KR102412247B1 - 기판 액처리 방법, 기판 액처리 장치, 및 기억 매체 - Google Patents

기판 액처리 방법, 기판 액처리 장치, 및 기억 매체 Download PDF

Info

Publication number
KR102412247B1
KR102412247B1 KR1020150130594A KR20150130594A KR102412247B1 KR 102412247 B1 KR102412247 B1 KR 102412247B1 KR 1020150130594 A KR1020150130594 A KR 1020150130594A KR 20150130594 A KR20150130594 A KR 20150130594A KR 102412247 B1 KR102412247 B1 KR 102412247B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
liquid
processing liquid
flow rate
nozzle
Prior art date
Application number
KR1020150130594A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160036488A (ko
Inventor
히로유키 히가시
겐타로 고시
다카히사 오츠카
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20160036488A publication Critical patent/KR20160036488A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102412247B1 publication Critical patent/KR102412247B1/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
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67051—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/02—Cleaning by the force of jets or sprays
    • 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
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02282—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process liquid deposition, e.g. spin-coating, sol-gel techniques, spray coating
    • 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
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
    • H01L21/02052—Wet cleaning only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Weting (AREA)

Abstract

보다 적은 처리액의 사용량으로, 기판의 피처리 영역을 처리액의 액막으로 덮을 수 있는 기술을 제공한다.
기판(W)을 수평 자세로 하여 연직 축선을 중심으로 회전시키면서, 제1 노즐(400)로부터, 기판(W)의 표면의 중앙부에 제1 처리액을 제1 유량으로 공급하고, 제1 처리액의 액막(L)이 적어도 피처리 영역에 형성된 상태에서, 제2 노즐(600)로부터, 기판(W)의 중앙부에 제2 처리액을 공급한다. 그 후, 기판(W) 주변부에 제2 처리액의 공급을 행하면서, 기판의 중앙부에 제1 처리액을 제1 유량보다 적은 제2 유량으로 공급한다.

Description

기판 액처리 방법, 기판 액처리 장치, 및 기억 매체{SUBSTRATE LIQUID PROCESSING METHOD, SUBSTRATE LIQUID PROCESSING APPARATUS, AND RECORDING MEDIUM}
본 발명은 기판에 처리액을 공급하여 기판의 액처리를 행하는 기술에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼 등의 기판(이하, 웨이퍼라고 함)에 약액 처리, 린스 처리 등의 액처리를 실시할 때에 채용되는 가장 일반적인 방법은, 기판을 수평 자세로 하여 연직 축선을 중심으로 회전시킨 상태에서 기판의 중앙부에 처리액을 공급하는 것이다(예컨대 특허문헌 1). 이 경우, 기판의 중앙부에 공급된 처리액은 원심력에 의해 확산되어, 처리액에 의해 액처리가 행해지는 영역인 피처리 영역을 포함하는, 기판의 표면 전체가 처리액의 액막에 의해 덮여진다.
이 액처리 시에 처리액에 의해 덮여져 있지 않은 부위가 기판의 표면에 존재하면, 여러가지 문제가 생긴다. 예컨대 약액 처리의 경우에는 처리가 불균일해진다. 또한, 예컨대 패턴이 형성된 기판을 DIW(DeIonized Water) 등의 순수로 린스 처리하는 경우에는, 패턴 내에 이전 공정의 처리액(예컨대 약액)이 잔류하여, 린스 처리가 불충분해진다.
처리액에 의해 기판 표면을 덮기 위해서는, 기판의 회전 속도와 처리액의 유량에 영향을 받는다. 기판의 회전 속도가 높을수록, 처리액의 액막은 확장되기 쉽지만, 처리액의 비산(飛散)(예컨대 컵의 외측으로의 비산)의 문제가 있기 때문에 바람직하지 못하다. 또한, 처리액의 유량이 클수록, 처리액의 액막은 기판의 표면 전체에 확장되기 쉽지만, 처리액의 사용량의 증가의 문제가 있다. 처리액의 사용량을 늘리는 일없이 기판 표면을 액막으로 덮는 것이 요구되고 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2009-59895호 공보: 단락 0060∼0071
본 발명은, 보다 적은 처리액의 사용량으로, 기판의 피처리 영역을 처리액의 액막으로 덮을 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 기판 액처리 방법은, 기판을 수평 자세로 하여 연직 축선을 중심으로 회전시키면서, 상기 기판의 중앙부에, 제1 처리액을 제1 유량으로 공급하는 제1 처리액 공급 공정과,
상기 제1 처리액의 액막이 기판 중 적어도 피처리 영역에 형성된 상태에서, 상기 제1 처리액 공급 공정을 행하면서, 상기 기판의 주변부에 제2 처리액을 공급하는 제2 처리액 공급 공정과,
그 후, 상기 기판의 주변부에, 제2 처리액의 공급을 행하면서, 기판의 중앙부에, 제1 처리액을 제1 유량보다 적은 제2 유량으로 공급하는 제3 처리액 공급 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기판 액처리 방법은, 하기의 구성을 포함하고 있어도 좋다.
(a) 상기 제2 처리액 공급 공정에서는, 상기 제1 처리액의 액막의 주변부에, 제2 처리액을 공급하는 것.
(b) 상기 제2 처리액은, 상기 제1 처리액과 혼합 가능한 것. 이 경우, 예컨대, 상기 제1 처리액 및 제2 처리액은, 순수(純水)인 것. 또는, 상기 제2 처리액은, 상기 제1 처리액보다 표면 장력이 낮은 것. 이 경우, 상기 제1 처리액은 순수이며, 상기 제2 처리액은 이소프로필알코올인 것.
(c) 상기 제2 유량과 제2 처리액의 공급 유량의 합계의 유량은, 상기 제1 유량보다 적은 것.
(d) 상기 제2 처리액은, 상기 연직 축선을 중심으로 기판과 같은 방향으로 회전하는 회전원의 상류측으로부터 하류측을 향하여, 상기 회전원의 접선 방향을 따라, 또는 상기 회전원의 직경 방향 내측으로부터 외측을 향하여 공급되고, 상면에서 바라본 상기 제2 처리액의 공급 방향과 상기 접선 방향이 이루는 각도(θ1)가 0°이상 45°이하의 범위 내, 측면측에서 바라본 상기 공급 방향과 기판의 표면이 이루는 각도(θ2)가 5°이상 15°이하의 범위 내가 되도록, 상기 기판에 공급되는 것.
본 발명은, 제1 처리액에 의해 기판의 피처리 영역에 액막을 형성한 후에, 기판의 주변부에 제2 처리액을 공급함으로써, 표면 장력에 의해 액막이 작아지려고 하는 작용이 억제된다. 이 결과, 제1 처리액 단독으로 피처리 영역에 액막을 형성 가능한 제1 유량보다 적은 제2 유량까지 제1 처리액의 공급 유량을 저감하여도, 상기 액막이 피처리 영역을 덮은 상태를 유지하여 기판의 액처리를 행하여, 기판의 표면의 파티클을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 처리 유닛을 구비한 기판 처리 시스템의 개요를 나타내는 평면도이다.
도 2는 상기 처리 유닛의 개요를 나타내는 종단 측면도이다.
도 3은 상기 처리 유닛의 평면도이다.
도 4는 상기 처리 유닛을 제1, 제2 노즐과 함께 나타낸 종단 측면도이다.
도 5는 웨이퍼에 대한 상기 제2 노즐의 배치 상태를 나타내는 평면도이다.
도 6은 웨이퍼에 대한 상기 제2 노즐의 배치 상태를 나타내는 측면도이다.
도 7은 상기 제1 노즐의 구성을 나타내는 확대도이다.
도 8은 상기 제1, 제2 노즐을 이용한 액처리의 동작의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 상기 액처리의 동작을 나타내는 제1 설명도이다.
