KR20140011269A - 기판 처리 방법, 기판 처리 장치 및 기억 매체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 기판을 처리 용기에 반입할 때까지의 건조 방지용 불소 함유 유기 용제의 휘발 및 처리 용기 내에 있어서의 불소 함유 유기 용제의 분해를 억제할 수 있는 기판 처리 방법 등을 제공하는 것을 목적으로 한다.
표면이 제1 불소 함유 유기 용제에 의해 덮인 기판(W)을 처리 용기(31) 내에 반입하고, 이 처리 용기(31)에, 비점이 제1 불소 함유 유기 용제보다 낮은 제2 불소 함유 유기 용제를 원료로 하는 고압 유체를 공급한다. 그리고 처리 용기(31) 내에 상기 제1 불소 함유 유기 용제와 제2 불소 함유 유기 용제의 혼합물의 고압 유체 분위기를 형성하여, 기판의 표면을 덮는 제1 불소 함유 유기 용제를 제거하고, 처리 용기(31) 내의 유체를 고압 유체 또는 기체의 상태로 배출하여 건조시킨 기판(W)을 얻는다.

Description

기판 처리 방법, 기판 처리 장치 및 기억 매체{SUBSTRATE PROCESSING METHOD, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND STORAGE MEDIUM}
본 발명은, 초임계 상태 또는 아임계 상태의 고압 유체를 이용하여 기판의 표면에 부착된 액체를 제거하는 기술에 관한 것이다.
기판인 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라 함) 등의 표면에 집적 회로의 적층 구조를 형성하는 반도체 장치의 제조 공정에 있어서는, 약액 등의 세정액에 의해 웨이퍼 표면의 미소한 먼지나 자연 산화막을 제거하는 등, 액체를 이용하여 웨이퍼 표면을 처리하는 액처리 공정이 마련되어 있다.
그런데 반도체 장치의 고집적화에 따라, 이러한 액처리 공정으로 웨이퍼의 표면에 부착된 액체 등을 제거할 때에, 소위 패턴 붕괴라고 불리는 현상이 문제가 되고 있다. 패턴 붕괴는, 웨이퍼 표면에 남은 액체를 건조시킬 때에, 패턴을 형성하는 요철의 예컨대 볼록부의 좌우(바꿔 말하면 오목부 내)에 남아 있는 액체가 불균일하게 건조됨으로써, 이 볼록부를 좌우로 인장하는 표면 장력의 밸런스가 무너져 액체가 많이 남아 있는 방향으로 볼록부가 쓰러지는 현상이다.
이러한 패턴 붕괴의 발생을 억제하면서 웨이퍼 표면에 부착된 액체를 제거하는 방법으로서 초임계 상태나 아임계 상태(이하, 이들을 통합하여 고압 상태라 함)의 유체를 이용하는 방법이 알려져 있다. 고압 상태의 유체(고압 유체)는, 액체에 비하여 점도가 작고, 또한, 액체를 추출하는 능력도 높은 데다가 고압 유체와 평형 상태에 있는 액체나 기체와의 사이에서 계면이 존재하지 않는다. 그래서, 웨이퍼 표면에 부착된 액체를 고압 유체로 치환하고, 그런 후, 고압 유체를 기체로 상태 변화시키면, 표면 장력의 영향을 받지 않고 액체를 건조시킬 수 있다.
출원인은, 회전하는 웨이퍼의 표면에 처리액을 공급하는 매엽식(枚葉式)의 액처리 유닛으로 액처리를 행한 후, 건조 방지용 액체에 의해 표면이 덮인 상태의 웨이퍼를 고압 유체 처리 유닛에 반송하고, 그 처리 용기 내에서 건조 방지용 액체를 제거하는 액처리 장치를 개발하고 있다. 예컨대 특허문헌 1에서는, 액체와 고압 유체와의 치환성이 높다는 관점이나, 액처리시의 수분 반입 억제의 관점에서 건조 방지용 액체 및 고압 유체 양쪽에 불소 함유 유기 용제(특허문헌 1에서는 「불소 화합물」이라고 기재되어 있음)인 HFE(HydroFluoro Ether)를 이용하고 있다. 또한, 불소 함유 유기 용제는, 난연성인 점에서도 건조 방지용 액체에 적합하다.
한편, HFE, HFC(HydroFluoro Carbon), PFC(PerFluoro Carbon) 등의 불소 함유 유기 용제는, IPA(IsoPropyl Alcohol) 등에 비하여 고가이며, 웨이퍼 반송 중의 휘발 손실이 운전비용의 상승으로 이어진다. 이 휘발 손실을 억제하기 위해서 건조 방지용 액체 및 고압 유체로서 비점이 높은(증기압이 낮은) 불소 함유 유기 용제를 사용하지만, 비점이 높은 불소 함유 유기 용제는 일반적으로 임계 온도가 높기 때문에, 고온 고압 분위기 하에서 불소 함유 유기 용제가 분해되고, 불화수소(HF) 등이 생성되어 웨이퍼에 손상을 줄 우려가 있다. 또한, 처리 용기에 반입되는 건조 방지용 액체의 비점이 높으면, 액체를 제거하는 처리를 끝내고, 유체를 배출할 때에 처리 용기 내에서 액체가 재응축되어 패턴 붕괴를 일으키는 원인이 되기도 한다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2011-187570호 공보: 청구항 1, 단락 0021~0022, 0072~0077, 도 4
본 발명은 이러한 배경 하에서 이루어진 것으로, 그 목적은, 기판을 처리 용기에 반입할 때까지의 건조 방지용 불소 함유 유기 용제의 휘발 및 처리 용기 내에서의 불소 함유 유기 용제의 분해를 억제할 수 있는 기판 처리 방법, 기판 처리 장치 및 상기 방법을 기억한 기억 매체를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따른 기판 처리 방법은, 표면에 패턴이 형성된 기판을 액처리한 후에 공급하고, 그 기판의 표면을 덮는 불소 함유 유기 용제를 고압 유체와 접촉시켜 제거하는 기판 처리 방법으로서,
표면이 제1 불소 함유 유기 용제에 의해 덮인 기판을 처리 용기 내에 반입하는 공정과,
상기 기판을 수용한 처리 용기에, 비점이 상기 제1 불소 함유 유기 용제보다 낮은 제2 불소 함유 유기 용제를 원료로 하는 고압 유체를 공급함으로써, 또는, 상기 제2 불소 함유 유기 용제의 기체 또는 액체를 공급한 후, 임계 온도 이상의 온도로 가열하여 고압 유체로 함으로써, 그 처리 용기 내에 상기 제1 불소 함유 유기 용제와 제2 불소 함유 유기 용제의 혼합물의 고압 유체 분위기를 형성하는 공정과,
계속해서, 상기 처리 용기 내의 유체를 고압 유체 또는 기체의 상태로 배출하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기판 처리 방법은 이하의 특징을 포함하고 있어도 좋다.
(a) 상기 제2 불소 함유 유기 용제의 임계 온도는, 상기 제1 불소 함유 유기 용제의 비점보다 높음.
