KR102376797B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102376797B1
KR102376797B1 KR1020207014282A KR20207014282A KR102376797B1 KR 102376797 B1 KR102376797 B1 KR 102376797B1 KR 1020207014282 A KR1020207014282 A KR 1020207014282A KR 20207014282 A KR20207014282 A KR 20207014282A KR 102376797 B1 KR102376797 B1 KR 102376797B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
processing liquid
temperature
substrate
end time
discharge end
Prior art date
Application number
KR1020207014282A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200067198A (ko
Inventor
다카시 오타
Original Assignee
가부시키가이샤 스크린 홀딩스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 스크린 홀딩스 filed Critical 가부시키가이샤 스크린 홀딩스
Publication of KR20200067198A publication Critical patent/KR20200067198A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102376797B1 publication Critical patent/KR102376797B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67075—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching
    • H01L21/6708—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00—Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C09K13/04—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/42—Stripping or agents therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105—Etching inorganic layers
    • H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Weting (AREA)

Abstract

본 발명은 기판 처리 장치 (100) 및 기판 처리 방법을 제공한다. 기판 처리 장치 (100) 는, 챔버 (1), 노즐 (3), 공급 배관 (5), 밸브 (7), 온도 검출부 (9) 및 제어부 (11) 를 구비한다. 노즐 (3) 은, 기판 (W) 을 향해 처리액을 토출한다. 공급 배관 (5) 은, 노즐 (3) 에 처리액을 공급한다. 밸브 (7) 는, 노즐 (3) 을 향해 공급 배관 (5) 내를 흐르는 처리액을 통과시키는 열림 상태와, 공급 배관 (5) 으로부터 노즐 (3) 에 대한 처리액의 공급을 정지하는 닫힘 상태로 전환 가능하다. 온도 검출부 (9) 는, 챔버 (1) 내의 처리액의 온도를 검출한다. 제어부 (11) 는, 처리액의 온도에 기초하여 밸브 (7) 를 제어하고, 처리액에 기초하는 적산 열량이 소정치 (PV) 가 되도록 처리액의 토출 시간을 제어한다. 적산 열량은, 기판 (W) 에 투입되는 처리액의 열량의 적산치를 표시하는 물리량을 나타낸다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
본 발명은 기판을 처리하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
특허문헌 1 에 기재되어 있는 기판 처리 장치는, 기판을 1 장씩 처리하는 매엽형이다. 그리고, 기판 처리 장치는, 실온의 인산 수용액과, 인산 수용액의 비점보다 높은 온도를 갖는 고온의 황산 수용액을 공급 배관 내에서 혼합하여, 인산과 황산과 물의 혼합액을 생성한다. 황산 수용액과 혼합된 인산 수용액은, 황산 수용액의 열에 의해 가열된다. 또한, 인산 수용액과 황산 수용액이 혼합됨으로써, 희석열이 발생한다. 그리고, 황산 수용액과 혼합된 인산 수용액은, 황산 수용액의 열뿐만 아니라, 희석열에 의해서도 가열된다. 따라서, 혼합액에 함유되는 인산 수용액이 비점 부근까지 가열되어, 비점 부근의 인산 수용액을 함유하는 혼합액 (이하, 「처리액」이라고 기재한다) 이 기판에 토출된다. 그 결과, 실리콘 질화막이 형성된 기판을 에칭 처리하는 경우에, 높은 선택비와, 높은 에칭 레이트를 얻을 수 있다. 에칭 처리가 소정 시간에 걸쳐서 행해지면, 밸브가 닫히고, 노즐로부터의 혼합액의 토출이 정지된다.
일본 공개특허공보 2012-74601호
그러나, 특허문헌 1 에 기재된 기판 처리 장치에서는, 처리 중인 기판의 주위 환경의 온도 (이하, 「환경 온도」라고 기재한다) 의 변동에 의해, 복수의 기판 사이에서, 처리 결과에 약간의 편차가 생길 가능성이 있다.
구체적으로는, 처리 중인 기판의 환경 온도의 변동이, 처리액의 온도에 약간의 영향을 미칠 가능성이 있다. 특히, 고온의 처리액을 사용하는 경우에는, 환경 온도와 처리액의 온도의 차가 크기 때문에, 환경 온도의 변동의 영향은, 고온이 아닌 처리액을 사용하는 경우보다 커진다.
환경 온도의 변동이 처리액의 온도에 약간이라도 영향을 미치면, 복수의 기판 사이에서, 처리 결과에 약간의 편차가 생길 가능성이 있다. 특히, 최근, 처리 결과의 약간의 편차조차도 억제하는 것을 요구되는 경우가 있다. 바꾸어 말하면, 복수의 기판 사이에서, 처리 결과의 균일성의 추가적 향상이 요구되는 경우가 있다.
예를 들어, 일반적으로, 기판 처리 장치에서는, 처리액을 저장하는 처리액 탱크, 및 처리액을 기판에 공급할 준비 단계에 있어서 처리액을 순환시키는 순환 배관에 있어서, 처리액을 소정의 온도로 조정하는 조치가 이루어지거나, 당해 처리액의 유량 및 토출 시간을 처리 공정에 따라서 소정의 값으로 설정하는 조치가 이루어지거나 하고 있다. 그러나, 예를 들어 환경 온도의 변동에 수반하여, 실제로 기판에 투입된 처리액의 온도는 미묘하게 변동한다. 그 결과, 종래 장치, 특히 고온의 처리액에 의한 처리를 실시하는 종래 장치에 있어서는, 처리액 탱크 및 순환 배관의 온도 조정을 실시하거나, 처리액의 유량 및 토출 시간의 제어를 실시하거나 함에도 불구하고, 복수의 기판 사이에서 처리액에 의한 처리 결과에 편차가 생긴다는 문제가 발생하고 있었다.
그래서, 본원의 발명자는, 적산 열량에 주목하여, 복수의 기판 사이에서 처리 결과에 편차가 생기는 원인을 상세히 검토하였다. 적산 열량은, 기판에 투입되는 처리액의 열량의 적산치를 표시하는 물리량을 나타낸다. 구체적으로는, 적산 열량은, 처리액의 온도의 시간 적분치에 의해 표시된다.
도 12 를 참조하여, 적산 열량에 대해 설명한다. 도 12 는, 일반적인 기판 처리 장치에서의 처리액의 온도 추이를 나타내는 도면이다. 도 12 에 나타내는 바와 같이, 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 처리액의 온도를 나타낸다. 시각 t0 은 처리액의 토출 개시 시각을 나타내고, 시각 te 는 처리액의 토출 종료 시각을 나타낸다. 온도 Tr 은 환경 온도를 나타낸다.
곡선 C1 은, 첫 번째 장의 기판을 처리하고 있을 때의 처리액의 온도 추이를 나타낸다. 곡선 C2 는, 두 번째 장의 기판을 처리하고 있을 때의 처리액의 온도 추이를 나타낸다. 곡선 C3 은, 세 번째 장의 기판을 처리하고 있을 때의 처리액의 온도 추이를 나타낸다.
첫 번째 장 ∼ 세 번째 장의 기판의 처리 시간은, 일정 (te－t0) 하다. 그리고, 곡선 C1 및 곡선 C2 에 나타내는 바와 같이, 첫 번째 장의 기판과 두 번째 장의 기판에서, 처리액의 온도 추이는 대략 동일하다. 따라서, 첫 번째 장의 기판과 두 번째 장의 기판에서, 적산 열량은 대략 동일하다. 그 결과, 첫 번째 장의 기판과 두 번째 장의 기판에서, 처리 결과는 대략 동등하다.
그러나, 곡선 C3 에 나타내는 바와 같이, 환경 온도의 변동의 영향을 받았기 때문에, 어느 시간대에 있어서, 세 번째 장의 기판에 대한 처리액의 온도가, 첫 번째 장의 기판에 대한 처리액의 온도보다 약간 낮다. 따라서, 세 번째 장의 기판에 대한 적산 열량은, 첫 번째 장의 기판에 대한 적산 열량보다 약간 작다. 또한, 처리 결과는 적산 열량에 의존한다. 그 결과, 첫 번째 장의 기판과 세 번째 장의 기판에서, 처리 결과가 약간 상이할 가능성이 있다.
이상, 도 12 를 참조하여 설명한 바와 같이, 본원의 발명자는, 환경 온도의 변동의 영향에 의해 적산 열량이 복수의 기판 사이에서 상이하면, 복수의 기판 사이에서 처리 결과에 약간의 편차가 생길 가능성이 있음을 밝혀내었다.
그래서 본원의 발명자는, 적산 열량의 관점에서, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 대해 예의 연구를 실시하였다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 복수의 기판 사이에서, 처리액에 의한 처리 결과의 균일성을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 국면에 의하면, 기판 처리 장치는, 기판을 처리한다. 기판 처리 장치는, 챔버와, 노즐과, 공급 배관과, 밸브와, 온도 검출부와, 제어부를 구비한다. 챔버는, 상기 기판을 수용한다. 노즐은, 상기 챔버 내에 배치되고, 상기 기판을 향해 처리액을 토출한다. 공급 배관은, 상기 노즐에 상기 처리액을 공급한다. 밸브는, 상기 노즐을 향하여 상기 공급 배관 내를 흐르는 상기 처리액을 통과시키는 열림 상태와, 상기 공급 배관으로부터 상기 노즐에 대한 상기 처리액의 공급을 정지하는 닫힘 상태로 전환 가능하다. 온도 검출부는, 상기 챔버 내의 상기 처리액의 온도를 검출한다. 제어부는, 상기 처리액의 온도에 기초하여 상기 밸브를 제어하여, 상기 처리액에 기초하는 적산 열량이 소정치가 되도록 상기 처리액의 토출 시간을 제어한다. 상기 적산 열량은, 상기 기판에 투입되는 상기 처리액의 열량의 적산치를 표시하는 물리량을 나타낸다.
