합 기구 (5) 는, 공급된 수증기 (82) 와 불활성 가스 (83) 를 혼합하여 혼합 기체 (84) 를 생성한다.
혼합 기구 (5) 는, 배관 (「혼합 배관」) (51) 과, 히터 (「혼합 기체 가열 히터」) (52) 를 구비하고 있다. 히터 (52) 는, 배관 (51) 의 주위를 덮도록 형성되어 있다. 배관 (51) 의 일단에는, 배관 (24) 의 타단과, 배관 (34) 의 타단이 접속되어 있다. 배관 (51) 의 타단은, 기판 처리 기구 (6) 의 기포 발생기 (64) 에 연통되어 있다.
수증기 공급 기구 (2) 의 수증기 생성조 (22) 에 있어서 생성된 수증기 (82) 는, 그 유량 (Q0) 을 유량 제어 기기 (41) 에 의해 조정한 후, 배관 (51) 에 공급된다. 불활성 가스 공급 기구 (3) 의 불활성 가스 공급원 (31) 으로부터 공급되는 건조시킨 불활성 가스 (83) 는, 그 유량 (Q1) 을 유량 제어 기기 (42) 에 의해 조정한 후, 배관 (51) 에 공급된다. 배관 (51) 에 공급된 수증기 (82) 와 불활성 가스 (83) 는 배관 (51) 에 있어서 서로 혼합된다. 이로써, 혼합 기체 (84) 가 생성된다. 히터 (52) 는, 제어부 (130) 의 제어에 따라서 배관 (51) 을 가열함으로써, 혼합 기체 (84) 가 기포 발생기 (64) 에 공급되기 전에 혼합 기체 (84) 를 가열하여 혼합 기체 (84) 의 온도를 조정한다.
혼합 기구 (5) 는, 배관 (51) 을 흐르는 혼합 기체 (84) 의 온도, 습도, 및 유량을 각각 측정하는 온도 센서 (97), 습도 센서 (98), 및 유량계 (99) 를 추가로 구비하고 있다. 온도 센서 (97), 습도 센서 (98), 유량계 (99) 의 측정치는, 제어부 (130) 에 공급된다.
＜기판 처리 기구 (6)＞
도 2, 도 3 은, 기판 처리 장치 (1) 의 기판 처리 기구 (6) 의 개략 구성을 모식적으로 나타내는 사시도이다. 도 2, 도 3 은, 기판 처리 기구 (6) 의 처리조 (61) 에 수용된 기포 발생기 (64), 리프터 (68) 등을 투시한 도면으로서 나타내어져 있다. 도 3 에서는, 도 2 에 나타내어지는 리프터 (68) 의 기재가 생략되어 있다. 도 4 는, 기판 처리 기구 (6) 의 기포 발생기 (64) 를 모식적으로 나타내는 측면 단면도이다.
기판 처리 기구 (6) 는, 배치 편성된 복수 장의 기판 (W) (기판군 (W1)) 에 대해 일괄적으로 인산 수용액 (87) 을 사용한 에칭 처리를 실시한다. 기판 처리 기구 (6) 는, 처리조 (61) 와, 처리조 (61) 에 수용된 기포 발생기 (64) 와, 기판군 (W1) 을 지지하여 승강 가능한 리프터 (68) 를 구비하고 있다.
처리조 (61) 는, 인산 수용액 (87) 을 수용하고, 인산 수용액 (87) 에 침지된 기판 (W) (기판군 (W1)) 에 에칭 처리를 실시한다. 처리조 (61) 는, 바닥벽과 바닥벽을 둘러싸고 바닥벽의 둘레 가장자리로부터 세워 형성된 둘레벽을 포함하고 있다. 처리조 (61) 의 상부에는 개구부가 형성되어 있다. 당해 개구부는, 처리조 (61) 의 둘레벽의 선단에 의해 둘러싸여 형성되어 있다.
처리조 (61) 내에는, 배관 (「인산 수용액 공급 배관」) (62) 이 형성되어 있다. 배관 (62) 에는, 처리조 (61) 의 외부에 형성된 도시되지 않은 인산 수용액 공급원이 연통되어 있다. 인산 수용액 공급원은, 히터에 의해, 미리, 비점 근방의 온도 (예를 들어, 160 ℃) 로 가열한 인산 수용액 (87) 을 배관 (62) 에 공급한다. 배관 (62) 의 둘레벽에는, 다수의 토출구 (도시 생략) 가 형성되어 있다. 배관 (62) 에 공급된 인산 수용액 (87) 은, 당해 토출구로부터 처리조 (61) 내로 토출되어, 처리조 (61) 에 수용된다.