도 10은 상기 액처리의 동작을 나타내는 제2 설명도이다.
도 11은 상기 액처리의 동작을 나타내는 제3 설명도이다.
도 12는 웨이퍼의 표면에 형성된 액막의 상태를 나타내는 설명도이다.
도 13은 제2 노즐로부터 공급된 어시스트액의 작용을 나타내는 설명도이다.
도 14는 다른 예에 따른 액처리의 동작을 나타내는 설명도이다.
도 15는 상기 처리 유닛의 다른 구성예를 나타내는 종단 측면도이다.
도 16은 참고예 1에 따른 제1 설명도이다.
도 17은 참고예 1에 따른 제2 설명도이다.
도 18은 비교예 1에 따른 설명도이다.
도 19는 비교예 2에 따른 설명도이다.
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, 반입 반출 스테이션(2)과, 처리 스테이션(3)을 구비한다. 반입 반출 스테이션(2)과 처리 스테이션(3)은 인접하여 마련된다.
반입 반출 스테이션(2)은, 캐리어 배치부(11)와, 반송부(12)를 구비한다. 캐리어 배치부(11)에는, 복수매의 기판, 본 실시형태에서는 반도체 웨이퍼[이하 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 웨이퍼 유지 기구를 구비한다. 또한, 기판 반송 장치(13)는, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 및 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하고, 웨이퍼 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 웨이퍼 유지 기구를 구비한다. 또한, 기판 반송 장치(17)는, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 및 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하고, 웨이퍼 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, 반입 반출 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.
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 연직축을 중심으로 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 외부로 배출된다. 또한, 회수컵(50)의 바닥부에는, FFU(21)로부터 공급되는 기체를 처리 유닛(16)의 외부로 배출하는 배기구(52)가 형성된다.
이상에 개략 구성을 설명한 처리 유닛(16)은, 본 발명의 기판 액처리 장치에 상당한다. 예컨대 상기 처리 유닛(16)에 마련된 이미 서술한 처리 유체 공급부(40)는, 처리 유체로서, 웨이퍼(W)의 표면의 자연 산화물을 제거하기 위한 DHF(Diluted HydroFluoric acid)를 공급한다. 이어서 웨이퍼(W)의 린스 처리를 행하기 위해 린스액인 DIW(제1 처리액)를 공급한다. 또한 처리 유닛(16)은, 린스 세정 시에, 웨이퍼(W)의 전체면에 린스액의 액막이 형성된 상태를 유지하기 위한 어시스트용의 처리액(이하, 「어시스트액」이라고도 함)인 DIW(제2 처리액)의 공급을 행하는 제2 처리액 공급부(60)를 구비한다.
이하, 이들 처리 유체 공급부(40), 제2 처리액 공급부(60)의 상세한 구성에 대해서 도 3∼도 7을 참조하면서 설명한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 처리 유닛(16)은 회수컵(50)이 마련된 챔버(20) 내에 처리 유체 공급부(40)와 제2 처리액 공급부(60)를 구비하고, 반입 반출구(201)를 통해 챔버(20) 내에 반입된 웨이퍼(W)의 처리를 행한다. 반입 반출구(201)는 셔터(202)에 의해 개폐된다.
도 1을 이용하여 설명한 바와 같이, 반송부(15)의 양측에 배열되어 마련된 복수의 처리 유닛(16)은, 각각, 반입 반출구(201)를 반송부(15)측을 향하게 하여 배치되어 있다. 도 3∼도 5에는, 새롭게 X'축, Y'축, Z'축을 이용하여 각 처리 유닛(16) 내의 방향을 나타내고 있다. 이들 축 방향은, 반입 반출구(201)가 마련되어 있는 방향을 Y'축 방향의 전방측으로 하여, 이 Y'축에 직교하는 X'축, Z'축을 규정하였다. 또한 Z'축 정방향을 연직 상향 방향으로 하였다.
도 3, 도 4에 나타내는 바와 같이, 처리 유체 공급부(40)는, 제1 노즐(400)을 구비한 노즐 헤드(41)와, 이 노즐 헤드(41)가 선단부에 부착된 노즐 아암(42)과, 노즐 아암(42)의 기단부를 지지하고, 상기 기단부를 회전축으로 하여 노즐 아암(42)을 수평 방향으로 회전시키는 회전 구동부(43)를 구비하고 있다. 회전 구동부(43)는, 웨이퍼(W)에 DHF나 린스액의 공급을 행하기 위한, 상기 웨이퍼(W)의 중앙부 상방측에 설정된 처리 위치(도 4 참조)와, 회수컵(50)의 측방으로 후퇴한 후퇴 위치(도 3 참조) 사이에서 제1 노즐(400)을 이동시킨다.
또한 회전 구동부(43)는, 노즐 아암(42)을 회전시킬 때의 높이 위치와, 웨이퍼(W)에 처리 유체(DHF나 린스액)를 공급하기 위한 하방측의 높이 위치 사이에서, 노즐 아암(42)을 승강시킨다.
노즐 아암(42)에는, 제1 노즐(400)에 접속된 공급관[후술하는 선단측 공급관(401), 기단측 공급관(403)]이 마련되고, 이 공급관(401, 403)은, 린스액 공급로(711), DHF 공급로(713)에 접속되어 있다. 각 공급로(711, 713)는, 이미 서술한 처리 유체 공급원(70)을 구성하는 DIW 공급원(701) 및 DHF 공급원(702)에 접속되어 있다. 이들 DIW 공급원(701), DHF 공급원(702)은, 각각 처리 유체의 저류부나 펌프, 유량 조절 밸브, 개폐 밸브 등을 구비하며, 제어부(18)로부터의 제어 신호에 따라 각 처리 유체를 제1 노즐(400)에 공급한다. DHF의 유량은 DHF 공급로(713)에 접속된 유량 조정 밸브에 의해 조정되고, 또한, 제1 노즐(400)로부터 공급되는 DIW의 유량은, 린스액 공급로(711)에 접속된 유량 조정 밸브에 의해 조정되며, 개폐 밸브의 개폐에 의해 공급 개시, 정지가 실행된다.
여기서 도 7에 나타내는 바와 같이, 노즐 아암(42)에 설치되는 공급관(401, 403)은, 중앙부의 이음부(402)를 사이에 두고, 선단측의 선단측 공급관(401)과 기단측의 기단측 공급관(403) 사이에서 배관 직경이 상이하다. 기단측의 기단측 공급관(403)은, 상대적으로 배관 직경이 가늘고, 예컨대 그 내직경(φ2)이 4 ㎜로 되어 있다. 이에 대하여, 제1 노즐(400)이 마련되어 있는 선단측 공급관(401)은, 상대적으로 배관 직경이 굵고, 예컨대 그 내직경(φ1)은 6 ㎜이다.
웨이퍼(W)의 중앙에 공급된 처리 유체(DHF나 린스액)는, 웨이퍼(W)의 표면에 도포할 때에 액 튐이 발생하기 쉽다. 액 튐의 발생을 억제하기 위해서는, 처리 유체의 공급관의 배관 직경을 굵게 하여, 처리 유체의 유속을 내리고, 웨이퍼(W)로의 도포 시의 충돌력을 저감하는 것이 바람직하다. 그러나, 제1 노즐(400)에 접속된 공급관 전체의 배관 직경을 굵게 하여 버리면, 공급관 내에 유지되는 처리 유체의 액량이 증대한다. 이 결과, 도시하지 않는 개폐 밸브에 의해 처리 유체의 공급을 중지하였을 때에, 개폐 밸브보다 하류측에 잔류하는 처리 유체에 작용하는 관성력이 커져, 의도하지 않은 위치에서 제1 노즐(400)로부터 처리 유체가 적하(滴下)하는 현상(소위 「드로핑(dropping)」)이 발생하기 쉬워진다.
