KR102354226B1 - 기판 처리 장치, 기판 처리 장치의 부착물 제거 방법 및 기억 매체 - Google Patents

기판 처리 장치, 기판 처리 장치의 부착물 제거 방법 및 기억 매체 Download PDF

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히로미츠 난바
타츠히로 우에키
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

커버 부재에 부착된 처리액 또는 그 처리액으로부터 발생된 결정을 제거함으로써, 파티클의 발생을 방지하도록 한다. 기판을 유지하는 기판 유지부(3)와, 기판 유지부(3)에 유지된 기판(W)에 대하여 처리액을 공급하는 처리액 공급부(7)와, 기판 유지부(3)에 유지된 기판의 주연부와 대향하도록 배치되는 링 형상의 커버 부재(5)를 구비하고, 커버 부재(5)에는, 커버 부재(5)를 가열하기 위한 히터(701)가 마련되어 있다.

Description

기판 처리 장치, 기판 처리 장치의 부착물 제거 방법 및 기억 매체{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, DEPOSIT REMOVING METHOD OF SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND RECORDING MEDIUM}
본 발명은 기판의 주연부에 처리액을 공급하여, 당해 주연부를 처리하는 기술에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 공정에는, 피처리 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 단순히 “웨이퍼”라고 함)를 회전시키면서, 당해 웨이퍼의 주연부로 약액 등의 처리액을 공급함으로써 당해 주연부의 불필요한 막 또는 오염물질을 제거하는 기판 처리가 있다. 이와 같은 기판 처리를 행할 시에 웨이퍼의 상면을 덮는 커버 부재를 구비하는 기판 처리 장치가 알려져 있다(특허 문헌 1 참조). 이 커버 부재는 웨이퍼의 주연부의 근방을 흐르는 기체를 정류하고, 또한 기체의 유속을 증대시켜, 웨이퍼로부터 비산된 처리액이 웨이퍼의 상면에 재차 부착되는 것을 방지한다.
일본특허공개공보 2013-128014호
그러나, 종래의 기판 처리 장치에서는, 웨이퍼로부터 비산된 처리액 또는 미스트화된 처리액이 커버 부재의 표면에 부착되는 경우가 있다. 이들 처리액은 반응을 일으켜 결정화되고, 그 일부는 박리되어 웨이퍼의 표면에 낙하하여 파티클의 원인이 된다.
본 발명은, 상술한 문제점을 해결하기 위한 것이며, 커버 부재에 부착된 처리액 또는 그 처리액으로부터 발생된 결정을 제거함으로써, 파티클의 발생을 방지하도록 한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기판 처리 장치는, 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 기판 유지부에 유지된 기판에 대하여 처리액을 공급하는 처리액 공급부와, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 주연부와 대향하도록 배치되는 링 형상의 커버 부재를 구비하고, 상기 커버 부재에는 히터가 마련되어 있다.
본 발명에 의하면, 커버 부재에 부착된 처리액 또는 그 처리액으로부터 발생된 결정을 제거함으로써, 파티클의 발생을 방지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 종단 측면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 기판 처리 장치의 커버 부재, 그 승강 기구 및 처리 유체 공급부를 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 1의 우측의 웨이퍼의 외주연 부근의 영역을 확대하여 상세하게 나타낸 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 노즐에 대하여 설명하는 도이다.
도 5는 본 발명의 실시형태에 따른 표준적인 액 처리의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 제 1 실시형태에서의 가열 처리를 수반하는 액 처리의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 제 2 실시형태에서의 가열 처리를 수반하는 액 처리의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치의 일실시형태를, 도면을 이용하여 상세하게 설명한다.
(제 1 실시형태)
본 실시형태에서는, 반도체 장치가 형성되는 원형의 기판인 웨이퍼(W)의 표면으로 약액을 공급하고, 당해 웨이퍼(W)의 주연부에 형성된 불필요한 막을 제거하는 기판 처리 장치에 대하여 설명한다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 기판 처리 장치(1)는, 웨이퍼(W)를 수평 자세로 연직축 둘레로 회전 가능하게 유지하는 웨이퍼 유지부(3)와, 웨이퍼 유지부(3)에 유지된 웨이퍼(W)의 주위를 둘러싸 웨이퍼(W)로부터 비산된 처리액을 받는 컵체(2)와, 웨이퍼 유지부(3)에 유지된 웨이퍼(W)의 상면의 주연부를 덮는 링 형상의 커버 부재(5)와, 커버 부재(5)를 승강시키는 승강 기구(이동 기구)(6)와, 웨이퍼 유지부(3)에 유지된 웨이퍼(W)로 처리 유체를 공급하는 처리 유체 공급부(7)를 구비하고 있다.
