KR20150134279A - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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아스카 와키타
아유미 히구치
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

기판 처리 방법은, 소정의 연직축선 둘레로 회전 가능한 스핀 베이스와, 스핀 베이스와 동반 회전 가능하게 설치되며, 기판의 주단연에 맞닿아 상기 기판을 지지하는 복수의 기판 지지 부재를 가지고, 상기 기판을 수평 자세로 유지하면서 상기 연직축선 둘레로 회전시키기 위한 기판 유지 회전 유닛과, 상기 기판 유지 회전 유닛의 주위를 둘러싸며, 상기 기판 유지 회전 유닛에 의해 회전되어 있는 기판으로부터 비산하는 처리액을 포획하는 처리 컵을 포함하는 기판 처리 장치에 있어서 실행되는 기판 처리 방법으로서, 상기 스핀 베이스를 회전시켜, 상기 기판을 상기 연직축선 둘레로 소정의 액처리 속도로 회전시키는 기판 회전 공정과, 상기 기판 회전 공정과 병행하여, 소정의 제1 유량의 처리액을 상기 기판의 하면에 공급함과 함께, 상기 제1 유량보다 많은 제2 유량의 처리액을 상기 기판의 상면에 공급하는 처리액 공급 공정을 포함한다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
이 발명은, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다. 처리 대상이 되는 기판에는, 예를 들어, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, FED(Field Emission Display)용 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양전지용 기판 등이 포함된다.
반도체 장치나 액정 표시 장치의 제조 공정에서는, 예를 들어, 기판을 1장씩 처리하는 매엽식의 기판 처리 장치는, 격벽에 의해 구획된 처리실 내에, 기판을 거의 수평으로 유지하면서, 그 기판을 회전시키는 스핀 척과, 이 스핀 척에 의해 회전되는 기판의 상면 중앙부를 향해 처리액을 토출하기 위한 처리액 노즐과, 스핀 척의 주위를 둘러싸는 처리 컵을 구비하고 있다.
스핀 척에 유지된 상태의 기판의 상면뿐만이 아니라, 기판의 하면에 대해서도 처리액을 공급하기 위해, 스핀 척의 회전축에 삽입 통과된 중심축 노즐이 이용된다. 이 중심축 노즐의 상단에는 토출구가 개구되어 있으며, 이 토출구는, 스핀 척에 유지된 기판의 하면 중앙부에 대향하고 있다.
이러한 장치에서는, 기판의 상면 및 하면에 대한 처리액의 공급이 병행되어 행해진다(상하 동시 처리. US Patent Application No.2012/090649 A1 참조).
구체적으로는, 스핀 척에 의해 기판이 회전되면서, 처리액 노즐로부터 기판의 상면 중앙부를 향해 처리액이 토출됨과 함께, 중심축 노즐로부터 기판의 하면 중앙부를 향해 처리액이 토출된다. 기판의 상면에 공급된 처리액은, 기판의 회전에 의한 원심력을 받아, 기판의 상면을 중앙부로부터 주연부를 향해 확산된다. 이것에 의해, 기판의 상면의 전역에 처리액이 널리 퍼진다. 또, 중심축 노즐의 토출구로부터 상방을 향해 토출되어, 기판의 하면 중앙부에 착액(着液)한 처리액은, 기판의 회전에 의한 원심력을 받아, 기판의 하면을 타고 중앙부로부터 주연부를 향해 이동한다. 이것에 의해, 기판의 하면의 전역에 처리액이 널리 퍼진다. 기판의 상면 주연부 및 하면 주연부로부터는, 각각 처리액이 측방을 향해 비산한다. 기판의 주연부로부터 비산하는 처리액은, 처리 컵에 받아져, 처리 컵 밖(즉 처리실 내)으로의 유출이 방지된다.
상하 동시 처리에서는, 기판의 상면 및 하면에, 각각 처리액의 액막이 유지된다. 기판의 표리면 전역에 균일한 처리액 처리를 실시하기 위해, 및 처리액이 기판에 재부착되거나 충돌하기 때문에 기판을 보호하기 위해, 기판의 상면의 전역을 처리액의 액막으로 덮음과 함께, 기판의 하면의 전역을 처리액의 액막으로 덮을 필요가 있다. 기판의 하면을 이동하는 처리액의 떨어짐을 막기 위해, 상하 동시 처리에서는, 기판을 소정의 고속으로 회전시킬 필요가 있다.
그러나, 기판을 고속 회전시키면서, 상기 서술한 바와 같은 상하 동시 처리를 기판에 실시할 때에는, 다음에 서술하는 바와 같은 문제가 발생한다.
즉, 상하 동시 처리를 기판에 실시할 때에, 기판의 주연부로부터 처리액이 횡방향을 향해 비산하지 않고, 처리액이 비스듬한 상방으로 튀어오르는 경우가 있다. 이것은, 기판의 하면을 타고 기판의 주연부에 도달한 처리액이, 스핀 척의 척 핀의 경사면을 따라 비스듬한 상방을 향해 비산하는 것에 기인하는 것이라고 생각할 수 있다. 기판을 고속 회전시키는 경우, 처리액에 큰 원심력이 작용하기 때문에, 처리액의 튀어오름량이 커질 우려가 있다.
기판의 주연부로부터 비스듬한 상방으로 크게 튀어오른 처리액은, 처리 컵 밖(처리실 내)으로 유출될 우려가 있다. 처리 컵 밖으로 유출된 처리액은, 기판을 건조시키는 공정에서 기판의 상하면에 부착됨으로써, 기판의 상하면의 오염을 일으키게 할 우려가 있다.
또, 기판의 주연부로부터 비산하는 처리액은 처리 컵에 충돌하는 것이지만, 처리 컵의 내벽의 자세에 따라서는, 기판의 주연부로부터의 처리액의 비산 방향이 비스듬한 상방이면, 처리 컵의 내벽에 충돌한 처리액이, 기판측을 향해 튀어오르는 경우가 있다. 이 경우, 기판의 상면에 처리액의 액적이 쏟아져, 기판이 오염될 우려가 있다.
처리 컵 밖으로의 처리액의 유출 및 기판으로의 처리액의 되튀어옴을 각각 방지하기 위해, 기판의 회전 속도를 약간 낮게 설정하는 것도 생각할 수 있지만, 기판의 회전 속도를 낮게 설정하면, 기판의 상면의 전역을 처리액으로 덮을 수 없는 경우가 발생한다. 기판에 공급되는 처리액의 유량을 대유량으로 하면, 기판의 회전 속도가 다소 낮아도 기판의 상면의 전역을 처리액에 의해 덮는 것이 가능하지만, 이 경우, 1장의 처리에서 소비하는 처리액의 양이 많아지고, 그에 따라 처리 비용이 높게 들어 버린다.
그래서, 이 발명의 목적은, 처리액 소비량을 저감하면서 고품질의 기판 처리를 실현할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
이 발명은, 소정의 연직축선 둘레로 회전 가능한 스핀 베이스와, 상기 스핀 베이스와 동반 회전 가능하게 설치되며, 기판의 주단연(周端緣)에 맞닿아 상기 기판을 지지하는 복수의 기판 지지 부재를 가지고, 상기 기판을 수평 자세로 유지하면서 상기 연직축선 둘레로 회전시키기 위한 기판 유지 회전 유닛과, 상기 기판 유지 회전 유닛의 주위를 둘러싸며, 상기 기판 유지 회전 유닛에 의해 회전되어 있는 기판으로부터 비산하는 처리액을 포획하는 처리 컵을 포함하는 기판 처리 장치에 있어서 실행되는 기판 처리 방법으로서, 상기 스핀 베이스를 회전시켜, 상기 기판을 상기 연직축선 둘레로 소정의 액처리 속도로 회전시키는 기판 회전 공정과, 상기 기판 회전 공정과 병행하여, 소정의 제1 유량의 처리액을 상기 기판의 하면에 공급함과 함께, 상기 제1 유량보다 많은 제2 유량의 처리액을 상기 기판의 상면에 공급하는 처리액 공급 공정을 포함하는, 기판 처리 방법을 제공한다.
이 방법에 의하면, 기판의 하면을 주연부까지 이동한 처리액은, 회전하고 있는 기판 지지 부재에 부딪쳐, 주로, 비스듬한 상방의 외향으로 비산한다. 기판의 상면을 주연부까지 이동한 처리액은, 회전하고 있는 기판 지지 부재에 부딪쳐, 주로, 비스듬한 하방의 외향으로 비산한다. 기판의 주연부에 있어서, 기판의 하면을 이동하여 기판의 하면 주연부로부터 비산하는 처리액(이하, 「기판의 하면 주연부로부터 비산하는 처리액」이라고 한다.)의 흐름과, 기판의 상면을 이동하여 기판의 상면 주연부로부터 비산하는 처리액(이하, 「기판의 상면 주연부로부터 비산하는 처리액」이라고 한다.)의 흐름이 상하 방향으로 교차하고 있다. 그 때문에, 기판의 하면 주연부로부터 비산하는 처리액과, 기판의 상면 주연부로부터 비산하는 처리액이 기판의 주연부에 있어서 간섭한다.
기판의 상면에 공급되는 처리액의 유량이, 기판의 하면에 공급되는 처리액의 유량보다 많기 때문에, 기판의 상면 주연부로부터 비산하는 처리액에 의해, 기판의 하면 주연부로부터 비산하는 처리액의 비산 방향이 억제된다. 즉, 기판의 주연부로부터 비산하는 처리액의 전체의 비산 방향을 낮게 억제할 수 있다. 그 때문에, 기판의 주연부로부터 비산하는 처리액은 처리 컵에 의해 포획되어, 처리 컵 밖으로의 처리액의 유출을 억제 또는 방지할 수 있다. 따라서, 처리액의 액적이 기판에 부착되는 것에 기인하는 기판 오염을 억제 또는 방지할 수 있다.
또, 기판의 주연부로부터 비산하는 처리액의 전체의 비산 방향이 낮기 때문에, 처리 컵과의 충돌에 의해 처리액의 액적이 기판측으로 되튀어오는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 처리액의 액적이 기판에 부착되는 것에 기인하는 기판 오염을, 억제 또는 방지할 수 있다.
이상에 의해, 처리액 소비량을 저감하면서 고품질의 기판 처리를 실현할 수 있다.
상기 액처리 속도 및 상기 제2 유량은, 상기 기판 하면의 전역을 처리액의 액막으로 덮는 것이 가능한 회전 속도 및 유량으로 설정되어 있어도 된다. 기판의 하면으로의 처리액의 공급 유량에도 의존하지만, 기판의 회전 속도가 500rpm 이상이면, 기판의 하면에 처리액을 유지하는 것이 가능하다.
상기 제1 유량은 1.0(리터/분) 이상이어도 된다. 이 방법에 의하면, 제1 유량이 1.0(리터/분) 이상이므로, 기판의 하면에, 기판의 하면의 전역을 덮는 처리액의 액막을 유지할 수 있다.
