KR102501562B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

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에이지 후카츠
고지 하시모토
히로유키 후지키
마사후미 이노우에
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

먼저, 챔버 내에 있어서, 사전 처리인 제 1 처리를 실행한다. 제 1 처리가 종료되면, 서모그래피 카메라 (70) 에 의해, 챔버 내의 소정의 대상 영역 (A) 의 온도를 측정한다. 그리고, 취득되는 측정 온도 정보 (T1) 에 기초하여, 기판 (W) 에 대한 제 2 처리의 개시 가부를 판단한다. 그 결과, 제 2 처리를 개시 가능이라고 판단한 경우에, 제 2 처리를 실행한다. 이와 같이 하면, 챔버 내의 대상 영역 (A) 의 온도가 안정된 상태에서, 기판 (W) 에 대한 제 2 처리를 개시할 수 있다. 이로써, 복수의 기판 (W) 에 대해, 제 2 처리를 균일하게 실시할 수 있다. 즉, 챔버 내의 온도 환경에서 기인하는 처리의 불균일을 억제할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
본 발명은, 챔버 내에 있어서 기판을 처리하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
종래, 반도체 웨이퍼의 제조 공정에 있어서는, 기판에 대해 처리액을 공급하는 기판 처리 장치가 사용된다. 기판 처리 장치는, 챔버의 내부에 있어서 기판을 유지하면서, 당해 기판에 대해, 포토레지스트액, 에칭액, 세정액, 순수 등의 처리액을 공급한다. 이와 같은 기판 처리 장치에서는, 기판의 처리 품질을 일정하게 유지하기 위해, 챔버의 내부에 있어서, 여러 가지의 계측이 이루어진다.
예를 들어, 특허문헌 1 의 장치에서는, 기판에 대한 처리액의 토출 유무를 카메라에 의해 촬영하고 있다. 또, 특허문헌 2 의 장치에서는, 기판 표면의 온도 분포를 방사 온도계에 의해 검출하고 있다.
일본 공개특허공보 2002-316080호 일본 공개특허공보 평11-165114호
그러나, 기판 처리 장치의 챔버 내에 있어서 처리되는 기판의 주위에는, 기판을 유지하는 베이스, 기판에 처리액을 토출하는 노즐, 기판을 포위하는 컵, 챔버의 내벽면 등의 여러 가지의 부재가 존재한다. 이들 각 부의 표면 온도는, 기판의 처리 품질에 영향을 미치는 경우가 있다. 이 때문에, 복수의 기판을 순차적으로 처리하는 과정에서, 챔버 내의 각 부의 표면 온도가 변화하면, 복수의 기판에 대한 처리 품질에 불균일이 발생하는 경우가 있다.
본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 챔버 내의 온도 환경에서 기인하는 처리의 불균일을 억제할 수 있는, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본원의 제 1 발명은, 챔버와, 상기 챔버 내에 있어서 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 챔버 내에 있어서 제 1 처리를 실시하는 제 1 처리부와, 상기 챔버 내에 있어서, 상기 제 1 처리 후에, 상기 기판 유지부에 유지된 기판에 대해 제 2 처리를 실시하는 제 2 처리부와, 상기 챔버 내의 소정의 대상 영역의 온도를 측정하는 제 1 온도 측정부와, 상기 제 1 처리부 및 상기 제 2 처리부를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 제 1 처리 중 또는 상기 제 1 처리 후에 상기 제 1 온도 측정부로부터 취득되는 측정 온도 정보에 기초하여, 상기 제 2 처리의 개시 가부를 판단한다.
본원의 제 2 발명은, 제 1 발명의 기판 처리 장치로서, 상기 제어부는, 상기 측정 온도 정보와, 상기 제어부 내에 기억된 기준 온도 정보에 기초하여, 상기 제 2 처리의 개시 가부를 판단한다.
본원의 제 3 발명은, 제 1 발명 또는 제 2 발명의 기판 처리 장치로서, 상기 제어부는, 상기 제 1 처리 후에, 상기 제 2 처리를 개시할 수 없다고 판단한 경우, 상기 제 1 처리부에 상기 제 1 처리를 추가로 실행시켜, 추가로 실행되는 상기 제 1 처리 중 또는 상기 제 1 처리 후에 상기 제 1 온도 측정부로부터 취득되는 측정 온도 정보에 기초하여, 상기 제 2 처리의 개시 가부를 재차 판단한다.
본원의 제 4 발명은, 제 1 발명 또는 제 2 발명의 기판 처리 장치로서, 상기 챔버 내에 있어서, 상기 제 1 처리와는 상이한 삽입 처리를 실시하는 삽입 처리부를 추가로 구비하고, 상기 제어부는, 상기 제 1 처리 후에, 상기 제 2 처리를 개시할 수 없다고 판단한 경우, 상기 삽입 처리부에 상기 삽입 처리를 실행시켜, 상기 삽입 처리 중 또는 상기 삽입 처리 후에 상기 제 1 온도 측정부로부터 취득되는 측정 온도 정보에 기초하여, 상기 제 2 처리의 개시 가부를 재차 판단한다.
본원의 제 5 발명은, 제 1 발명 내지 제 4 발명까지 중 어느 한 발명의 기판 처리 장치로서, 상기 대상 영역은, 상기 챔버 내의 서로 상이한 역할을 하는 2 개 이상의 부위를 포함한다.
본원의 제 6 발명은, 제 1 발명 내지 제 5 발명까지 중 어느 한 발명의 기판 처리 장치로서, 상기 대상 영역은, 상기 기판 유지부의 적어도 일부를 포함한다.
본원의 제 7 발명은, 제 1 발명 내지 제 6 발명까지 중 어느 한 발명의 기판 처리 장치로서, 상기 대상 영역은, 상기 제 2 처리부의 적어도 일부를 포함한다.
본원의 제 8 발명은, 제 1 발명 내지 제 7 발명까지 중 어느 한 발명의 기판 처리 장치로서, 상기 기판 유지부를 포위하는 환상의 컵을 추가로 구비하고, 상기 대상 영역은 상기 컵의 적어도 일부를 포함한다.
본원의 제 9 발명은, 제 1 발명 내지 제 8 발명까지 중 어느 한 발명의 기판 처리 장치로서, 상기 제 2 처리부는, 기판을 향하여 처리액을 토출하는 노즐을 갖고, 상기 대상 영역은, 상기 노즐로부터 토출되는 처리액의 액주를 포함한다.
본원의 제 10 발명은, 제 9 발명의 기판 처리 장치로서, 상기 노즐에 공급되는 처리액의 배관 내에 있어서의 온도를 측정하는 제 2 온도 측정부를 추가로 구비하고, 상기 제어부는, 상기 제 1 온도 측정부로부터 취득되는 측정 온도 정보와, 상기 제 2 온도 측정부로부터 취득되는 측정 온도 정보에 기초하여, 상기 제 2 처리의 개시 가부를 판단한다.
본원의 제 11 발명은, 제 1 발명 내지 제 10 발명까지 중 어느 한 발명의 기판 처리 장치로서, 상기 제 1 처리는, 상기 제 2 처리의 대상이 되는 기판과 동일 형상의 더미 기판에 대해 실시되는, 상기 제 2 처리와 동일한 처리이다.
본원의 제 12 발명은, 제 1 발명 내지 제 11 발명까지 중 어느 한 발명의 기판 처리 장치로서, 상기 제 1 온도 측정부는, 서모그래피 카메라이다.
본원의 제 13 발명은, 제 1 발명 내지 제 11 발명까지 중 어느 한 발명의 기판 처리 장치로서, 상기 제 1 온도 측정부는, 방사 온도계와, 상기 방사 온도계의 방향을 변화시키는 요동 기구를 갖는다.
본원의 제 14 발명은, 제 1 발명 내지 제 11 발명까지 중 어느 한 발명의 기판 처리 장치로서, 상기 제 1 온도 측정부는, 상기 대상 영역에 배치된 열전쌍이다.
본원의 제 15 발명은, 챔버 내에 있어서 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서, a) 챔버 내에 있어서 제 1 처리를 실행하는 공정과, b) 상기 제 1 처리 중 또는 상기 제 1 처리 후에, 상기 챔버 내의 소정의 대상 영역의 온도를 측정하는 공정과, c) 상기 공정 b) 에 있어서 취득되는 측정 온도 정보에 기초하여, 기판에 대한 제 2 처리의 개시 가부를 판단하는 공정과, d) 상기 공정 c) 에 있어서, 상기 제 2 처리를 개시 가능이라고 판단한 경우에, 상기 제 2 처리를 실행하는 공정을 갖는다.
본원의 제 16 발명은, 제 15 발명의 기판 처리 방법으로서, 상기 공정 c) 에서는, 상기 측정 온도 정보와, 미리 기억된 기준 온도 정보에 기초하여, 상기 제 2 처리의 개시 가부를 판단한다.
본원의 제 1 발명 ∼ 제 16 발명에 의하면, 챔버 내의 대상 영역의 온도가 안정된 상태에서, 기판에 대한 제 2 처리를 개시할 수 있다. 이로써, 복수의 기판에 대해, 제 2 처리를 균일하게 실시할 수 있다.
특히, 본원의 제 3 발명에 의하면, 제 2 처리가 개시 가능한 상태에 도달하지 않은 경우, 제 1 처리를 추가로 실행한다. 이로써, 챔버 내의 온도 환경을, 제 2 처리를 개시 가능한 상태에 가깝게 할 수 있다.
특히, 본원의 제 4 발명에 의하면, 제 2 처리가 개시 가능한 상태에 도달하지 않은 경우, 제 1 처리와는 상이한 삽입 처리를 실행한다. 이로써, 챔버 내의 온도 환경을, 제 2 처리를 개시 가능한 상태에 가깝게 할 수 있다.
특히, 본원의 제 5 발명에 의하면, 서로 상이한 역할을 하는 2 개 이상의 부위를, 온도 측정의 대상 영역에 포함시킴으로써, 제 2 처리의 개시 가부를, 보다 양호한 정밀도로 판단할 수 있다.
특히, 본원의 제 10 발명에 의하면, 제 1 온도 측정부로부터 취득되는 측정 온도 정보와, 제 2 온도 측정부로부터 취득되는 측정 온도 정보를 사용함으로써, 제 2 처리의 개시 가부를, 보다 양호한 정밀도로 판단할 수 있다.
도 1 은, 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 2 는, 처리 유닛의 평면도이다.
도 3 은, 처리 유닛의 종단면도이다.
도 4 는, 제 1 노즐 헤드에 접속되는 급액부의 일례를 나타낸 도면이다.
도 5 는, 서모그래피 카메라에 의한 온도 측정의 모습을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 6 은, 제어부와 처리 유닛 내의 각 부의 접속을 나타낸 블록도이다.
도 7 은, 제 1 실시형태에 관련된 제 1 처리 및 제 2 처리의 흐름을 나타낸 플로 차트이다.
도 8 은, 제 2 실시형태에 관련된 제 1 처리 및 제 2 처리의 흐름을 나타낸 플로 차트이다.
도 9 는, 변형예에 관련된 처리 유닛의 종단면도이다.
도 10 은, 변형예에 관련된 처리 유닛의 종단면도이다.
도 11 은, 변형예에 관련된 처리 유닛의 종단면도이다.
도 12 는, 서모그래피 카메라 및 액온 센서에 의한 온도 측정의 모습을 개념적으로 나타낸 도면이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대하여 상세히 설명한다.
＜1. 제 1 실시형태＞
＜1-1. 기판 처리 장치의 전체 구성＞
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (100) 의 평면도이다. 이 기판 처리 장치 (100) 는, 반도체 웨이퍼의 제조 공정에 있어서, 원판상의 기판 (W) (실리콘 기판) 의 표면에 처리액을 공급하여, 기판 (W) 의 표면을 처리하는 장치이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치 (100) 는, 인덱서 (101) 와, 복수의 처리 유닛 (102) 과, 주반송 로봇 (103) 을 구비하고 있다.
인덱서 (101) 는, 처리 전의 기판 (W) 을 외부로부터 반입함과 함께, 처리 후의 기판 (W) 을 외부로 반출하기 위한 부위이다. 인덱서 (101) 에는, 복수의 기판 (W) 을 수용하는 캐리어가 복수 배치된다. 또, 인덱서 (101) 는, 도시를 생략한 이송 로봇을 갖는다. 이송 로봇은, 인덱서 (101) 내의 캐리어와, 처리 유닛 (102) 또는 주반송 로봇 (103) 사이에서, 기판 (W) 을 이송한다. 또한, 캐리어에는, 예를 들어, 기판 (W) 을 밀폐 공간에 수납하는 공지된 FOUP (front opening unified pod) 또는 SMIF (Standard Mechanical Inter Face) 포드, 혹은 수납 기판 (W) 이 외기와 접하는 OC (open cassette) 가 사용된다.
처리 유닛 (102) 은, 기판 (W) 을 1 장씩 처리하는, 이른바 매엽식의 처리부이다. 복수의 처리 유닛 (102) 은, 주반송 로봇 (103) 의 주위에 배치되어 있다. 본 실시형태에서는, 주반송 로봇 (103) 의 주위에 배치된 4 개의 처리 유닛 (102) 이, 높이 방향으로 3 단으로 적층되어 있다. 즉, 본 실시형태의 기판 처리 장치 (100) 는, 전부 12 대의 처리 유닛 (102) 을 갖는다. 복수의 기판 (W) 은, 각 처리 유닛 (102) 에 있어서, 병렬로 처리된다. 단, 기판 처리 장치 (100) 가 구비하는 처리 유닛 (102) 의 수는, 12 대에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어, 24 대, 8 대, 4 대, 1 대 등이어도 된다.
주반송 로봇 (103) 은, 인덱서 (101) 와 복수의 처리 유닛 (102) 사이에서, 기판 (W) 을 반송하기 위한 기구이다. 주반송 로봇 (103) 은, 예를 들어, 기판 (W) 을 유지하는 핸드와, 핸드를 이동시키는 아암을 갖는다. 주반송 로봇 (103) 은, 인덱서 (101) 로부터 처리 전의 기판 (W) 을 꺼내, 처리 유닛 (102) 으로 반송한다. 또, 처리 유닛 (102) 에 있어서의 기판 (W) 의 처리가 완료되면, 주반송 로봇 (103) 은, 당해 처리 유닛 (102) 으로부터 처리 후의 기판 (W) 을 꺼내, 인덱서 (101) 로 반송한다.
＜1-2. 처리 유닛의 구성＞
계속해서, 처리 유닛 (102) 의 구성에 대하여 설명한다. 이하에서는, 기판 처리 장치 (100) 가 갖는 복수의 처리 유닛 (102) 중 하나에 대하여 설명하는데, 다른 처리 유닛 (102) 도 동등한 구성을 갖는다.
도 2 는, 처리 유닛 (102) 의 평면도이다. 도 3 은, 처리 유닛 (102) 의 종단면도이다. 도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 처리 유닛 (102) 은, 챔버 (10), 기판 유지부 (20), 회전 기구 (30), 처리액 공급부 (40), 처리액 포집부 (50), 차단판 (60), 서모그래피 카메라 (70), 및 제어부 (80) 를 구비하고 있다.
챔버 (10) 는, 기판 (W) 을 처리하기 위한 처리 공간 (11) 을 내포하는 케이싱이다. 챔버 (10) 는, 처리 공간 (11) 의 측부를 둘러싸는 측벽 (12) 과, 처리 공간 (11) 의 상부를 덮는 천판부 (13) 와, 처리 공간 (11) 의 하부를 덮는 바닥판부 (14) 를 갖는다. 기판 유지부 (20), 회전 기구 (30), 처리액 공급부 (40), 처리액 포집부 (50), 차단판 (60), 및 서모그래피 카메라 (70) 는, 챔버 (10) 의 내부에 수용된다. 측벽 (12) 의 일부에는, 챔버 (10) 내로의 기판 (W) 의 반입 및 챔버 (10) 로부터 기판 (W) 의 반출을 실시하기 위한 반입출구와, 반입출구를 개폐하는 셔터가 형성되어 있다 (모두 도시 생략).
도 3 에 나타내는 바와 같이, 챔버 (10) 의 천판부 (13) 에는, 팬 필터 유닛 (FFU) (15) 이 형성되어 있다. 팬 필터 유닛 (15) 은, HEPA 필터 등의 집진 필터와, 기류를 발생시키는 팬을 갖는다. 팬 필터 유닛 (15) 을 동작시키면, 기판 처리 장치 (100) 가 설치되는 클린 룸 내의 공기가, 팬 필터 유닛 (15) 에 들어와, 집진 필터에 의해 청정화되어, 챔버 (10) 내의 처리 공간 (11) 에 공급된다. 이로써, 챔버 (10) 내의 처리 공간 (11) 에, 청정한 공기의 다운 플로가 형성된다.
또, 측벽 (12) 의 하부의 일부에는, 배기 덕트 (16) 가 접속되어 있다. 팬 필터 유닛 (15) 으로부터 공급된 공기는, 챔버 (10) 의 내부에 있어서 다운 플로를 형성한 후, 배기 덕트 (16) 를 통과하여 챔버 (10) 의 외부로 배출된다.
기판 유지부 (20) 는, 챔버 (10) 의 내부에 있어서, 기판 (W) 을 수평으로 (법선이 연직 방향을 향하는 자세로) 유지하는 기구이다. 도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 기판 유지부 (20) 는, 원판상의 스핀 베이스 (21) 와, 복수의 척핀 (22) 을 갖는다. 복수의 척핀 (22) 은, 스핀 베이스 (21) 의 상면의 외주부를 따라, 등각도 간격으로 형성되어 있다. 기판 (W) 은, 패턴이 형성되는 피처리면을 상측을 향한 상태에서, 복수의 척핀 (22) 에 유지된다. 각 척핀 (22) 은, 기판 (W) 의 주연부의 하면 및 외주 단면 (端面) 에 접촉하고, 스핀 베이스 (21) 의 상면으로부터 미소한 공극을 개재하여 상방의 위치에 기판 (W) 을 지지한다.
스핀 베이스 (21) 의 내부에는, 복수의 척핀 (22) 의 위치를 전환하기 위한 척핀 전환 기구 (23) 가 형성되어 있다. 척핀 전환 기구 (23) 는, 복수의 척핀 (22) 을, 기판 (W) 을 유지하는 유지 위치와, 기판 (W) 의 유지를 해제하는 해제 위치 사이에서 전환한다.
회전 기구 (30) 는, 기판 유지부 (20) 를 회전시키기 위한 기구이다. 회전 기구 (30) 는, 스핀 베이스 (21) 의 하방에 형성된 모터 커버 (31) 의 내부에 수용되어 있다. 도 3 중에 파선으로 나타낸 바와 같이, 회전 기구 (30) 는, 스핀 모터 (32) 와 지지축 (33) 을 갖는다. 지지축 (33) 은, 연직 방향으로 연장되어, 그 하단부가 스핀 모터 (32) 에 접속됨과 함께, 상단부가 스핀 베이스 (21) 의 하면의 중앙에 고정된다. 스핀 모터 (32) 를 구동시키면, 지지축 (33) 이 그 축심 (330) 을 중심으로 하여 회전한다. 그리고, 지지축 (33) 과 함께, 기판 유지부 (20) 및 기판 유지부 (20) 에 유지된 기판 (W) 도, 축심 (330) 을 중심으로 하여 회전한다.
처리액 공급부 (40) 는, 기판 유지부 (20) 에 유지된 기판 (W) 의 상면에, 처리액을 공급하는 기구이다. 도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 처리액 공급부 (40) 는, 제 1 상면 노즐 (41), 제 2 상면 노즐 (42), 제 3 상면 노즐 (43), 및 하면 노즐 (44) 을 갖는다.
제 1 상면 노즐 (41) 은, 제 1 노즐 아암 (411) 과, 제 1 노즐 아암 (411) 의 선단에 형성된 제 1 노즐 헤드 (412) 와, 제 1 노즐 모터 (413) 를 갖는다. 제 2 상면 노즐 (42) 은, 제 2 노즐 아암 (421) 과, 제 2 노즐 아암 (421) 의 선단에 형성된 제 2 노즐 헤드 (422) 와, 제 2 노즐 모터 (423) 를 갖는다. 제 3 상면 노즐 (43) 은, 제 3 노즐 아암 (431) 과, 제 3 노즐 아암 (431) 의 선단에 형성된 제 3 노즐 헤드 (432) 와, 제 3 노즐 모터 (433) 를 갖는다.
각 노즐 아암 (411, 421, 431) 은, 노즐 모터 (413, 423, 433) 의 구동에 의해, 도 2 중의 화살표와 같이, 각 노즐 아암 (411, 421, 431) 의 기단부를 중심으로 하여, 수평 방향으로 개별적으로 회동한다. 이로써, 각 노즐 헤드 (412, 422, 432) 를, 처리 위치와, 퇴피 위치 사이에서, 이동시킬 수 있다. 처리 위치에 있어서, 각 노즐 헤드 (412, 422, 432) 는, 기판 유지부 (20) 에 유지된 기판 (W) 의 상방에 배치된다. 또, 퇴피 위치에 있어서, 각 노즐 헤드 (412, 422, 432) 는, 처리액 포집부 (50) 보다 외측에 배치된다. 또한, 도 2 에서는, 각 노즐 헤드 (412, 422, 432) 가 퇴피 위치에 배치된 모습이 나타나 있다.
각 노즐 헤드 (412, 422, 432) 에는, 처리액을 공급하기 위한 급액부가 개별적으로 접속되어 있다. 도 4 는, 제 1 노즐 헤드 (412) 에 접속되는 급액부 (45) 의 일례를 나타낸 도면이다. 도 4 에서는, 처리액으로서, 황산과 과산화수소수의 혼합액인 SPM 세정액을 공급하는 경우의 예를 나타내고 있다.
도 4 의 급액부 (45) 는, 제 1 배관 (451), 제 2 배관 (452), 및 합류 배관 (453) 을 갖는다. 제 1 배관 (451) 의 상류측의 단부는, 황산 공급원 (454) 에 유로 접속되어 있다. 제 2 배관 (452) 의 상류측의 단부는, 과산화수소수 공급원 (455) 에 유로 접속되어 있다. 제 1 배관 (451) 및 제 2 배관 (452) 의 하류측의 단부는, 모두 합류 배관 (453) 에 유로 접속되어 있다. 또, 합류 배관 (453) 의 하류측의 단부는, 제 1 노즐 헤드 (412) 에 유로 접속되어 있다. 제 1 배관 (451) 의 경로 도중에는, 제 1 밸브 (456) 가 개재 삽입되어 있다. 제 2 배관 (452) 의 경로 도중에는, 제 2 밸브 (457) 가 개재 삽입되어 있다.
제 1 노즐 헤드 (412) 를 처리 위치에 배치한 상태에서, 제 1 밸브 (456) 및 제 2 밸브 (457) 를 개방하면, 황산 공급원 (454) 으로부터 제 1 배관 (451) 에 공급되는 황산과, 과산화수소수 공급원 (455) 으로부터 제 2 배관 (452) 에 공급되는 과산화수소수가, 합류 배관 (453) 에서 합류하여, SPM 세정액이 된다. 또, SPM 세정액은, 도시를 생략한 히터에 의해 가열되어, 고온 (예를 들어, 150 ∼ 200 ℃) 이 된다. 그리고, 그 고온의 SPM 세정액이, 제 1 노즐 헤드 (412) 로부터, 기판 유지부 (20) 에 유지된 기판 (W) 의 상면을 향하여 토출된다.
제 1 노즐 헤드 (412), 제 2 노즐 헤드 (422), 및 제 3 노즐 헤드 (432) 는, 서로 상이한 처리액을 토출한다. 처리액의 예로는, 상기 서술한 SPM 세정액 이외에, SC-1 세정액 (암모니아수, 과산화수소수, 순수의 혼합액), SC-2 세정액 (염산, 과산화수소수, 순수의 혼합액), DHF 세정액 (희불산), 순수 (탈이온수) 등을 들 수 있다.
또한, 제 1 노즐 헤드 (412), 제 2 노즐 헤드 (422), 및 제 3 노즐 헤드 (432) 중 일부의 노즐 헤드는, 처리액과 가압한 기체를 혼합하여 액적을 생성하고, 그 액적과 기체의 혼합 유체를 기판 (W) 에 분사하는, 이른바 이류체 노즐이어도 된다. 또, 처리 유닛 (102) 에 형성되는 상면 노즐의 수는, 3 개에 한정되는 것이 아니라, 1 개, 2 개, 또는 4 개 이상이어도 된다.
하면 노즐 (44) 은, 스핀 베이스 (21) 의 중앙에 형성된 관통공의 내측에 배치되어 있다. 하면 노즐 (44) 의 토출구는, 기판 유지부 (20) 에 유지된 기판 (W) 의 하면에 대향된다. 하면 노즐 (44) 도, 처리액을 공급하기 위한 급액부에 접속되어 있다. 급액부로부터 하면 노즐 (44) 에 처리액이 공급되면, 당해 처리액이, 하면 노즐 (44) 로부터 기판 (W) 의 하면을 향하여 토출된다.
처리액 포집부 (50) 는, 사용 후의 처리액을 포집하는 부위이다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 처리액 포집부 (50) 는, 내컵 (51), 중컵 (52), 및 외컵 (53) 을 갖는다. 내컵 (51), 중컵 (52), 및 외컵 (53) 은, 도시를 생략한 승강 기구에 의해, 서로 독립적으로 승강 이동하는 것이 가능하다.
내컵 (51) 은, 기판 유지부 (20) 의 주위를 포위하는 원환상의 제 1 안내판 (510) 을 갖는다. 중컵 (52) 은, 제 1 안내판 (510) 의 외측 또한 상측에 위치하는 원환상의 제 2 안내판 (520) 을 갖는다. 외컵 (53) 은, 제 2 안내판 (520) 의 외측 또한 상측에 위치하는 원환상의 제 3 안내판 (530) 을 갖는다. 또, 내컵 (51) 의 바닥부는, 중컵 (52) 및 외컵 (53) 의 하방까지 넓어져 있다. 그리고, 당해 저부의 상면에는, 내측부터 순서대로, 제 1 배액홈 (511), 제 2 배액홈 (512), 및 제 3 배액홈 (513) 이 형성되어 있다.
처리액 공급부 (40) 의 각 노즐 (41, 42, 43, 44) 로부터 토출된 처리액은, 기판 (W) 에 공급된 후, 기판 (W) 의 회전에 의한 원심력에 의해, 외측으로 비산된다. 그리고, 기판 (W) 으로부터 비산된 처리액은, 제 1 안내판 (510), 제 2 안내판 (520), 및 제 3 안내판 (530) 중 어느 것에 포집된다. 제 1 안내판 (510) 에 포집된 처리액은, 제 1 배액홈 (511) 을 통과하여, 처리 유닛 (102) 의 외부로 배출된다. 제 2 안내판 (520) 에 포집된 처리액은, 제 2 배액홈 (512) 을 통과하여, 처리 유닛 (102) 의 외부로 배출된다. 제 3 안내판 (530) 에 포집된 처리액은, 제 3 배액홈 (513) 을 통과하여 처리 유닛 (102) 의 외부로 배출된다.
이와 같이, 이 처리 유닛 (102) 은, 처리액의 배출 경로를 복수 갖는다. 이 때문에, 기판 (W) 에 공급된 처리액을, 종류마다 분별하여 회수할 수 있다. 따라서, 회수된 처리액의 폐기나 재생 처리도, 각 처리액의 성질에 따라 따로따로 실시할 수 있다.
차단판 (60) 은, 건조 처리 등의 일부의 처리를 실시할 때, 기판 (W) 의 표면 부근에 있어서의 기체의 확산을 억제하기 위한 부재이다. 차단판 (60) 은, 원판상의 외형을 갖는다. 또, 차단판 (60) 은, 기판 유지부 (20) 의 상방에, 수평으로 배치된다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 차단판 (60) 은, 승강 기구 (61) 에 접속되어 있다. 승강 기구 (61) 를 동작시키면, 차단판 (60) 은, 상위치와, 하위치 사이에서, 승강 이동한다. 상위치에 있어서, 차단판 (60) 은, 기판 유지부 (20) 에 유지된 기판 (W) 의 상면으로부터 상방으로 떨어져 배치된다. 하위치에 있어서, 차단판 (60) 은, 상위치보다 기판 (W) 의 상면에 접근한다. 또한, 도 3 에서는, 차단판 (60) 이 상위치에 배치된 모습이 나타나 있다. 승강 기구 (61) 에는, 예를 들어, 모터의 회전 운동을 볼 나사에 의해 직진 운동으로 변환시키는 기구가 사용된다.
또, 차단판 (60) 의 하면의 중앙에는, 건조용의 기체 (이하「건조 기체」라고 칭한다) 를 분출하는 분출구 (62) 가 형성되어 있다. 분출구 (62) 는, 건조 기체를 공급하는 급기부 (도시 생략) 와 접속되어 있다. 건조 기체에는, 예를 들어, 가열된 질소 가스가 사용된다.
제 1 상면 노즐 (41), 제 2 상면 노즐 (42), 또는 제 3 상면 노즐 (43) 로부터, 기판 (W) 에 대해 처리액을 공급할 때에는, 차단판 (60) 은, 상위치로 퇴피한다. 처리액의 공급 후, 기판 (W) 의 건조 처리를 실시할 때에는, 승강 기구 (61) 에 의해, 차단판 (60) 이 하위치로 강하된다. 그리고, 분출구 (62) 로부터 기판 (W) 의 상면을 향하여, 건조 기체가 분사된다. 이 때, 차단판 (60) 에 의해, 기체의 확산이 방지된다. 그 결과, 기판 (W) 의 상면에 건조 기체가 효율적으로 공급된다.
서모그래피 카메라 (70) 는, 챔버 (10) 내의 소정의 대상 영역 (A) 의 온도를 측정하여, 측정 온도 정보 (T1) 를 취득하는 장치 (제 1 온도 측정부) 이다. 서모그래피 카메라 (70) 는, 예를 들어, 챔버 (10) 의 측벽 (12) 의 내면에 근접한 위치에 설치되어 있다. 도 5 는, 서모그래피 카메라 (70) 에 의한 온도 측정의 모습을 개념적으로 나타낸 도면이다. 서모그래피 카메라 (70) 는, 대상 영역 (A) 에 포함되는 각 부재로부터 방사되는 적외선을 검출하고, 그 검출 결과에 기초하여, 대상 영역 (A) 의 온도 분포가 화상화된 측정 온도 정보 (T1) 를 취득한다. 서모그래피 카메라 (70) 에 의해 취득되는 측정 온도 정보 (T1) 는, 서모그래피 카메라 (70) 로부터 제어부 (80) 로 송신된다.
대상 영역 (A) 에는, 챔버 (10) (예를 들어, 측벽 (12) 의 내표면), 기판 유지부 (20) (예를 들어, 스핀 베이스 (21) 의 표면 및 복수의 척핀 (22) 의 각 표면), 회전 기구 (30) (예를 들어, 모터 커버 (31) 의 표면), 처리액 공급부 (40) (예를 들어, 제 1 상면 노즐 (41), 제 2 상면 노즐 (42), 및 제 3 상면 노즐 (43) 의 각 표면), 처리액 포집부 (50) (예를 들어, 내컵 (51), 중컵 (52), 및 외컵 (53) 의 각 표면), 및 차단판 (60) 의 표면을 포함할 수 있다. 대상 영역 (A) 은, 이들의 일부여도 되고 전부여도 된다. 또, 대상 영역 (A) 은, 서로 떨어진 복수의 영역을 포함하고 있어도 된다.
대상 영역 (A) 은, 챔버 (10) 내의 서로 상이한 역할을 하는 2 개 이상의 부위를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 대상 영역 (A) 에, 기판 (W) 을 유지하는 역할을 하는 기판 유지부 (20) 와, 처리액을 공급하는 역할을 하는 처리액 공급부 (40) 를, 대상 영역 (A) 에 포함시키는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 기판 (W) 의 처리에 영향을 미치는 복수의 부위의 온도를, 서모그래피 카메라 (70) 에 의해 측정할 수 있다. 따라서, 후술하는 스텝 S6 에 있어서, 제 2 처리의 개시 가부를, 양호한 정밀도로 판단할 수 있다.
또, 챔버 (10) 내에 존재하는 복수의 부위 중, 비교적 기판 (W) 의 근방에 위치하는 부위를, 대상 영역 (A) 에 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 기판 유지부 (20) 의 적어도 일부, 처리액 공급부 (40) 의 적어도 일부, 및 처리액 포집부 (50) 의 적어도 일부를, 대상 영역 (A) 에 포함시키면 된다. 이와 같이 하면, 기판 (W) 의 처리에 대한 영향이 큰 부위의 온도를, 서모그래피 카메라 (70) 에 의해 측정할 수 있다. 따라서, 후술하는 스텝 S6 에 있어서, 제 2 처리의 개시 가부를, 보다 양호한 정밀도로 판단할 수 있다.
또, 대상 영역 (A) 에는, 제 1 상면 노즐 (41), 제 2 상면 노즐 (42), 또는 제 3 상면 노즐 (43) 로부터 토출되는 처리액의 액주가 포함되어 있어도 된다. 기판 (W) 의 처리에 직접 영향을 미치는 토출 직후의 처리액의 온도를, 서모그래피 카메라 (70) 에 의해 측정할 수 있다.
제어부 (80) 는, 처리 유닛 (102) 내의 각 부를 동작 제어하기 위한 수단이다. 도 6 은, 제어부 (80) 와, 처리 유닛 (102) 내의 각 부의 접속을 나타낸 블록도이다. 도 6 중에 개념적으로 나타낸 바와 같이, 제어부 (80) 는, CPU 등의 연산 처리부 (81), RAM 등의 메모리 (82), 및 하드 디스크 드라이브 등의 기억부 (83) 를 갖는 컴퓨터에 의해 구성된다. 기억부 (83) 내에는, 처리 유닛 (102) 에 있어서의 기판 (W) 의 처리를 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램 (P) 이 인스톨되어 있다.
또, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 제어부 (80) 는, 상기 서술한 팬 필터 유닛 (15), 척핀 전환 기구 (23), 스핀 모터 (32), 노즐 모터 (413, 423, 433), 처리액 공급부 (40) 의 밸브 (456, 457), 처리액 포집부 (50) 의 승강 기구, 차단판 (60) 의 승강 기구 (61), 및 서모그래피 카메라 (70) 와, 각각 유선 또는 무선에 의해 통신 가능하게 접속되어 있다. 제어부 (80) 는, 기억부 (83) 에 기억된 컴퓨터 프로그램 (P) 이나 데이터를 메모리 (82) 에 일시적으로 판독 출력하고, 당해 컴퓨터 프로그램 (P) 에 기초하여, 연산 처리부 (81) 가 연산 처리를 실시함으로써, 상기의 각 부를 동작 제어한다. 이로써, 후술하는 스텝 S1 ∼ S13 의 처리가 진행된다.
＜1-3. 처리 유닛의 동작＞
상기의 처리 유닛 (102) 에서는, 제품으로서의 기판 (W) (이하「제품 기판 (Wp)」이라고 칭한다) 에 대한 처리 (이하「제 2 처리」라고 칭한다) 를 실시하기 전에, 처리 유닛 (102) 내의 온도 환경을 안정시키기 위한 사전 처리 (이하「제 1 처리」라고 칭한다) 가 실시된다. 이하에서는, 이들 제 1 처리 및 제 2 처리의 흐름에 대하여, 도 7 의 플로 차트를 참조하면서 설명한다.
본 실시형태에서는, 먼저, 주반송 로봇 (103) 이, 제품 기판 (Wp) 과 동일 형상 또한 동일 사이즈의 사전 처리용의 기판 (W) (이하「더미 기판 (Wd)」이라고 칭한다) 을, 챔버 (10) 내에 반입한다 (스텝 S1). 챔버 (10) 내에 반입된 더미 기판 (Wd) 은, 기판 유지부 (20) 에 의해 수평으로 유지된다. 그리고, 이 더미 기판 (Wd) 에 대해, 제 1 처리가 실행된다 (스텝 S2 ∼ S4).
제 1 처리에 있어서는, 먼저, 회전 기구 (30) 의 스핀 모터 (32) 를 구동시킴으로써, 더미 기판 (Wd) 의 회전을 개시시킨다 (스텝 S2). 구체적으로는, 지지축 (33), 스핀 베이스 (21), 복수의 척핀 (22), 및 척핀 (22) 에 유지된 더미 기판 (Wd) 이, 지지축 (33) 의 축심 (330) 을 중심으로 하여 회전한다.
계속해서, 처리액 공급부 (40) 로부터의 처리액의 공급을 실시한다 (스텝 S3). 스텝 S3 에서는, 노즐 모터 (413, 423, 433) 의 구동에 의해, 제 1 노즐 헤드 (412), 제 2 노즐 헤드 (422), 및 제 3 노즐 헤드 (432) 가, 더미 기판 (Wd) 의 상면에 대향하는 처리 위치로 순차적으로 이동한다. 그리고, 각 노즐 헤드 (412, 422, 432) 는, 처리 위치에 있어서 처리액을 토출한다. 제어부 (80) 내의 기억부 (83) 에는, 제 1 처리에 있어서의 처리액의 공급의 순서나, 각 처리액의 공급 시간이 미리 설정되어 있다. 제어부 (80) 는, 당해 설정에 따라서, 각 상면 노즐 (41, 42, 43) 로부터의 처리액의 토출 동작을 실행한다.
또한, 스텝 S3 에서는, 각 상면 노즐 (41, 42, 43) 로부터 처리액을 토출하면서, 당해 상면 노즐 (41, 42, 43) 을, 처리 위치에 있어서 수평으로 요동시켜도 된다. 또, 필요에 따라, 하면 노즐 (44) 로부터의 처리액의 토출을 실시해도 된다.
스텝 S3 의 처리액 공급 공정 동안에, 차단판 (60) 은, 상면 노즐 (41, 42, 43) 보다 상방의 상위치에 배치되어 있다. 더미 기판 (Wd) 으로의 여러 가지 처리액의 공급이 완료되고, 모든 상면 노즐 (41, 42, 43) 이 퇴피 위치에 배치되면, 제어부 (80) 는, 승강 기구 (61) 를 동작시켜, 차단판 (60) 을 상위치로부터 하위치로 이동시킨다. 그리고, 스핀 모터 (32) 의 회전수를 올려 더미 기판 (Wd) 의 회전을 고속화함과 함께, 차단판 (60) 의 하면에 형성된 분출구 (62) 로부터 더미 기판 (Wd) 을 향하여, 건조 기체를 분사한다. 이로써, 더미 기판 (Wd) 의 표면을 건조시킨다 (스텝 S4).
스텝 S2 ∼ S4 의 제 1 처리가 완료되면, 서모그래피 카메라 (70) 가, 대상 영역 (A) 의 온도를 측정한다 (스텝 S5). 구체적으로는, 서모그래피 카메라 (70) 가, 대상 영역 (A) 에 포함되는 각 부재로부터 방사되는 적외선을 검출하고, 그 검출 결과에 기초하여, 대상 영역 (A) 의 온도 분포가 화상화된 측정 온도 정보 (T1) 를 취득한다. 그리고, 서모그래피 카메라 (70) 에 의해 취득된 측정 온도 정보 (T1) 가, 서모그래피 카메라 (70) 로부터 제어부 (80) 로 송신된다.
서모그래피 카메라 (70) 로부터 측정 온도 정보 (T1) 를 수신하면, 제어부 (80) 는, 수신한 측정 온도 정보 (T1) 에 기초하여, 제 2 처리의 개시 가부를 판단한다 (스텝 S6). 제어부 (80) 의 기억부 (83) 내에는, 제 2 처리의 개시에 적합한 온도 분포를 나타내는 기준 온도 정보 (T2) (도 5 참조) 가, 미리 기억되어 있다. 제어부 (80) 는, 이 기준 온도 정보 (T2) 와, 서모그래피 카메라 (70) 로부터 수신한 측정 온도 정보 (T1) 를 비교한다. 그리고, 기준 온도 정보 (T2) 와 측정 온도 정보 (T1) 의 차이가, 허용 범위에서 벗어나 있는 경우에는, 제 2 처리를 개시할 수 없다고 판단한다 (스텝 S6 : no).
이 경우, 챔버 (10) 내에 있어서, 상기 서술한 제 1 처리 (스텝 S2 ∼ S4) 가 추가로 실행된다. 이로써, 대상 영역 (A) 의 온도 분포를, 제 2 처리의 개시에 적합한 온도 분포에 가깝게 한다. 그 후, 서모그래피 카메라 (70) 에 의해, 대상 영역 (A) 의 온도를 재차 측정한다 (스텝 S5). 그리고, 제어부 (80) 가, 얻어진 측정 온도 정보 (T1) 에 기초하여, 제 2 처리의 개시 가부를 재차 판단한다 (스텝 S6).
스텝 S6 에 있어서, 기준 온도 정보 (T2) 와 측정 온도 정보 (T1) 의 차이가, 미리 설정된 허용 범위 내가 되면, 제어부 (80) 는, 제 2 처리를 개시 가능이라고 판단한다 (스텝 S6 : yes). 이 경우, 기판 유지부 (20) 에 의한 더미 기판 (Wd) 의 유지가 해제된다. 그리고, 주반송 로봇 (103) 이, 기판 유지부 (20) 로부터 더미 기판 (Wd) 을 꺼내, 챔버 (10) 의 외부로 반출한다 (스텝 S7).
계속해서, 주반송 로봇 (103) 이, 제품 기판 (Wp) 을, 챔버 (10) 내에 반입한다 (스텝 S8). 챔버 (10) 내에 반입된 제품 기판 (Wp) 은, 기판 유지부 (20) 에 의해 수평으로 유지된다. 그리고, 이 제품 기판 (Wp) 에 대해, 제 2 처리가 실행된다 (스텝 S9 ∼ S11).
제 2 처리에 있어서는, 먼저, 회전 기구 (30) 의 스핀 모터 (32) 를 구동시킴으로써, 제품 기판 (Wp) 의 회전을 개시시킨다 (스텝 S9). 구체적으로는, 지지축 (33), 스핀 베이스 (21), 복수의 척핀 (22), 및 척핀 (22) 에 유지된 제품 기판 (Wp) 이, 지지축 (33) 의 축심 (330) 을 중심으로 하여 회전한다.
계속해서, 처리액 공급부 (40) 로부터의 처리액의 공급을 실시한다 (스텝 S10). 스텝 S10 에서는, 노즐 모터 (413, 423, 433) 의 구동에 의해, 제 1 노즐 헤드 (412), 제 2 노즐 헤드 (422), 및 제 3 노즐 헤드 (432) 가, 제품 기판 (Wp) 의 상면에 대향하는 처리 위치로 순차적으로 이동한다. 그리고, 각 노즐 헤드 (412, 422, 432) 는, 처리 위치에 있어서 처리액을 토출한다. 제어부 (80) 내의 기억부 (83) 에는, 제 2 처리에 있어서의 처리액의 공급의 순서나, 각 처리액의 공급 시간이 미리 설정되어 있다. 제어부 (80) 는, 당해 설정에 따라서, 각 상면 노즐 (41, 42, 43) 로부터의 처리액의 토출 동작을 실행한다.
또한, 스텝 S10 에서는, 각 상면 노즐 (41, 42, 43) 로부터 처리액을 토출하면서, 당해 상면 노즐 (41, 42, 43) 을, 처리 위치에 있어서 수평으로 요동시켜도 된다. 또, 필요에 따라, 하면 노즐 (44) 로부터의 처리액의 토출을 실시해도 된다.
스텝 S10 의 처리액 공급 공정 동안에, 차단판 (60) 은, 상면 노즐 (41, 42, 43) 보다 상방의 상위치에 배치되어 있다. 제품 기판 (Wp) 에 대한 여러 가지 처리액의 공급이 완료되고, 모든 상면 노즐 (41, 42, 43) 이 퇴피 위치에 배치되면, 제어부 (80) 는, 승강 기구 (61) 를 동작시켜, 차단판 (60) 을 상위치로부터 하위치로 이동시킨다. 그리고, 스핀 모터 (32) 의 회전수를 올려 제품 기판 (Wp) 의 회전을 고속화함과 함께, 차단판 (60) 의 하면에 형성된 분출구 (62) 로부터 제품 기판 (Wp) 을 향하여 건조 기체를 분사한다. 이로써, 제품 기판 (Wp) 의 표면을 건조시킨다 (스텝 S11).
1 장의 제품 기판 (Wp) 에 대한 제 2 처리가 종료되면, 기판 유지부 (20) 에 의한 당해 제품 기판 (Wp) 의 유지가 해제된다. 그리고, 주반송 로봇 (103) 이, 기판 유지부 (20) 로부터 제품 기판 (Wp) 을 꺼내, 챔버 (10) 의 외부로 반출한다 (스텝 S12).
그 후, 제어부 (80) 는, 다음으로 처리해야 할 제품 기판 (Wp) 이 있는지의 여부를 판단한다 (스텝 S13). 그리고, 다음으로 처리해야 할 제품 기판 (Wp) 이 있는 경우에는 (스텝 S13 : yes), 당해 제품 기판 (Wp) 을 챔버 (10) 내에 반입한다 (스텝 S8). 챔버 (10) 내에 반입된 제품 기판 (Wp) 은, 기판 유지부 (20) 에 의해 수평으로 유지된다. 그리고, 이 제품 기판 (Wp) 에 대해, 상기와 동일하게, 제 2 처리를 실행한다 (스텝 S9 ∼ S11).
이윽고, 미처리의 제품 기판 (Wp) 이 없어지면, 제어부 (80) 는, 다음으로 처리해야 할 제품 기판 (Wp) 이 없다고 판단한다 (스텝 S13 : no). 이상으로, 처리 유닛 (102) 에 있어서의 복수의 제품 기판 (Wp) 에 대한 제 2 처리가 종료된다.
이상과 같이, 본 실시형태에서는, 더미 기판 (Wd) 에 대한 제 1 처리를 실시한 후에, 서모그래피 카메라 (70) 에 의해, 챔버 (10) 내의 소정의 대상 영역 (A) 의 온도를 측정한다. 그리고, 취득된 측정 온도 정보 (T1) 에 기초하여, 제품 기판 (Wp) 에 대한 제 2 처리의 개시 가부를 판단한다. 이 때문에, 챔버 (10) 내의 대상 영역 (A) 의 온도가 안정된 상태에서, 제품 기판 (Wp) 에 대한 제 2 처리를 개시할 수 있다. 이로써, 복수의 제품 기판 (Wp) 에 대해, 제 2 처리를 균일하게 실시할 수 있다.
특히, 본 실시형태에서는, 제 1 처리 후, 제 2 처리가 개시 가능한 상태에 도달하지 않은 경우에는, 제 1 처리를 추가로 실행한다. 이로써, 챔버 (10) 내의 온도 환경을, 제 2 처리를 개시 가능한 상태에 가깝게 할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 더미 기판 (Wd) 에 대한 제 1 처리와, 제품 기판 (Wp) 에 대한 제 2 처리가 동일한 처리이다. 즉, 회전 기구 (30), 처리액 공급부 (40), 및 차단판 (60) 이, 더미 기판 (Wd) 에 대해 제 1 처리를 실시하는 제 1 처리부와, 제품 기판 (Wp) 에 대해 제 2 처리를 실시하는 제 2 처리부의 쌍방으로서 기능한다. 이와 같이 하면, 제 2 처리를 실행하기 전에, 미리 동일 내용의 제 1 처리를 실행하는 것이 되기 때문에, 챔버 (10) 내의 온도 환경이 보다 안정된다. 단, 제 1 처리와 제 2 처리는, 별개의 처리여도 된다. 예를 들어, 제 1 처리는, 제 2 처리의 일부를 생략 또는 단축한 것이어도 된다. 또, 제 1 처리부와 제 2 처리부는, 챔버 (10) 내에 형성된 별개의 기구여도 된다.
＜2. 제 2 실시형태＞
계속해서, 본 발명의 제 2 실시형태에 대하여 설명한다. 이 제 2 실시형태는, 기판 처리 장치 (100) 의 구성 자체는, 제 1 실시형태와 동일하고, 처리 순서도, 일부를 제외하고 동일하다. 이하에서는, 제 1 실시형태와 동일한 내용에 대해서는 중복 설명을 생략한다.
도 8 은, 제 2 실시형태에 관련된 제 1 처리 및 제 2 처리의 흐름을 나타낸 플로 차트이다.
이 제 2 실시형태에서는, 제 1 실시형태와 동일하게, 스텝 S1 ∼ S6 을 실시한다. 즉, 먼저, 챔버 (10) 내에 더미 기판 (Wd) 을 반입한다 (스텝 S1). 다음으로, 챔버 (10) 내의 더미 기판 (Wd) 에 대해, 제 1 처리가 실행된다 (스텝 S2 ∼ S4). 제 1 처리가 종료되면, 서모그래피 카메라 (70) 가, 대상 영역 (A) 의 온도를 측정한다 (스텝 S5). 그리고, 제어부 (80) 가, 수신한 측정 온도 정보 (T1) 에 기초하여, 제 2 처리의 개시 가부를 판단한다 (스텝 S6).
스텝 S6 에 있어서, 기준 온도 정보 (T2) 와 측정 온도 정보 (T1) 의 차이가, 허용 범위에서 벗어나 있는 경우, 제어부 (80) 는, 제 2 처리를 개시할 수 없다고 판단한다 (스텝 S6 : no). 이 경우, 본 실시형태에서는, 제 1 처리 (스텝 S2 ∼ S4) 를 추가로 실행하는 것이 아니라, 제 1 처리와는 상이한 삽입 처리를 실행한다 (스텝 Si).
삽입 처리는, 예를 들어, 축심 (330) 을 중심으로 하여 더미 기판 (Wd) 을 회전시키면서, 더미 기판 (Wd) 의 상면에, 처리액을 공급하는 처리가 된다. 단, 공급되는 처리액의 종류, 순서, 또는 공급 시간이, 제 1 처리와는 상이한 것이 된다. 예를 들어, 삽입 처리는, 회전하는 더미 기판 (Wd) 의 상면에, 가열된 순수를 공급하는 처리만으로 해도 된다. 이로써, 대상 영역 (A) 의 온도 분포를, 제 2 처리의 개시에 적합한 온도 분포에 가깝게 한다.
본 실시형태에서는, 처리액 공급부 (40) 가, 제 1 처리부 및 제 2 처리부로서 기능함과 함께, 삽입 처리를 실시하는 삽입 처리부로서도 기능한다. 그러나, 처리 유닛 (102) 은, 처리액 공급부 (40) 와는 별도로, 삽입 처리를 실시하는 삽입 처리부를 갖고 있어도 된다.
그 후, 서모그래피 카메라 (70) 에 의해, 대상 영역 (A) 의 온도를 재차 측정한다 (스텝 S5). 그리고, 제어부 (80) 가, 얻어진 측정 온도 정보 (T1) 에 기초하여, 제 2 처리의 개시 가부를 재차 판단한다 (스텝 S6).
스텝 S6 에 있어서, 기준 온도 정보 (T2) 와 측정 온도 정보 (T1) 의 차이가, 미리 설정된 허용 범위 내가 되면, 제어부 (80) 는, 제 2 처리를 개시 가능이이라고 판단한다 (스텝 S6 : yes). 이 경우, 더미 기판 (Wd) 이 챔버 (10) 의 외부로 반출된다 (스텝 S7). 그 후, 제 1 실시형태와 동일하게, 복수의 제품 기판 (Wp) 을 순차적으로 챔버 (10) 내에 반입하고, 각 제품 기판 (Wp) 에 대해, 순차적으로 제 2 처리를 실행한다 (스텝 S8 ∼ S13).
이상과 같이, 본 실시형태에 있어서도, 더미 기판 (Wd) 에 대한 제 1 처리를 실시한 후에, 서모그래피 카메라 (70) 에 의해, 챔버 (10) 내의 소정의 대상 영역 (A) 의 온도를 측정한다. 그리고, 취득된 측정 온도 정보 (T1) 에 기초하여, 제품 기판 (Wp) 에 대한 제 2 처리의 개시 가부를 판단한다. 이 때문에, 챔버 (10) 내의 대상 영역 (A) 의 온도가 안정된 상태에서, 제품 기판 (Wp) 에 대한 제 2 처리를 개시할 수 있다. 이로써, 복수의 제품 기판 (Wp) 에 대해, 제 2 처리를 균일하게 실시할 수 있다.
특히, 본 실시형태에서는, 제 1 처리 후, 제 2 처리가 개시 가능한 상태에 도달하지 않은 경우에는, 삽입 처리를 실행한다. 이로써, 챔버 (10) 내의 온도 환경을, 제 2 처리를 개시 가능한 상태에 가깝게 할 수 있다. 삽입 처리를, 제 1 처리보다 간략화한 처리로 하면, 삽입 처리에 걸리는 시간이나, 처리액의 소비량을 억제할 수 있다.
＜3. 변형예＞
이상, 본 발명의 일 실시형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기의 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
상기의 실시형태에서는, 제 1 처리의 종료 후에, 대상 영역 (A) 의 온도를 측정하고 있었다. 그러나, 제 1 처리의 실행 중에, 대상 영역 (A) 의 온도를 수시로 측정해도 된다. 그리고, 제어부 (80) 는, 제 1 처리의 실행 중에 서모그래피 카메라 (70) 로부터 취득되는 측정 온도 정보 (T1) 에 기초하여, 제 2 처리의 개시 가부를 판단해도 된다. 또, 삽입 처리를 실시하는 경우에는, 삽입 처리의 실행 중에, 대상 영역 (A) 의 온도를 수시로 측정해도 된다. 그리고, 제어부 (80) 는, 삽입 처리의 실행 중에 서모그래피 카메라 (70) 로부터 취득되는 측정 온도 정보 (T1) 에 기초하여, 제 2 처리의 개시 가부를 판단해도 된다.
또, 상기의 실시형태에서는, 제 1 온도 측정부로서, 서모그래피 카메라 (70) 가 사용되고 있었다. 그러나, 제 1 측정부로서, 방사 온도계를 사용해도 된다. 도 9 는, 방사 온도계 (71) 를 사용하는 경우의, 처리 유닛 (102) 의 종단면도이다. 도 9 의 예에서는, 방사 온도계 (71) 가, 요동 기구 (72) 에 접속되어 있다. 요동 기구 (72) 를 동작시키면, 방사 온도계 (71) 의 방향이 변화한다. 방사 온도계 (71) 는, 요동 기구 (72) 에 의해 그 방향을 변화시키면서, 대상 영역 (A) 의 온도를 측정하여, 측정 온도 정보 (T1) 를 취득한다. 취득된 측정 온도 정보 (T1) 는, 방사 온도계 (71) 로부터 제어부 (80) 로 송신된다.
일반적으로, 방사 온도계 (71) 는, 서모그래피 카메라 (70) 보다 측정 가능 영역이 좁다. 그러나, 도 9 와 같은 요동 기구 (72) 를 형성함으로써, 방사 온도계 (71) 를 사용하여, 넓은 대상 영역 (A) 의 온도를 측정할 수 있다.
또한, 도 10 과 같이, 제 1 노즐 아암 (411) 에 방사 온도계 (71) 를 장착해도 된다. 동일하게, 제 2 노즐 아암 (421) 및 제 3 노즐 아암 (431) 에도, 방사 온도계 (71) 를 장착해도 된다. 이와 같이 하면, 노즐 아암 (411, 421, 431) 의 선회 운동을 이용하여, 방사 온도계 (71) 를 요동시킬 수 있다. 따라서, 노즐 아암 (411, 421, 431) 과는 별도로, 요동 기구를 형성할 필요가 없다.
또, 제 1 측정부로서, 열전쌍을 사용해도 된다. 도 11 은, 열전쌍 (73) 을 사용하는 경우의, 처리 유닛 (102) 의 단면도이다. 도 11 의 예에서는, 대상 영역 (A) 에 포함되는 각 부재의 표면에, 열전쌍 (73) 이 배치되어 있다. 그리고, 열전쌍 (73) 은, 각 부재의 표면의 온도를 측정하여, 측정 온도 정보 (T1) 를 취득한다. 취득된 측정 온도 정보 (T1) 는, 열전쌍 (73) 으로부터 제어부 (80) 로 송신된다. 제어부 (80) 는, 각 열전쌍 (73) 으로부터 얻어지는 측정 온도 정보 (T1) 에, 기판 (W) 에 대한 영향의 크기에 따른 계수를 곱하여, 모두 더한 평가치를 산출하고, 그 평가치에 기초하여, 제 2 처리의 개시 가부를 판단해도 된다.
또, 처리 유닛 (102) 은, 제 1 측정부와는 별도로, 처리액의 배관 내에 있어서의 온도를 측정하는 제 2 측정부를 추가로 구비하고 있어도 된다. 예를 들어, 도 12 와 같이, 제 1 노즐 헤드 (412) 에 접속된 합류 배관 (453) 의 경로 상에, 제 2 측정부로서의 액온 센서 (74) 를 형성해도 된다. 액온 센서 (74) 는, 합류 배관 (453) 을 흐르는 처리액 (도 12 의 예에서는 SPM 세정액) 의 온도를 측정하여, 측정 온도 정보 (T3) 를 취득한다. 취득된 측정 온도 정보 (T3) 는, 액온 센서 (74) 로부터 제어부 (80) 로 송신된다.
이 경우, 제어부 (80) 는, 서모그래피 카메라 (70) 로부터 취득되는 측정 온도 정보 (T1) 와, 액온 센서 (74) 로부터 취득되는 측정 온도 정보 (T3) 에 기초하여, 제 2 처리의 개시 가부를 판단한다. 예를 들어, 제어부 (80) 는, 제어부 (80) 내에 미리 기억된 기준 온도 정보 (T2) 와, 측정 온도 정보 (T1, T3) 를 비교한다. 그리고, 측정 온도 정보 (T1, T3) 의 쌍방이, 미리 설정된 허용 범위에 들어 있는 경우에, 제 2 처리를 개시 가능이라고 판단한다. 이로써, 제 2 처리의 개시 가부를, 보다 양호한 정밀도로 판단할 수 있다.
또, 상기의 실시형태에서는, 더미 기판 (Wd) 에 대해 제 1 처리를 실시하고 있었다. 그러나, 제 1 처리는, 더미 기판 (Wd) 을 사용하지 않고 실시하는 처리여도 된다. 예를 들어, 제 1 처리는, 기판 유지부 (20) 의 스핀 베이스 (21) 에 대해, 처리액을 직접 공급하는 처리여도 된다. 또, 제 1 처리는, 각 노즐 헤드 (412, 422, 432) 가, 퇴피 위치에 있어서, 소정의 용기에 대해 처리액을 토출하는 처리여도 된다. 삽입 처리도, 동일하게, 더미 기판 (Wd) 을 사용하지 않고 실시하는 처리여도 된다. 또, 제 1 처리 및 삽입 처리는, 제품 기판 (Wp) 에 대해, 제 2 처리를 실시하기 전에 실행되는 처리여도 된다.
또, 상기의 실시형태에서는, 처리 대상이 되는 기판 (W) 이 반도체용의 실리콘 웨이퍼였다. 그러나, 본 발명에 있어서 처리 대상이 되는 기판은, 실리콘 웨이퍼에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 있어서 처리 대상이 되는 기판은, 액정 표시 장치 등의 플랫 패널 디스플레이용의 유리 기판, 포토마스크용의 유리 기판, 태양 전지용의 유리 기판 등의, 그 밖의 정밀 전자 장치용의 기판이어도 된다.
또, 기판 처리 장치의 세부의 형상에 대해서는, 본원의 각 도면에 나타낸 형상과 상이해도 된다. 또, 상기의 실시형태나 변형예에 등장한 각 요소를, 모순이 발생하지 않는 범위에서, 적절히 조합해도 된다.
10 : 챔버
11 : 처리 공간
12 : 측벽
13 : 천판부
14 : 바닥판부
20 : 기판 유지부
21 : 스핀 베이스
22 : 척핀
23 : 척핀 전환 기구
30 : 회전 기구
31 : 모터 커버
32 : 스핀 모터
33 : 지지축
40 : 처리액 공급부
41, 42, 43 : 상면 노즐
44 : 하면 노즐
45 : 급액부
50 : 처리액 포집부
51 : 내컵
52 : 중컵
53 : 외컵
60 : 차단판
61 : 승강 기구
70 : 서모그래피 카메라
71 : 방사 온도계
72 : 요동 기구
73 : 열전쌍
74 : 액온 센서
80 : 제어부
100 : 기판 처리 장치
101 : 인덱서
102 : 처리 유닛
103 : 주반송 로봇
A : 대상 영역
T1 : 측정 온도 정보
T2 : 기준 온도 정보
T3 : 측정 온도 정보
W : 기판

Claims (17)

  1. 챔버와,
    상기 챔버 내에 있어서 기판을 유지하는 기판 유지부와,
    상기 챔버 내에 있어서, 상기 기판 유지부에 유지된 기판에 처리액을 공급하는 처리액 공급부와,
    상기 챔버 내의, 상기 기판 주변에 위치하는 소정의 대상 영역의 온도를 측정하는 제 1 온도 측정부와,
    상기 처리액 공급부를 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 챔버 내의 온도 환경을 안정시키기 위한 제 1 처리를 실행하고, 상기 제 1 처리 중 또는 상기 제 1 처리 후에 상기 제 1 온도 측정부로부터 취득되는, 상기 대상 영역의 온도 정보인 측정 온도 정보에 기초하여, 상기 처리액 공급부에 의한 제 2 처리의 개시 가부를 판단하는, 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 측정 온도 정보와, 상기 제어부 내에 기억된 기준 온도 정보에 기초하여, 상기 제 2 처리의 개시 가부를 판단하는, 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제 1 처리 후에, 상기 제 2 처리를 개시할 수 없다고 판단한 경우, 상기 제 1 처리를 추가로 실행하고,
    추가로 실행되는 상기 제 1 처리 중 또는 상기 제 1 처리 후에 상기 제 1 온도 측정부로부터 취득되는 상기 대상 영역의 측정 온도 정보에 기초하여, 상기 제 2 처리의 개시 가부를 재차 판단하는, 기판 처리 장치.
  4. 챔버와,
    상기 챔버 내에 있어서 기판을 유지하는 기판 유지부와,
    상기 챔버 내에 있어서, 상기 기판 유지부에 유지된 기판에 처리액을 공급하는 처리액 공급부와,
    상기 챔버 내의 소정의 대상 영역의 온도를 측정하는 제 1 온도 측정부와,
    상기 처리액 공급부를 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 챔버 내의 온도 환경을 안정시키기 위한 제 1 처리를 실행하고, 상기 제 1 처리 중 또는 상기 제 1 처리 후에 상기 제 1 온도 측정부로부터 취득되는 측정 온도 정보에 기초하여, 상기 처리액 공급부에 의한 제 2 처리의 개시 가부를 판단하고,
    상기 제 1 처리 후에, 상기 제 2 처리를 개시할 수 없다고 판단한 경우, 상기 챔버 내의 온도를 상기 제 2 처리가 개시 가능한 온도에 가깝게 하는 처리로서, 상기 제 1 처리와는 상이한 처리인 삽입 처리를 실행하고,
    상기 삽입 처리 중 또는 상기 삽입 처리 후에 상기 제 1 온도 측정부로부터 취득되는 측정 온도 정보에 기초하여, 상기 제 2 처리의 개시 가부를 재차 판단하는, 기판 처리 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 대상 영역은, 상기 챔버 내의 서로 상이한 역할을 하는 2 개 이상의 부위를 포함하는, 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 대상 영역은, 상기 기판 유지부의 적어도 일부를 포함하는, 기판 처리 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 대상 영역은, 상기 처리액 공급부의 적어도 일부를 포함하는, 기판 처리 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기판 유지부를 포위하는 환상의 컵을 추가로 구비하고,
    상기 대상 영역은 상기 컵의 적어도 일부를 포함하는, 기판 처리 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 처리액 공급부는, 기판을 향하여 처리액을 토출하는 노즐을 갖고,
    상기 대상 영역은, 상기 노즐로부터 토출되는 처리액의 액주를 포함하는, 기판 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 노즐에 공급되는 처리액의 배관 내에 있어서의 온도를 측정하는 제 2 온도 측정부를 추가로 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 제 1 온도 측정부로부터 취득되는 상기 대상 영역의 측정 온도 정보와, 상기 제 2 온도 측정부로부터 취득되는 측정 온도 정보에 기초하여, 상기 제 2 처리의 개시 가부를 판단하는, 기판 처리 장치.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 처리는, 상기 제 2 처리의 대상이 되는 기판과 동일 형상의 더미 기판에 대해 실시되는, 상기 제 2 처리와 동일한 처리인, 기판 처리 장치.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 온도 측정부는, 서모그래피 카메라인, 기판 처리 장치.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 온도 측정부는,
    방사 온도계와,
    상기 방사 온도계의 방향을 변화시키는 요동 기구를 갖는, 기판 처리 장치.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 온도 측정부는, 상기 대상 영역에 배치된 열전쌍인, 기판 처리 장치.
  15. 챔버 내에 있어서 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서,
    a) 챔버 내의 온도 환경을 안정시키기 위한 제 1 처리를 실행하는 공정과,
    b) 상기 제 1 처리 중 또는 상기 제 1 처리 후에, 상기 챔버 내의, 상기 기판 주변에 위치하는 소정의 대상 영역의 온도를 측정하는 공정과,
    c) 상기 공정 b) 에 있어서 취득되는 상기 대상 영역의 측정 온도 정보에 기초하여, 기판에 대하여 처리액을 공급하는 제 2 처리의 개시 가부를 판단하는 공정과,
    d) 상기 공정 c) 에 있어서, 상기 제 2 처리를 개시 가능이라고 판단한 경우에, 상기 제 2 처리를 실행하는 공정을 갖는, 기판 처리 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 공정 c) 에서는, 상기 측정 온도 정보와, 미리 기억된 기준 온도 정보에 기초하여, 상기 제 2 처리의 개시 가부를 판단하는, 기판 처리 방법.
  17. 챔버 내에 있어서 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서,
    e) 챔버 내의 온도 환경을 안정시키기 위한 제 1 처리를 실행하는 공정과,
    f) 상기 제 1 처리 중 또는 상기 제 1 처리 후에, 상기 챔버 내의 소정의 대상 영역의 온도를 측정하는 공정과,
    g) 상기 공정 f) 에 있어서 취득되는 측정 온도 정보에 기초하여, 기판에 대해 처리액을 공급하는 제 2 처리의 개시 가부를 판단하는 공정과,
    h) 상기 제 1 처리 후에, 상기 제 2 처리를 개시할 수 없다고 판단한 경우, 상기 챔버 내의 온도 환경을, 상기 제 2 처리를 개시 가능한 상태에 가깝게 하는 처리로서, 상기 제 1 처리와는 상이한 처리인 삽입 처리를 실행하고, 상기 삽입 처리 중 또는 상기 삽입 처리 후에 상기 챔버 내의 상기 대상 영역의 온도를 측정하고, 취득되는 측정 온도 정보에 기초하여, 상기 제 2 처리의 개시 가부를 재차 판단하는 공정과,
    i) 상기 공정 g) 또는 상기 공정 h) 에 있어서, 상기 제 2 처리를 개시 가능이라고 판단한 경우에, 상기 제 2 처리를 실행하는 공정을 갖는, 기판 처리 방법.
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