KR20190050788A - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

실시형태에 따른 기판 처리 방법은, 처리액 공급 공정과, 자외선 조사 공정을 포함한다. 처리액 공급 공정은, 기판에 대하여 처리액을 공급한다. 자외선 조사 공정은, 처리액 공급 공정 후의 기판에 대하여 200 ㎚ 이하의 파장의 자외선을 조사함으로써, 처리액 공급 공정 후의 기판을 제전(除電)한다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
개시된 실시형태는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
종래, 반도체 디바이스의 제조 공정에서는, 반도체 웨이퍼 등의 기판에 대하여 처리액을 공급함으로써 기판을 처리하는 액 처리가 행해진다(특허문헌 1 참조).
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2002-124502호 공보
그러나, 액 처리 전후의 기판은, 예컨대 처리액이 기판의 표면을 흐를 때에 생기는 마찰 대전 등에 의해 대전할 우려가 있고, 기판의 대전은 제품의 수율에 악영향을 끼칠 우려가 있다.
실시형태의 일양태는, 액 처리 전후의 기판을 제전(除電)할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시형태의 일양태에 따른 기판 처리 방법은, 처리액 공급 공정과, 자외선 조사 공정을 포함한다. 처리액 공급 공정은, 기판에 대하여 처리액을 공급한다. 자외선 조사 공정은, 처리액 공급 공정 전 및 처리액 공급 공정 후 중 적어도 한쪽에 있어서, 기판에 대하여 200 ㎚ 이하의 파장의 자외선을 조사함으로써, 기판을 제전한다.
실시형태의 일양태에 따르면, 액 처리 전후의 기판을 제전할 수 있다.
도 1은 본 실시형태에 따른 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 처리 유닛의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 포스트 자외선 조사 유닛의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 플러스로 대전한 웨이퍼에 대한 제전 효과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 마이너스로 대전한 웨이퍼에 대한 제전 효과를 나타내는 그래프이다.
도 6은 웨이퍼 상의 low-k막에 대하여 172 ㎚의 파장의 자외선을 각각 대기 분위기 하 및 질소 분위기 하에서 조사한 경우의 low-k막에의 데미지의 비교 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7은 200 ㎚ 이하의 파장의 자외선에 의한 제전 효과, 웨이퍼의 데미지 억제 효과 및 폴리머 제거 촉진 효과와 산소 농도의 관계를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 실시형태에 따른 기판 처리의 처리 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 9는 제1 변형예에 따른 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 10은 제2 변형예에 따른 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본원이 개시하는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치의 실시형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 실시형태에 따른 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 이하에서는, 위치 관계를 명확하게 하기 위해, 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축을 규정하고, Z축 정방향을 연직 상향 방향으로 한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 시스템(1)은, 반입출 스테이션(2)과, 처리 스테이션(3)을 구비한다. 반입출 스테이션(2)과 처리 스테이션(3)은 인접하여 마련된다.
반입출 스테이션(2)은, 캐리어 배치부(11)와, 반송부(12)를 구비한다. 캐리어 배치부(11)에는, 복수매의 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 마련되고, 내부에 기판 반송 장치(13)와, 전달부(14)를 구비한다. 기판 반송 장치(13)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 기구를 구비한다. 또한, 기판 반송 장치(13)는, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 및 수직축을 중심으로 하는 선회가 가능하여, 웨이퍼 유지 기구를 이용하여 캐리어(C)와 전달부(14) 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
처리 스테이션(3)은, 반송부(12)에 인접하여 마련된다. 처리 스테이션(3)은, 반송부(15)와, 복수의 처리 유닛(16)과, 프리 자외선 조사 유닛(61)과, 포스트 자외선 조사 유닛(62)을 구비한다. 복수의 처리 유닛(16), 프리 자외선 조사 유닛(61) 및 포스트 자외선 조사 유닛(62)은, 반송부(15)를 따라 배열되어 배치된다.
프리 자외선 조사 유닛(61) 및 포스트 자외선 조사 유닛(62)의 배치 및 개수는, 도시된 것에 한정되지 않는다. 예컨대, 프리 자외선 조사 유닛(61) 및 포스트 자외선 조사 유닛(62)은 서로 이웃하여 배치되어도 좋고, 처리 스테이션(3)에 대하여 복수 마련되어도 좋다.
반송부(15)는, 내부에 기판 반송 장치(17)를 구비한다. 기판 반송 장치(17)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 기구를 구비한다. 또한, 기판 반송 장치(17)는, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 및 수직축을 중심으로 하는 선회가 가능하여, 웨이퍼 유지 기구를 이용하여 전달부(14), 처리 유닛(16), 프리 자외선 조사 유닛(61) 및 포스트 자외선 조사 유닛(62) 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
처리 유닛(16)은, 기판 반송 장치(17)에 의해 반송되는 웨이퍼(W)에 대하여 미리 정해진 기판 처리를 행한다. 구체적으로는, 본 실시형태에 따른 기판 처리 시스템(1)에서는, 드라이 에칭 후의 웨이퍼(W)에 대하여 처리액을 공급함으로써, 드라이 에칭 후의 웨이퍼(W)의 표면에 부착한 유기물(이하, 「폴리머」라고 기재함)을 제거하는 폴리머 제거 처리(액 처리의 일례)를 행한다.
