KR20120028212A - 액처리 장치, 액처리 방법 및 기억 매체 - Google Patents

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 단시간에 피처리 기판의 둘레 가장자리부의 온도를 올려 약액에 의한 처리 효율을 높이는 것이 가능한 액처리 장치 등을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 액처리 장치는, 연직축 둘레로 회전하는 피처리 기판(W)에, 약액 공급부(62)로부터 약액을 공급하여 액처리를 행하는 액처리 장치(1)에 있어서, 피처리 기판(W)의 상면에 공간을 사이에 두고 대향하도록 마련된 커버 부재(5)에는, 가스 공급구(51)가 마련되어 있고, 이 가스 공급구(51)로부터 공간을 향해 가스를 공급한다. 이 가스는 커버 부재(51)의 둘레 가장자리부에 하방측으로 돌출되어 마련된 돌출부와 피처리 기판(W) 사이의 간극을 통해 상기 공간으로부터 유출된다. 또한 이 공간에는 피처리 기판(W)의 둘레 가장자리부를 가열하는 램프 히터(61)가 피처리 기판(W)의 둘레 방향을 따라 배치되어 있고, 약액 공급부(62)로부터 공급되는 약액은 이 램프 히터(61)의 배치 위치보다 둘레 가장자리부 쪽에 공급된다.

Description

액처리 장치, 액처리 방법 및 기억 매체{LIQUID PROCESSING APPARATUS, LIQUID PROCESSING METHOD AND STORAGE MEDIUM}
본 발명은, 피처리 기판의 둘레 가장자리부에 약액을 공급하여 해당 부분을 처리하는 기술에 관한 것이다.
예컨대 반도체 장치의 제조 공정에는, 피처리 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 함)를 연직축 둘레로 회전 가능하게 유지하고, 웨이퍼를 회전시키면서 그 피처리면에 여러 가지 약액을 공급하는 매엽식(枚葉式)의 액처리가 있다. 이러한 약액을 이용한 액처리에 있어서는, 약액의 처리 활성을 높이기 위해서 약액과 웨이퍼와의 접촉 온도를 올림으로써 처리 시간을 짧게 하는 대처가 이루어지고 있다.
예컨대 특허 문헌 1에 기재된 기술에서는, 미리 가열해 둔 가열 액체를 기판의 중앙부에 공급함으로써 상기 기판의 온도를 상승시켜, 기판의 둘레 가장자리부에 공급되는 약액과의 접촉 온도를 상승시키는 기술이 기재되어 있다. 그러나 이 기술에서는, 가열 액체에 의해 둘레 가장자리부에 공급되는 약액이 희석되어 버려 처리 시간이 길어진다. 또한 가열할 필요가 없는 곳까지 가열해 버린다.
또한 특허 문헌 2에는 수평 유지된 웨이퍼의 하면측에 처리액을 공급하여 처리를 행하는 액처리 장치에 있어서, 웨이퍼의 상면에, 공간을 사이에 두고 대향하는 커버 부재(톱 플레이트)를 마련하고, 이 커버 부재의 둘레 가장자리부에 둘레 방향을 따라 하방측으로 돌출한 돌출부를 배치한 액처리 장치가 기재되어 있다. 그리고 이 커버 부재와 웨이퍼 사이의 공간에는 가스(불활성 가스)가 흐르고, 이 가스는 상기 돌출부와 웨이퍼 사이의 간극을 지나 웨이퍼의 외측으로 흘러간다. 그러나, 상기 액처리 장치에는 웨이퍼를 가열하는 기구에 대한 어떠한 기재도 없다.
일본 특허 공개 제2003-115474호 공보: 단락 0020?0021, 도 1 일본 특허 공개 제2010-28059호 공보: 단락 0021, 도 1
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 짧은 시간에 피처리 기판의 둘레 가장자리부의 온도를 올려 약액에 의한 처리 효율을 높이는 것이 가능한 액처리 장치, 액처리 방법 및 이 방법을 기억한 기억 매체를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따른 액처리 장치는, 피처리 기판을 기판 유지부에 수평으로 유지하여 연직축 둘레로 회전시키면서 약액에 의해 액처리를 행하는 액처리 장치에 있어서,
회전하고 있는 피처리 기판의 둘레 가장자리부에 약액을 공급하는 약액 공급부와,
상기 기판 유지부에 유지된 피처리 기판의 상면에, 공간을 사이에 두고 대향하도록 마련된 커버 부재와,
상기 공간에 가스를 공급하기 위하여, 상기 커버 부재에 마련된 가스 공급구와,
상기 피처리 기판의 둘레 가장자리부를 가열하기 위해서, 상기 공간 내에 피처리 기판의 둘레 방향을 따라 배치된 램프 히터와,
상기 램프 히터가 배치되어 있는 공간에 있어서 피처리 기판과 커버 부재 사이의 높이 치수보다 작은 높이 치수의 간극을 상기 피처리 기판과의 사이에 형성하기 위하여, 상기 커버 부재의 둘레 가장자리부에 둘레 방향을 따라 하방측으로 돌출되어 마련된 돌기부
를 구비하며, 상기 약액 공급부로부터 피처리 기판에의 약액의 공급 위치는, 상기 램프 히터의 배치 위치보다 둘레 가장자리부 쪽인 것을 특징으로 한다.
상기 액처리 장치는 이하의 특징을 구비하고 있어도 된다.
(a) 상기 커버 부재는, 상기 기판 유지부에 의해 유지된 피처리 기판의 둘레 방향을 따라 형성되고, 하면측을 향해 개구되어 있는 오목부를 구비하며, 상기 램프 히터는 이 오목부 내에 배치되어 있는 것.
(b) 상기 램프 히터가 배치된 오목부의 내면은, 경면 가공되어 있는 것.
(c) 상기 경면 가공된 오목부는, 상기 램프 히터로부터 방사된 복사열을, 피처리 기판의 둘레 가장자리부에 있어서 약액이 공급되는 영역을 향해 반사하는 반사면을 구비하고 있는 것.
(d) 상기 커버 부재는, 방열핀을 구비하고 있는 것.
(e) 상기 방열핀은, 상기 커버 부재의 상면측에, 상기 램프 히터가 배치되어 있는 영역에 대응하여 마련되어 있는 것.
(f) 상기 기판 유지부는, 피처리 기판의 하면측 중앙부를 흡인 유지하는 진공척을 구비하고, 상기 방열핀은, 상기 커버 부재의 상면측에, 이 커버 부재를 상면측에서 보았을 때, 상기 램프 히터가 배치되어 있는 위치와, 상기 진공척이 배치되어 있는 위치 사이의 영역에 마련되어 있는 것.
(g) 상기 약액 공급부로부터 약액을 공급하는 기간 중에 상기 램프 히터에 급전(給電)하고, 약액의 공급을 정지한 후에는, 상기 램프 히터에의 급전을 정지하도록 제어 신호를 출력하는 제어부를 구비한 것.
(h) 상기 약액은, 부식성인 것.
(i) 상기 램프 히터는, 가늘고 긴 발열체를 석영제의 보호관 내에 봉입하여 구성되고, 원환(圓環)의 일부에 노치부를 구비한 Ω자형으로 형성되며, 상기 약액의 공급 위치는 이 노치부가 형성되어 있는 영역의 둘레 가장자리부 쪽에 마련되어 있는 것.
본 발명에 따르면, 피처리 기판과 이 기판에 공급되는 가스와 약액을 램프 히터에 의해 가열함으로써, 피처리 기판의 둘레 가장자리부를 효율적으로 가열할 수 있기 때문에, 약액에 의한 처리 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 액처리 장치의 종단 측면도이다.
도 2는 상기 액처리 장치에 마련되어 있는 커버 부재를 상면측으로부터 내려다본 평면도이다.
도 3은 상기 커버 부재를 하면측으로부터 올려다본 평면도이다.
도 4는 상기 액처리 장치에 마련되어 있는 히터의 배치 위치를 도시하는 종단 측면도이다.
도 5는 상기 액처리 장치에 마련되어 있는 약액 노즐의 구성을 도시하는 측면도이다.
도 6은 액처리 실행시에서의 작용을 도시하는 제1 설명도이다.
도 7은 액처리 실행시에서의 작용을 도시하는 제2 설명도이다.
본 발명에 따른 실시형태로서, 반도체 장치가 형성되는 원형의 피처리 기판인 예컨대 직경 300 ㎜의 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 약액인 HF(HydroFluoric acid) 용액을 공급하여, 상기 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부에 형성된 불필요한 막을 제거하는 액처리 장치에 대해서 설명한다. 본 실시형태에서 웨이퍼(W)의 표면이란, 반도체 장치가 형성되는 상면측과 그 반대의 하면측 모두를 포함하고 있다.
도 1의 종단 측면도에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 액처리 장치(1)는, 웨이퍼(W)를 연직축 둘레로 회전 가능하게 유지하는 웨이퍼 유지부(3)와, 웨이퍼 유지부(3)에 유지된 웨이퍼(W)의 주위를 둘러싸도록 마련되고, 웨이퍼(W)로부터 비산된 약액 등을 받기 위한 컵체(2)와, 웨이퍼 유지부(3)에 유지된 웨이퍼(W)의 상면에, 공간을 사이에 두고 대향하도록 마련되고, 상기 공간에 가스를 통류시키기 위한 커버 부재(5)와, 복사열에 의해 웨이퍼(W)나 약액, 가스를 가열하는 램프 히터(61)와, 상기 커버 부재(5)를 승강시키는 승강 기구(71)를 구비하고 있다. 또한 도 2 내지 도 5에 도시하는 바와 같이 액처리 장치(1)는 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부에 약액을 공급하기 위한 약액 공급부(62, 25)를 구비하고 있다.
이들 컵체(2)나 웨이퍼 유지부(3), 커버 부재(5) 등은 공통의 케이스(11) 내에 수납되어 있고, 케이스(11)의 천장부 부근에는, 외부로부터 청정 공기를 받아들이기 위해서 개구한 기류 도입부(14)가 마련되어 있다. 한편, 케이스(11)의 바닥면 근방에는 케이스(11) 내의 분위기를 배기하는 배기구(15)가 마련되어 있고, 케이스(11) 내에는 기류 도입부(14)로부터 유입된 청정 공기가 상방측으로부터 하방측을 향해 흐르는 다운 플로우가 형성된다. 케이스(11)에 마련된 도면 부호 13은, 도시하지 않은 외부의 웨이퍼 반송 기구의 픽 상에 배치된 웨이퍼(W)의 반입출이 행해지는 반입출구, 도면 부호 12는 반입출구(13)를 개폐하는 셔터이다.
웨이퍼 유지부(3)는 원판 형상의 부재로서 구성되어 있고, 그 상면측 중앙부에는 웨이퍼(W)를 흡인 유지하기 위한 진공척(31)이 마련되어 있다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 진공척(31)은 웨이퍼 유지부(3)의 상면측의 중앙부가 원반 형상으로 약간 돌출되어 형성되고, 상기 돌출부의 중앙부에는 흡인구(32)가 개구되어 있으며, 웨이퍼(W)의 하면을 흡인함으로써 진공척(31)에 대하여 웨이퍼(W)를 고정할 수 있다. 도 6에서는 진공척(31)의 상하 방향의 치수를 확대하여 표시하고 있다.
이와 같이, 중앙부가 돌출된 진공척(31) 상에 웨이퍼(W)가 유지됨으로써, 진공척(31)과 밀착되어 있지 않은 웨이퍼(W)의 하면과, 진공척(31)이 형성되어 있지 않은 진공척(31)의 외주부측 영역의 웨이퍼 유지부(3)의 상면의 사이에는 간극이 형성된다. 도 1에서, 웨이퍼 유지부(3)의 둘레 가장자리부에 형성된 도면 부호 33은 시일 부재이며, 컵체(2)측에 마련된 시일 부재(26)와 상하로 교차하여 래버린스 시일(labyrinth seal)을 형성한다.
도 1에 도시하는 바와 같이 웨이퍼 유지부(3)의 하면측의 중앙부에는 웨이퍼 유지부(3)를 승강시키기 위한 원통형의 리프터(44)가 연결되어 있다. 이 리프터(44)는, 상기 리프터(44)와는 독립적으로 웨이퍼 유지부(3)를 하면측으로부터 지지하며, 연직 하방으로 연장되는 원통 형상의 회전축(41)에 삽입되어 있다. 회전축(41)에 삽입된 리프터(44)는 케이스(11)의 바닥면을 꿰뚫고 나가 하방측으로 돌출되어 있으며, 그 하단부는 진공 펌프 등에 의해 구성되는 외부의 진공 배기부에 접속되어 있다.
이와 같이 리프터(44)를 통해 흡인구(32)가 진공 배기부에 접속됨으로써, 진공척(31)에서의 웨이퍼(W)의 흡인 유지가 실현된다. 여기서 웨이퍼 유지부(3)와 리프터(44)는 예컨대 로터리 조인트 등을 통해 연결되어 있고, 웨이퍼 유지부(3)를 연직축 둘레로 회전시켜도 리프터(44)는 정지한 상태를 유지할 수 있다.
리프터(44)의 하단부에는 승강판(452)을 통해 실린더 모터(431)가 접속되어 있고, 이 실린더 모터(431)를 구동시킴으로써 승강판(452) 및 리프터(44)를 상하 방향으로 이동시키며, 이를 통해 웨이퍼 유지부(3)가 승강한다. 그 결과, 컵체(2)의 상면에 마련된 개구부로부터 웨이퍼 유지부(3)를 돌출시키거나 들어가게 하여, 웨이퍼 유지부(3)의 상방으로 진입해 온 픽과 웨이퍼 유지부(3)의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행할 수 있다.
웨이퍼 유지부(3)를 하면측으로부터 지지하는 회전축(41)은, 베어링 등의 축받이(42)를 내장한 케이싱(43)을 통해 케이스(11)의 저면(底面)에 지지되어 있다. 상기 회전축(41)은, 그 하단부가 케이스(11)의 바닥면으로부터 하방측으로 돌출되어 있고, 케이스(11)로부터 돌출한 상기 하단부에는 풀리(411)가 마련되어 있다. 한편, 회전축(41)의 측방 위치에는 모터(463)가 배치되어 있고, 이 모터(463)의 회전축에도 풀리(461)가 마련되어 있다. 그리고 이들 2개의 풀리(411, 461)에 구동 벨트(462)를 감아둠으로써 회전축(41)의 회전 기구가 구성되며, 모터(463)를 구동시킴으로써 회전축(41)을 원하는 회전 속도로 회전시킬 수 있다.
회전축(41)과 웨이퍼 유지부(3)의 접촉부인 회전축(41)의 상단 및 웨이퍼 유지부(3)의 하면에는 원통 형상의 회전축(41)의 둘레 방향을 따라 요철이 형성되어 있다. 그리고 이들 요철을 맞물리게 함으로써, 회전축(41)의 회전력이 웨이퍼 유지부(3)에 전달되어, 상기 웨이퍼 유지부(3) 상의 웨이퍼(W)를 회전시킬 수 있다.
컵체(2)는, 전술한 웨이퍼 유지부(3)의 외주를 둘러싸도록 마련된 원환 형상의 부재이며, 웨이퍼(W)에 공급된 약액을 받아내어 가스와 분리하고, 이들 약액이나 가스를 외부로 배출하는 역할을 담당하고 있다. 원환 형상으로 형성된 컵체(2)의 내주부는, 웨이퍼 유지부(3)를 끼워 맞추는 것이 가능할 정도의 크기로 개구되어 있고, 이 개구부의 내주면에는 웨이퍼 유지부(3)측의 시일 부재(33)와 상하로 교차시켜 래버린스 시일을 형성하기 위한 시일 부재(26)가 마련되어 있다.