(b) 상기 처리 용기 내에는, 상기 제2 불소 함유 유기 용제의 공급을 정지시킨 상태에서, 상기 혼합물의 고압 유체 분위기가 형성되어 있음.
(c) 상기 제1 불소 함유 유기 용제의 비점은 100℃ 이상임.
(d) 상기 제2 불소 함유 유기 용제의 임계 온도는 200℃ 이하임.
(e) 상기 혼합물 내의 제1 불소 함유 유기 용제와 제2 불소 함유 유기 용제의 몰기준의 혼합비는 1:10 이하의 범위임.
(f) 상기 혼합물의 고압 유체 분위기를 형성하는 공정에 있어서의 상기 처리 용기 내의 온도는, 그 처리 용기로부터 배출되는 유체 내에 있어서의 상기 혼합물 내의 불소 함유 유기 용제가 분해되어 생성된 불소의 함유율이 100 중량 ppm 이하가 되는 온도임.
본 발명은, 고압 유체의 원료로서 이용되는 제2 불소 함유 유기 용제보다 비점이 높은(증기압이 낮은) 제1 불소 함유 유기 용제에 의해 표면을 덮은 상태에서, 기판을 처리 용기까지 반송하기 때문에, 반송시에 있어서의 불소 함유 유기 용제의 휘발량이 적다.
도 1은 실시형태에 따른 액처리 장치의 횡단 평면도이다.
도 2는 상기 세정 장치에 설치되어 있는 액처리 유닛의 종단 측면도이다.
도 3은 상기 세정 장치에 설치되어 있는 초임계 처리 유닛의 구성도이다.
도 4는 초임계 처리 유닛의 처리 용기의 외관 사시도이다.
도 5는 2성분계의 혼합 유체의 임계 온도의 변화를 나타낸 설명도이다.
도 6은 상기 초임계 처리 유닛의 작용을 나타낸 제1 설명도이다.
도 7은 상기 초임계 처리 유닛의 작용을 나타낸 제2 설명도이다.
도 8은 상기 초임계 처리 유닛의 작용을 나타낸 제3 설명도이다.
도 9는 상기 초임계 처리 유닛의 작용을 나타낸 제4 설명도이다.
도 10은 상기 초임계 처리 유닛의 작용을 나타낸 제5 설명도이다.
도 11은 상기 초임계 처리 유닛 내의 웨이퍼의 처리 상태를 나타낸 제1 설명도이다.
도 12는 웨이퍼의 처리 상태를 나타낸 제2 설명도이다.
도 13은 웨이퍼의 처리 상태를 나타낸 제3 설명도이다.
도 14는 웨이퍼의 처리 상태를 나타낸 제4 설명도이다.
도 15는 실시예에 이용한 오토클레이브의 종단 측면도이다.
본 발명의 기판 처리 장치의 일례로서, 기판인 웨이퍼(W)에 각종 처리액을 공급하여 액처리를 행하는 액처리 유닛(2)과, 액처리 후의 웨이퍼(W)에 부착되어 있는 건조 방지용 액체를 초임계 유체(고압 유체)와 접촉시켜 제거하는 초임계 처리 유닛(3)(고압 유체 처리 유닛)을 구비한 액처리 장치(1)에 대해서 설명한다.
도 1은 액처리 장치(1)의 전체 구성을 도시한 횡단 평면도이고, 이 도면을 바라보고 좌측을 전방으로 한다. 액처리 장치(1)에서는, 배치부(11)에 FOUP(100)가 배치되고, 이 FOUP(100)에 수납된 예컨대 직경 300 ㎜의 복수 장의 웨이퍼(W)가, 반입/반출부(12) 및 전달부(13)를 통해 후단의 액처리부(14), 초임계 처리부(15)와의 사이에서 전달되며, 액처리 유닛(2), 초임계 처리 유닛(3) 내에 차례로 반입되어 액처리나 건조 방지용 액체를 제거하는 처리가 행해진다. 도면 중, 도면 부호 121은 FOUP(100)와 전달부(13) 사이에서 웨이퍼(W)를 반송하는 제1 반송 기구, 도면 부호 131은 반입/반출부(12)와 액처리부(14), 초임계 처리부(15)와의 사이에서 반송되는 웨이퍼(W)가 일시적으로 배치되는 버퍼로서의 역할을 수행하는 전달 선반이다.
액처리부(14) 및 초임계 처리부(15)는, 전달부(13)와의 사이의 개구부로부터 전후 방향을 향해 연장되는 웨이퍼(W)의 반송 공간(162)을 사이에 두고 설치되어 있다. 전방측에서 보아 반송 공간(162)의 왼쪽에 설치되어 있는 액처리부(14)에는, 예컨대 4대의 액처리 유닛(2)이 상기 반송 공간(162)을 따라 배치되어 있다. 한편, 반송 공간(162)의 오른쪽에 설치되어 있는 초임계 처리부(15)에는, 예컨대 2대의 초임계 처리 유닛(3)이, 상기 반송 공간(162)을 따라 배치되어 있다.
웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송로(162)에 배치된 제2 반송 기구(161)에 의해 이들 각 액처리 유닛(2), 초임계 처리 유닛(3) 및 전달부(13) 사이에서 반송된다. 제2 반송 기구(161)는 본 실시형태의 기판 반송 유닛에 해당한다. 여기서 액처리부(14)나 초임계 처리부(15)에 배치되는 액처리 유닛(2)이나 초임계 처리 유닛(3)의 개수는, 단위 시간당 웨이퍼(W)의 처리 장수나, 액처리 유닛(2), 초임계 처리 유닛(3)에서의 처리 시간의 차이 등에 의해 적절하게 선택되며, 이들 액처리 유닛(2)이나 초임계 처리 유닛(3)의 배치수 등에 따라 최적의 레이아웃이 선택된다.
액처리 유닛(2)은 예컨대 스핀 세정에 의해 웨이퍼(W)를 1장씩 세정하는 매엽식의 액처리 유닛(2)으로 구성되며, 도 2의 종단 측면도에 도시된 바와 같이, 처리 공간을 형성하는 외측 챔버(21)와, 이 외측 챔버 내에 배치되어, 웨이퍼(W)를 거의 수평으로 유지하면서 웨이퍼(W)를 수직축 주위로 회전시키는 웨이퍼 유지 기구(23)와, 웨이퍼 유지 기구(2)를 측둘레측으로부터 둘러싸도록 배치되어, 웨이퍼(W)로부터 비산된 액체를 받아내는 내측 컵(22)과, 웨이퍼(W)의 상방 위치와 여기서부터 후퇴한 위치 사이에서 이동 가능하게 구성되며, 그 선단부에 노즐(241)이 설치된 노즐 아암(24)을 구비한다.
노즐(241)에는, 각종 약액을 공급하는 처리액 공급부(201)나 린스액의 공급을 행하는 린스액 공급부(202), 웨이퍼(W)의 표면에 건조 방지용 액체인 제1 불소 함유 유기 용제의 공급을 행하는 제1 불소 함유 유기 용제 공급부(203)(제1 유기 용제 공급부)가 접속되어 있다. 제1 불소 함유 유기 용제는, 후술하는 초임계 처리에 이용되는 제2 불소 함유 유기 용제와는 상이한 것이 이용되며, 또한, 제1 불소 함유 유기 용제와 제2 불소 함유 유기 용제의 사이에는, 그 비점이나 임계 온도에 있어서 미리 정해진 관계가 있는 것이 채용되고 있지만, 그 상세한 내용에 대해서는 후술한다.
또한, 웨이퍼 유지 기구(23)의 내부에도 약액 공급로(231)를 형성하고, 여기서부터 공급된 약액 및 린스액에 의해 웨이퍼(W)의 이면 세정을 행하여도 좋다. 외측 챔버(21)나 내측 컵(22)의 바닥부에는, 내부 분위기를 배기하기 위한 배기구(212)나 웨이퍼(W)로부터 털어내어진 액체를 배출하기 위한 배액구(221, 211)가 마련되어 있다.
액처리 유닛(2)으로 액처리를 끝낸 웨이퍼(W)는, 건조 방지용 제1 불소 함유 유기 용제로써 그 표면이 덮인 상태에서 제2 반송 기구(161)에 의해 초임계 처리 유닛(3)으로 반송된다. 초임계 처리 유닛(3)에서는, 웨이퍼(W)를 제2 불소 함유 유기 용제의 초임계 유체와 접촉시켜 제1 불소 함유 유기 용제를 제거하고, 웨이퍼(W)를 건조시키는 처리가 행해진다. 이하, 초임계 처리 유닛(3)의 구성에 대해서 도 3, 도 4를 참조하면서 설명한다.
초임계 처리 유닛(3)은, 웨이퍼(W)의 표면에 부착된 건조 방지용 액체(제1 불소 함유 유기 용제)를 제거하는 처리가 행해지는 처리 용기(31)와, 이 처리 용기(31)에 제2 불소 함유 유기 용제의 초임계 유체를 공급하는 초임계 유체 공급부(41)(제2 유기 용제 공급부)를 구비한다.
도 4에 도시된 바와 같이 처리 용기(31)는, 웨이퍼(W)의 반입/반출용 개구부(312)가 형성된 케이스형의 용기 본체(311)와, 처리 대상의 웨이퍼(W)를 횡방향으로 유지할 수 있는 웨이퍼 트레이(331)와, 이 웨이퍼 트레이(331)를 지지하고, 웨이퍼(W)를 용기 본체(311) 내에 반입했을 때 상기 개구부(312)를 밀폐하는 덮개 부재(332)를 구비한다.
용기 본체(11)는, 예컨대 직경 300 ㎜의 웨이퍼(W)를 수용 가능하고, 200~10000 ㎤ 정도의 처리 공간이 형성된 용기로서, 그 상면에는, 처리 용기(31) 내에 초임계 유체를 공급하기 위한 초임계 유체 공급 라인(351)과, 처리 용기(31) 내의 유체를 배출하기 위한 개폐 밸브(342)가 개재된 배출 라인(341)(배출부)이 접속되어 있다. 또한, 처리 용기(31)에는 처리 공간 내에 공급된 고압 상태의 처리 유체로부터 받은 내압에 대항하여, 용기 본체(311)를 향해 덮개 부재(332)를 압착시켜 처리 공간을 밀폐하기 위한 도시되지 않은 압박 기구가 설치되어 있다.
용기 본체(311)에는, 예컨대 저항 발열체 등으로 이루어진 가열부인 히터(322)와, 처리 용기(31) 내의 온도를 검출하기 위한 열전대 등을 구비한 온도 검출부(323)가 설치되어 있고, 용기 본체(311)를 가열함으로써, 처리 용기(31) 내의 온도를 미리 설정된 온도로 가열하며, 이에 따라 내부의 웨이퍼(W)를 가열할 수 있다. 히터(322)는, 급전부(321)로부터 공급되는 전력을 바꿈으로써, 발열량을 변화시킬 수 있고, 온도 검출부(323)로부터 취득한 온도 검출 결과에 기초하여 처리 용기(31) 내의 온도를 미리 설정된 온도로 조절한다.
초임계 유체 공급부(41)는, 개폐 밸브(352)가 개재된 초임계 유체 공급 라인(351)의 상류측에 접속되어 있다. 초임계 유체 공급부(41)는, 처리 용기(31)로 공급되는 제2 불소 함유 유기 용제의 초임계 유체를 준비하는 배관인 스파이럴관(411)과, 이 스파이럴관(411)에 초임계 유체의 원료인 제2 불소 함유 유기 용제의 액체를 공급하기 위해서 제2 불소 함유 유기 용제 공급부(414)와, 스파이럴관(411)을 가열하여 내부의 제2 불소 함유 유기 용제를 초임계 상태로 하기 위한 할로겐 램프(413)를 구비한다.
스파이럴관(411)은 예컨대 스테인레스제의 배관 부재를 길이 방향으로 나선형으로 감아 형성된 원통형의 용기로서, 할로겐 램프(413)로부터 공급되는 복사열을 흡수하기 쉽게 하기 위해서 예컨대 흑색의 복사열 흡수 도료로 도장되어 있다. 할로겐 램프(413)는, 스파이럴관(411)의 원통의 중심축을 따라 스파이럴관(411)의 내벽면으로부터 이격되어 배치되어 있다. 할로겐 램프(413)의 하단부에는, 전원부(412)가 접속되어 있고, 전원부(412)로부터 공급되는 전력에 의해 할로겐 램프(413)를 발열시키며, 주로 그 복사열을 이용하여 스파이럴관(411)을 가열한다. 전원부(412)는, 스파이럴관(411)에 설치된 도시되지 않은 온도 검출부와 접속되어 있고, 이 검출 온도에 기초하여 스파이럴관(411)에 공급하는 전력을 증감시켜 미리 설정한 온도로 스파이럴관(411)의 내부를 가열할 수 있다.
또한, 스파이럴관(411)의 하단부로부터는 배관 부재가 연장되어 제2 불소 함유 유기 용제의 리시빙 라인(415)을 형성하고 있다. 이 리시빙 라인(415)은, 내압성을 갖춘 개폐 밸브(416)를 통해 제2 불소 함유 유기 용제 공급부(414)에 접속되어 있다. 제2 불소 함유 유기 용제 공급부(414)는, 제2 불소 함유 유기 용제를 액체의 상태로 저류하는 탱크나 송액 펌프, 유량 조절 기구 등을 구비한다.
이상으로 설명한 구성을 구비한 액처리 유닛(2)이나 초임계 처리 유닛(3)을 포함하는 액처리 장치(1)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 제어부(5)에 접속되어 있다. 제어부(5)는 도시하지 않은 CPU와 기억부를 구비한 컴퓨터를 포함하고, 기억부에는 액처리 장치(1)의 작용, 즉 FOUP(100)로부터 웨이퍼(W)를 꺼내어 액처리 유닛(2)으로 액처리를 행하고, 계속해서 초임계 처리 유닛(3)으로 웨이퍼(W)를 건조시키는 처리를 행하고 나서 FOUP(100) 내에 웨이퍼(W)를 반입할 때까지의 동작에 관계되는 제어에 대한 스텝(명령)군이 짜여진 프로그램이 기록되어 있다. 이 프로그램은, 예컨대 하드 디스크, 컴팩트 디스크, 마그넷 광 디스크, 메모리 카드 등의 기억 매체에 저장되며, 거기에서 컴퓨터에 인스톨된다.
다음으로, 액처리 유닛(2)으로 웨이퍼(W)의 표면에 공급되는 제1 불소 함유 유기 용제와, 이 제1 불소 함유 유기 용제를 웨이퍼(W)의 표면으로부터 제거하기 위해서, 처리 용기(31)에 초임계 유체의 상태로 공급되는 제2 불소 함유 유기 용제에 대해서 설명한다. 제1 불소 함유 유기 용제 및 제2 불소 함유 유기 용제는, 모두 탄화수소 분자 내에 불소 원자를 포함하는 불소 함유 유기 용제이다.
제1 불소 함유 유기 용제 및 제2 불소 함유 유기 용제의 조합의 예를 (표 1)에 나타낸다.
Figure pat00001
(표 1)의 분류명 중, HFE(HydroFluoro Ether)는, 분자 내에 에테르 결합을 갖는 탄화수소의 일부 수소를 불소로 치환한 불소 함유 유기 용제를 나타내고, HFC(HydroFluoro Carbon)는 탄화수소의 일부 수소를 불소로 치환한 불소 함유 유기 용제를 나타낸다. 또한, PFC(PerFluoro Carbon)는 탄화수소의 모든 수소를 불소로 치환한 불소 함유 유기 용제이다.
이들 불소 함유 유기 용제 중, 하나의 불소 함유 유기 용제를 제2 불소 함유 유기 용제로서 선택했을 때, 제1 불소 함유 유기 용제에는, 이 제2 불소 함유 유기 용제보다 비점이 높은(증기압이 낮은) 것이 선택된다. 이에 따라, 건조 방지용 액체로서 제2 불소 함유 유기 용제를 채용하는 경우와 비교하여, 액처리 유닛(2)으로부터 초임계 처리 유닛(3)으로 반송되는 동안에, 웨이퍼(W)의 표면으로부터 휘발되는 불소 함유 유기 용제량을 저감시킬 수 있다.
보다 적합하게는, 제1 불소 함유 유기 용제의 비점은 100℃ 이상인 것이 바람직하다. 비점이 100℃ 이상인 불소 함유 유기 용제는, 웨이퍼(W)의 반송중의 휘발량이 보다 적기 때문에, 예컨대 직경 300 ㎜의 웨이퍼(W)의 경우는 0.01~5 cc 정도, 직경 450 ㎜의 웨이퍼(W)의 경우는 0.02~10 cc 정도의 소량의 불소 함유 유기 용제를 공급하는 것만으로, 수십 초~10분 정도 간, 웨이퍼(W)의 표면이 젖은 상태를 유지할 수 있다. 참고로, IPA로 동일한 시간만큼 웨이퍼(W)의 표면을 젖은 상태로 유지하기 위해서는 10~50 cc 정도의 공급량이 필요하게 된다. 비점이 100℃ 이상인 불소 함유 유기 용제의 구체예로서는 (표 1) 중에 예시한 아사히가라스 가부시키가이샤 제조, 아사히클린(등록상표) AC-6000(비점 115℃, 이하, 단순히 「AC-6000」이라고 기재함)을 들 수 있다.
또한, 2종류의 불소 함유 유기 용제를 선택했을 때, 그 비점의 고저는, 초임계 온도의 고저에도 대응하고 있다. 그래서, 초임계 유체로서 이용되는 제2 불소 함유 유기 용제로서, 제1 불소 함유 유기 용제보다 비점이 낮은 것을 선택함으로써, 저온에서 초임계 유체를 형성하는 것이 가능한 불소 함유 유기 용제를 이용할 수 있게 되어 불소 함유 유기 용제의 분해에 따른 불소 원자의 방출이 억제된다.
비점이 낮은 불소 함유 유기 용제를 선택하는 하나의 지표로서, 처리 후에 처리 용기(31)로부터 배출되는 유체 내에 포함되고, 제1, 제2 불소 함유 유기 용제가 분해되어 생성된 불소의 함유율이 100 중량 ppm 이하가 되는 온도에서 초임계 유체가 되는 불소 함유 유기 용제를 선택하는 것이 바람직하다. 이 지표를 만족할 수 있는 제2 불소 함유 유기 용제의 후보로서, 그 임계 온도가 200℃ 이하인 것을 들 수 있고, 구체예로서는 (표 1) 중에 예시한 스미토모쓰리엠 가부시키가이샤 제조, 플로리네이트(등록상표) FC-72(임계 온도 177℃, 이하 단순히 「FC-72」라고 기재함) 등이 있다.
여기서 본 예의 처리 용기(31) 내에는, 초임계 유체로서 공급되는 제2 불소 함유 유기 용제에 더하여, 이 제2 불소 함유 유기 용제보다 비점이 높은 (임계 온도가 높은) 제1 불소 함유 유기 용제가 존재한다. 이 때문에, 임계 온도가 낮은 불소 함유 유기 용제를 제2 불소 함유 유기 용제로서 이용했을 때에, 보다 임계 온도가 높은 제1 불소 함유 유기 용제에 대해서도 분해를 억제하면서 웨이퍼(W)로부터 제거할 수 있는 것을 확인해 둘 필요가 있다.
도 5는 IPA를 고임계 온도 성분 A, CO2를 저임계 온도 성분 B로 하여, 양 성분의 혼합비를 변화시켰을 때의 임계 온도의 변화를 모식적으로 나타내고 있다. 이 도면에 따르면, 고임계 온도 성분과 저임계 온도 성분의 2성분 혼합계이더라도, 저임계 온도 성분 B(임계 온도 TB)에 대하여, 고임계 온도 성분 A(임계 온도 TA)의 혼합비가 충분히 적으면, 성분 A, B의 혼합물은, 저임계 온도 성분의 임계 온도(TB) 부근에서 초임계 상태가 되는 것을 알 수 있다.
전술한 관계는, 제1 불소 함유 유기 용제(고임계 온도 성분)와 제2 불소 함유 유기 용제(저임계 온도 성분) 사이에 있어서도 성립되고, 제1 불소 함유 유기 용제와 제2 불소 함유 유기 용제의 몰기준의 혼합비가 1:10 이하인 범위(몰기준의 비로 제1 불소 함유 유기 용제가 1에 대하여, 제2 불소 함유 유기 용제가 10 이상)라면, 제1 불소 함유 유기 용제와 제2 불소 함유 유기 용제의 혼합물은, 제1 불소 함유 유기 용제의 임계 온도에 가까운 온도에서 초임계 상태가 될 수 있다. 이 결과, 혼합물 내에 고임계 온도 성분(제1 불소 함유 유기 용제)을 포함하고 있어도, 각 불소 함유 유기 용제가 분해되기 어려운 온도에서 상기 고임계 온도 성분을 제거할 수 있다.
게다가, 웨이퍼(W)의 표면을 덮는 액체와, 초임계 유체 양쪽에 있어서, 서로 성상(性狀)이 비슷한 불소 함유 유기 용제를 선택함으로써, 초임계 상태가 된 후의 혼합물이 섞이기 쉽다. 이 때문에, 초임계 유체의 연속 공급, 연속 배출을 행하여 처리 용기(31)로부터 액체(제1 불소 함유 유기 용제)를 배출하는 조작을 행하지 않아도, 제2 불소 함유 유기 용제의 초임계 유체를 정해진 양만큼 공급한 후, 상기 유체의 공급을 정지하여도, 제1 불소 함유 유기 용제의 제거가 가능하다는 것을 실험적으로 확인하고 있다(실시예 참조).
이 이외에, 고비점 성분(제1 불소 함유 유기 용제)을 포함하는 혼합물을 비교적 낮은 온도에서 초임계 유체로 한 경우, 배출 라인(341)으로부터 초임계 유체를 배출하여 처리 용기(31) 내의 온도가 노점 이하가 되어 제1 불소 함유 유기 용제가 웨이퍼(W)의 표면에서 재응축되면 패턴 붕괴가 발생하는 원인이 된다. 그래서, 본 예에 있어서는, 제2 불소 함유 유기 용제의 초임계 온도가 제1 불소 함유 유기 용제의 비점보다 높은 불소 함유 유기 용제를 선택하고, 이들의 불소 함유 유기 용제의 혼합물이 초임계 유체 또는 기체의 상태를 유지한 채 처리 용기(31)로부터 배출되는 조건을 선택하고 있다.
본 예의 액처리 장치(1)에 있어서는, 전술한 사고 방식에 기초하여, 웨이퍼(W)의 표면에 공급되는 제1 불소 함유 유기 용제와, 이 제1 불소 함유 유기 용제를 제거하는 처리를 행하는 제2 불소 함유 유기 용제가 선택되고 있다. 이들 요건을 만족시키는 불소 함유 유기 용제의 예로서 제1 불소 함유 유기 용제로서 AC-6000을 선택하고, 제2 불소 함유 유기 용제로서 FC-72를 선택한 경우의 액처리 장치(1)의 작용에 대해서, 도 6 내지 도 14를 참조하면서 설명한다.
처음에, FOUP(100)로부터 꺼내어진 웨이퍼(W)가 반입/반출부(12) 및 전달부(13)를 통해 액처리부(14)에 반입되고, 액처리 유닛(2)의 웨이퍼 유지 기구(23)에 전달된다. 계속해서, 회전하는 웨이퍼(W)의 표면에 각종 처리액이 공급되어 액처리가 행해진다.
액처리는, 예컨대 알칼리성 약액인 SC1액(암모니아와 과산화수소수의 혼합액)에 의한 파티클이나 유기성 오염물질의 제거→린스액인 탈이온수(DeIonized Water: DIW)에 의한 린스 세정→산성 약액인 희불산 수용액[이하, DHF(Diluted HydroFluoric acid)]에 의한 자연 산화막의 제거→DIW에 의한 린스 세정이 행해진다.
약액에 의한 액처리나 린스 세정을 끝내면, 회전하는 웨이퍼(W)의 표면에 처리액 공급부(201)로부터 IPA를 공급하고, 웨이퍼(W)의 표면 및 이면에 잔존하고 있는 DIW로 치환한다. 웨이퍼(W)의 표면의 액체가 충분히 IPA로 치환되면, 제1 불소 함유 유기 용제 공급부(203)로부터 회전하는 웨이퍼(W)의 표면에 제1 불소 함유 유기 용제를 공급한 후, 웨이퍼(W)의 회전을 정지한다. 회전 정지 후의 웨이퍼(W)는, 예컨대 2 cc의 제1 불소 함유 유기 용제에 의해 그 표면이 덮인 상태로 되어 있다. 이 때, 도 11에 모식적으로 도시된 바와 같이 웨이퍼(W)의 표면의 패턴(7) 내에는 제1 불소 함유 유기 용제의 액체(61)가 들어간 상태로 되어 있다.
액처리를 끝낸 웨이퍼(W)는, 제2 반송 기구(161)에 의해 액처리 유닛(2)으로부터 반출되고, 초임계 처리 유닛(3)으로 반송된다. 제1 불소 함유 유기 용제로서, 비점이 높은(증기압이 낮은) 불소 함유 유기 용제를 이용하고 있기 때문에, 반송되는 기간 동안에 웨이퍼(W)의 표면으로부터 휘발되는 불소 함유 유기 용제의 양을 줄일 수 있다.
이 때, 초임계 처리 유닛(3)은, 도 6에 도시된 바와 같이 히터(322)의 급전부(321)를 온으로 하여, 처리 용기(31) 내부를 제2 불소 함유 유기 용제의 임계 온도보다 23℃ 정도 높은 200℃로 가열한 상태로 대기하고 있다. 여기서, 도 6 내지 도 10의 상기 개폐 밸브(342, 352, 416)에 도시된 「S」의 부호는 닫힌 상태를 나타내고, 「O」의 부호는 열린 상태를 나타내고 있다.
처리 용기(31)에 웨이퍼(W)가 반입되기 전의 타이밍에 있어서, 초임계 유체 공급부(41)는, 개폐 밸브(416)를 개방하여 제2 불소 함유 유기 용제 공급부(414)로부터 제2 불소 함유 유기 용제의 액체를 정해진 양만큼 송액하고 나서 개폐 밸브(352, 416)를 폐쇄하고, 스파이럴관(411)을 밀봉 상태로 한다. 이 때, 제2 불소 함유 유기 용제의 액체는 스파이럴관(411)의 하방측에 저장되어 있고, 스파이럴관(411)의 상방측에는 제2 불소 함유 유기 용제를 가열했을 때, 증발한 제2 불소 함유 유기 용제가 팽창될 공간이 남겨져 있다.
그리고, 도 7에 도시된 바와 같이 전원부(412)로부터 할로겐 램프(413)로 급전을 시작하여, 할로겐 램프(413)를 발열시키면, 스파이럴관(411)의 내부가 가열되어 제2 불소 함유 유기 용제가 증발되고, 더 승온, 승압되어 임계 온도, 임계 압력에 도달하여 초임계 유체가 된다. 스파이럴관(411) 내의 제2 불소 함유 유기 용제는, 처리 용기(31)에 공급되었을 때에, 임계 압력, 임계 온도를 유지할 수 있는 온도, 압력까지 승온, 승압된다.
이렇게 해서 제2 불소 함유 유기 용제의 초임계 유체를 공급할 준비가 갖추어진 초임계 처리 유닛(3)에, 액처리를 끝내고, 그 표면이 제1 불소 함유 유기 용제로 덮인 웨이퍼(W)가 반입되게 된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 처리 용기(31) 내에 웨이퍼(W)가 반입되고, 덮개 부재(332)가 폐쇄되어 밀폐 상태가 되면, 웨이퍼(W)의 표면의 제1 불소 함유 유기 용제가 건조되기 전에 초임계 유체 공급 라인(351)의 개폐 밸브(352)를 개방하여 초임계 유체 공급부(41)로부터 제2 불소 함유 유기 용제의 초임계 유체를 공급한다(도 8).
초임계 유체 공급부(41)로부터 초임계 유체가 공급되고, 처리 용기(31) 내부가 제2 불소 함유 유기 용제의 초임계 유체 분위기가 되면, 도 9에 도시된 바와 같이 초임계 유체 공급 라인(351)의 개폐 밸브(352)를 폐쇄한다. 초임계 유체 공급부(41)는, 할로겐 램프(413)를 끄고, 도시되지 않은 탈압(脫壓) 라인을 통해 스파이럴관(411) 내의 유체를 배출하며, 다음의 초임계 유체를 준비하기 위해 제2 불소 함유 유기 용제 공급부(414)로부터 액체의 제2 불소 함유 유기 용제를 리시빙할 태세를 갖춘다.
한편, 처리 용기(31)는, 외부로부터의 초임계 유체의 공급이 정지되고, 그 내부가 제2 불소 함유 유기 용제의 초임계 유체로 채워져 밀폐된 상태로 되어 있다. 이 때, 처리 용기(31) 내의 웨이퍼(W)의 표면에 주목하면, 도 12에 도시된 바와 같이, 패턴(7) 내에 들어간 제1 불소 함유 유기 용제의 액체(61)에, 제2 불소 함유 유기 용제의 초임계 유체(62)가 접하고 있다.
이와 같이 액체(61)와, 초임계 유체(62)가 접한 상태를 유지하면, 서로 섞이기 쉬운 제1, 제2 불소 함유 유기 용제끼리가 혼합되어 패턴(7) 내의 액체(61)가 초임계 유체(62)로 치환된다. 이윽고 도 13에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)의 표면으로부터 액체(61)가 제거되고, 패턴(7)의 주위에는, 제1 불소 함유 유기 용제와 제2 불소 함유 유기 용제의 혼합물의 초임계 유체의 분위기가 형성된다. 이 때, 제2 불소 함유 유기 용제의 임계 온도에 가까운 비교적 낮은 온도에서 제1 불소 함유 유기 용제의 액체(61)를 제거할 수 있기 때문에, 불소 함유 유기 용제가 거의 분해되지 않아, 패턴(7) 등에 손상을 주는 불화수소의 생성량도 적다.
이렇게 해서, 웨이퍼(W)의 표면으로부터 제2 불소 함유 유기 용제의 액체(61)가 제거되는 데 필요한 시간이 경과되면, 도 10에 도시된 바와 같이 배출 라인(341)의 개폐 밸브(342)를 개방하여 처리 용기(31) 내부로부터 불소 함유 유기 용제를 배출한다. 이 때, 예컨대 처리 용기(31) 내부가 제2 불소 함유 유기 용제의 임계 온도 이상으로 유지되도록 히터(322)로부터의 급열량을 조절한다. 이 결과, 제2 불소 함유 유기 용제의 임계 온도보다 낮은 비점을 갖는 제1 불소 함유 유기 용제를 액화시키지 않고, 혼합 유체를 초임계 상태 또는 기체의 상태로 배출할 수 있어, 유체 배출시의 패턴 붕괴의 발생을 피할 수 있다(도 14).
초임계 유체에 의한 처리를 끝내면, 액체가 제거되어 건조된 웨이퍼(W)를 제2 반송 기구(161)에 의해 꺼내어, 반입시와는 반대의 경로로 반송하여 FOUP(100)에 수납하고, 상기 웨이퍼(W)에 대한 일련의 처리를 끝낸다. 액처리 장치(1)에서는, FOUP(100) 내의 각 웨이퍼(W)에 대하여, 전술한 처리가 연속해서 행해진다.
본 실시형태에 관한 액처리 장치(1)에 따르면 이하의 효과가 있다. 초임계 유체의 원료로서 이용되는 제2 불소 함유 유기 용제보다 비점이 높은(증기압이 낮은) 제1 불소 함유 유기 용제에 의해 표면을 덮은 상태에서, 웨이퍼(W)를 액처리 유닛(2)으로부터 초임계 처리 유닛(3)까지 반송하기 때문에, 건조 방지용 액체로서 제2 불소 함유 유기 용제를 이용하는 경우와 비교하여 반송시에 있어서의 불소 함유 유기 용제의 휘발량이 적다.
또한, 제1 불소 함유 유기 용제보다 비점이 낮은 제2 불소 함유 유기 용제는, 그 임계 온도에 대해서도 제1 불소 함유 유기 용제보다 낮아지기 때문에, 제2 불소 함유 유기 용제를 초임계 유체의 원료로 함으로써, 불소 함유 유기 용제가 분해되기 어려운 온도에서 처리를 행할 수 있다. 또한, 제2 불소 함유 유기 용제의 임계 온도가 제1 불소 함유 유기 용제의 비점보다 높기 때문에, 처리 용기(31)로부터의 유체 배출시에 있어서의 제1 불소 함유 유기 용제의 재응축이 억제되고, 이 타이밍에서의 패턴 붕괴의 발생을 억제할 수 있다.
단, 제1 불소 함유 유기 용제의 노점은, 처리 용기(31) 내에 있어서의 제1 불소 함유 유기 용제의 증기압 등과의 관계에 있어서, 그 비점보다 낮아지는 경우도 있다. 따라서, 제2 불소 함유 유기 용제의 임계 온도보다 낮은 비점을 갖는 제1 불소 함유 유기 용제를 선택하는 것은 필수적인 요건은 아니다. 예컨대, 제1 불소 함유 유기 용제의 비점이 제2 불소 함유 유기 용제의 임계 온도보다 10℃ 정도 낮은 경우에도, 제1 불소 함유 유기 용제의 재응축을 억제하여 패턴 붕괴를 발생시키지 않고 이들의 불소 함유 유기 용제의 혼합물을 처리 용기(31)로부터 배출할 수 있다.
여기서, 전술한 초임계 처리 유닛(3)에서는, 초임계 유체 공급부(41)에서 미리 초임계 상태로 해 둔 제2 불소 함유 유기 용제를 처리 용기(31)에 공급하여 웨이퍼(W)에 제2 불소 함유 유기 용제의 초임계 유체를 공급하였지만, 초임계 유체의 공급 방법은 이 예에 한정되지 않는다. 예컨대, 처리 용기(31) 내에 제2 불소 함유 유기 용제의 액체를 저장해 두고, 액처리 유닛(2)으로부터 반송되어 온 웨이퍼(W)를 이 액체 내에 침지한 후에, 처리 용기(31) 내부를 승온, 승압하여 제1 불소 함유 유기 용제와 제2 불소 함유 유기 용제의 혼합물의 초임계 유체를 얻어도 좋다. 또한, 웨이퍼(W)가 반입된 처리 용기(31) 내에 기체 상태의 제2 불소 함유 유기 용제를 공급하면서, 처리 용기(31) 내부를 승온, 승압함으로써, 상기 혼합물의 초임계 유체를 얻어도 좋다.
또한, 제1, 제2 불소 함유 유기 용제는, (표 1)에 예시한 제품 및 이 제품 내에 포함되는 물질(HFE, HFC, PFC)에 한정되지 않는 것은 물론이다. (표 1)에 예시된 것과는 상이한 분자 구조를 갖는 HFE, HFC, PFC여도, 제2 불소 함유 유기 용제보다 비점이 높은 제1 불소 함유 유기 용제를 건조 방지용 액체로 함으로써, 반송시의 휘발량을 저감시킬 수 있다.
그리고, 웨이퍼(W)에 부착된 건조 방지용 제1 불소 함유 유기 용제는, 초임계 상태의 제2 불소 함유 유기 용제와 접촉시켜 제거하는 경우로 한정되지 않는다. 예컨대, 아임계 상태의 제2 불소 함유 유기 용제에 의해 제거하여도 되는 것은 물론이다.
[실시예]
(실험) 폐쇄된 처리 용기 내에서 건조 방지용 액체와 초임계 유체의 혼합물이 형성되는 조건을 만들어, 시험편(70)의 표면의 패턴 붕괴의 발생 상황을 관찰하였다.
A. 실험 조건
(실시예)
도 15에 도시된 오토클레이브(81)[처리 용기(31)]의 바닥부에 초임계 유체 원료(602)를 주입하고, 지지 부재(83)로 지지된 내부 접시(82) 내에 패턴(7)이 형성된 시험편(70)을 배치하여 그 표면에 건조 방지용 액체(601)를 공급하였다. 건조 방지용 액체(601)(제1 불소 함유 유기 용제)로서 2 cc의 AC-6000, 초임계 유체 원료(602)(제2 불소 함유 유기 용제)로서 30 cc의 FC-72를 이용하고, 오토클레이브(81)를 밀폐하여 180℃, 2~3 MPa로 가열, 승압한 상태를 1시간 동안 유지하였다. 그 후, 상기 온도를 유지하면서 서서히 내부의 유체를 배출하여 오토클레이브(81)의 탈압을 행하였다. 그런 후, 시험편(70)을 꺼내어 현미경으로 패턴 붕괴의 발생 상황을 관찰하였다.
(비교예)
건조 방지용 액체(601)로서 3 cc의 IPA(비점 82℃, 임계 온도 235℃)가 공급된 시험편(70)을 용적 100 cc의 처리 용기(31) 내에 배치하고, 고압 상태의 CO2[임계 온도 31℃, 7.4 MPa(절대압)]를 공급하여 내부의 온도를 150℃, 압력을 8.5 MPa로 한 상태를 유지하였다. 그 후, 내부 온도를 IPA의 비점 이상으로 유지하면서 서서히 내부의 유체를 배출하여 처리 용기(31)의 탈압을 행하였다. 그런 후, 시험편(70)을 꺼내어 현미경으로 패턴 붕괴의 발생 상황을 관찰하였다.
B. 실험 결과
(실시예)
실시예에 관한 시험편(70)을 관찰한 결과에 따르면, 일부 패턴 붕괴가 발생하고 있는 개소도 보였지만 그 발생수는 적고, 외부로부터 새로운 초임계 유체가 공급되지 않는 밀폐계라도 패턴 붕괴의 발생을 억제하면서, 시험편(70)의 표면으로부터 건조 방지용 액체(601)를 제거할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
(비교예)
한편, 비교예의 시험편(70)을 관찰한 결과에 따르면, 패턴 붕괴의 발생이 매우 많았다. 건조 방지용 액체(601)를 IPA, 초임계 유체에 CO2를 이용한 계는, IPA의 비점(82℃)이 CO2의 임계 온도(31℃)보다 대폭 높다. 이 때문에, 밀폐한 처리 용기(31) 내에서 액체 IPA를 초임계 CO2에 용해시켰다고 해도, 내부 유체의 배출시에 처리 용기(31)의 IPA가 액화되어 버려 패턴 붕괴를 일으키는 것이 알려져 있다. 이 때문에, 초임계 CO2를 이용한 IPA의 제거는, 외부로부터 처리 용기(31)에 연속적으로 초임계 CO2를 공급하면서, IPA를 용해한 초임계 CO2를 뽑아내어 처리 용기(31) 내의 IPA 농도가 충분히 저하되면, 초임계 CO2의 공급을 정지하고, 처리 용기(31)를 탈압함으로써, 패턴 붕괴를 발생시키지 않고 건조시킨 웨이퍼(W)를 얻는 방법을 채용하는 경우가 많다.
W : 웨이퍼 1 : 액처리 장치
2 : 액처리 유닛 203 : 제1 불소 함유 유기 용제 공급부
3 : 초임계 처리 유닛 31 : 처리 용기
41 : 초임계 유체 공급부 5 : 제어부

Claims (15)

  1. 표면에 패턴이 형성된 기판을 액처리한 후에 공급하고, 그 기판의 표면을 덮는 불소 함유 유기 용제를 고압 유체와 접촉시켜 제거하는 기판 처리 방법으로서,
    표면이 제1 불소 함유 유기 용제에 의해 덮인 기판을 처리 용기 내에 반입하는 공정과,
    상기 기판을 수용한 처리 용기에, 비점이 상기 제1 불소 함유 유기 용제보다 낮은 제2 불소 함유 유기 용제를 원료로 하는 고압 유체를 공급함으로써, 또는, 상기 제2 불소 함유 유기 용제의 기체 또는 액체를 공급한 후, 임계 온도 이상의 온도로 가열하여 고압 유체로 함으로써, 그 처리 용기 내에 상기 제1 불소 함유 유기 용제와 제2 불소 함유 유기 용제의 혼합물의 고압 유체 분위기를 형성하는 공정과,
    계속해서, 상기 처리 용기 내의 유체를 고압 유체 또는 기체의 상태로 배출하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 불소 함유 유기 용제의 임계 온도는, 상기 제1 불소 함유 유기 용제의 비점보다 높은 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 처리 용기 내에는, 상기 제2 불소 함유 유기 용제의 공급을 정지시킨 상태에서, 상기 혼합물의 고압 유체 분위기가 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 불소 함유 유기 용제의 비점은 100℃ 이상인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 불소 함유 유기 용제의 임계 온도는 200℃ 이하인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 혼합물 내의 제1 불소 함유 유기 용제와 제2 불소 함유 유기 용제의 몰기준의 혼합비는 1:10 이하의 범위인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 혼합물의 고압 유체 분위기를 형성하는 공정에 있어서의 상기 처리 용기 내의 온도는, 상기 처리 용기로부터 배출되는 유체 중에 있어서의 상기 혼합물 내의 불소 함유 유기 용제가 분해되어 생성된 불소의 함유율이 100 중량 ppm 이하가 되는 온도인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  8. 표면에 패턴이 형성된 기판을 액처리한 후에, 그 기판의 표면에 제1 불소 함유 유기 용제를 공급하는 제1 유기 용제 공급부를 구비한 액처리 유닛과,
    상기 제1 불소 함유 유기 용제에 의해 표면이 덮인 기판을 반송하는 기판 반송 유닛과,
    비점이 상기 제1 불소 함유 유기 용제보다 낮은 제2 불소 함유 유기 용제를 원료로 하는 고압 유체, 또는, 상기 제2 불소 함유 유기 용제의 기체 또는 액체를 공급하는 제2 유기 용제 공급부와, 상기 기판 반송 유닛에 의해 반입된 기판을, 이 제2 유기 용제 공급부로부터 공급된 고압 유체와 접촉시키거나 또는 그 제2 유기 용제 공급부로부터 공급된 기체 또는 액체를 임계 온도 이상의 온도로 가열하여 얻어진 고압 유체와 접촉시켜, 상기 제1 불소 함유 유기 용제와 제2 불소 함유 유기 용제의 혼합물의 고압 유체 분위기를 형성함으로써, 그 기판의 표면으로부터 상기 제1 불소 함유 유기 용제를 제거하는 처리가 행해지는 처리 용기와, 이 처리 용기 내부의 유체가 고압 유체 또는 기체의 상태로 배출되는 배출부를 구비한 고압 유체 처리 유닛을 포함한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2 불소 함유 유기 용제의 임계 온도는, 상기 제1 불소 함유 유기 용제의 비점보다 높은 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 처리 용기 내에는, 상기 제2 유기 용제 공급부로부터의 상기 제2 불소 함유 유기 용제의 공급을 정지시킨 상태에서, 상기 혼합물의 고압 유체 분위기가 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 제1 불소 함유 유기 용제의 비점은 100℃ 이상인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  12. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 제2 불소 함유 유기 용제의 임계 온도는 200℃ 이하인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  13. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 혼합물 내의 제1 불소 함유 유기 용제와 제2 불소 함유 유기 용제의 몰기준의 혼합비는 1:10 이하의 범위인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  14. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 처리 용기에는, 상기 처리 용기로부터 배출되는 유체 중에 있어서의 상기 혼합물 중의 불소 함유 유기 용제가 분해되어 생성된 불소의 함유율이 100 중량 ppm 이하가 되는 온도로 내부의 고압 유체를 가열하는 가열부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  15. 표면에 패턴이 형성된 기판의 표면에 공급된 불소 함유 유기 용제를 고압 유체와 접촉시켜 제거하는 기판 처리 장치에 이용되는 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체로서,