상술한 기판 처리 장치(1)의 구성 부재인, 컵체(2), 웨이퍼 유지부(3), 커버 부재(5) 등은 1 개의 하우징(11) 내에 수용되어 있다. 하우징(11)의 천장부 부근에는 외부로부터 청정 공기를 도입하는 청정 공기 도입 유닛(14)이 마련되어 있다. 또한, 하우징(11)의 바닥면 근방에는 하우징(11) 내의 분위기를 배기하는 배기구(15)가 마련되어 있다. 이에 의해, 하우징(11) 내에 하우징(11)의 상부로부터 하부를 향해 흐르는 청정 공기의 다운 플로우가 형성된다. 하우징(11)의 하나의 측벽에는, 셔터(12)에 의해 개폐되는 반입반출구(13)가 마련되어 있다. 하우징(11)의 외부에 마련된 도시하지 않은 웨이퍼 반송 기구의 반송 암이, 웨이퍼(W)를 유지한 상태에서, 반입반출구(13)을 통과할 수 있다. 웨이퍼 유지부(3)는, 원판 형상의 진공 척으로서 구성되어 있고, 그 상면이 웨이퍼 흡착면으로 되어 있다. 웨이퍼 유지부(3)는, 도시하지 않은 회전 구동 기구에 의해, 원하는 속도로 회전시킬 수 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 컵체(2)는, 웨이퍼 유지부(3)의 외주를 둘러싸도록 마련된, 바닥이 있는 원환(圓環) 형상의 부재이다. 컵체(2)는, 웨이퍼(W)로 공급된 후에 웨이퍼(W)의 외방으로 비산하는 약액을 받아 회수하고, 외부로 배출하는 역할을 가진다.
웨이퍼 유지부(3)에 의해 유지된 웨이퍼(W)의 하면과, 이 웨이퍼(W)의 하면에 대향하는 컵체(2)의 내주측 부분(21)의 상면(211)의 사이에는, 작은(예컨대 2 ~ 3 mm 정도의 높이의) 극간이 형성된다. 웨이퍼(W)에 대향하는 상면(211)에는, 2 개의 가스 토출구(212, 213)가 개구되어 있다. 이들 2 개의 가스 토출구(212, 213)는, 동심의 대경의 원주 및 소경의 원주를 따라 각각 연속적으로 연장되어 있고, 반경 방향 외방향으로, 또한, 경사 상방향으로, 웨이퍼(W)의 하면을 향하게 하여 N2 가스(가열된 질소 가스)를 토출한다.
컵체(2)의 내주측 부분(21) 내에 형성된 1 개 또는 복수의(도에서는 1 개만 나타냄) 가스 도입 라인(214)으로부터 원환 형상의 가스 확산 공간(215)으로 N2 가스가 공급되고, N2 가스는 가스 확산 공간(215) 내를 원주 방향으로 확산되면서 흘러, 가스 토출구(212, 213)로부터 토출된다. 가스 확산 공간(215)에 인접하여 히터(216)가 마련되어 있고, N2 가스는 가스 확산 공간(215) 내를 흐르고 있을 때 가열되고, 그 후, 가스 토출구(212, 213)로부터 토출된다. 반경 방향 외측에 있는 가스 토출구(213)로부터 토출되는 N2 가스는, 웨이퍼(W)의 피처리 부위인 웨이퍼(W)의 주연부를 가열함으로써, 약액에 의한 반응을 촉진하고, 또한, 웨이퍼(W)의 표면(상면)을 향해 토출된 후에 비산하는 처리액의 미스트가 웨이퍼의 이면(하면)으로 유입되는 것을 방지한다. 반경 방향 내측에 있는 가스 토출구(212)로부터 토출되는 N2 가스는, 가스 토출구(212)가 없는 경우에 웨이퍼(W)의 주연부만이 따뜻해지는 것 및 웨이퍼(W) 중심측에 있어서 웨이퍼(W)의 하면 근방에 부압이 발생하는 것에 기인하여 발생할 수 있는 웨이퍼(W)의 변형을 방지한다.
컵체(2)의 외주측 부분(24)에는, 배액로(244)와 배기로(245)가 접속되어 있다. 컵체(2)의 내주측 부분(21)의 외주부(웨이퍼(W)의 주연의 하방의 위치)로부터 반경 방향 외측을 향해 환 형상의 안내판(25)이 연장되어 있다. 또한, 컵체(2)의 외주측 부분(24)의 외주부에는, 외주벽(26)이 마련되어 있다. 외주벽(26)은, 그 내주면에 의해, 웨이퍼(W)로부터 외방으로 비산하는 유체(액적, 가스 및 이들 혼합물 등)를 받아, 하방을 향해 안내한다. 외주벽(26)은, 수평면에 대하여 25 ~ 30도의 각도를 이루고 반경 방향 외측을 향할수록 낮아지도록 경사지는 내측의 유체 받음면(261)과, 유체 받음면(261)의 상단부로부터 하방으로 연장되는 반환부(262)를 가지고 있다. 안내판(25)의 상면(252)과 유체 받음면(261)의 사이에, 가스(공기, N2 가스 등)와 웨이퍼(W)로부터 비산된 액적이 흐르는 배기 유로(27)가 형성된다. 또한, 반환부(262)의 내주면에 의해 컵체(2)의 상부 개구가 획정되지만, 이 상부 개구의 개구 직경은 웨이퍼(W)의 직경보다 약간 크다. 안내판(25)보다 하방으로 유입된 가스 및 액적의 혼합 유체는 각각 분리되고, 액적은 배액로(244)로부터 배출되고, 가스는 배기로(245)로부터 배출된다.