그래서 본 예에 있어서는, 제1 노즐(400)에 가까운, 선단측 공급관(401)으로부터 제1 노즐(400)의 선단까지의 배관 직경을 굵게 하여 처리 유체의 웨이퍼(W)로의 도포 시의 충돌력을 저감하는 한편, 기단측의 기단측 공급관(403)의 배관 직경을 가늘게 함으로써, 공급관(401, 403) 내에 유지되는 처리 유체의 액량의 증대를 억제하고 있다. 이 결과, 웨이퍼(W)에 처리 유체를 공급할 때의 액 튐의 발생을 억제하면서, 제1 노즐(400)부터의 드로핑의 발생을 억제하고 있다.
여기서, 처리 유체가 토출될 때의 유속을 내리기 위해서는, 선단부의 제1 노즐(400)의 내직경만을 굵게 하면 좋은 것으로 생각된다. 그러나, 이 경우 내직경이 변화한 부분에서 처리액의 흐름이 흐트러지고, 흐트러진 상태에서 처리액이 토출되기 때문에, 웨이퍼의 도포 시에 액 튐이 발생하기 쉬워진다. 액 튐의 발생을 억제하기 위해서는, 도 7에 나타내는 바와 같이 제1 노즐(400)의 상류측의 수평 부분에 있어서 배관 직경을 굵게 하는 것이 바람직하다.
또한, 도 4에는 제1 노즐(400)을 하나만 나타내고 있지만, 노즐 헤드(41)에는, DHF, 린스액을 따로따로 공급하는 2개의 제1 노즐(400)을 마련하여 각 제1 노즐(400)과 린스액 공급로(711), DHF 공급로(713) 사이를 선단측 공급관(401), 기단측 공급관(403)을 통해 접속하여도 좋다.
도 3, 도 4에 나타내는 바와 같이, 어시스트액의 공급을 행하는 제2 처리액 공급부(60)는, 예컨대 챔버(20)에 대한 웨이퍼(W)의 반입 반출이 행해지는 반입 반출구(201)에서 보아, 회수컵(50)을 사이에 두고 처리 유체 공급부(40)와 대향하는 위치에 배치되어 있다.
제2 처리액 공급부(60)는, 제2 노즐(600)을 구비한 노즐 헤드(61)와, 이 노즐 헤드(61)가 선단부에 부착된 노즐 아암(62)과, 노즐 아암(62)의 기단부를 지지하고, 상기 기단부를 회전축으로 하여 노즐 아암(62)에 수평 방향의 회전 동작, 및 상하 방향의 승강 동작을 실행하는 회전 구동부(63)를 구비하고 있다.
상기 회전 구동부(63)는, 린스 처리가 행해지고 있는 웨이퍼(W)의 주변부에 어시스트액을 공급하기 위한, 상기 웨이퍼(W)의 주변부 상방측에 설정된 처리 위치(도 4 참조)와, 회수컵(50)의 측방으로 후퇴한 후퇴 위치(도 3 참조) 사이에서 제1 노즐(400)을 이동시킨다. 또한 회전 구동부(63)는, 처리 위치로 이동해 온 제2 노즐(600)을, 노즐 아암(62)의 승강 동작에 의해, 회전 이동 시의 높이 위치로부터, 웨이퍼(W)에 어시스트액을 공급할 때의 높이 위치까지 강하시킨다.
도 5, 도 6은, 노즐 헤드(61)에 부착된 제2 노즐(600)의 배치 상태, 즉, 제2 노즐(600)로부터 어시스트액이 토출, 공급되는 방향을 나타내고 있다. 제2 노즐(600)은, 연직 축선을 중심으로 회전하는 원형의 웨이퍼(W)(회전원)의 상류측으로부터 하류측을 향하여, 웨이퍼(W)의 접선 방향을 따라[도 5 중에 실선으로 나타낸 제2 노즐(600) 참조], 또는 웨이퍼(W)의 직경 방향 내측으로부터 외측으로[도 5 중에 파선으로 나타낸 제2 노즐(600) 참조] 어시스트액을 토출하도록 배치되어 있다.
또한 도 5에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)를 상면에서 보았을 때의 어시스트액의 토출 방향과, 웨이퍼(W)의 접선 방향이 이루는 각도(θ1)는, 0°이상, 45°이하의 범위 내가 되도록 설정된다.
또한 도 6에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)를 측면측에서 보았을 때[도 5에는 제2 처리액 공급부(60)의 배치 위치측에서 제2 노즐(600)을 바라본 상태를 나타내고 있음]의 어시스트액의 토출 방향과, 웨이퍼(W)의 표면이 이루는 각도(θ2)는 5°이상, 15°이하의 범위 내가 되도록 설정되어 있다.
노즐 아암(62)에는, 제2 노즐(600)에 접속된 도시하지 않는 공급관이 마련되고, 그 기단측은 어시스트액 공급로(712)에 접속되어 있다(도 4). 이 어시스트액 공급로(712)는, 이미 서술한 DIW 공급원(701)에 접속되고, 제어부(18)로부터의 제어 신호에 따라 어시스트액인 DIW가 제2 노즐(600)에 공급된다. DIW 공급원(701)은, 제2 노즐(600)에 공급하는 처리 유체의 저류부나 펌프, 유량 조절 밸브, 개폐 밸브 등을 구비하고, 제어부(18)로부터의 제어 신호에 따라 처리 유체를 제2 노즐(600)에 공급한다. 제2 노즐(600)로부터 공급되는 처리 유체의 유량은, 어시스트액 공급로(712)에 접속된 유량 조정 밸브에 의해 조정되고, 제어부(18)로부터의 제어 신호에 의해 공급 개시, 정지가 실행된다.
이상에 설명한 구성을 구비하는 처리 유닛(16)의 작용에 대해서 도 8의 흐름도, 도 9∼도 11의 작용도, 및 도 12, 도 13의 개념도를 이용하여 설명한다.
처리 대상의 예컨대 직경 300 ㎜의 웨이퍼(W)는, 기판 반송 장치(17)에 의해 반송부(15) 내에 반송되어, 반입 반출구(201)를 통해 상기 웨이퍼(W)의 처리를 행하는 처리 유닛(16) 내에 반입된 후, 유지부(31) 상의 유지핀(311)에 전달된다. 웨이퍼(W)를 전달한 기판 반송 장치(17)가 처리 유닛(16)으로부터 후퇴하면, 셔터(202)에 의해 반입 반출구(201)가 폐쇄된다.
이어서, 후퇴 위치로 후퇴하고 있는 제1 노즐(400)을 웨이퍼(W)의 중앙부 상방의 처리 위치까지 이동시키며, 웨이퍼(W)를 연직 축선을 중심으로 회전시킨다. 웨이퍼(W)가 소정의 회전 속도에 도달하였다면, 상기 웨이퍼(W)에 대하여 제1 노즐(400)로부터 소정량의 DHF를 공급한다. 웨이퍼(W)의 표면에 도포한 DHF는, 원심력의 작용에 의해 그 표면에 확장되어, 웨이퍼(W)의 표면 전체를 덮는다. 이 결과, 피처리 영역(예컨대 반도체 장치의 형성 영역)을 포함하는 웨이퍼(W)의 전체면에 DHF가 공급되어, 웨이퍼(W)의 표면의 자연 산화물을 제거하는 액처리가 실행된다. 그리고, 소정 시간만큼 DHF의 공급을 행하였다면, 제1 노즐(400)로부터의 DHF의 공급을 중지한다.