프리 자외선 조사 유닛(61)은, 처리 유닛(16)에 의한 폴리머 제거 처리가 행해지기 전의 웨이퍼(W)의 제전을 행한다. 또한, 포스트 자외선 조사 유닛(62)은, 처리 유닛(16)에 의한 폴리머 제거 처리가 행해진 후의 웨이퍼(W)의 제전을 행한다. 프리 자외선 조사 유닛(61) 및 포스트 자외선 조사 유닛(62)은, 자외선 조사부의 일례에 상당한다.
또한, 기판 처리 시스템(1)은, 제어 장치(4)를 구비한다. 제어 장치(4)는, 예컨대 컴퓨터이고, 제어부(18)와 기억부(19)를 구비한다. 기억부(19)에는, 기판 처리 시스템(1)에 있어서 실행되는 각종 처리를 제어하는 프로그램이 저장된다. 제어부(18)는, 기억부(19)에 기억된 프로그램을 읽어내어 실행함으로써 기판 처리 시스템(1)의 동작을 제어한다.
또한, 제어부(18)는, CPU(Central Processing Unit)나 MPU(Micro Processing Unit) 등에 의해, 기억부(19)에 기억되어 있는 프로그램이 RAM을 작업 영역으로 하여 실행됨으로써 실현된다. 또한, 이러한 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있던 것으로서, 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. 또한, 제어부(18)는, 예컨대, ASIC(Application Specific Integrated Circuit)나 FPGA(Field Programmable Gate Array) 등의 집적 회로에 의해 실현되어도 좋다.
상기한 바와 같이 구성된 기판 처리 시스템(1)에서는, 먼저, 반입출 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, 프리 자외선 조사 유닛(61)에 반입된다.
프리 자외선 조사 유닛(61)에 반입된 웨이퍼(W)는, 프리 자외선 조사 유닛(61)에 의해 제전된다. 제전 후의 웨이퍼(W)는, 기판 반송 장치(17)에 의해 프리 자외선 조사 유닛(61)으로부터 반출되어, 처리 유닛(16)에 반입된다. 처리 유닛(16)에 반입된 웨이퍼(W)는, 처리 유닛(16)에 의해 액 처리가 실시된 후, 기판 반송 장치(17)에 의해 처리 유닛(16)으로부터 반출되어, 포스트 자외선 조사 유닛(62)에 반입된다.
포스트 자외선 조사 유닛(62)에 반입된 웨이퍼(W)는, 포스트 자외선 조사 유닛(62)에 의해 제전된다. 제전 후의 웨이퍼(W)는, 기판 반송 장치(17)에 의해 포스트 자외선 조사 유닛(62)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)에 복귀된다.
이와 같이, 본 실시형태에 따른 기판 처리 시스템(1)에서는, 액 처리 후의 웨이퍼(W)를 제전한 후에, 캐리어(C)에 복귀시키는 것으로 하고 있다. 이에 의해, 액 처리 후의 웨이퍼(W)의 대전에 의한 수율의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 기판 처리 시스템(1)에서는, 액 처리 전의 웨이퍼(W)에 대해서도 제전을 행하는 것으로 하고 있다. 이에 의해, 액 처리 시에 있어서 웨이퍼(W)에 처리액이 접촉하였을 때에 웨이퍼(W)가 받는 데미지(정전 파괴)를 억제할 수 있다.
다음에, 처리 유닛(16)의 구성에 대해서 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 처리 유닛(16)의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 처리 유닛(16)은, 챔버(20)와, 기판 유지 기구(30)와, 처리 유체 공급부(40)와, 회수컵(50)을 구비한다.
챔버(20)는, 기판 유지 기구(30)와 처리 유체 공급부(40)와 회수컵(50)을 수용한다. 챔버(20)의 천장부에는, FFU(Fan Filter Unit)(21)가 마련된다. FFU(21)는, 챔버(20) 내에 다운 플로우를 형성한다.
기판 유지 기구(30)는, 유지부(31)와, 지주부(32)와, 구동부(33)를 구비한다. 유지부(31)는, 웨이퍼(W)를 수평으로 유지한다. 지주부(32)는, 연직 방향으로 연장되는 부재이며, 기단부가 구동부(33)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 선단부에 있어서 유지부(31)를 수평으로 지지한다. 구동부(33)는, 지주부(32)를 연직축 둘레로 회전시킨다. 이러한 기판 유지 기구(30)는, 구동부(33)를 이용하여 지주부(32)를 회전시킴으로써 지주부(32)에 지지된 유지부(31)를 회전시키고, 이에 의해, 유지부(31)에 유지된 웨이퍼(W)를 회전시킨다.