상기 제1 유량에 대한 상기 제2 유량의 유량비는 1.5 이상이어도 된다. 이 방법에 의하면, 제1 유량에 대한 제2 유량의 유량비가 1.5 이상인 경우, 기판의 상면 주연부로부터 비산하는 처리액에 의해, 기판의 하면 주연부로부터 비산하는 처리액의 비산 방향을 낮게 억제할 수 있으며, 이것에 의해, 기판의 주연부로부터 비산하는 처리액의 전체의 비산 방향을 확실히 낮게 억제할 수 있다.
상기 액처리 속도는 800rpm 이상 1200rpm 이하여도 된다. 이 방법에 의하면, 기판의 하면에, 상기 하면의 전역을 덮는 처리액을 유지할 수 있으며, 또한, 처리 컵 밖으로의 처리액의 유출 및 기판으로의 처리액의 되튀어옴을 억제할 수도 있다. 기판의 회전 속도가 800rpm 미만이면, 기판의 상면의 전역을, 처리액의 액막으로 덮을 수 없다. 또, 기판의 회전 속도가 1200rpm를 넘으면, 처리 컵 밖으로의 처리액의 유출 및 기판으로의 처리액의 되튀어옴이 증대할 우려가 있다.
이 발명은, 소정의 연직축선 둘레로 회전 가능한 스핀 베이스와, 상기 스핀 베이스와 동반 회전 가능하게 설치되며, 기판의 주단연에 맞닿아 상기 기판을 지지하는 복수의 기판 지지 부재를 가지고, 상기 기판을 수평 자세로 유지하면서 상기 연직축선 둘레로 회전시키기 위한 기판 유지 회전 유닛과, 상기 기판의 상면에 처리액을 공급하기 위한 처리액 상측 공급 유닛과, 상기 기판의 하면에 처리액을 공급하기 위한 처리액 하측 공급 유닛과, 상기 기판 유지 회전 유닛, 상기 처리액 상측 공급 유닛 및 상기 처리액 하측 공급 유닛을 제어하는 제어 유닛을 포함하고, 상기 제어 유닛은, 상기 기판을 상기 연직축선 둘레로 소정의 액처리 속도로 회전시키는 기판 회전 공정과, 상기 기판 회전 공정과 병행하여, 소정의 제1 유량의 처리액을 상기 기판의 하면에 공급함과 함께, 상기 제1 유량보다 많은 제2 유량의 처리액을 상기 기판의 상면에 공급하는 처리액 공급 공정을 실행하는, 기판 처리 장치를 제공한다.
이 구성에 의하면, 기판의 하면을 주연부까지 이동한 처리액은, 회전하고 있는 기판 지지 부재에 부딪쳐, 주로, 비스듬한 상방의 외향으로 비산한다. 기판의 상면을 주연부까지 이동한 처리액은, 회전하고 있는 기판 지지 부재에 부딪쳐, 주로, 비스듬한 하방의 외향으로 비산한다. 기판의 하면 주연부로부터 비산하는 처리액의 흐름과, 기판의 상면 주연부로부터 비산하는 처리액의 흐름이 상하 방향으로 교차하고 있다. 그 때문에, 기판의 하면 주연부로부터 비산하는 처리액과, 기판의 상면 주연부로부터 비산하는 처리액이 기판의 주연부에 있어서 간섭한다.
기판의 상면에 공급되는 처리액의 유량이, 기판의 하면에 공급되는 처리액의 유량보다 많기 때문에, 기판의 상면 주연부로부터 비산하는 처리액에 의해, 기판의 하면 주연부로부터 비산하는 처리액의 비산 방향이 억제된다. 즉, 기판의 주연부로부터 비산하는 처리액의 전체의 비산 방향을 낮게 억제할 수 있다. 그 때문에, 기판의 주연부로부터 비산하는 처리액은 처리 컵에 의해 포획되어, 처리 컵 밖으로의 처리액의 유출을 억제 또는 방지할 수 있다. 따라서, 처리액의 액적이 기판에 부착되는 것에 기인하는 기판 오염을 억제 또는 방지할 수 있다.
또, 기판의 주연부로부터 비산하는 처리액의 전체의 비산 방향이 낮기 때문에, 처리 컵과의 충돌에 의해 처리액의 액적이 기판측으로 되튀어오는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 처리액의 액적이 기판에 부착되는 것에 기인하는 기판 오염을, 억제 또는 방지할 수 있다.
이상에 의해, 처리액 소비량을 저감하면서 고품질의 기판 처리를 실현할 수 있다.
상기 기판 지지 부재는, 상기 기판의 하면 주연에 맞닿게 하기 위한 제1 접촉면과, 상기 기판의 상면 주연에 맞닿게 하기 위한 제2 접촉면에 의해 구획된 협지부를 가지고 있어도 된다. 이 경우, 상기 제1 접촉면은, 수평면에 대해, 상기 기판의 회전 반경 방향 외방을 향함에 따라 상향으로 경사져 있으며, 상기 제2 접촉면은, 수평면에 대해, 상기 기판의 회전 반경 방향 외방을 향함에 따라 하향으로 경사져 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 기판의 하면으로부터 기판 지지 부재에 부딪쳐 비산하는 처리액의 비산 방향은, 기판 지지 부재의 제1 접촉면의 연장면을 대체로 따르게 된다. 즉, 기판의 하면 주연부로부터 비산하는 처리액의 비산 방향은, 반경방향 외방을 향함에 따라 수평면에 대해 상향으로 경사져 있다.
한편, 기판의 상면으로부터 기판 지지 부재에 부딪쳐 비산하는 처리액의 비산 방향은, 기판 지지 부재의 제2 접촉면의 연장면을 대체로 따르게 된다. 즉, 기판의 상면 주연부로부터 비산하는 처리액의 비산 방향은, 반경방향 외방을 향함에 따라 수평면에 대해 하향으로 경사져 있다.
기판의 주연부에 있어서, 기판의 하면 주연부로부터 비산하는 처리액의 흐름과, 기판의 상면 주연부로부터 비산하는 처리액의 흐름이 상하 방향으로 교차하고 있다. 그 때문에, 기판의 하면 주연부로부터 비산하는 처리액과, 기판의 상면 주연부로부터 비산하는 처리액이 기판의 주연부에 있어서 간섭한다. 기판의 상면에 공급되는 처리액의 유량이, 기판의 하면에 공급되는 처리액의 유량보다 많기 때문에, 기판의 상면 주연부로부터 비산하는 처리액에 의해, 기판의 하면 주연부로부터 비산하는 처리액의 비산 방향이 억제되는 결과, 기판의 주연부로부터 비산하는 처리액의 전체의 비산 방향을 낮게 억제할 수 있다.
상기 액처리 속도 및 상기 제2 유량을, 상기 기판 하면의 전역을 처리액의 액막으로 덮는 것이 가능한 회전 속도 및 유량으로 설정하는 설정 유닛을 더 포함하고 있어도 된다.
본 발명에 있어서의 상기 서술한, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는, 첨부 도면을 참조하며 다음에 서술하는 실시 형태의 설명에 의해 밝혀진다.
본 발명은, 처리액 소비량을 저감하면서 고품질의 기판 처리를 실현할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일실시 형태에 관련된 기판 처리 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도이다.
도 2는, 도 1에 나타내는 협지 부재의 측면도이다.
도 3은, 도 1에 나타내는 기판 처리 장치에 의해 실행되는 에칭 처리의 처리예를 나타내는 공정도이다.
도 4는, 도 3의 처리예에 포함되는 각 공정에 있어서의 기판의 회전 속도의 변화를 나타내는 도이다.
도 5a~5c는, 약액 공정 및 린스 공정에 있어서의, 처리액의 공급 유량을 나타내는 도이다.
도 6은, 약액 공정에 있어서의 기판의 모습을 나타내는 측면도이다.
도 7은, 린스 공정에 있어서의 기판의 모습을 나타내는 측면도이다.
도 8은, 약액 공정 및 린스 공정에 있어서의 협지 부재의 부근 상태를 나타내는 도이다.
도 9a, 9b는, 기판의 상하면으로의 공급 유량비를 상이하게 한 경우에 있어서의, 기판의 주연부로부터의 처리액의 비산 방향의 변화를 설명하기 위한 도이다.
도 10은, 제1 시험의 시험 결과를 나타내는 도이다.
도 11은, 제2 시험의 시험 결과를 나타내는 도이다.
도 12는, 제2 시험에 있어서, 경사부로의 시험지의 배치 위치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 13은, 제3 시험의 시험 결과를 나타내는 도이다.
도 14는, 제4 시험의 시험 결과를 나타내는 도이다.
도 15는, 제5 시험의 시험 결과를 나타내는 도이다.
도 16은, 제6 시험의 시험 결과를 나타내는 도이다.
도 17은, 제7 시험의 시험 결과를 나타내는 도이다.
도 1은, 본 발명의 일실시 형태에 관련된 기판 처리 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도이다.
이 기판 처리 장치(1)는, 원형의 반도체 웨이퍼 등의 기판 W의 디바이스 형성 영역측의 표면 및 이면에 대해, 세정 처리나 에칭 처리 등의 액 처리를 실시하기 위한 매엽형의 장치이다.
기판 처리 장치(1)는, 처리실(2) 내에, 기판 W를 유지하여 회전시키는 스핀 척(기판 유지 회전 유닛)(3)과, 스핀 척(3)에 유지되어 있는 기판 W의 표면(상면)에 약액을 공급하기 위한 약액 공급 유닛(처리액 상측 공급 유닛)(4)과, 스핀 척(3)에 유지되어 있는 기판 W의 표면(상면)에, 린스액의 일례로서의 DIW(탈이온수)를 공급하기 위한 린스액 공급 유닛(처리액 상측 공급 유닛)(5)과, 저표면 장력을 가지는 유기 용제의 일례로서의 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol：IPA)액을 공급하기 위한 유기 용제 공급 유닛(6)과, 스핀 척(3)에 유지되어 있는 기판 W의 이면(하면)에 처리액(약액 또는 물)을 공급하기 위한 하면 처리액 공급 유닛(처리액 하측 공급 유닛)(7)과, 스핀 척(3)을 둘러싸는 통형상의 처리 컵(8)과, 기판 처리 장치(1)에 구비된 장치의 동작이나 밸브의 개폐를 제어하는 제어 장치(제어 유닛, 설정 유닛)(9)를 포함한다.
처리실(2)은, 상자형상의 격벽(10)과, 격벽(10)의 상부로부터 격벽(10) 내(처리실(2) 내에 상당)에 청정 공기를 보내는 송풍 유닛으로서의 FFU(팬·필터·유닛)(11)과, 격벽(10)의 하부로부터 처리실(2) 내의 기체를 배출하는 배기 장치(12)를 포함한다. 스핀 척(3), 약액 공급 유닛(4)의 약액 노즐(26), 린스액 공급 유닛(5)의 린스액 노즐(30), 및 유기 용제 공급 유닛(6)의 유기 용제 노즐(34)은, 격벽(10) 내에 수용 배치되어 있다.
