KR102142189B1 - 약액 생성 방법, 약액 생성 장치 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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카즈히로 후지타
아츠야스 미우라
켄지 코바야시
세이 네고로
히로키 츠지카와
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Abstract

약액 생성 방법은, 기판에 형성된 막을 처리하기 위한 약액을 생성하는 방법으로서, 약액에, 산소 가스를 포함하는 산소 함유 가스와 불활성 가스를 포함하는 불활성 함유 가스 를 공급함으로써, 상기 산소 함유 가스 및 상기 불활성 함유 가스를 약액에 용해시키는 기체 용해 공정으로서, 상기 약액에 공급되는 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 함유 가스의 혼합비를 소정의 목표 용존 산소 농도에 대응하는 혼합비로 설정함으로써 약액의 용존 산소 농도를 조정하는 기체 용해 공정을 포함한다.

Description

약액 생성 방법, 약액 생성 장치 및 기판 처리 장치{CHEMICAL LIQUID PREPARATION METHOD, CHEMICAL LIQUID PREPARATION DEVICE, AND SUBSTRATE PROCESSING DEVICE}
본 발명은, 약액 생성 방법, 약액 생성 장치 및 기판 처리 장치에 관한 것이다. 처리 대상이 되는 기판에는, 예를 들어, 반도체 웨이퍼, 액정표시장치용 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, FED(Field Emission Display)용 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양전지용 기판 등이 포함된다.
반도체 장치나 액정표시장치 등의 제조 공정에서는, 반도체 웨이퍼나 액정표시장치용 유리 기판 등의 기판을 처리하기 위한 기판 처리 장치가 이용된다. US 2013306238 A1 공보의 기판 처리 장치는, 약액 중의 산소에 의해서 기판이 산화되는 것을 방지하기 위해서, 탈기에 의해서 약액 중의 용존산소량을 저감시킨다. 약액의 처리 능력(예를 들어, 단위시간당 에칭량. 즉, 에칭레이트)은, 약액 중의 용존 산소 농도(용존산소량)에 의존한다. 약액 중의 용존 산소 농도는, 배관을 투과하는 산소의 용해 등에 의해, 시간 경과에 따라서 상승한다. 또한, 기판 처리 장치가 배치되어 있는 장소의 표고(標高)에 따라서 기판 처리 장치에 작용하는 기압이 달라 포화농도가 변화하기 때문에, 이것에 의해서도, 약액 중의 용존 산소 농도가 변화한다. 약액의 처리 능력(에칭레이트)을 일정하게 유지하기 위해서는, 약액 중의 용존 산소 농도를 소망한 농도(목표 용존 산소 농도)로 정밀도 좋게 조정할 필요가 있다.
US 2013306238 A1 공보에는, 기판을 1매씩 처리하는 매엽식의 기판 처리 장치가 기재되어 있다. 상기 기판 처리 장치는, 기판에 공급되는 약액을 생성하는 약액 생성 유닛, 및 약액 생성 유닛에 의해서 생성된 약액을 기판에 공급하는 처리 유닛을 포함한다. 약액 생성 유닛은, TMAH를 포함하는 TMAH 함유 약액에, 산소 가스를 포함하는 산소 함유 가스를 공급함으로써, TMAH 함유 약액에 산소 함유 가스를 용해시킨다. TMAH 함유 약액에 산소 함유 가스를 용해시킴으로써, 약액 중의 산소 용존 농도가 상승한다. 또한, 약액 생성 유닛은, TMAH를 포함하는 TMAH 함유 약액에, 질소 가스를 포함한 불활성 가스 함유 가스를 공급함으로써, TMAH 함유 약액에 불활성 가스 함유 가스를 용해시킨다. TMAH 함유 약액에 불활성 가스 함유 가스를 용해시킴으로써, 약액 중의 산소 용존 농도가 하강한다. US 2013306238 A1 공보에서는, 탱크에 저장되어 있는 약액 중의 산소 용존 농도가 용존가스 센서에 의해서 측정하고 있다. 용존가스 센서에 의한 측정치가 소정의 역치 농도보다도 높은 경우에, 불활성 가스 함유 가스를 약액에 공급해 불활성 가스 함유 가스를 약액에 용해시키고, 용존가스 센서에 의한 측정치가 소정의 역치 농도보다도 낮은 경우에, 산소 함유 가스를 약액에 공급해 산소 함유 가스를 약액에 용해시킨다. 이 역치 농도(목표 용존 산소 농도)를 소망한 에칭레이트에 대응하는 농도로서 피드백 제어를 행함으로써, 약액 중의 용존 산소 농도를, 소망한 에칭레이트에 대응하는 역치 농도(목표 용존 산소 농도)로 정밀도 좋게 조정할 수 있다. 그 결과, 기판 사이 또는 기판 처리 장치 사이에서의 약액 처리의 편차를 억제하고 있다.
US 2013306238 A1 공보에 기재의 수법은, 대상이 되는 약액의 용존 산소 농도가, 목표 용존 산소 농도(소망한 에칭레이트에 대응하는 목표 용존 산소 농도)와 가까운 경우에는 호적하다. 그렇지만, 대상이 되는 약액의 용존 산소 농도가, 목표 용존 산소 농도로부터 크게 떨어져 있는 (매우 높다) 경우에는, US 2013306238 A1 공보에 기재와 같은 피드백 제어에 의해서 용존 산소 농도를 소망한 용존 산소 농도에 접근하려고 해도, 약액 중의 용존 산소 농도를 단기간 중 소망한 용존 산소 농도에 접근할 수 없다.
구체적으로는, 약액 중의 용존 산소 농도를 단기간 중 소망한 용존 산소 농도에 접근하기 위해서는, 약액에 공급하는 산소 함유 가스 및 약액에 공급하는 불활성 함유 가스의 유량을 각각 증대시키는 것을 생각할 수 있다. 그렇지만, 약액에 공급하는 산소 함유 가스 및 약액에 공급하는 불활성 함유 가스의 유량을 각각 증대시키면, 용존가스 센서의 응답성에 따라서는 (용존가스 센서의 응답성이 나쁜 경우에는), 피드백 제어가 오버슈트(overshoot)를 일으켜, 그 결과, 약액 중의 용존 산소 농도를 목표 용존 산소 농도에 정확하게 접근할 수 없을 우려가 있다. 여기서, 본원 발명자들은, 피드백 제어를 행하는 일 없이, 목표 용존 산소 농도에 정밀도 좋게 유지된 약액을 생성하는 것을 검토하고 있다.
여기서, 본 발명의 목적의 하나는, 소망한 에칭레이트가 수득되는 용존 산소 농도로 유지된 약액을 생성할 수 있는 약액 생성 방법 및 약액 생성 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 소망한 에칭레이트로 기판을 처리할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 기판에 형성된 막을 처리하기 위한 약액을 생성하는 방법으로서, 약액에, 산소 가스를 포함하는 산소 함유 가스와 불활성 가스를 포함하는 불활성 함유 가스를 공급함으로써, 상기 산소 함유 가스 및 상기 불활성 함유 가스를 약액에 용해시키는 기체 용해 공정으로서, 상기 약액에 공급되는 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 함유 가스의 혼합비를 소정의 목표 용존 산소 농도에 대응하는 혼합비로 설정함으로써 약액의 용존 산소 농도를 조정하는 기체 용해 공정을 포함하는, 약액 생성 방법을 제공한다.
이 방법에 의하면, 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스를 약액에 공급함으로써, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스가 약액에 용해한다.
본원 발명자들은, 산소 함유 가스와 불활성 가스 함유 가스를 소정의 비율로 약액에 계속 공급시킴으로써, 약액 중의 용존 산소 농도가 일정하게 수속(收束)하는 것을 알 수 있었다. 또한, 본원 발명자들은, 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 산소 함유 가스의 공급 유량의 비율(혼합비)이 비교적 높은 경우에는, 약액 중의 용존 산소 농도가 비교적 높은 농도에 수속하고, 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 산소 함유 가스의 공급 유량의 비율(혼합비)이 비교적 낮은 경우에는, 약액 중의 용존 산소 농도가 비교적 낮은 농도에 수속하는 것도 알 수 있었다.
이 경우, 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스를 소정의 혼합비로 약액에 공급하여 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스를 약액에 계속 용해함으로써, 약액 중의 용존 산소 농도를 목표 용존 산소 농도로 조정할 수 있다.
약액의 에칭레이트는, 약액 중의 용존 산소 농도에 의존하고 있다. 약액의 에칭레이트를 소망한 레이트로 설치하기 위해서는, 약액의 용존 산소 농도를, 상기 레이트에 대응하는 용존 산소 농도(목표 용존 산소 농도)로 조정할 필요가 있다. 약액에 공급되는 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 혼합비를, 약액의 소정의 목표 용존 산소 농도에 대응하는 혼합비로 설정함으로써, 목표 용존 산소 농도로 유지된(소망한 에칭레이트가 수득되는 용존 산소 농도로 유지된) 약액을 생성할 수 있다.
또한, 산소 함유 가스의 공급과 불활성 함유 가스의 공급을 병행해도 좋다.
생성되는 약액이, TMAH(수산화테트라메틸암모늄)를 포함하는 TMAH 함유 약액이어도 좋다.
본 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 기체 용해 공정이, 약액 중에 상기 산소 함유 가스 및 상기 불활성 함유 가스를 토출함으로써, 약액 중에 기포를 발생시키는 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스를 토출하여 약액 중에 기포를 발생시키기 때문에, 약액에 공급되는 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 혼합비(약액에 공급되는 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 유량비)를, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스의 약액에의 용해비에 매우 접근 (거의 동시(同視)할 수 있는 정도로 접근) 할 수 있다. 약액에 공급되는 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 혼합비와 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스의 약액에의 용해비를 동시에 할 수 있기 때문에, 약액에 공급되는 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 혼합비를 제어함으로써, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스의 약액에의 용해비를, 비교적 용이하게 제어할 수 있다. 이것에 의해, 소정의 목표 용존 산소 농도로 용존 산소 농도가 고정밀도로 유지된 약액을 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 기체 용해 공정의 대상이 되는 약액이, 처리 유닛으로부터 회수된 약액을 포함한다.
이 방법에 의하면, 처리 유닛으로부터 회수된 약액은, 용존 산소 농도가 매우 높다. 이 약액의 용존 산소 농도에 기초해, 용존 산소 농도가 소망(의 저농도)으로 유지된 약액을 생성할 필요가 있다. US 2013306238 A1에 기재와 같은 수법(피드백 제어)에서는, 대상이 되는 약액의 용존 산소 농도가 매우 높은 경우에는 적합하지 않다.
약액 중의 용존 산소 농도가 매우 높은 경우이어도, 약액에 대해, 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스를 미리 정해진 혼합비로 계속 공급함으로써, 약액 중의 용존 산소 농도를 목표 용존 산소 농도로 조정하는 것이 가능하다. 이것에 의해, 처리 유닛으로부터 회수된 약액(용존 산소 농도가 매우 높은 약액)에 기초해, 용존 산소 농도가 소망(의 저농도)으로 유지된 약액을 생성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태에서는, 상기 기체 용해 공정이, 상기 약액에 공급되는 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 함유 가스의 혼합비를 소정의 혼합비로 설정함으로써, 약액의 용존 산소 농도를 조정하는 제1 기체 용해 공정, 및 상기 제1 기체 용해 공정에 의한 기체 용해 후의 약액에, 상기 약액에 공급되는 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 함유 가스의 혼합비를 상기 목표 용존 산소 농도에 대응하는 혼합비로 설정함으로써, 약액의 용존 산소 농도를 조정하는 제2 기체 용해 공정을 포함한다.
이 방법에 의하면, 기체 용해 공정(산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스의 약액에의 용해)을 단계적으로 행하기 때문에, 기체 용해 공정의 대상이 되는 약액이, 목표 용존 산소 농도로부터 크게 떨어져 있는 농도(예를 들어, 매우 높은 농도나 매우 낮은 농도)를 가지는 약액이어도, 약액 중의 용존 산소 농도를 상기 목표 용존 산소 농도로 조정하는 것이 가능하다. 이것에 의해, 용존 산소 농도가 소망으로 유지된 약액을, 보다 호적하게 생성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태에서는, 상기 제1 기체 용해 공정에서의, 상기 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 상기 산소 함유 가스의 공급 유량의 상기 혼합비가, 상기 제2 기체 용해 공정에서의, 상기 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 상기 산소 함유 가스의 공급 유량의 상기 혼합비와 동일하다.
전술과 같이, 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 산소 함유 가스의 공급 유량의 비가 높으면 약액 중의 용존 산소 농도는, 비교적 높은 농도에 수속하고, 기체 용해 공정에서, 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 산소 함유 가스의 공급 유량의 비가 낮으면 약액 중의 용존 산소 농도는, 비교적 낮은 농도에 수속한다.
이 방법에 의하면, 제1 기체 용해 공정에서의, 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 산소 함유 가스의 공급 유량의 비가, 상기 제2 기체 용해 공정에서의, 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 산소 함유 가스의 공급 유량의 비와 동일하기 때문에, 제1 기체 용해 공정에서의 목표 용존 산소 농도와 제2 기체 용해 공정에서의 목표 용존 산소 농도는 서로 동일하다. 이것에 의해, 약액 중의 용존 산소 농도를 최종적인 목표 용존 산소 농도로, 한층 고정밀도로 조정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태에서는, 상기 제1 기체 용해 공정에서의, 상기 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 상기 산소 함유 가스의 공급 유량의 상기 혼합비가, 상기 제2 기체 용해 공정에서의, 상기 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 상기 산소 함유 가스의 공급 유량의 상기 혼합비보다도 높다.
전술과 같이, 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 산소 함유 가스의 공급 유량의 비가 높으면 약액 중의 용존 산소 농도는, 비교적 높은 농도에 수속하고, 기체 용해 공정에서, 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 산소 함유 가스의 공급 유량의 비가 낮으면 약액 중의 용존 산소 농도는, 비교적 낮은 농도에 수속한다.
이 방법에 의하면, 제1 기체 용해 공정에서의, 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 산소 함유 가스의 공급 유량의 비가, 상기 제2 기체 용해 공정에서의, 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 산소 함유 가스의 공급 유량의 비보다도 높기 때문에, 제1 기체 용해 공정에서의 목표 용존 산소 농도가, 제2 기체 용해 공정에서의 목표 용존 산소 농도보다도 높다. 이것에 의해, 약액 중의 용존 산소 농도를 최종적인 목표 용존 산소 농도에, 보다 단기간 중 접근할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태에서는, 상기 약액 생성 방법이, 상기 기체 용해 공정에 의한 기체 용해 후의 약액 중의 용존 산소 농도를 측정하는 측정 공정, 상기 측정 공정에서 측정된 용존 산소 농도가 상기 목표 용존 산소 농도보다도 높은 경우에, 상기 기체 용해 공정에 의한 기체 용해 후의 약액에 상기 불활성 함유 가스를 공급함으로써, 상기 기체 용해 공정에 의한 기체 용해 후의 약액에 상기 불활성 함유 가스를 용해시키는 불활성 가스 용해 공정, 및 상기 측정 공정에서 측정된 용존 산소 농도가 상기 목표 용존 산소 농도보다도 낮은 경우에, 상기 기체 용해 공정에 의한 기체 용해 후의 약액에 상기 산소 함유 가스를 공급함으로써, 상기 기체 용해 공정에 의한 기체 용해 후의 약액에 상기 산소 함유 가스를 용해시키는 산소 함유 가스 용해 공정을 더 포함한다.
이 방법에 의하면, 기체 용해 공정에 의한 기체 용해 후의 약액에 공급되는 기체가, 상기 약액 중의 용존 산소 농도에 따라서 변환된다. 즉, 상기 약액 중의 용존 산소 농도에 따라 피드백되고, 산소 함유 가스 및 불활성 가스 함유 가스의 한편이, TMAH 함유 약액에 공급된다. 이것에 의해, 약액 중의 용존 산소 농도를, 일정한 농도로 고정밀도로 조정할 수 있다.
기체 용해 후의 약액, 즉, 용존 산소 농도가 목표 용존 산소 농도에 충분히 가까워지고 있는 약액에 대해, 이러한 피드백 제어를 행한다. 약액 용존 산소 농도가 목표 용존 산소 농도에 충분히 가까워지고 있는 경우에는, 피드백 제어에 의해서도, 약액 중의 용존 산소 농도를, 목표 용존 산소 농도로 고정밀도로 조정할 수 있다.
본 발명은, 처리 유닛에서 기판에 형성된 막에 공급되는 약액을 생성하는 장치로서, 상기 처리 유닛에 공급하기 위한 약액을 저장하는 탱크와 상기 탱크에 저장되어 있는 약액에, 산소 가스를 포함하는 산소 함유 가스와 불활성 가스를 포함하는 불활성 함유 가스 를 약액에 용해시키는 기체 용해 유닛으로서, 약액에 공급되는 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 함유 가스의 혼합비를 소정의 목표 용존 산소 농도에 대응하는 혼합비로 설정함으로써, 상기 탱크에 저장되어 있는 약액의 용존 산소 농도를 조정하는 기체 용해 유닛을 포함하는, 약액 생성 장치를 제공한다.
이 구성에 의하면, 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스를 약액에 공급함으로써, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스가 약액에 용해한다.
본원 발명자들은, 산소 함유 가스와 불활성 가스 함유 가스를 소정의 비율로 약액에 계속 공급시킴으로써, 약액 중의 용존 산소 농도가 일정하게 수속하는 것을 알 수 있었다. 또한, 본원 발명자들은, 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 산소 함유 가스의 공급 유량의 비율(혼합비)이 비교적 높은 경우에는, 약액 중의 용존 산소 농도가 비교적 높은 농도에 수속하고, 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 산소 함유 가스의 공급 유량의 비율(혼합비)이 비교적 낮은 경우에는, 약액 중의 용존 산소 농도가 비교적 낮은 농도에 수속하는 것도 알 수 있었다.
이 경우, 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스를 소정의 혼합비로 약액에 공급하여 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스를 약액에 계속 용해함으로써, 약액 중의 용존 산소 농도를 목표 용존 산소 농도로 조정할 수 있다.
약액의 에칭레이트는, 약액 중의 용존 산소 농도에 의존하고 있다. 약액의 에칭레이트를 소망한 레이트로 설치하기 위해서는, 약액의 용존 산소 농도를, 상기 레이트에 대응하는 용존 산소 농도(목표 용존 산소 농도)로 조정할 필요가 있다. 약액에 공급되는 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 혼합비를, 약액의 소정의 목표 용존 산소 농도에 대응하는 혼합비로 설정함으로써, 목표 용존 산소 농도로 유지된(소망한 에칭레이트가 수득되는 용존 산소 농도로 유지된) 약액을 생성할 수 있다.
또한, 산소 함유 가스의 공급과 불활성 함유 가스의 공급을 병행해도 좋다.
또한, 생성되는 약액이, TMAH(수산화테트라메틸암모늄)를 포함하는 TMAH 함유 약액을 포함하고 있어도 좋다.
본 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 기체 용해 유닛이, 상기 탱크에 저장되어 있는 약액 중에 배치된 기체 토출구로부터 상기 산소 함유 가스 및 상기 불활성 함유 가스를 토출함으로써, 약액 중에 기포를 발생시키는 버블링 유닛을 포함한다.
이 구성에 의하면, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스를 토출하여 약액 중에 기포를 발생시키기 때문에, 약액에 공급되는 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 혼합비를, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스의 약액에의 용해비에 매우 접근(거의 동시할 수 있는 정도로 접근) 할 수 있다. 약액에 공급되는 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 혼합비와 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스의 약액에의 용해비를 동시할 수 있기 때문에, 약액에 공급되는 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 혼합비를 제어함으로써, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스의 약액에의 용해비를, 비교적 용이하게 제어할 수 있다. 이것에 의해, 소정의 목표 용존 산소 농도에 용존 산소 농도가 고정밀도로 유지된 약액을 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 탱크에는, 상기 처리 유닛으로부터 회수된 약액이 저장되어 있다.
이 구성에 의하면, 처리 유닛으로부터 회수된 약액은, 용존 산소 농도가 매우 높다. US 2013306238 A1에 기재와 같은 수법(피드백 제어)에서는, 대상이 되는 약액의 용존 산소 농도가 매우 높은 경우에는 적합하지 않다.
