KR102381239B1 - 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기억 매체 - Google Patents

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Abstract

기판 처리 장치(10)는, 웨이퍼 W를 보유 지지하여 회전시키는 회전 보유 지지부(21)와, 회전 보유 지지부(21)에 의해 보유 지지된 웨이퍼 W의 주연부 We에 처리액을 공급하는 액 공급부(22)와, 주연부 We에 있어서의 온도 분포를 검출하는 센서(23)와, 온도 분포에 기초하여, 주연부 We 중 처리액이 부착되어 있는 영역과 부착되어 있지 않은 영역의 경계부 B1, B2를 검출하는 것을 실행하도록 구성된 제어 장치(4)를 구비한다.

Description

기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기억 매체
본 개시는, 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기억 매체에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 처리액의 공급에 의해 기판의 주연부의 막을 제거하기 위한 액처리 장치가 개시되어 있다. 이 액처리 장치는, 액처리가 행하여진 후의 주연부의 상태를 촬상하고, 이 촬상 결과에 기초하여 막의 제거 폭을 구하고, 처리액의 공급 위치를 이동시켜 막의 제거 폭을 조정하도록 구성되어 있다.
일본 특허 공개 제2013-168429호 공보
특허문헌 1의 구성에서는, 적어도 1매의 기판에 대한 액처리를 완료시킨 후에, 해당 기판을 사용하여 제거 폭을 계측할 필요가 있다. 이 때문에, 제거 폭의 계측 결과가 허용 범위 외인 경우 등에는, 해당 커트 폭의 계측에 사용된 기판을 유효하게 활용할 수 없을 가능성이 있다. 그래서 본 개시는, 액처리가 실시되는 영역에 관한 정보를 액처리 실행 중에 검출할 수 있는 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기억 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 일측면에 관한 기판 처리 장치는, 기판을 보유 지지하여 회전시키는 회전 보유 지지부와, 회전 보유 지지부에 의해 보유 지지된 기판의 주연부에 처리액을 공급하는 액 공급부와, 주연부에 있어서의 온도 분포를 검출하는 센서와, 온도 분포에 기초하여, 주연부 중 처리액이 부착되어 있는 영역과 부착되어 있지 않은 영역의 경계부를 검출하는 것을 실행하도록 구성된 제어 장치를 구비한다.
본 개시에 의하면, 액처리가 실시되는 영역에 관한 정보를 액처리의 실행 중에 검출할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 3은 도 2 중의 처리 유닛의 평면도이다.
도 4는 기판 처리 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 기판 처리 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 웨이퍼 W에 약액이 공급되는 상태를 나타내는 모식도이다.
도 7은 웨이퍼 W에 린스액이 공급되는 상태를 나타내는 모식도이다.
도 8은 웨이퍼의 주연부에 있어서의 온도의 경시 변화를 나타내는 그래프이다.
이하, 실시 형태에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 설명에 있어서, 동일 요소 또는 동일 기능을 갖는 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명을 생략한다.
도 1은, 본 실시 형태에 관한 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 이하에서는, 위치 관계를 명확히 하기 위해서, 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축을 규정하고, Z축 정방향을 연직 상향으로 한다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 기판 처리 시스템(1)은, 반출입 스테이션(2)과, 처리 스테이션(3)을 구비한다. 반출입 스테이션(2)과 처리 스테이션(3)은 인접해서 마련된다.
반출입 스테이션(2)은, 캐리어 적재부(11)와, 반송부(12)를 구비한다. 캐리어 적재부(11)에는, 복수매의 기판, 본 실시 형태에서는 반도체 웨이퍼(이하 웨이퍼 W)를 수평 상태로 수용하는 복수의 캐리어 C가 적재된다.
반송부(12)는, 캐리어 적재부(11)에 인접해서 마련되고, 내부에 기판 반송 장치(13)와, 전달부(14)를 구비한다. 기판 반송 장치(13)는, 웨이퍼 W를 보유 지지하는 웨이퍼 보유 지지 기구를 구비한다. 또한, 기판 반송 장치(13)는, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 그리고 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하여, 웨이퍼 보유 지지 기구를 사용해서 캐리어 C와 전달부(14) 사이에서 웨이퍼 W의 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 배열하여 마련된다.
반송부(15)는, 내부에 기판 반송 장치(17)를 구비한다. 기판 반송 장치(17)는, 웨이퍼 W를 보유 지지하는 웨이퍼 보유 지지 기구를 구비한다. 또한, 기판 반송 장치(17)는, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 그리고 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하여, 웨이퍼 보유 지지 기구를 사용해서 전달부(14)와 처리 유닛(16) 사이에서 웨이퍼 W의 반송을 행한다.
처리 유닛(16)은, 기판 반송 장치(17)에 의해 반송되는 웨이퍼 W에 대해 소정의 기판 처리를 행한다.
또한, 기판 처리 시스템(1)은, 제어 장치(4)를 구비한다. 제어 장치(4)는, 예를 들어 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 판독해서 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 된다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체로서는, 예를 들어 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 콤팩트 디스크(CD), 마그네트 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등이 있다.