이어서, 제1 노즐(400)로부터 공급하는 처리 유체를 린스액(DIW)으로 전환하여, 웨이퍼(W)의 린스 처리를 행한다. 본 예의 처리 유닛(16)은, 이 린스 처리 시에 제2 노즐(600)로부터 어시스트액(DIW)을 공급함으로써, 제1 노즐(400)로부터의 린스액의 공급량을 저감하면서, 웨이퍼(W)의 전체면에 린스액의 액막이 형성된 상태를 유지한다.
도 8 및 도 9∼도 11을 참조하면서 린스 처리의 동작 설명을 행하면, DHF에 의한 액처리의 종료 시, 제2 처리액 공급부(60)는 어시스트액의 공급을 행하는 웨이퍼(W) 중심과 웨이퍼(W) 주단부 사이인 웨이퍼(W)의 주변부의 상방 위치를 향하여 제2 노즐(600)을 이동시킨다. 또한, 기판 유지 기구(30)(기판 유지부)는, 웨이퍼(W)의 회전 속도를 린스 처리 시의 회전 속도, 예컨대 500 rpm∼1500 rpm으로 조절한다(시작).
제2 노즐(600)의 이동, 웨이퍼(W)의 회전 속도 조정을 끝내었다면, 제1 노즐(400)로부터 웨이퍼(W)의 중앙부에, 제1 유량, 예컨대 2.0 L/분∼2.5 L/분의 린스액을 공급한다(도 8의 단계 S101, 도 9). 여기서 제1 유량은 제1 노즐(400)로부터 단독으로 린스액을 공급하였을 때에 웨이퍼(W)의 전체면에 액막(L)을 형성 가능한 유량으로 설정되어 있다. 따라서, 웨이퍼(W)는 피처리 영역을 포함하는 표면 전체에 린스액의 액막(L)이 형성된 상태가 된다. 또한 도 9에 나타낸 예에서는, 이 시점에서는 제1 노즐(400)로부터의 어시스트액의 공급은 행하고 있지 않다.
이어서, 제1 노즐(400)로부터 제1 유량으로 린스액의 공급을 행하면서, 제2 노즐(600)로부터 웨이퍼(W)의 주변부에 대하여, 예컨대 0.1 L/분∼0.5 L/분의 유량으로 어시스트액의 공급을 개시한다(도 8의 단계 S102, 도 10). 제2 노즐(600)로부터 공급된 어시스트액은, 웨이퍼(W)의 주변부에서 린스액의 액막(L)에 합류하여, 린스액과 함께 웨이퍼(W)를 덮는 액막(L)의 일부를 형성한다.
여기서 도 5, 도 6을 이용하여 설명한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 회전 방향의 상류측으로부터 하류측을 향하여 제2 노즐(600)을 경사시켜 배치함으로써, 어시스트액의 사용량을 저감할 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)의 표면에 형성된 린스액의 액막(L)에 어시스트액이 합류할 때, 액 튐의 발생을 억제할 수도 있다. 그 결과, 액 튐에 의해 생긴 린스액의 미스트가 건조 시에 웨이퍼(W)에 부착하는 것에 의한 파티클의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 도 8의 단계 S101, 102, 도 9, 도 10에서는, 제1 노즐(400), 제2 노즐(600)의 작용을 명확하게 하기 위해, 제1 노즐(400)로부터의 린스액의 공급 개시 후, 제2 노즐(600)로부터의 어시스트액의 공급을 개시하는 예를 나타내었지만, 이들 린스액과 어시스트액의 공급 동작은 동시에 개시하여도 좋다. 또한, 어시스트액의 공급을 먼저 개시해 두고, 그 후, 린스액의 공급을 행하는 순서로 각 액의 공급을 개시하는 경우도 배제되지 않는다.
제2 노즐(600)로부터 어시스트액의 공급을 행하고, 웨이퍼(W)의 표면의 액체의 흐름이 안정된 상태가 되면, 제2 노즐(600)로부터의 어시스트액의 공급을 계속하면서, 제1 노즐(400)로부터 공급되는 린스액의 유량을 이미 서술한 제1 유량보다 적은 제2 유량, 예컨대 1.0 L/분∼1.5 L/분으로 조절한다(도 8의 단계 S103, 도 11). 여기서, 제2 유량은 제2 노즐(600)로부터 어시스트액이 공급되고 있는 조건 하에서, 웨이퍼(W)의 전체면에 액막(L)을 형성한 상태를 유지 가능한 유량으로 설정되어 있다. 또한 이 제2 유량은, 제2 노즐(600)로부터 어시스트액이 공급되고 있지 않은 조건 하에서는, 린스액에 작동하는 표면 장력의 영향에 의해, 웨이퍼(W)의 전체면에 액막(L)을 형성한 상태를 유지할 수 없는 유량이기도 하다.
여기서 도 12, 도 13을 참조하면서 어시스트액의 작용에 대해서 설명한다. 도 12는 어시스트액의 공급을 행하고 있지 않은 조건 하에서, 제1 노즐(400)로부터 제2 유량(F2)의 린스액을 공급한 경우의 린스액의 액막(L)의 상태를 나타내고 있다. 액막(L)의 외주단 위치의 P점에서 있어서는, 회전하는 웨이퍼(W) 원심력이나, 웨이퍼(W)의 중앙부측의 린스액이 주변부측의 린스액을 밀어내려고 하는 힘 등이 작용한다(도 12 중, 「f」라고 기재하고 있음). 이들 힘은, 웨이퍼(W)의 직경 방향 외측을 향하여 작용하며, 액막(L)을 외측을 향하여 확장시키려고 한다.
한편으로, P점에 있어서 린스액과 웨이퍼(W)의 표면 사이에 작동하는 표면 장력(γ1), 및 린스액과 주위의 분위기(공기) 사이에 작동하는 표면 장력(γ2)의 수평 성분이, 웨이퍼(W)의 직경 방향 내측을 향하여 작용한다. 이들 힘은, 웨이퍼(W)의 직경 방향 내측을 향하여 작용하며, 액막(L)은 웨이퍼(W)의 중앙부에 작게 모이려고 한다.
웨이퍼(W)의 표면에 있어서는, 이들 힘의 밸런스에 의해, 액막(L)의 직경이 결정된다. 또한, 잉여 린스액은 액막(L)으로부터 흩어져 액적이 되고, 웨이퍼(W)의 외주측으로 흐른 후, 웨이퍼(W)로부터 떨쳐진다.
도 12에 나타낸 예와 같이, 웨이퍼(W)의 표면이 린스액의 액막(L)으로 덮여 있지 않은 영역이 생기면, 웨이퍼(W) 면내의 피처리 영역에 있어서 충분한 린스 처리가 행해지지 않는다. 그 결과, 웨이퍼(W)의 표면에 DHF의 성분이 잔존하여, 파티클이 발생하는 원인이 된다.
그래서 도 12의 상태로부터, 제1 노즐(400)만을 이용하여 웨이퍼(W)의 전체면에 린스액의 액막(L)을 형성하려고 하면, 웨이퍼(W)의 회전 속도를 높게하거나, 린스액의 공급 유량을 늘리거나 하여, 액막(L)을 확장시키지 않으면 안 된다. 그러나, 웨이퍼(W)의 회전 속도를 높게 하면 린스액의 비산의 우려가 생기고, 린스액의 공급 유량을 늘리면 린스액의 사용량이 증대한다.
그래서 본 예의 처리 유닛(16)은, 제2 노즐(600)로부터 웨이퍼(W)의 주변부에 어시스트액을 공급함으로써, P점을 액막(L)으로 덮어 표면 장력이 작용하지 않는 상태로 할 수 있다. 이 결과, 제1 노즐(400) 단독으로 웨이퍼(W)의 전체면에 액막(L)을 형성하는 것이 가능한 제1 유량(F1)보다 적은, 제2 유량(F2)의 린스액으로 웨이퍼(W)의 전체면을 액막(L)으로 덮는 것이 가능해진다.