그렇지만, 약액 중의 용존 산소 농도가 매우 높은 경우이어도, 약액에 대해, 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스를 미리 정해진 혼합비로 계속 공급함으로써, 약액 중의 용존 산소 농도를 목표 용존 산소 농도로 조정할 수 있다. 이것에 의해, 처리 유닛으로부터 회수된 약액(용존 산소 농도가 매우 높은 약액)에 기초해, 용존 산소 농도가 소망(의 저농도)으로 유지된 약액을 생성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태에서는, 상기 탱크가, 제1 탱크를 포함하고, 상기 기체 용해 유닛이, 상기 제1 탱크에 저장되어 있는 약액에, 산소 가스를 포함하는 산소 함유 가스와 불활성 가스를 포함하는 불활성 함유 가스를 공급함으로써, 상기 산소 함유 가스 및 상기 불활성 함유 가스를 약액에 용해시키는 제1 기체 용해 유닛으로서, 약액에 공급되는 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 함유 가스의 혼합비를 소정의 혼합비로 설정함으로써, 상기 제1 탱크에 저장되어 있는 약액의 용존 산소 농도를 조정하는 제1 기체 용해 유닛을 포함한다. 그리고, 상기 탱크가, 상기 제1 기체 용해 유닛에 의한 기체 용해 후의 약액을 저장하는 제2 탱크를 더 포함한다. 또한, 상기 기체 용해 유닛이, 상기 제2 탱크에 저장되어 있는 약액에, 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 함유 가스를 공급함으로써, 상기 산소 함유 가스 및 상기 불활성 함유 가스를 약액에 용해시키는 제2 기체 용해 유닛으로서, 약액에 공급되는 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 함유 가스의 혼합비를 상기 목표 용존 산소 농도에 대응하는 혼합비로 설정함으로써, 상기 제2 탱크에 저장되어 있는 약액의 용존 산소 농도를 조정하는 제2 기체 용해 유닛을 더 포함할 수 있다.
이 구성에 의하면, 기체 용해 공정(산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스의 약액에의 용해)을 단계적으로 행하기 때문에, 기체 용해 공정의 대상이 되는 약액이, 목표 용존 산소 농도로부터 크게 떨어져 있는 (예를 들어, 매우 높은 농도나 매우 낮은 농도를 가진다) 약액이어도, 약액 중의 용존 산소 농도를 목표 용존 산소 농도로 조정할 수 있다. 이것에 의해, 용존 산소 농도가 소망으로 유지된 약액을, 보다 호적하게 생성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태에서는, 상기 제1 기체 용해 유닛에서의, 상기 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 상기 산소 함유 가스의 공급 유량의 비인 상기 혼합비가, 상기 제2 기체 용해 유닛에서의, 상기 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 상기 산소 함유 가스의 공급 유량의 비인 상기 혼합비와 동일하다.
전술과 같이, 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 산소 함유 가스의 공급 유량의 비가 높으면 약액 중의 용존 산소 농도는, 비교적 높은 농도에 수속하고, 기체 용해 공정에서, 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 산소 함유 가스의 공급 유량의 비가 낮으면 약액 중의 용존 산소 농도는, 비교적 낮은 농도에 수속한다.
이 구성에 의하면, 제1 기체 용해 공정에서의, 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 산소 함유 가스의 공급 유량의 비가, 상기 제2 기체 용해 공정에서의, 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 산소 함유 가스의 공급 유량의 비와 동일하기 때문에, 제1 기체 용해 공정에서의 목표 용존 산소 농도와 제2 기체 용해 공정에서의 목표 용존 산소 농도는 서로 동일하다. 이것에 의해, 약액 중의 용존 산소 농도를 최종적인 목표 용존 산소 농도로, 한층 고정밀도로 조정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태에서는, 상기 제1 기체 용해 유닛에서의, 상기 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 상기 산소 함유 가스의 공급 유량의 비인 상기 혼합비가, 상기 제2 기체 용해 유닛에서의, 상기 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 상기 산소 함유 가스의 공급 유량의 비인 상기 혼합비보다도 높다.
이 구성에 의하면, 제1 기체 용해 공정에서의, 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 산소 함유 가스의 공급 유량의 비가, 상기 제2 기체 용해 공정에서의, 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 산소 함유 가스의 공급 유량의 비보다도 높기 때문에, 제1 기체 용해 공정에서의 목표 용존 산소 농도가, 제2 기체 용해 공정에서의 목표 용존 산소 농도보다도 높다. 이것에 의해, 약액 중의 용존 산소 농도를 최종적인 목표 용존 산소 농도에, 보다 단기간 중 접근할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태에서는, 상기 약액 생성 장치가, 상기 기체 용해 유닛에 의한 기체 용해 후의 약액을 저장하는 제3 탱크, 상기 제3 탱크에 저장되어 있는 약액 중의 용존 산소 농도를 측정하는 측정 유닛, 상기 제3 탱크에 저장되어 있는 약액에, 상기 불활성 함유 가스를 서로 동시에 공급함으로써, 상기 불활성 함유 가스를 약액에 용해시키는 불활성 가스 용해 유닛, 상기 제3 탱크에 저장되어 있는 약액에, 상기 산소 함유 가스를 서로 동시에 공급함으로써, 상기 산소 함유 가스를 약액에 용해시키는 산소 가스 용해 유닛과 상기 측정 유닛, 불활성 가스 용해 유닛 및 산소 가스 용해 유닛을 제어하는 제어장치를 더 포함한다. 그리고, 상기 제어장치가, 상기 측정 유닛에 의해서 상기 제3 탱크에 저장되어 있는 약액 중의 용존 산소 농도를 측정하는 측정 공정, 상기 측정 공정에서 측정된 용존 산소 농도가 상기 목표 용존 산소 농도보다도 높은 경우에, 상기 제3 탱크에 저장되어 있는 약액에 상기 불활성 함유 가스를 용해시키는 불활성 가스 용해 공정, 상기 측정 공정에서 측정된 용존 산소 농도가 상기 목표 용존 산소 농도보다도 낮은 경우에, 상기 제3 탱크에 저장되어 있는 약액에 상기 산소 함유 가스를 용해시키는 산소 함유 가스 용해 공정을 실행해도 좋다.
이 구성에 의하면, 기체 용해 공정에 의한 기체 용해 후의 약액에 공급되는 기체가, 상기 약액 중의 용존 산소 농도에 따라서 변환된다. 즉, 상기 약액 중의 용존 산소 농도에 따라 피드백되고 산소 함유 가스 및 불활성 가스 함유 가스의 한편이, TMAH 함유 약액에 공급된다. 이것에 의해, 약액 중의 용존 산소 농도를, 일정한 농도로 고정밀도로 조정할 수 있다.
기체 용해 후의 약액, 즉, 용존 산소 농도가 목표 용존 산소 농도에 충분히 가까워지고 있는 약액에 대해, 이러한 피드백 제어를 행한다. 약액 용존 산소 농도가 목표 용존 산소 농도에 충분히 가까워지고 있는 경우에는, 피드백 제어에 의해서도, 약액 중의 용존 산소 농도를, 목표 용존 산소 농도로 고정밀도로 조정할 수 있다.
본 발명은, 약액을 생성하는 장치로서, 상기 처리 유닛에 공급하기 위한 약액을 저장하는 탱크와 상기 탱크에 저장되어 있는 약액에, 산소 가스를 포함하는 산소 함유 가스와 불활성 가스를 포함하는 불활성 함유 가스 를 약액에 용해시키는 기체 용해 유닛으로서, 약액에 공급되는 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 함유 가스의 혼합비를 소정의 목표 용존 산소 농도에 대응하는 혼합비로 설정함으로써, 상기 탱크에 저장되어 있는 약액의 용존 산소 농도를 조정하는 기체 용해 유닛을 포함하는, 약액 생성 장치 및 상기 약액 생성 장치에 의해서 생성된 상기 약액을 기판에 공급하는 처리 유닛을 포함하는, 기판 처리 장치를 제공한다.
이 구성에 의하면, 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스를 약액에 공급함으로써, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스가 약액에 용해한다.
본원 발명자들은, 산소 함유 가스와 불활성 가스 함유 가스를 소정의 비율로 약액에 계속 공급시킴으로써, 약액 중의 용존 산소 농도가 일정하게 수속하는 것을 알 수 있었다. 또한, 본원 발명자들은, 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 산소 함유 가스의 공급 유량의 비율(혼합비)이 비교적 높은 경우에는, 약액 중의 용존 산소 농도가 비교적 높은 농도에 수속하고, 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 산소 함유 가스의 공급 유량의 비율(혼합비)이 비교적 낮은 경우에는, 약액 중의 용존 산소 농도가 비교적 낮은 농도에 수속하는 것도 알 수 있었다.
이 경우, 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스를 소정의 혼합비로 약액에 공급하여 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스를 약액에 계속 용해함으로써, 약액 중의 용존 산소 농도를 소망한 농도로 조정할 수 있다.
약액의 에칭레이트는, 약액 중의 용존 산소 농도에 의존하고 있다. 약액의 에칭레이트를 소망한 레이트에 설치하기 위해서는, 약액의 용존 산소 농도를, 상기 레이트에 대응하는 용존 산소 농도(목표 용존 산소 농도)로 조정할 필요가 있다. 약액에 공급되는 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 혼합비를, 약액의 소정의 목표 용존 산소 농도에 대응하는 혼합비로 설정함으로써, 목표 용존 산소 농도로 유지된(소망한 에칭레이트가 수득되는 용존 산소 농도로 유지된) 약액을 생성할 수 있다.
또한, 산소 함유 가스의 공급과 불활성 함유 가스의 공급을 병행해도 좋다.
이와 같이, 목표 용존 산소 농도로 유지된(소망한 에칭레이트가 수득되는 용존 산소 농도로 유지된) 약액을 이용해 기판을 처리할 수 있기 때문에, 소망한 에칭레이트로 기판을 처리할 수 있다.
본 발명에서의 전술의, 또는 한층 더 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하고 다음에 말하는 실시 형태의 설명에 의해 명확하게 된다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태와 관련되는 기판 처리 장치를 수평방향으로 본 도면이다.
도 2는, 상기 기판 처리 장치의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3a는, 드라이 에어와 질소 가스를 1:1의 혼합비(공급 유량비)로 혼합시킨 혼합기체를 공급했을 때의, TMAH 중의 용존 산소 농도의 변화를 나타내는 도면이다.
도 3b는, 드라이 에어와 질소 가스를 1:1의 혼합비(공급 유량비)로 혼합시킨 혼합기체를 공급했을 때의, TMAH 중의 용존 산소 농도의 변화를 나타내는 도면이다.
도 3c는, 드라이 에어와 질소 가스를 1:4의 혼합비(공급 유량비)로 혼합시킨 혼합기체를 공급했을 때의, TMAH 중의 용존 산소 농도의 변화를 나타내는 도면이다.
도 4는, TMAH의 소망한 용존 산소 농도와 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 산소 함유 가스의 공급 유량의 비의 대응 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는, 본 발명의 제2 실시 형태와 관련되는 기판 처리 장치를 위에서 본 모식도이다.
도 6은, 도 5에 나타내는 약액 생성 유닛을 수평방향으로부터 본 도면이다.
도 7은, 상기 약액 생성 유닛에 포함되는 4개의 탱크의 상호 관계를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 8은, 본 발명의 제3 실시 형태와 관련되는 기판 처리 장치를 위에서 본 모식도이다.
도 9a는, 도 8에 나타내는 처리 유닛의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 9b는, 도 9a에 나타내는 중심축 노즐의 저면도이다.
도 10은, 상기 기판 처리 장치의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 11은, 상기 처리 유닛에서 실행되는 기판 처리 예의 내용을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는, 도 11의 약액 공정 S1 개시전 상태를 설명하는 모식적인 도면이다.
도 13은, 도 12의 약액 공정 S1를 설명하는 모식적인 도면이다.
도 14a~14c는, 본 발명의 변형예를 나타내는 도면이다.
＜제1 실시 형태＞
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태와 관련되는 기판 처리 장치를 수평방향으로 본 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 기판 처리 장치(1)는, 약액이나 린스액 등의 처리액을 이용해 기판(예를 들어 실리콘 기판) W를 처리하는 처리 유닛(2), 약액의 일례인 TMAH(TMAH 함유 약액, 수용액)를 처리 유닛(2)에 공급하는 약액 생성 유닛으로서의 약액 생성 유닛(약액 생성 장치)(3), 기판 처리 장치(1)에 구비된 장치나 밸브의 개폐를 제어하는 제어장치(4)를 포함한다.
처리 유닛(2) 및 약액 생성 유닛(3)은, 공통의 장치의 일부이어도 좋고, 서로 독립한 유닛(서로 독립해 이동시킬 수 있는 유닛)이어도 좋다. 즉, 기판 처리 장치(1)에서, 약액 생성 유닛(3)이 기판 처리 장치(1)의 외벽 중에 배치되어 있어 이 외벽으로 덮여 있어도 좋고, 기판 처리 장치(1)의 외벽의 외측에 배치되어 있어도 좋다. 외벽의 외측에 배치되는 경우에는, 기판 처리 장치(1)의 측방에 배치되어 있어도 좋고, 기판 처리 장치(1)가 설치되는 클린룸의 아래(지하)에 배치되어 있어도 좋다.
또한, 처리 유닛(2)은, 기판(W)을 1매씩 처리하는 매엽식의 유닛이어도 좋고, 복수매의 기판(W)을 일괄해 처리하는 배치식의 유닛이어도 좋다. 도 1에서는, 처리 유닛(2)이 매엽식의 유닛인 예를 나타내고 있다.
처리 유닛(2)에서 행해지는 처리는, 폴리실리콘막(Poly－Si막) 등 대상 막이 최외층에 형성된 기판(W)에 에칭액을 공급하는 에칭 처리를 포함하고 있어도 좋고, 노광 후의 기판(W)에 현상액을 공급하는 현상 처리를 포함하고 있어도 좋다.
처리 유닛(2)은, 상자형(箱形)의 챔버(5)와 챔버(5) 내에서 기판(W)을 수평으로 유지하고 기판(W)의 중심을 통과하는 연직인 축선 주위에 기판(W)을 회전시키는 스핀 척(6), 및 약액이나 린스액 등의 처리액을 기판(W)을 향해서 토출하는 처리액 노즐을 포함한다. 또한 처리 유닛(2)은, 스핀 척(6)을 둘러싸는 통 형상의 처리 컵(8)을 포함한다. 처리액 노즐은, 기판(W)의 상면을 향해서 약액을 토출하는 약액 노즐(제1 약액 노즐(9) 및 제2 약액 노즐(10))과 기판(W)의 상면을 향해서 린스액을 토출하는 린스액 노즐(11)을 포함한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 약액 노즐(9)은, 약액 생성 유닛(3)에 접속되어 있다. 제1 약액 노즐(9)에는, 약액 생성 유닛(3)으로부터, 약액의 일례인 TMAH(TMAH 함유 약액, 수용액)가 공급되도록 되어 있다. TMAH는, 유기 알칼리의 일례이다. TMAH는, 에칭액 및 현상액의 일례이기도 하다. 제1 약액 노즐(9)에 공급되는 TMAH는, 계면활성제를 포함하고 있어도 좋고, 계면활성제를 포함하지 않아도 좋다.
제2 약액 노즐(10)은, 제2 약액 밸브(12)가 개재된 제2 약액 배관(13)에 접속되어 있다. 제2 약액 배관(13)은, 불산 공급원으로부터의 불산을 제2 약액 노즐(10)에 공급한다.
린스액 노즐(11)은, 린스액 밸브(14)가 개재된 린스액 배관(15)에 접속되어 있다. 린스액 배관(15)에는, 린스액 공급원으로부터의 린스액을 린스액 노즐(11)에 공급한다. 린스액 노즐(11)에 공급되는 린스액은, 예를 들어, 순수(탈이온수：Deionzied Water)이지만, 순수에 한정하지 않고, 탄산수, 전해이온수, 수소수, 오존수, 암모니아수 및 희석 농도(예를 들어, 10~100 ppm 정도)의 염산 물의 어느 하나이어도 좋다.
처리 유닛(2)에서는, 예를 들어, 불산, 린스액, TMAH 및 린스액을, 이 순서로 기판(W)의 상면 전역에 순차 공급하는 에칭 처리가 행해진다. 구체적으로는, 제어장치(4)는, 스핀 척(6)에 의해서 기판(W)을 수평으로 유지시키면서 이 기판(W)을 연직인 축선 주위에 회전시킨다. 이 상태에서, 제어장치(4)는, 제2 약액 밸브(12)를 열고, 제2 약액 노즐(10)로부터 기판(W)의 상면을 향해서 불산을 토출시킨다. 기판(W)에 공급된 불산은, 기판(W)의 회전에 의한 원심력에 의해서 기판(W) 상을 외측을 향해서 퍼지고, 기판(W)의 상면의 전역이 불산에 의해서 처리된다(불산 처리). 제어장치(4)는, 제2 약액 노즐(10)로부터의 불산의 토출을 정지시킨 후, 린스액 밸브(14)를 여는 것으로, 린스액 노즐(11)로부터 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향해서 순수를 토출시킨다. 이것에 의해, 기판(W) 상의 불산이 순수에 의해서 세정된다(린스 처리).
다음에, 제어장치(4)는, 약액 생성 유닛(3)을 제어함으로써, 제1 약액 노즐(9)로부터 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향해서 TMAH를 토출시킨다. 기판(W)에 공급된 TMAH는, 기판(W)의 회전에 의한 원심력에 의해서 기판(W) 상을 외측을 향해서 퍼지고, 기판(W)의 상면의 전역이 TMAH에 의해서 처리된다(TMAH 처리). 제어장치(4)는, 제1 약액 노즐(9)로부터의 TMAH의 토출을 정지시킨 후, 린스액 밸브(14)를 여는 것으로, 린스액 노즐(11)로부터 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향해서 순수를 토출시킨다. 이것에 의해, 기판(W) 상의 TMAH가 순수에 의해서 세정된다(린스 처리). 그 다음에, 제어장치(4)는, 스핀 척(6)에 의해서 기판(W)을 고속 회전시킴으로써, 기판(W)을 건조시킨다(스핀 드라이 처리). 이와 같이 하여, 기판(W)에 대한 일련의 처리가 행해진다.
약액 생성 유닛(3)은, TMAH를 저장하는 탱크(16), 탱크(16) 내의 TMAH를 처리 유닛(2)(제1 약액 노즐(9))에 안내하는 제1 약액 배관(17), 제1 약액 배관(17)의 내부를 개폐하는 제1 약액 밸브(18), 제1 약액 밸브(18)보다도 상류측(탱크(16)측)에서 제1 약액 배관(17)과 탱크(16)를 접속하는 순환 배관(19), 순환 배관(19)을 순환하는 TMAH의 온도를 소망한 액체의 온도로 조정하기 위한 온도 조정 유닛(20)(가열 유닛 또는 냉각 유닛), 탱크(16) 내의 TMAH를 순환 배관(19)에 송출하기 위한 송액 펌프(21), 순환 배관(19)을 순환하는 TMAH 중의 이물을 제거하는 필터(22), 순환 배관(19)의 내부를 개폐하는 순환 밸브(23), 및 TMAH 공급원으로부터의 TMAH를 탱크(16)에 보충하는 보충 배관(24)을 포함한다.
순환 배관(19)의 상류단(19a) 및 하류단(19b)은, 탱크(16)에 접속되어 있다. 순환 배관(19)은, 탱크(16) 내의 TMAH를 퍼 올려 순환 배관(19) 내로 이끄는 공급부, 제1 약액 배관(17)의 상류단이 접속된 접속부, 및 접속부를 통과한 TMAH를 탱크(16)로 이끄는 귀환부를 포함한다.
탱크(16) 내의 TMAH가 처리 유닛(2)에 공급될 때는, 제1 약액 밸브(18)가 열리고 순환 밸브(23)가 닫힌다. 이 상태에서는, 송액 펌프(21)에 의해서 탱크(16)로부터 제1 약액 배관(17)에 보내진 TMAH가, 처리 유닛(2)에 공급된다.
한편, 처리 유닛(2)에의 TMAH의 공급이 정지되어 있는 상태에서는, 순환 밸브(23)가 열리고 제1 약액 밸브(18)가 닫혀 있다. 이 상태에서는, 송액 펌프(21)에 의해서 탱크(16)로부터 순환 배관(19)의 공급부에 보내진 TMAH가, 순환 배관(19)의 귀환부를 통해서 탱크(16) 내로 돌아온다. 그 때문에, 처리 유닛(2)에의 TMAH의 공급이 정지되어 있는 공급 정지중은, TMAH가, 탱크(16), 제1 약액 배관(17) 및 순환 배관(19)에 의해서 형성된 순환 경로를 계속 순환한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 약액 생성 유닛(3)은, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스의 혼합기체를 탱크(16) 내에 공급하고, 탱크(16) 내에서, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스를 TMAH에 용해시키는 기체 용해 유닛(26)을 포함한다.
기체 용해 유닛(26)은, 산소 함유 가스와 불활성 가스 함유 가스의 혼합기체를 탱크(탱크(16)) 중에서 토출하는 혼합기체 배관(28)과, 혼합기체 배관(28)에, 산소 함유 가스 공급원으로부터의 산소 함유 가스를 공급하는 산소 함유 가스 배관(29)과, 혼합기체 배관(28)에, 불활성 가스 함유 가스 공급원으로부터의 불활성 가스 함유 가스를 공급하는 불활성 가스 함유 가스 배관(30)을 포함한다. 불활성 가스 함유 가스는, 질소 가스이어도 좋고, 질소 가스와 질소 가스 이외의 가스의 혼합기체이어도 좋다. 마찬가지로, 산소 함유 가스는, 산소 가스여도 좋고, 산소 가스와 산소 가스 이외의 가스의 혼합기체이어도 좋다. 이하에서는, 불활성 가스 함유 가스가, 불활성 기체의 일례인 질소 가스이고, 산소 함유 가스가, 대체로 8 대 2의 비율로 질소와 산소를 포함하는 드라이 에어(건조한 청정 공기)인 예에 대해 설명한다. 또한, 혼합기체 배관(28)은, TMAH 중(액중)에 배치된 토출구로부터, 산소 함유 가스와 불활성 가스 함유 가스의 혼합기체를 토출함으로써, TMAH 중에 기포를 발생시키는 버블링 배관을 포함한다.
