KR102414348B1 - 기판 액처리 장치, 기판 액처리 방법 및 기억 매체 - Google Patents

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

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Abstract

본 발명은, 인산 수용액의 농도를 변화시키지 않고, 인산 수용액의 비등 상태를 일정하게 유지하여, 에칭 균일성을 도모하는 것을 목적으로 한다.
기판 액처리 장치(1)는 액처리부(39)와, 처리액 순환 라인(42)과, 액처리부(39)의 처리조(34)에 설치된 비등 상태 검출부(70)를 갖는다. 비등 상태 검출부(70)로부터의 신호에 기초하여 제어부(7)는, 처리액 순환 라인(42)의 공급 펌프(51)를 제어하고, 공급되는 유로 내의 인산 수용액의 압력을 조정하여 인산 수용액의 비등 상태를 원하는 상태로 조정한다.

Description

기판 액처리 장치, 기판 액처리 방법 및 기억 매체{SUBSTRATE LIQUID PROCESSING APPARATUS, SUBSTRATE LIQUID PROCESSING METHOD, AND STORAGE MEDIUM}
본 발명은, 처리액을 이용하여 기판을 액처리하는 기판 액처리 장치, 기판 액처리 방법 및 기억 매체에 관한 것이다.
반도체 부품이나 플랫 패널 디스플레이 등을 제조할 때에는, 기판 액처리 장치를 이용하여 반도체 웨이퍼나 액정 기판 등의 기판에 대하여 에칭액 등의 처리액을 이용하여 에칭 등의 처리를 행한다.
예컨대, 특허문헌 1에 개시된 기판 액처리 장치에서는, 처리조에 저류한 처리액(에칭액: 인산 수용액)에 기판을 침지시켜, 기판의 표면에 형성한 실리콘 질화막을 에칭하는 처리를 행한다.
이 기판 액처리 장치에서는, 처리액으로서 인산을 순수로 미리 정해진 농도로 희석한 인산 수용액을 이용하고 있다. 그리고, 기판 액처리 장치에서는, 인산 수용액을 미리 정해진 농도와 미리 정해진 온도로 가열하여 비등(沸騰)시켜 에칭 처리를 행한다.
그러나, 이것만으로는 에칭 균일성을 확보하기가 어려워 에칭 균일성이라는 면에서는 개선이 필요하다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2013-93478호 공보
본 발명은 이러한 점을 고려하여 이루어진 것으로, 인산 수용액의 처리에 있어서, 에칭 균일성의 향상을 도모할 수 있는 기판 액처리 장치, 기판 액처리 방법 및 기억 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 인산 수용액으로 이루어진 처리액 및 기판을 수납하고, 상기 처리액을 이용하여 상기 기판을 처리하는 액처리부와, 상기 액처리부에 대하여 상기 처리액을 공급하는 공급 펌프를 포함하는 처리액 공급부와, 상기 액처리부에 설치되고, 상기 처리액의 비등 상태를 검출하는 비등 상태 검출부와, 상기 비등 상태 검출부로부터의 신호에 기초하여 상기 공급 펌프를 제어하여 상기 처리액 공급부로부터 상기 액처리부로 공급되는 유로 내의 처리액의 압력을 조정하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 기판 액처리 장치이다.
본 발명은, 인산 수용액으로 이루어진 처리액 및 기판을 수납하는 액처리부에 있어서, 상기 처리액을 이용하여 상기 기판을 처리하는 공정과, 상기 액처리부에 대하여 공급 펌프를 포함하는 처리액 공급부에 의해 처리액을 공급하는 공정과, 상기 액처리부에 설치되고, 상기 처리액의 비등 상태를 비등 상태 검출부에 의해 검출하는 공정과, 상기 비등 상태 검출부로부터의 신호에 기초하여 상기 공급 펌프를 제어부에 의해 제어하여 상기 처리액 공급부로부터 상기 액처리부로 공급되는 유로 내의 처리액의 압력을 조정하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 기판 액처리 방법이다.
본 발명은, 컴퓨터에 기판 액처리 방법을 실행시키기 위한 기억 매체에 있어서, 상기 기판 액처리 방법은, 인산 수용액으로 이루어진 처리액 및 기판을 수납하는 액처리부에 있어서, 상기 처리액을 이용하여 상기 기판을 처리하는 공정과, 상기 액처리부에 대하여 공급 펌프를 포함하는 처리액 공급부에 의해 처리액을 공급하는 공정과, 상기 액처리부에 설치되고, 상기 처리액의 비등 상태를 비등 상태 검출부에 의해 검출하는 공정과, 상기 비등 상태 검출부로부터의 신호에 기초하여 상기 공급 펌프를 제어부에 의해 제어하여 상기 처리액 공급부로부터 상기 액처리부로 공급되는 유로 내의 처리액의 압력을 조정하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 기판 액처리 방법이다.