여기서 어시스트액으로서 이용되는 액체는, 린스액과 혼합 가능한 것이 바람직하다. 어시스트액으로서 DIW를 이용하는 경우에는, DIW끼리는 혼합 가능하기 때문에, 이 요구를 만족시킨다.
또한 어시스트액의 공급 유량(FA)에 대해서는, 제1 노즐(400)로부터 공급하는 린스액의 유량을 제1 유량(F1)으로부터 제2 유량(F2)으로 줄였을 때, 웨이퍼(W)의 전체면에 액막(L)을 형성한 상태를 유지할 수 있는 유량이면 특단의 한정은 없다. 단, DIW의 사용량을 삭감하는 관점에서는, 어시스트액과 제2 유량의 합계의 유량이, 제1 유량보다 적게 한다(FA+F2<F1).
또한, 앞서 예시한 린스액, 어시스트액의 공급 유량의 범위[웨이퍼(W)의 회전 속도 500 rpm∼1500 rpm에서 제1 유량(F1)=2.0 L/분∼2.5 L/분, 제2 유량(F2)=1.0 L/분∼1.5 L/분, 어시스트액의 공급 유량(FA)=0.1 L/분∼0.5 L/분]와 같이, 실제에 있어서도 「FA+F2<F1」의 요건을 만족시키면서, 또한 제2 유량보다 적은 어시스트액의 공급 유량으로, 웨이퍼(W)의 전체면에 액막(L)이 형성된 상태를 유지할 수 있는 것을 실험적으로 확인하고 있다(후술하는 실험 결과 참조).
웨이퍼(W)의 처리의 설명으로 되돌아가면, 제1 노즐(400)로부터 공급되는 린스액의 유량을 제2 유량으로 조절한 후, 소정의 시간이 경과하여 웨이퍼(W)의 전체면의 린스 처리가 완료하였다면, 제1, 제2 노즐(400, 600)로부터의 린스액 및 어시스트액의 공급을 중지한다. 그리고, 웨이퍼(W)의 회전을 계속하여, 웨이퍼(W)의 표면에 잔존하는 액체를 털어, 웨이퍼(W)를 건조시킨다(도 8의 단계 S104). 이 때, 웨이퍼(W)의 표면에 액적이 남지 않도록 하기 위해, 예컨대 IPA(IsoPropyl Alcohol) 등의 액체 용제를 건조 처리용의 액체로서 공급하여도 좋다.
웨이퍼(W)를 건조시켰다면, 웨이퍼(W)의 회전을 중지하고, 반입 반출구(201)로부터 기판 반송 장치(17)를 진입시키고, 기판 유지 기구(30)로부터 웨이퍼(W)를 수취하여, 처리를 끝낸 웨이퍼(W)를 처리 유닛(16)로부터 반출한다(종료).
본 실시형태에 따른 처리 유닛(16)에 따르면 이하의 효과가 있다. 제1 노즐(400)로부터 공급된 린스액(제1 처리액)에 의해 형성된 액막(L)의 주변부에, 제2 노즐(600)로부터 어시스트액(제2 처리액)을 공급함으로써, 표면 장력에 의해 액막(L)이 작아지려고 하는 작용이 억제된다. 이 결과, 제1 노즐(400)로부터의 린스액 단독으로 웨이퍼(W)의 전체면에 액막(L)을 형성 가능한 제1 유량보다 적은 제2 유량까지 린스액의 공급 유량을 저감하여도, 액막(L)이 웨이퍼(W)의 전체면을 덮은 상태를 유지할 수 있다. 그 결과, 충분한 린스 처리가 행해지지 않는 것에 의한 파티클의 발생을 억제할 수 있다.
제2 유량에 린스액과 어시스트액의 합계의 공급량은, 제1 유량보다 적은 공급량이기 때문에, 린스액의 비산(예컨대 컵의 외측으로의 비산)을 억제할 수도 있다.
여기서 어시스트액을 이용하여, 웨이퍼(W)의 전체면에 액막(L)을 형성하는 데 필요한 유량을 제1 유량에서 제2 유량으로 저감하는 본 발명이 적용되는 액처리에 이용되는 처리액(제1 처리액)은, 린스액에 한정되지 않는다. 예컨대 이미 서술한 DHF 외에, 웨이퍼(W) 표면의 파티클이나 유기성의 오염 물질을 제거하기 위한 알칼리성의 약액인 SC1액(암모니아와 과산화수소수의 혼합액)이나, 금속 오염의 제거를 행하는 SC2(염산, 과산화수소수 및 순수의 혼합 용액) 등, 각종 약액을 제1 처리액으로 하는 액처리에 대해서도, 본 발명은 적용할 수 있다. 또한, 린스액은 DIW에 한정되지 않는다. 예컨대 암모니아수, 오존수, 탄산수여도 좋다.
또한, 어시스트액으로서 이용되는 제2 처리액에 대해서도 DIW 이외의 액체를 이용하여도 좋다. 예컨대 도 14에는, 제1 노즐(400)로부터 공급되는 제1 처리액이 DIW일 때, 제2 노즐(600)로부터는, 제2 처리액으로서 IPA를 공급하는 예가 기재되어 있다. IPA는 DIW와 혼합 가능하며, 또한, IPA는, DIW보다 표면 장력이 작다. 이 때문에, 제2 노즐(600)의 공급 위치를 중앙부에 근접시켜도, 액막(L)이 웨이퍼(W)의 전체면을 덮은 상태를 유지할 수 있다. 제1 노즐(400)로부터 공급되는 린스액의 유량을 제2 유량보다 적게 하여도, 액막(L)이 웨이퍼(W)의 전체면을 덮은 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 어시스트액이 DIW 때보다 적은 처리액의 사용량으로, 기판의 피처리 영역을 처리액의 액막으로 덮을 수 있다.
또한 어시스트액의 공급을 행하는 제2 노즐(600)은, 회전 이동하는 노즐 아암(62)의 선단부에 마련되어 처리 위치와 후퇴 위치 사이를 이동 가능하게 구성하는 경우에 한정되지 않는다. 예컨대 도 15에 나타내는 바와 같이, 처리 유닛(16) 내에 제2 노즐(600a)을 고정하여 배치하여도 좋다. 도 15의 예에서는, 회수컵(50)의 상면측의 개구부 근방 위치에 제2 노즐(600a)을 고정하고 있다.
이 외에, 제2 노즐(600, 600b)은, 웨이퍼(W)의 주변부의 한 곳에만 어시스트액의 공급을 행하는 경우에 한정되는 것이 아니며, 예컨대 웨이퍼(W)의 원주 방향을 향하여 간격을 두고 복수의 제2 노즐(600, 600b)을 배치하여도 좋다. 또한, 도 8의 단계 S102에 있어서 어시스트액의 공급을 개시할 때와, 이어지는 단계 S103에 있어서, 제1 노즐(400)로부터 공급되는 제1 처리액의 유량을 저감할 때에, 별도의 제2 노즐(600, 600b)을 이용하여, 어시스트액의 공급 위치를 변경하여도 좋다.
그리고, 어시스트액의 공급 개시 후에 조정을 행하는 파라미터는, 제1 처리액의 공급 유량(제1 유량→제2 유량)에만은 한정되지 않는다. 상기 유량 조정에 더하여, 웨이퍼(W)의 회전 속도를 낮게 하여, 처리액의 비산의 발생을 억제하여도 좋다.
이들에 더하여, 제1 노즐(400)로부터 공급되는 제1 처리액에 의해 액막(L)이 형성되는 범위는, 웨이퍼(W)의 전체면이 아니어도 좋다. 예컨대 제1 처리액에 의한 피처리 영역이 웨이퍼(W)의 외주단보다 내측으로 떨어진 위치에 형성되어 있는 경우에는, 피처리 영역보다 외방측의 영역은 반드시 액막(L)으로 덮힌 상태가 되지 않아도 좋다. 이 경우에는, 제2 노즐(600, 600b)은, 제1 유량으로 공급되어, 피처리 영역을 덮은 액막(L)의 주변부에 어시스트액을 공급하도록, 어시스트액의 공급 위치가 설정된다.