기체 용해 유닛(26)은, 기체 용해 유닛(26)에서 TMAH에의 산소 함유 가스 및 불활성 가스 함유 가스의 혼합비(공급 유량비. 구체적으로는, TMAH에 용해하는 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스의 비율)을 조정하기 위한 혼합비 조정 유닛을 포함한다. 혼합비 조정 유닛은, 산소 함유 가스 배관(29)으로부터 혼합기체 배관(28)에 공급되는 산소 함유 가스의 유량을 변경하는 제1 유량 조정 밸브(31), 및 불활성 가스 함유 가스 배관(30)으로부터 혼합기체 배관(28)에 공급되는 불활성 가스 함유 가스의 유량을 변경하는 제2 유량 조정 밸브(32)를 포함한다. 제1 유량 조정 밸브(31)는, 밸브 좌(弁座)가 내부에 설치된 밸브 보디, 밸브 좌를 개폐하는 밸브 본체(弁體), 열림 위치와 닫힘 위치의 사이에 밸브 본체를 이동시키는 액츄에이터를 포함한다. 다른 유량 조정 밸브(32)에 대해서도 마찬가지이다.
도 2는, 기판 처리 장치(1)의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 3a 및 도 3b는, 드라이 에어와 질소 가스를 1:1의 혼합비(공급 유량비)로 혼합시킨 혼합기체를 공급했을 때의, TMAH 중의 용존 산소 농도의 변화를 나타내는 도면이다. 도 3c는, 드라이 에어와 질소 가스를 1:4의 혼합비(공급 유량비)로 혼합시킨 혼합기체를 공급했을 때의, TMAH 중의 용존 산소 농도의 변화를 나타내는 도면이다. 도 4는, TMAH의 소망한 용존 산소 농도와, 불활성 함유 가스에 대한 산소 함유 가스의 공급 유량비의 대응 관계를 나타내는 도면이다. 또한 TMAH 중의 용존 산소 농도에 따라, TMAH의 처리 능력(예를 들어, 단위시간당 에칭량. 즉, 에칭레이트)이 변화된다. 즉, TMAH의 에칭레이트는, TMAH 중의 용존 산소 농도(용존산소량)에 의존한다.
도 3a 및 도 3c에서는, 혼합기체 공급전의 TMAH 중의 용존 산소 농도가 높은 경우(약 4.6 ppm)를 나타내고, 도 3b에서는, 혼합기체 공급 전의 TMAH 중의 용존 산소 농도가 낮은 경우(약 0.5 ppm)를 나타낸다.
도 3a 및 도 3b에 나타낸 바와 같이, 드라이 에어와 질소 가스의 혼합비가 1:1인 경우에는, 혼합기체 공급전의 TMAH 중의 용존 산소 농도가 높은 경우(약 4.6 ppm) 및 낮은 경우(약 0.5 ppm)의 어느 것에도, 시간의 경과에 따라 TMAH 중의 용존 산소 농도는 약 2.7 ppm에 수속한다.
한편, 도 3c에 나타낸 바와 같이, 드라이 에어와 질소 가스의 혼합비가 1:4인 경우에는, 시간의 경과에 따라 TMAH 중의 용존 산소 농도는 약 1.5 ppm에 수속한다.
따라서, 도 3a 및 도 3b로부터, 산소 함유 가스와 불활성 가스 함유 가스를 소정의 비율로 TMAH에 계속 공급시킴으로써, TMAH 중의 용존 산소 농도가 일정하게 수속하는 것을 알 수 있다. 또한, 도 3a 및 도 3c로부터, 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 산소 함유 가스의 공급 유량의 비율이 비교적 높은 경우에는, TMAH 중의 용존 산소 농도가 비교적 높은 농도에 수속하고, 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 산소 함유 가스의 공급 유량의 비율이 비교적 낮은 경우에는, TMAH 중의 용존 산소 농도가 비교적 낮은 농도에 수속하는 것도 알 수 있다.
또한 본원 발명자들은, 유량을 변경하여 여러 가지의 실험을 시도했는데, 수속하는 TMAH 중의 용존 산소 농도는, 산소 함유 가스나 불활성 가스 함유 가스의 실제의 유량에 관계없이, 산소 함유 가스와 불활성 가스 함유 가스의 공급 유량의 비율(혼합비)에 의해서 정해지는 것을 알 수 있었다. 또한 전술과 같이, TMAH의 에칭레이트는, TMAH 중의 용존 산소 농도(용존산소량)에 의존하고 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 제어장치(4)는, 예를 들어 마이크로컴퓨터를 이용해 구성되어 있다. 제어장치(4)는 CPU 등의 연산 유닛(41), 고정 메모리 디바이스(도시하지 않는다), 하드 디스크 드라이브 등의 기억 유닛(42), 출력 유닛(43) 및 입력 유닛(도시하지 않는다)을 가지고 있다. 기억 유닛(42)에는, 연산 유닛(41)이 실행하는 프로그램이 기억되어 있다.
기억 유닛(42)은, 전기적으로 데이터를 변경 가능한 불휘발성 메모리로 구성된다. 기억 유닛(42)은, 기판(W)에 공급해야 할 TMAH의 농도(소망한 에칭레이트에 대응하는 TMAH의 농도)를 기억하고 있다. 또한, 기억 유닛(42)은, 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 공급 유량비에 관련하는 정보와, 그 유량비로 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스를 공급했을 경우에 수속하는 TMAH의 용존 산소 농도(수속 용존 산소 농도)의 대응 관계(44)를 기억하고 있다.
대응 관계(44)는, 테이블의 형태로 기억되어 있어도 좋고, 맵의 형태로 기억되어 있어도 좋고, 그래프(즉 식)의 형태로 기억되어 있어도 좋다.
대응 관계(44)의 일례를, 도 4에 나타낸다. 도 4에서는, 대응 관계(44)는, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 산소 함유 가스의 공급 유량의 비(F(공기)/F(공기 ＋N2))와 수속 용존 산소 농도의 대응 관계이다. 양자는 일차 함수의 관계에서, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 산소 함유 가스의 공급 유량의 비가 높아짐에 따라서, 수속 용존 산소 농도도 높아진다. 대응 관계(44)는, 이 형태에 한정되지 않고, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 불활성 함유 가스의 공급 유량의 비와 수속 용존 산소 농도의 대응 관계이어도 좋다. 또한, 대응 관계(44)는, 불활성 가스 함유 가스의 공급 유량에 대한 산소 함유 가스의 공급 유량의 비이어도 좋고, 산소 함유 가스의 공급 유량에 대한 불활성 가스 함유 가스의 공급 유량의 비이어도 좋다.
제어장치(4)에는, 송액 펌프(21), 온도 조정 유닛(20) 등이 제어 대상으로서 접속되어 있다. 또한, 제어장치(4)에는, 제1 약액 밸브(18), 제2 약액 밸브(12), 린스액 밸브(14), 제1 유량 조정 밸브(31), 제2 유량 조정 밸브(32) 등이 제어 대상으로서 접속되어 있다.
이 실시 형태에서의, 탱크(16)에 저장되어 있는 TMAH의 용존 산소 농도의 조정(기체 용해 공정)에 대해 설명한다. 제어장치(4)는, 기체 용해 유닛(26)을 제어하고, 산소 함유 가스 및 불활성 가스 함유 가스를 포함하는 혼합기체를 혼합기체 배관(28)에 공급한다. 이것에 의해, 혼합기체 배관(28)은, TMAH 중(액 중)에 배치된 토출구로부터, 산소 함유 가스와 불활성 가스 함유 가스의 혼합기체를 토출하는, 이것에 의해, TMAH 중에 혼합기체의 기포가 발생한다. 이것에 의해, 산소 함유 가스 및 불활성 가스 함유 가스가 TMAH에 용해된다. 또한 전술과 같이, TMAH의 에칭레이트는, TMAH 중의 용존 산소 농도(용존산소량)에 의존하고 있다.
또한, 제어장치(4)는, 혼합비 조정 유닛(제1 유량 조정 밸브(31), 제2 유량 조정 밸브(32))를 제어하고, TMAH에 공급되는 혼합기체에 포함되는 산소 함유 가스 및 불활성 가스 함유 가스의 유량비를 조정한다. (이것에 의해, TMAH에의 산소 함유 가스 및 불활성 가스 함유 가스의 용해비를 조정한다.) 구체적으로는, 제어장치(4)가, 기억 유닛(42)으로부터, 기판(W)에 공급해야 할 TMAH의 농도(소망한 에칭레이트에 대응하는 TMAH의 농도)를 취득한다. 또한, 제어장치(4)가, 기억 유닛(42)의, 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 공급 유량비(혼합비)와 수속 용존 산소 농도의 대응 관계(44)를 참조하고, 기판(W)에 공급해야 할 TMAH의 농도(소망한 에칭레이트에 대응하는 TMAH의 농도)를 목표 용존 산소 농도(즉, 수속 용존 산소 농도)로 했을 때의, 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 공급 유량비를 취득한다. 그리고, 제어장치(4)가, 취득한 공급 유량비가 되도록, 제1 및 제2 유량 조정 밸브(31, 32)의 개도(開度)를 각각 조정한다. 이것에 의해, TMAH 중에 기포가 발생하고 있는 혼합기체에 포함되는 혼합비(즉, 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 공급 유량비)가 조정된다. 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스를 토출하여 TMAH 중에 기포를 발생시키기 때문에, TMAH 중에 기포가 발생하고 있는 혼합기체에 포함되는 혼합비를, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스의 TMAH에의 용해비에 매우 접근 (거의 동시할 수 있는 정도로 접근) 할 수 있다. TMAH에 공급되는 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 혼합비(유량비)와, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스의 TMAH에의 용해비를 동시할 수 있기 때문에, TMAH에 공급되는 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 혼합비를 제어함으로써, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스의 TMAH에의 용해비를, 비교적 용이하게 제어할 수 있다. 이것에 의해, 소정의 목표 용존 산소 농도에 용존 산소 농도가 고정밀도로 유지된 TMAH를 생성할 수 있다.
또한 탱크(16)에 저장되어 있는 TMAH의 용존 산소 농도의 응답성은, 탱크(16)에 공급되는 산소 함유 가스의 공급 유량 및 불활성 함유 가스의 공급 유량에 의존하고 있다. 탱크(16)에 공급되는 산소 함유 가스의 공급 유량 및 불활성 함유 가스의 공급 유량이 증대함에 따라서, TMAH의 용존 산소 농도는, 목표 용존 산소 농도에 도달할 때까지의 기간이 짧아진다.
이상에 의해, 이 실시 형태에 의하면, 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스를 TMAH에 공급함으로써, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스가 TMAH에 용해한다. 산소 함유 가스와 불활성 가스 함유 가스를 소정의 혼합비로 TMAH에 계속 공급시킴으로써, TMAH 중의 용존 산소 농도가 일정하게 수속한다. 따라서, TMAH에 공급되는 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 혼합비를, TMAH의 소정의 목표 용존 산소 농도에 대응하는 혼합비로 설정함으로써, 목표 용존 산소 농도로 유지된(소망한 에칭레이트가 수득되는 용존 산소 농도로 유지된) TMAH를 생성할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서, 처리 유닛(2)으로부터 회수된 TMAH가, 탱크(16)에 저장되게 되어 있고, 회수된 TMAH에 대해서, 기체 용해 유닛(26)에 의해 산소 함유 가스 및 불활성 가스 함유 가스가 공급되어도 좋다.
처리 유닛(2)으로부터 회수된 TMAH는, 용존 산소 농도가 매우 높다. 이 TMAH의 용존 산소 농도에 기초해, 용존 산소 농도가 소망(의 저농도)으로 유지된 TMAH를 생성할 필요가 있다. US 2013306238 A1에 기재와 같은 수법(피드백 제어)에서는, 대상이 되는 TMAH의 용존 산소 농도가 매우 높은 경우에는 적합하지 않다.
TMAH 중의 용존 산소 농도가 매우 높은 경우이어도, TMAH에 대해, 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스를 미리 정해진 혼합비(공급 유량비)로 계속 공급함으로써, TMAH 중의 용존 산소 농도를, 소망한 에칭레이트에 대응하는 목표 용존 산소 농도로 조정하는 것이 가능하다. 이것에 의해, 처리 유닛으로부터 회수된 TMAH(용존 산소 농도가 매우 높은 TMAH)에 기초해, 용존 산소 농도가 소망(의 저농도)으로 유지된 TMAH를 생성할 수 있다.
이것에 의해, 기판 처리 장치(1)에서, 목표 용존 산소 농도로 유지된(소망한 에칭레이트가 수득되는 용존 산소 농도로 유지된) 약액을 이용해 기판을 처리할 수 있다. 이것에 의해, 소망한 에칭레이트로 기판(W)을 처리할 수 있다.
＜제2 실시 형태＞
도 5는, 본 발명의 제2 실시 형태와 관련되는 기판 처리 장치(201)를 위에서 본 모식도이다.
제2 실시 형태에서, 전술의 제1 실시 형태(도 1~도 4에 나타내는 실시 형태)와 공통되는 부분에는, 도 1~도 4의 경우와 동일한 참조 부호를 교부하고 설명을 생략한다.
기판 처리 장치(201)는, 반도체 웨이퍼 등의 원판 형상의 기판(W)을 1매씩 처리하는 매엽식의 장치이다. 기판 처리 장치(201)는, FOUP(Front-Opening Unified Pod) 등의 기판 수용기(C)를 유지하는 복수의 로드 포트 LP와 복수의 로드 포트 LP로부터 반송된 기판(W)을 처리액이나 처리기체 등의 처리 유체로 처리하는 복수의 처리 유닛(202)을 포함한다.
기판 처리 장치(201)는, 또한 로드 포트 LP와 처리 유닛(202)의 사이에 기판(W)을 반송하는 반송 로봇을 포함한다. 반송 로봇은, Indexer Robot IR과 기판 반송 로봇(CR)을 포함한다. Indexer Robot IR는, 로드 포트 LP와 기판 반송 로봇(CR)의 사이에 기판(W)을 반송한다. 기판 반송 로봇(CR)은, Indexer Robot IR와 처리 유닛(202)의 사이에 기판(W)을 반송한다. Indexer Robot IR는, 기판(W)을 지지하는 핸드를 포함한다. 마찬가지로, 기판 반송 로봇(CR)은, 기판(W)을 지지하는 핸드를 포함한다. 각 처리 유닛(202)은, 제1 실시 형태와 관련되는 처리 유닛(2)(도 1 참조)과 동등한 구성이다.
기판 처리 장치(201)는, 후술하는 토출 밸브(275) 등의 유체 기기를 수용하는 복수(예를 들어 4개)의 유체 박스(204)를 포함한다. 처리 유닛(202) 및 유체 박스(204)는, 기판 처리 장치(201)의 외벽(201a) 중에 배치되어 있고 기판 처리 장치(201)의 외벽(201a)으로 덮여 있다. 후술하는 탱크(211, 212, 213, 214) 등을 수용하는 박스 형상의 약액 생성 유닛(약액 생성 장치)(205)은, 기판 처리 장치(201)의 외벽(201a)의 외측에 배치되어 있다. 약액 생성 유닛(205)은, 기판 처리 장치(201)의 측방에 배치되어 있어도 좋고, 기판 처리 장치(201)가 설치되는 클린룸의 아래(지하)에 배치되어 있어도 좋다.
복수의 처리 유닛(202)은, 평면시에서 기판 반송 로봇(CR)을 둘러싸도록 배치된 복수(예를 들어 4개)의 타워를 형성한다. 각 타워는, 상하에 적층된 복수(예를 들어 3개)의 처리 유닛(202)을 포함한다. 4개의 유체 박스(204)는, 각각, 4개의 타워에 대응하고 있다. 4개의 약액 생성 유닛(205)도, 각각, 4개의 타워에 대응하고 있다.
각 약액 생성 유닛(205)에 저장되어 있는 약액은, 그 약액 생성 유닛(205)에 대응하는 유체 박스(204)를 통해, 이 약액 생성 유닛(205)에 대응하는 3개의 처리 유닛(202)에 공급된다. 또한, 동일한 타워를 구성하는 3개의 처리 유닛(202)에서 사용 완료된 약액(예를 들어 TMAH)은, 그 타워에 대응하는 유체 박스(204)를 통해, 그 타워에 대응하는 약액 생성 유닛(205) 내에 회수된다.
도 6은, 약액 생성 유닛(205)을 수평방향으로부터 본 도면이다.
약액 생성 유닛(205)은, 대응하는 3개의 처리 유닛(202)으로부터 회수된 TMAH를 저장하는 회수 탱크(제1 탱크)(211), 신액(新液)의 TMAH를 저장하는 신액 탱크(제1 탱크)(212), 대응하는 3개의 처리 유닛(202)에 대해서 공급해야 할 TMAH를 저장하는 공급 탱크(제3 탱크)(214), 및 공급 탱크(214)의 약액 공급의 완충용의 완충 탱크(제2 탱크)(213)를 포함한다. 공급 탱크(214)의 상류측에 완충 탱크(213)가 접속되어 완충 탱크(213)의 상류측에, 회수 탱크(211) 및 신액 탱크(212)가 접속되어 있다.
약액 생성 유닛(205)은, 또한 각 처리 유닛(202)의 처리 컵(8)으로부터 회수된 TMAH를 저장하기 위한 집합 회수 탱크(215)로부터 회수 탱크(211)에 TMAH를 보내기 위한 제1 송액 배관(221)과 회수 탱크(211) 내의 TMAH에 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스를 공급하여 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스를 상기 TMAH에 용해시키는 회수용 기체 용해 유닛(제1 기체 공급 용해 유닛)(223)을 포함한다. 집합 회수 탱크(215) 내의 TMAH는, 제1 송액 펌프(222)에 의해서 제1 송액 배관(221)으로 이동된다.
처리 유닛(202)으로부터 회수된 TMAH의 용존 산소 농도는 매우 높다(거의 포화농도에 일치하고 있다). 그 때문에, 회수 탱크(211)에 공급되어 저장되는 TMAH의 용존 산소 농도도, 매우 높다.
불활성 가스 함유 가스는, 질소 가스이어도 좋고, 질소 가스와 질소 가스 이외의 가스의 혼합기체이어도 좋다. 마찬가지로, 산소 함유 가스는, 산소 가스여도 좋고, 산소 가스와 산소 가스 이외의 가스의 혼합기체이어도 좋다. 이하에서는, 불활성 가스 함유 가스가, 불활성 기체의 일례인 질소 가스이고, 산소 함유 가스가, 대체로 8 대 2의 비율로 질소와 산소를 포함하는 드라이 에어(건조한 청정 공기)인 예에 대해 설명한다.
회수용 기체 용해 유닛(223)은, 산소 함유 가스와 불활성 가스 함유 가스의 혼합기체를 회수 탱크(211) 내에서 토출하는 혼합기체 배관(28), 산소 함유 가스 배관(29), 불활성 가스 함유 가스 배관(30), 제1 유량 조정 밸브(31), 제2 유량 조정 밸브(32)를 포함한다. 회수용 기체 용해 유닛(223)은, 제1 실시 형태와 관련되는 기체 용해 유닛(26)과 동등한 구성이기 때문에, 동일한 참조 부호를 교부하고, 설명을 생략한다.
약액 생성 유닛(205)은, 또한 신액의 TMAH 원액을 신액 탱크(212)에 공급하기 위한 제1 TMAH 보충 배관(226), 신액의 순수를 신액 탱크(212)에 공급하기 위한 제1 순수 보충 배관(227), 신액 탱크(212) 내의 TMAH에 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스를 공급하여 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스를 상기 TMAH에 미리 정해진 비율로 용해시키는 신액용 기체 용해 유닛(제1 기체 공급 용해 유닛)(228)을 포함한다.
제1 순수 보충 배관(227)에는, 기판 처리 장치(1)가 설치되는 공장에 설치되어 있던 순수 공급원으로부터의 순수가 공급되어 있다. 그 때문에, 제1 순수 보충 배관(227)을 통해 신액 탱크(212)에 제공되는 순수는, 용존 산소 농도가 매우 낮은 물이다. 그 때문에, 제1 TMAH 보충 배관(226)으로부터의 신액의 TMAH 원액, 및 제1 순수 보충 배관(227)으로부터의 신액의 순수를 혼합해 수득되는 TMAH 중의 용존 산소 농도는 낮다. 따라서, 신액 탱크(212)에 저장되어 있는 TMAH 중의 용존 산소 농도는 낮다.