처리조 (61) 의 바닥벽에는, 평판상의 유지판 (67) 이 바닥판과 평행하게 형성되어 있다. 유지판 (67) 의 상면에는, 적어도 1 개 (도시된 예에서는 2 개) 의 통상 (筒狀) 의 기포 발생기 (64) 가 장착되어 있다.
기포 발생기 (64) 는, 혼합 기구 (5) 로부터 혼합 기체 (84) 를 공급함과 함께, 공급된 혼합 기체 (84) 를, 처리조 (61) 내의 인산 수용액 (87) 중에 뿜어내어 혼합 기체 (84) 의 기포 (85) 를 발생시킨다. 기포 발생기 (64) 는, 고온의 인산 수용액 (87) 에 노출되기 때문에, 예를 들어, 석영에 의해, 예를 들어, 원통상으로 형성되는 것이 바람직하다.
기포 발생기 (64) 의 일단에는, 배관 (51) 의 타단이 접속되어 있다. 기포 발생기 (64) 의 내주면은, 배관 (51) 으로부터 공급되는 혼합 기체 (84) 가 흐르는 유로 (65) 를 이루고 있다. 기포 발생기 (64) 의 선단 (타단) 은, 벽부에 의해 폐색되어 있다. 기포 발생기 (64) 의 둘레벽 중 상측 부분에는, 다수의 토출구 (66) 가 형성되어 있다. 각 토출구 (66) 는, 기포 발생기 (64) 내의 유로 (65) 에 연통하여, 기포 발생기 (64) 의 외주면에 개구되어 있다. 각 토출구 (66) 의 구경 (D1) 은, 예를 들어, 0.1 ㎜ ∼ 0.5 ㎜ 로 설정된다. 기포 발생기 (64) 는, 바람직하게는, 리프터 (68) 에 의해 지지되는 복수의 기판 (W) 의 배열 방향을 따라 연장 형성되어 있다.
기포 발생기 (64) 는, 배관 (51) 으로부터 공급된 혼합 기체 (84) 를, 유로 (65) 를 거쳐 각 토출구 (66) 로부터 인산 수용액 (87) 중에 뿜어냄으로써, 혼합 기체 (84) 의 기포 (85) 를 인산 수용액 (87) 중에 발생시킨다. 기포 (85) 가 인산 수용액 (87) 내에서 상승하는 과정에서, 기포 (85) 내에는, 인산 수용액 (87) 으로부터 증발된 수증기가 비집고 들어가려고 한다. 그러나, 기포 (85) 를 형성하는 혼합 기체 (84) 는, 건조되어 있지 않고, 그 용적 절대 습도가 목표 습도로 설정되어 있기 때문에, 기포 (85) 내로 수증기가 비집고 들어가는 것이 억제된다. 이로써, 수증기가 비집고 들어가는 것에 의한 기포 (85) 의 확대가 억제된다. 따라서, 인산 수용액 (87) 에 침지되는 기판 (W) 이 기포 (85) 로부터 받는 데미지를 억제할 수 있다.
리프터 (68) 는, 연직 방향으로 선 자세의 판상의 리프터 헤드 (68a) 와, 기판 지지 부재 (68b) 를 구비하고 있다. 리프터 헤드 (68a) 는, 처리조 (61) 의 외부에 형성된 도시되지 않은 승강 기구에 의해 승강된다.
기판 지지 부재 (68b) 는, 연직 방향으로 선 자세에서 수평 방향으로 배열된 복수의 기판 (W) (기판군 (W1)) 을 하방으로부터 지지 가능하게 형성되어 있다. 기판 지지 부재 (68b) 는, 복수 (도시된 예에서는 3 개) 의 장척 부재를 포함하고 있다. 당해 복수의 장척 부재는, 리프터 헤드 (68a) 의 일 주면 (主面) 의 하단 부분으로부터 서로 동일한 방향 (당해 일 주면의 법선 방향) 을 따라, 리프터 헤드 (68a) 에 대해 각각 동일한 측으로 연장 형성되어 있다. 서로 이웃하는 장척 부재 사이에는, 간극이 형성되어 있다. 이로써, 리프터 (68) 에 지지된 각 기판 (W) 의 하단측의 둘레 가장자리는, 리프터 (68) 의 하방에 형성되어 있는 기포 발생기 (64) 에 대향한다.