본 발명에 따르면, 인산 수용액의 농도를 변화시키지 않고, 인산 수용액의 비등 상태를 원하는 상태로 조정함으로써, 에칭 균일성을 도모할 수 있다.
도 1은 기판 액처리 시스템 전체를 도시한 평면도.
도 2는 기판 액처리 장치를 도시한 측면도.
도 3은 기판 액처리 장치를 도시한 평면도.
도 4의 (a), (b)는 인산 수용액의 비등 상태를 도시한 도면.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서, 도 1 내지 도 4에 의해 설명한다. 우선 본 발명에 따른 기판 액처리 장치(1)가 내장된 기판 액처리 시스템(1A) 전체에 대해서 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기판 액처리 시스템(1A)은, 캐리어 반입출부(2)와, 로트 형성부(3)와, 로트 배치부(4)와, 로트 반송부(5)와, 로트 처리부(6)와, 제어부(7)를 갖는다.
이 중 캐리어 반입출부(2)는, 복수장(예컨대, 25장)의 기판(실리콘 웨이퍼)(8)을 수평 자세로 상하로 나란히 수용한 캐리어(9)의 반입 및 반출을 행한다.
이 캐리어 반입출부(2)에는, 복수개의 캐리어(9)를 배치하는 캐리어 스테이지(10)와, 캐리어(9)의 반송을 행하는 캐리어 반송 기구(11)와, 캐리어(9)를 일시적으로 보관하는 캐리어 스톡(12, 13)과, 캐리어(9)를 배치하는 캐리어 배치대(14)가 설치되어 있다. 여기서, 캐리어 스톡(12)은, 제품이 되는 기판(8)을 로트 처리부(6)에서 처리하기 전에 일시적으로 보관한다. 또한, 캐리어 스톡(13)은, 제품이 되는 기판(8)을 로트 처리부(6)에서 처리한 후에 일시적으로 보관한다.
그리고, 캐리어 반입출부(2)는, 외부로부터 캐리어 스테이지(10)로 반입된 캐리어(9)를 캐리어 반송 기구(11)를 이용하여 캐리어 스톡(12)이나 캐리어 배치대(14)로 반송한다. 또한, 캐리어 반입출부(2)는, 캐리어 배치대(14)에 배치된 캐리어(9)를 캐리어 반송 기구(11)를 이용하여 캐리어 스톡(13)이나 캐리어 스테이지(10)로 반송한다. 캐리어 스테이지(10)로 반송된 캐리어(9)는, 외부로 반출된다.
로트 형성부(3)는, 1 또는 복수의 캐리어(9)에 수용된 기판(8)을 조합하여 동시에 처리되는 복수장(예컨대, 50장)의 기판(8)으로 이루어진 로트를 형성한다. 또한, 로트를 형성할 때에는, 기판(8)의 표면에 패턴이 형성되어 있는 면을 서로 대향하도록 로트를 형성하여도 좋고, 또한, 기판(8)의 표면에 패턴이 형성되어 있는 면이 전부 한쪽을 향하도록 로트를 형성하여도 좋다.
이 로트 형성부(3)에는, 복수장의 기판(8)을 반송하는 기판 반송 기구(15)가 설치되어 있다. 또한, 기판 반송 기구(15)는, 기판(8)의 반송 도중에서 기판(8)의 자세를 수평 자세에서 수직 자세 및 수직 자세에서 수평 자세로 변경시킬 수 있다.
그리고, 로트 형성부(3)는, 캐리어 배치대(14)에 배치된 캐리어(9)로부터 기판 반송 기구(15)를 이용하여 기판(8)을 로트 배치부(4)로 반송하고, 로트를 형성하는 기판(8)을 로트 배치부(4)에 배치한다. 또한, 로트 형성부(3)는, 로트 배치부(4)에 배치된 로트를 기판 반송 기구(15)에 의해 캐리어 배치대(14)에 배치된 캐리어(9)로 반송한다. 또한, 기판 반송 기구(15)는, 복수장의 기판(8)을 지지하기 위한 기판 지지부로서, 처리전(로트 반송부(5)에 의해 반송되기 전)의 기판(8)을 지지하는 처리전 기판 지지부와, 처리후(로트 반송부(5)에 의해 반송된 후)의 기판(8)을 지지하는 처리후 기판 지지부의 2종류를 갖고 있다. 이에 따라, 처리전의 기판(8) 등에 부착된 파티클 등이 처리후의 기판(8) 등에 전착되는 것을 방지한다.
