KR102461723B1 - 제어 장치 - Google Patents

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타츠히로 우에키
지엔 쟝
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

기판의 주연부에 있어서의 베벨 제거 처리의 제거폭의 변동을 억제할 수 있는 기술을 제공한다. 기판 처리 장치(1)는 회전하는 기판(W)의 주연부에 처리액을 공급한다. 기판 처리 장치(1)는 회전 유지부(21), 처리액 토출부(73), 변동폭 취득부 및 토출 제어부(7)를 구비한다. 회전 유지부(21)는 기판(W)을 유지하여 회전시킨다. 처리액 토출부(73)는, 회전 유지부(21)에 유지된 기판(W)의 주연부를 향하여 처리액을 토출한다. 변동폭 취득부는, 기판(W)의 주연부의 변형량의 변동폭에 관한 정보를 취득한다. 토출 제어부(7)는, 변동폭 취득부에 의해 취득된 주연부의 변형량의 변동폭에 관한 정보에 따라, 처리액 토출부(73)로부터의 처리액의 주연부에 대한 토출 각도 및 토출 위치를 제어한다.

Description

제어 장치{CONTROL DEVICE}
본 발명은 기판의 주연부에 처리액을 공급하는 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조 장치에서, 반도체 웨이퍼(이하, 간단히 '웨이퍼'라고 함) 등의 기판을 수평으로 유지한 상태에서 연직 축선 둘레로 회전시키고, 당해 기판의 주연부에 약액 등의 처리액을 공급함으로써, 당해 주연부에 존재하는 레지스트막, 오염물 및 산화막 등이 제거된다. 이 제거 처리는 베벨 제거 처리라고도 불리며, 기판의 전 둘레에 걸쳐 원하는 제거폭으로 정밀도 좋게 제거 처리가 행해지는 것이 바람직하다.
예를 들면 특허 문헌 1이 개시하는 액 처리 장치에서는, 기판의 주연부를 촬상하고, 그 촬상 결과로부터 주연부의 막의 제거폭이 구해지고, 제거폭이 적절한지의 여부의 판단이 행해진다. 이 액 처리 장치에서는, 추가로, 기판 유지부의 회전 중심과 기판의 중심과의 어긋남량이 산출되고, 연직축 둘레의 회전 중심과 기판의 중심을 일치시킨 상태에서 기판이 기판 유지부에 의해 유지된다.
한편, 기판의 처리면은 통상 평탄한 형상을 가지지만, 실제로는 환경 요인 등에 기인하여 다소의 기복을 가지고, 두께 방향에 관하여 예를 들면 10분의 1 밀리미터 단위로 변동하는 경우가 있다. 특히 기판의 주연부는, 기판의 휘어짐의 영향을 강하게 받아, 두께 방향에 관한 표면 위치가 불균일하기 쉽다.
기판에 대하여 경사 방향으로 처리액을 토출하는 경우, 기판 상에 있어서의 처리액의 착지 위치는 기판의 두께 방향에 관한 표면 위치에 따라 변동한다. 따라서, 표면 위치가 일정하지 않은 기판의 주연부에 대하여 처리액을 경사 방향으로 토출하는 경우, 주연부에 있어서의 처리액의 착지 위치가 불균일하고, 베벨 제거 처리에 있어서의 제거폭도 일정하지 않다.
그 때문에, 기판의 주연부의 표면 위치가 일정하지 않은 경우라도, 처리액의 착지 위치의 불균일을 억제하여 제거폭을 균일화할 수 있는 새로운 베벨 제거 처리의 제안이 요망되고 있다.
일본특허공개공보 2013-168429호
본 발명은 기판의 주연부에 있어서의 베벨 제거 처리의 제거폭의 변동을 억제할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 일태양은, 회전하는 기판의 주연부에 처리액을 공급하는 기판 처리 장치로서, 기판을 유지하여 회전시키는 회전 유지부와, 회전 유지부에 유지된 기판의 주연부를 향하여 처리액을 토출하는 처리액 토출부와, 주연부의 변형량의 변동폭에 관한 정보를 취득하는 변동폭 취득부와, 변동폭 취득부에 의해 취득된 주연부의 변형량의 변동폭에 관한 정보에 따라, 처리액 토출부로부터의 처리액의 주연부에 대한 토출 각도 및 토출 위치를 제어하는 토출 제어부를 구비하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
본 발명의 다른 태양은, 회전하는 기판의 주연부를 향하여 처리액 토출부로부터 처리액을 토출하는 기판 처리 방법으로서, 주연부의 변형량의 변동폭에 관한 정보를 취득하는 공정과, 주연부의 변형량의 변동폭에 관한 정보에 따라, 처리액 토출부로부터의 처리액의 주연부에 대한 토출 각도 및 토출 위치를 제어하는 공정을 포함하는 기판 처리 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 기판의 주연부에 있어서의 베벨 제거 처리의 제거폭의 변동을 억제할 수 있다.
도 1은 기판 처리 장치의 일례를 나타내는 종단면도이다.
도 2는 노즐 구동부 및 커버 부재를 나타내는 확대 단면도이며, (a)는 웨이퍼 밖으로 처리액을 토출하기 위한 더미 디스펜스 배치를 나타내고, (b)는 웨이퍼의 주연부를 향하여 처리액을 토출하기 위한 약액 처리 배치를 나타내고, (c)는 웨이퍼의 주연부를 향하여 린스액을 토출하기 위한 린스 처리 배치를 나타낸다.
도 3은 웨이퍼 각도 및 제거폭을 설명하기 위한 도면이며, (a)는 웨이퍼의 평면도를 나타내고, (b)는 웨이퍼의 단면도를 나타낸다.
도 4는 웨이퍼 각도(가로축)와 제거폭(세로축)의 관계예를 나타내는 도이다.
도 5는 웨이퍼 및 거리 검출 센서의 배치예를 나타내는 도이다.
도 6은 웨이퍼 각도(가로축)와 상면 검출 높이(H)(세로축)의 관계예를 나타내는 도이다.
도 7은 제 1 제어 방법에 따른 약액 노즐로부터의 처리액의 토출각 제어를 설명하기 위한 단면도이며, 약액 노즐 및 웨이퍼가 개략적으로 도시되어 있다.
도 8은 제 1 제어 방법에 따른 처리액의 토출 각도(즉 제 1 각도)에 관하여, 웨이퍼 휘어짐량(가로축)과 제거 범위(세로축)의 관계예를 나타내는 도이다.
도 9는 제 1 제어 방법에 따른 웨이퍼 휘어짐량에 관하여, 제 1 각도(가로축)와 제거 범위(세로축)의 관계예를 나타내는 도이다.
도 10은 제 2 제어 방법에 따른 약액 노즐로부터의 처리액의 토출각 제어를 설명하기 위한 확대 평면도이며, 약액 노즐 및 웨이퍼가 개략적으로 도시되어 있다.
도 11은 제 2 제어 방법에 따른 처리액의 토출 각도(즉 제 2 각도)에 관하여, 웨이퍼 휘어짐량(가로축)과 제거 범위(세로축)의 관계예를 나타내는 도이다.
도 12는 제 2 제어 방법에 따른 웨이퍼 휘어짐량에 관하여, 제 2 각도(가로축)와 제거 범위(세로축)의 관계예를 나타내는 도이다.
도 13은 약액 노즐로부터의 처리액의 착지 위치 어긋남량(C)을 설명하기 위한 개략도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시 형태에 대하여 설명한다. 또한, 본건 명세서에 첨부하는 도면에는, 도시와 이해의 용이성의 편의상, 축척 및 종횡의 치수비 등이 실물의 그것들로부터 변경되어 나타내어져 있는 부분이 포함되어 있다.