커버 부재(5)는, 처리가 실행될 때, 웨이퍼 유지부(3)에 유지된 웨이퍼(W)의 상면 주연부와 대향하도록 배치되는 링 형상의 부재이다. 커버 부재(5)는, 웨이퍼(W)의 상면 주연부의 근방을 흘러 컵체(2) 내로 인입되는 기체를 정류하고, 또한 기체의 유속을 증대시켜, 웨이퍼(W)로부터 비산된 처리액이 웨이퍼(W)의 상면에 재차 부착되는 것을 방지한다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 커버 부재(5)는, 내주면(51)과, 웨이퍼(W)에 대향하는 수평인 하면(52)을 가지고 있다. 내주면(51)은, 연직 방향으로 연장되는 상측면 부분(511)과, 웨이퍼(W)에 가까워짐에 따라 반경 방향 외측을 향하도록 경사지는 하측면 부분(512)을 가지고 있다. 수평인 하면(52)과 웨이퍼(W)의 상면의 사이에, 연직 방향의 극간(G)이 형성되어 있다. 커버 부재(5)의 외주연(521)은 웨이퍼(W)의 외주단(We)보다 반경 방향 외측에 배치되어 있다. 또한, 세정의 대상이 되는 주연부는, 예컨대, 외주단(We)으로부터의 반경 방향 내측의 약 3 mm의 영역이며, 수평인 하면(52)에 덮이는 범위이다.
웨이퍼 유지부(3)에 웨이퍼(W)가 유지되고, 또한, 커버 부재(5)가 처리 위치에 위치하였을 때의 상태가 평면도인 도 2에 나타나 있다. 도 2에 있어서, 커버 부재(5)에 덮여 숨어 있는 웨이퍼(W)의 외주단(에지)(We)이 일점 쇄선으로 나타나 있다. 또한, 커버 부재(5)의 내주연은 부호(5e)로 나타나 있다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 커버 부재(5)를 승강시키는 승강 기구(6)는, 커버 부재(5)를 지지하는 지지체(58)에 장착된 복수(본 예에서는 4 개)의 슬라이더(61)와, 각 슬라이더(61)를 관통하여 연직 방향으로 연장되는 가이드 지지 기둥(62)을 가지고 있다. 각 슬라이더(61)에는, 실린더 모터(도시하지 않음)가 연결되어 있고, 실린더 모터를 구동함으로써, 슬라이더(61)가 가이드 지지 기둥(62)을 따라 상하 이동하고, 이에 의해 커버 부재(5)를 승강시킬 수 있다. 컵체(2)는 컵 승강 기구(도시하지 않음)의 일부를 이루는 리프터(65)에 지지되어 있고, 리프터(65)를 도 1에 나타낸 상태로부터 하강시키면, 컵체(2)가 하강하여, 웨이퍼 반송 기구의 반송 암(도시하지 않음)과 웨이퍼 유지부(3)의 사이에서의 웨이퍼(W)의 전달이 가능해진다.
이어서, 도 1, 도 2 그리고 도 4a 및 도 4b를 참조하여, 처리 유체 공급부(7)에 대하여 설명한다. 특히 도 2에 명료하게 나타낸 바와 같이, 처리 유체 공급부(7)는, 처리 유체 공급부(7A)와 처리 유체 공급부(7B)로 구성된다. 또한, 도 1에는 처리 유체 공급부(7A)만 도시하고, 처리 유체 공급부(7B)는 생략하고 있다. 처리 유체 공급부(7A)는, 암모니아, 과산화 수소 및 순수의 혼합 용액인 SC-1액을 토출하는 약액 노즐(71)과, 린스액(본 예에서는 DIW(순수))을 토출하는 린스 노즐(72)을 가지고 처리액 공급부로서 기능한다. 또한, 처리 유체 공급부(7A)는, 건조용 가스(본 예에서는 N2 가스)를 토출하는 가스 노즐(73)을 가지고, 기체 공급부로서도 기능한다. 처리 유체 공급부(7B)는, HF액을 토출하는 약액 노즐(74)과, 린스액을 토출하는 린스 노즐(75)을 가지고 처리액 공급부로서 기능하고, 또한, 건조용 가스를 토출하는 가스 노즐(76)을 가지고, 기체 공급부로서 기능한다.
도 2 및 도 4a에 나타낸 바와 같이, 처리 유체 공급부(7A)의 노즐(71 ~ 73)은, 커버 부재(5)의 내주면에 형성된 오목부(56)에 수용되어 있다. 각 노즐(71~73)은, 도 4b에 있어서 화살표(A)로 나타낸 바와 같이, 경사 하방을 향하고, 또한, 화살표(A)로 나타낸 토출 방향이 웨이퍼의 회전 방향(Rw)의 성분을 가지도록 처리 유체를 토출한다. 각 노즐(71~73)에는, 도시하지 않은 처리 유체 공급 기구로부터 상기의 처리 유체가 공급된다. 처리 유체 공급부(7B)도 처리 유체 공급부(7A)와 동일한 구성을 가진다.
도 1에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 기판 처리 장치(1)는, 그 전체의 동작을 통괄 제어하는 컨트롤러(제어부)(8)를 가지고 있다. 컨트롤러(8)는, 기판 처리 장치(1)의 모든 기능 부품(예컨대, 도시하지 않은 회전 구동 기구, 승강 기구(6), 웨이퍼 유지부(3), 각종 처리 유체 공급 기구 등)의 동작을 제어한다. 컨트롤러(8)는, 하드웨어로서 예컨대 범용 컴퓨터와, 소프트웨어로서 당해 컴퓨터를 동작시키기 위한 프로그램(장치 제어 프로그램 및 처리 레시피 등)에 의해 실현될 수 있다. 소프트웨어는, 컴퓨터에 고정적으로 마련된 하드 디스크 드라이브 등의 기억 매체에 저장되거나, 혹은 CD-ROM, DVD, 플래쉬 메모리 등의 착탈 가능하게 컴퓨터에 세팅되는 기억 매체에 저장된다. 이러한 기억 매체가 도 1에 있어서 참조 부호(81)로 나타나 있다. 프로세서(82)는 필요에 따라서 도시하지 않은 유저 인터페이스로부터의 지시 등에 기초하여 정해진 처리 레시피를 기억 매체(81)로부터 호출하여 실행시키고, 이에 의해 컨트롤러(8) 제어하에서 기판 처리 장치(1)의 각 기능 부품이 동작하여 정해진 처리가 행해진다.