각 기판 (W) 은, 그 주면이 리프터 헤드 (68a) 의 일 주면과 평행해지도록, 기판 지지 부재 (68b) 에 의해 지지된다. 기판 지지 부재 (68b) 의 각 장척 부재의 상단 부분 중 복수의 기판 (W) 을 지지하는 복수의 부분에는, 도시되지 않은 복수의 홈부가 형성되어 있다. 각 홈부는, 기판 (W) 의 두께보다 약간 넓은 폭으로, 기판 (W) 의 주면 (리프터 헤드 (68a) 의 일 주면) 을 따라 형성되어 있다. 각 홈부의 깊이는, 기판 (W) 의 주연부의 폭에 대략 동등해지도록 설정되어 있다. 이로써, 기판 (W) 은, 그 주연부를 각 장척 부재 중 대응하는 각 홈부에 의해 끼워진 상태에서, 기판 지지 부재 (68b) 에 의해 하방으로부터 지지된다.
리프터 (68) 는, 처리조 (61) 의 상방의 수수 위치에 있어서, 미리 배치 편성된 기판군 (W1) 을 도시되지 않은 반송 로봇으로부터 수취한다. 리프터 (68) 는, 기판군 (W1) 을 수취한 후에, 처리조 (61) 의 개구부로부터 처리조 (61) 내로 강하함으로써, 기판군 (W1) 을 일괄적으로 처리조 (61) 내에 수용하고, 인산 수용액 (87) 에 침지한다. 기판군 (W1) 에 대한 처리가 종료되면, 리프터 (68) 는, 처리조 (61) 의 상방의 수수 위치까지 상승하여, 처리가 완료된 기판군 (W1) 을 반송 로봇에 넘겨준다.
＜제어부 (130)＞
기판 처리 장치 (1) 는, 그 각 부의 제어를 위하여 제어부 (130) 를 구비하고 있다. 제어부 (130) 의 하드웨어로서의 구성은, 예를 들어, 일반적인 컴퓨터와 동일한 것을 채용할 수 있다. 즉, 제어부 (130) 는, 예를 들어, 각종 연산 처리를 실시하는 CPU (11), 기본 프로그램을 기억하는 판독 출력 전용의 메모리인 ROM (도시 생략), 각종 정보를 기억하는 자유롭게 판독 기록할 수 있는 메모리인 RAM (도시 생략), 조작자의 입력을 접수하는 입력부 (도시 생략), 및 각종 처리에 대응한 프로그램 (PG) 이나 데이터 등을 기억해 두는 기억 장치 (14) 를 도시되지 않은 버스 라인에 접속하여 구성되어 있다. 기억 장치 (14) 에는, 입력부 등을 통하여 설정되는 혼합 기체 (84) 의 목표 온도 (T2), 목표 유량 (Q2), 목표 습도 (H2) 등도 기억되어 있다.
제어부 (130) 에 있어서, 프로그램 (PG) 에 기술된 순서에 따라서 주제어부로서의 CPU (11) 가 연산 처리를 실시함으로써, 기판 처리 장치 (1) 의 각 부를 제어하는 각종의 기능부가 실현된다. 구체적으로는, CPU (11) 는, 예를 들어, 유량 취득부 (15), 및 조정 기구 제어부 (16) 등의 각 기능부로서 동작한다.
유량 취득부 (15) 는, 혼합 기체 (84) 의 습도가 목표 습도 (H2) 가 됨과 함께, 혼합 기체 (84) 의 유량이 목표 유량 (Q2) 이 될 때의, 수증기 공급 기구 (2) 가 공급하는 수증기 (82) 의 유량 (Q0) 과 불활성 가스 공급 기구 (3) 가 공급하는 불활성 가스 (83) 의 유량 (Q1) 을, 정해진 연산을 실시함으로써 취득한다. 유량 취득부 (15) 는, 혼합 기체 (84) 의 습도가 목표 습도 (H2) 가 됨과 함께, 혼합 기체 (84) 의 유량이 목표 유량 (Q2) 이 될 때의 수증기 공급 기구 (2) 가 공급하는 수증기 (82) 의 유량 (Q0) 과 불활성 가스 공급 기구 (3) 가 공급하는 불활성 가스 (83) 의 유량 (Q1) 을 취득할 수도 있다. 조정 기구 제어부 (16) 는, 유량 취득부 (15) 가 취득한 수증기 (82) 의 유량 (Q0) 과 불활성 가스 (83) 의 유량 (Q1) 에 기초하여 유량 조정 기구 (4) 를 제어한다.