제1 처리액에 의해 처리되는 기판의 종류에 대해서도 원형의 반도체 웨이퍼에 한정되는 것이 아니다. 예컨대 플랫 패널 디스플레이용의 각형(角型)의 유리 기판의 액처리를 행하는 처리 유닛(16)에 대해서도 본 발명은 적용할 수 있다. 이 경우에는, 중심으로부터 단부까지의 직경 방향의 치수가 변화하는 각형 기판의 전체면에 제1 처리액의 액막(L)을 형성하기 위해, 예컨대 각형 기판의 형상에 대응한 오목부를 구비한 원판 형상의 홀더에 각형 기판을 수용하고, 도 9∼도 11에 나타낸 방법을 이용하여 액처리를 행하여도 좋다.
[실시예]
(실험) 연직 축선을 중심으로 회전하는 웨이퍼(W)의 표면에 DIW를 공급하여, 웨이퍼(W)의 표면에 확장되는 액막(L)의 상태를 관찰하였다. 또한 구체적인 파라미터의 개시를 피하는 취지로, 실험 조건은 소정의 범위 내의 값으로서 나타내고 있다.
A. 실험 조건
(참고예 1) 직경 300 ㎜의 웨이퍼(W)를 500 rpm∼1500 rpm의 범위의 회전 속도(N)[rpm]로 회전시키고, 제1 노즐(400)로부터 1.0 L/분∼1.5 L/분의 범위 내의 제2 유량(F2)으로 제1 처리액인 DIW를 공급하였다. 그런 후, 웨이퍼(W)의 표면에 형성된 액막(L)의 주변부에, 제2 노즐(600)로부터 0.1 L/분∼0.5 L/분의 범위 내의 유량(FA)으로 어시스트액(제2 처리액)인 DIW를 공급하였다. 그리고, 제1 노즐(400),제2 노즐(600)로부터의 DIW의 공급을 계속하면서, 제2 노즐(600)로부터 어시스트액이 공급되는 위치를, 웨이퍼(W)의 주변부까지 직경 방향으로 이동시켰다. 웨이퍼(W)와 DIW의 접촉각은 90°이다.
(비교예 1) 참고예 1에 있어서, 제2 노즐(600)로부터의 어시스트액의 공급을 행하지 않았다.
(비교예 2) 회전 속도 및 DIW의 접촉각이 참고예 1과 동일한 조건의 웨이퍼(W)에 대하여, 웨이퍼(W)의 중앙부, 주변부, 및 이들 중앙부와 주변부 사이의 위치의 세 곳을 향하여, 3개의 제1 노즐(400)로부터, 유량(F2)/3 씩[합계 유량은 제2 유량(F2)과 같음] DIW를 공급하였다.
B. 실험 결과
참고예 1의 결과를 도 16, 도 17에 나타내고, 비교예 1, 2의 결과를 각각 도 18, 도 19에 나타낸다. 이들 도면은, 웨이퍼(W)에 DIW를 공급하였을 때에 액막(L)이 형성되는 영역을 모식적으로 나타내고 있다.
제1 노즐(400)로부터 단독으로 제2 유량(F2)의 DIW를 공급하였을 때, 웨이퍼(W)에는 중앙부측의 영역에만 액막(L)이 형성되었다. 이 액막(L)의 주변부에 제2 노즐(600)로부터 유량(FA)의 DIW를 어시스트액으로서 공급하고(도 16), 제2 노즐(600)을 웨이퍼(W)의 직경 방향 외측을 향하여 이동시킨 바, 제1 노즐(400)로부터의 DIW의 공급량을 늘리지 않아도, 웨이퍼(W)의 전체면이 액막(L)에 의해 덮힌 상태가 되었다(도 17).
도 16, 도 17에 나타낸 참고예 1의 결과에 따르면, 웨이퍼(W)의 전체면에 DIW의 액막(L)을 형성하는 데 충분한 제1 유량(F1)의 DIW를 제1 노즐(400) 단독으로 공급한 후, 웨이퍼(W)의 주변부[액막(L)의 주변부]에 제2 노즐(600)로부터 어시스트액을 공급함으로써, 제1 노즐(400)로부터 공급되는 DIW를 제2 유량(F2)까지 저감하여도, 웨이퍼(W)의 전체면에 액막(L)이 형성된 상태를 유지할 수 있는 것을 알 수 있다.
이에 대하여 도 18의 비교예 1에 나타내는 바와 같이, 제1 노즐(400)로부터 제2 유량(F2)의 DIW를 공급하는 것만으로는, 웨이퍼(W)의 전체면은 액막(L)으로 덮힌 상태는 되지 않았다. 또한, 도 19의 비교예 2에 나타내는 바와 같이, DIW의 공급 개시 당초부터, 웨이퍼(W)의 직경 방향의 떨어진 위치로 분산하여 공급하여도, 외방측에 공급된 DIW가 내측의 액막(L)을 끌어당기는 작용은 보이지 않고, 외방측의 2개의 제1 노즐(400)로부터 공급된 DIW는, 웨이퍼(W)의 회전 방향을 따라 줄무늬 형상으로 신장하는 선을 그릴 뿐이었다.
이들 비교예 1, 2의 결과로부터, 액처리의 개시 당초부터 웨이퍼(W)의 중앙부에 제2 유량(F2)의 제1 처리액을 공급하고, 웨이퍼(W)의 주변부에 유량(FA)의 어시스트액(제2 처리액)을 공급하여도, 제1 처리액의 액막(L)을 웨이퍼(W)의 전체면에 확장시키는 작용은 얻을 수 없는 것을 알 수 있다. 제1 유량(F1)으로 제1 처리액을 공급하여, 웨이퍼(W)의 전체면에 액막(L)이 형성되어 있을 때에 어시스트액을 공급하는 도 9∼도 11의 조작을 행함으로써, 제1 처리액의 공급량을 제2 유량(F2)으로 저감할 수 있다고 할 수 있다.
W 웨이퍼
L, L' 액막
1 기판 처리 시스템
16 처리 유닛
18 제어부
30 기판 유지 기구
31 유지부
40 처리 유체 공급부
400 제1 노즐
60 제2 처리액 공급부
600, 600a 제2 노즐

Claims (21)

  1. 기판을 수평 자세로 유지하여 연직 축선을 중심으로 회전시키는 기판 유지부에 의해 상기 기판을 회전시키면서, 상기 기판의 중앙부에, 제1 노즐에 의해 제1 처리액을 제1 유량으로 공급하는 것과,
    상기 기판 중앙부에 상기 제1 처리액을 제1 유량으로 공급하면서, 상기 기판의 중앙부와 외주단 사이에 제2 노즐에 의해 제2 처리액을 공급하는 것과,
    그 후, 전체면에 액막이 형성되어 있는 상기 기판에, 상기 제2 노즐에 의해 상기 제2 처리액의 공급을 행하면서, 상기 제1 노즐로부터 공급되는 제1 처리액의 유량을, 상기 제1 유량보다 적은 제2 유량으로 변경하여, 상기 기판 전체면의 액막 형성을 계속하는 것을 포함하고,
    상기 제1 유량은, 상기 제2 처리액의 공급이 없는 상태에서, 기판 전체면에 액막을 형성할 수 있는 유량이고,
    상기 제2 유량은, 상기 제2 처리액의 공급이 없는 상태에서, 기판 전체면에 액막을 형성할 수 없는 유량인 것인 기판 액처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판 중앙부에 상기 제1 처리액을 상기 제1 유량으로 공급하면서, 상기 기판의 중앙부와 외주단 사이에 상기 제2 노즐에 의해 상기 제2 처리액을 공급할 때의, 상기 제2 처리액의 공급 위치는, 상기 제2 처리액이 기판에 공급되고 있지 않은 조건 하에서, 기판에 상기 제1 처리액을 상기 제2 유량으로 공급하였을 때에 형성되는 액막의 외주단을 덮는 위치인 것인 기판 액처리 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 처리액은, 상기 제1 처리액과 혼합 가능한 것인 기판 액처리 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 처리액 및 제2 처리액은, 순수인 것인 기판 액처리 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2 처리액은, 상기 제1 처리액보다 표면 장력이 낮은 것인 기판 액처리 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 처리액은 순수이며, 상기 제2 처리액은 이소프로필알코올인 것인 기판 액처리 방법.