로트 배치부(4)는, 로트 반송부(5)에 의해 로트 형성부(3)와 로트 처리부(6) 사이에서 반송되는 로트를 로트 배치대(16)에서 일시적으로 배치(대기)한다.
이 로트 배치부(4)에는, 처리전(로트 반송부(5)에 의해 반송되기 전)의 로트를 배치하는 반입측 로트 배치대(17)와, 처리후(로트 반송부(5)에 의해 반송된 후)의 로트를 배치하는 반출측 로트 배치대(18)가 설치되어 있다. 반입측 로트 배치대(17) 및 반출측 로트 배치대(18)에는, 1로트분의 복수장의 기판(8)이 수직 자세로 전후로 나란히 배치된다.
그리고, 로트 배치부(4)에서는, 로트 형성부(3)에 의해 형성한 로트가 반입측 로트 배치대(17)에 배치되고, 그 로트가 로트 반송부(5)를 통해 로트 처리부(6)로 반입된다. 또한, 로트 배치부(4)에서는, 로트 처리부(6)로부터 로트 반송부(5)를 통해 반출된 로트가 반출측 로트 배치대(18)에 배치되고, 그 로트가 로트 형성부(3)로 반송된다.
로트 반송부(5)는, 로트 배치부(4)와 로트 처리부(6) 사이나 로트 처리부(6)의 내부 사이에서 로트의 반송을 행한다.
이 로트 반송부(5)에는, 로트의 반송을 행하는 로트 반송 기구(19)가 설치되어 있다. 로트 반송 기구(19)는, 로트 배치부(4)와 로트 처리부(6)를 따라 배치한 레일(20)과, 복수장의 기판(8)을 유지하면서 레일(20)을 따라 이동하는 이동체(21)로 구성한다. 이동체(21)에는, 수직 자세로 전후로 늘어선 복수장의 기판(8)을 유지하는 기판 유지체(22)가 진퇴 가능하게 설치되어 있다.
그리고, 로트 반송부(5)는, 반입측 로트 배치대(17)에 배치된 로트를 로트 반송 기구(19)의 기판 유지체(22)에서 수취하고, 그 로트를 로트 처리부(6)로 전달한다. 또한, 로트 반송부(5)는, 로트 처리부(6)에서 처리된 로트를 로트 반송 기구(19)의 기판 유지체(22)에서 수취하고, 그 로트를 반출측 로트 배치대(18)로 전달한다. 또한, 로트 반송부(5)는, 로트 반송 기구(19)를 이용하여 로트 처리부(6)의 내부에서 로트의 반송을 행한다.
로트 처리부(6)는, 수직 자세로 전후로 늘어선 복수장의 기판(8)을 1 로트로 하여 에칭이나 세정이나 건조 등의 처리를 행한다.
이 로트 처리부(6)에는, 기판(8)의 건조 처리를 행하는 건조 처리 장치(23)와, 기판 유지체(22)의 세정 처리를 행하는 기판 유지체 세정 처리 장치(24)와, 기판(8)의 세정 처리를 행하는 세정 처리 장치(25)와, 기판(8)의 에칭 처리를 행하는 2대의 본 발명에 따른 에칭 처리 장치(기판 액처리 장치)(1)가 나란히 설치되어 있다.
건조 처리 장치(23)는, 처리조(27)와, 처리조(27)에 승강 가능하게 설치된 기판 승강 기구(28)를 갖는다. 처리조(27)에는, 건조용의 처리 가스(IPA(이소프로필알코올) 등)가 공급된다. 기판 승강 기구(28)에는, 1로트분의 복수장의 기판(8)이 수직 자세로 전후로 나란히 유지된다. 건조 처리 장치(23)는, 로트 반송 기구(19)의 기판 유지체(22)로부터 로트를 기판 승강 기구(28)에 의해 수취하고, 기판 승강 기구(28)로 그 로트를 승강시킴으로써 처리조(27)에 공급한 건조용의 처리 가스로 기판(8)의 건조 처리를 행한다. 또한, 건조 처리 장치(23)는, 기판 승강 기구(28)로부터 로트 반송 기구(19)의 기판 유지체(22)로 로트를 전달한다.
기판 유지체 세정 처리 장치(24)는, 처리조(29)를 가지며, 이 처리조(29)에 세정용 처리액 및 건조 가스를 공급할 수 있도록 되어 있고, 로트 반송 기구(19)의 기판 유지체(22)에 세정용 처리액을 공급한 후, 건조 가스를 공급함으로써 기판 유지체(22)의 세정 처리를 행한다.
세정 처리 장치(25)는, 세정용 처리조(30)와 린스용 처리조(31)를 가지며, 각 처리조(30, 31)에 기판 승강 기구(32, 33)를 승강 가능하게 설치하고 있다. 세정용 처리조(30)에는, 세정용 처리액(SC-1 등)이 저류된다. 린스용 처리조(31)에는, 린스용 처리액(순수 등)이 저류된다.