처리 유체 공급부(40)는, 웨이퍼(W)에 대하여 처리 유체를 공급한다. 처리 유체 공급부(40)는, 처리 유체 공급원(70)에 접속된다.
회수컵(50)은, 유지부(31)를 둘러싸도록 배치되고, 유지부(31)의 회전에 의해 웨이퍼(W)로부터 비산하는 처리액을 포집한다. 회수컵(50)의 바닥부에는, 배액구(51)가 형성되어 있고, 회수컵(50)에 의해 포집된 처리액은, 이러한 배액구(51)로부터 처리 유닛(16)의 외부에 배출된다. 또한, 회수컵(50)의 바닥부에는, FFU(21)로부터 공급되는 기체를 처리 유닛(16)의 외부에 배출하는 배기구(52)가 형성된다.
본 실시형태에 따른 처리 유닛(16)은, 드라이 에칭 후의 웨이퍼(W)의 표면에 부착한 폴리머를 제거하는 폴리머 제거 처리를 행한다. 구체적으로는, 처리 유닛(16)의 처리 유체 공급부(40)는, 처리 유체 공급원(70)으로서의 DHF(희불산) 공급원에 접속된다. 그리고, 처리 유닛(16)은, 유지부(31)에 유지되어 구동부(33)에 의해 회전하는 웨이퍼(W)에 대하여, 처리 유체 공급부(40)로부터 DHF를 공급함으로써, 웨이퍼(W)의 표면에 부착한 폴리머를 제거한다.
또한, 처리 유닛(16)의 처리 유체 공급부(40)는, 처리 유체 공급원(70)으로서의 DIW(상온의 순물) 공급원에 접속된다. 그리고, 처리 유닛(16)은, DHF를 공급한 후의 웨이퍼(W)에 대하여, 처리 유체 공급부(40)로부터 DIW를 공급함으로써, 웨이퍼(W) 상의 DHF를 DIW로 치환하는 린스 처리도 행한다.
또한, 처리 유체 공급부(40)는, 예컨대, 노즐과, 노즐을 수평으로 지지하는 아암과, 아암을 선회 및 승강시키는 선회 승강 기구를 구비한다. 처리 유체 공급부(40)는, DHF를 공급하는 노즐과, DIW를 공급하는 노즐을 구비하고 있어도 좋고, DHF 및 DIW를 공급하는 단일의 노즐을 구비하고 있어도 좋다. 처리 유체 공급부(40)로부터 공급되는 처리액은, DHF에 한정되지 않고, 예컨대 불화암모늄, 염산, 황산, 과산화수소수, 인산, 초산, 질산, 수산화암모늄, 유기산, 유기 알칼리 또는 이들을 적어도 하나 이상 포함하는 수용액 등이어도 좋다.
다음에, 프리 자외선 조사 유닛(61) 및 포스트 자외선 조사 유닛(62)의 구성에 대해서 설명한다. 본 실시형태에 있어서 프리 자외선 조사 유닛(61) 및 포스트 자외선 조사 유닛(62)은, 동일한 구성이기 때문에, 여기서는, 포스트 자외선 조사 유닛(62)의 구성에 대해서 도 3을 참조하여 설명하는 것으로 하고, 프리 자외선 조사 유닛(61)의 구성에 대해서는 설명을 생략한다. 도 3은 포스트 자외선 조사 유닛(62)의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 포스트 자외선 조사 유닛(62)은, 예컨대, 챔버(621)와, 이동 스테이지(622)와, 자외선 조사부(623)와, 불활성 가스 공급부(624)를 구비한다.
챔버(621)는, 예컨대, 반송부(15)측에 개구부(621a)를 갖는 개방형의 용기이다. 챔버(621)에는, 배기구(621b)가 형성되어 있고, 배기구(621b)에는, 배기관(621c)을 통해 배기 장치(621d)가 접속된다.
이동 스테이지(622)는, 챔버(621)의 깊이 방향(Y축 방향)을 따라 이동 가능하게 구성된다. 이동 스테이지(622)의 이동 경로의 상방에는, 자외선 조사부(623) 및 불활성 가스 공급부(624)가 배치된다. 자외선 조사부(623)는, 예컨대, UV 램프이고, 이동 스테이지(622) 상에 배치된 웨이퍼(W)에 대하여 자외선을 조사한다.
불활성 가스 공급부(624)는, 자외선 조사부(623)의 주위에 불활성 가스를 공급한다. 구체적으로는, 불활성 가스 공급부(624)에는, 공급관(624a)이 접속되고, 공급관(624a)에는, 유량 조정 기구(624b) 및 불활성 가스 공급원(624c)이 접속된다. 불활성 가스 공급원(624c)은, 공급관(624a)에 대하여 불활성 가스를 공급한다. 본 실시형태에 있어서, 불활성 가스 공급원(624c)은, 불활성 가스로서 질소를 공급한다. 유량 조정 기구(624b)는, 예컨대 밸브나 유량 조정 밸브 등을 포함하여 구성되어, 공급관(624a)을 흐르는 질소의 유량을 조정한다.
