KR102456832B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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겐토 두카노
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다쿠로 마스즈미
가츠히로 오오카와
히로미 기요세
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Abstract

본 발명은 기판의 수율을 향상시키는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공한다.
실시형태에 따른 기판 처리 장치는 액처리부와, 검출부와, 후처리부를 구비한다. 액처리부는 기판에 액체를 공급하여, 기판에 액막을 형성한다. 검출부는 기판 상의 액체의 액량을 검출하여, 액량의 양부를 판정한다. 후처리부는 액막이 형성된 기판을 처리한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
개시된 실시형태는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
종래, 기판의 표면에 건조 방지용의 액막을 형성하고, 액막이 형성된 기판을 초임계 유체와 접촉시켜 건조 처리를 행하는 기판 처리 장치가 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2013-12538호 공보
그러나, 상기 기판 처리 장치에서는, 기판에 액막을 형성하기 위해 액체를 기판에 공급하는 유닛에서 기판에 형성되는 액막의 액체의 액량이 상이한 경우가 있다. 기판에 형성되는 액막의 액체의 액량이 변화하면, 건조 처리 후의 기판의 수율이 저하할 우려가 있다.
실시형태의 일양태는 기판의 수율을 향상시키는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시형태의 일양태에 따른 기판 처리 장치는 액처리부와, 검출부와, 후처리부를 구비한다. 액처리부는 기판에 액체를 공급하여, 기판에 액막을 형성한다. 검출부는 기판 상의 액체의 액량을 검출하여, 액량의 양부(良否)를 판정한다. 후처리부는 액막이 형성된 기판을 처리한다.
실시형태의 일양태에 따르면, 기판의 수율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 실시형태에 따른 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는 전달부의 개략 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3은 세정 처리 유닛의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4는 건조 처리 유닛의 구성을 나타내는 외관 사시도이다.
도 5는 제어 장치의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 실시형태에 따른 기판 처리 시스템이 실행하는 기판 처리의 처리 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 실시형태의 변형예의 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본원이 개시하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법의 실시형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<기판 처리 시스템(1)의 개요>
도 1을 참조하면서, 실시형태에 따른 기판 처리 시스템(1)의 개략 구성에 대해서 설명한다. 도 1은 실시형태에 따른 기판 처리 시스템(1)의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 이하에서는, 위치 관계를 명확하게 하기 위해, 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축을 규정하고, Z축 정방향을 수직 상향 방향으로 한다.
기판 처리 시스템(1)은 반입출 스테이션(2)과, 처리 스테이션(3)을 구비한다. 반입출 스테이션(2)과 처리 스테이션(3)은 인접하여 마련된다.
반입출 스테이션(2)은 캐리어 배치부(11)와, 반송부(12)를 구비한다. 캐리어 배치부(11)에는 복수매의 반도체 웨이퍼(W)[이하, 웨이퍼(W)라고 칭함]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 수직 방향으로의 이동 및 수직축을 중심으로 하는 선회가 가능하며, 웨이퍼 유지 기구를 이용하여 캐리어(C)와 전달부(14) 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
전달부(14)에 대해서 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 전달부(14)의 개략 구성을 나타내는 단면도이다.
전달부(14)는 케이스(40)와, 대좌(41)와, 복수의 승강 부재(42)와, 로드 셀(43)과, 액량 조정부(44)를 구비한다. 케이스(40)에는 기판 반송 장치(13, 18)에 의해 웨이퍼(W)를 반입출하기 위한 개구부(40A, 40B)가 형성된다. 대좌(41)는 케이스(40) 내에 배치된다. 대좌(41)에는 승강 부재(42)가 삽입되는 삽입 구멍이 형성된다.
승강 부재(42)는 승강 구동부(도시하지 않음)에 의해 승강 가능해지도록 대좌(41)에 지지된다. 승강 부재(42)는 기판 반송 장치(13) 및 기판 반송 장치(18)에 의해 반입된 웨이퍼(W)가 승강 부재(42)의 선단부에 배치되면, 웨이퍼(W)의 하면을 지지한다. 승강 부재(42)가 웨이퍼(W)를 지지한 상태로, 미리 정해진 전달 위치로부터 승강 구동부에 의해 강하되면, 웨이퍼(W)가 로드 셀(43) 상에 배치된다. 또한, 웨이퍼(W)가 로드 셀(43) 상에 배치된 상태로 승강 구동부에 의해 승강 부재(42)가 상승하면, 승강 부재(42)는 웨이퍼(W)의 하면에 접촉하여 웨이퍼(W)를 지지하여, 웨이퍼(W)를 전달 위치까지 상승시킨다.
로드 셀(43)은 웨이퍼(W)의 중량을 측정하여, 웨이퍼(W)의 중량에 관한 신호를 후술하는 제어 장치(4)에 출력한다.