수증기 공급 기구 (2), 불활성 가스 공급 기구 (3), 유량 조정 기구 (4), 및 기판 처리 기구 (6) 등의 기판 처리 장치 (1) 의 각 부는, 제어부 (130) 의 제어에 따라서 동작을 실시한다.
＜2. 용적 절대 습도와 기포 체적의 확대율의 관계에 대해＞
도 5 는, 인산 수용액 (87) 중에 뿜어내어지는 혼합 기체 (84) 의 용적 절대 습도와, 인산 수용액 (87) 중에 발생하는 혼합 기체 (84) 의 기포 (85) 의 체적 확대율의 관계를 이론식으로 산출하여, 그래프 형식으로 나타낸 도면이다. 기포 (85) 의 확대율은, 확대 전 (기포 발생기 (64) 의 토출구 (66) 로부터 토출된 직후) 의 기포 (85) 의 체적에 대한, 확대 후의 기포 (85) 의 체적의 비율이다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 혼합 기체 (84) 의 용적 절대 습도가 증가하면, 기포의 체적의 확대율은 감소하고 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 용적 절대 습도가 100 g/㎥ 로부터 500 g/㎥ 로 증가하면, 기포 (85) 의 체적의 확대율은, 약 14 배로부터 약 4 배로 감소하고 있다.
＜3. 기판 처리 장치의 동작＞
도 6 은, 기판 처리 장치 (1) 의 동작의 일례를 나타내는 플로 차트이다. 도 6 에 기초하여 기판 처리 장치 (1) 의 동작의 일례에 대해 이하에 설명한다.
기판 처리 장치 (1) 에 의한 도 6 에 기재된 동작의 개시에 앞서, 작업자는, 제어부 (130) 의 입력부를 조작하여, 처리조 (61) 에 공급되는 혼합 기체 (84) 의 목표 유량 (Q2) [㎥/s], 목표 습도 (H2) [㎏/㎥], 목표 온도 (T2) [℃］및 수증기 생성조 (22) 의 압력 조정 밸브 (26) 의 설정 압력 (P0) 을 설정한다. 이들의 설정치는, 기억 장치 (14) 에 기억되어 CPU (11) 에 의해 판독 출력되고, 제어부 (130) 에 의한 제어에 사용된다. 결로 예방을 위하여 목표 온도 (T2) 는, 바람직하게는, 후술하는 온도 (T0) 보다 높게 설정된다.
기판 처리 장치 (1) 는, 수증기 (82) 의 공급을 개시한다 (도 6 의 스텝 S10). 보다 상세하게는, 압력 조정 밸브 (26) 의 설정 압력 (P0), 즉 수증기 (82) 의 압력 (P0) 이 설정되면, 제어부 (130) 는, 포화 증기압을 압력 (P0) 으로 하여 증기압 곡선으로부터 수증기 (82) 의 온도 (T0) 를 산출한다.
제어부 (130) 는, 온도 센서 (91) 에 의해 측정되는 순수 (81) 의 온도가 산출된 온도 (T0) 가 되도록, 히터 (25) 를 제어하여 순수 (81) 의 가열을 실시한다. 이로써, 수증기 (82) 가 생성되고, 그 공급이 개시된다. 또, 제어부 (130) 는, 온도 센서 (93) 가 측정하는 배관 (24) 의 온도에 기초하여 히터 (28) 를 제어하여 배관 (24) 의 온도가 온도 (T0) 가 되도록, 즉 배관 (24) 을 흐르는 수증기 (82) 의 온도가 온도 (T0) 가 되도록 배관 (24) 을 가열한다. 이로써, 배관 (24) 의 결로가 억제된다.
제어부 (130) 의 유량 취득부 (15) 는, 혼합 기체 (84) 의 설정된 목표 유량 (Q2), 목표 습도 (H2) 와, 습도 센서 (92) 에 의해 측정된 수증기 (82) 의 습도 (H0) 를 식 (1) 에 입력하여, 수증기 생성조 (22) 로부터 배관 (24) 에 공급되는 수증기 (82) 의 유량 (Q0) 을 산출한다. 또, 유량 취득부 (15) 는, 수증기 (82) 의 유량 (Q0) 과, 불활성 가스 (83) 의 유량 (Q1) 의 합이 혼합 기체 (84) 의 목표 유량 (Q2) 이 되도록 유량 (Q1) 을 산출한다.
