KR20170100431A - 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기판의 제조 방법 - Google Patents

기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기판의 제조 방법 Download PDF

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KR20170100431A
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Abstract

본 발명은 높은 처리 성능을 확보할 수 있는 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기판의 제조 방법을 제공한다.
실시형태에 따른 기판 처리 장치는, 기판을 지지하는 기판 지지부와, 상기 기판을 회전시키는 회전부와, 상기 기판의 표면에 처리액을 공급하는 처리액 공급부와, 상기 기판을 회전시키면서, 상기 처리액의 공급을 행하는 기판 처리가 한창일 때에, 처리를 계속하면서, 미리 설정된 타이밍에, 상기 처리액이 기판으로부터 배출되는 배액 속도를 변화시키는 배액 처리를 행하는, 제어부를 구비한다.

Description

기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기판의 제조 방법{SUBSTRATE TRETMENT APPARATUS, SUBSTRATE TRETMENT METHOD, AND METHOD FOR MANUFACTURING SUBSTRATE}
본 발명은 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체나 액정 패널 등의 제조 공정에 있어서, 웨이퍼나 액정 기판 등의 기판의 표면에 처리액을 공급하여 기판 표면을 처리하는 기판 처리 장치가 이용된다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 예컨대 처리액으로서 레지스트 박리액이나 세정액 등을 공급하여 에칭 처리나 세정 처리를 행한다. 이러한 기판 처리로서, 기판을 회전시키며, 그 기판 표면에 대향하는 노즐로부터 기판 표면에 처리액을 공급하고, 회전의 원심력으로 처리액을 기판 표면에 넓히는, 스핀식의 기판 처리가 알려져 있다. 이러한 기판 처리에 있어서, 기판 상에 공급된 처리액은, 처리 조건에 따른 속도로 배출되며, 순차 새로운 처리액이 공급된다. 일반적으로, 기판의 회전이나 처리액의 공급에 관한 각종 처리 조건은, 기판 처리의 균일성을 확보할 수 있는 조건으로 설정된다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 평성9-134872호 공보
이러한 스핀식의 기판 처리에 있어서, 처리 조건에 따라서는 기판 상에 처리액이 장시간 정체함으로써, 기판 상의 처리액에 파티클이 석출되는 등, 처리액에 굄이 발생하는 경우가 있다. 처리액에 굄이 발생하면, 예컨대 에칭 레이트나 레지스트 제거 성능, 세정 능력 등의 처리 성능이 저하한다. 이 때문에, 높은 처리 성능을 확보할 수 있는 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기판의 제조 방법이 요구되고 있다.
본 발명의 일형태에 따른 기판 처리 장치는, 기판을 지지하는 기판 지지부와, 상기 기판을 회전시키는 회전부와, 상기 기판의 표면에 처리액을 공급하는 처리액 공급부와, 상기 기판을 회전시키면서, 상기 처리액의 공급을 행하는 기판 처리가 한창일 때에, 처리를 계속하면서, 미리 설정된 타이밍에, 상기 처리액이 기판으로부터 배출되는 배액 속도를 변화시키는 배액 처리를 행하는, 제어부를 구비한다.
본 발명의 다른 형태에 따른 기판 처리 방법은, 기판을 회전시키는 것과, 상기 기판의 표면에 처리액을 공급하는 것과, 상기 기판에 대향 배치된 히터에 의해 상기 기판을 가열하는 것과, 기판 처리가 한창일 때에, 미리 설정된 타이밍에, 처리를 계속하면서, 상기 회전의 회전 속도를 올리는 것, 상기 처리액의 공급량을 증가시키는 것 및 상기 기판과 상기 히터 사이의 간극을 좁히는 것 중 어느 하나 이상의 처리에 의해 상기 처리액이 기판 상으로부터 배출되는 배액 속도를 변화시키는 것을 포함하는 기판 처리 방법.
본 발명의 다른 형태에 따른 기판의 제조 방법은, 기판을 회전시키는 것과, 상기 기판의 표면에 처리액을 공급하는 것과, 상기 기판에 대향 배치된 히터에 의해 상기 기판을 가열하는 것과, 기판 처리가 한창일 때에, 미리 설정된 타이밍에, 처리를 계속하면서, 상기 회전의 회전 속도를 올리는 것, 상기 처리액의 공급량을 증가시키는 것 및 상기 기판과 상기 히터 사이의 간극을 좁히는 것 중 어느 하나 이상의 처리에 의해 상기 처리액이 기판 상으로부터 이동하는 배액 속도를 변화시키는 것을 포함한다.
실시형태에 따르면, 높은 처리 성능을 확보할 수 있는 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기판의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 구성을 나타내는 설명도이다.
도 2는 동기판 처리 장치에 있어서의 기판 처리의 흐름도이다.
도 3은 동기판 처리 장치에 따른 히터의 위치 변화를 나타내는 설명도이다.
도 4는 동기판 처리 장치에 있어서의 회전 속도의 시퀀스를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 히터의 위치의 시퀀스를 나타내는 그래프이다.
도 6은 동실시형태에 따른 히터의 위치 변화를 나타내는 설명도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 처리액 공급량의 시퀀스를 나타내는 그래프이다.
[제1 실시형태]
이하, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 대해서 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다. 도 1은 제1 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 구성을 나타내는 설명도이고, 도 2는 동기판 처리 장치에 있어서의 처리 흐름도이다. 도 3은 히터의 위치 변화를 나타내는 설명도이고, 도 4는 회전 속도의 시퀀스를 나타내는 그래프이다. 각 도면에 있어서 설명을 위해, 적절하게 구성을 확대, 축소 또는 생략하여 나타내고 있다.
도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치(1)는, 처리실을 구성하는 처리 챔버(10)와, 기판(W)을 회전 가능하게 지지하는 기판 지지부(20)와, 기판(W) 및 처리액(L1)을 가열하는 히터(30)와, 기판 상에 처리액을 공급하는 처리액 공급부(40)와, 배액을 받는 컵(50)과, 각 부의 동작을 제어하는 제어부(60)를 구비한다.
기판 지지부(20)는, 기판을 지지하는 지지 테이블(21)과, 지지 테이블(21)을 회전시키는 회전부로서의 회전 기구(22)를 구비하고 있다.
지지 테이블(21)은, 처리 챔버(10) 내에 마련되고, 그 상면에 수평인 배치면(21a)을 가지고 있다. 지지 테이블(21)의 배치면(21a)의 둘레 가장자리에는 예컨대 기판을 착탈 가능하게 고정하는 고정부(23)가 복수 마련되어 있다. 기판 지지부(20)는, 지지 테이블(21)의 배치면(21a) 상에 있어서, 웨이퍼나 액정 기판 등의 기판(W)을 수평 상태로 착탈 가능하게 지지한다.
회전 기구(22)는, 제어부(60)에 접속되고, 제어부(60)의 제어에 의해 지지 테이블(21)을 소정의 수평면 내에 있어서 원하는 회전 속도로 회전 구동시킨다. 따라서, 기판 지지부(20)는, 지지 테이블(21)의 회전 속도를 조정 가능하게 구성되어 있다.
히터(30)는, 히트 플레이트(31)와, 히트 플레이트(31)를 승강 이동시키는 승강 기구(32)를 구비한다. 히트 플레이트(31)는, 기판(W)의 표면(Wa)보다 큰 히트면(31a)을 갖는다. 히트 플레이트(31)는 히트면(31a)이 기판(W)의 표면(Wa)에 대향 배치되도록 승강 기구(31)에 의해 지지되어 있다. 히트 플레이트(31)는 제어부(60)에 접속되어, 온도 조정 가능하게 구성되어 있다. 히트 플레이트(31)의 주면의 면적은 기판(W)의 면적보다 크고, 평면에서 보았을 때에 기판(W)을 덮도록 원형을 나타낸다.
승강 기구(32)는, 제어부(60)에 접속되며, 제어부(60)의 제어에 의해 히트 플레이트(31)를 상하 방향으로 이동시켜, 소정의 위치에서 정지시킨다. 즉, 히터(30)는 히트 플레이트(31)의 상하 위치를 조정 가능하게 구성되어 있다. 따라서, 히트면(31a)과 기판(W)의 표면(Wa) 사이에 형성되는 갭 치수(G)가 조정 가능하게 구성되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 도 3에 나타내는 바와 같이, 히트 플레이트(31)는, 예컨대 갭 치수가 G1인 제1 위치와, 갭 치수가 G1보다 작은 G2인 제2 위치에 위치 부여되도록 이동할 수 있다.
예컨대 제1 위치는, 기판(W)의 상면인 표면(Wa)과, 히트면(31a)이 소정 거리 이격한 후퇴 위치이다. 제2 위치는, 예컨대 히트면(31a)과 기판(W)의 표면(Wa) 사이의 간극의 적어도 일부가 처리액(L1)으로 채워지는, 바꾸어 말하면 처리액(L1)의 적어도 일부가 히트면(31a)에 접촉하는, 처리 위치이다.
처리액 공급부(40)는, 지지 테이블(21)의 상방에 대향 배치된 노즐(41)과, 노즐에 접속된 공급 기구(42)를 구비한다. 공급 기구(42)는, 예컨대 노즐(41)에 보내지는 처리액(L1)을 저류하는 탱크(43)와, 처리액(L1)을 압송하는 동력원이 되는 펌프(44)와, 탱크(43)와 노즐(41)을 접속하는 유로(45)를 형성하는 배관과, 유로(45)를 개폐하는 개폐 밸브(46)를 구비한다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 처리액(L1)으로서, 예컨대 인산 수용액, 황산, 혹은 이들의 혼합액 등의 약액을 이용한다.
노즐(41)은 히트 플레이트(31)의 내부를 통하여 설치된다. 예컨대 노즐(41)의 선단은, 히트면(31a)의 중심 위치에 배치되며, 지지 테이블(21)의 중앙 부분의 상방에 개구하도록 대향 배치되어 있다. 이 때문에, 노즐(41)은 히트 플레이트(31)의 이동에 따라 승강 이동 가능하게 구성되어 있다.
공급 기구(42)에 마련된 펌프(44)나 개폐 밸브(46)는 제어부(60)에 접속되며, 공급 기구(42)의 동작을 제어 가능하게 구성되어 있다. 따라서, 처리액 공급부(40)는, 제어부(60)에 의해 처리액의 공급 타이밍이나 공급량을 조정 가능하게 구성되어 있다.
컵(50)은, 예컨대 원통 형상으로 구성되어 있다. 컵(50)은 기판(W)의 주위 및 하방을 덮어 설치되고, 기판(W)으로부터 흘러 떨어지는 배액을 받는다. 컵(50)에는, 괴인 배액을 외부에 배출하는 배출관(51)이 마련되어 있다.
제어부(60)는, 기판 처리 장치(1)의 각종 구동부를 제어하는 프로세서와, 각종 정보를 기억하는 메모리와, 각 요소를 구동시키는 구동 회로를 구비하고 있다.
제어부(60)는, 기판 처리 장치(1)의 회전 기구(22), 승강 기구(32) 및 공급 기구(42)에 접속되어 있다. 프로세서는, 각종 제어 프로그램이나 동작 조건 등의 정보에 기초하여, 기판 처리 장치의 각종의 기능을 실현하도록, 각 부의 동작을 제어한다. 프로세서는, 각종 동작 조건이나 제어 프로그램에 따라, 회전 기구(22), 승강 기구(32) 및 펌프(44)나 개폐 밸브(46) 등의 공급 기구(42)를 구동시킨다.
즉, 제어 프로그램에 기초한 제어 처리를 프로세서가 실행함으로써, 프로세서를 중추 부분으로 하는 제어부(60)는, 기판의 회전 동작, 히터의 승강 동작, 처리액의 공급 동작을 제어한다. 따라서, 제어부(60)는 회전 속도를 조정하는 회전 속도 조정부, 갭을 조정하는 갭 조정부 및 처리액의 공급량을 조정하는 액량 조정부로서 기능한다. 본 실시형태에 있어서 제어부(60)는, 회전 속도 조정에 의해, 처리액(L1)이 기판(W) 상으로부터 배출될 때의 처리액(L1)의 유속인 배액 속도를 올리는 배액 처리를 행하는, 배액부로서 기능한다. 본 발명에 있어서의 기판 처리는, 기판(W)의 중앙부와 주변부에 있어서 처리 레이트의 균일성이 얻어지는 처리를 행하는 통상 처리와, 배액 처리를 포함한다. 또한, 본 발명에 있어서의 배액 처리란, 기판 처리가 한창일 때에, 기판 처리를 계속하면서 통상 처리 시보다 배액 속도를 올리는 처리를 가리킨다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 실시형태에 따른 기판의 처리 방법 및 기판의 제조 방법에 대해서 설명한다. 여기서는, 기판의 처리 방법 및 기판의 제조 방법의 일례로서 기판(W) 상에 형성된 질화막에 대하여, 처리액(L1)인 인산 수용액을 공급하여 처리를 행하는 에칭 처리를 예시하여 설명한다. 또한, 석출되는 파티클을 실리카로서 설명한다. 또한, 본 발명에 있어서의 기판 처리란, 기판(W)의 일련의 처리(약액 세정, 린스 처리, 건조 처리) 중, 약액 세정 처리를 가리키는 것으로 한다.
대기 상태에 있어서, 히트 플레이트(31)는, 제1 위치로 후퇴하여, 히트면(31a)과 지지 테이블(21)이 충분히 이격되어 있다. 예컨대 대기 상태에 있어서의 갭 치수(G1)는 150 ㎜ 이상으로 설정된다. 대기 상태에 있어서, 지지 테이블(21)의 회전은 정지하고 있다.
먼저, 제어부(60)는, 기판 처리의 지시를 검출하면(ST1), 처리 대상이 되는 기판(W)을 셋트한다(ST2). 구체적으로는, 처리 대상의 기판(W)을, 처리 챔버(10) 내에 반입하여, 지지 테이블(21) 상에 배치한다. 그리고, 고정부(23)를 구동시켜 기판(W)을 고정한다.
다음에, 제어부(60)는, 회전 기구(22)를 구동시켜, 지지 테이블(21)을 소정의 제1 회전 속도(R1)로 회전시킨다(ST3). 제1 회전 속도(R1)는, 기판 처리의 균일성을 확보할 수 있는 회전 속도이며, 예컨대 300 rpm 이내로 설정된다. 본 실시형태에 있어서는 R1=150 rpm으로 한다.
제어부(60)는, 히터(30)를 구동시켜 히트 플레이트(31)의 온도를 소정의 온도로 설정한다. 또한, 제어부(60)는, 승강 기구(32)를 구동시켜, 히트 플레이트(31)를 하강시켜, 소정 위치에 셋트한다(ST4). 구체적으로는 히트 플레이트(31)를 제2 위치까지 하강시킨다. 제2 위치는 예컨대 갭 치수(G2)가 되는 처리 위치이다. 갭 치수(G2)는, 예컨대 갭(G)의 적어도 일부가, 기판(W)에 공급된 처리액(L1)으로 채워지는 치수로서, 예컨대 본 실시형태에 있어서는 갭 치수(G2)=1.5 ㎜로 설정된다.
또한, 제어부(60)는, 공급 기구(42)를 구동시켜, 처리액(L1)을 노즐(41)로부터 기판(W) 상에, 소정의 제1 유량(Q1)으로, 공급한다(ST5). 제1 유량(Q1)은, 기판(W)의 처리의 균일성이 얻어지는 유량으로서, 예컨대 본 실시형태에 있어서는 Q1=0.55 l/m로 설정된다.
또한, 제어부(60)는, 소정의 타이밍에, 기판(W) 상으로부터 처리액(L1)이 배출될 때의 유속, 즉 배액 속도(V)를 올려, 기판 처리가 한창일 때에 기판 처리를 행하면서 배액을 재촉하는 배액 처리를 행한다(ST6). 즉 제1 회전 속도(R1)로의 처리 후, 제2 회전 속도(R2)로의 처리를 행함으로써, 처리를 계속하면서, 배액 처리도 행할 수 있다. 구체적으로는, 정기적으로 회전 속도를 제2 회전 속도(R2)로 올림으로써, 원심력이 커지는 것을 이용하여 처리액(L1)이 기판(W)으로부터 배출되는 배액 속도(V)를 올린다. 예컨대 제2 회전 속도(R2)는 제1 회전 속도(R1)보다 크며, 300 rpm∼600 rpm의 범위로 설정된다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 배액 처리의 타이밍, 예컨대 배액 처리를 개시하는 타이밍은, 기판 처리의 시간에 있어서 처리액(L1)의 정체에 의해 굄이 발생하는 시간, 즉 파티클의 석출이 발생하는 시간에 기초하여 설정한다. 예컨대 파티클의 석출이 시작되는 것보다 짧은 일정 시간마다, 배액 처리를 행한다.
또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제1 회전 속도(R1)로 기판 처리(통상 처리)를 행하는 시간보다 제2 회전 속도(R2)로 배액 처리를 행하는 시간 쪽이 짧게 설정된다.
또한, 파티클은, 기판(W)을 처리하는 과정에서, 기판(W) 상에 고인 처리액(L1)에 석출되는 반응 생성물이나 처리 대상막 등이다. 기판(W) 상에 존재하는 처리액에는 처리 개시된 후부터 반응 생성물이나 처리 대상막이 용해되지만, 기판(W)의 처리 시간이 누적되면, 이미 반응 생성물이나 처리 대상막이 용해되고, 기판(W) 상에 존재하는 처리액(L1)에, 더욱 반응 생성물이나 처리 대상막이 완전히 용해되지 않아, 파티클로서 석출된다. 파티클의 예로서는, 인산 수용액에 의한 에칭 처리 중에, 기판(W) 상의 처리액(L1) 중에 석출되는 실리카 등의 반응 생성물이나, 황산에 의한 레지스트 제거 중에, 기판(W) 상의 처리액(L1) 중에 석출되는 레지스트 등의 처리 대상막의 잔사 등을 들 수 있다. 이들 파티클을 포함한 처리액(L1)이 기판(W) 상에 존재하면, 처리액(L)에 의한 기판(W) 상의 처리 대상막에 대한 반응 속도가 늦어지거나 기판(W)의 에칭의 처리 레이트가 늦어지거나 레지스트 제거 성능이 악화하는 원인이 될 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 30초마다, 1회씩, 각 회 5초의 배액 처리를 행한다. 이상 ST5∼ST6의 처리를, 기판 처리가 종료할 때까지 반복한다(ST7). 즉, 기판(W)은 기판 처리가 종료할 때까지 동일한 종류의 처리액인 처리액(L1)에 의해 기판 처리가 행해지고, 그 한창일 때에 미리 설정된 타이밍에 배액 처리를 행한다. 제어부(60)는 처리 개시로부터 미리 설정한 시간이 경과하였다면, 처리액(L1)의 공급을 정지하고 기판 처리를 종료시킨다(ST8). 다음에 적절하게 린스 처리가 행해진다.
또한, 반복의 셋트수는, 미리 처리 예정 시간(A)을 설정하고 있으면, 처리 예정 시간(A)을 기판 처리(통상 처리)와 배액 처리를 1셋트로 한 시간(T)으로 나눔으로써, 미리 처리 레시피로서 설정할 수 있다.
또한, 제1 회전 속도(R1)로 처리를 행하는 기판 처리(통상 처리)와, 제2 회전 속도(R2)로 처리를 행하는 배액 처리를 1셋트로 한 시간(T)의 N배가, 미리 설정한 처리 예정 시간(A)을 넘는 경우, 즉 처리 예정 시간(A)을 시간(T)으로 나누면 나머지가 생기는 경우, N셋트째의 기판 처리(통상 처리)의 시간을 조정하고, N셋트째의 배액 처리의 시간은 바꾸지 않는다. 예로서 통상 처리와 배액 처리를 각각 2회(2셋트) 반복하고, 3셋트째의 기판 처리의 시간을 5초로 하며 배액 처리의 시간을 5초로 한다. 이와 같이, 복수회 행해지는 배액 처리의 1회당의 시간은, 일정한 동일한 시간이다.
본 실시형태에 있어서, 처리 개시(t1)로부터 통상 처리로서 제1 회전 속도(R1)로 기판 처리를 예컨대 25초 행한다. 제1 회전 속도(R1)로의 처리 후, 배액 처리를 개시하고(t2), 제2 회전 속도(R2)로 처리를 행하여, 5초간 경과하면 제2 회전 속도(R2)로의 배액 처리를 종료한다(t3). 이 기판 처리(통상 처리)와 배액 처리를 1셋트로 하여, 처리 종료(t4)까지, 복수 셋트 반복한다. 반복하는 경우는, 배액 처리 종료 후에 제2 회전 속도(R2)로부터 제1 회전 속도(R1)로 감속시키고, 재차 제1 회전 속도(R1)로의 기판 처리(통상 처리)를 행한다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 도 4에 나타내는 바와 같이, 처리 종료의 직전에는 배액 처리를 행한다.
또한, 본 실시형태에 따른 기판 처리에 있어서, 처리액은 계속하여 공급을 계속하고 있다. 즉 배액 처리 동안도 처리액(L1)을 계속해서 공급하고 있다. 이에 의해, 기판 처리를 계속시킨 채로 배액 처리를 행할 수 있다.
본 실시형태에 따른 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기판의 제조 방법에 따르면, 이하와 같은 효과가 얻어진다. 즉, 기판 처리의 도중에, 회전 속도를 변화시키는 것, 예컨대 정기적으로 회전 속도를 올림으로써, 기판(W)으로부터 처리액(L1)이 이동하는 배액 속도를 올릴 수 있다. 따라서, 정기적으로 배액을 재촉하여, 새로운 처리액으로의 치환을 촉진시킬 수 있다. 이 때문에, 기판(W) 상의 처리액(L1)에 있어서, 예컨대 기판(W)의 처리 시간이 누적되어, 처리액(L1)에 기판(W) 상의 처리 대상막의 반응 생성물이 용해되는 것에 따른 파티클의 석출을 방지할 수 있다. 따라서, 파티클 석출에 의한 처리 레이트의 저하를 방지하며, 처리 효율의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 제1 회전 속도(R1)로의 기판 처리(통상 처리)를 행하는 시간보다 제2 회전 속도(R2)로의 배액 처리를 행하는 시간 쪽이 짧게 설정된다. 이에 의해, 제2 회전 속도에 있어서의 배액 처리로 정기적으로 파티클을 배출할 수 있어, 제1 회전 속도(R1)로 처리 레이트를 유지하면서 균일성이 얻어지는 처리를 행할 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 기판 처리를 위한 회전 기구(22)를 제어함으로써, 회전 속도를 정기적으로 올려 배액 처리를 실현하는 것으로 하였기 때문에, 새로운 기구를 도입하는 일없이, 기존의 설비를 이용하여 처리 효율의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 기판 처리의 종료 직전에 배액 촉진 처리를 행하는 것으로 하였기 때문에, 예컨대 다음 공정에서 처리액(L1)보다 온도가 낮은 세정수로서의 린스 처리를 행하여 온도가 저하하는 등 파티클이 석출되기 쉬운 경우에 있어도, 처리액의 치환을 재촉할 수 있어, 처리 효율의 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.
[제2 실시형태]
이하, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기판의 제조 방법에 대해서 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다. 도 5는 본 실시형태에 있어서의 히터의 위치의 시퀀스를 나타내는 그래프이고, 도 6은 히터의 위치 변화를 나타내는 설명도이다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 배액 처리로서, 기판(W)과 히트 플레이트(31)의 갭(G)을 변화시키는 처리를 행하지만, 이 외의 장치 구성 및 처리 순서는, 상기 제1 실시형태와 동일하기 때문에, 공통되는 설명을 생략한다.
본 실시형태에 있어서, 제어부(60)는, 기판 처리 중에, 배액 처리로서, 승강 기구(32)를 구동시킴으로써, 히트 플레이트(31)를 처리 위치로서 위치 부여한 제2 위치로부터 정기적으로 히트 플레이트(31)를 하강시켜, 제3 위치에 배치시킨다. 구체적으로는, 30초에 1회, 5초간, 제3 위치에 히트 플레이트(31)를 위치 부여하여 배액 처리를 행한다.
즉, 예컨대 도 5에 나타내는 바와 같이, 초기의 제1 위치로부터, 히트 플레이트(31)를 하강시켜 제2 위치에 위치 부여하고, 처리액을 공급하여 처리를 개시한다(t1). 그리고, 통상 처리로서 히트 플레이트(31)를 제2 위치에 배치한 상태로 기판 처리를 25초간 행한 후(t2), 히트 플레이트(31)를 제2 위치로부터 더욱 하강시켜 제3 위치로 이동한다(t2). 그리고, 히트 플레이트(31)를 제3 위치에 배치한 상태로 배액 처리를 5초간 행한다(t3). 이 기판 처리(통상 처리)와 배액 처리를 1셋트로 하여, 처리 종료(t4)까지, 복수 셋트 반복한다. 반복하는 경우는, 배액 처리 종료 후, 제3 위치로부터 제2 위치로 히트 플레이트(31)를 상승시키고, 재차 제2 위치에 위치 부여한 상태로 기판(W)의 처리를 행한다. 또한, 본 실시형태에 있어서도, 기판 처리의 종료(t4) 직전에는 배액 처리를 행한다. 또한, 도 5에 나타내는 바와 같이, 히트 플레이트(31)를 제2 위치에 위치 부여하여 기판 처리를 행하는 시간보다, 제3 위치에 위치 부여하여 배액 처리를 행하는 시간 쪽이 짧게 설정된다.
또한, 본 실시형태에 따른 기판 처리에 있어서, 처리액은 계속해서 공급하고 있다. 즉 배액 처리 동안도 처리액(L1)을 계속해서 공급하고 있다. 이에 의해, 기판 처리를 계속시킨 채로 배액 처리를 행할 수 있다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 제3 위치는, 히트면(31a)이 처리액(L1)의 적어도 일부에 접촉하고, 또한, 기판(W)의 표면(Wa)과 히트면(31a) 사이의 갭 치수 G3이 G2보다 작으며, 기판(W) 상으로부터 처리액(L1)의 배액이 재촉되는 배액 위치이다. 갭 치수(G3)는 예컨대 1.2 ㎜로 설정한다.
제어 프로그램에 기초한 제어 처리를 프로세서가 실행함으로써, 프로세서를 중추 부분으로 하는 제어부(60)는, 기판의 회전 동작, 히터의 승강 동작, 처리액의 공급 동작을 제어한다. 따라서, 제어부(60)는 회전 속도를 조정하는 회전 속도 조정부, 갭을 조정하는 갭 조정부 및 처리액의 공급량을 조정하는 액량 조정부로서 기능한다. 즉, 본 실시형태에 있어서, 제어부(60)는, 갭 조정에 의해 배액 속도를 올리는 배액 처리를 행하는 배액부로서 기능한다.
본 실시형태에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 및 기판 제조 방법에 따르면, 상기 제1 실시형태와 동일한 효과가 얻어진다. 즉, 기판 처리의 도중에, 정기적으로 갭(G)을 변화시키는 것, 예컨대 정기적으로 갭(G)을 좁힘으로써, 유로 단면적을 작게 하여, 기판으로부터 처리액이 이동하는 배액 속도를 올려, 배액을 재촉할 수 있다. 따라서, 기판 상의 처리액의 정체를 방지하고, 새로운 처리액에의 치환을 촉진할 수 있다. 이 때문에, 기판 상의 처리액에 있어서의 파티클의 석출로 처리 효율이 저하하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 히트 플레이트(31)를 제2 위치에 위치 부여하여 기판 처리(통상 처리)를 행하는 시간보다, 제3 위치에 위치 부여하여 배액 처리를 행하는 시간 쪽이 짧게 설정된다. 이에 의해, 제3 위치에 있어서의 배액 처리로 정기적으로 파티클을 배출할 수 있어, 제2 위치에서 처리 레이트를 유지하면서 균일성이 얻어지는 처리를 행할 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 히터(30)의 승강 기구를 이용하여 배액 처리를 실현하는 것으로 하였기 때문에, 새로운 기구를 도입하는 일없이, 기존의 설비를 이용하여 처리 효율의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 기판 처리의 종료 직전에 배액 촉진 처리를 행하는 것으로 하였기 때문에, 예컨대 다음 공정에서 온도가 저하하는 등 파티클이 석출되기 쉬운 경우에 있어도, 처리액의 치환을 재촉할 수 있어, 처리효율의 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.
[제3 실시형태]
이하, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기판의 제조 방법에 대해서 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7은 본 실시형태에 있어서의 처리액의 공급량의 시퀀스를 나타내는 그래프이다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 배액 처리로서, 정기적으로 처리액의 공급량을 증가시키는 처리를 행하지만, 이 외의 장치 구성 및 처리 순서는, 상기 제1 실시형태와 동일하기 때문에, 공통되는 설명을 생략한다.
본 실시형태에 있어서, 제어부(60)는, 기판 처리 중에, 배액 처리로서, 공급 기구(42)를 제어함으로써 정기적으로 처리액(L1)의 공급량을 증가시킨다. 구체적으로는, 기판 처리 개시로부터 소정의 유량(Q1)으로 처리액(L1)을 공급하며, 정기적으로 유량을 Q2로 증가시킨다. 예컨대 30초에 1회, 5초간, 배액 처리를 행한다.
예컨대 도 7에 나타내는 바와 같이, 처리 개시(t1)부터, 제1 유량(Q1)으로 처리액(L1)을 공급하는 기판 처리(통상 처리)를 25초간 행한 후(t2), 유량을 제2 유량(Q2)으로 전환하고, 제2 유량(Q2)으로 처리액(L1)을 공급하는 배액 처리를 5초간 행하기(t3)까지의 공정을 1셋트로 하여, 기판(W)의 처리가 종료(t4)할 때까지, 복수 셋트 반복해서 행한다. 반복하는 경우는, 배액 처리 종료 후, 유량을 Q2로부터 Q1로 감소시키고, 재차 유량(Q1)으로 처리액(L1)을 공급하여 기판(W)의 처리를 행한다. 그리고, 본 실시형태에 있어서도, 기판 처리의 종료 직전에 배액 처리를 행한다. 또한, 제1 유량(Q1)으로 처리액(L1)을 공급하는 기판 처리를 행하는 시간보다, 제2 유량(Q2)으로 처리액(L1)을 공급하는 배액 처리를 행하는 시간 쪽이 짧게 설정된다. 이에 의해, 제2 유량(Q2)으로 처리액(L1)을 공급하는 배액 처리로 정기적으로 파티클을 배출할 수 있어, 제1 유량(Q1)으로 처리액(L1)을 공급하여 처리 레이트를 유지하면서 균일성이 얻어지는 처리를 행할 수 있다.
제2 유량(Q2)은, Q1보다 크고, 처리액(L1)의 배액 속도를 올리는 것이 가능한 원하는 유량으로 설정된다. 예컨대 본 실시형태에 있어서는 Q1=0.55 l/m, Q2=0.65 l/m로 설정한다.
제어 프로그램에 기초한 제어 처리를 프로세서가 실행함으로써, 프로세서를 중추 부분으로 하는 제어부(60)는, 기판의 회전 동작, 히터의 승강 동작, 처리액의 공급 동작을 제어한다. 따라서, 제어부(60)는 회전 속도를 조정하는 회전 속도 조정부, 갭을 조정하는 갭 조정부 및 처리액의 공급량을 조정하는 액량 조정부로서 기능한다. 즉, 본 실시형태에 있어서, 제어부(60)는, 처리액의 공급량을 조정하는 액량 조정에 의해 배액 속도를 올리는 배액 처리를 행하는 배액부로서 기능한다.
본 실시형태에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 및 기판 제조 방법에 따르면, 상기 제1 실시형태와 동일한 효과가 얻어진다. 즉, 기판 처리의 도중에, 정기적으로 처리액(L1)의 유량을 증가시킴으로써, 기판(W)으로부터 처리액(L1)이 이동하는 배액 속도를 올려, 정기적으로 배액을 재촉할 수 있다. 따라서, 기판 상의 처리액의 정체를 방지하고, 새로운 처리액에의 치환을 촉진할 수 있다. 이 때문에, 기판 상의 처리액에 있어서의 파티클의 석출로 처리 효율이 저하하는 것을 방지할 수 있다.
제1 유량(Q1)으로 처리액(L1)을 공급하는 기판 처리(통상 처리)를 행하는 시간보다, 제2 유량(Q2)으로 처리액(L1)을 공급하는 배액 처리를 행하는 시간 쪽이 짧게 설정된다.
본 실시형태에 있어서는, 처리액의 공급 기구를 이용하여 배액 처리를 실현하는 것으로 하였기 때문에, 새로운 기구를 도입하는 일없이, 기존의 설비를 이용하여 처리 효율의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 기판 처리의 종료 직전에 배액 촉진 처리를 행하는 것으로 하였기 때문에, 예컨대 다음 공정에서 온도가 저하하는 등 파티클이 석출되기 쉬운 경우에 있어도, 처리액의 치환을 재촉할 수 있어, 처리 효율의 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따른 기판 처리에 있어서, 처리액은 계속해서 공급하고 있다. 즉 배액 처리 동안도 처리액(L1)을 계속해서 공급하고 있다. 이에 의해, 기판 처리를 계속시킨 채로 배액 처리를 행할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 각 실시형태 그 대로에 한정되는 것이 아니며, 실시 단계에서는 구성 요소를 변형하여 구체화할 수 있다.
예컨대 복수의 실시형태를 조합하여도 좋다. 즉, 소정의 타이밍에, 회전 속도를 올리는 것, 처리액의 유량을 증가시키는 것 및 기판과 상기 히터의 간격을 축소하는 것 중 어느 하나 이상의 처리를 적절하게 조합함으로써, 처리액이 기판 상으로부터 이동하는 배액 속도를 빠르게 하여도 좋다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 히트 플레이트(31)측을 이동시키는 예를 나타내었지만, 이것에 한정되는 것이 아니다. 예컨대 지지 테이블(21)을 승강시키는 승강 기구를 더 구비하고, 상대 거리를 조정할 때에, 히터의 승강 대신에, 혹은 히터의 승강에 더하여, 기판을 승강시켜도 좋다. 또한, 지지 테이블(21)의 회전에 더하여, 히트 플레이트(31)도 회전시키는 것도 가능하다.
또한, 예컨대 상기 실시형태에 있어서는 처리액(L1)으로서, 예컨대 인산 수용액, 황산, 혹은 이들의 혼합액 등의 약액을 예시하였지만, 이것에 한정되는 것이 아니다. 예컨대 이들 약액 대신에 순수를 공급하여 기판을 세정하는 기판 처리를 행하여도 좋다. 또한, 노즐(41)에 2개의 탱크(43)를 접속하고, 각 탱크(43)에 약액과 순수를 각각 저류하여, 소정의 타이밍에 공급하는 액을 전환함으로써, 예컨대 약액을 연속적으로 공급하여 기판 처리를 행한 후에, 순수를 공급하여 세정을 행하여도 좋다.
이상, 본 발명의 몇 가지의 실시형태를 설명하였지만, 이들 실시형태는, 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규의 실시형태는, 그 외의 여러 가지 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 여러 가지의 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함되며, 특허 청구의 범위에 기재된 발명과 그 균등의 범위에 포함된다.
1…기판 처리 장치, 10…처리 챔버, 20…기판 지지부, 21…지지 테이블, 21a…배치면, 22…회전 기구(회전부), 23…고정부, 30…히터, 31…히트 플레이트, 31a…히트면, 32…승강 기구, 40…처리액 공급부, 41…노즐, 42…공급 기구, 50…컵, 51…배출관, 60…제어부, L1…처리액, G…갭.

Claims (11)

  1. 기판 처리 장치에 있어서,
    기판을 지지하는 기판 지지부와,
    상기 기판을 회전시키는 회전부와,
    상기 기판의 표면에 처리액을 공급하는 처리액 공급부와,
    상기 기판을 회전시키면서, 상기 처리액의 공급을 행하는 기판 처리가 한창일 때에, 처리를 계속하면서, 미리 설정된 타이밍에, 상기 처리액이 기판으로부터 배출되는 배액 속도를 변화시키는 배액 처리를 행하는 제어부를 구비하는, 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 표면에 대향 배치되어, 상기 기판을 가열하는 히터를 더 가지고,
    상기 제어부는, 상기 배액 처리로서, 상기 기판과 상기 히터 사이의 간극을 좁히는 갭 조정부를 구비하는 것인, 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 배액 처리로서, 상기 기판의 회전 속도를 올리는 회전 속도 조정부를 구비하는 것인, 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 배액 처리로서, 상기 기판에 공급하는 상기 처리액의 유량을 증가시키는 액량 조정부를 구비하는 것인, 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 기판 처리 중에, 상기 배액 처리를 정기적으로 행하고,
    상기 기판 처리의 종료 직전에 상기 배액 처리를 행하는 것인, 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배액 처리의 1회당의 시간은, 상기 기판 처리에 있어서의 통상 처리의 1회당의 시간보다 짧은 것인, 기판 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 배액 처리는 상기 기판 처리에 있어서 복수회 행해지는 것인, 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    복수회의 상기 배액 처리는, 1회당의 시간이 일정한 동일한 시간인 것인, 기판 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기판 처리는 통상 처리와 상기 배액 처리를 포함하고,
    상기 기판 처리의 처리 예정 시간(A)을, 상기 통상 처리와 상기 배액 처리를 1셋트로 한 시간(T)으로 나누면 나머지가 생기는 경우, 상기 배액 처리가 행해지는 시간은 바꾸지 않고 상기 통상 처리의 시간을 조정하는 것인, 기판 처리 장치.
  10. 기판을 회전시키는 단계와,
    상기 기판의 표면에 처리액을 공급하는 단계와,
    상기 기판에 대향 배치된 히터에 의해 상기 기판을 가열하는 단계와,
    기판 처리가 한창일 때에, 미리 설정된 타이밍에, 처리를 계속하면서, 상기 회전의 회전 속도를 올리는 것, 상기 처리액의 공급량을 증가시키는 것, 및 상기 기판과 상기 히터 사이의 간극을 좁히는 것 중 어느 하나 이상의 처리에 의해 상기 처리액이 기판 상으로부터 배출되는 배액 속도를 변화시키는 단계를 포함하는, 기판 처리 방법.
  11. 기판을 회전시키는 단계와,
    상기 기판의 표면에 처리액을 공급하는 단계와,
    상기 기판에 대향 배치된 히터에 의해 상기 기판을 가열하는 단계와,
    기판 처리가 한창일 때에, 미리 설정된 타이밍에, 처리를 계속하면서, 상기 회전의 회전 속도를 올리는 것, 상기 처리액의 공급량을 증가시키는 것, 및 상기 기판과 상기 히터 사이의 간극을 좁히는 것 중 어느 하나 이상의 처리에 의해 상기 처리액이 기판 상으로부터 이동하는 배액 속도를 변화시키는 단계를 포함하는, 기판의 제조 방법.
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