KR102132051B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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아키오 하시즈메
다카시 오타
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

이 기판 처리 장치는, 기판 (W) 을 수평 자세로 유지하는 기판 유지 수단 (13) 과, 상기 기판 유지 수단에 유지되어 있는 기판 (W) 의 표면에 처리액을 공급하는 처리액 공급 수단 (30, 35) 과, 상기 기판 유지 수단에 유지되어 있는 기판 (W) 을 회전시키는 기판 회전 수단 (14) 과, 상기 기판 유지 수단에 유지되어 있는 기판 (W) 과 대향하는 히터 (3) 를 갖고, 상기 히터를, 상기 기판 유지 수단으로부터 독립적으로 지지하는 히터 지지 부재 (25) 와, 상기 히터와 상기 기판 유지 수단에 유지되어 있는 기판이 접근/이반하도록, 상기 기판 유지 부재 및 상기 히터 지지 부재의 적어도 일방을 이동시키는 이동 수단 (23) 을 포함한다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING DEVICE}
본 발명은, 예를 들어, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 유리 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, FED (Field Emission Display) 용 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광 자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양 전지용 기판 등의 기판을 처리하기 위한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 장치나 액정 표시 장치의 제조 공정에서는, 반도체 웨이퍼나 액정 표시 패널용 유리 기판 등의 기판의 표면에 처리액을 공급하여, 그 기판의 표면을 처리액으로 세정하는 처리 등이 실시된다.
예를 들어, 기판을 1 장씩 처리하는 매엽식의 세정 처리를 실시하는 기판 처리 장치는, 기판을 거의 수평으로 유지하면서, 그 기판을 회전시키는 스핀 척과, 이 스핀 척에 의해 회전되는 기판의 표면에 처리액을 공급하기 위한 노즐을 구비하고 있다.
기판의 처리에 있어서는, 스핀 척의 스핀 베이스마다 기판이 회전된다. 그리고, 회전 중인 기판 표면의 회전 중심 부근에 노즐로부터 약액이 공급된다. 기판의 표면 상에 공급된 약액은, 기판의 회전에 의한 원심력을 받아, 기판의 표면 상을 주연부를 향하여 흐른다. 이로써, 기판 표면의 전역에 약액이 널리 퍼져, 기판의 표면에 대한 약액 처리가 달성된다.
그리고, 이 약액 처리 후에는, 기판에 부착된 약액을 순수로 씻어내기 위한 린스 처리가 실시된다. 즉, 노즐로부터 스핀 척에 의해 회전되고 있는 기판의 표면에 순수가 공급되고, 그 순수가 기판의 회전에 의한 원심력을 받아 퍼짐으로써, 기판의 표면에 부착되어 있는 약액이 씻겨지게 된다.
이와 같은 매엽식의 기판 처리 장치로서, 하기 특허문헌 1 과 같이, 스핀 척의 스핀 베이스에 히터를 내장시켜, 스핀 베이스에 재치 (載置) 된 기판을 히터에 의해 고온으로 가열하는 것이 알려져 있다. 그 때문에, 기판의 표면에 접하는 부분의 약액이 승온되어, 당해 약액의 처리 능력을 높일 수 있고, 그 결과, 약액 처리의 처리 레이트를 향상시킬 수 있다.
일본 공개특허공보 2008-4879호
약액 처리 (고온 처리) 의 종료 후, 저온에서 실시해야 할 처리 (저온 처리) 를 실시할 필요가 있는 경우에는, 기판의 온도가 충분히 강온될 때까지 동안, 저온 처리의 개시를 기다릴 필요가 있다. 그러나, 히터는 온 (구동 상태) 에서 오프가 된 후에도 곧바로는 강온되지 않는다. 그 때문에, 히터가 오프가 된 후에도 당분간은, 히터는 기판을 계속 가열한다. 그 때문에, 히터의 온도가 충분히 강온되는 데에 장기간을 필요로 하고, 그 결과, 전체적인 처리 시간이 길어질 우려가 있다.
또, 약액 처리 (고온 처리) 에 있어서, 스핀 베이스의 표면 온도 (히터의 온도) 를 매우 고온으로 승온시키는 경우가 있다. 그러나, 회전 가능한 스핀 베이스에 내장된 히터에 대한 급전을, 회전 전기 접점을 개재하여 실시할 필요가 있는 관계 상, 히터에 대한 급전량은 한정되어 있고, 그 때문에, 히터의 설정 온도에 상한이 있다. 따라서, 기판을 원하는 고온까지 가열할 수 없는 사태가 발생할 우려가 있다.
그래서, 본 발명의 목적은, 히터를 사용한 고온 처리 후, 즉시 저온 처리를 실행할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
또, 본 발명의 다른 목적은, 히터를 사용하여 기판을 원하는 고온까지 가열할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 처리액을 사용하여 기판을 처리하기 위한 기판 처리 장치로서, 기판을 유지하는 기판 유지 수단과, 상기 기판 유지 수단에 유지되어 있는 기판의 표면에 처리액을 공급하는 처리액 공급 수단과, 상기 기판 유지 수단에 유지되어 있는 기판을 회전시키는 기판 회전 수단과, 상기 기판 유지 수단에 유지되어 있는 기판에 대향 배치되어 상기 기판을 가열하기 위한 히터와, 상기 히터를, 상기 기판 유지 수단으로부터 독립적으로 지지하는 히터 지지 부재와, 상기 히터와 상기 기판 유지 수단에 유지되어 있는 기판이 접근/이반하도록, 상기 기판 유지 부재 및 상기 히터 지지 부재의 적어도 일방을 이동시키는 이동 수단을 포함하는, 기판 처리 장치를 제공한다.
이 구성에 의하면, 히터와 기판 유지 수단에 유지되어 있는 기판의 간격을 변경할 수 있다. 히터와 기판의 간격이 좁은 상태에서는, 히터에 의해 기판이 고온으로 가열된다. 그리고, 이 상태로부터, 히터와 기판의 간격을 크게 넓히는 것에 의해, 기판에 주는 열량을 저감시킬 수 있고, 이로써, 기판을 냉각시킬 수 있다. 즉, 히터를 사용한 고온 처리 후, 단시간 동안에, 저온 처리를 실행할 수 있다.
또, 히터가 기판 유지 수단에 지지되어 있지 않으므로, 기판의 회전 중이어도, 히터는 회전하지 않고 정지되어 있다. 요컨대, 히터를 회전 가능한 구성으로 할 필요는 없고, 그 때문에, 히터에 대한 급전을, 회전 전기 접점을 개재하여 실시할 필요가 없다. 그 때문에, 히터에 대한 급전량이 제한되지 않기 때문에, 기판을 원하는 고온까지 가열할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 히터는, 상기 기판 유지 수단에 유지되어 있는 기판과 평행하게 대향하는 대향면을 갖고, 그 대향면의 복사열에 의해 당해 기판을 가열하는 것이고, 상기 대향면은, 단위 면적당의 발열량을 서로 상이하게 하는 것이 가능한 복수의 대향 영역으로 구분되어 있다.
예를 들어, 히터의 대향면이 대면적화되면, 대향면의 면내 전역에서 히터의 온도를 균일하게 유지하는 것은 곤란해진다.
이 구성에 의하면, 히터의 대향면을 복수의 대향 영역으로 분할하고, 대향 영역을 개별적으로 온도 조절한다. 그 때문에, 예를 들어 복수의 대향 영역을 서로 균일한 온도로 조정함으로써, 대향면의 전역을 균일 온도로 유지할 수 있다.
이 경우, 상기 복수의 대향 영역의 단위 면적당의 발열량은, 상기 기판 회전 수단에 의한 기판의 회전에 의한 회전 축선으로부터 멀어짐에 따라 높아지도록 설정되어 있는 것이 바람직하다.
예를 들어, 처리액 공급 수단으로부터 기판 표면의 중앙부에, 고온의 처리액이 공급되는 경우, 처리액은 기판 표면의 중앙부에 공급된 직후에는 고온이지만, 기판의 중앙부로부터 기판의 주연부를 향하여 흐르는 과정에서, 그 액온이 저하되어 버린다. 그 때문에, 기판의 표면에 있어서, 그 중앙부에서 처리액의 온도가 상대적으로 높아지고, 주연부에서 처리액의 온도가 상대적으로 낮아져 버려, 처리액과 주변 분위기 등의 열교환에 의해, 기판 표면의 중앙부의 온도가 상대적으로 높아지고, 기판 표면의 주연부의 온도가 상대적으로 낮아져 버린다. 그 결과, 기판 표면의 중앙부에서 처리액에 의한 처리가 빠르게 진행되고, 기판 표면의 주연부에서 처리액에 의한 처리가 상대적으로 느리게 진행된다는, 기판의 표면에 있어서의 처리 레이트의 편차를 일으킬 우려가 있다.
복수의 대향 영역의 단위 면적당의 발열량을, 기판의 회전에 의한 회전 축선으로부터 멀어짐에 따라 높아지도록 설정함으로써, 처리액의 온도를 기판의 전역에서 동등하게 할 수 있다. 이로써, 기판 표면의 전역에, 처리액에 의한 균일한 처리를 실시하는 것이 가능하다.
상기 복수의 대향 영역은, 상기 회전 축선을 중심으로 하는 원형 영역과, 원형 영역의 외주를 둘러싸는 하나 또는 복수의 환상 영역을 포함하고 있어도 된다.
이 경우 적어도 1 개의 상기 환상 영역은, 둘레 방향으로 복수의 분할 영역으로 분할되어 있고, 상기 복수의 분할 영역은, 상기 대향면의 단위 면적당의 발열량을 서로 상이하게 하는 것이 가능하게 형성되어 있는 것이 바람직하다.
히터의 대향면이 대면적화되는 경우, 대향면의 둘레 방향에 관해, 히터의 온도를 균일하게 유지하는 것은 곤란해진다. 그러나, 이 구성에 의하면, 히터의 대향면을 둘레 방향으로 복수의 대향 영역으로 분할하고 있고, 또, 대향 영역을 개별적으로 온도 조절 가능하다. 이로써, 히터의 대향면이 대면적화되는 경우에도, 대향면을, 둘레 방향에 관해서 균일 온도로 유지할 수 있다.
상기 기판 유지 수단은, 판상의 베이스부와, 상기 베이스부에 장착되고, 상기 베이스부로부터 이격된 상태에서 기판을 지지하는 기판 지지부를 갖고, 상기 히터는, 상기 베이스부와, 상기 기판 지지부에 지지되어 있는 기판에 의해 구획되는 공간 내에 수용 배치되어 있어도 된다.
