KR102378353B1 - 기판 액 처리 방법 및 기판 액 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

pH가 5∼9의 범위 내의 미리 정해진 값인 처리액을 생성하고, 처리액을 이용하여 금속이 노출된 기판을 처리한다.
기판 액 처리 방법은, 순수와, 이산화탄소와, 암모니아를 포함하는 pH가 5∼9의 범위 내의 미리 정해진 값인 처리액을 생성하는 처리액 생성 공정과, 이 생성된 처리액을 이용하여 기판을 처리하는 액 처리 공정을 구비한다.

Description

기판 액 처리 방법 및 기판 액 처리 장치{SUBSTRATE LIQUID PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE LIQUID PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 기판 액 처리 방법 및 기판 액 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 공정에 있어서, 반도체 웨이퍼 등의 기판에 약액을 공급함으로써, 기판에 웨트(wet) 에칭 처리 또는 세정 처리가 실시된다. 약액에 의한 처리 후, 잔류하는 약액 및 반응 생성물을 기판으로부터 제거하기 위해, 기판에 린스 처리가 실시된다. 린스 처리는 통상적으로 순수(DIW)로 이루어지는 린스액을 기판에 공급함으로써 행해진다. 이때, 기판 상에 이미 형성되어 있는 디바이스 구성 요소에 정전 파괴가 생길 우려가 있는 경우에는, 순수에 이산화탄소 가스를 버블링 등에 의해 용해하여 이루어지는 이산화탄소 용해수, 또는 순수에 미량의 암모니아수를 첨가하여 이루어지는 묽은 암모니아수 등의 도전성을 갖는 수용액이 린스액으로서 이용된다.(예컨대 특허문헌 1을 참조).
디바이스 구성 요소의 부식 등의 악영향을 억제하기 위해서는, 상기 린스액의 pH를 5∼9의 범위 내의 적절한 값으로 조정하는 것이 바람직하다. 그러나, 예컨대 묽은 암모니아수의 경우, pH가 9 이하에서는, 약간의 암모니아 농도의 변화에 따라 pH가 크게 변화하기 때문에, pH가 9 이하인 원하는 값의 묽은 암모니아수를 조정하는 것은 곤란하다. 또한 마찬가지로, pH가 5 이상인 원하는 값의 이산화탄소 용해물을 조정하는 것도 곤란하다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2004-273799호 공보
본 발명의 목적은, pH가 5∼9의 범위 내의 미리 정해진 값인 처리액을 생성하고, 처리액을 이용하여 기판을 처리하는 기술을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일실시형태에 따라, 금속이 노출된 기판을 액 처리하는 기판 액 처리 방법으로서, 순수와, 이산화탄소와, 암모니아를 포함하는, pH가 5∼9의 범위 내의 미리 정해진 값인 처리액을 생성하는 처리액 생성 공정과, 상기 처리액을 이용하여 기판을 처리하는 액 처리 공정을 포함한 기판 액 처리 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 실시형태에 따라, 처리액을 이용하여 기판에 액 처리를 행하는 처리부와, 처리액을 생성하는 처리액 생성부와, 상기 처리액 생성부에서 생성한 처리액을 상기 처리부에 공급하는 처리액 공급부와, 제어부를 구비하고, 상기 처리액 생성부는, 순수를 공급하는 순수 공급부와, 이산화탄소 가스를 공급하는 이산화탄소 가스 공급부와, 암모니아수를 공급하는 암모니아수 공급부를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 처리액 생성부를 제어하여, 순수와, 이산화탄소 가스와, 암모니아수를 혼합함으로써 pH가 5∼9의 범위 내의 미리 정해진 값인 처리액을 생성하고, 상기 처리액 공급부를 제어하여 상기 처리액을 상기 처리부에 공급하여 기판을 처리하는 기판 액 처리 장치가 제공된다.
순수에 이산화탄소와 암모니아를 용해시킴으로써, pH가 5∼9의 범위 내의 원하는 값인 처리액을 용이하게 생성할 수 있고, 이러한 처리액을 이용함으로써, 기판을 안정된 조건으로 처리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 기판 액 처리 장치의 일실시형태에 따른 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 처리 유닛의 개략 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 처리액 공급부의 하나의 구성예를 나타내는 배관도이다.
도 4는 묽은 암모니아수 중의 암모니아 농도와 pH의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 묽은 암모니아수 중의 암모니아 농도와 저항률의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 pH 10의 암모니아수에 이산화탄소 가스를 용해시켰을 때의, 이산화탄소 가스 첨가량과 pH의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7은 pH 10의 암모니아수에 이산화탄소 가스를 용해시켰을 때의, 이산화탄소 가스 첨가량과 저항률의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 도 2에 도시된 처리액 공급부의 다른 하나의 구성예를 나타내는 배관도이다.
도 9는 도 2에 도시된 처리액 공급부의 또 다른 하나의 구성예를 나타내는 배관도이다.
도 10은 완충 용액에 IPA(이소프로필알코올)를 혼합한 혼합액을 이용한 처리를 행할 때에 이용할 수 있는 처리액 공급부의 하나의 구성예를 나타내는 배관도이다.
도 11은 이산화탄소 용해수 중의 이산화탄소 농도와 pH의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 12는 이산화탄소 용해수 중의 이산화탄소 농도와 저항률의 관계를 나타내는 그래프이다.
본원 발명자들은, pH가 5∼9의 범위 내의 원하는 값인 처리액을 생성하는 데 있어서, 이하와 같은 것에 주목하였다.
순수(純水)에 이산화탄소 가스 및 암모니아수를 용해시키면, 중화 반응에 의해 탄산암모늄이 생기고, 용액 중에는 하기의 이온이 존재하게 된다.
Figure 112015080262143-pat00001
Figure 112015080262143-pat00002
(완전 전리)
즉, 상기 용액은 약염기와 그의 염의 완충 용액이다. 완충 용액의 특성으로서 알려져 있는 바와 같이, NH3가 단독으로 물에 녹아 있는 용액과 비교하여, 완충 용액의 pH는 작고(중성에 근접), 또한, 용액에 산 또는 염기를 첨가하였을 때의 pH 변화도 작아진다. 본원 발명자들은, 이 완충 용액의 특성을 이용함으로써, pH가 5∼9의 범위 내의 원하는 값인 처리액을 용이하게 안정적으로 생성할 수 있다는 생각에 이르렀다.
이하에, 상기 사고 방식에 기초하여 이루어진 본 발명의 실시형태에 대해서 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 실시형태에 따른 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 이하에서는, 위치 관계를 명확하게 하기 위해, 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축을 규정하고, Z축 정방향을 연직 상향 방향으로 한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 시스템(1)은, 반입반출 스테이션(2)과, 처리 스테이션(3)을 구비한다. 반입반출 스테이션(2)과 처리 스테이션(3)은 인접하여 마련된다.
