KR102434297B1 - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

패턴 도괴 및 파티클의 문제를 개선할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치가 제공된다. 기판 처리 방법은, 표면에 산화물을 갖는 기판의 표면에 대해 당해 표면의 러프니스를 개선하는 개질을 실시하는 표면 개질 공정과, 상기 기판의 상기 개질된 표면에 처리액을 공급하고, 당해 처리액에 의해 기판의 표면을 세정하는 표면 세정 공정과, 상기 기판의 상기 세정된 표면에 소수화제를 공급하여, 상기 기판의 표면을 소수화하는 소수화 공정을 포함한다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
본 출원은 2018년 1월 9일에 제출된 일본 특허출원 2018-001373호 및 일본 특허출원 2018-001374호에 기초하는 우선권을 주장하고 있고, 본 출원의 전체 내용은 여기에 인용에 의해 받아들여지는 것으로 한다.
본 발명은 기판을 처리하는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다. 처리 대상이 되는 기판에는, 예를 들어, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 기판, 유기 EL (Electroluminescence) 표시 장치 등의 FPD (Flat Panel Display) 용 기판, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양 전지용 기판 등의 기판이 포함된다.
매엽식 (枚葉式) 의 기판 처리 장치에 의한 기판 처리에서는, 기판이 1 장씩 처리된다. 상세하게는, 스핀 척에 의해 기판이 거의 수평으로 유지된다. 그리고, 기판의 상면이 약액에 의해 처리된 후, 린스액에 의해 기판의 상면이 린스된다. 그 후, 기판의 상면을 건조시키기 위해서 기판을 고속 회전시키는 스핀 드라이 공정이 실시된다.
기판의 표면에 미세한 패턴이 형성되어 있는 경우, 스핀 드라이 공정에서는, 패턴 내부에 비집고 들어간 린스액을 제거할 수 없을 우려가 있다. 그에 따라, 건조 불량이 생길 우려가 있다. 패턴 내부에 비집고 들어간 린스액의 액면 (공기와 액체의 계면) 은 패턴 내에 형성된다. 그 때문에, 액면과 패턴의 접촉 위치에 액체의 표면 장력이 작용한다. 이 표면 장력이 큰 경우에는, 패턴의 도괴가 일어나기 쉽다. 전형적인 린스액인 물은, 표면 장력이 크기 때문에, 스핀 드라이 공정에 있어서의 패턴의 도괴를 무시할 수 없다.
그래서, 물보다 표면 장력이 낮은 저표면 장력 액체인 이소프로필알코올 (Isopropyl Alcohol : IPA) 을 사용하는 수법이 제안되어 있다 (예를 들어, 하기 특허문헌 1 을 참조). 구체적으로는, 기판의 상면에 IPA 를 공급함으로써, 패턴의 내부에 비집고 들어간 물을 IPA 로 치환하고, 그 후에 IPA 를 제거함으로써 기판의 상면을 건조시킨다. 그러나, 패턴 내부에 비집고 들어간 물을 IPA 로 치환했을 경우에도, 표면 장력이 작용하는 시간이 긴 경우나 패턴의 강도가 낮은 경우에는 패턴의 도괴가 일어날 수 있다.
그래서, 특허문헌 2 에는, 기판의 상면을 실릴화제 (소수화제) 로 소수화함으로써, 패턴이 받는 표면 장력을 저감시켜, 패턴의 도괴를 방지하는 기판 처리가 개시되어 있다. 구체적으로는, 기판의 상면에 실릴화제가 공급되고, 기판의 상면에 공급된 실릴화제는, 기판의 회전에 의해 기판의 상면을 중앙으로부터 둘레 가장자리로 퍼지도록 흐른다. 이로써, 기판의 상면의 전체가 소수화된다. 그 후, 기판의 상면에 남는 실릴화제가 IPA 에 의해 씻겨 나가고, 그 후, 기판이 건조된다.
일본 공개특허공보 2016-21597호 일본 공개특허공보 2012-222329호
그러나, 본건 발명자에 의한 최근의 연구에 의해, 이와 같은 소수화 처리를 해도 패턴 도괴가 발생하는 경우가 있는 것을 알게 되었다. 또한, 소수화 처리를 거쳐 건조된 기판의 표면에는, 비교적 많은 파티클이 관측되는 것을 알게 되었다.
이 원인에 대한 본건 발명자에 의한 가설은 다음과 같다.
소수화 처리가 되는 기판의 표면에 산화물이 부착되어 있으면, 이 산화물에서 기인하는 요철이 기판의 표면에 발생하고 있다. 이와 같은 기판 표면에 소수화 처리를 실시하면, 소수화제의 관능기는, 기판의 노출되어 있는 표면에 있어서 기판 재료와 반응하여, 산화물로 덮여 있는 부분에서는 산화물의 표면과 반응하여, 기판의 노출 부분 및 기판 표면의 산화물을 덮는 소수화막을 형성한다. 그런데, 소수화제는 분자량이 큰 재료로 되어 있기 때문에, 소수화막의 표면에는, 산화물에서 기인하는 요철을 이어받는 것에만 그치지 않고, 보다 큰 요철이 발생한다. 즉, 기판 표면에 산화물에서 기인하는 러프니스가 발생하고 있으면, 소수화 처리에 의해, 더욱 러프니스가 악화된다.
이와 같은 러프니스가 나쁜 표면에 액체 (특허문헌 2 의 예에서는 IPA) 가 공급되거나, 혹은, 그 이전에 공급된 액체 (예를 들어, 물이나 IPA) 가 잔존하고 있거나 하면, 이들 액체의 표면 장력에서 기인하는 패턴 도괴가 일어난다.
또, 소수화 처리에 의해 증폭된 러프니스는, 파티클 카운터 등을 사용하여 기판 표면을 관측했을 경우에, 파티클로서 검출될 가능성이 있다.
그래서, 본 발명의 일 실시형태는, 패턴 도괴 및 파티클의 문제를 개선할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태는, 표면에 산화물을 갖는 기판의 표면에 대해 당해 표면의 러프니스를 개선하는 개질을 실시하는 표면 개질 공정과, 상기 기판의 상기 개질된 표면에 처리액을 공급하고, 당해 처리액에 의해 기판의 표면을 세정하는 표면 세정 공정과, 상기 기판의 상기 세정된 표면에 소수화제를 공급하여, 상기 기판의 표면을 소수화하는 소수화 공정을 포함하는 기판 처리 방법을 제공한다.
이 방법에 의하면, 기판의 표면에 대해 러프니스를 개선하기 위한 표면 개질 처리가 실시된다. 그에 의해, 기판의 표면이 평탄화된다. 이 평탄화된 표면에 대해, 처리액에 의한 세정 처리가 실시되고, 그 후에, 소수화제에 의한 소수화 처리가 실시된다. 이렇게 하여, 기판 표면의 요철을 해소한 상태에서 기판 표면이 소수성으로 개질되므로, 이 개질된 기판의 표면은, 균일하게 소수화되고, 또한 러프니스가 적은 평탄한 표면이 된다. 그에 의해, 패턴 도괴의 문제 및 파티클의 문제를 해결할 수 있다.
또, 본 발명의 일 실시형태는, 표면에 산화물을 갖는 기판을 가열하여 표면을 개질하는 가열 개질 공정과, 상기 기판의 상기 개질된 표면에 처리액을 공급하고, 당해 처리액에 의해 기판의 표면을 세정하는 표면 세정 공정과, 상기 기판의 상기 세정된 표면에 소수화제를 공급하여, 상기 기판의 표면을 소수화하는 소수화 공정을 포함하는 기판 처리 방법을 제공한다.
이 방법에 의하면, 기판이 가열됨으로써, 그 표면이 개질된다. 가열에 의한 표면 개질에 의해, 기판 상의 산화물이 제거되거나, 기판 상의 산화물이 분해 및 재결합되거나 함으로써, 기판의 표면이 평탄화된다. 이 표면 개질에 의해 평탄화된 표면에 대해, 처리액에 의한 세정 처리가 실시되고, 그 후에 소수화제에 의한 소수화 처리가 실시된다. 이렇게 하여, 산화물에서 기인하는 기판 표면의 요철을 해소한 상태에서 기판 표면이 소수성으로 개질되므로, 이 개질된 기판의 표면은, 균일하게 소수화되고, 또한 러프니스가 적은 평탄한 표면이 된다. 그에 의해, 패턴 도괴의 문제 및 파티클의 문제를 해결할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 가열 개질 공정이, 상기 기판의 표면의 산화물의 적어도 일부를 가열에 의해 제거하는 가열 제거 공정을 포함한다.
이 방법에서는, 산화물의 제거에 의해, 기판 표면의 요철이 저감 또는 해소된다. 산화물은, 열에너지에 의해 분해된다. 보다 구체적으로는, 열에너지에 의해 기판 재료와 산화물의 결합을 해제하여 산화물을 제거할 수 있다. 가열에 의한 산화물의 제거는, 약액을 사용하는 경우와 비교하면, 에칭 작용에서 기인하는 기판 재료의 손실 (막 감소) 이 없는 점에서 유리하다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 가열 개질 공정이, 상기 기판의 표면의 산화물에서 기인하는 요철을 가열에 의해 저감시키는 평탄화 공정을 포함한다. 이 방법에서는, 산화물에서 기인하는 기판 표면의 요철이 가열에 의해 평탄화된다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 표면 세정 공정이, 세정용의 약액을 상기 기판의 표면에 공급하는 약액 세정 공정과, 상기 기판의 표면에 린스액을 공급하여 상기 약액을 린스액으로 치환하는 린스 공정을 포함한다.
이로써, 약액을 사용하여 기판 세정을 실시한 후에, 기판의 표면을 소수화할 수 있다. 약액을 사용하는 세정보다 전에, 기판의 가열에 의해 기판 표면이 개질되어 있기 때문에, 기판의 표면은 양호한 소수성 표면을 나타낸다. 따라서, 패턴 도괴의 문제 및 파티클의 문제를 회피하면서, 약액을 사용한 기판 세정을 실시할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 처리액 중의 용존 산소 농도가 100 ppb 이하이다. 이로써, 처리액 중의 용존 산소에서 기인하는 기판 재료의 산화를 억제 또는 방지할 수 있기 때문에, 소수화 처리 전의 기판 표면의 러프니스가 향상된다. 그에 의해, 소수화 처리 후의 기판 표면은 우수한 소수성능을 갖는다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 소수화 공정이, 용매 중에 소수화 물질을 용해시킨 액상의 소수화제를 공급하는 소수화제 공급 공정을 포함한다. 그리고, 상기 방법이, 상기 표면 세정 공정 후, 상기 소수화 공정 전에, 상기 소수화제의 용매와 혼화하는 유기 용제를 상기 기판의 표면에 공급하는 전 (前) 유기 용제 공급 공정을 추가로 포함한다.
이 방법에서는, 기판의 표면의 처리액이 유기 용제에 의해 치환되고, 그 후에 액상의 소수화제가 기판 표면에 공급된다. 유기 용제는, 소수화제의 용매와 혼화 (즉, 상용성을 갖는다) 하므로, 소수화제는 기판 표면의 유기 용제를 효율적으로 치환한다. 보다 구체적으로는, 기판 표면에 패턴이 형성되어 있는 경우에도, 패턴 내의 유기 용제를 소수화제로 치환할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 방법이, 상기 소수화 공정 후, 상기 기판의 표면에 유기 용제를 공급하여, 상기 기판 상의 과잉된 소수화제를 씻어내는 후 (後) 유기 용제 공급 공정을 추가로 포함한다. 이로써, 적정량의 소수화제로 기판 표면을 소수화할 수 있으므로, 과잉인 소수화제에서 기인하여 기판 표면의 러프니스가 악화되거나, 소수성능이 저하되거나 하는 것을 회피할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 유기 용제 중의 용존 산소 농도가 100 ppb 이하이다. 이로써, 유기 용제 중의 용존 산소에서 기인하는 기판 재료의 산화를 억제 또는 방지할 수 있기 때문에, 소수화 처리 전의 기판 표면의 러프니스가 향상된다. 그에 의해, 소수화 처리 후의 기판 표면은 우수한 소수성능을 갖는다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 소수화제 중의 용존 산소 농도가 100 ppb 이하이다. 이로써, 소수화제 공급 공정에 있어서 소수화제 중의 용존 산소에서 기인하는 기판 재료의 산화를 억제 또는 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 표면 세정 공정으로부터 상기 소수화 공정까지의 기간에 있어서, 상기 기판 주위의 분위기를 대기 중보다 산소 농도가 낮은 저산소 분위기로 제어하는 분위기 제어 공정을 추가로 포함한다. 이로써, 열처리에 의해 기판의 표면이 개질된 후에는, 당해 표면에 새로운 산화물이 성장하는 것을 억제한 상태에서, 기판의 표면을 소수성으로 개질할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 저산소 분위기는, 상기 처리액 중에 산소가 용해되지 않는 산소 농도의 분위기이다. 이로써, 표면 세정 공정에 있어서 분위기로부터의 산소가 처리액에 녹아드는 일이 없기 때문에, 표면 세정 공정에 있어서 기판의 표면에 산화물이 성장하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 가열 개질 공정 후에 상기 기판을 냉각시키는 냉각 공정을 포함하고, 상기 냉각 공정 후의 기판에 대해 상기 표면 세정 공정이 실행된다. 이로써, 표면 세정 공정 전에 기판이 냉각되므로, 표면 세정 공정 중에 있어서의 기판 재료의 산화를 더욱 확실하게 억제할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 소수화 공정 후, 상기 기판의 표면의 소수화제를 가열하여 탈수하는 가열 탈수 공정을 포함한다. 이로써, 가열 탈수 공정에 있어서, 기판의 표면의 소수화제의 용매를 날려 이물질의 축소를 도모하거나, 과잉인 수분에서 기인하는 소수화제의 불완전한 결합을 해소하거나 할 수 있다. 그에 의해, 우수한 소수성을 갖는 표면을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태는, 기판의 표면의 산화물을 제거하는 산화물 제거 공정과, 상기 기판의 상기 산화물이 제거된 표면에 처리액을 공급하고, 당해 처리액에 의해 기판의 표면을 세정하는 표면 세정 공정과, 상기 기판의 상기 세정된 표면에 소수화제를 공급하여, 상기 기판의 표면을 소수화하는 소수화 공정과, 상기 표면 세정 공정으로부터 상기 소수화 공정까지의 기간에 있어서, 상기 기판 주위의 분위기를 대기 중보다 산소 농도가 낮은 저산소 분위기로 제어하는 분위기 제어 공정을 포함하는 기판 처리 방법을 제공한다.
이 방법에 의하면, 기판의 표면의 산화물이 제거되고, 그 후에, 기판의 표면을 처리액에 의해 세정하는 표면 세정 공정이 실행된다. 표면 세정 공정 후에 실행되는 소수화 공정에서는, 기판의 표면에 소수화제가 공급되어, 기판의 표면이 소수성으로 개질된다. 표면 세정 공정으로부터 소수화 공정까지의 기간에는, 기판 주위의 분위기가 저산소 분위기로 제어된다. 따라서, 기판의 표면의 산화물이 제거된 후에는, 당해 표면에 새로운 산화물이 성장하는 것을 억제한 상태에서, 기판의 표면을 소수성으로 개질할 수 있다. 따라서, 산화물에서 기인하는 기판 표면의 요철을 해소한 상태에서 기판 표면이 소수성으로 개질되므로, 이 개질된 기판의 표면은, 균일하게 소수화되고, 또한 러프니스가 적은 평탄한 표면이다. 이로써, 패턴 도괴의 문제 및 파티클의 문제를 해결할 수 있다.
표면 세정 공정에 있어서 사용되는 처리액은, 기판의 재료를 산화하지 않는 처리액인 것이 바람직하다. 그에 의해, 세정시에 기판의 표면에 처리액에서 기인하는 새로운 산화물이 형성되는 것을 회피할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 저산소 분위기는, 상기 처리액 중에 산소가 용해되지 않는 산소 농도의 분위기이다. 이로써, 표면 세정 공정에 있어서 분위기로부터의 산소가 처리액에 녹아드는 일이 없기 때문에, 표면 세정 공정에 있어서 기판의 표면에 산화물이 성장하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 처리액 중의 용존 산소 농도가 100 ppb 이하이다. 이로써, 표면 세정 공정에 있어서 처리액 중의 산소에서 기인하는 기판 재료의 산화를 확실하게 억제 또는 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 산화물 제거 공정이, 상기 기판의 표면에 약액을 공급하여 산화물을 제거하는 약액 제거 공정을 포함한다. 예를 들어, 약액은, 에칭 작용에 의해 기판 표면의 산화물을 제거한다. 이 경우, 기판 재료에 대해 산화물을 선택적으로 에칭할 수 있는 약액을 사용하는 것이 바람직하다. 단, 일반적으로는, 기판 표면의 산화물은, 희석 농도의 약액으로 단시간의 에칭 처리에 의해 제거할 수 있으므로, 기판 재료 (예를 들어 기판 표면의 패턴을 형성하고 있는 재료) 에 산화물이 포함되어 있어도, 기판 표면의 구조를 실질적으로 바꾸어 버릴 우려는 없다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 약액 중의 용존 산소 농도가 100 ppb 이하이다. 이로써, 약액 제거 공정에 있어서, 약액 중의 산소에서 기인하는 기판 재료의 산화를 확실하게 억제 또는 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 산화물 제거 공정이, 상기 기판의 표면의 산화물의 적어도 일부를 가열에 의해 제거하는 가열 제거 공정을 포함한다. 이 경우, 산화물은 열에너지에 의해 분해된다. 보다 구체적으로는, 열에너지에 의해 기판 재료와 산소 원자의 결합을 해제하여 산화물을 제거할 수 있다. 가열에 의한 산화물의 제거는, 약액을 사용하는 경우와 비교하면, 에칭 작용에서 기인하는 기판 재료의 손실 (막 감소) 이 없는 점에서 유리하다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판의 표면에 공급해야 할 처리액 중의 산소를 탈기하는 탈기 공정을 추가로 포함하고, 상기 표면 세정 공정은, 상기 탈기 공정을 거친 처리액을 상기 기판의 표면에 공급한다. 이로써, 처리액 중의 용존 산소량을 확실하게 저감시켜, 용존 산소에서 기인하는 기판 재료의 산화를 억제 또는 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 표면 세정 공정이, 세정용의 약액을 상기 기판의 표면에 공급하는 약액 세정 공정과, 상기 기판의 표면에 린스액을 공급하여 상기 약액을 린스액으로 치환하는 린스 공정을 포함한다. 이 경우, 약액 및 린스액이 처리액이고, 기판 재료를 산화하지 않는 각 액이 사용되는 것이 바람직하다. 그에 의해, 약액 세정 공정 및 린스 공정 중 어느 것에 있어서도, 기판 재료의 산화를 억제 또는 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 소수화 공정이, 용매 중에 소수화 물질을 용해시킨 액상의 소수화제를 공급하는 소수화제 공급 공정을 포함한다. 그리고, 상기 방법이, 상기 표면 세정 공정 후, 상기 소수화 공정 전에, 상기 소수화제의 용매와 혼화하는 유기 용제를 상기 기판의 표면에 공급하는 전유기 용제 공급 공정을 추가로 포함한다.
이 방법에서는, 기판의 표면의 처리액이 유기 용제에 의해 치환되고, 그 후에 액상의 소수화제가 기판의 표면에 공급된다. 유기 용제는, 소수화제의 용매와 혼화 (즉, 상용성을 갖는다) 하므로, 소수화제는 기판 표면의 유기 용제를 효율적으로 치환한다. 보다 구체적으로는, 기판 표면에 패턴이 형성되어 있는 경우에도, 패턴 내의 유기 용제를 소수화제로 치환할 수 있다. 유기 용제는, 기판의 표면을 산화하지 않는 유기 용제인 것이 바람직하다. 그에 의해, 소수화제가 공급되기 전에 기판의 표면에 산화물이 성장하는 것을 억제 또는 방지할 수 있고, 기판의 표면에 대해 균일한 소수화 처리를 실시할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 유기 용제 중의 용존 산소 농도가 100 ppb 이하이다. 이로써, 전유기 용제 공급 공정에 있어서 유기 용제 중의 산소에서 기인하는 기판 재료의 산화를 확실하게 억제 또는 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 소수화제 중의 용존 산소 농도가 100 ppb 이하이다. 이로써, 소수화제 공급 공정에 있어서 소수화제 중의 용존 산소에서 기인하는 기판 재료의 산화를 억제 또는 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 방법이, 상기 소수화 공정 후, 상기 기판의 표면에 유기 용제를 공급하여, 상기 기판 상의 과잉된 소수화제를 씻어내는 후유기 용제 공급 공정을 추가로 포함한다. 이로써, 적정량의 소수화제로 기판 표면을 소수화할 수 있으므로, 과잉인 소수화제에서 기인하여 기판 표면의 러프니스가 악화되거나, 소수성능이 저하되거나 하는 것을 회피할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 분위기 제어 공정이, 상기 기판의 표면에 근접한 위치에 차단 부재를 대향하여 배치하는 차단 부재 배치 공정과, 상기 차단 부재와 상기 기판의 표면 사이에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 공정을 포함한다.
이 방법에서는, 차단 부재를 기판의 표면에 근접하여 대향 배치함으로써, 기판의 표면이 대향하는 공간을 제한할 수 있다. 그리고, 이 제한된 공간에 불활성 가스가 공급됨으로써, 기판의 표면은 저산소 농도의 분위기 중에 놓인다. 그에 의해, 처리 중의 기판의 표면에 산화물이 성장하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 차단 부재가, 상기 기판의 표면에 대향하는 대향부와, 상기 대향부의 둘레 가장자리부에 연접되고, 상기 기판의 둘레 가장자리를 둘러싸는 환상의 연장 형성부를 포함하고, 상기 분위기 제어 공정에 있어서, 상기 연장 형성부가 상기 기판의 둘레 가장자리에 대향한다.