이 경우, 상기 히터 지지부는, 상기 베이스부와 접하지 않고 당해 베이스부를 두께 방향으로 삽입 통과시키고, 일단이 상기 히터에 연결된 지지 로드를 포함하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 지지 로드가, 베이스부와 접하지 않고, 당해 베이스부를 두께 방향으로 삽입 통과하고 있다. 그 때문에, 베이스부와 기판 사이의 공간에 수용 배치된 히터를, 기판 유지 수단으로부터 독립한 상태에서 지지할 수 있다. 이로써, 이와 같은 히터의 지지를 비교적 간단한 구성으로 실현할 수 있다.
본 발명에 있어서의 전술한, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 서술하는 실시형태의 설명에 의해 명확해진다.
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 히터의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 3 은, 도 1 에 나타내는 기판 처리 장치의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4 는, 도 1 에 나타내는 기판 처리 장치에 의해 실행되는 레지스트 제거 처리의 제 1 처리예에 대해 설명하기 위한 공정도이다.
도 5 는, 도 4 의 처리예를 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
도 6a-6c 는, 도 4 의 처리예를 설명하기 위한 모식적인 도면이다.
도 6d-6f 는, 도 6c 에 계속되는 공정을 설명하기 위한 모식적인 도면이다.
도 6g-6i 는, 도 6f 에 계속되는 공정을 설명하기 위한 모식적인 도면이다.
도 6j 는, 도 6i 에 계속되는 공정을 설명하기 위한 모식적인 도면이다.
도 7 은, 도 1 에 나타내는 기판 처리 장치에 의해 실행되는 레지스트 제거 처리의 제 2 처리예에 대해 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
도 8 은, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 9 는, 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 10 은, 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 기판 처리 장치 (1) 는, 예를 들어 기판의 일례로서의 실리콘 웨이퍼 (이하, 「웨이퍼」라고 한다) (W) 의 표면 (주면) 에 불순물을 주입하는 이온 주입 처리나 드라이 에칭 처리 후에, 그 웨이퍼 (W) 의 표면으로부터 불필요해진 레지스트를 제거하기 위한 처리에 사용되는 매엽식의 장치이다.
기판 처리 장치 (1) 는, 격벽 (도시되지 않음) 에 의해 구획된 처리실 (6) 내에, 웨이퍼 (W) 를 수평으로 유지하여 회전시키는 스핀 척 (기판 유지 수단) (2) 과, 스핀 척 (2) 에 유지되어 있는 웨이퍼 (W) 의 하면에 대향 배치되고, 웨이퍼 (W) 를 하방으로부터 가열하기 위한 히터 (3) 와, 스핀 척 (2) 에 유지되어 있는 웨이퍼 (W) 의 표면 (상면) 에, 황산 과산화수소수 혼합액 (sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture：SPM 액) 을 공급하기 위한 제 1 약액 노즐 (처리액 공급 수단) (4) 과, 스핀 척 (2) 에 유지되어 있는 웨이퍼 (W) 의 표면 (상면) 에, SC1 (ammonia-hydrogen peroxide mixture：암모니아 과산화수소수 혼합액) 을 공급하기 위한 제 2 약액 노즐 (처리액 공급 수단) (5) 을 구비하고 있다.
스핀 척 (2) 으로서, 예를 들어 협지식의 것이 채용되고 있다. 스핀 척 (2) 은, 연직으로 연장되는 통형상의 회전축 (11) 과, 회전축 (11) 의 상단에 수평 자세로 장착된 원판상의 스핀 베이스 (베이스부) (12) 와, 스핀 베이스 (12) 에 배치된 복수 개의 협지 부재 (기판 지지부) (13) 와, 회전축 (11) 에 연결된 스핀 모터 (기판 회전 수단) (14) 를 구비하고 있다. 스핀 척 (2) 은, 각 협지 부재 (13) 를 웨이퍼 (W) 의 둘레 단면에 접촉시킴으로써, 웨이퍼 (W) 를 주위로부터 사이에 끼워 유지할 수 있다. 그리고, 웨이퍼 (W) 가 복수 개의 협지 부재 (13) 에 유지된 상태에서, 스핀 모터 (14) 의 회전 구동력이 회전축 (11) 에 입력되는 것에 의해, 웨이퍼 (W) 의 중심을 통과하는 연직인 회전 축선 (A1) 둘레로 웨이퍼 (W) 가 회전한다.
제 1 약액 노즐 (4) 은, 예를 들어, 연속류 상태에서 SPM 액을 토출시키는 스트레이트 노즐이다. 제 1 약액 노즐 (4) 에는, SPM 액 공급원으로부터의 소정의 고온 (예를 들어 약 160 ℃) 의 SPM 액이 공급되는 SPM 액 공급관 (16) 이 접속되어 있다. SPM 액 공급관 (16) 에는, SPM 액 공급관 (16) 을 개폐하기 위한 SPM 액 밸브 (17) 가 개재하여 장착되어 있다. SPM 액 밸브 (17) 가 열리면, SPM 액 공급관 (16) 으로부터 제 1 약액 노즐 (4) 에 SPM 액이 공급되고, 또, SPM 액 밸브 (17) 가 닫히면, SPM 액 공급관 (16) 으로부터 제 1 약액 노즐 (4) 에 대한 SPM 액의 공급이 정지된다. 제 1 약액 노즐 (4) 에는, 제 1 노즐 이동 기구 (18) 가 결합되어 있다. 제 1 노즐 이동 기구 (18) 는, 스핀 척 (2) 에 유지되는 웨이퍼 (W) 의 회전 중심의 상방 (회전 축선 (A1) 상) 과, 스핀 척 (2) 의 측방 위치에 형성된 홈 포지션 사이에서 제 1 약액 노즐 (4) 을 이동시킨다.
제 2 약액 노즐 (5) 은, 예를 들어, 연속류 상태에서 SC1 을 토출시키는 스트레이트 노즐이다. 제 2 약액 노즐 (5) 에는, 소정의 고온 (예를 들어 약 60 ℃) 으로 온도 조절된 SC1 공급원으로부터의 SC1 이 공급되는 SC1 공급관 (19) 이 접속되어 있다. SC1 공급관 (19) 에는, SC1 공급관 (19) 을 개폐하기 위한 SC1 밸브 (20) 가 개재하여 장착되어 있다. SC1 밸브 (20) 가 열리면, SC1 공급관 (19) 으로부터 제 2 약액 노즐 (5) 에 SC1 이 공급되고, 또, SC1 밸브 (20) 가 닫히면, SC1 공급관 (19) 으로부터 제 2 약액 노즐 (5) 에 대한 SC1 의 공급이 정지된다. 제 2 약액 노즐 (5) 에는, 제 2 노즐 이동 기구 (21) 가 결합되어 있다. 제 2 노즐 이동 기구 (21) 는, 스핀 척 (2) 에 유지되는 웨이퍼 (W) 의 회전 중심의 상방 (즉, 회전 축선 (A1) 상) 과, 스핀 척 (2) 의 측방 위치에 형성된 홈 포지션 사이에서 제 2 약액 노즐 (5) 을 이동시킨다.
기판 처리 장치 (1) 는, 또한, 상온 린스액 노즐 (처리액 공급 수단) (30) 과 고온 린스액 노즐 (처리액 공급 수단) (35) 을 구비하고 있다. 상온 린스액 노즐 (30) 은, 예를 들어, 린스액의 일례로서의 DIW (탈이온수) 를 연속류 상태에서 토출시키는 스트레이트 노즐이다. 상온 린스액 노즐 (30) 로부터는, 상온 (예를 들어 약 25 ℃. 처리실 (6) 의 실온 (RT) 과 동일한 온도) 의 DIW 가 토출된다. 상온 린스액 노즐 (30) 은, 그 토출구를, 스핀 척 (2) 에 유지되는 웨이퍼 (W) 의 상면 중앙부를 향한 상태로 배치되어 있다. 상온 린스액 노즐 (30) 에는, 린스액 공급원으로부터의 DIW 가 상온인 채로 공급되는 상온 린스액 공급관 (31) 이 접속되어 있다. 상온 린스액 공급관 (31) 에는, 상온 린스액 공급관 (31) 을 개폐하기 위한 상온 린스액 밸브 (32) 가 개재하여 장착되어 있다. 상온 린스액 밸브 (32) 가 열리면, 상온 린스액 공급관 (31) 으로부터 상온 린스액 노즐 (30) 에 상온의 DIW 가 공급되고, 상온 린스액 노즐 (30) 로부터, 웨이퍼 (W) 의 상면 중앙부를 향하여 상온의 DIW 가 토출된다.
고온 린스액 노즐 (35) 은, 예를 들어, 린스액의 일례로서의 DIW (탈이온수) 를 연속류 상태에서 토출시키는 스트레이트 노즐이다. 고온 린스액 노즐 (35) 로부터는, 소정의 고온 (예를 들어 약 80 ℃) 의 DIW 가 토출된다. 고온 린스액 노즐 (35) 은, 그 토출구를, 스핀 척 (2) 에 유지되는 웨이퍼 (W) 의 상면 중앙부를 향한 상태로 배치되어 있다. 고온 린스액 노즐 (35) 에는, 린스액 공급원으로부터의 DIW 가 고온으로 가열된 상태에서 공급되는 고온 린스액 공급관 (36) 이 접속되어 있다. 고온 린스액 공급관 (36) 에는, 고온 린스액 공급관 (36) 을 개폐하기 위한 고온 린스액 밸브 (37) 가 개재하여 장착되어 있다. 고온 린스액 밸브 (37) 가 열리면, 고온 린스액 공급관 (36) 으로부터 고온 린스액 노즐 (35) 에 고온의 DIW 가 공급되고, 고온 린스액 노즐 (35) 로부터, 웨이퍼 (W) 의 상면 중앙부를 향하여 고온의 DIW 가 토출된다.
히터 (3) 는, 웨이퍼 (W) 와 거의 동일 직경 또는 웨이퍼 (W) 보다 약간 소 직경을 갖는 원판상을 갖고, 수평 자세를 이루고 있다. 히터 (3) 는, 회전 축선 (A1) 과 동심원판상의 제 1 히터 플레이트 (3A) 와, 제 1 히터 플레이트 (3A) 의 외주를 둘러싸는 원환상의 제 2 히터 플레이트 (3B) 와, 제 2 히터 플레이트 (3B) 의 외주를 둘러싸는 원환상의 제 3 히터 플레이트 (3C) 를 구비하고 있다. 히터 (3) 는, 스핀 베이스 (12) 의 상면과 스핀 척 (2) 에 유지되는 웨이퍼 (W) 의 하면 사이의 공간 (39) 에 배치되어 있다.