이러한 포스트 자외선 조사 유닛(62)에서는, 먼저, 이동 스테이지(622)를 이용하여 웨이퍼(W)를 챔버(621)의 앞측[개구부(621a)측]으로부터 자외선 조사부(623)를 통과하여 깊이측까지 이동시킨다. 이 동안, 배기 장치(621d)를 이용하여 챔버(621)의 내부를 배기하면서, 불활성 가스 공급부(624)로부터 챔버(621)의 내부에 질소를 공급함으로써, 포스트 자외선 조사 유닛(62)의 내부의 적어도 자외선 조사부(623)에 의한 자외선의 조사 영역의 분위기를 대기 분위기로부터 질소 분위기로 치환한다.
계속해서, 질소 분위기로의 치환이 완료하면, 자외선 조사부(623)에 의한 자외선의 조사를 시작한다. 그리고, 이동 스테이지(622)를 이용하여 웨이퍼(W)를 챔버(621)의 깊이측으로부터 앞측으로 이동시킴으로써, 이동 스테이지(622) 상의 웨이퍼(W)에 대하여 자외선을 조사한다. 웨이퍼(W)에 자외선이 조사되면, 자외선의 광자 흡수에 의한 전자 방출 작용에 의해 웨이퍼(W)가 제전된다.
여기서, 웨이퍼(W)에 대하여 200 ㎚를 넘는 파장의 자외선을 조사한 경우, 플러스로 대전한 웨이퍼 부분을 제전하는 것은 가능하지만, 마이너스로 대전한 웨이퍼 부분에 대해서는 제전할 수 없거나, 할 수 있었다고 해도, 적절하게 제전될 때까지 장시간을 요한다. 이와 같이, 200 ㎚를 넘는 파장의 자외선을 이용한 경우, 웨이퍼(W)를 적절하게 제전하기 어렵다.
그래서, 본 실시형태에 따른 포스트 자외선 조사 유닛(62)에서는, 200 ㎚ 이하의 파장의 자외선을 웨이퍼(W)에 대하여 조사하는 것으로 하였다. 이에 의해, 플러스로 대전한 웨이퍼 부분 및 마이너스로 대전한 웨이퍼 부분의 양방을 적절하게 제전하는 것이 가능하다.
이 점에 대해서 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다. 도 4는 플러스로 대전한 웨이퍼 부분에 대한 제전 효과를 나타내는 그래프이다. 또한, 도 5는 마이너스로 대전한 웨이퍼 부분에 대한 제전 효과를 나타내는 그래프이다. 도 4 및 도 5에는 질소 분위기 하에서 웨이퍼(W)에 대하여 172 ㎚의 파장의 자외선을 조사한 경우의 웨이퍼(W)의 대전량의 변화가 나타나 있다. 또한, 도 4 및 도 5에 나타내는 그래프의 종축은, 웨이퍼(W)의 대전량(V)을 나타내고, 횡축은, 자외선의 조사 시간(sec)을 나타내고 있다.
도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 질소 분위기 하에서 172 ㎚의 파장의 자외선을 조사함으로써, 플러스로 대전한 웨이퍼 부분 및 마이너스로 대전한 웨이퍼 부분 중 어느 대전량도 감소하는 것을 알 수 있다. 구체적으로는, 플러스로 대전한 웨이퍼 부분의 대전량은, 172 ㎚의 파장의 자외선을 4.3 sec(조사량으로 환산하면 0.08 J/㎠) 조사함으로써 거의 100％ 감소한다. 또한, 마이너스로 대전한 웨이퍼 부분의 대전량은, 172 ㎚의 파장의 자외선을 4.3 sec 조사한 경우에는 약 50％ 감소하고, 22 sec(0.4 J/㎠) 조사한 경우에는 약 85％ 감소하고, 65 sec(1.2 J/㎠) 조사한 경우에는 약 95％ 감소한다.
도 4 및 도 5에서는 웨이퍼(W)에 대하여 172 ㎚ 이하의 파장의 자외선을 조사한 경우의 제전 효과를 나타내었지만, 172 ㎚ 초과 200 ㎚ 이하의 파장의 자외선을 조사한 경우에 대해서도 동일한 제전 효과를 얻을 수 있다.
한편으로, 200 ㎚ 이하의 단파장의 자외선은, 산소 분자(O2)를 해리시키고, 해리한 산소 분자는, 다른 산소 분자와 결부되어 오존(O3)을 발생시킨다. 오존(O3)은, 웨이퍼(W)의 low-k막(유기막) 등에 대하여 데미지를 부여할 우려가 있다.
그래서, 본 실시형태에 따른 포스트 자외선 조사 유닛(62)에서는, 200 ㎚ 이하의 파장의 자외선을 질소 분위기 하에서 조사하는 것으로 하였다.