[수학식 1]
QO ＝ Q2 × H2/H0…(1)
제어부 (130) 의 조정 기구 제어부 (16) 는, 수증기 (82) 의 유량이, 산출한 유량 (Q0) 이 되도록, 유량 제어 기기 (41) 를 제어하여 수증기 (82) 를 공급한다.
제어부 (130) 는, 배관 (51) 에서 습도 센서 (98) 에 의해 측정되는 혼합 기체 (84) 의 습도를 피드백한다. 제어부 (130) 는, 혼합 기체 (84) 의 습도가 목표 습도 (H2) 가 되도록, 수증기 (82) 의 유량 (Q0) 의 미세 조정을 실시한다. 수증기 (82) 의 유량 (Q0) 은, 유량계 (94) 에 의해 측정된다.
또한, 수증기 생성조 (22) 에서 생성되는 수증기 (82) 의 용적 절대 습도 (H0) 는, 수증기 (82) 를 이상 (理想) 기체로 가정하면, 식 (2) 에 의해 개산된다.
[수학식 2]
HO ＝ PO/{R × (273.15 ＋ TO)} × M_DIW…(2)
단,
기체 정수 (定數) R ＝ 8314 [m2g/s2 K ㏖]
수증기의 물질량 M_DIW ＝ 18 [g/㏖]
기판 처리 장치 (1) 는, 불활성 가스 (83) 의 공급을 개시한다 (스텝 S20). 보다 상세하게는, 제어부 (130) 는, 온도 센서 (95) 가 측정하는 불활성 가스 (건조시킨 N2 가스) (83) 의 온도에 기초하여, 불활성 가스 (83) 가 온도 (T1) 가 되도록 히터 (33) 를 제어하여 불활성 가스 (83) 를 가열한다. 제어부 (130) 의 조정 기구 제어부 (16) 는, 불활성 가스 (83) 의 유량이, 산출한 유량 (Q1) 이 되도록, 유량 제어 기기 (42) 를 제어하여 불활성 가스 (83) 를 공급한다. 이로써, 불활성 가스 공급 기구 (3) 는, 온도 (T1) 로 가열된 불활성 가스 (83) 의 배관 (51) 으로의 공급을 개시한다.
기판 처리 장치 (1) 는, 수증기 공급 기구 (2) 가 배관 (24) 을 통하여 공급하는 수증기 (82) 와, 불활성 가스 공급 기구 (3) 가 배관 (34) 을 통하여 공급하는 불활성 가스 (83) 를, 혼합 기구 (5) 의 배관 (51) 에 있어서 혼합하여 혼합 기체 (84) 를 생성한다 (스텝 S30).
기판 처리 장치 (1) 는, 수증기 (82) 의 유량과, 불활성 가스 (83) 의 유량을 조정한다 (스텝 S40). 보다 구체적으로는, 유량 조정 기구 (4) 는, 혼합 기체 (84) 의 습도가 목표 습도 (H2) 가 됨과 함께, 혼합 기체 (84) 의 유량이 목표 유량 (Q2) 이 되도록, 수증기 공급 기구 (2) 가 공급하는 수증기 (82) 의 유량 (Q0) 과 불활성 가스 공급 기구 (3) 가 공급하는 불활성 가스 (83) 의 유량 (Q1) 을 조정한다. 유량 조정 기구 (4) 는, 조정 기구 제어부 (16) 의 제어 하에서, 혼합 기체 (84) 의 습도가 목표 습도 (H2) 가 되도록, 수증기 공급 기구 (2) 가 공급하는 수증기 (82) 의 유량 (Q0) 과 불활성 가스 공급 기구 (3) 가 공급하는 불활성 가스 (83) 의 유량 (Q1) 을 조정할 수도 있다.
보다 상세하게는, 배관 (51) 을 흐르는 혼합 기체 (84) 의 유량은, 유량계 (99) 에 의해 측정된다. 측정된 유량은, 제어부 (130) 에 피드백된다. 제어부 (130) 의 조정 기구 제어부 (16) 는, 혼합 기체 (84) 의 유량이 목표 유량 (Q2) 이 되도록, 유량 제어 기기 (42) 를 제어하여 불활성 가스 (83) 의 유량 (Q1) 을 조정한다. 불활성 가스 (83) 의 유량 (Q1) 은, 유량계 (96) 에 의해 측정된다.