이어서, 상기 기판 처리 장치(1)를 이용한 공지의 표준적인 액 처리의 동작, 즉, 부착물 제거를 위한 가열 처리가 포함되지 않는 액 처리의 동작에 대하여, 도 5의 순서도를 이용하여 설명한다. 본 동작은, 상기 컨트롤러(8)의 제어하에서 행해진다. 이 표준적인 액 처리는, 25 매의 웨이퍼(W)를 1 세트로 하여 실행되고, 본 순서도는, 1 세트 내의 1 매의 웨이퍼(W)의 처리 동작을 나타낸 것이다. 또한, 본 실시형태에서는, 표준적인 액 처리에 더해 부착물 제거를 위한 가열 처리를 행하고 있고, 상세는 후술한다.
(웨이퍼 반입(단계(S501)))
먼저, 승강 기구(6)에 의해 커버 부재(5)를 퇴피 위치(도 1보다 상방의 위치)에 위치시키고, 또한 컵 승강 기구의 리프터(65)에 의해 컵체(2)를 하강시킨다. 이어서, 하우징(11)의 셔터(12)를 열어 외부의 웨이퍼 반송 기구의 반송 암(도시하지 않음)을 하우징(11) 내로 진입시키고, 반송 암에 의해 유지된 웨이퍼(W)를 웨이퍼 유지체(3)의 바로 위에 위치시킨다. 이어서, 반송 암을 웨이퍼 유지체(3)의 상면보다 낮은 위치까지 강하시키고, 웨이퍼(W)를 웨이퍼 유지체(3)의 상면에 배치한다. 이어서, 웨이퍼 유지체(3)에 의해 웨이퍼를 흡착한다. 그 후, 빈 반송 암을 하우징(11) 내로부터 퇴출시킨다. 이어서, 컵체(2)를 상승시켜 도 1에 나타낸 위치로 되돌리고, 또한 커버 부재(5)를 도 1에 나타낸 처리 위치까지 강하시킨다. 이상의 순서에 의해, 웨이퍼의 반입이 완료되고, 도 1에 나타낸 상태가 된다.
(제 1 약액 처리(단계(S502)))
이어서, 웨이퍼에 대한 제 1 약액 처리가 행해진다. 웨이퍼(W)를 회전시키고, 또한, 컵체(2)의 가스 토출구(212, 213)로부터 N2 가스를 토출시켜, 웨이퍼(W), 특히 피처리 영역인 웨이퍼(W) 주연부를 약액 처리에 적합한 온도(예컨대 60℃ 정도)까지 가열한다. 웨이퍼(W)가 충분히 가열되면, 웨이퍼(W)를 회전시킨 채로 처리 유체 공급부(7A)의 약액 노즐(71)로부터 약액(SC1)을 웨이퍼(W)의 상면(디바이스 형성면)의 주연부로 공급하고, 웨이퍼 상면 주연부에 있는 불필요한 막을 제거한다.
(제 1 린스 처리(단계(S503)))
소정 시간 제 1 약액 처리를 행한 후, 약액 노즐(71)로부터의 약액의 토출을 정지하고, 처리 유체 공급부(7A)의 린스 노즐(72)로부터 린스액(DIW)을 웨이퍼(W)의 주연부로 공급하여, 린스 처리를 행한다. 이 린스 처리에 의해, 웨이퍼(W)의 상하면에 잔존하는 약액 및 반응 생성물 등이 씻겨 내진다. 또한, 여기서, 후술의 단계(S506)와 동일한 건조 처리를 행해도 된다.
(제 2 약액 처리(단계(S504)))
이어서, 제 1 약액 처리에서는 제거할 수 없는 불필요한 물질을 제거하기 위한, 웨이퍼(W)에 대한 제 2 약액 처리가 행해진다. 제 1 약액 처리와 마찬가지로 웨이퍼(W)를 회전시키고, 또한 웨이퍼(W)를 가열하고, 처리 유체 공급부(7B)의 약액 노즐(74)로부터 약액(HF)을 웨이퍼(W)의 상면(디바이스 형성면)의 주연부에 공급하고, 웨이퍼 상면 주연부에 있는 불필요한 막을 제거한다.
(제 2 린스 처리(단계(S505)))
소정 시간 약액 처리를 행한 후, 계속해서 웨이퍼(W)의 회전 및 가스 토출구(212, 213)로부터의 N2 가스의 토출을 계속하고, 약액 노즐(74)로부터의 약액의 토출을 정지하고, 처리 유체 공급부(7B)의 린스 노즐(75)로부터 린스액(DIW)을 웨이퍼(W)의 주연부로 공급하여, 린스 처리를 행한다. 이 린스 처리에 의해, 웨이퍼(W)의 상하면에 잔존하는 약액 및 반응 생성물 등이 씻겨 내진다.