이 시일 부재(26)가 마련되어 있는 영역의 외측은, 상면이 평탄하게 되어 있고, 웨이퍼 유지부(3)에 연결된 리프터(44)를 하강시켜, 회전축(41)으로 웨이퍼 유지부(3)를 지지한 상태가 되었을 때, 진공척(31)의 외주부측의 웨이퍼 유지부(3)의 상면과, 컵체(2)의 상면이 거의 동일면이 되는 높이 위치에 컵체(2)는 배치되어 있다. 또한, 컵체(2)의 상기 평탄한 면에는, 그 둘레 방향을 따라 가스 공급구(231)가 개구되어 있다. 상기 가스 공급구(231)로부터는, 웨이퍼 유지부(3)에 유지된 웨이퍼(W)의 하면측의 둘레 가장자리부에 대하여, 예컨대 질소 가스 등의 가스가 공급된다. 도 1에서 도면 부호 23은, 이 가스 공급구(231)에 가스를 공급하기 위한 가스 공급 공간이고, 도면 부호 232는 이 가스 공급 공간(23)에 가스를 도입하기 위한 가스 도입 라인이다.
상기 컵체(2)의 상면이 평탄한 영역의 더 외주측에는, 상면측을 향해 개구되는 2개의 홈이 컵체(2)의 둘레 방향을 따라 형성되어 있다. 이들 중 외측의 홈은 처리를 끝낸 약액을 받아내어 외부로 배출하기 위한 액 받이 공간(21)으로서의 역할을 담당한다. 또한 내측의 홈은 액 받이 공간(21)에서 약액과 분리된 가스를 모아 외부로 배출하는 배기 공간(22)으로서의 역할을 담당한다. 이들 2개의 공간(21, 22)은 분리벽(212)에 의해 서로 분리되어 있는 한편, 컵체(2)의 내주측으로부터는 안내판(24)이 차양형으로 연장되어 있고, 상기 안내판(24)이 배기 공간(22)의 개구부의 전체와 액 받이 공간(21)의 개구부의 일부를 덮고 있다.
그리고 이 안내판(24)의 하면과, 전술한 분리벽(212) 사이에 간극을 형성함으로써, 배기 공간(22)은 상기 간극을 통해 액 받이 공간(21)과 연통된 상태가 된다. 그 결과, 액 받이 공간(21)으로 유입된 혼합 유체를 상기 액 받이 공간(21) 내에서 기액 분리하고, 분리된 가스를 배기 공간(22) 안으로 안내함으로써 액체(약액)와 기체(가스)가 따로따로 배출되게 된다.
액 받이 공간(21)의 바닥부에 마련된 도면 부호 211로 나타낸 부분은, 액 받이 공간(21) 내에 고인 약액을 배출하기 위한 배액구(排液口)이며, 배기 공간(22)의 바닥부에 마련된 도면 부호 221로 나타낸 부분은, 배기 공간(22) 안으로 유입된 가스를 배출하기 위한 배기구이다. 배기구(221)는 도시하지 않은 진공 펌프 등에 접속되어 있고, 배기 공간(22) 내의 기체를 흡인 배기하여 상기 배기 공간(22) 내부를 컵체(2) 외부의 케이스(11) 내의 압력보다 부압(負壓)으로 유지할 수 있다.
또한 액 받이 공간(21)의 외주측의 측벽[컵체(2)의 외벽]은, 전술한 안내판(24)보다 상부측으로 연장된 후, 상기 안내판(24)과 가로 방향으로 교차하도록 컵체(2)의 내주측을 향해 굴곡되어 있다. 그리고 이들 컵체(2)의 외벽과 안내판(24) 사이의 간극의 공간이, 액처리를 끝낸 후의 약액과 가스의 혼합 유체를 액 받이 공간(21)을 향해 안내하는 유로로 되어 있다.
또한 내측을 향해 굴곡되어 있는 컵체(2)의 외벽은, 웨이퍼 유지부(3) 상에 유지되는 웨이퍼(W)보다 대구경으로 개구되도록 그 내주 가장자리의 위치가 장설(張設)되어 있다. 이에 따라 웨이퍼(W)를 회전시키면서 액처리를 행하는 처리 위치와, 외부의 픽과의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하는 전달 위치 사이에서, 상기 개구부를 통해 웨이퍼(W)를 승강시킬 수 있다.
커버 부재(5)는, 웨이퍼 유지부(3)에 유지된 웨이퍼(W)의 상면과 대향하도록 배치되는 원판 형상의 부재이며, 가스를 통류시키기 위한 공간을 웨이퍼(W)와의 사이에 형성하는 역할을 담당한다. 본 예에서의 커버 부재(5)는, 컵체(2)의 상면측에 형성된 전술한 개구부 전체를 덮을 수 있을 정도의 크기로 형성되어 있고, 그 외주부는 내측을 향해 굴곡하는 컵체(2)의 외벽 상에 겹쳐 배치된다.
커버 부재(5)의 중앙부에는, 케이스(11) 내의 청정 공기를 받아들여, 상기 공간 내에 공급하기 위한 가스 공급구(51)가 마련되어 있다. 이 가스 공급구(51)에는 상방측을 향해 연장되는 굴뚝형의 급기관(52)이 접속되어 있고, 상기 급기관(52)의 상단부는 케이스(11) 내의 공간을 향해 개구되어 있다. 또한 도 1, 도 3 등에 도시하는 도면 부호 56은, 컵체(2) 위에 커버 부재(5)를 얹어 놓았을 때에 양 부재(2, 5)의 간극으로부터 외부 기체가 진입하는 것을 억제하기 위한 시일 부재이다. 가스 공급구(51)로부터 공급되는 가스(청정 공기)는, 약액의 미스트 등을 포함하는 주위의 분위기가 역류하여, 웨이퍼(W)의 상면측으로 진입하는 것을 방지하는 역할을 담당한다.
또한 커버 부재(5)에는 램프 히터(61)를 배치하기 위한 오목부(53)나 램프 히터(61)로부터 수취한 열을 방열하기 위한 방열핀(541, 542)을 구비하고 있는데, 이들 구성에 대해서는 후술하는 램프 히터(61)와 함께 상세히 설명한다.
전술한 커버 부재(5)는 승강 기구(71)에 의해 승강 가능하게 지지되는 한편, 컵체(2)는 웨이퍼 유지부(3)의 승강 동작시나, 회전 동작시에 시일 부재(26, 33)끼리가 접촉하지 않도록, 배치 위치의 정확한 위치 맞춤을 행하는 위치 맞춤 기구(72)에 유지되어 있다.
처음에 승강 기구(71)에 대해서 설명하면, 도 1 내지 도 3에 도시하는 바와 같이 승강 기구(71)는 커버 부재(5)의 본체로부터 네 모퉁이가 돌출되도록 마련된 플랜지부(59)에 각각 고정하여 마련된 슬라이더(713)와, 각 슬라이더(713)를 관통하는 지주 부재(711) 및 이 지주 부재(711)를 따라 마련된 가이드 레일(712)을 구비하고 있다. 그리고 상기 슬라이더(713)에 연결된 로드(714)를 실린더 모터(715)에 의해 신축시킴으로써, 슬라이더(713)를 올렸다 내렸다 하여 커버 부재(5)의 승강을 행할 수 있다. 여기서 도 1은, 도 2, 도 3 중에 도시한 A-A'의 위치에서 액처리 장치(1)를 화살표 방향에서 본 종단 측면도이지만, 도시의 편의상, 승강 기구(71)는 2세트만 도시하고, 플랜지부(59)의 기재는 생략하고 있다.
위치 맞춤 기구(72)는 전술한 승강 기구(71)를 구성하는 지주 부재(711)의 측면에 고정되고, 컵체(2)를 유지하는 유지 부재(23)와, 상기 지주 부재(711) 하단부를 지지하는 지지대부(721)를 구비하고 있다. 이 지지대부(721)는 슬라이더(724)를 통해 가이드 레일(723) 상에 배치되어 있고, 상기 가이드 레일(723)은 가로 방향으로 로드(722)를 신축시키는 실린더 모터(725)의 상면에 배치되어 있다.
그리고 하방측을 향해 L자형으로 굴곡시킨 지지대부(721)의 굴곡편을 상기 로드(722)에 연결함으로써, 지지대부(721)를 가로 방향으로 이동시켜, 승강 기구(71)나 유지 부재(23)를 통해 상기 지지대부(721)에 지지된 커버 부재(5)나 컵체(2)의 배치 위치를 가로 방향으로 이동시킬 수 있다. 컵체(2)도 도 2, 도 3에 도시한 커버 부재(5)와 마찬가지로 플랜지부를 마련하고, 상기 플랜지부를 유지 부재(23)에 의해 유지하는 구성으로 되어 있으나, 편의상, 컵체(2)의 플랜지부의 도시는 생략한다.
이상에 설명한 구성을 구비한 액처리 장치(1)는, 약액에 의한 웨이퍼(W)의 처리 활성을 높이기 위해서, 액처리가 행해지는 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부를 효율적으로 가열하기 위한 구성을 구비하고 있다. 이하, 웨이퍼(W)를 가열하는 기구의 세부 사항에 대해서 설명한다.
여기서 본 실시형태의 액처리 장치(1)에 있어서는, 액처리가 행해지는 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부란, 반도체 장치가 형성되는 웨이퍼(W) 상의 영역보다 외주부측의 반도체 장치를 형성할 수 없는 영역을 의미하고 있다.
웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부를 가열하는 기구로서 본 예의 액처리 장치(1)는, 웨이퍼 유지부(3) 상에 유지된 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따라 연장되도록 형성된 가늘고 긴 램프 히터(61)를 구비하고 있다. 이 램프 히터(61)는, 도 3에 도시하는 바와 같이 원환형으로 형성된 직경 수 ㎜?십수 ㎜ 정도의 보호관인 석영관(612)의 내부에, 가늘고 긴 박판형의 발열체인 카본 필라멘트(611)를 삽입한 구성으로 되어 있고, 석영관(612) 내에는 불활성 가스가 봉입되어 있다. 도 3에 도시하는 바와 같이 램프 히터(61)는 가늘고 긴 석영관(612)의 양단을 서로 이격시키면서 원환형으로 형성한 형상으로 되어 있다. 이하 이 형상을 Ω자형이라고 표현한다. 또한, 석영관(612)의 양단이 이격되어 있는 영역을 노치 부분(500)이라고 한다.
상기 램프 히터(61)는, 복사열을 이용하여 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부를 직접 가열하고, 또한 이 둘레 가장자리부에 공급되는 약액이나 커버 부재(5)와 웨이퍼(W) 사이의 공간을 통류하는 가스를 가열하는 역할을 담당한다. 여기서 램프 히터(61)에 의해 가열되는 웨이퍼(W), 약액 및 가스 중, 약액은 물을 많이 포함하고, 비열이 커서 가열되기 어렵다. 그래서 이와 같이 액처리를 행하는 액처리 장치(1)에 마련된 램프 히터(61)에는, 물의 흡수 파장에 대응하는 전자파를 많이 방사하는 것을 적용하는 것이 바람직하다. 카본 필라멘트(611)를 이용한 램프 히터(61) 중에는, 할로겐 히터와 비교하여 물의 흡수 파장에 대응하는 전자파를 많이 방사하는 것이 있다.
도 1, 도 3에 도시하는 바와 같이 상기 램프 히터(61)는 커버 부재(5)에 형성된 오목부(53) 내에 배치되어 있다. 이 오목부(53)는, 웨이퍼(W)에 대향하는 하면측을 향해 개구되어 있고, 그 평면 형상은 램프 히터(61)의 형상에 맞춰 Ω자형으로 형성되어 있다. 램프 히터(61)는 고정 부재(613)에 의해 이 오목부(53)의 천장면에 고정되어 있다. 도 3에 도시하는 바와 같이 램프 히터(61)의 양단으로부터는 금속관 등으로 피복된 전력 라인(615)이 연장되어 있고, 이들 전력 라인(615)은 도 7에 도시하는 바와 같이 공급 전력을 증감 가능하게 구성된 전원부(63)에 접속되어 있다.
도 1, 도 4의 종단면도에 도시하는 바와 같이, 램프 히터(61)를 수용하는 오목부(53)에 있어서, 커버 부재(5)의 중심에 대하여 내주부측 및 외주부측의 영역에서는 커버 부재(5)를 구성하는 부재가 하방측으로 돌출되어 있어 상기 오목부(53)를 다른 영역으로부터 구획하고 있다. 즉 오목부(53)의 내주부측에서는, 커버 부재(5)의 중앙부에 마련된 가스 공급구(51)와 상기 오목부(53) 사이의 영역이 오목부(53)의 상면에 대하여 하방측으로 돌출되어 있으며, 상기 돌출부의 하면과 웨이퍼 유지부(3) 상의 웨이퍼(W) 사이에는 예컨대 0.5 ㎜?3 ㎜ 정도의 좁은 간극이 형성된다.
한편, 오목부(53)의 외주부측에서는 커버 부재(5)의 둘레 가장자리부가 하방측을 향해 돌출됨으로써 돌기부(55)가 형성되어 있고, 이 돌기부(55)와 웨이퍼 유지부(3) 상의 웨이퍼(W) 사이에 예컨대 0.5 ㎜?3 ㎜ 정도의 좁은 간극이 형성되어 있다. 여기서 오목부(53)는 전술한 바와 같이 직경 수 ㎜?십수 ㎜ 정도의 램프 히터(61)를 격납 가능하게 형성되어 있기 때문에, 돌기부(55)와 웨이퍼(W) 사이의 간극의 높이 치수는, 상기 오목부(53)의 상면과 웨이퍼(W) 사이의 간극의 높이 치수보다 작게 되어 있다.
이와 같이 돌기부(55)는, 웨이퍼(W)와의 사이에 좁은 간극을 형성함으로써, 오목부(53) 내에서 가스가 빠져나가는 것을 방지하고, 가열된 가스가 웨이퍼(W) 둘레 가장자리부에 공급된 약액의 근방을 통과하도록 가스의 흐름을 안내하는 역할을 담당하고 있다. 또한 HF 용액 등의 부식성의 약액을 이용하는 경우에는, 회전하는 웨이퍼(W)로부터 비산된 약액의 미스트가 오목부(53) 안으로 재유입되어 석영관(612) 등에 부착되고, 석영을 침식하거나 하는 문제의 발생을 억제하는 역할도 수행하고 있다.
또한 오목부(53)의 내면은 도금 등에 의한 경면 가공이 실시되어 있어, 램프 히터(61)의 복사열을 웨이퍼(W)를 향해 반사할 수 있다. 특히 오목부(53)의 내주측의 측벽면은, 상기 면에 입사한 전자파를 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부를 향해 반사하는 것이 가능하도록 경사진 반사면(531)을 구비하고 있다. 본 예에서는 반사면(531)의 경사면은 평탄하게 되어 있으나, 예컨대 이 반사면(531)의 종단면 형상을 오목 곡면으로 하여, 상기 반사면(531)에서 반사된 전자파를 보다 좁은 영역에 집중시키도록 해도 된다.
지금까지 설명한 바와 같이 본 예의 액처리 장치(1)에서는 웨이퍼(W)와 커버 부재(5) 사이에 형성되는 공간 내에, 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따라 램프 히터(61)가 배치되어 있다. 이 때문에 웨이퍼(W)나 약액, 가스뿐만 아니라, 오목부(53)를 형성하는 커버 부재(5)도 램프 히터(61)에 의해 가열된다. 그리고 1회의 액처리마다 교환되는 웨이퍼(W)와는 달리, 커버 부재(5)는 매회 동일한 것이 사용되기 때문에 서서히 축열(蓄熱)이 진행되어, 온도가 상승해 간다.
이렇게 해서 커버 부재(5)의 온도 상승이 진행되면, 커버 부재(5)로부터 주위의 기기에 미치는 열의 영향도 커지며, 예컨대 위치 맞춤 기구(72)에 의한 컵체(2)의 위치 맞춤도 열팽창을 고려하지 않으면 안 되어, 위치의 조정이 어려워진다. 또한 진공척(31)의 웨이퍼(W)의 흡착면이 열팽창 등에 의해 일그러지면, 웨이퍼(W)를 흡인 유지하는 힘이 약해져, 웨이퍼(W)의 회전 속도에 제약이 발생할 우려도 있다. 나아가서는 예컨대 처리액 중에는 가열을 필요로 하지 않는 것도 있으나, 가열을 행하는 처리액으로부터 가열을 하지 않는 처리액의 전환을 행할 때에 커버 부재(5)의 열용량이 크면, 처리액에 영향을 주지 않는 온도까지 커버 부재(5)의 온도가 저하되는 것을 기다리는 시간의 손실이 커져 버린다.
그래서 본 예의 커버 부재(5) 상면에는 램프 히터(61)로부터 흡수한 열을 효율적으로 방열하여 온도 상승을 억제하기 위한 다수의 방열핀(541, 542)이 마련되어 있다. 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 방열핀(541, 542)은 커버 부재(5)의 상면에 있어서 외주측의 영역 및 내주측의 영역에 원환형으로 마련되어 있다. 이들 중 외주측의 방열핀(542)이 마련되어 있는 영역은, 도 1에 도시하는 바와 같이 램프 히터(61)를 수납한 오목부(53)의 천장면에 해당하고 있다. 램프 히터(61)에 의해 직접 가열되어, 온도 상승이 가장 커지는 영역에 방열핀(542)을 마련함으로써, 효율적으로 열을 방출할 수 있다. 또한 방열핀(542)이 마련된 영역의 커버 부재(5)의 두께는 다른 영역보다 얇게 형성되어 있고, 이를 통해 상기 영역의 열용량을 작게 하여 축열을 억제하고 있다.
한편, 방열핀(541)이 마련되어 있는 내주측의 영역은, 커버 부재(5)를 상면측에서 보았을 때, 램프 히터(61)를 수납한 오목부(53)와 웨이퍼 유지부(3)에 형성된 진공척(31)의 상방의 영역의 중간의 영역에 해당하고 있다. 이들 방열핀(541)은, 전술한 바와 같이 진공척(31)이 열팽창에 의해 일그러져 웨이퍼(W)의 흡착 능력을 저하시켜 버리는 것을 방지하기 위해서 상기 진공척(31)의 상방의 영역과 오목부(53) 사이의 열 저항을 크게 하는 역할을 담당하고 있다. 이 방열핀(541)이 마련된 영역에서도 커버 부재(5)의 두께는 다른 영역보다 얇게 되어 있고, 이를 통해 그 열용량을 작게 하여 축열을 억제하고 있다.
다음으로 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부에 약액을 공급하는 약액 공급부의 구성에 대해서 설명한다. 본 예에 따른 액처리 장치(1)에 있어서는 웨이퍼(W)의 상면측과 하면측의 2부위로부터 각각 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부에 약액을 공급할 수 있다.
먼저 상면측의 약액 공급부(62)의 구성에 대해서 도 2, 도 3 및 도 5를 참조하면서 설명한다. 본 예의 약액 공급부(62)는 도 3에 도시하는 바와 같이 노치 부분(500)에 해당하는 위치의 커버 부재(5)의 판면에 개구부(57)를 마련하고, 이 개구부(57)에 약액 노즐(621)을 삽입하여 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부에 약액을 공급하는 구성으로 되어 있다.
도 5에 도시하는 바와 같이 약액 노즐(621)은 노즐 홀더(623)에 유지되고, 이 노즐 홀더(623)는 실린더 모터(625)에 의해 가로 방향으로 신축하는 로드(624)에 연결되어 있어 약액 노즐(621)의 유지 위치를 이동시킬 수 있다. 도 2, 도 3에 도시하는 바와 같이 약액 공급부(62)는 노즐 홀더(623)의 이동 방향이 커버 부재(5)의 직경 방향을 향하도록 커버 부재(5)에 부착되어 있다. 그 결과, 도 5에 도시하는 바와 같이 약액 공급부(62)는, 웨이퍼(W)의 외주단으로부터의 거리를 변경하면서 웨이퍼(W)에 약액을 공급할 수 있다. 여기서 도 5 중, 도면 부호 626은 실린더 모터(625)를 지지하여, 커버 부재(5)에 대해서 고정하는 지지 부재이다.
또한 상기한 약액 노즐(621)로부터 약액이 공급되는 위치와, 램프 히터(61)의 배치 위치의 관계를 상세히 살펴보면, 약액 노즐(621)로부터 약액이 공급되는 위치는, 웨이퍼(W)에서 보아 램프 히터(61)보다 직경 방향, 둘레 가장자리부 쪽의 위치로 되어 있다. 이 위치 관계를 알기 쉽게 표현하기 위해서, 도 5에는 노치부의 영역까지 램프 히터(61)를 연장시켰다고 가정했을 때의 램프 히터(61)의 위치를 파선으로 나타내고, 약액 노즐(621)로부터의 약액의 공급 위치를 실선 및 일점 쇄선으로 나타내고 있다.
노즐 홀더(623)는 복수 개의 약액 노즐(621)을 유지하고 있고, 약액 노즐(621)은 약액 공급 라인(622)을 통해 도시하지 않는 약액 공급원에 접속되어 있다. 그리고 후술하는 제어부(8)로부터의 제어 신호를 받아, 이 약액 공급원으로부터 약액을 공급/차단함으로써, 약액 노즐(621)로부터의 약액의 공급, 정지가 실행된다. 각 약액 노즐(621)은 서로 다른 약액 공급원에 접속되어 있어, 액처리의 내용에 따라 상이한 종류의 약액을 공급할 수 있다. 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부에 형성된 불필요한 막의 제거를 행하는 액처리의 경우에는, 막 제거용의 HF 용액, 린스 세정용의 DIW(DeIonized Water) 등이 공급된다.
또한 도 3, 도 5에 도시한 도면 부호 58은 약액 노즐(621)로부터 공급된 약액의 미스트 등이 램프 히터(61)가 배치되어 있는 오목부(53) 안 등으로 진입하는 것을 억제하기 위한 가드 부재이다. 가드 부재(58)는 불소 수지 등의 내식성의 부재로 이루어지며, 커버 부재(5)의 하면으로부터 하방측으로 돌출되어 있고 웨이퍼(W)와의 사이에 좁은 간극을 형성하고 있다. 그리고 이 좁은 간극에 의해, 약액이 공급되는 공간으로부터 오목부(53)측으로의 HF 용액의 미스트 등의 진입을 억제하고 있다. 도 3에 도시하는 바와 같이 가드 부재(58)는, 약액 공급부(62)에서 보아 직사각형 형상으로 형성된 개구부(57)의 직경 방향 내측의 변 및 좌우 양변의 3개의 변을 둘러싸도록 마련되어 있다.
다음으로 웨이퍼(W)의 하면측에 약액을 공급하는 약액 공급부의 구성에 대해서 설명하면, 도 5에 도시하는 바와 같이 하면측의 약액 공급부는 컵체(2) 내에 형성된 약액 공급 공간(25) 및, 이 약액 공급 공간(25)으로부터 웨이퍼 유지부(3) 상의 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부, 하면측을 향해 개구되도록 연장되는 약액 공급구(251)에 의해 구성되어 있다. 약액 공급 공간(25)은 컵체(2) 내에 형성된 약액 도입 라인(252)을 통해 도시하지 않은 약액 공급원에 접속되어 있고, 후술하는 제어부(8)로부터의 제어 신호를 받아 약액 공급원으로부터 약액을 공급/차단함으로써, 약액 공급구(251)로부터 약액의 공급, 정지가 실행된다.
컵체(2) 내에는 이들 약액 공급 공간(25), 약액 공급구(251), 약액 도입 라인(252)으로 이루어지는 약액 공급부가 복수 마련되어 있고, 각 약액 공급부는 서로 다른 약액 공급원에 접속되어 있으며, 액처리의 내용에 따라 상이한 종류의 약액을 공급할 수 있다. 이들 컵체(2) 내의 약액 공급부의 배치 위치는, 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부에 공급된 약액의 미스트가 웨이퍼(W)의 상면측으로 돌아 들어가 오목부(53) 안으로 유입되는 경로가 형성되지 않도록, 가드 부재(58)에 의해 미스트의 유출이 억제되어 있는 개구부(57)가 마련된 영역 내에 배치하는 것이 바람직하다.
또한 액처리 장치(1)에는, 도 1, 도 7에 도시하는 바와 같이 제어부(8)가 접속되어 있다. 제어부(8)는 예컨대 도시하지 않은 CPU와 기억부를 구비한 컴퓨터로 이루어지며, 기억부에는 제어부(8)의 작용, 즉 액처리 장치(1) 내에 웨이퍼(W)를 반입하고, 액처리를 행하여 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부의 표면에 형성된 불필요한 막을 제거하고 나서, 린스 세정, 건조시키며, 웨이퍼(W)를 반출하기까지의 동작에 관계된 제어에 대한 스텝(명령)군이 짜여진 프로그램이 기록되어 있다. 이 프로그램은, 예컨대 하드 디스크, 컴팩트 디스크, 광자기 디스크, 메모리 카드 등의 기억 매체에 저장되고, 이러한 기억매체로부터 컴퓨터에 인스톨된다.
이상의 구성을 구비한 액처리 장치(1)의 작용에 대해서 도 6, 도 7을 참조하면서 설명한다. 이들 도면에서는 웨이퍼 유지부(3)를 회전시키는 회전축(41)의 기재를 일부 생략하고 있다.
먼저 웨이퍼(W)의 반입시에 있어서 액처리 장치(1)는 승강 기구(71)를 상방측으로 물러나게 하여, 웨이퍼(W)의 전달 위치까지 웨이퍼 유지부(3)를 상승시킨다. 이때 케이스(11) 내에는 상방측으로부터 하방측을 향하는 청정 공기의 다운 플로우가 형성되어 있다. 그러한 후에, 케이스(11)의 셔터(12)를 열고, 물러나 있는 커버 부재(5)와 웨이퍼 유지부(3) 사이의 높이 위치에, 웨이퍼(W)를 유지한 픽을 진입시킨다. 계속해서 상기 픽을 하강시킴으로써 픽과 웨이퍼 유지부(3)를 교차시키고, 웨이퍼(W)를 웨이퍼 유지부(3)에 전달하며, 그러한 후 픽을 케이스(11) 안으로부터 물러나서 나가게 한다.
웨이퍼 유지부(3)에서는 진공척(31)에 의해 웨이퍼(W)를 흡인 유지하고, 웨이퍼 유지부(3)가 하강하여, 컵체(2) 내에 웨이퍼(W)가 배치된다. 그리고 웨이퍼 유지부(3)를 하강시킬 때에 컵체(2)의 위치가 어긋나 있으면 위치 맞춤 기구(72)를 작동시켜, 컵체(2)를 올바른 위치로 이동시킨다. 이 후, 커버 부재(5)를 하강시킴으로써, 도 6에 도시한 바와 같이 커버 부재(5)와 웨이퍼(W) 사이에 가스가 통류하는 공간이 형성된다. 그리고 전술한 바와 같이 배기 공간(22)은 부압으로 되어 있기 때문에, 상기 배기 공간(22)에 연통되어 있는 커버 부재(5)와 웨이퍼(W) 사이의 공간에는 급기관(52) 및 가스 공급구(51)를 통해 케이스(11) 내의 청정 공기가 받아들여진다. 이렇게 해서 가스 공급구(51)로부터 상기 공간 내에 공급된 청정 공기가 가스가 되어 웨이퍼(W)의 상면을 중앙부측으로부터 둘레 가장자리부측을 향해 흘러간다.
한편, 컵체(2)의 상면에 둘레 방향으로 개구되어 있는 가스 공급 공간(23)으로부터는 웨이퍼(W)의 하면측의 둘레 가장자리부를 향해 질소 가스 등의 가스가 공급되고, 이 가스는 상면측의 가스와 합류해서 액 받이 공간(21), 배기 공간(22)을 향해 흘러간다.
여기서 도 6에서는, 가스나 약액의 흐름을 알기 쉽게 하기 위해서, 웨이퍼 유지부(3)의 상면으로부터 커버 부재(5)의 하면까지의 높이 방향의 치수를 확대하여 도시하고 있다.
이와 같이 커버 부재(5)를 하강시켜, 웨이퍼(W)와의 사이에 가스가 흐르는 공간을 형성하는 동작과 병행하여, 커버 부재(5)가 컵체(2) 상에 배치된 상태가 되면 전원부(63)로부터 램프 히터(61)에의 급전을 행하여, 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부의 가열을 개시한다. 이때 웨이퍼(W)의 표면에는 아직 약액이 공급되어 있지 않기 때문에, 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부의 영역은 램프 히터(61)로부터의 복사열이 직접 도달하여 가열이 행해진다.
또한 커버 부재(5)와의 사이의 공간을 흐르는 가스는 오목부(53) 안으로 유입되고, 이 오목부(53) 내에서 체류 시간이 길어져, 충분히 가열된 후, 돌기부(55)와 웨이퍼(W) 사이의 간극을 지나 컵체(2)측으로 흘러간다. 이때 돌기부(55)가 마련되어 있음으로써 가스가 빠져나가는 것이 억제되며, 오목부(53) 내에서 가열된 가스를 효율적으로 웨이퍼(W)에 접촉시켜, 웨이퍼(W)의 가열을 행할 수 있다.
웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부의 온도의 목표값은 액처리의 내용이나 사용하는 약액의 종류에 따라 적절하게 설정되지만, HF 용액을 사용하는 본 예에서는 예컨대 약액의 공급을 개시한 후의 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부의 온도가 60℃ 정도가 되도록, 60℃보다 수℃?십수℃ 높은 온도가 될 때까지 승온된다. 이때의 램프 히터(61)의 출력은 미리 실험에 의해 구해 두는 것 등으로 결정된다. 또한, 이때 오목부(53) 내에 열전대를 배치하고, 제어부(8)에 의해 상기 오목부(53) 내의 온도를 목표값에 접근시키는 피드백 제어를 행하면서, 램프 히터(61)의 출력을 증감해도 된다.
이렇게 해서 커버 부재(5)를 하강시키고, 웨이퍼(W)의 표리 양면에 가스를 공급하며, 램프 히터(61)에의 전력 공급을 개시하여 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부의 가열을 개시했다면, 웨이퍼(W)의 회전을 개시하여, 예컨대 회전 속도가 2000 rpm이 될 때까지 가속한다. 이 동작과 병행하여, 웨이퍼(W)의 외방측에서 대기하고 있던 약액 노즐(621)은 HF 용액의 더미 디스펜스(dummy dispense)를 개시하여, HF 용액의 토출을 행하면서 액처리를 행하는 위치까지 이동한다. 한편, 웨이퍼(W)의 이면측에도 약액 공급구(251)로부터 약액의 공급이 개시되고, 약액 노즐(621)이 소정의 위치에 도달하면, 미리 설정한 시간으로, 웨이퍼(W)의 상하 양면에 HF 용액을 공급하여, 상기 둘레 가장자리부로부터 불필요한 막을 제거한다.
회전하는 웨이퍼(W)에 HF 용액이 공급되면, 상기 HF 용액은 도 7에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부의 영역에 원환형으로 퍼져, 상기 영역의 막을 제거한다. 그리고 웨이퍼(W)로부터 털어내어진 HF 용액은 안내판(24)에 안내되어 가스와 함께 액 받이 공간(21) 안으로 유입되고, 기액 분리된 액체는 배액구(211)로부터 배출된다. 또한 액체와 분리된 기체는 배기 공간(22)으로 유입되어 배기구(221)로부터 배출된다.
이때, HF 용액을 상온에서 공급하면 이 액막 형성 영역의 웨이퍼(W)의 온도는 저하된다. 한편 도 7에 도시하는 바와 같이 램프 히터(61)는 이 액막의 형성 영역보다 웨이퍼(W)의 내주부측에 배치되어 있기 때문에, 램프 히터(61)로부터의 복사열은 웨이퍼(W) 둘레 가장자리부에 있어서 HF 용액이 공급되어 있지 않은 영역(액막이 형성되어 있지 않은 영역)과, 액막 형성 영역 모두에 도달한다.
그리고 액막이 형성되어 있지 않은 영역에 도달한 복사열은 웨이퍼(W)에 흡수되고, 이 웨이퍼(W)에 흡수된 열은 HF 용액이 공급됨으로써 온도가 저하된 외주부측으로 전도되어, 해당 영역의 온도를 상승시키도록 작용한다. 한편, 액막 형성 영역에 도달한 복사열은, HF 용액을 가열하여 HF 용액과 웨이퍼(W)의 접촉 온도를 상승시키도록 작용한다.
이때 도 4에 도시한 바와 같이 램프 히터(61)로부터 방사된 복사열을 반사면(531)에서 반사시켜, HF 용액이 공급되는 영역을 향해 조사함으로써, 효율적으로 HF 용액을 가열할 수 있다. 또한, 액막의 형성 영역이 반사면(531)으로부터의 복사열의 조사 영역보다 좁은 경우에는, 액막이 형성되어 있지 않은 영역에서는 웨이퍼(W)가 직접 가열되게 된다.
그리고 또한 커버 부재(5)와의 사이를 통류하는 가스도 HF 용액의 공급 전과 마찬가지로, 오목부(53) 내에서 가열되어, 웨이퍼(W)와 돌기부(55) 사이의 간극을 통류하면서, 웨이퍼(W)나 HF 용액을 가열하도록 작용한다.
이와 같이 본 실시형태에 따른 액처리 장치(1)에서는, 약액(HF 용액)의 공급 영역보다 내측에 램프 히터(61)를 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따라 배치함으로써, 웨이퍼(W) 둘레 가장자리부에 있어서 액막으로 덮어져 있지 않은 부분의 복사열에 의한 가열, 액막을 형성하고 있는 HF 용액의 복사열에 의한 가열, 가스를 이용한 간접 가열의 3종류의 방법으로 HF 용액과 웨이퍼(W)의 접촉부를 가열할 수 있다. 또한 이들 웨이퍼(W)의 직접 가열, 상면측에 공급된 HF 용액의 직접 가열, 가스를 이용한 웨이퍼(W) 및 HF 용액의 간접 가열에 의해 웨이퍼(W)의 온도를 상승시킴으로써, 하면측에 공급되는 HF 용액과 웨이퍼(W)의 접촉부에 대해서도 간접적으로 가열할 수 있다.
그리고 또한 램프 히터(61)가 HF 용액의 액막 형성 영역보다 웨이퍼(W)의 내주부측에 배치되어 있음으로써, 원심력의 작용에 의해 웨이퍼(W)의 외측을 향해 비산되는 HF 용액의 액적이나 미스트는 램프 히터(61)와 접촉하지 않고서 컵체(2)를 향해 흘러간다. 또한 돌기부(55)에 의해 웨이퍼(W)와의 사이의 간극을 좁게 함으로써, HF 용액의 미스트의 오목부(53) 안으로의 재유입도 억제되며, 이들 구성에 의해 램프 히터(61)의 석영관(612)의 부식도 방지할 수 있다.
한편, 램프 히터(61)에 의한 가열을 행하고 있는 기간 중에는, 커버 부재(5)도 램프 히터(61)에 의해 가열되게 되지만, 램프 히터(61)가 마련되어 있는 오목부(53)의 천장부의 상면측에는 방열핀(542)이 마련되어 있기 때문에, 램프 히터(61)로부터 수취한 열을 효율적으로 방열할 수 있다. 또한 상기 램프 히터(61)가 마련되어 있는 영역과 진공척(31)의 상방 영역의 사이에도 방열핀(541)이 마련되어 있기 때문에, 램프 히터(61)로부터 수취한 열이 진공척(31)의 상방의 영역으로 전달되기 어려워, 진공척(31)의 온도 상승을 억제할 수 있다. 그 결과, 진공척(31)의 열팽창에 의한 일그러짐이 억제되어, 웨이퍼(W)를 흡인 유지하는 힘을 저하시키지 않고 액처리를 실행할 수 있다.
이렇게 해서 HF 용액과 웨이퍼(W)의 접촉 온도가 예컨대 60℃ 정도가 되도록 램프 히터(61)의 출력을 조정하고, 예컨대 60초 정도, 액처리를 실행했다면 약액 노즐(621), 약액 공급구(251)로부터의 HF 용액의 공급을 정지한다. 그러한 후, 약액을 공급하는 약액 노즐(621)을 전환하고, 300 rpm?3000 rpm으로 회전하는 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부에 DIW를 공급하여 린스 처리를 실행한다. 린스 처리 동안에 DIW가 고온이 됨으로써, 남아 있는 약액에 의해 반응이 진행되는 것이 문제가 되는 경우에는, 린스 처리 동안에 램프 히터(61)에의 전력 공급을 정지하는 것이 좋다. 이러한 문제가 없는 경우에는, 린스 처리 동안에 램프 히터(61)에의 전력 공급을 정지하지 않는다.
소정 시간 린스 처리를 행했다면, DIW의 공급을 정지하고, 웨이퍼(W)의 회전 속도를 300 rpm?3000 rpm으로 조정하여 DIW의 스핀 건조를 실행한다. 건조 처리시에 있어서는, 램프 히터(61)에의 전력 공급을 행하여, 웨이퍼(W)나 가스의 가열을 행하는 것이 바람직하다. 웨이퍼(W)나 가스의 가열을 행함으로써 스핀 건조의 시간을 단축시킬 수 있다. 그리고 스핀 건조를 끝마쳤다면 웨이퍼(W)의 회전을 정지하고, 반입시와는 반대의 동작으로 외부의 픽에 웨이퍼(W)를 전달하여, 액처리 장치(1)에 의한 액처리를 끝낸다.
본 실시형태에 따른 액처리 장치(1)에 따르면 이하의 효과가 있다. 웨이퍼 유지부(3)에 수평으로 유지된 웨이퍼(W)에 대해서, 공간을 사이에 두고 대향하여 마련된 커버 부재(5)를 구비하고, 이 커버 부재(5)의 중앙부에 마련된 가스 공급구(51)로부터 가스를 공급하여 상기 공간에 공급하며, 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부 및 상기 가스를 가열하기 위한 램프 히터(61)가, 상기 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따라 상기 공간 내에 배치되어 있다. 이때 웨이퍼(W)에의 약액(예컨대 HF 용액)의 공급 위치가 램프 히터(61)의 배치 위치보다 둘레 가장자리부 쪽으로 되어 있기 때문에, 약액이 공급되어 있지 않은 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부를 가열할 수 있다. 또한 이 램프 히터(61)에 의해 가스를 가열함으로써, 가열된 가스가 웨이퍼(W)와 약액의 접촉부에 도달했을 때, 가스의 열에 의한 간접 가열을 진행시켜 상기 접촉부를 효율적으로 가열할 수 있다. 이와 같이 본 실시형태에 따르면, 웨이퍼(W)와 이 웨이퍼(W)에 공급되는 가스와 약액을 램프 히터(61)에 의해 가열함으로써, 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부를 효율적으로 가열할 수 있기 때문에, 약액에 의한 처리 효율을 높일 수 있다.
여기서 실시형태에 따른 액처리 장치(1)에서는 약액으로서 HF 용액을 이용한 불필요한 막의 제거의 예를 나타내었으나, 액처리에 사용하는 약액의 종류나 액처리의 내용은 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 묽은 HCl 등 다른 약액에 의해 불필요한 막의 제거를 행해도 되고, 막의 제거는 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부의 상면측만 행해도 된다. 또한, 액처리의 종류도 웨이퍼(W)의 하면에 형성된 막의 제거에 한정되지 않고, 예컨대 세정 처리 등 다른 종류의 처리를 행해도 된다. 이들 경우에는, 램프 히터(61)를 이용하여 가열하는 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부의 온도는 실시하는 액처리나 선택한 약액의 종류에 따라 적절하게 선택된다.
또한 웨이퍼 유지부(3)에 유지되는 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따라 배치되는 램프 히터(61)의 구성은, Ω자형으로 형성된 가늘고 긴 램프 히터(61)의 예에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 볼 형상의 램프 히터(61)를 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따라 복수 개 배열해도 된다. 또한 가늘고 긴 램프 히터(61)를 웨이퍼(W)의 둘레 방향을 따라 배치하는 경우라도, 「둘레 방향을 따라 배치」란 원환일 필요는 없고, 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부를 가열할 수 있으면, 예컨대 네모난 평면 형상으로 형성해도 된다. 그리고 액처리 장치(1)에 있어서는 물의 흡수 파장을 할로겐 램프보다 많이 방사하는 카본 필라멘트(611)를 구비한 램프 히터(61)의 예를 나타내었으나, 이것은 램프 히터(61)로서 할로겐 램프를 채용하는 경우를 부정하는 것은 아니다. 램프 히터(61)의 종류는, 약액의 종류나 목표로 하는 가열 온도에 따라 적절하게 선택된다. 나아가서는 피처리체 기판에 대해서도, 전술한 웨이퍼(W)(원형 기판)의 예에 한정되는 것은 아니며, 직사각형 기판의 액처리에 적용해도 되는 것은 물론이다.
또한 커버 부재(5)는 가스 공급구(51)를 마련하지 않아도 되고, 방열핀(541, 542)을 배치하는 영역에 대해서도, 액처리 장치(1)의 예에 나타낸 것에 한정되지 않는다. 예컨대 커버 부재(5)의 상면측 전체에 방열핀(541, 542)을 마련해도 되고, 방열핀(541, 542)을 구비하고 있지 않은 커버 부재(5)를 이용해도 된다. 그리고 커버 부재(5)의 오목부(53)는, 램프 히터(61)의 형상에 맞춰 Ω자형으로 형성하는 경우에 한정되지 않는다. 예컨대 커버 부재(5)의 둘레 가장자리부에서 하방측으로 돌출되는 돌기부(55)만을 마련하고, 커버 부재(5)의 하방측의 공간 전체를 오목부(53)로 해도 된다. 케이스(11) 내의 다운 플로우는 청정 공기의 예 이외에, 질소 가스를 이용해도 된다.
W : 웨이퍼
1 : 액처리 장치
2 : 컵체
251 : 약액 공급구
3 : 웨이퍼 유지부
31 : 진공척
5 : 커버 부재
51 : 가스 공급구
52 : 급기관
53 : 오목부
531 : 반사면
541, 542 : 방열핀
55 : 돌기부
61 : 램프 히터
62 : 약액 공급부
63 : 전원부
8 : 제어부

Claims (14)

  1. 피처리 기판을 기판 유지부에 수평으로 유지하여 연직축 둘레로 회전시키면서 약액에 의해 액처리를 행하는 액처리 장치에 있어서,
    회전하고 있는 피처리 기판의 둘레 가장자리부에 약액을 공급하는 약액 공급부와,
    상기 기판 유지부에 유지된 피처리 기판의 상면에, 공간을 사이에 두고 대향하도록 마련된 커버 부재와,
    상기 공간에 가스를 공급하기 위하여, 상기 커버 부재에 마련된 가스 공급구와,
    상기 피처리 기판의 둘레 가장자리부를 가열하기 위해서, 상기 공간 내에 피처리 기판의 둘레 방향을 따라 배치된 램프 히터와,
    상기 램프 히터가 배치되어 있는 공간에 있어서 피처리 기판과 커버 부재 사이의 높이 치수보다 작은 높이 치수의 간극을 상기 피처리 기판과의 사이에 형성하기 위하여, 상기 커버 부재의 둘레 가장자리부에 둘레 방향을 따라 하방측으로 돌출되어 마련된 돌기부
    를 구비하며,
    상기 약액 공급부로부터 피처리 기판에의 약액의 공급 위치는, 상기 램프 히터의 배치 위치보다 둘레 가장자리부 쪽인 것을 특징으로 하는 액처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 커버 부재는, 상기 기판 유지부에 의해 유지된 피처리 기판의 둘레 방향을 따라 형성되고, 하면측을 향해 개구되어 있는 오목부를 구비하며, 상기 램프 히터는 이 오목부 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 램프 히터가 배치된 오목부의 내면은, 경면 가공되어 있는 것을 특징으로 하는 액처리 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 경면 가공된 오목부는, 상기 램프 히터로부터 방사된 복사열을, 피처리 기판의 둘레 가장자리부에 있어서 약액이 공급되는 영역을 향해 반사하는 반사면을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액처리 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커버 부재는, 방열핀을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액처리 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 방열핀은, 상기 커버 부재의 상면측에, 상기 램프 히터가 배치되어 있는 영역에 대응하여 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 액처리 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 기판 유지부는, 피처리 기판의 하면측 중앙부를 흡인 유지하는 진공척을 구비하고, 상기 방열핀은, 상기 커버 부재의 상면측에, 이 커버 부재를 상면측에서 보았을 때, 상기 램프 히터가 배치되어 있는 위치와, 상기 진공척이 배치되어 있는 위치 사이의 영역에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 액처리 장치.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 약액 공급부로부터 약액을 공급하는 기간 중에 상기 램프 히터에 급전하고, 약액의 공급을 정지한 후에는, 상기 램프 히터에의 급전을 정지하도록 제어 신호를 출력하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 액처리 장치.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 약액은, 부식성인 것을 특징으로 하는 액처리 장치.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 램프 히터는, 가늘고 긴 발열체를 석영제의 보호관 내에 봉입하여 구성되고, 원환의 일부에 노치부를 구비한 Ω자형으로 형성되며, 상기 약액의 공급 위치는 이 노치부가 형성되어 있는 영역의 둘레 가장자리부 쪽에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 액처리 장치.
  11. 수평으로 유지된 피처리 기판을 연직축 둘레로 회전시켜, 상기 피처리 기판의 둘레 가장자리부에 약액을 공급하는 공정과,
    약액이 공급되어 있는 피처리 기판의 상면에, 공간을 사이에 두고 커버 부재를 대향시키고, 상기 커버 부재에 마련된 가스 공급구로부터 가스를 공급하는 공정과,
    상기 공간 내에 피처리 기판의 둘레 방향을 따라 배치된 램프 히터에 의해, 상기 피처리 기판의 둘레 가장자리부를 가열하는 공정
    을 포함하며,
    상기 램프 히터가 배치되어 있는 공간에 있어서 피처리 기판과 커버 부재 사이의 높이 치수보다 작은 높이 치수의 간극을 상기 피처리 기판과의 사이에 형성하기 위하여, 상기 커버 부재의 둘레 가장자리부에는 둘레 방향을 따라 돌기부가 마련되고,
    상기 약액을 공급하는 공정에서, 피처리 기판의 둘레 가장자리부에 약액을 공급하는 위치는, 상기 램프 히터의 배치 위치보다 둘레 가장자리부 쪽인 것을 특징으로 하는 액처리 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 약액을 공급하는 공정 후, 순수(純水)에 의한 린스 공정을 행하고, 그 후, 순수를 피처리 기판 상으로부터 털어내는 스핀 건조 공정을 포함하며, 상기 스핀 건조 공정에 있어서, 상기 램프 히터에 의해, 상기 피처리 기판의 둘레 가장자리부를 가열하는 것을 특징으로 하는 액처리 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 약액은 부식성인 것을 특징으로 하는 액처리 방법.
  14. 수평으로 유지되어 연직축 둘레로 회전하는 피처리 기판의 상면에 커버 부재를 대향시키고, 이 커버 부재의 중앙부에 개구된 가스 공급구로부터 가스를 공급하며, 상기 피처리 기판의 둘레 가장자리부 및 상기 가스를 램프 히터의 복사열에 의해 가열하면서 이 피처리 기판의 둘레 가장자리부에 약액을 공급하는 액처리 장치에 이용되는 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체로서,
    상기 프로그램은 제11항 또는 제12항에 기재된 액처리 방법을 실행하기 위해서 스텝이 짜여져 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 매체.
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