액량 조정부(44)는 후술하는 세정 처리 유닛(16)에 의해 세정 처리가 행해지고, 액체 상태의 이소프로필알코올(Isopropyl Alcohol: 이하, IPA라고 호칭함)이 융기되어, IPA 액체에 의한 액막이 형성된 웨이퍼(W)에 대하여, IPA 액체의 액량을 조정한다. 액량 조정부(44)는 아암(45)과, IPA 공급부(46)와, IPA 흡인부(47)를 구비한다.
아암(45)은 아암 구동부(도시하지 않음)에 의해 승강 가능해지도록 케이스(40)에 지지된다. IPA 공급부(46)는 아암(45)에 부착되고, 아암(45)과 함께 승강하여, IPA 액체를 웨이퍼(W)에 공급한다. IPA 흡인부(47)는 아암(45)에 부착되고, 아암(45)과 함께 승강하여, 웨이퍼(W) 표면에 융기된 IPA 액체를 흡인한다. IPA 흡인부(47)는 예컨대, 이젝터나, 스포이트이다.
도 1로 되돌아가서, 처리 스테이션(3)은 반송부(12)에 인접하여 마련된다. 처리 스테이션(3)은 반송부(15)와, 복수의 세정 처리 유닛(16)과, 복수의 건조 처리 유닛(17)을 구비한다. 복수의 세정 처리 유닛(16)과 복수의 건조 처리 유닛(17)은, 반송부(15)의 양측에 배열되어 마련된다. 또한, 도 1에 나타낸 세정 처리 유닛(16) 및 건조 처리 유닛(17)의 배치나 개수는 일례이며, 도시된 것에 한정되지 않는다.
반송부(15)는 내부에 기판 반송 장치(18)를 구비한다. 기판 반송 장치(18)는 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 기구를 구비한다. 또한, 기판 반송 장치(18)는 수평 방향 및 수직 방향으로의 이동 및 수직축을 중심으로 하는 선회가 가능하고, 웨이퍼 유지 기구를 이용하여 전달부(14)와, 세정 처리 유닛(16)과, 건조 처리 유닛(17) 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
세정 처리 유닛(16)은 기판 반송 장치(18)에 의해 반송되는 웨이퍼(W)에 대하여 미리 정해진 세정 처리를 행한다.
세정 처리 유닛(16)에 대해서 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 세정 처리 유닛(16)의 구성을 나타내는 단면도이다. 세정 처리 유닛(16)은 예컨대, 스핀 세정에 의해 웨이퍼(W)를 1장씩 세정하는 매엽식의 세정 처리 유닛으로서 구성된다.
세정 처리 유닛(16)은 처리 공간을 형성하는 아우터 챔버(23) 내에 배치된 웨이퍼 유지 기구(25)로 웨이퍼(W)를 거의 수평으로 유지하고, 이 웨이퍼 유지 기구(25)를 수직축 둘레로 회전시킴으로써 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 그리고, 세정 처리 유닛(16)은 회전하는 웨이퍼(W)의 상방에 노즐 아암(26)을 진입시켜, 노즐 아암(26)의 선단부에 마련된 약액 노즐(26a)로부터 약액이나 린스액을 미리 정해진 순서로 공급함으로써, 웨이퍼(W)의 표면의 세정 처리를 행한다.
또한, 세정 처리 유닛(16)에는 웨이퍼 유지 기구(25)의 내부에도 약액 공급로(25a)가 형성되어 있다. 그리고, 약액 공급로(25a)로부터 공급된 약액이나 린스액에 의해, 웨이퍼(W)의 이면 세정이 행해진다.
전술한 웨이퍼(W)의 세정 처리는 예컨대, 최초에 알칼리성의 약액인 SC1액(암모니아와 과산화수소수의 혼합액)에 의한 파티클이나 유기성의 오염 물질의 제거가 행해지고, 다음에, 린스액인 탈이온수(DeIonized Water: 이하, DIW라고 호칭함)에 의한 린스 세정이 행해진다. 다음에, 산성 약액인 희불산 수용액(Diluted HydroFluoric acid: 이하, DHF라고 호칭함)에 의한 자연 산화막의 제거가 행해지고, 다음에, DIW에 의한 린스 세정이 행해진다.
전술한 각종 약액은 아우터 챔버(23)나, 아우터 챔버(23) 내에 배치되는 이너 컵(24)에 받아져, 아우터 챔버(23)의 바닥부에 마련되는 배액구(23a)나, 이너 컵(24)의 바닥부에 마련되는 배액구(24a)로부터 배출된다. 또한, 아우터 챔버(23) 내의 분위기는 아우터 챔버(23)의 바닥부에 마련되는 배기구(23b)로부터 배기된다.