(건조 처리(단계(S506)))
소정 시간 린스 처리를 행한 후, 계속해서 웨이퍼(W)의 회전 및 가스 토출구(212, 213)로부터의 N2 가스의 토출을 계속하고, 린스 노즐(75)로부터의 린스액의 토출을 정지하고, 가스 노즐(76)로부터 건조용 가스(N2 가스)를 웨이퍼(W)의 주연부로 공급하여, 건조 처리를 행한다.
(웨이퍼 반출(단계(S507)))
그 후, 커버 부재(5)를 상승시켜 퇴피 위치에 위치시키고, 또한, 컵체(2)를 하강시킨다. 이어서, 하우징(11)의 셔터(12)를 열어 도시하지 않은 외부의 웨이퍼 반송 기구의 반송 암(도시하지 않음)을 하우징(11) 내로 진입시키고, 빈 반송 암을 웨이퍼 유지체(3)에 유지된 웨이퍼(W)의 하방에 위치시킨 후에 상승시키고, 웨이퍼(W)의 흡착을 정지한 상태의 웨이퍼 유지체(3)로부터 반송 암이 웨이퍼(W)를 수취한다. 그 후, 웨이퍼를 유지한 반송 암이 하우징(11)내로부터 퇴출된다. 이상에 의해, 1 매의 웨이퍼에 대한 일련의 액 처리가 종료된다.
이상 설명한 1 매의 웨이퍼에 대한 처리를 25 회 반복하는 것이, 표준적인 액 처리의 동작이다. 이미 서술한 바와 같이, 단계(S502 또는 S504)의 약액 처리 시, 커버 부재(5)는 웨이퍼(W)로부터 비산된 처리액이 웨이퍼(W)의 상면에 재차 부착되는 것을 방지한다. 그러나, 약액 노즐(71) 및 약액 노즐(74)로부터 웨이퍼(W)로 공급된 약액 중, 약간이지만, 웨이퍼(W) 또는 컵체(2)의 내벽 등으로부터의 튐 등에 의해, 커버 부재(5)의 높이까지 비산하는 액적이 있다. 또한, 커버 부재(5)가 형성한 기류에 반하여, 상방에 떠다니는 미스트도 존재한다. 그리고, 이들 액적 또는 미스트의 일부는 커버 부재(5)의 표면에 부착된다.
상술과 같은 순서, 즉, SC1에서의 약액 처리를 행한 후, HF에서의 약액 처리를 행한 경우, 커버 부재(5)에는 SC1액의 액적 또는 미스트가 부착된 후, HF액의 액적 또는 미스트가 부착되게 된다. 그리고, 커버 부재(5)의 표면에서 이 2 개의 약액이 혼합되면 서로 반응하여, 플루오르화 암모늄(NH4F)이 생성된다. 상술한 순서를 반복하여 실행하면, 생성된 플루오르화 암모늄은 증가되고, 이윽고 결정화된다. 도 2 및 도 3을 이용하여, 생성된 결정의 부착 개소의 예를 설명한다. 도 2 및 도 3에서는, 커버 부재(5)의 내주면(51)에 결정(601)이 부착되어 있다. 또한, 비산한 액적 또는 미스트는 커버 부재(5)와 외주벽(26)의 사이에도 유입되기 때문에, 커버 부재(5)의 외주연(521)에도 결정(602)이 부착된다. 상술한 커버 부재(5)는, 컵체(2)보다 높은 위치에 마련되어 있기 때문에, 세정액에 의한 세정을 행할 수 없다. 또한, 세정액으로의 세정이 가능했다 하더라도, 그 후, 부착된 세정액을 건조시킬 수 없다.
따라서, 본 실시형태에서는, 상기의 표준적인 액 처리에 더해 커버 부재(5)의 가열 처리를 행함으로써 표면에 부착된 약액을 제거하고, 결정이 생성되는 것을 미연에 방지하도록 한다. 또한, 커버 부재(5)에 결정이 부착된 경우라도, 가열 처리함으로써 결정을 기화시켜, 부착물을 제거하도록 한다.
도 2 및 도 3을 이용하여, 부착물 제거를 위한 기구를 설명한다. 본 실시형태에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 커버 부재(5)의 내부에 가열 처리를 위한 히터(701)를 마련하고 있다. 도 3에서는, 커버 부재(5)의 단면에서 본 경우의 히터의 배치가 나타나 있다. 본 실시형태에서는, 단면 형상이 커버 부재(5)의 하면(52)으로부터 상면에 이를 때까지의 세로로 긴 원형 형상의 전열선을 이용하고 있다. 이 히터는, 130도까지 온도를 상승시킬 수 있고, 컨트롤러(8)에 의해 그 동작을 제어할 수 있다. 커버 부재(5)는, 열전도성이 높은 소재로 형성되어 있으므로, 수 초 정도가 경과하면, 그 표면도 130도에 가까운 온도까지 상승한다.
도 3에 있어서, 결정(601)으로서 도시되어 있는 플루오르화 암모늄은, 상온에서는 고체이지만, 100도 정도로 가열함으로써 열분해를 일으켜, 기화되는 것이 알려져 있다. 또한, 100도 이상의 환경하에서는, SC1액과 HF액을 혼합하여도 플루오르화 암모늄으로서 결정화지 않는다. 또한, 플루오르화 암모늄으로의 반응이 일어나기 전에, SC1액 및 HF액 자체가 기체화된다. 본 실시형태의 가열 처리는, 이와 같은 SC1액, HF액, 및 플루오르화 암모늄의 특성에 맞추어 온도 등의 설정이 행해지고 있다.