본 발명의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 밸브가 상기 열림 상태로부터 상기 닫힘 상태가 되도록, 토출 종료 시간 정보에 기초하여 상기 밸브를 제어하는 것이 바람직하다. 상기 토출 종료 시간 정보는, 온도 프로파일에 기초하여 미리 규정되어, 상기 처리액의 토출 종료 시간을 나타내는 것이 바람직하다. 상기 온도 프로파일은, 상기 처리액과 동일한 처리액을 상기 기판과 동일한 기판에 토출했을 때에, 상기 동일한 처리액의 온도의 시간 추이를 나타내는 것이 바람직하다. 상기 토출 종료 시간 정보가 나타내는 상기 토출 종료 시간은, 상기 동일한 처리액의 온도의 시간 적분치가 상기 소정치와 동일해지는 시간을 나타내는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 처리액을 상기 기판을 향해 토출하고 있는 기간 중에 선택 처리를 실행하는 것이 바람직하다. 상기 선택 처리는, 복수의 상기 토출 종료 시간 정보로부터, 상기 처리액의 온도에 대응하는 토출 종료 시간 정보를 선택하는 처리를 나타내는 것이 바람직하다. 상기 제어부는, 상기 선택한 토출 종료 시간 정보에 기초하여 상기 밸브를 제어하여, 상기 밸브를 상기 열림 상태로부터 상기 닫힘 상태로 하는 것이 바람직하다. 상기 복수의 토출 종료 시간 정보는, 각각, 서로 상이한 복수의 상기 온도 프로파일에 기초하여 미리 규정되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 선택 처리를 1 회만 실행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 온도 검출부는, 상기 처리액을 토출 중인 복수의 소정 검출 시각에서 상기 처리액의 온도를 검출하는 것이 바람직하다. 상기 제어부는, 상기 소정 검출 시각마다, 상기 소정 검출 시각에서 검출된 상기 처리액의 온도에 기초하여 상기 선택 처리를 실행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 처리액은, 인산, 또는, 황산 과산화수소수 혼합액을 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 장치에 있어서, 복수의 상기 챔버가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 챔버마다, 상기 노즐과 상기 공급 배관과 상기 밸브와 상기 온도 검출부가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 제어부는, 상기 챔버마다, 상기 적산 열량이 상기 소정치가 되도록 상기 처리액의 토출 시간을 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 국면에 의하면, 기판 처리 방법은, 기판을 처리하는 방법이다. 기판 처리 방법은, 챔버에 수용된 상기 기판을 향해 처리액을 토출하는 토출 공정과, 상기 챔버 내의 상기 처리액의 온도를 검출하는 검출 공정과, 상기 처리액의 온도에 기초하여, 상기 처리액에 기초하는 적산 열량이 소정치가 되도록 상기 처리액의 토출 시간을 제어하는 제어 공정을 포함한다. 상기 적산 열량은, 상기 기판에 투입되는 상기 처리액의 열량의 적산치를 표시하는 물리량을 나타낸다.
본 발명의 기판 처리 방법에 있어서, 상기 제어 공정은, 토출 종료 시간 정보에 기초하여 상기 처리액의 토출을 종료하는 종료 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 토출 종료 시간 정보는, 온도 프로파일에 기초하여 미리 규정되어, 상기 처리액의 토출 종료 시간을 나타내는 것이 바람직하다. 상기 온도 프로파일은, 상기 처리액과 동일한 처리액을 상기 기판과 동일한 기판에 토출했을 때에, 상기 동일한 처리액의 온도의 시간 추이를 나타내는 것이 바람직하다. 상기 토출 종료 시간 정보가 나타내는 상기 토출 종료 시간은, 상기 동일한 처리액의 온도의 시간 적분치가 상기 소정치와 동일해지는 시간을 나타내는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 방법에 있어서, 상기 제어 공정은, 상기 처리액을 상기 기판을 향해 토출하고 있는 기간 중에 선택 처리를 실행하는 선택 공정을 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 상기 선택 처리는, 복수의 상기 토출 종료 시간 정보로부터, 상기 처리액의 온도에 대응하는 토출 종료 시간 정보를 선택하는 처리를 나타내는 것이 바람직하다. 상기 종료 공정에서는, 상기 선택한 토출 종료 시간 정보에 기초하여 상기 처리액의 토출을 종료하는 것이 바람직하다. 상기 복수의 토출 종료 시간 정보는, 각각, 서로 상이한 복수의 상기 온도 프로파일에 기초하여 미리 규정되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 방법에 있어서, 상기 선택 공정에서는, 상기 선택 처리를 1 회만 실행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 방법에 있어서, 상기 검출 공정에서는, 상기 처리액을 토출 중인 복수의 소정 검출 시각에서 상기 처리액의 온도를 검출하는 것이 바람직하다. 상기 선택 공정에서는, 상기 소정 검출 시각마다, 상기 소정 검출 시각에서 검출된 상기 처리액의 온도에 기초하여 상기 선택 처리를 실행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 방법에 있어서, 상기 처리액은, 인산, 또는, 황산 과산화수소수 혼합액을 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기판 처리 방법에 있어서, 상기 제어 공정에서는, 복수의 상기 기판을 각각 수용하는 복수의 상기 챔버마다, 상기 적산 열량이 상기 소정치가 되도록 상기 처리액의 토출 시간을 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 복수의 기판 사이에서, 처리액에 의한 처리 결과의 균일성을 향상시킬 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 실시형태 1 에 관련된 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 2 는, 실시형태 1 에 관련된 기판 처리 장치에서의 처리액의 온도 추이를 나타내는 도면이다.
도 3 은, 실시형태 1 에 관련된 기판 처리 장치의 온도 프로파일을 나타내는 도면이다.
도 4 는, 실시형태 1 에 관련된 기판 처리 장치의 토출 종료 시간 테이블을 나타내는 도면이다.
도 5 는, 실시형태 1 에 관련된 기판 처리 장치가 실행하는 기판 처리 방법을 나타내는 플로 차트이다.
도 6 은, 실시형태 1 의 변형예에 관련된 기판 처리 장치의 토출 종료 시간 테이블을 나타내는 도면이다.
도 7 은, 변형예에 관련된 기판 처리 장치가 실행하는 기판 처리 방법을 나타내는 플로 차트이다.
도 8 은, 본 발명의 실시형태 2 에 관련된 기판 처리 장치를 나타내는 평면도이다.
도 9 는, 실시형태 2 에 관련된 기판 처리 장치의 처리 유닛의 내부를 나타내는 도면이다.
도 10 은, 실시형태 2 에 관련된 기판 처리 장치의 배관을 나타내는 도면이다.
도 11 은, 실시형태 2 에 관련된 기판 처리 장치에서의 처리액의 온도 추이를 나타내는 도면이다.
도 12 는, 일반적인 기판 처리 장치에서의 처리액의 온도 추이를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 도면 중, 동일하거나 또는 상당하는 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고 설명을 반복하지 않는다.
(실시형태 1)
도 1 ∼ 도 5 를 참조하여, 본 발명의 실시형태 1 에 관련된 기판 처리 장치 (100) 에 대해 설명한다. 도 1 은, 기판 처리 장치 (100) 를 나타내는 도면이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치 (100) 는 기판 (W) 을 처리한다. 구체적으로는, 기판 처리 장치 (100) 는, 기판 (W) 을 1 장씩 처리하는 매엽형이다. 기판 처리 장치 (100) 는, 챔버 (1) 와, 노즐 (3) 과, 공급 배관 (5) 과, 밸브 (7) 와, 온도 검출부 (9) 와, 제어부 (11) 와, 기억부 (13) 를 구비한다.
챔버 (1) 는 기판 (W) 을 수용한다. 기판 (W) 은, 실시형태 1 에서는, 대략 원판상이다. 노즐 (3) 은 챔버 (1) 내에 배치된다. 노즐 (3) 은, 기판 (W) 을 향해 처리액을 토출한다. 처리액은 약액이다. 예를 들어, 기판 처리 장치 (100) 가, 실리콘 질화막이 형성된 기판에 대해 에칭 처리를 실행하는 경우에는, 처리액은 인산을 함유한다. 예를 들어, 기판 처리 장치 (100) 가, 레지스트의 제거 처리를 실행하는 경우에는, 처리액은 황산 과산화수소수 혼합액 (sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture : SPM) 을 함유한다. 인산 또는 SPM 을 함유하는 처리액은, 고온에서 사용되는 처리액의 일례이다.
공급 배관 (5) 은 노즐 (3) 에 접속된다. 공급 배관 (5) 은 노즐 (3) 에 처리액을 공급한다. 공급 배관 (5) 에 공급되는 처리액의 온도는, 실온보다 높은 규정 온도 (이하, 「규정 온도 (TM)」라고 기재한다) 이상의 특정 온도로 유지되고 있다. 규정 온도 (TM) 는, 기판 (W) 에 대해 규정된 처리 레이트 (예를 들어, 규정된 에칭 레이트 또는 규정된 대상물 제거 레이트) 를 실현할 수 있는 온도를 나타낸다. 바꾸어 말하면, 규정 온도 (TM) 는, 기판 (W) 에 대해, 규정 시간 내에 규정된 처리 결과 (예를 들어, 규정된 에칭량 또는 규정된 대상물 제거량) 를 달성할 수 있는 온도를 나타낸다. 규정 온도 (TM) 는, 인산을 함유하는 처리액에서는, 예를 들어 175 ℃ 이다. 규정 온도 (TM) 는, SPM 을 함유하는 처리액에서는, 예를 들어 200 ℃ 이다.
밸브 (7) 는 공급 배관 (5) 에 배치된다. 밸브 (7) 는, 개폐 밸브로서, 열림 상태와 닫힘 상태로 전환 가능하다. 열림 상태란, 노즐 (3) 을 향하여 공급 배관 (5) 내를 흐르는 처리액을 통과시키는 상태를 말한다. 닫힘 상태란, 공급 배관 (5) 으로부터 노즐 (3) 에 대한 처리액의 공급을 정지시키는 상태를 말한다.
온도 검출부 (9) 는, 챔버 (1) 내의 처리액의 온도를 검출한다. 실시형태 1 에서는, 온도 검출부 (9) 는, 공급 배관 (5) 내의 처리액의 온도를 검출한다. 구체적으로는, 온도 검출부 (9) 의 측온부 (도시 생략) 가 공급 배관 (5) 내의 처리액에 접촉하여, 처리액의 온도를 검출한다. 온도 검출부 (9) 는, 노즐 (3) 의 근방에서 공급 배관 (5) 내의 처리액의 온도를 검출하는 것이 바람직하다. 온도 검출부 (9) 가 온도를 검출하는 위치가 노즐 (3) 에 가까울수록, 검출된 온도가, 기판 (W) 상의 처리액의 온도에 가까워지기 때문이다.
예를 들어, 온도 검출부 (9) 는 온도 센서를 포함한다. 온도 센서는, 예를 들어, 열전쌍 및 계측기를 포함한다. 구체적으로는, 열전쌍이 공급 배관 (5) 에 삽입된다. 그리고, 열전쌍이, 공급 배관 (5) 내의 처리액의 온도를 검출하여, 온도에 대응하는 전압 신호를 계측기에 출력한다. 계측기는, 전압 신호를 온도로 변환하여, 온도를 나타내는 정보를 제어부 (11) 에 출력한다. 계측기는, 챔버 (1) 내에 배치되어 있어도 되고, 챔버 (1) 밖에 배치되어 있어도 된다. 열전쌍의 측온 접점 (接點) 은, 공급 배관 (5) 내에 있어서, 노즐 (3) 의 근방에 배치하는 것이 바람직하다. 측온 접점은 온도 검출부 (9) 의 측온부에 상당한다. 또한, 온도 검출부 (9) 는, 공급 배관 (5) 의 외면의 온도를 검출함으로써, 처리액의 온도를 간접적으로 검출해도 된다. 또, 예를 들어, 온도 검출부 (9) 는, 노즐 (3) 의 내부에서 처리액의 온도를 검출해도 되고, 노즐 (3) 의 외면의 온도를 검출함으로써 처리액의 온도를 간접적으로 검출해도 된다.