도 6은 웨이퍼(W) 상의 low-k막에 대하여 172 ㎚의 파장의 자외선을 각각 대기 분위기 하 및 질소 분위기 하에서 조사한 경우의 low-k막에의 데미지의 비교 결과를 나타내는 그래프이다. 도 6에 나타내는 그래프의 종축은, low-k막의 유전율(k값)의 변화량(상승량)을 나타내고 있고, k값의 변화량이 많을수록 low-k막에의 데미지가 큰 것을 나타내고 있다.
도 6에 나타내는 바와 같이, k값의 변화량 즉 low-k막에의 데미지는, 질소 분위기 하에서 172 ㎚의 파장의 자외선을 조사한 경우 쪽이, 대기 분위기 하에서 동자외선을 조사한 경우보다 작은 것을 알 수 있다.
이와 같이, 200 ㎚ 이하의 파장의 자외선을 질소 분위기 하, 즉, 대기 분위기와 비교하여 산소 농도가 낮은 환경 하에서 조사함으로써, 오존에 의한 웨이퍼(W)에의 데미지를 억제하면서, 웨이퍼(W)를 제전할 수 있다.
프리 자외선 조사 유닛(61)도 도 3에 나타내는 포스트 자외선 조사 유닛(62)과 동일한 구성을 가지고, 액 처리 전의 웨이퍼(W)에 대하여, 질소 분위기 하에서 200 ㎚ 이하의 파장의 자외선을 조사한다. 이에 의해, 오존에 의한 웨이퍼(W)에의 데미지를 억제하면서, 액 처리 전의 웨이퍼(W)를 제전할 수 있다.
또한, 자외선의 조사에 의해 발생하는 오존은, 웨이퍼(W) 상의 폴리머를 개질(산화)시킨다. 이에 의해, 프리 자외선 조사 유닛(61)은, 그 후의 처리 유닛(16)에 있어서 행해지는 액 처리(폴리머 제거 처리)에 있어서의 폴리머 제거 효율을 향상시킬 수 있다. 바꾸어 말하면, 폴리머 제거 처리에 요하는 시간을 단축할 수 있다. 또한, 폴리머 제거 처리에 있어서의 처리액의 소비량을 삭감할 수도 있다.
본 실시형태에 따른 기판 처리 시스템(1)에서는, 프리 자외선 조사 유닛(61)에 있어서의 질소 분위기의 농도가, 포스트 자외선 조사 유닛(62)에 있어서의 질소 분위기의 농도보다 낮게 설정된다. 구체적으로는, 제어 장치(4)는, 프리 자외선 조사 유닛(61) 또는 포스트 자외선 조사 유닛(62)의 유량 조정 기구(624b)를 제어함으로써, 프리 자외선 조사 유닛(61)의 챔버(621) 내에 있어서의 산소 농도가, 포스트 자외선 조사 유닛(62)의 챔버(621) 내에 있어서의 산소 농도보다 높아지도록, 불활성 가스 공급부(624)에 의한 질소의 공급 유량을 조정한다. 상세하게는, 제어 장치(4)는, 프리 자외선 조사 유닛(61)의 불활성 가스 공급부(624)에 의한 질소의 공급 유량을 포스트 자외선 조사 유닛(62)의 불활성 가스 공급부(624)에 의한 질소의 공급 유량보다 적게 한다.
이 점에 대해서 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7은 200 ㎚ 이하의 파장의 자외선에 의한 제전 효과, 웨이퍼(W)의 데미지 억제 효과 및 폴리머 제거 촉진 효과와 산소 농도의 관계를 나타내는 도면이다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 제전 효과 및 오존에 의한 웨이퍼(W)에의 데미지를 억제하는 효과(데미지 억제 효과)는, 산소 농도가 높아질수록, 바꾸어 말하면, 질소 농도가 낮아질수록 낮아진다. 이것은, 제전 효과에 대해서는, 산소 농도가 높을수록 산소에 흡수되는 자외선의 양이 많아지기 때문이고, 데미지 억제 효과에 대해서는, 산소 농도가 높을수록 오존이 많이 발생하기 때문이다.
한편, 폴리머 제거 효율을 향상시키는 효과(폴리머 제거 촉진 효과)는, 산소 농도가 낮아질수록, 바꾸어 말하면, 질소 농도가 높아질수록 낮아진다. 이것은, 산소 농도가 낮아질수록, 발생하는 오존의 양이 적어져, 웨이퍼(W) 상의 폴리머를 개질시키는 효과가 엷어지기 때문이다.
포스트 자외선 조사 유닛(62)은, 폴리머 제거 처리 후의 웨이퍼(W)의 제전을 행하기 때문에, 폴리머 제거 촉진 효과는 낮아도 좋다. 이에 대하여, 프리 자외선 조사 유닛(61)은, 폴리머 제거 처리 전의 웨이퍼(W)의 제전을 행하기 때문에, 폴리머 제거 촉진 효과는 높은 쪽이 바람직하다.