전술한 웨이퍼(W)의 린스 처리 후에는, 웨이퍼 유지 기구(25)를 회전시키면서, 웨이퍼(W)의 표면 및 이면에 IPA 액체를 공급하여, 웨이퍼(W)의 양면에 잔존하고 있는 DIW와 치환한다. 그 후, 웨이퍼 유지 기구(25)의 회전을 느릿하게 정지한다.
이렇게 하여 세정 처리를 끝낸 웨이퍼(W)는, 그 표면에 IPA 액체의 액막이 형성된다. 또한, 액막의 두께(δ)는 식 (1)에 나타내는 바와 같이 산출할 수 있다.
Figure 112018020585531-pat00001
「Q」는 토출 유량, 「ν」는 동점도, 「ω」는 회전 속도, 「r」는 웨이퍼(W)의 반경이다.
액막이 형성된 웨이퍼(W)는 웨이퍼 유지 기구(25)에 마련된 도시하지 않는 교환 기구에 의해 기판 반송 장치(18)에 전달되고, 세정 처리 유닛(16)으로부터 반출된다.
웨이퍼(W)의 표면에 형성된 액막은, 세정 처리 유닛(16)으로부터 건조 처리 유닛(17)에의 웨이퍼(W)의 반송 중이나, 건조 처리 유닛(17)에의 반입 동작 중에, 웨이퍼(W) 표면의 액체가 증발(기화)함으로써 패턴 붕괴가 발생하는 것을 막는, 건조 방지용의 액체로서 기능한다.
도 1로 되돌아가서, 건조 처리 유닛(17)은 세정 처리 유닛(16)에 의해 세정 처리된 웨이퍼(W)에 대하여, 초임계 유체를 이용하여 건조 처리를 행한다. 건조 처리에서는 웨이퍼(W)의 IPA 액체에 CO2의 초임계 유체를 접촉시킴으로써, IPA 액체가 초임계 유체에 용해되어 제거된다. 이에 의해, 웨이퍼(W)가 건조된다.
건조 처리 유닛(17)에 대해서 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 건조 처리 유닛(17)의 구성을 나타내는 외관 사시도이다.
건조 처리 유닛(17)은 본체(31)와, 유지판(32)과, 덮개 부재(33)를 갖는다. 케이스형의 본체(31)에는 웨이퍼(W)를 반입출하기 위한 개구부(34)가 형성된다. 유지판(32)은 처리 대상의 웨이퍼(W)를 수평 방향으로 유지한다. 덮개 부재(33)는 이러한 유지판(32)을 지지하며, 웨이퍼(W)를 본체(31) 내에 반입하였을 때에, 개구부(34)를 밀폐한다.
본체(31)는 웨이퍼(W)를 수용 가능한 처리 공간이 내부에 형성된 용기이고, 그 벽부에는 공급 포트(35A, 35B)와 배출 포트(36)가 마련된다. 공급 포트(35A, 35B)와 배출 포트(36)는, 각각, 건조 처리 유닛(17)의 상류측과 하류측에 마련되는 초임계 유체를 유통시키기 위한 공급 라인에 접속되어 있다.
공급 포트(35A)는 케이스형의 본체(31)에 있어서, 개구부(34)와는 반대측의 측면에 접속되어 있다. 또한, 공급 포트(35B)는 본체(31)의 바닥면에 접속되어 있다. 또한, 배출 포트(36)는 개구부(34)의 하방측에 접속되어 있다. 또한, 도 4에는 2개의 공급 포트(35A, 35B)와 1개의 배출 포트(36)가 도시되어 있지만, 공급 포트(35A, 35B)나 배출 포트(36)의 수는 특별히 한정되지 않는다.
또한, 본체(31)의 내부에는 유체 공급 헤더(37A, 37B)와, 유체 배출 헤더(38)가 마련된다. 유체 공급 헤더(37A, 37B)와 유체 배출 헤더(38)는, 모두 다수의 개공이 형성되어 있다.
유체 공급 헤더(37A)는 공급 포트(35A)에 접속되고, 케이스형의 본체(31)내부에 있어서, 개구부(34)와는 반대측의 측면에 인접하여 마련된다. 또한, 유체 공급 헤더(37A)에 형성되는 다수의 개공은 개구부(34)측을 향하고 있다.
유체 공급 헤더(37B)는 공급 포트(35B)에 접속되고, 케이스형의 본체(31) 내부에서의 바닥면의 중앙부에 마련된다. 또한, 유체 공급 헤더(37B)에 형성되는 다수의 개공은 상방을 향하고 있다.
유체 배출 헤더(38)는 배출 포트(36)에 접속되고, 케이스형의 본체(31) 내부에 있어서, 개구부(34)측의 측면에 인접하며, 개구부(34)보다 하방에 마련된다. 또한, 유체 배출 헤더(38)에 형성되는 다수의 개공은 유체 공급 헤더(37A)측을 향하고 있다.
유체 공급 헤더(37A, 37B)는 초임계 유체를 본체(31) 내에 공급한다. 또한, 유체 배출 헤더(38)는 본체(31) 내의 초임계 유체를 본체(31)의 외부로 유도하여 배출한다. 또한, 유체 배출 헤더(38)를 통해 본체(31)의 외부에 배출되는 초임계 유체에는, 웨이퍼(W)의 표면으로부터 초임계 유체에 녹아든 IPA 액체가 포함된다.
건조 처리 유닛(17)은 도시하지 않는 압박 기구를 더 구비한다. 이러한 압박 기구는 본체(31) 내부의 처리 공간 내에 공급된 초임계 상태의 초임계 유체에 의해 초래되는 내압에 대항하여, 본체(31)를 향하여 덮개 부재(33)를 압박하여, 처리 공간을 밀폐하는 기능을 갖는다. 또한, 이러한 처리 공간 내에 공급된 초임계 유체가 미리 정해진 온도를 유지할 수 있도록, 본체(31)의 표면에는 단열재나 테이프 히터 등이 마련되어 있어도 좋다.
도 1로 되돌아가서, 기판 처리 시스템(1)은 제어 장치(4)를 구비한다. 제어 장치(4)는 예컨대 컴퓨터이고, 제어부(19)와 기억부(20)를 구비한다. 여기서, 제어 장치(4)에 대해서 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 제어 장치(4)의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
기억부(20)는 예컨대, RAM(Random Access Memory), 플래시 메모리(Flash Memory) 등의 반도체 메모리 소자, 또는, 하드 디스크, 광 디스크 등의 기억 장치에 의해 실현된다.
제어부(19)는 CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory), RAM, 입출력 포트 등을 갖는 마이크로 컴퓨터나 각종 회로를 포함한다. 이러한 마이크로 컴퓨터의 CPU는 ROM에 기억되어 있는 프로그램을 읽어내어 실행함으로써, 기판 반송 장치(13, 18)나, 세정 처리 유닛(16), 건조 처리 유닛(17), 액량 조정부(44) 등의 제어를 실현한다.
또한, 이러한 프로그램은 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체에 기록되어 있던 것으로서, 그 기록 매체로부터 제어 장치(4)의 기억부(20)에 인스톨된 것이어도 좋다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체로서는, 예컨대 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 컴팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등이 있다.
제어부(19)는 입력부(19A)와, 검출부(19B)와, 출력부(19C)를 구비한다.
입력부(19A)는 로드 셀(43)에 의해 측정된 웨이퍼(W)의 중량에 관한 신호가 입력된다. 입력부(19A)에는 세정 처리 전, 즉 액막이 형성되어 있지 않은 웨이퍼(W)의 중량, 세정 처리 후, 즉 액막이 형성된 웨이퍼(W)의 중량 및 건조 처리 후의 웨이퍼(W)의 중량에 관한 신호가 입력된다. 세정 처리 후의 웨이퍼(W)의 중량에 관한 신호는, 세정 처리 후의 웨이퍼(W)의 중량의 데이터로서 기억부(20)에 기억된다.
검출부(19B)는 입력부(19A)에 입력된 신호에 기초하여 세정 처리의 전후의 웨이퍼(W)의 중량 및 건조 처리 후의 웨이퍼(W)의 중량을 검출한다.
구체적으로는, 검출부(19B)는 세정 처리 후의 웨이퍼(W)의 중량으로부터 세정 처리 전의 웨이퍼(W)의 중량을 감산하여, 웨이퍼(W) 상의 IPA 액체의 액량(이하, IPA 액체의 액량이라고 칭함)을 검출한다. 또한, 검출부(19B)는 건조 처리 후의 웨이퍼(W)의 중량으로부터 세정 처리 전의 웨이퍼(W)의 중량을 감산하여, 웨이퍼(W)의 IPA 액체의 잔존량을 검출한다.
검출부(19B)는 IPA 액체의 액량이 규정 범위 내인 경우에는, IPA 액체의 액량이 정상이라고 판정하고, IPA 액체의 액량이 규정 범위 밖인 경우에는, IPA 액체의 액량이 이상이라고 판정한다. 규정 범위는 미리 설정된 범위이고 IPA 액체의 액량이 미리 정해진 하한값 이상이며, 또한 미리 정해진 상한값 이하가 되는 범위이다.
미리 정해진 하한값은 미리 설정된 값이며, 건조 처리 유닛(17)에의 웨이퍼(W)의 반송 중이나, 건조 처리 유닛(17)에의 반입 동작 중에, 웨이퍼(W) 표면의 액체가 증발(기화)함으로써 패턴 붕괴가 발생하는 것을 방지 가능한 액량이다. 미리 정해진 상한값은 미리 설정된 값이며, 건조 처리 후의 웨이퍼(W)에 다수의 파티클이 부착하는 것을 방지하는 액량이다.
또한, 검출부(19B)는 웨이퍼(W)의 IPA 액체의 잔존량이 미리 정해진 값 이하인 경우에는, 웨이퍼(W)가 건조되어 있다고 판정하고, 웨이퍼(W)의 IPA 액체의 잔존량이 미리 정해진 값보다 많은 경우에는, 웨이퍼(W)가 건조되지 않았고 판정한다. 미리 정해진 값은 미리 설정된 값이다. 즉, 검출부(19B)는 건조 처리에 의한 웨이퍼(W)의 건조 상태를 검출한다.
출력부(19C)는 IPA 액체의 액량이 이상이라고 판정된 경우에는, IPA 액체의 액량에 관한 신호를 액량 조정부(44)에 출력하고, 액량 조정부(44)에 의해 웨이퍼(W)의 IPA 액체의 유량을 조정시킨다.
이에 의해, 액량 조정부(44)에서는, IPA 액체의 액량이 규정 범위 이내가 되도록, 웨이퍼(W)의 IPA 액체의 액량이 조정된다. 구체적으로는, IPA 액체의 액량이 미리 정해진 하한값보다 적은 경우에는, IPA 공급부(46)에 의해 IPA 액체가 웨이퍼(W)에 공급된다. 또한, IPA 액체의 액량이 미리 정해진 상한값보다 많은 경우에는, IPA 흡인부(47)에 의해 웨이퍼(W)로부터 IPA 액체가 흡인된다.
또한, 출력부(19C)는 웨이퍼(W)가 건조되지 않았다고 판정된 경우에는, 웨이퍼(W)를 재차, 건조 처리 유닛(17)에 반입하여, 건조 처리를 행하도록 신호를 출력하여, 웨이퍼(W)를 건조시킨다.
<기판 처리>
다음에, 기판 처리 시스템(1)에서의 기판 처리에 대해서 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은 본 실시형태에 따른 기판 처리 시스템(1)이 실행하는 기판 처리의 처리 순서를 나타내는 흐름도이다.
기판 처리 시스템(1)은 기판 반송 장치(13)에 의해 웨이퍼(W)를 캐리어(C)로부터 전달부(14)에 반입하고(S10), 액막이 형성되어 있지 않은 웨이퍼(W)의 중량을 측정하고(S11), 측정한 중량을 기억부(20)에 기억시킨다(S12).
기판 처리 시스템(1)은 기판 반송 장치(18)에 의해 웨이퍼(W)를 전달부(14)로부터 반출하고, 세정 처리 유닛(16)에 반입하여, 세정 처리를 행한다(S13). 이에 의해, 웨이퍼(W)에는 액막이 형성된다.
기판 처리 시스템(1)은 세정 처리가 종료하면, 기판 반송 장치(18)에 의해 웨이퍼(W)를 세정 처리 유닛(16)으로부터 전달부(14)에 반송하여, 액막이 형성된 웨이퍼(W)의 중량을 측정한다(S14).
기판 처리 시스템(1)은 액막이 형성된 웨이퍼(W)의 중량으로부터 액막이 형성되어 있지 않은 웨이퍼(W)의 중량을 감산하여, IPA 액체의 액량을 검출한다(S15).
기판 처리 시스템(1)은 IPA 액체의 액량이 규정 범위 밖인 경우에는(S16: No), IPA 액체의 액량이 규정 범위 내가 되도록 액량 조정부(44)에 의해 IPA 액체의 액량을 조정한다(S17).
기판 처리 시스템(1)은 IPA 액체의 액량이 규정 범위 내인 경우에는(S16: Yes), 기판 반송 장치(18)에 의해 웨이퍼(W)를 전달부(14)로부터 건조 처리 유닛(17)에 반송하여, 건조 처리를 행한다(S18).
기판 처리 시스템(1)은 건조 처리가 종료하면, 기판 반송 장치(18)에 의해 웨이퍼(W)를 건조 처리 유닛(17)으로부터 전달부(14)에 반송하여, 건조 처리 후의 웨이퍼(W)의 중량을 측정한다(S19).
기판 처리 시스템(1)은 건조 처리 후의 웨이퍼(W)의 중량으로부터, 액막이 형성되어 있지 않은 웨이퍼(W)의 중량을 감산하여, IPA 액체의 잔존량을 산출한다(S20).
기판 처리 시스템(1)은 IPA 액체의 잔존량이 미리 정해진 값보다 큰 경우에는(S21: No), 웨이퍼(W)를 건조 처리 유닛(17)에 재반입하여, 건조 처리를 재차 행한다.
기판 처리 시스템(1)은 IPA 액체의 잔존량이 미리 정해진 값 이하인 경우에는(S21: Yes), 기판 반송 장치(13)에 의해 웨이퍼(W)를 전달부(14)로부터 반출하여, 웨이퍼(W)를 캐리어(C)에 반입한다(S22).
<본 실시형태의 효과>
다음에 본 실시형태의 효과에 대해서 설명한다.
세정 처리 유닛(16)에 의해 웨이퍼(W)에 IPA 액체의 액막이 형성된 경우, 각 세정 처리 유닛(16)에서 IPA 액체의 액량이 상이한 경우가 있다. 또한, 경년 열화에 의해 IPA 액체의 액량이 상이한 경우가 있다.
IPA 액체의 액량이 미리 정해진 상한값보다 많은 웨이퍼(W)를 건조 처리하면, 건조 처리 후의 웨이퍼(W)에 다수의 파티클이 부착하는 것을 알 수 있었다. 또한, IPA 액체의 액량이 미리 정해진 하한값보다 적은 경우, 웨이퍼(W)의 반송 중 등에 패턴 붕괴가 생길 우려가 있다.
기판 처리 시스템(1)은 세정 처리 유닛(16)에 의해 세정 처리가 행해져 IPA 액체의 액막이 형성된 웨이퍼(W)의 IPA 액체의 액량을 검출한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)마다 IPA 액체의 액량을 관리할 수 있다. 그 때문에, 검출된 IPA 액체의 액량이 규정 범위 내인 웨이퍼(W)를 건조 처리함으로써, 웨이퍼(W)에 부착하는 파티클을 저감하고, 또한 패턴 붕괴가 발생하는 것을 방지하여, 웨이퍼(W)의 수율을 향상시킬 수 있다.
기판 처리 시스템(1)은 세정 처리 전후의 웨이퍼(W)의 중량을 측정하고, 세정 처리 후의 웨이퍼(W)의 중량으로부터 세정 처리 전의 웨이퍼(W)의 중량을 감산하여 IPA 액체의 액량을 검출한다. 이에 의해, IPA 액체의 액량을 정확하게 검출할 수 있다.
기판 처리 시스템(1)은 IPA 액체의 액량이 규정 범위 밖인 경우에, 액량 조정부(44)에 의해 IPA 액체의 액량이 규정 범위 내가 되도록 IPA 액체의 액량을 조정한다. 이에 의해, IPA 액체의 액량이 규정 범위 밖인 웨이퍼(W)가 건조 처리 유닛(17)에 반입되는 것을 방지할 수 있다.
예컨대, IPA 액체의 액량이 미리 정해진 상한값보다 많은 경우에는, IPA 액체를 IPA 흡인부(47)에 의해 감소시키고, 또한, IPA 액체의 액량이 미리 정해진 하한값보다 적은 경우에는, IPA 액체를 IPA 공급부(46)에 의해 증가시켜, IPA 액체의 액량이 규정 범위 내가 된 웨이퍼(W)를 건조 처리 유닛(17)에 반입하여, 건조 처리를 행할 수 있다. 그 때문에, 웨이퍼(W)의 수율을 향상시킬 수 있다.
기판 처리 시스템(1)은 액량 조정부(44)를 전달부(14)에 마련한다. 이에 의해, 기존의 전달부가 마련되어 있는 스페이스에 전달부(14)를 배치할 수 있어, 웨이퍼(W)의 수율을 향상시키면서, 기판 처리 시스템(1)이 대형화하는 것을 억제할 수 있다.
기판 처리 시스템(1)은 로드 셀(43)을 전달부(14)에 마련한다. 이에 의해, 반입출 스테이션(2)으로부터 처리 스테이션(3)에 웨이퍼(W)를 전달할 때에, 웨이퍼(W)의 중량을 측정할 수 있어, 웨이퍼(W)의 처리 시간이 길어지는 것을 억제할 수 있다. 또한, 기존의 전달부가 마련되어 있는 스페이스에 전달부(14)를 배치할 수 있어, 웨이퍼(W)의 수율을 향상시키면서, 기판 처리 시스템(1)이 대형화하는 것을 억제할 수 있다.
기판 처리 시스템(1)은 건조 처리 후의 웨이퍼(W)의 중량과 세정 처리 전의 웨이퍼(W)의 중량의 차에 기초하여 웨이퍼(W)의 IPA 액체의 잔존량을 검출한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 건조 상태를 검출할 수 있다.
<본 실시형태의 변형예>
다음에 상기 실시형태의 변형예에 대해서 설명한다.
상기 실시형태에서는, 전달부(14)에 마련한 로드 셀(43)에 의해 세정 처리 전후의 웨이퍼(W)의 중량 및 건조 처리 후의 웨이퍼(W)의 중량을 측정하였지만, 이에 한정되지 않고, 전달부(14) 이외의 구성 부재에 로드 셀(43)을 마련하여, 웨이퍼(W)의 중량을 측정하여도 좋다.
예컨대, 로드 셀(43)은 건조 처리 유닛(17)과 기판 반송 장치(18) 사이에서 웨이퍼(W)를 전달하는 아암(도시하지 않음)이나, 기판 반송 장치(18)나, 세정 처리 유닛(16) 등에 마련되어도 좋다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 반송 중이나, 세정 처리 중에, 웨이퍼(W)의 중량을 측정할 수 있어, 전달부(14)에 의해 웨이퍼(W)의 중량을 측정하는 처리를 생략할 수 있다. 그 때문에, 웨이퍼(W)의 처리 시간이 길어지는 것을 억제할 수 있다. 또한, 로드 셀(43)을 복수 마련하여, 전달부(14)나, 기판 반송 장치(18) 등에 마련하여도 좋다.
또한, 액량 조정부(44)는 전달부(14) 이외의 부재에 마련되어도 좋다. 예컨대, 로드 셀(43) 및 액량 조정부(44)를 갖는 조정 유닛(50)을 도 7에 나타내는 바와 같이 기판 처리 시스템(1)에 별도 마련하여도 좋다. 도 7은 본 실시형태의 변형예의 기판 처리 시스템(1)의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
예컨대, 세정 처리 전 및 건조 처리 후의 웨이퍼(W)의 중량을 전달부(14)에 의해 측정하고, 세정 처리에 의해 IPA 액체의 액막이 형성된 웨이퍼(W)의 중량을 조정 유닛(50)에 의해 측정하여 IPA 액체의 액량을 조정하여도 좋다. 이에 의해, 전달부(14)의 승강 부재(42)에 IPA 액체가 부착하는 것을 방지하여, 승강 부재(42)에 부착한 IPA가 건조 처리 후의 웨이퍼(W)에 부착하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 조정 유닛(50)에 의해 세정 처리 전후 및 건조 처리 후의 웨이퍼(W)의 중량을 측정하여도 좋다.
또한, 조정 유닛(50)은 예컨대, 건조 처리 유닛(17)의 본체(31)의 상부 등에 마련되어도 좋다. 이에 의해, 조정 유닛(50)으로부터 건조 처리 유닛(17)에 웨이퍼(W)를 반송하는 시간을 짧게 하여, 웨이퍼(W)의 처리 시간이 길어지는 것을 억제할 수 있다.
또한, 기판 처리 시스템(1)은 예컨대, 미리 정해진 매수마다, 또는 미리 정해진 시간 경과마다 웨이퍼(W)의 중량을 측정하여, IPA 액체의 액량의 조정 등을 행하여도 좋다. 이 경우, IPA 액체의 액량이 규정 범위 밖인 경우에는, 출력부(19C)는 검출된 IPA 액체의 액량에 기초하여 세정 처리 유닛(16)에서의 파라미터, 예컨대, IPA 액체의 토출 유량(Q)이나, 회전 속도(ω)를 변경하여, IPA 액체의 액량이 규정 범위 내가 되도록 세정 처리 유닛(16)에 신호를 출력한다. 이에 의해, IPA 액체의 액량이 규정 범위 밖이 되는 웨이퍼(W)가 건조 처리 유닛(17)에 반입되는 것을 억제하여 웨이퍼(W)의 수율을 향상시키면서, 웨이퍼(W)의 처리 시간을 짧게 할 수 있다.
또한, 액량 조정부(44)에 의해 IPA 액체의 액량을 조정하지 않고, IPA 액체의 액량이 규정 범위 밖인 것을 경고하여도 좋다. 또한, 액량 조정부(44)에 의한 조정과 함께 경고를 행하여도 좋다. 경고는 예컨대, 모니터 등에 경고 표시를 행하거나, 경고등을 점등시키거나, 경고음을 발생시키거나 함으로써 행해진다. 이에 의해, 작업자에게 IPA 액체의 액량이 규정 범위 밖으로 되어 있는 것을 통지하여, 작업자가 세정 처리 유닛(16)에서의 파라미터, 예컨대, IPA 액체의 토출 유량(Q)이나, 회전 속도(ω)를 변경하여도 좋다.
또한, 기판 처리 시스템(1)은 액막이 형성된 후의 웨이퍼(W)의 상태 예컨대, 액막이 형성된 후의 웨이퍼(W)의 중량과 미리 설정된 제1 미리 정해진 중량을 비교하여, IPA 액체의 액량을 측정하여도 좋다. 또한, 기판 처리 시스템(1)은 건조 처리 후의 웨이퍼(W)의 상태 예컨대, 건조 처리 후의 웨이퍼(W)의 중량과 미리 설정된 제2 미리 정해진 중량을 비교하여, IPA 액체의 잔존량을 측정하여도 좋다.
또한, IPA 액체의 액량이나 IPA 액체의 잔존량을 기억부(20)에 기억시켜도 좋다. 이에 의해, IPA 액체의 액량이나 IPA 액체의 잔존량의 변화를 축적하고, 축적한 데이터를 이용하여 해석할 수 있다.
또한, 액막이 형성된 웨이퍼(W)의 액막의 두께(δ)를 측정함으로써, IPA 액체의 액량을 검출하여도 좋다.
또한, 액량 조정부(44)는 IPA 액체의 액량이 미리 정해진 상한값보다 많은 경우에는, IPA 액체를 휘발시켜 IPA 액체의 액량이 규정 범위 내가 되도록 조정하여도 좋다. 액량 조정부(44)는 예컨대, 가열 장치(도시되지 않음)에 의해 IPA 액체를 가열하여 휘발시켜 조정한다. 또한, 자연 휘발에 의해 IPA 액체의 액량을 조정하여도 좋다. 또한, 액량 조정부(44)는 액막이 형성된 웨이퍼(W)를 회전시켜 IPA 액체의 액량을 조정하여도 좋다.
또한, 기판 처리 시스템(1)은 IPA 액체의 액량이 규정 범위 밖인 경우에는, IPA 액체의 액량이 규정 범위 내가 되도록, 세정 처리를 재차 행하여도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는, 웨이퍼(W)에 IPA 액체의 액막을 형성하고, 초임계 유체를 이용하여 웨이퍼(W)를 건조시키는 기판 처리에 대해서 설명하였지만, 이에 한정되는 일은 없다. 웨이퍼(W)에 액막을 형성한 후에, 건조 처리나 액막의 고화나 그 외의 처리를 행하는 기판 처리에 적절하게 이용할 수 있다.
추가적인 효과나 변형예는 당업자에 의해 용이하게 도출할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 보다 광범한 양태는 이상과 같이 나타내는 또한 기술한 특정 상세 및 대표적인 실시형태에 한정되는 것이 아니다. 따라서, 첨부된 청구범위 및 그 균등물에 의해 정의되는 총괄적인 발명의 개념의 정신 또는 범위로부터 일탈하는 일없이, 여러 가지 변경이 가능하다.
1: 기판 처리 시스템 4: 제어 장치
14: 전달부(배치부) 16: 세정 처리 유닛(액처리부)
17: 건조 처리 유닛(후처리부) 18: 기판 반송 장치(기판 반송부)
19: 제어부 19A: 입력부
19B: 검출부 19C: 출력부
20: 기억부 43: 로드 셀(측정부)
44: 액량 조정부(조정부) 46: IPA 공급부
47: IPA 흡인부 50: 조정 유닛(측정부, 조정부)

Claims (11)

  1. 기판에 액체를 공급하여, 상기 기판에 액막을 형성하는 액처리부와,
    상기 액막이 형성된 상기 기판의 중량, 상기 액막의 두께 중 적어도 한쪽을 측정하는 측정부와,
    상기 측정부에 의한 측정 결과에 기초하여 상기 기판 상의 상기 액체의 액량을 검출하여, 상기 액량의 양부(良否)를 판정하는 검출부와,
    상기 액막이 형성된 상기 기판을, 초임계 유체와 접촉시켜 상기 기판을 건조시키는 후처리부를 포함하고,
    상기 측정부는 또한 상기 액막이 형성되기 전 및 건조 처리가 행해진 후의 상기 기판의 중량을 측정하고,
    상기 검출부는 또한 상기 건조 처리가 행해진 후의 상기 기판의 중량에 기초하여 상기 기판의 건조 상태를 검출하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    검출된 상기 액량이 규정 범위 내가 아닌 경우에, 상기 액량이 상기 규정 범위 내가 되도록 상기 액량을 조정하는 조정부를 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    외부로부터 반입된 상기 기판이 배치되는 배치부를 포함하고,
    상기 배치부는 상기 조정부를 포함하는 것인 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 배치부는 상기 측정부를 포함하는 것인 기판 처리 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판을 반송하는 기판 반송부를 포함하고,
    상기 기판 반송부는 상기 측정부를 포함하는 것인 기판 처리 장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액처리부는 상기 측정부를 포함하는 것인 기판 처리 장치.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    검출된 상기 액량을 기억하는 기억부를 포함하는 기판 처리 장치.
  8. 기판에 액체를 공급하여, 상기 기판에 액막을 형성하는 액처리 공정과,
    상기 액막이 형성된 상기 기판의 중량, 상기 액막의 두께 중 적어도 한쪽을 측정하는 측정 공정과,
    상기 측정 공정에 의한 측정 결과에 기초하여 상기 기판 상의 상기 액체의 액량을 검출하여, 상기 액량의 양부를 판정하는 검출 공정과,
    상기 액막이 형성된 상기 기판을, 초임계 유체와 접촉시켜 상기 기판을 건조시키는 후처리 공정을 포함하고,
    상기 액막이 형성되기 전 및 건조 처리가 행해진 후의 상기 기판의 중량이 측정되고,
    상기 건조 처리가 행해진 후의 상기 기판의 중량에 기초하여 상기 기판의 건조 상태가 검출되는 기판 처리 방법.
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