도 2 는, 히터 (3) 의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 1 및 도 2 를 참조하면서, 히터 (3) 에 대해 설명한다.
제 1 히터 플레이트 (3A) 는, 원판상을 이루고 있고, 세라믹제의 본체에 제 1 저항 (28A) (도 1 참조) 이 내장되어 있다. 제 1 히터 플레이트 (3A) 의 상면에는, 수평 평탄한 원형의 제 1 대향면 (원형 영역) (29A) 이 형성되어 있다.
제 2 히터 플레이트 (3B) 는, 원환판상을 이루고 있고, 세라믹제의 본체에 제 2 저항 (28B) (도 1 참조) 이 내장되어 있다. 제 2 히터 플레이트 (3B) 의 상면에는, 수평 평탄한 원환상의 제 2 대향면 (환상 영역) (29B) 이 형성되어 있다.
제 3 히터 플레이트 (3C) 는, 원환판상을 이루고 있고, 세라믹제의 본체에 제 3 저항 (28C) (도 1 참조) 이 내장되어 있다. 제 3 히터 플레이트 (3C) 의 상면에는, 수평 평탄한 원환상의 제 3 대향면 (환상 영역) (29C) 이 형성되어 있다.
제 2 히터 플레이트 (3B) 는, 연결구 (도시되지 않음) 를 개재하여 제 1 히터 플레이트 (3A) 에 연결 고정되어 있다. 그 고정 상태에서, 제 2 히터 플레이트 (3B) 의 내주와 제 1 히터 플레이트 (3A) 의 외주 사이에는 거의 간극이 없다. 제 3 히터 플레이트 (3C) 는, 연결구 (도시되지 않음) 를 개재하여 제 2 히터 플레이트 (3B) 에 연결 고정되어 있다. 그 고정 상태에서, 제 3 히터 플레이트 (3C) 의 내주와 제 2 히터 플레이트 (3B) 의 외주 사이에는 거의 간극이 없다.
제 1 ∼ 제 3 히터 플레이트 (3A ∼ 3C) 를 서로 연결한 상태에서, 제 1 ∼ 제 3 대향면 (29A ∼ 29C) 은 동일한 수평면에 포함되어 있다. 제 1 대향면 (29A) 은, 웨이퍼 (W) 의 하면에 있어서의 중앙 영역 (웨이퍼 (W) 의 회전 중심을 중심으로 하는 웨이퍼 직경의 약 1/3 의 직경을 갖는 원형의 영역) 에 대향하고 있다. 제 2 대향면 (29B) 은, 웨이퍼 (W) 의 하면에 있어서의 미들 영역 (중앙 영역과 다음에 서술하는 외주 영역을 제외한 영역) 에 대향하고 있다. 제 3 대향면 (29C) 은, 웨이퍼 (W) 의 하면에 있어서의 외주 영역 (웨이퍼 (W) 의 회전 중심을 중심으로 하는 원으로서, 웨이퍼 (W) 직경의 약 2/3 의 직경을 갖는 원의 외측 영역) 에 대향하고 있다. 히터 (3) 는, 지지 로드 (히터 지지 부재) (25) 에 의해 하방으로부터 지지되어 있다.
지지 로드 (25) 는, 스핀 베이스 (12) 및 회전축 (11) 을 상하 방향으로 관통하는 관통공 (24) 을 회전 축선 (A1) 을 따라 상하 방향 (스핀 베이스 (12) 의 두께 방향) 으로 삽입 통과하고 있다. 지지 로드 (25) 의 상단 (일단) 은, 히터 (3) 에 고정되어 있다. 또, 지지 로드 (25) 의 하단 (타단) 이, 스핀 척 (2) 의 하방의 주변 부재에 고정됨으로써, 지지 로드 (25) 가 연직 자세로 자세 유지되어 있다. 지지 로드 (25) 는 관통공 (24) 에 있어서 스핀 베이스 (12) 또는 회전축 (11) 과 접촉하고 있지 않고, 그 때문에, 히터 (3) 는 스핀 척 (2) 에 지지되어 있지 않다. 즉, 히터 (3) 와 스핀 척 (2) 은 서로 독립되어 있다. 따라서, 스핀 척 (2) 이 웨이퍼 (W) 를 회전시키고 있는 경우에도, 히터 (3) 는 회전하지 않고 정지 (비회전 상태) 되어 있다.
관통공 (24) 에는, 제 1 저항 (28A) 에 대한 급전선 (26A), 제 2 저항 (28B) 에 대한 급전선 (26B), 및 제 3 저항 (28C) 에 대한 급전선 (26C) 이 삽입 통과되어 있다. 급전선 (26A, 26B, 26C) 의 상단은, 각각, 제 1, 제 2 및 제 3 저항 (28A, 28B, 28C) 에 접속되어 있다. 이 기판 처리 장치 (1) 에서는, 저항 (28A, 28B, 28C) 에 대한 급전을, 회전 전기 접점을 개재하지 않고 실시하고 있다.
만일, 회전 가능한 구성의 히터를 채용하는 경우, 히터에 대한 급전을, 회전 전기 접점을 개재하여 실시할 필요가 있다. 이 경우, 회전 전기 접점을 개재시키기 위해 히터에 대한 급전량은 한정되고, 그 결과, 웨이퍼 (W) 를 원하는 고온까지 가열할 수 없을 우려가 있다.
이에 대해, 기판 처리 장치 (1) 에서는, 저항 (28A, 28B, 28C) 에 대한 급전을, 회전 전기 접점을 개재하지 않고 실시하므로, 급전량이 제한되지 않는다. 이로써, 웨이퍼 (W) 를 원하는 고온까지 가열하는 것이 가능하다.
제 1 저항 (28A) 에 대한 급전에 의해, 제 1 저항 (28A) 이 발열하고, 제 1 히터 플레이트 (3A) 가 발열 상태가 된다. 이로써, 제 1 대향면 (29A) 이 발열면으로서 기능한다. 또, 제 2 저항 (28B) 에 대한 급전에 의해, 제 2 저항 (28B) 이 발열하고, 제 2 히터 플레이트 (3B) 가 발열 상태가 된다. 이로써, 제 2 대향면 (29B) 이 발열면으로서 기능한다. 또한, 제 3 저항 (28C) 에 대한 급전에 의해, 제 3 저항 (28C) 이 발열하고, 제 3 히터 플레이트 (3C) 가 발열 상태가 된다. 이로써, 제 3 대향면 (29C) 이 발열면으로서 기능한다. 제 1 대향면 (29A), 제 2 대향면 (29B) 및 제 3 대향면 (29C) 에 의해 대향면 (29) 이 구성되어 있다. 이 때, 제 1, 제 2 및 제 3 저항 (28A, 28B, 28C) 에 대한 급전은 각각 개별적으로 실시되고 있고, 각 저항 (28A, 28B, 28C) 에 대한 급전량도 개별적으로 제어되어 있다. 그 때문에, 제 1, 제 2 및 제 3 히터 플레이트 (3A, 3B, 3C) 의 발열량 (제 1 대향면 (29A), 제 2 대향면 (29B) 및 제 3 대향면 (29C) 의 표면 온도) 을 개별적으로 제어할 수 있다.
지지 로드 (25) 에는, 히터 (3) 를 수평 자세인 채로 승강시키기 위한 히터 승강 기구 (이동 수단) (23) 가 결합되어 있다. 히터 승강 기구 (23) 는, 예를 들어 볼 나사나 모터에 의해 구성되어 있다. 히터 승강 기구 (23) 의 구동에 의해, 히터 (3) 는, 그 하면이 스핀 베이스 (12) 의 상면에 소정의 미소 간격을 둔 제 0 높이 위치 (이반 위치. 도 6a 등 참조) (HL0) 와, 히터 (3) 의 대향면 (29) 이, 웨이퍼 (W) 의 하면에 미소 간격 (W3) 을 두고 대향 배치되는 제 3 높이 위치 (근접 위치. 도 6b 등 참조) (HL3) 사이에서 승강된다. 이로써, 히터 (3) 와 웨이퍼 (W) 의 간격을 변경할 수 있다.
도 3 은, 기판 처리 장치 (1) 의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다.
기판 처리 장치 (1) 는, 마이크로 컴퓨터를 포함하는 구성의 제어부 (40) 를 구비하고 있다. 제어부 (40) 는, 스핀 모터 (14) 그리고 제 1 및 제 2 노즐 이동 기구 (18, 21) 등의 동작을 제어한다. 제어부 (40) 는, 히터 (3) 의 발열량을 제어한다. 제어부 (40) 는, SPM 액 밸브 (17), SC1 밸브 (20), 상온 린스액 밸브 (32), 고온 린스액 밸브 (37) 의 개폐 동작을 제어한다.
도 4 는, 기판 처리 장치 (1) 에 의해 실행되는 레지스트 제거 처리의 제 1 처리예에 대해 설명하기 위한 공정도이다. 도 5 는, 주로, 다음에 서술하는 스텝 S3 의 SPM 액 공급 공정으로부터 스텝 S7 의 스핀 드라이에 있어서의 제어부 (40) 의 제어 내용을 설명하기 위한 타이밍 차트이다. 도 6a ∼ 도 6j 는, 제 1 처리예에 대해 설명하기 위한 모식적인 도면이다. 또한, 도 6a ∼ 도 6j 에서는, 스핀 베이스 (12) 보다 하방의 구성의 도시를 생략하고 있다.
이하에서는, 도 1 ∼ 도 5 및 도 6a ∼ 도 6j 를 참조하여, 레지스트 제거 처리의 제 1 처리예에 대해 설명한다.
또한, 이 실시형태에서는, 온 상태에 있어서의 히터 (3) 의 제 1, 제 2 및 제 3 히터 플레이트 (3A, 3B, 3C) 에 관한 것이고, 제 3 대향면 (29C) 의 단위 면적당의 발열량을, 제 2 대향면 (29B) 의 단위 면적당의 발열량보다 많게 설정한다. 또, 제 2 대향면 (29B) 의 단위 면적당의 발열량을, 제 1 대향면 (29A) 의 단위 면적당의 발열량보다 많게 설정하고 있다. 바꾸어 말하면, 제 1 ∼ 제 3 대향면 (29A, 29B, 29C) 의 단위 면적당의 발열량은, 회전 축선 (A1) 으로부터 멀어짐에 따라 높아지도록 설정되어 있다. 또, 다른 관점에서 보면, 제 3 대향면 (29C) 의 온도 (TC1) 를 제 2 대향면 (29B) 의 표면 온도 (TB1) 보다 높게 설정하고, 또한 제 2 대향면 (29B) 의 표면 온도 (TB1) 를 제 1 대향면 (29A) 의 표면 온도 (TA1) 보다 높게 설정하고 있다 (TC1 ＞ TB1 ＞ TA1).