  7. 기판을 수평 자세로 유지하여 연직 축선을 중심으로 회전시키는 기판 유지부에 의해 상기 기판을 회전시키면서, 상기 기판의 중앙부에, 제1 노즐에 의해 제1 처리액을 제1 유량으로 공급하는 것과,
    상기 기판 중앙부에 상기 제1 처리액을 제1 유량으로 공급하면서, 상기 기판의 중앙부와 외주단 사이에 제2 노즐에 의해 제2 처리액을 공급하는 것과,
    그 후, 전체면에 액막이 형성되어 있는 상기 기판에, 상기 제2 노즐에 의해 상기 제2 처리액의 공급을 행하면서, 상기 제1 노즐로부터 공급되는 제1 처리액의 유량을, 상기 제1 유량보다 적은 제2 유량으로 변경하여, 상기 기판 전체면의 액막 형성을 계속하는 것을 포함하고,
    상기 제2 유량과 제2 처리액의 공급 유량과의 합계의 유량은, 상기 제1 유량보다 적은 것인 기판 액처리 방법.
  8. 기판을 수평 자세로 유지하여 연직 축선을 중심으로 회전시키는 기판 유지부에 의해 상기 기판을 회전시키면서, 상기 기판의 중앙부에, 제1 노즐에 의해 제1 처리액을 제1 유량으로 공급하는 것과,
    상기 기판 중앙부에 상기 제1 처리액을 제1 유량으로 공급하면서, 상기 기판의 중앙부와 외주단 사이에 제2 노즐에 의해 제2 처리액을 공급하는 것과,
    그 후, 전체면에 액막이 형성되어 있는 상기 기판에, 상기 제2 노즐에 의해 상기 제2 처리액의 공급을 행하면서, 상기 제1 노즐로부터 공급되는 제1 처리액의 유량을, 상기 제1 유량보다 적은 제2 유량으로 변경하여, 상기 기판 전체면의 액막 형성을 계속하는 것을 포함하고,
    상기 제2 처리액은, 상기 연직 축선을 중심으로 기판과 같은 방향으로 회전하는 회전원의 상류측으로부터 하류측을 향하여, 상기 회전원의 접선 방향을 따라 공급되고, 측면측에서 바라본 상기 공급 방향과, 기판의 표면이 이루는 각도(θ2)가 5°이상, 15°이하의 범위 내가 되도록 상기 기판에 공급되는 것인 기판 액처리 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 처리액은, 상기 회전원의 직경 방향 내측으로부터 외측을 향하여 공급되며, 상면에서 바라본 상기 제2 처리액의 공급 방향과, 상기 접선 방향이 이루는 각도(θ1)가 0°이상, 45°이하의 범위 내가 되도록, 상기 기판에 공급되는 것인 기판 액처리 방법.
  10. 기판을 수평 자세로 유지하여 연직 축선을 중심으로 회전시키는 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부에 유지된 기판의 중앙부에 제1 처리액을 공급하는 제1 노즐과,
    상기 기판의 중앙부와 주단부(周端部)의 사이에, 제2 처리액을 공급하는 제2 노즐과,
    상기 제1 노즐로부터의 상기 제1 처리액의 공급 개시와 정지 및, 상기 제2 노즐로부터의 상기 제2 처리액의 공급 개시와 정지를 제어하는 제어부
    를 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 노즐로부터, 회전하는 기판의 중앙부에, 상기 제1 처리액을 제1 유량으로 공급하는 것과, 상기 제2 노즐로부터, 상기 제2 처리액을 공급하는 것과,
    다음에, 전체면에 액막이 형성되어 있는 상기 기판에, 상기 제2 처리액의 공급을 행하면서, 상기 제1 노즐로부터 상기 기판의 중앙부에의 제1 처리액의 공급 유량을 상기 제1 유량보다 적은 제2 유량으로 전환하는 것
    을 실행시키고,
    상기 제1 유량은, 상기 제2 처리액의 공급이 없는 상태에서, 기판 전체면에 액막을 형성할 수 있는 유량이고,
    상기 제2 유량은, 상기 제2 처리액의 공급이 없는 상태에서, 기판 전체면에 액막을 형성할 수 없는 유량인 것인 기판 액처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 기판 중앙부에 상기 제1 처리액을 상기 제1 유량으로 공급하면서, 상기 기판의 중앙부와 외주단 사이에 상기 제2 노즐에 의해 상기 제2 처리액을 공급할 때의, 상기 제2 처리액의 공급 위치는, 상기 제2 처리액이 기판에 공급되고 있지 않은 조건 하에서, 기판에 상기 제1 처리액을 상기 제2 유량으로 공급하였을 때에 형성되는 액막의 외주단을 덮는 위치인 것인 기판 액처리 장치.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 제2 처리액은, 상기 제1 처리액과 혼합 가능한 것인 기판 액처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 처리액 및 제2 처리액은, 순수인 것인 기판 액처리 장치.
  14. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 제2 처리액은, 상기 제1 처리액보다 표면 장력이 낮은 것인 기판 액처리 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제1 처리액은 순수이며, 상기 제2 처리액은 이소프로필알코올인 것인 기판 액처리 장치.
  16. 기판을 수평 자세로 유지하여 연직 축선을 중심으로 회전시키는 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부에 유지된 기판의 중앙부에 제1 처리액을 공급하는 제1 노즐과,
    상기 기판의 중앙부와 주단부(周端部)의 사이에, 제2 처리액을 공급하는 제2 노즐과,
    상기 제1 노즐로부터의 상기 제1 처리액의 공급 개시와 정지 및, 상기 제2 노즐로부터의 상기 제2 처리액의 공급 개시와 정지를 제어하는 제어부
    를 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 노즐로부터, 회전하는 기판의 중앙부에, 상기 제1 처리액을 제1 유량으로 공급하는 것과, 상기 제2 노즐로부터, 상기 제2 처리액을 공급하는 것과,
    다음에, 전체면에 액막이 형성되어 있는 상기 기판에, 상기 제2 처리액의 공급을 행하면서, 상기 제1 노즐로부터 상기 기판의 중앙부에의 제1 처리액의 공급 유량을 상기 제1 유량보다 적은 제2 유량으로 전환하는 것
    을 실행시키고,
    상기 제2 유량과 제2 노즐로부터의 제2 처리액의 공급 유량과의 합계의 유량은, 상기 제1 유량보다 적은 것인 기판 액처리 장치.