FFU(11)는 격벽(10)의 상방에 배치되어 있으며, 격벽(10)의 천정에 부착되어 있다. FFU(11)는, 격벽(10)의 천정으로부터 처리실(2) 내에 청정 공기를 보낸다. 배기 장치(12)는, 처리 컵(8)의 저부에 접속되어 있으며, 처리 컵(8)의 저부로부터 처리 컵(8)의 내부를 흡인한다. FFU(11) 및 배기 장치(12)에 의해, 처리실(2) 내에 다운 플로우(하강류)가 형성된다.
스핀 척(3)으로서, 기판 W를 수평 방향으로 끼워 기판 W를 수평으로 유지하는 협지식의 척이 채용되어 있다. 구체적으로는, 스핀 척(3)은, 스핀 모터(13)와, 이 스핀 모터(13)의 구동축과 일체화된 스핀축(14)과, 스핀축(14)의 상단에 거의 수평으로 부착된 원판형상의 스핀 베이스(15)와, 스핀 베이스(15)에 배치된 복수개(3개 이상. 예를 들어 6개)의 협지 부재(기판 지지 부재)(16)를 포함한다. 복수개의 협지 부재(16)는, 스핀 베이스(15)의 상면 주연부에 있어서, 기판 W의 외주 형상에 대응하는 원주 상에서 적당한 간격을 두고 배치되어 있다.
복수개의 협지 부재(16)는, 서로 협동하여, 기판 W를 수평 방향으로 협지한다. 이 상태로, 스핀 모터(13)가 구동되면, 그 구동력에 의해 스핀 베이스(15)가 소정의 회전축선(연직축선) A1둘레로 회전되고, 그 스핀 베이스(15)와 함께, 기판 W가 거의 수평인 자세를 유지한 상태로 회전축선 A1 둘레로 회전된다.
약액 공급 유닛(4)은, 약액 노즐(26)을 포함한다. 약액 노즐(26)은, 예를 들어, 연속류의 상태로 액을 토출하는 스트레이트 노즐이며, 스핀 척(3)의 상방에서, 그 토출구를 기판 W의 상면 중앙부를 향해 고정적으로 배치되어 있다. 약액 노즐(26)에는, 약액 공급원으로부터의 약액이 공급되는 약액 공급관(27)이 접속되어 있다. 약액 공급관(27)의 도중부에는, 약액 노즐(26)로부터의 약액의 공급/공급 정지를 전환하기 위한 약액 밸브(28)와, 약액 공급관(27)의 개도를 조절하여, 약액 노즐(26)로부터 토출되는 약액의 유량을 조정하기 위한 약액 유량 조정 밸브(29)가, 약액 노즐(26)측으로부터 이 순서로 개재되어 있다. 약액 공급관(27)에 공급되는 약액으로서, 예를 들어 희불산(DHF), 농불산(concHF), 불질산(불산과 질산(HNO3)의 혼합액), 또는 불화 암모늄 등을 예시할 수 있다. 도시는 하지 않지만, 약액 유량 조정 밸브(29)는, 벨브좌가 내부에 설치된 밸브 보디와, 벨브좌를 개폐하는 밸브체와, 열림 위치와 닫힘 위치 사이에서 밸브체를 이동시키는 액츄에이터를 포함한다. 다른 유량 조정 밸브에 대해서도 동일하다.
린스액 공급 유닛(5)은, 린스액 노즐(30)을 포함한다. 린스액 노즐(30)은, 예를 들어, 연속류의 상태로 액을 토출하는 스트레이트 노즐이며, 스핀 척(3)의 상방에서, 그 토출구를 기판 W의 상면 중앙부를 향해 고정적으로 배치되어 있다. 린스액 노즐(30)에는, 린스액 공급원으로부터의 린스액이 공급되는 린스액 공급관(31)이 접속되어 있다. 린스액 공급관(31)의 도중부에는, 린스액 노즐(30)로부터의 린스액의 공급/공급 정지를 전환하기 위한 린스액 밸브(32)와, 린스액 공급관(31)의 개도를 조절하여, 린스액 노즐(30)로부터 토출되는 물의 유량을 조정하기 위한 린스액 유량 조정 밸브(33)가, 린스액 노즐(30)측으로부터 이 순서로 개재되어 있다. 린스액 공급관(31)에 공급되는 린스액으로서는, DIW(탈이온수), 탄산수, 전해 이온수, 오존수, 희석 농도(예를 들어, 10~100ppm 정도)의 염산수, 환원수(수소수), 탈기수 등을 예시할 수 있다.
유기 용제 공급 유닛(6)은, 유기 용제 노즐(34)을 포함한다. 유기 용제 노즐(34)은, 예를 들어, 연속류의 상태로 액을 토출하는 스트레이트 노즐이며, 스핀 척(3)의 상방에서, 그 토출구를 기판 W의 상면 중앙부를 향해 고정적으로 배치되어 있다. 유기 용제 노즐(34)에는, IPA 공급원으로부터의 액체의 IPA가 공급되는 유기 용제 공급관(35)이 접속되어 있다. 유기 용제 공급관(35)의 도중부에는, 유기 용제 노즐(34)로부터의 IPA의 공급/공급 정지를 전환하기 위한 유기 용제 밸브(36)가 개재되어 있다.
또한, 약액 노즐(26), 린스액 노즐(30) 및 유기 용제 노즐(34)은, 각각, 스핀 척(3)에 대해 고정적으로 배치되어 있을 필요는 없고, 예를 들어, 스핀 척(3)의 상방에 있어서 수평면 내에서 요동 가능한 아암에 부착되고, 이 아암의 요동에 의해 기판 W의 상면에 있어서의 처리액(약액, 린스액 또는 유기 용제)의 착액 위치가 스캔되는, 이른바 스캔 노즐의 형태가 채용되어도 된다.
하면 처리액 공급 유닛(7)은, 하면 노즐(중심축 노즐)(17)과, 스핀축(14) 내에서 상하로 연장되는 제1 처리액 공급 배관(18)과, 제1 처리액 공급 배관(18)에 접속된 제2 처리액 공급 배관(19)을 포함한다. 제2 처리액 공급 배관(19)에는, 약액 하측 공급 배관(20)이 접속되어 있다. 하면 노즐(17)의 상단에는, 스핀 척(3)에 유지된 기판 W의 하면(이면)의 중앙부에 대향하는 토출구(17a)가 형성되어 있다. 약액 하측 공급 배관(20)에는, 약액 하측 공급 배관(20)을 개폐하기 위한 약액 하측 밸브(22)와, 약액 하측 공급 배관(20)의 개도를 조정하기 위한 약액 하류량 조정 밸브(23)가, 제2 처리액 공급 배관(19)측으로부터 이 순서로 개재되어 있다. 제2 처리액 공급 배관(19)에는, 린스액 하측 공급 배관(21)이 접속되어 있다. 린스액 하측 공급 배관(21)에는, 린스액 하측 공급 배관(21)을 개폐하기 위한 린스액 하측 밸브(24)와, 린스액 하측 공급 배관(21)의 개도를 조정하기 위한 린스액 하류량 조정 밸브(25)가, 제2 처리액 공급 배관(19)측으로부터 이 순서로 개재되어 있다.
린스액 하측 밸브(24)가 닫혀진 상태로 약액 하측 밸브(22)가 열리면, 제2 처리액 공급 배관(19)을 통하여, 제1 처리액 공급 배관(18)으로부터 하면 노즐(17)에 약액이 공급된다. 하면 노즐(17)에 공급된 약액은, 그 토출구(17a)로부터 상방으로 토출된다. 이것에 의해, 스핀 척(3)에 유지되어 있는 기판 W의 하면 중앙부에 약액이 공급된다. 하면 노즐(17)로부터 토출되는 약액의 유량은, 약액 하류량 조정 밸브(23)에 의해 조절되게 되어 있다.
마찬가지로, 약액 하측 밸브(22)가 닫혀진 상태로 린스액 하측 밸브(24)가 열리면, 제2 처리액 공급 배관(19)을 통하여, 제1 처리액 공급 배관(18)으로부터 하면 노즐(17)에 린스액이 공급된다. 하면 노즐(17)에 공급된 린스액은, 그 토출구(17a)로부터 상방으로 토출된다. 이것에 의해, 스핀 척(3)에 유지되어 있는 기판 W의 하면 중앙부에 물이 공급된다. 하면 노즐(17)로부터 토출되는 물의 유량은, 린스액 하류량 조정 밸브(25)에 의해 조절되게 되어 있다.
처리 컵(8)은, 스핀 척(3)에 유지되어 있는 기판 W보다 외방(회전축선 A1 로부터 멀어지는 방향)에 배치되어 있다. 처리 컵(8)은, 스핀 척(3)을 둘러싸는 통형상 부재(37)와, 스핀 척(3)과 통형상 부재(37)의 사이에 배치된 복수의 컵(38~40)(제1~제3 컵(38~40))과, 기판 W의 주위에 비산한 처리액(약액, 린스액 또는 유기 용제)을 받아 들이는 복수의 가이드(41~44)(제1~제4 가이드(41~44))와, 복수의 가이드(41~44)를 개별적으로 승강시키는 가이드 승강 유닛(45)을 포함한다. 처리 컵(8)은, 스핀 척(3)에 유지되어 있는 기판 W의 외주보다 외측(회전축선 A1 로부터 멀어지는 방향)에 배치되어 있다. 도 1에 있어서, 처리 컵(8)은, 회전축선 A1의 우측과 좌측에서 상이한 상태가 나타나 있다.
각 컵(38~40)은, 원통형상이며, 스핀 척(3)과 통형상 부재(37)의 사이에서 스핀 척(3)을 둘러싸고 있다. 내측으로부터 2번째의 제2 컵(39)은, 제1 컵(38)보다 외측에 배치되어 있으며, 제3 컵(40)은, 제2 컵(39)보다 외측에 배치되어 있다. 제3 컵(40)은, 예를 들어, 제2 가이드(42)와 일체이며, 제2 가이드(42)와 함께 승강한다. 각 컵(38~40)은, 상향으로 열린 환형상의 홈을 형성하고 있다. 각 컵(38~40)의 홈에는, 회수 배관(도시하지 않는다) 또는 폐액 배관(도시하지 않는다)이 접속되어 있다. 각 컵(38~40)의 저부에 유도된 처리액은, 회수 배관 또는 폐액 배관을 통해서, 각각 회수 유닛(도시하지 않는다) 또는 폐액 유닛(도시하지 않는다)에 보내진다. 이것에 의해, 기판 W로부터 배출된 처리액이 회수 또는 폐기된다.
각 가이드(41~44)는, 원통형상이며, 스핀 척(3)과 통형상 부재(37)의 사이에서 스핀 척(3)을 둘러싸고 있다. 각 가이드(41~44)는, 스핀 척(3)의 주위를 둘러싸는 원통형상의 안내부(47)와, 안내부(47)의 상단으로부터 중심측(기판 W의 회전축선 A1 에 가까워지는 방향)에 비스듬한 상방으로 연장되는 원통형상의 경사부(46)를 포함한다. 각 경사부(46)의 상단부는, 가이드(41~44)의 내주부를 구성하고 있으며, 기판 W 및 스핀 베이스(15)보다 큰 직경을 가지고 있다. 4개의 경사부(46)는, 상하로 겹쳐져 있으며, 4개의 안내부(47)는, 동축적으로 배치되어 있다. 가장 외측의 제4 가이드(44)의 안내부(47)를 제외한 3개의 안내부(47)(가이드(41~43)의 안내부(47))는, 각각, 복수의 컵(38~40) 내에 출입 가능하다. 즉, 처리 컵(8)은, 절첩(折疊) 가능하고, 가이드 승강 유닛(45)이 4개의 가이드(41~44) 중 적어도 하나를 승강시킴으로써, 처리 컵(8)의 전개 및 절첩이 행해진다. 또한, 경사부(46)는, 그 단면 형상이 도 1에 나타내는 바와 같이 매끄러운 위로 볼록한 원호를 그리면서 연장되어 있어도 되고, 또 예를 들어 직선형상이어도 된다.
기판 W로의 처리액(약액, 린스액 또는 유기 용제)의 공급이나 기판 W의 건조는, 어느 하나의 가이드(41~44)가, 기판 W의 주단면에 대향하고 있는 상태로 행해진다. 예를 들어 내측으로부터 3번째의 제3 가이드(43)를 기판 W의 주단면에 대향시키는 경우에는, 제1 가이드(41) 및 제2 가이드(42)가 하측 위치(도 1의 좌측에 나타내는 위치)에 배치되며, 제3 가이드(43) 및 제4 가이드(44)가 상측 위치(도 1의 좌측에 나타내는 위치)에 배치된다. 또, 가장 내측의 제1 가이드(41)를 기판 W의 주단면에 대향시키는 경우에는, 4개의 가이드(41~44)의 모두가 상측 위치(도 1의 우측에 나타내는 위치)에 배치된다.
예를 들어, 후술하는 약액 공정(도 3의 S3)이나, 린스 공정(도 3의 S4), IPA 치환 공정(도 3의 S5)에서는, 가장 외측의 제4 가이드(44)를 제외한 3개의 가이드(41~43) 중 한쪽이, 기판 W의 주단면에 대향하고 있는 상태로 행해진다. 따라서, 기판 W에 처리액이 공급되고 있을 때에 기판 W의 주위에 비산한 처리액은, 제1 가이드(41), 제2 가이드(42), 및 제3 가이드(43) 중 어느 하나에 의해, 어느 하나의 컵(38~40)에 안내된다.
도 2는, 협지 부재(16)의 측면도이다. 각 협지 부재(16)는, 스핀 베이스(15)의 주연부에 배치된 대좌(51)와, 대좌(51)의 상면에 고정된 원기둥형상의 협지부(52)를 포함한다. 협지부(52)의 외주면에는, 수평 방향에 관하여 내방(회전축선 A1측)을 향해 V자형상으로 열리고, 기판의 주단면을 협지하는 협지홈(55)이 형성되어 있다. 협지홈(55)은, 수평면에 대해, 기판 W의 회전 반경 방향 외방을 향함에 따라 상향으로 경사지는 하측 접촉면(제1 접촉면)(53)과, 수평면에 대해, 기판 W의 회전 반경 방향 외방을 향함에 따라 하향으로 경사지는 상측 접촉면(제2 접촉면)(54)에 의해 구획되어 있다. 하측 접촉면(53)은 수평면에 대해 각도 θ1(도 8 참조) 경사져 있으며, 상측 접촉면(54)은 수평면에 대해 각도 θ2(도 8 참조) 경사져 있다. 협지홈(55)에 기판 W의 주단연이 협지된 상태에 있어서는, 기판 W의 하면 단연이 하측 접촉면(53)에 맞닿음과 함께, 기판 W의 상면 단연이 상측 접촉면(54)에 맞닿는다.
도 3은, 기판 처리 장치(1)에 의해 실행되는 에칭 처리의 처리예를 나타내는 공정도이다. 도 4는, 도 3의 처리예에 포함되는 각 공정에 있어서의 기판 W의 회전 속도의 변화를 나타내는 도이다. 도 5a~5c는, 약액 공정(S3) 및 린스 공정(S4)에 있어서의 처리액의 공급 유량을 나타내는 도이다. 도 5a는, 기판 W 상면으로의 처리액의 공급 유량을 나타내고, 도 5b는, 기판 W하면으로의 처리액의 공급 유량을 나타낸다. 도 5c는, 기판 W 상하면으로의 처리액의 합계 공급 유량을 나타낸다. 도 6은, 약액 공정(S3)에 있어서의 기판 W의 모습을 나타내는 측면도이다. 도 7은, 린스 공정(S4)에 있어서의 기판 W의 모습을 나타내는 측면도이다. 도 8은, 약액 공정(S3) 및 린스 공정(S4)에 있어서의 협지 부재(16)의 부근 상태를 나타내는 도이다.
이하, 도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면서, 에칭 처리의 처리예에 대해서 설명한다. 도 5a~도 8은 적절히 참조한다.
에칭 처리할 때에는, 반송 로봇(도시하지 않는다)이 제어되고, 처리실(2)(도 1 참조) 내에 미처리의 기판 W가 반입된다(단계 S1). 기판 W는, 그 표면을 상방으로 향한 상태로 스핀 척(3)에 수도된다. 또한, 이 기판 W의 반입 전은, 그 반입의 방해가 되지 않도록, 제1~제4 가이드(41~44)를 하측 위치(가장 하방 위치)로 내릴 수 있어, 제1~제4 가이드(41~44)의 상단이 모두, 스핀 척(3)에 의한 기판 W의 유지 위치보다 하방에 배치되어 있다. 기판 W의 일례로서 표면(디바이스가 형성되어야 할 면)에 산화막이 형성된 실리콘 웨이퍼(베어 실리콘)를 들 수 있다. 기판 W는 대형 기판(예를 들어, 외경 300(mm)의 원형 기판)이어도 된다.
스핀 척(3)에 기판 W가 유지되면, 제어 장치(9)는 스핀 모터(13)를 제어하여, 기판 W를 회전 개시시키고, 기판 W를 회전시킨다(단계 S2). 기판 W의 회전 속도는 미리 정하는 액처리 속도(예를 들어 도 4에 나타내는 바와 같이 800rpm)까지 상승되며, 그 액처리 속도로 유지된다.
또, 제어 장치(9)는, 가이드 승강 유닛(45)을 제어하여, 제1 및 제2 가이드(41, 42)를 하측 위치(가장 하방의 위치)인 채로, 제3 및 제4 가이드(43, 44)를 상측 위치(가장 상방의 위치)까지 상승시키고, 제3 가이드(43)를 기판 W의 주단면에 대향시킨다.
기판 W의 회전 속도가 액처리 속도에 이르면, 다음에, 제어 장치(9)는, 약액 공정(단계 S3)의 실행을 개시한다. 구체적으로는, 제어 장치(9)는, 약액 밸브(28)를 엶과 함께, 약액 하측 밸브(22)를 연다. 이것에 의해, 약액 노즐(26)로부터 기판 W의 상면 중앙부를 향해 약액이 토출됨과 함께, 하면 노즐(17)의 토출구(17a)로부터 기판 W의 하면 중앙부를 향해 약액이 상향으로 토출된다.
이 때의 약액 노즐(26)로부터의 약액의 공급 유량(제2 유량)은, 약액 유량 조정 밸브(29)의 조정에 의해, 도 5a에 나타내는 바와 같이 예를 들어 2.5(리터/분)로 설정되어 있으며, 또, 하면 노즐(17)로부터의 약액의 공급 유량(제1 유량)은, 약액 하류량 조정 밸브(23)의 조정에 의해, 도 5b에 나타내는 바와 같이 예를 들어 1.0(리터/분)로 설정되어 있다. 이 경우에 있어서, 기판 W에 대한 약액의 합계 공급 유량은 도 5c에 나타내는 바와 같이 3.5(리터/분)이며, 하면 노즐(17)로부터의 약액의 공급 유량에 대한, 약액 노즐(26)로부터의 약액의 공급 유량의 유량비는 2.5이다.
기판 W의 상면 중앙부에 공급된 약액은, 기판 W의 회전에 의한 원심력을 받아, 기판 W의 상면을 기판 W의 주연부를 향해 흐른다. 이것에 의해, 도 6에 나타내는 바와 같이, 기판 W의 상면에, 기판 W의 상면의 전역을 덮는 약액의 액막(61)이 유지된다. 또, 기판 W의 하면 중앙부에 공급된 약액은, 기판 W의 회전에 의한 원심력을 받아, 기판 W의 하면을 타고 기판 W의 주연부를 향해 흐른다. 이것에 의해, 도 6에 나타내는 바와 같이, 기판 W의 하면에, 기판 W의 하면의 전역을 덮는 약액의 액막(62)이 유지된다. 약액의 액막(61, 62)에 의해, 기판 W의 상면 전역 및 하면 전역에 약액이 공급되고, 이것에 의해, 기판 W의 상하면의 전역에 약액 처리가 실시된다. 희불산, 농불산, 불질산, 불화 암모늄 등이 약액으로서, 이용되는 경우, 약액 처리에 수반하여 기판 W의 상면은 소수성을 나타내게 된다. 이 처리예에서는, 기판 W의 상면이 소수성을 나타내고 있어도, 기판 W의 상면에, 상기 상면의 전역을 덮는 약액의 액막(61)을 유지할 수 있다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 기판 W의 상면을 주연부를 향해 흐르는 약액은, 스핀 베이스(15)와 일체적으로 회전하고 있는 협지 부재(16)에 기판 W의 주연부에서 부딪쳐, 기판 W의 측방을 향해 비산한다. 마찬가지로, 기판 W의 하면을 타고 주연부를 향해 흐르는 약액도, 스핀 베이스(15)와 일체적으로 회전하고 있는 협지 부재(16)에 기판 W의 주연부에서 부딪쳐, 그 후, 기판 W의 측방을 향해 비산한다. 이와 같이, 기판 W의 주연부로부터 배출되는 약액은, 협지 부재(16)에 맞닿음으로써, 그 비산 방향이 변경된다.
기판 W의 하면으로부터 협지 부재(16)에 부딪쳐 비산하는 약액의 비산 방향은, 협지 부재(16)의 하측 접촉면(53)의 연장면을 대체로 따르게 된다. 즉, 기판 W의 하면을 이동하여 기판 W의 하면 주연부로부터 비산하는 약액(이하, 「기판 W의 하면 주연부로부터 비산하는 약액」이라고 한다.)의 비산 방향 DD는, 반경방향 외방을 향함에 따라 수평면에 대해 각도 θ1 상향으로 경사져 있다. 한편, 기판 W의 상면으로부터 협지 부재(16)에 부딪쳐 비산하는 약액의 비산 방향은, 협지 부재(16)의 상측 접촉면(54)의 연장면을 대체로 따르게 된다. 즉, 기판 W의 상면을 이동하여 기판 W의 상면 주연부로부터 비산하는 약액(이하, 「기판 W의 상면 주연부로부터 비산하는 약액」이라고 한다.) 의 비산 방향 DU는, 반경방향 외방을 향함에 따라 수평면에 대해 각도 θ2 하향으로 경사져 있다.
약액 공정 시(S3)에는, 기판 W의 주연부에 있어서, 기판 W의 하면 주연부로부터 비산하는 약액의 흐름과, 기판 W의 상면 주연부로부터 비산하는 약액의 흐름이 상하 방향으로 교차하고 있다. 그 때문에, 기판 W의 하면 주연부로부터 비산하는 약액과, 기판 W의 상면 주연부로부터 비산하는 약액이 기판 W의 주연부에 있어서 간섭한다. 그리고, 기판 W의 주연부에 있어서, 기판 W의 하면 주연부로부터 비산하는 약액의 비산 방향 DD와 기판 W의 상면 주연부로부터 비산하는 약액의 비산 방향 DU를 합성한, 약액의 전체의 비산 방향 D1을 향해 약액이 비산한다.
만일, 상하면 공급 유량비(상면：하면)를 1：1로 한 경우, 기판 W의 상면 주연부로부터 비산하는 약액의 유량이 하면 주연부로부터의 약액 유량과 비교해 많지 않기 때문에, 도 9a에 나타내는 바와 같이, 비스듬한 상방을 향하는 기판 W의 하면 주연부로부터의 약액을 충분히 억제하지 못하여, 그 결과, 약액의 전체의 비산 방향 D1은, 반경방향 외방을 향함에 따라 수평면에 대해 상향으로 크게 경사져 있다.
이에 반해, 도 3의 처리예에서는, 상하면 공급 유량비(상면：하면)을 2.5：1로 하고 있으므로, 기판 W의 상면 주연부로부터 비산하는 약액의 유량이 하면 주연부로부터의 약액 유량과 비교해 충분히 많다. 그 때문에, 도 9b에 나타내는 바와 같이, 기판 W의 상면 주연부로부터 비산하는 약액에 의해, 기판 W의 하면 주연부로부터 비산하는 약액의 비산 방향이 하향으로 억제되는 결과, 약액의 전체의 비산 방향 D1은, 수평면에 대해 대략 수평 방향을 따르거나, 혹은 수평 방향에 가까워지게 된다.
따라서, 기판 W의 주연부로부터 비산하는 약액의 대부분은, 제3 가이드(43)의 내벽에 받아들여진다. 이것에 의해, 약액 공정(S3)에 있어서 처리 컵(8) 밖으로의 약액의 유출을 억제 또는 방지할 수 있다. 제1 가이드(43)의 안내부(47)의 내벽을 타고 흘러 내린 약액은, 제3 컵(40)의 저부에 모아져, 회수 배관(도시하지 않는다)을 통해서 회수 유닛(도시하지 않는다)으로 유도된다.
약액의 토출 개시부터, 미리 정하는 약액 처리 시간이 경과하면, 제어 장치(9)는, 약액 밸브(28) 및 약액 하측 밸브(22)를 닫고, 약액 노즐(26) 및 하면 노즐(17)로부터의 약액의 토출을 정지한다.
또, 제어 장치(9)는, 가이드 승강 유닛(45)을 제어하여, 제1 및 제2 가이드(41, 42)를 상측 위치(가장 하방의 위치)까지 이동시켜, 제1 가이드(41)를 기판 W의 주단면에 대향시킨다. 이 상태로 제1~제4 가이드(41~44)의 모두가 상측 위치에 배치된다.
제1 및 제2 가이드(41, 42)가 상측 위치에 배치되면, 다음에, 제어 장치(9)는 린스 공정(단계 S4)의 실행을 개시한다. 구체적으로는, 제어 장치(9)는, 약액 공정(S3)에 계속해서, 기판 W의 회전 속도를 상기의 액처리 속도로 유지하면서, 린스액 밸브(32)를 엶과 함께, 린스액 하측 밸브(24)를 연다. 이것에 의해, 린스액 노즐(30)로부터 기판 W의 상면 중앙부를 향해 린스액이 토출됨과 함께, 하면 노즐(17)의 토출구(17a)로부터 기판 W의 하면 중앙부를 향해 린스액이 상향으로 토출된다.
이 때의 린스액 노즐(30)로부터의 린스액의 공급 유량(제2 유량)은, 린스액 유량 조정 밸브(33)의 조정에 의해, 도 5a에 나타내는 바와 같이 예를 들어 2.5(리터/분)로 설정되어 있으며, 또, 하면 노즐(17)로부터의 린스액의 공급 유량(제1 유량)은, 린스액 하류량 조정 밸브(25)의 조정에 의해, 도 5b에 나타내는 바와 같이 예를 들어 1.0(리터/분)로 설정되어 있다. 이 경우에 있어서, 기판 W에 대한 린스액의 합계 공급 유량은 도 5c에 나타내는 바와 같이 3.5(리터/분)이며, 하면 노즐(17)로부터의 린스액의 공급 유량에 대한, 린스액 노즐(30)로부터의 린스액의 공급 유량의 유량비는 2.5이다.
기판 W의 상면 중앙부에 공급된 린스액은, 기판 W의 회전에 의한 원심력을 받아, 기판 W의 상면을 기판 W의 주연부를 향해 흐른다. 이것에 의해, 기판 W의 상면에 유지되어 있는 약액의 액막(61)이, 도 7에 나타내는 바와 같이 린스액의 액막(71)으로 치환된다. 린스액의 액막(71)은, 기판 W의 상면의 전역을 덮는다. 또, 기판 W의 하면 중앙부에 공급된 린스액은, 기판 W의 회전에 의한 원심력을 받아, 기판 W의 하면을 타고 기판 W의 주연부를 향해 흐른다. 이것에 의해, 기판 W의 하면에 유지되어 있는 약액의 액막(62)이, 도 7에 나타내는 바와 같이 린스액의 액막(72)으로 치환된다. 린스액의 액막(72)은, 기판 W의 하면의 전역을 덮는다. 린스액의 액막(71, 72)에 의해, 기판 W의 상면 및 하면에 부착되어 있던 약액이 씻어 내져, 기판 W의 상하면에 린스 처리가 실시된다. 희불산, 농불산, 불질산, 불화 암모늄 등이 약액으로서, 이용되는 경우, 약액 처리 후의 기판 W의 상면은 소수성을 나타내게 되는 것이지만, 이 처리예에서는, 기판 W의 상면이 소수성을 나타내고 있어도, 기판 W의 상면에, 상기 상면의 전역을 덮는 린스액의 액막(71)을 유지할 수 있다. 이것에 의해, 린스액으로의 치환 및 기판 W의 세정이 얼룩 없이 행해짐과 함께, 기판 W의 상면의 전역을 액막(71)에 의해, 비산한 액 등으로부터 보호할 수 있다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 기판 W의 상면을 주연부를 향해 흐르는 린스액은, 스핀 베이스(15)와 일체적으로 회전하고 있는 협지 부재(16)에 기판 W의 주연부에서 부딪쳐, 기판 W의 측방을 향해 비산한다. 마찬가지로, 기판 W의 하면을 타고 주연부를 향해 흐르는 린스액도, 스핀 베이스(15)와 일체적으로 회전하고 있는 협지 부재(16)에 기판 W의 주연부에서 부딪쳐, 그 후, 기판 W의 측방을 향해 비산한다. 이와 같이, 기판 W의 주연부로부터 배출되는 린스액은, 협지 부재(16)에 맞닿음으로써, 그 비산 방향이 변경된다.
기판 W의 하면으로부터 협지 부재(16)에 부딪쳐 비산하는 린스액의 비산 방향은, 협지 부재(16)의 하측 접촉면(53)의 연장면을 대체로 따르게 된다. 즉, 기판 W의 하면을 이동하여 기판 W의 하면 주연부로부터 비산하는 린스액(이하, 「기판 W의 하면 주연부로부터 비산하는 린스액」이라고 한다.)의 비산 방향 DD는, 반경방향 외방을 향함에 따라 수평면에 대해 각도 θ1 상향으로 경사져 있다. 한편, 기판 W의 상면으로부터 협지 부재(16)에 부딪쳐 비산하는 린스액의 비산 방향은, 협지 부재(16)의 상측 접촉면(54)의 연장면을 대체로 따르게 된다. 즉, 기판 W의 상면을 이동하여 기판 W의 상면 주연부로부터 비산하는 린스액(이하, 「기판 W의 상면 주연부로부터 비산하는 린스액」이라고 한다.)의 비산 방향 DU는, 반경방향 외방을 향함에 따라 수평면에 대해 각도 θ2 하향으로 경사져 있다.
린스 공정(S4) 시에는, 기판 W의 주연부에 있어서, 기판 W의 하면 주연부로부터 비산하는 린스액의 흐름과, 기판 W의 상면 주연부로부터 비산하는 린스액의 흐름이 상하 방향으로 교차하고 있다. 그 때문에, 기판 W의 하면 주연부로부터 비산하는 린스액과, 기판 W의 상면 주연부로부터 비산하는 린스액이 기판 W의 주연부에 있어서 간섭한다. 그리고, 기판 W의 주연부에 있어서, 기판 W의 하면 주연부로부터 비산하는 린스액의 비산 방향 DD와 기판 W의 상면 주연부로부터 비산하는 린스액의 비산 방향 DU를 합성한, 린스액의 전체의 비산 방향 D1을 향해 린스액이 비산한다.
만일, 상하면 공급 유량비(상면：하면)를 1：1로 한 경우, 기판 W의 상면 주연부로부터 비산하는 린스액의 유량이 하면 주연부로부터의 린스액 유량과 비교해 많지 않기 때문에, 도 9a에 나타내는 바와 같이, 비스듬한 상방을 향하는 기판 W의 하면 주연부로부터의 린스액을 충분히 억제하지 못하여, 그 결과, 린스액의 전체의 비산 방향 D1은, 반경방향 외방을 향함에 따라 수평면에 대해 상향으로 크게 경사져 있다.
이에 반해, 도 3의 처리예에서는, 상하면 공급 유량비(상면：하면)을 2.5：1로 하고 있으므로, 기판 W의 상면 주연부로부터 비산하는 린스액의 유량이 하면 주연부로부터의 린스액 유량과 비교해 충분히 많다. 그 때문에, 도 9b에 나타내는 바와 같이, 기판 W의 상면 주연부로부터 비산하는 린스액에 의해, 기판 W의 하면 주연부로부터 비산하는 린스액의 비산 방향이 하향으로 억제되는 결과, 린스액의 전체의 비산 방향 D1은, 수평면에 대해 대략 수평 방향을 따르거나, 혹은 수평 방향에 가까워지게 된다.
따라서, 기판 W의 주연부로부터 비산하는 린스액의 대부분은, 제1 가이드(41)의 내벽에 받아들여진다. 이것에 의해, 린스 공정(S4)에 있어서 처리 컵(8) 밖으로의 린스액의 유출을 억제 또는 방지할 수 있다. 제1 가이드(41)의 내벽을 타고 흘러 내린 린스액은, 제1 컵(38)의 저부에 모아져, 배액 배관(도시하지 않는다)을 통해서 폐액 유닛(도시하지 않는다)으로 유도된다.
도 4 및 도 5a~5c에 나타내는 바와 같이, 린스 공정(S4)은, 기판 W를 상기의 액처리 속도(린스 처리 속도)로 회전시키는 고속 린스 공정(단계 S41)과, 기판 W의 회전 속도를, 상기의 액처리 속도(예를 들어 800rpm)로부터 패들 속도(0~100rpm의 범위 내에서, 예를 들어 도 4에 나타내는 바와 같이 10rpm)까지 연속적으로 떨어뜨리는 감속 공정(단계 S42)과, 기판 W의 상면의 전역에 린스액의 액막을 패들형상으로 유지하는 패들 공정(단계 S43)을 포함한다.
린스액의 토출 개시부터 미리 정하는 고속 린스 기간(예를 들어(30)초간)이 경과하면, 제어 장치(9)는, 감속 공정(S42)의 실행을 개시한다. 구체적으로는, 제어 장치(9)는, 린스액 노즐(30) 및 하면 노즐(17)로부터의 린스액의 공급 유량을 각각 2.5(리터/분) 및 1.5(리터/분)에 유지하면서, 스핀 모터(13)를 제어하여 액처리 속도(예를 들어 800rpm)로 회전하고 있는 기판 W를 약 100rpm까지 급감속시킨다.
감속 공정(S42)에서는, 액처리 속도로부터 패들 속도까지 6단계에서 단계적으로 감속시키고 있다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 액처리 속도(예를 들어 800rpm 정도)로부터 제1 단계(예를 들어 약 300rpm 정도), 제2 단계(예를 들어 약 100rpm 정도), 제3 단계(예를 들어 약 50rpm 정도), 제4 단계(예를 들어 약 30rpm 정도) 및 제5 단계(예를 들어 약 20rpm 정도)를 순차적으로 거쳐, 약 15초간에서 패들 속도(제6 단계. 예를 들어 약 10rpm)로 감속시킨다.
기판 W의 회전 속도가 그 패들 속도(10rpm)까지 떨어지면, 제어 장치(9)는, 스핀 모터(13)를 제어하여, 기판 W의 회전 속도를 그 패들 속도로 유지한다. 이것에 의해, 기판 W의 상면의 전역에 린스액의 액막이 패들형상으로 유지되는 패들 공정(S43)이 실행된다.
기판 W의 회전 속도가 패들 속도(10rpm)까지 떨어지고 나서, 미리 정하는 패들 린스 기간(예를 들어 6초간)이 경과하면, 제어 장치(9)는, 린스액 밸브(32) 및 린스액 하측 밸브(24)를 닫고, 린스액 노즐(30) 및 하면 노즐(17)로부터의 린스액의 토출을 정지한다.
다음에, 제어 장치(9)는 IPA 치환 공정(단계 S5)의 실행을 개시한다. 구체적으로는, 제어 장치(9)는, 기판 W의 회전 속도를 패들 속도로 유지하면서, 유기 용제 밸브(36)를 열고, 유기 용제 노즐(34)로부터 기판 W의 상면 중심부를 향해 액체의 IPA를 토출한다. 이 때의 유기 용제 노즐(34)로부터의 IPA의 공급 유량은, 예를 들어 0.1(리터/분)로 설정되어 있다. 기판 W의 상면에 IPA가 공급되고, 이것에 의해 기판 W의 상면의 액막에 포함되는 린스액이 IPA에 순차적으로 치환되어 간다. 이것에 의해, 기판 W의 상면에, 기판 W의 상면 전역을 덮는 IPA의 액막이 패들형상으로 유지된다.
IPA의 토출 개시부터 미리 정하는 IPA 패들 시간(예를 들어 약 8초간)이 경과하면, 제어 장치(9)는, IPA 토출을 계속하면서, 스핀 모터(13)를 제어하여 기판 W를 패들 속도로부터 고회전 속도(예를 들어 약 1000rpm)까지 예를 들어(4) 단계(10rpm→50rpm→100rpm→500rpm→1000rpm)로 가속시킨다. 기판 W가 고회전 속도에 도달한 후, 제어 장치(9)는, IPA의 토출 개시부터 소정 시간이 경과한 것을 조건으로 하여, 유기 용제 밸브(36)를 닫아 유기 용제 노즐(34)로부터의 IPA의 토출을 정지한다.
IPA의 토출이 정지되면, 제어 장치(9)는, 건조 공정(단계 S6)을 실행한다. 즉, 제어 장치(9)는, 기판 W의 회전 속도를 예를 들어 1000rpm로 유지한다. 이것에 의해, 기판 W에 부착되어 있는 IPA가 뿌리쳐져 기판 W가 건조된다.
건조 공정(S6)이 미리 정하는 건조 시간에 걸쳐 행해지면, 제어 장치(9)는, 스핀 모터(13)를 구동하여, 스핀 척(3)의 회전(기판 W의 회전)을 정지시킨다(단계 S7). 이것에 의해, 1장의 기판 W에 대한 세정 처리가 종료되고, 반송 로봇에 의해, 처리 완료의 기판 W가 처리실(2)로부터 반출된다(단계 S8).
이상에 의해 이 실시 형태에 의하면, 기판 W의 하면으로부터 협지 부재(16)에 부딪쳐 비산하는 처리액(약액 또는 린스액)의 비산 방향은, 협지 부재(16)의 하측 접촉면(53)의 연장면을 대체로 따르게 된다. 즉, 기판 W의 하면 주연부로부터 비산하는 처리액의 비산 방향은, 반경방향 외방을 향함에 따라 수평면에 대해 상향으로 경사져 있다.
한편, 기판 W의 상면으로부터 협지 부재(16)에 부딪쳐 비산하는 처리액의 비산 방향은, 협지 부재(16)의 상측 접촉면(54)의 연장면을 대체로 따르게 된다. 즉, 기판 W의 상면 주연부로부터 비산하는 처리액의 비산 방향은, 반경방향 외방을 향함에 따라 수평면에 대해 하향으로 경사져 있다. 그 때문에, 기판 W의 하면 주연부로부터 비산하는 처리액과, 기판 W의 상면 주연부로부터 비산하는 처리액이 기판 W의 주연부에 있어서 간섭한다.
기판 W의 하면으로의 처리액의 공급 유량에 대한 기판 W의 상면으로의 처리액의 공급 유량의 유량비가 2.5이므로, 기판 W의 상면 주연부로부터 비산하는 처리액에 의해, 기판 W의 하면 주연부로부터 비산하는 처리액의 비산 방향이 억제된다. 그 결과, 처리액의 전체의 비산 방향 D1을 낮게 억제할 수 있다.
그 때문에, 기판 W의 주연부로부터 비산하는 처리액을 처리 컵(8)에 의해 확실히 포획할 수 있으며, 이것에 의해, 처리 컵(8) 밖으로의 처리액의 유출을 억제 또는 방지할 수 있다.
또, 각 가이드(41~44)의 경사부(46)가, 안내부(47)의 상단으로부터 중심측(기판 W의 회전축선 A1 에 가까워지는 방향)에 비스듬한 상방으로 연장되도록 설치되어 있으므로, 기판 W의 주연부로부터의 처리액의 비산 방향이 너무 상향이 되면, 경사부(46)의 내벽에 충돌한 처리액이, 기판 W측으로 향해 튀어올라, 기판의 상면에 처리액의 액적이 쏟아질 우려가 있다.
이에 반해, 본 실시 형태에서는, 기판 W의 주연부로부터 비산하는 처리액의 전체의 비산 방향이 낮기 때문에, 처리 컵(8)과의 충돌에 의해 처리액의 액적이 기판 W측으로 튀어오르는 것을 억제할 수 있으며, 이것에 의해, 처리액의 액적이 기판 W에 부착되는 것에 기인하는 기판 W 오염을 억제 또는 방지할 수 있다.
또, 상기 서술한 처리예의 약액 공정(S3) 및 고속 린스 공정(S41)에 있어서, 기판 W의 하면으로의 처리액(약액 또는 린스액)의 공급 유량이 1.0(리터/분)이며, 게다가, 액처리 속도가 800(rpm)이므로, 기판 W의 하면에, 상기 하면의 전역을 덮는 처리액을 유지할 수 있다. 또, 기판 W의 회전 속도를 도 4에 파선으로 나타내는 바와 같은 고속(예를 들어 1200rpm)으로 하는 경우와 비교하여, 처리 컵(8) 밖으로의 처리액의 유출 및 기판 W로의 처리액의 되튀어옴을 보다 한층 억제할 수도 있다.
또, 상기 서술한 처리예의 약액 공정(S3) 및 고속 린스 공정(S41)에 있어서, 기판 W의 하면으로의 처리액의 공급 유량에 대한 기판 W의 상면으로의 공급 유량의 유량비가 1인 경우에, 기판 W의 상면에, 상기 상면의 전역을 덮는 처리액의 액막(61, 71)을 유지하기 위해서는, 기판 W의 회전 속도를 도 4에 파선으로 나타내는 바와 같은 고속(예를 들어 1200rpm)으로 하고, 또한 기판 W의 상하면에 대한 처리액의 공급 유량을 최저이어도 각각 2.0(리터/분)로 할 필요가 있다. 이 경우, 상하면 합하여 필요한 처리액의 공급 유량은, 도 5c에 파선으로 나타내는 바와 같이 상하면 합하여 4.0(리터/분)이다.
이에 반해, 상기 서술한 처리예의 약액 공정(S3) 및 고속 린스 공정(S41)에서는, 도 5c에 실선으로 나타내는 바와 같이, 필요한 처리액의 공급 유량이 각각 상하면 합하여 3.5(리터/분)이면 된다. 이것에 의해, 처리액의 액절약을 도모하면서, 기판 W의 상하면의 전역에 처리액의 액막(61, 62, 71, 72)을 유지할 수 있다.
따라서, 약액 소비량 및 린스액 소비량을 저감하면서, 고품질의 기판 처리를 실현할 수 있는 기판 처리 장치(1)를 제공할 수 있다.
상기 서술한 처리예의 약액 공정(S3) 및 고속 린스 공정(S41)에 있어서, 액처리 속도를 800rpm인 경우를 예로 들어 설명했지만, 액처리 속도는 800rpm 이상 1200rpm 이하의 범위 내로 설정하는 것이 바람직하다.
또, 상기 서술한 처리예의 약액 공정(S3) 및 고속 린스 공정(S41)에 있어서, 기판 W의 주연부로부터 비산하는 처리액의 전체의 비산 방향 D1을 낮게 억제하기 위해서는, 기판 W의 하면으로의 처리액의 공급 유량에 대한, 기판 W의 상면으로의 처리액의 공급 유량의 유량비가, 1.5 이상인 것이 바람직하다. 단, 기판 W의 하면으로의 처리액의 공급 유량에 대한, 기판 W의 상면으로의 처리액의 공급 유량의 유량비는, 1.0을 넘고 있으면 1.5 미만이어도 된다.
또, 상기 서술한 처리예의 약액 공정(S3) 및 고속 린스 공정(S41)에 있어서, 기판 W의 하면에, 상기 하면의 전역을 덮는 처리액의 액막(62, 72)을 유지하기 위해서는, 기판 W의 하면으로의 처리액의 공급 유량은 각각 1.0(리터/분) 이상인 것이 바람직하지만, 1.0(리터/분) 미만이어도 된다.
다음에, 제1 시험~제7 시험에 대해서 설명한다. 도 10은, 제1 시험의 시험 결과를 나타내는 도이다. 도 11은, 제2 시험의 시험 결과를 나타내는 도이다. 도 12는, 제2 시험에 있어서, 경사부(46)로의 시험지의 배치 위치를 설명하기 위한 평면도이다. 도 13은, 제3 시험의 시험 결과를 나타내는 도이다. 도 14는, 제4 시험의 시험 결과를 나타내는 도이다. 도 15는, 제5 시험의 시험 결과를 나타내는 도이다. 도 16은, 제6 시험의 시험 결과를 나타내는 도이다. 도 17은, 제7 시험의 시험 결과를 나타내는 도이다. 제1~제7 시험 중 제1~제5 시험은, 다음에 서술하는 실시예 및 비교예에 관련된 에칭 처리를 시료에 실시한다.
실시예： 표면에 산화막이 형성된 실리콘 웨이퍼(외경 300(mm))를 시료로서 채용하고, 약액으로서 희불산을 채용했다. 스핀 척(3)에 유지되어 회전 상태에 있는 이 시료에 대해, 기판 처리 장치(1)를 이용하여 상기 서술한 도 3~도 5c에 나타내는 에칭 처리를 실행했다. 즉, 특별히 언급하는 경우를 제외하고, 기판 W의 하면으로의 처리액(약액 또는 린스액)의 공급 유량을 1.0(리터/분. LPM)로 함과 함께, 기판 W의 상면으로의 처리액의 공급 유량을 2.5(리터/분)로 하고 있다.
비교예： 표면에 산화막이 형성된 실리콘 웨이퍼(외경 300(mm))를 시료로서 채용하고, 약액으로서 희불산을 채용했다. 스핀 척(3)에 유지되어 회전 상태에 있는 이 시료에 대해, 기판 처리 장치(1)를 이용하여 에칭 처리를 실행했다. 비교예에 관련된 처리는, 기판 W의 하면으로의 처리액(약액 또는 린스액)의 공급 유량을 2.0(리터/분)로 함과 함께, 기판 W의 상면으로의 처리액의 공급 유량을 2.0(리터/분)로 한 점에서 상기의 처리예와는 상이하며, 그 외의 점은 상기의 처리예의 경우와 공통되어 있다.
＜제1 시험＞
제1 시험에서는, 실시예 및 비교예에 있어서, 에칭 처리 후의 기판 W의 표면에 있어서의 26nm 이상의 크기의 파티클수를 계측했다.
실시예에서는, 약액 공정(S3) 및 고속 린스 공정(S41)에 있어서의 기판 W의 회전 속도를, 600rpm, 800rpm, 1000rpm 및 1200rpm의 사이에서 변화시켰다.
비교예에서는, 약액 공정(S3) 및 고속 린스 공정(S41)에 있어서의 기판 W의 회전 속도를 1200rpm로 했다.
제1 시험의 시험 결과를 도 10에 나타낸다. 도 10에는, 실시예 및 비교예에 있어서의, 기판 W의 회전 속도와, 기판 W의 표면의 파티클수(Particle Adder)의 관계를 나타낸다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 약액 공정(S3) 및 고속 린스 공정(S41)의 기판 W의 회전 속도가 800rpm, 1000rpm 및 1200rpm인 실시예에서는, 에칭 처리 후의 파티클수가 적었다.
이에 반해, 약액 공정(S3) 및 고속 린스 공정(S41)에 있어서의 기판 W의 회전 속도가 600rpm인 실시예에서는, 에칭 처리 후의 파티클수가 많았다. 또, 비교예에서도, 에칭 처리 후의 파티클수가 많았다.
도 10으로부터, 실시예에 있어서, 에칭 처리 후의 파티클의 발생을 억제할 수 있는 것을 알 수 있다. 또, 기판 W의 회전 속도가 800rpm 미만에서는, 실시예여도, 에칭 처리 후의 파티클의 발생을 충분히 억제할 수 없는 것을 알 수 있다. 이것은, 약액 공정(S3) 및 고속 린스 공정(S41)에 있어서의 기판 W의 회전 속도가 800rpm 미만이면, 약액 공정(S3)이나 고속 린스 공정(S41)에 있어서 기판 W의 상면의 액막(61, 71)에 균열 등이 발생하고, 기판 W의 상면(표면)이 부분적으로 노출되는 결과, 기판 W의 상면의 주변에서 부유하고 있는 파티클이 기판 W의 상면에 부착된 것으로 추측할 수 있다.
＜제2 시험＞
제2 시험에서는, 실시예 및 비교예에 있어서, 약액 공정(S3)에 있어서의 기판 W의 회전 속도를, 각각, 800rpm, 1000rpm 및 1200rpm의 사이에서 변화시키고, 그 때에 기판 W의 주연부로부터 비산하는 약액(희불산(DHF))의 비산 방향을 계측했다.
제2 시험의 시험 결과를 도 11에 나타낸다. 도 11에는, 실시예 및 비교예에 있어서의, 기판 W의 회전 속도(DHF Rotation speed)와, 기판 W의 주연부로부터 비산하는 약액의 비산 방향이 수평면이 이루는 각도(Angle)의 관계를 나타낸다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 기판 W의 회전 속도가, 800rpm 및 1000rpm인 실시예에 있어서, 기판 W의 주연부로부터 비산하는 약액의 비산 방향은 수평에 가까웠다. 또, 기판 W의 회전 속도가 1200rpm인 실시예에서는, 기판 W의 주연부로부터 비산하는 약액의 비산 방향은, 비스듬한 상방이지만 수평면에 대한 각도는 작게 억제되어 있었다.
한편, 비교예에 있어서는, 기판 W의 주연부로부터 비산하는 약액의 비산 방향은, 비스듬한 상방이며, 상기 비산 방향의 수평면에 대한 각도도 컸다.
도 11로부터, 실시예에서는, 비교예와 비교하여, 기판 W의 주연부로부터 비산하는 약액의 비산 방향을 낮게 억제할 수 있는 것을 알 수 있다. 특히, 기판 W의 회전 속도가 800~1000rpm인 경우에, 비교예와 비교하여, 기판 W의 주연부로부터 비산하는 약액의 비산 방향을 낮고 큰폭으로 억제할 수 있는 것을 알 수 있다.
＜제3 시험＞
제3 시험에서는, 실시예 및 비교예에 있어서, 약액 공정(S3) 시에 처리 컵(8) 밖으로 유출하는 약액(희불산)의 양을 계측했다.
도 12에 나타내는 바와 같이, 제4 가이드(44)의 경사부(46)의 외표면에, 50cm×50cm의 ph시험지(81)를 배치했다. 에칭 처리 후에 있어서, ph시험지(81)에 약액이 부착되어 변색한 변색점의 수를, 처리 컵(8) 밖으로 비산(유출)한 약액의 수로 했다.
제3 시험에서는, 기판 W의 하면으로의 약액의 공급 유량을 1.5(리터/분)로 하고, 또한 기판 W의 상면으로의 약액의 공급 유량을 2.5(리터/분)으로 함과 함께, 약액 공정(S3)에 있어서의 기판 W의 회전 속도를, 각각, 400rpm, 600rpm, 800rpm 및 1200rpm의 사이에서 변화시켰다.
제3 시험의 시험 결과를 도 13에 나타낸다. 도 13에는, 실시예 및 비교예에 있어서의, 기판 W의 회전 속도(Rotation speed)와, 처리 컵(8) 밖으로 비산하는 약액의 수의 관계를 나타낸다.
도 13에 나타내는 바와 같이, 기판 W의 회전 속도가, 400rpm, 600rpm 및 800rpm인 경우에는, 실시예 및 비교예의 차이를 불문하고, 처리 컵(8) 밖으로 유출하는 약액은 소량이었다.
한편, 기판 W의 회전 속도가 1200rpm인 경우에 있어서, 실시예에서는 처리 컵(8) 밖으로 유출하는 약액이 비교적 소량이었던 것에 반해, 비교예에서는, 처리 컵(8) 밖으로 다량의 약액이 유출되어 있었다.
도 13으로부터, 실시예에서는, 기판 W의 회전 속도의 여하에 상관없이, 처리 컵(8) 밖으로 유출하는 약액의 양을 저감할 수 있는 것을 알 수 있다. 특히, 기판 W의 회전 속도가 고속인 경우에, 비교예와 비교하여, 처리 컵(8) 밖으로의 약액의 유출을 큰폭으로 억제할 수 있는 것을 알 수 있다.
＜제4 시험＞
제4 시험에서는, 실시예 및 비교예에 있어서, 1장의 기판 W에 대해 에칭 처리를 실시한 후(initial), 및 30장의 기판 W에 연속해서 에칭 처리를 실시한 후 (after 30 run)의 기판 W의 표면에 있어서의 파티클수 및 파티클의 크기를 계측했다.
제4 시험에서는, 실시예(OPT) 및 비교예(POR)에 있어서, 약액 공정(S3) 및 고속 린스 공정(S41)에 있어서의 기판 W의 회전 속도를, 각각, 1000rpm 및 1200rpm로 했다.
제4 시험의 시험 결과를 도 14에 나타낸다. 도 14에서는, 기판 W의 표면의 파티클의 크기를, 26nm 이상, 32nm 이상 및 45nm 이상으로 나누어 나타낸다.
도 14에 나타내는 바와 같이, 실시예에서는, 1장의 기판 W에 대한 처리 후와, 30장의 기판 W로의 연속 처리 후 사이에서, 기판 W의 표면에 있어서의 파티클수 및 파티클의 크기에 특별히 변화는 볼 수 없었다.
한편, 비교예에서는, 30장의 기판 W로의 연속 처리 후에 있어서는, 1장의 기판 W에 대한 처리 후와 비교하여, 기판 W의 표면에 있어서의 파티클수는 증가하고 있으며, 특히 작은 파티클의 수가 증가되어 있었다.
도 14로부터, 실시예에 있어서는, 기판 W의 에칭 처리의 회수가 증대해서도, 기판 W의 표면에 있어서의 파티클이 발생하기 쉬운 것에 변화가 없는 것을 알 수 있다. 이것으로부터, 실시예에 있어서, 처리 컵(8) 밖(처리실(2) 내)으로 약액(약액(희불산)의 미스트)이 거의 부유하고 있지 않는 것이라고 추측된다.