온도 검출부 (9) 가 챔버 (1) 내에서 처리액의 온도를 검출하는 한에 있어서는, 공급 배관 (5) 이외의 위치 및 노즐 (3) 이외의 위치에서 처리액의 온도를 검출해도 된다. 예를 들어, 온도 검출부 (9) 는, 처리액이 기판 (W) 에 토출된 후에 기판 (W) 상의 처리액의 온도를 검출해도 된다. 기판 (W) 상의 처리액의 온도를 검출하는 경우, 예를 들어, 온도 검출부 (9) 는 방사 온도계를 포함한다. 방사 온도계는, 기판 (W) 에 토출된 처리액으로부터 방사되는 적외선 또는 가시광선의 강도를 측정하여, 기판 (W) 에 토출된 처리액의 온도를 측정한다. 그리고, 방사 온도계는, 처리액의 온도를 나타내는 신호를 제어부 (11) 에 출력한다.
제어부 (11) 는, 기판 (W) 을 향해 처리액을 토출하고 있는 기간 중에 온도 검출부 (9) 에 의해 검출된 처리액의 온도에 기초하여, 처리액의 토출 시간을 제어한다. 구체적으로는, 제어부 (11) 는, 처리액의 온도에 기초하여 밸브 (7) 를 제어하여, 처리액에 기초하는 적산 열량이 소정치 (PV) 가 되도록 처리액의 토출 시간을 제어한다. 제어부 (11) 의 제어에 의해 「적산 열량이 소정치가 되는 것」은, 「적산 열량이 소정치에 대략 동일해지는 것」을 나타낸다. 소정치 (PV) 는, 처리액에 의한 규정된 처리 결과를 달성할 수 있도록, 예를 들어, 실험적 및/또는 경험적으로 정해진다.
도 2 를 참조하여, 적산 열량에 대해 설명한다. 도 2 는, 처리액의 온도 추이를 나타내는 도면이다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 처리액의 온도를 나타낸다. 온도 (Tr) 는, 기판 (W) 의 주위 환경의 온도 (이하, 「환경 온도」라고 기재한다) 를 나타낸다.
곡선 C 는, 처리액에 의해 기판 (W) 을 처리하고 있을 때의 처리액의 온도 추이를 나타낸다. 처리액의 온도는, 온도 검출부 (9) 에 의해 검출된 온도를 나타내고 있다. 시각 t0 에서 처리액의 토출이 개시된다. 따라서, 시각 t0 에서 처리액이 온도 검출부 (9) 의 측온부에 접촉한다. 그 결과, 온도 검출부 (9) 에 의해 검출된 처리액의 온도가 급준하게 상승한다. 그리고, 시각 te 에서 처리액의 토출이 종료됨과 함께 처리액이 석 백 (suck back : 흡인) 된다. 따라서, 시각 te 에서 처리액이 측온부로부터 이간된다. 그 결과, 온도 검출부 (9) 에 의해 검출된 처리액의 온도는 급준하게 하강한다.
곡선 C 로 둘러싸인 영역 (사선 영역) 의 면적이 적산 열량을 나타낸다. 기판 (W) 을 처리하고 있을 때의 처리액의 온도는, 기판 (W) 에 투입되는 처리액의 열량에 대략 비례하기 때문이다. 구체적으로는, 적산 열량은, 기판 (W) 을 처리하고 있을 때의 처리액의 온도의 적산치에 의해 표시된다. 바꾸어 말하면, 적산 열량은, 처리액의 온도의 시간 적분치에 의해 표시된다. 도 2 를 참조하여 설명되는 예에서는, 적산 열량은, 시각 t0 부터 시각 te 까지의 처리액의 온도의 시간 적분치에 의해 표시되고 있다. 다시 바꾸어 말하면, 적산 열량은, 기판 (W) 에 투입되는 처리액의 열량의 적산치를 표시하는 물리량을 나타낸다.
또한, 시각 t0 에서는, 온도 검출부 (9) 에 의해 검출된 처리액의 온도가 규정 온도 (TM) 이상이다. 따라서, 도 2 에 있어서, 적산 열량의 적산 개시 시각은, 처리액의 온도가 규정 온도 (TM) 이상인 기간 중의 어느 하나의 시각이다. 적산 열량의 적산 종료 시각은, 처리액의 토출이 종료된 시각이다.
이상, 도 1 및 도 2 를 참조하여 설명한 바와 같이, 실시형태 1 에 의하면, 제어부 (11) 는, 처리액의 온도에 기초하여 밸브 (7) 를 제어하여, 적산 열량이 소정치 (PV) 가 되도록 처리액의 토출 시간을 제어한다. 예를 들어, 온도 검출부 (9) 에 의해 검출된 처리액의 온도가, 처리액의 기준 온도와 대략 동등한 경우에는, 처리액의 토출 시간을 소정 시간 (PT) 으로 설정하고, 적산 열량을 소정치 (PV) 로 한다. 처리액의 기준 온도는, 기판 (W) 을 처리할 때의 처리액의 온도의 기준치를 나타낸다. 예를 들어, 검출된 처리액의 온도가, 처리액의 기준 온도보다 낮은 경우에는, 처리액의 토출 시간을 소정 시간 (PT) 보다 길게 하여, 적산 열량을 소정치 (PV) 로 한다. 예를 들어, 검출된 처리액의 온도가, 처리액의 기준 온도보다 높은 경우에는, 처리액의 토출 시간을 소정 시간 (PT) 보다 짧게 하여, 적산 열량을 소정치 (PV) 로 한다.
따라서, 기판 (W) 의 환경 온도가 변동된 경우에도, 적산 열량은 소정치 (PV) 가 된다. 요컨대, 복수의 기판 (W) 사이에서, 1 장의 기판 (W) 에 대한 적산 열량은 일정하다. 따라서, 처리액에 의한 기판 (W) 의 처리 결과가 환경 온도에 의존하는 것이 억제된다. 그 결과, 복수의 기판 (W) 사이에서, 처리액에 의한 처리 결과의 균일성을 향상시킬 수 있다. 바꾸어 말하면, 복수의 기판 (W) 사이에서, 처리액에 의한 처리 결과의 편차를 억제할 수 있다.
또, 실시형태 1 에 의하면, 제어부 (11) 의 제어는, 고온의 처리액 (예를 들어, 인산을 함유하는 처리액 또는 SPM 을 함유하는 처리액) 을 사용하는 경우에 특히 유효하다. 고온의 처리액을 사용하는 경우에는, 환경 온도와 처리액의 온도의 차가 크기 때문에, 환경 온도의 변동이 처리액의 온도에 미치는 영향은, 고온이 아닌 처리액을 사용하는 경우보다 커지기 때문이다. 실시형태 1 에 의하면, 고온의 처리액을 사용하는 경우에도, 복수의 기판 (W) 사이에서, 처리액에 의한 처리 결과의 균일성을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 도 1 및 도 3 을 참조하여 제어부 (11) 에 대해 더욱 구체적으로 설명한다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 제어부 (11) 는, 토출 종료 시간 정보 (ST) 에 기초하여 처리액의 토출 시간을 제어한다. 토출 종료 시간 정보 (ST) 는, 온도 프로파일에 기초하여 미리 규정되고, 적산 열량이 소정치 (PV) 가 될 때의 처리액의 토출 종료 시간을 나타낸다. 토출 종료 시간 정보 (ST) 가 나타내는 토출 종료 시간은, 처리액의 토출 종료 시각을 특정하는 시간을 나타낸다. 요컨대, 토출 종료 시간 정보 (ST) 는, 처리액의 토출 종료 시각을 특정한다.
구체적으로는, 제어부 (11) 는, 처리액의 토출 개시 후에, 밸브 (7) 가 열림 상태로부터 닫힘 상태가 되도록, 토출 종료 시간 정보 (ST) 에 기초하여 밸브 (7) 를 제어한다. 더욱 구체적으로는, 처리액을 토출하고 있을 때의 현재의 시각이, 토출 종료 시간 정보 (ST) 에 의해 특정되는 토출 종료 시각에 일치했을 때에, 제어부 (11) 는, 열림 상태로부터 닫힘 상태가 되도록 밸브 (7) 를 제어한다. 그 결과, 적산 열량이 소정치 (PV) 가 되었을 때에 처리액의 토출이 종료된다.
다음으로, 도 3 을 참조하여, 온도 프로파일 (PF) 및 토출 종료 시간 정보 (ST) 에 대해 설명한다. 도 3 은, 온도 프로파일 (PF) 을 나타내는 도면이다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 처리액의 온도를 나타낸다. 시각 t0 은 처리액의 토출 개시 시각을 나타낸다. 시각 te1, 시각 te2, 및 시각 te3 은, 처리액의 토출 종료 시각을 나타낸다. 온도 (Tr) 는 환경 온도를 나타낸다. 처리액의 온도는, 온도 검출부 (9) 에 의해 검출된 온도를 나타내고 있다.
온도 프로파일 (PF) 의 각각은, 기판 (W) 을 처리하기 전에 실험적 및/또는 경험적으로 미리 작성되어 있다. 온도 프로파일 (PF) 의 각각은, 기판 (W) 에 토출하는 처리액과 동일한 처리액 (이하, 「동일 처리액 (SL)」이라고 기재한다) 을 기판 (W) 과 동일한 기판에 토출했을 때에, 동일 처리액 (SL) 의 온도의 시간 추이를 나타낸다.
바꾸어 말하면, 온도 프로파일 (PF) 의 각각은, 토출 중인 동일 처리액 (SL) 의 온도와 토출 경과 시간과의 관계를 나타내고 있다. 그리고, 동일 처리액 (SL) 에 기초하는 적산 열량이 소정치 (PV) 가 되도록, 요컨대, 동일 처리액 (SL) 의 온도의 시간 적분치가 소정치 (PV) 가 되도록, 온도 프로파일 (PF) 의 각각이 규정된다. 복수의 온도 프로파일 (PF) 의 시점 (始點) 시각 (예를 들어 t0) 은 서로 동일하다. 온도 프로파일 (PF) 의 시점 시각은, 동일 처리액 (SL) 의 온도가 규정 온도 (TM) 이상인 기간 중의 어느 하나의 시각이다. 실시형태 1 에서는, 토출 개시 시각 t0 이 온도 프로파일 (PF) 의 각각의 시점 시각과 일치한다. 복수의 온도 프로파일 (PF) 의 종점 (終點) 시각 (예를 들어, te1 ∼ te3) 은 서로 상이하다. 온도 프로파일 (PF) 의 종점 시각은, 적산 열량이 소정치 (PV) 가 된 시각이다.