상기한 바와 같이 구성된 기판 처리 시스템(1)에서는, 먼저, 반출입 스테이션(2)의 기판 반송 장치(13)가, 캐리어 적재부(11)에 적재된 캐리어 C로부터 웨이퍼 W를 꺼내고, 꺼낸 웨이퍼 W를 전달부(14)에 적재한다. 전달부(14)에 적재된 웨이퍼 W는, 처리 스테이션(3)의 기판 반송 장치(17)에 의해 전달부(14)로부터 꺼내어, 처리 유닛(16)으로 반입된다.
처리 유닛(16)으로 반입된 웨이퍼 W는, 처리 유닛(16)에 의해 처리된 후, 기판 반송 장치(17)에 의해 처리 유닛(16)으로부터 반출되어, 전달부(14)에 적재된다. 그리고, 전달부(14)에 적재된 처리 완료된 웨이퍼 W는, 기판 반송 장치(13)에 의해 캐리어 적재부(11)의 캐리어 C로 복귀된다.
〔기판 처리 장치〕
계속해서, 기판 처리 시스템(1)이 포함하는 기판 처리 장치(10)의 구성을 예시한다. 기판 처리 장치(10)는, 표면에 막 F가 형성된 웨이퍼 W를 처리 대상으로 하고, 막 F 중 웨이퍼 W의 주연부 We(주연의 근방 부분)에 위치하는 부분을 제거하는 처리를 행한다. 막 F의 구체예로서는, 예를 들어 SiN을 함유하는 보호막 등을 들 수 있다.
도 2는, 기판 처리 장치(10)의 개략 구성을 나타내는 모식도이다. 도 3은, 도 2 중의 처리 유닛(16)의 평면도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 기판 처리 장치(10)는, 처리 유닛(16)과, 이것을 제어하는 제어 장치(4)를 구비한다. 처리 유닛(16)은, 회전 보유 지지부(21)와, 액 공급부(22)와, 센서(23)와, 온도 조절부(24)와, 위치 조절부(25)를 갖는다.
회전 보유 지지부(21)는, 웨이퍼 W를 보유 지지하여 회전시킨다. 예를 들어 회전 보유 지지부(21)는, 보유 지지부(41)와, 회전 구동부(42)를 갖는다. 보유 지지부(41)는, 막 F를 위로 하여 수평으로 배치된 웨이퍼 W의 중심부를 지지하고, 해당 웨이퍼 W를 예를 들어 진공 흡착 등에 의해 보유 지지한다. 회전 구동부(42)는, 예를 들어 전동 모터 등을 동력원으로 한 액추에이터이며, 연직된 축선(이하, 「중심 축선 CL1」이라고 함) 주위로 보유 지지부(41) 및 웨이퍼 W를 회전시킨다. 이하, 보유 지지부(41)에 보유 지지된 웨이퍼 W 위의 면을 「표면」이라 하고, 아래의 면을 「이면」이라 한다.
액 공급부(22)는, 회전 구동부(42)에 의해 보유 지지된 웨이퍼 W의 주연부 We에 처리액을 공급한다. 예를 들어 액 공급부(22)는, 노즐 유닛(43)과, 약액 공급원(44)과, 린스액 공급원(45)을 갖는다.
노즐 유닛(43)은, 약액 노즐(51)과 린스액 노즐(52)을 갖는다. 약액 노즐(51)은, 막 F를 용해시키기 위한 처리액(이하, 「약액」이라고 함)을 하방(비스듬한 하방을 포함함)으로 토출한다. 약액의 구체예로서는, 알칼리성 약액 및 산성의 약액등을 들 수 있다. 알칼리성 약액의 구체예로서는, 암모니아, 과산화수소 및 순수의 혼합 용액(SC-1액)을 들 수 있다. 산성 약액의 구체예로서는, 불화수소산 및 순수의 혼합 용액(HF액) 등을 들 수 있다. 린스액 노즐(52)은 약액과, 막 F의 용해 성분을 씻어 내기 위한 처리액(이하, 「린스액」이라고 함)을 하방(비스듬한 하방을 포함함)으로 토출한다. 린스액의 구체예로서는, 순수(DIW) 등을 들 수 있다.
약액 공급원(44)은, 약액 노즐(51)에 약액을 공급한다. 예를 들어 약액 공급원(44)은, 약액을 수용하는 탱크와, 해당 탱크로부터 약액 노즐(51)에 약액을 압송하는 펌프를 포함한다. 린스액 공급원(45)은, 린스액 노즐(52)에 린스액을 공급한다. 예를 들어 린스액 공급원(45)은, 린스액을 수용하는 탱크와, 해당 탱크로부터 린스액 노즐(52)에 린스액을 압송하는 펌프를 포함한다.
또한, 액 공급부(22)는, 약액 노즐(51)로부터 복수 종류의 약액을 공급할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 예를 들어 액 공급부(22)는, 복수의 약액 공급원(44)을 갖고, 약액 노즐(51)에 약액을 공급하는 약액 공급원(44)을 밸브 등에 의해 전환하도록 구성되어 있어도 된다.
센서(23)는, 웨이퍼 W의 주연부 We에 있어서의 온도 분포를 검출한다. 예를 들어 센서(23)는, 웨이퍼 W의 표면 중, 주연측의 하나의 영역(이하, 「검출 대상 영역 A」라고 함) 내의 온도 분포를 검출한다. 센서(23)는, 예를 들어 검출 대상 영역 A의 상방에 배치된 적외선 카메라를 포함하고, 검출 대상 영역 A 내로부터 발생한 적외선을 촬상부에 결상시킴으로써, 검출 대상 영역 A 내의 온도 분포를 검출한다.
센서(23)는, 주연부 We 중 처리액이 부착되어 있는 영역 및 부착되어 있지 않은 영역의 양쪽이 검출 대상 영역 A 내에 포함되는 한, 어떻게 배치되어 있어도 된다. 일례로서, 센서(23)는, 처리액이 웨이퍼 W에 도달하는 위치 TP의 근방에 있어서, 웨이퍼 W가 회전하는 방향에 위치하는 검출 대상 영역 A의 온도 분포를 검출하도록 마련되어 있다. 위치 TP의 근방이란, 중심 축선 CL1 주위의 각도로, 위치 TP를 기준으로 ±45°의 범위(도 3 중의 범위 R) 내를 의미한다. 위치 TP의 근방에 있어서 웨이퍼 W가 회전하는 방향이란, 웨이퍼 W 중 위치 TP의 근방에 위치하는 부분이, 웨이퍼 W의 회전에 수반하여 이동하는 방향을 의미한다. 예를 들어, 도 3에 있어서 웨이퍼 W가 반시계 방향(도시된 화살표 방향)으로 회전하는 경우, 위치 TP가 이동하는 방향은 도시의 하방이다.
온도 조절부(24)는, 웨이퍼 W에 부착되기 전의 처리액과, 웨이퍼 W 사이의 온도차를 확대한다. 예를 들어 온도 조절부(24)는, 웨이퍼 W를 가열하는 가열부(46)를 포함한다. 가열부(46)는, 본체부(53)와 가스원(54)을 포함한다. 본체부(53)는, 보유 지지부(41)를 포위하도록 환형으로 마련되고, 웨이퍼 W의 이면에 대향한다. 본체부(53)는, 예를 들어 전열선 등의 히터(61)를 내장하고, 히터(61)에 의해 가열된 N2 등의 불활성 가스를 웨이퍼 W의 이면을 향하여 토출한다. 가스원(54)은, 본체부(53)에 불활성 가스를 공급한다. 가스원(54)에 의한 불활성 가스의 공급 위치는, 해당 공급에 의해 가열되는 영역이, 처리액의 부착 영역을 포함하고, 또한 해당 부착 영역보다도 넓어지도록 설정되어 있다.
약액 노즐(51)로부터 공급되는 처리액의 종류에 따라서는, 가열에 의해 막 F의 제거 레이트가 상승되는 경우가 있다. 이러한 경우에, 웨이퍼 W를 가열하는 가열부(46)에 의하면, 상기 온도차를 확대하는 것 이외에도, 액처리(처리액에 의해 막 F를 제거하는 처리)를 촉진할 수 있다.
또한, 온도 조절부(24)는, 상기 온도차를 확대할 수 있는 한 어떻게 구성되어 있어도 된다. 예를 들어 온도 조절부(24)는, 웨이퍼 W를 냉각하는 냉각부를 포함하고 있어도 된다. 웨이퍼 W를 냉각하면 제거 레이트는 저하되지만, 예를 들어 막 F와는 종류가 상이한 막이 웨이퍼 W 상에 추가로 적층되어 있는 경우에, 그 막과 제거 대상의 막 F 사이의 막 제거의 선택성이 향상되는 경우가 있다.
또한, 온도 조절부(24)는, 웨이퍼 W 대신에 처리액을 가열 또는 냉각시키도록 구성되어 있어도 된다. 온도 조절부(24)가 처리액을 가열하는 경우에는, 웨이퍼 W를 가열하는 경우와 마찬가지로, 상기 온도차를 확대하는 것 이외에도, 액처리(처리액에 의해 막 F를 제거하는 처리)를 촉진할 수 있다. 단, 가열에 의해 처리액에 기포가 발생될 가능성도 있다. 가열에 의한 기포 발생을 피할 필요가 있는 경우에는, 상술한 바와 같이 웨이퍼 W를 가열하고, 웨이퍼 W와의 접촉 후에 처리액의 온도를 상승시키는 구성이 유효하다.
위치 조절부(25)는, 중심 축선 CL1에 교차(예를 들어 직교)하는 방향 D1에 있어서, 처리액이 웨이퍼 W에 도달하는 위치 TP를 조절한다. 예를 들어 위치 조절부(25)는, 전동 모터 등을 동력원으로 하여, 방향 D1에 따라 노즐 유닛(43)을 이동시키도록 구성되어 있다. 또한, 위치 조절부(25)는, 방향 D1에 따라 웨이퍼 W를 이동시키도록 구성되어 있어도 된다.
처리 유닛(16)을 제어하는 제어 장치(4)는, 상기 온도 분포에 기초하여, 주연부 We 중 처리액이 부착되어 있는 영역과 부착되어 있지 않은 영역의 경계부를 검출하는 것을 실행하도록 구성되어 있다. 제어 장치(4)는, 경계부를 검출한 후, 웨이퍼 W에 처리액을 공급하고 있는 동안에, 처리액이 웨이퍼 W에 도달하는 위치 TP를 경계부의 위치에 기초하여 조절하도록 위치 조절부(25)를 제어하는 것을 추가로 실행하도록 구성되어 있어도 된다.