이어서, 본 실시형태에서의 부착물 제거를 위한 가열 처리가 포함되는 액 처리의 동작에 대하여, 도 6의 순서도를 이용하여 설명한다. 본 동작은, 상기 컨트롤러(8)의 제어하에서 행해진다. 본 실시형태에서의 액 처리는, 25 매의 웨이퍼(W)를 1 세트로 하여 실행되고, 본 순서도는, 1 세트 내의 1 매의 웨이퍼(W)의 처리 동작을 나타낸 것이다.
먼저, 외부의 웨이퍼 반송 기구의 반송 암이 웨이퍼를 반입할 준비가 되면, 웨이퍼 반입 동작을 개시한다(S601). 여기서의 웨이퍼 반입 동작은, 상술의 단계(S501)의 웨이퍼 반입 동작과 동일한 것이다.
그리고, 웨이퍼의 반입이 완료되어 도 1 상태가 되면, 히터(701)를 동작시켜, 가열 처리를 개시한다(S602). 이 가열 처리는, 커버 부재(5)의 표면의 온도가 130도로 상승할 때까지 계속된다.
이어서, 제 1 약액 처리, 제 1 린스 처리, 제 2 약액 처리, 제 2 린스 처리, 건조 처리를 실행한다(S603 ~ S607). 이들 처리는, 상술의 단계(S502 ~ S506)의 제 1 약액 처리, 제 1 린스 처리, 제 2 약액 처리, 제 2 린스 처리, 건조 처리와 동일한 것이다. 또한, 제 1 약액 처리(S603) 및 제 2 약액 처리(S605)에서는, 상술한 바와 같이, 웨이퍼(W) 주연부를 약액 처리에 적합한 온도(예컨대 60℃ 정도)까지 가열하고 있다. 이에 더해, 히터(701)의 가열 처리에 의해 하면(52)이 고온으로 되어 있으므로, 하면(52)으로부터의 방열에 의해서도 웨이퍼(W)의 주연부가 가열된다.
단계(S607)의 건조 처리가 종료되면, 히터(701)의 동작을 정지함으로써 가열 처리를 정지한다(S608). 그 후, 커버 부재(5)를 상승시켜 웨이퍼 반출을 행하고(S609), 1 매에 대한 액 처리가 완료된다. 25 매의 웨이퍼에 대하여 동일한 액 처리를 반복함으로써, 1 세트의 웨이퍼에 대하여 액 처리를 완료한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 커버 부재(5)의 링 형상의 표면에 부착된 SC1액과 HF액 등의 처리액 또는 이 처리액으로부터 발생된 결정을, 히터(701)의 가열 처리에 의해 제거하도록 했다. 이에 의해, 커버 부재(5)에 부착된 결정이 박리되어 웨이퍼(W)의 표면에 낙하하여, 파티클이 되는 것을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)에 대한 액 처리를 행하고 있을 때에 가열 처리를 행하도록 하고, 히터(701)가 웨이퍼(W)의 주연부의 온도를 상승시키는 기능을 가지도록 했다. 이에 의해, 히터(701)의 열이 유효하게 이용되고, 보다 주연부의 온도를 상승시키기 쉬워짐으로써 에칭 레이트를 높일 수 있다. 또한, 히터(701)로부터 충분한 방열이 행해진다면, 가스 토출구(212, 213)로부터의 고온 N2 가스의 공급량의 삭감도 가능해진다.
(제 2 실시형태)
제 1 실시형태에서는, 실제로 웨이퍼(W)에 대하여 처리액을 공급하고 있는 동안에 가열 처리를 행하고 있었다. 그러나, 많은 세트에 대하여 연속적으로 액 처리를 행하는 경우에서는, 장시간 히터를 동작시켜 두어야 하므로, 전력 소비량이 커진다. 따라서, 본 실시형태에서는, 액 처리 중에는 가열 처리를 행하지 않고, 1 세트의 웨이퍼(W)에 대하여 처리를 행한 후의 대기 시간에 있어서 가열 처리를 행하도록 한다.
본 실시형태에서의 부착물 제거를 위한 가열 처리가 포함되는 액 처리의 동작에 대하여, 도 7의 순서도를 이용하여 설명한다. 본 동작은, 상기 컨트롤러(8)의 제어하에서 행해진다. 본 실시형태에서의 액 처리는, 25 매의 웨이퍼를 1 세트로 하여 실행되고, 본 순서도는 2 세트 이상의 처리 동작을 나타낸 것이다.
먼저, 도 5에 나타낸 1 세트의 웨이퍼에 대한 표준적인 액 처리를 실행한다(S701). 이 단계에서는, 도 6의 순서도에 나타낸 바와 같은 가열 처리는 행하지 않는다. 그 후, 아직 액 처리되어 있지 않은 다음 세트의 웨이퍼가 있는지 여부가 판정되고(S702), 아직 처리되어 있지 않은 세트가 있으면 단계(S703)로부터의 가열 처리의 순서로 이행한다.
1 세트의 액 처리(S701)는 완료되고 웨이퍼 반송이 완료된 후이므로, 커버 부재(5)는, 퇴피 위치까지 상승되어 있다. 본 실시형태에서는, 도 1에 나타낸 웨이퍼(W)의 액 처리를 행하고 있는 것과 동일한 상태로 가열 처리를 행한다. 따라서, 컨트롤러(8)는, 도 1의 배치가 되도록 커버 부재(5)를 강하시킨다(S703). 강하의 동작이 종료된 후, 히터(701)를 동작시켜, 가열 처리를 개시한다(S704).