이로써, 기판의 표면이 대향하는 공간은, 당해 표면의 법선 방향에서는 대향부에 의해 제한되고, 당해 표면에 평행한 방향에서는 환상의 연장 형성부에 의해 제한된다. 그에 의해, 기판의 표면이 대향하는 공간은 거의 폐공간을 형성하고, 이 폐공간에 불활성 가스가 공급된다. 따라서, 기판의 표면은, 저산소 농도로 안정적인 분위기 중에 놓이고, 그 상태에서, 표면 세정 처리 등이 실시된다. 따라서, 처리 중의 기판의 표면에 산화물이 성장하는 것을 더욱 확실하게 억제 또는 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 표면에 산화물을 갖는 기판의 표면에 대해 당해 표면의 러프니스를 개선하는 개질을 실시하는 표면 개질 유닛과, 상기 기판의 상기 개질된 표면에, 당해 표면을 세정하기 위한 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛과, 상기 세정된 기판의 표면에 소수화제를 공급하여, 상기 기판의 표면을 소수화하는 소수화제 공급 유닛을 포함하는, 기판 처리 장치를 제공한다.
또, 본 발명의 일 실시형태는, 표면에 산화물을 갖는 기판을 가열하여 표면을 개질하는 열처리 유닛과, 상기 기판의 상기 개질된 표면에, 당해 표면을 세정하기 위한 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛과, 상기 세정된 기판의 표면에 소수화제를 공급하여, 상기 기판의 표면을 소수화하는 소수화제 공급 유닛을 포함하는, 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 열처리 유닛이, 상기 기판의 표면의 산화물의 적어도 일부를 가열에 의해 제거하도록 상기 기판을 가열한다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 열처리 유닛이, 상기 기판의 표면의 산화물에서 기인하는 요철을 가열에 의해 저감시키도록 상기 기판을 가열한다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 처리액 공급 유닛이, 세정용의 약액을 상기 기판의 표면에 공급하는 약액 공급 유닛과, 상기 약액을 린스액으로 치환하는 린스액을 상기 기판의 표면에 공급하는 린스액 공급 유닛을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 처리액 공급 유닛이, 용존 산소 농도가 100 ppb 이하인 처리액을 기판의 표면에 공급한다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 소수화제 공급 유닛이, 용매 중에 소수화 물질을 용해시킨 액상의 소수화제를 공급한다. 또, 상기 기판 처리 장치가, 상기 기판의 표면을 세정한 후, 상기 기판의 표면의 소수화 전에, 상기 소수화제의 용매와 혼화하는 유기 용제를 상기 기판의 표면에 공급하는 전유기 용제 공급 유닛을 추가로 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판의 표면의 소수화 후에, 상기 기판의 표면에 유기 용제를 공급하여, 상기 기판 상의 과잉된 소수화제를 씻어내는 후유기 용제 공급 유닛을 추가로 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 유기 용제 중의 용존 산소 농도가 100 ppb 이하이다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 소수화제 중의 용존 산소 농도가 100 ppb 이하이다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 상기 처리액 공급 유닛에 의해 상기 기판의 표면에 처리액이 공급되는 기간, 및 상기 소수화제 공급 유닛에 의해 상기 기판의 표면에 소수화제가 공급되는 기간에 있어서, 상기 기판 주위의 분위기를 대기 중보다 산소 농도가 낮은 저산소 분위기로 제어하는 분위기 제어 유닛을 추가로 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 분위기 제어 유닛이, 상기 기판 주위의 분위기를, 상기 처리액 중에 산소가 용해되지 않는 산소 농도의 저산소 분위기로 제어한다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 열처리 유닛에 의해 가열된 후에, 상기 표면의 세정 전에, 상기 기판을 냉각시키는 냉각 유닛을 추가로 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 상기 표면이 소수화된 후에, 상기 기판의 표면의 소수화제를 가열하여 탈수하기 위해서 상기 기판을 가열하는 후가열 유닛을 추가로 포함한다.
또한 본 발명의 일 실시형태는, 기판의 표면의 산화물을 제거하는 산화물 제거 유닛과, 상기 표면의 산화물이 제거된 기판의 표면을 세정하기 위해서, 당해 표면에 대해 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛과, 상기 세정된 기판의 표면에 소수화제를 공급하여, 상기 기판의 표면을 소수화하는 소수화제 공급 유닛과, 상기 처리액 공급 유닛에 의해 상기 기판의 표면에 처리액이 공급되는 기간, 및 상기 소수화제 공급 유닛에 의해 상기 기판의 표면에 소수화제가 공급되는 기간에 있어서, 상기 기판 주위의 분위기를 대기 중보다 산소 농도가 낮은 저산소 분위기로 제어하는 분위기 제어 유닛을 포함하는, 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 분위기 제어 유닛이, 상기 기판 주위의 분위기를, 상기 처리액 중에 산소가 용해되지 않는 산소 농도의 저산소 분위기로 제어한다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 처리액 공급 유닛이, 용존 산소 농도가 100 ppb 이하인 처리액을 기판의 표면에 공급한다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 산화물 제거 유닛이, 상기 기판의 표면에 약액을 공급하여 산화물을 제거하는 산화물 제거 약액 공급 유닛을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 산화물 제거 약액 공급 유닛이, 용존 산소 농도가 100 ppb 이하인 약액을 기판의 표면에 공급한다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 산화물 제거 유닛이, 상기 기판의 표면의 산화물의 적어도 일부를 가열에 의해 제거하는 열처리 유닛을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 처리액 공급 유닛이, 상기 기판의 표면에 공급해야 할 처리액 중의 산소를 탈기하는 탈기 유닛을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 처리액 공급 유닛이, 세정용의 약액을 상기 기판의 표면에 공급하는 약액 공급 유닛과, 상기 약액을 린스액으로 치환하는 린스액을 상기 기판의 표면에 공급하는 린스액 공급 유닛을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 소수화제 공급 유닛이, 용매 중에 소수화 물질을 용해시킨 액상의 소수화제를 공급한다. 그리고, 상기 기판 처리 장치가, 상기 기판의 표면을 세정한 후, 상기 기판의 표면의 소수화 전에, 상기 소수화제의 용매와 혼화하는 유기 용제를 상기 기판의 표면에 공급하는 전유기 용제 공급 유닛을 추가로 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 전유기 용제 공급 유닛이, 용존 산소 농도가 100 ppb 이하인 유기 용제를 공급한다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 소수화제 공급 유닛이, 용존 산소 농도가 100 ppb 이하인 액상의 소수화제를 공급한다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 처리 장치가, 상기 기판의 표면의 소수화 후에, 상기 기판의 표면에 유기 용제를 공급하여, 상기 기판 상의 과잉된 소수화제를 씻어내는 후유기 용제 공급 유닛을 추가로 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 분위기 제어 유닛이, 상기 기판의 표면에 대향하는 차단 부재와, 상기 기판의 표면에 근접한 위치에 상기 차단 부재를 대향하여 배치하는 차단 부재 배치 유닛과, 상기 차단 부재와 상기 기판의 표면 사이에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 유닛을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 차단 부재가, 상기 기판의 표면에 대향하는 대향부와, 상기 대향부의 둘레 가장자리부에 연접되고, 상기 기판의 둘레 가장자리를 둘러싸는 환상의 연장 형성부를 포함한다. 그리고, 상기 차단 부재 배치 유닛에 의해 상기 차단 부재가 상기 기판의 표면에 근접한 위치에 배치되었을 때, 상기 연장 형성부가 상기 기판의 둘레 가장자리에 대향한다.
본 발명에 있어서의 상기 서술한, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하여 다음에 서술하는 실시형태의 설명에 의해 분명해진다.
도 1A ∼ 도 1D 는, 본 발명의 일 실시형태에 의한 기판 처리의 원리를 설명하기 위한 설명도이다.
도 2A ∼ 도 2C 는, 본 발명의 일 실시형태에 의한 기판 처리의 다른 원리를 설명하기 위한 설명도이다.
도 3A ∼ 도 3D 는, 본 발명의 일 실시형태에 의한 기판 처리의 또 다른 원리를 설명하기 위한 설명도이다.
도 4 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 내부의 레이아웃을 설명하기 위한 도해적인 평면도이다.
도 5 는, 상기 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 구성예를 설명하기 위한 모식적인 단면도이다.
도 6 은, 상기 기판 처리 장치의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 7a 는, 상기 기판 처리 장치에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7b 는, 상기 기판 처리 장치에 의한 기판 처리의 다른 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8a 는, 약액 처리 (산화물 제거 공정, 표면 세정 공정) 의 모습을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 8b 는, 상기 약액 처리 후의 린스 처리의 모습을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 8c 는, 제 1 유기 용제 처리의 모습을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 8d 는, 소수화 처리의 모습을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 8e 는, 제 2 유기 용제 처리의 모습을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 9 는, 본 발명의 다른 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 내부의 레이아웃을 설명하기 위한 도해적인 평면도이다.
도 10 은, 도 9 의 기판 처리 장치에 구비된 열처리 유닛의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 11 은, 도 9 의 기판 처리 장치에 구비된 처리 유닛의 구성예를 설명하기 위한 모식적인 단면도이다.
도 12 는, 도 9 의 기판 처리 장치의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 13a 는, 도 9 의 기판 처리 장치에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13b 는, 도 9 의 기판 처리 장치에 의한 기판 처리의 다른 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 14a 는, 약액 처리 (표면 세정 공정) 의 모습을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 14b 는, 상기 약액 처리 후의 린스 처리 (표면 세정 공정) 의 모습을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 14c 는, 제 1 유기 용제 처리의 모습을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 14d 는, 소수화 처리의 모습을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 14e 는, 제 2 유기 용제 처리의 모습을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 14f 는, 후기판 가열 처리의 모습을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 14g 는, 후기판 냉각 처리의 모습을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 15a 는, 약액 처리 (산화물 제거 공정, 표면 세정 공정) 의 모습을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 15b 는, 상기 약액 처리 후의 린스 처리의 모습을 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
도 16 은, 제어 동작예를 설명하기 위한 시퀀스도이다.
도 17 은, 후기판 가열 처리에 의한 탈용매 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 18 은, 후기판 가열 처리에 의한 탈수 작용을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는, 본 발명의 실시형태를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1A ∼ 도 1D 는, 본 발명의 일 실시형태에 의한 기판 처리의 원리를 설명하기 위한 설명도이다. 처리 대상의 기판은, 전형적으로는 실리콘 웨이퍼이고, 보다 일반적으로는, 실리콘, 게르마늄 등과 같이 산화되기 쉬운 재료가 표면에 존재하는 기판이다. 기판의 표면은, 예를 들어, 실리콘 웨이퍼의 표면이어도 되고, 실리콘 등의 산화되기 쉬운 재료를 포함하는 패턴의 표면이어도 된다.
도 1A 는, 처리 전의 실리콘 웨이퍼 (W) 의 표면 상태를 나타내고 있다. 웨이퍼 (W) 의 표면에는, 산화물 (Ox) 이 형성되고, 이 산화물 (Ox) 에서 기인하는 요철이 발생하고 있다. 산화물 (Ox) 은, 자연 산화물이어도 되고, 약액과의 화학 반응에 의해 생긴 산화물이어도 된다. 따라서, 웨이퍼 (W) 의 표면에는, 기판 재료인 실리콘이 노출되어 있는 실리콘 노출부 (Wsi) 와, 산화물 (Ox) 의 표면인 산화물부 (Wox) 가 존재하고 있다.
도 1A 의 표면 상태인 채로, 즉, 표면에 산화물 (Ox) 에 의한 요철이 발생하고 있는 웨이퍼 (W) 에 대해 소수화제를 공급하여 소수화 처리를 실시했을 경우의 표면 상태는, 도 1D 에 나타내는 바와 같이 된다고 생각된다. 즉, 소수화 물질 (Sm) 의 관능기 (예를 들어 실란올기) 는, 실리콘 노출부 (Wsi) 에 있는 OH 기 (하이드록시기), 또는 산화물 (Ox) 의 표면에 있는 OH 기와 결합하고, 또한 소수화 물질 (Sm) 의 분자가 서로 결합한다. 그에 의해, 실리콘 노출부 (Wsi) 및 산화물부 (Wox) 를 덮는 소수화막이 형성된다. 소수화 물질 (Sm) 의 분자가 비교적 크기 때문에, 소수화막의 표면에는, 원래의 웨이퍼 (W) 의 표면의 요철보다 큰 요철이 형성되어, 러프니스가 악화된다. 그 때문에, 액체의 접촉각이 그다지 커지지 않아, 충분한 소수성능이 얻어지지 않는다. 또한, 증폭된 러프니스는, 파티클 카운터로 관측했을 때, 파티클로서 검지될 우려가 있다.
이 처리예에서는, 도 1A 의 웨이퍼 (W) 에 대해, 표면 개질 처리로서, 산화물 (Ox) 을 제거하기 위한 산화물 제거 처리가 실시된다. 이 산화물 제거 처리는, 웨이퍼 (W) 를 가열하여 산화물 (Ox) 을 제거하는 가열 제거 처리 (가열 개질 처리의 일례) 이어도 되고, 웨이퍼 (W) 의 표면에 약액을 공급하여 산화물 (Ox) 을 제거하는 약액 제거 처리이어도 된다. 그에 의해, 도 1B 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (W) 의 표면의 거의 전역이, 기판 재료의 노출에 의해, 실리콘 노출부 (Wsi) 가 되고, 또한 웨이퍼 (W) 의 표면의 러프니스가 개선된다. 이 상태의 웨이퍼 (W) 의 표면에 소수화제를 공급하여 소수 처리를 실시하면, 도 1C 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (W) 의 표면의 거의 전역에 있어서 소수화 물질 (Sm) 의 관능기가 실리콘 노출부 (Wsi) 의 OH 기와 균일하게 결합한다. 그 결과, 소수화 물질 (Sm) 의 분자가 웨이퍼 (W) 의 표면을 따라 균일하게 정렬하여, 요철이 없는 소수화된 표면이 얻어진다. 이와 같은 표면은, 액체의 접촉각이 커, 충분한 소수성능을 갖는 데다가, 파티클로서 검지될 우려가 있는 요철을 갖지 않는다.
또한, 웨이퍼 (W) 상의 산화물 (Ox) 을 남김없이 제거할 필요가 반드시 있는 것은 아니며, 산화물 (Ox) 을 부분적으로 제거하여 표면의 러프니스를 개선한 후에, 소수화 처리를 실시해도 된다.
도 2A ∼ 도 2C 는, 본 발명의 일 실시형태에 의한 기판 처리의 다른 원리를 설명하기 위한 설명도이다. 도 2A 는, 처리 전의 실리콘 웨이퍼 (W) 의 표면 상태를 나타내고 있으며, 도 1A 와 동일하다.
이 예에서는, 도 2A 의 웨이퍼 (W) 에 대한 표면 개질 처리 (가열 개질 처리) 로서, 산화물 (Ox) 을 평탄화하기 위한 처리가 실시된다 (평탄화 공정). 보다 구체적으로는, 웨이퍼 (W) 에 대해 적절한 가열 처리를 실시함으로써, 산화물 (Ox) 의 분해 및 재결합이 발생한다. 그에 의해, 도 2B 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (W) 의 표면의 거의 전역에 균일한 두께의 산화물 (Ox) 이 형성된 상태가 되어, 웨이퍼 (W) 의 표면의 러프니스가 개선된다. 이 상태의 웨이퍼 (W) 의 표면에 소수화제를 공급하여 소수 처리를 실시하면, 도 2C 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (W) 의 표면의 거의 전역에 있어서 소수화 물질 (Sm) 의 관능기가 산화물부 (Wox) 의 OH 기와 균일하게 결합한다.
그 결과, 소수화 물질 (Sm) 의 분자가 웨이퍼 (W) 의 표면을 따라 균일하게 정렬하여, 요철이 없는 소수화된 표면이 얻어진다. 이와 같은 표면은, 액체의 접촉각이 커, 충분한 소수성능을 갖는 데다가, 파티클로서 검지될 우려가 있는 요철을 갖지 않는다.
도 3A ∼ 도 3D 는, 본 발명의 일 실시형태에 의한 기판 처리의 또 다른 원리를 설명하기 위한 설명도이다. 도 3A 는, 처리 전의 실리콘 웨이퍼 (W) 의 표면 상태를 나타내고 있고, 도 1A 와 동일하다.
이 처리예에서는, 도 3A 의 웨이퍼 (W) 에 대한 표면 개질 처리 (가열 개질 처리) 로서, 산화물 (Ox) 을 제거하기 위한 처리가 실시된다 (가열 제거 공정). 그에 의해, 도 3B 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (W) 의 표면의 거의 전역이, 기판 재료의 노출에 의해, 실리콘 노출부 (Wsi) 가 되고, 또한 웨이퍼 (W) 의 표면의 러프니스가 개선된다.
이 상태의 웨이퍼 (W) 의 표면에, 도 3C 에 나타내는 바와 같이, 새로운 산화막 (Oxn) 이 균일한 막두께로 형성된다. 새로운 산화막 (Oxn) 은, 산소가 존재하는 분위기 중에서의 가열에 의해 형성되어도 된다 (가열 개질 공정의 일례).
이렇게 하여 형성되는 새로운 산화막 (Oxn) 은, 도 3B 의 상태의 실리콘 노출부 (Wsi) 의 러프니스를 이어받고 있으며, 러프니스가 개선된 표면을 나타낸다. 이 상태의 웨이퍼 (W) 의 표면, 즉, 새로운 산화막 (Oxn) 의 표면에 소수화제를 공급하여 소수 처리를 실시하면, 도 3D 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (W) 의 표면의 거의 전역에 있어서 소수화 물질 (Sm) 의 관능기가 새로운 산화막 (Oxn) 의 표면의 OH 기와 균일하게 결합한다.
그 결과, 소수화 물질 (Sm) 의 분자가 웨이퍼 (W) 의 표면을 따라 균일하게 정렬하여, 요철이 없는 소수화된 표면이 얻어진다. 이와 같은 표면은, 액체의 접촉각이 커, 충분한 소수성능을 갖는 데다가, 파티클로서 검지될 우려가 있는 요철을 갖지 않는다.
도 4 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 의 내부의 레이아웃을 설명하기 위한 도해적인 평면도이다. 기판 처리 장치 (1) 는, 기판의 일례인 실리콘 웨이퍼 (W) 를 1 장씩 처리하는 매엽식의 장치이다. 이 실시형태에서는, 웨이퍼 (W) 는, 원판상의 기판이다. 기판 처리 장치 (1) 는, 처리액으로 웨이퍼 (W) 를 처리하는 복수의 처리 유닛 (2) 과, 처리 유닛 (2) 으로 처리되는 복수장의 웨이퍼 (W) 를 수용하는 캐리어 (C) 가 재치 (載置) 되는 로드 포트 (LP) 와, 로드 포트 (LP) 와 처리 유닛 (2) 사이에서 웨이퍼 (W) 를 반송하는 반송 로봇 (IR 및 CR) 과, 기판 처리 장치 (1) 를 제어하는 제어 유닛 (3) 을 포함한다. 반송 로봇 (IR) 은, 캐리어 (C) 와 반송 로봇 (CR) 사이에서 웨이퍼 (W) 를 반송한다. 반송 로봇 (CR) 은, 반송 로봇 (IR) 과 처리 유닛 (2) 사이에서 웨이퍼 (W) 를 반송한다. 복수의 처리 유닛 (2) 은, 예를 들어, 동일한 구성을 가지고 있다.
도 5 는, 처리 유닛 (2) 의 구성예를 설명하기 위한 모식적인 단면도이다. 처리 유닛 (2) 은, 챔버 (4) (도 4 참조) 와, 스핀 척 (5) 과, 대향 부재 (6) 와, 지지 부재 (7) 와, 불활성 가스 공급 유닛 (8) 과, 제 1 처리액 공급 유닛 (30) 과, 제 2 처리액 공급 유닛 (40) 과, 유기 용제 공급 유닛 (10) 과, 소수화제 공급 유닛 (11) 과, 지지 부재 승강 유닛 (12) 과, 처리 컵 (13) 을 포함한다.
스핀 척 (5) 은, 1 장의 웨이퍼 (W) 를 수평인 자세로 유지하면서 웨이퍼 (W) 의 중앙부를 지나는 연직인 회전축선 (A1) 둘레로 웨이퍼 (W) 를 회전시킨다. 스핀 척 (5) 은, 챔버 (4) 내에 수용되어 있다 (도 4 참조). 챔버 (4) 에는, 챔버 (4) 내에 웨이퍼 (W) 를 반입하거나, 챔버 (4) 내로부터 웨이퍼 (W) 를 반출하거나 하기 위한 출입구 (도시 생략) 가 형성되어 있다. 챔버 (4) 에는, 이 출입구를 개폐하는 셔터 유닛 (도시 생략) 이 구비되어 있다.
스핀 척 (5) 은, 기판 유지 유닛 (24) 과, 회전축 (22) 과, 전동 모터 (23) 를 포함한다. 기판 유지 유닛 (24) 은, 웨이퍼 (W) 를 수평으로 유지한다. 기판 유지 유닛 (24) 은, 스핀 베이스 (21) 와 복수의 척 핀 (20) 을 포함한다. 스핀 베이스 (21) 는, 수평 방향을 따른 원판 형상을 가지고 있다. 스핀 베이스 (21) 의 상면에는, 복수의 척 핀 (20) 이 둘레 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다. 회전축 (22) 은, 스핀 베이스 (21) 의 하면 중앙에 결합되어 있다. 회전축 (22) 은, 회전축선 (A1) 을 따라 연직 방향으로 연장되어 있다. 전동 모터 (23) 는, 회전축 (22) 에 회전력을 부여한다. 전동 모터 (23) 에 의해 회전축 (22) 이 회전됨으로써, 기판 유지 유닛 (24) 의 스핀 베이스 (21) 가 회전된다. 이로써, 웨이퍼 (W) 가 회전축선 (A1) 둘레의 회전 방향 (S) 으로 회전된다. 전동 모터 (23) 는, 웨이퍼 (W) 를 회전축선 (A1) 둘레로 회전시키는 기판 회전 유닛을 구성하고 있다.