에칭 처리 장치(1)는, 에칭용 처리조(34)와 린스용 처리조(35)를 가지며, 각 처리조(34, 35)에 기판 승강 기구(36, 37)가 승강 가능하게 설치되어 있다. 에칭용 처리조(34)에는, 에칭용 처리액(인산 수용액)이 저류된다. 린스용 처리조(35)에는, 린스용 처리액(순수 등)이 저류된다. 전술한 바와 같이, 에칭 처리 장치(1)는 본 발명에 따른 기판 액처리 장치를 구성한다.
이들 세정 처리 장치(25)와 에칭 처리 장치(1)는, 동일한 구성으로 되어 있다. 이 중, 에칭 처리 장치(기판 액처리 장치)(1)에 대해서 설명하면, 기판 승강 기구(36)에는, 1로트분의 복수장의 기판(8)이 수직 자세로 전후로 나란히 유지된다. 에칭 처리 장치(1)에 있어서, 로트 반송 기구(19)의 기판 유지체(22)로부터 로트를 기판 승강 기구(36)에 의해 수취하고, 기판 승강 기구(36)로 그 로트를 승강시킴으로써 로트를 처리조(34)의 에칭용 처리액에 침지시켜 기판(8)의 에칭 처리를 행한다. 그 후, 에칭 처리 장치(1)는, 기판 승강 기구(36)로부터 로트 반송 기구(19)의 기판 유지체(22)로 로트를 전달한다. 또한, 로트 반송 기구(19)의 기판 유지체(22)로부터 로트를 기판 승강 기구(37)에 의해 수취하고, 기판 승강 기구(37)로 그 로트를 승강시킴으로써 로트를 처리조(35)의 린스용 처리액에 침지시켜 기판(8)의 린스 처리를 행한다. 그 후, 기판 승강 기구(37)로부터 로트 반송 기구(19)의 기판 유지체(22)로 로트를 전달한다.
제어부(7)는, 기판 액처리 시스템(1A)의 각부(캐리어 반입출부(2), 로트 형성부(3), 로트 배치부(4), 로트 반송부(5), 로트 처리부(6), 에칭 처리 장치(1))의 동작을 제어한다.
이 제어부(7)는, 예컨대 컴퓨터로 이루어지고, 컴퓨터로 판독 가능한 기억 매체(38)를 구비한다. 기억 매체(38)에는, 기판 액처리 장치(1)에 있어서 실행되는 각종 처리를 제어하는 프로그램이 저장된다. 제어부(7)는, 기억 매체(38)에 기억된 프로그램을 독출하여 실행함으로써 기판 액처리 장치(1)의 동작을 제어한다. 또한, 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체(38)에 기억되어 있던 것으로서, 다른 기억 매체로부터 제어부(7)의 기억 매체(38)에 인스톨된 것이어도 좋다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체(38)로서는, 예컨대 하드디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 컴팩트 디스크(CD), 마그넷 광 디스크(MO), 메모리 카드 등이 있다.
전술한 바와 같이 에칭 처리 장치(1)의 처리조(34)에서는, 미리 정해진 농도의 약제(인산)의 수용액(인산 수용액)을 처리액(에칭액)으로서 이용하여 기판(8)을 액처리(에칭 처리)한다.
에칭 처리 장치(기판 액처리 장치)(1)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 미리 정해진 농도의 인산 수용액으로 이루어진 처리액을 저류하고 기판(8)을 처리하기 위한 액처리부(39)와, 액처리부(39)에 인산 수용액을 공급하기 위한 인산 수용액 공급부(40)와, 인산 수용액을 희석하는 순수를 공급하기 위한 순수 공급부(41)와, 액처리부(39)에 저류된 처리액을 순환시키기 위한 처리액 순환 라인(42)과, 액처리부(39)로부터 처리액을 배출하는 처리액 배출부(43)를 갖는다.
이 중, 액처리부(39)는, 에칭용의 상부를 개방시킨 처리조(34)와, 이 처리조(34)의 상부 주위에 설치되고 상부를 개방시킨 외부조(44)를 가지며, 처리조(34)와 외부조(44)에 처리액을 저류한다. 처리조(34)에서는, 기판(8)을 기판 승강 기구(36)에 의해 침지시킴으로써 액처리하기 위한 처리액을 저류한다. 외부조(44)는, 처리조(34)로부터 오버플로우한 처리액을 저류하고, 처리액 순환 라인(42)에 의해 처리조(34)에 처리액을 공급한다. 또한, 기판 승강 기구(36)에 있어서, 복수의 기판(8)이 수직으로 기립한 자세로 수평 방향으로 간격을 두고 배열시킨 상태로 유지된다.