히터 (3) 가 온으로 되어 있으면, 히터 (3) 가 웨이퍼 (W) 에 근접 배치됨으로써, 웨이퍼 (W) 가 히터 (3) 에 의해 가열된다.
레지스트 제거 처리에 있어서는, 반송 로봇 (도시되지 않음) 이 제어되어, 처리실 (6) (도 1 참조) 내에 미처리된 웨이퍼 (W) 가 반입된다 (스텝 S1). 도 6a 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (W) 는, 그 표면을 상방을 향한 상태에서 스핀 척 (2) 에 건네진다. 이 때, 히터 (3) 는, 이미 온 (구동 상태) 으로 되어 있고, 또, 히터 (3) 의 높이 위치는, 제 0 높이 레벨 (HL0) 이다. 또한, 웨이퍼 (W) 의 반입의 방해가 되지 않도록, 제 1 및 제 2 약액 노즐 (4, 5) 은, 각각 홈 포지션에 배치되어 있다. 또, 제 1 처리예에서는, 레지스트 제거 처리 중에 있어서, 제 1 ∼ 제 3 대향면 (29A, 29B, 29C) 의 단위 면적당의 발열량은, 각각 미리 정하는 값인 채로 변화되지 않는다. 바꾸어 말하면, 히터 (3) 의 출력 레벨이 변화되지 않는다.
스핀 척 (2) 에 웨이퍼 (W) 가 유지되면, 도 6b 에 나타내는 바와 같이, 제어부 (40) 는 히터 승강 기구 (23) 를 제어하여, 히터 (3) 를 가장 상방의 제 3 높이 레벨 (HL3) 로 상승시킨다. 히터 (3) 가 제 3 높이 레벨 (HL3) 에 있을 때, 스핀 척 (2) 에 유지되어 있는 웨이퍼 (W) 의 하면과 히터 (3) 의 대향면 (29) 의 간격 (W3) 은 예를 들어 0.5 ㎜ 이다.
히터 (3) 가 제 3 높이 레벨 (HL3) 에 있는 상태에서, 스핀 척 (2) 에 유지되어 있는 웨이퍼 (W) 는, 히터 (3) 로부터의 복사열에 의해 가열된다. 히터 (3) 의 상승 후에 있어서, 제 1, 제 2 및 제 3 대향면 (29A, 29B, 29C) 과 웨이퍼 (W) 의 하면이 평행을 이루고 있다. 그 때문에, 웨이퍼 (W) 에 있어서의 제 3 대향면 (29C) 에 대향하는 부분에 히터 (3) 로부터 부여되는 단위 면적당의 열량은, 웨이퍼 (W) 에 있어서의 제 2 대향면 (29B) 에 대향하는 부분에 부여되는 단위 면적당의 열량보다 많다. 또, 웨이퍼 (W) 에 있어서의 제 2 대향면 (29B) 에 대향하는 부분에 히터 (3) 로부터 부여되는 단위 면적당의 열량은, 웨이퍼 (W) 에 있어서의 제 1 대향면 (29A) 에 대향하는 부분에 부여되는 단위 면적당의 열량보다 많다. 바꾸어 말하면, 웨이퍼 (W) 에 부여되는 단위 면적당의 열량은, 회전 축선 (A1) 으로부터 멀어짐에 따라 높아지도록 설정되어 있다. 히터 (3) 에 의한 가열에 의해, 웨이퍼 (W) 의 각 지점에 있어서 편차는 있지만, 웨이퍼 (W) 의 표면 온도는 대략 160 ℃ 정도로 가열된다.
또, 제어부 (40) 는, 제 1 노즐 이동 기구 (18) 를 제어하고, 제 1 약액 노즐 (4) 을 웨이퍼 (W) 의 회전 중심의 상방으로 이동시킨다.
히터 (3) 의 상승이 완료되면, 도 6c 에 나타내는 바와 같이, 제어부 (40) 는 스핀 모터 (14) 를 제어하고, 웨이퍼 (W) 를 회전 개시시킨다 (스텝 S2). 웨이퍼 (W) 는 소정의 액처리 속도 (예를 들어, 500 ∼ 1000 rpm) 까지 가속되고, 그 후, 그 액처리 속도로 유지된다.
또, 제 1 약액 노즐 (4) 의 이동이 완료되면, 도 6c 에 나타내는 바와 같이, 제어부 (40) 는, SPM 액 밸브 (17) 를 열고, 제 1 약액 노즐 (4) 로부터 예를 들어 약 160 ℃ 의 SPM 액을 토출시킨다. 제 1 약액 노즐 (4) 로부터 토출되는 SPM 액은, 회전 중인 웨이퍼 (W) 표면의 중앙부에 공급된다 (스텝 S3：SPM 액 공급 공정). 웨이퍼 (W) 의 표면에 공급된 SPM 액은, 웨이퍼 (W) 의 회전에 의한 원심력을 받아, 웨이퍼 (W) 의 표면 상을 주연부를 향하여 흐른다. 이로써, 웨이퍼 (W) 표면의 전역에 SPM 액이 널리 퍼져, SPM 액에 함유되는 퍼옥소황산의 강산화력에 의해, 웨이퍼 (W) 의 표면에 형성되어 있는 레지스트가 박리된다. 웨이퍼 (W) 의 표면으로부터 박리된 레지스트는, SPM 액에 의해 밀려 흘러, 웨이퍼 (W) 의 표면 상으로부터 제거된다. 이로써, 웨이퍼 (W) 의 표면 상의 레지스트와 SPM 액의 반응이 촉진되어, 웨이퍼 (W) 의 표면으로부터의 레지스트의 제거가 진행된다.
웨이퍼 (W) 표면의 중앙부에 공급된 SPM 액은, 주변 분위기 등과 열교환을 실시한다. 그 때문에, 웨이퍼 (W) 의 표면을 중앙부로부터 주연부를 향하여 흐르는 과정에서, SPM 액으로부터 웨이퍼 (W) 로부터 열이 빼앗긴다. 그리고, SPM 액과 웨이퍼 (W) 사이에서 열교환되는 결과, 웨이퍼 (W) 의 주연부로부터 열이 빼앗길 우려가 있다. 웨이퍼 (W) 로부터 빼앗기는 열량은, 웨이퍼 (W) 표면의 주연부를 향함에 따라 커진다.
그러나, 이 실시형태에서는, 웨이퍼 (W) 에, 회전 축선 (A1) 으로부터 멀어짐에 따라, 높은 단위 면적당의 열량이 부여되게 되어 있다. 보다 구체적으로는, 이 때 웨이퍼 (W) 의 각 지점에 있어서, 웨이퍼 (W) 에 부여되는 열량으로부터 웨이퍼 (W) 로부터 빼앗기는 열량이 균일해지도록, 제 1, 제 2 및 제 3 대향면 (29A, 29B, 29C) 의 단위 면적당의 발열량이 설정되어 있다. 그 결과, 웨이퍼 (W) 의 표면 온도는, 그 전역에 있어서 약 160 ℃ 에서 균일하게 분포된다. 이로써, 웨이퍼 (W) 표면의 전역에, SPM 액에 의한 처리를 균일하게 실시할 수 있다.
제 1 약액 노즐 (4) 로부터의 SPM 액의 토출 개시부터 소정의 레지스트 제거 시간이 경과하면, 제어부 (40) 는, SPM 액 밸브 (17) 를 닫고, 제 1 약액 노즐 (4) 을 웨이퍼 (W) 의 회전 중심 상으로부터 홈 포지션으로 되돌린다. 또, 도 6d 에 나타내는 바와 같이, 제어부 (40) 는, 히터 승강 기구 (23) 를 제어하여, 히터 (3) 를 제 3 높이 레벨 (HL3) 보다 하방의 높이 위치인 제 2 높이 레벨 (HL2) 로 하강시킨다. 히터 (3) 가 제 2 높이 레벨 (HL2) 에 있을 때, 스핀 척 (2) 에 유지되어 있는 웨이퍼 (W) 의 하면과 히터 (3) 의 대향면 (29) 의 간격 (W2) 은 예를 들어 10 ㎜ 이다. 이 상태에서, 스핀 척 (2) 에 유지되어 있는 웨이퍼 (W) 는, 히터 (3) 로부터의 복사열에 의해, 각 지점에 있어서 편차는 있지만 대략 80 ℃ 정도로 가열된다. 즉, 히터 (3) 의 하강에 의해, 그 때까지 160 ℃ 정도였던 웨이퍼 (W) 가 냉각된다.
그리고, 웨이퍼 (W) 의 회전 속도를 액처리 속도로 유지하면서, 도 6e 에 나타내는 바와 같이, 제어부 (40) 는, 고온 린스액 밸브 (37) 을 열어, 고온 린스액 노즐 (35) 의 토출구로부터 웨이퍼 (W) 의 회전 중심 부근을 향하여 약 80 ℃ 의 DIW 를 공급한다 (스텝 S4：중간 린스 공정). 웨이퍼 (W) 의 표면에 공급된 DIW 는, 웨이퍼 (W) 의 회전에 의한 원심력을 받아, 웨이퍼 (W) 의 표면 상을 웨이퍼 (W) 의 주연부를 향하여 흐른다. 이로써, 웨이퍼 (W) 의 표면에 부착되어 있는 SPM 액이 DIW 에 의해 씻겨진다. 이 때, 표면 상을 흐르는 DIW 에, 히터 (3) 로부터의 열이 웨이퍼 (W) 를 통하여 부여되므로, DIW 가 약 80 ℃ 로부터 온도 강하되지 않고, 웨이퍼 (W) 의 주연부까지 흐른다.
그 때까지 약 160 ℃ 의 고온으로 가열되어 있던 웨이퍼 (W) 에, 상온의 DIW 를 갑자기 공급하면 웨이퍼 (W) 에 손상이 발생할 우려가 있다. 그 때문에, 약 80 ℃ 로 데워진 DIW 를 사용하여 린스가 실시된다. 그러나 이 경우에도, 웨이퍼 (W) 가 적어도 90 ℃ 정도로 온도 강하될 때까지, 스텝 S4 의 중간 린스 공정의 개시를 기다릴 필요가 있다.
그러나, 히터 (3) 는 온에서 오프가 된 후에도 곧바로는 강온되지 않는다. 그 때문에, 히터 (3) 를 제 3 높이 레벨 (HL3) 에 배치시키고 있으면, 히터 (3) 가 오프가 된 후에도 당분간은, 히터 (3) 는 큰 열량으로 웨이퍼 (W) 를 계속 가열한다. 그 때문에, 히터 (3) 의 온도가 충분히 강온되는 데에 상당한 장기간을 필요로 하고, 그 결과, 레지스트 제거 처리 전체의 처리 시간이 길어질 우려가 있다.