대향 부재 (6) 는, 평면에서 보았을 때 대략 원형상이다. 회전축선 (A1) 은, 대향 부재 (6) 의 중심부를 지나는 연직축선이다. 대향 부재 (6) 는, 이 실시형태에서는, 수지에 의해 형성되어 있다. 대향 부재 (6) 를 형성하는 수지로는 PEEK (폴리에테르에테르케톤) 등을 들 수 있다. 대향 부재 (6) 는, 대향 부재 (6) 와 웨이퍼 (W) 의 상면 사이의 공간 (65) 내의 분위기를 주위의 분위기로부터 차단하는 차단 부재의 일례이다.
대향 부재 (6) 는, 예를 들어, 자력에 의해 기판 유지 유닛 (24) 과 걸어맞출 수 있다. 상세하게는, 대향 부재 (6) 는, 복수의 제 1 걸어맞춤부 (66) 를 포함한다. 제 1 걸어맞춤부 (66) 는, 대향부 (60) 의 대향면 (60a) 으로부터 하방으로 연장되어 있다. 복수의 제 1 걸어맞춤부 (66) 는, 회전 방향 (S) 에 서로 간격을 두고 배치되어 있다. 기판 유지 유닛 (24) 은, 복수의 제 1 걸어맞춤부 (66) 와 요철 걸어맞춤 가능한 복수의 제 2 걸어맞춤부 (76) 를 포함한다. 복수의 제 2 걸어맞춤부 (76) 는, 회전 방향 (S) 에 서로 간격을 두고 배치되고, 스핀 베이스 (21) 에 고정되어 있다.
대향 부재 (6) 의 각 제 1 걸어맞춤부 (66) 와, 기판 유지 유닛 (24) 의 대응하는 제 2 걸어맞춤부 (76) 가 걸어맞추어진 상태에서, 대향 부재 (6) 는, 기판 유지 유닛 (24) 과 일체 회전 가능하다. 대향 부재 (6) 와 기판 유지 유닛 (24) 이 걸어맞추어져 있을 때에 전동 모터 (23) 가 스핀 베이스 (21) 를 회전시킴으로써, 대향 부재 (6) 가 기판 유지 유닛 (24) 과 함께 회전한다. 즉, 전동 모터 (23) 는, 회전축선 (A1) 둘레로 대향 부재 (6) 를 회전시키는 대향 부재 회전 유닛으로도 기능한다.
대향 부재 (6) 는, 대향부 (60) 와, 연장 형성부 (61) 와, 통상부 (62) 와, 복수의 플랜지부 (63) 를 포함한다. 대향부 (60) 는, 웨이퍼 (W) 의 상면에 상방에서 대향한다. 대향부 (60) 는, 원판상으로 형성되어 있다. 대향부 (60) 는, 스핀 척 (5) 의 상방에서 거의 수평으로 배치되어 있다. 대향부 (60) 는, 웨이퍼 (W) 의 상면에 대향하는 대향면 (60a) 을 갖는다. 대향면 (60a) 은, 대향부 (60) 의 하면이다. 연장 형성부 (61) 는, 대향부 (60) 의 둘레 가장자리부로부터 하방으로 연장되고, 회전축선 (A1) 둘레로 환상으로 형성되어 있다. 연장 형성부 (61) 의 내주면 (61a) 은, 하방을 향함에 따라, 회전축선 (A1) 을 중심으로 한 직경 방향의 외방을 향하도록 연직 방향에 대해 경사진 테이퍼면을 형성하고 있다. 연장 형성부 (61) 의 외주면은, 연직 방향을 따라 연장되어 있다.
이하에서는, 회전축선 (A1) 을 중심으로 한 직경 방향의 내방을 간단히 「직경 방향 내방」 이라고 하고, 회전축선 (A1) 을 중심으로 한 직경 방향의 외방을 간단히 「직경 방향 외방」 이라고 한다. 대향 부재 (6) 가 기판 유지 유닛 (24) 과 걸어맞추어져 있을 때, 연장 형성부 (61) 는, 제 1 가드 (17) 보다 직경 방향 내방에서 웨이퍼 (W) 를 둘러싸고, 웨이퍼 (W) 의 둘레 가장자리에 측방 (직경 방향 외방) 에서 대향한다 (도 5 의 이점 쇄선 참조).
통상부 (62) 는, 대향부 (60) 의 상면에 고정되어 있다. 복수의 플랜지부 (63) 는, 통상부 (62) 의 둘레 방향 (회전 방향 (S)) 에 서로 간격을 두고, 통상부 (62) 의 상단에 배치되어 있다. 각 플랜지부 (63) 는, 통상부 (62) 의 상단에서 수평으로 연장되어 있다.
기판 처리 장치 (1) 에서 사용되는 처리액에는, 약액, 린스액, 유기 용제, 및 소수화제 등이 포함된다.
제 1 처리액 공급 유닛 (30) 및 제 2 처리액 공급 유닛 (40) 은, 웨이퍼 (W) 의 상면의 중앙 영역에 약액 및 린스액 (처리액) 을 공급한다. 웨이퍼 (W) 의 상면의 중앙 영역은, 웨이퍼 (W) 의 상면과 회전축선 (A1) 의 교차 위치를 포함하는 웨이퍼 (W) 의 상면의 중앙 부근의 영역이다.
제 1 처리액 공급 유닛 (30) 은, 웨이퍼 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향하여 처리액을 토출하는 처리액 노즐 (33) 과, 처리액 노즐 (33) 에 결합된 약액 공급관 (31) 과, 동일하게 처리액 노즐 (33) 에 결합된 린스액 공급관 (34) 과, 약액 공급관 (31) 에 개재되어 장착된 약액 밸브 (32) 와, 린스액 공급관 (34) 에 개재되어 장착된 린스액 밸브 (35) 를 포함한다. 약액 공급관 (31) 에는, 약액 공급원으로부터, 예를 들어, 불산 (불화수소수 : HF) 등의 산계 약액이 공급되어 있다. 약액 밸브 (32) 는, 약액 공급관 (31) 내의 유로를 개폐한다. 린스액 공급관 (34) 에는, 린스액 공급원으로부터, DIW (탈이온수) 등의 린스액이 공급되어 있다. 린스액 밸브 (35) 는, 린스액 공급관 (34) 내의 유로를 개폐한다. 제 1 처리액 공급 유닛 (30) (특히 약액 공급에 관한 부분) 은, 이 실시형태에서는, 웨이퍼 (W) 의 표면의 산화물을 제거하기 위한 약액을 공급하는 산화물 제거 약액 공급 유닛의 일례이고, 따라서, 산화물 제거 유닛의 일례이기도 하다. 또, 제 1 처리액 공급 유닛 (30) 의 린스액 공급에 관한 부분은, 웨이퍼 (W) 의 표면을 세정하는 처리액 세정 유닛의 일례이다.
제 2 처리액 공급 유닛 (40) 은, 웨이퍼 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향하여 처리액을 토출하는 처리액 노즐 (43) 과, 처리액 노즐 (43) 에 결합된 약액 공급관 (41) 과, 동일하게 처리액 노즐 (43) 에 결합된 린스액 공급관 (44) 과, 약액 공급관 (41) 에 개재되어 장착된 약액 밸브 (42) 와, 린스액 공급관 (44) 에 개재되어 장착된 린스액 밸브 (45) 를 포함한다. 약액 공급관 (41) 에는, 약액 공급원으로부터, 예를 들어, SC1 (암모니아과산화수소수 혼합액) 등의 알칼리계 약액이 공급되어 있다. 약액 밸브 (42) 는, 약액 공급관 (41) 내의 유로를 개폐한다. 린스액 공급관 (44) 에는, 린스액 공급원으로부터, CO2 수 (탄산수) 등의 린스액이 공급되고 있다. 린스액 밸브 (45) 는, 린스액 공급관 (44) 내의 유로를 개폐한다. 제 2 처리액 공급 유닛 (40) 은, 이 실시형태에서는, 웨이퍼 (W) 의 표면을 세정하기 위한 처리액을 웨이퍼 (W) 의 표면에 공급하는 처리액 공급 유닛의 일례이다. 특히, 제 2 처리액 공급 유닛 (40) 의 약액 공급에 관한 부분은 약액 공급 유닛을 구성하고, 린스액 공급에 관한 부분은 린스액 공급 유닛을 구성하고 있다.
약액의 예는, 불산 및 SC1 에 한정되지 않는다. 처리액 노즐 (33, 43) 로부터 토출되는 약액은, 황산, 아세트산, 질산, 염산, 불산, 버퍼드불산 (BHF), 희불산 (DHF), 암모니아수, 과산화수소수, 유기 알칼리 (예를 들어, TMAH : 테트라메틸암모늄하이드로옥사이드 등), 계면 활성제, 부식 방지제 중 적어도 1 개를 포함하는 액이어도 된다. 이들을 혼합한 약액의 예로는, SPM (황산과산화수소수 혼합액), SC1 (암모니아과산화수소수 혼합액), SC2 (염산과산화수소수 혼합액) 등을 들 수 있다. 단, 산계의 약액과 알칼리계의 약액을 사용하는 경우에는, 제 1 및 제 2 처리액 공급 유닛 (30, 40) 으로부터 각각의 약액을 공급하여, 그들의 혼합을 회피할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또, 처리액 노즐 (33, 43) 로부터 토출되는 린스액은, DIW 나 CO2 수에 한정되지 않는다. 예를 들어, 처리액 노즐 (33, 43) 로부터 토출되는 린스액은, 전해 이온수, 오존수, 암모니아수, 희석 농도 (예를 들어, 10 ppm ∼ 100 ppm 정도) 의 염산수, 환원수 (수소수) 이어도 된다. 린스액은, 물을 함유하고 있다.
유기 용제 공급 유닛 (10) 은, 웨이퍼 (W) 의 상면의 중앙 영역에 유기 용제를 공급하는 유닛이다. 유기 용제 공급 유닛 (10) 은, 웨이퍼 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향하여 유기 용제를 토출하는 유기 용제 노즐 (50) 과, 유기 용제 노즐 (50) 에 결합된 유기 용제 공급관 (51) 과, 유기 용제 공급관 (51) 에 개재되어 장착된 유기 용제 밸브 (52) 를 포함한다. 유기 용제 공급관 (51) 에는, 유기 용제 공급원으로부터, IPA 등의 유기 용제가 공급되고 있다. 유기 용제 밸브 (52) 는, 유기 용제 공급관 (51) 내의 유로를 개폐한다. 유기 용제 공급 유닛 (10) 은, 이 실시형태에서는, 웨이퍼 (W) 의 표면을 소수화하기 전에 유기 용제를 공급하는 전유기 용제 공급 유닛의 일례이고, 또한 웨이퍼 (W) 의 표면을 소수화한 후에 유기 용제를 공급하는 후유기 용제 공급 유닛의 일례이다.
유기 용제 노즐 (50) 로부터 토출되는 유기 용제는, IPA 에 한정되지 않는다. 유기 용제 노즐 (50) 로부터 토출되는 유기 용제는, 웨이퍼 (W) 의 상면, 및 웨이퍼 (W) 에 형성된 패턴 (도시 생략) 과 화학 반응하지 않는 (보다 정확하게는 반응성이 부족한), IPA 이외의 유기 용제이어도 된다. 보다 구체적으로는, 유기 용제 노즐 (50) 로부터 토출되는 유기 용제는, IPA, HFE (하이드로플루오로에테르), 메탄올, 에탄올, 아세톤 및 Trans-1,2디클로로에틸렌 중 적어도 1 개를 포함하는 유기 용제이어도 된다. 단, 유기 용제 노즐 (50) 로부터 공급되는 유기 용제는, 소수화제 공급 유닛 (11) 으로부터 공급되는 소수화제의 용매와 혼화하는 (즉 상용성을 갖는) 유기 용제인 것이 바람직하다. 나아가서는, 유기 용제 노즐 (50) 로부터 공급되는 유기 용제는, 처리액 공급 유닛 (30, 40) 으로부터 공급되는 린스액 (DIW, CO2 수 등) 과 혼화하는 (즉 상용성을 갖는) 유기 용제인 것이 바람직하다.
소수화제 공급 유닛 (11) 은, 웨이퍼 (W) 의 상면의 중앙 영역에 액상의 소수화제를 공급하는 유닛이다. 소수화제 공급 유닛 (11) 은, 웨이퍼 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향하여 소수화제를 토출하는 소수화제 노즐 (80) 과, 소수화제 노즐 (80) 에 결합된 소수화제 공급관 (81) 과, 소수화제 공급관 (81) 에 개재되어 장착된 소수화제 밸브 (82) 를 포함한다. 소수화제 공급관 (81) 에는, 소수화제 공급원으로부터, 액상의 소수화제가 공급되고 있다. 소수화제 밸브 (82) 는, 소수화제 공급관 (81) 내의 유로를 개폐한다.
소수화제 노즐 (80) 로부터 토출되는 소수화제는, 소수화 물질을 용매 중에 용해시킨 액체이다. 소수화제로는, 예를 들어, 실리콘 자체 및 실리콘을 포함하는 화합물을 소수화시키는 실리콘계의 소수화제, 또는 금속 자체 및 금속을 포함하는 화합물을 소수화시키는 메탈계의 소수화제를 사용할 수 있다. 메탈계의 소수화제는, 예를 들어, 소수기를 갖는 아민, 및 유기 실리콘 화합물의 적어도 하나를 소수화 물질로서 포함한다. 실리콘계의 소수화제는, 예를 들어, 실란 커플링제이다. 실란 커플링제는, 예를 들어, HMDS (헥사메틸디실라잔), TMS (테트라메틸실란), 불소화 알킬클로로실란, 알킬디실라잔, 및 비클로로계의 소수화제의 적어도 하나를 소수화 물질로서 포함한다. 비클로로계의 소수화제는, 예를 들어, 디메틸실릴디메틸아민, 디메틸실릴디에틸아민, 헥사메틸디실라잔, 테트라메틸디실라잔, 비스(디메틸아미노)디메틸실란, N,N-디메틸아미노트리메틸실란, N-(트리메틸실릴)디메틸아민 및 오르가노실란 화합물의 적어도 하나를 소수화 물질로서 포함한다. 소수화 물질을 용해시키는 용매는, 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소, 에스테르, 알코올, 에테르 등에서 선택된 적어도 1 종이어도 된다. 보다 구체적으로는, 메탄올, 에탄올, IPA, 부탄올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, NMP (N-메틸-2-피롤리돈), DMF (N,N-디메틸포름아미드), DMA (디메틸아세트아미드), DMSO (디메틸술폭사이드), 헥산, 톨루엔, PGMEA (프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트), PGME (프로필렌글리콜모노메틸에테르), PGPE (프로필렌글리콜모노프로필에테르), PGEE (프로필렌글리콜모노에틸에테르), GBL (γ-부티로락톤), 아세틸아세톤, 3-펜타논, 2-헵타논, 락트산에틸, 시클로헥사논, 디부틸에테르, HFE (하이드로플루오로에테르), 에틸노나플루오로이소부틸에테르, 에틸노나플루오로부틸에테르, 및 m-자일렌헥사플루오라이드로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종이어도 된다.
웨이퍼 (W) 에 공급되는 처리액 (약액, 린스액, 유기 용제 및 소수화제) 중의 용존 산소를 저감시키기 위해서, 탈기 유닛이 구비되어 있다. 즉, 약액 공급관 (31, 41), 린스액 공급관 (34, 44), 유기 용제 공급관 (51) 및 소수화제 공급관 (81) 에는, 각각, 탈기 유닛 (36, 46, 37, 47, 53, 83) 이 개재되어 장착되어 있다. 따라서, 용존 산소가 저감된 처리액이 웨이퍼 (W) 표면에 공급된다. 탈기 유닛은, 각 처리액의 공급원에 구비되어도 된다. 탈기 유닛은, 각 처리액 중에 불활성 가스를 도입 (예를 들어 버블링에 의해 도입) 함으로써, 처리액 중의 용존 산소를 배출시키도록 구성되어 있어도 된다.
불활성 가스 공급 유닛 (8) 은, 웨이퍼 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향하여 불활성 가스를 토출하는 불활성 가스 노즐 (90) 과, 불활성 가스 노즐 (90) 에 결합된 불활성 가스 공급관 (91) 과, 불활성 가스 공급관 (91) 에 개재되어 장착된 불활성 가스 밸브 (92) 를 포함한다. 불활성 가스 공급관 (91) 에는, 불활성 가스 공급원으로부터, 질소 가스 등의 불활성 가스가 공급되고 있다. 불활성 가스 밸브 (92) 는, 불활성 가스 공급관 (91) 내의 유로를 개폐한다.
처리액 노즐 (33, 43), 유기 용제 노즐 (50), 소수화제 노즐 (80) 및 불활성 가스 노즐 (90) 은, 이 실시형태에서는, 노즐 수용 부재 (38) 에 공통으로 수용되어 있다. 노즐 수용 부재 (38) 의 하단부는, 웨이퍼 (W) 의 상면의 중앙 영역에 대향하고 있다.
지지 부재 (7) 는, 대향 부재 (6) 를 지지하는 대향 부재 지지부 (70) 와, 대향 부재 지지부 (70) 보다 상방에 형성되고 노즐 수용 부재 (38) 를 지지하는 노즐 지지부 (72) 와, 대향 부재 지지부 (70) 와 노즐 지지부 (72) 를 연결하여 연직 방향으로 연장되는 벽부 (71) 를 포함한다. 대향 부재 지지부 (70) 와 벽부 (71) 와 노즐 지지부 (72) 에 의해 공간 (75) 이 구획되어 있다. 공간 (75) 은, 통상부 (62) 의 상단부와 플랜지부 (63) 를 수용한다. 대향 부재 지지부 (70) 는, 지지 부재 (7) 의 하벽을 구성하고 있다. 노즐 지지부 (72) 는, 지지 부재 (7) 상벽을 구성하고 있다. 노즐 수용 부재 (38) 는, 노즐 지지부 (72) 의 대략 중앙에 장착되어 있다. 노즐 수용 부재 (38) 의 선단은, 노즐 지지부 (72) 보다 하방에 위치하고 있다. 노즐 수용 부재 (38) 의 하단에 노즐 (33, 43, 50, 80, 90) 의 토출구가 각각 하방을 향하여 배치되어 있다. 이들 토출구는, 대향 부재 (6) 의 통상부 (62) 내의 공간 및 대향부 (60) 의 중앙에 형성된 관통공 (60b) 을 개재하여 웨이퍼 (W) 의 중앙 영역에 연직 상방에서 면하고 있다.
대향 부재 지지부 (70) 는, 대향 부재 (6) (보다 상세하게는 플랜지부 (63)) 를 하방으로부터 지지한다. 대향 부재 지지부 (70) 의 중앙부에는, 통상부 (62) 가 삽입 통과되는 통상부 삽통공 (70a) 이 형성되어 있다. 각 플랜지부 (63) 에는, 플랜지부 (63) 를 상하 방향으로 관통하는 위치 결정공 (63a) 이 형성되어 있다. 대향 부재 지지부 (70) 에는, 대응하는 플랜지부 (63) 의 위치 결정공 (63a) 에 걸어맞춤 가능한 걸어맞춤 돌기 (70b) 가 형성되어 있다. 각 위치 결정공 (63a) 에 대응하는 걸어맞춤 돌기 (70b) 가 걸어맞추어짐으로써, 회전 방향 (S) 에 있어서 지지 부재에 대해 대향 부재가 위치 결정된다.
지지 부재 승강 유닛 (12) 은, 지지 부재 (7) 와 함께 대향 부재 (6) 를 승강시킨다. 지지 부재 승강 유닛 (12) 은, 대향 부재 (6) 를 승강시키는 대향 부재 승강 유닛으로서 기능한다. 따라서, 지지 부재 승강 유닛 (12) 은, 차단 부재로서의 대향 부재 (6) 를 웨이퍼 (W) 의 표면에 근접한 위치에 대향 배치하는 차단 부재 배치 유닛으로서의 기능을 가지고 있다. 지지 부재 승강 유닛 (12) 은, 예를 들어, 볼 나사 기구 (도시 생략) 와, 당해 볼 나사 기구에 구동력을 부여하는 전동 모터 (도시 생략) 를 포함한다.
지지 부재 승강 유닛 (12) 은, 상위치로부터 하위치까지의 사이의 소정의 높이 위치에 지지 부재 (7) 를 위치시킬 수 있다. 하위치는, 지지 부재 (7) 의 가동 범위에 있어서, 지지 부재 (7) 가 기판 유지 유닛 (24) 의 상면에 가장 근접하는 위치이다. 상위치는, 도 5 에 실선으로 나타내는 위치이다. 상세하게는, 상위치는, 지지 부재 (7) 의 가동 범위에 있어서, 지지 부재 (7) 가 기판 유지 유닛 (24) 의 상면으로부터 가장 이간되는 위치이다.
지지 부재 (7) 는, 상위치에 위치하는 상태에서, 대향 부재 (6) 를 매달아 지지하고 있다. 이 상태에서, 대향 부재 (6) 는, 기판 유지 유닛 (24) 으로부터 상방으로 이간되어 있다. 지지 부재 (7) 는, 지지 부재 승강 유닛 (12) 에 의해 승강됨으로써, 상위치와 하위치 사이의 걸어맞춤 위치를 통과한다. 걸어맞춤 위치는, 도 5 에 이점 쇄선으로 나타내는 위치이다. 걸어맞춤 위치는, 대향 부재 (6) 가 하방으로부터 지지 부재 (7) 에 지지되고, 또한, 대향 부재 (6) 와 기판 유지 유닛 (24) 이 걸어맞추어질 때의 지지 부재 (7) 의 높이 위치이다. 지지 부재 (7) 는, 하위치에 위치할 때, 기판 유지 유닛 (24) 과 걸어맞춘 상태의 대향 부재 (6) 로부터 하방으로 이간되어 있다.