신액용 기체 용해 유닛(228)은, 산소 함유 가스와 불활성 가스 함유 가스의 혼합기체를 회수 탱크(211) 내에서 토출하는 혼합기체 배관(28), 산소 함유 가스 배관(29), 불활성 가스 함유 가스 배관(30), 제1 유량 조정 밸브(31), 및 제2 유량 조정 밸브(32)를 포함한다. 신액용 기체 용해 유닛(228)은, 제1 실시 형태와 관련되는 기체 용해 유닛(26)과 동등한 구성이기 때문에, 동일한 참조 부호를 교부하고, 설명을 생략한다.
약액 생성 유닛(205)은, 또한 회수 탱크(211)로부터 완충 탱크(213)에 TMAH를 보내기 위한 제2 송액 배관(231), 회수 탱크(211) 내의 TMAH를 제2 송액 배관(231)에 이동시키는 제2 송액 펌프(232), 신액 탱크(212)로부터 완충 탱크(213)에 TMAH를 보내기 위한 제3 송액 배관(233), 신액 탱크(212) 내의 TMAH를 제3 송액 배관(233)에 이동시키는 제3 송액 펌프(234), 및 완충 탱크(213) 내의 TMAH에 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스를 공급하여 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스를 상기 TMAH에 용해시키는 완충용 기체 용해 유닛(제2 기체 공급 용해 유닛)(235), 신액의 TMAH 원액을 완충 탱크(213)에 공급하기 위한 제2 TMAH 보충 배관(236), 및 신액의 순수를 완충 탱크(213)에 공급하기 위한 제2 순수 보충 배관(237)을 포함한다.
완충용 기체 용해 유닛(235)은, 산소 함유 가스와 불활성 가스 함유 가스의 혼합기체를 회수 탱크(211) 내에서 토출하는 혼합기체 배관(28), 산소 함유 가스 배관(29), 불활성 가스 함유 가스 배관(30), 제1 유량 조정 밸브(31), 및 제2 유량 조정 밸브(32)를 포함한다. 완충용 기체 용해 유닛(235)은, 제1 실시 형태와 관련되는 기체 용해 유닛(26)과 동등한 구성이기 때문에, 동일한 참조 부호를 교부하고, 설명을 생략한다.
제2 순수 보충 배관(237)에는, 기판 처리 장치(1)가 설치되는 공장에 설치되어 있던 순수 공급원으로부터의 순수가 공급되어 있다. 그 때문에, 제2 순수 보충 배관(237)을 통해 완충 탱크(213)에 제공되는 순수는, 용존 산소 농도가 매우 낮은 물(약 0.5 ppm 정도)이다.
약액 생성 유닛(205)은, 완충 탱크(213) 내의 TMAH를 공급 탱크(214)에 보내기 위한 제3 송액 배관(241), 제3 송액 배관(241)을 개폐하는 제1 송액 밸브(242), 제3 송액 배관(241)과 완충 탱크(213)를 접속하는 제1 순환 배관(243), 제1 순환 배관(243)을 순환하는 TMAH의 온도를 소망한 액체의 온도로 조정하기 위한 제1 온도 조정 유닛(244)(가열 유닛 또는 냉각 유닛), 완충 탱크(213) 내의 TMAH를 제1 순환 배관(243)에 송출하기 위한 제4 송액 펌프(245), 제1 순환 배관(243)을 순환하는 TMAH 중의 이물을 제거하는 제1 필터(246), 제1 순환 배관(243)을 개폐하는 제1 순환 밸브(247), 및 제1 순환 배관(243)을 순환하는 TMAH 중의 용존 산소 농도를 측정하기 위한 제1 용존가스 센서(248)를 포함한다.
완충 탱크(213) 내의 TMAH가 공급 탱크(214)에 공급될 때는, 제1 송액 밸브(242)가 열리고 제1 순환 밸브(247)가 닫힌다. 이 상태에서는, 제4 송액 펌프(245)에 의해서 완충 탱크(213)로부터 제3 송액 배관(241)에 보내진 TMAH가, 공급 탱크(214)에 공급된다.
한편, 공급 탱크(214)에의 TMAH의 공급을 행하지 않을 때에는, 제1 순환 밸브(247)가 열리고 제1 송액 밸브(242)가 닫혀 있다. 이 상태에서는, 제4 송액 펌프(245)에 의해서 완충 탱크(213)로부터 제1 순환 배관(243)에 보내진 TMAH가, 완충 탱크(213) 내로 돌아온다. 그 때문에, 공급 탱크(214)에의 TMAH의 공급을 행하지 않을 때에는, TMAH가, 완충 탱크(213) 및 제1 순환 배관(243)에 의해서 형성된 순환 경로를 계속 순환한다.
약액 생성 유닛(205)은, 신액의 TMAH 원액을 공급 탱크(214)에 공급하기 위한 제3 TMAH 보충 배관(251) 및 신액의 순수를 공급 탱크(214)에 공급하기 위한 제3 순수 보충 배관(252)을 포함한다.
제3 순수 보충 배관(252)에는, 기판 처리 장치(1)가 설치되는 공장에 설치되어 있던 순수 공급원으로부터의 순수가 공급되어 있다. 그 때문에, 제3 순수 보충 배관(252)을 통해 공급 탱크(214)에 제공되는 순수는, 용존 산소 농도가 매우 낮은 물(약 0.5 ppm 정도)이다. 그렇지만, 제3 TMAH 보충 배관(251) 및 제3 순수 보충 배관(252)은, 공급 탱크(214)에 저장되어 있는 TMAH의 농도(TMAH 성분의 농도)를 조정하기 위해 이용되는 것이고, 공급 탱크(214)의 용량에 비교해 미소량 밖에 공급되지 않는다. 그 때문에, 제3 순수 보충 배관(252)으로부터 공급 탱크(214)에의 순수의 공급에 수반하는, 공급 탱크(214)에 저장되어 있는 TMAH 중의 용존 산소 농도의 저하는, 거의 없다.
약액 생성 유닛(205)은, 공급 탱크(214) 내의 TMAH에 산소 함유 가스를 공급하여 상기 TMAH에 산소 함유 가스를 용해시키는 산소 가스 용해 유닛(256), 및 공급 탱크(214) 내의 TMAH에 불활성 가스 함유 가스를 공급하여 상기 TMAH에 불활성 가스 함유 가스를 용해시키는 불활성 가스 용해 유닛(257)을 포함한다.
산소 가스 용해 유닛(256)은, 산소 함유 가스 배관(258), 및 산소 함유 가스 공급원으로부터 산소 함유 가스 배관(258)에 공급되는 산소 함유 가스의 유량을 변경하는 제3 유량 조정 밸브(259)를 포함한다. 산소 함유 가스 배관(258)은, TMAH 중(액중)에 배치된 토출구로부터, 산소 함유 가스를 토출함으로써, 산소 함유 가스의 기포를 TMAH 중에 발생시키는 버블링 배관을 포함한다.
불활성 가스 용해 유닛(257)은, 불활성 가스 함유 가스 배관(260), 및 불활성 가스 함유 가스 공급원으로부터 불활성 가스 함유 가스 배관(260)에 공급되는 불활성 가스 함유 가스의 유량을 변경하는 제4 유량 조정 밸브(261)를 포함한다. 불활성 가스 함유 가스 배관(260)은, TMAH 중(액중)에 배치된 토출구로부터, 불활성 가스 함유 가스를 토출함으로써, 불활성 가스 함유 가스의 기포를 TMAH 중에 발생시키는 버블링 배관을 포함한다.
약액 생성 유닛(205)은, 공급 탱크(214) 내의 TMAH를 대응하는 처리 유닛(202)(제1 약액 노즐(9))에 보내기 위한 공급 배관(266), 공급 배관(266)을 개폐하는 공급 밸브(267), 공급 배관(266)과 공급 탱크(214)를 접속하는 제2 순환 배관(268), 제2 순환 배관(268)을 순환하는 TMAH의 온도를 소망한 액체의 온도로 조정하기 위한 제2 온도 조정 유닛(269)(가열 유닛 또는 냉각 유닛), 공급 탱크(214) 내의 TMAH를 제2 순환 배관(268)에 송출하기 위한 제5 송액 펌프(270), 제2 순환 배관(268)을 순환하는 TMAH 중의 이물을 제거하는 제2 필터(271), 제2 순환 배관(268)을 개폐하는 제2 순환 밸브(272), 제2 순환 배관(268)을 순환하는 TMAH 중의 용존 산소 농도를 측정하기 위한 제2 용존가스 센서(277), 및 제2 순환 배관(268)을 순환하는 TMAH 중의 농도(TMAH 성분의 농도)를 측정하기 위한 농도 센서(278)를 포함한다.
공급 탱크(214)에 저장되어 있는 TMAH의 농도(TMAH 성분의 농도) 제어는, 실측한 TMAH 중의 농도(TMAH 성분의 농도)에 기초해 피드백 제어에 의해서 실현되어 있다. 구체적으로는, 농도 센서(278)에 의해, 공급 탱크(214)에 저장되어 있는 TMAH 중의 농도(TMAH 성분의 농도)를 측정하고, 측정된 농도가, 소망한 에칭레이트에 대응하는 목표 용존 산소 농도보다도 높은 경우에는, 제어장치(4)는, 제3 순수 보충 배관(252)으로부터의 순수를 공급 탱크(214)에 공급한다. 이 경우의 순수의 공급은, 수적(數滴)의 순수의 적하이다. 또한, 측정된 농도가, 소망한 에칭레이트에 대응하는 목표 용존 산소 농도보다도 낮은 경우에는, 제어장치(4)는, 제3 TMAH 보충 배관(251)으로부터의 TMAH를 공급 탱크(214)에 공급한다. 이 경우의 TMAH의 공급은, 수적의 TMAH의 적하이다.
공급 배관(266)의 하류단에는, 토출 밸브(275)를 통해, 토출 배관(276)이 접속되어 있다. 토출 배관(276)의 하류단에, 제1 약액 노즐(9)이 접속되어 있다. 공급 배관(266)의 하류단보다도 약간 상류측에서, 귀환 배관(273)의 일단이 분기 접속되어 있다. 귀환 배관(273)의 타단은, 공급 탱크(214)에 접속되어 있다. 귀환 배관(273)의 도중부(途中部)에는, 귀환 배관(273)을 개폐하기 위한 귀환 밸브(274)가 개재되어 있다.
공급 탱크(214) 내의 TMAH가 처리 유닛(202)에 공급될 때는, 공급 밸브(267)가 열리고 제2 순환 밸브(272)가 닫힌다. 이 상태에서는, 제5 송액 펌프(270)에 의해서 공급 탱크(214)로부터 공급 배관(266)에 보내진 TMAH가, 처리 유닛(202)에 공급된다.
한편, 처리 유닛(202)에의 TMAH의 공급이 정지되어 있는 상태에서는, 제2 순환 밸브(272)가 열리고 공급 밸브(267)가 닫혀 있다. 이 상태에서는, 제5 송액 펌프(270)에 의해서 공급 탱크(214)로부터 제2 순환 배관(268)에 보내진 TMAH가, 공급 탱크(214) 내로 돌아온다. 그 때문에, 처리 유닛(202)에의 TMAH의 공급이 정지되어 있는 공급 정지중에는, TMAH가 공급 탱크(214) 및 제2 순환 배관(268)에 의해서 형성된 순환 경로를 계속 순환한다.
공급 탱크(214) 내의 TMAH가 처리 유닛(202)에 공급되어 있는 상태에서, 제1 약액 노즐(9)로부터 TMAH를 토출할 때, 귀환 밸브(274)가 닫히면서, 토출 밸브(275)가 열린다. 이 상태에서는, 공급 배관(266)으로부터 토출 배관(276)을 통해 제1 약액 노즐(9)에 TMAH가 공급되고 이 TMAH가, 제1 약액 노즐(9)로부터 기판(W)의 상면을 향해서 토출된다.
도 7은, 약액 생성 유닛(205)에 포함되는 4개의 탱크(211, 212, 213, 214)의 상호 관계를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 6 및 도 7을 참조하면서, 4개의 탱크(211, 212, 213, 214)에 저장되어 있는 TMAH의 용존 산소 농도의 조정(기체 용해 공정)에 대해 설명한다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 약액 생성 유닛(205)에서, TMAH에 기체를 용해시키는 것에 의한 TMAH 중의 용존 산소 농도의 조정을 3 단계로 행하고 있다. 각 단계에서, 사용하는 탱크(211, 212, 213, 214)를 서로 다르게 한다.
우선, TMAH 중의 용존 산소 농도의 1 단계째의 조정에 대해 설명한다. 이 1 단계째의 조정은, 우선은, TMAH 중의 용존 산소 농도를 대략적으로 목표 용존 산소 농도(소망한 에칭레이트에 대응하는 목표 용존 산소 농도)에 접근하는 것을 목적으로 하고 있다. 이 1 단계째의 조정은, 매우 러프한(Very　rough) 조정이고, 예를 들어, 도 3c에 나타내는 제1 기간 Ra에 상당하는 기간의 조정으로서 실행된다. 또한 전술과 같이, TMAH의 에칭레이트는, TMAH 중의 용존 산소 농도(용존산소량)에 의존하고 있다.
이 1 단계째의 조정은, 회수 탱크(211)에서 행해진다. 회수 탱크(211)에는, 처리 유닛(202)으로부터 회수된, 용존 산소 농도가 매우 높은 TMAH(High DO)가 저장되어 있다. 회수 탱크(211)에 저장되어 있는 TMAH에 대해서, 기체 용해 공정(제1 기체 용해 공정. 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스의 TMAH에의 용해)이 행해진다
구체적으로는, 제어장치(4)는, 회수용 기체 용해 유닛(223)을 제어하여, 산소 함유 가스 및 불활성 가스 함유 가스를 포함하는 혼합기체를, 혼합기체 배관(28)에 공급한다. 이것에 의해, 혼합기체 배관(28)은, TMAH 중(액중)에 배치된 토출구로부터, 산소 함유 가스와 불활성 가스 함유 가스의 혼합기체를 토출하고, 이것에 의해, TMAH 중에 혼합기체의 기포가 발생한다. 이것에 의해, 산소 함유 가스 및 불활성 가스 함유 가스가 TMAH에 용해된다.
또한, 제어장치(4)는, 회수용 기체 용해 유닛(223)에 포함되는 혼합비 조정 유닛(제1 유량 조정 밸브(31), 제2 유량 조정 밸브(32))를 제어하여, TMAH에 공급되는 혼합기체에 포함되는 산소 함유 가스 및 불활성 가스 함유 가스의 혼합비(공급 유량비)를 조정함으로써, TMAH에의 산소 함유 가스 및 불활성 가스 함유 가스의 용해비를 조정한다. 구체적으로는, 제어장치(4)가, 기억 유닛(42)으로부터, 기판(W)에 공급해야 할 TMAH(소망한 에칭레이트에 대응하는 TMAH의 농도)의 용존 산소 농도를 취득한다. 또한, 제어장치(4)가, 기억 유닛(42)의, 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 혼합비(공급 유량비)와 수속 용존 산소 농도의 대응 관계(44)를 참조하여, 기판(W)에 공급해야 할 (소망한 에칭레이트에 대응하는 TMAH의 농도) TMAH의 용존 산소 농도(목표 용존 산소 농도)를 수속 용존 산소 농도로 했을 때의, 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 혼합비(공급 유량비)를 취득한다. 그리고, 제어장치(4)가, 취득한 혼합비(공급 유량비)가 되도록, 제1 및 제2 유량 조정 밸브(31, 32)의 개도를 각각 조정한다.
회수 탱크(211)에 저장되어 있는 TMAH에 기체 용해 공정을 실행함으로써, 회수 탱크(211)에 저장되어 있는 TMAH 중의 용존 산소 농도가, 당초의 높은 값으로부터 강하한다. 회수 탱크(211)에서 용존 산소 농도가 러프하게 강하된 TMAH는, 완충 탱크(213)에 보내진다.
또한, TMAH의 용존 산소 농도의 1 단계째의 조정은, 신액 탱크(212)에서도 행해진다. 전술과 같이, 신액 탱크(212)에는, 용존 산소 농도가 매우 낮은 TMAH(Low DO)가 저장되어 있다. 신액 탱크(212)에 저장되어 있는 TMAH에 대해서, 기체 용해 공정(제1 기체 용해 공정. 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스의 TMAH에의 용해)이 행해진다. 이 실시 형태에서는, 신액 탱크(212)에 저장되어 있는 TMAH에 대한 기체 용해 공정(제1 기체 용해 공정)에서의 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 혼합비(공급 유량비)가, 회수 탱크(211)에 저장되어 있는 TMAH에 대한 기체 용해 공정(제1 기체 용해 공정)에서의 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 혼합비(공급 유량비)와 동일하다. 신액 탱크(212)에서의 기체 용해 공정의 구체적 수법은, 회수 탱크(211)에서의 기체 용해 공정의 구체적 수법과 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.
신액 탱크(212)에 저장되어 있는 TMAH에 기체 용해 공정을 실행함으로써, 신액 탱크(212)에 저장되어 있는 TMAH 중의 용존 산소 농도가, 당초의 낮은 값로부터 강하한다. 신액 탱크(212)에서 용존 산소 농도가 러프하게 강하된 TMAH는, 완충 탱크(213)에 보내진다.
다음에, TMAH 중의 용존 산소 농도의 2 단계째의 조정에 대해 설명한다. 이 2 단계째의 조정은, 우선은, TMAH 중의 용존 산소 농도를 어느 정도 목표 용존 산소 농도(소망한 에칭레이트에 대응하는 목표 용존 산소 농도)에 접근하는 것을 목적으로 하고 있다. 이 2 단계째의 조정은, 러프(rough)한 조정이고, 예를 들어, 도 3c에 나타내는 제2 기간 Rb에 상당하는 기간의 조정으로서 실행된다. 또한 전술과 같이, TMAH의 에칭레이트는, TMAH 중의 용존 산소 농도(용존산소량)에 의존하고 있다.
TMAH의 용존 산소 농도의 2 단계째의 조정은, 완충 탱크(213)에서 행해진다. 완충 탱크(213)에는, 회수 탱크(211)로부터 보내져 온, 용존 산소 농도가 매우 러프하게 조정완료된 TMAH와 신액 탱크(212)로부터 보내져 온, 용존 산소 농도가 매우 러프하게 조정 완료된 TMAH가 저장되어 있다. 완충 탱크(213)에 저장되어 있는 TMAH에 대해서, 기체 용해 공정(제2 기체 용해 공정. 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스의 TMAH에의 용해)이 행해진다. 이 실시 형태에서는, 완충 탱크(213)에 저장되어 있는 TMAH에 대한 기체 용해 공정(제2 기체 용해 공정)에서의 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 혼합비(공급 유량비)가, 회수 탱크(211)에 저장되어 있는 TMAH에 대한 기체 용해 공정(제1 기체 용해 공정), 또는 신액 탱크(212)에 저장되어 있는 TMAH에 대한 기체 용해 공정(제1 기체 용해 공정)에서의 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 혼합비(공급 유량비)와 동일하다. 완충 탱크(213)에서의 기체 용해 공정의 구체적 수법은, 회수 탱크(211)에서의 기체 용해 공정의 구체적 수법과 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.
완충 탱크(213)에서 기체 용해 공정이 실시된 후의 TMAH는, 용존 산소 농도가 목표 용존 산소 농도(소망한 에칭레이트에 대응하는 목표 용존 산소 농도)에 충분히 가까워지고 있다.
이 실시 형태에서는, 제1 용존가스 센서(248)에 의해서, 제1 순환 배관(243)을 순환하는 TMAH 중의 용존 산소 농도, 즉, 완충 탱크(213)에 저장되어 있는 TMAH 중의 용존 산소 농도를 측정하고 있다. 그러나, 이 실시 형태에서는, TMAH 중의 용존 산소 농도를 단지 감시(모니터링) 하고 있는 것만으로, 측정 결과에 기초하는 농도제어를 실시하지 않았다. 따라서, 제1 용존가스 센서(248)를 삭제하는 것도 가능하다.
다음에, TMAH 중의 용존 산소 농도의 3 단계째의 조정에 대해 설명한다. 이 3 단계째의 조정은, 우선은, TMAH 중의 용존 산소 농도를 목표 용존 산소 농도(소망한 에칭레이트에 대응하는 목표 용존 산소 농도)에 정확하게 접근하는 것을 목적으로 하고 있다. 이 3 단계째의 조정은, 정확한(accurately) 조정이고, 예를 들어, 도 3c에 나타내는 제3 기간 Rc에 상당하는 기간의 조정으로서 실행된다. 또한 전술과 같이, TMAH의 에칭레이트는, TMAH 중의 용존 산소 농도(용존산소량)에 의존하고 있다.
TMAH의 용존 산소 농도의 3 단계째의 조정은, 공급 탱크(214)에서 행해진다. 공급 탱크(214)에는, 완충 탱크(213)로부터 보내져 온, 용존 산소 농도가 러프하게 조정완료된 TMAH와, 신액 탱크(212)로부터 보내져 온 TMAH가 저장되어 있다.