반입반출 스테이션(2)은, 캐리어 배치부(11)와, 반송부(12)를 구비한다. 캐리어 배치부(11)에는, 복수매의 웨이퍼(W)를 수평 상태로 수용하는 복수의 캐리어(C)가 배치된다.
반송부(12)는, 캐리어 배치부(11)에 인접하여 마련되고, 내부에 기판 반송 장치(13)와, 전달부(14)를 구비한다. 기판 반송 장치(13)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 기판 유지 기구를 구비한다. 또한, 기판 반송 장치(13)는, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 및 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하고, 기판 유지 기구를 이용하여 캐리어(C)와 전달부(14) 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
처리 스테이션(3)은, 반송부(12)에 인접하여 마련된다. 처리 스테이션(3)은, 반송부(15)와, 복수의 처리 유닛(16)을 구비한다. 복수의 처리 유닛(16)은, 반송부(15)의 양측에 배열되어 마련된다.
반송부(15)는, 내부에 기판 반송 장치(17)를 구비한다. 기판 반송 장치(17)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 기판 유지 기구를 구비한다. 또한, 기판 반송 장치(17)는, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 및 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하고, 기판 유지 기구를 이용하여 전달부(14)와 처리 유닛(16) 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
처리 유닛(16)은, 기판 반송 장치(17)에 의해 반송되는 웨이퍼(W) 에 대하여 정해진 기판 처리를 행한다.
또한, 기판 처리 시스템(1)은, 제어 장치(4)를 구비한다. 제어 장치(4)는, 예컨대 컴퓨터이며, 제어부(18)와 기억부(19)를 구비한다. 기억부(19)에는, 기판 처리 시스템(1)에 있어서 실행되는 각종 처리를 제어하는 프로그램이 저장된다. 제어부(18)는, 기억부(19)에 기억된 프로그램을 읽어내어 실행함으로써 기판 처리 시스템(1)의 동작을 제어한다.
또한, 이러한 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있던 것으로서, 그 기억 매체로부터 제어 장치(4)의 기억부(19)에 인스톨된 것이어도 좋다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체로서는, 예컨대 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 컴팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등이 있다.
상기한 바와 같이 구성된 기판 처리 시스템(1)에서는, 우선, 반입반출 스테이션(2)의 기판 반송 장치(13)가, 캐리어 배치부(11)에 배치된 캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)를 취출하고, 취출된 웨이퍼(W)를 전달부(14)에 배치한다. 전달부(14)에 배치된 웨이퍼(W)는, 처리 스테이션(3)의 기판 반송 장치(17)에 의해 전달부(14)로부터 취출되어, 처리 유닛(16)에 반입된다.
처리 유닛(16)에 반입된 웨이퍼(W)는, 처리 유닛(16)에 의해 처리된 후, 기판 반송 장치(17)에 의해 처리 유닛(16)으로부터 반출되어, 전달부(14)에 배치된다. 그리고, 전달부(14)에 배치된 처리가 끝난 웨이퍼(W)는, 기판 반송 장치(13)에 의해 캐리어 배치부(11)의 캐리어(C)에 복귀된다.
다음에, 처리 유닛(16)의 개략 구성에 대해서 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 처리 유닛(16)의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 처리 유닛(16)은, 챔버(20)와, 기판 유지 기구(30)와, 처리 유체 공급부(40)와, 회수컵(50)을 구비한다.
챔버(20)는, 기판 유지 기구(30)와 처리 유체 공급부(40)와 회수컵(50)을 수용한다. 챔버(20)의 천장부에는, FFU(Fan Filter Unit)(21)가 마련된다. FFU(21)는, 챔버(20) 내에 다운 플로우를 형성한다.
기판 유지 기구(30)는, 유지부(31)와, 지주부(32)와, 구동부(33)를 구비한다. 유지부(31)는, 웨이퍼(W)를 수평으로 유지한다. 지주부(32)는, 연직 방향으로 연장되는 부재이며, 기단부가 구동부(33)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 선단부에 있어서 유지부(31)를 수평으로 지지한다. 구동부(33)는, 지주부(32)를 연직축 둘레로 회전시킨다. 이러한 기판 유지 기구(30)는, 구동부(33)를 이용하여 지주부(32)를 회전시킴으로써 지주부(32)에 지지된 유지부(31)를 회전시키고, 이에 의해, 유지부(31)에 유지된 웨이퍼(W)를 회전시킨다.
처리 유체 공급부(40)는, 웨이퍼(W)에 대하여 처리 유체를 공급한다. 처리 유체 공급부(40)는, 처리 유체 공급원(70)에 접속된다.
회수컵(50)은, 유지부(31)를 둘러싸도록 배치되고, 유지부(31)의 회전에 의해 웨이퍼(W)로부터 비산하는 처리액을 포집한다. 회수컵(50)의 바닥부에는, 배액구(51)가 형성되어 있고, 회수컵(50)에 의해 포집된 처리액은, 이러한 배액구(51)로부터 처리 유닛(16)의 외부에 배출된다. 또한, 회수컵(50)의 바닥부에는, FFU(21)로부터 공급되는 기체를 처리 유닛(16)의 외부에 배출하는 배기구(52)가 형성된다.
다음에, 처리 유체 공급원(70)의 구성에 대해서 도 3을 참조하여 설명한다.
처리 유체 공급원(70)은, 순수에 암모니아수를 첨가하며 이산화탄소 가스를 용해하여 이루어지는 pH가 약 5∼9 정도인 수용액[상기 처리액 공급부(40)에서 이용되는 처리액]을 생성하는 처리액 생성부이다. 후술하는 바와 같이, 암모니아 및 이산화탄소가 순수와 반응하여 탄산암모늄(염)이 형성되고, 탄산암모늄의 존재에 의해 수용액은 완충 용액으로서 행동한다. 이하에 있어서, 기재의 간략화를 위해, 순수에 암모니아수 및 이산화탄소 가스를 첨가하여 이루어지는 수용액을 「완충 용액」이라고도 부르는 것으로 한다.
처리 유체 공급원(70)은, 처리액으로서의 완충 용액을 저장해두는 탱크(701)와, 탱크(701)에 완충 용액의 원료로서의 이산화탄소 용해수(탄산수)를 공급하는 이산화탄소 용해수 공급부(710)와, 탱크(701)에 완충 용액의 원료로서의 암모니아수를 공급하는 암모니아수 공급부(720)와, 탱크(701)에 접속된 순환 라인(702)을 갖는다.
순환 라인(702)에는 펌프(703) 및 필터(704)가 마련되어 있다. 펌프(703)를 작동시킴으로써, 탱크(701)에 저장된 완충 용액이 순환 라인(702)을 순환한다. 순환 라인(702)을 순환하는 완충 용액 중에 포함되는 파티클 등의 오염 물질이, 필터(704)에 의해 제거된다.
순환 라인(702)에는, 저항률계(715)(도전률계여도 좋음)와, pH계(719)가 마련되어 있다.
순환 라인(702)에는, 분기 라인(705)을 통해 전술한 복수의 처리 유닛(16)이 접속되어 있다. 필요에 따라, 각 분기 라인(705)에 마련된 도시하지 않는 개폐 밸브가 개방되어, 제어된 유량으로 대응하는 처리 유닛(16)에 완충 용액이 보내진다. 처리 유닛(16)은, 이 완충 용액을 린스액(처리액)으로 하여 상기 처리 유체 공급부(40)(이것에는 예컨대 처리액 노즐 등이 포함됨)를 통해 웨이퍼(W)에 토출하여, 웨이퍼(W)의 린스 처리를 행한다.
이산화탄소 용해수 공급부(710)는, 순수(DIW) 공급원(711)에 접속된 순수 라인(712)과, 이산화탄소 가스 공급원(716)에 접속된 이산화탄소 가스 라인(717)을 가지고 있다.
순수 라인(712)에는, 상류측으로부터 순서대로, 정압 밸브(713a), 개폐 밸브(713b), 가변 스로틀 밸브(713c), 이산화탄소 가스 용해 모듈(714) 및 저항률계(715)(도전율계여도 좋음)가 마련되어 있다. 정압 밸브(713a), 개폐 밸브(713b) 및 가변 스로틀 밸브(713c)는, 순수 유량 제어 기구(713)를 구성한다.
이산화탄소 가스 라인(717)에는, 상류측으로부터 순서대로, 정압 밸브(718a), 개폐 밸브(718b) 및 가변 스로틀 밸브(718c)가 마련되어 있다. 이산화탄소 가스 라인(717)의 하류단은, 이산화탄소 가스 용해 모듈(714)이 마련되어 있다. 정압 밸브(718a), 개폐 밸브(718b) 및 가변 스로틀 밸브(718c)는, 이산화탄소 가스 유량 제어 기구(718)를 구성한다.
순수 유량 제어 기구(713) 및 이산화탄소 가스 유량 제어 기구(718)의 구성은 도시된 것에 한정되는 것이 아니며, 이산화탄소 가스 용해 모듈(714)에 제어된 원하는 유량으로 순수 및 이산화탄소 가스를 유입시킬 수 있는 것이면 임의의 구성을 채용할 수 있다.
이산화탄소 가스 용해 모듈(714)은, 순수 라인(712)에 접속된 내부 액체 유로(도시하지 않음)와, 상기 내부 액체 유로 중에 있는 순수에 이산화탄소 가스를 주입하는 주입부(도시하지 않음)로 구성된다. 주입부는, 예컨대 중공사막(中空絲膜) 모듈에 의해 구성할 수 있다. 중공사막 내에 가압된 이산화탄소 가스를 보내면, 이산화탄소 가스는 내부 액체 유로 내를 흐르는 순수 내에 용해되고, 이에 의해 이산화탄소 용해수가 생성된다. 중공사막 모듈을 이용하여 액체(물에 한정되지 않음)에 가스(이산화탄소 가스에 한정되지 않음)를 용해시키기 위한 가스 용해 모듈의 구성은 공지이며, 상세한 설명은 생략한다. 이산화탄소 가스 용해 모듈(714)의 형식은, 중공사막 모듈을 이용한 것에 한정되는 것이 아니며, 제어된 양의 이산화탄소 가스를 순수에 용해할 수 있는 임의의 형식의 것을 이용할 수 있다.
암모니아수 공급부(720)는, 암모니아수 공급원(721)에 접속된 암모니아수 라인(722)을 가지고 있고, 암모니아수 라인(722)에는, 상류측으로부터 순서대로, 정압 밸브(723a), 개폐 밸브(723b), 가변 스로틀 밸브(723c) 및 유량계(724)가 마련되어 있다. 암모니아수 공급원(721)으로부터는, 예컨대 암모니아 농도 30％의 공업용 암모니아수가 공급된다.
다음에, 처리 유체 공급원(70)의 탱크(701) 및 순환 라인(702)에 미리 정해진 원하는 저항률(디바이스 구성 요소에 정전 파괴를 발생시키지 않는 저항률, 예컨대 0.05 MΩ·㎝ 이하)을 가지며, 또한, 미리 정해진 원하는 pH(pH 5∼9의 범위 내의 임의의 범위, 여기서는 예컨대 미알칼리성의 pH 7∼8 범위 내의 값)를 갖는 완충 용액을 공급하는 방법에 대해서 설명한다.
예비 실험[처리 유체 공급원(70)을 이용한 시험 운전]을 행하여, 원하는 저항률 및 pH를 갖는 완충 용액을 생성하기 위해 필요한 조건을 미리 확인해 둔다.
여기서, 필요한 조건에는,
(1) 이산화탄소 용해수 공급부(710)에 있어서 이산화탄소 용해수를 생성할 때에 있어서의, 순수 라인(712)에 흐르는 순수의 유량, 이산화탄소 가스 라인(717)에 흐르는 이산화탄소 가스의 유량, 및 얻어지는 이산화탄소 용해수의 저항률
(2) 상기 (1)에 기초하여 생성된 이산화탄소 용해수에 혼합하여야 하는 암모니아수의 양(혼합비)
이 포함된다.
도 11의 그래프에, 이산화탄소 용해수 중의 이산화탄소 가스 농도와 이산화탄소 용해수의 pH의 관계를 나타낸다. 또한, 도 12의 그래프에, 이산화탄소 가스 농도와 이산화탄소 용해수의 저항률의 관계를 나타낸다. 여기서는, 목표로 하는 이산화탄소 용해수의 저항률을 0.2 MΩ·㎝로 한다. 이때, 이산화탄소 용해수 중의 이산화탄소 농도는 약 15 ㎎/L이고, 이산화탄소 용해수의 pH는 약 4.9이다. 저항률 0.2 MΩ·㎝ 부근에서는, 이산화탄소 가스 농도의 변화에 대하여 저항률의 변화 및 pH의 변화는 비교적 완만하여, 이산화탄소 용해수의 저항률 및 pH를 원하는 값으로 조정하는 것이 비교적 용이하다.
우선, 이산화탄소 용해수 공급부(710)의 순수 라인(712)에 상기 (1)에서 정한 유량으로 순수를 흐르게 하고, 또한, 이산화탄소 가스 라인(717)에 상기 (1)에서 정한 유량으로 이산화탄소 가스를 흐르게 한다. 이산화탄소 가스 용해 모듈(714) 내에서 이산화탄소 가스가 순수 중에 용해되어, 이산화탄소 용해수가 생성된다. 이산화탄소 용해수는 탱크(701)에 유입된다. 이때, 저항률계(715)로 이산화탄소 용해수의 저항률을 모니터하여, 저항률이 목표로 하는 값(여기서는 0.2 MΩ·㎝)에 도달할 때까지, 탱크(701)에 접속된 드레인 라인(701a)으로부터 이산화탄소 용해수를 폐기한다. 저항률계(715)에 의해 검출되는 저항률이 목표로 하는 값에 도달하였다면, 드레인 라인(701a)을 폐쇄하여, 탱크(701)에 이산화탄소 용해수를 저장한다. 상기 대신에, 순수 라인(712)에 예컨대 삼방향 밸브를 통해 드레인 라인(712a)(도 3에 있어서 파선으로 나타냄)을 접속하여, 저항률계(715)에 의해 검출되는 저항률이 목표로 하는 값에 도달할 때까지, 이산화탄소 용해수를 탱크(701)에 보내지 않고, 드레인 라인(712a)으로부터 폐기하여도 좋다.
상기 공정에 의해 생성된 이산화탄소 용해수의 pH는 5보다 작다(예컨대 4.9). 이산화탄소 가스를 순수 중에 용해시키면, H+ 이온과 CO3 2- 이온이 생기며, 이산화탄소 용해수의 저항률은 이산화탄소 용해수 중에 포함되는 이온 농도에 상응한 값이 된다. 따라서, 저항률계(715)의 검출값에 기초하여, 미리 정해진 양의 이산화탄소 가스가 순수 중에 용해된 것을 확인할 수 있다.
탱크(701)에 미리 정해진 양의 이산화탄소 용해수가 저장된 것이 액위계(706)에 의해 검출되었다면, 펌프(703)를 기동시켜, 순환 라인(702)에 이산화탄소 용해수를 순환시킨다. 순환 라인(702)에 마련된 저항률계(715')로부터, 실제로 순환 라인(702)을 흐르고 있는 이산화탄소 용해수의 저항률을 확인하여도 좋다.
다음에, 암모니아수 공급부(720)에 의해 탱크(701)에 상기 (2)에서 정한 양의 암모니아수를 공급한다. 이에 의해, 탱크(701) 및 순환 라인(702)을 순환하는 이산화탄소 용해수에 암모니아수가 혼합되고, 양자는 충분히 서로 섞인다. 탱크(701)에 미리 정해진 양의 암모니아가 공급되었는지의 여부는, 유량계(724)의 측정값의 시간 적분값에 의해 파악할 수 있다. 암모니아수 라인(722)에 드레인 라인(722a)을 마련하고, 유량이 안정되기까지의 동안, 암모니아수를 탱크(701)에 보내지 않고, 드레인 라인(722a)으로부터 폐기하여도 좋다. 탱크(701)에 보내지는 암모니아수의 총량은 적기 때문에, 유량이 안정된 상태로 암모니아수를 탱크(701)에 보냄으로써, 탱크(701)에 보내지는 암모니아수의 총량을 보다 정확하게 제어할 수 있다.
설명의 서두에서 서술한 바와 같이, 이산화탄소 용해수에 암모니아수를 혼합함으로써, 중화 반응이 생기고, 혼합액의 pH는 전술한 pH를 7∼8의 범위 내의 원하는 값으로 할 수 있다. 또한 저항률도 원하는 값(0.05 MΩ·㎝ 이하)으로 할 수 있다. 또한, 이 중화 반응에 의해 혼합액 중에는, 하기의 이온이 존재하게 된다.
Figure 112015080262143-pat00003
Figure 112015080262143-pat00004
(완전 전리)
즉, 혼합액은, 약염기와 그 염의 완충 용액이다. 따라서, 완충 용액의 특성으로서 알려져 있는 바와 같이, NH3이 단독으로 물에 녹아 있는 용액과 비교하여, 완충 용액의 pH는 작고(중성에 근접), 또한, 액에 산 또는 염기를 첨가하였을 때의 pH 변화도 작아진다.
완충 용액의 저항률을, 순환 라인(702)에 마련한 저항률계(715’)에 의해 항상 또는 정기적으로 감시하여도 좋다. 또한, 완충 용액의 pH를 순환 라인(702)에 마련한 pH계(719)에 의해 정기적으로 감시하여도 좋다. 처리 유닛(16)에서 웨이퍼(W)의 처리가 개시되기 전에는, 순환 라인(702)을 흐르는 완충 용액의 저항률(도전율) 및 pH를 확인하는 것이 바람직하다. 또한, pH의 감시를 행하는 경우에는, 순환 라인(702)에 샘플링 라인(도시하지 않음)을 접속하여, 샘플링 라인으로부터 완충 용액을 정기적으로 취출하고, 별도의 장소에서 pH의 측정을 하는 것이 좋다. 또한, 완충 용액의 pH는 안정되어 있기 때문에, 기판 처리 시스템(1)이 통상 운전 상태에 있는 경우에는, 고빈도로 pH의 감시를 행할 필요는 없다. 또한, 저항률계(715’) 또는 pH계(719)에 의한 측정값을 기초로, 탱크(701)에 공급하는 암모니아의 양을 피드백 제어하여도 좋다.
다음에, 상기 실시형태의 이점에 대해서 설명한다.
도 4는 순수에 암모니아수를 첨가함으로써 얻은 묽은 암모니아수 중의 암모니아 농도와 pH의 관계를 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축의 암모니아 농도(㎎/L)란, 순수 1 L에 첨가한 30％ 농도의 암모니아수의 중량(㎎)을 의미한다. 이 그래프에 나타내는 바와 같이, 중성에 근접함에 따라 암모니아 농도의 변화에 대한 pH 변화가 보다 급격해지기 때문에, pH 7∼8 정도의 묽은 암모니아수를 생성하는 것이 매우 곤란한 것을 알 수 있다.
도 5는 순수에 암모니아수를 첨가함으로써 얻은 묽은 암모니아수 중의 암모니아 농도(㎎/L)와 저항률(MΩ·㎝)의 관계를 나타내는 그래프이다. 이 그래프에 나타내는 바와 같이, 암모니아 농도가 낮아지면, 저항률이 급격히 상승하고 있다. 또한, 도 5의 그래프를 도 4의 그래프와 비교 대조함으로써, pH가 9 이하로 되는 것 같은 암모니아 농도가 낮은 조건에서는, 낮은 저항률을 달성하는 것이 매우 곤란하거나 또는 불가능한 것을 알 수 있다.
또한, 앞서 참조한 도 11의 그래프로부터 분명한 바와 같이, 중성에 근접함에 따라 이산화탄소 가스 농도의 변화에 대한 pH 변화가 보다 급격해지기 때문에, pH 5 이상의 원하는 농도의 이산화탄소 용해수를 조정하는 것이 매우 곤란한 것을 알 수 있다. 또한, 도 12의 그래프로부터 분명한 바와 같이, 이산화탄소 가스 농도가 낮아지면 저항률이 급격하게 상승하기 때문에, pH 5 이상이 되는 것 같은 이산화탄소 가스 농도가 낮은 조건에서는, 낮은 저항률을 달성하는 것이 매우 곤란 또는 불가능한 것을 알 수 있다.
도 6은 pH 10이 되도록 순수에 암모니아수를 첨가함으로써 얻은 묽은 암모니아수에 이산화탄소 가스를 용해시켰을 때의, 이산화탄소 가스 첨가량(㎎/L)과 pH의 관계를 나타내는 그래프이다. 그래프 횡축의 CO2 첨가량이란, 순수 1 L에 버블링한 이산화탄소 가스의 중량(㎎)을 의미한다. 비교적 넓은 이산화탄소 가스 용해량의 범위 내에서, 7∼8 정도의 pH가 얻어지고 있는 것을 알 수 있다. 이것은 전술한 완충 용액의 특성이다.
도 7은 pH 10이 되도록 순수에 암모니아수를 첨가함으로써 얻은 묽은 암모니아수에 이산화탄소 가스를 용해시켰을 때의, 이산화탄소 가스 첨가량(㎎)과 저항률(MΩ·㎝)의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 4 및 도 5의 그래프로부터, pH 10의 묽은 암모니아수 중의 암모니아 농도는 약 10 ㎎/L이며, 이때의 묽은 암모니아수의 저항률은 약 0.05 MΩ·㎝이다. 이 상태의 묽은 암모니아수에 이산화탄소 가스를 첨가해 가면, 도 6에 나타내는 바와 같이 pH는 거의 단조 감소해 가지만, 도 7에 나타내는 바와 같이 저항률도 감소하며, 이산화탄소 가스 미첨가 시의 약 0.05 MΩ·㎝보다 낮은 값으로 유지된다. 이것은 완충 용액에 많은 전해질이 포함되기 때문이다.
상기 실시형태에 따르면, 저항률이 낮은 미알칼리성~약알칼리성(pH가 7∼8 정도)의 완충 용액을 얻을 수 있다. 이 때문에, 알칼리에 의해 침해될 가능성이 있는 디바이스 구성 요소(예컨대 금속 배선)가 기판 표면에 노출되어 있는 경우, 디바이스 구성 요소의 부식을 최소한으로 할 수 있다. 또한, 디바이스 구성 요소의 정전 파괴를 방지할 수 있다. 더구나, 순수에 암모니아수 및 이산화탄소 가스 중 한쪽을 첨가한 후에 다른쪽을 첨가해 가는 과정에 있어서는, 첨가량 변화에 따른 pH 변화는 둔하기 때문에, 암모니아수 또는 이산화탄소 가스의 첨가량을 엄격하게(매우 정밀하게) 관리할 필요는 없다. 순수에 암모니아수만을 첨가한(이산화탄소 가스를 용해하지 않음) 묽은 암모니아수의 pH를 중성 부근으로 조정할 때에 필요로 되는 미소 유량의 초정밀 제어가 불필요로 되기 때문에, 고가의 유량 제어 장치를 이용할 필요가 없어진다. 물론, 이산화탄소 가스의 첨가량과 암모니아수의 첨가량의 비율을 변경함으로써, pH가 8∼9 정도인 약알칼리성의 완충 용액을 얻는 것도 가능하며, pH가 5∼7 정도인 미∼약산성의 완충 용액을 얻는 것도 가능하다. 즉, 상기 실시형태에 따르면, 순수에 암모니아수만을 첨가, 혹은 순수에 이산화탄소 가스만을 첨가함으로써는 제조가 곤란한 pH가 5∼9 정도인 용액을 용이하게 제조할 수 있다.
상기 실시형태에서는, 우선, 순수에 이산화탄소 가스를 용해하여 이산화탄소 용해수를 생성하고, 그 후, 이 이산화탄소 용해수에 암모니아수를 첨가함으로써 완충 용액을 생성하였지만, 이것에는 한정되지 않는다. 우선, 순수에 암모니아수를 첨가하여 묽은 암모니아수를 생성하고, 그 후, 이 묽은 암모니아수에 이산화탄소 가스를 용해함으로써 완충 용액을 생성하여도 좋다.
순수에 이산화탄소 가스를 먼저 녹이는 경우, 우선, 순수에 이산화탄소 가스를 녹일 때에, 얻어진 이산화탄소 용해수의 저항률이 목표로 하는 값으로 되어 있는지의 여부를 저항률계로 확인한다. 목표로 하는 이산화탄소 용해수의 저항률은, pH가 5보다 작은 값, 예컨대 pH 4.9에 대응하는 저항률로 할 수 있다. 그 후, 이산화탄소 용해수에 암모니아수를 첨가하여 완충 용액을 생성한다. 목표로 하는 저항률과 pH를 갖는 완충 용액을 얻기 위해 필요한 암모니아수의 첨가량은, 실험에 의해 미리 구해 둔다. 그리고, 실제로 완충 용액을 생성할 때에는, 암모니아수의 첨가량은, 그 측정값에 기초하여 암모니아수의 총첨가량을 구하는 것이 가능한 기기, 예컨대 유량계를 이용하여 관리한다. 완충 용액의 생성 후, 생성한 완충 용액을 실제로 웨이퍼(W)에 공급하기 전에, 이 완충 용액의 실제의 저항률 및 pH를, 저항률계 및 pH계를 이용하여 측정한다(확인한다).
순수에 이산화탄소 가스를 먼저 녹이는 경우, 이산화탄소 가스의 용해량의 관리를, 인라인 측정이 용이한 저항률계(혹은 도전율계)에 의한 저항률(혹은 도전율)의 측정값에 기초하여 행할 수 있다. 암모니아수의 첨가량은, 예컨대 유량계(724)의 측정값의 시간 적분값에 의해 직접적[이산화탄소 가스 용해량의 측정과 같이 저항률을 통한 간접적인 측정이 아니라, 유량계(724)에 의한 액량의 직접적인 측정이라고 하는 의미에 있어서]이면서 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 순수에 이산화탄소 가스를 녹일 때에, pH계에 의한 pH 측정값에 기초하여 이산화탄소 가스의 용해량을 관리하여도 좋다. 혹은, 플로우 미터 등의 이산화탄소 가스의 첨가량 자체를 측정할 수 있는 측정 기기를 이용하여, 이산화탄소 가스의 용해량을 관리하여도 좋다. 이 경우, 목표로 하는 저항률 혹은 pH를 얻기 위해 필요한 순수에의 이산화탄소 가스의 첨가량은, 실험에 의해 미리 구해 둔다(도 11, 도 12의 그래프를 참조).
또한, 도 3의 구성에서는, 이산화탄소 가스 라인(717)을 흐르는 이산화탄소 가스의 유량 자체를 관리할 필요는 없고, 목표로 하는 이산화탄소 용해량을 실현시킬 수 있는 이산화탄소 가스 유량 제어 기구(718)의 초기 설정을 하여, 저항률계(715)의 검출값에 따라 이산화탄소 가스 유량 제어 기구(718)를 피드백 제어하는 것(유로를 조를지 개방할지를 조정하는 것)만으로 좋다.
순수에 암모니아수를 먼저 녹이는 경우, 우선, 미리 정해진 양의 암모니아수를 순수에 용해한다. 암모니아수의 첨가량은, 그 측정값에 기초하여 암모니아수의 총첨가량을 구하는 것이 가능한 기기, 예컨대 유량계를 이용하여 관리할 수 있다. 이 경우, 예컨대 pH 9보다 큰 값, 예컨대 pH 10이 얻어지는 것 같은 암모니아수의 첨가량을 미리 실험에 의해 구해 두면 좋다. 암모니아수의 첨가량을 미리 정해 두는 것 대신에, 저항률 및 pH를 모니터하면서, 목표로 하는 저항률 및 목표로 하는 pH(예컨대 pH 10)가 얻어질 때까지, 암모니아수를 순수에 첨가하여도 좋다. 그 후, 순수에 암모니아수를 첨가한 묽은 암모니아수에, 이산화탄소 가스를 녹여 완충 용액을 생성한다. 이때에는, 저항률 및 pH를 모니터하면서, 목표로 하는 저항률 또는 목표로 하는 pH가 얻어질 때까지, 이산화탄소 가스를 녹여 넣는다.
순수에 암모니아수를 먼저 녹이는 경우, 묽은 암모니아수에 이산화탄소 가스를 녹일 때에, 미리 정해진 양의 이산화탄소 가스를 묽은 암모니아수 중에 녹여 넣어도 좋다. 이산화탄소 가스의 순수 중에의 용해량은, 이산화탄소 가스 라인(717)에 플로우 미터를 마련하여 이산화탄소 가스의 버블링량을 측정하고, 또한, 버블링량과 실제의 용해량의 관계를 사전에 파악해 둠으로써, 측정하는 것이 가능하다.
상기 대신에, 이산화탄소 가스 라인(717) 상에 있어서의 이산화탄소 가스 용해 모듈(714)의 1차측 압력을 측정하는 압력계(도시하지 않음)를 마련함으로써, 이산화탄소 가스의 버블링량(순수에의 주입량)을 추정(연산)할 수 있다. 즉, 이 압력계에 의한 압력 측정값의 시간 적분값과 이산화탄소 가스의 버블링량[이산화탄소 가스 라인(717)을 흐른 이산화탄소 가스의 총유량]의 관계를 미리 실험에 의해 구해 두면, 압력계의 측정값에 기초하여 이산화탄소 가스의 버블링량, 나아가서는 이산화탄소 가스의 순수 중에의 용해량을 연산에 의해 구할 수 있다.
pH계를 이용하여 완충 용액의 조성 관리를 행하는 것이면, 순수에 이산화탄소 가스를 먼저 녹여도, 암모니아수를 먼저 녹여도 상관없다. 단, 이산화탄소 가스를 먼저 녹이고 그 후 암모니아수를 첨가하는 편이, 완충 용액의 조성 관리를 용이하게 행할 수 있다.
처리 유체 공급원(70)의 구성은, 도 3에 나타낸 것에 한정되는 것이 아니며, 예컨대 도 8에 나타내는 바와 같은 것이어도 좋다. 즉, 순수 라인(712)으로부터 이산화탄소 가스 용해 모듈(714)을 제거하고, 순환 라인(702)에 이산화탄소 가스 용해 모듈(714)을 마련하여도 좋다. 도 8에 있어서, 도 3과 동일한 구성 요소 에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고, 중복 설명은 생략한다.
도 8에 나타내는 처리 유체 공급원(70)의 운용의 일례를 이하에 설명한다. 우선, 탱크(701)에, 순수 라인(712)으로부터 소정량의 순수를 공급하며, 암모니아수 라인(722)으로부터 소정량의 암모니아수를 공급한다. 펌프(703)를 구동시켜, 탱크(701) 내의 액(순수+암모니아)을 순환 라인(702)에 순환시킴으로써, 순수와 암모니아수를 충분히 혼합하여, 묽은 암모니아수를 생성한다. 그 후, 순환 라인(702) 내에 있어서의 묽은 암모니아수의 순환을 계속하면서, 이산화탄소 가스 라인(717)으로부터 이산화탄소 가스 용해 모듈(714)에 이산화탄소 가스를 공급하고, 묽은 암모니아수 중에 이산화탄소 가스를 용해시켜, 완충 용액을 생성한다. 이 경우, 순환 라인(702)에 마련된 저항률계(715')는, 미리 정해진 양의 암모니아수가 순수에 첨가된 것을 확인하기 위해 이용할 수 있다.
도 8에 나타내는 처리 유체 공급원(70)의 운용의 다른 예를 이하에 설명한다. 우선, 탱크(701)에, 순수 라인(712)으로부터 소정량의 순수를 공급한다. 탱크(701) 내의 순수를 순환 라인(702)에 순환시키면서, 이산화탄소 가스 라인(717)으로부터 이산화탄소 가스 용해 모듈(714)에 이산화탄소 가스를 공급하여, 순수 중에 이산화탄소 가스를 용해시켜 이산화탄소 용해액을 생성한다. 그 후, 이산화탄소 용해액의 순환을 계속하면서, 암모니아수 라인(722)으로부터 소정량의 암모니아수를 탱크(701)에 공급한다. 순환 라인(702) 내에 있어서의 액 순환을 계속함으로써, 이산화탄소 용해액에 암모니아수가 충분히 혼합되어, 완충 용액이 생성된다. 이 경우, 순환 라인(702)에 마련된 저항률계(715')는, 미리 정해진 양의 이산화탄소 가스가 순수 중에 용해된 것을 확인하기 위해 이용할 수 있다.
도 3 및 도 8의 실시형태에 있어서, 암모니아수 공급부(720)는 탱크(701)에 암모니아수를 공급하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 순환 라인(702)의 적당한 위치, 예컨대, 도 8에 부호 720'로 나타내는 바와 같이, 탱크(701)의 하류측으로서 또한 펌프의 상류측에 암모니아수를 공급하도록 마련하여도 좋다.
도 3 및 도 8의 실시형태에 있어서는, 처리 유체 공급원(70)은 탱크(701) 및 순환 라인(702)을 구비한 것이었지만, 이것에는 한정되지 않는다. 예컨대 도 9에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 이산화탄소 용해수 공급부(710)의 이산화탄소 가스 라인(717)에 암모니아수 공급부(720)의 암모니아수 라인(722)을 합류시키고, 이 합류부에서 이산화탄소 용해수과 암모니아수를 혼합함으로써 생성된 완충 용액을, 직접적으로, 처리 유닛(16)에 공급하여도 좋다. 이 경우, 이산화탄소 가스 라인(717)과 암모니아수 라인(722)의 합류부 혹은 그 근방에, 혼합을 촉진시키는 믹싱 밸브(도시하지 않음)를 마련하는 것이 바람직하다. 또한, 도 9의 실시형태의 경우에는, 암모니아수 공급부(720)로부터 공급되는 암모니아수의 농도를 비교적 낮게, 예컨대 1％ 정도로 하는 것이 바람직하다.
처리 유닛(16)에 있어서는, 예컨대,
(공정 1) 기판 유지 기구(30)에 의해 웨이퍼(W)를 수평으로 유지시킨 상태로 연직축선 둘레로 회전시키면서 약액 공급원(70’)(도 3, 도 8을 참조)으로부터 공급되는 약액을 처리 유체 공급부(40)(예컨대 노즐)로부터 웨이퍼(W)에 약액을 공급함으로써 행해지는 약액 세정 처리 또는 웨트 에칭 처리,
(공정 2) 계속해서 웨이퍼(W)를 회전시키면서 처리 유체 공급부(40)(예컨대 별도의 노즐)로부터 상기 완충 용액을 웨이퍼에 공급함으로써 행해지는 린스 처리, 및
(공정 3) 계속해서 웨이퍼(W)를 회전시키면서 웨이퍼(W)에의 액의 공급을 멈춤으로써 행해지는 스핀 건조(털어내기 건조) 처리가 순차 행해진다.
탄산 암모늄 용액을 건조시키면 고체 분말이 되기 때문에, 공정 (2)로부터 공정 (3)으로 직접 이행하면, 웨이퍼(W)로부터 떨쳐지지 않고 웨이퍼(W) 상에 잔류한 완충 용액이 건조함으로써 고체 분말이 생성되며, 이것이 파티클이 될 가능성이 있다. 이 파티클이 문제가 되는 것이라면, 공정 (2)와 공정 (3) 사이에, (공정 2.1) 웨이퍼(W)를 회전시키면서 처리 유체 공급부(40)(예컨대 또 다른 노즐)로부터 웨이퍼(W)에 순수, 혹은 묽은 암모니아수(예컨대 pH 9∼10 정도)를 공급함으로써 행해지는 린스 처리를 추가하여도 좋다. 순수, 혹은 묽은 암모니아수(예컨대 pH 9∼10 정도)를 공급하는 린스 처리는, 완충액을 공급하는 린스 처리보다 짧은 시간으로 행해지는 것이 바람직하다.
순수 린스를 행한 경우에는, 순수와 웨이퍼 표면의 마찰에 의해 정전 파괴의 원인이 되는 대전이 생길 가능성이 있다. 그러나, 웨이퍼(W) 상에 잔존하고 있는 완충 용액으로부터 순수에의 치환이 완전히 종료하였다면 즉시 순수 린스를 정지하면, 문제가 되는 레벨의 대전은 회피할 수 있다.
상기 완충 용액은, 폴리머를 제거하기 위한 약액 세정 처리(약액 처리)의 전처리로서 이용할 수 있다. 여기서, 폴리머란, 당업자에게 잘 알려져 있는 바와 같이, 반도체 웨이퍼의 표면에 형성된 알루미늄, 구리, 티탄, 텅스텐 등의 금속막, 혹은, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 유기 절연막 등을, 레지스트막을 마스크로 하여 드라이 에칭하였을 때에 웨이퍼 표면에 생긴 반응 생성물을 의미하고 있다. 이러한 폴리머를 제거하기 위해 이용되는 약액으로서는, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드, 히드록실아민 등의 유기 알칼리액을 포함하는 액체, 모노에탄올아민, 알칸올아민 등의 유기 아민을 포함하는 액체, 플루오르화수소산, 인산 등의 무기산을 포함하는 액체, 불화암모늄계 물질을 포함하는 액체 등이 예시된다.
상기 완충 용액을 폴리머 제거 처리의 전처리에 사용하는 기판 처리 시스템의 구성을 도 10에 나타낸다. 도 10에 나타내는 기판 처리 시스템은, 도 3에 나타내는 기판 처리 시스템이 갖는 구성 요소에 더하여, 탱크(701)에 IPA(이소프로필알코올) 등의 용제를 공급하는 용제 공급부(730)와, 각 처리 유닛(16)에, 린스액을 공급하는 린스액 공급부(70”)를 구비하고 있다. 용제 공급부(730)는, 용제 탱크(731)를 탱크(701)에 접속하는 용제 라인(732)과, 용제 라인(732)에 설치된 개폐 밸브(733) 및 유량계(734)를 갖는다. 린스액 공급부(70”)가 공급하는 린스액은, 전술한 완충 용액이어도 좋다.
도 10에 나타내는 기판 처리 시스템의 운용에 대해서 이하에 설명한다. 처리 유체 공급원(70)에 있어서, 먼저 설명한 방법에 따라 소정의 도전율 및 소정의 pH를 갖는 완충 용액을 생성한 후, 용제 공급부(730)로부터 탱크(701)에 IPA가 공급된다. IPA는, IPA와 완충 용액의 체적 비율이 1:1이 되도록 공급되고, 양자는, 탱크(701) 및 순환 라인(702)으로 이루어지는 순환계를 흐르는 동안에 충분히 혼합된다.
처리 유닛(16)의 표면에 상기 드라이 에칭 후의 폴리머가 부착된 웨이퍼(W)가 반입되고, 웨이퍼(W)가 기판 유지 기구(30)에 의해 유지된다. 웨이퍼(W)가 회전되고, 이 회전하는 웨이퍼(W)의 표면에 상기 IPA와 완충 용액의 혼합액이 공급되어, 폴리머 제거 처리의 전처리 공정이 행해진다. 이 혼합액에 의해, 웨이퍼(W) 표면에 부착되어 있는 분자 레벨의 사이즈의 잔류 가스 성분(예컨대 이전 공정의 드라이 에칭에서 이용된 불소계의 가스)이 혼합액 중의 완충 용액 성분에 의해 제거된다. 또한, 혼합액 중의 IPA가 폴리머에 침투하여, 웨이퍼(W) 표면으로부터 폴리머를 제거하기 쉬워진다.
다음에, 웨이퍼(W)를 계속해서 회전시키면서, (혼합액의 공급을 정지하고)약액 공급부(70’)로부터 약액으로서 전술한 폴리머 제거용의 약액을 웨이퍼(W)에 공급하여, 폴리머 제거 공정(약액 세정 공정)을 행한다. 전처리 공정에 의해 웨이퍼(W)의 표면으로부터 잔류 가스 성분이 제거되며 폴리머에 IPA가 침투하고 있기 때문에, 웨이퍼(W) 표면으로부터 폴리머를 용이하게 제거할 수 있다.
다음에, 웨이퍼(W)를 계속해서 회전시키면서, (폴리머 제거액의 공급을 정지하고)린스액 공급부로부터 린스액으로서 완충 용액(IPA를 포함하지 않음)을 웨이퍼(W)에 공급하여, 린스 공정을 행한다. 또한, IPA와 완충 용액의 혼합액을 린스액으로서 이용하는 것도 가능하다.
다음에, 린스액의 공급을 정지하고, 웨이퍼(W)를 계속해서 회전시키면서, 웨이퍼(W) 상에 잔류하는 린스액을 털어냄으로써 건조시키는 건조 공정을 행한다. 건조 공정 전에, IPA를 웨이퍼(W)에 공급하여, 웨이퍼(W) 상의 린스액을 IPA로 치환하는 용제 치환 공정을 실시하여도 좋다.
상기 각 실시형태에서는, 처리 대상의 기판은 반도체 웨이퍼이지만, 이것에 한정되는 것이 아니며, 다른 기판, 예컨대 액정 디스플레이용의 유리 기판, 세라믹 기판 등이어도 좋다. 또한, 포토레지스트의 현상 처리 후에 행해지는 린스 처리에 있어서, 상기 완충 용액을 린스액으로서 이용하여도 좋다.
4 제어부(제어 장치)
16 처리부(처리 유닛)
40 처리액 공급부(처리 유체 공급부)
70 처리액 생성부(처리 유체 공급원)
701 탱크
702 순환 라인
712 순수 라인
714 이산화탄소 가스 용해부(이산화탄소 가스 용해 모듈)
715 저항률 또는 도전율을 측정하는 측정기(저항률계)
720 암모니아수 공급부

Claims (13)

  1. 금속이 노출된 기판을 액 처리하는 기판 액 처리 방법으로서,
    순수(純水)와, 이산화탄소와, 암모니아를 포함하는, pH가 5∼9의 범위 내의 미리 정해진 값인 처리액을 생성하는 처리액 생성 공정과,
    상기 처리액을 이용하여 기판을 처리하는 액 처리 공정
    을 포함하며,
    상기 처리액 생성 공정은,
    순수에 이산화탄소 가스를 미리 정해진 저항률 또는 도전율이 될 때까지 용해시키는 이산화탄소 가스 용해 공정과,
    상기 이산화탄소 가스 용해 공정 후에, 이산화탄소 가스가 용해된 순수에 암모니아수를 첨가하여 pH를 5∼9의 범위 내의 상기 미리 정해진 값으로 하는 암모니아수 첨가 공정
    을 포함하는 것인, 기판 액 처리 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 미리 정해진 저항률 또는 도전율을 얻기 위해 필요한 이산화탄소 가스의 용해량을 미리 구해 두고, 상기 이산화탄소 가스 용해 공정에 있어서, 이 미리 정해 둔 용해량의 이산화탄소 가스를 순수에 용해시키는 것인, 기판 액 처리 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 이산화탄소 가스 용해 공정에 있어서, 이산화탄소 가스를 용해한 순수의 저항률 또는 도전율이 계측되고, 그 계측값이 미리 정해진 값 이하가 되도록, 순수에의 이산화탄소 가스의 용해량이 제어되는 것인, 기판 액 처리 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 암모니아수 첨가 공정에 있어서, 이산화탄소 가스가 용해된 순수에 미리 정해진 양의 암모니아수가 첨가되고, 암모니아수의 첨가량은, 암모니아수의 첨가량 자체를 계측할 수 있는 계측 장치의 검출값에 기초하여 관리되는 것인, 기판 액 처리 방법.
  6. 금속이 노출된 기판을 액 처리하는 기판 액 처리 방법으로서,
    순수(純水)와, 이산화탄소와, 암모니아를 포함하는, pH가 5∼9의 범위 내의 미리 정해진 값인 처리액을 생성하는 처리액 생성 공정과,
    상기 처리액을 이용하여 기판을 처리하는 액 처리 공정
    을 포함하며,
    상기 처리액 생성 공정은,
    순수에 암모니아수를 첨가하여 pH를 9보다 큰 미리 정해진 값으로 하는 암모니아수 첨가 공정과,
    상기 암모니아수 첨가 공정 후에, 암모니아수가 첨가된 순수에 이산화탄소 가스를 용해시켜 pH를 5∼9의 범위 내의 상기 미리 정해진 값으로 하고 미리 정해진 저항률 또는 도전율로 하는 이산화탄소 가스 용해 공정
    을 포함하는 것인, 기판 액 처리 방법.
  7. 제1항, 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리액은, 상기 기판에 약액 처리를 행한 후에 상기 기판을 린스 처리하기 위해 이용된 것인, 기판 액 처리 방법.
  8. 제1항, 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리액은, 상기 기판에 대한 약액 처리의 전처리로서 행해지는 처리를 행하기 위해 이용되고, 상기 전처리는, 상기 약액 처리를 행하는 처리부에 있어서 상기 기판에 대하여 행해지는 첫번째 액 처리인 것인, 기판 액 처리 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 처리액을 상기 기판에 공급하기 전에, 상기 처리액에 유기 용제를 혼합하는 공정을 포함하는, 기판 액 처리 방법.
  10. 처리액을 이용하여 기판에 액 처리를 행하는 처리부와,
    처리액을 생성하는 처리액 생성부와,
    상기 처리액 생성부에서 생성한 처리액을 상기 처리부에 공급하는 처리액 공급부와,
    제어부
    를 구비하고,
    상기 처리액 생성부는,
    순수를 공급하는 순수 공급부와,
    이산화탄소 가스를 공급하는 이산화탄소 가스 공급부와,
    암모니아수를 공급하는 암모니아수 공급부
    를 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 처리액 생성부를 제어하여, 순수와, 이산화탄소 가스와, 암모니아수를 혼합함으로써 pH가 5∼9의 범위 내의 미리 정해진 값인 처리액을 생성하고, 상기 처리액 공급부를 제어하여 상기 처리액을 상기 처리부에 공급하여 기판을 처리하며,
    상기 처리액 생성부는,
    처리액을 저장하는 탱크와,
    상기 탱크 내의 처리액이 순환하는 순환 라인과,
    상기 탱크에 순수를 공급하는 순수 라인과,
    순수에 상기 이산화탄소 가스 공급부로부터 공급된 이산화탄소 가스를 용해시키는 이산화탄소 가스 용해부
    를 더 구비하고,
    상기 이산화탄소 가스 용해부는, 상기 순수 라인 또는 상기 순환 라인에 설치되어, 상기 순수 라인 또는 상기 순환 라인을 흐르는 순수에, 미리 정해진 저항률 또는 도전율이 될 때까지 이산화탄소 가스를 용해시키며,
    상기 암모니아수 공급부는, 상기 탱크 또는 상기 순수 라인에 암모니아수를 공급하여 pH를 5∼9의 범위 내의 상기 미리 정해진 값으로 하는 것인, 기판 액 처리 장치.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서, 상기 이산화탄소 가스 용해부는 상기 순수 라인에 설치되고, 상기 암모니아수 공급부는 상기 탱크에 암모니아수를 공급하는 것인, 기판 액 처리 장치.
  13. 제10항 또는 제12항에 있어서, 이산화탄소 가스가 용해된 순수의 저항률 또는 도전율을 측정하는 측정기를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 이산화탄소 가스 용해부에 의해, 암모니아수를 포함하지 않는 순수에 대하여 이산화탄소 가스를 용해시키며, 이 이산화탄소 가스를 용해시킨 암모니아수를 포함하지 않는 순수의 저항률 또는 도전율이 미리 정해진 값으로 되어 있는 것이 상기 측정기에 의해 확인된 후에, 상기 암모니아수 공급부에 의해, 이산화탄소 가스를 용해시킨 암모니아수를 포함하지 않는 순수에, 암모니아수를 첨가하도록 제어를 행하는 것인, 기판 액 처리 장치.
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