인산 수용액 공급부(40)는, 액처리부(39)에 처리액보다도 낮은 농도의 약제(인산)의 수용액(인산 수용액)을 공급한다. 이 인산 수용액 공급부(40)는, 미리 정해진 농도 및 미리 정해진 온도의 인산 수용액을 공급하기 위한 수용액 공급원(45)을 포함하고, 이 수용액 공급원(45)은 액처리부(39)의 외부조(44)에 유량 조절기(46)를 통해 접속되어 있다. 유량 조절기(46)는, 제어부(7)에 접속되어 있고, 제어부(7)에 의해 개폐 제어 및 유량 제어된다.
순수 공급부(41)는, 처리액의 가열(비등)에 의해 증발된 수분을 보급하기 위한 순수를 공급한다. 이 순수 공급부(41)는, 미리 정해진 온도의 순수를 공급하기 위한 순수 공급원(47)을 포함하고, 이 순수 공급원(47)은 액처리부(39)의 외부조(44)에 유량 조절기(48)를 통해 접속되어 있다. 유량 조절기(48)는, 제어부(7)에 접속되어 있고, 제어부(7)에 의해 개폐 제어 및 유량 제어된다.
처리액 순환 라인(42)은, 처리조(34)의 내부에서 기판 승강 기구(36)로 유지된 기판(8)보다도 아래쪽에 배치된 처리액 공급 노즐(49)과, 액처리부(39)의 외부조(44)의 바닥부와 처리액 공급 노즐(49) 사이에 형성된 순환 유로(50)를 포함한다. 순환 유로(50)에는, 공급 펌프(51)와, 필터(52)와, 히터(53)가 순차적으로 설치되어 있다. 공급 펌프(51) 및 히터(53)는, 제어부(7)에 접속되어 있고, 제어부(7)에 의해 구동 제어된다. 그리고, 처리액 순환 라인(42)은, 공급 펌프(51)를 구동시킴으로써 외부조(44)로부터 처리조(34)로 처리액을 순환시킨다. 그 때에, 히터(53)에 의해 처리액을 미리 정해진 온도로 가열한다. 또한, 공급 펌프(51)와, 필터(52)와, 히터(53)를 갖는 처리액 순환 라인(42)은, 처리액을 액처리부(39)로 공급하는 처리액 공급부로서 기능한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 처리액 공급 노즐(49)은, 복수장의 기판(8)의 배열 방향으로 연장되는 통형상을 갖고 있다. 그리고, 그 둘레면에 형성된 복수의 토출구(81)로부터, 기판 승강 기구(36)에 유지된 기판(8)을 향해 처리액을 토출하도록 구성되어 있다.
또한, 처리액 순환 라인(42)에는, 순환 유로(50)에 설치된 히터(53)보다도 하류측과 외부조(44) 사이에 형성된 농도 계측 유로(54)가 접속되어 있다. 농도 계측 유로(54)에는, 상류측 개폐 밸브(55), 농도 센서(56)(농도 계측부), 하류측 개폐 밸브(57)가 차례로 설치되어 있다. 상류측 개폐 밸브(55)와 농도 센서(56) 사이에는, 농도 센서(56)를 세정하기 위한 세정 유체(여기서는, 상온의 순수)를 공급하는 세정 유체 공급부(58)가 접속되어 있다. 이 세정 유체 공급부(58)는, 세정 유체를 공급하기 위한 세정 유체 공급원(59)을 가지며, 이 세정 유체 공급원(59)은 상류측 개폐 밸브(55)와 농도 센서(56) 사이에 공급 개폐 밸브(60)를 통해 접속되어 있다. 또한, 농도 센서(56)와 하류측 개폐 밸브(57) 사이에는, 세정 유체를 배출하는 세정 유체 배출부(61)가 접속되어 있다. 이 세정 유체 배출부(61)는, 농도 센서(56)와 하류측 개폐 밸브(57) 사이에 접속되어 외부의 배액관과 연통되는 배출 유로(62)를 가지며, 배출 유로(62)에 배출 개폐 밸브(63)가 설치되어 있다. 상류측 개폐 밸브(55), 하류측 개폐 밸브(57), 공급 개폐 밸브(60) 및 배출 개폐 밸브(63)는, 제어부(7)에 접속되어 있고, 제어부(7)에 의해 개폐 제어된다. 또한, 농도 센서(56)는, 제어부(7)에 접속되어 있고, 제어부(7)로부터의 지시에 의해 농도 계측 유로(54)를 흐르는 처리액의 농도를 계측하여 제어부(7)에 통지한다. 또한, 세정 유체 배출부(61)는, 주로 세정 유체를 배출하지만, 농도 계측 유로(54)에 체류하는 처리액도 배출한다.
처리액 배출부(43)는, 액처리부(39)의 처리조(34)의 바닥부에 접속되어 외부의 배액관과 연통되는 배액 유로(64)를 가지며, 배액 유로(64)에 개폐 밸브(65)가 설치되어 있다. 개폐 밸브(65)는, 제어부(7)에 접속되어 있고, 제어부(7)에 의해 개폐 제어된다.
또한, 액처리부(39)의 처리조(34)에는, 인산 수용액의 비등 상태를 검출하는 비등 상태 검출부(70)가 설치되어 있다.
비등 상태 검출부(70)는, 기포식 액면계나 가스 퍼지식 액위 검출기 등이라 불리고 있는 시판품을 응용 가능하지만, 대상 약액에 따라 불활성 가스를 사용하거나, 가스 토출관의 재질 등에 대한 배려가 필요하게 된다. 바람직하게는, 도 2에 도시된 바와 같이, 불활성 가스를 미리 정해진 유량으로 보내는 가스 공급부(72)와, 불활성 가스를 처리액의 일정 깊이 위치에 퍼지하는 가스 토출관(71)과, 가스 토출관(71)에 접속된 배압 지시계(73)와, 가스 토출관(71)에 설치되어 관내의 불활성 가스를 방출하는 개폐 밸브(75)를 갖는다.
이러한 비등 상태 검출부(70)에 있어서, 처리액 중으로 가스 토출관(71)으로부터 불활성 가스를 퍼지했을 때의 배압을 배압 지시계(73)에 의해 측정한다. 이 경우, 처리액의 비등 정도가 진전됨에 따라 배압도 비례하여 낮아진다. 상기 배압의 변동은, 예컨대, 비등하지 않을 때와, 격렬하게 끓고 있을 때에서 10 mmAq 이상의 차가 확인된다. 이 때문에, 배압 지시계(73)에 의해 검출된 검출치에 기초하여, 처리액의 비등 정도를 평가 가능하게 할 수 있다.
배압 지시계 73에 의해 검출된 검출치는, 제어부(7)로 보내진다.
기판 액처리 장치(1)는, 이상으로 설명한 바와 같이 구성되어 있고, 기억 매체(38)에 기억된 기판 액처리 프로그램 등에 따라 제어부(7)에서 각부(캐리어 반입출부(2), 로트 형성부(3), 로트 배치부(4), 로트 반송부(5), 로트 처리부(6), 에칭 처리 장치(1))의 동작을 제어함으로써, 기판(8)을 처리한다.
다음에 이러한 구성으로 이루어진 본 실시형태의 작용, 즉 기판 액처리 방법에 대해서 설명한다. 우선 에칭 처리 장치(1)의 인산 수용액 공급부(40)에 의해 미리 정해진 농도 및 미리 정해진 온도의 인산 수용액(처리액)을 액처리부(39)의 외부조(44)에 공급한다. 다음에 처리액 순환 라인(42)의 히터(53)에 의해 외부조(44)로부터의 처리액을 미리 정해진 농도(예컨대 87.4 wt%) 및 미리 정해진 온도(예컨대 160℃)가 되도록 가열하고, 처리액을 액처리부(39)의 처리조(34)에 저류한다. 그 때에, 히터(53)의 가열에 의해 수분이 증발되어 기포가 되어 처리액 내에서 상승하고, 처리액은 비등 상태가 된다. 이 경우, 처리액의 농도가 증가하기 때문에, 가열에 의해 증발되는 수분의 양에 상응하는 양의 순수를 순수 공급부(41)에 의해 액처리부(39)의 외부조(44)에 공급하여, 처리액을 순수로 희석한다. 그리고, 미리 정해진 농도 및 미리 정해진 온도의 처리액이 저류된 처리조(34)에 기판 승강 기구(36)에 의해 기판(8)을 침지시킴으로써, 처리액으로 기판(8)을 에칭 처리(액처리)한다. 이 때, 수분이 증발되어 생긴 기포가 처리액 내부에서 상승하고, 상승하는 기포에 의해 처리액이 순환되기 때문에, 처리액에 의한 에칭 처리가 촉진된다.
이 액처리 중에서, 인산 수용액 공급부(40), 순수 공급부(41), 처리액 순환 라인(42)의 공급 펌프(51) 및 히터(53)를 제어부(7)로 제어함으로써, 처리액을 미리 정해진 농도 및 미리 정해진 온도로 유지한다.
이 경우, 제어부(7)는, 공급 펌프(51)를 구동시켜 처리액을 순환 유로(50)를 통해 순환시키고, 히터(53)를 구동시켜 처리액의 온도를 미리 정해진 온도로 유지시켜, 기판(8)의 액처리를 시작한다.