TMAH의 용존 산소 농도의 3 단계째의 조정은, 기체 용해 공정이 아니고, 실측한 TMAH 중의 용존 산소 농도에 기초하는 피드백 제어에 의해서 실현되어 있다. 구체적으로는, 제2 용존가스 센서(277)에 의해, 공급 탱크(214)에 저장되어 있는 TMAH 중의 용존 산소 농도를 측정하고(측정 공정), 측정된 용존 산소 농도가 목표 용존 산소 농도(소망한 에칭레이트에 대응하는 목표 용존 산소 농도)보다도 높은 경우에는, 제어장치(4)는, 불활성 가스 용해 유닛(257)을 제어하여, 불활성 가스 함유 가스 배관(260)의 토출구로부터, 불활성 가스 함유 가스를 토출함으로써, 불활성 가스 함유 가스의 기포를 TMAH 중에 발생시킨다(불활성 가스 용해 공정). 또한, 측정된 용존 산소 농도가 목표 용존 산소 농도(소망한 에칭레이트에 대응하는 목표 용존 산소 농도)보다도 낮은 경우에는, 제어장치(4)는, 산소 가스 용해 유닛(256)을 제어하여, 산소 함유 가스 배관(258)의 토출구로부터, 산소 함유 가스를 토출함으로써, 산소 함유 가스의 기포를 TMAH 중에 발생시킨다(산소 함유 가스 용해 공정).
처리 유닛(202)으로부터 회수된 TMAH는, 용존 산소 농도가 매우 높다. 이 TMAH의 용존 산소 농도에 기초해, 용존 산소 농도가 소망(의 저농도)으로 유지된 TMAH를 생성할 필요가 있는 US 2013306238 A1에 기재와 같은 수법(피드백 제어)에서는, 대상이 되는 TMAH의 용존 산소 농도가 매우 높은 경우에는 적합하지 않다.
그렇지만, 이 실시 형태에서는, 피드백 제어는, 완충 탱크(213)에서 기체 용해 공정이 실시된 후의, 용존 산소 농도가 목표 용존 산소 농도에 충분히 가까워지고 있는 TMAH에 대해 행해진다. TMAH 용존 산소 농도가 목표 용존 산소 농도에 충분히 가까워지고 있는 경우에는, 피드백 제어에 의해서도, TMAH 중의 용존 산소 농도를, 목표 용존 산소 농도로 고정밀도로 조정할 수 있다. 이것에 의해, 공급 탱크(214)에 저장되어 있는 TMAH 중의 용존 산소 농도를, 일정한 농도로 고정밀도로 조정할 수 있다.
이상과 같이 제2 실시 형태에 의하면, 약액 생성 유닛(205)에서, 기체 용해 공정(산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스의 TMAH에의 용해)을 2 단계(제1 기체 용해 공정 및 제2 기체 용해 공정)에서 행하기 때문에, 기체 용해 공정의 대상이 되는 TMAH가, 목표 용존 산소 농도로부터 크게 떨어져 있는 농도(예를 들어, 매우 높은 농도나 매우 낮은 농도)를 가지는 TMAH이어도, TMAH 중의 용존 산소 농도를 상기 목표 용존 산소 농도로 조정하는 것이 가능하다. 이것에 의해, 용존 산소 농도가 소망으로 유지된 TMAH를, 보다 호적하게 생성할 수 있다.
또한, 완충 탱크(213)에 저장되어 있는 TMAH에 대한 기체 용해 공정(제2 기체 용해 공정)에서의 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 혼합비(공급 유량비)가, 회수 탱크(211)에 저장되어 있는 TMAH에 대한 기체 용해 공정(제1 기체 용해 공정), 또는 신액 탱크(212)에 저장되어 있는 TMAH에 대한 기체 용해 공정(제1 기체 용해 공정)에서의 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 혼합비(공급 유량비)와 동일하다. 이것에 의해, 약액 중의 용존 산소 농도를 최종적인 목표 용존 산소 농도로, 보다 한층 고정밀도로 조정할 수 있다.
이것에 의해, 기판 처리 장치(201)에서, 목표 용존 산소 농도로 유지된(소망한 에칭레이트가 수득되는 용존 산소 농도로 유지된) 약액을 이용해 기판을 처리할 수 있다. 이것에 의해, 소망한 에칭레이트로 기판(W)을 처리할 수 있다.
이 제2 실시 형태에서, 회수 탱크(211)에 저장되어 있는 TMAH에 대한 기체 용해 공정(제1 기체 용해 공정), 또는 신액 탱크(212)에 저장되어 있는 TMAH에 대한 기체 용해 공정(제1 기체 용해 공정)에서의 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 혼합비(불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 산소 함유 가스의 공급 유량비)를, 완충 탱크(213)에 저장되어 있는 TMAH에 대한 기체 용해 공정(제2 기체 용해 공정)에서의 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 혼합비(불활성 함유 가스의 공급 유량에 대한 산소 함유 가스의 공급 유량비)보다도 낮게 해도 좋다. 이 경우에는, 회수 탱크(211)에 저장되어 있는 TMAH에 대한 기체 용해 공정(제1 기체 용해 공정), 또는 신액 탱크(212)에 저장되어 있는 TMAH에 대한 기체 용해 공정(제1 기체 용해 공정)에서의 목표 용존 산소 농도를, 완충 탱크(213)에 저장되어 있는 TMAH에 대한 기체 용해 공정(제2 기체 용해 공정)에서의 목표 용존 산소 농도보다도, 낮게 설정할 수 있다. 이것에 의해, 약액 중의 용존 산소 농도를 최종적인 목표 용존 산소 농도로, 보다 단기간 중 접근할 수 있다.
또한, 제2 실시 형태에서, TMAH의 용존 산소 농도의 3 단계째의 조정을, 실측한 TMAH 중의 용존 산소 농도에 기초하는 피드백 제어가 아니고, 기체 용해 공정에 의해서 실현되어도 좋다. 즉, 모든 탱크(211, 212, 213, 214)의, TMAH 중의 용존 산소 농도의 조정을, 기체 용해 공정에 의해서 실현해도 좋다.
또한, TMAH의 용존 산소 농도의 3 단계에서 조정하는 구성에 대해 설명했지만, 2 단계에서 조정해도 좋고, 4 단계 이상으로 조정해도 좋다.
＜제3 실시 형태＞
도 8은, 본 발명의 제3 실시 형태와 관련되는 기판 처리 장치(301)를 위에서 본 모식도이다.
기판 처리 장치(301)는, 실리콘 웨이퍼 등의 기판(예를 들어 실리콘 기판) W를 1매씩 처리하는 매엽식의 장치이다. 이 실시 형태에서는, 기판(W)은, 원판 형상의 기판이다. 기판 처리 장치(301)는, 처리액으로 기판(W)을 처리하는 복수의 처리 유닛(302)과, 처리 유닛(302)으로 처리되는 복수매의 기판(W)을 수용하는 기판 수용기(C)가 재치되는 로드 포트 LP와, 로드 포트 LP와 처리 유닛(302)의 사이에 기판(W)을 반송하는 Indexer Robot IR 및 기판 반송 로봇(CR)과, 기판 처리 장치(301)를 제어하는 제어장치(303)를 포함한다. Indexer Robot IR는, 기판 수용기(C)와 기판 반송 로봇(CR)의 사이에 기판(W)을 반송한다. 기판 반송 로봇(CR)은, Indexer Robot IR와 처리 유닛(302)의 사이에 기판(W)을 반송한다. 복수의 처리 유닛(302)은, 예를 들어, 마찬가지의 구성을 가지고 있다.
도 9a는, 처리 유닛(302)의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다. 도 9b는, 중심축 노즐(307)의 저면도이다.
처리 유닛(302)에서 행해지는 처리는, 폴리실리콘 막(Poly－Si막) 등 대상 막이 최외층에 형성된 기판(W)에 에칭액을 공급하는 에칭 처리를 포함하고 있어도 좋고, 노광 후의 기판(W)에 현상액을 공급하는 현상 처리를 포함하고 있어도 좋다.
처리 유닛(302)은, 상자형의 챔버(304)와, 챔버(304) 내에서 한 장의 기판(W)을 수평 자세로 유지하여, 기판(W)의 중심을 통과하는 연직인 회전축선(A1) 주위에 기판(W)을 회전시키는 스핀 척(305)과, 스핀 척(305)에 유지되어 있는 기판(W)의 상면에 대향하는 차단 부재(306)와, 차단 부재(306)의 내부를 상하에 삽통하고 스핀 척(305)에 유지되어 있는 기판(W)의 상면의 중앙부를 향해서 처리액을 토출하기 위한 중심축 노즐(307)과, 중심축 노즐(307)에 약액을 공급하기 위한 약액 공급 유닛(308)과, 중심축 노즐(307)에 린스액을 공급하기 위한 린스액 공급 유닛(309)과, 중심축 노즐(307)에, 공기보다도 비중이 크고 물보다도 낮은 표면장력을 가지는 저표면장력 액체로서의 유기용제를 공급하기 위한 유기용제 공급 유닛(310)과, 중심축 노즐(307)에 불활성 가스 함유 가스를 공급하기 위한 불활성 가스 함유 가스 공급 유닛(311A)과, 중심축 노즐(307)에 산소 함유 가스를 공급하기 위한 산소 함유 가스 공급 유닛(311B)과, 스핀 척(305)을 둘러싸는 통 형상의 처리 컵(312)을 포함한다.
챔버(304)는, 스핀 척(305)을 수용하는 상자 형상의 격벽(313)과, 격벽(313)의 상부로부터 격벽(313) 내에 청정 공기(필터에 의해서 여과된 공기)를 보내는 송풍 유닛으로서의 FFU(팬·필터·유닛)(314)과, 격벽(313)의 하부로부터 챔버(304) 내의 기체를 배출하는 배기 덕트(315)를 포함한다. FFU(314)는, 격벽(313)의 상방에 배치되어 있고 격벽(313)의 천정에 장착되어 있다. FFU(314)는, 격벽(313)의 천정으로부터 챔버(304) 내로 하향으로 청정 공기를 보낸다. 배기 덕트(315)는, 처리 컵(312)의 저부에 접속되어 있고 기판 처리 장치(301)가 설치되는 공장에 설치되어 있던 배기 처리 설비를 향해서 챔버(304) 내의 기체를 도출한다. 따라서, 챔버(304) 내를 하방으로 흐르는 다운 플로우(하강류)가, FFU(314) 및 배기 덕트(315)에 의해서 형성된다. 기판(W)의 처리는, 챔버(304) 내에 다운 플로우가 형성되어 있는 상태로 행해진다.
스핀 척(305)으로서 기판(W)을 수평방향으로 끼워 기판(W)을 수평으로 유지하는 협지식의 척이 채용되어 있다. 구체적으로는, 스핀 척(305)은, 스핀 모터(316)와, 이 스핀 모터(316)의 구동축과 일체화된 스핀 축(317)과, 스핀 축(317)의 상단에 약어 수평으로 장착된 원판 형상의 스핀 베이스(318)를 포함한다.
스핀 베이스(318)의 상면에는, 그 주연부에 복수개(3개 이상. 예를 들어 6개)의 협지 부재(319)가 배치되어 있다. 복수개의 협지 부재(319)는, 스핀 베이스(318)의 상면 주연부에서, 기판(W)의 외주 형상에 대응하는 원주 상에서 적당한 간격을 두고서 배치되어 있다. 스핀 베이스(318)의 상면에는, 회전축선(A1)을 중심으로 하는 원주 상에, 차단 부재(306)를 하방으로부터 지지하기 위한 복수개(3개 이상)의 차단 부재 지지부(320)가 배치되어 있다. 차단 부재 지지부(320)와 회전축선(A1)의 사이의 거리는, 협지 부재(319)와 회전축선(A1)의 사이의 거리보다도 크게 설정되어 있다.
차단 부재(306)는, 스핀 척(305)에 따라서 회전하는 종동형의 차단 부재(즉, 차단 부재)이다. 즉, 차단 부재(306)는, 기판 처리 중에서, 차단 부재(306)가 스핀 척(305)에 의해 일체 회전 가능하게 지지된다.
차단 부재(306)는, 차단판(321)과, 차단판(321)과 함께 승강 가능하게 설치된 계합부(322)와, 계합부(322)와 계합하여 차단판(321)을 상방으로부터 지지하기 위한 지지부(323)를 포함한다.
차단판(321)은, 기판(W)보다 큰 지름을 가지는 원판 형상이다. 차단판(321)은, 그 하면에 기판(W)의 상면 전역에 대향하는 원형의 기판 대향면(321a)과, 기판 대향면(321a)의 주연부에 대해 하방을 향해서 돌출하는 원환 형상의 악부(鍔部)(321b)와, 기판 대향면(321a)에 설치되어 차단 부재 지지부(320)에 계합하기 위한 스핀 척 계합부(321c)를 가지고 있다. 기판 대향면(321a)의 중앙부에는, 차단 부재(306)를 상하로 관통하는 관통 구멍(324)이 형성되어 있다. 관통 구멍(324)은, 원통 형상의 내주면에 의해서 구획되어 있다.
계합부(322)는, 차단판(321)의 상면에, 관통 구멍(324)의 주위를 포위하는 원통부(325)와, 원통부(325)의 상단으로부터 지름 방향으로 외측으로 퍼지는 플랜지부(326)를 포함한다. 플랜지부(326)는, 지지부(323)에 포함되는, 다음에 기재는 플랜지 지지부(328)보다 상방에 위치하고 있고, 플랜지부(326)의 외주는, 플랜지 지지부(328)의 내주보다도 큰 지름으로 되어 있다.
지지부(323)는, 예를 들어 대략 원판 형상의 지지부 본체(327)와, 수평인 플랜지 지지부(328)와, 지지부 본체(327)와 플랜지 지지부(328)를 접속하는 접속부(329)를 포함한다.
중심축 노즐(307)은, 차단판(321) 및 기판(W)의 중심을 통과하는 연직인 축선, 즉, 회전축선(A1)에 따라서 상하 방향으로 연장되어 있다. 중심축 노즐(307)은, 스핀 척(305)의 상방에 배치되고, 차단판(321) 및 지지부(323)의 내부 공간을 삽통한다. 중심축 노즐(307)은, 차단판(321) 및 지지부(323)와 함께 승강한다.
중심축 노즐(307)은, 관통 구멍(324)의 내부를 상하로 연장하는 원주 형상의 케이싱(330)과 케이싱(330)의 내부를 상하로 삽통하는 제1 노즐 배관(331), 제2 노즐 배관(332), 제3 노즐 배관(333), 제4 노즐 배관(334) 및 제5 노즐 배관(335)을 포함한다. 케이싱(330)은, 원통 형상의 외주면(330a)과, 케이싱(330)의 하단부에 설치되고 기판(W)의 상면의 중앙부에 대향하는 대향면(330b)을 가지고 있다. 제1~제5 노즐 배관(331~335)은, 각각 이너튜브이다.
지지부(323)에는, 지지부(323)를 승강시켜 차단 부재(306)를 승강시키기 위한 차단 부재 승강 유닛(360)이 결합되어 있다. 차단 부재 승강 유닛(360)은, 서보모터나 볼나사 기구 등을 포함하는 구성이다.
차단 부재 승강 유닛(360)은, 차단 부재(306) 및 제1 ~ 제5 노즐 배관(331~335)을, 지지부(323)와 함께 연직 방향으로 승강한다. 차단 부재 승강 유닛(360)은, 차단판(321)의 기판 대향면(321a)이 스핀 척(305)에 유지되어 있는 기판(W)의 상면에 근접하는 근접 위치(도 9a에 파선으로 나타내 보이는 위치)와, 근접 위치의 상방에 설치된 퇴피(退避) 위치(도 9a에 실선으로 나타내 보이는 위치)의 사이에, 차단판(321) 및 제1~ 제5 노즐 배관(331 ~ 335)을 승강시킨다. 차단 부재 승강 유닛(360)은, 근접 위치와 퇴피 위치의 사이의 각 위치에서 차단판(321)을 유지 가능하다.
차단 부재 승강 유닛(360)에 의해, 지지부(323)를 하측 위치(도 9a에 파선으로 나타내 보이는 위치)과 상측 위치(도 9a에 실선으로 나타내 보이는 위치)의 사이에서 승강시킬 수 있고, 이것에 의해, 차단 부재(306)의 차단판(321)을, 스핀 척(305)에 유지된 기판(W)의 상면에 근접하는 근접 위치와 퇴피 위치의 사이에서 승강시킬 수 있다.
구체적으로는, 지지부(323)가 상측 위치에 위치하는 상태에서는, 지지부(323)의 플랜지 지지부(328)와 플랜지부(326)가 계합함으로써, 계합부(322), 차단판(321) 및 중심축 노즐(307)이 지지부(323)에 의해 지지된다. 즉, 차단판(321)이 지지부(323)에 의해서 매달려 있다.
지지부(323)가 상측 위치에 위치하는 상태에서는, 플랜지 지지부(328)의 상면에 돌설(突設)된 돌기(328a)가, 플랜지부(326)에 주 방향(周方向)으로 간격을 두고 형성된 계합 구멍(326a)에 계합함으로써, 차단판(321)이 지지부(323)에 대해서 주 방향으로 위치결정 된다.
차단 부재 승강 유닛(360)이, 지지부(323)를 상측 위치로부터 하강시키면, 차단판(321)도 퇴피 위치로부터 하강한다. 그 후, 차단판(321)의 스핀 척 계합부(321c)가, 차단 부재 지지부(320)에 당접하면, 차단판(321) 및 중심축 노즐(307)이 차단 부재 지지부(320)에 의해서 수용된다. 그리고, 차단 부재 승강 유닛(360)이 지지부(323)를 하강시키면, 지지부(323)의 플랜지 지지부(328)와 플랜지부(326)의 계합이 해제되어, 계합부(322), 차단판(321) 및 중심축 노즐(307)은 지지부(323)로부터 이탈하고, 스핀 척(305)에 의해서 지지된다. 이 상태에서, 스핀 척(305)(스핀 베이스(318))의 회전과 함께, 차단판(321)을 회전시킨다.
제1 노즐 배관(331)은, 연직 방향에 따라서 연장되는 연직 부분을 포함한다. 제1 노즐 배관(331)의 하단은, 케이싱(330)의 대향면(330b)에 개구하고, 제1 토출구(331a)를 형성한다. 제1 노즐 배관(331)에는, 약액 공급 유닛(308)으로부터의 약액이 공급된다. 약액 공급 유닛(308)은, 제1 노즐 배관(331)의 상류단 측에 접속된 약액 배관(336)과, 약액 배관(336)의 도중부에 개재된 약액 밸브(337)와, 약액 배관(336)의 개도를 조정하는 제1 유량 조정 밸브(338)를 포함한다. 제1 유량 조정 밸브(338)는, 밸브 좌가 내부에 설치된 밸브 보디, 밸브 좌를 개폐하는 밸브 본체, 열림 위치와 닫힘 위치의 사이에 밸브 본체를 이동시키는 액츄에이터를 포함한다. 다른 유량 조정 밸브에 대해서도 마찬가지이다.
약액 밸브(337)가 열리면, 제1 토출구(331a)로부터 하방을 향해서 약액이 토출된다. 약액 밸브(337)가 닫히면, 제1 토출구(331a)로부터의 약액의 토출이 정지된다. 제1 유량 조정 밸브(338)에 의해서, 제1 토출구(331a)로부터의 약액의 토출유량이 조정된다. 약액은, 유기 알칼리의 일례인 TMAH(TMAH 함유 약액, 수용액)이다.
제2 노즐 배관(332)은, 연직 방향에 따라서 연장되는 연직 부분을 포함한다. 제2 노즐 배관(332)의 하단은, 케이싱(330)의 대향면(330b)에 개구하고, 제2 토출구(332a)를 형성한다. 제2 노즐 배관(332)에는, 린스액 공급 유닛(309)으로부터의 린스액이 공급된다. 린스액 공급 유닛(309)은, 제2 노즐 배관(332)의 상류단 측에 접속된 린스액 배관(339)과, 린스액 배관(339)의 도중부에 개재된 린스액 밸브(340)와, 린스액 배관(339)의 개도를 조정하는 제2 유량 조정 밸브(341)를 포함한다. 린스액 밸브(340)가 열리면, 제2 토출구(332a)로부터 하방을 향해서 린스액이 토출된다. 린스액 밸브(340)가 닫히면, 제2 토출구(332a)로부터의 린스액의 토출이 정지된다. 제2 유량 조정 밸브(341)에 의해서, 제2 토출구(332a)로부터의 린스액의 토출유량이 조정된다. 린스액은, 물이다. 이 실시 형태에서, 물은, 순수(탈이온수), 탄산수, 전해이온수, 수소수, 오존수, 및 희석 농도(예를 들어, 10~100 ppm 정도)의 암모니아수의 어느 하나이다.
제3 노즐 배관(333)은, 연직 방향에 따라서 연장되는 연직 부분을 포함한다. 제3 노즐 배관(333)의 하단은, 케이싱(330)의 대향면(330b)에 개구하고, 제3 토출구(333a)를 형성한다. 제3 노즐 배관(333)에는, 유기용제 공급 유닛(310)으로부터의 액체의 유기용제가 공급된다. 유기용제 공급 유닛(310)은, 제3 노즐 배관(333)의 상류단 측에 접속된 유기용제 배관(342)과, 유기용제 배관(342)의 도중부에 개재된 유기용제 밸브(343)와, 유기용제 배관(342)의 개도를 조정하는 제3 유량 조정 밸브(344)를 포함한다. 유기용제 밸브(343)가 열리면, 제3 토출구(333a)로부터 하방을 향해서 액체의 유기용제가 토출된다. 유기용제 밸브(343)가 닫히면, 제3 토출구(333a)로부터의 액체의 유기용제의 토출이 정지된다. 제3 유량 조정 밸브(344)에 의해서, 제3 토출구(333a)로부터의 액체의 유기용제의 토출유량이 조정된다.