예를 들어 제어 장치(4)는, 처리 유닛(16)을 제어하기 위한 기능적인 구성(이하, 「기능 모듈」이라고 함)으로서, 반출입 제어부(31)와, 회전 제어부(32)와, 액 공급 제어부(33)와, 공급 위치 제어부(34)와, 경계부 검출부(35)를 갖는다. 이들의 기능 모듈은, 제어 장치(4)의 제어부(18) 및 기억부(19)의 협동에 의해 구성된다.
반출입 제어부(31)는, 처리 유닛(16)에 대한 웨이퍼 W의 반입·반출을 행하도록 기판 반송 장치(17)를 제어하고, 보유 지지부(41)에 의한 웨이퍼 W의 보유 지지·해방을 전환하도록 회전 보유 지지부(21)를 제어한다. 회전 제어부(32)는, 회전 구동부(42)에 의해 웨이퍼 W를 회전시키도록 회전 보유 지지부(21)를 제어한다. 액 공급 제어부(33)는, 약액 노즐(51) 또는 린스액 노즐(52)로부터 웨이퍼 W의 주연부 We에 처리액을 공급하도록 액 공급부(22)를 제어한다. 공급 위치 제어부(34)는, 처리액이 웨이퍼 W에 도달하는 위치 TP를 조절하도록 위치 조절부(25)를 제어한다. 경계부 검출부(35)는, 상기 온도 분포에 기초하여, 주연부 We 중 처리액이 부착되어 있는 영역과 부착되어 있지 않은 영역의 경계부를 검출한다.
〔기판 처리 방법〕
이하, 기판 처리 방법의 일례로서, 처리 유닛(16)에 의해 실행되는 기판 처리 수순을 예시한다. 상기 기판 처리 수순은, 제어 장치(4)가 실행하는 제어 수순에 따라 자동적으로 실행된다.
도 4 및 도 5는, 기판 처리 수순을 나타내는 흐름도이다. 도 6은, 웨이퍼 W에 약액이 공급되는 상태를 나타내는 모식도이다. 도 7은, 웨이퍼 W에 린스액이 공급되는 상태를 나타내는 모식도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제어 장치(4)는, 먼저 스텝 S01을 실행한다. 스텝 S01에서는, 반출입 제어부(31)가, 처리 유닛(16) 내에 웨이퍼 W를 반입하도록 기판 반송 장치(17)를 제어하고, 해당 웨이퍼 W를 보유 지지부(41)에 의해 보유 지지하도록 회전 보유 지지부(21)를 제어한다. 보다 구체적으로, 반출입 제어부(31)는, 막 F를 위로 향하여 수평하게 한 상태에서 웨이퍼 W를 처리 유닛(16) 내에 반입하고, 웨이퍼 W의 중심부를 보유 지지부(41) 상에 배치하도록 기판 반송 장치(17)를 제어한다. 그 후, 반출입 제어부(31)는, 웨이퍼 W의 중심부를 보유 지지하도록 보유 지지부(41)를 제어한다.
보유 지지부(41)에 보유 지지된 웨이퍼 W는 가열부(46)에 의해 가열된다. 즉, 웨이퍼 W를 처리 유닛(16) 내에 반입하여 보유 지지부(41)에 의해 보유 지지하는 것은, 웨이퍼 W에 부착되기 전의 처리액과, 웨이퍼 W 사이의 온도차를 확대시키기 위한 일례에 상당한다.
다음으로, 제어 장치(4)는 스텝 S02를 실행한다. 스텝 S02에서는, 회전 제어부(32)가, 회전 구동부(42)에 의한 웨이퍼 W의 회전을 개시하도록 회전 보유 지지부(21)를 제어한다.
이어서, 제어 장치(4)는 스텝 S03을 실행한다. 스텝 S03에서는, 공급 위치 제어부(34)가, 노즐 유닛(43)을 이동시켜 약액 노즐(51)을 웨이퍼 W의 주연부 We 상에 배치하도록 위치 조절부(25)를 제어한다(도 6의 (a) 참조).
다음에, 제어 장치(4)는 스텝 S04를 실행한다. 스텝 S04에서는, 액 공급 제어부(33)가, 약액 노즐(51)로부터의 약액의 토출을 개시하도록 액 공급부(22)를 제어한다. 이에 의해, 회전 중인 웨이퍼 W의 주연부 We에 약액이 공급된다(도 6의 (b) 참조).
다음으로, 제어 장치(4)는 스텝 S05를 실행한다. 스텝 S05에서는, 경계부 검출부(35)가, 웨이퍼 W의 주연부 We에 있어서의 온도 분포를 검출하도록 센서(23)를 제어하고, 그 검출 결과를 취득한다. 센서(23)는, 약액이 웨이퍼 W에 도달하는 위치 TP의 근방에 있어서, 웨이퍼 W가 회전하는 방향에 위치하는 검출 대상 영역 A의 온도 분포를 검출한다.