＜제5 시험＞
제5 시험에서는, 실시예 및 비교예에 있어서, 에칭 처리 후의 에칭량과 에칭 균일성을 계측했다.
실시예에서는, 약액 공정(S3) 및 고속 린스 공정(S41)에 있어서의 기판 W의 회전 속도를, 600rpm, 800rpm 및 1000rpm의 사이에서 변화시켰다.
비교예에서는, 약액 공정(S3) 및 고속 린스 공정(S41)에 있어서의 기판 W의 회전 속도를 1200rpm로 했다.
각 조건에 있어서, 각각 2회씩 계측했다(도 15에 나타내는 Run1 및 Run2의 쌍방). 제5 시험의 시험 결과를 도 15에 나타낸다. 도 15에는, 실시예 및 비교예에 있어서의, 에칭량(Etching amount(nm))과, 17점에서의 에칭 균일성(17pt Uniformity(%))를 나타낸다.
도 15로부터, 실시예에 있어서, 비교예의 경우와 마찬가지로, 에칭량의 증감은 없으며, 또는, 에칭 균일성이 악화되는 일도 없는 것을 알 수 있다.
＜제6 시험＞
제6 시험에서는, 표면에 산화막이 형성된 실리콘 웨이퍼(외경 300(mm))를 시료로서 채용하고, 약액으로서 희불산을 채용했다. 스핀 척(3)에 유지되어 회전 상태에 있는 이 시료에 대해, 기판 처리 장치(1)를 이용하여 상기 서술한 에칭 처리의 약액 공정(S3)을 실행했다. 그리고, 기판 W의 상면 및 기판 W의 하면으로의 약액의 공급 유량의 조합을, 「2.5(리터/분) 및 1.0(리터/분)」, 「2.25(리터/분) 및 1.0(리터/분)」, 「2.5(리터/분) 및 1.5(리터/분)」, 「2.25(리터/분) 및 1.5(리터/분)」및 「2.0(리터/분) 및 2.0(리터/분)」의 사이에서 변화시켰다.
제6 시험의 시험 결과를 도 16에 나타낸다. 도 16에는, 기판 W의 회전 속도와, 기판 W의 상하면으로의 공급 유량비의 관계를 나타낸다. 또, 도 16에서는, 파티클이 거의 또는 소량 밖에 발생하지 않았던 처리 조건에 「★」표를, 비교적 다량의 파티클이 발생한 처리 조건에 「☆」표를 붙이고 있다.
도 16으로부터, 도 16에 있어서 햇칭을 한 영역에 포함되는 처리 조건으로 에칭 처리를 실행하면, 처리 후의 기판 W가 고품질이 되는 것을 알 수 있다.
＜제7 시험＞
제7 시험에서는, 실리콘 웨이퍼(외경 300(mm))를 시료로서 채용하고, 스핀 척(3)에 유지되어 회전 상태에 있는 이 시료에 대해, 기판 처리 장치(1)를 이용하여 기판 W의 하면에만 약액(희불산)을 공급함과 함께, 그 때의 약액의 공급 유량을, 1.0(리터/분), 1.5(리터/분) 및 2.0(리터/분)의 사이에서 변화시켰다. 약액으로서 희불산을 채용했다. 또, 약액 공정(S3)에 있어서의 기판 W의 회전 속도를, 400rpm, 500rpm, 600rpm, 800rpm 및 1200rpm의 사이에서 변화시켰다.
제7 시험의 시험 결과를 도 17에 나타낸다. 도 17에서는, 기판 W의 하면에, 상기 하면의 전역을 덮는 약액의 액막(72)이 형성된 경우를 「○(Good)」로 나타내고, 상기 하면의 적어도 일부를 약액의 액막으로 덮어진 경우를 「×(Insufficient)」로 나타내고 있다.
도 17로부터는, 기판 W의 하면으로의 약액의 유량이 1.0(리터/분) 이상이며, 또한 기판 W의 회전 속도가 500rpm 이상이면, 기판 W의 하면에, 상기 하면의 전역을 덮는 약액의 액막(72)을 형성할 수 있는 것을 알 수 있다.
이상, 이 발명의 일실시 형태에 대해서 설명했지만, 이 발명은 다른 형태로 실시할 수도 있다.
예를 들어, 상기 서술한 처리예의 약액 공정(S3)에 있어서, 기판 W의 상면에 약액(희불산)을 공급함과 함께, 기판 W의 하면에 물(예를 들어 DIW)을 공급하도록 해도 된다. 이 경우여도, 기판 W의 상면으로의 약액의 공급 유량은, 기판 W의 하면으로의 물의 공급 유량보다 많고, 보다 바람직하게는, 기판 W의 하면으로의 물의 공급 유량에 대한, 기판 W의 상면으로의 약액의 공급 유량의 유량비는 1.5 이상이다.
또, 저표면 장력을 가지는 유기 용제로서, IPA 이외에, 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 아세톤, 및 HFE(하이드로플루오로에테르) 등을 채용할 수 있다.
또, 상기 서술한 IPA 치환 공정(S5)과 같은 유기 용제 치환 공정은, 생략할 수도 있다.
또, 본 발명은, 기판 W의 표면으로부터 실리콘 산화막을 제거하는 에칭 처리에 한정되지 않고, 다른 에칭 처리나 세정 처리 등에 널리 적용할 수 있다. 단, 본 발명의 효과는, 기판 W의 표면이 소수성을 나타내는 경우에 특별히 현저하게 발휘된다. 표면이 소수성을 나타내는 기판 W에 대한 처리로서는, 실리콘 산화막을 제거하는 처리 이외에, 레지스트를 제거하는 처리를 예시할 수 있다.
또, 상기 서술한 처리예와 같이, 고속 린스 공정(S41)에 있어서도, 기판 W의 상하면을 양호하게 커버리지할 수 있도록, 기판 W의 상면으로의 린스액의 공급 유량을 기판 W의 하면으로의 공급 유량보다 많이 하는 것이 바람직한 것이지만, 고속 린스 공정(S41)에 있어서, 기판 W의 상하면으로의 린스액의 공급 유량이 서로 동일한 정도로 해도 되고, 기판 W의 하면으로의 린스액의 공급 유량을 기판 W의 상면으로의 공급 유량보다 많이 해도 된다.
그 외에, 특허 청구의 범위에 기재된 사항의 범위에서 다양한 설계 변경을 실시하는 것이 가능하다.
본 발명의 실시 형태에 대해서 상세하게 설명해 왔지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위해 이용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이러한 구체예로 한정해서 해석되어야 하는 것이 아니라, 본 발명의 범위는 첨부한 청구의 범위에 의해서만 한정된다.
이 출원은, 2014년 5월 21일에 일본 특허청에 각각 제출된 일본국 특허출원2014-105471호에 각각 대응하고 있으며, 이러한 출원의 전체 개시는 여기에 인용에 의해 편입하는 것으로 한다.

Claims (8)

  1. 소정의 연직축선 둘레로 회전 가능한 스핀 베이스와, 상기 스핀 베이스와 동반 회전 가능하게 설치되며, 기판의 주단연(周端緣)에 맞닿아 상기 기판을 지지하는 복수의 기판 지지 부재를 가지고, 상기 기판을 수평 자세로 유지하면서 상기 연직축선 둘레로 회전시키기 위한 기판 유지 회전 유닛과, 상기 기판 유지 회전 유닛의 주위를 둘러싸며, 상기 기판 유지 회전 유닛에 의해 회전되고 있는 기판으로부터 비산하는 처리액을 포획하는 처리 컵을 포함하는 기판 처리 장치에 있어서 실행되는 기판 처리 방법으로서,
    상기 스핀 베이스를 회전시켜, 상기 기판을 상기 연직축선 둘레로 소정의 액처리 속도로 회전시키는 기판 회전 공정과,
    상기 기판 회전 공정과 병행하여, 소정의 제1 유량의 처리액을 상기 기판의 하면에 공급함과 함께, 상기 제1 유량보다 많은 제2 유량의 처리액을 상기 기판의 상면에 공급하는 처리액 공급 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 액처리 속도 및 상기 제2 유량은, 상기 기판 하면의 전역을 처리액의 액막으로 덮는 것이 가능한 회전 속도 및 유량으로 설정되어 있는, 기판 처리 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 유량은 1.0(리터/분) 이상인, 기판 처리 방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 유량에 대한 상기 제2 유량의 유량비는 1.5이상인, 기판 처리 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 액처리 속도는 800rpm 이상 1200rpm 이하인, 기판 처리 방법.
  6. 소정의 연직축선 둘레로 회전 가능한 스핀 베이스와, 상기 스핀 베이스와 동반 회전 가능하게 설치되며, 기판의 주단연에 맞닿아 상기 기판을 지지하는 복수의 기판 지지 부재를 가지고, 상기 기판을 수평 자세로 유지하면서 상기 연직축선 둘레로 회전시키기 위한 기판 유지 회전 유닛과,
    상기 기판의 상면에 처리액을 공급하기 위한 처리액 상측 공급 유닛과,
    상기 기판의 하면에 처리액을 공급하기 위한 처리액 하측 공급 유닛과,
    상기 기판 유지 회전 유닛의 주위를 둘러싸며, 상기 기판 유지 회전 유닛에 의해 회전되고 있는 기판으로부터 비산하는 처리액을 포획하는 처리 컵과,
    상기 기판 유지 회전 유닛, 상기 처리액 상측 공급 유닛 및 상기 처리액 하측 공급 유닛을 제어하는 제어 유닛을 포함하고,
    상기 제어 유닛은, 상기 기판을 상기 연직축선 둘레로 소정의 액처리 속도로 회전시키는 기판 회전 공정과, 상기 기판 회전 공정과 병행하여, 소정의 제1 유량의 처리액을 상기 기판의 하면에 공급함과 함께, 상기 제1 유량보다 많은 제2 유량의 처리액을 상기 기판의 상면에 공급하는 처리액 공급 공정을 실행하는, 기판 처리 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 기판 지지 부재는, 상기 기판의 하면 주연에 맞닿게 하기 위한 제1 접촉면과, 상기 기판의 상면 주연에 맞닿게 하기 위한 제2 접촉면에 의해 구획된 협지부를 가지고,
    상기 제1 접촉면은, 수평면에 대해, 상기 기판의 회전 반경 방향 바깥쪽을 향함에 따라 상향으로 경사져 있으며,
    상기 제2 접촉면은, 수평면에 대해, 상기 기판의 회전 반경 방향 바깥쪽을 향함에 따라 하향으로 경사져 있는, 기판 처리 장치.
  8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 액처리 속도 및 상기 제2 유량을, 상기 기판 하면의 전역을 처리액의 액막으로 덮는 것이 가능한 회전 속도 및 유량으로 설정하는 설정 유닛을 더 포함하는, 기판 처리 장치.
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