이에 대해, 이 실시형태에서는, 스텝 S3 의 SPM 액 공급 공정의 종료 후에, 히터 (3) 와 웨이퍼 (W) 의 간격을 간격 W3 에서 간격 W2 로 크게 넓힘으로써, 웨이퍼 (W) 에 대한 가열량을 저감시키고 있다. 이로써, 웨이퍼 (W) 의 냉각시킬 수 있다. 그 결과, 스텝 S3 의 SPM 액 공급 공정에서의 종료 후 단시간 동안에, 스텝 S4 의 중간 린스 공정을 개시할 수 있다.
DIW 의 공급이 소정의 중간 린스 시간에 걸쳐서 계속되면, 고온 린스액 밸브 (37) 가 닫혀져, 웨이퍼 (W) 의 표면에 대한 DIW 의 공급이 정지된다. 또, 도 6f 에 나타내는 바와 같이, 제어부 (40) 는, 히터 승강 기구 (23) 를 제어하여, 히터 (3) 를 제 2 높이 레벨 (HL2) 보다 하방의 높이 위치인 제 1 높이 레벨 (HL1) 로 하강시킨다. 히터 (3) 가 제 1 높이 레벨 (HL1) 에 있을 때, 스핀 척 (2) 에 유지되어 있는 웨이퍼 (W) 의 하면과 히터 (3) 의 대향면 (29) 의 간격 (W1) 은 예를 들어 20 ㎜ 이다.
히터 (3) 가 제 1 높이 레벨 (HL1) 에 있는 상태에서, 스핀 척 (2) 에 유지되어 있는 웨이퍼 (W) 는, 히터 (3) 로부터의 복사열에 의해 가열된다. 히터 (3) 가 제 1 높이 레벨 (HL1) 까지 하강된 상태에서, 제 1, 제 2 및 제 3 대향면 (29A, 29B, 29C) 과 웨이퍼 (W) 의 하면이 평행을 이루고 있다. 그 때문에, 웨이퍼 (W) 에 있어서의 제 3 대향면 (29C) 에 대향하는 부분에 히터 (3) 로부터 부여되는 단위 면적당의 열량은, 웨이퍼 (W) 에 있어서의 제 2 대향면 (29B) 에 대향하는 부분에 부여되는 단위 면적당의 열량보다 많다. 또, 웨이퍼 (W) 에 있어서의 제 2 대향면 (29B) 에 대향하는 부분에 히터 (3) 로부터 부여되는 단위 면적당의 열량은, 웨이퍼 (W) 에 있어서의 제 1 대향면 (29A) 에 대향하는 부분에 부여되는 단위 면적당의 열량보다 많다. 바꾸어 말하면, 웨이퍼 (W) 에 부여되는 단위 면적당의 열량은, 회전 축선 (A1) 으로부터 멀어짐에 따라 높아지도록 설정되어 있다. 히터 (3) 에 의한 가열에 의해, 웨이퍼 (W) 의 각 지점에 있어서 편차는 있지만 웨이퍼 (W) 의 표면 온도는 대략 60 ℃ 정도로 가열된다. 즉, 히터 (3) 의 하강에 의해, 웨이퍼 (W) 의 표면 온도가 그 때까지의 약 80 ℃ 에서 약 60 ℃ 까지 내려간다. 또, 제어부 (40) 는, 제 2 노즐 이동 기구 (21) 를 제어하고, 제 2 약액 노즐 (5) 을 웨이퍼 (W) 의 상방 위치로 이동시킨다.
또, 제 2 약액 노즐 (5) 의 이동이 완료되면, 도 6g 에 나타내는 바와 같이, 제어부 (40) 는, SC1 밸브 (20) 를 열고, 제 2 약액 노즐 (5) 로부터 예를 들어 약 60 ℃ 의 SC1 을 토출시킨다. SC1 이 약 60 ℃ 의 액온을 가지고 있으므로, 당해 SC1 의 처리 능력이 높다. 제 2 약액 노즐 (5) 로부터 토출되는 SC1 은, 회전 중인 웨이퍼 (W) 표면의 중앙부에 공급된다 (스텝 S5：SC1 공급 공정). 웨이퍼 (W) 의 표면에 공급된 SC1 은, 웨이퍼 (W) 의 회전에 의한 원심력을 받아, 웨이퍼 (W) 의 표면 상을 주연부를 향하여 흐른다. 이로써, 웨이퍼 (W) 표면의 전역에, SC1 이 불균일 없이 공급되고, SC1 의 화학적 능력에 따라, 웨이퍼 (W) 의 표면에 부착되어 있는 레지스트 잔류물 및 파티클 등의 이물질을 제거할 수 있다.
웨이퍼 (W) 표면의 중앙부에 공급된 SC1 액은, 주변 분위기 등과 열교환을 실시한다. 그 때문에, 웨이퍼 (W) 의 표면을 중앙부로부터 주연부를 향하여 흐르는 과정에서, SC1 로부터 웨이퍼 (W) 로부터 열이 빼앗긴다. 그리고, SC1 과 웨이퍼 (W) 사이에서 열교환되는 결과, 웨이퍼 (W) 의 주연부로부터 열이 빼앗길 우려가 있다. 웨이퍼 (W) 로부터 빼앗기는 열량은, 웨이퍼 (W) 표면의 주연부를 향함에 따라 커진다.
그러나, 이 실시형태에서는, 웨이퍼 (W) 에, 회전 축선 (A1) 으로부터 멀어짐에 따라, 높은 단위 면적당의 열량이 부여되게 되어 있다. 보다 구체적으로는, 이 때 웨이퍼 (W) 의 각 지점에 있어서, 웨이퍼 (W) 에 부여되는 열량으로부터 웨이퍼 (W) 로부터 빼앗기는 열량이 균일해지도록, 제 1, 제 2 및 제 3 대향면 (29A, 29B, 29C) 의 단위 면적당의 발열량이 설정되어 있다. 그 결과, 웨이퍼 (W) 의 표면 온도는, 그 전역에 있어서 약 60 ℃ 에서 균일하게 분포한다. 이로써, 웨이퍼 (W) 표면의 전역에, SC1 에 의한 처리를 균일하게 실시할 수 있다.
SC1 의 공급이 소정의 SC1 공급 시간에 걸쳐서 계속되면, 제어부 (40) 는, SC1 밸브 (20) 를 닫는다. 또, 도 6h 에 나타내는 바와 같이, 제어부 (40) 는, 히터 승강 기구 (23) 를 제어하여, 히터 (3) 를 제 1 높이 레벨 (HL1) 보다 하방의 높이 위치인 제 0 높이 레벨 (HL0) 로 하강시킨다. 히터 (3) 가 제 0 높이 레벨 (HL0) 에 있을 때, 스핀 척 (2) 에 유지되어 있는 웨이퍼 (W) 의 하면과 히터 (3) 의 대향면 (29) 의 간격 (W0) 은 예를 들어 40 ㎜ 이다. 이 상태에서는, 히터 (3) 와 스핀 척 (2) 에 유지되어 있는 웨이퍼 (W) 의 간격이 지나치게 넓어져, 히터 (3) 로부터 웨이퍼 (W) 에 닿는 복사열이 적어, 웨이퍼 (W) 에 미치는 영향이 작다. 바꾸어 말하면, 웨이퍼 (W) 는 히터 (3) 에 의해서는 가열되지 않는다. 이 때, 웨이퍼 (W) 의 표면 온도는 상온인 상태이다.
그리고, 웨이퍼 (W) 의 회전 속도가 액처리 속도로 유지된 상태에서, 도 6i 에 나타내는 바와 같이, 제어부 (40) 는, 상온 린스액 밸브 (32) 를 열고, 상온 린스액 노즐 (30) 의 토출구로부터 웨이퍼 (W) 의 회전 중심 부근을 향하여 상온의 DIW 를 공급한다 (스텝 S6：최종 린스 공정). 웨이퍼 (W) 의 표면에 공급된 DIW 는, 웨이퍼 (W) 의 회전에 의한 원심력을 받아, 웨이퍼 (W) 의 표면 상을 웨이퍼 (W) 의 주연부를 향하여 흐른다. 이로써, 웨이퍼 (W) 의 표면에 부착되어 있는 SC1 이 DIW 에 의해 씻겨진다.
이 때, 웨이퍼 (W) 의 표면 온도가 상온이므로, DIW 가 웨이퍼 (W) 를 통하여 가열되는 경우는 없다.
또한, 스텝 S4 의 중간 린스 공정이나 스텝 S6 의 최종 린스 공정에 있어서, 린스액으로서, DIW 에 한정되지 않고, 탄산수, 전해 이온수, 오존수, 환원수 (수소수), 자기수 등을 채용할 수도 있다.
이어서, 다음에 서술하는 스핀 드라이 (스텝 S7) 가 실행되는데, 스핀 드라이의 실행에 앞서, 도 6h 에 나타내는 바와 같이, 제어부 (40) 는 히터 승강 기구 (23) 를 제어하여, 히터 (3) 를 제 0 높이 레벨 (HL0) 로부터 제 1 높이 레벨 (HL1) 로 상승시킨다.
히터 (3) 가 제 1 높이 레벨 (HL1) 에 배치된 후, 도 6j 에 나타내는 바와 같이, 제어부 (40) 는, 스핀 모터 (14) 를 구동시키고, 웨이퍼 (W) 의 회전 속도를 소정의 고회전 속도 (예를 들어 1500 ∼ 2500 rpm) 로 올려, 웨이퍼 (W) 에 부착되어 있는 DIW 를 제거하여 건조되는 스핀 드라이를 실시한다 (스텝 S7). 이 스핀 드라이에 의해, 웨이퍼 (W) 에 부착되어 있는 DIW 가 제거된다.
또, 제 1 높이 레벨 (HL1) 에 있는 히터 (3) 로부터의 복사열에 의해, 웨이퍼 (W) 의 각 지점에 있어서 편차는 있지만 웨이퍼 (W) 의 표면 온도는 대략 60 ℃정도로 가열된다. 그 때문에, 웨이퍼 (W) 에 부착되어 있는 DIW 가 증발하기 쉬워지고, 이로써, 스핀 드라이의 소요 시간을 단축할 수 있다.