토출 종료 시간 정보 (ST) 가 나타내는 토출 종료 시간은, 온도 프로파일 (PF) 의 각각에 있어서, 동일 처리액 (SL) 의 온도의 시간 적분치가 소정치 (PV) 와 동일해지는 시간을 나타낸다. 따라서, 실시형태 1 에 의하면, 온도 프로파일 (PF) 을 미리 작성함으로써, 토출 종료 시간 정보 (ST) 를 용이하게 규정할 수 있다.
구체적으로는, 토출 종료 시간 정보 (ST) 는, 온도 프로파일 (PF) 마다 상이하다. 요컨대, 복수의 토출 종료 시간 정보 (ST) 는, 각각, 서로 상이한 복수의 온도 프로파일 (PF) 에 기초하여 미리 규정되어 있다. 복수의 온도 프로파일 (PF) 에 있어서, 동일 처리액 (SL) 의 온도의 최대치는 상이하다. 따라서, 복수의 온도 프로파일 (PF) 은, 서로 상이한 온도 조건으로 작성되어 있다. 또, 실시형태 1 에서는, 토출 종료 시간 정보 (ST) 가 나타내는 토출 종료 시간은, 온도 프로파일 (PF) 의 시점 시각부터 종점 시각까지의 시간을 나타낸다.
복수의 온도 프로파일 (PF) 중, 온도 프로파일 PF1 로부터 규정되는 토출 종료 시간 정보 (ST) 를 「토출 종료 시간 정보 ST1」로 기재하고, 온도 프로파일 PF2 로부터 규정되는 토출 종료 시간 정보 (ST) 를 「토출 종료 시간 정보 ST2」로 기재하고, 온도 프로파일 PF3 으로부터 규정되는 토출 종료 시간 정보 (ST) 를 「토출 종료 시간 정보 ST3」으로 기재하는 경우가 있다.
토출 종료 시간 정보 ST1 은, 온도 프로파일 PF1 에 있어서, 동일 처리액 (SL) 의 토출 개시 시각 t0 부터 토출 종료 시각 te1 까지의 시간 (토출 종료 시간) 을 나타낸다. 토출 종료 시각 te1 이 온도 프로파일 PF1 의 종점 시각이다. 요컨대, 토출 종료 시간 정보 ST1 은, 온도 프로파일 PF1 의 시점 시각부터 종점 시각까지의 시간 (토출 종료 시간) 을 나타낸다.
토출 종료 시간 정보 ST2 는, 온도 프로파일 PF2 에 있어서, 동일 처리액 (SL) 의 토출 개시 시각 t0 부터 토출 종료 시각 te2 까지의 시간 (토출 종료 시간) 을 나타낸다. 토출 종료 시각 te2 가 온도 프로파일 PF2 의 종점 시각이다. 요컨대, 토출 종료 시간 정보 ST2 는, 온도 프로파일 PF2 의 시점 시각부터 종점 시각까지의 시간 (토출 종료 시간) 을 나타낸다.
토출 종료 시간 정보 ST3 은, 온도 프로파일 PF3 에 있어서, 동일 처리액 (SL) 의 토출 개시 시각 t0 부터 토출 종료 시각 te3 까지의 시간 (토출 종료 시간) 을 나타낸다. 토출 종료 시각 te3 이 온도 프로파일 PF3 의 종점 시각이다. 요컨대, 토출 종료 시간 정보 ST3 은, 온도 프로파일 PF3 의 시점 시각부터 종점 시각까지의 시간 (토출 종료 시간) 을 나타낸다.
제어부 (11) 는, 복수의 토출 종료 시간 정보 (ST) 로부터, 어느 하나의 토출 종료 시간 정보 (ST) 를 선택한다. 요컨대, 제어부 (11) 는, 처리액을 기판 (W) 을 향해 토출하고 있는 기간 중에 선택 처리를 실행한다. 선택 처리는, 복수의 토출 종료 시간 정보 (ST) 로부터, 처리액의 온도에 대응하는 토출 종료 시간 정보 (ST) 를 선택하는 처리를 나타낸다. 구체적으로는, 선택 처리는, 복수의 온도 프로파일 (PF) 중 처리액의 온도에 가장 가까운 온도 프로파일 (PF) 로부터 규정된 토출 종료 시간 정보 (ST) 를, 복수의 토출 종료 시간 정보 (ST) 로부터 선택하는 처리를 나타낸다. 처리액의 온도는, 처리액을 토출하고 있는 기간 중에, 온도 검출부 (9) 에 의해 검출된 처리액의 온도를 나타낸다.
그리고, 제어부 (11) 는, 선택한 토출 종료 시간 정보 (ST) 에 기초하여 밸브 (7) 를 제어하여, 밸브 (7) 를 열림 상태로부터 닫힘 상태로 한다. 그 결과, 적산 열량이 소정치 (PV) 가 되었을 때에 처리액의 토출이 종료된다.
이상, 도 1 및 도 3 을 참조하여 설명한 바와 같이, 실시형태 1 에 의하면, 처리액을 기판 (W) 을 향해 토출하고 있는 기간 중에 선택 처리를 실행하여, 처리액의 온도에 대응하는 토출 종료 시간 정보 (ST) 를 선택한다. 따라서, 토출 중인 처리액의 온도에 따른 더욱 적절한 토출 종료 시간 정보 (ST) 에 기초하여 처리액의 토출 시간을 제어할 수 있다. 그 결과, 복수의 기판 (W) 사이에서, 처리액에 의한 처리 결과의 균일성을 더욱 향상시킬 수 있다.
계속해서 도 3 을 참조하여 구체예를 들면서, 온도 프로파일 (PF) 에 기초하는 토출 종료 시간의 추측에 대해 설명한다. 일례로서 처리액 (이하, 토출 종료 시간의 추측의 설명에 있어서 「처리액 (Q)」으로 기재한다) 을 기판 (W) 에 토출하고 있는 기간에 있어서, 온도 프로파일 PF1 ∼ PF3 의 시간축과 동일한 시간축 상의 시각 x1 에서 검출된 처리액 (Q) 의 온도가 「Td」인 경우를 설명한다. 이 경우, 시각 x1 에서의 온도 프로파일 PF1 상의 처리액의 온도는 「T1」이다. 시각 x2 에서의 온도 프로파일 PF2 상의 처리액의 온도는 「T2」이다. 시각 x1 에서의 온도 프로파일 PF3 상의 처리액의 온도는 「T3」이다.
그리고, 온도 T1 ∼ 온도 T3 중 처리액 (Q) 의 온도 Td 에 가장 가까운 온도에 대응하는 온도 프로파일 (PF) 은, 시각 x1 에서 온도 Td 를 갖는 처리액 (Q) 의 온도 추이에 근사 (近似) 하다. 예를 들어, 온도 T1 ∼ 온도 T3 중 처리액 (Q) 의 온도 Td 에 가장 가까운 온도가 온도 T1 인 경우, 시각 x1 에서 온도 T1 을 갖는 온도 프로파일 PF1 은, 처리액 (Q) 의 온도 추이에 근사하다. 추가로, 온도 프로파일 PF1 은, 적산 열량이 소정치 (PV) 가 되도록 규정되어 있다.
따라서, 처리액 (Q) 에 기초하는 적산 열량이 소정치 (PV) 가 될 때의 토출 종료 시간은, 온도 프로파일 PF1 의 시점 시각 t0 부터 종점 시각 te1 까지의 시간 (요컨대, 토출 종료 시간 정보 ST1 이 나타내는 토출 종료 시간) 과 대략 일치하는 것을 추측할 수 있다. 요컨대, 제어부 (11) 는, 처리액 (Q) 의 온도와 온도 프로파일 PF1 에 기초하여, 처리액 (Q) 의 토출 종료 시간을 추측할 수 있다.
그 결과, 제어부 (11) 는, 시각 x1 에서 처리액 (Q) 의 온도에 가장 가까운 온도 프로파일 PF1 로부터 규정된 토출 종료 시간 정보 ST1 에 기초하여 밸브 (7) 를 열림 상태로부터 닫힘 상태로 함으로써, 처리액 (Q) 에 기초하는 적산 열량을 소정치 (PV) 로 할 수 있다.
다음으로, 도 3 및 도 4 를 참조하여, 제어부 (11) 가 선택 처리에서 참조하는 토출 종료 시간 테이블 (TB) 에 대해 설명한다. 도 4 는, 토출 종료 시간 테이블 (TB) 을 나타내는 도면이다. 도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 기억부 (13) 는 토출 종료 시간 테이블 (TB) 을 기억한다. 토출 종료 시간 테이블 (TB) 은, 소정 검출 시각 x1 에 대해서 정해지고, 복수의 참조 온도 (실시형태 1 에서는, 참조 온도 T1 ∼ 참조 온도 T3) 를 각각 복수의 토출 종료 시간 정보 (ST) (실시형태 1 에서는, 토출 종료 시간 정보 ST1 ∼ 토출 종료 시간 정보 ST3) 와 연관시키고 있다.
토출 종료 시간 테이블 (TB) 에 있어서, 참조 온도 T1 은, 소정 검출 시각 x1 에 있어서의 온도 프로파일 PF1 상의 온도 T1 을 나타낸다. 그리고, 토출 종료 시간 정보 ST1 은, 온도 프로파일 PF1 의 시점 시각 t0 부터 종점 시각 te1 까지의 시간을 나타낸다.
토출 종료 시간 테이블 (TB) 에 있어서, 참조 온도 T2 는, 소정 검출 시각 x1 에 있어서의 온도 프로파일 PF2 상의 온도 T2 를 나타낸다. 그리고, 토출 종료 시간 정보 ST2 는, 온도 프로파일 PF2 의 시점 시각 t0 부터 종점 시각 te2 까지의 시간을 나타낸다.
토출 종료 시간 테이블 (TB) 에 있어서, 참조 온도 T3 은, 소정 검출 시각 x1 에 있어서의 온도 프로파일 PF3 상의 온도 T3 을 나타낸다. 그리고, 토출 종료 시간 정보 ST3 은, 온도 프로파일 PF3 의 시점 시각 t0 부터 종점 시각 te3 까지의 시간을 나타낸다.
제어부 (11) 는, 선택 처리에 있어서, 토출 종료 시간 테이블 (TB) 을 참조하여, 처리액의 온도에 가장 가까운 참조 온도에 연관지어진 토출 종료 시간 정보 (ST) 를 선택한다. 따라서, 실시형태 1 에 의하면, 간소한 처리에 의해, 복수의 토출 종료 시간 정보 (ST) 로부터 적절한 토출 종료 시간 정보 (ST) 를 용이하게 선택할 수 있다.