이어서, 제어 장치(4)는 스텝 S06을 실행한다. 스텝 S06에서는, 경계부 검출부(35)가, 스텝 S05에서 검출된 온도 분포에 기초하여, 주연부 We 중 약액이 부착되어 있는 영역과 부착되어 있지 않은 영역의 경계부 B1을 검출한다(도 6의 (b) 참조). 예를 들어, 경계부 검출부(35)는, 검출 대상 영역 A 내에 있어서, 소정의 임계값보다도 온도가 높은 영역과, 해당 임계값보다도 온도가 낮은 영역의 경계부를 상기 경계부 B1로서 검출한다. 상기 임계값은, 사전의 실험 또는 시뮬레이션에 의해 적절하게 설정 가능하다.
다음에, 제어 장치(4)는, 약액이 웨이퍼 W에 도달하는 위치 TP를 경계부 B1의 위치에 기초하여 조절하도록 위치 조절부(25)를 제어한다. 예를 들어 제어 장치(4)는, 먼저 스텝 S07을 실행한다. 스텝 S07에서는, 검출 대상 영역 A 내에 있어서의 경계부 B1의 위치가 허용 범위 내에 있는지 여부를 공급 위치 제어부(34)가 확인한다. 허용 범위는, 막 F를 충분히 제거할 수 있는 조건 하에서 가장 웨이퍼 W의 주연측에 치우친 위치와, 후공정에서 필요로 하는 막 F를 남길 수 있는 조건 하에서 가장 웨이퍼 W의 중심측에 치우친 위치 사이의 범위이다.
스텝 S07에서, 경계부 B1의 위치가 허용 범위 외라고 판정된 경우, 제어 장치(4)는 스텝 S08을 실행한다. 스텝 S08에서는, 경계부 B1의 위치가 허용 범위에 비해 웨이퍼 W의 중심 부근인지 여부를 공급 위치 제어부(34)가 확인한다.
스텝 S08에서, 경계부 B1의 위치가 허용 범위에 비해 웨이퍼 W의 중심 부근이라고 판정된 경우, 제어 장치(4)는 스텝 S09를 실행한다. 스텝 S09에서는, 공급 위치 제어부(34)가, 약액 노즐(51)을 웨이퍼 W의 주연측으로 이동시키도록 위치 조절부(25)를 제어한다.
스텝 S08에서, 경계부 B1의 위치가 허용 범위에 비해 웨이퍼 W의 중심 근방이 아니라고 판정된 경우(웨이퍼 W의 주연 근방이라고 판정된 경우), 제어 장치(4)는 스텝 S10을 실행한다. 스텝 S10에서는, 공급 위치 제어부(34)가, 약액 노즐(51)을 웨이퍼 W의 중심측으로 이동시키도록 위치 조절부(25)를 제어한다.
스텝 S09 또는 스텝 S10을 실행한 후, 제어 장치(4)는 처리를 스텝 S05로 되돌린다. 이후, 경계부 B1의 위치가 허용 범위 내가 될 때까지, 경계부 B1의 검출과, 약액 노즐(51)의 위치 조절이 반복된다.
스텝 S07에서, 경계부 B1의 위치가 허용 범위 내라고 판정된 경우, 제어 장치(4)는 스텝 S11을 실행한다. 스텝 S11에서는, 액 공급 제어부(33)가, 소정 기간의 경과를 대기한다. 소정 기간은, 사전의 조건 제시에 의해 미리 설정되어 있다.
이어서, 제어 장치(4)는 스텝 S12, S13을 실행한다. 스텝 S12에서는, 액 공급 제어부(33)가, 약액 노즐(51)로부터의 약액의 토출을 정지하도록 액 공급부(22)를 제어한다. 스텝 S13에서는, 공급 위치 제어부(34)가, 약액 노즐(51)을 웨이퍼 W의 주연보다도 외측으로 퇴피시키도록 위치 조절부(25)를 제어한다. 또한, 제어 장치(4)는, 스텝 S12에 앞서 스텝 S13을 실행해도 된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제어 장치(4)는, 다음에 스텝 S14를 실행한다. 스텝 S14에서는, 공급 위치 제어부(34)가, 노즐 유닛(43)을 이동시켜 린스액 노즐(52)을 웨이퍼 W의 주연부 We 상에 배치하도록 위치 조절부(25)를 제어한다(도 7의 (a) 참조).
다음에, 제어 장치(4)는 스텝 S15를 실행한다. 스텝 S15에서는, 액 공급 제어부(33)가, 린스액 노즐(52)로부터의 린스액의 토출을 개시하도록 액 공급부(22)를 제어한다. 이에 의해, 회전 중인 웨이퍼 W의 주연부 We에 린스액이 공급된다(도 7의 (b) 참조).
이어서, 제어 장치(4)는 스텝 S16, S17을 실행한다. 스텝 S16에서는, 경계부 검출부(35)가, 스텝 S05와 동일하게 주연부 We에 있어서의 온도 분포를 취득한다. 스텝 S17에서는, 경계부 검출부(35)가, 스텝 S06과 동일하게, 주연부 We 중 린스액이 부착되어 있는 영역과 부착되어 있지 않은 영역의 경계부 B2를 검출한다(도 7의 (b) 참조).
다음에, 제어 장치(4)는, 린스액이 웨이퍼 W에 도달하는 위치 TP를 경계부 B2의 위치에 기초하여 조절하도록 위치 조절부(25)를 제어한다. 이 수순은, 스텝 S07, S08, S09, S10과 마찬가지의 스텝 S18, S19, S20, S21을 포함한다. 또한, 스텝 S18에서의 경계부 B1의 위치의 허용 범위는, 스텝 S07에 있어서의 허용 범위와 상이해도 된다. 예를 들어, 린스액에 의해 처리액을 남기지 않고 씻어 내기 때문에, 스텝 S18에 있어서의 허용 범위는 스텝 S07에 있어서의 허용 범위와 비교하여 웨이퍼 W의 중심 근방에 설정되어 있어도 된다.
스텝 S18에서, 경계부 B2의 위치가 허용 범위 내라고 판정된 경우, 제어 장치(4)는 스텝 S22를 실행한다. 스텝 S22에서는, 액 공급 제어부(33)가, 소정 기간의 경과를 대기한다. 소정 기간은, 사전의 조건 제시에 의해 미리 설정되어 있다.
다음으로, 제어 장치(4)는 스텝 S23, S24를 실행한다. 스텝 S23에서는, 액 공급 제어부(33)가, 린스액 노즐(52)로부터의 린스액의 토출을 정지시키도록 액 공급부(22)를 제어한다. 스텝 S24에서는, 공급 위치 제어부(34)가, 린스액 노즐(52)을 웨이퍼 W의 주연보다도 외측으로 퇴피시키도록 위치 조절부(25)를 제어한다. 또한, 제어 장치(4)는, 스텝 S23에 앞서 스텝 S24를 실행해도 된다.
다음으로, 제어 장치(4)는 스텝 S25를 실행한다. 스텝 S25에서는, 회전 제어부(32)가, 회전 구동부(42)에 의한 웨이퍼 W의 회전을 정지하도록 회전 보유 지지부(21)를 제어한다. 여기까지의 수순에 의해, 막 F 중 웨이퍼 W의 주연부 We에 위치하는 부분이 제거된다(도 7의 (c) 참조).
이어서, 제어 장치(4)는 스텝 S26을 실행한다. 스텝 S26에서는, 반출입 제어부(31)가 보유 지지부(41)에 의한 웨이퍼 W의 보유 지지를 해제하도록 회전 보유 지지부(21)를 제어하고, 처리 유닛(16) 내로부터 웨이퍼 W를 반출하도록 기판 반송 장치(17)를 제어한다. 이상으로, 처리 유닛(16)에 의한 기판 처리 수순이 완료된다.
또한, 이상에서는, 주연부 We에 한 종류의 약액을 공급한 후에 린스액을 공급하는 수순을 예시했지만, 이에 한정되지 않는다. 제어 장치(4)는, 복수 종류의 약액을 주연부 We에 순차 공급한 후에 린스액을 공급하도록 처리 유닛(16)을 제어해도 된다.
〔본 실시 형태의 효과〕
이상의 점에서 설명한 바와 같이 기판 처리 장치(10)는, 웨이퍼 W를 보유 지지하여 회전시키는 회전 보유 지지부(21)와, 회전 보유 지지부(21)에 의해 보유 지지된 웨이퍼 W의 주연부 We에 처리액을 공급하는 액 공급부(22)와, 주연부 We에 있어서의 온도 분포를 검출하는 센서(23)와, 온도 분포에 기초하여, 주연부 We 중 처리액이 부착되어 있는 영역과 부착되어 있지 않은 영역의 경계부 B1, B2를 검출하는 것을 실행하도록 구성된 제어 장치(4)를 구비한다.
기판 처리 장치(10)에 있어서는, 처리액이 부착되어 있는 영역에 액처리(막 F를 제거하는 처리)가 실시되는 것이 되므로, 경계부 B1, B2를 검출함으로써, 액처리가 실시되는 영역(이하, 「처리 대상 영역」이라고 함)과 다른 영역의 경계부를 찾을 수 있다. 그러나, 가시광의 화상 상에 있어서는, 처리액이 부착되어 있는 영역과 부착되어 있지 않은 영역의 콘트라스트가 약하기 때문에, 경계부 B1, B2를 명확하게 검출하지 못할 가능성이 있다. 이에 비해, 온도 분포에 따르면, 처리액이 부착되어 있는 영역과 부착되어 있지 않은 영역의 차이가 명확화된다.
도 8은, 웨이퍼의 주연부에 있어서의 온도의 경시 변화를 나타내는 그래프이다. 도 8 중의 실선의 데이터는, 주연부 We 중 처리액이 부착되어 있지 않은 영역의 온도(이하, 「제1 온도」라고 함)의 추이를 나타내고, 점선의 데이터는, 주연부 We 중 처리액이 부착되는 영역의 온도(이하, 「제2 온도」라고 함)의 추이를 나타내고 있다.
또한, 도 8은, 2종류의 약액을 순차 주연부 We에 공급한 후에 린스액을 공급했을 경우의 데이터를 나타내고 있다. 웨이퍼 W가 보유 지지부(41) 상에 배치되는 시각 t0 이후, 제1 온도 및 제2 온도는, 가열부(46)에 의한 가열에 따라 모두 상승하고 있다. 첫번째 종류의 약액이 주연부 We에 도달하는 시각 t1 이후, 제1 온도는 계속해서 상승함에 반해, 제2 온도는 하강하여, 양자의 차이가 확대되고 있다. 첫번째 종류의 약액의 공급이 정지된 후, 제2 온도는 상승하고 있지만, 두번째 종류의 약액이 주연부 We에 도달하는 시각 t2 이후, 다시 하강하고 있다. 두번째 종류의 약액의 공급이 정지된 후에도 제2 온도는 상승하고 있지만, 린스액이 주연부 We에 도달하는 시각 t3 이후, 다시 하강하고 있다.