지지 부재 (7) 가 상위치와 걸어맞춤 위치 사이에서 승강될 때, 대향 부재 (6) 는, 지지 부재 (7) 와 일체적으로 승강한다. 지지 부재 (7) 는, 걸어맞춤 위치와 하위치 사이의 위치에 위치할 때, 대향 부재 (6) 로부터 하방으로 이간되어 있다. 대향 부재 (6) 는, 지지 부재 (7) 가 걸어맞춤 위치와 하위치 사이의 위치에 위치할 때, 기판 유지 유닛 (24) 에 걸어맞추어진 상태로 유지된다.
처리 컵 (13) 은, 스핀 척 (5) 에 유지되어 있는 웨이퍼 (W) 보다 직경 방향 외방에 배치되어 있다. 처리 컵 (13) 은, 배기통 (26) 과, 복수의 컵 (14 ∼ 16) 과, 복수의 가드 (17 ∼ 19) 와, 복수의 가드 승강 유닛 (27 ∼ 29) 을 포함한다. 복수의 컵은, 제 1 컵 (14), 제 2 컵 (15) 및 제 3 컵 (16) 을 포함한다. 복수의 가드는, 제 1 가드 (17), 제 2 가드 (18) 및 제 3 가드 (19) 를 포함한다. 복수의 가드 승강 유닛은, 제 1 가드 승강 유닛 (27), 제 2 가드 승강 유닛 (28) 및 제 3 가드 승강 유닛 (29) 을 포함한다.
배기통 (26) 은, 스핀 척 (5) 을 둘러싸고 있다. 배기통 (26) 에는, 챔버 (4) (도 4 참조) 에 흘러들어오는 공기를 챔버 (4) 밖으로 배출하기 위한 배기관 (도시 생략) 이 접속되어 있다. 복수의 컵 (14 ∼ 16) 및 복수의 가드 (17 ∼ 19) 는, 스핀 척 (5) 과 배기통 (26) 사이에 배치되어 있다. 복수의 컵 (14 ∼ 16) 의 각각은, 웨이퍼 (W) 를 둘러싸고 있다. 복수의 가드 (17 ∼ 19) 의 각각은, 웨이퍼 (W) 를 둘러싸고 있다.
각 가드 (17 ∼ 19) 는, 스핀 척 (5) 에 유지된 웨이퍼 (W) 로부터 직경 방향 외방으로 비산하는 처리액을 받는다. 제 2 가드 (18) 는, 제 1 가드 (17) 보다 직경 방향 외방에 배치되어 있다. 제 3 가드 (19) 는, 제 2 가드 (18) 보다 직경 방향 외방에 배치되어 있다.
제 1 가드 (17) 는, 배기통 (26) 보다 직경 방향 내방에서 스핀 척 (5) 을 둘러싸는 제 1 통상부 (17A) 와, 직경 방향 내방을 향함에 따라 상방을 향하도록 제 1 통상부 (17A) 로부터 연장되는 제 1 경사부 (17B) 를 포함한다. 제 2 가드 (18) 는, 배기통 (26) 보다 직경 방향 내방에서, 또한 제 1 통상부 (17A) 보다 직경 방향 외방에서 스핀 척 (5) 을 둘러싸는 제 2 통상부 (18A) 와, 직경 방향 내방을 향함에 따라 상방을 향하도록 제 2 통상부 (18A) 로부터 연장되는 제 2 경사부 (18B) 를 포함한다. 제 3 가드 (19) 는, 배기통 (26) 보다 직경 방향 내방에서, 또한 제 2 통상부 (18A) 보다 직경 방향 외방에서 스핀 척 (5) 을 둘러싸는 제 3 통상부 (19A) 와, 직경 방향 내방을 향함에 따라 상방을 향하도록 제 3 통상부 (19A) 로부터 연장되는 제 3 경사부 (19B) 를 포함한다.
제 1 경사부 (17B) 는, 제 2 경사부 (18B) 에 하방에서 대향하고 있다. 제 2 경사부 (18B) 는, 제 3 경사부 (19B) 에 하방에서 대향하고 있다.
각 컵 (14 ∼ 16) 은, 상향으로 개방된 환상의 홈을 가지고 있다. 제 2 컵 (15) 은, 제 1 컵 (14) 보다 직경 방향 외방에 배치되어 있다. 제 3 컵 (16) 은, 제 2 컵 (15) 보다 직경 방향 외방에 배치되어 있다. 제 3 컵 (16) 은, 제 2 가드 (18) 와 일체로 형성되어 있다. 각 컵 (14 ∼ 16) 의 홈에는, 회수 배관 (도시 생략) 또는 배출 배관 (도시 생략) 이 접속되어 있다. 각 컵 (14 ∼ 16) 의 저부에는, 대응하는 가드 (17 ∼ 19) 가 받은 처리액이 유도된다. 각 컵 (14 ∼ 16) 의 저부에 유도된 처리액은, 회수 배관 또는 배출 배관을 통해서, 회수 또는 폐기된다.
복수의 가드 승강 유닛 (27 ∼ 29) 은, 복수의 가드 (17 ∼ 19) 의 승강을 각각 구동시킨다. 각 가드 승강 유닛 (27 ∼ 29) 은, 예를 들어, 볼 나사 기구 (도시 생략) 와, 그것에 구동력을 부여하는 전동 모터 (도시 생략) 를 포함한다.
도 6 은, 기판 처리 장치 (1) 의 주요부의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 제어 유닛 (3) 은, 마이크로 컴퓨터를 구비하고 있고, 소정의 프로그램에 따라, 기판 처리 장치 (1) 에 구비된 제어 대상을 제어한다. 보다 구체적으로는, 제어 유닛 (3) 은, 프로세서 (CPU) (3A) 와, 프로그램이 격납된 메모리 (3B) 를 포함하고, 프로세서 (3A) 가 프로그램을 실행함으로써, 기판 처리를 위한 여러 가지 공정을 위한 제어를 실행하도록 구성되어 있다. 특히, 제어 유닛 (3) 은, 반송 로봇 (IR, CR), 전동 모터 (23), 지지 부재 승강 유닛 (12), 가드 승강 유닛 (27 ∼ 29) 및 밸브 (32, 35, 42, 45, 52, 82, 92) 등의 동작을 제어한다.
도 7a 는, 기판 처리 장치 (1) 에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이고, 주로, 제어 유닛 (3) 이 프로그램을 실행함으로써 실현되는 처리가 나타나 있다. 도 8a ∼ 도 8e 는, 상기 기판 처리예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
기판 처리 장치 (1) 에 의한 기판 처리에서는, 예를 들어, 도 7a 에 나타내는 바와 같이, 기판 반입 (S1), 약액 처리 (S2), 린스 처리 (S3), 제 1 유기 용제 처리 (S4), 소수화 처리 (S5), 제 2 유기 용제 처리 (S6), 건조 처리 (S7) 및 기판 반출 (S8) 이 이 차례로 실행된다.
먼저, 처리 유닛 (2) 에 웨이퍼 (W) 가 반입되기 전에, 대향 부재 (6) 와 기판 유지 유닛 (24) 이 걸어맞춤 가능해지도록, 회전 방향 (S) 에 있어서의 대향 부재 (6) 와 기판 유지 유닛 (24) 의 상대 위치가 조정된다. 상세하게는, 평면에서 보았을 때, 대향 부재 (6) 의 제 1 걸어맞춤부 (66) 와 기판 유지 유닛 (24) 의 제 2 걸어맞춤부 (76) 가 겹치도록, 회전 방향 (S) 에 있어서의 기판 유지 유닛 (24) 의 위치를 전동 모터 (23) 가 조정한다.
한편, 미처리된 웨이퍼 (W) 가, 반송 로봇 (IR, CR) 에 의해 캐리어 (C) 로부터 처리 유닛 (2) 으로 반송되고, 스핀 척 (5) 에 전달된다 (S1 : 기판 반입). 이 후, 웨이퍼 (W) 는, 반송 로봇 (CR) 에 의해 반출될 때까지의 동안, 척 핀 (20) 에 의해, 스핀 베이스 (21) 의 상면으로부터 상방으로 간격을 두고 수평으로 유지된다 (기판 유지 공정).
그리고, 지지 부재 승강 유닛 (12) 이, 상위치에 위치하는 지지 부재 (7) 를 하위치를 향하여 하강시킨다. 지지 부재 (7) 는, 하위치로 이동하기 전에 걸어맞춤 위치를 통과한다. 지지 부재 (7) 가 걸어맞춤 위치에 이르면, 대향 부재 (6) 와 기판 유지 유닛 (24) 이 자력에 의해 걸어맞춘다. 이로써, 높이 위치가 고정된 기판 유지 유닛 (24) 에 의해 대향 부재 (6) 가 하방으로부터 지지된다. 대향 부재 (6) 가 기판 유지 유닛 (24) 에 걸어맞추어져 있을 때, 대향 부재 (6) 의 대향부 (60) 는, 웨이퍼 (W) 의 상면에 근접 배치되고, 웨이퍼 (W) 의 상면에 상방에서 대향한다. 한편, 대향 부재 (6) 의 연장 형성부 (61) 는, 직경 방향 외방으로부터 웨이퍼 (W) 에 대향하여, 웨이퍼 (W) 의 둘레 가장자리를 포위한다. 또, 대향 부재 (6) 가 기판 유지 유닛 (24) 에 걸어맞추어져 있을 때, 연장 형성부 (61) 의 하단부가 스핀 베이스 (21) 에 상방에서 대향한다. 연장 형성부 (61) 의 하단부와 스핀 베이스 (21) 의 상면 사이에는 미소한 간극이 형성되어 있다. 이와 같이, 지지 부재 승강 유닛 (12) 에 의해, 연장 형성부 (61) 의 내주면이 직경 방향 외방으로부터 웨이퍼 (W) 에 대향하는 위치에 대향 부재 (6) 가 배치된다 (차단 부재 배치 공정).
지지 부재 (7) 가 걸어맞춤 위치로부터 더욱 하방으로 하강하면, 대향 부재 (6) 는, 지지 부재 (7) 에 의한 지지로부터 해방된다. 상세하게는, 지지 부재 (7) 의 대향 부재 지지부 (70) 가 대향 부재 (6) 의 플랜지부 (63) 로부터 하방으로 퇴피한다.
그리고, 도 8a 에 나타내는 바와 같이, 지지 부재 (7) 는, 하위치에 이른다. 그리고, 전동 모터 (23) 가 구동되어, 기판 유지 유닛 (24) 의 스핀 베이스 (21) 의 회전이 개시한다. 이로써, 수평으로 유지된 웨이퍼 (W) 가 회전한다 (기판 회전 공정). 스핀 베이스 (21) 에 형성된 제 2 걸어맞춤부 (76) 에 대향 부재 (6) 에 형성된 제 1 걸어맞춤부 (66) 가 걸어맞추어져 있다. 그 때문에, 대향 부재 (6) 는, 웨이퍼 (W) 와 동기 회전한다 (대향 부재 회전 공정). 동기 회전이란, 동일한 방향으로 동일한 회전 속도로 회전하는 것을 말한다.
또한 제어 유닛 (3) 은, 불활성 가스 밸브 (92) 를 개방하고, 불활성 가스 노즐 (90) 로부터 불활성 가스를 토출시킨다 (불활성 가스 공급 공정). 그에 의해, 스핀 베이스 (21) 와 대향부 (60) 사이의 처리 공간 (65) 의 공기가 불활성 가스 분위기로 치환된다. 그에 의해, 웨이퍼 (W) 주위는, 대기압보다 산소 농도가 낮은 저산소 분위기가 된다. 이와 같이, 웨이퍼 (W) 주위의 공간을 저산소 분위기로 제어하는 분위기 제어 공정 (S10) 은, 처리 유닛 (2) 으로부터 웨이퍼 (W) 가 반출될 때까지 계속된다.
이와 같은 저산소 분위기를 유지한 상태에서, 약액 처리 (S2) 가 개시된다. 웨이퍼 (W) 의 회전수는, 약액 처리 속도 (예를 들어 300 rpm) 로 제어된다. 약액 처리 (S2) 에서는, 웨이퍼 (W) 상에 약액으로서 불산 (HF) 을 처리액 노즐 (33) 로부터 공급함으로써, 웨이퍼 (W) 의 상면에 에칭 등의 처리가 실시된다. 보다 구체적으로는, 불산의 공급에 의해, 웨이퍼 (W) 의 표면에 존재하고 있는 산화물을 에칭 제거하는 산화물 제거 공정 (약액 제거 공정) 이 실시된다. 또, 이 불산의 공급은, 웨이퍼 (W) 표면을 세정하기 위한 약액 세정 공정을 겸하고 있어도 된다. 공급되는 불산은, 탈기 유닛 (36) 에 의해 액 중의 용존 산소 농도가 저감된 저산소 농도의 불산 수용액이다. 구체적으로는, 처리액 노즐 (33) 로부터 토출되는 불산 중의 용존 산소 농도가 100 ppb 이하인 것이 바람직하고, 그에 의해, 용존 산소에서 기인하는 웨이퍼 (W) 의 표면의 산화를 회피할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 도 8a 를 참조하여, 제 1 가드 승강 유닛 (27)이, 제 1 가드 (17) 를 하위치에 배치하고, 제 3 가드 승강 유닛 (29) 이, 제 3 가드 (19) 를 상위치에 배치한다. 그리고, 제 2 가드 승강 유닛 (28) 이, 처리액을 받을 수 있는 높이 위치에 제 2 가드 (18) 를 배치한다 (가드 배치 공정).
이 상태에서, 약액 밸브 (32) 가 개방된다. 이로써, 처리액 노즐 (33) 로부터 회전 상태의 웨이퍼 (W) 의 상면의 중앙 영역에 약액 (불산) 이 공급된다. 약액은 원심력에 의해 웨이퍼 (W) 의 상면의 전체에 골고루 퍼진다.
약액은, 원심력에 의해 웨이퍼 (W) 로부터 직경 방향 외방으로 비산한다. 웨이퍼 (W) 로부터 직경 방향 외방으로 비산한 약액은, 웨이퍼 (W) 에 직경 방향 외방에서 대향하는 대향 부재 (6) 의 연장 형성부 (61) 의 내주면 (61a) 에 이른다. 대향 부재 (6) 는, 웨이퍼 (W) 와 함께 회전하고 있기 때문에, 연장 형성부 (61) 의 내주면 (61a) 에 부착된 약액은, 원심력에 의해, 연장 형성부 (61) 보다 직경 방향 외방으로 비산한다. 연장 형성부 (61) 보다 직경 방향 외방으로 비산한 약액은, 제 2 가드 (18) 에 의해 받아들여진다. 제 2 가드 (18) 에 의해 받아들여진 약액은, 제 2 통상부 (18A) 를 따라, 제 2 컵 (15) 에 유도된다.
일정 시간의 약액 처리 (S2) 후, 린스 처리 (S3) 가 실행된다. 웨이퍼 (W) 의 회전수는, 린스 처리 속도 (예를 들어 300 rpm) 로 제어된다. 린스 처리에서는, 웨이퍼 (W) 상의 불산 (약액) 을 린스액으로서의 DIW 로 치환함으로써, 웨이퍼 (W) 의 상면이 린스된다. 이 린스 처리는, 웨이퍼 (W) 의 표면을 세정하는 표면 세정 공정의 일례이기도 하다. 공급되는 린스액은, 탈기 유닛 (37)에 의해 액 중의 용존 산소 농도가 저감된 저산소 농도의 린스액 (예를 들어 DIW) 이다. 구체적으로는, 처리액 노즐 (33) 로부터 토출되는 린스액 중의 용존 산소 농도가 100 ppb 이하인 것이 바람직하고, 그에 의해, 용존 산소에서 기인하는 웨이퍼 (W) 의 표면의 산화를 회피할 수 있다.
린스 처리 (S2) 의 개시시에, 약액 밸브 (32) 가 폐쇄되고, 처리액 노즐 (33) 로부터의 불산의 토출이 정지된다. 도 8b 를 참조하여, 제 1 가드 승강 유닛 (27) 이, 제 1 가드 (17) 를 하위치에 유지하고, 제 3 가드 승강 유닛 (29) 이, 제 3 가드 (19) 를 상위치에 유지한다. 그리고, 제 2 가드 승강 유닛 (28) 이, 처리액을 받을 수 있는 높이 위치에 제 2 가드 (18) 를 배치한다 (가드 배치 공정).
이 상태에서, 린스액 밸브 (35) 가 개방된다. 이로써, 처리액 노즐 (33) 로부터 회전 상태의 웨이퍼 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향하여 린스액이 공급된다. 린스액은 원심력에 의해 웨이퍼 (W) 의 상면의 전체에 골고루 퍼진다. 이로써, 웨이퍼 (W) 상의 약액이 린스액에 의해 치환된다.
웨이퍼 (W) 상의 약액 및 린스액의 혼합액 또는 린스액은, 원심력에 의해 웨이퍼 (W) 로부터 직경 방향 외방으로 비산한다. 웨이퍼 (W) 로부터 직경 방향 외방으로 비산한 약액 및 린스액의 혼합액 또는 린스액은, 웨이퍼 (W) 에 직경 방향 외방에서 대향하는 대향 부재 (6) 의 연장 형성부 (61) 의 내주면 (61a) 에 이른다. 대향 부재 (6) 는, 웨이퍼 (W) 와 함께 회전하고 있기 때문에, 연장 형성부 (61) 의 내주면 (61a) 에 부착된 약액 및 린스액의 혼합액 또는 린스액은, 원심력에 의해, 연장 형성부 (61) 보다 직경 방향 외방으로 비산한다. 연장 형성부 (61) 보다 직경 방향 외방으로 비산한 약액 및 린스액의 혼합액 또는 린스액은, 제 2 가드 (18) 에 의해 받아들여진다. 제 2 가드 (18) 에 의해 받아들여진 약액 및 린스액의 혼합액 또는 린스액은, 제 2 통상부 (18A) 를 따라, 제 2 컵 (15) 에 유도된다.
일정 시간의 린스 처리 (S3) 후, 제 1 유기 용제 처리 (S4. 전유기 용제 공급 공정) 가 실행된다. 웨이퍼 (W) 의 회전수는, 유기 용제 처리 속도 (예를 들어 300 rpm) 로 제어된다. 제 1 유기 용제 처리 (S4) 에서는, 웨이퍼 (W) 상의 린스액이 IPA 등의 유기 용제로 치환된다. 이 유기 용제는, 린스 처리 (S3) 에서 사용되는 린스액인 DIW 와 혼화하는 (상용성을 갖는) 유기 용제이다.
구체적으로는, 린스액 밸브 (35) 가 폐쇄된다. 이로써, 처리액 노즐 (33) 로부터의 린스액의 토출이 정지된다. 그리고, 도 8c 를 참조하여, 제 1 가드 승강 유닛 (27) 이 제 1 가드 (17) 를 하위치에 배치한다. 제 2 가드 승강 유닛 (28) 이 제 2 가드 (18) 를 하위치에 배치한다. 또한 제 3 가드 승강 유닛 (29) 이 처리액을 받을 수 있는 높이 위치에 제 3 가드 (19) 를 배치한다.
그리고, 유기 용제 밸브 (52) 가 개방된다. 이로써, 유기 용제 공급 유닛 (10) 의 유기 용제 노즐 (50) 로부터 회전 상태의 웨이퍼 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향하여 유기 용제가 공급된다. 유기 용제는, 원심력에 의해 웨이퍼 (W) 의 상면의 전체에 골고루 퍼진다. 이로써, 웨이퍼 (W) 상의 린스액이 유기 용제에 의해 치환된다. 이 때에 공급되는 유기 용제는, 탈기 유닛 (53) 에 의해 액 중의 용존 산소 농도가 저감된 저산소 농도의 유기 용제이다. 구체적으로는, 유기 용제 노즐 (50) 로부터 토출되는 유기 용제 중의 용존 산소 농도가 100 ppb 이하인 것이 바람직하고, 그에 의해, 용존 산소에서 기인하는 웨이퍼 (W) 의 표면의 산화를 회피할 수 있다.
웨이퍼 (W) 상의 린스액 및 유기 용제의 혼합액 또는 유기 용제는, 원심력에 의해 웨이퍼 (W) 로부터 직경 방향 외방으로 비산한다. 웨이퍼 (W) 로부터 직경 방향 외방으로 비산한 린스액 및 유기 용제의 혼합액 또는 유기 용제는, 웨이퍼 (W) 에 직경 방향 외방에서 대향하는 대향 부재 (6) 의 연장 형성부 (61) 의 내주면 (61a) 에 이른다. 대향 부재 (6) 는, 웨이퍼 (W) 와 함께 회전하고 있기 때문에, 연장 형성부 (61) 의 내주면 (61a) 에 부착된 린스액 및 유기 용제의 혼합액 또는 유기 용제는, 원심력에 의해, 연장 형성부 (61) 보다 직경 방향 외방으로 비산한다. 연장 형성부 (61) 보다 직경 방향 외방으로 비산한 린스액 및 유기 용제의 혼합액 또는 유기 용제는, 제 3 가드 (19) 에 의해 받아들여진다. 제 3 가드 (19) 에 의해 받아들여진 린스액 및 유기 용제의 혼합액 또는 유기 용제는, 제 3 통상부 (19A) 를 따라, 제 3 컵 (16) 에 유도된다.
일정 시간의 제 1 유기 용제 처리 (S4) 후, 소수화 처리 (S5) 가 실행된다. 웨이퍼 (W) 의 회전수는, 소수화 처리 속도 (예를 들어 500 rpm) 로 제어된다. 소수화 처리 (S5) 에서는, 웨이퍼 (W) 상의 유기 용제가 소수화제로 치환된다. 소수화제는, 소수화 물질을 용매 중에 용해시킨 액체이다. 소수화제의 용매는, 예를 들어, PGMEA 와 같이, 제 1 유기 용제 처리 (S4) 에서 공급되는 IPA 와 혼화하는 (상용성을 갖는) 것임이 바람직하다. 그에 의해, 웨이퍼 (W) 상의 유기 용제 (IPA) 를 치환할 수 있다.
소수화 처리 (S5) 시에, 유기 용제 밸브 (52) 가 폐쇄된다. 이로써, 유기 용제 노즐 (50) 로부터의 유기 용제의 토출이 정지된다. 그리고, 도 8d 를 참조하여, 제 1 가드 승강 유닛 (27) 이, 제 1 가드 (17) 를 하위치에 유지하고, 제 2 가드 승강 유닛 (28) 이 제 2 가드 (18) 를 하위치에 유지한다. 그리고, 제 3 가드 승강 유닛 (29) 이, 처리액을 받을 수 있는 높이 위치에 제 3 가드 (19) 를 배치한다.
그리고, 소수화제 밸브 (82) 가 개방된다. 이로써, 소수화제 공급 유닛 (11) 의 소수화제 노즐 (80) 로부터 회전 상태의 웨이퍼 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향하여 소수화제가 공급된다 (소수화제 공급 공정). 소수화제는, 원심력에 의해 웨이퍼 (W) 의 상면의 전체에 골고루 퍼진다. 이로써, 웨이퍼 (W) 상의 유기 용제가 소수화제에 의해 치환된다. 이 때에 공급되는 소수화제는, 탈기 유닛 (83) 에 의해 액 중의 용존 산소 농도가 저감된 저산소 농도의 소수화제이다. 구체적으로는, 소수화제 노즐 (80) 로부터 토출되는 소수화제 중의 용존 산소 농도가 100 ppb 이하인 것이 바람직하고, 그에 의해, 용존 산소에서 기인하는 웨이퍼 (W) 의 표면의 산화를 회피할 수 있다.
웨이퍼 (W) 상의 유기 용제 및 소수화제의 혼합액 또는 소수화제는, 원심력에 의해 웨이퍼 (W) 로부터 직경 방향 외방으로 비산한다. 웨이퍼 (W) 로부터 직경 방향 외방으로 비산한 유기 용제 및 소수화제의 혼합액 또는 소수화제는, 웨이퍼 (W) 에 직경 방향 외방에서 대향하는 대향 부재 (6) 의 연장 형성부 (61) 의 내주면 (61a) 에 이른다. 대향 부재 (6) 는, 웨이퍼 (W) 와 함께 회전하고 있기 때문에, 연장 형성부 (61) 의 내주면 (61a) 에 부착된 유기 용제 및 소수화제의 혼합액 또는 소수화제는, 원심력에 의해, 연장 형성부 (61) 보다 직경 방향 외방으로 비산한다. 연장 형성부 (61) 보다 직경 방향 외방으로 비산한 유기 용제 및 소수화제의 혼합액 또는 소수화제는, 제 3 가드 (19) 에 의해 받아들여진다. 제 3 가드 (19) 에 의해 받아들여진 유기 용제 및 소수화제의 혼합액 또는 소수화제는, 제 3 통상부 (19A) 를 따라, 제 3 컵 (16) 에 유도된다.
일정 시간의 소수화 처리 (S5) 후, 제 2 유기 용제 처리 (S6. 후유기 용제 공급 공정) 가 실행된다. 웨이퍼 (W) 의 회전수는, 유기 용제 처리 속도 (예를 들어 300 rpm) 로 제어된다. 제 2 유기 용제 처리에서는, 웨이퍼 (W) 상의 소수화제가 유기 용제로 치환된다. 이 유기 용제는, 소수화 처리 (S5) 에서 사용되는 소수화제의 용매와 혼화하는 (상용성을 갖는) 것이며, 예를 들어 IPA 이다.
구체적으로는, 소수화제 밸브 (82) 가 폐쇄된다. 그리고, 도 8e 를 참조하여, 제 1 가드 승강 유닛 (27) 이, 제 1 가드 (17) 를 하위치에 유지하고, 제 2 가드 승강 유닛 (28) 이, 제 2 가드 (18) 를 하위치에 유지한다. 그리고, 제 3 가드 승강 유닛 (29) 에 의해, 처리액을 받을 수 있는 높이 위치에 제 3 가드 (19) 가 배치된다 (가드 배치 공정).
그리고, 유기 용제 밸브 (52) 가 개방된다. 이로써, 회전 상태의 웨이퍼 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향하여, 유기 용제 노즐 (50) 로부터 유기 용제가 토출된다. 유기 용제는, 원심력에 의해 웨이퍼 (W) 의 상면의 전체에 골고루 퍼진다. 이로써, 웨이퍼 (W) 상의 소수화제가 유기 용제에 의해 치환된다. 이 때에 공급되는 유기 용제는, 탈기 유닛 (53) 에 의해 액 중의 용존 산소 농도가 저감된 저산소 농도의 유기 용제이다. 구체적으로는, 유기 용제 노즐 (50) 로부터 토출되는 유기 용제 중의 용존 산소 농도가 100 ppb 이하인 것이 바람직하고, 그에 의해, 용존 산소에서 기인하는 웨이퍼 (W) 의 표면의 산화를 회피할 수 있다.
웨이퍼 (W) 상의 유기 용제 및 소수화제의 혼합액 또는 유기 용제는, 원심력에 의해 웨이퍼 (W) 로부터 직경 방향 외방으로 비산한다. 웨이퍼 (W) 로부터 직경 방향 외방으로 비산한 유기 용제 및 소수화제의 혼합액 또는 유기 용제는, 웨이퍼 (W) 에 직경 방향 외방에서 대향하는 대향 부재 (6) 의 연장 형성부 (61) 의 내주면에 이른다. 대향 부재 (6) 는, 웨이퍼 (W) 와 함께 회전하고 있기 때문에, 연장 형성부 (61) 의 내주면에 부착된 유기 용제 및 소수화제의 혼합액 또는 유기 용제는, 원심력에 의해, 연장 형성부 (61) 보다 직경 방향 외방으로 비산한다. 연장 형성부 (61) 보다 직경 방향 외방으로 비산한 유기 용제 및 소수화제의 혼합액 또는 유기 용제는, 제 3 가드 (19) 에 의해 받아들여진다. 제 3 가드 (19) 에 의해 받아들여진 유기 용제 및 소수화제의 혼합액 또는 유기 용제는, 제 3 통상부 (19A) 를 따라, 제 3 컵 (16) 에 유도된다.
일정 시간의 제 2 유기 용제 처리 (S6) 후, 웨이퍼 (W) 의 상면의 액 성분을 원심력에 의해 떨쳐내는 건조 처리 (S7) 가 실행된다. 구체적으로는, 유기 용제 밸브 (52) 가 폐쇄된 후, 웨이퍼 (W) 가 고속도 (건조 처리 속도, 예를 들어 2000 rpm) 로 회전된다. 그리고, 전동 모터 (23) 가 웨이퍼 (W) 의 회전을 정지시킨다.
건조 처리 (S7) 가 종료되면, 제어 유닛 (3) 은, 불활성 가스 밸브 (92) 를 폐쇄하여 불활성 가스의 공급을 정지시키고, 분위기 제어 공정 (S10) 을 종료한다.
그 후, 반송 로봇 (CR) 이, 처리 유닛 (2) 에 진입하고, 스핀 척 (5) 으로부터 처리가 끝난 웨이퍼 (W) 를 건져올리고, 처리 유닛 (2) 밖으로 반출한다 (S8 : 기판 반출). 그 웨이퍼 (W) 는, 반송 로봇 (CR) 으로부터 반송 로봇 (IR) 으로 전달되고, 반송 로봇 (IR) 에 의해, 캐리어 (C) 에 수납된다.
도 7b 에 나타내는 바와 같이, 불산에 의한 약액 처리 (S2 : 산화물 제거 처리) 및 불산을 씻어 없애기 위한 린스 처리 (S3) 후에, 추가로 다른 약액 (예를 들어 SC1) 에 의한 약액 세정 처리 (S11) 를 실행해도 된다. 이 경우, 추가로 그 후에 약액 (예를 들어 SC1) 을 씻어 없애기 위한 린스 처리 (S12) 를 실시한 후에, 제 1 유기 용제 처리 (S4) 이후의 처리를 실행하면 된다. 약액 세정 처리 (S11) 및 린스 처리 (S12) 는, 표면 세정 공정의 일례이다.
약액 세정 처리 (S11) 및 그 후의 린스 처리 (S12) 에서는, 예를 들어 제 2 처리액 공급 유닛 (40) 으로부터 약액 및 린스액이 공급된다.
보다 구체적으로는, 약액 세정 처리 (S11) 를 실행하기 위해서, 제어 유닛 (3) 은, 약액 밸브 (42) 를 개방하고, 처리액 노즐 (43) 로부터 웨이퍼 (W) 의 중앙 영역을 향하여 약액을 토출시킨다. 웨이퍼 (W) 의 회전수는, 약액 처리 속도 (예를 들어 300 rpm) 로 제어된다. 또, 가드 (17 ∼ 19) 는, 예를 들어, 제 1 가드 (17) 에서 처리액을 수취하도록 각각의 높이가 제어된다.
일정 시간의 약액 세정 처리 후, 제어 유닛 (3) 은, 약액 밸브 (42) 를 폐쇄하여 약액 세정 처리를 종료한다. 또한, 제어 유닛 (3) 은, 린스액 밸브 (45) 를 개방하고, 처리액 노즐 (43) 로부터 웨이퍼 (W) 의 중앙 영역을 향하여 린스액을 토출시킨다. 그에 의해, 웨이퍼 (W) 표면의 약액을 린스액으로 치환할 수 있다. 웨이퍼 (W) 의 회전수는, 린스 처리 속도 (예를 들어 300 rpm) 로 제어된다. 또, 가드 (17 ∼ 19) 는, 예를 들어, 제 1 가드 (17) 에서 처리액을 수취하도록 각각의 높이가 제어된다. 일정 시간의 린스 처리 후, 제어 유닛 (3) 은, 린스액 밸브 (45) 를 폐쇄한다.
약액 세정 처리 (S11) 에 있어서 공급되는 약액 및 린스 처리 (S12) 에 있어서 공급되는 린스액은, 탈기 유닛 (46, 47) 에 의해 각각 액 중의 용존 산소 농도가 저감되어 있다. 구체적으로는, 처리액 노즐 (43) 로부터 토출되는 약액 및 린스액 중의 용존 산소 농도가 100 ppb 이하인 것이 바람직하고, 그에 의해, 용존 산소에서 기인하는 웨이퍼 (W) 의 표면의 산화를 회피할 수 있다.
이상과 같이, 이 실시형태에 의하면, 웨이퍼 (W) 의 표면의 산화물이 제거되고 (S2), 그 후에, 웨이퍼 (W) 의 표면을 처리액에 의해 세정하는 표면 세정 공정 (S2, S3, S11, S12) 이 실행된다. 사용되는 처리액은, 용존 산소가 낮고 (예를 들어 100 ppb 이하), 웨이퍼 (W) 의 재료를 산화하지 않기 때문에, 세정시에 웨이퍼 (W) 표면에 처리액에서 기인하는 새로운 산화물은 형성되지 않는다. 표면 세정 공정 후에 실행되는 소수화 공정 (S5) 에서는, 웨이퍼 (W) 의 표면에 소수화제가 공급되어, 웨이퍼 (W) 의 표면이 소수성으로 개질된다. 표면 세정 공정으로부터 소수화 공정까지의 기간에는, 웨이퍼 (W) 주위의 분위기가 저산소 분위기로 제어된다 (S10). 따라서, 웨이퍼 (W) 의 표면의 산화물이 제거된 후에는, 당해 표면에 새로운 산화물이 성장하는 것을 억제한 상태에서, 웨이퍼 (W) 의 표면을 소수성으로 개질할 수 있다.
이와 같이, 산화물에서 기인하는 웨이퍼 (W) 의 표면의 요철을 해소한 상태에서 웨이퍼 (W) 의 표면이 소수성으로 개질되므로, 이 개질된 웨이퍼 (W) 의 표면은, 균일하게 소수화되고, 또한 러프니스가 적은 평탄한 표면이 된다. 이로써, 제 2 유기 용제 처리 (S6) 등에 있어서, 웨이퍼 (W) 의 표면의 패턴이 도괴하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 또한, 표면의 러프니스가 적기 때문에, 파티클로서 검출될 우려가 있는 요철이 웨이퍼 (W) 의 표면에는 발생하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
저산소 분위기는, 처리액 중에 산소가 용해되지 않는 산소 농도의 분위기이다. 이로써, 웨이퍼 (W) 의 표면에 산화물이 성장하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
산화물 제거 처리는, 도 7a 및 도 7b 의 처리예에서는 약액의 에칭 작용에 의해 산화물을 제거하는 약액 제거 공정이다. 이 경우, 기판 재료에 대해 산화물을 선택적으로 에칭할 수 있는 약액을 사용하는 것이 바람직하지만, 일반적으로는, 웨이퍼 (W) 의 표면의 산화물의 제거는, 희석 농도의 약액으로 단시간의 에칭 처리에 의해 제거할 수 있으므로, 기판 재료 (예를 들어 웨이퍼 (W) 의 표면의 패턴을 형성하고 있는 재료) 에 산화물이 포함되어 있어도, 기판 표면의 구조를 실질적으로 바꾸어 버릴 우려는 없다.
또, 이 실시형태에서는, 소수화 처리 (S5) 후, 웨이퍼 (W) 의 표면에 유기 용제를 공급하여, 웨이퍼 (W) 상의 과잉된 소수화제를 씻어내는 제 2 유기 용제 처리 (S6. 후유기 용제 공급 공정) 가 실시된다. 이로써, 적정량의 소수화제로 웨이퍼 (W) 의 표면을 소수화할 수 있으므로, 과잉인 소수화제에서 기인하여 웨이퍼 (W) 의 표면의 러프니스가 악화되거나, 소수성능이 저하되거나 하는 것을 회피할 수 있다.
또, 이 실시형태에서는, 분위기 제어 공정 (S10) 에 있어서, 대향 부재 (6) 가, 웨이퍼 (W) 의 표면에 근접한 위치에 대향하여 배치되고, 그에 따라, 웨이퍼 (W) 의 표면이 대향하는 공간이 제한된다. 그리고, 그 제한된 공간에 불활성 가스가 공급된다. 그에 의해, 웨이퍼 (W) 의 표면은 저산소 농도의 분위기 중에 놓이고, 따라서, 처리 중의 웨이퍼 (W) 의 표면에 산화물이 성장하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
또한 이 실시형태에서는, 대향 부재 (6) 가 웨이퍼 (W) 의 표면에 근접하여 대향 배치되면, 웨이퍼 (W) 의 표면이 대향하는 공간은, 당해 표면의 법선 방향에서는 대향부 (60) 에 의해 제한되고, 당해 표면에 평행한 방향에서는 환상의 연장 형성부 (61) 에 의해 제한된다. 그에 의해, 웨이퍼 (W) 의 표면이 대향하는 공간은 거의 폐공간을 형성하고, 이 폐공간에 불활성 가스가 공급된다. 따라서, 웨이퍼 (W) 의 표면은, 저산소 농도로 안정적인 분위기 중에 놓이고, 그 상태에서, 표면 세정 처리 등이 실시된다. 따라서, 처리 중의 웨이퍼 (W) 의 표면에 산화물이 성장하는 것을 더욱 확실하게 억제 또는 방지할 수 있다.
도 9 는, 본 발명의 다른 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 내부의 레이아웃을 설명하기 위한 도해적인 평면도이다. 도 9 에 있어서, 전술한 도 4 에 나타낸 각 부의 대응 부분에 동일 참조 부호를 부여한다.
이 실시형태에서는, 기판 처리 장치 (1) 는, 1 개의 열처리 유닛 (100) 과, 3 개의 처리 유닛 (2) 을 포함한다. 즉, 제 1 실시형태의 기판 처리 장치 (1) 에 있어서의 4 개의 처리 유닛 중 1 개가 열처리 유닛 (100) 으로 치환되어 있다. 반송 로봇 (CR) 은, 열처리 유닛 (100) 및 3 개의 처리 유닛 (2) 에 대해, 웨이퍼 (W) 를 반입/반출할 수 있고, 또한 반송 로봇 (IR) 과의 사이에서 웨이퍼 (W) 를 수수할 수 있다. 열처리 유닛 (100) 은, 웨이퍼 (W) 의 가열에 의해, 그 표면을 개질하는 가열 개질 공정을 실행하기 위해서 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 열처리 유닛 (100) 은, 웨이퍼 (W) 의 가열에 의해, 표면의 산화물을 제거하는 가열 제거 공정을 실행하거나, 산화물을 분해 및 재결합시켜 평탄화시키는 평탄화 공정을 실행하거나 하기 위해서 사용할 수 있다.
반송 로봇 (CR) 은, 반송 로봇 (IR) 으로부터 수취한 미처리된 웨이퍼 (W) 를 열처리 유닛 (100) 에 반입한다. 그리고, 반송 로봇 (CR) 은, 열처리 유닛 (100) 에 의해 산화물 제거 처리를 받은 웨이퍼 (W) 를 열처리 유닛 (100) 으로부터 반출하고, 처리 유닛 (2) 에 반입한다. 또한 반송 로봇 (CR) 은, 처리 유닛 (2) 에 의한 처리를 거친 웨이퍼 (W) 를 처리 유닛 (2) 으로부터 취출하고, 반송 로봇 (IR) 에 전달한다.
도 10 은, 열처리 유닛 (100) 의 구성예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다. 열처리 유닛 (100) 은, 이른바 어닐링 장치이어도 된다. 보다 구체적으로는, 열처리 유닛 (100) 은, 밀폐 가능한 챔버 (101) 와, 챔버 (101) 내에서 웨이퍼 (W) 를 지지하는 서셉터 (102) 와, 서셉터 (102) 에 지지된 웨이퍼 (W) 를 램프 가열하는 램프 히터 유닛 (103) (예를 들어 할로겐 램프 히터 유닛) 을 구비하고 있어도 된다. 챔버 (101) 에는, 개폐 가능한 게이트 (107) 가 구비되어 있고, 이 게이트 (107) 를 개방함으로써, 챔버 (101) 에 대해 웨이퍼 (W) 를 출납할 수 있다. 열처리 유닛 (100) 은, 추가로, 서셉터 (102) 에 지지된 웨이퍼 (W) 의 표면을 플래시 가열하기 위한 플래시 램프 유닛 (104) (예를 들어 크세논 플래시 램프 유닛, 크립톤 플래시 램프 유닛 등) 을 구비하고 있어도 된다.
열처리 유닛 (100) 은, 추가로, 챔버 (101) 내의 분위기를 배기하는 배기 유닛 (105) 을 구비하고 있다. 배기 유닛 (105) 은, 챔버 (101) 내에 연통하는 배기관 (105a) 과, 배기관 (105a) 의 유로를 개폐하는 배기 밸브 (105b) 를 포함한다. 또한 열처리 유닛 (100) 은, 챔버 (101) 내에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 유닛 (106) 을 구비하고 있다. 불활성 가스 공급 유닛 (106) 은, 챔버 (101) 내에 연통하는 불활성 가스 공급관 (106a) 과, 불활성 가스 공급관 (106a) 의 유로를 개폐하는 불활성 가스 밸브 (106b) 를 포함한다. 배기 유닛 (105) 에 의해 챔버 (101) 내의 분위기를 배기하고, 또한 불활성 가스 공급 유닛 (106) 에 의해 챔버 (101) 내에 불활성 가스를 공급함으로써, 챔버 (101) 내의 분위기를 저산소 분위기로 할 수 있다. 즉, 배기 유닛 (105) 및 불활성 가스 공급 유닛 (106) 은, 분위기 제어 유닛을 구성하고 있다. 또, 불활성 가스 공급 유닛 (106) 으로부터 불활성 가스를 공급함으로써, 열처리 후의 웨이퍼 (W) 를 냉각시킬 수도 있다. 즉, 불활성 가스 공급 유닛 (106) 은, 열처리 후의 웨이퍼 (W) 를 냉각시키는 냉각 유닛의 일례이다.
도 11 은, 처리 유닛 (2) 의 구성예를 설명하기 위한 모식적인 단면도이다. 도 11 에 있어서, 전술한 도 5 에 나타낸 각 부의 대응 부분에 동일 참조 부호를 부여한다. 이 처리 유닛 (2) 은, 스핀 척 (5) 에 유지된 웨이퍼 (W) 를 가열하기 위한 히터 유닛 (110) 을 구비하고 있다. 히터 유닛 (110) 은, 소수화 처리 후의 웨이퍼 (W) 를 가열하는 후가열 유닛으로서 사용할 수 있다.
히터 유닛 (110) 은, 원판상의 핫 플레이트의 형태를 가지고 있다. 히터 유닛 (110) 은, 웨이퍼 (W) 의 하면에 하방에서 대향하는 대향면 (110a) 을 가지고 있다.
히터 유닛 (110) 은, 플레이트 본체 (111) 와, 히터 (112) 를 포함한다. 플레이트 본체 (111) 는, 평면에서 보았을 때, 웨이퍼 (W) 보다 약간 작다. 플레이트 본체 (111) 의 표면이 대향면 (110a) 을 형성하고 있다. 히터 (112) 는, 플레이트 본체 (111) 에 내장되어 있는 저항체이어도 된다. 히터 (112) 에 통전함으로써, 대향면 (110a) 이 가열된다. 히터 (112) 에는 급전선을 개재하여, 히터 통전 유닛 (113) 으로부터 전력이 공급된다.
히터 유닛 (110) 은, 스핀 베이스 (21) 의 상방에 배치되어 있다. 처리 유닛 (2) 은, 히터 유닛 (110) 을 스핀 베이스 (21) 에 대해 상대적으로 승강시키는 히터 승강 유닛 (114) 을 포함한다. 히터 승강 유닛 (114) 은, 예를 들어, 볼 나사 기구와, 그것에 구동력을 부여하는 전동 모터를 포함한다.
히터 유닛 (110) 의 하면에는, 회전축선 (A1) 을 따라 연직 방향으로 연장되는 승강축 (115) 이 결합되어 있다. 승강축 (115) 은, 스핀 베이스 (21) 의 중앙에 형성된 관통공 (21a) 과, 중공의 회전축 (22) 을 삽입 통과하고 있다. 승강축 (115) 내에는, 급전선 (116) 이 통과되어 있다. 히터 승강 유닛 (114) 은, 승강축 (115) 을 개재하여 히터 유닛 (110) 을 승강시킴으로써, 하위치 및 상위치 그리고 그들 사이의 임의의 중간 위치에 히터 유닛 (110) 을 배치할 수 있다. 히터 유닛 (110) 이 하위치에 위치할 때, 대향면 (110a) 과 웨이퍼 (W) 의 하면 사이의 거리는, 예를 들어, 15 ㎜ 이다. 히터 유닛 (110) 은, 스핀 베이스 (21) 에 대해 상대적으로 이동 (승강) 하므로, 웨이퍼 (W) 의 하면과 히터 유닛 (110) 의 대향면 (110a) 사이의 거리가 변화한다.
기판 처리 장치 (1) 는, 추가로, 스핀 척 (5) 에 유지된 웨이퍼 (W) 의 하면 중앙을 향하여 질소 가스 등의 불활성 가스를 공급하는 하면 불활성 가스 공급 유닛 (120) 을 구비하고 있다. 하면 불활성 가스 공급 유닛 (120) 은, 불활성 가스 공급관 (121) 과, 불활성 가스 공급관 (121) 에 개재되어 장착된 불활성 가스 밸브 (122) 를 포함한다. 불활성 가스 공급관 (121) 은, 중공의 승강축 (115) 을 삽입 통과하고, 히터 유닛 (110) 의 중앙 개구 (도시 생략) 를 삽입 통과하고 있고, 그 상단에는, 웨이퍼 (W) 의 하면 중앙에 하방에서 면하는 토출구를 가지고 있다.
제 1 처리액 공급 유닛 (30) 은, 이 실시형태에서는, 웨이퍼 (W) 의 표면을 세정하기 위한 처리액을 웨이퍼 (W) 의 표면에 공급하는 처리액 공급 유닛의 일례이다. 특히, 제 1 처리액 공급 유닛 (30) 의 약액 공급에 관한 부분은 약액 공급 유닛을 구성하고, 린스액 공급에 관한 부분은 린스액 공급 유닛을 구성하고 있다. 또, 제 2 처리액 공급 유닛 (40) 은, 이 실시형태에서는, 웨이퍼 (W) 의 표면을 세정하기 위한 처리액을 웨이퍼 (W) 의 표면에 공급하는 처리액 공급 유닛의 일례이다. 특히, 제 2 처리액 공급 유닛 (40) 의 약액 공급에 관한 부분은 약액 공급 유닛을 구성하고, 린스액 공급에 관한 부분은 린스액 공급 유닛을 구성하고 있다.
도 12 는, 이 실시형태의 기판 처리 장치 (1) 의 전기적 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 12 에 있어서, 전술한 도 6 에 나타낸 각 부의 대응 부분에 동일 참조 부호를 부여한다. 제어 유닛 (3) 은, 반송 로봇 (IR, CR), 전동 모터 (23), 지지 부재 승강 유닛 (12), 가드 승강 유닛 (27 ∼ 29) 및 밸브 (32, 35, 42, 45, 52, 82, 92, 122) 등의 동작을 제어한다. 또, 제어 유닛 (3) 은, 열처리 유닛 (100) 의 각 부, 특히, 램프 히터 유닛 (103) 및 플래시 램프 유닛 (104) 에 대한 통전을 제어하고, 배기 유닛 (105) 에 의한 배기 동작을 제어하고, 불활성 가스 공급 유닛 (106) 에 의한 불활성 가스 공급을 제어하도록 프로그램되어 있다. 또한 제어 유닛 (3) 은, 히터 통전 유닛 (113) 에 의한 히터 (112) 에 대한 통전을 제어하고, 또한 히터 승강 유닛 (114) 의 동작을 제어하도록 프로그램되어 있다.
도 13a 는, 이 실시형태의 기판 처리 장치 (1) 에 의한 기판 처리의 일례를 설명하기 위한 흐름도이고, 주로, 제어 유닛 (3) 이 프로그램을 실행함으로써 실현되는 처리가 나타나 있다. 도 14a ∼ 도 14g 는, 상기 기판 처리예를 설명하기 위한 도해적인 단면도이다.
기판 처리 장치 (1) 에 의한 기판 처리에서는, 예를 들어, 도 13a 에 나타내는 바와 같이, 기판 반입 (S21), 기판 가열 처리 (S22), 기판 냉각 처리 (S23), 기판 반송 (S24), 약액 처리 (S25), 린스 처리 (S26), 제 1 유기 용제 처리 (S27), 소수화 처리 (S28), 제 2 유기 용제 처리 (S29), 건조 처리 (S30), 후기판 가열 처리 (S31), 후기판 냉각 처리 (S32) 및 기판 반출 (S33) 이 이 차례로 실행된다.
보다 구체적으로는, 반송 로봇 (IR) 이 미처리된 웨이퍼 (W) 를 캐리어 (C) 로부터 취출한다. 반송 로봇 (CR) 은, 반송 로봇 (IR) 으로부터 미처리된 웨이퍼 (W) 를 수취하고, 열처리 유닛 (100) 의 챔버 (101) 에 반입하고, 서셉터 (102) 에 재치하고 퇴피한다 (S21 : 기판 반입). 제어 유닛 (3) 은, 예를 들어, 램프 히터 유닛 (103) 에 통전함으로써, 웨이퍼 (W) 를 가열한다 (S22 : 기판 가열 처리). 이 기판 가열 처리는, 웨이퍼 (W) 의 재료 (예를 들어 실리콘) 와 산소의 결합을 자르기 위해서 필요한 열에너지를 웨이퍼 (W) 에 공급하도록 실시된다. 즉, 이 기판 가열 처리 (S22) 는, 웨이퍼 (W) 의 표면의 산화물의 적어도 일부를 가열에 의해 제거하는 가열 제거 공정 (산화물 제거 공정, 가열 개질 공정의 일례) 이어도 된다 (도 1B 참조). 보다 구체적으로는, 웨이퍼 (W) 는, 300 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 500 ℃ 이상, 더욱 바람직하게는 700 ℃ 이상으로 가열된다. 예를 들어, 웨이퍼 (W) 가 750 ℃ 로 소정 시간 (예를 들어 20 초간) 유지되도록, 램프 히터 유닛 (103) 에 대한 통전이 제어되어도 된다. 필요에 따라, 플래시 램프 유닛 (104) 에 의한 플래시 가열이 병용되어도 된다.
기판 가열 처리 (S22) 는, 웨이퍼 (W) 의 표면의 산화물을 분해 및 재결합시켜 산화물을 평탄화시키는 평탄화 공정 (가열 개질 공정의 일례) 이어도 된다 (도 2B 참조).
기판 가열 처리 (S22) 에 앞서, 제어 유닛 (3) 은, 배기 유닛 (105) 을 작동시켜 챔버 (101) 내의 분위기를 배기하고, 또한 불활성 가스 공급 유닛 (106) 에 의해, 챔버 (101) 내에 불활성 가스를 공급시킨다. 그에 의해, 웨이퍼 (W) 주위의 분위기를 저산소 분위기로 유지하기 위한 분위기 제어 (S35) 가 실시된다. 이 분위기 제어는, 웨이퍼 (W) 가 열처리 유닛 (100) 으로부터 반출될 때까지 계속된다.
기판 가열 처리 (S22) 후, 웨이퍼 (W) 를 실온에 접근시키기 위한 기판 냉각 처리 (S23. 냉각 공정) 가 실시된다. 구체적으로는, 제어 유닛 (3) 은, 램프 히터 유닛 (103) 에 대한 통전을 정지시킨다. 한편으로, 불활성 가스 공급 유닛 (106) 에 의한 불활성 가스의 공급 및 배기 유닛 (105) 에 의한 챔버 (101) 의 배기는 계속된다. 그에 의해, 웨이퍼 (W) 와 불활성 가스의 열교환에 의해, 웨이퍼 (W) 가 냉각된다.
그리고, 소정의 냉각 시간이 경과하면, 제어 유닛 (3) 은, 냉각 처리 후의 웨이퍼 (W) 를 열처리 유닛 (100) 으로부터 취출하고, 어느 처리 유닛 (2) 에 반입한다 (S24 : 기판 반송).
기판 냉각 처리 (S23) 전 또는 기판 냉각 처리 중에, 챔버 (101) 에 공기 (산소) 를 도입하여, 웨이퍼 (W) 의 표면에 새로운 산화막 (Oxn) (도 3C 참조) 을 형성해도 된다 (가열 개질 공정의 일례). 웨이퍼 (W) 가 고온 상태에서 산소 농도가 제어된 분위기에 놓여짐으로써, 균일한 산화막 (Oxn) 을 웨이퍼 (W) 의 표면에 형성할 수 있다.
처리 유닛 (2) 에 웨이퍼 (W) 가 반입되기 전에, 대향 부재 (6) 와 기판 유지 유닛 (24) 이 걸어맞춤 가능해지도록, 회전 방향 (S) 에 있어서의 대향 부재 (6) 와 기판 유지 유닛 (24) 의 상대 위치가 조정된다. 상세하게는, 평면에서 보았을 때, 대향 부재 (6) 의 제 1 걸어맞춤부 (66) 와 기판 유지 유닛 (24) 의 제 2 걸어맞춤부 (76) 가 겹치도록, 회전 방향 (S) 에 있어서의 기판 유지 유닛 (24) 의 위치를 전동 모터 (23) 가 조정한다.
한편, 미처리된 웨이퍼 (W) 가, 반송 로봇 (CR) (도 9 참조) 에 의해 열처리 유닛 (100) 으로부터 처리 유닛 (2) 으로 반송되고, 스핀 척 (5) 에 전달된다 (S24 : 기판 반송). 이 후, 웨이퍼 (W) 는, 반송 로봇 (CR) 에 의해 반출될 때까지의 동안, 척 핀 (20) 에 의해, 스핀 베이스 (21) 의 상면으로부터 상방으로 간격을 두고 수평으로 유지된다 (기판 유지 공정).
그리고, 지지 부재 승강 유닛 (12) 이, 상위치에 위치하는 지지 부재 (7) 를 하위치를 향하여 하강시킨다. 지지 부재 (7) 는, 하위치로 이동하기 전에 걸어맞춤 위치를 통과한다. 지지 부재 (7) 가 걸어맞춤 위치에 이르면, 대향 부재 (6) 와 기판 유지 유닛 (24) 이 자력에 의해 걸어맞추어진다. 이로써, 높이 위치가 고정된 기판 유지 유닛 (24) 에 의해 대향 부재 (6) 가 하방으로부터 지지된다. 대향 부재 (6) 가 기판 유지 유닛 (24) 에 걸어맞추어져 있을 때, 대향 부재 (6) 의 대향부 (60) 는, 웨이퍼 (W) 의 상면에 근접 배치되고, 웨이퍼 (W) 의 상면에 상방에서 대향한다. 한편, 대향 부재 (6) 의 연장 형성부 (61) 는, 직경 방향 외방으로부터 웨이퍼 (W) 에 대향하여, 웨이퍼 (W) 의 둘레 가장자리를 포위한다. 또, 대향 부재 (6) 가 기판 유지 유닛 (24) 에 걸어맞추어져 있을 때, 연장 형성부 (61) 의 하단부가 스핀 베이스 (21) 에 상방에서 대향한다. 연장 형성부 (61) 의 하단부와 스핀 베이스 (21) 의 상면 사이에는 미소한 간극이 형성되어 있다. 이와 같이, 지지 부재 승강 유닛 (12) 에 의해, 연장 형성부 (61) 의 내주면이 직경 방향 외방에서 웨이퍼 (W) 에 대향하는 위치에 대향 부재 (6) 가 배치된다 (차단 부재 배치 공정).
지지 부재 (7) 가 걸어맞춤 위치로부터 더욱 하방으로 하강하면, 대향 부재 (6) 는, 지지 부재 (7) 에 의한 지지로부터 해방된다. 상세하게는, 지지 부재 (7) 의 대향 부재 지지부 (70) 가 대향 부재 (6) 의 플랜지부 (63) 로부터 하방으로 퇴피한다.
그리고, 도 14a 에 나타내는 바와 같이, 지지 부재 (7) 는, 하위치에 이른다. 그리고, 전동 모터 (23) 가 구동되고, 기판 유지 유닛 (24) 의 스핀 베이스 (21) 의 회전이 개시된다. 이로써, 수평으로 유지된 웨이퍼 (W) 가 회전한다 (기판 회전 공정). 스핀 베이스 (21) 에 형성된 제 2 걸어맞춤부 (76) 에 대향 부재 (6) 에 형성된 제 1 걸어맞춤부 (66) 가 걸어맞추어져 있다. 그 때문에, 대향 부재 (6) 는, 웨이퍼 (W) 와 동기 회전한다 (대향 부재 회전 공정). 동기 회전이란, 동일한 방향으로 동일한 회전 속도로 회전하는 것을 말한다.
또한 제어 유닛 (3) 은, 불활성 가스 밸브 (92) 를 개방하고, 불활성 가스 노즐 (90) 로부터 불활성 가스를 토출시킨다. 그에 의해, 스핀 베이스 (21) 와 대향부 (60) 사이의 처리 공간 (65) 의 공기가 불활성 가스 분위기로 치환된다. 그에 의해, 웨이퍼 (W) 주위는, 대기압보다 산소 농도가 낮은 저산소 분위기가 된다. 이와 같이, 웨이퍼 (W) 주위의 공간을 저산소 분위기로 제어하는 분위기 제어 공정 (S36) 은, 처리 유닛 (2) 으로부터 웨이퍼 (W) 를 반출할 때까지 계속된다.
이와 같은 저산소 분위기를 유지한 상태에서, 약액 처리 (S25. 약액 세정 공정, 표면 세정 공정) 가 개시된다. 웨이퍼 (W) 의 회전수는, 약액 처리 속도 (예를 들어 300 rpm) 로 제어된다. 약액 처리 (S25) 에서는, 웨이퍼 (W) 상에 약액으로서 SC1 을 처리액 노즐 (43) 로부터 공급함으로써, 웨이퍼 (W) 의 상면에 대한 약액 세정 처리가 실시된다. 이 때에 공급되는 SC1 은, 탈기 유닛 (46) 에 의해 액 중의 용존 산소 농도가 저감된 저산소 농도의 SC1 이다. 구체적으로는, 처리액 노즐 (43) 로부터 토출되는 SC1 중의 용존 산소 농도가 100 ppb 이하인 것이 바람직하고, 그에 의해, 용존 산소에서 기인하는 웨이퍼 (W) 의 표면의 산화를 회피할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 도 14a 를 참조하여, 제 3 가드 승강 유닛 (29) 이, 제 3 가드 (19) 를 상위치에 배치하고, 제 2 가드 승강 유닛 (28) 이, 제 2 가드 (18) 를 상위치에 배치한다. 그리고, 제 1 가드 승강 유닛 (27) 이, 처리액을 받을 수 있는 높이 위치에 제 1 가드 (17) 를 배치한다 (가드 배치 공정).
이 상태에서, 약액 밸브 (42) 가 개방된다. 이로써, 처리액 노즐 (43) 로부터 회전 상태의 웨이퍼 (W) 의 상면의 중앙 영역에 약액 (SC1) 이 공급된다. 약액은 원심력에 의해 웨이퍼 (W) 의 상면의 전체에 골고루 퍼진다.
약액은, 원심력에 의해 웨이퍼 (W) 로부터 직경 방향 외방으로 비산한다. 웨이퍼 (W) 로부터 직경 방향 외방으로 비산한 약액은, 웨이퍼 (W) 에 직경 방향 외방에서 대향하는 대향 부재 (6) 의 연장 형성부 (61) 의 내주면 (61a) 에 이른다. 대향 부재 (6) 는, 웨이퍼 (W) 와 함께 회전하고 있기 때문에, 연장 형성부 (61) 의 내주면 (61a) 에 부착된 약액은, 원심력에 의해, 연장 형성부 (61) 보다 직경 방향 외방으로 비산한다. 연장 형성부 (61) 보다 직경 방향 외방으로 비산한 약액은, 제 1 가드 (17) 에 의해 받아들여진다. 제 1 가드 (17) 에 의해 받아들여진 약액은, 제 1 통상부 (17A) 를 따라, 제 1 컵 (14) 에 유도된다.
일정 시간의 약액 처리 (S25) 후, 린스 처리 (S26. 린스 공정, 표면 세정 공정) 가 실행된다. 웨이퍼 (W) 의 회전수는, 린스 처리 속도 (예를 들어 300 rpm) 로 제어된다. 린스 처리에서는, 웨이퍼 (W) 상의 SC1 (약액) 을 린스액으로서의 CO2 수로 치환함으로써, 웨이퍼 (W) 의 상면이 린스된다. 이 때에 공급되는 린스액은, 탈기 유닛 (47) 에 의해 액 중의 용존 산소 농도가 저감된 저산소 농도의 린스액 (예를 들어 CO2 수) 이다. 구체적으로는, 처리액 노즐 (43) 로부터 토출되는 린스액 중의 용존 산소 농도가 100 ppb 이하인 것이 바람직하고, 그에 의해, 용존 산소에서 기인하는 웨이퍼 (W) 의 표면의 산화를 회피할 수 있다.
린스 처리 (S26) 의 개시시에, 약액 밸브 (42) 가 폐쇄되고, 처리액 노즐 (43) 로부터의 SC1 의 토출이 정지된다. 도 14b 를 참조하여, 제 3 가드 승강 유닛 (29) 이, 제 3 가드 (19) 를 상위치에 유지하고, 제 2 가드 승강 유닛 (28) 이, 제 2 가드 (18) 를 상위치에 유지한다. 그리고, 제 1 가드 승강 유닛 (27)이, 처리액을 받을 수 있는 높이 위치에 제 1 가드 (17) 를 배치한다 (가드 배치 공정).
이 상태에서, 린스액 밸브 (45) 가 개방된다. 이로써, 처리액 노즐 (43) 로부터 회전 상태의 웨이퍼 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향하여 린스액이 공급된다. 린스액은 원심력에 의해 웨이퍼 (W) 의 상면의 전체에 골고루 퍼진다. 이로써, 웨이퍼 (W) 상의 약액이 린스액에 의해 치환된다.
웨이퍼 (W) 상의 약액 및 린스액의 혼합액 또는 린스액은, 원심력에 의해 웨이퍼 (W) 로부터 직경 방향 외방으로 비산한다. 웨이퍼 (W) 로부터 직경 방향 외방으로 비산한 약액 및 린스액의 혼합액 또는 린스액은, 웨이퍼 (W) 에 직경 방향 외방에서 대향하는 대향 부재 (6) 의 연장 형성부 (61) 의 내주면 (61a) 에 이른다. 대향 부재 (6) 는, 웨이퍼 (W) 와 함께 회전하고 있기 때문에 연장 형성부 (61) 의 내주면 (61a) 에 부착된 약액 및 린스액의 혼합액 또는 린스액은, 원심력에 의해, 연장 형성부 (61) 보다 직경 방향 외방으로 비산한다. 연장 형성부 (61) 보다 직경 방향 외방으로 비산한 약액 및 린스액의 혼합액 또는 린스액은, 제 1 가드 (17) 에 의해 받아들여진다. 제 1 가드 (17) 에 의해 받아들여진 약액 및 린스액의 혼합액 또는 린스액은, 제 1 통상부 (17A) 를 따라, 제 1 컵 (14) 에 유도된다.
일정 시간의 린스 처리 (S26) 후, 제 1 유기 용제 처리 (S27. 전유기 용제 공급 공정) 가 실행된다. 웨이퍼 (W) 의 회전수는, 유기 용제 처리 속도 (예를 들어 300 rpm) 로 제어된다. 제 1 유기 용제 처리 (S27) 에서는, 웨이퍼 (W) 상의 린스액이 IPA 등의 유기 용제로 치환된다. 이 유기 용제는, 린스 처리 (S26) 에서 사용되는 린스액인 CO2 수와 혼화하는 (상용성을 갖는) 유기 용제이다.
구체적으로는, 린스액 밸브 (45) 가 폐쇄된다. 이로써, 처리액 노즐 (43) 로부터의 린스액의 토출이 정지된다. 그리고, 도 14c 를 참조하여, 제 1 가드 승강 유닛 (27) 이, 제 1 가드 (17) 를 하위치에 배치한다. 제 2 가드 승강 유닛 (28) 이, 제 2 가드 (18) 를 하위치에 배치한다. 또한 제 3 가드 승강 유닛 (29) 이, 처리액을 받을 수 있는 높이 위치에 제 3 가드 (19) 를 배치한다.
그리고, 유기 용제 밸브 (52) 가 개방된다. 이로써, 유기 용제 공급 유닛 (10) 의 유기 용제 노즐 (50) 로부터 회전 상태의 웨이퍼 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향하여 유기 용제가 공급된다. 유기 용제는, 원심력에 의해 웨이퍼 (W) 의 상면의 전체에 골고루 퍼진다. 이로써, 웨이퍼 (W) 상의 린스액이 유기 용제에 의해 치환된다. 이 때에 공급되는 유기 용제는, 탈기 유닛 (53) 에 의해 액 중의 용존 산소 농도가 저감된 저산소 농도의 유기 용제이다. 구체적으로는, 유기 용제 노즐 (50) 로부터 토출되는 유기 용제 중의 용존 산소 농도가 100 ppb 이하인 것이 바람직하고, 그에 의해, 용존 산소에서 기인하는 웨이퍼 (W) 의 표면의 산화를 회피할 수 있다.
웨이퍼 (W) 상의 린스액 및 유기 용제의 혼합액 또는 유기 용제는, 원심력에 의해 웨이퍼 (W) 로부터 직경 방향 외방으로 비산한다. 웨이퍼 (W) 로부터 직경 방향 외방으로 비산한 린스액 및 유기 용제의 혼합액 또는 유기 용제는, 웨이퍼 (W) 에 직경 방향 외방에서 대향하는 대향 부재 (6) 의 연장 형성부 (61) 의 내주면 (61a) 에 이른다. 대향 부재 (6) 는, 웨이퍼 (W) 와 함께 회전하고 있기 때문에, 연장 형성부 (61) 의 내주면 (61a) 에 부착된 린스액 및 유기 용제의 혼합액 또는 유기 용제는, 원심력에 의해, 연장 형성부 (61) 보다 직경 방향 외방으로 비산한다. 연장 형성부 (61) 보다 직경 방향 외방으로 비산한 린스액 및 유기 용제의 혼합액 또는 유기 용제는, 제 3 가드 (19) 에 의해 받아들여진다. 제 3 가드 (19) 에 의해 받아들여진 린스액 및 유기 용제의 혼합액 또는 유기 용제는, 제 3 통상부 (19A) 를 따라, 제 3 컵 (16) 에 유도된다.
일정 시간의 제 1 유기 용제 처리 (S27) 후, 소수화 처리 (S28) 가 실행된다. 웨이퍼 (W) 의 회전수는, 소수화 처리 속도 (예를 들어 500 rpm) 로 제어된다. 소수화 처리 (S28) 에서는, 웨이퍼 (W) 상의 유기 용제가 소수화제로 치환된다. 소수화제는, 소수화 물질을 용매 중에 용해시킨 액체이다. 소수화제의 용매는, 예를 들어, PGMEA 와 같이, 제 1 유기 용제 처리 (S27) 에서 공급되는 IPA 와 혼화하는 (상용성을 갖는) 것임이 바람직하다. 그에 의해, 웨이퍼 (W) 상의 유기 용제 (IPA) 를 치환할 수 있다.
소수화 처리 (S28) 시에, 유기 용제 밸브 (52) 가 폐쇄된다. 이로써, 유기 용제 노즐 (50) 로부터의 유기 용제의 토출이 정지된다. 그리고, 도 14d 를 참조하여, 제 1 가드 승강 유닛 (27) 이, 제 1 가드 (17) 를 하위치에 유지하고, 제 2 가드 승강 유닛 (28) 이 제 2 가드 (18) 를 하위치에 유지한다. 그리고, 제 3 가드 승강 유닛 (29) 이, 처리액을 받을 수 있는 높이 위치에 제 3 가드 (19) 를 배치한다.
그리고, 소수화제 밸브 (82) 가 개방된다. 이로써, 소수화제 공급 유닛 (11) 의 소수화제 노즐 (80) 로부터 회전 상태의 웨이퍼 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향하여 소수화제가 공급된다 (소수화제 공급 공정). 소수화제는, 원심력에 의해 웨이퍼 (W) 의 상면의 전체에 골고루 퍼진다. 이로써, 웨이퍼 (W) 상의 유기 용제가 소수화제에 의해 치환된다. 이 때에 공급되는 소수화제는, 탈기 유닛 (83) 에 의해 액 중의 용존 산소 농도가 저감된 저산소 농도의 소수화제이다. 구체적으로는, 소수화제 노즐 (80) 로부터 토출되는 소수화제 중의 용존 산소 농도가 100 ppb 이하인 것이 바람직하고, 그에 의해, 용존 산소에서 기인하는 웨이퍼 (W) 의 표면의 산화를 회피할 수 있다.
웨이퍼 (W) 상의 유기 용제 및 소수화제의 혼합액 또는 소수화제는, 원심력에 의해 웨이퍼 (W) 로부터 직경 방향 외방으로 비산한다. 웨이퍼 (W) 로부터 직경 방향 외방으로 비산한 유기 용제 및 소수화제의 혼합액 또는 소수화제는, 웨이퍼 (W) 에 직경 방향 외방에서 대향하는 대향 부재 (6) 의 연장 형성부 (61) 의 내주면 (61a) 에 이른다. 대향 부재 (6) 는, 웨이퍼 (W) 와 함께 회전하고 있기 때문에, 연장 형성부 (61) 의 내주면 (61a) 에 부착된 유기 용제 및 소수화제의 혼합액 또는 소수화제는, 원심력에 의해, 연장 형성부 (61) 보다 직경 방향 외방으로 비산한다. 연장 형성부 (61) 보다 직경 방향 외방으로 비산한 유기 용제 및 소수화제의 혼합액 또는 소수화제는, 제 3 가드 (19) 에 의해 받아들여진다. 제 3 가드 (19) 에 의해 받아들여진 유기 용제 및 소수화제의 혼합액 또는 소수화제는, 제 3 통상부 (19A) 를 따라, 제 3 컵 (16) 에 유도된다.
일정 시간의 소수화 처리 (S28) 후, 제 2 유기 용제 처리 (S29. 후유기 용제 공급 공정) 가 실행된다. 웨이퍼 (W) 의 회전수는, 유기 용제 처리 속도 (예를 들어 300 rpm) 로 제어된다. 제 2 유기 용제 처리에서는, 웨이퍼 (W) 상의 소수화제가 유기 용제로 치환된다. 이 유기 용제는, 소수화 처리 (S28) 에서 사용되는 소수화제의 용매와 혼화하는 (상용성을 갖는) 것이며, 예를 들어 IPA 이다.
구체적으로는, 소수화제 밸브 (82) 가 폐쇄된다. 그리고, 도 14e 를 참조하여, 제 1 가드 승강 유닛 (27) 이, 제 1 가드 (17) 를 하위치에 유지하고, 제 2 가드 승강 유닛 (28) 이, 제 2 가드 (18) 를 하위치에 유지한다. 그리고, 제 3 가드 승강 유닛 (29) 에 의해, 처리액을 받을 수 있는 높이 위치에 제 3 가드 (19) 가 배치된다 (가드 배치 공정).
그리고, 유기 용제 밸브 (52) 가 개방된다. 이로써, 회전 상태의 웨이퍼 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향하여, 유기 용제 노즐 (50) 로부터 유기 용제가 토출된다. 유기 용제는, 원심력에 의해 웨이퍼 (W) 의 상면의 전체에 골고루 퍼진다. 이로써, 웨이퍼 (W) 상의 소수화제가 유기 용제에 의해 치환된다. 이 때에 공급되는 유기 용제는, 탈기 유닛 (53) 에 의해 액 중의 용존 산소 농도가 저감된 저산소 농도의 유기 용제이다. 구체적으로는, 유기 용제 노즐 (50) 로부터 토출되는 유기 용제 중의 용존 산소 농도가 100 ppb 이하인 것이 바람직하고, 그에 의해, 용존 산소에서 기인하는 웨이퍼 (W) 의 표면의 산화를 회피할 수 있다.
웨이퍼 (W) 상의 유기 용제 및 소수화제의 혼합액 또는 유기 용제는, 원심력에 의해 웨이퍼 (W) 로부터 직경 방향 외방으로 비산한다. 웨이퍼 (W) 로부터 직경 방향 외방으로 비산한 유기 용제 및 소수화제의 혼합액 또는 유기 용제는, 웨이퍼 (W) 에 직경 방향 외방에서 대향하는 대향 부재 (6) 의 연장 형성부 (61) 의 내주면에 이른다. 대향 부재 (6) 는, 웨이퍼 (W) 와 함께 회전하고 있기 때문에, 연장 형성부 (61) 의 내주면에 부착된 유기 용제 및 소수화제의 혼합액 또는 유기 용제는, 원심력에 의해, 연장 형성부 (61) 보다 직경 방향 외방으로 비산한다. 연장 형성부 (61) 보다 직경 방향 외방으로 비산한 유기 용제 및 소수화제의 혼합액 또는 유기 용제는, 제 3 가드 (19) 에 의해 받아들여진다. 제 3 가드 (19) 에 의해 받아들여진 유기 용제 및 소수화제의 혼합액 또는 유기 용제는, 제 3 통상부 (19A) 를 따라, 제 3 컵 (16) 에 유도된다.
일정 시간의 제 2 유기 용제 처리 (S29) 후, 웨이퍼 (W) 의 상면의 액 성분을 원심력에 의해 떨쳐내는 건조 처리 (S30) 가 실행된다. 구체적으로는, 유기 용제 밸브 (52) 가 폐쇄된 후, 웨이퍼 (W) 가 고속도 (건조 처리 속도, 예를 들어 2000 rpm) 로 회전된다.
일정 시간의 건조 처리 (S30) 후, 제어 유닛 (3) 은, 웨이퍼 (W) 의 회전을 감속 (예를 들어 300 rpm 까지 감속) 하고, 도 14f 에 나타내는 바와 같이, 히터 유닛 (110) 에 의해 웨이퍼 (W) 를 가열한다. 이로써, 웨이퍼 (W) 상에 잔류하는 소수화제의 용매 성분을 휘발시키기 위한 후기판 가열 처리 (S31. 가열 탈수 공정) 가 실행된다.
그 후, 일정 시간이 경과하면, 제어 유닛 (3) 은, 히터 유닛 (110) 에 의한 가열을 정지시키고, 웨이퍼 (W) 의 회전을 다시 가속 (예를 들어 2000 rpm 까지 가속) 하고, 웨이퍼 (W) 를 실온을 향하여 냉각시키기 위한 후기판 냉각 처리 (S32) 를 실행한다. 도 14g 에 나타내는 바와 같이, 후기판 냉각 처리 (S32) 에서는, 불활성 가스 밸브 (92 및 122) 가 개방됨으로써, 웨이퍼 (W) 의 상면 및 하면에 불활성 가스가 분사된다. 이 때, 가드 (17 ∼ 19) 를 모두 하위치로 하여, 처리 공간 (65) 내의 분위기가 신속하게 치환되도록 하는 것이 바람직하다. 일정 시간이 경과하면, 제어 유닛 (3) 은, 전동 모터 (23) 를 제어하여, 웨이퍼 (W) 의 회전을 정지시킨다.
후기판 냉각 처리 (S32) 가 종료하면, 제어 유닛 (3) 은, 불활성 가스 밸브 (92, 122) 를 폐쇄하여 불활성 가스의 공급을 정지시키고, 분위기 제어 공정 (S36) 을 종료한다.
그 후, 반송 로봇 (CR) 이, 처리 유닛 (2) 에 진입하고, 스핀 척 (5) 으로부터 처리가 끝난 웨이퍼 (W) 를 건져올리고, 처리 유닛 (2) 밖으로 반출한다 (S31 : 기판 반출). 그 웨이퍼 (W) 는, 반송 로봇 (CR) 으로부터 반송 로봇 (IR) 으로 전달되고, 반송 로봇 (IR) 에 의해, 캐리어 (C) 에 수납된다.
도 13b 에 나타내는 바와 같이, SC1 에 의한 약액 세정 처리 (S25) 및 SC1 을 씻어 없애는 린스 처리 (S26) 전에, 불산에 의한 약액 처리 (S41 : 산화물 제거 처리, 약액 제거 공정, 약액 세정) 및 불산을 씻어 없애기 위한 린스 처리 (S42) 를 실행해도 된다. 이로써, 웨이퍼 (W) 의 표면의 미량의 산화물을 불산의 에칭 작용에 의해 확실하게 제거 (약액 제거 처리) 한 후에, 웨이퍼 (W) 를 세정할 수 있다. 또, 웨이퍼 (W) 의 표면에 산화막이 형성되어 있는 경우에는, 불산에 의한 라이트 에칭에 의해 그 표면을 평탄화할 수 있다. 이 경우, 분위기 제어 처리 (S36) 는, 약액에 의한 산화물 제거 처리 (S41) 이전에 개시된다.
약액 처리 (S41) 및 그 후의 린스 처리 (S42) 에서는, 예를 들어 제 1 처리액 공급 유닛 (30) 으로부터 약액 (불산) 및 린스액이 공급된다.
보다 상세하게는, 저산소 분위기를 유지한 상태에서, 약액 처리 (S41) 가 개시된다. 웨이퍼 (W) 의 회전수는, 약액 처리 속도 (예를 들어 300 rpm) 로 제어된다. 약액 처리 (S41) 에서는, 웨이퍼 (W) 상에 약액으로서 불산 (HF) 을 처리액 노즐 (33) 로부터 공급함으로써, 웨이퍼 (W) 의 상면에 에칭 등의 처리가 실시된다. 보다 구체적으로는, 불산의 공급에 의해, 웨이퍼 (W) 의 표면에 존재하고 있는 산화물을 에칭 제거하거나, 표면의 산화막의 표면을 평탄화하거나 할 수 있다. 이 불산의 공급은, 웨이퍼 (W) 가 표면을 세정하기 위한 약액 세정 공정을 겸하고 있어도 된다. 공급되는 불산은, 탈기 유닛 (36) 에 의해 액 중의 용존 산소 농도가 저감된 저산소 농도의 불산 수용액이다. 구체적으로는, 처리액 노즐 (33) 로부터 토출되는 불산 중의 용존 산소 농도가 100 ppb 이하인 것이 바람직하고, 그에 의해, 용존 산소에서 기인하는 웨이퍼 (W) 의 표면의 산화를 회피할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 도 15a 를 참조하여, 제 1 가드 승강 유닛 (27) 이, 제 1 가드 (17) 를 하위치에 배치하고, 제 3 가드 승강 유닛 (29) 이, 제 3 가드 (19) 를 상위치에 배치한다. 그리고, 제 2 가드 승강 유닛 (28) 이, 처리액을 받을 수 있는 높이 위치에 제 2 가드 (18) 를 배치한다 (가드 배치 공정).
이 상태에서, 약액 밸브 (32) 가 개방된다. 이로써, 처리액 노즐 (33) 로부터 회전 상태의 웨이퍼 (W) 의 상면의 중앙 영역에 약액 (불산) 이 공급된다. 약액은 원심력에 의해 웨이퍼 (W) 의 상면의 전체에 골고루 퍼진다.
약액은, 원심력에 의해 웨이퍼 (W) 로부터 직경 방향 외방으로 비산한다. 웨이퍼 (W) 로부터 직경 방향 외방으로 비산한 약액은, 웨이퍼 (W) 에 직경 방향 외방에서 대향하는 대향 부재 (6) 의 연장 형성부 (61) 의 내주면 (61a) 에 이른다. 대향 부재 (6) 는, 웨이퍼 (W) 와 함께 회전하고 있기 때문에, 연장 형성부 (61) 의 내주면 (61A) 에 부착된 약액은, 원심력에 의해, 연장 형성부 (61) 보다 직경 방향 외방으로 비산한다. 연장 형성부 (61) 보다 직경 방향 외방으로 비산한 약액은, 제 2 가드 (18) 에 의해 받아들여진다. 제 2 가드 (18) 에 의해 받아들여진 약액은, 제 2 통상부 (18A) 를 따라, 제 2 컵 (15) 에 유도된다.
일정 시간의 약액 처리 (S41) 후, 린스 처리 (S42) 가 실행된다. 웨이퍼 (W) 의 회전수는, 린스 처리 속도 (예를 들어 300 rpm) 로 제어된다. 린스 처리에서는, 웨이퍼 (W) 상의 불산 (약액) 을 린스액으로서의 DIW 로 치환함으로써, 웨이퍼 (W) 의 상면이 린스된다. 공급되는 린스액은, 탈기 유닛 (37) 에 의해 액 중의 용존 산소 농도가 저감된 저산소 농도의 린스액 (예를 들어 DIW) 이다. 구체적으로는, 처리액 노즐 (33) 로부터 토출되는 린스액 중의 용존 산소 농도가 100 ppb 이하인 것이 바람직하고, 그에 의해, 용존 산소에서 기인하는 웨이퍼 (W) 의 표면의 산화를 회피할 수 있다.
린스 처리 (S42) 의 개시시에, 약액 밸브 (32) 가 폐쇄되고, 처리액 노즐 (33) 로부터의 불산의 토출이 정지된다. 도 15b 를 참조하여, 제 1 가드 승강 유닛 (27) 이, 제 1 가드 (17) 를 하위치에 유지하고, 제 3 가드 승강 유닛 (29) 이, 제 3 가드 (19) 를 상위치에 유지한다. 그리고, 제 2 가드 승강 유닛 (28) 이, 처리액을 받을 수 있는 높이 위치에 제 2 가드 (18) 를 배치한다 (가드 배치 공정).
이 상태에서, 린스액 밸브 (35) 가 개방된다. 이로써, 처리액 노즐 (33) 로부터 회전 상태의 웨이퍼 (W) 의 상면의 중앙 영역을 향하여 린스액이 공급된다. 린스액은 원심력에 의해 웨이퍼 (W) 의 상면의 전체에 골고루 퍼진다. 이로써, 웨이퍼 (W) 상의 약액이 린스액에 의해 치환된다.
웨이퍼 (W) 상의 약액 및 린스액의 혼합액 또는 린스액은, 원심력에 의해 웨이퍼 (W) 로부터 직경 방향 외방으로 비산한다. 웨이퍼 (W) 로부터 직경 방향 외방으로 비산한 약액 및 린스액의 혼합액 또는 린스액은, 웨이퍼 (W) 에 직경 방향 외방에서 대향하는 대향 부재 (6) 의 연장 형성부 (61) 의 내주면 (61a) 에 이른다. 대향 부재 (6) 는, 웨이퍼 (W) 와 함께 회전하고 있기 때문에, 연장 형성부 (61) 의 내주면 (61a) 에 부착된 약액 및 린스액의 혼합액 또는 린스액은, 원심력에 의해, 연장 형성부 (61) 보다 직경 방향 외방으로 비산한다. 연장 형성부 (61) 보다 직경 방향 외방으로 비산한 약액 및 린스액의 혼합액 또는 린스액은, 제 2 가드 (18) 에 의해 받아들여진다. 제 2 가드 (18) 에 의해 받아들여진 약액 및 린스액의 혼합액 또는 린스액은, 제 2 통상부 (18A) 를 따라, 제 2 컵 (15) 에 유도된다.
이 실시형태에 있어서, 기판 가열 공정 (S22) 은, 웨이퍼 (W) 의 표면의 산화물의 적어도 일부를 가열에 의해 제거하는 가열 제거 공정 (S22. 산화물 제거 공정) 이어도 된다. 이 경우, 산화물은 열에너지에 의해 분해된다. 보다 구체적으로는, 열에너지에 의해 기판 재료와 산소 원자의 결합을 해제하여 산화물을 제거할 수 있다. 가열에 의한 산화물의 제거는, 약액을 사용하는 경우와 비교하면, 에칭 작용에서 기인하는 기판 재료의 손실 (막 감소) 이 없는 점에서 유리하다.
도 16 은, 제어 유닛 (3) 에 의한 처리 유닛 (2) 에 대한 제어 동작예를 설명하기 위한 시퀀스도 (타임 차트) 이고, 주로, 스핀 척 (5) 에 의한 웨이퍼 (W) 의 회전수와, 히터 유닛 (110) 에 의한 웨이퍼 (W) 의 가열에 관한 제어 내용을 나타낸다.
히터 유닛 (110) 의 초기 위치는, 하위치 (도 11 참조) 이고, 웨이퍼 (W) 의 하면에서 대향면 (110a) 까지의 거리가 긴 위치이다. 제어 유닛 (3) 은, 예를 들어, 처리 대상의 웨이퍼 (W) 가 반입되면, 히터 유닛 (110) 에 대한 통전을 개시한다. 제어 유닛 (3) 은, 약액 처리 (S25, S41), 린스 처리 (S26, S42) 사이는, 히터 유닛 (110) 을 하위치로 유지한다 (도 14a, 도 14b 참조). 따라서, 웨이퍼 (W) 는 실질적으로 가열되지 않는다.
제어 유닛 (3) 은, 제 1 유기 용제 처리 (S27) 및 제 2 유기 용제 처리 (S29) 의 기간에는, 히터 유닛 (110) 을 상승시켜, 웨이퍼 (W) 의 하면에 접근한 접근 위치에 배치한다 (도 14c, 도 14e 참조). 웨이퍼 (W) 의 하면과의 사이에는 간격이 확보되어 있고, 그에 따라, 웨이퍼 (W) 의 회전이 허용된다. 제 1 유기 용제 처리 (S27) 및 제 2 유기 용제 처리 (S29) 시의 웨이퍼 (W) 의 회전수는, 예를 들어 300 rpm 이다. 히터 유닛 (110) 이 웨이퍼 (W) 에 접근하여 배치됨으로써, 웨이퍼 (W) 가 가열된다. 그에 의해, 유기 용제에 의한 린스액의 치환을 효율적으로 진행시킬 수 있다.
제어 유닛 (3) 은, 소수화 처리 (S28) 에 있어서는, 히터 유닛 (110) 을 하위치에 유지한다 (도 14d 참조). 따라서, 웨이퍼 (W) 는 실질적으로 가열되지 않는다. 그에 의해, 소수화제의 용매의 휘발을 억제하여, 웨이퍼 (W) 전체면에 소수화제를 골고루 퍼지게 하여, 소수화제에 의한 유기 용제의 치환을 도모할 수 있다. 소수화 처리시의 웨이퍼 (W) 의 회전수는, 예를 들어 500 rpm 이다.
건조 처리 (S30) 에서는, 웨이퍼 (W) 의 회전수가 가속되고, 예를 들어 2000 rpm 이 된다. 이로써, 웨이퍼 (W) 상의 유기 용제가 원심력에 의해, 웨이퍼 (W) 밖으로 배제된다.
후기판 가열 처리 (S31) 에서는, 제어 유닛 (3) 은, 웨이퍼 (W) 의 회전수를 예를 들어 300 rpm 으로 감속한다. 또한 제어 유닛 (3) 은, 히터 유닛 (110) 을 상승시켜, 도 14f 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (W) 의 하면에 접근한 접근 위치에 배치한다. 이로써, 웨이퍼 (W) 는, 예를 들어 200 ℃ 정도까지 승온된다. 이와 같은 후기판 가열 처리 (S31) 에 의해, 웨이퍼 (W) 의 표면에 형성된 소수화제막 중의 용매 성분 및 수분이 증발된다. 즉, 후기판 가열 처리 (S31) 는, 탈용매 처리 및 탈수 처리이다. 후기판 가열 처리는, 웨이퍼 (W) 의 온도를 적어도 소수화제액의 용매의 비점 이상으로 승온시키는 처리인 것이 바람직하다. 예를 들어, 소수화제액의 용매는, PGMEA 이어도 되고, 그 경우의 비점은 110 ℃ 정도이다.
그 후의 후기판 냉각 처리 (S32) 에서는, 제어 유닛 (3) 은, 웨이퍼 (W) 의 회전수를 예를 들어 2000 rpm 까지 가속한다. 도 14g 에 나타내는 바와 같이, 히터 유닛 (110) 은, 하위치에 배치된다. 그에 의해, 웨이퍼 (W) 는 상하로부터 공급되는 불활성 가스와의 사이에서 열교환하고, 실온을 향하여 냉각된다. 후기판 냉각 처리가 종료하면, 제어 유닛 (3) 은, 웨이퍼 (W) 의 회전, 즉 스핀 척 (5) 의 회전을 정지시키고, 반송 로봇 (CR) 에 의해 처리가 끝난 웨이퍼 (W) 를 처리 유닛 (2) 으로부터 반출시킨다.
도 17 은, 후기판 가열 처리 (S31) 에 의한 탈용매 작용을 설명하기 위한 도면이다. 소수화제에 의해 웨이퍼 (W) 의 표면을 처리하면, 웨이퍼 (W) 의 표면이 실릴화되어 소수성 표면이 된다. 이 소수성 표면에는, 먼지 (130) 가 부착되기 쉽다. 먼지 (130) 의 주성분은 C (탄소) 이고, 과잉인 용매가 존재하고 있을 때에는, 용매 (131) 를 내포하는 라텍스상으로 되어 있다고 생각할 수 있다. 그래서, 후기판 가열 처리 (S31) 에 의해 먼지 (130) 중의 용매 (131) 를 증발시킴으로써, 먼지 (130) 를 축소할 수 있고, 그에 따라, 파티클 성능을 개선할 수 있다.
도 18 은, 후기판 가열 처리 (S31) 에 의한 탈수 작용을 설명하기 위한 도면이다. 도면 중, Y 는, 알킬기 등의 치환기를 나타낸다. 웨이퍼 (W) 의 표면에 수분이 잔류하고 있으면, 소수화제의 분자 (140) 와 웨이퍼 (W) 의 재료 (예를 들어 실리콘) 의 결합에 수분자 (141) 가 개재되어, 불완전한 결합이 된다. 후기판 가열 처리 (S31) 는, 결합에 개재하고 있는 수분자 (141) 를 제거하는 탈수 작용을 갖고, 그에 의해, 불완전한 결합을 저감 또는 해소한다. 예를 들어, 불완전한 결합 상태에서 소수화제의 분자 (140) 가 존재하고 있는 상태에서는, 소수화제막에 대해 유기물의 반응 잔류물이 부착되기 쉬워질 우려가 있다. 탈수 처리에 의해 불완전한 결합을 저감 또는 해소함으로써, 불완전한 결합 상태에서 기인하는 파티클 성능의 악화를 회피할 수 있다.
이상과 같이, 이 실시형태에 의하면, 표면에 산화물을 갖는 웨이퍼 (W) 에 대해, 열처리 유닛 (100) 에 의한 표면 개질 처리 (S22) 가 실시되고, 그에 의해, 웨이퍼 (W) 상의 산화물이 제거되거나, 웨이퍼 (W) 상의 산화물이 분해 및 재결합되거나 함으로써, 웨이퍼 (W) 의 표면이 평탄화된다. 그 후에, 웨이퍼 (W) 의 표면을 처리액에 의해 세정하는 표면 세정 공정 (S25, S26, S41, S42) 이 실행된다. 표면 세정 공정 후에 실행되는 소수화 공정 (S5) 에서는, 웨이퍼 (W) 의 표면에 소수화제가 공급되어, 웨이퍼 (W) 의 표면이 소수성으로 개질된다.
이와 같이, 산화물에서 기인하는 웨이퍼 (W) 의 표면의 요철을 해소한 상태에서 웨이퍼 (W) 의 표면이 소수성으로 개질되므로, 이 개질된 웨이퍼 (W) 의 표면은, 균일하게 소수화되고, 또한 러프니스가 적은 평탄한 표면이 된다. 이로써, 제 2 유기 용제 처리 (S29) 등에 있어서, 웨이퍼 (W) 의 표면의 패턴이 도괴되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 또한, 표면의 러프니스가 적기 때문에, 파티클로서 검출될 우려가 있는 요철이 웨이퍼 (W) 의 표면에 생기는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
처리 유닛 (2) 에 있어서 사용되는 처리액 (약액, 린스액, 유기 용제, 소수화제) 은, 용존 산소가 낮고 (예를 들어 100 ppb 이하), 웨이퍼 (W) 의 재료를 산화하지 않기 때문에, 웨이퍼 (W) 의 표면에 처리액에서 기인하는 새로운 산화물은 형성되지 않는다. 또, 표면 세정 공정으로부터 소수화 공정까지의 기간에는, 웨이퍼 (W) 주위의 분위기가 저산소 분위기로 제어된다 (S36). 따라서, 웨이퍼 (W) 의 표면에 새로운 산화물이 성장하는 것을 억제한 상태에서, 웨이퍼 (W) 의 표면을 소수성으로 개질할 수 있다.
저산소 분위기는, 처리액 중에 산소가 용해되지 않는 산소 농도의 분위기이다. 이로써, 웨이퍼 (W) 의 표면에 산화물이 성장하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
또, 이 실시형태에서는, 소수화 처리 (S28) 후, 웨이퍼 (W) 의 표면에 유기 용제를 공급하여, 웨이퍼 (W) 상의 과잉된 소수화제를 씻어내는 제 2 유기 용제 처리 (S29. 후유기 용제 공급 공정) 가 실시된다. 이로써, 적정량의 소수화제로 웨이퍼 (W) 의 표면을 소수화할 수 있으므로, 과잉인 소수화제에서 기인하여 웨이퍼 (W) 의 표면의 러프니스가 악화되거나, 소수성능이 저하되거나 하는 것을 회피할 수 있다.
또, 이 실시형태에서는, 분위기 제어 공정 (S36) 에 있어서, 대향 부재 (6) 가, 웨이퍼 (W) 표면에 근접한 위치에 대향하여 배치되고, 그에 따라, 웨이퍼 (W) 의 표면이 대향하는 공간이 제한된다. 그리고, 그 제한된 공간에 불활성 가스가 공급된다. 그에 의해, 웨이퍼 (W) 의 표면은 저산소 농도의 분위기 중에 놓이고, 따라서, 처리 중의 웨이퍼 (W) 의 표면에 산화물이 성장하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
또한 이 실시형태에서는, 대향 부재 (6) 가 웨이퍼 (W) 의 표면에 근접하여 대향 배치되면, 웨이퍼 (W) 의 표면이 대향하는 공간은, 당해 표면의 법선 방향에서는 대향부 (60) 에 의해 제한되고, 당해 표면에 평행한 방향에서는 환상의 연장 형성부 (61) 에 의해 제한된다. 그에 의해, 웨이퍼 (W) 의 표면이 대향하는 공간은 거의 폐공간을 형성하고, 이 폐공간에 불활성 가스가 공급된다. 따라서, 웨이퍼 (W) 의 표면은, 저산소 농도로 안정적인 분위기 중에 놓이고, 그 상태에서, 표면 세정 처리 등이 실시된다. 따라서, 처리 중의 웨이퍼 (W) 의 표면에 산화물이 성장하는 것을 더욱 확실하게 억제 또는 방지할 수 있다.
이상, 본 발명의 2 개의 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 또 다른 형태에서도 실시할 수 있다.
예를 들어, 제 2 실시형태에 있어서 설명한 후기판 가열 처리 (S31) 는, 제 1 실시형태에 있어서도 실시할 수 있다. 이 경우, 처리 유닛 (2) 은, 히터 유닛 (110) 이 장착된 도 11 의 구성을 가지고 있는 것이 바람직하다.
후기판 가열 처리 (S31) 를 위해서는, 히터 유닛 (110) 에 의한 가열 대신에, 또는 히터 가열에 더하여, 적외선 램프, 레이저, 가열 증기 (스팀) 등에 의한 가열을 적용해도 된다. 웨이퍼 (W) 의 가열은, 하면에서 실시할 필요는 없고, 상면에서의 가열을 적용해도 된다. 예를 들어, 웨이퍼 (W) 의 상방에 적외선 램프를 배치해도 된다.
또, 후기판 가열 처리 (S31) 는, 처리 유닛 (2) 내에서 실시할 필요는 없고, 반송 로봇 (CR) 에 의해 다른 유닛에 반송하여 실시해도 된다.
또, 도 13a 및 도 13b 의 처리에 있어서, 후기판 가열 처리 (S31) 및 후기판 냉각 처리 (S32) 를 생략해도 된다.
반송 로봇 (CR) 이 배치되는 반송실 내의 분위기를 저산소 분위기로 제어하여, 반송 중에 있어서의 산화물의 성장을 억제 또는 방지해도 된다.
제 2 실시형태에 있어서, 열처리 유닛 (100) 이 기판 처리 장치 (1) 에 장착되어 있지만, 기판 처리 장치 (1) 와는 다른 장치에 있어서, 웨이퍼 (W) 의 표면 개질 (예를 들어 산화물 제거) 을 위한 가열 처리를 실시해도 된다.
본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명해 왔지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위해서 사용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이들 구체예에 한정되어 해석되어야 하는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구의 범위에 의해서만 한정된다.
W 웨이퍼
Ox 산화물
Oxn 새로운 산화물
Wsi 실리콘 노출부
Wox 산화물부
Sm 소수화 물질
IR 반송 로봇
CR 반송 로봇
1 기판 처리 장치
2 처리 유닛
3 제어 유닛
4 챔버
5 스핀 척
6 대향 부재
7 지지 부재
8 불활성 가스 공급 유닛
10 유기 용제 공급 유닛
11 소수화제 공급 유닛
12 지지 부재 승강 유닛
20 척 핀
21 스핀 베이스
22 회전축
23 전동 모터
24 기판 유지 유닛
26 배기통
30 제 1 처리액 공급 유닛
31 약액 공급관
32 약액 밸브
33 처리액 노즐
34 린스액 공급관
35 린스액 밸브
36 탈기 유닛
37 탈기 유닛
40 제 2 처리액 공급 유닛
41 약액 공급관
42 약액 밸브
43 처리액 노즐
44 린스액 공급관
45 린스액 밸브
46 탈기 유닛
47 탈기 유닛
50 유기 용제 노즐
51 유기 용제 공급관
52 유기 용제 밸브
53 탈기 유닛
60 대향부
61 연장 형성부
62 통상부
70 대향 부재 지지부
72 노즐 지지부
80 소수화제 노즐
81 소수화제 공급관
82 소수화제 밸브
83 탈기 유닛
90 불활성 가스 노즐
91 불활성 가스 공급관
92 불활성 가스 밸브
100 열처리 유닛
101 챔버
102 서셉터
103 램프 히터 유닛
104 플래시 램프 유닛
105 배기 유닛
106 불활성 가스 공급 유닛
110 히터 유닛
113 히터 통전 유닛
114 히터 승강 유닛
120 하면 불활성 가스 공급 유닛
121 불활성 가스 공급관
122 불활성 가스 밸브

Claims (42)

  1. 표면에 산화물을 갖는 기판의 표면에 대해 당해 표면의 러프니스를 개선하는 개질을 실시하는 표면 개질 공정과,
    상기 기판의 상기 개질된 표면에 처리액을 공급하고, 당해 처리액에 의해 기판의 표면을 세정하는 표면 세정 공정과,
    상기 기판의 상기 세정된 표면에 소수화제를 공급하여, 상기 기판의 표면을 소수화하는 소수화 공정을 포함하고,
    상기 표면 개질 공정이, 상기 기판을 가열하여 기판 재료와 산소의 결합을 해제하는 열에너지를 상기 기판에 공급하고 상기 표면을 개질하는 가열 개질 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 개질 공정이, 상기 기판의 표면의 산화물의 적어도 일부를 가열에 의해 제거하는 가열 제거 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 개질 공정이, 상기 기판의 표면의 산화물에서 기인하는 요철을 가열에 의해 분해 및 재결합함으로써 저감시키는 평탄화 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 개질 공정 후에 상기 기판을 냉각시키는 냉각 공정을 포함하고,
    상기 냉각 공정 후의 기판에 대해 상기 표면 세정 공정이 실행되는, 기판 처리 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 표면 세정 공정으로부터 상기 소수화 공정까지의 기간에 있어서, 상기 기판 주위의 분위기를 대기 중보다 산소 농도가 낮은 저산소 분위기로 제어하는 분위기 제어 공정을 추가로 포함하는, 기판 처리 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 표면 개질 공정이, 상기 기판의 표면의 산화물을 제거하는 산화물 제거 공정을 포함하고,
    상기 표면 세정 공정이, 상기 기판의 상기 산화물이 제거된 표면에 처리액을 공급하고, 당해 처리액에 의해 기판의 표면을 세정하는 공정을 포함하고,
    상기 기판 처리 방법이, 상기 표면 세정 공정으로부터 상기 소수화 공정까지의 기간에 있어서, 상기 기판 주위의 분위기를 대기 중보다 산소 농도가 낮은 저산소 분위기로 제어하는 분위기 제어 공정을 추가로 포함하는, 기판 처리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 산화물 제거 공정이, 상기 기판의 표면에 약액을 공급하여 산화물을 제거하는 약액 제거 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 약액 중의 용존 산소 농도가 100 ppb 이하인, 기판 처리 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 산화물 제거 공정이, 상기 기판의 표면의 산화물의 적어도 일부를 가열에 의해 제거하는 가열 제거 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  11. 제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저산소 분위기는, 상기 처리액 중에 산소가 용해되지 않는 산소 농도의 분위기인, 기판 처리 방법.
  12. 제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분위기 제어 공정이, 상기 기판의 표면에 근접한 위치에 차단 부재를 대향하여 배치하는 차단 부재 배치 공정과, 상기 차단 부재와 상기 기판의 표면 사이에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 차단 부재가, 상기 기판의 표면에 대향하는 대향부와, 상기 대향부의 둘레 가장자리부에 연접되고, 상기 기판의 둘레 가장자리를 둘러싸는 환상의 연장 형성부를 포함하고, 상기 분위기 제어 공정에 있어서, 상기 연장 형성부가 상기 기판의 둘레 가장자리에 대향하는, 기판 처리 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 표면 세정 공정이, 세정용의 약액을 상기 기판의 표면에 공급하는 약액 세정 공정과, 상기 기판의 표면에 린스액을 공급하여 상기 약액을 린스액으로 치환하는 린스 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리액 중의 용존 산소 농도가 100 ppb 이하인, 기판 처리 방법.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 표면에 공급해야 할 처리액 중의 산소를 탈기하는 탈기 공정을 추가로 포함하고, 상기 표면 세정 공정은, 상기 탈기 공정을 거친 처리액을 상기 기판의 표면에 공급하는, 기판 처리 방법.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 소수화 공정이, 용매 중에 소수화 물질을 용해시킨 액상의 소수화제를 공급하는 소수화제 공급 공정을 포함하고,
    상기 표면 세정 공정 후, 상기 소수화 공정 전에, 상기 소수화제의 용매와 혼화하는 유기 용제를 상기 기판의 표면에 공급하는 전유기 용제 공급 공정을 추가로 포함하는, 기판 처리 방법.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 소수화 공정 후, 상기 기판의 표면에 유기 용제를 공급하여, 상기 기판 상의 과잉된 소수화제를 씻어내는 후유기 용제 공급 공정을 추가로 포함하는, 기판 처리 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 유기 용제 중의 용존 산소 농도가 100 ppb 이하인, 기판 처리 방법.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 소수화제 중의 용존 산소 농도가 100 ppb 이하인, 기판 처리 방법.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 소수화 공정 후, 상기 기판의 표면의 소수화제를 가열하여 탈수하는 가열 탈수 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  22. 표면에 산화물을 갖는 기판의 표면에 대해 당해 표면의 러프니스를 개선하는 개질을 실시하는 표면 개질 유닛과,
    상기 기판의 상기 개질된 표면에, 당해 표면을 세정하기 위한 처리액을 공급하는 처리액 공급 유닛과,
    상기 세정된 기판의 표면에 소수화제를 공급하여, 상기 기판의 표면을 소수화하는 소수화제 공급 유닛을 포함하고,
    상기 표면 개질 유닛이, 상기 기판을 가열하여 기판 재료와 산소의 결합을 해제하는 열에너지를 상기 기판에 공급하고 상기 표면을 개질하는 열처리 유닛을 포함하는, 기판 처리 장치.
  23. 삭제
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 열처리 유닛이, 상기 기판의 표면의 산화물의 적어도 일부를 가열에 의해 제거하도록 상기 기판을 가열하는, 기판 처리 장치.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 열처리 유닛이, 상기 기판의 표면의 산화물에서 기인하는 요철을 가열에 의해 분해 및 재결합함으로써 저감되도록 상기 기판을 가열하는, 기판 처리 장치.
  26. 제 22 항에 있어서,
    상기 열처리 유닛에 의해 가열된 후에, 상기 표면의 세정 전에, 상기 기판을 냉각시키는 냉각 유닛을 추가로 포함하는, 기판 처리 장치.
  27. 제 22 항에 있어서,
    상기 처리액 공급 유닛에 의해 상기 기판의 표면에 처리액이 공급되는 기간, 및 상기 소수화제 공급 유닛에 의해 상기 기판의 표면에 소수화제가 공급되는 기간에 있어서, 상기 기판 주위의 분위기를 대기 중보다 산소 농도가 낮은 저산소 분위기로 제어하는 분위기 제어 유닛을 추가로 포함하는, 기판 처리 장치.
  28. 제 22 항에 있어서,
    상기 표면 개질 유닛이, 상기 기판의 표면의 산화물을 제거하는 산화물 제거 유닛을 포함하고,
    상기 처리액 공급 유닛이, 상기 표면의 산화물이 제거된 기판의 표면을 세정하기 위한 처리액을 공급하고,
    상기 기판 처리 장치가, 상기 처리액 공급 유닛에 의해 상기 기판의 표면에 처리액이 공급되는 기간, 및 상기 소수화제 공급 유닛에 의해 상기 기판의 표면에 소수화제가 공급되는 기간에 있어서, 상기 기판 주위의 분위기를 대기 중보다 산소 농도가 낮은 저산소 분위기로 제어하는 분위기 제어 유닛을 추가로 포함하는, 기판 처리 장치.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 산화물 제거 유닛이, 상기 기판의 표면에 약액을 공급하여 산화물을 제거하는 산화물 제거 약액 공급 유닛을 포함하는, 기판 처리 장치.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 산화물 제거 약액 공급 유닛이, 용존 산소 농도가 100 ppb 이하인 약액을 기판의 표면에 공급하는, 기판 처리 장치.
  31. 제 28 항에 있어서,
    상기 산화물 제거 유닛이, 상기 기판의 표면의 산화물의 적어도 일부를 가열에 의해 제거하는 열처리 유닛을 포함하는, 기판 처리 장치.
  32. 제 27 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분위기 제어 유닛이, 상기 기판 주위의 분위기를, 상기 처리액 중에 산소가 용해되지 않는 산소 농도의 저산소 분위기로 제어하는, 기판 처리 장치.
  33. 제 27 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분위기 제어 유닛이, 상기 기판의 표면에 대향하는 차단 부재와, 상기 기판의 표면에 근접한 위치에 상기 차단 부재를 대향하여 배치하는 차단 부재 배치 유닛과, 상기 차단 부재와 상기 기판의 표면 사이에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 유닛을 포함하는, 기판 처리 장치.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 차단 부재가, 상기 기판의 표면에 대향하는 대향부와, 상기 대향부의 둘레 가장자리부에 연접되고, 상기 기판의 둘레 가장자리를 둘러싸는 환상의 연장 형성부를 포함하고, 상기 차단 부재 배치 유닛에 의해 상기 차단 부재가 상기 기판의 표면에 근접한 위치에 배치되었을 때, 상기 연장 형성부가 상기 기판의 둘레 가장자리에 대향하는, 기판 처리 장치.
  35. 제 22 항에 있어서,
    상기 처리액 공급 유닛이, 세정용의 약액을 상기 기판의 표면에 공급하는 약액 공급 유닛과, 상기 약액을 린스액으로 치환하는 린스액을 상기 기판의 표면에 공급하는 린스액 공급 유닛을 포함하는, 기판 처리 장치.
  36. 제 22 항에 있어서,
    상기 처리액 공급 유닛이, 용존 산소 농도가 100 ppb 이하인 처리액을 기판의 표면에 공급하는, 기판 처리 장치.
  37. 제 22 항에 있어서,
    상기 처리액 공급 유닛이, 상기 기판의 표면에 공급해야 할 처리액 중의 산소를 탈기하는 탈기 유닛을 포함하는, 기판 처리 장치.
  38. 제 22 항에 있어서,
    상기 소수화제 공급 유닛이, 용매 중에 소수화 물질을 용해시킨 액상의 소수화제를 공급하고,
    상기 기판의 표면을 세정한 후, 상기 기판의 표면의 소수화 전에, 상기 소수화제의 용매와 혼화하는 유기 용제를 상기 기판의 표면에 공급하는 전유기 용제 공급 유닛을 추가로 포함하는, 기판 처리 장치.
  39. 제 22 항에 있어서,
    상기 기판의 표면의 소수화 후에, 상기 기판의 표면에 유기 용제를 공급하여, 상기 기판 상의 과잉된 소수화제를 씻어내는 후유기 용제 공급 유닛을 추가로 포함하는, 기판 처리 장치.
  40. 제 38 항에 있어서,
    상기 유기 용제 중의 용존 산소 농도가 100 ppb 이하인, 기판 처리 장치.
  41. 제 22 항에 있어서,
    상기 소수화제 중의 용존 산소 농도가 100 ppb 이하인, 기판 처리 장치.
  42. 제 22 항에 있어서,
    상기 표면이 소수화된 후에, 상기 기판의 표면의 소수화제를 가열하여 탈수하기 위해서 상기 기판을 가열하는 후가열 유닛을 추가로 포함하는, 기판 처리 장치.
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