또한, 실시형태 1 에서는, 3 개의 온도 프로파일 (PF) (온도 프로파일 PF1 ∼ PF3) 을 작성했기 때문에, 토출 종료 시간 테이블 (TB) 은 3 개의 참조 온도 (참조 온도 T1 ∼ T3) 를 가지고 있었다. 단, 온도 프로파일 (PF) 의 수는, 2 이상이면 특별히 한정되지 않고, 참조 온도의 수도, 온도 프로파일 (PF) 의 수에 대응하여 2 이상이면 특별히 한정되지 않는다. 적산 열량이 더욱 높은 정밀도로 소정치 (PV) 가 되도록 제어하기 위해서는, 온도 프로파일 (PF) 의 수와 참조 온도의 수는 많을수록 바람직하다. 토출 중인 처리액의 온도에 더욱 근사한 참조 온도를 선택할 수 있기 때문이다.
다음으로, 도 1 및 도 5 를 참조하여, 기판 처리 장치 (100) 가 실행하는 기판 처리 방법에 대해 설명한다. 도 5 는, 기판 처리 방법을 나타내는 플로 차트이다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 방법은 기판 (W) 을 처리하는 방법으로, 공정 S1 ∼ 공정 S7 을 포함한다.
공정 S1 에 있어서, 온도 검출부 (9) 는, 처리액의 온도의 검출을 개시한다. 그리고, 온도 검출부 (9) 는, 처리액을 기판 (W) 에 토출하는 기간 중에, 처리액의 온도를 검출한다. 온도 검출부 (9) 는, 처리액의 온도를 나타내는 정보를 제어부 (11) 에 출력한다. 공정 S1 은, 「챔버 (1) 내의 처리액의 온도를 검출하는 검출 공정」의 일례에 상당한다.
공정 S3 에 있어서, 노즐 (3) 은, 기판 (W) 을 향해 처리액의 토출을 개시한다. 구체적으로는, 제어부 (11) 는, 밸브 (7) 가 닫힘 상태로부터 열림 상태가 되도록, 밸브 (7) 를 제어한다. 공정 S3 은, 「챔버 (1) 에 수용된 기판 (W) 을 향해 처리액을 토출하는 토출 공정」의 일례에 상당한다.
공정 S5 에 있어서, 제어부 (11) 는, 현재의 시각이 소정 검출 시각 x1 이 되었는지 여부를 판정한다.
부정 판정이 된 경우 (공정 S5 에서 No), 처리는 공정 S5 에서 대기한다.
한편, 긍정 판정이 된 경우 (공정 S5 에서 Yes), 처리는 공정 S7 로 진행된다.
공정 S7 에 있어서, 제어부 (11) 는, 소정 검출 시각 x1 에서 검출된 처리액의 온도에 기초하여, 처리액에 기초하는 적산 열량이 소정치 (PV) 가 되도록 처리액의 토출 시간을 제어한다. 공정 S9 는 「제어 공정」의 일례에 상당한다.
구체적으로는, 공정 S7 은, 공정 S71 ∼ 공정 S75 를 포함한다.
공정 S71 에 있어서, 제어부 (11) 는 선택 처리를 실행한다. 구체적으로는, 제어부 (11) 는, 토출 종료 시간 테이블 (TB) (도 4) 을 참조하여, 처리액의 온도에 가장 가까운 참조 온도에 연관지어진 토출 종료 시간 정보 (ST) 를 선택한다. 공정 S71 은 「처리액을 기판 (W) 을 향해 토출하고 있는 기간 중에 선택 처리를 실행하는 선택 공정」의 일례에 상당한다.
공정 S73 에 있어서, 현재의 시각이, 선택된 토출 종료 시간 정보 (ST) 에 의해 특정되는 토출 종료 시각이 되었는지 여부를, 제어부 (11) 는 판정한다.
부정 판정이 된 경우 (공정 S73 에서 No), 처리는 공정 S73 에서 대기한다. 따라서, 제어부 (11) 는, 선택 처리를 1 회만 실행한다.
한편, 긍정 판정이 된 경우 (공정 S73 에서 Yes), 처리는 공정 S75 로 진행된다.
공정 S75 에 있어서, 노즐 (3) 은, 처리액의 토출을 종료한다. 구체적으로는, 제어부 (11) 는, 밸브 (7) 가 열림 상태로부터 닫힘 상태가 되도록, 밸브 (7) 를 제어한다. 공정 S75 는, 「토출 종료 시간 정보 (ST) 에 기초하여 처리액의 토출을 종료하는 종료 공정」의 일례에 상당한다.
이상, 도 1 및 도 5 를 참조하여 설명한 바와 같이, 실시형태 1 에 의하면, 제어부 (11) 는, 선택 처리를 1 회만 실행한다. 따라서, 간소한 처리에 의해, 복수의 기판 (W) 사이에서, 처리액에 의한 처리 결과의 균일성을 향상시킬 수 있다.
또한, 제어부 (11) 는, CPU (Central Processing Unit) 와 같은 프로세서를 포함한다. 기억부 (13) 는, 기억 장치를 포함하여, 데이터 및 컴퓨터 프로그램을 기억한다. 기억부 (13) 는, 반도체 메모리와 같은 주기억 장치와, 반도체 메모리 및/또는 하드 디스크 드라이브와 같은 보조 기억 장치를 포함한다. 기억부 (13) 는, 리무버블 미디어를 포함하고 있어도 된다. 제어부 (11) 의 프로세서는, 기억부 (13) 의 기억 장치가 기억하고 있는 컴퓨터 프로그램을 실행하여, 기판 처리 방법을 실행한다.
(변형예)
도 1, 도 6, 및 도 7 을 참조하여, 실시형태 1 의 변형예에 관련된 기판 처리 장치 (100) 에 대해 설명한다. 변형예가 복수 회의 선택 처리를 실행하는 점에서, 변형예는 실시형태 1 과 상이하다. 이하, 변형예가 실시형태 1 과 상이한 점을 주로 설명한다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 온도 검출부 (9) 는, 처리액을 토출 중인 복수의 소정 검출 시각에서 처리액의 온도를 검출한다. 그리고, 제어부 (11) 는, 소정 검출 시각마다, 소정 검출 시각에서 검출된 처리액의 온도에 기초하여 선택 처리를 실행한다. 그 결과, 변형예에 의하면, 시간의 경과와 함께 처리액의 온도가 변동한 경우라도, 소정 검출 시각마다, 처리액의 온도에 따른 적절한 토출 종료 시간 정보 (ST) 를 선택할 수 있다. 그 결과, 복수의 기판 (W) 사이에서, 처리액에 의한 처리 결과의 균일성을 더욱 향상시킬 수 있다.
다음으로, 도 3 및 도 6 을 참조하여, 제어부 (11) 가 선택 처리에서 참조하는 토출 종료 시간 테이블 (TB) 에 대해 설명한다. 도 6 은, 토출 종료 시간 테이블 (TB) 을 나타내는 도면이다. 도 3 및 도 6 에 나타내는 바와 같이, 기억부 (13) 는, 서로 상이한 복수의 토출 종료 시간 테이블 (TB) 을 기억한다.
복수의 토출 종료 시간 테이블 (TB) (토출 종료 시간 테이블 TB1 ∼ 토출 종료 시간 테이블 TBN) 은, 각각, 복수의 소정 검출 시각 (소정 검출 시각 x1 ∼ 소정 검출 시간 xN) 에 대해 정해져 있다. 「N」은 2 이상의 정수를 나타낸다. 변형예에서는, 「N」은 3 이상의 정수이다.
토출 종료 시간 테이블 TB1 은, 소정 검출 시각 x1 에 대해 정해지고, 복수의 참조 온도 (변형예에서는, 참조 온도 T1 ∼ 참조 온도 T3) 를 각각 복수의 토출 종료 시간 정보 (ST) (변형예에서는, 토출 종료 시간 정보 ST1 ∼ 토출 종료 시간 정보 ST3) 와 연관시키고 있다. 토출 종료 시간 테이블 TB1 은, 도 4 를 참조하여 설명한 토출 종료 시간 테이블 (TB) 과 동일하다.
토출 종료 시간 테이블 TB2 는, 소정 검출 시각 x2 에 대해 정해지고, 복수의 참조 온도 (변형예에서는, 참조 온도 T4 ∼ 참조 온도 T6) 를 각각 복수의 토출 종료 시간 정보 (ST) (변형예에서는, 토출 종료 시간 정보 ST1 ∼ 토출 종료 시간 정보 ST3) 와 연관시키고 있다. 그리고, 참조 온도 T4 는, 소정 검출 시각 x2 에 있어서의 온도 프로파일 PF1 상의 온도 T4 를 나타낸다. 참조 온도 T5 는, 소정 검출 시각 x2 에 있어서의 온도 프로파일 PF2 상의 온도 T5 를 나타낸다. 참조 온도 T6 은, 소정 검출 시각 x3 에 있어서의 온도 프로파일 PF3 상의 온도 T6 을 나타낸다.
토출 종료 시간 테이블 TB3 ∼ 토출 종료 시간 테이블 TBN 은, 토출 종료 시간 테이블 TB1 및 토출 종료 시간 테이블 TB2 와 동일하게 하여, 온도 프로파일 PF1 ∼ 온도 프로파일 PF3 에 기초하여 작성되어 있다.
제어부 (11) 는, 선택 처리에 있어서, 소정 검출 시각마다, 소정 검출 시각에 대해 정해진 토출 종료 시간 테이블 (TB) 을 참조하여, 처리액의 온도에 가장 가까운 참조 온도에 연관지어진 토출 종료 시간 정보 (ST) 를 선택한다.
또한, 온도 프로파일 (PF) 의 수는, 2 이상이면 특별히 한정되지 않고, 토출 종료 시간 테이블 (TB) 의 각각에 있어서, 참조 온도의 수도, 온도 프로파일 (PF) 의 수에 대응하여 2 이상이면 특별히 한정되지 않는다.
다음으로, 도 1 및 도 7 을 참조하여, 변형예에 관련된 기판 처리 장치 (100) 가 실행하는 기판 처리 방법에 대해 설명한다. 도 7 은, 기판 처리 방법을 나타내는 플로 차트이다. 도 7 에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 방법은 기판 (W) 을 처리하는 방법으로, 공정 S11 ∼ 공정 S17 을 포함한다.
공정 S11 에 있어서, 온도 검출부 (9) 는, 처리액의 온도의 검출을 개시한다. 그리고, 온도 검출부 (9) 는, 처리액을 토출 중인 복수의 소정 검출 시각에서 처리액의 온도를 검출한다. 공정 S11 은, 공정 S1 (도 5) 과 동일하고, 「검출 공정」의 일례에 상당한다.