이 그래프로부터 명확히 알 수 있는 바와 같이, 온도 분포에 의하면, 처리액이 부착되어 있는 영역과 부착되어 있지 않은 영역과의 차이가 명확화되므로, 경계부 B1, B2를 높은 신뢰성으로 검출할 수 있다. 따라서, 액처리가 실시되는 영역에 관한 정보를 액처리의 실행 중에 검출할 수 있다.
이에 의해, 액처리의 실행 중에 상기 위치 TP(처리액이 웨이퍼 W에 도달하는 위치)를 조절하여, 처리 완료 영역(막 F가 제거된 영역)의 폭이 허용 범위 외인 웨이퍼 W의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 실시간으로 위치 TP를 조정하는 것에 한정되지 않고, 일단, 검출 정보를 기록해 두고, 그 후의 처리에 반영시킬 수도 있다. 예를 들어, 막 F가 형성되어 있지 않은 더미의 웨이퍼 W를 사용하여 위치 TP를 조절할 수도 있다.
기판 처리 장치(10)는, 웨이퍼 W에 부착되기 전의 처리액과, 웨이퍼 W 사이의 온도차를 확대하는 온도 조절부(24)를 더 구비해도 된다. 이 경우, 처리액이 부착되어 있는 영역과 부착되어 있지 않은 영역의 차이가 보다 명확화되므로, 경계부 B1, B2를 보다 높은 신뢰성으로 검출할 수 있다.
온도 조절부(24)는, 웨이퍼 W를 가열하는 가열부(46)를 포함해도 된다. 이 경우, 온도 조절부(24)를 가열에 의한 액처리의 촉진에도 이용할 수 있다.
센서(23)는 처리액이 웨이퍼 W에 도달하는 위치의 근방에 있어서, 웨이퍼 W가 회전하는 방향에 위치하는 검출 대상 영역 A의 온도 분포를 검출하도록 마련되어 있어도 된다. 이 경우, 웨이퍼 W의 주연부 We의 일 개소에 처리액이 도달된 후, 해당 개소를 포함하는 영역의 온도 분포가 즉시 검출된다. 이에 의해, 처리액이 부착되어 있는 영역과 부착되어 있지 않은 영역의 차이가 보다 명확화되므로, 경계부 B1, B2를 보다 높은 신뢰성으로 검출할 수 있다.
기판 처리 장치(10)는, 처리액이 웨이퍼 W에 도달하는 위치를 조절하는 위치 조절부(25)를 더 구비하고, 제어 장치(4)는, 경계부 B1, B2를 검출한 후, 웨이퍼 W에 처리액을 공급하고 있는 동안에, 처리액이 웨이퍼 W에 도달하는 위치 TP를 경계부 B1, B2의 위치에 기초하여 조절하도록 위치 조절부(25)를 제어하는 것을 추가로 실행하도록 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 액처리가 실시되는 영역을 액처리의 실행 중에 조절함으로써, 처리 완료된 영역(막 F가 제거된 영역)의 폭이 허용 범위 외인 웨이퍼 W의 발생을 억제할 수 있다.
이상, 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 반드시 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다. 예를 들어, 처리 대상의 기판은 반도체 웨이퍼에 한정되지 않고, 예를 들어 유리 기판, 마스크 기판, FPD(Flat Panel Display) 등이어도 된다.
이상의 실시 형태에 관해서, 다음과 같이 부기한다.
(부기 1)
기판을 보유 지지하여 회전시키는 회전 보유 지지부와,
상기 회전 보유 지지부에 의해 보유 지지된 상기 기판의 주연부에 처리액을 공급하는 액 공급부와,
상기 주연부에 있어서의 온도 분포를 검출하는 센서와,
상기 온도 분포에 기초하여, 상기 주연부 중 상기 처리액이 부착되어 있는 영역과 부착되어 있지 않은 영역의 경계부를 검출하는 것을 실행하도록 구성된 제어 장치를 구비하는 기판 처리 장치.
(부기 2)
상기 기판에 부착되기 전의 상기 처리액과, 상기 기판과의 사이의 온도차를 확대하는 온도 조절부를 더 구비하는 부기 1에 기재된 기판 처리 장치.
(부기 3)
상기 온도 조절부는, 상기 기판을 가열하는 가열부를 포함하는 부기 2에 기재된 기판 처리 장치.
(부기 4)
상기 센서는, 상기 처리액이 상기 기판에 도달하는 위치의 근방에 있어서, 상기 기판이 회전하는 방향에 위치하는 영역의 온도 분포를 검출하도록 마련되어 있는 부기 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 기판 처리 장치.