커버 부재(5)의 표면 상에는, 비산한 액적이 액 상태인 채로 부착되어 있는 경우 또는, 그 일부가 변화된 플루오르화 암모늄의 결정이 부착되어 있는 경우가 있다. 가열 처리는, 커버 부재(5)의 표면으로부터 이 양자가 기화되어 없어질 정도의 기간 계속된다. 또한, 가열 처리의 개시와 함께 청정 공기 도입 유닛(14)을 동작시켜 통상의 액 처리 시와 동일한 다운 플로우를 형성시켜도 된다. 그 후, 히터 동작을 정지하여 가열 처리를 정지한다(단계(S705)). 마지막으로, 커버 부재(5)를 퇴피 위치까지 상승시키고, 다음의 액 처리를 위한 세트의 웨이퍼(W)의 반입에 대비한다(S706).
미리 결정된 복수 세트의 웨이퍼(W)에 대하여 상기 처리를 반복하고, 단계(S702)에 있어서, 아직 처리되어 있지 않은 세트가 없고, 즉, 전세트에 대하여 액 처리를 실행한 것이면, 일련의 처리를 완료한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 웨이퍼(W)에 대한 액 처리를 행하고 있지 않을 때로서, 1 세트의 액 처리의 사이의 대기 상태에 있어서 가열 처리를 행하도록 했다. 이에 의해, 처리액의 결정화가 빈번하게 발생하지 않는 상황하에 있어서, 전력 소비량을 삭감하여, 양호한 액 처리를 행할 수 있다. 또한, 히터(701)의 가열 처리의 개시 및 정지를 위한 온도 조정의 수고도 웨이퍼 1 매마다에서 웨이퍼 25 매마다로 생략할 수 있으므로, 기판 처리의 스루풋의 저하도 억제할 수 있다. 또한, 원래 주연부를 과도하게 가열하지 않는 것이 좋아 히터(701)에 의한 열 영향을 회피하고 싶은 액 처리를 실행하는 경우에 있어서도 유효하다. 그리고, 대기 상태라도, 가열 처리를 행할 시는, 웨이퍼에 대한 액 처리를 행하고 있을 때와 동일한 위치에 커버 부재(5)를 배치하도록 했다. 이에 의해, 하우징(11)의 전체의 온도를 불필요하게 상승시키는 일 없이, 결정이 발생하기 쉽고, 또한 발생하고 있는 개소를 집중적으로 고온화할 수 있다. 또한, 액 처리 때와 동일한 다운 플로우를 형성함으로써, 기화된 처리액을 배기로(245)로부터 배출할 수도 있고, 기화된 처리액의 하우징(11) 내로의 재부착을 방지할 수 있다.
(제 2 실시형태의 변형예)
이상이 제 2 실시형태의 제어이지만, 히터(701)의 가열 처리는, 1 세트마다 실행하는 예에 한정되지 않는다. 예컨대, 장치 기동 시부터 기판 처리 장치(1)에서의 처리 매수를 카운트해 두고, 500 매 처리한 타이밍마다, 동일한 가열 처리를 실행하도록 해도 된다. 또한, 매수에 의한 제어가 아닌, 경과 시간에 의한 제어를 행해도 된다. 예컨대, 기판 처리 장치(1)의 장치 기동 시부터 24 시간 경과한 타이밍마다, 동일한 가열 처리를 실행하도록 해도 된다. 또한, 매수 또는 시간과 같은 조건은, 컨트롤러(8)가 고정치로서 기억해 두는 예에 한정되지 않고, 장치의 사용자가 액 처리의 종별마다 결정의 성장 빈도 등에 따라 임의의 값을 설정하여 기억시켜 두도록 해도 된다. 이상의 가열 처리를 행하는 경우, 컨트롤러(8)가 기억된 매수 또는 시간과 같은 정해진 조건을 감시해 두고, 정해진 조건을 충족시키면, 도 7의 단계(S703 ~ S706)와 동일한 처리를 행한다.
상기의 제 2 실시형태에 있어서, 가열 처리를 행할 시에 다운 플로우를 형성하는 경우, 웨이퍼(W)가 놓여져 있지 않기 때문에, 액 처리 때와 동일한 힘으로 배기가 되지 않는 경우가 있다. 이 경우에, 액 처리와 동일한 배기 상태에 근접시키기 위하여, 청정 공기 도입 유닛(14)의 공기 도입량을 액 처리 시보다 증가시켜도 된다. 또한, 액 처리 시와 동일한 배기 상태에 근접시키기 위하여, 하우징(11)의 외부로부터 더미 웨이퍼를 반입하고, 액 처리 시와 동일한 조건으로 더미 웨이퍼를 유지하여 회전시킴으로써, 커버 부재(5)의 주변에 액 처리 시와 동일한 기류를 발생시키도록 해도 된다. 또한, 청정 공기 도입 유닛(14)과 배기구(15)의 사이에서 충분한 배기가 행해진다면, 커버 부재(5)를 강하시키지 않고 올린 상태로, 가열 처리를 행해도 된다.