공정 S13 에 있어서, 노즐 (3) 은, 기판 (W) 을 향해 처리액의 토출을 개시한다. 공정 S13 은, 공정 S3 (도 5) 과 동일하고, 「토출 공정」의 일례에 상당한다.
공정 S15 에 있어서, 현재의 시각이, 복수의 소정 검출 시각 중 어느 하나의 소정 검출 시각이 되었는지 여부를, 제어부 (11) 는 판정한다.
부정 판정이 된 경우 (공정 S15 에서 No), 처리는 공정 S15 에서 대기한다.
한편, 긍정 판정이 된 경우 (공정 S15 에서 Yes), 처리는 공정 S17 로 진행된다.
공정 S17 에 있어서, 제어부 (11) 는, 소정 검출 시각에서 검출된 처리액의 온도에 기초하여, 처리액에 기초하는 적산 열량이 소정치 (PV) 가 되도록 처리액의 토출 시간을 제어한다. 공정 S17 은, 공정 S7 (도 5) 과 동일하고, 「제어 공정」의 일례에 상당한다.
구체적으로는, 공정 S17 은, 공정 S171 ∼ 공정 S175 를 포함한다.
공정 S171 에 있어서, 제어부 (11) 는, 소정 검출 시각에서 검출된 처리액의 온도에 기초하여 선택 처리를 실행한다. 구체적으로는, 제어부 (11) 는, 복수의 토출 종료 시간 테이블 (TB) (도 6) 중, 소정 검출 시각에 대해 정해진 토출 종료 시간 테이블 (TB) 을 참조하여, 처리액의 온도에 가장 가까운 참조 온도에 연관지어진 토출 종료 시간 정보 (ST) 를 선택한다. 예를 들어, 공정 S15 에 있어서 현재의 시각이 소정 검출 시각 x1 이라고 판정되어 있는 경우에는, 제어부 (11) 는, 소정 검출 시각 x1 에 대해 정해진 토출 종료 시간 테이블 TB1 을 참조한다. 공정 S171 은, 「선택 공정」의 일례에 상당한다.
공정 S173 에 있어서, 현재의 시각이, 선택된 토출 종료 시간 정보 (ST) 에 의해 특정되는 토출 종료 시각이 되었는지 여부를, 제어부 (11) 는 판정한다.
부정 판정이 된 경우 (공정 S173 에서 No), 처리는 공정 S15 로 되돌아간다.
한편, 긍정 판정이 된 경우 (공정 S173 에서 Yes), 처리는 공정 S175 로 진행된다.
공정 S175 에 있어서, 노즐 (3) 은, 처리액의 토출을 종료한다. 공정 S175 는, 공정 S78 (도 5) 과 동일하고, 「종료 공정」의 일례에 상당한다.
또한, 제어부 (11) 의 프로세서는, 기억부 (13) 의 기억 장치가 기억하고 있는 컴퓨터 프로그램을 실행하여, 기판 처리 방법을 실행한다.
(실시형태 2)
도 8 ∼ 도 11 을 참조하여, 본 발명의 실시형태 2 에 관련된 기판 처리 장치 (100A) 에 대해 설명한다. 실시형태 2 가 복수의 챔버 (1) 를 구비하고 있는 점으로, 실시형태 2 는 실시형태 1 및 변형예와 상이하다. 이하, 실시형태 2 가 실시형태 1 및 변형예와 상이한 점을 주로 설명한다. 또한, 도 8 ∼ 도 10 에 있어서, 이해를 쉽게 하기 위해, 서로 직교하는 X 축과 Y 축과 Z 축을 기재하고 있다. X 축 및 Y 축은 수평 방향으로 평행하고, Z 축은 연직 방향으로 평행하다.
먼저, 도 8 을 참조하여, 기판 처리 장치 (100A) 에 대해 설명한다. 도 8 은, 기판 처리 장치 (100A) 를 나타내는 평면도이다. 도 8 에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치 (100A) 는, 복수의 로드 포트 (LP) 와, 인덱서 로봇 (IR) 과, 센터 로봇 (CR) 과, 복수의 처리 유닛 (22) 과, 복수의 유체 박스 (24) 와, 처리액 캐비넷 (26) 과, 제어 장치 (28) 를 구비한다. 제어 장치 (28) 는, 로드 포트 (LP), 인덱서 로봇 (IR), 센터 로봇 (CR) 및 처리 유닛 (22) 을 제어한다. 제어 장치 (28) 는, 제어부 (11) 와, 기억부 (13) 를 포함한다.
로드 포트 (LP) 의 각각은, 복수 장의 기판 (W) 을 적층하여 수용한다. 인덱서 로봇 (IR) 은, 로드 포트 (LP) 와 센터 로봇 (CR) 의 사이에서 기판 (W) 을 반송한다. 센터 로봇 (CR) 은, 인덱서 로봇 (IR) 과 처리 유닛 (22) 의 사이에서 기판 (W) 을 반송한다. 처리 유닛 (22) 의 각각은, 기판 (W) 에 처리액을 토출하여, 기판 (W) 을 처리한다. 유체 박스 (24) 의 각각은 유체 기기를 수용한다. 처리액 캐비넷 (26) 은 처리액을 수용한다.
구체적으로는, 복수의 처리 유닛 (22) 은, 평면에서 보아 센터 로봇 (CR) 을 둘러싸도록 배치된 복수의 타워 (TW) (실시형태 2 에서는 4 개의 타워 (TW)) 를 형성하고 있다. 각 타워 (TW) 는, 상하에 적층된 복수의 처리 유닛 (22) (실시형태 2 에서는 3 개의 처리 유닛 (22)) 을 포함한다. 복수의 유체 박스 (24) 는, 각각, 복수의 타워 (TW) 에 대응하고 있다. 처리액 캐비넷 (26) 내의 처리액은, 어느 하나의 유체 박스 (24) 를 통해서, 유체 박스 (24) 에 대응하는 타워 (TW) 에 포함되는 모든 처리 유닛 (22) 에 공급된다.
다음으로, 도 9 를 참조하여, 처리 유닛 (22) 에 대해 설명한다. 도 9 는, 처리 유닛 (22) 의 내부를 나타내는 도면이다. 도 9 에 나타내는 바와 같이, 처리 유닛 (22) 은, 챔버 (1) 와, 노즐 (3) 과, 온도 검출부 (9) 와, 스핀 척 (30) 과, 컵 (32) 과, 대기 포트 (34) 와, 노즐 이동 유닛 (36) 을 포함한다. 기판 처리 장치 (100A) 는, 공급 배관 (5) 과, 밸브 (7) 와, 유량계 (38) 와, 유량 조정 밸브 (40) 를 포함한다.
챔버 (1) 는 대략 상자 형상을 갖는다. 스핀 척 (30) 은, 챔버 (1) 내에서 기판 (W) 을 수평으로 유지하면서, 회전 축선 A1 둘레로 기판 (W) 을 회전시킨다. 컵 (32) 은 대략 통 형상을 갖는다. 컵 (32) 은, 기판 (W) 으로부터 배출된 처리액을 받는다.
대기 포트 (34) 는, 노즐 (3) 의 대기 위치의 하방에 배치된다. 대기 위치는, 회전 축선 A1 에 대해 스핀 척 (30) 보다 외측의 제 1 소정 위치를 나타낸다. 노즐 이동 유닛 (36) 은, 회동 축선 A2 의 둘레로 회동 (回動) 하여, 노즐 (3) 을 수평으로 이동시킨다. 구체적으로는, 노즐 이동 유닛 (36) 은, 노즐 (3) 의 대기 위치와 처리 위치의 사이에서, 노즐 (3) 을 수평으로 이동시킨다. 처리 위치는, 기판 (W) 의 상방의 제 2 소정 위치를 나타낸다.
노즐 (3) 에 대한 처리액의 공급 개시 및 공급 정지는, 밸브 (7) 에 의해 전환된다. 노즐 (3) 에 공급되는 처리액의 유량은, 유량계 (38) 에 의해 검출된다. 유량은, 유량 조정 밸브 (40) 에 의해 변경 가능하다. 밸브 (7) 가 열림 상태가 되면, 처리액이, 유량 조정 밸브 (40) 의 개도에 대응하는 유량으로 공급 배관 (5) 으로부터 노즐 (3) 에 공급된다. 그 결과, 노즐 (3) 로부터 처리액이 토출된다. 개도는, 유량 조정 밸브 (40) 가 열려 있는 정도를 나타낸다.
노즐 (3) 은, 기판 (W) 에 처리액을 토출하기 전에, 프리디스펜스 처리를 실행한다. 프리디스펜스 처리란, 기판 (W) 에 처리액을 토출하기 전에, 대기 포트 (34) 를 향해 처리액을 토출하는 처리이다.
제어부 (11) 는, 도 1 ∼ 도 5 를 참조하여 설명한 실시형태 1 에 관련된 제어부 (11), 또는, 도 6 및 도 7 을 참조하여 설명한 변형예에 관련된 제어부 (11) 와 동일하게 동작한다. 따라서, 실시형태 2 에 의하면, 실시형태 1 또는 변형예와 동일하게, 1 개의 챔버 (1) 에서 1 장씩 처리되는 복수의 기판 (W) 사이에서, 처리액에 의한 처리 결과의 균일성을 향상시킬 수 있다.
또, 실시형태 2 에서는, 기판 처리 장치 (100A) 는, 챔버 (1) 마다, 노즐 (3) 과 공급 배관 (5) 과 밸브 (7) 와 온도 검출부 (9) 를 구비한다. 그리고, 제어부 (11) 는, 복수의 기판 (W) 을 각각 수용하는 복수의 챔버 (1) 마다, 적산 열량이 소정치 (PV) 가 되도록 처리액의 토출 시간을 제어한다. 따라서, 복수의 챔버 (1) 에 걸쳐서, 처리액에 의한 기판 (W) 의 처리 결과가 환경 온도에 의존하는 것이 억제된다. 그 결과, 복수의 챔버 (1) 에서 처리되는 복수의 기판 (W) 사이에서, 처리액에 의한 처리 결과의 균일성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 1 개의 타워 (TW) 내의 복수의 챔버 (1) 사이에서, 복수의 기판 (W) 에 대해, 처리액에 의한 처리 결과의 균일성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 복수의 타워 (TW) 사이에서, 복수의 기판 (W) 에 대해, 처리액에 의한 처리 결과의 균일성을 향상시킬 수 있다. 또한, 기판 처리 장치 (100A) 는, 도 5 에 나타내는 기판 처리 방법을 챔버 (1) 마다 실행한다. 또는, 기판 처리 장치 (100A) 는, 도 7 에 나타내는 기판 처리 방법을 챔버 (1) 마다 실행한다.