(부기 5)
상기 처리액이 상기 기판에 도달하는 위치를 조절하는 위치 조절부를 더 구비하고,
상기 제어 장치는,
상기 경계부를 검출한 후, 상기 기판에 처리액을 공급하고 있는 동안에, 상기 처리액이 상기 기판에 도달하는 위치를 상기 경계부의 위치에 기초하여 조절하도록 상기 위치 조절부를 제어하는 것을 추가로 실행하도록 구성되어 있는 부기 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 기판 처리 장치.
(부기 6)
기판을 보유 지지하여 회전시키는 것과,
회전 중인 상기 기판의 주연부에 처리액을 공급하는 것과,
상기 주연부에 있어서의 온도 분포를 검출하는 것과,
상기 온도 분포에 기초하여, 상기 주연부 중 상기 처리액이 부착되어 있는 영역과 부착되어 있지 않은 영역의 경계부를 검출하는 것을 포함하는 기판 처리 방법.
(부기 7)
상기 기판에 부착되기 전의 상기 처리액과, 상기 기판과의 사이의 온도차를 확대하는 것을 더 포함하는 부기 6에 기재된 기판 처리 방법.
(부기 8)
상기 기판에 부착되기 전의 상기 처리액과, 상기 기판과의 사이의 온도차를 확대하는 것은, 상기 기판을 가열하는 것을 포함하는 부기 7에 기재된 기판 처리 방법.
(부기 9)
상기 주연부에 있어서의 온도 분포를 검출하는 것은, 상기 처리액이 상기 기판에 도달하는 위치의 근방에 있어서, 상기 기판이 회전하는 방향에 위치하는 영역의 온도 분포를 검출하는 것을 포함하는 부기 6 내지 8 중 어느 한 항에 기재된 기판 처리 방법.
(부기 10)
상기 경계부를 검출한 후, 상기 기판에 처리액을 공급하고 있는 동안에, 상기 처리액이 상기 기판에 도달하는 위치를 상기 경계부의 위치에 기초하여 조절하는 것을 더 포함하는 부기 6 내지 9 중 어느 한 항에 기재된 기판 처리 방법.
(부기 11)
부기 6 내지 10 중 어느 한 항에 기재된 기판 처리 방법을 장치에 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체.
4: 제어 장치
10: 기판 처리 장치
W: 웨이퍼(기판)
We: 주연부
21: 회전 보유 지지부
22: 액 공급부
23: 센서
24: 온도 조절부
25: 위치 조절부
46: 가열부

Claims (11)

  1. 기판을 보유 지지하여 회전시키는 회전 보유 지지부와,
    상기 회전 보유 지지부에 의해 보유 지지된 상기 기판의 주연부에 처리액을 공급하는 액 공급부와,
    상기 주연부에 있어서의 온도 분포를 검출하는 센서와,
    상기 온도 분포에 기초하여, 상기 주연부 중 상기 처리액이 부착되어 있는 영역과 부착되어 있지 않은 영역의 경계부를 검출하는 것을 실행하도록 구성된 제어 장치를 구비하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판에 부착되기 전의 상기 처리액과, 상기 기판과의 사이의 온도차를 확대하는 온도 조절부를 더 구비하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 온도 조절부는, 상기 기판을 가열하는 가열부를 포함하는 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 센서는, 상기 처리액이 상기 기판에 도달하는 위치의 근방에 있어서, 상기 기판이 회전하는 방향에 위치하는 영역의 온도 분포를 검출하도록 마련되어 있는 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 처리액이 상기 기판에 도달하는 위치를 조절하는 위치 조절부를 더 구비하고,
    상기 제어 장치는,
    상기 경계부를 검출한 후, 상기 기판에 처리액을 공급하고 있는 동안에, 상기 처리액이 상기 기판에 도달하는 위치를 상기 경계부의 위치에 기초하여 조절하도록 상기 위치 조절부를 제어하는 것을 추가로 실행하도록 구성되어 있는 기판 처리 장치.
  6. 기판을 보유 지지하여 회전시키는 것과,
    회전 중인 상기 기판의 주연부에 처리액을 공급하는 것과,
    상기 주연부에 있어서의 온도 분포를 검출하는 것과,
    상기 온도 분포에 기초하여, 상기 주연부 중 상기 처리액이 부착되어 있는 영역과 부착되어 있지 않은 영역의 경계부를 검출하는 것을 포함하는 기판 처리 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 기판에 부착되기 전의 상기 처리액과, 상기 기판과의 사이의 온도차를 확대하는 것을 더 포함하는 기판 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 기판에 부착되기 전의 상기 처리액과, 상기 기판과의 사이의 온도차를 확대하는 것은, 상기 기판을 가열하는 것을 포함하는 기판 처리 방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 주연부에 있어서의 온도 분포를 검출하는 것은, 상기 처리액이 상기 기판에 도달하는 위치의 근방에 있어서, 상기 기판이 회전하는 방향에 위치하는 영역의 온도 분포를 검출하는 것을 포함하는 기판 처리 방법.
  10. 제6항에 있어서, 상기 경계부를 검출한 후, 상기 기판에 처리액을 공급하고 있는 동안에, 상기 처리액이 상기 기판에 도달하는 위치를 상기 경계부의 위치에 기초하여 조절하는 것을 더 포함하는 기판 처리 방법.
  11. 제6항에 기재된 기판 처리 방법을 장치에 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체.
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