스핀 드라이가 미리 정하는 스핀 드라이 시간에 걸쳐서 실시되면, 제어부 (40) 는, 스핀 모터 (14) 를 구동시키고, 스핀 척 (2) 의 회전을 정지시킨다. 또, 제어부 (40) 는, 히터 (3) 를 오프 (비구동 상태) 로 함과 함께, 히터 승강 기구 (23) 를 제어하여, 히터 (3) 를 제 0 높이 레벨 (HL0) 로 하강시킨다. 이로써, 1 장의 웨이퍼 (W) 에 대한 레지스트 제거 처리가 종료되고, 반송 로봇에 의해, 처리가 완료된 웨이퍼 (W) 가 처리실 (6) 로부터 반출된다 (스텝 S8).
다음으로, 기판 처리 장치 (1) 에 의해 실행되는 레지스트 제거 처리의 제 2 처리예에 대해 설명한다. 도 7 은, 제 2 처리예에 대해 설명하기 위한 타이밍 차트이다. 제 2 처리예에서도, 제 1 처리예와 마찬가지로, 도 4 에 나타내는 각 공정이 실행된다. 제 2 처리예가 제 1 처리예와 상이한 점은, 히터 (3) 와 웨이퍼 (W) 의 간격뿐만 아니라, 히터 (3) 의 출력 레벨 (각 히터 플레이트 (3A, 3B, 3C) 의 출력) 도, 공정마다 상이하게 한 점이다.
도 7 의 제 2 처리예에 있어서, 스텝 S3 의 SPM 액 공급 공정 (도 4 참조) 에서는, 히터 (3) 의 단위 면적당의 발열량이 가장 많은 제 3 출력 레벨 (PL3) 로 설정된다. 이 SPM 액 공급 공정에서는, 제 1 처리예와 마찬가지로, 히터 (3) 는 제 3 높이 레벨 (HL3) 에 있다. 이 히터 (3) 에 의한 가열에 의해, 웨이퍼 (W) 의 각 지점에 있어서 편차는 있지만 웨이퍼 (W) 의 표면 온도는 대략 160 ℃ 정도로 가열된다.
또, 스텝 S4 의 중간 린스 공정 (도 4 참조) 에서는, 제 3 출력 레벨 (PL3) 의 다음에 히터 (3) 의 단위 면적당의 발열량이 많은 제 2 출력 레벨 (PL2) 로 설정된다. 이 중간 린스 공정에서는, 제 1 처리예와 마찬가지로, 히터 (3) 는 제 2 높이 레벨 (HL2) 에 있다. 이 히터 (3) 에 의한 가열에 의해, 웨이퍼 (W) 의 각 지점에 있어서 편차는 있지만 웨이퍼 (W) 의 표면 온도는 대략 80 ℃ 정도로 가열된다.
또, 스텝 S5 의 SC1 공급 공정 (도 4 참조) 에서는, 제 2 출력 레벨 (PL2) 의 다음에 히터 (3) 의 단위 면적당의 발열량이 많은 제 1 출력 레벨 (PL1) 로 설정된다. 이 SC1 공급 공정에서는, 제 1 처리예와 마찬가지로, 히터 (3) 는 제 1 높이 레벨 (HL1) 에 있다. 이 히터 (3) 에 의한 가열에 의해, 웨이퍼 (W) 의 각 지점에 있어서 편차는 있지만 웨이퍼 (W) 의 표면 온도는 대략 60 ℃ 정도로 가열된다.
또, 스텝 S6 의 최종 린스 공정 (도 4 참조) 에서는, 히터 (3) 의 발열이 없는 제 0 출력 레벨 (PL0) 로 설정된다. 이 최종 린스 공정에서는, 제 1 처리예와 마찬가지로, 히터 (3) 는 제 0 높이 레벨 (HL0) 에 있다. 이 상태에서는, 웨이퍼 (W) 는 히터 (3) 에 의해서는 가열되지 않는다. 그 때문에, 웨이퍼 (W) 의 표면 온도는 상온 (예를 들어 약 25 ℃. 처리실 (6) 의 실온 (RT) 과 동일한 온도) 인 상태이다.
또한, 제 0 출력 레벨 (PL0) 의 경우에, 히터 (3) 로부터의 발열량을, 제 0 높이 레벨 (HL0) 에 위치하는 히터 (3) 로부터의 복사열이 웨이퍼 (W) 에 거의 영향을 주지 않을 정도의 크기가 되도록 작게 설정할 수도 있다.
이와 같이, 웨이퍼 (W) 에 대한 비가열시에 있어서 히터 (3) 의 출력 레벨을 최소한으로 떨어뜨림으로써, 히터 (3) 를 온 상태로 유지하면서, 웨이퍼 (W) 에 대한 가열을 정지시킬 수 있다. 히터 (3) 가 일단 오프가 되면, 웨이퍼 (W) 를 재가열할 때에 히터 (3) 를 고온으로 승온시키는 데에 장기간을 필요로 할 우려가 있다. 이에 반해, 이 경우에는 히터 (3) 를 오프로 하지 않기 때문에, 그 후, 웨이퍼 (W) 를 재가열할 때의 승온을 위해서 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.
또, 히터 (3) 의 출력 레벨이 출력 레벨 (PL0, PL1, PL2, PL3) 의 어느 것에 있는 경우에도, 제 3 대향면 (29C) 의 단위 면적당의 발열량이, 제 2 대향면 (29B) 의 단위 면적당의 발열량보다 많게 설정되고, 또, 제 2 대향면 (29B) 의 단위 면적당의 발열량이, 제 1 대향면 (29A) 의 단위 면적당의 발열량보다 많게 설정되어 있는 것은 말할 필요도 없다.
또, 도 7 에 실선으로 나타내는 바와 같이, 히터 (3) 의 출력 레벨을 완만하게 (시간을 들여) 변화시킬 수도 있지만, 도 7 에 파선으로 나타내는 바와 같이 급격하게 (매우 단시간에) 변화시켜도 된다.
또한, 도 7 에 실선에 나타내는 바와 같이, 히터 (3) 의 높이 위치의 변경을, 히터 (3) 의 출력 레벨의 변경과 동시에 실시할 수도 있지만, 도 7 에 파선으로 나타내는 바와 같이, 히터 (3) 의 출력 레벨의 변경에 앞서 변경해도 된다.
도 8 은, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (100) 의 구성을 모식적으로 나타내는 평면도이다. 도 8 에 있어서, 전술한 제 1 실시형태에 나타난 각 부에 대응하는 부분에는, 도 1 ∼ 도 7 의 경우와 동일한 참조 부호를 붙여 나타내고, 설명을 생략한다.
기판 처리 장치 (100) 가, 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 와 상이한 점은, 히터 (3) 대신에 히터 (103) 를 형성한 점이다. 히터 (103) 는, 히터 (3) 와 마찬가지로, 웨이퍼 (W) 와 거의 동일 직경 또는 웨이퍼 (W) 보다 약간 소직경을 갖는 원판상을 갖고, 수평 자세를 이루고 있다. 히터 (103) 는, 제 3 히터 플레이트 (3C) 대신에, 복수 (도 8 에서는 예를 들어 4 개) 의 분할체 (102) 로 이루어지는 히터 플레이트 (101) 를 구비하고 있다. 각 분할체 (102) 는 원호판상을 이루고, 서로 동일한 제원 (諸元) 을 가지고 있다. 복수 (4 개) 의 분할체 (102) 가 조합됨에 따라, 원환상의 히터 플레이트 (101) 가 형성되어 있다. 각 분할체 (102) 는, 제 1 히터 플레이트 (3A) 와 마찬가지로, 세라믹제의 본체에 저항이 내장된 저항 방식의 세라믹 히터이다. 각 분할체 (102) 의 표면에는, 스핀 척 (2) 에 유지된 웨이퍼 (W) 의 하면과 대향하는 대향 영역 (분할 영역) (104) 이 형성되어 있다. 복수의 대향 영역 (104) 에 의해, 대향면 (129) 이 구성된다.
이 경우, 각 분할체 (102) 의 저항에 대한 급전은 각각 개별적으로 실시되고 있고, 각 저항에 대한 급전량도 개별적으로 제어되고 있다. 그 때문에, 각 분할체 (102) 의 대향 영역 (104) 의 발열량 (분할체 (102) 의 표면 온도) 을 개별적으로 제어할 수 있다.
제 2 실시형태에 의하면, 히터 (103) 의 대향면 (129) 을, 둘레 방향으로, 복수의 대향 영역 (104) 으로 분할하고, 각 대향 영역 (104) 을 개별적으로 온도 조절한다. 이로써, 히터 (103) 와 같이, 대향면 (129) 이 대면적화되어 있는 경우에도, 대향면 (129) 을, 둘레 방향에 관해서 균일 온도로 유지할 수 있다. 그러므로, 대향면 (129) 의 전역을 균일 온도로 유지할 수 있다.
그런데, 이와 같은 구성을 채용해도, 대향면 (129) 의 둘레 방향의 각 지점에 미소한 온도의 차가 발생할 우려가 있다. 그러나, 웨이퍼 (W) 에 대한 가열이 실시되는 SPM 액 공급 공정 (S3), 중간 린스 공정 (S4), SC1 공급 공정 (S5) 및 스핀 드라이 (S7) 에서는, 히터 (103) 에 대해 웨이퍼 (W) 가 회전하고, 웨이퍼 (W) 표면의 소정 위치와 대향하는 대향 영역 (104) 이 차례로 변화된다. 그 때문에, 각 대향 영역 (104) 이 대략적으로 온도 균일되어 있으면, 웨이퍼 (W) 의 표면 온도의 균일성을 유지할 수 있다. 또, 전술한 바와 같은 이유로부터, 각 대향 영역 (104) 의 발열량 (웨이퍼 (W) 에 부여하는 열량) 이 엄밀하게 일정하게 되어 있을 필요가 없기 때문에, 각 대향 영역 (104) 의 온도 제어를 간소화할 수 있다.
또한, 히터 플레이트 (101) 는, 복수의 분할체 (102) 로 분할된 구성에 한정되지 않고, 1 개의 원환상의 본체에 복수의 저항이 내장되고, 각 저항에 대한 급전량이 개별적으로 제어 가능한 구성을 채용할 수도 있다.
도 9 는, 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (200) 의 구성을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
기판 처리 장치 (200) 가, 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 와 상이한 점은, 히터 (3) 대신에 히터 (203) 를 형성한 점이다. 히터 (203) 는, 히터 (3) 와 마찬가지로, 웨이퍼 (W) 와 거의 동일 직경 또는 웨이퍼 (W) 보다 약간 소직경을 갖는 원판상을 갖고, 수평 자세를 이루고 있다. 히터 (203) 의 대향면 (229) 에는, 당해 대향면 (229) 을 직경 방향 및 둘레 방향으로 분할하고, 허니컴상의 다수의 히터부 (201) 가 형성되어 있다. 각 히터부 (201) 는 서로 동일한 제원을 가지고 있다. 각 히터부 (201) 에는 저항이 배치되어 있다. 각 히터부 (201) 의 저항에 대한 급전은 각각 개별적으로 실시되어 있고, 각 저항에 대한 급전량도 개별적으로 제어되어 있다. 그 때문에, 각 히터부 (201) 의 발열량 (히터부 (201) 의 표면 온도) 을 개별적으로 제어할 수 있다.