(다른 실시형태)
이상, 본 발명에 따른 실시형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명은, 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 다양한 형태에 의해 실현될 수 있다. 예컨대, 처리액으로서는, SC1액과 HF액을 이용하는 것으로 하였지만, 다른 처리액을 이용하는 경우에 있어서도 마찬가지로, 본 발명을 적용할 수 있다. 예컨대, SC1액에 의한 처리와 SC2액에 의한 처리를 연속하여 행하는 경우, SC1액에 포함되는 암모니아와 SC2액에 포함되는 염산이 반응하여, 염화 암모늄(NH4Cl)의 결정이 발생한다. 이 경우에 있어서도, 염화 암모늄은 100도 정도에서 기화되므로, 상기 실시형태와 동일하게 가열 처리를 행함으로써, 동일한 효과가 얻어진다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 히터(701)의 단면 형상을 세로로 긴 원형으로 하였지만, 이 형상에 한정되지 않고, 직사각형 등 다양한 형상으로 취할 수 있다. 또한, 특히 세정액에 의한 세정을 적용하는 것이 어려운 내주면(51)의 위치와 외주연(521)의 위치에 각각 대응한 소형의 히터를 복수 마련해도 된다. 또한, 히터(701)의 전체 형상을 원환 형상으로 하고 있지만, 특히 약액의 비산이나 미스트가 발생하기 쉬운 처리 유체 공급부(7A 및 7B)의 주변에만 히터를 마련해도 된다. 또한, 커버 부재(5)의 오목부(56)로서, 노즐(71, 73, 74, 및 76)에 대향하는 표면을 가열할 수 있도록, 히터를 마련해도 된다. 또한, 상기의 실시형태에 있어서도, 링 형상의 커버 부재(5)를 구비한 기판 처리 장치에 대하여 설명하였지만, 어느 실시형태의 가열 처리도, 링 형상에 한정되지 않고, 웨이퍼(W) 상면 전체를 덮는 천판 형상의 커버 부재를 구비하는 장치에 관하여 적용 가능하다.
2 : 컵체
3 : 기판 유지부
5 : 커버 부재
7 : 처리 유체 공급부
701 : 히터

Claims (11)

  1. 기판을 유지하는 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부에 유지된 기판에 대하여 처리액을 공급하는 처리액 공급부와,
    상기 기판 유지부에 유지된 기판의 주연부와 대향하도록 배치되는 링 형상의 커버 부재를 구비하고,
    상기 커버 부재에는, 상기 커버 부재를 가열하기 위한 히터가 마련되어 있고,
    상기 히터가 상기 커버 부재의 표면에 부착된 상기 처리액으로부터 발생하여 상기 커버 부재의 내주면 또는 외주연에 부착된 결정을, 상기 결정이 열분해를 일으켜 기화하는 정도의 온도로 가열 처리함으로써 제거하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 유지부에 유지된 상기 기판에 대한 액 처리를 행하고 있을 때, 상기 커버 부재의 표면에 부착된 상기 처리액으로부터 발생된 결정을 상기 히터의 가열 처리에 의해 제거하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 히터의 가열 처리는 상기 기판의 주연부의 온도를 상승시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 유지부에 유지된 상기 기판에 대한 액 처리를 행하고 있지 않을 때, 상기 커버 부재의 표면에 부착된 상기 처리액으로부터 발생된 결정을 상기 히터의 가열 처리에 의해 제거하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 가열 처리를 행할 시는, 상기 기판 유지부에 유지된 상기 기판에 대한 액 처리를 행하고 있을 때와 동일한 위치에 상기 커버 부재를 배치하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    소정 매수의 기판에 대한 액 처리가 종료될 때마다, 상기 가열 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    소정 시간 기판에 대한 액 처리를 실행할 때마다, 상기 가열 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히터는, 상기 커버 부재에 내장되어 있고, 상기 링 형상을 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 제 1 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히터는, 상기 커버 부재의 내주면을 가열하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 기판 유지부에 유지된 기판에 대하여 처리액을 공급하는 처리액 공급부와, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 주연부와 대향하도록 배치되는 링 형상의 커버 부재를 구비하는 기판 처리 장치의 부착물 제거 방법으로서,
    상기 커버 부재에 마련된 히터가, 상기 커버 부재를 가열하되, 상기 커버 부재의 표면에 부착된 상기 처리액으로부터 발생하여 상기 커버 부재의 내주면 또는 외주연에 부착된 결정을, 상기 결정이 열분해를 일으켜 기화하는 정도의 온도로 가열 처리함으로써 제거하는 것을 특징으로 하는 부착물 제거 방법.
  11. 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 기판 유지부에 유지된 기판에 대하여 처리액을 공급하는 처리액 공급부와, 상기 기판 유지부에 유지된 기판의 주연부와 대향하도록 배치되는 링 형상의 커버 부재 및 컨트롤러를 구비하는 기판 처리 장치의 부착물 제거 방법을 실행하기 위한 상기 컨트롤러에 의해 구동되는 프로그램을 기억한 기억 매체로서,
    상기 부착물 제거 방법은, 상기 커버 부재에 마련된 히터가, 상기 커버 부재를 가열하는 단계; 및
    상기 커버 부재의 표면에 부착된 상기 처리액으로부터 발생하여 상기 커버 부재의 내주면 또는 외주연에 부착된 결정을, 상기 결정이 열분해를 일으켜 기화하는 정도의 온도로 가열 처리함으로써 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기억 매체.
KR1020150063823A 2014-05-09 2015-05-07 기판 처리 장치, 기판 처리 장치의 부착물 제거 방법 및 기억 매체 KR102354226B1 (ko)

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