제어부 (130) 는, 온도 센서 (97) 가 측정하는 혼합 기체 (84) 의 온도에 기초하여, 히터 (52) 에 의해 배관 (51) 을 가열하고, 배관 (51) 을 흐르는 혼합 기체 (84) 의 온도를 목표 온도 (T2) 로 조정한다. 목표 온도 (T2) 로 조정된 혼합 기체 (84) 는, 배관 (51) 을 거쳐 처리조 (61) 에 공급된다.
배관 (51) 을 흐르는 혼합 기체 (84) 의 습도는, 습도 센서 (98) 에 의해 측정된다. 측정된 습도는, 제어부 (130) 에 피드백된다. 조정 기구 제어부 (16) 는, 유량 제어 기기 (41) 를 제어하여, 혼합 기체 (84) 의 습도가 목표 습도 (H2) 가 되도록 수증기 생성조 (22) 로부터 배관 (24) 에 공급되는 수증기 (82) 의 유량 (Q0) 을 조정한다.
배관 (51) 을 흐르는 혼합 기체 (84) 의 유량은, 유량계 (99) 에 의해 측정된다. 측정된 유량은, 제어부 (130) 에 피드백된다. 제어부 (130) 는, 혼합 기체 (84) 의 유량이 목표 유량 (Q2) 이 되도록 유량 제어 기기 (41) 의 설정치를 제어하여 수증기 생성조 (22) 로부터 배관 (24) 에 공급되는 수증기 (82) 의 유량 (Q0) 을 조정한다.
기판 처리 기구 (6) 는, 배관 (51) 을 통하여 공급되는 혼합 기체 (84) 를 기포 발생기 (64) 의 토출구 (66) 로부터 인산 수용액 (87) 중에 뿜어내어, 인산 수용액 (87) 중에 혼합 기체 (84) 의 기포 (85) 를 발생시킨다 (스텝 S50).
기판 처리 장치 (1) 가, 유량 조정 기구 (4) 를 제어하는 조정 기구 제어부 (16) 를 구비하고 있지 않아도 된다. 이 경우에는, 예를 들어, 유량 제어 기기 (41, 42) 로서 수동으로 개도를 조정 가능한 각 조정 밸브를 형성하고, 각 조정 밸브의 개도를 작업자가 수동으로 조정함으로써, 수증기 (82) 의 유량 (Q0) 과 불활성 가스 (83) 의 유량 (Q1) 이 조정된다.
혼합 기구 (5) 는, 처리조 (61) 의 외부에 형성되어 있어도 되고, 처리조 (61) 의 내부에 형성되어 있어도 된다. 수증기 공급 기구 (2) 로서 기판 처리 장치 (1) 가 설치되는 공장의 증기 공급 설비가 사용되어도 된다.
이상과 같이 구성된 본 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 의하면, 혼합 기구 (5) 는, 수증기 (82) 와 불활성 가스 (83) 를 혼합하여 혼합 기체 (84) 를 생성하고, 기포 발생기 (64) 는, 혼합 기체 (84) 를 인산 수용액 (87) 중에 뿜어내어 혼합 기체 (84) 의 기포 (85) 를 발생시킨다. 그리고, 유량 조정 기구 (4) 는, 혼합 기체 (84) 의 습도가 목표 습도가 되도록, 수증기 공급 기구 (2) 가 공급하는 수증기 (82) 의 유량과 불활성 가스 공급 기구 (3) 가 공급하는 불활성 가스 (83) 의 유량을 조정한다. 따라서, 기판 (W) 이 기포 (85) 로부터 받는 데미지를 표현하는 지표치가 소정의 조건을 만족하고, 또한 기판 (W) 의 처리 효율을 표현하는 지표치가 소정의 조건을 만족할 때의 기포 (85) 의 기포 직경에 대응한 습도를 목표 습도로 설정하면, 기판 (W) 의 데미지를 억제할 수 있음과 함께, 기판 (W) 의 처리 효율을 향상시킬 수 있다.
또, 이상과 같이 구성된 본 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 의하면, 유량 조정 기구 (4) 는, 수증기 공급 기구 (2) 가 공급하는 수증기 (82) 의 유량과 불활성 가스 공급 기구 (3) 가 공급하는 불활성 가스 (83) 의 유량을 조정하여, 혼합 기체 (84) 의 유량을 목표 유량으로 하면서, 혼합 기체 (84) 의 습도를 목표 습도로 할 수 있다. 따라서, 처리조 (61) 중의 인산 수용액 (87) 이 기포 (85) 에 의해 교반되는 범위를 안정시키면서, 기판 (W) 의 데미지의 억제와, 기판 (W) 의 처리 효율의 향상을 도모할 수 있다.