다음으로, 도 10 을 참조하여, 노즐 (3) 에 대한 처리액의 공급에 대해 설명한다. 도 10 은, 기판 처리 장치 (100A) 의 배관을 나타내는 도면이다. 도 10 에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치 (100A) 는, 각 타워 (TW) 에 있어서, 처리 유닛 (22) 마다, 공급 배관 (5) 과 밸브 (7) 와 유량계 (38) 와 유량 조정 밸브 (40) 를 구비하고 있다. 밸브 (7) 와 유량계 (38) 와 유량 조정 밸브 (40) 는, 타워 (TW) 에 대응하는 유체 박스 (24) 에 수용된다. 각 공급 배관 (5) 의 일부는 유체 박스 (24) 에 수용되고, 각 공급 배관 (5) 의 다른 일부는 챔버 (1) 에 수용된다.
또, 기판 처리 장치 (100A) 는, 처리액 탱크 (60) 와, 순환 배관 (61) 과, 펌프 (65) 와, 필터 (66) 와, 온도 조절기 (67) 를 구비한다. 처리액 탱크 (60) 와 펌프 (65) 와 필터 (66) 와 온도 조절기 (67) 는, 처리액 캐비넷 (26) 에 수용된다. 순환 배관 (61) 의 일부는 처리액 캐비넷 (26) 에 수용되고, 순환 배관 (61) 의 다른 일부는 유체 박스 (24) 에 수용된다.
순환 배관 (61) 은, 처리액 탱크 (60) 로부터 하류로 연장되는 상류 배관 (62) 과, 상류 배관 (62) 으로부터 분기된 복수의 개별 배관 (63) 과, 각 개별 배관 (63) 으로부터 처리액 탱크 (60) 까지 하류로 연장되는 하류 배관 (64) 을 포함한다.
상류 배관 (62) 의 상류단은, 처리액 탱크 (60) 에 접속되어 있다. 하류 배관 (64) 의 하류단은, 처리액 탱크 (60) 에 접속되어 있다. 상류 배관 (62) 의 상류단은, 순환 배관 (61) 의 상류단에 상당하고, 하류 배관 (64) 의 하류단은, 순환 배관 (61) 의 하류단에 상당한다. 각 개별 배관 (43) 은, 상류 배관 (62) 의 하류단으로부터 하류 배관 (64) 의 상류단으로 연장되어 있다.
복수의 개별 배관 (63) 은, 각각, 복수의 타워 (TW) 에 대응하고 있다. 1 개의 타워 (TW) 에 포함되는 3 개의 처리 유닛 (22) 에 대응하는 3 개의 공급 배관 (5) 은, 1 개의 개별 배관 (63) 에 접속되어 있다.
펌프 (65) 는, 처리액 탱크 (60) 내의 처리액을 순환 배관 (61) 으로 보낸다. 필터 (66) 는, 순환 배관 (61) 을 흐르는 처리액으로부터 이물질을 제거한다. 온도 조절기 (67) 는, 처리액 탱크 (60) 내의 처리액의 온도를 조절한다. 온도 조절기 (67) 는, 예를 들어, 처리액을 가열하는 히터이다.
펌프 (65), 필터 (66), 및 온도 조절기 (67) 는, 상류 배관 (62) 에 배치되어 있다. 처리액 탱크 (60) 내의 처리액은, 펌프 (65) 에 의해 상류 배관 (62) 으로 보내지고, 상류 배관 (62) 으로부터 복수의 개별 배관 (63) 으로 흐른다. 개별 배관 (63) 내의 처리액은, 하류 배관 (64) 으로 흘러, 하류 배관 (64) 으로부터 처리액 탱크 (60) 로 되돌아온다. 처리액 탱크 (60) 내의 처리액은, 규정 온도 (TM) 이상의 특정 온도가 되도록 온도 조절기 (67) 에 의해 가열되어 상류 배관 (62) 으로 이송된다. 따라서, 순환 배관 (61) 을 순환하는 처리액의 온도는, 규정 온도 (TM) 이상의 특정 온도로 유지된다.
그리고, 순환 배관 (61) 내에서 특정 온도로 유지되고 있는 처리액이, 공급 배관 (5) 에 공급된다. 그 결과, 실시형태 2 에 의하면, 적산 열량이 소정치 (PV) 가 되도록 처리액의 토출 시간을 제어한다는 간소한 제어에 의해, 복수의 기판 (W) 사이에서, 처리액에 의한 처리 결과의 균일성을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 도 11 을 참조하여, 처리액의 온도 추이에 대해 설명한다. 도 11 은, 기판 처리 장치 (100A) 에서의 처리액의 온도 추이를 나타내는 도면이다. 도 11 에 나타내는 바와 같이, 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 처리액의 온도를 나타낸다. 처리액의 온도는, 온도 검출부 (9) 에 의해 검출된 처리액의 온도를 나타낸다. 곡선 B1 은 처리액의 온도를 나타내고, 선 B2 는 밸브 (7) 상태를 나타낸다.
시각 t10 에 있어서, 노즐 (3) 이 대기 위치에 위치하는 상태에서, 밸브 (7) 가 닫힘 상태로부터 열림 상태로 된다. 그 결과, 프리디스펜스 처리가 개시된다. 그리고, 시각 t11 에 있어서, 밸브 (7) 가 열림 상태로부터 닫힘 상태로 된다. 그 결과, 프리디스펜스 처리가 종료된다. 시각 t11 에 있어서, 노즐 (3) 이 대기 위치로부터 처리 위치를 향해 이동한다. 그리고, 시각 t12 에 있어서, 노즐 (3) 이 처리 위치에 도달하면, 밸브 (7) 가 닫힘 상태로부터 열림 상태로 된다. 그 결과, 처리액이 기판 (W) 을 향해 토출된다. 또, 시각 t13 에 있어서, 밸브 (7) 가 닫힘 상태로부터 열림 상태로 된다. 그 결과, 1 장의 기판 (W) 의 처리가 종료된다.
실시형태 2 에서는, 프리디스펜스 처리를 함으로써, 기판 (W) 에 대한 처리액의 토출 전에, 처리액의 온도가 규정 온도 (TM) 이상이 된다. 그리고, 프리디스펜스 처리 후, 시각 t12 이후의 기간에 있어서, 제어부 (11) 는, 처리액의 온도에 기초하여 밸브 (7) 를 제어하여, 처리액에 기초하는 적산 열량이 소정치 (PV) 가 되도록 처리액의 토출 시간을 제어한다.
이상, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태 (변형예를 포함한다) 에 대해 설명하였다. 단, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 양태에 있어서 실시하는 것이 가능하다 (예를 들어, 하기에 나타내는 (1) ∼ (3)). 또, 상기 실시형태에 개시되어 있는 복수의 구성 요소를 적절히 조합함으로써, 여러 가지 발명의 형성이 가능하다. 예를 들어, 실시형태에 나타나는 전체 구성 요소로부터 몇 가지 구성 요소를 삭제해도 된다. 또한, 상이한 3 실시형태에 걸친 구성 요소를 적절히 조합해도 된다. 도면은, 이해하기 쉽게 하기 위해서, 각각의 구성 요소를 주체로 모식적으로 나타내고 있고, 도시된 각 구성 요소의 두께, 길이, 개수, 간격 등은, 도면 작성의 형편상 실제와는 상이한 경우도 있다. 또, 상기 실시형태에서 나타내는 각 구성 요소의 재질, 형상, 치수 등은 일례로서, 특별히 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 효과로부터 실질적으로 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변경이 가능하다.
(1) 도 4 및 도 6 을 참조하여 설명한 실시형태 1 (이하, 변형예를 포함한다) 및 실시형태 2 에서는, 제어부 (11) 는, 토출 종료 시간 테이블 (TB) 을 참조하였다. 단, 적산 열량이 소정치 (PV) 가 되도록 토출 시간을 제어하는 한에 있어서는, 제어부 (11) 는, 온도 프로파일 (PF) 을 참조하여, 토출 종료 시간 정보 (ST) 를 결정해도 된다. 이 경우, 기억부 (13) 는 복수의 온도 프로파일 (PF) 을 기억한다.
예를 들어, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 제어부 (11) 는, 소정 검출 시각 x1 에서 검출된 처리액의 온도 (이하, 「온도 Td」로 기재하는 경우가 있다) 를, 온도 프로파일 PF1 ∼ PF3 의 각각의 소정 검출 시각 x1 에서의 온도 T1 ∼ T3 과 비교한다. 그리고, 제어부 (11) 는, 온도 T1 ∼ T3 에서, 온도 Td 에 가장 가까운 온도 (예를 들어, 온도 T1) 를 선택한다. 또한 제어부 (11) 는, 선택한 온도를 갖는 온도 프로파일 (PF) (예를 들어, 온도 프로파일 PF1) 을 선택한다. 그리고, 제어부 (11) 는, 선택한 온도 프로파일 (PF) 의 시점 시각 (예를 들어, t0) 부터 종점 시각 (예를 들어, te1) 까지의 시간을 토출 종료 시간 (요컨대, 토출 종료 시간 정보 (ST)) 으로 결정한다.
(2) 도 1 ∼ 도 11 을 참조하여 설명한 실시형태 1 및 실시형태 2 에서는, 토출 종료 시간 정보 (ST) 가 나타내는 토출 종료 시간은, 온도 프로파일 (PF) 의 시점 시각부터 종점 시각까지의 시간을 나타냈지만, 처리액의 토출 종료 시각을 특정 가능한 한에 있어서는, 토출 종료 시간을 임의로 정의할 수 있다. 예를 들어, 토출 종료 시간은, 소정 검출 시각부터 온도 프로파일 (PF) 의 종점 시각까지의 시간이어도 되고, 온도 프로파일 (PF) 의 종점 시각이어도 된다.
(3) 도 1 및 도 9 를 참조하여 설명한 실시형태 1 및 실시형태 2 에서는, 밸브 (7) 는 챔버 (1) 의 외부에 배치되었지만, 노즐 (3) 에 대한 처리액의 공급 개시 및 공급 정지를 실현할 수 있는 한에 있어서는, 밸브 (7) 는 챔버 (1) 의 내부에 배치되어 있어도 된다. 또, 공급 배관 (5) 에 히터가 배치되어 있어도 된다. 공급 배관 (5) 내의 처리액을 가열하기 위해서이다. 히터는, 챔버 (1) 의 내부에 배치되어 있어도 되고, 챔버 (1) 의 외부에 배치되어 있어도 된다.
산업상 이용가능성
본 발명은, 기판을 처리하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로, 산업상 이용가능성을 갖는다.