이 실시 형태에서, 유기용제는, 예를 들어 IPA(isopropyl alcohol)이지만, 이러한 유기용제로서 IPA 이외에, 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 아세톤, EG(에틸렌글리콜) 및 HFE(하이드로플루오로에테르)를 예시할 수 있다. 또한, 유기용제로서는, 단체(單體) 성분만으로 이루어지는 경우뿐만 아니라, 다른 성분과 혼합한 액체이어도 좋다. 예를 들어, IPA와 아세톤의 혼합액이어도 좋고, IPA와 메탄올의 혼합액이어도 좋다
제4 노즐 배관(334)은, 연직 방향에 따라서 연장되는 연직 부분을 포함한다. 제4 노즐 배관(334)의 하단은, 케이싱(330)의 대향면(330b)에 개구하고, 제4 토출구(334a)를 형성한다. 제4 노즐 배관(334)에는, 불활성 가스 함유 가스 공급 유닛(311A)으로부터의 소수화제가 공급된다. 불활성 가스 함유 가스 공급 유닛(311A)은, 제4 노즐 배관(334)의 상류단 측에 접속된 불활성 가스 함유 가스 배관(345)과, 불활성 가스 함유 가스 배관(345)의 도중부에 개재된 불활성 가스 함유 가스 밸브(346)와, 불활성 가스 함유 가스 배관(345)의 개도를 조정하는 제4 유량 조정 밸브(347)를 포함한다. 불활성 가스 함유 가스 밸브(346)가 열리면, 제4 토출구(334a)로부터 하방을 향해서 불활성 가스 함유 가스가 토출된다. 불활성 가스 함유 가스 밸브(346)가 닫히면, 제4 토출구(334a)로부터의 불활성 가스 함유 가스의 토출이 정지된다. 제4 유량 조정 밸브(347)에 의해서, 제4 토출구(334a)로부터의 불활성 가스 함유 가스의 토출유량이 조정된다. 불활성 가스 함유 가스는, 질소 가스이어도 좋고, 질소 가스와 질소 가스 이외의 가스의 혼합기체이어도 좋다.
제5 노즐 배관(335)은, 연직 방향에 따라서 연장되는 연직 부분을 포함한다. 제5 노즐 배관(335)의 하단은, 케이싱(330)의 대향면(330b)에 개구하고, 제5 토출구(335a)를 형성한다. 제5 노즐 배관(335)에는, 산소 함유 가스 공급 유닛(311B)으로부터의 산소 함유 가스가 공급된다. 산소 함유 가스 공급 유닛(311B)은, 제5 노즐 배관(335)의 상류단 측에 접속된 산소 함유 가스 배관(348)과, 산소 함유 가스 배관(348)의 도중부에 개재된 산소 함유 가스 밸브(349)와, 산소 함유 가스 배관(348)의 개도를 조정하는 제5 유량 조정 밸브(350)를 포함한다. 산소 함유 가스 밸브(349)가 열리면, 제5 토출구(335a)로부터 하방을 향해서 산소 함유 가스가 토출된다. 산소 함유 가스 밸브(349)가 닫히면, 제5 토출구(335a)로부터의 산소 함유 가스의 토출이 정지된다. 제5 유량 조정 밸브(350)에 의해서, 제5 토출구(335a)로부터의 산소 함유 가스의 토출유량이 조정된다.
이 실시 형태에서, 산소 함유 가스는, 산소 가스여도 좋고, 산소 가스와 산소 가스 이외의 가스의 혼합기체이어도 좋다. 이하에서는, 불활성 가스 함유 가스가, 불활성 가스의 일례인 질소 가스이고, 산소 함유 가스가, 대체로 8 대 2의 비율로 질소와 산소를 포함하는 드라이 에어(건조한 청정 공기)인 예에 대해 설명한다.
이 실시 형태에서, 제4 유량 조정 밸브(347)에 의한 유량 조정 및 제5 유량 조정 밸브(350)에 의한 유량 조정에 의해서, 기판(W)의 상면에 공급되는 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 혼합비(유량비)가 조정된다. 즉, 제4 유량 조정 밸브(347) 및 제5 유량 조정 밸브(350)는, 혼합비 조정 유닛으로서 기능한다.
처리 유닛(302)은, 스핀 척(305)에 유지되어 있는 기판(W)의 하면을 향해서, 기체를 공급하는 하면 노즐(351)을 더 포함한다.
하면 노즐(351)은, 연직 상방을 향해서 기체를 토출하는 토출구를 가지고 있다. 토출구로부터 토출된 기체는, 스핀 척(305)에 유지되어 있는 기판(W)의 하면의 중앙부에 대해서 거의 수직 방향으로부터 입사한다.
하면 노즐(351)에는, 하면 공급 배관(352)이 접속되어 있다. 하면 노즐(351)은, 중공 축으로 이루어지는 스핀 축(317)의 내부에 삽통되어 있다. 하면 공급 배관(352)에는, 불활성 가스 함유 가스 배관(353) 및 산소 함유 가스 배관(354)이 접속되어 있다. 불활성 가스 함유 가스 배관(353)에는, 불활성 가스 함유 가스 배관(353)을 개폐하기 위한 불활성 가스 함유 가스 밸브(355)와 불활성 가스 함유 가스 배관(353)의 개도를 조정하는 제6 유량 조정 밸브(356)가 개재되어 있다. 불활성 가스 함유 가스 밸브(355)가 열리면, 하면 노즐(351)에 불활성 가스 함유 가스가 공급된다. 불활성 가스 함유 가스 밸브(355)가 닫히면, 하면 노즐(351)에의 불활성 가스 함유 가스의 공급이 정지된다. 제6 유량 조정 밸브(356)에 의해서, 하면 노즐(351)에의 불활성 가스 함유 가스의 공급 유량(즉, 하면 노즐(351)로부터의 불활성 가스 함유 가스의 토출유량)이 조정된다. 하면 노즐(351), 하면 공급 배관(352), 불활성 가스 함유 가스 배관(353), 불활성 가스 함유 가스 밸브(355), 및 제6 유량 조정 밸브(356)에 의해서, 기체 공급 유닛이 구성되어 있다.
또한, 산소 함유 가스 배관(354)에는, 산소 함유 가스 배관(354)을 개폐하기 위한 산소 함유 가스 밸브(357)와, 산소 함유 가스 배관(354)의 개도를 조정하는 제7 유량 조정 밸브(358)가 개재되어 있다. 산소 함유 가스 밸브(357)가 열리면, 하면 노즐(351)에 산소 함유 가스가 공급된다. 산소 함유 가스 밸브(357)가 닫히면, 하면 노즐(351)에의 산소 함유 가스의 공급이 정지된다. 제7 유량 조정 밸브(358)에 의해서, 하면 노즐(351)에의 산소 함유 가스의 공급 유량(즉, 하면 노즐(351)로부터의 산소 함유 가스의 토출유량)이 조정된다. 하면 노즐(351), 하면 공급 배관(352), 산소 함유 가스 배관(354), 산소 함유 가스 밸브(357), 및 제7 유량 조정 밸브(358)에 의해서, 기체 공급 유닛이 구성되어 있다.
또한, 제6 유량 조정 밸브(356)에 의한 유량 조정 및 제7 유량 조정 밸브(358)에 의한 유량 조정에 의해서, 기판(W)의 상면에 공급되는 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 혼합비(유량비)가 조정된다. 즉, 제6 유량 조정 밸브(356) 및 제7 유량 조정 밸브(358)는, 혼합비 조정 유닛으로서 기능한다.
제1 실시 형태에서, 도 3a~3c를 참조해 설명한 것처럼, 본원 발명자들은, 산소 함유 가스와 불활성 가스 함유 가스를 소정의 비율로 TMAH에 계속 용해함으로써, TMAH 중의 용존 산소 농도가 일정하게 수속하는 것을 알 수 있었다. 또한, 본원 발명자들은, 불활성 함유 가스의 용해량에 대한 산소 함유 가스의 용해량의 비율이 비교적 높은 경우에는, TMAH 중의 용존 산소 농도가 비교적 높은 농도에 수속하고, 불활성 함유 가스의 용해량에 대한 산소 함유 가스의 용해량의 비율이 비교적 낮은 경우에는, TMAH 중의 용존 산소 농도가 비교적 낮은 농도에 수속하는 것도 알 수 있었다. 또한 TMAH의 에칭레이트는, TMAH 중의 용존 산소 농도(용존산소량)에 의존하고 있다.
도 10은, 기판 처리 장치(301)의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
제어장치(303)는 CPU 등의 연산 유닛(361), 고정 메모리 디바이스(도시하지 않는다), 하드 디스크 드라이브 등의 기억 유닛(362), 출력 유닛(363) 및 입력 유닛(도시하지 않는다)을 가지고 있다. 기억 유닛(362)에는, 연산 유닛(361)이 실행하는 프로그램이 기억되어 있다.
기억 유닛(362)은, 전기적으로 데이터를 변경할 수 있는 불휘발성 메모리로 구성된다. 기억 유닛(362)은, 기판(W)에 공급해야 할 TMAH의 농도(소망한 에칭레이트에 대응하는 TMAH의 농도)를 기억하고 있다. 또한, 기억 유닛(362)은, 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 공급 유량비(혼합비)에 관련하는 정보와, 그 공급 유량비로 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스를 공급했을 경우에 수속하는 TMAH의 용존 산소 농도(수속 용존 산소 농도)의 대응 관계(364)를 기억하고 있다.
대응 관계(364)는, 테이블의 형태로 기억되어 있어도 좋고, 맵의 형태로 기억되어 있어도 좋고, 그래프(즉 식)의 형태로 기억되어 있어도 좋다. 대응 관계(364)는, 제1 실시 형태와 관련되는 대응 관계(44)(일례로서 도 4 참조)와 동등한 것이기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
제어장치(303)에는, 스핀 모터(316), 차단 부재 승강 유닛(360) 등이 제어 대상으로서 접속되어 있다. 또한, 제어장치(303)에는, 약액 밸브(337), 제1 유량 조정 밸브(338), 린스액 밸브(340), 제2 유량 조정 밸브(341), 유기용제 밸브(343), 제3 유량 조정 밸브(344), 불활성 가스 함유 가스 밸브(346), 제4 유량 조정 밸브(347), 산소 함유 가스 밸브(349), 제5 유량 조정 밸브(350), 불활성 가스 함유 가스 밸브(355), 제6 유량 조정 밸브(356), 산소 함유 가스 밸브(357), 제7 유량 조정 밸브(358) 등이 접속되어 있다.
도 11은, 처리 유닛(302)에 대해 실행되는 기판 처리 예의 내용을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 12는, 도 11의 약액 공정 S1 개시전 상태를 설명하는 모식적인 도면이다. 도 13은, 도 12의 약액 공정 S1를 설명하는 모식적인 도면이다.
도 8~도 11을 참조하면서, 기판 처리예에 대해 설명한다. 도 12 및 도 13에 대해서는 적절히 참조한다.
미처리의 기판(W)(예를 들어 직경 450mm의 원형 기판)은, Indexer Robot IR 및 기판 반송 로봇(CR)에 의해서 기판 수용기(C)로부터 처리 유닛(302)에 반입되고 챔버(304) 내에 반입되어 기판(W)이 그 표면(디바이스 형성면)을 상방을 향한 상태로 스핀 척(305)에 전달되고, 스핀 척(305)에 기판(W)이 유지된다(도 11의 S1：기판(W)반입).
기판 반송 로봇(CR)이 처리 유닛(302) 외에 퇴피한 후, 제어장치(303)는, 스핀 모터(316)를 제어해 스핀 베이스(318)의 회전 속도를, 소정의 액(液) 처리 속도(약 10~1200 rpm의 범위 내에서, 예를 들어 약 800rpm)까지 상승시키고, 그 액 처리 속도로 유지시킨다(도 11의 S2：기판(W) 회전 개시). 또한, 제어장치(303)는, 차단 부재 승강 유닛(360)을 제어하여, 차단판(321)을, 근접 위치를 향해서 하강 개시시킨다.
또한, 제어장치(303)는, 차단판(321)이 근접 위치에 배치되는데 앞서, 불활성 가스 함유 가스 밸브(346) 및 산소 함유 가스 밸브(349)를 연다. 또한, 제어장치(303)는, 제4 유량 조정 밸브(347) 및 제5 유량 조정 밸브(350)를 제어하여, 기판(W)의 상면에 공급되는 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 혼합비(유량비)를 조정한다. 구체적으로는, 제어장치(303)가, 기억 유닛(362)으로부터, 제1 노즐 배관(331)으로부터 기판(W)의 상면에 공급되는 TMAH의 용존 산소 농도를 취득한다. 또한, 제어장치(303)가, 기억 유닛(362)의, 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 공급 유량비와 수속 용존 산소 농도의 대응 관계(364)를 참조하여, 상기 TMAH의 용존 산소 농도를 수속 용존 산소 농도로 했을 때의, 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 공급 유량비를 취득한다. 그리고, 제어장치(303)가, 취득한 공급 유량비가 되도록, 제4 및 제5 유량 조정 밸브(347, 350)의 개도를 각각 조정한다. 이것에 의해, 도 12에 나타낸 바와 같이, TMAH의 용존 산소 농도를 수속 용존 산소 농도로 하도록 하는 공급 유량비로, 제4 및 제5 노즐 배관(334, 335)으로부터, 각각 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스가 토출된다.
또한, 제어장치(303)는, 차단판(321)이 근접 위치에 배치되는데 앞서, 불활성 가스 함유 가스 밸브(355) 및 산소 함유 가스 밸브(357)를 연다. 또한, 제어장치(303)는, 제6 유량 조정 밸브(356) 및 제7 유량 조정 밸브(358)를 제어하여, 기판(W)의 상면에 공급되는 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 혼합비(유량비)를 조정한다. 구체적으로는, 제어장치(303)가, 기억 유닛(362)으로부터, 제1 노즐 배관(331)으로부터 기판(W)의 상면에 공급되는 TMAH의 용존 산소 농도를 취득한다. 또한, 제어장치(303)가, 기억 유닛(362)의, 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 공급 유량비와 수속 용존 산소 농도의 대응 관계(364)를 참조하여, 상기 TMAH의 용존 산소 농도를 수속 용존 산소 농도로 했을 때의, 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 공급 유량비를 취득한다. 그리고, 제어장치(303)가, 취득한 공급 유량비가 되도록, 제6 유량 조정 밸브(356) 및 제7 유량 조정 밸브(358)의 개도를 각각 조정한다. 이것에 의해, 도 12에 나타낸 바와 같이, TMAH의 용존 산소 농도를 수속 용존 산소 농도로 하도록 하는 공급 유량비로, 하면 노즐(351)로부터, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스가 토출된다.
도 13에 나타낸 바와 같이, 차단판(321)이 근접 위치에 배치된 후, 그 다음에, 제어장치(303)는, 기판(W)의 상면에 TMAH를 공급하는 약액 공정 S3(도 5 참조)를 실행한다. 구체적으로는, 제어장치(303)는, 약액 밸브(337)를 연다. 이것에 의해, 제1 노즐 배관(331)의 제1 토출구(331a)로부터 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향해서 TMAH가 토출된다. 기판(W)의 상면에 공급되어 있는 TMAH는, 기판(W)의 회전에 의한 원심력을 받아 기판(W)의 주연부(周緣部)로 이동한다. 이것에 의해, 기판(W)의 상면의 전역이 TMAH를 이용해 처리된다.
도 13에 나타낸 바와 같이, 약액 공정 S3에 대해서는, 제4 및 제5 노즐 배관(334, 335) 및 하면 노즐(351)로부터, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스가 토출된다. 그 때문에, 기판(W)의 상면에 공급되어 있는 TMAH에 이러한 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스가, TMAH의 용존 산소 농도를 수속 용존 산소 농도로 하도록 하는 공급 유량비로 공급된다.
차단판(321)이 근접 위치에 배치된 다음은, 기판(W)의 상면과 차단판(321)의 사이의 공간(370)이 상기 공간(370)의 주위로부터 차단된다. 이 상태에서, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스의 공급이 계속됨으로써, 공간(370) 내에, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스를 충만시킬 수 있다. 이것에 의해, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스를, 기판(W)의 상면의 전역에서 TMAH에 접촉시킬 수 있다. 이것에 의해, 기판(W)에 대해, 면내 균일성이 한층 높은 TMAH 처리를 실시할 수 있다.
약액의 토출 개시부터 미리 정해진 기간이 경과하면, 제어장치(303)는, 약액 밸브(337)를 닫고, 제1 노즐 배관(331)의 제1 토출구(331a)로부터의 TMAH의 토출을 정지한다. 이것에 의해, 약액 공정 S3가 종료한다. 아울러, 제어장치(303)는, 불활성 가스 함유 가스 밸브(346), 산소 함유 가스 밸브(349), 산소 함유 가스 밸브(357)를 닫고, 제5 노즐 배관(335) 및 하면 노즐(351)로부터의 산소 함유 가스의 토출을 정지한다. 또한 그 후도 스핀 드라이 공정 S6의 종료까지, 제4 노즐 배관(334) 및 하면 노즐(351)로부터의 불활성 가스 함유 가스의 토출은 계속된다.
그 다음에, 제어장치(303)는, 기판(W) 상의 TMAH를 린스액에 치환해 기판(W) 상으로부터 TMAH를 배제하기 위한 린스 공정 S4(도 5 참조)를 실행한다. 구체적으로는, 제어장치(303)는, 린스액 밸브(340)를 연다. 그것에 의해, 회전 상태의 기판(W)의 상면을 향해서, 제2 노즐 배관(332)의 제2 토출구(332a)로부터 린스액이 토출된다. 기판(W)의 상면에 공급된 린스액은, 기판(W)의 회전에 의한 원심력을 받아 기판(W)의 주연부로 이동한다. 이것에 의해, 기판(W) 상에 부착하고 있는 TMAH가 린스액에 의해서 세정된다. 린스액 밸브(340)가 열리고 나서 미리 정해진 기간이 경과하면, 제어장치(303)는 린스액 밸브(340)를 닫는다. 이것에 의해, 린스 공정 S4가 종료한다.
그 다음에, 제어장치(303)는, 치환 공정 S5(도 5 참조)를 실행한다. 치환 공정 S5는, 기판(W) 상의 린스액을, 린스액(물)보다도 표면장력이 낮은 유기용제로 치환하는 공정이다. 또한, 제어장치(303)는, 유기용제 밸브(343)를 열고, 기판(W)의 상면의 중앙부를 향해서 제3 노즐 배관(333)의 제3 토출구(333a)로부터, 액체의 유기용제를 토출한다. 치환 공정 S5에서, 기판(W)의 상면에 공급된 유기용제는, 기판(W)의 회전에 의한 원심력을 받아 기판(W)의 상면의 전역으로 퍼진다. 이것에 의해, 기판(W)의 상면의 전역에서, 상기 상면에 부착하고 있는 린스액이, 유기용제에 의해서 치환된다.
기판(W)의 하면 중앙부에 공급된 유기용제는, 기판(W)의 회전에 의한 원심력을 받아 기판(W)의 하면의 전역으로 퍼진다. 이것에 의해, 기판(W)의 하면의 전역으로 유기용제가 공급된다.
유기용제의 공급 개시부터 미리 정해진 기간이 경과하면, 제어장치(303)는, 유기용제 밸브(343)를 닫는다. 이것에 의해, 기판(W)의 상면에 대한 유기용제의 공급이 정지된다.
그 다음에, 기판(W)을 건조시키는 스핀 드라이 공정 S6(도 5 참조)이 행해진다. 구체적으로는, 제어장치(303)는, 차단판(321)이 근접 위치에 배치된 상태에서, 스핀 모터(316)를 제어해 약액 공정 S3~치환 공정 S5의 각 공정에서의 회전 속도보다도 큰 건조 회전 속도(예를 들어 수천 rpm)까지 기판(W)을 가속시키고, 그 건조 회전 속도로 기판(W)을 회전시킨다. 이것에 의해, 큰 원심력이 기판(W) 상의 액체에 가해지고, 기판(W)에 부착하고 있는 액체가 기판(W)의 주위에 뿌려진다. 이와 같이 하여, 기판(W)으로부터 액체가 제거되어 기판(W)이 건조한다.
스핀 드라이 공정 S6의 개시부터 미리 정해진 기간이 경과하면, 제어장치(303)는, 스핀 모터(316)를 제어해 스핀 척(305)의 회전을 정지시킨다(도 11의 S7：기판(W) 회전 정지). 그 후, 제어장치(303)는, 차단 부재 승강 유닛(360)을 제어하여, 차단판(321)을 상승시켜 퇴피 위치에 배치한다.