또, 이상과 같이 구성된 본 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 의하면, 유량 취득부 (15) 는, 혼합 기체 (84) 의 습도가 목표 습도가 됨과 함께, 혼합 기체 (84) 의 유량이 목표 유량이 될 때의 수증기 (82) 의 유량과 불활성 가스 (83) 의 유량을 취득한다. 조정 기구 제어부 (16) 는, 유량 취득부 (15) 가 취득한 수증기 (82) 의 유량과 불활성 가스 (83) 의 유량에 기초하여 유량 조정 기구 (4) 를 제어한다. 따라서, 목표 습도와 목표 유량이 변동하는 경우여도, 혼합 기체 (84) 의 유량을 목표 유량으로 하고, 혼합 기체 (84) 의 습도를 목표 습도로 할 수 있다.
또, 이상과 같이 구성된 본 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 의하면, 유량 취득부 (15) 는, 혼합 기체 (84) 의 습도가 목표 습도가 됨과 함께, 혼합 기체 (84) 의 유량이 목표 유량이 될 때의, 수증기 공급 기구 (2) 가 공급하는 수증기 (82) 의 유량과 불활성 가스 공급 기구 (3) 가 공급하는 불활성 가스 (83) 의 유량을, 정해진 연산을 실시함으로써 취득한다. 따라서, 목표 습도와 목표 유량이 변동되는 경우여도 목표 습도와 목표 유량에 따른 수증기 (82) 의 유량과 불활성 가스 (83) 의 유량을 취득할 수 있다.
또, 이상과 같이 구성된 본 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 의하면, 히터 (28) 는, 수증기 공급 기구 (2) 가 공급하는 수증기 (82) 를, 혼합 기구 (5) 에 공급되기 전에 가열하고, 히터 (33) 는, 불활성 가스 공급 기구 (3) 가 공급하는 불활성 가스 (83) 를, 혼합 기구 (5) 에 공급되기 전에 가열한다. 따라서, 혼합 기구 (5) 에 공급된 수증기 (82) 와 불활성 가스 (83) 가 혼합되어 혼합 기체 (84) 가 생성될 때에, 혼합 기체 (84) 의 온도가 저하되어 결로가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
또, 이상과 같이 구성된 본 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 의하면, 히터 (52) 는, 혼합 기체 (84) 를, 기포 발생기 (64) 에 공급되기 전에 가열한다. 따라서, 기포 발생기 (64) 에 공급되기 전에, 혼합 기체 (84) 의 온도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
또, 이상과 같은 본 실시형태에 관련된 기판 처리 방법에 의하면, 혼합 스텝은, 수증기 (82) 와 불활성 가스 (83) 를 혼합하여 혼합 기체 (84) 를 생성하고, 기포 발생 스텝은, 혼합 기체 (84) 를 인산 수용액 (87) 중에 뿜어내어 혼합 기체 (84) 의 기포 (85) 를 발생시킨다. 그리고, 유량 조정 스텝은, 혼합 기체 (84) 의 습도가 목표 습도가 되도록, 수증기 공급 스텝에 있어서 공급되는 수증기 (82) 의 유량과 불활성 가스 공급 스텝에 있어서 공급되는 불활성 가스 (83) 의 유량을 조정한다. 따라서, 기판 (W) 이 기포 (85) 로부터 받는 데미지를 표현하는 지표치가 소정의 조건을 만족하고, 또한 기판 (W) 의 처리 효율을 표현하는 지표치가 소정의 조건을 만족할 때의 기포 (85) 의 기포 직경에 대응한 습도를 목표 습도로 설정하면, 기판 (W) 의 데미지를 억제할 수 있음과 함께, 기판 (W) 의 처리 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상세하게 나타내어 기술되었지만, 상기의 기술은 모든 양태에 있어서 예시이지 한정이지는 않다. 따라서, 본 발명은, 그 발명의 범위 내에 있어서, 실시형태를 적절히 변형, 생략하는 것이 가능하다.