[기판 처리 장치의 전체 구성]
도 1은 기판 처리 장치(1)의 일례를 나타내는 종단면도이다.
본 실시 형태의 기판 처리 장치(1)는 원반 형상의 기판인 웨이퍼(W)의 액 처리를 행하기 위한 장치이고, 특히, 회전하는 웨이퍼(W)의 주연부에 처리액을 공급하여 웨이퍼(W)의 베벨 제거 처리를 행한다. 웨이퍼(W)에는 예를 들면 SiN의 막(즉 질화막)이 형성되어 있고, 이 막은 웨이퍼(W)의 상면으로부터 웨이퍼(W)의 측단부(側端部)를 거쳐 웨이퍼(W)의 하면측의 주연부에 걸치도록 형성되어 있다. 본 실시 형태의 베벨 제거 처리는 웨이퍼(W)의 주연부로부터 당해 막을 제거하는 처리이며, 당해 막을 제거 가능한 약액 등의 처리액이 이용된다. 이 베벨 제거 처리에 이용할 수 있는 처리액은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면 암모니아, 과산화수소 및 순수의 혼합 용액(즉 SC-1액)과 같은 알칼리성 약액, 또는 불화수소산 및 순수의 혼합 용액(즉 HF(Hydro Fluoric acid)액)과 같은 산성 약액을 처리액으로서 이용할 수 있다.
또한, 웨이퍼(W)의 상면 및 하면은 각각, 웨이퍼(W)가 수평으로 유지되어 있는 상태에서 상방에 위치하는 면 및 하방에 위치하는 면이다. 또한 웨이퍼(W)의 주연부는 웨이퍼(W)의 외주측의 단부(端部) 영역으로서, 통상은 반도체 장치의 패턴(즉 디바이스 부분)이 형성되지 않는 영역이다.
기판 처리 장치(1)는, 약액 노즐(73) 및 린스 노즐(76)을 구비하는 노즐 구동부(70)를 구비한다. 약액 노즐(73)에는 공급관(75a)을 개재하여 제 1 약액 공급부(75)가 접속되어 있고, 린스 노즐(76)에는 공급관(78a)을 개재하여 제 1 린스액 공급부(78)가 접속되어 있다. 약액 노즐(73)은 기판 유지부(21)에 유지된 웨이퍼(W)의 주연부를 향하여 처리액을 토출하는 처리액 토출부로서 기능한다. 린스 노즐(76)은 기판 유지부(21)에 유지된 웨이퍼(W)의 주연부를 향하여 린스액을 토출하는 린스액 토출부로서 기능한다. 웨이퍼(W)의 주연부에 대한 처리액의 토출 각도가 주연부의 처리면에 대하여 수직(즉 90°)에 가까운 경우에는, 주연부에 착지한 처리액이 기판의 회전 중심측을 향하여 되튀겨, 본래 의도되어 있지 않은 개소에 처리액이 부착되어 기판을 오염시킬 우려가 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 외주측을 향하여 또한 웨이퍼(W)에 대하여 비스듬히 진행하도록 처리액을 토출함으로써, 웨이퍼(W)의 회전 중심측으로의 처리액의 되튀김을 막을 수 있다.
또한 기판 처리 장치(1)는, 웨이퍼(W)를 수평으로 유지하는 기판 유지부(21)와, 기판 유지부(21)를 회전시키는 회전 구동부(24)와, 웨이퍼(W)를 측방으로부터 덮도록 마련된 컵체(3)와, 웨이퍼(W)의 상면과 공간을 개재하여 대향하도록 마련된 커버 부재(5)를 구비한다.
기판 유지부(21)는, 웨이퍼(W)를 유지한 상태에서, 회전 구동축(22)에 의해 회전 구동되어 웨이퍼(W)를 회전시키는 회전 유지부로서 기능한다. 본 실시 형태의 기판 유지부(21)는, 베벨 제거 처리를 저해하지 않도록, 주연부에 접촉하지 않고 웨이퍼(W)를 수평으로 유지하도록 구성되어 있고, 예를 들면 웨이퍼(W)의 하면의 중앙부를 흡착 유지하는 진공 척으로서 구성된다. 회전 구동부(24)는, 기판 유지부(21)를 지지하는 회전 구동축(22)과, 회전 구동축(22)을 회전시키는 모터(23)를 포함한다. 모터(23)에 의해 회전 구동축(22)을 회전시킴으로써, 기판 유지부(21)에 유지된 웨이퍼(W)를 연직 방향 축선 둘레로 회전시킬 수 있다.
컵체(3)는 링 형상의 부재이며, 기판 유지부(21) 및 웨이퍼(W)의 측단부를 측방으로부터 둘러싸고, 또한 웨이퍼(W)가 삽입될 수 있는 개구부(46)를 가진다. 컵체(3)의 내부에는 원주 방향으로 연장되는 홈부(33)가 형성되고, 이 홈부(33)는 상방으로 개구되어 있다. 홈부(33)는, 벽(36)에 의해 상호간이 구획되어 있는 링 형상의 배기 공간(34) 및 링 형상의 액받이 공간(35)을 포함한다. 배기 공간(34)은 액 처리하는 동안에 발생하는 기체 및 웨이퍼(W) 주변으로 보내지는 기체를 외부로 배출하기 위한 유로를 구성한다. 액받이 공간(35)은 액 처리가 행해지고 있는 동안에 웨이퍼(W)로부터 비산하는 처리액 및 린스액 등의 액을 받아서 외부로 배출하기 위한 유로를 구성한다. 벽(36)은 기체 흐름 중에 분산되어 있는 액체 성분이 액받이 공간(35)에서 당해 기체 흐름으로부터 분리되도록 구성되어 있다.
또한 컵체(3)에는 컵체(3)를 승강시키기 위한 승강 기구(47)가 장착되어 있다.
도 1에 나타내는 커버 부재(5)는 링 형상을 가지고, 중앙에 있어서 커버 개구부(55)를 가진다. 커버 부재(5)가 웨이퍼(W)의 상방에 배치된 경우에는, 기본적으로 웨이퍼(W)의 주연부 및 그 근방 개소만이 커버 부재(5)에 의해 덮인다. 커버 부재(5)에는 커버 부재(5)를 승강시키는 승강 기구(48)가 장착되어 있다.
커버 부재(5)의 상방에 구비된 도시 생략의 기체 공급구로부터 분출된 기체는, 커버 부재(5)와 웨이퍼(W)의 사이의 공간에 있어서 웨이퍼(W)의 중심측으로부터 외측을 향하여 흐른다. 이에 의해, 약액 노즐(73)로부터 웨이퍼(W)를 향하여 토출된 처리액이 웨이퍼(W)의 중심측으로 들어가는 것을 막아, 웨이퍼(W)의 의도하지 않은 개소에 처리액이 부착하여 웨이퍼(W)가 오염되는 것을 방지할 수 있다. 도시 생략의 기체 공급구로부터 분출하는 기체로서는, 예를 들면 질소 등의 불활성 가스 또는 드라이 에어 등이 바람직하다.
도 2는 노즐 구동부(70) 및 커버 부재(5)를 나타내는 확대 단면도이며, (a)는 웨이퍼(W) 밖으로 처리액을 토출하기 위한 더미 디스펜스 배치를 나타내고, (b)는 웨이퍼(W)의 주연부를 향하여 처리액을 토출하기 위한 약액 처리 배치를 나타내고, (c)는 웨이퍼(W)의 주연부를 향하여 린스액을 토출하기 위한 린스 처리 배치를 나타낸다.