이러한 이유에서, 본 실시형태에 따른 기판 처리 시스템(1)에서는, 프리 자외선 조사 유닛(61)으로 행해지는 프리 자외선 조사 처리에 있어서, 포스트 자외선 조사 유닛(62)으로 행해지는 포스트 자외선 조사 처리에 있어서의 질소 분위기의 농도보다 낮은 농도의 질소 분위기 하에서, 폴리머 제거 처리 전의 웨이퍼(W)에 대하여 200 ㎚ 이하의 파장의 자외선을 조사하는 것으로 하고 있다.
다음에, 본 실시형태에 따른 기판 처리 시스템(1)의 구체적인 동작에 대해서 도 8을 참조하여 설명한다. 도 8은 본 실시형태에 따른 기판 처리의 처리 순서를 나타내는 흐름도이다. 도 8에 나타내는 각 처리 순서는, 제어 장치(4)의 제어에 기초하여 행해진다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 시스템(1)에서는, 웨이퍼(W)의 반입 처리가 행해진다(단계 S101). 구체적으로는, 반입출 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. 그 후, 처리 스테이션(3)의 기판 반송 장치(17)가, 전달부(14)로부터 웨이퍼(W)를 취출하여, 프리 자외선 조사 유닛(61)의 이동 스테이지(622)(도 3 참조)에 배치한다.
또한, 상기 반입 처리에 의해 프리 자외선 조사 유닛(61)에 반입되는 웨이퍼(W)는, 도시하지 않는 에칭 장치에 의해 드라이 에칭 처리가 실시된 후의 웨이퍼(W)이다.
계속해서, 기판 처리 시스템(1)에서는, 프리 자외선 조사 처리가 행해진다(단계 S102). 드라이 에칭 처리된 웨이퍼(W)는 대전하고 있다. 프리 자외선 조사 처리에서는, 드라이 에칭 처리 후 또한 액 처리 전의 웨이퍼(W)에 대하여, 질소 분위기 하에서 200 ㎚ 이하의 파장의 자외선을 조사한다. 이에 의해, 드라이 에칭 처리 후 또한 액 처리 전의 웨이퍼(W)가 제전된다. 따라서, 후단의 처리액 공급처리에 있어서 웨이퍼(W)에 처리액이 접촉하였을 때에 웨이퍼(W)가 받는 데미지(정전 파괴)를 억제할 수 있다. 또한, 자외선에 의해 웨이퍼(W) 상의 폴리머가 개질함으로써, 후단의 처리액 공급 처리에 있어서의 폴리머 제거 효율을 향상시킬 수 있다.
프리 자외선 조사 처리 후의 웨이퍼(W)는, 기판 반송 장치(17)에 의해 프리 자외선 조사 유닛(61)으로부터 취출된 후, 처리 유닛(16)의 유지부(31)에 배치되어 유지부(31)에 유지된다. 그 후, 처리 유닛(16)은, 유지부(31)를 미리 정해진 회전 속도(예컨대, 50 rpm)로 회전시킨다.
계속해서, 처리 유닛(16)에서는, 처리액 공급 처리가 행해진다(단계 S103). 처리액 공급 처리에서는, 처리 유체 공급부(40)로부터 웨이퍼(W)의 표면에 DHF가 공급된다. 웨이퍼(W)에 공급된 DHF는, 웨이퍼(W)의 회전에 따른 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 표면에 펴발린다. 이에 의해, 웨이퍼(W) 상의 폴리머가 제거된다.
기판 처리 시스템(1)에서는, 프리 자외선 조사 처리에 의해 폴리머가 개질되어 있어, 폴리머를 제거하기 쉬운 상태로 되어 있기 때문에, 폴리머 제거에 요하는 시간을 단축할 수 있다. 즉, 처리액 공급 처리의 처리 시간을 단축할 수 있다. 또한, 처리 시간의 단축에 의해 DHF의 소비량을 삭감할 수 있다.
단계 S103의 처리액 공급 처리를 끝내면, 처리 유닛(16)에서는, 린스 처리가 행해진다(단계 S104). 이러한 린스 처리에서는, 처리 유체 공급부(40)로부터 웨이퍼(W)의 표면에 린스액인 DIW가 공급된다. 웨이퍼(W)에 공급된 DIW는, 웨이퍼(W)의 회전에 따른 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 표면에 펴발린다. 이에 의해, 웨이퍼(W)에 잔존하는 DHF가 DIW에 의해 씻겨나간다.
계속해서, 처리 유닛(16)에서는, 건조 처리가 행해진다(단계 S105). 이러한 건조 처리에서는, 웨이퍼(W)를 미리 정해진 회전 속도(예컨대, 1000 rpm)로 미리 정해진 시간 회전시킨다. 이에 의해, 웨이퍼(W)에 잔존하는 DIW가 털려, 웨이퍼(W)가 건조한다. 그 후, 웨이퍼(W)의 회전이 정지한다.