1 : 기판 처리 장치
2 : 수증기 공급 기구
21 : 순수 공급원
22 : 수증기 생성조
24 : 배관 (수증기 공급 배관)
25 : 히터 (순수 가열 히터)
28 : 히터 (수증기 가열 히터)
3 : 불활성 가스 공급 기구
31 : 불활성 가스 공급원
33 : 히터 (불활성 가스 가열 히터)
4 : 유량 조정 기구
41, 42 : 유량 제어 기기
5 : 혼합 기구
51 : 배관 (혼합 배관)
52 : 히터 (혼합 기체 가열 히터)
6 : 기판 처리 기구
61 : 처리조
62 : 배관 (인산 공급 배관)
64 : 기포 발생기 (디퓨저)
65 : 유로
66 : 토출구
67 : 유지판
68 : 리프터
68a : 리프터 헤드
68b : 기판 지지 부재
81 : 순수
82 : 수증기
83 : 불활성 가스
84 : 혼합 기체
85 : 기포
87 : 인산 수용액
W : 기판
W1 : 기판군

Claims (7)

  1. 인산 수용액을 수용하고, 당해 인산 수용액에 침지된 기판에 에칭 처리를 실시하는 처리조와,
    수증기를 공급하는 수증기 공급 기구와,
    불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 기구와,
    상기 수증기 공급 기구로부터 상기 수증기를 공급함과 함께, 상기 불활성 가스 공급 기구로부터 상기 불활성 가스를 공급하고, 공급된 상기 수증기와 상기 불활성 가스를 혼합하여 혼합 기체를 생성하는 혼합 기구와,
    상기 혼합 기구로부터 상기 혼합 기체를 공급함과 함께, 공급된 상기 혼합 기체를 상기 인산 수용액 중에 뿜어내어 상기 혼합 기체의 기포를 발생시키는 기포 발생기와,
    상기 혼합 기체의 습도가 목표 습도가 되도록, 상기 수증기 공급 기구가 공급하는 상기 수증기의 유량과 상기 불활성 가스 공급 기구가 공급하는 상기 불활성 가스의 유량을 조정하는 유량 조정 기구를 구비하는, 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유량 조정 기구는,
    상기 혼합 기체의 습도가 상기 목표 습도가 됨과 함께, 상기 혼합 기체의 유량이 목표 유량이 되도록, 상기 수증기 공급 기구가 공급하는 상기 수증기의 유량과 상기 불활성 가스 공급 기구가 공급하는 상기 불활성 가스의 유량을 조정하는, 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 혼합 기체의 습도가 상기 목표 습도가 됨과 함께, 상기 혼합 기체의 유량이 상기 목표 유량이 될 때의 상기 수증기 공급 기구가 공급하는 상기 수증기의 유량과 상기 불활성 가스 공급 기구가 공급하는 상기 불활성 가스의 유량을 취득하는 유량 취득부와,
    상기 유량 취득부가 취득한 상기 수증기의 유량과 상기 불활성 가스의 유량에 기초하여 상기 유량 조정 기구를 제어하는 조정 기구 제어부를 추가로 구비하는, 기판 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 유량 취득부는,
    상기 혼합 기체의 습도가 상기 목표 습도가 됨과 함께, 상기 혼합 기체의 유량이 상기 목표 유량이 될 때의, 상기 수증기 공급 기구가 공급하는 상기 수증기의 유량과 상기 불활성 가스 공급 기구가 공급하는 상기 불활성 가스의 유량을, 정해진 연산을 실시함으로써 취득하는, 기판 처리 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수증기 공급 기구가 공급하는 상기 수증기를, 상기 혼합 기구에 공급되기 전에 가열하는 수증기 가열 히터와,
    상기 불활성 가스 공급 기구가 공급하는 상기 불활성 가스를, 상기 혼합 기구에 공급되기 전에 가열하는 불활성 가스 가열 히터를 구비하는, 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합 기체를, 상기 기포 발생기에 공급되기 전에 가열하는 혼합 기체 가열 히터를 추가로 구비하는, 기판 처리 장치.
  7. 인산 수용액에 침지된 기판에 에칭 처리를 실시하는 기판 처리 방법으로서,
    수증기를 공급하는 수증기 공급 스텝과,
    불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 스텝과,
    상기 수증기 공급 스텝에 있어서 공급되는 상기 수증기와, 상기 불활성 가스 공급 스텝에 있어서 공급되는 상기 불활성 가스를 혼합하여 혼합 기체를 생성하는 혼합 스텝과,
    상기 혼합 기체를 상기 인산 수용액 중에 뿜어내어 상기 혼합 기체의 기포를 발생시키는 기포 발생 스텝과,
    상기 혼합 기체의 습도가 목표 습도가 되도록, 상기 수증기 공급 스텝에 있어서 공급되는 상기 수증기의 유량과 상기 불활성 가스 공급 스텝에 있어서 공급되는 상기 불활성 가스의 유량을 조정하는 유량 조정 스텝을 구비하는, 기판 처리 방법.
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