커버 부재(5)에 장착되어 있는 노즐 구동부(70)는, 약액 노즐(73) 및 린스 노즐(76)을 지지하는 노즐 헤드(72)와, 노즐 헤드(72)를 지지하고 또한 그 축 방향으로 신축 가능하게 구성된 헤드 지지 샤프트(71)를 가진다. 헤드 지지 샤프트(71)는, 그 축 방향이 웨이퍼(W)의 직경 방향과 대략 평행하게 되도록 배치되어 있다. 헤드 지지 샤프트(71)의 신축량을 조정함으로써, 웨이퍼(W)의 직경 방향에 관한 약액 노즐(73) 및 린스 노즐(76)의 위치를 바꿀 수 있어, 약액 노즐(73) 및 린스 노즐(76)을 원하는 직경 방향 위치에 배치시킬 수 있다.
예를 들면, 약액 노즐(73)로부터 토출되는 처리액의 액 흐름(74b)을 안정시키기 위한 더미 디스펜스를 행하는 경우, 약액 노즐(73)은 도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이 배치되고, 웨이퍼(W) 밖의 컵체(3) 내를 향하여 약액 노즐(73)로부터 처리액이 토출된다. 또한 웨이퍼(W)의 주연부를 향하여 약액 노즐(73)로부터 처리액을 토출하는 경우, 약액 노즐(73)은 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이 배치되고, 웨이퍼(W)의 주연부에는 처리액(74)이 공급된다. 또한 웨이퍼(W)의 주연부를 향하여 린스 노즐(76)로부터 린스액을 토출하는 경우, 린스 노즐(76)은 도 2의 (c)에 나타내는 바와 같이 배치되고, 린스 노즐(76)로부터의 린스액의 액 흐름(77b)이 웨이퍼(W)의 주연부에 향해져, 웨이퍼(W)의 주연부에는 린스액(77)이 공급된다. 또한 약액 노즐(73) 및 린스 노즐(76)의 배치는, 도 2의 (a) ∼ (c)에 나타내는 배치에 한정되지 않고, 필요에 따른 최적의 위치에 약액 노즐(73) 및 린스 노즐(76)을 배치할 수 있다. 예를 들면, 약액 노즐(73) 및 린스 노즐(76)의 양자로부터 처리액도 린스액도 토출하지 않는 경우에는, 커버 부재(5)에 마련되는 액받이부(51)의 상방에 약액 노즐(73) 및 린스 노즐(76)이 배치된다. 이에 의해, 가령 약액 노즐(73) 및 린스 노즐(76)로부터 처리액 및 린스액의 방울이 낙하해도, 그 처리액 및 린스액의 방울은 액받이부(51) 상에 떨어지기 때문에, 웨이퍼(W)는 처리액 및 린스액의 방울에 의해 오염되지 않는다.
또한 본 실시 형태의 노즐 구동부(70)는, 웨이퍼(W)의 주연부에 대한 처리액의 토출 각도 및 토출 위치를 바꾸는 토출 구동부로서도 기능한다. 구체적으로는, 노즐 구동부(70)는 제어부(7)(도 1 참조)의 제어 하에서, 헤드 지지 샤프트(71)를, 그 신축 방향으로 연장되는 축선의 둘레(도 2의 (b)의 화살표 'V' 참조)로 회전시킴으로써, 약액 노즐(73)로부터의 처리액의 토출 각도 및 린스 노즐(76)로부터의 린스액의 토출 각도를 바꿀 수 있다. 또한 노즐 구동부(70)는 제어부(7)의 제어 하에서, 헤드 지지 샤프트(71)를 신축시킴으로써, 약액 노즐(73)로부터의 처리액의 토출 위치 및 린스 노즐(76)로부터의 린스액의 토출 위치를 바꿀 수 있다. 또한, 여기서 말하는 토출 위치는, 웨이퍼(W)의 상면에 있어서의, 처리액 및 린스액의 착지 위치를 의미한다.
또한, 상술의 토출 구동부는 노즐 구동부(70) 이외의 장치에 의해 실현되어도 된다. 예를 들면, 도시는 생략하지만, 약액 노즐(73)의 방향을 임의의 방향으로 바꿀 수 있는 모터를 약액 노즐(73)에 장착하여, 제어부(7)의 제어 하에서 당해 모터를 구동함으로써, 약액 노즐(73)로부터의 처리액의 토출 각도 및 토출 위치를 바꿀 수 있어도 된다. 이 경우, 헤드 지지 샤프트(71)를 축선 둘레(도 2의 (b)의 화살표 'V' 참조)로 회전시킬 필요는 없다. 그와 같은 모터는, 약액 노즐(73) 및 린스 노즐(76)의 각각에 관하여 독립적으로 마련되어도 되고, 1 개의 모터로 약액 노즐(73) 및 린스 노즐(76)의 양방의 방향을 바꿀 수 있어도 된다. 또한 그와 같은 모터의 장착 위치도 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 노즐 헤드(72) 내에 약액 노즐(73)의 방향을 조정할 수 있는 모터가 마련되어도 된다.
도 1 및 도 2에 나타내는 기판 처리 장치(1)는, 웨이퍼(W)의 주연부에 대하여 하방으로부터도 처리액 및 린스액을 토출하여, 웨이퍼(W)의 하면의 주연부에 대해서도 베벨 제거 처리를 행할 수 있다. 즉 컵체(3)의 내주부에는 약액 토출구(90) 및 린스액 토출구(93)가 추가로 형성되어 있다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 약액 토출구(90)에는 공급관(92a)을 개재하여 제 2 약액 공급부(92)가 접속되어 있고, 린스액 토출구(93)에는 공급관(94a)을 개재하여 제 2 린스액 공급부(94)가 접속되어 있다.
또한 컵체(3)의 내주부에는 세정액 토출구(40) 및 기체 공급구(도시 생략)도 형성되어 있다. 세정액 토출구(40)에는 세정액을 저류하는 링 형상의 버퍼(40a)가 접속되어 있고, 세정액 토출구(40)로부터 토출되는 세정액에 의해 웨이퍼(W)(특히 하면)를 세정할 수 있다. 내주부에 형성되는 기체 공급구에는 질소 등의 불활성 가스 또는 드라이 에어 등의 기체가 공급되고, 이 기체 공급구로부터 웨이퍼(W)의 하면에 분사되는 기체에 의해, 웨이퍼(W)의 중심측으로 약액 및 린스액이 들어가는 것을 방지할 수 있다.
그리고 기판 처리 장치(1)는 그 전체의 동작을 통괄 제어하는 제어부(7)를 가진다. 제어부(7)는 기판 처리 장치(1)의 모든 기능 부품(예를 들면 모터(23), 승강 기구(47, 48), 세정액 공급부, 기체 공급부, 노즐 구동부(70), 약액 공급부(75, 92) 및 린스액 공급부(78, 94) 등)의 동작을 제어한다.
또한 제어부(7)는, 웨이퍼(W)의 주연부의 두께 방향(즉 연직 방향)에 관한 변형량의 변동폭에 관한 정보를 취득하는 변동폭 취득부로서도 기능한다. 특히 본 실시 형태에서는, 웨이퍼(W)의 주연부의 두께 방향에 관한 변형량의 변동폭에 관한 정보가, 웨이퍼(W)의 두께 방향에 관한 주연부의 변형량을 계측하는 센서(후술의 도 5의 부호 '11’ 참조)에 의해 계측되고, 당해 센서로부터 제어부(7)에 보내진다. 또한 제어부(7)는, 이 웨이퍼(W)의 주연부의 변형량의 변동폭에 관한 정보에 따라, 헤드 지지 샤프트(71) 등의 노즐 구동부를 개재하여, 약액 노즐(73)로부터의 처리액의 주연부에 대한 토출 각도 및 토출 위치를 제어하는 토출 제어부로서도 기능한다.
또한 제어부(7)는, 웨이퍼(W)의 상방 및 하방 중 적어도 어느 일방에 배치되는 근접 배치 부재와 웨이퍼(W)와의 사이의 간격을 조정하는 간격 제어부로서도 기능한다. 예를 들면 제어부(7)가 승강 기구(48)를 제어함으로써, 기판 처리 장치(1)에 있어서 웨이퍼(W)의 상방에 배치되는 커버 부재(5), 액받이부(51), 약액 노즐(73), 린스 노즐(76), 및 커버 부재(5)와 함께 승강하는 그 밖의 근접 배치 부재와, 웨이퍼(W)(특히 상면)와의 사이의 간격을 조정할 수 있다. 또한 제어부(7)가 승강 기구(47)를 제어함으로써, 기판 처리 장치(1)에 있어서 웨이퍼(W)의 하방에 배치되는 컵체(3) 및 당해 컵체(3)와 함께 승강하는 그 밖의 근접 배치 부재와 웨이퍼(W)(특히 하면)와의 사이의 간격을 조정할 수 있다. 제어부(7)는, 웨이퍼(W)의 주연부의 변형량(특히 두께 방향의 변형량)의 변동폭에 관한 정보를 취득하고, 당해 정보에 따라 상기의 근접 배치 부재와 웨이퍼(W)의 사이의 간격을 조정함으로써, 근접 배치 부재와 웨이퍼(W)의 의도하지 않은 접촉을 방지할 수 있다.
또한 제어부(7)는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합에 의해 실현 가능하다. 예를 들면, 하드웨어로서 범용 컴퓨터를 사용하고, 소프트웨어로서 당해 범용 컴퓨터를 동작시키기 위한 프로그램(장치 제어 프로그램 및 처리 레시피 등)을 사용할 수 있다. 소프트웨어는, 하드웨어에 의해 판독 가능한 임의의 기억 매체(즉 비일시적인 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체)에 저장된다. 따라서, 컴퓨터에 고정적으로 마련된 하드디스크 드라이브 등의 기억 매체에 소프트웨어가 저장되어도 되고, 혹은 CD-ROM, DVD, 혹은 플래시 메모리 등의 착탈 가능하게 컴퓨터에 셋팅되는 기억 매체에 소프트웨어가 저장되어도 된다.
[베벨 제거 처리]
다음에, 상술의 기판 처리 장치(1)에 의해 행해지는 베벨 제거 처리의 상세에 대하여 설명한다. 이하에서는, 특히 약액 노즐(73)로부터 토출되는 처리액을 사용하여 행해지는 웨이퍼(W)의 상면에 대한 베벨 제거 처리에 관하여 설명한다.
도 3은 웨이퍼 각도(θ) 및 제거폭(B)을 설명하기 위한 도이며, (a)는 웨이퍼(W)의 평면도를 나타내고, (b)는 웨이퍼(W)의 단면도를 나타낸다. 웨이퍼 각도(θ)는, 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼의 중심 축선(O) 둘레에 있어서, 웨이퍼(W)의 직경 방향으로 연장되는 기준선(R)에 대하여 형성되는 각도에 의해 나타내어진다. 제거폭(B)은 처리액에 의해 웨이퍼(W)의 주연부로부터 제거되는 막의 폭을 나타내고, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 최외주부로부터의 거리에 의해 그 범위가 나타내어진다. 또한, 도 3의 (b)에 있어서 부호 'S1'은 웨이퍼(W) 중 약액 노즐(73) 및 린스 노즐(76)에 근접하는 상방측의 면(즉, 상면)을 나타내고, 부호 'S2'는 약액 토출구(90) 및 린스액 토출구(93)에 근접하는 하방측의 면(즉, 하면)을 나타낸다.
도 4는 웨이퍼 각도(θ)(가로축)와 제거폭(B)(세로축)의 관계예를 나타내는 도이다. 이상적인 제거폭(B)은 웨이퍼 각도(θ)에 상관없이 일정한 값이 되지만, 실제의 제거폭(B)은 도 4에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 각도(θ)의 변화와 함께 변동한다. 이 웨이퍼(W)의 전 둘레(즉 '0°≤웨이퍼 각도(θ)<360°'의 범위)에 걸친 제거폭(B)의 최대값과 최소값의 차에 의해 '제거 범위(r)'가 나타내어진다(즉 '제거 범위(r)=최대 제거폭-최소 제거폭'). 따라서 제거 범위(r)가 작을수록, 베벨 제거 처리가 정밀도 좋게 행해져 있는 것을 나타내고, 웨이퍼(W)(특히 베벨 제거 처리)의 품질을 보증하기 위해서는, 제거 범위(r)를 원하는 목표값(즉 타겟값) 이하로 하는 것이 요구된다.
제거 범위(r)의 크기는 웨이퍼(W)의 주연부 상면의 두께 방향의 위치의 불균일에 따라 변동하고, 웨이퍼(W)의 주연부 상면의 위치의 두께 방향에 관한 변동폭이 클수록 제거 범위(r)도 커진다. 이 웨이퍼(W)의 주연부 상면의 위치의 두께 방향에 관한 변동폭은 거리 검출 센서에 의해 계측되고, 이 계측 결과가 주연부의 변형량의 변동폭에 관한 정보로서 거리 검출 센서로부터 제어부(7)에 보내진다.
도 5는 웨이퍼(W) 및 거리 검출 센서(11)의 배치예를 나타내는 도이다. 본 실시 형태의 기판 처리 장치(1)는, 기판 유지부(21)에 의해 유지되는 웨이퍼(W)의 상방에 있어서, 웨이퍼(W)와 대향하는 위치에 배치되는 거리 검출 센서(11)를 추가로 구비한다. 거리 검출 센서(11)는 웨이퍼(W)의 주연부와 거리 검출 센서(11)의 사이의 거리를 나타내는 상면 검출 높이(H)를 계측하며, 예를 들면 광학식의 센서에 의해 구성 가능하다. 거리 검출 센서(11)는 웨이퍼(W)의 두께 방향에 관한 주연부의 변형량을 계측하며, 하면측으로의 웨이퍼(W)의 휘어짐이 클수록 상면 검출 높이(H)는 커진다. 또한 일반적인 베벨 제거 처리는, 웨이퍼(W)의 상면(S1)의 최외주부로부터 0.5 mm ∼ 3 mm 정도 내측의 범위에 걸쳐 행해지기 때문에, 거리 검출 센서(11)는 당해 범위 내의 상면 검출 높이(H)를 계측하는 것이 바람직하다.
본 실시 형태의 거리 검출 센서(11)는 고정적으로 마련되고, 기판 유지부(21)에 의해 웨이퍼(W)를 회전시키면서 거리 검출 센서(11)에 의한 계측을 행함으로써, 웨이퍼(W)의 주연부의 전 둘레에 걸친 상면 검출 높이(H)에 관한 정보가 취득된다. 거리 검출 센서(11)의 구체적인 설치 개소는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 도 1에 나타내는 커버 부재(5) 중 웨이퍼(W)의 주연부와 대향하는 면에 거리 검출 센서(11)를 설치할 수 있다. 특히 본 실시 형태에서는, 웨이퍼(W)의 상면(S1)의 베벨 제거 처리의 제거폭(B)이 제어되기 때문에, 웨이퍼(W)의 상면(S1)의 상면 검출 높이(H)를 계측할 수 있는 위치에 거리 검출 센서(11)를 마련하는 것이 바람직하다.
단, 웨이퍼(W)의 두께가 실질적으로 균일하다고 상정할 수 있는 경우에는, 웨이퍼(W)의 상면(S1)의 위치의 불균일은 주로 웨이퍼(W)의 휘어짐에 기인하고, 웨이퍼(W)의 상면(S1)의 위치와 하면(S2)의 위치는 서로 밀접하게 관련된다. 따라서 그와 같은 경우에는, 웨이퍼(W)의 하면(S2)의 위치를 거리 검출 센서(11)에 의해 계측하고, 그 계측 결과로부터 웨이퍼(W)의 상면(S1)에 관한 상면 검출 높이(H)가 추정되어도 된다. 또한 거리 검출 센서(11)는 기판 처리 장치(1) 밖에 마련되어도 된다. 예를 들면, 기판 처리 장치(1)보다 전단(前段)에 설치되는 전용 모듈에 있어서 거리 검출 센서(11)가 마련되어, 웨이퍼(W)가 기판 처리 장치(1)에 반입되기 전에, 당해 웨이퍼(W)의 주연부의 전 둘레에 걸친 상면 검출 높이(H)에 관한 정보가 거리 검출 센서(11)에 의해 취득되어도 된다. 이 경우, 거리 검출 센서(11)에 의해 취득된 상면 검출 높이(H)에 관한 정보는 주연부의 변형량의 변동폭에 관한 정보를 나타내는 데이터로서 거리 검출 센서(11)로부터 제어부(7)에 송신되어도 된다.
도 6은 웨이퍼 각도(θ)(가로축)와 상면 검출 높이(H)(세로축)의 관계예를 나타내는 도이다. 상술한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 주연부의 상면(S1)의 위치는 실제로는 두께 방향으로 불균일하다. 이 웨이퍼(W)의 상면(S1)의 두께 방향에 관한 위치의 불균일의 정도를 나타내는 지표로서 '웨이퍼 휘어짐량(P)'을 이용할 수 있다. 이 '웨이퍼 휘어짐량(P)'은, 웨이퍼(W)의 전 둘레(즉 '0°≤웨이퍼 각도(θ)<360°'의 범위)에 걸친 상면 검출 높이(H)의 최대값과 최소값의 차에 의해 나타내어진다(즉 '웨이퍼 휘어짐량(P)=최대 상면 검출 높이-최소 상면 검출 높이'). 따라서, 웨이퍼 휘어짐량(P)이 클수록 웨이퍼(W)의 주연부의 상면(S1)의 위치가 두께 방향으로 크게 불균일한 것을 나타내고, 웨이퍼 휘어짐량(P)이 작을수록 웨이퍼(W)의 주연부의 상면(S1)의 위치의 두께 방향에 관한 불균일이 작은 것을 나타낸다.
상술의 웨이퍼 휘어짐량(P)의 특성을 고려하여, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1)는, 이하의 공정을 포함하는 기판 처리 방법에 따라 웨이퍼(W)의 상면(S1)의 베벨 제거 처리를 행한다.
즉, 먼저, 베벨 제거 처리의 대상이 되는 웨이퍼(W)를 기판 처리 장치(1)에 반입하고, 기판 유지부(21)에 의해 웨이퍼(W)를 유지하는 공정이 행해진다. 그리고, 웨이퍼(W)의 상면(S1)의 주연부의 두께 방향에 관한 변형량의 변동폭에 관한 정보로서, 상술의 웨이퍼 휘어짐량(P)을 취득하는 공정이 행해진다. 이 웨이퍼 휘어짐량(P)은, 상술한 바와 같이, 웨이퍼(W)가 기판 처리 장치(1)에 반입된 후에, 기판 처리 장치(1)에 마련된 거리 검출 센서(11)에 의해 계측되어도 되고, 웨이퍼(W)가 기판 처리 장치(1)에 반입되기 전에, 거리 검출 센서(11)에 의해 계측되어도 된다. 그리고, 취득된 웨이퍼 휘어짐량(P)에 따라, 약액 노즐(73)로부터의 처리액의 주연부에 대한 토출 각도 및 토출 위치를 제어하는 공정이 행해진다. 그리고, 회전하는 웨이퍼(W)의 상면(S1)의 주연부를 향하여 약액 노즐(73)로부터 처리액을 토출하는 공정이 행해져, 웨이퍼(W)의 상면(S1)의 주연부에 처리액이 공급된다.
이하, 웨이퍼 휘어짐량(P)에 기초하여, 약액 노즐(73)로부터의 처리액의 토출 각도 및 토출 위치를 제어하는 대표적인 방법에 대하여 예시적으로 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 어느 제어 방법에 있어서도, 제어부(7)에 의해 노즐 구동부(70) 등의 토출 구동부를 제어하여, 제거폭(B)의 변동을 완화하도록 약액 노즐(73)로부터의 처리액의 토출 각도 및 토출 위치를 조정함으로써, 제거 범위(r)가 목표값 이하로 저감된다. 또한 특히, 웨이퍼(W)의 상면(S1)에 있어서의 처리액의 토출 위치(즉 착지 위치)는 원하는 제거폭(B)에 기초하여 정해지는 위치에 설정되고, 토출 각도의 변동에 관계없이 실질적으로 동일한 위치에 설정된다.
[제 1 제어 방법]
도 7은 제 1 제어 방법에 따른 약액 노즐(73)로부터의 처리액의 토출각 제어를 설명하기 위한 단면도이며, 약액 노즐(73) 및 웨이퍼(W)가 개략적으로 나타내어져 있다.
본 제어 방법에 있어서 제어부(7)에 의해 제어되는 처리액의 토출 각도는, '약액 노즐(73)로부터 웨이퍼(W)의 주연부를 향하여 토출되는 처리액의 진행 방향'과 '웨이퍼(W)의 주연부 중 처리액이 공급되는 처리면(즉 본 실시 형태에서는 상면(S1))의 연장 방향'에 의해 형성되는 제 1 각도(α)이다.
일반적으로, 제 1 각도(α)가 작을수록, 웨이퍼(W)의 상면(S1)의 두께 방향의 위치 변동의 영향이 커져, 웨이퍼(W)의 주연부에 있어서의 처리액의 착지 위치의 목표 위치로부터의 어긋남량이 증대한다(후술의 도 13의 부호 'C'(착지 위치 어긋남량) 참조). 예를 들면 도 7에 있어서 실선으로 나타내어지는 약액 노즐(73)로부터 '제 1 각도=α1'로 토출되는 처리액의 액 흐름(74b) 쪽이, 도 7에 있어서 이점 쇄선으로 나타내어지는 약액 노즐(73)로부터 '제 1 각도=α2(단 'α2>α1')'로 토출되는 처리액의 액 흐름(74b)보다 웨이퍼(W)의 상면(S1) 상의 착지 위치가 목표 위치로부터 어긋나는 경향이 있다.
도 8은 제 1 제어 방법에 따른 처리액의 토출 각도(즉 제 1 각도(α))에 관하여, 웨이퍼 휘어짐량(P)(가로축)과 제거 범위(r)(세로축)의 관계예를 나타내는 도이다. 도 8에는 제 1 각도(α)가 20° 25° 35° 및 45°인 경우에 관하여, 웨이퍼 휘어짐량(P)과 제거 범위(r)의 관계가 예시되어 있다.
도 8로부터도 분명한 바와 같이, 약액 노즐(73)로부터의 처리액의 토출 각도를 나타내는 제 1 각도(α)가 작아질수록, 제거 범위(r)의 증감에 대하여 미치는 웨이퍼 휘어짐량(P)의 영향이 커진다. 따라서, 제거 범위(r)에 대한 웨이퍼 휘어짐량(P)의 영향을 저감하는 관점으로부터는, 제 1 각도(α)를 크게 하는 것이 바람직하다. 단, 제 1 각도(α)가 커짐에 따라, 웨이퍼(W)의 상면(S1)에 착지한 처리액이 웨이퍼(W)의 중심측(즉 디바이스 부분측)으로 되튀기는 양 및 확률이 증대하는 경향이 있다. 그 때문에, 웨이퍼(W)의 중심측으로의 처리액의 되튀김을 막으면서, 웨이퍼 휘어짐량(P)의 제거 범위(r)에 대한 영향을 억제할 수 있는 최적의 제 1 각도(α)에 의해, 약액 노즐(73)로부터 처리액을 토출하는 것이 바람직하다.
도 9는 제 1 제어 방법에 따른 웨이퍼 휘어짐량(P)에 관하여, 제 1 각도(α)(가로축)와 제거 범위(r)(세로축)의 관계예를 나타내는 도이다. 도 9에는 웨이퍼 휘어짐량(P)이 0.3 mm, 0.4 mm, 0.5 mm, 0.6 mm 및 0.7 mm인 경우에 관하여, 제 1 각도(α)와 제거 범위(r)의 관계가 예시되어 있다.
예를 들면, 제거 범위(r)의 목표값을 '0.15 mm'로 하는 경우에 대하여 고찰한다. 이 경우, 거리 검출 센서(11)(도 5 참조)의 계측 결과로부터 웨이퍼 휘어짐량(P)이 '0.7 mm'라고 인정되었다고 하면, 최적의 제 1 각도(α)는, 도 9에 나타내는 'P=0.7 mm'의 라인 상에 있어서의 '제거 범위(r)=0.15 mm'에 해당하는 점의 제 1 각도(α)(도 9에 나타내는 예에서는 약 35°)가 된다. 다른 웨이퍼 휘어짐량(P)에 관해서도 동일하게 하여 최적의 제 1 각도(α)를 구할 수 있다.
이와 같이 하여 제어부(7)는, 제거 범위(r)의 목표값과 거리 검출 센서(11)의 계측 결과로부터 구해지는 웨이퍼 휘어짐량(P)에 기초하여 최적의 제 1 각도(α)를 구할 수 있다. 그리고 제어부(7)는, 이 최적의 제 1 각도(α) 또는 그 이상의 각도로 처리액이 약액 노즐(73)로부터 토출되도록, 토출 구동부(본 실시 형태에서는 노즐 구동부(70))를 제어하여 약액 노즐(73)의 방향을 조정함으로써, 제거 범위(r)를 목표값 이하로 할 수 있다.
이와 같이 본 제어 방법에서는, 제어부(7)는, 웨이퍼(W)의 주연부의 두께 방향의 변형량의 변동폭이 클수록 제 1 각도(α)가 커지도록, 약액 노즐(73)로부터의 처리액의 토출 각도를 제어한다. 즉 제어부(7)는, 웨이퍼(W)의 주연부에 있어서의 처리액의 착지 위치의 웨이퍼(W)의 최외주부로부터의 거리의 변동폭을 나타내는 제거 범위(r)(즉 착액(着液) 변동폭)가 목표값 또는 당해 목표값 이하가 되도록, 약액 노즐(73)로부터의 처리액의 토출 각도를 제어한다. 이 제거 범위(r)는, 거리 검출 센서(11)의 계측 결과로부터 구해지는 웨이퍼(W)의 주연부에 있어서의 두께 방향의 변형량의 변동폭에 관한 정보(즉 웨이퍼 휘어짐량(P))로부터, 제 1 각도(α)를 가미함으로써 도출 가능하다(도 8 참조).
또한, 제거 범위(r)의 목표값은 미리 정해진 특정한 값이어도 되고, 변동 가능한 값이어도 된다. 제거 범위(r)의 목표값이 변동 가능한 값인 경우, 제어부(7)는, 제거 범위(r)의 목표값에 관한 정보를 취득하고, 당해 정보에 기초하여 목표값을 결정할 수 있다. 제거 범위(r)의 목표값에 관한 정보는, 예를 들면, 이용자에 의해 제어부(7)에 입력되는 원하는 제거 범위(r)의 정보여도 된다. 따라서, 상술의 예에서는 제거 범위(r)의 목표값이 0.15 mm로 설정되어 있었지만, 제거 범위(r)의 목표값은 이에 한정되지 않고, 예를 들면 0.2 mm여도 된다. 또한 베벨 제거 처리의 대상으로 되어 있는 웨이퍼(W)에 따라, 웨이퍼(W)마다 제거 범위(r)의 목표값이 바뀌어도 된다.
[제 2 제어 방법]
도 10은 제 2 제어 방법에 따른 약액 노즐(73)로부터의 처리액의 토출각 제어를 설명하기 위한 확대 평면도이며, 약액 노즐(73) 및 웨이퍼(W)가 개략적으로 나타내어져 있다.
본 제어 방법에 있어서 제어부(7)에 의해 제어되는 처리액의 토출 각도는, '약액 노즐(73)로부터 웨이퍼(W)의 주연부를 향하여 토출되는 처리액의 진로가 웨이퍼(W) 상에 투영됨으로써 얻어지는 투영 진행로(Q)의 방향'과 '투영 진행로(Q)의 연장선과 웨이퍼(W)의 상면(S1)의 최외주부와의 교점(F)에 있어서의 웨이퍼(W)의 접선(L)의 방향'에 의해 형성되는 제 2 각도(β)이다.
일반적으로, 이 수평 방향에 관한 제 2 각도(β)가 클수록, 웨이퍼(W)의 상면(S1)의 두께 방향의 위치 변동의 영향이 커서, 웨이퍼(W)의 주연부에 있어서의 처리액의 착지 위치의 목표 위치로부터의 어긋남량이 증대한다(후술의 도 13의 부호 'C'(착지 위치 어긋남량) 참조). 예를 들면 약액 노즐(73)로부터 '제 2 각도=β1'로 토출되는 처리액 쪽이, 약액 노즐(73)로부터 '제 2 각도=β2(단 'β2<β1')'로 토출되는 처리액보다 웨이퍼(W)의 상면(S1) 상의 착지 위치가 목표 위치로부터 어긋나는 경향이 있다.
도 11은 제 2 제어 방법에 따른 처리액의 토출 각도(즉 제 2 각도(β))에 관하여, 웨이퍼 휘어짐량(P)(가로축)과 제거 범위(r)(세로축)의 관계예를 나타내는 도이다. 도 11에는 제 2 각도(β)가 1° 3° 5° 및 8.5°인 경우에 관하여, 웨이퍼 휘어짐량(P)과 제거 범위(r)의 관계가 예시되어 있다.
도 11로부터도 분명한 바와 같이, 약액 노즐(73)로부터의 처리액의 토출 각도를 나타내는 제 2 각도(β)가 커질수록, 제거 범위(r)의 증감에 대하여 미치는 웨이퍼 휘어짐량(P)의 영향이 커진다. 따라서, 제거 범위(r)에 대한 웨이퍼 휘어짐량(P)의 영향을 저감하는 관점으로부터는, 제 2 각도(β)를 작게 하는 것이 바람직하다. 단, 제 2 각도(β)가 작아짐에 따라 처리액의 이용 효율이 떨어지는 경향이 있다. 그 때문에, 처리액의 이용 효율의 저하를 막으면서, 웨이퍼 휘어짐량(P)의 제거 범위(r)에 대한 영향을 억제할 수 있는 최적의 제 2 각도(β)에 의해, 약액 노즐(73)로부터 처리액을 토출하는 것이 바람직하다.
도 12는 제 2 제어 방법에 따른 웨이퍼 휘어짐량(P)에 관하여, 제 2 각도(β)(가로축)와 제거 범위(r)(세로축)의 관계예를 나타내는 도이다. 도 12에는 웨이퍼 휘어짐량(P)이 0.3 mm, 0.4 mm, 0.5 mm, 0.6 mm 및 0.7 mm인 경우에 관하여, 제 2 각도(β)와 제거 범위(r)의 관계가 예시되어 있다.
예를 들면, 제거 범위(r)의 목표값을 '0.15 mm'로 하는 경우에 대하여 고찰한다. 이 경우, 거리 검출 센서(11)(도 5 참조)의 계측 결과로부터 웨이퍼 휘어짐량(P)이 '0.7 mm'라고 인정되었다고 하면, 최적의 제 2 각도(β)는, 도 12에 나타내는 'P=0.7 mm'의 라인 상에 있어서의 '제거 범위(r)=0.15 mm'에 해당하는 점의 제 2 각도(β)(도 12에 나타내는 예에서는 약 4.5°)가 된다. 다른 웨이퍼 휘어짐량(P)에 관해서도 동일하게 하여 최적의 제 2 각도(β)를 구할 수 있다.
이와 같이 하여 제어부(7)는, 제거 범위(r)의 목표값과 거리 검출 센서(11)의 계측 결과로부터 구해지는 웨이퍼 휘어짐량(P)에 기초하여, 최적의 제 2 각도(β)를 구할 수 있다. 그리고 제어부(7)는, 이 최적의 제 2 각도(β) 또는 그 이하의 각도로 처리액이 약액 노즐(73)로부터 토출되도록, 토출 구동부(본 실시 형태에서는 노즐 구동부(70))를 제어하여 약액 노즐(73)의 방향을 조정함으로써, 제거 범위(r)를 목표값 이하로 할 수 있다.
이와 같이 본 제어 방법에서는, 제어부(7)는, 웨이퍼(W)의 주연부의 두께 방향의 변형량의 변동폭이 클수록 제 2 각도(β)가 작아지도록, 약액 노즐(73)로부터의 처리액의 토출 각도를 제어한다. 즉 제어부(7)는, 웨이퍼(W)의 주연부에 있어서의 처리액의 착지 위치의 웨이퍼(W)의 최외주부로부터의 거리의 변동폭을 나타내는 제거 범위(r)(즉 착액 변동폭)가 목표값 또는 당해 목표값 이하가 되도록, 약액 노즐(73)로부터의 처리액의 토출 각도를 제어한다. 이 제거 범위(r)는, 거리 검출 센서(11)의 계측 결과로부터 구해지는 웨이퍼(W)의 주연부에 있어서의 두께 방향의 변형량의 변동폭에 관한 정보(즉 웨이퍼 휘어짐량(P))로부터, 제 2 각도(β)를 가미함으로써 도출 가능하다(도 11 참조).
또한 본 제어 방법에 있어서도, 제거 범위(r)의 목표값은 미리 정해진 특정한 값이어도 되고, 변동 가능한 값이어도 된다. 제거 범위(r)의 목표값이 변동 가능한 값인 경우, 제어부(7)는, 제거 범위(r)의 목표값에 관한 정보를 취득하고, 당해 정보에 기초하여 목표값을 결정할 수 있다.
[제 3 제어 방법]
본 제어 방법에서는, 약액 노즐(73)로부터의 처리액의 토출 방향이, 상술의 제 1 각도(α)(제 1 제어 방법) 및 제 2 각도(β)(제 2 제어 방법)의 양자를 조정함으로써 제어된다.
도 13은 약액 노즐(73)로부터의 처리액의 착지 위치 어긋남량(C)을 설명하기 위한 개략도이다.
도 13에 있어서, 약액 노즐(73)로부터 토출된 처리액이 진행 방향(D1)을 따라 진행하는 경우, 완전한 평탄 형상을 가지는 이상적인 웨이퍼(W)의 상면(S1) 상에 있어서의 처리액의 착지 위치(즉 이상 착지점(T1))는, 웨이퍼(W)의 두께 방향에 관하여 약액 노즐(73)로부터 이상 간격(h1)만큼 이간되어 있다. 그러나 실제로는, 웨이퍼(W)의 휘어짐 등 때문에 웨이퍼(W)의 상면(S1)은 두께 방향으로 변형되어 있다. 예를 들면 웨이퍼(W)가 하면측으로 휘어 있는 경우, 약액 노즐(73)로부터 토출된 처리액은, 추가로 진행 방향(D2)을 따라 진행하여, 이상 착지점(T1)으로부터 두께 방향으로 간격 어긋남량(h2)만큼 이간된 위치(실제 착지점(T2))에 착지한다. 따라서, 거리 검출 센서(11)(도 5 참조)에 의해 취득되는 상면 검출 높이(H)(즉 약액 노즐(73)과 웨이퍼(W)의 상면(S1)의 사이의 거리)는 이상 간격(h1) 및 간격 어긋남량(h2)의 합에 의해 나타내어진다.
도 13에 있어서, '상술의 투영 진행로(도 10의 부호 'Q’ 참조)의 연장선과 웨이퍼(W)의 상면(S1)의 최외주부와의 교점(F)에 있어서의 웨이퍼(W)의 접선의 방향'으로 연장되고, 또한, 상기의 실제 착지점(T2)을 통과하는 라인을, 부호 'D3'으로 나타낸다. 이 라인(D3)과 수직을 이루는 방향에 관한 '이상 착지점(T1)의 위치와 실제 착지점(T2)의 위치의 차'로 나타내어지는 착지 위치 어긋남량(C)은 이하의 관계식에 의해 나타내어진다.
[관계식 1]
C={sinβ×(h1+h2)/tanα}-{sinβ×h1/tanα}=sinβ×h2/tanα
상기의 관계식으로부터도 분명한 바와 같이, 착지 위치 어긋남량(C)은, 웨이퍼(W)의 상면(S1)의 간격 어긋남량(h2)과, 약액 노즐(73)로부터의 처리액의 토출 방향에 관한 제 1 각도(α) 및 제 2 각도(β)를 파라미터로 하는 함수에 의해 나타낼 수 있다. 즉, 제 1 각도(α) 및 제 2 각도(β) 중의 적어도 어느 일방을 간격 어긋남량(h2)에 따라 조정함으로써, 착지 위치 어긋남량(C)을 원하는 값으로 조정하는 것이 가능하다.
상술의 웨이퍼 휘어짐량(P)(도 6 참조)은 도 13에 있어서의 간격 어긋남량(h2)의 변동폭에 기초하고 있고, 또한 제거 범위(r)(도 4 참조)는 도 13에 있어서의 착지 위치 어긋남량(C)의 변동폭에 기초하고 있다. 따라서, 상기 관계식 1을 고려하여, 웨이퍼 휘어짐량(P)에 따라 제 1 각도(α) 및 제 2 각도(β) 중 적어도 하나를 조정함으로써, 제거 범위(r)를 목표값으로 조정하는 것이 가능하다.
제어부(7)는, 상술의 고찰에 기초하여, 거리 검출 센서(11)에 의한 계측에 의해 취득되는 웨이퍼 휘어짐량(P)에 따라, 최적의 제 1 각도(α) 및 제 2 각도(β)를 결정한다. 그리고 제어부(7)는, 노즐 구동부(70) 등의 토출 구동부를 제어하여, 결정된 최적의 제 1 각도(α) 및 제 2 각도(β)에 기초한 토출 각도로 약액 노즐(73)로부터 처리액을 토출시킴으로써, 제거 범위(r)를 목표값으로 조정할 수 있다.
또한 상술의 제 1 제어 방법 ∼ 제 3 제어 방법에 관하여, 제거 범위(r)를 목표값으로 조정하는 것이 가능한 '약액 노즐(73)로부터의 처리액의 토출 각도(제 1 각도(α) 및 제 2 각도(β) 중 적어도 하나)'를 제거 범위(r) 및 웨이퍼 휘어짐량(P)과 대응시키는 테이블 등의 데이터가 미리 구해져, 도시 하지 않은 메모리에 저장되어 있어도 된다. 이 경우, 제어부(7)는, 그 메모리에 저장된 데이터를 참조함으로써, 제거 범위(r)의 목표값 및 웨이퍼 휘어짐량(P)에 기초하여 '약액 노즐(73)로부터의 처리액의 토출 각도(제 1 각도(α) 및 제 2 각도(β) 중 적어도 하나)'를 간단하고 또한 신속하게 취득할 수 있다. 그리고 제어부(7)는, 그와 같이 하여 취득한 토출 각도에 기초하여 토출 구동부를 제어하여, 약액 노즐(73)의 방향을 조정할 수 있다. 마찬가지로, 처리액의 토출 위치에 대해서도, '약액 노즐(73)의 수평 방향 위치'를 제거 범위(r) 및 웨이퍼 휘어짐량(P)과 대응시키는 테이블 등의 데이터가 미리 구해져, 도시하지 않은 메모리에 저장되어 있어도 된다. 이 경우, 제어부(7)는, 그 메모리에 저장된 데이터를 참조함으로써, 제거 범위(r)의 목표값 및 웨이퍼 휘어짐량(P)에 기초하여 '약액 노즐(73)의 수평 방향 위치'를 취득할 수 있다. 그리고 제어부(7)는, 그와 같이 하여 취득한 약액 노즐(73)의 수평 방향 위치에 기초하여 토출 구동부를 제어하여, 약액 노즐(73)의 수평 방향 위치를 조정할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시 형태의 기판 처리 장치(1) 및 기판 처리 방법에 따르면, 웨이퍼(W)에 휘어짐 등이 생겨 웨이퍼(W)의 주연부의 상면 위치가 일정하지 않은 경우라도, 베벨 제거 처리의 제거폭(B)을 원하는 범위로 할 수 있어, 제거폭(B)의 균일화를 촉구할 수 있다. 이에 의해, 처리액의 부착이 바람직하지 않은 웨이퍼(W)의 내측의 디바이스 부분을 처리액으로부터 보호하면서, 웨이퍼(W)의 주연부로부터 제거해야 하는 막을 처리액에 의해 정밀도 좋게 제거할 수 있다.
본 발명은 상술의 실시 형태 및 변형예에 한정되는 것이 아니며, 당업자가 상도할 수 있는 다양한 변형이 가해진 각종 태양도 포함할 수 있는 것이고, 본 발명에 의해 가지게 되는 효과도 상술의 사항에 한정되지 않는다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상 및 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 특허 청구의 범위 및 명세서에 기재되는 각 요소에 대하여 다양한 추가, 변경 및 부분적 삭제가 가능하다.
예를 들면, 상술의 실시 형태에서는 웨이퍼(W)의 상면(S1)의 제거 범위(r)가 조정되어 있지만, 웨이퍼(W)의 하면(S2)의 제거 범위(r)를 동일하게 조정해도 된다. 이 경우, 웨이퍼(W)의 하면(S2)의 베벨 제거 처리에 이용되는 처리액의 토출 방향을 제어할 수 있는 기구가 필요해진다. 예를 들면, 도 1에 나타내는 약액 토출구(90) 대신에 약액 노즐(73)과 같은 '처리액의 토출 방향을 임의의 방향으로 바꿀 수 있는 노즐'로부터 웨이퍼(W)의 하면(S2)의 주연부를 향하여 처리액을 토출시켜도 된다.
또한 상술의 실시 형태에서는, 웨이퍼(W)의 주연부의 상면(S1)에 처리액 및 린스액을 공급하는 디바이스로서 약액 노즐(73) 및 린스 노즐(76)만이 예시되어 있지만, 부가적으로 마련되는 다른 디바이스로부터 웨이퍼(W)의 주연부의 상면(S1)에 대하여 처리액 및 린스액이 공급되어도 된다. 마찬가지로, 약액 토출구(90) 및 린스액 토출구(93)와는 별개로 마련되는 다른 디바이스로부터, 웨이퍼(W)의 주연부의 하면(S2)에 대하여 처리액 및 린스액이 공급되어도 된다.
1 : 기판 처리 장치
7 : 제어부
21 : 기판 유지부
73 : 약액 노즐
W : 기판

Claims (8)

  1. 회전하는 기판의 주연부에 처리액 토출부로부터 처리액을 공급하는 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 장치로서,
    상기 기판의 두께 방향에 관한 상기 주연부의 변형량의 변동폭에 관한 정보를 취득하고,
    상기 주연부의 변형량의 변동폭에 관한 정보에 따라, 상기 처리액 토출부로부터의 상기 처리액의 상기 주연부에 대한 토출 각도 및 토출 위치를 제어하는 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 토출 각도는, 상기 처리액 토출부로부터 상기 주연부를 향하여 토출되는 상기 처리액의 진행 방향과 상기 주연부 중 상기 처리액이 공급되는 처리면의 연장 방향에 의해 형성되는 제 1 각도를 포함하는 제어 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 토출 각도는, 상기 처리액 토출부로부터 상기 주연부를 향하여 토출되는 상기 처리액의 진로가 상기 기판 상에 투영되어 형성되는 투영 진행로의 방향과, 투영 진행로의 연장선과 상기 기판의 최외주부와의 교점에 있어서의 상기 기판의 접선의 방향에 의해 형성되는 제 2 각도를 포함하는 제어 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 주연부의 변형량의 변동폭에 관한 정보는, 상기 기판의 두께 방향에 관한 상기 주연부의 변형량을 계측하는 센서에 의해 계측되어 취득되는 제어 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 주연부에 있어서의 상기 처리액의 착지 위치의 상기 기판의 최외주부로부터의 거리의 변동폭을 나타내는 착액 변동폭에 있어서, 상기 주연부의 변형량의 변동폭에 관한 정보로부터 도출되는 착액 변동폭이 목표값 또는 당해 목표값 이하가 되도록 상기 토출 각도를 제어하는 제어 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 착액 변동폭의 목표값에 관한 정보를 취득하고, 당해 목표값에 관한 정보에 기초하여 상기 목표값을 결정하는 제어 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 주연부의 변형량의 변동폭에 관한 정보에 따라, 상기 기판의 상방 및 하방 중 적어도 어느 일방에 배치되는 근접 배치 부재와 상기 기판의 사이의 간격을 조정하는 제어 장치.
  8. 회전하는 기판의 주연부에 처리액 토출부로부터 처리액을 공급하는 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램을 저장하는 기억 매체에 있어서,
    상기 제어 방법은
    상기 기판의 두께 방향에 관한 상기 주연부의 변형량의 변동폭에 관한 정보를 취득하는 공정과,
    상기 주연부의 변형량의 변동폭에 관한 정보에 따라, 상기 처리액 토출부로부터의 상기 처리액의 상기 주연부에 대한 토출 각도 및 토출 위치를 제어하는 공정을 포함하는 기억 매체.
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