건조 처리 후의 웨이퍼(W)는, 기판 반송 장치(17)에 의해 처리 유닛(16)으로부터 취출된 후, 포스트 자외선 조사 유닛(62)의 이동 스테이지(622)에 배치된다. 그 후, 기판 처리 시스템(1)에서는, 포스트 자외선 조사 처리가 행해진다(단계 S106). 건조 처리 시, 웨이퍼(W)에 잔존하는 DIW가 털림으로써 웨이퍼(W)는 대전해 버린다. 이 경우, 웨이퍼(W)에는, 플러스로 대전한 웨이퍼 부분 및 마이너스로 대전한 웨이퍼 부분의 양방이 존재한다. 포스트 자외선 조사 처리에서는, 액 처리(처리액 공급 처리 및 린스 처리) 후, 보다 구체적으로는 건조 처리 후의 웨이퍼(W)에 대하여, 질소 분위기 하에서 200 ㎚ 이하의 파장의 자외선을 조사한다.
이에 의해, 액 처리 후의 웨이퍼(W)가 제전된다. 따라서, 액 처리 후의 웨이퍼(W)의 대전에 의한 수율의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 따른 포스트 자외선 조사 유닛(62)에서는, 200 ㎚ 이하의 파장의 자외선을 조사하는 것으로 하였기 때문에, 플러스로 대전한 웨이퍼 부분 및 마이너스로 대전한 웨이퍼 부분의 양방을 적절하게 제전할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 따른 포스트 자외선 조사 유닛(62)에서는, 질소 분위기 하에서 200 ㎚ 이하의 파장의 자외선을 조사하는 것으로 하였기 때문에, 오존에 의한 웨이퍼(W)에의 데미지를 억제하면서, 웨이퍼(W)를 제전할 수 있다.
계속해서, 기판 처리 시스템(1)에서는, 반출 처리가 행해진다(단계 S107). 반출 처리에서는, 기판 반송 장치(17)가, 포스트 자외선 조사 유닛(62)의 이동 스테이지(622)로부터 웨이퍼(W)를 취출하여 전달부(14)에 배치한다. 그 후, 기판 반송 장치(13)가, 전달부(14)로부터 웨이퍼(W)를 취출하여, 캐리어 배치부(11)의 캐리어(C)에 수용한다. 이러한 반출 처리가 완료하면, 1장의 웨이퍼(W)에 대한 기판 처리가 완료한다.
다음에, 기판 처리 시스템(1)의 변형예에 대해서 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다. 도 9는 제1 변형예에 따른 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 또한, 도 10은 제2 변형예에 따른 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
전술한 실시형태에서는, 기판 처리 시스템(1)이, 프리 자외선 조사 처리를 행하는 프리 자외선 조사 유닛(61)과 포스트 자외선 조사 처리를 행하는 포스트 자외선 조사 유닛(62)을 구비하는 경우의 예에 대해서 설명하였다. 그러나, 에에 한정되지 않고, 기판 처리 시스템은, 단일의 자외선 조사 유닛을 이용하여 프리 자외선 조사 처리 및 포스트 자외선 조사 처리의 양방을 행하도록 하여도 좋다.
예컨대, 도 9에 나타내는 바와 같이, 제1 변형예에 따른 기판 처리 시스템(1A)은, 프리 자외선 조사 유닛(61) 및 포스트 자외선 조사 유닛(62) 대신에, 프리 자외선 조사 유닛(61) 및 포스트 자외선 조사 유닛(62)과 동일한 구성을 갖는 자외선 조사 유닛(63)(자외선 조사부의 일례)을 구비한다.
자외선 조사 유닛(63)은, 에칭 장치(5)의 에칭 유닛(501)에 의해 드라이 에칭 처리가 실시된 후의 웨이퍼(W)에 대하여, 질소 분위기 하에서 200 ㎚ 이하의 파장의 자외선을 조사함으로써, 액 처리 전의 웨이퍼(W)를 제전한다. 또한, 자외선 조사 유닛(63)은, 처리 유닛(16)에 의해 액 처리가 행해진 후의 웨이퍼(W)에 대하여, 질소 분위기 하에서 200 ㎚ 이하의 파장의 자외선을 조사함으로써, 액 처리 후의 웨이퍼(W)를 제전한다.
또한, 자외선 조사 유닛(63)은, 프리 자외선 조사 처리에 있어서의 질소 분위기의 농도가, 포스트 자외선 조사 처리에 있어서의 질소 분위기의 농도보다 낮아지도록 질소의 공급 유량이 제어된다. 즉, 자외선 조사 유닛(63)은, 프리 자외선 조사 처리에 있어서의 자외선 조사 유닛(63) 내의 산소 농도가 포스트 자외선 조사 처리에 있어서의 자외선 조사 유닛(63) 내의 산소 농도보다 높아지도록 한다.
또한, 도 10에 나타내는 바와 같이, 프리 자외선 조사 유닛(61) 및 포스트 자외선 조사 유닛(62) 중, 프리 자외선 조사 유닛(61)은, 에칭 장치(5B)에 마련되어도 좋다. 이 경우, 프리 자외선 조사 유닛(61)에 의해 제전된 웨이퍼(W)가 기판 처리 시스템(1B)에 반입되어, 기판 처리 시스템(1B)에 있어서 처리 유닛(16)에 의한 액 처리 및 포스트 자외선 조사 유닛(62)에 의한 포스트 자외선 조사 처리가 행해지게 된다.