1 : 챔버
3 : 노즐
5 : 공급 배관
7 : 밸브
9 : 온도 검출부
11 : 제어부
100, 100A : 기판 처리 장치
W : 기판

Claims (14)

  1. 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서,
    상기 기판을 수용하는 챔버와,
    상기 챔버 내에 배치되고, 상기 기판을 향해 처리액을 토출하는 노즐과,
    상기 노즐에 상기 처리액을 공급하는 공급 배관과,
    상기 노즐을 향하여 상기 공급 배관 내를 흐르는 상기 처리액을 통과시키는 열림 상태와, 상기 공급 배관으로부터 상기 노즐에 대한 상기 처리액의 공급을 정지하는 닫힘 상태로 전환 가능한 밸브와,
    상기 챔버 내의 상기 처리액의 온도를 검출하는 온도 검출부와,
    상기 처리액의 온도에 따른 토출 종료 시간 정보에 의해 나타나는 토출 종료 시간에 기초하여 상기 밸브를 제어하여, 상기 처리액에 기초하는 적산 열량이 소정치가 되도록 상기 처리액의 토출 시간을 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 적산 열량은, 상기 기판에 투입되는 상기 처리액의 열량의 적산치를 표시하는 물리량을 나타내고,
    상기 토출 종료 시간은, 상기 처리액의 온도에 따른 온도 프로파일에 기초하여 추측된 시간이고,
    상기 온도 프로파일은, 상기 처리액에 의해 상기 기판을 처리하기 전에 미리 작성되어 있고, 상기 처리액과 동일한 처리액을 상기 기판과 동일한 기판에 토출했을 때에, 상기 동일한 처리액의 온도의 시간 추이를 나타내는, 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 밸브가 상기 열림 상태로부터 상기 닫힘 상태가 되도록, 상기 토출 종료 시간 정보가 나타내는 상기 토출 종료 시간에 기초하여 상기 밸브를 제어하고,
    상기 토출 종료 시간 정보가 나타내는 상기 토출 종료 시간은, 상기 동일한 처리액의 온도의 시간 적분치가 상기 소정치와 동일해지는 시간을 나타내는, 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 처리액을 상기 기판을 향해 토출하고 있는 기간 중에 선택 처리를 실행하고,
    상기 선택 처리는, 복수의 상기 토출 종료 시간 정보로부터, 상기 처리액의 온도에 대응하는 토출 종료 시간 정보를 선택하는 처리를 나타내고,
    상기 제어부는, 상기 선택한 토출 종료 시간 정보가 나타내는 상기 토출 종료 시간에 기초하여 상기 밸브를 제어하여, 상기 밸브를 상기 열림 상태로부터 상기 닫힘 상태로 하고,
    상기 복수의 토출 종료 시간 정보는, 각각, 서로 상이한 복수의 상기 온도 프로파일에 기초하여 미리 규정되어 있는, 기판 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 선택 처리를 1 회만 실행하는, 기판 처리 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 온도 검출부는, 상기 처리액을 토출 중인 복수의 소정 검출 시각에서 상기 처리액의 온도를 검출하고,
    상기 제어부는, 상기 소정 검출 시각마다, 상기 소정 검출 시각에서 검출된 상기 처리액의 온도에 기초하여 상기 선택 처리를 실행하는, 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리액은, 인산, 또는, 황산 과산화수소수 혼합액을 함유하는, 기판 처리 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 상기 챔버가 구비되고,
    상기 챔버마다, 상기 노즐과 상기 공급 배관과 상기 밸브와 상기 온도 검출부가 구비되고,
    상기 제어부는, 상기 챔버마다, 상기 적산 열량이 상기 소정치가 되도록 상기 처리액의 토출 시간을 제어하는, 기판 처리 장치.
  8. 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서,
    챔버에 수용된 상기 기판을 향해 처리액을 토출하는 토출 공정과,
    상기 챔버 내의 상기 처리액의 온도를 검출하는 검출 공정과,
    상기 처리액의 온도에 따른 토출 종료 시간 정보에 의해 나타나는 토출 종료 시간에 기초하여, 상기 처리액에 기초하는 적산 열량이 소정치가 되도록 상기 처리액의 토출 시간을 제어하는 제어 공정을 포함하고,
    상기 적산 열량은, 상기 기판에 투입되는 상기 처리액의 열량의 적산치를 표시하는 물리량을 나타내고,
    상기 토출 종료 시간은, 상기 처리액의 온도에 따른 온도 프로파일에 기초하여 추측된 시간이고,
    상기 온도 프로파일은, 상기 처리액에 의해 상기 기판을 처리하기 전에 미리 작성되어 있고, 상기 처리액과 동일한 처리액을 상기 기판과 동일한 기판에 토출했을 때에, 상기 동일한 처리액의 온도의 시간 추이를 나타내는, 기판 처리 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어 공정은, 상기 토출 종료 시간 정보가 나타내는 상기 토출 종료 시간에 기초하여 상기 처리액의 토출을 종료하는 종료 공정을 포함하고,
    상기 토출 종료 시간 정보가 나타내는 상기 토출 종료 시간은, 상기 동일한 처리액의 온도의 시간 적분치가 상기 소정치와 동일해지는 시간을 나타내는, 기판 처리 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어 공정은, 상기 처리액을 상기 기판을 향해 토출하고 있는 기간 중에 선택 처리를 실행하는 선택 공정을 추가로 포함하고,
    상기 선택 처리는, 복수의 상기 토출 종료 시간 정보로부터, 상기 처리액의 온도에 대응하는 토출 종료 시간 정보를 선택하는 처리를 나타내고,
    상기 종료 공정에서는, 상기 선택한 토출 종료 시간 정보가 나타내는 상기 토출 종료 시간에 기초하여 상기 처리액의 토출을 종료하고,
    상기 복수의 토출 종료 시간 정보는, 각각, 서로 상이한 복수의 상기 온도 프로파일에 기초하여 미리 규정되어 있는, 기판 처리 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 선택 공정에서는, 상기 선택 처리를 1 회만 실행하는, 기판 처리 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 검출 공정에서는, 상기 처리액을 토출 중인 복수의 소정 검출 시각에서 상기 처리액의 온도를 검출하고,
    상기 선택 공정에서는, 상기 소정 검출 시각마다, 상기 소정 검출 시각에서 검출된 상기 처리액의 온도에 기초하여 상기 선택 처리를 실행하는, 기판 처리 방법.
  13. 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리액은, 인산, 또는, 황산 과산화수소수 혼합액을 함유하는, 기판 처리 방법.
  14. 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 공정에서는, 복수의 상기 기판을 각각 수용하는 복수의 상기 챔버마다, 상기 적산 열량이 상기 소정치가 되도록 상기 처리액의 토출 시간을 제어하는, 기판 처리 방법.
KR1020207014282A 2017-10-31 2018-10-09 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 KR102376797B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2017-209992 2017-10-31
JP2017209992A JP6923419B2 (ja) 2017-10-31 2017-10-31 基板処理装置及び基板処理方法
PCT/JP2018/037558 WO2019087702A1 (ja) 2017-10-31 2018-10-09 基板処理装置及び基板処理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200067198A KR20200067198A (ko) 2020-06-11
KR102376797B1 true KR102376797B1 (ko) 2022-03-18

Family

ID=66333527

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207014282A KR102376797B1 (ko) 2017-10-31 2018-10-09 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6923419B2 (ko)
KR (1) KR102376797B1 (ko)
CN (1) CN111316404A (ko)
TW (1) TWI713912B (ko)
WO (1) WO2019087702A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6942660B2 (ja) * 2018-03-09 2021-09-29 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置及び基板処理方法
KR102605999B1 (ko) * 2021-03-17 2023-11-23 세메스 주식회사 처리액 제공 유닛 및 이를 구비하는 기판 처리 장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003151950A (ja) 2001-11-14 2003-05-23 Tokyo Electron Ltd 基板処理装置及び基板処理方法
JP2015167161A (ja) 2014-03-03 2015-09-24 東京エレクトロン株式会社 液処理装置、液処理方法及び記憶媒体

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5654042A (en) * 1979-10-09 1981-05-13 Toshiba Corp Controller for liquid spray type treatment
JPH0786233A (ja) * 1993-09-14 1995-03-31 Nec Corp 半導体装置の製造方法およびその製造装置
JP4531778B2 (ja) * 2007-02-09 2010-08-25 東京エレクトロン株式会社 温度制御方法、温度調節器および加熱処理装置
JP5180263B2 (ja) * 2010-07-23 2013-04-10 倉敷紡績株式会社 基板処理装置
JP2012074601A (ja) 2010-09-29 2012-04-12 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置および基板処理方法
US8940103B2 (en) * 2012-03-06 2015-01-27 Tokyo Electron Limited Sequential stage mixing for single substrate strip processing
JP6289961B2 (ja) * 2014-03-27 2018-03-07 芝浦メカトロニクス株式会社 基板処理装置及び基板処理方法
US10261521B2 (en) * 2015-06-16 2019-04-16 Tokyo Electron Limited Processing apparatus, processing method, and storage medium
JP6512089B2 (ja) * 2015-12-15 2019-05-15 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理装置の調整方法
JP2017183568A (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置および基板処理方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003151950A (ja) 2001-11-14 2003-05-23 Tokyo Electron Ltd 基板処理装置及び基板処理方法
JP2015167161A (ja) 2014-03-03 2015-09-24 東京エレクトロン株式会社 液処理装置、液処理方法及び記憶媒体

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019083267A (ja) 2019-05-30
TW201923888A (zh) 2019-06-16
JP6923419B2 (ja) 2021-08-18
TWI713912B (zh) 2020-12-21
WO2019087702A1 (ja) 2019-05-09
CN111316404A (zh) 2020-06-19
KR20200067198A (ko) 2020-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102356420B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
TWI555078B (zh) 用以提供加熱的蝕刻溶液之方法
TWI527111B (zh) 用於單一基板處理的蝕刻系統及方法
US20140262199A1 (en) Temperature control system, semiconductor manufacturing device, and temperature control method
US11410861B2 (en) Substrate liquid processing apparatus
KR102376797B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
TWI665023B (zh) 基板處理裝置及基板處理方法
JP6081442B2 (ja) マスク層のエッチング速度と選択性の増大
JP6313231B2 (ja) 基板液処理装置
KR102134949B1 (ko) 처리액 공급 장치, 기판 처리 장치, 및 처리액 공급 방법
TW201944486A (zh) 基板處理方法及基板處理裝置
KR101099737B1 (ko) 고온의 약액을 공급하는 장치
US20240173742A1 (en) Substrate processing method and substrate processing system
JP7460983B2 (ja) 処理液供給システムおよび処理液供給方法
KR20110062525A (ko) 온도 조절 장치 및 방법, 그리고 이를 구비하는 약액 공급 장치
JP2018164034A (ja) 基板処理方法および基板処理装置
KR20180000241U (ko) 반도체 제조 공정용 고점도 유체 공급 장치

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant