KR20010039694A - 액처리방법 및 액처리장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 액처리방법 및 액처리장치에 관한 것으로서, 스핀척(1)에 의하여 보지되는 반도체 웨이퍼(W)에 약액공급노즐(3a)로부터 약액을 토출하여 반도체 웨이퍼 표면에 약액을 접촉시키는 약액공급공정과, 스핀척(1) 및 반도체 웨이퍼(W)를 회전시켜 처리에 이용한 약액을 제거하는 약액제거공정을 순서대로 수회 내지 수십회 반복수행함으로써, 반도체 웨이퍼(W)의 표면에 부착하는 레지스트나 폴리머 등을 제거할 수 있어, 처리효율의 향상 및 처리액의 사용량의 절감을 꾀할 수 있는 기술이 제시된다.
Description
본 발명은, 액처리방법 및 액처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 예를들어 반도체 웨이퍼나 LCD용 유리기판 등의 피처리체에 처리액, 예를들어 약액이나 린스액 등을 공급하여 세정 등의 처리를 하는 액처리방법 및 액처리장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 디바이스의 제조공정에 있어서는, 반도체 웨이퍼나 LCD용 유리 등의 피처리체(이하, 웨이퍼 등이라 한다)에, 예를들어 산화막(SiO2), 질화막(SiN) 혹은 금속막(Cu) 등을 성막한 후, 웨이퍼 등에 레지스트를 도포하고, 다음으로 소정의 회로패턴을 노광한 후 현상액으로 현상하여 그 아래의 산화막, 질화막, 금속막 등을 드라이에칭하고, 그 후, 레지스트나 에칭잔사(폴리머 등)를 제거하기 위하여, 처리액을 이용하는 세정처리방법이 넓게 채용되어 있다. 여기서, 처리액이란, 예를들어 유기용제 혹은 유기산 등이나 무기산 등의 약액과 린스액을 말한다.
종래의 이와 같은 종류의 세정처리방법으로는, ①미국특허 제 4300581호 명세서에 기재되어 있는 바와 같이, 처리중에는 챔버 내에서 웨이퍼 등을 카세트에 넣은 상태로 일정 속도로 회전시키면서 처리액을 액상으로 공급하는 스프레이식이나, ②웨이퍼 등을 처리액 속에 담가 세정처리하는 침지(浸漬)식이 채용되어 있다.
그렇지만, 일반적으로 종래의 이러한 종류의 세정처리방법에 있어서는, 도 34에 나타낸 바와 같은 액체의 흐름에 관한 문제가 있었다. 상기 도에 있어서, 처리액(501)은, 웨에퍼(505)의 표면(503) 상에 공급되어, 웨이퍼(505)의 표면을 따라 흐른다. 이 상태에 있어서, 액체(507)의 속도는, 액체의 점성과 액체와 웨이퍼와의 마찰에 의하여 도 34에 나타낸 바와 같이 분포한다. 따라서, 웨이퍼 등에 공급된 처리액 전체의 흐름은 있지만, 웨이퍼의 표면에 접촉하는 극히 얇은 처리액 층(반응층)은 처리에 이용된 후에도 웨이퍼 등의 표면에 정류한다. 따라서, 사용이 끝난 처리액이 신규 처리액과 치환되기 어려우며, 웨이퍼 등의 표면에서의 화학반응이 저하되어 처리에 많은 시간이 든다는 문제가 있었다. 또한, 단순히 스프레이 공급만으로는 반응층의 처리액의 교환이 일어나기 어렵기 때문에, 처리액의 사용량이 많아지는 등의 문제도 있었다.
한편, 최근들어 반도체 집적회로장치의 제조공정에 있어서는, 미세화기술의 진전이 현저하고, 특히 기판으로서의 반도체 웨이퍼(이하, '웨이퍼'라 한다) 상에 미세한 배선을 고밀도로 형성하는 것이 요구되고 있다. 따라서, 배선재료로서, 종래의 알루미늄(Al) 보다도 저항율이 낮은 동(Cu)이 검토되고 있어, 베선폭이 높아져도 배선저항의 감소를 꾀할 수 있도록 하고 있다. 또한, 다층으로 배선을 형성할 때에는, 저유전률의 절연막, 이른바 low-k막에 의하여 배선끼리를 절연하여, 배선끼리의 간격이 좁아져도 배선간 용량이 증가하지 않도록 하고 있다. 이렇게 해서 배선에 의한 전기신호의 지연을 방지하여, 반도체 집적회로장치의 고속화, 고집적화를 꾀하고 있다.
여기서, 종래의 동배선의 제조공정에 대하여 도 35A 내지 도 35E를 참조하여 설명하면, 실리콘(Si)기판인 웨이퍼(W)의 표면상에는 동막(201), SiN(질화실리콘)막(202), low-k막(203)이 순서대로 성막되어 있다. 이 경우, SiN막(202)은, 배리어메탈막으로서 작용하며, 동막(201)의 산화나 동의 확산을 방지한다. 그리고, 우선 도 35A에 나타낸 바와 같이, 상기 low-k막(203) 상에 포토리소그래피 기술에 의하여 에칭마스크용의 포토레지스트막(204)을 형성한다. 다음으로, 도 35B에 나타낸 바와 같이, 포토레지스트막(204)을 마크스로 하여 low-k막(203)에 대하여 드라이에칭을 수행하고, 미세한 콘택트홀(205)을 형성한다. 이 경우, 미세한 콘택트홀(205)을 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 수직형상의 개구부로서 형성할 수 있도록, 콘택트홀(205)의 측벽을 따라 측벽보호막(폴리머막)(206)을 형성하면서 에칭해 나간다. 다음으로, 도 35C에 나타낸 바와 같이, O2기체를 이용하여 플라스마에 의한 애싱을 수행하고, 포토레지스트막(204)을 제거한 후, 도 35D에 나타낸 바와 같이 SiN막(202)에 대하여 드라이에층을 실시한다. 다음으로, 도 35E에 나타낸 바와 같이, 약액에 의하여 측벽보호막(206)을 제거한다. 이상과 같은 제조공정에 의하여 원하는 배선구조를 형성한다.
그렇지만, 종래의 제조공정에서는, 포토레지스트막(204)을 드라이애싱할 때, 박막인 SiN막(202)에 의해서는 동막(201)을 완전히 보호할 수 없어, 플라스마에 의한 악영향이 동막(201)에 미쳐 동막(201)을 산화시키는 등의 대미지를 주게 된다. 이와 같은 대미지는, 배선저항을 증가시켜 반도체 집적회로장치의 품질을 열화시키는 원인으로 되어 있다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 처리효율의 향상 및 처리액의 사용량의 삭감을 꾀할 수 있도록 한 액처리방법 및 액처리장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
또한, 본 발명은, 금속배선, 특히 동배선을 제조할 때, 대미지를 주지 않는 액처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제 1 특징은, 피처리체에 처리액을 공급하는 공정과, 피처리체의 표면에 처리액을 접촉시키는 공정과, 상기 피처리체의 표면에 접촉하는 처리액을 제거하는 공정을 가지며, 상기 접촉공정과 제거공정을 순서대로 반복하여 수행하는 것이다.
본 발명의 제 2 특징은, 처리액 제거공정은, 피처리체 표면의 처리에 사용된 처리액의 반응성이 미반응 처리액의 반응성 보다 낮게 되었을 때, 피처리체의 표면으로부터 처리액을 제거하는 공정인 것이다.
또한, 본 발명의 제 3 특징은, 피처리체에 처리액을 공급하여 피처리체의 표면에 처리액을 접촉시키는 공정과, 상기 피처리체의 표면에 처리액을 분사하여 피처리체의 표면에 접촉하는 처리액을 신규한 처리액으로 치환하는 공정을 가지며, 상기 공정을 순서대로 반복수행하는 것이다.
따라서, 피처리체에 처리액을 공급하여 피처리체 표면에 처리액을 접촉시키는 공정과, 피처리체의 표면에 접촉하는 처리액을 제거하는 공정을 순서대로 반복수행함으로써, 피처리체 표면에 접촉하여 화학반응하고 반응성이 약하게 된(반응속도가 느려진)처리완료된 처리액을 반응성이 강한 신규한 처리액으로 자주 치환할 수 있다. 따라서, 처리효율의 향상을 꾀할 수 있음과 동시에, 적은 처리액에 의하여 원하는 액처리를 수행할 수 있다.
본 발명의 제 4 특징은, 피처리체와 상기 피처리체의 표면에 처리액을 분사하는 처리액 분사수단을 상대적으로 이동시켜, 피처리체의 표면에 접촉하는 처리액을 신규한 처리액으로 치환하는 것이다.
따라서, 처리액의 제거를 신속하면서도 확실하게 수행할 수 있으며, 또한 처리효율의 향상을 도모할 수 있다.
본 발명의 제 5 특징은, 처리액을 제거하는 공정은, 처리액의 공급을 정지시켜 수행하는 것이다. 따라서, 처리액의 사용량을 적게 할 수 있다.
본 발명의 제 6 특징은, 공정을 순서대로 반복수행할 때, 동일한 처리액을 상기 피처리체에 공급하는 것이다. 따라서, 동일한 처리액의 접촉과 제거의 반복이 가능하며, 피처리체 표면상에서의 동일한 반응의 반응속도를 빠르게 할 수 있다.
본 발명의 제 7 특징은, 피처리체를 회전시키면서 피처리체에 처리액을 공급하여 피처리체의 표면에 처리액을 접촉시키는 것이다. 따라서, 피처리체의 표면에 균일하게 처리액을 접촉시킬 수 있다.
본 발명의 제 8 특징은, 처리액을 소정온도로 온도조절하여 공급하는 것이다. 따라서, 처리액을 소정온도로 온도조정함으로써, 처리중에 처리액이 처리에 최적의 온도 이하로 되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 제 9 특징은, 피처리체를 회전시키면서 상기 피처리체의 표면에 접촉하고 있는 처리액을 제거하는 것이다. 따라서, 피처리체의 표면에 접촉하고 있는 처리액을 균일하게 제거할 수 있다.
본 발명의 제 10 특징은, 피처리체 표면상의 처리액은, 피처리체의 회전속도를 갑자기 감소시킴으로써 제거되는 것이다.
본 발명의 제 11 특징은, 처리액을 제거할 때의 피처리체의 회전속도가 처리액을 피처리체에 접촉할 때의 피처리체의 회전속도 보다도 고속회전인 것이다. 따라서, 원심력이 커져 피처리체 표면상의 처리액을 쉽게 제거할 수 있다.
본 발명의 제 12 특징은, 고속회전시에 처리액의 공급을 정지시키는 것이다. 따라서, 고속회전시에 처리액의 공급을 정지시킴으로써, 처리액의 사용량을 적게할수 있다.
본 발명의 제 13 특징은, 피처리체의 표면에 기체를 분사하여 상기 피처리체의표면에 접촉하고 있는 처리액을 제거하는 것이다.
본 발명의 제 14 특징은, 피처리체와 상기 피처리체의 표면에 기체를 분사하는 기체분사수단을 상대적으로 이동시켜, 피처리체의 표면에 접촉하고 있는 처리액을 제거하는 것이다.
본 발명의 제 15 특징은, 기체를 소정온도로 온도조정하여 분사하는 것이다.
본 발명의 제 16 특징은, 피처리체의 표면에 접촉하는 처리액을 흡인에 의하여 제거하는 것이다.
본 발명의 제 17 특징은, 반도체 제조의 다층배선공정에 있어서의 기판의 표면에 성막된 다층막 중, 마스크막과 콘택트홀의 벽에 형성된 측벽보호막을 처리액의 접촉과 제거를 반복수행함으로써 제거하는 것이다.
본 발명의 제 18 특징은, 반도체 제조의 다층배선공정에 있어서, 기판표면에 형성된 다층막 중 마스크막의 제거와 기판의 콘택트홀의 벽에 형성된 측벽보호막의 제거를 기판에 처리액을 공급함으로써 수행하는 것이다. 여기서, 약액에는 유기계의 약액, 무기계의 약액 등이 적절히 이용된다.
따라서, 마스크막과 측벽보호막을 약액을 이용하여 제거하기 때문에, 종래와 같이 마스크막을 드라이에칭할 필요가 없어진다. 따라서, 예를들어 기판의 표면에 성막된 다층막 중에 금속막이 있는 경우, 드라이애싱을 수행할 때 발생하는 플라스마가 이 금속막에 대하여 악영향을 끼치거나, 산화에 의한 대미지를 주는 악영향 등을 방지할 수 있게 된다. 특히, 이와 같은 약액은 동배선을 제조할 때 이용되며, 제거 및 산화에 의한 악영향을 제어할 수 있는 것이 종종 사용되고 있다.
본 발명의 제 19 특징은, 기판의 표면에 처리액을 접촉시키는 공정과, 기판의 표면에 접촉한 처리액을 제거하는 공정을 반복수행하는 것이다.
본 발명의 제 20 특징은, 마스크막과 측벽보호막을 동일한 처리액을 이용하여 제거하는 것이다.
따라서, 마스크막과 측벽보호막을 다른 약액을 이용하여 처리하는 경우에 비해 처리가 간단해진다.
본 발명의 제 21 특징은, 처리액에는 제 1 처리액과 제 2 처리액이 있으며, 마스크막을 상기 제 1 처리액을 이용하여 제거하고, 측벽보호막을 상기 제 2 처리액을 이용하여 제거하는 것이다. 이와 같은 방법에 의하면, 마스크막을 제거하는 경우와 측벽보호막을 제거하는 경우에 있어서 약액을 적절히 구분하여 사용할 수 있기 때문에, 막의 종류에 따른 유연한 처리를 할 수 있다.
본 발명의 제 22 특징은, 기판의 표면으로부터 처리액을 제거하는 공정은, 상기 기판을 회전시켜 원심력에 의하여 처리액을 털어내어 제거하는 것이다.
또한, 본 발명의 제 23 특징은, 기판의 표면으로부터 처리액을 제거하는 공정은, 상기 기판의 표면에 기체를 분사시켜 처리액을 제거하는 것이다.
이와 같은 방법에 의하면, 기판으로부터 반응이 완료된 약액을 효율적으로 제거할 수 있다. 또한, 기판의 표면에 분사시키는 기체로는 N2기체 등을 들 수 있다.
본 발명의 제 24 특징은, 반도체 제조의 다층배선공정에 있어서의 기판의 표면에 성막된 다층막 중 마스크막과 콘택트홀의 벽에 형성된 측벽보호막을, 상기 처리액의 접촉과 상기 처리액의 분사에 의한 치환을 반복수행함으로써 제거하는 것이다. 이 방법에 의해서도, 기판의 표면에 항상 미반응의 약액을 공급하는 것이 가능해진다.
본 발명의 제 25 특징은, 마스크막과 측벽보호막을 동일한 처리실내에서 제거하는 것이다.
본 발명의 제 26 특징은, 마스크막과 측벽보호막을 서로 다른 처리실내에서 제거하는 것이다.
본 발명의 제 27 특징은, 피처리체를 보지하는 보지장치와, 처리액원에 접속된 처리액 공급구와, 상기 피처리체 표면에 접촉하는 처리액을 제거하는 처리액 제거기구와, 적어도 상기 처리액을 공급하는 타이밍과 처리액을 제거하는 타이밍을 순서대로 반복수행하기 위해 상기 처리액 공급장치의 공급타이밍 및 상기 처리액 제거장치의 제거타이밍을 제어하는 제어장치를 구비하는 것이다.
따라서, 피처리체에 처리액을 공급하여 피처리체 표면에 처리액을 접촉시키는 공정과, 피처리체의 표면에 접촉하는 처리액을 제거하는 공정을 순서대로 반복수행함으로써, 피처리체 표면에 접촉하여 화학반응하고 반응성이 약해진(반응속도가 느려진) 처리완료된 처리액을 반응성이 강한 신규한 처리액으로 자주 치환할 수 있다. 따라서, 처리효율의 향상을 꾀할 수 있음과 동시에, 적은 처리액으로 원하는 액처리를 수행할 수 있다.
본 발명의 제 28 특징은, 피처리체 보지장치가 피처리체를 회전가능하게 보지하는 회전구동장치를 구비하는 것이다.
본 발명의 제 29 특징은, 처리액 공급구로부터 공급되는 처리액의 온도조정장치를 더 구비하는 것이다.
본 발명의 제 30 특징은, 처리액 제거기구가 피처리체에 대하여 기체를 분사하는 기체분사노즐을 구비하는 것이다.
본 발명의 제 31 특징은, 피처리체 보지장치와 기체분사노즐을 상대적으로 이동가능하게 형성한 것이다.
본 발명의 제 32 특징은, 처리액 제거기구가 분사되는 기체의 온도조정장치를 구비하는 것이다.
본 발명의 제 33 특징은, 처리액 제거기구가 피처리체에 대하여 처리액을 분사하는 처리액 분사노즐을 구비하는 것이다.
본 발명의 제 34 특징은, 피처리체 보지장치와 처리액 분사노즐을 상대적으로 이동가능하게 형성한 것이다.
본 발명의 제 35 특징은, 처리액 제거기구가 분사되는 처리액의 온도조절수단을 구비하는 것이다.
본 발명의 제 36 특징은, 처리액 제거기구가 피처리체 표면에 접촉하는 처리액을 흡인하는 처리액 흡인노즐을 구비하는 것이다.
본 발명의 제 37 특징은, 처리액 제거기구가 피처리체 보지장치에 접속됨과 동시에 피처리체 보지장치의 회전속도를 변화시킬 수 있는 회전구동장치를 구비하는 것이다.
본 발명의 제 38 특징은, 제어장치는 피처리체의 표면으로부터 처리액을 제거할 때의 회전속도가 피처리체의 표면에 처리액을 공급할 때의 회전속도 보다 빨라지도록 피처리체 보지장치의 회전속도를 제어하도록 이루어져 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 관한 액처리장치를 나타내는 개략구성도이다.
도 2A∼도2D는 제 1 실시예에 있어서의 약액공급공정 및 약액제거공정을 순서대로 나타내는 개략측면도이다.
도 3은 제 1 실시예에 있어서의 약액공급공정 및 약액제거공정의 절차를 나타내는 순서도이다.
도 4A∼도 4D는 본 발명의 제 1 실시예에 있어서의 IPA공급공정 및 IPA제거공정을 순서대로 나타내는 개략측면도이다.
도 5는 상기 IPA공급공정 및 IPA제거공정의 절차를 나타내는 순서도이다.
도 6은 제 1 실시예에 있어서의 액처리의 순서를 나타내는 순서도이다.
도 7A∼도 7D는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 약액공급공정 및 약액제거공정을 순서대로 나타내는 개략측면도이다.
도 8은 제 2 실시예에 있어서의 약액공급공정 및 약액제거공정의 절차를 나타내는 순서도이다.
도 9A∼도 9D는 본 발명의 제 3 실시예에 관한 약액공급공정 및 약액제거공정을 순서대로 나타내는 개략측면도이다.
도 10은 제 3 실시예에 있어서의 약액공급공정 및 약액제거공정의 절차를 나타내는 순서도이다.
도 11A∼도 11D는 본 발명의 제 4 실시예에 관한 약액공급공정 및 약액제거공정을 순서대로 나타내는 개략측면도이다.
도 12는 제 4 실시예에 있어서의 약액공급공정 및 약액제거공정의 절차를 나타내는 순서도이다.
도 13A∼도 13D는 본 발명의 제 5 실시예에 관한 약액공급공정 및 약액제거공정을 순서대로 나타내는 개략측면도이다.
도 14는 제 5 실시예에 있어서의 약액공급공정 및 약액제거공정의 절차를 나타내는 순서도이다.
도 15는 본 발명의 제 6 실시예에 관한 약액공급부 및 약액제거부를 나타내는 개략사시도이다.
도 16A∼도 16D는 제 6 실시예에 있어서의 약액공급공정 및 약액제거공정을 나타내는 개략측면도이다.
도 17은 제 6 실시예에 있어서의 약액공급공정 및 약액제거공정의 절차를 나타내는 순서도이다.
도 18은 본 발명의 제 7 실시예에 관한 처리장치를 나타내는 개략구성도이다.
도 19는 제 7 실시예의 처리장치를 나타내는 요부단면도이다.
도 20은 제 7 실시예에 있어서의 웨이퍼의 건네받는 상태를 나타내는 개략단면도이다.
도 21은 제 7 실시예에 있어서의 회전자에 대한 웨이퍼의 주고받기상태를 나타내는 개략단면도이다.
도 22는 제 7 실시예에 있어서의 내측챔버에서의 약액처리, 약액제거처리를 나타내는 개략단면도이다.
도 23은 제 7 실시예에 있어서의 외측챔버에서의 린스처리, 건조처리를 나타내는 개략단면도이다.
도 24는 제 7 실시예에 있어서의 배관계통을 나타내는 개략배관도이다.
도 25는 제 7 실시예에 관한 처리장치를 적용한 세정·건조처리장치를 나타내는 개략평면도이다.
도 26은 본 발명의 제 8∼제 10의 실시예에 관한 웨이퍼 처리방법을 최적으로 수행하는 웨트처리장치의 단면설명도이며, 외처리조의 외부로 내처리조를 꺼낸 상태를 나타낸 도이다.
도 27은 도 26의 웨트처리장치의 외처리조의 내부구조를 나타내는 설명도이다.
도 28은 본 발명의 제 8∼제 10의 실시예에 관한 웨이퍼 처리방법을 최적으로 수행하는 웨트처리장치의 단면설명도이며, 외처리조의 내부로 내처리조를 집어넣은 상태를 나타낸 도이다.
도 29는 도 28의 웨트처리장치의 외처리조 및 내처리조의 내부구조를 나타내는 설명도이다.
도 30A∼도 30C는 본 발명의 제 8 실시예에 관한 웨이퍼 처리방법의 공정을 순서대로 설명하는 공정설명도이다.
도 31A, 도 31B는 미반응의 레지스트·폴리머 제거액을 공급하는 공정과 반응완료된 레지스트·폴리머 제거액을 제거하는 공정을 설명하는 공정설명도이다.
도 32A∼도 32D는 본 발명의 제 9 실시예에 관한 웨이퍼 처리방법의 공정을 순서대로 설명하는 공정설명도이다.
도 33A∼도 33D는 본 발명의 제 9 실시예에 관한 다른 웨이퍼 처리방법의 공정을 순서대로 설명하는 공정설명도이다.
도 34는 종래의 처리방법에 있어서, 웨이퍼 표면상의 처리액의 상태를 나타내는 개략단면도이다.
도 35A∼도 35E는 종래의 웨이퍼 처리방법의 공정을 순서대로 설명하는 공정설명도이다.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
1 : 스핀척 2, 22, 406 : 모터
3 : 처리액 공급수단 3A, 50 : 약액공급수단
3B, 60 : IPA공급수단 3C : 약액제거수단
3a, 51 : 약액공급노즐 3b, 58 : 약액공급원
3c, 53 : 약액공급관로 3d, 54 : 약액공급펌프
3e, 4e, 55, 85 : 필터 3f, 4g, 56, 86 : 온도콘트롤러
3g, 4f, 57, 84 : 개폐밸브 3h, 3i : N2기체 분사노즐
3j : 약액흡인노즐 4, 80 : 건조기체 공급수단
4a : N2기체 공급노즐 4b, 82 : N2기체 공급원
4c, 83 : N2기체 공급관로 4d : 유량 콘트롤러
5 : 제어수단 6 : 컵
7 : 배액구 8 : 배기구
9a, 9b : 이동기구 10 : 웨이퍼 반송척
20 : 액처리장치 21, 409 : 회전자
21A, 407 : 회전축 21a, 21b : 회전판
22a : 구동축 22b : 커플링
23 : 내측챔버 24 : 외측챔버
25 : 내측통체 26 : 외측통체
27, 28 : 실린더 29 : 웨이퍼 주고받기핸드
30 : 중앙연산처리장치(CPU) 31 : 고정보지봉
32 : 누름봉 33 : 베어링
34 : 제 1 고정벽 36 : 고정통체
37 : 냉각수단 37a : 냉각파이프
37b : 냉각수 공급파이프 37c : 열교환기
38 : 제 2 고정벽 40a∼40e : 실부재
41, 43, 440, 444 : 제 1 배기포트 42, 44, 441, 445 : 제 1 배기관
45, 48, 442, 446 : 제 2 배기포트 46, 49, 443, 447 : 제 2 배기관
47 : 비저항계 52, 61 : 약액공급부
52a, 52b : 약액공급탱크 52c : 온도조정용 히터
61a, 61b : IPA공급탱크 62 : IPA공급관로
63 : IPA공급밸브 64 : IPA공급원
70 : 순수(純水) 공급수단 71 : 순수 공급노즐
72 : 순수공급원 73 : 순수 공급관로
74 : 공급펌프 75 : 순수 공급밸브
87 : 절환밸브 88 : 분기관로
89 : N2나이프노즐 101 : 동막
102 : SiN막 103 : low-k막
104 : 포토레지스트막 105 : 콘택트홀
106 : 측벽보호막 401 : 웨트처리장치
402 : 측벽 403 : 케이싱
404 : 외처리조 405 : 내처리조
410 : 보지부재 420 : 외처리실
430 : 내처리실 432, 433 : 토출부
610 : 캐리어 620 : 반입·반출부
621 : 캐리어 반입부 622 : 캐리어 반출부
630 : 처리부 640 : 인터페이스부
650 : 캐리어스톡 660 : 캐리어 크리너
670 : 캐리어 재치대 680 : 캐리어 반송수단
690 : 반송로 L : 약액
W : 반도체 웨이퍼
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 바탕으로 상세하게 설명하기로 한다. 본 실시예에서는, 본 발명의 반도체 웨이퍼의 세정·건조처리장치에 적용한 경우에 대하여 설명하기로 한다.
또한, 이하의 실시예에 있어서, 웨이퍼의 저속회전이란, 웨이퍼 상에 접촉한 처리액을 원심력으로 털어낼 때의 회전수에 비해 저속이라는 의미이며, 반대로 웨이퍼의 고속회전이란, 공급된 처리액이 웨이퍼 상에서 충분하게 반응할 수 있을 정도로 접촉가능한 회전수에 비해 고속이라는 의미이다. 또한, 정지는 저속회전의 한 태양으로서 저속회전에 포함되며, 이 경우에도 반응의 촉진에 기여한다. 또한, 고속회전에서 저속회전으로 변화시킬 때, 급정지동작 또는 급격한 감속동작을 삽입함으로써 웨이퍼로부터 액을 털어낼 수 있는 효과를 높일 수도 있다.
또한, 처리완료 혹은 반응완료란, 반응이 충분하기 진행되어 반응성이 낮아진(반응속도가 느려진) 상태를 말하며, 신규 혹은 미반응이란, 아직 반응을 하지 않아 반응성이 높은 상태 및 반응은 이루어졌지만 필터 등에 의해 원하는 반응성까지 회복한 상태를 말한다.
도 1은, 본 발명에 관한 액처리장치의 제 1 실시예를 나타내는 개략구성도이다. 제 1 실시예에 있어서의 액처리장치는, 피처리체인 반도체 웨이퍼(W)(이하, 웨이퍼(W)라 한다)를 회전가능하게 보지하는 보지수단인 스핀척(1)과, 상기 스핀척(1)을 회전구동하는 회전구동수단인 모터(2)와, 스핀척(1)에 의하여 보지된 웨이퍼(W)의 표면에 처리액, 예를들어 레지스트 박리액, 폴리머 제거액 등의 약액의 공급수단(3A)(약액공급수단)과, 약액의 용제, 예를들어 이소프로필 알콜(IPA)의 공급수단(3B)(IPA공급수단)을 구비하는 처리액 공급수단(3)과, 예를들어 질소(N2) 등의 비활성기체나 청정공기 등의 건조기체(도면에서는 N2의 경우를 나타낸다)의 공급수단(4)(이하, N2공급수단(4)이라 한다)과, 적어도 처리액을 공급하는 타이밍과 처리액을 제거하는 타이밍을 제어하는 제어수단(5)으로 주요부가 구성되어 있다. 여기서 말하는 약액의 용제란, 약액과 반응하지 않고 그 후의 공정에서 사용되는 린스액과도 반응하지 않는 액체로서, 이 약액의 용제에 의하여 웨이퍼(W)나 챔버에 부착된 액약을 대충 씻어낼 수 있는 것이면 좋다.
이 경우, 상기 스핀척(1) 및 상기 스핀척(1)에 의하여 보지된 웨이퍼(W)의 주위 및 하부에는 컵(6)이 설치되어 있으며, 상기 컵(6)에 의해 약액이나 IPA가 외부로 비산되는 것을 방지하고 있다. 또한, 컵(6)의 바닥부에는 배액구(7)와 배기구(8)가 설치되어 있다.
상기 처리액 공급수단(3)은 이동기구(9a)에 의하여 웨이퍼(W)의 상방으로 수평이동이 가능하게, 또한 웨이퍼(W)의 표면근방에 근접하기 위하여 수직이동도 가능하게 구성되며, 웨이퍼(W)의 상면에 처리액 예를들어 약액을 공급(토출)하는 약액공급노즐(3a)을 구비하고 있으며, 상기 약액공급노즐(3a)과 약액공급원(3b)을 접속하는 약액공급관로(3c)에 약액공급원(3b)측으로부터 순서대로 약액공급펌프(3d), 필터(3e), 약액의 온도를 소정온도로 온도조정하는 온도콘트롤러(3f) 및 개폐밸브(3g)가 설치되어 있다. 또한, 이 경우, 약액공급관로(3c)의 개폐밸브(3g)와 약액공급노즐(3a)과의 사이에는, 절환밸브(도시생략)를 사이에 두고 도시를 생략한 IPA공급원이 접속되어 있다.
또한, N2공급수단(4)은, 이동기구(9b)에 의하여 웨이퍼(W)의 상방으로 수평이동과 수직이동이 가능하게 구성되어, 웨이퍼(W)의 상면에 N2기체를 공급(분사)하는 N2기체 공급노즐(4a)을 구비하고 있으며, 상기 N2기체 공급노즐(4a)과 N2기체 공급원(4b)을 접속하는 N2기체 공급관로(4c)에, N2기체 공급원(4b)측으로부터 순서대로 유량 콘트롤러(4d), 필터(4e), 개폐밸브(4f) 및 N2기체의 온도를 소정온도로 온도조정하는 온도조정수단인 온도 콘트롤러(4g)가 설치되어 있다. 또한, 이 경우, N2기체 공급관로(4c)의 온도 콘트롤러(4g)와 N2기체 공급노즐(4a)과의 사이에는, 절환밸브(도시생략)를 매개로 도시를 생략한 린스액, 예를들어 순수(純水) 공급원이 접속되어 있다.
한편, 상기 제어수단(5)은, 예를들어 중앙연산처리장치(CPU)로 형성되어 있으며, 상기 제어수단(5)(이하, CPU(5)라 한다)으로부터의 제어신호가 상기 모터(2), 약액공급노즐(3a)의 이동기구(9a) 및 N2기체 공급노즐(4a)의 이동기구(9b) 등의 구동계와, 약액공급수단(3)의 공급펌프(3d), 온도 콘트롤러(3f) 및 개폐밸브(3g), N2기체 공급수단(4)의 유량 콘트롤러(4d), 개폐밸브(4f) 및 온도 콘트롤러(4g)에 전달되도록 구성되어 있다.
따라서, CPU(5)로부터의 제어신호에 의하여 모터(2)가 소정의 회전수, 예를들어 1∼500rpm의 저속회전과 100∼3000rpm의 고속회전이 절환가능하도록 되어 있다. 이 경우, 저속회전의 회전수와 고속회전의 회전수의 일부가 중복되어 있는데, 약액의 점성에 대응하여 저속회전과 고속회전이 설정되고, 동일한 약액의 경우에는, 저속회전과 고속회전은 중복되지 않는다(이하에 설명하는 경우도 동일하다). 여기서 말하는 저속회전이란, 웨이퍼(W) 상에 접촉한 약액을 원심력으로 털어낼 때의 회전수에 비해 저속이라는 의미이며, 반대로 고속회전이란, 공급된 약액이 웨이퍼(W) 상에서 충분하게 반응할 수 있을 정도로 접촉가능한 회전수에 비해 고속이라는 의미이다.
또한, CPU(5)로부터의 제어신호에 의하여 약액공급노즐(3a) 또는 N2기체 공급노즐(4a)이 웨이퍼(W)의 상방을 수평이동 및 수직이동, 즉 웨이퍼(W)에 대하여 상대이동이 가능하게 되어 있다. 또한, CPU(5)로부터의 제어신호에 의하여 소정량의 약액이나 N2기체가 웨이퍼(W)에 공급되도록 구성되어 있다. 또한, 도시하지는 않았지만, IPA의 공급수단이나 순수의 공급수단에도 마찬가지로 CPU(5)로부터의 제어신호가 전달되어 소정량의 IPA나 순수가 공급되도록 구성되어 있다.
다음으로, 제 1 실시예의 액처리장치를 이용한 액처리방법에 대하여, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.
우선, 도시하지 않은 반송수단에 의하여 웨이퍼(W)를 스핀척(1) 상으로 반송하여 웨이퍼(W)를 스핀척(1)으로 보지한다. 그리고, 이동기구(9a)의 구동에 의하여 약액공급노즐(3a)을 웨이퍼(W)의 중심부 상방으로 이동하여 이 상태에서 모터(2)의 구동에 의하여 스핀척(1) 및 웨이퍼(W)를 저속회전, 예를들어 1∼500rpm의 회전수로 회전시킴과 동시에, 약액공급노즐(3a)로부터 소정량의 약액(L)(예를들어 폴리머 제거액)을 토출하여, 이 상태를 수십초간 수행하여 웨이퍼 표면에 약액(L)을 접촉시킨다{단계 3-1(제 1회 약액공급공정 ; 도 2A 참조)}. 이에 의해 약액(L)인 폴리머 제거액이 화학반응하여 웨이퍼 표면에 부착하는 폴리머의 일부를 용융시켜 제거한다. 또한, 고온에서의 약액처리를 수행하는 경우에는, 고온 콘트롤러(3f)에 의해 약액(L)의 온도를 최적처리온도 보다 약간 높게 조정함으로써, 약액처리를 적절하게 수행할 수 있다.
다음으로, 약액(L)의 토출을 정지시킴과 동시에, 스핀척(1) 및 웨이퍼(W)를 고속회전, 예를들어 100∼3000rpm의 회전수로 회전시켜서, 웨이퍼 표면에 정류(접촉)하는 처리완료된 약액(L)을 원심력에 의해 털어내어 바깥쪽으로 비산시켜 제거한다{단계 3-2(제 1회 약액제거공정 ; 도 2B 참조)}. 이 경우, 보지수단인 스핀척(1)이 회전함으로써 약액제거수단을 구성하고 있다.
웨이퍼 표면의 약액(L)을 털어내어 제거하는 작업을 수초간 실시한 후, 다시 스핀척(1) 및 웨이퍼(W)를 저속회전, 예를들어 1∼500rpm의 회전수로 회전시킴과 동시에, 약액공급노즐(3A)로부터 소정량의 약액(l)을 토출하고, 이 상태를 수십초간 수행하여 웨이퍼 표면에 약액(l)을 접촉시킨다{단계 3-3(제 2회 약액공급공정 ; 도 2c 참조)}. 이로 인해, 약액(L)인 폴리머 제거액이 화학반응하여 웨이퍼 표면에 부착하는 나머지 폴리머의 일부를 용융시켜 제거한다.
2회째의 약액공급을 수행한 후, 상기와 마찬가지로 약액(L)의 토출을 정지시킴과 동시에, 스핀척(1) 및 웨이퍼(W)를 고속회전, 예를들어 100∼3000rpm의 회전수로 회전시키고, 이 상태를 수초간 실시하여 웨이퍼 표면에 정류하는 처리완료된 약액(L)을 원심력에 의해 털어내어 바깥쪽으로 비산시켜 제거한다{단걔 3-4(제 2회 약액제거공정 ; 도 2D 참조)}.
이후, 상기와 동일한 약액공급공정과 약액제거공정을 순서대로 n회(수회 내지 수천회) 반복수행하여 약액공급·제거처리를 종료한다{단계 3-(2n-1), 단계 3-2n}.
다음으로, 약액공급관로(3c)에 설치한 도시를 생략한 절환밸브를 절환하여, 스핀척(1) 및 웨이퍼(W)를 저속회전, 예를들어 1∼500rpm의 회전수로 회전시킴과 동시에, 약액공급노즐(3a)로부터 소정량의 약액(L)의 용제(예를들어 IPA액)를 토출하고, 이 상태를 수십초간 실시하여 웨이퍼 표면에 IPA를 접촉시킨다{단계 5-1(제 1회 IPA공급공정 ; 도 4A 참조)}. 이로 인해, IPA가 웨이퍼 표면에 부착하는 약액(L)(폴리머 제거액)의 일부를 용융시켜 씻어낸다.
다음으로, IPA의 토출을 정시시킴과 동시에, 스핀척(1) 및 웨이퍼(W)를 고속회전, 예를들어 100∼3000rpm의 회전수로 회전시키고, 이 상태를 수초간 실시하여 웨이퍼 표면에 정류하는 IPA를 원심력에 의해 털어내어 바깥쪽으로 비산시켜 제거한다{단계 5-2(제 1회 IPA제거공정 ; 도 4B 참조)}.
상기 IPA공급공정과 IPA제거공정을 도 4C, 도 4D에 나타낸 바와 같이 반복하고{단계 5-3, 단계 5-4}, 이하 마찬가지로 소정회(수회 내지 수천회) 반복수행하여 IPA공급·제거처리를 종료한다{단계 5-(2n-1), 단계 5-2n}.
상기와 같이 하여, 약액공급·제거처리, 즉 제 1∼제 n회 약액공급과 제 1∼제 n회 약액제거를 순서대로 반복하는 약액공급·제거공정과, 제 1∼소정회 IPA공급과 제 1∼소정회 IPA제거를 순서대로 반복하는 IPA공급·제거공정을 수행하여 웨이퍼 표면에 부착하는 폴리머를 제거한다.
도 6에 있어서의 단계 6-1, 단계 6-2에 나타낸 바와 같이 하여, 웨이퍼 표면에 부착한 폴리머를 제거한 후, 약액공급노즐(3a)의 이동기구(9a)를 구동하여 약액공급노즐(3a)을 대기위치로 후퇴시키는 한편, 순수의 공급을 겸용하는 N2기체 공급노즐(4a)을 웨이퍼(W)의 상방중심부로 이동한다. 그리고, 웨이퍼(W)를 계속 회전시키면서 린스액인 순수의 공급원(도시생략)으로부터 공급되는 순수를 웨이퍼(W)에 공급하여, 웨이퍼 표면에 잔류하는 IPA를 제거한다{단계 6-3(린스처리)}.
상기와 같이 해서 린스처리를 실시한 후, N2기체공급관로(4c)에 설치되는 절환밸브(도시생략)를 절환하여, N2기체 공급노즐(4a)로부터 웨이퍼 표면에 N2기체를 공급(분사)하여 웨이퍼 표면에 부착하는 순수의 물방울을 제거한다{단계 6-4(건조처리)}. 이 경우, 온도 콘트롤러(4g)에 의하여 N2기체의 온도를 실온보다 높게 조정함으로써, 건조처리를 효율적으로 수행할 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)의 회전과 N2기체 공급노즐(4a)을 수평방향으로 왕복이동시키는 것을 조합시킴으로써, 더욱 건조처리를 신속하게 수행할 수 있다. 건조처리 후, 웨이퍼(W)를 스핀척(1) 상으로부터 반출하여 처리를 종료한다{단계 6-5}.
상기 제 1 실시예에 있어서의 약액공급(약액접촉)과 약액제거의 반복에 의한 효과를 조사하기 위하여, 시료용 웨이퍼의 표면에 약액을 접촉시키는 공정만을 수행하는 경우와, 웨이퍼의 표면에 약액을 접촉시키는 공정과 웨이퍼를 고속회전시켜서 약액을 제거하는 공정을 반복하여, 예를들어 수십회 실시하여 에칭레이트(Å/min)를 조사한 결과, 약액공급(접촉)만 수행한 경우에 비해 약 2.1배의 에칭레이트를 얻을 수 있었다.
또한, 상기 실시예에서는, 본 발명에 관한 액처리장치를 낱장식 장치에 적용한 경우에 대해서 설명하였는데, 스크러버 장치에도 적용할 수 있다.
도 7A 내지 도 7D는, 본 발명의 액처리장법의 제 2 실시예에 있어서의 약액공급공정 및 약액제거공정을 나타내는 개략측면도이고, 도 8은 제 2 실시예에 있어서의 약액공급 및 약액제거공정의 절차를 나타내는 순서도이다. 또한, 제 2 실시예에 있어서의 구성요소는 도 1에 나타낸 상기 제 1 실시예와 동일하기 때문에, 설명은 생략하기로 한다.
제 2 실시예는, 약액(L)의 공급·제거처리의 신속화를 도모하도록 한 경우로, 약액의 공급을 정지시키지 않고 약액의 제거를 가능하게 한 경우이다.
즉, 제 2 실시예에 있어서는, 도 7A 내지 도 8에 나타낸 바와 같이, 우선 제 1 실시예와 마찬가지로, 이동기구(9a)의 구동에 의하여 약액공급노즐(3a)을 웨이퍼(W)의 중심부 상방으로 이동하고, 이 상태에서 모터(2)의 구동에 의해 스핀척(1) 및 웨이퍼(W)를 저속회전, 예를들어 1∼500rpm의 회전수로 회전시킴과 동시에, 약액공급노즐(3a)로부터 소정량의 약액(L)(예를들어, 폴리머 제거액)을 토출하고, 이 상태를 수십초간 실시하여 웨이퍼 표면에 약액(L)을 접촉시킨다{단계 8-1(제 1회 약액공급공정 ; 도 7A 참조)}.
다음으로, 약액(L)의 토출을 속행시킨 채 스핀척(1) 및 웨이퍼(W)를 고속회전, 예를들어 100∼3000rpm의 회전수로 회전시켜서, 웨이퍼 표면에 정류하는 처리완료된 약액(L)을 원심력에 의해 털어내어 바깥쪽으로 비산시켜 제거한다{단계 8-2(제 1회 약액제거공정 ; 도 7B 참조)}. 이 경우, 보지수단인 스핀척(1)이 회전함으로써 약액제거수단을 구성하고 있다.
상기 약액공급공정과 약액제거공정을 도 7C, 도 7D에 나타낸 바와 같이 반복하고{단계 8-3, 단계 8-4}, 이하 마찬가지로 n회(수회 내지 수천회) 반복수행하여 약액공급·제거처리를 종료한다{단계 8-(2n-1), 단계 8-2n}. 또한, 약액공급공정과 약액제거공정에 있어서의 약액의 공급량을 적절히 조정하도록 하여도 좋다. 예를들어, 약액제거공정시에 있어서의 약액(L)의 공급량을 약액공급공정에 있어서의 약액(L)의 공급량 보다 적게 함으로써, 약액(L)의 사용량을 적게할 수 있다.
상기와 같이 해서, 웨이퍼 표면에 부착하는 폴리머를 제거한 후, 상기 제 1 실시예와 마찬가지로, IPA의 공급공정과 IPA제거공정을 순서대로 소정회(수회 내지 수천회) 반복수행하여 IPA공급·제거처리를 수행하고, 다음으로, 웨이퍼 표면에 순수를 공급하여 린스처리를 수행한 후, 웨이퍼 표면에 N2기체를 공급하여 건조처리를 수행한다. 이와 같이 해서 약액(L)의 토출을 속행시킨 채 웨이퍼(W)를 회전시켜 처리완료된(반응완료된) 액을 털어낼 때에는, 소정온도로 유지된 약액(L)이 웨이퍼(W) 주위의 공간의 온도를 유지하기 때문에, 웨이퍼 자체의 온도저하도 막을 수 있어 약액처리를 효과적으로 수행할 수 있다.
또한, 제 2 실시예에 있어서, 그 밖의 부분은 상기 제 1 실시예와 동일하기 때문에 그 설명은 생략하기로 한다.
도 9A 내지 도 9D는, 본 발명의 액처리방법의 제 3 실시예에 있어서의 약액공급공정 및 약액제거공정을 나타내는 개략측면도이고, 도 10은 제 3 실시예에 있어서의 약액공급 및 약액제거공정의 절차를 나타내는 순서도이다.
제 3 실시예는, 기체를 이용하여 약액의 제거를 수행하도록 한 경우이다. 이 경우, 도시하지 않은 보지수단에 의하여 예를들어 웨이퍼 표면이 수직상태로 보지되는 웨이퍼(W)의 상방양측에 약액공급수단(3A)의 일부를 형성하는 약액공급노즐(3a)을 설치하고, 또한, 웨이퍼(W)의 양측 바깥쪽으로 약액제거수단(3C)의 일부를 형성하는 기체, 예를들어 N2기체의 분사노즐(3h)을 웨이퍼 표면에 대하여 평행이동(수평 및 수직이동)이 가능하게 설치한다. 또한, 약액공급노즐(3a)은, 예를들어 스프레이 노즐로 형성되어 있으며, 약액의 공급형태는, 상기 제 1 실시예의 약액공급수단(3A)과 마찬가지로 구성되어 있다. 또한, N2기체 분사노즐(3h)은, 예를들어 슬릿상의 분사구멍을 가지는 나이프 노즐로 형성되어 있으며, N2기체의 공급형태는, 상기 제 1 실시예에 있어서의 N2기체 공급수단(4)과 마찬가지로 구성되어 있다. 이와 같이 형성된 나이프 노즐(3h)로부터 분사되는 N2기체는, 웨이퍼(W)의 표면을 따라 웨이퍼 표면의 극히 얇은 처리액층(반응층)을 효율적으로 제거할 수 있도록 형성되어 있다.
다음으로, 제 3 실시예에 있어서의 약액공급처리와 약액제거처리에 대하여, 도 9A 내지 도 10을 참조하여 설명하기로 한다.
우선, 약액공급노즐(3a)로부터 소정량의 약액(L)(예를들어 폴리머 제거액)을 스프레이상으로 공급하여 웨이퍼 표면에 약액(L)을 접촉시킨다{단계 10-1(제 1회 약액공급공정 ; 도 9A 참조)}. 다음으로, 약액(L)의 공급을 정지시키고, N2기체 분사노즐(3h)을 웨이퍼(W)에 대하여 계속 평행이동(수평 및 수직이동)시키면서, N2기체 분사노즐(3h)로부터 웨이퍼(W)를 향하여 N2기체를 공급(분사)시켜, 웨이퍼 표면에 정류하는 처리완료된 약액을 제거한다{단계 10-2(제 1회 약액제거공정 ; 도 9B 참조)}.
상기 약액공급공정과 약액제거공정을 도 9C, 도 9D에 나타낸 바와 같이 반복하고{단계 10-3, 단계 10-4}, 이하 마찬가지로 n회(수회 내지 수십회) 반복수행하여 약액공급·제거처리를 종료한다{단계 10-(2n-1), 단계 10-2n}.
상기와 같이 해서, 웨이퍼 표면에 부착하는 폴리머를 제거한 후, 상기 약액공급노즐(3a)과 N2기체 분사노즐(3h)을 이용하여, 상기 제 1 실시예와 마찬가지로 IPA의 공급공정과 IPA제거공정을 순서대로 소정회(수회 내지 수천회) 반복수행하여 IPA공급·제거처리를 수행하고, 다음으로, 웨이퍼 표면에 순수를 공급하여 린스처리를 실시한 후, 웨이퍼 표면에 N2기체를 공급하여 건조처리를 실시한다. 이 경우, 약액제거에 사용되는 N2기체 분사노즐(3h)을 이용하여 웨이퍼(W)의 건조처리를 수행하도록 하면, 구성부재의 삭감을 꾀할수 있음과 동시에 장치의 소형화를 꾀할 수 있다.
또한, 상기 설명에서는, 웨이퍼(W)를 수직상태로 보지하여 약액공급·약액제거처리→IPA공급·IPA제거처리→린스처리→건조처리를 실시하는 경우에 대하여 설명하였지만, 상기 제 1 실시예와 마찬가지로 웨이퍼(W)를 수평상태로 보지한 상태에 있어서도 마찬가지로 처리할 수 있다. 이 경우, 나이프 노즐 대신에 N2기체 분사노즐에 건조처리용 N2기체 공급노즐(4a)(도 1 참조)을 이용할 수도 있다.
또한, 제 3 실시예에 있어서, 그 밖의 부분은 상기 제 1 실시예와 동일하기 때문에 설명은 생략하기로 한다.
상기 제 3 실시예에 있어서의 약액공급(접촉)공정과, N2기체의 분사에 의한 약액제거의 반복을 실시하여 에칭레이트(Å/min)를 조사한 결과, 웨이퍼를 약액에 담가 처리하는 경우에 비해 약 3.4배의 에칭레이트를 얻을 수 있었다. 또한, 이 경우, 웨이퍼를 약액에 담가 웨이퍼의 표면에 약액을 접촉시키는 공정만일 경우에는, 웨이퍼를 약액속에 수분간 침지시켰다. 이에 대해, 웨이퍼를 약액에 침지시켜 약액을 접촉시키는 공정과, 웨이퍼에 N2기체를 분사시켜 약액을 제거하는 공정을 반복수행하는경우에는, 침지시간을 수십초, N2기체 분사시간을 수초, 반복회수를 수십회 실시하였다.
도 11A 내지 도 11D는 본 발명의 액처리방법의 제 4 실시예에 있어서의 약액공급공정 및 약액제거공정을 나타내는 개략측면도이고, 도 12는 제 4 실시예에 잇어서의 약액공급 및 약액제거공정의 절차를 나타내는 순서도이다.
제 4 실시예는 기체를 이용하여 약액을 제거하는 다른 형태이다. 이 경우, 웨이퍼(W)의 처리면이 연직이 되도록 회전가능하게 보지한다는 점, 및 약액제거수단의 일부를 형성하는 기체, 예를들어 N2기체의 분사노즐(3i)을 웨이퍼(W)의 상방으로 수평이동이 가능하게 설치한다는 점 외에는 상기 제 3 실시예와 동일하기 때문에, 설명은 생략하기로 한다.
제 4 실시예에 있어서, 약액공급 및 약액제거를 수행하는 경우에는, 상기 제 3 실시예와 마찬가지로, 우선 약액공급노즐(3a)로부터 소정량의 약액(L)(예를들어 폴리머 제거액)을 스프레이상으로 공급하여 웨이퍼 표면에 약액(L)을 접촉시킨다{단계 12-1(제 1회 약액공급공정 ; 도 11A 참조)}. 다음으로, 약액(L)의 공급을 정지시키고, N2기체 분사노즐(3i)을 웨이퍼(W)에 대하여 계속 평행이동(수평 및 수직이동)시키면서, N2기체 분사노즐(3i)로부터 웨이퍼(W)를 향해서 N2기체를 분사시키고, 웨이퍼(W)의 상측 절반의 영역 A의 표면에 정류하는 처리완료된, 즉, 폴리머 제거(반응)가 충분히 진행되어 반응성이 약해진(반응속도가 느려진) 약액(이하, 처리완료약액이라 한다)(L)을 제거한다{단계 12-2(제 1회 약액제거공정 ; 도 11B 참조)}.
약액(L)을 제거한 후, 웨이퍼(W)를 180도 회전시켜, 웨이퍼(W)의 영역(B)을 상방으로 위치시키고{단계 12-3}, 이 상태에서 약액공급노즐(3a)로부터 신규 약액(L), 즉, 폴리머제거(반응)를 수행해 가는 반응성이 강한 약액(이하 신규약액이라 한다)을 스프레이상으로 공급하여 웨이퍼 표면에 약액(L)을 접촉시킨다{단계 12-4(제 2회 약액공급공정 ; 도 11C 참조)}. 다음으로, 약액(L)의 공급을 정지시키고, N2기체 분사노즐(3i)을 웨이퍼(W)에 대하여 평행이동(수평 및 수직이동)시키면서 N2기체 분사노즐(3i)로부터 웨이퍼(W)를 향하여 N2기체를 분사시키고, 웨이퍼(W)의 영역(B)의 표면에 정류하는 처리완료된 약액(L)을 제거한다{단계12-5(제 2회 약액제거공정 ; 도 11D 참조)}.
상기 약액공급공정과 약액제거공정을 순서대로 n회(수회 내지 수천회) 반복수행하여 약액공급·제거처리를 종료한다{단계 12-(2n-1), 단계 12-2n}.
상기와 같이 해서, 웨이퍼 표면에 부착하는 폴리머를 제거한 후, 상기 약액공급노즐(3a)과 N2기체 분사노즐(3i)을 이용하여, 상기 제 1 실시예와 마찬가지로, IPA의 공급공정과 IPA제거공정을 순서대로 소정회(수회 내지 수천회) 반복수행하여 IPA공급·제거처리를 수행하고, 다음으로, 웨이퍼 표면에 순수를 공급하여 린스처리를 수행한 후, 웨이퍼 표면에 N2기체를 공급하여 건조처리를 수행한다. 이 경우, N2기체의 온도를 소정온도로 유지함으로써, 웨이퍼(W)의 표면온도를 저하시키지 않으면서 웨이퍼(W)의 처리를 효율적으로 수행할 수 있다.
또한, 제 4 실시예에 있어서, 그 밖의 부분은 상기 제 1 실시예와 동일하기 때문에 설명은 생략하기로 한다.
도 13A 내지 도 13D는, 본 발명의 액처리방법의 제 5 실시예에 있어서의 약액공급공정 및 약액제거공정을 나타내는 개략측면도이고, 도 14는 제 5 실시예에 있어서의 약액공급공정 및 약액제거공정의 절차를 나타내는 순서도이다.
제 5 실시예는, 처리액인 약액을 이용하여 반응완료약액을 제거함과 동시에, 신규한 약액과 치환하도록 한 경우이다. 이 경우, 약액공급수단(3A)의 일부를 형성하는, 예를들어 상기 제 4 실시예의 약액공급노즐(3a)을 약액제거수단(3C)의 일부를 형성하는 약액제거용 약액제거노즐로서 겸용시키고, 약액공급시에는 약액(L)의 토출량(토출압)을 적게 하고(도 13A, 도 13C 참조), 약액제거시에는 약액(L)의 토출량(압출압)을 많게 하도록 구성한다(도 13B, 도 13D 참조).
제 5 실시예에 있어서, 약액공급 및 약액제거를 수행하는 경우에는, 상기 제 4 실시예와 마찬가지로, 우선, 약액공급노즐(3a)로부터 소정량의 신규약액(L)(예를들어 폴리머 제거액)을 스프레이상으로 공급하여 웨이퍼 표면에 약액(L)을 접촉시킨다{단계 14-1(제 1회 약액공급공정 ; 도 13A 참조)}. 다음으로, 약액(L)의 공급량{토출량(토출압)}을 많게 하여 웨이퍼(W)에 공급(분사)시켜 웨이퍼(W)의 상측 절반의 영역(A)의 표면에 정류하는 반응성이 적은 처리완료약액(L)을 제거함과 동시에, 반응속도가 빠른 신규약액(L)과 치환한다{단계 14-2(제 1회 약액제거공정 ; 도 13B 참조)}.
처리에 이용된 약액(L)을 제거한 후, 웨이퍼(W)를 180도 회전시켜 웨이퍼(W)의 영역(B)을 상방으로 위치시키고{단계 14-3}, 이 상태에서 약액공급노즐(3a)로부터 다시 약액(L)을 스프레이상으로 공급하여 웨이퍼 표면에 약액(L)을 접촉시킨다{단계 14-4(제 2회 약액공급공정 ; 도 13C 참조)}. 다음으로, 약액(L)의 공급량{토출량(토출압)}을 많게 하여 웨이퍼(W)에 공급(분사)시키고, 웨이퍼(W)의 영역(B)의 표면에 정류하는 반응성이 뛰어난 처리완료약액(L)을 제거함과 동시에, 반응속도가 빠른 신규한 약액(L)과 치환한다{단계 14-5(제 2회 약액제거공정 ; 도 13D 참조)}.
상기 약액공급공정과 약액제거공정을 순서대로 n회(수회 내지 수천회) 반복수행하여 약액공급·제거처리를 종료한다{단계 14-(2n-1), 단계 14-2n}.
상기와 같이 해서, 웨이퍼 표면에 부착하는 폴리머를 제거한 후, 상기 약액공급노즐(3a)을 이용하여 상기 제 1 실시예와 마찬가지로, IPA의 공급공정과 IPA제거공정을 순서대로 소정회(수회 내지 수천회) 반복수행하여 IPA공급·제거처리를 수행하고, 다음으로, 웨이퍼 표면에 순수를 공급하여 린스처리를 수행한 후, 웨이퍼 표면에 N2기체를 공급하여 건조처리를 수행한다.
또한, 제 5 실시예에 있어서, 그 밖의 부분은 상기 제 1 실시예와 동일하기 때문에 그 설명은 생략하기로 한다. 또한, 상기 설명에서는, 약액제거수단(3C)을 약액공급노즐(3a)과 겸용시키는 경우에 대하여 설명하였는데, 상기 제 4 실시예에 있어서의 약액제거수단(3C)의 N2기체 분사노즐(3i)과 동일한 노즐로부터 웨이퍼 표면에 약액을 분사하여 처리에 이용된 약액을 제거함과 동시에, 신규한 약액으로 치환하도록 하여도 좋다. 이 방법에 의하면, 항상 웨이퍼 표면에 신규약액을 공급하게 되기 때문에, 웨이퍼 표면상의 반응은 항상 활성화된다. 따라서, 처리시간의 단축 등의 효과도 볼 수 있다.
도 15는, 본 발명의 제 6 실시예의 액처리방법에 있어서의 약액공급부 및 약액제거부의 요부를 나타내는 개략사시도이고, 도 16A 및 도 16B는, 제 6 실시예에 있어서의 약액공급공정과 약액제거공정을 나타내는 개략측면도이고, 도 17은 제 6 실시예에 있어서의 약액공급공정 및 약액제거공정의 절차를 나타내는 순서도이다.
제 6 실시예는, 처리에 이용된 약액을 흡인에 의하여 제거하도록 한 경우이다. 이 경우, 도 15에 나타낸 바와 같이, 스핀척(1)에 의하여 보지된 웨이퍼(W)의 상방 근방에 약액제거수단(3C)의 일부를 구성하는 약액흡인노즐(3j)을 설치하고, 상기 약액흡인노즐(3j)에 도시를 생략한 흡인장치, 예를들어 진공펌프를 접속시켜 웨이퍼 표면에 공급되어 처리에 이용된 약액(L)을 흡인에 의하여 제거할 수 있도록 구성되어 있다.
제 6 실시예에 있어서, 약액공급 및 약액제거를 수행하는 경우에는, 상기 제 1 실시예와 마찬가지로 우선 약액공급노즐(3a)로부터 소정량의 약액(L)(예를들어 폴리머 제거액)을 토출(공급)함과 동시에, 웨이퍼(W)를 회전시켜 웨이퍼 표면에 약액(L)을 접촉시킨다{단계 17-1(제 1회 약액공급공정 ; 도 16A 참조)}. 다음으로, 웨이퍼(W)를 회전시킨 상태에서 약액(L)의 공급을 정지시키고, 약액흡인노즐(3j)을 작동시켜 웨이퍼 표면에 정류하는 반응성이 약한 처리완료약액(L)을 흡인제거한다{단계 17-2(제 1회 약액제거공정 ; 도 16B 참조)}.
이후, 상기 약액공급공정과 약액제거공정을 순서대로 n회(수회 내지 수천회) 반복수행하여 약액공급·제거처리를 종료한다{단계 17-3, 단계 17-4…단계 17-(2n-1), 단계 17-2n}.
상기와 같이 해서, 웨이퍼 표면에 부착하는 폴리머를 제거한 후, 상기 약액공급노즐(3a)과 약액흡인노즐(3j)을 이용하여 상기 제 1 실시예와 마찬가지로, IPA의 공급공정과 IPA제거공정을 순서대로 소정회(수회 내지 수천회) 반복수행하여 IPA공급·제거처리를 수행하고, 다음으로, 웨이퍼 표면에 순수를 공급하여 린스처리를 수행한후, 웨이퍼 표면에 N2기체를 공급하여 건조처리를 수행한다. 이와 같이 흡인한 약액을 회수하여 재이용할 수도 있다.
또한, 제 6 실시예에 있어서, 그 밖의 부분은 사익 제 1 실시예와 동일하기 때문에 설명은 생략하기로 한다.
도 18은, 본 발명의 제 7 실시예에 관한 액처리장치의 개략구성도이고, 도 19는 제 7 실시예의 액처리장치의 요부단면도이다. 도 25는, 액처리장치의 개략평면도이다.
제 7 실시예는 복수의 웨이퍼(W)를 동시에 세정·건조처리하기 위하여 세정·건조처리 시스템에 액처리장치를 설치한 경우이다.
상기 세정·건조처리 시스템은, 도 25에 나타낸 바와 같이 웨이퍼(W)의 복수장, 예를들어 25장을 연직상태로 수납하는 용기, 예를들어 캐리어(610)를 반입, 반출하기 위한 반입·반출부(620)와, 웨이퍼(W)를 액처리함과 동시에 건조처리하는 처리부(630)와, 반입·반출부(620)와 처리부(630)와의 사이에 위치하여 웨이퍼(W)를 주고받아, 위치조정 및 자세변환 등을 수행하는 인터페이스부(640)로 주로 구성되어 있다. 또한, 반입·반출부(620)와 인터페이스부(640)의 측방에는, 빈 캐리어(610)를 일시 수납하는 캐리어 스톡(650)과, 캐리어(610)를 크리닝하는 캐리어 크리너(660)가 설치되어 있다.
상기 반입·반출부(620)는, 세정·건조처리장치의 일측 단부에 배치되어 있으며, 캐리어 반입부(621)와 캐리어 반출부(622)가 병설되어 있다.
상기 인터페이스부(640)에는 캐리어 재치대(670)가 배치되어 있으며, 상기 캐리어 재치대(670)와, 반입·반출부(620)와의 사이에는 캐리어 반입부(621)로부터 건네받은 캐리어(610)를 캐리어 재치대(670)상 또는 캐리어 스톡(650)으로 반송하여, 캐리어 재치대(670)상의 캐리어(610)를 캐리어 반출부(622) 또는 캐리어 스톡(650)으로 반송하는 캐리어 반송수단(680)이 설치되어 있다. 또한, 인터페이스부(640)에는, 처리부(630)와 나란히 이어지는 반송로(690)가 설치되어 있으며, 상기 반송로(690)에 웨이퍼 반송수단, 예를들어 웨이퍼 반송척(10)이 이동이 자유롭게 설치되어 있다. 상기 웨이퍼 반송척(10)은, 캐리어 재치대(670)상의 캐리어(610) 내로부터 미처리된 웨이퍼(W)를 건네받은 후, 처리부(630)로 반송하여 처리부(630)에서 처리된 처리완료된 웨이퍼(W)를 캐리어(610) 내로 반입할 수 있도록 구성되어 있다.
한편, 상기 처리부(630)에는, 웨이퍼(W)에 부착하는 레지스트나 폴리머 등을 제거하는 본 발명에 관한 액처리장치(20)(이하, 처리장치(20)라 한다)가 설치되어 있다. 이하, 본 발명에 관한 처리장치에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
상기 처리장치(20)는, 도 18에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)를 보지하는 회전가능한 보지수단, 예를들어 회전자(21)와, 상기 회전자(21)를 회전구동하는 회전구동수단인 모터(22)와, 회전자(21)로 보지된 웨이퍼(W)를 포위하는 복수, 예를들어 2개의 처리실(제 1 처리실, 제 2 처리실) 내측챔버(23), 외측챔버(24)와, 이들 내측챔버(23) 또는 외측챔버(24) 내에 수용된 웨이퍼(W)에 대하여 처리유체, 예를들어 레지스트 박리액, 폴리머 제거액 등의 약액 공급수단(50), 상기 약액의 용제 예를들어 이소프로필알콜(IPA)의 공급수단(60), 린스액 예를들어 순수 공급수단(린스액 공급수단(70) 또는 예를들어 질소(N2) 등의 비활성기체나 청정공기 등의 건조기체의 공급수단(80)과, 내측챔버(23)를 구성하는 내측통체(25)와 외측챔버(24)를 구성하는 외측통체(26)를 각각 웨이퍼(W)의 포위위치와 웨이퍼(W)의 포위위치로부터 떨어진 대기위치로 절환이동하는 이동수단, 예를들어 제 1, 제 2 실린더(27, 28) 및 웨이퍼(W)를 상기 웨이퍼 반송척(10)으로부터 건네받아 회전자(21)에 건네줌과 동시에, 회전자(21)로부터 건네받아 웨이퍼 반송척(10)(도 25 참조)에 건네주는 피처리체 주고받기수단, 예를들어 웨이퍼 주고받기핸드(29)로 주요부가 구성되어 있다.
상기와 같이 구성된 처리장치(20)에 있어서의 모터(22), 처리유체의 각 공급수단(50, 60, 70, 80)의 공급부, 웨이퍼 주고받기핸드(29) 등은 제어수단, 예를들어 중앙연산처리장치(30)(이하, CPU(30)라 한다)에 의하여 제어되어 있다.
상기 회전자(21)는, 수평으로 설치되는 모터(22)의 구동축(22a)(도 19 참조)에 연결되어, 웨이퍼(W)의 처리면이 연직이 되도록 보지하고, 수평축을 중심으로 회전가능하게 형성되어 있다. 이 경우, 회전자(21)는, 모터(22)의 구동축(22a)에 커플링(22b)을 매개로 연결되는 회전축(21A)을 가지는 제 1 회전판(21a)과, 상기 제 1 회전판(21a)과 대치하는 제 2 회전판(21b)과, 제 1 및 제 2 회전판(21a, 21b) 간에 가설되는 복수, 예를들어 4개의 고정보지봉(31)과, 이들 고정보지봉(31)에 설치된 보지홈(도시생략)에 의하여 보지된 웨이퍼(W)의 상부를 누르는 도시를 생략한 잠금수단 및 잠금해제수단에 의하여 누르는 위치와 누르지 않는 위치로 절환이동하는 한쌍의 누름봉(32)으로 구성되어 있다. 또한, 회전자(21)의 회전축(21A)은, 베어링(33)을 매개로 제 1 고정벽(34)에 회전가능하게 지지되어 있으며, 제 1 고정벽 측의 베어링(33)에 연결설치되는 래버린스 실(35)에 의하여 모터(22) 측에 발생하는 파티클 등이 처리실 내에 침입하지 않도록 구성되어 있다(도 19 참조). 또한, 모터(22)는 제 1 고정벽(34)에 연결설치되는 고정통체(36) 내에 수납되어 있다. 또한, 모터(22)는, 미리 CPU(30)에 기억된 프로그램을 바탕으로 소정의 고속회전, 예를들어 100∼3000rpm과 저속회전, 예를들어 1∼500rpm을 선택적으로 반복수행할 수 있도록 제어되어 있다. 따라서, 모터(22)는 고속회전과 저속회전과의 절환이 몇번이고 이루어짐으로써 과열될 우려가 있기 때문에, 모터(22)에는 과열을 억제하기 위한 냉각수단(37)(도 18 참조)이 설치되어 있다. 상기 냉각수단(37)은, 도 18에 나타낸 바와 같이 모터(22)의 주위에 배관되는 순환식 냉각파이프(37a)와, 상기 냉각파이프(37a)의 일부와 냉각수 공급파이프(37b)의 일부를 설치하여, 냉각파이프(37a) 내에 봉입되는 냉매액을 냉각하는 열교환기(37c)로 구성되어 있다. 이 경우, 냉매액은 만일 누설되어도 모터(22)가 누전되지 않는 전기절연성이면서 열전도성이 양호한 액, 예를들어 에틸렌글리콜이 사용되고 있다. 또한, 상기 냉각수단(37)은, 도시를 생략한 온도센서에 의하여 검출된 신호를 바탕으로 작동할 수 있도록 상기 CPU(30)에 의하여 제어되고 있다. 또한, 냉각수단(37)은 반드시 상기와 같은 구조일 필요는 없으며, 예를들어 공냉식 혹은 펠티에소자를 이용한 전기식 등 임의의 것을 사용할 수 있다.
한편, 처리실 예를들어 내측챔버(23)(제 1 처리실)는 제 1 고정벽(34)과, 상기 제 1 고정벽(34)과 대치하는 제 2 고정벽(38)과, 이들 제 1 고정벽(34) 및 제 2 고정벽(38)과의 사이에 각각 제 1 및 제 2 실부재(40a, 40b)를 매개로 연결되는 내측통체(25)로 형성되어 있다. 즉, 내측통체(25)는 이동수단인 제 1 실린더(27)(도 18 참조)의 신장(伸張)동작에 의하여 회전자(21)와 함께 웨이퍼(W)를 포위하는 위치까지 이동되어, 제 1 고정벽(34)과의 사이에 제 1 실부재(40a)를 매개로 실드됨과 동시에, 제 2 고정벽(38)과의 사이에 제 2 실부재(40b)를 매개로 실드된 상태에서 내측챔버(23)(제 1 처리실)를 형성한다(도 19 및 도 22 참조). 또한, 내측통체(25)는, 제 1 실린더(27)의 수축동작에 의하여 고정통체(36)의 외주측 위치(대기위치)로 이동되도록 구성되어 있다(도 20, 도 21 및 도 23 참조). 이 경우, 내측통체(25)의 선단 개구부는 제 1 고정벽(34)과의 사이에 제 1 실부재(40a)를 매개로 실드되고, 내측통체(25)의 기단부는 고정통체(36)의 중간부에 설치된 제 3 실부재(40c)를 매개로 실드되어, 내측챔버(23) 내에 잔존하는 약액 분위기가 외부로 누설되는 것을 방지하고 있다.
또한, 외측챔버(24)(제 2 처리실)는, 대기위치로 이동된 내측통체(25)와의 사이에 실부재(40b)를 설치하는 제 1 고정벽(34)과, 제 2 고정벽(38)과, 제 2 고정벽(38)과 내측통체(25)와의 사이에 각각 제 4 및 제 5 실부재(40d, 40e)를 매개로 연결되는 외측통체(26)로 형성되어 있다. 즉, 외측통체(26)는 이동수단인 제 2 실린더(28)의 신장동작에 의하여 회전자(21)와 함께 웨이퍼(W)를 포위하는 위치까지 이동되어, 제 2 고정벽(38)과의 사이에 제 4 실부재(40d)를 매개로 실드됨과 동시에, 내측통체(25)의 선단부 바깥쪽에 위치하는 제 5 실부재(40e)를 매개로 실드된 상태에서 외측챔버(24)(제 2 처리실)를 형성한다(도 23 참조). 또한, 제 2 실린더(28)의 수축동작에 의하여 고정통체(36)의 외주측 위치(대기위치)로 이동되도록 구성되어 있다(도 20 및 도 21 참조). 이 경우, 외측통체(26)와 내측통체(25)의 기단부 간에는 제 5 실부재(40e)가 설치되어 실드되어있다. 따라서, 내측챔버(23)의 내측 분위기와, 외측챔버(24)의 내측 분위기는, 서로 기수밀한 상태로 이격되기 때문에, 양 챔버(23, 24) 내의 분위기가 섞이는 일이 없어 서로 다른 처리유체가 반응하여 생기는 크로스오염을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제 1 내지 제 5 실부재(40a∼40e)는, 실드하는 대상물의 한쪽에 팽창할 수 있게 장착되는 예를들어 합성고무제의 중공패킹 내에 압축공기를 봉입하는 실기구로 형성되어 있다.
상기와 같이 구성되는 내측통체(25)와 외측통체(26)는 모두 선단을 향해 열리는 테이퍼상으로 형성되어 있으며, 동일한 수평선상에 대치하는 제 1 고정벽(34), 제 2 고정벽(38) 및 장치측벽(39)에 가설된 서로 평행한 복수, 예를들어 3개의 가이드레일(도시생략)을 따라 습동가능하게 설치되어 있으며, 상기 제 1 및 제 2 실린더(27, 28)의 신축동작에 의하여 동심상에 서로 출몰 및 중합이 가능하게 형성되어 있다. 이와 같이 내측통체(250 및 외측통체(26)를 일단을 향해 열리는 테이퍼상으로 형성함으로써, 처리시에 내측통체(25) 또는 외측통체(26) 내에서 회전자(21)가 회전되었을 때 발생하는 기류가 열린 측으로 소용돌이치며 흘러나가 내부의 약액 등이 열린측으로 배출되어 나가기 쉽게 할 수 있다. 또한, 내측통체(25)와 외측통체(26)를 동일한 축선상으로 중합하는 구조로 함으로써, 내측통체(25)와 외측통체(26) 및 내측챔버(23) 및 외측챔버(24)의 설치공간을 적게할 수 있음과 동시에, 장치의 소형화를 꾀할수 있다.
상기 내측통체(25) 및 외측통체(26)는 스테인레스강으로 형성되어 있다. 또한, 내측통체(25)의 외주면에는 예를들어 폴리테트라플루오르에틸렌 등의 단열층이 형성되어 있으며, 상기 단열층에 의하여 내측챔버(23) 내에서 처리에 이용된 약액 및 약액의 증기가 차가와지는 것을 방지할 수 있도록 구성되어 있다.
한편, 상기 처리유체 공급수단 중, 약액 예를들어 폴리머 제거액의 공급수단(50)은, 도 18, 도 19 및 도 24에 나타낸 바와 같이, 내측통체(25) 내에 설치되는 약액공급노즐(51)과, 약액공급부(52)와, 상기 약액공급노즐(51)과 약액공급부(52)를 접속하는 약액공급관로(53)에 설치되는 펌프(54), 필터(55), 온도 콘트로러(56), 개폐밸브(57)를 구비하여 이루어진다. 이 경우, 약액공급부(520는, 약액공급원(58)과, 상기 약액공급원(58)으로부터 공급되는 신규한 약액을 저장하는 약액공급탱크(5a)와, 처리에 이용된 약액을 저장하는 순환공급탱크(52b)로 구성되어 있으며, 양 약액공급탱크(52a, 52b)에는, 상기 내측챔버(23)의 열린측 부위의 하부에 설치된 제 1 배액포트(41)에 제 1 배액관(42)이 접속되고, 제 1 배액관(42)에는 도시를 생략한 절환밸브(절환수단)를 매개로 순환관로(90)가 접속되어 있다. 또한, 내측챔버(23)의 열린측 부위의 상부에는 제 1 배기포트(43)가 설치되어 있으며, 제 1 배기포트(43)에는 도시를 생략한 개폐밸브를 설치한 제 1 배기관(44)이 접속되어 있다. 또한, 양 공급탱크(52a, 52b)의 외부에는 온도조정용 히터(52c)가 설치되어, 공급탱크(52a, 52b) 내의 약액이 소정의 온도로 유지되도록 되어 있다. 또한, 약액공급노즐(51)은, 회전자(21)로 보지된 복수, 예를들어 25장의 웨이퍼(W) 전체에 균일하게 약액을 공급할 수 있도록 최단측의 웨이퍼(W)의 바깥쪽 및 각 웨이퍼(W)간에 위치하는 26개의 노즐구멍(도시생략)을 가지는 샤워노즐로 형성되어 있으며, 동시에, 각 노즐구멍으로부터 약액이 거의 부채모양으로 분사되도록 구성되어 있다. 따라서, 약액공급노즐(51)의 노즐구멍으로부터 회전자(21)와 함께 회전하는 웨이퍼를 향하여 약액을 공급함으로써, 회전자(21)에 보지된 복수, 예를들어 25장의 웨이퍼(W)에 균일하게 약액을 공급할 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)의 표면측에만 약액을 공급하는 경우에는 25개의 노즐구멍이라도 좋다.
약액의 용제 예를들어 IPA의 공급수단(60)은, 도 21에 나타낸 바와 같이 내측통체(25) 내에 설치되는 상기 약액공급노즐을 겸용하는 공급노즐(51)(이하, 약액공급노즐(51)로 대표한다)과, 용제공급부(61)와, 상기 공급노즐(51)과 약액공급부(52)를 접속하는 IPA공급관로(62)에 설치되는 펌프(54A), 필터(55A), IPA공급밸브(63)를 구비하여 이루어진다. 이 경우, 용제공급부(61)는, 용제 예를들어 IPA의 공급원(64)과, 상기 IPA공급원(64)으로부터 공급되는 신규한 IPA를 저장하는 IPA공급탱크(61a)와, 처리에 이용된 IPA를 저장하는 순환공급탱크(61b)로 구성되어 있으며, 양 IPA공급탱크(61a, 61b)에는 상기 내측챔버(23)의 열린측 부위의 하부에 설치된 제 1 배액포트(41)에 접속하는 제 1 배액관(42)에 도시를 생략한 절환밸브(절환수단)를 매개로 순환관로(90)가 접속되어 있다.
한편, 린스액 예를들어 순수의 공급수단(70)은, 도 18, 도 19 및 도 24에 나타낸 바와 같이, 제 2 고정벽(38)에 설치된 순수공급노즐(71)과, 순수공급원(72)과, 순수공급노즐(71)과 순수공급원(72)을 접속하는 순수공급관로(73)에 설치되는 공급펌프(74), 순수공급밸브(75)를 구비하여 이루어진다. 이 경우, 순수공급노즐 (71)은, 내측챔버(23)의 외측에 위치함과 동시에, 외측챔버(24)의 내측에 위치할 수 있도록 설치되어 있어, 내측통체(25)가 대기위치로 후퇴하고 외측통체(26)가 회전자(21)와 웨이퍼(W)를 포위하는 위치로 이동하여 외측챔버(24)를 형성하였을 때, 외측챔버(24) 내에 위치하여 웨이퍼(W)에 대하여 순수를 공급할 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 외측챔버(24)의 열린측 부위의 하부에는, 제 2 배액포트(45)가 설치되어 있으며, 상기 제 2 배액포트(45)에는, 도시를 생략한 개폐밸브를 설치한 제 2 배액관(46)이 접속되어 있다. 또한, 제 2 배액관(46)에는, 순수의 비저항값을 검출하는 비저항계(47)가 설치되어 있으며, 상기 비저항계(47)에 의하여 린스처리에 이용된 순수의 비저항값을 검출하고, 그 신호를 상기 CPU(30)에 전달하도록 구성되어 있다. 따라서, 상기 비저항계(47)로 린스처리의 상황을 감시하여 적정한 린스처리가 수행된 후, 린스처리를 종료할 수 있다.
또한, 상기 외측챔버(24)의 열린측 부위의 상부에는, 제 2 배기포트(48)가 설치되어 있으며, 상기 제 2 배기포트(48)에는 도시를 생략한 개폐밸브를 설치한 제 2 배기관(49)이 접속되어 있다.
또한, 건조유체 공급수단(80)은, 도 18, 도 19 및 도 24에 나타낸 바와 같이, 제 2 고정벽(38)에 설치되는 건조유체 공급노즐(81)과, 건조유체 예를들어 질소(N2)공급원(82)과, 건조유체 공급노즐(81)과 N2공급원(82)을 접속하는 건조유체 공급관로(83)에 설치되는 개폐밸브(84), 필터(85), N2온도 콘트롤러(86)를 구비하여 이루어지고, 동시에 건조유체 공급관로(83)에 있어서의 N2온도 콘트롤러(86)의 2차측에 절환밸브(87)를 매개로 상기 IPA공급관로(62)로부터 분기되는 분기관로(88)를 접속하여 이루어진다. 이 경우, 견조유체 공급노즐(81)은, 상기 순수공급노즐(71)과 마찬가지로 내측챔버(23)의 외측에 위치함과 동시에, 외측챔버(24)의 내측에 위치할 수 있도록 설치되어 있으며, 내측통체(25)가 대기위치로 후퇴하고, 외측통체(26)가 회전자(21)와 웨이퍼(W)를 포위하는 위치로 이동하여 외측챔버(24)를 형성하였을 때, 외측챔버(24) 내에 위치하여 웨이퍼(W)에 대하여 N2기체와 IPA의 혼합유체를 안개상으로 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 이 경우, N2기체와 IPA의 혼합유체로 건조시킨 후에, N2기체만으로 또 건조시킨다. 또한, 여기서는, 건조유체가 N2기체와 IPA의 혼합유체인 경우에 대하여 설명하였지만, 이 혼합유체 대신에 N2기체만을 공급하도록 하여도 좋다.
또한, 상기 약액공급수단(50), IPA공급수단(60), 순수공급수단(70) 및 건조유체 공급수단(80)에 있어서의 펌프(54, 54A), 온도 콘트롤러(56), N2온도 콘트롤러(86), 개폐밸브(57), IPA공급밸브(63) 및 절환밸브(87)는, CPU(30)에 의하여 상기 제 1 실시예와 마찬가지로 제어되어 있다(도 18 참조).
또한, 상기와 같이 구성되는 처리장치(20)는, 상방에 필터유니트(도시생략)를 가지는 처리공간 내에 설치되어, 상시 청정공기가 다운플로우되어 있다.
다음으로, 제 7 실시예에 관한 세정·건조처리장치의 동작태양에 대하여 설명하기로 한다. 우선, 반입·반출부(620)의 캐리어 반입부(621)에 반입된 미처리 웨이퍼(W)를 수납한 캐리어(610)를, 캐리어 반송수단(680)에 의하여 캐리어 재치대(670) 상으로 반송한다. 다음으로, 웨이퍼 반송척(10)이 캐리어 재치대(670) 상으로 이동하여 캐리어(610) 내로부터 웨이퍼(W)를 반출하고, 건네받은 웨이퍼(W)를 처리부(630)의 처리장치(20)의 상방, 즉, 내측통체(25) 및 외측통체(26)가 대기위치로 후퇴한 상태의 회전자(21)의 상방위치까지 반송한다. 그러면, 도 17에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼 주고받기핸드(29)가 상승하여 웨이퍼 반송척(10)으로 반송된 웨이퍼(W)를 건네받고, 그 후, 하강하여 웨이퍼(W)를 회전자(21)의 고정보지봉(31) 상으로 건네준 후, 웨이퍼 주고받기핸드(29)는 처음 위치로 이동한다. 회전자(21)의 고정보지봉(31) 상에 웨이퍼(W)를 건네준 후, 도시를 생략한 잠금수단이 작동하여 웨이퍼누름봉(32)이 웨이퍼(W)의 상측 가장자리부까지 이동하여 웨이퍼(W)의 상부를 보지한다(도 21 참조).
상기와 같이 해서 회전자(21)에 웨이퍼(W)가 세트되면, 도 19에 나타낸 바와 같이 내측통체(25) 및 외측통체(26)가 회전자(21) 및 웨이퍼(W)를 포위하는 위치까지 이동하여 내측챔버(230 내에 웨이퍼(W)를 수용한다. 이 상태에 있어서, 우선, 웨이퍼(W)에 약액을 공급하여 약액처리를 수행한다. 상기 약액처리는, 회전자(21) 및 웨이퍼(W)를 저속회전, 예를들어 1∼500rpm으로 회전시킨 상태에서 소정시간 예를들어 수십초간 약액을 공급한 후, 약액의 공급을 정지시키고, 그 후, 회전자(21) 및 웨이퍼(W)를 수초간 고속회전 예를들어 100∼3000rpm으로 회전시켜 웨이퍼(W) 표면에 접촉하는 반응층의 약액을 털어내어 제거한다. 이 경우, 약액제거시간은 약액공급(접촉)시간 보다도 짧게 함으로써 신속하게 제거를 수행하고, 약액공급시간은, 제거시간 보다도 길게 함으로써 웨이퍼 표면에 균일하면서도 충분하게 접촉시켜 반응을 촉진할 수 있다. 단, 약액 또는 저속회전수와 고속회전수의 설정값에 때라서는 반대로 약액제거시간을 약액공급시간 보다 길게 함으로써 처리효과를 향상시킬 수도 있다. 이 약액공급공정과 약액제거공정을 수회 내지 수천회 반복하여 약액처리(약액공급·약액제거처리)를 완료한다. 또한, 도 24에 2점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 내측통체(25) 내에 N2나이프노즐(89)을 설치하고, 약액을 털어낼 때 N2나이프노즐(89)로부터 N2기체를 뿜어내도록 하면, 약액을 털어내는 것, 즉 제거를 신속하게 할 수 있다. 또한, 이 경우 N2나이프노즐(89)은 건조유체 공급수단(80)의 N2공급원(82)에 개폐밸브(도시생략)를 매개로 접속하면 좋다.
또한, 고온처리의 약액의 경우, 웨이퍼(W)의 회전수를 높이면, 웨이퍼 표면에 접촉한 약액의 온도가 저하될 가능성이 있기 때문에, 온도조정한 약액을 예를들어 스프레이 공급하면서, 웨이퍼(W) 주위의 분위기를 고온으로 유지한 상태에서 웨이퍼(W)의 온도저하를 계속 방지하면서 털어내는 처리를 하는 것이 바람직하다.
상기 약액처리공정에 있어서, 처음으로 공급되는 약액은 순환공급탱크(52b) 내에 저장된 약액이 사용되며, 이 처음으로 사용된 약액은 제 1 배액관(42)으로부터 폐기되어 이후의 처리에 이용되는 약액은 공급탱크(52b) 내에 저장된 약액을 순환공급한다. 그리고, 약액처리의 마지막에, 약액공급원(58)으로부터 공급탱크(52a) 내에 공급된 신규한 약액이 사용되어 약액처리가 종료된다.
또한, 약액처리공정시에는, 약액처리에 이용된 약액은 제 1 배액포트(41) 내로 배출되고, 절환밸브(도시생략)의 동작에 의하여 약액공급부(52)의 순환관로(90) 또는 제 1 배액관(42)으로 배출되는 한편, 약액으로부터 발생하는 기체는 제 1 배기포트(43)를 매개로 제 1 배기관(44)으로부터 배기된다.
약액처리를 수행한 후, 내측챔버(23) 내에 웨이퍼(W)를 수용한 채 IPA공급수단(60)의 IPA의 공급노즐을 겸용하는 약액공급노즐(51)로부터 저속회전 예를들어 1∼500rpm으로 회전시킨 상태에서 소정시간, 예를들어 수십초간 IPA를 공급한 후 IPA의 공급을 정지시키고, 그 후, 회전자(21) 및 웨이퍼(W)를 수초간 고속회전, 예를들어 100∼3000rpm으로 회전시켜 웨이퍼(W) 표면에 부착하는 IPA를 털어내어 제거한다. 상기 IPA공급공정과 IPA제거공정을 수회 내지 수천회 반복하여 약액제거처리(IPA공급·IPA제거처리)를 완료한다. 상기 약액제거처리에 있어서도, 상기 약액처리공정과 마찬가지로 처음으로 공급되는 IPA는, 순환공급탱크(61b) 내에 저장된 IPA가 사용되며, 이 최초로 사용된 IPA는 제 1 배기관(42)으로부터 폐기되어 이후의 처리에 이용되는 IPA는 공급탱크(61b) 내에 저장된 IPA를 순환공급한다. 그리고, 약액제거처리의 마지막에는 IPA공급원(64)으로부터 공급탱크(61a) 내에 공급된 신규한 IPA가 사용되며, 약액제거처리가 종료된다.
또한, 약액제거처리에 있어서, 약액제거처리에 이용된 IPA는 제 1 배액포트(41)로 배출되며, 절환밸브(도시생략)의 동작에 의하여 용제공급부(61)의 순환관로(90) 또는 제 1 배액관(42)으로 배출되는 한편, IPA기체는 제 1 ㅂ기포트(43)를 매개로 제 1 배기관(44)으로부터 배기된다.
약액처리 및 약액제거처리가 종료된 후, 도 23에 나타낸 바와 같이, 내측통체(25)가 대기위치로 물러나고, 회전자(21) 및 웨이퍼(W)가 외측통체(26)에 의하여 포위, 즉 외측챔버(24) 내로 웨이퍼(W)가 수용된다. 이 상태에 있어서, 우선, 린스액 공급수단의 순수공급노즐(71)로부터 회전하는 웨이퍼(W)에 대하여 린스액 예를들어 순수가 공급되어 린스처리된다. 여기서, 회전자(21) 및 웨이퍼(W)를 저속회전 예를들어 1∼500rpm으로 회전시킨 상태에서, 소정시간 예를들어 수십초간 린스액을 공급한 후, 린스액의 공급을 정지시키고, 그 후, 회전자(21) 및 웨이퍼(W)를 수초간 고속회전 예를들어 100∼3000rpm으로 회전시켜 웨이퍼(W) 표면으로부터 린스액을 털어내어 제거한다. 이 린스처리에 이용된 순수와 제거된 IPA는 제 2 배액포트(45)를 매개로 제 2 배액관(46)으로부터 배출된다. 또한, 외측챔버(24) 내에 발생하는 기체는 제 2 배기포트(48)를 매개로 제 2 배기관(49)으로부터 외부로 배출된다.
이와 같이 해서 린스처리를 소정시간 수행한 후, 외측챔버(24) 내에 웨이퍼(W)를 수용한 채 건조유체 공급수단(80)의 N2기체 공급원(82) 및 IPA공급원(64)으로부터 N2기체와 IPA의 혼합유체를 회전하는 웨이퍼(W)에 공급하여, 웨이퍼 표면에 부착하는 순수를 제거함으로써, 웨이퍼(W)와 외측챔버(24) 내의 건조를 수행할 수 있다. 또한, N2기체와 IPA의 혼합유체에 의하여 건조처리한 후, N2기체만을 웨이퍼(W)에 공급함으로써, 웨이퍼(W)의 건조와 외측챔버(24) 내의 건조를 보다 한층 효율적으로 수행할 수 있다.
상기와 같이 해서, 웨이퍼(W)의 약액처리, 약액제거처리, 린스처리 및 건조처리가 종료된 후, 외측통체(26)가 내측통체(25)의 외주측의 대기위치로 물러나는 한편, 도시를 생략한 잠금해제수단이 동작하여 웨이퍼누름봉(32)을 웨이퍼(W)의 누름위치로부터 물러나게 한다. 그러면, 웨이퍼 주고받기핸드(29)가 상승하여 회전자(21)의 고정보지봉(31)으로 보지된 웨이퍼(W)를 건네받아 처리장치(20)의 상방으로 이동한다. 처리장치의 상방으로 이동된 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송척(10)에 건네져서 인터페이스부(640)로 반송되어, 캐리어재치대(670) 상의 캐리어(610) 내로 반입된다. 처리완료된 웨이퍼(W)를 수납한 캐리어(610)는 캐리어반송수단(680)에 의하여 캐리어반출부(622)로 반송된 후, 장치외부로 반송된다.
또한, 상기 제 7 실시예에서는, 회전자(21), 내측통체(25) 및 외측통체(26)를 수평축 선상으로 설치하여, 웨이퍼(W)의 처리면을 수직방향으로 회전시켜, 약액처리, 약액제거처리, 린스처리 및 건조처리를 수행하는 경우에 대하여 설명하였지만, 회전자(21), 내측통체(25) 및 외측통체(26)를 수직축 선상으로 설치하여 웨이퍼(W)의 처리면을 수평방향으로 회전시켜 약액처리, 약액제거처리, 린스처리 및 건조처리를 수행하도록 하여도 좋다.
또한, 상기 제 7 실시예에서는, 처리실을 내측챔버(23)(제 1 처리실)와 외측챔버(24)(제 2 처리실)의 2실로 형성하는 경우에 대하여 설명하였지만, 내측통체(25) 및 외측통체(26)와 동일한 통상체를 3개 이상 이용하여 3실 이상의 복수 처리실에서 처리를 수행하는 것도 가능하다. 이와 같은 처리에 의하면, 서로 다른 종료의 약액을 이용한 약액처리를 가능하게 할 수 있다.
또한, 상기 제 7 실시예에서는, 약액공급노즐(51)(IPA공급노즐을 겸용한다)을 내측통체(25) 내에 설치하고, 순수공급노즐(71) 및 건조유체 공급노즐(81)을 내측통체(25) 및 외측통체(26)의 외부의 제 2 고정벽(38)에 설치하는 경우에 대해서 설명하였지만, 약액공급노즐(51)(IPA공급노즐을 겸용한다)을 내측통체(25) 및 외측통체(26)의 외부의 제 2 고정벽(38)에 설치하고, 순수공급노즐(71) 및 건조유체공급노즐(81)을 외측통체(26) 내에 설치하여도 좋고, 혹은, 약액공급노즐(51)(IPA공급노즐을 겸용한다), 순수공급노즐(71) 및 건조유체 공급노즐(81)을 내측통체(25) 및 외측통체(26) 내에 설치하여도 좋다.
또한, 상기 실시예에서는, 내측챔버(23)(제 1 처리실) 내에서 약액처리와 약액제거처리를 수행하고, 외측챔버(24)(제 2 처리실) 내에서 린스처리와 건조처리를 수행하는 경우에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 처리방법은, 반드시 이와 같은 처리방법에 한정되는 것이 아니다. 예를들어, 내측챔버(23)(제 1 처리실)와 외측챔버(24)(제 2 처리실)에 있어서, 종류가 서로 다른 약액을 이용한 약액처리를 수행할 수도 있다. 이와 같이 종류가 서로 다른 약액을 이용하여 서로 다른 처리실, 즉 내측챔버(23)(제 1 처리실)와 외측챔버(24)(제 2 처리실)에서 각각 따로따로 처리함으로써, 서로 다른 종류의 약액이 섞임으로써 발생하는 크로스 오염을 방지할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는 회전자(21)에 수용되는 최대수의 웨이퍼(W)를 처리하는 경우에 대하여 설명하였지만, 필요에 따라서 회전자(21)에 수용되는 최대장수 보다 적은 장수, 경우에 따라서는 1장의 웨이퍼(W)의 처리를 수행할 수도 있다.
또한, 상기 실시예에서는, 본 발명에 관한 액처리방법 및 액처리장치를 반도체 웨이퍼의 세정·건조처리장치에 적용한 경우에 대하여 설명하였지만, 반도체 웨이퍼 이외의 LCD용 유리기판 등에도 적용할 수 있는 것은 물론이다.
이하, 본 발명의 제 8∼제 11의 실시예에 관한 웨이퍼 처리방법을 수행하기 위한 웨트처리장치(401)에 대하여 설명하기로 한다. 도 26 및 도 28은, 모두 웨트처리장치(401)의 단면설명도이며, 도 26은 외처리조(404)의 외부로 내처리조(405)를 꺼낸 상태를 나타내며, 도 28은, 외처리조(404)의 내부로 내처리조(405)를 집어넣은 상태를 나타내고 있다. 도 27은, 도 26의 A-A선 단면도로서, 외처리조(404)의 내부구조를 나타내고 있으며, 도 29는 도 28의 B-B선 단면도로서, 외처리조(404) 및 내처리조(405)의 내부구조를 나타내고 있다.
웨트처리장치(401)는, 웨이퍼(W)의 표면상에 성막된 다층막, 예를들어 포토레지스트막, low-k막(절연막), SiN막(질화실리콘막) 등을 제거할 수 있음과 동시에, low-k막이나 SiN막의 에칭시에 형성된 측벽 보호막(폴리머막)을 제거할 수 있으며, 또한, 순수나 이소프로필알콜(IPA)액에 의하여 웨이퍼(W)를 린스세정하고, 웨이퍼(W)를 스핀건조하도록 구성되어 있다.
도 26 및 도 28에 나타낸 바와 같이, 웨트처리장치(401)는, 측벽(402)에 수평자세로 고착된 케이싱(403)과, 상기 케이싱(403)에 의하여 지지되어 있는 외처리조(404)와, 상기 외처리조(404)에 대하여 진퇴가 자유롭게 구성된 내처리조(405)를 가지고 있다.
케이싱(403) 내에 모터(406)가 설치되어 있으며, 상기 모터(406)의 회전축(407)은, 베어링(도시생략)을 매개로 하여 외처리조(404)의 우측면(도 26 및 도 28의 우측)(404a)을 관통하여, 후술하는 외처리실(420) 내로 돌출되어 있다. 그리고, 회전축(407)의 선단부는, 회전자부(409)에 접속되고, 도 27 및 도 29에 나타낸 바와 같이 상기 회전자부(409)에는 웨이퍼(W)를 보지하기 위한 보지부재(410)가 5개 설치되어 있다.
외처리조(404) 내에는, 예를들어 25장의 웨이퍼(W)를 충분한 여유를 가지고 둘러쌀 수 있는 상술한 외처리실(420)이 형성되어 있다. 상기 외처리실(420)에는, 프로세스 레시피에 따라서 공급원(도시생략)으로부터 각종 약액, 순수, IPA액, N2기체를 토출할 수 있는 토출구(421)를 다수 장착한 토출부(422)가 도 27에 나타낸 바와 같이 외처리실(420)의 상부에 2곳 배치되어 있다.
내처리조(405)에는, 내처리조(405)가 외처리조(404)에 진입하였을 때 외처리실9420) 내에 있어서 웨이퍼(W)를 둘러쌀 수 있는 내처리실9430)이 형성되어 있다. 상기 내처리실(430)에는, 프로세스 레시피에 따라서 공급원9도시생략)으로부터 각종 약액, 순수, IPA액을 토출할 수 있는 토출구(431)를 다수 장착한 토출부(4320가, 도 29에 나타낸 바와 같이 내처리실(430)의 상부에 2곳 배치되어 있다. 또한, 내처리실(430)의 상부에는, 토출부(432)와 동일할 구성을 가지며, N2기체를 토출하는 토출부(433)가 배치되어 있다.
웨트처리장치(401)의 좌측면(도 26 및 도 28 중 좌측)(401a)의 하부에 제 1 배액포트(440)가 설치되어 있으며, 상기 제 1 배액포트(440)에 제 1 배액관(441)이 접속되어 있다. 또한, 제 1 배액포트(440)의 하방에 제 2 배액포트(442)가 설치되어 있으며, 상기 제 2 배액포트(442)에 제 2 배액관(443)이 접속되어 있다. 도 26에 나타낸 상태에서는, 외처리실(420) 내에 토출된 각종 약액, 순수, IPA액은, 제 2 배액포트(442), 제 2 배액관(443)을 매개로 하여 배액된다. 이 경우, 배액된 약액을 회수하여 재이용에 이용할 수 있다. 또한, 도 28에 나타낸 상태에서는, 내처리실(420) 내에 토출된 각종 약액, 순수, IPA액은, 제 1 배액포트(440), 제 1 배액관(441)을 매개로 하여 배액된다. 이 경우에도, 배액된 약액의 재이용을 꾀할 수 있다.
웨트처리장치(401)의 좌측면(도 26 및 도 28의 좌측)(401a)의 상부에 제 1 배기포트(444)가 설치되며, 상기 제 1 배기포트(444)에 제 1 배기관(445)이 접속되어 있다. 또한, 제 1 배기포트(444)의 상방에 제 2 배기포트(446)가 설치되며, 상기 제 2 배기포트(446)에 제 2 배기관(447)이 접속되어 있다. 도 26에 나타낸 상태에서는 제 2 배기포트(446), 제 2 배기관(447)을 매개로 하여 외처리실(420)의 실내 분위기가 배기된다. 또한, 도 28에 나타낸 상태에서는, 제 1 배기포트(444), 제 1 배기관(445)을 매개로 하여 내처리실(430)의 실내 분위기가 배기된다.
다음으로, 이상과 같이 구성된 웨트처리장치(401)에서 이루어지는 제 8 실시예에 관한 웨이퍼 처리방법에 대하여 설명하기로 한다. 상기 웨이퍼 처리방법은, 실리콘(Si) 기판인 웨이퍼(W)의 표면상에 성막된 동(Cu)막에, 포토레지스트막, low-k막(절연막), SiN막(질화 실리콘막)을 적층시켜, 포토레지스트막과 low-k막이나 SiN막의 에칭시에 형성된 측벽 보호막(폴리머막)을 동일한 약액으로서 레지스트·폴리머 제거액을 이용하여 제거(웨트처리)한다. 또한, 포토레지스트막과 측벽 보호막을 동일한 처리실 내에서 제거한다.
도 30A 내지 도 30C는, 상기 웨이퍼 처리방법을 설명하는 공정설명도이다. 또한, 도 31A 및 도 31B는, 웨이퍼(W)에 대하여 웨트처리할 때의 공정설명도이다. 이하의 설명에서는, 내처리실(430) 내를 웨트처리용 처리실로 하고, 외처리실(420)을 후처리용 처리실로 한다.
우선, 도 30A에 나타낸 바와 같이 웨이퍼(W)에 있어서, 전해도금 등에 의하여 웨이퍼(W)의 표면상에 동막(101)을 성막하고, 그 위에 CVD(Chemical Vapor Deposition : 기상성장) 등에 있어서 SiN막(102), low-k막(103)을 순서대로 성막한다. 그리고, 에칭마스크용 포토레지스트막(104)을 성막한다. 상기 포토레지스트막(104)은, SiN막(102), low-k막(103)에 콘택트홀을 형성할 수 있도록 패터닝되어 있다. 또한, SiN막(102)은 동막(101)에 대하여 배리어메탈막으로서 작용하며, 상기 SiN막(102) 대신에 SiNx 등을 성막하는 것도 가능하다. 또한, low-k막(103)은, 저유전율의 절연막으로서 기능한다.
이어서, 도 30B에 나타낸 바와 같이, 포토레지스트막(104)을 에칭마스크로 하고, 고진공역의 고밀도 플라스마에 의한 드라이에칭을 수행하여, SiN막(102), low-k막(103)에 콘택트홀(105)을 형성한다. 이 경우, 미세한 콘택트홀(105)을 웨이퍼(W)의 표면상에 대하여 수직형상의 개구부로서 형성할 수 있도록, 콘택트홀(105)의 측벽을 따라 측벽 보호막(106)을 형성하게 된다. 또한, 지금까지의 공정은 웨트처리장치(401) 내에서가 아니라, 예를들어 도시를 생략한 CVD장치나 에칭장치 등과 같은 다른 처리장치에 의하여 이루어진다.
그리고, 웨트처리장치(401) 내에 있어서 다음과같은 처리를 수행한다. 우선, 이와 같은 처리가 이루어진 예를들어 25장의 웨이퍼(W)를, 도 28 및 도 29에 나타낸 바와 같이 외처리조(404) 내에 들어있는 내처리조(405)의 내처리실(430) 내에 수납한다. 그리고, 모터(406)의 회전가동에 의하여 회전자부(409)를 예를들어 저속회전수로서 1∼500rpm정도로 회전시켜, 토출부(432)로부터 레지스트·폴리머 제거액을 토출시킨다.
이 때의 레지스트 및 폴리머의 제거방법에 대하여 설명하면, 우선, 도 31A에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)에 대하여 미반응의 레지스트·폴리머 제거액을 수십초간 토출한다. 여기서, 미반응의 레지스트·폴리머 제거액이란, 반응성이 높은(반응속도가 높은) 레지스트·폴리머 제거액이며, 이른바 신규한 레지스트·폴리머 제거액, 또는 필터를 이용하여 반응성을 회복한 레지스트·폴리머 제거액을 가리킨다. 또한, 이와 같이 미반응의 레지스트·폴리머 제거액을 웨이퍼(W)의 표면상에 토출하는 경우, 웨이퍼(W)를 예를들어 1∼500rpm정도의 저속회전수로 회전시켜, 토출된 미반응의 레지스트·폴리머 제거액을 웨이퍼(W)의 표면상에 균일하게 확산시킨다. 이로 인해, 웨이퍼(W)의 표면상에 골고루 화학반응을 일으켜, 웨이퍼(W)의 표면상의 포토레지스트막(104), 측벽 보호막(106)을 전체적으로 균일하게 용해시킨다.
또한, 이 경우, 레지스트·폴리머 제거액의 점성에 따라 웨이퍼(W)의 회전수를 제어하고, 웨이퍼(W)의 표면전체에 미반응의 레지스트·폴리머 제거액을 확산시키도록 한다. 즉, 예를들어 레지스트·폴리머 제거액의 점성이 높은 경우에는, 저속회전수의 범위 내에 있어서 비교적 높은 회전수로 웨이퍼(W)를 회전시키도록 하고, 점성이 높은 레지스트·폴리머 제거액의 유동성을 높여 전체로 확산시키도록 한다. 한편, 레지스트·폴리머 제거액의 점성이 낮은 경우에는, 저속회전수의 범위 내에 있어서 비교적 낮은 회전수로 웨이퍼(W)를 회전시킴으로써, 레지스트·폴리머 제거액을 웨이퍼(W)의 표면상에 균일하게 확산시킬 수 있다. 또한, 여기서 말하는 저속회전수란, 웨이퍼(W)의 표면상에 공급된 레지스트·폴리머 제거액이, 반응에 충분한 시간동안 웨이퍼(W)의 표면에 접촉할 수 있는 정도의 낮은 회전수로서, 후술하는 고회전수에 비해 저속이라는 의미이다.
그리고, 이와 같이 웨이퍼(W)의 표면상의 포토레지스트막(104), 측벽 보호막(106)을 용해시킴으로써, 반응속도가 느려진 반응완료된 레지스트·폴리머 제거액이 웨이퍼(W)의 표면상에 체류하게 된다. 또한, 여기서, 반응완료된 레지스트·폴리머 제거액이란, 웨이퍼(W)의 표면상 등에서 포토레지스트막(104)이나 측벽 보호막(106)을 용해시킴으로써 반응성이 낮아진 (반응속도가 느려진) 레지스트·폴리머 제거액을 가리키고 있다.
따라서, 이와 같이 반응완료된 레지스트·폴리머 제거액이 웨이퍼(W)의 표면상에 체류한 경우에는, 토출부(432)로부터의 레지스트·폴리머 제거액의 토출을 정지시키고, 대신에 도 31B에 나타낸 바와 같이 가열된 N2기체를 토출부(432)로부터 예를들어 약 수초간 분사시켜, 웨이퍼(W)의 표면상으로부터 반응완료된 레지스트·폴리머 제거액이 밀려나가게 한다. 또한, 이와 같이 토출부(432)로부터 N2기체를 분사하고 있는 동안에, 모터(406)의 가동량을 올려 웨이퍼(W)의 회전수를 예를들어 100∼3000rpm정도의 고속회전수로 하고, 원심력에 의하여 웨이퍼(W)로부터 반응완료된 레지스트·폴리머 제거액을 털어낸다.
여기서, 반응완료된 레지스트·폴리머 제거액을 그 점성에 따라 효과적으로 웨이퍼(W)의 표면상으로부터 제거하기 위하여, 레지스트·폴리머 제거액의 점성에 따라 웨이퍼(W)의 회전수를 제어하여 제거한다. 즉, 예를들어 레지스트·폴리머 제거액의 점성이 높은 경우에는, 고속회전수의 범위 내에 있어서 비교적 높은 회전수로 웨이퍼(W)를 회전시키도록 하고, 큰 원심력에 의하여 점성이 높은 레지스트·폴리머 제거액이라도 충분히 털어낼 수 있도록 한다. 한편, 레지스트·폴리머 제거액의 점성이 낮은 경우에는, 고속회전수의 범위 내에 있어서 비교적 낮은 회전수로 웨이퍼(W)를 회전시킴으로써, 작은 원심력으로도 점성이 낮은 레지스트·폴리머 제거액을 털어낼 수 있다. 또한, 여기서 말하는 고속회전수란, 웨이퍼(W)의 표면상의 레지스트·폴리머 제거액을 원심력으로 확실하게 주위로 털어낼 수 있는 정도의 높은 회전수로서, 앞서 설명한 저회전수에 비해 고속인 것을 의미한다.
이렇게 해서, 웨이퍼(W)의 표면상으로부터 반응완료된 레지스트·폴리머 제거액을 적절히 제거하여, 웨이퍼(W)의 표면상에 반응완료된 레지스트·폴리머 제거액이 머물지 않도록 한다. 이후, 도 31A의 미반응의 레지스트·폴리머 제거액을 공급하는 공정과 도 31B의 반응완료된 레지스트·폴리머 제거액을 제거하는 공정을 예를들어 수회∼수천회 정도 반복하여 처리를 수행한다. 이로 인해, 반응성이 높은 신규한 레지스트·폴리머 제거액을 웨이퍼(W)의 표면상에 항상 공급함으로써, 웨이퍼(W)의 표면상의 포토레지스트막(104)이나 측벽 보호막(106)을 단시간에 효율적으로 제거할 수 있게 된다.
이와 같이 포토레지스트막(104), 측벽 보호막(106)을 제거함으로써, 도 30C에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)의 표면상에는 동막(101), 콘택트홀(105)이 형성된 SiN막(102), low-k막(103)이 남게 된다. 레지스트 및 폴리머의 제거가 종료되면, 토출부(432)로부터 IPA액을 토출시켜 앞의 화학반응시에 생성된 반응물을 웨이퍼(W)로부터 씻어낸다. 또한, IPA액 대신에 순수를 토출하여 반응물을 씻어내리도록 하여도 좋다.
이어서, 내처리조(405)를 외처리조(404)로부터 물러나게 하여, 외처리실(420) 내에 웨이퍼(W)를 수납한다. 토출부(422)로부터 순수를 토출시켜 웨이퍼(W)를 린스처리하고, 마지막으로 스핀건조를 수행한다.
이상 설명한 바와 같이, 이와 같은 제 8 실시예에 관한 웨이퍼 처리방법에 의하면, 포토레지스트막(104)과 측벽 보호막(106)을 레지스트·폴리머 제거액을 이용하여 제거하기 때문에, 종래와 같이 포토레지스트막(104)을 드라이애싱할 필요가 없어진다. 따라서, 드라이애싱을 수행할 때 발생하는 플라스마가, 동막(101)에 대하여 악영향을 미치거나, 산화에 의한 대미지를 주는 약영항을 방지할 수 있게 된다. 그 결과, 저저항이면서 고폼질인 동배선을 제조할 수 있게 된다.
더구나, 포토레지스트막(104)과 측벽 보호막(106)을 동일한 약액을 이용하여 동시에 제거하기 때문에, 포토레지스트막(104)과 측벽 보호막(106)을 다른 약액을 이용하여 웨트처리하는 경우에 비해 웨트처리가 간단해진다. 또한, 처리시간도 단축시킬 수 있다. 또한, SiN막(102)에 의하여 동막(101)을 플라스마로부터 보호할 필요가 없기 때문에, SiN막(102)을 그대로 박막으로 유지할 수 있다. SiN막(102)은 고유전율의 막이기 때문에, SiN막(102)의 막두께를 두껍게 하여 동막(101)을 보호하고자 하면, SiN막(102)에 전하가 쌓일 우려가 있지만, 이와 같이 박막으로 유지함으로써 배선간 용량의 증가를 방지할 수 있다.
또한, 도 31A, 도 31B에서 설명한 바와 같이, 미반응의 레지스트·폴리머 제거액을 공급하는 공정과 반응완료된 레지스트·폴리머 제거액을 제거하는 공정을 반복함으로써, 웨이퍼(W)의 표면상에 항상 미반응의 레지스트·폴리머 제거액을 공급할 수 있게 된다. 이 때문에, 웨이퍼(W)의 표면상에서는 화학반응이 활발하게 이루어짐으로써, 포토레지스트막(104) 및 측벽 보호막(106)의 제거를 효율적으로 수행할 수 있게 된다.
또한, 이 경우, 미반응의 레지스트·폴리머 제거액을 공급하는 것을 일단 정지시키고, 반응완료된 레지스트·폴리머 제거액을 제거하는 공정을 수행하였는데, 미반응의 레지스트·폴리머 제거액을 공급하면서, 제거시에는 웨이퍼(W)의 회전수를 미반응의 레지스트·폴리머 제거액의 공급시 보다도 높게 하여 원심력으로 반응완료된 레지스트·폴리머 제거액을 제거하는 공정을 수행하여도 좋다. 또한, N2기체를 분사시키지 않고 원심력만으로 웨이퍼(W)로부터 반응완료된 레지스트·폴리머 제거액을 제거시켜도 좋으며, 반대로 웨이퍼(W)를 회전시키지 않고, N2기체를 분사하는 것만으로 반응완료된 레지스트·폴리머 제거액을 제거하도록 하여도 좋다. 또한, N2기체 대신에 순수나 IPA를 분사하여 반응완료된 레지스트·폴리머 제거액을 제거하여도 좋다.
또한, 내처리실(430) 내에서 오직 약액처리만 하기 때문에, 외처리실(420) 내의 내벽에는, 포토레지스트막(104) 및 측벽 보호막(106)을 제거할 때에 생성되는 반응물이 내벽에 부착하는 일 없이, 외처리실(420) 내를 청정하게 유지할 수 있다.
따라서, 린스처리, 스핀건조를 효과적으로 수행할 수 있으며, 웨이퍼 처리를 깨끗하게 마무리할 수 있다. 또한, 이와 같은 외처리실(420) 내에 내처리실(430)이 진퇴가 자유롭게 구성된 웨트처리장치(401)에서는, 처리를 연속적으로 수행할 수 있기 때문에 쓰르우풋의 향상을 꾀할 수 있다.
또한, 제 8 실시예에 관한 웨트처리방법에 있어서는, 외처리실(420)과 내처리실(430)에 대하여 공급되는 액체의 유무, 즉, 레지스트·폴리머 제거액, IPA액, 순수의 유무나 스핀건조(드라이)를 자유롭게 조합시킴으로써, 복수의 프로세스 레시피를 설정할 수 있으며, 이들 예를 표 1에 나타내었다.
| 번호 | 내처리실 | 외처리실 |
| No1No2No3No4 | 레지스트·폴리머제거액 →IPA액레지스트·폴리머제거액 →IPA액레지스트·폴리머제거액 →순수레지스트·폴리머제거액 → | →순수→드라이→ →드라이→순수→드라이→ →드라이 |
이와 같은 프로세스 레시피 No1∼No4 중에서, 예를들어 포토레지스트막, 측벽 보호막, low-k막의 종류에 의하여 최적의 프로세스 레시피를 선택하면, 양호한 웨이퍼 처리를 수행할 수 있다.
다음으로, 제 9 실시예에 관한 웨트처리방법에 대하여 설명하기로 한다. 이 웨트처리방법은, 포토레지스트막과 측벽 보호막(폴리머막)을 서로 다른 약액을 이용하여 제거(웨트처리)한다. 또한, 포토레지스트막과 측벽 보호막을 서로 다른 처리실 내에서 제거한다. 또한, 포토레지스트막을 제 1 약액으로서 레지스트 제거액을 이용하여 제거하고, 측벽 보호막을 제 2 약액으로서 폴리머 제거액을 이용하여 제거한다.
도 32A 내지 도 32D는, 상기 웨트처리방법을 설명하는 공정설명도이다. 이하의 설명에서는, 내처리실(430)을 레지스트 박리용 처리실로 하고, 외처리실(420)을 폴리머 제거용 처리실로 한다.
우선, 도 32A, 도 32B에 있어서, 앞서 설명한 도 30A, 도 30B와 마찬가지 공정을 수행한다. 또한, 지금까지의 공정은, 웨트처리장치(401) 내에서가 아니라, 예를들어 도시를 생략한 CVD장치나 에칭장치 등과 같은 다른 처리장치에 의하여 이루어진다. 그리고, 웨트처리장치(401) 내에 있어서 다음과 같은 처리를 수행한다. 우선, 웨이퍼(W)를 내처리실(430) 내에 수납한다. 그리고, 토출부(432)로부터 레지스트 제거액을 토출신킨다. 이 때도, 앞서 설명한 도 31A, 도 31B의 공정과 마찬가지로, 이른바 미반응의 레지스트 제거액의 공급과 반응완료된 레지스트 제거액의 제거를 반복함으로써 효율적으로 포토레지스트막(104)을 제거한다.
이어서, 도 32C에 나타낸 바와 같이, 포토레지스트막(104)을 제거하면, 토출부(432)로부터 IPA액, 순수를 순서대로 토출시켜, 반응물을 씻어내려 린스처리를 수행한다. 그리고, 웨이퍼(W)를 스핀건조시킨다.
이어서, 내처리조(405)를 외처리조(404) 내로부터 물러나게 하고, 외처리실(420) 내에 웨이퍼(W)를 수납한다. 토출부(422)로부터 폴리머 제거액을 토출시킨다. 이 때도, 앞서 설명한 도 31A, 도 31B의 공정과 마찬가지로, 이른바 미반응의 폴리머 제거액의 공급과 반응완료된 폴리머 제거액의 제거를 반복함으로써 효율적으로 측벽 보호막(106)을 제거한다.
이어서, 도 32D에 나타낸 바와 같이, 측벽 보호막(106)을 제거하면, 토출부(422)로부터 IPA액, 순수를 순서대로 토출시켜 반응물을 씻어내려 린스처리를 수행한다. 그리고, 웨이퍼(W)를 스핀건조시킨다.
이상 설명한 바와 같이, 제 9 실시예에 관한 웨이퍼 처리방법에 의하면, 포토레지스트막(104)에 대한 웨트처리(레지스트 박리)의 경우와 측벽 보호막(106)에 대한 웨트처리(폴리머 제거)의 경우에서 약액을 적절히 분별해서 사용할 수 있기 때문에, 막의 종류에 따른 유연한 웨트처리를 수행할 수 있다. 또한, 포토레지스트막(104)에 대한 웨트처리와 측벽 보호막(106)에 대한 웨트처리가 서로 다른 처리실에서 이루어지기 때문에, 레지스트 제거액과 폴리머 제거액이 혼합되는 일이 없다. 따라서, 이들 약액이 혼합됨으로써 발생하는 원하지 않는 반응을 방지할 수 있다. 여기서, 원하지 않은 반응이란, 이들 약액이 혼합됨으로써 예를들어 오염이 발생하거나, 부식성이 강한 액체가 생성되는 것을 말한다. 물론, 동막(101)을 산화시키는 등의 대미지를 방지하고, 저저항으로 고품질의 동배선을 제조할 수 있다.
또한, 내처리실(430)을 폴리머 제거용 처리실로 하고, 외처리실(420)을 레지스트 백리용 처리실로 하여도 좋다. 도 33A 내지 도 30D는, 이 경우의 웨이퍼 처리방법을 설명하는 공정설명도이다.
우선, 도 33A, 도 33B에 있어서, 앞서 설명한 도 30A 내지 도 30C 및 도 32A, 도 32B와 동일한 공정을 수행한다. 또한, 지금까지의 공정은, 웨트처리장치(401) 내에서가 아니라, 예를들어 도시를 생략한 CVD장치나 에칭장치 등과 같은 다른 처리장치에 의하여 이루어진다. 그리고, 웨트처리장치(401) 내에 있어서 다음과 같은 처리를 수행한다. 우선, 웨이퍼(W)를 내처리실(430) 내에 수납한다. 그리고, 토출부(432)로부터 폴리머 제거액을 토출시킨다. 이 때도, 앞서 설명한 도 31A, 도 31B의 공정과 마찬가지로, 이른바 미반응의 폴리머 제거액의 공급과 반응완료된 폴리머 제거액의 제거를 반복함으로써 효율적으로 측벽 보호막(106)을 제거한다.
이어서, 도 33C에 나타낸 바와 같이, 측벽 보호막(106)을 제거하면, 토출부(432)로부터 IPA액, 순수를 순서대로 토출시키고, 반응물을 씻어내려 린스처리를 수행한다. 그리고, 웨이퍼(W)를 스핀건조시킨다.
이어서, 내처리조(405)를 외처리조(404) 내로부터 물러나게 하여 외처리실(420) 내에 웨이퍼(W)를 수납한다. 토출부(422)로부터 레지스트 제거액을 토출시킨다. 이 때도, 앞서 설명한 도 31A, 도 31B의 공정과 마찬가지로, 이른바 미반응의 레지스트 제거액의 공급과 반응완료된 레지스트 제거액의 제거를 반복함으로써 효율적으로 포토레지스트막(104)을 제거한다.
이어서, 도 33D에 나타낸 바와 같이, 포토레지스트막(104)을 제거하면, 토출부(422)로부터 IPA액, 순수를 순서대로토출시켜서, 반응물을 씻어내려 린스처리를 수행한다. 그리고, 웨이퍼(W)를 스핀건조시킨다.
이와 같은 공정에 의해서도, 원하지 않은 반응을 방지할 수 있다. 또한, 동막(101)을 산화시키는 등의 대미지를 방지할 수 있다.
또한, 제 9 실시예에 관한 웨이퍼 처리방법에 있어서는, 상기 제 8 실시예에 관한 웨이퍼 처리방법과 마찬가지로, 외처리실(420)과 내처리실(430)에 대하여 공급되는 액체의 유무에 의하여 복수의 프로세스 레시피를 설정할 수 있다. 이들 프로세스 레시피를 표 2, 표 3에 나타내었다.
| 번호 | 내처리실 | 외처리실 |
| No1No2No3No4No5No6No7No8No9No10No11No12No13No14No15No16No17No18No19No20No21No22No23No24 | 레지스트제거액 →IPA액→순수→ 드라이레지스트제거액 →IPA액→순수→레지스트제거액 →IPA액→ → 드라이레지스트제거액 →IPA액→ →레지스트제거액 → →순수→ 드라이레지스트제거액 → →순수→레지스트제거액 → → → 드라이레지스트제거액 → → →레지스트제거액 →IPA액→순수→ 드라이레지스트제거액 →IPA액→순수→레지스트제거액 →IPA액→순수→ 드라이레지스트제거액 →IPA액→순수→레지스트제거액 →IPA액→ → 드라이레지스트제거액 →IPA액→ →레지스트제거액 →IPA액→ → 드라이레지스트제거액 →IPA액→ →레지스트제거액 → →순수→ 드라이레지스트제거액 → →순수→레지스트제거액 → →순수→ 드라이레지스트제거액 → →순수→레지스트제거액 → → → 드라이레지스트제거액 → → →레지스트제거액 → → → 드라이레지스트제거액 → → → | → 폴리머제거액→IPA액→순수→드라이→ 폴리머제거액→IPA액→순수→드라이→ 폴리머제거액→IPA액→순수→드라이→ 폴리머제거액→IPA액→순수→드라이→ 폴리머제거액→IPA액→순수→드라이→ 폴리머제거액→IPA액→순수→드라이→ 폴리머제거액→IPA액→순수→드라이→ 폴리머제거액→IPA액→순수→드라이→ 폴리머제거액→IPA액→ →드라이→ 폴리머제거액→IPA액→ →드라이→ 폴리머제거액→ →순수→드라이→ 폴리머제거액→ →순수→드라이→ 폴리머제거액→IPA액→ →드라이→ 폴리머제거액→IPA액→ →드라이→ 폴리머제거액→ →순수→드라이→ 폴리머제거액→ →순수→드라이→ 폴리머제거액→IPA액→ →드라이→ 폴리머제거액→IPA액→ →드라이→ 폴리머제거액→ →순수→드라이→ 폴리머제거액→ →순수→드라이→ 폴리머제거액→IPA액→ →드라이→ 폴리머제거액→IPA액→ →드라이→ 폴리머제거액→ →순수→드라이→ 폴리머제거액→ →순수→드라이 |
| 번호 | 내처리실 | 외처리실 |
| No25No26No27No28No29No30No31No32No33No34No35No36No37No38No39No40No41No42No43No44No45No46No47No48 | 폴리머제거액→IPA액→순수→드라이폴리머제거액→IPA액→순수→폴리머제거액→IPA액→ →드라이폴리머제거액→IPA액→ →폴리머제거액→ →순수→드라이폴리머제거액→ →순수→폴리머제거액→ → →드라이폴리머제거액→ → →폴리머제거액→IPA액→순수→드라이폴리머제거액→IPA액→순수→폴리머제거액→IPA액→순수→드라이폴리머제거액→IPA액→순수→폴리머제거액→IPA액→ →드라이폴리머제거액→IPA액→ →폴리머제거액→IPA액→ →드라이폴리머제거액→IPA액→ →폴리머제거액→ →순수→드라이폴리머제거액→ →순수→폴리머제거액→ →순수→드라이폴리머제거액→ →순수→폴리머제거액→ → →드라이폴리머제거액→ → →폴리머제거액→ → →드라이폴리머제거액→ → → | →레지스트제거액→IPA액→순수→드라이→레지스트제거액→IPA액→순수→드라이→레지스트제거액→IPA액→순수→드라이→레지스트제거액→IPA액→순수→드라이→레지스트제거액→IPA액→순수→드라이→레지스트제거액→IPA액→순수→드라이→레지스트제거액→IPA액→순수→드라이→레지스트제거액→IPA액→순수→드라이→레지스트제거액→IPA액→ →드라이→레지스트제거액→IPA액→ →드라이→레지스트제거액→ →순수→드라이→레지스트제거액→ →순수→드라이→레지스트제거액→IPA액→ →드라이→레지스트제거액→IPA액→ →드라이→레지스트제거액→ →순수→드라이→레지스트제거액→ →순수→드라이→레지스트제거액→IPA액→ →드라이→레지스트제거액→IPA액→ →드라이→레지스트제거액→ →순수→드라이→레지스트제거액→ →순수→드라이→레지스트제거액→IPA액→ →드라이→레지스트제거액→IPA액→ →드라이→레지스트제거액→ →순수→드라이→레지스트제거액→ →순수→드라이 |
이와 같은 프로세스 레시피 No1∼No48 중에서, 최적의 프로세스 레시피를 선택할 수 있다.
다음으로, 제 10 실시예에 관한 웨이퍼 처리방법에 대하여 설명하기로 한다. 이 웨이퍼 처리방법은, 동일한 처리실 내에서 서로 다른 약액, 즉 레지스트 제거액, 폴리머 제거액을 이용하여 포토레지스트막(104)과 측벽 보호막(폴리머막)(106)을 제거(웨트처리)한다.
이 경우, 내처리실(430) 내를 웨트처리용 처리실로 하고, 외처리실(420)을 후처리용 처리실로 한다. 내처리실(430) 내에서 레지스트 제거액, IPA액, 순수, 스핀건조, 폴리머 제거액, IPA액을 순서대로 공급함으로써, 앞서 설명한 도 32A 내지 도 32D와 동일한 공정을 수행한다. 그리고, 내처리조(405)를 외처리조(404) 내로부터 퇴출시키고, 외처리실(420) 내에 웨이퍼(W)를 수납한다. 외처리실(420) 내에서 린스처리, 스핀건조를 수행함으로써 후처리를 수행한다. 또한, 내처리실(430) 내에서 폴리머 제거 후, IPA액, 순수, 스핀건조, 레지스트 제거액, IPA액을 순서대로 공급함으로써, 앞서 설명한 도 33A 내지 도 33D와 동일한 공정을 수행한다. 그리고, 내처리조(405)를 외처리조(404) 내로부터 퇴출시키고 외처리실(420) 내에 웨이퍼(W)를 수납한다. 외처리실(420) 내에서 린스처리, 스핀건조를 수행함으로써 후처리를 실시한다. 상기 어느 경우에도 동막(101)을 산화시키는 등의 대미지를 방지하고, 저저항으로 고품질의 동배선을 제조할 수 있다.
또한, 제 10 실시예에 관한 웨이퍼 처리방법에 있어서는, 상기 제 8 및 제 9 실시예에 관한 웨이퍼 처리방법과 마찬가지로, 외처리실(420)과 내처리실(430)에 대하여 공급되는 액체의 유무에 의하여 복수의 프로세스 레시피를 설정할 수 있다. 이들 프로세스 레시피를 표 4, 표 5에 나타내었다.
이와 같은 프로세스 레시피 No1∼No64 중에서, 최적의 프로세스 레시피를 선택할 수 있다.
또한, 본 발명은, 동배선 뿐만 아니라, 예를들어 종래와 같은 Al(알루미늄)배선, Ti(티탄)배선, W(텅스텐)배선, Ta(탄탈)배선 등을 제조할 때에도 적용할 수 있다. 또한, 상기 웨이퍼(W)를 웨트처리하는 장치는, 예를들어 DIP방식(수조내에 충전한 약액속으로 기판을 침지시킨다)의 처리조나 스프레이노즐 방식의 처리조를 다수 배열시키는 다조식 웨트처리장치 등이라도 좋다. 또한, 상기 웨이퍼(W)에 한정되는 것이 아니라, 예를들어 LCD기판, CD기판, 프린트기판, 세라믹기판 등을 웨트처리할 때 적용할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 피처리체에 처리액을 공급하여 피처리체의 표면에 처리액을 접촉시키는 공정과, 상기 피처리체의 표면에 접촉하는 처리액을 제거하는 공정을 가지며, 상기 공정을 순서대로 반복수행하도록 하고 있으며, 또한, 피처리체에 처리액을 공급하여 피처리체의 표면에 처리액을 접촉시키는 공정과, 상기 피처리체의 표면에 처리액을 분사하여 피처리체의 표면에 접촉하는 처리액을 신규한 처리액으로 치환하는 공정을 가지며, 상기 공정을 순서대로 반복수행하도록 하고 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 피처리체를 보지하는 보지장치와, 상기 피처리체에 처리액을 공급하는 처리액 공급장치와, 상기 피처리체 표면에 접촉하는 처리액을 제거하는 처리액 제거장치와, 적어도 상기 처리액을 공급하는 타이밍과 처리액을 제거하는 타이밍을 순서대로 반복수행하기 위해 상기 처리액 공급장치의 공급타이밍 및 상기 처리액 제거장치의 제거타이밍을 제어하는 제어장치를 구비하도록 하고 있다.
따라서, 피처리체 표면에 접촉하여 화학반응하고 반응성이 약해진(반응속도가 느려진) 처리완료된 처리액을 반응성이 강한 신규한 처리액으로 자주 치환할 수 있기 때문에, 처리효율의 향상을 꾀할 수 있음과 동시에, 적은 처리액으로 원하는 액처리를 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 반도체 제조의 다층배선공정에 있어서의 기판의 표면에 성막된 다층막 중 마크스막과 콘택트홀의 벽에 형성된 측벽보호막을, 처리액의 접촉과 제거를 반복수행함으로써 제거하도록 하고 있다.
따라서, 마스크막을 드라이애싱할 필요가 없어져, 드라이애싱을 수행할 때에 발생하는 플라스마가 다층막 중 금속막에 대하여 악영향을 미치거나, 산화에 의한 대미지를 주는 악영향 등을 방지할 수 있게 된다. 그 결과, 예를들어 금속막이 동막이면 저저항이면서 고품질의 동배선을 제조할 수 있게 된다. 또한, 마스크막을 드라이애싱하는 장치로부터 폴리머 제거를 수행하는 장치로 기판을 이동시킬 필요가 없으며, 동일한 장치내에서 일련의 웨트처리를 수행하기 때문에, 처리시간의 단축을 꾀할 수 있게 된다.
Claims (38)
- 피처리체에 처리액을 공급하는 공정과,피처리체의 표면에 처리액을 접촉시키는 공정과,상기 피처리체의 표면에 접촉하는 처리액을 제거하는 공정을 가지고,상기 접촉공정과 제거공정을 순서대로 반복수행하는 것을 특징으로 하는 액처리방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 처리액 제거공정은, 피처리체 표면의 처리에 사용된 처리액의 반응성이 미반응의 처리액의 반응성보다 낮아졌을 때, 피처리체의 표면으로부터 처리액을 제거하는 공정인 것을 특징으로 하는 액처리방법.
- 피처리체에 처리액을 공급하여 피처리체의 표면에 처리액을 접촉시키는 공정과,상기 피처리체의 표면에 처리액을 분사하여 피처리체의 표면에 접촉하는 처리액을 신규한 처리액으로 치환하는 공정을 가지고,상기 공정을 순서대로 반복수행하는 것을 특징으로 하는 액처리방법.
- 청구항 3에 있어서,상기 피처리체와 상기 피처리체의 표면에 처리액을 분사하는 처리액 분사기를 상대적으로 이동시켜, 피처리체의 표면에 접촉하는 처리액을 신규한 처리액으로 치환하는 것을 특징으로 하는 액처리방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 피처리체의 표면에 접촉한 처리액을 제거하는 공정은, 상기 처리액의 공급을 정지시켜 수행하는 것을 특징으로 하는 액처리방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 공정을 순서대로 반복수행할 때, 동일한 처리액을 상기 피처리체에 공급하는 것을 특징으로 하는 액처리방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 피처리체를 회전시키면서 피처리체에 처리액을 공급하여, 피처리체의 표면에 처리액을 접촉시키는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 처리액을 소정온도로 온도조절하여 공급하는 것을 특징으로 하는 액처리방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 피처리체를 회전시키면서 상기 피처리체의 표면에 접촉하고 있는 처리액을 제거하는 것을 특징으로 하는 액처리방법.
- 청구항 9에 있어서,상기 피처리체 표면상의 상기 처리액은, 상기 피처리체의 회전속도를 갑자기 감소시킴으로써 제거되는 것을 특징으로 하는 액처리방법.
- 청구항 9에 있어서,상기 처리액을 제거할 때의 피처리체의 회전속도가, 처리액을 피처리체에 접촉할 때의 피처리체의 회전속도 보다도 고속회전인 것을 특징으로 하는 액처리방법.
- 청구항 11에 있어서,상기 고속회전시에 처리액의 공급을 정지시키는 것을 특징으로 하는 액처리방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 피처리체의 표면에 기체를 분사하여 상기 피처리체의 표면에 접촉하고 있는 처리액을 제거하는 것을 특징으로 하는 액처리방법.
- 청구항 13에 있어서,상기 피처리체와 상기 피처리체의 표면에 기체를 분사하는 기체분사수단을 상대적으로 이동시켜, 피처리체의 표면에 접촉하고 있는 처리액을 제거하는 것을 특징으로 하는 액처리방법.
- 청구항 13에 있어서,상기 기체를 소정온도로 온도조정하여 분사하는 것을 특징으로 하는 액처리방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 피처리체의 표면에 접촉하는 처리액을 흡인에 의해 제거하는 것을 특징으로 하는 액처리방법.
- 청구항 1에 있어서,반도체 제조의 다층배선공정에 있어서의 기판의 표면에 성막된 다층막 중, 마스크막과 콘택트홀의 벽에 형성된 측벽보호막을 상기 처리액의 접촉과 제거를 반복수행함으로써 제거하는 것을 특징으로 하는 액처리방법.
- 반도체 제조의 다층배선공정에 있어서, 기판표면에 형성된 다층막 중 마스크막의 제거와 기판의 콘택트홀의 벽에 형성된 측벽보호막의 제거를 기판에 처리액을 공급함으로써 수행하는 피처리체의 액처리방법.
- 청구항 18에 있어서,상기 기판의 표면에 상기 처리액을 접촉시키는 공정과, 상기 기판의 표면에 접촉시킨 상기 처리액을 제거하는 공정을 반복수행하는 것을 특징으로 하는 액처리방법.
- 청구항 18에 있어서,상기 마스크막과 상기 측벽보호막을 동일한 처리액을 이용하여 제거하는 것을 특징으로 하는 액처리방법.
- 청구항 18에 있어서,상기 처리액에는 제 1 처리액과 제 2 처리액이 있어, 상기 마스크막을 상기 제 1 처리액을 이용하여 제거하고, 상기 측벽보호막을 상기 제 2 처리액을 이용하여 제거하는 것을 특징으로 하는 액처리방법.
- 청구항 18에 있어서,상기 기판의 표면으로부터 처리액을 제거하는 공정은, 상기 기판을 회전시켜 원심력에 의해 처리액을 털어내어 제거하는 것을 특징으로 하는 액처리방법.
- 청구항 19에 있어서,상기 기판의 표면으로부터 처리액을 제거하는 공정은, 상기 기판의 표면에 기체를 분사시켜 처리액을 제거하는 것을 특징으로 하는 액처리방법.
- 청구항 3에 있어서,반도체 제조의 다층배선공정에 있어서의 기판의 표면에 성막된 다층막 중 마크스막과 콘택트홀의 벽에 형성된 측벽보호막을, 상기 처리액의 접촉과 상기 처리액의 분사에 의한 치환을 반복수행함으로써 제거하는 것을 특징으로 하는 액처리방법.
- 청구항 18에 있어서,상기 마스크막과 상기 측벽보호막을 동일한 처리실 내에서 제거하는 것을 특징으로 하는 액처리방법.
- 청구항 18에 있어서,상기 마스크막과 상기 측벽보호막을 서로 다른 처리실 내에서 제거하는 것을 특징으로 하는 액처리방법.
- 피처리체를 보지하는 피처리체 보지장치와,처리액원에 접속된 처리액 공급구와,상기 피처리체 표면에 접촉하는 처리액을 제거하는 처리액 제거기구와,상기 처리액을 피처리체 표면에 공급하는 타이밍과 처리액을 피처리체 표면으로부터 제거하는 타이밍을 순서대로 반복수행하기 위해 상기 처리액 공급장치에 의한 처리액 공급의 공급타이밍 및 상기 처리액 제거장치에 의한 처리액 제거의 제거타이밍을 제어하는 제어장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
- 청구항 27에 있어서,상기 피처리체 보지장치를 회전가능하게 보지하는 회전구동장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
- 청구항 27에 있어서,상기 처리액 공급구로부터 공급되는 처리액의 온도조정장치를 더 구비하는것을 특징으로 하는 액처리장치.
- 청구항 27에 있어서,상기 처리액 제거기구가 피처리체에 대하여 기체를 분사하는 기체분사노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
- 청구항 30에 있어서,피처리체 보지장치와 기체분사노즐을 상대적으로 이동가능하게 형성한 것을 특징으로 하는 액처리장치.
- 청구항 30에 있어서,상기 처리액 제거기구가, 분사되는 기체의 온도조정장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
- 청구항 27에 있어서,상기 처리액 제거기구가 피처리체에 대하여 처리액을 분사하는 처리액 분사노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
- 청구항 33에 있어서,피처리체 보지장치와 처리액 분사노즐을 상대적으로 이동가능하게 형성한 것을 특징으로 하는 액처리장치.
- 청구항 33에 있어서,상기 처리액 제거기구가 분사되는 처리액의 온도조절수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
- 청구항 27에 있어서,상기 처리액 제거기구가 피처리체 표면에 접촉하는 처리액을 흡인하는 처리액 흡인노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
- 청구항 27에 있어서,상기 처리액 제거기구가 피처리체 보지장치에 접속됨과 동시에, 피처리체 보지장치의 회전속도를 변화시킬 수 있는 회전구동장치를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
- 청구항 28에 있어서,제어장치는 피처리체의 표면으로부터 처리액을 제거할 때의 회전속도가 피처리체의 표면에 처리액을 공급할 때의 회전속도 보다 빨라지도록, 피처리체 보지장치의 회전속도를 제어하도록 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
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