액처리 시작 후의 미리 정해진 타이밍에 제어부(7)는, 처리액의 농도를 농도 센서(56)로 계측한다. 액처리시와 마찬가지로 공급 펌프(51)를 구동시켜 처리액을 순환 유로(50)를 통해 순환시키고, 히터(53)를 구동시켜 처리액의 온도를 미리 정해진 온도로 유지시킨다. 또한, 상류측 개폐 밸브(55)와 하류측 개폐 밸브(57)를 개방한 상태로 하여, 순환 유로(50)를 흐르는 처리액의 일부를 농도 계측 유로(54)에 흐르게 하여, 농도 센서(56)로 처리액의 농도를 계측한다. 또한, 농도 계측 후에는, 상류측 개폐 밸브(55)와 하류측 개폐 밸브(57)를 폐색한 상태로 되돌려, 모든 처리액을 순환 유로(50)를 통해 순환시킨다.
이 사이, 비등 상태 검출부(70)의 배압 지시계(73)에 의해 불활성 가스의 배압을 측정해 두고, 이 배압 지시계(73)에 의해 측정된 불활성 가스의 배압에 의해, 처리조(34) 내의 처리액의 비등 상태를 검출한다.
처리조(34) 내에 수납된 실리콘 웨이퍼로 이루어진 기판(8)에 대하여 인산 수용액으로 이루어진 처리액을 이용하여 에칭 처리하는 경우, 처리액의 비등 상태는 에칭 균일성에 큰 영향을 미치기 때문에, 본 실시형태에 있어서는 제어부(7)에 의해 공급 펌프(51)를 제어함으로써 처리액의 비등 상태를 조정한다.
구체적으로는 비등 상태 검출부(70)의 배압 지시계(73)에 의해 측정한 불활성 가스의 배압에 기초하여, 제어부(7)는 미리 설정된 기준이 되는 기준 배압과, 배압 지시계(73)로 측정된 측정 배압을 비교하여, 처리액의 비등 상태를 판정한다.
제어부(7)는 기준 배압과 측정 배압을 비교하여, 처리액(L)의 비등 상태가 격렬하다고 판단한 경우(도 4의 (a)), 공급 펌프(51)를 제어하여 처리액의 유량 및 압력을 상승시킨다. 처리액의 가열 온도가 일정한 경우, 이와 같이 처리액(L)의 압력을 상승시킴으로써, 수분의 증발이 억제되고, 수분의 증발에 의해 생성되는 기포(g)의 양이 감소되어 처리액의 비등 상태는 평온해진다.
한편, 제어부(7)가 비등 상태 검출부(70)로부터의 신호에 기초하여 처리액(L)의 비등 상태가 평온하다고 판단한 경우(도 4의 (b)), 공급 펌프(51)를 제어하여 처리액(L)의 유량 및 압력을 저하시킨다. 이와 같이 처리액(L)의 압력을 저하시킴으로써, 수분의 증발이 활발해지고, 기포(g)의 양이 증가되어 처리액의 비등 상태는 격렬해진다.
이상과 같이 본 실시형태에 따르면, 제어부(7)가 공급 펌프(51)를 제어하여 순환 유로(50) 내의 처리액(L)의 압력을 조정함으로써, 수분이 증발되어 생성되는 기포(g)의 양을 변화시켜 처리액(L)의 비등 상태를 원하는 상태로 조정할 수 있다. 이와 같이 처리액(L)의 비등 상태를 원하는 상태로 조정할 수 있기 때문에, 기판(8)에 대한 에칭의 균일성을 도모할 수 있다.
또한, 처리액(L)의 비등 상태를 변화시키기 위해서 처리액의 농도를 변화시키는 것도 생각할 수 있지만, 처리액의 농도 변화에 의해 기판(8)의 에칭의 균일성도 변화된다.
이것에 대하여 본 실시형태에 따르면, 처리액(L)의 비등 상태를 변화시키기 위해서 처리액의 농도를 변경하거나 복잡한 조정을 행하지 않고, 용이하게 또한 간단하게 처리액의 비등 상태를 변화시켜, 기판(8)에 대한 에칭의 균일성을 도모할 수 있다.