그 후, 기판 반송 로봇(CR)이, 처리 유닛(302)에 진입하여, 처리 완료된 기판(W)을 처리 유닛(302) 외측으로 반출한다(도 11의 S8：기판(W)반출). 반출된 기판(W)은, 기판 반송 로봇(CR)으로부터 Indexer Robot IR로 전달되고, Indexer Robot IR에 의해서 기판 수용기(C)에 수납된다.
종래부터, 다음과 같은 문제가 있다.
즉, 에칭 처리시의 면내 균일성의 요구가 높아지고 있다. TMAH 등의 유기 알칼리에 의한 에칭 처리에서는, 약액 중의 용존산소의 영향을 받는다. 그 때문에, 기판의 주면에서, 약액 노즐의 바로 아래의 위치(중앙부)와 약액 노즐로부터 가장 거리가 떨어진 위치(주연부)의 사이에 에칭레이트에 차이가 생길 우려가 있다. 그 때문에, 에칭 처리에서의 면내 균일성이 나쁘다고 하는 문제가 있다.
이것에 대해, 제3 실시 형태에 의하면, 기판(W)의 상면에의 TMAH의 공급에 병행하여, 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스가 미리 정해진 유량비로 기판(W)에 공급된다. 이것에 의해, 기판(W)의 상면에 공급되어 있는 TMAH에, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스가 미리 정해진 비율로 용해해 나간다. 전술과 같이, 산소 함유 가스와 불활성 가스 함유 가스를 소정의 비율로 TMAH에 계속 용해함으로써, TMAH 중의 용존 산소 농도가 일정하게 수속한다. 따라서, 기판(W)의 상면에 공급되어 있는 TMAH에, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스가 미리 정해진 비율로 계속 용해함으로써, 기판(W)의 상면에 공급되어 있는 TMAH 중의 용존 산소 농도를 일정하게 유지할 수 있다. 기판(W)의 상면의 전역에서, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스를 TMAH에 접촉함으로써, 기판(W)의 상면의 전역에서, TMAH 중의 용존 산소 농도를 일정하게 유지할 수 있다. 이것에 의해, 기판(W)의 상면에 대해, 면내 균일성이 높은 TMAH 처리를 실시할 수 있다.
또한, TMAH에 공급되는, 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 혼합비(유량비)가, TMAH의 용존 산소 농도와 동일한 농도를, 목표 용존 산소 농도로 하도록 하는 혼합비(유량비)이기 때문에, 기판(W)의 상면 전역에서, TMAH 중의 용존 산소 농도를, 소기의 용존 산소 농도로 유지할 수 있다. 이것에 의해, 기판(W)의 전역에 대해, 소망한 에칭레이트로 TMAH 처리를 실시할 수 있다.
이상, 본 발명의 3의 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은, 한층 더 다른 실시 형태로 실시할 수 있다.
예를 들어, 제2 실시 형태에서는, 차단 부재(306)에 의해서 주위로부터 차단된 공간(370)에 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스에 공급함으로써, 기판(W)의 상면의 전역에 공급하는 구성에 대해 설명했지만, 도 14a~도14c에 나타낸 바와 같이, 차단 부재(306)를 이용하지 않고, 약액 노즐(제1 노즐 배관(331))의 토출구의 근방 영역을 향해서, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스를 분사하는 (토출하는) 예를 제안할 수도 있다. 이 경우, 약액 노즐(제1 노즐 배관(331))의 토출구로부터 토출되는 TMAH에 대해서, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스를 분사시킴으로써, 기판(W)의 상면에 공급되어 있는 약액에, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스를 효율 좋게 용해시킬 수 있다.
구체적으로는, 예를 들어, 도 14a와 같이, 토출 방향으로 지향성을 가지는 기체 노즐(401)로부터, 하향에 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스를 분사해도 좋다. 이 경우, 기체 노즐(401)의 토출구은, 제1 노즐 배관(331)의 토출구보다도 기판(W)의 상면에 접근하고 있다.
또한, 도14b와 같이, 광범위하게 기체를 토출하는 스프레이 노즐로 이루어지는 기체 노즐(402)로부터, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스를 분사해도 좋다. 이 경우, 기체 노즐(402)의 분사 영역은, 제1 노즐 배관(331)으로부터의 TMAH의 착액 위치에 평면시에서 중복되어 있다.
또한, 도 14c와 같이, 제1 노즐 배관(331) 및 기체 노즐(403)의 주위를 포위하는 커버(404)를 설치하도록 해도 좋다. 이 경우, 커버(404)의 하단 연(緣)의 적어도 일부가, 제1 노즐 배관(331)의 토출구 및 기체 노즐(403)의 토출구보다도 하방으로 배치되어 있다.
또한, 제1 및 제2 실시 형태에서, 기체 용해 유닛(26, 223, 228, 235)이, 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스를 미리 정해진 혼합비로 포함하는 혼합기체를, TMAH에 공급하는 유닛인 것으로 하여 설명했다. 그렇지만, 불활성 함유 가스를 공급함으로써, 불활성 함유 가스를 TMAH에 용해시키는 불활성 가스 용해 유닛과 산소 함유 가스를 공급함으로써, 산소 함유 가스를 TMAH에 용해시키는 산소 가스 용해 유닛을 설치해 각각의 용해 기체 유닛으로부터, 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스를 미리 정해진 공급 유량비로 서로 동시에 공급하도록 해도 좋다.
또한, 제1 및 제2 실시 형태에서, 기체 용해 유닛(26, 223, 228, 235)이, 탱크에 저장되어 있는 TMAH 중에 배치된 기체 토출구로부터 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스를 토출함으로써, TMAH 중에 기포를 발생시키는 버블링 유닛인 것으로 하여 설명했다. 그렇지만, 탱크 내에서 액면의 상방에 배치된 토출구로부터 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스를 토출함으로써, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스를 TMAH 중에 용해시키는 유닛이어도 좋다.
또한, 제1~ 제3 실시 형태에서, 약액으로서 TMAH(TMAH 함유 약액)를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은, 그 외에, TEAH(수산화테트라에틸암모늄) 등의 유기 알칼리에 호적하게 적용할 수 있다. 또한, 유기 알칼리에 한정되지 않고, NH4OH, KOH 등의 약액에도 적용할 수 있다.
또한, 전술의 실시 형태에서, 기판 처리 장치(1, 201, 301)가 반도체 웨이퍼로 이루어지는 기판(W)을 처리하는 장치인 경우에 대해 설명했지만, 기판 처리 장치가, 액정표시장치용 기판, 유기 EL(electroluminescence) 표시장치 등의 FPD(Flat Panel Display)용 기판, 광디스크용 기판, 자기디스크용 기판, 광자기디스크용 기판, 포토마스크(photomask)용 기판, 세라믹 기판, 태양전지용 기판 등의 기판을 처리하는 장치이어도 좋다.
이 명세서 및 첨부 도면에서는, 특허 청구의 범위에 기재한 특징 이외에도, 이하와 같은 특징이 추출될 수 있다. 이러한 특징은, 과제를 해결하기 위한 수단의 항에 기재한 특징과 임의 조합 가능하다.
A1. 약액을 공급하는 약액 공정,
상기 기판의 주면에 공급되어 있는 약액에, 산소 가스를 포함하는 산소 함유 가스와 불활성 가스를 포함하는 불활성 함유 가스 를 미리 정해진 혼합비로 공급하는 기체 공급 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
A1의 방법에 의하면, 기판의 주면에의 약액의 공급에 병행하여, 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스가 미리 정해진 혼합비(유량비)로 공급된다. 이것에 의해, 기판의 주면에 공급되어 있는 약액에, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스가 미리 정해진 비율로 용해해 나간다. 본원 발명자들은, 산소 함유 가스와 불활성 가스 함유 가스를 소정의 비율로 약액에 계속 용해함으로써, 약액 중의 용존 산소 농도가 일정하게 수속하는 것을 알 수 있었다. 또한, 본원 발명자들은, 불활성 함유 가스의 용해량에 대한 산소 함유 가스의 용해량의 비율이 비교적 높은 경우에는, 약액 중의 용존 산소 농도가 비교적 높은 농도에 수속하고, 불활성 함유 가스의 용해량에 대한 산소 함유 가스의 용해량의 비율이 비교적 낮은 경우에는, 약액 중의 용존 산소 농도가 비교적 낮은 농도에 수속하는 것도 알 수 있었다.
따라서, 기판의 주면에 공급되어 있는 약액에, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스가 미리 정해진 비율로 계속 용해함으로써, 기판의 주면에 공급되어 있는 약액 중의 용존 산소 농도를 일정하게 유지할 수 있다. 기판의 주면의 전역에서, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스를 약액에 접촉함으로써, 기판의 주면의 전역에서, 약액 중의 용존 산소 농도를 일정하게 유지할 수 있다. 이것에 의해, 기판에 대해, 면내 균일성이 높은 약액 처리를 실시할 수 있다.
A2.상기 약액 공정이, 소정의 용존 산소 농도를 가지는 약액을 상기 기판의 주면에 공급하고,
상기 기체 공급 공정이, 상기 소정의 용존 산소 농도를 목표 용존 산소 농도로 하도록 하는 상기 혼합비로 공급하는 공정을 포함하는, A1에 기재의 기판 처리 방법.
A2에 기재의 방법에 의하면, 약액에 공급되는, 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 혼합비(유량비)가, 약액의 용존 산소 농도와 동일한 농도를, 목표 용존 산소 농도로 하도록 하는 혼합비(유량비)이다. 그 때문에, 기판의 주면의 전역에서, 약액 중의 용존 산소 농도를, 소기의 용존 산소 농도로 유지할 수 있다. 이것에 의해, 기판의 전역에 대해, 소망한 에칭레이트로 약액 처리를 실시할 수 있다.
A3.상기 기체 공급 공정에 병행하여, 차단 부재를, 상기 기판의 상기 주면에 대해서 간격을 두고 대향 배치하고, 상기 기판의 상기 주면의 공간을 상기 공간의 주위로부터 차단시키는 차단 공정을 더 포함하는, A1 또는 A2에 기재의 기판 처리 방법.
A3에 기재의 방법에 의하면, 차단 부재가 기판의 주면에 대해서 간격을 두고 대향 배치된 상태에서, 기판의 주면과 차단 부재의 사이의 공간이 상기 공간의 주위로부터 차단된다. 따라서, 공간 내에, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스를 충만시킬 수 있다. 이것에 의해, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스를, 기판의 주면의 전역에서 약액에 접촉시킬 수 있다. 이것에 의해, 기판에 대해, 면내 균일성이 한층 높은 약액 처리를 실시할 수 있다.
A4.상기 기체 공급 공정은, 약액 노즐의 토출구의 근방 영역을 향해서, 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 함유 가스를 토출하는 공정을 포함하는, A1~A3의 어느 하나에 기재의 기판 처리 방법.
A4에 기재의 방법에 의하면, 약액 노즐의 토출구로부터 토출되는 약액에 대해서, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스를 분사시킴으로써, 기판의 주면에 공급되어 있는 약액에, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스를 효율 좋게 용해시킬 수 있다.
A5.상기 기판의 상기 주면에 공급되는 상기 약액이, TMAH(수산화테트라메틸암모늄)를 포함하는 TMAH 함유 약액을 포함하는, A1~A4의 어느 하나에 기재의 기판 처리 방법.
A6.상기 기판은 실리콘 기판을 포함하는, A1~A5의 어느 하나에 기재의 기판 처리 방법.
B1.기판을 유지하는 기판 유지 유닛,
상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판의 주면에 약액을 공급하기 위한 약액 공급 유닛,
상기 기판 유지 유닛에 유지되어 있는 기판에, 산소 가스를 포함하는 산소 함유 가스와 불활성 가스를 포함하는 불활성 함유 가스 를 공급하기 위한 기체 공급 유닛, 및
상기 약액 공급 유닛 및 상기 기체 공급 유닛을 제어하는 제어장치를 포함하고,
상기 제어장치가, 상기 약액 공급 유닛에 의해 상기 기판에 약액을 공급하는 약액 공정, 및 상기 기판의 주면에 공급되어 있는 약액에, 산소 가스를 포함하는 산소 함유 가스와 불활성 가스를 포함하는 불활성 함유 가스 를 미리 정해진 혼합비로 공급하는 기체 공급 공정을 실행하는, 기판 처리 장치.
B1에 기재의 구성에 의하면, 기판의 주면에의 약액의 공급에 병행하여, 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스가 미리 정해진 혼합비(유량비)로 공급된다. 이것에 의해, 기판의 주면에 공급되어 있는 약액에, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스가 미리 정해진 비율로 용해해 나간다.
본원 발명자들은, 산소 함유 가스와 불활성 가스 함유 가스를 소정의 비율로 약액에 계속 용해함으로써, 약액 중의 용존 산소 농도가 일정하게 수속하는 것을 알 수 있었다. 또한, 본원 발명자들은, 불활성 함유 가스의 용해량에 대한 산소 함유 가스의 용해량의 비율이 비교적 높은 경우에는, 약액 중의 용존 산소 농도가 비교적 높은 농도에 수속하고, 불활성 함유 가스의 용해량에 대한 산소 함유 가스의 용해량의 비율이 비교적 낮은 경우에는, 약액 중의 용존 산소 농도가 비교적 낮은 농도에 수속하는 것도 알 수 있었다.
따라서, 기판의 주면에 공급되어 있는 약액에, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스가 미리 정해진 비율로 계속 용해함으로써, 기판의 주면에 공급되어 있는 약액 중의 용존 산소 농도를 일정하게 유지할 수 있다. 기판의 주면의 전역에서, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스를 약액에 공급함으로써, 기판의 주면의 전역에서, 약액 중의 용존 산소 농도를 일정하게 유지할 수 있다. 이것에 의해, 기판에 대해, 면내 균일성이 높은 약액 처리를 실시할 수 있다.
B2.상기 제어장치가, 상기 약액 공정에서, 소정의 용존 산소 농도를 가지는 약액을 상기 기판의 주면에 공급하고,
상기 제어장치가, 상기 기체 공급 공정에서, 상기 소정의 용존 산소 농도를 목표 용존 산소 농도로 하도록 하는 상기 혼합비로 공급하는 공정을 실행하는, B1에 기재의 기판 처리 장치.
B2에 기재의 구성에 의하면, 약액에 공급되는, 산소 함유 가스와 불활성 함유 가스의 혼합(유량비)이, 약액의 용존 산소 농도와 동일한 농도를, 목표 용존 산소 농도로 하도록 하는 혼합(유량비)한다. 그 때문에, 기판의 주면의 전역에서, 약액 중의 용존 산소 농도를, 소기의 용존 산소 농도로 유지할 수 있다. 이것에 의해, 기판의 전역에 대해, 소망한 에칭레이트로 약액 처리를 실시할 수 있다.
B3.상기 기판 유지 유닛에 유지된 상기 기판의 상기 주면에 대해서 간격을 두고 대향 배치되고, 상기 기판의 상기 주면의 공간을 상기 공간의 주위로부터 차단하는 차단 부재를 더 포함하는, B1 또는 B2에 기재의 기판 처리 장치.
B3에 기재의 구성에 의하면, 차단 부재가 기판의 주면에 대해서 간격을 두고 대향 배치된 상태에서, 기판의 주면과 차단 부재의 사이의 공간이 상기 공간의 주위로부터 차단된다. 따라서, 공간 내에, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스를 충만시킬 수 있다. 이것에 의해, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스를, 기판의 주면의 전역에서 약액에 접촉시킬 수 있다. 이것에 의해, 기판에 대해, 면내 균일성이 한층 높은 약액 처리를 실시할 수 있다.
B4.상기 기체 공급 유닛이, 상기 기판에 공급되는 상기 산소 함유 가스와 상기 기판에 공급되는 상기 불활성 함유 가스의 혼합비를 조정하는 혼합비 조정 유닛을 더 포함하는, B1~B3의 어느 하나에 기재의 기판 처리 장치.
이 구성에 의하면, 혼합비 조정 유닛(유량비 조정 유닛)에 의해서 혼합비(유량비)를 조정함으로써, 약액에 용해하는 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스의 비율을 조정할 수 있다. 이것에 의해, 기판의 주면에 공급되어 있는 약액의 목표 용존 산소 농도를 조정할 수 있다.
B5.상기 약액 공급 유닛은, 상기 약액을 토출하는 토출구를 포함한 약액 노즐을 포함하고,
상기 기체 공급 유닛은, 상기 토출구의 근방 영역을 향해서, 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 함유 가스를 토출하는 기체 노즐을 포함하고,
상기 제어장치는, 상기 기체 공급 공정에서, 상기 토출구의 근방 영역을 향해서, 상기 기체 노즐로부터, 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 함유 가스를 토출하는 공정을 실행하는, B1~B4의 어느 하나에 기재의 기판 처리 장치.
B5에 기재의 구성에 의하면, 약액 노즐의 토출구로부터 토출되는 약액에 대해서, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스를 분사시킴으로써, 기판의 주면에 공급되어 있는 약액에, 산소 함유 가스 및 불활성 함유 가스를 효율 좋게 용해시킬 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 대해 상세하게 설명했지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위해서 이용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이러한 구체예로 한정해 해석되어야 하는 것이 아니고, 본 발명의 범위는 첨부의 청구의 범위에 의해서만 한정된다.
본 출원은, 2017년 9월 22일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허출원 2017－183007호에 대응하고, 본 출원의 전(全) 개시는 여기에 인용에 의해 포함되는 것으로 한다.