제 3 실시형태에 의하면, 히터 (203) 의 대향면 (229) 을, 둘레 방향 및 직경 방향의 쌍방으로, 복수의 히터부 (201) 로 분할하고, 각 히터부 (201) 를 개별적으로 온도 조절한다. 제 3 실시형태에서는, 복수의 히터부 (201) 의 온도 (단위 면적당의 발열량) 는, 회전 축선 (A1) 으로부터 멀어짐에 따라 높아지도록 설정된다. 즉, 제 1 실시형태의 경우와 마찬가지로, 대향면 (229) 에는, 회전 축선 (A1) 으로부터 멀어짐에 따라 높아지도록 온도 분포가 형성되어 있다. 그 때문에, 웨이퍼 (W) 의 표면을 흐르는 처리액 (SPM 액이나 SC1 등) 의 온도를, 웨이퍼 (W) 의 전역에서 동등하게 하게 할 수 있고, 웨이퍼 (W) 표면의 전역에, 처리액에 의한 균일한 처리를 실시할 수 있다.
또, 복수의 히터부 (201) 의 온도 (단위 면적당의 발열량) 는, 둘레 방향으로 균일 온도로 설정된다. 대향면 (229) 의 각 지점을 둘레 방향으로 개별적으로 균일 온도로 제어하므로, 이로써, 히터 (203) 와 같이, 대향면 (229) 이 대면적화되는 경우에도, 대향면 (229) 을, 둘레 방향에 관해서 균일 온도로 유지할 수 있다.
그런데, 이와 같은 구성을 채용해도, 대향면 (229) 의 각 지점에 미소한 온도 편차가 발생할 우려가 있다. 그러나, 웨이퍼 (W) 에 대한 가열이 실시되는 SPM 액 공급 공정 (S3), 중간 린스 공정 (S4), SC1 공급 공정 (S5) 및 스핀 드라이 (S7) 에서는, 히터 (203) 에 대해 웨이퍼 (W) 가 회전하고, 웨이퍼 (W) 표면의 소정 위치와 대향하는 히터부 (201) 가 차례로 변화된다. 그 때문에, 각 히터부 (201) 가 대략적으로 균일한 온도로 되어 있으면, 웨이퍼 (W) 의 표면 온도의 균일성을 유지할 수 있다. 또, 전술한 바와 같은 이유로부터, 각 히터부 (201) 의 발열량 (웨이퍼 (W) 에 부여하는 열량) 이 엄밀하게 일정하게 되어 있을 필요가 없기 때문에, 각 히터부 (201) 의 온도 제어를 간소화할 수 있다.
또, 기판 유지 수단은, 스핀 베이스 등의 스핀 베이스를 구비한 구성에 한정되지 않는다.
도 10 은, 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (300) 의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
기판 처리 장치 (300) 가, 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 와 주로 상이한 점은, 기판 유지 수단으로서 스핀 베이스를 갖지 않는 스핀 척 (기판 유지 수단) (301) 을 구비한 점이다. 또, 스핀 척 (301) 이, 밀폐된 내부 공간을 갖는 밀폐 챔버 (302) 내에 수용되어 있는 점도 기판 처리 장치 (1) 와 크게 상이하다.
스핀 척 (301) 은, 연직 방향으로 연장되는 회전 축선 (A1) 을 회전 중심으로 하여 회전 가능하도록 형성된 원환판상의 모터 로터 (기판 회전 수단) (303) 와, 모터 로터 (303) 의 상면에 배치 형성된 복수 개 (예를 들어 6 개) 의 협지 부재 (304) 와, 밀폐 챔버 (302) 의 바깥쪽에서, 모터 로터 (303) 의 측방을 둘러싸도록 배치된 원환상의 모터 스테이터 (305) (기판 회전 수단) 를 구비하고 있다. 모터 스테이터 (305) 는, 회전 축선 (A1) 을 회전 중심으로 하는 원환상을 이루고 있고, 스테이터 (305) 의 내주는 로터 (303) 의 외주와 미소 간격을 두고 배치되어 있다.
모터 로터 (303) 는, 백 요크 (316) 와, 자석 (317) 을 포함하고 있다. 백 요크 (316) 는, 자속의 누설을 막아 자석 (317) 의 자력을 최대한으로 하기 위한 자성 부품이다. 백 요크 (316) 는, 환상으로서, 축방향으로 소정의 두께를 가지고 있다. 자석 (317) 은, 복수 형성되어 있고, 백 요크 (316) 의 외주면에 있어서 둘레 방향으로 나란하게 장착되어 있다.
모터 스테이터 (305) 는, 도시되지 않은 코일 등으로 구성되어 있고, 다음에 서술하는 컵 (306) 의 외주벽을 사이에 두고, 모터 로터 (303) 를 둘러싸고 있다.
스핀 척 (301) 은, 각 협지 부재 (304) 를 웨이퍼 (W) 의 둘레 단면에 접촉시킴으로써, 웨이퍼 (W) 를 주위로부터 사이에 끼워 유지할 수 있다. 그리고, 웨이퍼 (W) 가 복수 개의 협지 부재 (304) 에 유지된 상태에서, 모터 로터 (303) 및 모터 스테이터 (305) 에 도시되지 않은 전원으로부터 전력이 공급됨으로써, 모터 로터 (303) 마다 웨이퍼 (W) 가, 웨이퍼 (W) 의 중심을 통과하는 연직인 회전 축선 (A1) 둘레로 회전한다.
밀폐 챔버 (302) 는, 스핀 척 (301) 을 수용하는 바닥이 있는 원통형의 컵 (306) 과, 컵 (306) 의 상부 개구 (307) 를 폐색하는 덮개 부재 (308) 를 조합하여 구성되어 있다. 컵 (306) 내에는, 스핀 척 (301) 의 모터 로터 (303) 및 협지 부재 (304) 가 수용 배치되어 있고, 특히, 모터 로터 (303) 는, 컵 (306) 의 바닥벽 및 컵 (306) 의 외주벽의 쌍방에 근접하는 위치에 배치되어 있다.
덮개 부재 (308) 는, 개구를 하방을 향한 바닥이 있는 원통형을 이루고 있다. 덮개 부재 (308) 에는, 웨이퍼 (W) 의 회전 축선 (A1) 상의 위치에, 처리액 노즐 (처리액 공급 수단) (309) 이 삽입 통과되어 있다. 처리액 노즐 (309) 에는, 전술한 SPM 액, 고온 DIW, SC1 및 DIW 를 포함하는 처리액이 공급되고, 그 처리액이 처리액 노즐 (309) 의 하단에 형성된 토출구로부터 토출되게 되어 있다.
덮개 부재 (308) 의 외주벽의 하단에는, 그 전체 둘레에 걸쳐 시일 고리 (310) 가 배치 형성되어 있다. 덮개 부재 (308) 가 닫힘 위치에 있는 상태에서는, 덮개 부재 (308) 의 외주벽의 하단과, 컵 (306) 의 외주벽의 상단이, 시일 고리 (310) 를 사이에 두고 맞대어지고, 덮개 부재 (308) 와 컵 (306) 에 의해 구성되는 밀폐 챔버 (302) 내가 밀폐 공간에 유지된다.
기판 처리 장치 (300) 는, 스핀 척 (301) 에 유지되어 있는 웨이퍼 (W) 의 하면에 대향 배치되고, 웨이퍼 (W) 를 하방으로부터 가열하기 위한 히터 (311) 와, 히터 (311) 를 하방으로부터 지지하기 위한 히터대 (313) 와, 히터 (311) 를 수평 자세인 채로 승강시키기 위한 히터 승강 기구 (이동 수단) (312) 를 구비하고 있다. 히터 (311) 는, 평면에서 보아 모터 로터 (303) 의 내측의 영역에 배치되어 있고, 제 1 실시형태의 히터 (3) 와 동등한 구성이다. 히터 승강 기구 (312) 는, 예를 들어 볼 나사나 모터에 의해 구성되어 있다. 히터 승강 기구 (312) 는, 히터대 (313) 에 결합되어, 히터 (311) 를 히터대 (313) 와 함께 승강시킨다.
이 기판 처리 장치 (300) 에서는, 예를 들어, 전술한 제 1 처리예나 제 2 처리예 등을 포함하는 여러 가지의 처리가 실행된다. 이 경우, 히터 (311) 는, 제 1 실시형태의 경우와 마찬가지로, 히터 승강 기구 (312) 의 구동에 의해, 히터 (311) 가 제 0 높이 위치 (이반 위치. 도 6a 등 참조) (HL0) 와 제 3 높이 위치 (근접 위치. 도 6b 등 참조) (HL3) 사이에서 승강된다. 구체적으로는, 히터 (311) 의 높이 위치는, 제 0 높이 레벨 (HL0), 제 1 높이 레벨 (HL1) (도 6f 등 참조), 제 2 높이 레벨 (HL2) (도 6d 등 참조) 및 제 3 높이 레벨 (HL3) 사이에서 전환된다. 즉, 히터 (311) 와 웨이퍼 (W) 의 간격을 변경할 수 있다.
이 제 4 실시형태에 의하면, 히터 (311) 와 웨이퍼 (W) 의 간격이 좁은 상태에서는, 히터 (311) 에 의해 웨이퍼 (W) 가 고온으로 가열된다. 그리고, 이 상태로부터, 히터 (311) 와 웨이퍼 (W) 의 간격을 크게 넓힘으로써, 웨이퍼 (W) 에 주는 열량을 저감시킬 수 있고, 이로써, 웨이퍼 (W) 를 냉각시킬 수 있다. 그 밖에, 제 1 실시형태에 기재한 작용 효과와 동등한 작용 효과를 발휘할 수 있다.
이상, 본 발명의 4 개의 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 다른 형태로 실시할 수도 있다.
예를 들어, 제 4 실시형태를, 제 2 실시형태나 제 3 실시형태에 조합할 수 있다. 즉, 제 4 실시형태의 히터 (311) 대신에, 제 2 실시형태의 히터 (103) 나 제 3 실시형태의 히터 (203) 를 채용할 수 있다.
또, 제 1 및 제 2 실시형태에 있어서, 히터 (3, 103) 가 복수의 플레이트 히터 (3A, 3B, 3C, 101) 에 의해 구성되어 있는 것으로 하여 설명했지만, 히터가 원판상의 본체에 복수의 저항이 내장되고, 각 저항에 대한 급전량이 개별적으로 제어 가능한 구성이어도 된다.
또, 제 2 실시형태에 있어서, 제 3 대향면 (29C) 이 분할되어 있는 구성을 예로 들었지만, 제 1 대향면 (29A) 이나 제 2 대향면 (29B) 이 분할되어 있어도 된다.
또, 도 1 에 파선으로 나타내는 바와 같이, 히터 (3, 103, 203, 311) 에 온도 센서 (300) 를 내장해 두고, 온도 센서 (300) 의 검출 온도가 미리 정하는 온도까지 내려갔을 때에, 다음의 처리 (예를 들어 스텝 S6 의 중간 린스 처리) 가 실행되도록 해도 된다.
또, 히터 (3, 103, 203, 311) 로서, 저항 방식의 세라믹 히터를 예로 들어 설명했지만, 그 밖에, 할로겐 램프 등의 적외선 히터를, 히터로서 채용할 수 있다.
또, 히터 (3, 103, 203, 311) 와 웨이퍼 (W) 의 간격을 변경하기 위해서, 히터 (3) 를 승강시키는 경우를 예로 들어 설명했지만, 스핀 척 (2) 을 승강시켜도 된다. 또, 히터 (3) 및 스핀 척 (2) 의 쌍방을 승강시켜도 된다.
또, 제 1 및 제 2 처리예의 스텝 S3 의 SPM 액 공급 공정에 있어서, 제 1 약액 노즐 (4) 이, 웨이퍼 (W) 의 회전 중심 상과 주연부 상 사이에서 왕복 이동되고, 이로써, 제 1 약액 노즐 (4) 로부터의 SPM 액이 유도되는 웨이퍼 (W) 의 표면 상의 공급 위치가, 웨이퍼 (W) 의 회전 중심으로부터 웨이퍼 (W) 의 주연부에 이르는 범위 내를, 웨이퍼 (W) 의 회전 방향과 교차하는 원호상의 궤적을 그리면서 왕복 이동하도록 되어 있어도 된다. 이 경우, 웨이퍼 (W) 표면의 전역에, SPM 액을 보다 균일하게 공급할 수 있다.
또, 제 1 및 제 2 처리예의 스텝 S5 의 SC1 공급 공정에 있어서, 제 2 약액 노즐 (5) 이, 웨이퍼 (W) 의 회전 중심 상과 주연부 상 사이에서 왕복 이동되고, 이로써, 제 2 약액 노즐 (5) 로부터의 SC1 이 유도되는 웨이퍼 (W) 의 표면 상의 공급 위치가, 웨이퍼 (W) 의 회전 중심으로부터 웨이퍼 (W) 의 주연부에 이르는 범위 내를, 웨이퍼 (W) 의 회전 방향과 교차하는 원호상의 궤적을 그리면서 왕복 이동하도록 되어 있어도 된다. 이 경우, 웨이퍼 (W) 표면의 전역에, SC1 을 보다 균일하게 공급할 수 있다.
또, 전술한 각 실시형태에서는, 제 1 및 제 2 약액 노즐 (4, 5) 로서 이른바 스캔 노즐의 형태를 채용하는 경우를 예로 들었지만, 제 1 및 제 2 약액 노즐 (4, 5) 이 고정 노즐의 형태여도 된다. 이 경우, 제 1 및 제 2 약액 노즐 (4, 5) 이, 스핀 척 (2) 의 상방에 있어서, 그 토출구를, 스핀 척 (2) 에 유지되는 웨이퍼 (W) 의 상면 중앙부를 향한 상태에서 고정 배치된다.
또, 전술한 실시형태에서는, 기판 처리 장치 (1, 100, 200, 300) 를 사용하여 웨이퍼 (W) 에 레지스트 제거 처리를 실시하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 다른 처리에 사용되는 기판 처리 장치에 본 발명을 적용할 수 있다. 그 경우, 처리에 사용되는 약액은, 웨이퍼 (W) 의 표면에 대한 처리의 내용에 따른 것이 사용된다. 예를 들어, 웨이퍼 (W) 의 표면으로부터 파티클을 제거하기 위한 세정 처리를 실시할 때에는, SC1 (ammonia-hydrogen peroxide mixture：암모니아 과산화수소수) 등이 사용된다. 또, 웨이퍼 (W) 의 표면으로부터 산화막 등을 에칭하기 위한 세정 처리를 실시할 때에는, 불화수소산이나 BHF (Bufferd HF) 등이 사용되고, 레지스트 박리 후의 웨이퍼 (W) 의 표면에 폴리머가 되어 잔류하고 있는 레지스트 잔류물을 제거하기 위한 폴리머 제거 처리를 실시할 때에는, SC1 등의 폴리머 제거액이 사용된다. 금속 오염물을 제거하는 세정 처리에는, 불화수소산이나 SC2 (hydrochloric acid/hydrogen peroxide mixture：염산 과산화수소수) 나 SPM 액 (sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture：황산 과산화수소수) 등이 사용된다.
또, 이 경우, 린스액으로서 DIW 를 사용하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 린스액은, DIW 에 한정하지 않고, 탄산수, 전해 이온수, 오존수, 희석 농도 (예를 들어, 10 ∼ 100 ppm 정도) 의 염산수, 환원수 (수소수) 등을 린스액으로서 채용할 수도 있다.
본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명해 왔지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위해서 사용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이들의 구체예에 한정하여 해석되어야 하는 것이 아니고, 본 발명의 범위는 첨부의 청구의 범위에 의해서만 한정된다.
이 출원은, 2012년 10월 16일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허출원 2012-229139호에 대응하고 있고, 이 출원의 전체 개시는 여기에 인용에 의해 도입되는 것으로 한다.
1, 100, 200, 300 : 기판 처리 장치
2, 301 : 스핀 척
3, 103, 203, 311 : 히터
4 : 제 1 약액 노즐
5 : 제 2 약액 노즐
12 : 스핀 베이스
13 : 협지 부재
14 : 스핀 모터
23 : 히터 승강 기구
25 : 지지 로드
29；129；229 : 대향면
29A : 제 1 대향면
29B : 제 2 대향면
29C : 제 3 대향면
30 : 상온 린스액 노즐
35 : 고온 린스액 노즐
39 : 공간
104 : 대향 영역 (분할 영역)
303 : 모터 로터
305 : 모터 스테이터
309 : 처리액 노즐
312 : 히터 승강 기구
313 : 히터 지지대
A1 : 회전 축선
W : 웨이퍼

Claims (10)

  1. 처리액을 사용하여 기판을 처리하기 위한 기판 처리 장치로서,
    기판을 유지하는 기판 유지 수단과,
    상기 기판 유지 수단에 유지되어 있는 기판의 표면에, 복수 종의 처리액을 선택적으로 공급하기 위한 처리액 공급 수단과,
    상기 기판 유지 수단에 유지되어 있는 기판을 회전시키는 기판 회전 수단과,
    상기 기판을 가열하기 위한 히터를, 상기 기판 유지 수단으로부터 독립적으로 지지하는 히터 지지 부재와,
    상기 히터와 상기 기판 유지 수단에 유지되어 있는 기판이 접근/이반하도록, 상기 기판 유지 수단 및 상기 히터 지지 부재의 적어도 일방을 이동시키는 이동 수단과,
    상기 이동 수단을 제어하여, 상기 기판 유지 수단에 유지되어 있는 기판과 상기 히터의 상대 위치를, 상기 기판에 공급되는 처리액의 종류에 대응하여 정해진 위치에 배치하는 제어부를 포함하는, 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 히터는, 상기 기판 유지 수단에 유지되어 있는 기판과 평행하게 대향하는 대향면을 갖고, 그 대향면의 복사열에 의해 당해 기판을 가열하는 것으로,
    상기 대향면은, 단위 면적당의 발열량을 서로 상이하게 하는 것이 가능한 복수의 대향 영역으로 구분되어 있는, 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 대향 영역의 단위 면적당의 발열량은, 상기 기판 회전 수단에 의한 기판의 회전에 의한 회전 축선으로부터 멀어짐에 따라 높아지도록 설정되어 있는, 기판 처리 장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 대향 영역은, 상기 기판 회전 수단에 의한 기판의 회전에 의한 회전 축선을 중심으로 하는 원형 영역과, 상기 원형 영역의 외주를 둘러싸는 하나 또는 복수의 환상 영역을 포함하는, 기판 처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    적어도 1 개의 상기 환상 영역은, 둘레 방향으로 복수의 분할 영역으로 분할되어 있고,
    상기 복수의 분할 영역은, 상기 대향면의 단위 면적당의 발열량을 서로 상이하게 하는 것이 가능하게 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 유지 수단은, 판상의 베이스부와, 상기 베이스부에 장착되고, 상기 베이스부로부터 이격된 상태에서 기판을 지지하는 기판 지지부를 갖고,
    상기 히터는, 상기 베이스부와, 상기 기판 지지부에 지지되어 있는 기판에 의해 구획되는 공간 내에 수용 배치되어 있는, 기판 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 히터 지지 부재는, 상기 베이스부와 접하지 않고 당해 베이스부를 두께 방향으로 삽입 통과시키고, 일단이 상기 히터에 연결된 지지 로드를 포함하는, 기판 처리 장치.
  8. 삭제
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 히터를, 상기 기판에 공급되는 처리액의 종류에 대응하는 출력으로 제어하는, 기판 처리 장치.
  10. 기판 유지 수단에 유지되어 있는 기판을 회전시키는 기판 회전 공정과,
    상기 기판 회전 공정에 병행하여, 상기 기판의 표면에 제 1 처리액을 공급하는 제 1 처리액 공급 공정과,
    상기 기판 회전 공정에 병행하여, 상기 기판의 표면에, 상기 제 1 처리액과는 액종이 상이한 제 2 처리액을 공급하는 제 2 처리액 공급 공정과,
    상기 제 1 처리액 공급 공정에 병행하여, 상기 기판과, 상기 기판을 가열하기 위한 히터의 상대 위치를, 상기 제 1 처리액에 대응하여 정해진 제 1 위치에 배치하는 제 1 배치 공정과,
    상기 제 2 처리액 공급 공정에 병행하여, 상기 기판과 상기 히터의 상대 위치를, 상기 제 2 처리액에 대응하여 정해지고, 또한 상기 기판 및 상기 히터의 간격이 상기 제 1 위치에 비해 좁은 제 2 위치에 배치하는 제 2 배치 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
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