    상기 프로그램은 제1항 또는 제2항에 기재된 기판 처리 방법을 실행하기 위해서 단계가 짜여져 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150107638A (ko) * 2014-03-13 2015-09-23 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 분리 재생 장치 및 기판 처리 장치
KR20150107663A (ko) * 2014-03-13 2015-09-23 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 분리 재생 장치 및 기판 처리 장치
KR20150107632A (ko) * 2014-03-13 2015-09-23 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 분리 재생 장치 및 기판 처리 장치

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6443243B2 (ja) * 2015-06-30 2018-12-26 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法
JP6441176B2 (ja) 2015-07-10 2018-12-19 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、基板処理装置および記憶媒体
JP6498573B2 (ja) * 2015-09-15 2019-04-10 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、基板処理装置および記憶媒体
JP6444843B2 (ja) * 2015-10-26 2018-12-26 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、基板処理装置および記憶媒体
US10566182B2 (en) 2016-03-02 2020-02-18 Tokyo Electron Limited Substrate processing apparatus, substrate processing method, and storage medium
JP6759042B2 (ja) * 2016-10-04 2020-09-23 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、基板処理装置及び記録媒体
JP6925219B2 (ja) * 2017-09-29 2021-08-25 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
KR102636979B1 (ko) * 2019-04-26 2024-02-14 삼성전자주식회사 멀티 챔버 장치
KR102319449B1 (ko) * 2020-06-25 2021-11-01 무진전자 주식회사 기판 건조 장치
KR102342095B1 (ko) * 2020-09-09 2021-12-24 무진전자 주식회사 기판 건조 장치

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6067728A (en) 1998-02-13 2000-05-30 G.T. Equipment Technologies, Inc. Supercritical phase wafer drying/cleaning system
US6508259B1 (en) 1999-08-05 2003-01-21 S.C. Fluids, Inc. Inverted pressure vessel with horizontal through loading
US6562146B1 (en) 2001-02-15 2003-05-13 Micell Technologies, Inc. Processes for cleaning and drying microelectronic structures using liquid or supercritical carbon dioxide
JP3933507B2 (ja) * 2002-03-25 2007-06-20 大日本スクリーン製造株式会社 基板搬送装置および基板処理装置
US20040031167A1 (en) 2002-06-13 2004-02-19 Stein Nathan D. Single wafer method and apparatus for drying semiconductor substrates using an inert gas air-knife
JP4293596B2 (ja) 2002-08-06 2009-07-08 株式会社神戸製鋼所 乾燥処理方法
JP3920738B2 (ja) * 2002-08-22 2007-05-30 株式会社神戸製鋼所 微細構造体の乾燥方法
JP4084235B2 (ja) * 2002-08-22 2008-04-30 株式会社神戸製鋼所 保護膜積層微細構造体および該構造体を用いた微細構造体の乾燥方法
JP2004327894A (ja) 2003-04-28 2004-11-18 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 超臨界乾燥方法及び超臨界乾燥装置
JP4499604B2 (ja) * 2005-04-22 2010-07-07 エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株式会社 超臨界処理方法
JP4767767B2 (ja) * 2006-06-19 2011-09-07 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理方法および基板処理装置
JP2008130685A (ja) * 2006-11-17 2008-06-05 Sony Corp 微細構造体の処理方法、処理装置、及びその微細構造体
JP4994990B2 (ja) * 2007-08-03 2012-08-08 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、基板処理装置、プログラム、記録媒体および置換剤
US7531047B1 (en) * 2007-12-12 2009-05-12 Lexmark International, Inc. Method of removing residue from a substrate after a DRIE process
JP5048587B2 (ja) * 2008-05-22 2012-10-17 エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株式会社 フッ素化合物による洗浄方法
JP5359286B2 (ja) * 2009-01-07 2013-12-04 東京エレクトロン株式会社 超臨界処理装置、基板処理システム及び超臨界処理方法
JP5506461B2 (ja) * 2010-03-05 2014-05-28 東京エレクトロン株式会社 超臨界処理装置及び超臨界処理方法
JP5620234B2 (ja) 2010-11-15 2014-11-05 株式会社東芝 半導体基板の超臨界乾燥方法および基板処理装置
US8595927B2 (en) 2011-03-17 2013-12-03 Ibiden Co., Ltd. Method for manufacturing multilayer printed wiring board
JP5458314B2 (ja) 2011-06-30 2014-04-02 セメス株式会社 基板処理装置及び超臨界流体排出方法
JP2013062417A (ja) 2011-09-14 2013-04-04 Toshiba Corp 半導体基板の超臨界乾燥方法及び装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150107638A (ko) * 2014-03-13 2015-09-23 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 분리 재생 장치 및 기판 처리 장치
KR20150107663A (ko) * 2014-03-13 2015-09-23 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 분리 재생 장치 및 기판 처리 장치
KR20150107632A (ko) * 2014-03-13 2015-09-23 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 분리 재생 장치 및 기판 처리 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JP6068029B2 (ja) 2017-01-25
US10096462B2 (en) 2018-10-09
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JP2014022566A (ja) 2014-02-03
KR101568469B1 (ko) 2015-11-11

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