  17. 기판을 수평 자세로 유지하여 연직 축선을 중심으로 회전시키는 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부에 유지된 기판의 중앙부에 제1 처리액을 공급하는 제1 노즐과,
    상기 기판의 중앙부와 주단부(周端部)의 사이에, 제2 처리액을 공급하는 제2 노즐과,
    상기 제1 노즐로부터의 상기 제1 처리액의 공급 개시와 정지 및, 상기 제2 노즐로부터의 상기 제2 처리액의 공급 개시와 정지를 제어하는 제어부
    를 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 노즐로부터, 회전하는 기판의 중앙부에, 상기 제1 처리액을 제1 유량으로 공급하는 것과, 상기 제2 노즐로부터, 상기 제2 처리액을 공급하는 것과,
    다음에, 전체면에 액막이 형성되어 있는 상기 기판에, 상기 제2 처리액의 공급을 행하면서, 상기 제1 노즐로부터 상기 기판의 중앙부에의 제1 처리액의 공급 유량을 상기 제1 유량보다 적은 제2 유량으로 전환하는 것
    을 실행시키고,
    상기 제2 노즐은, 상기 연직 축선을 중심으로 기판과 같은 방향으로 회전하는 회전원의 상류측으로부터 하류측을 향하여, 상기 회전원의 접선 방향을 따라, 측면측에서 바라본 상기 제2 처리액의 토출 방향과, 기판의 표면이 이루는 각도(θ2)가 5°이상, 15°이하의 범위 내가 되도록 배치되어 있는 것인 기판 액처리 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제2 노즐은, 상기 회전원의 직경 방향 내측으로부터 외측으로 제2 처리액을 토출하며, 상면에서 바라본 상기 제2 처리액의 토출 방향과, 상기 접선 방향이 이루는 각도(θ1)가 0°이상, 45°이하의 범위 내가 되도록 배치되어 있는 것인 기판 액처리 장치.
  19. 수평 자세로 연직 축선을 중심으로 회전하는 기판에 제1 처리액을 공급하여 기판의 액처리를 행하는 기판 액처리 장치에 이용되는 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체로서,
    상기 컴퓨터 프로그램은, 제1항에 기재된 기판 액처리 방법을 실행시키도록 스텝이 짜여져 있는 것인 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체.
  20. 삭제
  21. 삭제
KR1020150130594A 2014-09-25 2015-09-15 기판 액처리 방법, 기판 액처리 장치, 및 기억 매체 KR102412247B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014195493A JP6341035B2 (ja) 2014-09-25 2014-09-25 基板液処理方法、基板液処理装置、及び記憶媒体
JPJP-P-2014-195493 2014-09-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160036488A KR20160036488A (ko) 2016-04-04
KR102412247B1 true KR102412247B1 (ko) 2022-06-24

Family

ID=55585250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150130594A KR102412247B1 (ko) 2014-09-25 2015-09-15 기판 액처리 방법, 기판 액처리 장치, 및 기억 매체

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9865483B2 (ko)
JP (1) JP6341035B2 (ko)
KR (1) KR102412247B1 (ko)
TW (1) TWI626676B (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6765878B2 (ja) * 2016-07-06 2020-10-07 東京エレクトロン株式会社 基板液処理方法及び基板液処理装置
JP6815799B2 (ja) * 2016-09-13 2021-01-20 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理方法
TW201828356A (zh) * 2016-10-26 2018-08-01 日商東京威力科創股份有限公司 液體處理方法及液體處理裝置
TWI770115B (zh) * 2017-02-06 2022-07-11 新加坡商平面半導體公司 加工汙水之去除
CN110622290B (zh) * 2017-02-06 2023-11-07 平面半导体公司 亚纳米级基板清洁机构
KR102226084B1 (ko) 2017-02-06 2021-03-09 플레이너 세미컨덕터, 인크. 나노미터 미만 수준 광-기반 기판 세정 메커니즘
KR102134261B1 (ko) * 2018-10-25 2020-07-16 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JP7197376B2 (ja) * 2019-01-17 2022-12-27 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法及び基板処理装置
JP7265874B2 (ja) * 2019-01-28 2023-04-27 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法および基板処理装置
CN110335835B (zh) * 2019-06-06 2021-07-16 上海中欣晶圆半导体科技有限公司 利用二段式石英喷嘴清洗硅片的装置及方法
JP7507009B2 (ja) 2020-05-26 2024-06-27 株式会社プレテック 基板エッチング装置
KR102583342B1 (ko) 2020-10-22 2023-09-26 세메스 주식회사 기판 처리 장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009295910A (ja) * 2008-06-09 2009-12-17 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2708495B2 (ja) 1988-09-19 1998-02-04 株式会社日立製作所 半導体冷却装置
JP3395696B2 (ja) * 1999-03-15 2003-04-14 日本電気株式会社 ウェハ処理装置およびウェハ処理方法
JP4312997B2 (ja) * 2002-06-04 2009-08-12 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法及びノズル
US20060286804A1 (en) 2005-06-15 2006-12-21 Chuan-Yi Wu Method for forming patterned material layer
JP2007088381A (ja) 2005-09-26 2007-04-05 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置および基板処理方法
JP4762098B2 (ja) * 2006-09-28 2011-08-31 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理装置および基板処理方法
JP4901650B2 (ja) 2007-08-31 2012-03-21 東京エレクトロン株式会社 液処理装置、液処理方法および記憶媒体
JP4949338B2 (ja) 2008-08-06 2012-06-06 東京エレクトロン株式会社 液処理装置
JP4788785B2 (ja) 2009-02-06 2011-10-05 東京エレクトロン株式会社 現像装置、現像処理方法及び記憶媒体
JP5003774B2 (ja) 2010-02-15 2012-08-15 東京エレクトロン株式会社 現像装置、現像方法及び記憶媒体
JP5797532B2 (ja) 2011-02-24 2015-10-21 東京エレクトロン株式会社 有機溶剤を含有する現像液を用いた現像処理方法及び現像処理装置
JP2013214737A (ja) * 2012-03-09 2013-10-17 Ebara Corp 基板処理方法及び基板処理装置
JP6223839B2 (ja) * 2013-03-15 2017-11-01 東京エレクトロン株式会社 基板液処理方法、基板液処理装置および記憶媒体

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009295910A (ja) * 2008-06-09 2009-12-17 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20160093517A1 (en) 2016-03-31
TWI626676B (zh) 2018-06-11
KR20160036488A (ko) 2016-04-04
JP2016066740A (ja) 2016-04-28
TW201624532A (zh) 2016-07-01
US9865483B2 (en) 2018-01-09
JP6341035B2 (ja) 2018-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102412247B1 (ko) 기판 액처리 방법, 기판 액처리 장치, 및 기억 매체
KR100855279B1 (ko) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
JP4767138B2 (ja) 基板処理装置、液膜凍結方法および基板処理方法
KR102381781B1 (ko) 기판 처리 장치
JP6454245B2 (ja) 基板液処理方法及び基板液処理装置並びに基板液処理プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
JP5693439B2 (ja) 基板処理装置、基板処理方法および記憶媒体
US9764345B2 (en) Substrate processing apparatus and nozzle cleaning method
KR102603021B1 (ko) 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기억 매체
JP5693438B2 (ja) 基板処理装置、基板処理方法および記憶媒体
JP7197376B2 (ja) 基板処理方法及び基板処理装置
JP6301281B2 (ja) 基板液処理方法、基板液処理装置および記憶媒体
KR102493554B1 (ko) 기판 처리 방법, 기판 처리 장치 및 기억 매체
KR20180098656A (ko) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
KR20110138148A (ko) 액처리 장치, 액처리 방법 및 기억 매체
KR102664177B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JP5747842B2 (ja) 液処理装置、液処理方法及び記憶媒体
JP6400766B2 (ja) 液処理方法、液処理装置および記憶媒体
JP6117041B2 (ja) 液処理方法、液処理装置および記憶媒体
KR20220167220A (ko) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
JP2019057600A (ja) 基板処理方法および基板処理装置
JP7249880B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
JP2018129476A (ja) 基板処理装置
JP5726636B2 (ja) 液処理装置、液処理方法
KR102408472B1 (ko) 기판액 처리 방법 및 기판액 처리 장치
JP2009081370A (ja) 基板洗浄方法および基板洗浄装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant