KR20190022357A - 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기억 매체 - Google Patents

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 기판의 상면에 있어서의 파티클의 발생을 억제할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 기판 처리 장치는, 처리액 노즐(61)을 포함하는 처리액 공급부(60)와, 제1 처리 위치(P1)와, 제1 처리 위치(P1)보다 상기 기판의 중심측에 위치하는 제2 처리 위치(P2)와, 후퇴 위치(Q1) 사이에서 처리액 노즐(61)을 이동시키는 처리액 노즐 구동부(65)를 포함하고 있다. 제1 이동 공정에 있어서, 기판(W)을 제1 회전수(R1)로 회전시키고 처리액 노즐(61)로부터 처리액을 토출시키면서 처리액 노즐(61)을 후퇴 위치(Q1)로부터 제1 처리 위치(P1)로 이동시킨다. 제1 이동 공정 후의 제2 이동 공정에 있어서, 기판(W)을 제1 회전수(R1)보다 높은 제2 회전수(R2)로 회전시키고 처리액 노즐(61)로부터 처리액을 토출시키면서 처리액 노즐(61)을 제1 처리 위치(P1)로부터 제2 처리 위치(P2)로 이동시킨다.

Description

기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기억 매체{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, SUBSTRATE PROCESSING METHOD, AND STORAGE MEDIUM}
본 발명은 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기억 매체에 관한 것이다.
기판인 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 함) 등의 상면에 집적 회로의 적층 구조(디바이스)를 형성하는 반도체 장치의 제조 공정에 있어서는, 웨이퍼의 상면에 형성된 자연 산화막 중, 웨이퍼의 주연부(周緣部)에 형성된 부분을, 불산 등의 약액으로 제거하는 것이 행해지고 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 이러한 자연 산화막을 제거하는 것을, 베벨 세정 또는 에지 세정이라고 부르는 경우가 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2012-164858호 공보
그런데, 웨이퍼의 주연부라고 하는 한정된 영역에서 자연 산화막을 에칭으로 제거하기 위해서, 웨이퍼에의 약액의 토출량을 적게 하여, 자연 산화막의 에칭폭의 정밀도의 향상을 도모하고 있다. 약액의 토출량을 적게 하면, 약액의 토출 개시 직후에서는, 토출량이 불안정해진다. 그래서, 웨이퍼의 주연부의 자연 산화막을 제거하는 경우에는, 노즐로부터 웨이퍼의 주연부에 약액을 공급하기 전에, 웨이퍼로부터 후퇴한 후퇴 위치에서 노즐로부터 약액을 소정 시간 토출한다. 그 후, 약액을 토출하면서 웨이퍼의 주연부로 노즐을 이동시킴으로써, 노즐이 웨이퍼의 주연부에 약액을 공급할 때에는, 노즐로부터의 약액의 토출량을 안정시키고 있다.
그러나, 노즐은, 약액을 토출하면서 웨이퍼의 베벨부의 상방을 통과하기 때문에, 토출된 약액이 베벨부에 충돌하여 주위로 비산(飛散)한다. 이 비산한 약액이, 에칭 후에 잔존하는 자연 산화막의 표면에 부착되면, 파티클원이 될 수 있다. 특히, 최근에는, 파티클의 검사 대상이 소립 직경화되거나, 파티클의 검사 범위가 반경 방향으로 확대되거나 하고 있어, 파티클 대책이 급선무로 되어 있다.
본 발명은 이러한 점을 고려하여 이루어진 것으로, 기판의 상면에 있어서의 파티클의 발생을 억제할 수 있는 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기억 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시형태는,
기판을 수평으로 유지하는 유지부와,
상기 유지부를 회전시키는 회전 구동부와,
처리액을 토출하는 처리액 노즐을 포함하는 처리액 공급부와,
상기 기판에 상기 처리액을 공급하는 제1 처리 위치와, 상기 제1 처리 위치보다 상기 기판의 중심측에 위치하는 제2 처리 위치이며, 상기 기판에 상기 처리액을 공급하는 제2 처리 위치와, 상기 기판으로부터 후퇴한 후퇴 위치 사이에서 상기 처리액 노즐을 이동시키는 처리액 노즐 구동부와,
제어부를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 기판을 제1 회전수로 회전시키고 상기 처리액 노즐로부터 상기 처리액을 토출시키면서 상기 처리액 노즐을 상기 후퇴 위치로부터 상기 제1 처리 위치로 이동시키는 제1 이동 공정과, 상기 제1 이동 공정 후, 상기 기판을 상기 제1 회전수보다 높은 제2 회전수로 회전시키고 상기 처리액 노즐로부터 상기 처리액을 토출시키면서 상기 처리액 노즐을 상기 제1 처리 위치로부터 상기 제2 처리 위치로 이동시키는 제2 이동 공정을 행하도록, 상기 회전 구동부, 상기 처리액 노즐 구동부 및 상기 처리액 공급부를 제어하는 기판 처리 장치
를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태는,
기판을 수평으로 유지하는 유지 공정과,
상기 기판을 제1 회전수로 회전시키고 처리액 노즐로부터 처리액을 토출시키면서, 상기 처리액 노즐을, 상기 기판으로부터 후퇴한 후퇴 위치로부터 상기 처리액을 상기 기판에 공급하는 제1 처리 위치로 이동시키는 제1 이동 공정과,
상기 제1 이동 공정 후, 상기 기판을 상기 제1 회전수보다 높은 제2 회전수로 회전시키고 상기 처리액 노즐로부터 상기 처리액을 토출시키면서, 상기 처리액 노즐을, 상기 제1 처리 위치로부터, 상기 제1 처리 위치보다 상기 기판의 중심측에 위치하는 제2 처리 위치이며, 상기 기판에 상기 처리액을 공급하는 제2 처리 위치로 이동시키는 제2 이동 공정
을 포함한 기판 처리 방법
을 제공한다.
본 발명의 다른 실시형태는,
기판 처리 장치의 동작을 제어하기 위한 컴퓨터에 의해 실행되었을 때에, 상기 컴퓨터가 상기 기판 처리 장치를 제어하여 청구항 9∼16 중 어느 한 항에 기재된 기판 처리 방법을 실행시키는 프로그램이 기록된 기억 매체
를 제공한다.
본 발명에 의하면, 기판의 상면에 있어서의 파티클의 발생을 억제할 수 있다.
도 1은 본 실시형태에 있어서의 기판 처리 시스템의 개략 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 실시형태에 있어서의 기판 처리 장치의 개략 종단면도이다.
도 3은 도 2의 각 노즐을 도시한 모식 평면도이다.
도 4는 도 3의 불산 노즐로부터의 불산의 토출 방향을 설명하기 위한 도면이며, 도 3의 A-A선 단면에 상당하는 모식 종단면도이다.
도 5는 도 3의 불산 노즐로부터의 불산의 토출 방향을 설명하기 위한 도면이며, 도 3의 B-B선 단면에 상당하는 모식 종단면도이다.
도 6은 도 3의 불산 노즐로부터의 불산의 토출 방향을 설명하기 위한 모식 평면도이다.
도 7은 본 실시형태에 있어서의 기판 처리 방법에 있어서, 회전 개시 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 회전 개시 공정에 이어지는, 불산의 토출 개시 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 토출 개시 공정에 이어지는, 불산 노즐이 후퇴 위치로부터 제1 처리 위치로 이동하는 제1 이동 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 제1 이동 공정에 이어지는, 웨이퍼의 회전수 상승 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 회전수 상승 공정에 이어지는, 불산 노즐이 제1 처리 위치로부터 제2 처리 위치로 이동하는 제2 이동 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 도 11에 도시된 제2 이동 공정에 이어지는, 자연 산화막 제거 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 도 12에 도시된 자연 산화막 제거 공정에 이어지는, 불산 노즐이 제2 처리 위치로부터 제1 처리 위치로 이동하는 제3 이동 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 도 13에 도시된 제3 이동 공정에 이어지는, 웨이퍼의 회전수 저하 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 도 14에 도시된 회전수 저하 공정에 이어지는, 불산 노즐이 제1 처리 위치로부터 후퇴 위치로 이동하는 제4 이동 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 도 15에 도시된 제4 이동 공정에 이어지는, 불산의 토출 종료 공정을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기억 매체의 일 실시형태에 대해 설명한다. 한편, 본 건 명세서에 첨부하는 도면에 나타나 있는 구성에는, 도시와 이해의 용이함의 편의상, 사이즈 및 축척 등이 실물의 그것들로부터 변경되어 있는 부분이 포함될 수 있다.
도 1은 본 실시형태에 따른 기판 처리 시스템의 개략 구성을 도시한 도면이다. 이하에서는, 위치 관계를 명확히 하기 위해서, 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축을 규정하고, Z축 정방향을 연직 상향 방향으로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기판 처리 시스템(1)은, 반입 반출 스테이션(2)과, 처리 스테이션(3)을 포함한다. 반입 반출 스테이션(2)과 처리 스테이션(3)은 인접하여 설치된다.
반입 반출 스테이션(2)은, 캐리어 배치부(11)와, 반송부(12)를 포함한다. 캐리어 배치부(11)에는, 복수 매의 기판, 본 실시형태에서는 반도체 웨이퍼[이하 웨이퍼(W)]를 수평 상태로 수용하는 복수의 캐리어(C)가 배치된다.
반송부(12)는, 캐리어 배치부(11)에 인접하여 설치되고, 내부에 기판 반송 장치(13)와, 전달부(14)를 포함한다. 기판 반송 장치(13)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 기구를 포함한다. 또한, 기판 반송 장치(13)는, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 및 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하고, 웨이퍼 유지 기구를 이용하여 캐리어(C)와 전달부(14) 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
처리 스테이션(3)은, 반송부(12)에 인접하여 설치된다. 처리 스테이션(3)은, 반송부(15)와, 복수의 처리 유닛(16)을 포함한다. 복수의 처리 유닛(16)은, 반송부(15)의 양측에 나란히 설치된다.
반송부(15)는, 내부에 기판 반송 장치(17)를 포함한다. 기판 반송 장치(17)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 기구를 포함한다. 또한, 기판 반송 장치(17)는, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 및 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하고, 웨이퍼 유지 기구를 이용하여 전달부(14)와 처리 유닛(16) 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
처리 유닛(16)은, 기판 반송 장치(17)에 의해 반송되는 웨이퍼(W)에 대해 소정의 기판 처리를 행한다.
또한, 기판 처리 시스템(1)은, 제어 장치(4)를 포함한다. 제어 장치(4)는, 예컨대 컴퓨터이고, 제어부(18)와 기억부(19)를 포함한다. 기억부(19)에는, 기판 처리 시스템(1)에 있어서 실행되는 각종의 처리를 제어하는 프로그램이 저장된다. 제어부(18)는, 기억부(19)에 기억된 프로그램을 읽어내어 실행함으로써 기판 처리 시스템(1)의 동작을 제어한다.
한편, 이러한 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있던 것이며, 그 기억 매체로부터 제어 장치(4)의 기억부(19)에 인스톨된 것이어도 좋다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체로서는, 예컨대 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 컴팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등이 있다.
상기한 바와 같이 구성된 기판 처리 시스템(1)에서는, 먼저, 반입 반출 스테이션(2)의 기판 반송 장치(13)가, 캐리어 배치부(11)에 배치된 캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)를 취출하고, 취출한 웨이퍼(W)를 전달부(14)에 배치한다. 전달부(14)에 배치된 웨이퍼(W)는, 처리 스테이션(3)의 기판 반송 장치(17)에 의해 전달부(14)로부터 취출되어, 처리 유닛(16)에 반입된다.
처리 유닛(16)에 반입된 웨이퍼(W)는, 처리 유닛(16)에 의해 처리된 후, 기판 반송 장치(17)에 의해 처리 유닛(16)으로부터 반출되어, 전달부(14)에 배치된다. 그리고, 전달부(14)에 배치된 처리가 끝난 웨이퍼(W)는, 기판 반송 장치(13)에 의해 캐리어 배치부(11)의 캐리어(C)로 복귀된다.
도 1에 도시된 처리 유닛(16)은, 도 2에 도시된 기판 처리 장치(30)를 포함하고 있다. 여기서, 본 실시형태에 있어서의 기판 처리 장치(30)는, 웨이퍼(W)의 주연부에 형성된 자연 산화막을 에칭하여 제거하기 위한 장치이며, 처리액의 일례로서의 불산을 이용하여 자연 산화막을 에칭으로 제거하는 장치에 대해 설명한다. 여기서, 웨이퍼(W)의 주연부란, 웨이퍼(W)의 상면에 디바이스가 형성되어 있지 않은 링형의 영역을 의미한다. 웨이퍼(W)의 주연부는, 베벨부(Wb)[웨이퍼(W)의 외연측에 있어서의 만곡형으로 형성된 부분, 도 7 등 참조]를 포함하고, 웨이퍼(W)의 외연(We)으로부터 반경 방향 내측으로 소정의 거리(예컨대, 3 ㎜)에 걸친 영역이 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 기판 처리 장치(30)는, 실리콘제의 반도체 웨이퍼 등의 기판[이하, 웨이퍼(W)라고도 함]을 수평으로 유지하는 유지부(31)와, 유지부(31)로부터 하방으로 연장되는 회전축(32)과, 회전축(32)을 통해 유지부(31)를 회전시키는 회전 구동부(33)를 포함하고 있다. 유지부(31)는, 유지부(31) 상에 배치된 웨이퍼(W)를 예컨대 진공 흡착에 의해 유지하도록 되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 회전축(32)은 연직 방향으로 연장되어 있다. 회전 구동부(33)는, 회전축(32)의 하단부에 설치된 풀리(34)와, 모터(35)와, 모터(35)의 회전축에 설치된 풀리(36)와, 풀리(34)와 풀리(36)에 감겨진 구동 벨트(37)를 갖고 있다. 이러한 구성에 의해, 모터(35)의 회전 구동력이, 구동 벨트(37)를 통해 회전축(32)에 전달된다. 회전축(32)은, 후술하는 챔버(39)에 베어링(38)을 통해 회전 가능하게 유지되어 있다.
전술한 유지부(31) 및 회전축(32) 등은, 챔버(39) 내에 수용되어 있다. 챔버(39)의 천장 부근에는, 외부로부터 청정 공기를 받아들이는 청정 공기 도입 유닛(40)이 설치되어 있다. 또한, 챔버(39)의 바닥면 근방에는, 챔버(39) 내의 청정 공기를 배출하는 배기구(41)가 형성되어 있다. 이에 의해, 챔버(39) 내에 상부로부터 하부를 향해 흐르는 청정 공기의 다운플로우가 형성되어 있다.
유지부(31)에 유지된 웨이퍼(W)의 상방에, 링형으로 형성된 톱 링(42)(커버 부재)이 설치되어 있다. 이 톱 링(42)은, 유지부(31)에 유지된 웨이퍼(W)의 상방에 형성되는 내측 공간(S1)을 획정(劃定)하고 있다. 또한, 톱 링(42)은, 유지부(31)에 유지된 웨이퍼(W)의 상면의 주연부를 덮도록 설치되어 있고, 웨이퍼(W)의 상면에 대해 대향하며 이격되어 있다. 톱 링(42)과, 웨이퍼(W)의 주연부 사이에는, 내측 공간(S1)에 연통(連通)된 주연 공간(S2)이 개재되어 있다. 이 주연 공간(S2)은, 청정 공기 도입 유닛(40)으로부터 톱 링(42)의 내측 공간(S1)에 공급된 청정 공기가, 후술하는 컵체(43)를 향할 때에 통과하는 공간으로 되어 있다. 이 주연 공간(S2)에 의해, 청정 공기의 유로가 좁혀져 청정 공기의 흐름이 웨이퍼(W)의 외주측을 향하도록 정류(整流)되고 청정 공기의 유속이 증대하고 있다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 주연부로부터 비산한 처리액(후술하는 불산이나 DIW 등)을 외주측으로 배출시켜, 웨이퍼(W)로 되돌아와 부착되는 것을 방지하고 있다.
유지부(31)에 유지된 웨이퍼(W) 주위에, 컵체(43)가 설치되어 있다. 이 컵체(43)는, 유지부(31)의 외주를 둘러싸도록 설치된, 링형의 부재이다. 컵체(43)는, 웨이퍼(W)로부터 비산한 처리액을 받아내어 회수하고, 외부로 배출하는 역할을 갖고 있다.
컵체(43)에는, 링형의 오목부(44)가 컵체(43)의 둘레 방향을 따라 형성되어 있다. 이 오목부(44)에 의해 컵체(43)의 컵 공간(S3)이 획정되어 있다. 오목부(44)의 바닥부에 배액구(排液口; 45)가 형성되어 있고, 이 배액구(45)에 배액로(46)가 접속되어 있다. 또한 오목부(44) 중 배액로(46)보다 내주측에는 배기구(47)가 형성되어 있고, 이 배기구(47)에 배기부(48)가 접속되어 있다. 이 배기부(48)는, 전술한 톱 링(42)의 내측 공간(S1)의 청정 공기(기체)를, 주연 공간(S2)을 통해 배출하도록 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 배기부(48)는, 배기구(47)에 접속된 배기로(49)와, 배기로(49)에 설치된 배기 구동부(50)(이젝터 또는 진공 펌프 등)와, 배기로(49) 중 배기 구동부(50)보다 상류측[배기구(47)측]에 설치된 유량 조정 밸브(51)(배기량 조정부)를 갖고 있다. 유량 조정 밸브(51)(예컨대, 댐퍼 밸브 등)는, 그 개방도를 조정함으로써, 내측 공간(S1)으로부터 배출되는 청정 공기의 배기량[배기로(49)를 통과하는 청정 공기의 배기량에 상당]을 조정하도록 구성되어 있다. 웨이퍼(W)의 처리 중에는, 배기 구동부(50)가 구동되어, 컵 공간(S3)의 청정 공기가 흡인되어 배기된다. 이 동안, 청정 공기 도입 유닛(40)으로부터의 청정 공기의 일부가, 다운플로우에 의해, 톱 링(42)의 내측 공간(S1)에 공급되고, 그 내측 공간(S1)의 청정 공기가, 톱 링(42)과 웨이퍼(W) 사이의 주연 공간(S2)을 통과하여 컵 공간(S3)으로 인입된다.
한편, 도 2에는 도시되어 있지 않으나, 배기구(47)는, 컵체(43)의 오목부(44)의 둘레 방향으로 복수 형성되어 있다. 이 때문에, 내측 공간(S1)의 청정 공기는, 웨이퍼(W)의 둘레 방향으로 균등하게 배출되도록 되어 있다.
챔버(39)의 측부에는, 챔버(39) 내에 웨이퍼(W)를 반입하거나 챔버(39) 내로부터 웨이퍼(W)를 반출하거나 하기 위한 측부 개구(52)가 형성되어 있다. 측부 개구(52)에는, 개폐 가능한 셔터(53)가 설치되어 있다.
톱 링(42)은, 도시하지 않은 승강 기구에 의해 승강 가능하게 되어 있다. 또한, 컵체(43)는, 도시하지 않은 다른 승강 기구에 의해 승강 가능하게 되어 있다. 도 1에 도시된 기판 반송 장치(17)의 아암과 유지부(31) 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행할 때에는, 톱 링(42)을 도 2에 도시된 위치로부터 상승시키고, 컵체(43)를, 도 2에 도시된 위치로부터 하강시킨다.
도 2에 도시된 바와 같이, 챔버(39) 내에는, 유지부(31)에 의해 유지된 웨이퍼(W)의 주연부에 불산(처리액)을 공급하기 위한 처리액 노즐(61)이 설치되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 처리액 노즐(61)은, 유지부(31)에 의해 유지된 웨이퍼(W)의 주연부에 불산(HF, 처리액)을 공급하도록 되어 있다. 보다 구체적으로는, 도 3에 도시된 바와 같이, 처리액 노즐(61)에는, 처리액 공급관(62)을 통해 처리액 공급원(63)이 접속되어 있고, 처리액 공급원(63)으로부터 처리액 공급관(62)을 통해 처리액 노즐(61)에 불산이 공급되도록 되어 있다. 처리액 공급관(62)에는, 처리액 노즐(61)에의 불산의 공급의 유무나 공급량을 제어하는 처리액 밸브(64)가 설치되어 있다. 이들 처리액 노즐(61), 처리액 공급관(62), 처리액 공급원(63) 및 처리액 밸브(64)에 의해, 유지부(31)에 의해 유지된 웨이퍼(W)의 주연부에 불산을 공급하는 처리액 공급부(60)(처리액 공급부)가 구성되어 있다. 처리액 노즐(61)은, 톱 링(42)에 형성된 오목부(42a) 내에 배치되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 처리액 노즐(61)은, 처리액 노즐 아암(66)을 통해 처리액 노즐 구동부(65)에 연결되어 있다. 이 처리액 노즐 구동부(65)는, 처리액 노즐(61)을, 웨이퍼(W)의 주연부에 불산을 공급하는 제1 처리 위치(P1) 및 제2 처리 위치(P2)와, 웨이퍼(W)로부터 후퇴한 후퇴 위치(Q1) 사이에서 처리액 노즐(61)을 이동시킨다. 처리액 노즐(61)은, 제1 처리 위치(P1)와 제2 처리 위치(P2)와 후퇴 위치(Q1) 사이에서, 웨이퍼(W)의 반경 방향으로 이동한다. 제2 처리 위치(P2)는, 제1 처리 위치(P1)보다 웨이퍼(W)의 중심(O)측에 위치하고 있고, 웨이퍼(W)의 상면에 형성된 자연 산화막 중 웨이퍼(W)의 외연(We)으로부터 원하는 폭 영역(이후, 에칭폭이라고 적음)을 제거 가능하도록 불산을 공급할 수 있는 것과 같은 위치에 설정되어 있다. 후퇴 위치(Q1)는, 처리액 노즐(61)로부터 토출된 불산이 웨이퍼(W)의 상면에 도달하지 않는 것과 같은 위치에 설정되어 있다. 제1 처리 위치(P1)는, 제2 처리 위치(P2)와 후퇴 위치(Q1) 사이의 위치인데, 웨이퍼(W)의 주연부에 불산을 공급 가능한 위치에 설정되어 있다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 처리액 노즐(61)은, 웨이퍼(W)의 상면에 대해 소정의 각도로 불산을 토출하도록 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 도 4에 있어서 실선 화살표로 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 반경 방향에 직교하는 방향에서 보았을 때에는, 불산의 토출 방향은, 연직 하방보다 웨이퍼(W)의 반경 방향 외측으로 경사진다. 또한, 도 5에 있어서 실선 화살표로 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 반경 방향에서 보았을 때에는, 불산의 토출 방향은, 연직 하방보다 웨이퍼(W)의 회전 방향 하류측으로 경사진다. 이 결과, 웨이퍼(W)의 상방에서 보았을 때에는, 도 6의 실선 화살표로 나타내는 바와 같이, 처리액 노즐(61)로부터의 불산의 토출 방향은, 도 6에 도시된 각도(θ1)로 나타난다. 이 경우, 자연 산화막의 에칭폭의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 여기서, 각도(θ1)는, 처리액 노즐(61)로부터의 불산의 토출 방향을 나타내는 실선 화살표의 연장선(L1)과, 이 연장선(L1)과 웨이퍼(W)의 외연(We)의 교점에 있어서의 웨이퍼(W)의 접선(T1)이 이루는 각도로 정의된다.
이러한 처리액 노즐(61)과 동일하게 하여, DIW 노즐(71)도 설치되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, DIW 노즐(71)은, 처리액 노즐(61)에 대해 웨이퍼(W)의 둘레 방향으로 상이한 위치에 배치되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, DIW 노즐(71)은, 유지부(31)에 의해 유지된 웨이퍼(W)의 주연부에, DIW(탈이온수)를 공급하도록 되어 있다. 보다 구체적으로는, DIW 노즐(71)에는, DIW 공급관(72)을 통해 DIW 공급원(73)이 접속되어 있고, DIW 공급원(73)으로부터 DIW 공급관(72)을 통해 DIW 노즐(71)에 DIW가 공급되도록 되어 있다. DIW 공급관(72)에는, DIW 노즐(71)에의 DIW의 공급의 유무나 공급량을 제어하는 DIW 밸브(74)가 설치되어 있다. 이들 DIW 노즐(71), DIW 공급관(72), DIW 공급원(73) 및 DIW 밸브(74)에 의해, 유지부(31)에 의해 유지된 웨이퍼(W)의 주연부에 DIW를 공급하는 DIW 공급부(70)가 구성되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, DIW 노즐(71)은, DIW 노즐 아암(76)을 통해 DIW 노즐 구동부(75)에 연결되어 있다. 이 DIW 노즐 구동부(75)는, DIW 노즐(71)을, 웨이퍼(W)의 주연부에 DIW를 공급하는 린스 위치(P3)와, 웨이퍼(W)로부터 후퇴한 후퇴 위치(Q2) 사이에서 DIW 노즐(71)을 이동시킨다. DIW 노즐(71)은, 린스 위치(P3)와 후퇴 위치(Q2) 사이에서, 웨이퍼(W)의 반경 방향으로 이동한다. 린스 위치(P3)는, 웨이퍼(W)의 상면에 잔존하는 불산을 씻어 버릴 수 있도록 DIW를 공급할 수 있는 것과 같은 위치에 설정되어 있다. 보다 구체적으로는, 린스 위치(P3)는, 웨이퍼(W)에의 DIW의 공급 위치가, 처리액 노즐(61)에 의한 웨이퍼(W)에의 불산의 공급 위치보다, 웨이퍼(W)의 중심(O)측에 위치하고 있는 것이 바람직하다. 후퇴 위치(Q2)는, DIW 노즐(71)로부터 토출된 DIW가 웨이퍼(W)의 상면에 도달하지 않는 것과 같은 위치에 설정되어 있다.
기판 처리 장치(30)의 각 구성 요소의 제어는, 전술한 제어 장치(4)의 제어부(18)에 의해 행해진다. 구체적으로는, 제어부(18)에는, 유지부(31), 회전 구동부(33), 처리액 공급부(60)[특히, 처리액 밸브(64)] 및 DIW 공급부(70)[특히 DIW 밸브(74)] 등의 구성 요소가 각각 접속되어 있다. 또한, 제어부(18)에는, 처리액 노즐 구동부(65), DIW 노즐 구동부(75) 및 배기부(48)[특히, 배기 구동부(50) 및 유량 조정 밸브(51)]가 접속되어 있다. 그리고, 제어부(18)는, 상기 제어부(18)에 접속된 각 구성 요소에 대해 제어 신호를 보냄으로써, 각 구성 요소의 제어를 행하도록 되어 있다. 제어부(18)에 의한 각 구성 요소의 제어의 구체적인 내용에 대해서는 후술한다.
다음으로, 전술한 바와 같은 기판 처리 장치(30)의 동작[웨이퍼(W)의 처리 방법]에 대해, 도 7 내지 도 16에 도시된 도면을 이용하여 설명한다. 한편, 이하에 나타내는 바와 같은 기판 처리 장치(30)의 동작은, 기억 매체에 기억된 프로그램(레시피)에 따라, 제어부(18)가 기판 처리 장치(30)의 각 구성 요소를 제어함으로써 행해진다. 여기서, 도 7 내지 도 16은, 웨이퍼(W)의 반경 방향에 직교하는 방향에서 본 도면을 도시하고 있다.
[유지 공정]
먼저, 웨이퍼(W)가 수평으로 유지된다. 보다 구체적으로는, 기판 처리 장치(30)의 외부로부터 도 1에 도시된 기판 반송 장치(17)에 의해, 챔버(39)의 측부 개구(52)를 통해 챔버(39) 내에 웨이퍼(W)를 반송한다. 그리고, 기판 반송 장치(17)에 의해 챔버(39) 내의 유지부(31) 상에 웨이퍼(W)를 배치시킨다. 여기서, 유지부(31) 상에 배치되는 웨이퍼(W)의 상면에는, 자연 산화막이 형성되어 있다.
[회전 개시 공정]
다음으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 유지부(31)에 유지된 웨이퍼(W)의 회전을 개시한다. 보다 구체적으로는, 회전 구동부(33)(도 2 참조)를 구동해서, 연직 방향으로 연장되는 축선을 중심으로 하여 회전축(32)을 회전시킨다. 이에 의해, 유지부(31)에 의해 유지된 웨이퍼(W)가 수평면 내에서 회전된다. 이때에, 모터(35)의 회전 구동력이, 풀리(36), 구동 벨트(37) 및 풀리(34)를 통해 회전축(32)에 부여됨으로써 회전축(32)이 회전한다. 여기서는, 웨이퍼(W)의 회전수를 제1 회전수(R1)(예컨대, 수10∼수100 rpm)로 한다.
또한, 회전 개시 공정에 있어서, 배기 구동부(50)를 구동해서, 컵 공간(S3)의 청정 공기를 흡인하여 배기한다. 이때, 유량 조정 밸브(51)는, 톱 링(42)의 내측 공간(S1)으로부터 배출되는 청정 공기의 배기량을 제1 배기량(E1)으로 설정한다.
[처리액 공급 공정]
다음으로, 웨이퍼(W)의 주연부에 불산이 공급된다. 즉, 회전하는 웨이퍼(W)의 주연부에 형성된 자연 산화막에, 불산이 처리액 노즐(61)로부터 공급되어, 자연 산화막이 제거된다.
<토출 개시 공정>
처리액 공급 공정에 있어서는, 먼저, 처리액 밸브(64)(도 2 참조)가 개방되어, 도 8에 도시된 바와 같이, 후퇴 위치(Q1)에 위치하는 처리액 노즐(61)로부터 불산이 토출된다. 처리액 노즐(61)이 후퇴 위치(Q1)에 유지되면서, 소정 시간, 불산이 토출된다. 이에 의해, 불산의 토출량이 적은 경우라도, 불산의 토출량을 안정화시킬 수 있다. 예컨대, 불산은, 3초간, 15 mL/분의 토출량으로 계속 토출된다. 불산의 토출량은, 후술하는 토출 정지 공정까지, 일정하게 유지된다.
<제1 이동 공정>
계속해서, 도 9에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)를 제1 회전수(R1)로 회전시키고 처리액 노즐(61)로부터 불산을 토출시키면서, 처리액 노즐(61)을 후퇴 위치(Q1)로부터 제1 처리 위치(P1)로 이동시킨다.
보다 구체적으로는, 처리액 노즐 구동부(65)(도 3 참조)가 구동되어, 처리액 노즐(61)이 후퇴 위치(Q1)로부터 제1 처리 위치(P1)로 이동한다. 예컨대, 처리액 노즐(61)은, 0.5초로, 후퇴 위치(Q1)로부터 제1 처리 위치(P1)로 이동한다. 이 동안, 처리액 노즐(61)로부터는 불산이 계속 토출되고 있고, 제1 처리 위치(P1)에 처리액 노즐(61)이 도달함으로써, 웨이퍼(W)의 주연부에의 불산의 공급이 개시된다.
제1 이동 공정에 있어서는, 내측 공간(S1)으로부터 배출되는 청정 공기의 배기량은, 후술하는 제2 배기량(E2)보다 많은 제1 배기량(E1)으로 유지되어 있다. 이 때문에, 처리액 노즐(61)로부터 토출되는 불산은, 배기에 끌려가게 되고, 처리액 노즐(61)로부터는, 도 4 내지 도 6에 있어서 파선으로 나타내는 화살표의 방향으로 불산이 토출된다.
보다 구체적으로는, 도 4에 있어서 파선 화살표로 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 반경 방향에 직교하는 방향에서 보았을 때에는, 불산의 토출 방향은, 실선 화살표로 나타내는 토출 방향보다 웨이퍼(W)의 반경 방향 외측을 향해 경사진다. 또한, 도 5에 있어서 파선 화살표로 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 반경 방향에서 보았을 때에는, 불산의 토출 방향은, 연직 하방보다 웨이퍼(W)의 회전 방향 하류측으로 경사지지만, 실선 화살표로 나타내는 토출 방향보다는 경사지지 않는다. 이 결과, 웨이퍼(W)의 상방에서 보았을 때에는, 도 6의 파선 화살표로 나타내는 바와 같이, 처리액 노즐(61)로부터의 불산의 토출 방향은, 도 6에 도시된 각도(θ2)로 나타난다. 이 경우, 웨이퍼(W)의 베벨부(Wb)에 충돌한 불산이 내주측으로 비산하는 것을 억제할 수 있다. 이와 같이 하여, 제1 배기량(E1)으로 배기가 행해질 때에 처리액 노즐(61)로부터 토출되는 불산의 토출 방향은, 웨이퍼(W)의 접선에 대해 이루는 각도가 수직에 가까워지는 방향이 된다. 즉, 불산은, 웨이퍼(W)의 회전 방향 하류측보다 웨이퍼(W)의 반경 방향 외측으로 향하는 것과 같은 방향으로 토출된다. 여기서, 각도(θ2)는, 전술한 각도(θ1)와 동일하게 정의되며, 처리액 노즐(61)로부터의 불산의 토출 방향을 나타내는 파선 화살표의 연장선(L2)과, 이 연장선(L2)과 웨이퍼(W)의 외연(We)의 교점에 있어서의 웨이퍼(W)의 접선(T2)이 이루는 각도로 정의된다.
<회전수 상승 공정>
다음으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 처리액 노즐(61)을 제1 처리 위치(P1)에 유지하면서, 웨이퍼(W)의 회전수를 제1 회전수(R1)로부터, 제1 회전수(R1)보다 높은 제2 회전수(R2)(예컨대, 수100∼3000 rpm)로 상승시킨다.
회전수 상승 공정에 있어서는, 내측 공간(S1)으로부터 배출되는 청정 공기의 배기량은, 제1 배기량(E1)으로부터, 제1 배기량(E1)보다 작은 제2 배기량(E2)으로 저감시킨다. 이 때문에, 처리액 노즐(61)로부터는, 도 4 내지 도 6에 있어서 실선으로 나타내는 화살표의 방향으로 불산이 토출된다. 이와 같이 하여, 제2 배기량(E2)으로 배기될 때에 처리액 노즐(61)로부터 토출되는 불산의 토출 방향은, 도 6에 실선 화살표로 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 반경 방향 외측보다 웨이퍼(W)의 회전 방향 하류측을 향하는 것과 같은 방향이 된다. 이에 의해, 도 10에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)의 반경 방향에 직교하는 방향에서 보았을 때에, 처리액 노즐(61)로부터 토출된 불산의 웨이퍼(W)의 상면에 있어서의 도달점은, 웨이퍼(W)의 중심(O)측으로 시프트한다.
<제2 이동 공정>
다음으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)를 제2 회전수(R2)로 회전시키고 처리액 노즐(61)로부터 불산을 토출시키면서, 처리액 노즐(61)을, 제1 처리 위치(P1)로부터 제2 처리 위치(P2)로 이동시킨다.
보다 구체적으로는, 처리액 노즐 구동부(65)가 구동되어, 처리액 노즐(61)이 제1 처리 위치(P1)로부터 제2 처리 위치(P2)로 이동한다. 예컨대, 처리액 노즐(61)은, 0.5초로, 제1 처리 위치(P1)로부터 제2 처리 위치(P2)로 이동한다. 이 동안, 처리액 노즐(61)로부터는 불산이 계속 토출되고 있다.
제2 이동 공정에 있어서는, 내측 공간(S1)으로부터 배출되는 청정 공기의 배기량은, 제1 배기량(E1)보다 적은 제2 배기량(E2)으로 유지되어 있다. 이 때문에, 처리액 노즐(61)로부터는, 도 4 내지 도 6에 있어서 실선 화살표로 나타내는 방향으로 불산이 토출된다.
<자연 산화막 제거 공정>
다음으로, 도 12에 도시된 바와 같이, 소정 시간, 처리액 노즐(61)이 제2 처리 위치(P2)에 유지된다. 그리고 처리액 노즐(61)로부터, 회전하는 웨이퍼(W)의 주연부에 형성된 자연 산화막에, 소정 시간 불산이 계속 공급된다. 제2 처리 위치(P2)에 위치하는 처리액 노즐(61)로부터의 불산의 공급 위치는, 웨이퍼(W) 상의 자연 산화막 중 에칭폭에 상당하는 영역을 제거 가능한 것과 같은 위치로 되어 있다. 이에 의해, 자연 산화막의 상기 영역이 불산에 의해 에칭되어 제거되어, 웨이퍼(W)의 주연부의 상면이 노출된다. 예컨대, 불산은, 60초간, 제2 처리 위치(P2)에 위치하는 처리액 노즐(61)로부터 계속 토출된다. 웨이퍼(W)의 주연부에 토출된 불산은, 웨이퍼(W)의 회전에 의한 원심력을 받아 웨이퍼(W)의 주연부로부터 외주측으로 흐르고, 웨이퍼(W)의 베벨부(Wb)로부터 배출된다. 한편, 자연 산화막 제거 공정에 있어서는, 자연 산화막의 제거 정밀도를 향상시키기 위해서, 웨이퍼(W)의 회전수는, 제2 회전수(R2)와 같이 어느 정도 높은 것이 바람직하다. 이에 의해, 웨이퍼(W)에 공급된 불산에 원심력을 작용시킬 수 있고, 웨이퍼(W)의 상면에 있어서의 불산이 내주측으로 진출하는 것을 억제할 수 있다. 이 경우, 자연 산화막의 에칭폭의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
<제3 이동 공정>
다음으로, 도 13에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)를 제2 회전수(R2)로 회전시키고 처리액 노즐(61)로부터 불산을 토출시키면서 처리액 노즐(61)을 제2 처리 위치(P2)로부터 제1 처리 위치(P1)로 이동시킨다.
보다 구체적으로는, 처리액 노즐 구동부(65)가 구동되어, 처리액 노즐(61)이 제2 처리 위치(P2)로부터 제1 처리 위치(P1)로 이동한다. 예컨대, 처리액 노즐(61)은, 0.5초로, 제2 처리 위치(P2)로부터 제1 처리 위치(P1)로 이동한다. 이 동안, 처리액 노즐(61)로부터는 불산이 계속 토출되고 있다.
<회전수 저하 공정>
다음으로, 도 14에 도시된 바와 같이, 처리액 노즐(61)을 제1 처리 위치(P1)에 유지하면서, 웨이퍼(W)의 회전수를 제2 회전수(R2)로부터 제1 회전수(R1)로 저하시킨다.
회전수 저하 공정에 있어서는, 내측 공간(S1)으로부터 배출되는 청정 공기의 배기량은, 제2 배기량(E2)으로부터 제1 배기량(E1)으로 증대시킨다. 이 때문에, 처리액 노즐(61)로부터는, 도 4 내지 도 6에 있어서 파선 화살표로 나타내는 방향으로 불산이 토출된다. 이와 같이 하여, 제1 배기량(E1)으로 배기될 때에 처리액 노즐(61)로부터 토출되는 불산의 토출 방향은, 웨이퍼(W)의 회전 방향 하류측보다 웨이퍼(W)의 반경 방향 외측으로 향하는 것과 같은 방향이 된다. 이에 의해, 도 14에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)의 반경 방향에 직교하는 방향에서 보았을 때에, 처리액 노즐(61)로부터 토출된 불산의 웨이퍼(W)의 상면에 있어서의 도달점은, 웨이퍼(W)의 외연(We)측으로 시프트한다.
<제4 이동 공정>
다음으로, 도 15에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)를 제1 회전수(R1)로 회전시키고 처리액 노즐(61)로부터 불산을 토출시키면서 처리액 노즐(61)을 제1 처리 위치(P1)로부터 후퇴 위치(Q1)로 이동시킨다.
보다 구체적으로는, 처리액 노즐 구동부(65)가 구동되어, 처리액 노즐(61)이 제1 처리 위치(P1)로부터 후퇴 위치(Q1)로 이동한다. 예컨대, 처리액 노즐(61)은, 0.5초로, 제1 처리 위치(P1)로부터 후퇴 위치(Q1)로 이동한다. 이 동안, 처리액 노즐(61)로부터는 불산이 계속 토출되고 있고, 후퇴 위치(Q1)에 도달함으로써, 웨이퍼(W)의 주연부에의 불산의 공급이 종료된다.
<토출 정지 공정>
그 후, 처리액 밸브(64)가 폐쇄되어, 후퇴 위치(Q1)에 위치하는 처리액 노즐(61)로부터의 불산의 토출을 정지한다. 이와 같이 하여, 처리액 공급 공정이 종료된다. 한편, 처리액 노즐(61)로부터의 불산의 토출의 정지는, 처리액 노즐(61)이 후퇴 위치(Q1)에 도달한 후에 행하는 것에 한정되는 일은 없다. 예컨대, 전술한 회전수 저하 공정에 있어서, 제1 처리 위치(P1)에 위치하는 웨이퍼(W)의 회전수가 제1 회전수(R1)로 저하된 후에 행하도록 해도 좋다. 또한, 자연 산화막 제거 공정 후에 처리액 노즐(61)을 후퇴 위치(Q1)로 후퇴시키는 순서로서는, 전술한 순서에 한정되는 일은 없고, 임의이다.
[DIW 공급 공정]
전술한 처리액 공급 공정 후, 웨이퍼(W)의 주연부에 린스액으로서의 DIW가 공급된다. DIW 공급 공정에 있어서는, 웨이퍼(W)의 회전수는, 예컨대, 600 rpm으로 한다. 또한, 배기로(49)로부터 배출되는 청정 공기의 배기량은, 제1 배기량(E1)보다 작은 제2 배기량(E2)으로 저감시킨다.
보다 구체적으로는, 먼저, DIW 밸브(74)가 개방되어, DIW 노즐(71)로부터 DIW가 토출된다. 계속해서, DIW 노즐 구동부(75)가 구동되어, DIW 노즐(71)이 후퇴 위치(Q2)로부터 린스 위치(P3)로 이동한다. 다음으로, 소정 시간, DIW 노즐(71)이 린스 위치(P3)에 유지된다. DIW 노즐(71)의 린스 위치(P3)는, 웨이퍼(W)에의 DIW의 공급 위치가, 웨이퍼(W)에의 불산의 공급 위치보다 웨이퍼(W)의 중심(O)에 가까워지는 것과 같은 위치로 되어 있다. 이에 의해, 웨이퍼(W)가 린스 처리되어, 웨이퍼(W)의 상면에 잔존하는 불산을 씻어 버릴 수 있다. 웨이퍼(W)의 주연부에 토출된 DIW는, 웨이퍼(W)의 회전에 의한 원심력을 받아 웨이퍼(W)의 주연부로부터 외주측으로 흐르고, 웨이퍼(W)의 베벨부(Wb)로부터 배출된다. 계속해서, DIW 노즐 구동부(75)가 구동되어, DIW 노즐(71)이 린스 위치(P3)로부터 후퇴 위치(Q2)로 이동하고, 그 후, DIW 밸브(74)가 폐쇄되어, 후퇴 위치(Q2)에 위치하는 DIW 노즐(71)로부터의 DIW의 토출을 정지한다. 이와 같이 하여, DIW 공급 공정이 종료된다.
[건조 공정]
전술한 DIW 공급 공정 후, 웨이퍼(W)의 회전수를 높여, 웨이퍼(W)의 건조 처리가 행해진다. 예컨대, 웨이퍼(W)의 회전수를 2500 rpm으로 한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 상면에 잔존하는 DIW가, 웨이퍼(W)의 회전에 의한 원심력을 받아 웨이퍼(W)의 주연부로부터 외주측으로 흐르고, 웨이퍼(W)의 베벨부(Wb)로부터 배출된다. 이 때문에, 웨이퍼(W)의 상면으로부터 DIW가 제거되어, 웨이퍼(W)의 상면이 건조된다.
이와 같이 본 실시형태에 의하면, 먼저, 웨이퍼(W)를 제1 회전수(R1)로 회전시키고 처리액 노즐(61)로부터 불산을 토출시키면서, 처리액 노즐(61)을 후퇴 위치(Q1)로부터 제1 처리 위치(P1)로 이동시킨다. 그 후, 웨이퍼(W)를 제2 회전수(R2)로 회전시키고 처리액 노즐(61)로부터 불산을 토출시키면서, 처리액 노즐(61)을, 제1 처리 위치(P1)로부터 제2 처리 위치(P2)로 이동시킨다. 이에 의해, 후퇴 위치(Q1)로부터 제1 처리 위치(P1)로 처리액 노즐(61)이 이동할 때의 웨이퍼(W)의 회전수를, 제1 처리 위치(P1)로부터 제2 처리 위치(P2)로 처리액 노즐(61)이 이동할 때의 웨이퍼(W)의 회전수보다 낮게 할 수 있고, 처리액 노즐(61)로부터 토출된 불산이 웨이퍼(W)의 베벨부(Wb)에 충돌하는 위치를 처리액 노즐(61)이 통과할 때에, 웨이퍼(W)의 회전수를 낮게 할 수 있다. 이 때문에, 웨이퍼(W)의 베벨부(Wb)에 충돌한 불산이 비산하는 것을 억제할 수 있고, 에칭 후에 잔존하는 자연 산화막의 표면으로 비산하는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, 불산이 파티클원이 되어 웨이퍼(W)의 상면에 잔존하는 것을 억제할 수 있고, 웨이퍼(W)의 상면에 있어서의 파티클의 발생을 억제할 수 있다.
특히, 웨이퍼(W)의 상면이 소수면(疎水面)으로 형성되어 있는 경우나, 소수면과 친수면이 혼재되어 있는 경우에는, 웨이퍼(W)의 베벨부(Wb)에 충돌한 불산은 비산하기 쉬워지지만, 전술한 바와 같이 웨이퍼(W)의 회전수가 낮기 때문에, 불산의 내주측으로의 비산을 억제할 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)의 비산을 억제함으로써, 웨이퍼(W)의 베벨부(Wb) 주위에 존재하는 부품[예컨대, 톱 링(42)이나 처리액 노즐(61) 등]에 비산한 불산이 부착되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 웨이퍼(W)의 베벨부(Wb)에 불산이 충돌하는 위치를 처리액 노즐(61)이 통과할 때에는, 웨이퍼(W)의 회전수가 낮아지고 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 베벨부(Wb)의 만곡형의 표면에 불산의 액막을 형성시킬 수 있고, 베벨부의 표면에 형성된 자연 산화막을 효과적으로 에칭하여 제거할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 의하면, 처리액 노즐(61)이 후퇴 위치(Q1)로부터 제1 처리 위치(P1)로 이동한 후, 처리액 노즐(61)을 제1 처리 위치(P1)에 유지하면서, 웨이퍼(W)의 회전수를, 제1 회전수(R1)로부터 제2 회전수(R2)로 상승시킨다. 이에 의해, 처리액 노즐(61)이 제1 처리 위치(P1)로부터 제2 처리 위치(P2)로 이동할 때에는, 웨이퍼(W)의 회전수를, 제2 회전수(R2)로 높일 수 있다. 이 때문에, 자연 산화막의 에칭폭의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에 의하면, 처리액 노즐(61)이 후퇴 위치(Q1)로부터 제1 처리 위치(P1)로 이동할 때, 톱 링(42)의 내측 공간(S1)의 청정 공기가, 톱 링(42)과 웨이퍼(W)의 주연부 사이에 개재된 주연 공간(S2)을 통해 제1 배기량(E1)으로 배출된다. 처리액 노즐(61)이 제1 처리 위치(P1)로부터 제2 처리 위치(P2)로 이동할 때, 내측 공간(S1)의 청정 공기가, 주연 공간(S2)을 통해 제2 배기량(E2)으로 배출된다. 이에 의해, 처리액 노즐(61)이 후퇴 위치(Q1)로부터 제1 처리 위치(P1)로 이동할 때의 내측 공간(S1)의 청정 공기의 배기량을, 처리액 노즐(61)이 제1 처리 위치(P1)로부터 제2 처리 위치(P2)로 이동할 때의 내측 공간(S1)의 청정 공기의 배기량보다 많게 할 수 있고, 처리액 노즐(61)로부터 토출된 불산이 웨이퍼(W)의 베벨부(Wb)에 충돌하는 위치를 처리액 노즐(61)이 통과할 때에, 내측 공간(S1)의 청정 공기의 배기량을 많게 할 수 있다. 이 때문에, 웨이퍼(W)의 베벨부(Wb)에 충돌한 불산이 내주측으로 비산하는 것을 억제하여, 불산을 웨이퍼(W)의 베벨부(Wb)로부터 외주측으로 배출시킬 수 있고, 에칭 후에 잔존하는 자연 산화막의 표면으로 비산하는 것을 한층 더 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 의하면, 웨이퍼(W)의 회전수를 제1 회전수(R1)로부터 제2 회전수(R2)로 상승시킬 때에, 톱 링(42)의 내측 공간(S1)의 청정 공기의 배기량을 제1 배기량(E1)으로부터 제2 배기량(E2)으로 저감시킨다. 이에 의해, 처리액 노즐(61)이 제1 처리 위치(P1)로부터 제2 처리 위치(P2)로 이동할 때에는, 처리액 노즐(61)로부터의 불산의 토출 방향을, 웨이퍼(W)의 회전 방향 하류측으로 향하게 할 수 있다. 이 때문에, 자연 산화막의 에칭 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에 의하면, 처리액 노즐(61)이 후퇴 위치(Q1)로부터 제1 처리 위치(P1)를 통해 제2 처리 위치(P2)로 이동하는 동안, 처리액 노즐(61)로부터 토출되는 불산의 토출량이 일정하게 유지되어 있다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 주연부라고 하는 한정된 영역에서 자연 산화막을 제거하기 위해서 불산의 토출량을 적게 한 경우라도, 처리액 노즐(61)이 제2 처리 위치(P2)에 도달했을 때의 토출량을 안정시킬 수 있다. 이 때문에, 자연 산화막의 에칭폭의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에 의하면, 웨이퍼(W)를 제2 회전수(R2)로 회전시키고 처리액 노즐(61)로부터 불산을 토출시키면서, 처리액 노즐(61)을 제2 처리 위치(P2)로부터 제1 처리 위치(P1)로 이동시킨다. 그 후, 웨이퍼(W)를 제1 회전수(R1)로 회전시키고 처리액 노즐(61)로부터 불산을 토출시키면서, 처리액 노즐(61)을, 제1 처리 위치(P1)로부터 후퇴 위치(Q1)로 이동시킨다. 이에 의해, 제1 처리 위치(P1)로부터 후퇴 위치(Q1)로 처리액 노즐(61)이 이동할 때의 웨이퍼(W)의 회전수를, 제2 처리 위치(P2)로부터 제1 처리 위치(P1)로 처리액 노즐(61)이 이동할 때의 웨이퍼(W)의 회전수보다 낮게 할 수 있고, 처리액 노즐(61)로부터 토출된 불산이 웨이퍼(W)의 베벨부(Wb)에 충돌하는 위치를 처리액 노즐(61)이 통과할 때에, 웨이퍼(W)의 회전수를 낮게 할 수 있다. 이 때문에, 웨이퍼(W)의 베벨부(Wb)에 충돌한 불산이 비산하는 것을 억제할 수 있고, 에칭 후에 잔존하는 자연 산화막의 표면으로 비산하는 것을 억제할 수 있다.
한편, 전술한 본 실시형태에 있어서는, 처리액 노즐(61)이, 후퇴 위치(Q1)로부터 제1 처리 위치(P1)로 이동할 때에 불산을 토출시키고 있는 예에 대해 설명하였다. 그러나, 이것에 한정되는 일은 없고, 처리액 노즐(61)이, 서로 상이한 복수 종의 처리액을 토출 가능하게 구성되고, 제1 이동 공정에 있어서의 처리액 노즐(61)이 토출하는 처리액과, 제2 이동 공정에 있어서의 처리액 노즐(61)이 토출하는 처리액이, 서로 상이해도 좋다. 예컨대, 처리액 노즐(61)은, 후퇴 위치(Q1)로부터 제1 처리 위치(P1)로 이동할 때(제1 이동 공정)에, 불산이 아니라, 처리액의 일례로서의 DIW를 토출시키도록 해도 좋다. 이 경우, 처리액 노즐(61)에, 도 3에 도시된 DIW 공급관(72)이 접속되어 있고, 처리액 노즐(61)이, 불산과 DIW를 선택적으로 토출 가능하게 구성하면 된다.
보다 구체적으로는, 제1 이동 공정에 있어서는, 처리액 노즐(61)에, DIW 공급원(73)으로부터 DIW가 공급되어 처리액 노즐(61)로부터 토출된다. 회전수 상승 공정에 있어서는, 처리액 노즐(61)에 공급되는 처리액이 DIW로부터 불산으로 전환된다. 이때, 처리액 노즐(61)로부터 토출되는 불산의 토출량이 안정될 때까지 처리액 노즐(61)은 제1 처리 위치(P1)에 유지되는 것이 바람직하다. 그 후, 제2 이동 공정에 있어서는, 처리액 노즐(61)로부터 불산이 토출된다. 이 경우에 있어서도, 후퇴 위치(Q1)로부터 제1 처리 위치(P1)로 처리액 노즐(61)이 이동할 때의 웨이퍼(W)의 회전수가 낮아지고 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 베벨부(Wb)에 충돌한 DIW가 비산하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 이 경우, 처리액 노즐(61)로부터 토출된 불산을, 웨이퍼(W)의 마른 상면이 아니라, 웨이퍼(W)의 상면에 형성된 DIW의 액막에 공급시킬 수 있다. 이 때문에, 웨이퍼(W)의 상면에 공급된 불산이 상기 상면에서 튀어 올라 비산하는 것을 억제할 수 있고, 파티클원이 형성되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 처리액 노즐(61)이 불산과 DIW를 선택적으로 토출 가능하게 되어 있는 경우에는, 자연 산화막 제거 공정 후, 처리액 노즐(61)을 후퇴 위치(Q1)로 이동시키지 않고, 웨이퍼(W)의 상면을 린스 처리할 수 있다. 즉, 처리액 노즐(61)을 제2 처리 위치(P2)에 유지하면서, 처리액 노즐(61)로부터 토출되는 처리액을 불산으로부터 DIW로 전환함으로써, 웨이퍼(W)의 상면을 린스 처리할 수 있다. 이 때문에, 공정을 간소화할 수 있다.
또한, 처리액 노즐(61)이 불산과 DIW를 선택적으로 토출 가능하게 되어 있지 않아도, 처리액 공급 공정의 토출 개시 공정에 있어서, 웨이퍼(W)의 표면 주연부에 먼저 DIW 노즐(71)로부터 DIW를 토출시키고, 그 후, 처리액 노즐(61)로부터 불산을 토출시키며, 처리액 노즐(61)을 후퇴 위치(Q1)로부터 제1 처리 위치(P1)로 이동시켜도 좋다. 처리액 노즐(61)의 이동 동안, DIW 노즐(71)로부터는 DIW를 계속 토출시킨다. 이 경우, 처리액 노즐(61)로부터 토출된 불산을, 웨이퍼(W)의 마른 상면이 아니라, 웨이퍼(W)의 상면에 형성된 DIW의 액막에 공급시킬 수 있다. 이 때문에, 웨이퍼(W)의 상면에 공급된 불산이 상기 상면에서 튀어 올라 비산하는 것을 억제할 수 있고, 파티클원이 형성되는 것을 억제할 수 있다. DIW의 공급 위치는, 평면에서 보아 불산의 공급 위치보다 웨이퍼(W)의 회전 방향 상류측 근방에 배치되어 있는 것이 적합하다.
한편, DIW 대신에, 오존수, 질산 또는 황산 등을 이용할 수도 있다. 이들 DIW 대신으로서는, 산화력을 가지면서, 실리콘제의 웨이퍼(W)에 대해 에칭 작용을 갖지 않는 액체이면 된다.
또한, 전술한 본 실시형태에 있어서는, 배기부(48)가, 내측 공간(S1)으로부터 배출되는 청정 공기의 배기량을 조정하기 위한 유량 조정 밸브(51)를 갖고 있는 예에 대해 설명하였다. 그러나, 배기량을 조정할 수 있으면, 이 구성에 한정되는 일은 없다. 예컨대, 서로 유량이 상이한 복수의 배기로를 형성해 두고, 이들 배기로를 배기구(47)에 선택적으로 접속하도록 해도 좋다. 이 경우에 있어서도, 내측 공간(S1)으로부터 배출되는 청정 공기의 배기량을 전환할 수 있다.
또한, 전술한 본 실시형태에 있어서는, 기판 처리 장치(30)가, 웨이퍼(W)의 주연부에 형성된 자연 산화막을 에칭하여 제거하기 위한 장치인 예에 대해 설명하였다. 그러나, 이것에 한정되는 일은 없고, 기판 처리 장치(30)는, 웨이퍼(W)의 주연부에 형성된 다른 종류의 막을 에칭하여 제거하기 위한 장치여도 좋다. 예컨대, 기판 처리 장치(30)는, 웨이퍼(W)의 상면에 형성된 레지스트막을 제거하기 위한 장치여도 좋다. 이 경우, 처리액으로서는, 레지스트막을 제거하기 위한 레지스트 제거액(레지스트 리무버)이 이용된다.
또한, 전술한 본 실시형태에 있어서는, 웨이퍼(W)의 상면에 형성된 자연 산화막을 에칭으로 제거하기 위한 처리액으로서, 불산을 예로 들어 설명하였다. 그러나, 이것에 한정되는 일은 없고, 웨이퍼(W)의 주연부에 형성된 막을 제거할 수 있으면, 불산을 포함하는 수용액인 희불산 수용액(DHF) 등 다른 약액을 이용할 수도 있다.
본 발명은 상기 실시형태 및 변형예 그대로에 한정되는 것은 아니며, 실시 단계에서는 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성 요소를 변형하여 구체화할 수 있다. 또한, 상기 실시형태 및 변형예에 개시되어 있는 복수의 구성 요소의 적절한 조합에 의해, 여러 가지 발명을 형성할 수 있다. 실시형태 및 변형예에 나타나는 전체 구성 요소로부터 몇 가지의 구성 요소를 삭제해도 좋다. 또한, 상이한 실시형태 및 변형예에 걸친 구성 요소를 적절히 조합해도 좋다.
18: 제어부 30: 기판 처리 장치
31: 유지부 33: 회전 구동부
42: 톱 링 48: 배기부
51: 유량 조정 밸브 60: 처리액 공급부
61: 처리액 노즐 65: 처리액 노즐 구동부
E1: 제1 배기량 E2: 제2 배기량
P1: 제1 처리 위치 P2: 제2 처리 위치
R1: 제1 회전수 R2: 제2 회전수
Q1: 후퇴 위치 S1: 내측 공간
S2: 주연 공간 W: 웨이퍼

Claims (13)

  1. 기판을 수평으로 유지하는 유지부와,
    상기 유지부를 회전시키는 회전 구동부와,
    처리액을 토출하는 처리액 노즐을 포함하는 처리액 공급부와,
    상기 기판에 상기 처리액을 공급하는 제1 처리 위치와, 상기 제1 처리 위치보다 상기 기판의 중심측에 위치하는 제2 처리 위치이며, 상기 기판에 상기 처리액을 공급하는 제2 처리 위치와, 상기 기판으로부터 후퇴한 후퇴 위치 사이에서 상기 처리액 노즐을 이동시키는 처리액 노즐 구동부와,
    제어부를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 기판을 제1 회전수로 회전시키고 상기 처리액 노즐로부터 상기 처리액을 토출시키면서 상기 처리액 노즐을 상기 후퇴 위치로부터 상기 제1 처리 위치로 이동시키는 제1 이동 공정과, 상기 제1 이동 공정 후, 상기 기판을 상기 제1 회전수보다 높은 제2 회전수로 회전시키고 상기 처리액 노즐로부터 상기 처리액을 토출시키면서 상기 처리액 노즐을 상기 제1 처리 위치로부터 상기 제2 처리 위치로 이동시키는 제2 이동 공정을 행하도록, 상기 회전 구동부, 상기 처리액 노즐 구동부 및 상기 처리액 공급부를 제어하는 것인 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 이동 공정과 상기 제2 이동 공정 사이에, 상기 처리액 노즐을 상기 제1 처리 위치에 유지하면서, 상기 기판의 회전수를 상기 제1 회전수로부터 상기 제2 회전수로 상승시키는 회전수 상승 공정을 행하도록, 상기 회전 구동부 및 상기 처리액 노즐 구동부를 제어하는 것인 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 유지부에 유지된 상기 기판의 상방에 형성되는 내측 공간을 획정(劃定)하는 링형의 커버 부재이며, 상기 기판의 주연부(周緣部)를, 상기 내측 공간에 연통(連通)된 주연 공간을 통해 덮는 링형의 커버 부재와,
    상기 커버 부재의 상기 내측 공간의 기체를, 상기 주연 공간을 통해 배출하는 배기부를 더 포함하고,
    상기 배기부는, 상기 내측 공간으로부터 배출되는 기체의 배기량을 조정하는 배기량 조정부를 가지며,
    상기 제어부는, 상기 제1 이동 공정에 있어서, 상기 내측 공간의 상기 기체를 제1 배기량으로 배출하고, 상기 제2 이동 공정에 있어서, 상기 내측 공간의 상기 기체를 상기 제1 배기량보다 적은 제2 배기량으로 배출하도록, 상기 배기부를 제어하는 것인 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 회전수 상승 공정에 있어서, 상기 내측 공간의 상기 기체의 배기량을 상기 제1 배기량으로부터 상기 제2 배기량으로 저감시키도록, 상기 배기부를 제어하는 것인 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 유지부에 유지된 상기 기판의 상방에 형성되는 내측 공간을 획정하는 링형의 커버 부재이며, 상기 기판의 주연부를, 상기 내측 공간에 연통된 주연 공간을 통해 덮는 링형의 커버 부재와,
    상기 커버 부재의 상기 내측 공간의 기체를, 상기 주연 공간을 통해 배출하는 배기부를 더 포함하고,
    상기 배기부는, 상기 내측 공간으로부터 배출되는 상기 기체의 배기량을 조정하는 배기량 조정부를 가지며,
    상기 제어부는, 상기 제1 이동 공정에 있어서, 상기 내측 공간의 상기 기체를 제1 배기량으로 배출하고, 상기 제2 이동 공정에 있어서, 상기 내측 공간의 상기 기체를 상기 제1 배기량보다 적은 제2 배기량으로 배출하도록, 상기 배기부를 제어하는 것인 기판 처리 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리액 노즐은, 서로 상이한 복수 종의 상기 처리액을 토출 가능하게 구성되어 있고,
    상기 제1 이동 공정에 있어서의 상기 처리액 노즐이 토출하는 상기 처리액과, 상기 제2 이동 공정에 있어서의 상기 처리액 노즐이 토출하는 상기 처리액은, 서로 상이한 것인 기판 처리 장치.
  7. 기판을 수평으로 유지하는 유지 공정과,
    상기 기판을 제1 회전수로 회전시키고 처리액 노즐로부터 처리액을 토출시키면서, 상기 처리액 노즐을, 상기 기판으로부터 후퇴한 후퇴 위치로부터 상기 처리액을 상기 기판에 공급하는 제1 처리 위치로 이동시키는 제1 이동 공정과,
    상기 제1 이동 공정 후, 상기 기판을 상기 제1 회전수보다 높은 제2 회전수로 회전시키고 상기 처리액 노즐로부터 상기 처리액을 토출시키면서, 상기 처리액 노즐을, 상기 제1 처리 위치로부터, 상기 제1 처리 위치보다 상기 기판의 중심측에 위치하는 제2 처리 위치이며, 상기 기판에 상기 처리액을 공급하는 제2 처리 위치로 이동시키는 제2 이동 공정을 포함하는 기판 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 이동 공정과 상기 제2 이동 공정 사이에, 상기 처리액 노즐을 상기 제1 처리 위치에 유지하면서, 상기 기판의 회전수를 상기 제1 회전수로부터 상기 제2 회전수로 상승시키는 회전수 상승 공정을 더 포함하는 기판 처리 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 기판의 상방에 링형의 커버 부재가 배치되고,
    상기 커버 부재는, 상기 기판의 상방에 형성되는 내측 공간을 획정하며,
    상기 기판의 주연부는, 상기 내측 공간에 연통된 주연 공간을 통해 상기 커버 부재에 의해 덮여져 있고,
    상기 제1 이동 공정에 있어서, 상기 내측 공간의 기체가 상기 주연 공간을 통해 제1 배기량으로 배출되고, 상기 제2 이동 공정에 있어서, 상기 내측 공간의 상기 기체가 상기 주연 공간을 통해 상기 제1 배기량보다 적은 제2 배기량으로 배출되는 것인 기판 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 회전수 상승 공정에 있어서, 상기 주연 공간의 상기 기체의 배기량을 상기 제1 배기량으로부터 상기 제2 배기량으로 저감시키는 것인 기판 처리 방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 기판의 상방에 링형의 커버 부재가 배치되고,
    상기 커버 부재는, 상기 기판의 상방에 형성되는 내측 공간을 획정하며,
    상기 기판의 주연부는, 상기 내측 공간에 연통된 주연 공간을 통해 상기 커버 부재에 의해 덮여져 있고,
    상기 제1 이동 공정에 있어서, 상기 내측 공간의 기체가 상기 주연 공간을 통해 제1 배기량으로 배출되고, 상기 제2 이동 공정에 있어서, 상기 내측 공간의 상기 기체가 상기 주연 공간을 통해 상기 제1 배기량보다 적은 제2 배기량으로 배출되는 것인 기판 처리 방법.
  12. 제7항에 있어서, 상기 처리액 노즐은, 서로 상이한 복수 종의 처리액을 토출 가능하게 구성되어 있고,
    상기 제1 이동 공정에 있어서 상기 처리액 노즐로부터 토출되는 상기 처리액과, 상기 제2 이동 공정에 있어서 상기 처리액 노즐로부터 토출되는 상기 처리액은, 서로 상이한 것인 기판 처리 방법.
  13. 기판 처리 장치의 동작을 제어하기 위한 컴퓨터에 의해 실행되었을 때에, 상기 컴퓨터가 상기 기판 처리 장치를 제어하여 제7항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 기판 처리 방법을 실행시키는 프로그램이 기록된 기억 매체.
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