1 : 에칭 처리 장치(기판 액처리 장치) 1A : 기판 액처리 시스템
7 : 제어부 8 : 기판
34 : 처리조 39 : 액처리부
40 : 인산 수용액 공급부 41 : 순수 공급부
42 : 처리액 순환 라인 44 : 외부조
51 : 공급 펌프 52 : 필터
53 : 히터 70 : 비등 상태 검출부
71 : 가스 토출관 72 : 가스 공급부
73 : 배압 지시계

Claims (9)

  1. 조(bath)를 포함하고, 미리 정해진 농도의 인산을 갖는 인산 수용액 및 기판을 수납하고, 상기 인산 수용액을 이용하여 상기 기판을 처리하는 액처리부와,
    상기 액처리부에 대하여 상기 인산 수용액을 공급하는 공급 펌프를 포함하는 처리액 공급부와,
    상기 액처리부에 설치된 가스 토출관 및 배압 지시계를 포함하는 비등 상태 검출부로서, 상기 배압 지시계는 상기 가스 토출관으로부터 불활성 가스를 퍼지했을 때의 배압을 측정하여 상기 인산 수용액의 비등 상태의 강도를 검출하도록 구성되는 것인, 비등 상태 검출부와,
    상기 비등 상태 검출부로부터의 신호에 기초하여 상기 공급 펌프를 제어하여 상기 처리액 공급부로부터 상기 액처리부로 공급되는 유로 내의 상기 인산 수용액의 압력을 조정함으로써, 상기 인산 수용액에서 상기 인산의 상기 미리 정해진 농도는 변화하지 않은 채 상기 인산 수용액의 비등 상태의 강도를 원하는 강도 레벨로 조정할 수 있도록 하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 액처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 비등 상태 검출부로부터의 신호에 기초하여, 상기 인산 수용액의 비등 상태가 격렬한 경우에, 상기 공급 펌프로부터의 상기 인산 수용액의 압력을 크게 하여 유로 내의 상기 인산 수용액의 비등 상태를 억제하고,
    상기 인산 수용액의 비등 상태가 평온한 경우에, 상기 공급 펌프로부터의 상기 인산 수용액의 압력을 작게 하여 유로 내의 상기 인산 수용액의 비등 상태를 촉진시키는 것을 특징으로 하는 기판 액처리 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 처리액 공급부는 상기 액처리부에 접속된 처리액 순환 라인을 포함하고,
    상기 공급 펌프는 상기 처리액 순환 라인에 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 액처리 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 처리액 공급부에, 인산 수용액을 공급하는 인산 수용액 공급부와, 순수를 공급하는 순수 공급부가 접속되는 것을 특징으로 하는 기판 액처리 장치.
  5. 조(bath)를 포함하고, 미리 정해진 농도의 인산을 갖는 인산 수용액 및 기판을 수납하는 액처리부에서, 상기 인산 수용액을 이용하여 상기 기판을 처리하는 공정과,
    상기 액처리부에 대하여 공급 펌프를 포함하는 처리액 공급부에 의해 상기 인산 수용액을 공급하는 공정과,
    상기 액처리부에 설치된 가스 토출관 및 배압 지시계를 포함하는 비등 상태 검출부에 의해, 상기 인산 수용액의 비등 상태의 강도를 검출하는 공정으로서, 상기 배압 지시계는 상기 가스 토출관으로부터 불활성 가스를 퍼지했을 때의 배압을 측정하도록 구성되는 것인, 상기 인산 수용액의 비등 상태의 강도를 검출하는 공정과,
    상기 비등 상태 검출부로부터의 신호에 기초하여 상기 공급 펌프를 제어부에 의해 제어하여 상기 처리액 공급부로부터 상기 액처리부로 공급되는 유로 내의 상기 인산 수용액의 압력을 조정함으로써, 상기 인산 수용액에서 상기 인산의 상기 미리 정해진 농도는 변화하지 않은 채 상기 인산 수용액의 비등 상태의 강도를 원하는 강도 레벨로 조정할 수 있도록 하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 액처리 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어부는 상기 비등 상태 검출부로부터의 신호에 기초하여, 상기 인산 수용액의 비등 상태가 격렬한 경우에, 상기 공급 펌프로부터의 유로 내의 상기 인산 수용액의 압력을 크게 하여 상기 인산 수용액의 비등 상태를 억제하고,
    상기 인산 수용액의 비등 상태가 평온한 경우에, 상기 공급 펌프로부터의 유로 내의 상기 인산 수용액의 압력을 작게 하여 상기 인산 수용액의 비등 상태를 촉진시키는 것을 특징으로 하는 기판 액처리 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 처리액 공급부는 상기 액처리부에 접속된 처리액 순환 라인을 포함하고,
    상기 공급 펌프는 상기 처리액 순환 라인에 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 액처리 방법.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 처리액 공급부에, 인산 수용액을 공급하는 인산 수용액 공급부와, 순수를 공급하는 순수 공급부가 접속되는 것을 특징으로 하는 기판 액처리 방법.
  9. 컴퓨터로 하여금 제5항에 기재된 기판 액처리 방법을 실행하게 하는 기억 매체.
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