또한, 전술한 실시형태 및 변형예에서는, 드라이 에칭 후의 웨이퍼(W)에 대하여 프리 자외선 조사 처리나 포스트 자외선 조사 처리를 행하는 경우의 예에 대해서 설명하였지만, 프리 자외선 조사 처리나 포스트 자외선 조사 처리를 행하는 웨이퍼(W)는, 드라이 에칭 후의 웨이퍼(W)에 한정되지 않는다.
또한, 전술한 실시형태 및 변형예에서는, 프리 자외선 조사 처리 및 포스트 자외선 조사 처리에 있어서, 불활성 가스로서 질소를 이용하는 것으로 하였지만, 불활성 가스는 질소에 한정되지 않고, 예컨대 아르곤이나 헬륨 등이어도 좋다.
또한, 전술한 실시형태 및 변형예에서는, 프리 자외선 조사 처리 및 포스트 자외선 조사 처리에 있어서, 대기 분위기를 불활성 가스 분위기로 치환함으로써, 산소 농도를 저하시키는 것으로 하였지만, 산소량을 저하시키는 방법이어도 좋다. 예컨대, 프리 자외선 조사 유닛(61) 및 포스트 자외선 조사 유닛(62)이 밀폐식의 챔버를 구비하는 경우에는, 진공 펌프 등의 감압 장치를 이용하여 챔버 내를 감압함으로써 챔버 내의 산소량을 저하시켜도 좋다.
전술해 온 바와 같이, 실시형태에 따른 기판 처리 시스템(1)(기판 처리 장치의 일례)은, 처리 유닛(16)(처리액 공급부의 일례)과, 포스트 자외선 조사 유닛(62)(자외선 조사부의 일례)을 구비한다. 처리 유닛(16)은, 웨이퍼(W)(기판의 일례)에 대하여 DHF(처리액의 일례)를 공급한다. 포스트 자외선 조사 유닛(62)은, 처리 유닛(16)에 의해 DHF가 공급된 후의 웨이퍼(W)에 대하여 200 ㎚ 이하의 파장의 자외선을 조사함으로써, DHF가 공급된 후의 웨이퍼(W)를 제전한다.
따라서, 실시형태에 따른 기판 처리 시스템(1)에 따르면, 액 처리 전후의 기판을 제전할 수 있다.
추가적인 효과나 변형예는, 당업자에 의해 용이하게 도출할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 보다 광범한 양태는, 이상과 같이 나타내며 또한 기술한 특정한 상세 및 대표적인 실시형태에 한정되는 것이 아니다. 따라서, 첨부된 청구범위 및 그 균등물에 의해 정의되는 총괄적인 발명의 개념의 정신 또는 범위로부터 일탈하는 일없이, 여러 가지 변경이 가능하다.

Claims (6)

  1. 기판에 대하여 처리액을 공급하는 처리액 공급 공정과,
    상기 처리액 공급 공정 전 및 상기 처리액 공급 공정 후 중 적어도 한쪽에 있어서, 상기 기판에 대하여 200 ㎚ 이하의 파장의 자외선을 조사함으로써, 상기 기판을 제전(除電)하는 자외선 조사 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 자외선 조사 공정은, 불활성 가스 분위기 하에서, 상기 기판에 대하여 200 ㎚ 이하의 파장의 자외선을 조사하는 것인, 기판 처리 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 자외선 조사 공정은, 대기보다 낮은 산소 농도의 분위기 하에서, 상기 기판에 대하여 200 ㎚ 이하의 파장의 자외선을 조사하는 것인, 기판 처리 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 자외선 조사 공정은, 상기 처리액 공급 공정 후의 기판에 대하여 자외선을 조사할 때의 상기 불활성 가스의 농도보다 낮은 농도의 상기 불활성 가스 분위기 하에서, 상기 처리액 공급 공정 전의 기판에 대하여 자외선을 조사하는 것인, 기판 처리 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 자외선 조사 공정은, 상기 처리액 공급 공정 후의 기판에 대하여 자외선을 조사할 때의 상기 산소 농도보다 높은 농도의 상기 분위기 하에서, 상기 처리액 공급 공정 전의 기판에 대하여 자외선을 조사하는 것인, 기판 처리 방법.
  6. 기판에 대하여 처리액을 공급하는 처리액 공급부와,
    상기 처리액 공급부에 의해 상기 처리액이 공급되기 전의 기판 및 상기 처리액 공급부에 의해 상기 처리액이 공급된 후의 기판 중 적어도 한쪽에 대하여 200 ㎚ 이하의 파장의 자외선을 조사함으로써, 상기 기판을 제전하는 자외선 조사부를 구비하는, 기판 처리 장치.
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