KR20170098203A - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

기판 처리 방법은, 표층이 경화된 레지스트 내에 패턴이 배치된 기판으로부터 상기 레지스트를 제거하는 방법으로서, 황산과 과산화수소수를 혼합함으로써 생성된 SPM 을 기판에 공급하는 SPM 공급 공정과, SPM 의 생성에 사용되는 황산 및 과산화수소수의 혼합비를 상기 SPM 공급 공정과 병행하여 변경함으로써, 상기 SPM 공급 공정에 있어서 기판에 공급되는 SPM 의 액온을 상승시키는 액온 상승 공정을 포함한다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 기판을 처리하는 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, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광 자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판, 태양 전지용 기판 등이 포함된다.
반도체 장치나 액정 표시 장치 등의 제조 공정에서는, 불필요하게 된 레지스트를 반도체 웨이퍼나 액정 표시 장치용 유리 기판 등의 기판으로부터 제거하는 레지스트 박리 공정이 실시된다.
일본 공개특허공보 2008-4878호에는, 고온의 SPM (Sulfuric acid Hydrogen Peroxide Mixture) 을 기판에 공급함으로써, 이온 주입에 의해 표층이 경화된 레지스트를 기판으로부터 제거하는 방법이 개시되어 있다.
일본 공개특허공보 2008-209542호에는, 기판의 가열에 의해 레지스트의 경화층을 파열 (포핑) 시킴으로써, 드라이 에칭에 의해 표층이 경화된 레지스트를 제거하는 방법이 개시되어 있다.
일반적인 레지스트는 감광성 수지와 용제를 함유한다. 경화된 표층에 의해 내부가 밀폐된 레지스트로 덮인 기판을 급격하게 가열하면, 레지스트 내부의 용제가 순간적으로 기화되어 레지스트의 내압이 급격하게 높아진다. 그 때문에, 내압의 급격한 상승에 의해 레지스트의 경화층이 파열되어 잘 박리되지 않는 경화층이 파괴된다. 그러나, 이와 같은 레지스트의 내부에 패턴이 배치되어 있는 경우 (예를 들어, 도 7 참조), 경화층이 파열되었을 때에 발생하는 충격에 의해 패턴이 데미지를 받을 우려가 있다. SPM 의 공급에 의해 레지스트를 제거하는 경우, 기판에 공급되는 SPM 의 온도를 저하시키면, 레지스트의 파열을 억제 또는 방지할 수 있다고 생각된다. 그러나, SPM 의 온도를 저하시키면, SPM 의 박리 능력이 저하되므로, 레지스트를 기판으로부터 확실하게 제거할 수 없게 될 우려가 있다.
그래서, 본 발명의 목적은, 패턴 데미지의 발생을 억제 또는 방지하면서, 표층이 경화된 레지스트 내에 패턴이 배치된 기판으로부터 레지스트를 제거할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 표층이 경화된 레지스트 내에 패턴이 배치된 기판으로부터 상기 레지스트를 제거하는 방법으로서, 황산과 과산화수소수를 혼합함으로써 생성된 SPM 을 기판에 공급하는 SPM 공급 공정과, SPM 의 생성에 사용되는 황산 및 과산화수소수의 혼합비를 상기 SPM 공급 공정과 병행하여 변경함으로써, 상기 SPM 공급 공정에 있어서 기판에 공급되는 SPM 의 액온을 상승시키는 액온 상승 공정을 포함하는 기판 처리 방법을 제공한다.
이 방법에 의하면, 황산과 과산화수소수가 혼합됨으로써 SPM 이 생성된다. 그리고, 생성된 SPM 이, 표층이 경화되어 있고 내부가 경화되어 있지 않은 레지스트로 덮인 기판에 공급된다. SPM 의 생성에 사용되는 황산 및 과산화수소수의 혼합비는, 기판에 대한 SPM 의 공급이 이루어지고 있을 때에 변경되고, 이로써, 기판에 공급되는 SPM 의 액온이 레지스트의 박리에 적합한 박리 온도까지 상승한다. 레지스트의 표층에 위치하는 경화층은, 액온이 상승하는 SPM 과 반응한다. 이로써, 레지스트의 내부 및 외부를 연결하는 구멍이 SPM 의 액온 상승의 과정에서 경화층에 형성된다. 따라서, 레지스트의 비경화층이 기화되었다고 하더라도, 기화된 성분이 경화층의 구멍을 통하여 배출되므로, 레지스트의 내압이 잘 상승되지 않는다. 그 때문에, 박리 온도의 SPM 을 최초부터 기판에 공급하는 경우보다, 레지스트의 파열 (경화층의 파열) 이 잘 발생하지 않는다. 이로써, 레지스트 내에 배치된 패턴의 데미지를 억제 또는 방지하면서, 레지스트를 기판으로부터 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 SPM 공급 공정 전에, 기판을 가열함으로써 기판의 온도를 상기 액온 상승 공정의 개시시에 있어서의 SPM 의 액온에 근접시키는 가열 공정을 추가로 포함한다.
이 방법에 의하면, SPM 이 기판에 공급되기 전에 기판이 가열되어, 기판에 대한 SPM 의 공급이 개시될 때의 SPM 의 액온 (초기 온도) 에 기판의 온도가 근접된다. 따라서, SPM 의 공급 개시에 의해 레지스트의 온도가 급격하게 상승하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 그 때문에, SPM 의 초기 온도가 높은 경우에도, SPM 의 공급 개시시에 레지스트의 내압이 급격하게 높아지는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 이로써, 레지스트의 파열에서 기인하는 패턴 데미지의 발생을 억제 또는 방지할 수 있다.
또, 상기 방법은, 상기 SPM 공급 공정 전에, SPM 보다 비저항이 큰 도전성의 제전액 (除電液) 을 기판에 공급하는 제전액 공급 공정을 추가로 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, SPM 이 기판에 공급되기 전에 전기를 통하게 하는 제전액이 기판에 공급된다. 그 때문에, 기판이 대전 (帶電) 되어 있는 경우에는, 기판으로부터 제전액으로 전하가 이동하여 전하가 기판으로부터 제거된다. 특히, 제전액의 비저항이 SPM 의 비저항보다 크기 때문에, 전하가 기판으로부터 제전액으로 천천히 이동한다. 그 때문에, 급격한 전하의 이동에 의한 발열에 의해 기판에 형성된 디바이스가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 기판의 품질의 저하를 억제 또는 방지할 수 있다.
상기 방법은, 상기 제전액 공급 공정 후이고 상기 SPM 공급 공정 전에, 과산화수소수를 기판에 공급함으로써 기판에 잔류하고 있는 제전액을 씻어내는 과산화수소수 공급 공정을 추가로 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 제전액이 기판에 공급된 후에 과산화수소수가 기판에 공급된다. 그 후, SPM 이 기판에 공급된다. 기판에 잔류하고 있는 제전액은, 과산화수소수의 공급에 의해 기판으로부터 제거된다. 따라서, SPM 은 제전액의 잔류량이 감소한 상태에서 기판에 공급된다. 그 때문에, SPM 및 제전액이 기판 상에서 서로 섞여 SPM 의 성질이 대폭 변화하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 또, SPM 및 제전액이 기판의 일부의 영역에서만 서로 섞여 SPM 의 농도의 균일성이 저하되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 이로써, 기판의 품질의 저하를 억제 또는 방지할 수 있다.
상기 과산화수소수 공급 공정은, 상기 액온 상승 공정의 개시시에 있어서의 SPM 의 액온보다 저온의 과산화수소수를 기판에 공급하는 공정이고, 상기 기판 처리 방법은, 상기 과산화수소수 공급 공정과 병행하여, 기판 및 기판 상의 과산화수소수를 가열함으로써 기판의 온도를 상기 액온 상승 공정의 개시시에 있어서의 SPM 의 액온에 근접시키는 가열 공정을 추가로 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 제전액이 기판에 공급된 후에, SPM 의 초기 온도 (기판에 대한 SPM 의 공급이 개시될 때의 SPM 의 액온) 보다 저온의 과산화수소수가 기판에 공급된다. 그리고, 과산화수소수가 기판에 유지되어 있을 때에 기판이 가열되어, 기판의 온도가 SPM 의 초기 온도에 근접된다. 따라서, SPM 의 공급 개시에 의해 레지스트의 온도가 급격하게 상승하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 이로써, 레지스트의 파열에서 기인하는 패턴 데미지의 발생을 억제 또는 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 SPM 공급 공정은, 황산을, 황산 배관을 통하여 혼합부에 공급함과 함께, 과산화수소수를, 과산화수소수 배관을 통하여 상기 혼합부에 공급하고, 황산과 과산화수소수가 상기 혼합부에서 혼합되어 생성된 SPM 을 상기 기판에 공급하는 공정을 포함하고, 상기 기판 처리 방법은, 상기 SPM 공급 공정의 실행 종료 후, 상기 과산화수소수 배관을 통하여 과산화수소수를 상기 혼합부에 공급함으로써 과산화수소수를 상기 기판에 공급하는 과산화수소수 공급 공정과, 상기 과산화수소수 공급 공정의 실행 종료 후, 상기 과산화수소수 배관의 내부를 흡인하는 흡인 공정을 추가로 포함한다.
이 방법에 의하면, SPM 을 기판에 공급할 때에는, 황산이 황산 배관의 내부를 유통하여 혼합부에 공급됨과 함께, 과산화수소수가 과산화수소수 배관의 내부를 유통하여 혼합부에 공급된다. 그리고, 혼합부에서 생성된 SPM 이 기판에 공급된다.
또, 과산화수소수를 기판에 공급할 때에는, 혼합부에 황산이 공급되지 않고, 과산화수소수만이 과산화수소수 배관의 내부를 유통하여 혼합부에 공급된다. 그리고, 기판에 과산화수소수가 공급된다.
과산화수소수의 공급 종료 후, 과산화수소수 배관의 내부에 존재하고 있는 과산화수소수가 흡인된다. 이로써, 과산화수소수 배관 내로부터 전부 또는 일부의 과산화수소수가 배제되고, 그 결과, 과산화수소수 배관 내의 과산화수소수의 선단면 (先端面) 이 후퇴한다.
과산화수소수 배관 내의 과산화수소수의 선단면이 후퇴하고 있으므로, 다음 회의 SPM 의 공급 개시에 있어서, SPM 에 선행하여 황산이 기판에 공급된다. 이로써, 다음 회의 SPM 의 공급 개시시에 있어서, 과산화수소수의 선행 공급을 확실하게 방지할 수 있다. 따라서, SPM 의 소비량의 증대나 스루풋의 저하를 초래하지 않고, 과산화수소수의 기판에 대한 선행 공급을 확실하게 방지할 수 있다.
황산과 과산화수소수를 비교하면, 소수성 기판 상에서의 젖음성은 황산 쪽이 높다. 그 때문에, SPM 공급 개시시에 있어서 황산을 먼저 보내는 편이 기판 상에서 확산되기 쉽다. 액이 확산되지 않고 액적상 (液滴狀) 을 이루면 (구상이 된다) 기액 계면이 발생하여, 그 부분에 있어서 파티클의 증대나 워터 마크의 원인이 되지만, 이것을 방지할 수 있다. 그러므로, 기판의 표면이 소수성을 나타내는 경우에도, 기판 표면에 있어서의 파티클의 발생을 억제 또는 방지할 수 있다.
상기 SPM 공급 공정은, 상기 황산 배관을 개폐하기 위한 황산 밸브와, 상기 과산화수소수 배관을 개폐하기 위한 과산화수소수 밸브를 동시에 개성 (開成) 하는 밸브 동시 개성 공정을 포함하고 있어도 된다.
이 방법에 의하면, 다음 회의 SPM 의 공급 개시에 있어서, 황산 밸브와 과산화수소수 밸브가 동시에 개방되지만, 전회의 SPM 의 공급 종료 후에 과산화수소수 배관 내의 과산화수소수의 선단면이 후퇴하고 있으므로, SPM 에 선행하여 황산이 기판에 공급된다. 이로써, 과산화수소수의 기판에 대한 선행 공급을 더욱 더 확실하게 방지할 수 있다.
본 발명은 표층이 경화된 레지스트 내에 패턴이 배치된 기판으로부터 상기 레지스트를 제거하는 장치로서, 황산과 과산화수소수를 혼합함으로써 SPM 을 생성하는 SPM 생성 유닛과, 상기 SPM 생성 유닛에 의해 생성된 SPM 을 기판에 공급하는 SPM 공급 유닛과, SPM 의 생성에 사용되는 황산 및 과산화수소수의 혼합비를 변경하는 혼합비 변경 유닛과, 상기 SPM 생성 유닛, SPM 공급 유닛, 및 혼합비 변경 유닛을 제어하는 제어 장치를 포함하는 기판 처리 장치를 제공한다.
상기 제어 장치는, 황산과 과산화수소수를 상기 SPM 생성 유닛에 혼합시킴으로써 생성된 SPM 을 상기 SPM 공급 유닛에서 기판에 공급시키는 SPM 공급 공정과, SPM 의 생성에 사용되는 황산 및 과산화수소수의 혼합비를 상기 SPM 공급 공정과 병행하여 상기 혼합비 변경 유닛으로 변경시킴으로써, 상기 SPM 공급 공정에 있어서 기판에 공급되는 SPM 의 액온을 상승시키는 액온 상승 공정을 실행한다.
이 구성에 의하면, 황산과 과산화수소수가 혼합됨으로써 SPM 이 생성된다. 그리고, 생성된 SPM 이, 표층이 경화되어 있고 내부가 경화되어 있지 않은 레지스트로 덮인 기판에 공급된다. SPM 의 생성에 사용되는 황산 및 과산화수소수의 혼합비는, 기판에 대한 SPM 의 공급이 이루어지고 있을 때에 변경되고, 이로써, 기판에 공급되는 SPM 의 액온이 레지스트의 박리에 적합한 박리 온도까지 상승한다. 레지스트의 표층에 위치하는 경화층은 액온이 상승하는 SPM 과 반응한다. 이로써, 레지스트의 내부 및 외부를 연결하는 구멍이 SPM 의 액온 상승의 과정에서 경화층에 형성된다. 따라서, 레지스트의 비경화층이 기화되었다고 하더라도, 기화된 성분이 경화층의 구멍을 통하여 배출되므로, 레지스트의 내압이 잘 상승하지 않는다. 그 때문에, 박리 온도의 SPM 을 최초부터 기판에 공급하는 경우보다, 레지스트의 파열 (경화층의 파열) 이 잘 발생하지 않는다. 이로써, 레지스트 내에 배치된 패턴의 데미지를 억제 또는 방지하면서, 레지스트를 기판으로부터 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 기판 처리 장치는, 기판을 가열하는 가열 유닛을 추가로 포함하고, 상기 제어 장치는, 상기 SPM 공급 공정 전에, 상기 가열 유닛에 기판을 가열시킴으로써 기판의 온도를 상기 액온 상승 공정의 개시시에 있어서의 SPM 의 액온에 근접시키는 가열 공정을 추가로 실행한다.
이 구성에 의하면, 이 방법에 의하면, SPM 이 기판에 공급되기 전에 기판이 가열되어, 기판에 대한 SPM 의 공급이 개시될 때의 SPM 의 액온 (초기 온도) 에 기판의 온도가 근접된다. 따라서, SPM 의 공급 개시에 의해 레지스트의 온도가 급격하게 상승하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 그 때문에, SPM 의 초기 온도가 높은 경우에도, SPM 의 공급 개시시에 레지스트의 내압이 급격하게 높아지는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 이로써, 레지스트의 파열에서 기인하는 패턴 데미지의 발생을 억제 또는 방지할 수 있다.
상기 기판 처리 장치는, SPM 보다 비저항이 큰 도전성의 제전액을 기판에 공급하는 제전액 공급 유닛을 추가로 포함하고, 상기 제어 장치는, 상기 SPM 공급 공정 전에, SPM 보다 비저항이 큰 도전성의 제전액을 상기 제전액 공급 유닛에서 기판에 공급시키는 제전액 공급 공정을 추가로 실행해도 된다.
이 구성에 의하면, SPM 이 기판에 공급되기 전에 전기를 통하게 하는 제전액이 기판에 공급된다. 그 때문에, 기판이 대전되어 있는 경우에는, 기판으로부터 제전액으로 전하가 이동하여, 전하가 기판으로부터 제거된다. 특히, 제전액의 비저항이 SPM 의 비저항보다 크기 때문에, 전하가 기판으로부터 제전액으로 천천히 이동한다. 그 때문에, 급격한 전하의 이동에 의한 발열에 의해 기판에 형성된 디바이스가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 기판의 품질의 저하를 억제 또는 방지할 수 있다.
상기 기판 처리 장치는, 과산화수소수를 기판에 공급하는 과산화수소수 공급 유닛을 추가로 포함하고, 상기 제어 장치는, 상기 제전액 공급 공정 후이고 상기 SPM 공급 공정 전에, 과산화수소수를 상기 과산화수소수 공급 유닛에서 기판에 공급시킴으로써 기판에 잔류하고 있는 제전액을 씻어내는 과산화수소수 공급 공정을 추가로 실행해도 된다.
이 구성에 의하면, 제전액이 기판에 공급된 후에 과산화수소수가 기판에 공급된다. 그 후, SPM 이 기판에 공급된다. 기판에 잔류하고 있는 제전액은, 과산화수소수의 공급에 의해 기판으로부터 제거된다. 따라서, SPM 은 제전액의 잔류량이 감소한 상태에서 기판에 공급된다. 그 때문에, SPM 및 제전액이 기판 상에서 서로 섞여 SPM 의 성질이 대폭 변화하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 또, SPM 및 제전액이 기판의 일부의 영역에서만 서로 섞여 SPM 의 농도의 균일성이 저하되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 이로써, 기판의 품질의 저하를 억제 또는 방지할 수 있다.
상기 기판 처리 장치는, 기판을 가열하는 가열 유닛을 추가로 포함하고, 상기 과산화수소수 공급 유닛은, 상기 액온 상승 공정의 개시시에 있어서의 SPM 의 액온보다 저온의 과산화수소수를 기판에 공급하는 것이고, 상기 제어 장치는, 상기 과산화수소수 공급 공정과 병행하여, 기판 및 기판 상의 과산화수소수를 상기 가열 유닛에 가열시킴으로써, 기판의 온도를 상기 액온 상승 공정의 개시시에 있어서의 SPM 의 액온에 근접시키는 가열 공정을 추가로 실행해도 된다.
이 구성에 의하면, 제전액이 기판에 공급된 후에, SPM 의 초기 온도 (기판에 대한 SPM 의 공급이 개시될 때의 SPM 의 액온) 보다 저온의 과산화수소수가 기판에 공급된다. 그리고, 과산화수소수가 기판에 유지되어 있을 때에 기판이 가열되어, 기판의 온도가 SPM 의 초기 온도에 근접된다. 따라서, SPM 의 공급 개시에 의해 레지스트의 온도가 급격하게 상승하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 이로써, 레지스트의 파열에서 기인하는 패턴 데미지의 발생을 억제 또는 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 SPM 생성 유닛은, 혼합부와, 상기 혼합부에 접속된 황산 배관을 갖고, 상기 황산 배관을 통하여 상기 혼합부에 황산을 공급하는 황산 공급 유닛과, 상기 혼합부에 접속된 과산화수소수 배관을 갖고, 상기 과산화수소수 배관을 통하여 상기 혼합부에 과산화수소수를 공급하는 과산화수소수 공급 유닛을 포함하고, 상기 SPM 생성 유닛은, 상기 황산 배관으로부터 공급되는 황산과, 상기 과산화수소수 배관으로부터 공급되는 과산화수소수를 상기 혼합부에서 혼합하여 SPM 을 생성하는 것이고, 상기 기판 처리 장치는, 상기 과산화수소수 배관에 접속되고, 당해 과산화수소수 배관의 내부를 흡인하기 위한 과산화수소수 흡인 배관을 갖고, 상기 과산화수소수 흡인 배관을 통하여 상기 과산화수소수 배관의 내부를 흡인하는 흡인 유닛을 추가로 포함하고, 상기 제어 장치에 의해 실행되는 상기 SPM 공급 공정은, 상기 황산 배관을 통하여 황산을 상기 혼합부에 공급함과 함께, 상기 과산화수소수 배관을 통하여 과산화수소수를 상기 혼합부에 공급함으로써, 상기 혼합부에서 생성된 SPM 을 상기 기판에 공급하는 공정을 포함하고, 상기 제어 장치는, 상기 SPM 공급 공정의 실행 종료 후, 상기 과산화수소수 배관을 통하여 과산화수소수를 상기 혼합부에 공급함으로써 과산화수소수를 상기 기판에 공급하는 과산화수소수 공급 공정과, 상기 과산화수소수 공급 공정의 실행 종료 후, 상기 과산화수소수 배관의 내부를 흡인하는 흡인 공정을 추가로 실행하는 제어 유닛을 포함하는 기판 처리 장치이다.
이 구성에 의하면, SPM 을 기판에 공급할 때에는, 황산이 황산 배관의 내부를 유통하여 혼합부에 공급됨과 함께, 과산화수소수가 과산화수소수 배관의 내부를 유통하여 혼합부에 공급된다. 그리고, 혼합부에서 생성된 SPM 이 기판에 공급된다.
또, 과산화수소수를 기판에 공급할 때에는, 혼합부에 황산이 공급되지 않고, 과산화수소수만이 과산화수소수 배관의 내부를 유통하여 혼합부에 공급된다. 그리고, 기판에 과산화수소수가 공급된다.
과산화수소수의 공급 종료 후, 과산화수소수 배관의 내부에 존재하고 있는 과산화수소수가 흡인된다. 이로써, 과산화수소수 배관 내로부터 전부 또는 일부의 과산화수소수가 배제되고, 그 결과, 과산화수소수 배관 내의 과산화수소수의 선단면이 후퇴한다.
과산화수소수 배관 내의 과산화수소수의 선단면이 후퇴하고 있으므로, 다음 회의 SPM 의 공급 개시에 있어서, SPM 에 선행하여 황산이 기판에 공급된다. 이로써, 다음 회의 SPM 의 공급 개시시에 있어서, 과산화수소수의 선행 공급을 확실하게 방지할 수 있다. 따라서, SPM 의 소비량의 증대나 스루풋의 저하를 초래하지 않고, 과산화수소수의 기판에 대한 선행 공급을 확실하게 방지할 수 있다.
황산과 과산화수소수를 비교하면, 소수성 기판 상에서의 젖음성은 황산 쪽이 높다. 그 때문에, SPM 공급 개시시에 있어서 황산을 먼저 보내는 편이 기판 상에서 확산되기 쉽다. 액이 확산되지 않고 액적상을 이루면 (구상이 된다) 기액 계면이 발생하여, 그 부분에 있어서 파티클의 증대나 워터 마크의 원인이 되지만, 이것을 방지할 수 있다. 그러므로, 기판의 표면이 소수성을 나타내는 경우에도, 기판 표면에 있어서의 파티클의 발생을 억제 또는 방지할 수 있다.
상기 혼합부는, 황산과 과산화수소수를 혼합하기 위한 혼합실과, 상기 혼합실에서 혼합되어 생성된 SPM 을 토출하기 위한 토출구를 갖는 혼합액 노즐을 포함하고, 상기 혼합실에 상기 과산화수소수 배관이 접속되어 있어도 된다.
또, 상기 기판 처리 장치가, 상기 SPM 을 토출하기 위한 혼합액 노즐과, 상기 혼합부와 상기 혼합액 노즐을 접속하고, 상기 혼합부에 의해 생성된 SPM 을 상기 혼합액 노즐에 공급하는 혼합액 공급 배관을 추가로 포함하고 있어도 된다.
본 발명에 있어서의 상기 서술한, 또는 또 다른 목적, 특징 및 효과는 첨부 도면을 참조하여 다음에 서술하는 실시형태의 설명에 의해 명확해진다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 모식적인 평면도.
도 2 는 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 구비된 챔버의 내부를 수평으로 본 모식도.
도 3 은 스핀 베이스 및 이것에 관련하는 구성의 모식적인 평면도.
도 4 는 적외선 히터의 종단면도.
도 5 는 처리 유닛에 의해 실시되는 처리예의 개략을 나타내는 타임 차트.
도 6 은 기판에 공급되는 SPM 의 액온의 변화를 나타내는 그래프.
도 7 은 SPM 의 액온이 박리 온도에 도달하기 전의 기판의 상태를 나타내는 모식도.
도 8 은 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 모식적인 평면도.
도 9 는 도 8 에 나타내는 챔버의 내부를 수평으로 본 모식도.
도 10 은 도 9 에 나타내는 SPM 노즐의 구성을 나타내는 도해적인 단면도.
도 11a, 도 11b 는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 의해 처리되는 기판의 표면 상태의 일례를 설명하기 위한 단면도.
도 12 는 도 9 에 나타내는 처리 유닛에 의해 실시되는 레지스트 제거 처리의 처리예의 개략을 나타내는 플로우 차트.
도 13a 는 SPM 공급 공정에 있어서의 황산 배관 및 과산화수소수 배관 내의 상태를 설명하는 도.
도 13b ∼ 도 13e 는 과산화수소수 공급 공정에 있어서의 황산 배관 및 과산화수소수 배관 내의 상태를 설명하는 도.
도 14 는 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 SPM 공급 장치의 황산 배관 및 과산화수소수 배관 내의 상태를 설명하는 도.
도 15 는 다른 형태에 관련된 기판 처리 장치에 있어서, 기판에 SPM 을 공급하기 위한 구성의 일례를 나타내는 도해적인 도.
도 16 은 도 2 에 나타내는 처리 유닛에 의해 실시되는 제 1 실시형태의 변형 처리예의 개략을 나타내는 타임 차트.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 의 모식적인 평면도이다. 도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (1) 에 구비된 챔버 (4) 의 내부를 수평으로 본 모식도이다. 도 3 은 스핀 베이스 (7) 및 이것에 관련하는 구성의 모식적인 평면도이다. 도 4 는 적외선 히터 (58) 의 종단면도이다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치 (1) 는, 반도체 웨이퍼 등의 원판상의 기판 (W) 을 1 장씩 처리하는 매엽식 (枚葉式) 의 장치이다. 기판 처리 장치 (1) 는, 처리액이나 처리 가스에 의해 기판 (W) 을 처리하는 복수의 처리 유닛 (2) 과, 각 처리 유닛 (2) 의 챔버 (4) 에 대해 기판 (W) 의 반입 및 반출을 실시하는 기판 반송 로봇 (CR) 과, 기판 처리 장치 (1) 에 구비된 장치의 동작이나 밸브의 개폐 등을 제어하는 제어 장치 (3) 를 포함한다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 각 처리 유닛 (2) 은 매엽식의 유닛이다. 각 처리 유닛 (2) 은 내부 공간을 갖는 박스형의 챔버 (4) 와, 챔버 (4) 내에서 1 장의 기판 (W) 을 수평인 자세로 유지하고, 기판 (W) 의 중심을 지나는 연직인 기판 회전축선 (A1) 둘레로 기판 (W) 을 회전시키는 스핀 척 (5) 과, 약액이나 린스액 등의 처리액을 스핀 척 (5) 에 유지되어 있는 기판 (W) 에 공급하는 처리액 공급 장치와, 스핀 척 (5) 에 유지되어 있는 기판 (W) 을 기판 (W) 의 상방에서 가열하는 가열 장치와, 기판 회전축선 (A1) 둘레에 스핀 척 (5) 을 둘러싸는 통상의 컵 (6) 을 포함한다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 스핀 척 (5) 은 수평인 자세로 유지된 원판상의 스핀 베이스 (7) 와, 스핀 베이스 (7) 의 상면 외주부 (外周部) 로부터 상방으로 돌출하는 복수의 척 핀 (8) 과, 복수의 척 핀 (8) 을 개폐시키는 도시되지 않은 척 개폐 기구를 포함한다. 스핀 척 (5) 은, 또한 스핀 베이스 (7) 의 중앙부로부터 기판 회전축선 (A1) 을 따라 하방으로 연장하는 스핀축 (9) 과, 스핀축 (9) 을 회전시킴으로써 스핀 베이스 (7) 및 척 핀 (8) 을 기판 회전축선 (A1) 둘레로 회전시키는 스핀 모터 (10) 를 포함한다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 스핀 베이스 (7) 의 외경은 기판 (W) 의 직경보다 크다. 스핀 베이스 (7) 의 중심선은 기판 회전축선 (A1) 상에 배치되어 있다. 복수의 척 핀 (8) 은 스핀 베이스 (7) 의 외주부에서 스핀 베이스 (7) 에 유지되어 있다. 복수의 척 핀 (8) 은 둘레 방향 (기판 회전축선 (A1) 둘레의 방향) 에 간격을 두고 배치되어 있다. 척 핀 (8) 은, 척 핀 (8) 이 기판 (W) 의 주단면 (周端面) 에 가압되는 폐쇄 위치 (도 2 및 도 3 에 나타내는 위치) 와, 척 핀 (8) 이 기판 (W) 의 주단면에서 떨어진 개방 위치 사이에서 연직인 핀 회동 (回動) 축선 둘레로 스핀 베이스 (7) 에 대해 회전 가능하다. 척 개폐 기구는 핀 회동축선 둘레로 척 핀 (8) 을 회동시킨다.
제어 장치 (3) 는 척 개폐 기구를 제어함으로써, 복수의 척 핀 (8) 이 기판 (W) 을 파지 (把持) 하는 폐쇄 상태 (도 2 및 도 3 에 나타내는 상태) 와, 복수의 척 핀 (8) 에 의한 기판 (W) 의 파지가 해제되는 개방 상태 사이에서, 복수의 척 핀 (8) 의 상태를 전환한다. 기판 (W) 이 스핀 척 (5) 에 반송될 때에는, 제어 장치 (3) 는 각 척 핀 (8) 을 개방 위치로 퇴피시킨다. 제어 장치 (3) 는 이 상태에서, 기판 반송 로봇 (CR) 에 기판 (W) 을 복수의 척 핀 (8) 에 재치 (載置) 시킨다. 그 후, 제어 장치 (3) 는 각 척 핀 (8) 을 폐쇄 위치로 이동시킨다. 이로써, 기판 (W) 의 하면과 스핀 베이스 (7) 의 상면이 상하 방향으로 떨어진 상태에서 기판 (W) 이 복수의 척 핀 (8) 에 파지된다. 이 상태에서, 제어 장치 (3) 가 스핀 모터 (10) 를 회전시키면, 기판 (W) 은 스핀 베이스 (7) 및 척 핀 (8) 과 함께 기판 회전축선 (A1) 둘레로 회전한다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 처리액 공급 장치는, 레지스트 박리액의 일례인 SPM (H2SO4 와 H2O2 를 함유하는 혼합액) 등의 약액을 기판 (W) 의 상면을 향하여 토출하는 제 1 약액 노즐 (11) 과, 제 1 약액 노즐 (11) 이 선단부에 장착된 제 1 노즐 아암 (12) 과, 제 1 노즐 아암 (12) 을 이동시킴으로써, 제 1 약액 노즐 (11) 을 이동시키는 제 1 노즐 이동 장치 (13) 를 포함한다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 1 노즐 이동 장치 (13) 는, 스핀 척 (5) 의 주위에서 연직 방향으로 연장하는 제 1 노즐 회동축선 (A2) 둘레로 제 1 노즐 아암 (12) 을 회동시킴으로써, 평면에서 봐서 기판 (W) 의 상면 중앙부를 지나는 궤적을 따라 제 1 약액 노즐 (11) 을 수평으로 이동시킨다. 제 1 노즐 이동 장치 (13) 는, 제 1 약액 노즐 (11) 로부터 토출된 약액이 기판 (W) 의 상면에 착액 (着液) 되는 처리 위치와, 제 1 약액 노즐 (11) 이 평면에서 봐서 스핀 척 (5) 의 주위로 퇴피한 퇴피 위치 (도 3 에 나타내는 위치) 사이에서 제 1 약액 노즐 (11) 을 수평으로 이동시킨다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 처리액 공급 장치는, SPM 등의 약액을 제 1 약액 노즐 (11) 에 안내하는 제 1 약액 배관 (14) 과, 제 1 약액 배관 (14) 에 의해 제 1 약액 노즐 (11) 에 안내되는 황산 및 과산화수소수를 교반하는 교반 배관 (15) 과, 제 1 약액 배관 (14) 에 공급되는 황산 및 과산화수소수를 교반 배관 (15) 의 상류에서 혼합하는 혼합 밸브 (16) 를 포함한다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 처리액 공급 장치는, 황산 (액체) 을 수용하는 황산 탱크 (17) 와, 황산을 가열함으로써 황산 탱크 (17) 내의 황산의 온도를 실온보다 높은 온도 (60 ∼ 90 ℃ 의 범위 내의 일정 온도. 예를 들어, 80 ℃) 로 유지하는 제 1 히터 (21) 와, 황산 탱크 (17) 내의 황산을 혼합 밸브 (16) 에 안내하는 황산 배관 (18) 과, 황산 배관 (18) 의 내부를 개폐하는 황산 밸브 (19) 와, 황산 배관 (18) 으로부터 혼합 밸브 (16) 로 공급되는 황산의 유량을 증감시키는 황산 유량 조정 밸브 (20) 를 포함한다. 도시하지는 않지만, 황산 유량 조정 밸브 (20) 는 밸브 시트가 내부에 형성된 밸브 보디와, 밸브 시트를 개폐하는 밸브체와, 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 밸브체를 이동시키는 액츄에이터를 포함한다. 다른 유량 조정 밸브에 대해서도 동일하다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 처리액 공급 장치는, 과산화수소수를 수용하는 과산화수소수 탱크 (22) 와, 과산화수소수 탱크 (22) 내의 실온 (20 ∼ 30 ℃ 의 범위 내의 일정 온도. 예를 들어, 25 ℃) 의 과산화수소수를 혼합 밸브 (16) 에 안내하는 과산화수소수 배관 (23) 과, 과산화수소수 배관 (23) 의 내부를 개폐하는 과산화수소수 밸브 (24) 와, 과산화수소수 배관 (23) 으로부터 혼합 밸브 (16) 에 공급되는 과산화수소수의 유량을 증감시키는 과산화수소수 유량 조정 밸브 (25) 를 포함한다.
황산 밸브 (19) 가 개방되면, 고온의 황산이 황산 유량 조정 밸브 (20) 의 개도 (開度) 에 대응하는 유량으로, 황산 배관 (18) 으로부터 혼합 밸브 (16) 로 공급된다. 또, 과산화수소수 밸브 (24) 가 개방되면, 과산화수소수 탱크 (22) 내의 실온의 과산화수소수가 과산화수소수 유량 조정 밸브 (25) 의 개도에 대응하는 유량으로, 과산화수소수 배관 (23) 으로부터 혼합 밸브 (16) 로 공급된다. 이로써, 황산 및 과산화수소수가 소정의 비율 (황산의 비율을 「X1」 로 하고, 과산화수소수의 비율을 「Y1」 로 하면, 예를 들어 X1 > Y1) 로 혼합 밸브 (16) 에 공급된다.
혼합 밸브 (16) 에 공급된 황산 및 과산화수소수는, 교반 배관 (15) 을 거쳐 제 1 약액 배관 (14) 으로부터 제 1 약액 노즐 (11) 로 공급된다. 그 과정에서, 황산 및 과산화수소수가 혼합 밸브 (16) 에 의해 혼합되고, 교반 배관 (15) 에 의해 교반된다. 이로써, 황산 및 과산화수소수가 균일하게 서로 섞이고, 황산 및 과산화수소수의 반응에 의해 황산 및 과산화수소수의 혼합액 (SPM) 이 혼합 전의 황산 및 과산화수소수의 온도보다 높은 온도 (예를 들어, 100 ℃ 이상) 까지 가열된다. 그 때문에, 황산 및 과산화수소수의 혼합에 의해 생성된 고온의 SPM 이 제 1 약액 노즐 (11) 로부터 토출된다. SPM 은 산화력이 강한 퍼옥소일황산 (Peroxomonosulfuric acid) 을 함유하는 혼합 약액이다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 처리액 공급 장치는, SC1 (NH4OH 와 H2O2 를 함유하는 혼합액) 등의 약액을 기판 (W) 의 상면을 향하여 토출하는 제 2 약액 노즐 (29) 과, 제 2 약액 노즐 (29) 이 선단부에 장착된 제 2 노즐 아암 (30) 과, 제 2 노즐 아암 (30) 을 이동시킴으로써, 제 2 약액 노즐 (29) 을 이동시키는 제 2 노즐 이동 장치 (31) 를 포함한다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 2 노즐 이동 장치 (31) 는, 스핀 척 (5) 의 주위에서 연직 방향으로 연장하는 제 2 노즐 회동축선 (A3) 둘레로 제 2 노즐 아암 (30) 을 회동시킴으로써, 평면에서 봐서 기판 (W) 의 상면 중앙부를 지나는 궤적을 따라 제 2 약액 노즐 (29) 을 수평으로 이동시킨다. 제 2 노즐 이동 장치 (31) 는, 제 2 약액 노즐 (29) 로부터 토출된 약액이 기판 (W) 의 상면에 착액되는 처리 위치와, 제 2 약액 노즐 (29) 이 평면에서 봐서 스핀 척 (5) 의 주위로 퇴피한 퇴피 위치 사이에서 제 2 약액 노즐 (29) 을 수평으로 이동시킨다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 처리액 공급 장치는, SPM 의 온도보다 낮고 실온보다 높은 온도 (예를 들어, 30 ∼ 50 ℃) 의 SC1 을 제 2 약액 노즐 (29) 에 안내하는 제 2 약액 배관 (33) 과, 제 2 약액 배관 (33) 의 내부를 개폐하는 제 2 약액 밸브 (34) 를 포함한다. 제 2 약액 밸브 (34) 가 개방되면, 제 2 약액 공급원으로부터의 SC1 이 제 2 약액 배관 (33) 으로부터 제 2 약액 노즐 (29) 로 공급된다. 이로써, 예를 들어 40 ℃ 의 SC1 (액체) 이 제 2 약액 노즐 (29) 로부터 토출된다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 처리액 공급 장치는, 린스액을 기판 (W) 의 상면을 향하여 토출하는 제 1 린스액 노즐 (36) 과, 린스액을 기판 (W) 의 상면을 향하여 토출하는 제 2 린스액 노즐 (37) 과, 제 1 린스액 노즐 (36) 및 제 2 린스액 노즐 (37) 이 선단부에 장착된 제 3 노즐 아암 (38) 과, 제 3 노즐 아암 (38) 을 이동시킴으로써, 제 1 린스액 노즐 (36) 및 제 2 린스액 노즐 (37) 을 이동시키는 제 3 노즐 이동 장치 (39) 를 포함한다.
도시하지는 않지만, 제 3 노즐 이동 장치 (39) 는, 스핀 척 (5) 의 주위에서 연직 방향으로 연장하는 제 3 노즐 회동축선 둘레로 제 3 노즐 아암 (38) 을 회동시킴으로써, 평면에서 봐서 기판 (W) 의 상면 중앙부를 지나는 궤적을 따라 제 1 린스액 노즐 (36) 및 제 2 린스액 노즐 (37) 을 수평으로 이동시킨다. 제 3 노즐 이동 장치 (39) 는, 제 1 린스액 노즐 (36) 및 제 2 린스액 노즐 (37) 로부터 토출된 린스액이 기판 (W) 의 상면에 착액되는 처리 위치와, 제 1 린스액 노즐 (36) 및 제 2 린스액 노즐 (37) 이 평면에서 봐서 스핀 척 (5) 의 주위로 퇴피한 퇴피 위치 사이에서 제 1 린스액 노즐 (36) 및 제 2 린스액 노즐 (37) 을 수평으로 이동시킨다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 처리액 공급 장치는, 린스액 공급원으로부터의 린스액을 제 1 린스액 노즐 (36) 에 안내하는 제 1 린스액 배관 (40) 과, 제 1 린스액 배관 (40) 의 내부를 개폐하는 제 1 린스액 밸브 (41) 를 포함한다. 처리액 공급 장치는, 추가로 린스액 공급원으로부터의 린스액을 제 2 린스액 노즐 (37) 에 안내하는 제 2 린스액 배관 (42) 과, 제 2 린스액 배관 (42) 의 내부를 개폐하는 제 2 린스액 밸브 (43) 를 포함한다.
제 1 린스액 밸브 (41) 가 개방되면, 실온 (예를 들어, 25 ℃) 의 린스액이 제 1 린스액 노즐 (36) 로부터 토출된다. 동일하게, 제 2 린스액 밸브 (43) 가 개방되면, 실온 (예를 들어, 25 ℃) 의 린스액이 제 2 린스액 노즐 (37) 로부터 토출된다. 제 1 린스액 노즐 (36) 에 공급되는 린스액은 순수 (탈이온수 : Deionzied water) 이다. 제 2 린스액 노즐 (37) 에 공급되는 린스액은 탄산수이다.
제 1 린스액 노즐 (36) 및 제 2 린스액 노즐 (37) 에 공급되는 린스액은, 순수 및 탄산수에 한정되지 않고, 전해 이온수, 수소수, 오존수, IPA (이소프로필알코올) 또는 희석 농도 (예를 들어, 10 ∼ 100 ppm 정도) 의 염산수 등이어도 된다. 탄산수, 전해 이온수, 수소수, 오존수, IPA, 및 희석 농도의 염산수는, 모두 SPM 보다 비저항이 높고, 또한 전기를 통하게 하는 제전액의 일례이기도 하다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 컵 (6) 은 스핀 척 (5) 에 유지되어 있는 기판 (W) 보다 외방에 배치되어 있다. 컵 (6) 은 스핀 베이스 (7) 를 둘러싸고 있다. 스핀 척 (5) 이 기판 (W) 을 회전시키고 있는 상태에서 처리액이 기판 (W) 에 공급되면, 처리액이 기판 (W) 으로부터 기판 (W) 의 주위로 비산한다. 처리액이 기판 (W) 에 공급될 때, 상향으로 개방된 컵 (6) 의 상단부는 스핀 베이스 (7) 보다 상방에 배치된다. 따라서, 기판 (W) 의 주위에 배출된 약액이나 린스액 등의 처리액은 컵 (6) 에 의해 수용된다. 그리고, 컵 (6) 에 수용된 처리액은, 도시되지 않은 회수 장치 또는 배액 장치로 이송된다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 가열 장치는, 스핀 척 (5) 에 유지되어 있는 기판 (W) 의 상방에 배치된 적외선 히터 (58) 와, 적외선 히터 (58) 가 선단부에 장착된 히터 아암 (59) 과, 히터 아암 (59) 을 이동시킴으로써, 적외선 히터 (58) 를 이동시키는 히터 이동 장치 (60) 를 포함한다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 적외선 히터 (58) 는, 적외선을 함유하는 광을 발하는 적외선 램프 (61) 와, 적외선 램프 (61) 를 수용하는 램프 하우징 (62) 을 포함한다. 적외선 램프 (61) 는, 램프 하우징 (62) 내에 배치되어 있다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 램프 하우징 (62) 은 평면에서 봐서 기판 (W) 보다 작다. 따라서, 적외선 히터 (58) 는 평면에서 봐서 기판 (W) 보다 작다. 적외선 램프 (61) 및 램프 하우징 (62) 은 히터 아암 (59) 에 장착되어 있다. 따라서, 적외선 램프 (61) 및 램프 하우징 (62) 은 히터 아암 (59) 과 함께 이동한다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 적외선 램프 (61) 는 제어 장치 (3) 에 접속되어 있다. 적외선 램프 (61) 에 공급되는 전력은 제어 장치 (3) 에 의해 조정된다. 적외선 램프 (61) 는, 예를 들어 할로겐 램프이다. 적외선 램프 (61) 는 할로겐 램프 대신에 카본 히터 등의 다른 발열체여도 된다. 적외선 램프 (61) 는, 필라멘트와, 필라멘트를 수용하는 석영관을 포함한다. 램프 하우징 (62) 의 적어도 일부는 석영 등의 광 투과성 및 내열성을 갖는 재료로 형성되어 있다. 따라서, 적외선 램프 (61) 가 광을 발하면, 적외선 램프 (61) 로부터의 광이 램프 하우징 (62) 을 투과하여 램프 하우징 (62) 의 외면으로부터 외방으로 방출된다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 램프 하우징 (62) 은 기판 (W) 의 상면과 평행한 저벽을 가지고 있다. 적외선 램프 (61) 는 저벽의 상방에 배치되어 있다. 저벽의 하면은, 기판 (W) 의 상면과 평행이고 또한 평탄한 기판 대향면 (58a) 을 포함한다. 적외선 히터 (58) 가 기판 (W) 의 상방에 배치되어 있는 상태에서는, 적외선 히터 (58) 의 기판 대향면 (58a) 이 간격을 두고 기판 (W) 의 상면에 상하 방향으로 대향한다. 이 상태에서 적외선 램프 (61) 가 광을 발하면, 적외선을 함유하는 광이 기판 대향면 (58a) 으로부터 기판 (W) 의 상면을 향해 기판 (W) 의 상면에 조사된다. 기판 대향면 (58a) 은 예를 들어, 직경이 기판 (W) 의 반경보다 작은 원형이다. 기판 대향면 (58a) 은 원형에 한정되지 않고, 길이 방향의 길이가 기판 (W) 의 반경 이상이고 기판 (W) 의 직경 미만인 사각형상이어도 되고, 원형 및 사각형 이외의 형상이어도 된다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 적외선 램프 (61) 는, 수평면을 따라 배치된 유단 (有端) 의 원환부 (63) 와, 원환부 (63) 의 일단부 및 타단부로부터 상방으로 연장하는 1 쌍의 연직부 (64) 를 포함한다. 램프 하우징 (62) 은 적외선을 투과시키는 투과 부재를 포함한다. 투과 부재는, 상하 방향으로 연장하는 통상 (筒狀) 의 수용부 (65) 와, 수용부 (65) 의 하단을 덮는 원판상의 저판부 (66) 를 포함한다. 램프 하우징 (62) 은, 추가로 수용부 (65) 의 상단을 덮는 덮개 부재 (67) 와, 적외선 램프 (61) 의 1 쌍의 연직부 (64) 를 지지하는 지지 부재 (68) 를 포함한다. 적외선 램프 (61) 는, 지지 부재 (68) 를 개재하여 덮개 부재 (67) 에 지지되어 있다. 적외선 램프 (61) 의 원환부 (63) 는, 수용부 (65) 와 저판부 (66) 와 덮개 부재 (67) 에 의해 구획된 공간에 배치되어 있다. 저판부 (66) 는 적외선 램프 (61) 의 하방에 배치되어 있고, 간격을 두고 적외선 램프 (61) 에 상하 방향으로 대향하고 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 히터 이동 장치 (60) 는 적외선 히터 (58) 를 소정의 높이로 유지하고 있다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 히터 이동 장치 (60) 는, 스핀 척 (5) 의 주위에서 연직 방향으로 연장하는 히터 회동축선 (A4) 둘레로 히터 아암 (59) 을 회동시킴으로써, 적외선 히터 (58) 를 수평으로 이동시킨다. 이로써, 적외선이 조사되는 조사 위치 (기판 (W) 의 상면 내의 일부의 영역) 가 기판 (W) 의 상면 내에서 이동한다. 히터 이동 장치 (60) 는, 평면에서 봐서 기판 (W) 의 중심을 지나는 궤적을 따라 적외선 히터 (58) 를 수평으로 이동시킨다. 따라서, 적외선 히터 (58) 는, 스핀 척 (5) 의 상방을 포함하는 수평면 내에서 이동한다. 또, 히터 이동 장치 (60) 는, 적외선 히터 (58) 를 연직 방향으로 이동시킴으로써, 기판 대향면 (58a) 과 기판 (W) 의 거리를 변화시킨다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 적외선 히터 (58) 로부터의 광은, 기판 (W) 의 상면 내의 조사 위치에 조사된다. 제어 장치 (3) 는, 적외선 히터 (58) 가 적외선을 발하고 있는 상태에서, 스핀 척 (5) 에 의해 기판 (W) 을 회전시키면서, 히터 이동 장치 (60) 에 의해 적외선 히터 (58) 를 히터 회동축선 (A4) 둘레로 회동시킨다. 이로써, 기판 (W) 의 상면이 가열 위치로서의 조사 위치에 의해 주사된다. 그 때문에, 처리액 등의 액체가 기판 (W) 상에 유지되어 있는 상태에서 적외선 램프 (61) 가 적외선을 발하면, 기판 (W) 및 처리액의 온도가 상승한다.
도 5 는 처리 유닛 (2) 에 의해 실시되는 처리예의 개략을 나타내는 타임 차트이다. 도 6 은 기판 (W) 에 공급되는 SPM 의 액온의 변화를 나타내는 그래프이다. 도 7 은 SPM 의 액온이 박리 온도에 도달하기 전의 기판 (W) 의 상태를 나타내는 모식도이다. 도 7 에 나타내는 바와 같이, 이하에서는 표층에 위치하는 경화층과 경화층으로 덮인 비경화층을 포함하는 레지스트 (포토레지스트의 박막) 에 의해 표면 (디바이스 형성면) 이 부분적으로 덮여 있고, 표면에 형성된 패턴 전체가 이 레지스트의 내부에 배치된 기판 (W) 으로부터 레지스트를 제거하는 레지스트 박리 공정에 대해 설명한다. 또, 이하에서는 주로 도 2 및 도 5 를 참조한다. 도 6 및 도 7 에 대해서는 적절히 참조한다.
처리 유닛 (2) 에 의해 기판 (W) 이 처리될 때에는, 챔버 (4) 내에 기판 (W) 을 반입하는 반입 공정 (도 5 의 스텝 S1) 이 실시된다. 구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 모든 노즐 등이 스핀 척 (5) 의 상방으로부터 퇴피하고 있는 상태에서, 기판 (W) 을 유지하고 있는 기판 반송 로봇 (CR) 의 핸드를 챔버 (4) 내로 진입시킨다. 그리고, 제어 장치 (3) 는 기판 반송 로봇 (CR) 에 기판 (W) 을 복수의 척 핀 (8) 상에 재치시킨다. 그 후, 제어 장치 (3) 는, 기판 반송 로봇 (CR) 의 핸드를 챔버 (4) 내로부터 퇴피시킨다. 또, 제어 장치 (3) 는, 기판 (W) 이 복수의 척 핀 (8) 상에 재치된 후, 각 척 핀 (8) 을 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동시킨다. 그 후, 제어 장치 (3) 는 스핀 모터 (10) 에 의해 기판 (W) 의 회전을 개시시킨다.
다음으로, 제전액의 일례인 탄산수를 기판 (W) 에 공급하는 제전액 공급 공정 (도 5 의 스텝 S2) 이 실시된다. 구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 제 3 노즐 이동 장치 (39) 를 제어함으로써, 제전액 노즐로서의 제 2 린스액 노즐 (37) 을 퇴피 위치로부터 처리 위치로 이동시킨다. 그 후, 제어 장치 (3) 는, 제 2 린스액 밸브 (43) 를 개방하여, 실온의 탄산수를 기판 (W) 의 상면 중앙부를 향하여 제 2 린스액 노즐 (37) 에 토출시킨다. 그리고, 제 2 린스액 밸브 (43) 가 개방되고 나서 소정 시간이 경과하면, 제어 장치 (3) 는 제 2 린스액 밸브 (43) 를 폐쇄하여, 제 2 린스액 노즐 (37) 로부터의 탄산수의 토출을 정지시킨다. 그 후, 제어 장치 (3) 는 제 3 노즐 이동 장치 (39) 를 제어함으로써, 제 2 린스액 노즐 (37) 을 기판 (W) 의 상방으로부터 퇴피시킨다.
제 2 린스액 노즐 (37) 로부터 토출된 탄산수는, 기판 (W) 의 상면에 착액된 후, 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 따라서, 탄산수가 기판 (W) 의 상면 전역에 공급되어, 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 탄산수의 액막이 기판 (W) 상에 형성된다. 그 때문에, 기판 (W) 이 대전되어 있는 경우에는, 기판 (W) 으로부터 탄산수로 전하가 이동하여, 전하가 기판 (W) 으로부터 제거된다. 특히, 탄산수의 비저항이 SPM 의 비저항보다 크기 때문에, 전하가 기판 (W) 으로부터 탄산수로 천천히 이동한다. 그 때문에, 급격한 전하의 이동에 의한 발열이나 방전에 의해 기판 (W) 에 형성된 디바이스가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제 2 린스액 노즐 (37) 이 탄산수를 토출하고 있을 때, 제어 장치 (3) 는, 기판 (W) 의 상면에 대한 탄산수의 착액 위치를 중앙부에서 정지시켜도 되고, 중앙부와 주연부 (周緣部) 사이에서 이동시켜도 된다. 또, 제어 장치 (3) 는, 탄산수의 액막이 기판 (W) 상에 형성된 후, 기판 (W) 을 저회전 속도 (예를 들어 1 ∼ 30 rpm) 로 회전시키거나, 혹은 기판 (W) 의 회전을 정지시킴과 함께, 제 2 린스액 노즐 (37) 로부터의 탄산수의 토출을 정지시킴으로써, 탄산수의 토출이 정지된 상태에서, 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 탄산수의 액막을 기판 (W) 상에 유지시켜도 된다.
다음으로, 실온의 과산화수소수를 기판 (W) 에 공급하는 제 1 과산화수소수 공급 공정 (도 5 의 스텝 S3) 과, 기판 (W) 및 기판 (W) 상의 액체를 적외선 히터 (58) 에 의해 가열하는 가열 공정 (도 5 의 스텝 S4) 이 병행하여 실시된다.
제 1 과산화수소수 공급 공정에 관해서는, 제어 장치 (3) 는, 제 1 노즐 이동 장치 (13) 를 제어함으로써, 제 1 약액 노즐 (11) 을 퇴피 위치로부터 처리 위치로 이동시킨다. 이로써, 제 1 약액 노즐 (11) 이 기판 (W) 의 상방에 배치된다. 그 후, 제어 장치 (3) 는, 황산 밸브 (19) 가 폐쇄된 상태에서 과산화수소수 밸브 (24) 를 개방하여, 실온의 과산화수소수를 회전하고 있는 기판 (W) 의 상면 중앙부를 향하여 제 1 약액 노즐 (11) 에 토출시킨다. 제 1 약액 노즐 (11) 이 과산화수소수를 토출하고 있을 때, 제어 장치 (3) 는, 기판 (W) 의 상면에 대한 과산화수소수의 착액 위치를 중앙부에서 정지시켜도 되고, 중앙부와 주연부 사이에서 이동시켜도 된다.
제 1 약액 노즐 (11) 로부터 토출된 과산화수소수는, 탄산수로 덮여 있는 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액된다. 그 때문에, 기판 (W) 상의 탄산수가 중앙부로부터 그 주위로 흘러가게 된다. 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액된 과산화수소수는, 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 동일하게, 기판 (W) 상의 탄산수는, 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 그 때문에, 평면에서 봐서 원형의 과산화수소수의 액막의 외측 가장자리가 기판 (W) 의 중앙부로부터 기판 (W) 의 주연까지 순시에 확산되어, 기판 (W) 상의 탄산수가 단시간에 과산화수소수로 치환된다. 이로써, 탄산수가 기판 (W) 으로부터 제거된다.
가열 공정에 관해서는, 제어 장치 (3) 는, 히터 이동 장치 (60) 를 제어함으로써, 적외선 히터 (58) 를 퇴피 위치로부터 처리 위치로 이동시킨다. 또, 제어 장치 (3) 는, 적외선 히터 (58) 가 기판 (W) 의 상방으로 이동하기 전 혹은 이동한 후에 적외선 히터 (58) 에 발광을 개시시킨다. 이로써, 적외선 히터 (58) 의 온도가 기판 (W) 에 대한 SPM 의 공급 개시시의 SPM 의 액온 이상의 가열 온도 (예를 들어, 120 ℃ 이하) 까지 상승하고, 가열 온도로 유지된다. 그 후, 제어 장치 (3) 는 히터 이동 장치 (60) 에 의해 적외선 히터 (58) 를 이동시킴으로써, 기판 (W) 의 상면에 대한 적외선의 조사 위치를 기판 (W) 의 상면 내에서 이동시킨다. 이로써, 기판 (W) 및 기판 (W) 상의 액체의 온도가 가열 온도에 근접된다. 제어 장치 (3) 는, 적외선 히터 (58) 에 의한 기판 (W) 의 가열이 소정 시간에 걸쳐 실시된 후, 적외선 히터 (58) 의 발광을 정지시킨다. 그 후, 제어 장치 (3) 는 히터 이동 장치 (60) 를 제어함으로써, 적외선 히터 (58) 를 기판 (W) 의 상방으로부터 퇴피시킨다.
다음으로, 레지스트 박리액의 일례인 SPM 을 기판 (W) 에 공급하는 SPM 공급 공정 (도 5 의 스텝 S5) 과, 황산 및 과산화수소수의 혼합비를 변경함으로써 기판 (W) 에 공급되는 SPM 의 액온을 상승시키는 액온 상승 공정 (도 5 의 스텝 S6) 이 병행하여 실시된다.
SPM 공급 공정에 관해서는, 제어 장치 (3) 는, 적외선 히터 (58) 의 발광이 정지된 후, 제 1 약액 노즐 (11) 이 기판 (W) 의 상방에서 과산화수소수를 토출하고 있는 상태에서, 황산 밸브 (19) 를 개방한다. 이로써, 황산 및 과산화수소수가 소정의 혼합비로 혼합되어 SPM 이 생성된다. 그 때문에, 혼합 전의 황산 및 과산화수소수의 온도보다 높은 초기 온도 (예를 들어, 50 ℃) 의 SPM 이 회전하고 있는 기판 (W) 의 상면을 향하여 제 1 약액 노즐 (11) 로부터 토출된다. 제 1 약액 노즐 (11) 이 SPM 을 토출하고 있을 때, 제어 장치 (3) 는, 기판 (W) 의 상면에 대한 SPM 의 착액 위치를 중앙부에서 정지시켜도 되고, 중앙부와 주연부 사이에서 이동시켜도 된다.
액온 상승 공정에 관해서는, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 제어 장치 (3) 는, 황산 유량 조정 밸브 (20) 및 과산화수소수 유량 조정 밸브 (25) 의 적어도 일방의 개도를 변경함으로써, 제 1 약액 노즐 (11) 로부터의 SPM 의 토출 유량을 일정하게 유지하면서, 과산화수소수에 대한 황산의 비율이 감소하도록, 황산 및 과산화수소수의 혼합비를 초기 혼합비로부터 박리 혼합비로 연속적 혹은 단계적으로 서서히 변경한다. 구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 과산화수소수와 혼합되는 황산의 유량을 감소시킴과 함께, 황산과 혼합되는 과산화수소수의 유량을 증가시킨다. 이로써, 황산 및 과산화수소수의 혼합에 의해 생성되는 열량이 증가하여, SPM 의 액온이 완만하게 상승한다. 그 때문에, 초기 온도보다 높은 박리 온도 (예를 들어, 160 ℃) 의 SPM 이 생성되어, 제 1 약액 노즐 (11) 로부터 토출된다.
제 1 약액 노즐 (11) 로부터 토출된 SPM 은, 기판 (W) 의 상면에 착액된 후, 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 따라서, SPM 이 기판 (W) 의 상면 전역에 공급되어, 기판 (W) 상의 과산화수소수가 SPM 으로 치환된다. 그 때문에, 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 SPM 의 액막이 기판 (W) 상에 형성된다. 박리 온도에 도달하기 전의 SPM 은 기판 (W) 상의 레지스트와 화학 반응한다. 이로써, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 레지스트의 경화층에 구멍이 생겨, 레지스트의 비경화층이 경화층으로부터 노출된다. 그 때문에, SPM 의 액온이 초기 온도로부터 박리 온도로 상승하여, 레지스트의 비경화층이 기화 등에 의해 팽창했다고 하더라도, 레지스트 성분은 경화층의 구멍을 통하여 경화층 밖으로 이동한다. 그 때문에, 경화층의 파열에 의한 패턴의 데미지를 방지할 수 있다. 또한, SPM 의 액온이 초기 온도로부터 박리 온도로 상승하여, 레지스트의 박리 능력이 높아지므로, 표층이 경화된 레지스트를 확실하게 제거할 수 있다. 이로써, 패턴의 데미지를 방지하면서, 레지스트를 제거할 수 있다.
다음으로, 실온의 과산화수소수를 기판 (W) 에 공급하는 제 2 과산화수소수 공급 공정 (도 5 의 스텝 S7) 이 실시된다. 구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 제 1 약액 노즐 (11) 이 기판 (W) 의 상방에서 SPM 을 토출하고 있는 상태, 요컨대 황산 밸브 (19) 및 과산화수소수 밸브 (24) 가 개방되어 있는 상태에서, 황산 밸브 (19) 를 폐쇄한다. 이로써, 제 1 약액 노즐 (11) 에 대한 황산의 공급이 정지되고, 실온의 과산화수소수만이 회전하고 있는 기판 (W) 의 상면을 향하여 제 1 약액 노즐 (11) 로부터 토출된다. 제 1 약액 노즐 (11) 이 과산화수소수를 토출하고 있을 때, 제어 장치 (3) 는, 기판 (W) 의 상면에 대한 과산화수소수의 착액 위치를 중앙부에서 정지시켜도 되고, 중앙부와 주연부 사이에서 이동시켜도 된다.
제 1 약액 노즐 (11) 로부터 토출된 과산화수소수는, SPM 으로 덮여 있는 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액된다. 그 때문에, 기판 (W) 상의 SPM 이 중앙부로부터 그 주위로 흘러가게 된다. 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액된 과산화수소수는, 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 동일하게, 기판 (W) 상의 SPM 은 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 그 때문에, 평면에서 봐서 원형의 과산화수소수의 액막의 외측 가장자리가 기판 (W) 의 중앙부로부터 기판 (W) 의 주연까지 순시에 확산되어, 기판 (W) 상의 SPM 이 단시간에 과산화수소수로 치환된다. 이로써, SPM 이 기판 (W) 으로부터 제거된다.
다음으로, 린스액의 일례인 실온의 순수를 기판 (W) 에 공급하는 제 1 린스액 공급 공정 (도 5 의 스텝 S8) 이 실시된다. 구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 제 3 노즐 이동 장치 (39) 를 제어함으로써, 제 1 린스액 노즐 (36) 을 퇴피 위치로부터 처리 위치로 이동시킨다. 그 후, 제어 장치 (3) 는, 제 1 린스액 밸브 (41) 을 개방하여, 실온의 순수를 기판 (W) 의 상면 중앙부를 향하여 제 1 린스액 노즐 (36) 에 토출시킨다. 그리고, 제 1 린스액 밸브 (41) 가 개방되고 나서 소정 시간이 경과하면, 제어 장치 (3) 는, 제 1 린스액 밸브 (41) 를 폐쇄하여, 제 1 린스액 노즐 (36) 로부터의 순수의 토출을 정지시킨다. 그 후, 제어 장치 (3) 는, 제 3 노즐 이동 장치 (39) 를 제어함으로써, 제 1 린스액 노즐 (36) 을 기판 (W) 의 상방으로부터 퇴피시킨다.
제 1 린스액 노즐 (36) 로부터 토출된 순수는 약액으로 덮여 있는 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액된다. 그 때문에, 기판 (W) 상의 약액이 중앙부로부터 그 주위로 흘러가게 된다. 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액된 순수는, 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 동일하게, 기판 (W) 상의 약액은, 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 그 때문에, 평면에서 봐서 원형의 순수의 액막의 외측 가장자리가 기판 (W) 의 중앙부로부터 기판 (W) 의 주연까지 순시에 확산되어, 기판 (W) 상의 약액이 단시간에 순수로 치환된다. 이로써, 기판 (W) 상의 약액이 순수에 의해 씻겨 나간다.
다음으로, SC1 을 기판 (W) 에 공급하는 SC1 공급 공정 (도 5 의 스텝 S9) 이 실시된다. 구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 제 2 노즐 이동 장치 (31) 를 제어함으로써, 제 2 약액 노즐 (29) 을 퇴피 위치로부터 처리 위치로 이동시킨다. 제어 장치 (3) 는, 제 2 약액 노즐 (29) 이 기판 (W) 의 상방에 배치된 후, 제 2 약액 밸브 (34) 를 개방하여, 회전하고 있는 기판 (W) 의 상면을 향하여 SC1 을 제 2 약액 노즐 (29) 에 토출시킨다. 제어 장치 (3) 는, 이 상태에서 제 2 노즐 이동 장치 (31) 를 제어함으로써, 기판 (W) 의 상면에 대한 SC1 의 착액 위치를 중앙부와 주연부 사이에서 이동시킨다. 그리고, 제 2 약액 밸브 (34) 가 개방되고 나서 소정 시간이 경과하면, 제어 장치 (3) 는 제 2 약액 밸브 (34) 를 폐쇄하여 SC1 의 토출을 정지시킨다. 그 후, 제어 장치 (3) 는, 제 2 노즐 이동 장치 (31) 를 제어함으로써, 제 2 약액 노즐 (29) 을 기판 (W) 의 상방으로부터 퇴피시킨다.
제 2 약액 노즐 (29) 로부터 토출된 SC1 은, 기판 (W) 의 상면에 착액된 후, 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 그 때문에, 기판 (W) 상의 순수는 SC1 에 의해 외방으로 흘러가게 되어, 기판 (W) 의 주위에 배출된다. 이로써, 기판 (W) 상의 순수의 액막이 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 SC1 의 액막으로 치환된다. 또한, 제어 장치 (3) 는, 기판 (W) 이 회전하고 있는 상태에서, 기판 (W) 의 상면에 대한 SC1 의 착액 위치를 중앙부와 주연부 사이에서 이동시키므로, SC1 의 착액 위치가 기판 (W) 의 상면 전역을 통과하여 기판 (W) 의 상면 전역이 주사된다. 그 때문에, 제 2 약액 노즐 (29) 로부터 토출된 SC1 이 기판 (W) 의 상면 전역에 공급되어, 기판 (W) 의 상면 전역이 균일하게 처리된다.
다음으로, 린스액의 일례인 실온의 순수를 기판 (W) 에 공급하는 제 2 린스액 공급 공정 (도 5 의 스텝 S10) 이 실시된다. 구체적으로는, 제어 장치 (3) 는 제 3 노즐 이동 장치 (39) 를 제어함으로써, 제 1 린스액 노즐 (36) 을 퇴피 위치로부터 처리 위치로 이동시킨다. 제어 장치 (3) 는, 제 1 린스액 노즐 (36) 이 기판 (W) 의 상방에 배치된 후, 제 1 린스액 밸브 (41) 를 개방하여, 회전 상태의 기판 (W) 의 상면을 향하여 제 1 린스액 노즐 (36) 에 순수를 토출시킨다. 이로써, 기판 (W) 상의 SC1 이 순수에 의해 외방으로 흘러가게 되어, 기판 (W) 의 주위에 배출된다. 그 때문에, 기판 (W) 상의 SC1 의 액막이 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 순수의 액막으로 치환된다. 그리고, 제 1 린스액 밸브 (41) 가 개방되고 나서 소정 시간이 경과하면, 제어 장치 (3) 는 제 1 린스액 밸브 (41) 를 폐쇄하여 순수의 토출을 정지시킨다. 그 후, 제어 장치 (3) 는, 제 1 노즐 이동 장치 (13) 를 제어함으로써, 제 1 린스액 노즐 (36) 을 기판 (W) 의 상방으로부터 퇴피시킨다.
*다음으로, 기판 (W) 을 건조시키는 건조 공정 (도 5 의 스텝 S11) 이 실시된다. 구체적으로는, 제어 장치 (3) 는 스핀 모터 (10) 를 제어함으로써, 제전액 공급 공정 (도 5 의 스텝 S2) 으로부터 제 2 린스액 공급 공정 (도 5 의 스텝 S10) 까지의 회전 속도보다 큰 건조 회전 속도 (예를 들어 수천 rpm) 까지 기판 (W) 을 가속시켜, 건조 회전 속도로 기판 (W) 을 회전시킨다. 이로써, 큰 원심력이 기판 (W) 상의 액체에 가해져, 기판 (W) 에 부착되어 있는 액체가 기판 (W) 의 주위에 떨어진다. 이와 같이 하여, 기판 (W) 으로부터 액체가 제거되어, 기판 (W) 이 건조된다. 그리고, 기판 (W) 의 고속 회전이 개시되고 나서 소정 시간이 경과하면, 제어 장치 (3) 는 스핀 모터 (10) 를 제어함으로써, 스핀 척 (5) 에 의한 기판 (W) 의 회전을 정지시킨다.
다음으로, 기판 (W) 을 챔버 (4) 내로부터 반출하는 반출 공정 (도 5 의 스텝 S12) 이 실시된다. 구체적으로는, 제어 장치 (3) 는, 각 척 핀 (8) 을 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동시켜, 스핀 척 (5) 에 의한 기판 (W) 의 파지를 해제시킨다. 그 후, 제어 장치 (3) 는 모든 노즐 등이 스핀 척 (5) 의 상방으로부터 퇴피하고 있는 상태에서, 기판 반송 로봇 (CR) 의 핸드를 챔버 (4) 내로 진입시킨다. 그리고, 제어 장치 (3) 는 기판 반송 로봇 (CR) 의 핸드에 스핀 척 (5) 상의 기판 (W) 을 유지시킨다. 그 후, 제어 장치 (3) 는 기판 반송 로봇 (CR) 의 핸드를 챔버 (4) 내로부터 퇴피시킨다. 이로써, 처리가 끝난 기판 (W) 이 챔버 (4) 로부터 반출된다.
이상과 같이 제 1 실시형태에서는, 황산과 과산화수소수가 혼합됨으로써 SPM 이 생성된다. 그리고, 생성된 SPM 이 레지스트로 덮인 기판 (W) 에 공급된다. 레지스트의 표층은, 이온 주입이나 드라이 에칭에 의한 변질에 의해 경화되어 있고, 레지스트의 내부는 표층에 위치하는 경화층에 의해 밀폐되어 있다. SPM 의 생성에 사용되는 황산 및 과산화수소수의 혼합비는, 기판 (W) 에 대한 SPM 의 공급이 이루어지고 있을 때에 변경되고, 이로써, 기판 (W) 에 공급되는 SPM 의 액온이 레지스트의 박리에 적합한 박리 온도까지 상승한다. 레지스트의 표층에 위치하는 경화층은, 액온이 상승하는 SPM 과 반응한다. 이로써, 레지스트의 내부 및 외부를 연결하는 구멍이 SPM 의 액온 상승의 과정에서 경화층에 형성된다. 따라서, 레지스트의 비경화층이 기화되었다고 하더라도, 기화된 성분이 경화층의 구멍을 통하여 배출되므로, 레지스트의 내압이 잘 상승하지 않는다. 그 때문에, 박리 온도의 SPM 을 최초부터 기판 (W) 에 공급하는 경우보다 레지스트의 파열 (경화층의 파열) 이 잘 발생하지 않는다. 이로써, 레지스트 내에 배치된 패턴의 데미지를 억제 또는 방지하면서, 레지스트를 기판 (W) 으로부터 제거할 수 있다.
또 제 1 실시형태에서는, SPM 이 기판 (W) 에 공급되기 전에 기판 (W) 이 가열되어, 기판 (W) 에 대한 SPM 의 공급이 개시될 때의 SPM 의 액온 (초기 온도) 에 기판 (W) 의 온도가 근접된다. 따라서, SPM 의 공급 개시에 의해 레지스트의 온도가 급격하게 상승하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 그 때문에, SPM 의 초기 온도가 높은 경우에도, SPM 의 공급 개시시에 레지스트의 내압이 급격하게 높아지는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 이로써, 레지스트의 파열에서 기인하는 패턴 데미지의 발생을 억제 또는 방지할 수 있다.
또 제 1 실시형태에서는, SPM 이 기판 (W) 에 공급되기 전에 전기를 통하게 하는 제전액이 기판 (W) 에 공급된다. 그 때문에, 기판 (W) 이 대전되어 있는 경우에는, 기판 (W) 으로부터 제전액으로 전하가 이동하여 전하가 기판 (W) 으로부터 제거된다. 특히, 제전액의 비저항이 SPM 의 비저항보다 크기 때문에, 전하가 기판 (W) 으로부터 제전액으로 천천히 이동한다. 그 때문에, 급격한 전하의 이동에 의한 발열이나 방전에 의해 기판 (W) 에 형성된 디바이스가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 기판 (W) 의 품질의 저하를 억제 또는 방지할 수 있다.
또 제 1 실시형태에서는, 제전액이 기판 (W) 에 공급된 후에 과산화수소수가 기판 (W) 에 공급된다. 그 후, SPM 이 기판 (W) 에 공급된다. 기판 (W) 에 잔류하고 있는 제전액은, 과산화수소수의 공급에 의해 기판 (W) 으로부터 제거된다. 따라서, SPM 은 제전액의 잔류량이 감소한 상태에서 기판 (W) 에 공급된다. 제전액과 SPM 은 일반적으로 반응성이 높다. 그 때문에, SPM 이 과잉으로 승온되어 버리는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 또, SPM 및 제전액이 기판 (W) 의 일부의 영역에서만 서로 섞여 SPM 의 농도의 균일성이 저하되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 이로써, 기판 (W) 의 품질의 저하를 억제 또는 방지할 수 있다.
또 제 1 실시형태에서는, 제전액이 기판 (W) 에 공급된 후에, SPM 의 초기 온도 (기판 (W) 에 대한 SPM 의 공급이 개시될 때의 SPM 의 액온) 보다 저온의 과산화수소수가 기판 (W) 에 공급된다. 그리고, 과산화수소수가 기판 (W) 에 유지되어 있을 때에 기판 (W) 이 가열되어, 기판 (W) 의 온도가 SPM 의 초기 온도에 근접된다. 따라서, SPM 의 공급 개시에 의해 레지스트의 온도가 급격하게 상승하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 이로써, 레지스트의 파열에서 기인하는 패턴 데미지의 발생을 억제 또는 방지할 수 있다.
도 8 은 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (101) 의 모식적인 평면도이다. 도 9 는 기판 처리 장치 (101) 에 구비된 챔버 (104) 의 내부를 수평으로 본 모식도이다.
도 8 에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치 (101) 는, 반도체 웨이퍼 등의 원판상의 기판 (W) 을 1 장씩 처리하는 매엽식의 장치이다. 기판 처리 장치 (101) 는, 처리액이나 처리 가스에 의해 기판 (W) 을 처리하는 복수의 처리 유닛 (102) 과, 각 처리 유닛 (102) 의 챔버 (104) 에 대해 기판 (W) 의 반입 및 반출을 실시하는 기판 반송 로봇 (CR1) 과, 기판 처리 장치 (101) 에 구비된 장치의 동작이나 밸브의 개폐 등을 제어하는 제어 장치 (103) 를 포함한다.
도 9 에 나타내는 바와 같이, 각 처리 유닛 (102) 은 매엽식의 유닛이다. 각 처리 유닛 (102) 은, 내부 공간을 갖는 박스형의 챔버 (104) 와, 챔버 (104) 내에서 1 장의 기판 (W) 을 수평인 자세로 유지하고, 기판 (W) 의 중심을 지나는 연직인 회전축선 (A5) 둘레로 기판 (W) 을 회전시키는 스핀 척 (105) 과, 스핀 척 (105) 에 유지되어 있는 기판 (W) 에 SPM (H2SO4 와 H2O2 를 함유하는 혼합액) 을 공급하는 SPM 공급 장치 (106) 와, 회전축선 (A5) 둘레에 스핀 척 (105) 을 둘러싸는 통상의 컵 (107) 을 포함한다.
도 9 에 나타내는 바와 같이, 스핀 척 (105) 으로서 예를 들어 협지식의 것이 채용되고 있다. 구체적으로는, 스핀 척 (105) 은, 스핀 모터 (108) 와, 이 스핀 모터 (108) 의 구동축과 일체화된 스핀축 (109) 과, 스핀축 (109) 의 상단에 거의 수평으로 장착된 원판상의 스핀 베이스 (110) 와, 스핀 베이스 (110) 의 주연부의 복수 지점에 거의 등각도 간격으로 형성된 복수개의 협지 부재 (111) 를 구비하고 있다. 복수개의 협지 부재 (111) 는, 기판 (W) 을 거의 수평인 자세로 협지한다. 이 상태에서, 스핀 모터 (108) 가 구동되면, 그 구동력에 의해 스핀 베이스 (110) 가 소정의 회전축선 (A5) 둘레로 회전되고, 그 스핀 베이스 (110) 와 함께, 기판 (W) 이 거의 수평인 자세를 유지한 상태에서 회전축선 (A5) 둘레로 회전된다.
또한, 스핀 척 (105) 으로는 협지식의 것에 한정되지 않고, 예를 들어 기판 (W) 의 이면을 진공 흡착함으로써 기판 (W) 을 수평인 자세로 유지하고, 또한 그 상태에서 연직인 회전축선 둘레로 회전함으로써, 스핀 척 (105) 에 유지된 기판 (W) 을 회전시키는 진공 흡착식의 것 (버큠 척) 이 채용되어도 된다.
도 9 에 나타내는 바와 같이, SPM 공급 장치 (106) 는, SPM 을 기판 (W) 의 상면을 향하여 토출하는 SPM 노즐 (혼합액 노즐. 혼합부) (112) 과, SPM 노즐 (112) 이 선단부에 장착된 제 4 노즐 아암 (113) 과, 제 4 노즐 아암 (113) 을 이동시킴으로써, SPM 노즐 (112) 을 이동시키는 제 4 노즐 이동 장치 (114) 를 포함한다.
SPM 노즐 (112) 은, 예를 들어 연속류의 상태에서 SPM 또는 과산화수소수를 토출하는 스트레이트 노즐이고, 기판 (W) 의 상면에 수직인 방향으로 처리액을 토출하는 수직 자세로 제 4 노즐 아암 (113) 에 장착되어 있다. 제 4 노즐 아암 (113) 은 수평 방향으로 연장하고 있고, 스핀 척 (105) 의 주위에서 연직 방향으로 연장하는 소정의 요동축선 둘레로 선회 가능하게 형성되어 있다. 또한, SPM 노즐 (112) 은 토출구보다 내방 (회전축선 (A5) 측) 의 위치에 SPM 또는 과산화수소수가 착액되도록 기판 (W) 의 상면에 대해 기울어진 토출 방향으로 SPM 또는 과산화수소수가 토출되는 내향 자세로 제 4 노즐 아암 (113) 에 유지되어 있어도 되고, 토출구보다 외방 (회전축선 (A5) 과는 반대측) 의 위치에 SPM 또는 과산화수소수가 착액되도록 기판 (W) 의 상면에 대해 기울어진 토출 방향으로 SPM 또는 과산화수소수를 토출하는 외향 자세로 제 4 노즐 아암 (113) 에 유지되어 있어도 된다.
제 4 노즐 이동 장치 (114) 는, 소정의 요동축선 (도시되지 않음) 둘레로 제 4 노즐 아암 (113) 을 회동시킴으로써, 평면에서 봐서 기판 (W) 의 상면 중앙부를 지나는 궤적을 따라 SPM 노즐 (112) 을 수평으로 이동시킨다. 제 4 노즐 이동 장치 (114) 는, SPM 노즐 (112) 로부터 토출된 SPM 이 기판 (W) 의 상면에 착액되는 처리 위치와, SPM 노즐 (112) 이 평면에서 봐서 스핀 척 (105) 의 주위로 퇴피한 퇴피 위치 사이에서 SPM 노즐 (112) 을 수평으로 이동시킨다. 또한, 제 4 노즐 이동 장치 (114) 는, SPM 노즐 (112) 로부터 토출된 SPM 또는 과산화수소수가 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액되는 중앙 위치와, SPM 노즐 (112) 로부터 토출된 SPM 또는 과산화수소수가 기판 (W) 의 상면 주연부에 착액되는 주연 위치 사이에서 SPM 노즐 (112) 을 수평으로 이동시킨다. 중앙 위치 및 주연 위치는 모두 처리 위치이다.
SPM 공급 장치 (106) 는, SPM 노즐 (112) 에 황산을 공급하는 황산 공급 유닛 (115) 과, SPM 노즐 (112) 에 과산화수소수를 공급하는 과산화수소수 공급 유닛 (116) 을 포함한다. 황산 공급 유닛 (115) 은 SPM 노즐 (112) 에 접속되고, 황산 공급원 (도시되지 않음) 으로부터 황산이 공급되는 황산 배관 (117) 과, 황산 배관 (117) 의 도중부에 있어서, SPM 노즐 (112) 측으로부터 이 순서로 개장 (介裝) 된 황산 밸브 (118) 및 황산 유량 조절 밸브 (119) 와, 황산을 실온보다 높은 온도 (60 ∼ 90 ℃ 의 범위 내의 일정 온도. 예를 들어 80 ℃) 로 유지하는 히터 (120) 를 포함한다. 도시하지는 않지만, 황산 유량 조정 밸브 (119) 는, 밸브 시트가 내부에 형성된 밸브 보디와, 밸브 시트를 개폐하는 밸브체와, 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 밸브체를 이동시키는 액츄에이터를 포함한다. 다른 유량 조정 밸브에 대해서도 동일하다.
황산을 가열하는 히터 (120) 는 도 9 에 나타내는 바와 같이, 원 패스 방식의 히터여도 되고, 히터를 포함하는 순환 경로의 내부에 황산을 순환시킴으로써 황산을 가열하는 순환 방식의 히터여도 된다.
과산화수소수 공급 유닛 (116) 은, SPM 노즐 (112) 에 접속되고, 과산화수소 린스액 공급원 (도시되지 않음) 으로부터 과산화수소가 공급되는 과산화수소수 배관 (124) 과, 과산화수소수 배관 (124) 의 도중부에 있어서, SPM 노즐 (112) 측으로부터 이 순서로 개장된 과산화수소수 밸브 (125) 및 과산화수소수 유량 조절 밸브 (126) 를 포함한다. SPM 노즐 (112) 에는, 온도 조절되어 있지 않은 실온 (약 25 ℃) 정도의 과산화수소수가 과산화수소수 배관 (124) 을 통하여 공급된다.
도 10 은 SPM 노즐 (112) 의 구성을 나타내는 도해적인 단면도이다. SPM 노즐 (112) 은 예를 들어, 이른바 스트레이트 노즐의 구성을 가지고 있다. SPM 노즐 (112) 은 대략 원통상을 이루는 케이싱 (151) 을 구비한다. SPM 노즐 (112) 은, 케이싱 (151) 의 중심축선이 연직 방향으로 연장하는 연직 자세로 제 4 노즐 아암 (113) (도 9 참조) 에 장착되어 있다. 케이싱 (151) 은, 제 1 원통부 (157) 와, 제 1 원통부 (157) 보다 소경이고 또한 제 1 원통부 (157) 와 동축의 원통 형상의 제 2 원통부 (158) 를 구비한다. 제 2 원통부 (158) 가 제 1 원통부 (157) 보다 소경이므로, 제 2 원통부 (158) 내부의 유로 단면은 제 1 원통부 (157) 의 유로 단면보다 소면적이다.
케이싱 (151) 의 측벽의 하측 부분에는, 황산을 도입하기 위한 황산 도입구 (152) 와, 과산화수소수를 도입하기 위한 과산화수소수 도입구 (153) 가 형성되어 있다. 황산 도입구 (152) 는 과산화수소수 도입구 (153) 보다 하방에 배치되어 있다. 황산 도입구 (152) 에 황산 배관 (117) 이 접속되어 있고, 과산화수소수 도입구 (153) 에 과산화수소수 배관 (124) 이 접속되어 있다. 케이싱 (151) 의 제 1 원통부 (157) 에 의해 혼합실 (154) 이 구획 형성되어 있다.
황산 밸브 (118) (도 9 참조) 및 과산화수소수 밸브 (125) (도 9 참조) 가 개방되면, 황산 배관 (117) 으로부터의 황산이 황산 도입구 (152) 로부터 혼합실 (154) 로 공급됨과 함께, 과산화수소수 배관 (124) 으로부터의 과산화수소수가 과산화수소수 도입구 (153) 로부터 혼합실 (154) 로 공급된다. 혼합실 (154) 에 유입된 황산 및 과산화수소수는, 그 내부에 있어서 충분히 혼합 (교반) 된다. 이 혼합에 의해, 황산과 과산화수소수가 균일하게 서로 섞이고, 황산과 과산화수소수의 반응에 의해 황산 및 과산화수소수의 혼합액 (SPM) 이 생성되며, 그 SPM 이 혼합 전의 황산 및 과산화수소수의 온도보다 높은 온도 (100 ℃ 이상. 예를 들어, 160 ℃) 까지 가열된다. 케이싱 (151) 의 제 2 원통부 (158) 의 선단 (하단) 에는, 생성된 SPM 을 외부 공간 (155) 을 향하여 토출하기 위한 토출구 (156) 가 개구되어 있다. 혼합실 (154) 에 있어서 생성된 고온의 SPM 은, 제 2 원통부 (158) 의 내부를 지나 토출구 (156) 로부터 토출된다. SPM 은 산화력이 강한 퍼옥소일황산 (Peroxomonosulfuric acid) 을 함유한다.
도 9 에 나타내는 바와 같이, 황산 배관 (117) 에 있어서 SPM 노즐 (112) 과 황산 밸브 (118) 사이의 제 1 분기 위치 (117A) 에는, 황산 배관 (117) 내의 황산을 흡인하기 위한 황산 흡인 배관 (121) 의 일단이 분기 접속되어 있다. 황산 흡인 배관 (121) 에는 황산 흡인 밸브 (122) 가 개장되어 있고, 황산 흡인 배관 (121) 의 타단이 흡인 장치 (123) 에 접속되어 있다. 제 2 실시형태에서는, 흡인 장치 (123) 는 항상 작동 상태로 되어 있다. 황산 흡인 밸브 (122) 가 개방되면, 황산 흡인 배관 (121) 의 내부가 배기되어, 황산 밸브 (118) 보다 하류측의 황산 흡인 배관 (121) 의 내부의 황산이 황산 흡인 배관 (121) 을 개재하여 흡인 장치 (123) 에 의해 흡인된다.
도 9 에 나타내는 바와 같이, 과산화수소수 배관 (124) 에 있어서 SPM 노즐 (112) 과 과산화수소수 밸브 (125) 사이의 제 2 분기 위치 (124A) 에는, 과산화수소수 배관 (124) 내의 과산화수소수를 흡인하기 위한 과산화수소수 흡인 배관 (127) 의 일단이 분기 접속되어 있다. 과산화수소수 흡인 배관 (127) 에는 과산화수소수 흡인 밸브 (128) 가 개장되어 있고, 과산화수소수 흡인 배관 (127) 의 타단이 흡인 장치 (123) 에 접속되어 있다. 과산화수소수 흡인 밸브 (128) 가 개방되면, 과산화수소수 흡인 배관 (127) 의 내부가 배기되어, 과산화수소수 밸브 (125) 보다 하류측의 과산화수소수 배관 (124) 의 내부에 존재하는 과산화수소수가, 과산화수소수 흡인 배관 (127) 을 개재하여 흡인 장치 (123) 에 의해 흡인된다. 제 2 실시형태에서는, 흡인 장치 (123), 과산화수소수 흡인 배관 (127) 및 과산화수소수 흡인 밸브 (128) 에 의해, 특허청구의 범위의 흡인 유닛이 구성되어 있다.
또한, 도 9 에서는, 과산화수소수를 흡인하기 위한 흡인 장치 (123) 를, 황산을 흡인하기 위한 흡인 장치와 공용하는 경우를 예로 들어 나타내고 있지만, 황산을 흡인하기 위한 흡인 장치 (123) 와, 과산화수소수를 흡인하기 위한 흡인 장치가 개별적으로 형성되어 있어도 된다.
도 9 에 나타내는 바와 같이, 처리 유닛 (102) 은, SC1 (NH4OH 와 H2O2 를 함유하는 혼합액) 을 기판 (W) 의 상면을 향하여 토출하는 SC1 노즐 (133) 과, SC1 노즐 (133) 이 선단부에 장착된 제 5 노즐 아암 (134) 과, 제 5 노즐 아암 (134) 을 이동시킴으로써, SC1 노즐 (133) 을 이동시키는 제 5 노즐 이동 장치 (135) 를 포함한다.
도 9 에 나타내는 바와 같이, 처리 유닛 (102) 은, SC1 을 SC1 노즐 (133) 에 안내하는 SC1 배관 (136) 과, SC1 배관 (136) 의 내부를 개폐하는 SC1 밸브 (137) 를 포함한다. SC1 밸브 (137) 가 개방되면, SC1 약액 공급원으로부터의 SC1 이 SC1 배관 (136) 으로부터 SC1 노즐 (133) 로 공급된다. 이로써, SC1 (액체) 이 SC1 노즐 (133) 로부터 토출된다.
도 9 에 나타내는 바와 같이, 처리 유닛 (102) 은 에칭액을 기판 (W) 의 상면을 향하여 토출하는 에칭액 노즐 (141) 을 함유한다. 에칭액 노즐 (141) 은, 예를 들어 연속류 상태에서 액을 토출하는 스트레이트 노즐이고, 스핀 척 (105) 의 상방에서, 그 토출구를 기판 (W) 상면의 중앙부를 향하여 고정적으로 배치되어 있다. 에칭액 노즐 (141) 에는, 에칭액 공급원으로부터의 에칭액이 공급되는 에칭액 배관 (142) 이 접속되어 있다. 에칭액 배관 (142) 의 도중부에는, 에칭액 노즐 (141) 로부터의 에칭액의 공급/공급 정지를 전환하기 위한 에칭액 밸브 (143) 가 개장되어 있다. 에칭액으로서 예를 들어 불산 (HF) 이 채용된다.
도 9 에 나타내는 바와 같이, 처리 유닛 (102) 은 린스액을 기판 (W) 의 상면을 향하여 토출하는 린스액 노즐 (138) 을 포함한다. 린스액 노즐 (138) 은 예를 들어 연속류의 상태에서 액을 토출하는 스트레이트 노즐이고, 스핀 척 (105) 의 상방에서, 그 토출구를 기판 (W) 상면의 중앙부를 향하여 고정적으로 배치되어 있다. 린스액 노즐 (138) 에는, 린스액 공급원으로부터의 린스액이 공급되는 린스액 배관 (139) 이 접속되어 있다. 린스액 배관 (139) 의 도중부에는, 린스액 노즐 (138) 로부터의 린스액의 공급/공급 정지를 전환하기 위한 린스액 밸브 (140) 가 개장되어 있다. 린스액 노즐 (138) 에 공급되는 린스액으로는, 예를 들어 DIW (탈이온수) 가 채용되지만, 탄산수, 전해 이온수, 오존수, 희석 농도 (예를 들어, 10 ∼ 100 ppm 정도) 의 염산수, 환원수 (수소수) 등을 린스액으로서 채용할 수도 있다.
또한, 에칭액 노즐 (141) 및 린스액 노즐 (138) 은 각각 스핀 척 (5) 에 대해 고정적으로 배치되어 있을 필요는 없고, 예를 들어, 스핀 척 (105) 의 상방에 있어서 수평면 내에서 요동 가능한 아암에 장착되고, 이 아암의 요동에 의해 기판 (W) 의 상면에 있어서의 에칭액 및 린스액의 착액 위치가 스캔되는, 이른바 스캔 노즐의 형태가 채용되어도 된다.
도 9 에 나타내는 바와 같이, 컵 (107) 은 스핀 척 (105) 에 유지되어 있는 기판 (W) 보다 외방에 배치되어 있다. 컵 (107) 은 스핀 베이스 (110) 를 둘러싸고 있다. 스핀 척 (105) 이 기판 (W) 을 회전시키고 있는 상태에서 처리액 (에칭액이나 SPM, SC1, 린스액) 이 기판 (W) 에 공급되면, 처리액이 기판 (W) 의 주연부로부터 기판 (W) 의 주위에 비산된다. 처리액이 기판 (W) 에 공급될 때, 상향으로 개방된 컵 (107) 의 상단부는, 스핀 베이스 (110) 보다 상방에 배치된다. 따라서, 기판 (W) 의 주위에 배출된 처리액은 컵 (107) 에 의해 수용된다. 그리고, 컵 (107) 에 수용된 처리액은, 회수 장치 (도시되지 않음) 또는 배액 장치 (도시되지 않음) 로 이송된다.
도 8 및 도 9 에 나타내는 바와 같이, 제어 장치 (103) 는 예를 들어 마이크로 컴퓨터를 포함하는 구성이다. 제어 장치 (103) 는 미리 정해진 프로그램에 따라, 스핀 모터 (108), 노즐 이동 장치 (114, 135), 히터 (120), 흡인 장치 (123) 등의 동작을 제어한다. 또한, 제어 장치 (103) 는, 황산 밸브 (118), 과산화수소수 밸브 (125), 흡인 밸브 (122, 128), SC1 밸브 (137), 린스액 밸브 (140), 에칭액 밸브 (143) 등의 개폐를 제어함과 함께, 유량 조정 밸브 (119, 126) 의 개도를 제어한다.
도 11a, 11b 는 기판 처리 장치 (101) 에 의해 처리되는 기판 (W) 의 표면 상태의 일례를 설명하기 위한 단면도이다.
도 11a 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 은, 예를 들어 표면 상에 레지스트 (302) 가 배치된 반도체 웨이퍼이다. 포토리소그래피 공정에서는, 기판 (W) 의 표면 상에 레지스트 (302) 가 배치되고, 그 레지스트에 광 조사 (UV 조사) 를 실시함 (포토리소그래피) 으로써, 레지스트 (302) 에 대해 패턴 전사가 이루어진다. 도 11a 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 기판 (W) 의 표면에 산화 실리콘막 (301) 이 형성되고, 그 산화 실리콘막 (301) 상에 레지스트 (302) 가 배치되어 있다. 패턴 전사 후의 레지스트 (302) 는 포토리소그래피 공정으로 형성된 패턴 홈 (303) 을 가지고 있다. 이하에서는, 이와 같은 기판 (W) 의 표면으로부터, 불필요하게 된 레지스트 (302) 를 제거하는 레지스트 제거 처리의 일 처리예에 대해 설명한다. 또한, 이하의 처리예에서는, 레지스트 제거 처리에 앞서, 산화 실리콘막 (301) 을 소정 패턴으로 에칭한다.
도 12 는 처리 유닛 (102) 에 의해 실시되는 레지스트 제거 처리의 처리예의 개략을 나타내는 플로우 차트이다. 도 13a ∼ 도 13e 는 도 12 의 처리예에 있어서의 황산 배관 (117) 및 과산화수소수 배관 (124) 내의 상태를 설명하는 도이다. 도 9 및 도 12 를 참조하여 레지스트 제거 처리에 대해 설명한다. 도 13a ∼ 13e 에 대해서도 적절히 아울러 참조한다.
처리 유닛 (102) 에 의해 기판 (W) 에 레지스트 제거 처리가 실시될 때에는, 챔버 (104) 의 내부에 이온 주입 처리 후의 기판 (W) (도 11a 참조) 이 반입된다 (도 12 의 스텝 S21). 구체적으로는, 제어 장치 (103) 는 모든 노즐 등이 스핀 척 (105) 의 상방으로부터 퇴피하고 있는 상태에서, 기판 (W) 을 유지하고 있는 기판 반송 로봇 (CR1) 의 핸드를 챔버 (104) 의 내부로 진입시킴으로써, 기판 (W) 이 그 표면을 상방을 향한 상태에서 스핀 척 (105) 에 수수된다. 그 후, 제어 장치 (103) 는 스핀 모터 (108) 에 의해 기판 (W) 의 회전을 개시시킨다 (도 12 의 스텝 S22). 기판 (W) 은 미리 정하는 액처리 속도 (300 ∼ 1000 rpm 의 범위 내에서, 예를 들어 500 rpm) 까지 상승되고, 그 액처리 속도로 유지된다.
기판 (W) 의 회전 속도가 액처리 속도에 도달하면, 이어서, 에칭액 공급 공정 (도 12 의 스텝 S23) 이 실시된다. 구체적으로는, 제어 장치 (103) 는 에칭액 밸브 (143) 를 개방하여, 회전 상태의 기판 (W) 상면의 중앙부를 향하여 에칭액 노즐 (141) 로부터 에칭액 (불산 (HF)) 을 토출시킨다. 에칭액 노즐 (141) 로부터 토출된 에칭액은, 기판 (W) 상면의 중앙부에 공급되고, 기판 (W) 의 회전에 의한 원심력을 받아, 기판 (W) 의 상면 위를 기판 (W) 의 주연을 향하여 흐른다. 이로써, 기판 (W) 의 상면 전역이 에칭액의 액막으로 덮인다. 이 에칭에 의해, 도 11b 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 의 상면 (표면) 위로부터 산화 실리콘막 (301) 의 패턴 홈 (303) 에 대응하는 부분이 제거되어, 산화 실리콘막 (301) 에 소정의 패턴이 형성된다. 에칭 처리 후에는, 기판 (W) 의 표면이 소수성을 나타내게 된다.
에칭액의 토출 개시로부터 미리 정한 시간이 경과하면, 에칭액 밸브 (143) 가 폐쇄되어 에칭액의 토출이 정지되고, 이어서, DIW 등의 린스액을 기판 (W) 에 공급하는 제 1 린스액 공급 공정 (도 12 의 스텝 S24) 이 실시된다. 구체적으로는, 제어 장치 (103) 는 린스액 밸브 (140) 를 개방하여, 회전 상태의 기판 (W) 상면의 중앙부를 향하여 린스액 노즐 (138) 로부터 린스액을 토출시킨다. 이로써, 기판 (W) 상의 에칭액이 린스액에 의해 외방으로 흘러가게 되어, 기판 (W) 의 주위에 배출된다. 그 때문에, 기판 (W) 상의 에칭액의 액막이 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 린스액의 액막으로 치환된다.
린스액의 토출 개시로부터 미리 정한 시간이 경과하면, 린스액 밸브 (140) 가 폐쇄되어 린스액의 토출이 정지되고, 이어서, SPM 을 기판 (W) 에 공급하는 SPM 공급 공정 (도 12 의 스텝 S25) 이 실시된다. 구체적으로는, 제어 장치 (103) 는 제 4 노즐 이동 장치 (114) 를 제어함으로써, SPM 노즐 (112) 을 퇴피 위치로부터 처리 위치로 이동시킨다. 이로써, SPM 노즐 (112) 이 기판 (W) 의 상방에 배치된다.
SPM 노즐 (112) 이 기판 (W) 의 상방에 배치된 후, 제어 장치 (103) 는 도 13a 에 나타내는 바와 같이, 황산 밸브 (118) 및 과산화수소수 밸브 (125) 를 동시에 개방한다.
이로써, 황산 배관 (117) 의 내부를 유통하는 황산이 SPM 노즐 (112) 에 공급됨과 함께, 과산화수소수 배관 (124) 을 유통하는 과산화수소수가 SPM 노즐 (112) 에 공급된다. 그리고, SPM 노즐 (112) 의 혼합실 (154) 에 있어서 황산과 과산화수소수가 혼합되어, 고온 (예를 들어, 160 ℃) 의 SPM 이 생성된다. 그 SPM 을 액처리 속도로 회전하고 있는 기판 (W) 의 상면을 향하여, 도 13a 에 나타내는 바와 같이, SPM 노즐 (112) 의 토출구 (156) 로부터 토출시킨다. 제어 장치 (103) 는 제 4 노즐 이동 장치 (114) 를 제어함으로써, 이 상태에서 기판 (W) 의 상면에 대한 SPM 의 착액 위치를 중앙부와 주연부 사이에서 이동시킨다.
SPM 노즐 (112) 로부터 토출된 SPM 은, 기판 (W) 의 상면에 착액된 후, 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 그 때문에, SPM 이 기판 (W) 의 상면 전역에 공급되어, 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 SPM 의 액막이 기판 (W) 상에 형성된다. 이로써, 레지스트막과 SPM 이 화학 반응하여, 기판 (W) 상의 레지스트막이 SPM 에 의해 기판 (W) 으로부터 제거된다. 또한, 제어 장치 (103) 는 기판 (W) 이 회전하고 있는 상태에서, 기판 (W) 의 상면에 대한 SPM 의 착액 위치를 중앙부와 주연부 사이에서 이동시키므로, SPM 의 착액 위치가 기판 (W) 의 상면 전역을 통과하여 기판 (W) 의 상면 전역이 주사된다. 그 때문에, SPM 노즐 (112) 로부터 토출된 SPM 이 기판 (W) 의 상면 전역에 공급되어, 기판 (W) 의 상면 전역이 균일하게 처리된다.
SPM 의 토출 개시로부터 미리 정한 SPM 처리 시간이 경과하면, 제어 장치 (103) 는 황산 밸브 (118) 및 과산화수소수 밸브 (125) 를 폐쇄한다. 이로써, SPM 의 토출이 정지된다.
이어서, 과산화수소수를 기판 (W) 에 공급하는 과산화수소수 공급 공정 (도 12 의 스텝 S26) 이 실시된다. 구체적으로는, 제어 장치 (103) 는, 제 4 노즐 이동 장치 (114) 를 제어함으로써, 기판 (W) 의 상면 중앙부의 상방에 SPM 노즐 (112) 을 배치하고, 그 후, 도 13b 에 나타내는 바와 같이, 황산 밸브 (118) 를 폐쇄한 상태로 유지하면서 과산화수소수 밸브 (125) 를 개방한다. 이로써, 황산 배관 (117) 의 내부를 황산이 유통하지 않고, 과산화수소수만이 과산화수소수 배관 (124) 의 내부를 유통하여 SPM 노즐 (112) 에 공급된다. SPM 노즐 (112) 에 공급된 과산화수소수는, SPM 노즐 (112) 의 내부를 지나 SPM 노즐 (112) 의 토출구 (156) 로부터 토출된다. 그 과산화수소수가 액처리 속도로 회전하고 있는 기판 (W) 의 상면 중앙부를 향하여, 도 13b 에 나타내는 바와 같이, SPM 노즐 (112) 의 토출구 (156) 로부터 토출된다.
기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액된 과산화수소수는, 기판 (W) 의 주연을 향하여 기판 (W) 상을 외방으로 흐른다. 기판 (W) 상의 SPM 이 과산화수소수로 치환되고, 얼마 안 있어 기판 (W) 의 상면 전역이 과산화수소수의 액막에 의해 덮인다.
또한, SPM 공급 공정 (도 12 의 스텝 S25) 으로부터 과산화수소수 공급 공정 (도 12 의 스텝 S26) 으로의 이행시에 과산화수소수 밸브 (125) 를 일단 폐쇄하는 것으로서 설명했지만, SPM 공급 공정 (도 12 의 스텝 S25) 의 종료 후, 과산화수소수 밸브 (125) 를 개방한 상태로 유지하면서 황산 밸브 (118) 만을 폐쇄함으로써, 과산화수소수 공급 공정 (도 12 의 스텝 S26) 으로 이행하도록 해도 된다.
과산화수소수의 토출 개시로부터 미리 정한 과산화수소수 공급 시간이 경과하면, 제어 장치 (103) 는 과산화수소수 밸브 (125) 를 폐쇄하여, SPM 노즐 (112) 로부터의 과산화수소수의 토출을 정지시킨다.
SPM 노즐 (112) 로부터의 과산화수소수의 토출 정지 후, 과산화수소수 배관 (124) 의 내부에 존재하는 과산화수소수가 흡인된다. 구체적으로는, 도 13c 에 나타내는 바와 같이, 제어 장치 (103) 는 과산화수소수 밸브 (125) 를 폐쇄한 상태로 유지하면서, 과산화수소수 흡인 밸브 (128) 를 개방한다. 이로써, 항상 작동 상태로 되어 있는 흡인 장치 (123) 의 기능이 유효화되어, 과산화수소수 밸브 (125) 보다 하류측의 과산화수소수 배관 (124) 의 내부에 존재하는 과산화수소수가, 과산화수소수 흡인 배관 (127) 을 개재하여 흡인 장치 (123) 에 의해 흡인된다. 흡인 장치 (123) 에 의한 과산화수소수 배관 (124) 의 내부의 흡인에 의해, 과산화수소수 배관 (124) 내에서 일부의 과산화수소수가 배제되어, 도 13c 에 나타내는 바와 같이, 과산화수소수의 선단면이 과산화수소수 배관 (124) 의 선단으로부터 크게 후퇴한다. 제어 장치 (103) 는 소정 시간이 경과한 후에 과산화수소수 흡인 밸브 (128) 를 폐쇄하고, 이로써, 과산화수소수 배관 (124) 의 내부의 흡인이 종료한다.
흡인 후, 제어 장치 (103) 는 제 4 노즐 이동 장치 (114) 를 제어함으로써, SPM 노즐 (112) 을 기판 (W) 의 상방으로부터 퇴피 위치로 퇴피시킨다.
또한, 황산 밸브 (118) 의 폐성 (閉成) 후에 있어서, 황산 배관 (117) 으로부터 SPM 노즐 (112) 내로 소량이지만 황산이 진입 (황산의 액 떨어짐) 하는 경우가 있다. 과산화수소수보다 황산의 비중이 크기 때문에, 액이 떨어진 황산은 SPM 노즐 (112) 내를 하방을 향하여 이동한다.
이 경우에 있어서, 만일 황산 도입구 (152) (도 10 참조) 를 과산화수소수 도입구 (153) (도 10 참조) 보다 상방에 배치하고 있었을 경우, 과산화수소수 배관 (124) 내의 과산화수소수의 흡인에 수반하여, 하방을 향하여 이동하고 있는 황산이 과산화수소수 배관 (124) 으로 빨려 들어갈 우려가 있다. 그 결과, 황산과 과산화수소수가 과산화수소수 배관 (124) 내에서 혼촉하여 반응할 우려가 있다.
이것에 대해, 제 2 실시형태에서는, SPM 노즐 (112) 에 있어서 황산 도입구 (152) 를 과산화수소수 도입구 (153) 보다 하방에 배치하고 있다. 액이 떨어진 황산은, 하방측의 황산 도입구 (152) 로부터 하방을 향하여 이동하지만, 수산화수소수 배관 (124) 내의 과산화수소수의 흡인에 의해서는, SPM 노즐 (112) 내를 이동하는 황산은 과산화수소수 배관 (124) 으로 빨려 들어가지 않는다. 그 때문에, 과산화수소수 배관 (124) 내에서 황산과 과산화수소수의 혼촉이 잘 일어나지 않는다. 이로써, 과산화수소수 배관 (124) 내에서의 황산과 과산화수소수의 혼촉을 방지할 수 있다.
한편, SPM 노즐 (112) 로부터의 과산화수소수의 토출 정지 후에, 황산 배관 (117) 의 내부에 존재하는 황산은 흡인되지 않는다. 그 때문에, 황산의 선단면이 황산 배관 (117) 의 선단 (SPM 노즐 (112) 과 접속하는 위치) 에 위치하고 있다.
과산화수소수의 토출 개시로부터 미리 정한 과산화수소수 공급 시간이 경과하면, 다음으로, DIW 등의 린스액을 기판 (W) 에 공급하는 제 2 린스액 공급 공정 (도 12 의 스텝 S27) 이 실시된다. 구체적으로는, 제어 장치 (103) 는 린스액 밸브 (140) 를 개방하여, 기판 (W) 의 상면 중앙부를 향하여 린스액 노즐 (138) 로부터 린스액을 토출시킨다. 린스액 노즐 (138) 로부터 토출된 린스액은, 과산화수소수에 의해 덮여 있는 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액된다. 기판 (W) 의 상면 중앙부에 착액된 린스액은, 기판 (W) 의 회전에 의한 원심력을 받아 기판 (W) 의 상면 위를 기판 (W) 의 주연부를 향하여 흐른다. 이로써, 기판 (W) 상의 과산화수소수가 린스액에 의해 외방으로 흘러가게 되어, 기판 (W) 의 주위에 배출된다. 그 때문에, 기판 (W) 상의 과산화수소수의 액막이 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 린스액의 액막으로 치환된다. 이로써, 기판 (W) 상면의 전역에 있어서 과산화수소수가 씻겨 나간다. 그리고, 린스액 밸브 (140) 가 개방되고 나서 소정 시간이 경과하면, 제어 장치 (103) 는 린스액 밸브 (140) 를 폐쇄하여, 린스액 노즐 (138) 로부터의 린스액의 토출을 정지시킨다.
린스액의 토출 개시로부터 소정 시간이 경과하면, 이어서, SC1 을 기판 (W) 에 공급하는 SC1 공급 공정 (도 12 의 스텝 S28) 이 실행된다. 구체적으로는, 제어 장치 (103) 는 제 5 노즐 이동 장치 (135) 를 제어함으로써, SC1 노즐 (133) 을 퇴피 위치로부터 처리 위치로 이동시킨다. 제어 장치 (103) 는 SC1 노즐 (133) 이 기판 (W) 의 상방에 배치된 후, SC1 밸브 (137) 를 개방하여, 회전 상태의 기판 (W) 의 상면을 향하여 SC1 을 SC1 노즐 (133) 에 토출시킨다. 제어 장치 (103) 는, 이 상태에서 제 5 노즐 이동 장치 (135) 를 제어함으로써, 기판 (W) 의 상면에 대한 SC1 의 착액 위치를 중앙부와 주연부 사이에서 이동시킨다. 그리고, SC1 밸브 (137) 가 개방되고 나서 소정 시간이 경과하면, 제어 장치 (103) 는 SC1 밸브 (137) 를 폐쇄하여 SC1 의 토출을 정지시킨다. 그 후, 제어 장치 (103) 는 제 5 노즐 이동 장치 (135) 를 제어함으로써, SC1 노즐 (133) 을 기판 (W) 의 상방으로부터 퇴피시킨다.
SC1 노즐 (133) 로부터 토출된 SC1 은, 기판 (W) 의 상면에 착액된 후, 원심력에 의해 기판 (W) 의 상면을 따라 외방으로 흐른다. 그 때문에, 기판 (W) 상의 린스액은, SC1 에 의해 외방으로 흘러가게 되어, 기판 (W) 의 주위에 배출된다. 이로써, 기판 (W) 상의 린스액의 액막이 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 SC1 의 액막으로 치환된다. 또한, 제어 장치 (103) 는, 기판 (W) 이 회전하고 있는 상태에서 기판 (W) 의 상면에 대한 SC1 의 착액 위치를 중앙부와 주연부 사이에서 이동시키므로, SC1 의 착액 위치가 기판 (W) 의 상면 전역을 통과하여 기판 (W) 의 상면 전역이 주사된다. 그 때문에, SC1 노즐 (133) 로부터 토출된 SC1 이 기판 (W) 의 상면 전역에 공급되어, 기판 (W) 의 상면 전역이 균일하게 처리된다.
다음으로, DIW 등의 린스액을 기판 (W) 에 공급하는 제 3 린스액 공급 공정 (도 12 의 스텝 S29) 이 실시된다. 구체적으로는, 제어 장치 (103) 는 린스액 밸브 (140) 를 개방하여, 회전 상태의 기판 (W) 상면의 중앙부를 향하여 린스액 노즐 (138) 로부터 린스액을 토출시킨다. 이로써, 기판 (W) 상의 SC1 이 린스액에 의해 외방으로 흘러가게 되어, 기판 (W) 의 주위에 배출된다. 그 때문에, 기판 (W) 상의 SC1 의 액막이 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 린스액의 액막으로 치환된다. 그리고, 린스액 밸브 (140) 가 개방되고 나서 소정 시간이 경과하면, 제어 장치 (103) 는 린스액 밸브 (140) 를 폐쇄하여 린스액의 토출을 정지시킨다.
다음으로, 기판 (W) 을 건조시키는 스핀 드라이 공정 (도 12 의 스텝 S30) 이 실시된다. 구체적으로는, 제어 장치 (103) 는 스핀 모터 (108) 를 제어함으로써, SPM 공급 공정 (도 12 의 스텝 S25) 으로부터 제 3 린스액 공급 공정 (도 12 의 스텝 S29) 까지의 회전 속도보다 큰 건조 회전 속도 (예를 들어 수천 rpm) 까지 기판 (W) 을 가속시켜, 건조 회전 속도로 기판 (W) 을 회전시킨다. 이로써, 큰 원심력이 기판 (W) 상의 액체에 가해져, 기판 (W) 에 부착되어 있는 액체가 기판 (W) 의 주위에 떨어진다. 이와 같이 하여, 기판 (W) 으로부터 액체가 제거되어, 기판 (W) 이 건조된다. 그리고, 기판 (W) 의 고속 회전이 개시되고 나서 소정 시간이 경과하면, 제어 장치 (103) 는 스핀 모터 (108) 를 제어함으로써, 스핀 척 (105) 에 의한 기판 (W) 의 회전을 정지시킨다 (도 12 의 스텝 S31).
다음으로, 챔버 (104) 내로부터 기판 (W) 이 반출된다 (도 12 의 스텝 S32). 구체적으로는, 제어 장치 (103) 는 모든 노즐 등이 스핀 척 (105) 의 상방으로부터 퇴피하고 있는 상태에서, 기판 반송 로봇 (CR1) 의 핸드를 챔버 (104) 의 내부로 진입시킨다. 그리고, 제어 장치 (103) 는 기판 반송 로봇 (CR1) 의 핸드에 스핀 척 (105) 상의 기판 (W) 을 유지시킨다. 그 후, 제어 장치 (103) 는 기판 반송 로봇 (CR1) 의 핸드를 챔버 (104) 내로부터 퇴피시킨다. 이로써, 처리가 끝난 기판 (W) 이 챔버 (104) 로부터 반출된다.
계속해서, 다음의 기판 (W) 을 처리하는 경우에는, 챔버 (104) 의 내부에 다음의 미처리 기판 (W) 이 반입된다. 그리고, 도 12 에 나타내는 처리예와 동등한 처리가 실행된다.
다음의 기판 (W) 에 대한 레지스트 제거 처리에 있어서의 SPM 공급 공정 (도 12 의 스텝 S25) 의 개시 시점에는, 도 13c 에 나타내는 바와 같이, 과산화수소수의 선단면은, 과산화수소수 배관 (124) 의 선단으로부터 크게 후퇴하고 있다. 한편, 황산의 선단면은 황산 배관 (117) 의 선단 (SPM 노즐 (112) 과 접속하는 위치) 에 위치하고 있다. 그 때문에, SPM 공급 공정 (도 12 의 스텝 S25) 에 있어서, 제어 장치 (103) 가, 도 13d 에 나타내는 바와 같이, 황산 밸브 (118) 및 과산화수소수 밸브 (125) 를 동시에 개방하면, SPM 노즐 (112) 에는, 과산화수소수 배관 (124) 으로부터의 과산화수소수보다 먼저 황산 배관 (117) 으로부터의 황산이 공급되고, 그 결과, 표면이 소수면인 기판 (W) 에 대해 SPM 노즐 (112) 의 토출구 (156) 로부터 황산이 선행하여 토출된다.
얼마 안 있어, 도 13e 에 나타내는 바와 같이, 과산화수소수 배관 (124) 으로부터의 과산화수소수가 SPM 노즐 (112) 에 공급되어, SPM 노즐 (112) 의 내부에서 황산과 과산화수소수가 혼합하게 되어, SPM 노즐 (112) 의 토출구 (156) 로부터 SPM 이 토출된다.
이상과 같이, 제 2 실시형태에 의하면, 기판 (W) 에 SPM 을 공급할 때에는, 황산이 황산 배관 (117) 의 내부를 유통하여 SPM 노즐 (112) 에 공급됨과 함께, 과산화수소수가 과산화수소수 배관 (124) 의 내부를 유통하여 SPM 노즐 (112) 에 공급된다. 그리고, SPM 노즐 (112) 로 생성된 SPM 이 기판 (W) 에 공급된다.
또, 기판 (W) 에 과산화수소수를 공급할 때에는, SPM 노즐 (112) 에 황산이 공급되지 않고, 과산화수소수만이 과산화수소수 배관 (124) 의 내부를 유통하여 SPM 노즐 (112) 에 공급된다. 그리고, 기판 (W) 에 과산화수소수가 공급된다.
과산화수소수의 공급 종료 후, 과산화수소수 배관 (124) 의 내부에 존재하고 있는 과산화수소수가 흡인된다. 이로써, 과산화수소수 배관 (124) 내로부터 전부 또는 일부의 과산화수소수가 배제되고, 그 결과, 과산화수소수 배관 (124) 내의 과산화수소수의 선단면이 후퇴한다.
과산화수소수 배관 (124) 내의 과산화수소수의 선단면이 후퇴하고 있으므로, 다음 회의 SPM 의 공급 개시에 있어서, SPM 에 선행하여 황산이 기판 (W) 에 공급된다. 이로써, 다음 회의 SPM 의 공급 개시시에 있어서, 과산화수소수의 선행 공급을 확실하게 방지할 수 있다. 따라서, SPM 의 소비량의 증대나 스루풋의 저하를 초래하지 않고, 과산화수소수의 기판 (W) 에 대한 선행 공급을 확실하게 방지할 수 있고, 그러므로, 에칭 처리의 결과 기판 (W) 의 표면이 소수성을 나타내는 경우에도, 기판 (W) 표면에 있어서의 파티클의 발생을 억제 또는 방지할 수 있다.
도 14 는 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 SPM 공급 장치 (206) 의 황산 배관 (117) 및 과산화수소수 배관 (124) 내의 상태를 설명하는 도이다.
제 3 실시형태에 있어서, 제 2 실시형태와 동등한 구성은 도 8 ∼ 도 13e 의 경우와 동일한 참조 부호를 부여하고, 설명을 생략한다.
SPM 공급 장치 (206) 는, SPM 을 토출하기 위한 SPM 노즐 (혼합액 노즐) (213) 과, 황산과 과산화수소수를 혼합시키기 위한 혼합부 (215) 와, 혼합부 (215) 와 SPM 노즐 (213) 사이에 접속된 SPM 공급 배관 (혼합액 공급 배관) (214) 을 포함한다.
황산 공급 유닛 (115) 및 과산화수소수 공급 유닛 (116) 은 각각 혼합부 (215) 에 접속되어 있다. 구체적으로는, 황산 배관 (117) 의 선단 및 과산화수소수 배관 (124) 의 선단이 각각 혼합부 (215) 에 접속되어 있다. 또한, 도 14 에서는 히터 (120) (도 9 참조) 의 도시를 생략하고 있지만, 황산 공급 유닛 (115) 은 히터 (120) 를 포함하는 구성이다.
이와 같은 SPM 공급 장치 (206) 를 구비하는 기판 처리 장치 (201) 에서는, 도 12 의 처리예와 동등한 레지스트 제거 처리가 실시된다. 레지스트 제거 처리에 있어서, 기판 처리 장치 (201) 의 특징적인 부분만을 설명한다.
SPM 공급 공정 (도 12 의 스텝 S25) 에서는, 제어 장치 (103) 는 황산 밸브 (118) 및 과산화수소수 밸브 (125) 를 개방한다. 이로써, 황산 배관 (117) 의 내부를 유통하는 황산이 혼합부 (215) 에 공급됨과 함께, 과산화수소수 배관 (124) 을 유통하는 과산화수소수가 혼합부 (215) 에 공급된다. 혼합부 (215) 에 있어서 황산과 과산화수소수가 혼합되어, 고온 (예를 들어, 160 ℃) 의 SPM 이 생성되고, 그 SPM 이 SPM 공급 배관 (214) 의 내부를 지나 SPM 노즐 (213) 에 부여되어, SPM 노즐 (213) 로부터 토출된다. SPM 노즐 (213) 로부터의 SPM 은 기판 (W) 의 상면에 공급된다.
과산화수소수 공급 공정 (도 12 의 스텝 S26) 에서는, 제어 장치 (103) 는, 황산 밸브 (118) 를 폐쇄한 상태로 유지하면서 과산화수소수 밸브 (125) 를 개방한다. 이로써, 황산 배관 (117) 의 내부를 황산이 유통하지 않고, 과산화수소수만이 과산화수소수 배관 (124) 의 내부를 유통하여 혼합부 (215) 에 공급된다. 혼합부 (215) 에 공급된 과산화수소수는, SPM 공급 배관 (214) 의 내부를 지나 SPM 노즐 (213) 에 부여되어, SPM 노즐 (213) 로부터 토출된다. SPM 노즐 (213) 로부터의 과산화수소수는 기판 (W) 의 상면에 공급된다.
과산화수소수 공급 공정 (도 12 의 스텝 S26) 의 종료 후 (SPM 노즐 (213) 로부터의 과산화수소수의 토출 정지 후), SPM 공급 배관 (214) 의 내부 및 과산화수소수 배관 (124) 의 내부에 존재하는 과산화수소수가 흡인된다. 구체적으로는, 제어 장치 (103) 는, 과산화수소수 밸브 (125) 를 폐쇄한 상태로 유지하면서 과산화수소수 흡인 밸브 (128) 를 개방한다. 이로써, 항상 작동 상태로 되어 있는 흡인 장치 (123) 의 기능이 유효화되어, SPM 공급 배관 (214) 의 내부에 존재하는 과산화수소수 및 과산화수소수 밸브 (125) 보다 하류측의 과산화수소수 배관 (124) 의 내부에 존재하는 과산화수소수가, 과산화수소수 흡인 배관 (127) 을 개재하여 흡인 장치 (123) 에 의해 흡인된다. 흡인 장치 (123) 에 의한 과산화수소수 배관 (124) 의 내부의 흡인에 의해, SPM 공급 배관 (214) 의 내부에 존재하는 모든 과산화수소수 및 과산화수소수 배관 (124) 내부에 존재하는 일부의 과산화수소수가 배제되어, 과산화수소수의 선단면이 과산화수소수 배관 (124) 의 도중부까지 크게 후퇴한다. 제어 장치 (103) 는 소정의 시간이 경과한 후에 과산화수소수 흡인 밸브 (128) 를 폐쇄하고, 이로써, 과산화수소수 배관 (124) 의 내부 및 SPM 공급 배관 (214) 의 내부의 흡인이 종료한다.
다음의 기판 (W) 에 대한 레지스트 제거 처리에 있어서의 SPM 공급 공정 (도 12 의 스텝 S25) 의 개시 시점에는 과산화수소수의 선단면은 과산화수소수 배관 (124) 의 도중부까지 크게 후퇴하고 있지만, 황산의 선단면이 황산 배관 (117) 의 선단에 위치하고 있다. 그 때문에, SPM 공급 공정 (도 12 의 스텝 S25) 에 있어서, 제어 장치 (103) 가 황산 밸브 (118) 및 과산화수소수 밸브 (125) 를 동시에 개방하면, 혼합부 (215) 에는, 과산화수소수 배관 (124) 으로부터의 과산화수소수보다 먼저 황산 배관 (117) 으로부터의 황산이 공급되고, 그 결과, SPM 노즐 (213) 로부터 SPM 에 선행하여 황산이 토출된다.
이로써, 제 2 실시형태의 경우와 동등한 작용 효과를 발휘한다.
제 2 및 제 3 실시형태에 관련된 발명의 효과를 보다 분명히 하기 위해, 도 15a ∼ 도 15d 를 사용하여, 다른 형태에 관련된 기판 처리 장치 (401) 의 SPM 공급 방법에 대해 설명한다.
도 15a ∼ 도 15d 는 다른 형태에 관련된 기판 처리 장치 (401) 에 있어서, 기판에 SPM 을 공급하기 위한 구성의 일례를 나타내는 도해적인 도이다. 레지스트 제거 처리를 실시하기 위한 기판 처리 장치 (401) 는, SPM 을 토출하기 위한 SPM 노즐 (403) 과, 황산 (H2SO4) 과 과산화수소수 (H2O2) 를 혼합시키기 위한 혼합부 (405) 와, 혼합부 (405) 와 SPM 노즐 (403) 사이에 접속된 SPM 공급 배관 (404) 을 포함한다. 혼합부 (405) 에는, 황산 공급원 (도시되지 않음) 으로부터 황산이 공급되는 황산 배관 (406) 과, 과산화수소수 공급원 (도시되지 않음) 으로부터 과산화수소수가 공급되는 과산화수소수 배관 (408) 이 각각 접속되어 있다. 황산 배관 (406) 및 과산화수소수 배관 (408) 의 도중부에는 각각 황산 밸브 (407) 및 과산화수소수 밸브 (409) 가 개장되어 있다.
이와 같은 기판 처리 장치 (401) 에 의한 레지스트 제거 처리에서는, 기판의 표면에 SPM 을 공급하는 SPM 공급 공정이 실행되고, SPM 공급 공정에 계속해서, 기판의 표면에 과산화수소수를 공급하는 과산화수소수 공급 공정이 실행된다.
SPM 공급 공정에서는, 도 15a 에 나타내는 바와 같이, 황산 밸브 (407) 및 과산화수소수 밸브 (409) 가 동시에 개방된다. 이로써, 황산 배관 (406) 의 내부를 유통하는 황산이 혼합부 (405) 에 공급됨과 함께, 과산화수소수 배관 (408) 을 유통하는 과산화수소수가 혼합부 (405) 에 공급된다. 혼합부 (405) 에 있어서 황산과 과산화수소수가 혼합되어 SPM 이 생성되고, 그 SPM 이 SPM 공급 배관 (404) 의 내부를 지나 SPM 노즐 (403) 에 부여되어, SPM 노즐 (403) 로부터 토출된다. SPM 노즐 (403) 로부터의 SPM 은 기판의 상면에 공급된다.
한편, 과산화수소수 공급 공정에서는, 도 15b 에 나타내는 바와 같이, 황산 밸브 (407) 를 폐쇄한 상태로 유지되면서 과산화수소수 밸브 (409) 가 개방된다. 이로써, 황산 배관 (406) 의 내부를 황산이 유통하지 않고, 과산화수소수만이 과산화수소수 배관 (408) 의 내부를 유통하여 혼합부 (405) 에 공급된다. 혼합부 (405) 에 공급된 과산화수소수는, SPM 공급 배관 (404) 의 내부를 지나 SPM 노즐 (403) 에 부여되어, SPM 노즐 (403) 로부터 토출된다. SPM 노즐 (403) 로부터의 과산화수소수는 기판의 상면에 공급된다.
SPM 노즐 (403) 로부터의 과산화수소수의 토출 정지 후, SPM 의 선단면은 SPM 공급 배관 (404) 의 선단 부근에 위치한다. 또, 도 15c 에 파선으로 나타내는 바와 같이, SPM 공급 배관 (404) 의 도중부의 분기 위치 (404A) 로부터 SPM 흡인 배관 (410) 을 분기하고, 이 SPM 흡인 배관 (410) 에 흡인 밸브 (411) 를 개재하여 흡인 장치 (412) 를 접속시키는 경우에는, SPM 노즐 (403) 로부터의 과산화수소수의 토출의 정지 후에, 흡인 밸브 (411) 가 개방되어, 분기 위치 (404A) 보다 하류측의 SPM 공급 배관 (404) 내의 SPM 이 흡인된다. SPM 의 흡인은, SPM 의 선단면이 SPM 공급 배관 (404) 의 도중부에 있는 소정의 대기 위치로 후퇴할 때까지 실시된다.
*이와 같이, 다음의 기판 (W) 에 대한 레지스트 제거 처리에 있어서의 SPM 공급의 개시 시점에서는, SPM 공급 배관 (404) 의 내부에 과산화수소수가 잔존하고 있다. 그 때문에, SPM 공급을 위해 황산 밸브 (407) 및 과산화수소수 밸브 (409) 가 개방되어, 혼합부 (405) 로부터 SPM 이 SPM 공급 배관 (404) 에 공급되면, 도 15d 에 나타내는 바와 같이, SPM 공급 배관 (404) 에 잔존하고 있는 과산화수소수가 SPM 보다 먼저 SPM 노즐 (403) 에 공급되고, 그 결과, SPM 노즐 (403) 로부터 SPM 에 선행하여 과산화수소수가 토출된다.
그런데, 레지스트 제거 처리에 앞서, 기판의 표면으로부터 실리콘 산화막 등을 제거하기 위해, 기판에 웨트 에칭을 실시하는 경우가 있다. 이 웨트 에칭은, 기판의 표면에 불산 (HF) 을 공급하는 처리이다. 이 경우, 웨트 에칭 후의 기판의 표면은 소수성 (예를 들어 접촉각이 90 도 이상) 을 나타내게 된다. 웨트 에칭 (HF 처리) 에 계속해서, SPM 의 공급이 실시된다.
그러나, 기판의 표면이 소수성을 나타내고 있는 경우, SPM 에 선행하여 과산화수소수가 기판의 표면에 공급되면, 기판 표면에 있어서의 과산화수소수의 접촉각이 커진다. 그 때문에, SPM 이 액막상으로 확산되지 않고, 액적상을 이루게 된다. SPM 이 액적상을 이루고 있으면, SPM 과 기판 표면의 기액 계면이 증대된다. 그 결과, 일련의 처리 후의 기판의 표면에 파티클이 발생할 우려가 있다.
과산화수소수의 선행 토출을 회피하기 위하여, SPM 의 공급에 앞서, SPM 공급 배관 (404) 의 내부의 과산화수소수를 배출하는 프리디스펜스를 실시하는 것도 생각할 수 있다. 그러나, 프리디스펜스의 실행을 위해서는, 통상적으로 SPM 노즐 (403) 을 일단 홈 포지션으로 되돌릴 필요가 있으므로, SPM 노즐 (403) 의 이동시간이나 배액을 위한 동작 시간을 필요로 하고, 그 결과, 장치의 스루풋이 저하될 우려가 있었다. 또, 프리디스펜스에 의해 배출된 과산화수소수는 통상적으로 배액되어 있고, 본래 배액할 필요가 없는 과산화수소수를 배액한 결과, 과산화수소수의 소비량이 증대된다는 문제도 있었다.
이것에 대해, 제 2 및 제 3 실시형태에서는, 다음 회의 SPM 의 공급 개시에 있어서, SPM 에 선행하여 황산이 기판 (W) 에 공급된다. 이로써, 다음 회의 SPM 의 공급 개시시에 있어서, 과산화수소수의 선행 공급을 확실하게 방지할 수 있다. 따라서, SPM 의 소비량의 증대나 스루풋의 저하를 초래하지 않고, 과산화수소수의 기판 (W) 에 대한 선행 공급을 확실하게 방지할 수 있고, 그러므로, 에칭 처리의 결과 기판 (W) 의 표면이 소수성을 나타내는 경우에도, 기판 (W) 표면에 있어서의 파티클의 발생을 억제 또는 방지할 수 있다.
이상, 본 발명의 3 개의 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 다른 형태로 실시할 수도 있다.
예를 들어, 상기 서술한 실시형태에서는, SPM 공급 공정 전에 적외선 히터 (58) 에 의해 기판 (W) 을 가열하는 경우에 대해 설명했지만, 가열 공정이 생략되어도 된다.
또, 상기 서술한 제 1 실시형태에서는, 제전액의 일례인 탄산수를 SPM 공급 공정 전에 기판 (W) 에 공급하는 경우에 대해 설명했지만, 제전액 공급 공정이 생략되어도 된다. 이 경우, 도 16 에 나타내는 변형 처리예와 같이, 제전액 공급 공정에 더하여, SPM 공급 공정 전에 제전액을 기판 (W) 으로부터 제거하는 제 1 과산화수소수 공급 공정이 생략되어도 된다.
또, 제 3 실시형태의 구성을 제 1 실시형태에 조합한 구성으로 해도 된다. 구체적으로는, 도 2 에 2 점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 황산 배관 (18) 에 있어서, 혼합 밸브 (16) 와 황산 밸브 (19) 사이의 분기 위치 (23A) 에는, 황산 배관 (18) 내의 황산을 흡인하기 위한 황산 흡인 배관 (71) 의 일단이 분기 접속되어 있어도 된다. 황산 흡인 배관 (71) 에는 황산 흡인 밸브 (72) 가 개장되어 있고, 황산 흡인 배관 (71) 의 타단이 흡인 장치 (73) 에 접속되어 있다. 흡인 장치 (73) 는 항상 작동 상태로 되어 있고, 황산 흡인 밸브 (72) 가 개방되면, 황산 흡인 배관 (71) 의 내부가 배기되어, 황산 밸브 (19) 보다 하류측의 황산 흡인 배관 (71) 의 내부의 황산이 황산 흡인 배관 (71) 을 개재하여 흡인 장치 (73) 에 의해 흡인된다.
또, 도 2 에 2 점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 과산화수소수 배관 (23) 에 있어서 혼합 밸브 (16) 와 과산화수소수 밸브 (24) 사이의 분기 위치 (23A) 에는, 과산화수소수 배관 (23) 내의 과산화수소수를 흡인하기 위한 과산화수소수 흡인 배관 (74) 의 일단이 분기 접속되어 있다. 과산화수소수 흡인 배관 (74) 에는 과산화수소수 흡인 밸브 (75) 가 개장되어 있고, 과산화수소수 흡인 배관 (74) 의 타단이 흡인 장치 (73) 에 접속되어 있다. 과산화수소수 흡인 밸브 (75) 가 개방되면, 과산화수소수 흡인 배관 (74) 의 내부가 배기되어, 과산화수소수 밸브 (24) 보다 하류측의 과산화수소수 배관 (23) 의 내부에 존재하는 과산화수소수가, 과산화수소수 흡인 배관 (74) 을 개재하여 흡인 장치 (73) 에 의해 흡인된다. 이 실시형태에서는, 흡인 장치 (73), 과산화수소수 흡인 배관 (74) 및 과산화수소수 흡인 밸브 (75) 에 의해 흡인 유닛이 구성되어 있다. 황산을 흡인하기 위한 흡인 장치 (73) 와, 과산화수소수를 흡인하기 위한 흡인 장치가 개별적으로 형성되어 있어도 된다.
제 3 실시형태를 제 1 실시형태에 조합한 구성에 있어서, 도 16 에 나타내는 변형 처리예를 실행하는 경우를 생각한다. 이 때, 과산화수소수 공급 공정 (도 16 의 스텝 S7) 의 종료 후, 제 1 약액 배관 (14) 의 내부 및 과산화수소수 배관 (23) 의 내부에 존재하는 과산화수소수가 흡인된다. 구체적으로는, 제어 장치 (3) 는 과산화수소수 밸브 (24) 를 폐쇄한 상태로 유지하면서 과산화수소수 흡인 밸브 (75) 를 개방한다. 이로써, 항상 작동 상태로 되어 있는 흡인 장치 (73) 의 기능이 유효화되어, 제 1 약액 배관 (14) 의 내부에 존재하는 과산화수소수 및 과산화수소수 밸브 (24) 보다 하류측의 과산화수소수 배관 (23) 의 내부에 존재하는 과산화수소수가, 과산화수소수 흡인 배관 (74) 을 개재하여 흡인 장치 (73) 에 의해 흡인된다. 이로써, 제 1 약액 배관 (14) 의 내부에 존재하는 모든 과산화수소수 및 과산화수소수 배관 (23) 의 내부에 존재하는 일부의 과산화수소수가 배제되어, 과산화수소수의 선단면이 과산화수소수 배관 (23) 의 도중부까지 크게 후퇴한다. 소정의 시간이 경과한 후에, 제어 장치 (3) 는 과산화수소수 흡인 밸브 (75) 를 폐쇄하고, 이로써, 과산화수소수 배관 (23) 의 내부 및 제 1 약액 배관 (14) 의 내부의 흡인이 종료한다.
다음의 기판 (W) 에 대한 처리 (도 16 의 처리예) 에 있어서의 SPM 공급 공정 (도 16 의 스텝 S5) 의 개시 시점에는 과산화수소수의 선단면은, 과산화수소수 배관 (23) 의 도중부까지 크게 후퇴하고 있지만, 황산의 선단면이 황산 배관 (18) 의 선단에 위치하고 있다. 그 때문에, SPM 공급 공정 (도 16 의 스텝 S5) 에 있어서, 제어 장치 (3) 가 황산 밸브 (19) 및 과산화수소수 밸브 (24) 를 동시에 개방하면, 혼합 밸브 (16) 에는 과산화수소수 배관 (23) 으로부터의 과산화수소수보다 먼저 황산 배관 (18) 으로부터의 황산이 공급되고, 그 결과, 제 1 약액 노즐 (11) 로부터 SPM 에 선행하여 황산이 토출된다. 이로써, 제 1 실시형태의 작용 효과에 더하여, 제 3 실시형태의 작용 효과를 발휘한다.
또, 제 2 실시형태를 제 1 실시형태에 조합한 구성에 있어서, 도 16 에 나타내는 변형 처리예를 실행해도 된다. 이 경우, 도 13a ∼ 도 13e 에 나타낸 밸브 개폐 동작과 동등한 밸브 개폐가 제어 장치 (3) 에 의해 실시된다. 이로써, 제 1 실시형태의 작용 효과에 더하여, 제 2 실시형태의 작용 효과를 발휘한다.
또, 상기 서술한 제 1 실시형태에서는, SPM 및 과산화수소수가 공통의 노즐 (제 1 약액 노즐 (11)) 로부터 토출되는 경우에 대해 설명했지만, SPM 및 과산화수소수는 다른 노즐로부터 토출되어도 된다.
또, 상기 서술한 제 1 실시형태에서는, 적외선 히터 (58) 에 의한 기판 (W) 의 가열이 정지되어 있는 상태에서, SPM 이 기판 (W) 에 공급되는 경우에 대해 설명했지만, SPM 이 기판 (W) 에 유지되어 있는 상태에서, 기판 (W) 이 적외선 히터 (58) 에 의해 가열되어도 된다. 또, 기판 (W) 을 가열하는 가열 장치는, 적외선 히터 (58) 에 한정되지 않고, 전열선을 구비하는 전열기여도 된다.
또, 상기 서술한 제 1 실시형태에서는, 제 1 약액 노즐 (11) 에 SPM 을 토출시키면서, 기판 (W) 의 상면 전역을 SPM 의 액막으로 덮는 경우에 대해 설명했지만, 제어 장치 (3) 는 황산 및 과산화수소수의 혼합비가 박리 혼합비에 도달한 후, 기판 (W) 을 저속 회전 속도 (예를 들어 1 ∼ 30 rpm) 로 회전시키거나, 혹은 기판 (W) 의 회전을 정지시킴과 함께, 제 1 약액 노즐 (11) 로부터의 SPM 의 토출을 정지시킴으로써, SPM 의 토출이 정지된 상태에서, 기판 (W) 의 상면 전역을 덮는 SPM 의 액막을 기판 (W) 상에 유지시켜도 된다.
또, 상기 서술한 제 1 실시형태에서는, 적외선 히터 (58) 에 의한 기판 (W) 등의 가열이 정지되어 있는 상태에서, SPM 공급 공정 (도 5 의 스텝 S5) 에 있어서의 SPM 의 토출이 개시되는 경우에 대해 설명했지만, SPM 공급 공정의 도중에 적외선 히터 (58) 에 의한 기판 (W) 등의 가열이 개시 (재개) 되어도 된다. 구체적으로는, SPM 공급 공정의 초기는 SPM 의 온도가 비교적 낮지만, 그 후 SPM 의 온도가 상승하므로, 예를 들어 SPM 공급 공정의 후반부터 적외선 히터 (58) 에 의한 기판 (W) 등의 가열이 개시되어도 된다.
또, 상기 서술한 제 1 실시형태에서는, 스핀 척 (5) 이 복수의 척 핀 (8) 을 구비하는 협지식의 척인 경우에 대해 설명했지만, 스핀 척 (5) 은, 스핀 베이스 (7) (흡착 베이스) 의 상면에 기판 (W) 의 하면 (이면) 을 흡착시키는 버큠식의 척이어도 된다.
또, 상기 서술한 제 1 실시형태에서는, 제 1 약액 노즐 (11) 및 제 2 약액 노즐 (29) 이 다른 노즐 아암에 장착되어 있는 경우에 대해 설명했지만, 공통의 노즐 아암에 장착되어 있어도 된다. 동일하게, 적외선 히터 (58) 는, 제 1 약액 노즐 (11) 등의 처리액을 토출하는 처리액 노즐과 공통의 아암에 장착되어 있어도 된다. 또, 제 1 린스액 노즐 (36) 및 제 2 린스액 노즐 (37) 이 공통의 노즐 아암에 장착되어 있는 경우에 대해 설명했지만, 다른 노즐 아암에 장착되어 있어도 된다.
또, 상기 서술한 제 2 및 제 3 실시형태에서는, 기판 (W) 에 대한 SPM 의 공급 후에, 과산화수소수 배관 (124) 내만을 흡인하는 경우를 예로 들었지만, 과산화수소수 배관 (124) 의 내부뿐만 아니라, 황산 배관 (117) 내도 아울러 흡인해도 된다. 이 경우, 구체적으로는, 제어 장치 (103) 는 황산 밸브 (118) 를 폐쇄한 상태로 유지하면서, 황산 흡인 밸브 (122) 를 개방한다. 이로써, 항상 작동 상태로 되어 있는 흡인 장치 (123) 의 기능이 유효화되어, 황산 밸브 (118) 보다 하류측의 황산 배관 (117) 의 내부에 존재하는 황산이, 황산 흡인 배관 (121) 을 개재하여 흡인 장치 (123) 에 의해 흡인된다. 이 때, 황산 배관 (117) 의 내부의 흡인에 의해 황산의 선단면이 황산 배관 (117) 의 선단으로부터 크게 후퇴하지만, 황산의 선단면의 황산 배관 (117) 의 선단으로부터의 후퇴 거리가 상기 서술한 과산화수소수의 선단면의 과산화수소수 배관 (124) 의 선단으로부터의 후퇴 거리보다 짧아지도록 황산 흡인 밸브 (122) 의 개방 시간이 설정되어 있을 필요가 있고, 이 경우에 있어서, 다음 회의 SPM 공급 공정 (도 12 의 스텝 S25) 의 개시시에 기판 (W) 에 SPM 에 선행하여 황산이 공급된다.
또, 상기 서술한 제 2 및 제 3 실시형태에서는, 에칭액 공급 공정시에 기판 (W) 에 공급되는 에칭액으로서 불산 (HF) 을 예시했지만, 그 밖의 에칭액으로서, 불질산 (불산과 질산 (HNO3) 의 혼합액), 버퍼드불산 (BHF), 불화암모늄, HFEG (불산과 에틸렌글리콜의 혼합액) 등을 사용할 수도 있다. 이들을 에칭액으로서 사용하는 경우, 에칭 처리 후의 기판 (W) 의 표면이 소수성을 나타내게 된다.
또, 상기 서술한 제 2 및 제 3 실시형태에서는, SPM 공급 장치 (106, 206) 로부터의 SPM 을 레지스트 제거를 위해서 사용하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 산화막 제거 후의 폴리머 제거 등의 세정을 위해서 사용할 수도 있다.
또, 상기 서술한 각 실시형태에서는, 기판 처리 장치 (1, 101, 201) 가 원판상의 기판 (W) 을 처리하는 장치인 경우에 대해 설명했지만, 기판 처리 장치 (1, 101, 201) 는, 액정 표시 장치용 기판 등의 다각형의 기판 (W) 을 처리하는 장치여도 된다.
본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명해 왔지만, 이들은 본 발명의 기술적 내용을 분명히 하기 위해서 사용된 구체예에 지나지 않고, 본 발명은 이들 구체예에 한정되어 해석되어야 하는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구의 범위에 의해서만 한정된다.
본 출원은, 2013년 10월 24일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허출원 2013-221489호, 및 2013년 12월 4일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허출원 2013-251192호에 각각 대응하고 있고, 이들 출원의 전체 개시는 여기에 인용에 의해 받아들여지는 것으로 한다.

Claims (11)

  1. 소수성을 나타내는 기판을, 황산 과산화수소수 혼합액을 사용하여 처리하기 위한 기판 처리 장치로서,
    혼합부와,
    상기 혼합부에 접속된 황산 배관을 갖고, 상기 황산 배관을 통하여 상기 혼합부에 황산을 공급하는 황산 공급 유닛과,
    상기 혼합부에 접속된 과산화수소수 배관을 갖고, 상기 과산화수소수 배관을 통하여 상기 혼합부에 과산화수소수를 공급하는 과산화수소수 공급 유닛과,
    상기 과산화수소수 배관에 접속되고, 당해 과산화수소수 배관의 내부를 흡인하기 위한 과산화수소수 흡인 배관을 갖고, 상기 과산화수소수 흡인 배관을 통하여 상기 과산화수소수 배관의 내부를 흡인하는 흡인 유닛을 포함하고,
    상기 혼합부는, 상기 황산 배관으로부터 공급되는 황산과 상기 과산화수소수 배관으로부터 공급되는 과산화수소수를 혼합하여 황산 과산화수소수 혼합액을 생성하는 것이고,
    상기 황산 공급 유닛, 상기 과산화수소수 공급 유닛 및 상기 흡인 유닛을 제어하여, 황산 배관을 통하여 황산을 상기 혼합부에 공급함과 함께 과산화수소수 배관을 통하여 과산화수소수를 상기 혼합부에 공급함으로써, 상기 혼합부에서 생성된 황산 과산화수소수 혼합액을 상기 기판에 공급하는 황산 과산화수소수 혼합액 공급 공정과, 상기 황산 과산화수소수 혼합액 공급 공정의 실행 종료 후, 상기 과산화수소수 배관을 통하여 과산화수소수를 상기 혼합부에 공급함으로써 과산화수소수를 상기 기판에 공급하는 과산화수소수 공급 공정과, 상기 과산화수소수 공급 공정의 실행 종료 후, 상기 과산화수소수 배관의 내부를 흡인하는 흡인 공정을 실행하는 제어 유닛을 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡인 유닛이, 상기 혼합부의 상류측으로부터 상기 과산화수소수 배관의 내부를 흡인하는 것으로,
    상기 제어 유닛이, 상기 흡인 공정에 있어서, 상기 흡인 유닛에 의해 상기 과산화수소수 배관의 내부 및 상기 혼합부의 내부를 흡인하는 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 유닛이, 당해 기판 다음의 기판에 대한 처리에 있어서, 황산 과산화수소수 혼합액의 공급에 선행하여 황산을 당해 다음의 기판에 공급하는 공정을 추가로 실행하는 기판 처리 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 유닛이, 상기 흡인 공정에 있어서 상기 과산화수소수 배관의 내부를 흡인시킴으로써, 상기 과산화수소수 배관 중의 과산화수소수의 선단면을, 상기 과산화수소수 배관의 하류단과의 사이의 거리가 상기 황산 배관 중의 황산의 선단면과 상기 황산 배관의 하류단 사이의 거리보다 커지도록 후퇴시키는 기판 처리 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합부는, 황산과 과산화수소수를 혼합하기 위한 혼합실과, 상기 혼합실에서 혼합되어 생성된 황산 과산화수소수 혼합액을 토출하기 위한 토출구를 갖는 혼합액 노즐을 포함하고, 상기 혼합실에 상기 과산화수소수 배관이 접속되어 있는 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 황산 과산화수소수 혼합액을 토출하기 위한 혼합액 노즐과,
    상기 혼합부와 상기 혼합액 노즐을 접속하여, 상기 혼합부에 의해 생성된 황산 과산화수소수 혼합액을, 상기 혼합액 노즐에 공급하는 혼합액 공급 배관을 포함하는 기판 처리 장치.
  7. 소수성을 나타내는 기판을, 황산 과산화수소수 혼합액을 사용하여 처리하기 위한 기판 처리 방법으로서,
    황산을 황산 배관을 통하여 혼합부에 공급함과 함께, 과산화수소수를 과산화수소수 배관을 통하여 상기 혼합부에 공급하고, 황산과 과산화수소수가 상기 혼합부에서 혼합되어 생성된 황산 과산화수소수 혼합액을 상기 기판에 공급하는 황산 과산화수소수 혼합액 공급 공정과,
    상기 황산 과산화수소수 혼합액 공급 공정의 실행 종료 후, 상기 과산화수소수 배관을 통하여 과산화수소수를 상기 혼합부에 공급함으로써 과산화수소수를 상기 기판에 공급하는 과산화수소수 공급 공정과,
    상기 과산화수소수 공급 공정의 실행 종료 후, 상기 과산화수소수 배관의 내부를 흡인하는 흡인 공정을 포함하는 기판 처리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 흡인 공정이, 상기 과산화수소수 배관의 내부 및 상기 혼합부의 내부를 흡인하는 공정을 포함하는 기판 처리 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    당해 기판 다음의 기판에 대한 처리에 있어서, 황산 과산화수소수 혼합액의 공급에 선행하여 황산을 당해 다음의 기판에 공급하는 공정을 추가로 포함하는 기판 처리 방법.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡인 공정이 상기 과산화수소수 배관의 내부를 흡인함으로써, 상기 과산화수소수 배관 중의 과산화수소수의 선단면을, 상기 과산화수소수 배관의 하류단과의 사이의 거리가 상기 황산 배관 중의 황산의 선단면과 상기 황산 배관의 하류단 사이의 거리보다 커지도록 후퇴시키는 기판 처리 방법.
  11. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 황산 과산화수소수 혼합액 공급 공정은, 상기 황산 배관을 개폐하기 위한 황산 밸브와, 상기 과산화수소수 배관을 개폐하기 위한 과산화수소수 밸브를 동시에 개성 (開成) 하는 밸브 동시 개성 공정을 포함하는 기판 처리 방법.
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