1　　　　：기판 처리 장치
2　　　　：처리 유닛
3　　　　：약액 생성 유닛
4　　　　：제어장치
5　　　　：챔버
6　　　　：스핀 척
8　　　　：처리 컵
9　　　　：제1 약액 노즐
10　　　：제2 약액 노즐
11　　　：린스액 노즐
12　　　：제2 약액 밸브
13　　　：제2 약액 배관
14　　　：린스액 밸브
15　　　：린스액 배관
16　　　：탱크
17　　　：제1 약액 배관
18　　　：제1 약액 밸브
19　　　：순환 배관
19a　　：상류단
19b　　：하류단
20　　　：온도 조정 유닛
21　　　：송액 펌프
22　　　：필터
23　　　：순환 밸브
24　　　：보충 배관
26　　　：기체 용해 유닛
28　　　：혼합기체 배관
29　　　：산소 함유 가스 배관
30　　　：불활성 가스 함유 가스 배관
31　　　：제1 유량 조정 밸브
32　　　：제2 유량 조정 밸브
41　　　：연산 유닛
42　　　：기억 유닛
43　　　：출력 유닛
44　　　：대응 관계
201　　：기판 처리 장치
201a　：외벽
202　　：처리 유닛
204　　：유체 박스
205　　：약액 생성 유닛
211　　：회수 탱크
212　　：신액 탱크
213　　：완충 탱크
214　　：공급 탱크
215　　：집합 회수 탱크
221　　：제1 송액 배관
222　　：제1 송액 펌프
223　　：회수용 기체 용해 유닛
226　　：제1 TMAH 보충 배관
227　　：제1 순수 보충 배관
228　　：신액용 기체 용해 유닛
231　　：제2 송액 배관
232　　：제2 송액 펌프
233　　：제3 송액 배관
234　　：제3 송액 펌프
235　　：완충용 기체 용해 유닛
236　　：제2 TMAH 보충 배관
237　　：제2 순수 보충 배관
241　　：제3 송액 배관
242　　：제1 송액 밸브
243　　：제1 순환 배관
244　　：제1 온도 조정 유닛
245　　：제4 송액 펌프
246　　：제1 필터
247　　：제1 순환 밸브
248　　：제1 용존가스 센서
251　　：제3 TMAH 보충 배관
252　　：제3 순수 보충 배관
256　　：산소 가스 용해 유닛
257　　：불활성 가스 용해 유닛
258　　：산소 함유 가스 배관
259　　：제3 유량 조정 밸브
260　　：차단 부재 승강 유닛
261　　：제4 유량 조정 밸브
266　　：공급 배관
267　　：공급 밸브
268　　：제2 순환 배관
269　　：제2 온도 조정 유닛
270　　：제5 송액 펌프
271　　：제2 필터
272　　：제2 순환 밸브
273　　：귀환 배관
274　　：귀환 밸브
275　　：토출 밸브
276　　：토출 배관
277　　：제2 용존가스 센서
278　　：농도 센서
301　　：기판 처리 장치
302　　：처리 유닛
303　　：제어장치
304　　：챔버
305　　：스핀 척
306　　：차단 부재
307　　：중심축 노즐
308　　：약액 공급 유닛
309　　：린스액 공급 유닛
310　　：유기용제 공급 유닛
311A　：불활성 가스 함유 가스 공급 유닛
311B　：산소 함유 가스 공급 유닛
312　　：처리 컵
313　　：격벽
315　　：배기 덕트
316　　：스핀 모터
317　　：스핀 축
318　　：스핀 베이스
319　　：협지 부재
320　　：차단 부재 지지부
321　　：차단판
321a　：기판 대향면
321b　：악부
321c　：스핀 척 계합부
322　　：계합부
323　　：지지부
324　　：관통 구멍
325　　：원통부
326　　：플랜지부
326a　：계합 구멍
327　　：지지부 본체
328　　：플랜지 지지부
328a　：돌기
329　　：접속부
330　　：케이싱
330a　：외주면
330b　：대향면
331　　：제1 노즐 배관
331a　：제1 토출구
332　　：제2 노즐 배관
332a　：제2 토출구
333　　：제3 노즐 배관
333a　：제3 토출구
334　　：제4 노즐 배관
334a　：제4 토출구
335　　：제5 노즐 배관
335a　：제5 토출구
336　　：약액 배관
337　　：약액 밸브
338　　：제1 유량 조정 밸브
339　　：린스액 배관
340　　：린스액 밸브
341　　：제2 유량 조정 밸브
342　　：유기용제 배관
343　　：유기용제 밸브
344　　：제3 유량 조정 밸브
345　　：불활성 가스 함유 가스 배관
346　　：불활성 가스 함유 가스 밸브
347　　：제4 유량 조정 밸브
348　　：산소 함유 가스 배관
349　　：산소 함유 가스 밸브
350　　：제5 유량 조정 밸브
351　　：하면 노즐
352　　：하면 공급 배관
353　　：불활성 가스 함유 가스 배관
354　　：산소 함유 가스 배관
355　　：불활성 가스 함유 가스 밸브
356　　：제6 유량 조정 밸브
357　　：산소 함유 가스 밸브
358　　：제7 유량 조정 밸브
360　　：차단 부재 승강 유닛
361　　：연산 유닛
362　　：기억 유닛
363　　：출력 유닛
364　　：대응 관계
370　　：공간
401　　：기체 노즐
402　　：기체 노즐
403　　：기체 노즐
404　　：커버
A1　　　：회전축선
C　　　　：기판 수용기
CR　　　：기판 반송 로봇
IR　　　：Indexer Robot
LP　　　：로드 포트
Ra　　　：제1 기간
Rb　　　：제2 기간
Rc　　　：제3 기간
W　　　　：기판

Claims (22)

  1. 기판에 공급되는 약액을 생성하는 방법으로서,
    약액에, 산소 가스를 포함하는 산소 함유 가스와 불활성 가스를 포함하는 불활성 가스 함유 가스를 공급함으로써, 상기 산소 함유 가스 및 상기 불활성 가스 함유 가스를 약액에 용해시키는 기체 용해 공정으로서, 약액에 공급되는 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 함유 가스의 혼합비에 있어서, 소정의 목표 용존 산소 농도에 대응하는 혼합비인 목표 농도 혼합비를 설정하고, 상기 산소 함유 가스 및 상기 불활성 가스 함유 가스를 상기 목표 농도 혼합비로 동시에 약액에 공급함으로써 약액의 용존 산소 농도를 조정하는 기체 용해 공정을 포함하는, 약액 생성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    생성되는 약액이, TMAH(수산화테트라메틸암모늄)를 포함하는 TMAH 함유 약액을 포함하는, 약액 생성 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기체 용해 공정이, 약액 중에 상기 산소 함유 가스 및 상기 불활성 가스 함유 가스를 토출함으로써, 약액 중에 기포를 발생시키는 공정을 포함하는, 약액 생성 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기체 용해 공정의 대상이 되는 약액이, 처리 유닛으로부터 회수된 약액을 포함하는, 약액 생성 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기체 용해 공정이,
    상기 산소 함유 가스 및 상기 불활성 가스 함유 가스를 소정의 혼합비로 동시에 약액에 공급함으로써, 약액의 용존 산소 농도를 조정하는 제1 기체 용해 공정, 및
    상기 제1 기체 용해 공정에 의한 기체 용해 후의 약액에, 상기 산소 함유 가스 및 상기 불활성 가스 함유 가스를 상기 목표 용존 산소 농도에 대응하는 상기 목표 농도 혼합비로 동시에 약액에 공급함으로써, 약액의 용존 산소 농도를 조정하는 제2 기체 용해 공정을 포함하는, 약액 생성 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 기체 용해 공정에서의, 상기 불활성 가스 함유 가스의 공급 유량에 대한 상기 산소 함유 가스의 공급 유량의 유량비가, 상기 제2 기체 용해 공정에서의, 상기 불활성 가스 함유 가스의 공급 유량에 대한 상기 산소 함유 가스의 공급 유량의 유량비와 동일한, 약액 생성 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 기체 용해 공정에서의, 상기 불활성 가스 함유 가스의 공급 유량에 대한 상기 산소 함유 가스의 공급 유량의 유량비가, 상기 제2 기체 용해 공정에서의, 상기 불활성 가스 함유 가스의 공급 유량에 대한 상기 산소 함유 가스의 공급 유량의 유량비보다도 높은, 약액 생성 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기체 용해 공정에 의한 기체 용해 후의 약액 중의 용존 산소 농도를 측정하는 측정 공정,
    상기 측정 공정에서 측정된 용존 산소 농도가 상기 목표 용존 산소 농도보다도 높은 경우에, 상기 기체 용해 공정에 의한 기체 용해 후의 약액에 상기 불활성 가스 함유 가스를 공급함으로써, 상기 기체 용해 공정에 의한 기체 용해 후의 약액에 상기 불활성 가스 함유 가스를 용해시키는 불활성 가스 용해 공정, 및
    상기 측정 공정에서 측정된 용존 산소 농도가 상기 목표 용존 산소 농도보다도 낮은 경우에, 상기 기체 용해 공정에 의한 기체 용해 후의 약액에 상기 산소 함유 가스를 공급함으로써, 상기 기체 용해 공정에 의한 기체 용해 후의 약액에 상기 산소 함유 가스를 용해시키는 산소 함유 가스 용해 공정을 더 포함하는, 약액 생성 방법.
  9. 처리 유닛에서 기판에 공급되는 약액을 생성하는 장치로서, 상기 처리 유닛에 공급하기 위한 약액을 저장하는 탱크, 및
    상기 탱크에 저장되어 있는 약액에, 산소 가스를 포함하는 산소 함유 가스와 불활성 가스를 포함하는 불활성 가스 함유 가스의 혼합기체를 토출하는 혼합기체 배관을 가지고, 상기 혼합기체 배관으로부터 상기 혼합기체를 토출함으로써 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 가스 함유 가스를 약액에 용해시키는 기체 용해 유닛으로서, 상기 혼합기체 배관에 공급되는 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 가스 함유 가스의 혼합비로서 소정의 목표 용존 산소 농도에 대응하는 혼합비인 목표 농도 혼합비를 설정하고, 상기 산소 함유 가스 및 상기 불활성 가스 함유 가스를 상기 목표 농도 혼합비로 동시에 상기 혼합기체 배관에 공급함으로써, 상기 탱크에 저장되어 있는 약액의 용존 산소 농도를 조정하는 기체 용해 유닛을 포함하는, 약액 생성 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    생성되는 약액이, TMAH(수산화테트라메틸암모늄)를 포함하는 TMAH 함유 약액을 포함하는, 약액 생성 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 기체 용해 유닛이, 상기 탱크에 저장되어 있는 약액 중에 배치된 기체 토출구로부터 상기 산소 함유 가스 및 상기 불활성 가스 함유 가스를 토출함으로써, 약액 중에 기포를 발생시키는 버블링 유닛을 포함하는, 약액 생성 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 탱크에는, 상기 처리 유닛으로부터 회수된 약액이 저장되어 있는, 약액 생성 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 탱크가, 제1 탱크를 포함하고,
    상기 기체 용해 유닛이,
    상기 제1 탱크에 저장되어 있는 약액에, 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 가스를 포함하는 불활성 가스 함유 가스를 공급함으로써, 상기 산소 함유 가스 및 상기 불활성 가스 함유 가스를 약액에 용해시키는 제1 기체 용해 유닛으로서, 상기 산소 함유 가스 및 상기 불활성 가스 함유 가스를 소정의 혼합비로 동시에 약액에 공급함으로써, 상기 제1 탱크에 저장되어 있는 약액의 용존 산소 농도를 조정하는 제1 기체 용해 유닛을 포함하고,
    상기 탱크가, 상기 제1 기체 용해 유닛에 의한 기체 용해 후의 약액을 저장하는 제2 탱크를 더 포함하고,
    상기 기체 용해 유닛이,
    상기 제2 탱크에 저장되어 있는 약액에, 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 가스 함유 가스를 공급함으로써, 상기 산소 함유 가스 및 상기 불활성 가스 함유 가스를 약액에 용해시키는 제2 기체 용해 유닛으로서, 상기 산소 함유 가스 및 상기 불활성 가스 함유 가스를 상기 목표 용존 산소 농도에 대응하는 상기 목표 농도 혼합비로 동시에 약액에 공급함으로써, 상기 제2 탱크에 저장되어 있는 약액의 용존 산소 농도를 조정하는 제2 기체 용해 유닛을 더 포함하는, 약액 생성 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 기체 용해 유닛에서의, 상기 불활성 가스 함유 가스의 공급 유량에 대한 상기 산소 함유 가스의 공급 유량의 비인 유량비가, 상기 제2 기체 용해 유닛에서의, 상기 불활성 가스 함유 가스의 공급 유량에 대한 상기 산소 함유 가스의 공급 유량의 비인 유량비와 동일한, 약액 생성 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 기체 용해 유닛에서의, 상기 불활성 가스 함유 가스의 공급 유량에 대한 상기 산소 함유 가스의 공급 유량의 비인 유량비가, 상기 제2 기체 용해 유닛에서의, 상기 불활성 가스 함유 가스의 공급 유량에 대한 상기 산소 함유 가스의 공급 유량의 비인 유량비보다도 높은, 약액 생성 장치.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 기체 용해 유닛에 의한 기체 용해 후의 약액을 저장하는 제3 탱크,
    상기 제3 탱크에 저장되어 있는 약액 중의 용존 산소 농도를 측정하는 측정 유닛,
    상기 제3 탱크에 저장되어 있는 약액에, 상기 불활성 가스 함유 가스를 공급함으로써, 상기 불활성 가스 함유 가스를 약액에 용해시키는 불활성 가스 용해 유닛,
    상기 제3 탱크에 저장되어 있는 약액에, 상기 산소 함유 가스를 공급함으로써, 상기 산소 함유 가스를 약액에 용해시키는 산소 가스 용해 유닛, 및
    상기 측정 유닛, 상기 불활성 가스 용해 유닛 및 상기 산소 가스 용해 유닛을 제어하는 제어장치를 더 포함하고,
    상기 제어장치가, 상기 측정 유닛에 의해서 상기 제3 탱크에 저장되어 있는 약액 중의 용존 산소 농도를 측정하는 측정 공정, 상기 측정 공정에서 측정된 용존 산소 농도가 상기 목표 용존 산소 농도보다도 높은 경우에, 상기 제3 탱크에 저장되어 있는 약액에 상기 불활성 가스 함유 가스를 용해시키는 불활성 가스 용해 공정, 및 상기 측정 공정에서 측정된 용존 산소 농도가 상기 목표 용존 산소 농도보다도 낮은 경우에, 상기 제3 탱크에 저장되어 있는 약액에 상기 산소 함유 가스를 용해시키는 산소 함유 가스 용해 공정을 실행하는, 약액 생성 장치.
  17. 제9항 내지 제16항 중 어느 한 항에 기재된 약액 생성 장치, 및
    상기 약액 생성 장치에 의해서 생성된 상기 약액을 기판에 공급하는 상기 처리 유닛을 포함하는, 기판 처리 장치.
  18. 기판을 처리하기 위한 약액을 생성하는 방법으로서,
    약액에, 산소 가스를 포함하는 산소 함유 가스와 불활성 가스를 포함하는 불활성 가스 함유 가스를 공급함으로써, 상기 산소 함유 가스 및 상기 불활성 가스 함유 가스를 약액에 용해시키는 기체 용해 공정으로서, 상기 약액에 공급되는 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 가스 함유 가스의 혼합비를 목표 용존 산소 농도에 대응하는 혼합비로 설정함으로써 약액의 용존 산소 농도를 조정하는 기체 용해 공정을 포함하고,
    상기 기체 용해 공정이,
    상기 약액에 공급되는 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 가스 함유 가스의 혼합비를 소정의 혼합비로 설정함으로써, 약액의 용존 산소 농도를 조정하는 제1 기체 용해 공정, 및
    상기 제1 기체 용해 공정에 의한 기체 용해 후의 약액에, 상기 약액에 공급되는 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 가스 함유 가스의 혼합비를 상기 목표 용존 산소 농도에 대응하는 혼합비로 설정함으로써, 약액의 용존 산소 농도를 조정하는 제2 기체 용해 공정을 포함하는, 약액 생성 방법.
  19. 처리 유닛에서 기판에 공급되는 약액을 생성하는 장치로서,
    상기 처리 유닛에 공급하기 위한 약액을 저장하는 탱크, 및
    상기 탱크에 저장되어 있는 약액에, 산소 가스를 포함하는 산소 함유 가스와 불활성 가스를 포함하는 불활성 가스 함유 가스를 약액에 용해시키는 기체 용해 유닛으로서, 약액에 공급되는 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 가스 함유 가스의 혼합비를 소정의 목표 용존 산소 농도에 대응하는 혼합비로 설정함으로써, 상기 탱크에 저장되어 있는 약액의 용존 산소 농도를 조정하는 기체 용해 유닛을 포함하고,
    상기 탱크가 제1 탱크를 포함하고,
    상기 기체 용해 유닛이,
    상기 제1 탱크에 저장되어 있는 약액에, 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 가스 함유 가스를 공급함으로써, 상기 산소 함유 가스 및 상기 불활성 가스 함유 가스를 약액에 용해시키는 제1 기체 용해 유닛으로서, 약액에 공급되는 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 가스 함유 가스의 혼합비를 소정의 혼합비로 설정함으로써, 상기 제1 탱크에 저장되어 있는 약액의 용존 산소 농도를 조정하는 제1 기체 용해 유닛을 포함하고,
    상기 탱크가 상기 제1 기체 용해 유닛에 의한 기체 용해 후의 약액을 저장하는 제2 탱크를 더 포함하며,
    상기 기체 용해 유닛이,
    상기 제2 탱크에 저장되어 있는 약액에, 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 가스 함유 가스를 공급함으로써, 상기 산소 함유 가스 및 상기 불활성 가스 함유 가스를 약액에 용해시키는 제2 기체 용해 유닛으로서, 약액에 공급되는 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 함유 가스의 혼합비를 상기 목적 용존 산소 농도에 대응하는 혼합비로 설정함으로써, 상기 제2 탱크에 저장되어 있는 약액의 용존 산소 농도를 조정하는 제2 기체 용해 유닛을 더 포함하는, 약액 생성 장치.
  20. 처리 유닛에서 기판으로 공급되는 약액을 생성하는 장치로서, 상기 처리 유닛에 공급하기 위한 약액을 저장하는 탱크,
    상기 탱크에 저장되어 있는 약액에, 산소 가스를 포함하는 산소 함유 가스와 불활성 가스를 포함하는 불활성 가스 함유 가스를 약액에 용해시키는 기체 용해 유닛으로서, 약액에 공급되는 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 가스 함유 가스의 혼합비를 소정의 목표 용존 산소 농도에 대응하는 혼합비로 설정함으로써, 상기 탱크에 저장되어 있는 약액의 용존 산소 농도를 조장하는 기체 용해 유닛,
    상기 기체 용해 우닛에 의한 기체 용해 후의 약액을 저장하는 제3 탱크,
    상기 제3 탱크에 저장되어 있는 약액 중의 용존 산소 농도를 측정하는 측정 유닛,
    상기 제3 탱크에 저장되어 있는 약액에, 상기 비활성 가스 함유 가스를 공급함으로써, 상기 불활성 가스 함유 가스를 약액에 용해시키는 불활성 가스 용해 유닛,
    상기 제3 탱크에 저장되어 있는 약액에, 상기 산소 함유 가스를 공급함으로써, 상기 산소 함유 가스를 약액에 용해시키는 산소 가스 용해 유닛, 및
    상기 측정 유닛, 상기 불활성 가스 용해 유닛 및 상기 산소 가스 용해 유닛을 제어하는 제어장치를 포함하고,
    상기 제어장치가, 상기 측정 유닛에 의해 상기 제3 탱크에 저장되어 있는 약액 중의 용존 산소 농도를 측정하는 측정 공정과, 상기 측정 공정에서 측정된 용존 산소 농도가 상기 목표 용존 산소 농도보다도 높은 경우에, 상기 제3 탱크에 저장되어 있는 약액에 상기 불활성 가스 함유 가스를 용해시키는 불활성 가스 용해 공정을 실행하는, 약액 생성 장치.
  21. 약액을 생성하는 장치로서, 처리 유닛에 공급하기 위한 약액을 저장하는 탱크와 상기 탱크에 저장되어 있는 약액에, 산소 가스를 포함하는 산소 함유 가스와 불활성 가스를 포함하는 불활성 가스 함유 가스를 약액에 용해시키는 기체 용해 유닛으로서, 약액에 공급되는 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 가스 함유 가스의 혼합비를 소정의 목표 용존 용존 산소 농도에 대응하는 혼합비로 설정함으로써, 상기 탱크에 저장되어 있는 약액의 용존 산소 농도를 조정하는 기체 용해 유닛을 포함하는, 약액 생성 장치, 및
    상기 약액 생성 장치에 의해 생성된 상기 약액을 기판에 공급하는 상기 처리 유닛을 포함하고,
    상기 탱크가 제1 탱크를 포함하고,
    상기 기체 용해 유닛이,
    상기 제1 탱크에 저장되어 있는 약액에, 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 가스 함유 가스를 공급함으로써, 상기 산소 함유 가스 및 상기 불활성 가스 함유 가스를 약액에 용해시키는 제1 기체 용해 유닛으로서, 약액에 공급되는 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 가스 함유 가스의 혼합비를 소정의 혼합비로 설정합으로써, 상기 제1 탱크에 저장되어 있는 약액의 용존 산소 농도를 조정하는 제1 기체 용해 유닛을 포함하고,
    상기 탱크가 상기 제1 기체 용해 유닛에 의한 기체 용해 후의 약액을 저장하는 제2 탱크를 더 포함하며,
    상기 기체 용해 유닛이,
    상기 제2 탱크에 저장되어 있는 약액에, 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 가스 함유 가스를 공급함으로써, 상기 산소 함유 가스 및 상기 불활성 가스 함유 가스를 약액에 용해시키는 제2 기체 용해 유닛으로서, 약액에 공급되는 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 가스 함유 가스의 혼합비를 상기 목표 용존 산소 농도에 대응하는 혼합비로 설정함으로써, 상기 제2 탱크에 저장되어 있는 약액의 용존 산소 농도를 조정하는 제2 기체 용해 유닛을 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  22. 약액을 생성하는 장치로서, 처리 유닛에 공급하기 위한 약액을 저장하는 탱크와, 상기 탱크에 저장되어 있는 약액에, 산소 가스를 포함하는 산소 함유 가스와 불활성 가스를 포함하는 불활성 가스 함유 가스를 약액에 용해시키는 기체 용해 유닛으로서, 약액에 공급되는 상기 산소 함유 가스와 상기 불활성 가스 함유 가스의 혼합비를 소정의 목표 용존 산소 농도에 대응하는 혼합비로 설정함으로써, 상기 탱크에 저장되어 있는 약액의 용존 산소 농도를 조정하는 기체 용해 유닛을 포함하는, 약액 생성 장치, 및
    상기 약액 생성 장치에 의해 생성된 상기 약액을 기판에 공급하는 상기 처리 유닛을 포함하는, 기판 처리 장치로서,
    상기 약액 생성 장치가,
    상기 기체 용해 유닛에 의한 기체 용해 후의 약액을 저장하는 제3 탱크,
    상기 제3 탱크에 저장되어 있는 약액 중의 용존 산소 농도를 측정하는 측정 유닛,
    상기 제3 탱크에 저장되어 있는 약액에, 상기 불활성 가스 함유 가스를 공급함으로써, 상기 불활성 가스 함유 가스를 약액에 용해시키는 불활성 가스 용해 유닛,
    상기 제3 탱크에 저장되어 있는 약액에, 상기 산소 함유 가스를 공급함으로써, 상기 산소 함유 가스를 약액에 용해시키는 산소 가스 용해 유닛, 및
    상기 측정 유닛, 상기 불활성 가스 용해 유닛 및 상기 산소 가스 용해 유닛을 제어하는 제어 장치를 더 포함하고,
    상기 제어 장치가, 상기 측정 유닛에 의해 상기 제3 탱크에 저장되어 있는 약액 중의 용존 산소 농도를 측정하는 측정 공정, 상기 측정 공정에서 측정된 용존 산소 농도가 상기 목표 용존 산소 농도보다도 높은 경우에, 상기 제3 탱크에 저장되어 있는 약액에 상기 불활성 가스 함유 가스를 용해시키는 불활성 가스 용해 공정, 및 상기 측정 공정에서 측정된 용존 산소 농도가 상기 목표 용존 산소 농도보다도 낮은 경우에, 상기 제3 탱크에 저장되어 있는 약액에 상기 산소 함유 가스를 용해시키는 산소 함유 가스 용행 공정을 실행하는, 기판 처리 장치.
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